WO2014069581A1 - 給電部、受電部及び給電システム - Google Patents

給電部、受電部及び給電システム Download PDF

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WO2014069581A1
WO2014069581A1 PCT/JP2013/079583 JP2013079583W WO2014069581A1 WO 2014069581 A1 WO2014069581 A1 WO 2014069581A1 JP 2013079583 W JP2013079583 W JP 2013079583W WO 2014069581 A1 WO2014069581 A1 WO 2014069581A1
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WO
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power
resonance coil
power supply
side resonance
shield case
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PCT/JP2013/079583
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和義 加々美
柳田 曜
田中 信吾
肇 寺山
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矢崎総業株式会社
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/361Electric or magnetic shields or screens made of combinations of electrically conductive material and ferromagnetic material
    • H02J5/005
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power feeding unit, a power receiving unit, and a power feeding system, and more particularly to a power feeding unit that performs power feeding without contact, a power receiving unit that receives power without contact, and a power feeding system including the power feeding unit and the power receiving unit. .
  • a resonance type is known as one of the wireless power supply technologies.
  • this resonance type power feeding system one of a pair of resonance coils that electromagnetically resonate with each other is installed on the ground of the power feeding equipment, and the other is mounted on the vehicle, and the resonance coil installed on the ground of the power feeding equipment is installed on the vehicle. Power is supplied to the resonant coil without contact.
  • one of the resonance coils installed in the power supply facility is referred to as a power supply side resonance coil
  • the other of the resonance coils mounted on the vehicle is referred to as a power reception side resonance coil.
  • the above-described resonance type power feeding system has an advantage that power can be supplied wirelessly even if there is a certain distance between the power feeding resonance coil and the power receiving resonance coil.
  • the power supply side resonance coil and the power reception side resonance coil there is a possibility that a large electromagnetic leakage occurs in the surroundings.
  • metal shield frames 103 and 104 surrounding the side surfaces of the power supply side resonance coil 101 and the power reception side resonance coil 102 are provided, and power supply side resonance is provided. It has been considered to arrange magnetic bodies 105 and 106 on the sides of the coil 101 and the power receiving resonance coil 102 that are separated from each other (Patent Document 1). However, this method has a problem that electromagnetic leakage cannot be sufficiently prevented by high-power power supply targeting a hybrid vehicle or an electric vehicle.
  • power feeding may be performed in a state where the power feeding side resonance coil 101 and the power receiving side resonance coil 102 are misaligned.
  • electromagnetic leakage is further increased.
  • eddy currents are generated on the outer surfaces of the shield frames 103 and 104 due to the influence of electromagnetic leakage, and electromagnetic noise is generated from the eddy currents.
  • an object of the present invention is to provide a power feeding system that prevents electromagnetic leakage.
  • the invention described in claim 1 for solving the above-described problem is to resonate with a power source and a power receiving resonance coil mounted on a vehicle, and to supply power supplied from the power source in a non-contact manner to the power receiving resonance coil.
  • a power supply unit including a power supply side resonance coil, and a bottom wall that covers a side of the power supply side resonance coil that is away from the power reception side resonance coil, and a vertical wall that stands from the periphery of the bottom wall,
  • the power supply unit further includes a conductive shield case that houses the power supply resonance coil, and a magnetic body is provided on a surface of the standing wall of the shield case.
  • a power receiving unit including a power receiving side resonance coil that is mounted on a vehicle and electromagnetically resonates with a power supply side resonance coil to receive electric power from the power supply side resonance coil in a contactless manner.
  • a bottom wall covering the side of the side resonance coil away from the power supply side resonance coil, and a standing wall standing from the periphery of the bottom wall, further comprising a conductive shield case that houses the power reception side resonance coil, It exists in the power receiving part characterized by the magnetic body being provided in the standing wall surface of the shield case.
  • a power feeding system including the power feeding unit according to the first aspect and the power receiving unit according to the second aspect.
  • the invention according to claim 4 resides in the power feeding system according to claim 3, wherein the magnetic body is provided on an outer surface of the shield case.
  • the invention according to claim 5 resides in the power feeding system according to claim 3 or 4, wherein the magnetic body is also provided on a bottom wall of the shield case.
  • the invention described in claim 6 resides in the power feeding system according to any one of claims 3 to 5, wherein the magnetic body is provided with a slit.
  • the magnetic body is provided with a slit, and the central axis of the power supply side resonance coil and the power reception side resonance coil is the same as that of the power supply side resonance coil and the power reception side resonance coil during power supply.
  • the power supply side resonance coil and the power reception side resonance coil are surrounded by the bottom wall and the standing wall of the shield case, and the magnetic material is placed on the standing wall of the shield case. Since it is provided, electromagnetic leakage can be sufficiently prevented even in a high-power power supply system of an automobile.
  • the magnetic body is provided on the outer surface of the shield case. For this reason, before the leakage magnetic field reaches the outer surface of the shield case, it is converted into thermal energy by the magnetic material, so eddy currents flow on the outer surface of the shield case and no electromagnetic noise is generated from it. Magnetic field leakage can be prevented. In addition, the magnetic body absorbs electromagnetic waves and converts it into thermal energy and becomes high temperature. However, by providing the magnetic body on the outer surface of the shield case as described above, the heat dissipation effect of the magnetic body is enhanced and becomes too high. Can be prevented.
  • the magnetic body is provided with the slit, the heat dissipation effect of the magnetic body can be improved.
  • the central axis of the power supply side resonance coil and the power reception side resonance coil is provided perpendicular to the separation direction of the power supply side resonance coil and the power reception side resonance coil during power supply, and the slit is Since it is provided along the central axis direction, magnetic field leakage can be reliably prevented even if a slit is provided.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows one Embodiment of the electric power feeding system of this invention. It is a perspective view of the electric power feeding side shield case and power receiving side shield case which are shown in FIG. 1 in 1st Embodiment. It is the II sectional view taken on the line of FIG. It is a perspective view of the electric power feeding side shield case and electric power receiving side shield case which are shown in FIG. 1 in 2nd Embodiment. It is the II-II sectional view taken on the line of FIG.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 7. It is a perspective view of the electric power feeding side shield case and electric power receiving side shield case which are shown in FIG. 1 in 3rd Embodiment.
  • the product C of the present invention in which a plurality of slits provided in the ferrite are provided linearly along the central axis
  • the product D of the invention in which a plurality of slits provided in the ferrite are provided linearly along the direction orthogonal to the central axis, and the slits.
