JP6162609B2 - Non-contact power feeding device - Google Patents

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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、非接触給電装置に関するものである。   The present invention relates to a non-contact power feeding device. That is, the present invention relates to a non-contact power supply device that supplies power in a non-contact manner from a power transmission side such as a road surface to a power receiving side such as a vehicle.

《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）にワイヤレス充電する非接触給電装置（ＷＰＴ）が、実用化に向けて開発進行中である。
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回路の送電コイルから、車輌等に搭載された受電側回路の受電コイルに対し、数１０ｍｍ〜数１００ｍｍ程度のエアギャップ存し、近接対応位置しつつ電力を供給する（後述する図７も参照）。 《Technical background》
For example, a non-contact power feeding device (WPT) that wirelessly charges an electric vehicle (EV) without mechanical contact such as a cable is under development for practical use.
In this non-contact power supply device, based on the mutual induction action of electromagnetic induction, from the power transmission coil of the power transmission side circuit placed on the road surface or the like to the power reception coil of the power reception side circuit mounted on the vehicle or the like, several tens mm to several hundreds mm Electric power is supplied while there is a certain air gap and the position is close to the proximity (see also FIG. 7 described later).

《従来技術》
さて、このような非接触給電装置については現在、サーキュラコイル方式とソレノイドコイル方式の2方式とが、開発されている。
サーキュラコイル方式の非接触給電装置１は、図３の（１）図に示したように、送電側回路の送電コイル２も受電側回路の受電コイル３も共に、１ループのサーキュラコイル４よりなる。
１ループとは、すなわちループ数１つまり磁界を作り出すコイルの数が１であり、図３の（２）図に示した２重巻ループ状や、図３の（３）図に示した多重巻の渦巻ループ状、その他各種態様の平面ループ状にて円形や方形に巻回された、扁平フラット構造のサーキュラコイル４よりなる。
これに対し、ソレノイドコイル方式の非接触給電装置１’は、図４に示したように、送電側回路の送電コイル５も、受電側回路の受電コイル６も共に、フェライトコア７に巻回されたソレノイドコイル８よりなる。図示のように、平板状又は柱状のフェライトコア７に対し、筒状に軸方向に螺状巻回されたソレノイドコイル８よりなる。 <Conventional technology>
As for such a non-contact power feeding device, a circular coil method and a solenoid coil method are currently being developed.
As shown in FIG. 3 (1), the circular coil type non-contact power feeding apparatus 1 includes a power transmission coil 2 of the power transmission side circuit and a power reception coil 3 of the power reception side circuit, each of which is composed of one loop of the circular coil 4. .
One loop means that the number of loops is 1, that is, the number of coils for generating a magnetic field is 1, and the double winding loop shape shown in FIG. 3 (2) or the multiple winding shown in FIG. 3 (3) is shown. A circular coil 4 having a flat flat structure wound in a circular shape or a square shape in a spiral loop shape or a planar loop shape in various other forms.
On the other hand, as shown in FIG. 4, the solenoid coil type non-contact power feeding device 1 ′ is wound around the ferrite core 7 with both the power transmission coil 5 of the power transmission side circuit and the power reception coil 6 of the power reception side circuit. And a solenoid coil 8. As shown in the figure, a solenoid coil 8 is formed by spirally winding a flat or columnar ferrite core 7 in a cylindrical shape in the axial direction.

このような非接触給電装置１，１’としては、例えば次の特許文献１，２，３に示されたものが、挙げられる。
特開２０１０−１１９１８７号公報 特開２０１２−１３４２１７号公報 特開２０１２−０９９６４４号公報 As such a non-contact electric power feeder 1,1 ', what was shown by the following patent document 1,2,3 is mentioned, for example.
JP 2010-119187 A JP 2012-134217 A JP 2012-099644 A

さて、このような２方式の非接触給電装置１，１’は、それぞれ長所，短所を抱えている。
《ズレ性能面について》
まず、送受電コイル間の許容ズレ性能については、図４のソレノイドコイル方式の非接触給電装置１’の方が、図３のサーキュラコイル方式の非接触給電装置１より、優れている。
すなわち給電に際しては、送電側回路の送電コイル２，５に対し受電側回路の受電コイル３，６が、上下等で平面的に対応位置することにより、両コイル間に給電に必要な電磁結合の結合係数Ｋが得られる。
そして、まずサーキュラコイル方式の場合は、次のようになる。図５の（１）図に示したように、サーキュラコイル４よりなる送電コイル２，受電コイル３の平均コイル寸法をＬとすると、図５の（３）図に実線表示したように、１／２Ｌの横ズレ量および縦ズレ量（つまり左右方向ズレ量および前後方向ズレ量）で、共に結合係数Ｋに０点が生じる。
これに対しソレノイドコイル方式の場合は、次のようになる。図５の（２）図に示したように、ソレノイドコイル８よりなる送電コイル５，受電コイル６が巻回されたフェライトコア７の平均寸法をＬ’とし、横ズレを１／２Ｌ’とすると、図５の（３）図に実線表示したように、１／２Ｌ’の横ズレ量で結合係数Ｋに０点が発生する。
しかしながら縦ズレに関しては、相対位置関係は変わらずに遠ざかるだけであるため、同図中破線表示したように、１／２Ｌ’の縦ズレ量程度では、結合係数Ｋに０点が存在しない、という長所がある（なお縦ズレ量に関し、破線表示箇所以外の箇所は実線表示に同じ）。つまり、縦ズレに強いという長所がある。
このようにズレ性能面では、ソレノイドコイル方式の非接触給電装置１’方が優れている。 Now, such two types of non-contact power feeding devices 1 and 1 ′ have advantages and disadvantages, respectively.
《About misalignment performance》
First, with respect to the allowable misalignment performance between the power transmission and reception coils, the solenoid coil type non-contact power feeding device 1 ′ of FIG. 4 is superior to the circular coil type non-contact power feeding device 1 of FIG.
That is, at the time of power feeding, the power receiving coils 3 and 6 of the power receiving side circuit correspond to the power transmitting coils 2 and 5 of the power transmitting side circuit in a planar manner so that the electromagnetic coupling necessary for power feeding is established between the two coils. A coupling coefficient K is obtained.
First, in the case of the circular coil system, the operation is as follows. As shown in FIG. 5 (1), when the average coil size of the power transmission coil 2 and the power reception coil 3 made of the circular coil 4 is L, as indicated by a solid line in FIG. With a 2L lateral shift amount and a vertical shift amount (that is, a horizontal shift amount and a front / rear shift amount), 0 is generated in the coupling coefficient K.
On the other hand, in the case of the solenoid coil system, it is as follows. As shown in FIG. 5 (2), when the average dimension of the ferrite core 7 around which the power transmitting coil 5 and the power receiving coil 6 comprising the solenoid coil 8 are wound is L ′ and the lateral deviation is 1 / 2L ′. As shown by the solid line in FIG. 5 (3), a zero point is generated in the coupling coefficient K with a lateral shift amount of 1 / 2L ′.
However, with respect to the vertical misalignment, the relative positional relationship does not change and only moves away. Therefore, as indicated by the broken line in the figure, there is no zero point in the coupling coefficient K at the vertical misalignment amount of 1 / 2L ′. There is an advantage (with regard to the amount of vertical misalignment, portions other than the broken line display portion are the same as the solid line display). In other words, it has the advantage of being resistant to vertical misalignment.
Thus, in terms of deviation performance, the solenoid coil type non-contact power feeding device 1 'is superior.

《電磁界放射の遮蔽性能面やコイル効率面について》
これに対し、電磁界放射の遮蔽性能面や、コイル効率面つまり電力伝送の損失低減面については、図３のサーキュラコイル方式の非接触給電装置１の方が、図４のソレノイドコイル方式の非接触給電装置１’より、優れている。
すなわち給電に際しては、送受電コイル間に高周波磁界そして電界が誘起され、もって電磁界放射，電磁界強度が外部拡散され、高周波電磁波が外部放射されるので、近隣周辺に電磁波障害を引き起こす危険がある。
そして、まずサーキュラコイル方式の場合は、次のようになる。図６の（１）図に示したように、サーキュラコイル４よりなる送電コイル２や受電コイル３の外側には、平板状のフェライトコア９（コイルインダクタンスを増加させると共に磁束を誘導する機能も発揮する）、およびアルミ板１０等の電磁遮蔽材が配設される。
もって、背面について電磁界放射が遮蔽され電磁界強度が大幅低下されて、背面側に漏洩する電磁波が削減され、電磁波障害の危険は解消される。 <About shielding performance of electromagnetic field radiation and coil efficiency>
On the other hand, with respect to the shielding performance of electromagnetic field radiation and the coil efficiency, that is, the loss reduction of power transmission, the non-contact power feeding device 1 of the circular coil system of FIG. It is superior to the contact power supply device 1 ′.
That is, when feeding power, a high-frequency magnetic field and an electric field are induced between the transmitting and receiving coils, so that electromagnetic field radiation and electromagnetic field intensity are diffused externally, and high-frequency electromagnetic waves are radiated to the outside, which may cause electromagnetic interference around the vicinity. .
First, in the case of the circular coil system, the operation is as follows. As shown in FIG. 6 (1), on the outside of the power transmission coil 2 and the power reception coil 3 made of the circular coil 4, a flat ferrite core 9 (the function of increasing the coil inductance and inducing the magnetic flux is also exhibited. And an electromagnetic shielding material such as an aluminum plate 10 is disposed.
Accordingly, the electromagnetic field radiation is shielded on the back surface, the electromagnetic field intensity is greatly reduced, electromagnetic waves leaking to the back surface side are reduced, and the risk of electromagnetic interference is eliminated.

