特開 2024-158915 給電システム

(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】P2024158915

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】給電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/90 20160101AFI20241031BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20241031BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241031BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20241031BHJP

   B60L 53/12 20190101ALI20241031BHJP

   B60L 53/35 20190101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

H02J50/90

H02J50/10

H02J7/00 301D

H02J7/00 301B

B60L50/60

B60L53/12

B60L53/35

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074543

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】栗田 峰生

(72)【発明者】

【氏名】林 純輝

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503BB02

5G503BB03

5G503CA10

5G503DA04

5G503FA03

5G503FA06

5G503GB08

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC26

5H125BC22

5H125DD02

5H125FF15

(57)【要約】

【課題】２つのコネクタのそれぞれが備えるコア同士の対向方向に沿う軸心回りの相対位置を調整しやすい技術を実現する。
【解決手段】第１コア１３は、一対の第１対向部１４を備え、第２コア２３は、接続状態で、一対の第１対向部１４にそれぞれ対向する一対の第２対向部２４を備える。第１対向部１４と第２対向部２４とが対向する方向を対向方向Ｚとし、対向方向Ｚに直交する方向を直交方向Ｘ，Ｙとして、移動装置は、第１コネクタと第２コネクタとを、対向方向Ｚ及び直交方向Ｘ，Ｙに相対的に移動させる相対移動機構とは別に、第１コア１３と第２コア２３とのいずれか一方である対象コアを、対向方向Ｚに沿う回転軸心Ａ回りに回転させるコア回転機構を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１コネクタと、第２コネクタと、前記第１コネクタと前記第２コネクタとを相対的に移動させて、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの接続と分離とを行う移動装置と、を備えた給電システムであって、
前記第１コネクタは、磁性体で構成された第１コアと、前記第１コアに巻回された第１コイルと、を備え、
前記第２コネクタは、磁性体で構成された第２コアと、前記第２コアに巻回された第２コイルと、を備え、
前記第１コネクタと前記第２コネクタとは、互いに接続された接続状態で、前記第１コアと前記第２コアとが磁気回路を形成すると共に、前記第１コイルと前記第２コイルとが磁気結合するように構成され、
前記第１コアは、一対の第１対向部を備え、
前記第２コアは、前記接続状態で、一対の前記第１対向部にそれぞれ対向する一対の第２対向部を備え、
前記第１対向部と前記第２対向部とが対向する方向を対向方向とし、前記対向方向に直交する方向を直交方向として、
前記移動装置は、前記第１コネクタと前記第２コネクタとを、前記対向方向及び前記直交方向に相対的に移動させる相対移動機構とは別に、前記第１コアと前記第２コアとのいずれか一方である対象コアを、前記対向方向に沿う回転軸心回りに回転させるコア回転機構を備える、給電システム。

【請求項2】

前記移動装置は、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの位置関係を検出する位置関係検出システムを備え、
前記位置関係検出システムは、前記第１コイルに電流を供給する電流供給部と、前記第２コネクタに設けられ、前記第１コアから出る磁束の密度及び方向を検出する磁気センサと、を備える、請求項１に記載の給電システム。

【請求項3】

前記移動装置を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記相対移動機構により前記第１コネクタと前記第２コネクタとの相対位置を調整する第１調整制御と、前記コア回転機構により前記第１コアと前記第２コアとの前記回転軸心回りの相対位置を調整する第２調整制御と、を実行し、
前記制御装置は、前記第１調整制御及び前記第２調整制御の少なくとも一方を、前記磁気センサの検出結果に基づき実行する、請求項２に記載の給電システム。

【請求項4】

前記位置関係検出システムは、前記第１コイルと前記第２コイルとの磁気結合の程度に応じて変化する指標を検出する指標センサを備え、
前記制御装置は、前記磁気センサの検出結果に基づき前記第１調整制御を実行した後、前記指標センサの検出結果に基づき前記第２調整制御を実行する、請求項３に記載の給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第１コネクタと、第２コネクタと、第１コネクタと第２コネクタとの接続と分離とを行う移動装置と、を備えた給電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

上記のような給電システムの一例が、特開２０１２－８５４７２号公報（特許文献１）に開示されている。以下、背景技術の説明において括弧内に示す符号は特許文献１のものである。特許文献１に開示されている給電システムは、１次コイル（２３）を有する給電部（２１）側のコネクタと、２次コイル（１３）を有する受電部（１２）側のコネクタとを備えており、給電部（２１）側のコネクタを移動させることで、これら２つのコネクタの接続と分離とを行うように構成されている。２つのコネクタが接続された状態で、１次コイル（２３）から２次コイル（１３）に電磁誘導により電力が伝送される。

