(57)【要約】      （修正有）【課題】給電効率を向上させつつ、小型化することができる送電装置及び受電装置を提供する。【解決手段】道路側に設けられる送電装置２０と車両側に設けられる受電装置との間で、非接触で給電を行う非接触給電システム１０において、受電装置は、３相の受電側共振コイル３１Ｌｕ、３１Ｌｖ、３１Ｌｗと、磁束を結合させるフェライトコアと、受電側共振コンデンサ３１Ｃｕ、３１Ｃｖ、３１Ｃｗと、を備える。受電側共振コイル３１Ｌｕ、３１Ｌｖ、３１Ｌｗは、そのコイル間距離のうち、少なくとも１のコイル間距離が他のコイル間距離と異なるように配置されている。コイル間距離に応じて、受電側共振コンデンサ３１Ｃｕ、３１Ｃｖ、３１Ｃｗのコンデンサ容量が設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路側に設けられる送電装置（２０）と車両側に設けられる受電装置（３０）との間で、非接触で給電を行う非接触給電システム（１０）の受電装置において、
３相以上の複数相の受電側コイル（３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗ）と、
各相の前記受電側コイル間において磁束を結合させる鉄心（３５）と、
各相の前記受電側コイルごとに接続される受電側コンデンサ（３１Ｃｕ，３１Ｃｖ，３１Ｃｗ）と、を備え、
前記受電側コイルのコイル間距離（Ｙ１、Ｙ２，Ｙ３）のうち、少なくとも１のコイル間距離が他のコイル間距離と異なるように、各相の前記受電側コイルは、配置されており、
前記コイル間距離に応じて、前記受電側コンデンサの容量が設定されている受電装置。
【請求項２】
前記鉄心は、平板状に形成されているとともに、道路側に対してその平面が対向するように配置されており、
前記鉄心の平面上には、各相の前記受電側コイルが配置されており、
各相の前記受電側コイルは、前記車両の進行方向に沿って配置されているとともに、進行方向において互いに位置がずれるように配置されている請求項１に記載の受電装置。
【請求項３】
各相の前記受電側コイルは、前記鉄心の平面上に配置される環状の平面コイルであり、前記受電側コイルで囲まれた領域は、他の前記受電側コイルで囲まれた領域に対して相互に重複するように設けられている請求項２に記載の受電装置。
【請求項４】
前記受電側コイルは、３相により構成されているとともに、各相の前記受電側コイルの形状及び巻き数は、同じであり、
前記受電側コイルは、前記進行方向において等間隔でずれるように配置されており、
前記受電側コイルのうち、進行方向において、中央に配置されているコイルに接続されている受電側コンデンサの容量は、他の受電側コンデンサの容量に比較して小さい請求項３に記載の受電装置。
【請求項５】
前記受電側コンデンサの容量は、前記コイル間距離に加えて、各相の前記受電側コイルの形状及び巻き数に応じて設定されている請求項１〜請求項３のうちいずれか１項に記載の受電装置。
【請求項６】
道路側に設けられる送電装置（２０）と車両側に設けられる受電装置（３０）との間で、非接触で給電を行う非接触給電システム（１０）の送電装置において、
３相以上の複数相の送電側コイル（２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗ）と、
各相の前記送電側コイル間において磁束を結合させる鉄心（２５）と、
各相の前記送電側コイルごとに接続される送電側コンデンサ（２４Ｃｕ，２３Ｃｖ，２４Ｃｗ）と、を備え、
前記送電側コイルのコイル間距離（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３）のうち、少なくとも１のコイル間距離が他のコイル間距離と異なるように、各相の前記送電側コイルは、配置されており、
前記コイル間距離に応じて、前記送電側コンデンサの容量が設定されている送電装置。
【請求項７】
前記鉄心は、平板状に形成されているとともに、道路の路面に対してその平面が平行となるように配置されており、
前記鉄心の平面上には、各相の前記送電側コイルが配置されており、
各相の前記送電側コイルは、前記道路の延伸方向に沿って配置されているとともに、延伸方向において互いに位置がずれるように配置されている請求項６に記載の送電装置。
【請求項８】
各相の前記送電側コイルは、前記鉄心の平面上に配置される環状の平面コイルであり、前記送電側コイルで囲まれた領域は、他の前記送電側コイルで囲まれた領域に対して相互に重複するように設けられている請求項７に記載の送電装置。
【請求項９】
前記送電側コイルは、３相により構成されているとともに、各相の前記送電側コイルの形状及び巻き数は、同じであり、
前記送電側コイルは、前記延伸方向において等間隔でずれるように配置されており、
前記送電側コイルのうち、前記延伸方向において、中央に配置されている送電側コイルに接続されている送電側コンデンサの容量は、他の送電側コンデンサの容量に比較して小さい請求項８に記載の送電装置。
【請求項１０】
前記送電側コンデンサの容量は、前記コイル間距離に加えて、各相の前記送電側コイルの形状及び巻き数に応じて設定されている請求項６〜請求項８のうちいずれか１項に記載の送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電装置から受電装置へ非接触で送電する非接触給電システムの送電装置と受電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などに搭載される二次電池に給電を行うシステムとして、非接触で給電を行う非接触給電システムがある。非接触給電システムでは、送電装置側にインバータ回路を設け、そのインバータ回路から送電部（送電コイル）に交流電力を供給する。そして、送電部から車両側の受電部（受電コイル）に対して非接触で電力を送電し、受電部から二次電池に対して給電を行う。
【０００３】
