JPWO2020070945A1

JPWO2020070945A1 - 位置ずれ検出装置およびコイル装置

Info

Publication number: JPWO2020070945A1
Application number: JP2020549966A
Authority: JP
Inventors: 篤史淺野; 孝佳板東
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2018-10-05
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2039-07-16
Also published as: US11912149B2; EP3863150A1; US20210323428A1; EP3863150A4; WO2020070945A1; JP7036222B2

Abstract

位置ずれ検出装置は、送電コイルが発する磁力線を受けると共に、軸線を対称軸として線対称に並置される複数のコイルと、複数のコイルのそれぞれに隣接して配置されて、温度を出力する複数の温度センサと、温度の相違を評価する差分値に基づいて、送電コイルに対する受電コイルの軸線に沿うずれを検出する処理装置と、備える。この位置ずれ検出装置によれば、周囲環境の影響を受けにくい位置ずれ検出を行うことができる。

Description

本開示は、位置ずれ検出装置およびコイル装置に関する。

コイルを利用する非接触給電装置において、一方のコイルに対する他方のコイルの位置ずれは、非接触給電装置の性能に影響を及ぼす。例えば、特許文献１〜３は、コイルの位置ずれに関する技術を開示する。具体的には、特許文献１〜３の技術は、車両に対して誘導情報を提供することにより、コイル同士の位置ずれを低減する。例えば、特許文献１では、カメラにより得た画像を利用して、コイル同士のずれの発生を抑制する。

特開２０１０−２２６９４５号公報特開２０１２−８０７７０号公報特許第５７４９２０８号

非接触給電装置は、屋外に設置される場合がある。屋外は、ちりおよびほこりのように、画像処理を基本とした技術に対してノイズとなる要素が多い。従って、非接触給電装置が設置された環境の状態に左右されず、コイルの位置ずれを確実に検知可能な技術が望まれていた。

本開示では、周囲環境の影響を受けにくい位置ずれ検出装置およびコイル装置を説明する。

本開示の一形態は、コイル軸のまわりに巻き回された導線を含む第１コイルに対する第２コイルのずれを検出する位置ずれ検出装置である。位置ずれ検出装置は、第１コイルが発する磁力線を受けると共に、コイル軸およびコイル軸に交差する第１軸に対して交わる第２軸を対称軸として線対称に並置される第１誘導加熱部および第２誘導加熱部と、第１誘導加熱部に隣接して配置されて、第１温度を出力する第１温度計測部と、第２誘導加熱部に隣接して配置されて、第２温度を出力する第２温度計測部と、第１温度および第２温度の相違を評価する評価値に基づいて、第１コイルに対する第２コイルの第１軸に沿うずれを検出する処理部と、備える。

本開示に係る位置ずれ検出装置およびコイル装置によれば、周囲環境の影響を受けにくい位置ずれ検出ができる。

図１は、コイル装置を利用した非接触給電システムを説明する図である。図２は、コイル装置の構成を示す断面図である。図３は、コイル装置が備える主要なコイルを示す平面図である。図４は、非接触給電システムにおいてコイル同士のずれがない場合を例示する図である。図５は、図４における送電装置のコイルと受電装置のコイルとの間の磁力線を示す概念図である。図６は、非接触給電システムにおいてコイル同士のずれがある場合を例示する図である。図７は、図６における送電装置のコイルと受電装置のコイルとの間の磁力線を示す概念図である。図８は、変形例に係るずれ検出装置のコイルの配置を示す平面図である。図９は、別の変形例に係るずれ検出装置のコイルの平面形状を示す平面図である。図１０は、さらに別の変形例に係るコイル装置の構成を示す断面図である。

以下、本開示の位置ずれ検出装置およびコイル装置について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

この装置は、線対称に配置された第１誘導加熱部および第２誘導加熱部を有する。これらの誘導加熱部は、第１コイルが発する磁力線を受けると発熱する。そして、第１コイルが発する磁力線は、第１コイルに対する第２コイルの位置に応じる。つまり、第１誘導加熱部および第２誘導加熱部の発熱量は、それぞれの誘導加熱部に提供される磁力線に応じる。その結果、それぞれの誘導加熱部の発熱に応じた温度が、それぞれの温度計測部によって取得される。取得された温度は、処理部に提供される。処理部は、それぞれの温度計測部から提供された第１温度および第２温度の相違を評価する評価値に基づいて、第１コイルに対する第２コイルのずれを得ることができる。第１温度は、第１誘導加熱部を通る磁力線の数に支配され、第２温度は、第２誘導加熱部を通る磁力線の数に支配される。つまり、第１温度および第２温度は、第１コイルおよび第２コイルが配置される環境の影響を受けにくい。従って、位置ずれ検出装置は、設置された環境の状態に左右されないので、周囲環境の影響を受けにくい位置ずれ検出ができる。

