(57)【要約】      （修正有）【課題】漏えい磁界を低減しつつ、大電力の伝送を実現する、インダクタユニット、非接触給電システムおよび電動車両を提供する。【解決手段】インダクタユニット１０は、補償用コンデンサを含む第１補償部３０が第１方向の側に配置され、第１コアおよび第１コアの周囲に巻かれた第１巻線を含む第１インダクタ部４０が第１方向とは反対の第２方向（例えばＸ軸＋方向)の側に配置された第１パッド１０ａと、第２コアおよび第２コアの周囲に巻かれた第２巻線を含む第２インダクタ部が第１方向の側に配置され、補償用コンデンサを含む第２補償部３０が第２方向（例えばＸ軸＋方向)の側に配置された第２パッド１０ｂとを備える。【選択図】図２
2020009972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補償用コンデンサを含む第１補償部が第１方向の側に配置され、第１コアおよび前記第１コアの周囲に巻かれた第１巻線を含む第１インダクタ部が前記第１方向とは反対の第２方向の側に配置された第１パッドと、
第２コアおよび前記第２コアの周囲に巻かれた第２巻線を含む第２インダクタ部が前記第１方向の側に配置され、前記補償用コンデンサを含む第２補償部が前記第２方向の側に配置された第２パッドとを備えた
インダクタユニット。
【請求項２】
前記第１巻線は前記第１方向または前記第２方向に、前記第２巻線は前記第１方向または前記第２方向に巻かれている、
請求項１に記載のインダクタユニット。
【請求項３】
前記第１パッドと前記第２パッドは第１平面に対して略平行に配置されており、前記第１方向および前記第２方向は前記第１平面と略平行である、
請求項１または２に記載のインダクタユニット。
【請求項４】
前記第１パッドと前記第２パッドは略同一の第１平面にあり、前記第１方向および前記第２方向は前記第１平面と略平行である、
請求項１または２に記載のインダクタユニット。
【請求項５】
前記第１補償部および前記第２補償部は、整流回路を備えている、
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のインダクタユニット。
【請求項６】
前記第２パッドが前記第１パッドより前記第２方向の側に配置されている、
請求項１ないし５のいずれか一項に記載のインダクタユニット。
【請求項７】
前記第１方向および前記第２方向に垂直な第３方向の側に前記第１パッドが配置されており、前記第３方向とは反対の第４方向の側に前記第２パッドが配置されている、
請求項１ないし５のいずれか一項に記載のインダクタユニット。
【請求項８】
前記第１巻線が生成する第１磁束の方向と、前記第２巻線が生成する第２磁束の方向は略平行である、
請求項１ないし７のいずれか一項に記載のインダクタユニット。
【請求項９】
前記補償用コンデンサを含む、第３補償部が前記第１方向および前記第２方向に垂直で前記第１平面と略平行な第３方向の側に配置され、第３コアと前記第３コアの周囲に巻かれた第３巻線を含む、第３インダクタ部が前記第３方向とは反対の第４方向の側に配置された第３パッドと、
第４コアと前記第４コアの周囲に巻かれた第４巻線を含む、第４インダクタ部が前記第３方向の側に配置され、前記補償用コンデンサを含む、第４補償部が前記第４方向の側に配置された第４パッドとを備え、
前記第３巻線は前記第３方向または前記第４方向に、前記第４巻線は前記前記第３方向または前記第４方向に巻かれており、前記第１平面と平行な第２平面上または前記第１平面と略同一平面上における、前記第１パッドより前記第３方向の側で、なおかつ前記第２パッドより前記第１方向の側の第１位置に前記第３パッドが配置され、前記第１平面と平行な第２平面上または前記第１平面と略同一平面上における、前記第２パッドより前記第４方向の側で、なおかつ前記第１パッドより前記第２方向の側の第２位置に前記第４パッドが配置されている、
請求項３または４に記載のインダクタユニット。
【請求項１０】
前記第１巻線が生成する第１磁束の方向と、前記第２巻線が生成する第２磁束の方向は略平行である、
請求項９に記載のインダクタユニット。
【請求項１１】
前記第３巻線が生成する第３磁束の方向と、前記第４巻線が生成する第４磁束の方向は略平行である、
請求項９または１０に記載のインダクタユニット。
【請求項１２】
前記第３補償部および前記第４補償部は、整流回路を備えている、
請求項９ないし１１のいずれか一項に記載のインダクタユニット。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のインダクタユニットが少なくとも送電側または受電側のいずれかに設置されている、
非接触給電システム。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のインダクタユニットが少なくとも送電側または受電側のいずれかに設置されており、前記インダクタユニットが設置されていない側には、前記インダクタユニットから前記補償用コンデンサを省略した構成の第２インダクタユニットが設置されている、
非接触給電システム。
【請求項１５】
請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のインダクタユニットが車体に実装されている、
電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インダクタユニット、非接触給電システムおよび電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触給電システムでは、伝送される電力量を増やしたり、２次電池の高速な充電を実現したりするために、送電側（１次側）と受電側（２次側）にそれぞれ複数のインダクタを含むインダクタユニットを設置する。この場合、電磁放射妨害を抑制するため、漏えい磁界の強度を低減させることも必要となっている。
【０００３】
それぞれのインダクタを流れる電流を逆位相にするか、インダクタの巻線を逆向きに巻き、インダクタ間の距離を短くすれば、インダクタから放射される磁界の距離減衰が同程度になり漏えい磁界の打ち消し効果が大きくなる。ただし、インダクタを含む送電パッドまたは受電パッドの少なくともいずれかに補償用コンデンサが設けられていると、補償用コンデンサが占める面積によりパッド面積が大きくなり、パッド内部のインダクタ間の距離を短くできなくなる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６０６３７１９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１５／１８９９７６号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｒ．Ｌａｏｕａｍｅｒ，Ｍ．Ｂｒｕｎｅｌｌｏ，Ｊ．Ｐ．Ｆｅｒｒｉｅｕｘ，Ｏ．Ｎｏｒｍａｎｄ，Ｎ．Ｂｕｃｈｈｅｉｔ， “Ａ  Ｍｕｌｔｉ−Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｎｏｎ−Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ，”Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，１９９７．ＩＥＣＯＮ９７．２３ｒｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．２，ｐｐ．７９２−７９７，Ｎｏｖ．１９９７．
【非特許文献２】井田和彦、保田富夫、阿部茂、金子裕両、鈴木明、山之内良一、長ギャップ非接触給電システム、公益財団法人自動車技術会  ２０１２春季大会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態は、漏えい磁界を低減しつつ、大電力の伝送を実現する、インダクタユニット、非接触給電システムおよび電動車両を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態としてのインダクタユニットは、補償用コンデンサを含む第１補償部が第１方向の側に配置され、第１コアおよび前記第１コアの周囲に巻かれた第１巻線を含む第１インダクタ部が前記第１方向とは反対の第２方向の側に配置された第１パッドと、第２コアおよび前記第２コアの周囲に巻かれた第２巻線を含む第２インダクタ部が前記第１方向の側に配置され、前記補償用コンデンサを含む第２補償部が前記第２方向の側に配置された第２パッドとを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る非接触給電システムの適用例を示す図。
