JP7390573B2 - 非接触給電システム及び非接触受電装置 - Google Patents

Description

本開示は、一般には、非接触給電システム及び非接触受電装置に関する。本開示は、詳細には、電動移動体が備える蓄電池に給電できる非接触給電システム及び非接触受電装置に関する。

特許文献１には、電動車輌を駐車させる駐車部材と、駐車部材に電動車輌が駐車された時に電動車輌側に設けられた受電部材に近接する位置に、受電部材と非接触の状態で電気的に接続する給電部材を設けて成る充電装置付き駐車装置が開示されている。

特開２００３－７９００６号公報

特許文献１の充電装置付き駐車装置では、電動車両（電動移動体）が所定位置からずれると、受電部材（受電部）と給電部材（送電部）との間で電力の伝達効率が低下する可能性がある。

本開示の目的は、電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触給電システム及び非接触受電装置を提供することにある。

本開示の一態様の非接触給電システムは、受電部と、非接触給電装置と、を備える。前記受電部は、蓄電池の電力を用いて移動可能な電動移動体に設けられる、前記非接触給電装置は、駐車中の前記電動移動体の前記蓄電池に、非接触給電トランスを用いて給電する。前記非接触給電装置は、前記非接触給電トランスの送電部を有する。前記電動移動体の駐車中に前記送電部と前記受電部とが対向している状態で、前記送電部が前記受電部に非接触で給電している。前記受電部が、前記電動移動体が備える車輪の車軸の延長線上に配置されている。前記電動移動体は、前記車軸を保持するフォーク部を有する。前記フォーク部を含む車体の一部に前記受電部を取り付けるための取付部材が、前記フォーク部の第１部位及び第２部位に固定される。前記第１部位は前記フォーク部の先端である。前記取付部材は、前記フォーク部の前記第１部位に固定されるベース部と、前記ベース部から前記車軸の軸方向と交差する方向に延び、かつ、前記フォーク部に沿って延びる延伸部と、を有する。前記延伸部には、前記取付部材を前記第２部位に固定する固定用のねじを挿入するための貫通孔が延出方向に沿って複数設けられている。前記延伸部が、複数の前記貫通孔のいずれかに挿入されたねじで前記フォーク部の前記第２部位に固定される。

本開示の一態様の非接触受電装置は、前記非接触給電システムが備える非接触受電装置である。前記非接触受電装置は、前記受電部を備える。前記受電部が，前記電動移動体が備える前記車輪の前記車軸の延長線上に配置されるように、前記電動移動体の車体に取り付けられている。

本開示の目的は、電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触給電システム及び非接触受電装置を提供することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る非接触給電システムの一部を破断した正面図である。 図２は、同上の非接触給電システムが備える非接触給電装置の要部の断面図である。 図３は、同上の非接触給電装置が電動移動体を充電していない状態の正面図である。 図４は、同上の非接触給電装置を前側から見た外観斜視図である。 図５は、同上の非接触給電装置を後側から見た外観斜視図である。 図６Ａは、同上の非接触給電装置の正面図である。図６Ｂは、同上の非接触給電装置の背面図である。 図７Ａは、同上の非接触給電装置の右側面図である。図７Ｂは、同上の非接触給電装置の左側面図である。 図８Ａは、同上の非接触給電装置の下面図である。図８Ｂは、同上の非接触給電装置の平面図である。 図９は、同上の非接触給電システムが備える非接触受電装置が電動移動体に取り付けられた状態の要部の斜視図である。 図１０は、同上の非接触受電装置が電動移動体に取り付けられる前の状態の要部の斜視図である。 図１１は、同上の非接触給電装置が備える車輪載置部に電動移動体の車輪を載せる前の状態を示す概略的な斜視図である。 図１２は、同上の非接触給電装置が備える車輪載置部に電動移動体の車輪を載せる前の状態を示す概略的な右側面図である。

（実施形態）
（１）概要
以下の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

本実施形態の非接触給電システムＡ１は、図１に示すように、蓄電池３２０（図９参照）の電力を用いて移動可能な電動移動体３に対して非接触で給電するために用いられる。

非接触給電システムＡ１は、受電部２０と、非接触給電装置１と、を備える。受電部２０は、蓄電池３２０の電力を用いて移動可能な電動移動体３に設けられる。非接触給電装置１は、駐車中の電動移動体３の蓄電池３２０に、非接触給電トランスＴＲ１を用いて給電する。非接触給電装置１は、非接触給電トランスＴＲ１の送電部１０を有する。電動移動体３の駐車中に、送電部１０と受電部２０とが対向している状態で、送電部１０が受電部２０に非接触で給電している。受電部２０が、電動移動体３が備える車輪（例えば前輪３１０）の車軸３１１の延長線上に配置されている。

本実施形態では、非接触給電システムＡ１が給電する対象の電動移動体３は、例えば電動自転車である。なお、電動移動体３は、電動自転車に限定されず、電動モータ付きのキックボード、電動モータ付きの三輪車、電動車椅子、３輪又は４輪の小型モビリティ、又は電動自動車等でもよい。以下の実施形態では電動移動体３が電動自転車である場合について説明する。

ここにおいて、「非接触で給電」するとは、送電部１０と受電部２０との間が電線等を介して物理的に接続されていない状態で給電することをいう。したがって、非接触で給電するとは、送電部１０の第１面１２と受電部２０の第２面２２とが互いに接触しているが、送電部１０と受電部２０とが互いに連結されていない状態で給電することを含み得る。

本実施形態の非接触給電システムＡ１では、受電部２０が電動移動体３が備える車輪の車軸３１１の延長線上に配置されている。電動移動体３の車輪には比較的高い寸法精度が要求されるので、車軸３１１の延長線上に受電部２０を配置することで、受電部２０の位置がずれにくくなる。したがって、送電部１０と受電部２０との相対的な位置ずれを低減でき、送電部１０と受電部２０との間で電力の伝達効率が低下する可能性を低減でき、電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触給電システムＡ１を提供することができる。

