JP2016015791A - 電力伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力を車両に効率良く伝送すること。
【解決手段】送電装置２１０は、所定の距離を隔てて配置され、当該所定の距離を含む合計幅が近傍界であるλ／２π以下の長さを有する１組の第１組電極２１１，２１２と、第１組電極に対して交流電力を供給する供給手段と、供給手段と第１組電極の少なくとも一方の間に挿入される第１インダクタ２１３，２１４と、を有し、受電装置２２０は、所定の距離を隔てて配置され、当該所定の距離を含む合計幅が近傍界であるλ／２π以下の長さを有する１組の第２組電極２２１，２２２と、第２組電極から車両が有する負荷に対して交流電力を出力する出力手段と、出力手段と第２組電極の少なくとも一方の間に挿入される第２インダクタ２２３，２２４と、を有し、送電装置は、車両の側面の一部に設けられた非導電性部材（表板２０１ａ）を介して交流電力を受電装置に送電する。
【選択図】図９

Description

本発明は、電力伝送システムに関するものである。

特許文献１には、無線によって車両に電力を伝送し、車両の二次電池を充電する技術が開示されている。

特開２０１３−１８３５９６号公報

ところで、車両の底部には金属製の部材（例えば、シャーシ等）が存在するため、特許文献１に開示された技術では、このような金属製の部材の影響によって、電力の伝送効率が低下するという問題点がある。また、車両が移動している際には給電できないという問題点もある。

そこで、本発明は、電力を車両に効率良く伝送する電力伝送システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、車両の外部に配置された送電装置と、車両に搭載され、前記送電装置から送電される交流電力を受電する受電装置とを有する電力伝送システムにおいて、前記送電装置は、所定の距離を隔てて配置され、当該所定の距離を含む合計幅が近傍界であるλ／２π以下の長さを有する１組の第１組電極と、前記第１組電極に対して交流電力を供給する供給手段と、前記供給手段と前記第１組電極の少なくとも一方の間に挿入される第１インダクタと、を有し、前記受電装置は、所定の距離を隔てて配置され、当該所定の距離を含む合計幅が近傍界であるλ／２π以下の長さを有する１組の第２組電極と、前記第２組電極から前記車両が有する負荷に対して交流電力を出力する出力手段と、前記出力手段と前記第２組電極の少なくとも一方の間に挿入される第２インダクタと、を有し、前記送電装置は、前記車両の側面の一部に設けられた非導電性部材を介して前記交流電力を前記受電装置に送電する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、電力を車両に効率良く伝送することができる。

また、本発明は、前記車両の側面は搭乗者が乗降する際に開閉されるドアであり、前記ドアの前記交流電力を通過する領域が非導電性部材である樹脂によって構成され、前記受電装置は、前記ドア内に配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、車両の物理的な強度を低下させることなく、電力を効率よく伝送することができる。

また、本発明は、所定の距離を隔てて配置され、当該所定の距離を含む合計幅が近傍界であるλ／２π以下の長さを有する１組の第３組電極と、前記第３組電極同士を接続する第３インダクタと、を有する中継装置をさらに有し、前記中継装置は、前記ドア内に配置され、前記車両の側面に設けられた非導電性部材を介して前記交流電力を受電し、前記受電装置に中継し、前記受電装置は、前記負荷に対して固定して配置されることを特徴とする。
このような構成によれば、中継装置を用いることにより、可動部を介した受電装置と負荷の接続が不要となり、接続機構を簡素化できるとともに、伝送効率を劣化させることなく、伝送距離を伸ばすことができる。

また、本発明は、前記送電装置は、道路と略直交する壁面またはガードレールに配置されることを特徴とする。
このような構成によれば、例えば、壁面の場合には壁面に沿って停車させるだけで電力を受電することができ、また、ガードレールの場合には走行中にも電力を受電することができる。

