(57)【要約】【課題】電動二輪車を駐輪場のスタンドに施錠するだけで安定した非接触給電が行われる電動二輪・三輪車用非接触給電装置を提供する。【解決手段】駐輪スタンドは施錠機構と送電コイル７３とを有し、電動二輪車は被施錠部と受電コイル６５とを有する。送電コイル７３は、施錠機構で施錠される位置に移動する電動二輪車の移動方向に直交する開放面と、電動二輪車と対向する開放面とを有する断面コ字状のコアを備え、電動二輪車が施錠される位置に達すると、受電コイルが送電コイルのコ字状コア内に入り込む。送電コイル及び受電コイルは、施錠機構及び被施錠部の近傍に在るため、施錠により施錠機構と被施錠部とが結合すると、送電コイル及び受電コイルの位置が規制されて位置ずれの無い状態に保たれ、給電効率の高い給電が行われる。【選択図】図５
2015154648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駐輪中の電動二輪・三輪車に対して電磁誘導作用により電力を給電する電動二輪・三輪車用非接触給電装置であって、
前記電動二輪・三輪車の施錠機構と非接触給電トランスの送電コイルとを備える駐輪スタンドと、
前記施錠機構で施錠される被施錠部と前記非接触給電トランスの受電コイルとを備える前記電動二輪・三輪車と、
を備え、
前記送電コイルは、コアと、該コアの一部に巻回された電線とを有し、
前記送電コイルの前記コアは、
並行して対向する第１の板状コア及び第２の板状コアと、
前記第１の板状コア及び第２の板状コアの端部において該第１の板状コア及び第２の板状コアに直交する第３の板状コアと、
を有し、前記第１の板状コア、第２の板状コア及び第３の板状コアで画成される空間の三つの面が開放面であり、
前記送電コイルの前記電線は、前記第３の板状コアの周りに巻回され、
前記受電コイルは、円柱または角柱状の棒状コアと、該棒状コアに巻回された電線とを有し、
前記受信コイルの前記棒状コアは、軸方向の長さが前記送電コイルの前記第１の板状コア及び第２の板状コア間の間隔よりも短く、軸方向に直交する断面の断面積が前記第１の板状コア及び第２の板状コアの面積よりも小さく、
前記受電コイルの前記電線は、前記棒状コアの軸の周りに巻回され、
前記送電コイルは、前記第１の板状コア、第２の板状コア及び第３の板状コアで画成される前記空間の前記開放面の二つが、前記施錠機構で施錠される位置に移動する前記電動二輪・三輪車の移動方向に直交し、且つ、前記開放面の残る一つが、前記施錠機構で施錠される前記電動二輪・三輪車と対向するように、前記駐輪スタンドの施錠機構の近傍に固定され、
前記受電コイルは、前記被施錠部が前記駐輪スタンドの施錠機構に施錠されたとき、前記棒状コアが、前記送電コイルの前記第１の板状コア及び第２の板状コアの間に在って、その軸方向が前記第１の板状コア及び第２の板状コアと直交するように、前記電動二輪・三輪車の前記被施錠部の近傍に固定される、
ことを特徴とする電動二輪・三輪車用非接触給電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動二輪・三輪車用非接触給電装置であって、前記被施錠部と前記受電コイルとが前記電動二輪・三輪車の前輪軸の周辺に固定されることを特徴とする電動二輪・三輪車用非接触給電装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動二輪・三輪車用非接触給電装置であって、前記被施錠部と前記受電コイルとが前記電動二輪・三輪車のハンドル軸に固定されることを特徴とする電動二輪・三輪車用非接触給電装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電動二輪・三輪車用非接触給電装置であって、前記被施錠部が、前記受電コイルよりも、前記電動二輪・三輪車の前側に在ることを特徴とする電動二輪・三輪車用非接触給電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電動二輪・三輪車用非接触給電装置であって、前記被施錠部と前記受電コイルとが３０ｃｍ以内の距離で前記電動二輪・三輪車に固定されることを特徴とする電動二輪・三輪車用非接触給電装置。
【請求項６】
