JP6544129B2 - 非接触給電装置および非接触電力伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、非接触給電装置および非接触電力伝送装置に関するものである。

近年、外部電源から電磁誘導方式や磁界共鳴方式を利用して非接触にて電力を伝送する非接触電力伝送技術によって、移動体に搭載された蓄電池を充電する充電システムが提案されている。例えば、駐車場の駐車領域に設置された給電コイルに外部電源から電気エネルギを供給することにより、電気自動車などの車両に設置された受電コイルに電磁誘導や磁界共鳴による電気エネルギを発生させ、受電コイルからの電気エネルギを蓄電池に蓄積して充電する充電システムがある。また、産業機器分野においても、給電エリアに設置された給電コイルに外部電源から電気エネルギを供給することにより、工場用の搬送装置などの移動体に設置された受電コイルに電磁誘導や磁界共鳴による電気エネルギを発生させ、受電コイルからの電気エネルギを蓄電池に蓄積して充電する充電システムがある。

この充電システムでは、送電コイルと受電コイルの間に金属などの異物が混入すると、伝送効率のロスを招くことから、異物を除去する技術の要求が高まってきている。このような要求に対して、例えば特許文献１では、移動車両に押されて、地面に設置されたガイドレール上を水平移動する可動部と可動部に連結され、可動部の移動に連動して給電コイル上面に沿って移動する可動清掃部を具備した異物除去機構が提案されている。

特開２０１４−２７８１３号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、ガイドレール上を可動清掃部が水平移動する構成のため、地面に設置されたガイドレールと可動清掃部は、直進性を要することとなる。そのため、非接触受電装置を搭載する移動体の非接触給電装置への進入におけるガイドレールとの平行度が必要となり、給電エリアへの進入角度の精度が要求されるといった課題があった。また、特許文献１の技術では、可動清掃部の両端を支持する２つのガイドレールが必要なため、装置が大型化するという課題もあった。

そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を抑制しつつ、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能な非接触給電装置および非接触電力伝送装置を提供することを目的とする。

本発明に係る非接触給電装置は、給電エリアに配設される給電部と、給電部の上から異物を除去する異物除去部と、を備え、異物除去部は、押圧力を受けて移動する受け部と、給電部の上面を拭う掃出し部と、受け部と掃出し部を連結し、受け部と掃出し部を面内方向に回転可能に支持する支柱部と、を有し、掃出し部は、受け部の移動に連動して、給電部上を移動することを特徴とする。

本発明によれば、異物除去部は、押圧力を受けて移動する受け部と、給電部の上面を拭う掃出し部と、受け部と掃出し部を連結し、受け部と掃出し部を面内方向に回転可能に支持する支柱部と、を有し、掃出し部は、受け部の移動に連動して、給電部上を移動している。そのため、支柱部を支点、受け部を力点、掃出し部を作用点とした、テコの原理を用いた簡易的な構成で異物除去を実現できることから、小型化が可能となる。また、支柱部を支点に、受け部が押圧力により動くことから、受け部に対する移動体の進入角度が多少ばらついても掃出し部を移動させることができるため、受け部に対して、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能となる。その結果、装置の大型化を抑制しつつ、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能な非接触給電装置を提供できる。つまり、移動体が異物除去部の受け部に対して傾斜した状態で進入したとしても、異物除去が可能となる。

好ましくは、異物除去部は、受け部の押圧力を受ける面とは反対面に連結される伸縮可能なバネ部をさらに備えるとよい。この場合、移動体の給電エリアへの進入時は、移動体から受ける押圧力により、受け部に連結されたバネ部は圧縮される。また移動体の給電エリアからの退出時は、移動体から受ける押圧力がなくなるため、受け部に連結されたバネ部の復元力により、異物除去部が自動的に初期状態に戻るため、再度移動体が給電エリアに進入して給電動作を行う際に、掃出し部が給電部上面を清掃する異物除去動作が開始できる状態とすることができる。また、バネ部の復元力により、異物除去部が自動的に初期状態に戻るため、異物除去部を初期状態に戻すためのアクチュエータなどの駆動装置を削減することができる。

