(57)【要約】  非接触電力伝達装置は、自己共振コイル（１１０，２４０）と、電磁誘導により前記自己共振コイル可能な誘電コイル（１２０，２３０）との間で電力を伝達可能とされた誘電コイルと、前記自己共振コイル（１１０，２４０）および前記誘電コイル（１２０，２３０）の少なくとも一方が装着され、内部に機器を収容可能な収容室（２７３，４７３）が規定されたボビン（２７２，４７２）とを備える。
2010041321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される第１自己共振コイル（２４０，１１０）との間で、磁場の共鳴により電力の送電および受電の少なくとも一方が可能な第２自己共振コイル（１１０，２４０）と、
前記第２自己共振コイルが受電した電力を電磁誘導により取り出すこと、および、前記第２自己共振コイルに電力を電磁誘導により給電することの少なくとも一方が可能な誘電コイル（１２０，２３０）と、
前記第２自己共振コイル（１１０，２４０）が装着され、内部に機器を収容可能な収容室（２７３，４７３）が規定されたボビン（２７２，４７２）と、
を備えた、非接触電力伝達装置。
【請求項２】
前記第２自己共振コイル（１１０）および前記誘電コイル（１２０）は車両に搭載され、前記第１自己共振コイル（２４０）は前記車両の外部に配置され、前記第１自己共振コイル（２４０）は前記第２自己共振コイル（１１０）に電力を送電し、前記第２自己共振コイル（１１０）は前記第１自己共振コイル（２４０）から送電される電力を受電し、前記第２自己共振コイル（１１０）および前記誘電コイル（１２０）は受電装置の少なくとも一部を構成する、請求の範囲第１項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項３】
前記第１自己共振コイル（１１０）は車両に搭載され、前記第２自己共振コイル（２４０）および前記誘電コイル（２３０）は前記車両の外部に配置され、前記第２自己共振コイル（２４０）は前記第１自己共振コイル（１１０）に電力を送電し、前記第１自己共振コイル（１１０）は前記第２自己共振コイル（２４０）から送電される電力を受電し、前記第２自己共振コイル（２４０）および前記誘電コイル（２３０）は送電装置の少なくとも一部を構成する、請求の範囲第１項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項４】
前記ボビン（２７２，４７２）の軸方向の長さは、前記ボビン（２７２，４７２）の幅方向の長さよりも短くされた、請求の範囲第１項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項５】
前記ボビン（２７２，４７２）の収容室（２７３，４７３）内に収容される機器は、前記第２自己共振コイル（１１０，２４０）に接続されたコンデンサ（３１３，４５０）を含む、請求の範囲第１項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項６】
前記ボビン（２７２）の収容室（２７３）内に収容される機器は、前記第２自己共振コイル（１１０）を第１自己共振コイル（２４０）と磁場の共鳴により磁気的に結合された、受電時に選択される第１状態と、前記第１状態よりも前記第１自己共振コイルとの共鳴による磁気的結合が弱められた、非受電時に選択される第２状態とが切り替え可能な切替機器（１１５）とされた、請求の範囲第１項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項７】
前記第２自己共振コイル（１１０）は、コイル本体部（１１１）と、前記コイル本体部のインダクタンスを変更するインピーダンス変更部（１１５）とを含み、
前記インピーダンス変更部（１１５）は、前記収容室（２７３）内に収容された、請求の範囲第１項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項８】
前記コイル本体部（１１１）は、中央部において第１部分（１１３）と第２部分（１１４）に分割され、
前記インピーダンス変更部（１１５）は、前記コイル本体部の中央部に設けられ前記第１部分と前記第２部分とを受電時においては接続し、非受電時においては切り離すリレー（１１２）を含み、
前記リレー（１１２）は、前記収容室（２７３）内に収容された、請求の範囲第７項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項９】
前記第２自己共振コイル（１１０Ａ〜１１０Ｃ）は、
コイル本体部（３１１）と、
前記コイル本体部のキャパシタンスを変更するキャパシタンス変更部（３１２Ａ〜３１２Ｃ）とを含み、
前記キャパシタンス変更部（３１２Ａ〜３１２Ｃ）は、前記収容室内に収容された、請求の範囲第１項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項１０】
前記キャパシタンス変更部（３１２Ａ〜３１２Ｃ）は、
前記コイル本体部（３１１）の端部に接続される引き出し線（３２１）と、
前記引き出し線に接続されるリレー（３１５；３１７）と、
受電時においては前記リレー（３１５；３１７）によって前記引き出し線（３２１）を介して前記コイル本体部（３１１）に接続され、非受電時においては前記リレーによって前記コイル本体部とは切り離されるコンデンサ（３１３）とを含み、
前記リレーおよび前記コンデンサの少なくとも一方は、前記収容室（２７３）内に収容された、請求の範囲第９項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項１１】
前記誘電コイルに接続された整流器（１３０）をさらに備え、前記整流器（１３０）は、前記収容室（２７３）内に収容された、請求の範囲第１項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項１２】
前記誘電コイルに接続された電圧変換器（１４０）をさらに備え、前記電圧変換器は、前記収容室（２７３）内に収容された、請求の範囲第１項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項１３】
前記第２自己共振コイル（１１０，２４０）は、前記ボビン（２７２，４７２）の外周面から離れ、前記ボビン（２７２，４７２）の外周面に沿って巻回する巻回部（１１７，４１７）と、前記ボビン（２７２，４７２）に接続され、前記巻回部を支持可能な支持部（１１６）とを含む、請求の範囲第１項に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項１４】
請求の範囲第１項に記載の非接触電力伝達装置を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触電力伝達装置およびそれを備える車両に関し、特に、車両外部の電源から車両へ非接触で電力を伝達する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境に配慮した車両として、電気自動車やハイブリッド車などの電動車両が大きく注目されている。これらの車両は、走行駆動力を発生する電動機と、その電動機に供給される電力を蓄える再充電可能な蓄電装置とを搭載する。なお、ハイブリッド車は、電動機とともに内燃機関をさらに動力源として搭載した車両や、車両駆動用の直流電源として蓄電装置とともに燃料電池をさらに搭載した車両である。【０００３】
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源から車載の蓄電装置を充電可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置を充電可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。【０００４】
一方、送電方法として、電源コードや送電ケーブルを用いないワイヤレス送電が近年注目されている。このワイヤレス送電技術としては、有力なものとして、電磁誘導を用いた送電、電磁波を用いた送電、および共鳴法による送電の３つの技術が知られている。【０００５】
このうち、共鳴法は、一対の共鳴器（たとえば一対の自己共振コイル）を電磁場（近接場）において共鳴させ、電磁場を介して送電する非接触の送電技術であり、数ｋＷの大電力を比較的長距離（たとえば数ｍ）送電することも可能である（特許文献１および非特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第２００７／００８６４６号パンフレット
