JP2015220877A - ワイヤレス給電システムおよびワイヤレス電力伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】送電コイルに対する移動体の相対的な位置関係が変化しても効果的な漏洩磁界低減が可能なワイヤレス給電システムおよびワイヤレス電力伝送システムを提供すること。【解決手段】ワイヤレス給電システムＳｔは、移動体Ｖへワイヤレスで電力を伝送するための走行レーンＬを備えたワイヤレス給電システムＳｔであって、走行レーンＬの幅方向に対して、コイルの軸方向が略平行となるように配置される送電コイルＬｔと、走行レーンＬの両側に、走行レーンＬの延在方向に沿って配置される電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、移動体へワイヤレスで電力を伝送するためのワイヤレス給電システムおよびワイヤレス電力伝送システムに関するものである。

近年、ケーブル等の機械的接触なしで電力を送電するために、相対させた１次（送電）コイルと２次（受電）コイルの間の電磁誘導作用を利用したワイヤレス電力伝送技術が注目されており、電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）やハイブリッド車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）に搭載された二次電池を充電するための給電装置としての利用の拡大が見込まれている。

このようなワイヤレス電力伝送技術は、機械的接触なしに電力伝送ができることから、電気自動車やハイブリッド車の走行中における、外部からの給電装置としての応用が期待されている。例えば、特許文献１では、移動体に設けられた複数の二次共振コイルにより、車両の走行中に車両外部の給電装置から車載の蓄電装置へ効率良く電力を伝送するための技術が開示されている。

一方、ワイヤレス電力伝送技術を電気自動車等のパワーエレクトロニクス装置における充電装置へ適応した場合においては、大電力伝送が要求されるためにコイルに大電流を流す必要があることから、コイルから離れた場所に形成される漏洩磁界強度も高くなり、周囲の電子機器等に悪影響を及ぼす電磁波障害が生じる虞があった。

これに対して、特許文献２では、送電用共鳴器から受電用共鳴器へ送電可能なように一方向のみが開口された電磁気遮蔽材を備え、送電用共鳴器が電磁気遮蔽材の内部に格納された非接触送電装置が提案されている。

特開２０１１−１６７０３１号公報 特開２０１１−０７２１８８号公報

ところで、電気自動車の走行中にワイヤレス電力伝送を行う場合、走行方向において、送電コイルに対する受電コイルの相対的な位置関係が変化する環境下で電力伝送を行うことになる。こうした環境下においては、特許文献１に開示されるように送受電コイルの軸方向がそれぞれ上下方向に向いていると、コイルから離れた場所に形成される漏洩磁界の強度や分布は、送電コイルに対する受電コイルの相対的な位置関係に依存して大きく変化してしまう。

この特許文献１に開示される技術に特許文献２に開示される技術を適応したとしても、送電コイルに対する受電コイルの相対的な位置関係が変化すると、送電用共鳴器が格納される電磁気遮蔽材と受電共鳴器が格納される電磁気遮蔽材との間から磁束が漏洩し易くなり、周囲に不要な漏洩磁界が形成される虞があった。

そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、送電コイルに対する移動体の相対的な位置関係が変化しても効果的に漏洩磁界が低減可能なワイヤレス給電システムおよびワイヤレス電力伝送システムを提供することを目的とする。

本発明に係るワイヤレス給電システムは、移動体へワイヤレスで電力を伝送するための走行レーンを備えたワイヤレス給電システムであって、走行レーンの幅方向に対してコイルの軸方向が略平行となるように配置される送電コイルと、走行レーンの延在方向に沿って、走行レーンの両側に配置される電磁遮蔽壁と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、走行レーンの幅方向に対してコイルの軸方向が略平行となるように配置される送電コイルは、走行レーン上の路面に対して略平行、かつ、移動体の進行方向と略直交する向きの磁界を発生する。すなわち、送電コイルから磁束が漏れる向きは、移動体の進行方向と略直交する向きとなる。この場合、走行レーン上を移動する移動体の送電コイルに対する相対的な位置関係が変化しても、送電コイルから磁束が漏れる向きは、常に移動体の進行方向と略直交する向きとなる。また、本発明では、走行レーンの延在方向に沿って電磁遮蔽壁が配置されているので、送電コイルから磁束が漏れる向きに電磁遮蔽壁が位置することとなる。その結果、送電コイルに対する移動体の相対的な位置関係が変化しても効果的に漏洩磁界が低減可能となる。