請求項２、４または５に記載の電動二輪・三輪車用非接触給電装置であって、前記被施錠部と前記受電コイルとが固定された固定板が前記電動二輪・三輪車の前輪の軸位置に装着され、前記被施錠部と前記受電コイルとの前輪接地面からの高さをほぼ一定値に規制することを特徴とする電動二輪・三輪車用非接触給電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電動二輪・三輪車用非接触給電装置であって、前記被施錠部の前記固定板への固定位置が、前記軸位置よりも前方側に設定され、前記受電コイルの前記固定板への固定位置が、前記軸位置よりも後方側に設定されていることを特徴とする電動二輪・三輪車用非接触給電装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の電動二輪・三輪車用非接触給電装置であって、前記施錠機構に前記被施錠部が施錠されると、前記送電コイルから前記受電コイルへの給電が開始され、前記電動二輪・三輪車に搭載されたバッテリーへの充電が完了すると、前記給電が停止されることを特徴とする電動二輪・三輪車用非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動アシスト自転車や電動バイク等の電動二輪車や電動三輪車に対し、電磁誘導作用により電力を給電して、電動二輪車等に搭載されたバッテリーを充電する非接触給電装置に関し、電動二輪車等の駐輪操作に伴い、安定した給電が行われるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動アシスト自転車が急速に普及し、レンタサイクルとして電動アシスト自転車を貸し出すケースも増えている。
自転車に搭載されたバッテリーを充電するために、自転車からバッテリーを取り外して充電装置にセットしたり、自転車に搭載された状態のバッテリーの充電端子と充電装置の出力端子とを長いケーブルで接続したりすることは、かなり手間が掛かる。
こうした不便を解消するため、下記特許文献１には、駐輪場に止めた自転車の支持スタンドを立てるだけで、電磁誘導作用により自転車に電力が給電され、自転車のバッテリーが充電される電動自転車の給電システムが開示されている。
【０００３】
このシステムでは、図１４に示すように、非接触給電トランスの送電コイル３３を収納する充電一次装置４が駐輪場の床上に設置され、また、図１５に示すように、電動自転車１の支持スタンド１５ａの先端に、非接触給電トランスの受電コイル５９を収納する充電二次装置１５ｂが取り付けられる。後輪１２ｂが充電一次装置の溝４２３の上に来るように電動自転車を止めて、電動自転車を支持するために支持スタンド１５ａを立てると、支持スタンドの先端が充電一次装置の凹部４２１に入り込み、図１６に示すように、充電一次装置の送電コイル３９と充電二次装置の受電コイル５９とで非接触給電トランスが構成され、電磁誘導作用により充電一次装置から充電二次装置に給電が行われる。
特許文献１には、支持スタンドの充電二次装置が充電一次装置の凹部に入り込んだときに給電を開始するスイッチ手段や、電動自転車のバッテリーが満充電になったときに充電動作を停止する制御回路についても記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＵＳ６１５０７９４Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非接触給電トランスは、相互間にギャップが存在する送電コイルと受電コイルとで構成されるため、漏れリアクタンスが大きい。従来の非接触給電トランスでは、漏れリアクタンスを補償するコンデンサを一次側及び二次側回路に接続して給電効率を高める工夫がされている。
しかし、送電コイルに対して受電コイルの位置がずれると、給電効率の低下が避けられない。
【０００６】
特許文献１では、送電コイルと受電コイルとの位置ずれを防ぐため、充電一次装置に、充電二次装置が入り込む凹部４２１を設けているが、自転車の支持スタンドの先端を凹部内に入れる動作は、通常の駐輪時の動作には存在せず、利用者は慣れていない。
そのため、利用者が適切に操作できずに、支持スタンドの先端が凹部内の最奥位置から離れた状態（即ち、送電コイルと受電コイルとが位置ずれした状態）で駐輪する虞がある。