【0003】

特許文献１では、給電部（２１）側のコネクタと受電部（１２）側のコネクタとのそれぞれの中心がずれた場合に送電効率が低下することを課題としている。このような課題を解決するために、特許文献１の給電システムでは、凸部（２５）を給電部（２１）側のコネクタに設けると共に、凸部（２５）に嵌合する形状の凹部（１５）を受電部（１２）側のコネクタに設けている。これにより、給電部（２１）側のコネクタを移動させて給電部（２１）側のコネクタと受電部（１２）側のコネクタとを接続する場合に、これら２つのコネクタのそれぞれの中心がずれていたとしても、凸部（２５）を凹部（１５）に嵌合させることで、これら２つのコネクタのそれぞれの中心を合わせることが可能とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－８５４７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、２つのコネクタが接続された状態でこれらが対向する方向を「対向方向」として、コネクタが備えるコアの構造によっては、２つのコネクタの間での送電効率を高く確保するために、２つのコネクタのそれぞれが備えるコア同士の対向方向に沿う軸心回りの相対位置（相対角度）を適切に調整する必要がある。しかしながら、特許文献１にはこの点についての記載はない。

【0006】

そこで、２つのコネクタのそれぞれが備えるコア同士の対向方向に沿う軸心回りの相対位置を調整しやすい技術の実現が望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る給電システムは、第１コネクタと、第２コネクタと、前記第１コネクタと前記第２コネクタとを相対的に移動させて、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの接続と分離とを行う移動装置と、を備えた給電システムであって、前記第１コネクタは、磁性体で構成された第１コアと、前記第１コアに巻回された第１コイルと、を備え、前記第２コネクタは、磁性体で構成された第２コアと、前記第２コアに巻回された第２コイルと、を備え、前記第１コネクタと前記第２コネクタとは、互いに接続された接続状態で、前記第１コアと前記第２コアとが磁気回路を形成すると共に、前記第１コイルと前記第２コイルとが磁気結合するように構成され、前記第１コアは、一対の第１対向部を備え、前記第２コアは、前記接続状態で、一対の前記第１対向部にそれぞれ対向する一対の第２対向部を備え、前記第１対向部と前記第２対向部とが対向する方向を対向方向とし、前記対向方向に直交する方向を直交方向として、前記移動装置は、前記第１コネクタと前記第２コネクタとを、前記対向方向及び前記直交方向に相対的に移動させる相対移動機構とは別に、前記第１コアと前記第２コアとのいずれか一方である対象コアを、前記対向方向に沿う回転軸心回りに回転させるコア回転機構を備える。

【0008】

本構成によれば、第１コアと第２コアとの対向方向に沿う軸心回りの相対位置（相対角度）が、一対の第１対向部が一対の第２対向部にそれぞれ適切に対向する適正位置からずれている場合であっても、コア回転機構により対象コアを対向方向に沿う回転軸心回りに回転させることで、上記の相対位置が適正位置に近づくように調整することができる。そして、本構成によれば、このような調整を行うためのコア回転機構が相対移動機構とは別に設けられるため、例えば相対移動機構により第１コネクタと第２コネクタとの相対位置を合わせた後の微調整をコア回転機構を用いて行うことができる等、第１コアと第２コアとの対向方向に沿う軸心回りの相対位置を調整しやすい。

【0009】

給電システムの更なる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】給電システムの一例を示す図

【図2】実施形態に係る第１トランス部及び第２トランス部を簡略化して示す斜視図

【図3】実施形態に係る第１調整制御の説明図

【図4】実施形態に係る第２調整制御の説明図

【図5】実施形態に係る第１調整制御及び第２調整制御の実行後の状態を示す図

【図6】対象コアの支持部の一例を簡略化して示す斜視図

【図7】実施形態に係る給電システムの概略図

【発明を実施するための形態】

【0011】

給電システムの実施形態について、図面を参照して説明する。本開示に係る給電システムが適用されるシステムはこれに限定されないが、ここでは、本開示に係る給電システムを、図１に例示するような車両用給電システムに適用した場合を例として説明する。

【0012】

図１に示す例では、給電システム１００は、車両８に搭載された蓄電装置９に電力を供給するように構成されている。図１は、蓄電装置９を充電するための充電ステーションにおいて車両８が停止している状態を表している。車両８は、電気自動車等の電動車両とされ、蓄電装置９の電力を用いて走行する。詳細は省略するが、車両８には、蓄電装置９から電力の供給を受けて動作する回転電機（電動モータ）が、車輪の駆動力源として搭載されている。蓄電装置９は、外部から再充電可能な電源（具体的には、直流電源）であり、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等のバッテリや、キャパシタ等を、蓄電装置９として用いることができる。

【0013】

図１に示すように、給電システム１００は、第１コネクタ１、第２コネクタ２、及び移動装置３を備えている。第１コネクタ１及び第２コネクタ２の一方は、電源４に接続される送電側コネクタとされ、第１コネクタ１及び第２コネクタ２の他方は、蓄電装置９（ここでは、車両８に搭載された蓄電装置９）に接続される受電側コネクタとされる。送電側コネクタには電源４の電力が供給され、受電側コネクタは蓄電装置９に電力を供給する。本実施形態では、第２コネクタ２が送電側コネクタであり、第１コネクタ１が受電側コネクタである。図７に示すように、本実施形態では、電源４の電力は、電力会社の電力系統５（商用電力系統）から供給される電力である。これに限らず、電源４の電力は、車両８の外部に設けられた蓄電装置から供給される電力や、車両８の外部に設けられた発電機（例えば、太陽光発電機）から供給される電力等であってもよい。