近年では、有効電力の向上を図るため、３相交流で給電する給電システムが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の給電システムでは、各相ごとにコアを設け、コアが重ならないように位置をずらす等している。これにより、各相間の磁気結合を防止して、相互インダクタンスを小さくすることができる。このため、３相のバランスを調整し、安定した３相給電を実行できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６７０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、各相ごとにコアを設け、さらには磁気結合が生じないようにコア間を離間させる場合、送電部及び受電部が大型化するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、給電効率を向上させつつ、小型化することができる送電装置及び受電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１の手段は、道路側に設けられる送電装置と車両側に設けられる受電装置との間で、非接触で給電を行う非接触給電システムの受電装置において、３相以上の複数相の受電側コイルと、各相の前記受電側コイル間において磁束を結合させる鉄心と、各相の前記受電側コイルごとに接続される受電側コンデンサと、を備え、前記受電側コイルのコイル間距離のうち、少なくとも１のコイル間距離が他のコイル間距離と異なるように、各相の前記受電側コイルは、配置されており、前記コイル間距離に応じて、前記受電側コンデンサの容量が設定されていることである。
【０００８】
鉄心は、各相の受電側コイル間において磁束を結合させるように設けられているため、コイルごとに鉄心を設けて、磁束が結合しないように離間等させる場合に比較して、小型化することが可能となる。
【０００９】
その一方で、相互インダクタンスにより、各受電側コイルにおいてインダクタンスのばらつきが生じることとなる。しかしながら、上記構成によれば、コイル間距離に応じて、受電側コンデンサの容量が設定されるため、各受電側コイルにおけるインダクタンスのばらつきを抑制することが可能となる。これにより、高効率で、給電を実行することが可能となる。
【００１０】
上記課題を解決するための第２の手段は、道路側に設けられる送電装置と車両側に設けられる受電装置との間で、非接触で給電を行う非接触給電システムの送電装置において、３相以上の複数相の送電側コイルと、各相の前記送電側コイル間において磁束を結合させる鉄心と、各相の前記送電側コイルごとに接続される送電側コンデンサと、を備え、前記送電側コイルのコイル間距離のうち、少なくとも１のコイル間距離が他のコイル間距離と異なるように、各相の前記送電側コイルは、配置されており、前記コイル間距離に応じて、前記送電側コンデンサの容量が設定されていることである。
【００１１】
鉄心は、各相の送電側コイル間において磁束を結合させるように設けられているため、コイルごとに鉄心を設けて、磁束が結合しないように離間等させる場合に比較して、小型化することが可能となる。
【００１２】
その一方で、相互インダクタンスにより、各送電側コイルにおいてインダクタンスのばらつきが生じることとなる。しかしながら、上記構成によれば、コイル間距離に応じて、送電側コンデンサの容量が設定されるため、各送電側コイルにおけるインダクタンスのばらつきを抑制することが可能となる。これにより、高効率で、給電を実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】非接触給電システムの電気的構成を示す回路図。
【図２】送電コイル及び受電コイルを示す斜視図。
【図３】送電コイル及び受電コイルを示す斜視図。
【図４】各相におけるインダクタンスの違いを示す図。
【図５】コンデンサ容量を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施形態における非接触給電システム１０は、商用電源１１から供給された電力を、非接触で送電する送電装置２０、及び、送電装置２０から非接触で電力を受電する受電装置３０を備える。送電装置２０は、車両が走行する道路（高速道路など）、駐車される駐車スペース等の地上に埋設されている。受電装置３０は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載され、車載バッテリ１２に対して電力を出力することで、車載バッテリ１２を充電するものである。
【００１５】
図１に本実施形態における非接触給電システム１０の電気的構成を示す。非接触給電システム１０の送電装置２０には、商用電源１１が接続されており、商用電源１１から供給される交流電力を送電装置２０に入力するように構成されている。一方、非接触給電システム１０の受電装置３０には、車載バッテリ１２が接続されており、受電装置３０から電力を車載バッテリ１２に出力し、充電が実施されるように構成されている。送電装置２０及び受電装置３０は、３相給電を実施可能とすべく、それぞれ３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルを有する。
【００１６】
まず、送電装置２０について説明する。送電装置２０は、商用電源１１に接続されるＡＣ−ＤＣコンバータ２１と、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１に接続されるインバータ回路２２と、インバータ回路２２に接続される送電フィルタ回路２３と、送電フィルタ回路２３に接続される送電共振回路２４と、を備える。
【００１７】
ＡＣ−ＤＣコンバータ２１は、商用電源１１から供給される交流電力を直流電力に変換するものである。
【００１８】
インバータ回路２２は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１から供給される直流電力を所定の周波数の交流電力に変換するものである。このインバータ回路２２として、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の交流電力に変換する３相インバータを用いている。
【００１９】
