(57)【要約】【課題】受電装置と給電装置とが相対移動可能な関係にあるときに、位置決めに時間を要することなく、非接触給電により発熱したコイル装置を適切に冷却することのできる非接触給電システムの提供。【解決手段】車両１０と停車ステーション２０との間で、コイル装置１１，２１を用いた非接触給電を行う非接触給電システム１であって、車両１０及び停車ステーション２０に設けられたコイル装置１１，２１のうち、少なくともいずれか一方を冷却する冷却装置３０を有し、冷却装置３０は、冷媒の注入により膨らんでコイル装置１１に接触する膨縮部材３１を有する、という構成を採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともいずれか一方が移動可能な受電装置と給電装置との間において、コイル装置を用いた非接触給電を行う非接触給電システムであって、
前記受電装置及び前記給電装置に設けられた前記コイル装置のうち、少なくともいずれか一方を冷却する冷却装置を有し、
前記冷却装置は、冷媒の注入により膨らんで前記コイル装置に接触する膨縮部材を有する、ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項２】
前記膨縮部材は、非磁性且つ非導電性を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電システム。
【請求項３】
前記膨縮部材は、前記非接触給電のときに前記コイル装置同士が対向する対向面上に設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の非接触給電システム。
【請求項４】
前記膨縮部材は、冷媒の注入口と排出口が共通化された注入排出口を有しており、
前記冷却装置は、前記注入排出口に接続されて冷媒の注入と非注入とを切り替える冷媒注入装置を有する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の非接触給電システム。
【請求項５】
前記膨縮部材は、冷媒の注入口と排出口とを有しており、
前記冷却装置は、前記注入口に接続されて冷媒を注入しながら前記排出口から冷媒を排出させる冷媒注入装置を有する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の非接触給電システム。
【請求項６】
前記膨縮部材は、冷媒の注入口と排出口とを有しており、
前記冷却装置は、前記注入口と前記排出口に接続されて前記排出口から排出された冷媒の少なくとも一部を前記注入口から注入し、冷媒を循環させる冷媒注入装置を有する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の非接触給電システム。
【請求項７】
前記膨縮部材は、互いに異なる位置に複数設けられており、
前記冷却装置は、複数の前記膨縮部材に対する冷媒の注入を別途独立して行う冷媒注入装置を有する、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の非接触給電システム。
【請求項８】
前記受電装置及び前記給電装置のうち一方は、車両であり、
前記受電装置及び前記給電装置のうち他方は、前記車両が停車する停車ステーションである、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、道路等に設けられる１次コイルと、車両に設けられる２次コイルとの間の磁気結合または磁気共鳴を利用して、１次コイルから非接触で高周波電力を受け取る車両搭載受電装置が開示されている。このような磁気結合等を利用する非接触給電システムにおいては、高周波電力をやり取りするコイル等が発熱するため、その冷却が行われている。
【０００３】
下記特許文献１の車両搭載受電装置は、受電コイルと、受電コイルを収納するコイル室と、回転方向を正回転と逆回転との間で切り替えることができる双方向ファンとを含んで構成されている。これにより、受電コイルの冷却が必要なときは、車室側から受電コイルを経由して外気側に流す放熱流れとし、蓄電装置の暖機が必要なときは、外気側から受電コイルを経由して車室側に流す暖機流れとするようになっている。
【０００４】
