JP6395095B2 - 非接触給電装置および非接触給電システム - Google Patents

Description

本発明は、一般に、非接触給電装置および非接触給電システムに関し、より詳細には、給電対象に非接触で給電する非接触給電装置およびそれを備えた非接触給電システムに関する。

近年、車両に設けられた受電部に非接触で給電する給電装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載された給電装置は、給電側通信部と、給電側制御部と、給電部とを備えている。上記給電装置は、給電部が地表から露出するように地面上に設置もしくは埋設される。

給電部は、給電コイルを備えている。この給電部は、給電側制御部の制御に従って給電コイルに所定の周波数の電流を供給することで、上記受電部に非接触で給電する。

ところで、特許文献１に記載された給電装置等の非接触給電装置は、放熱性を高めることが望まれている。

国際公開第２０１３／１４５５７９号

本発明の目的は、放熱性を高めることが可能な非接触給電装置および非接触給電システムを提供することである。

本発明に係る一態様の非接触給電装置は、交流電圧を出力する電源部と、前記交流電圧が印加され非接触で給電する給電コイルと、前記給電コイルを含む対象部品を収納する筐体とを備えている。前記筐体は、地面に設置され前記対象部品が取り付けられるベースと、前記対象部品を覆い前記ベースに取り付けられるカバーとを備えている。前記ベースは、熱伝導性を有し、かつ、板状に形成されている。また、前記ベースは、厚み方向の第１面上に前記対象部品が配置されている。前記カバーは、非金属材料により形成されている。前記ベースは、前記厚み方向における前記第１面とは反対側の面であって前記地面と対向する第２面に、溝部が形成されている。

本発明に係る一態様の非接触給電システムは、前記非接触給電装置と、前記非接触給電装置から非接触で給電される非接触受電装置とを備えている。

実施形態１の非接触給電装置において、一部が破断された状態を示す断面図である。 同上の非接触給電装置の斜視図である。 同上の非接触給電装置を備えた非接触給電システムの回路図である。 前記非接触給電システムの使用例を示す模式図である。 同上の非接触給電装置の他の構成を備えた非接触給電システムの回路図である。 比較例の非接触給電装置を備えた非接触給電システムの使用例を示す模式図である。 実施形態１の非接触給電装置の別の構成を備えた非接触給電システムの回路図である。 実施形態２の非接触給電装置のベースの側面図である。 図８のＡ−Ａ断面図である。 実施形態３の非接触給電装置において、一部が破断された状態を示す断面図である。 同上の非接触給電装置の斜視図である。 実施形態４の非接触給電装置において、一部が破断された状態を示す断面図である。 実施形態５の非接触給電装置において、一部が破断された状態を示す断面図である。 実施形態６の非接触給電装置において、一部が破断された状態を示す断面図である。 実施形態１〜６の非接触給電装置の共振特性の一例を示すグラフである。

（実施形態１）
以下では、実施形態１の非接触給電装置１００について、図１〜図４を参照しながら説明する。なお、以下では、説明の便宜上、非接触給電装置１００を備えた非接触給電システム３００（図３，４参照）を説明した後に、非接触給電装置１００を詳細に説明する。

非接触給電システム３００は、非接触給電装置１００と、非接触受電装置２００とを備えている。

非接触給電装置１００は、例えば、車両５００（図４参照）を駐車させることが可能なスペース（駐車スペース）の地面６００に設置される。車両５００は、例えば、電気自動車である。地面６００は、例えば、コンクリートである。なお、車両５００は、電気自動車に限らず、例えば、ハイブリッド電気自動車等であってもよい。また、地面６００は、コンクリートに限らず、例えば、アスファルトまたは土等であってもよい。

非接触受電装置２００は、非接触給電装置１００から非接触で給電されるように構成されている。非接触受電装置２００は、例えば、車両５００の底部に取り付けられる。

非接触受電装置２００は、例えば、図３に示すように、一対の出力端子２Ａ，２Ｂと、受電部２０と、整流回路２３とを備えている。

一対の出力端子２Ａ，２Ｂ間には、例えば、車両５００の負荷５０が電気的に接続される。負荷５０は、例えば、バッテリ５１（図４参照）と、充電装置５２（図４参照）とを備える。充電装置５２は、バッテリ５１を充電するように構成されている。

受電部２０は、非接触給電装置１００から非接触で供給された電力を受電するように構成されている。受電部２０は、例えば、受電コイル２１と、コンデンサ２２とを備えている。受電コイル２１は、例えば、スパイラルコイルである。なお、受電コイル２１は、スパイラルコイルであるが、これに限らず、例えば、ソレノイドコイル等であってもよい。スパイラルコイルとは、平面視において導線が渦巻き状に巻かれたコイル（平面コイル）を意味する。ソレノイドコイルとは、鉄心（コア）に対して導線が螺旋状に巻き付けられたコイルを意味する。

整流回路２３は、受電部２０で受電された電力を整流するように構成されている。整流回路２３は、例えば、ダイオードブリッジである。

整流回路２３の一対の入力端のうちの第１入力端は、コンデンサ２２を介して、受電コイル２１の第１端と電気的に接続されている。整流回路２３の一対の入力端のうちの第２入力端は、受電コイル２１の第２端と電気的に接続されている。

