特許 6040510 電力伝送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6040510

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】電力伝送システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/70 20160101AFI20161128BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20161128BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20161128BHJP

   B60M 7/00 20060101ALI20161128BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/70

   H02J50/12

   B60L11/18 C

   B60M7/00 X

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-72307(P2014-72307)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-195676(P2015-195676A)

(43)【公開日】2015年11月5日

【審査請求日】2016年1月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】591261509

【氏名又は名称】株式会社エクォス・リサーチ

(74)【代理人】

【識別番号】100139114

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 貞嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100139103

【弁理士】

【氏名又は名称】小山 卓志

(74)【代理人】

【識別番号】100094787

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 健二

(74)【代理人】

【識別番号】100097777

【弁理士】

【氏名又は名称】韮澤 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100091971

【弁理士】

【氏名又は名称】米澤 明

(74)【代理人】

【識別番号】100119220

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 武彦

(72)【発明者】

【氏名】山川 博幸

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 健一郎

【審査官】 小池 堂夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１７２０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０４４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１５０６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ １／００−１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００−１５／４２

Ｂ６０Ｍ ７／００

Ｈ０１Ｆ １７／００−２７／０２

Ｈ０１Ｆ ２７／０６−２７／０８

Ｈ０１Ｆ ２７／２３

Ｈ０１Ｆ ２７／２８−２７／２９

Ｈ０１Ｆ ２７／３６

Ｈ０１Ｆ ２７／４２

Ｈ０１Ｆ ３８／１４

Ｈ０１Ｆ ３８／４２

Ｈ０１Ｍ １０／４２−１０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００−７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４−７／３６

Ｈ０２Ｊ ５０／００−５０／９０

Ｈ０４Ｂ １／１０−１／１４

Ｈ０４Ｂ ５／００−５／０６

Ｈ０４Ｂ １５／００−１５／０６

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

ＣｉＮｉｉ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１次共振器コイルを有する１次共振器で発生させる所定周波数の電磁界を介して、２次共振器コイルを有する２次共振器に電気エネルギーを伝送する電力伝送システムであって、前記１次共振器コイルが地面に対し平行となる第１基準軸周りに導体線を周回させて構成された主コイルからなり、
前記主コイルの周回端面の延長面で構成される空間の外側で、かつ前記第１基準軸と平行となる軸周りに導体線を周回させて構成されたノイズキャンセル共振器コイルが２つ以上、前記１次共振器コイルとの結合係数がそれぞれ等しくなるような位置に配され、
複数の前記ノイズキャンセル共振器コイルは、前記１次共振器コイルの周囲を囲むように、１つのキャパシタと共に導体によって接続され、前記１次共振器コイルとは電気的に絶縁されていることを特徴とする電力伝送システム。

【請求項2】

１次共振器コイルを有する１次共振器で発生させる所定周波数の電磁界を介して、２次共振器コイルを有する２次共振器に電気エネルギーを伝送する電力伝送システムであって、前記１次共振器コイルが地面に対し平行となる第１基準軸周りに導体線を周回させて構成された主コイルからなり、
前記主コイルの周回端面の延長面で構成される空間の内側で、かつ前記第１基準軸と平行となる軸周りに導体線を周回させて構成されたノイズキャンセル共振器コイルが２つ以上、前記１次共振器コイルとの結合係数がそれぞれ等しくなるような位置に配され、
複数の前記ノイズキャンセル共振器コイルは、前記１次共振器コイルの周囲を囲むように、１つのキャパシタと共に導体によって接続され、前記１次共振器コイルとは電気的に絶縁されていることを特徴とする電力伝送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気共鳴方式によってワイヤレスで電力の送受を行う電力伝送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電源コードなどを用いることなく、ワイヤレスで電力（電気エネルギー）を伝送する技術の開発が盛んとなっている。ワイヤレスで電力を伝送する方式の中でも、特に注目されている技術として、磁気共鳴方式と呼ばれるものがある。この磁気共鳴方式は２００７年にマサチューセッツ工科大学の研究グループが提案したものであり、これに関連する技術は、例えば、特許文献１（特表２００９−５０１５１０号公報）に開示されている。

