(57)【要約】【課題】非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムにおいて、漏洩磁界を低減しつつ電力の伝送効率の低下を抑制する。【解決手段】車両１００は、受電コイル部１１０と、キャンセルコイル部１１２と、導体板１１４と、発振器１１６と、車両ＥＣＵ１５０とを備える。受電コイル部１１０は、送電装置２００の送電コイル部２３０から送出される電力を非接触で受電する。キャンセルコイル部１１２は、車両ＥＣＵ１５０によって制御される発振器１１６から交流電流を受け、受電コイル部１１０の受電時に受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生する。導体板１１４は、受電コイル部１１０とキャンセルコイル部１１２との間に配設される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電コイル部と、
前記受電コイル部の受電時に前記受電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生するキャンセルコイル部と、
前記受電コイル部と前記キャンセルコイル部との間に配設される導体板とを備える非接触受電装置。
【請求項２】
前記受電コイル部は、
板状の第１のコアと、
前記第１のコアに巻回される第１のコイルとを含み、
前記キャンセルコイル部は、
前記受電コイル部の受電時に前記受電コイル部が前記送電装置と対向する面とは反対側の前記受電コイル部の背面側において、前記第１のコアに対面するように配設される板状の第２のコアと、
前記第２のコアに巻回される第２のコイルとを含み、
前記導体板は、前記受電コイル部と前記キャンセルコイル部との間において、前記第１および第２のコアに対面するように配設される、請求項１に記載の非接触受電装置。
【請求項３】
前記導体板の面積は、前記第１のコアの前記導体板との対向面および前記第２のコアの前記導体板との対向面の各々の面積よりも大きい、請求項２に記載の非接触受電装置。
【請求項４】
前記受電コイル部は、
板状の第１のコアと、
前記第１のコアに巻回される第１のコイルとを含み、
前記キャンセルコイル部は、
前記第１のコアと略同一平面に配設される板状の第２のコアと、
前記第２のコアに巻回される第２のコイルとを含み、
前記導体板は、前記受電コイル部の受電時に前記受電コイル部が前記送電装置と対向する面とは反対側の前記受電コイル部の背面側において前記第１のコアに対面し、かつ、前記第１のコアに対向する面とは反対側の面において前記第２のコアに対面するように配設される、請求項１に記載の非接触受電装置。
【請求項５】
前記受電コイル部は、巻回軸の周囲を取り囲むように形成される第１のコイルを含み、
前記キャンセルコイル部は、前記巻回軸の周囲を取り囲むように形成される第２のコイルを含み、
前記第２のコイルは、前記受電コイル部の受電時に前記第１のコイルが前記送電装置と対向する面とは反対側の前記第１のコイルの背面側に配設される、請求項１に記載の非接触受電装置。
【請求項６】
前記導体板の面積は、前記第１のコイルの前記導体板との対向面および前記第２のコイルの前記導体板との対向面の各々の面積よりも大きい、請求項５に記載の非接触受電装置。
【請求項７】
前記受電コイル部の固有周波数と前記送電装置の送電コイル部の固有周波数との差は、前記受電コイル部の固有周波数または前記送電コイル部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１に記載の非接触受電装置。
【請求項８】
前記受電コイル部と前記送電装置の送電コイル部との結合係数は０．３以下である、請求項１に記載の非接触受電装置。
【請求項９】
前記受電コイル部は、前記受電コイル部と前記送電装置の送電コイル部との間に形成される磁界と、前記受電コイル部と前記送電コイル部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、前記送電コイル部から受電し、
前記磁界および前記電界は、前記受電コイル部と前記送電コイル部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する、請求項１に記載の非接触受電装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の非接触受電装置と、
前記非接触受電装置によって受電された電力を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置に蓄えられた電力によって走行駆動力を発生する電動機とを備える車両。
【請求項１１】
受電装置へ非接触で電力を送出する送電コイル部と、
前記送電コイル部の送電時に前記送電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生するキャンセルコイル部と、
前記送電コイル部と前記キャンセルコイル部との間に配設される導体板とを備える非接触送電装置。
【請求項１２】
前記送電コイル部は、
板状の第１のコアと、
前記第１のコアに巻回される第１のコイルとを含み、
前記キャンセルコイル部は、
前記送電コイル部の送電時に前記送電コイル部が前記受電装置と対向する面とは反対側の前記送電コイル部の背面側において、前記第１のコアに対面するように配設される板状の第２のコアと、
前記第２のコアに巻回される第２のコイルとを含み、
前記導体板は、前記送電コイル部と前記キャンセルコイル部との間において、前記第１および第２のコアに対面するように配設される、請求項１１に記載の非接触送電装置。
【請求項１３】
前記導体板の面積は、前記第１のコアの前記導体板との対向面および前記第２のコアの前記導体板との対向面の各々の面積よりも大きい、請求項１２に記載の非接触送電装置。
【請求項１４】
前記送電コイル部は、
板状の第１のコアと、
前記第１のコアに巻回される第１のコイルとを含み、
前記キャンセルコイル部は、
前記第１のコアと略同一平面に配設される板状の第２のコアと、
前記第２のコアに巻回される第２のコイルとを含み、
前記導体板は、前記送電コイル部の送電時に前記送電コイル部が前記受電装置と対向する面とは反対側の前記送電コイル部の背面側において前記第１のコアに対面し、かつ、前記第１のコアに対向する面とは反対側の面において前記第２のコアに対面するように配設される、請求項１１に記載の非接触送電装置。
【請求項１５】
前記送電コイル部は、巻回軸の周囲を取り囲むように形成される第１のコイルを含み、
前記キャンセルコイル部は、前記巻回軸の周囲を取り囲むように形成される第２のコイルを含み、
前記第２のコイルは、前記送電コイル部の送電時に前記第１のコイルが前記受電装置と対向する面とは反対側の前記第１のコイルの背面側に配設される、請求項１１に記載の非接触送電装置。
【請求項１６】
前記導体板の面積は、前記第１のコイルの前記導体板との対向面および前記第２のコイ
ルの前記導体板との対向面の各々の面積よりも大きい、請求項１５に記載の非接触送電装置。
【請求項１７】
前記送電コイル部から前記受電装置の受電コイル部への送電時に前記受電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生するもう１つのキャンセルコイル部と、
前記送電コイル部と前記もう１つのキャンセルコイル部との間に配設されるもう１つの導体板とをさらに備える、請求項１１に記載の非接触送電装置。
【請求項１８】
前記受電装置の受電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を前記キャンセルコイル部に発生させるための電流を生成し、その生成された電流を前記キャンセルコイル部へ出力する電流生成部をさらに備える、請求項１１に記載の非接触送電装置。
【請求項１９】
前記送電コイル部の固有周波数と前記受電装置の受電コイル部の固有周波数との差は、前記送電コイル部の固有周波数または前記受電コイル部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１１に記載の非接触送電装置。
【請求項２０】
前記送電コイル部と前記受電装置の受電コイル部との結合係数は０．３以下である、請求項１１に記載の非接触送電装置。
【請求項２１】
前記送電コイル部は、前記送電コイル部と前記受電装置の受電コイル部との間に形成される磁界と、前記送電コイル部と前記受電コイル部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、前記受電コイル部へ送電し、
前記磁界および前記電界は、前記送電コイル部と前記受電コイル部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する、請求項１１に記載の非接触送電装置。
【請求項２２】
受電装置へ非接触で電力を送出する送電コイル部と、
前記送電コイル部から送出される電力を非接触で受電する受電コイル部と、
前記送電コイル部から前記受電コイル部への送電時に前記送電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生する第１のキャンセルコイル部と、
前記送電コイル部から前記受電コイル部への送電時に前記受電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生する第２のキャンセルコイル部と、
前記送電コイル部と前記第１のキャンセルコイル部との間に配設される第１の導体板と、
前記受電コイル部と前記第２のキャンセルコイル部との間に配設される第２の導体板とを備える非接触電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触で電力を伝送するための非接触受電装置およびそれを備える車両、非接触送電装置、ならびに非接触電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両外部の電源から電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両へ電力を供給する際の電力伝送方法として、電源コードや電力ケーブルを用いずに非接触で電力を伝送する非接触電力伝送が注目されている。この非接触電力伝送技術として、たとえば、電磁誘導を用いた送電や、いわゆる共鳴型の送電等の技術が知られている。
【０００３】
そのような非接触電力伝送技術を用いた電気自動車への給電設備において、電気自動車への給電用電力線の背面側にアクティブシールド（Active  Shield）を設けることによって漏洩磁界を低減する技術が知られている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】スンヨン・アン（Seungyoung Ahn）、他８名、“デザイン  オブ  エレクトロマグネティック  フィールド  （イーエムエフ)  フォー  ア  ノベル  オンライン  エレクトリック  ビークル  （オーエルイーブイ）（DESIGN OF ELECTROMAGNETIC FIELD (EMF) FOR A NOVEL ON-LINE ELECTRIC VEHICLE (OLEV)）”、［online］、２０１０年、Proceeding of the 32nd Annual Meeting of The Bioelectromagnetics Society, Seoul, Korea、［２０１２年９月２４日検索］、インターネット＜URL：http://www.bioelectromagnetics.org/bems2010/supp_data/PL-3-2.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の非特許文献１に記載の技術は、漏洩磁界を低減できる点で有用であるが、アクティブシールドから発生する磁界が、給電設備から電気自動車への電力伝送に必要な磁界も打消してしまい、電力の伝送効率が大きく低下する可能性がある。また、伝送効率の低下を回避するために給電用電力線とアクティブシールドとの間の距離を大きくすると、設備が大型化してしまう。
