(57)【要約】      （修正有）【課題】優秀な伝送効率をもつ車両用誘導電力供給装置を提供する。【解決手段】誘導電力供給装置は非接触トランスの車両コイル及び道路コイルを有する。車両コイルが巻かれた車両コアは、車両コイルが少なくとも一つの接続部材を介して車両底部に支持される。この接続部材は、車両の高さ方向、長手方向及び横方向へ移動可能である。したがって、車両コアは、車両の高さ方向、長手方向及び横方向へ移動可能となる。接続部材は、昇降装置により上昇する。【選択図】図１
2011152025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路コアに巻かれた道路コイル（１４０）を有して駐車路を含む走路に配置されたトランスミッタと、
車両コアに巻かれた車両コイル（７０）を有して車両に支持されるレシーバと、
両コイル(１４０, ７０)及び両コアからなるトランスを介して車両コイル７０に発振電流を供給する発振回路と、
を有する車両用誘導電力供給装置において、
道路コアは、線状コア(１１０, １２０)及び少なくとも一つの横コア(１３０)を有し、
線状コア(１１０, １２０)は、走路の長手方向へ延在し、
横コア(１３０)は、２本の線状コア(１１０, １２０)を磁気的に接続し、
道路コイル(１４０)は、横コア(１３０)に巻かれ、
車両コアは、高さ方向、長手方向及び横方向へ移動可能な接続部材を通じて車両の底部に支持され、
車両コアは、車両に固定された昇降装置により上昇されることを特徴とする車両用誘導電力供給装置。
【請求項２】
車両コアは、線状コア(２１０, ２２０)のペアと少なくとも一つの横コア(２３０)とを有し、
線状コア(２１０, ２２０)は、車両の長手方向へ平行に延在し、
横コア(２３０)は、２本の線状コア(２１０, ２２０)を磁気的に接続する請求項１記載の車両用誘導電力供給装置。
【請求項３】
接続部材は、車両コアを車両の底部に接続する接続ロッド８３-８６を有し、
車両コアは、接続ロッド（８３-８６）の揺動により高さ方向、長手方向及び横方向に移動可能である請求項１記載の車両用誘導電力供給装置。
【請求項４】
車両コアは、磁気回路の一部をなす車輪(４０１A, ４０１B), 複数の車輪カバー(４０２)及び横バー（２３０）を有し、
車輪(４０１A)は、線状コア(１１０）に接触し、
車輪(４０１B)は、線状コア(１２０）に接触し、
車輪カバー（４０２）の一つは、小エアギャップを介して車輪(４０１A)に対面し、
車輪カバー（４０２）のもう一つは、小エアギャップを介して車輪(４０１B)に対面し、
車両コイル(７０)は、磁気的に複数の車輪カバー（４０２）を接続する横バー（２３０）に巻かれている請求項１記載の車両用誘導電力供給装置。
【請求項５】
車両コアは、接続ロッド(３０５)を通じて車両の底部に支持され、
車両コアは、接続ロッド(３０５)の揺動により高さ方向、長手方向及び横方向に移動可能である請求項４記載の車両用誘導電力供給装置。
【請求項６】
車輪(４０１A, ４０１B)はゴムタイヤ(４１３)を有し、
ゴムタイヤ(４１３)の少なくとも外周部(４１４)は軟磁性粉末を含む請求項４記載の車両用誘導電力供給装置。
【請求項７】
発振回路は、発振電流の発振周波数を制御するコントローラを有し、
このコントローラは、発振電圧及び発振電流の積を含む直流成分を検出し、
コントローラは、この積の直流成分の最大値に向けて、発振周波数を変更する請求項１記載の車両用誘導電力供給装置。
【請求項８】
トランスミッタは、道路コイル(W１)とともに巻かれた磁束補助巻線(W３)を有し、
磁束補助巻線（W３）は、短絡キャパシタ(C３)により磁束補助巻線（W３）を短絡し、
レシーバは、車両コイルとともに巻かれた磁束補助巻線W４を有し、
磁束補助巻線（W４）は、短絡キャパシタ(C４）により磁束補助巻線（W４）を短絡する請求項１記載の車両用誘導電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用特にバッテリ車用の誘導電力供給装置に関する。この誘導電力供給装置は駐車車両又は走行車両に用いられることができる。
【背景技術】
【０００２】
複数の駐車車両用誘導電力供給装置が提案されている。これらの誘導電力供給装置はトランスミッタとレシーバとのペアをもつ。地上のトランスミッタは、一次コアに巻かれた一次コイルをもつ。車両に支持されるレシーバは、二次コアに巻かれた二次コイルをもつ。
【０００３】