整流回路２３の一対の出力端のうちの第１出力端は、出力端子２Ａと電気的に接続されている。整流回路２３の一対の出力端のうちの第２出力端は、出力端子２Ｂと電気的に接続されている。

非接触受電装置２００は、例えば、整流回路２３により整流された電力を平滑する平滑部を備えていてもよい。平滑部は、例えば、コンデンサ等である。

非接触給電装置１００は、例えば、一対の入力端子１Ａ，１Ｂと、整流平滑回路１１と、電源部１０と、給電コイル１５と、筐体３０（図１，２参照）とを備えている。

一対の入力端子１Ａ，１Ｂ間には、例えば、交流電源４００が電気的に接続される。交流電源４００は、例えば、商用電源である。

整流平滑回路１１は、例えば、交流電源４００の交流電圧（第１交流電圧）を整流および平滑するように構成されている。整流平滑回路１１は、例えば、ダイオードブリッジとコンデンサ（例えば、電解コンデンサ）とを組み合わせた回路である。

整流平滑回路１１の一対の入力端のうちの第１入力端は、入力端子１Ａと電気的に接続されている。整流平滑回路１１の一対の入力端のうちの第２入力端は、入力端子１Ｂと電気的に接続されている。整流平滑回路１１の一対の出力端は、電源部１０と電気的に接続されている。

電源部１０は、交流電圧（第２交流電圧）を出力するように構成されている。電源部１０は、例えば、インバータ回路１２と、制御回路１３と、コンデンサ１４とを備えている。

インバータ回路１２は、直流電圧を第２交流電圧に変換するように構成されている。具体的に説明すると、インバータ回路１２は、整流平滑回路１１により整流および平滑された電圧を第２交流電圧に変換するように構成されている。インバータ回路１２は、例えば、フルブリッジ回路である。

インバータ回路１２の一対の入力端のうちの第１入力端は、整流平滑回路１１の一対の出力端のうちの第１出力端と電気的に接続されている。インバータ回路１２の一対の入力端のうちの第２入力端は、整流平滑回路１１の一対の出力端のうちの第２出力端と電気的に接続されている。

インバータ回路１２の一対の出力端のうちの第１出力端は、コンデンサ１４を介して、給電コイル１５の第１端と電気的に接続されている。インバータ回路１２の一対の出力端のうちの第２出力端は、給電コイル１５の第２端と電気的に接続されている。

なお、インバータ回路１２は、フルブリッジ回路に限らず、例えば、ハーフブリッジ回路等であってもよい。

制御回路１３は、インバータ回路１２を制御するように構成されている。制御回路１３は、例えば、マイクロコンピュータである。上記マイクロコンピュータは、プログラムが記憶されたメモリを備えている。このプログラムには、例えば、非接触給電装置１００を動作させる動作モード等が記述されている。なお、制御回路１３は、上記マイクロコンピュータに限らず、例えば、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ等であってもよい。また、制御回路１３は、上記マイクロコンピュータに限らず、例えば、制御用ＩＣ（Integrated Circuit）であってもよい。

コンデンサ１４は、給電コイル１５と共に共振回路を形成するように構成されている。具体的に説明すると、コンデンサ１４の静電容量は、コンデンサ１４が給電コイル１５と共に上記共振回路を形成するように、設定されている。

なお、非接触給電装置１００では、整流平滑回路１１とインバータ回路１２との間に、例えば、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路が設けられていてもよい。

また、非接触給電装置１００は、整流平滑回路１１を備えているが、図５に示すように、整流平滑回路１１を備えていなくてもよい。この場合、一対の入力端子１Ａ，１Ｂは、インバータ回路１２の一対の入力端と電気的に接続される。整流平滑回路１１は、筐体３０の外部に配置される。

電源部１０は、例えば、図１に示すように、複数の電子部品３と、複数の基板４とを有する。なお、電源部１０は、複数の基板４を備えているが、１つの基板４を備えていてもよい。この場合は、１つの基板４に複数の電子部品３が実装される。

複数の基板４の各々は、複数の電子部品３が実装される。複数の基板４の各々は、例えば、プリント基板である。

電源部１０では、複数の電子部品３と複数の基板４とで、インバータ回路１２および制御回路１３を構成している。また、電源部１０では、複数の基板４のうち１つの基板４にコンデンサ１４が実装されている。

給電コイル１５は、電源部１０からの第２交流電圧が印加されるように構成されている。また、給電コイル１５は、給電対象（例えば、非接触受電受電装置２００）に非接触で給電するように構成されている。

給電コイル１５は、例えば、平面視が長方形状になるように形成されている（図２参照）。給電コイル１５は、例えば、スパイラルコイルである。なお、給電コイル１５は、スパイラルコイルであるが、これに限らず、例えば、ソレノイドコイル等であってもよい。また、給電コイル１５は、平面視が長方形状になるように形成されているが、これに限らない。給電コイル１５は、例えば、平面視が正方形状になるように形成されていてもよい。また、給電コイル１５は、例えば、平面視が楕円形状になるように形成されていてもよい。さらに、給電コイル１５は、例えば、平面視が円形状になるように形成されていてもよい。