【0003】

磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムは、送電側アンテナの共振周波数と、受電側アンテナの共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うものであり、電力伝送距離を数十ｃｍ〜数ｍとすることが可能であることが大きな特徴の一つである。

【0004】

上記のような磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムに用いるアンテナの具体的な構成についてもこれまでいくつか提案がされてきた。例えば、特許文献２（特開２０１０−７３９７６号公報）には、ワイヤレスで給電回路から受電回路へ電力を送信するワイヤレス電力伝送装置の、前記給電回路及び受電回路にそれぞれ設けられる通信コイルの構造において、比誘電率が１よりも大きい材質のプリント基板と、前記プリント基板の第１の層に設けられ、少なくとも１ループをなす導電パターンで形成された一次コイルと、前記プリント基板の第２の層に設けられ、渦巻き形状をなす導電パターンで形成された共鳴コイルと、を備えることを特徴とするワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造が開示されている。

【特許文献1】特表２００９−５０１５１０号公報

【特許文献2】特開２０１０−７３９７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような磁気共鳴方式の電力伝送システムを電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの車両に対する電力供給に用いる場合においては、送電用のアンテナは地中部に埋設され、また、受電用のアンテナは車両の底面部にレイアウトされることが想定される。

【0006】

しかしながら、特許文献１記載の構造のアンテナは、金属体からなる車両の底部に設置すると、電力伝送中にアンテナから漏洩した磁界が金属体に進入し、金属体内において当該磁界で誘導される電流によって、車両の底部を加熱させてしまう、という問題があった。

【0007】

また、電力伝送中にアンテナから漏洩し金属体に進入する磁界によって、システムの電力伝送効率が抑制される、という問題もあった。

【0008】

そこで、電力伝送システムにおいては、上記の各問題に対処するために、可能な限りノイズが漏洩しないような構成が求められているが、これまでにそのような具体的な提案はなされていなかった。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記問題を解決するために、本発明に係る電力伝送システムは、１次共振器コイルを有する１次共振器で発生させる所定周波数の電磁界を介して、２次共振器コイルを有する２次共振器に電気エネルギーを伝送する電力伝送システムであって、前記１次共振器コイルが地面に対し平行となる第１基準軸周りに導体線を周回させて構成された主コイルからなり、前記主コイルの周回端面の延長面で構成される空間の外側で、かつ前記第１基準軸と平行となる軸周りに導体線を周回させて構成されたノイズキャンセル共振器コイルが２つ以上、前記１次共振器コイルとの結合係数がそれぞれ等しくなるような位置に配され、複数の前記ノイズキャンセル共振器コイルは、前記１次共振器コイルの周囲を囲むように、１つのキャパシタと共に導体によって接続され、前記１次共振器コイルとは電気的に絶縁されていることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る電力伝送システムは、１次共振器コイルを有する１次共振器で発生させる所定周波数の電磁界を介して、２次共振器コイルを有する２次共振器に電気エネルギーを伝送する電力伝送システムであって、前記１次共振器コイルが地面に対し平行となる第１基準軸周りに導体線を周回させて構成された主コイルからなり、前記主コイルの周回端面の延長面で構成される空間の内側で、かつ前記第１基準軸と平行となる軸周りに導体線を周回させて構成されたノイズキャンセル共振器コイルが２つ以上、前記１次共振器コイルとの結合係数がそれぞれ等しくなるような位置に配され、複数の前記ノイズキャンセル共振器コイルは、前記１次共振器コイルの周囲を囲むように、１つのキャパシタと共に導体によって接続され、前記１次共振器コイルとは電気的に絶縁されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る電力伝送システムによれば、ノイズの漏洩を防止することができ、車両底面に共振器を装着した場合でも、電力伝送中に共振器から漏洩し車両底部の金属体に進入する磁界を低減することが可能となり、車両底部を加熱させてしまうことがなく、加えて、システムの電力伝送効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る電力伝送システムのブロック図である。

【図2】電力伝送システムのインバーター部を示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係る電力伝送システム１００の等価回路を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係る電力伝送システム１００における１次共振器及び２次共振器の設置形態を説明する図である。

