特開 2024-88054 ワイヤレス送電システム及び送電コイル

(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】P2024088054

(43)【公開日】2024-07-02

(54)【発明の名称】ワイヤレス送電システム及び送電コイル

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/10 20160101AFI20240625BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20240625BHJP

   H02J 50/70 20160101ALI20240625BHJP

   H01F 38/14 20060101ALI20240625BHJP

   B60L 50/53 20190101ALI20240625BHJP

   B60M 7/00 20060101ALI20240625BHJP

【ＦＩ】

H02J50/10

H02J50/40

H02J50/70

H01F38/14

B60L50/53

B60M7/00 X

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022203024

(22)【出願日】2022-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】000125370

【氏名又は名称】学校法人東京理科大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】居村 岳広

(72)【発明者】

【氏名】山田 悠人

【テーマコード（参考）】

5H125

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AC04

5H125BE01

5H125FF30

(57)【要約】

【課題】導入コストを低下し、コイルの機械的強度を低下させずに漏洩磁界を低減させるワイヤレス送電システムを提供する。
【解決手段】ワイヤレス送電システムは、導線が巻回され、磁界の発生による電力の送電を行うコイルと、前記導線に電流を流すリード線と、を備える少なくとも２つの送電コイルと、各前記リード線に送電する送電装置と、を備え、各前記送電コイルは、各前記コイルが所定の間隔を有するよう所定の方向に沿って配置され、前記リード線は、接続されている前記コイル及び隣接して配置される少なくとも１つの他の前記コイルの周囲を取り囲む形状を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導線が巻回され、磁界の発生による電力の送電を行うコイルと、
前記導線に電流を流すリード線と、
を備える少なくとも２つの送電コイルと、
各前記リード線に送電する送電装置と、
を備え、
各前記送電コイルは、各前記コイルが所定の間隔を有するよう所定の方向に沿って配置され、
前記リード線は、接続されている前記コイル及び隣接して配置される少なくとも１つの他の前記コイルの周囲を取り囲む形状を有する、ワイヤレス送電システム。

【請求項2】

前記コイルは、前記導線が矩形状に巻回されている、請求項１に記載のワイヤレス送電システム。

【請求項3】

前記コイルは、前記導線が矩形状に巻回されている構成を複数有する、請求項１に記載のワイヤレス送電システム。

【請求項4】

前記コイルは、前記導線が円状に巻回されている、請求項１に記載のワイヤレス送電システム。

【請求項5】

前記リード線と前記コイルとの距離は、前記コイルが磁界を発生させた際に当該コイルから所定の距離で測定した漏洩磁界が所定の閾値以下である、請求項１に記載のワイヤレス送電システム。

【請求項6】

各前記コイルは、前記送電装置からの送電により発生させた磁界を用いて、電気で駆動する移動体へ電力を送電する、請求項１に記載のワイヤレス送電システム。

【請求項7】

各前記送電コイルの各前記コイルは、前記移動体の走行方向に沿って所定の間隔を置いて配置される、請求項６に記載のワイヤレス送電システム。

【請求項8】

前記移動体は、電気で駆動する電気自動車である、請求項６又は請求項７に記載のワイヤレス送電システム。

【請求項9】

各前記送電コイルは、道路に埋設されている、請求項６又は請求項７に記載のワイヤレス送電システム。

【請求項10】

前記送電装置がある前記送電コイルへ送電している際に前記リード線から発生する磁界に応じて他の前記送電コイルが電流を発生したことにより前記移動体の接近を検出する移動体検出部をさらに備える、請求項６又は請求項７に記載のワイヤレス送電システム。

