特許 7302381 コイル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-26

(45)【発行日】2023-07-04

(54)【発明の名称】コイル装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 38/14 20060101AFI20230627BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20230627BHJP

   H02J 50/90 20160101ALI20230627BHJP

   H01F 27/28 20060101ALI20230627BHJP

   H01F 27/30 20060101ALI20230627BHJP

【ＦＩ】

H01F38/14

H02J50/10

H02J50/90

H01F27/28 K

H01F27/30

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019153555

(22)【出願日】2019-08-26

(65)【公開番号】P2021034579

(43)【公開日】2021-03-01

【審査請求日】2022-04-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(72)【発明者】

【氏名】原 正一

(72)【発明者】

【氏名】徳良 晋

【審査官】秋山 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２３０４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３９１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００４６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３３１３１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００２－３０５１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０９０３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９１４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１５９０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ３８／１４

Ｈ０２Ｊ ５０／１０

Ｈ０２Ｊ ５０／９０

Ｈ０１Ｆ ２７／２８

Ｈ０１Ｆ ２７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体内に設置され、前記筐体外に設置された相手方コイル装置との間で送電又は受電するコイル装置であって、
コイル軸に沿って延在するコア空間周りに巻き回された導線を有し、前記相手方コイル装置の相手方コイル部との間で送電又は受電するコイル部と、
前記コア空間内に配置されたコア磁性体と、
前記コイル部における前記相手方コイル部に対向する面に対して反対側の面に対向するように配置されたベース磁性体と、
一方の端部が前記ベース磁性体に連結された連結磁性体と、
を備え、
前記コイル軸は、送電又は受電時における前記コイル部と前記相手方コイル部との対向方向に沿って延在し、
前記コイル部は、前記コイル軸方向に沿って並ぶ第１コイル部位と第２コイル部位とを有し、
前記コイル軸に直交する予め定められた基準方向に沿って見たときに、前記コイル軸方向及び前記基準方向のそれぞれに直交する方向である幅方向における前記第１コイル部位の外形幅は、前記幅方向における前記第２コイル部位の外形幅よりも小さく、
前記連結磁性体は、送電又は受電時の状態において前記連結磁性体の他方の端部が前記相手方コイル装置に設けられた相手方ベース磁性体に対向するように、前記コイル部の外側を通って前記相手方ベース磁性体に向って延びており、
前記ベース磁性体と前記相手方ベース磁性体との間隔を距離Ｓとしたときに、前記連結磁性体は、前記コイル軸から前記距離Ｓ離れた位置を通って、前記ベース磁性体から前記相手方ベース磁性体に向って延びている、コイル装置。

【請求項2】

前記コイル装置は、移動体に搭載され、
前記連結磁性体は、前記移動体に設けられた磁性材料からなる構造体によって構成されている、請求項１に記載のコイル装置。

【請求項3】

筐体内に設置され、前記筐体外に設置された相手方コイル装置との間で送電又は受電するコイル装置であって、
コイル軸に沿って延在するコア空間周りに巻き回された導線を有し、前記相手方コイル装置の相手方コイル部との間で送電又は受電するコイル部と、
前記コア空間内に配置されたコア磁性体と、
前記コイル部における前記相手方コイル部に対向する面に対して反対側の面に対向するように配置されたベース磁性体と、
一方の端部が前記ベース磁性体に連結された連結磁性体と、
を備え、
前記コイル軸は、送電又は受電時における前記コイル部と前記相手方コイル部との対向方向に沿って延在し、
前記コイル部は、前記コイル軸方向に沿って並ぶ第１コイル部位と第２コイル部位とを有し、
前記コイル軸に直交する予め定められた基準方向に沿って見たときに、前記コイル軸方向及び前記基準方向のそれぞれに直交する方向である幅方向における前記第１コイル部位の外形幅は、前記幅方向における前記第２コイル部位の外形幅よりも小さく、
前記連結磁性体は、送電又は受電時の状態において前記連結磁性体の他方の端部が前記相手方コイル装置に設けられた相手方ベース磁性体に対向するように、前記コイル部の外側を通って前記相手方ベース磁性体に向って延びており、
前記連結磁性体の前記他方の端部は、前記筐体外に突出している、コイル装置。

【請求項4】

前記連結磁性体を揺動させて前記連結磁性体の前記他方の端部の位置を変化させる駆動部を更に備える、請求項３に記載のコイル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コイル装置、及び非接触給電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、水中を移動する水中航走体に搭載された受電装置と、外部に設置された送電装置との間で非接触で給電する非接触給電システムが記載されている。このような非接触給電システムでは、受電装置に設けられたコイル部及び送電装置に設けられたコイル部を用いて、送電及び受電が行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－２３１３０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、このような非接触給電システムでは、コイル部を配置する際に、コイル部を収容する筐体の形状の制約を受けることがある。コイル部を配置する際に筐体の制約を受けることで、コイル部間での給電効率が低下することがある。このため、本技術分野では、コイル部を配置する際に筐体の形状の制約を受けることを抑制し、給電効率を向上させることが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一側面に係るコイル装置は、筐体内に設置され、筐体外に設置された相手方コイル装置との間で送電又は受電するコイル装置であって、コイル軸に沿って延在するコア空間周りに巻き回された導線を有し、相手方コイル装置の相手方コイル部との間で送電又は受電するコイル部と、コア空間内に配置されたコア磁性体と、を備え、コイル軸は、送電又は受電時におけるコイル部と相手方コイル部との対向方向に沿って延在し、コイル部は、コイル軸方向に沿って並ぶ第１コイル部位と第２コイル部位とを有し、コイル軸に直交する予め定められた基準方向に沿って見たときに、コイル軸方向及び基準方向のそれぞれに直交する方向である幅方向における第１コイル部位の外形幅は、幅方向における第２コイル部位の外形幅よりも小さい。

【0006】

このコイル装置は、基準方向に沿って見たときに、第１コイル部位と第２コイル部位との外形幅が互いに異なっている。これにより、コイル装置は、コイル軸方向の各位置において幅が異なるような形状の筐体であっても、幅が変化する筐体の形状に沿ってコイル部を筐体内に配置できる。すなわち、コイル装置は、コイル軸方向の大きさとしてより大きな形状のコイル部を配置でき、送電又は受電時においてコイル部に鎖交する磁束を増加させることができる。また、コイル装置は、コイル部内に配置されたコア磁性体によって、送電又は受電時においてコイル部を貫く磁束をより増加させることができる。従って、コイル装置は、コイル部を配置する際に筐体の形状の制約を受けることを抑制し、給電効率を向上させることができる。

【0007】

第１コイル部位は、送電又は受電時の状態において第２コイル部位よりも相手方コイル部側に位置していてもよい。この場合、コイル装置は、相手方コイル部側に近づくに従って幅が小さくなるような形状の筐体であっても、筐体内において相手方コイル部のより近い位置にコイル部を配置できる。従って、コイル部と相手方コイル部との間隔が小さくなり、磁束が外部に漏れ出ることが抑制されることによってコイル部と相手方コイル部との間での磁束の結合が強くなる。これにより、コイル装置は、給電効率をより一層向上させることができる。

【0008】

コイル装置において、コイル部は、第１コイル部位を含む第１コイルと、第２コイル部位を含む第２コイルと、を有し、第１コイルと第２コイルとは、コイル軸方向に沿って並べて配置されていてもよい。この場合、コイル部は、外形幅の大きさが異なる第１コイルと第２コイルとを並べて配置することによって容易に形成され得る。

