JP6545790B2 - 磁場を受信し、磁気誘導によって電気エネルギーを生み出すための、具体的には車両によって使用される、受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、限定されるものではないが、磁場を受信し磁気誘導によって電気エネルギーを生み出すための、具体的には車両によって使用される、受信装置に関する。本発明はまた、このような受信装置を製造する方法およびこのような受信装置を動作させる方法にも関する。本発明は、無線のエネルギー伝送の分野で、具体的には、路上走行用自動車、バス、および鉄道車両などの車両に利用することができる。具体的には、受信装置は、少なくともキロワットの範囲の、例えば２０ｋＷの率で電力を生み出すように適合することができる。

特許文献１には、車両の軌道および／または車両の停止位置に位置する一次側に電磁場を生み出し、電磁場発生源の上方の車両に搭載された二次側でその電磁場を受信し、二次側で磁気誘導することによって、陸上車両、具体的には、鉄道車両または路上走行用自動車に電気エネルギーを供給するための機構が記載されている。二次側導体アセンブリが、動作中に漂遊電磁場を生み出す導電性材料から作製され、導電性材料は交番電流を流す。磁化可能な材料から作製される二次側遮蔽アセンブリが、磁化可能な材料を越えたところに位置する領域を漂遊電磁場から遮蔽する。

特許文献１に記載されるように、二次側導体アセンブリおよび二次側遮蔽アセンブリは、一次側から磁場を受信する同じ受信装置の一部とすることができる。例えば、本発明は、導体アセンブリに電気接続される少なくとも１つのコンデンサを備えるコンデンサ機構も備える、特許文献１によって開示される受信装置に関することができる。

誘導電力伝送（ＩＰＴ：inductive power transfer）システムでは、電力の伝送は、導電体の２組の巻線、例えば、三相巻線を用いて行われる。第１組は、（例えば、地面上の）一次側に設置され、路傍の電力変換器によって供給することができる。第２組の巻線（電線の少なくとも１つのコイルを備える）は車両上など、二次側上に設置される。例えば、第２組の巻線は車両の下側に取り付けることができる。第２組の巻線を備える装置は、ピックアップまたはレシーバと称されることが多い。具体的には、第１組の巻線および第２組の巻線は、電気エネルギーを二次側へ変換するように、（例えば、１ｋＨｚから２００ｋＨｚまでの範囲の）中波変圧器を形成する。これは、（一次側と二次側との間に動きがないときの）静的状態および（車両などの二次側が移動するときの）動的状態で行うことができる。

一次巻線と二次巻線との間のクリアランスまたは隙間が従来の変圧器と比べて多少大きいので、こうした変圧器の運転中の挙動は、無視できる程度の、または小さい空隙を有する閉じられた磁心を有する従来の変圧器の挙動とは異なる。空隙が大きいと、相互の誘導結合がより小さくなり、漏れインダクタンスがより大きくなる。

高出力レベルでエネルギーを伝送できるようにするには、例えば中間周波数領域にある動作周波数でインダクタのリアクタンスを補償するためにコンデンサ機構が用いられる。インダクタンスおよびキャパシタンスの組み合わせが共振回路を形成する。インダクタンスおよびキャパシタンスのインピーダンス値が、共振回路の共振周波数が一次側巻線を通る交番電流の周波数に等しくなるように選択される場合は、完全なインピーダンスの打ち消しが起こる。このような共振回路が調整される。

手短に言えば、二次側レシーバのコンデンサ機構の目的は、コンデンサ機構のキャパシタンスおよび巻線のインダクタンスによって決まる共振周波数を有する電気回路を形成することである。

システムの動作中に、レシーバの電気的特性の有意な変化が観察された。これは、巻線のインダクタンスおよびコンデンサ機構のキャパシタンスを含む電線およびコンデンサ機構の電気的特性、ならびに磁化可能な材料の磁性特性を指す。このような電気的特性の変化は共振周波数に影響を及ぼす。

英国特許出願公開第２５０１４８２（Ａ）号

本発明の一目的は、電気的特性を一定に保つことを可能にする、磁場を受信し磁気誘導によって電気エネルギーを生み出す受信装置、このような受信装置を製造する方法、およびこのような受信装置を動作させる方法を提供することである。

本発明は、レシーバの電線およびコンデンサ機構の（１または複数の）コンデンサが熱を生み出すという発見に基づく。同じことが、レシーバの磁化可能な材料から作製される遮蔽アセンブリに当てはまる。磁場は、動作周波数と共に磁化可能な材料の分極を逆にする。特に共振回路の場合は、予め決められた温度領域に動作温度を保つことが重要である。そうでなければ、レシーバの電気的特性、したがって、共振周波数が変化する。このことは、エネルギー伝送効率を有意に低下させることになる。したがって、受信装置の温度を一定に保つかまたは決められた温度領域内に保つことが提案される。別の利点は、動作温度がより小さいことによってコンデンサ機構の少なくとも１つのコンデンサの耐用期間が延長されることである。さらに、動作中の温度変化がより小さいことが耐用期間を延長する。

実際に、温度を一定に保つ対応する手段は有効であり、空間をあまり必要としない。

本発明の基本的な考えによれば、受信装置を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える第１の冷却構造体が、受信装置内で使用される。第１の冷却構造体は、磁場の磁力線を形成するように適合される磁化可能な材料を含む第１の磁場形成機構と、コンデンサ機構との間に配置される。そうすると、第１の冷却構造体を用いて第１の磁場形成機構もコンデンサ機構も冷却することができる。具体的には、第１の冷却構造体は、両機構と直接的な機械的接触状態にあり、そうすることで、第１の冷却構造体への熱伝達が効率的になる。いずれの場合も、両機構に第１の冷却構造体を用いると、冷却システムを設け動作させるのに必要な労力が減り、必要な空間が小さくなる。

具体的には磁場を受信し磁気誘導によって電気エネルギーを生み出す、具体的には車両によって使用される、受信装置であって、
− 受信装置は、少なくとも１本の電線の少なくとも１つのコイルを備え、磁場は、受信装置にエネルギーを伝送するために動作中に少なくとも１つのコイルに電圧を誘起し、
− 受信装置および少なくとも１つのコイルは、受信装置の受信側から磁場を受信するように適合され、
− 受信装置は、磁場の磁力線を形成するように適合される磁化可能な材料を含む第１の磁場形成機構を備え、
− 第１の磁場形成機構は、受信装置の受信側から見た場合、少なくとも１つのコイルの後ろに配置され、
− 受信装置は、コイルに電気接続される少なくとも１つのコンデンサを備えるコンデンサ機構を備え、
− コンデンサ機構は、受信装置の受信側から見た場合、第１の磁場形成機構の後ろに配置され、
− 受信装置は、受信装置を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える第１の冷却構造体を備え、
− 第１の冷却構造体は、第１の磁場形成機構とコンデンサ機構との間に配置される、
受信装置が提案される。

本発明は、受信装置を製造する対応する方法ならびに受信装置を動作させる対応する方法も包含する。

コンデンサ機構が第１の磁場形成機構の後ろに配置されるので、受信装置は空間を節約するコンパクトな構成を有し、コンデンサ機構は、ＩＰＴシステムの一次側から受信装置によって受信される磁場の影響から保護される。

第１の冷却構造体は、好ましくは、冷却流体を案内するコンジットを収容する導電性材料のプレートを備える。具体的には、プレートは、プレートから受信側への方向を横切る方向に測定される幅および長さを有し、プレートから受信装置の方向に測定されるプレートの厚さは幅および長さより小さい。したがって、さらに第１の冷却構造体が第１の磁場形成機構とコンデンサ機構との間に配置されるので、導電性材料は（受信装置の少なくとも１つのコイルから見た場合）第１の冷却構造体の向こう側の領域を電磁場から遮蔽する。このことが第１の磁場形成機構によって実現される遮蔽効果を強化するか、または第１の磁場形成機構の厚さを小さくすることができる。