インバータ回路２２は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１に接続されている。具体的には、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１の正極端子にインバータ回路２２の高電位側端子が接続されている。一方、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１の負極端子にインバータ回路２２の低電位側端子が接続されている。
【００２０】
インバータ回路２２は、それぞれ３相の相数と同数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されている。各アームに設けられたスイッチング素子のオンオフにより、各相における電流が調整される。
【００２１】
詳しく説明すると、インバータ回路２２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相において、スイッチング素子としての上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの直列接続体をそれぞれ備えている。本実施形態では、各相における上アームスイッチＳｐ及び下アームスイッチＳｎとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、具体的にはＩＧＢＴを用いている。なお、ＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。各相における上アームスイッチＳｐ及び下アームスイッチＳｎには、それぞれフリーホイールダイオード（還流ダイオード）Ｄｐ，Ｄｎが逆並列に接続されている。
【００２２】
各相の上アームスイッチＳｐｕの高電位側端子（コレクタ）は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１の正極端子に接続されている。また、各相の下アームスイッチＳｎの低電位側端子（エミッタ）は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１の負極端子（グランド）に接続されている。各相の上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点は、それぞれ送電フィルタ回路２３に接続されている。
【００２３】
すなわち、Ｕ相における上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点には、送電フィルタ回路２３等を介して、送電共振回路２４のＵ相の送電側共振コイル２４Ｌｕに接続されている。同様に、Ｖ相における上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点には、送電フィルタ回路２３等を介して、送電共振回路２４のＶ相の送電側共振コイル２４Ｌｖに接続されている。同様に、Ｗ相における上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点には、送電フィルタ回路２３等を介して、送電共振回路２４のＷ相の送電側共振コイル２４Ｌｗに接続されている。
【００２４】
送電フィルタ回路２３は、インバータ回路２２から入力される交流電力から所定の周波数域の交流電力以外を除去する回路である。この送電フィルタ回路２３として、バンドパスフィルタを用いている。送電フィルタ回路２３は、各相ごとに、２つのリアクトルが直列接続された直列接続体２３ａ〜２３ｃを備えている。また、送電フィルタ回路２３は、各直列接続体２３ａ〜２３ｃの中間接続点に対して一端が接続されるコンデンサ２３ｄ〜２３ｆと、を備える。コンデンサ２３ｄ〜２３ｆの他端は、接続点（中性点）Ｎ１で接続されている。つまり、コンデンサ２３ｄ〜２３ｆの他端同士が接続されている。
【００２５】
送電共振回路２４は、送電フィルタ回路２３から入力した交流電力を受電装置３０に対して出力する回路である。送電共振回路２４は、各相ごとに、送電側コンデンサとしての送電側共振コンデンサ２４Ｃｕ，２４Ｃｖ，２４Ｃｗと、送電側コイルとしての送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗとが直列接続されたＬＣ共振回路が設けられている。ＬＣ共振回路の一端は、送電フィルタ回路２３に接続されており、他端は、中性点Ｎ２に接続されている。
【００２６】
受電装置３０は、送電共振回路２４から電力を供給される受電共振回路３１と、受電共振回路３１に接続される受電フィルタ回路３２と、受電フィルタ回路３２に接続される整流回路３３と、整流回路３３に接続されるＤＣ−ＤＣコンバータ３４と、を備える。
【００２７】
受電共振回路３１は、非接触で送電共振回路２４から電力を入力し、受電フィルタ回路３２に出力する回路である。受電共振回路３１は、送電共振回路２４と同一の構成となっており、送電共振回路２４に対して磁場共鳴可能に構成されている。
【００２８】
すなわち、受電共振回路３１は、各相ごとに、受電側コンデンサとしての受電側共振コンデンサ３１Ｃｕ，３１Ｃｖ，３１Ｃｗと、受電側コイルとしての受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗとが直列接続されたＬＣ共振回路が設けられている。ＬＣ共振回路の一端は、中性点Ｎ３に接続され、他端は、受電フィルタ回路３２に接続されている。この受電共振回路３１と送電共振回路２４との共振周波数は同一に設定されている。
【００２９】
受電フィルタ回路３２は、受電共振回路３１から入力される交流電力に含まれる所定の周波数域の交流電力以外を除去するものである。この受電フィルタ回路３２として、バンドパスフィルタを用いている。受電フィルタ回路３２は、各相ごとに、２つのリアクトルが直列接続された直列接続体３２ａ〜３２ｃを備えている。また、受電フィルタ回路３２は、各直列接続体３２ａ〜３２ｃの中間接続点に対して一端が接続されるコンデンサ３２ｄ〜３２ｆを備える。コンデンサ３２ｄ〜３２ｆの他端は、接続点（中性点）Ｎ４で接続されている。つまり、コンデンサ３２ｄ〜３２ｆの他端同士が接続されている。