本発明に係る非接触電力伝送装置は、上記非接触給電装置と、移動体に搭載される非接触受電装置と、を備えることを特徴とする。本発明によれば、装置の大型化を抑制しつつ、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能な非接触電力伝送装置を提供することができる。

好ましくは、移動体は、当該移動体を推進させる駆動輪を有し、非接触給電装置の異物除去部は、受け部の押圧力を受ける面に、回転可能なローラー部を有し、ローラー部は、移動体からの押圧力を受ける際に、駆動輪と当接する位置に配置されているとよい。この場合、移動体が給電エリアに進入した際、移動体の駆動輪が受け部のローラー部に接触するため、移動体の駆動輪の回転力ベクトルは、ローラー回転力に変換され、移動体の進行方向に沿った駆動力のみが受け部に与えられるため、移動体の駆動輪と受け部の摩擦力による受け部の摩耗が抑制され、タイヤ受け部の耐久性を向上することができる。

本発明によれば、装置の大型化を抑制しつつ、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能な非接触給電装置および非接触電力伝送装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置を負荷とともに示す模式構成図である。 本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部と給電部の構成を示した模式上面図である。 本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部と給電部の構成を示した模式側面図である。 本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の掃出し部の構成の一例を模式的に示す一部拡大側面図である。 本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の掃出し部構成の一例を模式的に示す一部拡大側面図である。 本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入開始時の異物除去部の機構動作を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入中の異物除去部の機構動作を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入開始前の異物除去部の機構動作を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入中の異物除去部の機構動作を示す模式図である。 移動体の上面から見た本発明の第３実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部の一部を示す模式上面図である。 移動体の進入方向と直交する方向から見た本発明の第３実施形態に係る非接触電力伝送装置の一部を示す模式側面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置Ａの全体構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置を負荷とともに示す模式構成図である。

非接触電力伝送装置Ａは、図１に示されるように、非接触給電装置Ａ１と、非接触受電装置Ａ２と、を有する。本実施形態に係る非接触電力伝送装置Ａは、移動体への充電設備に適用される。ここで、非接触電力伝送装置Ａが適用される移動体としては、二次電池の電力を利用する電気自動車（ＢＥＶ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）やハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ：Ｐｌｕｇ−ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などの車両、工場用の搬送装置や土木又は建築用の移送装置等が挙げられる。

非接触給電装置Ａ１は、図１に示されるように、電源１０と、インバータ２０と、給電部３０と、異物除去部４０と、を有する。非接触受電装置Ａ２は、図１に示されるように、受電部５０と、整流部６０と、を有する。なお、非接触給電装置Ａ１は給電エリアに設置される給電設備に搭載され、非接触受電装置Ａ２は移動体に搭載される。

電源１０は、直流電力を後述するインバータ２０に供給する。電源１０としては、直流電力を出力するものであれば特に制限されず、商用交流電源を整流・平滑した直流電源、二次電池、太陽光発電した直流電源、あるいは、スイッチングコンバータなどのスイッチング電源装置などが挙げられる。

インバータ２０は、電源１０から供給される入力直流電力を交流電力に変換する機能を有している。本実施形態では、インバータ２０は、電源１０から供給される入力直流電力を交流電力に変換し、後述する給電部３０に供給する。インバータ２０としては、複数のスイッチング素子がブリッジ接続されたスイッチング回路から構成される。このスイッチング回路を構成するスイッチング素子としては、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの素子が挙げられる。

給電部３０は、インバータ２０から供給された交流電力を受電部５０に送電する機能を有する。給電部３０としては、銅やアルミニウム等のリッツ線を巻回した給電コイル（図示しない）から構成される。給電コイルとしては、リッツ線を平面状に巻回したスパイラル構造のコイルであってもよく、リッツ線を棒状あるいは板状の磁性体に螺旋状に巻回したソレノイド構造のコイルであってもよい。この給電コイルの巻数は、受電部５０との間の離間距離や所望の電力伝送効率等に基づいて適宜設定される。なお、給電部３０は、給電コイルのみから構成されていてもよく、給電コイルに直列あるいは並列に接続されるキャパシタ（図示しない）を備えていてもよい。