本実施形態の非接触給電システムＡ１は電動移動体３を更に備える。非接触給電システムＡ１は上述の保持部（コイルばね９０）を備えているので、電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触給電システムＡ１を提供することができる。

（２）詳細
本実施形態の非接触給電システムＡ１について図１～図１２を参照して詳しく説明する。以下の説明において、図１及び図３～図５におけるＸ軸方向を左右方向、Ｙ軸方向を前後方向（奥行き方向）、Ｚ軸方向を上下方向と規定する。さらに、Ｘ軸方向の正の向きを右側、Ｙ軸方向の正の向きを前側、Ｚ軸方向の正の向きを上側と規定する。ただし、これらの方向は一例であり、非接触給電システムＡ１の使用時の方向を限定する趣旨ではない。また、図面中の各方向を示す矢印は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。

非接触給電システムＡ１は、送電部１０を有する非接触給電装置１と、受電部２０を有する非接触受電装置２とを備える。本実施形態では、非接触受電装置２は取付部材４を用いて電動移動体３に取り付けられている。非接触給電装置１は、電動移動体３の駐車時に、非接触受電装置２に対して電力を供給し、非接触受電装置２を介して電動移動体３の蓄電池３２０を充電するために使用される。以下、電動移動体３、非接触受電装置２、取付部材４及び非接触給電装置１についてそれぞれ説明する。

（２．１）電動移動体
電動移動体３は、例えば、電動機で人力を補助する電動アシスト自転車である。なお、電動移動体３は、電動機のみで走行可能な電動自転車でもよい。

電動移動体３は、図９に示すように、蓄電池３２０と、蓄電池３２０を充電する充電回路３２１とを有する。また、電動移動体３は、車輪（例えば後輪）に回転力を加える電動機と、蓄電池３２０に蓄えられた電力で電動機を回転させる制御回路とを備える。この制御回路は、例えば人がペダルを踏む力をセンサ等で検出し、センサの検出結果に基づいて電動機の回転力を制御する。

電動移動体３の車体３０１は、図９及び図１０に示すように、車輪（例えば前輪３１０）の車軸３１１を保持する二股のフォーク部（フロントフォーク）３０２を備えている。ここで、フォーク部３０２を含む車体３０１の一部に受電部２０を取り付けるための取付部材４と、車軸３１１とがフォーク部３０２に共締めされている。これにより、電動移動体３において前輪３１０の車軸３１１をフォーク部３０２に固定するための構成を利用して受電部２０を車体３０１に取り付けることができるので、簡易な構成で受電部２０を電動移動体３に取り付けることができる。なお、取付部材４については、「（２．３）取付部材」の欄で詳しく説明する。

（２．２）非接触受電装置
非接触受電装置２は、図１、図９及び図１０に示すように、受電部２０と、受電部２０を保持するベース部材２７と、を備えている。非接触受電装置２の受電部２０は、電動移動体３が備える車輪に対して固定された位置に配置されており、本実施形態では受電部２０は前輪３１０に対して固定された位置に配置されている。さらに言えば、受電部２０は、電動移動体３が備える車輪（例えば前輪３１０）の車軸３１１の延長線Ｌ１上に配置されるように、電動移動体３の車体３０１（例えばフォーク部３０２）に取り付けられている。したがって、送電部１０及び受電部２０は、車輪（前輪３１０）の車軸３１１の延長線Ｌ１上で対向している。電動移動体３の車輪（前輪３１０）の寸法及び形状は走行性能に大きく影響するため、一般的に高い寸法精度が要求されている。本実施形態では、受電部２０が車輪（前輪３１０）に対して固定された位置であって、例えば車軸３１１の延長線Ｌ１上に配置されているので、車体３０１において受電部２０の位置のずれが抑制される。したがって、送電部１０と受電部２０との相対的な位置ずれを低減でき、送電部１０と受電部２０との間での電力の伝達効率の低下を抑制できる。また、電動移動体３では、保持部（コイルばね９０）による押し付け力を車軸３１１及びその周辺で受けることができるので、電動移動体３において保持部（コイルばね９０）による押し付け力を受ける部位の強度を高めやすいという利点がある。

受電部２０は、受電コイルを有する受電モジュール２１と、受電モジュール２１の側面を少なくとも覆う受電側カバー２３とを備える。

受電モジュール２１は、例えばスパイラルコイルのような受電コイルと、受電用電源回路とを合成樹脂製のケース内に収容して構成される。受電モジュール２１は、送電部１０と対向する第２面２２を有している。第２面２２の平面視の形状は略円形である。送電部１０と受電部２０との間では例えば電磁誘導方式で非接触給電が行われる。送電部１０の第１面１２と受電モジュール２１の第２面２２とが対向した状態で、送電部１０の送電コイルに高周波の電流が流れると、送電コイルと受電コイルとの間に誘導磁束が発生し、受電コイルに所定周波数の高周波電流が流れる。受電モジュール２１の受電用電源回路は、受電コイルに流れる電流を整流、平滑することで、所定の電圧値（例えばＤＣ２４Ｖ）の直流電圧を発生する。受電モジュール２１は電線２９を介して充電回路３２１に接続されており、充電回路３２１は受電モジュール２１から直流電力の供給を受けて蓄電池３２０を充電する。なお、非接触給電システムＡ１が採用する非接触給電方式は、電磁誘導方式に限定されず、磁気共鳴方式、電界結合方式、又は直流共鳴方式等の非接触給電方式でもよい。

ベース部材２７は円板状の金属板を有している。ベース部材２７の一面には、受電モジュール２１が例えばねじ又はスナップフィット等の適宜の方法で取り付けられている。また、ベース部材２７の一面には、受電モジュール２１を覆うようにして、受電側カバー２３がねじ又はスナップフィット等の適宜の方法で取り付けられている。

受電側カバー２３は、円環状の前壁２４と、前壁２４の外周縁から送電部１０と反対側に突出する周壁２６とを備えている。前壁２４の中央には、受電モジュール２１の第２面２２を露出させる円形の窓孔２５が設けられている。前壁２４の表面は、外側に行くほど送電部１０から離れる向きに傾斜する傾斜面２４Ａとなっている。

