JP6003565B2 - 非接触給電装置 - Google Patents

Description

本発明は、送電用の１次側コイル及び受電用の２次側コイルを備える非接触給電装置に関する。

この種の装置としては、下記特許文献１に見られるように、１次側コイルのうち２次側コイルに対向する側と反対側、及び２次側コイルのうち１次側コイルに対向する側と反対側のそれぞれに、アルミニウムからなる導電板が密着して配置されているものも提案されている。これにより、１次側コイル及び２次側コイル間における非接触給電時においてこれらコイルから外部へと漏洩する電磁界を低減させることができる。

特開２０１０−１７２０８４号公報

ここで、上記特許文献１に記載された装置によれば、導電板の表面のうちコイル側とは反対側付近の漏洩電磁界を低減させることはできるものの、導電板の表面のうちコイル側とは反対側付近以外の場所における漏洩電磁界の低減効果を得ることができない懸念がある。また、非接触給電時において導電板の端部に流れる渦電流により、導電板の外周部付近において漏洩電磁界の低減効果が小さくなったり、漏洩電磁界がかえって大きくなったりする懸念もある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、１次側コイル及び２次側コイルから外部へと漏洩する電磁界を低減させることのできる新たな非接触給電装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、本発明は、送電用の１次側コイル（２２）と、受電用の２次側コイル（４２）と、非接触給電が行われる場合に前記１次側コイルに対して印加される電圧の周波数における比透磁率が１よりも高い強磁性体からなる主シールド部材（２３，４３，２３ａ，４３ａ，７２ａ，７４ａ，２３ｃ，４３ｅ〜４３ｊ）と、を備え、前記主シールド部材は、前記１次側コイル及び前記２次側コイルのうち少なくとも一方に対応する対となる磁極部について一方から他方へと磁束を導くようにかつ、前記１次側コイル及び前記２次側コイルのそれぞれと離間して配置され、前記主シールド部材は、更に、扁平形状をなしてかつ、前記１次側コイル及び前記２次側コイルが対向する方向において該１次側コイル及び該２次側コイルのそれぞれと近接して配置されていることを特徴とする。

強磁性体の比透磁率は、例えば周辺の大気や路面（アスファルト）の比透磁率と比較して十分に高い。このため、上記発明では、１次側コイル及び２次側コイルから外部へと漏洩する電磁界を好適に低減させることができる。

ここで、シールド部材が１次側コイルや２次側コイルと接触して配置される場合には、漏洩電磁界の低減効果は大きくなるものの、磁束の短絡によって１次側コイル及び２次側コイル間における漏れインダクタンスが増大し、これらコイル同士の結合係数が低下することとなる。これにより、１次側コイルから２次側コイルへの電力伝送効率が低下する。これに対し、上記発明では、主シールド部材が１次側コイル及び２次側コイルのそれぞれと離間して配置されている。このため、１次側コイル及び２次側コイル間における漏れインダクタンスの増大を抑制しつつも、これらコイル同士の結合係数の低下を抑制することもできる。これにより、１次側コイル側から２次側コイル側への電力伝送効率の低下を好適に抑制することができる。さらに、主シールド部材を扁平形状としつつ、主シールド部材を、１次側コイル及び２次側コイルが対向する方向においてこれらコイルのそれぞれと近接して配置することにより、主シールド部材の配置による上記対向する方向における非接触給電装置の体格の増大を抑制することもできる。

第１の実施形態にかかる非接触給電システムの構成図。 同実施形態にかかる送電パッド及び受電パッドの斜視図。 同実施形態にかかる非接触給電装置の平面図。 同実施形態にかかる非接触給電装置の断面図。 同実施形態にかかる駐車スペースへの非接触給電装置の配置図。 同実施形態にかかる駐車スペースへの非接触給電装置の配置図。 同実施形態にかかる主シールド部材の効果を示す図。 第２の実施形態にかかる非接触給電装置の平面図。 同実施形態にかかる非接触給電装置の断面図。 同実施形態にかかる駐車スペースへの非接触給電装置の配置図。 同実施形態にかかる駐車スペースへの非接触給電装置の配置図。 同実施形態にかかる主シールド部材の効果を示す図。 比較技術にかかる非接触給電装置の断面図。 第３の実施形態にかかる非接触給電装置の断面図。 第４の実施形態にかかる非接触給電装置の平面図。 同実施形態にかかる非接触給電装置の断面図。 同実施形態にかかる非接触給電装置の断面図。 第５の実施形態にかかる非接触給電装置の平面図。 同実施形態にかかる非接触給電装置の断面図。 第６の実施形態にかかる駐車スペースへの非接触給電装置の配置図。 同実施形態にかかる駐車スペースへの非接触給電装置の配置図。 第７の実施形態にかかる駐車スペースへの非接触給電装置の配置図。 同実施形態にかかる駐車スペースへの非接触給電装置の配置図。 第８の実施形態にかかる駐車スペースへの非接触給電装置の配置図。 同実施形態にかかる車両の床面外側への非接触給電装置の配置図。 その他の実施形態にかかる非接触給電装置の平面図。 その他の実施形態にかかる非接触給電装置の平面図。 その他の実施形態にかかる非接触給電装置の断面図。 その他の実施形態にかかる非接触給電装置の断面図。 その他の実施形態にかかる駐車スペースへの非接触給電装置の配置図。 その他の実施形態にかかるコアの断面図。 その他の実施形態にかかるコアの断面図。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる非接触給電装置を車載主機として回転機を備える車両（ハイブリッド車や電気自動車）の非接触給電システムに適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、非接触給電システムは、車両１０の外部に設けられた送電システムと、車両１０に設けられた受電システムとを備えている。