一形態において、第１誘導加熱部および第２誘導加熱部は、コイルであってもよい。この構成によれば、磁力線に応じた誘導加熱を好適に生じさせることができる。

一形態において、評価値は、第１温度および第２温度の一方から他方を減算して得られる差分であってもよい。この評価値によれば、第１温度および第２温度の相違を容易に評価することができる。

一形態において、評価値は、第１温度および第２温度において、一方に対する他方の比率であってもよい。この評価値によっても、第１温度および第２温度の相違を評価して、ずれを検出することができる。

一形態に係る位置ずれ検出装置は、第１コイルが発する磁力線を受けると共に、第１軸を対称軸として線対称に並置される第３誘導加熱部および第４誘導加熱部と、第３誘導加熱部に隣接して配置されて、第３温度を得る第３温度計測部と、第４誘導加熱部に隣接して配置されて、第４温度を得る第４温度計測部と、をさらに備えてよい。処理部は、第３温度および第４温度の相違を評価する評価値に基づいて、第１コイルに対する第２コイルの第２軸に沿うずれを検出してもよい。この構成によれば、互いに交差するずれ検出軸に沿った第１コイルに対する第２コイルのずれを検出することができる。

本開示の別の形態は、相手方コイルとの間で電力の送電および受電を行うコイル装置である。コイル装置は、コイル軸のまわりに巻き回された導線を含むコイルと、コイルが発する磁力線を受けると共に、コイル軸およびコイル軸に交差する第１軸に対して交わる第２軸を対称軸として線対称に並置される第１誘導加熱部および第２誘導加熱部と、第１誘導加熱部に隣接して配置されて、第１温度を出力する第１温度計測部と、第２誘導加熱部に隣接して配置されて、第２温度を出力する第２温度計測部と、第１温度および第２温度の相違を評価する評価値に基づいて、コイルに対する相手方コイルの第１軸に沿うずれを検出する処理部と、備える。

このコイル装置では、コイルと相手方コイルとの位置関係に応じる磁力線の態様によって、第１誘導加熱部および第２誘導加熱部に生じる発熱量が相違する。この発熱量に起因する温度を、第１の温度取得部および第２温度取得部によって取得する。その結果、それぞれの温度取得部から提供された第１温度および第２温度の相違に基づいて、コイルに対する相手方コイルのずれを検出することができる。第１温度は、第１誘導加熱部を通る磁力線の数に支配され、第２温度は、第２誘導加熱部を通る磁力線の数に支配される。つまり、第１温度および第２温度は、第１コイルおよび第２コイルが配置される環境の影響を受けにくい。従って、コイル装置は、設置された環境の状態に左右されないので、周囲環境の影響を受けにくい位置ずれ検出ができる。

別の形態に係るコイル装置は、コイルを収容する筐体をさらに備えてもよい。この構成によれば、コイルを保護することができる。

別の形態において、筐体は、第１誘導加熱部、第２誘導加熱部、第１温度計測部および第２温度計測部をさらに収容してもよい。この構成によれば、第１誘導加熱部、第２誘導加熱部、第１温度計測部および第２温度計測部を保護することができる。

図１に示すように、コイル装置１は、たとえば、非接触給電システム１００における送電装置１０１または受電装置１０２に用いられる。非接触給電システム１００は、たとえば電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両２００に搭載されたバッテリ２０１を充電する。コイル装置１は、受電装置１０２および送電装置１０１の両方に用いられてもよい。

コイル装置１が送電装置１０１に用いられる場合、送電装置１０１としてのコイル装置１は、たとえば路面Ｇに固定される。コイル装置１には、送電回路および整流回路などを介して、外部電源が接続される。一方、コイル装置１が受電装置１０２に用いられる場合、受電装置１０２としてのコイル装置１は、たとえば車両２００のシャシー等に固定される。受電装置１０２には、受電回路および充電回路などを介して、バッテリ２０１が接続される。

送電装置１０１と受電装置１０２とが上下方向において対面する。内部の送電コイルＣＡ及び受電コイルＣＢは、電磁気的に結合して電磁結合回路を形成する。その結果、送電装置１０１の送電コイルＣＡから受電装置１０２の受電コイルＣＢへの非接触給電が行われる。言い換えれば、受電装置１０２は、送電装置１０１から非接触で電力を受け取る。電磁結合回路は、「電磁誘導方式」で給電を行う回路であってもよく、「磁界共鳴方式」で給電を行う回路であってもよい。

