(57)【要約】【課題】非接触の電力伝送システムにおいて、コイルユニット間の位置ずれに起因する電力伝送効率の低下を抑制する。【解決手段】コイルユニット（１５０、２３０）は、非接触で電力を受電可能な電力伝送システムの一部を構成するコイルユニットである。当該コイルユニットは、一の方向に沿った中心軸を有する第１のコイルと、当該コイルユニットの動作時に、第１のコイルにより形成される磁界とは逆向きの磁界を形成するように、第１のコイルと電気的に接続され、上記中心軸と同軸上に配置された第２のコイルと、を備える。【選択図】図１
2015088673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一のコイルユニットから、非接触で電力を受電可能な電力伝送システムの一部を構成し、インピーダンスＺの負荷に電気的に接続されたコイルユニットであって、
一の方向に沿った中心軸を有する第１のコイルと、
当該コイルユニットの動作時に、前記第１のコイルにより形成される磁界とは逆向きの磁界を形成するように、前記第１のコイルと電気的に接続され、前記中心軸と同軸上に配置された第２のコイルと、
を備え、
当該コイルユニット及び前記一のコイルユニット間の結合係数をｋ、共振周波数をωとして、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの合成インダクタンス値Ｌ２が、数式１を満たすように構成されている
ことを特徴とするコイルユニット。
【数１】
2015088673.tif 000010
【請求項２】
前記中心軸と同軸上に、且つ、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの間に配置され、前記第１のコイル及び第２のコイルのいずれにも電気的に接続されていない第３のコイルを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のコイルユニット。
【請求項３】
前記第３のコイルは、当該コイルユニットの動作時に、前記第１のコイル及び前記第２のコイルと共振するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のコイルユニット。
【請求項４】
相互に非接触の電力伝送が可能な給電装置及び受電装置を備える非接触電力伝送システムであって、
前記給電装置は、
給電コイルユニットと、
前記給電コイルユニットに電気的に接続されると共に、前記給電コイルユニットに所定周波数の電力を供給する電力供給手段と、
を備え、
前記受電装置は、
前記給電コイルユニットと対向配置される受電コイルユニットと、
前記受電コイルユニットに電気的に接続された負荷と、
を備え、
前記給電コイルユニットは、
一の方向に沿った第１の中心軸を有する第１の給電コイルと、
前記給電コイルユニットの動作時に、前記第１の給電コイルにより形成される磁界とは逆向きの磁界を形成するように、前記第１の給電コイルと電気的に接続され、前記第１の中心軸と同軸上に配置された第２の給電コイルと、
を有し、
前記受電コイルユニットは、
前記一の方向に沿い、前記第１の中心軸とは異なる第２の中心軸を有する第１の受電コイルと、
前記受電コイルユニットの動作時に、前記第１の受電コイルにより形成される磁界とは逆向きの磁界を形成するように、前記第１の受電コイルと電気的に接続され、前記第２の中心軸と同軸上に配置された第２の受電コイルと、
を有し、
前記電力供給手段の駆動周波数をｆｓ、前記負荷のインピーダンスをＺ、前記給電コイルユニット及び前記受電コイルユニット間の結合係数をｋとして、前記第１の受電コイル及び前記第２の受電コイルの合成インダクタンス値Ｌ２が、数式２を満たすように構成されている
ことを特徴とする非接触電力伝送システム。
【数２】
2015088673.tif 000011
【請求項５】
前記給電コイルユニットは、前記第１の中心軸と同軸上に、且つ、前記第１の給電コイルと前記第２の給電コイルとの間に配置され、前記第１の給電コイル及び第２の給電コイルのいずれにも電気的に接続されていない第３の給電コイルを更に有し、
前記受電コイルユニットは、前記第２の中心軸と同軸上に、且つ、前記第１の受電コイルと前記第２の受電コイルとの間に配置され、前記第１の受電コイル及び第２の受電コイルのいずれにも電気的に接続されていない第３の受電コイルを更に有し、