また、下記特許文献２には、受電部及び電池を有する受電装置と給電部を有する給電装置とを用いて非接触で電力の授受を行う充電ユニットが開示されている。この充電ユニットにおいては、受電装置内で発生した熱を給電装置に伝えるように、受電装置と給電装置とが接触する部分に熱伝導部が設けられていて、給電装置側に伝えた熱をヒートシンクを介して外部に放熱するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１５６０８３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３０１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術には、次のような問題がある。
特許文献１の技術は、車両に搭載したファンで冷却する方式であるため、当該冷却装置により車両が大型化する、という問題がある。
特許文献２の技術は、冷却対象となる受電装置側にファン等を搭載せずに、熱を接触により受電装置側から給電装置側に伝達する方式であるが、受電装置と給電装置との相対位置が厳密に固定されていないと伝熱効率が極端に低下する。このため、車両のような移動体を冷却対象とする場合には、停車時に移動体を正確に位置決めするために時間を要してしまう、という問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、受電装置と給電装置とが相対移動可能な関係にあるときに、位置決めに時間を要することなく、非接触給電により発熱したコイル装置を適切に冷却することのできる非接触給電システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、少なくともいずれか一方が移動可能な受電装置と給電装置との間において、コイル装置を用いた非接触給電を行う非接触給電システムであって、前記受電装置及び前記給電装置に設けられた前記コイル装置のうち、少なくともいずれか一方を冷却する冷却装置を有し、前記冷却装置は、冷媒の注入により膨らんで前記コイル装置に接触する膨縮部材を有する、という構成を採用する。
【０００９】
また、本発明においては、前記膨縮部材は、非磁性且つ非導電性を有する、という構成を採用する。
【００１０】
また、本発明においては、前記膨縮部材は、前記非接触給電のときに前記コイル装置同士が対向する対向面上に設けられている、という構成を採用する。
【００１１】
また、本発明においては、前記膨縮部材は、冷媒の注入口と排出口が共通化された注入排出口を有しており、前記冷却装置は、前記注入排出口に接続されて冷媒の注入と非注入とを切り替える冷媒注入装置を有する、という構成を採用する。
【００１２】
また、本発明においては、前記膨縮部材は、冷媒の注入口と排出口とを有しており、前記冷却装置は、前記注入口に接続されて冷媒を注入しながら前記排出口から冷媒を排出させる冷媒注入装置を有する、という構成を採用する。
【００１３】
また、本発明においては、前記膨縮部材は、冷媒の注入口と排出口とを有しており、前記冷却装置は、前記注入口と前記排出口に接続されて前記排出口から排出された冷媒の少なくとも一部を前記注入口から注入し、冷媒を循環させる冷媒注入装置を有する、という構成を採用する。
【００１４】
また、本発明においては、前記膨縮部材は、互いに異なる位置に複数設けられており、前記冷却装置は、複数の前記膨縮部材に対する冷媒の注入を別途独立して行う冷媒注入装置を有する、という構成を採用する。
【００１５】
また、本発明においては、前記受電装置及び前記給電装置のうち一方は、車両であり、前記受電装置及び前記給電装置のうち他方は、前記車両が停車する停車ステーションである、という構成を採用する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、受電装置と給電装置とが相対位置が固定されずとも、膨縮部材が、冷媒の注入により膨らんで位置ずれを埋めるように変形し、非接触給電により発熱するコイル装置と密に接触する。このため、位置ずれを許容して、コイル装置を直接冷却することができ、高い冷却能力が得られる。
したがって、本発明では、受電装置と給電装置とが相対移動可能な関係にあるときに、位置決めに時間を要することなく、非接触給電により発熱したコイル装置を適切に冷却することのできる非接触給電システムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態における非接触給電システムの全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態における冷却装置を示す構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態における冷却装置を示す構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態における冷却装置の変形例を示す構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態における冷却装置を示す構成図である。