送電システムは、送電部材としての送電パッド２０と、送電回路３０とを備えている。詳しくは、送電回路３０は、車両１０の外部に設けられた交流電源３２（系統電源）の周波数を所定の高周波数（数ｋＨｚ〜十数ＭＨｚ）に変換する電力変換回路（例えばフルブリッジ回路）と、電力変換回路から出力された電力を送電パッド２０に供給する共振回路とを備えている。

送電パッド２０は、１次側コア及びこれに巻回された１次側コイルからなり、電磁誘導によって受電システムの備える受電パッド４０に電力を送るための部材である。なお、送電パッド２０の構成については、後に詳述する。

一方、受電システムは、受電部材としての受電パッド４０、受電回路５０、ＤＣＤＣコンバータ５２、蓄電手段としてのメインバッテリ５４、及び制御装置５６を備えている。詳しくは、受電パッド４０は、２次側コア及びこれに巻回された２次側コイルからなり、送電パッド２０から送られる電力を受けとるための部材である。受電パッド４０は、車両１０の下部（床面の外側）に配置されている。なお、受電パッド４０の構成については、後に詳述する。

受電パッド４０によって受けとられた電力は、受電回路５０に供給される。受電回路５０は、受電パッド４０によって受けとられた電力が入力される共振回路と、共振回路から出力される高周波の交流電流を直流電流に変換する整流回路と、整流回路の出力電圧を所定に変換してメインバッテリ５４に印加する電力変換回路とを備えている。受電回路５０やメインバッテリ５４の出力電圧は、ＤＣＤＣコンバータ５２によって降圧されて車載補機５８や補機バッテリ６０に印加される。

なお、メインバッテリ５４は、その端子電圧が例えば百Ｖ以上となるものであり、具体的には例えば、ニッケル水素２次電池やリチウムイオン２次電池である。また、補機バッテリ６０は、その端子電圧がメインバッテリ５４の端子電圧よりも十分に低いものであり、具体的には例えば、鉛蓄電池である。さらに、車両１０には、受電システムの他に、メインバッテリ５４の直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ６２及びインバータ６２から出力された交流電力によって回転駆動される車載主機としてのモータジェネレータ６４が備えられている。

制御装置５６は、モータジェネレータ６４の駆動制御を行うべくインバータ６２を操作したり、車載補機５８や補機バッテリ６０に電力を供給すべくＤＣＤＣコンバータ５２を操作したりする。また、制御装置５６は、車両を給電対象とした充電処理の実行を受電回路５０に指示する。これにより、受電回路５０は、受電回路５０及び送電回路３０のそれぞれに備えられる無線通信用のインターフェースによってこれら回路同士で情報のやりとりを行いながら車両１０を充電すべく動作する。

続いて、図２〜図４を用いて、本実施形態にかかる送電パッド２０及び受電パッド４０を備える非接触給電装置について詳述する。

図２に、非接触給電装置のうち送電パッド２０及び受電パッド４０の斜視図を示す。

図示されるように、送電パッド２０は、１次側コア２１と、１次側コア２１に巻回された１次側コイル２２とからなる。詳しくは、１次側コア２１は、矩形板状であってかつ互いに離間した一対の１次側巻線部２１ａと、これら１次側巻線部２１ａ同士を連結する長方形板状の１次側連結部２１ｂとが一体形成されてなる部材である。一対の１次側巻線部２１ａのそれぞれは、板面（平面）と、周縁部２１ｃとを有している。これら１次側巻線部２１ａのそれぞれの有する一対の板面のうち受電パッド４０側とは反対側に１次側連結部２１ｂが連結されている。また、これら１次側巻線部２１ａのそれぞれの周縁部２１ｃには、１次側コイル２２が複数周巻回されている。なお、本実施形態において、１次側コア２１は、軟磁性体からなり、具体的には、フェライトからなる。

