JP5354539B2 - 非接触給電装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電気自動車などの移動体に非接触で給電する非接触給電装置に関し、給電時に給電側と受電側との間に位置ずれが生じたときの対策を講ずるものである。
非接触給電装置は、一次コイルと二次コイルとの間の電磁誘導を利用して一次コイルから二次コイルに電力を供給する。この非接触給電装置は、電気自動車やプラグインハイブリッド車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、利用の拡大が見込まれている。
図１３は、非接触給電装置を用いたプラグインハイブリッド車の給電システムを示している。
エンジン１０７とともにモータ１０６を駆動源として搭載する車両１００は、モータ１０６用の電源である二次電池１０４と、二次電池１０４の直流を交流に変換してモータ１０６に供給するインバータ１０５と、二次電池１０４の充電回路１０３と、非接触給電装置の二次コイル１０２とを備えており、二次コイル１０２は、車体の床面の外側に設置される。
一方、給電ステーション側（地上側）は、商用周波数の交流電源２００と、この交流を直流に変換し、さらに高周波交流を生成するインバータ２０１と、非接触給電装置の１次コイル２０２とを備えており、１次コイル２０２は地上に設置される。
運転者は、二次コイル１０２が一次コイル２０２の真上に来るように車両１００を停止させて、二次電池１０４への給電を開始する。
図１３は、非接触給電装置を用いたプラグインハイブリッド車の給電システムを示している。
エンジン１０７とともにモータ１０６を駆動源として搭載する車両１００は、モータ１０６用の電源である二次電池１０４と、二次電池１０４の直流を交流に変換してモータ１０６に供給するインバータ１０５と、二次電池１０４の充電回路１０３と、非接触給電装置の二次コイル１０２とを備えており、二次コイル１０２は、車体の床面の外側に設置される。
一方、給電ステーション側（地上側）は、商用周波数の交流電源２００と、この交流を直流に変換し、さらに高周波交流を生成するインバータ２０１と、非接触給電装置の１次コイル２０２とを備えており、１次コイル２０２は地上に設置される。
運転者は、二次コイル１０２が一次コイル２０２の真上に来るように車両１００を停止させて、二次電池１０４への給電を開始する。
この非接触給電装置で用いる一次コイル、二次コイルについては、種々の形状のものが開発されている。
図１４は、下記特許文献１に開示されたコイルの断面形状（ａ）及び平面形状（ｂ）を概略的に示している。この装置の１次側は、フラットなフェライト円板から成る磁心コア２１と、磁心コア２１の片面に渦巻き状に巻回された１次コイル２２とを備えている。２次側も１次側と同一形状であり、この１次コイル２２と２次コイル３２とが、ギャップｇを介して対向している。点線Ｄは磁束線を示している。
図１４は、下記特許文献１に開示されたコイルの断面形状（ａ）及び平面形状（ｂ）を概略的に示している。この装置の１次側は、フラットなフェライト円板から成る磁心コア２１と、磁心コア２１の片面に渦巻き状に巻回された１次コイル２２とを備えている。２次側も１次側と同一形状であり、この１次コイル２２と２次コイル３２とが、ギャップｇを介して対向している。点線Ｄは磁束線を示している。
なお、この明細書では、１次コイルと磁性体コアとの組合せを給電部と呼び、２次コイルと磁性体コアとの組合せを受電部と呼ぶことにする。但し、給電部には、磁性体コアを持たない１次コイルだけのものも含まれ、受電部には、磁性体コアを持たない２次コイルだけのものも含まれる。
図１５は、下記特許文献２に開示された非接触給電装置の受電部を示している。この受電部は、フェライトからなる長方形の板状ブロック２１２を多数組み合わせて板状コア２１３を形成し、この板状コア２１３の片面に扁平に巻いたコイル２２２を配置している。
また、図１６には、本発明の発明者らが開発した給電部及び受電部を示している。
この給電部及び受電部は、図１６（ａ）（断面図）、図１６（ｂ）（斜視図）に示すように、一次側フェライトコア６１の周りに巻回された一次側コイル６２と、二次側フェライトコア６３の周りに巻回された二次側コイル６４とで構成され、また、一次側コイル６２と二次側コイル６４とが対向する側の反対側に、それぞれ、外部への磁界の漏洩を防止するアルミ板６５、６６を備えている。点線６７は磁束線を表している。