本発明によれば、電力を車両に効率良く伝送することが可能な電力伝送システムを提供することが可能となる。

本発明の実施形態の動作原理を説明するための図である。 図１に示す構成例の等価回路である。 図２に示す等価回路の伝送特性を示す図である。 本発明の実施形態の原理を説明する送電用カプラの構成例を示す図である。 本発明の原理を説明する送電用カプラと受電用カプラの構成例を示す図である。 図５に示す構成例の送電用カプラの入力インピーダンスのスミスチャートである。 図５に示す構成例のパラメータＳ１１，Ｓ２１，η２１の周波数特性を示す図である。 本発明の実施形態の構成例を示す図である。 車両に配置されている受電用カプラの詳細な構成例を示す図である。 図８に示す送電用カプラと受電用カプラの詳細な構成例を示す図である。 ガードレールに送電用カプラを配置した構成例を示す図である。 ガードレールに送電用カプラを配置した構成例を示す図である。 中継用カプラを配置した場合の構成例を示す図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）実施形態の動作原理の説明
まず、本発明の実施形態について説明する前に、本発明の動作原理について説明する。図１は、本発明の動作原理を説明するための図である。この図の例では、電力伝送システム１は、送電装置１０、および、受電装置２０を有している。

ここで、送電装置１０は、電極１１，１２、インダクタ１３，１４、接続線１５，１６、および、交流電力発生部１７を有している。また、受電装置２０は、電極２１，２２、インダクタ２３，２４、接続線２５，２６、および、負荷２７を有している。電極１１，１２およびインダクタ１３，１４は送電用カプラを構成する。電極２１，２２およびインダクタ２３，２４は受電用カプラを構成する。

ここで、電極１１，１２は、導電性を有する部材によって構成され、所定の距離ｄ１を隔てて配置されている。図１の例では、電極１１，１２，２１，２２として、略同一のサイズを有する矩形形状を有する平板状の電極が例示されている。また、電極１１と電極２１は距離ｄ２を隔てて対向するように平行に配置され、電極１２と電極２２も同じ距離ｄ２を隔てて対向するように平行に配置されている。なお、電極１１，１２，２１，２２としては、図１に示す以外の形状の電極であってもよい。例えば、円形または楕円形状の平板電極であったり、球形等の立体形状であったり、平板ではなく湾曲した形状または屈曲した形状の電極であったりしてもよい。

電極１１および電極１２の距離ｄ１を含む合計幅Ｄは、これらの電極から放射される電界の波長をλとした場合に、λ／２πで示される近傍界よりも狭くなるように設定されている。同様に、電極２１および電極２２の距離ｄ１を含む合計幅Ｄは、λ／２πで示される近傍界よりも狭くなるように設定されている。また、電極１１と電極２１および電極１２と電極２２の間の距離ｄ２についても、λ／２πで示される近傍界よりも短くなるように設定されている。

インダクタ１３，１４は、例えば、導電性の線材（例えば、銅線）を巻回して構成され、図１の例では、電極１１，１２の端部にそれぞれの一端が電気的に接続されている。接続線１５はインダクタ１３の他端と交流電力発生部１７の出力端子の一端とを接続する導電性の線材（例えば、銅線）によって構成される。接続線１６はインダクタ１４の他端と交流電力発生部１７の出力端子の他端とを接続する導電性の線材によって構成される。接続線１５，１６は、電極１１および電極１２に対して交流電力を供給する供給手段として機能する。なお、接続線１５，１６は、同軸ケーブルまたは平衡ケーブルによって構成される。

交流電力発生部１７は、所定の周波数の交流電力を発生し、接続線１５，１６を介してインダクタ１３，１４に供給する。

電極２１，２２は、電極１１，１２と同様に、導電性を有する部材によって構成され、所定ｄ１の距離を隔てて配置されている。

インダクタ２３，２４は、例えば、導電性の線材を巻回して構成され、図１の例では、電極２１，２２の端部にそれぞれの一端が電気的に接続されている。接続線２５はインダクタ２３の他端と負荷２７の入力端子の一端とを接続する導電性の線材（例えば、銅線）によって構成される。接続線２６はインダクタ２４の他端と負荷２７の入力端子の他端とを接続する導電性の線材によって構成される。接続線２５，２６は、電極２１および電極２２電極から負荷に対して交流電力を出力する出力手段として機能する。なお、接続線２５，２６は、同軸ケーブルまたは平衡ケーブルによって構成される。