【0014】

移動装置３は、第１コネクタ１と第２コネクタ２とを相対的に移動させて、第１コネクタ１と第２コネクタ２との接続と分離（言い換えれば、接続の解除）とを行う。移動装置３は、第１コネクタ１及び第２コネクタ２の少なくとも一方を移動させるように構成される。本実施形態では、移動装置３は、送電側コネクタ（ここでは、第２コネクタ２）を移動させるように構成されている。なお、ここでの「接続」は、後述する第１コイル１２と第２コイル２２とが磁気的或いは電磁的に結合することを意味し、第１コネクタ１と第２コネクタ２とが接続された接続状態で、第１コネクタ１と第２コネクタ２とは、機械的に連結されていても連結されていなくてもよい。また、第１コネクタ１と第２コネクタ２とが接続された接続状態で、第１コネクタ１と第２コネクタ２とは、接触していても離間していてもよい。

【0015】

図１に示す例では、受電側コネクタ（ここでは、第１コネクタ１）は、車両８の側面に設けられている。そして、電源４が設けられた充電スタンドが、送電側コネクタ（ここでは、第２コネクタ２）を移動させる移動装置３を備えている。なお、受電側コネクタは、車両８の側面以外の場所に設けられてもよい。例えば、受電側コネクタが車両８の底面に設けられ、送電側コネクタが地表に設けられる構成とすることができる。

【0016】

図２に示すように、第１コネクタ１は、第１コイル１２及び第１コア１３を備え、第２コネクタ２は、第２コイル２２及び第２コア２３を備えている。第１コイル１２及び第１コア１３は、第１トランス部１１を構成し、第２コイル２２及び第２コア２３は、第２トランス部２１を構成している。図７に示すように、第１トランス部１１は、第１コネクタ１が備える第１ケース１０に収容され、第２トランス部２１は、第２コネクタ２が備える第２ケース２０に収容されている。図２等では第１ケース１０や第２ケース２０の図示を省略している。

【0017】

第１コア１３は磁性体で構成され、第１コイル１２は第１コア１３に巻回されている。第２コア２３は磁性体で構成され、第２コイル２２は第２コア２３に巻回されている。送電側コネクタが備える送電側コイル（ここでは、第２コイル２２）は、電源４に電気的に接続されており、当該コイルには電源４の電力が供給される。受電側コネクタが備える受電側コイル（ここでは、第１コイル１２）は、蓄電装置９に電気的に接続されており、当該コイルは蓄電装置９に電力を供給する。

【0018】

第１コネクタ１と第２コネクタ２とは、互いに接続された接続状態で、第１コア１３と第２コア２３とが磁気回路を形成すると共に、第１コイル１２と第２コイル２２とが磁気結合するように構成されている。すなわち、接続状態で、第１トランス部１１と第２トランス部２１とが磁気的に結合してトランスを構成する。従って、接続状態で送電側コイル（ここでは、第２コイル２２）に交流電力を供給することで、送電側コイルから受電側コイル（ここでは、第１コイル１２）に非接触で電力を伝送することができる。非接触による電力の伝送方式は、例えば、電磁誘導方式とされ、或いは磁界共鳴方式とされる。

【0019】

本実施形態では、図７に簡略化して示すように、送電側コネクタ（ここでは、第２コネクタ２）は、電源４から供給される電力を周波数変換して送電側コイル（ここでは、第２コイル２２）に交流電力を供給する周波数変換回路２６を備えている。本実施形態では、電源４は、電力系統５から供給される交流電力を交流直流変換部６により直流電力に変換して送電側コネクタに供給する。そのため、周波数変換回路２６は、電源４から供給される直流電力を交流電力に周波数変換して送電側コイルに供給する。なお、交流直流変換部６が、交流電力を直流電力に変換すると共に昇圧して送電側コネクタに供給する構成としてもよい。電源４から送電側コネクタに交流電力が供給される構成とすることもでき、この場合には、周波数変換回路２６は、電源４から供給される交流電力を別の周波数の交流電力に周波数変換して送電側コイルに供給する。

【0020】

本実施形態では、周波数変換回路２６は、スイッチング素子を用いて構成されている。周波数変換回路２６は、例えば、スイッチング素子がブリッジ接続されたフルブリッジ回路（具体的には、単層フルブリッジ回路）を備える。そして、送電側コネクタ（ここでは、第２コネクタ２）は、第２制御回路２８と、第２制御回路２８からの指令に応じて周波数変換回路２６を構成するスイッチング素子の駆動信号（ゲート信号等のスイッチング信号）を生成する第２駆動回路２７と、を備えている。詳細は省略するが、第２コネクタ２（図７に示す例では、周波数変換回路２６）には第２センサ２５が設けられており、第２制御回路２８は、第２センサ２５の検出情報に基づき周波数変換回路２６を制御する。第２センサ２５は、例えば、電流センサ及び電圧センサの少なくとも一方を含む。