【０００６】
この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムにおいて、漏洩磁界を低減しつつ電力の伝送効率の低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によれば、非接触受電装置は、受電コイル部と、キャンセルコイル部と、導体板とを備える。受電コイル部は、送電装置から送出される電力を非接触で受電する。キャンセルコイル部は、受電コイル部の受電時に受電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生する。導体板は、受電コイル部とキャンセルコイル部との間に配設される。
【０００８】
好ましくは、受電コイル部は、板状の第１のコアと、第１のコアに巻回される第１のコイルとを含む。キャンセルコイル部は、板状の第２のコアと、第２のコアに巻回される第２のコイルとを含む。第２のコアは、受電コイル部の受電時に受電コイル部が送電装置と
対向する面とは反対側の受電コイル部の背面側において、第１のコアに対面するように配設される。導体板は、受電コイル部とキャンセルコイル部との間において、第１および第２のコアに対面するように配設される。
【０００９】
なお、第１のコイルと第２のコイルとは、発生する磁界の方向が互いに逆向きになるように巻回される。コイルの磁界は、アンペールの法則またはビオ・サバールの法則に従ってコイル電流の方向に対して規定の方向に発生するので、第１および第２のコイルは、電流方向が互いに逆向きになる方向に巻回される。すなわち、たとえば第１のコイルの電流が時計回りのときに第２のコイルの電流が反時計回りとなるように、第１および第２のコイルは巻回される。
【００１０】
さらに好ましくは、導体板の面積は、第１のコアの導体板との対向面および第２のコアの導体板との対向面の各々の面積よりも大きい。
【００１１】
また、好ましくは、受電コイル部は、板状の第１のコアと、第１のコアに巻回される第１のコイルとを含む。キャンセルコイル部は、第１のコアと略同一平面に配設される板状の第２のコアと、第２のコアに巻回される第２のコイルとを含む。導体板は、受電コイル部の受電時に受電コイル部が送電装置と対向する面とは反対側の受電コイル部の背面側において第１のコアに対面し、かつ、第１のコアに対向する面とは反対側の面において第２のコアに対面するように配設される。
【００１２】
また、好ましくは、受電コイル部は、巻回軸の周囲を取り囲むように形成される第１のコイルを含む。キャンセルコイル部は、上記巻回軸の周囲を取り囲むように形成される第２のコイルを含む。第２のコイルは、受電コイル部の受電時に第１のコイルが送電装置と対向する面とは反対側の第１のコイルの背面側に配設される。
【００１３】
さらに好ましくは、導体板の面積は、第１のコイルの導体板との対向面および第２のコイルの導体板との対向面の各々の面積よりも大きい。
【００１４】
好ましくは、受電コイル部の固有周波数と送電装置の送電コイル部の固有周波数との差は、受電コイル部の固有周波数または送電コイル部の固有周波数の±１０％以下である。
【００１５】
好ましくは、受電コイル部と送電装置の送電コイル部との結合係数は０．３以下である。
【００１６】
好ましくは、受電コイル部は、受電コイル部と送電装置の送電コイル部との間に形成される磁界と、受電コイル部と送電コイル部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、送電コイル部から受電する。磁界および電界は、受電コイル部と送電コイル部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する。
【００１７】
また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの非接触受電装置と、蓄電装置と、電動機とを備える。蓄電装置は、非接触受電装置によって受電された電力を蓄える。電動機は、蓄電装置に蓄えられた電力によって走行駆動力を発生する。
【００１８】
また、この発明によれば、非接触送電装置は、送電コイル部と、キャンセルコイル部と、導体板とを備える。送電コイル部は、受電装置へ非接触で電力を送出する。キャンセルコイル部は、送電コイル部の送電時に送電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生する。導体板は、送電コイル部とキャンセルコイル部との間に配設される。
【００１９】
好ましくは、送電コイル部は、板状の第１のコアと、第１のコアに巻回される第１のコ
イルとを含む。キャンセルコイル部は、板状の第２のコアと、第２のコアに巻回される第２のコイルとを含む。第２のコアは、送電コイル部の送電時に送電コイル部が受電装置と対向する面とは反対側の送電コイル部の背面側において、第１のコアに対面するように配設される。導体板は、送電コイル部とキャンセルコイル部との間において、第１および第２のコアに対面するように配設される。
【００２０】
なお、第１のコイルと第２のコイルとは、発生する磁界の方向が互いに逆向きになるように巻回される。上記のように、コイルの磁界は、アンペールの法則またはビオ・サバールの法則に従ってコイル電流の方向に対して規定の方向に発生するので、第１および第２のコイルは、電流方向が互いに逆向きになる方向に巻回される。すなわち、たとえば第１のコイルの電流が時計回りのときに第２のコイルの電流が反時計回りとなるように、第１および第２のコイルは巻回される。
【００２１】
さらに好ましくは、導体板の面積は、第１のコアの導体板との対向面および第２のコアの導体板との対向面の各々の面積よりも大きい。
【００２２】
また、好ましくは、送電コイル部は、板状の第１のコアと、第１のコアに巻回される第１のコイルとを含む。キャンセルコイル部は、第１のコアと略同一平面に配設される板状の第２のコアと、第２のコアに巻回される第２のコイルとを含む。導体板は、送電コイル部の送電時に送電コイル部が受電装置と対向する面とは反対側の送電コイル部の背面側において第１のコアに対面し、かつ、第１のコアに対向する面とは反対側の面において第２のコアに対面するように配設される。
【００２３】
なお、ここでも、第１のコイルと第２のコイルとは、発生する磁界の方向が互いに逆向きになるように巻回される。上記のように、コイルの磁界は、アンペールの法則またはビオ・サバールの法則に従ってコイル電流の方向に対して規定の方向に発生するので、第１および第２のコイルは、電流方向が互いに逆向きになる方向に巻回される。すなわち、たとえば第１のコイルの電流が時計回りのときに第２のコイルの電流が反時計回りとなるように、第１および第２のコイルは巻回される。
【００２４】
また、好ましくは、送電コイル部は、巻回軸の周囲を取り囲むように形成される第１のコイルを含む。キャンセルコイル部は、上記巻回軸の周囲を取り囲むように形成される第２のコイルを含む。第２のコイルは、送電コイル部の送電時に第１のコイルが受電装置と対向する面とは反対側の第１のコイルの背面側に配設される。
【００２５】
さらに好ましくは、導体板の面積は、第１のコイルの導体板との対向面および第２のコイルの導体板との対向面の各々の面積よりも大きい。
【００２６】
好ましくは、非接触送電装置は、もう１つのキャンセルコイル部と、もう１つの導体板とをさらに備える。もう１つのキャンセルコイル部は、送電コイル部から受電装置の受電コイル部への送電時に受電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生する。もう１つの導体板は、送電コイル部ともう１つのキャンセルコイル部との間に配設される。
【００２７】
好ましくは、非接触送電装置は、電流生成部をさらに備える。電流生成部は、受電装置の受電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界をキャンセルコイル部に発生させるための電流を生成し、その生成された電流をキャンセルコイル部へ出力する。
【００２８】
好ましくは、送電コイル部の固有周波数と受電装置の受電コイル部の固有周波数との差は、送電コイル部の固有周波数または受電コイル部の固有周波数の±１０％以下である。
【００２９】
好ましくは、送電コイル部と受電装置の受電コイル部との結合係数は０．３以下である。
【００３０】
好ましくは、送電コイル部は、送電コイル部と受電装置の受電コイル部との間に形成される磁界と、送電コイル部と受電コイル部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、受電コイル部へ送電する。磁界および電界は、送電コイル部と受電コイル部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する。
【００３１】
また、この発明によれば、非接触電力伝送システムは、送電コイル部と、受電コイル部と、第１および第２のキャンセルコイル部と、第１および第２の導体板とを備える。送電コイル部は、受電装置へ非接触で電力を送出する。受電コイル部は、送電コイル部から送出される電力を非接触で受電する。第１のキャンセルコイル部は、送電コイル部から受電コイル部への送電時に送電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生する。第２のキャンセルコイル部は、送電コイル部から受電コイル部への送電時に受電コイル部から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生する。第１の導体板は、送電コイル部と第１のキャンセルコイル部との間に配設される。第２の導体板は、受電コイル部と第２のキャンセルコイル部との間に配設される。
【発明の効果】
【００３２】
この発明においては、受電コイル部（送電コイル部）とキャンセルコイル部との間に導体板が設けられるので、そのような導体板が設けられない場合に比べて、キャンセルコイル部による漏洩磁界の低減効果を維持しつつ、キャンセルコイル部と受電コイル部（送電コイル部）との結合係数を小さくすることができる。これにより、送電コイル部と受電コイル部との結合係数に対するキャンセルコイル部の影響が抑制される。したがって、この発明によれば、漏洩磁界を低減しつつ電力の伝送効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１による電力伝送システムの全体構成図である。
【図２】図１に示す電力伝送システムにおいて非接触電力伝送を実現する電気回路図である。
