(57)【要約】【課題】第１に、電磁波公害の虞がなく、第２に、エアギャップ拡大が実現でき、第３に、もって電気自動車普及にも寄与する、移動給電式の非接触給電装置を提案する。【解決手段】この非接触給電装置１は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電コイル３から受電コイル５に電力を供給する。そして、給電に際し受電コイル３が、定置された送電コイル３に対し、エアギャップＡを存しつつ対応して移動される、移動給電式にて電力供給可能となっている。送電コイル３および受電コイル５は、それぞれループ状のフラット構造をなすと共に、送電コイル３として、交叉コイルＣが採用されている。交叉コイルＣは、受電側の移動方向Ｂに沿い長ループ状をなすと共に、途中で交叉されており、交叉により複数のユニットＤが形成されている。なおこれに代え、共振中継方式を採用し、その中継コイルとして、交叉コイルＣを採用するようにしてもよい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導の相互誘導作用に基づき、給電側回路の送電コイルから受電側回路の受電コイルに、電力を供給する非接触給電装置であって、
給電に際し、該受電コイルが、定置された該送電コイルに対し、エアギャップを存しつつ対応して移動する、移動給電式にて電力供給可能となっており、
該送電コイルおよび該受電コイルは、それぞれ、ループ状のフラット構造をなすと共に、該送電コイルとして、交叉コイルが採用されており、
該交叉コイルは、受電側の移動方向に沿い長ループ状をなすと共に、途中で交叉されており、交叉により複数のユニットが形成されていること、を特徴とする移動給電式の非接触給電装置。
【請求項２】
請求項１において、該送電コイルに対応位置して、中継回路の中継コイルが定置配設されており、該中継回路は、該給電側回路から独立しており、該中継コイルは、該中継回路に配されたコンデンサと共振し、該受電コイルは、給電に際し該中継コイルに対し、該エアギャップを存しつつ対応して移動し、
かつ、該給電側回路の送電コイルとして、請求項１に記載されたように該交叉コイルは採用されておらず、これに代え、その該中継回路の中継コイルとして該交叉コイルが採用されていること、を特徴とする移動給電式の非接触給電装置。
【請求項３】
請求項２において、該中継回路のコンデンサは、該交叉コイルよりなる該中継コイルの該ユニット毎に、配されていること、を特徴とする移動給電式の非接触給電装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、該交叉コイルは、交叉により形成された該ユニットから発生する磁界の向きが、プラス方向とマイナス方向とに交互に反転すること、を特徴とする移動給電式の非接触給電装置。
【請求項５】
請求項４において、該交叉コイルは、プラス方向の磁界を発生する該ユニットの面積と、マイナス方向の磁界を発生する該ユニットの面積とが、等しい設定よりなること、を特徴とする移動給電式の非接触給電装置。
【請求項６】
請求項１，２，又は３において、該受電側回路の受電コイルに対応位置して、中継回路の中継コイルが配設されており、
該中継回路は、該受電側回路から独立しており、該中継コイルは、該中継回路に配されたコンデンサと共振すると共に、該受電コイルと共に移動すること、を特徴とする移動給電式の非接触給電装置。
【請求項７】
請求項１，２，３，又は６において、給電は側部給電法にて実施され、該給電側回路の送電コイルや、該送電コイルに対応位置する該中継回路の中継コイルは、道路面や地面に対し側部側に定置配設されていること、を特徴とする移動給電式の非接触給電装置。
【請求項８】
請求項１，２，３又は６において、給電は下部給電法にて実施され、該給電側回路の送電コイルや、該送電コイルに対応位置する該中継回路の中継コイルは、道路面や地面側に定置配設されていること、を特徴とする移動給電式の非接触給電装置。
【請求項９】
請求項１，２又は６において、該受電コイル等の受電側回路や、該受電コイルに対応位置する該中継コイル等の中継回路は、自動車等の車輌、その他の移動体に搭載されていること、を特徴とする移動給電式の非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動給電式の非接触給電装置に関する。すなわち、定置された１次側，給電側，トラック側から、移動する２次側，受電側，ピックアップ側に、非接触で電力を供給する、非接触給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
《技術的背景》
ケーブル等の機械的接触なしで、例えば電気自動車のバッテリーに電力を供給する非接触給電装置が、需要に基づき開発，実用化されている。
この非接触給電装置では、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、定置された給電側の送電コイルから、電気自動車等の移動体に搭載された受電側の受電コイルに、エアギャップを存して近接対応しつつ、電力を供給する。
非接触給電装置による給電方式としては、停止給電式が代表的であるが、給電のためにわざわざ停止する必要がなく便利な移動給電式も、開発，実用化されている。
