JP2018074856A

JP2018074856A - 非接触電力伝送装置

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Publication number: JP2018074856A
Application number: JP2016215275A
Authority: JP
Inventors: 小林　茂; Shigeru Kobayashi; 茂小林
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2016-11-02
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2018-05-10
Anticipated expiration: 2036-11-02
Also published as: JP6793008B2

Abstract

【課題】路面に送電用コイルを重畳して設けなくても、移動走行体が受電用コイルが隣接する送電用コイルの間に跨った状態でも、送電用コイルと受電用コイルの間の磁気結合が可能であり、安定して移動走行体を充電可能する非接触電力伝送装置を提供する。
【解決手段】非接触電力伝送装置は、送電用コイルが長尺方向に沿って互いに間隔を設けて複数設けられ、受電用コイルが送電用コイルの長尺方向に沿って移動する移動走行体に設けられ、受電用コイルが送電用コイルより長尺方向において長くなるように形成され、受電用コイルが２つの送電用コイルに跨った状態において、送電用コイルと受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源から送電用コイルを介して、送電用コイルに対向した受電用コイルに非接触で電力を供給して走行中の移動走行体を充電する非接触電力伝送装置に関するものである。

走行中の移動走行体を充電する方法の一つとして、路面に沿って連続して設けられた複数の送電用コイルと走行する移動走行体に設けられた受電用コイルを対向させて、送電用コイルから受電用コイルに対して無線により電力を供給する非接触電力伝送装置が知られている。この充電方法においては、隣接する２つの送電用コイルの間に間隔がある場合、移動走行体が走行してその間隔に１つの受電用コイルが位置する状態では送電用コイルと受電用コイルの間で磁界結合が弱くなり、電力の供給が不安定になるおそれがある。また、移動走行体に２つの受電用コイルを長尺方向に沿って間隔を設けて備えた場合、移動走行体が走行して１つの送電用コイルに２つの受電用コイルが対向する状態では、送電用コイルと受電用コイルの間で磁界結合が弱くなり、電力の供給が不安定になるおそれがある。そのため、移動走行体が走行して、１つの受電用コイルが隣接する２つの送電用コイルの間の位置を移動するとき、及び、１つの送電用コイルに２つの受電用コイルが対向するときにおいても、送電用コイルから受電用コイルに安定して電力の供給が可能な非接触電力伝送装置が特に重要となる。

従来、移動走行体の非接触電力伝送装置において、送電用コイルが設けられた路面を移動走行体が走行する間、電力を連続的に供給する技術として、各々の送電用コイルを互いにハーフピッチの間隔で重畳させ、並列接続させて路面に設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この構成により、移動走行体が進行方向において路面のどの位置を走行していても電力の供給を可能とする。

特開２０１３−５１７４４号公報（段落［００３４］）

しかし、特許文献１に記載された発明では、送電用コイルが重畳されて設けられているため、移動走行体が充電を行う所定の距離に送電用コイルを設けるとき、重畳されている分、設ける送電用コイルの数が増え、材料費が高価になる問題がある。また、送電用コイルが重畳されていることで送電用コイルの厚さが２倍になり、重畳したコイルのうず電流損が増大されて、送電用コイルと受電用コイルの間の磁界の妨害等が起こり、非接触電力伝送の効率が低下する問題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、送電用コイルを重畳して設けなくても、送電用コイルと受電用コイルの間の磁界結合が可能であり、１つの受電用コイルが隣接する２つの送電用コイルに跨った状態、及び、１つの送電用コイルに２つの受電用コイルが対向する状態で電力を供給して、安定して移動走行体を充電可能な非接触電力伝送装置を提供することを課題としている。

かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電源装置から送電用コイルを介して、送電用コイルに対向した受電用コイルに非接触で電力を供給する非接触電力伝送装置であって、前記送電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて複数設けられ、前記受電用コイルは前記送電用コイルの長尺方向に沿って移動する移動走行体に設けられ、前記受電用コイルは前記送電用コイルより長尺方向において長くなるように形成され、前記受電用コイルが２つの前記送電用コイルに跨った状態において、前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記受電用コイルの移動に応じて各々の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切り替えるための送電側切替え手段が設けられ、隣接する２つの前記送電用コイルの間の中心位置と前記受電用コイルの長尺方向における中心位置がほぼ一致することを検知する第1位置検知装置が設けられ、前記送電側切替え手段を制御する送電側制御装置が設けられ、前記送電側制御装置は、前記受電用コイルが隣接する２つの前記送電用コイルに跨った状態で、隣接する前記送電用コイルの間の中心位置と前記受電用コイルの長手方向における中心位置がほぼ一致することを前記第1位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記送電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側にある前記送電用コイルと前記電源装置の電源を接続させ、後方側にある前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切断させるように構成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、電源装置から送電用コイルを介して、送電用コイルに対向した受電用コイルに非接触で電力を供給する非接触電力伝送装置であって、前記送電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて複数設けられ、前記受電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて２つ、前記送電用コイルの長尺方向に沿って移動する移動走行体に設けられ、隣接する２つの前記送電用コイルに対して２つの前記受電用コイルがそれぞれ対向する状態で、対向する前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記受電用コイルの移動に応じて各々の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切替えるための送電側切替え手段が設けられ、前記移動走行体に、２つの前記受電用コイルと接続して前記受電用コイルに供給された電力を蓄電する蓄電装置が設けられ、前記移動走行体に、前記送電側切替え手段により前記電源装置と接続される各々の前記送電用コイルを介して、２つの前記受電用コイルのどちらにも電力が供給されるように、前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続する受電側切替え手段が設けられ、隣接する前記送電用コイルの間の中心位置と２つの前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを検知する第２位置検知装置が設けられ、前記送電側切替え手段を制御する送電側制御装置が設けられ、前記移動走行体に、前記受電側切替え手段を制御する受電側制御装置が設けられ、前記送電側制御装置は、隣接する２つの前記送電用コイルに対して２つの前記受電用コイルがそれぞれ対向する状態で、隣接する２つの前記送電用コイルの間の中心位置と２つ前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを前記第２位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記送電側切替え装置を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記送電用コイルと前記電源装置の電源を接続させ、後方側の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切断させるように構成され、且つ、前記受電側制御装置は、隣接する２つの前記送電用コイルの間の中心位置と２つ前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを前記第２位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記受電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続させ、後方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置の接続を切断させるように構成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の構成に加え、前記受電用コイルの移動に応じて各々の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切替えるための送電側切替え手段が設けられ、前記移動走行体に、２つの前記受電用コイルと接続して前記受電用コイルに供給された電力を蓄電する蓄電装置が設けられ、前記移動走行体に、前記送電側切替え手段により前記電源装置と接続される各々の前記送電用コイルを介して、２つの前記受電用コイルのどちらにも電力が供給されるように、前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続する受電側切替え手段が設けられ、前記送電用コイルの長手方向における中心位置と２つの前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを検知する第３位置検知装置が設けられ、前記移動走行体に、前記受電側切替え手段を制御する受電側制御装置が設けられ、前記受電側制御装置は、１つの前記送電用コイルに２つの前記受電用コイルが対向する状態で、前記送電用コイルの長手方向における中心位置と２つの前記受電用コイルの間の中心位置が一致することを前記第３位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記受電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置の接続を切断させ、後方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続させるように構成され、１つの前記送電用コイルに２つの前記受電用コイルが対向する状態で、前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、送電用コイルを重畳して設けなくても、送電用コイルと受電用コイルの間の磁界結合が可能であり、受電用コイルが隣接する送電用コイルに跨った状態、及び、１つの送電用コイルに２つの受電用コイルが対向する状態で電力を供給して、安定して移動走行体を充電可能とする。

本発明の実施の形態１に係る非接触電力伝送装置を示す斜視図である。同実施の形態１に係る移動走行体の走行位置に対する各送電用コイルの電源装置との接続状態を示す側面図である。本発明の実施の形態２に係る非接触電力伝送装置を示す斜視図である。同実施の形態２に係る移動走行体の走行位置に対する各送電用コイルの電源装置との接続状態と各受電用コイルの蓄電装置との接続状態を示す側面図である。

［発明の実施の形態１］
図１及び２には、この発明の実施の形態１を示す。
この実施の形態１に係る非接触電力伝送装置１００は、図１に示すように、電源装置１と、路面に複数設けられ、電源装置１に接続されることにより電力が供給される送電用コイル２と、この送電用コイル２に沿って走行する移動走行体３と、送電用コイル２と対向するように移動走行体３に設けられた受電用コイル４とを備えている。

この電源装置１は、地面上に１つ固設され、走行する移動走行体３に設けられている受電用コイル４の位置に応じて各々の送電用コイル２と接続されるように構成されている。

また、送電用コイル２は、図１に示すように、長尺方向に沿って互いに間隔を設けて複数設けられている。一方、受電用コイル４は、図１に示すように、移動走行体３に１つ固設され、また、図２に示すように、受電用コイル４の長尺方向の長さＬ１は、送電用コイル２の長さＬ２より２倍に長くなるように形成されている。

また、この実施の形態１に係る非接触電力伝送装置１００には、送電用コイル２と電源装置１の電源の接続を切替える送電側切替え手段５が送電用コイル２に対してそれぞれ設けられている。さらに、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すような隣接する２つの送電用コイル２の間の中心位置ｃ１と受電用コイル４の長尺方向における中心位置ｃ２がほぼ一致することを検知して信号を発信する第１位置検知装置９を有している。さらにまた、その信号を受信してそれぞれの送電側切替え手段５を制御する送電側制御装置６が送電側切替え手段５に対して設けられている。