【非特許文献１】Andre  Kurs  et  al.,  “Wireless  Power  Transfer  via  Strongly  Coupled  Magnetic  Resonances”［online］、２００７年７月６日、SCIENCE、第３１７巻、ｐ．８３−８６、［２００７年９月１２日検索］、インターネット＜URL：http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/317/5834/83.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
共鳴法が採用された非接触電力伝達装置は、自己共振コイルと、自己共振コイルが装着されるボビンとを少なくとも備える。【０００７】
そして、共鳴法が採用された非接触電力伝達装置を充電装置として機能させるには、さらに、一次コイルおよび整流器等の多数の付属機器を要する。【０００８】
このため、共鳴法が採用された非接触電力伝達装置を実際の充電装置等として採用すると、装置自体の大きさが大きくなり、車両等に搭載するためには、装置自体のコンパクト化を図る必要が生じる。【０００９】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、共鳴法が採用され、コンパクト化が図られた非接触電力伝達装置を提供することである。第２の目的は、非接触電力伝達装置のコンパクト化が図られた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る非接触電力伝達装置は、対向配置される第１自己共振コイルとの間で、磁場の共鳴により電力の送電および受電の少なくとも一方が可能な第２自己共振コイルと、第２自己共振コイルが受電した電力を電磁誘導により取り出すこと、および、第２自己共振コイルに電力を電磁誘導により給電することの少なくとも一方が可能な誘電コイルと、第２自己共振コイルが装着され、内部に機器を収容可能な収容室が規定されたボビンとを備える。【００１１】
好ましくは、第２自己共振コイルおよび誘電コイルは車両に搭載され、第１自己共振コイルは車両の外部に配置され、第１自己共振コイルは第２自己共振コイルに電力を送電し、第２自己共振コイルは第１自己共振コイルから送電される電力を受電し、第２自己共振コイルおよび誘電コイルは受電装置の少なくとも一部を構成する。【００１２】
好ましくは、第１自己共振コイルは車両に搭載され、第２自己共振コイルおよび誘電コイルは車両の外部に配置され、第２自己共振コイルは第１自己共振コイルに電力を送電し、第１自己共振コイルは第２自己共振コイルから送電される電力を受電し、第２自己共振コイルおよび誘電コイルは送電装置の少なくとも一部を構成する。【００１３】
好ましくは、上記ボビンの軸方向の長さは、ボビンの幅方向の長さよりも短くされる。
好ましくは、上記ボビンの収容室内に収容される機器は、第２自己共振コイルに接続されたコンデンサを含む。【００１４】
好ましくは、上記ボビンの収容室内に収容される機器は、第２自己共振コイルを第１自己共振コイルと磁場の共鳴により磁気的に結合された、受電時に選択される第１状態と、第１状態よりも第１自己共振コイルとの共鳴による磁気的結合が弱められた、非受電時に選択される第２状態とが切り替え可能な切替機器とされる。【００１５】
好ましくは、上記第２自己共振コイルは、コイル本体部と、コイル本体部のインダクタンスを変更するインピーダンス変更部とを含み、インピーダンス変更部は、収容室内に収容される。【００１６】
好ましくは、上記コイル本体部は、中央部において第１部分と第２部分に分割される。そして、上記インピーダンス変更部は、コイル本体部の中央部に設けられ第１部分と第２部分とを受電時においては接続し、非受電時においては切り離すリレーを含み、リレーは、収容室内に収容される。【００１７】
好ましくは、上記第２自己共振コイルは、コイル本体部と、コイル本体部のキャパシタンスを変更するキャパシタンス変更部とを含む。そして、上記キャパシタンス変更部は、収容室内に収容される。【００１８】
好ましくは、上記キャパシタンス変更部は、コイル本体部の端部に接続される引き出し線と、引き出し線に接続されるリレーと、受電時においてはリレーによって引き出し線を介してコイル本体部に接続され、非受電時においてはリレーによってコイル本体部とは切り離されるコンデンサとを含む。そして、上記リレーおよびコンデンサの少なくとも一方は、収容室内に収容される。【００１９】
好ましくは、上記誘電コイルに接続された整流器をさらに備え、整流器は、収容室内に収容される。【００２０】
好ましくは、上記誘電コイルに接続された電圧変換器をさらに備え、電圧変換器は、収容室内に収容される。【００２１】
好ましくは、上記第２自己共振コイルは、ボビンの外周面から離れ、ボビンの外周面に沿って巻回する巻回部と、ボビンに接続され、巻回部を支持可能な支持部とを含む。【００２２】
本発明に係る車両は、上記非接触電力伝達装置を備える。
【発明の効果】
【００２３】
この発明に係る非接触電力伝達装置および非接触電力伝達装置を備えた車両においては、非接触電力伝達装置のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１による給電システムの全体構成図である。
【図２】共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
【図３】電流源（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４】図１に示した電動車両のパワートレーン構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示したＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。
【図６】図１、図４における二次自己共振コイルの詳細な構成を示した図である。
【図７】二次自己共振コイル、二次コイルおよびこれらの近傍の構成を示す斜視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
【図９】コイル収容部をカバーの底部側から見た斜視図である。
【図１０】実施の形態２の非接触受電装置に用いられる二次自己共振コイルの構成を示した回路図である。
【図１１】二次自己共振コイル１１０Ａの変形例である二次自己共振コイル１１０Ａ１の構成を示した回路図である。
【図１２】図１０に示された二次自己共振コイルおよび二次コイルを収容するコイル収容部の断面図である。
【図１３】二次自己共振コイルの変形例である二次自己共振コイルの構成を示した回路図である。
【図１４】図１３に示された二次自己共振コイルおよび二次コイルを収容するコイル収容部２７０の断面図である。
【図１５】二次自己共振コイルの他の変形例である二次自己共振コイルの構成を示した回路図である。
【図１６】図１５に示された二次自己共振コイルおよび二次コイルを収容するコイル収容部２７０の断面図である。
【図１７】給電装置の一次自己共振コイルおよび一次コイルを収容するコイル収容部を示す斜視図である。
【図１８】図１７におけるＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線における断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１００  電動車両、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ  二次自己共振コイル、１１１  コイル本体部、１１２  リレー、１１５  インピーダンス変更部、１１６  支持部、１１７  巻回部、１２０  二次コイル、１２２  巻回部、１３０  整流器、１４０  コンバータ、１４２  直交変換部、１４４  トランス部、１４６  整流部、１５０  蓄電装置、１６２  昇圧コンバータ、１６４，１６６  インバータ、２００  給電装置、２１０  交流電源、２２０  高周波電力ドライバ、２３０  一次コイル、２４０  一次自己共振コイル、２５０  通信装置、２７０  コイル収容部、２７１  カバー、２７２  ボビン、２７３  収容室、２７４  周壁部、２７５  天板部、２７６  底部、２７７  底部、２７８  周壁部、２８０  シールド部材、２８１  シールド部材、２８２  コネクタ、２８３  コネクタ、３１０  高周波電源、３１１  コイル本体部、３１２Ａ，３１２Ｂ，３１２Ｃ  キャパシタンス変更部、３１３  コンデンサ、３１４  放電抵抗、３１５  リレー、３２０  一次コイル、３２１，３２２  引き出し線、３３０  一次自己共振コイル、３４０  二次自己共振コイル、３５０  二次コイル、３６０  負荷、３８０  シールド部材、３８１  シールド部材、４１７  巻回部、４１８  巻回部、４５０  コンデンサ、４７０  コイル収容部、４７１  カバー、４７２  ボビン、４７３  収容室。