【図３】電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。
【図４】送電コイル部および受電コイル部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。
【図５】固有周波数を固定した状態で、エアギャップを変化させたときの電力伝送効率と、送電コイル部に供給される電流の周波数との関係を示すグラフである。
【図６】電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。
【図７】図１に示す車両の受電部および送電装置の送電部の構成をより詳細に示した図である。
【図８】受電コイル部が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。
【図９】キャンセルコイル部が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。
【図１０】キャンセルコイル部を設けることによる漏洩磁界低減効果を示した図である。
【図１１】送電コイル部から受電コイル部への伝送効率を示した図である。
【図１２】磁界観測点Ｐと各コイル部との位置関係を示した図である。
【図１３】キャンセルコイル部に流す電流の大きさを変化させたときの磁界観測点Ｐにおける磁界の変化を示した図である。
【図１４】実施の形態２における車両の受電部および送電装置の送電部の構成を示した図である。
【図１５】図１４に示す車両の受電部および送電装置の送電部におけるＹＺ平面の断面図である。
【図１６】受電コイル部およびキャンセルコイル部が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。
【図１７】実施の形態３による電力伝送システムの全体構成図である。
【図１８】車両に搭載される受電コイル部が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。
【図１９】送電装置に設けられるキャンセルコイル部が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。
【図２０】送電コイル部が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。
【図２１】キャンセルコイル部が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。
【図２２】実施の形態４による電力伝送システムの全体構成図である。
【図２３】実施の形態５における車両の受電部および送電装置の送電部の構成を示した図である。
【図２４】実施の形態５の変形例における車両の受電部および送電装置の送電部の構成を示した図である。
【図２５】実施の形態６における車両の受電部および送電装置の送電部の構成を車体上方から見た図である。
【図２６】図２５に示す受電コイル部のＤ１方向の漏洩磁界を示した図である。
【図２７】図２５に示すキャンセルコイル部が発生する磁界のＤ２方向の成分を示した図である。
【図２８】実施の形態７における送電部および受電部の電気回路図である。
【図２９】実施の形態７における送電部および受電部の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３５】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電力伝送システムの全体構成図である。図１を参照して、この電力伝送システムは、車両１００と、送電装置２００とを備える。車両１００は、受電コイル部１１０と、整流回路１２０と、蓄電装置１３０と、動力生成装置１４０と、車両ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１５０とを含む。また、車両１００は、電流センサ１５２と、キャンセルコイル部１１２と、導体板１１４と、発振器１１６とをさらに含む。
【００３６】
受電コイル部１１０は、送電装置２００の送電コイル部２３０（後述）から送出される電力（交流）を非接触で受電して整流回路１２０へ出力する。なお、この実施の形態１では、地表または地中に送電装置２００が設けられるものとし、受電コイル部１１０は、車両後方の車体下部に設けられるものとする。なお、受電コイル部１１０の配設箇所はこれに限定されるものではなく、車両前方や車両中央の車体下部に設けてもよいし、仮にたとえば送電装置２００が車両上方に設けられる場合には、受電コイル部１１０を車体上部に設けてもよい。なお、受電コイル部１１０の具体的な構成については、後ほど詳しく説明する。
【００３７】
整流回路１２０は、受電コイル部１１０から受ける交流電力を直流電力に変換し、その変換された直流電力を蓄電装置１３０へ出力することによって蓄電装置１３０を充電する。蓄電装置１３０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池によって構成される。蓄電装置１３０は、整流回路１２０から出力される電力を蓄えるほか、動力生成装置１４０によって発電される電力も蓄える。そして、蓄電装置１３０は、その蓄えられた電力を動力生成装置１４０へ供給する。なお、蓄電装
置１３０として大容量のキャパシタも採用可能である。なお、特に図示しないが、整流回路１２０と蓄電装置１３０との間に、整流回路１２０の出力電圧を調整するＤＣ−ＤＣコンバータをさらに設けてもよい。
【００３８】
動力生成装置１４０は、蓄電装置１３０に蓄えられる電力を用いて車両１００の走行駆動力を発生する。特に図示しないが、動力生成装置１４０は、たとえば、蓄電装置１３０から電力を受けるインバータ、インバータによって駆動されるモータ、モータによって駆動される駆動輪等を含む。なお、動力生成装置１４０は、蓄電装置１３０を充電するための発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンを含んでもよい。
【００３９】
発振器１１６は、受電コイル部１１０の受電時に受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界をキャンセルコイル部１１２（後述）に発生させるための電流を発生する。一例として、発振器１１６は、蓄電装置１３０から電力を受け、車両ＥＣＵ１５０からの指令に従って、受電コイル部１１０の電流（交流）と逆位相の交流電流を発生する。そして、発振器１１６は、その発生した電流をキャンセルコイル部１１２へ出力する。
【００４０】
キャンセルコイル部１１２は、受電コイル部１１０の背面側（受電コイル部１１０の車体上方側）において、受電コイル部１１０に対面するように配設される。そして、キャンセルコイル部１１２は、受電コイル部１１０の受電時に受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生する。一例として、キャンセルコイル部１１２は、受電コイル部１１０のコイルと同方向に巻回されたコイルを有し、受電コイル部１１０の電流（交流）と逆位相の交流電流が発振器１１６によって流される。
【００４１】
導体板１１４は、受電コイル部１１０とキャンセルコイル部１１２との間に配設される。この導体板１１４は、受電コイル部１１０とキャンセルコイル部１１２との結合係数（「結合度」とも称される。）を小さくするために設けられる。すなわち、導体板１１４が無い場合には、キャンセルコイル部１１２と受電コイル部１１０との結合係数が大きくなり、その結果、キャンセルコイル部１１２は、受電コイル部１１０と送電装置２００の送電コイル部２３０との結合係数を低下させてしまう。この実施の形態１では、受電コイル部１１０とキャンセルコイル部１１２との間に導体板１１４が設けられることによって、受電コイル部１１０とキャンセルコイル部１１２との結合係数を小さくすることができる。その結果、受電コイル部１１０と送電コイル部２３０との結合係数の低下を抑制することができる。この点については、後ほど詳しく説明する。
【００４２】
電流センサ１５２は、受電コイル部１１０の電流を検出し、その検出結果を車両ＥＣＵ１５０へ出力する。
【００４３】
車両ＥＣＵ１５０は、車両１００の走行制御や、蓄電装置１３０の充電制御を実行する。また、車両ＥＣＵ１５０は、受電コイル部１１０の電流の検出値を電流センサ１５２から受ける。そして、車両ＥＣＵ１５０は、受電コイル部１１０の受電時に受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界をキャンセルコイル部１１２が発生するように、受電コイル部１１０の電流の位相に基づいて電流と同期をとりながら発振器１１６を制御する。
【００４４】
一方、送電装置２００は、高周波電源２２０と、送電コイル部２３０と、キャンセルコイル部２３２と、導体板２３４と、発振器２３６と、ＥＣＵ２４０とを含む。高周波電源２２０は、たとえば系統電源２１０から電力を受けて高周波の交流電力を生成する。送電コイル部２３０は、高周波電源２２０から交流電力の供給を受け、車両１００の受電コイル部１１０へ非接触で電力を伝送する。なお、送電コイル部２３０の具体的な構成につい
ては、後ほど詳しく説明する。
【００４５】
発振器２３６は、送電コイル部２３０の送電時に送電コイル部２３０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界をキャンセルコイル部２３２（後述）に発生させるための電流を発生する。一例として、発振器２３６は、図示されない電源（系統電源２１０であってもよい。）から電力を受け、ＥＣＵ２４０からの指令に従って、送電コイル部２３０の電流（交流）と逆位相の交流電流を発生する。そして、発振器２３６は、その発生した電流をキャンセルコイル部２３２へ出力する。
【００４６】
キャンセルコイル部２３２は、送電コイル部２３０の背面側（送電コイル部２３０の下方側）において、送電コイル部２３０に対面するように配設される。そして、キャンセルコイル部２３２は、送電コイル部２３０の送電時に送電コイル部２３０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生する。一例として、キャンセルコイル部２３２は、送電コイル部２３０のコイルと同方向に巻回されたコイルを有し、送電コイル部２３０の電流（交流）と逆位相で、かつ同期のとれた交流電流が発振器２３６によって流される。
【００４７】
導体板２３４は、送電コイル部２３０とキャンセルコイル部２３２との間に配設される。この導体板２３４は、送電コイル部２３０とキャンセルコイル部２３２との結合係数を小さくするために設けられる。すなわち、導体板２３４が無い場合には、キャンセルコイル部２３２と送電コイル部２３０との結合係数が大きくなり、その結果、キャンセルコイル部２３２は、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との結合係数を低下させてしまう。この実施の形態１では、送電コイル部２３０とキャンセルコイル部２３２との間に導体板２３４が設けられることによって、送電コイル部２３０とキャンセルコイル部２３２との結合係数を小さくすることができる。その結果、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との結合係数の低下を抑制することができる。
【００４８】