【００３０】
整流回路３３は、交流電力を全波整流する回路である。本実施形態では、整流回路３３として、ダイオードブリッジから構成される全波整流回路を採用したが、６つのスイッチング素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）から構成される同期整流回路を用いてもよい。
【００３１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、整流回路３３から入力される直流電力を変圧し、車載バッテリ１２に出力するものである。車載バッテリ１２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４から入力された直流電力を充電する。
【００３２】
また、送電装置２０には、送電装置２０の制御を行う送電制御部６０が設けられており、受電装置３０には、受電装置３０の制御を行う受電制御部７０が設けられている。送電制御部６０は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１やインバータ回路２２の制御を行う。受電制御部７０は、整流回路３３やＤＣ−ＤＣコンバータ３４の制御を行う。また、車両には、ＥＣＵ５０（Electronic Control Unit）が設けられており、受電制御部７０に対して指示を行い、車両の走行中に非接触給電を実施させ、車載バッテリ１２を充電させる。
【００３３】
上記構成によれば、送電装置２０及び受電装置３０の相対位置が磁場共鳴可能な位置にある状況において、交流電力が送電側共振コンデンサ２４Ｃｕ，２４Ｃｖ，２４Ｃｗに入力された場合、送電側共振コンデンサ２４Ｃｕ，２４Ｃｖ，２４Ｃｗと、受電側共振コンデンサ３１Ｃｕ，３１Ｃｖ，３１Ｃｗとが、磁場共鳴する。これにより、受電装置３０は、送電装置２０からエネルギーの一部を受け取る。すなわち、交流電力を受電する。なお、本実施形態では、説明の都合上、送電装置２０及び受電装置３０の相対位置が磁場共鳴可能な位置にあることを前提とする。
【００３４】
次に、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗ及び受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗの機械的構成について説明する。図２は、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗ及び受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗを下面側（道路側、送電側）から見た斜視図であり、図３は、上面側（車両側、受電側）から見た斜視図である。
【００３５】
図２に示すように、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗは、巻線（例えばリッツ線）が平面状に巻かれることで形成されている角型の平面コイルとなっている。その際、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗは、環状に形成されている。各送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗの形状及び巻き数は同じとされている。また、各送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗは、長手方向において左右対称に形成されている。同様に、各送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗは、短手方向において左右対称に形成されている。
【００３６】
これらの送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗは、鉄心としてのフェライトコア２５上に配置され、固定されている。詳しく説明すると、フェライトコア２５は、長方形の平板状に形成されており、その長手方向が道路の延伸方向に沿うように配置されている。また、フェライトコア２５の短手方向が道路の幅方向となり、かつ、平面が道路の路面に対して平行となるように配置されている。そして、フェライトコア２５の平面上において、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗが長手方向に沿って配置されている。その際、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗは、フェライトコア２５よりも車両側（上側）になるように配置されている。
【００３７】
そして、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗは、フェライトコア２５上で、長手方向において相互の位置がずれるように配置されている。より詳しくは、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗで囲まれた領域が、他の送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗで囲まれた領域に対して相互に重複するように配置されている。その際、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗは、長手方向において等間隔でずれるように配置されている。より詳しくは、電気角で１２０°ずらして配置されている。なお、本実施形態では、送電側共振コイル２４Ｌｕが長手方向中央に配置されており、送電側共振コイル２４Ｌｖ，２４Ｌｗが、送電側共振コイル２４Ｌｕの長手方向両側に配置されている。
【００３８】
次に、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗについて説明する。受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗは、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗとほぼ同様に構成されている。