以下、コイル装置１を送電装置１０１として利用する態様を例に、コイル装置１について更に詳細に説明する。

コイル装置１の形状は、たとえば扁平である。図２に示すように、コイル装置１は、筐体２と、送電コイルＣＡ（第１コイル）と、位置ずれ検出装置３と、を有する。

筐体２は、少なくとも送電コイルＣＡを収容する。筐体２は、カバー４とベース６とを含む。カバー４およびベース６に囲まれた収容空間Ｓには、少なくとも送電コイルＣＡが配置される。

カバー４は、送電コイルＣＡの表面側に配置された箱体である。カバー４は、外装部材である。カバー４は、送電コイルＣＡを含む内装部品を保護する。カバー４は、たとえば、非磁性かつ非導電性の材料により形成される。カバー４の材料として、たとえばガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）を採用してもよい。

ベース６は、送電コイルＣＡの裏面側に配置された板状部材である。ベース６は、コイル装置１の全体としての剛性を確保する。ベース６の材料は、たとえば、非磁性であり、導電性を有する。ベース６の材料には、比較的剛性の高い材料が採用される。

ベース６の材料として、たとえば透磁率の低い金属材料であるアルミニウムを採用してもよい。このようなベース６の材料の選択によれば、ベース６は、漏えい磁束の外部流出を遮蔽することができる。換言すると、ベース６は、磁気シールド特性を有する。

これらのカバー４およびベース６によって、送電コイルＣＡ等を収容する収容空間Ｓが形成されている。コイル装置１が送電装置１０１に適用される場合、カバー４は、受電装置１０２に対面する。また、ベース６は、路面Ｇに固定される側に配置される。コイル装置１の扁平各部において、対面する他のコイル装置に近い面を「表面」という。他のコイル装置から遠い面、すなわち表面とは反対側の面を「裏面」という。

送電コイルＣＡは、受電装置１０２が備える受電コイルＣＢ（相手方コイル、第２コイル、図１参照）との間で送電および受電を行う。送電コイルＣＡは、送電および受電のための磁束を発生させる。送電コイルＣＡは、たとえば、同一平面内で略矩形の渦巻状に巻回された導線７によって形成される。送電コイルＣＡは、たとえばサーキュラー型のコイルである。サーキュラー型のコイルにおいて、導線７は、巻軸ＺＡ（コイル軸）のまわりを囲むようにして、巻線方向に導線７が巻かれている。この場合、巻線方向は渦巻状に延びる方向であり、巻軸ＺＡに垂直な平面に沿った方向である。導線７としては、たとえば、互いに絶縁された複数の導体素線が撚り合わされたリッツ線が用いられる。導線７として、表皮効果による高周波抵抗を抑えたリッツ線を用いてもよい。導線７として、銅又はアルミニウムの単線を用いてもよい。

送電コイルＣＡは、たとえば、平板状の部材であるボビン８の溝にはめ込まれている。ボビン８は、非磁性かつ非導電性の材料からなる。非磁性かつ非導電性の材料として、たとえばシリコーンやポリフェニレンサルファイド樹脂等が挙げられる。ボビン８がベース６に固定されることにより、収容空間Ｓ内における送電コイルＣＡの位置が定まる。必要に応じて、ボビン８とベース６との間に、フェライト板を設けてもよい。換言すると、フェライト板は、送電コイルＣＡとベース６との間に配置されてもよい。フェライト板は、ボビン８の大きさに略等しくてもよい。また、フェライト板は、ボビン８より大きくてもよい。フェライト板および送電コイルＣＡの間にはボビン８が介在する。従って、送電コイルＣＡはフェライト板に当接しない。なお、送電コイルＣＡはフェライト板に当接してもよい。

図２および図３に示すように、位置ずれ検出装置３は、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と、温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４と、処理装置９（処理部）と、を有する。コイルＣ１は、第１誘導加熱部である。コイルＣ２は、第２誘導加熱部である。コイルＣ３は、第３誘導加熱部である。コイルＣ４は、第４誘導加熱部である。温度センサＨ１は、第１温度計測部である。温度センサＨ２は、第２温度計測部である。温度センサＨ３は、第３温度計測部である。温度センサＨ４は、第４温度計測部である。コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４および温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４は、筐体２の内部に収容されている。なお、処理装置９は、筐体２に収容されていなくてもよい。処理装置９は、筐体２に収容されていてもよい。

