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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023163926
(43)【公開日】2023-11-10
(54)【発明の名称】非接触電力伝送システム
(51)【国際特許分類】
H01F 38/14 20060101AFI20231102BHJP
H02J 50/12 20160101ALI20231102BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20231102BHJP
B60M 7/00 20060101ALN20231102BHJP
B60L 5/00 20060101ALN20231102BHJP
B60L 53/12 20190101ALN20231102BHJP
【ＦＩ】
H01F38/14
H02J50/12
H02J7/00 301D
B60M7/00 X
B60L5/00 B
B60L53/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022075158
(22)【出願日】2022-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】000004695
【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100147555
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 公一
(74)【代理人】
【識別番号】100123593
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 宣夫
(74)【代理人】
【識別番号】100133835
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 努
(72)【発明者】
【氏名】木村 統公
(72)【発明者】
【氏名】橋本 眞
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 智清
(72)【発明者】
【氏名】木村 和峰
(72)【発明者】
【氏名】金▲崎▼ 正樹
【テーマコード（参考）】
5G503
5H105
5H125
【Ｆターム（参考）】
5G503BA01
5G503BB02
5G503CA01
5G503CA11
5G503GB06
5G503GB08
5G503GD06
5H105BB05
5H105DD10
5H105EE12
5H125AA01
5H125AC12
5H125AC27
5H125DD02
5H125FF15
(57)【要約】
【課題】送電コイル及び受電コイルの体格増加を抑制しつつ、漏洩磁界を良好に低減することが可能な非接触電力伝送システムを実現する。
【解決手段】送電コイル１１１から受電コイル２１１に非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システム１０は、送電コイル１１１及び受電コイル２１１のそれぞれは、水平方向に隣りあって配置する一対のコイルであるコイル部と、コイル部のそれぞれのコイルが発生する磁界を誘導する一対のコアであるコア部とを含み、コイル部のそれぞれのコイルは、水平面で巻回された形状であって、電流によって発生する磁界の向きが互いに逆方向になるように構成されており、コア部のそれぞれのコアは、コイル部のそれぞれのコイルと一体的であって、距離を空けて配置されており、コア部のそれぞれのコアには、一対のコイルのそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となる位置に、当該コアを分割するコア溝が設けられている。
【選択図】図２
【解決手段】送電コイル１１１から受電コイル２１１に非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システム１０は、送電コイル１１１及び受電コイル２１１のそれぞれは、水平方向に隣りあって配置する一対のコイルであるコイル部と、コイル部のそれぞれのコイルが発生する磁界を誘導する一対のコアであるコア部とを含み、コイル部のそれぞれのコイルは、水平面で巻回された形状であって、電流によって発生する磁界の向きが互いに逆方向になるように構成されており、コア部のそれぞれのコアは、コイル部のそれぞれのコイルと一体的であって、距離を空けて配置されており、コア部のそれぞれのコアには、一対のコイルのそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となる位置に、当該コアを分割するコア溝が設けられている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送電コイルから受電コイルに非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムであって、
前記送電コイル及び前記受電コイルのそれぞれは、水平方向に隣りあって配置する一対のコイルであるコイル部と、前記コイル部のそれぞれの前記コイルが発生する磁界を誘導する一対のコアであるコア部と、を含み、
前記コイル部のそれぞれの前記コイルは、水平面で巻回された形状であって、電流によって発生する磁界の向きが互いに逆方向になるように構成されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアは、前記コイル部のそれぞれの前記コイルと一体的であって、距離を空けて配置されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアには、一対の前記コイルのそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となる位置に、当該コアを分割するコア溝が設けられている、非接触電力伝送システム。
前記送電コイル及び前記受電コイルのそれぞれは、水平方向に隣りあって配置する一対のコイルであるコイル部と、前記コイル部のそれぞれの前記コイルが発生する磁界を誘導する一対のコアであるコア部と、を含み、
前記コイル部のそれぞれの前記コイルは、水平面で巻回された形状であって、電流によって発生する磁界の向きが互いに逆方向になるように構成されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアは、前記コイル部のそれぞれの前記コイルと一体的であって、距離を空けて配置されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアには、一対の前記コイルのそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となる位置に、当該コアを分割するコア溝が設けられている、非接触電力伝送システム。
【請求項2】
前記コアにおける第１面側に配置された前記コイルからの引き出し線は、前記コア溝を通じて、当該コアにおける前記第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出される、請求項１に記載の非接触電力伝送システム。
【請求項3】
送電コイルから受電コイルに非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムであって、
前記送電コイル及び前記受電コイルのそれぞれは、水平方向に隣りあって配置する一対のコイルであるコイル部と、前記コイル部のそれぞれの前記コイルが発生する磁界を誘導する一対のコアであるコア部と、前記コア部の前記コイル部が設けられる面側とは反対側の面側に配置されるシールド部と、を含み、
前記コイル部のそれぞれの前記コイルは、水平面で巻回された形状であって、電流によって発生する磁界の向きが互いに逆方向になるように構成されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアは、前記コイル部のそれぞれの前記コイルと一体的であって、距離を空けて配置されており、
前記コイルからの引き出し線は、距離を空けて配置された一対の前記コアの間に露出した前記シールド部に設けられた穴を通じて、当該コアが設けられた前記シールド部の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出される、非接触電力伝送システム。
前記送電コイル及び前記受電コイルのそれぞれは、水平方向に隣りあって配置する一対のコイルであるコイル部と、前記コイル部のそれぞれの前記コイルが発生する磁界を誘導する一対のコアであるコア部と、前記コア部の前記コイル部が設けられる面側とは反対側の面側に配置されるシールド部と、を含み、
前記コイル部のそれぞれの前記コイルは、水平面で巻回された形状であって、電流によって発生する磁界の向きが互いに逆方向になるように構成されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアは、前記コイル部のそれぞれの前記コイルと一体的であって、距離を空けて配置されており、
前記コイルからの引き出し線は、距離を空けて配置された一対の前記コアの間に露出した前記シールド部に設けられた穴を通じて、当該コアが設けられた前記シールド部の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出される、非接触電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、非接触電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【0002】
送電コイルから受電コイルに非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムでは、送受電間の結合係数の低下を抑制するための様々な技術が提案されている。
【0003】
例えば、特許文献１に示すように、厚さ方向に配列する第１主表面および第２主表面を含み板状に形成されているフェライトと、第１主表面に配置されているコイルと、を備える受電装置及び送電装置において、コイルの周方向における切欠部の幅が、前記受電コイルの中空部から離れる方向に向かうにつれて大きくすることが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６３３２２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
非接触電力伝送システムでは、送電コイルが発生する磁界のうち受電コイルに鎖交しない磁界である漏洩磁界の拡がりが大きくなると、結合係数の低下を招くだけではなく、周囲の環境に影響を与えてしまうおそれもある。また、送電コイル及び受電コイルの体格増加の抑制も重要な課題である。したがって、送電コイル及び受電コイルの体格増加を抑制しつつ、漏洩磁界を良好に低減することが可能な非接触電力伝送システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の要旨は以下の通りである。
【0007】
（１）送電コイルから受電コイルに非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムであって、
前記送電コイル及び前記受電コイルのそれぞれは、水平方向に隣りあって配置する一対のコイルであるコイル部と、前記コイル部のそれぞれの前記コイルが発生する磁界を誘導する一対のコアであるコア部と、を含み、
前記コイル部のそれぞれの前記コイルは、水平面で巻回された形状であって、電流によって発生する磁界の向きが互いに逆方向になるように構成されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアは、前記コイル部のそれぞれの前記コイルと一体的であって、距離を空けて配置されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアには、一対の前記コイルのそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となる位置に、当該コアを分割するコア溝が設けられている、非接触電力伝送システム。