【図２】複数の送電パッドを含むインダクタユニットの構成例を示した平面図。
【図３】非接触給電システムにおける補償用コンデンサの接続の第１の例を示す図。
【図４】非接触給電システムにおける補償用コンデンサの接続の第２の例を示す図。
【図５】第１の実施形態に係る非接触給電システムの送電側の構成例を示した図。
【図６】第１の実施形態に係る非接触給電システムの受電側の構成例を示した図。
【図７】整流回路の構成例を示した図。
【図８】送受電パッドの詳細な構成例を示した平面図。
【図９】送受電パッドの詳細な構成例を示した断面図。
【図１０】送受電パッドにおける補償用コンデンサの配置の第１の例を示した平面図。
【図１１】インダクタ部間の距離と磁界減衰量との関係を示した図。
【図１２】送受電パッドにおける補償用コンデンサの配置の第２の例を示した平面図。
【図１３】送受電パッドにおける補償用コンデンサの配置の第３の例を示した平面図。
【図１４】送受電パッドにおける補償用コンデンサの配置の第４の例を示した平面図。
【図１５】第３の実施形態に係る非接触給電システムの受電側の構成例を示した図。
【図１６】第４の実施形態に係る非接触給電システムの送電側の構成例を示した図。
【図１７】第５の実施形態に係る非接触給電システムの受電側の構成例を示した図。
【図１８】第６の実施形態に係る送受電の詳細な構成例を示した平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。また、図面において同一の構成要素は、同じ番号を付し、説明は、適宜省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る非接触給電システムの適用例を示す図である。図１の非接触給電システムでは、路面Ｒ上にある電動車両４への給電が行われる。路面Ｒには、送電側（１次側）のインダクタユニット１０として、送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂが埋め込まれている。送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂは、いずれも交流電源と電気的に接続されている。電動車両４の底部には受電側（２次側）のインダクタユニット２０として、受電パッド２０ａと受電パッド２０ｂが配置されている。
【００１１】
送電パッド１０ａは対向している受電パッド２０ａと電磁的に結合し、ワイヤレス電力伝送（非接触給電）を行う。送電パッド１０ｂは対向している受電パッド２０ｂと電磁的に結合し、ワイヤレス電力伝送（非接触給電）を行う。送電パッド１０ａ、１０ｂと、受電パッド２０ａ、２０ｂはそれぞれインダクタを備えている。より具体的には、対向するインダクタどうしが電磁誘導または磁界共振によって結合し、ワイヤレス電力伝送（非接触給電）が実現されている。
【００１２】
対向するインダクタ間のｚ軸方向の距離はできるだけ短くすることが望ましいが、対向するインダクタ間にとられる距離については特に限定しない。図１の構成は一例にしか過ぎない。したがって、インダクタユニットは車体の底部以外の位置に実装されていてもよい。例えば、車体の側面にインダクタユニットが実装されていてもよい。
【００１３】
受電パッド２０ａ、２０ｂが受電した交流電力は、整流回路を含む回路ブロック２９によって直流電力に変換された後、バッテリー２７に供給される。回路ブロック２９内にＤＣ−ＤＣコンバータを設け、バッテリー２７に供給される電力の電圧値（電流値）を調整してもよい。バッテリー２７は例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池などの２次電池である。使われる２次電池の種類については特に限定しない。
【００１４】
送電側（１次側）の送電パッドは、例えば電動車両４が停車するパーキングスペース、停留所、車庫などの路面または地面に設置されているが、その他の場所に設置されていてもよい。電動車両の例としては、ゴムタイヤを備えたバス、トラック、乗用車などが挙げられるが、電動車両は鉄道車両、路面電車、モノレールなどであってもよい。電動車両は、電力によって駆動される電気自動車、ＥＶバスなどであってもよいし、内燃機関と電力が組み合わされて駆動されるハイブリッド車であってもよいし、搭載された装置の少なくとも一部が電力で駆動されるガソリン車、ディーゼル車などであってもよい。
【００１５】
なお、図１では、給電される装置が電動車両であったが、これは一例にしか過ぎない。例えば、建設機械、ロボット、船舶、航空機、ドローンなどその他の移動体を給電してもよく、給電対象となる装置の種類を特に限定するものではない。
【００１６】
図２は、複数の送電パッドを含むインダクタユニットの構成例を示した平面図である。図２のインダクタユニット１０は、筐体５と、送電パッド１０ａと、送電パッド１０ｂとを備えている。筐体５は、略平板状の構造物である。筐体５の材質の例としては熱伝導性の高い金属などが挙げられるが、その他の種類の材料であってもよい。図２の筐体５は平面視略矩形状となっているが、これは一例にしか過ぎない。筐体５を平面視したときの形状はこれと異なっていてもよい。
【００１７】
送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂを略同一の平面に配置することができる。図２の例では送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂを筐体５の同一の平面（例えば、第１平面：ｘ−ｙ面）に配置されている。送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂは複数の治具１８によって筐体５の表面に固定されている。
【００１８】
ただし、上述の送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂの配置は一例にしか過ぎない。例えば、送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂがある平面（第１平面）に対して略平行となるように配置してもよい。この場合、送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂの配置されている高さ（ｚ軸方向の座標値）が等しくしてもよいし、異なっていてもよい。送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂのｚ軸方向の座標値がほぼ等しい場合、送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂは略同一の平面にあるといえる。
【００１９】
送電パッド１０ａは、対向する受電側のインダクタユニットに係る受電パッド２０ａと向き合うように配置されている。同様に、送電パッド１０ｂは、対向する受電側のインダクタユニットに係る受電パッド２０ｂと向き合うように配置されている。
【００２０】
送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂは、いずれも補償部３０と、インダクタ部４０とを含む。補償部３０は補償用コンデンサを含む。インダクタ部４０は、磁性体コアと巻線（コイル）とを含み、インダクタとして動作する。送電パッド１０ａの巻線（インダクタ）と、送電パッド１０ｂの巻線（インダクタ）には互いに逆相の電流が流される。したがって、送電パッド１０ａのインダクタによって生成される磁界と送電パッド１０ｂのインダクタによって生成される磁界は互いに逆向きとなる。これにより、インダクタユニットで発生する漏えい磁界が互いに打ち消しあい、漏えい磁界の強度を軽減することができる。