停止給電式では、給電に際し移動体が停止し、受電コイルが送電コイル上等で停止位置決めされて、給電が行われる。これに対し移動給電式では、給電に際し移動体が停止することなく、受電コイルが送電コイル近くを移動しつつ、給電が行われる。
【０００３】
《従来技術》
さて、移動給電式の非接触給電装置としては、まず、下記の特許文献１に示された技術が代表的である。
しかしながら、この非接触給電装置は、工場等で使用される自動搬送車（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）用としては適しているが、道路を走行する電気自動車用としては不適である、という難点があった。すなわち、受電側の受電コイルが、定置された給電側の給電コイルに対し、極めて接近したエアギャップのもと、位置ずれなく正確に沿って移動することを要していた。
そこで、このような特許文献１の非接触給電装置の難点を克服すべく、下記の特許文献２，３に示された技術が開発されている。
この特許文献２，３中に示された技術は、給電側や受電側について、独立した中継回路を共振回路として設け、その中継コイルをエアギャップの磁路に配したことを、特徴とする。もって、この共振中継方式よりなる移動給電式の非接触給電装置は、大きなエアギャップのもとでの電力供給が可能となり、例えば電気自動車への給電用に適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２６６７０５４号公報
【特許文献２】特表２００２−５０８９１６号公報
【特許文献３】特表２００９−５０１５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、移動給電式の非接触給電装置については、次の課題が指摘されていた。
《電磁波の影響について》
非接触給電装置では、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、電力供給が実施される。もって、高周波磁界（交流変動磁界）が形成され、高周波の電磁波が強い強度で放射されるので、近隣周辺環境への悪影響が懸念されるようになる。
例えば、数１０ｍ〜数１００ｍ程度離れたエリアについて、電磁波障害，電波妨害を発生させる虞や、人体に機能障害を与える虞等、電磁波公害を引き起こす虞が指摘される。
そこで、例えば日本国内では電波法に基づき、１０ｋＨｚ以上の高周波を使用する場合は、高周波利用設備として、外部放射される電磁波強度が規制値以下となるように、制限が課せられている。
【０００６】
《電磁波対策について》
これに対し、前述した停止給電式の非接触給電装置は、電磁遮蔽対策が取り易く、法規制のクリアーが容易であった。すなわち、給電側の送電コイルのループが小さいので、導電材料を使用した電磁波シールド用の防磁カバーで覆うことにより、外部放射される電磁波を規制値以下に反射，吸収，減衰させることが、容易であった。
これに対し、移動給電式の非接触給電装置は、電磁遮蔽対策が取りにくく、法規制のクリアーが、容易でなかった。
すなわち、その給電側の送電コイルは、受電側が移動することに鑑み、これをフォローすべく移動方向に沿い長大なループ状をなしており、広いループ面積よりなる。そこで、防磁カバーで覆う等の電磁遮蔽対策が容易でなく、もって、外部放射される電磁波が近隣周辺の離れたエリアまで届き易く、電磁波を規制値以下に収めて法規制をクリアーすることは、従来は困難視されていた。
従って、従来の移動給電式の非接触給電装置は、使用周波数が規制値つまり１０ｋＨｚを越えない範囲で、設定，使用されていた。
【０００７】
《問題点》
さて、非接触給電装置については、例えば電気自動車の普及促進等のニーズに鑑み、エアギャップ拡大が、大きなテーマとなっている。
移動給電式の非接触給電装置にあっても、このようなニーズ，テーマに鑑み、前述した特許文献２，３中に示し技術が開発されたが、共振中継方式を採用した関係上、１０ｋＨｚ以上、例えば数１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の高周波交流の使用が、効率面でその前提となっていた。
従って、この移動給電式の非接触給電装置は、そのまま、例えばハイウエーその他の道路を走行する電気自動車の給電用に採用すると、外部放射される電磁波が一段と強くなり、前述した電磁波公害発生の虞が極めて強くなる。もって、現状では法規制をクリアーできず、問題があり採用困難な状況にある。
【０００８】
《本発明について》
本発明の移動給電式の非接触給電装置は、このような実情に鑑み、上記従来技術の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、電磁波公害の虞がなく、第２に、エアギャップ拡大が実現でき、第３に、もって電気自動車普及にも寄与可能な、移動給電式の非接触給電装置を提案することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
請求項１については、次のとおり。
