JP6126013B2

JP6126013B2 - 車両

Info

Publication number: JP6126013B2
Application number: JP2013545743A
Authority: JP
Inventors: 真士市川; 堀内　学; 学堀内
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2031-11-25
Also published as: EP2783891A1; EP2783891B1; US20140305722A1; CN103946046A; JPWO2013076870A1; WO2013076870A1; US9545850B2; EP2783891A4

Description

本発明は、電力伝送システムの用いる受電装置を搭載した車両に関する。

近年、環境への配慮からバッテリなどの電力を用いて駆動輪を駆動させるハイブリッド車両や電気自動車などが着目されている。

特に近年は、上記のようなバッテリを搭載した電動車両において、プラグなどを用いずに非接触でバッテリを充電可能なワイヤレス充電が着目されている。そして、最近では非接触の充電方式においても各種の充電方式が提案されている。

非接触の充電方式を用いた電力伝送システムとしては、たとえば、特開２０１０−０７００４８号公報（特許文献１）、特開２００８−２８８８８９号公報（特許文献２）、および特開２０１０−０９８２５７号公報（特許文献３）が挙げられる。

これらの電力伝送システムにおいては、車両側に受電装置が搭載される。実際に車両に受電部を載置するには、受電装置からの電磁波の漏洩を考慮する必要がある。また、車両の限られたスペースに受電装置を搭載する必要があるため、受電装置と車両側に配置される車両搭載物との配置関係を検討する必要がある。

特開２０１０−０７００４８号公報特開２００８−２８８８８９号公報特開２０１０−０９８２５７号公報

したがって、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、受電装置を車両に配置した場合の受電装置からの電磁波の漏洩を考慮しつつ、車両の限られたスペースに受電装置を効率良く搭載することが可能な構造を備える、車両を提供することにある。

本発明に基づいた車両は、車両のフロアパネルの下方に搭載される車両搭載物と、上記フロアパネルの下方に搭載され、外部に設けられた送電部を含む送電装置から非接触で電力を受電する受電部を含む受電装置とを備え、上記車両搭載物は、上記受電装置と同一平面であって上記受電装置の周囲に配置されている。

他の形態においては、上記車両搭載物は、上記受電装置と対向する領域にシールド処理が施されている。

他の形態においては、上記フロアパネルは、上記受電装置と対向する領域にシールド処理が施されている。

他の形態においては、上記受電部は共鳴コイルを有し、上記共鳴コイルの上記車両搭載物と対向する側は、上記車両搭載物と相互に一定の距離を隔てて配置される領域を有する。

他の形態においては、上記共鳴コイルは、一定の距離を隔てて配置される上記領域を一辺とする正多角形の形状を有する。

他の形態においては、上記車両搭載物と上記受電装置との間において、上記受電装置の周囲に配置されるシールド部材を有し、上記受電装置は、上記シールド部材の外形に沿う形状を有する。

他の形態においては、上記車両搭載物は、マフラーまたはエキゾーストパイプを含み、上記受電装置は、キャパシタを含み、上記キャパシタと上記マフラーまたはエキゾーストパイプとの間に、少なくとも上記受電部の一部が位置している。

他の形態においては、上記車両搭載物は、サイドメンバ、リアサスペンション、フロントサスペンション、燃料タンク、燃料ホース、マフラー、エキゾーストパイプ、タイヤホイール、車高センサ、ブレーキ、ブレーキホース、エンジン、オイルパン、バッテリ、モータユニット、パワーコントロールユニット、ラジエータ、ステアリング機構、およびウインドウォッシャータンクからなる群から選ばれた部材である。

他の形態においては、上記送電部の固有周波数と上記受電部の固有周波数との差は、上記受電部の固有周波数の１０％以下である。

他の形態においては、上記受電部と上記送電部との結合係数は、０．１以下である。
上記受電部は、上記受電部と上記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、上記受電部と上記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて上記送電部から電力を受電する。

この発明によれば、受電装置を車両に配置した場合の受電装置からの電磁波の漏洩を考慮しつつ、車両の限られたスペースに受電装置を効率良く搭載することが可能な構造を備える、車両を提供することが可能となる。

実施の形態１における送電装置、受電装置、および電力伝送システムを搭載した車両を模式的に説明する図である。電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。シミュレーション結果を示す図である。固有周波数を固定した状態で、エアギャップを変化させたときの電力伝送効率と、共鳴コイルに供給される電流の周波数ｆとの関係を示す図である。電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。実施の形態１における車両に搭載される受電装置の構成を示す車両の底面図である。実施の形態１における車両に搭載される受電装置の構成を示す車両後部の平面図である。図７中ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面図である。実施の形態１における車両に搭載される受電装置の他の構成を示す車両後部の平面図である。図９中Ｘ−Ｘ線矢視断面図である。図９中Ｘ−Ｘ線矢視断面に対応する他の形態の断面図である。実施の形態１における車両に搭載される受電装置のさらに他の構成を示す車両後部の平面図である。実施の形態１における車両に搭載される受電装置のさらに他の構成を示す車両後部の平面図である。実施の形態２における車両に搭載される受電装置の構成を示す車両の底面図である。実施の形態２における車両に搭載される受電装置の構成を示す車両中央部の平面図である。実施の形態２における車両に搭載される受電装置の他の構成を示す車両中央部の平面図である。実施の形態２における車両に搭載される受電装置のさらに他の構成を示す車両中央部の平面図である。実施の形態２における車両に搭載される受電装置のさらに他の構成を示す車両中央部の平面図である。実施の形態３における車両に搭載される受電装置の構成を示す車両の底面図である。実施の形態３における車両に搭載される受電装置の構成を示す車両前部の平面図である。実施の形態３における車両に搭載される受電装置の他の構成を示す車両前部の平面図である。実施の形態３における車両に搭載される受電装置のさらに他の構成を示す車両前部の平面図である。実施の形態３における車両に搭載される受電装置のさらに他の構成を示す車両前部の平面図である。車両搭載物であるリアフロアパネルおよびサイドメンバと、各実施の形態における受電装置との配置関係を示す模式図である。車両搭載物であるリアサスペンションおよびフロントサスペンションと、各実施の形態における受電装置との配置関係を示す模式図である。車両搭載物である燃料タンク、燃料ホース、エンジン、オイルパン、およびウインドウォッシャータンクと、各実施の形態における受電装置との配置関係を示す模式図である。車両搭載物であるマフラーおよびエキゾーストパイプと、各実施の形態における受電装置との配置関係を示す模式図である。車両搭載物であるブレーキと、各実施の形態における受電装置との配置関係を示す模式図である。車両搭載物であるラジエータ、エンジン、モータユニット、パワーコントロールユニットおよびバッテリと、各実施の形態における受電装置との配置関係を示す模式図である。車両搭載物であるステアリング機構と、実施の形態３における受電装置との配置関係を示す模式図である。各実施の形態における車両に搭載される他の受電装置の構成を示す車両後部の平面図である。

本発明に基づいた実施の形態における送電装置、受電装置、および電力伝送システムを搭載した車両について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

（実施の形態１）
図１を参照して、本実施の形態に係る電力伝送システムを搭載した車両について説明する。図１は、実施の形態における送電装置、受電装置、および電力伝送システムを搭載した車両を模式的に説明する図である。

本実施の形態１に係る電力伝送システムは、受電装置４０を含む電動車両１０と、送電装置４１を含む外部給電装置２０とを有する。電動車両１０の受電装置４０は、送電装置４１が設けられた駐車スペース４２の所定位置に停車して、主に、送電装置４１から電力を受電する。