【図６】本発明の第３実施形態における冷却装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における非接触給電システム１の全体構成図である。
非接触給電システム１は、少なくともいずれか一方が移動可能な受電装置と給電装置との間で非接触給電を行うものであり、本実施形態では、図１に示すように、車両１０が受電装置であり、車両１０が停車する停車ステーション２０が給電装置である。車両１０は、路面２に設けられた停車ステーション２０に対して相対移動可能とされている。
【００２０】
車両１０には、受電用のコイル装置１１が設けられている。一方で、停車ステーション２０には、給電用のコイル装置２１が設けられている。コイル装置１１は、地上側のコイル装置２１と対向可能に車両１０の底部に設けられている。このコイル装置１１は、コイル装置２１と電磁的に結合することによって交流電力を非接触で受電する。本実施形態のコイル装置１１，２１は、不図示のコイルと、このコイルを収容するケーシングと、から構成されている。このケーシングのうち、コイル装置１１の下面（対向面１１ａ）及びコイル装置２１の上面（対向面２１ａ）は、非磁性且つ非導電性の材料で構成されている。
【００２１】
本実施形態の非接触給電システム１におけるコイル装置２１からコイル装置１１への非接触給電は、磁界共鳴方式に基づいて行われる。すなわち、コイル装置２１とコイル装置１１とには各々に共振回路を構成するための共振用コンデンサ（不図示）が接続されている。また、例えば共振用コンデンサの静電容量は、コイル装置２１と共振用コンデンサとからなる給電側共振回路の共振周波数とコイル装置１１と共振用コンデンサとからなる受電側共振回路の共振周波数とは同一周波数となるように設定されている。
【００２２】
車両１０には、コイル装置１１の他に、受電回路１２と、蓄電池１３とが設けられている。
受電回路１２は、コイル装置２１からコイル装置１１が非接触給電により受電した受電電力を直流電力に変換して蓄電池１３に供給する電力変換回路である。すなわち、この受電回路１２は、蓄電池１３の充電状態に応じた充電電流を蓄電池１３に供給することにより蓄電池１３を充電する。
蓄電池１３は、車両１０の駆動動力源として十分な電力を蓄えることが可能な二次電池であり、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等である。
【００２３】
コイル装置１１の周囲には、伝熱板１４が設けられている。伝熱板１４は、コイル装置１１の背面側に配置され、コイル装置１１を支持している。また、伝熱板１４上には、受電回路１２及び蓄電池１３が設けられており、伝熱板１４は、コイル装置１１、受電回路１２及び蓄電池１３を熱的に接続している。この伝熱板１４は、例えば伝熱性を有するアルミニウム等の金属材から形成されている。
【００２４】
一方で、コイル装置２１は、コイル装置１１と対向可能に路面２に埋設されている。停車ステーション２０には、コイル装置２１の他に、給電回路２２と、外部電源２３とが設けられている。
給電回路２２は、外部電源２３から供給される電力を磁界共鳴方式の非接触給電の共振周波数に応じた交流電力に変換してコイル装置２１に供給する電力変換回路である。
外部電源２３は、例えば商用電源、太陽電池、風力発電等であって、その電力を給電回路２２に供給するものである。
【００２５】
非接触給電システム１は、車両１０及び停車ステーション２０に設けられたコイル装置１１，２１のうち、少なくともいずれか一方（本実施形態では両方）を冷却する冷却装置３０を有する。
本実施形態の冷却装置３０は、冷媒の注入により膨らむ膨縮部材３１と、膨縮部材３１に冷媒を注入する冷媒注入装置３２と、を有する。
【００２６】
図２は、本発明の第１実施形態における冷却装置３０を示す構成図である。
膨縮部材３１は、図２に示すように、冷媒の注入により膨らんでコイル装置１１に接触する構成となっている。本実施形態の膨縮部材３１は、エラストマー等からなる袋状の可撓性樹脂材であり、非磁性且つ非導電性を有する。膨縮部材３１は、注入された冷媒の温度が膨縮部材３１の表皮の温度と略等しくなるような厚み及び／又は材料で形成されている。
【００２７】