具体的には、第１の冷却構造体は、受信装置のどの磁気導体または導電体部分からも電気的に絶縁される。

好ましくは、第１の冷却構造体は第１の磁場形成機構を全面的に被覆する。したがって、冷却効率が上昇される。

第１の磁場形成機構の反対側の領域が磁場から遮蔽されるので、受信側から見た場合、第１の磁場形成機構は、少なくとも１つのコイルの後ろに配置される。好ましい実施形態によれば、受信装置はさらに、受信装置を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える第２の冷却構造体を備え、第２の冷却構造体は少なくとも１つのコイルと第１の磁場形成機構との間に配置される。このようにして、少なくとも１つのコイルと第１の磁場形成機構との間に第２の冷却構造体が配置されるので、冷却効率はさらに上昇し、受信装置はコンパクトな構成を有する。好ましくは、第２の冷却構造体は、少なくとも１つのコイルおよび／または第１の磁場形成機構と直接的な機械的接触状態にある。したがって、熱伝達効率が改善される。

具体的には、第２の冷却構造体は、コンジットを収容する、非導電性、非磁性かつ磁化不能な材料のプレートを備える。したがって、第１の磁場形成機構の磁性遮蔽特性は影響を受けない。本実施形態は、磁場の磁力線が少なくとも１つのコイルと磁化可能な材料との間の冷却構造体によって影響を受けるべきではないという課題を解決する。

具体的には、特許文献１に記載されるように、少なくとも１つのコイルは、少なくとも１つのコイルの両側に側方端部領域を備えることができ、それら側方端部領域は、側方端部領域間の中央領域を延びる少なくとも１つのコイルの電線によって接続される。側方端部領域は、側方端部領域の側方外面を含む側方端部領域の少なくとも２つの面が、（各側方端部領域上で）磁場の磁力線を形成するように適合される磁化可能な材料を含む第２の磁場形成機構によって囲繞され、受信装置を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える第３の冷却構造体が、側方端部領域の側方外面に配置される。

第３の冷却構造体が冷却流体を案内するコンジットを収容する導電性材料のプレートを備えることが好ましい。任意選択で、第１の冷却構造体に関して、上記で言及した特性のうちの少なくとも１つを有する。導電性材料は、（側方端部領域から見た場合に）第３の冷却構造体の向こう側の領域を電磁場から遮蔽する。これは、第２の磁場形成機構によって供給される遮蔽効果を上昇させるか、または第２の磁場形成機構の厚さを小さくすることができる。

好ましくは、受信装置を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える第４の冷却構造体が、いずれも、第２の磁場形成機構と少なくとも１つのコイルの側方端部領域との間に配置される。

具体的には、側方端部領域は、第２の磁場形成機構の断面がＣ字形またはＵ字形になるように形成されるように、第２の磁場形成機構によって３つの面を囲繞されてよい。３つの面とは、側方外面、ならびに受信側から見た場合に側方端部領域の前の面および後ろの面である。具体的には、第４の冷却構造体は、３つの面で側方端部領域を囲繞することができ、その断面は第２の磁場形成機構の形状に対応するＣ字形またはＵ字形になるように形成することができる。任意選択で、第２の磁場形成機構は、第２の磁場形成機構の形状に対応するＣ字形またはＵ字形の断面形状を有する熱伝導性材料（具体的には、アルミニウムなどの金属から作製される）によって囲むことができる。このような熱伝導性材料は、第３の冷却構造体に対する熱伝達だけでなく、レシーバの周りの領域および／またはハウジングに対する熱伝達も改善する。金属または別の導電性材料も、ＩＰＴシステムの電磁場からの外部の遮蔽を改善する。

具体的には、第４の冷却構造体は、コンジットを収容する、非導電性、非磁性かつ磁化不能な材料のプレートを備える。したがって、第２の磁場形成機構の磁性遮蔽特性は影響を受けない。やはり、磁場の磁力線も少なくとも１つのコイルの電線と磁化可能な材料との間の冷却構造体による影響を受けない。

冷却流体を案内する長いコンジットが、冷却流体の有意な圧力降下を引き起こすことがあり、コンジットを通る冷却流体をポンプ輸送するための、それに相応する高い出力を必要とすることがある。さらに、冷却流体入口の近くの冷却流体の流れは乱流になることがあり、冷却流体出口の近くの冷却流体の流れは圧力降下によって層状になることがある。したがって、冷却流体への熱伝達は有意に相違することになる。

これらの課題を克服するためには、上記で言及した冷却構造体のうちの少なくとも１つを、冷却構造体の複数のコンジットを形成するように分岐する流体入口に連結し、その冷却構造体を、複数のコンジット内の冷却流体の流れを再合流させる流体出口に連結することが提案される。こうした分岐および再合流するコンジット領域は、冷却構造体内かつ／または冷却構造体の外側に位置することができる。その結果、冷却流体の流れのための全断面積が大きくなる。断面積が大きいにもかかわらず、冷却流体の流れは、好ましくは、冷却構造体のコンジット内で乱流になる。例えば、円形の断面領域を有する個々のコンジットの直径は、同じ冷却構造体内の全コンジットに関して同じとすることができ、５から７ｍｍの範囲、具体的には、６ｍｍでよい。さらに、またはその代わりに、同じ流体入口から分岐し、流体出口によって再合流される、４から８のコンジット、具体的には、６のコンジットがあってよい。冷却構造体の複数のコンジットに共通でありそれらコンジットになるように分岐する流体入口チューブの断面積は、１６から２４ｍｍの範囲にあってよく、具体的には、２０ｍｍでよい。したがって、こうした特定の例に限定されるものではないが、断面積は複数のコンジットに分岐することによって小さくすることができ、流れを乱流にすることができる。

実際には、受信装置の少なくとも１つの冷却構造体は、受信装置の外部の熱交換器と組み合わせることができ、そうすることで、冷却流体が、少なくとも１つの往路コンジットおよび１つの復路コンジットによって連結される、少なくとも１つの冷却構造体および熱交換器を通して循環し、復路コンジットを通って熱交換器に戻る冷却流体の熱が、熱交換器を介して伝達され、具体的には、外気に伝達される。

具体的には、複数のコンジットは、コンジットが互いに機械的に平行に配置されていなくても、流体力学的に平行なコンジットとみなすことができる。好ましい実施形態によれば、流体力学的に平行なコンジットの断面は形状および寸法が互いに等しく、したがって、単一のコンジットの断面積に流体力学的に平行なコンジットの数を乗算すると冷却構造体を通して冷却流体を案内するのに利用できる全断面積に等しくなる。このようにして、コンジットはそれぞれ同じように流体の流れおよび熱の伝達に貢献することができる。

レシーバは、他の領域より高い温度を有する領域を有することができる。これらの領域はホットスポットと呼ばれることがある。いくつかの例はコンデンサ機構の個々のコンデンサの領域である。別の例は、電線を通る電流がオーム抵抗による熱損失を生じるので、少なくとも１つのコイルのうちの他の領域よりも多くの電線を有する領域である。一方、冷却流体の温度が概して入口から出口に向かって上昇するので、冷却流体の熱吸収能力は、概して、冷却構造体の入口から出口に向かって低下する。これは、出口の近くにおけるホットスポットから冷却流体への熱伝達が、概して、入口の近くにおけるホットスポットからの熱伝達よりも効率が低いことを意味する。

したがって、少なくとも１つの冷却構造体の少なくとも１つのコンジットが、流入する冷却流体を流体入口からガイドする往路区間および冷却流体を往路区間から流体出口までガイドする復路区間を備え、往路区間および復路区間が互いに並列に延在し、少なくとも１つのコンジットを支持する第１の冷却構造体の支持材によって互いに機械的に連結されることが提案される。往路区間と復路区間とが支持材によって互いに連結されるので、それらは並列であるが互いに対してある距離の位置で延びる。具体的には、往路区間および復路区間の長手方向軸は互いに平行である。支持材は、好ましくは、熱伝導係数の高い材料、例えば、金属、具体的には、アルミニウムである。熱伝導係数の高いこれらのまたは他の材料は、本実施形態の文脈で好ましいだけでなく、概してその材料を導電性材料にできる場合に好ましい。