【0021】

本実施形態では、図７に簡略化して示すように、受電側コネクタ（ここでは、第１コネクタ１）は、受電側コイル（ここでは、第１コイル１２）を流れる交流電流を直流電流に変換して蓄電装置９に供給する交流直流変換回路１６を備えている。本実施形態では、交流直流変換回路１６は、スイッチング素子を用いて構成されている。交流直流変換回路１６は、例えば、スイッチング素子がブリッジ接続されたフルブリッジ回路（具体的には、単層フルブリッジ回路）を備える。そして、受電側コネクタは、第１制御回路１８と、第１制御回路１８からの指令に応じて交流直流変換回路１６を構成するスイッチング素子の駆動信号（ゲート信号等のスイッチング信号）を生成する第１駆動回路１７と、を備えている。詳細は省略するが、第１コネクタ１（図７に示す例では、交流直流変換回路１６）には第１センサ１５が設けられており、第１制御回路１８は、第１センサ１５の検出情報に基づき交流直流変換回路１６を制御する。第１センサ１５は、例えば、電流センサ及び電圧センサの少なくとも一方を含む。

【0022】

交流直流変換回路１６がフルブリッジ回路を備える場合、電源４の電力を送電側コイル（ここでは、第２コイル２２）から受電側コイル（ここでは、第１コイル１２）に非接触で伝送することに加えて、蓄電装置９の電力を受電側コイルから送電側コイルに非接触で伝送することができる。なお、交流直流変換回路１６は、受電側コイルを流れる交流電流を直流電流に変換する機能を少なくとも有していればよく、例えば、交流直流変換回路１６が、フルブリッジ回路に代えてハーフブリッジ回路又はダイオード整流回路を備える構成としてもよい。

【0023】

第１コネクタ１と第２コネクタ２とを接続する際には、移動装置３は、第１トランス部１１と第２トランス部２１とが対向するように（図５参照）、第１コネクタ１及び第２コネクタ２を配置する。具体的には、図２に示すように、第１コア１３は、一対の第１対向部１４を備え、第２コア２３は、一対の第２対向部２４を備えている。一対の第１対向部１４は互いに離間して配置され、一対の第２対向部２４は互いに離間して配置されている。第１コネクタ１と第２コネクタ２とを接続する際には、移動装置３は、一対の第１対向部１４が一対の第２対向部２４にそれぞれ対向するように（図５参照）、第１コネクタ１及び第２コネクタ２を配置する。このように、第２コア２３は、第１コネクタ１と第２コネクタ２とが互いに接続された接続状態で一対の第１対向部１４にそれぞれ対向する一対の第２対向部２４を備えている。

【0024】

ここで、接続状態で第１対向部１４と第２対向部２４とが対向する方向を対向方向Ｚとし、対向方向Ｚに直交する方向を直交方向とする。そして、複数存在する直交方向のうちの互いに直交する２つの方向を、第１直交方向Ｘ及び第２直交方向Ｙとする。第１直交方向Ｘ及び第２直交方向Ｙは、互いに直交する任意の２つの直交方向に設定することができるが、図２～図６に示す例では、対向方向Ｚに直交する面に沿って一対の第１対向部１４が並ぶ方向を、第１直交方向Ｘとしている。本実施形態では、第１直交方向Ｘ及び第２直交方向Ｙのそれぞれが「直交方向」に相当する。

【0025】

一対の対向部を備える構造であれば第１コア１３及び第２コア２３としてあらゆる構造のコアを採用することができるが、本実施形態では、図２に示すように、第１コア１３及び第２コア２３は、一対の側部（脚部）と、これら一対の側部の端部同士を接続する中間部（胴部）と、を備えるＵ型コア（言い換えれば、Ｃ型コア）である。第１コア１３が備える一対の側部のそれぞれの先端部が、第１対向部１４を構成し、第２コア２３が備える一対の側部のそれぞれの先端部が、第２対向部２４を構成している。図示の例では、第１コア１３の中間部に第１コイル１２が巻回され、第２コア２３の中間部に第２コイル２２が巻回されている。このような構成とは異なり、第１コア１３の一対の側部のそれぞれに第１コイル１２が巻回され、第２コア２３の一対の側部のそれぞれに第２コイル２２が巻回される構成とすることもできる。

【0026】

第１コア１３及び第２コア２３として同じ形状のコアを採用することもできるが、本実施形態では、図２に示すように、第１コア１３及び第２コア２３は、互いに異なる形状のコアである。具体的には、第１対向部１４における第２対向部２４と対向する面を、第１対向面とし、第２対向部２４における第１対向部１４と対向する面を、第２対向面として、第１対向面の面積と第２対向面の面積とが互いに異なっている。図示の例では、第２対向部２４は、第２コア２３の一対の側部のそれぞれの先端部を基端部（中間部との接続部）側の部分に対して直交方向Ｘ，Ｙに拡張して形成されている。これにより、第１対向面の面積よりも第２対向面の面積が大きくなっている。また、図示の例では、第１対向面は、四角形状の平面とされ、第２対向面は、半円状の平面とされている。