特許文献１の充電一次装置には、こうした送電コイルと受電コイルとの位置ずれ状態を生じさせないようにする構成は設けられていない。
二輪車の支持スタンド１５ａの付属部品であるロック装置で駐輪時の支持スタンド１５ａをロックし、このロック装置を充電スイッチとしても機能させることは記載されているが、送電コイル３３が設置される充電一次装置４や、特許文献１に記載された充電スタンドには施錠装置が無く、送電コイルと受電コイルとの位置ずれ状態を生じさせないようにする構成は設けられていない。
【０００７】
本発明は、こうした事情を考慮して創案したものであり、電動二輪車や電動三輪車（この明細書では、それらを合わせて“電動二輪・三輪車”と言う。）を駐輪場のスタンドに施錠するだけで安定した非接触給電が行われる電動二輪・三輪車用非接触給電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、駐輪中の電動二輪・三輪車に対して電磁誘導作用により電力を給電する電動二輪・三輪車用非接触給電装置であって、電動二輪・三輪車の施錠機構と非接触給電トランスの送電コイルとを備える駐輪スタンドと、施錠機構で施錠される被施錠部と非接触給電トランスの受電コイルとを備える電動二輪・三輪車と、を備えている。
送電コイルは、コアと、このコアの一部に巻回された電線とを有し、送電コイルのコアは、並行して対向する第１の板状コア及び第２の板状コアと、第１の板状コア及び第２の板状コアの端部で第１の板状コア及び第２の板状コアに直交する第３の板状コアと、を有し、第１の板状コア、第２の板状コア及び第３の板状コアで画成される空間の三つの面が開放面であり、送電コイルの電線は、第３の板状コアの周りに巻回されている。
受電コイルは、円柱または角柱状の棒状コアと、棒状コアに巻回された電線とを有し、受信コイルの棒状コアは、軸方向の長さが送電コイルの第１の板状コア及び第２の板状コア間の間隔よりも短く、軸方向に直交する断面の断面積が第１の板状コア及び第２の板状コアの面積よりも小さく、受電コイルの電線は、棒状コアの軸の周りに巻回されている。
そして、送電コイルは、第１の板状コア、第２の板状コア及び第３の板状コアで画成される空間の開放面の二つが、施錠機構で施錠される位置に移動する電動二輪・三輪車の移動方向に直交し、開放面の残る一つが、施錠機構で施錠される電動二輪・三輪車と対向するように、駐輪スタンドの施錠機構の近傍に固定され、受電コイルは、被施錠部が駐輪スタンドの施錠機構に施錠されたとき、棒状コアが、送電コイルの第１の板状コア及び第２の板状コアの間に在って、その軸方向が第１の板状コア及び第２の板状コアと直交するように、電動二輪・三輪車の被施錠部の近傍に固定される。
そのため、電動二輪車等の被施錠部が駐輪スタンドの施錠機構で施錠されたとき、受電コイルの棒状コアが、送電コイルのコ字状コアを構成する第１の板状コアと第２の板状コアとの間に入り込み、棒状コアに巻回されたコイルと、コ字状コアを構成する第３の板状コアに巻回されたコイルとが対向して電磁誘導作用による給電が開始される。送電コイル及び受電コイルは、施錠機構及び被施錠部の近傍に在るため、施錠により施錠機構と被施錠部とが結合すると、送電コイル及び受電コイルの位置が規制されて位置ずれのほとんど無い状態に保たれる。この結果、送電側のコ字状コアと受電側の棒状コアとの間の磁気ギャップを短くすることができ、送電側コアと受電側コアの小型化と効率の高い給電が可能となる。
【０００９】
また、本発明の電動二輪・三輪車用非接触給電装置では、被施錠部と受電コイルとを電動二輪・三輪車の前輪軸の周辺に固定しても良く、また、被施錠部と受電コイルとを電動二輪・三輪車のハンドル軸に固定しても良い。
これらの位置に被施錠部と受電コイルとを設けることにより、被施錠部と受電コイルとを電動二輪車に堅固に固定できる。
【００１０】
また、本発明の電動二輪・三輪車用非接触給電装置では、被施錠部が、受電コイルよりも電動二輪・三輪車の前側に在ることが望ましい。
被施錠部が施錠機構で施錠される位置まで電動二輪車等を前進させると、受電コイルは被施錠部に案内されて、送電コイルのコ字状コアが画成する空間内に自ずと進入する。
【００１１】
