(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一レール及び第二レールの間の領域のうち前記第一レールに近い領域に前記第一レールに並行して配置される第一導線と、
前記第一導線とともに前記第一レールを挟む位置に前記第一レールに並行して配置される第二導線と、
前記第一レール及び前記第二レールの間の領域のうち前記第二レールに近い領域に前記第二レールに並行して配置される第三導線と、
前記第三導線とともに前記第二レールを挟む位置に前記第二レールに並行して配置される第四導線と、
前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する電源部と、
前記電源部が前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、前記第一レール及び前記第二レールに発生する磁界をゼロにする電源制御部と、
を備える非接触給電装置。
【請求項２】
前記第二導線及び前記第四導線を外周に含み、前記第一レール及び前記第二レールを交差する第１のループを形成する位置に配置される第一給電コイルと、
前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第一給電コイルの内側の領域に、前記第一導線及び前記第三導線を外周に含む第２のループを形成する位置に配置される第二給電コイルと、
を備える請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項３】
前記第二導線及び前記第四導線を外周に含み、前記第一レール及び前記第二レールを交差する第３のループと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第３のループの内側の領域に、前記第一導線及び前記第三導線を外周に含む第４のループを形成する位置に配置される第三給電コイル、
を備える請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項４】
前記第一レールとともに前記第一導線を挟む位置に配置される第五導線と、
前記第一導線とともに前記第五導線を挟む位置に前記第五導線に並行して配置される第六導線と、
前記第二レールとともに前記第三導線を挟む位置に前記第五導線に並行して配置される第七導線と、
前記第三導線とともに前記第七導線を挟む位置に前記第五導線に並行して配置される第八導線と、
を備える請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項５】
前記第二導線及び前記第六導線を外周に含み、前記第一レールを交差する第５のループを形成する位置に配置される第４給電コイルと、
前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第４給電コイルの内側の領域に、前記第一導線及び前記第五導線を外周に含む第６のループを形成する位置に配置される第５給電コイルと、
前記第四導線及び前記第八導線を外周に含み、前記第二レールを交差する第７のループを形成する位置に配置される第６給電コイルと、
前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第６給電コイルの内側の領域に、前記第三導線及び前記第七導線を外周に含む第８のループを形成する位置に配置される第７給電コイルと、
を備える請求項４に記載の非接触給電装置。
【請求項６】
前記第二導線及び前記第六導線を外周に含み、前記第一レールを交差する第９のループと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第９のループの内側の領域に、前記第一導線及び前記第五導線を外周に含む第１０のループを形成する位置に配置される第８給電コイルと、
前記第四導線及び前記第八導線を外周に含み、前記第二レールを交差する第１１のループと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第１１のループの内側の領域に、前記第三導線及び前記第七導線を外周に含む第１２のループを形成する位置に配置される第９給電コイルと、
を備える請求項４に記載の非接触給電装置。
【請求項７】
前記第二導線及び前記第六導線を外周に含み、前記第一レールを交差する第１３のループと、前記第四導線及び前記第八導線を外周に含み、前記第二レールを交差する第１４のループとを形成する位置に配置される第１０給電コイルと、
前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第１３のループの内側の領域に、前記第一導線及び前記第五導線を外周に含む第１５のループと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第１４のループの内側の領域に、前記第三導線及び前記第七導線を外周に含む第１６のループとを形成する位置に配置される第１１給電コイルと、
を備える請求項４に記載の非接触給電装置。
【請求項８】
非接触給電装置と、非接触集電装置と、を備える非接触給電システムであって、
前記非接触給電装置は、
第一レール及び第二レールの間の領域のうち前記第一レールに近い領域に前記第一レールに並行して配置される第一導線と、
前記第一導線とともに前記第一レールを挟む位置に前記第一レールに並行して配置される第二導線と、
前記第一レール及び前記第二レールの間の領域のうち前記第二レールに近い領域に前記第二レールに並行して配置される第三導線と、
前記第三導線とともに前記第二レールを挟む位置に前記第二レールに並行して配置される第四導線と、
前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する電源部と、
前記電源部が前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、前記第一レール及び前記第二レールに発生する磁界をゼロにする電源制御部と、
を備え、
前記非接触集電装置は、
前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに流れる電流が発生させる磁界の強い位置にループを有し、前記磁界により起電力を生じさせる集電コイル、
を備える、非接触給電システム。
【請求項９】
電源部は、
第一レール及び第二レールの間の領域のうち前記第一レールに近い領域に前記第一レールに並行して配置される第一導線と、
前記第一導線とともに前記第一レールを挟む位置に前記第一レールに並行して配置される第二導線と、
前記第一レール及び前記第二レールの間の領域のうち前記第二レールに近い領域に前記第二レールに並行して配置される第三導線と、
前記第三導線とともに前記第二レールを挟む位置に前記第二レールに並行して配置される第四導線と、
のそれぞれに電流を供給し、
電源制御部は、
前記電源部が前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、前記第一レール及び前記第二レールに発生する磁界をゼロにする、制御方法。
【請求項１０】
非接触給電装置と、非接触集電装置と、を備える非接触給電システムにおける制御方法であって、
前記非接触給電装置において、
電源部は、
第一レール及び第二レールの間の領域のうち前記第一レールに近い領域に前記第一レールに並行して配置される第一導線と、
前記第一導線とともに前記第一レールを挟む位置に前記第一レールに並行して配置される第二導線と、
前記第一レール及び前記第二レールの間の領域のうち前記第二レールに近い領域に前記第二レールに並行して配置される第三導線と、