これに対しソレノイドコイル方式の場合は、次のようになる。図６の（２）図中に想像線表示したように、まず、電磁界放射の遮蔽用として外側にフェライトコア９をもしも配設すると、ソレノイドコイル８よりなる送電コイル５と受電コイル６間を結合する磁路Ａに対し、フェライトコア９との間にできる磁路Ｂの磁気抵抗が低いので、肝心の磁路Ａの結合つまり両コイル間の結合係数Ｋが低下する。もってフェライトコア９は、電磁界放射の遮蔽用には使用しない方が良い。
次に、アルミ板１０等の金属製の電磁遮蔽材は、内部誘起される渦電流によって磁場を反射し、電磁界放射，電磁波外部漏出を遮蔽するために用いられる。しかしながら、もしもアルミ板１０等がフェライトコア９と共に使用されない場合は、高レベルの磁束が通過するようになるので、誘導加熱が発生する。もって、コイル効率が低下して、コイル電力伝送損失が大となってしまう。
つまり、フェライトコア９と共に使用しないで、電磁波障害対策としてアルミ板１０等を単独使用することは、コイル効率低下という大きな犠牲を払うことになる。
結局、ソレノイドコイル方式は、そもそも電磁界レベルが高いにも拘らず、フェライトコア９やアルミ板１０等の使用に問題があり、電磁界放射の遮蔽性能面つまり電磁波障害発生の危険が指摘されると共に、コイル効率低下という難点が指摘されていた。
このように、電磁界放射の遮蔽性能面やコイル効率面では、サーキュラコイル方式の非接触給電装置１の方が優れている。 On the other hand, in the case of the solenoid coil system, it is as follows. As indicated by an imaginary line in FIG. 6 (2), first, if a ferrite core 9 is provided on the outside for shielding electromagnetic field radiation, a gap between the power transmission coil 5 and the power reception coil 6 formed by the solenoid coil 8 is provided. Since the magnetic resistance of the magnetic path B between the ferrite core 9 and the magnetic path A to be coupled is low, the coupling of the magnetic path A, that is, the coupling coefficient K between the two coils is lowered. Therefore, it is better not to use the ferrite core 9 for shielding electromagnetic field radiation.
Next, an electromagnetic shielding material made of metal such as the aluminum plate 10 is used for reflecting a magnetic field by an internally induced eddy current and shielding electromagnetic field radiation and electromagnetic wave external leakage. However, if the aluminum plate 10 or the like is not used with the ferrite core 9, high-level magnetic flux passes through, so induction heating occurs. As a result, the coil efficiency is reduced and the coil power transmission loss is increased.
That is, using the aluminum plate 10 alone as a countermeasure against electromagnetic interference without using it together with the ferrite core 9 sacrifices a great sacrifice of coil efficiency reduction.
After all, the solenoid coil system has a problem in the use of the ferrite core 9 and the aluminum plate 10 in spite of the high electromagnetic field level, and it is pointed out that there is a risk of electromagnetic field radiation shielding performance, that is, the occurrence of electromagnetic interference. At the same time, it has been pointed out that the coil efficiency is low.
Thus, the circular coil type non-contact power feeding device 1 is superior in terms of shielding performance of electromagnetic field radiation and coil efficiency.

《問題点》
ところで、このような従来の非接触給電装置１，１’については、次の課題が指摘されていた。
上述したように現状では、共に一長一短が存するサーキュラコイル方式の非接触給電装置１と、ソレノイドコイル方式の非接触給電装置１’とが、併存している状況にある。そして現状では、この２方式の一本化は困難な状況にある。
もって、車輌等の移動体側において、サーキュラコイル４よりなる受電コイル３と、ソレノイドコイル８よりなる受電コイル６とが、併存して用いられる現在の状況下では、地上側つまり給電スタンド側や充電ステーション側も、サーキュラコイル４よりなる送電コイル２と、ソレノイドコイル８よりなる送電コイル５とを、予め準備することを余儀なくされる。
このように、給電スタンドや充電ステーションでは、サーキュラコイル４とソレノイドコイル８との２タイプを準備する必要があり、設備コスト面等に問題が指摘されていた。
もって、サーキュラコイル方式とソレノイドコイル方式の２方式を両立させ得る、新しい送電コイルの出現が切望されていた。２方式の受電コイル３，６のいずれにも共通に使用可能な、汎用性に優れた送電コイルの出現が、切望されていた。 "problem"
By the way, the following subject was pointed out about such conventional non-contact electric power feeders 1 and 1 '.
As described above, at present, the circular coil type non-contact power supply device 1 and the solenoid coil type non-contact power supply device 1 ′, both of which have advantages and disadvantages, coexist. At present, it is difficult to unify these two systems.
Therefore, in the current situation where the power receiving coil 3 consisting of the circular coil 4 and the power receiving coil 6 consisting of the solenoid coil 8 are used together on the moving body side such as a vehicle, the ground side, that is, the power supply stand side or the charging station is used. Also on the side, it is necessary to prepare in advance the power transmission coil 2 composed of the circular coil 4 and the power transmission coil 5 composed of the solenoid coil 8.
Thus, it is necessary to prepare two types of the circular coil 4 and the solenoid coil 8 at the power supply stand and the charging station, and problems have been pointed out in terms of equipment costs.
Therefore, the appearance of a new power transmission coil that can achieve both the circular coil system and the solenoid coil system has been eagerly desired. The advent of a highly versatile power transmission coil that can be commonly used for both of the two types of power reception coils 3 and 6 has been desired.

《本発明について》
本発明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、各方式の受電コイルに共通使用可能な送電コイルを採用し、第２に、しかもこれが簡単容易に、コスト面にも優れて実現される、非接触給電装置を提案することを目的とする。 << About the present invention >>
In view of such a situation, the non-contact power feeding device of the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art.
The present invention firstly employs a power transmission coil that can be commonly used for each type of power receiving coil, and secondly, a non-contact power feeding device that can be realized easily and easily in terms of cost. The purpose is to propose.

《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。
この非接触給電装置は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電側回路の送電コイルから受電側回路の受電コイルに、エアギャップを存し非接触で近接対応位置しつつ電力を供給する。
該送電コイルは、並んで隣接配置された一組２個のループ状コイルよりなり、全体が略眼鏡型をなしている。
そして該ループ状コイルは、扁平フラット構造よりなり、それぞれ専用スイッチを介し電源接続されると共に、一組２個のループ状コイルは、共に通電された場合、相互間で電流の向きが逆となり、誘起形成される磁界の向きが逆となる設定よりなる。
該送電側回路は、地面，路面，床面，その他の地上側に定置され、該受電側回路は、車輌，その他の移動体側に搭載されており、給電は、該受電コイルが該送電コイルに対応位置して停止される、停止給電方式にて行われる。 <About Claim>
The technical means of the present invention for solving such a problem is as follows, as described in the claims.
This non-contact power supply device supplies electric power from the power transmission coil of the power transmission side circuit to the power reception coil of the power reception side circuit in a noncontact manner and in a proximity corresponding position based on the mutual induction action of electromagnetic induction.
The power transmission coil is composed of a set of two loop-shaped coils arranged adjacent to each other, and the whole has a substantially glasses shape.
The loop-shaped coil has a flat and flat structure, and is connected to a power source via a dedicated switch. When the two loop-shaped coils are energized together, the direction of the current is reversed between them, The setting is such that the direction of the induced magnetic field is reversed.
The power transmission side circuit is placed on the ground, road surface, floor surface, or other ground side, and the power reception side circuit is mounted on the vehicle or other moving body side, and the power receiving coil is connected to the power transmission coil. This is done by a stop power supply method that stops at the corresponding position.