【００３９】
すなわち、図３に示すように、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗは、巻線（例えばリッツ線）が平面状に巻かれることで形成されている角型の平面コイルとなっている。その際、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗは、環状に形成されている。各受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗの形状及び巻き数は同じとされている。また、各受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗは、長手方向において左右対称に形成されている。同様に、各受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗは、短手方向において左右対称に形成されている。
【００４０】
これらの受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗは、鉄心としてのフェライトコア３５上に配置され、固定されている。詳しく説明すると、フェライトコア３５は、長方形の平板状に形成されており、その長手方向が車両の進行方向に沿うように配置されている。また、フェライトコア３５の短手方向が車両の幅方向となり、かつ、平面が車両の底面に対して平行となるように配置されている。つまり、フェライトコア３５の平面が、道路の路面に対向するように配置されている。そして、フェライトコア３５上において、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗが進行方向（長手方向）に沿って配置されている。その際、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗは、フェライトコア３５よりも道路側（下側）になるように配置されている。
【００４１】
そして、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗは、フェライトコア３５上で、長手方向において相互の位置がずれるように配置されている。より詳しくは、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗで囲まれた領域が、他の受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗで囲まれた領域に対して相互に重複するように配置されている。その際、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗは、長手方向において等間隔でずれるように配置されている。より詳しくは、電気角で１２０°ずらして配置されている。なお、本実施形態では、受電側共振コイル３１Ｌｕが長手方向中央に配置されており、受電側共振コイル３１Ｌｖ，３１Ｌｗが、受電側共振コイル３１Ｌｕの長手方向両側に配置されている。
【００４２】
さて、上記のように、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗを構成した場合、フェライトコア２５によって送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗは、互いに磁気結合し、相互インダクタンスが発生する。この場合、送電側共振コイル２４Ｌｕは、送電側共振コイル２４Ｌｖ，２４Ｌｗとの距離が等距離である。このため、送電側共振コイル２４Ｌｕと、送電側共振コイル２４Ｌｖとの間における相互インダクタンスは、送電側共振コイル２４Ｌｕと、送電側共振コイル２４Ｌｗとの間における相互インダクタンスと同じとなる。
【００４３】
一方、送電側共振コイル２４Ｌｖと送電側共振コイル２４Ｌｗとのコイル間距離Ｘ１は、送電側共振コイル２４Ｌｕと送電側共振コイル２４Ｌｖ，２４Ｌｗとのコイル間距離Ｘ２、Ｘ３の２倍となる。このため、送電側共振コイル２４Ｌｖと、送電側共振コイル２４Ｌｗとの間における相互インダクタンスは、送電側共振コイル２４Ｌｕと、送電側共振コイル２４Ｌｗ，２４Ｌｖとの間における相互インダクタンスよりも小さくなる。ここでコイル間距離Ｘ１〜Ｘ３は、図２に示すように、長手方向における送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗの中心位置間の距離となる。
【００４４】
なお、相互インダクタンスは、鉄心の透磁率、コイル相互間の距離、コイルの形状及び巻き数等により決定されることは周知である。また、相互インダクタンスは、コイル相互間の距離やコイルの長さに反比例し、鉄心の透磁率、コイルの断面積及び巻き数に比例することが知られている。本実施形態では、鉄心（フェライトコア２５）の透磁率、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗの形状及び巻き数は、同じである。このため、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗの相互インダクタンスは、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗのコイル相互間の距離に応じて変化する。
【００４５】
そして、相互インダクタンスを考慮した場合に、力率補償するため（力率を最大にするため）には、送電側共振コンデンサ２４Ｃｕ，２４Ｃｖ，２４Ｃｗの容量は数式（１）〜（４）を満たす必要がある。
【００４６】
なお、数式において、送電側共振コンデンサ２４Ｃｕのコンデンサ容量をＣｓｕ１とし、送電側共振コンデンサ２４Ｃｖのコンデンサ容量をＣｓｖ１とし、送電側共振コンデンサ２４Ｃｗのコンデンサ容量をＣｓｗ１としている。また、数式において、送電側共振コイル２４Ｌｕの自己インダクタンスをＬｕ１とし、送電側共振コイル２４Ｌｖの自己インダクタンスをＬｖ１とし、送電側共振コイル２４Ｌｗの自己インダクタンスをＬｗ１としている。
【００４７】