位置ずれ検出装置３は、巻軸ＺＡと、軸線ＸＡ（第１軸）と、軸線ＹＡ（第２軸）と、を有する。軸線ＸＡ、ＹＡは、位置ずれ検出装置３におけるずれ検出軸である。また、軸線ＸＡ、ＹＡは、対称軸でもある。軸線ＸＡは、軸線ＹＡおよび巻軸ＺＡに対して直交（交差）する。軸線ＹＡは、軸線ＸＡおよび巻軸ＺＡに対して直交（交差）する。巻軸ＺＡ、軸線ＸＡ、ＹＡは、三軸の直交座標系を構成する。

位置ずれ検出装置３は、送電装置１０１の送電コイルＣＡに対する受電装置１０２の受電コイルＣＢのずれを検出する。ここでいう「ずれ」は、例えば、送電コイルＣＡの巻軸ＺＡに対する受電コイルＣＢの巻軸ＺＢの相対位置として定義してよい。つまり、送電コイルＣＡの巻軸ＺＡが受電コイルＣＢの巻軸ＺＢと同一直線上にあるとき（図４参照）、「ずれ」はないとしてよい。一方、送電コイルＣＡの巻軸ＺＡが受電コイルＣＢの巻軸ＺＢと同一直線上にないとき（図６参照）、「ずれ」があるとしてよい。換言すると、送電コイルＣＡ及び受電コイルＣＢを平面視して、送電コイルＣＡの巻軸ＺＡと受電コイルＣＢの巻軸ＺＢとが互いに異なる位置にある場合に、「ずれ」があるとしてよい。なお、「ずれ」の定義は、巻軸ＺＡ、ＺＢとは別の構成に基づいてもよい。例えば、送電コイルＣＡ及び受電コイルＣＢにおいて所望の伝送効率になる位置関係を「ずれ」がないとしてよい。例えば、伝送効率が最大になる位置関係を「ずれ」がないとしてよい。また、所望の伝送効率にならない位置関係を「ずれ」を有するとしてもよい。

送電コイルＣＡに対する受電コイルＣＢのずれは、軸線ＸＡに沿ったずれと、軸線ＹＡに沿ったずれと、によって示される。従って、これらのずれを示すための基準として、ずれ検出軸を定義する。

位置ずれ検出装置３は、コイルＣ１、Ｃ２および温度センサＨ１、Ｈ２によって軸線ＸＡの方向におけるずれを検出する。コイルＣ１、Ｃ２は、軸線ＸＡをずれ検出軸として、軸線ＸＡに沿って並置されている。コイルＣ１、Ｃ２は、巻軸ＺＡの方向から平面視して、軸線ＹＡを対称軸として線対称に配置されている。コイルＣ１、Ｃ２は、巻軸ＺＡを挟んで、巻軸ＺＡの両側に配置されている。線対称とは、コイルＣ１、Ｃ２が配置される位置が対称であることを含む。また、線対称とは、コイルＣ１、Ｃ２の平面形状が対称であることも含む。

位置ずれ検出装置３は、コイルＣ３、Ｃ４および温度センサＨ３、Ｈ４によって軸線ＹＡの方向におけるずれを検出する。コイルＣ３、Ｃ４は、軸線ＹＡをずれ検出軸として、軸線ＹＡに沿って並置されている。コイルＣ３、Ｃ４は、巻軸ＺＡの方向から平面視して、軸線ＸＡを対称軸として線対称に配置されている。コイルＣ３、Ｃ４は、巻軸ＺＡを挟んで、巻軸ＺＡの両側に配置されている。

コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、送電コイルＣＡ及び受電コイルＣＢのように、巻き回された導線により構成されている。図３では、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の外形形状を実線による三角形として示す。つまり、図３のコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、巻き回された導線の図示を省略している。図３の図示によれば、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、平面視して二等辺三角形の形状を呈する。上述したように、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の配置は、線対称である。したがって、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の平面形状は、互いに合同である。

コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、ボビンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４によって保持されている。ボビンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、互いに別体である。そして、ボビンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、互いに隙間を設けるように配置されてもよい。この配置によれば、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４同士およびボビンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４同士を熱的に独立させることが可能である。従って、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４同士およびボビンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４同士において、温度差を好適に生じさせることができる。

コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を保持するボビンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、カバー４の裏面に取り付けられている（図２参照）。コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、送電コイルＣＡの上方に配置されている。換言すると、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、送電コイルＣＡの巻軸ＺＡの方向に沿って、送電コイルＣＡから離間して配置されている。この配置によれば、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、送電コイルＣＡに対面する。