また、本発明の電動二輪・三輪車用非接触給電装置では、被施錠部と受電コイルとが３０ｃｍ以内の距離で電動二輪・三輪車に固定されることが望ましい。
こうすることで、施錠機構と被施錠部とが施錠されたとき、送電コイルと受電コイルとが位置ずれのほとんど無い状態に保たれる。
【００１２】
また、本発明の電動二輪・三輪車用非接触給電装置では、被施錠部と受電コイルとが固定された固定板を電動二輪・三輪車の前輪の軸位置に装着し、被施錠部と受電コイルとの前輪接地面からの高さをほぼ一定値に規制することが望ましい。
電動二輪車等の車輪径の標準が決められれば、被施錠部と受電コイルとを備えた固定板を装備した電動二輪車等は、標準的な駐輪スタンドで充電可能となり、この電動二輪・三輪車用非接触給電装置の普及を図ることができる。
また、被施錠部の固定板への固定位置を、軸位置よりも前方側に設定し、受電コイルの固定板への固定位置を、軸位置よりも後方側に設定し、固定板を電動二輪車等に装備しやすくてもよい。
【００１３】
また、本発明の電動二輪・三輪車用非接触給電装置では、施錠機構に被施錠部が施錠されると、送電コイルから受電コイルへの給電が開始され、電動二輪・三輪車に搭載されたバッテリーへの充電が完了すると、給電が停止される。
そのため、利用者が電動二輪車等を駐輪スタンドに施錠するだけで、電動二輪車等のバッテリーが充電される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電動二輪・三輪車用非接触給電装置では、電動二輪車や電動三輪車を駐輪場のスタンドに施錠するだけで、高い給電効率で電動二輪車等への給電が行われ、電動二輪車等に搭載されたバッテリーが充電される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る電動自転車の前輪付近の構成を示す図
【図２】図１の前輪の側面（ａ）、上面（ｂ）及び正面（ｃ）を示す図
【図３】本発明の実施形態に係る電動二輪・三輪車用非接触給電装置の駐輪スタンドを示す図
【図４】図２の前輪が図３の駐輪スタンドに進入する初期段階を示す図
【図５】図２の前輪が図３の駐輪スタンドに進入した最終段階を示す図
【図６】本発明の実施形態に係る送電コイル及び受電コイルの構成を示す図
【図７】図６の送電コイル及び受電コイルから成る非接触給電トランスの主磁束の流れを示す図
【図８】電動二輪・三輪車用非接触給電装置の回路構成を示す図
【図９】図６の非接触給電トランスの位置ずれ実験（ｘ方向位置ずれ）の結果を示す図
【図１０】図６の非接触給電トランスの位置ずれ実験（ｙ方向位置ずれ）の結果を示す図
【図１１】図６の非接触給電トランスの位置ずれ実験（ｚ方向位置ずれ）の結果を示す図
【図１２】本発明の実施形態に係る、ロック金具及び受電コイルが固定された固定板を取り付けた電動自転車を示す図
【図１３】図１２のロック金具及び受電コイルが固定された固定板を示す図
【図１４】従来の電動自転車用充電装置の充電一次装置を示す図
【図１５】従来の電動自転車用充電装置の電動自転車を示す図
【図１６】従来の電動自転車用充電装置の非接触給電トランスを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る電動二輪・三輪車用非接触給電装置に用いる電動自転車の前輪６０付近の平面図を示している。
この電動自転車には、前輪６０を回転自在に軸支するフロントフォーク６３に、駐輪スタンドの施錠機構に施錠されるロック金具（被施錠部）６１、６２が取り付けられており、一方のロック金具６１には非接触給電トランスの受電コイル６５が固定されている。６４は、ハンドルを表している。
また、図に表れていないフレームには、受電コイル６５で受取る給電電力により充電されるバッテリー（不図示）が取り付けられている。
図２（ａ）は、前輪６０の側面を示し、図２（ｂ）は、上から見た前輪６０の形態を示し、図２（ｃ）は、正面から見た前輪６０の形態を示している。
【００１７】
図３（ａ）は、駐輪スタンドの一例を示している。この駐輪スタンドは、電動自転車の前輪をロック位置に誘導する一対のガイド板７１、７２を有し、一方のガイド板７１には、コ字状の断面形状を有する送電コイル７３が取り付けられている。各ガイド板７１、７２には、前輪のロック金具６１、６２をガイドする切込み７４、７５が設けられており、切込みの最奥部が、ロック金具６２をロックするロック位置７４１、７５１になっている。