前記第三導線とともに前記第二レールを挟む位置に前記第二レールに並行して配置される第四導線と、
のそれぞれに電流を供給し、
電源制御部は、
前記電源部が前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、前記第一レール及び前記第二レールに発生する磁界をゼロにし、
前記非接触集電装置において、
集電コイルは、前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに流れる電流が発生させる磁界の強い位置にループを有し、前記磁界により起電力を生じさせる、制御方法。
【請求項１１】
コンピュータを、
第一レール及び第二レールの間の領域のうち前記第一レールに近い領域に前記第一レールに並行して配置される第一導線と、前記第一導線とともに前記第一レールを挟む位置に前記第一レールに並行して配置される第二導線と、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域のうち前記第二レールに近い領域に前記第二レールに並行して配置される第三導線と、前記第三導線とともに前記第二レールを挟む位置に前記第二レールに並行して配置される第四導線のそれぞれに電源部が電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、前記第一レール及び前記第二レールに発生する磁界をゼロにする電源制御手段、
として機能させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、非接触給電装置、非接触給電システム、制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触給電技術を用いて鉄道車両に電力を供給する技術がある。
特許文献１には、関連する技術として、非接触給電技術を用いて鉄道車両に電力を供給すると共に、給電コイルに流れた電流により鉄道レールの位置に生じる磁界を低減することで、鉄道レールに生じる渦電流によるエネルギ損失を低減する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４２５４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の技術を用いて鉄道車両に電力を供給する場合、２つのレールの間の領域に給電コイルを配置する必要がある。そのため、特許文献１に記載の技術を用いた場合、給電コイルの大きさが２つのレール間の距離によって制限され、給電コイルが放出する磁界を発生させる領域が限定される。
そのため、エネルギの損失の少なく、かつ、給電効率をより向上させることのできる非接触給電技術が求められていた。
【０００５】
そこで、この発明は、上記の課題を解決することのできる非接触給電装置、非接触給電システム、制御方法及びプログラム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】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、非接触給電装置は、第一レール及び第二レールの間の領域のうち前記第一レールに近い領域に前記第一レールに並行して配置される第一導線と、前記第一導線とともに前記第一レールを挟む位置に前記第一レールに並行して配置される第二導線と、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域のうち前記第二レールに近い領域に前記第二レールに並行して配置される第三導線と、前記第三導線とともに前記第二レールを挟む位置に前記第二レールに並行して配置される第四導線と、前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する電源部と、前記電源部が前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、前記第一レール及び前記第二レールに発生する磁界をゼロにする電源制御部と、を備える。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、上述の非接触給電装置は、前記第二導線及び前記第四導線を外周に含み、前記第一レール及び前記第二レールを交差する第１のループを形成する位置に配置される第一給電コイルと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第一給電コイルの内側の領域に、前記第一導線及び前記第三導線を外周に含む第２のループを形成する位置に配置される第二給電コイルと、を備える。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、上述の非接触給電装置は、前記第二導線及び前記第四導線を外周に含み、前記第一レール及び前記第二レールを交差する第３のループと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第３のループの内側の領域に、前記第一導線及び前記第三導線を外周に含む第４のループを形成する位置に配置される第三給電コイル、を備える。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、上述の非接触給電装置は、前記第一レールとともに前記第一導線を挟む位置に配置される第五導線と、前記第一導線とともに前記第五導線を挟む位置に前記第五導線に並行して配置される第六導線と、前記第二レールとともに前記第三導線を挟む位置に前記第五導線に並行して配置される第七導線と、前記第三導線とともに前記第七導線を挟む位置に前記第五導線に並行して配置される第八導線と、を備える。
【００１０】
本発明の第５の態様によれば、上述の非接触給電装置は、前記第二導線及び前記第六導線を外周に含み、前記第一レールを交差する第５のループを形成する位置に配置される第４給電コイルと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第４給電コイルの内側の領域に、前記第一導線及び前記第五導線を外周に含む第６のループを形成する位置に配置される第５給電コイルと、前記第四導線及び前記第八導線を外周に含み、前記第二レールを交差する第７のループを形成する位置に配置される第６給電コイルと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第６給電コイルの内側の領域に、前記第三導線及び前記第七導線を外周に含む第８のループを形成する位置に配置される第７給電コイルと、を備える。
【００１１】
本発明の第６の態様によれば、上述の非接触給電装置は、前記第二導線及び前記第六導線を外周に含み、前記第一レールを交差する第９のループと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第９のループの内側の領域に、前記第一導線及び前記第五導線を外周に含む第１０のループを形成する位置に配置される第８給電コイルと、前記第四導線及び前記第八導線を外周に含み、前記第二レールを交差する第１１のループと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第１１のループの内側の領域に、前記第三導線及び前記第七導線を外周に含む第１２のループを形成する位置に配置される第９給電コイルと、を備える。
【００１２】
