特許 6337653 異物除去装置、非接触給電システムの地上側設備、非接触給電システム

(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】6337653

(24)【登録日】2018年5月18日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】異物除去装置、非接触給電システムの地上側設備、非接触給電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/60 20160101AFI20180528BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20180528BHJP

   H02J 50/90 20160101ALI20180528BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20180528BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20180528BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/60

   H02J50/10

   H02J50/90

   H02J7/00 301D

   H02J7/00 P

   B60L11/18 C

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-134535(P2014-134535)

(22)【出願日】2014年6月30日

(65)【公開番号】特開2016-13033(P2016-13033A)

(43)【公開日】2016年1月21日

【審査請求日】2017年4月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】荒木 淳

(72)【発明者】

【氏名】新妻 素直

【審査官】 宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０５９２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４７６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１５０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１５２８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１５９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３２８８０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ１／００−３／１２、

７／００−１３／００、

１５／００−１５／４２

Ｂ６０Ｍ１／００−７／００

Ｈ０２Ｊ７／００−７／１２、

７／３４−７／３６、

５０／００−５０／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイル装置を備える地上側設備と、前記コイル装置に対向可能なコイル装置を備える移動体と、の少なくともいずれか一方に設けられた異物除去装置であって、
前記コイル装置間の磁気結合を利用する非接触給電で生じる磁界が通過する領域に存在する異物を、液体の噴射で押し流す液体噴射部と、
前記移動体と前記地上側設備の前記コイル装置との距離が所定距離内に入る前に、前記液体噴射部からの前記液体の噴射を停止させる制御部と、を有する、異物除去装置。

【請求項2】

前記液体噴射部から噴射された前記液体を回収する液体回収部と、
前記液体回収部が回収した前記液体を前記液体噴射部に供給する液体供給部と、を更に有する、請求項１に記載の異物除去装置。

【請求項3】

前記異物の位置を特定する位置特定部と、
前記位置特定部の特定結果に応じて、前記液体の噴射角度を調整する噴射角度調整部と、を更に有する、請求項１または２に記載の異物除去装置。

【請求項4】

前記異物が接触可能な前記コイル装置の領域には、溝が形成され、
前記液体噴射部は、前記溝に沿って前記液体を噴射する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の異物除去装置。

【請求項5】

コイル装置を備える非接触給電システムの地上側設備であって、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の異物除去装置を備える、非接触給電システムの地上側設備。

【請求項6】

前記コイル装置は、前記異物が接触可能な領域に、重力方向に傾いた傾斜部を有する、請求項５に記載の非接触給電システムの地上側設備。

【請求項7】

コイル装置を備える地上側設備と、前記コイル装置に対向可能なコイル装置を備える移動体と、を有する非接触給電システムであって、
前記地上側設備及び前記移動体の少なくともいずれか一方が、請求項１〜６のいずれか一項に記載の異物除去装置を備える、非接触給電システム。

【請求項8】

前記地上側設備及び前記移動体の少なくともいずれか一方の前記コイル装置は、前記異物が接触可能な領域に、重力方向に傾いた傾斜部を有する、請求項７に記載の非接触給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異物除去装置、非接触給電システムの地上側設備、非接触給電システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、対向するコイル装置の間に電力を伝達する磁界を発生させ、送電側から受電側に非接触で給電を行う非接触給電システムが注目されている。非接触給電システムは、磁界共鳴方式や電磁誘導方式を採用しており、電気自動車やハイブリッド自動車等の移動体の給電に応用が期待されている。しかしながら、この非接触給電システムは、コイル装置の磁界が通過する領域に異物が存在すると、コイル装置間の磁界分布が乱れ、受電側のコイル装置に鎖交する磁束が減少し、給電効率が落ちる虞がある。

【0003】

下記特許文献１には、外部から供給される電力を受電するコイルを覆い、電磁誘導又は磁気共鳴に係る一面を有するカバーと、その一面を拭う１または複数のワイパーとを備える非接触受電装置が開示されている。この非接触受電装置によれば、受電に悪影響を及ぼす虞がある異物を、コイルのカバーの一面から、ワイパーの作動によって払い落とすことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１２１２０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来技術の機械的な可動部分を必要とするワイパーは、機構の磨耗等により経年劣化する、という問題がある。また、ワイパーは、カバー表面に付着している異物を除去するためにカバー表面と強く接触させる必要があり、異物との接触やカバーとの摩擦により、ワイパーの除去面が摩耗し、異物の除去性能が低下し易い、という問題がある。

【0006】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ワイパーを使用せずに、異物を除去できる異物除去装置、非接触給電システムの地上側設備、非接触給電システムの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明は、コイル装置間の磁気結合を利用する非接触給電で生じる磁界が通過する領域に存在する異物を、液体の噴射で押し流す液体噴射部を有する、異物除去装置を採用する。

