特開 2023-164001 非接触電力伝送システム

(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】P2023164001

(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】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022075277

(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】木村 和峰

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 智清

(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）】

5G503AA01

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、コイル部のそれぞれのコイルどうしを接続する繋ぎ部は、一対のコイル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に設けられており、一対のコイルの各コイル長辺のコイル幅が略同等になるように、繋ぎ部の略中央部を対称の中心として略点対称となるようコイルは屈曲され巻回されている。
【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、
前記コイル部のそれぞれの前記コイルどうしを接続する繋ぎ部は、一対の前記コイル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に設けられており、
一対の前記コイルの各コイル長辺のコイル幅が略同等になるように、前記繋ぎ部の略中央部を対称の中心として略点対称となるよう前記コイルは屈曲され巻回されている、非接触電力伝送システム。

【請求項2】

前記送電コイル及び前記受電コイルのそれぞれは、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を含み、
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る、請求項１に記載の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が大きくなると、電力の伝送効率が低下する。また漏洩磁界の拡がりが大きくなると、周囲の環境に影響を与えてしまうおそれがある。従来、漏洩磁界を低減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、互いに磁束の向きが逆になるソレノイドコイルを巻き軸方向に対して交差する方向に平行配置した非接触電力伝送システムが公知である。この非接触電力伝送システムでは、送電コイルは、第１の面において互いに第１方向に間隔をあけて配置され、流れる電流が互いに逆位相となるように構成された第１単位コイル及び第２単位コイルを含み、受電コイルは、第１の面に平行な第２の面において互いに第１方向に間隔をあけて配置され、流れる電流が互いに逆位相となるように構成された第３単位コイル及び第４単位コイルを含む。そして、第１及び第２単位コイルの巻回軸線は、第１の面において第１方向に交差する方向に沿って平行に配置され、第３及び第４単位コイルの巻回軸線は、第２の面において第１方向に交差する方向に沿って平行に配置される。そして、第１単位コイルと第２単位コイルとの間の距離は、第１単位コイルと第３単位コイルとの間の距離よりも長く、第３単位コイルと第４単位コイルとの間の距離は、第２単位コイルと第４単位コイルとの間の距離よりも長い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－４７０４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された非接触電力伝送システムでは、第１単位コイルと第２単位コイルとの間の距離、及び第３単位コイルと第４単位コイルとの間の距離を、それぞれ第１単位コイルと第３単位コイルとの間の距離、及び第２単位コイルと第４単位コイルとの間の距離よりも大きくする必要がある。つまり、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のコイル間距離を、送電コイルと受電コイルとの間の距離よりも大きくする必要があり、送電コイル及び受電コイルの体格増加を招いてしまう。逆に、送電コイル及び受電コイルの体格増加を抑えるために、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のコイル間距離を送電コイルと受電コイルとの間の距離よりも小さくすると、一対のコイルの間で逆方向の磁束干渉が起きることで受電コイルへの鎖交磁束が減少し、送電コイルと受電コイルとの間の結合係数が低下し、ひいては送電効率が低下してしまう。

【0006】

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】

【0007】

本開示の要旨は以下の通りである。

【0008】

（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、
前記コイル部のそれぞれの前記コイルどうしを接続する繋ぎ部は、一対の前記コイル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に設けられており、
一対の前記コイルの各コイル長辺のコイル幅が略同等になるように、前記繋ぎ部の略中央部を対称の中心として略点対称となるよう前記コイルは屈曲され巻回されている、非接触電力伝送システム。
（２）前記送電コイル及び前記受電コイルのそれぞれは、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を含み、
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る、上記（１）に記載の非接触電力伝送システム。

【発明の効果】

【0009】

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、一対のコイルのそれぞれのコイルどうしを接続する繋ぎ部を、一対のコイル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に設け、一対のコイルの各コイル長辺のコイル幅が略同等になるように、繋ぎ部の略中央部を対称の中心として略点対称となるようコイルが屈曲され巻回されてい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、繋ぎ線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。