ベース型誘導電力供給装置が提案されている。そのレシーバは、車両の底面に固定されている。けれども、車両コアと道路コアとの間の垂直エアギャップは、電力伝送効率を低下させる。更に、両コア間の横ずれは、電力伝送効率を低下させる。両コア間の垂直エアギャップ及び横ずれは、両コイル間の漏れインダクタンスを増加させる。
【０００４】
特許文献１は、非接触トランスの一例を示す。けれども、従来の非接触トランスも、両コア又は両コイル間の垂直エアギャップ及び横ずれが伝送効率を低減させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】U.S．特許６,３０１,１２８
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、優秀な伝送効率をもつ車両用誘導電力供給装置を提供することをその目的とする。
本発明において、この装置は、トランスミッタ、レシーバ及び発振回路を有する。トランスミッタは、駐車路を含む走路に配置される。トランスミッタは、道路コアに巻かれた道路コイルをもつ。車両に支持されるレシーバは、車両コアに巻かれた車両コイルをもつ。発振回路は、これら２つのコアを通じて車両コイルに発振電流を供給する。道路コアは、線状コア(１１０, １２０) のペア及び少なくとも一つの横コア(１３０)をもつ。線状コア(１１０, １２０)は、走路の長手方向へ並列に延在している。横コア(１３０)は、線状コア(１１０, １２０)に磁気的に接続されている。道路コイル(１４０) は、横コア(１３０)に巻かれている。車両コイル(７０)は、高さ方向、長手方向及び横方向へ移動可能な接続部材を通じて車両の底面に支持されている。車両コアは、車両に固定された昇降装置によって上昇される。その結果、高さ方向、長手方向及び横方向における両コアと道路コアとの間の位置ずれは低減されることができる。更に、両コア間の横の位置ずれは、両コア間の磁気力により低減される。
【０００７】
好適態様によれば、車両コアは、線状コア(２１０, ２２０) のペア及び少なくとも一つの横コア(２３０)をもつ。線状コア(２１０, ２２０)は、車両の長手方向へ並列に延在している。横コア(２３０)は、線状コア(１１０, １２０)を磁気的に接続している。道路コイル(１４０) は、横コア(１３０)に巻かれている。したがって、車両コアと道路コアとの間の磁気抵抗は低減される。更に、両コアのサイズは小さくなる。
【０００８】
好適態様によれば、接続部材は、車両コアを車両の底部に接続する接続ロッド(８３-８６)をもつ。車両コアは、接続ロッド(８３-８６)の揺動により高さ方向、長手方向及び横方向において移動される。したがって、路上の障害物は、車両コアの下方を通過することができる。更に、トランスミッタとレシーバとの間の垂直ギャップも所定値をもつことができる。
【０００９】
好適態様によれば、車両コアは、車輪(４０１A, ４０１B)、車輪カバー(４０２)及び横バー(２３０)をもつ。それらは車両側の磁気回路を構成する。車輪(４０１A)は、線状コア(１１０)に接触する。車輪(４０１B)は線状コア(１２０)に接触する。車輪カバー(４０２)の一つは、小エアギャップを介して車輪(４０１A)に面する。車輪カバー(４０２)のもう一つは、小エアギャップを介して車輪(４０１B)に面する。車両コイル(７０)は、両車輪カバー（４０２）を磁気的に接続する横バー(２３０)に巻かれている。したがって、車両コアと道路コアとの間の磁気抵抗が低減される。
【００１０】
好適態様によれば、車両コアは、接続ロッド(３０５)を通じて車両の底面に支持されている。車両コアは、接続ロッド(３０５)の揺動により高さ方向、長手方向及び横方向において移動される。したがって、車両コアと道路コアとの間の磁気抵抗が低減される。更に、両コアのサイズを低減することができる。
【００１１】
好適態様によれば、車輪(４０１A, ４０１B)は、ゴムタイヤ(４１３)をもつ。ゴムタイヤ(４１３)の少なくとも外周部(４１４)は、軟磁性粉を含む。その結果、ゴムタイヤの底面が重力により弾性変形するので、ゴムタイヤは大接触面積で道路コアに接触することができる。その結果、磁気抵抗が低減される。
【００１２】
好適態様によれば、発振回路は、発振電流の発振周波数を制御するコントローラを有する。コントローラは、発振回路の出力電圧と発振電流の積の直流成分を検出する。コントローラは、この積の直流成分に最大点に向けて発振周波数を変更する。その結果、たとえ道路コイルと車両コイルのインダクタンスが変化しても、誘導電力伝送効率は向上する。