また、送電側共振コイル２４Ｌｕと送電側共振コイル２４Ｌｖとの間における相互インダクタンスをＭｕｖ１としている。また、送電側共振コイル２４Ｌｕと送電側共振コイル２４Ｌｗとの間における相互インダクタンスをＭｕｗ１としている。また、送電側共振コイル２４Ｌｖと送電側共振コイル２４Ｌｗとの間における相互インダクタンスをＭｖｗ１としている。インバータ駆動周波数をｆとし、電気角周波数をωとしている。
【数１】
2020114047.tif 000003
【００４８】
ここで、インバータ駆動周波数ｆは、各コイルで共通となる。このため、共振電気角周波数をω0とした場合、数式（５）を満たすように自己インダクタンスＬｕ１，Ｌｖ１，Ｌｗ１、相互インダクタンスＭｕｗ１，Ｍｕｖ１，Ｍｖｗ１、及びコンデンサ容量Ｃｓｕ１，Ｃｓｖ１，Ｃｓｗ１を設定する必要がある。
【数２】
2020114047.tif 000004
【００４９】
前述したように、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗの自己インダクタンスＬｕ１，Ｌｖ１，Ｌｗ１は、同じである。一方、相互インダクタンスＭｖｗ１は、前述したように、相互インダクタンスＭｕｖ１，Ｍｕｗ１に比較して小さい値となっている。その結果、図４に示すように、送電側共振コイル２４Ｌｕのインダクタンスは、送電側共振コイル２４Ｌｖ，２４Ｌｗのインダクタンスに比較して大きくなる。
【００５０】
このため、上記数式（５）を満たすためには、コンデンサ容量Ｃｓｕ１，Ｃｓｖ１，Ｃｓｗ１を適切な値に設定する必要がある。つまり、コンデンサ容量Ｃｓｕ１，Ｃｓｖ１，Ｃｓｗ１をコイル間距離に応じて設定することとなる。具体的には、数式（５）を満たすように、コンデンサ容量Ｃｓｕ１を、コンデンサ容量Ｃｓｖ１，Ｃｓｗ１よりも小さくなるように設定している（図５参照）。
【００５１】
次に、受電側における構成について説明する。受電側においても送電側と同様に構成することが望ましい。すなわち、上記のように、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗを構成した場合、フェライトコア３５によって受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗは、互いに磁気結合し、相互インダクタンスが発生する。この場合、受電側共振コイル３１Ｌｕは、受電側共振コイル３１Ｌｖ，３１Ｌｗとの距離が等距離である。このため、受電側共振コイル３１Ｌｕと、受電側共振コイル３１Ｌｖとの間における相互インダクタンスは、受電側共振コイル３１Ｌｕと、受電側共振コイル３１Ｌｗとの間における相互インダクタンスと同じとなる。
【００５２】
一方、受電側共振コイル３１Ｌｖと受電側共振コイル３１Ｌｗとのコイル間距離Ｙ１は、受電側共振コイル３１Ｌｕと受電側共振コイル３１Ｌｖ，３１Ｌｗとのコイル間距離Ｙ２，Ｙ３の２倍となる。このため、受電側共振コイル３１Ｌｖと、受電側共振コイル３１Ｌｗとの間における相互インダクタンスは、受電側共振コイル３１Ｌｕと、受電側共振コイル３１Ｌｖ，３１Ｌｗとの間における相互インダクタンスよりも小さくなる。ここでコイル間距離Ｙ１〜Ｙ３は、図３に示すように、長手方向における受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗの中心位置間の距離となる。
【００５３】
なお、本実施形態では、鉄心（フェライトコア３５）の透磁率、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗの形状及び巻き数は、同じである。このため、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗの相互インダクタンスは、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗのコイル相互間の距離に応じて変化する。
【００５４】
そして、相互インダクタンスを考慮した場合に、力率補償するため（力率を最大にするため）には、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗの容量は数式（６）〜（９）を満たす必要がある。
【００５５】
なお、数式において、受電側共振コンデンサ３１Ｃｕのコンデンサ容量をＣｓｕ２とし、受電側共振コンデンサ３１Ｃｖのコンデンサ容量をＣｓｖ２とし、受電側共振コンデンサ３１Ｃｗのコンデンサ容量をＣｓｗ２としている。また、数式において、受電側共振コイル３１Ｌｕの自己インダクタンスをＬｕ２とし、受電側共振コイル３１Ｌｖの自己インダクタンスをＬｖ２とし、受電側共振コイル３１Ｌｗの自己インダクタンスをＬｗ２としている。
【００５６】
また、受電側共振コイル３１Ｌｕと受電側共振コイル３１Ｌｖとの間における相互インダクタンスをＭｕｖ２としている。また、受電側共振コイル３１Ｌｕと受電側共振コイル３１Ｌｗとの間における相互インダクタンスをＭｕｗ２としている。また、受電側共振コイル３１Ｌｖと受電側共振コイル３１Ｌｗとの間における相互インダクタンスをＭｖｗ２としている。インバータ駆動周波数をｆとし、電気角周波数をωとしている。
【数３】
2020114047.tif 000005
【００５７】
ここで、インバータ駆動周波数ｆは、各コイルで共通となる。このため、共振電気角周波数をω0とした場合、数式（１０）を満たすように自己インダクタンスＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２、相互インダクタンスＭｕｗ２，Ｍｕｖ２，Ｍｖｗ２、及びコンデンサ容量Ｃｓｕ２，Ｃｓｖ２，Ｃｓｗ２を設定する必要がある。
【数４】
2020114047.tif 000006
【００５８】
前述したように、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗの自己インダクタンスＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２は、同じである。一方、相互インダクタンスＭｖｗ２は、前述したように、相互インダクタンスＭｕｖ２，Ｍｕｗ２に比較して小さい値となっている。その結果、図４に示すように、受電側共振コイル３１Ｌｕのインダクタンスは、受電側共振コイル３１Ｌｖ，３１Ｌｗのインダクタンスに比較して大きくなる。