この第１位置検知装置９は、図１に示すように、受電用コイル４の長尺方向における中心位置ｃ２（図２参照）に設けられ、信号を発信する第１発信装置７と、隣接する送電用コイル２の間の中心位置ｃ１（図２参照）に設けられ、第１発信装置７の信号を受信して信号の受信レベルを測定し、受信レベルの情報と共に送電側制御装置６に制御信号を出す第１受信装置８で構成されている。第１位置検知装置９は、この第１発信装置７からの信号を第１受信装置８が受信することにより、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すような隣接する２つの送電用コイル２の間の中心位置ｃ１と受電用コイル４の長尺方向における中心位置ｃ２がほぼ一致することを検知できるように構成されている。

さらに、送電側制御装置６は、第１位置検知装置の第１受信装置８からの受信レベルの情報と信号を受信して送電側切替え手段５を制御するように構成されている。なお、送電側切替え手段５が送電用コイル２と電源装置１の電源の接続を切替える動作については後述する。

このようにして、移動走行体３が走行して、１つの受電用コイル４が隣接する２つの送電用コイル２に跨った状態で、送電用コイル２と受電用コイル４の間で磁界結合できるように構成されている。

次に、実施の形態１の非接触電力伝送装置１００の使用方法について説明する。
まず、受電用コイル４が設けられた移動走行体３は、移動走行体３に設けられた蓄電装置１７から電力が駆動源（図示せず）に供給され、駆動源が移動走行体３の車輪を転動させることにより、送電用コイル２が設けられた路面を走行する。ここで、図２（ａ）に示すように、受電用コイル４の中心位置ｃ２から進行方向の後方側（後方側）に送電用コイル２ａの全体が対向しているとき、送電用コイル２ａは、送電側切替え手段５により電源装置１と接続され、電源装置１から電力が供給されている。そして、受電用コイル４は送電用コイル２ａを介して電力が供給され、移動走行体３が充電されている。

そして、移動走行体３が走行すると、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、１つの受電用コイル４が隣接する２つの送電用コイル２ａ，２ｂに跨った状態となる。このとき、受電用コイル４の中心位置ｃ２に設けられた第１発信装置７（第１位置検知装置９）が発信する信号を隣接する２つの送電用コイル２の中心位置ｃ１に設けられた第１受信装置８（第１位置検知装置９）が受信する。これにより、第１受信装置８は隣接する２つの送電用コイル２ａ，２ｂの間の中心位置ｃ１と受電用コイル４の長尺方向における中心位置ｃ２がほぼ一致したことを検知して制御信号を発信する。また、このとき、第１受信装置８は、第１発信装置７の信号の受信レベルを測定し、その受信レベルの情報を発信する。第１受信装置８からの受信レベルの情報と制御信号を受信した送電側制御装置６が送電側切替え手段５を制御することにより、受電用コイル４の進行方向の前方側（前方側）の送電用コイル２ｂと電源装置１の電源を、図２（ｂ）に示すようなＯＦＦ（切断）の状態から、図２（ｃ）に示すようなＯＮ（接続）の状態にする。また、送電側制御装置６は、受信した受信レベルが、後方側の隣接する２つの送電用コイル２，２ａの間に設けられた第１受信装置８から受信した受信レベルより高くなった状態で、後方側の送電用コイル２ａと電源装置１の電源を、図２（ｂ）に示すようなＯＮの状態から、図２（ｃ）に示すようなＯＦＦの状態にする。

さらに、移動走行体３が走行すると、図２（ｄ）に示すように、受電用コイル４は送電用コイル２ｂ上を移動していき、走行先の送電用コイル２ｃに移動して、図２（ａ）に示す状態と同様、受電用コイル４のほぼ中心位置ｃ２から後方側に送電用コイル２ｂの全体が対向している状態となる。このとき、送電用コイル２ｂは、電源装置１の電源と接続されたままであるため、電源装置１から電力が供給され、受電用コイル４と磁界結合している状態となっている。そのため、送電用コイル２から受電用コイル４に電力が供給され、引き続き移動走行体３の充電が行われている。

さらにまた、移動走行体３が走行すると、再び図２（ｂ）及び（ｃ）に示すような１つの受電用コイル４が隣接する２つの送電用コイル２ａ，２ｂに跨った状態となる。そして、送電側切替え手段５による隣接する２つの送電用コイル２ａ，２ｂと電源装置１の電源の接続の切り替えが行われる。

