JP2017195693A - 外部消磁式の非接触給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１に、外部漏洩拡散される磁界を打ち消すことができ、第２に、しかもこれが簡単容易に実現される、外部消磁式の非接触給電装置を提案する。【解決手段】非接触給電装置１０では、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電側の送電コイル２から受電側の受電コイル３に、エアギャップＧを存し近接対応位置しつつ電力を供給する。そして、送電コイル２や受電コイル３の外周外側に、消磁コイル２４，２５が配されている。消磁コイル２４，２５は、給電に際し、近隣周辺へと外部漏洩放射される磁界Ｈ１に対し、互いに打ち消し合う磁界Ｈ２を生成する。送電コイル２や受電コイル３は、ループコイルよりなり、ループ面外側に平板状の磁心コア４，５そして電磁遮蔽材６，７が配設されている。消磁コイル２４，２５も、ループコイルよりなり、送電コイル２や受電コイル３とは逆向きの電流が、その５〜１５％程度で流れる設定よりなる。【選択図】図１

Description

本発明は、非接触給電装置に関する。すなわち、路面等の送電側から車輌等の受電側に非接触で電力を供給する、外部消磁式の非接触給電装置に関するものである。

《技術的背景》
ケーブル等の機械的接触なしで、例えば電気自動車（ＥＶ）にワイヤレス給電する非接触給電装置（ＷＰＴ）（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）が、需要に基づき開発，実用化されている。
この非接触給電装置では、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、路面等に定置された送電側の送電コイルから、車輌等に搭載された受電側の受電コイルに対し、数１０ｍｍ〜数１００ｍｍ程度のエアギャップを存して近接対応位置しつつ、電力を供給する（後述する図４も参照）。

《従来技術》
図５は、このような非接触給電装置１の代表例，従来例の要部を示す。非接触給電装置１において、送電コイル２や受電コイル３は、サーキュラーコイル等のループコイルよりなる。そして、それぞれループ面外側の背面側に、平板状のフェライトコア等の磁心コア４，５、そしてアルミ板等の電磁遮蔽材６，７が、配設されている。
給電に際しては、高周波交流を送電コイル２に通電すると、送電側カプラ８の送電コイル２と、受電側カプラ９の受電コイル３間のエアギャップＧに、コイル起磁力により磁束の磁気回路つまり磁路ａが形成され、高周波電磁界が誘起されて、送電側から受電側に電力が供給される。

このような非接触給電装置１としては、例えば、次の特許文献１，２に示されたものが挙げられる。
特開２０１２ー０１６１０６号公報 特開２０１２ー１４３１０６号公報

《課題》
ところで、このような非接触給電装置１については、次の課題が指摘されていた。
給電に際し、外部へと磁束の磁路ｂが形成される、という指摘があった。そして、送電コイル２の送電側カプラ８と受電コイル３の受電側カプラ９間で、高周波交流にて誘起された大きな密度の高周波磁界Ｈ_１（高周波電磁界，交番電磁界）そして強力な電磁波が、非接触給電装置１の送電側カプラ８と受電側カプラ９間から、外部へと漏洩，拡散，放射，伝搬される。
もって近隣周辺に悪影響を及ぼす、との指摘があった。例えば、１０ｍ〜１００ｍ程度離れたエリアにおいて、電磁波障害，電波妨害，人体機能障害、等を引き起こす虞が生じる。

ところで、送電コイル２や受電コイル３の背面側には、磁心コア４，５や電磁遮蔽材６が配設されており、それぞれの背面方向外部については、漏洩，放射される磁界強度が低下し電磁波が削減されるが、側方向外部については、磁界，電磁波が強度低下，削減されることなく、漏洩，放射されやすかった。
すなわち、送電側カプラ８や受電側カプラ９の外周外側方向を中心に、外部へと磁路ｂが形成され、高周波磁界Ｈ_１そして電磁波が、外部へと漏洩，拡散，放射，伝搬する虞があった。
そこで電波法では、このような非接触給電装置１から１０ｍ離れた外部のＡ地点での磁界強度について、許容値が法的に規定されている（規制値４５ｄＢｕＡ／ｍ程度）。非接触給電装置１については、このような課題が課せられている状況にある。