負荷２７は、交流電力発生部１７から出力され、送電用カプラおよび受電用カプラを介して伝送された電力が供給される。なお、負荷２７は、例えば、整流装置および二次電池等によって構成されている。もちろん、これ以外であってもよい。

図２は、図１に示す電力伝送システム１の等価回路を示す図である。この図２において、インピーダンス２は交流電力発生部１７の出力インピーダンスを示し、インピーダンス２７は負荷２７の入力インピーダンスを示す。ここでは、ともにＺ０の値を有するとして説明する。なお、等価回路に明示されない接続線１５，１６及び接続線２５，２６の特性インピーダンスもＺ０とする。インダクタ３はインダクタ１３，１４に対応し、Ｌの素子値を有している。キャパシタ４は、電極１１，１２の間に生じる素子値Ｃのキャパシタから、電極１１，１２と電極２１，２２の間に生じる素子値Ｃｍのキャパシタを減じた素子値（Ｃ−Ｃｍ）を有する。キャパシタ５は、電極１１，１２と電極２１，２２の間に生じるキャパシタを示し、Ｃｍの素子値を有している。キャパシタ６は、電極２１，２２の間に生じる素子値Ｃのキャパシタから、電極１１，１２と電極２１，２２の間に生じる素子値Ｃｍのキャパシタを減じた素子値（Ｃ−Ｃｍ）を有する。インダクタ７はインダクタ２３，２４に対応し、Ｌの素子値を有している。抵抗８は、送電用カプラの抵抗を示し、インダクタ１３，１４に付随する抵抗値である。抵抗９は、受電用カプラの抵抗を示し、インダクタ２４，２４に付随する抵抗値である。

図３は、送電装置１０と受電装置２０の間のＳパラメータの周波数特性を示している。具体的には、図３の横軸は周波数を示し、縦軸は送電装置１０から受電装置２０への挿入損失（Ｓ２１）を示している。ここでは簡易的に、送電用カプラ及び受電用カプラの抵抗値を０とおいている。この図３に示すように、送電装置１０から受電装置２０への挿入損失は、周波数ｆ_Ｃでインピーダンス極大値を有し、周波数ｆ_Ｌおよびｆ_Ｈでインピーダンス整合点、すなわち、共振点を有している。ここで、周波数ｆ_Ｃは、図２に示すインダクタ３，７のインダクタンス値Ｌと、電極１１，１２または電極２１，２２によって形成されるキャパシタのキャパシタンス値Ｃによって定まる。また、周波数ｆ_Ｌおよびｆ_Ｈは、図２に示すインダクタ３，７のインダクタンス値Ｌと、電極１１，１２および電極２１，２２によって形成されるキャパシタのキャパシタンス値Ｃｍと、ならびに、電極１１，１２の間および電極２１，２２の間にそれぞれ生じるキャパシタのキャパシタンス値Ｃによって近似値として定まる。

交流電力発生部１７が発生する交流電力の周波数は、図３に示すｆ_Ｌからｆ_Ｈの近傍、望ましくはｆ_Ｃに設定する。交流電力の周波数がｆ_Ｌもしくはｆ_Ｈと一致していない場合でも、それらに近接していれば交流電力の周波数でのインピーダンスはＺ０に近い値を有するので、整合回路を適用することで容易に整合を取り送電装置１０から受電装置２０への挿入損失を略０ｄＢとすることが出来る。素子値Ｃｍは送受電極の相対位置関係により変動し、その結果として図３に示すＳ２１パラメータの周波数特性のグラフもＣｍの変化に応じて周波数シフトするが、交流電力の周波数が極値を取るｆ_Ｃに設定されていれば、Ｃｍ変動の影響を緩和することができる。

図１に示す実施形態では、送電装置１０の電極１１，１２と受電装置２０の電極２１，２２は、電界共振結合されており、送電装置１０の電極１１，１２から受電装置２０の電極２１，２２に対して電界によって交流電力が伝送される。