この給電部及び受電部は、水平方向の位置ずれや、垂直方向のギャップ長変動に対して許容量が大きい特質を有している。
また、図１６には、本発明の発明者らが開発した給電部及び受電部を示している。
この給電部及び受電部は、図１６（ａ）（断面図）、図１６（ｂ）（斜視図）に示すように、一次側フェライトコア６１の周りに巻回された一次側コイル６２と、二次側フェライトコア６３の周りに巻回された二次側コイル６４とで構成され、また、一次側コイル６２と二次側コイル６４とが対向する側の反対側に、それぞれ、外部への磁界の漏洩を防止するアルミ板６５、６６を備えている。点線６７は磁束線を表している。
この給電部及び受電部は、水平方向の位置ずれや、垂直方向のギャップ長変動に対して許容量が大きい特質を有している。
また、本発明の発明者らは、下記特許文献３において、このフェライトコアを、図１７に示すように、複数枚の細長い板１４１で形成し、図１７（ａ）（平面図）、（ｂ）（側面図）に示すように、間隔を空けて細長い板１４１を配列した“すのこ型”コアにコイル１４２を巻回して給電部及び受電部を構成することを提案している。この場合、大型の一枚板のコアを必要としないため、製造コストの削減を図ることができる。
ところで、車体の床は鉄板で形成されているため、受電部周辺の漏れ磁束が鉄板に侵入した場合に、誘導電流が流れて鉄板が加熱され、給電効率が大幅に低下すると言う問題が生じる。
ところで、車体の床は鉄板で形成されているため、受電部周辺の漏れ磁束が鉄板に侵入した場合に、誘導電流が流れて鉄板が加熱され、給電効率が大幅に低下すると言う問題が生じる。
下記特許文献４に記載されているように、漏れ磁束は、良導電性の金属板を用いて遮蔽することができる。この場合、金属板には、漏れ磁束によって渦電流が生じ、この渦電流による逆方向磁束が漏れ磁束に反発し、漏れ磁束の侵入が阻止される。
本発明者等は、非接触給電装置の漏れ磁束に対しても、良導電性の金属板による磁気遮蔽が有効でることを、アルミ板を用いて確かめている（下記非特許文献１）。
本発明者等は、非接触給電装置の漏れ磁束に対しても、良導電性の金属板による磁気遮蔽が有効でることを、アルミ板を用いて確かめている（下記非特許文献１）。
江原夏樹・岩田卓也・辻 俊明・金子裕良・阿部 茂・保田富夫：「漏れ磁束遮蔽アルミ板付き非接触給電の特性」, 平20 電学全大,No.4-196 (2008)
従来の非接触給電装置を用いる車両給電システムの多くは、受電効率が変動しないように、車両の停止位置を機械的に規制して、給電部と受電部との位置ずれやギャップ長変化の範囲を厳しく制限している。
しかし、車両を決められた位置に正確に止めることは困難であり、それを強いるシステムは、一般人が利用し難い。
そのため、今後は、利便性の面から、給電部と受電部との位置ずれを許容するシステムが主流になるものと考えられる。
しかし、非接触給電装置の給電部と受電部との位置ずれの許容量を大きくすると、漏れ磁束が大きな問題となる。
しかし、車両を決められた位置に正確に止めることは困難であり、それを強いるシステムは、一般人が利用し難い。
そのため、今後は、利便性の面から、給電部と受電部との位置ずれを許容するシステムが主流になるものと考えられる。
しかし、非接触給電装置の給電部と受電部との位置ずれの許容量を大きくすると、漏れ磁束が大きな問題となる。
本発明は、こうした事情を考慮して創案したものであり、給電部と受電部との位置ずれによる漏れ磁束の影響が抑制できる非接触給電装置を提供することを目的としている。
本発明の非接触給電装置は、地上側が、１次側コイルと磁性体コアを構成する１次側磁性体板とを有し、前記１次側コイルが前記１次側磁性体板に巻回された平板状の給電部と、前記給電部の１次側コイルに高周波交流を供給する交流電源とを備え、移動体が、２次側コイルと磁性体コアを構成する２次側磁性体板とを有し、前記２次側コイルが前記２次側磁性体板に巻回された、前記給電部と略同一の外形を有する平板状の受電部と、前記受電部の２次側コイルに電気接続された負荷装置とを備え、前記２次側コイルが前記１次側コイルと対向するように移動体を停止させて地上側の前記交流電源から移動体の前記負荷装置への非接触給電が行われる非接触給電装置であって、前記受電部は、当該受電部からの漏洩磁束を遮蔽する２次側遮蔽板を介して前記移動体に固定され、前記２次側遮蔽板は、非磁性の良導電体から成り、その面積が、前記受電部の面積よりも大きく設定され、その寸法が、前記地上側からの給電が許容される移動体停止範囲のいずれの位置に前記移動体が停止したときでも、前記給電部の略全域が該２次側遮蔽板の下方に位置する寸法に設定されていることを特徴とする。