  • the present invention E in which ferrite is attached to both the bottom wall and the standing wall of the shield case shown in FIG. 11, and the standing wall of the shield case shown in FIG.
  • It is a graph which shows the result of having simulated the leakage magnetic field with respect to the distance from a center about this invention F which stuck ferrite only to.
  • It is a perspective view which shows an example of the conventional electric power feeding system. It is the VV sectional view taken on the line of FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a power feeding system of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the power supply side shield case and the power reception side shield case shown in FIG. 1 in the first embodiment.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
  • the power feeding system 1 includes a power feeding unit 2 provided in a power feeding facility, and a power receiving unit 3 mounted on a vehicle.
  • the power feeding unit 2 includes a high frequency power source 21 as a power source, a power feeding side loop antenna 22 to which high frequency power from the high frequency power source 21 is supplied, a power feeding side resonance coil 23 electromagnetically coupled to the power feeding side loop antenna 22, A power supply side capacitor C1 connected to both ends of the side resonance coil 23, and a power supply side shield case 24 that houses the power supply side loop antenna 22 and the power supply side resonance coil 23 are provided.
  • the high frequency power source 21 generates high frequency power and supplies it to the power feeding side loop antenna 22.
  • the high frequency power generated by the high frequency power source 21 is provided to be equal to the resonance frequency (for example, 13.56 MHz) of a power supply side resonance coil 23 and a power reception side resonance coil 31 described later.
  • the power feeding side loop antenna 22 is configured by winding a conducting wire in a circular loop shape, and is arranged so that its central axis is along the direction from the ground toward the vehicle, that is, the vertical direction.
  • a high frequency power source 21 is connected to both ends of the power feeding side loop antenna 22, and high frequency power from the high frequency power source 21 is supplied.
  • the power supply side resonance coil 23 is configured by winding a conducting wire around a central axis in a circular spiral shape.
  • the power supply side resonance coil 23 is disposed farther to the vehicle side than the power supply side loop antenna 22 and is disposed coaxially with the power supply side loop antenna 22.
  • the power supply resonance coil 23 is also arranged so that its central axis is along the vertical direction.
  • the both ends of the power supply side resonance coil 23 are connected to a power supply side capacitor C1 for adjusting the resonance frequency.
  • the feeding loop antenna 22 and the feeding resonance coil 23 are within a range where they can be electromagnetically coupled to each other, that is, when high frequency power is supplied to the feeding loop antenna 22 and a high frequency current flows, electromagnetic induction occurs in the feeding resonance coil 23. They are provided apart from each other within a range where they occur.
  • the feeding-side shield case 24 is composed of a highly conductive metal shield such as copper or aluminum, and as shown in FIG. 2 and FIG. 3, a ferrite 25 which is a magnetic material is attached to the outer surface thereof.
  • the feeding-side shield case 24 includes a bottom wall 24A that covers a side of the feeding-side loop antenna 22 and the feeding-side resonance coil 23 away from a power-receiving-side resonance coil 31, which will be described later, and a standing wall 24B that stands from the periphery of the bottom wall 24A. It is composed of The bottom wall 24 ⁇ / b> A is provided in a circular shape that is slightly larger than the diameters of the feeding-side loop antenna 22 and the feeding-side resonance coil 23.
  • the standing wall 24 ⁇ / b> B is provided so as to surround the side surfaces of the power supply side loop antenna 22 and the power supply side resonance coil 23.
  • the ferrite 25 is affixed to the entire outer surface of the bottom wall 24A and the standing wall 24B.
  • the power reception unit 3 includes a power reception side resonance coil 31 that electromagnetically resonates with the power supply side resonance coil 23, a power reception side loop antenna 32 that is electromagnetically coupled to the power reception side resonance coil 31, and a power reception side resonance coil.
  • a receiving-side capacitor C2 connected to both ends of 31; a rectifier 33 that converts high-frequency power received by the receiving-side loop antenna 32 into DC power; an in-vehicle battery 34 that is supplied with DC power converted by the rectifier 33;
  • a power receiving side shield case 35 that houses the power receiving side loop antenna 32 and the power receiving side resonance coil 31.
  • the power-receiving-side resonance coil 31 is provided in the same size and shape as the power-feeding-side resonance coil 23 described above, and the center axis thereof is arranged along the vertical direction.
  • the power reception side loop antenna 32 is provided in the same size and shape as the power supply side loop antenna 22.
  • the power receiving side loop antenna 32 is disposed farther away from the ground than the power receiving side resonance coil 31 and is disposed coaxially with the power reception side resonance coil 31.
  • a power receiving side capacitor C ⁇ b> 2 for adjusting a resonance frequency is connected to both ends of the power receiving side resonance coil 31.
  • the power receiving side resonance coil 31 and the power receiving side loop antenna 32 are within a range where they are electromagnetically coupled to each other, that is, within a range where an induction current is generated in the power receiving side loop antenna 32 when an alternating current flows through the power receiving side resonance coil 31. Are spaced apart from each other.
  • the power receiving side shield case 35 is composed of a highly conductive metal shield such as copper or aluminum like the power supply side shield case 24, and a magnetic material ferrite 36 is attached to the outer surface thereof. ing.
  • the power receiving side shield case 35 includes a bottom wall 35A that covers a side of the power receiving side loop antenna 32 and the power receiving side resonance coil 31 away from a power supply side resonance coil 23 described later, and a standing wall 35B that stands from the periphery of the bottom wall 35A. It is composed of
  • the bottom wall 35 ⁇ / b> A is provided in a circular shape slightly larger than the diameters of the power receiving side loop antenna 32 and the power receiving side resonance coil 31.
  • the standing wall 35 ⁇ / b> B is provided so as to surround the side surfaces of the power receiving side loop antenna 32 and the power receiving side resonance coil 31.
  • the ferrite 36 is attached to the entire outer surface of the bottom wall 35A and the standing wall 35B.
  • the power reception unit 3 of the vehicle when the power reception unit 3 of the vehicle approaches the power supply unit 2 provided on the ground of the power supply facility and the power supply resonance coil 23 and the power reception resonance coil 31 perform electromagnetic resonance, the power reception unit 3 receives power from the power supply unit 2. Electric power is supplied to the unit 3 in a non-contact manner, and the vehicle battery 34 is charged.
  • the power is sent to the power supply side resonance coil 23 by electromagnetic induction. That is, power is supplied to the power supply resonance coil 23 via the power supply loop antenna 22.
  • the power is wirelessly sent to the power reception side resonance coil 31 by magnetic field resonance.