つまり、図１に示す実施形態では、送電装置１０の電極１１，１２と受電装置２０の電極２１，２２は、近傍界であるλ／２πよりも短い距離ｄ２だけ隔てて配置されているので、電極１１，１２から放射される電界成分が支配的である領域に電極２１，２２が配置される。また、電極１１，１２の間に形成されるキャパシタおよびインダクタ１３，１４による共振周波数と、電極２１，２２の間に形成されるキャパシタおよびインダクタ２３，２４による共振周波数とは略等しくなるように設定されている。このように、送電装置１０の電極１１，１２と受電装置２０の電極２１，２２は、電界共振結合されていることから、送電装置１０の電極１１，１２から受電装置２０の電極２１，２２に対して電界によって交流電力が効率よく伝送される。

図４および図５は、より具体的な構成例を示す斜視図である。ここで、図４は、送電用カプラ１１０の構成例を示している。また、図５は送電用カプラ１１０と受電用カプラ１２０とを配置した状態を示す斜視図である。

図４に示すように、送電用カプラ１１０は、矩形の板状形状を有する絶縁部材によって構成される回路基板１１８の表（おもて）面１１８Ａ上に、矩形形状を有する導電性部材によって構成される電極１１１，１１２が配置されて構成される。回路基板１１８の裏面１１８Ｂには、この図４の例では、電極等は配置されていない。具体的な構成例としては、例えば、ガラスエポキシ基板やガラスコンポジット基板等によって構成される回路基板１１８上に、銅等の導電性の薄膜によって電極１１１，１１２が形成される。電極１１１，１１２は、所定の距離ｄ１だけ離れた位置に平行に配置されている。また、距離ｄ１を含む電極１１１，１１２の幅Ｄは、これらの電極から放射される電界の波長をλとした場合に、λ／２πで示される近傍界よりも狭くなるように設定されている。なお、具体的なＤの長さとしては、例えば、使用周波数が１３．５６ＭＨｚの場合には、５０ｃｍ程度とし、また、これと直交する方向の長さＬについても５０ｃｍ程度とすることができる。

回路基板１１８の電極１１１，１１２の短手方向の端部には、インダクタ１１３，１１４の一端がそれぞれ接続されている。また、インダクタ１１３，１１４の他端は、接続線１１５，１１６の一端にそれぞれ接続されている。接続線１１５，１１６は、電極１１１，１１２の領域およびこれらに挟まれる領域を回避するように配置されるとともに、これらの領域から遠ざかる方向（図４の左下方向）に伸延するように配置されている。より詳細には、電極１１１，１１２のそれぞれの矩形領域と、これら２つの電極１１１，１１２によって挟まれた領域を回避して配置されるとともに、これらの領域から遠ざかる方向に伸延するように配置されている。このように配置することで、電極１１１，１１２と接続線１１５，１１６の間の干渉を少なくすることができるので、伝送効率の低下を防止できる。接続線１１５，１１６は、例えば、同軸ケーブルまたは平衡ケーブルによって構成されている。なお、接続線１１５，１１６の他端は、図示しない交流電力発生部の出力端子にそれぞれ接続されている。接続線１１５，１１６によって送電用カプラ１１０に交流電力発生部が接続されることにより、送電装置が構成される。

送電用カプラ１１０は、電極１１１，１１２が所定の距離ｄ１を隔てて配置されることによって形成されるキャパシタのキャパシタンスＣと、インダクタ１１３，１１４のインダクタンスＬによる直列共振回路を構成するので、これらによる固有の共振周波数ｆ_Ｃを有している。

受電用カプラ１２０は、送電用カプラ１１０と同様の構成とされ、回路基板１２８の表面１２８Ａ上に、矩形形状を有する導電性部材によって構成される電極１２１，１２２およびインダクタ１２３，１２４が配置され、インダクタ１２３，１２４の他端に接続線１２５，１２６が接続されて構成される。電極１２１，１２２によって形成されるキャパシタのキャパシタンスＣと、インダクタ１２３，１２４のインダクタンスＬによる直列共振回路の共振周波数ｆ_Ｃは送電用カプラ１１０と略同じに設定される。接続線１２５，１２６は、例えば、同軸ケーブルまたは平衡ケーブルによって構成されている。受電用カプラ１２０の接続線１２５，１２６の他端には、図示しない負荷が接続される。接続線１２５，１２６によって受電用カプラ１２０に負荷が接続されることにより、受電装置が構成される。