《磁路ｂについて》
上述した漏洩形成される磁路ｂの形成には、磁心コア４，５の磁気分極メカニズムが、寄与している。
すなわち前述したように、送電コイル２と受電コイル３間のエアギャップＧ内に、磁路ａが形成されると、フェライトコア等の磁心コア４，５は、その磁界中で磁化され、磁気的に分極する（図中表示のＮ極，Ｓ極を参照）。
そして、受電側カプラ９の磁心コア５の端部が、例えばＮ極に分極するのに対し、送電側カプラ８の磁心コア４の端部は、例えばＳ極に分極する。このような磁気分極により、縦方向に磁気双極子が存在するのと同様な状態となる。磁心コア４，５端部が、Ｎ極とＳ極と異なるので引き合って、磁力が作用する。
もって磁路が形成されるが、送電側カプラ８と受電側カプラ９間から、非接触給電装置１の外部に開放された状態で形成され、外部の遠くまで届くことが可能となる。その磁界Ｈ_１が外部へと強力に漏洩，放射される可能性が生じる。
このようにして、送電コイル２と受電コイル３に加え、上述した磁心コア４，５の磁気分極により、磁路ｂが強力に形成され、例えば１０ｍ離れた図中Ａ地点の磁界強度が強まるようになる。

《図面について》
なお図５は、説明用の略図である。すなわち、図面右半分の磁路ａ，ｂのみを図示し、左半分は、右半分に準じるので図示を省略。
又、磁心コア４，５のＮ極，Ｓ極の磁気分極表示は、給電時の一瞬の状態による。送電コイル２や受電コイル３に流れる電流は交流なので、対応してＮ極とＳ極の磁気分極は、交流の正負に合わせて時間的，周期的に交互に交番反転するが、図示はその一瞬を把握したものである。

《本発明について》
本発明の外部消磁式の非接触給電装置は、このような実情に鑑み、上記従来技術の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、外部漏洩拡散される磁界を打ち消すことができ、第２に、しかもこれが簡単容易に実現される、外部消磁式の非接触給電装置を提案することを目的とする。

《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
請求項１については、次のとおり。
請求項１の外部消磁式の非接触給電装置は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電側の送電コイルから受電側の受電コイルに、エアギャップを存し非接触で近接対応しつつ電力を供給する。
そして、該送電コイルおよび該受電コイルは、それぞれ、円形や方形等の環状をなすループコイルよりなると共に、外周外側に消磁コイルが配されている。
該消磁コイルは、ループコイルよりなり、給電に際し、該非接触給電装置から近隣周辺へと外部漏洩放射される磁界に対し、互いに打ち消し合う磁界を生成すること、を特徴とする。

請求項２については、次のとおり。
請求項２の外部消磁式の非接触給電装置では、請求項１において、該送電コイルおよび該受電コイルは、それぞれ、ループ面外側の背面側に平板状の磁心コアそして電磁遮蔽材が、配設されている。
そして該消磁コイルは、それぞれ、該磁心コアおよび該電磁遮蔽材よりも外周外側に配されていること、を特徴とする。
請求項３については、次のとおり。
請求項３の外部消磁式の非接触給電装置では、請求項１において、該消磁コイルは、それぞれ、該送電コイルや該受電コイルとは、流れる電流の向きが逆とされ、もって誘起形成される磁路の向きが逆となること、を特徴とする。
請求項４については、次のとおり。
請求項４の外部消磁式の非接触給電装置では、請求項３において、該消磁コイルに流れる電流は、該送電コイルや該受電コイルに流れる電流に比し、５％以上〜１５％以下程度の電流値よりなること、を特徴とする。