好ましくは、電磁遮蔽壁は、磁性体壁と、磁性体壁の外側に配置される導体壁と、を備えるとよい。この場合、送電コイルによって発生する磁束のうち、送電コイルから離れた場所にまで大きく周回する磁束は、磁気抵抗率の低い磁性体壁を通る磁路を形成し易くなり、さらに、磁性体壁の外側に配置される導体壁により、磁束が磁性体壁から走行レーンの外側へ通過することが抑制される。その結果、電磁遮蔽壁の外側へ漏れる磁束は減少し、電磁遮蔽壁の外側における磁束密度によって示される漏洩磁界強度も低下するので、より効果的に漏洩磁界を低減できる。

より好ましくは、走行レーンの両側に配置される磁性体壁同士を磁気的に接続する磁気接続部材をさらに備えるとよい。この場合、送電コイルによって発生する磁束のうち、送電コイルから離れた場所にまで大きく周回する磁束は、一方の磁性体壁と、磁気接続部材と、他方の磁性体壁と、を通過する磁路を形成し易くなる。その結果、電磁遮蔽壁の外側へ漏れる磁束はより減少し、より一層効果的に漏洩磁界を低減できる。なお、ここで言う「磁気的に接続」とは、磁気接続部材を、磁性体壁と磁気接続部材を共に通過する磁路の磁気抵抗が低くなるように配置することを意味する。

より好ましくは、送電コイルと磁気接続部材の間に配設される導体板をさらに備えるとよい。この場合、導体板により、送電コイルと磁気接続部材の磁気的な結合が抑制されるので、移動体が備える受電コイルに鎖交する磁束が減少して電力伝送効率が低下することを防ぐことができる。

本発明に係るワイヤレス電力伝送システムは、上記ワイヤレス給電システムと、受電コイルが搭載された移動体と、を備え、電磁遮蔽壁の高さは、受電コイルが位置する高さよりも高いことを特徴とする。本発明によれば、送電コイルに対する移動体の相対的な位置関係が変化しても効果的に漏洩磁界が低減可能となるワイヤレス電力伝送システムを提供することができる。また、本発明に係るワイヤレス電力伝送システムにおいては、電磁遮蔽壁の高さが、受電コイルが位置する高さよりも高くなっているため、電磁遮蔽壁の外側へ漏れる磁束をより一層低減できる。その結果、より確実に漏洩磁界を低減できるワイヤレス電力伝送システムを提供することができる。

以上のように、本発明によれば、送電コイルに対する移動体の相対的な位置関係が変化しても効果的に漏洩磁界が低減可能なワイヤレス給電システムおよびワイヤレス電力伝送システムを提供することができる。

本発明の好適な実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムと負荷の電気的な構成を負荷Ｒとともに示すシステム模式構成図である。 本発明の好適な実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおいて、ワイヤレス給電システムの送電コイルと走行レーンと電磁遮蔽壁を移動体とともに示す斜視図である。 図２におけるＩ−Ｉ線に沿う模式断面図である。 図３において、送電コイルが発生する磁束を模式的に示した図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

まず、図１〜図３を参照して、本発明の好適な実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１の全体構成について説明する。図１は、本発明の好適な実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムと負荷の電気的な構成を示すシステム模式構成図である。図２は、本発明の好適な実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムおいて、ワイヤレス給電システムの送電コイルと走行レーンと電磁遮蔽壁を移動体とともに示す斜視図である。図３は、図２におけるＩ−Ｉ線に沿う模式断面図である。