温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４は、処理装置９に対して温度に関するデータを出力する。温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４は、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のそれぞれに隣接して配置されている。具体的には、温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４は、ボビンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の裏面に取り付けられている。なお、温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４は、ボビンＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に埋め込まれてもよい。

温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４を設ける位置は、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のそれぞれの温度を取得可能な位置である。それぞれの温度の取得可能とは、たとえば、温度センサＨ１は、コイルＣ１の発熱が支配的な温度を取得することをいう。換言すると、温度センサＨ１を設ける位置の温度は、コイルＣ１の発熱の影響が支配的であり、コイルＣ２、Ｃ３、Ｃ４の発熱の影響がコイルＣ１の発熱に比べて無視し得る程度であることをいう。たとえば、温度センサＨ１をコイルＣ１に隣接して設けるとは、コイルＣ１の発熱が支配的な位置に温度センサＨ１を配置することであるとしてもよい。従って、温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４は、互いに近接して配置せず、互いに大きく離間するように配置してもよい。

処理装置９は、温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４から提供された温度Ｔ１（第１温度）、温度Ｔ２（第２温度）、温度Ｔ３（第３温度）、温度Ｔ４（第４温度）を利用して、ずれの有無を検出する。処理装置９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサや、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor））である。処理装置９は、処理実行のために、適宜、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）を備えることができる。

ずれがない場合を例示する。図４に示すように、車両２００に搭載された受電装置１０２の巻軸ＺＢは、路面Ｇに埋め込まれた送電装置１０１の巻軸ＺＡと一致している。図５は、IV−IV線に沿った受電装置１０２および送電装置１０１の断面を示す。図５では、受電装置１０２の受電コイルＣＢ、送電装置１０１の送電コイルＣＡ、およびコイルＣ１、Ｃ２のみを図示する。

図５には、送電コイルＣＡと受電コイルＣＢとの間に生じる磁力線Ｍが示されている。送電コイルＣＡ及び受電コイルＣＢの間には、コイルＣ１、Ｃ２が存在する。従って、磁力線Ｍは、コイルＣ１、Ｃ２を通過する。いま、送電コイルＣＡに対して受電コイルＣＢがずれていないとき、磁力線Ｍは、巻軸ＺＡ、ＺＢに対して対称である。換言すると、コイルＣ１を通る磁力線Ｍの数は、コイルＣ２を通る磁力線Ｍの数と同じである。例えば、図５に示す例では、コイルＣ１、Ｃ２には、それぞれ９本の磁力線Ｍが通っている。

磁力線ＭがコイルＣ１、Ｃ２を通ると、コイルＣ１、Ｃ２に誘導電流が生じる。誘導電流の大きさは、コイルＣ１、Ｃ２を通る磁力線Ｍの数に応じている。図５に示す例では、コイルＣ１、Ｃ２には、それぞれ９本の磁力線Ｍが通っている。したがって、コイルＣ１に生じる誘導電流の大きさは、コイルＣ２に生じる誘導電流の大きさと同じである。コイルＣ１、Ｃ２に誘導電流が生じると、コイルＣ１、Ｃ２は発熱する。この発熱量は、誘導電流の大きさに応じる。上述したように、コイルＣ１、Ｃ２に生じる誘導電流の大きさは互いに同じであるので、コイルＣ１、Ｃ２の発熱量も互いに同じである。その結果、コイルＣ１の温度は、コイルＣ２の温度と同じである。

本開示では、誘導加熱部の例示としてコイルＣ１、Ｃ２を示した。位置ずれ検出装置３では、通過する磁力線Ｍに応じた発熱を利用している。したがって、磁力線Ｍに応じた発熱が得られる構成であれば、誘導加熱部はコイルに限定されない。たとえば、誘導加熱部は、金属製の輪状部材であってもよい。

次に、ずれがある場合を例示する。図６に示すように、車両２００に搭載された受電装置１０２の巻軸ＺＢは、路面Ｇに埋め込まれた送電装置１０１の巻軸ＺＡに対してずれている（ずれＤ参照）。図７は、VI−VI線に沿った受電装置１０２および送電装置１０１の断面を示す。

図７に示すように、送電コイルＣＡに対して受電コイルＣＢがずれているとき、磁力線Ｍは、巻軸ＺＡ、ＺＢに対して対称ではない。磁力線Ｍは、送電コイルＣＡから発し受電コイルＣＢに向かう。しかし、送電コイルＣＡに対して受電コイルＣＢがずれているので、磁力線Ｍの分布が対称でない。その結果、コイルＣ１を通過する磁力線Ｍの数と、コイルＣ２を通過する磁力線Ｍの数とに相違が生じる。図７の例示では、コイルＣ１を通過する磁力線Ｍは、８本である。一方、コイルＣ２を通過する磁力線Ｍの数は、１０本である。