請求項１の移動給電式の非接触給電装置は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、給電側回路の送電コイルから受電側回路の受電コイルに、電力を供給する。そして給電に際し、該受電コイルが、定置された該送電コイルに対し、エアギャップを存しつつ対応して移動する、移動給電式にて電力供給可能となっている。
その該送電コイルおよび該受電コイルは、それぞれ、ループ状のフラット構造をなすと共に、該送電コイルとして、交叉コイルが採用されている。該交叉コイルは、受電側の移動方向に沿い長ループ状をなすと共に、途中で交叉されており、交叉により複数のユニットが形成されていること、を特徴とする。
請求項２については、次のとおり。
請求項２の移動給電式の非接触給電装置では、請求項１において、該送電コイルに対応位置して、中継回路の中継コイルが定置配設されている。そして該中継回路は、該給電側回路から独立しており、該中継コイルは、該中継回路に配されたコンデンサと共振する。該受電コイルは、給電に際し該中継コイルに対し、該エアギャップを存しつつ対応して移動する。
かつ、該給電側回路の送電コイルとして、請求項１に記載されたように該交叉コイルは採用されておらず、これに代え、その該中継回路の中継コイルとして該交叉コイルが採用されていること、を特徴とする。
【００１０】
請求項３については、次のとおり。
請求項３の移動給電式の非接触給電装置では、請求項２において、該中継回路のコンデンサは、該交叉コイルよりなる該中継コイルの該ユニット毎に、それぞれ配されていること、を特徴とする。
請求項４については、次のとおり。
請求項４の移動給電式の非接触給電装置では、請求項１又は請求項２において、該交叉コイルは、交叉により形成された該ユニットから発生する磁界の向きが、プラス方向とマイナス方向とに交互に反転すること、を特徴とする。
請求項５については、次のとおり。
請求項５の移動給電式の非接触給電装置では、請求項４において、該交叉コイルは、プラス方向の磁界を発生する該ユニットの面積と、マイナス方向の磁界を発生する該ユニットの面積とが、等しい設定よりなること、を特徴とする。
請求項６については、次のとおり。
請求項６の移動給電式の非接触給電装置では、請求項１，２，又は３において、該受電側回路の受電コイルに対応位置して、中継回路の中継コイルが配設されている。そして該中継回路は、該受電側回路から独立しており、該中継コイルは、該中継回路に配されたコンデンサと共振すると共に、該受電コイルと共に移動すること、を特徴とする。
【００１１】
請求項７については、次のとおり。
請求項７の移動給電式の非接触給電装置では、請求項１，２，３，又は６において、給電は側部給電法にて実施され、該給電側回路の送電コイルや、該送電コイルに対応位置する該中継回路の中継コイルは、道路面や地面に対し側部側に定置配設されていること、を特徴とする。
請求項８については、次のとおり。
請求項８の移動給電式の非接触給電装置では、請求項１，２，３又は６において、給電は下部給電法にて実施され、該給電側回路の送電コイルや、該送電コイルに対応位置する該中継回路の中継コイルは、道路面や地面側に定置配設されていること、を特徴とする。
請求項９については、次のとおり。
請求項９の移動給電式の非接触給電装置では。請求項１，２，又は６において、該受電コイル等の受電側回路や、該受電コイルに対応位置する該中継コイル等の中継回路は、自動車等の車輌、その他の移動体に搭載されていること、を特徴とする。
【００１２】
《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）この非接触給電装置では、給電が移動式にて行われる。
（２）そして給電に際し、送電コイル，中継コイル，受電コイル間が、エアギャップを存しつつ電磁結合される。
（３）もって、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、給電側から受電側へと電力が供給される。
（４）ところで、この非接触給電装置では、給電側の長大ループ状をなす送電コイル又は中継コイルにより、高周波磁界，電磁波が強力に形成，放射される。
（５）そこで本発明では、このような送電コイル又は中継コイルとして、交叉コイルが採用されている。もって、交叉により形成されたユニットの発生磁界の向きが、交互に反転するようになっている。
（６）そこで、近隣周辺エリアに放射された磁界，電磁波は、打ち消し合って大幅に弱められる。
（７）又、この非接触給電装置では、共振中継方式が採用されており、供給電力量を損うことなくエアギャップを大きくとることが、可能となっている。
（８）すなわち、共振中継回路の中継コイルが、給電側や受電側に配設されている。
（９）従って、高周波磁界，電磁波が、一段と強力に形成，放射されることになるが、交叉コイルを採用したので、近隣周辺エリアの磁界，電磁波の強度は、確実に低下せしめられる。
（１０）さてそこで、本発明の移動給電式の非接触給電装置は、次の効果を発揮する。
【発明の効果】
【００１３】
《第１の効果》
第１に、電磁波公害の虞が防止される。本発明の移動給電式の非接触給電装置では、給電側の送電コイルや中継回路の中継コイルとして、交叉コイルが採用されている。そこで、近隣周辺エリアへと放射された磁界は、打ち消し合って弱められ、放射された電磁波は、強度が大幅低下せしめられる。