異物除去部４０は、給電部３０の上から異物を除去する機能を有している。なお、給電部３０、異物除去部４０の具体的な構成については後述する。

受電部５０は、給電部３０から送電された交流電力を受電する機能を有する。受電部５０としては、銅やアルミニウム等のリッツ線を巻回した受電コイル（図示しない）から構成される。受電コイルとしては、リッツ線を平面状に巻回したスパイラル構造のコイルであってもよく、リッツ線を棒状あるいは板状の磁性体に螺旋状に巻回したソレノイド構造のコイルであってもよい。この受電コイルの巻数は、給電部３０との間の離間距離や所望の電力伝送効率等に基づいて適宜設定される。なお、受電部５０は、受電コイルのみから構成されていてもよく、受電コイルに直列あるいは並列に接続されるキャパシタ（図示しない）を備えていてもよい。このように構成される受電部５０は、移動体の一部に搭載されることとなり、本実施形態では、移動体下部に搭載されている。

整流部６０は、受電部５０が受電した交流電力を直流電力に整流する機能を有する。整流部６０としては、ダイオードブリッジを用いた全波整流機能と、コンデンサおよび三端子レギュレータを用いた電力平滑化機能を備えた変換回路などが挙げられる。この整流部６０により整流された直流電力は、負荷Ｂに出力される。ここで、負荷Ｂとしては、移動体が備える二次電池や回転機が挙げられる。なお、負荷Ｂが交流回転機の場合、非接触受電装置Ａ２の整流部６０と負荷Ｂとの間にインバータ（図示しない）を付加して交流回転機に交流電力を供給するように構成する必要がある。

このような構成を備えることにより、非接触給電装置Ａ１の給電部３０と非接触受電装置Ａ２の受電部５０が対向することで、非接触にて電力が伝送される非接触電力伝送装置Ａが実現される。

次に、図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置Ａにおける非接触給電装置Ａ１の給電部３０および異物除去部４０の構成について詳細に説明する。図２ａは、本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部と給電部の構成を示した模式上面図である。図２ｂは、本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部と給電部の構成を示した模式側面図である。

給電部３０は、移動体が進入し、給電動作が行われる給電エリア内に配設されている。例えば、受電部５０が移動体の略中央下部に搭載される場合、給電部３０は、給電エリアの略中央に配置され、受電部５０が移動体の前方下部あるいは後方下部に搭載される場合、給電部３０は、給電エリア内の移動体の進入開始側とは反対側寄りに設置されることとなる。この給電部３０は、絶縁性を有する筐体にパッケージングされており、その外観形状は直方体形状、立方体形状、円柱形状などといった様々な形状が挙げられる。なお、給電部３０が直方体形状あるいは立方体形状で構成される場合、図２ａで示されるように、各角部に丸みを付与するように構成するとよい。各角部に丸みがあると、給電部３０と後述する掃出し部４２との接触抵抗を小さくできるため、掃出し部４２の磨耗を抑制することができる。ここで、給電エリアは、非接触受電装置Ａ２が搭載される移動体に対して給電動作が行われる領域を区画したものであって、長方形状を呈している。