コイルＣ１、Ｃ２を通る磁力線Ｍの数が互いに相違すると、コイルＣ１、Ｃ２に生じる誘導電流の大きさも互いに相違する。その結果、誘導電流に起因するコイルＣ１、Ｃ２の発熱量も互いに相違する。従って、その結果、コイルＣ１に関する温度Ｔ１は、コイルＣ２に関する温度Ｔ２と相違する（Ｔ１＜Ｔ２）。換言すると、ボビンＢ１の温度は、ボビンＢ２の温度と相違する。

つまり、コイルＣ１、Ｃ２の温度の相違を評価することにより、送電コイルＣＡに対する受電コイルＣＢのずれの有無を検出することが可能である。換言すると、ボビンＢ１、Ｂ２の温度の相違を評価することにより、送電コイルＣＡに対する受電コイルＣＢのずれの有無を検出することが可能である。処理装置９は、コイルＣ１の温度Ｔ１とコイルＣ２の温度Ｔ２との相違を評価する評価値を用いて、ずれの有無を検出する。

処理装置９は、評価値として、コイルＣ１の温度Ｔ１と、コイルＣ２の温度Ｔ２と、の差分を利用する。換言すると、処理装置９は、評価値として、ボビンＢ１の温度Ｔ１と、ボビンＢ２の温度Ｔ２と、の差分を利用する。例えば、コイルＣ１の温度Ｔ１からコイルＣ２の温度Ｔ２を減算する。換言すると、ボビンＢ１の温度Ｔ１からボビンＢ２の温度Ｔ２を減算する。その結果、差分値ΔＴ（Ｔ１−Ｔ２）が得られる。処理装置９は、この差分値ΔＴの絶対値｜ΔＴ｜があらかじめ設定した範囲に含まれるとき（０≦｜ΔＴ｜≦Ｔ_ｔｈ）、ずれがないと判断してよい。一方、処理装置９は、この差分値ΔＴがあらかじめ設定した範囲に含まれないとき（Ｔ_ｔｈ＜｜ΔＴ｜）、ずれがあると判断してよい。また、処理装置９は、差分値ΔＴの符号（正又は負）に基づいて、ずれの方向を特定してもよい。

要するに、コイル装置１および位置ずれ検出装置３は、線対称に配置されたコイルＣ１、Ｃ２およびコイルＣ３、Ｃ４を有する。これらのコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、送電コイルＣＡが発する磁力線Ｍを受けると誘導電流を生じ、当該誘導電流によって発熱する。そして、送電コイルＣＡが発する磁力線Ｍは、送電コイルＣＡに対する受電コイルＣＢの位置に応じる。つまり、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の発熱量は、それぞれのコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に提供される磁力線Ｍの数に応じる。その結果、それぞれのコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の発熱に応じた温度が、それぞれの温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４によって取得される。取得された温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、処理装置９に提供される。そして、処理装置９は、それぞれの温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４から提供された温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４と評価する差分値ΔＴとに基づいて、送電コイルＣＡに対する受電コイルＣＢのずれを得ることができる。温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、それぞれのコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を通る磁力線Ｍの数に支配される。したがって、温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、送電コイルＣＡ及び受電コイルＣＢが配置される環境の影響を受けにくい。従って、コイル装置１および位置ずれ検出装置３は、設置された環境の状態に左右されないので、周囲環境の影響を受けにくい位置ずれ検出ができる。

位置ずれ検出装置３は、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の発熱によって送電コイルＣＡ及び受電コイルＣＢのずれを検出する。従って、位置ずれ検出装置３は、カメラを用いた画像処理を用いる必要がない。その結果、位置ずれ検出装置３は、カメラを用いる構成と比較すると、構成および処理が比較的簡易である。その結果、位置ずれ検出装置３は、コストを低減することができる。また、位置ずれ検出装置３は、ほこりおよびちりなどの影響も受けにくい。その結果、位置ずれ検出装置３は、周囲環境の影響を受けにくい位置ずれ検出ができる。

第１誘導加熱部および第２誘導加熱部は、コイルＣ１、Ｃ２である。この構成によれば、磁力線Ｍに応じた誘導加熱を好適に生じさせることができる。

評価値は、温度Ｔ１、Ｔ２の一方から他方を減算して得られる差分値ΔＴである。この評価値によれば、温度Ｔ１、Ｔ２の相違を容易に評価することができる。

コイル装置１は、送電コイルＣＡを収容する筐体２を備える。この構成によれば、送電コイルＣＡを保護することができる。

筐体２は、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４および温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４を収容する。この構成によれば、コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４および温度センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４を保護することができる。