（２）前記コアにおける第１面側に配置された前記コイルからの引き出し線は、前記コア溝を通じて、当該コアにおける前記第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出される、上記（１）に記載の非接触電力伝送システム。
（３）送電コイルから受電コイルに非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムであって、
前記送電コイル及び前記受電コイルのそれぞれは、水平方向に隣りあって配置する一対のコイルであるコイル部と、前記コイル部のそれぞれの前記コイルが発生する磁界を誘導する一対のコアであるコア部と、前記コア部の前記コイル部が設けられる面側とは反対側の面側に配置されるシールド部と、を含み、
前記コイル部のそれぞれの前記コイルは、水平面で巻回された形状であって、電流によって発生する磁界の向きが互いに逆方向になるように構成されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアは、前記コイル部のそれぞれの前記コイルと一体的であって、距離を空けて配置されており、
前記コイルからの引き出し線は、距離を空けて配置された一対の前記コアの間に露出した前記シールド部に設けられた穴を通じて、当該コアが設けられた前記シールド部の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出される、非接触電力伝送システム。
前記送電コイル及び前記受電コイルのそれぞれは、水平方向に隣りあって配置する一対のコイルであるコイル部と、前記コイル部のそれぞれの前記コイルが発生する磁界を誘導する一対のコアであるコア部と、を含み、
前記コイル部のそれぞれの前記コイルは、水平面で巻回された形状であって、電流によって発生する磁界の向きが互いに逆方向になるように構成されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアは、前記コイル部のそれぞれの前記コイルと一体的であって、距離を空けて配置されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアには、一対の前記コイルのそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となる位置に、当該コアを分割するコア溝が設けられている、非接触電力伝送システム。
（２）前記コアにおける第１面側に配置された前記コイルからの引き出し線は、前記コア溝を通じて、当該コアにおける前記第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出される、上記（１）に記載の非接触電力伝送システム。
（３）送電コイルから受電コイルに非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムであって、
前記送電コイル及び前記受電コイルのそれぞれは、水平方向に隣りあって配置する一対のコイルであるコイル部と、前記コイル部のそれぞれの前記コイルが発生する磁界を誘導する一対のコアであるコア部と、前記コア部の前記コイル部が設けられる面側とは反対側の面側に配置されるシールド部と、を含み、
前記コイル部のそれぞれの前記コイルは、水平面で巻回された形状であって、電流によって発生する磁界の向きが互いに逆方向になるように構成されており、
前記コア部のそれぞれの前記コアは、前記コイル部のそれぞれの前記コイルと一体的であって、距離を空けて配置されており、
前記コイルからの引き出し線は、距離を空けて配置された一対の前記コアの間に露出した前記シールド部に設けられた穴を通じて、当該コアが設けられた前記シールド部の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出される、非接触電力伝送システム。
【発明の効果】
【0008】
本出願に係る発明者らは、送電コイル及び受電コイルそれぞれに含まれる一対のコイルを水平面で巻回されたサーキュラー型の形状とし、互いに距離を空けて配置される一対のコアには、一対のコイルのそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となる位置に、当該コアを分割するコア溝が設けられる構成とすることで、送電コイル及び受電コイルの体格増加を抑制しつつ一対のコイル間で生じる磁界不平衡を抑制して漏洩磁界を良好に低減できることを見出した。また、コアにおける第１面側に配置されたコイルからの引き出し線は、コア溝を通じて、当該コアにおける第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出される構成とすることで、一対のコイル間で生じる磁界不平衡を抑制して漏洩磁界を良好に低減できることを見出した。
【0009】
本開示によれば、送電コイル及び受電コイルの体格増加を抑制しつつ、漏洩磁界を良好に低減することが可能な非接触電力伝送システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の実施形態１及び２に係る非接触電力伝送システム１０の回路構成を示す回路図である。
【図2】本開示の実施形態１に係る送電回路１１０の構成を説明するための概念図である。
【図3】本開示の実施形態１に係る受電回路２１０の構成を説明するための概念図である。
【図4】送電回路１１０及び受電回路２１０の配置を説明するための概念図（その１）である。
【図5】送電回路１１０及び受電回路２１０の配置を説明するための概念図（その２）である。
【図6】本開示の実施形態１及び２に係る送電装置１００の複数のインバータ１３０の駆動及び制御の処理の例を示すフローチャートである。
【図7】比較対象１の非接触電力伝送システムの送電コイルＣ１１１の構成を示す概念図である。
【図8】比較対象１の非接触電力伝送システムの受電コイルＣ２１１の構成を示す概念図である。
【図9】比較対象１の送電コイルＣ１１１のコア及び本開示の実施形態１の送電コイル１１１のコアにおける３０ｋＷ送電時のＸ方向（車両進行方向）の磁束密度分布を示す図である。
【図10】非接触電力伝送システムにおけるＸ方向遠方漏洩磁界の測定点を示す図である。
【図11】比較対象１の非接触電力伝送システム（図７及び図８）と本開示の実施形態１に係る非接触電力伝送システム１０（図１～図５）における図１０に示したＸ方向１０ｍ地点の遠方漏洩磁界の比較結果を示す図である。
【図12】比較対象２の非接触電力伝送システムの送電コイルＣ３１１の構成を示す概念図である。
【図13】比較対象２の非接触電力伝送システムの受電コイルＣ４１１の構成を示す概念図である。
【図14】比較対象２の送電コイルＣ３１１のコアにおける３０ｋＷ送電時の磁束密度分布を示す図である。
【図15】本開示の実施形態２に係る送電回路１１０の構成を説明するための概念図である。
【図16】本開示の実施形態２に係る受電回路２１０の構成を説明するための概念図である。
【図17】本開示の実施形態２の送電コイル１１１のコアにおける３０ｋＷ送電時の磁束密度分布を示す図である。
【図18】本開示の実施形態２の送電コイル１１１のコアにおける３０ｋＷ送電時のＸ方向（車両進行方向）の磁束密度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下図面を参照して、非接触電力伝送システムについて説明する。以下に示す実施形態において各要素の個数、数量、量、範囲などの数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数が特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構成などは、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。また、各図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。また、理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。図示される形態は実施をするための１つの例であり、これらの形態に限定されるものではない。
【0012】
１．構成
１－１．回路構成
図１は、本開示の実施形態１及び２に係る非接触電力伝送システム１０の回路構成を示す回路図である。本開示の実施形態１及び２に係る非接触電力伝送システム１０は、送電装置１００と、受電装置２００と、電源３００と、バッテリ４００と、を含んでいる。
１－１．回路構成
図１は、本開示の実施形態１及び２に係る非接触電力伝送システム１０の回路構成を示す回路図である。本開示の実施形態１及び２に係る非接触電力伝送システム１０は、送電装置１００と、受電装置２００と、電源３００と、バッテリ４００と、を含んでいる。
【0013】
送電装置１００及び電源３００は、典型的には、地面、路面、床面等に定置される。受電装置２００及びバッテリ４００は、典型的には、充電の対象となる移動体（車両、スマートフォン等）に搭載される。
【0014】
本開示の実施形態１及び２に係る非接触電力伝送システム１０は、送電装置１００に含まれる送電コイル１１１と、受電装置２００に含まれる受電コイル２１１と、が互いに磁界共振することにより、送電コイル１１１から受電コイル２１１に電力を伝送する。つまり、磁界共振方式による電力伝送が行われる。これにより、電源３００から送電装置１００に供給される電力が受電装置２００に伝送されることで、受電装置２００はバッテリ４００の充電を行う。
【0015】
なお図１には、１つの受電装置２００及びバッテリ４００が示されているが、充電の対象となる移動体が複数ある場合には、それぞれの移動体に図１に示す受電装置２００及びバッテリ４００が搭載される。そして、複数の移動体は、同一の送電装置１００により電力の伝送及びバッテリ４００の充電が行われてもよい。
【0016】
電源３００は、送電装置１００と接続し、送電装置１００に電力を供給する。電源３００は、３相の交流電源である。例えば、相電圧２００Ｖの系統電源である。ただし、電源３００は、単相の交流電源であってもよい。
【0017】
バッテリ４００は、受電装置２００と接続し、受電装置２００により電力が充電される。バッテリ４００は、典型的には、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の再充電可能な直流電源である。
【0018】
送電装置１００は、送電回路１１０と、イミタンスフィルタ１２０と、インバータ１３０と、ＡＣＤＣコンバータ１４０と、を含んでいる。送電回路１１０と、イミタンスフィルタ１２０と、インバータ１３０と、ＡＣＤＣコンバータ１４０と、はそれぞれ従属接続するように構成されている。
【0019】
ＡＣＤＣコンバータ１４０は、電源３００から供給される交流電力を整流及び変圧し、インバータ１３０へ直流電力を出力する。ＡＣＤＣコンバータ１４０は、典型的には、ダイオード及びコンデンサを含んだ整流回路と、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等）を含んだ昇降圧回路により構成される。ＡＣＤＣコンバータ１４０は、図示しない制御装置により半導体スイッチング素子が制御されることで、出力電圧、駆動、及び停止の制御が行われる。制御装置は、１つまたは複数のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びその周辺回路を有する。制御装置は、論理演算ユニットまたは数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。制御装置は、ソフトウェアプログラムに基づいて、各種処理を実行する。
【0020】
インバータ１３０は、ＡＣＤＣコンバータ１４０から出力される直流電力を所定周波数の交流電力に変換し、イミタンスフィルタ１２０を介して送電回路１１０へ交流電力を出力する。インバータ１３０は、出力する交流電力の周波数が、後述する送電回路１１０の共振周波数と同等となるように直流電力を変換する。インバータ１３０が出力する交流電力の周波数（送電回路１１０の共振周波数）は、例えば、８５ｋＨｚ程度の高周波である。
【0021】