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。【００２７】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による給電システムの全体構成図である。図１を参照して、この給電システムは、電動車両１００に搭載された受電装置（非接触電力伝達装置）と、給電装置（非接触電力伝達装置）２００とを備える。電動車両１００に搭載された受電装置は、二次自己共振コイル１１０と、二次コイル１２０と、整流器１３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と、蓄電装置１５０とを含む。電動車両１００は、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power  Control  Unit）」とも称する。）１６０と、モータ１７０と、車両ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１８０と、通信装置１９０とをさらに含む。【００２８】
二次自己共振コイル１１０は、車体下部に配設されるが、給電装置２００が車両上方に配設されていれば、車体上部に配設されてもよい。二次自己共振コイル１１０は、両端がオープン（非接続）のＬＣ共振コイルであり、給電装置２００の一次自己共振コイル２４０（後述）と電磁場を介して共鳴することにより給電装置２００から電力を受電する。なお、二次自己共振コイル１１０の容量成分は、コイルの浮遊容量とするが、コイルの両端に接続されるコンデンサを設けてもよい。【００２９】
二次自己共振コイル１１０は、給電装置２００の一次自己共振コイル２４０との距離や、一次自己共振コイル２４０および二次自己共振コイル１１０の共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイル２４０と二次自己共振コイル１１０との共鳴強度を示すＱ値（たとえば、Ｑ＞１００）およびその結合度を示すκ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。【００３０】
二次コイル１２０は、二次自己共振コイル１１０と同軸上に配設され、電磁誘導により二次自己共振コイル１１０と磁気的に結合可能である。この二次コイル１２０は、二次自己共振コイル１１０により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器１３０へ出力する。整流器１３０は、二次コイル１２０によって取出された交流電力を整流する。【００３１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、車両ＥＣＵ１８０からの制御信号に基づいて、整流器１３０によって整流された電力を蓄電装置１５０の電圧レベルに変換して蓄電装置１５０へ出力する。なお、車両の走行中に給電装置２００から受電する場合には（その場合には、給電装置２００はたとえば車両上方または側方に配設される。）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、整流器１３０によって整流された電力をシステム電圧に変換してＰＣＵ１６０へ直接供給してもよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、必ずしも必要ではなく、二次コイル１２０によって取出された交流電力が整流器１３０によって整流された後に直接蓄電装置１５０に与えられるようにしても良い。【００３２】
蓄電装置１５０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を含む。蓄電装置１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０から供給される電力を蓄えるほか、モータ１７０によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置１５０は、その蓄えた電力をＰＣＵ１６０へ供給する。なお、蓄電装置１５０として大容量のキャパシタも採用可能であり、給電装置２００から供給される電力やモータ１７０からの回生電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をＰＣＵ１６０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。【００３３】
ＰＣＵ１６０は、蓄電装置１５０から出力される電力あるいはＤＣ／ＤＣコンバータ１４０から直接供給される電力によってモータ１７０を駆動する。また、ＰＣＵ１６０は、モータ１７０により発電された回生電力を整流して蓄電装置１５０へ出力し、蓄電装置１５０を充電する。モータ１７０は、ＰＣＵ１６０によって駆動され、車両駆動力を発生して駆動輪へ出力する。また、モータ１７０は、駆動輪や図示されないエンジンから受ける運動エネルギーによって発電し、その発電した回生電力をＰＣＵ１６０へ出力する。【００３４】
車両ＥＣＵ１８０は、車両の走行時、車両の走行状況や蓄電装置１５０の充電状態（以下「ＳＯＣ（State  Of  Charge）」とも称する。）に基づいてＰＣＵ１６０を制御する。通信装置１９０は、車両外部の給電装置２００と無線通信を行なうための通信インターフェースである。【００３５】
一方、給電装置２００は、交流電源２１０と、高周波電力ドライバ２２０と、一次コイル２３０と、一次自己共振コイル２４０と、通信装置２５０と、ＥＣＵ２６０とを含む。【００３６】
交流電源２１０は、車両外部の電源であり、たとえば系統電源である。高周波電力ドライバ２２０は、交流電源２１０から受ける電力を高周波の電力に変換し、その変換した高周波電力を一次コイル２３０へ供給する。なお、高周波電力ドライバ２２０が生成する高周波電力の周波数は、たとえば１Ｍ〜１０数ＭＨｚである。【００３７】
一次コイル２３０は、一次自己共振コイル２４０と同軸上に配設され、電磁誘導により一次自己共振コイル２４０と磁気的に結合可能である。そして、一次コイル２３０は、高周波電力ドライバ２２０から供給される高周波電力を電磁誘導により一次自己共振コイル２４０へ給電する。【００３８】
一次自己共振コイル２４０は、地面近傍に配設されるが、車両上方から電動車両１００へ給電する場合には車両上方または側方に配設されてもよい。一次自己共振コイル２４０も、両端がオープン（非接続）のＬＣ共振コイルであり、電動車両１００の二次自己共振コイル１１０と電磁場を介して共鳴することにより電動車両１００へ電力を送電する。なお、一次自己共振コイル２４０の容量成分も、コイルの浮遊容量とするが、コイルの両端に接続されるコンデンサを設けてもよい。【００３９】
この一次自己共振コイル２４０も、電動車両１００の二次自己共振コイル１１０との距離や、一次自己共振コイル２４０および二次自己共振コイル１１０の共鳴周波数等に基づいて、Ｑ値（たとえば、Ｑ＞１００）および結合度κ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。【００４０】
通信装置２５０は、給電先の電動車両１００と無線通信を行なうための通信インターフェースである。ＥＣＵ２６０は、電動車両１００の受電電力が目標値となるように高周波電力ドライバ２２０を制御する。具体的には、ＥＣＵ２６０は、電動車両１００の受電電力およびその目標値を通信装置２５０によって電動車両１００から取得し、電動車両１００の受電電力が目標値に一致するように高周波電力ドライバ２２０の出力を制御する。また、ＥＣＵ２６０は、給電装置２００のインピーダンス値を電動車両１００へ送信することができる。【００４１】
図２は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。図２を参照して、この共鳴法では、２つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する２つのＬＣ共振コイルが電磁場（近接場）において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。【００４２】
