WO2015019956A1 - シールド装置および非接触給電システム - Google Patents

シールド装置および非接触給電システム Download PDF

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shield
vehicle
power supply
power
power feeding
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晋 徳良
祐司 前川
健太郎 降矢
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株式会社Ihi
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Definitions

  • the present invention relates to a shield device and a non-contact power feeding system.
  • non-contact power feeding system that can perform power feeding from the power feeding side to the power receiving side in a non-contact manner has been actively performed.
  • a non-contact power feeding system can perform power feeding without connecting the power feeding side and the power receiving side with wiring (cable), and is highly convenient.
  • the non-contact electric power feeding system is considered promising for use in charging a battery mounted on a vehicle such as an electric vehicle (EV: Electric Vehicle) or a hybrid vehicle (HV: Hybrid Vehicle).
  • EV Electric Vehicle
  • HV Hybrid Vehicle
  • a non-contact power feeding system used for charging a battery mounted on a vehicle is, for example, a power feeding system installed on the ground surface of a parking space (parking region) set in a parking lot or embedded so as to be flush with the ground surface.
  • a coil is provided.
  • the non-contact power feeding system feeds power from a power feeding coil in a non-contact manner to a power receiving coil provided in a vehicle parked in a parking space. If the vehicle is parked such that the power receiving coil provided in the vehicle has an appropriate positional relationship with the power feeding coil (for example, a positional relationship in which the power receiving coil overlaps the power feeding coil in a plan view), power is supplied without contact. Is done efficiently.
  • a protrusion is formed around a region located between a primary self-resonant coil that transmits power and a secondary self-resonant coil that receives power transmitted from the primary self-resonant coil during power feeding.
  • a non-contact power feeding system that is surrounded by a shield member is disclosed.
  • the resonance frequency of the shield member is set to a value between the resonance frequency of the primary self-resonance coil and the secondary self-resonance coil and a frequency that is three times the resonance frequency. Leakage of electromagnetic waves is reduced.
  • Patent Document 2 discloses a non-contact power feeding system including a power transmission side shield portion provided in a power transmission side coil and a power reception side shield portion provided in a power reception side coil.
  • Patent Document 3 discloses a bag-shaped shield member that is provided between a power feeding coil and a power receiving coil of a non-contact power feeding system and that can expand and contract.
  • Patent Document 4 discloses a shield member provided to surround a coil unit of a non-contact power feeding system.
  • Patent Document 5 discloses a shield member whose surface is coated with a highly permeable metal material.
  • Patent Document 6 discloses a power supply coil including a cover member for removing foreign matter.
  • Patent Document 7 discloses a flap type car stopper provided in a vehicle parking facility.
  • Patent Document 8 discloses a pedal that can move according to the weight of a wheel and a power supply coil that moves up and down simultaneously with the movement of the pedal.
  • the magnetic flux generated by the power transmission coil returns to the power transmission coil without going through the power reception coil (from one end of the magnetic pole of the power transmission coil to the other end If the magnetic flux path that returns to the power transmission coil via the power receiving coil is formed without configuring the magnetic flux path that returns to the power transmission efficiency, the power feeding efficiency becomes the highest.
  • the receiving coil provided in the vehicle is arranged at a distance of several millimeters to several tens of centimeters with respect to the feeding coil, a part of the magnetic flux spreads to the surrounding space without passing through the receiving coil. . Since such a magnetic flux does not contribute to the power transmission from the power feeding coil to the power receiving coil, the power feeding efficiency is lowered by the amount of the magnetic flux.
  • the technique disclosed in Patent Document 1 described above is a technique that is limited to a non-contact power supply system (non-contact power supply system employing a resonance method) in which power is transmitted by magnetic field resonance. It is difficult to apply to a non-contact power feeding system that employs a power feeding method.
  • the resonance circuit needs to be formed by the shield member, it is necessary to adjust the resonance circuit so that the resonance condition is satisfied, and the degree of freedom in design is limited. May be.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a shield device capable of reducing magnetic flux leakage to the outside and a non-contact power feeding system using the shield device.
  • a shield device used at the time of non-contact power feeding from a power feeding coil to a power receiving coil of a vehicle is installed around the power feeding coil, and the power feeding coil is fed at the time of power feeding.
  • a multilayer magnetic shield member disposed so as to surround the space between the power receiving coil and the power receiving coil.
  • the multilayer magnetic shield member is composed of a plurality of base materials arranged in layers, and can be expanded and contracted. A shield portion formed on the surface of the base material forming the base member using at least one of a magnetic material and a conductive material.
  • the shield device according to the second aspect further includes a cover member provided on the multilayer magnetic shield member so as to cover the power supply coil and the multilayer magnetic shield member.
  • a cover member provided on the multilayer magnetic shield member so as to cover the power supply coil and the multilayer magnetic shield member.
  • at least a portion of the cover member that overlaps the feeding coil in a plan view is formed of a nonmagnetic material.
  • the multilayer magnetic shield member is formed by the cover member and the ground surface when the base member contracts. It can be accommodated in a folded state in the space.
  • the shield apparatus includes a supply / exhaust apparatus for supplying / exhausting gas for expanding or contracting the base member of the multilayer magnetic shield member. Further prepare.
  • a supply / exhaust apparatus for supplying / exhausting gas for expanding or contracting the base member of the multilayer magnetic shield member. Further prepare.
  • a shield device shields the electromagnetic field generation space from the outside, and a first step member disposed at a position where a tire of a vehicle traveling to the power feeding position passes or a position below the tire of the vehicle stopped at the power feeding position.
  • the shield member is configured to move between a storage position that opens the electromagnetic field generation space to the outside and a deployment position that shields the electromagnetic field generation space from the outside.
  • the first step member is configured to move between a standing position and a fall position.
  • the shield member is configured such that the first step member is attached to a tire of a vehicle traveling to the power feeding position in a state where the fixing mechanism fixes the first step member to the shield member and integrates both.
  • the shield device includes an entry detector that detects entry of a vehicle into the power feeding area and outputs a detection signal, and the stepping member is moved from the fall position to the standing position. And a control device for controlling the moving device and the fixing mechanism. Further, when the detection signal output from the approach detector is input, the control device controls the moving device to keep the shield member in the storage position, and the shield by the fixing mechanism.
  • the entry detector acquires identification information of a vehicle entering the power supply area, and the vehicle supplies power based on the identification information. When it is determined that the vehicle is necessary, the detection signal is output to the control device.
  • the shield device according to the seventh aspect further includes a second step member fixed to the shield member and movable integrally with the shield member.
  • the second step member is disposed at a position where a tire of a vehicle traveling from the power feeding position to the outside of the power feeding area passes.
  • the second stepping member is configured to be in a fall position when the shield member is in the storage position, and to be in a standing position when the shield member is in the deployed position. Further, when the vehicle travels from the power feeding position toward the outside of the power feeding area, the shield member is moved from the standing position to the falling position by the second tread member being stepped on by the tire of the vehicle. Thus, it is configured to move from the deployed position to the storage position simultaneously with the movement of the second step member.
  • a non-contact power supply system includes a power supply coil that supplies power to a vehicle in a non-contact manner and the shield device according to any one of the first to tenth aspects.
  • the multilayer magnetic shield member is disposed so as to surround the space between the power feeding coil and the power receiving coil during power feeding, magnetic flux leakage to the outside can be improved while improving power feeding efficiency. It is possible to reduce.
  • the shield member moves from the retracted position to the deployed position when the vehicle tire depresses the first stepping member. Magnetic flux leakage to the outside is reduced by the shield member.
  • FIG. 6A It is a sectional side view which shows the state at the time of the electric power feeding in the 1st modification of the magnetic shielding apparatus provided in the non-contact electric power feeding system by 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows the 2nd modification of the magnetic shielding apparatus provided in the non-contact electric power feeding system by 1st Embodiment of this invention. It is a top view which shows the whole structure of the shield apparatus by 2nd Embodiment of this invention. It is a top view which shows the state before a vehicle approachs the electric power feeding position of the shield apparatus by 2nd Embodiment of this invention. It is a 6B-6B arrow directional view of FIG. 6A.
  • FIG. 7B is a view on arrow 7B-7B in FIG. 7A.
  • FIG. 8B is a view taken along line 8A-8A in FIG. 6A.
  • FIG. 8B is a view on arrow 8B-8B in FIG. 6A.
  • It is a flowchart of the shield member expansion
  • FIG. 10B is a view on arrow 10B-10B in FIG. 10A.
  • FIG. 11A It is a top view which shows a state when the vehicle stops in the electric power feeding position of the shield apparatus by 2nd Embodiment of this invention. It is a 11B-11B arrow directional view of FIG. 11A. It is a 12A-12A arrow directional view of FIG. 10A. It is a 12B-12B arrow directional view of FIG. 10A. It is sectional drawing which shows the fixing mechanism for fixing a stepping member to a shield member manually. It is a 13B-13B arrow directional view of FIG. 13A. It is a 13C-13C line arrow directional view of Drawing 13B. It is a top view which shows another fixing mechanism for fixing a stepping member to a shield member manually.
  • FIG. 15B is a view on arrow 15B-15B in FIG. 15A.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of the non-contact power feeding system according to the first embodiment of the present invention.
  • the non-contact power supply system 11 of this embodiment includes a power supply device 110, a power supply coil 120, a magnetic shield device 130 (shield device), and a power supply gas supply / exhaust device 140 (supply / exhaust device).
  • the non-contact power supply system 11 is installed in, for example, a power supply station or a parking lot, and supplies power to the parked vehicle M without contact.
  • the power feeding device 110 includes a power source 111, a rectifier circuit 112, a power feeding circuit 113, and a power feeding control unit 114.
  • the power feeding device 110 generates electric power suitable for non-contact power feeding to the vehicle M, and performs various controls (details will be described later) necessary for performing non-contact power feeding to the vehicle M.
  • this embodiment demonstrates the structure by which the electric power feeder 110 is installed on the ground, the electric power feeder 110 may be installed in the basement and is above the vehicle M (for example, the ceiling of a parking lot). It may be installed.
  • the power supply 111 has an output terminal connected to the input terminal of the rectifier circuit 112, and supplies AC power necessary for power supply to the vehicle M to the rectifier circuit 112.
  • the power supply 111 is a system power supply that supplies three-phase AC power such as 200 V or 400 V, or 100 V single-phase AC power.
  • the rectifier circuit 112 has an input terminal connected to the power supply 111 and an output terminal connected to the power supply circuit 113.
  • the rectifier circuit 112 rectifies AC power supplied from the power supply 111 and converts it into DC power. Output to the power feeding circuit 113.
  • the power supply circuit 113 has an input terminal connected to the rectifier circuit 112 and an output terminal connected to both ends of the power supply coil 120, converts DC power from the rectifier circuit 112 into AC power, and supplies the converted AC power Output to the coil 120.
  • the power supply circuit 113 includes a resonance capacitor that forms a power supply side resonance circuit together with the power supply coil 120, and the DC power from the rectifier circuit 112 is supplied to the power supply 111 under the control of the power supply control unit 114.
  • the power is converted into AC power (high frequency power) having a frequency higher than that of AC power and is output to the feeding coil 120.
  • the power supply control unit 114 controls the power supply circuit 113 to generate power to be supplied to the vehicle M, and controls the power supply gas supply / exhaust device 140 to operate the magnetic shield device 130. Specifically, the power supply control unit 114 controls the power supply gas supply / exhaust device 140 during power supply to supply gas to the magnetic shield device 130, thereby providing a power reception coil provided in the power supply coil 120 and the vehicle M. The space between the space 150 and the magnetic shield device 130 is surrounded. In addition, the power supply control unit 114 controls the power supply gas supply / exhaust device 140 to exhaust gas from the magnetic shield device 130 after the power supply is completed, thereby bringing the magnetic shield device 130 into an original state (described later). The base member 131a is contracted).
  • the power supply control unit 114 includes a CPU (central processing unit), a memory, and the like, and performs the above-described various controls based on a power supply control program prepared in advance.
  • the feeding coil 120 generates a magnetic field when high-frequency power supplied from the feeding circuit 113 is applied, and feeds the vehicle M in a non-contact manner. Both ends of the power supply coil 120 are connected to the output terminal of the power supply circuit 113 and are installed on the ground in an exposed state or molded with a nonmagnetic or weak magnetic and nonconductive material such as plastic.
  • the power supply coil 120 is, for example, a coil (solenoid type coil) in which a conducting wire such as a round wire or a rectangular wire is spirally wound in a predetermined shape (for example, a rectangular tube shape), a round wire or A coil (circular coil (planar coil)) in which a conducting wire such as a flat wire is spirally wound in the same plane.
  • the magnetic shield device 130 is installed in the vicinity of the power supply coil 120 to shield the magnetic flux (leakage magnetic flux) radiated from the power supply coil 120 and to improve the power supply efficiency of the non-contact power supply system 11.
  • 2A and 2B are side cross-sectional views showing the main configuration of the magnetic shield device provided in the non-contact power feeding system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a side sectional view showing a state when the magnetic shield device is not fed
  • FIG. 2B is a side sectional view showing a state when the magnetic shield device is fed.
  • the magnetic shield device 130 includes a multilayer magnetic shield member 131, a cover member 132, and a band member 133.
  • the multilayer magnetic shield member 131 is installed around the power supply coil 120, and is accommodated in a folded state in a space formed by the cover member 132 and the ground surface as shown in FIG. .
  • the multilayer magnetic shield member 131 is disposed so as to surround the space P between the power feeding coil 120 and the power receiving coil 150 provided in the vehicle M.
  • the multi-layer magnetic shield member 131 has a base member 131a in which a stretchable, non-magnetic and non-conductive elastic material B (base material) such as rubber is layered, and an elastic material B constituting the base member 131a. And a shield part 131b formed by vapor deposition or application of a material.
  • the base member 131a is composed of a plurality of elastic materials B arranged in layers, and is configured to be able to expand and contract as a whole.
  • the base member 131a of this embodiment is comprised from the elastic material B, it is not limited to this,
  • the base member 131a is comprised from the several base material which is arrange
  • the base member 131a can expand or contract as a whole. That is, the base member 131a is composed of a plurality of base materials arranged in layers, and examples of the base material include a material having elasticity or a material having flexibility.
  • the shield part 131b may be formed on the surface of the elastic material B (base material) forming the base member 131a using at least one of a magnetic material and a conductive material.
  • the shape of the multilayer magnetic shield member 131 in plan view is arbitrary, but is, for example, an annular shape or a rectangular annular shape. Further, an air layer (a region where air exists) is formed between adjacent elastic members B forming the base member 131a.
  • the portion of the multilayer magnetic shield member 131 where the shield portion 131b is formed has higher rigidity than other portions (portions where the magnetic material is not deposited) and is difficult to expand and contract. For this reason, the shield part 131b is not formed over the entire surface of each elastic member B forming the base member 131a, and the elastic member B is partially formed so that the multilayer magnetic shield member 131 can be folded (see FIG. 2A). Is formed. However, since it is necessary to effectively shield the leakage magnetic flux at the time of power feeding (see FIG. 2B), for example, the shield part 131b of a certain elastic material B is a shield part 131b formed on the inner elastic material B. It may be formed so as to cover the gap.
  • the multilayer magnetic shield member 131 in which the magnetic material is thinly deposited in the present embodiment is mainly used for the following three reasons.
  • the magnetic flux that leaks to the surroundings is made to be a closed magnetic circuit as a whole without being magnetically saturated while being sequentially magnetically saturated from the shield part 131b located on the inner side.
  • the cover member 132 is a hollow plate-like member having an open bottom surface, and has a strength that does not greatly deform even when a person steps on it, for example, and covers the upper side of the power supply coil 120 and the multilayer magnetic shield member 131. It is provided on the upper part of the magnetic shield member 131. That is, the cover member 132 includes a plate-like horizontal portion extending in the horizontal direction and a vertical portion extending downward from the edge of the horizontal portion, and has a space between the vertical portions facing each other. As shown in FIG. 2A, the cover member 132 is provided to prevent the multilayer magnetic shield member 131 from being damaged by accommodating the multilayer magnetic shield member 131 that is folded when power is not supplied.
  • a space formed by the base member 131a, the cover member 132, and the ground surface is configured as a sealed space (airtight space). That is, the connection part between the base member 131a and the cover member 132 and the connection part between the base member 131a and the ground surface are both formed airtight.
  • the cover member 132 is in contact with the power receiving coil 150 between the power feeding coil 120 and the power receiving coil 150 provided in the vehicle M (or in a state close to the power receiving coil 150) during power feeding. Placed in. For this reason, at least a portion of the cover member 132 that overlaps the power supply coil 120 in plan view is formed of a nonmagnetic and nonconductive material such as plastic. Instead of forming only a part of the cover member 132 from plastic or the like, the entire cover member 132 may be formed from plastic or the like.
  • the band member 133 is a stretchable string-like member, and is attached around the bent portion Q (the outer surface of the bent portion Q), which is a portion where the multilayer magnetic shield member 131 is bent. 2B, the band member 133 is bent inward at the bent portion Q in order to fold the multilayer magnetic shield member 131 in the state shown in FIG. 2B into the state shown in FIG. 2A. It is provided for assisting and preventing the multilayer magnetic shield member 131 from bending outward at the bent portion Q. As shown in FIG. 2B, it is preferable that the interval between the bent portions Q facing each other of the multilayer magnetic shield member 131 at the time of feeding is set to be at least the width of the feeding coil 120.
  • the gas supply / exhaust device 140 for power supply supplies and exhausts gas to and from the magnetic shield device 130 under the control of the control unit 114 for power supply.
  • the power supply gas supply / exhaust device 140 is formed by a space (a base member 131 a of the multilayer magnetic shield member 131, a cover member 132, and the ground surface) in the magnetic shield device 130 in which the power supply coil 120 is disposed.
  • a gas supply / exhaust pipe 141a communicating with the magnetic shield device 130 through the supply / exhaust pipe 141a. That is, the base member 131a can be expanded or contracted by the gas supply / exhaust device 140 for power supply supplying gas to or discharging gas from the space through the supply / exhaust pipe 141a.
  • air is used as the gas supplied to and exhausted from the magnetic shield device 130.
  • Vehicle M is an automobile that is driven by a driver and travels on a road, and is, for example, an electric car or a hybrid car that includes a travel motor as a power generation source. As shown in FIG. 1, the vehicle M includes a power receiving coil 150, a power receiving circuit 151, a charging circuit 152, a battery 153, and a power receiving control unit 154. Although omitted in FIG. 1, the vehicle M is provided with devices necessary for traveling such as an operation handle, a brake, and the traveling motor.