前記第３の給電コイルは、前記第３の給電コイルの共振点が、前記電力供給手段の駆動周波数と一致するように構成されており、
前記第３の受電コイルは、前記第３の受電コイルの共振点が、前記電力供給手段の駆動周波数と一致するように構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の非接触電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触の電力伝送に用いられるコイルユニット、及び該コイルユニットを備える電力伝送システムの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のコイルユニットとして、例えば、漏洩磁場を低減するために、複数のコイルを含むコイルユニットであって、該複数のコイルのうち一のコイルと、該複数のコイルのうち他のコイルとは、発生する磁界が逆位相となるように配置されたコイルユニットが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
尚、両側巻Ｈ型コア構造のトランスを複数個接続し、トランスの大容量化を図る技術が提案されている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１３９４６９号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】藤田到、中山智裕、金子裕良、阿部茂、保田富夫、鈴木明：「電気自動車用非接触給電トランスの複数モジュール構成による大容量化」、平成２４年電気学会産業応用部門大会論文集、Ｎｏ．４−９，ｐｐ．ＩＶ１１１−ＩＶ１１４（２０１２，８，２３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のコイルユニットや、円形コイル（円形コア片側巻構造）では、互いに対向配置されるコイルの中心軸同士を同軸上としなければ、電力の伝送効率が低下するという技術的問題点がある。この種のコイルユニットが、例えば電気自動車に搭載されたバッテリの充電システムに用いられる場合、コイルユニットの位置合わせの精度は、車両の運転者の運転技術に大きく依存する。すると、上記技術的問題点が顕著に現れる可能性がある。
【０００７】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、コイルユニット間の位置ずれに起因する電力伝送効率の低下を抑制することができるコイルユニット及び電力伝送システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のコイルユニットは、上記課題を解決するために、一のコイルユニットから、非接触で電力を受電可能な電力伝送システムの一部を構成し、インピーダンスＺの負荷に電気的に接続されたコイルユニットであって、一の方向に沿った中心軸を有する第１のコイルと、当該コイルユニットの動作時に、前記第１のコイルにより形成される磁界とは逆向きの磁界を形成するように、前記第１のコイルと電気的に接続され、前記中心軸と同軸上に配置された第２のコイルと、を備え、当該コイルユニット及び前記一のコイルユニット間の結合係数をｋ、共振周波数をωとして、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの合成インダクタンス値Ｌ２が、数式１を満たすように構成されている。
【０００９】
【数１】
2015088673.tif 000003
【００１０】
本発明の電力伝送システムは、上記課題を解決するために、相互に非接触の電力伝送が可能な給電装置及び受電装置を備える非接触電力伝送システムであって、前記給電装置は、給電コイルユニットと、前記給電コイルユニットに電気的に接続されると共に、前記給電コイルユニットに所定周波数の電力を供給する電力供給手段と、を備え、前記受電装置は、前記給電コイルユニットと対向配置される受電コイルユニットと、前記受電コイルユニットに電気的に接続された負荷と、を備え、前記給電コイルユニットは、一の方向に沿った第１の中心軸を有する第１の給電コイルと、前記給電コイルユニットの動作時に、前記第１の給電コイルにより形成される磁界とは逆向きの磁界を形成するように