膨縮部材３１は、冷媒の注入によりコイル装置１１に接触する形状が保たれるようになっており、冷媒が注入されないと、図２の点線で示すように縮み、コイル装置１１と非接触となる。膨縮部材３１は、非接触給電のときにコイル装置１１，２１同士が対向する対向面１１ａ，２１ａのうち対向面２１ａ上に設けられている。本実施形態の膨縮部材３１は、その袋状の底部が、コイル装置２１の上を向く対向面２１ａ上に接着されている。膨縮部材３１を接着する接着剤３１ａは、非磁性且つ非導電性の接着剤、例えばエポキシ樹脂等を使用することが好ましい。
【００２８】
膨縮部材３１は、冷媒の注入口と排出口が共通化された注入排出口３４を有する。注入排出口３４は、膨縮部材３１の底部近傍に設けられている。注入排出口３４は、非磁性且つ非導電性の樹脂成型部品であり、冷媒注入装置３２と接続可能に構成されている。本実施形態では、上記構成の膨縮部材３１が複数、対向面２１ａ上に設けられており、冷媒注入装置３２は、複数の膨縮部材３１に対して冷媒を注入する構成となっている。
【００２９】
冷媒注入装置３２は、例えば上水道等と接続されており、膨縮部材３１に注入する冷媒として、水を注入する構成となっている。上水道の水は、非磁性且つ導電性が低く、非接触給電に影響をほとんど与えない。冷媒注入装置３２は、電磁弁３６を備え、冷媒流通ライン３５を介して複数の膨縮部材３１に、上水道による所定の水圧で水（冷媒）を注入する構成となっている。冷媒流通ライン３５は、電磁弁３６よりも下流側で分岐し、複数の膨縮部材３１の注入排出口３４に接続されている。なお、上水道の水圧が低い場合には、冷媒注入装置３２にポンプを追加し、注入する水の水圧を高めるようにしてもよい。
【００３０】
また、冷媒流通ライン３５には、電磁弁３６よりも下流側に、冷媒を排出する冷媒排出ライン３７が接続されている。冷媒排出ライン３７には、流路を開閉する電磁弁３８が設けられている。電磁弁３６，３８は、金属部品を含むため、コイル装置１１，２１の間の非接触給電で電磁界が発生するエリア（コイル装置１１ないしその近傍）より外側に設けられている。また、冷媒流通ライン３５の当該電磁界が発生するエリアに侵入する部分は、非磁性且つ非導電性の材料、例えば樹脂ホース等から形成することが好ましい。
【００３１】
冷媒注入装置３２は、冷媒流通ライン３５を介して注入排出口３４と接続されて、電磁弁３６を開閉駆動することにより、冷媒の注入と非注入とを切り替えられる構成となっている。本実施形態の冷却装置３０は、時間に応じて冷媒注入装置３２の駆動を制御する制御装置３９を有する。制御装置３９は、タイマーを有しており、ある時間が経過すると、電磁弁３６を閉じ、電磁弁３８を開いて、冷媒の排出を行わせる。また、制御装置３９は、時間の経過により冷媒の排出が終了したと判定すると、電磁弁３６を開き、電磁弁３８を閉じて、冷媒の注入を行わせるように冷媒注入装置３２の駆動を制御する構成となっている。
【００３２】
次に、このように構成された非接触給電システム１の給電動作について説明する。
非接触給電システム１は、図１に示すように、車両１０と停車ステーション２０との間で非接触給電を行うものである。車両１０の停車位置は、ドライバーの運転操作に依存するため、ある程度のバラツキを持つ。なお、給電に関しては、コイル装置１１，２１の間の電力伝送に磁界共鳴方式を採用しており、車両１０及び停車ステーション２０の両方に設けられた共鳴コイルの位置ずれに強く、高効率且つ長距離の電力伝送を実現できる。
【００３３】
非接触給電を行うと、高周波電力をやり取りするコイル装置１１，２１等が発熱する。コイル装置２１が設けられている停車ステーション２０は、地上側に設けられており、熱容量はほぼ無限とみなすことができる。このため、コイル装置２１の温度は、ほとんど上昇しない。一方、コイル装置１１が設けられている車両１０は、停車ステーション２０に比べて熱容量が小さく、コイル装置１１の温度は比較的容易に上昇する。
【００３４】
非接触給電システム１は、図２に示すように、コイル装置１１を冷却する冷却装置３０を有する。冷却装置３０は、冷媒注入装置３２の電磁弁３６を開き、冷媒を膨縮部材３１に注入する。膨縮部材３１は、冷媒の注入により膨らみ、コイル装置１１の対向面１１ａに押し当てられる。膨縮部材３１の内部は冷媒によって満たされており、この冷媒がコイル装置１１で発生した熱を除去する。また、膨縮部材３１は、コイル装置２１の対向面２１ａにも接触しており、コイル装置２１で発生した熱も除去する。膨縮部材３１は、注入された冷媒の温度が膨縮部材３１の表皮の温度と略等しくなるような厚み及び／又は材料で形成されているので、コイル装置１１ないしコイル装置２１で発生した熱は、すみやかに膨縮部材３１の内部の冷媒に伝達し、効率よく冷却が行われる。