インバータ１３０は、典型的には、半導体スイッチング素子を含む単相フルブリッジ回路により構成される。インバータ１３０は、図示しない制御装置によりパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等によるスイッチング制御が行われることで、直流電力を所定周波数の交流電力に変換する。またインバータ１３０は、制御装置により、駆動及び停止の制御が行われる。
【0022】
イミタンスフィルタ１２０は、インバータ１３０の出力電力の電磁ノイズを低減する。イミタンスフィルタ１２０は、図１に示すようにコイルとコンデンサにより構成されており、ローパスフィルタとして機能し送電装置１００のインピーダンスを調整する。
【0023】
送電回路１１０は、送電コイル１１１と、コンデンサＣ１１及びＣ１２と、により構成される共振回路である。送電コイル１１１内のコイルＬ１１及びＬ１２は、それぞれの一端にコンデンサＣ１１及びＣ１２が接続している。コンデンサＣ１１、コイルＬ１１、コイルＬ１２、及びコンデンサＣ１２が、この順に直列に接続しており、送電回路１１０は直列共振回路となっている。コンデンサＣ１１及びＣ１２は、共振回路（送電回路１１０）のキャパシタンスを与える共振コンデンサである。コンデンサＣ１１及びＣ１２のキャパシタンスは同程度である。送電回路１１０及び送電コイル１１１の詳細については後述する。
【0024】
送電回路１１０の共振周波数は、インバータ１３０の出力電力の周波数と同等である。送電コイル１１１は、インバータ１３０から共振周波数で出力される電力によって、後述する受電コイル２１１と磁界共振する。そして、送電コイル１１１から受電コイル２１１に電力が伝送される。
【0025】
移動している移動体を対象として電力を伝送する場合、移動体の移動経路に沿って複数の送電コイル１１１（ひいては送電回路１１０）が配置される。例えば、走行している車両を対象として電力を伝送する場合、車両の走行経路に沿って複数の送電コイル１１１が道路上に配置される。このとき、移動体の移動に従って送電を行う送電コイル１１１を適切に切り替えることが必要となる。このため、送電回路１１０に加え、イミタンスフィルタ１２０、及びインバータ１３０が、移動経路に沿って複数配置される。一方で、ＡＣＤＣコンバータ１４０は、出力する直流電力が複数のインバータ１３０それぞれに供給されればよく、複数配置しなくてもよい。
【0026】
図１では、このことを示すために、送電装置１００が、送電回路１１０、イミタンスフィルタ１２０、及びインバータ１３０をそれぞれ複数含む場合を示している。図１に示すように、送電回路１１０、イミタンスフィルタ１２０、及びインバータ１３０それぞれが従属接続した複数の回路が、ＡＣＤＣコンバータ１４０の出力端に並列に接続している。なお、複数の送電回路１１０、イミタンスフィルタ１２０、及びインバータ１３０それぞれは、上述する内容において説明したものと同等である。また、複数の送電回路１１０、イミタンスフィルタ１２０、及びインバータ１３０それぞれを区別するために、それぞれの符号に記号（Ａ，Ｂ，・・・）を附している。ただし、本開示の実施形態１及び２に係る送電装置１００は、１つの送電回路１１０、イミタンスフィルタ１２０、及びインバータ１３０により構成されていてもよい。
【0027】
受電装置２００は、受電回路２１０と、イミタンスフィルタ２２０と、整流回路２３０と、平滑コンデンサＣ２４と、を含んでいる。受電回路２１０と、イミタンスフィルタ２２０と、整流回路２３０と、はそれぞれ従属接続するように構成されている。平滑コンデンサＣ２４は、整流回路の出力端に接続されている。
【0028】
受電回路２１０は、受電コイル２１１と、コンデンサＣ２１及びＣ２２と、により構成される共振回路である。受電コイル２１１内のコイルＬ２１及びＬ２２は、それぞれの一端にコンデンサＣ２１及びＣ２２が接続している。コンデンサＣ２１、コイルＬ２１、コイルＬ２２、及びコンデンサＣ２２が、この順に接続しており、受電回路２１０は直列共振回路となっている。コンデンサＣ２１及びＣ２２は、共振回路（受電回路２１０）のキャパシタンスを与える共振コンデンサである。コンデンサＣ２１及びＣ２２のキャパシタンスは同程度である。受電回路２１０及び受電コイル２１１の詳細については後述する。
【0029】
受電回路２１０の共振周波数は、インバータ１３０の出力電力の周波数（送電回路１１０の共振周波数）と同等である。受電コイル２１１は、送電コイル１１１と磁界共振し、送電コイル１１１から伝送される電力を受電する。
【0030】
イミタンスフィルタ２２０は、受電回路２１０が受電した電力の電磁ノイズを低減する。イミタンスフィルタ２２０は、図１に示すようにコイルとコンデンサにより構成されており、ローパスフィルタとして機能し受電装置２００のインピーダンスを調整する。
【0031】
整流回路２３０は、受電回路２１０が受電した電力を直流電力に変換して出力する。整流回路２３０は、典型的には、単相全波整流回路である。
【0032】
平滑コンデンサＣ２４は、整流回路２３０が出力する直流電力を平滑化する。平滑コンデンサＣ２４により平滑化された直流電力が、バッテリ４００の充電電力となる。
【0033】
１－２．実施形態１に係る送電回路、受電回路
１－２－１．実施形態１に係る送電回路
図２は、本開示の実施形態１に係る送電回路１１０の構成を説明するための概念図である。図２は、水平面（ＸＹ面）に位置する送電回路１１０について、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見た平面図と、水平縦方向（Ｘ軸方向）から見た側面図と、斜視図とを示している。送電回路１１０は、上述したように、送電コイル１１１と、コンデンサＣ１１及びＣ１２と、により構成される共振回路である。
１－２－１．実施形態１に係る送電回路
図２は、本開示の実施形態１に係る送電回路１１０の構成を説明するための概念図である。図２は、水平面（ＸＹ面）に位置する送電回路１１０について、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見た平面図と、水平縦方向（Ｘ軸方向）から見た側面図と、斜視図とを示している。送電回路１１０は、上述したように、送電コイル１１１と、コンデンサＣ１１及びＣ１２と、により構成される共振回路である。
【0034】
送電コイル１１１は、一対のコイルである第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）と、一対のコアである第１コア部（コアＭＭ１１及びＭＭ１２）と、アルミプレートＰＬ１と、を含んでいる。また、コイルＬ１１及びＬ１２と、コアＭＭ１１及びＭＭ１２とは、図示しない樹脂部材等で保持される。
【0035】
第１コイル部のそれぞれのコイルＬ１１及びＬ１２は、図２に示すように、水平面（ＸＹ平面）で巻回されたサーキュラー型の形状となっている。また、コイルＬ１１及びＬ１２は、それぞれの一端が繋ぎ部Ａ１によって接続されており、電流によって発生する磁界が互いに逆方向となるように巻回されている。つまり、コイルＬ１１は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して例えば上向きの磁界を発生し、コイルＬ１２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して例えば下向きの磁界を発生する。
【0036】
第１コア部のそれぞれのコアＭＭ１１及びＭＭ１２は、第１コイル部のそれぞれのコイルＬ１１及びＬ１２が発生する磁界を誘導する磁性材料である。コアＭＭ１１及びＭＭ１２は、典型的には、フェライトで構成される。
【0037】
また、第１コア部のそれぞれのコアＭＭ１１及びＭＭ１２は、第１コイル部のそれぞれのコイルＬ１１及びＬ１２と一体的となっており、水平方向（Ｙ軸方向）に距離ＡＷ１（「第１コア間距離ＡＷ１」と称する。）を空けて隣り合って配置されている。
【0038】
第１コア部のそれぞれのコアＭＭ１１及びＭＭ１２には、一対のコイルＬ１１及びＬ１２のそれぞれから等距離にある中心線（一対のコイルＬ１１とコイルＬ１２との中間に位置する中心線）を対称軸として略線対称となる位置に、当該コアを略Ｙ軸方向に沿って分割するコア溝が設けられている。図示の例では、コアＭＭ１１には、コアＭＭ１１を略Ｙ軸方向に沿って分割するコア溝Ａ１１ａとコア溝Ａ１１ｂが設けられる。すなわち、コア溝Ａ１１ａとコア溝Ａ１１ｂとにより、コアＭＭ１１が３分割されることになる。コアＭＭ１２には、コアＭＭ１２を略Ｙ軸方向に沿って分割するコア溝Ａ１２ａとコア溝Ａ１２ｂが設けられる。コア溝Ａ１２ａとコア溝Ａ１２ｂとにより、コアＭＭ１２が３分割されることになる。コアＭＭ１１に設けられるコア溝Ａ１１ａと、コアＭＭ１２に設けられるコア溝Ａ１２ｂとは、一対のコイルＬ１１及びＬ１２のそれぞれから等距離にある中心線を対称軸とした略線対称となる位置関係にある。コアＭＭ１１に設けられるコア溝Ａ１１ｂと、コアＭＭ１２に設けられるコア溝Ａ１２ａとは、一対のコイルＬ１１及びＬ１２のそれぞれから等距離にある中心線を対称軸とした略線対称となる位置関係にある。
【0039】
第１コイル部のコイルＬ１１とコイルＬ１２は、それぞれ、コイル長辺（図２では長軸方向であるＸ軸方向に沿うコイル辺）を２つ有し、コイル短辺（図２では短軸方向であるＹ軸方向に沿うコイル辺）を２つ有する。そして、第１コイル部のコイルＬ１１とコイルＬ１２とは、繋ぎ部Ａ１によって、各コイルＬ１１及びＬ１２の対向する外径側かつコイル長辺の位置で接続されている。すなわち、繋ぎ部Ａ１は、一対のコイルＬ１１及びＬ１２の互いに対向して隣りあうコイル長辺における互いに対向するコイル外径側（コイルＬ１１とコイルＬ１２とで挟まれた領域内）に設けられる。
【0040】
送電コイル１１１の体格増加を抑制するために、第１コイル部のコイルＬ１１及びコイルＬ１２の各引き出し線Ｌ１３及びＬ１４を、コア溝Ａ１１ａ及びＡ１２ａを介して第１コア部及びアルミプレートＰＬ１の裏面に引き出す。ただし、第１コア部にコア溝Ａ１１ａ及びＡ１２ａを設けただけでは、コイルＬ１１及びＬ１２の磁気抵抗のアンバランスになり、引き出し線による発生磁界により第１コア部に飽和が生じてしまう。そこで、この飽和を抑制するために、コイルの引き出し線が通るコア溝Ａ１１ａ及びＡ１２ａと略線対称となるコアＭＭ１１及びＭＭ１２上の位置に、コイルの引き出し線が通らないコア溝Ａ１１ｂ及びＡ１２ｂを敢えて設ける構成とする。より詳しくは次の通りである。
【0041】
コイルＬ１１についての繋ぎ部Ａ１に続くコイル端とは反対側のコイル端を図１のコンデンサＣ１１に接続するための引き出し線Ｌ１３が、一対のコイルＬ１１及びＬ１２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＬ１１の輪の最内側）から引き出される。引き出し線Ｌ１３は、コイルＬ１１が設けられたコアＭＭ１１の第１面側から、コア溝Ａ１１ａを通って、コアＭＭ１１の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＰＬ１に設けられた穴を通って、アルミプレートＰＬ１の裏面側（コアＭＭ１１に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。アルミプレートＰＬ１の裏面側から引き出された引き出し線Ｌ１３は、図１のコンデンサＣ１１に接続される。
【0042】
また、コイルＬ１２についての繋ぎ部Ａ１に続くコイル端とは反対側のコイル端を図１のコンデンサＣ１２に接続するための引き出し線Ｌ１４が、一対のコイルＬ１１及びＬ１２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＬ１２の輪の最内側）から引き出される。引き出し線Ｌ１４は、コイルＬ１２が設けられたコアＭＭ１２の第１面側から、コア溝Ａ１２ａを通って、コアＭＭ１２の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＰＬ１に設けられた穴を通って、アルミプレートＰＬ１の裏面側（コアＭＭ１２に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。アルミプレートＰＬ１の裏面側から引き出された引き出し線Ｌ１４は、図１のコンデンサＣ１２に接続される。
【0043】
コア溝Ａ１１ａにおいて引き出し線Ｌ１３が通る位置とコア溝Ａ１２ａにおいて引き出し線Ｌ１４が通る位置とは、繋ぎ部Ａ１の略中央部を対称の中心として略点対称となる位置関係にあることが好ましい。