本発明の第７の態様によれば、上述の非接触給電装置は、前記第二導線及び前記第六導線を外周に含み、前記第一レールを交差する第１３のループと、前記第四導線及び前記第八導線を外周に含み、前記第二レールを交差する第１４のループとを形成する位置に配置される第１０給電コイルと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第１３のループの内側の領域に、前記第一導線及び前記第五導線を外周に含む第１５のループと、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域で、かつ、前記第１４のループの内側の領域に、前記第三導線及び前記第七導線を外周に含む第１６のループとを形成する位置に配置される第１１給電コイルと、を備える。
【００１４】
本発明の第８の態様によれば、非接触給電システムは、非接触給電装置と、非接触集電装置と、を備える非接触給電システムであって、前記非接触給電装置は、第一レール及び第二レールの間の領域のうち前記第一レールに近い領域に前記第一レールに並行して配置される第一導線と、前記第一導線とともに前記第一レールを挟む位置に前記第一レールに並行して配置される第二導線と、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域のうち前記第二レールに近い領域に前記第二レールに並行して配置される第三導線と、前記第三導線とともに前記第二レールを挟む位置に前記第二レールに並行して配置される第四導線と、前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する電源部と、前記電源部が前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、前記第一レール及び前記第二レールに発生する磁界をゼロにする電源制御部と、を備え、前記非接触集電装置は、前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに流れる電流が発生させる磁界の強い位置にループを有し、前記磁界により起電力を生じさせる集電コイル、を備える。
【００１５】
本発明の第９の態様によれば、制御方法において、電源部は、第一レール及び第二レールの間の領域のうち前記第一レールに近い領域に前記第一レールに並行して配置される第一導線と、前記第一導線とともに前記第一レールを挟む位置に前記第一レールに並行して配置される第二導線と、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域のうち前記第二レールに近い領域に前記第二レールに並行して配置される第三導線と、前記第三導線とともに前記第二レールを挟む位置に前記第二レールに並行して配置される第四導線と、のそれぞれに電流を供給し、電源制御部は、前記電源部が前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、前記第一レール及び前記第二レールに発生する磁界をゼロにする。
【００１６】
本発明の第１０の態様によれば、制御方法は、非接触給電装置と、非接触集電装置と、を備える非接触給電システムにおける制御方法であって、前記非接触給電装置において、電源部は、第一レール及び第二レールの間の領域のうち前記第一レールに近い領域に前記第一レールに並行して配置される第一導線と、前記第一導線とともに前記第一レールを挟む位置に前記第一レールに並行して配置される第二導線と、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域のうち前記第二レールに近い領域に前記第二レールに並行して配置される第三導線と、前記第三導線とともに前記第二レールを挟む位置に前記第二レールに並行して配置される第四導線と、のそれぞれに電流を供給し、電源制御部は、前記電源部が前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、前記第一レール及び前記第二レールに発生する磁界をゼロにし、前記非接触集電装置において、集電コイルは、前記第一導線、前記第二導線、前記第三導線、及び、前記第四導線のそれぞれに流れる電流が発生させる磁界の強い位置にループを有し、前記磁界により起電力を生じさせる。
【００１７】
本発明の第１１の態様によれば、プログラムは、コンピュータを、第一レール及び第二レールの間の領域のうち前記第一レールに近い領域に前記第一レールに並行して配置される第一導線と、前記第一導線とともに前記第一レールを挟む位置に前記第一レールに並行して配置される第二導線と、前記第一レール及び前記第二レールの間の領域のうち前記第二レールに近い領域に前記第二レールに並行して配置される第三導線と、前記第三導線とともに前記第二レールを挟む位置に前記第二レールに並行して配置される第四導線のそれぞれに電源部が電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、前記第一レール及び前記第二レールに発生する磁界をゼロにする電源制御手段、として機能させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の実施形態による非接触給電装置によれば、エネルギの損失の少なく、かつ、給電効率をより向上させる非接触給電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態による非接触給電システムを説明する図である。
【図２】本発明の第一の実施形態による非接触給電システムの構成を示す図である。
【図３】本実施形態による導線の配置を示す図である。
【図４】本実施形態による導線に流れる電流が発生させる磁界を示す図である。
【図５】本実施形態による鉄道レールの周囲の磁界を示す図である。
【図６】本発明の第二の実施形態による導線の配置を示す図である。
【図７】本発明の第三の実施形態による導線の配置を示す図である。
【図８】本実施形態による導線に流れる電流が発生させる磁界を示す図である。
【図９】本実施形態による鉄道レールの周囲の磁界を示す図である。
【図１０】本実施形態による集電コイルの配置を示す図である。
【図１１】本発明の第四の実施形態による導線の配置を示す図である。
【図１２】本発明の第五の実施形態による導線の配置を示す図である。
【図１３】本発明の第六の実施形態による導線の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、実施形態による非接触給電システムについて図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態による非接触給電システム３に共通の構成について説明する。
本発明の実施形態による非接触給電システム３は、非接触給電装置１と、非接触集電装置２と、を備える。
非接触給電装置１は、地上からの高さ方向の位置が鉄道車両１００の走行する鉄道レールＲａ１及びＲａ２に近接する位置に設置されている。例えば、非接触給電装置１は、図１に示すように、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の直下に配置される。また、例えば、非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及びＲａ２において、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の延伸方向に対して交差する方向に空間を設けて配置されるものであってもよい。
非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の距離が示す幅よりも広い幅を有する給電コイルＬａを備える。給電コイルＬａは、集電コイルＬｂとの距離が近くなるように非接触給電装置１において鉄道車両１００に近い位置に配置される。例えば、給電コイルＬａは、図１に示すように、非接触給電装置１内の鉄道レールＲａ１及びＲａ２に近接する位置に設置される。