【００５９】
このため、上記数式（１０）を満たすためには、コンデンサ容量Ｃｓｕ２，Ｃｓｖ２，Ｃｓｗ２を適切な値に設定する必要がある。つまり、コンデンサ容量Ｃｓｕ２，Ｃｓｖ２，Ｃｓｗ２をコイル間距離に応じて設定することとなる。具体的には、数式（１０）を満たすように、コンデンサ容量Ｃｓｕ２を、コンデンサ容量Ｃｓｖ２，Ｃｓｗ２よりも小さくなるように設定している（図５参照）。
【００６０】
以下、本実施形態における効果を述べる。
【００６１】
フェライトコア２５は、各相の送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗ間において磁束を結合させるように設けられている。つまり、１つのフェライトコア２５上に各相の送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗがすべて配置されている。このため、コイルごとに鉄心を設けて、磁束が結合しないように離間等させる場合に比較して、小型化することが可能となる。
【００６２】
その一方で、相互インダクタンスＭｕｖ１，Ｍｕｗ１，Ｍｖｗ１により、各送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗにおいてインダクタンスのばらつきが生じることとなる。しかしながら、上記構成によれば、コイル間距離Ｘ１〜Ｘ３に応じて、コンデンサ容量Ｃｓｕ１，Ｃｓｖ１，Ｃｓｗ１が設定される。このため、各送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗにおけるインダクタンスのばらつきを抑制することが可能となる。これにより、高効率で、給電を実行することが可能となる。
【００６３】
なお、コイル間距離Ｘ１〜Ｘ３のうち、コイル間距離Ｘ１，Ｘ２がコイル間距離Ｘ３と異なるように、各相の送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗを、配置している。これにより、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗを配置する際の自由度を向上させることができ、設計や製造を容易に行うことができる。つまり、本実施形態でいえば、長手方向に沿って送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗを配置することが可能となる。
【００６４】
送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗを、道路の延伸方向に沿って配置しているとともに、延伸方向において互いに位置がずれるように配置している。これにより、車両の走行中に非接触給電を行う場合、給電可能な期間を増やすことができ、効率を向上させることが可能となる。また、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗを、道路の延伸方向に沿って配置しているため、延伸方向に対して直交方向となる幅寸法を短くすることが可能となる。
【００６５】
なお、この場合、相互インダクタンスＭｕｖ１，Ｍｕｗ１，Ｍｖｗ１にばらつきが生じることとなる。しかしながら、コイル間距離Ｘ１〜Ｘ３に応じて、コンデンサ容量Ｃｓｕ１，Ｃｓｖ１，Ｃｓｗ１が設定されている。このため、各送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗにおけるインダクタンスのばらつきを抑制することが可能となる。したがって、給電が安定し、高効率の給電を行うことができる。
【００６６】
送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗとして、環状の平面コイルを採用することにより、高効率で給電を行うことが可能となる。その際、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗで囲まれた領域を、他の送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗで囲まれた領域に対して相互に重複するように設けている。このため、延伸方向において送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗの全長が長くなることを抑制し、全体として小型化することができる。
【００６７】
相互インダクタンスＭｕｖ１，Ｍｕｗ１，Ｍｖｗ１は、コイル間距離Ｘ１〜Ｘ３、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗの形状及び巻き数等により決定されるが、各相の送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗの形状及び巻き数を、同じとしている。このため、送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗは、延伸方向において等間隔でずれるように配置することにより、中央に配置される送電側共振コイル２４Ｌｕのインダクタンスは、他の送電側共振コイル２４Ｌｖ，２４Ｌｗのインダクタンスに比較して、大きくなる。したがって、中央に配置されている送電側共振コイル２４Ｌｕに接続されている送電側共振コンデンサ２４Ｃｕのコンデンサ容量Ｃｓｕ１を、他のコンデンサ容量Ｃｓｖ１，Ｃｓｗ１に比較して小さくすることにより、好適にインダクタンスのバランスをとることが可能となる。これにより、３相給電を行う場合に、安定し、高効率で給電を行うことができる。
【００６８】
フェライトコア３５は、各相の受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗ間において磁束を結合させるように設けられている。つまり、１つのフェライトコア３５上に各相の受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗがすべて配置されている。このため、コイルごとに鉄心を設けて、磁束が結合しないように離間等させる場合に比較して、小型化することが可能となる。