【００１３】
好適態様によれば、トランスミッタは、道路コイル(W１)とともに巻かれた磁束補助巻線（W３）をもつ。磁束補助巻線(W３)は、短絡キャパシタ(C３)を通じて短絡される。レシーバは、車両コア(W２)とともに巻かれた磁束補助巻線(W４)をもつ。磁束補助巻線(W４)は、短絡キャパシタ(C４) を通じて短絡される。その結果、誘導電力伝送効率が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施例の誘導電力供給装置の配線図である。
【図２】図１に示される誘導電力供給装置の模式断面図である。
【図３】図１に示される非接触トランスの発振制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示される発振回路から供給される実効電力の直流成分を検出するブロック回路図である。
【図５】第２実施例の誘導電力供給装置の道路コア及び道路コイルを示す模式平面図である。
【図６】道路の長手方向に配列された複数の道路コア群及び複数の道路コイルを示す模式平面図である。
【図７】第２実施例の誘導電力供給装置を示す模式側面図である。
【図８】図７に示される誘導電力供給装置の模式横断面図である。
【図９】図７に示される誘導電力供給装置の模式平面図である。
【図１０】第３実施例の誘導電力供給装置の模式横断面図である。
【図１１】図１０に示される誘導電力供給装置の模式側面図である。
【図１２】第４実施例の誘導電力供給装置の模式側面図である。
【図１３】図１２に示される誘導電力供給装置の模式平面図である。
【図１４】図１２に示される誘導電力供給装置の一部を示す模式平面図である。
【図１５】図１２に示される誘導電力供給装置の他の一部を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
誘導電力供給装置の実施例が図面を参照して説明される。
【００１６】
第１実施例
図１は、第１実施例の誘導電力供給装置を模式的に示す。図１に示される装置は、一次回路１、二次回路２、交流短絡回路３-４, 制御回路５ 及び発振回路１０をもつ。一次回路１は、一次キャパシタC１と、漏れインダクタンスL１をもつ一次巻線W１からなる。発振回路１０は、互いに並列接続された一次巻線W１及び一次キャパシタC１に交流電圧V１を印加する。
【００１７】
二次回路２は、二次キャパシタC２と、漏れインダクタンスL２をもつ二次巻線W２からなる。互いに並列接続された二次巻線W２及び二次キャパシタC２をもつ二次回路２は、電気負荷RLに交流出力電圧を印加する。
【００１８】
交流短絡回路３は、短絡キャパシタC３と、漏れインダクタンスL３をもつ磁束補助巻線W３からなる。 短絡キャパシタC３の両端は、磁束補助巻線W３の両端に別々に接続されている。すなわち、磁束補助巻線W３は、短絡キャパシタC３を通じて短絡されている。磁束補助巻線W３は、一次巻線W１に強力に磁気結合している。
【００１９】
交流短絡回路４は、短絡キャパシタC４と、漏れインダクタンスL４をもつ磁束補助巻線W４からなる。 短絡キャパシタC４の両端は、磁束補助巻線W４の両端に別々に接続されている。すなわち、磁束補助巻線W４は、短絡キャパシタC４を通じて短絡されている。磁束補助巻線W４は、二次巻線W２に強力に磁気結合している。
【００２０】
磁束補助巻線W４及び二次巻線W２は、一次巻線W１及び磁束補助巻線W３に磁気的に結合されている。すなわち、一次巻線W１及び磁束補助巻線W３は、後述の一次コアに巻かれている。二次巻線W２及び磁束補助巻線W４は、後述の二次コアに巻かれている。一次コア及び二次コアは、リーケージトランスを構成する。一次コアは、空隙を介して二次コアに対面している。
【００２１】
発振回路１０は、周知のフルブリッジインバータ又は他の発振器により構成されている。制御回路５は、コントローラ１１、電流検出器１２及びゲートドライバ１３からなる。コントローラ１１は、発振回路１０の出力電流に応じて発振回路１０の発振周波数を制御する。電流検出器１２は、発振回路１０の出力電流を検出する。コントローラ１１は、ゲートドライバ１３のスイッチング周波数の変更により、発振周波数を制御する。ゲートドライバ１３は、発振回路１０のスイッチング素子をスイチングする。
【００２２】