【0008】

また、本発明の異物除去装置においては、前記液体噴射部は、前記磁界が発生しているときに、前記液体を噴射する、という構成を採用する。

【0009】

また、本発明の異物除去装置においては、前記液体噴射部から噴射された前記液体を回収する液体回収部と、前記液体回収部が回収した前記液体を前記液体噴射部に供給する液体供給部と、を更に有する、という構成を採用する。

【0010】

また、本発明の異物除去装置においては、前記異物の位置を特定する位置特定部と、前記位置特定部の特定結果に応じて、前記液体の噴射角度を調整する噴射角度調整部と、を更に有する、という構成を採用する。

【0011】

また、本発明の異物除去装置においては、前記異物が接触可能な前記コイル装置の領域には、溝が形成され、前記液体噴射部は、前記溝に沿って前記液体を噴射する、という構成を採用する。

【0012】

また、本発明においては、コイル装置を備える非接触給電システムの地上側設備であって、先に記載の異物除去装置を備える、非接触給電システムの地上側設備という構成を採用する。

【0013】

また、本発明の非接触給電システムの地上側設備においては、前記コイル装置は、前記異物が接触可能な領域に、重力方向に傾いた傾斜部を有する、という構成を採用する。

【0014】

また、本発明においては、コイル装置を備える地上側設備と、前記コイル装置に対向可能なコイル装置を備える移動体と、を有する非接触給電システムであって、前記地上側設備及び前記移動体の少なくともいずれか一方が、先に記載の異物除去装置を備える、という構成を採用する。

【0015】

また、本発明の非接触給電システムにおいては、前記地上側設備及び前記移動体の少なくともいずれか一方の前記コイル装置は、前記異物が接触可能な領域に、重力方向に傾いた傾斜部を有する、という構成を採用する。

【0016】

また、本発明の非接触給電システムにおいては、前記移動体と前記地上側設備の前記コイル装置との距離に基づいて、前記異物除去装置の前記液体の噴射を停止させる制御部を有する、という構成を採用する。

【発明の効果】

【0017】

本発明は、コイル装置の磁界が通過する領域に存在する異物を、液体の噴射で押し流す。液体は、異物と接触してもワイパーのように摩耗することがなく、また、所定の質量を有しており、比較的重い異物であっても容易に押し流すことができる。
したがって、本発明では、ワイパーを使用せずに、異物を除去できる異物除去装置、非接触給電システムの地上側設備、非接触給電システムが得られる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態における非接触給電システムの全体構成図である。

【図2】本発明の第１実施形態における異物除去装置を示す構成図である。

【図3】本発明の第１実施形態における液体噴射部材の配置を示す平面図である。

【図4】本発明の第２実施形態における異物除去装置を示す斜視図である。

【図5】本発明の第３実施形態における異物除去装置を示す平面図である。

【図6】本発明の第４実施形態における送電側パッドを示す平面図である。

【図7】図６における矢視Ａ−Ａ断面図である。

【図8】本発明の第４実施形態の一変形例に係る送電側パッドを示す平面図である。

【図9】本発明の第４実施形態の一変形例に係る送電側パッドを示す断面図である。

【図10】本発明の第５実施形態における非接触給電システムを示す構成図である。

【図11】本発明の第６実施形態における非接触給電システムを示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

【0020】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における非接触給電システム１の全体構成図である。
非接触給電システム１は、車両１０（移動体）と停車ステーション２０（地上側設備）との間で非接触給電を行うものである。本実施形態では、図１に示すように、車両１０に受電装置が設けられ、車両１０が停車する停車ステーション２０に送電装置が設けられている。車両１０は、路面２に設けられた停車ステーション２０に対して移動可能とされている。

【0021】

車両１０には、受電用の受電側パッド１１（コイル装置）が設けられている。一方で、停車ステーション２０には、送電用の送電側パッド２１（コイル装置）が設けられている。受電側パッド１１は、地上側の送電側パッド２１と対向可能に車両１０の底部に設けられている。この受電側パッド１１は、コイル１１ａを有し、送電側パッド２１のコイル２１ａと磁気的に結合することによって電力を非接触で受電する。受電側パッド１１は、コイル１１ａと、コイル１１ａを覆うカバー部材１１ｂと、から構成されている。また、送電側パッド２１は、コイル２１ａと、コイル２１ａを覆うカバー部材２１ｂと、から構成されている。カバー部材１１ｂ，２１ｂは、コイル１１ａ，２１ａ間の磁気結合を利用する非接触給電において電力を伝達するために生じる磁界を妨げないよう、非磁性且つ非導電性の材料で構成されている。なお、カバー部材１１ｂ，２１ｂは、非磁性且つ非導電性の材料で構成されていることが好ましいが、磁性及び導電性を有していてもよい。