【0010】

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】

【0011】

【図1】本開示の実施形態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】非接触電力伝送システムにおけるＹ方向遠方漏洩磁界の測定点を示す図である。

【図15】比較対象２の非接触電力伝送システム（図１２及び図１３）と本開示の実施形態に係る非接触電力伝送システム１０（図１～図５）における図１４に示したＹ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16】比較対象２の送電コイルＣ３１１のコア及び本開示の実施形態の送電コイル１１１のコアにおける３０ｋＷ送電時のＹ方向（車幅方向）の磁束密度分布を示す図である。

【図17】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18】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19】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１７及び図１８）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。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

１．構成
１－１．回路構成
図１は、本開示の実施形態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。

【0014】

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。

【0015】

本開示の実施形態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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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、本実施形態に係る送電装置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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

１－２．送電回路、受電回路
１－２－１．送電回路
図２は、本開示の実施形態に係る送電回路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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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ので、仮に繋ぎ部がコイル短辺にあると、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、遠方漏洩磁界が増加してしまう。そこで、本開示の実施形態では、コイルＬ１１とコイルＬ１２とを接続する繋ぎ部Ａ１を、コイル短辺ではなくコイル長辺に設ける構成とする。これにより、繋ぎ部Ａ１が設けられないコイル短辺で発生するＸ方向磁界は、コイルＬ１１とコイルＬ１２とで同じ大きさかつ向きが逆となり、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。

【0039】

また、一対のコイルＬ１１及びＬ１２のコイル長辺に繋ぎ部Ａ１を構成する場合、対抗するコイル長辺のコイル幅（ＷＩ１１及びＷＩ１２）と対向していないコイル長辺のコイル幅（ＷＯ１１及びＷＯ１２）とで略同等になるように、すなわち一対のコイルＬ１１及びＬ１２の各コイル長辺のコイル幅が略同等になるように（ＷＯ１１＝ＷＩ１１＝ＷＩ１２＝ＷＯ１２）、繋ぎ部Ａ１の略中央部を対称の中心（対象点）として略点対称となるよう繋ぎ部Ａ１の近傍のコイル長辺の一部を適宜屈曲させる。これによりコイルＬ１１及びコイルＬ１２のコイル長辺で発生するＹ方向磁界は、コイルＬ１１とコイルＬ１２とで同じ大きさかつ向きが逆となり、Ｙ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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

１－２－２．受電回路
図３は、本開示の実施形態に係る受電回路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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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るのが好ましい。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。

【0047】

第２コイル部のコイルＬ１１及びＬ２２のコイル短辺がＸ方向磁界を生じさせるので、仮に繋ぎ部がコイル短辺にあると、コイルＬ２１及びＬ２２が受け取るＸ方向磁界がアンバランスになり、遠方漏洩磁界が増加してしまう。そこで、本開示の実施形態では、コイルＬ２１とコイルＬ２２とを接続する繋ぎ部Ａ２を、コイル短辺ではなくコイル長辺に設ける構成とする。これにより、繋ぎ部Ａ２が設けられないコイル短辺が受け取るＸ方向磁界は、コイルＬ２１とコイルＬ２２とで同じ大きさかつ向きが逆となり、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。

【0048】

また、一対のコイルＬ２１及びＬ２２のコイル長辺に繋ぎ部Ａ２を構成する場合、対抗するコイル長辺のコイル幅（ＷＩ２１及びＷＩ２２）と対向していないコイル長辺のコイル幅（ＷＯ２１及びＷＯ２２）とで略同等になるように、すなわち一対のコイルＬ２１及びＬ２２の各コイル長辺のコイル幅が略同等になるように（ＷＯ２１＝ＷＩ２１＝ＷＩ２２＝ＷＯ２２）、繋ぎ部Ａ２の略中央部を対称の中心（対象点）として略点対称となるよう繋ぎ部Ａ２の近傍のコイル長辺の一部を適宜屈曲させる。これによりコイルＬ２１及びコイルＬ２２のコイル長辺のＹ方向磁界は、コイルＬ２１とコイルＬ２２とで同じ大きさかつ向きが逆となり、Ｙ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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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している。