往路区間と復路区間とを並列に配置することは、流体出口により近い、より温かい流体から、流体入口により近い、より低温の流体への熱伝達を可能にする。したがって、本実施形態は冷却流体の温度を一様にする傾向があり、流体出口のより近くに位置するホットスポットからの熱伝達が改善される。ホットスポットの領域では、熱は、往路区間内の冷却流体に伝達することができ、同様に、他の領域でも、熱は、復路区間から往路区間に伝達することができる。その結果、冷却流体の熱容量を含む冷却構造体の熱容量全体の使用および冷却流体の熱輸送能力の利用が改善される。

具体的には、各往路区間について１つの復路区間が冷却構造体内にあってよく、復路区間は同じコンジットの往路区間に隣接して位置し、すなわち、コンジットを支持する材料によって連結され、それらの間には他に往路区間も復路区間もない。

好ましくは、冷却流体は、油などの液体であるか、または、任意選択で、凍結防止剤と混合された水を含むことができる。誘電性であり、したがって、磁場と、具体的には、ｋＨｚ程度の周波数を有する磁場と干渉しない液体が用いられることが好ましい。

磁化可能な材料は、鉄、または好ましくは、フェライトでよい。磁化可能な材料は、材料に侵入する磁場の磁力線を方向転換する。強磁性体材料および／または（フェライトなどの）フェリ磁性材料でよい。通常実際に使用されるフェライトには熱伝達係数が高いという利点がある。しかし、隣接するフェライト要素間および／またはフェライト材料と冷却構造体との間のどの隙間も伝熱ペーストなどの充填材によって充填されることが好ましい。

（少なくとも１つのコイルから見た場合に）磁化可能な材料の後ろの（１つまたは複数の）冷却構造体のプレート材料は、金属、具体的には、アルミニウムまたは合金でよい。コンジットは、同じ金属、または別の金属、具体的には、銅から作製されるチューブでよい。

（１つまたは複数の）対応する冷却構造体の非導電性、非磁性かつ磁化不能なプレート材料は、好ましくは、セラミック材料、例えば、酸化アルミニウムからなるかまたは酸化アルミニウムを含むセラミック材料である。あるいは、電気伝導度が十分に小さい任意のプラスチック材料とすることができる。コンジットは、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：polytetrafluoroethylene）、またはポリ塩化ビニルなど他のプラスチックから作製されるチューブとすることができる。

これらの特性を有する冷却構造体に使用できる多くの非導電性かつ非磁性の材料は、導電性の金属と比べると、低熱伝導の熱伝導である。したがって、コイルと磁場形成機構との間の領域に非導電性かつ非磁性の材料から作製される少なくとも１つの冷却構造体を使用し／有し、コイルから見た場合に磁場形成機構の向こう側の領域に非導電性の冷却構造体の材料よりも熱伝導度の高い導電性材料から作製される少なくとも１つのさらなる冷却構造体を使用する／有することが好ましい。具体的には、同じ冷却流体が、非導電性冷却構造体内および導電性冷却構造体内で連続的にコンジットを通って流れることができる。非導電性の冷却構造体によって行われる冷却は、導電性の冷却構造体によって行われる冷却ほど有効ではない場合があるが、受信装置の中央領域から熱を取り除く。一方、導電性構造体によって行われる冷却は、少なくとも１つのコイルに直接的に接触状態にはないが、受信装置を有効に冷却する。

さらに、レシーバが金属、具体的には、アルミニウムなどの熱伝導性材料から作製されるハウジングを備え、そうすることで、ハウジングを通る熱伝達および自然対流による周囲への熱伝達が改善されることが好ましい。具体的には、レシーバの少なくとも１つの構造体および／または機構、例えば、コンデンサ機構、少なくとも１つのコイルの電線を保持する保持構造体、第３の冷却構造体、および／または第２の磁場形成機構の磁化可能な材料（フェライト等のような）は、ハウジングの内側と接触状態にすることができる。このことはハウジングへの熱伝達を改善する。

ハウジングに加えてまたはその代わりに、冷却流体をガイドする少なくとも１つのコンジットを備えるさらなる冷却構造体が、少なくとも１つのコイルまたは第１の磁場形成機構から見た場合にコンデンサ機構の後ろにあってよい。同じことが、受信側に位置する領域に、すなわち、ＩＰＴシステムの動作中の少なくとも１つのコイルとＩＰＴシステムの一次側との間の領域にも当てはまる場合がある。あるいは、このまたはこれらのさらなる（１つまたは複数の）冷却構造体はコンジットを備えることができない。具体的には、コンデンサ機構が、コンジットを有するかまたは有しない２つの冷却構造体の間に挟まれることが好ましい。サンドイッチの冷却構造体の一方は、コンデンサ機構と第１の磁場形成機構との間に配置される。サンドイッチの冷却構造体のもう一方は、コンデンサ機構と、受信装置のうちの受信側とは反対側の面との間に配置される。具体的には、コンデンサ機構と共にサンドイッチを形成する、コンデンサ機構の両側の冷却構造体はそれぞれ、プレートの形状を有することができる。具体的には、コンデンサ機構のコンデンサは、冷却構造体に対して電気的に絶縁することができ、冷却構造体のうちの少なくとも１つは導電性の冷却構造体とすることができる。コンデンサ機構はその両側で冷却構造体のそれぞれと材料が接触する状態にあることが好ましい。例えば、電気的に絶縁するが熱は伝達する材料（例えばパッド）を、そのためにコンデンサ機構のコンデンサと冷却構造体との間に設けることができる。

レシーバ用の冷却構造体を製造する一手法は、溝を有する熱伝導性材料プレートを設けること、および好ましくは各溝に１つのコンジットを挿入することによって、それら溝にコンジットを挿入することである。コンジットは、コンジットと溝の表面との間の隙間を充填する充填材に埋め込むことができる。充填材は、２成分接着剤および／または熱活性接着剤などのペーストまたは接着剤でよい。冷却構造体内のコンジットは概して円形の断面を有することができる。任意選択で、コンジットの壁は（コンジットの壁の丸形の形状がより直線的になるように）冷却構造体の表面で平坦にすることができる。その場合、冷却構造体の表面は、平坦なコンジットの壁によって局所的に形成することができ、そうでなければ充填材によって形成することができる。

レシーバは、上記で言及したように車両の一部とすることができる。さらに、レシーバによって受信される磁場を生み出す一次側の機構を備え、さらにレシーバを備える、システムは、レシーバを効率的に冷却することによって改善することができる。したがって、本発明の態様は、レシーバを備える車両に関し、そのシステムに関する。

受信装置の冷却構造体のうちの少なくとも１つは、好ましくは、受信装置を動作させる初期段階で受信装置を温めるために用いられる。初期段階は、磁気誘導による電気エネルギーの発生の前かつ／または開始時の段階とすることができる。具体的には、第１の冷却構造体は、受信装置を動作させる初期段階で、第１の磁場形成機構およびコンデンサ機構を温めるために使用される。そうすることによって、冷却構造体は、受信装置を冷却するだけでなく、動作の初期段階の動作温度の上昇も可能にする。本実施形態は、温度が低すぎても、電気的特性、したがって、共振周波数が通常の動作状態とは異なることがあるという発見に基づく。

少なくとも１つの冷却構造体を通る冷却流体は、好ましくは、ポンプ輸送される。したがって、コンジットを通る流れは、少なくとも１つのポンプを動作させることによって押しやられる。冷却構造体ごとに個別のポンプがあってよい。あるいは、同じポンプが、同じレシーバの複数の冷却構造体を通して冷却流体をポンプ輸送することができる。