  • the power receiving coil 150 is a coil (solenoid-type coil or circular-type coil) having the same or substantially the same coil size as that of the power feeding coil 120 described above, and is provided at the bottom of the vehicle M. Both ends of the power receiving coil 150 are connected to the input terminal of the power receiving circuit 151.
  • an electromotive force is generated by electromagnetic induction, and the generated electromotive force is output to the power receiving circuit 151.
  • the power receiving circuit 151 has an input terminal connected to both ends of the power receiving coil 150 and an output terminal connected to the input terminal of the charging circuit 152, and converts AC power supplied from the power receiving coil 150 into DC power. The direct current power thus output is output to the charging circuit 152.
  • the power reception circuit 151 includes a resonance capacitor that forms a power reception resonance circuit together with the power reception coil 150. The capacitance of the resonance capacitor of the power reception circuit 151 is set so that the resonance frequency of the power reception side resonance circuit is the same or substantially the same as the resonance frequency of the power supply side resonance circuit described above.
  • the charging circuit 152 has an input terminal connected to the output terminal of the power receiving circuit 151 and an output terminal connected to the input terminal of the battery 153, and charges the battery 153 with electric power (DC power) from the power receiving circuit 151.
  • the battery 153 is a rechargeable battery (for example, a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery) mounted on the vehicle M, and supplies power to a travel motor (not shown).
  • the power reception control unit 154 includes a CPU, a memory, and the like, and controls the charging circuit 152 based on a power reception control program prepared in advance.
  • the installation position of the feeding coil 120 is grasped by the power receiving control unit 154.
  • ascertaining the installation position of the feeding coil 120 the method of grasping
  • the position of the vehicle M is grasped by the power supply control unit 114 from the output of a position sensor such as a sound wave sensor or an optical sensor (not shown).
  • a position sensor such as a sound wave sensor or an optical sensor (not shown).
  • the multilayer magnetic shield member 131 folded in the state shown in FIG. 2A becomes a space P between the power feeding coil 120 and the power receiving coil 150 provided in the vehicle M as shown in FIG. 2B. Expands to surround That is, the base member 131a of the multilayer magnetic shield member 131 is in an expanded state. In addition, since the space between the power feeding coil 120 and the power receiving coil 150 is occupied by the magnetic shield device 130 by deploying the multilayer magnetic shield member 131 in the state shown in FIG. Invasion of foreign matter into the space between the power receiving coil 150 is prevented.
  • the power supply circuit 113 of the power supply apparatus 110 is controlled by the power supply control unit 114 and the power supply operation is started.
  • the power feeding operation is started, the high frequency power from the power feeding circuit 113 is applied to the power feeding coil 120, and a magnetic field is generated from the power feeding coil 120.
  • Most of the magnetic flux radiated from the end face (upper surface) of the feeding coil 120 enters the power receiving coil 150 without passing through the multilayer magnetic shield member 131, as shown in FIG. 2B.
  • the magnetic flux (leakage magnetic flux) that does not directly enter the power receiving coil 150 is perpendicular to the shield part 131b provided in the multilayer magnetic shield member 131 (or at an angle close to perpendicular) as shown in FIG. 2B. ) Incident.
  • Part of the magnetic flux incident on the shield part 131b of the multilayer magnetic shield member 131 passes through the shield part 131b, and the rest is guided toward the power receiving coil 150 along the outer shield part 131b.
  • the shield part 131b is formed using a conductive material
  • the magnetic flux passes through the shield part 131b
  • an eddy current is generated in the shield part 131b
  • a magnetic field against the leakage magnetic flux is generated based on the eddy current.
  • the leakage flux is shielded.
  • the shield part 131b is formed using a magnetic material (ferromagnetic material)
  • a part of the magnetic flux incident on the shield part 131b is guided toward the power receiving coil 150 in the shield part 131b.
  • the magnetic flux inside the magnetic flux (closer to the power feeding coil 120) is regulated so as to go toward the power receiving coil 150. Therefore, even if the shield part 131b is formed using either a conductive material or a magnetic material, the leakage magnetic flux that could not reach the power receiving coil 150 in the past can reach the power receiving coil 150.
  • the shield part 131b since the magnetic material and the conductive material vapor-deposited in the shield part 131b are thin, the leakage magnetic flux may not be completely shielded by the shield part 131b arranged on the innermost side. Since it is arranged in multiple layers, the leakage flux is gradually shielded toward the outside.
  • the shield part 131b only needs to be formed using at least one of a magnetic material and a conductive material, and may be formed using a material that is a magnetic material and a conductive material.
  • the power reception control unit 154 When receiving electric power supplied from the power supply coil 120 in a contactless manner, in the vehicle M, the power reception control unit 154 charges the battery 153 by controlling the charging circuit 152 while monitoring the charging state of the battery 153. When detecting that the battery 153 is in a fully charged state, the power reception control unit 154 performs control to stop the charging circuit 152 and charges a display unit (not shown) (for example, charging the battery 153 provided in the driver's seat). Status indicator) is notified that the battery 153 is fully charged. With this notification, the driver can recognize that the battery 153 is fully charged.
  • the power supply control unit 114 of the power supply apparatus 110 determines that the power supply is completed, the power supply control unit 114 controls the power supply circuit 113 to stop the power supply operation.
  • the determination as to whether or not the power supply has ended can be made based on, for example, whether or not the amount of power supplied to the vehicle M has suddenly decreased.
  • the power supply control unit 114 performs control for exhausting the gas supplied to the magnetic shield device 130 to the power supply gas supply / exhaust device 140.
  • the multilayer magnetic shield member 131 developed in the state shown in FIG. 2B is folded into the state shown in FIG. 2A. That is, the base member 131a of the multilayer magnetic shield member 131 is in a contracted state.
  • the driver can drive the vehicle M and move from the place where the feeding coil 120 is installed.
  • the magnetic shield device 130 is installed around the power supply coil 120 and the multilayer magnetic shield member 131 is expanded so as to surround the space between the power supply coil 120 and the power reception coil 150 during power supply. is doing. Thereby, the leakage magnetic flux radiated from the power feeding coil 120 can be reduced and guided to the power receiving coil 150, so that magnetic flux leakage to the outside can be prevented while improving the power feeding efficiency.
  • FIGS. 2A and 2B are side sectional views showing a first modification of the magnetic shield device provided in the non-contact power feeding system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a side sectional view showing a state when the magnetic shield device is not fed
  • FIG. 3B is a side sectional view showing a state when the magnetic shield device is fed.
  • members corresponding to those shown in FIGS. 2A and 2B are denoted by the same reference numerals.
  • the multi-layer magnetic shield member 131 provided in the magnetic shield device 130 in the embodiment described above is configured to be bent inward, but the multi-layer magnetic shield member 131 provided in the magnetic shield device 130 in the present modification is an outer side. It is comprised so that it can be bent.
  • the multilayer magnetic shield member 131 is accommodated in a state of being bent outward in a space formed by the cover member 132 and the ground surface, as shown in FIG. 3A.
  • the multilayer magnetic shield member 131 has a space between the power feeding coil 120 and the power receiving coil 150 provided in the vehicle M in a state where the bent portion Q is bent outward. It arrange
  • the magnetic flux (leakage magnetic flux) radiated from the feeding coil 120 is perpendicular (or nearly perpendicular) to the shield part 131 b provided in the multilayer magnetic shield member 131.
  • the leakage magnetic flux is incident on the shield part 131b with a large incident angle (at an angle closer to parallel than perpendicular to the shield part 131b). For this reason, most of the leakage magnetic flux is guided toward the power receiving coil 150 along the shield part 131b, thereby improving power supply efficiency.
  • the band member 133 of this modification is attached to the inner surface of the bent portion Q of the multilayer magnetic shield member 131, and is configured to urge the bent portion Q toward the outside. Yes.
  • FIG. 4 is a diagram showing a second modification of the magnetic shield device provided in the non-contact power feeding system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 only a part of the multilayer magnetic shield member 131 provided in the magnetic shield device 130 is illustrated in order to simplify the illustration.
  • an air layer is formed between the adjacent elastic members B forming the base member 131a of the multilayer magnetic shield member 131.
  • the resin layer 131c is provided between the adjacent elastic members B. Is formed.
  • the elastic material B forming the base member 131a is integrated, and the strength of the base member 131a can be increased.
  • the shield part 131b is formed by depositing or applying at least one of a magnetic material and a conductive material on the base member 131a of the multilayer magnetic shield member 131.
  • the shield part 131b may be formed by vapor-depositing or applying any of the functional materials.
  • a flexible film-like shield part 131b may be formed and the film may be attached to the surface of the elastic material B.
  • the multilayer magnetic shield member 131 is bent at one bent portion (one in the vertical direction) has been described.
  • the multilayer magnetic shield member 131 is bent at a plurality of locations. May be.
  • the cover member 132 may be omitted.
  • the multilayer magnetic shield member 131 (base member 131a) is, for example, a bag that can expand and contract.
  • the bag can be expanded and contracted by being made of an elastic material such as rubber that can be expanded and contracted and nonmagnetic and nonconductive.
  • an elastic material such as rubber that can be expanded and contracted and nonmagnetic and nonconductive.
  • the space formed by the base member 131a, the cover member 132, and the ground surface is comprised as airtight space, it is not limited to this,
  • contract is said space It may be arranged inside.
  • the power supply gas supply / exhaust device 140 supplies / discharges gas to / from the bag body to remove the base member 131a. Inflate and deflate.
  • the cover member 132 is provided on the ground surface. However, the cover member 132 may be accommodated in a recess formed on the ground surface. In this case, the cover member 132 may be composed of only a plate-like horizontal portion extending in the horizontal direction. In this case, the multilayer magnetic shield member 131 is also accommodated in the recess.
  • the interval between the bent portions Q facing each other of the multilayer magnetic shield member 131 at the time of power feeding is set to at least the width of the power feeding coil 120. This is because the coupling state between the power feeding coil 120 and the power receiving coil 150 is not changed and the power feeding efficiency is not lowered.
  • the magnetic field resonance method is adopted as a method for contactless power feeding, but an electromagnetic induction method may be adopted.
  • FIG. 5 is a plan view showing a shield device 210 according to the second embodiment of the present invention.
  • the shield device 210 according to the second embodiment of the present invention has a vehicle 21 (in one example, an electric vehicle, not shown in FIG. 5) that stops at a power feeding position in a power feeding area T (an area surrounded by a one-dot chain line in FIG. 5).
  • a space between the vehicle 21 and the power supply coil 22 hereinafter referred to as an electromagnetic field generation space S
  • an electromagnetic field generation space S is shielded from the outside.
  • FIGS. 7A and 7B show the inside of the power feeding area T.
  • FIG. 6A is a plan view of the shield device 210
  • FIG. 6B is a view taken along line 6B-6B in FIG. 6A.
  • 7A is a plan view of the shield device 210
  • FIG. 7B is a view taken along line 7B-7B in FIG. 7A.
  • 6A and 6B show a state before the vehicle 21 enters the power feeding position.
  • 7A and 7B show a state where the vehicle 21 is stopped at the power feeding position. 7A, only the tire 21a of the vehicle 21 is illustrated.
  • the shield device 210 has a first structure 23a and a second structure 23b.
  • the first structure 23a is located on the front wheel side of the vehicle 21 in the power feeding position
  • the second structure 23b is located on the rear wheel side of the vehicle 21 in the power feeding position.
  • the first structure 23a includes a step member 25 (first step member), a shield member 27, a moving device 29, and a fixing mechanism 211 (see FIG. 8B described later).
  • the tread member 25 is disposed at a position where the tire 21a of the vehicle 21 passes when the vehicle 21 enters the power supply area T and travels to the power supply position.
  • the step member 25 is formed in a plate shape.
  • the vehicle 21 enters the power supply area T through an entrance of a predetermined power supply area T, and the tire 21a passes through a predetermined passage route in the power supply area T. This passing path is indicated by a mark.
  • the tire 21a of the vehicle 21 may be configured so that only this passage route can pass through a limited space or a guide member.
  • the step member 25 is rotatably supported by a rotation shaft 213 described later, and is configured to rotate around a rotation axis C (see FIG.
  • the standing position refers to a position where the step member 25 protrudes upward from the traveling surface 24 (the ground surface) on which the tire 21a of the vehicle 21 travels
  • the falling position refers to the position where the step member 25 falls. It refers to a position where one plate surface of the tread member 25 (upper surface at the time of falling) and the traveling surface 24 are substantially parallel.
  • the one plate surface of the step member 25 is preferably a flat surface, but the other plate surface may not be a flat surface.
  • a depression (not shown) in which the stepping member 25 at the fall position is accommodated is formed on the traveling surface 24.
  • the flat upper surface of the stepping member 25 in the fall position is located at substantially the same height as the traveling surface 24. In this state, the tire 21a of the vehicle 21 may be configured to travel on the upper surface of the step member 25.
  • the shield member 27 is provided to shield the electromagnetic field generation space S (the space surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 6A) from the outside.
  • the shield member 27 includes a storage position for opening the electromagnetic field generation space S to the outside (state shown in FIGS. 6A and 6B), and a deployment position for shielding the electromagnetic field generation space S from the outside (states shown in FIGS. 7A and 7B). Is configured to move between.
  • the storage position refers to a position where the shield member 27 is disposed below the traveling surface 24, and the deployed position refers to a position where the shield member 27 protrudes above the traveling surface 24.
  • the shield member 27 is fixed to the rotary shaft 213 (see, for example, FIGS. 6A and 6B).
  • the shield member 27 is formed of an appropriate material (for example, a magnetic material, a nonmagnetic conductive material, or a composite material thereof) that shields an electromagnetic field.
  • the shield member 27 includes a first shield part 27a, a second shield part 27b, and a third shield part 27c in the examples of FIGS. 6A and 6B and FIGS. 7A and 7B.
  • the first shield portion 27a is formed in a rectangular plate shape
  • the second shield portion 27b and the third shield portion 27c are formed in a substantially rectangular plate shape.
  • the first shield portion 27a is located on one side in the front-rear direction of the vehicle 21 (the right side in FIGS. 7A and 7B) and the second shield portion 27b. Is located on one side of the vehicle 21 in the left-right direction (lower side in FIG.
  • the third shield part 27c is located on the other side in the left-right direction of the vehicle 21 (upper side in FIG. 7A).
  • the first shield portion 27a extends in the left-right direction of the vehicle 21 (up and down direction in FIG.
  • the vehicle 21 is shielded against the outside from one side in the front-rear direction of the vehicle 21 (right side in FIGS. 7A and 7B), and the second shield part 27b extends in the front-rear direction of the vehicle 21 (left-right direction in FIGS. 7A and 7B).
  • the field generation space S is shielded from the one side of the vehicle 21 in the left-right direction (the lower side in FIG.
  • the electromagnetic field generation space S extends from the other side of the vehicle 21 in the left-right direction (upper side in FIG. 7A) to the outside.
  • the 1st shield part 27a is settled in the hollow 24b (refer FIG. 7A) of the running surface 24, when it exists in a storage position.
  • the second shield part 27b and the third shield part 27c move from the storage position to the deployed position, the second shield part 27b and the third shield part 27c pass through the elongated opening 24a (the portion surrounded by the thin line in FIG. 6A) of the traveling surface 24. It moves from below to above the running surface 24.
  • the 2nd shield part 27b and the 3rd shield part 27c are being fixed to the 1st shield part 27a in this embodiment.
  • the moving device 29 moves the tread member 25 from the fall position to the standing position.
  • the moving device 29 will be described with reference to FIGS. 8A and 8B.
  • 8A is a view taken along the line 8A-8A in FIG. 6A
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line 8B-8B in FIG. 6A.
  • the moving device 29 includes a rotating shaft 213 to which the shield member 27 is fixed, a motor 215 fixed to the rotating shaft 213, and a first gear 217 fixed to the output shaft 215a of the motor 215. And a second gear 219 fixed to the stepping member 25 coaxially with the rotation axis C of the stepping member 25.
  • the motor 215 has a stator-side structure 215 b (for example, a casing) fixed to the rotating shaft 213.
  • the motor 215 that is, the stator-side structure 215b
  • the second gear 219 is engaged with the first gear 217. Therefore, when the output shaft 215a of the motor 215 is rotated, the second gear 219 is rotated. Therefore, the second gear 219 is fixed and the stepping member 25 supported by the rotating shaft 213 so as to be relatively rotatable is also provided. It rotates around its rotation axis C.
  • the moving device 29 having such a configuration, when the motor 215 rotates, the tread member 25 rotates about the rotation axis C (in the example of FIGS. 5 to 8B, only 90 degrees). As a result, the step member 25 moves from the falling position to the standing position, or moves from the standing position to the falling position.
  • gear 217 may be interposed between the first gear 217 and the second gear 219. That is, the motor 215 may rotate the stepping member 25 about the rotation axis C via the first gear 217, another gear, and the second gear 219.
  • the rotating shaft 213 is supported by a plurality of bearings 221 attached to the stationary structure so as to be rotatable around its central axis.
  • the stationary structure means a structure that is fixed to the traveling surface 24 on which the tire 21a of the vehicle 21 travels (hereinafter the same).
  • the fixing mechanism 211 fixes the stepping member 25 to the shield member 27 and integrates both. More specifically, the fixing mechanism 211 fixes the stepping member 25 to the rotating shaft 213, so that the stepping member 25 is fixed to the shield member 27 via the rotating shaft 213. Further, the fixing mechanism 211 can switch between a state in which the tread member 25 is fixed to the shield member 27 and the two are integrated, and a state in which the integration of both is released.
  • the fixing mechanism 211 includes an engaged portion 211a that is fixed to the output shaft 215a of the motor 215, and an engaging portion 211b that engages with the engaged portion 211a (in the example of FIG.
  • an engaged hole 211a1 is formed in the engaged portion 211a.
  • the engaged hole 211a1 extends in the radial direction from the central axis of the output shaft 215a, and opens outward in the radial direction at the radially outer end (the outer peripheral surface of the engaged portion 211a).
  • the position of the engaged hole 211a1 is set to a position facing the engaging portion 211b when the step member 25 is in the standing position.
  • the drive device 211c reciprocates the engagement portion 211b between the engagement position and the engagement release position.
  • the driving device 211c includes a motor 211c1 fixed to the stator-side structure 215b of the motor 215 and a screwing member (for example, a male screw) that is screwed to the output shaft (for example, a male screw) of the motor 211c1. , Nut) 211c2.