ここにおいて、窓孔２５から露出する第２面２２と、受電側カバー２３とで、受電コイルを覆う第２カバー部２８（図９及び図１０参照）が構成される。つまり、受電部２０は、受電コイルと、第２面２２を含んで受電コイルを覆う第２カバー部２８とを有している。なお、本実施形態では第２面２２と、受電側カバー２３とが別体であるが、第２面２２を有する受電モジュール２１と受電側カバー２３とが一体の部品（第２カバー部２８）として形成されてもよい。また、受電側カバー２３が、受電モジュール２１におけるベース部材２７と反対側の面を覆ってもよく、この場合は受電側カバー２３の表面が第２面２２となる。

（２．３）取付部材
取付部材４は、電動移動体３の前輪３１０を保持するフォーク部３０２に非接触受電装置２を取り付けるために用いられる。

取付部材４は、図１０に示すように、前輪３１０の車軸３１１を挿入するための貫通孔４２が設けられた矩形板状のベース部４１を有している。ベース部４１の３辺には受電部２０が取り付けられる受電部取付部４３がそれぞれ設けられ、ベース部４１の残りの１辺からは延伸部４４が延びている。つまり、取付部材４は、車輪（例えば前輪３１０）の車軸３１１を挿入するための貫通孔４２を有するベース部４１と、ベース部４１の周縁部に設けられて受電部２０が取り付けられる受電部取付部４３と、を有している。受電部２０は取付部材４を用いて電動移動体３の車体３０１に取り付けられるので、車軸３１１をフォーク部３０２に固定するための構成を利用して受電部２０を車体３０１に取り付けることができる。

受電部取付部４３は側面視の形状がＬ形に形成されており、受電部取付部４３において受電部２０が固定される部位は、ベース部４１に対して、車輪（前輪３１０）と反対側に位置をずらして配置されている。つまり、受電部取付部４３は、ベース部４１に対して車輪（前輪３１０）と反対側に配置されており、受電部２０は、ベース部４１に対して車輪（前輪３１０）と反対側で、受電部取付部４３に取り付けられている。すなわち、受電部取付部４３において受電部２０が固定される部位と、ベース部４１との間には、車軸３１１の軸方向において間隔が開けられており、受電部取付部４３に固定される受電部２０は、ベース部４１に対して車輪（前輪３１０）と反対側に配置されている。これにより、受電部取付部４３に取り付けられる受電部２０とベース部４１との間に間隔を開けた状態で受電部２０を配置することができる。したがって、受電部取付部４３に取り付けられる受電部２０とベース部４１との間に、取付部材４と車軸３１１とをフォーク部３０２に共締めするための部材（例えばナット４６）を配置することができる。

ここで、延伸部４４は、車軸３１１の軸方向（図９及び図１０の線Ｌ１と平行な方向）と交差する方向に延びており、この延伸部４４がフォーク部３０２に固定される。本実施形態では延伸部４４はフォーク部３０２に沿って延びている。延伸部４４には固定用のねじ４８を挿入するための貫通孔４５が延出方向に沿って複数設けられている。なお、延伸部４４に複数の貫通孔４５が設けられることは必須ではなく、少なくとも１つの貫通孔４５が設けられていればよい。

この取付部材４と前輪３１０の車軸３１１とはフォーク部３０２の先端部分に共締めされる。取付部材４をフォーク部３０２に取り付ける際には、まずフォーク部３０２の先端部分の溝に車軸３１１を通し、この車軸３１１にベース部４１の貫通孔４２とワッシャ４７とを通す。そして、車軸３１１の先端部分のねじ部にナット４６をねじ込むことによって、車軸３１１と取付部材４とをフォーク部３０２の先端部分である第１部位３０４（図１０参照）に共締めする。

そして、フォーク部３０２に設けられた固定片３０３のねじ孔と、延伸部４４の貫通孔４５とを位置合わせした後、ねじ４８のねじ部をワッシャ４９と貫通孔４５とに通して固定片３０３のねじ孔にねじ込むことで、延伸部４４をフォーク部３０２に固定する。つまり、フォーク部３０２の先端側の第１部位３０４で車軸３１１と取付部材４とが共締めされるとともに、取付部材４は、フォーク部３０２において第１部位３０４以外の第２部位３０５で更に固定されている。取付部材４は、フォーク部３０２において第１部位３０４以外の第２部位３０５でも固定されているので、取付部材４のベース部４１が車軸３１１の周りに回転しにくくなる。ベース部４１が車軸３１１の周りに回転すると、ナット４６が緩みやすくなるが、本実施形態では取付部材４を第２部位３０５でも固定することで、取付部材４が回転しにくくなる。したがって、車軸３１１を固定するナット４６が緩みにくくなり、車軸３１１の固定状態が緩む可能性を低減できる。

次に、取付部材４がフォーク部３０２に固定された状態で、各受電部取付部４３の貫通孔に通した固定ねじ４３１（図１参照）を、受電部２０のベース部材２７のねじ孔にねじ込むことによって、受電部２０が取付部材４に固定される。これにより、受電部２０が取付部材４を介して電動移動体３のフォーク部３０２に取り付けられており、受電部２０は、電動移動体３が備える車輪（前輪３１０）の車軸３１１の延長線上に配置されている。

上述のように、車輪（前輪３１０）には高い寸法精度が要求されるので、車軸３１１の延長線上に受電部２０が配置されることで、受電部２０の取付位置が精度よく定まる。よって、送電部１０と受電部２０との相対的な位置ずれを低減できるので、送電部１０と受電部２０との間の電力の伝達効率の低下を抑制できる。また、受電部２０は、ベース部４１に対して前輪（車輪）３１０と反対側で、受電部取付部４３に取り付けられており、ベース部４１に比べて車輪（前輪３１０）から離れた位置に配置できるので、受電部２０が車輪（前輪３１０）に接触する可能性を低減できる。また、受電部２０は、取付部材４を介して、車輪（前輪３１０）に対して固定された位置に配置されるので、電動移動体３が移動する場合でも受電部２０の位置がぐらつくのを抑制できる。