そして該送電コイルは、該受電コイルが、ループ数１のサーキュラコイルであっても、ソレノイドコイルであっても、該送電コイルと同様の構成であっても、このような３種類の該受電コイルに対し、いずれも一台で共通して使用可能そして給電可能である。
すなわち、まず該受電コイルが、ループ数１のループ状のサーキュラコイルよりなる場合、該送電コイルは、給電に際し、一組２個のいずれか一方の該ループ状コイルのみが、該受電コイルに対応位置して、該スイッチがオンされて通電され、残りの他方の該ループ状コイルは、側方の退避位置にあると共に通電されない。
又、該受電コイルが、磁心コアに巻回されたソレノイドコイルよりなる場合、該送電コイルは、給電に際し、一組２個の該ループ状コイルが、略均等に該受電コイルに対応位置して、共に該スイッチがオンされて通電される。
更に、該受電コイルが、該送電コイルと同様に構成され、並んで隣接する一組２個のループ状コイルよりなり全体が略眼鏡型をなしている場合、該送電コイルは、給電に際し、その一組２個の該ループ状コイルが、該受電コイル側の両ループ状コイルにそれぞれ対応位置して、共に該スイッチがオンされて通電されること、を特徴とする。 The power transmission coil has three types of power reception coils, regardless of whether the power reception coil is a circular coil having a loop number of 1, a solenoid coil, or a configuration similar to the power transmission coil. On the other hand, both can be used in common and can be powered.
That is, first, when the power receiving coil is a loop-shaped circular coil having one loop, when the power is supplied, only one of the two loop coils corresponds to the power receiving coil. In position, the switch is turned on and energized, and the remaining other loop-shaped coil is in the side retracted position and is not energized.
Further, when the power receiving coil is composed of a solenoid coil wound around a magnetic core, when the power transmission coil is fed, a set of two looped coils are positioned substantially evenly corresponding to the power receiving coil. Both are turned on and energized.
Further, when the power reception coil is configured in the same manner as the power transmission coil and is composed of a pair of two loop coils adjacent to each other and has a substantially glasses shape as a whole, the power transmission coil A set of two loop-shaped coils are respectively positioned corresponding to both loop-shaped coils on the power receiving coil side, and both the switches are turned on to be energized.

《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、受電コイルが送電コイルに、エアギャップを存し近接対応位置しつつ、電力が供給される。
（２）給電に際しては、送電コイルが通電されて磁束が生成され、エアギャップに磁路が形成される。
（３）そして、このように誘起された磁界を利用し、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電コイル側から受電コイル側に電力が供給される。
（４）さて、この非接触給電装置では、送電コイルとして、隣接配置された略眼鏡型の２個のループ状コイルを用いてなる。
（５）このループ状コイルは、スイッチを介し電源接続されると共に、一組を形成する２個が共に通電された場合、磁界の向きが逆となる設定よりなる。そこで、次のとおり給電が実施される。
（６）受電コイルがサーキュラコイルの場合は、送電コイルの一組２個のループ状コイルのいずれか一方が、受電コイルに対応位置してスイッチオンされ、もって電磁結合される。
（７）受電コイルがソレノイドコイルの場合は、送電コイルの一組２個のループ状コイルが、受電コイルに略均等に対応位置して共にスイッチオンされ、もって電磁結合される。
（８）受電コイルも、送電コイルと同様の構成よりなる場合は、送電コイルの一組２個のループ状コイルが、受電コイルの同様のループ状コイルにそれぞれ対応位置して、共にスイッチオンされ、もって電磁結合される。
（９）この非接触給電装置は、このように各種方式の受電コイルに対し、一台で対応可能である。しかも、この送電コイルは、ループ状コイルを所定のごとく用いた、簡単な構成よりなる。又、フェライトコアやアルミ板等の電磁遮蔽材は、必要とされず使用されない。 <About the action>
Since the present invention comprises such means, the following is achieved.
(1) In the non-contact power feeding device, power is supplied to the power receiving coil while the air receiving gap is located close to the power transmitting coil.
(2) During power feeding, the power transmission coil is energized to generate magnetic flux, and a magnetic path is formed in the air gap.
(3) Then, using the magnetic field induced in this way, electric power is supplied from the power transmission coil side to the power reception coil side based on the mutual induction effect of electromagnetic induction.
(4) Now, in this non-contact power supply device, two substantially glasses-type loop-shaped coils arranged adjacent to each other are used as power transmission coils.
(5) The loop-shaped coil is connected to a power source via a switch and has a setting in which the direction of the magnetic field is reversed when the two coils forming a set are both energized. Therefore, power feeding is performed as follows.
(6) When the power receiving coil is a circular coil, any one of a set of two loop coils of the power transmitting coil is switched on at a position corresponding to the power receiving coil, and is electromagnetically coupled.
(7) When the power receiving coil is a solenoid coil, a pair of two loop coils of the power transmitting coil are switched on together at positions corresponding to the power receiving coil substantially equally, and are electromagnetically coupled.
(8) When the power receiving coil has the same configuration as that of the power transmission coil, a pair of two loop coils of the power transmission coil are respectively positioned corresponding to the similar loop coils of the power receiving coil and are switched on together. Therefore, it is electromagnetically coupled.
(9) This non-contact power feeding apparatus can cope with various types of power receiving coils in a single unit. In addition, the power transmission coil has a simple configuration using a loop coil in a predetermined manner. Also, electromagnetic shielding materials such as ferrite cores and aluminum plates are not required and are not used.

《第１の効果》
第１に、各方式の受電コイルに共通使用可能な送電コイルが、採用される。
本発明の非接触給電装置では、地上側の送電コイルとして、隣接配置された略眼鏡型をなす２個のループ状コイルを採用してなり、受電コイルが、例えソレノイドコイルであってもサーキュラコイルであっても、一台で共通使用可能である。車輌等移動体側の受電コイルの方式が異なっても、共通使用可能である。
前述したこの種従来例のように、地上側の給電スタンドや充電ステーションにおいて、サーキュラコイルよりなる送電コイルと、ソレノイドコイルよりなる送電コイルとを、予め準備することを要しなくなる。
このように、本発明で採用された送電コイルは、汎用性に富んでいる。一長一短のあるサーキュラコイル方式やソレノイドコイル方式の、現状では併存状況にある両方式に、そのまま適用可能である。そして、サーキュラコイル方式，ソレノイドコイル方式，送電コイルと同様なループ状コイル方式の３種類の受電コイルに対し、給電可能となるシステムが構築できる。 << First effect >>
First, a power transmission coil that can be used in common for each type of power reception coil is employed.
In the non-contact power feeding device of the present invention, two loop coils having a substantially glasses shape arranged adjacent to each other are adopted as power transmission coils on the ground side, and even if the power receiving coil is a solenoid coil, a circular coil. Even so, it can be used in common by one unit. Even if the receiving coil system on the moving body side such as a vehicle is different, it can be used in common.
As in the above-described conventional example, it is not necessary to prepare in advance a power transmission coil composed of a circular coil and a power transmission coil composed of a solenoid coil in a ground-side power supply stand or charging station.
Thus, the power transmission coil employed in the present invention is rich in versatility. The present invention can be directly applied to both of the advantages and disadvantages of the circular coil system and the solenoid coil system, which are currently coexisting. Then, a system that can supply power to three types of power receiving coils of the circular coil system, the solenoid coil system, and the loop coil system similar to the power transmission coil can be constructed.

《第２の効果》
第２に、しかもこれは簡単容易に、コスト面にも優れて実現される。
本発明の非接触給電装置では、まず、送電コイルとして所定のループ状コイルを採用したことにより、地上側の給電スタンドや充電ステーションにおいて、サーキュラコイルよりなる送電コイルと、ソレノイドコイルよりなる送電コイルとを、予め準備することを要しなくなる。１台の送電コイルで済むので、その分、設備コスト面に優れている。
又、この送電コイルは、２個の略眼鏡型ループ状コイルを、スイッチ付とすると共に、共に通電された場合に形成される磁界の向きが逆となる設定としてなる。このように簡単な構成により、前述した第１の点が容易に実現可能であり、この面からも設備コスト面に優れている。
更に、このループ状コイルを用いた送電コイルは、フェライトコアやアルミ板等の電磁遮蔽材を、必要とせず使用しないので、この面からも設備コスト面に優れている。
このように、この種従来例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。 << Second effect >>
Second, it is easily and easily realized with excellent cost.
In the non-contact power feeding device of the present invention, first, by adopting a predetermined loop coil as a power transmission coil, a power transmission coil composed of a circular coil and a power transmission coil composed of a solenoid coil in a power supply stand or a charging station on the ground side Need not be prepared in advance. Since only one power transmission coil is required, it is excellent in equipment cost.
In addition, this power transmission coil has two substantially glasses-type loop coils with a switch, and is set so that the direction of the magnetic field formed when both are energized is reversed. With such a simple configuration, the first point described above can be easily realized, and this is also excellent in terms of equipment cost.
Furthermore, since the power transmission coil using the loop coil does not require and uses an electromagnetic shielding material such as a ferrite core or an aluminum plate, it is excellent in equipment cost from this aspect.
As described above, the effects exerted by the present invention are remarkably large, such as all the problems existing in this type of conventional example are solved.