【0022】

本実施形態の非接触給電システム１における送電側パッド２１から受電側パッド１１への非接触給電は、送電側パッド２１と受電側パッド１１との磁気結合を利用して実現されるものであり、磁界共鳴方式又は電磁誘導方式等に基づいて行われる。例えば、コイル２１ａとコイル１１ａとには各々に共振回路を構成するための共振用コンデンサ（不図示）が接続される。また、例えば共振用コンデンサの静電容量は、コイル２１ａと共振用コンデンサとからなる送電側共振回路の共振周波数とコイル１１ａと共振用コンデンサとからなる受電側共振回路の共振周波数とが同一周波数となるように設定されている。

【0023】

車両１０には、受電側パッド１１の他に、受電側電力変換回路１２と、負荷１３とが設けられている。
受電側電力変換回路１２は、送電側パッド２１から受電側パッド１１が非接触給電により受電した受電電力を直流電力に変換して負荷１３に供給する電力変換回路である。すなわち、この受電側電力変換回路１２は、負荷１３に応じた電流を負荷１３に供給する。なお、受電側電力変換回路１２は、負荷１３が直流入力の場合は、整流回路のみであっても良いし、さらにＤＣ／ＤＣコンバータを含む構成であってもよい。また、受電側電力変換回路１２は、負荷１３が交流入力の場合は、ＡＣ／ＡＣ交換機能を有する構成、例えば、整流回路、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＡＣコンバータ、または、マトリクスコンバータ等を含む構成であってもよい。なお、使用するコンバータは、非絶縁型（チョッパ等）であっても、絶縁型（トランス使用等）であってもよい。

【0024】

負荷１３は、車両１０の駆動動力源として十分な電力を蓄えることが可能な蓄電デバイスであり、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等から構成されている。なお、負荷１３は、他の蓄電デバイス（大容量コンデンサ等）、抵抗使用負荷（発熱体、照明機器等）、インダクタンス使用負荷（モータ等）等であってもよい。

【0025】

受電側パッド１１の周囲には、伝熱板１４が設けられている。伝熱板１４は、受電側パッド１１の背面側に配置され、受電側パッド１１を支持している。また、伝熱板１４上には、受電側電力変換回路１２及び負荷１３が設けられており、伝熱板１４は、受電側パッド１１、受電側電力変換回路１２及び負荷１３と熱的に接続されている。この伝熱板１４は、例えば伝熱性を有するアルミニウムや銅等の金属材から形成されている。

【0026】

一方で、送電側パッド２１は、受電側パッド１１と対向可能に路面２に設けられている。停車ステーション２０には、送電側パッド２１の他に、送電側直流交流変換回路２２と、送電側電力変換回路２３とが設けられている。送電側電力変換回路２３には、外部電源２４が接続されている。
送電側直流交流変換回路２２は、送電側のインバータ回路であって、ハーフブリッジやフルブリッジ等の一般的に使用される回路を含み、送電側電力変換回路２３からの直流電力を非接触給電の共振周波数に応じた交流電力に変換してコイル２１ａに供給するものである。このインバータ回路としては、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体電力素子のゲートをパルス信号で駆動し、パルス信号の周期や長さを変えてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調する方式が一般に用いられる。

【0027】

送電側電力変換回路２３は、外部電源２４から供給される電力を直流電力に変換して送電側直流交流変換回路２２に供給する電力変換回路である。なお、送電側電力変換回路２３は、交流入力の場合は、ＡＣ／ＤＣ変換機能を有する構成であってもよい。また、送電側電力変換回路２３は、交流入力の場合は、ＰＦＣ（Power Factor Correction、すなわち力率改善）機能を有する構成であってもよい。また、送電側電力変換回路２３は、直流入力の場合は、ＤＣ／ＤＣ機能を有する構成であってもよい。なお、使用するコンバータは、非絶縁型（チョッパ等）であっても、絶縁型（トランス使用等）であってもよい。

【0028】

外部電源２４は、例えば商用電源、太陽電池、風力発電等であって、その電力を送電側電力変換回路２３に供給するものである。なお、外部電源２４が直流入力の場合は、送電側電力変換回路２３が無く、送電側直流交流変換回路２２に直接に直流入力を繋ぐ構成であってもよい。

【0029】

この非接触給電システム１は、非接触給電で生じる磁界が通過する送電側パッド２１の領域に存在する異物１００を除去する異物除去装置３０を備える。本実施形態の異物除去装置３０は、非接触給電システム１の地上側設備である停車ステーション２０に付設されている。なお、非接触給電で生じる磁界が通過する領域とは、送電側パッド２１と受電側パッド１１とが互いに対向し、非接触給電が開始されたことにより実際に磁界が通過した領域のみに限定されるものではない。この領域には、後述の第６実施形態に示されているように、非接触給電の開始前のために磁界はまだ発生していないが、将来的に非接触給電が行われたときに磁界が通過する領域、つまり磁界が通過し得る領域も含むものである。