筐体３０は、例えば、電源部１０と給電コイル１５とを含む対象部品を収納する。

筐体３０は、ベース３１と、カバー３２とを備えている。

ベース３１には、例えば、上記対象部品が取り付けられる。ベース３１は、板状（例えば、矩形板状）に形成されている。また、ベース３１は、熱伝導性を有している。ベース３１は、例えば、金属により形成されている。金属は、例えば、アルミニウム等である。

複数の基板４の各々は、絶縁部材５を介して、ベース３１の上面３１ａ上に配置されている。つまり、非接触給電装置１００では、ベース３１の上面３１ａ上に、複数の絶縁部材５が配置されている。なお、本実施形態では、ベース３１の上面３１ａが、ベース３１の第１面に相当する。

複数の絶縁部材５の各々は、電気絶縁性および熱伝導性を有している。複数の絶縁部材５の各々は、例えば、放熱シートである。なお、複数の絶縁部材５の各々は、放熱シートに限らず、例えば、放熱グリス等であってもよい。

非接触給電装置１００では、複数の基板４の各々が絶縁部材５を介してベース３１の上面３１ａ上に配置されているので、電源部１０で発生した熱をベース３１に放熱することが可能となる。なお、複数の基板４の各々は、例えば、ねじ（第１ねじ）等を用いてベース３１の上面３１ａに固定されていてもよい。

給電コイル１５は、絶縁部材５を介して、ベース３１の上面３１ａ上に配置されている。これにより、非接触給電装置１００では、給電コイル１５で発生した熱をベース３１に放熱することが可能となる。なお、非接触給電装置１００では、複数の絶縁部材５のうち１つの絶縁部材５に、１つの基板４と１つの給電コイル１５とを配置しているが、これに限らない。

カバー３２は、例えば、上記対象部品を覆う。また、カバー３２は、ベース３１に取り付けられる。

カバー３２は、非金属材料により形成されている。非金属材料は、例えば、合成樹脂等である。合成樹脂は、例えば、繊維強化プラスチック等である。なお、非金属材料は、合成樹脂に限らない。非金属材料は、給電コイル１５で発生する磁界を通す材料であればよい。

以下、非接触給電装置１００の動作について、図３に基づいて簡単に説明する。

非接触給電装置１００では、制御回路１３によりインバータ回路１２が動作するように制御されたとき、インバータ回路１２が、整流平滑回路１１により整流および平滑された電圧を第２交流電圧に変換する。これにより、非接触給電装置１００では、インバータ回路１２からの第２交流電圧を給電コイル１５に印加することが可能となる。このとき、給電コイル１５に印加された電圧は、コンデンサ１４と給電コイル１５との上記共振回路によって共振される。

また、非接触給電装置１００では、給電コイル１５に第２交流電圧が印加されると、給電コイル１５で発生する磁界による電磁誘導によって、給電コイル１５から非接触受電装置２００（詳細には、受電部２０）に非接触で給電することが可能となる。

ところで、ベース３１の下面３１ｂには、例えば、複数の溝部３３が形成されている（図１，２参照）。複数の溝部３３の各々は、例えば、直線状に形成されている。なお、本実施形態では、ベース３１の下面３１ｂが、ベース３１の第２面に相当する。

複数の溝部３３の各々は、例えば、互いに平行となるように配置されている。言い換えれば、非接触給電装置１００では、ベース３１の下面が、縞状（ストライプ状）に形成されている。

非接触給電装置１００は、この非接触給電装置１００が地面６００に設置されたとき、複数の溝部３３の各々によって、ベース３１と地面６００との間に気体（空気）を流す経路が形成される。これにより、非接触給電装置１００では、ベース３１に放熱された熱を、複数の溝部３３から逃がすことが可能となる。よって、非接触給電装置１００では、例えば、ベース３１の下面３１ｂに溝部３３を形成しない場合に比べて、放熱性を高めることが可能となる。

なお、ベース３１の下面３１ｂには、複数の溝部３３が形成されているが、１つの溝部３３が形成されていてもよい。また、ベース３１の下面は、縞状に構成されているが、この構成に限らず、例えば、放射状あるいは格子状に構成されていてもよい。

ベース３１の側面３１ｃには、例えば、取付部３４が設けられている。一例を挙げて説明すると、ベース３１における溝部３３の短手方向（幅方向）の側面３１ｃには、複数の取付部３４が設けられている。複数の取付部３４の各々には、非接触給電装置１００を地面６００に設置するためのねじ（第２ねじ）３５を通す孔３４ａが形成されている。

複数の取付部３４の各々は、ベース３１の側面３１ｃに設けられている。詳細には、複数の取付部３４の各々は、ベース３１の側面３１ｃに溶接されている。なお、複数の取付部３４の各々は、ベース３１の側面３１ｃに設けられているが、これに限らない。複数の取付部３４の各々は、ベース３１の側面３１ｃの一部として形成されていてもよい。また、複数の取付部３４の各々は、ベース３１の側面３１ｃに着脱可能に形成されていてもよい。