もって、近隣周辺のエリア環境への悪影響が、確実に防止される。前述したこの種従来例のように、数１０ｍ〜数１００ｍ程度離れたエリアにおいて、電磁波障害，電波妨害を発生させる虞や、人体に機能障害を与える虞が防止される等、電磁波公害発生の危険は回避される。勿論、電磁波強度の法規制も確実にクリアー可能となる。
【００１４】
《第２の効果》
第２に、エアギャップ拡大が実現される。本発明の移動給電式の非接触給電装置では、給電側の送電コイルと受電側の受電コイル間に、共振中継方式が採用されている。
もって、給電電力を損うことなく、エアギャップを大きくとることが可能となる。例えば、数ｍ程度の大ギャップのもとでも、数ｋＷオーダー以上の大電力供給が可能となる。
そしてその際、一段と強力な磁界，電磁波が形成，放射されるが、交叉コイルを採用したことにより、電磁波公害発生の虞は回避される。
【００１５】
《第３の効果》
第３に、もって電気自動車普及に寄与可能である。本発明の移動給電式の非接触給電装置では、上述したように、電磁波公害を回避しつつエアギャップ拡大が実現される。もって、手軽で安全な給電手段として、ハイウエーその他の道路を走行する電気自動車への給電用として、容易に採用可能である。
電気自動車普及のボトルネックは、周知のとおり、搭載されるバッテリーのコストが高い点と、重量が重い点にある。これに対し、本発明の非接触給電装置を採用すると、簡単容易にバッテリーへの途中充電が可能となり、その分、電気自動車のバッテリーの小容量化，小型化、そしてコスト低減，重量軽減等が、実現されるようになる。
例えば、高速道路の適所に給電側を連続設置して、走行中の電気自動車の受電側のバッテリーに給電することにより、高速道路における電気自動車の長距離走行も可能となる。このように本発明は、電気自動車のハイウエー走行給電、そしてその普及進展に、大きく貢献可能である。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る移動給電式の非接触給電装置について、発明を実施するための形態の説明に供し、斜視説明図であり、（１）図は、第１例を、（２）図は、第２例を示す。
【図２】同発明を実施するための形態の説明に供し、（１）図は、第３例を、（２）図は、第４例を示す。
【図３】同発明を実施するための形態の説明に供し、（１）図は、第５例を、（２）図は、第６例を示す。
【図４】同発明を実施するための形態の説明に供し、交叉コイルの斜視説明図であり、（１）図は、その基本原理等を示し、（２）図は、給電困難な位置関係を示す。
【図５】同発明を実施するための形態の説明に供し、斜視説明図であり、道路での給電法を示す。
【図６】同発明を実施するための形態の説明に供し、下部給電法の一例を示し、（１）図は、側面説明図、（２）図は、その要部説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
《非接触給電装置１について》
まず、移動給電式の非接触給電装置１について、図６を参照して一般的に説明する。この非接触給電装置１は、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、給電側回路２の送電コイル３から、受電側回路４の受電コイル５に、エアギャップＡを存しつつ電力を供給する。
そして給電に際し、受電コイル５が、定置された送電コイル３に対し、エアギャップＡを存しつつ対応して移動される、移動給電式よりなる。送電コイル３および受電コイル５は、それぞれ、ループ状のフラット構造をなす。
【００１８】
このような非接触給電装置１について、更に詳述する。１次側，給電側，トラック側の給電側回路２は、給電スタンドその他の給電エリアにおいて、地面，路面，床面，その他の地上６側に、定置配設される。
これに対し、２次側，受電側，ピックアップ側の受電側回路４は、電気自動車（ＥＶ）や電車等の車輌７，その他の移動体に、搭載される。受電側回路４は、その駆動用の他、非駆動用としても利用可能であり、図示のように車載バッテリー８に接続されるのが代表的であるが、各種負荷Ｌに直接接続される場合もある（図１〜図４を参照）。
給電側回路２の送電コイル３は、高周波インバータが使用される電源９に接続されている。受電側回路４の受電コイル５は、図示例ではバッテリー８に接続可能となっており、給電により充電されたバッテリー８にて、走行用モータ１０が駆動される。図中１１は、交流を直流に変換するコンバータ、１２は、直流を交流に変換するインバータである。
送電コイル３および受電コイル５は、それぞれ、絶縁コイル導線が同一面でループ状に、例えば複数回巻回ターンされたフラット構造をなし、移動体の移動方向Ｂに沿って細長い長方形環状をなす。そして送電コイル３は、受電コイル５と同幅よりなると共に、数倍から数１０倍の長大ループ状をなす。例えば、送電コイル３は５ｍ×２８ｃｍ、受電コイル５は１ｍ×２８ｃｍの寸法設定よりなる。
そして給電は、移動給電式にて実施される。すなわち給電に際し、受電側回路４の受電コイル５が、給電側回路２の送電コイル３に対し、エアギャップＡを存しつつ非接触で近接対応して走行等移動する。
【００１９】