【0030】

図２は、本発明の第１実施形態における異物除去装置３０を示す構成図である。図３は、本発明の第１実施形態における液体噴射部材３１の配置を示す平面図である。
異物除去装置３０は、図２に示すように、液体１０１の噴射によって異物１００を押し流す構成となっている。本実施形態の液体１０１は、例えば上水道の水である。上水道の水は、非磁性且つ導電性が低く、非接触給電に影響をほとんど与えない。なお、液体１０１は、磁性及び導電性を有していてもよい。

【0031】

異物除去装置３０は、図２に示すように、液体１０１を噴射する液体噴射部として、液体噴射部材３１と、液体供給ライン３２と、電磁弁３３と、ポンプ３４と、を有する。
液体噴射部材３１には、液体噴射口３５が形成されている。本実施形態の液体噴射部材３１は、先端に液体噴射口３５が形成されたノズルである。この液体噴射部材３１は、非接触給電において電力を伝達する磁界を妨げないよう、非磁性且つ非導電性の材料で構成された部品、例えば樹脂成型部品である。なお、液体噴射部材３１は、非磁性且つ非導電性の材料で構成されていることが好ましいが、磁性及び導電性を有していてもよい。

【0032】

液体噴射部材３１は、非接触給電のときに受電側パッド１１と送電側パッド２１が対向する対向面１１Ａ，２１Ａのうち対向面２１Ａ上に設けられている。液体噴射口３５は、非接触給電のときにコイル１１ａ，２１ａ同士が対向する対向方向（図２において紙面上下方向）に対し略直交する水平方向に向いている。この液体噴射部材３１は、コイル１１ａ，２１ａの間の非接触給電で磁界が発生する対向領域１０２の外側から水平に液体１０１を噴射し、磁界が通過する対向面２１Ａ上に存在する異物１００を、水圧で押し流す構成となっている。

【0033】

液体噴射部材３１は、図３に示すように、対向面２１Ａ上に複数設けられている。本実施形態の異物除去装置３０は、ジェット状及びスプレー状の少なくともいずれか一方で液体１０１を噴き付ける構成となっており、例えば、ジェット状に液体１０１を噴射する液体噴射口３５を備える液体噴射部材３１ａと、スプレー状に液体１０１を噴射する液体噴射口３５を備える液体噴射部材３１ｂと、を有する。液体噴射部材３１ａと液体噴射部材３１ｂは、例えば図３に示すように、カバー部材２１ｂの周縁部に沿って交互に配置されている。

【0034】

液体供給ライン３２は、図２に示すように、液体噴射部材３１に液体１０１を供給するものである。液体供給ライン３２は、下流側で液体噴射部材３１毎に分岐している。液体供給ライン３２には、電磁弁３３が設けられている。電磁弁３３は、液体供給ライン３２の流路を開閉するものである。電磁弁３３は、金属部品を含むため、コイル１１ａ，２１ａの間の非接触給電で磁界が発生するエリア（送電側パッド２１上ないしその近傍）より外側に設けられていることが好ましい。

【0035】

また、液体供給ライン３２のうち磁界が発生するエリアに侵入する部分は、非接触給電において電力を伝達する磁界を妨げないよう、非磁性且つ非導電性の材料、例えば樹脂ホース等から形成することが好ましい。この液体供給ライン３２は、上流側でポンプ３４と接続されている。ポンプ３４は、液体噴射部材３１から噴射する液体１０１の水圧を高めるものである。このポンプ３４は、例えば上水道等と接続されている。なお、異物１００を押し流すことができる水圧を確保できれば、ポンプ３４は無くてもよい。

【0036】

次に、このように構成された非接触給電システム１の動作について説明する。
非接触給電システム１は、図１に示すように、車両１０と停車ステーション２０との間で非接触給電を行うものである。このような非接触給電システムでは、送電側パッド２１と受電側パッド１１との間に隙間があるため、異物１００が入り込むことがある。

【0037】

本実施形態のように、送電側パッド２１が地上側設備の停車ステーション２０に設置されている場合、図２に示すように、送電側パッド２１の対向面２１Ａ上に異物１００が載ってしまうことがある。非接触給電では、送電側パッド２１と受電側パッド１１との間に異物１００が存在すると磁界分布が乱されて給電効率が落ちる虞がある。このため、非接触給電システム１は、送電側パッド２１と受電側パッド１１の間に載置された異物１００を排除する異物除去装置３０を有する。

【0038】

異物除去装置３０は、電磁弁３３を開き、液体１０１を液体噴射部材３１に供給する。液体噴射部材３１には液体噴射口３５が設けられており、液体１０１は、液体噴射口３５から送電側パッド２１の対向面２１Ａに沿って水平に噴射される。液体１０１は、複数の液体噴射部材から対向面２１Ａに広範囲に噴射され、送電側パッド２１の磁界が通過する領域に存在する異物１００を、水圧で押し流す。液体１０１は、異物１００と接触してもワイパーのように摩耗することがなく、また、所定の質量を有しており、比較的重い異物１００であっても容易に押し流すことができる。したがって、この異物除去装置３０は、機械的な可動部分が少なく経年劣化を抑制でき、また、異物１００との接触で摩耗することがなく異物１００の除去性能が低下し難い。