一方、受電パッド４０は、２次側コア４１と、２次側コア４１に巻回された２次側コイル４２とからなる。詳しくは、２次側コア４１は、矩形板状であってかつ互いに離間した一対の２次側巻線部４１ａと、これら２次側巻線部４１ａ同士を連結する長方形板状の２次側連結部４１ｂとが一体形成されてなる部材である。一対の２次側巻線部４１ａのそれぞれは、板面（平面）と、周縁部４１ｃとを有している。これら２次側巻線部４１ａのそれぞれの有する一対の板面のうち送電パッド２０側とは反対側に２次側連結部４１ｂが連結されている。また、これら２次側巻線部４１ａのそれぞれの周縁部４１ｃには、２次側コイル４２が複数周巻回されている。なお、本実施形態において、２次側コア４１は、１次側コア２１と同様にフェライトからなる。

１次側コア２１及び２次側コア４１は、非接触給電が行われる場合において、１次側巻線部２１ａの板面及び２次側巻線部４１ａの板面同士が対向してかつ平行となるように配置されている。

ちなみに、本実施形態において、一対の１次側巻線部２１ａが１次側コイル２２に対応する対となる磁極部に相当し、一対の２次側巻線部４１ａが２次側コイル４２に対応する対となる磁極部に相当する。また、図２には、１次側コイル２２に流れる電流Ｉ１の流通方向及び２次側コイル４２に流れる電流Ｉ２の流通方向を矢印にて示している。

次に、本実施形態にかかる非接触給電装置の特徴的構成について説明する。

まず、図３を用いて、受電パッド４０側の特徴的構成について説明する。なお、図３は、受電パッド４０を２次側巻線部４１ａの板面の正面から見た図である。また、図３では、２次側コイル４２のうち２次側コア４１側から外部へと延びる部分の図示を省略している。さらに、図３では、断面形状ではないが、２次側コア４１の構成部材及び２次側コイル４２等にハッチングを付している。

図示されるように、本実施形態では、２次側巻線部４１ａの板面の正面視において、２次側コア４１及び２次側コイル４２を囲むように２次側主シールド部材４３が配置されている。詳しくは、２次側主シールド部材４３は、２次側巻線部４１ａの板面の正面視において矩形枠形状（長方形枠形状）をなし、２次側コア４１及び２次側コイル４２と近接離間して車両１０の床面の外側に配置されている。本実施形態において、２次側主シールド部材４３は、軟磁性体からなり、具体的には例えば、フェライトや、圧粉磁心、ダストコア、所定の厚さ（例えば０．３ｍｍ）以下の鉄系の軟磁性体からなる。ここで、鉄系の軟磁性体としては、例えば、電磁鋼板（珪素鋼板）や、パーマロイ、アモルファス金属材料、ナノ結晶軟磁性材料が挙げられる。こうした材料により２次側主シールド部材４３を形成することで、非接触給電の使用周波数帯（１次側コイル２２に対して印加される電圧の周波数であり、例えば数ｋＨｚ〜十数ＭＨｚ）において比透磁率を十分高くすることができる。

２次側主シールド部材４３は、図４に示すように、扁平形状をなし、また、２次側連結部４１ｂの表面のうち送電パッド２０側とは反対側の平面を通ってかつこの平面に平行な面上に配置される。なお、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。ここで、図４では、車両１０の床面外側の図示を省略している。

一方、送電パッド２０側にも、受電パッド４０側と同様に、１次側主シールド部材２３が備えられる。詳しくは、図５に示すように、２次側コア４１及び２次側コイル４２を備える受電パッド４０と、２次側主シールド部材４３とは、車両１０の床面外側に配置される一方、１次側コア２１及び１次側コイル２２を備える送電パッド２０と、１次側主シールド部材２３とは、駐車スペースに備えられる給電設備側に配置されている。１次側主シールド部材２３は、２次側主シールド部材４３と同様の構成である。また、１次側主シールド部材２３及び送電パッド２０の位置関係は、先の図３及び図４に示した２次側主シールド部材４３及び受電パッド４０の位置関係と同様である。

送電パッド２０は、駐車スペースの路面上に固定され、１次側主シールド部材２３は、駐車スペースに埋設されている。ここで、給電設備としては、例えば、建物の駐車スペースや、コインパーキング等の有料駐車スペース、スーパーマーケット等の店舗の駐車スペースに備えられるものが挙げられる。

なお、図５では、車両１０の車輪を「７０」にて示し、車両１０の輪止めを「７２」にて示し、２次側主シールド部材４３の図示を省略している。また、図６に、図５の駐車スペースを車両１０の上方から見た図を示す。図６では、車両１０及び車輪７０の輪郭を破線にて示し、駐車スペースを区画するラインを「７４」にて示している。

続いて、図７を用いて、１次側主シールド部材２３及び２次側主シールド部材４３を配置することによる効果について説明する。ここで、図７は、送電パッド２０及び受電パッド４０についての断面図であり、先の図４に対応する図である。

１次側コイル２２に高周波電流が流れると、１次側コイル２２の内部に磁界が生じることで、図中破線の矢印にて示すように、一対の１次側巻線部２１ａのうち一方の板面側からこれに対向する２次側巻線部４１ａの板面側に磁束が流入し、２次側コイル４２に誘導電流が流れる。このため、２次側コイル４２の内部に磁界が生じ、一対の２次側巻線部４１ａのうち他方の板面側からこれに対向する１次側巻線部２１ａの板面側に磁束が流入する。これにより、１次側コア２１及び２次側コア４１間を循環する主磁束が形成されることとなる。