異物除去部４０は、図２ａおよび図２ｂに示すように、受け部４１、掃出し部４２、支柱部４４と、を有する。

受け部４１は、移動体が給電エリア内に進入した際に移動体の一部に接触するように配置されている。受け部４１は、押圧力を受けて移動するように構成されている。例えば、移動体が電気自動車やハイブリッド自動車などの車両の場合、受け部４１は、車両のタイヤに接触するように配置され、タイヤから受ける押圧力により移動することとなる。一方、移動体が工場用の搬送装置の場合、受け部４１は、搬送装置の装置本体の一部に接触するように配置され、装置本体の一部から受ける押圧力により移動することとなる。具体的には、受け部４１は、移動体の給電エリアへの進入方向と直交する方向（給電エリアの長辺同士の対向方向）に伸びる棒状の部材から構成されている。より具体的には、受け部４１は、給電エリア内の給電部３０に対して、移動体の進入開始側とは反対側（図示下側）であって、移動体の進入方向から見て、給電部３０よりも給電エリアの外側（図示左側）に配置されている。本実施形態では、受け部４１は、給電部３０側の一端が後述する支柱部４４に接続された固定端であって、他端が自由端となっている。つまり、受け部４１は、片持ち梁構造となっている。また、受け部４１の設置高さは、受け部４１に接触することとなる移動体の一部の高さに一致するように構成されているとよい。この場合、受け部４１によって移動体の押圧力が受け易くなる。

掃き出し部４２は、給電部３０の上面を拭う機能を有する。具体的には、掃出し部４２は、受け部４１と同様に、移動体の進入方向と直交する方向、すなわち給電エリアの表面と水平方向に伸びる部材から構成されている。より具体的には、掃出し部４２は、給電エリア内の給電部３０に対して、移動体の進入開始側とは反対側（図示下側）に配置されている。本実施形態では、掃出し部４２は、給電エリア内の受け部４１に対して、移動体の進入開始側（図示上側）であって、移動体の進入方向から見て、受け部４１と重ならないように配置され、棒状の掃出し部支柱４２１を介して、後述する支柱部４４に接続されている。つまり、掃出し部４２は、後述する支柱部４４を基準に受け部４１の伸びる方向とは逆方向に伸びている。また、掃出し部４２は、鉛直下方の先端部が給電部３０の上面に接触する高さに配置され、水平方向の長さが、給電部３０の上面を拭う際に給電部３０の上面全面に接触する長さとなっている。ここで、掃出し部４２は、給電部３０上を拭うことができるものであれば特に形状等は制限されないが、図３を参照して、掃出し部４２の具体的な形状の一例について説明する。図３ａは、本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の掃出し部の構成の一例を模式的に示す一部拡大側面図である。図３ｂは、本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の掃出し部の構成の他の例を模式的に示す一部拡大側面図である。図３ａに示すように、掃出し部４２をホウキ形状の部材４２ａから構成する場合、掃出し部４２と給電部３０との接する部分が、繊維などを束ねたものを棒の先に取り付けたブラシ状、大型の筆状、または刷毛状を呈することとなる。本例においては、給電部３０の上面の異物を掃くことにより、異物を除去することが可能となる。一方、図３ｂに示すように、掃出し部４２をワイパー形状の部材４２ｂから構成する場合、掃出し部４２と給電部３０の接する部分が、ゴムを棒の先に取り付けたワイパーブレード状を呈することとなる。本例においては、給電部３０の上面の表面に付着した異物を拭き取ることにより、異物を除去することが可能となる。このとき、ワイパー形状の掃出し部４２により、給電部３０の上面の汚れも拭き取ることが可能となる。なお、ホウキ形状の掃出し部４２は、固体異物の除去に適しており、ワイパー形状の掃出し部４２は、液体や柔らかい固体異物の除去に適している。

支柱部４４は、給電エリアの表面から鉛直上方に伸びる略円柱形状の支柱であり、支柱本体部４４と連結部４３を有している。支柱本体部４４は、連結部４３が備える軸受と嵌め合されており、面内方向に回転可能に構成されている。連結部４３は、受け部４１の一端に連結固定されて、受け部４１を懸架するように支持しているとともに、掃出し部支柱４２１に連結固定され、掃出し部支柱４２１を介して掃出し部４２を懸架するように支持している。つまり、支柱部４４は、受け部４１と掃出し部４２を連結し、受け部４１と掃出し部４２を面内方向に回転可能に支持していることとなる。言い換えれば、受け部４１と掃出し部４２が支柱部４４を中心に回転可能に構成されている。これにより、掃出し部４２は、受け部４１の移動に連動して、給電部３０上を移動することとなる。