次に、非接触給電装置１００とは異なる比較例の非接触給電装置９００（図６参照）について説明する。

非接触給電装置９００の基本構成は、非接触給電装置１００と同じである。なお、非接触給電装置９００では、非接触給電装置１００と同様の構成要素に同一の符号を付して説明および図示を適宜省略する。

非接触給電装置９００では、図６に示すように、電源部１０が筐体３０の外部に配置されている。この電源部１０は、例えば、電源ケーブル（第１電源ケーブル）９１を介して、給電コイル１５と電気的に接続されている。

これに対して、非接触給電装置１００では、電源部１０が筐体３０の内部に収納されている（図４参照）。よって、非接触給電装置１００では、非接触給電装置９００の第１電源ケーブル９１が不要となる。その結果、非接触給電装置１００では、非接触給電装置９００に比べて、第１電源ケーブル９１で発生する不要輻射ノイズを抑制することが可能となる。すなわち、非接触給電装置１００では、非接触給電装置９００に比べて、低ノイズ化を図ることが可能となる。

また、非接触給電装置１００では、一対の入力端子１Ａ，１Ｂと交流電源４００とを電気的に接続する電源ケーブル（第２電源ケーブル）に印加される電圧（第２電源ケーブルの線間電圧）が、上記商用電源の交流電圧となる。これにより、非接触給電装置１００では、第２電源ケーブルとして、例えば、上記商用電源の交流電圧に対応した汎用の電源ケーブルを用いることができる。

筐体３０には、電源部１０の全て（インバータ回路１２、制御回路１３およびコンデンサ１４）が収納されているが、この構成に限らない。筐体３０には、例えば、図７に示すように、電源部１０の一部（コンデンサ１４）が収納されていてもよい。この場合、コンデンサ１４と給電コイル１５とが、上記対象部品に相当する。また、一対の入力端子１Ａ，１Ｂ間には、コンデンサ１４と給電コイル１５との直列回路１６（図７参照）が電気的に接続される。整流平滑回路１１、インバータ回路１２および制御回路１３は、筐体３０の外部に配置される。インバータ回路１２は、例えば、電源ケーブル（第３電源ケーブル）を介して、一対の入力端子１Ａ，１Ｂと電気的に接続される。これにより、非接触給電装置１００では、筐体３０の小型化（薄型化）を図ることが可能となる。また、非接触給電装置１００では、第３電源ケーブルに流れる電流が第１電源ケーブル９１（図６参照）に流れる電流よりも小さくなるので、比較例の非接触給電装置９００に比べて、第３電源ケーブルで発生する不要輻射ノイズを抑制することが可能となる。

また、非接触給電装置１００では、第３電源ケーブルに印加される電圧（第３電源ケーブルの線間電圧）を、比較例の非接触給電装置９００における第１電源ケーブル９１に印加される電圧よりも低減することが可能となる。第１電源ケーブル９１に印加される電圧は、例えば、数ｋＶである。第３電源ケーブルに印加される電圧は、例えば、数百Ｖである。よって、非接触給電装置１００では、第３電源ケーブルとして、第１電源ケーブル９１よりも耐電圧が低い電源ケーブルを用いることができる。

また、非接触給電装置１００では、図５に示すように、整流平滑回路１１を備えない場合、一対の入力端子１Ａ，１Ｂと整流平滑回路１１とを電気的に接続する電源ケーブル（第４電源ケーブル）に印加される電圧（第４電源ケーブルの線間電圧）が、直流電圧となる。これにより、非接触給電装置１００では、第４電源ケーブルとして、例えば、上記直流電圧に対応した汎用の電源ケーブルを用いることができる。

なお、上記対象部品は、電源部１０と給電コイル１５とを含んでいるが、電源部１０の一部と給電コイル１５とを含んでもよい。また、上記対象部品は、給電コイル１５のみを含んでもよい。

以上説明した非接触給電装置１００は、交流電圧を出力する電源部１０と、上記交流電圧が印加され非接触で給電する給電コイル１５と、給電コイル１５を含む対象部品を収納する筐体３０とを備えている。筐体３０は、上記対象部品が取り付けられるベース３１と、上記対象部品を覆いベース３１に取り付けられるカバー３２とを備えている。ベース３１は、熱伝導性を有し、かつ、板状に形成されている。また、ベース３１は、厚み方向の第１面（上面３１ａ）上に上記対象部品が配置されている。カバー３２は、非金属材料により形成されている。ベース３１は、上記厚み方向における第１面とは反対側の第２面（下面３１ｂ）に、溝部３３が形成されている。これにより、非接触給電装置１００では、ベース３１に放熱された熱を、複数の溝部３３から逃がすことが可能となる。よって、非接触給電装置１００では、例えば、ベース３１の下面３１ｂに溝部３３を形成しない場合に比べて、放熱性を高めることが可能となる。