発振回路１０は、交流電流である一次電流I１を一次回路１に供給する。二次回路２は、交流電である二次電流I２を電気負荷RLに供給する。キャパシタC１は、電流Ic１を電流I１に追加する。キャパシタC２は、電流Ic２を電流I２に追加する。キャパシタC３は、磁束補助巻線W３に電流Ic３を供給する。キャパシタC４は、磁束補助巻線W４に電流Ic４を供給する。キャパシタC１は、電流I１の位相遅れを改善する。キャパシタC２は、電流I２の位相遅れを改善する。キャパシタC３は、電流Ic３の位相遅れを改善する。キャパシタC４は、電流Ic４の位相遅れを改善する。
【００２３】
発振周波数は、理想的には交流短絡回路４の共振周波数に等しい。電流Ic４は、二次巻線W２を通過する磁束を増加させる。電流Ic３は、一次巻線W１を通過する磁束を増加させる。結局、磁束補助巻線W３、W３及びキャパシタC３、C４の採用により、誘導電力伝送効率は改善される。
【００２４】
上記説明された非接触トランスが図２に示される。図２において、一次巻線W１及び磁束補助巻線W３は、U形一次コア６に巻かれている。二次コアW２及び磁束補助巻線W４は、U形二次コア７に巻かれている。一次コア６の両磁極は、エアギャップ８を介して二次コア７の両磁極に別々に対面している。
【００２５】
一次巻線W１の漏れインダクタンスL１は、一次コア６の両磁極の間の磁気抵抗R１に主として関係する。二次巻線W２の漏れインダクタンスL２は、二次コア７の両磁極の間の磁気抵抗R２に主として関係する。巻線W１, W２, W３ and W４の励磁インダクタンスは、エアギャップ８の磁気抵抗Rgに主として関係する。
【００２６】
磁束補助巻線W４を通過する電流Ic４は、交流磁束を発生させる。結局、発振回路１０の力率が改善される。同様に、磁束補助巻線W３を通過する電流Ic３は、交流磁束を発生させる。結局、発振回路１０の力率が改善される。一方、電流I２の励磁電流成分は、磁束補助巻線W４により低減される。同様に、電流I１の励磁電流成分は、磁束補助巻線W３により低減される。
【００２７】
磁束補助巻線W４の巻き回数は、二次巻線W４の巻き回数より大きい。結局、交流短絡回路４の銅損が低減される。磁束補助巻線W３の巻き回数は、一次巻線W３の巻き回数より大きい。結局、交流短絡回路３の銅損が低減される。磁束補助巻線W３、W４は、巻線W１、W２より小さい断面積をもつ。
【００２８】
好適には、発振回路１０の発振周波数は、交流短絡回路４の発振周波数にほぼ等しい。結局、発振回路１０の力率と電力伝送効率は、改善される。言い換えれば、電力伝送効率は、一次巻線W１に供給される一次電流I１の無効電流成分の低減により改善される。
【００２９】
発振回路１０に印加される直流電圧及び電気負荷RLの抵抗値が一定である条件において、一次巻線W１に供給される実効電力である有効電力Pavが最大である時、電力伝送効率は最大となる。幸運にも、一次巻線W１に供給される入力電力の有効電力Pavは、一次電圧V１と一次電流I１だけを用いて算出されることができる。すなわち、有効電力Pavは、次の式により算出される。cos θは力率である。Vmは、一次電圧の実効値である。Imは一次電流の実効値である。Piは入力電流の瞬時値である。結局、有効電力Pavは、入力電力の低周波成分更に正確には入力電力Piの直流成分を出力することにより検出されることができる。
【００３０】
V１ = Vm* sin(ωt)
I１ = Im* sin(ωt-θ)
Pi = ０.５*Vm*Im(cosθ-cos(２ωt-θ)
Pav = ０.５*Vm*Im*cosθ
【００３１】
この非接触トランスの制御方法が図３を参照して説明される。図３は、コントローラ１１のフローチャートを示す。ステップS１００にて、発振回路１０の出力電圧V１及び出力電流I１が検出される。次のステップS１０２にて、出力電圧V１と出力電流I１の積Piが算出される。それから、低周波成分Pavであるところの積Piの平均値が算出される。算出の代わりに、図４に示されるように、入力電力Piから低周波成分Pavを検出するために、ローパスフィルタが採用されてもよい。積Piの低周波成分は、実効電力Pavに等しい。
【００３２】
次のステップS１０４にて、所定値Δｆ が発振回路１０の発振周波数に追加される。すなわち、発振回路１０の発振周波数はf + Δｆとなる。次のステップS１０６にて、実効電力Pavは、再び算出乃至検出される。
【００３３】
次のステップS１０８にて、入力電力 V１ * I１の低周波成分である実効電力Pavが増加するか否かが判定される。実効電力Pavが増加するなら、ルーチンはステップS１０４に戻り、所定値Δｆが更に発振周波数fに追加される。実効電力Pavが増加しない場合、所定値ΔｆがステップS１１０にて発振回路１０の発振周波数から減算される。次のステップS１１２にて、実効電力Pavが再度算出される。次のステップS１１４にて、実効電力Pavが増加するか否かが判定される。