この非接触給電装置は、給電部と受電部との位置ずれの許容量が大きくても、漏れ磁束の車体への波及を防止できる。
この非接触給電装置は、給電部と受電部との位置ずれの許容量が大きくても、漏れ磁束の車体への波及を防止できる。
また、本発明の非接触給電装置では、前記給電部が、当該給電部からの漏洩磁束を遮蔽する１次側遮蔽板を介して地上に固定され、前記１次側遮蔽板が、非磁性の良導電体から成り、その面積が、前記給電部の面積よりも大きく設定され、その寸法が、前記移動体停止範囲のいずれの位置に前記移動体が停止したときでも、前記受電部の略全域が該１次側遮蔽板の上方に位置する寸法に設定されていることが望ましい。
この非接触給電装置は、給電部と受電部との位置ずれの許容量が大きくても、漏れ磁束の地上側への波及を防止できる。
この非接触給電装置は、給電部と受電部との位置ずれの許容量が大きくても、漏れ磁束の地上側への波及を防止できる。
また、本発明の非接触給電装置では、前記移動体の進行方向をｘ方向、それに垂直で前記給電部の前記受電部に対向する面に平行な方向をｙ方向とするｘｙ平面上で、前記給電部の中心位置Ｃ1を原点（０，０）、前記受電部の中心位置Ｃ2を（ｘ2、ｙ2）として、前記移動体停止範囲が、−ｘm＜ｘ2＜ｘm且つ−ｙm＜ｙ2＜ｙmと設定される場合に、給電部外形に対し寸法をｘ方向及び−ｘ方向にそれぞれｘmだけ拡大し、ｙ方向及び−ｙ方向にそれぞれｙmだけ拡大した図形を拡大給電部外形と定義したとき、前記２次側遮蔽板の外形寸法は、受電部外形と拡大給電部外形とを中心位置（Ｃ1とＣ2）を一致させて重ねた図形の外形（和領域）より大きい寸法に設定する。
例えば、前記給電部の外形寸法と前記受電部の外形寸法が同じであれば、前記２次側遮蔽板の大きさが、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで前記受電部の外形寸法よりｘmだけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで前記受電部の外形寸法よりｙmだけ大きくなるように寸法を設定し、
また、例えば、ｘ方向の前記給電部の外形寸法が同方向の前記受電部の外形寸法よりＬx1だけ大きく、ｙ方向の前記給電部の外形寸法が同方向の前記受電部の外形寸法よりＬy1だけ大きければ、前記２次側遮蔽板の大きさが、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで前記受電部の外形寸法より（ｘm＋Ｌx1／２）だけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで前記受電部の外形寸法より（ｙm＋Ｌy1／２）だけ大きくなるように寸法を設定する。
この非接触給電装置では、給電が許容される移動体停止範囲の何処に車両が停止したときでも、給電部の全域が２次側遮蔽板の下方に位置することになり、漏れ磁束の車体への波及が防止できる。
例えば、前記給電部の外形寸法と前記受電部の外形寸法が同じであれば、前記２次側遮蔽板の大きさが、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで前記受電部の外形寸法よりｘmだけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで前記受電部の外形寸法よりｙmだけ大きくなるように寸法を設定し、
また、例えば、ｘ方向の前記給電部の外形寸法が同方向の前記受電部の外形寸法よりＬx1だけ大きく、ｙ方向の前記給電部の外形寸法が同方向の前記受電部の外形寸法よりＬy1だけ大きければ、前記２次側遮蔽板の大きさが、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで前記受電部の外形寸法より（ｘm＋Ｌx1／２）だけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで前記受電部の外形寸法より（ｙm＋Ｌy1／２）だけ大きくなるように寸法を設定する。