【0039】

また、異物除去装置３０は、ジェット状及びスプレー状に液体１０１を噴き付けるようになっている。ジェット状の液体１０１は、指向性が高く狙った場所に噴射でき、また、水圧が大きい。このジェット状の液体１０１の噴き付けは、例えば比較的重い異物１００（中身が入った缶等）の押し流しに好適に用いることができる。また、スプレー状の液体１０１は、拡散性が高く広範囲に噴射できるが、水圧は小さい。このスプレー状の液体１０１の噴き付けは、例えば比較的軽い異物１００（銀紙等）の押し流しに好適に用いることができる。本実施形態の異物除去装置３０は、ジェット状の液体１０１とスプレー状の液体１０１とを同時に噴射するため、対向面２１Ａ上の広い範囲をカバーでき、様々な重さの異物１００を効果的に押し流すことができる。

【0040】

また、本実施形態においては、液体噴射部材３１は、非磁性且つ非導電性を有する。この構成によれば、液体噴射部材３１が非接触給電の磁界分布を乱したり、渦電流により発熱したりすることはない（若しくはあったとしても小さい）。したがって、図２に示すように、非接触給電の効率を低下させずに、コイル１１ａ，２１ａ同士が対向する対向面２１Ａ上に液体噴射部材３１を設けることができる。このように、液体噴射部材３１を送電側パッド２１の対向面２１Ａ上に収めて配置することで、異物除去装置３０の省スペース化を図ることができる。

【0041】

また、本実施形態においては、コイル１１ａ，２１ａは、非磁性且つ非導電性のカバー部材１１ｂ，２１ｂによって覆われている。この構成によれば、カバー部材１１ｂ，２１ｂが非接触給電の磁界分布を乱したり、渦電流により発熱したりすることはない（若しくはあったとしても小さい）。また、カバー部材１１ｂ，２１ｂによって、液体１０１が付着ても、コイル１１ａ，２１ａまで液体１０１が浸入しないように防水することができる。

【0042】

また、本実施形態においては、異物除去装置３０が、コイル１１ａ，２１ａの間で給電のための磁界が発生しているときに、液体１０１を噴射する。液体１０１は、非磁性且つ導電性が低く、非接触給電に影響をほとんど与えないため、非接触給電中に異物１００が飛んできても、非接触給電に影響を与えることなく（給電を停止することなく）その異物１００を除去することができる。また、この構成によれば、液体１０１の噴射によりコイル２１ａで発生した熱も除去することができる。

【0043】

このように、上述の本実施形態によれば、送電側パッド２１の磁界が通過する領域に存在する異物１００を、液体１０１の噴射で押し流す、異物除去装置３０を採用することによって、ワイパーを使用せずに、異物を除去できる。このため、本実施形態では、機械的な可動部分が少ないため経年劣化を抑制でき、異物１００の除去性能が低下し難くすることができる。

【0044】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0045】

図４は、本発明の第２実施形態における異物除去装置３０を示す斜視図である。
第２実施形態の異物除去装置３０は、液体１０１を噴射する液体噴射部材３１（液体噴射部）と、液体噴射部材３１から噴射された液体１０１を回収する液体回収タンク３６（液体回収部）と、液体回収タンク３６が回収した液体１０１を液体噴射部材３１に供給するポンプ３４（液体供給部）と、を有する。

【0046】

第２実施形態の送電側パッド２１の対向面２１Ａの周縁部には、所定高さで壁部３７が設けられている。壁部３７は、液体噴射部材３１から噴射された液体１０１を回収するためのものであり、対向面２１Ａの四方を囲うようになっている。第２実施形態の液体噴射部材３１は、壁部３７のコーナーの上方から送電側パッド２１の対向面２１Ａに対して斜めに液体１０１を噴射する構成となっている。この構成によれば、送電側パッド２１の対向面２１Ａに幅広く液体１０１を濡れ広がらせることができる。

【0047】

液体噴射部材３１の対角線上には、液体回収ライン３８が接続されている。液体回収ライン３８は、対向面２１Ａ上の液体１０１を液体回収タンク３６に導入するものである。液体回収ライン３８は、その一端部が壁部３７のコーナー下部に接続されており、その他端部が液体回収タンク３６の上部に接続されている。液体回収タンク３６は、液体回収ライン３８から導入される液体１０１を貯溜するものである。液体回収ライン３８からは、液体１０１と共に異物１００も導入される。