ＥＣＵ２４０は、高周波電源２２０による交流電力の生成を制御する。また、ＥＣＵ２４０は、送電コイル部２３０の送電時に送電コイル部２３０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界をキャンセルコイル部２３２が発生するように、送電コイル部２３０の電流（すなわち、高周波電源２２０が生成する交流電流）の位相に基づいて発振器２３６を制御する。
【００４９】
次に、上記の電力伝送システムにおける送電装置２００から車両１００への非接触電力伝送について詳しく説明する。
【００５０】
図２は、図１に示した電力伝送システムにおいて非接触電力伝送を実現する電気回路図である。なお、この図２に示される回路構成は一例であって、非接触電力伝送を実現するための構成が図２の構成に限定されるものではない。
【００５１】
図２を参照して、車両１００の受電コイル部１１０は、二次コイル３４０と、キャパシタ３５０とを含む。二次コイル３４０は、キャパシタ３５０とともに共振回路を形成し、送電装置２００の送電コイル部２３０から送出される電力を非接触で受電する。整流回路１２０は、二次コイル３４０によって受電された交流電力を整流して蓄電装置１３０へ出力する。なお、特に図示しないが、二次コイル３４０およびキャパシタ３５０によって閉ループを形成し、二次コイル３４０により受電された交流電力を電磁誘導により二次コイル３４０から取出して整流回路１２０へ出力するコイルを別途設けてもよい。また、上述のように、整流回路１２０と蓄電装置１３０との間に、整流回路１２０の出力電圧を調整するＤＣ−ＤＣコンバータをさらに設けてもよい。
【００５２】
一方、送電装置２００において、送電コイル部２３０は、一次コイル３３０と、キャパ
シタ３３５とを含む。一次コイル３３０は、キャパシタ３３５とともに共振回路を形成し、高周波電源２２０から供給される交流電力を受電コイル部１１０へ非接触で送電する。なお、特に図示しないが、一次コイル３３０およびキャパシタ３３５によって閉ループを形成し、高周波電源２２０から出力される交流電力を電磁誘導により一次コイル３３０へ供給するコイルを別途設けてもよい。
【００５３】
なお、キャパシタ３３５，３５０は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、一次コイル３３０および二次コイル３４０の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合、あるいはコイル長≒λ／２（λ：波長）であってコイル自体に定在波が発生する場合には、キャパシタ３３５，３５０を設けない構成としてもよい。
【００５４】
高周波電源２２０と送電コイル部２３０との間には、整合器２５０を設けてもよい（図１では図示せず）。そして、一例として、整合器２５０は、可変コンデンサ３１０，３１５と、コイル３２０とを含む。整合器２５０は、可変コンデンサ３１０，３１５の容量を変化させることによってインピーダンスを変更することができる。この整合器２５０においてインピーダンスを変更することによって、送電装置２００のインピーダンスを車両１００のインピーダンスと整合させることができる（インピーダンスマッチング）。なお、高周波電源２２０がインピーダンスの整合機能を有してもよく、その場合には、整合器２５０を省略することも可能である。
【００５５】
以下に、送電装置２００の送電コイル部２３０から車両１００の受電コイル部１１０への非接触電力伝送について説明する。この電力伝送システムにおいては、送電コイル部２３０の固有周波数と、受電コイル部１１０の固有周波数との差は、送電コイル部２３０の固有周波数または受電コイル部１１０の固有周波数の±１０％以下である。このような範囲に送電コイル部２３０および受電コイル部１１０の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる。
【００５６】
なお、送電コイル部２３０（受電コイル部１１０）の固有周波数とは、一次コイル３３０およびキャパシタ３３５（二次コイル３４０およびキャパシタ３５０）によって構成される電気回路（共振回路）が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電コイル部２３０（受電コイル部１１０）の共振周波数とは、一次コイル３３０およびキャパシタ３３５（二次コイル３４０およびキャパシタ３５０）によって構成される電気回路（共振回路）において、制動力または電気抵抗を零としたときの固有周波数を意味する。
【００５７】
図３および図４を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図３は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図４は、送電コイル部および受電コイル部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。
【００５８】
図３を参照して、電力伝送システム３８９は、送電部３９０と、受電部３９１とを備える。送電部３９０は、第１コイル３９２と、第２コイル３９３とを含む。第２コイル３９３は、共振コイル３９４と、共振コイル３９４に設けられたキャパシタ３９５とを含む。受電部３９１は、第３コイル３９６と、第４コイル３９７とを備える。第３コイル３９６は、共振コイル３９９とこの共振コイル３９９に接続されたキャパシタ３９８とを含む。
【００５９】
共振コイル３９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ３９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。また、共振コイル３９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ３９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とす
る。このように各パラメータを設定すると、第２コイル３９３の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、第３コイル３９６の固有周波数ｆ２は、下記の式（２）によって示される。
【００６０】
ｆ１＝１／｛２π（Ｌｔ×Ｃ１）1/2｝・・・（１）
ｆ２＝１／｛２π（Ｌｒ×Ｃ２）1/2｝・・・（２）
ここで、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合において、第２コイル３９３および第３コイル３９６の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図４に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル３９４および共振コイル３９９の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第２コイル３９３に供給される電流の周波数は一定である。
【００６１】
図４に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は一定周波数での電力伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記の式（３）によって示される。
【００６２】
（固有周波数のズレ）＝｛（ｆ１−ｆ２）／ｆ２｝×１００（％）・・・（３）
図４からも明らかなように、固有周波数のズレ（％）が０％の場合には、電力伝送効率は１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は４０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は１０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は５％程度となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、第３コイル３９６の固有周波数の１０％以下の範囲となるように第２コイル３９３および第３コイル３９６の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が第３コイル３９６の固有周波数の５％以下となるように第２コイル３９３および第３コイル３９６の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（ＦＥＫＯ：ファラッド株式会社製）を採用している。
【００６３】
再び図２を参照して、送電装置２００の送電コイル部２３０および車両１００の受電コイル部１１０は、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との間に形成される磁界および電界の少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との間に形成される磁界および／または電界は、特定の周波数で振動する。そして、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電コイル部２３０から受電コイル部１１０へ電力が伝送される。
【００６４】
ここで、送電コイル部２３０の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電コイル部２３０に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電コイル部２３０に供給される電流の周波数との関係について説明する。送電コイル部２３０から受電コイル部１１０に電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電コイル部２３０および受電コイル部１１０間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電コイル部２３０および受電コイル部１１０の固有周波数（共振周波数）をｆ０とし、送電コイル部２３０に供給される電流の周波数をｆ３とし、送電コイル部２３０および受電コイル部１１０の間のエアギャップをエアギャップＡＧとする。
【００６５】
図５は、固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、送電コイル部２３０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。図５を参照して、横軸は、送電コイル部２３０に供給される電流の周波数ｆ３を示
し、縦軸は、電力伝送効率（％）を示す。効率曲線Ｌ１は、エアギャップＡＧが小さいときの電力伝送効率と、送電コイル部２３０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を模式的に示す。この効率曲線Ｌ１に示すように、エアギャップＡＧが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数ｆ４，ｆ５（ｆ４＜ｆ５）において生じる。エアギャップＡＧを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの２つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線Ｌ２に示すように、エアギャップＡＧを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは１つとなり、送電コイル部２３０に供給される電流の周波数が周波数ｆ６のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップＡＧを効率曲線Ｌ２の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線Ｌ３に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。