電源部１０は、直流電圧を上記交流電圧に変換するインバータ回路１２と、インバータ回路１２を制御する制御回路１３と、給電コイル１５と共に共振回路を形成するコンデンサ１４とを備えていることが好ましい。この非接触給電装置１００でも、ベース３１に放熱された熱を、複数の溝部３３から逃がすことが可能となるので、例えば、ベース３１の下面３１ｂに溝部３３を形成しない場合に比べて、放熱性を高めることが可能となる。

以上説明した非接触給電システム３００は、非接触給電装置１００と、非接触給電装置１００から非接触で給電される非接触受電装置２００とを備えている。これにより、非接触給電システム３００では、放熱性を高めることが可能な非接触給電装置１００を用いた非接触給電システムを提供することができる。

（実施形態２）
以下では、実施形態２の非接触給電装置について、図８，９に基づいて説明する。実施形態２の非接触給電装置の基本構成は、実施形態１の非接触給電装置１００と同じである。また、実施形態２の非接触給電装置は、溝部３３の構成が非接触給電装置１００と相違する。なお、実施形態２の非接触給電装置では、非接触給電装置１００と同様の構成要素に同一の符号を付して説明および図示を適宜省略する。また、実施形態２の非接触給電装置は、例えば、実施形態１の非接触給電システム３００に適用されてもよい。

複数の溝部３３それぞれの底面は、溝部３３の長手方向（図９では、左右方向）の一端部（図９では、左端部）から他端部（図９では、右端部）に向かうに従ってベース３１の上面３１ａに近づくように傾斜している。例えば、複数の溝部３３それぞれの深さ寸法は、上記長手方向の一端部から他端部に向って徐々に大きくなる。これにより、実施形態２の非接触給電装置では、複数の溝部３３の各々に、例えば、図９中の矢印付きの点線で示すような気流を発生させることが可能となる。よって、実施形態２の非接触給電装置では、実施形態１の非接触給電装置１００に比べて、放熱性を、より高めることが可能となる。

なお、実施形態２の非接触給電装置では、複数の溝部３３それぞれの深さ寸法が、上記長手方向の一端部から他端部に向って徐々に大きくなるが、これに限らない。複数の溝部３３それぞれの深さ寸法は、例えば、上記長手方向の一端部から他端部に向って階段状に大きくなってもよい。

以上説明した実施形態２の非接触給電装置では、溝部３３の底面は、溝部３３の長手方向の一端部から他端部に向かうに従って第１面（上面３１ａ）に近づくように傾斜している。これにより、実施形態２の非接触給電装置では、複数の溝部３３の各々に気流を発生させることが可能となるので、実施形態１の非接触給電装置１００に比べて、放熱性を、より高めることが可能となる。

（実施形態３）
以下では、実施形態３の非接触給電装置１１０について、図１０，１１に基づいて説明する。非接触給電装置１１０の基本構成は、実施形態１の非接触給電装置１００と同じである。また、非接触給電装置１１０は、図１０，１１に示すように、カバー３２の中央部に、筒部３６が設けられている点等が非接触給電装置１００と相違する。なお、実施形態３の非接触給電装置１１０では、非接触給電装置１００と同様の構成要素に同一の符号を付して説明および図示を適宜省略する。また、非接触給電装置１１０は、例えば、実施形態１の非接触給電システム３００に適用されてもよい。

カバー３２の中央部には、第１開口孔４０が設けられている。

筒部３６は、例えば、角筒状（例えば、矩形筒状）に形成されている。筒部３６は、第２開口孔３７を有する。筒部３６は、第２開口孔３７がカバー３２の第１開口孔４０と連通するように、カバー３２の中央部に設けられている。また、筒部３６は、給電コイル１５の内側に配置されている。

給電コイル１５の水平方向（図１０では、左右方向）における内側の寸法（内寸）Ｗ１は、筒部３６の上記水平方向における外側の寸法（外寸）Ｗ２よりも大きい。給電コイル１５は、この給電コイル１５の中心軸Ｃ１と筒部３６の中心軸Ｃ２とが一致するように、筐体３０内に収納されている。

非接触給電装置１１０では、カバー３２の中央部に筒部３６が設けられているので、例えば、ベース３１に放熱された熱を、筒部３６の第２開口孔３７から排出することが可能となる。よって、実施形態３の非接触給電装置１１０では、実施形態１の非接触給電装置１００に比べて、放熱性を、より高めることが可能となる。

なお、筒部３６は、角筒状に形成されているが、この形状に限らず、例えば、円筒状に形成されていてもよい。

非接触給電装置１１０は、実施形態２の非接触給電装置で説明した溝部３３の構成（図８，９参照）を備えていてもよい。これにより、実施形態３の非接触給電装置１１０では、実施形態１の非接触給電装置１００に比べて、放熱性を、より一層高めることが可能となる。