この非接触給電装置では、給電が許容される移動体停止範囲の何処に車両が停止したときでも、給電部の全域が２次側遮蔽板の下方に位置することになり、漏れ磁束の車体への波及が防止できる。
また、本発明の非接触給電装置では、前記移動体の進行方向をｘ方向、それに垂直で前記給電部の前記受電部に対向する面に平行な方向をｙ方向とするｘｙ平面上で、前記給電部の中心位置Ｃ1を原点（０，０）、前記受電部の中心位置Ｃ2を（ｘ2、ｙ2）として、前記移動体停止範囲が、−ｘm＜ｘ2＜ｘm且つ−ｙm＜ｙ2＜ｙmと設定される場合に、受電部外形に対し寸法をｘ方向及び−ｘ方向にそれぞれｘmだけ拡大し、ｙ方向及び−ｙ方向にそれぞれｙmだけ拡大した図形を拡大受電部外形と定義したとき、前記１次側遮蔽板の外形寸法は、給電部外形と拡大受電部外形とを中心位置（Ｃ1とＣ2）を一致させて重ねた図形の外形（和領域）より大きい寸法に設定する。
例えば、前記給電部の外形寸法と前記受電部の外形寸法が同じであれば、前記１次側遮蔽板の大きさが、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで前記給電部の外形寸法よりｘmだけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで前記給電部の外形寸法よりｙmだけ大きくなるように寸法を設定し、
また、例えば、ｘ方向の前記受電部の外形寸法が同方向の前記給電部の外形寸法よりＬx2だけ大きく、ｙ方向の前記受電部の外形寸法が同方向の前記給電部の外形寸法よりＬy2だけ大きければ、前記１次側遮蔽板の大きさが、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで前記給電部の外形寸法より（ｘm＋Ｌx2／２）だけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで前記給電部の外形寸法より（ｙm＋Ｌy2／２）だけ大きくなるように寸法を設定する。
この非接触給電装置では、給電が許容される移動体停止範囲の何処に車両が停止したときでも、受電部の全域が１次側遮蔽板の上方に位置することになり、漏れ磁束の地上側への波及が防止できる。
例えば、前記給電部の外形寸法と前記受電部の外形寸法が同じであれば、前記１次側遮蔽板の大きさが、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで前記給電部の外形寸法よりｘmだけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで前記給電部の外形寸法よりｙmだけ大きくなるように寸法を設定し、
また、例えば、ｘ方向の前記受電部の外形寸法が同方向の前記給電部の外形寸法よりＬx2だけ大きく、ｙ方向の前記受電部の外形寸法が同方向の前記給電部の外形寸法よりＬy2だけ大きければ、前記１次側遮蔽板の大きさが、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで前記給電部の外形寸法より（ｘm＋Ｌx2／２）だけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで前記給電部の外形寸法より（ｙm＋Ｌy2／２）だけ大きくなるように寸法を設定する。
この非接触給電装置では、給電が許容される移動体停止範囲の何処に車両が停止したときでも、受電部の全域が１次側遮蔽板の上方に位置することになり、漏れ磁束の地上側への波及が防止できる。
また、本発明の非接触給電装置は、前記遮蔽板にアルミ板を用いることが望ましい。
本発明の非接触給電装置は、給電部と受電部との位置ずれが発生しても、漏れ磁束が車体にまで達しない。そのため、車体の加熱や、給電効率の低下が回避できる。
図１は、本発明の実施形態に係る非接触給電装置を模式的に示している。
この装置は、プラグインハイブリッド車４０の給電システムに用いられており、エンジン４７とともにモータ４６を駆動源として搭載する車両４０は、モータ４６用の電源である二次電池４４と、二次電池４４の直流を交流に変換してモータ４６に供給するインバータ４５と、二次電池４４の充電回路４３と、受電側アルミ板４１を介して車体の床面の外側に固定された受電部４２とを有している。
一方、給電ステーション側（地上側）は、商用周波数の交流電源５０と、この交流が直流に変換され、この直流から、さらに高周波交流を生成するインバータ５１と、給電側アルミ板５２を介して給電ステーションに固定された給電部５３とを備えている。