このようにして、非接触電力伝送装置１００の移動走行体３は走行中に充電され続けている。

ここで、１つの受電用コイル４が隣接する２つの送電用コイル２ａ，２ｂに跨った状態において、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、受電用コイル４と対向する送電用コイル２ａ，２ｂの何れかが電源装置１と接続され、電源装置１から電力が供給されるようになっている。そのため、受電用コイル４が隣接する送電用コイル２ａ，２ｂの間を通過するとき、受電用コイル４は、送電用コイル２ａ，２ｂの何れかと磁界結合するため、送電用コイル２から電力を受給でき、受電用コイル４が隣接する送電用コイル２の間に跨った状態で、安定して移動走行体３を充電することが可能となる。従って、実施の形態１における送電側切替え手段５の送電用コイル２と電源装置１の電源の切替えにより、送電用コイル２を重畳に設けなくても、受電用コイル４が隣接する２つの送電用コイル２の上を通過する状態で、安定して移動走行体３を充電することができる。また、送電用コイル２を重畳に設けなくてもよいため、重畳した送電用コイル２間のうず電流損の増大による磁界の妨害が起きることがなく、非接触電力伝送の効率の低下を防止することができる。

さらに、電源装置１との接続は、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、受電用コイル４が送電用コイル２ａから送電用コイル２ｂへ移動するときに、送電用コイル２ａから送電用コイル２ｂが接続されるように切り替わり、電源装置１からの電力が供給される送電用コイル２も送電用コイル２ａから送電用コイル２ｂに切り替わる。そのため、受電用コイル４と磁界結合する送電用コイル２は受電用コイル４が通過する送電用コイル２ａから受電用コイルが進行する送電用コイル２ｂに切り替えることができる。従って、移動走行体３が走行して受電用コイル４が隣接する送電用コイル２ａ，２ｂの間を通過するとき、受電用コイル４は送電用コイル２ａを通過しても送電用コイル２ｂから電力を受給でき、路面の進行方向においてどの位置を走行していても、安定して移動走行体３を充電することができる。

［発明の実施の形態２］
図３及び４には、この発明の実施の形態２を示す。
この実施の形態２に係る非接触電力伝送装置２００は、図３に示すように、移動走行体３に設けられた２つの受電用コイル４を備えている。

この２つの受電用コイル４は、図３に示すように、長尺方向に沿って並べられて設けられ、また、図４（ａ）に示すように、受電用コイル４の長さＬ３は、送電用コイル２の長さＬ４より２分の１に短くなるように形成されている。

また、この実施の形態２に係る非接触電力伝送装置２００には、移動走行体３に設けられ、２つの受電用コイル４から受電用コイル４に供給された電力を蓄電するための蓄電装置１７が設けられている。さらに、送電側切替え手段５により電源装置１と接続される各々の送電用コイル２を介して、２つの受電用コイル４のどちらにも電力が供給されるように受電用コイル４と蓄電装置１７の接続を切替える受電側切替え手段１６が受電用コイル４に対してそれぞれ設けられている。

また、非接触電力伝送装置２００には、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すような隣接する送電用コイル２の間の中心位置ｃ３と２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４がほぼ一致することを検知して信号を発信する第２位置検知装置１４が設けられている。さらにまた、その信号を受信して送電側切替え手段５を制御する送電側制御装置６が送電側切替え手段５に対して設けられている。また、第２位置検知装置１４又は後述する第３位置検知装置１５の信号を受信して受電側切替え手段１６を制御する受電側制御装置１８が移動走行体３内の受電側切替え手段１６に対して設けられている。

この第２位置検知装置１４は、図３に示すように、隣接する送電用コイル２の間の中心位置ｃ３に設けられた無線装置１０と２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４に設けられた無線装置１１で構成されている。この無線装置１０，１１は、隣接する送電用コイル２の間の中心位置ｃ３と２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４がほぼ一致する範囲で無線通信可能となり、無線通信した無線装置１０が無線装置１１の無線の通信レベルを測定して通信レベルの情報と共に送電側制御装置６及び受電側制御装置１８に制御信号を発信するように構成されている。このようにして、第２位置検知装置１４は、隣接する送電用コイル２の間の中心位置ｃ３と２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４がほぼ一致することを検知するように構成されている。

また、送電側制御装置６は、第２位置検知装置１４の無線装置１０からの通信レベルの情報と制御信号を受信して送電側切替え手段５を制御することにより、送電用コイル２と電源装置１の電源の接続を切替えさせるように構成されている。なお、送電側切替え手段５が送電用コイル２と電源装置１の電源の接続を切替える動作については後述する。

さらに、受電側制御装置１８は、無線装置１０からの通信レベルの情報と制御信号を受信して受電側切替え手段１６を制御することにより、受電用コイル４と蓄電装置１７の接続を切替えさせるように構成されている。なお、受電側切替え手段１６が受電用コイル４と蓄電装置１７の電源の接続を切替える動作については後述する。

このようにして、移動走行体３が走行して、隣接する２つの送電用コイル２に対して２つの受電用コイル４がそれぞれ対向する状態で、対向する送電用コイル２と受電用コイル４の間で磁界結合できるように構成されている。

また、非接触電力伝送装置２００には、図４（ｅ）及び（ｆ）に示すような送電用コイル２の長尺方向における中心位置ｃ５と２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４がほぼ一致することを検知して信号を発信する第３位置検知装置１５が設けられている。