【００２１】
なお、送電パッド１０ａのインダクタと送電パッド１０ｂのインダクタにおいて、巻線の巻かれる方向を逆にすることによって、送電パッド１０ａのインダクタによって生成される磁界と送電パッド１０ｂのインダクタによって生成される磁界が互いに逆向きとなるようにしてもよい。
【００２２】
図２の線ａ１は、送電パッド１０ａのインダクタ部４０において、巻線の巻かれている方向に垂直な線である。一方、線ａ２は送電パッド１０ｂのインダクタ部４０における巻線の巻かれている方向に垂直な線である。送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂは、線ａ１と線ａ２が略平行になるように配置される。このような配置を行うことによって、送電パッド１０ａ、１０ｂのインダクタによって生成される磁界が打ち消されやすくなる。
【００２３】
図２では、送電パッド１０ａ、１０ｂを含む送電側のインダクタユニット１０が示されている。インダクタユニット１０と対向する受電側のインダクタユニット２０として、例えば面ｘ−ｙについてインダクタユニット１０と対称な構成を有するインダクタユニットを用いることができる。インダクタユニット２０の構成は、必ずインダクタユニット１０と面対称でなくてもよい。
【００２４】
ただし、高効率なワイヤレス電力伝送（非接触給電）の観点からは、ｚ軸方向から見たときに送電パッド１０ａのインダクタ部４０に係る領域と、対向する受電パッド２０ａのインダクタ部４０に係る領域とが重なり合うことが好ましい。同様に、ｚ軸方向から見たときに送電パッド１０ｂのインダクタ部４０に係る領域と、対向する受電パッド２０ｂのインダクタ部４０に係る領域とが重なり合うことが好ましい。すなわち、対応する送電パッドと受電パッドとの間のずれが小さいほど高い効率でワイヤレス電力伝送（非接触給電）ができるが、ｚ軸方向から見たときに対応する送電パッドに係る領域と受電パッドに係る領域との間にずれがあってもよい。
【００２５】
なお、送電パッドと受電パッドを総称して送受電パッドとよぶものとする。以降では、送電パッドと受電パッドを区別せずに送受電パッドと述べた場合、送電パッドと受電パッドの両方を含むものとする。送受電パッドの構成の詳細については後述する。
【００２６】
インダクタユニットに複数の送受電パッドを設けることにより、大電力のワイヤレス電力伝送（非接触給電）を行うことができる。図１、図２の例では、送電側と受電側のインダクタユニットのそれぞれに２つの送受電パッドが設けられているが、この送受電パッドの数は一例にしか過ぎない。送電側と受電側のインダクタユニットにこれより多い数の送受電パッドを配置してもよい。
【００２７】
図３と図４は、非接触給電システムにおける補償用コンデンサの接続例を示した図である。図３、図４は非接触給電システムの送電パッド１０ａと受電パッド２０ａの部分の回路図となっている。図３、図４に示されているように、送電パッド１０ａはインダクタ１８ａと、補償用コンデンサ１７ａとを含んでいる。一方、受電パッド２０ａはインダクタ２１ａと、補償用コンデンサ２２ａとを含んでいる。
【００２８】
補償用コンデンサ１７ａは、送電パッド１０ａに入力される交流電力の力率を改善するコンデンサである。力率とは、表された有効電力と皮相電力の比のことをいう。効率的な電力伝送の観点から、無効電力を小さくし、力率を１に近い値に設定することが望ましい。インダクタ１８ａを含む送電パッド１０ａは誘導性の負荷であるため、電圧に比べ電流の位相が遅れ、無効電力が発生する。そこで、補償用コンデンサ１７ａを挿入することによって、電圧と電流の位相差を小さくする。これにより、力率が改善し、送電パッド１０ａによる電力伝送の効率が高まる。
【００２９】
図３、図４ではインダクタ１８ａの両端に補償用コンデンサ１７ａがそれぞれ直列に接続されている。
【００３０】
補償用コンデンサ２２ａは、送電側から受電側に入力された交流電力の力率改善を行うコンデンサである。一般に、補償用コンデンサ２２ａからみた負荷側は誘導性であるため、無効電力が発生してしまう。そこで、補償用コンデンサ２２ａを挿入し、電流と電圧の位相差を小さくすることができる。これにより、力率を１に近い値にし、効率的な受電を実現する。
【００３１】
図３では、インダクタ２１ａの両端に補償用コンデンサ２２ａがそれぞれ直列に接続されている。一方、図４ではインダクタ２１ａと並列に補償用コンデンサ２２ａが接続されている。このように、補償用コンデンサはインダクタと直列に接続されていてもよいし、インダクタと並列に接続されていてもよく、接続方法については特に問わない。
【００３２】
大電力の給電に対応するために、補償用コンデンサとインダクタは高規格のケーブルや配線で接続される。補償用コンデンサとインダクタが物理的に離れて配置されていると、上述の高規格ケーブルが長くなってしまう。高規格ケーブルは重量が大きいため、非接触給電システムの軽量化の観点からは、高規格ケーブルの部分の長さを短くすることが好ましい。また、高規格ケーブルに交流電力が流れると、発生する電磁ノイズの大きさが無視できなくなる。したがって、電磁放射妨害抑制の観点からも、高規格ケーブルの部分の長さを短くした方がよい。
【００３３】
そこで、本実施形態に係る非接触給電システムのように、補償用コンデンサを無線電力伝送用のインダクタの近傍に配置する。図２〜図４に示したように、本実施形態に係る送受電パッドはインダクタと補償用コンデンサの両方を備えている。このような構成を用いることにより、上述の高規格ケーブルに相当する配線の長さを最小化する。これによって非接触給電システムの軽量化や電磁放射妨害の軽減を実現する。
【００３４】
なお、上述では送電パッド１０ａと受電パッド２０ａの電気的接続について説明した。もう一方の対応する送受電パッドの組み合わせである、送電パッド１０ｂと受電パッド２０ｂの電気的接続は上述と同様である。
【００３５】
次に、第１の実施形態に係る非接触給電システムの送電側の構成について説明する。
【００３６】
図５は、第１の実施形態に係る非接触給電システムの送電側の構成例を示している。非接触給電システムの送電側は、ＡＣ電源１１と、ＡＣ−ＤＣコンバータ１２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３と、インバータ１４ａと、インバータ１４ｂと、フィルタ１５ａと、フィルタ１５ｂと、送電パッド１０ａと、送電パッド１０ｂとを備えている。
【００３７】
送電パッド１０ａは内部の構成要素として補償用コンデンサ１７ａ（補償部）と、インダクタ１８ａ（インダクタ部）とを含んでいる。同様に、送電パッド１０ｂは内部の構成要素として補償用コンデンサ１７ｂ（補償部）と、インダクタ１８ｂ（インダクタ部）とを含んでいる。
【００３８】
ＡＣ電源１１は、交流電力を非接触給電システムの送電側に供給する交流電源である。ＡＣ電源１１は、電力会社から供給された電力であってもよいし、自家用発電機や非常用発電機から供給された電力であってもよく、種類については特に問わない。
【００３９】
ＡＣ−ＤＣコンバータ１２は、ＡＣ電源１１から入力された交流電力を直流に変換する。ＡＣ−ＤＣコンバータ１２の方式としては、例えば、トランス方式やスイッチング方式などがあるが、どの方式を用いてもよい。
【００４０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１２から入力された直流電力の昇圧または降圧を行う。電圧の変更が不要である場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３を省略してもよい。一方、送電パッド１０ａおよび送電パッド１０ｂを流れる電流量を調整するために、複数台並列に備え、それぞれインバータ１４ａおよびインバータ１４ｂに接続してもよい。必要な直流電力の電圧は、送電パッド１０ａ・受電パッド２０ａ間および送電パッド１０ｂ・受電パッド２０ｂ間の伝送効率やバッテリー２７の仕様などから定められる。