【0027】

図１に簡略化して示すように、移動装置３は、相対移動機構３０を備えていると共に、相対移動機構３０とは別にコア回転機構３１を備えている。後述するように、これらの相対移動機構３０及びコア回転機構３１により、第１コネクタ１と第２コネクタ２との相対位置（第１コア１３と第２コア２３との対向方向Ｚに沿う軸心回りの相対位置を含む）を適切に調整することができる。そのため、第１コネクタ１と第２コネクタ２とを嵌合させる場合のように第１コネクタ１の外面や第２コネクタ２の外面に凹凸形状を設ける必要はなく、第１コネクタ１や第２コネクタ２が設けられる製品（例えば、車両８）の意匠への影響を小さく抑えることが可能となっている。

【0028】

相対移動機構３０は、第１コネクタ１と第２コネクタ２とを、対向方向Ｚ及び直交方向に相対的に移動させる機構である。ここで、「対向方向Ｚ及び直交方向に相対的に移動させる」とは、対向方向Ｚにおける相対位置及び直交方向における相対位置を変更可能であることを意味し、対向方向Ｚにおける相対位置と直交方向における相対位置とが同時に変化するように第１コネクタ１と第２コネクタ２とを相対的に移動させてもよい。例えば、相対移動機構３０は、第１コネクタ１と第２コネクタ２とを、対向方向Ｚ及び直交方向の双方に対して傾斜する方向に相対的に移動させることで、これら２つのコネクタ１，２を対向方向Ｚ及び直交方向に相対的に移動させてもよい。本実施形態では、相対移動機構３０は、送電側コネクタ（ここでは、第２コネクタ２）を移動させることで、第１コネクタ１と第２コネクタ２とを相対的に移動させる。相対移動機構３０は、例えば、先端部にコネクタ（ここでは、第２コネクタ２）が連結されたロボットアームを用いて構成される。

【0029】

相対移動機構３０が、第１コネクタ１と第２コネクタ２とを、対向方向Ｚ及び２つの直交方向（例えば、第１直交方向Ｘ及び第２直交方向Ｙ）に相対的に移動させることが可能な構成とすることができる。この場合、相対移動機構３０は、第１コネクタ１と第２コネクタ２とを、いずれの方向にも相対的に移動させることができる。また、相対移動機構３０が、第１コネクタ１と第２コネクタ２とを、対向方向Ｚ及び１つの直交方向に相対的に移動させることが可能な構成とすることもできる。この場合、相対移動機構３０は、第１コネクタ１と第２コネクタ２とを、対向方向Ｚ及び当該１つの直交方向を含む面内で相対的に移動させることができる。

【0030】

コア回転機構３１は、第１コア１３と第２コア２３とのいずれか一方である対象コアを、対向方向Ｚに沿う回転軸心Ａ回りに回転させる機構である。ここで、回転軸心Ａを周回する方向を周方向Ｃとする（図２参照）。対象コアの回転に伴い、対象コアに巻回されたコイルも回転する。本実施形態では、コア回転機構３１は、第２コア２３を回転軸心Ａ回りに回転させるように構成されている。すなわち、本実施形態では、第２コア２３が「対象コア」に相当する。

【0031】

本実施形態では、コア回転機構３１は、対象コアを、対象コアが収容されたケース（ここでは、第２ケース２０）に対して回転軸心Ａ回りに回転させるように構成されている。コア回転機構３１は、例えば、対象コアが収容されるケースに固定される固定部と、当該固定部に対して回転軸心Ａ回りに回転可能に支持されて対象コアを支持する支持部と、を備える。このような構成とは異なり、コア回転機構３１が、対象コアが収容されたケースごと（言い換えれば、対象コアを備えるコネクタごと）回転軸心Ａ回りに回転させることで、対象コアを回転軸心Ａ回りに回転させる構成とすることもできる。

【0032】

このように移動装置３が相対移動機構３０とは別にコア回転機構３１を備えるため、第１コア１３と第２コア２３との対向方向Ｚに沿う軸心回りの相対位置（相対角度、周方向Ｃの相対位置）の調整を、コア回転機構３１により行うことができる。なお、相対移動機構３０によって第１コア１３と第２コア２３との対向方向Ｚに沿う軸心回りの相対位置を少なくともある程度調整できる場合もあり、この調整を行うために、相対移動機構３０が第１コネクタ１と第２コネクタ２とを回転軸心Ａ回りに相対回転させることが可能な構成とすることも考えられる。この場合、例えば、相対移動機構３０によって第１コア１３と第２コア２３との対向方向Ｚに沿う軸心回りの相対位置の調整を行った後、当該相対位置の微調整をコア回転機構３１により行う構成とすることができる。

【0033】

本実施形態では、移動装置３は、第１コネクタ１と第２コネクタ２との位置関係を検出する位置関係検出システム７を備えている。図３に模式的に示すように、位置関係検出システム７は、第１コイル１２に電流を供給する電流供給部７０と、第２コネクタ２に設けられ、第１コア１３から出る磁束の密度及び方向を検出する磁気センサ７１と、を備える。