、前記第１の給電コイルと電気的に接続され、前記第１の中心軸と同軸上に配置された第２の給電コイルと、を有し、前記受電コイルユニットは、前記一の方向に沿い、前記第１の中心軸とは異なる第２の中心軸を有する第１の受電コイルと、前記受電コイルユニットの動作時に、前記第１の受電コイルにより形成される磁界とは逆向きの磁界を形成するように、前記第１の受電コイルと電気的に接続され、前記第２の中心軸と同軸上に配置された第２の受電コイルと、を有し、前記電力供給手段の駆動周波数をｆｓ、前記負荷のインピーダンスをＺ、前記給電コイルユニット及び前記受電コイルユニット間の結合係数をｋとして、前記第１の受電コイル及び前記第２の受電コイルの合成インダクタンス値Ｌ２が、下記関係式を満たすように構成されている。
【００１１】
【数２】
2015088673.tif 000004
【００１２】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施例に係る電力伝送システムの概要を示す概念図である。
【図２】第１実施例に係るコイルユニットを示す斜視図である。
【図３】第１実施例に係るコイルユニットのエアギャップと、結合係数との関係の一例を示す特性図である。
【図４】受電コイルのインダクタンスと伝送効率との関係の一例を示す特性図である。
【図５】送電コイルと受電コイルとに位置ずれが生じた場合の磁界の一例を示す概念図である。
【図６】位置ずれと結合係数との関係の一例を示す特性図である。
【図７】放射磁界の一例を示す特性図である。
【図８】第２実施例に係る電力伝送システムの概要を示す概念図である。
【図９】第２実施例に係るコイルユニットを示す斜視図である。
【図１０】送電コイルと受電コイルとに位置ずれが生じた場合の磁界の他の例を示す概念図である。
【図１１】Ｘ方向への位置ずれと結合係数との関係の一例を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のコイルユニット及び電力伝送システムに係る実施形態について説明する。
【００１５】
（コイルユニット）
実施形態に係るコイルユニットは、一のコイルユニットから、非接触で電力を受電可能な電力伝送システムの一部を構成し、インピーダンスＺの負荷に電気的に接続されたコイルユニットである。
【００１６】
当該コイルユニットは、一の方向に沿った中心軸を有する第１のコイルと、当該コイルユニットの動作時に、該第１のコイルにより形成される磁界とは逆向きの磁界を形成するように、該第１のコイルと電気的に接続され、上記中心軸と同軸上に配置された第２のコイルと、を備える。
【００１７】
本実施形態では特に、第１のコイル及び第２のコイルの合成インダクタンス値Ｌ２は、下記関係式を満たすように構成されている。
【００１８】
【数３】
2015088673.tif 000005
ここで、“ｋ”は当該コイルユニット及び一のコイルユニット間の結合係数であり、“ω”は共振周波数である。
【００１９】
本実施形態に係るコイルユニットによれば、一の方向に沿った中心軸を有する第１のコイルと、該中心軸と同軸上に配置された第２のコイルと、を備えて構成されている。第１のコイルと第２のコイルとは、当該コイルユニットの動作時に互いに逆向きの磁界を形成するように、構成及び互いに電気的に接続されている。
【００２０】
ここで、本実施形態に係る第１のコイル及び第２のコイルは、所謂両側巻コイルである。この所謂両側巻コイルは、所謂片側巻コイルに比べて、上記中心軸が延びる方向と交わる方向への位置ずれの影響を受けにくい。
【００２１】
また、合成インダクタンス値Ｌ２が上記関係式を満たす場合、当該コイルユニットと一のコイルユニット間における電力の伝送効率が比較的高くなることが、本願発明者の研究により判明している。加えて、上述の如く、当該コイルユニットの動作時には、第１のコイルの周囲に生じる磁界の向きと、第２のコイルの周囲に生じる磁界の向きとが互いに逆向きであるため、当該コイルユニットの周囲への放射磁界を低減することができる。
【００２２】
第１のコイル及び第２のコイルを、同形状且つ、同一インダクタンスに構成することにより、放射磁界の低減効果をより大きくすることができる。
【００２３】