電磁誘導の相互誘導作用については、次のとおり。給電に際し、送電コイル３と受電コイル５間では、送電コイル３での磁束形成により、受電コイル５に誘導起電力を生成させ、もって送電コイル３から受電コイル５へと電力を供給することは、公知公用である。
すなわち、給電側回路２の送電コイル３に、電源９から例えば１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の高周波交流を励磁電流として通電することにより、磁界が送電コイル３のコイル導線の周囲に生じ、磁束がコイル面に対して直角方向に形成される。そして、この磁束が、受電側回路４の受電コイル５を貫き鎖交することにより、誘導起電力が生成され、もって磁場が形成され、磁界を利用して電力が送受される。
非接触給電装置１では、このような電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電コイル３と受電コイル５の両回路は、相互間のエアギャップＡに磁束の磁路が形成されて、電磁結合される。もって数ｋＷ以上、例えば数１０ｋＷ〜数１００ｋＷ程度の電力供給が、実施される。
移動給電式の非接触給電装置１は、このようになっている。
【００２０】
《本発明の第１例について》
以下、本発明の移動給電式の非接触給電装置１について、説明する。まず、図１の（１）図を参照して、本発明の第１例について説明する。
第１例の非接触給電装置１では、給電側の給電側回路２の送電コイル３として、交叉コイルＣが採用されている。
給電に際しては、この給電側の交叉コイルＣよりなる送電コイル３と受電側の受電コイル５は、相互間のエアギャップＡに磁束の磁路が形成される。もって、送電コイル３（交叉コイルＣ）と受電コイル５間が電磁結合されて、給電が実施される（非接触給電装置１一般について、前述した所を参照）。
【００２１】
ここで、図４の（１）図を参照して、交叉コイルＣについて説明しておく。この給電側の交叉コイルＣは、受電側の移動方向Ｂに沿い長ループ状をなすと共に、途中で交叉されており、交叉により複数のユニットＤが形成されている。
すなわち交叉コイルＣは、まず、送電コイル３について前述した所に準じ、絶縁コイル導線が、同一面で長大ループ状に例えば複数回（図面上では１本線として表示）巻回ターンされたフラット構造をなすと共に、途中の交叉ポイントＥで交叉されており、もって複数のユニットＤが、分割，区画形成されている。
交叉ポイントＥの数つまり交叉回数は、単数又は複数可能であり、図示例では３であり、４個のユニットＤが形成されている。交叉により形成される各ユニットＤの面積（ユニットＤの絶縁コイル導線で囲われたフラット面の面積）は、図示例では共通，同一に設定されているが、勿論、異なる設定も可能である。
【００２２】
いずれにしても、交叉コイルＣでは図示したように、交叉により形成されたユニットＤにおいて、発生する磁界の向きＦが、プラス方向とマイナス方向とに交互に反転する。
すなわち、交叉コイルＣに電流を供給すると、電流に応じた磁界が発生するが、このように発生する磁界の向きＦは、交叉により形成されて隣接する各ユニットＤ毎に、プラス方向とマイナス方向とに、交互に反転する。つまり、交叉結合された隣接ユニットＤ毎に、逆方向の磁界が発生する。
そして交叉コイルＣは、プラス方向の磁界を発生するユニットＤの面積と、マイナス方向の磁界を発生するユニットＤの面積とが、等しい設定よりなる。
すなわち、プラス方向磁界のユニットＤの合計面積と、マイナス方向磁界のユニットＤの合計面積とが、等しくなっている。なおここで、合計面積が等しいとは、完全に一致している場合のみならず、若干相違している場合をも包含する。又、図示例では、各ユニットＤの面積が上述したように共通，同一なので、プラス方向のユニットＤとマイナス方向のユニットＤとは、同数個つまり２個ずつとなっている。
第１例では、このような交叉コイルＣが、送電コイル３として採用されている。第１例については、以上のとおり。
【００２３】
《第２例》
次に、図１の（２）図を参照して、本発明の第２例について説明する。第２例の非接触給電装置１では、上述した第１例の構成に加え、受電側回路４の受電コイル５に対応位置して、中継回路１３の中継コイル１４が配設されている。
そして中継回路１３は、受電側回路４から独立しており、その中継コイル１４が、中継回路１３に配されたコンデンサ１５と共振する。
【００２４】
このような第２例について、更に詳述する。第２例では、受電側について、受電側回路４の受電コイル５のエアギャップＡ側に、受電側中継回路１３の中継コイル１４が、受電コイル５と近接対応位置し見合った大きさの長ループ状をなして、配設されている。
中継コイル１４とコンデンサ１５とで構成されるこの中継回路１３は、受電側回路４からは独立した回路よりなると共に、給電側回路２の電源９の運転周波数、つまり回路全体の運転周波数に見合った共振周波数で共振する、共振回路よりなる。なお本明細書において、共振回路には、極めて高い周波数が使用される磁気共鳴回路も、包含される。
給電に際しては、中継コイル１４がコンデンサ１５と共振することにより、送電コイル３（交叉コイルＣ），中継コイル１４，受電コイル５等間について、大なるエアギャップＡが存するにもかかわらず、磁束の磁路が形成され電磁結合されて、給電が実施される。