【請求項11】

前記送電装置は、他の前記送電コイルが発生させた電流により当該送電コイルへ送電するよう切り替える、請求項１０に記載のワイヤレス送電システム。

【請求項12】

前記リード線に流れる電流の位相を、前記コイルに流れる電流の位相からシフトさせる移相回路をさらに備える、請求項１に記載のワイヤレス送電システム。

【請求項13】

導線が巻回され、磁界の発生による電力の送電を行うコイルと、
前記導線に電流を流すリード線と、
を備え、
前記リード線は、前記コイル及び所定の間隔を有するよう所定の方向に沿って配置される少なくとも１つの他のコイルの周囲を取り囲む形状を有する、送電コイル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ワイヤレス送電システム及び送電コイルに関する。

【背景技術】

【0002】

走行中の電気自動車へ無線で電力伝送を行う、走行中ワイヤレス給電に関する技術が提案されている。走行中ワイヤレス給電においては、周囲への漏洩磁界が発生する。人体防護又は周辺機器の安全面から、漏洩磁界には電波法、ＣＩＳＰＲ（国際無線障害特別委員会）等で規制値が定められており、規制値以下でないと走行中ワイヤレス給電の実用化はかなわない。そのため、漏洩磁界を低減させるための技術が開示されている。

【0003】

非特許文献１は、メインの送電コイルに対し、キャンセルコイルを新たに設置し、メインコイルからの漏洩磁界を抑制する技術を開示している。非特許文献１の技術は、メインの送電コイルに対し、キャンセルコイルを設置することで、漏洩磁界の高いキャンセル効果をもたらすことが可能となる。

【0004】

非特許文献２は、電力伝送を行うコイルの周りにシールド用のコイルを巻く技術を開示している。非特許文献２の技術は、コイルの周りにシールド用のコイルを巻くことで漏洩磁界のキャンセルを行っている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】S. Hasegawa and T. Imura, “Basic Research on a Leakage Far Magnetic Field Suppression Method Using the Adjacent Cancel Coil for Dynamic Wireless Power Transfer”, IEE-Japan Industry Applications Society Conference, Aug 2021, Japanese.

【非特許文献2】M. Mi, Q. Yang, Y. Li, P. Zhang and W. Zhang, "Multi-Objective Active Shielding Coil Design for Wireless Electric Vehicle Charging System," in IEEE Transactions on Magnetics, vol. 58, no. 2, pp. 1-5, Feb. 2022, Art no. 8700505, doi: 10.1109/TMAG.2021.3094721.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし従来技術のように、送電に用いるコイルの他に、漏洩磁界を低減させるため、キャンセルコイルを新たに埋設したり、複雑なシールドをコイルに搭載したりすると、初期投資コストの大幅な増加、コイル厚上昇に伴うコイルの機械的強度の低下などを招く。

【0007】

本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、従来技術と比較して導入コストを低下し、コイルの機械的強度を低下させずにコイルからの漏洩磁界を低減させるワイヤレス送電システム及び送電コイルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の第１態様に係るワイヤレス送電システムは、導線が巻回され、磁界の発生による電力の送電を行うコイルと、前記導線に電流を流すリード線と、を備える少なくとも２つの送電コイルと、各前記リード線に送電する送電装置と、を備え、各前記送電コイルは、各前記コイルが所定の間隔を有するよう所定の方向に沿って配置され、前記リード線は、接続されている前記コイル及び隣接して配置される少なくとも１つの他の前記コイルの周囲を取り囲む形状を有する。

【0009】

本開示の第２態様に係るワイヤレス送電システムは、第１態様に係るワイヤレス送電システムであって、前記コイルは、前記導線が矩形状に巻回されている。

【0010】

本開示の第３態様に係るワイヤレス送電システムは、第１態様に係るワイヤレス送電システムであって、前記コイルは、前記導線が矩形状に巻回されている構成を複数有する。

【0011】

本開示の第４態様に係るワイヤレス送電システムは、第１態様に係るワイヤレス送電システムであって、前記コイルは、前記導線が円状に巻回されている。

【0012】

本開示の第５態様に係るワイヤレス送電システムは、第１態様に係るワイヤレス送電システムであって、前記リード線と前記コイルとの距離は、前記コイルが磁界を発生させた際に当該コイルから所定の距離で測定した漏洩磁界が所定の閾値以下である。