【0034】

このような本実施形態の給電システム１００によれば、第１コイル１２に電流を供給することにより第１コア１３から出る磁束の密度及び方向を、磁気センサ７１により検出することができる。第１コア１３から出る磁束の密度及び方向は、第１コア１３に対する相対位置に応じて変化するため、第１コア１３を備える第１コネクタ１と磁気センサ７１が設けられた第２コネクタ２との相対位置を、磁気センサ７１の検出結果に基づき取得することができる。従って、本実施形態の給電システム１００によれば、第１コア１３と第２コア２３との相対位置等の第１コネクタ１と第２コネクタ２との相対位置を、磁気センサ７１の検出結果に基づき調整することができる。

【0035】

本実施形態では、第１コネクタ１が電流供給部７０を備えている。電流供給部７０は、例えば、蓄電装置９から電力の供給を受けて第１コイル１２に電流を供給するように構成される。この場合、第１コネクタ１が備える交流直流変換回路１６が、電流供給部７０として機能する回路（すなわち、第１コイル１２に電流を供給する回路）を備える構成とすることができる。電流供給部７０は、第１コイル１２に直流電流を流すように構成され、或いは、第１コイル１２に交流電流（例えば、低周波の交流電流）を流すように構成される。図３では、第１コア１３から出る磁束の密度及び方向を、一点鎖線の矢印の太さ及び向きで模式的に示している。

【0036】

磁気センサ７１は、第２コネクタ２におけるいずれかの部位に設けられる。図２及び図３に示す例では、第２コア２３（具体的には、一対の第２対向部２４の間）に磁気センサ７１が設けられている。磁気センサ７１として、磁束の密度及び方向を検出可能なあらゆるセンサを用いることができ、例えば、ホールセンサ（例えば、複数のホール素子を備えるホールセンサ）を用いることができる。

【0037】

図１に簡略化して示すように、本実施形態では、給電システム１００は、移動装置３を制御する制御装置４０を備えている。制御装置４０は、相対移動機構３０により第１コネクタ１と第２コネクタ２との相対位置を調整する第１調整制御と、コア回転機構３１により第１コア１３と第２コア２３との回転軸心Ａ回りの相対位置を調整する第２調整制御と、を実行する。そして、制御装置４０は、第１調整制御及び第２調整制御の少なくとも一方を、磁気センサ７１の検出結果に基づき実行する。

【0038】

このような本実施形態の給電システム１００によれば、第１調整制御と第２調整制御とを実行することで、第１コネクタ１と第２コネクタ２とを適切に接続することができる。そして、本実施形態の給電システム１００によれば、第１コイル１２と第２コイル２２との磁気結合を利用せずに第１コネクタ１と第２コネクタ２との相対位置を検出できる磁気センサ７１の検出結果に基づき、第１調整制御及び第２調整制御の少なくとも一方を実行することができる。従って、第１コネクタ１と第２コネクタ２とを接続する場合に、例えば、第１コイル１２と第２コイル２２との磁気結合では第１コネクタ１と第２コネクタ２との相対位置を適切に検出できない程度に第１コネクタ１と第２コネクタ２とが離間している状態から、第１調整制御及び第２調整制御の少なくとも一方を磁気センサ７１の検出結果に基づき実行することができる等、第１コネクタ１と第２コネクタ２との接続作業を適切に行いやすい。

【0039】

制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置を中核部材として備えると共に、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の当該演算処理装置が参照可能な記憶装置を備えている。そして、ＲＯＭ等の記憶装置に記憶されたソフトウェア（プログラム）又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、制御装置４０の各機能が実現される。制御装置４０が備える演算処理装置は、各プログラムを実行するコンピュータとして動作する。制御装置４０は、相対移動機構３０を動作させるアクチュエータ（例えば、電動モータ）を制御して、第１調整制御を実行する。また、制御装置４０は、コア回転機構３１を動作させるアクチュエータ（例えば、電動モータ）を制御して、第２調整制御を実行する。

【0040】

本実施形態では、制御装置４０は、第１コネクタ１と第２コネクタ２との相対位置が粗調整された状態で、第１調整制御及び第２調整制御を開始する。この粗調整は、例えば、第１コネクタ１と第２コネクタ２との位置関係をカメラで画像認識することにより行われる。また、この粗調整は、受電側コネクタ（ここでは、第１コネクタ１）が設けられた車両８の停止位置の調整により行われ、或いは、移動装置３が備える相対移動機構３０により行われる。

【0041】

本実施形態では、位置関係検出システム７は、第１コイル１２と第２コイル２２との磁気結合の程度に応じて変化する指標を検出する指標センサを備え、制御装置４０は、磁気センサ７１の検出結果に基づき第１調整制御を実行した後、当該指標センサの検出結果に基づき第２調整制御を実行する。