【００４１】
インバータ１４ａおよびインバータ１４ｂは、直流電力を所定の周波数の交流電力に変換する。インバータ１４ａおよびインバータ１４ｂは、例えば、９ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、８５ｋＨｚなど２００ｋＨｚ未満の交流電力を出力する。ここで挙げた周波数は一例であり、交流電力の周波数については特に問わない。また、インバータの回路方式についても特に問わない。
【００４２】
フィルタ１５ａおよびフィルタ１５ｂは、交流電力の信号からノイズ成分を除去するローパスフィルタないしはバンドパスフィルタである。フィルタ１５ａおよびフィルタ１５ｂにより、高周波のノイズ成分を除去することができる。なお、設計条件によっては、フィルタ１５ａおよびフィルタ１５ｂを省略してもよい。また、フィルタ１５ａまたはフィルタ１５ｂ少なくともいずれかの数を増やしてもよい。非接触給電システムの送電側におけるフィルタ１５ａおよびフィルタ１５ｂの位置は図５の構成と異なっていてもよい。
【００４３】
送電パッド１０ａの巻線（インダクタ）と、送電パッド１０ｂの巻線（インダクタ）に互いに逆相の電流を流す方法の一例として、インバータ１４aとインバータ１４bから出力される交流電力の電圧を反転させる方法が挙げられる。なお、巻線を巻く方向を逆にすることによって、送電パッド１０ａのインダクタによって生成される磁界と送電パッド１０ｂのインダクタによって生成される磁界が互いに逆向きとなるようにした場合や送電パッド１０ａと送電パッド１０ｂにつながるケーブルのうち片方を入れ替えて、巻線に流れる電流を逆向きにする場合には、インバータ１４ｂないしはインバータ１４ｂとフィルタ１５ｂを省略してもよい。
【００４４】
送電パッド１０ａは、受電パッド２０ａと電磁的に結合し、受電パッド２０ａに非接触給電（ワイヤレス電力伝送）を行う。非接触給電（ワイヤレス電力伝送）方式の例としては、電磁誘導方式、磁界共鳴（ＭＲ：ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式、電界結合方式、電波受信方式などが挙げられるが、方式については特に限定しない。同様に、送電パッド１０ｂは、受電パッド２０ｂと電磁的に結合し、受電パッド２０ｂに非接触給電（ワイヤレス電力伝送）を行う。
【００４５】
次に、第１の実施形態に係る非接触給電システムの受電側の構成について説明する。
【００４６】
図６は、第１の実施形態に係る非接触給電システムの受電側の構成例を示した図である。非接触給電システムの受電側は、受電パッド２０ａと、受電パッド２０ｂと、フィルタ２３ａと、フィルタ２３ｂと、整流回路２４ａと、整流回路２４ｂと、リップル除去回路２５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２６と、バッテリー２７とを備えている。このうち、受電パッド２０ａは内部の構成要素としてインダクタ２１ａと、補償用コンデンサ２２ａを備えている。同様に、受電パッド２０ｂは内部の構成要素としてインダクタ２１ｂと、補償用コンデンサ２２ｂを備えている。
【００４７】
受電パッド２０ａは、送電パッド１０ａと電磁的に結合し、送電パッド１０ａから非接触給電（ワイヤレス電力伝送）によって受電する。非接触給電（ワイヤレス電力伝送）方式の例としては、電磁誘導方式、磁界共鳴（ＭＲ：ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式、電界結合方式、電波受信方式などが挙げられるが、方式については特に問わない。
【００４８】
フィルタ２３は、交流電力からノイズ成分を除去する。フィルタ２３として、ローパスフィルタを用いることができる。ローパスフィルタにより、高周波のノイズ成分を除去することができる。なお、設計条件によっては、フィルタ２３を省略してもよい。また、フィルタ２３の数を増やしてもよい。また、非接触給電システムの受電側におけるフィルタ２３の位置は図６の例と異なっていてもよい。
【００４９】
整流回路２４ａと、整流回路２４ｂは、交流電力を整流し、直流電力を出力する。整流回路２４の例としては全波整流を行うフルブリッジ回路や、半波整流を行うハーフブリッジ回路が挙げられる。フルブリッジ回路やハーフブリッジ回路を用いると、バッテリー２７から受電バッド２０ａ・２０ｂ側に電流が逆流するのを防ぐことができる。図７は、ダイオードを用いた整流回路の構成例を示している。
【００５０】
リップル除去回路２５は、整流後の直流信号の含まれるリップル（脈流）を除去する。リップル除去回路２５の例としてはＬＣを使ったローパスフィルタや平滑コンデンサがあるが、回路の構成や種類については特に問わない。リップル除去回路２５は、図６では整流回路２４ａと、整流回路２４ｂから出力された交流電力を合成した後の位置に設けられているが、整流回路２４ａと、整流回路２４ｂの交流電力を合成する前の２か所にリップル除去回路を設置し、それぞれのリップル除去回路でリップル除去した後に交流電力を合成してもよい。また、その合成された交流電力を、さらに別に設けられたリップル除去回路に入力してもよい。なお、設計条件によっては、リップル除去回路２５を省略してもよい。
【００５１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２６は、リップル除去回路２５から入力された直流電力の昇圧または降圧を行う。電圧の変更が不要である場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ２６を省略してもよい。受電パッド２０ａと、受電パッド２０ｂに流れる交流電流比を変えるために、複数のＤＣ−ＤＣコンバータを並列に配置してもよい。必要な直流電力の電圧は、バッテリー２７の仕様などから定められる。
【００５２】
バッテリー２７は、直流電力で充電可能な２次電池である。２次電池の例としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などが挙げられる。バッテリー２７の容量、定格電圧、規格などは、例えば、蓄えられた電力によって動作する装置の種類、駆動電圧、消費電力などによって決めることができる。また、バッテリー２７は残量計（残量ゲージ）ＩＣを備えていてもよい。バッテリー２７の充電・放電タイミングの制御処理、電流値の調整処理を残量計ＩＣが実行してもよいし、外部の制御装置が実行してもよい。
【００５３】
図８は、送受電パッドの詳細な構成例を示した平面図である。図９は、図８の送電パッド１０ａを、線Ｄを通るｚ−ｘ平面で切断した平面図である。以下では、図８および図９を参照しながら送受電パッドの詳細な構成について説明する。
【００５４】
図８の送電パッド１０ａは、略板状の構造物である。送電パッド１０ａは、補償部３０と、インダクタ部４０に分けられる。補償部３０は、入力端子３１出力端子３５を介してＡＣ電源側と回路と電気的に接続されている。一方、インダクタ部４０は、コア４１と、巻線４３と、フレーム４４とを含む。
【００５５】
最初に、補償部３０に含まれる構成要素について述べる。
【００５６】
入力端子３１と出力端子３５は、非接触給電システムのＡＣ電源１１側と電気的に接続されている。入力端子３１と出力端子３５は、金属などの導電性材料で形成されているものとする。そして、補償部３０はインダクタ部４０の巻線４３（インダクタ）と電気的に接続されている。
【００５７】
入力端子３１と巻線４３（インダクタ）の間ならびに巻線４３（インダクタ）と出力端子３５の間には、補償用コンデンサが接続されている。補償用コンデンサは直並列で接続された複数のコンデンサであってもよい。
これにより、大型のフィルムコンデンサや積層セラミックチップコンデンサを使わずに定格電圧や定格電流の大きい静電容量を有する補償用コンデンサを用意することができる。また、複数のキャパシタによって冗長性が確保されているため、耐故障性を高められている。
【００５８】