【0013】

本開示の第６態様に係るワイヤレス送電システムは、第１態様に係るワイヤレス送電システムであって、各前記コイルは、前記送電装置からの送電により発生させた磁界を用いて、電気で駆動する移動体へ電力を送電する。

【0014】

本開示の第７態様に係るワイヤレス送電システムは、第６態様に係るワイヤレス送電システムであって、各前記送電コイルの各前記コイルは、前記移動体の走行方向に沿って所定の間隔を置いて配置される。

【0015】

本開示の第８態様に係るワイヤレス送電システムは、第６態様又は第７態様に係るワイヤレス送電システムであって、前記移動体は、電気で駆動する電気自動車である。

【0016】

本開示の第９態様に係るワイヤレス送電システムは、第６態様又は第７態様に係るワイヤレス送電システムであって、各前記送電コイルは、道路に埋設されている。

【0017】

本開示の第１０態様に係るワイヤレス送電システムは、第６態様又は第７態様に係るワイヤレス送電システムであって、前記送電装置がある前記送電コイルへ送電している際に前記リード線から発生する磁界に応じて他の前記送電コイルが電流を発生したことにより前記移動体の接近を検出する移動体検出部をさらに備える。

【0018】

本開示の第１１態様に係るワイヤレス送電システムは、第１０態様に係るワイヤレス送電システムであって、前記送電装置は、他の前記送電コイルが発生させた電流により当該送電コイルへ送電するよう切り替える。

【0019】

本開示の第１２態様に係るワイヤレス送電システムは、第１態様に係るワイヤレス送電システムであって、前記リード線に流れる電流の位相を、前記コイルに流れる電流の位相からシフトさせる移相回路をさらに備える。

【0020】

本開示の第１３態様に係る送電コイルは、導線が巻回され、磁界の発生による電力の送電を行うコイルと、前記導線に電流を流すリード線と、を備え、前記リード線は、前記コイル及び所定の間隔を有するよう所定の方向に沿って配置される少なくとも１つの他のコイルの周囲を取り囲む形状を有する。

【発明の効果】

【0021】

本開示によれば、従来技術と比較して導入コストを低下し、コイルの機械的強度を低下させずに漏洩磁界を低減させるワイヤレス送電システム及び送電コイルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本開示の実施形態に係る送電コイルの概略構成を示す図である。

【図2A】送電コイルの平面を模式的に示した図である。

【図2B】送電コイルの平面を模式的に示した図である。

【図3】複数の送電コイルが配置されている様子を示す平面図である。

【図4】実施形態に係る送電コイルによる漏洩磁界の低減効果を示すグラフである。

【図5】実施形態に係る送電コイルによる漏洩磁界の低減効果を示すグラフである。

【図6】実施形態に係るワイヤレス送電システムの構成例を示す図である。

【図7】実施形態に係るワイヤレス送電システムの構成例を示す図である。

【図8】実施形態に係るワイヤレス送電システムの構成例を示す図である。

【図9】実施形態に係るワイヤレス送電システムの構成例を示す図である。

【図10】実施形態に係るワイヤレス送電システムの構成例を示す図である。

【図11】送電コイルのコイルとリード線との間に移相回路が挟み込まれている様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本開示の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

【0024】

図１は、本開示の実施形態に係る送電コイルの概略構成を示す図である。本実施形態に係る送電コイル１０は、導線が巻回され、磁界の発生による電力の送電を行うコイル１１と、図示しない電源装置からの電流を導線に流すリード線１２と、を有している。コイル１１は、車両（図示せず）に搭載される受電コイル２０へ、電磁誘導により非接触で送電を行う。