この第３位置検知装置１５は、図３に示すように、送電用コイル２の長手方向における中心位置ｃ５（図４参照）に設けられ、信号を発信する第２発信装置１２と、２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４（図４参照）に設けられ、第２発信装置１２からの信号を受信してその受信レベルを測定し、受信レベルの情報と共に受電側制御装置１８に制御信号を発信する第２受信装置１３で構成されている。この第２発信装置１２からの信号を第２受信装置１３が受信することにより、第３位置検知装置１５は、送電用コイル２の長尺方向における中心位置ｃ５と２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４がほぼ一致することを検知するように構成されている。

さらに、受電側制御装置１８は、第２受信装置１３からの受信レベルの情報と制御信号を受信して、受電側切替え手段１６を制御することにより、受電用コイル４と蓄電装置１７の接続を切替えるように構成されている。なお、受電側切替え手段１６が受電用コイル４と蓄電装置１７の接続を切替える動作については後述する。

このようにして、移動走行体３が走行して、１つの送電用コイル２に２つの受電用コイル４が対向する状態で、送電用コイル２と受電用コイル４の間で磁界結合できるように構成されている。

その他の構成については、上述した実施の形態１と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

次に、実施の形態２の非接触電力伝送装置２００の使用方法について説明する。
まず、２つの受電用コイル４が設けられた移動走行体３は、実施の形態１と同様に長尺方向に沿って複数の送電用コイル２が並べられて設けられた路面を走行する。ここで、図４（ａ）に示すように、後方側の受電用コイル４ｂの全体が送電用コイル２ａと対向し、受電用コイル４ａが送電用コイル２ａから進行方向にはみ出しているとき、送電用コイル２ａは、送電側切替え手段５により電源装置１と接続され、電源装置１から電力が供給されている。また、受電側切替え手段１６により、受電用コイル４ｂは蓄電装置１７と接続され、受電用コイル４ａは蓄電装置１７と接続が切断されている。そして、受電用コイル４ｂは送電用コイル２ａを介して電力が供給され、移動走行体３は充電されている。

そして、移動走行体３が走行すると、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、隣接する２つの送電用コイル２ａ，２ｂに対して２つの受電用コイル４ａ，４ｂがそれぞれ対向する状態となる。このとき、隣接する送電用コイル２ａ，２ｂの間の中心位置ｃ３と２つの受電用コイル４ａ，４ｂの間の中心位置ｃ４がほぼ一致する範囲となり、無線装置１０，１１（第２位置検知装置１４）が互いに通信可能となる。これにより無線装置１０は、隣接する送電用コイル２ａ，２ｂの間の中心位置ｃ３と２つの受電用コイル４ａ，４ｂの間の中心位置ｃ４が一致したことを検知する。そして、無線装置１０は送電側制御装置６及び受電側制御装置１８に制御信号を発信する。また、このとき、無線装置１０は、無線装置１１の無線の通信レベルを測定して、その通信レベルの情報を送電側制御装置６及び受電側制御装置１８に発信する。

無線装置１０からの通信レベルの情報と制御信号を受信した送電側制御装置６は、送電側切替え手段５を制御することにより、前方側の送電用コイル２ｂと電源装置１の電源を、図４（ｂ）に示すようなＯＦＦの状態から、図４（ｃ）に示すようなＯＮの状態にする。また、無線装置１０から受信した通信レベルが、後方側の隣接する２つの送電用コイル２，２ａ間に設けられた無線装置１１の無線の通信レベルより高くなった状態で、後方側の送電用コイル２ａと電源装置１の電源を、図４（ｂ）に示すようなＯＮの状態から、図４（ｃ）に示すようなＯＦＦの状態にする。さらに、無線装置１０からの通信レベルの情報と制御信号を受信した受電側制御装置１８は、受電側切替え手段１６を制御することにより、前方側の受電用コイル４ａと蓄電装置１７の接続を、図４（ｂ）に示すようなＯＦＦの状態から、図４（ｃ）に示すようなＯＮの状態にする。さらにまた、無線装置１０から受信した通信レベルが、後方側の隣接する２つの送電用コイル２，２ａ間に設けられた無線装置１１の無線の通信レベルより高くなった状態で、後方側の受電用コイル４ｂと蓄電装置１７の接続を、図４（ｂ）に示すようなＯＮの状態から、図４（ｃ）に示すようなＯＦＦの状態にする。これにより、後方側で対向する送電用コイル２ａと受電用コイル４ｂの間で磁界結合している状態から前方側で対向する送電用コイル２ｂと受電用コイル４ａの間で磁界結合する状態になる。

さらに移動走行体３が走行すると、図４（ｄ）に示すように、前方側の受電用コイル４ａの全体が送電用コイル２ｂに対向し、受電用コイル４ｂが送電用コイル２ｂの上を進行する状態となる。このとき、送電側切替え手段５は送電用コイル２ｂと電源装置１の電源をＯＮの状態のままにしており、また、受電側切替え手段１６は受電用コイル４ａと蓄電装置１７の接続をＯＮの状態のままにしている。そのため、図４（ｄ）の状態で、送電用コイル２ｂと受電用コイル４ａの間で引き続き磁界結合が行われ、電力の供給が行われている。