なお、図８、図９の構成は一例にしかすぎず、これとは異なる構成を用いることを排除しない。例えば、大型のフィルムコンデンサや積層セラミックチップコンデンサを使って補償用コンデンサを構成してもよい。複数のコンデンサを使って補償用コンデンサを構成する場合、使用するコンデンサの数については特に問わない。また、補償用コンデンサ間の接続構成についても特に限定しない。
【００５９】
次に、インダクタ部４０に含まれる構成要素について述べる。
【００６０】
コア４１は送電パッド１０ａ（第１送電パッド）の第１コアを形成する。コア４１はは磁性体材料で形成されているものとする。磁性体材料の例としては、フェライト、電磁鋼板などが挙げられる。ただし、ブロックコアはその他の材料で形成されていてもよい。
【００６１】
また、コア４１は、フレーム４４によって支持されている。フレーム４４は、コア４１を格納する構造物である。コア４１は完全にフレーム４４内に収納されていてもよいし、コア４１の一部が外側に露出していてもよい。フレーム４４の材質の例としては、セラミック、樹脂などの絶縁性材料が挙げられる。ただし、フレーム４４の材料の種類については特に問わない。
【００６２】
また、フレーム４４とコア４１の間の間隙を埋めるために、充填材を注入してもよい。充填材の例としては、樹脂などの絶縁性材料が挙げられる。間隙をなくすことにより、コア４１で発生する熱を放熱しやすくする。また、フレーム４４と充填材の組み合わせによって、パッド製造時における熱応力や外部からの衝撃や振動からコア４１を保護することができる。なお、インダクタ部４０は必ずフレーム４４と充填材を備えていなくてもよい。
【００６３】
巻線４３は、コア４１が収納されたフレーム４４の外周に沿って巻かれている。図９の断面図に示されているように、巻線４３はコア４１が形成する第１コアの周囲に巻かれている。巻線４３は、銅線、アルミ線、リッツ線、バスバーなどの金属によって形成されている。導電体であれば、巻線４３の材料については特に問わない。なお、巻線４３を構成する巻線や導体などの表面はエナメルなどの絶縁体によって被覆されていてもよい。
【００６４】
図８のインダクタ部のコア（第１コア）は一体的に形成されたコアになっているが、これは一例にしか過ぎない。複数の部分に分かれたコアを用いてもよい。
【００６５】
以下では、発生する漏えい磁界の強度を低減させるインダクタユニットの構成について説明する。図１０は、送受電パッドにおける補償用コンデンサの配置の第１の例を示した平面図である。図１０の平面図は、送電パッド１０ａにおける補償部３０ａおよびインダクタ部４０ａならびに、送電パッド１０ｂにおける補償部３０ｂおよびインダクタ部４０ｂの位置関係を示した概略図である。補償部３０ａ、３０ｂは、補償用コンデンサを含む。インダクタ部４０ａは、コア（第１コア）と巻線４３ａを含む。インダクタ部４０ｂは、コア（第２コア）と巻線４３ｂを含む。位置関係の説明が主たる目的であるため、図１０では送電パッド１０ａ、１０ｂの詳細な構成が省略されている。
【００６６】
以下では、送電側のインダクタユニット１０の場合を例に、構成を説明する。ただし、送電パッドを受電パッドに置き換えると、インダクタ部（コイル）、補償部（補償コンデンサ）の配置や構成に関する説明はそのまま受電側のインダクタユニット２０にも適用することができる。
【００６７】
インダクタユニットに含まれる第１の送受電パッドを第１パッド、第２の送受電パッドを第２パッドとよぶものとする。また、第１パッドに含まれるインダクタ部を第１インダクタ部、第２パッドに含まれるインダクタ部を第２インダクタ部とよぶものとする。さらに、第１パッドにおいて補償用コンデンサが配置される領域を第１補償部、第２パッドにおいて補償用コンデンサが配置される領域を第２補償部という。
【００６８】
以下の説明では、巻線４３に電流が流され、インダクタ部が動作しているとき、コア内で磁界（磁束）が発生する方向（ｙ軸方向）をインダクタ部の長さ方向とよぶものとする。また、インダクタ部の長さ方向（磁束の方向）と垂直な方向を、インダクタ部（コイル）の幅方向とよぶものとする。また、ｚ軸方向をインダクタ部の厚さ方向とよぶものとする。同様に、巻線の長さ方向（ｙ軸方向）を巻線によって生成される磁束の方向、巻線の幅方向（ｘ軸方向）を、巻線が巻かれている方向とそれぞれ定義するものとする。
【００６９】
破線ａ３（第１線）は送電パッド１０ａ（第１パッド）のインダクタ部４０ａ（第１インダクタ部）の巻線４３ａ（第１巻線）に係る幅方向の中心線であり、インダクタ部４０ａ（第１インダクタ部）の巻線４３ａ（第１巻線）が生成する第１磁束の方向に沿っている。同様に、破線ａ４（第３線）は送電パッド１０ｂ（第２パッド）のインダクタ部４０ｂ（第２インダクタ部）の巻線４３ｂ（第２巻線）に係る幅方向の中心線であり、インダクタ部４０ｂ（第２インダクタ部）の巻線４３ｂ（第２巻線）が生成する第２磁束の方向に沿っている。
【００７０】
破線ｍ１（第２線）は送電パッド１０ａ（第１パッド）のインダクタ部４０ａ（第１インダクタ部）の巻線４３ａ（第１巻線）に係る長さ方向の中心線であり、第１磁束と垂直な方向に沿っている。また、破線ｍ２（第４線）は送電パッド１０ｂ（第２パッド）のインダクタ部４０ｂ（第２インダクタ部）の巻線４３ｂ（第２巻線）に係る長さ方向の中心線であり、第２磁束と垂直な方向に沿っている。図１０の例では、巻線が巻かれている方向と破線ｍ１、ｍ２が略平行となっている。ただし、必ず巻線が巻かれている方向と破線ｍ１、ｍ２が略平行となっていなくてもよい。
【００７１】
図１０の例では、生成される磁束の方向が略平行となるよう、インダクタ部４０ａ、４０ｂが配置されている。したがって、破線ａ３（第１線）と破線ａ４（第３線）は互いに略平行となっている。同様に、破線ｍ１（第２線）と破線ｍ２（第４線）も互いに略平行となっている。ただし、必ず破線ａ３（第１線）と破線ａ４（第３線）は互いに略平行でなくてもよいし、破線ｍ１（第２線）と破線ｍ２（第４線）も互いに略平行でなくてもよい。また、インダクタ部４０ａ、４０ｂ（第１インダクタ部と第２インダクタ部）の長さ方向の大きさと、幅方向の大きさについては特に限定しない。
【００７２】
インダクタ部４０ａ（第１インダクタ部）にある、破線ａ３（第１線）と破線ｍ１（第２線）の交点を点Ａ（第１点）とよぶものとする。また、インダクタ部４０ｂ（第２インダクタ部）にある、破線ａ４（第３線）と破線ｍ２（第４線）の交点を点Ａ´（第２点）とよぶものとする。破線ｒ（第５線）は、点Ａと点Ａ´（第１点と第２点）を結んでいる。破線ｒにおける、点ｃと点ｃ´との間の距離はｄである。破線ａ３（第１線）と破線ｒ（第５線）のなす角度（第１角度）はΦである。角度Φによって、同じ側にあるインダクタ間の結合係数が変化する。角度Φの大きさについては特に限定しないが、効率的な電力伝送の観点からは、同じ側にあるインダクタ間の結合係数が最小化されるよう、角度Φを調整することが好ましい。
【００７３】
図１、図２に示したように、大電力の伝送を行うためにインダクタユニットに複数の送受電パッドを設けることができる。図２の例では、送電側のインダクタユニットにおいて逆向きの磁界を発生させ、漏えい磁界の強度を低減させるため、線ａ１と線ａ２が略平行になるよう、送電パッドを配置していた。図１０においても破線ａ３（第１線）と破線ａ４（第３線）が略平行となっているため、同様の効果が得られる。
【００７４】
次に、インダクタ部の配置によって漏えい磁界の強度をさらに低減させる方法について説明する。
【００７５】
図１１は、送電パッドを図１０のように配置し、それぞれの送電パッドのインダクタ部に逆位相の電流を流した場合における、磁界強度減衰量の理論値を示したグラフである。図１１のグラフは、インダクタから１０ｍ離れた地点における磁界強度減衰量を示している。図１１の横軸は、観測角度を示している。図１１の縦軸は、磁界強度減衰効果をデシベルスケールで示している。図１１には、ｄ＝０．８９ｍ、ｄ＝０．４４ｍ、ｄ＝０．２２ｍの３つの場合における磁界強度減衰量が示されている。図１１を参照すると、距離ｄが短くなるほど１０ｍ離れた地点での磁界の距離減衰が同程度になるため、磁界の打ち消しによる磁界の減衰効果を高めることができることがわかる。
【００７６】