好ましくは、１つのポンプまたは各ポンプのうちの少なくとも１つがコントローラによって制御され、ポンプによって発生する冷却流体の圧力または圧力の上昇は、コントローラによって制御および修正することができる。さらに、受信装置が、冷却構造体によって冷却される機構もしくは装置に、またはポンプに関連する冷却構造体に取り付けられる少なくとも１つの温度センサを備えることが好ましい。具体的には、少なくとも１つの温度センサはホットスポットに取り付けることができる。受信装置の動作中に、コントローラは、温度センサによって測定される温度が上昇する場合、または（さらなる実施形態によれば）温度が所定の閾値まで上昇する場合、または（別の実施形態によれば）温度が所定の閾値より上に上昇する場合に、ポンプによって生み出される流体の圧力または圧力上昇が上昇するように、ポンプを制御する。具体的には、コンデンサ機構に温度センサを１つ取り付けることができる。コイル機構の他の領域よりもより多くの電線を有する（具体的には、電線の密度が高い）コイル機構の領域に、１つの温度センサまたは別の温度センサを取り付けることができる。

少なくとも１つの温度センサによって測定される温度が所定の閾値未満（または以下）に低下するかまたは所定の閾値未満（または以下）である場合、ポンプによって生じる流体の圧力または圧力上昇は、好ましくは、低減されるか、または可能性のある流体の圧力または圧力上昇の範囲のより低い領域にある。

具体的には、受信装置を動作させる初期段階で、（電気加熱などの）外部加熱装置を、少なくとも１つの冷却構造体に冷却流体を案内する往路コンジットと接触状態にすることができる。制御装置は、流体の圧力または圧力上昇が適合され受信装置に輸送される熱が制御されるように、ポンプを制御することができる。例えば、熱出力は初期段階の終了時と比べて初期段階の開始時にはより小さくなるように制御することができる。

添付の図面を参照しながら本発明の例を説明する。

受信装置のハウジング（すなわち容器）の例の３次元の図を示す。 図１に示す容器の横面の図を示す。 特定の実施形態による受信装置の内部構成要素を示す、すなわち、内部構成要素を変更できる、図１および図２に示すハウジングを有する受信装置の分解図を示す。 コイルの配置、具体的には、図３に示す配置の例を示す。 受信装置の内部構成要素を位置決めおよび／または固定する構成要素の配置の特定の実施形態を用いる、図３のレシーバのベース部の特定の例を示す。また、受信装置の第１または第２の冷却構造体とすることができる、受信装置を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える冷却構造体を概略的に示す。 コンデンサおよび連結線の配置を分解図に示す。 コンジットが埋め込まれる溝を有するプレート形状のキャリア材料を有する冷却構造体の概略断面図を示す。 コンジットの復路区間内の冷却流体から往路区間の冷却流体への熱伝達を示すとともに、ホットスポットから冷却流体への熱伝達も示す概略上面図を示す。 第１の冷却構造体内のコンジットの往路区間および復路区間が、受信装置の少なくとも１つのコイルの側方端部領域に隣接して配置されることになる第３の冷却構造体往路区間および復路区間に連結される、磁化可能な材料とコンデンサ機構との間に配置されることになる第１の冷却構造体を示す。 図９に示す第３の冷却構造体の連結コンジットおよび１つの要素を示す。 第１から第４の冷却構造体を有する受信装置のさらなる実施形態の概略断面を示す。 図１１の右手側に示す受信装置の領域の変更形態を示す。 磁場を受信する受信装置が車両の底部に組み込まれた、路上走行用車両および路上走行用車両にエネルギーを誘導伝送する機構の概略図を示す。

図１および図２に示す受信装置１は、ベースプレート２および上側部分またはカバー３を有する容器を備える。ベースプレート２は下側（容器によって収納される受信装置の受信側）に平面状の表面を形成し、カバー３によって形成される上側表面は全体として平面ではないが、平面状の領域を備えるだけである。カバー３は、上側（容器または受信装置の受信側の反対側）に突出する細長い３つの突出部分５、６ａ、６ｂを有する。

図１および図２に示す実施形態では、カバー３は容器１の側面の主要な部分を形成する。代替の実施形態では、容器は、平面状の上側部分を有することができ、外側表面を形成する３つ以上の部分を備えることができ、かつ／または、側面のうちのより大きい部分を、図１および図２のベースプレート２に相当するベース部によって形成することができる。

容器の側面は前面に冷却流体入口開口部８ａおよび冷却流体出口開口部８ｂを備える。

図１および図２に示す特定の実施形態によれば、カバー３の突出部分５、６ａ、６ｂは細長く、すなわち、いずれも長手方向軸を有し、その軸に沿って延びる。中央突出部分５は、管状の接続部分７に開口する図２に示す横面に開口部を有し、その管状の接続部分７は、コンデンサと少なくとも１つのコイルの電線とを電気接続するために電気接続線またはケーブルを受けるように使用することができる。

上部に突出部分を有さない容器など、図１および図２に示す実施形態の変更形態が可能である。

図３の分解図は受信装置の特定の実施形態を示し、図では受信装置の構成要素は図１および図２に示す容器に収納される。

容器のベース部２は、受信装置の他の内部構成要素を、具体的には、いずれも三相のコイルを２つ形成する電線を保持する保持装置１２を支える。さらに、保持装置１２は、コイルの上方に位置する受信装置の構成要素を分離、保持、および／または固定する支柱を複数備える。容器のカバー３が容器のベースプレート２に装着されると、カバー３の外側のリムがシーリング１１に当接する。シーリング１１は保持装置１２の外周に位置決めされ、ベースプレート２のリムによって支持される。

保持装置１２の予め決められた受容空間内にコイル機構３１が位置決めされる。交番電流の異なる位相を生み出す異なる電線（位相線）が、上から（カバー３から）見た場合に互いに重なるコイルを形成するので、各位相のうちの少なくとも２つの位相線は、それらが重なる位置で一方が他方の上に長手方向の側面に沿って延びるように、コイル機構の長手方向の側面の近くで隆起する。これらの領域はホットスポットの可能性がある。この種の特定の実施形態の詳細は図４に示し、後述する。

磁化可能な材料の、具体的には、フェリ磁性材料の、またはその代わりに強磁性体材料の機構６１、７１がコイルの上方に配置される。磁化可能な材料のタイル６１は互いの上に積層することができる。磁化可能な材料の高さは、様々であってよく、コイル機構３１の電線の密度（長さ当たりの数）がより高くなる領域の上方で（すなわち、後ろで）より大きくすることができる。この場合、補償材料７１は、磁性材料と補償材料７１の機構全体の高さが一様になるか、または少なくとも磁化可能な材料の高さよりも変化が小さくなるように、磁性材料の高さがより小さい位置に配置することができる。

磁化可能な材料の機構とコンデンサ機構１１１との間に第１の冷却構造体８１が配置される。コンデンサ機構１１１は、磁化可能な材料の後ろ（図の実施形態の上方）に配置される。

任意選択の特性として、磁化可能な材料の機構とコイルとの間に第２の冷却構造体５１が配置される。この第２の冷却構造体５１は非導電性材料かつ磁化不能な材料から作製される。

第１の冷却構造体８１の上に、電気的絶縁材料から作製される絶縁層９１を任意選択で配置することができる。絶縁層９１は、保持装置１２および電気接続部３８、３９、４０（図４を参照）の支柱が切抜き部９５、９６を貫通できるように、切抜き部９５、９６を有する。

コンデンサ機構１１１は、従来の回路基板などシート様のキャリア１０１上に配置される。キャリア１０１には、コンデンサ機構１１１とコイル機構３１との間の電気接続部３８、３９、４０が切抜き部１００を貫通できるように切抜き部１００がある。具体的には、コンデンサ機構１１１は、例えば接着剤によって、キャリア１０１に固定することができ、保持装置１２は、接着剤またはネジ留めなどによって、容器のベースプレート２に固定することができる。好ましくは、ネジは、キャリア１０１を保持装置１２の支柱に固定するためにも使用される。

コイル機構３１の好ましい実施形態を図４に示す。コイル機構は、６個のコイル３３ａ、３３ｂ、３５ａ、３５ｂ、３７ａ、３７ｂから構成され、三相の位相線３２、３４、３６の１つにつきコイルが２つある。各位相線のコイルは、受信装置の同じ高さに互いに隣接して配置される。図４はコイル機構３１の分解図を示す。