【図5】１次共振器コイル及び２次共振器コイルのレイアウトを説明する図である。

【図6】本発明の実施形態に係る電力伝送システム１００における１次共振器１５０の物理的な構成を模式的に示す図である。

【図7】他の実施形態に係る１次共振器コイル及び２次共振器コイルのレイアウトを説明する図である。

【図8】本発明の他の実施形態に係る電力伝送システム１００における１次共振器１５０の物理的な構成を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る電力伝送システムのブロック図である。なお、本実施形態においては、電力伝送システムを構成する送電側のアンテナとして１次共振器１５０を、また、受電側のアンテナとして２次共振器２５０を用いる例につき説明する。

【0014】

本発明のアンテナが用いられる電力伝送システムとしては、例えば、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの車両への充電のためのシステムが想定されている。電力伝送システムは、上記のような車両に対して電力を非接触で伝送するため、当該車両を停車させることが可能な停車スペースに設けられる。車両のユーザーはこの電力伝送システムが設けられている停車スペースに車両を停車させて、車両に搭載されている２次共振器２５０と、前記１次共振器１５０とを対向させることによって電力伝送システムからの電力を受電する。

【0015】

電力伝送システムでは、電力伝送システム１００側の１次共振器１５０から、受電側システム２００側の２次共振器２５０へ効率的に電力を伝送する際、１次共振器１５０の共振周波数と、２次共振器２５０の共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うようにする。

【0016】

電力伝送システム１００におけるＡＣ／ＤＣ変換部１０１は、入力される商用電源を一定の直流に変換するコンバータである。このＡＣ／ＤＣ変換部１０１からの出力は電圧制御部１０２において、所定の電圧に昇圧されたりする。この電圧制御部１０２で生成される電圧の設定は主制御部１１０から制御可能となっている。

【0017】

インバーター部１０３は、電圧制御部１０２から供給される電圧から所定の交流電圧を生成して、整合器１０４に入力する。図２は電力伝送システムのインバーター部を示す図である。インバーター部１０３は、例えば図２に示すように、フルブリッジ方式で接続されたＱ_A乃至Ｑ_Dからなる４つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）によって構成されている。

【0018】

本実施形態においては、直列接続されたスイッチング素子Ｑ_Aとスイッチング素子Ｑ_Bの間の接続部Ｔ１と、直列接続されたスイッチング素子Ｑ_Cとスイッチング素子Ｑ_Dとの間の接続部Ｔ２との間に整合器１０４が接続される構成となっており、スイッチング素子Ｑ_A
とスイッチング素子Ｑ_Dがオンのとき、スイッチング素子Ｑ_Bとスイッチング素子Ｑ_Cがオ
フとされ、スイッチング素子Ｑ_Bとスイッチング素子Ｑ_Cがオンのとき、スイッチング素子Ｑ_Aとスイッチング素子Ｑ_Dがオフとされることで、接続部Ｔ１と接続部Ｔ２との間に矩形波の交流電圧を発生させる。なお、本実施形態においては、各スイッチング素子のスイッチングによって生成される矩形波の周波数の範囲は２０ｋＨｚ〜数１０００ｋＨｚ程度である。

【0019】

上記のようなインバーター部１０３を構成するスイッチング素子Ｑ_A乃至Ｑ_Dに対する駆動信号は主制御部１１０から入力されるようになっている。また、インバーター部１０３を駆動させるための周波数は主制御部１１０から制御することができるようになっている。

【0020】

整合器１０４は、所定の回路定数を有する受動素子から構成され、インバーター部１０３からの出力が入力される。そして、整合器１０４からの出力は１次共振器１５０に供給される。整合器１０４を構成する受動素子の回路定数は、主制御部１１０からの指令に基づいて調整することができるようになっている。主制御部１１０は、１次共振器１５０と２次共振器２５０とが共振するように整合器１０４に対する指令を行う。なお、整合器１０４は必須の構成ではない。

【0021】

１次共振器１５０は、誘導性リアクタンス成分を有する１次共振器コイル１６０と、容量性リアクタンス成分を有する１次共振器キャパシタ１７０とから構成されており、対向するようにして配置される車両搭載の２次共振器２５０と共鳴することで、１次共振器１
５０から出力される電気エネルギーを２次共振器２５０に送ることができるようになっている。１次共振器１５０・２次共振器２５０は、電力伝送システム１００における磁気共鳴アンテナ部として機能する。