  • An engaging portion 211b is fixed to the screwing member 211c2.
  • the screwing member 211c2 is connected to a guide member 212 (a member indicated by a broken line in FIG. 8B) fixed to the stator-side structure 215b and cannot rotate, but moves in the direction of reciprocal movement of the engaging portion 211b. It is configured to be able to. Therefore, when the output shaft of the motor 211c1 rotates, the screwing member 211c2 and the engaging portion 211b move in the above-described reciprocating direction.
  • the drive device 211c may have another configuration that reciprocally moves the engagement portion 211b between the engagement position and the engagement release position.
  • the engaging portion 211b may be reciprocated using a hydraulic device or a pneumatic device.
  • the tread member 25 is switched between a state of being fixed to the shield member 27 by the fixing mechanism 211 and a state of being not fixed to the shield member 27.
  • the step member 25 is configured to move between a standing position and a fall position. This movement is a movement in which the stepping member 25 rotates about the rotation axis C thereof.
  • a rotary shaft 213 passes through the stepping member 25 and the second gear 219, and the stepping member 25 and the second gear 219 are rotatable with respect to the rotary shaft 213 around the central axis of the rotary shaft 213. .
  • the rotation axis C of the step member 25 and the second gear 219 coincides with the central axis of the rotation shaft 213.
  • the stepping member 25 rotates integrally with the rotary shaft 213 and the shield member 27 around the rotation axis C thereof.
  • the tread member 25 rotates relative to the rotation shaft 213 and the shield member 27 around the rotation axis C when the tread member 25 is not fixed to the shield member 27.
  • the second structure 23b includes a stepping member 25, a shield member 27, a moving device 29, and a fixing mechanism 211.
  • the configurations of the step member 25, the moving device 29, and the fixing mechanism 211 are the same as the configurations of the step member 25, the moving device 29, and the fixing mechanism 211 of the first structure 23a, respectively.
  • the shield member 27 of the second structure 23b includes a fourth shield part 27d in the examples of FIGS. 6A and 6B and FIGS. 7A and 7B.
  • the fourth shield part 27d is formed in a rectangular plate shape.
  • the fourth shield portion 27d is located on the other side in the front-rear direction of the vehicle 21 (the left side in FIGS. 7A and 7B).
  • the fourth shield portion 27d extends in the left-right direction of the vehicle 21 (up and down direction in FIG. 7A), and the electromagnetic field generation space S is defined.
  • the vehicle 21 is shielded from the other side in the front-rear direction of the vehicle 21 (left side in FIGS. 7A and 7B).
  • the fourth shield portion 27d is within the recess 24c (see FIG. 7A) of the traveling surface 24 when in the storage position.
  • the shield member 27 of the present embodiment travels to the power feeding position in a state where the fixing mechanism 211 fixes the stepping member 25 to the shield member 27 and integrates both.
  • the step member 25 is stepped down on the tire 21a of the vehicle 21 and moves from the standing position to the fall position, the tire 21a moves from the stowed position to the deployed position simultaneously with the movement of the step member 25.
  • the shield device 210 includes an ingress detector 223 and a control device 225 (see FIG. 5).
  • the entry detector 223 detects the entry of the vehicle 21 into the power supply area T and outputs a detection signal thereof.
  • the entry detector 223 outputs a detection signal when it is detected that the vehicle 21 has entered the detection region R (region surrounded by a two-dot chain line in FIG. 5).
  • the detection region R is a region through which the vehicle 21 passes when the vehicle 21 enters the power supply area T.
  • the detection region R is, for example, an entrance of the power supply area T.
  • the entrance detector 223 includes, for example, a light emitting unit 223a and a light receiving unit 223b.
  • the light emitting unit 223a continues to emit light that crosses the detection region R through which the vehicle 21 passes.
  • the light emitting unit 223a continues to emit light that passes through the detection region R in a direction orthogonal to the direction in which the vehicle 21 enters the power feeding area T.
  • the light receiving unit 223b receives light emitted from the light emitting unit 223a and passed through the detection region R.
  • the light from the light emitting unit 223a is blocked by the vehicle 21.
  • the light receiving unit 223b does not receive light from the light emitting unit 223a. Therefore, the entry detector 223 detects the entry of the vehicle 21 into the power feeding area T when the light receiving unit 223b does not detect light.
  • the entry detector 223 may detect the entry of the vehicle 21 into the power supply area T by another appropriate configuration.
  • a pressure sensor that detects the weight of the vehicle 21 may be used.
  • the control device 225 receives a detection signal from the entry detector 223. Upon receiving this detection signal, the control device 225 controls the moving device 29 so that the stepping member 25 moves from the fall position to the standing position in each of the first structure 23a and the second structure 23b. That is, the control device 225 rotates the output shaft 215a of the motor 215 in a direction in which the stepping member 25 moves from the fall position to the standing position by a predetermined amount. Next, the control device 225 operates the fixing mechanism 211 to fix the tread member 25 to the shield member 27. That is, the control device 225 controls the driving device 211c so as to move the engaging portion 211b from the disengaged position to the engaged position.
  • the engaging part 211b will be in the state inserted in the to-be-engaged hole 211a1.
  • the output shaft 215a of the motor 215 cannot rotate with respect to the stator-side structure 215b due to the engagement between the engaging portion 211b and the engaged hole 211a1. Therefore, in each of the first structure 23a and the second structure 23b, the step member 25 is fixed to the rotary shaft 213 and the shield member 27.
  • the control device 225 controls the moving device 29 when the detection signal output from the approach detector 223 is input, so that the shield member 27 is placed in the storage position.
  • the stepping member 25 in a state in which the fixing mechanism 211 is released from being fixed to the shield member 27 is moved from the fall position to the standing position, and then the fixing mechanism 211 is controlled to move the stepping member 25 to the shield member. 27 to be fixed.
  • FIG. 9 is a flowchart of the shield member unfolding method. This method is performed using the shield device 210 described above.
  • step S1 as shown in FIGS. 6A and 6B, the stepping member 25 is in the fall position and the shield member 27 is in the storage position. Further, in step S ⁇ b> 1, the step member 25 is not fixed to the shield member 27.
  • step S2 the entry detector 223 detects the entry of the vehicle 21 into the power feeding area T and outputs a detection signal to that effect.
  • step S3 the detection signal from the entry detector 223 is input to the control device 225.
  • the control device 225 controls the moving device 29 so that the step member 25 moves from the fall position to the standing position in each of the first structure 23a and the second structure 23b. That is, by driving the motor 215, the tread member 25 rotates relative to the rotary shaft 213 and the shield member 27, and moves from the fall position to the standing position. At this time, the shield member 27 is maintained at the storage position by the weight of the shield member 27 and the rotary shaft 213.
  • step S3 in the example of FIGS. 5 to 8B, the tread member 25 moves from the fall position to the standing position by rotating by 90 degrees around the rotation axis C thereof.
  • step S4 the control device 225 operates the fixing mechanism 211 with the stepping member 25 in the upright position and the shield member 27 in the storage position in each of the first structure 23a and the second structure 23b.
  • the tread member 25 is fixed to the shield member 27. That is, the control device 225 controls the driving device 211c so as to move the engaging portion 211b from the disengaged position to the engaged position.
  • step S ⁇ b> 5 the vehicle 21 enters the power feeding position in the power feeding area T by self-running, and the tire 21 a of the vehicle 21 passes through the step member 25 below the tire 21 a of the vehicle 21, so that the vehicle 21 feeds power. Stop in position. That is, the tire 21a on the approach direction side in the vehicle 21 passes through the step member 25 of the first structure 23a, and the tire 21a on the opposite side of the approach direction in the vehicle 21 passes through the step member 25 of the second structure 23b. At this time, each tire 21a steps down the step member 25 of the first structure 23a and the second structure 23b. As a result, in each of the first structure 23a and the second structure 23b, the position of the stepping member 25 is changed to the fall position.
  • the shield member 27 moves from the storage position to the deployed position.
  • the fixing mechanism 211 fixes the stepping member 25 to the shield member 27 and both are integrated
  • the stepping member 25 is stepped down by the tire 21a of the vehicle 21 that is traveling to the power feeding position, so that it falls from the standing position.
  • the shield member 27 is moved from the retracted position to the deployed position. Therefore, the electromagnetic field generation space S is shielded from the outside by the shield member 27.
  • step S5 in the example of FIGS. 5 to 8B, the stepping member 25 moves from the standing position to the overturning position by rotating by 90 degrees around the rotation axis C, and the shield member 27 is rotated. By rotating 90 degrees around the central axis of the shaft 213, the shaft 213 moves from the storage position to the deployment position.
  • step S5 when the step member 25 completes the movement to the overturning position in each of the first structure 23a and the second structure 23b, the holding member 227 (see, for example, FIGS. 6A and 7A) Maintain in the fall position. More specifically, the position detector (not shown) detects that the step member 25 is in the overturned position, and when this detection is performed, the control device 225 moves the holding member 227 above the step member 25 to The drive device (not shown) of the holding member 227 is controlled so as to move from the state of 6A to the state of FIG. 7A in the direction of the central axis of the rotating shaft 213. Thereby, a part of holding member 227 is arranged along with a part of tread member 25 in the up-and-down direction.
  • the holding member 227 engages with the upper surface of the stepping member 25 at the fall position, and holds the step member 25 at the fall position.
  • the holding member 227 is attached to the stationary structure so as to be movable in the central axis direction of the rotating shaft 213.
  • the holding member 227 can be reciprocated in the direction of the central axis of the rotating shaft 213 by appropriate means (drive device).
  • the above-described position detector is, for example, a sensor that contacts the stepping member 25 when the stepping member 25 is in the overturning position, and detects that the stepping member 25 is in the overturning position by this contact.
  • the moving direction of the holding member 227 is not limited to the central axis direction of the rotating shaft 213, and may be a direction orthogonal to the central axis direction and parallel to the horizontal plane. Further, instead of the holding member 227, a holding member that holds the shield member 27 in the deployed position may be provided.
  • the holding member 227 is moved to a position (a position shown in FIG. 6A) that does not interfere with the stepping member 25 when the stepping member 25 moves from the fall position to the standing position in step S3.
  • This movement is performed by the control device 225 controlling the above-described driving device (not shown) of the holding member 227. Further, this movement is performed by the control device 225 receiving the above-described detection signal after step S2 and before starting step S3.
  • step S6 electric power is supplied in a non-contact manner from the power supply coil 22 to the power reception coil 28 of the vehicle 21 in a state where the electromagnetic field generation space S is surrounded and shielded by the shield member 27 over the entire circumference in plan view. Thereby, the battery of the vehicle 21 is charged.
  • step S7 after charging of the battery of the vehicle 21 is completed, the vehicle 21 travels outside the power feeding area T in the entry direction in step S5 or in the direction opposite to this direction.
  • step S8 when the vehicle 21 moves outside the power supply area T in step S7, the control device 225 controls the fixing mechanism 211 to release the fixing of the step member 25 to the shield member 27 by the fixing mechanism 211.
  • the control device 225 controls the driving device 211c so as to move the engaging portion 211b from the engaging position to the disengaging position.
  • the shield member 27 moves from the deployment position to the storage position due to its own weight.
  • the shape and the center of gravity of the shield member 27 are set so that such movement can be obtained.
  • the shield member 27 is configured so as not to rotate beyond the storage position due to its own weight by being supported by the support surface 26 of the stationary structure as shown in FIG. 6B in the storage position. .
  • step S8 it may be detected that the vehicle 21 has moved to the outside of the power feeding area T in step S7 as follows.
  • a light emitting unit and a light receiving unit similar to the above-described light emitting unit 223a and light receiving unit 223b are provided for the feeding position.
  • the light from the light emitting unit is blocked by the vehicle and does not reach the light receiving unit.
  • the control device 225 receives this signal, it starts the control in step S8 described above.
  • step S8 When step S8 is completed, the process returns to step S1 and the above steps S1 to S8 are repeated. Steps S7 and S8 may be executed simultaneously or in the reverse order of the above order.
  • the periphery of the power feeding coil 22 is surrounded by the shield member 27 during power feeding. Therefore, the leakage magnetic flux radiated
  • FIGS. 15A and 15B The outline of conventional non-contact power feeding will be described with reference to FIGS. 15A and 15B.
  • a shield member 231 is used in the conventional non-contact power feeding.
  • the electromagnetic field generation space S is shielded from the outside by the shield member 231, thereby reducing the radiated electromagnetic field, the electric field, and the magnetic field that leak to the outside.
  • 15A is a plan view
  • FIG. 15B is a view taken along line 15B-15B in FIG. 15A.
  • the feeding coil 22 is provided on the traveling surface 24.
  • FIG. 15A only the tire 21a of the vehicle 21 is illustrated.
  • the power receiving coil 28 of the vehicle 21 is disposed so as to face the power feeding coil 22.
  • the shield member 231 protrudes upward from the running surface 24 of the vehicle 21. Therefore, a person may pass through a portion where the shield member 231 is present, or the aesthetic appearance may be impaired by the shield member 231. Therefore, when the non-contact power feeding is not performed, the shield member 231 is disposed in the storage position (for example, a position below the running surface 24), and when the non-contact power feeding is performed, the shield member 231 is moved from the storage position. It is desirable to move to a deployment position as shown in FIG. 15B.
  • a moving device that moves the shield member 231 is required.
  • energy consumption for example, power consumption
  • the shield member 27 when the contactless power feeding to the vehicle 21 is not performed, the shield member 27 can be disposed at the storage position below the traveling surface 24. You can keep the beauty.
  • the shield member 27 when performing non-contact power supply to the vehicle 21, the shield member 27 moves to a deployment position surrounding the power supply coil 22, and this movement is performed using the vehicle weight of the vehicle 21. For this reason, a moving device that is used to move the shield member 27 from the storage position to the deployed position and is driven by external electric power or the like can be omitted, and further energy saving can be achieved.
  • Each of the first structure 23a and the second structure 23b may include the second step member 229 as shown in FIGS. 10A and 10B and FIGS. 11A and 11B, with the step member 25 described above as the first step member. .
  • the second step member 229 is formed in a rectangular plate shape. Similarly to the step member 25, the second step member 229 is also configured to move between the standing position and the overturned position.
  • FIG. 10A is a plan view of the shield device 210
  • FIG. 10B is a view taken along line 10B-10B in FIG. 10A
  • 11A is a plan view of the shield device 210
  • FIG. 11B is a view taken along line 11B-11B in FIG. 11A.
  • 10A and 10B show a state before the vehicle 21 enters the power feeding position.
  • 11A and 11B show a state where the vehicle 21 is stopped at the power feeding position.
  • the tread member 25 rotates around the rotation axis C by an angle smaller than 90 degrees (for example, 45 degrees). Thereby, the step member 25 is moved from the fall position to the standing position, or moved from the standing position to the fall position.
  • the second step member 229 is fixed to the rotating shaft 213. That is, the second stepping member 229 is fixed to the shield member 27 via the rotating shaft 213. Therefore, the second step member 229 can move integrally with the shield member 27. With the shield member 27 in the retracted position, the second step member 229 is in the overturned position as shown in FIGS. 10A and 10B, and the flat upper surface of the second step member 229 is substantially the same height as the running surface 24. Located in. In this state, the tire 21a of the vehicle 21 can travel on the upper surface of the second step member 229. On the other hand, with the shield member 27 in the deployed position, the second stepping member 229 is in the upright position as shown in FIGS. 11A and 11B.
  • the shield member 27 of the present modified example is such that when the vehicle 21 travels from the power feeding position to the outside of the power feeding area T, the second stepping member 229 is stepped on by the tire 21a of the vehicle 21 and falls from the standing position. When the second step member 229 is moved, the second step member 229 is moved from the deployed position to the storage position.
  • FIG. 12A is a view taken along the line 12A-12A in FIG. 10A and shows the configuration of the moving device 29.
  • FIG. 12B is a view taken in the direction of arrows 12B-12B in FIG. 10A and shows a configuration of the fixing mechanism 211.
  • FIG. The configuration and operation of the moving device 29 are the same as those of the moving device 29 in FIG. 8A described above.
  • the configuration and operation of the fixing mechanism 211 are the same as those of the fixing mechanism 211 in FIG. 8B described above.
  • the moving device 29 of the present modification rotates the stepping member 25 about the rotation axis C by an angle smaller than 90 degrees (for example, 45 degrees).
  • step S5 when the tire 21a of the vehicle 21 in the power feeding position is on the stepping member 25, the stepping member 25 is held in the overturned position, and the shield member 27 Is held in the deployed position. That is, the step member 25 (first step member) of the present modification is disposed at a position below the tire 21a of the vehicle 21 stopped at the power feeding position.
  • step S3 in the example of FIGS. 11A to 13C, the stepping member 25 moves from the fall position to the standing position by rotating by 45 degrees around the rotation axis C.
  • step S5 in the example shown in FIGS. 10A to 12B, the stepping member 25 moves from the standing position to the falling position by rotating about 45 degrees around the rotation axis C, and the shield member 27 By rotating around the central axis C by 45 degrees, it moves from the storage position to the deployment position.
  • step S7 after the battery of the vehicle 21 is fully charged, the vehicle 21 travels outside the power feeding area T in the direction opposite to the entry direction in step S5. At this time, when the tire 21a of the vehicle 21 steps down the second step member 229, the second step member 229 moves from the standing position to the fall position. As a result, the first step member 25 moves from the fall position to the standing position, and the shield member 27 moves from the deployed position to the storage position.
  • the second tread member 229 is located at a position where the tire 21a of the vehicle 21 passes when the vehicle 21 travels out of the power feeding area T in the direction opposite to the approach direction from the power feeding position (that is, the above-described passage route). (Above).
  • step S8 when the vehicle 21 moves outside the power supply area T in step S7, the control device 225 controls the fixing mechanism 211 to release the fixing of the stepping member 25 to the shield member 27 by the fixing mechanism 211. . Thereby, the 1st tread member 25 moves from a deployment position to a storage position with dead weight.
  • step S5 when the tire 21a of the vehicle 21 in the power feeding position is on the stepping member 25, the stepping member 25 is held in the overturned position, and the shield member 27 is held in the deployed position. That is, the step member 25 (first step member) of the present modification is disposed at a position below the tire 21a of the vehicle 21 stopped at the power feeding position.
  • the entry detector 223 acquires the identification information of the vehicle 21 when detecting the entry of the vehicle 21 into the power feeding area T in step S2.