請求項５については、次のとおり。
請求項５の外部消磁式の非接触給電装置では、請求項２において、該磁心コアは、フェライトコアよりなる。該電磁遮蔽材は、非磁性で高電導性の非鉄金属材料よりなること、を特徴とする。
請求項６については、次のとおり。
請求項６の外部消磁式の非接触給電装置では、請求項１，２，３，又は４において、該消磁コイルは、該送電側および該受電側について、その両方に配されることなく、そのいずれか一方のみに配されること、を特徴とする。

《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）非接触給電装置では、給電に際し、受電コイルが送電コイルにエアギャップを存して近接対応位置する。
（２）そして、送電コイルが通電され、受電コイルとの間に磁路が形成され、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電側から受電側に電力が供給される。
（３）ところで、この種の非接触給電装置では、エアギャップ内に止まらず外部に向けても磁路が形成され、磁界が外部漏洩放射される虞がある。
（４）そこで、この非接触給電装置では、送電コイルや受電コイルの外周外側に、消磁コイルを配してなる。
（５）消磁コイルに流れる電流は、送電コイルや受電コイルに流れる電流とは向きが逆で、５％〜１５％程度に設定される。
すると、外部漏洩放射される磁路と逆向きの磁路が形成され、外部漏洩放射される磁界を打ち消す磁界が生成される。
（６）この非接触給電装置は、このような逆相励磁による消磁界方式を採用したことにより、磁界の外部漏洩放射が解消され、近隣周辺への悪影響は回避される。
（７）そしてこれは、消磁コイルを配したことにより、簡単容易に実現される。
（８）ところで、消磁コイルにて生成された磁界が、送電コイルから受電コイルへの給電に悪影響を及ぼす虞はない。外部からの磁界は、電磁遮蔽材にて遮蔽され、エアギャップ内には侵入できない。
（９）なお消磁コイルは、送電側および受電側の両方に配することなく、いずれか一方のみに配してもよい。
（１０）そこで、本発明に係る外部消磁式の非接触給電装置は、次の効果を発揮する。

《第１の効果》
第１に、外部漏洩，拡散される磁界を、打ち消すことができる。
本発明の外部消磁式の非接触給電装置は、送電コイルや受電コイルの外周外側に消磁コイルを配する構成を採用したことにより、外部漏洩放射される磁界を打ち消す磁界を生成する。
もって、高周波電磁界そして電磁波の外部漏洩，拡散，放射，伝搬が、大幅に低減されるようになる。電波法の磁界強度の許容値規定も満たされるようになる。
従って、近隣周辺に電磁波障害，電波妨害，人体機能障害等の悪影響を及ぼす虞も、解消される。

《第２の効果》
第２に、しかもこれは、簡単容易に実現される。
本発明の外部消磁式の非接触給電装置は、ループコイルよりなる消磁コイルを、送電コイルや受電コイルの外周外側に配するという、簡単な構成を採用したことにより、上述した第１の効果を容易に実現する。
もって、製作コストに優れている。又、既存の非接触給電装置に対し、後付けで消磁コイルを追加することによっても、実施可能である。更に、消磁コイルに付帯して新たな回路部品，装置等を付設することも不要であり、信頼性にも優れている。
このように、この種従来技術に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。

本発明に係る外部消磁式の非接触給電装置について、発明を実施するための形態の説明に供し、（１）図は、要部を断面した正面説明図、（２）図は、要部の平面説明図である。 同発明を実施するための形態の説明に供し、（１）図は、消磁原理の説明図、（２）図は、消磁機能の説明図である。 同発明を実施するための形態の説明に供し、回路図である。 非接触給電装置の一例を示し、（１）図は、全体の側面概略図、（２）図は、構成ブロック図である。 この種従来例の非接触給電装置の説明に供し、要部を断面した正面説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
《非接触給電装置１０について》
まず、本発明の前提として、非接触給電装置（ＷＰＴ）１０について、図３，図４を参照して、一般的に説明しておく。
非接触給電装置１０は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電側回路１１の送電コイル２から、負荷１２に接続された受電側回路１３の受電コイル３に、エアギャップＧを存して近接対応位置しつつ、非接触で電力を供給する