【0044】
第１コイル部のコイルＬ１１及びＬ１２のコイル短辺がＸ方向磁界を生じさせる。このため、コイルの引き出し線を通すためのコア溝Ａ１１ａ及びＡ１２ａのみをコアＭＭ１１及びＭ１２に設けると、コアＭＭ１１のコア溝Ａ１１ａとコアＭＭ１２のコア溝Ａ１２ａとは線対称の位置関係にないことから磁気抵抗がアンバランスになり、その結果コイルＬ１１及びＬ１２が発生させるＸ方向磁界がアンバランスになり、Ｘ方向遠方漏洩磁界が増加してしまう。そこで、本開示の実施形態１では、コイルＬ１１及びＬ１２のＸ方向の磁気抵抗が等しくなるよう、コイルの引き出し線が通るコア溝Ａ１１ａ及びＡ１２ａと略線対称となるコアＭＭ１１及びＭＭ１２上の位置に、コイルの引き出し線が通らないコア溝Ａ１１ｂ及びＡ１２ｂを敢えて設ける構成とする。これにより、Ｘ方向の磁気抵抗のアンバランスを解消し、コア分割に伴うＸ方向遠方漏洩磁界の増加を良好に抑制することができる。
【0045】
アルミプレートＰＬ１は、コイルＬ１１及びＬ１２とコアＭＭ１１及びＭＭ１２の下に配置され、送電回路１１０に対する外部の磁界の影響を低減するシールド部である。すなわち、アルミプレートＰＬ１は、第１コア部の２つの面のうち第１コイル部が設けられる面側とは反対側の面側に配置される。よって、第１コイル部、第１コア部、アルミプレートＰＬ１の順に重なるように配置される。
【0046】
１－２－２．実施形態１に係る受電回路
図３は、本開示の実施形態１に係る受電回路２１０の構成を説明するための概念図である。図３は、水平面（ＸＹ面）に位置する受電回路２１０について、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見た平面図と、水平縦方向（Ｘ軸方向）から見た側面図と、斜視図とを示している。受電回路２１０は、前述したように、受電コイル２１１と、コンデンサＣ２１及びＣ２２と、により構成される共振回路である。
図３は、本開示の実施形態１に係る受電回路２１０の構成を説明するための概念図である。図３は、水平面（ＸＹ面）に位置する受電回路２１０について、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見た平面図と、水平縦方向（Ｘ軸方向）から見た側面図と、斜視図とを示している。受電回路２１０は、前述したように、受電コイル２１１と、コンデンサＣ２１及びＣ２２と、により構成される共振回路である。
【0047】
受電コイル２１１は、一対のコイルである第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）と、一対のコアである第２コア部（コアＭＭ２１及びＭＭ２２）と、アルミプレートＰＬ２と、を含んでいる。また、コイルＬ２１及びＬ２２と、コアＭＭ２１及びＭＭ２２とは、図示しない樹脂部材等で保持される。
【0048】
第２コイル部のそれぞれのコイルＬ２１及びＬ２２は、図３に示すように、水平面（ＸＹ平面）で巻回されたサーキュラー型の形状となっている。また、コイルＬ２１及びＬ２２は、それぞれの一端が繋ぎ部Ａ２によって接続されており、電流によって発生する磁界が互いに逆方向となるように巻回されている。これにより、第２コイルのコイルＬ２１及びＬ２２は、第１コイル部のコイルＬ１１及びＬ１２のそれぞれから発生する互いに逆方向の磁界を適切に受電することができる。
【0049】
第２コア部のそれぞれのコアＭＭ２１及びＭＭ２２は、第２コイル部のそれぞれのコイルＬ２１及びＬ２２が発生する磁界を誘導する磁性材料である。コアＭＭ２１及びＭＭ２２は、典型的には、フェライトで構成される。
【0050】
また、第２コア部のそれぞれのコアＭＭ２１及びＭＭ２２は、第２コイル部のそれぞれのコイルＬ２１及びＬ２２と一体的となっており、水平方向（Ｙ軸方向）に距離ＡＷ２（「第２コア間距離ＡＷ２」と称する。）を空けて隣り合って配置されている。
【0051】
第２コア部のそれぞれのコアＭＭ２１及びＭＭ２２には、一対のコイルＬ２１及びＬ２２のそれぞれから等距離にある中心線（一対のコイルＬ２１とコイルＬ２２との中間に位置する中心線）を対称軸として略線対称となる位置に、当該コアを略Ｙ軸方向に沿って分割するコア溝が設けられている。図示の例では、コアＭＭ２１には、コアＭＭ２１を略Ｙ軸方向に沿って分割するコア溝Ａ２１ａとコア溝Ａ２１ｂが設けられる。すなわち、コア溝Ａ２１ａとコア溝Ａ２１ｂとにより、コアＭＭ２１が３分割されることになる。コアＭＭ２２には、コアＭＭ２２を略Ｙ軸方向に沿って分割するコア溝Ａ２２ａとコア溝Ａ２２ｂが設けられる。コア溝Ａ２２ａとコア溝Ａ２２ｂとにより、コアＭＭ２２が３分割されることになる。コアＭＭ２１に設けられるコア溝Ａ２１ａと、コアＭＭ２２に設けられるコア溝Ａ２２ｂとは、一対のコイルＬ２１及びＬ２２のそれぞれから等距離にある中心線を対称軸とした略線対称となる位置関係にある。コアＭＭ２１に設けられるコア溝Ａ２１ｂと、コアＭＭ２２に設けられるコア溝Ａ２２ａとは、一対のコイルＬ２１及びＬ２２のそれぞれから等距離にある中心線を対称軸とした略線対称となる位置関係にある。
【0052】
第２コイル部のコイルＬ２１とコイルＬ２２は、それぞれ、コイル長辺（図３では長軸方向であるＸ軸方向に沿うコイル辺）を２つ有し、コイル短辺（図３では短軸方向であるＹ軸方向に沿うコイル辺）を２つ有する。そして、第２コイル部のコイルＬ２１とコイルＬ２２とは、繋ぎ部Ａ２によって、各コイルＬ２１及びＬ２２の対向する外径側かつコイル長辺の位置で接続されている。すなわち、繋ぎ部Ａ２は、一対のコイルＬ２１及びＬ２２の互いに対向して隣りあうコイル長辺における互いに対向するコイル外径側（コイルＬ２１とコイルＬ２２とで挟まれた領域内）に設けられる。
【0053】
受電コイル２１１の体格増加を抑制するために、第２コイル部のコイルＬ２１及びコイルＬ２２の各引き出し線Ｌ２３及びＬ２４を、コア溝Ａ２１ａ及びＡ２２ａを介して第２コア部及びアルミプレートＰＬ２の裏面に引き出す。ただし、第２コア部にコア溝Ａ２１ａ及びＡ２２ａを設けただけでは、コイルＬ２１及びＬ２２の磁気抵抗のアンバランスになり、引き出し線による発生磁界により第２コア部に飽和が生じてしまう。そこで、この飽和を抑制するために、コイルの引き出し線が通るコア溝Ａ２１ａ及びＡ２２ａと略線対称となるコアＭＭ２１及びＭＭ２２上の位置に、コイルの引き出し線が通らないコア溝Ａ２１ｂ及びＡ２２ｂを敢えて設ける構成とする。より詳しくは次の通りである。
【0054】
コイルＬ２１についての繋ぎ部Ａ２に続くコイル端とは反対側のコイル端を図１のコンデンサＣ２１に接続するための引き出し線Ｌ２３が、一対のコイルＬ２１及びＬ２２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＬ２１の輪の最内側）から引き出される。引き出し線Ｌ２３は、コイルＬ２１が設けられたコアＭＭ２１の第１面側から、コア溝Ａ２１ａを通って、コアＭＭ２１の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＰＬ２に設けられた穴を通って、アルミプレートＰＬ２の裏面側（コアＭＭ２１に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。アルミプレートＰＬ２の裏面側から引き出された引き出し線Ｌ２３は、図１のコンデンサＣ２１に接続される。
【0055】
また、コイルＬ２２についての繋ぎ部Ａ２に続くコイル端とは反対側のコイル端を図１のコンデンサＣ２２に接続するための引き出し線Ｌ２４が、一対のコイルＬ２１及びＬ２２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＬ２２の輪の最内側）から引き出される。引き出し線Ｌ２４は、コイルＬ２２が設けられたコアＭＭ２２の第１面側から、コア溝Ａ２２ａを通って、コアＭＭ２２の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＰＬ２に設けられた穴を通って、アルミプレートＰＬ２の裏面側（コアＭＭ２２に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。アルミプレートＰＬ２の裏面側から引き出された引き出し線Ｌ２４は、図１のコンデンサＣ２２に接続される。
【0056】
コア溝Ａ２１ａにおいて引き出し線Ｌ２３が通る位置とコア溝Ａ２２ａにおいて引き出し線Ｌ２４が通る位置とは、繋ぎ部Ａ２の略中央部を対称の中心として略点対称となる位置関係にあることが好ましい。
【0057】
第２コイル部のコイルＬ２１及びＬ２２のコイル短辺がＸ方向磁界を生じさせる。このため、コイルの引き出し線を通すためのコア溝Ａ２１ａ及びＡ２２ａのみをコアＭＭ２１及びＭ２２に設けると、コアＭＭ２１のコア溝Ａ２１ａとコアＭＭ２２のコア溝Ａ２２ａとは線対称の位置関係にないことから磁気抵抗がアンバランスになり、その結果コイルＬ２１及びＬ２２が発生させるＸ方向磁界がアンバランスになり、Ｘ方向遠方漏洩磁界が増加してしまう。そこで、本開示の実施形態１では、コイルＬ２１及びＬ２２のＸ方向の磁気抵抗が等しくなるよう、コイルの引き出し線が通るコア溝Ａ２１ａ及びＡ２２ａと略線対称となるコアＭＭ２１及びＭＭ２２上の位置に、コイルの引き出し線が通らないコア溝Ａ２１ｂ及びＡ２２ｂを敢えて設ける構成とする。これにより、Ｘ方向の磁気抵抗のアンバランスを解消し、コア分割に伴うＸ方向遠方漏洩磁界の増加を良好に抑制することができる。
【0058】
なお、送電コイル１１１の第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）と受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）とは対面するように配置される。したがって、図２及び図３に示すように、受電コイル２１１においてコイルＬ２１から繋ぎ部Ａ２を経てコイルＬ２２へ向かうコイル配線は、第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）と受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）が対面したときに、送電コイル１１１においてコイルＬ１１から繋ぎ部Ａ１を経てコイルＬ１２へ向かうコイル配線と対応して似たような引き回し形状になるようにする。同様に、図２及び図３に示すように、受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）からコンデンサＣ２１及びコンデンサＣ２２のそれぞれに続く各引き出し線は、第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）と受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）が対面したときに、送電コイル１１１の第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）からコンデンサＣ１１及びコンデンサＣ１２のそれぞれに続く各引き出し線と対応して似たような引き回し形状になるようにする。これにより、Ｘ方向遠方漏洩磁界及びＹ方向遠方漏洩磁界の増加をより一層良好に抑制することができる。
【0059】
また、第１コイル部の長軸方向（図２ではＸ軸方向）の長さは、第２コイル部の長軸方向（図３ではＸ軸方向）の長さより長くなっている。一方で、第１コイル部と第２コイル部の短軸方向（図２及び図３ではＹ軸方向）の長さは同等である。これにより、受電コイル２１１が受電する電力の脈動を抑えることができる。
【0060】
アルミプレートＰＬ２は、コイルＬ２１及びＬ２２とコアＭＭ２１及びＭＭ２２の下に配置され、受電回路２１０に対する外部の磁界の影響を低減するシールド部である。すなわち、アルミプレートＰＬ２は、第２コア部の２つの面のうち第２コイル部が設けられる面側とは反対側の面側に配置される。すなわち、第２コイル部、第２コア部、アルミプレートＰＬ２の順に重なるように配置される。
【0061】
１－２－３．配置