ここでは、図２に示すように、給電部５３及び受電部４２として、フェライト板４８、５４にコイル４９、５５を巻回した、図１６の形態のものを用いている。この給電部５３と受電部４２とは同一形状である。
この装置は、プラグインハイブリッド車４０の給電システムに用いられており、エンジン４７とともにモータ４６を駆動源として搭載する車両４０は、モータ４６用の電源である二次電池４４と、二次電池４４の直流を交流に変換してモータ４６に供給するインバータ４５と、二次電池４４の充電回路４３と、受電側アルミ板４１を介して車体の床面の外側に固定された受電部４２とを有している。
一方、給電ステーション側（地上側）は、商用周波数の交流電源５０と、この交流が直流に変換され、この直流から、さらに高周波交流を生成するインバータ５１と、給電側アルミ板５２を介して給電ステーションに固定された給電部５３とを備えている。
ここでは、図２に示すように、給電部５３及び受電部４２として、フェライト板４８、５４にコイル４９、５５を巻回した、図１６の形態のものを用いている。この給電部５３と受電部４２とは同一形状である。
車両の進行方向をｘ方向とし、ｘ方向に直交し、給電部５３及び受電部４２の対向面に平行な方向をｙ方向とすると、コイル４９、５５は、ｙ方向に巻回されている。この給電部５３及び受電部４２は、それらが対向するとき、図１６に示すように、コイルに覆われていないフェライト板の露出部分で磁束線に鎖交する。そのため、給電を行うためには、給電部５３のフェライト露出部分と受電部４２のフェライト露出部分との対向面積が所定量以上存在しなければならない。
図３に示すように、給電部５３の中心Ｃ1を原点（０，０）とするｘｙ座標を想定し、受電部４２の中心Ｃ2の座標位置を（ｘ2、ｙ2）とする。このとき、受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）が四角５６で示す範囲内にあれば、給電部５３及び受電部４２のフェライト露出部分の対向面積が所定量以上に達し、給電が可能になる。従って、給電を受けるためには、受電部４２の中心Ｃ2が、この四角５６の中に入るように車両を停止させる必要がある。そのため、この四角５６を車両停止範囲と呼ぶことにする。
車両停止範囲５６は、（ｘm、ｙm）（−ｘm、ｙm）（−ｘm、−ｙm）（ｘm、−ｙm）の４点で囲まれた範囲である。車両停止範囲５６と受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）との関係は、
−ｘm＜ｘ2＜ｘm 且つ −ｙm＜ｙ2＜ｙm
と表すことができる。
車両停止範囲５６は、（ｘm、ｙm）（−ｘm、ｙm）（−ｘm、−ｙm）（ｘm、−ｙm）の４点で囲まれた範囲である。車両停止範囲５６と受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）との関係は、
−ｘm＜ｘ2＜ｘm 且つ −ｙm＜ｙ2＜ｙm
と表すことができる。
図４は、受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）が車両停止範囲５６の（ｘm、ｙm）の位置にある状態を示している。
図５は、受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）が車両停止範囲５６の（−ｘm、ｙm）の位置にある状態を示している。
図６は、受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）が車両停止範囲５６の（−ｘm、−ｙm）の位置にある状態を示している。
図７は、受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）が車両停止範囲５６の（ｘm、−ｙm）の位置にある状態を示している。
図５は、受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）が車両停止範囲５６の（−ｘm、ｙm）の位置にある状態を示している。
図６は、受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）が車両停止範囲５６の（−ｘm、−ｙm）の位置にある状態を示している。