ワイヤレス電力伝送システムＳ１は、ワイヤレス給電システムＳｔと、ワイヤレス受電システムＳｒとを備える。ワイヤレス給電システムＳｔは、電源ＰＷと、インバータＩＮＶと、送電コイルＬｔと、走行レーンＬと、電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２と、磁気接続部材Ｆｇと、導体板Ｓｇと、を備える。ワイヤレス受電システムＳｒは、受電コイルＬｒと、整流器ＤＢと、を備える。なお、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１は、移動体へのワイヤレス電力伝送システムに適応されるため、ワイヤレス給電システムＳｔは、地上側の給電設備に適応され、ワイヤレス受電システムＳｒは、移動体Ｖに搭載されることとなる。なお、図１〜図３では、移動体Ｖとして自動車が示されているが、本発明に係るワイヤレス給電システムおよびワイヤレス電力伝送システムはこれに限られることなく、例えば、電車やモノレール、または、工場内を移動して製品を輸送する産業機器などにも適応可能である。

電源ＰＷは、図１に示されるように、直流電力を後述するインバータＩＮＶに供給する。電源ＰＷとしては、直流電力を出力するものであれば特に制限されず、商用交流電源を整流・平滑した直流電源、二次電池、太陽光発電した直流電源、あるいはスイッチングコンバータ等のスイッチング電源装置などが挙げられる

インバータＩＮＶは、電源ＰＷから供給される入力直流電力を交流電力に変換する機能を有している。インバータＩＮＶは、電源ＰＷから供給される入力直流電力を交流電力に変換し、後述する送電コイルＬｔに供給する。インバータＩＮＶとしては、複数のスイッチング素子リッジ接続されたスイッチング回路から構成される。このスイッチング回路を構成するスイッチング素子としては、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＢＧＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの素子が挙げられる。なお、図２および図３においては、電源ＰＷおよびインバータＩＮＶの図示は省略されているが、電源ＰＷおよびインバータＩＮＶを設置する位置は特に制限されず、後述する走行レーンＬおよび後述する電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２の横に設置されていてもよく、後述する走行レーンＬの下の地中に設置されていてもよい。

送電コイルＬｔは、インバータＩＮＶから供給された交流電力を後述する受電コイルＬｒに送電する機能を有する。送電コイルＬｔは、図３に示されるように、板状または棒状の磁性コアＣｔに銅やアルミニウム等のリッツ線から構成される巻線Ｗｔを螺旋状に巻回して形成されるソレノイドコイルである。送電コイルＬｔの巻数は、後述する受電コイルＬｒとの間の離間距離や所望の電力伝送効率などに基づいて適宜設定される。送電コイルＬｔは後述する走行レーンＬ上もしくは後述する走行レーンＬの中に設置される。本実施形態においては、送電コイルＬｔは、走行レーンＬ上に配置されている。

送電コイルＬｔは、後述する走行レーンＬの幅方向に対して送電コイルＬｔの軸方向が略平行となるように配置される。すなわち、送電コイルＬｔ軸方向は、後述する走行レーンＬ上の路面に対して略平行、かつ、後述する移動体Ｖの進行方向と略直交する向きとなる。その結果、送電コイルＬｔは、後述する走行レーンＬ上の路面に対して略平行、かつ、後述する移動体Ｖの進行方向と略直交する向きの磁界を発生することとなる。ただし、ここで言う「走行レーンＬ上の路面に対して略平行」とは、走行レーンＬ上の路面の意図しない傾きや、送電コイルＬｔの設置誤差などまでも排除する意味ではない。また、ここで言う「移動体Ｖの進行方向と略直交」とは、送電コイルＬｔの設置誤差などの軽微な傾きまでも排除する意味ではなく、さらに、設計上想定される移動体Ｖの進行方向と、実際の移動体Ｖの進行方向の違い程度の差は許容されるべきものである。