続いて、図４および図５を参照して、本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置Ａにおける非接触給電装置Ａ１の異物除去部４０の機構動作について説明する。図４は、本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入開始時の異物除去部の機構動作を示す模式図である。図５は、本発明の第１実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入中の異物除去部の機構動作を示す模式図である。なお、本例においては、給電エリア８０に車両７０が進入する例を用いて説明する。車両７０が給電エリア８０に進入していないとき、受け部４１と掃出し部４２は、車両７０の進入方向と直交する方向に伸びるように配置されている（初期配置）。この状態で、給電エリア８０に車両７０が進入を開始したとしても、図４に示すように、受け部４１と掃出し部４２は未だ初期配置を維持する。続いて、車両７０の給電エリア８０への進入動作が進み、車両７０のタイヤが回転しながら受け部４１に当接すると、図５に示すように、受け部４１はこの押圧力を受けて支柱部４４を中心に回転移動する。このとき、支柱部４４に連結部４３を介して固定されている掃出し部４２も支柱部４４を中心に受け部４１の移動に連動して給電部３０上を回転移動する。つまり、受け部４１を力点、掃出し部４２を作用点、支柱部４４を支点としたテコの原理が働く。続いて、車両７０の給電エリア８０への進入動作が完了すると、掃出し部４２は、給電部３０の上面全面を拭いきり、異物除去が完了となる。

以上のように、本実施形態に係る非接触電力伝送装置Ａは、非接触給電装置Ａ１が、給電エリア８０に配設される給電部３０と、給電部３０の上から異物を除去する異物除去部４０と、を備え、異物除去部４０が、押圧力を受けて移動する受け部４１と、給電部３０の上面を拭う掃出し部４２と、受け部４１と掃出し部４２を連結し、受け部４１と掃出し部４２を面内方向に回転可能に支持する支柱部４４を有し、掃出し部４２は、受け部４１の移動に連動して、給電部３０上を移動している。そのため、支柱部４４を支点、受け部４１を力点、掃出し部４２を作用点とした、テコの原理を用いた簡易的な構成で異物除去を実現できることから、小型化が可能となる。また、支柱部４４を支点に、受け部４１が押圧力により動くことから、受け部４１に対する移動体の進入角度が多少ばらついても掃出し部４２を移動させることができるため、受け部４１に対して、移動体の進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能となる。その結果、装置の大型化を抑制しつつ、移動体の給電エリアへの進入角度の精度が悪くても確実に異物除去が可能な非接触給電装置を提供できる。

（第２実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部１４０について詳細に説明する。図６ａは、本発明の第２実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入開始前の異物除去部の機構動作を示す模式図である。図６ｂは、本発明の第２実施形態に係る非接触電力伝送装置において、移動体進入中の異物除去部の機構動作を示す模式図である。

第２実施形態に係る非接触電力伝送装置は、非接触給電装置Ａ１と、非接触受電装置Ａ２と、を有する。非接触給電装置Ａ１の電源１０、インバータ２０、給電部３０の構成と非接触受電装置Ａ２の構成は、第１実施形態に係る非接触電力伝送装置Ａと同様である。第２実施形態に係る非接触電力伝送装置の非接触給電装置Ａ１は、異物除去部４０に代えて異物除去部１４０を備えている点において、第１実施形態と相違する。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

異物除去部１４０は、図６ａおよび図６ｂに示されるように、受け部４１、掃出し部４２、支柱部４４と、バネ部１４５と、を有する。なお、受け部４１、掃出し部４２、支柱部４４の構成は、第１実施形態に係る異物除去部４０と同様である。

バネ部１４５は、受け部４１と給電エリアの表面に接続されている。具体的には、バネ部１４５は、一端が受け部４１の押圧力を受ける面とは反対面に連結され、他端が給電エリアの表面に連結されている。このバネ部１４５は、伸縮可能なバネから構成されている。これにより、バネ部１４５は、受け部４１の移動に連動して伸縮することとなる。本実施形態では、バネ部１４５は、受け部４１が押圧力を受けて移動すると、バネが圧縮するように構成されている。