図７は、受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）が車両停止範囲５６の（ｘm、−ｙm）の位置にある状態を示している。
このように、車両停止範囲５６は、車両進行方向に狭く、それと直角な車幅方向には広い。車両進行方向は、例えば、車止めを配置して車両停止位置を規制すれば、運転者は、容易に規定された車両停止位置に止めることができる。一方、車幅方向の停車位置をピンポイントで合わせることは難しいが、この非接触給電装置の車両停止範囲５６は、車幅方向に十分な余裕があるため、その範囲内に止めることは難しくない。
受電側アルミ板４１は、受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）が、車両停止範囲５６内の何処に移動しても、給電部５３の全域が受電側アルミ板４１の下方に位置するように、その寸法が設定される。
従って、受電側アルミ板４１の寸法は、図４から、−ｘ方向に受電部４２よりｘm以上大きく、且つ、−ｙ方向に受電部４２よりｙm以上大きく設定され、また、図６から、ｘ方向に受電部４２よりｘm以上大きく、且つ、ｙ方向に受電部４２よりｙm以上大きく設定される。
受電側アルミ板４１は、受電部４２の中心Ｃ2（ｘ2、ｙ2）が、車両停止範囲５６内の何処に移動しても、給電部５３の全域が受電側アルミ板４１の下方に位置するように、その寸法が設定される。
従って、受電側アルミ板４１の寸法は、図４から、−ｘ方向に受電部４２よりｘm以上大きく、且つ、−ｙ方向に受電部４２よりｙm以上大きく設定され、また、図６から、ｘ方向に受電部４２よりｘm以上大きく、且つ、ｙ方向に受電部４２よりｙm以上大きく設定される。
図８に、受電部４２と受電側アルミ板４１との関係を平面図で示し、また、図９（ａ）にｙ軸での断面図を、図９（ｂ）にｘ軸での断面図を示している。このように、受電側アルミ板４１の寸法は、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで受電部４２の外形寸法よりｘm大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで受電部４２の外形寸法よりｙm大きくなるように設定すれば、受電部４２の中心Ｃ2が、車両停止範囲５６内の何処に移動しても、給電部５３の全域が受電側アルミ板４１の下方に位置することになる。
なお、受電部４２と給電部５３とは同一形状としているため、給電側アルミ板５２の大きさ、及び、給電部５３との大きさの関係は、受電側アルミ板４１及び受電部４２と同様である。
なお、受電部４２と給電部５３とは同一形状としているため、給電側アルミ板５２の大きさ、及び、給電部５３との大きさの関係は、受電側アルミ板４１及び受電部４２と同様である。
また、受電部４２と給電部５３との大きさが異なる場合は、図１０に示すように、ｙ軸での断面図で見ると、給電部５３が受電部４２よりＬy2だけ長いとき、受電部４２の両側にＬy2／２ずつ加えた寸法が給電部５３と同じ長さとなる。従って、受電部４２の両側にＬy2／２ずつ加えた寸法に、さらに、ｙmを加えてやれば、良いことが分かる。
即ち、ｘ方向の給電部５３の外形寸法が同方向の受電部４２の外形寸法よりＬx1だけ大きく、ｙ方向の給電部５３の外形寸法が同方向の受電部４２の外形寸法よりＬy1だけ大きければ、受電側アルミ板４１の大きさは、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで受電部４２の外形寸法より（ｘm＋Ｌx1／２）だけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで受電部４２の外形寸法より（ｙm＋Ｌy1／２）だけ大きくなるように設定すれば良い。
換言すれば、給電部外形に対し寸法をｘ方向及び−ｘ方向にそれぞれｘmだけ拡大し、ｙ方向及び−ｙ方向にそれぞれｙmだけ拡大した図形を拡大給電部外形と定義したとき、受電側アルミ板４１の外形寸法は、受電部外形と拡大給電部外形とを中心位置（Ｃ1とＣ2）を一致させて重ねた図形の外形（和領域）より大きい寸法に設定する。