さらにまた移動走行体３が走行すると、図４（ｅ）及び（ｆ）に示すように、一つの送電用コイル２ｂに２つの受電用コイル４ａ，４ｂが対向する状態となる。このとき、送電用コイル２ｂの長手方向における中心位置ｃ５に設けられた第２発信装置１２（第３位置検知装置１５）が信号を発信し、２つの受電用コイル４ａ，４ｂの間の中心位置ｃ４に設けられた第２受信装置１３（第３位置検知装置１５）が信号を受信する。これにより、第２受信装置１３は、送電用コイル２ｂの長手方向における中心位置ｃ５と２つの受電用コイル４ａ，４ｂの間の中心位置ｃ４がほぼ一致したことを検知して受電側制御装置１８に制御信号を発信する。また、第２受信装置１３は、第２発信装置の信号の受信レベルを測定し、受信レベルの情報を受電側制御装置１８に発信する。制御信号を受信した受電側制御装置１８は、受電側切替え手段１６を制御することにより、受電用コイル４ｂと蓄電装置１７の接続を、図４（ｅ）に示すようなＯＦＦの状態から、図４（ｆ）に示すようなＯＮの状態に切替える。また、受電側制御装置１８は、第２受信装置から受信した受信レベルが、後方側の送電用コイル２ａのほぼ中心位置ｃ５に設けられた第２発信装置の信号の受信レベルより高くなった状態で、受電用コイル４ａと蓄電装置１７の接続を、図４（ｅ）に示すようなＯＮの状態から、図４（ｆ）に示すようなＯＦＦの状態に切替える。これにより、前方側の受電用コイル４ａと送電用コイル２ｂの間で磁界結合していた状態から、後方側の受電用コイル４ｂと送電用コイル２ｂの間で磁界結合する状態になる。

さらに移動走行体３が走行すると、図４（ｇ）に示すように、再び隣接する２つの送電用コイル２ｂ，２ｃに対して２つの受電用コイル４ａ，４ｂがそれぞれ対向する状態となる。このとき、図２（ｂ）及び（ｃ）の状態のときと同様に、送電側切替え手段５により送電用コイル２と電源装置１の電源の接続が切替わり、且つ、受電側切替え手段１６により、受電用コイル４と蓄電装置１７の接続が切替わり、送電用コイル２と受電用コイル４の間で引き続き磁界結合が行われ、電力の供給が行われる。

このようにして、非接触電力伝送装置２００の走行中に移動走行体３は充電され続ける。

ここで、隣接する２つの送電用コイル２に対して２つの受電用コイル４がそれぞれ対向する状態において、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、送電用コイル２ａ，２ｂとそれぞれ対向する受電用コイル４ａ，４ｂの何れか一組の送電用コイル２が電源装置１と接続され、受電用コイル４が蓄電装置１７と接続される。そして、電源装置１からの電力が送電用コイル２を介して受電用コイル４に供給されるようになっている。そのため、受電用コイル４ａ，４ｂが隣接する送電用コイル２ａ，２ｂの間を通過するときでも、受電用コイル４ａ，４ｂのいずれかが対向する送電用コイル２ａ，２ｂと磁界結合するため、送電用コイル２ａ，２ｂの何れかから電力を受給できる。従って、送電用コイル２を重畳に設けなくても、２つの受電用コイル４が隣接する２つの送電用コイル２の上を通過する状態で、安定して移動走行体３を充電することができる。また、送電用コイル２を重畳に設けなくてもよいため、重畳した送電用コイル２間のうず電流損の増大による磁界の妨害が起きることがなく、非接触電力伝送の効率の低下を防止することができる。

さらに、送電用コイル２と電源装置１の接続は、後方側の送電用コイル２ａから前方側の送電用コイル２ｂがＯＮになるように切替えられ、且つ、受電用コイル４と蓄電装置１７の接続は、後方側の受電用コイル４ｂから前方側の受電用コイル４ａがＯＮになるように切替えられる。そして、送電用コイル２と受電用コイル４の磁界結合は、後方側の送電用コイル２ａと受電用コイル４ｂの間から前方側の送電用コイル２ｂと受電用コイル４ａの間で行われるようになる。これにより、移動走行体３が走行して、後方側の受電用コイル４ｂが２つの送電用コイル２ａ，２ｂの間に跨った状態になっても、送電用コイル２ｂと前方側の受電用コイル４ａは対向して両コイル間で磁界結合できるため、送電用コイル２を介して電源装置１からの電力を受電用コイル４が受給して、移動走行体３を充電させることができる。