続いて、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る非接触電力伝送装置における異物除去部１４０の機構動作について説明する。なお、本説明においても、給電エリアに車両が進入する例を用いて説明する。車両が給電エリアに進入していないとき、図６ａに示すように、受け部４１と掃出し部４２は、車両の進入方向と直交する方向に伸びるように配置されている（初期配置）。このとき、バネ部１４５は、圧縮力が解放された状態となっている。この状態で、給電エリアに車両が進入を開始したとしても、受け部４１と掃出し部４２は未だ初期配置を維持する。このとき、バネ部１４５も圧縮力が解放された初期状態を維持することとなる。続いて、車両の給電エリアへの進入動作が進み、車両のタイヤが回転しながら受け部４１に当接すると、図６ｂに示すように、受け部４１はこの押圧力を受けて支柱部４４を中心に回転移動する。このとき、支柱部４４に連結部４３を介して固定されている掃出し部４２も支柱部４４を中心に受け部４１の移動に連動して給電部３０上を回転移動する。また、受け部４１の移動に連動して、バネ部１４５に圧縮力が働く。ここで、車両が給電エリアに進入している場合、受け部４１は車両のタイヤが当接しているため、回転移動後の位置に留まることとなる。そのため、バネ部１４５も車両が給電エリアに進入している状態においては、圧縮した状態となる。続いて、車両の給電エリアへの進入動作が完了すると、掃出し部４２は、給電部３０の上面全面を拭いきり、異物除去が完了となる。続いて、車両への給電動作が完了し、車両が給電エリアからの退出時には、受け部４１は車両の押圧力を受けなくなる。このとき、バネ部１４５も圧縮力から解放されるため、圧縮した状態から初期状態へと復元する。このバネ部１４５の作用（復元力）により、受け部４１は初期配置に自動的に戻る。また、受け部４１の移動に連動して、掃出し部４２も初期配置に自動的に戻ることとなる。

以上のように、本実施形態に係る非接触電力伝送装置は、非接触給電装置Ａ１の異物除去部１４０が、受け部４１の押圧力を受ける面とは反対面に連結される伸縮可能なバネ部１４５をさらに備えている。そのため、移動体の給電エリアへの進入時は、移動体からの押圧力により、受け部４１に連結されたバネ部１４５は圧縮される。また移動体の給電エリアからの退出時は、移動体からの押圧力がなくなるため、受け部４１に連結されたバネ部１４５の復元力により、異物除去部１４０が自動的に初期状態に戻るため、再度移動体が給電エリアに進入して給電動作を行う際に、掃出し部４２が給電部３０上面を清掃する異物除去動作が開始できる状態とすることができる。また、バネ部１４５の復元力により、異物除去部１４０が自動的に初期状態に戻るため、異物除去部１４０を初期状態に戻すためのアクチュエータなどの駆動装置を削減することができる。

（第３実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第３実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部２４０について詳細に説明する。図７ａは、移動体の上面から見た本発明の第３実施形態に係る非接触電力伝送装置における非接触給電装置の異物除去部の一部を示す模式上面図である。図７ｂは、移動体の進入方向と直交する方向から見た本発明の第３実施形態に係る非接触電力伝送装置の一部を示す模式側面図である。

第３実施形態に係る非接触電力伝送装置は、非接触給電装置Ａ１と、非接触受電装置Ａ２と、を有する。第３実施形態に係る非接触電力伝送装置の非接触給電装置Ａ１は、異物除去部４０に代えて異物除去部２４０を備えている点において、第１実施形態と相違する。なお、非接触給電装置Ａ１の電源１０、インバータ２０、給電部３０の構成と非接触受電装置Ａ２の構成は、第１実施形態に係る非接触電力伝送装置Ａと同様である。但し、第３実施形態に係る非接触受電装置Ａ２は、第１実施形態と同様、移動体に搭載されることとなるが、本実施形態では、非接触受電装置Ａ２が搭載される移動体は、当該移動体を推進させる駆動輪を有している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