即ち、ｘ方向の給電部５３の外形寸法が同方向の受電部４２の外形寸法よりＬx1だけ大きく、ｙ方向の給電部５３の外形寸法が同方向の受電部４２の外形寸法よりＬy1だけ大きければ、受電側アルミ板４１の大きさは、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで受電部４２の外形寸法より（ｘm＋Ｌx1／２）だけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで受電部４２の外形寸法より（ｙm＋Ｌy1／２）だけ大きくなるように設定すれば良い。
換言すれば、給電部外形に対し寸法をｘ方向及び−ｘ方向にそれぞれｘmだけ拡大し、ｙ方向及び−ｙ方向にそれぞれｙmだけ拡大した図形を拡大給電部外形と定義したとき、受電側アルミ板４１の外形寸法は、受電部外形と拡大給電部外形とを中心位置（Ｃ1とＣ2）を一致させて重ねた図形の外形（和領域）より大きい寸法に設定する。
この関係は、給電部５３が受電部４２の大きさより小さいときの給電側アルミ板５２の寸法についても同じである。
即ち、ｘ方向の受電部４２の外形寸法が同方向の給電部５３の外形寸法よりＬx1だけ大きく、ｙ方向の受電部４２の外形寸法が同方向の給電部５３の外形寸法よりＬy1だけ大きければ、給電側アルミ板５２の大きさは、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで給電部５３の外形寸法より（ｘm＋Ｌx1／２）だけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで給電部５３の外形寸法より（ｙm＋Ｌy1／２）だけ大きくなるように設定する。
このようにすれば、受電部４２の中心Ｃ2が、車両停止範囲５６内の何処に移動しても、受電部４２の全域が給電側アルミ板５２の上方に位置することになる。
換言すれば、受電部外形に対し寸法をｘ方向及び−ｘ方向にそれぞれｘmだけ拡大し、ｙ方向及び−ｙ方向にそれぞれｙmだけ拡大した図形を拡大受電部外形と定義したとき、給電側アルミ板５２の外形寸法は、給電部外形と拡大受電部外形とを中心位置（Ｃ1とＣ2）を一致させて重ねた図形の外形（和領域）より大きい寸法に設定する。
即ち、ｘ方向の受電部４２の外形寸法が同方向の給電部５３の外形寸法よりＬx1だけ大きく、ｙ方向の受電部４２の外形寸法が同方向の給電部５３の外形寸法よりＬy1だけ大きければ、給電側アルミ板５２の大きさは、少なくとも、ｘ方向及び−ｘ方向のそれぞれで給電部５３の外形寸法より（ｘm＋Ｌx1／２）だけ大きく、ｙ方向及び−ｙ方向のそれぞれで給電部５３の外形寸法より（ｙm＋Ｌy1／２）だけ大きくなるように設定する。
このようにすれば、受電部４２の中心Ｃ2が、車両停止範囲５６内の何処に移動しても、受電部４２の全域が給電側アルミ板５２の上方に位置することになる。
換言すれば、受電部外形に対し寸法をｘ方向及び−ｘ方向にそれぞれｘmだけ拡大し、ｙ方向及び−ｙ方向にそれぞれｙmだけ拡大した図形を拡大受電部外形と定義したとき、給電側アルミ板５２の外形寸法は、給電部外形と拡大受電部外形とを中心位置（Ｃ1とＣ2）を一致させて重ねた図形の外形（和領域）より大きい寸法に設定する。
ここでは、給電部５３及び受電部４２が矩形の外形形状を有する場合の給電側、受電側アルミ板４１、５２について説明したが、図１１に示すように、給電部５３及び受電部４２が円形の外形形状を有する場合でも、また、図１２に示すように、給電部５３及び受電部４２が長円形の外形形状を有する場合でも同様である。
また、ここでは、アルミ板を漏洩磁束の遮蔽板として用いる場合について説明したが、銅や銀など、その他の非磁性の良導電体を用いることも可能である。
また、ここでは、アルミ板を漏洩磁束の遮蔽板として用いる場合について説明したが、銅や銀など、その他の非磁性の良導電体を用いることも可能である。
本発明は、給電部及び受電部の位置ずれの許容量が大きい非接触給電装置を実現するものであり、電気自動車、プラグインハイブリッド車、工場内搬送車、移動ロボット、電車など、各種の移動体の非接触給電に広く利用することができる。
４０ プラグインハイブリッド車
４１ 受電側アルミ板
４２ 受電部
４３ 充電回路
４４ 二次電池
４５ インバータ
４６ モータ
４７ エンジン
４８ フェライト板
４９ コイル
５０ 交流電源
５１ インバータ
５２ 給電側アルミ板
５３ 給電部
５４ フェライト板
５５ コイル
６１ 一次側フェライトコア
６２ 一次側コイル
６３ 二次側フェライトコア
６４ 二次側コイル
６５ アルミ板
６６ アルミ板
１００ 車両
１０２ 二次コイル
１０３ 充電回路