本発明に係る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（一組２個の略眼鏡型ループ状コイル）の平面説明図であり、（２）図は、ループ数と放射電磁界強度の関係を示し、実験結果の説明図である。About the non-contact electric power feeder which concerns on this invention, it uses for description of the form for inventing. And (1) figure is a plane explanatory view of a power transmission coil (a set of two substantially glasses loop coils), (2) figure shows the relationship between the number of loops and the radiated electromagnetic field intensity, It is explanatory drawing. 同発明を実施するための形態の説明に供する、正面説明図である。そして（１）図は、受電コイルがサーキュラコイルの場合、（２）図は、受電コイルがソレノイドコイルの場合、（３）図は、受電コイルが一組２個のループ状コイルの場合を、それぞれ示す。It is front explanatory drawing with which it uses for description of the form for implementing the same invention. And (1) Figure shows the case where the receiving coil is a circular coil, (2) Figure shows the case where the receiving coil is a solenoid coil, (3) Figure shows the case where the receiving coil is a set of two loop coils, Each is shown. 従来技術に係るサーキュラコイル方式の非接触給電装置の説明に供する。そして（１）図は、正面説明図、（２）図は、サーキュラコイルのコイル部の一例の平面説明図、（３）図は、サーキュラコイルのコイル部の他の例の平面説明図である。A circular coil type non-contact power feeding apparatus according to the prior art will be described. And (1) figure is a front explanatory drawing, (2) figure is a plane explanatory view of an example of a coil part of a circular coil, (3) Drawing is a plane explanatory view of other examples of a coil part of a circular coil. . 従来技術に係るソレノイドコイル方式の非接触給電装置の説明に供する。そして（１）図は、正面説明図、（２）図は、斜視説明図である。A solenoid coil type non-contact power feeding apparatus according to the prior art will be described. (1) is a front explanatory view, and (2) is a perspective explanatory view. 従来技術に係る非接触給電装置のズレ性能の説明に供する。そして（１）図は、サーキュラコイル方式のズレ性能の正面説明図、（２）図は、ソレノイドコイル方式のズレ性能の正面説明図である。（３）図は、ズレ量と結合係数の関係を示すグラフである。This will be used to explain the deviation performance of the non-contact power feeding device according to the prior art. (1) is a front explanatory view of the displacement performance of the circular coil system, and (2) is a front explanatory view of the displacement performance of the solenoid coil system. (3) FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of deviation and the coupling coefficient. 従来技術に係る非接触給電装置の電磁界放射遮蔽性能の説明に供する。そして（１）図は、サーキュラコイル方式の遮蔽性能の正面説明図、（２）図は、ソレノイドコイル方式の遮蔽性能の正面説明図である。This will be used to explain the electromagnetic field radiation shielding performance of the non-contact power feeding device according to the prior art. (1) is a front explanatory view of the shielding performance of the circular coil system, and (2) is a front explanatory view of the shielding performance of the solenoid coil system. 非接触給電装置の説明に供する。そして（１）図は、全体説明図、（２）図は、構成ブロック図である。This will be used to explain the non-contact power feeding device. (1) is an overall explanatory diagram, and (2) is a block diagram of the configuration.

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１１について》
まず、本発明の前提として、非接触給電装置１１について、図７を参照して一般的に説明しておく（この説明は、前述した従来技術に係る図３の（１）図，図４の非接触給電装置１，１’にも、共通適用される）。
非接触給電装置１１は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電側回路１２の送電コイル１３から受電側回路１４の受電コイル１５に、エアギャップＧを存し非接触で近接対応位置しつつ、電力を供給する。送電側回路１２は、地上Ｃ側に定置配設されており、受電側回路１４は、車輌Ｄ等の移動体側に搭載されている。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.
<< About the non-contact electric power feeder 11 >>
First, as a premise of the present invention, the non-contact power feeding device 11 will be generally described with reference to FIG. 7 (this description is based on the above-described prior art FIG. 3 (1) and FIG. 4). The same applies to the non-contact power feeding devices 1 and 1 ′).
The non-contact power feeding device 11 is based on the mutual induction action of electromagnetic induction, and is located in the proximity corresponding position without contact with the air gap G from the power transmission coil 13 of the power transmission side circuit 12 to the power reception coil 15 of the power reception side circuit 14. Supply power. The power transmission side circuit 12 is fixedly arranged on the ground C side, and the power reception side circuit 14 is mounted on the moving body side such as the vehicle D.

このような非接触給電装置１１について、更に詳述する。まず、給電側，トラック側，１次側の送電側回路１２は、給電スタンドＥや充電ステーション等の給電エリアにおいて、地面，路面，床面，その他の地上Ｃ側に、定置配置されている。
これに対し、受電側，ピックアップ側，２次側の受電側回路１４は、電気自動車（ＥＶ）や電車等の車輌Ｄ，その他の移動体側に搭載されている。受電側回路１４は、駆動用の他、非駆動用としても利用可能であり、図中に示したように、車載のバッテリー１６に接続されるのが代表的であるが、各種負荷に直接接続される場合もある。
そして、送電側回路１２の送電コイル１３と受電側回路１４の受電コイル１５とは、給電に際し数１０ｍｍ〜数１００ｍｍ、例えば５０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度の僅かな間隙空間であるエアギャップＧを存しつつ、非接触で近接して対応位置される。そして図示のように、受電コイル１５が、定置された送電コイル１３に対し、上側等から対応位置して停止，駐車される停止給電方式が代表的である。
送電側回路１２の送電コイル１３は、高周波電源１７に接続されている。高周波電源１７は、周波数等交換用のインバーター電源よりなり、例えば数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚ、更には数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度の高周波交流を、給電交流，励磁電流として送電コイル１３に向けて通電する。
受電側回路１４の受電コイル１５は、図示例ではバッテリー１６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１６にて、走行用のモータ１８が駆動される。図中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である。 Such a non-contact power feeding device 11 will be described in further detail. First, the power transmission side circuit 12 on the power feeding side, the truck side, and the primary side is stationaryly arranged on the ground, road surface, floor surface, and other ground C side in the power feeding area such as the power feeding station E and the charging station.
On the other hand, the power receiving side circuit 14 on the power receiving side, the pickup side, and the secondary side is mounted on a vehicle D such as an electric vehicle (EV) or a train, and other moving bodies. The power receiving side circuit 14 can be used not only for driving but also for non-driving, and is typically connected to an in-vehicle battery 16 as shown in the figure, but directly connected to various loads. Sometimes it is done.
The power transmission coil 13 of the power transmission side circuit 12 and the power reception coil 15 of the power reception side circuit 14 have an air gap G that is a slight gap space of several tens to several hundreds of millimeters, for example, about 50 mm to 150 mm, during power feeding. Closely contacted without contact. As shown in the figure, a stop power feeding method in which the power receiving coil 15 is stopped and parked at a corresponding position from above or the like with respect to the stationary power transmitting coil 13 is representative.
The power transmission coil 13 of the power transmission side circuit 12 is connected to a high frequency power source 17. The high frequency power source 17 is composed of an inverter power source for exchanging frequencies and the like. For example, a high frequency alternating current of several kHz to several tens kHz, and further several tens kHz to several hundred kHz is supplied to the power transmission coil 13 as a feeding alternating current and an exciting current.
The power receiving coil 15 of the power receiving side circuit 14 can be connected to a battery 16 in the illustrated example, and the traveling motor 18 is driven by the battery 16 charged by power feeding. In the figure, 19 is a converter (rectifier and smoothing unit) that converts alternating current to direct current, and 20 is an inverter that converts direct current to alternating current.