異物除去部２４０は、受け部２４１、掃出し部４２、支柱部４４と、ローラー部２４６と、を有する。なお、掃出し部４２、支柱部４４の構成は、第１実施形態に係る異物除去部４０と同様である。

受け部２４１は、受け部２４１の押圧力を受ける面に後述するローラー部２４６を格納する凹部が設けられている。なお、受け部２４１は、受け部２４１の押圧力を受ける面に凹部が設けられている以外の構成は、第１実施形態に係る受け部４１と同様である。

ローラー部２４６は、受け部２４１の押圧力を受ける面に配設されている。具体的には、ローラー部２４６は、受け部２４１の押圧力を受ける面に設けられた凹部に一部が格納され、残部が受け部２４１の押圧力を受ける面から突出するように配設されている。また、ローラー部２４６は、移動体からの押圧力を受ける際に、移動体の駆動輪と当接する位置に配置されている。つまり、ローラー部２４６は、移動体が給電エリア内に進入した際に、移動体の駆動輪に接触することとなる。このローラー部２４６は、回転可能に構成され、移動体の駆動輪がローラー部２４６に当接すると、移動体の駆動輪の回転方向とは反対方向に回転することとなる。このような構成により、移動体の駆動輪の回転力は、ローラー部２４６の回転力に変換され、ローラー部２４６が配設された受け部２４１は、移動体の進入方向に押圧力を受けることとなる。したがって、移動体の駆動輪による、移動体の進入方向の押圧力以外の受け部２４１への摩擦力を効果的に除去できるため、スムーズな異物除去部２４０の回転を可能とする。

以上のように、本実施形態に係る非接触電力伝送装置は、移動体は、当該移動体を推進させる駆動輪を有し、非接触給電装置Ａ１の異物除去部２４０が、受け部２４１の押圧力を受ける面に、給電エリアの表面に対して鉛直方向に回転するローラー部２４６を備えている。そのため、移動体が給電エリアに進入した際、移動体の駆動輪が受け部２４１のローラー部２４６に接触するため、移動体の駆動輪の回転力ベクトルは、ローラー回転力に変換され、移動体の進行方向に沿った駆動力のみが受け部２４１に与えられるため、移動体と受け部２４１の摩擦力による受け部２４１の摩耗が抑制され、受け部２４１の耐久性を向上することができる。

Ａ…非接触電力伝送装置、Ｂ…負荷、Ａ１…非接触給電装置、Ａ２…非接触受電装置、１０…電源、２０…インバータ、３０…給電部、４０，１４０，２４０…異物除去部、４１，２４１…受け部、４２…掃出し部、４２１…掃出し部支柱、４２ａ…ホウキ形状の部材、４２ｂ…ワイパー形状の部材、４３…連結部、４４…支柱部、５０…受電部、６０…整流部、７０…車両、８０…給電エリア、１４５…バネ部、２４６…ローラー部。

Claims (2)

1. 非接触給電装置と、
   移動体に搭載される非接触受電装置と、を備え、
   前記非接触給電装置は、
   給電エリアに配設される給電部と、
   前記給電部の上から異物を除去する異物除去部と、を備え、
   前記移動体は、当該移動体を推進させる駆動輪を有し、
   前記異物除去部は、押圧力を受けて移動する受け部と、
   前記給電部の上面を拭う掃出し部と、
   前記受け部と前記掃出し部を連結し、前記受け部と前記掃出し部を面内方向に回転可能に支持する支柱部と、
   前記受け部の押圧力を受ける面に、回転可能なローラー部と、を有し、
   前記掃出し部は、前記受け部の移動に連動して、前記給電部上を移動し、
   前記ローラー部は、前記移動体からの押圧力を受ける際に、前記駆動輪と当接する位置に配置されていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
2. 前記異物除去部は、前記受け部の押圧力を受ける面とは反対面に連結される伸縮可能なバネ部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送装置。

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