  • the approach detector 223 outputs the above detection signal to the control device 225 when it is determined that the vehicle 21 is a specific vehicle based on the identification information.
  • the specific vehicle refers to a vehicle that requires power supply, that is, an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like.
  • This processing may be performed as in the following method 1 or 2, for example. However, this process may be performed by a method other than the following method 1 or 2.
  • the ingress detector 223 includes a communication device.
  • This communication apparatus receives the identification information of the vehicle 21 from the vehicle-mounted device of the vehicle 21 by narrow area communication when the approach detector 223 detects the approach of the vehicle 21 to the power feeding area T in step S2.
  • the approach detector 223 outputs the above-described detection signal to the control device 225 when it is determined that the vehicle 21 is a predetermined specific vehicle based on this identification information. That is, the approach detector 223 stores a storage unit that stores identification information indicating one or more specific vehicles 21, identification information stored in the storage unit, and identification information received by the communication device. And a determination unit for determining whether or not match.
  • the entry detector 223 sends the detection signal to the control device 225 in step S2. Output.
  • This method 1 is performed, for example, when the above-described power supply area T is provided in a coin parking or other private parking lot.
  • the vehicle-mounted device of the vehicle 21 may output not only the identification information of the vehicle 21 but also information on whether or not the battery needs to be charged to the communication device.
  • the determination unit may output the detection signal to the control device 225 when the vehicle 21 is a specific vehicle and the battery needs to be charged.
  • the entry detector 223 captures the vehicle 21 and acquires image data when the entry detector 223 detects the entry of the vehicle 21 into the power feeding area T in step S2, and the vehicle 21 included in the image data. And an image processing device that extracts identification information (for example, a vehicle number indicated on a license plate).
  • the approach detector 223 outputs the above-described detection signal to the control device 225 when it is determined whether the vehicle 21 is a predetermined specific vehicle based on the identification information.
  • the entry detector 223 determines whether the storage unit storing the identification information indicating the predetermined specific vehicle 21 matches the identification information stored in the storage unit and the identification information extracted by the image processing apparatus. And a determination unit for determining.
  • the approach detector 223 sends the detection signal to the control device 225 in step S2. Output.
  • This method 2 is performed, for example, when the above-described power supply area T is a personal parking lot provided in a home.
  • the control device 225 operates the fixing mechanism 211 to fix the stepping member 25 to the shield member 27 in step S4.
  • this fixing may be performed manually.
  • FIG. 13A to 13C show a fixing mechanism 233 for manually fixing the stepping member 25 to the shield member 27.
  • FIG. 13A corresponds to the view taken along the line 8A-8A in FIG. 6A, but shows a case where a fixing mechanism 233 is provided.
  • FIG. 13B is a view taken along line 13B-13B in FIG. 13A.
  • 13C is a cross-sectional view taken along line 13C-13C of FIG. 13B.
  • FIG. 13B is a perspective view of the structure below the traveling surface 24 with the illustration of the traveling surface 24 omitted. In FIG. 13B, a later-described opening 24d formed in the running surface 24 is illustrated.
  • the fixing mechanism 233 includes a rod-shaped member 233a, an engagement portion 233b, an operation portion 233c, and a guide member 233d.
  • the rod-shaped member 233a is movable in the axial direction of the output shaft 215a of the motor 215.
  • the rod-shaped member 233a of the present modification has a rectangular cross section in the direction orthogonal to the longitudinal direction thereof, but the cross section only needs to be formed in a non-circular shape.
  • An engaging portion 233b is attached to one end of the rod-like member 233a, and an operation portion 233c is attached to the other end of the rod-like member 233a.
  • the operation unit 233 c extends from the rod-shaped member 233 a located below the traveling surface 24 to above the traveling surface 24.
  • the running surface 24 is formed with an opening 24d through which the operation unit 233c passes.
  • the opening 24d extends in the axial direction so that the operation portion 233c can move in the axial direction of the output shaft 215a.
  • a person can hold the operation part 233c above the traveling surface 24 and reciprocate the rod-shaped member 233a in the axial direction of the output shaft 215a together with the operation part 233c.
  • the engaging part 233b moves between a position where it engages with the first gear 217 and a position where it does not engage with the first gear 217.
  • the guide member 233d supports the weight of the rod-shaped member 233a while guiding the reciprocating movement of the rod-shaped member 233a.
  • the guide member 233d prevents the rotation of the rod-shaped member 233a around its axis by contacting the outer peripheral surface of the rod-shaped member 233a.
  • the guide member 233d is fixed to the structure 215b on the stator side of the motor 215.
  • the engaging portion 233b is formed so that the end portion 233b1 on the first gear 217 side is sharp in FIG. 13A.
  • the angle ⁇ of the tip (see FIG. 13A) is preferably gradually reduced toward the tip of the rod-shaped member 233a.
  • step S4 a person (for example, a person who has temporarily got off the vehicle 21) engages the engaging part 233b with the first gear 217 by moving the operating part 233c.
  • the first gear 217 cannot rotate relative to the guide member 233d. That is, the first gear 217 cannot rotate with respect to the shield member 27 to which the guide member 233d is fixed via the structure 215b and the rotation shaft 213. Accordingly, the tread member 25 to which the second gear 219 that meshes with the first gear 217 is fixed cannot be rotated. As a result, the step member 25 is fixed to the shield member 27.
  • step S8 described above a person (for example, a person who has temporarily got off the vehicle 21) moves the operating portion 233c to move the engaging portion 233b to a position where the engaging portion 233b is not engaged with the first gear 217.
  • the first gear 217 can rotate with respect to the guide member 233d.
  • the fixing of the stepping member 25 to the shield member 27 by the fixing mechanism 233 is released.
  • the shield device 210 includes the fixing mechanism 233 instead of the fixing mechanism 211.
  • the mechanism for manually fixing the stepping member 25 to the shield member 27 is not limited to the above-described fixing mechanism 233, and may be another appropriate configuration.
  • the shield device 210 may include a fixing mechanism 235 shown in FIGS. 14A to 14D instead of the fixing mechanism 233.
  • FIG. 14A corresponds to the partially enlarged view of FIG. 10A, but shows a case where a fixing mechanism 235 is provided.
  • FIG. 14B is a view taken along line 14B-14B in FIG. 14A.
  • the fixing mechanism 235 is mainly shown, and the step member 25 and the second step member 229 are indicated by a one-dot chain line.
  • 14C and 14D correspond to FIGS. 14A and 14B, respectively, but show a state in which the stepping member 25 is fixed to the shield member 27 by the fixing mechanism 233. That is, FIG. 14C is a plan view showing a state where the fixing mechanism 235 fixes the stepping member 25 to the shield member 27.
  • FIG. 14D is a view taken along the line 14D-14D in FIG. 14C.
  • the fixing mechanism 235 includes a hook member 235a, an engaging portion 235b, a spring 235c, and a pin 235d.
  • One end of the hook member 235a is attached to the second stepping member 229 so as to be rotatable about the pin 236.
  • An engaging portion 235b is provided at the other end of the hook member 235a.
  • the engaging portion 235b can reciprocate in the direction of arrow D in FIG. 14B with respect to the hook member 235a, and opens or closes the internal space 235a1 (concave portion) of the hook member 235a with respect to the rotation direction of the hook member 235a. .
  • the engaging portion 235b is always pushed by the spring 235c provided on the hook member 235a in the direction of closing the internal space 235a1, that is, in the forward direction.
  • the pin 235d is provided on the step member 25.
  • the pin 235d enters the internal space 235a1, and then the engaging portion 235b moves forward by the bias of the spring 235c to close the internal space 235a1.
  • the fixing mechanism 235 enters the state shown in FIGS. 14C and 14D. 14C and 14D, the step member 25 is fixed to the shield member 27.
  • the weight of the hook member 235a is supported by an appropriate support member 237.
  • the running surface 24 is formed with an opening corresponding to the shape of the hook member 235a, and the hook member 235a passes through this opening, so that the state shown in FIG. It is possible to move to the state.
  • step S4 a person rotates the hook member 235a to fix the step member 25 to the shield member 27 as described above. Thereafter, in step S8, a person pushes the engaging portion 235b with his / her hand to retreat, rotates the hook member 235a, releases the hook member 235a from the pin 235d, and enters the state of FIG. 14A, for example. Thereby, the fixing of the stepping member 25 to the shield member 27 by the fixing mechanism 235 is released.
  • the vehicle 21 may be a vehicle that is driven in combination with a driving method other than electricity, for example, a plug-in hybrid vehicle, as long as it requires a power supply from the outside. Further, the vehicle 21 may be a vehicle having a power supplied device such as a freezer other than the vehicle driving device, and may be configured to supply power to the power supplied device using the non-contact power feeding system of the present invention. .
  • the configurations of the first and second embodiments may be combined, and the deployment mechanism of the shield member using the vehicle weight of the vehicle in the second embodiment is deployed, and the multilayer magnetic shield member in the first embodiment is deployed. It may be used for (swelling).