第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）と第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）は対面するように配置される。図４及び図５は、送電回路１１０及び受電回路２１０の配置を説明するための概念図である。図４は、斜視図を示している。図５は、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見た平面図と、水平縦方向（Ｘ軸方向）から見た断面図と、水平横方向（Ｙ軸方向）から見た断面図と、を示している。また図４及び図５は、送電装置１００が複数の送電回路１１０を含む場合を示しており、一例として５つの第１コイル部が示されている。つまり、移動している移動体に対して電力の伝送を行う場合の配置を示している。なお、図４及び図５では、図２及び図３において説明した送電回路１１０及び受電回路２１０の構成のうち、一部の部分を省略して示している。
第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）と第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）は対面するように配置される。図４及び図５は、送電回路１１０及び受電回路２１０の配置を説明するための概念図である。図４は、斜視図を示している。図５は、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見た平面図と、水平縦方向（Ｘ軸方向）から見た断面図と、水平横方向（Ｙ軸方向）から見た断面図と、を示している。また図４及び図５は、送電装置１００が複数の送電回路１１０を含む場合を示しており、一例として５つの第１コイル部が示されている。つまり、移動している移動体に対して電力の伝送を行う場合の配置を示している。なお、図４及び図５では、図２及び図３において説明した送電回路１１０及び受電回路２１０の構成のうち、一部の部分を省略して示している。
【0062】
図５に示すように、第１コイル部と第２コイル部とは、鉛直方向に距離ＡＧ（以下、「送受電距離ＡＧ」とも称する。）を隔てて対面している。また図４に示すように、複数の第１コイル部は、アルミプレートＰＬ１に連なって取り付けられ、地面、路面、床面等に定置される。第１コイル部が連なる方向（Ｘ軸方向）は、典型的には、移動体の移動経路の進行方向である。第２コイル部は、アルミプレートＰＬ２に取り付けられ、充電の対象となる移動体に搭載される。面ＦＬは、第２コイル部が搭載される移動体の部分を示す。面ＦＬは、例えば、移動体が車両である場合、車両のボデーの底部である。
【0063】
上述したように、複数の第１コイル部の１ピッチ当たりの長さは、第２コイル部の長軸方向（Ｘ軸方向）の長さより長くなっている。これにより、１ピッチ当たりに対する受電コイル２１１が受電する電力の脈動を抑えることができる。
【0064】
２．動作
移動している移動体に対して電力の伝送を行うためには、複数の送電コイル１１１に係るインバータ１３０それぞれを移動体の位置に応じて適切に制御することが必要となる。図６は、本開示の実施形態１及び２に係る送電装置１００の複数のインバータ１３０の駆動及び制御の処理の例を示すフローチャートである。
移動している移動体に対して電力の伝送を行うためには、複数の送電コイル１１１に係るインバータ１３０それぞれを移動体の位置に応じて適切に制御することが必要となる。図６は、本開示の実施形態１及び２に係る送電装置１００の複数のインバータ１３０の駆動及び制御の処理の例を示すフローチャートである。
【0065】
図６に示す処理は、インバータ１３０に係る制御装置により実行される。また、１番目のインバータ１３０を駆動する条件が満たされたときに図６に示す処理を開始する。ここで、１番目のインバータ１３０とは、移動体に対して最初に電力の伝送を行う送電コイル１１１に係るインバータ１３０である。これは、例えば、移動体が車両であって、送電コイル１１１が道路上に連なって配置されている場合、車両が最初に通過する送電コイル１１１に係るインバータ１３０である。１番目のインバータ１３０を駆動する条件とは、例えば、最初に通過することとなる送電コイル１１１の位置の手前の地点であって、送電コイル１１１を通過するまでの間に分岐がない地点を通過したことが検出された場合等である。
【0066】
ステップＳ１００において、制御装置は、制御の対象とするインバータ１３０を示す値であるＮを１に設定する。Ｎは、連なって配置する送電コイル１１１に係るインバータ１３０の順番に対応しており、Ｎ＝１は、移動体に対して最初に電力の伝送を行う送電コイル１１１に係るインバータ１３０に対応する。ステップＳ１００の後、処理はステップＳ１１０に進む。
【0067】
ステップＳ１１０において、制御装置は、Ｎ番目のインバータ１３０を小電圧出力で駆動する。処理の開始直後は、Ｎ＝１となるから、１番目のインバータ１３０を小出力電圧で駆動する。ステップＳ１１０の後、処理はステップＳ１２０に進む。
【0068】
ステップＳ１２０において、制御装置は、Ｎ番目のインバータ１３０に係る出力電流（インバータ電流）が所定値を超えるか否かを判定する。ここで、インバータ電流は、受電コイル２１１が送電コイル１１１に近づくほど増加し、遠ざかるほど減少する特性がある。このため、移動体が送電コイル１１１を通過する場合、移動体が送電コイル１１１に最接近する位置まではインバータ電流が増加し、その後減少することとなる。つまり、Ｎ番目のインバータ電流が所定値を超えたことにより、移動体がＮ番目のインバータ１３０に十分近づいたことを判断することができる。なお所定値は、プログラムに予め与える値であり、実験等により最適に定められる値である。
【0069】
Ｎ番目のインバータ電流が所定値を超える場合（ステップＳ１２０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１３０に進む。Ｎ番目のインバータ電流が所定値を超えない場合（ステップＳ１２０；Ｎｏ）、次の実行周期において再度ステップＳ１２０の処理を実行する。
【0070】
ステップＳ１３０において、制御装置は、Ｎ番目のインバータ１３０の出力電圧を増加させる。これは、移動体がＮ番目のインバータ１３０に十分に近づいており、Ｎ番目のインバータ１３０に係る送電コイル１１１による電力の伝送を十分に行うためである。ステップＳ１３０の後、処理はステップＳ１４０に進む。
【0071】
ステップＳ１４０において、制御装置は、Ｎ番目のインバータ電流が所定値を下回るか否かを判定する。前述したように、Ｎ番目のインバータ電流が所定値を下回ったことにより、移動体がＮ番目のインバータ１３０から一定程度離れたことを判断することができる。なお所定値は、プログラムにあらかじめ与えられる値であり、実験等により最適に定められる値である。またステップＳ１２０における所定値と同等であっても異なっていてもよい。
【0072】
Ｎ番目のインバータ電流が所定値を下回る場合（ステップＳ１４０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１５０に進む。Ｎ番目のインバータ電流が所定値を下回らない場合（ステップＳ１４０；Ｎｏ）、次の実行周期において再度ステップＳ１４０の処理を実行する。
【0073】
ステップＳ１５０において、制御装置は、Ｎ番目のインバータ１３０の出力電圧を低下させる。これは、移動体がＮ番目のインバータ１３０から一定程度離れており、Ｎ番目のインバータ１３０に係る送電コイル１１１による電力の伝送の効果が小さいためである。このとき、Ｎ番目のインバータ１３０を停止し、Ｎ番目のインバータ１３０に係る送電コイル１１１による電力の伝送を止めてもよい。ステップＳ１５０の後、処理はステップＳ１６０に進む。
【0074】
ステップＳ１６０において、制御装置は、Ｎ番目のインバータ１３０が終端であるか否かを判定する。これは、例えば、配置する送電コイル１１１の個数ｋを、プログラムにあらかじめ与えておく、あるいは取得し、Ｎがｋとなるか否かを判定することにより行う。Ｎ番目のインバータ１３０が終端である場合（ステップＳ１６０；Ｙｅｓ）、処理は終了する。Ｎ番目のインバータ１３０が終端でない場合（ステップＳ１６０；Ｎｏ）、処理はステップＳ１７０に進む。
【0075】
ステップＳ１７０において、制御装置は、Ｎのインクリメントを行う。ステップＳ１７０の後、次の実行周期においてステップＳ１１０に戻り、処理を繰り返す。
【0076】
以上説明した処理により、移動体の位置に応じて複数のインバータ１３０それぞれの制御を行うことができる。なお図６に示す処理は一例であり、本開示の実施形態１及び２に係る非接触電力伝送システム１０が適応される環境等に応じて適切な処理が与えられてもよい。
【0077】
３．実施形態１に係る非接触電力伝送システム１０の特性
本開示の実施形態１に係る非接触電力伝送システム１０では、送電コイル１１１及び受電コイル２１１それぞれに含まれる一対のコイルを水平面で巻回されたサーキュラー型の形状とし、コイルが発生する磁界を誘導する一対のコアを距離を空けて配置し、それぞれのコアには、一対のコイルのそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となる位置に、当該コアを分割するコア溝が設けられる構成とすることで、一対のコイル間で生じる磁界不平衡を抑制して漏洩磁界を良好に低減できる。また、コアにおける第１面側に配置されたコイルからの引き出し線は、コア溝を通じて、当該コアにおける第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出される構成とすることで、一対のコイル間で生じる磁界不平衡を抑制して漏洩磁界を良好に低減できる。
本開示の実施形態１に係る非接触電力伝送システム１０では、送電コイル１１１及び受電コイル２１１それぞれに含まれる一対のコイルを水平面で巻回されたサーキュラー型の形状とし、コイルが発生する磁界を誘導する一対のコアを距離を空けて配置し、それぞれのコアには、一対のコイルのそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となる位置に、当該コアを分割するコア溝が設けられる構成とすることで、一対のコイル間で生じる磁界不平衡を抑制して漏洩磁界を良好に低減できる。また、コアにおける第１面側に配置されたコイルからの引き出し線は、コア溝を通じて、当該コアにおける第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出される構成とすることで、一対のコイル間で生じる磁界不平衡を抑制して漏洩磁界を良好に低減できる。
【0078】
以下、本開示の実施形態１に係る非接触電力伝送システム１０における漏洩磁界と、コア分割が非対称の非接触電力伝送システムにおける漏洩磁界と、コア分割のない非接触電力伝送システムにおける漏洩磁界と、の比較を示す。本開示の実施形態１に係る非接触電力伝送システム１０は、送電回路１１０及び受電回路２１０が図１～図５に示す構成及び配置であるとする。
【0079】
【0080】
図７に示す比較対象１の非接触電力伝送システムの送電コイルＣ１１１は、コア分割が非対称である点で、本開示の実施形態１の非接触電力伝送システム１０の送電コイル１１１とは異なる。
【0081】
図７に示すように、比較対象１の非接触電力伝送システムの送電コイルＣ１１１は、一対のコイルである第１コイル部（コイルＣＬ１１及びＣＬ１２）と、一対のコアである第１コア部（コアＣＭＭ１１及びＣＭＭ１２）と、アルミプレートＣＰＬ１と、を含んでいる。コイルＣＬ１１及びＣＬ１２は、図７に示すように、水平面（ＸＹ平面）で巻回されたサーキュラー型の形状となっている。また、コイルＣＬ１１及びＣＬ１２は、電流によって発生する磁界が互いに逆方向となるように巻回されている。つまり、コイルＣＬ１１は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して上向きの磁界を発生し、コイルＣＬ１２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して下向きの磁界を発生する。第１コイル部のコイルＣＬ１１とコイルＣＬ１２とは、繋ぎ部ＣＡ３によって、各コイルＣＬ１１及びＣＬ１２の対向する外径側かつコイル長辺の位置で接続されている。
【0082】