ここで、１次側巻線部２１ａの一方の板面から外部へと向かおうとする磁束は、１次側主シールド部材２３を介して１次側巻線部２１ａの他方の板面に導かれ、また、２次側巻線部４１ａの一方の板面から外部へと向かおうとする磁束は、２次側主シールド部材４３を介して２次側巻線部４１ａの他方に板面に導かれる。すなわち、外部への漏洩電磁界を低減させることができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）非接触給電装置に１次側主シールド部材２３及び２次側主シールド部材４３を備えた。このため、漏洩電磁界を低減させることができ、周辺の電子機器（例えば通信機器）の動作不良や誤動作を回避することができる。特に、本実施形態では、１次側主シールド部材２３，２次側主シールド部材４３を１次側コア２１，２次側コア４１及び１次側コイル２２，２次側コイル４２から離間させた。このため、１次側コイル２２及び２次側コイル４２間における漏れインダクタンスの増大を抑制しつつも、これらコイル２２，４２同士の結合係数の低下を抑制することもできる。これにより、送電パッド２０側から受電パッド４０側へと所定の電力を供給するために要求される１次側コイル２２への通電量の増大を抑制することができ、ひいては電力伝送効率の低下を好適に抑制することができる。

加えて、本実施形態では、１次側巻線部２１ａ，２次側巻線部４１ａの板面の正面視において、１次側コア２１及び１次側コイル２２，２次側コア４１及び２次側コイル４２を囲む扁平枠形状をなすように１次側主シールド部材２３，２次側主シールド部材４３を配置した。このため、漏洩電磁界の低減効果をいっそう大きくすることができる。さらに、１次側主シールド部材２３，２次側主シールド部材４３を、１次側コイル２２及び２次側コイル４２が対向する方向（１次側巻線部２１ａ，２次側巻線部４１ａの板面と直交する方向）において１次側コイル２２，２次側コイル４２と近接して配置した。このため、１次側主シールド部材２３，２次側主シールド部材４３の配置による非接触給電装置の高さ方向（上記対向する方向）の体格の増大を抑制できる。これにより、受電パッド４０及び２次側主シールド部材４３を車両１０の床面外側に搭載したり、送電パッド２０及び１次側主シールド部材２３を地上側に設置したりする際の制約を緩和することもできる。

（２）１次側主シールド部材２３を送電パッド２０とは別体にて構成した。このため、例えば、１次側主シールド部材２３及び送電パッド２０が一体にて構成される場合と比較して、１次側主シールド部材２３や送電パッド２０のメンテナンス性を高めることができる。これにより、１次側主シールド部材２３や送電パッド２０を構成する部品等を交換する場合におけるコストや工数を低減させることができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、漏洩電磁界の低減効果をさらに大きくすべく、副シールド部材を非接触給電装置に備える。

図８に、本実施形態にかかる受電パッド４０の平面図を示す。なお、図８は、先の図３に対応している。また、本実施形態において、上記第１の実施形態で説明した部材と同一の部材については、図中、同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、２次側巻線部４１ａの板面の正面視において、２次側主シールド部材４３の内縁に接した状態で矩形板状の２次側副シールド部材４４が配置されている。ここで、本実施形態において、２次側副シールド部材４４は、非接触給電の使用周波数帯における比透磁率が１よりも低い材料からなり、具体的には、アルミニウム、銅などの導電性を有する非磁性体や、所定以上の厚さ（例えば０，５ｍｍ以上の厚さ）を有する鉄などの強磁性体からなる。

また、図９に示すように、２次側副シールド部材４４は、２次側連結部４１ｂと密着して配置されている。なお、図９は、先の図８のＡ−Ａ断面図であり、先の図４に対応している。

一方、送電パッド２０側にも、受電パッド４０側と同様に、１次側副シールド部材２４が備えられる。詳しくは、図１０に示すように、１次側副シールド部材２４は、駐車スペースに埋設されている。１次側副シールド部材２４は、２次側副シールド部材４４と同様の構成である。また、１次側副シールド部材２４、１次側主シールド部材２３及び送電パッド２０の位置関係は、先の図８及び図９に示した２次側副シールド部材４４、２次側主シールド部材４３及び受電パッド４０の位置関係と同様である。なお、図１１に、図１０の駐車スペースを車両１０の上方から見た図を示す。

続いて、図１２を用いて、１次側副シールド部材２４及び２次側副シールド部材４４の配置による効果について説明する。なお、図１２は、先の図７に対応している。

図示されるように、１次側副シールド部材２４の配置により、１次側連結部２１ｂの表面のうち受電パッド４０側とは反対側付近の漏洩電磁界を低減させることができる。また、２次側副シールド部材４４の配置により、２次側連結部４１ｂの表面のうち送電パッド２０側とは反対側付近の漏洩電磁界を低減させることができる。