図１１を参照すると、漏えい磁界の低減効果を一層高めるためには、送電パッド１０ａ（第１パッド）のインダクタ部４０ａ（第１インダクタ部）の巻線４３ａと、送電パッド１０ｂ（第２パッド）のインダクタ部４０ａ（第１インダクタ部）の巻線４３ｂを近づけることが望ましいことがわかる。
【００７７】
図３の説明で述べたように、補償用コンデンサ（補償部）を送受電パッドに設けると、非接触給電システムの軽量化や電磁ノイズの軽減に寄与するところが大きい。ところが、補償用コンデンサ（補償部）は送受電パッドにおいて、一定の面積を占有する。したがって、インダクタユニットに他の一定の面積を占有する構成要素があると、第１インダクタ部と第２インダクタ部の間の距離を短くすることが難しくなってしまうおそれがある。
【００７８】
そこで、図１０の例のように、送電パッド１０ａ（第１パッド）のインダクタ部４０ａ（第１インダクタ部）と、送電パッド１０ａ（第１パッド）に隣接する送電パッド１０ｂ（第２パッド）のインダクタ部４０ｂ（第２インダクタ部）の間の領域に、当該領域を占有する構成要素を置かないようにすることができる。すなわち、隣接する送受電パッドに係るインダクタ部の間の領域に、当該領域を占有する構成要素を配置しないことにより、第１インダクタ部と第２インダクタ部の間の距離を短くする。
【００７９】
図１０の構成を有するインダクタユニット１０は、送電パッド１０ａ（第１パッド）と、送電パッド１０ｂ（第２パッド）とを備えている。送電パッド１０ａ（第１パッド）では、補償用コンデンサを含む、補償部３０ａ（第１補償部）がｘ軸負方向（第１方向）の側に配置されている。また、第１コアと第１コアの周囲に巻かれた巻線４３ａ（第１巻線）を含む、インダクタ部４０ａ（第１インダクタ部）が第１方向とは反対のｘ軸正方向（第２方向）の側に配置されている。
【００８０】
送電パッド１０ｂ（第２パッド）では、第２コアと第２コアの周囲に巻かれた巻線４３ｂ（第２巻線）とを含む、インダクタ部４０ｂ（第２インダクタ部）がｘ軸負方向（第１方向）の側に配置されている。また、補償用コンデンサを含む、補償部３０ｂ（第２補償部）がｘ軸正方向（第２方向）の側に配置されている。巻線４３ａ（第１巻線）はｘ軸負方向（第１方向）またはｘ軸正方向（第２方向）に巻かれている。巻線４３ｂ（第２巻線）はｘ軸負方向（第１方向）またはｘ軸正方向（第２方向）に巻かれている。
【００８１】
送電パッド１０ａ（第１パッド）と送電パッド１０ｂ（第２パッド）は略同一の平面（ｘ−ｙ面）上にある。この平面はｘ軸負方向（第１方向）およびｘ軸正方向（第２方向）と略平行の平面である。そして、送電パッド１０ｂ（第２パッド）が送電パッド１０ａ（第１パッド）よりｘ軸正方向（第２方向）の側に配置されている。上述の送電パッド１０ａ（第１パッド）と送電パッド１０ｂ（第２パッド）の配置は一例にしか過ぎない。例えば、送電パッド１０ａ（第１パッド）と送電パッド１０ｂ（第２パッド）をある平面に対して略平行となるように配置してもよい。
【００８２】
なお、図１０において、送電パッド１０ａを受電パッド２０ａ（いずれも第１パッド）、送電パッド１０ｂを受電パッド２０ｂ（いずれも第２パッド）に置き換えると、受電側のインダクタユニット２０の構成となる。インダクタユニット２０は送電側のインダクタユニット１０と対向する。
【００８３】
図１０の第１パッド（送電パッド１０ａおよび受電パッド２０ａ）と第２パッド（送電パッド１０ｂおよび受電パッド２０ｂ）は平面視略矩形状で略平板状の構造物である。ただし、この形状は一例にしか過ぎない。これとは異なる形状の第１パッドと第２パッドを用いてもよい。例えば、平面視略平行四辺形状、平面視略台形状、平面視略楕円形状、平面視略円形状、平面視略六角形状の第１パッドと第２パッドを用いてもよい。また、第１パッドと第２パッドは必ず同一形状でなくてもよい。
【００８４】
以下ではインダクタユニットにおける送受電パッドの構成の他の例について説明する。図１２は送受電パッドにおける補償用コンデンサの配置の第２の例を示した平面図である。
【００８５】
図１２の構成を有するインダクタユニット１０は、送電パッド１０ａ（第１パッド）と、送電パッド１０ｂ（第２パッド）とを備えている。送電パッド１０ａ（第１パッド）では、補償用コンデンサを含む、補償部３０ａ（第１補償部）がｙ軸負方向（第１方向）の側に配置されている。また、第１コアと第１コアの周囲に巻かれた巻線４３ａ（第１巻線）とを含む、インダクタ部４０ａ（第１インダクタ部）が第１方向とは反対のｙ軸正方向（第２方向）の側に配置されている。
【００８６】
送電パッド１０ｂ（第２パッド）では、第２コアと第２コアの周囲に巻かれた巻線４３ｂ（第２巻線）とを含む、インダクタ部４０ｂ（第２インダクタ部）がｙ軸負方向（第１方向）の側に配置されている。また、補償用コンデンサを含む、補償部３０ｂ（第２補償部）がｙ軸正方向（第２方向）の側に配置されている。巻線４３ａ（第１巻線）はｙ軸負方向（第１方向）またはｙ軸正方向（第２方向）に巻かれている。巻線４３ｂ（第２巻線）はｙ軸負方向（第１方向）またはｙ軸正方向（第２方向）に巻かれている。
【００８７】
送電パッド１０ａ（第１パッド）と送電パッド１０ｂ（第２パッド）は略同一の平面（ｘ−ｙ面）上にある。この平面はｙ軸負方向（第１方向）およびｙ軸正方向（第２方向）と略平行の平面である。そして、ｙ軸負方向（第１方向）およびｙ軸正方向（第２方向）に垂直なｘ軸負方向（第３方向）の側に送電パッド１０ａ（第１パッド）が配置されており、ｘ軸負方向（第３方向）とは反対のｘ軸正方向（第４方向）の側に送電パッド１０ｂ（第２パッド）が配置されている。
【００８８】
上述の送電パッド１０ａ（第１パッド）と送電パッド１０ｂ（第２パッド）の配置は一例にしか過ぎない。例えば、送電パッド１０ａ（第１パッド）と送電パッド１０ｂ（第２パッド）をある平面に対して略平行となるように配置してもよい。
【００８９】
図１２の構成を使っても、第１パッドの第１インダクタ部と第２パッドの第２インダクタ部の間の距離を短くし、漏えい磁界の強度を軽減することができる。また、図１２の例においても、送電パッド１０ａを受電パッド２０ａ（いずれも第１パッド）、送電パッド１０ｂを受電パッド２０ｂ（いずれも第２パッド）に置き換えると、受電側のインダクタユニット２０の構成となる。インダクタユニット２０は送電側のインダクタユニット１０と対向する。
【００９０】
図１３は、送受電パッドにおける補償用コンデンサの配置の第３の例を示した平面図である。
【００９１】
図１３の構成を有するインダクタユニット１０は、送電パッド１０ａ（第１パッド）と、送電パッド１０ｂ（第２パッド）とを備えている。送電パッド１０ａ（第１パッド）では、補償用コンデンサを含む、補償部３０ａ（第１補償部）がｙ軸正方向（第１方向）の側に配置されている。また、第１コアと第１コアの周囲に巻かれた巻線４３ａ（第１巻線）とを含む、インダクタ部４０ａ（第１インダクタ部）が第１方向とは反対のｙ軸負方向（第２方向）の側に配置されている。
【００９２】
送電パッド１０ｂ（第２パッド）では、第２コアと第２コアの周囲に巻かれた巻線４３ｂ（第２巻線）とを含む、インダクタ部４０ｂ（第２インダクタ部）がｙ軸正方向（第１方向）の側に配置されている。また、補償用コンデンサを含む、補償部３０ｂ（第２補償部）がｙ軸負方向（第２方向）の側に配置されている。巻線４３ａ（第１巻線）はｙ軸正方向（第１方向）またはｙ軸負方向（第２方向）に巻かれている。巻線４３ｂ（第２巻線）はｙ軸正方向（第１方向）またはｙ軸負方向（第２方向）に巻かれている。
【００９３】
送電パッド１０ａ（第１パッド）と送電パッド１０ｂ（第２パッド）は略同一の平面（ｘ−ｙ面）上にある。この平面はｙ軸正方向（第１方向）およびｙ軸負方向（第２方向）と略平行の平面である。そして、ｙ軸正方向（第１方向）およびｙ軸負方向（第２方向）に垂直なｘ軸負方向（第３方向）の側に送電パッド１０ａ（第１パッド）が配置されており、ｘ軸負方向（第３方向）とは反対のｘ軸正方向（第４方向）の側に送電パッド１０ｂ（第２パッド）が配置されている。
【００９４】
上述の送電パッド１０ａ（第１パッド）と送電パッド１０ｂ（第２パッド）の配置は一例にしか過ぎない。例えば、送電パッド１０ａ（第１パッド）と送電パッド１０ｂ（第２パッド）をある平面に対して略平行となるように配置してもよい。