  • the power is sent to the power receiving side resonance coil 31, the power is sent to the power receiving side loop antenna 32 by electromagnetic induction, and the in-vehicle battery 34 connected to the power receiving side loop antenna 32 is charged.
  • the power supply side and power reception side resonance coils 23 and 31 are surrounded by the bottom walls 24A and 35A and the standing walls 24B and 35B of the shield cases 24 and 35, and the bottom walls of the shield cases 24 and 35 are provided. Since the ferrites 25 and 36 are provided on the 24A and 35A and the standing walls 24B and 35B, electromagnetic leakage can be sufficiently prevented even in the high-power power supply system 1 of the automobile.
  • the ferrites 25 and 36 are provided on the outer surfaces of the shield cases 24 and 35. For this reason, since the leakage magnetic field is converted into thermal energy by the ferrites 25 and 36 before reaching the outer surfaces of the shield cases 24 and 35, eddy current flows on the outer surfaces of the shield cases 24 and 35, and electromagnetic noise is generated therefrom. This can prevent magnetic field leakage more reliably. Also, the ferrites 25 and 36 absorb electromagnetic waves and convert them into heat energy, resulting in a high temperature. However, by providing the ferrites 25 and 36 on the outer surfaces of the shield cases 24 and 35 as described above, the ferrites 25 and 36 are provided. The heat dissipation effect can be enhanced and the temperature can be prevented from becoming too high.
  • a power feeding system 1 of the present invention in a second embodiment will be described with reference to FIGS.
  • a significant difference between the first embodiment and the second embodiment is the configuration of the ferrites 25 and 36 attached to the shield cases 24 and 35.
  • a plurality of slits 26 and 37 are provided in the ferrites 25 and 36 attached to the bottom walls 24A and 35A of the shield cases 24 and 35.
  • the plurality of slits 26 and 37 are provided in circular shapes having different diameters, and are arranged on concentric circles.
  • the surface area can be increased as compared with the first embodiment, and the heat dissipation effect can be improved. .
  • the inventors of the present invention A which is the power feeding system 1 having the shield cases 24 and 35 shown in FIG. 2 described in the first embodiment, and the diagram described in the second embodiment. 2 is a power supply system 1 having the shield case 24 and 35 shown in FIG. 2, and the product B (with slits) of the present invention B having a shield case 24 and 35 shown in FIG.
  • the leakage magnetic field with respect to the distance from the center of the resonance coils 23 and 31 was simulated for the comparative product and the conventional product having the shield frame 104 and the magnetic body 106 shown in FIG. The results are shown in FIG.
  • the products A and B of the present invention and the comparison product are simulated using the same power supply side and power reception side resonance coils 23 and 31 (same shape, same size, same material). Further, the power supply side and power reception side resonance coils 101 and 102 of the conventional product shown in FIG. 14 are the same as the power supply side and power reception side resonance coils 23 and 31 of the products A and B of the present invention and the comparative product.
  • the products A and B of the present invention and the comparative product are simulated using the same power supply side and power reception side loop antennas 22 and 32, respectively.
  • the loop antenna is omitted, but the conventional product also has the same power supply side and power reception side loop antenna as the products A and B of the present invention and the comparative product.
  • the distance between the power supply side loop antenna 22 and the power supply side resonance coils 23 and 101 and the distance between the power reception side loop antenna 32 and the power reception side resonance coils 31 and 102 are both the products A and B of the present invention, the comparative product, and the conventional product. It is set the same.
  • the shield cases 24 and 35 are set to be the same for the products A and B of the present invention and the comparative product, and the shield cases 24 and 35 and the power feeding side, the power receiving side loop antennas 22 and 32, the power feeding side, and the power receiving side resonance coil.
  • the arrangement with 23 and 31 is also the same. That is, the difference between the product A of the present invention and the product B of the present invention is only whether or not there are slits 26 and 37, and all other parts are set to be the same.
  • the difference between the product A of the present invention and the comparative product is only whether or not there are ferrites 25 and 36, and all other parts are set to be the same.
  • the conventional shield frames 103 and 104 are provided in a rectangular tube shape in FIG. 14, they are simulated using a cylinder so as to be substantially the same as the standing walls 24B and 35B of the shield cases 24 and 35.
  • the conventional magnetic bodies 105 and 106 are provided as squares in FIG. 14, but are circular so as to be substantially the same as the ferrites 25 and 36 provided on the bottom walls 24A and 35A of the shield cases 24 and 35. Simulation is performed using the shape. That is, the difference between the shield cases 24 and 35 of the product A of the present invention and the shield frames 103 and 104 of the conventional product is that the other portions are set to be the same depending on whether or not the bottom walls 24A and 35A are present.
  • the products A and B of the present invention suppressed the spread of the leakage magnetic field distribution compared to the conventional product and the comparative product.
  • the human body protection policy value of the magnetic field there is a guideline value defined by ICNIRP (International Non-Ionizing Radiation Protection Committee), and it is considered that the magnetic field strength is preferably 5 A / m or less from 10 MHz to 400 MHz.
  • the conventional product did not become 5 A / m or less even in a range exceeding 1 m from the center, whereas the products A and B of the present invention were 5 A / m or less near 0.65 m.
  • the slits 26 and 37 are provided, the spread of the leakage magnetic field distribution can be suppressed as in the case where the slits 26 and 37 are not provided.
  • a power feeding system 1 of the present invention in a third embodiment will be described with reference to FIGS.
  • a significant difference between the third embodiment and the second embodiment is the configuration of the power feeding side and power receiving side resonance coils 23 and 31 and the power feeding side and power receiving side loop antennas 22 and 32.
  • the power supply side and power reception side resonance coils 23 and 31 in the third embodiment are provided in the same size and shape, and helically formed on the substantially flat cores 27 and 38. It is constructed by winding it (solenoid coil or the like).
  • the central axes of the power feeding side and power receiving side resonance coils 23 and 31 are arranged along the vertical direction so as to be coaxial with each other.
  • power feeding is performed.
  • the center axis of the power receiving side resonance coils 23 and 31 is provided perpendicular to the separating direction (vertical direction) of the power feeding side and power receiving side resonance coils 23 and 31 during power feeding.
  • the power feeding side and power receiving side loop antennas 22 and 32 are also configured to be wound around substantially flat cores 27 and 38, respectively.
  • the power feeding side and power receiving side loop antennas 22 and 32 are provided coaxially with the power feeding side and power receiving side resonance coils 23 and 31.
  • the cores 27 and 38 around which the power feeding side, power receiving side resonance coils 23 and 31 and the power feeding side and power receiving side loop antennas 22 and 32 are wound are accommodated in power feeding side and power receiving side shield cases 24 and 35, respectively.