本開示のコイル装置１および位置ずれ検出装置３について説明したが、本開示のコイル装置１および位置ずれ検出装置３は上記の態様に限られない。

例えば、温度の相違を評価する値として、温度の差分値ΔＴに代えて、温度Ｔ１、Ｔ２の比率（Ｔ２／Ｔ１）を用いてもよい。この評価値によっても、ずれの有無を好適に検出することが可能である。例えば、許容可能な最大ずれが生じた場合に発生する温度を実測又は解析により予め算出する。そして、得られた温度から閾比率を得ておく。今、一方の方向（例えば、図７における紙面右方向）の最大ずれであるとき、温度Ｔ１Ｒ、Ｔ２Ｒが生じるとすれば、一方の方向における閾比率は（ＴＳＲ＝Ｔ２Ｒ／Ｔ１Ｒ）である。逆に、他方の方向（例えば、図７における紙面左方向）の最大ずれであるとき、温度Ｔ１Ｌ、Ｔ２Ｌが生じるとすれば、他方の方向における閾比率は（ＴＳＬ＝Ｔ２Ｌ／Ｔ１Ｌ）である。そして、処理装置９は、コイル動作時に得られた比率（Ｔ２／Ｔ１）と閾比率（ＴＳＲ、ＴＳＬ）と比較する。具体的には、処理装置９は、比率（Ｔ２／Ｔ１）が閾比率によって示される範囲に含まれるとき（ＴＳＬ≦（Ｔ２／Ｔ１）≦ＴＳＲ）、ずれがないと判断してよい。一方、処理装置９は、比率（Ｔ２／Ｔ１）が閾比率によって示される範囲に含まれないとき（（Ｔ２／Ｔ１）＜ＴＳＬ又はＴＳＲ＜（Ｔ２／Ｔ１））、ずれがあると判断してよい。

図８の（ａ）部および図８の（ｂ）部に示すように、位置ずれ検出装置３Ａ、３Ｂが有するずれ検出軸の数は、１本であってもよい。図８の（ａ）部に示す位置ずれ検出装置３Ａは、軸線ＸＡをずれ検出軸とする。位置ずれ検出装置３Ａは、軸線ＹＡを対称軸とする。図８の（ｂ）部に示す位置ずれ検出装置３Ｂは、軸線ＹＡをずれ検出軸とする。位置ずれ検出装置３Ｂは、軸線ＸＡを対称軸とする。このような構成によれば、位置ずれ検出装置３Ａ、３Ｂの構成を簡素化することができる。

図９の（ａ）部、図９の（ｂ）部、図９の（ｃ）部および図９の（ｄ）部に示すように、位置ずれ検出装置３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆの各コイルの平面形状は、所望の形状としてよい。例えば、図９の（ａ）部に示すように、位置ずれ検出装置３ＣのコイルＣ１ｃ、Ｃ２ｃ、Ｃ３ｃ、Ｃ４ｃは、それぞれ台形形状であってもよい。コイルＣ１ｃ、Ｃ２ｃ、Ｃ３ｃ、Ｃ４ｃは、送電コイルＣＡの外縁部に沿って配置されてもよい。図９の（ｂ）部に示すように、位置ずれ検出装置３ＤのコイルＣ１ｄ、Ｃ２ｄ、Ｃ３ｄ、Ｃ４ｄは、矩形形状であってもよい。図９の（ｃ）部に示すように、位置ずれ検出装置３ＥのコイルＣ１ｅ、Ｃ２ｅ、Ｃ３ｅ、Ｃ４ｅは、楕円形形状であってもよい。図９の（ｄ）部に示すように、位置ずれ検出装置３ＦのコイルＣ１ｆ、Ｃ２ｆ、Ｃ３ｆ、Ｃ４ｆは、円形形状であってもよい。図９の（ｄ）部に示す位置ずれ検出装置３Ｆの軸線ＸＢ、ＹＢは、正方形形状の送電コイルＣＡにおける対角線としてもよい。このような軸線ＸＢ、ＹＢの構成によれば、コイルＣ１ｆ、Ｃ２ｆは、軸線ＹＢを対称軸として配置される。そして、軸線ＸＢは、ずれ検出軸となる。コイルＣ３ｆ、Ｃ４ｆは、軸線ＸＢを対称軸として配置される。軸線ＹＢは、ずれ検出軸となる。位置ずれ検出装置３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆは、送電コイルＣＡに対する受電コイルＣＢのずれを好適に検出できる。