なお、給電コイルＬａは、後述するように、１つのコイルで構成されることもあれば、２つ以上のコイルで構成されることもある。
【００２１】
非接触集電装置２は、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の距離が示す幅よりも広い幅を有する集電コイルＬｂを備える。集電コイルＬｂは、給電コイルＬａとの距離が近くなるように非接触集電装置２において鉄道レールＲａ１及びＲａ２に近い位置に配置される。例えば、集電コイルＬｂは、図１に示すように、非接触集電装置２内の鉄道車両１００の底面に近接する位置に設置される。
なお、給電コイルＬｂは、後述するように、給電コイルＬａを構成するコイルに応じて、集電コイルＬｂを構成するコイルの数、形状、配置する位置などを決定する必要がある。
【００２２】
＜第一の実施形態＞
本発明の第一の実施形態による非接触給電装置１は、図２に示すように、４つの導線１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）と、電源部２０と、電源制御部３０と、記憶部４０と、を備える。
【００２３】
図３に示すように、本実施形態による導線１０ｂ（第一導体）は、鉄道レールＲａ１（第一鉄道レール）及び鉄道レールＲａ２（第二鉄道レール）の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に配置される。導線１０ａ（第二導体）は、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に配置される。また、導線１０ｃ（第三導体）は，鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域に配置される。導線１０ｄ（第四導体）は、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に配置される。なお、鉄道レールＲａ１、導線１０ａ、導線１０ｂのそれぞれは、略平行である。また、鉄道レールＲａ２、導線１０ｃ、導線１０ｄのそれぞれは、略平行である。
【００２４】
給電コイルＬａは、図３に示すように、給電コイルＬａ１及びＬａ２を備える。
給電コイルＬａ１（第１給電コイル）は、導線１０ａ及び１０ｄを外周に含み、鉄道レールＲａ１及びＲａ２を交差する第１のループを形成する位置に配置される。
給電コイルＬａ２（第２給電コイル）は、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域で、かつ、給電コイルＬａ１の内側の領域に、導線１０ｂ及び１０ｃを外周に含む第２のループを形成する位置に配置される。
【００２５】
電源部２０は、複数の導線１０のそれぞれに電流を供給する。例えば、電源部２０は、導線１０ａと導線１０ｄを有する給電コイルＬａ１に交流電流を供給する。また、例えば、電源部２０は、導線１０ｂと導線１０ｃを有する給電コイルＬａ２に交流電流を供給する。
【００２６】
電源制御部３０は、電源部２０が導線１０のそれぞれに供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御する。例えば、電源制御部３０は、図４に示すように、電源部２０が導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれに供給する電流の向きが同一となるように電源部２０を制御する。また、電源制御部３０は、図４に示すように、導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれに流す電流により生じる鉄道レールＲａ１における磁界が互いに打ち消し合いゼロとなる電流の大きさに制御する。また、例えば、電源制御部３０は、図４に示すように、電源部２０が導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれに供給する電流の向きが同一となるように電源部２０を制御する。また、電源制御部３０は、図４に示すように、導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれに流す電流により生じる鉄道レールＲａ２における磁界が互いに打ち消し合いゼロとなる電流の大きさに制御する。
このとき、電源制御部３０は、鉄道レールＲａ１の両側に配置された２つの導線１０ａ及び１０ｂに流れる電流の向きと、鉄道レールＲａ２の両側に配置された２つの導線１０ｃ及び１０ｄに流れる電流の向きとが逆向きになるように制御している。
なお、鉄道レールＲａ１近傍で導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視でき、鉄道レールＲａ２近傍で導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視でき、更に、導線１０ａ〜１０ｄのそれぞれが同一の電流を流す場合、導線１０ａから鉄道レールＲａ１までの距離、導線１０ｂから鉄道レールＲａ１までの距離、導線１０ｃから鉄道レールＲａ２までの距離、導線１０ｄから鉄道レールＲａ２までの距離のそれぞれを略同一とすることができる。
【００２７】
このとき、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の周辺の磁界は、図５に示すように、導線１０ｂと導線１０ｃとの間の領域で強め合う。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして図３で示した給電コイルＬａ２よりも一回り程度大きいループを有する集電コイルＬｂ１を備えるとよい。また、導線１０ａ及び導線１０ｄのそれぞれの外側にも磁界が発生する。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ａよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ２と、鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ｄよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ３を備えるとよい。こうすることで、鉄道車両１００が受電する際の磁束の漏れを少なくし、かつ、集電コイルＬｂの大きさを抑制することができる。
なお、記憶部４０は、本実施形態による非接触給電装置１が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。
【００２８】
以上のように、本実施形態による非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ｂを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ａを備える。また、非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｃを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｄを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ａ、導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する電源部２０を備える。また、非接触給電装置１は、電源部２０が導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２に発生する磁界をゼロにする電源制御部を備える。