比較対象１の送電コイルＣ１１１では、コア分割が非対称である。すなわち、コア溝ＣＡ３１ａとコア溝ＣＡ３２ａとは、一対のコイルＣＬ１１及びＣＬ１２のそれぞれから等距離にある中心線を対称軸とした略線対称となる位置関係にはない。より詳しくは、コアＣＭＭ１２上には、コアＣＭＭ１１上のコア溝ＣＡ３１ａに対して、一対のコイルＣＬ１１及びＣＬ１２のそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となるようなコア溝は設けられない。コアＣＭＭ１１上には、コアＣＭＭ１２上のコア溝ＣＡ３２ａに対して、一対のコイルＣＬ１１及びＣＬ１２のそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となるようなコア溝は設けられない。
【0083】
また、コイルＣＬ１１についての繋ぎ部ＣＡ３に続くコイル端とは反対側のコイル端をからの引き出し線ＣＬ１３が、一対のコイルＣＬ１１及びＣＬ１２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＣＬ１１の輪の最内側）から引き出される。引き出し線ＣＬ１３は、コイルＣＬ１１が設けられたコアＣＭＭ１１の第１面側から、コア溝ＣＡ３１ａを通って、コアＣＭＭ１１の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＣＰＬ１に設けられた穴を通って、アルミプレートＣＰＬ１の裏面側（コアＣＭＭ１１に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。
【0084】
また、コイルＣＬ１２についての繋ぎ部ＣＡ３に続くコイル端とは反対側のコイル端からの引き出し線ＣＬ１４が、一対のコイルＣＬ１１及びＣＬ１２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＣＬ１２の輪の最内側）から引き出される。引き出し線ＣＬ１４は、コイルＣＬ１２が設けられたコアＣＭＭ１２の第１面側から、コア溝ＣＡ３２ａを通って、コアＣＭＭ１２の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＣＰＬ１に設けられた穴を通って、アルミプレートＣＰＬ１の裏面側（コアＣＭＭ１２に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。
【0085】
第１コア部のそれぞれのコアＣＭＭ１１及びＣＭＭ１２は、第１コイル部のそれぞれのコイルＣＬ１１及びＣＬ１２が発生する磁界を誘導する磁性材料である。コアＣＭＭ１１及びＣＭＭ１２は、典型的には、フェライトで構成される。
【0086】
また、第１コア部のそれぞれのコアＣＭＭ１１及びＣＭＭ１２は、第１コイル部のそれぞれのコイルＣＬ１１及びＣＬ１２と一体的となっており、水平方向（Ｙ軸方向）に第１コア間距離ＡＷ１を空けて隣り合って配置されている。
【0087】
アルミプレートＣＰＬ１は、コイルＣＬ１１及びＣＬ１２とコアＣＭＭ１１及びＣＭＭ１２の下に配置され、送電コイルＣ１１１に対する外部の磁界の影響を低減するシールド部である。第１コイル部、第１コア部、アルミプレートＣＰＬ１の順に重なるように配置される。
【0088】
図８に示す比較対象１の非接触電力伝送システムの受電コイルＣ２１１は、コア分割が非対称である点で、本開示の実施形態１の非接触電力伝送システム１０の送電コイル１１１とは異なる。
【0089】
図８に示すように、比較対象１の非接触電力伝送システムの受電コイルＣ２１１は、一対のコイルである第２コイル部（コイルＣＬ２１及びＣＬ２２）と、一対のコアである第２コア部（コアＣＭＭ２１及びＣＭＭ２２）と、アルミプレートＣＰＬ２と、を含んでいる。コイルＣＬ２１及びＣＬ２２は、図８に示すように、水平面（ＸＹ平面）で巻回されたサーキュラー型の形状となっている。また、コイルＣＬ２１及びＣＬ２２は、電流によって発生する磁界が互いに逆方向となるように巻回されている。第２コイル部のコイルＣＬ２１とコイルＣＬ２２とは、繋ぎ部ＣＡ４によって、各コイルＣＬ２１及びＣＬ２２の対向する外径側かつコイル長辺の位置で接続されている。
【0090】
比較対象１の送電コイルＣ２１１では、コア分割が非対称である。すなわち、コア溝ＣＡ４１ａとコア溝ＣＡ４２ｂとは、一対のコイルＣＬ２１及びＣＬ２２のそれぞれから等距離にある中心線を対称軸とした略線対称となる位置関係にはない。より詳しくは、コアＣＭＭ２２上には、コアＣＭＭ２１上のコア溝ＣＡ４１ａに対して、一対のコイルＣＬ２１及びＣＬ２２のそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となるようなコア溝は設けられない。コアＣＭＭ２１上には、コアＣＭＭ２２上のコア溝ＣＡ４２ｂに対して、一対のコイルＣＬ２１及びＣＬ２２のそれぞれから等距離にある中心線を対称軸として略線対称となるようなコア溝は設けられない。
【0091】
また、コイルＣＬ２１についての繋ぎ部ＣＡ４に続くコイル端とは反対側のコイル端をからの引き出し線ＣＬ４３が、一対のコイルＣＬ２１及びＣＬ２２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＣＬ２１の輪の最内側）から引き出される。引き出し線ＣＬ４３は、コイルＣＬ２１が設けられたコアＣＭＭ２１の第１面側から、コア溝ＣＡ４１ａを通って、コアＣＭＭ２１の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＣＰＬ２に設けられた穴を通って、アルミプレートＣＰＬ２の裏面側（コアＣＭＭ２１に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。
【0092】
また、コイルＣＬ２２についての繋ぎ部ＣＡ４に続くコイル端とは反対側のコイル端からの引き出し線ＣＬ４４が、一対のコイルＣＬ２１及びＣＬ２２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＣＬ２２の輪の最内側）から引き出される。引き出し線ＣＬ４４は、コイルＣＬ２２が設けられたコアＣＭＭ２２の第１面側から、コア溝ＣＡ４２ｂを通って、コアＣＭＭ２２の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＣＰＬ２に設けられた穴を通って、アルミプレートＣＰＬ２の裏面側（コアＭＭ１２に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。
【0093】
第２コア部のそれぞれのコアＣＭＭ２１及びＣＭＭ２２は、第２コイル部のそれぞれのコイルＣＬ２１及びＣＬ２２が発生する磁界を誘導する磁性材料である。コアＣＭＭ２１及びＣＭＭ２２は、典型的には、フェライトで構成される。
【0094】
また、第２コア部のそれぞれのコアＣＭＭ２１及びＣＭＭ２２は、第２コイル部のそれぞれのコイルＣＬ２１及びＣＬ２２と一体的となっており、水平方向（Ｙ軸方向）に第２コア間距離ＡＷ２を空けて隣り合って配置されている。
【0095】
アルミプレートＣＰＬ２は、コイルＣＬ２１及びＣＬ２２とコアＣＭＭ２１及びＣＭＭ２２の下に配置され、受電コイルＣ２１１に対する外部の磁界の影響を低減するシールド部である。第２コイル部、第２コア部、アルミプレートＣＰＬ２の順に重なるように配置される。
【0096】
図９は、比較対象１の送電コイルＣ１１１のコア及び本開示の実施形態１の送電コイル１１１のコアにおける３０ｋＷ送電時のＸ方向（車両進行方向）の磁束密度分布を示す図である。図９に示すように、比較対象１の送電コイルＣ１１１では、コア溝ＣＡ３１ａとコア溝ＣＡ３２ａとは、一対のコイルＣＬ１１及びＣＬ１２のそれぞれから等距離にある中心線を対称軸とした略線対称となる位置関係にはなく、コア分割が非対称であるので、磁気抵抗が非対称とあり、一対のコイルＣＬ１１及びＣＬ１２が生じるＸ方向磁界が異なる大きさとなっており、非対称（アンバランス）である。これに対して、本開示の実施形態１の送電コイル１１１は、一対のコイルＬ１１及びＬ１２が生じるＸ方向磁界がほぼ同じ大きさとなっており、非対称性が緩和されている。
【0097】
図１０は、非接触電力伝送システムにおけるＸ方向遠方漏洩磁界の測定点を示す図である。例えば、充電の対象となる移動体が車両であり、送電コイル（第１コイル部）が車両の走行経路となる道路上に連なって配置している場合において、送電コイルの中心を起点として車両の進行方向（Ｘ軸方向）に例えば１０ｍ程度離れた位置である遠方地点を、Ｘ方向遠方漏洩磁界の測定点として設定する。図１１は、比較対象１の非接触電力伝送システム（図７及び図８）と本開示の実施形態１に係る非接触電力伝送システム１０（図１～図５）における図１０に示したＸ方向１０ｍ地点の遠方漏洩磁界の比較結果を示す図である。図１１に示すように、本開示の実施形態１に係る非接触電力伝送システム１０（図１～図５）は、比較対象１の非接触電力伝送システム（図７及び図８）より遠方漏洩磁界を約６ｄＢ低減できていることが分かる。
【0098】
【0099】
図１２に示す比較対象２の非接触電力伝送システムの送電コイルＣ３１１は、コア分割がなくコアに穴を設けた点で、本開示の実施形態１の非接触電力伝送システム１０の送電コイル１１１とは異なる。
【0100】
図１２に示すように、比較対象２の非接触電力伝送システムの送電コイルＣ３１１は、一対のコイルである第１コイル部（コイルＣＬ３１及びＣＬ３２）と、一対のコアである第１コア部（コアＣＭＭ３１及びＣＭＭ３２）と、アルミプレートＣＰＬ１と、を含んでいる。コイルＣＬ３１及びＣＬ３２は、図１２に示すように、水平面（ＸＹ平面）で巻回されたサーキュラー型の形状となっている。また、コイルＣＬ３１及びＣＬ３２は、電流によって発生する磁界が互いに逆方向となるように巻回されている。つまり、コイルＣＬ３１は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して上向きの磁界を発生し、コイルＣＬ３２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して下向きの磁界を発生する。第１コイル部のコイルＣＬ３１とコイルＣＬ３２とは、繋ぎ部ＣＡ５によって、各コイルＣＬ３１及びＣＬ３２の対向する外径側かつコイル長辺の位置で接続されている。
【0101】
比較対象２の送電コイルＣ１１１では、コア分割がない。すなわち、コアＣＭＭ３１及びＣＭＭ３２のいずれにも、コアを分割するコア溝は設けられておらず、代わりに穴ＣＡＡ５１ａ及びＣＡ５２ａが設けられている。
【0102】
また、コイルＣＬ３１についての繋ぎ部ＣＡ５に続くコイル端とは反対側のコイル端をからの引き出し線ＣＬ３３が、一対のコイルＣＬ３１及びＣＬ３２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＣＬ３１の輪の最内側）から引き出される。引き出し線ＣＬ３３は、コイルＣＬ３１が設けられたコアＣＭＭ３１の第１面側から、コアＣＭＭ３１に設けられた穴ＣＡＡ５１ａを通って、コアＣＭＭ３１の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＣＰＬ１に設けられた穴を通って、アルミプレートＰＬ１の裏面側（コアＣＭＭ１１に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。
【0103】
また、コイルＣＬ３２についての繋ぎ部ＣＡ５に続くコイル端とは反対側のコイル端からの引き出し線ＣＬ３４が、一対のコイルＣＬ３１及びＣＬ３２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＣＬ３２の輪の最内側）から引き出される。引き出し線ＣＬ３４は、コイルＣＬ３２が設けられたコアＣＭＭ３２の第１面側から、コアＣＭＭ３２に設けられた穴ＣＡＡ５２ａを通って、コアＣＭＭ３２の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＣＰＬ１に設けられた穴を通って、アルミプレートＣＰＬ１の裏面側（コアＣＭＭ３２に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。
【0104】
第１コア部のそれぞれのコアＣＭＭ３１及びＣＭＭ３２は、第１コイル部のそれぞれのコイルＣＬ３１及びＣＬ３２が発生する磁界を誘導する磁性材料である。コアＣＭＭ３１及びＣＭＭ３２は、典型的には、フェライトで構成される。
【0105】