さらにまた、１つの送電用コイル２に２つの受電用コイル４が対向する状態において、受電用コイル４と蓄電装置１７の接続は、図４（ｅ）及び（ｆ）に示すように、前方側の受電用コイル４ａから後方側の受電用コイル４ｂに切替えられる。そのため、移動走行体３が走行して、電源装置１と接続されている送電用コイル２ｂの上部を前方側の受電用コイル４ａが通過しても、後方側の受電用コイル４ｂと蓄電装置１７の接続がＯＮの状態に切替わっている。そのため、送電用コイル２ｂと受電用コイル４ｂの間で磁界結合して、電力を供給することができる、移動走行体３は進行方向において路面のどの位置を走行していても充電可能となる。

［その他の実施の形態］
なお、実施の形態１及び２では、１つの電源装置１が設けられているが、これに限らず、各々の送電用コイル２に対して電源装置１がそれぞれ接続されるように構成されても良い。

また、実施の形態１では、受電用コイル４の長さは送電用コイル２の長さの２倍となるように構成されているが、これに限らず、受電用コイル４が２つの送電用コイル２の間に跨っている状態で、送電用コイル２と受電用コイル４の間で磁界結合できるように、受電用コイル４の長さが送電用コイル２より長くなるように構成されていれば良い。

さらに、実施の形態２では、受電用コイル４の長さは送電用コイル２の２分の１となるように構成されているが、これに限らず、隣接する２つの送電用コイル２に対して２つの受電用コイル４がそれぞれ対向する状態で、送電用コイル２と受電用コイル４の間で磁界結合できる長さであれば良い。

さらにまた、実施の形態１において、受電用コイル４は、長尺の平板であるコアにコアの長尺方向において中央付近部分より両端付近部分の巻き幅が密になるように電線を巻回させて形成されていてもよい。この受電用コイル４を設けることにより、受電用コイル４が送電用コイル２のどの位置を移動していても、常に送電用コイル２ａと受電用コイル４の磁気の結合係数はほぼ一定となる。そのため、移動走行体３の位置ごとに電源装置１の供給電力が変化することを防ぐことができ、さらに移動走行体３を安定に充電できる。

また、実施の形態２では、送電用コイル２は、長尺の平板であるコアにコアの長尺方向において中央付近部分より両端付近部分の巻き幅が密になるように電線を巻回させて形成されていてもよい。この送電用コイル２を設けることにより、受電用コイル４が送電用コイル２のどの位置を移動していても、常に送電用コイル２ａと受電用コイル４ｂの磁気の結合係数はほぼ一定となる。そのため、移動走行体３の位置ごとに電源装置１の供給電力が変化することを防ぐことができ、さらに移動走行体３を安定に充電できる。

さらに、実施の形態１では、第１位置検知装置９は、受電用コイル４の中心位置ｃ２に設けられ、信号を発信する第１発信装置７と隣接する送電用コイル２の間の中心位置ｃ１に設けられ、第１発信装置７からの信号を受信する第１受信装置８で構成されている。しかし、この構成に限らず、隣接する２つの送電用コイル２の間の中心位置ｃ１と受電用コイル４の長尺方向における中心位置ｃ２がほぼ一致することを検知できる構成であればよい。

さらにまた、実施の形態２では、第２位置検知装置１４は、隣接する送電用コイル２の間の中心位置ｃ３に無線装置１０が設けられ、２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４に無線装置１１設けられ、隣接する送電用コイル２の間の中心位置ｃ３と２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４がほぼ一致する範囲で、互いに無線通信可能となるように構成されている。しかし、この構成に限らず、隣接する送電用コイル２の間の中心位置ｃ３と２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４がほぼ一致することを検知できる構成であればよい。

また、実施の形態２では、第３位置検知装置１５は、送電用コイル２の長手方向における中心位置ｃ５に設けられ、信号を発信する第２発信装置１２と、２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４に設けられ、第２発信装置１２からの信号を受信する第２受信装置１３で構成されている。しかし、この構成に限らず、送電用コイル２の長尺方向における中心位置ｃ３と２つの受電用コイル４の間の中心位置ｃ４がほぼ一致することを検知できる構成であればよい。

さらに、実施の形態１及び２では、送電側切替え手段５が各々の送電用コイル２にそれぞれ設けられているが、送電側制御装置６に制御され、送電用コイル２と電源装置１の電源の接続を任意に切替えられる構成であればよい。

さらにまた、当実施の形態２では、受電側切替え手段１６は２つの受電用コイル４にそれぞれ設けられているが、受電側制御装置１８により制御され、受電用コイル４と蓄電装置１７の接続を切替えられる構成であればよい。