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、エアギャップＧを介して近接対応位置する送電コイル１３と受電コイル１５間において、送電コイル１３での磁束形成により、受電コイル１５に誘導起電力を生成させ、もって送電コイル１３から受電コイル１５に電力を供給することは、公知公用である。
すなわち、送電側回路１２の送電コイル１３に、高周波電源１７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１３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１４の受電コイル１５を貫き鎖交することにより、誘導起電力が生成されて磁界が形成される。
このように、誘起された磁界を利用して電力が送受され、数ｋＷ以上そして数１０ｋＷ〜数１００ｋＷ程度の電力供給が可能である。送電コイル１３側の磁束の磁気回路と、受電コイル１５側の磁束の磁気回路とは、相互間にも磁束の磁気回路つまり磁路が形成されて、電磁結合される。非接触給電装置１１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１１について、一般的説明は以上のとおり。 The mutual induction effect of electromagnetic induction is as follows. When power is fed, an induced electromotive force is generated in the power receiving coil 15 by forming a magnetic flux in the power transmitting coil 13 between the power transmitting coil 13 and the power receiving coil 15 that are positioned close to each other via the air gap G. Supplying power to 15 is publicly known.
That is, a self-induced electromotive force is generated by applying and energizing a feeding AC and exciting current from the high-frequency power source 17 to the power transmission coil 13 of the power transmission side circuit 12, and a magnetic field is generated around the power transmission coil 13. It is formed in a direction perpendicular to the coil surface. The magnetic flux thus formed penetrates the power receiving coil 15 of the power receiving side circuit 14 and is linked, thereby generating an induced electromotive force and forming a magnetic field.
In this way, electric power is transmitted and received using the induced magnetic field, and power supply of several kW or more and several tens of kW to several 100 kW is possible. The magnetic circuit of magnetic flux on the power transmission coil 13 side and the magnetic circuit of magnetic flux on the power reception coil 15 side are magnetically coupled to each other by forming a magnetic circuit of magnetic flux, that is, a magnetic path. The non-contact power feeding device 11 performs non-contact power feeding based on such mutual induction action of electromagnetic induction.
About the non-contact electric power feeder 11, the general description is as above.

《本発明の概要》
以下、本発明の非接触給電装置１１について、図１，図２等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。
この非接触給電装置１１において、送電コイル１３は、隣接配置されたループ状コイル２１よりなると共に、並んで隣接する２個のループ状コイル２１が、一組を形成している。つまり、送電コイル１３は一組２個のループ状コイル２１よりなり、全体が略眼鏡型をなしている。
そして、各ループ状コイル２１は、扁平フラット構造よりなり、それぞれ専用スイッチ２２を介し電源接続されると共に、一組２個のループ状コイル２１は、共に通電された場合は電流の向きが逆となり、誘起形成される磁界の向きが逆となる設定よりなる。
本発明の概要については、以上のとおり。以下、このような本発明について、更に詳述する。 << Outline of the Invention >>
Hereinafter, the non-contact electric power feeder 11 of this invention is demonstrated with reference to FIG.1, FIG.2 etc. FIG. First, the outline of the present invention is as follows.
In this non-contact power feeding apparatus 11, the power transmission coil 13 includes a loop coil 21 arranged adjacent to each other, and two loop coils 21 adjacent to each other form a set. That is, the power transmission coil 13 is composed of a set of two loop-shaped coils 21, and the whole has a substantially glasses shape.
Each loop-shaped coil 21 has a flat flat structure, and is connected to a power source via a dedicated switch 22. When the pair of loop-shaped coils 21 are both energized, the direction of the current is reversed. The setting is such that the direction of the induced magnetic field is reversed.
The outline of the present invention is as described above. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

《送電コイル１３やループ状コイル２１について》
まず、この非接触給電装置１１は、その送電コイル１３として、隣接配置された全体で略眼鏡型をなす２個のループ状コイル２１を、用いてなる。
そして、直に並んで隣接する２個のループ状コイル２１が、ペアを組み一組を形成している。
このようにループ状コイル２１は、ループ数２（個）よりなる。つまり磁界を作り出すコイルの数が、２となるように用いられるが、その各ループ状コイル２１については、前述したサーキュラコイル４と同様の構成よりなる。
つまり、個々のループ状コイル２１は、図３の（２）図に示した２重巻ループ状や、図３の（３）図に示した多数巻の渦巻ループ状や、その他各種態様の平面ループ状にて巻回された、扁平フラット構造よりなる。すなわち、絶縁被覆されたコイル導線が、同一平面において、例えば並列化された平行位置関係を維持しつつ、円形，方形，その他の形状に巻回され、もって全体的に凹凸のない平坦で肉厚の薄い扁平フラット構造をなし、環状や略フランジ状をなしている。
ループ状コイル２１が偶数個用いられる点については、後述する実験結果欄を参照。 << About the power transmission coil 13 and the loop coil 21 >>
First, the non-contact power feeding apparatus 11 uses two loop-shaped coils 21 that are adjacently arranged and have a substantially glasses shape as a whole.
Then, two loop coils 21 that are adjacent to each other in parallel form a pair to form a set.
Thus, the loop-shaped coil 21 is composed of 2 loops. That is, the number of coils for generating a magnetic field is used to be 2, but each loop-shaped coil 21 has the same configuration as the circular coil 4 described above.
That is, the individual loop-shaped coils 21 are formed in a double loop shape shown in FIG. 3 (2), a multi-turn spiral loop shape shown in FIG. 3 (3), and other various planes. It consists of a flat flat structure wound in a loop. That is, coil conductors with insulation coating are wound in the same plane, for example, in a circular, square, or other shape while maintaining a parallel parallel relationship, and are flat and thick with no overall irregularities. It has a thin flat flat structure, and has an annular or substantially flange shape.
For the point that an even number of loop coils 21 are used, refer to the experimental result column described later.

各ループ状コイル２１は、それぞれスイッチ２２を介し、高周波電源１７に接続されている。
これと共に、上述した直に並んで隣接する一組２個のループ状コイル２１、つまり図示例では略眼鏡型をなす２個のループ状コイル２１は、いずれもスイッチ２２オンで共に通電された場合は、相互間で電流の向きが逆となる設定よりなる。もって誘起形成される磁界の向きが、逆となる設定よりなる。
図１の（１）図中、＋（プラス）と−（マイナス）は、ループ状コイル２１が作り出す磁界の向きを表しており、＋を、紙面に対し上から下へと貫く磁界とすれば、−は、下から上へと貫く磁界を示す。つまり、この非接触給電装置１１の送電コイル１３において、並んで隣接する一組２個のループ状コイル２１は、共に通電されると磁極のＮ極とＳ極とが逆となる。
送電コイル１３やループ状コイル２１については、以上のとおり。 Each loop-shaped coil 21 is connected to the high-frequency power supply 17 via a switch 22.
At the same time, a pair of two adjacent loop-shaped coils 21 that are adjacent to each other, that is, two loop-shaped coils 21 that are substantially glasses-shaped in the illustrated example, are both energized when the switch 22 is on. Is a setting in which the direction of current is reversed between each other. Thus, the direction of the magnetic field induced and formed is set to be opposite.
In FIG. 1 (1), + (plus) and-(minus) represent the direction of the magnetic field created by the loop coil 21, and if + is a magnetic field penetrating from top to bottom with respect to the paper surface. ,-Indicates a magnetic field penetrating from bottom to top. That is, in the power transmission coil 13 of the non-contact power feeding device 11, when a pair of adjacent two loop coils 21 are energized, the N pole and the S pole of the magnetic poles are reversed.
The power transmission coil 13 and the loop coil 21 are as described above.

《各種受電コイル１５との組合せについて》
この非接触給電装置１１は、送電コイル１３としてループ状コイル２１を採用してなる。そこで、受電コイル１５がサーキュラコイル方式であっても、ソレノイドコイル方式であっても、送電コイル１３と同様なループ状コイル方式であっても、共通して使用可能である。以下、これらについて説明する。
まず、図２の（１）図の例は、受電コイル１５が、ループ状のサーキュラコイル４の場合を示す。この場合、送電コイル１３は給電に際し、一組２個のいずれか一方のループ状コイル２１のみが、受電コイル１５に対応位置して、スイッチオンされ通電される。
この図２の（１）図の例について、更に詳述する。まず、受電側回路１４の受電コイル１５は、図３に示した非接触給電装置１（従来例）の受電側回路の受電コイル３と同様、ループ数１のサーキュラコイル４よりなる。
給電に際しては、送電側回路１２の図示例の略眼鏡型をなす送電コイル１３は、２個のループ状コイル２１の内いずれか片方の１個のみが、受電コイル１５のサーキュラコイル４に対応位置すると共に、対応位置するループ状コイル２１のスイッチ２２がオンされ通電されて磁界が誘起形成される。送電コイル１３の２個のループ状コイル２１の残りの他方は、側方の退避位置にあると共に通電されない。
もって、この非接触給電装置１１では、送電コイル１３の通電された片方のループ状コイル２１と、受電コイル１５のサーキュラコイル４とが電磁結合されて、給電が行われる。このように、図３の（１）図の非接触給電装置１のように、共にサーキュラコイル４でなくても、給電可能である。 << Combination with various receiving coils 15 >>
The non-contact power feeding device 11 employs a loop coil 21 as the power transmission coil 13. Therefore, even if the power receiving coil 15 is a circular coil system, a solenoid coil system, or a loop coil system similar to the power transmission coil 13, it can be used in common. Hereinafter, these will be described.
First, the example of FIG. 2A shows a case where the power receiving coil 15 is a loop-shaped circular coil 4. In this case, when the power transmission coil 13 is fed, only one of the two loop coils 21 is switched on and energized in a position corresponding to the power reception coil 15.
The example of FIG. 2 (1) will be described in further detail. First, the power receiving coil 15 of the power receiving side circuit 14 is composed of a circular coil 4 having a loop number of 1 as in the power receiving coil 3 of the power receiving side circuit of the non-contact power feeding device 1 (conventional example) shown in FIG.
At the time of power feeding, only one of the two loop-shaped coils 21 corresponds to the circular coil 4 of the power receiving coil 15 in the power transmitting coil 13 having a substantially eyeglass shape in the illustrated example of the power transmitting side circuit 12. At the same time, the switch 22 of the looped coil 21 at the corresponding position is turned on and energized to induce a magnetic field. The remaining other of the two loop coils 21 of the power transmission coil 13 is in the side retracted position and is not energized.
Accordingly, in this non-contact power feeding device 11, one looped coil 21 energized by the power transmission coil 13 and the circular coil 4 of the power receiving coil 15 are electromagnetically coupled to perform power feeding. Thus, as in the non-contact power feeding device 1 in FIG. 3 (1), both of them can be fed even if they are not the circular coils 4.