また、第１コア部のそれぞれのコアＣＭＭ３１及びＣＭＭ３２は、第１コイル部のそれぞれのコイルＣＬ３１及びＣＬ３２と一体的となっており、水平方向（Ｙ軸方向）に第１コア間距離ＡＷ１を空けて隣り合って配置されている。
【0106】
アルミプレートＣＰＬ１は、コイルＣＬ３１及びＣＬ３２とコアＣＭＭ３１及びＣＭＭ３２の下に配置され、送電コイルＣ３１１に対する外部の磁界の影響を低減するシールド部である。第１コイル部、第１コア部、アルミプレートＣＰＬ１の順に重なるように配置される。
【0107】
図１３に示す比較対象２の非接触電力伝送システムの受電コイルＣ４１１は、コア分割がなくコアに穴を設けた点で、本開示の実施形態１の非接触電力伝送システム１０の送電コイル１１１とは異なる。
【0108】
図１３に示すように、比較対象２の非接触電力伝送システムの受電コイルＣ４１１は、一対のコイルである第２コイル部（コイルＣＬ４１及びＣＬ４２）と、一対のコアである第２コア部（コアＣＭＭ４１及びＣＭＭ４２）と、アルミプレートＣＰＬ２と、を含んでいる。コイルＣＬ４及びＣＬ４２は、図１３に示すように、水平面（ＸＹ平面）で巻回されたサーキュラー型の形状となっている。また、コイルＣＬ４１及びＣＬ４２は、電流によって発生する磁界が互いに逆方向となるように巻回されている。第２コイル部のコイルＣＬ４１とコイルＣＬ４２とは、繋ぎ部ＣＡ６によって、各コイルＣＬ４１及びＣＬ４２の対向する外径側かつコイル長辺の位置で接続されている。
【0109】
比較対象２の受電コイルＣ４１１では、コア分割がない。すなわち、コアＣＭＭ４１及びＣＭＭ４２のいずれにも、コアを分割するコア溝は設けられておらず、代わりに穴ＣＡＡ６１ａ及びＣＡ６２ｂが設けられている。
【0110】
また、コイルＣＬ４１についての繋ぎ部ＣＡ６に続くコイル端とは反対側のコイル端をからの引き出し線ＣＬ４３が、一対のコイルＣＬ４１及びＣＬ４２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＣＬ４１の輪の最内側）から引き出される。引き出し線ＣＬ４３は、コイルＣＬ４１が設けられたコアＣＭＭ４１の第１面側から、コアＣＭＭ４１に設けられた穴ＣＡＡ６１ａを通って、コアＣＭＭ４１の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＣＰＬ２に設けられた穴を通って、アルミプレートＰＬ２の裏面側（コアＣＭＭ１１に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。
【0111】
また、コイルＣＬ４２についての繋ぎ部ＣＡ６に続くコイル端とは反対側のコイル端からの引き出し線ＣＬ４４が、一対のコイルＣＬ４１及びＣＬ４２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＣＬ４２の輪の最内側）から引き出される。引き出し線ＣＬ４４は、コイルＣＬ４２が設けられたコアＣＭＭ４２の第１面側から、コアＣＭＭ４２に設けられた穴ＣＡＡ６２ｂを通って、コアＣＭＭ４２の第１面側とは反対側の面である第２面側へ引き出され、さらに、アルミプレートＣＰＬ２に設けられた穴を通って、アルミプレートＣＰＬ２の裏面側（コアＣＭＭ４２に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。
【0112】
第２コア部のそれぞれのコアＣＭＭ４１及びＣＭＭ４２は、第２コイル部のそれぞれのコイルＣＬ４１及びＣＬ４２が発生する磁界を誘導する磁性材料である。コアＣＭＭ４１及びＣＭＭ４２は、典型的には、フェライトで構成される。
【0113】
また、第２コア部のそれぞれのコアＣＭＭ４１及びＣＭＭ４２は、第２コイル部のそれぞれのコイルＣＬ４１及びＣＬ４２と一体的となっており、水平方向（Ｙ軸方向）に第２コア間距離ＡＷ２を空けて隣り合って配置されている。
【0114】
アルミプレートＣＰＬ２は、コイルＣＬ４１及びＣＬ４２とコアＣＭＭ４１及びＣＭＭ４２の下に配置され、受電コイルＣ４１１に対する外部の磁界の影響を低減するシールド部である。すなわち、第２コイル部、第２コア部、アルミプレートＣＰＬ２の順に重なるように配置される。
【0115】
図１４は、比較対象２の送電コイルＣ３１１のコアにおける３０ｋＷ送電時の磁束密度分布を示す図である。図１４に示すように、比較対象２の送電コイルＣ３１１では、コアＣＭＭ３１及びＣＭＭ３２には、線対称のコア溝が設けられておらず、また引き出し線ＣＬ３１及びＣＬ３２を通す穴ＣＡ５１ａ及びＣ５２ａがコアＣＭＭ３１及びＣＭＭ３２上に設けられているので、コアＣＭＭ３１及びＣＭＭ３２に設けられた穴ＣＡ５１ａ及びＣ５２ａを通る引き出し線からの磁界の影響でコアＣＭＭ３１及びＣＭＭ３２に局所飽和が発生している。また、鉄損も著しく増加する。
【0116】
４．実施形態２に係る送電回路、受電回路
４－１．実施形態２に係る送電回路
図１５は、本開示の実施形態２に係る送電回路１１０の構成を説明するための概念図である。図１５は、水平面（ＸＹ面）に位置する送電回路１１０について、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見た平面図と、水平縦方向（Ｘ軸方向）から見た側面図と、斜視図とを示している。送電回路１１０は、上述したように、送電コイル１１１と、コンデンサＣ１１及びＣ１２と、により構成される共振回路である。
４－１．実施形態２に係る送電回路
図１５は、本開示の実施形態２に係る送電回路１１０の構成を説明するための概念図である。図１５は、水平面（ＸＹ面）に位置する送電回路１１０について、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見た平面図と、水平縦方向（Ｘ軸方向）から見た側面図と、斜視図とを示している。送電回路１１０は、上述したように、送電コイル１１１と、コンデンサＣ１１及びＣ１２と、により構成される共振回路である。
【0117】
送電コイル１１１は、一対のコイルである第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）と、一対のコアである第１コア部（コアＭＭ１１及びＭＭ１２）と、アルミプレートＰＬ１と、を含んでいる。また、コイルＬ１１及びＬ１２と、コアＭＭ１１及びＭＭ１２とは、図示しない樹脂部材等で保持される。
【0118】
第１コイル部のそれぞれのコイルＬ１１及びＬ１２は、図１５に示すように、水平面（ＸＹ平面）で巻回されたサーキュラー型の形状となっている。また、コイルＬ１１及びＬ１２は、それぞれの一端が繋ぎ部Ａ７によって接続されており、電流によって発生する磁界が互いに逆方向となるように巻回されている。つまり、コイルＬ１１は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して例えば上向きの磁界を発生し、コイルＬ１２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して例えば下向きの磁界を発生する。
【0119】
第１コア部のそれぞれのコアＭＭ１１及びＭＭ１２は、第１コイル部のそれぞれのコイルＬ１１及びＬ１２が発生する磁界を誘導する磁性材料である。コアＭＭ１１及びＭＭ１２は、典型的には、フェライトで構成される。
【0120】
また、第１コア部のそれぞれのコアＭＭ１１及びＭＭ１２は、第１コイル部のそれぞれのコイルＬ１１及びＬ１２と一体的となっており、水平方向（Ｙ軸方向）に第１コア間距離ＡＷ１を空けて隣り合って配置されている。
【0121】
第１コイル部のコイルＬ１１とコイルＬ１２は、それぞれ、コイル長辺（図１５では長軸方向であるＸ軸方向に沿うコイル辺）を２つ有し、コイル短辺（図１５では短軸方向であるＹ軸方向に沿うコイル辺）を２つ有する。そして、第１コイル部のコイルＬ１１とコイルＬ１２とは、繋ぎ部Ａ７によって、各コイルＬ１１及びＬ１２の対向する外径側かつコイル長辺の位置で接続されている。すなわち、繋ぎ部Ａ７は、一対のコイルＬ１１及びＬ１２の互いに対向して隣りあうコイル長辺における互いに対向するコイル外径側（コイルＬ１１とコイルＬ１２とで挟まれた領域内）に設けられる。
【0122】
アルミプレートＰＬ１は、コイルＬ１１及びＬ１２とコアＭＭ１１及びＭＭ１２の下に配置され、送電回路１１０に対する外部の磁界の影響を低減するシールド部である。アルミプレートＰＬ１は、第１コア部の２つの面のうち第１コイル部が設けられる面側とは反対側の面側に配置される。すなわち、第１コイル部、第１コア部、アルミプレートＰＬ１の順に重なるように配置される。また、コアＭＭ１１及びＭＭ１２は水平方向（Ｙ軸方向）に第１コア間距離ＡＷ１を空けて隣り合って配置されているので、鉛直方向（Ｚ軸方向）のコイルＬ１１及びＬ１２が設けられた側から見ると、コアＭＭ１１とコアＭＭ１２との間に、露出したアルミプレートＰＬ１を視認することができる。このコアＭ１１とコアＭ１２との間に露出したアルミプレートＰＬ１上に、穴Ａ７１ａ及びＡ７２ａが設けられる。なお、アルミプレートＰＬ１上における穴Ａ７１ａと穴Ａ７２ａとは、繋ぎ部Ａ７の略中央部を対称の中心として略点対称となる位置関係にあることが好ましい。
【0123】
送電コイル１１１の体格増加を抑制するために、第１コイル部のコイルＬ１１及びコイルＬ１２の各引き出し線Ｌ３１及びＬ３２を、穴Ａ７１ａ及びＡ７２ａを介して第１コア部及びアルミプレートＰＬ１の裏面に引き出す。ただし、第１コア部上にコイルの引き出し線を通すためのコア溝を設けると、コイルＬ１１及びＬ１２の磁気抵抗のアンバランスになり、引き出し線による発生磁界により第１コア部に飽和が生じてしまう。そこで、この飽和を抑制するために、第１コア間距離ＡＷ１を空けて配置された一対のコアＭＭ１１とＭＭ１２との間に設けられたアルミプレートの穴Ａ７１ａ及びＡ７２ａに、コイルの引き出し線を通す構成とする。より詳しくは次の通りである。
【0124】
コイルＬ１１についての繋ぎ部Ａ７に続くコイル端とは反対側のコイル端を図１のコンデンサＣ１１に接続するための引き出し線Ｌ３１が、一対のコイルＬ１１及びＬ１２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＬ１１の輪の最内側）から引き出される。引き出し線Ｌ３１は、コアＭＭ１１及びＭＭ１２が設けられたアルミプレートＰＬ１の第１面側から、第１コア間距離ＡＷ１を空けて配置された一対のコアＭＭ１１とＭＭ１２との間に設けられたアルミプレートの穴Ａ７１ａを通って、コアＭＭ１１及びＭＭ１２が設けられたアルミプレートＰＬ１の第１面側とは反対側の面である第２面側（コアＭＭ１１及びＭＭ１２に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。アルミプレートＰＬ１の裏面側から引き出された引き出し線Ｌ３１は、図１のコンデンサＣ１１に接続される。
【0125】
また、コイルＬ１２についての繋ぎ部Ａ７に続くコイル端とは反対側のコイル端を図１のコンデンサＣ１２に接続するための引き出し線Ｌ３２が、一対のコイルＬ１１及びＬ１２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＬ１２の輪の最内側）から引き出される。引き出し線Ｌ３２は、コアＭＭ１１及びＭＭ１２が設けられたアルミプレートＰＬ１の第１面側から、第１コア間距離ＡＷ１を空けて配置された一対のコアＭＭ１１とＭＭ１２との間に設けられたアルミプレートの穴Ａ７２ａを通って、コアＭＭ１１及びＭＭ１２が設けられたアルミプレートＰＬ１の第１面側とは反対側の面である第２面側（コアＭＭ１１及びＭＭ１２に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。アルミプレートＰＬ１の第２面側から引き出された引き出し線Ｌ３２は、図１のコンデンサＣ１２に接続される。
【0126】
４－２．実施形態２に係る受電回路
図１６は、本開示の実施形態２に係る受電回路２１０の構成を説明するための概念図である。図１６は、水平面（ＸＹ面）に位置する受電回路２１０について、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見た平面図と、水平縦方向（Ｘ軸方向）から見た側面図と、斜視図とを示している。受電回路２１０は、前述したように、受電コイル２１１と、コンデンサＣ２１及びＣ２２と、により構成される共振回路である。