【0025】

本実施形態に係る送電コイル１０は、図１に示すようにリード線１２が複数の送電コイル１０のコイル１１の部分を取り囲めるような形状を有している。なお、本実施形態では、本実施形態に係る送電コイル１０のコイル１１の形状は導線が矩形状に巻回された形状を有しているが、本開示は係る例に限定されない。例えば、１つの送電コイル１０につき、導線が矩形状に巻回されたコイル１１が複数形成されてもよい。また、コイル１１の形状は矩形状でもよく、円状でもよい。円状に形成される場合、コイル１１の形状は正円形であってもよく、楕円形であってもよい。

【0026】

図２Ａ、２Ｂは、送電コイル１０の平面を模式的に示した図である。図２Ａ、２Ｂにそれぞれ示した送電コイル１０は、コイル１１の巻回の方向が異なっている。図２Ａ、２Ｂには、コイル１１に流れる電流の向きと、リード線１２に流れる電流の向きとを矢印で示している。図２Ａ、２Ｂに示したように、コイル１１に流れる電流の向きと、リード線１２に流れる電流の向きとが逆向きになっている。

【0027】

送電コイル１０から非接触で受電コイル２０へ送電する際に、コイル１１には一定の方向に交流の正弦波電流が流れている。この正弦波電流が周囲に磁界を発生させるが、電流の方向を逆にすると、その磁界をキャンセルすることができる。

【0028】

図２Ａ、２Ｂに示したように、コイル１１に流れる電流の向きと、リード線１２に流れる電流の向きとが逆向きになっていることで、コイル１１に電流が流れることで発生する漏洩磁界を、リード線１２に流れる電流により発生する磁界で減衰させることができる。なお、漏洩磁界は、例えば図１に示した、コイル１１の中心からＸ軸方向に所定の距離離れた点Ａで測定した値であり、点Ａでの漏洩磁界が所定の規制値以下となる必要がある。所定の距離は、例えば１０メートルである。

【0029】

従って、コイル１１とリード線１２との距離は、コイル１１が磁界を発生させた際に、コイル１１から所定の距離（例えば図１の点Ａ）で測定した漏洩磁界が所定の閾値以下となるような距離であることが望ましい。

【0030】

そして、送電コイル１０は、リード線１２が複数の送電コイル１０のコイル１１の部分を取り囲めるような形状を有しているため、リード線１２で囲まれている領域にコイル１１の部分が収まるよう他の送電コイル１０を設けることで、漏洩磁界の減衰効果を高めることが可能となる。また、車両検知を行うことができる観点から、送電コイル１０のリード線１２は他の送電コイル１０のコイル１１の部分を取り囲む構造をしているが、本開示は係る例に限定されない。他の送電コイル１０のコイル１１の部分を取り囲むことがなくても、リード線１２を長くとることで磁界のキャンセル効果を生じさせることができる。

【0031】

図３は、複数の送電コイル１０が配置されている様子を示す平面図である。図３には、送電コイル１０から給電を受ける車両１００も併せて示されている。図３に示した各送電コイル１０は、図２に示した向きに電流が流れるものとする。そして図３の例では、リード線１２が３つの送電コイル１０のコイル１１の部分を取り囲めるような形状を有している。大型車の場合は、複数の送電コイル１０から給電する場合が考えられ、そのような連続した複数の送電コイル１０が送電を行っている場合であっても、漏洩磁界の低減効果を継続させることができる。図３の例では、最大３つのリード線１２により、コイル１１からの漏洩磁界を減衰させることができる。

【0032】

図４は、本実施形態に係る送電コイル１０による漏洩磁界の低減効果を示すグラフである。図４に示したグラフには、送電コイル１０による漏洩磁界と併せて送電コイル１０の非接触送電効率を示している。図４に示したグラフの左の縦軸が非接触送電効率の値であり、右の縦軸が送電コイル１０からＸ軸方向に所定の距離（図１の点Ａ）で測定した磁界の強度の値である。また横軸は、リード線１２が取り囲むコイル１１の数である。なお、図４に示したグラフは、同一の受電コイルで比較し、同一の電力を受け取っている。すなわち受電電力は統一されている。