１つの位相の２つのコイルを形成するために、それぞれの位相線３２、３４、３６は、第１のコイルの一端で始まり包含される領域の周りを巻かれて第１のコイルを形成し、さらに、第２のコイルによって包含される領域の周りを延在して第２のコイルを形成する。図４に示す例では、各コイルは２から５の巻線を備えることができる。位相線３２、３４、３６の巻線の数は図に示さない。

異なる位相のコイルはコイル機構３１の中間領域で互いに部分的に重なる。位相線３２、３４、３６はコイルが重なる位置で一方が他方の上に配置される。異なる位相線３２、３４、３６の横断方向に延びる区間が、長手方向の側面を互いに接続し、完成したコイル機構３１の同じ高さに配置されるので、少なくとも位相線３４、３６はコイルの長手方向側面に隣接するそれらの延在部分に沿って隆起する。保持装置１２は、これら横断方向に延びる位相線の区間を受容する空間を画定し、それら空間は同じ高さにある。

位相線３２、３４、３６は好ましくはその表面で電気的に絶縁されるが、異なる位相のコイル３３、３５、３７は、スペーサ４１、４２、４３を用いて互いの上に配置することができる。これらスペーサは、一方が他方の上に配置される位置では位相線３２、３４、３６の間に配置される。好ましくは、スペーサは、例えば金属の熱伝達係数と同じ程度の高い熱伝達係数を有する材料から作製される。

第１の位相のコイル３３ｂの長手方向区間には、第２の位相のコイル３５ａ、３５ｂが全面的に重なる。コイル３５ａ、３５ｂがコイル３３ａ、３３ｂの上に配置される場合は、コイル３５ｂの横面で横断方向に延びる区間は、第１の位相の第２のコイル３３ｂによって包含される領域の外側に配置される。第１のコイル３５ａおよび第２のコイル３５ｂの各区間を備える、第２の位相の横断方向に延びる区間は、第１の位相の第２のコイル３３ｂの位相線３２が周囲を延びる領域に配置される。第２の位相の第１のコイル３５ａの横断方向に延びる区間は、第１の位相の第１のコイル３３ａの位相線３２が周囲を延びる領域に配置される。対応する配置を図３から理解することができ、コイルの横断方向に延びる区間は、別のコイルの隣接する横断方向に延びる区間から分離され、離間する。中間領域には、受信装置の内部部品を互いに機械的に連結する別々の２つの支柱１５がある。支柱１５はそれぞれ、隣接する２つの横断方向に延びる区間の間に位置する。

第２の位相のコイル３５および第３の位相のコイル３７は、第１の位相および第２の位相と同様にして互いに対してずれているが、長手方向のずれの長さは第１の位相と第２の位相とのずれの長さの２倍である。その結果、第３の位相の第１のコイル３７ａの横面で横断方向に延びる区間は、第１の位相の第１のコイル３３ａの位相線３２が周りを延びる領域の外側に配置される。一方、第１の位相に対する第３の位相の長手方向のずれの長さは、第１の位相と第２の位相とのずれの長さと同じ量を有するが、第１の位相のコイル機構から見た場合、反対方向に方向づけられる。

それぞれの位相のコイルを形成する位相線３２、３４、３６の少なくとも１つの端部は、コイルから上向きに延びる線区間に接続されるかまたは線区間を形成する。それぞれの上向きに延びる区間３８、３９、４０を図４に示す。位相線３２、３４、３６の他方の端部は、電気的な星形結線の中性点を形成するように互いに直接的に接続することができる（図４に示さない）。各位相線３２、３４、３６の少なくとも１つの端部が上向きに延びる区間３８、３９、４０に接続されるので、コイル機構は、磁化可能な材料の後ろかつ少なくとも冷却構造体８１の後ろに位置するコンデンサ機構１１１に電気接続することができる。具体的には、上向きに延びる区間３８、３９、４０は、いずれも、図３に示すコンデンサ機構１１１の少なくとも１つのコンデンサに接続される。

図５に概略的に示す冷却構造体１４１は、図３に示す第１の冷却構造体８１または第２の冷却構造体５１とすることができる。単一のプレート１４３が、プレート１４３に埋め込まれる複数のコンジット１４５、１４７のためのチャネルを画定する。具体的には、プレート１４３はコンジット１４５、１４７のための溝を備えることができる。複数のコンジット１４５、１４７は流体力学的に互いに平行に連結することができる。これは、コンジット１４５、１４７の往路区間１４６ａ、１４８ａが同じ冷却流体入口に連結される（図５に示さない）ことを意味する。コンジット１４５、１４７の復路区間１４６ｂ、１４８ｂは同じ流体出口（図示せず）に連結される。実際に、プレート形状の冷却構造体はそれぞれ図５に示すようなコンジットをより多く備えることができる。コンジットの往路区間と復路区間とは、往路区間を通って流れる冷却流体が方向転換されて復路区間に入るように、湾曲区間１４９、１５０によって連結される。受信装置内の冷却構造体の位置に応じて、したがって、受信装置にエネルギーを伝送するための磁場の存在に応じて、プレート１４３の材料は金属またはセラミックとすることができる。セラミック材料の代替として、別の非導電性かつ磁化不能な材料を使用することができる。

図６はコンデンサ機構１１１の拡大図を示す。ブロック形状のコンデンサ１１５が複数あり、そのうちのいくつかは、プレート様の電気コネクタ１１６によって互いに電気接続される。コンデンサ１１５は、キャリア１０１によって支えられ、好ましくは、それに固定される。さらに、コンデンサ１１５は、具体的には、図４に示す上向きに延びる接続区間３８、３９、４０を介して、それぞれのコイルに電気接続され、接続線１１２、１１３、１１４を介して、外部装置に、具体的には、受信装置によって生み出される交番電流を整流する整流器に電気接続される。これら外部接続線１１２、１１３、１１４は、図１および図２に示す接続部分７を通してガイドされ得る。

図７は、図５のプレート１４３でよいプレートの領域を通る断面を示す。その領域は２つの溝１５１、１５２を有し、いずれの溝にも、１つのコンジット、すなわち、チューブ１５５、１５６が埋め込まれる。溝１５１、１５２とチューブ１５５、１５６との間の隙間は充填材１５３によって充填される。チューブ１５５の場合は、充填材１５３はチューブ１５５を完全に囲繞し、さらに冷却構造体の表面を形成する。チューブ１５６はチューブ１５５の変更形態である。チューブ１５６は、冷却構造体の表面を形成する平坦な壁区間１５７を有する。チューブ１５６の他の壁区間は円形である。平坦な壁区間により、冷却構造体に接触する機構から平坦な壁区間１５７を介したチューブ１５６の内側の冷却流体への熱伝達が改善される。実際に、同じ冷却構造体の全コンジットがチューブ１５５の構成またはチューブ１５６の構成を有することが好ましい。

図８は、図５のコンジット１４５でよい単一のコンジットを示す。冷却構造体の動作中に、往路区間１４６ａを通って流れる冷却流体に熱が伝達され、そうなることで、流れる間に冷却流体の温度が上昇する。したがって、復路区間１４６ｂを通って流れる冷却流体の温度は、往路区間１４６ａを通って流れる冷却流体の温度よりも高い。その結果、さらに往路区間および復路区間が並列に配置されるので、復路区間１４６ｂの冷却流体から往路区間１４６ａの冷却流体に熱が伝達される。（図８の左手側の）流体入口および流体出口の近くおよび往路区間と復路区間とを連結する湾曲区間１４９の近くに矢印の長さで示すように、流体入口および流体出口の近くの熱伝達が湾曲区間１４９の近くの熱伝達よりも大きい。その理由は、流体入口および流体出口の近くでは温度差がより大きいことである。

往路区間および復路区間の中間領域かつ往路区間と復路区間との間には、受信装置の他の領域よりも温度が高くコンジット１４５のどの区間の冷却流体よりも温度が高いホットスポット１４４がある。したがって、熱がホットスポット１４４から往路区間１４６ａおよび復路区間１４６ｂに伝達される。