こうすることで、非接触給電システム３における損失を低減することができる。また、非接触給電システム３において、出力を向上させたときの損失の増加を抑制することができる。また、２つのレールＲａの外側においても磁界を発生させることができる。すなわち、非接触給電システム３において、鉄道レールＲａにおける発熱量を低減し、エネルギの損失の少なく、かつ、給電効率をより向上させる非接触給電を行うことができる。
また、給電コイルＬａ１と、給電コイルＬａ２は、それぞれ独立したコイルとして製造することができる。そのため、給電コイルＬａ１と、給電コイルＬａ２の製造が容易になる。
【００２９】
＜第二の実施形態＞
本発明の第二の実施形態による非接触給電装置１は、第一の実施形態による非接触給電装置１と同様に、４つの導線１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）と、電源部２０と、電源制御部３０と、記憶部４０と、を備える。
【００３０】
図６に示すように、本実施形態による導線１０ｂは、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に配置される。導線１０ａは、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に配置される。また、導線１０ｃは，鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域に配置される。導線１０ｄは、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に配置される。なお、鉄道レールＲａ１、導線１０ａ、導線１０ｂのそれぞれは、略平行である。また、鉄道レールＲａ２、導線１０ｃ、導線１０ｄのそれぞれは、略平行である。
【００３１】
給電コイルＬａは、図６に示すように、給電コイルＬａ３を備える。
給電コイルＬａ３（第３給電コイル）は、導線１０ａ及び１０ｄを外周に含み、鉄道レールＲａ１及びＲａ２を交差する第３のループと、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域で、かつ、第３のループの内側の領域に、導線１０ｂ及び１０ｃを外周に含む第４のループを形成する位置に配置される。
【００３２】
電源部２０は、複数の導線１０のそれぞれに電流を供給する。例えば、電源部２０は、導線１０ａと、導線１０ｂと、導線１０ｃと、導線１０ｄと、を有する給電コイルＬａ３に交流電流を供給する。なお、本実施形態による非接触給電装置１の場合、導線１０ａと、導線１０ｂと、導線１０ｃと、導線１０ｄとには同一の大きさの電流が流れる。そのため、鉄道レールＲａ１近傍で導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視できる場合、導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれは、磁界が互いに打ち消し合い０とするために鉄道レールＲａ１について対称な位置に配置される。また、鉄道レールＲａ２近傍で導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視できる場合、導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれは、磁界が互いに打ち消し合い０とするために鉄道レールＲａ２について対称な位置に配置される。
【００３３】
電源制御部３０は、電源部２０が導線１０のそれぞれに供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御する。
このとき、鉄道レールＲａ１の両側に配置された２つの導線１０ａ及び１０ｂに流れる電流の向きと、鉄道レールＲａ２の両側に配置された２つの導線１０ｃ及び１０ｄに流れる電流の向きとが逆向きになる。
なお、鉄道レールＲａ１近傍で導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響、及び、鉄道レールＲａ２近傍で導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視できない場合、導線１０ａから鉄道レールＲａ１までの距離、導線１０ｂから鉄道レールＲａ１までの距離、導線１０ｃから鉄道レールＲａ２までの距離、導線１０ｄから鉄道レールＲａ２までの距離のそれぞれを調整し、鉄道レールＲａ１における磁界と鉄道レールＲａ２における磁界のそれぞれがゼロとする。
【００３４】
このとき、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の周辺の磁界は、第一の実施形態による非接触給電装置１と同様、図５で示したように、導線１０ｂと導線１０ｃとの間の領域で強め合う。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして図６で示した給電コイルＬａ３において導線１０ｂと導線１０ｃとを外周に含む第４のループよりも一回り程度大きい集電コイルＬｂ４を備えるとよい。また、導線１０ａ及び導線１０ｄのそれぞれの外側にも磁界が発生する。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ａよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ５と、鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ｄよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ６を備えるとよい。こうすることで、鉄道車両１００が受電する際の磁束の漏れを少なくし、かつ、集電コイルＬｂの大きさを抑制することができる。
なお、記憶部４０は、本実施形態による非接触給電装置１が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。
【００３５】
以上のように、本実施形態による非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ｂを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ａを備える。また、非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｃを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｄを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ａ、導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する電源部２０を備える。また、非接触給電装置１は、電源部２０が導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２に発生する磁界をゼロにする電源制御部を備える。
こうすることで、非接触給電システム３における損失を低減することができる。また、非接触給電システム３において、出力を向上させたときの損失の増加を抑制することができる。また、２つのレールＲａの外側においても磁界を発生させることができる。すなわち、非接触給電システム３において、鉄道レールＲａにおける発熱量を低減し、エネルギの損失の少なく、かつ、給電効率をより向上させる非接触給電を行うことができる。