次に、図２の（２）図の例は、受電コイル１５が、ソレノイドコイル８の場合を示す。この場合、送電コイル１３は給電に際し、一組２個のループ状コイル２１が、略均等に受電コイル１５に対応位置して、共にスイッチオンされ通電される。
この図２の（２）図の例について、更に詳述する。まず、受電側回路１４の受電コイル１５は、図４に示した非接触給電装置１’（従来例）の受電側回路の受電コイル６と同様、フェライトコア７等の磁心コアに巻回されたソレノイドコイル８よりなる。
給電に際しては、送電側回路１２の図示例の略眼鏡型をなす送電コイル１３は、２個のループ状コイル２１が、略均等の割合、つまり受電コイル１５との対応面積がそれほど片寄らず略均等となるように、図示例では半分ずつ、受電コイル１５のソレノイドコイル８に対応位置する。なお、ソレノイドコイル８の巻き軸方向に沿って、２個のループ状コイル２１が並んだ位置関係となっている。
それから、送電コイル１３の２個のループ状コイル２１が、共にスイッチ２２オンされ通電されて、磁界が誘起形成され、もって受電コイル１５のソレノイドコイル８と電磁結合されて、給電が行われる。このように、この非接触給電装置１１によると、図４の非接触給電装置１’のように、共にソレノイドコイル８でなくても、給電可能である。 Next, the example of the (2) figure of FIG. 2 shows the case where the receiving coil 15 is the solenoid coil 8. In this case, when the power transmission coil 13 is supplied with power, a set of two loop coils 21 are substantially equally positioned corresponding to the power reception coil 15 and are both switched on and energized.
The example of FIG. 2 (2) will be further described in detail. First, the power receiving coil 15 of the power receiving side circuit 14 was wound around a magnetic core such as the ferrite core 7 like the power receiving coil 6 of the power receiving side circuit of the non-contact power feeding device 1 ′ (conventional example) shown in FIG. It consists of a solenoid coil 8.
When feeding power, the power transmission coil 13 having a substantially glasses shape in the illustrated example of the power transmission side circuit 12 has two loop-shaped coils 21 with a substantially equal ratio, that is, a corresponding area with the power receiving coil 15 is not substantially shifted and is substantially uniform. As shown in the figure, each half of the illustrated example corresponds to the solenoid coil 8 of the power receiving coil 15. Note that the two loop-shaped coils 21 are in a positional relationship along the winding axis direction of the solenoid coil 8.
Then, the two loop coils 21 of the power transmission coil 13 are both switched on and energized to induce a magnetic field, which is electromagnetically coupled to the solenoid coil 8 of the power receiving coil 15 to supply power. Thus, according to this non-contact electric power feeder 11, even if it is not both solenoid coils 8, like the non-contact electric power feeder 1 'of FIG.

次に、図２の（３）図の例は、受電コイル１５が、送電コイル１３のループ状コイル２１と同様に構成されており、並んで隣接する一組２個のループ状コイル２３よりなり、全体が略眼鏡型をなす場合を示す。
この場合、送電コイル１３は給電に際し、その一組２個のループ状コイル２１が、受電コイル１５側の両ループ状コイル２３にそれぞれ対応位置して、共にスイッチ２２オンされ通電される。
すなわち、受電側回路１４の受電コイル１５は、送電側回路１２の送電コイル１３のループ状コイル２１と同様構成の、２個のループ状コイル２３よりなる。給電に際しては、
送電コイル１３の２個のループ状コイル２１は、受電コイル１５の２個のループ状コイル２３に対し、それぞれ対応位置する。
それから、送電コイル１３の２個のループ状コイル２１が、共にスイッチ２２オンされて、対応する磁界が誘起形成され、もって、送電コイル１３と受電コイル１５間が電磁結合されて、給電が行われる。このように、この非接触給電装置１１によると、送電コイル１３と受電コイル１５が、同様の略眼鏡型であっても、給電可能である。。
各種受電コイル１５との組合せについては、以上のとおり。 Next, in the example of FIG. 2C, the power receiving coil 15 is configured in the same manner as the loop coil 21 of the power transmission coil 13, and is composed of a set of two loop coils 23 adjacent to each other. The case where the whole makes a substantially glasses type is shown.
In this case, when power is supplied to the power transmission coil 13, the set of two loop coils 21 are positioned corresponding to both the loop coils 23 on the power reception coil 15 side, and both are switched on and energized.
In other words, the power receiving coil 15 of the power receiving side circuit 14 includes two loop coils 23 having the same configuration as the loop coil 21 of the power transmitting coil 13 of the power transmitting side circuit 12. When supplying power,
The two loop coils 21 of the power transmission coil 13 are respectively corresponding to the two loop coils 23 of the power reception coil 15.
Then, the two loop-shaped coils 21 of the power transmission coil 13 are both turned on by the switch 22 to induce a corresponding magnetic field, and the power transmission coil 13 and the power reception coil 15 are electromagnetically coupled to perform power feeding. . Thus, according to this non-contact electric power feeder 11, even if the power transmission coil 13 and the power receiving coil 15 are the same substantially spectacles type, it can supply electric power. .
The combination with various power receiving coils 15 is as described above.

《ループ数と放射電磁界強度の実験結果》
ここで、コイルのループ数と放射電磁界強度との関係について、図１の（２）図に示した実験結果に基づき、説明する。この実験は、送電コイルとしてのループ状コイルに関する（受電コイルについてもこれに準じる）。
・表中の「ループ数」とは、磁界を作り出すコイルの数を示す。つまり、隣接配置されたコイルの数を示す。本発明の代表例である２個のループ状コイル２１よりなる略眼鏡型の送電コイル１３は、「ループ数」２である。単独のサーキュラコイル４は、「ループ数」１である。
・表中の「＋（プラス）」と「−（マイナス）」は、コイルが作り出す磁界の向きを表わす。
・表中の「遮蔽有り」とは、送電コイルの外側に電磁遮蔽材を設けた場合に関する。すなわち、図２の（１）図や図３の（１）図中等に示したように、フェライトコア９やアルミ板１０を設けた場合に関する。表中の「遮蔽無し」は、このような電磁遮蔽材を設けなかった場合に関する。
・表中の実験結果の「数値」は、「放射電磁界強度」の最大値（ｄＢμＶ／ｍ）を示す。つまり、漏洩して外部放射される電磁波強度に関する。 《Experimental results of number of loops and radiated electromagnetic field strength》
Here, the relationship between the number of loops of the coil and the intensity of the radiated electromagnetic field will be described based on the experimental results shown in FIG. This experiment relates to a loop coil as a power transmission coil (the same applies to a power reception coil).
-“Number of loops” in the table indicates the number of coils that create a magnetic field. That is, the number of adjacent coils is shown. The substantially glasses-type power transmission coil 13 composed of two loop coils 21, which is a representative example of the present invention, has a “number of loops” of two. The single circular coil 4 has a “number of loops” of 1.
-"+ (Plus)" and "-(minus)" in the table represent the direction of the magnetic field generated by the coil.
-“With shielding” in the table refers to the case where an electromagnetic shielding material is provided outside the power transmission coil. That is, the present invention relates to the case where the ferrite core 9 and the aluminum plate 10 are provided as shown in FIG. 2 (1) and FIG. 3 (1). “No shielding” in the table relates to the case where such an electromagnetic shielding material is not provided.
The “numerical value” of the experimental result in the table indicates the maximum value (dBμV / m) of the “radiated electromagnetic field strength”. That is, it relates to the intensity of electromagnetic waves leaked and radiated to the outside.