走行レーンＬは、ワイヤレス電力伝送を行うために後述する移動体Ｖが通過する領域または道路である。なお、本実施形態においては、走行レーンＬは１車線であるが、複数の車線を備えてもよい。また、走行レーンＬには、移動体の操縦者に進行方向を促すために、センターラインやガイドラインの表示が設けられていてもよく、進行方向を制御するためにガイドレールなどが設置されていてもよい。ただし、本実施形態においては、走行レーンＬの両側には、進行方向に沿って後述する電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２が配置されるので、走行レーンＬを移動体Ｖが進行する方向は、概ね一方向に定まることとなる。そのため、外観によって走行レーンＬの区画が判断できる措置を省略することが可能となる。

本実施形態においては、図３に示されるように、走行レーンＬは、地面上に設置されている。この場合、走行レーンＬ上の路面とは、移動体Ｖのタイヤと接触する平面であり、具体的には、後述する導体板Ｓｇの移動体Ｖと対向する面となる。なお、走行レーンＬは、地中に設置されてもよく、この場合、走行レーンＬ上の路面とは、走行レーンＬが配置される地表面となる。また、本発明における走行レーンＬの幅方向とは、走行レーンＬの形状に関わらず、走行レーンＬ上の路面に対して略平行、かつ、移動体Ｖの進行方向と略直交する向きを意味する。

電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２は、走行レーンＬの両側に、走行レーンＬの延在方向に沿って配置される。具体的には、図３に示されるように、電磁遮蔽壁Ｐ１は、走行レーンＬの延在方向に沿った一方の側（図示左側）に配置され、電磁遮蔽壁Ｐ２は、走行レーンＬの延在方向に沿った他方の側（図示右側）に配置される。これら電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２と導体壁Ｓｗ１，Ｓｗ２とを備える。なお、走行レーンＬが複数の車線を備える場合には、所望の漏洩磁界低減効果に応じて、各車線の両側に電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２を設けてもよく、走行レーンＬの両側にのみ電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２を設けてもよい。ここで、走行レーンＬの延在方向とは、走行レーンＬの形状に関わらず、概ね走行レーンＬを移動体Ｖが走行すると想定される向きを意味する。

磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２は、それぞれ電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２において走行レーンＬ側に配置される。この磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２は、漏れ磁束が通過する磁路が形成され易い構成とすることが望ましく、比透磁率が高く磁気抵抗率が低いフェライトなどの磁性材料で構成されると好ましい。

導体壁Ｓｗ１，Ｓｗ２は、それぞれ電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２において走行レーンＬとは反対側に配置される。具体的には、導体壁Ｓｗ１，Ｓｗ２は、それぞれ磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２の走行レーンＬに対する外側に配置される。つまり、走行レーンＬから見て、磁性体壁Ｆｗ１、導体壁Ｓｗ１の順に配置され、同様に、走行レーンＬから見て、磁性体壁Ｆｗ２、導体壁Ｓｗ２の順に配置されることとなる。この導体壁Ｓｗ１，Ｓｗ２は、誘導電流、渦電流などにより磁界を打消して、磁束の透過を抑制するための電磁シールド材として機能する。導体壁Ｓｗ１，Ｓｗ２としては、表面が電磁シールド材として機能する非磁性の導体であれば特に制限されず、アルミニウムや銅、あるいは表面に亜鉛メッキを施した鋼板等が挙げられる。