図１０に示すように、位置ずれ検出装置３ＧのコイルＣ１ｇ、Ｃ２ｇおよび温度センサＨ１ｇ、Ｈ２ｇは、筐体２の外側に配置されてもよい。この構成によれば、既設のコイル装置に対して位置ずれ検出装置３Ｇを後付けしたコイル装置１Ｇを得ることができる。

１コイル装置
２筐体
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ位置ずれ検出装置
４カバー
６ベース
７導線
８ボビン
９処理装置（処理部）
１００非接触給電システム
１０１送電装置
１０２受電装置
２００車両
２０１バッテリ
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ４、Ｂ４ボビン
ＣＡ送電コイル（第１コイル）
ＣＢ受電コイル（第２コイル、相手方コイル）
Ｃ１コイル（第１誘導加熱部）
Ｃ２コイル（第２誘導加熱部）
Ｃ３コイル（第３誘導加熱部）
Ｃ４コイル（第４誘導加熱部）
Ｇ路面
Ｈ１，Ｈ１ｇ温度センサ（第１温度計測部）
Ｈ２，Ｈ２ｇ温度センサ（第２温度計測部）
Ｈ３温度センサ（第３温度計測部）
Ｈ４温度センサ（第４温度計測部）
Ｓ収容空間
Ｔ１温度（第１温度）
Ｔ２温度（第２温度）
Ｔ３温度（第３温度）
Ｔ４温度（第４温度）
Ｍ磁力線
ＸＡ，ＸＢ軸線（第１軸）
ＹＡ，ＹＢ軸線（第２軸）
ＺＡ，ＺＢ巻軸（コイル軸）

Claims

コイル軸のまわりに巻き回された導線を含む第１コイルに対する第２コイルのずれを検出する位置ずれ検出装置において、
前記第１コイルが発する磁力線を受けると共に、前記コイル軸および前記コイル軸に交差する第１軸に対して交わる第２軸を対称軸として線対称に並置される第１誘導加熱部および第２誘導加熱部と、
前記第１誘導加熱部に隣接して配置されて、第１温度を出力する第１温度計測部と、
前記第２誘導加熱部に隣接して配置されて、第２温度を出力する第２温度計測部と、
前記第１温度および前記第２温度の相違を評価する評価値に基づいて、前記第１コイルに対する前記第２コイルの前記第１軸に沿うずれを検出する処理部と、備える、位置ずれ検出装置。
前記第１誘導加熱部および前記第２誘導加熱部は、コイルである、請求項１に記載の位置ずれ検出装置。
前記評価値は、前記第１温度および前記第２温度の一方から他方を減算して得られる差分である、請求項１又は２に記載の位置ずれ検出装置。
前記評価値は、前記第１温度および前記第２温度において、一方に対する他方の比率である、請求項１又は２に記載の位置ずれ検出装置。
前記第１コイルが発する磁力線を受けると共に、前記第１軸を対称軸として線対称に並置される第３誘導加熱部および第４誘導加熱部と、
前記第３誘導加熱部に隣接して配置されて、第３温度を得る第３温度計測部と、
前記第４誘導加熱部に隣接して配置されて、第４温度を得る第４温度計測部と、をさらに備え、
前記処理部は、前記第３温度および前記第４温度の相違を評価する評価値に基づいて、前記第１コイルに対する前記第２コイルの前記第２軸に沿うずれを検出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置ずれ検出装置。
相手方コイルとの間で電力の送電および受電を行うコイル装置において、
コイル軸のまわりに巻き回された導線を含むコイルと、
前記コイルが発する磁力線を受けると共に、前記コイル軸および前記コイル軸に交差する第１軸に対して交わる第２軸を対称軸として線対称に並置される第１誘導加熱部および第２誘導加熱部と、
前記第１誘導加熱部に隣接して配置されて、第１温度を出力する第１温度計測部と、
前記第２誘導加熱部に隣接して配置されて、第２温度を出力する第２温度計測部と、
前記第１温度および前記第２温度の相違を評価する評価値に基づいて、前記コイルに対する前記相手方コイルの前記第１軸に沿うずれを検出する処理部と、備える、コイル装置。
前記コイルを収容する筐体をさらに備える、請求項６に記載のコイル装置。
前記筐体は、前記第１誘導加熱部、前記第２誘導加熱部、前記第１温度計測部および前記第２温度計測部をさらに収容する、請求項７に記載のコイル装置。