【0009】

コイル装置において、コア磁性体における相手方コイル部に対面する側の端部は、コイル部における相手方コイル部に対向する面よりも、コイル部外に突出していてもよい。この場合、コア磁性体は、相手方コイル部からコイル部側へ向かう磁束をより一層適切に誘導することができ、コイル部を貫く磁束をより一層増加させることができる。または、コア磁性体は、コイル部から相手方コイル部側へ向かう磁束をより一層効率よく誘導できる。これにより、コイル装置は、給電効率をより一層向上させることができる。

【0010】

コイル装置は、コイル部における相手方コイル部に対向する面に対して反対側の面に対向するように配置されたベース磁性体と、一方の端部がベース磁性体に連結された連結磁性体と、を更に備え、連結磁性体は、送電又は受電時の状態において連結磁性体の他方の端部が相手方コイル装置に設けられた相手方ベース磁性体に対向するように、コイル部の外側を通って相手方ベース磁性体に向って延びていてもよい。この場合、コイル装置は、連結磁性体によって、ベース磁性体からコイル部の外側を通って相手方ベース磁性体へ向けて磁束を誘導できる、又は相手方ベース磁性体からコイル部の外側を通ってベース磁性体へ向けて磁束を誘導できる。このように、コイル装置は、コイル部の外側を通る磁束を適切に誘導でき、給電効率をより一層向上させることができる。

【0011】

連結磁性体の他方の端部は、筐体外に突出していてもよい。この場合、コイル装置は、筐体の外側部分においても、連結磁性体によって磁束を誘導できる。これにより、コイル装置は、給電効率をより一層向上させることができる。

【0012】

コイル装置は、連結磁性体を揺動させて連結磁性体の他方の端部の位置を変化させる駆動部を更に備えていてもよい。この場合、コイル装置は、相手方ベース磁性体の形状等に合わせて連結磁性体の端部の位置を変化させることができる。このように、コイル装置は、相手方ベース磁性体の形状等に合わせて連結磁性体を揺動させることで、相手方ベース磁性体の形状等が異なる複数の種類の相手方コイル装置との間で効率よく給電できる。

【0013】

コイル装置は、移動体に搭載され、連結磁性体は、移動体に設けられた磁性材料からなる構造体によって構成されていてもよい。この場合、コイル装置は、移動体に設けられた磁性材料からなる構造体を連結磁性体として有効活用できる。

【0014】

本発明の他の一側面は、移動体の筐体内に設置された第１コイル装置と、移動体外に設置された第２コイル装置との間で給電する非接触給電システムであって、第１コイル装置は、コイル軸に沿って延在するコア空間周りに巻き回された導線を有し、第２コイル装置との間で送電又は受電する第１コイル部と、コア空間内に配置されたコア磁性体と、を備え、第２コイル装置は、第１コイル部との間で送電又は受電する第２コイル部を備え、コイル軸は、送電又は受電時における第１コイル部と第２コイル部との対向方向に沿って延在し、第１コイル部は、コイル軸方向に沿って並ぶ第１コイル部位と第２コイル部位とを有し、コイル軸に直交する予め定められた基準方向に沿って見たときに、コイル軸方向及び基準方向のそれぞれに直交する方向である幅方向における第１コイル部位の外形幅は、幅方向における第２コイル部位の外形幅よりも小さい。

【0015】

この非接触給電システムの第１コイル装置では、基準方向に沿って見たときに、第１コイル部位と第２コイル部位との外形幅が互いに異なっている。これにより、第１コイル装置は、コイル軸方向の各位置において幅が異なるような形状の筐体であっても、幅が変化する筐体の形状に沿って第１コイル部を筐体内に配置できる。すなわち、第１コイル装置は、コイル軸方向の大きさとしてより大きな形状の第１コイル部を配置でき、送電又は受電時において第１コイル部に鎖交する磁束を増加させることができる。また、第１コイル装置は、第１コイル部内に配置されたコア磁性体によって、送電又は受電時において第１コイル部を貫く磁束をより増加させることができる。従って、非接触給電システムは、第１コイル部を配置する際に筐体の形状の制約を受けることを抑制し、給電効率を向上させることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明の種々の側面によれば、コイル部を配置する際に筐体の形状の制約を受けることを抑制し、給電効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、第１実施形態に係る非接触給電システムを水中航走体の側方から見た概略図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。

【図3】図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。

【図4】図４は、変形例に係る受電側コイル部を備える受電コイル装置の概略構成を示す断面図である。

【図5】図５は、変形例に係る受電側コイル部を示す側面図である。

【図6】図６は、第２実施形態に係る非接触給電システムの概略構成を示す断面図である。

【図7】図７は、変形例に係る非接触給電システムの概略構成を示す断面図である。

【図8】図８は、第３実施形態に係る非接触給電システムの概略構成を示す断面図である。

【図9】図９は、第４実施形態に係る非接触給電システムを水中航走体の側方から見た概略図である。

【図10】図１０は、図９のＸ－Ｘ線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0019】

（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。第１実施形態は、本発明に係るコイル装置を非接触給電システムの受電コイル装置に適用した実施形態である。図１～図３に示されるように、本実施形態に係る非接触給電システム１は、水中（海水中）を移動する水中航走体（移動体）Ｍに搭載された受電コイル装置（コイル装置、第１コイル装置）２、及び水中に設けられた給電場所に設置された送電コイル装置（相手方コイル装置、第２コイル装置）３を備えている。受電コイル装置２には、受電回路、及び充電回路等を介して、バッテリが接続される。送電コイル装置３には、送電回路、及び整流回路等を介して、外部電源が接続される。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」は、水中航走体Ｍを基準とした方向とする。「上」、「下」は、鉛直方向における上下とする。上下方向は、前後方向に直交する。左右方向は、上下方向及び前後方向にそれぞれ直交する。

【0020】

水中航走体Ｍは、本体部Ｍ１、及び本体部Ｍ１の前側の端部に連結された暴露部Ｍ２を備えている。本体部Ｍ１には、水中を航走するための駆動源（モータ）等が設けられている。暴露部Ｍ２の暴露部筐体（筐体）Ｍ２ａ内の下部には、受電コイル装置２が設置されている。

【0021】

水中航走体Ｍが給電場所に到着することにより、送電コイル装置３上に受電コイル装置２が位置する。すなわち、受電コイル装置２と送電コイル装置３とが上下方向において対面する。受電コイル装置２及び送電コイル装置３の内部に設けられたそれぞれのコイル同士が電磁気的に結合して電磁結合回路を形成することにより、送電コイル装置３のコイルから受電コイル装置２のコイルへと非接触給電が行われる。すなわち、受電コイル装置２は、送電コイル装置３から非接触で電力を受け取る。電磁結合回路は、「電磁誘導方式」で給電を行う回路であってもよく、「磁界共鳴方式」で給電を行う回路であってもよい。

【0022】

なお、暴露部筐体Ｍ２ａは、受電コイル装置２と、暴露部筐体Ｍ２ａ外に設置された送電コイル装置３との間において非接触給電が可能なように、例えば樹脂等の金属以外の材料（一例として非磁性材料）によって形成されている。なお、本実施形態において、暴露部筐体Ｍ２ａは、図２に示されるように、前後方向に沿って見たときに、断面が円環状となっている。また、暴露部筐体Ｍ２ａの前側面は半球状となっている。暴露部筐体Ｍ２ａは、受電コイル装置２を収容する筐体としての機能を有している。

【0023】

ここで、受電コイル装置２と送電コイル装置３との間で非接触給電を行う際には、給電効率を向上させるために、受電コイル装置２及び送電コイル装置３のコイル同士の結合係数（磁束の結合係数）を高めることが求められる。以下では、コイル部を配置する際に筐体の形状の制約を受けることを抑制しつつ、コイル同士の結合係数を高めて給電効率を向上し得る非接触給電システム１の構成について説明する。