これに対し、図１３に示す比較技術では、１次側連結部２１ｂの表面のうち受電パッド４０側とは反対側付近や、２次側連結部４１ｂの表面のうち送電パッド２０側とは反対側付近の漏洩電磁界を低減させることができない。ここで、比較技術とは、本実施形態にかかる１次側主シールド部材２３及び２次側主シールド部材４３を除去した構成である。なお、図１３において、「α１」〜「α４」は、非接触給電時に生じる渦電流を示す。

比較技術によって漏洩電磁界を低減させることができない理由は、図示されるように、非接触給電時において１次側副シールド部材２４や２次側副シールド部材４４の端部に流れる渦電流により、「α１」や「α３」付近において漏洩電磁界が大きくなるためである。

以上説明した本実施形態によれば、上記第１の実施形態で説明した（１），（２）の効果に加えて、以下の効果が得られるようになる。

（３）１次側副シールド部材２４及び２次側副シールド部材４４を備えた。このため、漏洩電磁界の低減効果をさらに大きくすることができる。特に、本実施形態では、１次側主シールド部材２３及び１次側副シールド部材２４の間、及び２次側主シールド部材４３及び２次側副シールド部材４４の間に隙間がない状態でこれら主シールド部材及び副シールド部材が配置されているため、漏洩電磁界の低減効果が大きい。このため、周辺の電子機器の動作不良等をより好適に回避することができる。なお、本発明者らにより、本実施形態における漏洩電磁界は、比較技術における漏洩電磁界の「１／３」になることが調べられている。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、漏洩電磁界の低減効果を大きくすべく、非接触給電装置の構成を変更する。

図１４に、本実施形態にかかる非接触給電装置の断面図を示す。なお、図１４は、先の図１２に対応している。

図示されるように、本実施形態では、１次側巻線部２１ａの板面の外縁（図中、Ａにて表記）及び１次側主シールド部材２３の内縁（図中、Ｂにて表記）間の距離（最短距離）ｌ１が、１次側巻線部２１ａの板面及び２次側巻線部４１ａの板面間の距離ｌ２よりも長くなるように、送電パッド２０、１次側主シールド部材２３及び１次側主シールド部材２３が構成されている。また、受電パッド４０側についても、２次側巻線部４１ａの板面の外縁及び２次側主シールド部材４３の内縁間の距離（最短距離）が、１次側巻線部２１ａの板面及び２次側巻線部４１ａの板面間の距離よりも長くなるように、受電パッド４０、２次側主シールド部材４３及び２次側副シールド部材４４が構成されている。

こうした配置によれば、１次側コイル２２及び２次側コイル４２間における漏れインダクタンスの増大をいっそう抑制することができ、ひいてはコイル同士の結合係数の低下をいっそう抑制することができる。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、副シールド部材の配置態様を変更する。

図１５に、本実施形態にかかる受電パッド４０側の平面図を示し、図１６に、図１５のＡ−Ａ断面図を示す。なお、図１５及び図１６は、先の図８及び図９に対応している。また、本実施形態において、上記第２の実施形態で説明した部材と同一の部材については、図中、同一の符号を付している。

本実施形態では、２次側主シールド部材４３ａを、図１５及び図１６に示すように、２次側副シールド部材４４よりも面積の大きい矩形板状の部材とする。そして、２次側主シールド部材４３ａを、図１６に示すように、２次側副シールド部材４４の表面のうち２次側連結部４１ｂ側とは反対側に密着して配置する。なお、送電パッド２０側についても同様である。

また、本実施形態では、漏洩電磁界の低減効果を大きくすべく、上記第３の実施形態で説明した手法を採用する。ここで、図１７に、本実施形態にかかる非接触給電装置の断面図を示す。なお、図１７は、先の図１４に対応している。

図示されるように、本実施形態では、１次側巻線部２１ａの板面の外縁（図中、Ａにて表記）と、１次側副シールド部材２４の外縁のうち１次側主シールド部材２３ａと接触する側（図中、Ｂにて表記）との距離（最短距離）ｌ３が、１次側巻線部２１ａの板面及び２次側巻線部４１ａの板面間の距離ｌ４よりも長くなるように、送電パッド２０、１次側主シールド部材２３ａ及び１次側副シールド部材２４が構成されている。なお、受電パッド４０側についても同様である。

以上説明した本実施形態によっても、上記第３，第４の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。

（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、主シールド部材の構成を変更する。

図１８に、本実施形態にかかる受電パッド４０側の平面図を示し、図１９に、図１８のＡ−Ａ断面図を示す。なお、図１８及び図１９は、先の図８及び図９に対応している。また、本実施形態において、上記第２の実施形態で説明した部材と同一の部材については、図中、同一の符号を付している。