このような非接触給電装置１０について、更に詳述する。まず、１次側の送電側回路１１は、給電スタンド１４等の給電エリアにおいて、地面，路面，その他の地上１５側に定置配置される。
これに対し、２次側の受電側回路１３は、電気自動車（ＥＶ）や電車等の車輌１６，その他の移動体側に搭載される。車載の受電側回路１３は、図４のように、バッテリー１７に接続されるのが代表的であるが、図３のように、その他の負荷１２に直接接続される場合もある。
給電に際し、送電側回路１１の送電コイル２と受電側回路１３の受電コイル３とは、数１０ｍｍ〜数１００ｍｍ程度の僅かなエアギャップＧを存して、対応位置する。
そして図４に図示したように、受電コイル３が送電コイル２に対し、上側等から対応位置して停止される停止給電方式が代表的である。停止給電方式の場合、受電コイル３と送電コイル２とは、上下等で対をなす対称構造よりなる。これに対し、受電コイル３が送電コイル２上を低速走行されつつ給電を行う、移動給電方式も可能である。

送電側回路１１の送電コイル２は、高周波電源（電源インバータ）１８に接続されている。高周波電源１８は、周波数等交換用インバータ等よりなり、例えば数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度の高周波交流を、送電コイル２に向けて通電する。
受電側回路１３の受電コイル３からの出力は、図４ではバッテリー１７に供給され、充電されたバッテリー１７にて走行用モータＭが駆動される。図４中１９は、交流を直流に変換するコンバータ（整流部や平滑部）、２０は、直流を交流に変換するインバータ、２１は、受電側回路１３の出力ラインに設けられたスイッチである。
図３の例では、送電側回路１１に、並列共振用のコンデンサ２２が設けられ、受電側回路１３にも並列共振用のコンデンサ２３が設けられている。送電コイル２とコンデンサ２２、および受電コイル３とコンデンサ２３は、それぞれ共振回路を形成しており、共振によりエアギャップＧの磁路に励磁無効電力が供給され、電力供給量の増大が図られている。なお、両共振回路の共振周波数そして高周波電源の電源周波数は、等しく揃えられている。

電磁誘導の相互誘導作用については、次のとおり。給電に際しては、送電コイル２での磁束形成により、受電コイル３に誘導起電力を生成させ、もって送電コイル２から受電コイル３に電力を供給することは、公知公用である。
すなわち送電コイル２に、高周波電源１８から給電交流，励磁電流を印加，通電することにより、自己誘導起電力が発生して磁界が送電コイル２の周囲に生じ、磁束がコイル面に対して直角方向に形成される。そして形成された磁束が、受電コイル３を貫き錯交することにより、誘導起電力が生成され磁界が誘起される。
このように誘起生成された磁界を利用して、数ｋＷ以上〜数１０ｋＷ〜数１００ｋＷ程度の電力供給が可能となる。送電コイル２側の磁束の磁気回路と、受電コイル３側の磁束の磁気回路は、相互間にも磁束の磁気回路つまり磁路ａが形成されて、電磁結合される。非接触給電装置１０では、このような電磁誘導の相互誘導作用に基づき、非接触給電が行われる。
非接触給電装置１０について、一般的説明は以上のとおり。

《送電コイル２，受電コイル３，その他について》
次に、送電コイル２，受電コイル３，その他について、図１を参照して更に詳しく説明する。
送電コイル２および受電コイル３は、それぞれ、円形や方形等の環状をなすサーキュラーコイル，スパイラルコイル，その他のループコイルよりなる。
例えば、複数本の絶縁被覆された導線が、同一平面において並列化された平行位置関係を維持しつつ巻回され、もって全体的に平坦で肉厚の薄い扁平フラット状をなし、多くの場合、中央にスペース空間が形成される。
図示例は、円環構造のサーキュラーコイルよりなるが、方形環構造，その他の形状の環構造コイルも可能である。