本実施形態では、フォーク部３０２に沿って延びている延伸部４４が、フォーク部３０２に固定されるので、延伸部４４をフォーク部３０２に固定する作業がやりやすいという利点がある。

なお、本実施形態では、取付部材４の延伸部４４が、フォーク部３０２の固定片３０３に固定されているが、延伸部４４はフォーク部３０２に適宜の方法で固定されていればよい。例えば、合成樹脂製の結束バンドを用いて延伸部４４とフォーク部３０２とを一括りにしてもよいし、フォーク部３０２とは別体の金具を用いて延伸部４４をフォーク部３０２に固定してもよい。

また、取付部材４が第１部位３０４以外で車体３０１に固定される部位は、フォーク部３０２に限定されず、車体３０１におけるフォーク部３０２以外の部位（例えばフレーム等）に取り付けられてもよい。また、取付部材４は、電動移動体３の後輪を保持するフォーク部に取り付けられてもよい。

（２．４）非接触給電装置
非接触給電装置１は、図１～図１２に示すように、例えば地面等の設置面Ｇ１に設置される本体５０を有している。本体５０に、保持部であるコイルばね（弾性部材）９０が設けられている。また、本体５０に支持部７０が設けられている。なお、保持部はコイルばね９０に限定されず、板ばね又は弾性ゴムなどの弾性部材でもよい。

本体５０は、設置面Ｇ１に置かれる台座部５１と、台座部５１の片側（例えば右側）に設けられた車輪載置部５２と、台座部５１の上面から斜め上向きに突出する支柱部５３とを備えている。電動移動体３の駐車時には、電動移動体３の前輪３１０が車輪載置部５２に載せられる。つまり、駐車時において、電動移動体３は、前輪３１０が車輪載置部５２に載せられ、後輪側に設けられたスタンドで後輪側が支持された状態で直立している。なお、本体５０は、金属製のフレーム５４，５５（図１参照）に合成樹脂製のカバーを被せた状態で構成されている。

台座部５１は、上下方向の寸法、及び、左右方向の寸法が前後方向の寸法に比べてそれぞれ小さい直方体状であって、後側の側面が斜めに傾斜している。

車輪載置部５２の上面には、電動移動体３の前輪３１０が挿入される溝状のガイド部５７が設けられている。ガイド部５７は、第１面１２と第２面２２とが対向する位置に電動移動体３（具体的には電動移動体３の車輪であって例えば前輪３１０）をガイドするために非接触給電装置１に設けられている。ガイド部５７は、車輪載置部５２の前端付近から後端付近まで設けられている。ガイド部５７の前後方向における中間部には、前輪３１０が嵌るように円弧状に凹んだ保持溝５８が設けられている。保持溝５８の表面は、電動移動体３の前輪３１０のインチ径に合わせた曲面に形成されている。そして、ガイド部５７において保持溝５８よりも前側の部位には、前側に行くほど設置面Ｇ１からの高さが低くなるように、設置面Ｇ１に対して傾斜する傾斜部５９が設けられている。したがって、ガイド部５７は、第１面１２と第２面２２とが対向する位置に車輪（前輪３１０）をガイドする際に、車輪が上側に移動するようにガイドしている。

支柱部５３は、上下方向に長い直方体状であって、上端部が曲面状に形成されている。支柱部５３は、台座部５１の上面において左端に寄せて設けられている。支柱部５３における車輪載置部５２側の側面６０には、車輪載置部５２の保持溝５８に前輪３１０が嵌った状態で、電動移動体３に設けられた受電部２０と対向する部位に、円形の窓孔６１が設けられている。また、支柱部５３の上部には、動作表示用の発光ダイオードＬＤ１の発光部分を露出するための貫通孔５６（図４参照）が設けられている。例えば、送電部１０が受電部２０に電力供給する場合に、発光ダイオードＬＤ１が点灯しており、ユーザは、発光ダイオードＬＤ１の発光状態に基づいて非接触給電装置１による給電状態を確認することができる。

支柱部５３の内部には、窓孔６１から第１面１２を露出させた状態で送電部１０が収容されている。

送電部１０は、送電コイルを有する送電モジュール１１と、送電モジュール１１の側面を覆う送電側カバー１３とを備える。送電部１０は、ベース部材１７（図２参照）に保持されている。

送電モジュール１１は、例えばスパイラルコイルのような送電コイルと、送電用電源回路とを合成樹脂製のケース内に収容して構成される。送電モジュール１１は、受電部２０と対向する第１面１２を有している。第１面１２の平面視の形状は略円形である。上述したように、送電部１０と受電部２０との間では電磁誘導方式で非接触給電が行われる。送電モジュール１１の送電用電源回路は、台座部５１に収容された電源ユニット６２と電線１９を介して電気的に接続されている。電源ユニット６２の電源コード６３は台座部５１の外部に引き出されている。電源コード６３の端部に設けられたプラグ６４を非接触給電装置１の設置場所に設けられたコンセントに接続すると、電源ユニット６２に電力が供給され、電源ユニット６２は送電用電源回路に対して所定の電圧値（例えばＤＣ２４Ｖ）の直流電圧を供給する。送電用電源回路は、電源ユニット６２から供給された直流電圧を所定周波数の高周波電流に変換して送電コイルに供給する。

ここで、車輪載置部５２に電動移動体３の前輪３１０が載せられていない待機状態では、送電用電源回路は、蓄電池３２０の充電時に比べて小さい待機電流を送電コイルに流している。車輪載置部５２に電動移動体３の前輪３１０が載せられ、送電部１０の第１面１２と受電部２０の第２面２２とが対向すると、送電コイルと受電コイルとの間に誘導磁束が発生し、受電コイルに高周波の電流が流れる。受電コイルに高周波の電流が流れることによって受電側電源回路に電力が供給されると、受電側電源回路が起動し、受電側電源回路と送電側電源回路との間で通信が行われる。送電側電源回路は、受電側電源回路との通信によって車輪載置部５２に電動移動体３の前輪３１０が載せられたことを検知すると、待機電流に比べて大きな電流を送電コイルに流し、蓄電池３２０を充電するのに必要な電力を受電部２０に供給する。