以上説明した非接触給電装置１１０では、給電コイル１５が、スパイラルコイルである。カバー３２の中央部には、第１開口孔４０と、第１開口孔４０と連通する第２開口孔３７を有する筒部３６が設けられている。筒部３６は、給電コイル１５の内側に配置されている。給電コイル１５は、給電コイル１５の中心軸Ｃ１と筒部３６の中心軸Ｃ２とが一致するように、筐体３０内に収納されている。これにより、非接触給電装置１１０では、例えば、ベース３１に放熱された熱を、筒部３６の第２開口孔３７から逃がすことが可能となる。よって、実施形態３の非接触給電装置１１０では、実施形態１の非接触給電装置１００に比べて、放熱性を、より高めることが可能となる。

（実施形態４）
以下では、実施形態４の非接触給電装置１２０について、図１２に基づいて説明する。非接触給電装置１２０の基本構成は、実施形態３の非接触給電装置１１０と同じである。また、非接触給電装置１２０は、図１２に示すように、ベース３１の中央部に第３開口孔３８が設けられている点等が、非接触給電装置１１０と相違する。なお、実施形態４の非接触給電装置１２０では、非接触給電装置１１０と同様の構成要素に同一の符号を付して説明および図示を適宜省略する。また、非接触給電装置１２０は、例えば、実施形態１の非接触給電システム３００に適用されてもよい。

第３開口孔３８は、筒部３６の第２開口孔３７と連通するように、ベース３１に形成されている。これにより、非接触給電装置１２０では、例えば、ベース３１に放熱された熱を、第３開口孔３８を介して、筒部３６の第２開口孔３７から逃がすことが可能となる。よって、実施形態４の非接触給電装置１２０では、実施形態３の非接触給電装置１１０と同様に、実施形態１の非接触給電装置１００に比べて、放熱性を、より高めることが可能となる。なお、第３開口孔３８は、この第３開口孔３８の中心軸Ｃ３と筒部３６の中心軸Ｃ２とが一致するように、ベース３１に形成されていることが望ましい。

第３開口孔３８は、この第３開口孔３８の内側面と筒部３６の第２開口孔３７の内側面とが面一となるように形成されていることが好ましい。これにより、非接触給電装置１２０では、例えば、異物がベース３１の上面３１ａに堆積するのを抑制することが可能となる。その結果、実施形態４の非接触給電装置１２０では、実施形態３の非接触給電装置１１０に比べて、放熱性を、より高めることが可能となる。

以上説明した非接触給電装置１２０では、ベース３１の中央部に、筒部３６の第２開口孔３７と連通する第３開口孔３８が設けられている。これにより、非接触給電装置１２０では、例えば、ベース３１に放熱された熱を、第３開口孔３８を介して、筒部３６の第２開口孔３７から逃がすことが可能となる。よって、実施形態４の非接触給電装置１２０では、実施形態３の非接触給電装置１１０と同様に、実施形態１の非接触給電装置１００に比べて、放熱性を、より高めることが可能となる。

（実施形態５）
以下では、実施形態５の非接触給電装置１３０について、図１３に基づいて説明する。非接触給電装置１３０の基本構成は、実施形態３の非接触給電装置１１０と同じである。また、非接触給電装置１３０は、図１３に示すように、複数の電子部品３のうち少なくとも１つの電子部品３が、ベース３１と熱的に結合されている点等が、非接触給電装置１１０と相違する。なお、実施形態５の非接触給電装置１３０では、非接触給電装置１１０と同様の構成要素に同一の符号を付して説明および図示を適宜省略する。また、非接触給電装置１３０は、例えば、実施形態１の非接触給電システム３００に適用されてもよい。

ベース３１と熱的に結合された電子部品３は、例えば、比較的発熱量が多い電子部品である。比較的発熱量が多い電子部品は、例えば、インバータ回路１２等のスイッチング素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等）である。なお、以下では、説明の便宜上、ベース３１と熱的に結合された電子部品３を、高発熱部品３ａと称することもある。

高発熱部品３ａは、絶縁部材５を介して、ベース３１の上面３１ａ上に配置されている。

非接触給電装置１３０では、高発熱部品３ａがベース３１と熱的に結合されているので、実施形態３の非接触給電装置１１０に比べて、放熱性を高めることが可能となる。

なお、非接触給電装置１３０は、実施形態４の非接触給電装置１２０で説明したベース３１の第３開口孔３８（図１２参照）を備えていてもよい。

以上説明した非接触給電装置１３０では、上記対象部品は、電源部１０の少なくとも一部をさらに含む。電源部１０は、複数の電子部品３を有する。複数の電子部品３のうち少なくとも１つの電子部品３（高発熱部品３ａ）は、ベース３１と熱的に結合されている。これにより、非接触給電装置１３０では、実施形態３の非接触給電装置１１０に比べて、放熱性を高めることが可能となる。

（実施形態６）
以下では、実施形態６の非接触給電装置１４０について、図１４に基づいて説明する。非接触給電装置１４０の基本構成は、実施形態１の非接触給電装置１００と同じである。また、非接触給電装置１４０は、図１４に示すように、ベース３１の側面３１ｃに凸部３９が設けられている点等が、非接触給電装置１００と相違する。なお、実施形態６の非接触給電装置１４０では、非接触給電装置１００と同様の構成要素に同一の符号を付して説明および図示を適宜省略する。また、非接触給電装置１４０は、例えば、実施形態１の非接触給電システム３００に適用されてもよい。