【００３５】
膨縮部材３１は、コイル装置１１がコイル装置２１に概ね正対するが位置ずれを伴うような位置にある場合であっても、冷媒の注入により膨らみ、当該位置ずれを埋めるように自在に変形することが可能であり、コイル装置１１と密に接触することができる。したがって、車両１０と停車ステーション２０との位置ずれを許容して、コイル装置１１を直接冷却することができ、高い冷却能力を得ることができる。なお、本実施形態では、コイル装置１１を冷却することにより、伝熱板１４を介して受電回路１２や蓄電池１３も冷却することができる（図１参照）。
【００３６】
また、本実施形態においては、膨縮部材３１、膨縮部材３１に注入される冷媒及び膨縮部材３１の底部近傍に設けられている注入排出口３４は、非磁性且つ非導電性（若しくは低い導電性）を有する。この構成によれば、膨縮部材３１、冷媒及び注入排出口３４が非接触給電の電磁界の形成を妨げたり、渦電流により発熱したりすることはない（若しくはあったとしても小さい）。したがって、図２に示すように、非接触給電のときにコイル装置１１，２１同士が対向する対向面２１ａ上に膨縮部材３１を設けることができる。このように、膨縮部材３１をコイル装置２１の対向面２１ａ上に収めて配置することで、冷却装置３０の省スペース化を図ることができる。また、停車ステーション２０のコイル装置２１に膨縮部材３１を設けることで、車両１０には冷却のための構造物を追加する必要はない。
【００３７】
また、本実施形態においては、膨縮部材３１は、冷媒の注入口と排出口が共通化された注入排出口３４を有しており、冷却装置３０は、注入排出口３４に接続されて冷媒の注入と非注入とを切り替える冷媒注入装置３２を有する。時間が経つにつれ膨縮部材３１に注入された冷媒が加熱されて冷却能力が低下するが、この構成によれば、冷媒を入れ替えることができ、冷却能力を保つことができる。具体的に、電磁弁３６を閉じて冷媒を非注入とした状態で電磁弁３８を開くと、膨縮部材３１が収縮して冷媒が排出される。その後、電磁弁３８を閉じ、電磁弁３６を開くと、膨縮部材３１に冷たい冷媒を注入することができる。この冷媒の入れ替えは、制御装置３９によってタイマー制御され、所定時間ごとに行われる。
【００３８】
このように、上述の本実施形態によれば、車両１０と停車ステーション２０との間で、コイル装置１１，２１を用いた非接触給電を行う非接触給電システム１であって、車両１０及び停車ステーション２０に設けられたコイル装置１１，２１のうち、少なくともいずれか一方を冷却する冷却装置３０を有し、冷却装置３０は、冷媒の注入により膨らんでコイル装置１１に接触する膨縮部材３１を有する、という構成を採用することによって、位置ずれを許容して、車両１０に冷却構造を設けることなくコイル装置１１を直接冷却することができ、高い冷却能力が得られる。
したがって、本実施形態では、車両１０と停車ステーション２０とが相対移動可能な関係にあるときに、位置決めに時間を要することなく、非接触給電により発熱したコイル装置１１，２１を適切に冷却することのできる非接触給電システム１が得られる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図３は、本発明の第２実施形態における冷却装置３０の構成図である。
第２実施形態では、図３に示すように、冷却装置３０の膨縮部材３１と冷媒注入装置３２の構成が、上記実施形態と異なる。
【００４０】
第２実施形態における膨縮部材３１は、エラストマー等からなるアーチ形状のチューブ体であり、非磁性且つ非導電性を有する。膨縮部材３１は、冷媒の注入によりコイル装置１１に接触する形状が保たれるようになっており、冷媒が注入されないと、図３の点線で示すように縮み、コイル装置１１と非接触となる。本実施形態の膨縮部材３１は、その一対の脚部４０ａ，４０ｂが、コイル装置２１の上を向く対向面２１ａ上に接着剤３１ａで接着されている。
【００４１】
膨縮部材３１は、冷媒の注入口４１と排出口４２とを有する。注入口４１は、膨縮部材３１の一方の端部の脚部４０ａに設けられている。排出口４２は、膨縮部材３１の他方の端部の脚部４０ｂに設けられている。注入口４１及び排出口４２は、非磁性且つ非導電性の樹脂成型部品であり、冷媒注入装置３２と接続可能に構成されている。冷媒注入装置３２は、冷媒循環ライン４４ａを介して注入口４１に接続され、冷媒循環ライン４４ｂを介して排出口４２に接続されている。