磁気接続部材Ｆｇは、電磁遮蔽壁Ｐ１の磁性体壁Ｆｗ１と電磁遮蔽壁Ｐ２の磁性体壁Ｆｗ２を磁気的に接続する機能を有する。つまり、走行レーンＬの両側に配置される磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２同士を磁気的に接続することとなる。この場合、送電コイルＬｔによって発生する磁束のうち、送電コイルＬｔから離れた場所にまで大きく周回する磁束は、磁性体壁Ｆｗ１と、磁気接続部材Ｆｇと、磁性体壁Ｐｗ２と、を通過する磁路を形成し易くなる。その結果、電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２の外側へ漏れる磁束はより減少し、より一層効果的に漏洩磁界を低減できる。なお、ここで言う「磁気的に接続」とは、磁気接続部材Ｆｇを、磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２と磁気接続部材Ｆｇを共に通過する磁路の磁気抵抗が低くなるように配置することを意味する。したがって、磁気接続部材Ｆｇは比透磁率が高く磁気抵抗率が低いフェライトなどの磁性材料で構成することが望ましい。本実施形態においては、磁気接続部材Ｆｇは板状のフェライトで構成されており、一方の端部が電磁遮蔽壁Ｐ１の磁性体壁Ｆｗ１に接続され、他方の端部が電磁遮蔽壁Ｐ２の磁性体壁Ｆｗ２に接続されている。ただし、磁気接続部材Ｆｇにより、磁性体壁Ｆｗ１と磁性体壁Ｆｗ２が磁気的に接続されれば良いので、磁気接続部材Ｆｇと磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２は必ずしも物理的に接触する必要はなく、磁気接続部材Ｆｇと磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２それぞれとの間にある程度の隙間があってもよい。

導体板Ｓｇは、磁気接続部材Ｆｇの移動体Ｖと対向する面側、かつ、送電コイルＬｔの移動体Ｖと対向する面とは反対面側であって、磁気接続部材Ｆｇに沿って配置される。すなわち、導体板Ｓｇは、送電コイルＬｔと磁気接続部材Ｆｇとの間に配設されることとなる。この導体板Ｓｇは、誘導電流、渦電流などにより磁界を打消して、送電コイルＬｔと磁気接続部材Ｆｇの磁気的な結合を抑制するための電磁シールド材として機能する。その結果、後述する受電コイルＬｒに鎖交する磁束が減少して電力伝送効率が低下することを防ぐことができる。導体版Ｓｇとしては、表面が電磁シールド材として機能する非磁性の導体であれば特に制限されず、アルミニウムや銅、あるいは表面に亜鉛メッキを施した鋼板等が挙げられる。後述する受電コイルＬｒと送電コイルＬｔとの対向方向から送電コイルＬｔと導体板Ｓｇを見たとき、導体板Ｓｇの外輪郭は送電コイルＬｔの外輪郭よりも大きくなるように構成されているとよい。

受電コイルＬｒは、送電コイルＬｔから送電された交流電力を受電する機能を有する。本実施形態においては、受電コイルＬｒは、図３に示されるように、磁性コアＣｒと巻線Ｗｒを備えている。受電コイルＬｒは、螺旋状に巻回されるソレノイドコイルであり、板状または棒状の磁性コアＣｒに銅やアルミニウム等のリッツ線から構成される巻線Ｗｒを巻回して形成されている。また、受電コイルＬｒの軸方向は、送電コイルＬｔの軸方向と平行となっている。受電コイルＬｒの巻数は、送電コイルＬｔとの間の離間距離や所望の電力伝送効率などに基づいて適宜設定される。このように構成される受電コイルＬｒは、移動体Ｖの走行レーンＬ側に配置される。本実施形態では、移動体Ｖに配置された受電コルＬｒが位置する高さは、電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２の高さよりも低くなっている。言い換えれば、電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２の高さは、移動体Ｖに配置された受電コイルＬｒが位置する高さよりも高い。この場合、電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２の外側へ漏れる磁束をより一層低減できるため、より確実に漏洩磁界を低減できる。

整流回路ＤＢは、移動体Ｖに配置され、受電コイルＬｒが受電した交流電力を直流電力に整流する機能を有している。整流回路ＤＢとしては、ダイオードブリッジを用いた全波整流機能と、コンデンサ及び三端子レギュレータを用いた電力平滑化機能を備えた変換回路などが挙げられる。この整流回路ＤＢにより整流された直流電力は、負荷Ｒに出力される。ここで、負荷Ｒとしては、移動体Ｖに搭載される二次電池が挙げられる。