具体的には、高周波電源３１０に一次コイル３２０を接続し、電磁誘導により一次コイル３２０と磁気的に結合される一次自己共振コイル３３０へ１Ｍ〜１０数ＭＨｚの高周波電力を給電する。一次自己共振コイル３３０は、コイル自身のインダクタンスと浮遊容量とによるＬＣ共振器であり、一次自己共振コイル３３０と同じ共振周波数を有する二次自己共振コイル３４０と電磁場（近接場）を介して共鳴する。そうすると、一次自己共振コイル３３０から二次自己共振コイル３４０へ電磁場を介してエネルギー（電力）が移動する。二次自己共振コイル３４０へ移動したエネルギー（電力）は、電磁誘導により二次自己共振コイル３４０と磁気的に結合される二次コイル３５０によって取出され、負荷３６０へ供給される。【００４３】
なお、図１との対応関係について説明すると、図１の交流電源２１０および高周波電力ドライバ２２０は、図２の高周波電源３１０に相当する。また、図１の一次コイル２３０および一次自己共振コイル２４０は、それぞれ図２の一次コイル３２０および一次自己共振コイル３３０に相当し、図１の二次自己共振コイル１１０および二次コイル１２０は、それぞれ図２の二次自己共振コイル３４０および二次コイル３５０に相当する。そして、図１の整流器１３０以降が負荷３６０として総括的に示されている。【００４４】
図３は、電流源（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３を参照して、電磁界は３つの成分を含む。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。【００４５】
この中でも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があるが、共鳴法では、この近接場（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、近接場を利用して、同じ固有振動数を有する一対の共鳴器（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、一方の共鳴器（一次自己共振コイル）から他方の共鳴器（二次自己共振コイル）へエネルギー（電力）を伝送する。この近接場は遠方にエネルギー（電力）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」によりエネルギー（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。【００４６】
図４は、図１に示した電動車両１００のパワートレーン構成を示すブロック図である。図４を参照して、電動車両１００は、蓄電装置１５０と、システムメインリレーＳＭＲ１と、昇圧コンバータ１６２と、インバータ１６４，１６６と、モータジェネレータ１７２，１７４と、エンジン１７６と、動力分割装置１７７と、駆動輪１７８とを含む。また、電動車両１００は、二次自己共振コイル１１０と、二次コイル１２０と、整流器１３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と、システムメインリレーＳＭＲ２と、車両ＥＣＵ１８０と、通信装置１９０と、電圧センサ１９１，１９２と、電流センサ１９４とをさらに含む。【００４７】
この電動車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４を動力源として搭載する。エンジン１７６およびモータジェネレータ１７２，１７４は、動力分割装置１７７に連結される。そして、電動車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４の少なくとも一方が発生する駆動力によって走行する。エンジン１７６が発生する動力は、動力分割装置１７７によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪１７８へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータ１７２へ伝達される経路である。【００４８】
モータジェネレータ１７２は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機を含む。モータジェネレータ１７２は、動力分割装置１７７によって分割されたエンジン１７６の運動エネルギーを用いて発電する。たとえば、蓄電装置１５０のＳＯＣが予め定められた値よりも低くなると、エンジン１７６が始動してモータジェネレータ１７２により発電が行なわれ、蓄電装置１５０が充電される。【００４９】
モータジェネレータ１７４も、交流回転電機であり、モータジェネレータ１７２と同様に、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機を含む。モータジェネレータ１７４は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力およびモータジェネレータ１７２により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ１７４の駆動力は、駆動輪１７８に伝達される。【００５０】
また、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーが駆動輪１７８を介してモータジェネレータ１７４の回転駆動に用いられ、モータジェネレータ１７４が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータ１７４は、走行エネルギーを電力に変換して制動力を発生する回生ブレーキとして作動する。そして、モータジェネレータ１７４により発電された電力は、蓄電装置１５０に蓄えられる。なお、モータジェネレータ１７４は、図１におけるモータ１７０に相当する。【００５１】
動力分割装置１７７は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車を含む。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１７６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ１７２の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータ１７４の回転軸および駆動輪１７８に連結される。【００５２】
システムメインリレーＳＭＲ１は、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ１は、車両ＥＣＵ１８０からの信号ＳＥ１が活性化されると、蓄電装置１５０を昇圧コンバータ１６２と電気的に接続し、信号ＳＥ１が非活性化されると、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間の電路を遮断する。【００５３】
昇圧コンバータ１６２は、車両ＥＣＵ１８０からの信号ＰＷＣに基づいて、蓄電装置１５０から出力される電圧を昇圧して正極線ＰＬ２へ出力する。なお、この昇圧コンバータ１６２は、たとえば直流チョッパ回路を含む。【００５４】
インバータ１６４，１６６は、それぞれモータジェネレータ１７２，１７４に対応して設けられる。インバータ１６４は、車両ＥＣＵ１８０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ１７２を駆動し、インバータ１６６は、車両ＥＣＵ１８０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ１７４を駆動する。なお、インバータ１６４，１６６は、たとえば三相ブリッジ回路を含む。【００５５】
なお、昇圧コンバータ１６２およびインバータ１６４，１６６は、図１におけるＰＣＵ１６０に相当する。【００５６】
二次自己共振コイル１１０は、中央部で２つに分割されており、その中央部にはリレー１１２が設けられている。受電時には、車両ＥＣＵからの制御信号ＳＥ３によってリレー１１２が接続状態に制御され、二次自己共振コイル１１０のインピーダンスは図１の一次自己共振コイル２４０と共鳴するインピーダンス（第１状態）に変更される。受電停止時には、車両ＥＣＵからの制御信号ＳＥ３によってリレー１１２が非接続状態に制御され、二次自己共振コイル１１０のインピーダンスは図１の一次自己共振コイル２４０と共鳴しないインピーダンス（第２状態）に変更される。【００５７】