図９は、磁化可能な材料と受信装置のコンデンサ機構との間に位置することになる第１の冷却構造体１８１の三次元の図を示す。したがって、冷却構造体１８１は、コンジットが埋め込まれる導電性材料から作製されるプレート１４３を備えることができる。具体的には、図３の第１の冷却構造体８１の代わりに図９の第１の冷却構造体１８１を用いることができる。

複合型の流体入口出口ユニット１６１がプレート１４３に取り付けられる。その流体入口連結部１６２がユニット１６１内で複数の流体入口コンジット１００ａを形成するように分岐する。それら流体入口コンジット１００ａは、いずれもプレート１４３内で流体コンジットの往路区間の１つに連結される。やはりプレート１４３に埋め込まれる復路区間は、いずれもユニット１６１の１つの出口コンジットに連結され、複数の出口コンジットをユニット１６１の流体出口連結部１６３に連結するユニットのコレクタによって再合流される。ユニット１６１が流体入口コンジットと流体出口コンジットとの間の機械的な連結を行うので、出口コンジットから位置口コンジットに熱が伝達され、図８に関連して上記で説明した作用が強化され、すなわち、出口の冷却流体の温度が低下し、１つの冷却構造体内または複数の冷却構造体内の温度差が小さくなる。

第１の冷却構造体１８１に埋め込まれる往路区間および復路区間は、ユニット１６１側からプレート１４３の反対側まで延びる。往路区間および復路区間のいくつかは、この反対側において連結チューブ機構１６６ａ、１６６ｂによって、別々の２つの要素１６５ａ、１６５ｂを有する第３の冷却構造体に連結される。要素１６５はそれぞれ、受信装置の少なくとも１つのコイルの側方端部領域に隣接して配置される。各要素１６５は、冷却流体コンジットの少なくとも１つの往路区間および少なくとも１つの復路区間が埋め込まれるプレート１６７ａ、１６７ｂを有する。連結チューブ機構１６６ａ、１６６ｂは、要素１６５の各往路区間を第１の冷却構造体１８１の１つの往路区間に連結し、要素１６５の各復路区間を第１の冷却構造体１８１の１つの復路区間に連結する。したがって、冷却流体は、流体入口連結部１６２から第１の冷却構造体１８１内の往路区間のうちの少なくともいくつかを通って流れ、連結チューブ機構１６６を介して第３の冷却構造体の往路区間に達し、方向転換区間１６９ａ、１６９ｂによって方向転換されて第３の冷却構造体の復路区間に至る。第３の冷却構造体の復路区間を通り抜けると、冷却流体は、連結チューブ機構１６６を通って流れ第１の冷却構造体１８１の復路区間に戻り、ユニット１６１のコレクタによって集められる。

任意選択で、図９および図１０に示すように、第３の冷却構造体は、第３の冷却構造体のプレートに埋め込まれない追加の冷却流体コンジット１７０、１７１を備えることができる。これら追加のコンジット１７０、１７１は、第４の冷却構造体のコンジットとすることができ、少なくとも１つのコイルの側方端部の領域において磁場から環境を遮蔽するために、少なくとも１つのコイルの側方端部領域と磁化可能な材料との間のプレートに埋め込むことができる。

図１１は、内部冷却構造体を有するレシーバ２００の第２の実施形態を示す。動作中は下から電磁場が受信される。その結果、受信側は、ハウジングの底部分２０２が位置する底部に位置する。上記で言及した横断方向に延びる線区間に対応する中央連結区間および側方連結区間がハウジングの底部分２０２の近くにある状態で、複数の位相線（図の例では三相線）を形成する複数のコイル１３１が延在する。動作中には、磁気誘導によってこれらコイル１３１に電圧が誘起される。

位相線が複数あるので、コイル１３１は受信装置２００の両側に側方端部区間１３２ａ、１３２ｂを形成する。これら側方端部区間１３２は、いずれも、Ｃ字形の磁化可能な材料から作製される１つの（第２の）磁場形成機構１８６ａ、１８６ｂによって３つの面が囲まれる。

コイル１３１の中央連結領域も、コイル１３１の中央領域をほぼ完全に被覆する、磁化可能な材料から作製される（第１の）磁場形成機構１８５によって被覆される。磁化可能な材料は、受信側から見た場合、コイル１３１の中央領域の後ろの領域内に位置する。

第１の磁場形成機構１８５の後ろには、コンデンサ機構２１１が配置され、そのコンデンサはコイル１３１に電気接続される。コンデンサ機構２１１は、キャリアプレート２０１によって支えられてもよいし、および／またはキャリアプレート２０１と機械的な接触状態にすることもできる。キャリアプレート２０１は、好ましくは、アルミニウムなど熱伝導度の高い材料から作製される。

動作中に受信装置２００を冷却するために、受信装置２００は、いずれも複数のコンジットがキャリア材料に埋め込まれる４つの冷却構造体１６５、１８１、１８２、１８３を備える。第１の冷却構造体１８１は、第１の磁場形成機構１８５とコンデンサ機構２１１との間に位置する。第１の冷却構造体１８１は、導電性材料から作製され、第１の磁場形成機構１８５によって実現される磁場形成機能を改善する。第１の冷却構造体１８１は、冷却流体コンジットが埋め込まれるプレートを備える。プレートは、第１の磁場形成機構１８５とコンデンサ機構２１１との間を延びる。底部側では、プレートの表面全体が第１の磁場形成機構１８５の上側の表面と接触状態にある。プレートの上側では、例えばキャリアプレート２０１によって形成されるコンデンサ機構２１１の底面は、第１の冷却構造体１８１の上面と継続的かつ完全な機械的接触状態にある。コンデンサ機構２１１の上面は、好ましくは、ハウジングの上側部分２０３と全面的な機械的接触状態にある。

非導電性かつ磁化不能な材料から作製される第２の冷却構造体１８２が、コイル１３１の中央領域と第１の磁場形成機構１８５の底面との間に配置される。任意選択で、図１１に示すように、第２の冷却構造体１８２の両側の領域が、第１の磁場形成機構１８５の側方の側面と機械的な接触状態にすることができる。この場合、第２の冷却構造体１８２はトラフの形状を有する。

受信装置の内部のハウジングの両側に別々の２つの要素１６５ａ、１６５ｂを備える第３の冷却構造体が、Ｃ字形の第２の磁場形成機構１８６ａ、１８６ｂを冷却するために設けられる。第３の冷却構造体の要素１６５ａ、１６５ｂおよび第１の冷却構造体１８１は図９に示すように配置することができる。好ましくは、コンジットおよび連結チューブ機構は、図９および図１０に示すのと同じように形成される。

要素１６５ａ、１６５ｂの内側の表面は、任意選択で、アルミニウムなどの熱伝導性材料の層を介して、Ｃ字形の第２の磁場形成機構１８６ａ、１８６ｂの外側表面と全体的に接触状態にある（図１２に示す特別な実施形態を参照）。

やはり図の断面がＣ字形の第４の冷却構造体１８３ａ、１８３ｂがコイル１３１の側方端部区間１３２ａ、１３２ｂと第２の磁場形成機構１８６ａ、１８６ｂとの間に設けられる。第４の冷却構造体１８３ａ、１８３ｂはその外側で第２の磁場形成機構１８６ａ、１８６ｂと全面的な機械的接触状態にある。図１２は異なる第４の冷却構造体を有する変更形態を示す。

図１１に示す実施形態の変形形態が可能である。例えば、これは好ましくはないが、第２の磁場形成機構および／または第４の冷却構造体は、コイルのそれぞれの側方端部区間の１面または２面だけを囲繞することができる。例えば、第２の磁場形成機構および第４の冷却構造体がＬ字形であり、そうすることで、それぞれの側方端部区間の側方外面および側方上側を延在する。さらに、またはその代わりに、第２の冷却構造体および／または第４の冷却構造体を省略することができる。さらに、第２の磁場形成機構の外側で、側面だけでなく上面および／または底面にも、第３の冷却構造体を配置することが可能である。その場合、第３の冷却構造体のそれぞれの要素はＬ字形またはＣ字形とすることができる。