【００４２】
冷媒注入装置３２は、上水道と接続されると共に、冷媒を圧送する不図示のポンプを有する。冷媒循環ライン４４ｂには、膨縮部材３１を冷媒で膨らませるための絞り弁４５が設けられている。絞り弁４５は、非磁性且つ非導電性の樹脂成型部品を用いる、または、コイル装置１１，２１の間の非接触給電で電磁界が発生するエリア（コイル装置１１ないしその近傍）より外側に設けることにより、非接触給電の電磁界の形成を妨げたり、渦電流により発熱したりすることがないようにする。また、冷媒循環ライン４４ｂには、絞り弁４５よりも下流側に、冷媒の温度を計測する温度センサ４６が設けられている。また、冷媒循環ライン４４ｂには、絞り弁４５よりも下流側に、冷媒を排出する冷媒排出ライン３７が接続されている。冷媒排出ライン３７には、流路を開閉する電磁弁３８が設けられている。なお、電磁弁３８は、常に微開にして、加熱された冷媒の一部を排出させ、上水道からの冷媒の一部の入れ替えを行うようにしても良い。
【００４３】
冷媒注入装置３２は、冷媒循環ライン４４ｂを介して排出口４２から排出された冷媒の少なくとも一部を、冷媒循環ライン４４ａを介して注入口４１から注入し、冷媒を循環させる構成となっている。第３実施形態の冷却装置３０は、温度センサ４６の計測結果に応じて冷媒注入装置３２の駆動を制御する制御装置４７を有する。制御装置４７は、温度センサ４６の計測結果が予め定めた閾値を超えたと判定すると、冷媒注入装置３２のポンプの駆動回転数を上昇させ、冷媒の流速を高めるように制御する構成となっている。
【００４４】
上記構成の第２実施形態によれば、コイル装置１１に冷媒が注入された膨縮部材３１を押し付けて冷却することができる。膨縮部材３１は、コイル装置１１がコイル装置２１に概ね正対するが位置ずれを伴うような位置にある場合であっても、冷媒の注入により膨らみ、当該位置ずれを埋めるように自在に変形することが可能であり、コイル装置１１と密に接触することができる。したがって、車両１０と停車ステーション２０との位置ずれを許容して、コイル装置１１を直接冷却することができ、高い冷却能力を得ることができる。
【００４５】
また、第２実施形態によれば、膨縮部材３１は、冷媒の注入口４１と排出口４２とを有しており、冷却装置３０は、注入口４１と排出口４２に接続されて排出口４２から排出された冷媒の少なくとも一部を注入口４１から注入し、冷媒を循環させる冷媒注入装置３２を有する。この構成によれば、膨縮部材３１に注入された冷媒が常に流動しているため、コイル装置１１に接触する部分に熱が籠って冷却能力が低下してしまうことがなく、長時間に亘って車両１０側を冷却することができる。なお、車両１０側とは、非接触給電のための装置のうち車両１０に設けられている装置、すなわち、コイル装置１１、及び伝熱板１４を介して熱的に接続されている受電回路１２や蓄電池１３のことを指す。
【００４６】
したがって、非接触給電が長時間に亘る場合であっても、例えば、第１実施形態のように、冷媒注入装置３２が間欠的に電磁弁３６を開閉し、冷媒の排出と注入を切り替えて内部の冷媒を入れ替える、といった操作を必要としない。また、冷媒の温度が昇温した場合には、制御装置４７が冷媒の流速を高めるように冷媒注入装置３２の駆動を制御するため、熱の籠りを確実に抑制すると共に、冷媒の一部入れ替えを促進して、冷媒の温度を下げることができる。
【００４７】
さらに、第２実施形態の変形例として、図４に示すような構成を採用することができる。
図４は、本発明の第２実施形態における冷却装置３０の変形例を示す構成図である。
なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００４８】
図４に示す冷却装置３０では、膨縮部材３１の排出口４２と冷媒注入装置３２とが接続されておらず、冷媒循環ライン４４ｂが排水に直結されている。この構成によれば、冷媒注入装置３２によって膨縮部材３１の注入口４１から冷媒を注入しながら、排出口４２から冷媒を排出させることができる。上水道から水が豊富に得られる場合には、このように冷媒を循環させず、すべて排水するように構成することで、冷却能力を常に一定に維持して、長時間に亘って車両１０側を冷却することができる。なお、排出口４２から排出された冷媒はすべて排水されるため、電磁弁３８（図３参照）を設置することも不要となる。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図５は、本発明の第３実施形態における冷却装置３０の構成図である。図６は、本発明の第３実施形態における冷却装置３０の動作を示す構成図である。なお、図６において、符号１１ｂはコイル装置１１の内部のコイル（巻線）を示し、符号２１ｂはコイル装置２１の内部のコイル（巻線）を示す。