【0033】

図４のグラフに示したように、リード線１２が取り囲むコイル１１の数が増加するにつれて、送電コイル１０からＸ軸方向に所定の距離（図１の点Ａ）で測定した磁界の強度が低下している。従って、送電コイル１０のリード線１２が、他の送電コイル１０のコイル１１を取り囲むように設置されることで、送電コイル１０から発生する漏洩磁界を低減させることができる。

【0034】

図５は、本実施形態に係る送電コイル１０による漏洩磁界の低減効果を示すグラフである。図５に示したグラフは、コイル１１とリード線１２との間の最短距離と、送電コイル１０の非接触送電効率及び送電コイル１０による漏洩磁界との関係をプロットしている。

【0035】

図５のグラフに示したように、コイル１１とリード線１２との間の最短距離と、送電コイル１０による漏洩磁界との関係については、ある距離において最も低くなり、最短距離が長くなるほど、送電コイル１０による漏洩磁界も大きくなる。従って、コイル１１とリード線１２との間の最短距離は、送電コイル１０による漏洩磁界が、コイル１０の機械的強度、リード線１２の配線の制約をクリアした中で、磁界強度の規制値以下となるように決定され得る。

【0036】

また、従来技術のようにキャンセルコイルを新たに埋設したり、複雑なシールドをコイルに搭載したりする必要が無いため、送電コイル１０は、導入コストを低下して、コイルの機械的強度を低下させずに漏洩磁界を低減させることができる。

【0037】

続いて、送電コイル１０を用いたワイヤレス送電システムの具体的な構成例を説明する。

【0038】

図６は、本開示の実施形態に係るワイヤレス送電システムの構成例を示す図である。図６には、道路１に埋設された複数の送電コイル１０と、送電コイル１０の各々に対応して１つずつ設けられる共振回路３０と、ＤＣ電源（図示せず）から送電線５０を通じて供給される直流電流を交流電流に変換して送電コイル１０に供給するインバータ４０と、を備えたワイヤレス送電システムが示されている。インバータ４０は、本開示の送電装置の一例である。

【0039】

なお本実施形態では、共振回路３０は１つのコイルと２つのキャパシタとを備えたＬＣＣ回路で構成されているが、本開示では共振回路３０の構成は係る例に限定されない。図６の例では、１つの送電コイル１０のリード線１２は、他の２つの送電コイル１０のコイル１１を囲むように配置されている。

【0040】

図６の例では、１つのインバータ４０は、３つの送電コイル１０と接続されており、１つのインバータ４０が３つの送電コイル１０の各々に対して同時に、又は別々に電流を供給することで、送電コイル１０から磁界を発生させて、道路１を走行する、電気で駆動する電気自動車へのワイヤレス送電が行われる。

【0041】

図６のように送電コイル１０とインバータ４０とが接続されている場合、常に全ての送電コイル１０に電流を流すと消費電力が増大する。常に電気自動車が全ての送電コイル１０の上に存在する訳では無いので、ワイヤレス送電を行う必要が無い送電コイル１０には電流を流さない様にすることが望ましい。

【0042】

そこで、本実施形態に係るワイヤレス送電システムは、移動体検出部６０をさらに備える。移動体検出部６０は、例えばインバータ４０との通信機能を備えたコンピュータとして実現できる。移動体検出部６０は、移動体として電気で駆動する電気自動車が近接してきたことを検出する。インバータ４０は、移動体検出部５０による移動体の検出結果に応じて、電流を供給する送電コイル１０を切り替える制御を行う。