また、給電コイルＬａは、給電コイルＬａ３の１つである。そのため、電源制御部３０が行う電源部２０の制御が容易になる。
【００３６】
＜第三の実施形態＞
本発明の第三の実施形態による非接触給電装置１は、８つの導線１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）と、電源部２０と、電源制御部３０と、記憶部４０と、を備える。
【００３７】
図７に示すように、本実施形態による導線１０ｂは、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に配置される。導線１０ａは、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に配置される。また、導線１０ｃは，鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域において鉄道レールＲａ２に並行した位置に配置される。導線１０ｄは、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に配置される。また、導線１０ｅ（第五導線）は、鉄道レールＲａ１とともに導線１０ｂを挟む位置に配置される。また、導線１０ｆ（第六導線）は、導線１０ｂとともに導線１０ｅを挟む位置に配置される。また、導線１０ｈ（第七導線）は、鉄道レールＲａ２とともに導線１０ｃを挟む位置に配置される。また、導線１０ｇ（第八導線）は、導線１０ｃとともに導線１０ｈを挟む位置に配置される。なお、鉄道レールＲａ１、導線１０ａ、導線１０ｂのそれぞれは、略平行である。また、鉄道レールＲａ２、導線１０ｃ、導線１０ｄのそれぞれは、略平行である。また、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれは、略平行である。
【００３８】
給電コイルＬａは、図７に示すように、給電コイルＬａ４、Ｌａ５、Ｌａ６及びＬａ７を備える。
給電コイルＬａ４（第４給電コイル）は、導線１０ａ及び１０ｆを外周に含み、鉄道レールＲａ１を交差する第５のループを形成する位置に配置される。
給電コイルＬａ５（第５給電コイル）は、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域で、かつ、給電コイルＬａ４の内側の領域に、導線１０ｂ及び１０ｅを外周に含む第６のループを形成する位置に配置される。
給電コイルＬａ６（第６給電コイル）は、導線１０ｄ及び１０ｇを外周に含み、鉄道レールＲａ２を交差する第７のループを形成する位置に配置される。
給電コイルＬａ７（第７給電コイル）は、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域で、かつ、給電コイルＬａ６の内側の領域に、導線１０ｃ及び１０ｈを外周に含む第８のループを形成する位置に配置される。
【００３９】
電源部２０は、複数の導線１０のそれぞれに電流を供給する。例えば、電源部２０は、導線１０ａと導線１０ｆを有する給電コイルＬａ４に交流電流を供給する。また、例えば、電源部２０は、導線１０ｂと導線１０ｅを有する給電コイルＬａ５に交流電流を供給する。また、例えば、電源部２０は、導線１０ｃと導線１０ｈを有する給電コイルＬａ６に交流電流を供給する。また、例えば、電源部２０は、導線１０ｄと導線１０ｇを有する給電コイルＬａ７に交流電流を供給する。
【００４０】
電源制御部３０は、電源部２０が導線１０のそれぞれに供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御する。例えば、電源制御部３０は、図８に示すように、電源部２０が導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれに供給する電流の向きが同一となるように電源部２０を制御する。また、電源制御部３０は、図８に示すように、導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれに流す電流により生じる鉄道レールＲａ１における磁界が互いに打ち消し合いゼロとなる電流の大きさに制御する。また、例えば、電源制御部３０は、図８に示すように、電源部２０が導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれに供給する電流の向きが同一となるように電源部２０を制御する。また、電源制御部３０は、図８に示すように、導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれに流す電流により生じる鉄道レールＲａ２における磁界が互いに打ち消し合いゼロとなる電流の大きさに制御する。
このとき、電源制御部３０は、鉄道レールＲａ１の両側に配置された２つの導線１０ａ及び１０ｂに流れる電流の向きと、鉄道レールＲａ２の両側に配置された２つの導線１０ｃ及び１０ｄに流れる電流の向きとが同一の向きになるように制御している。
なお、鉄道レールＲａ１近傍で導線１０ｃ、導線１０ｄ、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視でき、鉄道レールＲａ２近傍で導線１０ａ、導線１０ｂ、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視でき、更に、導線１０ａ〜１０ｄのそれぞれが同一の電流を流す場合、導線１０ａから鉄道レールＲａ１までの距離、導線１０ｂから鉄道レールＲａ１までの距離、導線１０ｃから鉄道レールＲａ２までの距離、導線１０ｄから鉄道レールＲａ２までの距離のそれぞれを略同一とすることができる。
【００４１】
このとき、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の周辺の磁界は、図９に示すように、導線１０ｂと導線１０ｅとの間の領域で強め合う。そのため、鉄道車両１００は、図１０に示すように、集電コイルＬｂとして図７で示した給電コイルＬａ５よりも一回り程度大きいループを有する集電コイルＬｂ７を備えるとよい。また、導線１０ｃと導線１０ｈとの間の領域で強め合う。そのため、鉄道車両１００は、図１０に示すように、集電コイルＬｂとして図７で示した給電コイルＬａ６よりも一回り程度大きいループを有する集電コイルＬｂ８を備えるとよい。また、導線１０ａ及び導線１０ｄのそれぞれの外側にも磁界が発生する。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ａよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ９と、鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ｄよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ１０を備えるとよい。こうすることで、鉄道車両１００が受電する際の磁束の漏れを少なくし、かつ、集電コイルＬｂの大きさを抑制することができる。
なお、記憶部４０は、本実施形態による非接触給電装置１が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。
【００４２】