ロック金具６１、６２がロック位置７４１，７５１に達すると施錠可能となり、駐輪スタンドの施錠機構に備えられた上下に動くロック棒が、ロック金具６１、６２の穴に挿入され施錠が行われる。施錠状態ではロック棒とロック金具との間に遊びはなく、その結果、送電コイルと受電コイルとが位置ずれのほとんど無い状態に保たれる。
図３（ｂ）は、上から見た駐輪スタンドの上面図を示し、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＡ方向から見た駐輪スタンドの正面図を示している。
【００１８】
電動自転車の前輪６０は、図４（ａ）の側面図、図４（ｂ）の平面図に示すように、ロック金具６１、６２の先端部分がガイド板７１、７２の切込み７４、７５からガイド板側方に突出する状態で、一対のガイド板７１、７２の間を進入する。
図５（ａ）の側面図、図５（ｂ）の平面図、及び図５（ｃ）の正面図は、前輪６０が更に進み、ロック金具６１、６２がガイド板７１、７２の切込み７４、７５のロック位置７４１、７５１にまで達した状態を示している。
このとき、受電コイル６５は、コ字状の断面形状を有する送電コイル７３の“コ字”の中に入り込む。
【００１９】
図６には、送電コイル７３及び受電コイル６５の形状を示している。図６（ａ）は側面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ方向から見た正面図である。
送電コイル７３は、並行して対向する第１の板状コア７３１及び第２の板状コア７３２と、第１、第２の板状コア７３１、７３２の端部でそれらのコアに直交する第３の板状コア７３３とから成る、側面形状がコ字状のコアと、第３の板状コア７３３にリッツ線を巻回して形成したコイル７３４とを有している。７３５は、漏れ磁束を遮断するアルミ板である。
第１の板状コア７３１、第２の板状コア７３２及び第３の板状コア７３３で画成されるコ字状コアの空間は、両側面及び正面の三面が開放面である。
【００２０】
この開放面からコ字状コアの空間に入り込む受電コイル６５は、円柱状の棒状コア６５１と、棒状コア６５１にリッツ線を巻回して形成したコイル６５２とを有している。図６では、棒状コア６５１の両端にコイル巻枠用に配置したベーク板６５３を示しているが、このベーク板は無くてもよい。
棒状コア６５１の軸方向の長さは、コ字状コアの第１の板状コア７３１と第２の板状コア７３２との間隔よりも短い。また、棒状コア６５１の軸方向に直交する断面の断面積は、第１の板状コア７３１及び第２の板状コア７３２の内側の面積よりも小さい。そのため、受電コイル６５は、送電コイル７３のコ字状コアの空間内に入り込むことができる。
図７には、この送電コイル７３及び受電コイル６５で構成される非接触給電トランスの主磁束の流れを点線で示している。
【００２１】
送電コイル７３は、図４、図５に示すように、コ字状コアの開放面である両側面が、ガイド板７１、７２で誘導される前輪６０の移動方向に直交し、開放面である正面が、前輪６０と対向するように、ガイド板７１に固定される。
ガイド板７１のロック位置７４１と送電コイル７３の固定位置とは、できるだけ接近していることが望ましい。
また、受電コイル６５は、図５に示すように、前輪６０のロック金具６１がガイド板７１のロック位置７４１に在るとき、棒状コア６５１が、送電コイル７３のコ字状コア内に在って、その軸方向が第３の板状コア７３３に並行し、且つ、第１の板状コア７３１及び第２の板状コア７３２と直交するように、ロック金具６１に固定される。
こうすることで、前輪６０のロック金具６１がロック位置７４１で施錠され、ロック金具６１が位置決めされると、ロック位置７４１の近傍にある送電コイル７３及び受電コイル６５の位置や姿勢も規制される。そのため、送電コイル７３及び受電コイル６５は、位置ずれのほとんど無い状態に保たれる。
【００２２】
また、コ字状コアを備える送電コイル７３と、棒状コア６５１を備える受電コイル６５とで構成される非接触給電トランスは、コイル間の位置ずれに強い特性を有していることが実験により確かめられた。
図８は、この非接触給電トランスを含む回路構成を示している。