【0022】

電力伝送システム１００の主制御部１１０はＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部１１０は、図示されている主制御部１１０と接続される各構成と協働するように動作する。

【0023】

また、通信部１２０は車両側の通信部２２０と無線通信を行い、車両との間でデータの送受を可能にする構成である。通信部１２０によって受信したデータは主制御部１１０に転送され、また、主制御部１１０は所定情報を通信部１２０を介して車両側に送信することができるようになっている。

【0024】

次に、車両側に設けられている構成について説明する。車両の受電側のシステムにおいて、２次共振器２５０は、１次共振器１５０と共鳴することによって、１次共振器１５０から出力される電気エネルギーを受電するものである。このような２次共振器２５０は、車両の底面部に取り付けられるようになっている。

【0025】

２次共振器２５０は、誘導性リアクタンス成分を有する２次共振器コイル２６０と、容量性リアクタンス成分を有する２次共振器キャパシタ２７０とから構成されている。

【0026】

２次共振器２５０で受電された交流電力は、整流部２０２において整流され、整流された電力は充電制御部２０３を通して電池２０４に蓄電されるようになっている。充電制御部２０３は主制御部２１０からの指令に基づいて電池２０４の蓄電を制御する。より具体的には、整流部２０２からの出力は充電制御部２０３において、所定の電圧値に昇圧又は降圧されて、電池２０４に蓄電されるようになっている。また、充電制御部２０３は電池２０４の残量管理なども行い得るように構成される。

【0027】

主制御部２１０はＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部２１０は、図示されている主制御部２１０と接続される各構成と協働するように動作する。

【0028】

インターフェイス部２１５は、車両の運転席部に設けられ、ユーザー（運転者）に対し所定の情報などを提供したり、或いは、ユーザーからの操作・入力を受け付けたりするものであり、表示装置、ボタン類、タッチパネル、スピーカーなどで構成されるものである。ユーザーによる所定の操作が実行されると、インターフェイス部２１５から操作データとして主制御部２１０に送られ処理される。また、ユーザーに所定の情報を提供する際には、主制御部２１０からインターフェイス部２１５に対して、所定情報を表示するための表示指示データが送信される。

【0029】

また、車両側の通信部２２０は送電側の通信部１２０と無線通信を行い、送電側のシステムとの間でデータの送受を可能にする構成である。通信部２２０によって受信したデータは主制御部２１０に転送され、また、主制御部２１０は所定情報を通信部２２０を介して送電システム側に送信することができるようになっている。

【0030】

電力伝送システムで、電力を受電しようとするユーザーは、上記のような送電側のシステムが設けられている停車スペースに車両を停車させ、インターフェイス部２１５から充電を実行する旨の入力を行う。これを受けた主制御部２１０は、充電制御部２０３からの電池２０４の残量を取得し、電池２０４の充電に必要な電力量を算出する。算出された電
力量と送電を依頼する旨の情報は、車両側の通信部２２０から送電側のシステムの通信部１２０に送信される。これを受信した送電側システムの主制御部１１０は電圧制御部１０２、インバーター部１０３、整合器１０４を制御することで、車両側に電力を伝送するようになっている。

【0031】

次ぎに、以上のように構成される１次共振器１５０・２次共振器２５０それぞれの回路定数（インダクタンス成分、キャパシタンス成分）について説明する。図３は本発明の実施形態に係る電力伝送システム１００の等価回路を示す図である。

【0032】

本発明に係る電力伝送システム１００においては、１次共振器１５０の回路定数（インダクタンス成分、キャパシタンス成分）と、２次共振器２５０の回路定数とは、あえて異なるように構成することで、伝送効率を向上させるようにしている。

【0033】

図３に示す等価回路において、１次共振器１５０のインダクタンス成分がＬ₁、キャパ
シタンス成分がＣ₁、抵抗成分がＲt₁であり、２次共振器２５０のインダクタンス成分が
Ｌ₂、キャパシタンス成分がＣ₂、抵抗成分がＲt₂であり、１次共振器１５０と２次共振器２５０との間の相互インダクタンスがＭであることを示している。なお、抵抗成分Ｒt₁及び抵抗成分Ｒt₂は導線などの内部抵抗であり、意図的に設けられているものではない。また、Ｒは電池２０４の内部抵抗を示している。また、１次共振器１５０と２次共振器２５０との間の結合係数はＫによって示される。