【0024】

図２及び図３に示されるように、受電コイル装置２は、受電側コイル部（コイル部、第１コイル部）２１０、受電側ベース磁性体（ベース磁性体）２２０、及び受電側コア磁性体（コア磁性体）２３０を備えている。受電側コイル部２１０は、コイル軸Ｌに沿って延在するコア空間Ｒ周りに巻き回された導線を有する。受電側コイル部２１０は、送電コイル装置３の送電側コイル部（第２コイル部、相手方コイル部）３１０から非接触で受電する。なお、コイル軸Ｌは、上下方向に延在している。すなわち、コイル軸Ｌは、受電時（送電時）における受電コイル装置２と送電コイル装置３との対向方向に沿って延在している。

【0025】

より詳細には、受電側コイル部２１０は、第１受電コイル（第１コイル、第１コイル部位）２１１、第２受電コイル（第２コイル、第２コイル部位）２１２、及び第３受電コイル２１３を備えている。第１受電コイル２１１～第３受電コイル２１３のそれぞれは、水平方向に広がりを有する略平板状に形成されている。第１受電コイル２１１、第２受電コイル２１２、及び第３受電コイル２１３は、下方から上方に向ってこの並び順で並べて配置されている。第１受電コイル２１１は、送電コイル装置３からの受電時の状態において、第２受電コイル２１２よりも送電コイル装置３側に位置している。第２受電コイル２１２は、送電コイル装置３からの受電時の状態において、第３受電コイル２１３よりも送電コイル装置３側に位置している。

【0026】

このように、受電側コイル部２１０は、コイル軸Ｌ方向に沿って並べて配置された第１受電コイル２１１～第３受電コイル２１３によって構成されている。なお、第１受電コイル２１１～第３受電コイル２１３は、例えば、第１受電コイル２１１、第２受電コイル２１２、及び第３受電コイル２１３の順のように、互いに直列に接続されている。

【0027】

第１受電コイル２１１は、コイル軸Ｌに沿って延在するコア空間Ｒ周りに巻き回された導線Ｎ１（図２参照）を有する。このように、第１受電コイル２１１は、上下方向（コイル軸Ｌ方向）に沿って延在する孔（コア空間Ｒ）を有している。第１受電コイル２１１は、上方から見たときに、外縁の形状が略円形状となっている。但し、第１受電コイル２１１の外縁の形状は特に限定されず、例えば略楕円形状等であってもよい。第１受電コイル２１１を形成する導線Ｎ１としては、例えば、互いに絶縁された複数の導体素線が撚り合わされたリッツ線が用いられる。但し、第１受電コイル２１１を形成する導線Ｎ１としては、銅もしくはアルミニウムの単線が用いられてもよい。

【0028】

第２受電コイル２１２及び第３受電コイル２１３の構成は、第１受電コイル２１１の構成と同様である。第２受電コイル２１２及び第３受電コイル２１３は、第１受電コイル２１１と同様に、上下方向（コイル軸Ｌ方向）に沿って延在する孔（コア空間Ｒ）をそれぞれ有している。第１受電コイル２１１～第３受電コイル２１３は、それぞれに設けられた孔がコイル軸Ｌ方向に沿って連通するように、コイル軸Ｌ方向に沿って並べて配置されている。

【0029】

ここで、図２に示されるように、コイル軸Ｌに直交する前後方向（基準方向）に沿って見たときに、左右方向（幅方向）における第１受電コイル２１１の外形幅Ｔ１は、左右方向における第２受電コイル２１２の外形幅Ｔ２よりも小さい。同様に、左右方向（幅方向）における第２受電コイル２１２の外形幅Ｔ２は、左右方向における第３受電コイル２１３の外形幅Ｔ３よりも小さい。このように、受電側コイル部２１０は、前後方向に沿って見たときに、下方に向うに従って外形幅が小さくなっている。

【0030】

なお、本実施形態において、第１受電コイル２１１～第３受電コイル２１３は、上方から見たときの外縁の形状がそれぞれ略円形状となっている。このため、受電側コイル部２１０は、コイル軸Ｌに直交するいずれの方向に沿って見た場合であっても、下方に向うに従って外形が小さくなっている。例えば、図３に示されるように、左右方向に沿って受電側コイル部２１０を見たときに、受電側コイル部２１０は、下方に向うに従って外形幅が小さくなっている。

【0031】

ここで、上述したように、暴露部筐体Ｍ２ａは、前後方向に沿って見たときに、断面が円環状となっている。すなわち、暴露部筐体Ｍ２ａの下部の左右方向の幅は、下方に向うに従って小さくなる。すなわち、暴露部筐体Ｍ２ａは、前後方向に沿って見たときに、コイル軸Ｌ方向の各位置において幅が異なっている。このように、前後方向に沿って見たときに、下方に向うに従って幅が小さくなる暴露部筐体Ｍ２ａの下部に、下方に向うに従って外形幅が小さくなる受電側コイル部２１０が収容されている。

【0032】

すなわち、前後方向に沿って見たときに、暴露部筐体Ｍ２ａにおいて第１受電コイル２１１を左右方向から挟み込む部分の幅（左右方向の幅）は、暴露部筐体Ｍ２ａにおいて第２受電コイル２１２を左右方向から挟み込む部分の幅（左右方向の幅）よりも小さい。前後方向に沿って見たときに、暴露部筐体Ｍ２ａにおいて第２受電コイル２１２を左右方向から挟み込む部分の幅（左右方向の幅）は、暴露部筐体Ｍ２ａにおいて第３受電コイル２１３を左右方向から挟み込む部分の幅（左右方向の幅）よりも小さい。

【0033】

このように、前後方向に沿って見たときに、受電側コイル部２１０は、受電側コイル部２１０を収容する暴露部筐体Ｍ２ａ内の下部の空間の形状に沿った形状となっている。

【0034】

受電側ベース磁性体２２０は、暴露部筐体Ｍ２ａ内において、受電側コイル部２１０（第３受電コイル２１３）の上面に対向するように配置された略板状の部材である。受電側ベース磁性体２２０は、例えば、フェライトからなる。すなわち、受電側ベース磁性体２２０は、受電側コイル部２１０における送電コイル装置３に対向する面（受電側コイル部２１０の下面）に対して反対側の面（受電側コイル部２１０の上面）に対向するように配置されている。

【0035】

受電側コア磁性体２３０は、コイル軸Ｌ方向に沿って延在する略柱状の部材である。受電側コア磁性体２３０は、受電側コイル部２１０に設けられた孔（コア空間Ｒ）内に配置されている。受電側コア磁性体２３０は、例えば、フェライトからなる。受電側コア磁性体２３０の上端部は、受電側ベース磁性体２２０の下面に当接している。受電側コア磁性体２３０の下端部（送電コイル装置３に対向する側の端部）は、受電側コイル部２１０における送電コイル装置３に対向する面（第１受電コイル２１１の下面）よりも受電側コイル部２１０外に突出している。また、受電側コア磁性体２３０の下端部は、暴露部筐体Ｍ２ａの内面に当接していてもよい。

【0036】

図３に示されるように、受電コイル装置２は、連結磁性体２４０を更に備えている。ここで、水中航走体Ｍは、本体部Ｍ１と暴露部Ｍ２とを区画する隔壁Ｋを備えている。隔壁Ｋは、磁性材料（例えば、鉄材、積層鋼板等）からなる。なお、本体部Ｍ１の本体部筐体Ｍ１ａは、非磁性材料からなる。隔壁Ｋの外縁部は、水中航走体Ｍの周囲の水に接する本体部筐体Ｍ１ａに接続されている。受電コイル装置２は、隔壁Ｋの一部を連結磁性体２４０として用いる。このように、連結磁性体２４０は、水中航走体Ｍに設けられた磁性材料からなる隔壁Ｋ（構造体）の一部によって構成される。なお、受電コイル装置２は、水中航走体Ｍに設けられた隔壁Ｋ以外の磁性材料からなる構造体（例えばフレーム等）を連結磁性体２４０として用いてもよい。