  • the power supply side and power reception side shield cases 24 and 35 are composed of rectangular bottom walls 24A and 35A and standing walls 24B and 35B standing from the periphery of the bottom walls 24A and 35A.
  • Ferrites 25 and 36 are attached to the entire outer surfaces of the bottom walls 24A and 35A and the standing walls 24B and 35B of the power supply side and power reception side shield cases 24 and 35, as in the first and second embodiments.
  • the ferrites 25 and 36 are provided with a plurality of slits 26 and 37 on the bottom walls 24A and 35A of the shield cases 24 and 35, respectively.
  • the plurality of slits 26 and 37 may be provided linearly along a direction orthogonal to the central axis of the resonance coils 23 and 31, and a plurality of slits 26 and 37 may be arranged along the central axis.
  • the resonance coils 23 and 31 are provided in a straight line along the central axis, and are arranged along a direction orthogonal to the central axis.
  • the leakage magnetic field with respect to the distance from the center (center of the resonance coils 23 and 31 in the central axis direction) was simulated for the product E (not shown) of the present invention E (not shown) in which the slits 26 and 37 are not provided in 25 and 36.
  • the results are shown in FIG.
  • the difference between the product C of the present invention and the product D of the present invention is only the direction of the slits 26 and 37, and the number of slits 26 and 37 and other portions are all set to be the same.
  • the difference between the product C of the present invention and the product E of the present invention is only whether or not there are slits 26 and 37, and all other parts are set to be the same.
  • the product C of the present invention can suppress the spread of the leakage magnetic field distribution compared to the product D of the present invention.
  • the product C of the present invention can suppress the leakage magnetic field distribution almost the same as that of the product E of the present invention. That is, it was confirmed that it is desirable to provide the slits 26 and 37 parallel to the central axis when the central axes of the power supply side and power reception side resonance coils 23 and 31 are arranged perpendicular to the separation direction.
  • a power feeding system 1 of the present invention in a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
  • a significant difference between the fourth embodiment and the third embodiment is a portion where the ferrites 25 and 36 are provided.
  • the ferrites 25 and 36 are attached to the entire outer surfaces of the bottom walls 24A and 35A and the standing walls 24B and 35B of the shield cases 24 and 35.
  • the ferrites 25 and 36 are attached to the entire outer surfaces of the standing walls 24B and 35B of the shield cases 24 and 35, and are not attached to the bottom walls 24A and 35A. .
  • the inventors of the present invention are both a comparative product that is the power feeding system 1 having the shield cases 24 and 35 shown in FIG. 11 without the ferrites 25 and 36, and the bottom walls 24A and 35A and the standing walls 24B and 35B.
  • the present invention product E (not shown) in which the ferrites 25 and 36 are bonded to each other and the present product F in which the ferrites 25 and 36 are bonded only to the standing walls 24B and 35B shown in FIGS.
  • the leakage magnetic field with respect to the distance from the center of the resonance coils 23 and 31 in the central axis direction was simulated. The results are shown in FIG.
  • the only difference between the comparative product and the products E and F of the present invention is whether or not the ferrites 25 and 36 are provided, and all other parts are set to be the same. Further, the difference between the product E of the present invention and the product F of the present invention is only whether or not the ferrites 25 and 36 are attached to the bottom walls 24A and 35A, and all other parts are set to be the same. .
  • the products E and F of the present invention can suppress the spread of the leakage magnetic field distribution compared to the comparative product.
  • the product F of the present invention can suppress the leakage magnetic field distribution almost the same as that of the product E of the present invention.
  • the power supply side and power reception side resonance coils are provided in a spiral shape, but the present invention is not limited to this.
  • the shapes of the power supply side and power reception side resonance coils are not limited to the above-described embodiment, and may be helical (solenoid coils or the like), for example.
  • the power supply side and power reception side resonance coils are provided in the same size, but the present invention is not limited to this. Either the power supply side or the power reception side resonance coil may be large.
  • ferrite is used as the magnetic body, but the present invention is not limited to this, and other magnetic bodies may be used.
  • the ferrite is provided on the outer surfaces of the power supply side and power reception side shield cases 24 and 35, but the present invention is not limited to this. Ferrite may be provided on the inner surfaces of the power supply side and power reception side shield cases 24 and 35.
  • the fourth embodiment can be applied to, for example, the power supply system 1 of the first embodiment shown in FIG. That is, the ferrites 25 and 36 may be provided only on the standing walls 24B and 35B of the shield cases 24 and 35 shown in FIGS. 2 and 3, and the ferrites 25 and 36 may not be provided on the bottom walls 24A and 35A.