実施形態に係るコイルユニットの一態様では、当該コイルユニットは、第１のコイルの中心軸と同軸上に、且つ、該第１のコイルと第２のコイルとの間に配置され、第１のコイル及び第２のコイルのいずれにも電気的に接続されていない第３のコイルを更に備える。
【００２４】
この態様によれば、第１のコイル及び第２のコイルのみの場合に比べて、当該コイルユニットの中心軸が延びる方向への位置ずれの影響を低減することができ、実用上非常に有利である。
【００２５】
この態様では、第３のコイルは、当該コイルユニットの動作時に、第１のコイル及び第２のコイルと共振するように構成されている。
【００２６】
このように構成すれば、当該コイルユニットが、上記一のコイルユニットに対し、中心軸が延びる方向へずれた場合であっても、第３のコイルが反射増幅の働きをするので、当該コイルユニットと一のコイルユニット間における電力の伝送効率の低下を抑制することができる。
【００２７】
（電力伝送システム）
実施形態に係る電力伝送システムは、相互に非接触の電力伝送が可能な給電装置及び受電装置を備える非接触電力伝送システムである。
【００２８】
給電装置は、給電コイルユニットと、該給電コイルユニットに電気的に接続されると共に、該給電コイルユニットに所定周波数の電力を供給する電力供給手段と、を備えて構成される。
【００２９】
給電コイルユニットは、一の方向に沿った第１の中心軸を有する第１の給電コイルと、当該給電コイルユニットの動作時に、第１の給電コイルにより形成される磁界とは逆向きの磁界を形成するように、第１の給電コイルと電気的に接続され、第１の中心軸と同軸上に配置された第２の給電コイルと、を有する。
【００３０】
受電装置は、給電コイルユニットと対向配置される受電コイルユニットと、該受電コイルユニットに電気的に接続された負荷と、を備えて構成される。
【００３１】
受電コイルユニットは、一の方向に沿い、第１の中心軸とは異なる第２の中心軸を有する第１の受電コイルと、当該受電コイルユニットの動作時に、第１の受電コイルにより形成される磁界とは逆向きの磁界を形成するように、第１の受電コイルと電気的に接続され、第２の中心軸と同軸上に配置された第２の受電コイルと、を有する。
【００３２】
本実施形態では特に、第１の受電コイル及び第２の受電コイルの合成インダクタンス値Ｌ２が下記関係式を満たすように構成されている。
【００３３】
【数４】
2015088673.tif 000006
ここで、“ｆｓ”は電力供給手段の駆動周波数であり、“Ｚ”は負荷のインピーダンスであり、“ｋ”は給電コイルユニット及び受電コイルユニット間の結合係数である。
【００３４】
合成インダクタンス値Ｌ２が上記関係式を満たす場合、給電コイルユニットの入力抵抗Ｒｉｎは下記近似式で表される。
【００３５】
【数５】
2015088673.tif 000007
ここで、“Ｌ１”は、第１の給電コイル及び第２の給電コイルの合成インダクタンス値である。また、“ω＝２π・ｆｓ”である。合成インダクタンス値Ｌ１は、当該電力伝送システムに望まれる電力伝送量と、電力供給手段の電圧とに応じて、適切に設定されることが望ましい。合成インダクタンス値Ｌ１が適切に設定されることにより、電力伝送効率を向上させることができる。
【００３６】
実施形態に係る電力伝送システムによれば、上述した実施形態に係るコイルユニットと同様に、給電コイルユニット及び受電コイルユニット間の位置ずれに起因する電力伝送効率の低下を抑制できると共に、周囲への放射磁界を低減することができる。
【００３７】
実施形態に係る電力伝送システムの一態様では、給電コイルユニットは、第１の中心軸と同軸上に、且つ、第１の給電コイルと第２の給電コイルとの間に配置され、第１の給電コイル及び第２の給電コイルのいずれにも電気的に接続されていない第３の給電コイルを更に有する。第３の給電コイルは、該第３の給電コイルの共振点が、電力供給手段の駆動周波数と一致するように構成されている。
【００３８】
受電コイルユニットは、第２の中心軸と同軸上に、且つ、第１の受電コイルと第２の受電コイルとの間に配置され、第１の受電コイル及び第２の受電コイルのいずれにも電気的に接続されていない第３の受電コイルを更に有する。第３の受電コイルは、該第３の受電コイルの共振点が、電力供給手段の駆動周波数と一致するように構成されている。
【００３９】
この態様によれば、給電コイルユニットが、受電コイルユニットに対して、第１の中心軸の延びる方向へ相対的にずれた場合であっても、給電コイルユニットと受電コイルユニット間における電力伝送効率の低下を好適に抑制することができる。