このように、第２例では、交叉コイルＣと共に、共振中継方式が採用されている。なお第２例について、送電コイル３（交叉コイルＣ），その他の構成等は、前述した第１例に準じるので、同符号を付し、その説明を省略する。
第２例については、以上のとおり。
【００２５】
《第３例》
次に、図２の（１）図を参照して、本発明の第３例について説明する。第３例の非接触給電装置１では、送電コイル３に対応位置して、中継回路１６の中継コイル１７が定置配設されている。中継回路１６は、給電側回路２から独立しており、中継コイル１７は、中継回路１６に配されたコンデンサ１８と共振する。
受電コイル５は給電に際し、給電側の中継コイル１７にエアギャップＡを存しつつ対応して、移動する。
そして、給電側回路２の送電コイル３として、上述した第１例や第２例のように交叉コイルＣは採用されておらず、これに代え、その中継回路１６の中継コイル１７として、交叉コイルＣが採用されている。
【００２６】
このような第３例について、更に詳述する。第３例では、給電側について、給電側回路２の送電コイル３のエアギャップＡ側に、給電側中継回路１６の中継コイル１７が、近接対応位置して配設されている。
中継コイル１７とコンデンサ１８で構成されるこの中継回路１６は、給電側回路２からは独立した回路よりなると共に、給電側回路２の電源９の運転周波数に見合った回路全体の共振周波数で共振する、共振回路よりなる。
そして、この第３例では、前述した第１例や第２例とは異なり、このような中継回路１６の中継コイル１７として、交叉コイルＣが採用されている。交叉コイルＣについては、第１例において詳述した所を参照。なお第３例では、中継回路１６のコンデンサ１８は、中継コイル１７（交叉コイルＣ）の各ユニットＤに共通に、１個のみ配設されている。
又、この第３例において、給電側回路２の送電コイル３は、中継コイル１７として長大ループ状をなす交叉コイルＣが用いられていることに鑑み、前述した一般例や第１例，第２例等とは異なり、長大ループ状ではなく、より小さな長方形ループ状をなす。
１９は、給電電力量が大きい場合、給電側回路２に設けられるコンデンサ１９である。もって、送電コイル３とコンデンサ１９で構成される給電側回路２は、電源９の運転周波数に見合った共振周波数で共振する共振回路となる。なお図示例において、コンデンサ１９は並列に設けられているが、送電コイル３が大きく、そのインダクタンスが大きくなって、電流が流しづらい場合は、直列に設けられる（後述する図３の第５例，第６例を、参照）。
【００２７】
さて給電に際し、この第３例では、送電コイル３がコンデンサ１９と共振し、中継コイル（交叉コイルＣ）がコンデンサ１８と共振することにより、給電側の送電コイル３，中継コイル１７（交叉コイルＣ），受電側の受電コイル５等間について、大なるエアギャップＡが存するにもかかわらず、に磁束の磁路が形成され、電磁結合されて、給電が実施される。
このように第３例では、交叉コイルＣと共に、共振中継方式が採用されている。なお、この第３例について、交叉コイルＣ，その他の構成等については、前述した第１例に準じるので、同符号を付し、その説明を省略する。
第３例については、以上のとおり。
【００２８】
《第４例》
次に、図２の（２）図を参照して、本発明の第４例について説明する。第４例の非接触給電装置１では、上述した第３例の構成に加え、第２例の構成要素である受電側中継回路１３が配設されている。
このように第４例では、交叉コイルＣと共に、共振中継回路が複数採用されている。なお、この第４例について、中継コイル１７（交叉コイルＣ），中継コイル１４，その他の構成等は、前述した第２例，第３例に準じるので、同符号を付し、その説明を省略する。
第４例については、以上のとおり。
【００２９】
《第５例》
次に、図３の（１）図を参照して、本発明の第５例について説明する。第５例の非接触給電装置１では、前述した第３例の構成に加え、中継回路１６のコンデンサ１８が、中継コイル１７（交叉コイルＣ）の少なくとも２ユニットＤ以上に配設されている。代表的には、図示したように各ユニットＤ毎に配設されている。
前述した第３例のコンデンサ１８は、各ユニットＤ共通用として中継回路１６に１個のみが配設されていたのに対し、この第５例では複数個配設されている。
【００３０】
その理由については、次のとおり。共振回路よりなる中継回路１６の中継コイル１７（交叉コイルＣ）は、移動方向Ｂに沿って長くなると、インダクタンスが大となるが、その共振周波数を一定に保つためには、共振用のコンデンサ１８の容量を、インダクタンスの大きさに反比例して小さくする必要が生じる。
回路のコンデンサ１８の容量は、直列接続数に反比例する。そこで、同一容量のコンデンサ１８の直列接続数を増やして、全体のコンデンサ１８の容量を減らすことによって、所期のごとく共振周波数を一定に保つことが可能となっている。
このような理由により、第５例では、コンデンサ１８の直列接続数が増やされており、代表的には、中継コイル１７（交叉コイルＣ）の各ユニットＤ毎に配設されている。これにより、中継コイル１７（交叉コイルＣ）の更なる長大化が、安定的に実現されるという利点がある。