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Abstract

 電磁漏洩を防止した給電システムを提供する。 給電部、受電部に設けられた給電側共鳴コイル(23)、受電側共鳴コイル(31)がそれぞれ、導電性の給電側シールドケース(24)、受電側シールドケース(35)に収容されている。給電側シールドケース(24)は、給電側共鳴コイル(23)の受電側共鳴コイル(31)から離れた側を覆う底壁(24A)及び該底壁(24A)の周縁から立設する立壁(24B)から構成され、底壁(24A)及び立壁(24B)表面にフェライト(25)が設けられている。受電側シールドケース(35)も、受電側共鳴コイル(31)の給電側共鳴コイル(23)から離れた側を覆う底壁(35A)及び該底壁(35A)の周縁から立設した立壁(35B)から構成され、底壁(35A)及び立壁(35B)表面にフェライト(36)が設けられている。

Description

給電部、受電部及び給電システム
 本発明は、給電部、受電部及び給電システムに係り、特に、非接触で給電を行う給電部、非接触で受電する受電部及び上記給電部と受電部とを備えた給電システムに関するものである。
 近年、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されたバッテリに給電する給電システムとして、電源コードや送電ケーブルを用いないワイヤレス給電が注目されている。このワイヤレス給電技術の一つとして共鳴式のものが知られている。この共鳴式の給電システムでは、互いに電磁共鳴する一対の共鳴コイルの一方を給電設備の地面に設置し、他方を車両に搭載して、給電設備の地面に設置された共鳴コイルから車両に搭載された共鳴コイルに非接触で電力を供給している。以下、給電設備に設置された共鳴コイルの一方を給電側共鳴コイル、車両に搭載された共鳴コイルの他方を受電側共鳴コイルと言う。
 上述した共鳴式の給電システムは、給電側共鳴コイルと受電側共鳴コイルとの間にある程度距離があってもワイヤレスで給電することができるという利点がある。しかしながら、給電側共鳴コイルと受電側共鳴コイルとの間に距離があるため、周囲に大きな電磁漏洩が発生してしまう恐れがある。
 そこで、この電磁漏洩を防ぐ方法として、図14及び図15に示すように、給電側共鳴コイル101及び受電側共鳴コイル102の側面を囲む金属製のシールド枠103、104を設けると共に、給電側共鳴コイル101及び受電側共鳴コイル102の互いに離れた側に磁性体105、106を配置することが考えられている(特許文献1)。しかしながら、この方法では、ハイブリッド自動車や電気自動車をターゲットとした大電力給電では、十分に電磁漏洩を防ぐことができない、という問題があった。
 また、受電側共鳴コイル102を自動車に搭載すると、給電側共鳴コイル101と受電側共鳴コイル102とが位置ずれした状態で給電が行われることがある。そのような状態で給電すると、より一層電磁漏洩が大きくなる。しかも、大電力給電では電磁漏洩の影響でシールド枠103、104外側の表面に渦電流が発生し、そこから電磁ノイズが発生してしまう、という問題もあった。
特開2011-45189号公報
 そこで、本発明は、電磁漏洩を防止した給電システムを提供することを課題とする。
 上述した課題を解決するための請求項1記載の発明は、電源と、車両に搭載された受電側共鳴コイルと共鳴して前記受電側共鳴コイルに非接触で前記電源から供給された電力を給電するための給電側共鳴コイルと、を備えた給電部において、前記給電側共鳴コイルの前記受電側共鳴コイルから離れた側を覆う底壁及び該底壁の周縁から立設する立壁から構成され、前記給電側共鳴コイルを収容する導電性のシールドケースをさらに備え、前記シールドケースの立壁表面に磁性体が設けられていることを特徴とする給電部に存する。
 請求項2記載の発明は、車両に搭載され、給電側共鳴コイルと電磁共鳴して前記給電側共鳴コイルから非接触で電力を受電するための受電側共鳴コイルを備えた受電部において、前記受電側共鳴コイルの前記給電側共鳴コイルから離れた側を覆う底壁及び該底壁の周縁から立設する立壁から構成され、前記受電側共鳴コイルを収容する導電性のシールドケースをさらに備え、前記シールドケースの立壁表面に磁性体が設けられていることを特徴
とする受電部に存する。
 請求項3記載の発明は、請求項1に記載の給電部と、請求項2に記載の受電部と、を備えたことを特徴とする給電システムに存する。
 請求項4記載の発明は、前記磁性体は、前記シールドケースの外側表面に設けられていることを特徴とする請求項3に記載の給電システムに存する。
 請求項5記載の発明は、前記磁性体は、前記シールドケースの底壁にも設けられている ことを特徴とする請求項3又は4に記載の給電システムに存する。
 請求項6記載の発明は、前記磁性体には、スリットが設けられていることを特徴とする請求項3~5何れか1項に記載の給電システムに存する。
 請求項7記載の発明は、前記磁性体には、スリットが設けられ、前記給電側共鳴コイル及び前記受電側共鳴コイルの中心軸が、給電時における前記給電側共鳴コイル及び前記受電側共鳴コイルの離隔方向に対して垂直に設けられ、前記スリットが、前記中心軸に沿って設けられていることを特徴とする請求項5に記載の給電システムに存する。
 以上説明したように請求項1~3及び5記載の発明によれば、給電側共鳴コイル、受電側共鳴コイルがシールドケースの底壁及び立壁に囲まれ、しかもそのシールドケースの立壁に磁性体が設けられているので、自動車の大電力の給電システムであっても十分に電磁漏洩を防止できる。
 請求項4記載の発明によれば、シールドケースの外側表面に磁性体が設けられている。このため、漏洩磁界がシールドケース外側表面に達する前に磁性体により熱エネルギーに変換されてしまうため、シールドケース外側表面に渦電流が流れ、そこから電磁ノイズが発生することがなく、より確実に磁界漏洩を防止できる。また、磁性体は、電磁波を吸収して熱エネルギーに変換して高温となるが、上述したように磁性体をシールドケース外側表面に設けることにより、磁性体の放熱効果を高め、高温になり過ぎるのを防ぐことができる。
 請求項6記載の発明によれば、磁性体にはスリットが設けられているので、磁性体の放熱効果の向上を図ることができる。
 請求項7記載の発明によれば、給電側共鳴コイル及び受電側共鳴コイルの中心軸が、給電時における給電側共鳴コイル及び受電側共鳴コイルの離隔方向に対して垂直に設けられ、スリットが、中心軸方向に沿って設けられているので、スリットを設けても確実に磁界漏洩を防止できる。