【0043】

本実施形態に係るワイヤレス送電システムによる移動体の検出手法を説明する。例えば図３のように３つの送電コイル１０が配置されており、移動体が図の右から左に走行する場合を考える。また説明の便宜上、図３に示した各送電コイル１０を、右から順に第１送電コイル、第２送電コイル、第３送電コイルとして説明する。すなわち、図３の例では車両の走行方向に沿って右から順に第１送電コイル、第２送電コイル、第３送電コイルが配置されている。

【0044】

第１送電コイルに電流が流れている状態では、第１送電コイルのリード線に電流が流れることで発生する磁界が、第２送電コイル及び第３送電コイルの、コイルの中を通過する。磁界がコイルの中を通過すると電磁誘導により電流が発生する。すなわち、第２送電コイル及び第３送電コイルの各コイルが発生させた電流をインバータ４０が検知することで、移動体が第２送電コイル及び第３送電コイルに近接していることがわかる。

【0045】

インバータ４０は、各送電コイル１０が電磁誘導により発生させた電流を検出すると、どの送電コイル１０が電磁誘導により電流を発生させたかを移動体検出部６０に通知する。移動体検出部６０は、インバータ４０からの通知に応じて、どの送電コイル１０にＤＣ電源からの電流を供給すべきかを決定し、各インバータ４０に対して決定した内容を通知する。

【0046】

インバータ４０及び移動体検出部６０が上述した動作を実行することで、本実施形態に係るワイヤレス送電システムは、別途のセンサ等を設けることなく、移動体の近接を検出することができる。また、共振回路３０とインバータ４０との間にＭＯＳＦＥＴ等のパワー半導体に挟むことによって、誘導起電力の検知に応じてパワー半導体によるスイッチングを行い、通電と絶縁とを自動で切り替えるようにしてもよい。パワー半導体によるスイッチングを行い、通電と絶縁とを自動で切り替えることにより、送電を行う送電コイル１０の切り替えを、外部からの制御なしに、電気の持つ特性のみを利用して自動で行うことができる。

【0047】

図６の例では、１つのインバータ４０は、３つの送電コイル１０と接続されており、１つのインバータ４０が３つの送電コイル１０に電流を供給していたが、本開示は係る例に限定されない。送電コイル１０を用いたワイヤレス送電システムの別の構成例を示す。

【0048】

図７は、本開示の実施形態に係るワイヤレス送電システムの構成例を示す図である。図７の例では、１つの送電コイル１０のリード線１２は、他の２つの送電コイル１０のコイル１１を囲むように配置されている。

【0049】

図７の例では、１つのインバータ４０は、１つの送電コイル１０と接続されており、１つのインバータ４０が１つの送電コイル１０に電流を供給することで、送電コイル１０から磁界を発生させて、道路１を走行する、電気で駆動する電気自動車へのワイヤレス送電が行われる。

【0050】

図８は、本開示の実施形態に係るワイヤレス送電システムの構成例を示す図である。図８の例では、１つの送電コイル１０のリード線１２は、他の１つの送電コイル１０のコイル１１を囲むように配置されている。

【0051】

図８の例では、１つのインバータ４０は、３つの送電コイル１０と接続されており、１つのインバータ４０が３つの送電コイル１０に電流を供給することで、送電コイル１０から磁界を発生させて、道路１を走行する、電気で駆動する電気自動車へのワイヤレス送電が行われる。

【0052】

図９は、本開示の実施形態に係るワイヤレス送電システムの構成例を示す図である。図９の例では、１つの送電コイル１０のリード線１２は、他の１つの送電コイル１０のコイル１１を囲むように配置されている。

【0053】

図９の例では、１つのインバータ４０は、１つの送電コイル１０と接続されており、１つのインバータ４０が１つの送電コイル１０に電流を供給することで、送電コイル１０から磁界を発生させて、道路１を走行する、電気で駆動する電気自動車へのワイヤレス送電が行われる。