図１２は、図１１の右手側のコイルの側方端部区間１３２ａを示すが、冷却構成の変更形態を有する。参照番号２３２によって示される３つの矩形領域は、三相交番電流の異なる位相を通す電線が、上または下から見た場合に互いに交差できる領域を概略的に示す。図１１と同様に、側方端部区間１３２ａは、例えばフェライトから作製されるＣ字形の磁場形成機構２８６ａに埋め込まれる。磁場形成機構２８６ａは、様々な部分から構成することができ、スラブの形態を有する各部分が、側方端部区間１３２ａの１つの面に位置決めされる。コイルの側方端部区間１３２ａに向かう磁場形成機構２８６ａの内側に、第４の冷却構造体２８３が配置される。第４の冷却構造体２８３は、電気絶縁材料から作製され、３つの部分２８４、２８５、２８７を備える。第１の部分２８４は、側方端部区間１３２ａの上部に配置され、内部コンジット２１７を有する冷却プレートを備える。第２の部分２８５は、側方端部区間３１２ａの外側の側方面に配置され、空間を節約するために、冷却流体をガイドするための内部コンジットを有さない冷却プレートを備える。あるいは、内部の冷却コンジットを備えることができる。第３の部分２８７は、側方端部区間１３２ａの底部に配置され、内部コンジット２１７を有する冷却プレートを備える。

磁場形成機構２８６ａは、その外面で、導電性の熱伝導性材料、具体的には、金属、好ましくは、アルミニウムのＣ字形の層２２１によって取り囲まれる。層２２１は、側方端部区間１３２ａの領域において電磁場から外部を遮蔽する追加の遮蔽物である。さらに、層２２１は、磁場形成機構２８６ａとハウジングカバー２１８との間の熱接触を可能にし、ハウジングカバー２１８は、好ましくは、やはり熱伝導性材料、具体的には、金属、好ましくは、アルミニウムから作製される。層２２１は、磁場形成機構２８６ａと第３の冷却構造体２６５ａとの間の熱接触も可能にし、第３の冷却構造体２６５ａは内部流体案内コンジット２１４を有するプレートを備える。第３の冷却構造体２６５ａはアルミニウムから作製することができる。

ハウジングの底部にある受信側は、電気絶縁底部カバー２１９によって被覆される。

図１３は受信装置を有する路上走行用車両２４１を示す。受信装置の位置は、車両の底部で参照番号２４３のブロックによって概略的に示される。整流器が、参照番号２４４の別のブロックによって概略的に示される。具体的には、受信装置は、路上走行用車両２４１の車体の底面によって形成される対応する凹所に配置することができる。車両２４１に無線エネルギー伝送する間は、路面または駐車場の発生装置２４２が、具体的には交番電磁場を発生させることによって、磁場を発生させる。磁場は３本の曲線によって示される。発生装置２４２は、インバータおよび／またはＡＣ／ＡＣ変換器を含むことができる、対応する設備２４５から電流を供給される。

Claims (26)