  • a rod-shaped link member is fixed to the rotary shaft 213. The tip of this link member is brought into contact with the lower surface of the cover member 132 of the first embodiment.
  • the end of the link member is preferably slidable in the horizontal direction with respect to the lower surface of the cover member 132, and a slide member, a roller, or the like may be provided at the end of the link member.
  • the tip of the link member integrally fixed to the stepping member 25 moves upward via the rotating shaft 213, and the cover member 132 is attached to the tip of the link member from below. It rises by being forced.
  • the multilayer magnetic shield member 131 base member 131a
  • the cover member 132 expands and expands. If the cover member 132 is not provided, the end of the link member may be connected to the upper end of the multilayer magnetic shield member 131.
  • the structure of the multilayer magnetic shield member 131 of the first embodiment may be applied to the shield member 27 of the second embodiment. Since the multilayer magnetic shield member 131 is composed of a plurality of films and thin plates, the weight of the shield member can be reduced.
  • the present invention can be used for a shield device for reducing magnetic flux leakage during non-contact power feeding and a non-contact power feeding system using the shield device.

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Abstract

 このシールド装置(130)は、給電コイル(120)から車両(M)の受電コイル(150)への非接触給電時に用いられ、前記給電コイルの周囲に設置され且つ給電時に前記給電コイルと前記受電コイルとの間の空間の周囲を取り囲むように配置される多層磁気シールド部材(131)を備える。

Description

シールド装置および非接触給電システム
 本発明は、シールド装置および非接触給電システムに関する。
 本願は、2013年8月5日に日本に出願された特願2013-162616号および2013年9月24日に日本に出願された特願2013-196879号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 近年、給電側から受電側への給電を非接触で行うことが可能な非接触給電システムの開発が盛んに行われている。このような非接触給電システムは、給電側と受電側とを配線(ケーブル)で接続することなく給電を行うことが可能であって利便性が高い。このため、非接触給電システムは、例えば電気自動車(EV:Electric Vehicle)やハイブリッド自動車(HV:Hybrid Vehicle)等の車両に搭載されたバッテリを充電する用途で有望視されている。
 車両に搭載されたバッテリの充電用途に用いられる非接触給電システムは、例えば駐車場内に設定された駐車スペース(駐車領域)の地表面上に設置または地表面に面一となるよう埋設された給電コイルを備えている。非接触給電システムは、駐車スペースに駐車された車両に設けられた受電コイルに対して給電コイルから非接触で給電を行う。車両に設けられた受電コイルが、給電コイルに対して適切な位置関係(例えば、平面視で受電コイルが給電コイルに重なる位置関係)となるように車両が駐車されれば、非接触での給電が効率的に行われる。
 以下の特許文献1には、給電時に、送電を行う一次自己共振コイルと、一次自己共振コイルから送電された電力を受電する二次自己共振コイルとの間に位置する領域の周囲を、突起状のシールド部材で取り囲むようにした非接触給電システムが開示されている。この非接触給電システムでは、シールド部材の共振周波数を、一次自己共振コイルと二次自己共振コイルとの共鳴周波数とこの共鳴周波数の3倍の周波数との間の値に設定することで、外部に漏れる電磁波を低減している。
 また、特許文献2には、送電側コイルに設けられた送電側シールド部と、受電側コイルに設けられた受電側シールド部とを備える非接触給電システムが開示されている。
 特許文献3には、非接触給電システムの給電コイルおよび受電コイルの間に設けられ、膨張および収縮が可能な袋状のシールド部材が開示されている。特許文献4には、非接触給電システムのコイルユニットを囲んで設けられるシールド部材が開示されている。特許文献5には、その表面に高透磁性の金属材料が塗布されたシールド部材が開示されている。特許文献6には、異物を除去するためのカバー部材を備える給電コイルが開示されている。
 特許文献7には、車両用駐車設備に設けられたフラップ式車止めが開示されている。特許文献8には、車輪の重量によって移動可能なペダルと、このペダルの移動と同時に昇降移動する給電コイルとが開示されている。
日本国特開2010-98807号公報 日本国特開2012-228148号公報 日本国特開2012-196015号公報 国際公開WO2011/074091 日本国特開2013-126327号公報 日本国特開2013-59239号公報 日本国特開2013-2085号公報 日本国特表2013-516949号公報
 電磁誘導方式や磁界共鳴方式の非接触給電システムにおいては、送電コイルで発生させた磁束が、受電コイルを経由せずに送電コイルに戻る磁束経路(送電コイルの磁極の一端から出て、他端に戻る磁束経路)を構成せず、すべての磁束が受電コイルを経由して送電コイルに戻る磁束経路を構成する状態になれば給電効率が最も高くなる。しかしながら、車両に設けられた受電コイルは、給電コイルに対して数ミリメートルから数十センチメートル程度離間して配置されるため、一部の磁束が受電コイルを経由せずに周辺空間に広がってしまう。このような磁束は、給電コイルから受電コイルへの電力伝送に寄与しないため、その磁束の分だけ給電効率が低下する。
 上述の特許文献1に開示された技術では、外部に漏れる電磁波を低減可能であるため、給電効率を向上させることができる。しかしながら、上述の特許文献1に開示された技術は、磁場の共鳴により電力の伝達が行われる非接触給電システム(共鳴法が採用された非接触給電システム)に限定される技術であり、他の給電方式が採用された非接触給電システムに適用することが難しい。また、上述の特許文献1に開示された技術では、シールド部材によって共振回路を形成する必要があることから、共振条件が満たされるように共振回路を調整する必要があり、設計の自由度が制限される場合がある。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、外部への磁束漏れを低減することが可能なシールド装置およびそれを用いた非接触給電システムを提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本発明の第1の態様では、給電コイルから車両の受電コイルへの非接触給電時に用いられるシールド装置が、前記給電コイルの周囲に設置され、給電時に前記給電コイルと前記受電コイルとの間の空間の周囲を取り囲むように配置される多層磁気シールド部材を備える。
 本発明の第2の態様では、上記第1の態様のシールド装置において、前記多層磁気シールド部材が、層状に配された複数の基材から構成されると共に膨張および収縮が可能なベース部材と、前記ベース部材をなす前記基材の表面に磁性材料および導電性材料の少なくとも一方を用いて形成されたシールド部とを備える。
 本発明の第3の態様では、上記第2の態様のシールド装置が、前記給電コイルおよび前記多層磁気シールド部材の上方を覆うように前記多層磁気シールド部材の上部に設けられたカバー部材をさらに備える。
 本発明の第4の態様では、上記第3の態様のシールド装置において、前記カバー部材が、少なくとも平面視で前記給電コイルと重なる部分が非磁性体で形成されている。
 本発明の第5の態様では、上記第3または第4の態様のシールド装置において、前記多層磁気シールド部材が、前記ベース部材が収縮した場合には、前記カバー部材と地表面とによって形成される空間内に折り畳まれた状態で収容可能である。
 本発明の第6の態様では、上記第2から第5のいずれか一つの態様のシールド装置が、前記多層磁気シールド部材の前記ベース部材を膨張または収縮させるガスの給排気を行う給排気装置をさらに備える。
 本発明の第7の態様では、給電エリア内の給電位置に停車した車両に対して給電コイルから非接触給電する時にこの車両と給電コイルとの間における電磁界発生空間を外部に対して遮蔽するシールド装置が、給電位置まで走行する車両のタイヤが通過する位置または前記給電位置に停車した車両のタイヤ下方の位置に配置された第1踏み部材と、前記電磁界発生空間を外部に対して遮蔽するためのシールド部材と、前記第1踏み部材を前記シールド部材に固定して両者を一体化させた状態と両者の一体化が解除された状態とを切り替え可能な固定機構と、を備える。前記シールド部材は、前記電磁界発生空間を外部に開放する収納位置と、前記電磁界発生空間を外部に対して遮蔽する展開位置との間で移動するように構成されている。前記第1踏み部材は、起立位置と転倒位置との間で移動するように構成されている。また、前記シールド部材は、前記固定機構が前記第1踏み部材を前記シールド部材に固定し両者を一体化している状態で、前記給電位置まで走行している車両のタイヤに前記第1踏み部材が踏み倒されて前記起立位置から前記転倒位置へ移動することで、前記第1踏み部材の移動と同時に前記収納位置から前記展開位置へ移動するように構成されている。
 本発明の第8の態様では、上記第7の態様のシールド装置が、給電エリアへの車両の進入を検出し検出信号を出力する進入検出器と、前記踏み部材を前記転倒位置から前記起立位置に移動させる移動装置と、前記移動装置と前記固定機構を制御する制御装置と、をさらに備える。また、前記制御装置は、前記進入検出器から出力された前記検出信号が入力されると、前記移動装置を制御して、前記シールド部材を前記収納位置に保ったまま、前記固定機構による前記シールド部材への固定が解除された状態の前記第1踏み部材を前記転倒位置から前記起立位置へ移動させ、その後、前記固定機構を制御して、前記第1踏み部材を前記シールド部材に固定するように構成されている。
 本発明の第9の態様では、上記第8の態様のシールド装置において、前記進入検出器は、給電エリアへ進入する車両の識別情報を取得すると共に、この識別情報に基づいてこの車両が給電を必要とする車両であると判断した場合に、前記検出信号を前記制御装置へ出力するように構成されている。
 本発明の第10の態様では、上記第7の態様のシールド装置が、前記シールド部材に固定され前記シールド部材と一体的に移動可能な第2踏み部材をさらに備える。前記第2踏み部材は、前記給電位置から前記給電エリアの外へ向けて走行する車両のタイヤが通過する位置に配置されている。前記第2踏み部材は、前記シールド部材が前記収納位置にある状態では、転倒位置にあり、前記シールド部材が前記展開位置にある状態では、起立位置にあるように構成されている。また、前記シールド部材は、車両が前記給電位置から前記給電エリアの外へ向けて走行する時に、前記第2踏み部材が前記車両のタイヤに踏み倒されて前記起立位置から前記転倒位置へ移動することで、前記第2踏み部材の移動と同時に前記展開位置から前記収納位置に移動するように構成されている。
 本発明の第11の態様では、非接触給電システムが、車両に対して非接触で電力を供給する給電コイルと、上記第1から第10のいずれか一つの態様のシールド装置と、を備える。
 本発明の一態様によれば、給電時に給電コイルと受電コイルとの間の空間の周囲を取り囲むように多層磁気シールド部材を配置しているため、給電効率を改善しつつ外部への磁束漏れを低減することが可能である。
 また、本発明の別態様によれば、車両のタイヤが第1踏み部材を踏み倒すことにより、シールド部材が収納位置から展開位置へ移動する。シールド部材により、外部への磁束漏れが低減される。
本発明の第1実施形態による非接触給電システムの要部構成を示すブロック図である。 本発明の第1実施形態による非接触給電システムに設けられる磁気シールド装置の非給電時の状態を示す側断面図である。 本発明の第1実施形態による非接触給電システムに設けられる磁気シールド装置の給電時の状態を示す側断面図である。 本発明の第1実施形態による非接触給電システムに設けられる磁気シールド装置の第1変形例における非給電時の状態を示す側断面図である。 本発明の第1実施形態による非接触給電システムに設けられる磁気シールド装置の第1変形例における給電時の状態を示す側断面図である。 本発明の第1実施形態による非接触給電システムに設けられる磁気シールド装置の第2変形例を示す図である。 本発明の第2実施形態によるシールド装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の第2実施形態によるシールド装置の、給電位置へ車両が進入する前の状態を示す平面図である。 図6Aの6B-6B線矢視図である。 本発明の第2実施形態によるシールド装置の、給電位置に車両が停車した時の状態を示す平面図である。 図7Aの7B-7B線矢視図である。 図6Aの8A-8A線矢視図である。 図6Aの8B-8B線矢視図である。 本発明の第2実施形態によるシールド装置を用いたシールド部材展開方法のフローチャートである。 本発明の第2実施形態の変形例によるシールド装置の、給電位置へ車両が進入する前の状態を示す平面図である。 図10Aの10B-10B線矢視図である。 本発明の第2実施形態によるシールド装置の、給電位置に車両が停車した時の状態を示す平面図である。 図11Aの11B-11B線矢視図である。 図10Aの12A-12A線矢視図である。 図10Aの12B-12B線矢視図である。 踏み部材をシールド部材に手動で固定するための固定機構を示す断面図である。 図13Aの13B-13B線矢視図である。 図13Bの13C-13C線矢視図である。 踏み部材をシールド部材に手動で固定するための別の固定機構を示す平面図である。 図14Aの14B-14B線矢視図である。 上記別の固定機構が踏み部材をシールド部材に固定した状態を示す平面図である。 図14Cの14D-14D線矢視図である。 従来技術における課題を説明するための平面図である。 図15Aの15B-15B線矢視図である。
(第1実施形態)
 以下、図面を参照して本発明の第1実施形態による非接触給電システムについて詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態による非接触給電システムの要部構成を示すブロック図である。図1に示す通り、本実施形態の非接触給電システム11は、給電装置110、給電コイル120、磁気シールド装置130(シールド装置)、および給電用ガス給排気装置140(給排気装置)を備えており、バッテリ153を搭載した車両Mに対して非接触で給電を行う。この非接触給電システム11は、例えば給電ステーションや駐車場等に設置され、駐停車した車両Mに対して非接触で給電を行う。
 給電装置110は、電源111、整流回路112、給電回路113、および給電用制御部114を備えている。給電装置110は、車両Mに対する非接触給電に適した電力を生成するとともに、車両Mに対する非接触給電を行う上で必要となる各種制御(詳細は後述する)を行う。なお、本実施形態では、給電装置110が地上に設置されている構成を説明するが、給電装置110は、地下に設置されていてもよく、車両Mの上方(例えば、駐車場の天井)に設置されていてもよい。
 電源111は、出力端が整流回路112の入力端に接続されており、車両Mへの給電に必要となる交流電力を整流回路112に供給する。この電源111は、例えば200Vまたは400V等の三相交流電力、または100Vの単相交流電力を供給する系統電源である。整流回路112は、入力端が電源111に接続されるとともに出力端が給電回路113に接続されており、電源111から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、変換した直流電力を給電回路113に出力する。
 給電回路113は、入力端が整流回路112に接続されるとともに出力端が給電コイル120の両端に接続されており、整流回路112からの直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を給電コイル120に出力する。具体的に、給電回路113は、給電コイル120とともに給電側共振回路を構成する共振用コンデンサを備えており、給電用制御部114の制御の下で、整流回路112からの直流電力を電源111の交流電力よりも周波数が高い交流電力(高周波電力)に変換して給電コイル120に出力する。
 給電用制御部114は、給電回路113を制御して車両Mに供給すべき電力を生成させるとともに、給電用ガス給排気装置140を制御して磁気シールド装置130を作動させる。
 具体的に、給電用制御部114は、給電時に給電用ガス給排気装置140を制御して、磁気シールド装置130にガスを給気させることにより、給電コイル120と車両Mに設けられた受電コイル150との間の空間が磁気シールド装置130によって取り囲まれた状態にする。また、給電用制御部114は、給電を終えた後に、給電用ガス給排気装置140を制御して、磁気シールド装置130からガスを排気させることにより、磁気シールド装置130を元の状態(後述するベース部材131aが収縮した状態)にする。この給電用制御部114は、CPU(中央処理装置)やメモリ等を備えており、予め用意された給電用制御プログラムに基づいて上記の各種制御を行う。
 給電コイル120は、給電回路113から供給される高周波電力が加えられることにより磁界を発生し、車両Mに対して非接触で給電を行う。この給電コイル120は、両端が給電回路113の出力端に接続されており、露出した状態またはプラスチック等の非磁性もしくは弱磁性且つ非導電性材料によってモールドされた状態で地上に設置されている。具体的に、給電コイル120は、例えば丸線もしくは平角線等の導線を螺旋状且つ予め規定された形状(例えば、四角筒状)に巻回したコイル(ソレノイド型のコイル)、または丸線もしくは平角線等の導線を同一平面内で螺旋状に巻回したコイル(サーキュラー型のコイル(平面コイル))である。
 磁気シールド装置130は、給電コイル120の近傍に設置され、給電コイル120から放射される磁束(漏れ磁束)を遮蔽するとともに、非接触給電システム11の給電効率を改善するために設けられる。図2A,2Bは、本発明の第1実施形態による非接触給電システムに設けられる磁気シールド装置の要部構成を示す側断面図である。図2Aは磁気シールド装置の非給電時の状態を示す側断面図であり、図2Bは磁気シールド装置の給電時の状態を示す側断面図である。
 図2A,2Bに示す通り、磁気シールド装置130は、多層磁気シールド部材131、カバー部材132、およびバンド部材133を備える。多層磁気シールド部材131は、給電コイル120の周囲に設置されており、非給電時には、図2Aに示す通り、カバー部材132と地表面とによって形成される空間内に折り畳まれた状態で収容される。これに対し、給電時には、図2Bに示す通り、多層磁気シールド部材131は、給電コイル120と車両Mに設けられた受電コイル150との間の空間Pの周囲を取り囲むように配置される。
 この多層磁気シールド部材131は、ゴム等の伸縮可能かつ非磁性かつ非導電性の弾性材B(基材)が層状にされたベース部材131aと、ベース部材131aをなす弾性材Bの各々に磁性材料を蒸着または塗布して形成されたシールド部131bとを備える。言い換えれば、ベース部材131aは、層状に配された複数の弾性材Bから構成され、全体として膨張および収縮できるように構成されている。なお、本実施形態のベース部材131aは弾性材Bから構成されているが、これに限定されず、ベース部材131aが、層状に配され少なくとも可撓性を有する複数の基材から構成されていてもよい。基材が少なくとも可撓性を有していれば、ベース部材131aは全体として膨張または収縮できる。すなわち、ベース部材131aは、層状に配された複数の基材から構成されており、この基材としては、弾性を有する材料または可撓性を有する材料が挙げられる。 また、シールド部131bは、ベース部材131aをなす弾性材B(基材)の表面に磁性材料および導電性材料の少なくとも一方を用いて形成されていてもよい。この多層磁気シールド部材131の平面視形状は任意であるが、例えば円環形状または矩形環形状等である。
 また、ベース部材131aをなす隣り合う弾性材Bの間は空気層(空気が存在する領域)とされている。
 多層磁気シールド部材131のシールド部131bが形成された部分は、それ以外の部分(磁性材料が蒸着等されていない部分)よりも剛性が高くなっていて伸縮し難くなっている。このため、シールド部131bは、ベース部材131aをなす各弾性材Bの全面に亘って形成されず、多層磁気シールド部材131の折り畳みが可能なように(図2A参照)、各弾性材Bに部分的に形成されている。ただし、給電時(図2B参照)には、効果的に漏れ磁束を遮蔽する必要があることから、例えばある弾性材Bのシールド部131bは、その内側の弾性材Bに形成されたシールド部131bの隙間を覆うように形成されてもよい。
 漏れ磁束を遮蔽するだけであれば、磁性材料が厚く塗布された一層からなるシールド部材を用いることも可能である。本実施形態において磁性材料が薄く蒸着等された多層磁気シールド部材131を用いるのは、主に以下の3つの理由による。第1に、例えば図2Aに示す通り、折り畳むことが可能な柔軟な構造にするためである。第2に、内側に位置するシールド部131bから順次磁気飽和させつつも、周囲に漏れる磁束を全体としては磁気飽和することなく閉じた磁気回路とするためである。第3に、シールド部131bの導電率は小さい方が好ましく、導電率を小さく抑えて、多層磁気シールド部材131で生ずるジュール損失を低減するためである。
 カバー部材132は、底面が開口された中空の板状部材であり、例えば人間が踏みつけても大きく変形しない程度の強度を有し、給電コイル120および多層磁気シールド部材131の上方を覆うように多層磁気シールド部材131の上部に設けられている。すなわち、カバー部材132は、水平方向に延びる板状の水平部と、この水平部の縁部から下方に延びる垂直部とを備え、互いに対向する垂直部の間に空間を有している。このカバー部材132は、図2Aに示す通り、非給電時に折り畳まれた状態の多層磁気シールド部材131を収容することによって、多層磁気シールド部材131の破損等を防止するために設けられる。