【0053】

ここで、伝送効率の向上のため、第２コア間距離ＡＷ２は、第１コア間距離ＡＷ１と略同等であることが望ましい。以下、第１コア間距離ＡＷ１と第２コア間距離ＡＷ２は略同等であるとする。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

３．特性
本開示の実施形態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、一対のコイルのそれぞれのコイルどうしを接続する繋ぎ部Ａ１及びＡ２を、一対のコイル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に設け、一対のコイルの各コイル長辺のコイル幅が略同等になるように、繋ぎ部Ａ１及びＡ２の略中央部を対称の中心として略点対称となるようコイルが屈曲され巻回されている構成とすることで、漏洩磁界を良好に低減することができる。

【0072】

以下、本開示の実施形態に係る非接触電力伝送システム１０における漏洩磁界と、一対のコアと一体的な１対のコイルを用い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。

【0073】

図７は、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。また、図８は、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。

【0074】

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Ａ３によって、各コイルＣＬ１１及びＣＬ１２の内径側で接続されている。

【0075】

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Ａ４によって、各コイルＣＬ２１及びＣＬ２２の内径側で接続されている。

【0076】

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のコアでは、各コイルＣＬ１１及びＣＬ１２の内径側に設けられた繋ぎ部Ａ３の影響で、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で向きが逆となっており、非対称（アンバランス）である。これに対して、本開示の実施形態の送電コイル１１１のコアでは、一対のコイルＬ１１及びＬ１２が生じるＸ方向磁界が同じ大きさで向きが逆となっており、対称である。

【0077】

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７ｄＢ低減できていることが分かる。

【0078】

図１２は、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。また、図１３は、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。

【0079】

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、一対のコイルＣＬ３１及びＣＬ３２の各コイル長辺のコイル幅が略同等になるようにする屈曲部は設けない点で、本開示の実施形態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。

【0080】

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、それぞれの一端が接続されており、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、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互いに対向するコイル外径側（コイルＣＬ３１とコイルＣＬ３２とで挟まれた領域内）で接続されている。

【0081】

比較対象２の送電コイルＣ３１１は、本開示の実施形態のような屈曲部を設けないので、コイル長辺にコイルＣＬ３１とコイルＣＬ３２とを繋ぐ箇所が存在することに起因して、対向していないコイル長辺のコイル幅（ＷＯ３１及びＷＯ３２）は、対抗するコイル長辺のコイル幅（ＷＩ３１及びＷＩ３２）よりも大きくなる。

【0082】

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。

【0083】

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）に距離を空けて隣り合って配置されている。

【0084】

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。

【0085】

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、一対のコイルＣＬ４１及びＣＬ４２の各コイル長辺のコイル幅が略同等になるようにする屈曲部は設けない点で、本開示の実施形態の非接触電力伝送システム１０の受電コイル２１１とは異なる。

【0086】

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ＣＬ３１及びＣＬ３２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、それぞれの一端が接続されており、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。第２コイル部のコイルＣＬ４１とコイルＣＬ４２とは、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互いに対向するコイル外径側（コイルＣＬ４１とコイルＣＬ４２とで挟まれた領域内）で接続されている。

【0087】

比較対象２の受電コイルＣ４１１は、本開示の実施形態のような屈曲部を設けないので、コイル長辺にコイルＣＬ４１とコイルＣＬ４２とを繋ぐ箇所が存在することに起因して、対向していないコイル長辺のコイル幅（ＷＯ４１及びＷＯ４２）は、対抗するコイル長辺のコイル幅（ＷＩ４１及びＷＩ４２）よりも大きくなる。