ベース部材１７は円板状の金属板からなり、ベース部材１７の一面に送電モジュール１１がねじ又はスナップフィット等の適宜の方法で取り付けられている。また、ベース部材１７の一面には、送電モジュール１１を覆うようにして、送電側カバー１３がねじ又はスナップフィット等の適宜の方法で取り付けられている。

送電側カバー１３は、図４及び図５に示すように円環状の前壁１４と、前壁１４の外周縁から受電部２０と反対側に突出する周壁１６とを備えている。前壁１４の中央には、送電モジュール１１の第１面１２を露出させる円形の窓孔１５が設けられている。前壁１４の表面は、外側に行くほど受電部２０から離れる向きに傾斜する傾斜面１４Ａとなっている。

ここにおいて、窓孔１５から露出する第１面１２と、送電側カバー１３とで、送電コイルを覆う第１カバー部１８（図２及び図４参照）が構成される。つまり、送電部１０は、送電コイルと、第１面１２を含んで送電コイルを覆う第１カバー部１８とを有している。なお、本実施形態では第１面１２と、送電側カバー１３とが別体であるが、第１面１２を有する送電モジュール１１と送電側カバー１３とが一体の部品（第１カバー部１８）として形成されてもよい。また、送電側カバー１３が、送電モジュール１１におけるベース部材１７と反対側の面を覆ってもよく、この場合は送電側カバー１３の表面が第１面１２となる。

送電部１０は、支持部７０を介して、支柱部５３内に配置されたフレーム５５に取り付けられている。支持部７０は、支持点ＳＰ１（図２参照）を中心として任意の方向に回転可能な状態で送電部１０を支持している。また、支持部７０は、送電部１０と受電部２０とが対向する対向方向（矢印ＤＲ１又はＤＲ２の方向）において変位可能な状態でフレーム５５に対して取り付けられており、コイルばね９０（保持部）によって受電部２０側に押し付けられている。つまり、保持部（コイルばね９０）は、第１面１２と第２面２２とを弾性力で押し付けている。

支持部７０は、取付板７１と、ジョイント部材７３と、スライド部材７７とを備えている。

取付板７１は金属製の板金に曲げ加工を施して形成されている。取付板７１における送電部１０側の面には、送電部１０側に突出するＬ形の脚部７２が複数（例えば４つ）設けられており、各脚部７２の先端にベース部材１７がねじ又はスナップフィット等の適宜の方法で固定されている。取付板７１において、送電部１０と反対側の面には、コイルばね９０の一端側をガイドする円環状のガイド部材８２が取り付けられている。

ジョイント部材７３は、図２に示すように、一端側にボール部７５が設けられたシャフト７４と、ボール部７５を任意の方向に回転可能な状態で支持するソケット７６とを備えている。シャフト７４におけるボール部７５と反対側の端部は、取付板７１において送電部１０の中心位置に対応する部位に固定されている。

スライド部材７７は、送電部１０と受電部２０とが対向する対向方向（矢印ＤＲ１又はＤＲ２の方向）に沿って延びる円筒状に形成されている。このスライド部材７７にはソケット７６が固定されている。フレーム５５には、対向方向（矢印ＤＲ１又はＤＲ２の方向）においてスライド部材７７を変位可能な状態で支持するホルダ部材７９が取り付けられている。ホルダ部材７９には、このホルダ部材７９を対向方向において貫通する貫通孔８０が形成されており、この貫通孔８０にはスライド部材７７の一端側（左側）が挿入されている。スライド部材７７の他端側には貫通孔８０の内径よりも大きな外径を有する大径部７８が設けられている。また、ホルダ部材７９の一端側には貫通孔８０の内径よりも外径が大きい円板状の抜け止板８１が取り付けられている。これにより、スライド部材７７は、大径部７８又は抜け止板８１がホルダ部材７９における貫通孔８０の周縁部分と当接することによって、その移動範囲が制限されている。

ここにおいて、送電部１０は取付板７１に取り付けられており、送電部１０にはジョイント部材７３のシャフト７４が固定されている。ジョイント部材７３のソケット７６はスライド部材７７に固定されており、スライド部材７７は、フレーム５５に固定されたホルダ部材７９に対して、対向方向において変位可能な状態で取り付けられている。そして、ホルダ部材７９と取付板７１との間にはコイルばね９０が取り付けられており、コイルばね９０の弾性力で取付板７１がホルダ部材７９から離れる方向に押されることによって、送電部１０がホルダ部材７９から離れる方向に押されている。したがって、電動移動体３の前輪３１０が車輪載置部５２に置かれた状態では、コイルばね９０の弾性力によって、送電部１０の第１面１２と受電部２０の第２面２２とが互いに押し付けられた状態で接触している。

本実施形態では、保持部であるコイルばね９０が第１面１２と第２面２２とを弾性力で押し付けている。保持部であるコイルばね９０が、第１面１２と第２面２２とを弾性力で押し付けることによって、送電部１０と受電部２０との相対的な位置のずれを低減できる。さらに言えば送電部１０が対向方向（矢印ＤＲ１又は矢印ＤＲ２の方向）において変位可能であり、保持部は、弾性力によって送電部１０を受電部２０側に押し付ける弾性部材（コイルばね９０）を含んでいる。したがって、電動移動体３に人等の物体がぶつかったり、電動移動体３に風が当たったりすることで、前輪３１０の位置が動いたとしても、第１面１２と第２面２２との間に隙間ができにくくなり、第１面１２と第２面２２との接触位置がずれにくくなる。よって、送電部１０と受電部２０との間で電力を伝達する伝達効率の低下を抑制することができる。

