JP6022267B2

JP6022267B2 - 移動給電式の非接触給電装置

Info

Publication number: JP6022267B2
Application number: JP2012194825A
Authority: JP
Inventors: 喜多男山本; 佐藤　剛; 剛佐藤; 望月　正志; 正志望月; 雅之山下; 恭之沖米田; 渡辺　敦; 敦渡辺
Original assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Current assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: JP2014053984A

Description

本発明は、移動給電式の非接触給電装置に関する。例えば移動中の車輌に、外部から非接触で電力を供給する、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、例えば電気自動車等の車輌に外部から電力を供給する非接触給電装置が、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、定置された送電コイル側から、車輌等の移動体に搭載された受電コイル側に、数１０ｍｍ〜数１００ｍｍ程度の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。
このような非接触給電装置による給電方式としては、停止給電式が代表的であるが、給電のためにわざわざ停止する必要がなく、車輌等の走行続行距離が延長されて便利な移動給電式も、開発，実用化されている。
停止給電式では、給電に際し移動体が停止し、受電コイルが送電コイル上等で停止されて、給電が行われる。これに対し移動給電式では、給電に際し車輌等が停止することなく、受電コイルが送電コイル近くを移動しつつ給電が行われる。

ところで、移動給電式の非接触給電装置については、従来、次の課題が指摘されていた。すなわち、電磁誘導の相互誘導作用に基づき電力供給が実施され、高周波電磁界（交流変動電磁界）の電磁波が強い強度で放射されるので、近隣周辺環境への悪影響が懸念されていた。
例えば、数１０ｍ〜数１００ｍ程度離れたエリアにおいて、電磁波障害，電波受信妨害を発生させたり、人体に機能障害を与える虞が指摘されていた。
これに対し、停止給電式の非接触給電装置は、電磁遮蔽対策が取り易かった。すなわち、送電コイルのループが小さいので、電磁シールド用の防磁カバーで覆うことにより、外部放射される電磁波を反射，吸収，減衰させることが容易であった。
これに対し、移動給電式の非接触給電装置は、電磁遮蔽対策が取りにくかった。すなわち、その送電コイルは、受電コイル側が移動することに鑑み、これをフォローすべく移動方向に沿い長大なループ状をなしており、広いループ面積よりなる。そこで、防磁カバーで覆う等の電磁遮蔽対策が容易でなく、放射される電磁波が近隣周辺の離れたエリアまで届き易かった。

《従来技術》
さて、本発明の発明者および出願人は、このような実情に鑑み、先に下記の特許文献１を特許出願した。
この特許文献１の移動給電式の非接触給電装置１は、例えば図３の（１）図に示したように、給電側回路２の送電コイル３について、交叉コイル方式を採用したことを、特徴とする。
すなわち、長ループ状をなす送電コイル３を途中で交叉せしめることにより、交叉により形成された各ユニット４から発生する磁界の向きが、プラス方向とマイナス方向とに、交互に反転するようになっている。
もって、この特許文献１の非接触給電装置１は、放射電磁界強度の抑制効果を発揮し、電磁波の放射レベルが大きく低減され、前述した近隣周辺のエリア環境への悪影響が防止されるようになる。

特開２０１１−２２３７０３号公報（特願２０１０−０８８４１１）

《課題について》
ところで、このような特許文献１の移動給電式の非接触給電装置１は、上述したように優れた作用効果を発揮するが、受電コイル６からの受電電力に脈動が発生する、という指摘があった。
すなわち、図３の（２）図に示したように、給電に際し、受電側回路５の受電コイル６は、給電側回路２の送電コイル３の交叉位置つまりクロスポイントＰに対向位置した際（図中の実線表示を参照）、受電電力が瞬間的にゼロとなってしまう。
対向位置において図示例では、受電コイル６の左半分は、プラス方向の磁界を受け、右半分はマイナス方向の磁界を受けるので、受電コイル６にて誘起される誘導起電力が、相殺されてしまう。
勿論、受電コイル６は移動するので、上述したクロスポイントＰ対向位置以外（図中の破線表示を参照）では、順調に給電が行われノーマルな受電電力が得られる。
結局これらにより、給電に際し受電コイル６が移動しながら電力を受電すると、その受電電力が、瞬間的，周期的にゼロに低下する脈動電力となってしまう、という指摘があった。因に、図３の（３）図は、このような非接触給電装置１について、給電側回路２と受電側回路５間の電磁結合の結合係数を実測した例であり、上述した所が結合係数の変化として捉えられている。その使用周波数は７６ｋＨｚ。