第３実施形態では、図５に示すように、冷却装置３０の膨縮部材３１と冷媒注入装置３２の構成が、上記実施形態と異なる。
【００５０】
第３実施形態における膨縮部材３１は、エラストマー等からなる棒形状のチューブ体であり、非磁性且つ非導電性を有する。膨縮部材３１は、冷媒の注入によりコイル装置１１に接触する形状が保たれるようになっており、冷媒が注入されないと、図５の点線で示すように縮み、コイル装置１１と非接触となる。この膨縮部材３１は、上述した第１実施形態と同様に、冷媒の流入口と排出口が共通化された注入排出口３４を有する。
【００５１】
第３実施形態の膨縮部材３１は、互いに異なる位置に複数設けられている。膨縮部材３１は、コイル装置２１の対向面２１ａ上にマトリクス状若しくは同心円状に配置され、その底部が接着剤３１ａで接着されている。冷媒注入装置３２は、複数の膨縮部材３１に対する冷媒の注入を別途独立して行うようになっている。この冷媒注入装置３２は、膨縮部材３１ごとに、冷媒流通ライン３５、電磁弁３６、冷媒排出ライン３７、電磁弁３８を有する構成となっている。
【００５２】
第３実施形態の冷却装置３０は、コイル装置２１に対向するコイル装置１１の大きさに応じて冷媒注入装置３２の駆動を制御する制御装置５０を有する。制御装置５０は、コイル装置１１，２１をアンテナとして信号伝送に流用することにより、車両１０と停車ステーション２０との無線通信を可能とし、当該無線通信によって車両１０に搭載されたコイル装置１１の大きさに関する情報を送受信し、当該コイル装置１１の大きさに応じて冷媒注入装置３２の駆動を制御する構成となっている。
【００５３】
コイル装置１１，２１の大きさは、非接触給電が可能であれば任意であり、図６（ａ）に示すように、コイル装置１１がコイル装置２１よりも小さい場合もあり、また、図６（ｂ）に示すように、コイル装置１１とコイル装置２１とが同等の大きさの場合もある。制御装置５０は、車両１０と停車ステーション２０との無線通信により、コイル装置１１の大きさに関する情報を取得し、該コイル装置１１の対向面１１ａの外縁部（より詳しくは装置内部のコイル１１ｂ）と対向する膨縮部材３１を特定し、その膨縮部材３１に冷媒を注入するように冷媒注入装置３２の駆動を制御するようになっている。なお、コイル装置１１の大きさに関する情報を制御装置５０に伝達する手段は無線通信に限らず、例えば車両１０の運転手がボタン操作で制御装置５０に入力してもよい。
【００５４】
例えば、図６（ａ）に示すように、コイル装置１１がコイル装置２１よりも小さい場合、対向面２１ａの中央部に設けられた膨縮部材３１に対して冷媒を注入し、対向面２１ａの外縁部に設けられた膨縮部材３１に対しては冷媒を非注入とする。対向面２１ａの中央部に設けられた膨縮部材３１は、コイル１１ｂ（巻線）と対向するため、冷却効率が高い。一方、対向面２１ａの外縁部に設けられた膨縮部材３１は、コイル装置１１と接触しないため、その膨縮部材３１に冷媒を注入しないようにすることで、無駄な冷媒の消費やエネルギー消費を抑えることができる。
【００５５】
また、例えば、図６（ｂ）に示すように、コイル装置１１とコイル装置２１とが同等の大きさの場合、対向面２１ａの外縁部に設けられた膨縮部材３１に対して冷媒を注入し、対向面２１ａの中央部に設けられた膨縮部材３１に対しては冷媒を非注入とする。対向面２１ａの外縁部に設けられた膨縮部材３１は、コイル１１ｂ（巻線）と対向するため、冷却効率が高い。一方、対向面２１ａの中央部に設けられた膨縮部材３１は、コイル１１ｂ（巻線）とは対向しない（コイルの１１ｂの中心部と対向する）ため、外縁部に設けられた膨縮部材３１よりも冷却効率は低く、その膨縮部材３１に冷媒を注入しないようにすることで、無駄な冷媒の消費やエネルギー消費を抑えることができる。なお、図６（ｂ）では、輪状のコイル１１ｂ（巻線）を想定しているが、他の形式のコイルの場合、コイルの形式に応じて発熱の大きいコイル１１ｂの箇所に相当する膨縮部材３１を選んで冷媒を注入すればよい。
【００５６】
上記構成の第３実施形態によれば、コイル装置１１に冷媒が注入された膨縮部材３１を押し付けて冷却することができる。膨縮部材３１は、コイル装置１１がコイル装置２１に概ね正対するが位置ずれを伴うような位置にある場合であっても、冷媒の注入により膨らみ、当該位置ずれを埋めるように自在に変形することが可能であり、コイル装置１１と密に接触することができる。したがって、車両１０と停車ステーション２０との位置ずれを許容して、コイル装置１１を直接冷却することができ、高い冷却能力を得ることができる。