非接触給電装置１４０は、例えば、地面６００に形成された穴（埋込穴）６１０に埋め込み配置される。

ベース３１の側面３１ｃには、例えば、複数の凸部３９が設けられている。一例を挙げて説明すると、ベース３１における溝部３３の長手方向（図１４では、左右方向）の側面３１ｃには、複数の凸部３９が設けられている。これにより、非接触給電装置１４０では、この非接触給電装置１４０が埋込穴６１０に埋め込み配置されたとき、ベース３１の側面３１ｃと埋込穴６１０の内側面との間に空隙６２０を形成することが可能となる。よって、非接触給電装置１４０では、例えば、埋込穴６１０に埋め込み配置されたとき、ベース３１の側面３１ｃに凸部３９を形成しない場合に比べて、放熱性を高めることが可能となる。

なお、ベース３１の側面３１ｃには、複数の凸部３９が設けられているが、１つの凸部３９が設けられていてもよい。

以上説明した非接触給電装置１４０では、ベース３１の側面３１ｃに、凸部３９が設けられている。これにより、非接触給電装置１４０では、この非接触給電装置１４０が埋込穴６１０に埋め込み配置されたとき、ベース３１の側面３１ｃと埋込穴６１０の内側面との間に空隙６２０を形成することが可能となる。よって、非接触給電装置１４０では、例えば、埋込穴６１０に埋め込み配置されたとき、ベース３１の側面３１ｃに凸部３９を形成しない場合に比べて、放熱性を高めることが可能となる。

実施形態１〜６の給電コイル１５および受電コイル２１は、スパイラルコイルである。そのため、実施形態１〜６の非接触給電装置１００，１１０，１２０，１３０，１４０では、給電コイル１５としてソレノイドコイルを用いた場合に比べて、不要輻射ノイズが生じにくい、という利点がある。また、実施形態１〜６の非接触給電装置１００，１１０，１２０，１３０，１４０では、不要輻射ノイズが低減される結果、インバータ回路１２において使用可能な動作周波数の範囲が拡大される、という利点もある。以下、この点について詳述する。

非接触給電システム３００の共振特性は、給電コイル１５と受電コイル２１との結合係数に応じて変化し、ある条件下では、図１５に示すように出力に２つの極大値が生じる、いわゆる双峰特性を示す。この共振特性（双峰特性）においては、図１５に示すように、第１周波数ｆｒ１と第３周波数ｆｒ３とのそれぞれで出力が極大となる２つの“山”が生じる。これら２つの“山”の間には、第２周波数ｆｒ２で出力が極小となる“谷”が生じる。ここで、第１周波数ｆｒ１と第２周波数ｆｒ２と第３周波数ｆｒ３とは、ｆｒ１＜ｆｒ２＜ｆｒ３の関係にある。以下では、第２周波数ｆｒ２を基準に、第２周波数ｆｒ２より低い周波数領域を「低周波領域」といい、第２周波数ｆｒ２より高い周波数領域を「高周波領域」という。

このような共振特性にあっては、低周波領域の“山”（第１周波数ｆｒ１で極大となる山）と、高周波領域の“山”（第３周波数ｆｒ３で極大となる山）とのそれぞれに、インバータ回路１２が遅相モードで動作する領域（以下、「遅相領域」という）が生じる。そのため、インバータ回路１２は、動作周波数ｆ１が２つの“山”のいずれにある場合でも、遅相モードで動作可能である。

ここで、インバータ回路１２の動作周波数ｆ１が低周波領域の“山”にある場合と、高周波領域の“山”にある場合とを比較すると、低周波領域の“山”にある場合の方が、不要輻射ノイズは小さくなる。つまり、高周波領域の“山”においては、給電コイル１５に流れる電流と、受電コイル２１に流れる電流とが同位相になる。これに対して、低周波領域の“山”においては、給電コイル１５に流れる電流と、受電コイル２１に流れる電流とが逆位相になる。そのため、低周波領域の“山”においては、給電コイル１５で生じる不要輻射ノイズと、受電コイル２１で生じる不要輻射ノイズとが、互いに相殺されることになり、非接触給電システム３００全体でみれば不要輻射ノイズは低減される。

したがって、実施形態１〜６の非接触給電装置１００，１１０，１２０，１３０，１４０では、給電コイル１５としてソレノイドコイルを用いた場合でも、インバータ回路１２の動作周波数ｆ１が低周波領域の“山”の遅相領域（ｆｒ１〜ｆｒ２）にあれば、インバータ回路１２が遅相モードで動作し、かつ不要輻射ノイズも低減される。しかし、実施形態１〜６の非接触給電装置１００，１１０，１２０，１３０，１４０において、給電コイル１５としてソレノイドコイルを用いた場合、低周波領域の“山”の遅相領域は、給電コイル１５と受電コイル２１との結合係数に応じて変化するため、このような不確定な遅相領域にインバータ回路１２の動作周波数ｆ１を収める制御が必要になる。