《本発明について》
本発明の移動給電式の非接触給電装置は、このような実情に鑑み、上記特許文献１の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、放射電磁界強度の抑制効果を維持しつつ、第２に、受電電力の脈動を抑制可能な、移動給電式の非接触給電装置を提案することを目的とする。

《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。
本発明に係る移動給電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、給電側回路の送電コイルから受電側回路の受電コイルに、電力を供給する。そして定置された該送電コイルに対し、給電に際し該受電コイルが、エアギャップを存しつつ移動する移動給電式よりなる。

該送電コイルは、フラットな構造をなし、該受電コイルの移動方向に沿い長ループ状をなすと共に、途中で交叉されており、交叉により複数のユニットが形成されている。
該受電コイルは、ループ状でフラットな構造をなし、複数個が間隔を存して配置されている。

該送電コイルは、交叉により形成された該ユニットから発生，放射される磁界の向きが、プラス方向とマイナス方向とに交互に反転し、もって放射電磁界が打ち消し合って弱められる。
複数個の該受電コイルは、いずれかの該受電コイルの該送電コイル交叉位置に対向位置した際の受電電力ゼロが、他の該受電コイルのノーマルな受電電力にてカバーされる。

そして該受電コイルが、自動車等の車輌，その他の移動体側に搭載されるのに対し、該送電コイルは、道路，地面，その他の地上側に定置配設される。もって、数１０ｍ〜数１００ｍにわたり展開されて、該受電コイルの数倍から数１０倍の長大ループ状をなしている。

かつ該送電コイルは、単数又は複数の交叉回数で交叉されており、交叉により形成されるユニットのサイズが、該受電コイルのサイズとその間隔との和より小さな値とはならない。
もって複数個の該受電コイルは、共に該送電コイル交叉位置には対向位置せず、ノーマルな受電電力が得られる過程も存する。

そして、該送電コイルの交叉回数の増減により電磁界放射レベルの調整が可能である。すなわち、放射電磁界強度の抑制がより重視される場所では、交叉回数が増やされること、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）この非接触給電装置では、給電が移動式にて行われる。
（２）そして給電に際し、送電コイルと受電コイル間が、エアギャップを存しつつ電磁結合される。
（３）もって、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、給電側から受電側へと電力が供給される。
（４）ところで、この非接触給電装置では、給電側の長大ループ状をなす送電コイルにより、高周波電磁界が強力に形成され、電磁波が強い強度で放射される。
（５）そこで、この非接触給電装置では、送電コイルに交叉コイル方式が採用されている。もって、交叉により形成された各ユニットによる発生電磁界の向きが、交互に反転するようになっている。
（６）これにより、近隣周辺エリアに放射された電磁界，電磁波は、打ち消し合って大幅に弱められる。
（７）ところで、この非接触給電装置では、受電コイルが交叉位置に対向位置すると、その受電電力が瞬間的にゼロとなる。
（８）そこで本発明では、複数個の受電コイルを、所定間隔にて配置してなる。
（９）これにより、いずれかの受電コイルの受電電力ゼロが、他のノーマルな受電コイルの受電電力でカバー，補完可能となる。
（１０）さてそこで、本発明の移動給電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、放射電磁界強度が抑制される。本発明の移動給電式の非接触給電装置では、給電側回路の送電コイルについて、交叉コイル方式が採用されている。
もって、放射電磁界強度の抑制効果を発揮し、近隣周辺へと放射された電磁界は、打ち消し合って弱められる。放射された電磁波は、放射レベルが大きく低減され、強度が大幅低下せしめられる。
そこで、近隣周辺のエリア環境への悪影響が、確実に防止される。例えば、数１０ｍ〜数１００ｍ程度離れたエリアについて、電磁波障害，電波受信妨害を発生させたり、人体に機能障害を与える虞は、回避される。