次に、図４を参照して、本実施形態における送電コイルＬｔが発生する磁束と、不要な漏洩磁界の低減作用について説明する。図４は、図３において、送電コイルが発生する磁束を模式的に示した図である。ただし、送電コイルＬｔの磁性コアＣｔと、受電コイルＬｒの磁性コアＣｒと、磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２と、磁気接続部材Ｆｇ中における磁束の図示は省略している。

図４では、送電コイルＬｔに鎖交する磁束のうち、受電コイルＬｒにも鎖交する磁束Ｂｔと、受電コイルＬｒに鎖交しない磁束Ｂｎが示されている。ここで、送電コイルＬｔは、走行レーンＬ上の路面に対して略平行、かつ、移動体Ｖの進行方向と略直交する向きの磁界を発生するので、磁束Ｂｔ，Ｂｎは、走行レーンＬ上の路面に沿って、移動体Ｖの進行方向と略直交する向きに送電コイルＬｔに鎖交することとなる。

図４に示されるように、送電コイルＬｔは、受電コイルＬｒに鎖交する磁束Ｂｔを発生している。この磁束Ｂｔが受電コイルＬｒに鎖交することで、受電コイルＬｒの巻線Ｗｒに起電力が生じる。そして、受電コイルＬｒに生じた電力は、整流回路ＤＢによって整流され、負荷Ｒに出力される。

ここで、導体板Ｓｇが送電コイルＬｔと磁気接続部材Ｆｇとの間に設置されているため、磁束Ｂｔが磁気接続部材Ｆｇを通過する磁路を形成してしまうことにより、受電コイルＬｒに鎖交する磁束が減少することが抑制される。すなわち、導体板Ｓｇによって、送電コイルＬｔと磁気接続部材Ｆｇの磁気的な結合が高くなり過ぎることが抑制され、送電コイルＬｔと受電コイルＬｒの顕著な磁気的結合の低下を防ぐことができる。その結果、電力伝送効率の低下が抑制される。

一方、図４に示されるように、送電コイルＬｔは、受電コイルＬｒに鎖交しない磁束Ｂｎを発生しており、磁束Ｂｎは、送電コイルＬｔから、移動体Ｖの進行方向に対して略直交する方向に漏れる磁路を形成している。すなわち、送電コイルＬｔから磁束Ｂｎが漏れる向きは、移動体Ｖの進行方向に対して略直交する向きである。ここで、走行レーンＬの両側には走行レーンＬの延在方向に沿って電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２が配置されるので、磁束Ｂｎが電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２の外側に漏れることは抑制される。その結果、電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２の外側の磁束密度によって示される漏洩磁界強度は小さくなる。

以上のように、本実施形態に係るワイヤレス給電システムＳｔが備える、走行レーンＬの幅方向に対して軸方向が略平行となるように配置される送電コイルＬｔは、走行レーンＬ上の路面に対して略平行、かつ、移動体Ｖの進行方向と略直交する向きの磁界を発生する。すなわち、送電コイルＬｔから磁束Ｂｎが漏れる向きは、移動体Ｖの進行方向と略直交する向きとなる。この場合、走行レーンＬ上を移動する移動体Ｖの送電コイルＬｔに対する相対的な位置関係が変化しても、送電コイルＬｔから磁束Ｂｎが漏れる向きは、常に移動体Ｖの進行方向と略直交する向きとなる。また、本実施形態では、走行レーンＬの両側に走行レーンＬの延在方向に沿って電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２が配置されているので、送電コイルＬｔから磁束Ｂｎが漏れる向きに電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２が位置することとなる。その結果、送電コイルＬｔに対する移動体Ｖの相対的な位置関係が変化しても効果的に漏洩磁界が低減可能となる。

また、本実施形態においては、電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２と、磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２の外側に配置される導体壁Ｓｗ１，Ｓｗ２と、を備える。したがって、移動体Ｖの進行方向に対して略直交する方向に漏れた磁束Ｂｎは、磁気抵抗率の低い磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２を通る磁路を形成し易くなり、さらに、磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２の外側に配置される導体壁Ｓｗ１，Ｓｗ２により、磁束Ｂｎが磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２から走行レーンＬの外側へ通過することが抑制される。その結果、電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２の外側へ漏れる磁束は減少し、より効果的に漏洩磁界を低減できる。