 ベース部材131aとカバー部材132と地表面とによって形成される空間は、密閉空間(気密空間)として構成されている。すなわち、ベース部材131aとカバー部材132との接続部、およびベース部材131aと地表面との接続部は、いずれも気密に形成されている。
 図2Bに示す通り、カバー部材132は、給電時には、給電コイル120と車両Mに設けられた受電コイル150との間において、受電コイル150に接触した状態(または、受電コイル150に近接した状態)に配置される。このため、カバー部材132は、少なくとも平面視で給電コイル120と重なる部分が、プラスチック等の非磁性且つ非導電性材料によって形成されている。なお、カバー部材132の一部のみをプラスチック等で形成するのではなく、カバー部材132の全体をプラスチック等で形成してもよい。
 バンド部材133は、伸縮性のある紐状の部材であり、多層磁気シールド部材131が折り曲がる部分である屈曲部Qの周囲(屈曲部Qの外面)に取り付けられる。このバンド部材133は、給電を終えた後に、図2Bに示す状態の多層磁気シールド部材131を図2Aに示す状態に折り畳むために、多層磁気シールド部材131が屈曲部Qで内側に折り曲がるのを補助するため、および多層磁気シールド部材131が屈曲部Qで外側に折り曲がるのを防止するために設けられる。なお、図2Bに示す通り、給電時における多層磁気シールド部材131の互いに対向する屈曲部Qの間隔は、少なくとも給電コイル120の幅以上に設定されることが好ましい。
 給電用ガス給排気装置140は、給電用制御部114の制御の下で、磁気シールド装置130に対するガスの給排気を行う。この給電用ガス給排気装置140は、図1に示す通り、磁気シールド装置130内において給電コイル120が配置される空間(多層磁気シールド部材131のベース部材131aとカバー部材132と地表面とによって形成される空間)に連通する給排気管141aを備えており、この給排気管141aを介して磁気シールド装置130に対するガスの給排気を行う。すなわち、給電用ガス給排気装置140が給排気管141aを介して上記空間内にガスを供給または上記空間内からガスを排出することで、ベース部材131aを膨張または収縮させることができる。なお、磁気シールド装置130に対して給排気されるガスとしては、例えば空気が用いられる。
 車両Mは、運転者によって運転されて道路上を走行する自動車であり、例えば動力発生源として走行モータを備える電気自動車やハイブリッド自動車である。この車両Mは、図1に示す通り、受電コイル150、受電回路151、充電回路152、バッテリ153、および受電用制御部154を備える。なお、図1では省略しているが、車両Mには、操作ハンドル、ブレーキ、上記走行モータ等の走行に必要な機器が設けられている。
 受電コイル150は、上述した給電コイル120と同じ若しくはおおむね同じコイル寸法を有するコイル(ソレノイド型のコイル、またはサーキュラー型のコイル)であり、車両Mの車体底部に設けられている。この受電コイル150は、両端が受電回路151の入力端に接続されており、給電コイル120の電磁界が作用すると電磁誘導によって起電力を発生し、発生した起電力を受電回路151に出力する。
 受電回路151は、入力端が受電コイル150の両端に接続されるとともに出力端が充電回路152の入力端に接続されており、受電コイル150から供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を充電回路152に出力する。この受電回路151は、受電コイル150とともに受電側共振回路を構成する共振用コンデンサを備えている。なお、受電回路151の共振用コンデンサの静電容量は、受電側共振回路の共振周波数が前述した給電側共振回路の共振周波数と同一ないしほぼ同一の周波数になるように設定されている。
 充電回路152は、入力端が受電回路151の出力端に接続されるとともに出力端がバッテリ153の入力端に接続されており、受電回路151からの電力(直流電力)をバッテリ153に充電する。バッテリ153は、車両Mに搭載された再充電が可能な電池(例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池)であり、図示しない走行モータ等に電力を供給する。受電用制御部154は、CPUやメモリ等を備えており、予め用意された受電用制御プログラムに基づいて充電回路152を制御する。
 次に、上記構成における非接触給電システム11の動作について説明する。まず、運転者が車両Mを運転し、給電コイル120が設置された場所まで車両Mを移動させて停車させると、給電コイル120の設置位置が受電用制御部154によって把握される。なお、給電コイル120の設置位置を把握する方法としては、例えば不図示の音波センサまたは光センサ等の位置センサの出力から把握する方法が挙げられる。把握した給電コイル120の設置位置から、車両Mの受電コイル150が、給電コイル120の上方に配置されたことを検知すると、充電回路152にバッテリ153を充電させる制御が受電用制御部154によって開始される。
 他方、給電装置110の給電用制御部114においても、車両Mと同じく不図示の音波センサまたは光センサ等の位置センサの出力から車両Mの位置が給電用制御部114によって把握される。把握した車両Mの位置から、給電コイル120の上方に車両Mの受電コイル150が配置されたことを検知すると、給電用ガス給排気装置140から磁気シールド装置130にガスを供給させる制御が給電用制御部114によって行われる。
 この制御が行われることにより、図2Aに示す状態に折り畳まれていた多層磁気シールド部材131が、図2Bに示す通り、給電コイル120と車両Mに設けられた受電コイル150との間の空間Pの周囲を取り囲むように展開される。すなわち、多層磁気シールド部材131のベース部材131aが、膨張した状態となる。なお、図2Bに示す状態に多層磁気シールド部材131が展開されることによって、給電コイル120と受電コイル150との間の空間が磁気シールド装置130によって占められた状態になるため、給電コイル120と受電コイル150との間の空間への異物の侵入が防止される。
 以上の動作が終了すると、給電装置110の給電回路113が給電用制御部114によって制御されて給電動作が開始される。給電動作が開始されると、給電回路113からの高周波電力が給電コイル120に印加され、給電コイル120から磁界が発生される。給電コイル120の端面(上面)から放射された磁束の殆どは、図2Bに示す通り、多層磁気シールド部材131を介することなく受電コイル150に入射する。これに対し、受電コイル150に直接に入射しない磁束(漏れ磁束)は、図2Bに示す通り、多層磁気シールド部材131に設けられたシールド部131bに対して垂直に(または、垂直に近い角度で)入射する。
 多層磁気シールド部材131のシールド部131bに入射した磁束の一部は、シールド部131bを通過し、残りはより外側のシールド部131bに沿って受電コイル150に向かって導かれる。シールド部131bが導電性材料を用いて形成されている場合は、磁束がシールド部131bを通過すると、シールド部131bには渦電流が発生し、漏れ磁束に対抗する磁界が渦電流に基づいて発生し、これにより漏れ磁束は遮蔽される。また、シールド部131bが磁性材料(強磁性材料)を用いて形成されている場合は、シールド部131bに入射した一部の磁束はシールド部131b内を受電コイル150に向かって導かれる。ある磁束がシールド部131b内を受電コイル150に向けて導かれると、その磁束よりも内側(給電コイル120寄り)の磁束は、受電コイル150に向かうように規制される。よって、シールド部131bが導電性材料と磁性材料のいずれを用いて形成されている場合であっても、従来は受電コイル150に到達できなかった漏れ磁束が受電コイル150に到達できるようになる。なお、シールド部131bにおいて蒸着等されている磁性材料や導電性材料は厚みが薄いため、最も内側に配置されているシールド部131bで漏れ磁束が完全に遮蔽されない場合もあるが、シールド部131bは多層に配置されているため、漏れ磁束は外側に向かうにつれて徐々に遮蔽される。シールド部131bは磁性材料および導電性材料の少なくとも一方を用いて形成されていればよく、磁性材料かつ導電性材料である材料を用いて形成されていてもよい。
 給電コイル120から非接触で供給される電力を受電すると、車両Mでは、受電用制御部154が、バッテリ153の充電状態を監視しながら充電回路152を制御することによりバッテリ153の充電を行う。受電用制御部154は、バッテリ153が満充電状態となったことを検知すると、充電回路152を停止させる制御を行うとともに、図示しない表示器等(例えば、運転席に設けられたバッテリ153の充電状態を示す表示器)に対して、バッテリ153が満充電状態になった旨を通知する。かかる通知により、運転者は、バッテリ153が満充電状態となったことを認識することができる。
 他方、給電装置110の給電用制御部114は、給電が終了したと判断した場合には、給電回路113を制御して給電動作を停止させる。なお、給電が終了したか否かの判断は、例えば車両Mへの給電量が急激に低下したか否かに基づいて行うことが可能である。給電動作が停止すると、磁気シールド装置130に給気されたガスを給電用ガス給排気装置140に排気させる制御が給電用制御部114によって行われる。この制御が行われることにより、図2Bに示す状態に展開されていた多層磁気シールド部材131が、図2Aに示す状態に折り畳まれた状態になる。すなわち、多層磁気シールド部材131のベース部材131aが、収縮した状態となる。多層磁気シールド部材131が折り畳まれると、運転者は車両Mを運転して、給電コイル120の設置場所から移動することが可能になる。
 以上の通り、本実施形態では、給電コイル120の周囲に磁気シールド装置130を設置し、給電時に給電コイル120と受電コイル150との間の空間の周囲を取り囲むように多層磁気シールド部材131を展開している。これにより、給電コイル120から放射される漏れ磁束を低減し、受電コイル150に導くことができるため、給電効率を改善しつつ外部への磁束漏れを防止することができる。
 次に、以上説明した非接触給電システム11が備える磁気シールド装置130の変形例について説明する。図3A,3Bは、本発明の第1実施形態による非接触給電システムに設けられる磁気シールド装置の第1変形例を示す側断面図である。図3Aは磁気シールド装置の非給電時の状態を示す側断面図であり、図3Bは磁気シールド装置の給電時の状態を示す側断面図である。なお、図3A,3Bにおいては、図2A,2Bに示す部材に相当する部材については同一の符号を付してある。
 上述した実施形態における磁気シールド装置130に設けられる多層磁気シールド部材131は、内側に折り曲げられるように構成されているが、本変形例における磁気シールド装置130に設けられる多層磁気シールド部材131は、外側に折り曲げられるように構成されている。この多層磁気シールド部材131は、非給電時には、図3Aに示す通り、カバー部材132と地表面とによって形成される空間内に、外側に折り曲げられた状態で収容される。これに対し、給電時には、図3Bに示す通り、多層磁気シールド部材131は、屈曲部Qが外側に折り曲げられた状態で、給電コイル120と車両Mに設けられた受電コイル150との間の空間Pの周囲を取り囲むように配置される。
 上述した実施形態では、図2Bに示す通り、給電コイル120から放射される磁束(漏れ磁束)が、多層磁気シールド部材131に設けられたシールド部131bに対して垂直に(または、垂直に近い角度で)入射していた。これに対し、本変形例では、図3Bに示す通り、漏れ磁束がシールド部131bに対して大きな入射角をもって(シールド部131bに対して垂直よりは平行に近い角度で)入射している。このため、漏れ磁束の多くは、シールド部131bに沿って受電コイル150に向かって導かれ、これにより給電効率を改善することができる。なお、上記実施形態と異なり、本変形例のバンド部材133は、多層磁気シールド部材131の屈曲部Qの内面に取り付けられており、屈曲部Qを外側に向けて付勢するように構成されている。
 図4は、本発明の第1実施形態による非接触給電システムに設けられる磁気シールド装置の第2変形例を示す図である。なお、図4においては、図示を簡略化するために、磁気シールド装置130に設けられている多層磁気シールド部材131の一部のみを図示している。上述した実施形態においては、多層磁気シールド部材131のベース部材131aをなす隣り合う弾性材Bの間は空気層とされていたが、本変形例では隣り合う弾性材Bの間に樹脂層131cが形成されている。この樹脂層131cが形成されていることにより、ベース部材131aをなす弾性材Bが一体化され、ベース部材131aの強度を高めることができる。
 以上、本発明の第1実施形態および変形例について説明したが、本発明は上記実施形態および変形例に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態および変形例では、多層磁気シールド部材131のベース部材131aに磁性材料および導電性材料の少なくとも一方を蒸着または塗布することによってシールド部131bが形成されていたが、磁性材料および導電性材料をいずれも蒸着または塗布することによってシールド部131bが形成されていてもよい。また、蒸着および塗布以外の形成方法を採用してもよい。例えば、可撓性を有するフィルム状のシールド部131bを形成し、そのフィルムを弾性材Bの表面に貼付してもよい。
 また、上記実施形態および変形例では、多層磁気シールド部材131が一箇所(垂直方向に関して一箇所)の屈曲部Qで折り曲げられる例について説明したが、多層磁気シールド部材131は複数箇所で折り曲げられていても良い。また、上記実施形態および変形例では、多層磁気シールド部材131がカバー部材132に折り畳まれた状態で収容される例について説明したが、カバー部材132を省略することもできる。なお、カバー部材132を省略した場合には、多層磁気シールド部材131(ベース部材131a)は、例えば膨張および収縮が可能な袋体とされる。多層磁気シールド部材131(ベース部材131a)が袋体とされる場合、この袋体は、ゴム等の伸縮可能かつ非磁性かつ非導電性の弾性材からなることで膨張および収縮が可能であってもよいし、非磁性かつ非導電性の可撓性材料からなることで膨張および収縮が可能であってもよい。
 また、上記実施形態では、ベース部材131aとカバー部材132と地表面とによって形成される空間が気密空間として構成されているが、これに限定されず、膨張および収縮が可能な袋体が上記空間内に配置されていてもよい。ベース部材131aが袋体である場合、または上記空間内に袋体が配置される場合は、給電用ガス給排気装置140はこの袋体内に対してガスを供給・排出することでベース部材131aを膨張および収縮させる。
 上記実施形態では、カバー部材132が地表面上に設けられているが、地表面に形成された凹部内に収容される構成であってもよい。この場合、カバー部材132は水平方向に延びる板状の水平部のみから構成されてもよい。また、この場合、多層磁気シールド部材131も上記凹部内に収容される。
 なお、上記実施形態では、給電時における多層磁気シールド部材131の互いに対向する屈曲部Qの間隔が、少なくとも給電コイル120の幅以上に設定されると説明した。これは、給電コイル120と受電コイル150との結合状態を変えず、且つ給電効率を低下させないためである。しかしながら、多層磁気シールド部材131の屈曲部Qを、敢えて給電コイル120および受電コイル150に近づけて、給電コイル120と受電コイル150との結合係数を高めることも可能である。但し、これは給電効率を大幅に低下させない範囲で実施される。
 更に、上記実施形態では、非接触給電する方法として磁界共鳴方式を採用したが、電磁誘導方式を採用してもよい。
(第2実施形態)
 本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。なお、第2実施形態の各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
 図5は、本発明の第2実施形態によるシールド装置210を示す平面図である。本発明の第2実施形態によるシールド装置210は、給電エリアT(図5において一点鎖線で囲んだエリア)内の給電位置に止まった車両21(一例では、電気自動車、図5では図示せず)に対して給電装置の給電コイル22が非接触給電する時に、この車両21と給電コイル22との間における空間(以下、電磁界発生空間Sという)を外部に対して遮蔽する。
 図6A,6Bと図7A,7Bは、給電エリアT内を示す。図6Aは、シールド装置210の平面図であり、図6Bは、図6Aの6B-6B線矢視図である。図7Aは、シールド装置210の平面図であり、図7Bは、図7Aの7B-7B線矢視図である。図6A,6Bでは、給電位置へ車両21が進入してくる前の状態を示す。図7A,7Bは、給電位置に車両21が止まっている状態を示す。なお、図7Aにおいて、車両21のうちタイヤ21aのみを図示している。
 シールド装置210は、第1構造23aと第2構造23bとを有する。例えば、第1構造23aは、給電位置にある車両21の前輪側に位置し、第2構造23bは、給電位置にある車両21の後輪側に位置する。最初に、第1構造23aについて説明する。
 第1構造23aは、踏み部材25(第1踏み部材)と、シールド部材27と、移動装置29と、固定機構211(後述の図8Bを参照)とを備える。
 踏み部材25は、車両21が給電エリアTに進入して給電位置まで走行する時に、車両21のタイヤ21aが通過する位置に配置されている。踏み部材25は、板状に形成されている。車両21は、予め定められた給電エリアTの入口を通して、給電エリアTに進入し、給電エリアTにおいて、予め定められた通過経路上を、そのタイヤ21aが通過するように構成されている。この通過経路は、目印により示される。この代わりに、給電エリアTにおいて、車両21のタイヤ21aは、限られたスペースやガイド部材などにより、この通過経路しか通過できないように構成されていてもよい。
 踏み部材25は、後述する回転シャフト213に回転可能に支持され、その回転軸C(図8A参照)回りに回転して起立位置と転倒位置との間で移動するように構成されている。なお、起立位置とは、車両21のタイヤ21aが走行する面である走行面24(地表面)よりも踏み部材25が上方に突出した位置を指し、転倒位置とは、踏み部材25が転倒し踏み部材25の一方の板面(転倒時の上面)と走行面24とが略平行となる位置を指す。踏み部材25の上記一方の板面は平面であることが好ましいが、他方の板面は平面でなくともよい。
 なお、転倒位置の踏み部材25が収容される窪み(図示せず)が走行面24に形成されていることが好ましい。この場合、転倒位置の踏み部材25の平らな上面は、走行面24とほぼ同じ高さに位置することが好ましい。この状態で、踏み部材25の上面を、車両21のタイヤ21aが、走行できるように構成されていてもよい。
 シールド部材27は、電磁界発生空間S(図6Aにおいて、一点鎖線で囲んだ空間)を外部に対して遮蔽するために設けられる。シールド部材27は、電磁界発生空間Sを外部に開放する収納位置(図6A,6Bの状態)と、電磁界発生空間Sを外部に対して遮蔽する展開位置(図7A,7Bの状態)との間で移動するように構成されている。なお、収納位置とは、シールド部材27が走行面24よりも下方に配された位置を指し、展開位置とは、シールド部材27が走行面24よりも上方に突出した位置を指す。本実施形態では、シールド部材27は、回転シャフト213(例えば、図6A,6Bを参照)に固定されている。シールド部材27は、電磁界を遮蔽する適宜の材料(例えば、磁性材、非磁性の導電性材料、または、これらの複合材)で形成される。
 シールド部材27は、図6A,6Bと図7A,7Bの例では、第1シールド部27aと、第2シールド部27bと、第3シールド部27cとを含む。第1シールド部27aは、矩形板状に形成されており、第2シールド部27bおよび第3シールド部27cは、略矩形板状に形成されている。車両21が給電位置にあり、シールド部材27が展開位置にある状態で、第1シールド部27aは、車両21の前後方向一方側(図7A,7Bの右側)に位置し、第2シールド部27bは、車両21の左右方向一方側(図7Aの下側)に位置し、第3シールド部27cは、車両21の左右方向他方側(図7Aの上側)に位置している。また、車両21が給電位置にあり、シールド部材27が展開位置にある状態で、第1シールド部27aは、車両21の左右方向(図7Aの上下方向)に延びて、電磁界発生空間Sを、車両21の前後方向一方側(図7A,7Bの右側)から外部に対して遮蔽し、第2シールド部27bは、車両21の前後方向(図7A,7Bの左右方向)に延びて、電磁界発生空間Sを、車両21の左右方向一方側(図7Aの下側)から外部に対して遮蔽し、第3シールド部27cは、車両21の前後方向(図7A,7Bの左右方向)に延びて、電磁界発生空間Sを、車両21の左右方向他方側(図7Aの上側)から外部に対して遮蔽する。
 なお、第1シールド部27aは、収納位置にある時には、走行面24の窪み24b(図7Aを参照)内に収まっている。第2シールド部27bと第3シールド部27cは、それぞれ、収納位置から展開位置へ移動する時に、走行面24の細長い開口24a(図6Aにおいて、細線で囲まれた部分)を通して、走行面24の下方から走行面24の上方へ移動する。また、第2シールド部27bと第3シールド部27cは、本実施形態では、第1シールド部27aに固定されている。
 移動装置29は、踏み部材25を転倒位置から起立位置に移動する。図8A,8Bを参照して、移動装置29を説明する。図8Aは、図6Aの8A-8A線矢視図であり、図8Bは、図6Aの8B-8B線断面図である。図8Aに示すように、移動装置29は、シールド部材27が固定された回転シャフト213と、回転シャフト213に固定されたモータ215と、モータ215の出力シャフト215aに固定された第1ギア217と、踏み部材25の回転軸Cと同軸に踏み部材25に固定された第2ギア219とを含む。モータ215は、そのステータ側の構造体215b(例えばケーシング)が、回転シャフト213に固定されている。図8Aの例では、モータ215(すなわち、ステータ側の構造体215b)は、回転シャフト213に固定された断面拡大部213aに固定されている。第2ギア219は、第1ギア217に噛み合っている。したがって、モータ215の出力シャフト215aが回転することにより、第2ギア219が回転し、したがって、第2ギア219が固定されると共に回転シャフト213に相対回転可能に支持されている踏み部材25も、その回転軸C回りに回転する。
 このような構成の移動装置29によると、モータ215が回転することにより、踏み部材25が、その回転軸C回りに、(図5~図8Bの例では、90度だけ)回転する。その結果、踏み部材25は、転倒位置から起立位置に移動し、または、起立位置から転倒位置へ移動する。
 なお、第1ギア217と第2ギア219との間に他のギアが介在していてもよい。すなわち、モータ215は、第1ギア217、他のギア、および第2ギア219を介して踏み部材25を、その回転軸C回りに回転させてもよい。
 回転シャフト213は、静止構造体に取り付けられた複数の軸受221により、その中心軸回りに回転可能に支持されている。なお、静止構造体は、車両21のタイヤ21aが走行する走行面24に対して固定されている構造体を意味する(以下、同様)。