《第２の効果》
第２に、受電可能電力の脈動も抑制される。本発明の移動給電式の非接触給電装置は、上述したように、放射電磁界強度の抑制効果を維持，発揮しつつ、受電電力の脈動化が抑制される。
すなわち、受電側回路の受電コイルを、複数個用いると共に所定間隔で配置したことにより、いずれかの受電コイルが送電コイルの交叉位置に対向位置した際の受電電力ゼロが、他の受電コイルのノーマルな受電電力にてカバー，補完されるようになる。
もって給電に際し、受電コイルのトータルの受電電力は、総和的にゼロとはならず、受電側回路において、受電電力そして出力パワーが、瞬間的，周期的にゼロになる脈動発生は、確実に防止される。
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。

本発明に係る移動給電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する。そして（１）図は、送電コイルの説明図、（２）図は、給電時の送電コイルと受電コイルの説明図、（３）図は、給電時の受電側回路等の回路説明図である。同発明を実施するための形態の説明に供する。そして、給電時の送電コイルと受電コイルの説明図であり、（１）図は第１例、（２）図は第２例、（３）図は第３例を示す。従来技術に係る移動給電式の非接触給電装置の説明に供する。そして（１）図は、送電コイルの説明図、（２）図は、給電時の送電コイルと受電コイルの説明図、（３）図は、結合係数のグラフである。移動給電式の非接触給電装置の説明に供する。そして（１）図は、全体の側面説明図、（２）図は、その要部説明図、（３）図は、交叉コイル方式の送電コイルによる給電時の斜視説明図である。

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１について》
まず、移動給電式の非接触給電装置１について、図４の（１）図，（２）図を参照して、一般的に説明する。非接触給電装置１は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、給電側回路２の送電コイル３から、受電側回路５の受電コイル７（図３の従来技術では６）に、エアギャップＡを存しつつ電力を供給する。
そして給電に際し、受電コイル７（６）が、定置された送電コイル３に対し、エアギャップＡを存し対向しつつ移動される、移動給電式よりなる。送電コイル３および受電コイル７（６）は、それぞれ、ループ状のフラット構造をなす。

このような非接触給電装置１について、更に詳述する。１次側の給電側回路２は、給電スタンドその他の給電エリアにおいて、送電コイル３が、道路８，地面，床，その他の地上側に定置配設される。
これに対し、２次側の受電側回路５は、受電コイル７（６）が、電気自動車（ＥＶ）や電車等の車輌９，その他の移動体側に、搭載される。受電側回路５は、その駆動用の他、非駆動用としても利用可能であり、図示のように車載バッテリー１０に接続されるのが代表的であるが、各種負荷Ｒに直接接続される場合もある（図１の（３）図を参照）。
給電側回路２の送電コイル３は、高周波インバータが使用される電源１１に接続されている。受電側回路５の受電コイル７（６）は、図示例ではバッテリー１０に接続可能となっており、給電により充電されたバッテリー１０にて、走行用モータ１２が駆動される。図中１３は、交流を直流に変換するコンバータ（後述する整流回路や平滑部）、１４は、直流を交流に変換するインバータである。
送電コイル３および受電コイル７（６）は、それぞれ、絶縁コイル導線が同一面でループ状に、例えば複数回巻回ターンされたフラット構造をなし、移動体の移動方向Ｂに沿って横長の長方形環状をなす。受電コイル７（６）については、正方形環状や縦長長方形環状のものも可能である。
そして送電コイル３は、受電コイル７（６）と同幅Ｗ（横方向・移動方向Ｂに対し直角をなす縦方向の幅）よりなると共に、移動方向Ｂに数倍から数１０倍の長大ループ状をなす。例えば、送電コイル３は５ｍ×２８ｃｍ、受電コイル７（６）は１ｍ×２８ｃｍの寸法設定よりなる。
そして給電は、移動給電式にて実施される。すなわち給電に際し、受電側回路５の受電コイル７（６）が、給電側回路２の送電コイル３に対し、エアギャップＡを存しつつ、非接触で近接対向して走行等移動する。