【0037】

受電側ベース磁性体２２０の後ろ側の端部は、連結磁性体２４０に当接している。すなわち、連結磁性体２４０の上側の端部（一方の端部）は、受電側ベース磁性体２２０に連結されている。

【0038】

受電コイル装置２は、受電側コア磁性体２３０によって、送電コイル装置３の送電側ベース磁性体３２０から受電側コイル部２１０の中央の孔を通って受電側ベース磁性体２２０へ向う適切な磁気回路を形成できる。なお、図２及び図３中では、受電コイル装置２と送電コイル装置３との間に生じる磁束の流れが破線矢印によって示されている。他の図においても、破線矢印によって磁束の流れが示されている。

【0039】

連結磁性体２４０は、送電コイル装置３からの受電時の状態において、連結磁性体２４０の下側の端部（他方の端部）が送電コイル装置３に設けられた送電側ベース磁性体３２０に対向するように、受電側コイル部２１０の後ろ側（外側）を通って送電側ベース磁性体３２０に向って延びている。受電コイル装置２は、連結磁性体２４０によって、受電側ベース磁性体２２０の後ろ側から送電コイル装置３の送電側ベース磁性体３２０へ向かう適切な磁気回路を形成できる。

【0040】

図２及び図３に示されるように、送電コイル装置３は、送電側コイル部３１０、送電側ベース磁性体３２０、及び送電側筐体３３０を備えている。送電側コイル部３１０は、コイル軸Ｌの周りに巻き回された導線Ｎ２（図２参照）を有する。送電側コイル部３１０は、上方から見たときに、外縁の形状が略円形状となっている。但し、送電側コイル部３１０の外縁の形状は特に限定されず、例えば略楕円形状等であってもよい。送電側コイル部３１０を形成する導線Ｎ２としては、例えば、互いに絶縁された複数の導体素線が撚り合わされたリッツ線が用いられる。但し、送電側コイル部３１０を形成する導線Ｎ２としては、銅もしくはアルミニウムの単線が用いられてもよい。

【0041】

なお、送電コイル装置３と受電コイル装置２との間で非接触給電を行う場合、受電コイル装置２の受電側コイル部２１０のコイル軸Ｌと、送電コイル装置３の送電側コイル部３１０のコイル軸Ｌとが一致するように水中航走体Ｍが給電場所で停止する。

【0042】

送電側ベース磁性体３２０は、送電側コイル部３１０の下面に対向するように配置された略板状の部材である。送電側ベース磁性体３２０は、例えば、フェライトからなる。送電側筐体３３０は、送電側コイル部３１０及び送電側ベース磁性体３２０を収容する。送電側筐体３３０は、例えば、非磁性材料からなる。

【0043】

なお送電コイル装置３は、図３に示されるように、送電側ベース磁性体３２０から上方に向けて立ち上がる立上がり部３４０を更に備えていてもよい。立上がり部３４０は、受電コイル装置２への送電時の状態において、受電コイル装置２の連結磁性体２４０の下端部に立上がり部３４０の上端部が対向する位置に設けられている。立上がり部３４０は、送電側ベース磁性体３２０の端部を上方に向けて突出させることによって形成されていてもよい。すなわち、立上がり部３４０は、送電側ベース磁性体３２０の一部であってもよい。また、立上がり部３４０は、送電側ベース磁性体３２０以外の磁性材料からなる部材であってもよい。

【0044】

以上のように、非接触給電システム１の受電コイル装置２は、前後方向に沿って見たときに、第１受電コイル２１１～第３受電コイル２１３の外形幅が互いに異なっている。これにより、受電コイル装置２は、コイル軸Ｌ方向の各位置において幅が異なるような形状の暴露部筐体Ｍ２ａであっても、幅が変化する暴露部筐体Ｍ２ａの形状に沿って受電側コイル部２１０を暴露部筐体Ｍ２ａ内に配置できる。すなわち、受電コイル装置２は、コイル軸Ｌ方向の大きさとしてより大きな形状の受電側コイル部２１０を配置でき、受電時において受電側コイル部２１０に鎖交する磁束を増加させることができる。また、受電コイル装置２は、受電側コイル部２１０内に配置された受電側コア磁性体２３０によって、受電時において受電側コイル部２１０を貫く磁束をより増加させることができる。従って、受電コイル装置２は、受電側コイル部２１０を配置する際に暴露部筐体Ｍ２ａの形状の制約を受けることを抑制し、給電効率を向上させることができる。

【0045】

ここで、一般に、水中航走体Ｍの筐体は曲面形状となっている。また、非接触給電時におけるコイル間の距離は、コイルの大きさ（コイル軸Ｌに直交する方向の大きさ）に依存する。このため、より大きな大きさのコイルを用いることが求められている。従って、湾曲する筐体の底部により大きなコイルを配置しようとすると、一般にコイルは平板状であるために、コイルの側部が筐体の側壁に当接し、筐体の底壁のより近い位置にコイルを配置することができない。すなわち、平板状のコイルと湾曲する筐体の底壁との間隔が大きくなる。

【0046】

そこで、受電コイル装置２の受電側コイル部２１０は、下方に向うに従って外形幅が小さくなっている。これにより、受電コイル装置２は、前後方向に沿って見たときに、底部の形状が下方に向うに従って（送電コイル装置３に近づくに従って）幅が小さくなるような暴露部筐体Ｍ２ａであっても、暴露部筐体Ｍ２ａ内において送電コイル装置３のより近い位置に受電側コイル部２１０を配置できる。従って、受電側コイル部２１０と送電側コイル部３１０との間隔が小さくなり、磁束が外部に漏れ出ることが抑制されることによって受電側コイル部２１０と送電側コイル部３１０との間での磁束の結合が強くなる。これにより、受電コイル装置２は、給電効率をより一層向上させることができる。

【0047】

受電側コイル部２１０は、外形幅の異なる第１受電コイル２１１～第３受電コイル２１３を並べて配置することによって構成されている。この場合、前後方向に沿って見たときに、コイル軸Ｌ方向の各位置において外形幅の異なる受電側コイル部２１０が容易に形成され得る。

【0048】

受電側コア磁性体２３０の下端部は、受電側コイル部２１０の下面よりも下方に向けて突出している。この場合、受電側コア磁性体２３０は、送電側コイル部３１０から受電側コイル部２１０側へ向かう磁束をより一層適切に誘導することができ、受電側コイル部２１０を貫く磁束をより一層増加させることができる。これにより、受電コイル装置２は、給電効率をより一層向上させることができる。

【0049】

受電コイル装置２は、受電側ベース磁性体２２０から送電コイル装置３の送電側ベース磁性体３２０へ向かって延びる連結磁性体２４０を備えている。この場合、受電コイル装置２は、連結磁性体２４０によって、受電側ベース磁性体２２０から受電側コイル部２１０の外側を通って送電側ベース磁性体３２０へ向けて磁束を誘導できる。これにより、受電コイル装置２と送電コイル装置３との間に適切な磁気回路が形成され、磁束が効率よく受電側コイル部２１０に鎖交され得る。その結果、受電コイル装置２での誘導起電圧が大きくなり、給電効率も向上され得る。このように、受電コイル装置２は、受電側コイル部２１０の外側を通る磁束を適切に誘導でき、給電効率をより一層向上させることができる。