【0088】

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。

【0089】

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）に距離を空けて隣り合って配置されている。

【0090】

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。

【0091】

図１４は、非接触電力伝送システムにおけるＹ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）とは９０度ずれた車幅方向（Ｙ軸方向）に例えば１０ｍ程度離れた位置である遠方地点を、Ｙ方向遠方漏洩磁界の測定点として設定する。図１５は、比較対象２の非接触電力伝送システム（図１２及び図１３）と本開示の実施形態に係る非接触電力伝送システム１０（図１～図５）における図１４に示したＹ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１５に示すように、本開示の実施形態に係る非接触電力伝送システム１０（図１～図５）は、各コイルのコイル長辺のコイル幅が同等であるので、比較対象２の非接触電力伝送システム（図１２及び図１３）より遠方漏洩磁界を約７ｄＢ低減できていることが分かる。

【0092】

図１６は、比較対象２の送電コイルＣ３１１のコア及び本開示の実施形態の送電コイル１１１のコアにおける３０ｋＷ送電時のＹ方向（車幅方向）の磁束密度分布を示す図である。本開示の実施形態の送電コイル１１１のコアでは、コイルＬ１１のコイル幅ＷＯ１１とコイルＬ１２のコイル幅ＷＩ１２とが略同等になっているので、図１６に示すように一対のコイルＬ１１及びＬ１２が生じる磁界がほぼ同じ大きさで向きが逆となっており、非対称性は小さい。これに対し、コイルＣＬ３１のコイル幅ＷＯ３１とコイルＣＬ３２のコイル幅ＷＩ２２とが異なるので、一対のコイルＣＬ３１及びＣＬ３２が生じる磁界が異なる大きさで向きが逆となっており、隣り合うコイルＣＬ３１及びＣＬ３２間における逆磁界の打ち消し効果が小さくなり、非対称性が大きく、アンバランスである。

【0093】

４．実施形態２
続いて、繋ぎ部が、一対のコイルＬ１１及びＬ１２のコイル短辺に設けられる本開示の実施形態２について説明する。

【0094】

４－１．送電回路、受電回路
４－１－１．送電回路
図１７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１７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、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。

【0095】

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Ｌ３１及びＬ３２）と、一対のコアである第１コア部（コアＭＭ３１及びＭＭ３２）と、アルミプレートＰＬ１と、を含んでいる。また、コイルＬ３１及びＬ３２と、コアＭＭ３１及びＭＭ３２とは、図示しない樹脂部材等で保持される。

【0096】

第１コイル部のそれぞれのコイルＬ３１及びＬ３２は、図１７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Ｌ３１及びＬ３２は、それぞれの一端が繋ぎ部Ａ５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Ｌ３１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Ｌ３２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。

【0097】

第１コイル部のコイルＬ３１とコイルＬ３２は、それぞれ、コイル長辺（図１７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１７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Ｌ３１とコイルＬ３２とは、繋ぎ部Ａ５によって、一対のコイルＬ３１及びＬ３２の互いに対向するコイル外径側（コイルＬ３１とコイルＬ３２とで挟まれた領域内）の、コイル短辺の位置で接続されている。

【0098】

第１コア部のそれぞれのコアＭＭ３１及びＭＭ３２は、第１コイル部のそれぞれのコイルＬ３１及びＬ３２が発生する磁界を誘導する磁性材料である。コアＭＭ３１及びＭＭ３２は、典型的には、フェライトで構成される。

【0099】

また、第１コア部のそれぞれのコアＭＭ３１及びＭＭ３２は、第１コイル部のそれぞれのコイルＬ３１及びＬ３２と一体的となっており、水平方向（Ｙ軸方向）に距離を空けて隣り合って配置されている。

【0100】

アルミプレートＰＬ１は、コイルＬ３１及びＬ３２とコアＭＭ３１及びＭＭ３２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。

【0101】

４－１－２．受電回路
図１８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１８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。