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、対向位置する送電コイル３と受電コイル７（６）間では、送電コイル３での磁束形成により、受電コイル７（６）に誘導起電力を生成させ、もって送電コイル３から受電コイル７（６）へと、電力を供給することは、公知公用である。
すなわち、給電側回路２の送電コイル３に、電源１１から例えば数ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の高周波交流を、励磁電流として通電することにより、磁界が送電コイル３のコイル導線の周囲に生じ、磁束がコイル面に対して直角方向に形成される。そして、このように形成された磁束が、受電側回路５の受電コイル７（６）を貫き鎖交することにより、誘導起電力が誘起され、もって磁場が形成され磁界を利用して電力が送受される。
非接触給電装置１では、このような電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電コイル３と受電コイル７（６）の両回路は、相互間のエアギャップＡに磁束の磁路が形成されて、電磁結合される。もって数ｋＷ以上、例えば数１０ｋＷ〜数１００ｋＷ程度の電力供給が、実施される。
非接触給電装置１については、以上のとおり。

《交叉コイル方式の送電コイル３について》
次に、交叉コイル方式の送電コイル３について、図４の（３）図，更には図１，図２等を参照して、説明する。
送電コイル３は、フラットな構造をなし、受電コイル７（６）の移動方向Ｂに沿い長ループ状をなすと共に、途中で交叉されており、交叉により複数のユニット４が形成されている。
そして送電コイル３は、交叉により形成された各ユニット４から発生，放射される磁界の向きが、プラス方向とマイナス方向とに交互に反転する。

このような送電コイル３について、更に詳述する。送電コイル３は、途中のクロスポイントＰ（交叉位置）で交叉されており、もって複数のユニット４が、分割，区画形成されている。クロスポイントＰの数つまり交叉回数は、単数または複数可能である。
図１の（１）図，（２）図，図２の（１）図の例では、クロスポイントＰの数は１であり、２個のユニット４が形成される。図４の（３）図，図２の（２）図の例では、クロスポイントＰの数は３であり、４個のユニット４が形成され、図１の（３）図，図２の（３）図の例では７であり、８個のユニット４が形成される。
交叉により形成される各ユニット４の面積（各ユニット４の絶縁コイル導線で囲われたフラット面の面積）は、図示のように共通，同一に設定されるのが代表的であるが、異なる設定も可能である。

そして、交叉コイル方式の送電コイル３では、図示したように、交叉により形成されたユニット４において、発生する磁界の向きが、プラス方向とマイナス方向とに交互に反転される。
すなわち、交叉コイル方式の送電コイル３に電流を供給すると、電流に応じた磁界が発生するが、このように発生する磁界の向きは、交叉により形成されて隣接する各ユニット４毎に、プラス方向とマイナス方向とに交互に反転する。つまり、交叉結合された隣接ユニット４毎に、逆方向の磁界が発生する。
そして各ユニット４は、プラス方向の磁界を発生するユニット４の面積と、マイナス方向の磁界を発生するユニット４の面積とが、等しい設定よりなる。
すなわち、プラス方向磁界のユニット４の合計面積と、マイナス方向磁界のユニット４の合計面積とが、等しくなっている。なおここで、合計面積が等しいとは、完全に一致している場合のみならず、若干相違している場合をも包含する。各ユニット４の面積が上述したように共通，同一なので、プラス方向のユニット４とマイナス方向のユニット４とは、同数個となる。つまり、ユニット４の個数は偶数個となる。

ところで、このようなクロスポイントＰの数、つまり交叉回数やユニット４の個数等の多少により、電磁界放射レベルの調整が可能である。
すなわち、この移動給電式の非接触給電装置１により給電が行われる際、周りが人工密集地ではなく、電波受信妨害を受けやすい機器等も存しない場所では、交叉回数等が減らされる。つまり、このような場所に設置される給電側回路２の送電コイル３については、交叉回数を減ずることにより、コイル導線の使用量を減らすことが出来、コスト低減が実現される。
これに対し、周りが市街地で電波受信妨害を受けやすい機器等が存する場所では、交叉回数が増加せしめられる。つまり、このような場所に設置される給電側回路２の送電コイル３については、放射電磁界強度の抑制がより重視され、交叉回数を増やされる。
交叉コイル方式の送電コイル３については、以上のとおり。

《本発明の概要》
以下、本発明について、図１，図２を参照して説明する。
まず、本発明の移動給電式の非接触給電装置１は、受電側回路５の受電コイル７が、前述したようにループ状でフラットな構造をなすと共に、複数個が間隔ｄを存して配置されていること、を特徴とする。
そして、複数個の受電コイル７は、いずれかの受電コイル７の送電コイル３交叉位置、つまりクロスポイントＰに対向位置した際の受電電力ゼロが、他の受電コイル７のノーマルな受電電力にてカバーされること、を特徴とする。