【００６６】
たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような手法が考えられる。第１の手法としては、エアギャップＡＧにあわせて、送電コイル部２３０に供給される電流の周波数を一定として、キャパシタ３３５，３５０のキャパシタンスを変化させることで、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電コイル部２３０に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ３３５，３５０のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップＡＧの大きさに関係なく、送電コイル部２３０および受電コイル部１１０に流れる電流の周波数は一定である。なお、電力伝送効率の特性を変化させる手法としては、送電装置２００の整合器２５０を利用する手法や、車両１００において整流回路１２０と蓄電装置１３０との間に設けられるＤＣ−ＤＣコンバータを利用する手法などを採用することも可能である。
【００６７】
また、第２の手法としては、エアギャップＡＧの大きさに基づいて、送電コイル部２３０に供給される電流の周波数を調整する手法である。たとえば、電力伝送特性が効率曲線Ｌ１となる場合には、周波数ｆ４またはｆ５の電流を送電コイル部２３０に供給する。周波数特性が効率曲線Ｌ２，Ｌ３となる場合には、周波数ｆ６の電流を送電コイル部２３０に供給する。この場合においては、エアギャップＡＧの大きさに合わせて送電コイル部２３０および受電コイル部１１０に流れる電流の周波数を変化させることになる。
【００６８】
第１の手法では、送電コイル部２３０を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第２の手法では、送電コイル部２３０を流れる周波数は、エアギャップＡＧによって適宜変化する周波数となる。第１の手法や第２の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電コイル部２３０に供給される。送電コイル部２３０に特定の周波数の電流が流れることで、送電コイル部２３０の周囲には、特定の周波数で振動する磁界（電磁界）が形成される。受電コイル部１１０は、受電コイル部１１０と送電コイル部２３０との間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電コイル部２３０から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップＡＧに着目して、送電コイル部２３０に供給される電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電コイル部２３０および受電コイル部１１０の水平方向のずれ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電コイル部２３０に供給される電流の周波数を調整する場合がある。
【００６９】
この電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。
【００７０】
図６は、電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図６を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例し
た成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ／２πと表わすことができる。
【００７１】
「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、この実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギー（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電コイル部２３０および受電コイル部１１０（たとえば一対のコイル）を共鳴させることにより、送電コイル部２３０から他方の受電コイル部１１０へエネルギー（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギーを伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギー（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギー損失で送電することができる。
【００７２】
このように、この電力伝送システムにおいては、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との間で非接触で電力が伝送される。送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との間に形成されるこのような電磁場は、たとえば、近接場共振（共鳴）結合場という場合がある。送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との結合係数κは、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数κが０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数κは、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。
【００７３】
なお、電力伝送における、上記のような送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「磁場共振（共鳴）結合」、「近接場共振（共鳴）結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」、「電界（電場）共振結合」等という。「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。
【００７４】
送電コイル部２３０と受電コイル部１１０とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０とは、主に磁界（磁場）によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」が形成される。
【００７５】
なお、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との間で電磁誘導により電力が伝送される場合には、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との結合係数κは、１．０に近い値となる。
【００７６】
図７は、図１に示した車両１００の受電部および送電装置２００の送電部の構成をより詳細に示した図である。図７を参照して、受電コイル部１１０は、コア３６０と、二次コイル３４０（図２）とを含む。キャンセルコイル部１１２は、コア３６２と、コイル３６４とを含む。送電コイル部２３０は、コア３６６と、一次コイル３３０（図２）とを含む。キャンセルコイル部２３２は、コア３６８と、コイル３７０とを含む。
【００７７】
コア３６０，３６２，３６６，３６８は、板状に形成され、たとえばフェライトから成る。二次コイル３４０は、コア３６０に巻回される。コイル３６４は、コア３６２に巻回され、発振器１１６（図１）によって生成される交流電流が流される。コイル３６４の電流は、二次コイル３４０の電流と同期し、かつ、逆向きとする。また、一次コイル３３０は、コア３６６に巻回される。コイル３７０は、コア３６８に巻回され、発振器２３６（図１）によって生成される交流電流が流される。そして、コイル３７０の電流は、一次コ
イル３３０の電流と同期し、かつ、逆向きとする。
【００７８】
車両１００のキャンセルコイル部１１２は、受電コイル部１１０の背面側（受電コイル部１１０が送電コイル部２３０と対向する側と反対側）において、受電コイル部１１０と対向するように配設される。そして、キャンセルコイル部１１２と受電コイル部１１０との間において、コア３６０，３６２に対面するように導体板１１４が配設される。
【００７９】
送電装置２００のキャンセルコイル部２３２は、送電コイル部２３０の背面側（送電コイル部２３０が受電コイル部１１０と対向する側と反対側）において、送電コイル部２３０と対向するように配設される。そして、キャンセルコイル部２３２と送電コイル部２３０との間において、コア３６６，３６８に対面するように導体板２３４が配設される。
【００８０】
送電コイル部２３０から受電コイル部１１０への送電時、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との間に結合磁界Ｆ１が発生する。ここで、キャンセルコイル部１１２のコイル３６４に発振器１１６からの電流が流されると、仮に導体板１１４が無い場合には、キャンセルコイル部１１２と受電コイル部１１０との間に結合磁界Ｆ２が発生し、この磁界Ｆ２によって結合磁界Ｆ１が弱められてしまう。この実施の形態１では、キャンセルコイル部１１２と受電コイル部１１０との間に導体板１１４が設けられる。これにより、キャンセルコイル部１１２と受電コイル部１１０との間には、導体板１１４を迂回した磁界Ｆ３が形成され、導体板１１４は、その経路における磁気抵抗を増加させる。その結果、キャンセルコイル部１１２と受電コイル部１１０との間の結合係数は小さくなり、キャンセルコイル部１１２による結合磁界Ｆ１への影響は小さくなる。
【００８１】
送電装置２００側においても同様に、キャンセルコイル部２３２のコイル３７０に発振器２３６からの電流が流されると、仮に導体板２３４が無い場合には、キャンセルコイル部２３２と送電コイル部２３０との間に結合磁界Ｆ４が発生し、この磁界Ｆ４によって結合磁界Ｆ１が弱められてしまう。この実施の形態１では、キャンセルコイル部２３２と送電コイル部２３０との間に導体板２３４が設けられる。これにより、キャンセルコイル部２３２と送電コイル部２３０との間には、導体板２３４を迂回した磁界Ｆ５が形成され、導体板２３４は、その経路における磁気抵抗を増加させる。その結果、キャンセルコイル部２３２と送電コイル部２３０との間の結合係数は小さくなり、キャンセルコイル部２３２による結合磁界Ｆ１への影響は小さくなる。
【００８２】