１０４ 二次電池
１０５ インバータ
１０６ モータ
１０７ エンジン
１４１ 細長い板
１４２ すのこ型コア
２００ 交流電源
２０１ インバータ
２０２ １次コイル
２１２ 板状ブロック
２１３ 板状コア
２２２ コイル
４１ 受電側アルミ板
４２ 受電部
４３ 充電回路
４４ 二次電池
４５ インバータ
４６ モータ
４７ エンジン
４８ フェライト板
４９ コイル
５０ 交流電源
５１ インバータ
５２ 給電側アルミ板
５３ 給電部
５４ フェライト板
５５ コイル
６１ 一次側フェライトコア
６２ 一次側コイル
６３ 二次側フェライトコア
６４ 二次側コイル
６５ アルミ板
６６ アルミ板
１００ 車両
１０２ 二次コイル
１０３ 充電回路
１０４ 二次電池
１０５ インバータ
１０６ モータ
１０７ エンジン
１４１ 細長い板
１４２ すのこ型コア
２００ 交流電源
２０１ インバータ
２０２ １次コイル
２１２ 板状ブロック
２１３ 板状コア
２２２ コイル
Claims (5)
- 地上側が、１次側コイルと磁性体コアを構成する１次側磁性体板とを有し、前記１次側コイルが前記１次側磁性体板に巻回された平板状の給電部と、前記給電部の１次側コイルに高周波交流を供給する交流電源とを備え、移動体が、２次側コイルと磁性体コアを構成する２次側磁性体板とを有し、前記２次側コイルが前記２次側磁性体板に巻回された、前記給電部と略同一の外形を有する平板状の受電部と、前記受電部の２次側コイルに電気接続された負荷装置とを備え、前記２次側コイルが前記１次側コイルと対向するように移動体を停止させて地上側の前記交流電源から移動体の前記負荷装置への非接触給電が行われる非接触給電装置であって、
前記受電部は、当該受電部からの漏洩磁束を遮蔽する２次側遮蔽板を介して前記移動体に固定され、
前記２次側遮蔽板は、非磁性の良導電体から成り、その面積が、前記受電部の面積よりも大きく設定され、その寸法が、前記地上側からの給電が許容される移動体停止範囲のいずれの位置に前記移動体が停止したときでも、前記給電部の略全域が該２次側遮蔽板の下方に位置する寸法に設定されていることを特徴とする非接触給電装置。 - 請求項１に記載の非接触給電装置であって、前記給電部が、当該給電部からの漏洩磁束を遮蔽する１次側遮蔽板を介して地上に固定され、前記１次側遮蔽板が、非磁性の良導電体から成り、その面積が、前記給電部の面積よりも大きく設定され、その寸法が、前記移動体停止範囲のいずれの位置に前記移動体が停止したときでも、前記受電部の略全域が該１次側遮蔽板の上方に位置する寸法に設定されていることを特徴とする非接触給電装置。
- 請求項１に記載の非接触給電装置であって、前記移動体の進行方向をｘ方向、それに垂直で前記給電部の前記受電部に対向する面に平行な方向をｙ方向とするｘｙ平面上で、前記給電部の中心位置Ｃ1を原点（０，０）、前記受電部の中心位置Ｃ2を（ｘ2、ｙ2）として、前記移動体停止範囲が、−ｘm＜ｘ2＜ｘm且つ−ｙm＜ｙ2＜ｙmと設定され、
給電部外形に対し寸法をｘ方向及び−ｘ方向にそれぞれｘmだけ拡大し、ｙ方向及び−ｙ方向にそれぞれｙmだけ拡大した図形を拡大給電部外形と定義したとき、前記２次側遮蔽板の外形寸法は、受電部外形と拡大給電部外形とを中心位置（Ｃ1とＣ2）を一致させて重ねた図形の外形（和領域）より大きな寸法に設定されることを特徴とする非接触給電装置。 - 請求項２に記載の非接触給電装置であって、前記移動体の進行方向をｘ方向、それに垂直で前記給電部の前記受電部に対向する面に平行な方向をｙ方向とするｘｙ平面上で、前記給電部の中心位置Ｃ1を原点（０，０）、前記受電部の中心位置Ｃ2を（ｘ2、ｙ2）として、前記移動体停止範囲が、−ｘm＜ｘ2＜ｘm且つ−ｙm＜ｙ2＜ｙmと設定され、
受電部外形に対し寸法をｘ方向及び−ｘ方向にそれぞれｘmだけ拡大し、ｙ方向及び−ｙ方向にそれぞれｙmだけ拡大した図形を拡大受電部外形と定義したとき、前記１次側遮蔽板の外形寸法は、給電部外形と拡大受電部外形とを中心位置（Ｃ1とＣ2）を一致させて重ねた図形の外形（和領域）より大きな寸法に設定されることを特徴とする非接触給電装置。 - 請求項１から４のいずれかに記載の非接触給電装置であって、前記遮蔽板がアルミ板から成ることを特徴とする非接触給電装置。
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