駐車スペース４２には、電動車両１０を所定の位置に停車させるように、輪止や、駐車位置および駐車範囲を示すラインが設けられている。

外部給電装置２０は、交流電源２１に接続された高周波電力ドライバ２２と、高周波電力ドライバ２２などの駆動を制御する制御部２６と、この高周波電力ドライバ２２に接続された送電装置４１とを含む。送電装置４１は、送電部２８と、電磁誘導コイル２３とを含む。送電部２８は、共鳴コイル２４と、共鳴コイル２４に接続されたキャパシタ２５とを含む。電磁誘導コイル２３は、高周波電力ドライバ２２に電気的に接続されている。なお、この図１に示す例においては、キャパシタ２５が設けられているが、キャパシタ２５は必ずしも必須の構成ではない。

送電部２８は、共鳴コイル２４のインダクタンスと、共鳴コイル２４の浮遊容量およびキャパシタ２５のキャパシタンスとから形成された電気回路を含む。

電動車両１０は、受電装置４０と、受電装置４０に接続された整流器１３と、この整流器１３に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ１４と、このＤＣ／ＤＣコンバータ１４に接続されたバッテリ１５と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ（Power Control Unit））１６と、このパワーコントロールユニット１６に接続されたモータユニット１７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４やパワーコントロールユニット１６などの駆動を制御する車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１８とを備える。なお、本実施の形態に係る電動車両１０は、図示しないエンジンを備えたハイブリッド車両であるが、モータにより駆動される車両であれば、電気自動車や燃料電池車両も含む。

整流器１３は、電磁誘導コイル１２に接続されており、電磁誘導コイル１２から供給される交流電流を直流電流に変換して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に供給する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、整流器１３から供給された直流電流の電圧を調整して、バッテリ１５に供給する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は必須の構成ではなく省略してもよい。この場合には、外部給電装置２０にインピーダンスを整合するための整合器を送電装置４１と高周波電力ドライバ２２との間に設けることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の代用をすることができる。

パワーコントロールユニット１６は、バッテリ１５に接続されたコンバータと、このコンバータに接続されたインバータとを含み、コンバータは、バッテリ１５から供給される直流電流を調整（昇圧）して、インバータに供給する。インバータは、コンバータから供給される直流電流を交流電流に変換して、モータユニット１７に供給する。

モータユニット１７は、たとえば、三相交流モータなどが採用されており、パワーコントロールユニット１６のインバータから供給される交流電流によって駆動する。

なお、電動車両１０がハイブリッド車両の場合には、電動車両１０は、エンジンをさらに備える。モータユニット１７は、発電機として主に機能するモータジェネレータと、電動機として主に機能するモータジェネレータとを含む。

受電装置４０は、受電部２７と、電磁誘導コイル１２とを含む。受電部２７は、共鳴コイル１１とキャパシタ１９とを含む。共鳴コイル１１は浮遊容量を有する。このため、受電部２７は、共鳴コイル１１のインダクタンスと、共鳴コイル１１およびキャパシタ１９のキャパシタンスとによって形成された電気回路を有する。なお、キャパシタ１９は、必須の構成ではなく、省略することができる。

本実施の形態に係る電力伝送システムにおいては、送電部２８の固有周波数と、受電部２７の固有周波数との差は、受電部２７または送電部２８の固有周波数の１０％以下である。このような範囲に各送電部２８および受電部２７の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を高めることができる。その一方で、固有周波数の差が受電部２７または送電部２８の固有周波数の１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％より小さくなり、バッテリ１５の充電時間が長くなるなどの弊害が生じる。

ここで、送電部２８の固有周波数とは、キャパシタ２５が設けられていない場合には、共鳴コイル２４のインダクタンスと、共鳴コイル２４のキャパシタンスとから形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。キャパシタ２５が設けられた場合には、送電部２８の固有周波数とは、共鳴コイル２４およびキャパシタ２５のキャパシタンスと、共鳴コイル２４のインダクタンスとによって形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。上記電気回路において、制動力および電気抵抗をゼロもしくは実質的にゼロとしたときの固有周波数は、送電部２８の共振周波数とも呼ばれる。

同様に、受電部２７の固有周波数とは、キャパシタ１９が設けられていない場合には、共鳴コイル１１のインダクタンスと、共鳴コイル１１のキャパシタンスとから形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。キャパシタ１９が設けられた場合には、受電部２７の固有周波数とは、共鳴コイル１１およびキャパシタ１９のキャパシタンスと、共鳴コイル１１のインダクタンスとによって形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。上記電気回路において、制動力および電気抵抗をゼロもしくは実質的にゼロとしたときの固有周波数は、受電部２７の共振周波数とも呼ばれる。

図２および図３を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図２は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す。電力伝送システム８９は、送電装置９０と、受電装置９１とを備え、送電装置９０は、電磁誘導コイル９２と、送電部９３とを含む。送電部９３は、共鳴コイル９４と、共鳴コイル９４に設けられたキャパシタ９５とを含む。

受電装置９１は、受電部９６と、電磁誘導コイル９７とを備える。受電部９６は、共鳴コイル９９とこの共鳴コイル９９に接続されたキャパシタ９８とを含む。

共鳴コイル９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。共鳴コイル９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とする。このように各パラメータを設定すると、送電部９３の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、受電部９６の固有周波数ｆ２は、下記の式（２）によって示される。

ｆ１＝１／{２π（Ｌｔ×Ｃ１）^1/2}・・・（１）
ｆ２＝１／{２π（Ｌｒ×Ｃ２）^1/2}・・・（２）
ここで、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合において、送電部９３および受電部９６の固有周波数のズレと、電力伝送効率との関係を図３に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共鳴コイル９４および共鳴コイル９９の相対的な位置関係は固定した状態であって、さらに、送電部９３に供給される電流の周波数は一定である。

図３に示すグラフのうち、横軸は、固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は、一定周波数での伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記式（３）によって示される。

（固有周波数のズレ）＝{（ｆ１−ｆ２）／ｆ２}×１００（％）・・・（３）
図３からも明らかなように、固有周波数のズレ（％）が±０％の場合には、電力伝送効率は、１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は、４０％となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は、１０％となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は、５％となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、受電部９６の固有周波数の１０％以下の範囲となるように各送電部および受電部の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が受電部９６の固有周波数の５％以下となるように、各送電部および受電部の固有周波数を設定することで電力伝送効率をより高めることができることがわかる。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（JMAG（登録商標）：株式会社ＪＳＯＬ製）を採用している。

次に、本実施の形態に係る電力伝送システムの動作について説明する。
図１において、電磁誘導コイル２３には、高周波電力ドライバ２２から交流電力が供給される。電磁誘導コイル２３に所定の交流電流が流れると、電磁誘導によって共鳴コイル２４にも交流電流が流れる。この際、共鳴コイル２４を流れる交流電流の周波数が特定の周波数となるように、電磁誘導コイル２３に電力が供給されている。

共鳴コイル２４に特定の周波数の電流が流れると、共鳴コイル２４の周囲には特定の周波数で振動する電磁界が形成される。

共鳴コイル１１は、共鳴コイル２４から所定範囲内に配置されており、共鳴コイル１１は共鳴コイル２４の周囲に形成された電磁界から電力を受け取る。

本実施の形態においては、共鳴コイル１１および共鳴コイル２４は、所謂、ヘリカルコイルが採用されている。このため、共鳴コイル２４の周囲には、特定の周波数で振動する磁界が主に形成され、共鳴コイル１１は当該磁界から電力を受け取る。

ここで、共鳴コイル２４の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と共鳴コイル２４に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、共鳴コイル２４に供給される電流の周波数との関係について説明する。共鳴コイル２４から共鳴コイル１１に電力を伝送するときの電力伝送効率は、共鳴コイル２４および共鳴コイル１１の間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部２８および受電部２７の固有周波数（共振周波数）を固有周波数ｆ０とし、共鳴コイル２４に供給される電流の周波数を周波数ｆ３とし、共鳴コイル１１および共鳴コイル２４の間のエアギャップをエアギャップＡＧとする。