《受電コイル７について》
このような受電コイル７について、更に詳述する。まず図１の（２）図中に示したように、図示例において、移動する一方の受電コイル７_１は、その中心が送電コイル３のクロスポイントＰに対向位置すると、その左半分が、送電コイル３からプラス方向の磁界を受け、右半分が、送電コイル３からマイナス方向の磁界を受ける。
そこでその瞬間、受電コイル７_１にて誘起される誘導起電力が相殺されてしまい、受電コイル７_１の受電電力がゼロとなり、取り出せる出力がゼロとなる。
これに対し、移動する他方の受電コイル７_２は、上述した一方の受電コイル７_１とは間隔ｄが存しており、その中心が送電コイル３のクロスポイントＰに対向位置しない関係にある。
他方の受電コイル７_２は、一方の受電コイル７_１がクロスポイントＰに対向位置した場合、クロスポイントＰには対向位置しない関係にある。そこで、受電コイル７_２に誘起される誘導起電力は、所期の通りであり、１００％ノーマルな受電電力，出力パワーが得られる。

逆に、一方の受電コイル７_１は、他方の受電コイル７_２がクロスポイントＰに対向位置した場合は、クロスポイントＰには対向位置しない関係にある。この場合は、他方の受電コイル７_２の受電電力がゼロとなるのに対し、一方の受電コイル７_１の受電電力は、所期の通りでありノーマルな受電電力が得られる。
勿論、移動により両受電コイル７_１，７_２共に、クロスポイントＰには対向位置せず、ノーマルな受電電力が得られる過程も存する。
なお図示例では、受電コイル７は、２個の受電コイル７_１，７_２から構成されていたが、本発明はこのような図示例に限定されるものではなく、３個以上の受電コイル７を用いることも可能である。この場合の各受電コイル７の相互関係については、上述した２個の場合に準じる。
受電コイル７については、以上のとおり。

《受電側回路５について》
次に、このような受電コイル７が使用される受電側回路５について、図１の（３）図を参照して説明する。受電側回路５には、それぞれの整流回路１５と、並列接続されたその直流出力端ａａ，ｂｂと、平滑部１６と、負荷Ｒやバッテリー１０（図４の（１）図を参照）等が、設けられている。
そこで、受電コイル７_１，７_２からの出力は、まず、図示では単相全波整流器を用いた整流回路１５を通されて、交流が直流に変換される。そして、それぞれの整流回路１５の直流出力端ａａ，ｂｂが並列接続されると共に、その出力が、平滑部１６の平滑コンデンサにて安定電圧の直流とされた後、負荷Ｒ等へと供給される。従って、受電コイル７_１，７_２から負荷Ｒ等へと供給される受電電力の総和が、ゼロになることはない。
すなわち、一方の受電コイル７_１の受電電力がゼロの時、他方の受電コイル７_２の受電電力は１００％ノーマルであり、逆に、他方の受電コイル７_２の受電電力がゼロの時、一方の受電コイル７_１の受電電力はノーマルである。もって、受電側回路５で取り出される電力は、、受電コイル７_１，７_２間の相互補完により出力和がゼロとなることなく、負荷Ｒ等へと供給される。
なお上述では、受電コイル７が２個の受電コイル７_１，７_２から構成される場合を例にとって説明したが、受電コイル７が３個以上となった場合も、上述した所に準じる。すなわち、いずれか１個の受電コイル７の受電電力がゼロの時は、残りの受電コイル７の受電電力で相互補完されることになる。
受電側回路５については、以上のとおり。

《受電コイル７の間隔ｄや、送電コイル３のサイズについて》
まず、受電コイル７間の間隔ｄについては、次のとおり。図１，図２に示した代表例では、複数の受電コイル７は、その幅Ｗが同一であると共に、移動方向Ｂに沿ったサイズＣも同一となっている。
そして、相互間の間隔ｄが、次の数式３（前述した数式１）を満足すべく設定される。