 固定機構211(図8B参照)は、踏み部材25をシールド部材27に固定して両者を一体化させる。より詳細には、固定機構211が踏み部材25を回転シャフト213に固定することで、踏み部材25が、回転シャフト213を介してシールド部材27に固定される。また、固定機構211は、踏み部材25をシールド部材27に固定して両者を一体化させた状態と、両者の一体化が解除された状態とを切り替え可能である。固定機構211は、図8Bの例では、モータ215の出力シャフト215aに固定された被係合部211aと、この被係合部211aに係合する係合部211b(図8Bの例では、係合ピン)と、この係合部211bを往復移動させる駆動装置211cとを含む。図8Bの例では、被係合部211aには、被係合穴211a1が形成されている。被係合穴211a1は、出力シャフト215aの中心軸から半径方向に延びていて、半径方向外端(被係合部211aの外周面)において半径方向外側に開口している。被係合穴211a1の位置は、踏み部材25が起立位置にある時に、係合部211bに対向する位置に設定されている。駆動装置211cは、係合部211bを、係合位置と係合解除位置との間で往復移動させる。したがって、踏み部材25が起立位置にある状態で、係合部211bが、係合解除位置から係合位置へ移動させられると、係合部211bは被係合穴211a1に挿入される。係合部211bと駆動装置211cは、モータ215のステータ側の構造体215bに取り付けられている。図8Bの例では、駆動装置211cは、モータ215のステータ側の構造体215bに固定されたモータ211c1と、モータ211c1の出力シャフト(例えば、雄ネジ)に螺合している螺合部材(例えば、ナット)211c2とを有する。螺合部材211c2には、係合部211bが固定されている。螺合部材211c2は、ステータ側の構造体215bに固定されたガイド部材212(図8Bにおいて破線で示す部材)に連結され、回転不能であるが、係合部211bの往復移動の方向には移動できるように構成されている。したがって、モータ211c1の出力シャフトが回転すると、螺合部材211c2と係合部211bが、上述の往復移動の方向に移動する。
 なお、駆動装置211cは、係合部211bを係合位置と係合解除位置との間で往復移動させる他の構成を有していてもよい。例えば、油圧機器や空気圧機器を用いて、係合部211bを往復移動させてもよい。
 踏み部材25は、固定機構211によりシールド部材27に固定された状態と、シールド部材27に固定されていない状態との間で切り替えられる。踏み部材25は、起立位置と転倒位置との間で移動するように構成されている。この移動は、踏み部材25が、その回転軸C回りに回転する移動である。踏み部材25と第2ギア219には、回転シャフト213が貫通しており、踏み部材25と第2ギア219は、回転シャフト213の中心軸回りに回転シャフト213に対して回転可能になっている。踏み部材25と第2ギア219の回転軸Cは、回転シャフト213の中心軸に一致している。踏み部材25は、シールド部材27に固定された状態では、その回転軸C回りに、回転シャフト213とシールド部材27と一体的に回転する。一方、踏み部材25は、シールド部材27に固定されていない状態では、その回転軸C回りに、回転シャフト213とシールド部材27に対して相対的に回転する。
 第2構造23bは、第1構造23aと同様に、踏み部材25と、シールド部材27と、移動装置29と固定機構211と、を備える。
 第2構造23bにおいて、踏み部材25と移動装置29と固定機構211の構成は、それぞれ、第1構造23aの踏み部材25と移動装置29と固定機構211の構成と同じである。
 第2構造23bのシールド部材27は、図6A,6Bと図7A,7Bの例では、第4シールド部27dを含む。第4シールド部27dは、矩形板状に形成されている。車両21が給電位置にあり、シールド部材27が展開位置にある状態で、第4シールド部27dは、車両21の前後方向他方側(図7A,7Bの左側)に位置する。また、車両21が給電位置にあり、シールド部材27が展開位置にある状態で、第4シールド部27dは、車両21の左右方向(図7Aの上下方向)に延びて、電磁界発生空間Sを、車両21の前後方向他方側(図7A,7Bの左側)から外部に対して遮蔽する。
 なお、第4シールド部27dは、収納位置にある時には、走行面24の窪み24c(図7Aを参照)内に収まっている。
 また、具体的な手順は後述するが、本実施形態のシールド部材27は、固定機構211が踏み部材25をシールド部材27に固定し両者を一体化している状態で、給電位置まで走行している車両21のタイヤ21aに踏み部材25が踏み倒されて起立位置から転倒位置へ移動することで、踏み部材25の移動と同時に収納位置から展開位置へ移動するように構成されている。
 また、本実施形態によるシールド装置210は、進入検出器223と制御装置225(図5を参照)とを備える。
 進入検出器223は、給電エリアTへの車両21の進入を検出し、その検出信号を出力する。本実施形態では、進入検出器223は、検出領域R(図5の二点鎖線で囲んだ領域)に車両21が進入したことを検出した場合に検出信号を出力する。検出領域Rは、給電エリアTへ車両21が進入する時に、車両21が通過する領域である。検出領域Rは、例えば、給電エリアTの入口である。
 進入検出器223は、例えば、発光部223aと、受光部223bとを含む。発光部223aは、給電エリアTへ車両21が進入する時に、車両21が通過する検出領域Rを横切る光を発し続ける。例えば、発光部223aは、車両21が給電エリアTへ進入する方向と直交する方向に検出領域Rを通過する光を発し続ける。受光部223bは、発光部223aに発せられ検出領域Rを通過した光を受光する。車両21が検出領域Rを通過している時に、発光部223aからの光は車両21に遮られる。その結果、受光部223bは、発光部223aからの光を受けなくなる。したがって、進入検出器223は、受光部223bが光を検出しなくなることにより、給電エリアTへの車両21の進入を検出する。
 なお、進入検出器223は、他の適宜の構成によって、給電エリアTへの車両21の進入を検出してもよい。例えば、車両21の車重を検知する圧力センサ等が挙げられる。
 制御装置225は、進入検出器223からの検出信号を受ける。制御装置225は、この検出信号を受けると、第1構造23aと第2構造23bの各々において、踏み部材25が転倒位置から起立位置まで移動するように移動装置29を制御する。すなわち、制御装置225は、予め定められた量だけ、転倒位置から起立位置へ踏み部材25が移動するような方向にモータ215の出力シャフト215aを回転させる。次いで、制御装置225は、固定機構211を作動させることにより、踏み部材25をシールド部材27に固定する。すなわち、制御装置225は、係合部211bを係合解除位置から係合位置へ移動させるように駆動装置211cを制御する。これにより、係合部211bは、被係合穴211a1に挿入された状態となる。この状態では、係合部211bと被係合穴211a1との係合により、モータ215の出力シャフト215aは、ステータ側の構造体215bに対して回転できない。したがって、第1構造23aと第2構造23bの各々において、踏み部材25は、回転シャフト213とシールド部材27に固定された状態となる。
 また、具体的な手順は後述するが、本実施形態の制御装置225は、進入検出器223から出力された検出信号が入力されると、移動装置29を制御して、シールド部材27を収納位置に保ったまま、固定機構211によるシールド部材27への固定が解除された状態の踏み部材25を転倒位置から起立位置へ移動させ、その後、固定機構211を制御して、踏み部材25をシールド部材27に固定するように構成されている。
 図9は、シールド部材展開方法のフローチャートである。この方法は、上述したシールド装置210を用いて行われる。
 ステップS1において、図6A,6Bに示すように、踏み部材25は転倒位置にあり、シールド部材27は収納位置にある。また、ステップS1において、踏み部材25は、シールド部材27に固定されていない。
 ステップS2において、進入検出器223は、給電エリアTへの車両21の進入を検出して、その旨の検出信号を出力する。
 ステップS3において、進入検出器223からの検出信号は、制御装置225に入力される。これにより、制御装置225は、第1構造23aと第2構造23bの各々において、踏み部材25が転倒位置から起立位置まで移動するように移動装置29を制御する。すなわち、モータ215の駆動によって、踏み部材25が回転シャフト213およびシールド部材27に対して相対的に回転移動し、転倒位置から起立位置まで移動する。この時、シールド部材27は、シールド部材27および回転シャフト213の重量により、収納位置に維持されている。
 なお、ステップS3において、図5~図8Bの例では、踏み部材25は、その回転軸C回りに、90度だけ回転することにより、転倒位置から起立位置へ移動する。
 ステップS4において、制御装置225は、第1構造23aと第2構造23bの各々において、踏み部材25が起立位置にあり、シールド部材27が収納位置にある状態で、固定機構211を作動させることにより、踏み部材25をシールド部材27に固定する。すなわち、制御装置225は、係合部211bを係合解除位置から係合位置へ移動させるように駆動装置211cを制御する。
 ステップS5において、車両21が、自走により、給電エリアTの給電位置へ進入して来て、車両21のタイヤ21aが車両21のタイヤ21a下方の踏み部材25を通過して、車両21が給電位置に止まる。すなわち、車両21における進入方向側のタイヤ21aが、第1構造23aの踏み部材25を通過し、車両21における進入方向と反対側のタイヤ21aが、第2構造23bの踏み部材25を通過する。この時、それぞれのタイヤ21aが、第1構造23aと第2構造23bの踏み部材25をそれぞれ踏み倒す。その結果、第1構造23aと第2構造23bの各々において、踏み部材25の位置が、転倒位置に変化する。これと同時に、第1構造23aと第2構造23bの各々において、シールド部材27は、収納位置から展開位置へ移動する。すなわち、固定機構211が踏み部材25をシールド部材27に固定し両者を一体化している状態で、給電位置まで走行している車両21のタイヤ21aに踏み部材25が踏み倒されて起立位置から転倒位置へ移動することで、この踏み部材25の移動と同時にシールド部材27が収納位置から展開位置へ移動する。したがって、電磁界発生空間Sが、シールド部材27により外部から遮蔽される。
 なお、ステップS5において、図5~図8Bの例では、踏み部材25は、その回転軸C回りに、90度だけ回転することにより、起立位置から転倒位置へ移動し、シールド部材27は、回転シャフト213の中心軸回りに、90度だけ回転することにより、収納位置から展開位置へ移動する。
 また、ステップS5で、第1構造23aと第2構造23bの各々において、踏み部材25が転倒位置への移動を完了した時に、保持部材227(例えば図6A,7Aを参照)が踏み部材25を転倒位置に維持する。より詳細には、踏み部材25が転倒位置にあることを、図示しない位置検出器により検出し、この検出がなされると、制御装置225は、保持部材227を、踏み部材25より上方において、図6Aの状態から図7Aの状態へ、回転シャフト213の中心軸方向に移動させるように保持部材227の駆動装置(図示せず)を制御する。これにより、保持部材227の一部は、踏み部材25の一部と上下方向に並んで配置される。その結果、保持部材227が、転倒位置の踏み部材25の上面と係合して、踏み部材25を転倒位置に保持する。なお、保持部材227は、回転シャフト213の中心軸方向に移動可能に、静止構造体に取り付けられる。保持部材227は、適宜の手段(駆動装置)により回転シャフト213の中心軸方向に往復移動可能である。上述の位置検出器は、例えば、踏み部材25が転倒位置にある時に、踏み部材25に接触するセンサであり、この接触により、踏み部材25が転倒位置にあることを検出する。
 なお、保持部材227の移動方向は回転シャフト213の中心軸方向に限られず、この中心軸方向に直交し水平面に平行な方向であってもよい。また、この保持部材227に代えて、シールド部材27を展開位置に保持する保持部材が設けられていてもよい。
 なお、この保持部材227は、ステップS3において、踏み部材25が転倒位置から起立位置まで移動する時に、踏み部材25に干渉しない位置(図6Aに示す位置)へ移動させられている。この移動は、制御装置225が、保持部材227の上述の駆動装置(図示せず)を制御することにより行われる。また、この移動は、ステップS2の後、ステップS3を開始する前に、制御装置225が上述の検出信号を受けることにより行われる。
 ステップS6において、電磁界発生空間Sがシールド部材27によって平面視で全周に亘って囲まれ遮蔽された状態で、給電コイル22から車両21の受電コイル28へ非接触で電力が供給される。これにより、車両21のバッテリが充電される。
 ステップS7において、車両21のバッテリの充電が終わった後に、この車両21が、ステップS5での進入方向に、または、この方向と反対方向に、給電エリアT外へ走行する。
 ステップS8において、車両21がステップS7で給電エリアTの外部へ移動した時に、制御装置225は、固定機構211を制御して、固定機構211による、シールド部材27への踏み部材25の固定を解除する。すなわち、制御装置225は、係合部211bを係合位置から係合解除位置へ移動させるように駆動装置211cを制御する。これにより、シールド部材27は、自重により展開位置から収納位置へ移動する。このような移動が得られるように、シールド部材27の形状と重心を設定しておく。この場合、シールド部材27は、収納位置においては、図6Bのように、静止構造体の支持面26に支持されていることにより、その自重により収納位置を越えて回転しないように構成されている。
 ステップS8において、次のように、車両21がステップS7で給電エリアTの外部へ移動したことを検出してよい。例えば、上述の発光部223aおよび受光部223bと同様の発光部および受光部を、給電位置に対して設ける。この場合、給電位置に車両21が止まっている時には、発光部からの光が、この車両に遮られて受光部に到達しない。一方、給電位置から車両21が移動すると、発光部からの光が、受光部に到達し、これにより、その旨の信号が、受光部から制御装置225へ出力される。制御装置225が、この信号を受けたら、上述したステップS8の制御を開始する。
 ステップS8を終えたら、ステップS1へ戻り、上述のステップS1~S8を繰り返す。なお、ステップS7とS8は同時、または上記の順序と逆の順序で実行してもよい。
 以上の通り、第2実施形態では、給電時に給電コイル22の周囲がシールド部材27で囲まれる。これにより、給電コイル22から放射される漏れ磁束を低減し、車両21の受電コイル28に導くことができるため、外部への磁束漏れを防止することができる。
 また、従来の非接触給電の概要を、図15A,15Bを用いて説明する。従来の非接触給電では、例えばシールド部材231が用いられる。電磁界発生空間Sを、図15A,15Bに示すように、シールド部材231で、外部に対して遮蔽することにより、外部へ漏れる放射電磁界、または電界、磁界を低減することが可能となる。なお、図15Aは、平面図であり、図15Bは、図15Aの15B-15B線矢視図である。図15A,15Bにおいて、給電コイル22が、走行面24に設けられている。図15Aにおいて、車両21のうち、そのタイヤ21aのみを図示している。図15Bでは、車両21の受電コイル28は、給電コイル22と対向するように配置されている。
 図15Bのように、シールド部材231は、車両21の走行面24から上方に突出している。したがって、シールド部材231がある部分を人が通りにくかったり、シールド部材231により美観が損なわれたりする場合がある。そのため、非接触給電を行わない時には、シールド部材231を、収納位置(例えば、走行面24よりも下方の位置)に配置しておき、非接触給電を行う時に、シールド部材231を、収納位置から図15Bのような展開位置に移動させることが望ましい。
 このように、シールド部材231を、収納位置から展開位置に移動させるには、シールド部材231を移動する移動装置が必要となる。この移動装置が外部から供給される電力等によって駆動される場合、移動装置を省略すれば、移動装置の消費エネルギー(例えば、消費電力)を節約できる。
 上述した第2実施形態によれば、車両21に対する非接触給電を行わないときには、走行面24よりも下方の収納位置にシールド部材27を配置できるため、走行面24における人の通りやすさや良好な美観を保つことができる。一方、車両21に対して非接触給電を行うときには、給電コイル22を囲む展開位置にシールド部材27が移動するが、この移動は車両21の車重を用いて行われる。このため、シールド部材27を収納位置から展開位置に移動するために用いられ外部の電力等によって駆動される移動装置を省略することができ、更なる省エネルギー化を達成することができる。
 本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることが可能である。例えば、以下の変形例1~5のいずれかを単独で採用してもよいし、変形例1~5を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、以下で述べない構成は、上述と同じである。
(変形例1)
 上述した踏み部材25を第1の踏み部材として、第1構造23aと第2構造23bの各々は、図10A,10Bと図11A,11Bのように、第2踏み部材229を有してもよい。第2踏み部材229は、矩形板状に形成されている。また、踏み部材25と同様に、第2踏み部材229も起立位置と転倒位置との間で移動するように構成されている。
 図10Aは、シールド装置210の平面図であり、図10Bは、図10Aの10B-10B線矢視図である。図11Aは、シールド装置210の平面図であり、図11Bは、図11Aの11B-11B線矢視図である。図10A,10Bでは、給電位置へ車両21が進入してくる前の状態を示す。図11A,11Bは、給電位置に車両21が止まっている状態を示す。
 この変形例では、モータ215が回転することにより、踏み部材25が、その回転軸C回りに、90度より小さい角度(例えば、45度)だけ回転する。これにより、踏み部材25は、転倒位置から起立位置に移動させられ、または、起立位置から転倒位置へ移動させられる。
 第2踏み部材229は、回転シャフト213に固定されている。すなわち、第2踏み部材229は、回転シャフト213を介してシールド部材27に固定されている。よって、第2踏み部材229は、シールド部材27と一体的に移動可能である。
 シールド部材27が収納位置にある状態で、第2踏み部材229は、図10A,10Bに示すように転倒位置にあり、第2踏み部材229の平らな上面は、走行面24とほぼ同じ高さに位置する。この状態で、第2踏み部材229の上面を、車両21のタイヤ21aが走行できる。
 一方、シールド部材27が展開位置にある状態で、第2踏み部材229は、図11A,11Bに示すように起立位置にある。
 また、本変形例のシールド部材27は、車両21が給電位置から給電エリアTの外へ向けて走行する時に、第2踏み部材229がこの車両21のタイヤ21aに踏み倒されて起立位置から転倒位置へ移動することで、第2踏み部材229の移動と同時に展開位置から収納位置に移動するように構成されている。
 図12Aは、図10Aの12A-12A線矢視図であり、移動装置29の構成を示す。図12Bは、図10Aの12B-12B線矢視図であり、固定機構211の構成を示す。移動装置29の構成と動作は、上述した図8Aの移動装置29と同じである。固定機構211の構成と動作は、上述した図8Bの固定機構211と同じである。ただし、本変形例の移動装置29は、踏み部材25をその回転軸C回りに90度より小さい角度(例えば、45度)だけ回転させる。
 この変形例1では、上述の保持部材227と、これに関連する上述の位置検出器、および保持部材227の駆動装置が省略される。その代わりに、上述のステップS5において、図11Bに示すように、給電位置にある車両21のタイヤ21aが踏み部材25に乗っていることにより、踏み部材25は転倒位置に保持され、シールド部材27は展開位置に保持される。すなわち、本変形例の踏み部材25(第1踏み部材)は、給電位置に停車した車両21のタイヤ21a下方の位置に配置されている。
 ステップS3において、図11A~図13Cの例では、踏み部材25は、その回転軸C回りに、45度だけ回転することにより、転倒位置から起立位置へ動作する。
 また、ステップS5において、図10A~図12Bの例では、踏み部材25は、その回転軸C回りに、45度だけ回転することにより、起立位置から転倒位置へ移動し、シールド部材27は、その中心軸C回りに、45度だけ回転することにより、収納位置から展開位置へ移動する。
 ステップS7において、車両21のバッテリの充電が終わった後に、この車両21が、ステップS5での進入方向と反対方向に、給電エリアT外へ走行する。この時、車両21のタイヤ21aが、第2踏み部材229を踏み倒すことにより、第2踏み部材229は、起立位置から転倒位置へ移動する。これにより、第1の踏み部材25が、転倒位置から起立位置へ移動するとともに、シールド部材27が展開位置から収納位置へ移動する。
 そのために、第2踏み部材229は、車両21が給電位置から、進入方向と反対方向に給電エリアTの外へ走行する時に、この車両21のタイヤ21aが通過する位置(すなわち、上述した通過経路上)に配置されている。
 ステップS8において、車両21がステップS7で給電エリアTの外部へ移動したら、制御装置225は、固定機構211を制御して、固定機構211による、シールド部材27への踏み部材25の固定を解除する。これにより、第1の踏み部材25は、自重により展開位置から収納位置へ移動する。
(変形例2)
 上述の第2実施形態において、保持部材227と、これに関連する上述の位置検出器、および保持部材227の駆動装置を省略してもよい。この場合、上述のステップS5において、給電位置にある車両21のタイヤ21aが踏み部材25に乗っていることにより、踏み部材25は転倒位置に保持され、シールド部材27は展開位置に保持される。すなわち、本変形例の踏み部材25(第1踏み部材)は、給電位置に停車した車両21のタイヤ21a下方の位置に配置されている。
(変形例3)
 進入検出器223は、ステップS2において給電エリアTへの車両21の進入を検出した時に、この車両21の識別情報を取得する。進入検出器223は、この識別情報に基づいて、車両21が特定の車両であると判断した場合に、上述の検出信号を制御装置225へ出力する。なお、特定の車両とは、給電を必要とする車両、すなわち電気自動車やハイブリッド自動車等を指す。この処理は、例えば次の方法1または2のように行われてもよい。ただし、この処理は、次の方法1または2以外の方法で行われてもよい。
 方法1は、次のように行う。進入検出器223は通信装置を含む。この通信装置は、ステップS2において進入検出器223が給電エリアTへの車両21の進入を検出した時に、狭域通信により、車両21の車載器から、車両21の識別情報を受信する。進入検出器223は、この識別情報に基づいて、車両21が予め定めた特定の車両であると判断した場合に、上述の検出信号を制御装置225へ出力する。すなわち、進入検出器223は、予め定めた特定の1つまたは複数の車両21を示す識別情報を記憶した記憶部と、この記憶部が記憶した識別情報と上述の通信装置が受信した識別情報とが一致するかを判断する判断部とを含む。判断部が、上述の記憶部が記憶した識別情報と上述の通信装置が受信した識別情報とが一致すると判断した場合に、進入検出器223は、ステップS2において上述の検出信号を制御装置225へ出力する。この方法1は、例えば、上述の給電エリアTが、コインパーキングや他の民間駐車場に設けられる場合に行う。
 なお、この方法1においては、車両21の車載器が、車両21の識別情報だけでなく、そのバッテリに対する充電が必要か否かの情報をも上記通信装置に出力してもよい。この場合、上記判断部は、車両21が特定の車両であり、且つそのバッテリが充電を要する場合に、上記検出信号を制御装置225へ出力してもよい。
 方法2は、次のように行う。進入検出器223は、ステップS2において進入検出器223が給電エリアTへの車両21の進入を検出した時に車両21を撮像して画像データを取得するカメラと、この画像データに含まれる車両21の識別情報(例えば、ナンバープレートに示される車両番号)を抽出する画像処理装置と、を含む。進入検出器223は、この識別情報に基づいて、車両21が予め定めた特定の車両であるかどうか判断した場合に、上述の検出信号を制御装置225へ出力する。すなわち、進入検出器223は、予め定めた特定の車両21を示す識別情報を記憶した記憶部と、この記憶部が記憶した識別情報と上述の画像処理装置が抽出した識別情報とが一致するかを判断する判断部とを含む。上述の記憶部が記憶した識別情報と上述の画像処理装置が抽出した識別情報とが一致すると判断部が判断した場合に、進入検出器223は、ステップS2において上述の検出信号を制御装置225へ出力する。この方法2は、例えば、上述の給電エリアTが、家庭に設けられる個人的な駐車場である場合に行う。