なお、二次コイル１２０、整流器１３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ１４０に関しては、図１で説明したとおりであるので、説明は繰返さない。システムメインリレーＳＭＲ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と蓄電装置１５０との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ２は、車両ＥＣＵ１８０からの信号ＳＥ２が活性化されると、蓄電装置１５０をＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と電気的に接続し、信号ＳＥ２が非活性化されると、蓄電装置１５０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４０との間の電路を遮断する。【００５８】
電圧センサ１９１は、システムメインリレーＳＭＲ２とＤＣ／ＤＣコンバータ１４０との間の送電経路の線路間電圧Ｖ２を検出し、その検出値を車両ＥＣＵ１８０へ出力する。電圧センサ１９２は、整流器１３０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４０との間の送電経路の線路間電圧ＶＨを検出し、その検出値を車両ＥＣＵ１８０へ出力する。電流センサ１９４は、整流器１３０から出力される電流Ｉ１を検出し、その検出値を車両ＥＣＵ１８０へ出力する。【００５９】
車両ＥＣＵ１８０は、アクセル開度や車両速度、その他各センサからの信号に基づいて、昇圧コンバータ１６２およびモータジェネレータ１７２，１７４をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１６２およびインバータ１６４，１６６へ出力する。【００６０】
また、車両ＥＣＵ１８０は、車両の走行時、信号ＳＥ１を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオンさせるとともに、信号ＳＥ２を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオフさせる。なお、車両の走行中に給電装置から受電可能な場合には、車両ＥＣＵ１８０は、信号ＳＥ１，ＳＥ２を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をともにオンさせてもよい。【００６１】
一方、車両外部の給電装置２００からの受電時、車両ＥＣＵ１８０は、信号ＳＥ１を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオフさせるとともに、信号ＳＥ２を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。【００６２】
車両ＥＣＵ１８０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を制御するための信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤをＤＣ／ＤＣコンバータ１４０へ出力する。また、車両ＥＣＵ１８０は、電圧センサ１９２からの電圧ＶＨおよび電流センサ１９４からの電流Ｉ１に基づいて給電装置２００からの受電電力を算出し、その算出値を受電電力の目標値とともに通信装置１９０によって給電装置２００へ送信する。【００６３】
図５は、図４に示したＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の回路図である。図５を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、直交変換部１４２と、トランス部１４４と、整流部１４６とを含む。直交変換部１４２は、車両ＥＣＵ１８０からの信号ＰＷＤに基づいてオンオフ駆動されるスイッチング素子を含み、図４の整流器１３０から供給される直流電力を交流電力に変換してトランス部１４４へ出力する。【００６４】
トランス部１４４は、直交変換部１４２と整流部１４６とを絶縁するとともに、コイル巻数比に応じた電圧変換を行なう。整流部１４６は、トランス部１４４から出力される交流電力を直流電力に整流して図４の蓄電装置１５０へ出力する。【００６５】
図６は、図１、図４における二次自己共振コイル１１０の詳細な構成を示した図である。【００６６】
図６を参照して、二次自己共振コイル１１０は、図１の一次自己共振コイル２４０と磁場の共鳴により磁気的に結合された、受電時に選択される第１状態と、第１状態よりも一次自己共振コイル２４０との結合が弱められた、非受電時に選択される第２状態とが、切り替え可能に構成される。【００６７】
好ましくは、二次自己共振コイル１１０は、第１状態と第２状態とで異なるインピーダンスを有する。【００６８】
具体的には、二次自己共振コイル１１０は、コイル本体部１１１と、コイル本体部１１１のインピーダンスを変更するインピーダンス変更部１１５とを含む。【００６９】
コイル本体部１１１は、中央部において第１部分１１３と第２部分１１４に分割される。インピーダンス変更部１１５は、コイル本体部１１１の中央部に設けられ第１部分１１３と第２部分１１４とを受電時においては接続し、非受電時においては切り離すリレー１１２を含む。【００７０】
二次自己共振コイル１１０は、受電中には、アンテナのように動作し、両端の電圧の振幅は大きくなり、中央部の電圧の振幅はほぼゼロとなる。したがって、コイル本体部１１１の中央部にリレー１１２を配置すれば、他の部分にリレーを設けるよりも耐圧が低い小型のリレーで済む。【００７１】
共鳴法で電力の送電を行なう場合には、送電側が送電をしており、共振コイルの共鳴周波数が一致していれば、受電側が受電の意思がない場合にも、車両が搭載する部品である二次自己共振コイルに電力が受電されてしまう。したがって、図６に示したように、二次自己共振コイルのインピーダンスを変更可能に構成しておき、受電側が受電の意思がない場合には送電側とは共鳴周波数が一致しないようにインピーダンスを変更しておく。【００７２】
このようにすれば、不要な場合に車両に搭載する部品に受電されることがなくなるので、好ましい。【００７３】
図７は、二次自己共振コイル１１０および二次コイル１２０とこれらの近傍の構成を示す斜視図であり、図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
。図７に示すように、二次自己共振コイル１１０および二次コイル１２０は、コイル収容部２７０内に収容されている。【００７４】
コイル収容部２７０は、二次自己共振コイル１１０および二次コイル１２０が装着された円筒状のボビン２７２と、カバー２７１とを備えている。【００７５】
カバー２７１は、ボビン２７２上に位置する天板部２７５と、天板部２７５の周縁部から垂下する周壁部２７４と、周壁部２７４の下端部に連設された底部２７６とを備えている。そして、カバー２７１内には、ボビン２７２が収容される収容室が規定されている。【００７６】
ボビン２７２は、底部２７６に固定されており、少なくとも一方の端部が開口するように筒状に形成されている。そして、ボビン２７２がカバー２７１によって覆われることで、ボビン２７２の開口部が閉塞され、内部に機器を収容可能な収容室２７３が規定される。【００７７】
ここで、二次自己共振コイル１１０の中心軸線方向の長さは、二次自己共振コイル１１０の直径よりも短くなっている。また、二次コイル１２０の巻回回数は、二次自己共振コイル１１０の巻回回数よりも少なく、たとえば、１回程度とされており、二次コイル１２０の中心軸線方向の長さは、二次コイル１２０の直径よりも短くなっている。【００７８】
このため、二次自己共振コイル１１０および二次コイル１２０を同軸上に配置したとしても、二次自己共振コイル１１０および二次コイル１２０の中心軸線方向のボビン２７２の長さを、二次自己共振コイル１１０および二次コイル１２０の径方向の長さ（ボビン２７２の幅方向の長さ）よりも短くすることができる。【００７９】
コイル収容部２７０の高さが低減されているので、コイル収容部２７０を電動車両１００のフロアパネル上に載置したとしても、コイル収容部２７０がフロアパネルから大きく突出するこを抑制することができる。これにより、受電装置の電動車両１００内における搭載性の向上を図ることができる。【００８０】
図８において、ボビン２７２は、円筒状に形成された周壁部２７８と、周壁部２７８の端部に連設された底部２７７とを備えており、収容室２７３内に収容される機器は、底部２７７上に載置される。【００８１】