【実施例】
【００４０】
本発明に係るコイルユニットを備える電力伝送システムに係る実施例を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施例では、当該電力伝送システムが、例えば電気自動車等の車両に搭載されたバッテリの充電システムとして用いられた場合を一例として挙げる。
【００４１】
＜第１実施例＞
電力伝送システムに係る第１実施例について、図１乃至図７を参照して説明する。
【００４２】
先ず、本実施例に係る電力伝送システムの構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施例に係る電力伝送システムの概要を示す概念図である。
【００４３】
図１において、電力伝送システムは、交流電源１０と、該交流電源１０に電気的に接続された送電回路１００と有する給電装置と、車両に搭載されたバッテリである負荷２０と、該負荷２０に電気的に接続された受電回路２００とを有する受電装置と、を備えて構成されている。
【００４４】
送電回路１００は、整流器１１０、ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：力率改善）回路１２０、インバータ１３０、共振用キャパシタ１４０及び送電コイル１５０を備えて構成されている。
【００４５】
給電装置の動作時には、例えば商用電源等である交流電源１０から出力された交流電圧が、整流器１１０及びＰＦＣ回路１２０により直流電圧に変換される。該変換された直流電圧は、インバータ１３０により高周波交流電圧に変換される。高周波交流電圧が共振用キャパシタ１４０に印加されることにより、送電コイル１５０の周囲に高周波磁界が発生する。
【００４６】
受電回路２００は、整流器２１０、共振用キャパシタ２２０及び受電コイル２３０を備えて構成されている。
【００４７】
受電コイル２３０が送電コイル１５０と対向配置され、該送電コイル１５０の周囲に高周波磁界が発生した場合、受電コイル２３０及び共振用キャパシタ２２０の作用により、受電コイル２３０が受けた高周波磁界が高周波交流電圧に変換される。該高周波交流電圧は、整流器２１０により直流電圧に変換され、負荷２０に供給される。
【００４８】
次に、本実施例に係るコイルユニットについて、図２を参照して説明する。図２は、第１実施例に係るコイルユニットを示す斜視図である。尚、図２には送電コイル１５０のみ記載されているが、受電コイル２３０も送電コイル１５０と同様の構成である。
【００４９】
図２において、送電コイル１５０は、コイル１及びコイル２を備えて構成されている。図２に示すように、コイル１及びコイル２は、所謂角形コア両側巻コイルである。
【００５０】
ここで特に、コイル１及びコイル２は、給電装置の動作時に、互いに逆向きの磁界を形成するように構成及び電気的に接続されている。図２では、コイル１及びコイル２が電気的に直列に接続されていると共に、コイル１を構成する導線の巻き回し方向とコイル２を構成する導線の巻き回し方向とが互いに反対にされている。
【００５１】
コイル１及びコイル２は、発生する磁界の強さが同等になるように、典型的には、同じ外形、同じ特性（インダクタンス値）とされる。加えて、コイル１の中心軸とコイル２の中心軸とは同一軸上に配置される。
【００５２】
コイル１の磁性体コアとコイル２の磁性体コアと間には若干のエアギャップが設けられることが望ましい。その理由は、図３に示すように、若干のエアギャップを設けた場合（図３では、エアギャップを“ｄ”とした場合）に、送電コイル１５０及び受電コイル２３０間の結合係数が最大となるからである（尚、送電コイル１５０及び受電コイル２３０間の距離は不変）。図３は、第１実施例に係るコイルユニットのエアギャップと、結合係数との関係の一例を示す特性図である。
【００５３】
尚、エアギャップは必須ではなく、同一の磁性体コアにコイル１を構成する導線とコイル２を構成する導線とが巻き回されていてもよいし、コイル１及びコイル２ともに空芯コイルであってもよい。また、送電コイル１５０の受電コイル２３０と対向する側とは反対側に、例えばアルミニウム板等の遮蔽板が配置されていてもよい。このように構成すれば、結合係数の上昇や、周辺環境への放射磁界の低減等を図ることができ、実用上非常に有利である。