【００５７】
また、第３実施形態によれば、膨縮部材３１は、互いに異なる位置に複数設けられており、冷却装置３０は、複数の前記膨縮部材に対する冷媒の注入を別途独立して行う冷媒注入装置３２を有する。この構成によれば、コイル装置１１，２１の大きさが異なる場合であっても、コイル装置１１の発熱部（コイル１１ｂ）に膨縮部材３１を押し当てて効率よく冷却を行うことができ、また、コイル装置１１に接触しない若しくは発熱部（コイル１１ｂ）に対向しない冷却効率の低い部分に配置された膨縮部材３１に対しては冷媒を非注入とすることで、無駄な冷媒の消費やエネルギー消費を抑えることができる。
【００５８】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５９】
例えば、上記実施形態では、膨縮部材３１に注入する冷媒として上水道を例示したが、非磁性且つ導電性の低いものであれば、冷媒の種類は問わず、例えば、気体、液体、ゲル状体等であってもよい。冷媒は、特に熱容量が大きいものが好ましく、液体若しくはゲル状体を好適に用いることができる。また、本システムを寒冷地方に設置する場合には、冷媒は、エチレングリコールなどの不凍液、水に不凍液を混ぜたもの、若しくは油等の凝固点が低いものを用いることが好ましい。
【００６０】
また、例えば、上記実施形態では、コイル装置１１の対向面１１ａに膨縮部材３１を押し当てる構成について説明したが、コイル装置１１の接触位置は対向面１１ａでなくてもよい。例えば、コイル装置１１の側面に膨縮部材３１を押し当てても、コイル装置１１の冷却は可能である。しかし、この場合、膨縮部材３１をコイル装置２１の対向面２１ａ上に収めて配置することができないため、上記実施形態よりも若干広い設置スペースを必要とする。
【００６１】
また、例えば、上記実施形態では、冷却装置３０がコイル装置１１，２１の両方を冷却する構成について説明したが、コイル装置１１，２１のいずれか一方を冷却する構成であってもよい。例えば、図３に示す第２実施形態の膨縮部材３１の脚部４０ａ，４０ｂをコイル装置２１の外側の路面２に固定すれば、コイル装置１１のみを冷却することができる。
【００６２】
また、例えば、上記実施形態では、伝熱板１４を介して受電回路１２や蓄電池１３を冷却する構成について説明したが、受電回路１２や蓄電池１３を冷却することが不要である場合には、伝熱板１４は省略して、冷却装置３０はコイル装置１１のみを冷却する構成であってもよい。
【００６３】
また、例えば、上記実施形態では、地上側の停車ステーション２０から給電して車両１０の底部に給電すると説明したが、給電の方向性は問わない。例えば、壁から車両１０の側部あるいは前部あるいは後部に給電してもよいし、天井から車両１０の屋根部に給電する構成であってもよい。
【００６４】
また、例えば、上記実施形態では、受電装置が車両１０で給電装置が停車ステーション２０である場合を例示したが、この構成に限定されることなく、例えば受電装置が停車ステーション２０で給電装置が車両１０であってもよい。また、本発明は、受電装置及び給電装置の少なくともいずれか一方が、車両であっても、船舶や潜水艦、航空機等の移動体等であっても適用することができる。
【００６５】
また、例えば、本発明は大きな位置ずれを許容可能な磁界共鳴方式の非接触給電と組み合わせることにより特に効果を発揮するが、電磁誘導方式など他の方式の非接触給電と組み合わせても非接触給電により発生する熱を除去することができる。
【００６６】
また、例えば、上記各実施形態の構成の置換、組み合わせは適宜可能である。例えば、第３実施形態の膨縮部材３１は、棒形状のチューブ体であるが、第２実施形態のアーチ形状のチューブ体としてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１…非接触給電システム、１０…車両（受電装置）、１１…コイル装置、１１ａ…対向面、２０…停車ステーション（給電装置）、２１…コイル装置、２１ａ…対向面、３０…冷却装置、３１…膨縮部材、３２…冷媒注入装置、３４…注入排出口、４１…注入口、４２…排出口
【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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