本発明の給電システムの一実施形態を示すブロック図である。 第1実施形態における図1に示す給電側シールドケース及び受電側シールドケースの斜視図である。 図2のI-I線断面図である。 第2実施形態における図1に示す給電側シールドケース及び受電側シールドケースの斜視図である。 図4のII-II線断面図である。 第1実施形態における本発明品A(スリットなし)と、第2実施形態おける本発明品B(スリットあり)と、図2に示すシールドケースにフェライトを貼り付けていない比較品と、図14に示すシールド枠と磁性体とを有する従来品とについて、共鳴コイルの中心からの距離に対する漏洩磁界をシミュレーションした結果を示すグラフである。 第3実施形態における図1に示す給電側シールドケース及び受電側シールドケースの斜視図である。 図7のIII-III線断面図である。 第3実施形態における図1に示す給電側シールドケース及び受電側シールドケースの斜視図である。 フェライトに設けるスリットを中心軸に沿って直線状に複数設けた本発明品Cと、フェライトに設けるスリットを中心軸と直交する方向に沿って直線状に複数設けた本発明品Dと、スリットが設けられていない本発明品Eと、について、中心からの距離に対する漏洩磁界をシミュレーションした結果を示すグラフである。 第4実施形態における図1に示す給電側シールドケース及び受電側シールドケースの斜視図である。 図10のIV-IV線断面図である。 図11に示すシールドケースにフェライトを貼り付けていない比較品と、図11に示すシールドケースの底壁及び立壁の双方にフェライトを貼り付けた本発明品Eと、図11に示すシールドケースの立壁のみにフェライトを貼り付けた本発明品Fとについて、中心からの距離に対する漏洩磁界をシミュレーションした結果を示すグラフである。 従来の給電システムの一例を示す斜視図である。 図14のV-V線断面図である。
第1実施形態
 以下、第1実施形態における本発明の給電システムを図1~図3を参照して説明する。図1は、本発明の給電システムの一実施形態を示すブロック図である。図2は、第1実施形態における図1に示す給電側シールドケース及び受電側シールドケースの斜視図である。図3は、図2のI-I線断面図である。図1に示すように、給電システム1は、給電設備に設けられる給電部2と、車両に搭載された受電部3と、を備えている。
 上記給電部2は、電源としての高周波電源21と、高周波電源21からの高周波電力が供給される給電側ループアンテナ22と、給電側ループアンテナ22に電磁結合された給電側共鳴コイル23と、給電側共鳴コイル23の両端に接続された給電側キャパシタC1と、給電側ループアンテナ22及び給電側共鳴コイル23を収容する給電側シールドケース24と、を備えている。
 上記高周波電源21は、高周波電力を生成して、給電側ループアンテナ22に供給している。この高周波電源21により生成される高周波電力は、後述する給電側共鳴コイル23及び受電側共鳴コイル31の共鳴周波数(例えば13.56MHz)と等しくなるように設けられている。
 上記給電側ループアンテナ22は、導線を円ループ状に巻いて構成されていて、その中心軸が地面から車両に向かう方向、即ち鉛直方向に沿うように配置されている。この給電側ループアンテナ22の両端には、高周波電源21が接続されていて、この高周波電源21からの高周波電力が供給されている。
 上記給電側共鳴コイル23は、図2に示すように、導線を中心軸周りに円形のスパイラル状に巻いて構成される。この給電側共鳴コイル23は、上記給電側ループアンテナ22よりも車両側に離間して配置されると共に、給電側ループアンテナ22と同軸上に配置される。また、この給電側共鳴コイル23も、その中心軸が鉛直方向に沿うように配置されている。そして、給電側共鳴コイル23の両端には、共鳴周波数調整用の給電側キャパシタC1が接続される。
 上記給電側ループアンテナ22と給電側共鳴コイル23とは、互いに電磁結合できる範囲内、即ち、給電側ループアンテナ22に高周波電力が供給され、高周波電流が流れると給電側共鳴コイル23に電磁誘導が発生するような範囲内で、互いに離間して設けられている。
 給電側シールドケース24は、銅やアルミといった導電性の高い金属シールドから構成され、図2及び図3に示すように、その外側表面に磁性体であるフェライト25が貼り付けられている。給電側シールドケース24は、給電側ループアンテナ22及び給電側共鳴コイル23の後述する受電側共鳴コイル31から離れた側を覆う底壁24Aと、底壁24Aの周縁から立設する立壁24Bと、から構成されている。底壁24Aは、給電側ループアンテナ22及び給電側共鳴コイル23の径よりも若干大きめの円形に設けられている。立壁24Bは、給電側ループアンテナ22及び給電側共鳴コイル23の側面を囲むように設けられている。フェライト25は、上記底壁24A及び立壁24Bの外側表面全体に貼り付けられている。
 上記受電部3は、図1に示すように、給電側共鳴コイル23と電磁共鳴する受電側共鳴コイル31と、受電側共鳴コイル31に電磁結合された受電側ループアンテナ32と、受電側共鳴コイル31の両端に接続された受電側キャパシタC2と、受電側ループアンテナ32が受電した高周波電力を直流電力に変換する整流器33と、整流器33により変換された直流電力が供給される車載バッテリ34と、受電側ループアンテナ32及び受電側共鳴コイル31を収容する受電側シールドケース35と、を備えている。
 上記受電側共鳴コイル31は、上述した給電側共鳴コイル23と同じ大きさ、同じ形状に設けられ、その中心軸が鉛直方向に沿うように配置されている。上記受電側ループアンテナ32は、給電側ループアンテナ22と同じ大きさ、同じ形状に設けられている。また、受電側ループアンテナ32は、受電側共鳴コイル31よりも地面から離れた側に離間して配置される共に受電側共鳴コイル31と同軸上に配置されている。上記受電側共鳴コイル31の両端には、共鳴周波数調整用の受電側キャパシタC2が接続されている。
 また、受電側共鳴コイル31と受電側ループアンテナ32とは、互いに電磁結合する範囲内、即ち、受電側共鳴コイル31に交流電流が流れると受電側ループアンテナ32に誘導電流が発生する範囲内に、互いに離間して設けられている。
 受電側シールドケース35は、図3に示すように、給電側シールドケース24と同様に銅やアルミといった導電性の高い金属シールドから構成され、その外側表面に磁性体であるフェライト36が貼り付けられている。受電側シールドケース35は、受電側ループアンテナ32及び受電側共鳴コイル31の後述する給電側共鳴コイル23から離れた側を覆う底壁35Aと、底壁35Aの周縁から立設する立壁35Bと、から構成されている。底壁35Aは、受電側ループアンテナ32及び受電側共鳴コイル31の径よりも若干大きめの円形に設けられている。立壁35Bは、受電側ループアンテナ32及び受電側共鳴コイル31の側面を囲むように設けられている。フェライト36は、上記底壁35A及び立壁35Bの外側表面全体に貼り付けられている。
 上述した給電システム1によれば、車両の受電部3が給電設備の地面に設けた給電部2に近づいて給電側共鳴コイル23と受電側共鳴コイル31とが電磁共鳴すると、給電部2から受電部3に非接触で電力が供給され、車載バッテリ34が充電される。
 詳しく説明すると、上記給電側ループアンテナ22に交流電流が供給されると、その電力が電磁誘導により給電側共鳴コイル23に送られる。即ち、給電側共鳴コイル23には、給電側ループアンテナ22を介して電力が供給される。給電側共鳴コイル23に電力が送られると、その電力が磁界の共鳴によって受電側共鳴コイル31にワイヤレスで送られる。さらに、受電側共鳴コイル31に電力が送られると、その電力が電磁誘導によって受電側ループアンテナ32に送られ、この受電側ループアンテナ32に接続された車載バッテリ34が充電される。