図４は、固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、共鳴コイル２４に供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。

図４に示すグラフにおいて、横軸は、共鳴コイル２４に供給する電流の周波数ｆ３を示し、縦軸は、電力伝送効率（％）を示す。効率曲線Ｌ１は、エアギャップＡＧが小さいときの電力伝送効率と、共鳴コイル２４に供給する電流の周波数ｆ３との関係を模式的に示す。この効率曲線Ｌ１に示すように、エアギャップＡＧが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数ｆ４，ｆ５（ｆ４＜ｆ５）において生じる。エアギャップＡＧを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの２つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線Ｌ２に示すように、エアギャップＡＧを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは１つとなり、共鳴コイル２４に供給する電流の周波数が周波数ｆ６のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップＡＧを効率曲線Ｌ２の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線Ｌ３に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。

たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような第１の手法が考えられる。第１の手法としては、エアギャップＡＧにあわせて、図１に示す共鳴コイル２４に供給する電流の周波数を一定として、キャパシタ２５やキャパシタ１９のキャパシタンスを変化させることで、送電部２８と受電部２７との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、共鳴コイル２４に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ２５およびキャパシタ１９のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップＡＧの大きさに関係なく、共鳴コイル２４および共鳴コイル１１に流れる電流の周波数は一定である。なお、電力伝送効率の特性を変化させる手法としては、送電装置４１と高周波電力ドライバ２２との間に設けられた整合器を利用する手法や、コンバータ１４を利用する手法などを採用することもできる。

また、第２の手法としては、エアギャップＡＧの大きさに基づいて、共鳴コイル２４に供給する電流の周波数を調整する手法である。たとえば、図４において、電力伝送特性が効率曲線Ｌ１となる場合には、共鳴コイル２４には周波数が周波数ｆ４または周波数ｆ５の電流を共鳴コイル２４を供給する。そして、周波数特性が効率曲線Ｌ２，Ｌ３となる場合には、周波数が周波数ｆ６の電流を共鳴コイル２４に供給する。この場合では、エアギャップＡＧの大きさに合わせて共鳴コイル２４および共鳴コイル１１に流れる電流の周波数を変化させることになる。

第１の手法では、共鳴コイル２４を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第２の手法では、共鳴コイル２４を流れる電流の周波数は、エアギャップＡＧによって適宜変化する周波数となる。第１の手法や第２の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が共鳴コイル２４に供給される。共鳴コイル２４に特定の周波数の電流が流れることで、共鳴コイル２４の周囲には、特定の周波数で振動する磁界（電磁界）が形成される。受電部２７は、受電部２７と送電部２８の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部２８から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップＡＧに着目して、共鳴コイル２４に供給する電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、共鳴コイル２４および共鳴コイル１１の水平方向のずれ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、共鳴コイル２４に供給する電流の周波数を調整する場合がある。

なお、本実施の形態では、共鳴コイルとしてヘリカルコイルを採用した例について説明したが、共鳴コイルとして、メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、共鳴コイル２４に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が共鳴コイル２４の周囲に形成される。そして、この電界をとおして、送電部２８と受電部２７との間で電力伝送が行われる。

本実施の形態に係る電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。図５は、電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図５を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電界」と「誘導電界」と「静電界」との強さが略等しくなる距離は、λ／2πとあらわすことができる。

「静電界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、本実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギー（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電部２８および受電部２７（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、送電部２８から他方の受電部２７へエネルギー（電力）を伝送する。この「静電界」は遠方にエネルギーを伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電界」によってエネルギー（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギー損失で送電することができる。

このように、本実施の形態に係る電力伝送システムにおいては、送電部２８と受電部２７とを電磁界によって共振させることで送電装置４１から受電装置に電力を送電している。そして、送電部２８と受電部２７との間の結合係数（κ）は、好ましくは０．１以下である。なお、結合係数（κ）は、この値に限定されるものではなく電力伝送が良好となる種々の値をとりうる。一般的に、電磁誘導を利用した電力伝送では、送電部と受電部と間の結合係数（κ）は１．０に近いものとなっている。

本実施の形態の電力伝送における送電部２８と受電部２７との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」または「電界（電場）共振結合」という。

「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。

本明細書中で説明した送電部２８の共鳴コイル２４と受電部２７の共鳴コイル１１とは、コイル形状のアンテナが採用されているため、送電部２８と受電部２７とは主に、磁界によって結合しており、送電部２８と受電部２７とは、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」している。

なお、共鳴コイル２４，１１として、たとえば、メアンダラインなどのアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部２８と受電部２７とは主に、電界によって結合している。このときには、送電部２８と受電部２７とは、「電界（電場）共振結合」している。

（受電装置４０）
図６から図１３を参照して、実施の形態１における受電装置４０の具体的構成について説明する。図６は、本実施の形態における電動車両１０に搭載される受電装置４０の構成を示す車両の底面図、図７は、本実施の形態における電動車両１０に搭載される受電装置４０の構成を示す車両後部の平面図、図８は、図７中ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面図、図９は、本実施の形態における電動車両１０に搭載される受電装置４０の他の構成を示す車両後部の平面図、図１０は、図９中Ｘ−Ｘ線矢視断面図、図１１は、図９中Ｘ−Ｘ線矢視断面に対応する他の形態の断面図、図１２および図１３は、本実施の形態における電動車両１０に搭載される受電装置４０のさらに他の構成を示す車両後部の平面図である。

図６に示すように、電動車両１０の前端から前輪タイヤ１６０Ｆの後端までの領域を前部、前輪タイヤ１６０Ｆから後輪タイヤ１６０Ｒの前端までの領域を中央部、後輪タイヤ１６０Ｒの後端から電動車両１０の後端までの領域を後部と称する。以下の説明においても同様である。

また、図７に示すように、電動車両１０の前進側を前側、後進側を後側、前進方向から見て左方を左側、前進方向から見て右方を右側と称する。さらに、電動車両１０を水平面に停車した状態において、鉛直方向上向きを上方、鉛直方向下向きを下方と称する。また、左側とは、電動車両１０の前進方向（前側）を向いた場合の左側を意味し、右側とは、電動車両の前進方向（前側）を向いた場合の右側を意味する。以下の説明においても同様である。

図６に示すように、本実施の形態における電動車両１０においては、受電装置４０は、電動車両１０の後部に配置されている。受電装置４０は、受電部２７と円形の電磁誘導コイル１２を含む。受電部２７は、円形の共鳴コイル１１およびキャパシタ１９を有している。共鳴コイル１１は、樹脂製の支持部材１１ａを用いて、リアフロアパネル３１に固定されている。電磁誘導コイル１２は、樹脂製の支持部材１２ａを用いて、リアフロアパネル３１に固定されている。本実施の形態では、共鳴コイル１１の外側に電磁誘導コイル１２を配置しているが、共鳴コイル１１と電磁誘導コイル１２との配置関係は、この配置関係には限定されない。

図７および図８に示すように、本実施の形態においては、フロアパネルを構成するリアフロアパネル３１の下方には、受電装置４０および複数の車両搭載物が搭載され、さらに、受電装置４０の送電装置４１（図１参照）と対向する側（下方）を除く領域には、複数の車両搭載物が配置されている。

具体的には、受電装置４０と略同一平面であって受電装置４０の周囲には、リアサスペンション１１０、燃料タンク１２０、燃料ホース１２１、マフラー１３０、エキゾーストパイプ１３１、左右のタイヤホイール１５０、左右の後輪タイヤ１６０Ｒ、車高センサ１７０、および左右のブレーキ１８０が配置されている。