【0034】

また、本実施形態においては、１次共振器１５０は、インダクタンス成分Ｌ₁、キャパ
シタンス成分Ｃ₁である直列共振器を、また、２次共振器２５０は、インダクタンス成分
Ｌ₂、キャパシタンス成分Ｃ₂である直列共振器を構成するものと考える。

【0035】

まず、磁気共鳴方式の電力伝送では、電力伝送システム１００側の１次共振器１５０から、受電側システム２００側の２次共振器２５０へ効率的に電力を伝送する際、１次共振器１５０の共振周波数と、２次共振器２５０の共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナ（１次共振器１５０）から受電側アンテナ（２次共振器２５０）に対し、効率的にエネルギー伝達を行うようにしている。このための条件は、下式（１）によって表すことができる。

【0036】

【数1】

【0037】

これを、インダクタンス成分がＬ₁、キャパシタンス成分がＣ₁、インダクタンス成分がＬ₂、キャパシタンス成分がＣ₂のみの関係で示すと、下式（２）に要約することができる。

【0038】

【数2】

【0039】

また、１次共振器１５０のインピーダンスは下式（３）により、また、２次共振器２５０のインピーダンスは下式（４）により、表すことができる。なお、本明細書においては
、下式（３）及び下式（４）によって定義される値をそれぞれの共振器のインピーダンスとして定義する。

【0040】

【数3】

【0041】

【数4】

【0042】

磁気共鳴方式の電力伝送システム１００の受電側システムにおいて、電池２０４が定電圧充電モードに移行すると、電池２０４の電圧が一定なので、充電電力によって入力インピーダンスが変化する。電池２０４への充電電力が大きければ入力インピーダンスは低く、充電電力が小さければ入力インピーダンスは高くなる。受電側における２次共振器２５０は、効率の面から、電池２０４の充電電力に応じた入力インピーダンスに近いインピーダンスに設定することが望ましい。

【0043】

一方、送電側における電源から見た１次共振器１５０への入力インピーダンスは、効率の面から高ければ高いほどよい。これは電源の内部抵抗分により電流の２乗比例でロスが発生するためである。

【0044】

以上のことから、（３）式で示される１次共振器１５０のインピーダンスと、（４）式で示される２次共振器２５０のインピーダンスとの間には、下式（５）の関係が満たされることが望ましい。

【0045】

【数5】

【0046】

これを、インダクタンス成分がＬ₁、キャパシタンス成分がＣ₁、インダクタンス成分がＬ₂、キャパシタンス成分がＣ₂のみの関係で示すと、下式（６）に要約することができる。

【0047】

【数6】

【0048】

本発明に係る電力伝送システム１００においては、１次共振器１５０の回路定数と、２次共振器２５０の回路定数とが上記の式（２）及び式（６）を満たすようにされているために、受電側システムで電池２０４の充電を行う場合に、効率的な電力伝送を行うことが
可能となる。

【0049】

さらに電池２０４の内部インピーダンスとの関係についても言及する。受電側システムにおいて、電池２０４に対して効率的に充電が行える条件として、２次共振器２５０のインピーダンスと、電池２０４のインピーダンスとが整合していることを挙げることができる。

【0050】

すなわち、本実施形態では、式（２）及び式（６）の条件に加えて、さらに、式（４）の２次共振器２５０のインピーダンスと電池２０４のインピーダンスRとの間に、

【0051】

【数7】

【0052】

の関係を持たせることで、受電側システムで電池２０４の充電を行う場合、システム全体として、効率的な電力伝送を行うことを可能としている。

【0053】

次に、以上のように構成される電力伝送システム１００におけるノイズ漏洩対策について説明する。

【0054】

これまで説明したように、本実施形態に係る電力伝送システム１００では、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの車両搭載電池への充電を行うために用いられる。図４は本発明の実施形態に係る電力伝送システムにおける１次共振器１５０及び２次共振器２５０の設置形態を説明する図である。

【0055】

図４に示すように、１次共振器１５０を構成する１次共振器コイル１６０及び１次共振器キャパシタ１７０は１次共振器ケース１４０に収納され、地面上に配される。一方、２次共振器２５０を構成する２次共振器コイル２６０及び２次共振器キャパシタ２７０は２次共振器ケース２４０に収納され、車両の底面部に取り付けられている。