なお、導体板１１４は、受電コイル部１１０とキャンセルコイル部１１２との磁界結合を抑制することが目的であるので、導体板１１４の大きさについては、受電コイル部１１０およびキャンセルコイル部１１２と同等以上の大きさ（すなわちコア３６０，３６２と同等以上の大きさ）は必要である。但し、導体板１１４が大きすぎると受電部が大型化するので、導体板１１４の大きさは、受電コイル部１１０およびキャンセルコイル部１１２の１．１倍程度が好ましい。なお、送電装置２００の導体板２３４についても同様である。
【００８３】
導体板１１４（２３４）を設けた場合においても、受電コイル部１１０（送電コイル部２３０）およびキャンセルコイル部１１２（２３２）が発生する全磁界量は変わらないので、キャンセルコイル部１１２（２３２）を設けることによって、受電コイル部１１０（送電コイル部２３０）から離れたところでの磁界を低減することができる。
【００８４】
図８は、受電コイル部１１０が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。図９は、キャンセルコイル部１１２が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。なお、ＸＹ平面は、図７に示した座標軸によって定義される面である。図８，９を参照して、キャンセルコイル部１１２が発生する磁界Ｆ７は、受電コイル部１１０が発生する磁界Ｆ
６とは逆向きである。このような磁界Ｆ７は、たとえば、受電コイル部１１０と同方向に巻回されたコイルに受電コイル部１１０と逆位相の電流を発振器１１６から流すことによって生成することができる。磁界Ｆ７は、磁界Ｆ６と逆向きであるので、磁界Ｆ６，Ｆ７は互いに打消しあう。
【００８５】
なお、特に図示しないが、送電装置２００においても、送電コイル部２３０とキャンセルコイル部２３２との間で同様の現象が発生する。
【００８６】
図１０は、キャンセルコイル部１１２，２３２を設けることによる漏洩磁界低減効果を示した図である。図１０を参照して、横軸は、受電コイル部１１０（送電コイル部２３０）の中心からの距離（対数表示）を示し、縦軸は、磁界量の大きさを示す。線Ｃ１は、キャンセルコイル部１１２，２３２が設けられない従来構成の場合の磁界量を示し、線Ｃ２は、キャンセルコイル部１１２，２３２および導体板１１４，２３４が設けられた本実施の形態１による構成の場合の磁界量を示す。
【００８７】
なお、理論的にも、キャンセルコイル部１１２，２３２を設けない従来構成の場合は、電流源（各コイル部）からの距離に応じた磁界の大きさは、距離の３乗減衰となるのに対し、キャンセルコイル部１１２，２３２が設けられる本実施の形態１による構成の場合は、距離の４乗減衰となることが計算により求められる。
【００８８】
図１１は、送電コイル部２３０から受電コイル部１１０への伝送効率を示した図である。図１１を参照して、左側は、キャンセルコイル部１１２，２３２が設けられない従来構成の場合の伝送効率を示し、右側は、キャンセルコイル部１１２，２３２および導体板１１４，２３４が設けられた本実施の形態１による構成の場合の伝送効率を示す。図示されるように、この実施の形態１では、導体板１１４，２３４を設けることによって、従来構成と比較して伝送効率を低下させることなく、図１０に示したように受電コイル部１１０（送電コイル部２３０）から発生する漏洩磁界を低減することができる。
【００８９】
図１２は、磁界観測点Ｐと各コイル部との位置関係を示した図であり、図１３は、キャンセルコイル部に流す電流の大きさを変化させたときの磁界観測点Ｐにおける磁界の変化を示した図である。図１２，１３を参照して、キャンセルコイル部１１２，２３２に流す電流を大きくしていくと、ある電流ＩｍにおいてＰ点の磁界は最小となり、さらに電流を大きくすると磁界は大きくなる。これは、キャンセルコイル部１１２，２３２に流される電流が小さいときは、受電コイル部１１０および送電コイル部２３０が発生する磁界が支配的となり、電流Ｉｍを超えてさらに電流を大きくすると、キャンセルコイル部１１２，２３２が発生する磁界が支配的となるからである。
【００９０】
したがって、キャンセルコイル部１１２のインダクタンスが受電コイル部１１０のインダクタンスと同じであれば、受電コイル部１１０の電流と同じ大きさの電流をキャンセルコイル部１１２に流せばよい。同様に、キャンセルコイル部２３２のインダクタンスが送電コイル部２３０のインダクタンスと同じであれば、送電コイル部２３０の電流と同じ大きさの電流をキャンセルコイル部２３２に流せばよい。
【００９１】
なお、キャンセルコイル部１１２のインダクタンスが受電コイル部１１０のインダクタンスと異なる場合には、各コイルが発生する磁界量（φ＝Ｌ×Ｉ）が同一となる電流を流せばよい。また、キャンセルコイル部２３２のインダクタンスが送電コイル部２３０のインダクタンスと異なる場合も、同様に、各コイルが発生する磁界量（φ＝Ｌ×Ｉ）が同一となる電流を流せばよい。
【００９２】
以上のように、この実施の形態１においては、受電コイル部１１０（送電コイル部２３
０）とキャンセルコイル部１１２（２３２）との間に導体板１１４（２３４）が設けられるので、そのような導体板１１４（２３４）が設けられない場合に比べて、キャンセルコイル部１１２（２３２）による漏洩磁界の低減効果を維持しつつ、キャンセルコイル部１１２（２３２）と受電コイル部１１０（送電コイル部２３０）との結合係数を小さくすることができる。これにより、送電コイル部２３０と受電コイル部１１０との間の結合係数に対するキャンセルコイル部１１２（２３２）の影響が抑制される。したがって、この実施の形態１によれば、漏洩磁界を低減しつつ電力の伝送効率の低下を抑制することができる。
【００９３】
［実施の形態２］
この実施の形態２では、上記の実施の形態１とキャンセルコイル部１１２，２３２の配置が異なる。すなわち、実施の形態２では、車両１００のキャンセルコイル部１１２は、受電コイル部１１０の側方に配設され、送電装置２００のキャンセルコイル部２３２も、送電コイル部２３０の側方に配設される。そして、キャンセルコイル部１１２と受電コイル部１１０との間、およびキャンセルコイル部２３２と送電コイル部２３０との間には、導体板が設けられる。
【００９４】
図１４は、実施の形態２における車両１００の受電部および送電装置２００の送電部の構成を示した図である。また、図１５は、図１４に示した車両１００の受電部および送電装置２００の送電部におけるＹＺ平面の断面図である。なお、ＹＺ平面は、図１４に示した座標軸によって定義される面である。
【００９５】
図１４，１５を参照して、車両１００において、キャンセルコイル部１１２は、受電コイル部１１０と略同一平面に並設される。キャンセルコイル部１１２と受電コイル部１１０との間には、導体板１１４Ａが設けられる。導体板１１４Ａは、送電コイル部２３０から受電コイル部１１０への送電を阻害しないように、キャンセルコイル部１１２と受電コイル部１１０との間に配設される。具体的には、導体板１１４Ａは、受電コイル部１１０の背面側（車体上方側）からキャンセルコイル部１１２の車体下方側へ、受電コイル部１１０とキャンセルコイル部１１２と間で交差するように延設される。
【００９６】
送電装置２００においても、キャンセルコイル部２３２は、送電コイル部２３０と略同一平面に並設される。キャンセルコイル部２３２と送電コイル部２３０との間には、導体板２３４Ａが設けられる。導体板２３４Ａは、送電コイル部２３０から受電コイル部１１０への送電を阻害しないように、キャンセルコイル部２３２と送電コイル部２３０との間に配設される。具体的には、導体板２３４Ａは、送電コイル部２３０の背面側（送電コイル部２３０の下方側）からキャンセルコイル部１１２の上方側へ、送電コイル部２３０とキャンセルコイル部２３２と間で交差するように延設される。
【００９７】
図１６は、受電コイル部１１０およびキャンセルコイル部１１２が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。なお、ＸＹ平面は、図１４に示した座標軸によって定義される面である。図１６を参照して、キャンセルコイル部１１２が発生する磁界Ｆ９は、受電コイル部１１０が発生する磁界Ｆ１０とは逆向きである。したがって、磁界Ｆ６，Ｆ７は互いに打消しあう。
【００９８】
なお、特に図示しないが、送電装置２００においても、送電コイル部２３０とキャンセルコイル部２３２との間で同様の現象が発生する。
【００９９】
なお、この実施の形態２のようにキャンセルコイル部１１２（２３２）を受電コイル部１１０（送電コイル部２３０）の側方においた場合においても、電流源（各コイル部）からの距離に応じた磁界の大きさは、理論的には距離の４乗減衰となる。
【０１００】
以上のように、この実施の形態２においては、キャンセルコイル部１１２は受電コイル部１１０と略同一平面に並設されるので、キャンセルコイル部１１２を設けることによる受電部の厚みの増加を抑制できる。したがって、この実施の形態２によれば、受電部の車両への搭載が容易となる。
【０１０１】
また、送電装置においても、キャンセルコイル部２３２は送電コイル部２３０と略同一平面に並設されるので、キャンセルコイル部２３２を設けることによる送電部の厚みの増加を抑制することができる。
【０１０２】
［実施の形態３］
実施の形態３では、送電装置から車両への送電時に受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生するキャンセルコイル部１１２が送電装置側に設けられる。これにより、上記の実施の形態１，２と比べて車両を軽量化できる。
【０１０３】
図１７は、実施の形態３による電力伝送システムの全体構成図である。図１７を参照して、この電力伝送システムは、車両１００Ａと、送電装置２００Ａとを備える。車両１００Ａは、図１に示した車両１００の構成において、キャンセルコイル部１１２、導体板１１４および発振器１１６を含まない構成から成る。車両１００Ａのその他の構成は、車両１００と同じである。
【０１０４】
送電装置２００Ａは、図１に示した送電装置２００の構成において、キャンセルコイル部１１２と、導体板２３４Ｂと、発振器２３８とをさらに含み、ＥＣＵ２４０に代えてＥＣＵ２４０Ａを含む。
【０１０５】
キャンセルコイル部１１２は、送電コイル部２３０の背面側（送電コイル部２３０の下方側）において、送電コイル部２３０に対面するように配設される。そして、キャンセルコイル部１１２は、送電コイル部２３０から受電コイル部１１０への送電時に受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生する。一例として、キャンセルコイル部１１２は、受電コイル部１１０のコイルと同方向に巻回されたコイルを有し、受電コイル部１１０の電流（交流）と逆位相の交流電流が発振器２３８（後述）によって流される。
【０１０６】
導体板２３４Ｂは、送電コイル部２３０とキャンセルコイル部１１２との間に配設される。この導体板２３４Ｂは、送電コイル部２３０とキャンセルコイル部１１２との結合係数を小さくするために設けられる。
【０１０７】
キャンセルコイル部２３２は、キャンセルコイル部１１２の背面側（キャンセルコイル部１１２の下方側）において、キャンセルコイル部１１２に対面するように配設される。導体板２３４は、キャンセルコイル部１１２，２３２間に配設される。導体板２３４は、キャンセルコイル部１１２，２３２間の結合係数を小さくするために設けられる。
【０１０８】