【0042】

このような本実施形態の給電システム１００によれば、第１調整制御により第１コネクタ１と第２コネクタ２との相対位置を調整した後、第２調整制御により第１コア１３と第２コア２３との対向方向Ｚに沿う軸心回りの相対位置を調整することができる。そして、本実施形態の給電システム１００によれば、第１コア１３と第２コア２３との対向方向Ｚに沿う軸心回りの相対位置の調整を、磁気センサ７１の検出結果に比べて第１コイル１２と第２コイル２２との間の送電効率に直接的に影響しやすい指標に基づき行うことができるため、第１コア１３と第２コア２３との対向方向Ｚに沿う軸心回りの相対位置を適切に調整しやすい。

【0043】

なお、本実施形態の第２調整制御では、対象コア（ここでは、第２コア２３）を回転させるだけでよい。そのため、第２調整制御を実行するために必要なアクチュエータは、対象コアを回転させる１つのアクチュエータのみでよく、これにより、コストの低減や装置サイズの小型化を図ることが可能となっている。

【0044】

図３は、磁気センサ７１の検出結果に基づく第１調整制御の説明図である。第１調整制御では、電流供給部７０により第１コイル１２に電流を流している状態で、磁気センサ７１により検出される磁束の密度及び方向に基づき、相対移動機構３０により第１コネクタ１と第２コネクタ２との相対位置を調整する。ここで、第１コイル１２と第２コイル２２との間での送電効率が最大となるように（言い換えれば、第１コイル１２と第２コイル２２との磁気結合の程度が最大となるように）第１コネクタ１と第２コネクタ２とが配置された状態（例えば、図５に示す状態）を、理想状態とする。第１調整制御では、磁気センサ７１により検出される磁束の密度が理想状態での磁束の密度に近づき、且つ、磁気センサ７１により検出される磁束の方向が理想状態での磁束の方向に近づくように、相対移動機構３０により第１コネクタ１と第２コネクタ２との相対位置を調整する。

【0045】

図４は、第２調整制御の説明図である。第２調整制御では、第１コア１３と第２コア２３との対向方向Ｚに沿う軸心回りの相対位置が、一対の第１対向部１４が一対の第２対向部２４にそれぞれ適切に対向する適正位置に近づくように、コア回転機構３１により対象コア（ここでは、第２コア２３）を回転軸心Ａ回りに回転させる。適正位置は、上述した理想状態（図５参照）における第１コア１３と第２コア２３との対向方向Ｚに沿う軸心回りの相対位置とされる。図４の左側の図は、第２調整制御の実行前の状態を示し、図４の右側の図は、第２調整制御の実行後の状態を示している。

【0046】

本実施形態では、第２調整制御は、第１コイル１２と第２コイル２２との磁気結合の程度に応じて変化する指標（以下、「磁気結合指標」という）を検出する指標センサの検出結果に基づき実行される。そのため、第２調整制御では、第１コイル１２と第２コイル２２との磁気結合の程度が最大となる場合の磁気結合指標の値に、指標センサの検出結果が近づくように、コア回転機構３１により第１コア１３と第２コア２３との回転軸心Ａ回りの相対位置を調整する。指標センサの検出結果が、第１コイル１２と第２コイル２２との磁気結合の程度が最大となる場合の磁気結合指標の値と一致する位置が、上記の適正位置となる。

【0047】

例えば、第２コイル２２を交流で励磁（例えば、位置合わせ用に弱く励磁）した場合の第１センサ１５の検出結果に基づき、第２調整制御が実行される構成とすることができる。この場合、第１センサ１５が「指標センサ」に相当する。第１センサ１５は、例えば、第１コイル１２を流れる電流を検出する電流センサ、交流直流変換回路１６による整流後の電流を検出する電流センサ、或いは、第１コイル１２に生じる電圧を検出する電圧センサとされる。この場合、第１センサ１５による検出値が最大となる位置が、上記の適正位置となる。

【0048】

なお、第１コイル１２を交流で励磁（例えば、位置合わせ用に弱く励磁）した場合の第２センサ２５の検出結果に基づき、第２調整制御が実行される構成とすることもできる。この場合、第２センサ２５が「指標センサ」に相当する。第２センサ２５は、例えば、第２コイル２２を流れる電流を検出する電流センサ、周波数変換回路２６による整流後の電流を検出する電流センサ、或いは、第２コイル２２に生じる電圧を検出する電圧センサとされる。この場合、第２センサ２５による検出値が最大となる位置が、上記の適正位置となる。

【0049】

ここで、対向方向Ｚに沿う方向視（以下、「対向方向視」という）で一対の第１対向部１４及びこれらの間の隙間がなす図形（図４に示すように、ここでは長方形状の図形）の重心を、「第１重心」とする。また、対向方向視で一対の第２対向部２４及びこれらの間の隙間がなす図形（図４に示すように、ここでは円形状の図形）の重心を、「第２重心」とする。上述した理想状態（図５参照）では、対向方向視で第１重心と第２重心とが一致し、図４では、これら２つの重心はいずれも対向方向視で回転軸心Ａと重なっている。コア回転機構３１による調整によって第１コア１３と第２コア２３との相対的な配置状態を理想状態に近づけることを可能とするためには、相対移動機構３０による調整によって対向方向視での第１重心と第２重心とのずれを小さく抑える必要があるが、状況によっては、相対移動機構３０による調整によって対向方向視での第１重心と第２重心とのずれを小さく抑えることが困難となる。