以上のように、本実施形態による非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ｂを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ａを備える。また、非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｃを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｄを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ａ、導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する電源部２０を備える。また、非接触給電装置１は、電源部２０が導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２に発生する磁界をゼロにする電源制御部を備える。
こうすることで、非接触給電システム３における損失を低減することができる。また、非接触給電システム３において、出力を向上させたときの損失の増加を抑制することができる。また、２つのレールＲａの外側においても磁界を発生させることができる。すなわち、非接触給電システム３において、鉄道レールＲａにおける発熱量を低減し、エネルギの損失の少なく、かつ、給電効率をより向上させる非接触給電を行うことができる。
また、給電コイルＬａ４と、給電コイルＬａ５と、給電コイルＬａ６と、給電コイルＬａ７は、それぞれ独立したコイルとして製造することができる。そのため、給電コイルＬａ４と、給電コイルＬａ５と、給電コイルＬａ６と、給電コイルＬａ７の製造が容易になる。
【００４３】
＜第四の実施形態＞
本発明の第四の実施形態による非接触給電装置１は、第三の実施形態による非接触給電装置１と同様に、８つの導線１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）と、電源部２０と、電源制御部３０と、記憶部４０と、を備える。
【００４４】
図１１に示すように、本実施形態による導線１０ｂは、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に配置される。導線１０ａは、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に配置される。また、導線１０ｃは，鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域において鉄道レールＲａ２に並行した位置に配置される。導線１０ｄは、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に配置される。また、導線１０ｅは、鉄道レールＲａ１とともに導線１０ｂを挟む位置に配置される。また、導線１０ｆは、導線１０ｂとともに導線１０ｅを挟む位置に配置される。また、導線１０ｈは、鉄道レールＲａ２とともに導線１０ｃを挟む位置に配置される。また、導線１０ｇは、導線１０ｃとともに導線１０ｈを挟む位置に配置される。なお、鉄道レールＲａ１、導線１０ａ、導線１０ｂのそれぞれは、略平行である。また、鉄道レールＲａ２、導線１０ｃ、導線１０ｄのそれぞれは、略平行である。また、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれは、略平行である。
【００４５】
給電コイルＬａは、図１１に示すように、給電コイルＬａ８及びＬａ９を備える。
給電コイルＬａ８（第８給電コイル）は、導線１０ａ及び１０ｆを外周に含み、鉄道レールＲａ１を交差する第９のループと、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域で、かつ、第９のループの内側の領域に、導線１０ｂ及び１０ｅを外周に含む第１０のループを形成する位置に配置される。
給電コイルＬａ９（第９給電コイル）は、導線１０ｄ及び１０ｇを外周に含み、鉄道レールＲａ２を交差する第１１のループと、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域で、かつ、第１１のループの内側の領域に、導線１０ｃ及び１０ｈを外周に含む第１２のループを形成する位置に配置される。
【００４６】
電源部２０は、複数の導線１０のそれぞれに電流を供給する。例えば、電源部２０は、導線１０ａ、導線１０ｂ、導線１０ｅ、導線１０ｆを有する給電コイルＬａ８に交流電流を供給する。また、例えば、電源部２０は、導線１０ｃ、導線１０ｄ、導線１０ｇ、導線１０ｈを有する給電コイルＬａ９に交流電流を供給する。
【００４７】
電源制御部３０は、電源部２０が導線１０のそれぞれに供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御する。例えば、電源制御部３０は、図８で示したように、電源部２０が導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれに供給する電流の向きが同一となるように電源部２０を制御する。また、電源制御部３０は、図８で示したように、導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれに流す電流により生じる鉄道レールＲａ１における磁界が互いに打ち消し合いゼロとなる電流の大きさに制御する。また、例えば、電源制御部３０は、図８で示したように、電源部２０が導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれに供給する電流の向きが同一となるように電源部２０を制御する。また、電源制御部３０は、図８で示したように、導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれに流す電流により生じる鉄道レールＲａ２における磁界が互いに打ち消し合いゼロとなる電流の大きさに制御する。
このとき、電源制御部３０は、２本の鉄道レールのうちの一方である鉄道レールＲａ１の両側に配置された２つの導線１０ａ及び１０ｂに流れる電流の向きと、２本の鉄道レールのうちの他方である鉄道レールＲａ２の両側に配置された２つの導線１０ｃ及び１０ｄに流れる電流の向きとが同一の向きになるように制御している。
なお、鉄道レールＲａ１近傍で導線１０ｃ、導線１０ｄ、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視でき、鉄道レールＲａ２近傍で導線１０ａ、導線１０ｂ、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視でき、更に、導線１０ａ〜１０ｄのそれぞれが同一の電流を流す場合、導線１０ａから鉄道レールＲａ１までの距離、導線１０ｂから鉄道レールＲａ１までの距離、導線１０ｃから鉄道レールＲａ２までの距離、導線１０ｄから鉄道レールＲａ２までの距離のそれぞれを略同一とすることができる。
【００４８】
このとき、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の周辺の磁界は、図９で示したように、導線１０ｂと導線１０ｅとの間の領域で強め合う。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして図１１で示した給電コイルＬａ８において導線１０ｂと導線１０ｅとを外周に含む第１０のループよりも一回り程度大きい集電コイルＬｂ１１を備えるとよい。また、導線１０ｃと導線１０ｈとの間の領域で強め合う。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして図１１で示した給電コイルＬａ９において導線１０ｃと導線１０ｈとを外周に含む第１２のループよりも一回り程度大きい集電コイルＬｂ１２を備えるとよい。また、導線１０ａ及び導線１０ｄのそれぞれの外側にも磁界が発生する。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ａよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ１３と、鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ｄよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ１４を備えるとよい。こうすることで、鉄道車両１００が受電する際の磁束の漏れを少なくし、かつ、集電コイルＬｂの大きさを抑制することができる。