また、上記各実施の形態は本発明の例示であり、本発明が上記各実施の形態のみに限定されることを意味するものではないことは、いうまでもない。

１・・・電源装置
２・・・送電用コイル
３・・・移動走行体
４・・・受電用コイル
５・・・送電側切替え手段
６・・・送電側制御装置
７・・・第１発信装置
８・・・第１受信装置
９・・・第１位置検知装置
１０，１１・・・無線装置
１２・・・第２発信装置
１３・・・第２受信装置
１４・・・第２位置検知装置
１５・・・第３位置検知装置
１６・・・受電側切替え手段
１７・・・蓄電装置
１８・・・受電側制御装置
１００・・・非接触電力伝送装置
２００・・・非接触電力伝送装置
Ｌ１・・・実施の形態１における受電用コイルの長さ
Ｌ２・・・実施の形態１における送電用コイルの長さ
Ｌ３・・・実施の形態２における受電用コイルの長さ
Ｌ４・・・実施の形態２における送電用コイルの長さ
ｃ１・・・実施の形態１における隣接する送電用コイルの間の中心位置
ｃ２・・・実施の形態１における受電用コイルの長尺方向における中心位置
ｃ３・・・実施の形態２における隣接する送電用コイルの間の中心位置
ｃ４・・・実施の形態２における２つの受電用コイルの間の中心位置
ｃ５・・・実施の形態２における送電用コイルの長尺方向における中心位置

Claims

電源装置から送電用コイルを介して、送電用コイルに対向した受電用コイルに非接触で電力を供給する非接触電力伝送装置であって、
前記送電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて複数設けられ、
前記受電用コイルは前記送電用コイルの長尺方向に沿って移動する移動走行体に設けられ、
前記受電用コイルは前記送電用コイルより長尺方向において長くなるように形成され、
前記受電用コイルが２つの前記送電用コイルに跨った状態において、前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
前記受電用コイルの移動に応じて各々の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切り替えるための送電側切替え手段が設けられ、
隣接する２つの前記送電用コイルの間の中心位置と前記受電用コイルの長尺方向における中心位置がほぼ一致することを検知する第1位置検知装置が設けられ、
前記送電側切替え手段を制御する送電側制御装置が設けられ、
前記送電側制御装置は、前記受電用コイルが隣接する２つの前記送電用コイルに跨った状態で、隣接する前記送電用コイルの間の中心位置と前記受電用コイルの長手方向における中心位置がほぼ一致することを前記第1位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記送電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側にある前記送電用コイルと前記電源装置の電源を接続させ、後方側にある前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切断させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
電源装置から送電用コイルを介して、送電用コイルに対向した受電用コイルに非接触で電力を供給する非接触電力伝送装置であって、
前記送電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて複数設けられ、
前記受電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて２つ、前記送電用コイルの長尺方向に沿って移動する移動走行体に設けられ、
隣接する２つの前記送電用コイルに対して２つの前記受電用コイルがそれぞれ対向する状態で、対向する前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
前記受電用コイルの移動に応じて各々の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切替えるための送電側切替え手段が設けられ、
前記移動走行体に、２つの前記受電用コイルと接続して前記受電用コイルに供給された電力を蓄電する蓄電装置が設けられ、
前記移動走行体に、前記送電側切替え手段により前記電源装置と接続される各々の前記送電用コイルを介して、２つの前記受電用コイルのどちらにも電力が供給されるように、前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続する受電側切替え手段が設けられ、
隣接する前記送電用コイルの間の中心位置と２つの前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを検知する第２位置検知装置が設けられ、
前記送電側切替え手段を制御する送電側制御装置が設けられ、
前記移動走行体に、前記受電側切替え手段を制御する受電側制御装置が設けられ、
前記送電側制御装置は、隣接する２つの前記送電用コイルに対して２つの前記受電用コイルがそれぞれ対向する状態で、隣接する２つの前記送電用コイルの間の中心位置と２つ前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを前記第２位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記送電側切替え装置を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記送電用コイルと前記電源装置の電源を接続させ、後方側の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切断させるように構成され、
且つ、前記受電側制御装置は、隣接する２つの前記送電用コイルの間の中心位置と２つ前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを前記第２位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記受電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続させ、後方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置の接続を切断させるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の非接触電力伝送装置。
前記受電用コイルの移動に応じて各々の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切替えるための送電側切替え手段が設けられ、
前記移動走行体に、２つの前記受電用コイルと接続して前記受電用コイルに供給された電力を蓄電する蓄電装置が設けられ、
前記移動走行体に、前記送電側切替え手段により前記電源装置と接続される各々の前記送電用コイルを介して、２つの前記受電用コイルのどちらにも電力が供給されるように、前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続する受電側切替え手段が設けられ、
前記送電用コイルの長手方向における中心位置と２つの前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを検知する第３位置検知装置が設けられ、
前記移動走行体に、前記受電側切替え手段を制御する受電側制御装置が設けられ、
前記受電側制御装置は、１つの前記送電用コイルに２つの前記受電用コイルが対向する状態で、前記送電用コイルの長手方向における中心位置と２つの前記受電用コイルの間の中心位置が一致することを前記第３位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記受電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置の接続を切断させ、後方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続させるように構成され、
１つの前記送電用コイルに２つの前記受電用コイルが対向する状態で、前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の非接触電力伝送装置。