また、送電部１０が取り付けられる取付板７１はジョイント部材７３を介してスライド部材７７に固定されているので、送電部１０を支持点ＳＰ１を中心として任意の方向に回転させることができる。ここで、ジョイント部材７３が支持点ＳＰ１を中心として任意の方向に送電部１０を回転可能であるとは、支持点ＳＰ１を通りかつシャフト７４に沿って延びる線分と直交する平面内で送電部１０を任意の方向（３６０度全ての方向）に移動可能なことをいう。例えば、Ｘ－Ｙ平面においてはジョイント部材７３は送電部１０を上下方向（図２の矢印ＤＲ３又は矢印ＤＲ４に示す方向）に回転させることができる。なお、図２に示す送電部１０の回転方向はＸ－Ｙ平面に限った場合の回転方向であり、実際には任意の方向に回転可能である。

したがって、電動移動体３に人等がぶつかったり、電動移動体３に風が当たったりすることで、前輪３１０の向きが変わったとしても、第２面２２の向きに合わせて、第１面１２の向きを変えることができ、第１面１２と第２面２２との間に隙間ができにくくなる。よって、送電部１０と受電部２０との間で電力を伝達する伝達効率の低下を抑制することができる。

なお、支持部７０は、送電部１０を支持点ＳＰ１を中心に全周方向で回転自在に支持しているため、送電部１０の重みで送電部１０の第１面１２が下側を向く可能性がある。そこで、非接触給電装置１は、送電部１０の第１面１２の向きを所定の範囲に制限するための制限部材を備えている。

制限部材は、送電部１０と本体５０との間に配置されるばね部材９１を含む。ばね部材９１は例えばコイルばねからなる。ばね部材９１の一端は、送電部１０に固定された取付板７１に保持され、ばね部材９１の他端は、本体５０を構成するフレーム５５に固定されたホルダ部材７９に保持されている。本実施形態では、前後方向において、２つのばね部材９１がジョイント部材７３を間にして対称な位置に配置されている。これにより、ばね部材９１は送電部１０と本体５０との間に配置され、取付板７１をホルダ部材７９から離れる向きに押すことで、送電部１０の第１面１２の向きを所定の範囲に制限している。ばね部材９１は、例えば第１面１２の法線が水平面となす角度を数度以下の範囲に制限している。なお、本実施形態ではばね部材９１が支持点ＳＰ１よりも下側に配置されているが、制限部材は、支持点ＳＰ１よりも上側に配置され、取付板７１をホルダ部材７９側に引っ張る向きの弾性力を取付板７１に加えるばね部材で構成されてもよい。

また、本実施形態では、制限部材が紐状部材９２を更に含んでいる。紐状部材９２は、支持点ＳＰ１よりも上側で、本体５０と送電部１０との間に取り付けられている。紐状部材９２は、合成繊維又は天然繊維により紐状に形成されている。具体的には、紐状部材９２の一端は、送電部１０に固定された取付板７１において、支持点ＳＰ１よりも上側の部位に固定されている。紐状部材９２の他端は、本体５０を構成するフレーム５５に固定されたホルダ部材７９において、支持点ＳＰ１よりも上側の部位に固定されている。これにより、紐状部材９２の一端が固定された取付板７１の部位と、紐状部材９２の他端が固定されたホルダ部材７９の部位との間隔が紐状部材９２の長さ以下に制限されるので、送電部１０の第１面１２の傾きを所定の範囲に制限することができる。

なお、非接触給電装置１が、制限部材としてばね部材９１と紐状部材９２の両方を備えることは必須ではなく、制限部材はばね部材９１及び紐状部材９２のいずれか一方のみでもよい。

（２．５）動作
次に、本実施形態の非接触給電システムＡ１において、非接触給電装置１から電動移動体３に保持された非接触受電装置２に給電する動作について説明する。

図１１及び図１２に示すように、電動移動体３のユーザは、電動移動体３を駐車する際に、電動移動体３を押して、電動移動体３の前輪３１０を非接触給電装置１の車輪載置部５２に設けられたガイド部５７内に移動させる。このとき、前輪３１０はガイド部５７の傾斜部５９に沿って移動し、傾斜部５９の頂上付近（図１２の位置Ｐ１）に到達するまでの間に、電動移動体３に保持された受電部２０の受電側カバー２３が、非接触給電装置１に保持された送電部１０の送電側カバー１３と接触する。ユーザが電動移動体３を更に押し、前輪３１０が傾斜部５９の頂上付近を乗り越えて保持溝５８に嵌まり込むと（図１２の位置Ｐ２）、前輪３１０の車軸３１１の延長線Ｌ１上で送電部１０の第１面１２と受電部２０の第２面２２とが対向している状態となる。この状態では、受電部２０によって送電部１０が支柱部５３の内側に入り込む方向（図３の矢印ＤＲ５の方向）に押されるので、コイルばね９０の弾性力によって第１面１２と第２面２２とが互いに押し付けられた状態で接触する。第１面１２と第２面２２とが対向する状態になると、送電部１０から受電部２０に対して電磁誘導方式で非接触給電が行われ、電動移動体３の充電回路３２１が蓄電池３２０を充電する。蓄電池３２０が満充電になると、充電回路３２１は蓄電池３２０の充電を停止するので、蓄電池３２０の過充電が抑制される。

ここで、送電部１０は、支持部７０により支持点ＳＰ１を中心として回転自在に保持されている。また、支持部７０は対向方向（矢印ＤＲ１又はＤＲ２の方向）において変位可能であり、保持部であるコイルばね９０によって第１面１２と第２面２２とを互いに押し付けられた状態で保持している。したがって、前輪３１０が傾くことによって受電部２０の第２面２２の向きが変化したり、第２面２２が左右方向において多少ずれたりしても、第１面１２と第２面２２とを確実に接触させることができる。したがって、送電部１０が備える送電コイルと、受電部２０が備える受電コイルとの位置ずれを抑制でき、送電部１０と受電部２０との間での電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触給電システムＡ１を提供することができる。