(変形例4)
 上記第2実施形態では、ステップS4において、制御装置225が固定機構211を作動させることにより、踏み部材25をシールド部材27に固定したが、この固定を手動で行ってもよい。
 図13A~13Cは、踏み部材25をシールド部材27に手動で固定するための固定機構233を示す。図13Aは、図6Aの8A-8A線矢視図に相当するが、固定機構233を設けた場合を示す。図13Bは、図13Aの13B-13B線矢視図である。図13Cは、図13Bの13C-13C線断面図である。図13Bは、走行面24の図示を省略して走行面24より下方の構造を透視した図である。なお、図13Bにおいて、走行面24に形成された後述の開口24dを図示している。
 固定機構233は、棒状部材233aと、係合部233bと、操作部233cと、ガイド部材233dとを備える。
 棒状部材233aは、モータ215の出力シャフト215aの軸方向に移動可能である。本変形例の棒状部材233aは、その長手方向に直交する方向での断面が矩形状に形成されているが、断面が非真円状に形成されていればよい。棒状部材233aの一端には、係合部233bが取り付けられ、棒状部材233aの他端には、操作部233cが取り付けられている。操作部233cは、走行面24よりも下方に位置する棒状部材233aから走行面24の上方まで延びている。走行面24には、操作部233cが通る開口24dが形成されている。この開口24dは、操作部233cが出力シャフト215aの軸方向に移動できるように、この軸方向に長く延びている。走行面24よりも上方で、人が操作部233cを把持して、操作部233cとともに棒状部材233aを出力シャフト215aの軸方向に往復移動させることができる。これにより、係合部233bは、第1ギア217に係合する位置と、第1ギア217に係合しない位置との間で移動する。ガイド部材233dは、このような棒状部材233aの往復移動を案内しつつ棒状部材233aの重量を支持する。また、ガイド部材233dは、棒状部材233aの外周面に接触することにより、棒状部材233aのその軸回りの回転を防止する。ガイド部材233dは、モータ215のステータ側の構造体215bに固定されている。
 係合部233bは、図13Aにおいて、第1ギア217側の端部233b1が尖っているように形成されている。この先端の角度θ(図13Aを参照)は、好ましくは、棒状部材233aの先端に向かうに従って徐々に小さくなっている。これにより、棒状部材233aをその一端側へ移動させる時に、棒状部材233aの一端側(図13Bの下側)における端部233b1の先端が、第1ギア217における隣り合う歯の間に挿入されやすくなる。係合部233bの端部233b1が、第1ギア217における隣り合う歯の間に挿入されることにより、係合部233bは第1ギア217と係合し、第1ギア217の回転を規制する。
 この場合、上述のステップS4において、人(例えば、車両21から一時的に降りた人)が、操作部233cを移動させることにより係合部233bを第1ギア217に係合させる。これにより、第1ギア217が、ガイド部材233dに対して相対回転できなくなる。すなわち、構造体215bと回転シャフト213を介してガイド部材233dが固定されたシールド部材27に対して、第1ギア217が回転できなくなる。したがって、第1ギア217に噛み合う第2ギア219が固定された踏み部材25も回転できなくなる。その結果、踏み部材25がシールド部材27に固定される。
 また、上述のステップS8において、人(例えば、車両21から一時的に降りた人)が、操作部233cを移動させることにより、係合部233bを、第1ギア217に係合しない位置へ移動させる。これにより、第1ギア217が、ガイド部材233dに対して回転可能となる。その結果、固定機構233による、シールド部材27への踏み部材25の固定が解除される。
 このように、本変形例のシールド装置210は、固定機構211の代わりに固定機構233を備える。ただし、踏み部材25をシールド部材27に手動で固定する機構は、上述の固定機構233に限定されず、他の適宜の構成であってもよい。例えば、シールド装置210は、固定機構233の代わりに、図14A~14Dに示す固定機構235を有していてもよい。
 図14Aは、図10Aの部分拡大図に相当するが、固定機構235を設けた場合を示す。図14Bは、図14Aの14B-14B線矢視図である。図14Bでは、固定機構235を主に示し、踏み部材25と第2踏み部材229を一点鎖線で示している。図14C,14Dは、それぞれ、図14A,14Bに対応するが、固定機構233により、踏み部材25をシールド部材27に固定した状態を示す。すなわち、図14Cは、固定機構235が踏み部材25をシールド部材27に固定した状態を示す平面図である。図14Dは、図14Cの14D-14D線矢視図である。
 固定機構235は、フック部材235aと係合部235bとバネ235cとピン235dを備える。
 フック部材235aの一端部は、第2踏み部材229にピン236を中心に回転可能に取り付けられている。フック部材235aの他端部には、係合部235bが設けられている。係合部235bは、フック部材235aに対して図14Bの矢印Dの方向に往復移動可能であり、フック部材235aの内部空間235a1(凹部)をフック部材235aの回転方向に対して開放または閉鎖する。係合部235bは、フック部材235aに設けられたバネ235cにより、常に内部空間235a1を閉鎖する方向に、すなわち、前進する方向に、押されている。ピン235dは、踏み部材25に設けられている。人が、フック部材235aを図14Aの状態から回転させて、係合部235bの傾斜面235b1をピン235dに押し付け、これにより、係合部235bは、後退しての内部空間235a1を開放する。その結果、ピン235dが内部空間235a1へ進入し、その後、係合部235bはバネ235cの付勢により前進して内部空間235a1を閉鎖する。これにより、固定機構235は、図14C,14Dに示す状態になる。図14C,14Dの状態では、踏み部材25がシールド部材27に固定されている。
 なお、図14Bにおいて、フック部材235aの自重は、適宜の支持部材237に支持されている。また、図示を省略するが、走行面24には、フック部材235aの形状に合わせた開口が形成されており、フック部材235aは、この開口を通過することにより、図14Aの状態から図14Cの状態へ移動可能である。
 図14A~14Dの場合、上述のステップS4において、人が、フック部材235aを回転させることにより、上述のように、踏み部材25をシールド部材27に固定する。その後、ステップS8において、人が、係合部235bを手で押して後退させ、フック部材235aを回転させて、フック部材235aをピン235dから解除し、例えば、図14Aの状態にする。これにより、固定機構235による、シールド部材27への踏み部材25の固定を解除する。
(変形例5)
 車両21は、外部からの電気供給を必要とする車両であれば、電気以外の駆動方法と組み合わされて駆動される車両、たとえばプラグインハイブリッド車でもよい。また、車両21は、車両駆動機器以外の、冷凍庫等の電力被供給機器を持つ車両でもよく、本発明の非接触給電システムを用いて電力被供給機器に電力を供給する構成であってもよい。
 以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨を逸脱しない範囲において設計要求等に基づき、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
 例えば、上記第1・第2実施形態の構成を組み合わせてもよく、上記第2実施形態における車両の車重を用いたシールド部材の展開機構を、上記第1実施形態における多層磁気シールド部材を展開(膨張)させるために用いてもよい。具体的に、第2実施形態のシールド部材27に代えて、例えば棒状のリンク部材を回転シャフト213に固定する。このリンク部材の先端を、第1実施形態のカバー部材132の下面に当接させる。この場合、リンク部材の先端がカバー部材132の下面に対して水平方向に摺動可能であることが好ましく、リンク部材の先端に摺動部材やローラ等を設けてもよい。車両のタイヤが踏み部材25を踏み倒すと、回転シャフト213を介して踏み部材25に一体的に固定された上記リンク部材の先端が上方に移動し、カバー部材132はリンク部材の先端に下方から付勢されることで上昇する。これにより、カバー部材132に接続されている多層磁気シールド部材131(ベース部材131a)が展開・膨張する。なお、カバー部材132が設けられない場合は、リンク部材の先端が多層磁気シールド部材131の上端に連結されてもよい。
 また、第2実施形態のシールド部材27に、第1実施形態の多層磁気シールド部材131の構造を適用してもよい。多層磁気シールド部材131は複数のフィルムや薄板から構成されているため、シールド部材の重量を低減することが可能となる。
 本発明は、非接触給電時の磁束漏れを低減するためのシールド装置およびそれを用いた非接触給電システムに利用することができる。
11 非接触給電システム
120,22 給電コイル
130 磁気シールド装置(シールド装置)
131 多層磁気シールド部材
131a ベース部材
131b シールド部
132 カバー部材
140 給電用ガス給排気装置(吸排気装置)
150 受電コイル
21 車両
21a タイヤ
25 踏み部材(第1踏み部材)
27,231シールド部材
29 移動装置
210 シールド装置
211,233,235 固定機構
223 進入検出器
225 制御装置
229 第2踏み部材
B 弾性材(基材)
M 車両
T 給電エリア
S 電磁界発生空間

Claims (11)

  1.  給電コイルから車両の受電コイルへの非接触給電時に用いられるシールド装置であって、
     前記給電コイルの周囲に設置され、給電時に前記給電コイルと前記受電コイルとの間の空間の周囲を取り囲むように配置される多層磁気シールド部材を備えるシールド装置。
  2.  前記多層磁気シールド部材は、
      層状に配された複数の基材から構成されると共に、膨張および収縮が可能なベース部材と、
      前記ベース部材をなす前記基材の表面に磁性材料および導電性材料の少なくとも一方を用いて形成されたシールド部と
     を備える請求項1に記載のシールド装置。
  3.  前記給電コイルおよび前記多層磁気シールド部材の上方を覆うように前記多層磁気シールド部材の上部に設けられたカバー部材をさらに備える請求項2に記載のシールド装置。
  4.  前記カバー部材は、少なくとも平面視で前記給電コイルと重なる部分が非磁性体で形成されている請求項3に記載のシールド装置。
  5.  前記多層磁気シールド部材は、前記ベース部材が収縮した場合には、前記カバー部材と地表面とによって形成される空間内に折り畳まれた状態で収容可能である請求項3に記載のシールド装置。
  6.  前記多層磁気シールド部材の前記ベース部材を膨張または収縮させるガスの給排気を行う給排気装置をさらに備える請求項2に記載のシールド装置。
  7.  給電エリア内の給電位置に停車した車両に対して給電コイルから非接触給電する時に、前記車両と前記給電コイルとの間における電磁界発生空間を外部に対して遮蔽するシールド装置であって、
     給電位置まで走行する前記車両のタイヤが通過する位置または前記給電位置に停車した前記車両の前記タイヤ下方の位置に配置された第1踏み部材と、
     前記電磁界発生空間を外部に対して遮蔽するためのシールド部材と、
     前記第1踏み部材を前記シールド部材に固定して両者を一体化させた状態と、両者の一体化が解除された状態とを切り替え可能な固定機構と、を備え、
     前記シールド部材は、前記電磁界発生空間を外部に開放する収納位置と、前記電磁界発生空間を外部に対して遮蔽する展開位置との間で移動するように構成されており、
     前記第1踏み部材は、起立位置と転倒位置との間で移動するように構成されており、
     前記シールド部材は、前記固定機構が前記第1踏み部材を前記シールド部材に固定し両者を一体化している状態で、前記給電位置まで走行している車両のタイヤに前記第1踏み部材が踏み倒されて前記起立位置から前記転倒位置へ移動することで、前記第1踏み部材の移動と同時に前記収納位置から前記展開位置へ移動するように構成されているシールド装置。
  8.  給電エリアへの車両の進入を検出し、検出信号を出力する進入検出器と、
     前記踏み部材を前記転倒位置から前記起立位置に移動させる移動装置と、
     前記移動装置と前記固定機構を制御する制御装置と、をさらに備え、
     前記制御装置は、前記進入検出器から出力された前記検出信号が入力されると、前記移動装置を制御して、前記シールド部材を前記収納位置に保ったまま、前記固定機構による前記シールド部材への固定が解除された状態の前記第1踏み部材を前記転倒位置から前記起立位置へ移動させ、その後、前記固定機構を制御して、前記第1踏み部材を前記シールド部材に固定するように構成されている請求項7に記載のシールド装置。
  9.  前記進入検出器は、給電エリアへ進入する車両の識別情報を取得すると共に、この識別情報に基づいて、当該車両が給電を必要とする車両であると判断した場合に、前記検出信号を前記制御装置へ出力するように構成されている請求項8に記載のシールド装置。
  10.  前記シールド部材に固定され前記シールド部材と一体的に移動可能な第2踏み部材をさらに備え、
     前記第2踏み部材は、前記給電位置から前記給電エリアの外へ向けて走行する車両のタイヤが通過する位置に配置されており、
     前記第2踏み部材は、前記シールド部材が前記収納位置にある状態では、転倒位置にあり、前記シールド部材が前記展開位置にある状態では、起立位置にあるように構成され、
     前記シールド部材は、車両が前記給電位置から前記給電エリアの外へ向けて走行する時に、前記第2踏み部材が当該車両のタイヤに踏み倒されて前記起立位置から前記転倒位置へ移動することで、前記第2踏み部材の移動と同時に前記展開位置から前記収納位置に移動するように構成されている請求項7に記載のシールド装置。
  11.  車両に対して非接触で電力を供給する給電コイルと、
     請求項1から10のいずれか一項に記載のシールド装置と
     を備える非接触給電システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017159780A1 (ja) * 2016-03-17 2017-09-21 日本電気株式会社 車両充電システム、駐車場システム及び車両の充電方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6149499B2 (ja) * 2013-05-14 2017-06-21 株式会社Ihi 非接触給電システム
CN105793152B (zh) * 2014-01-20 2018-07-13 日立汽车系统株式会社 旋转体非接触供电装置以及转矩传感器
US9889754B2 (en) 2014-09-09 2018-02-13 Qualcomm Incorporated System and method for reducing leakage flux in wireless electric vehicle charging systems
US9923406B2 (en) * 2015-09-04 2018-03-20 Qualcomm Incorporated System and method for reducing leakage flux in wireless charging systems
DE102014218217A1 (de) * 2014-09-11 2016-03-17 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum induktiven Laden eines Fahrzeuges
JP6625320B2 (ja) * 2014-11-07 2019-12-25 株式会社Ihi コイル装置、非接触給電システムおよび補助磁性部材
JP6452844B2 (ja) * 2015-11-13 2019-01-16 ローム株式会社 受電装置及び非接触給電システム
JP6284055B2 (ja) 2016-03-30 2018-02-28 Tdk株式会社 送電装置
US10561049B2 (en) * 2016-10-28 2020-02-11 Integrated Device Technology, Inc. Interference filter for wireless power transfer systems
JP6614210B2 (ja) * 2017-07-27 2019-12-04 Tdk株式会社 受電装置並びにワイヤレス電力伝送システム
DE102017220478A1 (de) * 2017-11-16 2019-05-16 Achim Fricker Selbstfahrender serviceroboter
CN118205412A (zh) * 2018-10-17 2024-06-18 合芯磁导科技(无锡)有限公司 电动汽车无线充电发射器用伸缩式安全防护栏
US11845347B2 (en) * 2021-05-12 2023-12-19 David Alan Copeland Precision charging control of an untethered vehicle with a modular vehicle charging roadway
US20230150383A1 (en) * 2021-11-15 2023-05-18 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Metamaterial panel for enhancing wireless charging of electric vehicles

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009303316A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車両用受電装置
JP2010098807A (ja) 2008-10-15 2010-04-30 Toyota Motor Corp 非接触給電システム
WO2011074091A1 (ja) 2009-12-17 2011-06-23 トヨタ自動車株式会社 シールドおよびそれを搭載する車両
JP2012196015A (ja) 2011-03-15 2012-10-11 Nagano Japan Radio Co 非接触型電力伝送装置
JP2012228148A (ja) 2011-04-22 2012-11-15 Yazaki Corp 共鳴式非接触給電システム、受電側装置及び送電側装置
JP2013002085A (ja) 2011-06-14 2013-01-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 駐車システム及び車止め
JP2013059239A (ja) 2011-09-09 2013-03-28 Saitama Univ 移動体用非接触給電装置
JP2013516949A (ja) 2010-01-05 2013-05-13 アクセス ビジネス グループ インターナショナル リミテッド ライアビリティ カンパニー 電気車両用の誘導充電システム
JP2013126327A (ja) 2011-12-15 2013-06-24 Toyota Motor Corp 受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4865451B2 (ja) * 2006-08-24 2012-02-01 三菱重工業株式会社 受電装置及び送電装置並びに車両
DE102010020122B4 (de) * 2010-05-10 2021-07-15 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Anordnung zur berührungslosen Energieübertragung
JP5581163B2 (ja) * 2010-09-30 2014-08-27 日東電工株式会社 ワイヤレス電力伝送用電磁波シールドシート
US9184633B2 (en) * 2011-02-03 2015-11-10 Denso Corporation Non-contact power supply control device, non-contact power supply system, and non-contact power charge system
DE102011056807A1 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Thyssenkrupp Electrical Steel Gmbh Magnetfeldabschirmung für elektromagnetische Felder und Fahrzeug mit integrierter Magnetfeldabschirmung
US9230732B2 (en) * 2012-01-17 2016-01-05 Texas Instruments Incorporated Wireless power transfer

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009303316A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車両用受電装置
JP2010098807A (ja) 2008-10-15 2010-04-30 Toyota Motor Corp 非接触給電システム
WO2011074091A1 (ja) 2009-12-17 2011-06-23 トヨタ自動車株式会社 シールドおよびそれを搭載する車両
JP2013516949A (ja) 2010-01-05 2013-05-13 アクセス ビジネス グループ インターナショナル リミテッド ライアビリティ カンパニー 電気車両用の誘導充電システム
JP2012196015A (ja) 2011-03-15 2012-10-11 Nagano Japan Radio Co 非接触型電力伝送装置
JP2012228148A (ja) 2011-04-22 2012-11-15 Yazaki Corp 共鳴式非接触給電システム、受電側装置及び送電側装置
JP2013002085A (ja) 2011-06-14 2013-01-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 駐車システム及び車止め
JP2013059239A (ja) 2011-09-09 2013-03-28 Saitama Univ 移動体用非接触給電装置
JP2013126327A (ja) 2011-12-15 2013-06-24 Toyota Motor Corp 受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3032700A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017159780A1 (ja) * 2016-03-17 2017-09-21 日本電気株式会社 車両充電システム、駐車場システム及び車両の充電方法

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Publication number Publication date
CN105431324B (zh) 2017-08-18
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EP3032700A4 (en) 2017-04-12

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