図５は、送電用カプラ１１０と受電用カプラ１２０を対向配置した状態を示す図である。この図に示すように、送電用カプラ１１０と受電用カプラ１２０は、回路基板１１８，１２８の表面１１８Ａ，１２８Ａが対向するように距離ｄ２を隔て、回路基板１１８，１２８が平行になるように配置される。送電用カプラ１１０と受電用カプラ１２０は、送電用カプラ１１０の２枚の電極１１１と１１２の間に生じる電界と受電用カプラ１２０の２枚の電極１２１と１２２の間に生じる電界を略平行とし、送電用カプラ１１０の２枚の電極１１１と１１２のギャップのｘ方向の位置と受電用カプラ１２０の２枚の電極１２１と１２２のギャップのｘ方向の位置が略同じ場合に、最も効率良く電力伝送ができる。

つぎに、図５の動作について説明する。図６は、送電用カプラ１１０と受電用カプラ１２０を２０ｃｍ隔てて対向配置した場合（ｄ２＝２０ｃｍの場合）における送電用カプラ１１０のインピーダンスＳ１１のスミスチャートを示している。この場合、測定器のポートインピーダンスは接続線路の特性インピーダンスＺ０（実数値）と等しい値に設定している。この図に示すように、本実施形態では、送電用カプラ１１０および受電用カプラ１２０のインピーダンスの軌跡は、スミスチャートの円の中心付近を通過することから、この付近において伝送を行うように設定することにより反射を抑えて効率良く電力を伝送することができる。

図７は、送電用カプラ１１０と受電用カプラ１２０を２０ｃｍ隔てて対向配置した場合（ｄ２＝２０ｃｍの場合）における送電用カプラ１１０と受電用カプラ１２０の間のＳパラメータの周波数特性を示す図である。この図において、実線は伝送効率η２１（＝｜Ｓ２１｜^２）の周波数特性を示している。破線は反射損η１１（＝｜Ｓ１１｜^２）の周波数特性を示している。ここで、パラメータＳ１１は送電用カプラ１１０から入力した信号の反射を示し、パラメータＳ２１は送電用カプラ１１０から受電用カプラ１２０への信号の通過を示し、伝送効率η２１は送電用カプラ１１０から受電用カプラ１２０への信号の伝送効率を示す。この図７に示すように、周波数２７．１２ＭＨｚにおいて、送電用カプラ１１０に入力した信号の反射が最小になるとともに、送電用カプラ１１０から受電用カプラ１２０への通過が最大になる。これにより、送電用カプラ１１０から受電用カプラ１２０への信号の伝送効率η２１が約９５％で最大となる。つまり、２０ｃｍにおいて、この電力伝送システム１はインピーダンスが整合すると言える。

（Ｂ）実施形態の説明
つぎに、図８を参照して、本発明の実施形態について説明する。この図８に示すように、本発明の実施形態に係る車両２００は、例えば、助手席のドア２０１の表板２０１ａが非伝導性部材（例えば、樹脂）によって構成されている。それ以外のドア（運転席および後部座席のドア）の表板については、金属製の部材によって構成される。なお、助手席のドア２０１以外のドアの表板についても非伝導性部材（例えば、樹脂）によって構成するようにしてもよい。

図９に示すように、ドア２０１内であって、表板２０１ａの内側には、受電用カプラ２２０が配置されている。ここで、受電用カプラ２２０は、電極２２１，２２２、インダクタ２２３，２２４、接続線２２５，２２６を有し、インダクタ２２３，２２４の出力は、接続線２２５，２２６を介して負荷２５０に接続されている。電極２２１，２２２は間隔ｄ１を隔てて配置され、電極２２１，２２２の距離ｄ１を含む合計幅Ｄは、これらの電極から放射される電界の波長をλとした場合に、λ／２πで示される近傍界よりも狭くなるように設定されている。また、電極２２１，２２２の長さはＬとされている。電極２２１，２２２の短手方向の端部には、インダクタ２２３，２２４の一端がそれぞれ接続されている。また、インダクタ２２３，２２４の他端は、接続線２２５，２２６の一端にそれぞれ接続されている。接続線２２５，２２６は、電極２２１，２２２の領域およびこれらに挟まれる領域を回避するように配置されるとともに、これらの領域から遠ざかる方向に伸延するように配置されている。より詳細には、電極２２１，２２２のそれぞれの矩形領域と、これら２つの電極２２１，２２２によって挟まれた領域を回避して配置されるとともに、これらの領域から遠ざかる方向に伸延するように配置されている。このように配置することで、電極２２１，２２２と接続線２２５，２２６の間の干渉を少なくすることができるので、伝送効率の低下を防止できる。接続線２２５，２２６は、例えば、同軸ケーブルまたは平衡ケーブルによって構成されている。なお、接続線２２５，２２６の他端は、負荷２５０に接続されている。負荷２５０としては、例えば、二次電池がある。もちろん、これら以外の負荷に電力を供給するようにしてもよい。