【0048】

液体回収タンク３６の下部には、液体供給ライン３２が接続されている。この構成によれば、比重の軽い異物１００（空き缶や銀紙等）は、液体１０１の液面に浮くため、液体１０１のみをポンプ３４に供給することができる。なお、液体供給ライン３２の接続部等に、フィルタを設けて、異物１００がポンプ３４に供給されないようにしてもよい。ポンプ３４は、液体回収タンク３６に貯溜された液体１０１を、液体供給ライン３２を介して抜き出し、加圧して液体噴射部材３１に向けて搬送するものである。そして、電磁弁３３が開くと、加圧された液体１０１が、液体噴射部材３１から噴射される。なお、液体噴射部材３１が壁部３７の上方に設置されているため、液体噴射部材３１からの液体１０１が対向面２１Ａに噴き付けられる勢いは、ポンプ３４の加圧量と重力に因る。重力によっても液体１０１の勢いを実現できるため、その分、ポンプ３４の加圧量を抑えることができる。これにより、ポンプ３４の使用負荷が小さくなり、劣化を抑えることができる。

【0049】

上記構成の第２実施形態によれば、液体噴射部材３１から噴射された液体１０１を液体回収タンク３６に回収し、液体回収タンク３６に回収された液体１０１をポンプ３４によって再び液体噴射部材３１から噴射させ、液体１０１を循環させることができる。このため、第２実施形態では、液体１０１の再利用が可能となり、水資源の節約に寄与できる。

【0050】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0051】

図５は、本発明の第３実施形態における異物除去装置３０を示す平面図である。
第３実施形態の異物除去装置３０は、送電側パッド２１における異物１００の位置を特定する位置特定部４０と、位置特定部４０の特定結果に応じて、液体１０１の噴射角度を調整する噴射角度調整部４１と、を有する。

【0052】

第３実施形態の送電側パッド２１には、送電用のコイル２１ａとは異なる複数の検出コイル２１ａ１がマトリクス状に設けられている。送電用のコイル２１ａから磁界が発生すると、検出コイル２１ａ１に磁束が鎖交し、検出コイル２１ａ１に電流（誘導電流）が発生する。そして、この電流値が位置特定部４０に入力される。位置特定部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の任意の好適なプロセッサで構成できる。

【0053】

異物が存在すると、磁界分布が乱れるため、異物の有無に応じて検出コイル２１ａ１から出力される電流の大きさが変わる。そのため、位置特定部４０は、異物が無いときの電流値を予め把握しておくことにより、検出コイル２１ａ１からの電流の変化から異物の有無を特定できる。異物に近い領域ほど、磁界分布の変化が大きいため、位置特定部４０は、変化量の大きい電流を出力する検出コイル２１ａ１の周囲に異物が存在すると判断できる。

【0054】

噴射角度調整部４１は、位置特定部４０の特定結果に応じて、液体噴射部材３１の向きを調整するものである。噴射角度調整部４１は、モータ等を駆動源とする角度調整アクチュエータを備えており、位置特定部４０により周囲に異物があると判断された検出コイル２１ａ１に向けて噴射するように液体噴射部材３１の水平角度を調整する構成となっている。なお、液体噴射部材３１としては、狙った場所に大きな水圧をかけることができるように、ジェット状に液体１０１を噴射するものを採用することが好ましい。

【0055】

上記構成の第３実施形態によれば、位置特定部４０が複数の検出コイル２１ａ１の誘導電流に基づいて異物１００の位置を特定し、その特定結果に基づいて噴射角度調整部４１が液体噴射部材３１の向きを調整し、対向面２１Ａ上の異物１００に向けて液体１０１を噴射し、異物１００を押し流すことができる。このため、第３実施形態では、異物１００の除去精度の向上を図ることができる。また、第３実施形態では、液体１０１を異物１００に当てることができるため、水資源の節約に寄与できる。

【0056】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0057】

図６は、本発明の第４実施形態における送電側パッド２１を示す平面図である。図７は、図６における矢視Ａ−Ａ断面図である。
第４実施形態の送電側パッド２１には、磁界が通過する領域であり、異物が接触可能な領域に溝５０が形成されており、異物除去装置３０は、溝５０に沿って液体を噴射する構成となっている。

【0058】

第４実施形態の送電側パッド２１には、対向面２１Ａに溝５０が形成されている。図６に示すように、溝５０は、平行に複数形成されている。溝５０の断面形状は、図７に示すように、略Ｖ字状に形成されている。異物除去装置３０の液体噴射部材３１は、図６に示すように、溝５０のそれぞれに配置され、溝５０が延在する方向に液体１０１を噴射する構成となっている。

【0059】

上記構成の第４実施形態によれば、送電側パッド２１に溝５０を形成することで、磁界が通過する対向面２１Ａに凹凸を形成することができる。これにより、異物１００が、凸部に支えられて存在するような場合、異物１００は、線状で接触することになる。この場合、異物１００が対向面２１Ａと面状で接触する場合に比べ、対向面２１Ａと異物１００との接触面積を小さくすることができるため、異物１００が付着性のものであっても、異物１００が対向面２１Ａに付着する力が弱く、液体１０１で容易に押し流すことができる。また、第４実施形態では、溝５０に沿って液体１０１を噴射するため、溝５０に対して交差する方向に液体１０１を噴射するよりも、液体１０１が溝５０の表面に当たって飛び散り液体１０１の勢いを殺すことなく異物１００を押し流すことができる。