ここで、底部２７７の直径はボビン２７２の中心軸方向の長さよりも長いため、底部２７７において、機器を載置するための載置面積が広く確保されている。これにより、各機器を積層させた状態で固定する必要がなく、複数の機器を底部２７７に直接固定させることができる。【００８２】
そして、上記のように、各種機器をボビン２７２内に収容することで、ボビン２７２内のデッドスペースの活用を図ることができ、搭載効率の向上を図ることができる。【００８３】
この図８に示す例においては、ボビン２７２の収容室２７３内には、二次自己共振コイル１１０に接続されたインピーダンス変更部１１５と、二次コイル１２０に接続された整流器１３０とが収容されている。【００８４】
なお、二次コイル１２０のコネクタ２８２は、ボビン２７２の内周面に設けられており、同様に、二次自己共振コイル１１０のコネクタ２８３もボビン２７２の内周面に設けられている。これにより、受電装置の組立時に、ボビン２７２内に整流器１３０およびインピーダンス変更部１１５を固定した後に、整流器１３０と二次コイル１２０と接続およびインピーダンス変更部１１５と二次自己共振コイル１１０との接続作業を行うことができ、作業効率の向上を図ることができる。【００８５】
二次自己共振コイル１１０および二次コイル１２０は、ボビン２７２に装着されており、この図７に示す例においては、二次自己共振コイル１１０は、図１に示す一次自己共振コイル２４０側に位置しており、二次コイル１２０は、二次自己共振コイル１１０に対して一次自己共振コイル２４０と反対側に位置している。【００８６】
二次自己共振コイル１１０は、ボビン２７２の周面に沿って延び、ボビン２７２の周囲を複数回巻回する巻回部１１７と、一端がボビン２７２に固定され、巻回部１１７を支持可能な支持部１１６とを備えている。そして、巻回部１１７がボビン２７２の外周面から離れるように、支持部１１６は巻回部１１７を支持している。【００８７】
ここで、一般的なコイルにおいては、ボビン２７２の外周面に螺旋状の溝を形成して、二次自己共振コイル１１０を装着する。この一般的な装着例においては、二次自己共振コイル１１０を構成するコイル線間にボビン２７２の一部が位置することでキャパシタが形成され、二次自己共振コイル１１０に交流電流が供給されることで、ボビン２７２のうち、コイル線間に位置する部分が発熱する。【００８８】
その一方で、図７に示す例においては、二次自己共振コイル１１０の巻回部１１７は、ボビン２７２の外周面から離れ、さらに、外部に露出しているため、二次自己共振コイル１１０に交流電流が供給されたとしても、ボビン２７２が加熱されることを抑制することができる。【００８９】
巻回部１１７は、二次自己共振コイル１１０の延在方向の中央部で分割された第１部分１１３および第２部分１１４とを含む。第１部分１１３の中央部側の端部には、インピーダンス変更部１１５に接続され、ボビン２７２に固定された引き出し線３２１が接続されている。第１部分１１３の他方側の端部には、ボビン２７２に固定された支持部１１６が接続されている。第２部分１１４の中央部側の端部には、インピーダンス変更部１１５に接続され、ボビン２７２に固定された引き出し線３２１が接続されている。第２部分１１４の他方側の端部には、ボビン２７２に固定された支持部１１６が接続されている。【００９０】
このように、第１部分１１３の両端部は、ボビン２７２に固定された支持部１１６および引き出し線３２１によって、ボビン２７２の外周面から離れた位置で支持されている。そして、第１部分１１３は、ボビン２７２の外周面に沿って巻回している。【００９１】
同様に、第２部分１１４も、引き出し線３２１と、支持部１１６とによって、ボビン２７２から離れた位置で支持され、ボビン２７２の外周面に沿って巻回している。【００９２】
ここで、インピーダンス変更部１１５は、収容室２７３内に収容されており、第１部分１１３および第２部分１１４に非常に近接しているため、引き出し線３２１の長さを短くすることができ、引き出し線３２１により、二次自己共振コイル１１０の共振周波数が変動することが抑制されている。【００９３】
二次コイル１２０は、ボビン２７２の外周面から離れた位置で、ボビン２７２の周面に沿って巻回する巻回部１２２と、巻回部１２２の両端部に接続された引き出し線３２２とを備えている。【００９４】
そして、引き出し線３２２も、巻回部１２２の端部からボビン２７２に向けて延びており、ボビン２７２に固定され、巻回部１２２は、この引き出し線３２２によって支持されている。なお、引き出し線３２２は、ボビン２７２の内部に規定された収容室２７３に達しており、整流器１３０に接続されている。なお、整流器１３０も、収容室２７３内に収容されているため、引き出し線３２２の長さを短くすることができる。【００９５】
カバー２７１の内表面のうち、図７に示す周壁部２７４および底部２７６の内表面には、たとえば銅等の金属材料、金属材料等を含み導電性の布およびスポンジ等によって形成されたシールド部材２８０が設けられている。その一方で、一次自己共振コイル２４０と対向する天板部２７５の内表面には、シールド部材が設けられていない。【００９６】
これにより、二次自己共振コイル１１０および一次自己共振コイル２４０との間に生じる電磁界は、シールド部材２８０によって反射され、シールド部材２８０から外方に漏れ出すことが抑制される。そして、シールド部材２８０が設けられていない天板部２７５を通して電磁波が流れ、一次自己共振コイル２４０と二次自己共振コイル１１０との間で電力の送電および受電が行われる。このように、電磁界の漏れを抑制することができ、二次自己共振コイル１１０と一次自己共振コイル２４０との間における電力の受電効率の向上を図ることができる。【００９７】
ボビン２７２の内周面にも、シールド部材２８１が設けられている。これにより、電磁波がボビン２７２内に達することを抑制することができ、ボビン２７２内に収容されたインピーダンス変更部１１５および整流器１３０によって二次自己共振コイル１１０の共振周波数が変動することを抑制することができる。【００９８】
図９は、コイル収容部２７０をカバー２７１の底部２７６側から見た斜視図である。この図９に示すように、整流器１３０と図１に示すコンバータ１４０とを接続する引き出し線は、上記の底部２７６の中央部から引き出されている。【００９９】
［実施の形態２］
実施の形態２は、実施の形態１の図４や図６に示した二次自己共振コイル１１０の構成を変形したものである。したがって、他の部分の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明は繰返さない。【０１００】
図１０は、実施の形態２の非接触受電装置に用いられる二次自己共振コイル１１０Ａの構成を示した回路図である。【０１０１】
図１０を参照して、二次自己共振コイル１１０Ａは、図１の一次自己共振コイル２４０と磁場の共鳴により磁気的に結合された、受電時に選択される第１状態と、第１状態よりも一次自己共振コイル２４０との結合が弱められた、非受電時に選択される第２状態とが切り替え可能に構成される。【０１０２】
二次自己共振コイル１１０Ａは、第１状態と第２状態とで異なるインピーダンスを有する。具体的には、二次自己共振コイル１１０Ａは、コイル本体部３１１と、コイル本体部３１１のキャパシタンスを変更するキャパシタンス変更部３１２Ａとを含む。【０１０３】
キャパシタンス変更部３１２Ａは、コイル本体部の端部に接続される引き出し線３２１と、引き出し線３２１に接続されるリレー３１５と、受電時においてはリレー３１５によって引き出し線３２１を介してコイル本体部３１１に接続され、非受電時においてはリレー３１５によってコイル本体部３１１とは切り離されるコンデンサ３１３とを含む。【０１０４】
二次自己共振コイル１１０Ａは、非受電時にコンデンサ３１３を電荷が放電された状態にするための放電抵抗３１４をさらに備える。放電抵抗３１４はコンデンサ３１３の両電極間に接続される。コンデンサ３１３は、コイル本体部３１１の他端に接続された引き出し線３２２とリレー３１５との間に接続されている。【０１０５】
図１１は、二次自己共振コイル１１０Ａの変形例である二次自己共振コイル１１０Ａ１の構成を示した回路図である。【０１０６】
図１０、図１１を参照して、二次自己共振コイル１１０Ａ１は、二次自己共振コイル１１０Ａの構成において、キャパシタンス変更部３１２Ａに代えてキャパシタンス変更部３１２Ａ１を含む。キャパシタンス変更部３１２Ａ１は、図１０のキャパシタンス変更部３１２の構成において、放電抵抗３１４を削除したものであり、他の部分の構成はキャパシタンス変更部３１２と同じであり説明は繰返さない。【０１０７】