そして、このような送電コイル２および受電コイル３は、それぞれ、そのループ面外側の背面側に、平板状の磁心コア４，５そして電磁遮蔽材６，７が、内から外へ順に配設されている。
内側の磁心コア４，５は、代表的にはフェライトコアを使用され、強磁性体よりなる。もって、コイルインダクタンスを増加させ電磁結合を強化する機能と共に、形成される磁束を誘導，収集，方向付けすべく機能する。そして、送電コイル２や受電コイル３より大きな面積の円板状，環板状，その他の平板状をなし、同心に配置される。
外側の電磁遮蔽材６，７は、非磁性で高電導性の非鉄金属材料よりなり、平板状をなす。例えばアルミ板よりなり、透磁率が低く磁気遮蔽用として機能し、内部誘起される渦電流によって磁場を反射して、磁界放射（電磁界放射），電磁波漏出，磁束漏洩等を、遮蔽する。
なお、送電コイル２，磁心コア４，電磁遮蔽材６等にて、送電側カプラ８が構成されており、電磁遮蔽材６が、その容器のバックプレートを形成するケースも多い。同様に、受電コイル３，磁心コア５，電磁遮蔽材７等にて、受電側カプラ９が構成されており、電磁遮蔽材７が、その容器のバックプレートを形成するケースも多い。
送電コイル２，受電コイル３，その他については、以上のとおり。

《本発明の概要》
以下、本発明の外部消磁式の非接触給電装置１０について、図１〜図３を参照して説明する。まず、本発明の概要については、次のとおり。
本発明の外部消磁式の非接触給電装置１０は、上述したように、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電側の送電コイル２から受電側の受電コイル３に、エアギャップＧを存し非接触で近接対応しつつ電力を供給する。
そして、送電コイル２や受電コイル３の外周外側に、消磁コイル２４，２５が配されている。消磁コイル２４，２５は、給電に際し、近隣周辺へと外部漏洩放射される磁界Ｈ_１に対し、互いに打ち消し合う磁界Ｈ_２を生成する。
本発明の概要については、以上のとおり。以下、このような本発明の外部消磁式の非接触給電装置１０について、更に詳述する。

《消磁コイル２４，２５について》
本発明で採用された消磁コイル２４，２５について、説明する。
図１に示したように、消磁コイル２４は、送電コイル２，磁心コア４，電磁遮蔽材６等に対し、それらの外周外側，側方向外部位置に、配される。そして、送電側カプラ８容器の側方向外側位置に、間隔を存して付設突設されるか、又は、送電側カプラ８内に内蔵される。
同様に消磁コイル２５は、受電コイル３，磁心コア５，電磁遮蔽材７等に対し、それらの外周外側，側方向外部位置に、配される。そして、受電側カプラ９容器の側方向外側位置に、間隔を存して付設突設されるか、又は、受電側カプラ９内に内蔵される。
消磁コイル２４，２５は、円環構造のサーキュラーコイル，スパイラルコイル，その他のループコイルよりなるが、これらについては、送電コイル２，受電コイル３について、前述した所に準じるので、その説明は省略する。
なお、図１の（１）図は説明用の略図であり、図面右半分の磁路ａ，ｂ，ｃのみを図示し、左半分は、右半分に準じるので図示を省略（前述した図５と同様）。又、図１の（２）図，図２の（１）図において、電流Ｉは交番電流であり、もって図１の（１）図，図２の（１）図，（２）図において、発生する磁界Ｈも交番磁界である。

そして消磁コイル２４，２５は、消磁機能を発揮する。まず図２の（１）図は、その消磁原理の説明図である。
・同図において、第１ループ２６と第２ループ２７は、空間に存在する中心線Ｐ廻りの電流ループであり、それぞれループ面積Ｓ_１，Ｓ_２を有し、それぞれ交流電流Ｉ_１，Ｉ_２が流れる設定とする。
・すると、中心線Ｐから距離Ｒ離れたＡ地点に発生する第１ループ２６の磁界Ｈ_１の強度は、下記数式１で表わされる。第２ループ２７の磁界Ｈ_２の強度は、下記数式２で表わされる。
・この数式１，２のように、磁界Ｈは、ループ電流Ｉとループ面積Ｓに比例し、距離Ｒの３乗に逆比例（近傍界近似）する。
・そこで、ループ電流Ｉ_１，Ｉ_２の流れ方向を、互いに逆方向に設定する。図示では、第１ループ２６の電流Ｉ_１が右廻りで、第２ループ２７の電流Ｉ_２が左廻りに設定する。すると、Ａ地点の磁界Ｈ_１と磁界Ｈ_２とは、互いに相殺し合って、打ち消し合うことになる。
本発明は、このような消磁原理に基づく。