【0102】

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Ｌ４１及びＬ４２）と、一対のコアである第２コア部（コアＭＭ４１及びＭＭ４２）と、アルミプレートＰＬ２と、を含んでいる。また、コイルＬ４１及びＬ４２と、コアＭＭ４１及びＭＭ４２とは、図示しない樹脂部材等で保持される。

【0103】

第２コイル部のそれぞれのコイルＬ４１及びＬ４２は、図１８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Ｌ４１及びＬ４２は、それぞれの一端が繋ぎ部Ａ６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Ｌ４１及びＬ４２は、第１コイル部のコイルＬ３１及びＬ３２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。

【0104】

第２コイル部のコイルＬ４１とコイルＬ４２は、それぞれ、コイル長辺（図１８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１８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Ｌ４１とコイルＬ４２とは、繋ぎ部Ａ６によって、一対のコイルＬ４１及びＬ４２の互いに対向するコイル外径側（コイルＬ４１とコイルＬ４２とで挟まれた領域内）の、コイル短辺の位置で接続されている。

【0105】

なお、送電コイル１１１の第１コイル部（コイルＬ３１及びＬ３２）と受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ４１及びＬ４２）とは対面するように配置される。したがって、図１７及び図１８に示すように、受電コイル２１１においてコイルＬ４１から繋ぎ部Ａ６を経てコイルＬ４２へ向かうコイル配線は、第１コイル部（コイルＬ３１及びＬ３２）と受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ４１及びＬ４２）が対面したときに、送電コイル１１１においてコイルＬ３１から繋ぎ部Ａ５を経てコイルＬ３２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１７及び図１８に示すように、受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ４１及びＬ４２）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Ｌ３１及びＬ３２）と受電コイル２１１の第２コイル部（コイルＬ４１及びＬ４２）が対面したときに、送電コイル１１１の第１コイル部（コイルＬ３１及びＬ３２）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。

【0106】

また、第１コイル部の長軸方向（図１７ではＸ軸方向）の長さは、第２コイル部の長軸方向（図１８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１７及び図１８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。

【0107】

第２コア部のそれぞれのコアＭＭ４１及びＭＭ４２は、第２コイル部のそれぞれのコイルＬ４１及びＬ４２が発生する磁界を誘導する磁性材料である。コアＭＭ４１及びＭＭ４２は、典型的には、フェライトで構成される。

【0108】

また、第２コア部のそれぞれのコアＭＭ４１及びＭＭ４２は、第２コイル部のそれぞれのコイルＬ４１及びＬ４２と一体的となっており、水平方向（Ｙ軸方向）に距離を空けて隣り合って配置している。ここで、伝送効率の向上のため、第２コア間距離は、第１コア間距離と略同等であることが望ましい。

【0109】

アルミプレートＰＬ２は、コイルＬ４１及びＬ４２とコアＭＭ４１及びＭＭ４２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。

【0110】

本開示の実施形態２では、図１７及び図１８に示すように対向する外径側に設けられた繋ぎ部Ａ５及びＡ６で一対のコイル同士を繋いているので、図７及び図８に示した比較対象１における繋ぎ方よりも繋ぎ部における配線長さを短縮できるため、コイル短辺でＸ方向磁界のアンバランスの度合いを軽減できる。ただし、短辺コイルに繋ぎ部Ａ５及びＡ６が位置しているため、図１～図５に示した実施形態に比べると、Ｘ方向磁界の不均一性が若干生じる。

【0111】

４－２．特性
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１７及び図１８）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１７及び図１８）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３ｄＢ低減できていることが分かる。

【0112】

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】

【0113】

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、Ａ５、Ａ６ 繋ぎ部
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、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ４１、Ｌ４２ コイル
ＭＭ１１、ＭＭ１２、ＭＭ２１、ＭＭ２２、ＭＭ３１、ＭＭ３２、ＭＭ４１、ＭＭ４２ 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】