【0050】

なお、第１実施形態における受電コイル装置２は、水中航走体Ｍの構造体である隔壁Ｋの一部分を連結磁性体２４０として用いた。これに限定されず、受電コイル装置２は、水中航走体Ｍの構造体以外の部材を連結磁性体２４０として用いてもよい。例えば、受電コイル装置２は、送電コイル装置３の立上がり部３４０と同様に、受電側ベース磁性体２２０の後ろ側の端部から下方（送電側ベース磁性体３２０側）に向けて立ち上がる立上がり部を連結磁性体２４０として用いてもよい。この場合、連結磁性体２４０としての立上がり部は、送電コイル装置３の立上がり部３４０と同様に、受電側ベース磁性体２２０の端部を下方に向けて突出させることによって形成されていてもよい。すなわち、連結磁性体２４０としての立上がり部は、受電側ベース磁性体２２０の一部であってもよい。また、連結磁性体２４０としての立上がり部は、受電側ベース磁性体２２０以外の磁性材料からなる部材であってもよい。

【0051】

また、第１実施形態における受電コイル装置２の受電側コイル部２１０は、外形幅の異なる３つのコイル（第１受電コイル２１１～第３受電コイル２１３）によって構成されていたが、コイルの数は３つに限定されない。受電側コイル部２１０は、外形幅の異なる２つ以上のコイルによって構成されていればよい。

【0052】

さらに、受電側コイル部２１０は、外形幅の異なる２以上のコイルを並べて配置することによって構成されていることに限定されない。例えば、受電側コイル部２１０に代えて、図４に示される受電側コイル部２１０Ａが用いられてもよい。図４に示される受電側コイル部２１０Ａは、下方側に向うに従って外形幅が小さくなるように、コイル軸Ｌ方向の各位置において導線Ｎ３の巻き数を変化させることによって形成されている。例えば、図５に示されるように、受電側コイル部２１０Ａは、コイル軸Ｌ方向に沿って並ぶ第１コイル部位Ｐ１と第２コイル部位Ｐ２とを有している。第１コイル部位Ｐ１及び第２コイル部位Ｐ２は、それぞれ受電側コイル部２１０Ａの一部分である。なお、第１コイル部位Ｐ１は、第２コイル部位Ｐ２よりも下方（送電コイル装置３側）に位置している。この場合、コイル軸Ｌに直交する前後方向（基準方向）に沿って見たときに、左右方向（幅方向）における第１コイル部位Ｐ１の外形幅Ｔ１１は、左右方向における第２コイル部位Ｐ２の外形幅Ｔ１２よりも小さい。このように、導線Ｎ３の巻き径を変化させることによって形成された受電側コイル部２１０Ａが用いられた場合であっても、第１実施形態における受電側コイル部２１０が用いられた場合と同様の効果が奏される。なお、後述する他の実施形態及び変形例における受電側コイル部についても、図４及び図５を用いて説明した受電側コイル部２１０Ａの構成が採用されてもよい。

【0053】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、本発明に係るコイル装置を非接触給電システムの受電コイル装置に適用した実施形態である。図６に示されるように、本実施形態に係る非接触給電システム１Ｂは、水中航走体Ｍに搭載された受電コイル装置（コイル装置、第１コイル装置）２Ｂ、及び水中に設けられた給電場所に設置された送電コイル装置３を備えている。

【0054】

受電コイル装置２Ｂは、受電側コイル部２１０、受電側ベース磁性体２２０、受電側コア磁性体２３０、突出しコア（連結磁性体）２５１、及び突出しコア（連結磁性体）２５２を備えている。突出しコア２５１及び２５２は、例えば、鉄材、フェライト、積層鋼板等の磁性材料からなる。

【0055】

突出しコア２５１の一方の端部は、受電側ベース磁性体２２０の右側端部に連結されている。突出しコア２５１の他方の端部は、暴露部筐体Ｍ２ａ外に突出している。すなわち、突出しコア２５１は、暴露部筐体Ｍ２ａを貫通している。また、突出しコア２５１は、送電コイル装置３からの受電時の状態において、突出しコア２５１の他方の端部が送電コイル装置３の送電側ベース磁性体（相手方ベース磁性体）３２０に対向するように、受電側コイル部２１０の外側を通って送電側ベース磁性体３２０に向って延びている。なお、図６に示される送電側ベース磁性体３２０は、図２に示される送電側ベース磁性体３２０よりも大きさ（水平方向の外形）が大きい。

【0056】

ここで、受電側ベース磁性体２２０と送電側ベース磁性体３２０との間隔を距離Ｓとする。突出しコア２５１は、左右方向において、コイル軸Ｌから距離Ｓ離れた位置を通って受電側ベース磁性体２２０から送電側ベース磁性体３２０へ向かって延びている。これにより、送電側コイル部３１０から受電側コイル部２１０内のコア空間Ｒを通って受電側ベース磁性体２２０へ向かう磁束が、受電側コイル部２１０内を通らずに送電側コイル部３１０から突出しコア２５１へ流れてしまうことを抑制できる。

【0057】

同様に、突出しコア２５２の一方の端部は、受電側ベース磁性体２２０の左側端部に連結されている。突出しコア２５２の他方の端部は、暴露部筐体Ｍ２ａ外に突出している。すなわち、突出しコア２５２は、暴露部筐体Ｍ２ａを貫通している。また、突出しコア２５２は、送電コイル装置３からの受電時の状態において、突出しコア２５２の他方の端部が送電コイル装置３の送電側ベース磁性体３２０に対向するように、受電側コイル部２１０の外側を通って送電側ベース磁性体３２０に向って延びている。

【0058】

突出しコア２５２は、左右方向において、コイル軸Ｌから距離Ｓ離れた位置を通って受電側ベース磁性体２２０から送電側ベース磁性体３２０へ向かって延びている。これにより、送電側コイル部３１０から受電側コイル部２１０内のコア空間Ｒを通って受電側ベース磁性体２２０へ向かう磁束が、受電側コイル部２１０内を通らずに送電側コイル部３１０から突出しコア２５２へ流れてしまうことを抑制できる。

【0059】

この場合、受電コイル装置２Ｂは、突出しコア２５１及び２５２によって、受電側ベース磁性体２２０から受電側コイル部２１０の外側を通って送電側ベース磁性体３２０へ向けて磁束を誘導できる。このように、受電コイル装置２Ｂは、受電側コイル部２１０の外側を通る磁束を適切に誘導でき、給電効率をより一層向上させることができる。

【0060】

また、突出しコア２５１及び２５２の他方の端部は、それぞれ暴露部筐体Ｍ２ａ外に突出している。この場合、受電コイル装置２Ｂは、暴露部筐体Ｍ２ａの外側部分においても、突出しコア２５１及び２５２によって磁束を誘導できる。これにより、受電コイル装置２Ｂは、給電効率をより一層向上させることができる。

【0061】

なお、受電コイル装置２Ｂは、図７に示されるように、駆動部２５１ａ、及び駆動部２５２ａを更に備えていてもよい。駆動部２５１ａは、突出しコア２５１の他方の端部（送電側ベース磁性体３２０に対向する側の端部）の位置が変化するように突出しコア２５１を揺動させる。同様に、駆動部２５２ａは、突出しコア２５２の他方の端部（送電側ベース磁性体３２０に対向する側の端部）の位置が変化するように突出しコア２５２を揺動させる。

【0062】

この場合、受電コイル装置２Ｂは、給電場所に設置された送電コイル装置３の送電側ベース磁性体３２０の形状（大きさ）等に合わせて突出しコア２５１及び２５２を揺動させることで、送電側ベース磁性体３２０の形状等が異なる複数の種類の送電コイル装置３との間で効率よく給電できる。