《消磁コイル２４，２５の消磁機能や消磁電流について》
消磁コイル２４，２５の消磁機能は、上述した消磁原理に基づく。すなわち、図２の（２）図は、図１の（１）図の消磁原理を、非接触給電装置１０について、消磁コイル２４，２５の消磁機能として、応用する説明図である。
・まず、送電コイル２と受電コイル３によって、外部に磁路ｂが形成され（図５も参照）、非接触給電装置１０から例えば１０ｍ離れたＡ地点で、磁界Ｈ_１が発生する。
・そこで、送電コイル２の外周外側に間隔を存しつつ、例えば同芯で、より径大な消磁コイル２４を置く。又、受電コイル３の外周外側に間隔を存しつつ、例えば同芯で、より径大な消磁コイル２５を置く。
・そして、これらの消磁コイル２４，２５にて、Ａ地点で磁界Ｈ_２を生成させる。その際、交流電流Ｉによる交番磁界Ｈ_１に対し、この交番磁界Ｈ_２の位相差が１８０°となるように、消磁コイル２４，２５に流れる交流電流Ｉを、逆向きに設定する。
・このように、送電コイル２，受電コイル３と消磁コイル２４，２５とについて、流れる電流Ｉの向きを逆に設定することにより、外部漏洩放射される磁路ｂの向きと、消磁用の磁路ｃの向きとが、逆になる。そして、Ａ地点の磁界Ｈ_１と磁界Ｈ_２が、互いに打ち消し合い、その合成磁界レベルが低下する。
このように消磁コイル２４，２５は、消磁機能を発揮する。消磁コイル２４，２５は、非接触給電装置１０から近隣周辺へと外部漏洩放射される磁界Ｈ_１に対し、互いに打ち消し合う磁界Ｈ_２を生成する。

消磁コイル２４，２５に流れる消磁電流については、次のとおり。上述したように、送電コイル２と消磁コイル２４とは、流れる電流Ｉの向きが逆に設定され、逆相励磁される。受電コイル３と消磁コイル２５についても、同様です。
例えば図３の回路図では、送電コイル２に流れる電流Ｉ_１の方向に対し、消磁コイル２４に流れる励磁電流Ｉ_２の方向が逆になるように、結線，接続されている。受電コイル３に流れる電流Ｉ_３の方向に対し、消磁コイル２５に流れる電流Ｉ_４の方向が逆になるように、結線，接続されている。

このような電流Ｉ_２，Ｉ_４の電流値については、次のとおり。消磁コイル２４，２５に流れる電流Ｉ_２，Ｉ_４は、送電コイル２や受電コイル３に流れる電流Ｉ_１，Ｉ_３に比し、５％〜１５％程度の電流値、代表的には１０％前後の電流値でよいことになる。そして、消磁コイル２４，２５には、この電流Ｉ_２，Ｉ_４が流れるようなインダクタンス値のものが選ばれる。
そして、消磁コイル２４，２５への電流Ｉ_２，Ｉ_４は、具体的には、例えば次のように設定される。まず、消磁コイル２４，２５を配置しない状態で（配置しても通電しない状態で）、Ａ地点での磁界Ｈ_１の強さを計測する。
しかる後、計測された強さを打ち消す磁界Ｈ_２生成に必要な電流Ｉ_２，Ｉ_４の電流値を、算出する。もって消磁コイル２４，２５について、その電流Ｉ_２，Ｉ_４が流される。
このようにして得られた多くの実際データ値から、上述した５％〜１５％程度、特に１０％前後の電流値が得られた次第である。