【００９５】
図１３の構成を使っても、第１パッドの第１インダクタ部と第２パッドの第２インダクタ部の間の距離を短くし、漏えい磁界の強度を軽減することができる。また、図１３の例においても、送電パッド１０ａを受電パッド２０ａ（いずれも第１パッド）、送電パッド１０ｂを受電パッド２０ｂ（いずれも第２パッド）に置き換えると、受電側のインダクタユニット２０の構成となる。インダクタユニット２０は送電側のインダクタユニット１０と対向する。
【００９６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態に係る非接触給電システムでは、送電側と受電側のインダクタユニットがそれぞれ２つの送受電パッドを備えていた。ただし、インダクタユニットはこれとは異なる数の送受電パッドを備えていてもよい。第２の実施形態に係る非接触給電システムでは、それぞれのインダクタユニットに４つの送受電パッドが設けられている。インダクタユニットに配置する送受電パッドの数を増やすことによって、給電される電力を大きくすることができる。
【００９７】
図１４は送受電パッドにおける補償用コンデンサの配置の第４の例を示した平面図である。以下では、図１４を参照しながら第２の実施形態の係るインダクタユニットの構成を説明する。
【００９８】
図１４の構成を有するインダクタユニット１０は、送電パッド１０ｃ（第１パッド）と、送電パッド１０ｆ（第２パッド）と、送電パッド１０ｅ（第３パッド）と、送電パッド１０ｄ（第４パッド）とを備えている。送電パッド１０ｃ（第１パッド）、送電パッド１０ｆ（第２パッド）、送電パッド１０ｅ（第３パッド）、送電パッド１０ｄ（第４パッド）はいずれも略同一の平面（ｘ−ｙ面）に配置されている。
【００９９】
なお、送電パッド１０ｃ（第１パッド）、送電パッド１０ｆ（第２パッド）、送電パッド１０ｅ（第３パッド）、送電パッド１０ｄ（第４パッド）をある平面（第１平面）に対して略平行に配置してもよい。この場合、第１平面に対して略平行な平面を第２平面とよぶものとする。
【０１００】
送電パッド１０ｃ（第１パッド）では、補償用コンデンサを含む、補償部３０ｃ（第１補償部）がｘ軸負方向（第１方向）の側に配置されている。また、第１コアと第１コアの周囲に巻かれた巻線４３ｃ（第１巻線）とを含む、インダクタ部４０ｃ（第１インダクタ部）がｘ軸負方向（第１方向）とは反対のｘ軸正方向（第２方向）の側に配置されている。ここで、第１方向と第２方向は上述の平面（ｘ−ｙ面）と略平行である。巻線４３ｃ（第１巻線）はｘ軸負方向（第１方向）またはｘ軸正方向（第２方向）に巻かれている。
【０１０１】
送電パッド１０ｆ（第２パッド）では、第２コアと第２コアの周囲に巻かれた巻線４３ｆ（第２巻線）とを含む、インダクタ部４０ｆ（第２インダクタ部）がｘ軸負方向（第１方向）の側に配置されている。また、補償用コンデンサを含む、補償部３０ｆ（第２補償部）がｘ軸正方向（第２方向）の側に配置されている。巻線４３ｆ（第２巻線）はｘ軸負方向（第１方向）またはｘ軸正方向（第２方向）に巻かれている。送電パッド１０ｆ（第２パッド）は、送電パッド１０ｃ（第１パッド）よりｘ軸正方向（第２方向）の側に配置されている。
【０１０２】
送電パッド１０ｅ（第３パッド）では、補償用コンデンサを含む、補償部３０ｅ（第３補償部）がｘ軸負方向（第１方向）およびｘ軸正方向（第２方向）に垂直であり、上述の平面（ｘ−ｙ面）と略平行なｙ軸負方向（第３方向）の側に配置されている。また、第３コアと第３コアの周囲に巻かれた巻線４３ｅ（第３巻線）を含む、インダクタ部４０ｅ（第３インダクタ部）が第３方向とは反対のｙ軸正方向（第４方向）の側に配置されている。巻線４３ｅ（第３巻線）はｙ軸負方向（第３方向）またはｙ軸正方向（第４方向）に巻かれている。
【０１０３】
送電パッド１０ｄ（第４パッド）では、第４コアと第４コアの周囲に巻かれた巻線４３ｄ（第４巻線）を含む、インダクタ部４０ｄ（第４インダクタ部）がｙ軸負方向（第３方向）の側に配置されている。また、補償用コンデンサを含む、補償部３０ｄ（第４補償部）がｙ軸正方向（第４方向）の側に配置されている。巻線４３ｄ（第４巻線）はｙ軸負方向（第３方向）またはｙ軸正方向（第４方向）に巻かれている。
【０１０４】
上述の平面（ｘ−ｙ面）上において、送電パッド１０ｃ（第１パッド）よりｙ軸負方向（第３方向）の側で、なおかつ送電パッド１０ｆ（第２パッド）よりｘ軸負方向（第１方向）の側の第１位置に送電パッド１０ｅ（第３パッド）が配置されている。また、上述の平面（ｘ−ｙ面）上において、送電パッド１０ｆ（第２パッド）よりｙ軸正方向（第４方向）の側で、なおかつ送電パッド１０ｃ（第１パッド）よりｘ軸正方向（第２方向）の側の第２位置に送電パッド１０ｄ（第４パッド）が配置されている。
【０１０５】
図１４の破線ｃ１はインダクタ部４０ｃ（第１インダクタ部）の巻線４３ｃ（第１巻線）が生成する第１磁束の方向に沿っている。破線ｃ１は送電パッド１０ｃ（第１パッド）のインダクタ部４０ｃ（第１インダクタ部）の巻線４３ｃ（第１巻線）に係る幅方向の中心線である。破線ｃ２はインダクタ部４０ｆ（第２インダクタ部）の巻線４３ｆ（第２巻線）が生成する第２磁束の方向に沿っている。破線ｃ２は送電パッド１０ｆ（第２パッド）のインダクタ部４０ｆ（第２インダクタ部）の巻線４３ｆ（第２巻線）に係る幅方向の中心線である。
【０１０６】
図１４の破線ｂ１はインダクタ部４０ｅ（第３インダクタ部）の巻線４３ｅ（第３巻線）が生成する第３磁束の方向に沿っている。破線ｂ１は送電パッド１０ｅ（第３パッド）のインダクタ部４０ｅ（第３インダクタ部）の巻線４３ｅ（第３巻線）に係る幅方向の中心線である。破線ｂ２はインダクタ部４０ｄ（第４インダクタ部）の巻線４３ｄ（第４巻線）が生成する第４磁束の方向に沿っている。破線ｂ２は送電パッド１０ｄ（第４パッド）のインダクタ部４０ｄ（第４インダクタ部）の巻線４３ｄ（第４巻線）に係る幅方向の中心線である。
【０１０７】
送信側のインダクタユニットに含まれる送電パッドの数が増える場合、周囲に漏えいする磁界の強度が大きくなってしまうおそれがある。そこで、送電パッドのインダクタ部の中に、位相差がπラジアン（互いに逆位相）の電流が流されるペアを形成することができる。これによって、同じペアに属するインダクタ部から生成される漏れ磁界（漏れ磁束）が互いに打ち消し（キャンセルし）あうようになる。漏えい磁界の強度を軽減させるため、下記のような構成を用いることができる。
【０１０８】
例えば、図１４の構成において、破線ｃ１と破線ｃ２が互いに略平行となるようにインダクタ部４０ｃ（第１インダクタ部）の巻線４３ｃ（第１巻線）と、インダクタ部４０ｆ（第２インダクタ部）の巻線４３ｆ（第２巻線）を配置し、巻線４３ｃ（第１巻線）に流れる電流と巻線４３ｆ（第２巻線）に流れる電流を互いに逆位相にすることができる。なお、同じペアに属するインダクタ部に流す電流を逆位相にする代わりに、巻線４３ｃ（第１巻線）の巻かれる方向と、巻線４３ｆ（第２巻線）の巻かれる方向を逆にしてもよい。
【０１０９】
同様に、図１４の構成において、破線ｂ１と破線ｂ２が互いに略平行となるようにインダクタ部４０ｅ（第３インダクタ部）の巻線４３ｅ（第３巻線）と、インダクタ部４０ｄ（第４インダクタ部）の巻線４３ｄ（第４巻線）を配置し、巻線４３ｅ（第３巻線）に流れる電流と巻線４３ｄ（第４巻線）に流れる電流を互いに逆位相にすることができる。なお、同じペアに属するインダクタ部に流す電流を逆位相にする代わりに、巻線４３ｅ（第３巻線）の巻かれる方向と、巻線４３ｄ（第４巻線）の巻かれる方向を逆にしてもよい。
【０１１０】
また、巻線４３ｃ（第１巻線）に流れる電流の位相をφ１＝θとしたときに、巻線４３ｄ（第４巻線）に流れる電流の位相をφ４＝θ＋π／２、巻線４３ｆ（第２巻線）に流れる電流の位相をφ２＝θ＋π、巻線４３ｅ（第３巻線）に流れる電流の位相をφ３＝θ＋３π／２に設定してもよい。この電流に係る位相の設定は一例であり、これとは異なる設定を用いることを妨げるものではない。
【０１１１】