図８を参照して、ここでの平面とは、電動車両１０を水平面４２に載置した場合に、水平面４２とリアフロアパネル３１との間に挟まれる高さＰの厚さを有する水平方向に広がる仮想の空間を意味し、同一平面とは、複数の車両搭載物が、高さＰの厚さを有する水平方向に広がる仮想の空間内に位置していることを意味する。後述する実施の形態における車両の中央部および前部においても同様である。

リアフロアパネル３１、および、上述した複数の車両搭載物である、リアサスペンション１１０、燃料タンク１２０、燃料ホース１２１、マフラー１３０、エキゾーストパイプ１３１、左右のタイヤホイール１５０、車高センサ１７０、および左右のブレーキ１８０には、鉄、アルミ等の金属材料が用いられている。

これら鉄、アルミ等の金属材料においても、電磁波が到達した場合には、電磁波は渦電流に変換され、シールド効果を有するが、好ましくは、鉄、アルミ等よりもインピーダンスの低い材料を用いることにより、到達した電磁波を効率良く渦電流に変換し、シールド効果を高めることが好ましい。

そこで、リアフロアパネル３１および上記車両搭載物において、少なくとも受電装置４０に対向する領域（面）には、シールド処理を施すことで、上記車両搭載物に電磁波の漏洩を遮蔽するシールドの機能を持たせることが好ましい。

シールドとは、リアフロアパネル３１および車両搭載物に電磁波が到達した場合に、車両搭載物を超えて電磁波が進行することを抑制する機能を意味し、具体的には、到達した電磁波を渦電流に変換することで、電磁波が進行することを抑制することを意味する。受電装置４０に対向する領域（面）とは、受電装置４０から電磁波が放射状に放出されると考えた場合に、電磁波が直接または間接に到着する領域を意味する。以下の各実施の形態においても同様である。

シールド処理を施す一例としては、リアフロアパネル３１および車両搭載物に、リアフロアパネル３１および車両搭載物よりもインピーダンスが低い材料を貼着することで、リアフロアパネル３１および車両搭載物にシールド効果を持たせることができる。シールド処理を施す他の例としては、メッキ処理、塗布処理、金属板を配置することが挙げられる。

シールド効果の損失を少なくするためには、シールド部材のインピーダンス値は低い方が好ましい。また、材料としては厚さ１ｍｍ程度の銅箔を用いることが好ましい。また、誘電率が高い、銀、アルミニウム、鉄などの材料を用いることもできる。

なお、リアフロアパネル３１および車両搭載物に当初からシールド効果が高い材料（インピーダンスの低い材料）が用いられている場合には、リアフロアパネル３１および車両搭載物の表面にシールド処理を施す必要はない。シールド効果が高い材料としては、アルミニウム等が挙げられる。

図８において、リアフロアパネル３１および車両搭載物にシールド処理を施す具体的な領域としては、リアフロアパネル３１（下面）、リアサスペンション１１０、燃料タンク１２０、燃料ホース１２１、マフラー１３０、エキゾーストパイプ１３１、左右のタイヤホイール１５０、車高センサ１７０、および左右のブレーキ１８０の表面全面に貼着することが好ましいが、コストの上昇が懸念される。

そこで、リアフロアパネル３１、リアサスペンション１１０、燃料タンク１２０、燃料ホース１２１、マフラー１３０、エキゾーストパイプ１３１、左右のタイヤホイール１５０、車高センサ１７０、および左右のブレーキ１８０において、少なくとも受電装置４０に対向する領域（面）にシールド処理を施すことが好ましい。上記したように、受電装置４０に対向する領域（面）とは、受電装置４０から電磁波が放射状に放出されると考えた場合に、電磁波が直接または間接に到着する領域を意味する。

これにより、別途、受電装置４０から漏洩する電磁波をシールドするためのシールド部材を設ける必要がないため、受電装置４０を電動車両１０の後部に配置した場合の受電装置４０からの電磁波の漏洩を考慮しつつ、電動車両１０の限られたスペースに受電装置４０を効率良く搭載することが可能となる。

その結果、受電装置４０の送電装置４１に対向する面積を大きく確保することができ、送電装置４１との位置ズレ特性を向上させることができる。これにより、伝送効率の低下を抑制することができる。

また、部品点数の削減により低コストを図ることも可能となる。さらに、受電装置４０の小型化および電動車両１０の小型化を企図することも可能となる。

本実施の形態においては、受電装置４０に採用されるキャパシタ１９とマフラー１３０との間に、少なくとも受電部２７の共鳴コイル１１の一部および電磁誘導コイル１２の一部が位置している。キャパシタ１９とマフラー１３０との間に共鳴コイル１１の一部および電磁誘導コイル１２の一部が位置しているとは、キャパシタ１９とマフラー１３０とを直線で結んだ際に、共鳴コイル１１の一部および電磁誘導コイル１２の一部がその直線を交差するような配置関係を意味する。

これにより、マフラー１３０から放出される熱によるキャパシタ１９への影響（温度特性に基づく容量の変化）を回避して、受電装置４０における伝導効率の安定性を維持させることができる。なお、マフラー１３０から放出される熱によるキャパシタ１９への影響が問題とならない場合には、キャパシタ１９の配置位置は特に制限されない。

図９を参照して、受電装置４０の他の構成を示す。電動車両１０の後部領域のスペースに余裕がある場合には、図９に示すように、受電装置４０の半径方向の外側を取り囲むように、シールド部材２７Ｓを設けることも可能である。共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２は、シールド部材２７Ｓの外形に沿う形状を有している。

図１０を参照して、シールド部材２７Ｓは、受電装置４０の半径方向の外側を取り囲む円筒形状を有し、リアフロアパネル３１側および送電部２８側が開放している。シールド部材２７Ｓのリアフロアパネル３１側の端部が、リアフロアパネル３１に直接固定されている。シールド部材２７Ｓとリアフロアパネル３１とは、電気的に導通可能に接続されている。

シールド部材２７Ｓの材料としては、シールド部材２７Ｓそのものを上記したシールド効果の高い材料で形成してもよいし、受電装置４０が面する側に、シールド効果の高い材料を貼着した構成でもよい。

シールド部材２７Ｓを設けることで、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２とシールド部材２７Ｓとの間隔が一定となる。これにより、シールド部材２７Ｓと共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２との間の透磁率を容易に把握でき、システム設計を容易にすることができる。また、シールド部材２７Ｓを設けた場合には、受電装置４０の周囲に位置する車両搭載物に対してシールド処理を施さなくてもよい。

図１０を参照して、リアフロアパネル３１とシールド部材２７Ｓとは別部材であるが、リアフロアパネル３１にシールド部材２７Ｓを一体成形により設けることも可能である。

図１１を参照して、シールド部材２７Ｓのリアフロアパネル３１側に底部２７ｂを設けることも可能である。底部２７ｂを設けた場合には、共鳴コイル１１を保持する支持部材１１ａおよび電磁誘導コイル１２を保持する支持部材１２ａは、底部２７ｂに固定される。底部２７ｂには、シールド部材２７Ｓと同様のシールド効果を持たせたておくとよい。これにより、シールド部材２７Ｓおよび受電装置４０を予め組立ておき、その組品をリアフロアパネル３１に固定することができ、組立作業の効率化を図ることができる。また、シールド効果を有する底部２７ｂを設けた場合には、リアフロアパネル３１に対して、必ずしもシールド処理を施さなくてもよい。

図１２を参照して、受電装置のさらに他の構成を示す。図７に示す構成においては、受電装置４０に円形の共鳴コイル１１および円形の電磁誘導コイル１２を採用した場合について示した。図１２に示す共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２は、正八角形の形状を有している。

共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２に、正八角形のコイル形状を採用することにより、車両搭載物との干渉を回避することが容易となり、電動車両１０の後部領域に受電装置４０を効率良く搭載することが可能となる。