【0050】

上記の点に鑑みて、対象コア（ここでは、第２コア２３）を支持する支持部Ｓとして、図６に例示するような構造を採用すると好適である。この支持部Ｓは、対象コアと一体的に回転する第１支持部Ｓ１と、コア回転機構３１によって回転される第２支持部Ｓ２と、を備えている。そして、第１支持部Ｓ１と第２支持部Ｓ２とは、回転軸心Ａに直交する径方向Ｒの相対移動が許容される状態で、回転軸心Ａ回りに一体的に回転するように連結されている。図示の例では、第１支持部Ｓ１に設けられて径方向Ｒに延びる凹部Ｓ１ａに、第２支持部Ｓ２に設けられて径方向Ｒに延びる凸部Ｓ２ａが係合している。例えばこのような支持部Ｓを用いることで、第１調整制御では対向方向視での第１重心と第２重心とのずれを小さく抑えることができなかった場合であっても、第２調整制御において対象コアをコア回転機構３１に対して径方向Ｒに移動させて、対向方向視での第１重心と第２重心とのずれを小さく抑えることができる。コア回転機構３１に対する対象コアの径方向Ｒの移動は、例えば、第１対向部１４と第２対向部２４との間の空間における磁束線が短くなる方向に対象コアに作用する力を利用して行うことができる。なお、第２支持部Ｓ２に対して第１支持部Ｓ１を径方向Ｒに移動させるアクチュエータを設け、当該アクチュエータによって対象コアをコア回転機構３１に対して径方向Ｒに移動させてもよい。

【0051】

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、制御装置４０が、磁気センサ７１の検出結果に基づき第１調整制御を実行した後、指標センサの検出結果に基づき第２調整制御を実行する構成を例として説明した。しかし、本開示はそのような構成に限定されず、制御装置４０が、磁気センサ７１の検出結果に基づき第１調整制御を実行した後、磁気センサ７１の検出結果に基づき第２調整制御を実行する構成とし、或いは、制御装置４０が、磁気センサ７１の検出結果に基づき第１調整制御及び第２調整制御を並行して実行する構成とすることもできる。このように、第１調整制御及び第２調整制御は、いずれか一方の実行後に他方を実行しても、双方を並行して実行してもよい。

【0052】

（２）上記の実施形態では、制御装置４０が、第１調整制御及び第２調整制御の少なくとも一方を、磁気センサ７１の検出結果に基づき実行する構成を例として説明した。しかし、本開示はそのような構成に限定されず、位置関係検出システム７が磁気センサ７１を備えず、制御装置４０が、第１調整制御及び第２調整制御の双方を、磁気センサ７１の検出結果に基づかずに実行する構成とすることもできる。この場合、例えば、制御装置４０が、第１調整制御及び第２調整制御の少なくとも一方を、指標センサの検出結果に基づき実行する構成とすることができる。

【0053】

（３）上記の実施形態では、コア回転機構３１が第２コア２３を回転軸心Ａ回りに回転させる構成を例として説明した。しかし、本開示はそのような構成に限定されず、コア回転機構３１が第１コア１３を回転軸心Ａ回りに回転させる構成とすることもできる。この場合、第１コア１３が「対象コア」に相当する。また、上記の実施形態とは異なり、移動装置３が、対象コアを回転させるコア回転機構３１とは別に、第１コア１３と第２コア２３とのうちの対象コアでない方である非対象コアを、回転軸心Ａ回りに回転させる回転機構を備える構成とすることもできる。この場合、第２調整制御において、第１コア１３と第２コア２３との双方を回転軸心Ａ回りに回転させて、第１コア１３と第２コア２３との回転軸心Ａ回りの相対位置を調整することができる。

【0054】

（４）上記の実施形態では、第２コネクタ２が送電側コネクタであり、第１コネクタ１が受電側コネクタである構成を例として説明した。しかし、本開示はそのような構成に限定されず、第１コネクタ１が送電側コネクタであり、第２コネクタ２が受電側コネクタである構成とすることもできる。この場合、上記の実施形態とは異なり、第１コイル１２に電流を供給する電流供給部７０は、例えば、電源４から電力の供給を受けて第１コイル１２に電流を流すように構成される。

【0055】

（５）なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用すること（その他の実施形態として説明した実施形態同士の組み合わせを含む）も可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。

【符号の説明】

【0056】

１：第１コネクタ、２：第２コネクタ、３：移動装置、７：位置関係検出システム、１２：第１コイル、１３：第１コア、１４：第１対向部、１５：第１センサ（指標センサ）、２２：第２コイル、２３：第２コア（対象コア）、２４：第２対向部、２５：第２センサ（指標センサ）、３０：相対移動機構、３１：コア回転機構、４０：制御装置、７０：電流供給部、７１：磁気センサ、１００：給電システム、Ａ：回転軸心、Ｘ：第１直交方向（直交方向）、Ｙ：第２直交方向（直交方向）、Ｚ：対向方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】