これに対して、実施形態１〜６の非接触給電装置１００，１１０，１２０，１３０，１４０では、給電コイル１５としてスパイラルコイルを用いているので、たとえインバータ回路１２の動作周波数ｆ１が高周波領域の“山”の遅相領域（ｆｒ３より高周波側）にあっても、給電コイル１５としてソレノイドコイルを用いた場合に比べて、不要輻射ノイズが大幅に低減される。つまり、実施形態１〜６の非接触給電装置１００，１１０，１２０，１３０，１４０では、給電コイル１５としてスパイラルコイルが用いられることで、インバータ回路１２の動作周波数ｆ１が低周波領域の“山”の遅相領域に制限されず、インバータ回路１２において使用可能な動作周波数ｆ１の範囲が拡大されることになる。なお、高周波領域の“山”の遅相領域も不確定な領域ではあるが、インバータ回路１２の動作周波数ｆ１を十分に高い周波数から低周波側にスイープさせれば動作周波数ｆ１は高周波領域の“山”の遅相領域を通るので、複雑な制御は不要である。

上記実施形態は本発明の一例に過ぎず、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、上記実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

３ 電子部品
４ 基板
１０ 電源部
１１ 整流平滑回路
１２ インバータ回路
１３ 制御回路
１４ コンデンサ
１５ 給電コイル
３０ 筐体
３１ ベース
３１ａ 上面（第１面）
３１ｂ 下面（第２面）
３１ｃ 側面
３２ カバー
３３ 溝部
３６ 筒部
３７ 第２開口孔
３８ 第３開口孔
３９ 凸部
４０ 第１開口孔
１００ 非接触給電装置
１１０ 非接触給電装置
１２０ 非接触給電装置
１３０ 非接触給電装置
１４０ 非接触給電装置
２００ 非接触受電装置
３００ 非接触給電システム

Claims (8)

1. 交流電圧を出力する電源部と、前記交流電圧が印加され非接触で給電する給電コイルと、前記給電コイルを含む対象部品を収納する筐体とを備え、
   前記筐体は、地面に設置され前記対象部品が取り付けられるベースと、前記対象部品を覆い前記ベースに取り付けられるカバーとを備え、
   前記ベースは、熱伝導性を有しかつ板状に形成され、厚み方向の第１面上に前記対象部品が配置され、
   前記カバーは、非金属材料により形成され、
   前記ベースは、前記厚み方向における前記第１面とは反対側の面であって前記地面と対向する第２面に、溝部が形成されている
   ことを特徴とする非接触給電装置。
2. 前記電源部は、直流電圧を前記交流電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御回路と、前記給電コイルと共に共振回路を形成するコンデンサとを備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の非接触給電装置。
3. 交流電圧を出力する電源部と、前記交流電圧が印加され非接触で給電する給電コイルと、前記給電コイルを含む対象部品を収納する筐体とを備え、
   前記筐体は、前記対象部品が取り付けられるベースと、前記対象部品を覆い前記ベースに取り付けられるカバーとを備え、
   前記ベースは、熱伝導性を有しかつ板状に形成され、厚み方向の第１面上に前記対象部品が配置され、
   前記カバーは、非金属材料により形成され、
   前記ベースは、前記厚み方向における前記第１面とは反対側の第２面に、溝部が形成されており、
   前記溝部の底面は、前記溝部の長手方向の一端部から他端部に向かうに従って前記第１面に近づくように傾斜している
   ことを特徴とする非接触給電装置。
4. 交流電圧を出力する電源部と、前記交流電圧が印加され非接触で給電する給電コイルと、前記給電コイルを含む対象部品を収納する筐体とを備え、
   前記筐体は、前記対象部品が取り付けられるベースと、前記対象部品を覆い前記ベースに取り付けられるカバーとを備え、
   前記ベースは、熱伝導性を有しかつ板状に形成され、厚み方向の第１面上に前記対象部品が配置され、
   前記カバーは、非金属材料により形成され、
   前記ベースは、前記厚み方向における前記第１面とは反対側の第２面に、溝部が形成されており、
   前記給電コイルは、スパイラルコイルであり、
   前記カバーの中央部には、第１開口孔と、前記第１開口孔と連通する第２開口孔を有する筒部とが設けられ、
   前記筒部は、前記給電コイルの内側に配置され、
   前記給電コイルは、前記給電コイルの中心軸と前記筒部の中心軸とが一致するように、前記筐体内に収納されている
   ことを特徴とする非接触給電装置。
5. 前記ベースの中央部には、前記筒部の前記第２開口孔と連通する第３開口孔が設けられている
   ことを特徴とする請求項４記載の非接触給電装置。
6. 前記対象部品は、前記電源部の少なくとも一部をさらに含み、
   前記電源部は、複数の電子部品を有し、
   前記複数の電子部品のうち少なくとも１つの電子部品は、前記ベースと熱的に結合されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
7. 前記ベースの側面には、凸部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の非接触給電装置と、前記非接触給電装置から非接触で給電される非接触受電装置とを備えている
   ことを特徴とする非接触給電システム。

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