図１６は、本開示の実施形態２に係る受電回路２１０の構成を説明するための概念図である。図１６は、水平面（ＸＹ面）に位置する受電回路２１０について、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見た平面図と、水平縦方向（Ｘ軸方向）から見た側面図と、斜視図とを示している。受電回路２１０は、前述したように、受電コイル２１１と、コンデンサＣ２１及びＣ２２と、により構成される共振回路である。
【0127】
受電コイル２１１は、一対のコイルである第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）と、一対のコアである第２コア部（コアＭＭ２１及びＭＭ２２）と、アルミプレートＰＬ２と、を含んでいる。また、コイルＬ２１及びＬ２２と、コアＭＭ２１及びＭＭ２２とは、図示しない樹脂部材等で保持される。
【0128】
第２コイル部のそれぞれのコイルＬ２１及びＬ２２は、図１６に示すように、水平面（ＸＹ平面）で巻回されたサーキュラー型の形状となっている。また、コイルＬ２１及びＬ２２は、それぞれの一端が繋ぎ部Ａ８によって接続されており、電流によって発生する磁界が互いに逆方向となるように巻回されている。これにより、第２コイルのコイルＬ２１及びＬ２２は、第１コイル部のコイルＬ１１及びＬ１２のそれぞれから発生する互いに逆方向の磁界を適切に受電することができる。
【0129】
第２コア部のそれぞれのコアＭＭ２１及びＭＭ２２は、第２コイル部のそれぞれのコイルＬ２１及びＬ２２が発生する磁界を誘導する磁性材料である。コアＭＭ２１及びＭＭ２２は、典型的には、フェライトで構成される。
【0130】
また、第２コア部のそれぞれのコアＭＭ２１及びＭＭ２２は、第２コイル部のそれぞれのコイルＬ２１及びＬ２２と一体的となっており、水平方向（Ｙ軸方向）に第２コア間距離ＡＷ２を空けて隣り合って配置されている。
【0131】
第２コイル部のコイルＬ２１とコイルＬ２２は、それぞれ、コイル長辺（図１６では長軸方向であるＸ軸方向に沿うコイル辺）を２つ有し、コイル短辺（図１６では短軸方向であるＹ軸方向に沿うコイル辺）を２つ有する。そして、第２コイル部のコイルＬ２１とコイルＬ２２とは、繋ぎ部Ａ８によって、各コイルＬ２１及びＬ２２の対向する外径側かつコイル長辺の位置で接続されている。すなわち、繋ぎ部Ａ８は、一対のコイルＬ２１及びＬ２２の互いに対向して隣りあうコイル長辺における互いに対向するコイル外径側（コイルＬ２１とコイルＬ２２とで挟まれた領域内）に設けられる。
【0132】
アルミプレートＰＬ２は、コイルＬ２１及びＬ２２とコアＭＭ２１及びＭＭ２２の下に配置され、受電回路２１０に対する外部の磁界の影響を低減するシールド部である。アルミプレートＰＬ２は、第２コア部の２つの面のうち第２コイル部が設けられる面側とは反対側の面側に配置される。すなわち、第２コイル部、第２コア部、アルミプレートＰＬ２の順に重なるように配置される。また、コアＭＭ２１及びＭＭ２２は水平方向（Ｙ軸方向）に第２コア間距離ＡＷ２を空けて隣り合って配置されているので、鉛直方向（Ｚ軸方向）のコイルＬ２１及びＬ２２が設けられた側から見ると、コアＭＭ２１とコアＭＭ２２との間に、露出したアルミプレートＰＬ２を視認することができる。このコアＭ２１とコアＭ２２との間に露出したアルミプレートＰＬ２上に、穴Ａ８１ａ及びＡ８２ｂが設けられる。なお、アルミプレートＰＬ２上における穴Ａ８１ａと穴Ａ８２ｂとは、繋ぎ部Ａ８の略中央部を対称の中心として略点対称となる位置関係にあることが好ましい。
【0133】
受電コイル２１１の体格増加を抑制するために、第２コイル部のコイルＬ２１及びコイルＬ２２の各引き出し線Ｌ４１及びＬ４２を、穴Ａ８１ａ及びＡ８２ｂを介して第２コア部及びアルミプレートＰＬ２の裏面に引き出す。ただし、第２コア部上にコイルの引き出し線を通すためのコア溝を設けると、コイルＬ２１及びＬ２２の磁気抵抗のアンバランスになり、引き出し線による発生磁界により第２コア部に飽和が生じてしまう。そこで、この飽和を抑制するために、第２コア間距離ＡＷ２を空けて配置された一対のコアＭＭ２１とＭＭ２２との間に設けられたアルミプレートの穴Ａ８１ａ及びＡ８２ｂに、コイルの引き出し線を通す構成とする。より詳しくは次の通りである。
【0134】
コイルＬ２１についての繋ぎ部Ａ８に続くコイル端とは反対側のコイル端を図１のコンデンサＣ２１に接続するための引き出し線Ｌ４１が、一対のコイルＬ２１及びＬ２２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＬ２１の輪の最内側）から引き出される。引き出し線Ｌ４１は、コイルＬ２１が設けられたコアＭＭ２１の第１面側から、第２コア間距離ＡＷ２を空けて配置された一対のコアＭＭ２１とＭＭ２２との間に設けられたアルミプレートの穴Ａ８２ａを通って、コアＭＭ２１及びＭＭ２２が設けられたアルミプレートＰＬ２の第１面側とは反対側の面である第２面側（コアＭＭ２１及びＭＭ２２に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。アルミプレートＰＬ２の第２面側から引き出された引き出し線Ｌ４１は、図１のコンデンサＣ２１に接続される。
【0135】
また、コイルＬ２２についての繋ぎ部Ａ８に続くコイル端とは反対側のコイル端を図１のコンデンサＣ２２に接続するための引き出し線Ｌ４２が、一対のコイルＬ２１及びＬ２２の互いに対向して隣りあうコイル長辺におけるコイル内径側（コイルＬ２２の輪の最内側）から引き出される。引き出し線Ｌ４２は、コアＭＭ２１及びＭＭ２２が設けられたアルミプレートＰＬ２の第１面側から、第２コア間距離ＡＷ２を空けて配置された一対のコアＭＭ１１とＭＭ１２との間に設けられたアルミプレートの穴Ａ８２ｂを通って、コアＭＭ２１及びＭＭ２２が設けられたアルミプレートＰＬ２の第１面側とは反対側の面である第２面側（コアＭＭ２１及びＭＭ２２に接する面側とは反対側の面側）へ引き出される。アルミプレートＰＬ２の裏面側から引き出された引き出し線Ｌ４２は、図１のコンデンサＣ２２に接続される。
【0136】
なお、本開示の実施形態２においても、送電コイル１１１の第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）と受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）とは対面するように配置される。したがって、図１５及び図１６に示すように、受電コイル２１１においてコイルＬ２１から繋ぎ部Ａ８を経てコイルＬ２２へ向かうコイル配線は、第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）と受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）が対面したときに、送電コイル１１１においてコイルＬ１１から繋ぎ部Ａ７を経てコイルＬ１２へ向かうコイル配線と対応して似たような引き回し形状になるようにする。同様に、図１５及び図１６に示すように、受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）からコンデンサＣ２１及びコンデンサＣ２２のそれぞれに続く各引き出し線は、第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）と受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ２１及びＬ２２）が対面したときに、送電コイル１１１の第１コイル部（コイルＬ１１及びＬ１２）からコンデンサＣ１１及びコンデンサＣ１２のそれぞれに続く各引き出し線と対応して似たような引き回し形状になるようにする。これにより、Ｘ方向遠方漏洩磁界及びＹ方向遠方漏洩磁界の増加をより一層良好に抑制することができる。
【0137】
また、第１コイル部の長軸方向（図１５ではＸ軸方向）の長さは、第２コイル部の長軸方向（図１６ではＸ軸方向）の長さより長くなっている。一方で、第１コイル部と第２コイル部の短軸方向（図１５及び図１６ではＹ軸方向）の長さは同等である。これにより、受電コイル２１１が受電する電力の脈動を抑えることができる。
【0138】
５．実施形態２に係る非接触電力伝送システム１０の特性
図１７は、本開示の実施形態２の送電コイル１１１のコアにおける３０ｋＷ送電時の磁束密度分布を示す図である。図１７に示すように、本開示の実施形態２の送電コイル１１１では、コアＭ１１及びＭ１２上にはコア溝も穴も設けられていないので、コアＭ１１及びＭ１２の磁界の飽和が抑制されている。
図１７は、本開示の実施形態２の送電コイル１１１のコアにおける３０ｋＷ送電時の磁束密度分布を示す図である。図１７に示すように、本開示の実施形態２の送電コイル１１１では、コアＭ１１及びＭ１２上にはコア溝も穴も設けられていないので、コアＭ１１及びＭ１２の磁界の飽和が抑制されている。
【0139】
図１８は、本開示の実施形態２の送電コイル１１１のコアにおける３０ｋＷ送電時のＸ方向（車両進行方向）の磁束密度分布を示す図である。図１８に示すように、本開示の実施形態２の送電コイル１１１は、一対のコイルＬ１１及びＬ１２が生じるＸ方向磁界がほぼ同じ大きさとなっており、非対称性が緩和されており、また、飽和も抑制されている。
【0140】
図１９は、比較対象１の非接触電力伝送システム（図７及び図８）と本開示の実施形態２に係る非接触電力伝送システム１０（図１、図４、図５、図１５及び図１６）における図１０に示したＸ方向１０ｍ地点の遠方漏洩磁界の比較結果を示す図である。図１９に示すように、本開示の実施形態２に係る非接触電力伝送システム１０（図１、図４、図５、図１５及び図１６）は、比較対象１の非接触電力伝送システム（図７及び図８）より遠方漏洩磁界を約１６ｄＢ低減できていることが分かる。
【0141】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記にした説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0142】
１０ 非接触電力伝送システム
１００ 送電装置
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ 送電回路
１１１ 送電コイル
１２０ イミタンスフィルタ
１３０ インバータ
１４０ ＡＣＤＣコンバータ
２００ 受電装置
２１０ 受電回路
２１１ 受電コイル
２２０ イミタンスフィルタ
２３０ 整流回路
３００ 電源
４００ バッテリ
Ａ１、Ａ２、Ａ７、Ａ８ 繋ぎ部
Ａ１１ａ、Ａ１１ｂ、Ａ１２ａ、Ａ１２ｂ、Ａ２１ａ、Ａ２１ｂ、Ａ２２ａ、Ａ２２ｂ コア溝
Ａ７１ａ、Ａ７２ａ、Ａ８１ａ、Ａ８２ａ 穴
ＡＷ１ 第１コア間距離
ＡＷ２ 第２コア間距離
ＡＧ 送受電距離
Ｃ２４ 平滑コンデンサ
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、 コイル
Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ４１、Ｌ４２ 引き出し線
ＭＭ１１、ＭＭ１２、ＭＭ２１、ＭＭ２２ コア
ＰＬ１、ＰＬ２ アルミプレート
１００ 送電装置
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ 送電回路
１１１ 送電コイル
１２０ イミタンスフィルタ
１３０ インバータ
１４０ ＡＣＤＣコンバータ
２００ 受電装置
２１０ 受電回路
２１１ 受電コイル
２２０ イミタンスフィルタ
２３０ 整流回路
３００ 電源
４００ バッテリ
Ａ１、Ａ２、Ａ７、Ａ８ 繋ぎ部
Ａ１１ａ、Ａ１１ｂ、Ａ１２ａ、Ａ１２ｂ、Ａ２１ａ、Ａ２１ｂ、Ａ２２ａ、Ａ２２ｂ コア溝
Ａ７１ａ、Ａ７２ａ、Ａ８１ａ、Ａ８２ａ 穴
ＡＷ１ 第１コア間距離
ＡＷ２ 第２コア間距離
ＡＧ 送受電距離
Ｃ２４ 平滑コンデンサ
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、 コイル
Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ４１、Ｌ４２ 引き出し線
ＭＭ１１、ＭＭ１２、ＭＭ２１、ＭＭ２２ コア
ＰＬ１、ＰＬ２ アルミプレート
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】