一次（給電）側は、商用電源８１の交流を直流に変換する直流供給部８２と、直流供給部８２の出力を平滑化する平滑コンデンサ８３と、直流を高周波交流に変換するインバータ８４と、この高周波交流が入力する送電コイル７３と、インバータ８４と送電コイル７３との間に直列接続された直列コンデンサ８５とを備えている。
【００２３】
一方、二次（受電）側は、受電コイル６５と、受電コイル６５に対して並列に接続された並列コンデンサ８８と、受電コイル６５で受電された交流を整流する整流回路８９と、整流回路８９の出力を平滑化する平滑コンデンサ９０と、整流された電流が供給される負荷抵抗９１とを備えており、非接触給電トランスを構成する送電コイル７３と受電コイル６５とを介して、給電側から受電側に給電が行われる。
なお、負荷抵抗９１はバッテリーを模擬したもので、バッテリーの充電電力ＰBと充電電圧ＶBが分かれば、負荷抵抗の値はＲB＝ＶB2／ＰBと計算できる。
【００２４】
一次側の直列コンデンサ８５及び二次側の並列コンデンサ８８は、送電コイル７３と受電コイル６５との間に空隙を有する非接触給電トランスの漏れリアクタンスを補償して給電効率を高めるために接続されている。一次側に直列コンデンサを接続し、二次側に並列コンデンサを接続する方式は“ＳＰ方式”と呼ばれる。
ＳＰ方式では、二次側の並列コンデンサ８８の値が、非接触給電トランスへの入力周波数ｆ0（＝ω0／２π）において、受電コイル６５と共振するように設定され、一次側の直列コンデンサ８５の値が、一次側電源の出力力率が１となるように設定される。
【００２５】
また、この実験では、送電コイル７３のコ字状コアの内側の寸法を、次のように設定した。
図７のｘ方向の長さ：４５ｍｍ、ｙ方向の長さ：４０ｍｍ、ｚ方向の長さ：５０ｍｍ。
また、受電コイル６５の棒状コアの軸方向の長さは２２ｍｍ、直径は２１．６ｍｍとした。
図９は、図７のｘ方向に、送電コイル７３と受電コイル６５との相対位置をずらしたときの特性（ｙ＝ｚ＝０）を示している。図９（ａ）では、非接触給電トランスの結合係数ｋを曲線（１）で示し、非接触給電トランスの給電効率ηを曲線（２）で示している。
また、図９（ｂ）では、ｘ＝−２０ｍｍ、ｘ＝０、ｘ＝２０ｍｍの各場合の送電コイル７３と受電コイル６５との位置関係、並びに、そのときの結合係数ｋ及び給電効率ηの値を示している。
【００２６】
図１０は、図７のｙ方向に、送電コイル７３と受電コイル６５との相対位置をずらしたときの特性（ｘ＝ｚ＝０）を示している。図１０（ａ）では、非接触給電トランスの結合係数ｋを曲線（１）で示し、非接触給電トランスの給電効率ηを曲線（２）で示している。
図１０（ｂ）では、ｙ＝０、ｙ＝１８ｍｍの各場合の送電コイル７３と受電コイル６５との位置関係、並びに、そのときの結合係数ｋ及び給電効率ηの値を示している。
図１１は、図７のｚ方向に、送電コイル７３と受電コイル６５との相対位置をずらしたときの特性（ｘ＝ｙ＝０）を示している。図１１（ａ）では、非接触給電トランスの結合係数ｋを曲線（１）で示し、非接触給電トランスの給電効率ηを曲線（２）で示している。
図１１（ｂ）では、ｚ＝−１２ｍｍ、ｚ＝０、ｚ＝１２ｍｍの各場合の送電コイル７３と受電コイル６５との位置関係、並びに、そのときの結合係数ｋ及び給電効率ηの値を示している。
【００２７】
図９、図１０、図１１から、受電コイル６５が送電コイル７３のコ字状コアの内側に収まっていれば、非接触給電トランスの結合係数ｋは略一定であり、給電効率ηは高いことが分かる。平均給電効率は、≡方向９４．７％、ｙ方向９４．６％、ｚ方向９４．２％である。
前輪のロック位置の近傍にある送電コイル及び受電コイルでは、相対的な位置ずれが標準位置からｘ、ｙ、ｚ方向共に５ｍｍ以内であるから、略一定の特性が得られることが分かる。
【００２８】
このように、この電動二輪車用非接触給電装置では、電動自転車を駐輪場のスタンドに施錠するだけで、高い給電効率での給電が可能になる。
また、この電動二輪車用非接触給電装置に対し、特許文献１に記載されているように、電動自転車がロックされたときに電動自転車に搭載されたバッテリーの充電を開始し、バッテリーが満充電になったときに充電動作を停止する機構を付加することにより、電動自転車のバッテリー充電の自動化が可能になる。