【0063】

また、図６に示される突出しコア２５１及び２５２において、突出しコア２５１及び２５２における送電側ベース磁性体３２０に対向する側の端部が、受電側ベース磁性体２２０に連結されている側の端部に対して大きく形成されていてもよい。すなわち、突出しコア２５１における送電側ベース磁性体３２０に対向する側の端部のうち、送電側ベース磁性体３２０に対向する面の大きさが、受電側ベース磁性体２２０に連結される側の端面よりも大きく形成されていてもよい。突出しコア２５２についても同様に、送電側ベース磁性体３２０に対向する面の大きさが大きく形成されていてもよい。この場合、突出しコア２５１及び２５２は、送電側ベース磁性体３２０の形状（大きさ）等が図６及び図７に示されるように異なっていても、突出しコア２５１及び２５２を揺動させることなく、形状等が異なる送電側ベース磁性体３２０のそれぞれと適切に磁気回路を形成できる。これにより、受電コイル装置２Ｂは、送電側ベース磁性体３２０の形状等が異なる複数の種類の送電コイル装置３との間で効率よく給電できる。

【0064】

また、突出しコア２５１及び２５２は、受電側ベース磁性体２２０から左右方向に突出することに限定されない。突出しコアは、受電側ベース磁性体２２０から前方向に突出してもよく、後ろ方向に突出してもよい。さらに、突出しコアは、受電側コイル部２１０の全周を囲むように受電側ベース磁性体２２０の縁部の全周から突出していてもよい。

【0065】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、本発明に係るコイル装置を非接触給電システムの送電コイル装置に適用した実施形態である。図８に示されるように、本実施形態に係る非接触給電システム１Ｃは、水中航走体Ｍに搭載された受電コイル（相手方コイル装置）装置２Ｃ、及び水中に設けられた給電場所に設置された送電コイル装置（コイル装置）３Ｃを備えている。

【0066】

受電コイル装置２Ｃは、水中航走体Ｍの暴露部筐体Ｍ２ａ内の下部に配置されている。受電コイル装置２Ｃは、受電側コイル部（相手方コイル部）２１０Ｃ、及び受電側ベース磁性体（相手方ベース磁性体）２２０を備えている。受電側コイル部２１０Ｃは、第１実施形態における第３受電コイル２１３と同様の構成を有するコイルである。

【0067】

送電コイル装置３Ｃは、送電側コイル部（コイル部）３１０Ｃ、送電側ベース磁性体（ベース磁性体）３２０、送電側筐体（筐体）３３０Ｃ、及び送電側コア磁性体（コア磁性体）３５０を備えている。

【0068】

送電側筐体３３０Ｃは、送電側コイル部３１０Ｃ、送電側ベース磁性体３２０、及び送電側コア磁性体３５０を収容する。送電側筐体３３０Ｃは、例えば、非磁性材料からなる。

【0069】

送電側コイル部３１０Ｃは、コイル軸Ｌに沿って延在するコア空間Ｒ周りに巻き回された導線Ｎ４を有する。より詳細には、送電側コイル部３１０Ｃは、第１送電コイル（第１コイル、第１コイル部位）３１１、及び第２送電コイル（第２コイル、第２コイル部位）３１２を備えている。第１送電コイル３１１及び第２送電コイル３１２のそれぞれは、水平方向に広がりを有する略平板状に形成されている。第１送電コイル３１１及び第２送電コイル３１２は、上方から下方に向ってこの並び順で並べて配置されている。第１送電コイル３１１は、受電コイル装置２Ｃへの送電時の状態において、第２送電コイル３１２よりも受電コイル装置２Ｃ側に位置している。

【0070】

このように、送電側コイル部３１０Ｃは、コイル軸Ｌ方向に沿って並べて配置された第１送電コイル３１１及び第２送電コイル３１２によって構成されている。なお、第１送電コイル３１１及び第２送電コイル３１２は、互いに直列に接続されている。

【0071】

第１送電コイル３１１及び第２送電コイル３１２の構成は、それぞれ第１実施形態における第１受電コイル２１１及び第２受電コイル２１２と同様の構成である。第１送電コイル３１１及び第２送電コイル３１２は、それぞれに設けられた孔がコイル軸Ｌ方向に沿って連通するように、コイル軸Ｌ方向に沿って並べて配置されている。

【0072】

図８に示されるように、コイル軸Ｌに直交する前後方向（基準方向）に沿って見たときに、左右方向（幅方向）における第１送電コイル３１１の外形幅Ｔ３１は、左右方向における第２送電コイル３１２の外形幅Ｔ３２よりも小さい。このように、送電側コイル部３１０Ｃは、前後方向に沿って見たときに、上方に向うに従って外形幅が小さくなっている。

【0073】

ここで、前後方向に沿って見たときに、送電側筐体３３０Ｃの左右方向の幅は、上方に向うに従って小さくなっている。すなわち、送電側筐体３３０Ｃは、前後方向に沿って見たときに、コイル軸Ｌ方向の各位置において幅が異なっている。このように、前後方向に沿って見たときに、上方に向うに従って幅が小さくなる送電側筐体３３０Ｃに、上方に向うに従って外形幅が小さくなる送電側コイル部３１０Ｃが収容されている。

【0074】

すなわち、前後方向に沿って見たときに、送電側筐体３３０Ｃにおいて第１送電コイル３１１を左右方向から挟み込む部分の幅（左右方向の幅）は、送電側筐体３３０Ｃにおいて第２送電コイル３１２を左右方向から挟み込む部分の幅（左右方向の幅）よりも小さい。このように、前後方向に沿って見たときに、送電側コイル部３１０Ｃは、送電側コイル部３１０Ｃを収容する送電側筐体３３０Ｃ内の空間の形状に沿った形状となっている。

【0075】

送電側ベース磁性体３２０は、送電側筐体３３０Ｃ内において、送電側コイル部３１０Ｃの下面に対向するように配置された略板状の部材である。送電側ベース磁性体３２０は、例えば、フェライトからなる。すなわち、送電側ベース磁性体３２０は、送電側コイル部３１０Ｃにおける受電側コイル部２１０Ｃに対向する面（送電側コイル部３１０Ｃの上面）に対して反対側の面（送電側コイル部３１０Ｃの下面）に対向するように配置されている。

【0076】

送電側コア磁性体３５０は、コイル軸Ｌ方向に沿って延在する略柱状の部材である。送電側コア磁性体３５０は、送電側コイル部３１０Ｃに設けられた孔（コア空間Ｒ）内に配置されている。送電側コア磁性体３５０は、例えば、フェライトからなる。送電側コア磁性体３５０の下端部は、送電側ベース磁性体３２０の上面に当接している。送電側コア磁性体３５０の上端部（受電側コイル部２１０Ｃに対向する側の端部）は、送電側コイル部３１０Ｃにおける受電コイル装置２Ｃに対向する面（第１送電コイル３１１の上面）よりも送電側コイル部３１０Ｃ外に突出している。また、送電側コア磁性体３５０の上端部は、送電側筐体３３０Ｃの内面に当接していてもよい。

【0077】

また、送電コイル装置３Ｃは、突出しコア（連結磁性体）３６１、及び突出しコア（連結磁性体）３６２を更に備えていてもよい。突出しコア３６１及び３６２は、第２実施形態における突出しコア２５１及び２５２とそれぞれ同様の構成を有している。

【0078】

具体的には、突出しコア３６１の一方の端部は、送電側ベース磁性体３２０の右側端部に連結されている。突出しコア３６１の他方の端部は、送電側筐体３３０Ｃ外に突出している。すなわち、突出しコア３６１は、送電側筐体３３０Ｃを貫通している。また、突出しコア３６１は、受電コイル装置２Ｃへの送電時の状態において、突出しコア３６１の他方の端部が受電コイル装置２Ｃの受電側ベース磁性体２２０に対向するように、送電側コイル部３１０Ｃの外側を通って受電側ベース磁性体２２０に向って延びている。