また、正八角形のコイル形状を採用することで、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２には、それぞれ直線部２７０が生じる。車両搭載物において、リアサスペンション１１０には直線部１１０ａが存在し、燃料ホース１２１には直線部１２１ａが存在し、マフラー１３０には、直線部１３０ａが存在する。

これら車両搭載物の直線部１１０ａ，１２１ａ，１３０ａと共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２の直線部２７０とが平行になるように、受電装置４０を配置する。平行に配置された領域においては、車両搭載物と共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２との間の距離が相互に一定の距離を隔てて配置されることになる。

これにより、車両搭載物と対向する側の共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２は、各車両搭載物と一定の距離を隔てて配置される領域を有するため、車両搭載物との干渉を避けつつ、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２の搭載スペースを広く確保することができる。よって、より外径が大きいコイルを搭載することが可能となり、大電力を伝送することが可能な受電装置４０を搭載することが可能となる。

また、本実施の形態のように、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２は、一定の距離を隔てて配置される領域２７０を一辺とする正多角形の形状を有することにより、車両搭載物への干渉を回避して共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２を搭載でき、かつ、正多角形コイル形状とすることで位置ズレ特性を均一化することができる。

なお、コイル形状は正八角形に限定されない。車両搭載物の直線部に対して、車両搭載物と受電装置４０との間の距離が相互に一定の距離となる直線部２７０がコイルに存在すればよい。したがって、多角形形状、直線形状と曲線形状との組合形状でもかまわない。

また、車両搭載物と共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２とが、相互に一定の距離を隔てて配置される領域は、直線同士に限らず、曲面同士であってもかまわない。たとえば、燃料ホース１２１が曲線を描くように配設された場合には、燃料ホース１２１の曲線に沿うように、一定の距離となる曲線領域を共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２に設けることも可能である。

図１３を参照して、受電装置４０の他の構成を示す。電動車両１０の後部領域のスペースに余裕がある場合には、図１３に示すように、受電装置４０の半径方向の外側を取り囲むように、シールド部材２７Ｓを設けることも可能である。シールド部材２７Ｓの形状は、正八角形の形態を有していることから、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２も、シールド部材２７Ｓの外形に沿う正八角形の形状を有している。シールド部材２７Ｓの構造については、図９から図１１に示した、シールド部材２７Ｓと同様の構造を採用することができる。

この構成によっても、シールド部材２７Ｓを設ける点については、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２とシールド部材２７Ｓとの間隔が一定となる。これにより、シールド部材２７Ｓと共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２との間の透磁率を容易に把握でき、システム設計を容易にすることができる。

また、多角形形状を採用する点については、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２に、正八角形のコイル形状を採用することにより、車両搭載物との干渉を回避することが容易となり、電動車両１０の後部領域に受電装置４０を効率良く搭載することが可能となる。

シールド部材２７Ｓを設ける点および多角形形状を採用する点について、その他の作用効果は、図９から図１１に示す構成と同様である。

（実施の形態２）
次に、図１４から図１８を参照して、本実施の形態に係る電力伝送システムを搭載した車両について説明する。なお、上述の実施の形態１との相違は、電動車両１０への受電装置４０の搭載位置であるため、以下、その相違点のみについて詳細に説明する。

図１４は、本実施の形態における電動車両１０に搭載される受電装置４０Ｃの構成を示す電動車両の底面図、図１５は、本実施の形態における電動車両１０に搭載される受電装置４０Ｃの構成を示す車両中央部の平面図、図１６から図１８は、本実施の形態における電動車両１０に搭載される受電装置４０Ｃの他の構成を示す車両中央部の平面図である。

図１４および図１５に示すように、本実施の形態における電動車両１０においては、受電装置４０Ｃは、電動車両１０の中央部に配置されている。受電装置４０Ｃは、受電部２７および円形の電磁誘導コイル１２を含む。受電部２７は、円形の共鳴コイル１１およびキャパシタ１９を有している。

共鳴コイル１１は、樹脂製の支持部材１１ａを用いて、センタフロアパネル３２に固定されている。電磁誘導コイル１２は、樹脂製の支持部材１２ａを用いて、センタフロアパネル３２に固定されている。本実施の形態では、共鳴コイル１１の外側に電磁誘導コイル１２を配置しているが、共鳴コイル１１と電磁誘導コイル１２との配置関係は、この配置関係には限定されない。

図１５に示すように、本実施の形態においては、フロアパネルを構成するセンタフロアパネル３２の下方には、受電装置４０Ｃおよび複数の車両搭載物が搭載され、さらに、受電装置４０Ｃの送電装置４１（図１参照）と対向する側（下方）を除く領域には、複数の車両搭載物が配置されている。

具体的には、受電装置４０Ｃと略同一平面であって受電装置４０Ｃの周囲には、エキゾーストパイプ１３１、サイドメンバ３２Ａ，３２Ｂ、燃料タンク１２０（図２６参照）、燃料ホース１２３（図２６参照）、ブレーキホース１８１（図２８参照）が配置されている。

図１５を参照して、エキゾーストパイプ１３１は、受電装置４０Ｃの半径方向の外側を取り囲むように半周配置される。図では、受電装置４０Ｃの右側を取り囲んでいる。また、左側に位置するサイドメンバ３２Ａ、および、右側に位置するサイドメンバ３２Ｂは、センタフロアパネル３２から下方に向けて突出するように設けられている（図２４参照）。

上述した複数の車両搭載物において、センタフロアパネル３２、および、上述した複数の車両搭載物である、エキゾーストパイプ１３１、サイドメンバ３２Ａ，３２Ｂ、燃料タンク１２０、燃料ホース１２３、ブレーキホース１８１には、鉄、アルミ等の金属材料が用いられている。

そこで、センタフロアパネル３２および上記車両搭載物において、少なくとも受電装置４０Ｃに対向する領域（面）には、シールド処理を施すことで、上記車両搭載物に電磁波の漏洩を遮蔽するシールドの機能を持たせることが好ましい。

シールドとは、センタフロアパネル３２および車両搭載物に電磁波が到達した場合に、車両搭載物を超えて電磁波が進行することを抑制する機能を意味し、具体的には、到達した電磁波を渦電流に変換することで、電磁波が進行することを抑制することを意味する。受電装置４０Ｃに対向する領域（面）とは、受電装置４０Ｃから電磁波が放射状に放出されると考えた場合に、電磁波が直接または間接に到着する領域を意味する。

なお、上記車両搭載物に当初からシールド効果が高い材料（インピーダンスの低い材料）が用いられている場合には、車両搭載物の表面にシールド処理を施す必要はない。シールド効果が高い材料は、上記実施の形態１と同様である。

図１５において、センタフロアパネル３２および車両搭載物にシールド処理を施す具体的な領域としては、センタフロアパネル３２（下面）、エキゾーストパイプ１３１、サイドメンバ３２Ａ，３２Ｂ、燃料タンク１２０、燃料ホース１２３、およびブレーキホース１８１の表面全面に貼着することが好ましいが、コストの上昇が懸念される。

そこで、センタフロアパネル３２、エキゾーストパイプ１３１、サイドメンバ３２Ａ，３２Ｂ、燃料タンク１２０、燃料ホース１２３、およびブレーキホース１８１において、少なくとも受電装置４０Ｃに対向する領域（面）にシールド処理を施すことが好ましい。上記したように、受電装置４０Ｃに対向する領域（面）とは、受電装置４０Ｃから電磁波が放射状に放出されると考えた場合に、電磁波が直接または間接に到着する領域を意味する。