【0054】

以上、複数のパターンを挙げて本開示の実施形態に係るワイヤレス送電システムの構成例を示したが、もちろん、送電コイル１０の配置パターンは係る例に限定されるものではなく、ある送電コイル１０のリード線１２が他の送電コイル１０のコイル１１を囲むように配置されていれば、本開示の実施形態に係るワイヤレス送電システムは、様々な送電コイル１０の配置パターンを採り得る。上述したように、他の送電コイル１０のコイル１１の部分を取り囲むことがなくても、リード線１２を長くとることで磁界のキャンセル効果を生じさせることができる。

【0055】

なお、送電コイル１０を道路１に埋設するためには道路１に溝を形成することになる。図１０は、本開示の実施形態に係るワイヤレス送電システムの構成例を示す図であり、図６に示した構成例に加え、送電コイル１０を道路１に埋設するために道路１に掘られた溝２の場所を図示したものである。もちろん、溝２の場所、形状は任意にできることは言うまでもない。

【0056】

送電コイル１０のコイル１１に流れる電流値と、リード線１２に流れる電流値は同じであるため、送電コイル１０のコイル１１が生じる漏洩磁界をキャンセルする働きがある。しかし、コイル１１とリード線１２との間に移相回路を挟むことで、コイル１１へ流れる電流の位相とリード線１２に流れる電流の位相とが少しずれるものの、コイル１１へ流れる電流の位相が移動体の受電コイルに流れる電流の位相に近づく。送電側のコイルの電流の位相と受電側のコイルの電流の位相とが近づくことで、送電側と受電側の双方向からの磁界強度を考慮したキャンセルに繋がる。

【0057】

図１１は、送電コイル１０のコイル１１とリード線１２との間に、リード線１２に流れる電流の位相を、コイル１１に流れる電流の位相からシフトさせる移相回路１３が挟み込まれている様子を示す図である。移相回路１３は、例えばキャパシタとコンデンサとからなり、リード線１２に流れる電流の位相をずらすために任意の構成を採ることができる。コイル１１とリード線１２との間に移相回路１３を挟むことで、送電コイル１０は、送電側と受電側の双方向からの磁界強度を考慮したキャンセルを行うことが可能となる。

【0058】

以上説明したように本開示の実施形態に係る送電コイル１０及び送電コイル１０を備えたワイヤレス送電システムは、追加の設備又はシステムを必要とせずに漏洩磁界を低減させることができる。本開示の実施形態に係る送電コイル１０は、リード線１２の長さを調整することで、漏洩磁界の低減効果を調節できる。

【0059】

ワイヤレス送電システムを用いたワイヤレス送電は、道路脇に設置された電源設備で電力を制御し、道路の中心に埋設されたコイルまで交流電流を流すＡＣ配線を伸ばして給電を行う。一般にＡＣ配線は、感電時のリスクや磁界発生の観点から危険性が高く、長距離伸ばすことは好ましくない。本開示の実施形態に係るワイヤレス送電システムは、ＡＣ配線を有効活用し、漏洩磁界を低減させるために追加の素子が必要ない。

【0060】

また、本開示の実施形態に係る送電コイル１０は、遠方の漏洩磁界だけでなく、近傍磁界の抑制も可能で、送電コイル１０から出る高調波にも効果がある。また、本開示の実施形態に係る送電コイル１０を備えたワイヤレス送電システムは車両検知についての応用も可能である。

【0061】

以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらの変更例または修正例についても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0062】

また、上記実施形態において記載された効果は、説明的又は例示的なものであり、上記実施形態において記載されたものに限定されない。つまり、本開示に係る技術は、上記実施形態において記載された効果とともに、又は上記実施形態において記載された効果に代えて、上記実施形態における記載から、本開示の技術分野における通常の知識を有する者には明らかな他の効果を奏しうる。

【符号の説明】

【0063】

１ 道路
２ 溝
１０ 送電コイル
１１ コイル
１２ リード線
２０ 受電コイル
３０ 共振回路
４０ インバータ
５０ 送電線
６０ 移動体検出部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】