【００５４】
受電コイル２３０の構成も、上述した送電コイル１５０と同様である。ただし、送電コイル１５０のサイズと、受電コイル２３０のサイズとは互いに異なっていてもよい。具体的には例えば、受電コイル２３０のサイズが、送電コイル１５０のサイズよりも小さくてもよい。このように構成すれば、車両の重量を軽減することができ、例えば該車両の燃費向上等を図ることができる。
【００５５】
送電コイル１５０のサイズと、受電コイル２３０のサイズとが互いに異なっている場合であっても、送電コイル１５０におけるエアギャップと、受電コイル２３０におけるエアギャップとは同程度であることが望ましい。
【００５６】
受電コイル２３０のコイル１及びコイル２（図示せず）の合成インダクタンスＬ２は、下記関係式（１）を満足することが望ましい。
【００５７】
【数６】
2015088673.tif 000008
ここで、“ｋ”は結合係数であり、“Ｚ”は負荷２０のインピーダンスである。係数ω＝２πｆｓである。“ｆｓ”はインバータ１３０の駆動周波数である。
【００５８】
関係式（１）の左辺と電力伝送効率との関係の一例を図４に示す。図４からわかるように、合成インダクタンスＬ２が、関係式（１）を満足することにより、比較的高い電力伝送効率を得られる。図４は、受電コイルのインダクタンスと伝送効率との関係の一例を示す特性図である。
【００５９】
本実施例の送電コイル１５０及び受電コイル２３０は、複数個の所謂角形コア両側巻コイルを備えて構成されている（例えば図５（ａ）参照）。このため、送電コイル１５０が受電コイル２３０に対して、図５（ａ）のＹ方向に相対的にずれていたとしても、鎖交磁束は減りこそすれゼロにはならない。つまり、送電コイル１５０及び受電コイル２３０は、図５（ａ）のＹ方向への位置ずれの影響を受けにくいといえる（図６（ｂ）参照）。
【００６０】
他方で、送電コイル１５０が受電コイル２３０に対して、図５（ａ）のＸ方向に相対的にずれた場合（例えば図５（ｃ）参照）、受電コイル２３０のコイル１に鎖交する磁界が相殺されてしまう。つまり、送電コイル１５０及び受電コイル２３０は、図５（ａ）のＸ方向への位置ずれの影響を受けやすいといえる（図６（ｂ）参照）。
【００６１】
本実施例では、図５（ａ）のＸ方向が車両の前後方向に、図５（ａ）のＹ方向が車両の左右方向に、対応するように、送電コイル１５０及び受電コイル２３０各々が設置されている（図６（ａ）参照）。そして、車両の駐車位置を車止めで制限すれば、車両の前後方向（即ち、Ｘ方向）への位置ずれを抑制することができる。従って、本実施例に係る電力伝送システムによれば、送電コイル１５０及び受電コイル２３０間の位置ずれに起因する電力伝送効率の低下を好適に抑制することができる。
【００６２】
加えて、上述の如く、送電コイル１５０を構成するコイル１及びコイル２は、給電装置の動作時に、互いに逆向きの磁界を形成するように構成及び電気的に接続されている。このため、送電コイルが単一のコイルから構成される場合に比べて、送電コイル１５０の周辺環境への放射磁界を著しく抑制することができる（図７参照）。
【００６３】
＜第２実施例＞
電力伝送システムに係る第１実施例について、図８乃至図１１を参照して説明する。第２実施例は、送電コイル及び受電コイルの構成が一部異なる以外は、上述した第１実施例の構成と同様であるので、第１実施例と重複する説明を適宜省略すると共に、図面上における同一箇所には同一符号を付して示し、基本的に第１実施例と異なる部分について、図８乃至図１１を参照して説明する。
【００６４】
本実施例に係る電力伝送システムの構成について、図８を参照して説明する。図８は、図１と同趣旨の、第２実施例に係る電力伝送システムの概要を示す概念図である。
【００６５】
図８において、送電回路１０１は、整流器１１０、ＰＦＣ回路１２０、インバータ１３０、共振用キャパシタ１４０及び送電コイル１５１を備えて構成されている。
【００６６】
送電コイル１５１は、共振用キャパシタ１４０を介してインバータ１３０に電気的に接続されたコイル１及びコイル２（図９参照）と、該コイル１及びコイル２のいずれにも電気的に接続されていないコイル３（図９参照）と、を備えて構成されている。
【００６７】