このように第５例では、交叉コイルＣや共振中継方式が採用されると共に、共振用のコンデンサ１８が複数用いられている。なお、交叉コイルＣ，その他の構成等については、前述した第３例に準じるので、同符号を付し、その説明を省略する。
第５例については、以上のとおり。
【００３１】
《第６例》
次に、図３の（２）図を参照して、本発明の第６例について説明する。第６例の非接触給電装置１では、上述した第５例の構成に加え、第４例同様、第２例の構成要素である受電側中継回路１３が配設されている。
このように第６例では、交叉コイルＣと共に、共振中継回路が複数採用されている。なお、この第６例について、中継コイル１７（交叉コイルＣ），中継コイル１４，その他の構成等は、前述した第２例，第５例に準じるので、同符号を付し、その説明を省略する。
第６例については、以上のとおり。
【００３２】
《非接触給電装置１の配置等について》
次に、この移動給電式の非接触給電装置１の配置等について、図５，図６を参照して説明する。
まず、非接触給電装置１の２次側，受電側，ピックアップ側、つまり受電コイル５等の受電側回路４や、中継コイル１４等の受電側中継回路１３は、自動車等の車輌、その他の移動体に搭載されている（前述した図１の（１）図の第１例に関し、図６を参照）。
これに対し、非接触給電装置１の１次側，給電側，トラック側、つまり電源９，送電コイル３等の給電側回路２や、中継コイル１７等の給電側中継回路１６は、地面，路面，床面，その他の地上６側に定置配設されている（前述した第１例に関し、図６を参照）。
【００３３】
移動給電式の非接触給電装置１の給電側の配置等について、更に詳述する。移動給電式の非接触給電装置１による給電法としては、側部給電法と下部給電法が代表的である。
側部給電法では、給電側の送電コイル３（交叉コイルＣ）や中継コイル１７（交叉コイルＣ）は、地上６側の道路２０の路面や地面に対し、その路肩の壁面等の側部２１側に、定置配設される（前述した第３例〜第６例に関して、図５の左車線を参照）。勿論、受電側は、電気自動車等の車輌７，その他の移動体の側部に、受電コイル５や中継コイル１４が配設される。
これに対し下部給電法では、給電側の送電コイル３や中継コイル１７は、地上６側の道路２０の路面や地面に、埋め込み等により定置配設される（前述した第１例，第２例に関して、図６を参照）、（第３例〜第６例に関して、図５の右車線を参照）。勿論、受電側は、電気自動車等の車輌７，その他の移動体の底部に、受電コイル５や中継コイル１４が配設される。
側部給電法は、下部給電法に比べ、設置コスト面や信頼性維持面等に優れている。図５中２２は中央分離帯であるが、ここに送電コイル３や中継コイル１７を定置配置する形態も、側部給電法の一環である。
【００３４】
いずれにしても、非接触給電装置１の給電側は、電気自動車等の車輌７の走行方向つまり移動方向Ｂに沿って、複数設けられることが多く、多数設けられるケースも多々ある。
そして、それぞれの送電コイル３（交叉コイルＣ）の各ユニットＤや、それぞれの中継コイル１７（交叉コイルＣ）の各ユニットＤは、移動方向Ｂに沿った給電エリア全長にわたり、列状・略帯状に列設される。その全長は、数１０ｍ〜数１００ｍ程度にも及ぶ。
非接触給電装置１の配置等については、以上のとおり。
【００３５】
《作用等》
本発明の移動式の非接触給電装置１は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）非接触給電装置１では、給電が移動給電式にて実施される。すなわち給電に際し、電気自動車等の車輌７、その他の移動体に搭載された２次側，受電側，ピックアップ側の受電コイル５（第１例〜第６例）や、中継コイル１４（第２例，第４例，第６例）は、走行等移動する。そして、道路２０，その他の地上６側に定置配設された１次側，給電側，トラック側の送電コイル３（第１例，第６例）や、中継コイル１７（第３例〜第６例）に対し、エアギャップＡを存しつつ非接触で近接対応位置しつつ、走行等移動する。
【００３６】
（２）そして給電に際しては、非接触給電装置１の給電側において、給電側回路２の送電コイル３が、電源９からの高周波交流を励磁電流として、通電される。もって、給電側と受電側間が、エアギャップＡを存しつつ磁束の磁路が形成されて、電磁結合される。
すなわち、送電コイル３（交叉コイルＣ）と受電コイル５間（第１例）、送電コイル３（交叉コイルＣ）と中継コイル１４と受電コイル５間（第２例）、送電コイル３と中継コイル１７（交叉コイルＣ）と受電コイル５間（第３例，第５例）、送電コイル３と中継コイル１７（交叉コイルＣ）と中継コイル１４と受電コイル５間（第４例，第６例）は、それぞれ、磁束の磁路が形成されて、電磁結合される。
【００３７】
（３）非接触給電装置１では、このようにして、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、送電コイル３や中継コイル１７側から、中継コイル１４や受電コイル５側へと、電力が供給される。１次側，給電側，トラック側から、２次側，受電側，ピックアップ側へと、給電が実施される。
【００３８】