図１８に示すように、本実施形態では、２次側巻線部４１ａの板面の正面視において、２次側主シールド部材４３から２次側主シールド部材４３の長手方向及び幅方向のそれぞれの外側に向かって延びる複数の第１の突出部４３ｃが備えられている。また、図１９に示すように、第１の突出部４３ｃのそれぞれにおいて、第１の突出部４３ｃと直交する方向であってかつ送電パッド２０側に向かって第１の突出部４３ｃから延びる第２の突出部４３ｄが備えられている。これら突出部４３ｃ，４３ｄは、２次側主シールド部材４３と同様に、軟磁性体からなる。ちなみに、第１の突出部４３ｃ及び第２の突出部４３ｄは、２次側主シールド部材４３と一体形成されているものであってもよいし、２次側主シールド部材４３に別部材として連結されているものであってもよい。なお、送電パッド２０側についても同様である。

以上説明した本実施形態によれば、非接触給電装置の設置スペースに応じた突出部４３ｃ，４３ｄを主シールド部材として備えることができる。このため、主シールド部材を備えることによる非接触給電装置の体格の増大を抑制しつつ、漏洩電磁界の低減効果を大きくすることができる。

（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、送電パッド２０側の主シールド部材の配置態様を変更する。

図２０に、駐車スペースにおける主シールド部材等の配置図を示し、図２１に、図２０の駐車スペースを車両１０の上方から見た図を示す。なお、図２０及び図２１は、先の図５及び図６に対応している。

図２０及び図２１に示すように、本実施形態では、１次側主シールド部材２３を除去し、輪止め７２ａと、駐車スペースを区画するライン７４ａとを主シールド部材として用いている。詳しくは、本実施形態では、輪止め７２ａの中に軟磁性体を配置し、軟磁性体が含まれる塗料によってライン７４ａを形成する。

以上説明した本実施形態によれば、主シールド部材を駐車スペースに埋設することなく主シールド部材を設置することができる。このため、送電パッド２０側の主シールド部材を配置するためのコストや工数の低減効果が期待できる。

（第７の実施形態）
以下、第７の実施形態について、先の第６の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、送電パッド２０側の主シールド部材の配置態様を変更する。

図２２に、駐車スペースにおける主シールド部材等の配置図を示し、図２３に、図２２の駐車スペースを車両１０の上方から見た図を示す。なお、図２２及び図２３は、先の図２０及び図２１に対応している。

図２２に示すように、本実施形態では、駐車スペースに埋設する１次側主シールド部材２３ｃを大型化する。詳しくは、図２３に示すように、ライン７４の内側にライン７４に沿って枠形状の１次側主シールド部材２３ｃを埋設する。１次側主シールド部材２３ｃが大きいほど、漏洩電磁界の低減効果が大きくなることから、本実施形態によれば、漏洩電磁界の低減効果をいっそう大きくすることができる。

（第８の実施形態）
以下、第８の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、受電パッド４０側の副シールド部材の構成を変更する。

図２４に、駐車スペースにおける主シールド部材等の配置図を示し、図２５に、図２４の車両１０を車両１０の下方から見た図を示す。なお、図２４は、先の図１０に対応している。

図２４に示すように、本実施形態では、受電パッド４０側の副シールド部材を、２次側副シールド部材４４に代えて、車両１０のシャシーを構成する部材４４ａとする。こうした手法が適用できるのは、上記部材４４ａが通常、０．５ｍｍ以上の厚さを有する鉄鋼材料からなり、非接触給電の使用周波数帯において比透磁率が１よりも低いことによる。

以上説明した本実施形態によれば、車両１０を構成する部材を副シールド部材に流用することができるため、非接触給電装置のコストの低減を図り、また、車両１０の重量を低減させることができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・「主シールド部材」としては、コアを囲む枠形状をなすものに限らない。例えば、図２６に示すように、２次側巻線部４１ａの板面の正面視において、２次側連結部４１ｂの長手方向と平行に２次側コア４１を挟んで配置される一対の部材４３ｅ，４３ｆとして構成してもよい。また、例えば、図２７に示すように、２次側巻線部４１ａの板面の正面視において、２次側連結部４１ｂの長手方向と平行であってかつ一対の２次側巻線部４１ａの間付近のみに２次側コア４１を挟んで配置される一対の棒状の部材４３ｇ，４３ｈとして構成してもよい。これらの場合であっても、主シールド部材によって、一対の２次側巻線部４１ａの板面の一方から他方へと磁束を導くことができることから、漏洩電磁界の低減効果を得ることはできる。なお、送電パッド２０側についても同様である。また、図２６及び図２７は、先の図３に対応している。

また、「主シールド部材」としては、１次側コイル２２及び２次側コイル４２のそれぞれに対応して配置されるものに限らず、これらコイル２２，４２で共有されるものであってもよい。