さらに、本実施形態においては、走行レーンＬの両側に配置される磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２同士を磁気的に接続する磁気接続部材Ｆｇを備える。つまり、磁性体壁Ｆｗ１と磁性体壁Ｆｗ２は、磁気接続部材Ｆｇによって磁気的に接続されている。したがって、磁束Ｂｎは、磁性体壁Ｆｗ１と、磁気接続部材Ｆｇと、磁性体壁Ｆｗ２と、を通過する磁路を形成し易くなる。その結果、電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２の外側へ漏れる磁束はより減少し、より一層効果的に漏洩磁界を低減できる。

またさらには、本実施形態においては、送電コイルＬｔと磁気接続部材Ｆｇの間に配設される導体板Ｓｇを備える。そのため、導体板Ｓｇにより、送電コイルＬｔと磁気接続部材Ｆｇの磁気的な結合が抑制されるので、移動体Ｖが備える受電コイルＬｒに鎖交する磁束が減少して電力伝送効率が低下することを防ぐことができる。

また、本実施形態においては、電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２の高さは、受電コイルＬｒが位置する高さよりも高い。したがって、漏れ磁束のうち、電磁遮蔽壁Ｐ１または電磁遮蔽壁Ｐ２と移動体Ｖとの間の空間を通過する漏れ磁束も、より磁気抵抗率の低い磁性体壁Ｆｗ１，Ｆｗ２を通過する磁路を形成し易くなり、その結果、電磁遮蔽壁Ｐ１，Ｐ２の外側へ漏れる磁束をより一層低減できるので、より確実に漏洩磁界を低減できる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

ここで、本発明の効果を十分得るためには、「走行レーンＬの幅方向」とは、ある程度のずれが許容されるものであり、具体的には、送電コイルＬｔの軸方向の延長線が電磁遮蔽壁Ｐ１および電磁遮蔽壁Ｐ２に交わるように送電コイルＬｔが配置されれば、本発明の効果が得られることが考慮されるべきである。

Ｓ１…ワイヤレス電力伝送装置、Ｓｔ…ワイヤレス給電システム、ＰＷ…電源、ＩＮＶ…インバータ、Ｌｔ…送電のコイル、Ｗｔ…送電コイルの巻線、Ｃｔ…送電コイルの巻線、Ｌ…走行レーン、Ｆｇ…磁気接続部材、Ｓｇ…導体板、Ｐ１，Ｐ２…電磁遮蔽壁、ＦＷ１，Ｆｗ２…磁性体壁、Ｓｗ１，Ｓｗ２…導体壁、Ｌｒ…受電コイル、ＤＢ…整流回路、Ｒ…負荷、Ｖ…移動体。

Claims (5)

1. 移動体へワイヤレスで電力を伝送するための走行レーンを備えたワイヤレス給電システムであって、
   前記走行レーンの幅方向に対して、コイルの軸方向が略平行となるように配置される送電コイルと、
   前記走行レーンの延在方向に沿って、前記走行レーンの両側に配置される電磁遮蔽壁と、を備えることを特徴とするワイヤレス給電システム。
2. 前記電磁遮蔽壁は、磁性体壁と、前記磁性体壁の外側に配置される導体壁と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のワイヤレス給電システム。
3. 前記走行レーンの両側に配置される前記磁性体壁同士を磁気的に接続する磁気接続部材をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のワイヤレス給電システム。
4. 前記送電コイルと前記磁気接続部材の間に配設される導体板をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のワイヤレス給電システム。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のワイヤレス給電システムと、
   受電コイルが搭載された移動体と、を備え、
   前記電磁遮蔽壁の高さは、前記受電コイルが位置する高さよりも高いことを特徴とするワイヤレス電力伝送システム。

Images