【００３４】
実効電力Pavが増加するなら、ルーチンはステップS１１０に戻り、所定値Δｆ が再度、発振周波数fから減算される。実効電力Pavが増加しない場合、ルーチンはステップS１０４に戻る。
【００３５】
結局、発振回路１０の発振周波数は、実効電力Pavが最大となる条件に維持される。その結果、実効電力Pavは、たとえ漏れインダクタンスが変化する条件でも常時、最大となる。
【００３６】
変形態様が図４を参照して説明される。図４は、入力電力の平均値Pavを算出するアナログ回路を示す。フルブリッジ単相インバータ１０である発振回路１０の出力電圧V１は、直列接続された抵抗器r１、r２からなる抵抗分圧器により分割される。電圧V１の分圧値は、掛け算回路１６において電流検出器１２により検出された検出電流I１に掛算される。 積Piを示すアナログ電圧は、ローパスフィルタ１７に出力される。ローパスフィルタ１７は、入力電力の直流値Pavを出力する。
【００３７】
変形態様が以下に説明される。上記実施例において、巻線W１-W４は、磁気コア６又は磁気コア７に巻かれる。磁気コア６、７は省略されることができる。けれども、一次巻線W１及び磁束補助巻線W３は互いに最も近接する位置にて配置されるべきである。同様に、二次巻線W２及び磁束補助巻線W４は互いに最も近接する位置にて配置されるべきである。
【００３８】
実施例２
上記説明された誘導電力供給装置は、EVと呼ばれる電気自動車への電力伝送に採用される。走行するEVのためのこの誘導電力供給装置が、図４ー図９を参照して説明される。図５は、道路Rの一部平面図を模式的に示す。道路Rは、長手方向LQに延在している。道路Rは横方向Wに所定幅をもつ。
【００３９】
軟磁性材料製のH形の道路コア１００が道路Rの表面に埋設されている。道路コア１００の上面は道路Rの上面と同じ高さをもつ。図６に示されるように、複数の道路コア１００が配列されている。各道路コア１００は、線状コア１１０-１２０のペアと横コア１３０とをもつ。線状コア１１０、１２０のペアは長手方向Lへ延在している。細長い線状コア１１０、１２０は、互いに平行になっている。
【００４０】
横コア１３０は、水平な横方向に延在して線状コア１１０、１２０を磁気的に接続している。横コア１３０は細長い。横コア１３０の両端は、線状コア１１０、１２０の両長手方向中央部に接続されている。ギャップ幅W０は、線状コア１１０、１２０の間に形成されている。線状コア１１０、１２０は、それぞれ横方向に幅W１をもつ。道路コイル１４０は横コア１３０に巻かれている。
【００４１】
図７は、EV用誘導電力供給装置の側面図を示す。図８は、EV用誘導電力供給装置の垂直横断面図を示す。図９は、装置の模式平面図を示す。
【００４２】
走行するEVのための誘導電力供給装置は、トランスミッタ３０とレシーバ５０とをもつ。最初に、トランスミッタ３０が説明される。トランスミッタ３０は、道路コア１００及び道路コイル１４０をもつ。道路コア１００は、図２に示される一次コア６に相当する。道路コイル１４０は、図に示される一次巻線W１に相当する。図８に示されるように、道路コイル１４０は、５つのピースに分割されている。スペーサ１４１が互いに隣接する２つの道路コイル１４０の間に配設されている。上カバー１４２と下カバー１４３が道路コイル１４０を覆っている。上カバー１４２の上面は、道路表面GLを構成している。
【００４３】
横コア１３０の両端は、上カバー１４２及び下カバー１４３の側面から突出している。上カバー１４２、下カバー１４３及び道路コア１００は、ハウジング３０に収容されている。ハウジング３０は、上側の開口をもつ。上カバー１４２,下カバー１４３及びハウジング３０は非磁性材料で製造されている。
【００４４】
線状コア１１０、１２０の上面は、道路Rの路面GLを構成している。横コア１３０の一端は線状コア１１０の下面１１２に固定されている。 横コア１３０の他端は線状コア１２０の下面１１２に固定されている。
【００４５】
図７において、電気自動車４０は、道路Rの路面GL上を走行している。レシーバ５０は、電気自動車の底板４１に支持されてる。レシーバ５０は、車両コア６０と、車両コイル７０と、電気自動車４０の底板４１に車両コア５０を接続するための支持構造８０をもつ。
【００４６】