なお、前輪３１０が車輪載置部５２に置かれた電動移動体３を、前輪３１０が保持溝５８から傾斜部５９側へ移動する方向にユーザが引っ張ると、電動移動体３を非接触給電装置１から取り出すことができるので、ユーザは電動移動体３を利用することができる。

このように、非接触給電装置１の送電部１０は、電動移動体３に設けられた受電部２０に電線等を介さずに非接触給電を行っているので、電動移動体３を非接触給電装置１の車輪載置部５２に載せるだけで、電動移動体３の蓄電池３２０を簡単に充電できる。また、電動移動体３を非接触給電装置１から取り出す際も、電動移動体３と非接触給電装置１とが電線等で繋がっていないので、電動移動体３を車輪載置部５２から引き出すだけでよく、使い勝手が向上するという利点がある。

（３）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

上記実施形態では、保持部が弾性部材（コイルばね９０）で構成されているが、保持部が磁石（永久磁石又は電磁石等）を含み、磁石の磁力によって第１面１２と第２面２２とを互いに押し付けた状態で保持してもよい。

上記実施形態では、保持部が非接触給電装置１に設けられているが、非接触受電装置２に保持部が設けられてもよい。すなわち、受電部２０を対向方向（矢印ＤＲ１又は矢印ＤＲ２の方向）に沿って変位可能とし、保持部が、受電部２０の第２面２２を送電部１０の第１面１２に押し付けてもよい。また、非接触給電装置１と非接触受電装置２との両方に保持部が設けられてもよい。

上記実施形態では、支持部が非接触給電装置１に設けられているが、非接触受電装置２に支持部が設けられてもよい。すなわち、受電部２０の第２面２２の向きを変更可能とする支持部を非接触受電装置２に設けてもよい。また、非接触給電装置１と非接触受電装置２との両方に支持部が設けられてもよい。つまり、非接触給電システムＡ１は、第１面１２及び第２面２２のうち少なくとも一方の面の向きを変更可能な支持部を備えていればよい。なお、支持部は、第１面１２及び第２面２２のうち少なくとも一方の面の向きを、支持点ＳＰ１を中心として全周方向に変更可能であればよい。支持部が第１面１２及び第２面２２のうち少なくとも一方の面の向きを変更させることで、第１面１２と第２面２２との間に隙間ができにくくなり、送電部１０と受電部２０との間で電力の伝達効率が低下するのを抑制できる。

なお、上記実施形態では、第１カバー部１８における第１面１２の周縁部分と、第２カバー部２８における第２面２２の周縁部分との両方に傾斜面１４Ａ，２４Ａが設けられているが、いずれか一方のみに傾斜面が設けられていてもよい。また、第１面１２の全周に傾斜面１４Ａが設けられ、第２面２２の全周に傾斜面２４Ａが設けられているが、少なくとも電動移動体３の進退方向（前後方向）に対して傾斜する傾斜面が設けられてもよい。例えば、第１カバー部１８において第１面１２の前側部分（つまり、第２カバー部２８が最初に当たる部位）のみに傾斜面１４Ａが設けられてもよい。また、第２カバー部２８において第２面２２の後側部分（つまり、第１カバー部１８が最初に当たる部位）のみに傾斜面２４Ａが設けられてもよい。このように、第１カバー部１８における第１面１２の周縁部分、及び、第２カバー部２８における第２面２２の周縁部分のうちの少なくとも一方に、少なくとも電動移動体３の進退方向に対して傾斜する傾斜面１４Ａ，２４Ａが設けられていればよい。

なお、上記実施形態では、非接触給電システムＡ１は、第１面１２の向きを変更可能な支持部７０を備えているが、第２面２２の向きを変更可能な支持部を備えていてもよい。

（まとめ）
第１の態様の非接触給電システム（Ａ１）は、受電部（２０）と、非接触給電装置（１）と、を備える。受電部（２０）は、蓄電池（３２０）の電力を用いて移動可能な電動移動体（３）に設けられる。非接触給電装置（１）は、駐車中の電動移動体（３）の蓄電池（３２０）に、非接触給電トランス（ＴＲ１）を用いて給電する。非接触給電装置（１）は、非接触給電トランス（ＴＲ１）の送電部（１０）を有する。電動移動体（３）の駐車中に送電部（１０）と受電部（２０）とが対向している状態で、送電部（１０）が受電部（２０）に送電している。受電部（２０）が、電動移動体（３）が備える車輪（３１０）の車軸（３１１）の延長線上に配置されている。

この態様によれば、一般的に高い寸法精度が要求される車輪（３１０）の車軸（３１１）の延長線上に受電部（２０）が配置されるので、送電部（１０）と受電部（２０）との相対的な位置ずれを低減できる。したがって、送電部（１０）と受電部（２０）との相対的な位置がずれることで、送電部（１０）と受電部（２０）との間での電力の伝達効率が低下する可能性を低減でき、電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触給電システム（Ａ１）を提供することができる。

第２の態様の非接触給電システム（Ａ１）では、第１の態様において、電動移動体（３）は、車軸（３１１）を保持するフォーク部（３０２）を有する。フォーク部（３０２）を含む車体（３０１）の一部に受電部（２０）を取り付けるための取付部材（４）と、車軸（３１１）とがフォーク部（３０２）に共締めされている。

この態様によれば、電動移動体（３）において車輪（３１０）の車軸（３１１）をフォーク部（３０２）に固定するための構成を利用して受電部（２０）を車体（３０１）に取り付けることができる。

第３の態様の非接触給電システム（Ａ１）では、第２の態様において、取付部材（４）は、フォーク部（３０２）において、第１部位（３０４）以外の第２部位（３０５）で更に固定される。第１部位（３０４）は、車軸（３１１）と取付部材（４）とがフォーク部（３０２）に共締めされる部位である。

この態様によれば、取付部材（４）は、第２部位（３０５）でもフォーク部（３０２）に固定されているので、取付部材（４）が回転しにくくなる。取付部材（４）が回転すると、取付部材（４）と共にフォーク部（３０２）に共締めされる車軸（３１１）の固定状態が緩む可能性があるが、取付部材（４）を第２部位（３０５）でもフォーク部（３０２）に固定することで、取付部材（４）が回転しにくくなる。したがって、車軸（３１１）の固定状態が緩む可能性を低減できる。