発振器２３８は、車両１００Ａの受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界をキャンセルコイル部１１２に発生させるための電流を発生する。一例として、発振器２３８は、図示されない電源（系統電源２１０であってもよい。）から電力を受け、ＥＣＵ２４０Ａからの指令に従って、受電コイル部１１０の電流（交流）と逆位相の交流電流を発生する。そして、発振器２３８は、その発生した交流電流をキャンセルコイル部１１２へ供給する。
【０１０９】
ＥＣＵ２４０Ａは、送電コイル部２３０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界をキ
ャンセルコイル部２３２が発生するように、送電コイル部２３０の電流（すなわち、高周波電源２２０が生成する交流電流）の位相に基づいて発振器２３６を制御する。
【０１１０】
また、ＥＣＵ２４０Ａは、車両１００Ａの受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界をキャンセルコイル部１１２が発生するように、発振器２３８を制御する。一例として、ＥＣＵ２４０Ａは、送電コイル部２３０の電流（すなわち、高周波電源２２０が生成する交流電流）の位相に基づいて受電コイル部１１０の電流の位相を推定し、その推定結果に基づいて発振器２３８を制御することができる。なお、受電コイル部１１０の電流の位相を示す同期信号を車両１００Ａから送電装置２００Ａへ送信し、その同期信号に基づいて発振器２３８を制御してもよい。
【０１１１】
なお、送電装置２００Ａのその他の構成は、図１に示した送電装置２００と同じである。なお、特に図示しないが、キャンセルコイル部１１２，２３２の配置を互いに入れ替えてもよい。
【０１１２】
図１８は、車両１００Ａに搭載される受電コイル部１１０が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。図１９は、送電装置２００Ａに設けられるキャンセルコイル部１１２が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。また、図２０は、送電コイル部２３０が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。図２１は、キャンセルコイル部２３２が発生する磁界のＸＹ平面の成分を示した図である。なお、ＸＹ平面は、地面に水平な面である。
【０１１３】
図１８，１９を参照して、キャンセルコイル部１１２が発生する磁界Ｆ１１は、受電コイル部１１０が発生する磁界Ｆ１０とは逆向きである。磁界Ｆ１１は、たとえば、受電コイル部１１０と逆位相の電流を発振器２３８（図１７）から流すことによって生成することができる。磁界Ｆ１１は、磁界Ｆ１０と逆向きであるので、磁界Ｆ１０，Ｆ１１は互いに打消しあう。
【０１１４】
また、図２０，２１を参照して、キャンセルコイル部２３２が発生する磁界Ｆ１３は、送電コイル部２３０が発生する磁界Ｆ１２とは逆向きである。磁界Ｆ１３は、たとえば、送電コイル部２３０と逆位相の電流を発振器２３６（図１７）から流すことによって生成することができる。磁界Ｆ１３は、磁界Ｆ１２と逆向きであるので、磁界Ｆ１２，Ｆ１３は互いに打消しあう。
【０１１５】
以上のように、この実施の形態３においては、車両１００Ａの受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生するキャンセルコイル部１１２が送電装置２００Ａに設けられる。したがって、この実施の形態３によれば、上記の実施の形態１，２と比べて車両の重量を削減することができる。
【０１１６】
［実施の形態４］
図２２は、実施の形態４による電力伝送システムの全体構成図である。図２２を参照して、この電力伝送システムは、車両１００Ａと、送電装置２００Ｂとを備える。車両１００Ａについては、図１７を用いて説明したとおりである。送電装置２００Ｂは、図１に示した送電装置２００の構成において、移相器２４２をさらに含み、ＥＣＵ２４０に代えてＥＣＵ２４０Ｂを含む。
【０１１７】
移相器２４２は、発振器２３６が発生する交流電流を受ける。そして、移相器２４２は、車両１００Ａの受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界をキャンセルコイル部２３２から発生するように、ＥＣＵ２４０Ｂからの指令に従って、発振器２３６から受ける交流電流の位相をシフトする。移相器２４２は、その位相がシフトされた
交流電流をキャンセルコイル部２３２へ出力する。
【０１１８】
ＥＣＵ２４０Ｂは、送電コイル部２３０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界をキャンセルコイル部２３２が発生するように、送電コイル部２３０の電流（すなわち、高周波電源２２０が生成する交流電流）の位相に基づいて発振器２３６を制御する。
【０１１９】
また、ＥＣＵ２４０Ｂは、車両１００Ａの受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界をキャンセルコイル部２３２が発生するように、移相器２４２を制御する。一例として、ＥＣＵ２４０Ｂは、送電コイル部２３０の電流（すなわち、高周波電源２２０が生成する交流電流）の位相に基づいて受電コイル部１１０の電流の位相を推定し、その推定結果に基づいて移相器２４２による位相のシフト量を制御することができる。なお、受電コイル部１１０の電流の位相を示す同期信号を車両１００Ａから送電装置２００Ｂへ送信し、その同期信号に基づいて移相器２４２を制御してもよい。
【０１２０】
なお、送電装置２００Ｂのその他の構成は、図１に示した送電装置２００と同じである。
【０１２１】
この実施の形態４では、発振器２３６から出力される交流電流と、発振器２３６から出力される交流電流の位相を移相器２４２によってシフトした交流電流とが、キャンセルコイル部２３２に与えられる。すなわち、送電コイル部２３０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生するための交流電流と、車両１００Ａの受電コイル部１１０から発生する漏洩磁界を打消すための磁界を発生するための交流電流とが、キャンセルコイル部２３２に与えられる。
【０１２２】
以上のように、この実施の形態４によれば、上記の実施の形態３に対して、キャンセルコイル部１１２および導体板２３４Ｂ（図１７）を省略することができるので、車両の重力を削減できるととともに送電装置２００Ｂの構成も簡略化することができる。
【０１２３】
［実施の形態５］
上記の各実施の形態においては、受電コイル部１１０および送電コイル部２３０ならびにキャンセルコイル部１１２，２３２の各々は、横置きの板状コアにコイルが巻回される構成（このようなコイル部は「ソレノイド型コイル」とも称される。）としたが、この実施の形態５では、各コイル部が「ディスク型コイル」とも称される後述の構成から成る場合が示される。
【０１２４】
図２３は、実施の形態５における車両の受電部および送電装置の送電部の構成を示した図である。図２３を参照して、この実施の形態５における車両は、受電コイル部１１０Ａと、キャンセルコイル部１１２Ａと、導体板１１４Ｂとを含む。なお、実施の形態５における車両のその他の構成は、図１に示した実施の形態１における車両１００と同じである。また、この実施の形態５における送電装置は、送電コイル部２３０Ａと、キャンセルコイル部２３２Ａと、導体板２３４Ｄとを含む。なお、実施の形態５における送電装置のその他の構成は、図１に示した実施の形態１における送電装置２００と同じである。
【０１２５】
受電コイル部１１０Ａは、Ｚ軸方向（車体上下方向）の巻回軸の周囲を取り囲むように形成されるディスク型コイルによって構成され、整流回路１２０に電気的に接続される。キャンセルコイル部１１２Ａも、上記巻回軸の周囲を取り囲むように形成されるディスク型コイルによって構成され、受電コイル部１１０Ａの背面側（受電コイル部１１０Ａが送電コイル部２３０Ａと対向する側と反対側）に配設される。キャンセルコイル部１１２Ａには、発振器１１６（図１）によって生成される交流電流が流される。そして、キャンセルコイル部１１２Ａと受電コイル部１１０Ａとの間において、キャンセルコイル部１１２
Ａおよび受電コイル部１１０Ａに対面するように導体板１１４Ｂが配設される。
【０１２６】
送電コイル部２３０Ａは、Ｚ軸方向（鉛直方向）の巻回軸の周囲を取り囲むように形成されるディスク型コイルによって構成され、高周波電源２２０に電気的に接続される。キャンセルコイル部２３２Ａも、上記巻回軸の周囲を取り囲むように形成されるディスク型コイルによって構成され、送電コイル部２３０Ａの背面側（送電コイル部２３０Ａが受電コイル部１１０Ａと対向する側と反対側）に配設される。キャンセルコイル部２３２Ａには、発振器２３６（図１）によって発生される交流電流が流される。そして、キャンセルコイル部２３２Ａと送電コイル部２３０Ａとの間において、キャンセルコイル部２３２Ａおよび送電コイル部２３０Ａに対面するように導体板２３４Ｄが配設される。
【０１２７】
送電コイル部２３０Ａから受電コイル部１１０Ａへの送電時、送電コイル部２３０Ａと受電コイル部１１０Ａとの間に結合磁界Ｆ１４が発生する。このとき、受電コイル部１１０Ａの周囲には、磁界Ｆ１５が発生する。そして、この磁界Ｆ１５を打消すために、キャンセルコイル部１１２Ａは、発振器１１６から交流電流を受けて、磁界Ｆ１５とは逆向きの磁界Ｆ１６を発生する。
【０１２８】
ここで、仮に導体板１１４Ｂが無い場合には、キャンセルコイル部１１２Ａと受電コイル部１１０Ａとの間に結合磁界Ｆ１７が発生し、この磁界Ｆ１７によって結合磁界Ｆ１４が弱められてしまう。この実施の形態５では、キャンセルコイル部１１２Ａと受電コイル部１１０Ａとの間に導体板１１４Ｂが設けられる。これにより、キャンセルコイル部１１２Ａと受電コイル部１１０Ａとの間の結合係数は小さくなり、キャンセルコイル部１１２Ａによる結合磁界Ｆ１４への影響は小さくなる。
【０１２９】
送電装置側でも同様に、送電コイル部２３０Ａから受電コイル部１１０Ａへの送電時、送電コイル部２３０Ａの周囲には、磁界Ｆ１８が発生する。そして、この磁界Ｆ１８を打消すために、キャンセルコイル部２３２Ａは、発振器２３６から交流電流を受けて、磁界Ｆ１８とは逆向きの磁界Ｆ１９を発生する。
【０１３０】
ここで、仮に導体板２３４Ｄが無い場合には、キャンセルコイル部２３２Ａと送電コイル部２３０Ａとの間に結合磁界Ｆ２０が発生し、この磁界Ｆ２０によって結合磁界Ｆ１４が弱められてしまう。この実施の形態５では、キャンセルコイル部２３２Ａと送電コイル部２３０Ａとの間に導体板２３４Ｄが設けられる。これにより、キャンセルコイル部２３２Ａと送電コイル部２３０Ａとの間の結合係数は小さくなり、キャンセルコイル部２３２Ａによる結合磁界Ｆ１４への影響は小さくなる。
【０１３１】
なお、導体板１１４Ｂは、受電コイル部１１０Ａとキャンセルコイル部１１２Ａとの磁界結合を抑制することが目的であるので、導体板１１４Ｂの大きさについては、受電コイル部１１０Ａおよびキャンセルコイル部１１２Ａと同等以上の大きさは必要である。但し、導体板１１４Ｂが大きすぎると受電部が大型化するので、導体板１１４Ｂの大きさは、受電コイル部１１０Ａおよびキャンセルコイル部１１２Ａの１．１倍程度が好ましい。なお、送電装置の導体板２３４Ｄについても同様である。
【０１３２】