車両コア６０は図２に示される二次コアに相当する。車両コイル７０は、図２に示される二次巻線W２に相当する。支持構造８０は、車両コイル７０をもつ車両コア６０を電気自動車４０の底板４１に接続する。軟磁性材料で製造されたH形の車両コア６０は、横コア２３０で磁気的に接続された線状コア２１０、２２０のペアをもつ。線状コア２１０、２２０のペアは、電気自動車４０の長手方向へ延在している。
【００４７】
細長い線状コア２１０、２２０は、互いに平行である。２つの線状コア２１０、２２０の間の横ギャップは２つの線状コア１１０、１２０の間の横ギャップW０にほぼ相当する。横コア２３０は、電気自動車４０の水平横方向へ延在し、線状コア２１０、２２０を磁気的に接続している。細長い横コア２３０は、線状コア２１０、２２０の長手方向中央を接続する。
【００４８】
重要な特徴は道路コイル１４０に存在する。道路コイル１４０は、一つの横コア１３０に巻かれている。このため、道路コイル１４０の全長が短縮される。線状コア１１０、１２０のペアが複数の横コア１３０をもち、各横コア１３０が長手方向に所定距離だけ離れている場合、各道路コイル１４０は、磁束を同一方向へ形成する。結局、道路コイル１４０の全漏れインダクタンスは、低減される。
【００４９】
横コア２３０の一端は、線状コア２１０の上面２４０に固定されている。横コア２３０の他端は、線状コア２２０の上面２４０に固定されている。車両コイル７０は、横コア２３０の周りに巻かれている。レシーバ５０は、車両コイル７０を通じて道路コイル１４０から交流電力を受け取るための受電回路をもつ。横コア２３０の横幅は、図８に示されるように、横コア１３０の横幅W１よりも広い。
【００５０】
図７において、線状コア２１０、２２０は、約５ー５０ｍｍの垂直エアギャップWgを介して線状コア１１０、１２０に別々に対面している。これにより、H形道路コア１００及びH形車両コア６０は道路コイル１４０及び車両コイル７０をもつ非接触トランスの磁気コアを構成する。図１に示される発振回路１０は、この非接触トランスを通じて電気負荷RLに交流電力を給電する。
【００５１】
支持構造８０が図７ー図９を参照して説明される。支持構造８０は、サイド部材８１-８２、接続ロッド８３-８６、車両側接続部８７-９０、コア側接続部９２-９５、引っ張りワイヤ９６及び引っ張りモータ９７を有する。
【００５２】
非磁性のサイド部材８１-８２は、横方向へ延在している。前側のサイド部材８１の両端は、線状コア２１０、２２０の両前端に別々に固定されている。後側のサイド部材８２の両端は、線状コア２１０、２２０の両後端に別々に固定されている。
【００５３】
コア側接続部９２は、サイド部材８１の一端に固定されている。コア側接続部９３は、サイド部材８１の他端に固定されている。コア側接続部９４はサイド部材８２の一端に固定されている。コア側接続部９５は、サイド部材８２の一端に固定されている。コア側接続部９５は、サイド部材８２の他端に固定されている。
【００５４】
車両側接続部８７-９０は電気自動車４０の底板４１に固定されている。車両側接続部８７は、コア側接続部９２から前方へ配置されている。車両側接続部８８は、コア側接続部９３から前方へ配置されている。車両側接続部８９は、コア側接続部９４から前方へ配置されている。車両側接続部９０は、コア側接続部９５から前方へ配置されている。
【００５５】
接続ロッド８３は、コア側接続部９２及び車両側接続部８７を接続する。接続ロッド８４は、コア側接続部９３及び車両側接続部８８を接続する。接続ロッド８５は、コア側接続部９４及び車両側接続部８９を接続する。接続ロッド８６は、コア側接続部９５及び車両側接続部９０を接続する。接続ロッド８３-８６は、ほぼ等しい長さを有して、平行に斜め上方へ延在している。
【００５６】
車両側接続部８７-９０及びコア側接続部９２-９５は、ユニバーサルジョイントである。結局、接続ロッド８３-８６は、電気自動車４０の横方向及び長手方向へ移動することができる。互いに平行な２本の引っ張りワイヤ９６の各一端は後のサイド部材８２に接続されている。互いに平行な２本の引っ張りワイヤ９６の各他端は、電気自動車４０の底板４１に固定された引っ張りモータ９７に巻かれている。
【００５７】
引っ張りモータ９７の回転により、引っ張りワイヤ９６は、引っ張りモータ９７の軸の周りに更に巻かれる。その結果、H形車両コア６０の高さは増加する。引っ張りモータ９７の逆回転により、引っ張りワイヤ９６は、H形車両コア６０の高さは減少する。引っ張りモータ９７の代わりに、車両コア６０移動用の油圧シリンダが採用されることができる。