これにより、別途、受電装置４０Ｃから漏洩する電磁波をシールドするためのシールド部材を設ける必要がないため、受電装置４０Ｃを電動車両１０の中央部に配置した場合の受電装置４０Ｃからの電磁波の漏洩を考慮しつつ、電動車両１０の限られたスペースに受電装置４０Ｃを効率良く搭載することが可能となる。

その結果、受電装置４０Ｃの送電装置４１に対向する面積を大きく確保することでき、送電装置４１との位置ズレ特性を向上させることができる。これにより、伝送効率の低下を抑制することができる。

また、部品点数の削減により低コストを図ることも可能となる。さらに、受電装置４０Ｃの小型化および電動車両１０の小型化を企図することも可能となる。

本実施の形態においては、受電装置４０Ｃに採用されるキャパシタ１９とエキゾーストパイプ１３１との間に、少なくとも受電部２７の共鳴コイル１１の一部および電磁誘導コイル１２の一部が位置している。キャパシタ１９とエキゾーストパイプ１３１との間に共鳴コイル１１の一部および電磁誘導コイル１２の一部が位置しているとは、キャパシタ１９とエキゾーストパイプ１３１とを直線で結んだ際に、共鳴コイル１１の一部および電磁誘導コイル１２の一部がその直線を交差するような配置関係を意味する。

これにより、エキゾーストパイプ１３１から放出される熱によるキャパシタ１９への影響（温度特性に基づく容量の変化）を回避して、受電装置４０Ｃにおける伝導効率の安定性を維持させることができる。なお、エキゾーストパイプ１３１から放出される熱によるキャパシタ１９への影響が問題とならない場合には、キャパシタ１９の配置位置は特に制限されない。

図１６を参照して、受電装置４０Ｃの他の構成を示す。電動車両１０の中央部領域のスペースに余裕がある場合には、図１６に示すように、受電装置４０Ｃの半径方向の外側を取り囲むように、シールド部材２７Ｓを設けることも可能である。シールド部材２７Ｓの構成および作用効果は、上述の図９から図１１に示す形態と同様である。

図１７を参照して、受電装置４０Ｃのさらに他の構成を示す。図１５に示す構成においては、受電装置４０Ｃに円形の共鳴コイル１１および円形の電磁誘導コイル１２を採用した場合について示した。図１７に示す共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２は、正八角形の形状を有している。

共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２に、正八角形のコイル形状を採用することにより、図１２に示す構成と同様に、車両搭載物との干渉を回避することが容易となり、電動車両１０の中央部領域に受電装置４０Ｃを効率良く搭載することが可能となる。

また、正八角形のコイル形状を採用することで、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２には、それぞれ直線部２７０が生じる。車両搭載物において、エキゾーストパイプ１３１には直線部１３１ａが存在し、サイドメンバ３２Ａ，３２Ｂには直線部３２ａが存在する。

これら車両搭載物の直線部３２ａと共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２の直線部２７０とが平行になるように、受電装置４０Ｃを配置する。平行に配置された領域においては、車両搭載物と共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２との間の距離が相互に一定の距離を隔てて配置されることになる。

これにより、車両搭載物と対向する側の共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２は、各車両搭載物と一定の距離を隔てて配置される領域を有するため、車両搭載物との干渉を避けつつ、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２の搭載スペースを広く確保することができる。よって、より外径が大きいコイルを搭載することが可能となり、大電力を伝送することが可能な受電装置４０Ｃを搭載することが可能となる。

なお、コイル形状は正八角形に限定されない。車両搭載物の直線部に対して、車両搭載物と受電装置４０Ｃとの間の距離が相互に一定の距離となる直線部２７０がコイルに存在すればよい。したがって、多角形形状、直線形状と曲線形状との組合形状でもかまわない。

また、車両搭載物と受電装置４０Ｃとが、相互に一定の距離を隔てて配置される領域は、直線同士に限らず、曲面同士であってもかまわない。たとえば、図１５と図１７とに示す構成を組合せ、エキゾーストパイプ１３１が配置される側には曲線領域を設け、エキゾーストパイプ１３１とは反対側には、直線部を設けるようにしてもかまわない。

図１８を参照して、受電装置４０Ｃの他の構成を示す。電動車両１０の中央部領域のスペースに余裕がある場合には、図１８に示すように、受電装置４０Ｃの外側を取り囲むように、シールド部材２７Ｓを設けることも可能である。シールド部材２７Ｓの形状は、正八角形の形態を有していることから、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２も、シールド部材２７Ｓの外形に沿う正八角形の形状を有している。シールド部材２７Ｓの構造については、図９から図１１に示した、シールド部材２７Ｓと同様の構造を採用することができる。

また、多角形形状を採用する点については、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２に、正八角形のコイル形状を採用することにより、車両搭載物との干渉を回避することが容易となり、電動車両１０の中央部領域に受電装置４０Ｃを効率良く搭載することが可能となる。

（実施の形態３）
次に、図１９から図２３を参照して、本実施の形態に係る電力伝送システムを搭載した車両について説明する。なお、上述の実施の形態１との相違は、電動車両１０への受電部の搭載位置が異なるため、以下、その相違点のみについて詳細に説明する。

図１９は、本実施の形態における電動車両１０に搭載される受電装置４０Ｆの構成を示す電動車両の底面図、図２０は、本実施の形態における電動車両１０に搭載される受電装置４０Ｆの構成を示す車両前部の平面図、図２１から図２３は、本実施の形態における車両に搭載される受電装置４０Ｆの他の構成を示す車両前部の平面図である。

図１９および図２０に示すように、本実施の形態における電動車両１０においては、受電装置４０Ｆは、電動車両１０の前部に配置されている。受電装置４０Ｆは、受電部２７および円形の電磁誘導コイル１２を含む。受電部２７は、円形の共鳴コイル１１およびキャパシタ１９を有している。

共鳴コイル１１は、樹脂製の支持部材１１ａを用いて、エンジンアンダフロアパネル３３に固定されている。電磁誘導コイル１２は、樹脂製の支持部材１２ａを用いて、エンジンアンダフロアパネル３３に固定されている。本実施の形態では、共鳴コイル１１の外側に電磁誘導コイル１２を配置しているが、共鳴コイル１１と電磁誘導コイル１２との配置関係は、この配置関係には限定されない。

図１９に示すように、本実施の形態においては、フロアパネルを構成するエンジンアンダフロアパネル３３の下方には、受電装置４０Ｆおよび複数の車両搭載物が搭載され、さらに、受電装置４０Ｆの送電装置４１（図１参照）と対向する側（下方）を除く領域には、複数の車両搭載物が配置されている。

具体的には、受電装置４０Ｆと略同一平面であって受電装置４０Ｆの周囲には、フロントサスペンション１１２、タイヤホイール１５０、ブレーキ１８０、ブレーキホース１８１（図２８参照）、およびラジエータ７００（図２９参照）が配置されている。

上述した複数の車両搭載物において、エンジンアンダフロアパネル３３、および、上述した複数の車両搭載物である、フロントサスペンション１１２、タイヤホイール１５０、ブレーキ１８０、ブレーキホース１８１、およびラジエータ７００には、鉄、アルミ等の金属材料が用いられている。

これら鉄、アルミ等の金属材料においても、電磁波が到達した場合には、電磁波は渦電流に変換され、シールド効果を有するが、好ましくは、鉄、アルミ等よりもインピーダンスの低い材料により、到達した電磁波を効率良く渦電流に変換し、シールド効果を高めることが好ましい。

そこで、エンジンアンダフロアパネル３３および上記車両搭載物において、少なくとも受電装置４０Ｆに対向する領域（面）には、シールド処理を施すことで、上記車両搭載物に電磁波の漏洩を遮蔽するシールドの機能を持たせることが好ましい。