【0060】

なお、第４実施形態の変形例として、図８及び図９に示す構成を採用してもよい。
図８に示す変形例では、送電側パッド２１の対向面２１Ａに複数の小突起５１（シボ面）が設けられている。この構成によっても、異物１００と対向面２１Ａとの接触面積を小さくすることができる。
また、図９に示す変形例では、送電側パッド２１の対向面２１Ａに複数の起毛５２が設けられている。この構成によっても、異物１００と対向面２１Ａとの接触面積を小さくすることができる。

【0061】

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0062】

図１０は、本発明の第５実施形態における非接触給電システム１を示す構成図である。
第５実施形態の非接触給電システム１は、受電側パッド１１及び送電側パッド２１の磁界が通過する領域であり、異物１００が接触可能な領域に、重力方向に傾いた傾斜部６０を有する。

【0063】

受電側パッド１１のカバー部材１１ｂは、下方に凸となる山型に形成されている。これにより、受電側パッド１１の対向面１１Ａには、周縁部から中央部に向かって（水平方向を基準として）重力方向に傾いた傾斜部６０が形成される。一方、送電側パッド２１のカバー部材２１ｂは、上方に凸となる山型に形成されている。これにより、送電側パッド２１の対向面２１Ａには、中央部から周縁部に向かって重力方向に傾いた傾斜部６０が形成される。

【0064】

第５実施形態の異物除去装置３０は、受電側パッド１１の周縁部に向かって液体１０１を噴射する複数の液体噴射部材３１を有する。液体供給ライン３２は、分岐して複数の液体噴射部材３１に接続されており、分岐したそれぞれに電磁弁３３が設けられている。送電側パッド２１の周囲には、排液溝２５が形成されている。この排液溝２５の底部には、排液ライン３９が接続されている。

【0065】

上記構成の第５実施形態によれば、液体１０１は、複数の液体噴射部材３１から受電側パッド１１の対向面１１Ａの周縁部に向かって噴射される。対向面１１Ａの周縁部に噴射された液体１０１は、傾斜部６０によって、対向面１１Ａの中央部に集まり、送電側パッド２１の対向面２１Ａの中央部に流れ落ちる。対向面２１Ａの中央部に流れ落ちた液体１０１は、傾斜部６０によって、対向面２１Ａの周縁部に放射状に拡散し、排液溝２５に流れ落ちる。排液溝２５に流れ落ちた液体１０１は、排液ライン３９を介して排液される。

【0066】

第５実施形態では、受電側パッド１１の対向面１１Ａの周縁部に向けて液体１０１を噴射することで、磁界が通過する受電側パッド１１の対向面１１Ａだけでなく、磁界が通過する送電側パッド２１の対向面２１Ａにも液体１０１を流すことができる。これにより、対向面１１Ａ及び２１Ａのそれぞれに接触している異物１００を除去することができる。特に、対向面１１Ａが下方に凸となっていることにより、対向面１１Ａに噴射された液体１０１が対向面１１Ａの中央付近に集まりやすくなり、対向面１１Ａから液体１０１が対向面２１Ａの外に落ちにくくなる。これにより、対向面１１Ａに噴射された液体１０１が、対向面２１Ａの異物除去用の液体１０１として効率的に利用される。更に、磁界が通過する送電側パッド２１の対向面２１Ａに、傾斜部６０を形成することで、対向面２１Ａに載置された異物１００を流し落とし易くすることができる。また、この構成によれば、傾斜による重力を利用することができるため、液体１０１の噴射圧力が小さくしても、異物１００の除去性能の低下を抑えることができる。

【0067】

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0068】

図１１は、本発明の第６実施形態における非接触給電システム１を示す構成図である。
第６実施形態の非接触給電システム１は、車両１０と停車ステーション２０の送電側パッド２１との距離に基づいて、異物除去装置３０の液体１０１の噴射を停止させる制御部７０を有する。なお、車両１０との距離とは、受電側パッド１１の位置を基準としたり、車両１０の先端部を基準として測ることができ、距離の測定基準位置は、適宜設定できるものである。

【0069】

制御部７０は、車両１０に搭載された制御部７１と無線通信を行う通信部を有し、制御部７１との通信により車両１０と送電側パッド２１との距離を算出し、車両１０が送電側パッド２１に近づいてきたら、異物除去装置３０の電磁弁３３を閉じて、液体１０１の噴射を停止させるものである。この制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び通信部等を有し、所定のプログラムに基づき電磁弁３３を駆動させる構成となっている。