この電動二輪車用非接触給電装置は、電動自転車を貸し出し、戻された電動自転車を駐輪スタンドでロックして保管するレンタサイクル事業に特に有効である。
【００２９】
なお、ここでは、電動自転車の充電について説明したが、本発明は、電動バイク等の二輪車にも適用できる。また、前輪が一輪である電動三輪自転車や電動三輪バイクにも適用できる。
また、ここでは、ロック金具及び受電コイルを前輪のフロントフォークに取り付ける場合について説明したが、取り付け場所は、ハンドル軸など、その他の場所でも良い。
【００３０】
図１２では、前輪の軸位置に長方形の固定板６６を取り付け、この固定板６６にロック金具６１と受電コイル６５とを固定する構成を示している。その固定板６６が取り付けられた前輪の側面図を図１２（ａ）に示し、その上面図を図１２（ｂ）に、また、正面図を図１２（ｃ）に示している。図１２（ｄ）は、受電コイル６５が送電コイル７３のコ字状コアの内側に収まった状態の正面図を示している。
また、図１３は、ロック金具６１及び受電コイル６５が固定された固定板６６の側面（ａ）、上面（ｂ）及び正面（ｃ）の形状を示している。
ロック金具６１は、固定板６６の、前輪軸への取付位置６７よりも前方側に固定され、受電コイル６５は、固定板６６の、その取付位置６７よりも後方側に固定される。
また、前輪軸への取付位置６７は、前輪の接地面からロック金具６１及び受電コイル６５までの高さが一定になるように設定される。
この固定板６６を電動自転車や電動三輪車が標準的に装備することにより、この電動二輪・三輪車用非接触給電装置の普及を図ることができる。
【００３１】
また、ここでは、受電コイルに円柱状コアを用いているが、角柱状のコアでも良い。
電動自転車のロック金具と受電コイルとの距離、及び、駐輪スタンドのロック位置と送電コイル固定位置との距離は、近い方が良いが、３０ｃｍ以内の距離であれば、電動自転車のロックにより、送電コイルと受電コイルとの大きな位置ずれが回避できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の電動二輪・三輪車用非接触給電装置は、電動二輪車等に搭載されたバッテリーの充電を簡便に行うことが可能であり、電動自転車や電動バイク、電動三輪自転車や電動三輪バイク等に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００３３】
６０    前輪
６１    ロック金具
６２    ロック金具
６３    フロントフォーク
６４    ハンドル
６５    受電コイル
６６    固定板
６７    前輪軸への取付位置
７１    ガイド板
７２    ガイド板
７３    送電コイル
７４    切込み
７５    切込み
８１    商用電源
８２    直流供給部
８３    平滑コンデンサ
８４    インバータ
８５    直列コンデンサ
８８    並列コンデンサ
８９    整流回路
９０    平滑コンデンサ
９１    負荷抵抗
６５１  棒状コア
６５２  コイル
６５３  ベーク板
７３１  第１の板状コア
７３２  第２の板状コア
７３３  第３の板状コア
７３４  コイル
７３５  アルミ板
７４１  ロック位置
７５１  ロック位置
【図１】
2015154648.tif 000003
【図２】
2015154648.tif 000004
【図３】
2015154648.tif 000005
【図４】
2015154648.tif 000006
【図５】
2015154648.tif 000007
【図６】
2015154648.tif 000008
【図７】
2015154648.tif 000009
【図８】
2015154648.tif 000010
【図９】
2015154648.tif 000011
【図１０】
2015154648.tif 000012
【図１１】
2015154648.tif 000013
【図１２】
2015154648.tif 000014
【図１３】
2015154648.tif 000015
【図１４】
2015154648.tif 000016
【図１５】
2015154648.tif 000017
【図１６】
2015154648.tif 000018