【００６９】
その一方で、相互インダクタンスＭｕｖ２，Ｍｕｗ２，Ｍｖｗ２により、各受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗにおいてインダクタンスのばらつきが生じることとなる。しかしながら、上記構成によれば、コイル間距離Ｙ１〜Ｙ３に応じて、コンデンサ容量Ｃｓｕ２，Ｃｓｖ２，Ｃｓｗ２が設定される。このため、各受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗにおけるインダクタンスのばらつきを抑制することが可能となる。これにより、高効率で、給電を実行することが可能となる。
【００７０】
なお、コイル間距離Ｙ１〜Ｙ３のうち、コイル間距離Ｙ１，Ｙ２がコイル間距離Ｙ３と異なるように、各相の受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗを、配置している。これにより、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗを配置する際の自由度を向上させることができ、設計や製造を容易に行うことができる。つまり、本実施形態でいえば、長手方向に沿って受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗを配置することが可能となる。
【００７１】
受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗを、車両の進行方向に沿って配置しているとともに、進行方向において互いに位置がずれるように配置している。これにより、車両の走行中に非接触給電を行う場合、給電可能な期間を増やすことができ、効率を向上させることが可能となる。また、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗを、車両の進行方向に沿って配置しているため、進行方向に対して直交方向の幅寸法を短くすることが可能となる。
【００７２】
受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗとして、環状の平面コイルを採用することにより、高効率で給電を行うことが可能となる。その際、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗで囲まれた領域を、他の受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗで囲まれた領域に対して相互に重複するように設けている。このため、進行方向において受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗの全長が長くなることを抑制し、全体として小型化することができる。
【００７３】
各相の受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗの形状及び巻き数を、同じとしている。このため、受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗは、進行方向において等間隔でずれるように配置することにより、中央に配置される受電側共振コイル３１Ｌｕのインダクタンスは、他の受電側共振コイル３１Ｌｖ，３１Ｌｗのインダクタンスに比較して、大きくなる。したがって、中央に配置されている受電側共振コイル３１Ｌｕに接続されている受電側共振コンデンサ３１Ｃｕのコンデンサ容量Ｃｓｕ２を、他のコンデンサ容量Ｃｓｖ２，Ｃｓｗ２に比較して小さくすることにより、好適にインダクタンスのバランスをとることが可能となる。これにより、３相給電を行う場合に、安定し、高効率で給電を行うことができる。
【００７４】
（他の実施形態）
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００７５】
・上記実施形態において、各送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗの形状及び巻き数をそれぞれ異ならせてもよい。この場合、コンデンサ容量Ｃｓｕ１，Ｃｓｖ１，Ｃｓｗ１は、コイル間距離Ｘ１〜Ｘ３に加えて、各相の送電側共振コイル２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗの形状（断面積やコイル長）及び巻き数に応じて設定されていることが望ましい。これにより、３相給電を行う場合に、安定し、高効率で給電を行うことができる。
【００７６】
・上記実施形態において、各受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗの形状及び巻き数をそれぞれ異ならせてもよい。この場合、コンデンサ容量Ｃｓｕ２，Ｃｓｖ２，Ｃｓｗ２は、コイル間距離Ｙ１〜Ｙ３に加えて、各相の受電側共振コイル３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗの形状（断面積やコイル長）及び巻き数に応じて設定されていることが望ましい。これにより、３相給電を行う場合に、安定し、高効率で給電を行うことができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０…非接触給電システム、２０…送電装置、２５…フェライトコア、３０…受電装置、３５…フェライトコア、２４Ｃｕ，２４Ｃｖ，２４Ｃｗ…送電側共振コンデンサ、２４Ｌｕ，２４Ｌｖ，２４Ｌｗ…送電側共振コイル、３１Ｃｕ，３１Ｃｖ，３１Ｃｗ…受電側共振コンデンサ、３１Ｌｕ，３１Ｌｖ，３１Ｌｗ…受電側共振コイル。
【図１】
2020114047.tif 000007
【図２】
2020114047.tif 000008
【図３】
2020114047.tif 000009
【図４】
2020114047.tif 000010
【図５】
2020114047.tif 000011