図１２は、上記図１０に示された二次自己共振コイル１１０Ａおよび二次コイル１２０を収容するコイル収容部２７０の断面図である。【０１０８】
この図１２に示す例においては、ボビン２７２の収容室２７３内には、二次コイル１２０に接続された整流器１３０と、コイル本体部３１１に接続されたリレー３１５、コンデンサ３１３および放電抵抗３１４とが収容されている。【０１０９】
これにより、この図１０および図１２に示す例においても、受電装置のコンパクト化を図ることができる。【０１１０】
図１３は、二次自己共振コイル１１０Ａの変形例である二次自己共振コイル１１０Ｂの構成を示した回路図である。【０１１１】
図１０、図１３を参照して、二次自己共振コイル１１０Ｂは、二次自己共振コイル１１０Ａの構成において、キャパシタンス変更部３１２Ａに代えてキャパシタンス変更部３１２Ｂを含む。【０１１２】
キャパシタンス変更部３１２Ｂは、コイル本体部の端部に接続される引き出し線３２１と、引き出し線３２１に接続されるリレー３１５と、受電時においてはリレー３１５によって引き出し線３２１を介してコイル本体部３１１に接続され、非受電時においてはリレー３１５によってコイル本体部３１１とは切り離されるコンデンサ３１３とを含む。【０１１３】
二次自己共振コイル１１０Ｂは、非受電時にコンデンサ３１３を電荷が放電された状態にするための放電抵抗３１４をさらに備える。【０１１４】
二次自己共振コイル１１０Ｂは、受電時に放電抵抗３１４をコンデンサ３１３から切り離し、非受電時に放電抵抗をコンデンサに接続する他のリレー３１６をさらに含む。【０１１５】
コンデンサ３１３の両電極間に、放電抵抗３１４と他のリレー３１６とが直列に接続される。コンデンサ３１３は、コイル本体部３１１の他端に接続された引き出し線３２２とリレー３１５との間に接続されている。【０１１６】
図４の車両ＥＣＵ１８０は、受電時には、リレー３１５をオン状態、リレー３１６をオフ状態に制御し、非受電時には、リレー３１５をオン状態、リレー３１６をオフ状態に制御する。【０１１７】
図１４は、上記図１３に示す二次自己共振コイル１１０Ｂおよび二次コイル１２０を収容するコイル収容部２７０の断面図である。【０１１８】
この図１４に示す例においては、コイル本体部に接続されたリレー３１５、コンデンサ３１３、放電抵抗３１４およびリレー３１６がボビン２７２の収容室２７３内に収容されている。さらに、収容室２７３内には、二次コイル１２０に接続された整流器１３０が収容されている。【０１１９】
これにより、この図１３および図１４に示す例においても、受電装置のコンパクト化を図ることができる。【０１２０】
図１５は、二次自己共振コイル１１０Ａの他の変形例である二次自己共振コイル１１０Ｃの構成を示した回路図である。【０１２１】
図１０、図１３を参照して、二次自己共振コイル１１０Ｃは、二次自己共振コイル１１０Ａの構成において、キャパシタンス変更部３１２Ａに代えてキャパシタンス変更部３１２Ｃを含む。【０１２２】
キャパシタンス変更部３１２Ｃは、コイル本体部の端部に接続される引き出し線３２１と、引き出し線３２１に接続されるリレー３１７と、受電時においてはリレー３１７によって引き出し線３２１を介してコイル本体部３１１に接続され、非受電時においてはリレーによってコイル本体部３１１とは切り離されるコンデンサ３１３とを含む。【０１２３】
二次自己共振コイル１１０Ｃは、非受電時にコンデンサ３１３を電荷が放電された状態にするための放電抵抗３１４をさらに備える。【０１２４】
リレー３１７は、受電時に放電抵抗３１４をコンデンサ３１３から切り離し、非受電時に放電抵抗３１４をコンデンサ３１３に接続する。【０１２５】
車両ＥＣＵ１８０は、受電時には、リレー３１７をコイル本体部３１１の端部をコンデンサの一方端に接続しかつその一方端から放電抵抗３１４を切り離すように制御する。車両ＥＣＵ１８０は、非受電時には、リレー３１７をコイル本体部３１１の端部をコンデンサの一方端から切り離し、コンデンサのその一方端を放電抵抗３１４と接続するように制御する。【０１２６】
図１６は、図１５に示された二次自己共振コイル１１０Ｃおよび二次コイル１２０等を収容するコイル収容部２７０の断面図である。【０１２７】
この図１６に示す例においては、コイル本体部に接続されたリレー３１７、コンデンサ３１３、および放電抵抗３１４と、二次コイル１２０に接続された整流器１３０およびコンバータ（電圧変換器）１４０が収容されており、受電装置のコンパクト化を図ることができる。【０１２８】
なお、収容室２７３内に収容される機器としては、上記のものに限られず、たとえば、車両ＥＣＵ１８０、通信装置１９０および温度センサ等を収容してもよい。【０１２９】
以上説明したように、本実施の形態は、給電装置からの送電が行なわれていたとしても、受電が不要な場合に車両のいずれにも共鳴による受電をしている場所をなくすることができと共に、受電装置のコンパクト化を図ることができる。【０１３０】
［実施の形態３］
図１７および図１８を用いて、本発明を給電装置２００に適用した例について説明する。図１７は、一次自己共振コイル２４０および一次コイル２３０を収容するコイル収容部４７０の斜視図であり、図１８は、図１７におけるＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線における断面図である。【０１３１】
これら、図１７および図１８に示すように、コイル収容部４７０は、一次自己共振コイル２４０と一次コイル２３０とが装着されたボビン４７２と、このボビン４７２を覆うように設けられたカバー４７１とを備えている。【０１３２】
ボビン４７２は、筒状に形成されており、内部に機器を収容可能な収容室４７３が規定されている。そして、収容室４７３内には、一次自己共振コイル２４０に接続されたコンデンサ４５０と、一次コイル２３０に接続された高周波電力ドライバ（周波数変換器）２２０とが収容されている。これにより、給電装置２００のコンパクト化が図られている。なお、収容室４７３に収容される機器としては、上記のような機器に限られず、通信装置２５０やＥＣＵ２６０等を収容するようにしてもよい。このように、本願発明は、受電装置に限られず、給電装置２００にも適用することができる。【０１３３】
このコイル収容部４７０においても、ボビン４７２の内周面には、シールド部材３８１が設けられており、カバー４７１の内周面にもシールド部材３８０が設けられている。【０１３４】
さらに、一次自己共振コイル２４０は、ボビン４７２の外周面に沿って延び、ボビン４７２の外周面から離れた位置に設けられた巻回部４１７と、この巻回部４１７の両端部に設けられコンデンサ４５０に接続された引き出し線４２１とを備えている。引き出し線４２１は、ボビン４７２に固定されており、巻回部４１７を支持している。【０１３５】
同様に、一次コイル２３０も、ボビン４７２の外周面に沿って巻回された巻回部４１８と、この巻回部４１８の両端部に設けられ、高周波電力ドライバ２２０に接続された引き出し線４２２とを備えている。そして、巻回部４１８は、ボビン４７２の外周面から離れた位置で引き出し線４２１によって固定されている。【０１３６】
なお、上記の各実施の形態においては、図４に示したように電動車両として、動力分割装置１７７によりエンジン１７６の動力を分割して駆動輪１７８とモータジェネレータ１７２とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータ１７２を駆動するためにのみエンジン１７６を用い、モータジェネレータ１７４でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車や、エンジン１７６が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車などにもこの発明は適用可能である。【０１３７】
また、この発明は、エンジン１７６を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、直流電源として蓄電装置１５０に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。また、この発明は、昇圧コンバータ１６２を備えない電動車両にも適用可能である。【０１３８】
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請求の範囲によって示され、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。
【図１】