・「主シールド部材」の配置手法としては、上記第２の実施形態に例示したものに限らない。例えば、図２８に示すように、枠形状の２次側主シールド部材４３ｉを、２次側副シールド部材４４の表面のうち受電パッド４０側に接するように配置してもよい。また、例えば、図２９に示すように、枠形状の２次側主シールド部材４３ｊを、２次側副シールド部材４４の表面のうち受電パッド４０側とは反対側に接するように配置してもよい。なお、図２８及び図２９は、先の図９に対応している。

・受電パッドの配置位置としては、車両１０の床面外側に限らない。例えば、送電パッドが車両１０の上方に配置される給電設備があるなら、受電パッドの配置位置を車両の上部としてもよい。また、例えば、送電パッドが車両１０の後方に配置される給電設備があるなら、受電パッドの配置位置を車両１０の後部としてもよい。

・「１次側コア」及び「２次側コア」としては、上記第１の実施形態に例示したものに限らない。例えば、上記特許文献１に記載されたものであってもよい。

・上記各実施形態では、送電パッド２０及び受電パッド４０のそれぞれに対応した主シールド部材（例えば上記第１の実施形態において、１次側主シールド部材２３及び２次側主シールド部材４３）が備えられる構成を採用したがこれに限らず、いずれか一方に対応した主シールド部材が備えられる構成を採用してもよい。この場合であっても、本発明者らにより、送電パッド２０及び受電パッド４０のそれぞれに対応した主シールド部材が備えられる場合における漏洩電磁界の低減効果の少なくとも５０％の効果が得られることが調べられている。

・「副シールド部材」の配置態様としては、上記第２の実施形態に例示したものに限らない。例えば、２次側巻線部４１ａの板面の正面視において、２次側主シールド部材４３の内側にこのシールド部材４３と離間した状態で２次側副シールド部材４４が配置されていてもよい。この場合であっても、上記第１の実施形態と比較して、漏洩電磁界の低減効果を大きくすることはできる。なお、１次側副シールド部材２４についても同様である。

・突出部としては、上記第５の実施形態に例示したものに限らない。例えば、２次側巻線部４１ａの板面の正面視において、２次側主シールド部材４３の長手方向に延びる突出部、幅方向に延びる突出部、及びこれらと直交する方向に延びる突出部のうちいずれか１つ又は２つのみ備えるようにしてもよい。また、突出部の延びる方向としては、上記長手方向や幅方向に限らない。

・上記第６の実施形態において、輪止め７２ａの中に軟磁性体を配置しなくてもよい。すなわち、輪止め７２ａを主シールド部材として用いなくてもよい。

・上記第２の実施形態では、１次側主シールド部材２３及び１次側副シールド部材２４を駐車スペースに埋設したがこれに限らない。例えば、図３０に示すように、駐車スペースの路面上に配置してもよい。また、上記第７の実施形態において、１次側主シールド部材２３ｃを、駐車スペースの路面に露出させて配置してもよい。この場合、駐車スペースを区画するラインとして１次側主シールド部材２３ｃを用いることができる。

・コアの形状やコイルの巻回手法としては、上記各実施形態に例示したものに限らない。例えば、図３１に示すように、２次側巻線部４１ａの周縁部４１ｃのうち内側と２次側連結部４１ｂの周縁部４６とを通るように２次側コイル４２を巻回する手法を採用してもよい。これにより、２次側巻線部４１ａの周縁部４１ｃのうち外側にコイルが巻回されなくなるため、体格の増大を回避できる。また、例えば、図３２に示すように、２次側連結部４１ｂの表面のうち送電パッド２０側において一対の２次側巻線部４１ａに巻回される２次側コイル４２同士が接触するようにコアを形成してもよい。さらに、例えば、２次側巻線部４１ａに２次側コイル４２を巻回せず、２次側連結部４１ｂに２次側コイル４２を巻回してもよい。なお、送電パッド２０側についても同様である。

・上記第６の実施形態では、輪止め７２ａやライン７４ａを主シールド部材として用いたがこれに限らない。要は、車両１０の給電設備が備えられるスペース付近にある他の部材や装置を主シールド部材として用いることができるなら、これらを主シールド部材として用いてもよい。

・「１次側コイル」及び「２次側コイル」としては、コアに巻回されたものに限らず、空芯コイルであってもよい。この場合、１次側コイル及び２次側コイルのそれぞれについて、対となる磁極部は、例えば、コイル両端の開口面とすればよい。

なお、空芯コイルを用いる場合、本発明の適用対象としては、電磁誘導を用いた非接触給電装置に限らず、共鳴法を用いた非接触給電装置であってもよい。ここで、共鳴法とは、一対の共鳴回路（例えば一対の共振コイル）を電磁界において共鳴させ、電磁界を介して送電する技術である。この場合であっても、共振コイル間で生じる電磁界が外部に漏洩し、電力伝送効率が低下することがあるなら、本発明の適用が有効であると考えられる。

２２…１次側コイル、２３…１次側主シールド部材、４２…２次側コイル、４３…２次側主シールド部材。

Claims (10)