【0070】

制御部７０は、地球上における送電側パッド２１の位置（座標）を予め記憶している。制御部７１は、車両１０に搭載されたＧＰＳ（Global Positioning System）用アンテナ（不図示）と接続されており、地球上における車両１０の位置（座標）を取得し、車両１０の位置を制御部７０に送信する構成となっている。この制御部７１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び通信部等を有する。制御部７０は、車両１０と送電側パッド２１との距離が所定の閾値以下（例えば、車両１０に液体１０１がかかる距離）になったら、電磁弁３３を閉じるようにプログラムされている。

【0071】

上記構成の第６実施形態によれば、停車ステーション２０側に設けられた制御部７０と、車両１０に設けられた制御部７１との通信により、給電を受けたい車両１０が送電側パッド２１に近づく前に、異物除去装置３０による液体１０１の噴射を開始させ、異物１００を除去する。そして、制御部７０は、車両１０が送電側パッド２１から所定距離内に入る前に、異物除去装置３０による液体１０１の噴射を停止させ、車両１０に液体１０１がかからないようにする。このため、第６実施形態では、液体１０１及び水圧により噴き飛ばされた異物１００が車両１０に付着することを防止できる。また、送電側パッド２１上に生き物がいた場合でも、車両１０が近づく前に、液体１０１の噴射によって逃がすことができる。

【0072】

以上、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るものではない。上述した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、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0073】

例えば、上記第２実施形態において、カバー部材２１ｂに高低差を設け、液体回収ライン３８が接続された位置を最も低くすることにより、液体１０１の回収効率を向上させることができる。

【0074】

また、例えば、上記第２実施形態において、液体回収タンク３６が野外に配置されている場合、液体回収タンク３６の上部を開放して、雨水等を溜めることにより、水料金の節約及び水道設備のない場所でも利用性を向上させることができる。

【0075】

また、例えば、上記第３実施形態において、複数の検出コイル２１ａ１からの誘導電流に基づき、異物１００の位置を特定すると説明したが、位置特定部４０は、例えば、送電側パッド２１の対向面２１Ａに重みセンサ（ひずみセンサ等）を複数個敷設して、重みに基づいて異物１００の位置を特定する構成であってもよい。

【0076】

また、例えば、上記第６実施形態において、車両１０に液体１０１がかからないようにしたが、例えば、人や動物等の生体に液体１０１がかからないようにしてもよい。例えば、停車ステーション２０に、カメラやスマートエントリーキー、センサ（光・音波）等の生体検知手段を設け、生体が送電側パッド２１の周囲に存在していないことを確認した後に、液体１０１の噴射を開始する構成を採用してもよい。

【0077】

また、例えば、上記実施形態では、液体１０１として上水道から供給される水を例示したが、非磁性且つ導電性の低いものであれば、冷媒の種類は問わず、本システムを寒冷地方に設置する場合には、例えば、エチレングリコールなどの不凍液、水に不凍液を混ぜたもの、若しくは油等の凝固点が低いものを用いてもよい。水以外の冷媒を使用する場合、第２実施形態において、回収した液体を排液せず、フィルタを通してゴミ等を除去して、再度液体として利用するようにすると、液体１０１を有効に利用することができる。

【0078】

また、例えば、上記実施形態では、地上側の停車ステーション２０から給電して車両１０の底部に給電すると説明したが、給電の方向は問わない。例えば、壁から車両１０の側部あるいは前部あるいは後部に給電してもよいし、天井から車両１０の屋根部に給電する構成であってもよい。

【0079】

また、例えば、上記実施形態では、受電装置が車両１０に設置され、送電装置が停車ステーション２０に設置されている場合を例示したが、この構成に限定されることなく、例えば受電装置が停車ステーション２０に設置され、送電装置が車両１０に設置されてもよい。

【0080】

また、上記実施形態では、送電側パッド２１が路面２上に設けられている場合を例示したが、本発明は、この構成に限定されない。例えば、送電側パッド２１は、対向面２１Ａが地面と同一平面となるように埋まっていてもよいし、対向面２１Ａが完全に地中内に隠れるように埋まっていてもよい。

【0081】

また、例えば、上記各実施形態の構成の置換、組み合わせは適宜可能である。

【符号の説明】

【0082】

１…非接触給電システム、１０…車両（移動体）、１１…受電側パッド（コイル装置）、１１ａ…コイル、１１Ａ…対向面、２０…停車ステーション（地上側設備）、２１…送電側パッド（コイル装置）、２１ａ…コイル、２１Ａ…対向面、３０…異物除去装置、３１…液体噴射部材（液体噴射部）、３２…液体供給ライン（液体噴射部）、３３…電磁弁（液体噴射部）、３４…ポンプ（液体噴射部、液体供給部）、３６…液体回収タンク（液体回収部）、４０…位置特定部、４１…噴射角度調整部、５０…溝、６０…傾斜部、７０…制御部、１００…異物、１０１…液体、１０２…対向領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】