 上述した給電システム1によれば、給電側、受電側共鳴コイル23、31がシールドケース24、35の底壁24A、35A及び立壁24B、35Bに囲まれ、しかもそのシールドケース24、35の底壁24A、35A及び立壁24B、35Bにフェライト25、36が設けられているので、自動車の大電力の給電システム1であっても十分に電磁漏洩を防止できる。
 また、上述した給電システム1によれば、シールドケース24、35の外側表面にフェライト25、36が設けられている。このため、漏洩磁界がシールドケース24、35外側表面に達する前にフェライト25、36により熱エネルギーに変換されてしまうため、シールドケース24、35外側表面に渦電流が流れ、そこから電磁ノイズが発生することがなく、より確実に磁界漏洩を防止できる。また、フェライト25、36は、電磁波を吸収して熱エネルギーに変換して高温となるが、上述したようにフェライト25、36をシールドケース24、35の外側表面に設けることにより、フェライト25、36の放熱効果を高め、高温になり過ぎるのを防ぐことができる。
第2実施形態
 次に、第2実施形態における本発明の給電システム1を図4及び図5を参照して説明する。第1実施形態と第2実施形態とで大きく異なる点は、シールドケース24、35に貼り付けられたフェライト25、36の構成である。第2実施形態では、シールドケース24、35の底壁24A、35Aに貼り付けられたフェライト25、36に複数のスリット26、37が設けられている。複数のスリット26、37は、互いに径の異なる円形に設けられ、同心円上に配置されている。
 上述した給電システム1によれば、フェライト25、36にはスリット26、37が設けられているので、第1実施形態に比べて表面積を大きくすることができ、放熱効果の向上を図ることができる。
 次に、本発明者らは、第1実施形態で説明した図2に示すシールドケース24、35を有する給電システム1である本発明品A(スリットなし)と、第2実施形態で説明した図4に示すシールドケース24、35を有する給電システム1である本発明品B(スリットあり)と、フェライト25、36を貼り付けていない図2に示すシールドケース24、35を有する給電システム1である比較品と、図14に示すシールド枠104と磁性体106とを有する従来品と、について、共鳴コイル23、31の中心からの距離に対する漏洩磁界をシミュレーションした。結果を図6に示す。
 なお、このシミュレーションにおいては、給電側共鳴コイル23に3kWの電力を供給している。また、本発明品A、B及び比較品ともに給電側、受電側共鳴コイル23、31として、互いに同じもの(同じ形状、同じ大きさ、同じ材質)を用いてシミュレーションしている。また、図14に示す従来品の給電側及び受電側共鳴コイル101、102も本発明品A、B及び比較品の給電側及び受電側共鳴コイル23、31と同じものを用いている。
 また、本発明品A、B及び比較品ともに給電側、受電側ループアンテナ22、32として、互いに同じものを用いてシミュレーションしている。また、図14ではループアンテナは省略しているが、従来品も本発明品A、B及び比較品と同じ給電側、受電側ループアンテナを有している。また、給電側ループアンテナ22-給電側共鳴コイル23、101間の距離、受電側ループアンテナ32-受電側共鳴コイル31、102間の距離も、本発明品A、B、比較品及び従来品ともに同じに設定してある。
 また、シールドケース24、35は、本発明品A、B及び比較品ともに同じに設定してあり、シールドケース24、35と給電側、受電側ループアンテナ22、32、給電側、受電側共鳴コイル23、31との配置も互いに同じである。即ち、本発明品Aと本発明品Bとの違いはスリット26、37があるか否かだけで、他の部分は全て同じに設定してある。また、本発明品Aと比較品との違いは、フェライト25、36があるか否かだけで、他の部分は全て同じに設定してある。
 また、従来品のシールド枠103、104は、図14では四角筒状に設けられているが、シールドケース24、35の立壁24B、35Bとほぼ同じになるように円筒を用いてシミュレーションしてある。従来品の磁性体105、106としては、図14では四角に設けられているが、シールドケース24、35の底壁24A、35A上に設けられたフェライト25、36とほぼ同じになるように円形状のものを用いてシミュレーションしてある。即ち、本発明品Aのシールドケース24、35と従来品のシールド枠103、104の違いは、底壁24A、35Aがあるか否かで、他の部分は全て同じに設定してある。
 同図に示すように、本発明品A、Bは、従来品及び比較品に比べて漏洩磁界分布の広がりを抑えられていることが確認された。磁界の人体防護方針値としては、ICNIRP(国際非電離放射線防護委員会)が定める指針値があり、10MHzから400MHzでは磁界強度が5A/m以下が望ましいとされている。従来品では、中心から1mを越えた範囲でも5A/m以下にならないのに対して、本発明品A、Bでは、0.65m付近で5A/m以下となることが確認された。また、スリット26、37を設けてもスリット26、37がない場合と同様に漏洩磁界分布の広がりを抑えられることが確認された。
第3実施形態
 次に、第3実施形態における本発明の給電システム1を図7~図10を参照して説明する。第3実施形態と第2実施形態とで大きく異なる点は、給電側、受電側共鳴コイル23、31と、給電側、受電側ループアンテナ22、32と、の構成である。第3実施形態における給電側、受電側共鳴コイル23、31は、図7及び図8などに示すように、互いに同じ大きさ、同じ形状に設けられ、略平板状のコア27、38にヘリカル状に巻いて構成(ソレノイドコイル等)される。
 さらに、上述した第2実施形態においては給電側、受電側共鳴コイル23、31の中心軸を、互いに同軸上になるように鉛直方向に沿って配置していたが、第3実施形態では、給電側、受電側共鳴コイル23、31の中心軸が、給電時における給電側、受電側共鳴コイル23、31の離隔方向(垂直方向)に対して垂直に設けられている。
 また、給電側、受電側ループアンテナ22、32も、略平板状のコア27、38にそれぞれ巻いて構成される。これにより、給電側、受電側ループアンテナ22、32は、給電側、受電側共鳴コイル23、31と同軸上に設けられる。これら給電側、受電側共鳴コイル23、31、給電側、受電側ループアンテナ22、32が巻かれたコア27、38は、それぞれ給電側、受電側シールドケース24、35内に収容されている。
 第3実施形態において給電側、受電側シールドケース24、35は、四角形の底壁24A、35Aと、底壁24A、35Aの周縁から立設する立壁24B、35Bと、から構成されている。給電側、受電側シールドケース24、35の底壁24A、35A及び立壁24B、35Bの外側表面全体には、第1及び第2実施形態と同様にフェライト25、36が貼り付けられている。このフェライト25、36には、シールドケース24、35の底壁24A、35A上に複数のスリット26、37が設けられている。
 この複数のスリット26、37としては、図9に示すように、共鳴コイル23、31の中心軸と直交する方向に沿って直線状に設け、中心軸に沿って複数並べてもよいが、図7に示すように、共鳴コイル23、31の中心軸に沿って直線状に設け、中心軸と直交する方向に沿って並べている方が望ましい。