1. 磁場を受信し磁気誘導によって電気エネルギーを生み出す、具体的には車両（２４１）によって使用される、受信装置（１；２００）であって、
   − 前記受信装置（１；２００）は、少なくとも１本の電線の少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）を備え、前記磁場は、動作中に前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）に電圧を誘起し、
   − 前記受信装置（１；２００）および前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）は、前記受信装置（１；２００）の受信側から前記磁場を受信するように適合され、
   − 前記受信装置（１；２００）は、前記磁場の磁力線を形成するように適合される磁化可能な材料を含む第１の磁場形成機構（６１；１８５）を備え、
   − 前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）は、前記受信装置（１；２００）の前記受信側から見た場合、前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）の後ろに配置され、
   − 前記受信装置（１；２００）は、前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）に電気接続される少なくとも１つのコンデンサ（１１５）を備えるコンデンサ機構（１１１；２１１）を備え、
   − 前記コンデンサ機構（１１１；２１１）は、前記受信装置（１；２００）の前記受信側から見た場合、前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）の後ろに配置され、
   − 前記受信装置（１；２００）は、前記受信装置（１；２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジット（１４５、１４７）を備える第１の冷却構造体（８１；１８１）を備え、
   − 前記第１の冷却構造体（８１；１８１）は、前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）と前記コンデンサ機構（１１１；２１１）との間に配置される、
   受信装置（１；２００）。
2. 前記受信装置（１；２００）は、前記受信装置（１；２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える第２の冷却構造体（５１；１８２）を備え、前記第２の冷却構造体（５１；１８２）は、前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）と前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）との間に配置される請求項１に記載の受信装置。
3. 前記第２の冷却構造体（５１；１８２）は、前記コンジットを収容する、非導電性、非磁性かつ磁化不能な材料のプレートを備える請求項２に記載の受信装置。
4. 前記少なくとも１つのコイル（１３１）は、前記少なくとも１つのコイル（１３１）の両側に側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）を備え、前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）は、前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）間の中央領域を延びる前記少なくとも１つのコイル（１３１）の電線によって互いに接続され、前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）は、前記側方端部領域の側方外面を含む前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）の少なくとも２つの面が、いずれも、前記磁場の磁力線を形成するように適合される磁化可能な材料を含む１つの第２の磁場形成機構（１８６ａ；１８６ｂ）によって囲繞され、前記受信装置（２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える第３の冷却構造体（１６５ａ、１６５ｂ）が、いずれも、前記第２の磁場形成機構（１８６ａ；１８６ｂ）の外側に配置される請求項１〜３の何れか一項に記載の受信装置。
5. 前記受信装置（２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える第４の冷却構造体（１８３ａ、１８３ｂ）が、いずれも、前記第２の磁場形成機構（１８６ａ；１８６ｂ）と前記少なくとも１つのコイル（１３１）の前記側方端部領域との間に配置される請求項４に記載の受信装置。
6. 前記第４の冷却構造体（１８３ａ、１８３ｂ）は、前記コンジットを収容する、非導電性、非磁性かつ磁化不能な材料のプレートを備える請求項５に記載の受信装置。
7. 前記第１の冷却構造体（８１；１８１）は前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）を全面的に被覆する請求項１〜６の何れか一項に記載の受信装置。
8. 前記第１の冷却構造体（８１；１８１）は、前記コンジット（１４５、１４７）を収容する導電性材料のプレート（１４３）を備える請求項１〜７の何れか一項に記載の受信装置。
9. 前記第１の冷却構造体（１８１）は、前記第１の冷却構造体（１８１）の複数のコンジット（１４５、１４７）を形成するように分岐する流体入口（１６２）に連結され、前記複数のコンジット（１４５、１４７）内の冷却流体の流れを再合流させる流体出口（１６３）に連結される請求項１〜８の何れか一項に記載の受信装置。
10. 前記第１の冷却構造体（１４１；１８１）の少なくとも１つのコンジットが、流入する冷却流体を流体入口からガイドする往路区間（１４６ａ、１４８ａ）および冷却流体を前記往路区間（１４６ａ、１４８ａ）から流体出口までガイドする復路区間（１４６ｂ、１４８ｂ）を備え、前記往路区間（１４６ａ、１４８ａ）と前記復路区間（１４６ｂ、１４８ｂ）とは、互いに並列に延び、前記少なくとも１つのコンジットを支持する、前記第１の冷却構造体（１４１；１８１）の支持材によって互いに機械的に連結される請求項１〜９の何れか一項に記載の受信装置。
11. 磁場を受信し磁気誘導によって電気エネルギーを生み出す、具体的には車両によって使用される、受信装置（１；２００）を製造する方法であって、
    − 少なくとも１本の電線の少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）を設けるステップであって、前記磁場は、動作中に前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）に電圧を誘起し、前記受信装置（１；２００）および前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）は、前記受信装置（１；２００）の受信側から前記磁場を受信するように適合される、ステップと、
    − 前記磁場の磁力線を形成するように適合される磁化可能な材料を含む第１の磁場形成機構（６１；１８５）を設けるステップと、
    − 前記受信装置（１；２００）の前記受信側から見た場合、前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）の後ろに前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）を配置するステップと、
    − 前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）に電気接続される少なくとも１つのコンデンサ（１１５）を備えるコンデンサ機構（１１１；２１１）を設けるステップと、
    − 前記受信装置（１；２００）の前記受信側から見た場合、前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）の後ろに前記コンデンサ機構（１１１；２１１）を配置するステップと、
    − 前記受信装置（１；２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジット（１４５、１４７）を備える第１の冷却構造体（８１；１８１）を設けるステップと、
    − 前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）と前記コンデンサ機構（１１１；２１１）との間に前記第１の冷却構造体（８１；１８１）を配置するステップと、
    を含む方法。
12. 前記受信装置（１；２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える第２の冷却構造体（５１；１８２）が設けられ、前記第２の冷却構造体（５１；１８２）は、前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）と前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）との間に配置される請求項１１に記載の方法。
13. 前記第２の冷却構造体（５１；１８２）は、前記コンジットを収容する、非導電性、非磁性かつ磁化不能な材料のプレートを備える請求項１２に記載の方法。
14. 前記少なくとも１つのコイル（１３１）は、前記少なくとも１つのコイル（１３１）の両側に側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）を備え、前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）は、前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）間の中央領域を延びる前記少なくとも１つのコイル（１３１）の電線によって互いに接続され、前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）は、前記側方端部領域の側方外面を含む前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）の少なくとも２つの面が、いずれも、前記磁場の磁力線を形成するように適合される磁化可能な材料を含む１つの第２の磁場形成機構（１８６ａ；１８６ｂ）によって囲繞され、前記受信装置（２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える第３の冷却構造体（１６５ａ、１６５ｂ）が、いずれも、前記第２の磁場形成機構（１８６ａ；１８６ｂ）の外側に配置される請求項１１〜１３の何れか一項に記載の方法。
15. 前記受信装置（２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備える第４の冷却構造体（１８３ａ、１８３ｂ）が、いずれも、前記第２の磁場形成機構（１８６ａ；１８６ｂ）と前記少なくとも１つのコイル（１３１）の前記側方端部領域との間に配置される請求項１４に記載の方法。
16. 前記第４の冷却構造体（１８３ａ、１８３ｂ）は、前記コンジットを収容する、非導電性、非磁性かつ磁化不能な材料のプレートを備える請求項１５に記載の方法。
17. 前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）は前記第１の冷却構造体（８１；１８１）によって全面的に被覆される請求項１１〜１６の何れか一項に記載の方法。
18. 前記第１の冷却構造体（１８１）は、流体入口（１６２）が前記第１の冷却構造体（１８１）の複数のコンジット（１４５、１４７）を形成するように分岐するようにして、前記流体入口（１６２）に連結され、前記第１の冷却構造体（１８１）は、前記複数のコンジット（１４５、１４７）内の冷却流体の流れを再合流させる流体出口（１６３）に連結される請求項１１〜１７の何れか一項に記載の方法。
19. 前記第１の冷却構造体（１４１；１８１）の少なくとも１つのコンジットが、流入する冷却流体を流体入口からガイドする往路区間（１４６ａ、１４８ａ）および冷却流体を前記往路区間（１４６ａ、１４８ａ）から流体出口までガイドする復路区間（１４６ｂ、１４８ｂ）を備え、前記往路区間（１４６ａ、１４８ａ）と前記復路区間（１４６ｂ、１４８ｂ）とは、互いに並列に配置され、前記少なくとも１つのコンジットを支持する、前記第１の冷却構造体（１４１；１８１）の支持材によって互いに機械的に連結される請求項１１〜１８の何れか一項に記載の方法。
20. 磁場を受信し磁気誘導によって電気エネルギーを生み出す、具体的には車両によって使用される、受信装置（１；２００）を動作させる方法であって、
    − 前記受信装置（１；２００）の少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）であって、前記コイルは少なくとも１本の電線を有し、前記磁場は、前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）に電圧を誘起し、前記受信装置（１；２００）および前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）は、前記受信装置（１；２００）の受信側から前記磁場を受信する、少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）と、
    − 前記磁場の磁力線を形成するように適合される磁化可能な材料を含む第１の磁場形成機構（６１；１８５）であって、前記受信装置（１；２００）の前記受信側から見た場合、前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）の後ろに配置される、第１の磁場形成機構（６１；１８５）と、
    − 前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）に電気接続される少なくとも１つのコンデンサ（１１５）を備えるコンデンサ機構（１１１；２１１）であって、前記受信装置（１；２００）の前記受信側から見た場合、前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）の後ろに配置される、コンデンサ機構（１１１；２１１）と、
    − 前記受信装置（１；２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジット（１４５、１４７）を備える第１の冷却構造体（８１；１８１）であって、前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）と前記コンデンサ機構（１１１；２１１）との間に配置される、第１の冷却構造体（８１；１８１）と、
    を用いる方法。
21. 第２の冷却構造体（５１；１８２）が用いられ、前記第２の冷却構造体（５１；１８２）は前記受信装置（１；２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備え、前記第２の冷却構造体（５１；１８２）は、前記少なくとも１つのコイル（３３、３５、３７；１３１）と前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）との間に配置される請求項２０に記載の方法。
22. 前記少なくとも１つのコイル（１３１）は、前記少なくとも１つのコイル（１３１）の両側に側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）を備え、前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）は、前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）間の中央領域を延びる前記少なくとも１つのコイル（１３１）の電線によって互いに接続され、前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）は、前記側方端部領域の側方外面を含む前記側方端部領域（１３２ａ、１３２ｂ）の少なくとも２つの面が、いずれも、前記磁場の磁力線を形成するように適合される磁化可能な材料を含む１つの第２の磁場形成機構（１８６ａ；１８６ｂ）によって囲繞され、第３の冷却構造体（１６５ａ、１６５ｂ）が用いられ、前記第３の冷却構造体（１６５ａ、１６５ｂ）は、前記受信装置（２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備え、いずれも前記第２の磁場形成機構（１８６ａ；１８６ｂ）の外側に配置される請求項２０または２１に記載の方法。
23. 第４の冷却構造体（１８３ａ、１８３ｂ）が用いられ、前記第４の冷却構造体（１８３ａ、１８３ｂ）は、前記受信装置（２００）を冷却するために冷却流体の流れをガイドするコンジットを備え、いずれも、前記第２の磁場形成機構（１８６ａ；１８６ｂ）と前記少なくとも１つのコイル（１３１）の前記側方端部領域との間に配置される請求項２２に記載の方法。
24. 前記第１の冷却構造体（８１；１８１）は、前記受信装置（１；２００）を動作させる初期段階で、前記第１の磁場形成機構（６１；１８５）および前記コンデンサ機構（１１１；２１１）を温めるために用いられる請求項２０〜２３の何れか一項に記載の方法。
25. 前記冷却流体は前記受信装置の流体入口（１６２）からガイドされ、前記流体入口（１６２）は前記第１の冷却構造体（１４１；１８１）の複数のコンジット（１４５、１４７）を形成するように分岐し、前記冷却流体は、前記複数のコンジット（１４５、１４７）から、前記第１の冷却構造体（１４１；１８１）に連結される流体出口（１６３）に再合流される請求項２０〜２４の何れか一項に記載の方法。
26. 前記第１の冷却構造体（１４１；１８１）を通る冷却流体が、前記第１の冷却構造体（１４１；１８１）のコンジットの往路区間（１４６ａ、１４８ａ）を通してガイドされ、前記往路区間（１４６ａ、１４８ａ）から前記コンジットの復路区間（１４６ｂ、１４８ｂ）を通して流体出口までガイドされ、前記往路区間（１４６ａ、１４８ａ）と前記復路区間（１４６ｂ、１４８ｂ）とは、互いに並列に配置され、前記少なくとも１つのコンジットを支持する、前記第１の冷却構造体（１４１；１８１）の支持材によって互いに機械的に連結される請求項２０〜２５の何れか一項に記載の方法。

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