シールドとは、エンジンアンダフロアパネル３３および車両搭載物に電磁波が到達した場合に、車両搭載物を超えて電磁波が進行することを抑制する機能を意味し、具体的には、到達した電磁波を渦電流に変換することで、電磁波が進行することを抑制することを意味する。受電装置４０Ｆに対向する領域（面）とは、受電装置４０Ｆから電磁波が放射状に放出されると考えた場合に、電磁波が直接または間接に到着する領域を意味する。

図２０において、エンジンアンダフロアパネル３３および車両搭載物にシールド処理を施す具体的な領域としては、エンジンアンダフロアパネル３３（下面）、フロントサスペンション１１２、タイヤホイール１５０、ブレーキ１８０、ブレーキホース１８１、およびラジエータ７００の表面全面に貼着することが好ましいが、コストの上昇が懸念される。

そこで、エンジンアンダフロアパネル３３、フロントサスペンション１１２、タイヤホイール１５０、ブレーキ１８０、ブレーキホース１８１、およびラジエータ７００において、少なくとも受電装置４０Ｆに対向する領域（面）にシールド処理を施すことが好ましい。上記したように、受電装置４０Ｆに対向する領域（面）とは、受電装置４０Ｆから電磁波が放射状に放出されると考えた場合に、電磁波が直接または間接に到着する領域を意味する。

これにより、別途、受電装置４０Ｆから漏洩する電磁波をシールドするためのシールド部材を設ける必要がないため、受電装置４０Ｆを電動車両１０の前部に配置した場合の受電装置４０Ｆからの電磁波の漏洩を考慮しつつ、電動車両１０の限られたスペースに受電装置４０Ｆを効率良く搭載することが可能となる。

その結果、受電装置４０Ｆの送電装置４１に対向する面積を大きく確保することでき、送電装置４１との位置ズレ特性を向上させることができる。これにより、伝送効率の低下を抑制することができる。

また、部品点数の削減により低コストを図ることも可能となる。さらに、受電装置４０Ｆの小型化および電動車両１０の小型化を企図することも可能となる。

図２１を参照して、受電装置４０Ｆの他の構成を示す。電動車両１０の前部領域のスペースに余裕がある場合には、図２１に示すように、受電装置４０Ｆの半径方向の外側を取り囲むように、シールド部材２７Ｓを設けることも可能である。シールド部材２７Ｓの構成および作用効果は、上述の図９から図１１に示す形態と同様である。

図２２を参照して、受電装置４０Ｆのさらに他の構成を示す。図２０に示す構成においては、受電装置４０Ｆに円形の共鳴コイル１１および円形の電磁誘導コイル１２を採用した場合について示した。図２２に示す共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２は、正八角形の形状を有している。

共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２に、正八角形のコイル形状を採用することにより、図１２に示す構成と同様に、車両搭載物との干渉を回避することが容易となり、電動車両１０の前後部領域に受電装置４０Ｆを効率良く搭載することが可能となる。

また、正八角形のコイル形状を採用することで、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２には、直線部２７０が生じる。車両搭載物において、ラジエータ７００には直線部７１０ａが存在する。

これら車両搭載物の直線部７１０ａと共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２の直線部２７０とが平行になるように、受電装置４０Ｆを配置する。平行に配置された領域においては、車両搭載物と共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２との間の距離が相互に一定の距離を隔てて配置されることになる。

これにより、車両搭載物と対向する側の共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２は、各車両搭載物と一定の距離を隔てて配置される領域を有するため、車両搭載物との干渉を避けつつ、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２の搭載スペースを広く確保することができる。よって、より外径が大きいコイルを搭載することが可能となり、大電力を伝送することが可能な受電装置４０Ｆを搭載することが可能となる。

なお、コイル形状は正八角形に限定されない。車両搭載物の直線部に対して、車両搭載物と受電装置４０Ｆとの間の距離が相互に一定の距離となる直線部２７０がコイルに存在すればよい。したがって、多角形形状、直線形状と曲線形状との組合形状でもかまわない。

また、車両搭載物と受電装置４０Ｆとが、相互に一定の距離を隔てて配置される領域は、直線同士に限らず、曲面同士であってもかまわない。

図２３を参照して、受電装置４０Ｆの他の構成を示す。電動車両１０の前部領域のスペースに余裕がある場合には、図２３に示すように、受電装置４０Ｆの外側を取り囲むように、シールド部材２７Ｓを設けることも可能である。シールド部材２７Ｓの形状は、正八角形の形態を有していることから、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２も、シールド部材２７Ｓの外形に沿う正八角形の形状を有している。シールド部材２７Ｓの構造については、図９から図１１に示した、シールド部材２７Ｓと同様の構造を採用することができる。

また、多角形形状を採用する点については、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２に、正八角形のコイル形状を採用することにより、車両搭載物との干渉を回避することが容易となり、電動車両１０の前部領域に受電装置４０Ｃを効率良く搭載することが可能となる。

また、正八角形のコイル形状を採用することで、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２には、それぞれ直線部２７０が生じる。車両搭載物において、ラジエータ７００には直線部７１０ａが存在する。

また、上述した実施の形態においては、シールド部材２７Ｓの形態として、円形および正八角形を採用し、共鳴コイル１１および電磁誘導コイル１２の形状も、シールド部材２７Ｓの外形に沿う形状を採用しているが、この形態に限定されるものではない。車両搭載物の配置状態に応じて、受電装置の搭載スペースを有効に確保できる形状であれば、四角形、五角形、六角形等の多角形形状に、シールド部材２７Ｓを成形することができる。

また、シールド部材２７Ｓの内側に配置される受電装置の外形形状を、シールド部材２７Ｓの外形に沿う形状を有するように成形することも可能である。なお、受電装置の外形形状には、コイルの形状（巻き方）によって形付けられる外形形状のみだけでなく、たとえば共鳴コイル１１を巻き付けるコイルコアを含む全体の形状によって規定される形状により、受電装置の外形形状が形付けられる場合も含む。

したがって、コイルコアを含む全体の形状とシールド部材との間に、相互に一定の距離を隔てて配置される領域を有する構造の採用も可能である。

（車両搭載物）
次に、図２４から図３０を参照して、上記各実施の形態における、後部に搭載される受電装置４０、中央部に搭載される受電装置４０Ｃ、および、前部に搭載される受電装置４０Ｆと、電動車両１０に搭載される車両搭載物との配置関係について説明する。図２４から図２９においては、説明の便宜上、各実施の形態における受電装置４０，４０Ｃ，４０Ｆを同時に図示している。

図２４は、車両搭載物であるリアフロアパネル３１、センタフロアパネル３２、サイドメンバ３２Ａ，３２Ｂ、およびエンジンアンダフロアパネル３３と、各実施の形態における受電部２７との配置関係を示す模式図である。実施の形態１においては、電動車両１０の後部の領域において、リアフロアパネル３１の下方に受電装置４０が搭載される。実施の形態２においては、電動車両１０の中央部の領域において、センタフロアパネル３２の下方に受電装置４０Ｃが搭載される。実施の形態３においては、電動車両１０の前部の領域において、エンジンアンダフロアパネル３３の下方に受電装置４０Ｆが搭載される。

図２５は、車両搭載物であるリアサスペンション１１０およびフロントサスペンション１１２と、各実施の形態における受電装置４０，４０Ｃ，４０Ｆを示す模式図である。実施の形態１においては、電動車両１０の後部の領域において、リアサスペンション１１０の後側に受電装置４０が搭載される。実施の形態２においては、電動車両の中央部の領域において、リアサスペンション１１０とフロントサスペンション１１２との間の領域に、受電装置４０Ｃが搭載される。実施の形態３においては、電動車両１０の前部の領域において、フロントサスペンション１１２の下方に受電装置４０Ｆが搭載される。