実験結果については、次のとおり。まず、「ループ数」が多いほど、「放射電磁界強度」が低下した。又、「遮蔽有り」については、「ループ数」奇数の方が、偶数より「放射電磁界強度」が低いのに対し、「遮蔽無し」については、「ループ数」偶数の方が、奇数より「放射電磁界強度」が低かった。
又、「ループ数」奇数の場合は、「遮蔽有り」の方が「遮蔽無し」より「放射電磁界強度」が低いのに対し、「ループ数」偶数の場合は、「遮蔽有り」より「遮蔽無し」の方が「放射電磁界強度」が低かった。総括すると、「放射電磁界強度」が低いのは、原則的には、「ループ数」偶数で「遮蔽無し」であった。
そこで、このような実験データに基づき、本発明については、次のようになる。まず本発明は、２個のループ状コイル２１よりなる略眼鏡型の送電コイル１３を採用してなり、「ループ数」２の偶数よりなる。
そして、これに関しては「遮蔽無し」の方が「放射電磁界強度」が低いので、本発明では、フェライトコア９やアルミ板１０等の電磁遮蔽材を、使用しない方が良いことになる（電磁遮蔽材を使用すると、新たな妨害磁界が形成されて、「放射電磁界強度」が高まると推測される）。
実験結果については、以上のとおり。 The experimental results are as follows. First, as the “number of loops” increases, the “radiated electromagnetic field strength” decreases. For “with shielding”, the odd number of “loops” has a lower “radiated electromagnetic field strength” than the even number, whereas for “without shielding”, the even number of “loops” has a lower number than the odd number. “Radiation field strength” was low.
In addition, when “the number of loops” is an odd number, “with shielding” has a lower “radiated electromagnetic field strength” than “without shielding”, whereas when “the number of loops” is even, “with shielding” “Non-shielded” had lower “radiated electromagnetic field strength”. In summary, the “radiated electromagnetic field strength” is low, in principle, “even number of loops” and “no shielding”.
Therefore, based on such experimental data, the present invention is as follows. First, the present invention employs a substantially glasses-type power transmission coil 13 composed of two loop coils 21, and is composed of an even number of “number of loops” 2.
In this regard, since “radiated electromagnetic field strength” is lower in “no shielding”, it is better not to use electromagnetic shielding materials such as ferrite core 9 and aluminum plate 10 in the present invention (electromagnetic If a shielding material is used, it is estimated that a new disturbing magnetic field is formed and the “radiated electromagnetic field strength” is increased).
The experimental results are as described above.

《作用等》
本発明の非接触給電装置１１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）代表例の停止給電方式において、この非接触給電装置１１では、次のように給電が実施される。すなわち、車輌Ｄ等の移動体側に搭載された受電側回路１４の受電コイル１５が、路面等の地上Ｃ側に定置配置された送電側回路１２の送電コイル１３に対し、エアギャップＧを存して非接触で近接対応位置しつつ、電力が供給される（図７を参照）。 《Action etc.》
The non-contact power feeding device 11 of the present invention is configured as described above. Then, it becomes as follows.
(1) In the stop power feeding method of the representative example, the non-contact power feeding device 11 performs power feeding as follows. That is, the power reception coil 15 of the power reception side circuit 14 mounted on the moving body side such as the vehicle D has an air gap G with respect to the power transmission coil 13 of the power transmission side circuit 12 placed stationary on the ground C side such as the road surface. Thus, electric power is supplied while being in a contact-free proximity position (see FIG. 7).

（２）給電に際しては、まず送電側回路１２において、送電コイル１３が高周波電源１７からの高周波交流を励磁電流として、通電される（図１の（１）図等を参照）。
そこで、送電コイル１３に磁束が生成され、もって送電コイル１３と受電コイル１５間のエアギャップＧに、磁束の磁路が形成される（図２を参照）。 (2) When power is supplied, first, in the power transmission side circuit 12, the power transmission coil 13 is energized using the high frequency alternating current from the high frequency power source 17 as an exciting current (see FIG. 1 (1) and the like).
Therefore, a magnetic flux is generated in the power transmission coil 13, and a magnetic path of the magnetic flux is formed in the air gap G between the power transmission coil 13 and the power reception coil 15 (see FIG. 2).

（３）そして、このようなエアギャップＧを介して、送電コイル１３と受電コイル１５間が電磁結合され、磁束が受電コイル１５を貫き鎖行することにより、誘導起電力が生成される（図２を参照）。
非接触給電装置１１では、このように誘起される磁界を利用し、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、電力が送電側回路１２から受電側回路１４へと供給される。 (3) Then, the power transmission coil 13 and the power receiving coil 15 are electromagnetically coupled through such an air gap G, and a magnetic flux passes through the power receiving coil 15 to generate an induced electromotive force (see FIG. 2).
In the non-contact power feeding device 11, electric power is supplied from the power transmission side circuit 12 to the power reception side circuit 14 based on the mutual induction action of electromagnetic induction using the magnetic field induced in this way.

（４）さて、この非接触給電装置１１では、送電コイル１３として、隣接配置された偶数個、代表的には略眼鏡型をなす２個のループ状コイル２１を、用いてなる（図１の（１）図，図２を参照）。   (4) Now, in this non-contact power supply device 11, as the power transmission coil 13, an even number of adjacently arranged loop coils 21 typically in the form of glasses are used (see FIG. 1). (1) Refer to FIG. 2 and FIG.

（５）ループ状コイル２１は、それぞれスイッチ２２を介し高周波電源１７に接続されると共に、一組を形成する２個が共に通電された場合は、誘起形成される磁界の向きが逆となる設定よりなる（図１の（１）図を参照）。
そこで、この非接触給電装置１１によると、次の項目（６），（７），（８）のようになる。 (5) The loop-shaped coil 21 is connected to the high-frequency power source 17 through the switch 22, and is set so that the direction of the induced magnetic field is reversed when the two coils forming a set are both energized. (See FIG. 1 (1)).
Therefore, according to the non-contact power feeding device 11, the following items (6), (7), (8) are obtained.

（６）受電コイル１５がサーキュラコイル４の場合は、次のようになる。給電に際し、送電コイル１３の一組２個の略眼鏡型のいずれか一方のループ状コイル２１が、受電コイル１５のサーキュラコイル４に対応位置して、そのスイッチ２２がオンされ通電されて、電磁結合される（図２の（１）図を参照）。
このように、送電コイル１３がこの種従来例のようにサーキュラコイル４（図３の（１）図を参照）でなくても、給電が実施される。 (6) When the power receiving coil 15 is the circular coil 4, it is as follows. During power feeding, one set of two substantially spectacle-shaped loop coils 21 of the power transmission coil 13 is positioned corresponding to the circular coil 4 of the power receiving coil 15, and the switch 22 is turned on to be energized. They are coupled (see FIG. 2 (1)).
Thus, even if the power transmission coil 13 is not the circular coil 4 (see FIG. 3A) as in this type of conventional example, power feeding is performed.

（７）又、受電コイル１５がソレノイドコイル８の場合は、次のようになる。給電に際し、送電コイル１３の一組２個の略眼鏡型のループ状コイル２１が、略均等に受電コイル１５のソレノイドコイル８に対応位置して、共にスイッチ２２オンされ通電されて、電磁結合される（図２の（２）図を参照）。
このように、送電コイル１３がこの種従来例のようにソレノイドコイル８（図４を参照）でなくても、給電が実施される。 (7) Further, when the power receiving coil 15 is the solenoid coil 8, the operation is as follows. When power is supplied, a pair of two substantially spectacle-shaped loop coils 21 of the power transmission coil 13 are substantially equally positioned corresponding to the solenoid coil 8 of the power receiving coil 15, and both are switched on and energized to be electromagnetically coupled. (See FIG. 2 (2)).
Thus, even if the power transmission coil 13 is not the solenoid coil 8 (refer FIG. 4) like this kind of conventional example, electric power feeding is implemented.