受電用カプラ２２０は、電極２２１，２２２が所定の距離ｄ１を隔てて配置されることによって形成されるキャパシタのキャパシタンスＣと、インダクタ２２３，２２４のインダクタンスＬによる直列共振回路を構成するので、これらによる固有の共振周波数ｆ_Ｃを有している。

図１０は、図９に示す車両２００を前方から見た図である。車両２００の助手席のドア２０１の表板２０１ａを挟んで、受電用カプラ２２０と対向する位置には、送電用カプラ２１０が配置される。なお、送電用カプラ２１０の構成は、図５の場合と同様である。送電用カプラ２１０は、例えば、路面に対して直交する壁面に対して配置される。このような壁面としては、例えば、駐車場に設けられたコンクリート壁等がある。電極２１１，２１２は間隔ｄ１を隔てて配置され、電極２１１，２１２の距離ｄ１を含む合計幅Ｄは、これらの電極から放射される電界の波長をλとした場合に、λ／２πで示される近傍界よりも狭くなるように設定されている。また、電極２１１，２１２の長さはＬとされている。電極２１１，２１２の短手方向の端部には、インダクタ２１３，２１４の一端がそれぞれ接続されている。また、インダクタ２１３，２１４の他端は、接続線２１５，２１６の一端にそれぞれ接続されている。接続線２１５，２１６は、電極２１１，２１２の領域およびこれらに挟まれる領域を回避するように配置されるとともに、これらの領域から遠ざかる方向に伸延するように配置されている。より詳細には、電極２１１，２１２のそれぞれの矩形領域と、これら２つの電極２１１，２１２によって挟まれた領域を回避して配置されるとともに、これらの領域から遠ざかる方向に伸延するように配置されている。このように配置することで、電極２１１，２１２と接続線２１５，２１６の間の干渉を少なくすることができるので、伝送効率の低下を防止できる。接続線２１５，２１６は、例えば、同軸ケーブルまたは平衡ケーブルによって構成されている。なお、接続線２１５，２１６の他端は、交流電源４００に接続されている。

送電用カプラ２１０は、電極２１１，２１２が所定の距離ｄ１を隔てて配置されることによって形成されるキャパシタのキャパシタンスＣと、インダクタ２１３，２１４のインダクタンスＬによる直列共振回路を構成するので、これらによる固有の共振周波数ｆ_Ｃを有している。

送電用カプラ２１０から受電用カプラ２２０へ電力を伝送する場合には、車両２００の助手席のドア２０１が送電用カプラ２１０と対向する位置になるように停車する。なお、停車位置を決めるために、車種が決まっている場合には、その車種に応じた車止めを設け、この車止めによって、車両２００が送電用カプラ２１０との位置関係が適切になるようにしてもよい。また、車種が決まっていない場合には、受電用カプラ２２０による受電効率量がピークになる位置に来たときに、例えば、音や画像で運転者に通知するようにしてもよい。

位置決めが終わると、送電用カプラ２１０に対して、交流電源４００から前述した共振周波数ｆｃの交流電力が印加される。送電用カプラ２１０の電極２１１，２１２と受電用カプラ２２０の電極２２１，２２２は、表板２０１ａを介して電界共振結合されていることから、送電用カプラ２１０の電極２１１，２１２から受電用カプラ２２０の電極２２１，２２２に対して電界によって交流電力が効率よく伝送される。表板２０１ａは非伝導性であるので、この表板２０１ａが電力の伝送を阻害することはない。送電用カプラ２１０および受電用カプラ２２０の詳細な動作は前述した場合と同様である。