因に、このような消磁コイル２４，２５に流す電流値は、次によっても理論的に裏付けられる。
すなわち、送電コイル２の発生磁束と受電コイル３の発生磁束とに基づき、空間には両者の合成磁束が放射される。そして、この合成磁束の内、幾分かが外部に漏洩することになる。
その漏洩係数は、通常０．０５〜０．１５程度、多くの場合０．１０前後である（これが結合係数が１とならない原因の一つでもある）。
従って、消磁コイル２４，２５への消磁電流Ｉ_２，Ｉ_４は、この漏洩係数を目安に決めればよいことになる。すなわち、送電コイル２，受電コイル３に流れる給電電流Ｉ_１，Ｉ_３の５％〜１５％程度、代表的には１０％前後で良いことになる。５％未満では、消磁不能の可能性が存し、消磁には、１５％を越える必要がないと共に、１５％を越えることは、無駄なロスの電力消費となる次第である。
消磁コイル２４，２５については、以上のとおり。

《作用等》
本発明の外部消磁式の非接触給電装置１０は、以上説明したように構成されている。そこで以下のようになる。
（１）非接触給電装置１０では、給電に際し、車輌１６等に搭載された受電側回路１３の受電コイル３が、路面等に定置配置された送電側回路１１の送電コイル２に、エアギャップＧを存して近接対応位置する（図４を参照）。

（２）そして送電コイル２が、高周波交流を励磁電流として通電され、もって送電コイル２と受電コイル３間のエアギャップＧに、磁束の磁路ａが形成され、両者が電磁結合される。
非接触給電装置１０では、このような電磁誘導の相互誘導作用に基づき、電力が送電側回路１１から受電側回路１３へと、供給される（図３，４を参照）。

（３）ところで、この種の非接触給電装置１０では、エアギャップＧ内に止まらず外部に向けても、磁路ｂが形成される可能性がある。
すなわち、送電側カプラ８と受電側カプラ９間において、高周波交流に基づき誘起生成された大きな密度の磁界（電磁界）Ｈ_１そして強力な電磁波が、外部へと漏洩，拡散，放射，伝搬される危険がある（図１の（１）図を参照）。

（４）そこで、この非接触給電装置１０では、送電コイル２，磁心コア４，電磁遮蔽材６等の送電側カプラ８の外周外側，側方向外部位置に、消磁コイル２４を配してなる（図１の（１）図，（２）図を参照）。
又、受電コイル３，磁心コア５，電磁遮蔽材７等の受電側カプラ９の外周外側，側方向外部位置に、消磁コイル２５を配してなる（図１の（１）図，（２）図を参照）。

（５）もって消磁コイル２４，２５は、外部漏洩放射される磁界Ｈ_１に対し、互いに打ち消し合う磁界Ｈ_２を生成する。
すなわち、消磁コイル２４，２５に流れる電流Ｉ_２，Ｉ_４を、送電コイル２，受電コイル３に流れる電流Ｉ_１，Ｉ_３と向きが逆で、５％〜１５％に設定する（図１の（２）図，図３を参照）。
これにより、外部漏洩放射される磁路ｂとは向きが逆の磁路ｃが、形成される。そして、外部漏洩放射される磁界（電磁界）Ｈ_１を相殺して打ち消す磁界（電磁界）Ｈ_２が、生成される（図１の（１）図，図２の（２）図を参照）。

（６）この非接触給電装置１０は、このような逆相励磁による消磁界方式を採用してなる。
もって、大きな密度の磁界Ｈ_１そして強力な電磁波が、外部に漏洩，拡散，放射，伝搬される危険は、解消される。近隣周辺に悪影響を及ぼす事態は、回避される。
例えば、１０ｍ離れたＡ地点における磁界強度を、電波法の磁界強度の許容値以下とすることができ、許容値規定を十分に満たせるようになる。