送電コイル１５１を構成するコイル１及びコイル２は、上述した第１実施例に係る送電コイル１５０を構成するコイル１及びコイル２と同様の構成である。送電コイル１５１を構成するコイル３は、所謂角形コア両側巻コイルである。該コイル３は、その中心軸が、コイル１の中心軸と同一軸上になるように、且つ、コイル１とコイル２との間に配置されている。
【００６８】
コイル３の両端は、キャパシタ１５１ｃに電気的に接続されている（図８参照）。ここで特に、コイル３のインダクタンスＬ３と、キャパシタ１５１ｃのキャパシタンスＣ３との共振点は、インバータ１３０の動作周波数Ｆｓとほぼ等しくなるように設定されている。つまり、インダクタンスＬ３及びキャパシタンスＣ３は、下記関係式（２）を満足するように設定されている。
【００６９】
【数７】
2015088673.tif 000009
【００７０】
尚、キャパシタ１５１ｃは、可能であれば寄生容量でもよい。また、インダクタンスＬ３は、コイル１及びコイル２各々のインダクタンス値とは異なっていてよい。
【００７１】
受電回路２０１は、整流器２１０、共振用キャパシタ２２０及び受電コイル２３１を備えて構成されている。受電コイル２３１も送電コイル１５１と同様に、共振用キャパシタ２２０を介して整流器２１０に電気的に接続されたコイル１及びコイル２と、該コイル１及びコイル２のいずれにも電気的に接続されていないコイル３とを備えて構成されている。
【００７２】
受電コイル２３１のコイル３の両端は、キャパシタ２３１ｃに電気的に接続されている（図８参照）。受電コイル２３１のコイル３に係るインダクタンス及びキャパシタ２３１ｃに係るキャパシタも、上記関係式（２）を満足するように設定されている。
【００７３】
第１実施例に係る送電コイル１５０及び受電コイル２３０は、上述の如く、Ｘ方向への位置ずれの影響を受けやすい。他方で、本実施例に係る送電コイル１５１及び受電コイル２３１は、コイル３を備えているためＸ方向への位置ずれの影響を抑制することができる。
【００７４】
本実施例の効果について、図１０及び図１１を参照して具体的に説明する。図１０は、送電コイルと受電コイルとに位置ずれが生じた場合の磁界の他の例を示す概念図である。図１１は、Ｘ方向への位置ずれと結合係数との関係の一例を示す特性図である。
【００７５】
図１０（ａ）に示すように、送電コイル１５１と受電コイル２３１との間に位置ずれが生じていない場合、送電コイル１５１のコイル１と受電コイル２３１のコイル１との間、及び送電コイル１５１のコイル２と受電コイル２３１のコイル２との間において電力の授受が行われる。この場合、送電コイル１５１のコイル３及び受電コイル２３１のコイル３には誘導起電力は生じない。
【００７６】
図１０（ｂ）に示すように、送電コイル１５１が受電コイル２３１に対してＸ方向に相対的にずれた場合、送電コイル１５１のコイル２と受電コイル２３１のコイル２との結合によるわずかな誘導起電力により、受電コイル２３１に誘導電流が流れる。該誘導電流に起因して受電コイル２３１のコイル１の周囲に磁界が発生する。該コイル１の周囲に発生した磁界が、送電コイル１５１のコイル３により増幅され（つまり、送電コイル１５１のコイル３により反射増幅され）、送電コイル１５１及び受電コイル２３１間の結合が強くなる。受電コイル２３１のコイル３も、送電コイル１５１のコイル３と同様の働きをする。
【００７７】
この結果、図１１に示すように、本実施例に係る構成は、上述した第１実施例に係る構成と比べて、送電コイル１５１及び受電コイル２３１間にＸ方向への位置ずれが生じたとしても、結合係数の低下を抑制することができる。
【００７８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うコイルユニット及び電力伝送システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１０…交流電源、２０…負荷、１００、１０１…送電回路、１１０、２１０…整流器、１２０…ＰＦＣ回路、１３０…インバータ、１４０、２２０…共振用キャパシタ、１５０、１５１…送電コイル、２００、２０１…受電回路、２３０、２３１…受電コイル
【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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