【0079】

同様に、突出しコア３６２の一方の端部は、送電側ベース磁性体３２０の左側端部に連結されている。突出しコア３６２の他方の端部は、送電側筐体３３０Ｃ外に突出している。すなわち、突出しコア３６２は、送電側筐体３３０Ｃを貫通している。また、突出しコア３６２は、受電コイル装置２Ｃへの送電時の状態において、突出しコア３６２の他方の端部が受電コイル装置２Ｃの受電側ベース磁性体２２０に対向するように、送電側コイル部３１０Ｃの外側を通って受電側ベース磁性体２２０に向って延びている。

【0080】

以上のように、非接触給電システム１Ｃの送電コイル装置３Ｃは、前後方向に沿って見たときに、第１送電コイル３１１及び第２送電コイル３１２の外形幅が互いに異なっている。これにより、送電コイル装置３Ｃは、コイル軸Ｌ方向の各位置において幅が異なるような形状の送電側筐体３３０Ｃであっても、幅が変化する送電側筐体３３０Ｃの形状に沿って送電側コイル部３１０Ｃを送電側筐体３３０Ｃ内に配置できる。すなわち、送電コイル装置３Ｃは、コイル軸Ｌ方向の大きさとしてより大きな形状の送電側コイル部３１０Ｃを配置でき、送電時において受電側コイル部２１０Ｃに鎖交する磁束を増加させることができる。また、送電コイル装置３Ｃは、送電側コイル部３１０Ｃ内に配置された送電側コア磁性体３５０によって、送電時において送電側コイル部３１０Ｃを貫く磁束をより増加させることができ、受電コイル装置２Ｃヘ向けて磁束を適切に誘導できる。従って、送電コイル装置３Ｃは、送電側コイル部３１０Ｃを配置する際に送電側筐体３３０Ｃの形状の制約を受けることを抑制し、給電効率を向上させることができる。

【0081】

ここで、本実施形態においては、前後方向に沿って見たときに、送電側筐体３３０Ｃの左右方向の幅が上方に向うに従って小さくなっている。また、非接触給電時におけるコイル間の距離は、コイルの大きさ（コイル軸Ｌに直交する方向の大きさ）に依存する。このため、より大きな大きさのコイルを用いることが求められている。従って、上方に向うに従って幅が小さくなる送電側筐体３３０Ｃ内により大きなコイルを配置しようとすると、一般にコイルは平板状であるために、コイルの側部が送電側筐体３３０Ｃの側壁に当接し、送電側筐体３３０Ｃの上壁のより近い位置にコイルを配置することができない。すなわち、平板状のコイルと送電側筐体３３０Ｃの上壁との間隔が大きくなる。

【0082】

そこで、送電コイル装置３Ｃの送電側コイル部３１０Ｃは、上方に向うに従って外形幅が小さくなっている。これにより、送電コイル装置３Ｃは、前後方向に沿って見たときに、上方に向うに従って（受電コイル装置２Ｃに近づくに従って）幅が小さくなるような形状の送電側筐体３３０Ｃであっても、送電側筐体３３０Ｃ内において受電コイル装置２Ｃのより近い位置に送電側コイル部３１０Ｃを配置できる。従って、送電側コイル部３１０Ｃと受電側コイル部２１０Ｃとの間隔が小さくなり、磁束が外部に漏れ出ることが抑制されることによって送電側コイル部３１０Ｃと受電側コイル部２１０Ｃとの間での磁束の結合が強くなる。これにより、送電コイル装置３Ｃは、給電効率をより一層向上させることができる。

【0083】

送電側コイル部３１０Ｃは、外形幅の異なる第１送電コイル３１１及び第２送電コイル３１２を並べて配置することによって構成されている。この場合、前後方向に沿って見たときに、コイル軸Ｌ方向の各位置において外形幅の異なる送電側コイル部３１０Ｃが容易に形成され得る。

【0084】

送電側コア磁性体３５０の上端部は、送電側コイル部３１０Ｃの上面よりも上方に向けて突出している。この場合、送電側コア磁性体３５０は、送電側コイル部３１０Ｃから受電側コイル部２１０Ｃ側へ向かう磁束をより一層適切に誘導することができ、受電側コイル部２１０Ｃを貫く磁束をより一層増加させることができる。これにより、送電コイル装置３Ｃは、給電効率をより一層向上させることができる。

【0085】

また、送電コイル装置３Ｃは、突出しコア３６１及び３６２によって、受電コイル装置２Ｃの受電側ベース磁性体２２０から送電側コイル部３１０Ｃの外側を通って送電側ベース磁性体３２０へ向かう磁束を誘導できる、このように、送電コイル装置３Ｃは、送電側コイル部３１０Ｃの外側を通る磁束を適切に誘導でき、給電効率をより一層向上させることができる。

【0086】

また、突出しコア３６１及び３６２の他方の端部は、それぞれ送電側筐体３３０Ｃ外に突出している。この場合、送電コイル装置３Ｃは、送電側筐体３３０Ｃの外側部分においても、突出しコア３６１及び３６２によって磁束を誘導できる。これにより、送電コイル装置３Ｃは、給電効率をより一層向上させることができる。

【0087】

なお、送電コイル装置３Ｃは、図８に示されるように、駆動部３６１ａ、及び駆動部３６２ａを更に備えていてもよい。駆動部３６１ａは、突出しコア３６１の他方の端部（受電側ベース磁性体２２０に対向する側の端部）の位置が変化するように突出しコア３６１を揺動させる。同様に、駆動部３６２ａは、突出しコア３６２の他方の端部（受電側ベース磁性体２２０に対向する側の端部）の位置が変化するように突出しコア３６２を揺動させる。

【0088】

この場合、送電コイル装置３Ｃは、水中航走体Ｍに搭載された受電コイル装置２Ｃの受電側ベース磁性体２２０の形状（大きさ）等に合わせて突出しコア３６１及び３６２を揺動させることで、受電側ベース磁性体２２０の形状等が異なる複数の種類の受電コイル装置２Ｃとの間で効率よく給電できる。

【0089】

なお、図８に示される突出しコア３６１及び３６２においても、第２実施形態において説明した突出しコア２５１及び２５２と同様に、突出しコア３６１及び３６２における受電側ベース磁性体２２０に対向する側の端部が、送電側ベース磁性体３２０に連結されている側の端部に対して大きく形成されていてもよい。

【0090】

また、突出しコア３６１及び３６２は、送電側ベース磁性体３２０から左右方向に突出することに限定されない。突出しコアは、送電側ベース磁性体３２０から前方向に突出してもよく、後ろ方向に突出してもよい。さらに、突出しコアは、送電側コイル部３１０Ｃの全周を囲むように送電側ベース磁性体３２０の縁部の全周から突出していてもよい。

【0091】

また、送電側コイル部３１０Ｃは、外形幅の異なる２つのコイル（第１送電コイル３１、第２送電コイル３１２）によって構成されていたが、コイルの数は２つに限定されない。送電側コイル部３１０Ｃは、外形幅の異なる２つ以上のコイルによって構成されていればよい。さらに、送電側コイル部３１０Ｃは、外形幅の異なる２以上のコイルを並べて配置することによって構成されることに限定されない。例えば、送電側コイル部３１０Ｃは、図４及び図５に示される受電側コイル部２１０Ａと同様に、上方側に向うに従って外形幅が小さくなるように、コイル軸Ｌ方向の各位置において導線の巻き数を変化させることによって形成されていてもよい。