【0056】

上記のような状況で、電力伝送システム１００で電力伝送を実施すると、１次共振器１５０と２次共振器２５０とが対向していない周辺部で、電磁界強度が高いが領域が発生することで、ノイズが漏洩することとなる。

【0057】

このような、電力伝送中に共振器から漏洩した電磁界は、車両の金属部に入射しこれを加熱したり、車両の底面と地面との間から漏洩し、環境や人体へ影響を与える可能性があったりするので、好ましくない。

【0058】

そこで、本発明では、１次共振器コイル１６０が発生するノイズをキャンセルするための構成を備えるようにしている。この構成とは、１次共振器コイル１６０の一方の側方において、１次共振器コイル１６０と、所定の距離ｄ離間させて配する第１コイル３１０と、同様に、１次共振器コイル１６０の他の側方において、１次共振器コイル１６０と、所定の距離ｄ離間させて配する第２コイル３５０と、容量が調整可能な可変容量キャパシタ３６０と、物理的に、１次共振器コイル１６０の周囲を囲むようにして設けられると共に、第１コイル３１０と第２コイル３５０と可変容量キャパシタ３６０とを電気接続する導体３７０と、が設けられている。このように、導体３７０により、１次共振器コイル１６０が囲まれた構成とすることでノイズ低減効果を高めることができる。なお、１次共振器
コイル１６０は、第１コイル３１０と第２コイル３５０と可変容量キャパシタ３６０とから電気的に絶縁された状態にある。

【0059】

ここで、特許請求の範囲においては、第１コイル３１０と第２コイル３５０とは、「ノイズキャンセル共振器コイル」と表現されている。

【0060】

以下、具体的な構成について説明する。図５は１次共振器コイル１６０及び２次共振器コイル２６０のレイアウトを説明する図である。また、図６は本発明の実施形態に係る電力伝送システム１００における１次共振器１５０の物理的な構成を模式的に示す図である。

【0061】

図５は１次共振器１５０が収納される１次共振器ケース１４０、及び、２次共振器２５０が収納される２次共振器ケース２４０を抜き出して示す図である。なお、本図においては、１次共振器１５０の１次共振器コイル１６０のみを示し、１次共振器キャパシタ１７０は図示省略している。同様に、２次共振器２５０の２次共振器コイル２６０のみを示し、２次共振器キャパシタ２７０は図示省略している。

【0062】

本実施形態においては、１次共振器コイル１６０は、フェライト基材１６１と、このフェライト基材１６１に巻回されたコイル巻き線１６２とからなり、２次共振器コイル２６０はフェライト基材２６１、このフェライト基材２６１に巻回されたコイル巻き線２６２とからなる。なお、図５では、各コイルのみを図示し、１次共振器キャパシタ１７０については図示省略している。

【0063】

第１コイル３１０は、例えば、フェライト基材３１１と、このフェライト基材３１１に巻回されたコイル巻き線３１２とからなる。また、第２コイル３５０は、例えば、フェライト基材３５１と、このフェライト基材３５１に巻回されたコイル巻き線３５２とからなる。

【0064】

また、第１コイル３１０及び第２コイル３５０は、１次共振器コイル１６０からそれぞれ所定の距離ｄ離間されるようにして配されている。より具体的には、１次共振器コイル１６０と第１コイル３１０との間の結合係数と、１次共振器コイル１６０と第２コイル３５０との間の結合係数とは、それぞれ等しくなるように配置されている。

【0065】

１次共振器コイル１６０を主コイルともいい、この１次共振器コイル１６０（主コイル）は、地面に対し平行となる第１基準軸周りに導体線を周回させて構成されたコイルとして定義する。

【0066】

ここで、本実施形態においては、第１コイル３１０及び第２コイル３５０は、１次共振器コイル１６０（主コイル）の周回端面の延長面で構成される空間の外側で、かつ前記第１基準軸と平行となる軸周りに導体線を周回させて構成されたものが用いられる。