【００５８】
更に、ワイヤが、接続ロッド８３-８６の代わりに採用されることができる。これらのワイヤは、車両側接続部８７-９０及びコア側接続部９２-９５のユニバーサルジョイント構造を必要としない。
【００５９】
上記支持構造８０の詳細動作が説明される。電気自動車４０は、電気自動車４０の前端に固定された図略の高さセンサをもつ。この高さセンサは、電気自動車４０の高さを検出する。引っ張りモータ９７のコントローラは、垂直エアギャップWgの一定値を維持する。
【００６０】
車両コア６０の線状コア２１０、２２０は、道路コア１００の線状コア１１０、１２０の磁気力により引っ張られる。その結果、線状コア２１０、２２０と線状コア１１０、１２０との間の横ずれが低減される。誘導電力伝送効率が改善される。
【００６１】
電気自動車４０は、電気自動車４０の前端に固定された図略の障害物センサをもつことができる。イメージセンサであるこの障害物センサは、電気自動車４０の前方の路面GLを監視する。障害物センサが路面GL上の障害物を検出するなら、引っ張りモータ９７が車両コア６０を引っ張る。結局、車両コア６０の高さが増加し、障害物は車両コア６０の下方を通過する。
【００６２】
ガードプレート９８は、接続ロッド８３-８４に緩やかに固定されている。障害物が路上にあれば、障害物はガードプレート９８に衝突する。ガードプレート９８が上昇するので、障害物は車両コア６の下方を通過することができる。
【００６３】
第３実施例
走行EV用誘導電力供給装置の他の実施例が図１０、図１１を参照して説明される。図１０は、EV用誘導電力供給装置の横断面図を示す。図１１は、EV用誘導電力供給装置の長手方向断面図を示す。
【００６４】
図１０、図１１に示される走行電気自動車用の誘導電力供給装置３００は、一次部材３０１及び二次部材３０２をもつ。一次部材３０１は、一次コア３０４に巻かれた一次巻線３０３をもつ。二次部材３０２は、一次コア３０４は、電気自動車が走行する道路上に埋設されている。一次コア３０４の上面は、路面GLと等しい高さをもつ。
【００６５】
一次コア３０４は、左バー３０４１と、右バー３０４２と、接続バー３０４３とをもつ。それらは、多量の鉄粉が混入されたコンクリート材料又はアスフアルト材料で形成されている。左バー３０４１及び右バー３０４２は道路の走行コースに沿って延在している。所定の横ギャップが、左バー３０４１及び右バー３０４２の間に保持されている。接続バー３０４３の両端は、左バー３０４１及び右バー３０４２に別々に接続されている。一次巻線３０３は接続バー３０４３に巻かれている。
【００６６】
二次部材３０２は、二次コア３０７に巻かれた二次巻線３０６を有する。二次コア３０７は、左車輪３０７１、右車輪３０７２及び軸３０７３により構成されている。車輪３０７１、３０７２は、多量の鉄粉が混入されたゴム材料により形成されている。各車輪３０７１、３０７２は、所定空気圧の空気室をもつ。車輪３０７１、３０７２のペアは、軸３０７３の両端に別々に結合されている。磁性材料製の軸３０７３は、ベアリング３０８、３０９を介して支持部材３０５の一端に回転可能に支持されている。支持部材３０５の他端は、電気自動車に回動可能に固定されている。
【００６７】
一次巻線３０３の電流により励起された磁束は、左バー３０４１、接続バー３０４３、右バー３０４２、右車輪３０７２、磁性軸３０７３及び左車輪３０７１に流れる。したがって、二次交流電流が二次巻線３０６に誘導される。二次巻線３０６の二次交流電流は、整流器により整流される。
【００６８】
第４実施例
走行EV又は停止EVのための誘導電力供給装置の他例が図１２ー図１５を参照して説明される。図１２は、EV用誘導電力供給装置の側面図を示す。図１２に示される誘導電力供給装置４００は、交通信号機近くの道路又は駐車場に埋設された一次コア３０１からなる一次部材をもつ。
【００６９】
H形一次コア３０１は、左バー１１０、右バー１２０及び接続バー１３０をもつ。それらは、多量の鉄粉乃至アモルフアス鉄粉乃至酸化鉄粉を含む。右バー１２０は図１３に示されている。左hんa-１１０及び右バー１２０は走行方向に延在している。所定の横ギャップが左バー１１０及び右バー１２０の間に確保されている。接続バー１３０は、左バー１１０及び右バー１２０を磁気的に接続している。一次コア１４０は、接続バー１３０に巻かれている。
【００７０】