この数式３は、実験の積み重ねにより得られたものであり、前述した受電コイル７間の相互補完機能を確実に発揮させるための間隔ｄであり、勿論、３個以上の受電コイル７が使用された場合にも適用可能である。
そして、もしも間隔ｄが、受電コイル７のサイズＣの半分より小さな値となり、受電コイル７間がより接近した場合は、例えば、受電コイル７の受電電力相互間に悪影響を及ぼす虞等の事態発生が、推測される。

又、送電コイル３のサイズについては、次のとおり。
図１，図２に示した代表例において、複数の受電コイル７は、幅Ｗが同一であると共に、サイズＣも同一である。そして送電コイル３は、受電コイル７と同一の一定幅Ｗよりなると共に、一定ピッチでの交叉により、移動方向Ｂに沿ったサイズＬが同一のユニット４が、形成されている。
そして、このユニット４のサイズＬは、次の数式４（前述した数式２）を満足すべく設定される。

この数式４も、実験の積み重ねにより得られたものであり、前述した受電コイル７間の相互補完機能を確実に発揮させるため、その前提となる送電コイル３の各ユニット４のサイズＬに関するものである。
そして、もしもユニット４のサイズＬが、受電コイル７のサイズとその間隔ｄとの和より小さな値となった場合は、例えば、受電電力がゼロとなった受電コイル７に対し、他の受電コイル７が補完機能を全うできなくなる等の事態発生が、推測される。
受電コイル７の間隔ｄや、送電コイル３サイズについては、以上のとおり。

《作用等》
本発明の移動給電式の非接触給電装置１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）この非接触給電装置１では、給電が移動給電式にて実施される。すなわち給電に際し、電気自動車等の車輌９、その他の移動体に搭載された２次側，受電側の受電コイル７は、走行等により移動方向Ｂに移動する。そして道路８，その他の地上側に定置配設された１次側，給電側の送電コイル３に対し、エアギャップＡを存しつつ非接触で近接対向位置しつつ、走行等移動する（図４の（１）図，（２）図を参照）。

（２）給電に際しては、非接触給電装置１の給電側において、給電側回路２の送電コイル３が、電源１１からの高周波交流を励磁電流として、通電される。もって、給電側の送電コイル３と受電側の受電コイル７との間が、エアギャップＡを存しつつ磁束の磁路が形成されて、電磁結合される。

（３）非接触給電装置１では、このようにして、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、１次側の送電コイル３側から、２次側の受電コイル７側へと、電力が供給される。

（４）さて、この種の非接触給電装置１では、まず、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の高周波交流を用いられており、もって電磁誘導の相互作用に基づき給電が実施されるので、大きな密度の高周波電磁界（交流変動電磁界）が形成され、強力な高周波電磁波が放射される。
しかも、このような高周波電磁界，電磁波を放射する送電側の送電コイル３は、長大ループ状化しており、給電エリア全長にわたり数１０ｍ〜数１００ｍにわたり、列状・略帯状に展開されている。

（５）そこでこの非接触給電装置１では、送電コイル３について交叉コイル方式が採用されている。交叉コイル方式では、交叉位置つまりクロスポイントＰにより形成された各ユニット４について、発生磁界の向きが、プラス方向とマイナス方向とに交互に反転する（図４の（３）図を参照）。

（６）そこで、非接触給電装置１の給電側回路２が設けられた給電エリアから、例えば数１０ｍ〜数１００ｍ程度離れた近隣周辺エリアへと外部放射された電磁界は、打ち消し合って弱められるようになる。隣接するプラス方向電磁界とマイナス方向電磁界とが、打ち消し合って、電磁界密度が大幅低下する。
このように、非接触給電装置１の給電側から外部放射された電磁波は、非接触給電装置１から離れたエリアにおいては、大幅低減され強度が著しく低下するようになる。

（７）この非接触給電装置１では、給電側回路２について、このように、交叉コイル方式の送電コイル３が採用されている。
そこで、そのクロスポイントＰに、移動する受電側回路５の受電コイル７が近接対向位置した場合、一時的に給電が困難化する。受電コイル７にて誘起される誘導起電力が、その左右で＋−相殺され、受電電力，出力パワーが瞬間的にゼロとなってしまう（図４の（３）図も参照）。