2010041321.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年5月31日(2011.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る非接触電力伝達装置は、対向配置される第１自己共振コイルとの間で、磁場の共鳴により電力の送電および受電の少なくとも一方が可能な第２自己共振コイルと、第２自己共振コイルが受電した電力を電磁誘導により取り出すこと、および、第２自己共振コイルに電力を電磁誘導により給電することの少なくとも一方が可能な誘電コイルと内部に機器を収容可能な収容室とを備える。好ましくは、上記第２自己共振コイルが装着されたボビンをさらに備え、収容室は、前記ボビンの内部に規定される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
図１０、図１１を参照して、二次自己共振コイル１１０Ａ１は、二次自己共振コイル１１０Ａの構成において、キャパシタンス変更部３１２Ａに代えてキャパシタンス変更部３１２Ａ１を含む。キャパシタンス変更部３１２Ａ１は、図１０のキャパシタンス変更部３１２Ａの構成において、放電抵抗３１４を削除したものであり、他の部分の構成はキャパシタンス変更部３１２Ａと同じであり説明は繰返さない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
図４の車両ＥＣＵ１８０は、受電時には、リレー３１５をオン状態、リレー３１６をオフ状態に制御し、非受電時には、リレー３１５をオフ状態、リレー３１６をオン状態に制御する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
図１０、図１５を参照して、二次自己共振コイル１１０Ｃは、二次自己共振コイル１１０Ａの構成において、キャパシタンス変更部３１２Ａに代えてキャパシタンス変更部３１２Ｃを含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される第１自己共振コイル（２４０，１１０）との間で、磁場の共鳴により電力の送電および受電の少なくとも一方が可能な第２自己共振コイル（１１０，２４０）と、
前記第２自己共振コイルが受電した電力を電磁誘導により取り出すこと、および、前記第２自己共振コイルに電力を電磁誘導により給電することの少なくとも一方が可能な誘電コイル（１２０，２３０）と、
内部に機器を収容可能な収容室（２７３，４７３）と、
を備えた、非接触電力伝達装置。
【請求項２】
前記第２自己共振コイル（１１０，２４０）が装着されたボビン（２７２，４７２）をさらに備え、
前記収容室（２７３，４７３）は、前記ボビン（２７２，４７２）の内部に規定された、請求項１に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項３】
前記第２自己共振コイル（１１０）および前記誘電コイル（１２０）は車両に搭載され、前記第１自己共振コイル（２４０）は前記車両の外部に配置され、前記第１自己共振コイル（２４０）は前記第２自己共振コイル（１１０）に電力を送電し、前記第２自己共振コイル（１１０）は前記第１自己共振コイル（２４０）から送電される電力を受電し、前記第２自己共振コイル（１１０）および前記誘電コイル（１２０）は受電装置の少なくとも一部を構成する、請求項１に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項４】
前記第１自己共振コイル（１１０）は車両に搭載され、前記第２自己共振コイル（２４０）および前記誘電コイル（２３０）は前記車両の外部に配置され、前記第２自己共振コイル（２４０）は前記第１自己共振コイル（１１０）に電力を送電し、前記第１自己共振コイル（１１０）は前記第２自己共振コイル（２４０）から送電される電力を受電し、前記第２自己共振コイル（２４０）および前記誘電コイル（２３０）は送電装置の少なくとも一部を構成する、請求項１に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項５】
前記ボビン（２７２，４７２）の軸方向の長さは、前記ボビン（２７２，４７２）の幅方向の長さよりも短くされた、請求項２に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項６】
前記ボビン（２７２，４７２）の収容室（２７３，４７３）内に収容される機器は、前記第２自己共振コイル（１１０，２４０）に接続されたコンデンサ（３１３，４５０）を含む、請求項２に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項７】
前記ボビン（２７２）の収容室（２７３）内に収容される機器は、前記第２自己共振コイル（１１０）を第１自己共振コイル（２４０）と磁場の共鳴により磁気的に結合された、受電時に選択される第１状態と、前記第１状態よりも前記第１自己共振コイルとの共鳴による磁気的結合が弱められた、非受電時に選択される第２状態とが切り替え可能な切替機器（１１５）とされた、請求項２に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項８】
前記第２自己共振コイル（１１０）は、コイル本体部（１１１）と、前記コイル本体部のインダクタンスを変更するインピーダンス変更部（１１５）とを含み、
前記インピーダンス変更部（１１５）は、前記収容室（２７３）内に収容された、請求項１に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項９】
前記コイル本体部（１１１）は、中央部において第１部分（１１３）と第２部分（１１４）に分割され、
前記インピーダンス変更部（１１５）は、前記コイル本体部の中央部に設けられ前記第１部分と前記第２部分とを受電時においては接続し、非受電時においては切り離すリレー（１１２）を含み、
前記リレー（１１２）は、前記収容室（２７３）内に収容された、請求項８に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項１０】
前記第２自己共振コイル（１１０Ａ〜１１０Ｃ）は、
コイル本体部（３１１）と、
前記コイル本体部のキャパシタンスを変更するキャパシタンス変更部（３１２Ａ〜３１２Ｃ）とを含み、
前記キャパシタンス変更部（３１２Ａ〜３１２Ｃ）は、前記収容室内に収容された、請求項１に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項１１】
前記キャパシタンス変更部（３１２Ａ〜３１２Ｃ）は、
前記コイル本体部（３１１）の端部に接続される引き出し線（３２１）と、
前記引き出し線に接続されるリレー（３１５〜３１７）と、
受電時においては前記リレー（３１５〜３１７）によって前記引き出し線（３２１）を介して前記コイル本体部（３１１）に接続され、非受電時においては前記リレーによって前記コイル本体部とは切り離されるコンデンサ（３１３）とを含み、
前記リレーおよび前記コンデンサの少なくとも一方は、前記収容室（２７３）内に収容された、請求項１０に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項１２】
前記誘電コイルに接続された整流器（１３０）をさらに備え、前記整流器（１３０）は、前記収容室（２７３）内に収容された、請求項１に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項１３】
前記誘電コイルに接続された電圧変換器（１４０）をさらに備え、前記電圧変換器は、前記収容室（２７３）内に収容された、請求項１に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項１４】
前記第２自己共振コイル（１１０，２４０）は、前記ボビン（２７２，４７２）の外周面から離れ、前記ボビン（２７２，４７２）の外周面に沿って巻回する巻回部（１１７，４１７）と、前記ボビン（２７２，４７２）に接続され、前記巻回部を支持可能な支持部（１１６）とを含む、請求項２に記載の非接触電力伝達装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の非接触電力伝達装置を備えた車両。
【国際調査報告】
2010041321.tif 000021
2010041321.tif 000022
2010041321.tif 000023
2010041321.tif 000024