 次に、本発明者らは、給電側、受電側共鳴コイル23、31の中心軸を、離隔方向に対して垂直に配置した給電システムにおいて、図7に示すように、スリット26、37を中心軸に沿って直線状に複数設けた本発明品Cと、図9に示すように、スリット26、37を中心軸と直交する方向に沿って直線状に複数設けた本発明品Dと、フェライト25、36にスリット26、37が設けられていない本発明品E(図示せず)とについて、中心(共鳴コイル23、31の中心軸方向の中央)からの距離に対する漏洩磁界をシミュレーションした。結果を図10に示す。なお、本発明品Cと本発明品Dとの違いは、スリット26、37の向きだけで、スリット26、37の数や他の部分は全て同じに設定してある。また、本発明品Cと本発明品Eとの違いはスリット26、37があるか否かだけで、他の部分は全て同じに設定してある。
 同図に示すように、本発明品Cの方が本発明品Dに比べて漏洩磁界分布の広がりを抑えられることが確認された。本発明品Cは本発明品Eのものとほぼ同等に漏洩磁界分布を抑えることができる。即ち、給電側、受電側共鳴コイル23、31の中心軸を、離隔方向に対して垂直に配置したときはスリット26、37としては中心軸と平行に設けるのが望ましいことが確認できた。
第4実施形態
 次に、第4実施形態における本発明の給電システム1を図11~図13を参照して説明する。第4実施形態と第3実施形態とで大きく異なる点は、フェライト25、36が設けられている部分である。第3実施形態では、フェライト25、36は、シールドケース24、35の底壁24A、35A及び立壁24B、35Bの外側表面全体に貼り付けられていた。これに対して、第4実施形態では、フェライト25、36では、シールドケース24、35の立壁24B、35Bの外側表面全体に貼り付けられていて、底壁24A、35Aには貼り付けられていない。
 図11及び図12に示すように、立壁24B、35Bにのみフェライト25、36を設けた場合であっても、底壁24A、35A及び立壁24B、35Bの双方にフェライト25、36を貼り付けた場合と同程度に電磁漏洩を防止でき、底壁24A、35A上にフェライト25、36を設けない分、軽量化及びコストダウンを図ることができる。
 次に、本発明者らは、フェライト25、36を貼り付けていない図11に示すシールドケース24、35を有する給電システム1である比較品と、底壁24A、35A及び立壁24B、35Bの双方にフェライト25、36を貼り付けた本発明品E(図示せず)と、図11及び図12に示す立壁24B、35Bのみにフェライト25、36を貼り付けた本発明品Fと、について、中心(共鳴コイル23、31の中心軸方向の中央)からの距離に対する漏洩磁界をシミュレーションした。結果を図13に示す。なお、比較品と本発明品E及びFとの違いは、フェライト25、36が設けられているか否かだけであって、他の部分は全て同じに設定してある。また、本発明品Eと本発明品Fとの違いは、底壁24A、35Aにフェライト25、36が貼り付けられているか否かだけであって、他の部分は全て同じに設定してある。
 同図に示すように、本発明品E、Fの方が、比較品に比べて漏洩磁界分布の広がりを抑えられることが確認された。また、本発明品Fは本発明品Eのものとほぼ同等に漏洩磁界分布を抑えることができることが確認された。
 なお、上述した第1及び第2実施形態では、給電側、受電側共鳴コイルをスパイラル状に設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。給電側、受電側共鳴コイルの形状は上記実施形態に限定されることなく、例えばヘリカル状(ソレノイドコイル等)であってもよい。
 また、上述した実施形態では、給電側、受電側共鳴コイルを同じ大きさに設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。給電側、受電側共鳴コイルの何れか一方が大きくてもよい。
 また、上述した実施形態によれば、磁性体としてはフェライトを用いていたが、これに限定されるものではなく、他の磁性体でもよい。
 また、上述した実施形態によれば、フェライトは給電側、受電側シールドケース24、35の外側表面に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。フェライトを給電側、受電側シールドケース24、35の内側表面に設けても良い。
 また、第4実施形態は、例えば、図2に示す第1実施形態の給電システム1にも適用することができる。つまり、図2及び図3に示すシールドケース24、35の立壁24B、35Bのみにフェライト25、36を設け、底壁24A、35Aにフェライト25、36を設けないようにしてもよい。
 また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
 1 給電システム
 2 給電部
 3 受電部
 21 高周波電源(電源)
 23 給電側共鳴コイル
 31 受電側共鳴コイル
 24 給電側シールドケース(シールドケース)
 24A 底壁
 24B 立壁
 25 フェライト(磁性体)
 26 スリット
 35 受電側シールドケース(シールドケース)
 35A 底壁
 35B 立壁
 36 フェライト(磁性体)
 37 スリット

Claims (7)

  1.  電源と、車両に搭載された受電側共鳴コイルと共鳴して前記受電側共鳴コイルに非接触で前記電源から供給された電力を給電するための給電側共鳴コイルと、を備えた給電部において、
     前記給電側共鳴コイルの前記受電側共鳴コイルから離れた側を覆う底壁及び該底壁の周縁から立設する立壁から構成され、前記給電側共鳴コイルを収容する導電性のシールドケースをさらに備え、
     前記シールドケースの立壁表面に磁性体が設けられている
     ことを特徴とする給電部。
  2.  車両に搭載され、給電側共鳴コイルと電磁共鳴して前記給電側共鳴コイルから非接触で電力を受電するための受電側共鳴コイルを備えた受電部において、
     前記受電側共鳴コイルの前記給電側共鳴コイルから離れた側を覆う底壁及び該底壁の周縁から立設する立壁から構成され、前記受電側共鳴コイルを収容する導電性のシールドケースをさらに備え、
     前記シールドケースの立壁表面に磁性体が設けられている
     ことを特徴とする受電部。
  3.  請求項1に記載の給電部と、
     請求項2に記載の受電部と、を備えたことを特徴とする給電システム。
  4.  前記磁性体は、前記シールドケースの外側表面に設けられている
     ことを特徴とする請求項3に記載の給電システム。
  5.  前記磁性体は、前記シールドケースの底壁にも設けられている
     ことを特徴とする請求項3又は4に記載の給電システム。
  6.  前記磁性体には、スリットが設けられている
     ことを特徴とする請求項3~5何れか1項に記載の給電システム。
  7.  前記磁性体には、スリットが設けられ、
     前記給電側共鳴コイル及び前記受電側共鳴コイルの中心軸が、給電時における前記給電側共鳴コイル及び前記受電側共鳴コイルの離隔方向に対して垂直に設けられ、
     前記スリットが、前記中心軸に沿って設けられている
     ことを特徴とする請求項5に記載の給電システム。
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