図２６は、各実施の形態における受電装置４０，４０Ｃ，４０Ｆと、車両搭載物である燃料タンク１２０、燃料ホース１２１，１２２，１２３、エンジン３００、オイルパン３１０、およびウインドウォッシャータンク９００との配置関係を示す模式図である。

実施の形態１においては、電動車両の後部の領域において、燃料タンク１２０の後側であって、燃料ホース１２１，１２２の右側に受電装置４０が搭載される。実施の形態２においては、電動車両の中央部の領域において、燃料ホース１２３の下方に受電装置４０Ｃが搭載される。実施の形態３においては、電動車両１０の前部の領域において、エンジン３００、オイルパン３１０、およびウインドウォッシャータンク９００の下方に受電装置４０Ｆが搭載される。

図２７は、車両搭載物であるマフラー１３０およびエキゾーストパイプ１３１，１３２と、各実施の形態における受電装置４０，４０Ｃ，４０Ｆとの配置関係を示す模式図である。実施の形態１においては、電動車両の後部の領域において、マフラー１３０およびエキゾーストパイプ１３１の左側に受電装置４０が搭載される。実施の形態２においては、電動車両の中央部の領域において、エキゾーストパイプ１３１が、受電装置４０Ｃを取り囲むように搭載される。実施の形態３においては、電動車両１０の前部の領域において、エキゾーストパイプ１３２の下方に受電装置４０Ｆが搭載される。

図２８は、車両搭載物であるブレーキ１８０およびブレーキホース１８１と、各実施の形態における受電装置４０，４０Ｃ，４０Ｆとの配置関係を示す模式図である。実施の形態１においては、電動車両の後部の領域において、左側後輪に設けられるブレーキ１８０と右側後輪に設けられるブレーキ１８０との間に受電装置４０が搭載される。実施の形態２においては、電動車両の中央部の領域において、ブレーキホース１８１の下方に、受電装置４０Ｃが搭載される。実施の形態３においては、電動車両１０の前部の領域において、左側前輪に設けられるブレーキ１８０と右側前輪に設けられるブレーキ１８０との間に受電装置４０Ｆが搭載される。

図２９は、車両搭載物であるラジエータ７００、エンジン３００、モータユニット１７、パワーコントロールユニット１６、およびバッテリ４００と、各実施の形態における受電装置４０，４０Ｃ，４０Ｆとの配置関係を示す模式図である。実施の形態１においては、電動車両の後部の領域において、バッテリ４００の後側に受電装置４０が搭載される。実施の形態２においては、電動車両の中央部の領域において、バッテリ４００とエンジン３００との間に、受電装置４０Ｃが搭載される。実施の形態３においては、電動車両１０の前部の領域において、ラジエータ７００の後側であって、エンジン３００、モータユニット１７、およびパワーコントロールユニット１６の下方に受電装置４０Ｆが搭載される。

図３０は、車両搭載物であるステアリング機構８００と、実施の形態３における受電装置４０Ｆとの配置関係を示す模式図である。実施の形態３においては、電動車両１０の前部の領域において、ステアリング機構８００の下方に受電装置４０Ｆが搭載される。

以上のように、本発明に基づいた各実施の形態における車両および電力伝送システムよれば、受電装置４０，４０Ｃ，４０Ｆを電動車両１０に搭載した場合の受電装置４０，４０Ｃ，４０Ｆからの電磁波の漏洩を考慮しつつ、電動車両１０の限られたスペースに受電装置４０，４０Ｃ，４０Ｆを効率良く搭載することを可能とする。

なお、上記各実施の形態では、電磁誘導コイル１２，２３を含んだ送電装置および受電装置を例示したが、電磁誘導コイルを含まない共鳴型非接触送受電装置にも本発明は適用可能である。

具体的には、送電装置４１側においては、電磁誘導コイル２３を設けずに、共鳴コイル２４に電源部（交流電源２１、高周波ドライバ２２）を直接接続してもよい。受電装置４０側においては、電磁誘導コイル１２を設けずに、共鳴コイル１１に整流器１３を直接接続してもよい。

図３１に、図７に示した構造を基本とした、電磁誘導コイル２３を設けない受電装置４０Ｇを示す。上述した全ての実施の形態に対して、図３１に示す受電装置４０Ｇの構成を準用することが可能である。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０電動車両、１１，２４，９４，９９共鳴コイル、１２，２３，９２，９７電磁誘導コイル、１１ａ，１２ａ支持部材、１３整流器、１４ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５バッテリ、１６パワーコントロールユニット、１７モータユニット、１８車両ＥＣＵ、１９，２５，９８，９５キャパシタ、２０外部給電装置、２１交流電源、２２高周波電力ドライバ、２６制御部、２７，９６受電部、２８，９３送電部、２９インピーダンス調整器、３１リアフロアパネル、３２センタフロアパネル、３２Ａ，３２Ｂサイドメンバ、３２ａ，１１０ａ，１２１ａ，１３０ａ，１３１ａ，２７０，７１０ａ直線部、３３エンジンアンダフロアパネル、４０，４０Ｃ，４０Ｆ，４０Ｇ９１受電装置、２７ｂ底部、２７Ｓシールド部材、４１，９０送電装置、４２駐車スペース、１１０リアサスペンション、１１２フロントサスペンション、１２０燃料タンク、１２１，１２３燃料ホース、１３０マフラー、１３１，１３２エキゾーストパイプ、１５０タイヤホイール、１６０Ｆ前輪タイヤ、１６０Ｒ後輪タイヤ、１７０車高センサ、１８０ブレーキ、１８１ブレーキホース、３００エンジン、３１０オイルパン、７００ラジエータ、８００ステアリング機構、９００ウインドウォッシャータンク。

Claims

車両のフロアパネルの下方に搭載され、外部に設けられた送電部を含む送電装置から非接触で電力を受電する受電部を含む受電装置と、
電磁シールドと、
前記フロアパネルの下方に搭載される車両搭載物と、
を備え、
前記車両搭載物は、前記車両を水平面に載置した場合に前記水平面と前記フロアパネルとの間に挟まれる空間内であって前記受電装置の周囲に配置され、
前記電磁シールドは、前記車両搭載物上で前記受電装置と対向する領域に取り付けられており、
前記車両搭載物は、サイドメンバ、リアサスペンション、フロントサスペンション、燃料タンク、燃料ホース、マフラー、エキゾーストパイプ、タイヤホイール、車高センサ、ブレーキ、ブレーキホース、バッテリ、およびラジエータの少なくとも１つである、車両。
前記フロアパネルは、前記受電装置と対向する領域にシールド処理が施されている、請求項１に記載の車両。
前記受電部は共鳴コイルを有し、
前記共鳴コイルの前記車両搭載物と対向する側は、前記車両搭載物と相互に一定の距離を隔てて配置される領域を有する、請求項１に記載の車両。
前記共鳴コイルは、一定の距離を隔てて配置される前記領域を一辺とする正多角形の形状を有する、請求項３に記載の車両。
前記車両搭載物と前記受電装置との間において、前記受電装置の周囲に配置されるシールド部材を有し、
前記受電装置は、前記シールド部材の外形に沿う形状を有する、請求項１に記載の車両。
前記車両搭載物は、前記マフラーまたは前記エキゾーストパイプであり、
前記受電装置は、キャパシタを含み、
前記キャパシタと前記マフラーまたは前記エキゾーストパイプとの間に、少なくとも前記受電部の一部が位置している、請求項１に記載の車両。
前記送電部の固有周波数と前記受電部の固有周波数との差は、前記受電部の固有周波数の１０％以下である、請求項１に記載の車両。
前記受電部と前記送電部との結合係数は、０．１以下である、請求項１に記載の車両。
前記受電部は、前記受電部と前記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、前記受電部と前記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて前記送電部から電力を受電する、請求項１に記載の車両。