（８）更に、受電コイル１５も、並んで隣接する一組２個の略眼鏡型のループ状コイル２３よりなる場合は、次のようになる。
給電に際し、送電コイル１３の一組２個の略眼鏡型のループ状コイル２１が、受電コイル１５の一組２個のループ状コイル２３にそれぞれ対応位置して、共にスイッチ２２オンされ通電されて、電磁結合される（図２の（３）図を参照）。
このように、受電コイル１５と送電コイル１３が、共に同様のループ状コイル２１，２３であっても、給電が実施される。 (8) Furthermore, when the power receiving coil 15 is also composed of a set of two substantially glasses-like loop-shaped coils 23 adjacent to each other, the following is obtained.
At the time of power feeding, a set of two substantially spectacle-shaped loop coils 21 of the power transmission coil 13 are respectively positioned corresponding to the set of two loop coils 23 of the power receiving coil 15, and both are switched on and energized. Are electromagnetically coupled (see (3) in FIG. 2).
In this way, even when the power receiving coil 15 and the power transmitting coil 13 are the same loop coils 21 and 23, power feeding is performed.

（９）このように、この非接触給電装置１１によると、送電コイル１３として所定のループ状コイル２１を用いたことにより、一台の送電コイル１３により、各種方式の受電コイル１５に対応可能である。
従って、地上Ｃ側の給電スタンドＥや充電ステーションにおいて、前述したこの種従来例のように（図３の（１）図，図４を参照）、対応した方式の送電コイル２，５を予め取り揃えて準備しておくことを要せず、コストが削減される。 (9) As described above, according to the non-contact power feeding device 11, by using the predetermined loop coil 21 as the power transmission coil 13, it is possible to deal with various types of power reception coils 15 with one power transmission coil 13. is there.
Therefore, in the power supply station E and the charging station on the ground C side, as in the above-described conventional example (see FIG. 3 (1) and FIG. 4), the corresponding transmission coils 2 and 5 are prepared in advance. Cost is reduced.

（１０）しかも、この非接触給電装置１１は、送電コイル１３について、一組２個でスイッチ２２付きのループ状コイル２１を、磁界の向きが逆となる設定で設けた構成よりなる。このように簡単な構成よりなり、コスト面に優れている。
更に、このループ状コイル２１を用いた送電コイル１３は、フェライトコア９やアルミ板１０（図２の（１）図，図３の（１）図を参照）等の電磁遮蔽材を設けることを必要とせず、むしろ使用しない方が、放射電磁界強度が低下する（図１の（２）図の実験結果を参照）。もって電磁遮蔽材が使用されないので、この面からもコスト面に優れている。
作用等については、以上のとおり。 (10) Moreover, the non-contact power feeding device 11 has a configuration in which the loop-shaped coil 21 with two switches 22 is provided with a setting in which the direction of the magnetic field is reversed. Thus, it has a simple configuration and is excellent in cost.
Further, the power transmission coil 13 using the loop coil 21 is provided with an electromagnetic shielding material such as the ferrite core 9 and the aluminum plate 10 (see FIG. 2 (1) and FIG. 3 (1)). If it is not required and rather not used, the radiated electromagnetic field strength is reduced (see the experimental results in FIG. 1 (2)). Therefore, since an electromagnetic shielding material is not used, it is excellent also in cost from this aspect.
As for the action, it is as above.

１ 非接触給電装置（従来例）
１’非接触給電装置（従来例）
２ 送電コイル（従来例）
３ 受電コイル（従来例）
４ サーキュラコイル
５ 送電コイル（従来例）
６ 受電コイル（従来例）
７ フェライトコア
８ ソレノイドコイル
９ フェライトコア
１０ アルミ板
１１ 非接触給電装置（本発明）
１２ 送電側回路
１３ 送電コイル（本発明）
１４ 受電側回路
１５ 受電コイル（本発明）
１６ バッテリー
１７ 高周波電源
１８ モータ
１９ コンバータ
２０ インバータ
２１ ループ状コイル
２２ スイッチ
２３ ループ状コイル
Ａ 磁路
Ｂ 磁路
Ｃ 地上
Ｄ 車輌
Ｅ 給電スタンド
Ｇ エアギャップ
Ｋ 結合係数
Ｌ 平均コイル寸法
Ｌ’平均フェライトコア寸法 1 Non-contact power feeding device (conventional example)
1 'non-contact power feeding device (conventional example)
2 Power transmission coil (conventional example)
3 Receiving coil (conventional example)
4 Circular coil 5 Power transmission coil (conventional example)
6 Power receiving coil (conventional example)
7 Ferrite core 8 Solenoid coil 9 Ferrite core 10 Aluminum plate 11 Non-contact power feeding device (present invention)
12 power transmission side circuit 13 power transmission coil (present invention)
14 power receiving side circuit 15 power receiving coil (present invention)
16 Battery 17 High Frequency Power Supply 18 Motor 19 Converter 20 Inverter 21 Loop Coil 22 Switch 23 Loop Coil A Magnetic Path B Magnetic Path C Ground D Vehicle E Power Stand G Air Gap K Coupling Factor L Average Coil Size L 'Average Ferrite Core Size

Claims (1)

電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電側回路の送電コイルから受電側回路の受電コイルに、エアギャップを存し非接触で近接対応位置しつつ電力を供給する、非接触給電装置において、
該送電コイルは、並んで隣接配置された一組２個のループ状コイルよりなり、全体が略眼鏡型をなしており、
該ループ状コイルは、扁平フラット構造よりなり、それぞれ専用スイッチを介し電源接続されると共に、一組２個の該ループ状コイルは、共に通電された場合、相互間で電流の向きが逆となり、誘起形成される磁界の向きが逆となる設定よりなり、
該送電側回路は、地面，路面，床面，その他の地上側に定置され、該受電側回路は、車輌，その他の移動体側に搭載されており、給電は、該受電コイルが該送電コイルに対応位置して停止される、停止給電方式にて行われ、
該送電コイルは、該受電コイルが、ループ数１のサーキュラコイルであっても、ソレノイドコイルであっても、該送電コイルと同様の構成であっても、このような３種類の該受電コイルに対し、いずれにも一台で共通して使用可能そして給電可能であり、
まず、該受電コイルが、ループ数１のループ状のサーキュラコイルよりなる場合、該送電コイルは、給電に際し、一組２個のいずれか一方の該ループ状コイルのみが、該受電コイルに対応位置して、該スイッチがオンされて通電され、残りの他方の該ループ状コイルは、側方の退避位置にあると共に通電されず、
又、該受電コイルが、磁心コアに巻回されたソレノイドコイルよりなる場合、該送電コイルは、給電に際し、一組２個の該ループ状コイルが、略均等に該受電コイルに対応位置して、共に該スイッチがオンされて通電され、
更に、該受電コイルが、該送電コイルと同様に構成され、並んで隣接する一組２個のループ状コイルよりなり、全体が略眼鏡型をなしている場合、
該送電コイルは、給電に際し、その一組２個の該ループ状コイルが、該受電コイル側の両ループ状コイルにそれぞれ対応位置して、共に該スイッチがオンされて通電されること、を特徴とする非接触給電装置。 In a non-contact power feeding device that supplies electric power from a power transmission coil of a power transmission side circuit to a power reception coil of a power reception side circuit while maintaining an air gap and being in a non-contact proximity position based on the mutual induction action of electromagnetic induction.
The power transmission coil is composed of a set of two loop coils arranged adjacent to each other, and the whole has a substantially glasses shape,
The loop-shaped coil has a flat flat structure, and is connected to a power source via a dedicated switch. When the two loop-shaped coils are energized together, the direction of the current is reversed between them, It consists of a setting in which the direction of the induced magnetic field is reversed,
The power transmission side circuit is placed on the ground, road surface, floor surface, or other ground side, and the power reception side circuit is mounted on the vehicle or other moving body side, and the power receiving coil is connected to the power transmission coil. Stopped at the corresponding position
The power transmission coil has three types of power reception coils, regardless of whether the power reception coil is a circular coil with a loop number of 1, a solenoid coil, or a configuration similar to the power transmission coil. On the other hand, both can be used in common and can be powered,
First, when the power receiving coil is a loop-shaped circular coil having one loop, when the power feeding coil is fed, only one of the two loop coils in a set corresponds to the power receiving coil. Then, the switch is turned on and energized, and the remaining other loop-shaped coil is in the side retracted position and is not energized,
Further, when the power receiving coil is composed of a solenoid coil wound around a magnetic core, when the power transmission coil is fed, a set of two looped coils are positioned substantially evenly corresponding to the power receiving coil. , Both are turned on and energized,
Furthermore, when the power receiving coil is configured in the same manner as the power transmitting coil, and is composed of a set of two loop coils adjacent to each other, and the whole has a substantially glasses shape,
In the power transmission coil, when the power is supplied, the two sets of loop coils are respectively positioned corresponding to both the loop coils on the power receiving coil side, and both the switches are turned on to be energized. A non-contact power feeding device.
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