第４の態様の非接触給電システム（Ａ１）では、第２又は第３の態様において、取付部材（４）は、車軸（３１１）の軸方向と交差する方向に延びる延伸部（４４）を有し、延伸部（４４）が、フォーク部（３０２）に固定される。

この態様によれば、延伸部（４４）をフォーク部（３０２）に固定することで、取付部材（４）が回転しにくくなり、車軸（３１１）の固定状態が緩む可能性を低減できる。

第５の態様の非接触給電システム（Ａ１）では、第４の態様において、延伸部（４４）がフォーク部（３０２）に沿って延びている。

この態様によれば、延伸部（４４）をフォーク部（３０２）に固定する作業がやりやすいという利点がある。

第６の態様の非接触給電システム（Ａ１）では、第２～第５のいずれかの態様において、取付部材（４）は、ベース部（４１）と、受電部取付部（４３）と、を有する。ベース部（４１）は、車輪（３１０）の車軸（３１１）を挿入するための貫通孔（４２）を有する。受電部取付部（４３）は、ベース部（４１）の周縁部に設けられて受電部（２０）が取り付けられる。

この態様によれば、取付部材（４）を用いることで、車軸（３１１）の延長線上に受電部（２０）を取り付けることができる。

第７の態様の非接触給電システム（Ａ１）では、第６の態様において、受電部取付部（４３）は、ベース部（４１）に対して車輪（３１０）と反対側に配置されている。受電部（２０）は、ベース部（４１）に対して車輪（３１０）と反対側で、受電部取付部（４３）に取り付けられている。

この態様によれば、受電部取付部（４３）に取り付けられる受電部（２０）とベース部（４１）との間に間隔を開けた状態で受電部（２０）を配置することができる。したがって、受電部取付部（４３）に取り付けられる受電部（２０）とベース部（４１）との間に、取付部材（４）と車軸（３１１）とをフォーク部（３０２）に共締めするための部材を配置することができる。

第８の態様の非接触給電システム（Ａ１）では、第１～第７のいずれかの態様において、電動移動体（３）を更に備える。

この態様によれば、電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触給電システム（Ａ１）を提供することができる。

第９の態様の非接触受電装置（２）は、第１～第８のいずれかの態様の非接触給電システムが備える非接触受電装置（２）である。非接触受電装置（２）は、受電部（２０）を備える。受電部（２０）が，電動移動体（３）が備える車輪（３１０）の車軸（３１１）の延長線上に配置されるように、電動移動体（３）の車体（３０１）に取り付けられている。

この態様によれば、電力の伝達効率の低下を抑制可能な非接触受電装置（２）を提供することができる。

第２～第８の態様に係る構成については、非接触給電システム（Ａ１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１ 非接触給電装置
２ 非接触受電装置
３ 電動移動体
４ 取付部材
１０ 送電部
２０ 受電部
４１ ベース部
４２ 貫通孔
４３ 受電部取付部
４４ 延伸部
３０１ 車体
３０２ フォーク部
３０４ 第１部位
３０５ 第２部位
３１０ 車輪
３１１ 車軸
３２０ 蓄電池
Ａ１ 非接触給電システム
ＴＲ１ 非接触給電トランス

Claims (6)

1. 蓄電池の電力を用いて移動可能な電動移動体に設けられる受電部と、
   駐車中の前記電動移動体の前記蓄電池に、非接触給電トランスを用いて給電する非接触給電装置と、を備え、
   前記非接触給電装置は、前記非接触給電トランスの送電部を有し、
   前記電動移動体の駐車中に前記送電部と前記受電部とが対向している状態で、前記送電部が前記受電部に非接触で給電しており、
   前記受電部が、前記電動移動体が備える車輪の車軸の延長線上に配置されており、
   前記電動移動体は、前記車軸を保持するフォーク部を有し、
   前記フォーク部を含む車体の一部に前記受電部を取り付けるための取付部材が、前記フォーク部の第１部位及び第２部位に固定され、
   前記第１部位は前記フォーク部の先端であり、
   前記取付部材は、前記フォーク部の前記第１部位に固定されるベース部と、前記ベース部から前記車軸の軸方向と交差する方向に延び、かつ、前記フォーク部に沿って延びる延伸部と、を有し、
   前記延伸部には、前記取付部材を前記第２部位に固定する固定用のねじを挿入するための貫通孔が延出方向に沿って複数設けられており、
   前記延伸部が、複数の前記貫通孔のいずれかに挿入されたねじで前記フォーク部の前記第２部位に固定される、
   非接触給電システム。
2. 前記取付部材の前記ベース部と、前記車軸とが、前記フォーク部の前記第１部位で前記フォーク部に共締めされている、
   請求項１に記載の非接触給電システム。
3. 前記ベース部は、前記車輪の前記車軸を挿入するための貫通孔を有し、
   前記取付部材は、前記ベース部の周縁部に設けられて前記受電部が取り付けられる受電部取付部を有する、
   請求項１又は２に記載の非接触給電システム。
4. 前記受電部取付部は、前記ベース部に対して前記車輪と反対側に配置されており、
   前記受電部は、前記ベース部に対して前記車輪と反対側で、前記受電部取付部に取り付けられている、
   請求項３に記載の非接触給電システム。
5. 前記電動移動体を更に備える、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の非接触給電システムが備える非接触受電装置であって、
   前記受電部を備え、
   前記受電部が取り付けられる前記電動移動体は、前記車軸を保持する前記フォーク部を有し、
   前記受電部が、前記電動移動体が備える前記車輪の前記車軸の延長線上に配置されるように、前記フォーク部の前記第１部位及び前記第２部位に固定される前記取付部材を用いて、前記電動移動体の前記フォーク部を含む車体の一部に取り付けられている、
   非接触受電装置。

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