JP2010093902A - 非接触電力供給装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高周波電源19に接続される一次コイル11〜14と、一次コイル11〜14に磁気的結合し負荷24に電力を供給する二次コイル21とを有する非接触電力供給装置10において、一次コイル11〜14と二次コイル21とは別に一次コイル11〜14のいずれか一つ及び二次コイル21に磁気的結合する三次コイル25を設け、三次コイル25には共振用コンデンサ26を接続した。更に、三次コイル25を第1コイル28と第2コイル29に分割し、同心上に配置された第1コイル28及び第2コイル29の間隔を変えて、三次コイル25のインダクタンスを変える。
【選択図】図1
Description
そこで、本発明者は一次コイル及び二次コイルの他に、三次コイルを設け、三次コイルに共振回路を組み込む、即ち、並列に所定量のコンデンサを接続して、二次コイルの近傍に配置すると、二次コイルに十分に負荷電流を流せることを発見し、本発明を完成した。
前記一次コイルと前記二次コイルとは別に前記一次コイル及び前記二次コイルに磁気的結合する三次コイルを前記移動車両の底部に設けると共に、該三次コイルには共振用コンデンサを接続し、
前記三次コイルを、同心上に配置されて直列接続され、各巻線が渦巻平面形状となった第1コイルと第2コイルに分割して、前記第1コイル及び前記第2コイルの間隔を調整可能とし、前記三次コイルのインダクタンスを変えて、前記三次コイルの共振周波数を前記高周波電源の発振周波数からずらしており、
更に、前記二次コイル及び前記三次コイルの上部にはフェライトコアからなる磁気シールド材が配置されている。
ここで、図1は本発明の第1の実施の形態に係る非接触電力供給装置の説明図、図2は同装置に使用する三次コイルの概略構成を示す斜視図、図3(A)〜(C)は同装置に使用する三次コイルの正面図、平面図、側面図、図4は本発明の第2の実施の形態に係る非接触電力供給装置の説明図、図5は同装置を用いた場合の各部の電圧又は電流波形図である。
一次コイル11〜14は平面視して横600〜1200mm、縦が80〜200mmの角形形状となって、巻数は10回となっている。なお、この実施の形態においては、一次コイル11〜14は平面視して矩形としたが、円形、楕円形、角部を丸くした長方形のいずれであってもよい。
板状体30、31の角側及び中央には、通風孔35、36がそれぞれ形成され、第1、第2コイル28、29から発生する熱の放散を促進している。
三次コイル25の上には二次コイル21が載っている。この二次コイル21は三次コイル25の上に重ねて固定してもよいが、隙間eを設けて独立配置してもよい。また、二次コイル21を止めるねじに前記したボルト33を使用してもよい。
各一次コイル11〜14に微弱な電流を流して、一次コイル11〜14を一次側からみたインピーダンスを測定する。三次コイル25が近づくとインピーダンスが変化するので、移動車両20の位置を測定できる。なお、近接センサー等を用いて、移動車両20が適正位置にあることを検知してもよい。ここで、適正位置とは、いずれかの一次コイル11〜14の内側に、三次コイル25の中心が位置することをいう。
なお、E形コアの変わりにU字状のコア(特に、カットコア)をマッチングトランスのコアとすることもできる。
また、第1、第2の実施の形態に係る非接触電力供給装置10、47を組み合わせて非接触電力供給装置を構成する場合も本発明は適用される。
Claims (13)
- 高周波電源に接続される一次コイルと、前記一次コイルに磁気的結合し負荷に電力を供給する二次コイルとを有する非接触電力供給装置において、
前記一次コイルと前記二次コイルとは別に前記一次コイル及び前記二次コイルに磁気的結合する三次コイルを設け、該三次コイルには共振用コンデンサを接続したことを特徴とする非接触電力供給装置。 - 請求項1記載の非接触電力供給装置において、前記三次コイルを第1コイルと第2コイルに分割し、同心上に配置された前記第1コイル及び前記第2コイルの間隔を変えて、前記三次コイルのインダクタンスを変えることを特徴とする非接触電力供給装置。
- 請求項2記載の非接触電力供給装置において、前記第1コイル及び前記第2コイルは、各巻線が平面状のスパイラル巻となっていることを特徴とする非接触電力供給装置。
- 請求項3記載の非接触電力供給装置において、前記第1、第2コイルは放熱性を有する樹脂又はセメントでモールドされて板状に形成され、板状となった前記第1、第2コイルを中間部にスプリングを有するねじで連結し、前記三次コイルのインダクタンスを変えることを特徴とする非接触電力供給装置。
- 請求項3及び4のいずれか1記載の非接触電力供給装置において、前記第1、第2コイルの巻回数は±20%の誤差で等しいことを特徴とする非接触電力供給装置。
- 請求項1〜5のいずれか1記載の非接触電力供給装置において、前記共振用コンデンサは複数に分割され、前記複数のコンデンサの一部には直列に有接点又は無接点のスイッチが設けられていることを特徴とする非接触電力供給装置。
- 請求項1〜6のいずれか1記載の非接触電力供給装置において、前記二次コイルにはマッチングトランスが接続されて、該マッチングトランスを介して前記負荷に電力を供給していることを特徴とする非接触電力供給装置。
- 請求項7記載の非接触電力供給装置において、前記マッチングトランスの一次側と二次側は分離可能となって、該マッチングトランスの二次側は前記負荷に応じて交換可能となっていることを特徴とする非接触電力供給装置。
- 請求項1〜8のいずれか1記載の非接触電力供給装置において、前記二次コイル及び前記三次コイルは移動車両の底部に設けられ、前記一次コイルは前記移動車両が通過する床部に設けられたことを特徴とする非接触電力供給装置。
- 請求項9記載の非接触電力供給装置において、前記三次コイルの上に前記二次コイルが配置されていることを特徴とする非接触電力供給装置。
- 請求項9及び10のいずれか1記載の非接触電力供給装置において、前記負荷は前記移動車両の電源となるバッテリであることを特徴とする非接触電力供給装置。
- 請求項9〜11のいずれか1記載の非接触電力供給装置において、前記二次コイル及び前記三次コイルの上部には、鉄損が20w/kg以下の磁性材料からなる磁気シールド材が配置されていることを特徴とする非接触電力供給装置。
- 請求項9〜12のいずれか1記載の非接触電力供給装置において、前記一次コイルは角形形状となって、複数の前記一次コイルが前記床部に並べて配置され、前記移動車両の検知を行って前記二次コイル及び前記三次コイルの直下にある前記一次コイルへの電力の供給を行うことを特徴とする非接触電力供給装置。
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