（８）そこで本発明では、受電側回路５について、受電コイル７を複数個用いると共に、所定間隔ｄを置いて配置してなる（図１の（２）図，（３）図，図２の（１）図，（２）図，（３）図等を参照）。
なお、前述した数式３（数式１），数式４（数式２）が、このような間隔ｄ、受電コイル７のサイズＣ、送電コイル３のユニット４のサイズＬ等について、設定の目安となる。

（９）このような受電コイル７を採用したので、この非接触給電装置１の受電側回路５では、いずれかの受電コイル７がクロスポイントＰに対向位置した際の受電電力ゼロが、クロスポイントＰに対向位置しない他の受電コイル７のノーマルな受電電力にて、カバーされ補完されるようになる（図１の（３）図等を参照）。
複数個の受電コイル７、例えば受電コイル７_１，７_２の出力を、整流後に並列接続し、平滑して負荷Ｒに供給することにより、複数個の受電コイル７トータルの受電電力が、総和的にはゼロとなることはない。いずれかの受電コイル７の出力電圧がゼロとなっても、総和的には出力が維持される。もって、受電電力，出力パワーが、瞬間的，周期的にゼロとなる脈動発生は、防止される。

（１０）なお、以上説明した給電側回路２や受電側回路５については、図示した所に加え、更に共振中継方式を採用することも、考えられる（その詳細については、前述した特開２０１１−２２３７０３号公報を参照）。
すなわち、中継コイルとコンデンサとを備えると共に独立した共振中継回路を、送電コイル３のエアギャップＡ側、又は／及び、受電コイル７のエアギャップＡ側に、配設することが考えられる。そして本明細書では、このような共振中継回路の中継コイルも、これまで説明した送電コイル３や受電コイル７の概念中に、包含される。
この中継コイルは、送電コイル３又は／及び受電コイル７について、その電磁結合強化策として用いられるに過ぎず、送電コイル３や受電コイル７の一環と解される。勿論、給電側の中継コイルは、交叉コイル方式となる。
作用等については、以上のとおり。

１非接触給電装置
２給電側回路
３送電コイル
４ユニット
５受電側回路
６受電コイル（従来技術）
７，７_１，７_２，
受電コイル（本発明）
８道路
９車輌
１０バッテリー
１１電源
１２モータ
１３コンバータ
１４インバータ
１５整流回路
１６平滑部
Ａエアギャップ
Ｂ移動方向
Ｃサイズ（受電コイル）
Ｌサイズ（送電コイルのユニット）
Ｐクロスポイント
Ｒ負荷
Ｗ幅
a 直流出力端
b 直流出力端
ｄ間隔

Claims

電磁誘導の相互誘導作用に基づき、給電側回路の送電コイルから受電側回路の受電コイルに、電力を供給する非接触給電装置であって、定置された該送電コイルに対し、給電に際し該受電コイルが、エアギャップを存しつつ移動する移動給電式よりなり、
該送電コイルは、フラットな構造をなし、該受電コイルの移動方向に沿い長ループ状をなすと共に、途中で交叉されており、交叉により複数のユニットが形成されており、
該受電コイルは、ループ状でフラットな構造をなし、複数個が間隔を存して配置されており、
該送電コイルは、交叉により形成された該ユニットから発生，放射される磁界の向きが、プラス方向とマイナス方向とに交互に反転し、もって放射電磁界が打ち消し合って弱められ、
複数個の該受電コイルは、いずれかの該受電コイルの該送電コイル交叉位置に対向位置した際の受電電力ゼロが、他の該受電コイルのノーマルな受電電力にてカバーされ、
そして該受電コイルが、自動車等の車輌，その他の移動体側に搭載されるのに対し、該送電コイルは、道路，地面，その他の地上側に定置配設され、もって数１０ｍ〜数１００ｍにわたり展開されて、該受電コイルの数倍から数１０倍の長大ループ状をなしており、
かつ該送電コイルは、単数又は複数の交叉回数で交叉されており、交叉により形成されるユニットのサイズが、該受電コイルのサイズとその間隔との和より小さな値とはならず、
もって複数個の該受電コイルは、共に該送電コイル交叉位置には対向位置せず、ノーマルな受電電力が得られる過程も存し、
そして、該送電コイルの交叉回数の増減により電磁界放射レベルの調整が可能であり、放射電磁界強度の抑制がより重視される場所では、交叉回数が増やされること、を特徴とする移動給電式の非接触給電装置。