1. 送電用の１次側コイル（２２）と、
   受電用の２次側コイル（４２）と、
   非接触給電が行われる場合に前記１次側コイルに対して印加される電圧の周波数における比透磁率が１よりも高い強磁性体からなる主シールド部材（２３，４３，２３ａ，４３ａ，７２ａ，７４ａ，２３ｃ，４３ｅ〜４３ｊ）と、
   を備え、
   前記主シールド部材は、前記１次側コイル及び前記２次側コイルのうち前記１次側コイルのみに対応して配置されるもの、前記１次側コイル及び前記２次側コイルのうち前記２次側コイルのみに対応して配置されるもの、又は前記１次側コイル及び前記２次側コイルそれぞれに対応して個別に配置されるものであり、
   前記主シールド部材は、前記１次側コイル及び前記２次側コイルのうち前記主シールド部材自身に対応するコイルに対応する対となる磁極部について一方から他方へと磁束を導くようにかつ、前記１次側コイル及び前記２次側コイルのそれぞれと離間して配置され、
   前記主シールド部材は、扁平形状をなしてかつ、前記１次側コイル及び前記２次側コイルが対向する方向において前記主シールド部材自身に対応するコイルと近接して配置されていることを特徴とする非接触給電装置。
2. 前記１次側コイルが巻回された１次側コア（２１）と、
   前記２次側コイルが巻回された２次側コア（４１）と、
   を備え、
   前記主シールド部材は、更に、前記１次側コア及び前記２次側コアのそれぞれと離間して配置されていることを特徴とする請求項１記載の非接触給電装置。
3. 前記１次側コア及び前記２次側コアのそれぞれは、
   互いに平行な平面を有してかつ互いに離間した一対の離間部（２１ａ，４１ａ）と、
   これら離間部同士を連結する連結部（２１ｂ，４１ｂ）と、
   を備えることを特徴とする請求項２記載の非接触給電装置。
4. 当該非接触給電装置は、非接触給電が行われる場合において前記１次側コアの備える前記離間部（２１ａ）の平面及び前記２次側コアの備える前記離間部（４１ａ）の平面同士が対向するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の非接触給電装置。
5. 前記１次側コイル及び前記２次側コイルのうち、前記主シールド部材（２３，４３，７４ａ，２３ｃ）自身に対応して配置されるコイルを対象コイルとし、
   前記主シールド部材は、前記１次側コア及び前記２次側コアのうち前記対象コイルが巻回されたコアの備える前記離間部の平面の正面視において、該対象コイルが巻回されたコアを囲む枠形状をなしていることを特徴とする請求項３又は４記載の非接触給電装置。
6. 前記１次側コイル及び前記２次側コイルのうち少なくとも一方に対応してかつ、該１次側コイル及び該２次側コイル同士が対向する側とは反対側に配置される副シールド部材（２４，４４，４４ａ）を更に備え、
   前記副シールド部材は、非接触給電が行われる場合に前記１次側コイルに対して印加される電圧の周波数における比透磁率が１よりも低い材料からなることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
7. 前記１次側コア及び前記２次側コアのそれぞれは、
   互いに平行な平面を有してかつ互いに離間した一対の離間部（２１ａ，４１ａ）と、
   これら離間部同士を連結する連結部（２１ｂ，４１ｂ）と、
   を備え、
   当該非接触給電装置は、非接触給電が行われる場合において前記１次側コアの備える前記離間部（２１ａ）の平面及び前記２次側コアの備える前記離間部（４１ａ）の平面同士が対向するように構成され、
   当該非接触給電装置は、更に、非接触給電が行われる場合において、前記１次側コアの備える前記離間部の平面の外縁及び前記主シールド部材間の距離と前記２次側コアの備える前記離間部の平面の外縁及び該主シールド部材間の距離とのうち短い方が、前記１次側コアの備える前記離間部の平面及び前記２次側コアの備える前記離間部の平面間の距離よりも長くなるように構成されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
8. 前記主シールド部材（４３）は、該主シールド部材から突出してかつ強磁性体からなる複数の突出部（４３ｃ，４３ｄ）を更に備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
9. 前記２次側コイルは、車両（１０）に備えられ、
   前記１次側コイルは、前記車両を給電対象とする給電設備に備えられ、
   前記主シールド部材（２３，７４ａ，２３ｃ）は、前記１次側コイルに対応する前記対となる磁極部について一方から他方へと磁束を導くように配置されてかつ、該１次側コイルとは別体にて構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
10. 前記２次側コイルは、車両（１０）に備えられ、
    前記１次側コイルは、前記車両を給電対象とする給電設備に備えられ、
    前記２次側コイルに対応してかつ、該２次側コイル及び前記１次側コイル同士が対向する側とは反対側に配置される副シールド部材（４４ａ）を更に備え、
    前記副シールド部材は、前記車両の構成部材であってかつ、非接触給電が行われる場合に前記１次側コイルに対して印加される電圧の周波数における比透磁率が１よりも低い材料からなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の非接触給電装置。

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