【0092】

また、送電側筐体３３０Ｃは、前後方向に沿って見たときに、上方に向うに従って幅が小さくなっていなくてもよい。この場合、送電側コイル部３１０Ｃは、送電側筐体３３０Ｃの形状に合わせた外形幅の異なる複数のコイルによって構成されていてもよい。

【0093】

なお、第３実施形態に係る非接触給電システム１Ｃは、受電コイル装置２Ｃに代えて、第１実施形態において説明した受電コイル装置２Ｃを備えていてもよい。この場合、コイル同士の距離をより一層近づけることができ、給電効率がより一層向上され得る。

【0094】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。図９及び図１０に示されるように、本実施形態に係る非接触給電システム１Ｄは、水中航走体Ｍに搭載された受電コイル装置（コイル装置、第１コイル装置）２、及び水中に設けられた給電場所に設置された送電コイル装置（相手方コイル装置、第２コイル装置）３Ｄを備えている。

【0095】

ここで、本実施形態において、水中航走体Ｍの暴露部筐体Ｍ２ａは、コイル収容部（筐体）Ｍ２ｂを有している。コイル収容部Ｍ２ｂは、下方に向けて略半球状に突出し、内側に受電コイル装置２を収容する。コイル収容部Ｍ２ｂは、非接触給電が可能なように、例えば樹脂等の金属以外の材料（一例として非磁性材料）によって形成されている。

【0096】

送電コイル装置３Ｄは、送電側コイル部３１０Ｄ、送電側ベース磁性体３２０、及び送電側筐体３３０Ｄを備えている。送電側コイル部３１０Ｄは、第１送電コイル３１１Ｄ、第２送電コイル３１２Ｄ、及び第３送電コイル３１３Ｄを備えている。第３送電コイル３１３Ｄの内径は、第２送電コイル３１２Ｄの内径よりも小さい。第２送電コイル３１２Ｄの内径は、第１送電コイル３１１Ｄの内径よりも小さい。第１送電コイル３１１Ｄ～第３送電コイル３１３Ｄは、上方から下方に向ってこの並び順で並べて配置されている。

【0097】

このように、送電側コイル部３１０Ｄは、コイル軸Ｌ方向に沿って並べて配置された第１送電コイル３１１Ｄ～第３送電コイル３１３Ｄによって構成されている。これにより、送電側コイル部３１０Ｄは、上面に凹部を有する形状となる。

【0098】

送電側ベース磁性体３２０は、送電側コイル部３１０Ｄの下面に対向するように配置されている。送電側筐体３３０Ｄは、送電側コイル部３１０Ｄ及び送電側ベース磁性体３２０を収容する。送電側筐体３３０Ｄは、例えば、非磁性材料からなる。また、送電側筐体３３０Ｄの上面には、送電側コイル部３１０Ｄの上面の形状に沿うように、略半球状の凹部３３１Ｄが形成されている。送電側筐体３３０Ｄの上面の凹部３３１Ｄには、受電コイル装置２を収容する水中航走体Ｍのコイル収容部Ｍ２ｂを嵌め込むことができる。

【0099】

非接触給電システム１Ｄでは、送電コイル装置３Ｄと受電コイル装置２との間で非接触給電を行う場合、送電コイル装置３Ｄの送電側筐体３３０Ｄの凹部３３１Ｄ内に水中航走体Ｍのコイル収容部Ｍ２ｂを嵌め込む。これにより、非接触給電システム１Ｄは、送電コイル装置３Ｄの送電側コイル部３１０Ｄと受電コイル装置２の受電側コイル部２１０との磁束の結合係数をより一層向上させることができ、給電効率をより一層向上させることができる。

【0100】

なお、本実施形態に係る非接触給電システム１Ｄの受電コイル装置２に代えて、第２実施形態において図６及び図７を用いて説明した受電コイル装置２Ｂが用いられてもよい。また、本実施形態に係る非接触給電システム１Ｄの送電コイル装置３Ｄは、第３実施形態において図８を用いて説明した突出しコア３６１及び３６２、並びに駆動部３６１ａ及び３６２ａを更に備えていてもよい。このように突出しコア等を更に備える場合、非接触給電システム１Ｄは、第２実施形態及び第３実施形態において説明した非接触給電システム１Ｂ及び１Ｃと同様に、給電効率をより一層向上させることができる。

【0101】

以上、本発明の種々の実施形態及び変形例について説明したが、本発明は、上記実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、受電コイル装置２の受電側コイル部２１０等を構成するコイルは、平板状に形成されていることに限定されず、暴露部筐体Ｍ２ａ等の底面の形状に沿って湾曲していてもよい。

【0102】

受電コイル装置２等は、水中航走体Ｍの暴露部筐体Ｍ２ａ内の下部に配置されていたが、下部に配置されることに限定されない。例えば、受電コイル装置２等は、送電コイル装置３から送電を受ける方向に応じて、暴露部筐体Ｍ２ａ内の上部又は側部に配置されていてもよい。この場合であっても、受電コイル装置２等は、設置される場所の形状に沿って配置されていればよい。すなわち、例えば、受電コイル装置２が暴露部筐体Ｍ２ａ内の上部に配置される場合、受電コイル装置２は、受電側コイル部２１０の外形幅が小さい側（第１受電コイル２１１側）が上側となるように配置されていればよい。

【0103】

また、上記実施形態では、給電場所に設置された送電コイル装置３等から水中航走体Ｍに搭載された受電コイル装置２等に対して送電したが、水中航走体Ｍに搭載されたコイル装置から外部に設置されたコイル装置に対して送電が行われてもよい。さらに、受電コイル装置２等は、水中を移動する水中航走体Ｍに搭載されることに限定されない。受電コイル装置２等は、水中航走体Ｍ以外の種々の移動体に搭載されてもよい。

【0104】

以上に記載された実施形態及び種々の変形例の少なくとも一部が任意に組み合わせられてもよい。

【符号の説明】

【0105】

１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 非接触給電システム
２、２Ｂ 受電コイル装置（コイル装置、第１コイル装置）
３、３Ｄ 送電コイル装置（相手方コイル装置、第２コイル装置）
２Ｃ 受電コイル装置（相手方コイル装置）
３Ｃ 送電コイル装置（コイル装置）
２１０ 受電側コイル部（コイル部、第１コイル部）
２１０Ｃ 受電側コイル部（相手方コイル部）
２１１ 第１受電コイル（第１コイル、第１コイル部位）
２１２ 第２受電コイル（第２コイル、第２コイル部位）
２２０ 受電側ベース磁性体（ベース磁性体、相手方ベース磁性体）
２３０ 受電側コア磁性体（コア磁性体）
２４０ 連結磁性体
２５１，２５２，３６１，３６２ 突出しコア（連結磁性体）
２５１ａ，２５２ａ，３６１ａ，３６２ａ 駆動部
３１０、３１０Ｄ 送電側コイル部（相手方コイル部、第２コイル部）
３１０Ｃ 送電側コイル部（コイル部）
３１１ 第１送電コイル（第１コイル、第１コイル部位）
３１２ 第２送電コイル（第２コイル、第２コイル部位）
３２０ 送電側ベース磁性体（ベース磁性体、相手方ベース磁性体）
３３０Ｃ 送電側筐体（筐体）
３５０ 送電側コア磁性体（コア磁性体）
Ｌ コイル軸
Ｍ 水中航走体（移動体）
Ｍ２ａ 暴露部筐体（筐体）
Ｍ２ｂ コイル収容部（筐体）
Ｎ１～Ｎ４ 導線
Ｐ１ 第１コイル部位
Ｐ２ 第２コイル部位
Ｒ コア空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】