以上のように、各コイル部がディスク型コイルによって形成されるこの実施の形態５においても、導体板１１４Ｂ，２３４Ｄが設けられることによって、送電コイル部２３０Ａと受電コイル部１１０Ａとの間の結合係数に対するキャンセルコイル部１１２Ａ（２３２Ａ）の影響が抑制される。したがって、この実施の形態５によっても、漏洩磁界を低減しつつ電力の伝送効率の低下を抑制することができる。
【０１３３】
［実施の形態５の変形例］
実施の形態５の構成では、導体板１１４Ｂ，２３４Ｄが設けられることによって送電コイル部２３０Ａと受電コイル部１１０Ａとの間の結合係数に対するキャンセルコイル部１１２Ａ（２３２Ａ）の影響が抑制されるが、導体板１１４Ｂ，２３４Ｄに渦電流が発生するので効率が低下する。
【０１３４】
そこで、この変形例では、受電コイル部１１０Ａと導体板１１４Ｂとの間、およびキャンセルコイル部１１２Ａと導体板１１４Ｂとの間の各々に磁性体板が設けられ、導体板１１４Ｂに渦電流が発生するのを抑制する。送電装置においても同様に、送電コイル部２３０Ａと導体板２３４Ｄとの間、およびキャンセルコイル部２３２Ａと導体板２３４Ｄとの間の各々に磁性体板が設けられ、導体板２３４Ｄに渦電流が発生するのを抑制する。
【０１３５】
図２４は、実施の形態５の変形例における車両の受電部および送電装置の送電部の構成を示した図である。図２４を参照して、この変形例における車両は、図２３に示した実施の形態５の構成において、磁性体板１６０，１６２をさらに含む。また、この変形例における送電装置は、図２３に示した実施の形態５の構成において、磁性体板１６４，１６６をさらに含む。
【０１３６】
磁性体板１６０は、受電コイル部１１０Ａと導体板１１４Ｂとの間において、受電コイル部１１０Ａおよび導体板１１４Ｂに対面するように配設される。磁性体板１６２は、キャンセルコイル部１１２Ａと導体板１１４Ｂとの間において、キャンセルコイル部１１２Ａおよび導体板１１４Ｂに対面するように配設される。
【０１３７】
また、磁性体板１６４は、送電コイル部２３０Ａと導体板２３４Ｄとの間において、送電コイル部２３０Ａおよび導体板２３４Ｄに対面するように配設される。磁性体板１６６は、キャンセルコイル部２３２Ａと導体板２３４Ｄとの間において、キャンセルコイル部２３２Ａおよび導体板２３４Ｄに対面するように配設される。
【０１３８】
この変形例においては、磁性体板１６０，１６２が設けられることにより、導体板１１４Ｂに渦電流が発生するのを抑制することができる。同様に、磁性体板１６４，１６６が設けられることにより、導体板２３４Ｄに渦電流が発生するのを抑制することができる。したがって、この変形例によれば、実施の形態５と同様の効果を奏しつつ、導体板１１４Ｂ，２３４Ｄに渦電流が発生することによる効率低下を抑制することができる。
【０１３９】
［実施の形態６］
この実施の形態６では、上記の実施の形態５とキャンセルコイル部１１２Ａ，２３２Ａの配置が異なる。すなわち、実施の形態６では、車両のキャンセルコイル部１１２Ａは、受電コイル部１１０Ａの側方に配設され、送電装置のキャンセルコイル部２３２Ａも、送電コイル部２３０Ａの側方に配設される。そして、キャンセルコイル部１１２Ａと受電コイル部１１０Ａとの間、およびキャンセルコイル部２３２Ａと送電コイル部２３０Ａとの間に導体板が設けられる。
【０１４０】
図２５は、実施の形態６における車両の受電部および送電装置の送電部の構成を車体上方から見た図である。なお、この図２５においては、受電コイル部１１０Ａ、送電コイル部２３０Ａおよびキャンセルコイル部１１２Ａ，２３２Ａの各々は、円で示されているが、実際には、図２３に示したようにディスク型コイルによって構成される。
【０１４１】
図２５を参照して、車両において、キャンセルコイル部１１２Ａは、受電コイル部１１０Ａの側方（たとえば受電コイル部１１０Ａと略同一平面）に並設される。キャンセルコイル部１１２Ａと受電コイル部１１０Ａとの間には、導体板１１４Ｃが設けられる。
【０１４２】
送電装置においても、キャンセルコイル部２３２Ａは、送電コイル部２３０Ａの側方（たとえば送電コイル部２３０Ａと略同一平面）に並設される。そして、キャンセルコイル部２３２Ａと送電コイル部２３０Ａとの間に導体板２３４Ｅが設けられる。
【０１４３】
送電コイル部２３０Ａから受電コイル部１１０Ａへの送電時、送電コイル部２３０Ａと受電コイル部１１０Ａとの間に結合磁界Ｆ２１が発生する。このとき、受電コイル部１１０Ａの周囲には、漏洩磁界が発生する。そして、この漏洩磁界を打消すために、キャンセルコイル部１１２Ａは、発振器１１６（図示せず）から交流電流を受けて、受電コイル部１１０Ａから発生する漏洩磁界とは逆向きの磁界を発生する。
【０１４４】
図２６は、図２５に示した受電コイル部１１０ＡのＤ１方向の漏洩磁界を示した図である。図２７は、図２５に示したキャンセルコイル部１１２Ａが発生する磁界のＤ２方向の成分を示した図である。図２６，２７を参照して、キャンセルコイル部１１２Ａが発生する磁界Ｆ２５は、受電コイル部１１０Ａが発生する磁界Ｆ２４とは逆向きである。このような磁界Ｆ２５は、たとえば、受電コイル部１１０Ａと同方向に巻回されたキャンセルコイル部１１２Ａに受電コイル部１１０Ａと逆位相の電流を発振器１１６から流すことによって生成することができる。磁界Ｆ２５は、磁界Ｆ２４と逆向きであるので、磁界Ｆ２４，Ｆ２５は互いに打消しあう。
【０１４５】
再び図２５を参照して、仮に導体板１１４Ｃが無い場合には、キャンセルコイル部１１２Ａと受電コイル部１１０Ａとの間に結合磁界Ｆ２２が形成され、この磁界Ｆ２２によって送電コイル部２３０Ａと受電コイル部１１０Ａとの間の結合磁界Ｆ２１が弱められてしまう。この実施の形態６では、キャンセルコイル部１１２Ａと受電コイル部１１０Ａとの間に導体板１１４Ｃが設けられるので、キャンセルコイル部１１２Ａと受電コイル部１１０Ａとの間の結合係数は小さく、したがってキャンセルコイル部１１２Ａによる結合磁界Ｆ２１への影響は小さくなる。
【０１４６】
なお、送電装置においても同様に、送電コイル部２３０Ａから受電コイル部１１０Ａへの送電時、送電コイル部２３０Ａの周囲には、漏洩磁界が発生する。そして、この漏洩磁界を打消すために、キャンセルコイル部２３２Ａは、発振器２３６（図示せず）から交流電流を受けて、送電コイル部２３０Ａから発生する漏洩磁界とは逆向きの磁界を発生する。
【０１４７】
ここで、仮に導体板２３４Ｅが無い場合には、キャンセルコイル部２３２Ａと送電コイル部２３０Ａとの間に結合磁界Ｆ２３が形成され、この磁界Ｆ２３によって結合磁界Ｆ２１が弱められてしまう。この実施の形態６では、キャンセルコイル部２３２Ａと送電コイル部２３０Ａとの間に導体板２３４Ｅが設けられるので、キャンセルコイル部２３２Ａと送電コイル部２３０Ａとの間の結合係数は小さく、したがってキャンセルコイル部２３２Ａによる結合磁界Ｆ２１への影響は小さくなる。
【０１４８】
なお、キャンセルコイル部１１２Ａは、受電コイル部１１０Ａに対して車体前後方向に配置してもよいし、車体左右方向に配置してもよい。送電装置側のキャンセルコイル部２３２Ａについても同様である。また、図２５では、キャンセルコイル部１１２Ａ，２３２Ａは、受電コイル部１１０Ａおよび送電コイル部２３０Ａを中心に互いに反対方向に配置されているが、キャンセルコイル部１１２Ａ，２３２Ａの相対位置関係は、必ずしもこれに限定されるものではない。但し、キャンセルコイル部１１２Ａ，２３２Ａが磁気結合しないように、受電コイル部１１０Ａおよび送電コイル部２３０Ａを中心にキャンセルコイル部１１２Ａ，２３２Ａが互いに反対方向になるような配置が好ましい。
【０１４９】
以上のように、この実施の形態６によれば、キャンセルコイル部１１２Ａが受電コイル
部１１０Ａと略同一平面に並設されるので、キャンセルコイル部１１２Ａを設けることによる受電部の厚みの増加を抑制することができる。したがって、この実施の形態６によれば、受電部の車両への搭載性が向上する。また、送電装置においても、キャンセルコイル部２３２Ａを設けることによる送電部の厚みの増加を抑制することができる。
【０１５０】
［実施の形態７］
これまでは、送電コイル部（受電コイル部）の電流と逆位相で、かつ、同期した電流を生成してキャンセルコイル部に流すものとしたが、この実施の形態７では、これをより簡易に実現する方法が示される。
【０１５１】
図２８は、実施の形態７における送電部および受電部の電気回路図である。図２８を参照して、送電部において、キャンセルコイル部２３２のコイル３７０は、一次コイル３３０に直列に接続される。受電部においても、キャンセルコイル部１１２のコイル３６４は、二次コイル３４０に直列に接続される。これにより、コイル３７０には、一次コイル３３０と同じ大きさの同期した電流が流される。また、コイル３６４には、二次コイル３４０と同じ大きさの同期した電流が流される。
【０１５２】
そして、図２９に示されるように、送電部において、一次コイル３３０とコイル３７０とは、発生する磁界の方向が互いに逆向きになるように巻回される。具体的には、一次コイル３３０の電流が時計回りのときにコイル３７０の電流が反時計回りとなるように、一次コイル３３０およびコイル３７０が巻回される。
【０１５３】
受電部においても同様に、二次コイル３４０とコイル３６４とは、発生する磁界の方向が互いに逆向きになるように巻回される。具体的には、二次コイル３４０の電流が時計回りのときにコイル３６４の電流が反時計回りとなるように、二次コイル３４０およびコイル３６４が巻回される。
【０１５４】
この実施の形態７によれば、簡易な構成で、送電コイル部（受電コイル部）の電流と逆位相で、かつ、同期した電流を生成してキャンセルコイル部に流すことができる。
【０１５５】
なお、上記の各実施の形態においては、車両の受電コイル部から発生する漏洩磁界を抑制するためのキャンセルコイル部と、送電装置の送電コイル部から発生する漏洩磁界を抑制するためのキャンセルコイル部とがセットで設けられるものとしたが、いずれか一方のみでもよい。すなわち、車両の受電コイル部に対応するキャンセルコイル部のみでも、受電コイル部から発生する漏洩磁界を抑制することが可能であり、また、送電装置の送電コイル部に対応するキャンセルコイル部のみでも、送電コイル部から発生する漏洩磁界を抑制することが可能である。
【０１５６】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５７】
１００，１００Ａ  車両、１１０，１１０Ａ  受電コイル部、１１２，１１２Ａ，２３２，２３２Ａ  キャンセルコイル部、１１４，１１４Ａ〜１１４Ｃ，２３４，２３４Ａ〜２３４Ｅ  導体板、１１６，２３６，２３８  発振器、１２０  整流回路、１３０  蓄電装置、１４０  動力生成装置、１５０  車両ＥＣＵ、１５２  電流センサ、１６０，１６２，１６４，１６６  磁性体板、２００，２００Ａ，２００Ｂ  送電装置、２１０  系統電源、２２０  高周波電源、２３０，２３０Ａ  送電コイル部、２４０，２４０Ａ  ＥＣ
Ｕ、２４２  移相器、２５０  整合器、３１０，３１５  可変コンデンサ、３２０，３６４，３７０  コイル、３３０  一次コイル、３３５，３５０  キャパシタ、３４０  二次コイル、３６０，３６２，３６６，３６８  コア。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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