また、巻線４３ｃ（第１巻線）と巻線４３ｄ（第４巻線）に流れる交流電流の周波数をｆ１と、巻線４３ｆ（第２巻線）と巻線４３ｅ（第３巻線）に流れる交流電流の周波数をｆ２を異なる値に設定してもよい。巻線のペアによって異なる周波数を使うことで、周波数を分散させ、それぞれの周波数における磁界強度を低減することができる。
【０１１２】
図１４の構成では、同一のペアに属するインダクタ部どうしの距離を短くすることが好ましい。すなわち、第１インダクタ部と第２インダクタ部の間の距離を短くし、同様に第３インダクタ部と第４インダクタ部の間の距離を短くすると、磁界の減衰効果が同程度になることで磁界の打ち消し効果を高めることができる。図１４の構成では、各インダクタ部の間の領域を占有している構成要素がないため、同一のペアに属するインダクタ部どうしの距離を短くしやすい。
【０１１３】
（第３の実施形態）
上述の各実施形態のインダクタユニットに係る補償部（例えば、第１補償部、第２補償部、第３補償部、第４補償部）は補償用コンデンサを含んでいた。インダクタユニットの補償部の領域に補償用コンデンサ以外の構成要素を設けてもよい。第３の実施形態に係る非接触給電システムでは、受電側のインダクタユニットの補償部に整流回路が設けられている。
【０１１４】
図１５は、第３の実施形態に係る非接触給電システムの受電側の構成例を示した図である。図１５の受電パッド２０ａは、インダクタ２１ａと、補償用コンデンサ２２ａと、整流回路２４ａとを備えている。インダクタ２１ａは、図１０、図１２、図１３の平面図におけるインダクタ部４０ａ（第１インダクタ部）に配置されている。補償用コンデンサ２２ａと整流回路２４ａは、図１０、図１２、図１３の平面図における補償部３０ａ（第１補償部）に配置されている。
【０１１５】
図１５の受電パッド２０ｂは、インダクタ２１ｂと、補償用コンデンサ２２ｂと、整流回路２４ｂとを備えている。インダクタ２１ｂは、図１０または図１２、図１３の平面図におけるインダクタ部４０ｂ（第２インダクタ部）に配置されている。補償用コンデンサ２２ｂと整流回路２４ｂは、図１０、図１２、図１３の平面図における補償部３０ｂ（第２補償部）に配置されている。
【０１１６】
なお、各インダクタユニットに４つの送受電パッドが設けられている構成では、図１４の平面図における補償部３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆに整流回路を配置してもよい。
【０１１７】
上述のような構成を用いることによって、送受電パッドに整流回路を設けた場合にも、インダクタユニットにおいて、各インダクタ部の間の領域を占有している構成要素がなくすことができる。したがって、インダクタ部どうしの距離を短く設定し、漏えい磁界の強度低減が可能である。
【０１１８】
（第４の実施形態）
上述の各実施形態に係る非接触給電システムでは、送電パッドにインダクタと補償用コンデンサが配置されていた。ただし、必ず受電パッドは必ずインダクタと補償用コンデンサの両方を備えていなくてもよい。
【０１１９】
図１６は、第４の実施形態に係る非接触給電システムの送電側の構成例を示した図である。図１６の例では、補償用コンデンサ１７が送電パッド１０ａ、１０ｂではなく、ＡＣ電源１１側の回路に配置されている。また、図１６の例では、インダクタ１８ａのＡＣ電源１１側に位相反転回路１６が配置されている。なお、位相反転回路１６は、インダクタ１８ａの巻線が巻かれる方向をインダクタ１８ｂの巻線と逆にするのであれば、省略してもよい。
【０１２０】
図５の例では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３より送電パッド側で回路が分岐していたが、図１６の例では、補償用コンデンサ１７より送電パッド側で回路が分岐している。したがって、図５の例では分岐ごとにあったフィルタとインバータが、図１６の例ではひとつずつ（インバータ１４、フィルタ１５）となっている。その他の構成要素に係る機能と構成は上述の各実施形態と同様である。
【０１２１】
第４の実施形態に係る非接触給電システムの受電側の構成は、上述の図６または図１５と同様である。非接触給電システムの送電パッドにおいて補償用コンデンサが省略されていても、受電側の回路に補償用コンデンサが設けられていれば、交流電力の力率改善効果が得られる。
【０１２２】
（第５の実施形態）
上述の各実施形態に係る非接触給電システムでは、受電パッドにインダクタと補償用コンデンサが配置されていた。ただし、必ず受電パッドはインダクタと補償用コンデンサの両方を備えていなくてもよい。
【０１２３】
図１７は、第５の実施形態に係る非接触給電システムの受電側の構成例を示した図である。図１７の受電パッド２０ａでは補償用コンデンサが省略されている。同様に、受電パッド２０ｂでは補償用コンデンサが省略されている。代わりに受電パッド２０ａ、２０ｂ（インダクタ２１ａ、２１ｂ）とフィルタ２３の間に補償用コンデンサ２２が設けられている。その他の構成要素に係る機能と構成は上述の各実施形態と同様である。
【０１２４】
第５の実施形態に係る非接触給電システムの送電側の構成は、上述の図５と同様である。非接触給電システムの受電パッドにおいて補償用コンデンサが省略されていても、送電側の回路に補償用コンデンサが設けられていれば、交流電力の力率改善効果が得られる。
【０１２５】
（第６の実施形態）
図２、図８のインダクタ部のコアは一体的に形成されていた。ただし、インダクタ部のコアは必ず一体的に形成されていなくてもよく、複数の部分に分かれてもよい。第６の実施形態に係る非接触給電システムでは、インダクタ部のコアが複数の部分に分かれている。
【０１２６】
図１８は、第６の実施形態に係る送受電の詳細な構成例を示した平面図である。図１８の送電パッド１０ａのインダクタ部４０ａはコア４１を備えている。コア４１では複数のブロックコア４２が組み合わされている。ブロックコア４２は例えば磁性体材料で形成されているものとする。磁性体材料の例としては、フェライト、電磁鋼板などが挙げられる。ただし、ブロックコア４２はその他の材料で形成されていてもよい。
【０１２７】
ブロックコアの形状の例としては、平面視略六面体形状、平面視略六角柱形状のブロックコアなどが挙げられるが、形状については特に問わない。また、ブロックコアの大きさやアスペクト比についても特に限定しない。図１８の例では、略平板形状（タイル状）のブロックコアが用いられている。第６の実施形態に係る非接触給電システムのその他の構成要素は、上述の各実施形態と同様である。
【０１２８】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１２９】
Ｒ  路面
４  電動車両
５  筐体
１０、２０  インダクタユニット
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ  送電パッド
１１  ＡＣ電源
１２  ＡＣ−ＤＣコンバータ
１３、２６  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１４ａ、１４ｂ  インバータ
１５ａ、１５ｂ、２３ａ、２３ｂ  フィルタ
１６  位相反転回路
１７、２２  補償用コンデンサ
１８  治具
１８ａ、１８ｂ、２１ａ、２１ｂ  インダクタ
２０ａ、２０ｂ  受電パッド
２４ａ、２４ｂ  整流回路
２５  リップル除去回路
２７  バッテリー
２９  回路ブロック
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ  補償部
３１  第１入力端子
３２  コンデンサ
３３  第２入力端子
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ  インダクタ部
４１  コア
４２  ブロックコア
４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ  巻線
１  フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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