【0067】

以上、本発明に係る電力伝送システム１００によれば、上記のようなノイズキャンセル共振器コイルとなる第１コイル３１０と第２コイル３５０がノイズの漏洩を防止することができ、車両底面に共振器を装着した場合でも、電力伝送中に共振器から漏洩し車両底部の金属体に進入する磁界を低減することが可能となり、車両底部を加熱させてしまうことがなく、加えて、システムの電力伝送効率を向上させることができる。

【0068】

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図７は他の実施形態に係る１次共振器コイル１６０及び２次共振器コイル２６０のレイアウトを説明する図である。また、図８は本発明の他の実施形態に係る電力伝送システム１００における１次共振器１５０の物理
的な構成を模式的に示す図である。

【0069】

図７は１次共振器１５０が収納される１次共振器ケース１４０、及び、２次共振器２５０が収納される２次共振器ケース２４０を抜き出して示す図である。なお、本図においては、１次共振器１５０の１次共振器コイル１６０のみを示し、１次共振器キャパシタ１７０は図示省略している。同様に、２次共振器２５０の２次共振器コイル２６０のみを示し、２次共振器キャパシタ２７０は図示省略している。

【0070】

本実施形態においては、１次共振器コイル１６０は、フェライト基材１６１と、このフェライト基材１６１に巻回されたコイル巻き線１６２とからなり、２次共振器コイル２６０はフェライト基材２６１、このフェライト基材２６１に巻回されたコイル巻き線２６２とからなる。なお、図７では、各コイルのみを図示し、１次共振器キャパシタ１７０については図示省略している。

【0071】

第１コイル３１０は、例えば、フェライト基材３１１と、このフェライト基材３１１に巻回されたコイル巻き線３１２とからなる。また、第２コイル３５０は、例えば、フェライト基材３５１と、このフェライト基材３５１に巻回されたコイル巻き線３５２とからなる。

【0072】

また、第１コイル３１０及び第２コイル３５０は、１次共振器コイル１６０からそれぞれ所定の距離ｅ離間されるようにして配されている。より具体的には、１次共振器コイル１６０と第１コイル３１０との間の結合係数と、１次共振器コイル１６０と第２コイル３５０との間の結合係数とは、それぞれ等しくなるように配置されている。

【0073】

１次共振器コイル１６０を主コイルともいい、この１次共振器コイル１６０（主コイル）は、地面に対し平行となる第１基準軸周りに導体線を周回させて構成されたコイルとして定義する。

【0074】

ここで、本実施形態においては、第１コイル３１０及び第２コイル３５０は、１次共振器コイル１６０（主コイル）の周回端面の延長面で構成される空間の内側で、かつ前記第１基準軸と平行となる軸周りに導体線を周回させて構成されたものが用いられる。

【0075】

以上、他の実施形態に係る電力伝送システム１００によれば、上記のようなノイズキャンセル共振器コイルとなる第１コイル３１０と第２コイル３５０がノイズの漏洩を防止することができ、車両底面に共振器を装着した場合でも、電力伝送中に共振器から漏洩し車両底部の金属体に進入する磁界を低減することが可能となり、車両底部を加熱させてしまうことがなく、加えて、システムの電力伝送効率を向上させることができる。

【符号の説明】

【0076】

１００・・・電力伝送システム
１０１・・・ＡＣ／ＤＣ変換部
１０２・・・電圧制御部
１０３・・・インバーター部
１０４・・・整合器
１１０・・・主制御部
１２０・・・通信部
１４０・・・１次共振器ケース
１５０・・・１次共振器
１６０・・・１次共振器コイル
１６１・・・フェライト基材
１６２・・・コイル巻き線
１７０・・・１次共振器キャパシタ
２０１・・・２次共振器
２０２・・・整流部
２０３・・・充電制御部
２０４・・・電池
２１０・・・主制御部
２１５・・・インターフェイス部
２２０・・・通信部
２４０・・・２次共振器ケース
２５０・・・２次共振器
２６０・・・２次共振器コイル
２６１・・・フェライト基材
２６２・・・コイル巻き線
２７０・・・２次共振器キャパシタ
３１０・・・第１コイル
３１１・・・フェライト基材
３１２・・・コイル巻き線
３５０・・・第２コイル
３５１・・・フェライト基材
３５２・・・コイル巻き線
３６０・・・可変容量キャパシタ
３７０・・・導体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】