装置の二次部材３０２は、二次コアの横バー２３０に巻かれた二次巻線７０を有する。二次コアは、２つの前車輪４０１A、４０１Bと、２つの後車輪４０１C、４０１Dと、２つの車輪カバー４０２と、横バー２３０とにより構成されている。二次巻線７０は、横コア２３０に巻かれている。２つの車輪カバー４０２及び横バー２３０は、多量の鉄粉乃至アモルフアス粉乃至酸化鉄粉を含む樹脂製品からなる。横バー２３０は、２つの車輪カバー４０２を磁気的に接続している
【００７１】
前輪４０１A、４０１Bは、図１３に示される非磁性軸４０４に接続されている。後輪４０１C、４０１Dは図１３に示される非磁性軸４０５に接続されている。前輪４０１A及び後輪４０１Cは図１３に示されるように左側に配置されている。前輪４０１B及び後輪４０１Dは図１３に示されるように右側に配置されている。
【００７２】
２つの車輪カバー４０２及び横バー２３０を除く二次部材３０２の平面図を示す。軸４０４及び軸４０５は４つのベアリング４０６を通じて非磁性の支持板４０３に支持されている。２つの車輪カバー４０２は支持板４０３に固定されている。車輪カバー４０２の一つは、小エアギャップｇを介して車輪４０１A、４０１Cの上方に配置されている。車輪カバー４０２の他の一つは、小エアギャップｇを介して車輪４０１B、４０１Dの上方に配置されている。エアギャップｇは１ー５の幅は１-５mmである。車輪の外周部の上半分は、エアギャップｇを介して車輪カバー４０２の半円形の凹部に面している。その結果、車輪カバー４０２と車輪４０１A-４０１Dとの間の磁気抵抗は小さくなる。
【００７３】
支持板４０３は支持部材３０５の一端に回転可能に支持されている。図１２に示されるMは、支持部材３０５と支持板４０３との間の接続部の水平回動中心である。支持部材３０５の先端は、図略の電気自動車に回転可能に固定されている。図１４は、横バー２３０と車輪カバー４０２の平面図である。二次巻線７０は軟磁性粉及びガラス繊維を含む樹脂材料により作製された横バー２３０に巻かれている。
【００７４】
結局、一次巻線１４０及び二次巻線７０は、一次コア３０１及び二次コアからなる磁気回路により磁気的に結合されている。一次コア３０１は、左バー１１０、右バー１２０及び接続バー１３０を有する。二次コアは、車輪４０１A-４０１D、車輪カバー４０２及び横バー２３０を有する。
【００７５】
一次巻線１４０の電流により励起された磁束は、左バー１１０、右バー１２０、右車輪４０１B、４０１D、エアギャップg、右車輪'カバー４０２、横バー２３０、左車輪カバー４０２、エアギャップｇ、左車輪４０１B、４０１D及び左バー１１０を流れる。したがって、二次交流電流が、二次巻線７０に誘導される。二次巻線７０の二次交流電流は、整流器により整流される。
【００７６】
車輪４０１A-４０１Dの構造が図１５を参照して説明される。図１５は、車輪４０１Aの模式断面図である。車輪４０１Aは、ゴムタイヤ４１３を支持する非磁性のホィールディスク４１１、４１２を有する。圧縮空気がゴムタイヤ４１３の空気室４１５に充填されている。ゴムタイヤ４１３の外周部４１４は、多量の軟磁性粉を含むゴムでできている。言い換えると、車輪４０１Aの磁気通路は、タイヤ４１３の外周部４１４だけで構成されている。
【００７７】
その結果、車輪４０１Aの重量が低減される。更に、ゴムタイヤ４１３の外周部４１４は、重力により変形される。その結果として、外周部４１４とバー１１０との間の接触面積が増加され、磁気抵抗が低減される。
【図１】
2011152025.tif 000003
【図２】
2011152025.tif 000004
【図３】
2011152025.tif 000005
【図４】
2011152025.tif 000006
【図５】
2011152025.tif 000007
【図６】
2011152025.tif 000008
【図７】
2011152025.tif 000009
【図８】
2011152025.tif 000010
【図９】
2011152025.tif 000011
【図１０】
2011152025.tif 000012
【図１１】
2011152025.tif 000013
【図１２】
2011152025.tif 000014
【図１３】
2011152025.tif 000015
【図１４】
2011152025.tif 000016
【図１５】
2011152025.tif 000017
【外国語明細書】
2011152025000001.pdf
2011152025000002.pdf
2011152025000003.pdf
2011152025000004.pdf