（４）さて、この種の非接触給電装置１では、まず、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の高周波交流を用いられており、もって電磁誘導の相互作用に基づき給電が実施されるので、大きな密度の高周波磁界（交流変動磁界）が形成され、強力な高周波電磁波が放射される。
しかも、このような高周波磁界，高周波電磁波を放射する送電側の送電コイル３又は中継コイル１７は、長大ループ状化しており、給電エリア全長にわたり数１０ｍ〜数１００ｍにわたり、列状・略帯状に展開されている。
【００３９】
（５）そこで本発明では、送電コイル３として、交叉コイルＣが採用されるか（第１例，第２例）、又は、中継コイル１７として交叉コイルＣが採用されている（第３例〜第６例）。
交叉コイルＣでは、交叉により形成されたユニットＤについて、発生磁界の向きが、プラス方向とマイナス方向とに交互に反転する。
【００４０】
（６）そこで、非接触給電装置１の給電側が設けられた給電エリアから、例えば数１０ｍ〜数１００ｍ程度離れた近隣周辺エリアへと外部放射された磁界は、打ち消し合って弱められるようになる。隣接するプラス方向磁界とマイナス方向磁界とが、打ち消し合って、磁界密度が大幅低下する。
このように、非接触給電装置１の給電側から外部放射された電磁波は、非接触給電装置１から離れたエリアにおいては、大幅低減され強度が著しく低下するようになる。
なお、このようにプラス方向磁界とマイナス方向磁界との打ち消し合いが重要なので、交叉コイルＣについて、プラス方向磁界を発生する各ユニットＤのトータル面積と、マイナス方向磁界を発生する各ユニットＤのトータル面積とが、等しくなる設定としておくことが、このような作用発揮に効果的である。ここで、等しくなる設定とは、前述したように、完全一致の場合のみならず、若干相違している場合をも包含する。
【００４１】
（７）他方、この非接触給電装置１では、共振中継方式が採用されている。すなわち、給電側の送電コイル３と受電側の受電コイル５間に、共振する中継回路１６の中継コイル１７（交叉コイルＣ）（第３例〜第６例）や、共振する中継回路１３の中継コイル１４（第２例，第４例，第６例）を配設して、相互間を電磁結合してなる。もって共振により、大なる励磁無効電力が、エアギャップＡの磁路に対し供給される。
共振中継方式を採用すると、このような共振により、ギャップ給電効率に優れており、供給電力量を損うことなく、エアギャップＡを大きく取ることが可能となる。
【００４２】
（８）この点について、本発明の各例について検討しておく。第１例に比し第２例では、給電側の送電コイル３（交叉コイルＣ）と共振する中継コイル１４が、受電側に用いられており、エアギャップＡが大きくても、両者の電磁結合が確実に可能となっている。
又、この中継コイル１４は、受電コイル５と近接正対しており、両者間の電磁結合度は極めて高い。そこで第２例は、中継コイル１４を用いた分だけ、エアギャップＡを大きく取ることが可能となる。
これに対し、第３例，第５例では、給電側において、共振して電磁結合する送電コイル３および中継コイル１７（交叉コイルＣ）が用いられており、その分だけ、エアギャップＡを、大きく取ることが可能となる。
そして更に、第４例，第６例では、受電側について共振する中継コイル１４が、これらに加わるので、エアギャップＡを、更に大きく取ることが可能となる。
【００４３】
（９）このような共振中継方式の採用に伴い、この非接触給電装置１では１０ｋＨｚ以上、例えば１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の高周波交流が使用され、一段と強力な磁界，電磁波が形成，放射される。
しかしながら、前述したように交叉コイルＣを採用したことにより、近隣周辺エリアへ放射される磁界，電磁波の強度は、確実に低下せしめられる。もって近隣周辺エリアへの電磁波の悪影響は、回避される。
【００４４】
（１０）なお、交叉コイルＣ（送電コイル３又は中継コイル１７）に関しては、その交叉ポイントＥに、移動する受電コイル５又は中継コイル１４が近接対応位置した場合は、一時的に給電が困難化する。
交叉ポイントＥでは各ユニットＤエリアとは異なり、プラス方向とマイナス方向の磁界が打ち消し合う合成磁界が、その場で即形成され、もって瞬間的に給電０点が発生する。
勿論、電気自動車等の車輌７は、既に充電されたバッテリー８の電力によって、このような交叉ポイントＥを通過可能であり、その影響は殆ど無視可能である。
作用等については、以上のとおり。
【符号の説明】
【００４５】
１  非接触給電装置
２  給電側回路
３  送電コイル
４  受電側回路
５  受電コイル
６  地上
７  車輌
８  バッテリー
９  電源
１０  モータ
１１  コンバータ
１２  インバータ
１３  中継回路
１４  中継コイル
１５  コンデンサ
１６  中継回路
１７  中継コイル
１８  コンデンサ
１９  コンデンサ
２０  道路
２１  側部
２２  中央分離帯
Ａ  エアギャップ
Ｂ  移動方向
Ｃ  交叉コイル
Ｄ  ユニット
Ｅ  交叉ポイント
Ｆ  磁場の向き
Ｌ  負荷
【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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