以上に説明したように、本発明の実施形態によれば、車両２００の助手席のドア２０１の表板２０１ａを非導電性部材によって構成するようにしたので、車両２００の底部に配置する場合に比較すると、金属製部材の影響を少なくすることができるので、効率よく電力を伝送することができる。

また、車両２００のドア２０１は、物理的な強度の要求が、例えば、バンパー部分等に比較すると低いため、樹脂等の表板２０１ａを用いた場合でも、車両２００の物理的な強度を低下させることなく、伝送効率を高めることができる。

また、有線接続によって電力を伝送する場合には、接続ケーブルを引き回して車両２００のコネクタに接続する必要があるが、本実施形態では無線接続であるので、そのような煩雑な作業を省略することができる。

（Ｃ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の実施形態では、送電用カプラ２１０および受電用カプラ２２０の各電極２１１，２１２，２２１，２２２が同じサイズを有するようにしたが、これらが異なるサイズを有するようにしてもよい。

また、以上に示す実施形態では、送電用カプラ２１０は、壁面に取り付けるようにしたが、例えば、キャスター等を備えた可動式の取り付け台に取り付けるようにしてもよい。そのような構成によれば、取り付け台を移動させることで、適切な位置に送信用カプラ２１０を配置することができる。

また、図１１および図１２に示すように、ガードレール３００に送電用カプラ２１０を配置するようにしてもよい。図１１および図１２に示す例では、ガードレール３００の内側に送電用カプラ２１０が配置されている。なお、ガードレール３００を構成する部材としては、非伝導性の樹脂（例えば、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics））を用いることができる。また、送電用カプラ２１０の取り付け位置としては、図１１に示すように、車両２００に配置されている電極２１１と電極２２１が対向し、電極２１２と電極２２２が対向するように配置することが望ましい。なお、上下方向の多少のずれは許容される。また、図１１および図１２の例では、電極２１１，２１２はガードレール３００に沿った長い形状を有するようにしたが、短い電極を複数配置するようにしてもよい。このように、ガードレール３００に送電用カプラ２１０を配置するようにすれば、車両２００が走行中であっても、電力を伝送することができる。

また、以上の実施形態では、送電用カプラ２１０と受電用カプラ２２０のみを用いるようにしたが、例えば、送電用カプラ２１０と受電用カプラ２２０の間に、送電用カプラ２１０または受電用カプラ２２０の電極と同様の形状の電極を有し、インダクタを短絡させた中継用カプラを配置するようにしてもよい。図１３は、中継用カプラ２３０を配置した実施形態を示している。図１３の例では、ドア２０１の内側には、中継用カプラ２３０が配置されている。この中継用カプラ２３０は、電極２１１，２１２または電極２２１，２２２と同様の形状を有する電極２３１，２３２を有し、これらの電極２３１，２３２にそれぞれの一端が接続された２つのインダクタ２３３，２３４の他端が接続線２３５によって相互に接続されて構成されている。そして、受電用カプラ２２０は、図１３の例では、車両２００の底部に配置されている。このように、中継用カプラ２３０を配置することで、伝送効率を低下させることなく、伝送距離を伸ばすことができる。また、中継用カプラ２３０を用いることで、送電用カプラ２１０と受電用カプラ２２０が対向する配置状態から、図１３に示すように、直交する配置状態にした場合でも電力の伝送が可能になる。また、図９に記載した実施形態においては、ドア２０１の内に受電用カプラ２２０が配置されており、負荷２５０に電力を供給するためには、ドアの可動部を介して受電用カプラ２２０と負荷２５０を接続する必要がある。これに対し、本実施形態においては、受電用カプラ２２０は車両２００の底部に配置されているので、負荷２５０に電力を供給するために、ドアの可動部を介して受電用カプラ２２０と負荷２５０を接続する必要がない。そのため、接続のための機構を簡素化できる。なお、図１３の例では、受電用カプラ２２０は、車両２００の底部に配置するようにしたが、車両２００の固定部位であれば、底部でなくとも同様の効果を得ることができる。