（７）そして、これは消磁コイル２４，２５を、送電コイル２や受電コイル３の外周外側に配したことにより、実現される。簡単な構成により容易に実現される。

（８）なお、消磁コイル２４，２５にて生成された磁界（電磁界）Ｈ_２が、送電コイル２と受電コイル３間の給電に悪影響を及ぼす虞はない。
すなわち、送電側カプラ８や受電側カプラ９において、送電コイル２や受電コイル３のループ面外側には、電磁遮蔽材６，７がそれぞれ配設されており、外部からの磁界Ｈ_２を遮蔽する。
消磁コイル２４，２５による磁界Ｈ_２は、送電コイル２と受電コイル３間のエアギャップＧ内には侵入できず、外部だけに存在することになる（図１の（１）図を参照）。
このように、エアギャップＧ内には、送電コイル２と受電コイル３によって誘起生成される磁路ａ、そして磁界のみが存在することになり、所期のとおりの給電が、滞りなく実施される。

（９）ところで、以上説明した図示例において、消磁コイル２４，２５は、送電側カプラ８および受電側カプラ９の両方に配されていた。
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、その両方に配されることなく、そのいずれか一方のみに配されるようにしてもよい。例えば、電波法の磁界強度の許容値規定を満たすようであれば、一方のみに配してもよい。
作用等については、以上のとおり。

１ 非接触給電装置（従来例）
２ 送電コイル
３ 受電コイル
４ 磁心コア
５ 磁心コア
６ 電磁遮蔽材
７ 電磁遮蔽材
８ 送電側カプラ
９ 受電側カプラ
１０ 非接触給電装置（本発明）
１１ 送電側回路
１２ 負荷
１３ 受電側回路
１４ 給電スタンド
１５ 地上
１６ 車輌
１７ バッテリー
１８ 高周波電源
１９ コンバータ
２０ インバータ
２１ スイッチ
２２ コンデンサ
２３ コンデンサ
２４ 消磁コイル
２５ 消磁コイル
２６ 第１ループ
２７ 第２ループ
Ａ 地点
Ｇ エアギャップ
Ｈ 磁界
Ｉ 電流
Ｍ モータ
Ｐ 中心線
Ｒ 距離
Ｓ 面積
Ｎ Ｎ極
Ｓ Ｓ極
ａ 磁路
ｂ 磁路
ｃ 磁路

Claims (6)

1. 電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電側の送電コイルから受電側の受電コイルに、エアギャップを存し非接触で近接対応しつつ電力を供給する、非接触給電装置において、
   該送電コイルおよび該受電コイルは、それぞれ、円形や方形等の環状をなすループコイルよりなると共に、外周外側に消磁コイルが配されており、
   該消磁コイルはループコイルよりなり、給電に際し、該非接触給電装置から近隣周辺へと外部漏洩放射される磁界に対し、互いに打ち消し合う磁界を生成すること、を特徴とする外部消磁式の非接触給電装置。
2. 請求項１において、該送電コイルおよび該受電コイルは、それぞれ、ループ面外側の背面側に平板状の磁心コアそして電磁遮蔽材が、配設されており、
   該消磁コイルは、それぞれ、該磁心コアおよび該電磁遮蔽材よりも外周外側に配されていること、を特徴とする外部消磁式の非接触給電装置。
3. 請求項１において、該消磁コイルは、それぞれ、該送電コイルや該受電コイルとは、流れる電流の向きが逆に設定され、もって誘起形成される磁路の向きが逆となること、を特徴とする外部消磁式の非接触給電装置。
4. 請求項３において、該消磁コイルに流れる電流は、該送電コイルや該受電コイルに流れる電流に比し、５％以上〜１５％以下程度の電流値よりなること、を特徴とする外部消磁式の非接触給電装置。
5. 請求項２において、該磁心コアは、フェライトコアよりなり、該電磁遮蔽材は、非磁性で高電導性の非鉄金属材料よりなること、を特徴とする外部消磁式の非接触給電装置。
6. 請求項１，２，３，又は４において、該消磁コイルは、該送電側および該受電側について、その両方に配されることなく、そのいずれか一方のみに配されること、を特徴とする外部消磁式の非接触給電装置。

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