また、以上の各実施形態では、受電用カプラ２２０は、助手席のドア２０１に配置するようにしたが、運転席のドア、または、左右の後部座席のドアに配置するようにしてもよい。また、ハッチバックのドアに配置するようにしてもよい。また、助手席のドアおよび助手席の後部座席のドアの双方に配置するようにしたり、運転席のドアおよび運転席の後部座席のドアの双方に配置するようにしたりしてもよい。さらに、全てのドアに受電用カプラを配置し、これらの受電用カプラのうち送電用カプラ２１０が対向している受電用カプラが電力を受電するようにしてもよい。また、バスやトラックのように、車両の前面が略垂直の壁面を有する場合には、当該壁面に対して受電用カプラ２２０または中継用カプラ２３０を設けるようにしてもよい。

また、以上の各実施形態では、インダクタは電極と接続線の間に１つずつ合計２つ挿入するようにしたが、電極と接続線の少なくとも一方に挿入するようにすればよい。

また、以上の実施形態では、インダクタとしては、導体線を円柱状に巻回して構成するようにしたが、例えば、マイクロストリップラインで使用されるような、平面上を蛇行する形状を有するものや、平面上で螺旋形状を有するものによって構成するようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、送電用カプラ２１０と受電用カプラ２２０を直接車両に配置するようにしたが、例えば、これらを囲む導電性の筐体によって構成される遮蔽ボックスに電極を収容した状態で配置するようにしてもよい。

１ 電力伝送システム
１０ 送電装置
１１，１２ 電極
１３，１４ インダクタ
１５，１６ 接続線
１７ 交流電力発生部
２０ 受電装置
２１，２２ 電極
２３，２４ インダクタ
２５，２６ 接続線
２７ 負荷
１１０，２１０ 送電用カプラ
１１１，１１２，２１１，２１２，２２１，２２２，２３１，２３２ 電極
１１３，１１４，２１３，２１４，２２３，２２４，２３３，２３４ インダクタ
１１５，１１６，２１５，２１６，２２５，２２６，２３５，２３６ 接続線
１１８，１２８ 回路基板
１２０，２２０ 受電用カプラ
２００ 車両
２０１ ドア
２０１ａ 表板
２３０ 中継用カプラ
２５０ 負荷
３００ ガードレール
４００ 交流電源

Claims (4)

1. 車両の外部に配置された送電装置と、車両に搭載され、前記送電装置から送電される交流電力を受電する受電装置とを有する電力伝送システムにおいて、
   前記送電装置は、
   所定の距離を隔てて配置され、当該所定の距離を含む合計幅が近傍界であるλ／２π以下の長さを有する１組の第１組電極と、
   前記第１組電極に対して交流電力を供給する供給手段と、
   前記供給手段と前記第１組電極の少なくとも一方の間に挿入される第１インダクタと、を有し、
   前記受電装置は、
   所定の距離を隔てて配置され、当該所定の距離を含む合計幅が近傍界であるλ／２π以下の長さを有する１組の第２組電極と、
   前記第２組電極から前記車両が有する負荷に対して交流電力を出力する出力手段と、
   前記出力手段と前記第２組電極の少なくとも一方の間に挿入される第２インダクタと、を有し、
   前記送電装置は、前記車両の側面の一部に設けられた非導電性部材を介して前記交流電力を前記受電装置に送電する、
   ことを特徴とする電力伝送システム。
2. 前記車両の側面は搭乗者が乗降する際に開閉されるドアであり、前記ドアの前記交流電力を通過する領域が非導電性部材である樹脂によって構成され、前記受電装置は、前記ドア内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電力伝送システム。
3. 所定の距離を隔てて配置され、当該所定の距離を含む合計幅が近傍界であるλ／２π以下の長さを有する１組の第３組電極と、前記第３組電極同士を接続する第３インダクタと、を有する中継装置をさらに有し、
   前記中継装置は、前記ドア内に配置され、前記車両の側面に設けられた非導電性部材を介して前記交流電力を受電し、前記受電装置に中継し、
   前記受電装置は、前記負荷に対して固定して配置されることを特徴とする請求項１に記載の電力伝送システム。
4. 前記送電装置は、道路と略直交する壁面またはガードレールに配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力伝送システム。

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