なお、記憶部４０は、本実施形態による非接触給電装置１が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。
【００４９】
以上のように、本実施形態による非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ｂを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ａを備える。また、非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｃを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｄを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ａ、導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する電源部２０を備える。また、非接触給電装置１は、電源部２０が導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２に発生する磁界をゼロにする電源制御部を備える。
こうすることで、非接触給電システム３における損失を低減することができる。また、非接触給電システム３において、出力を向上させたときの損失の増加を抑制することができる。また、２つのレールＲａの外側においても磁界を発生させることができる。すなわち、非接触給電システム３において、鉄道レールＲａにおける発熱量を低減し、エネルギの損失の少なく、かつ、給電効率をより向上させる非接触給電を行うことができる。
また、給電コイルＬａ８と、給電コイルＬａ９は、それぞれ独立したコイルとして製造することができる。そのため、給電コイルＬａ８と、給電コイルＬａ９の製造が容易になる。また、給電コイルＬａは、給電コイルＬａ８と給電コイルＬａ９の２つである。そのため、電源制御部３０が行う電源部２０の制御が容易になる。
【００５０】
＜第五の実施形態＞
本発明の第五の実施形態による非接触給電装置１は、第三の実施形態による非接触給電装置１と同様に、８つの導線１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）と、電源部２０と、電源制御部３０と、記憶部４０と、を備える。
【００５１】
図１２に示すように、本実施形態による導線１０ｂは、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に配置される。導線１０ａは、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に配置される。また、導線１０ｃは，鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域において鉄道レールＲａ２に並行した位置に配置される。導線１０ｄは、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に配置される。また、導線１０ｅは、鉄道レールＲａ１とともに導線１０ｂを挟む位置に配置される。また、導線１０ｆは、導線１０ｂとともに導線１０ｅを挟む位置に配置される。また、導線１０ｈは、鉄道レールＲａ２とともに導線１０ｃを挟む位置に配置される。また、導線１０ｇは、導線１０ｃとともに導線１０ｈを挟む位置に配置される。なお、鉄道レールＲａ１、導線１０ａ、導線１０ｂのそれぞれは、略平行である。また、鉄道レールＲａ２、導線１０ｃ、導線１０ｄのそれぞれは、略平行である。また、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれは、略平行である。
【００５２】
給電コイルＬａは、図１２に示すように、給電コイルＬａ１０及びＬａ１１を備える。
給電コイルＬａ１０（第１０給電コイル）は、導線１０ａ及び１０ｆを外周に含み、鉄道レールＲａ１を交差する第１３のループと、導線１０ｄ及び１０ｇを外周に含み、鉄道レールＲａ２を交差する第１４のループとを形成する位置に配置される。
給電コイルＬａ１１（第１１給電コイル）は、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域で、かつ、第１３のループの内側の領域に、導線１０ｂ及び１０ｅを外周に含む第１５のループと、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域で、かつ、第１４のループの内側の領域に、導線１０ｃ及び１０ｈを外周に含む第１６のループとを形成する位置に配置される。
【００５３】
電源部２０は、複数の導線１０のそれぞれに電流を供給する。例えば、電源部２０は、導線１０ａと、導線１０ｄと、導線１０ｆと、導線１０ｇと、を有する給電コイルＬａ１０に交流電流を供給する。また、例えば、電源部２０は、導線１０ｂと、導線１０ｃと、導線ｅと、導線ｈと、を有する給電コイルＬａ１１に交流電流を供給する。
【００５４】
電源制御部３０は、電源部２０が導線１０のそれぞれに供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御する。例えば、電源制御部３０は、図８で示したように、電源部２０が導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれに供給する電流の向きが同一となるように電源部２０を制御する。また、電源制御部３０は、図８で示したように、導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれに流す電流により生じる鉄道レールＲａ１における磁界が互いに打ち消し合いゼロとなる電流の大きさに制御する。また、例えば、電源制御部３０は、図８で示したように、電源部２０が導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれに供給する電流の向きが同一となるように電源部２０を制御する。また、電源制御部３０は、図８で示したように、導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれに流す電流により生じる鉄道レールＲａ２における磁界が互いに打ち消し合いゼロとなる電流の大きさに制御する。
【００５５】
このとき、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の周辺の磁界は、図９で示したように、導線１０ｂと導線１０ｅとの間の領域で強め合う。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして図１２で示した給電コイルＬａ１１において導線１０ｂと導線１０ｅとを外周に含む第１５のループよりも一回り程度大きい集電コイルＬｂ１５を備えるとよい。また、導線１０ｃと導線１０ｈとの間の領域で強め合う。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして図１２で示した給電コイルＬａ１１において導線１０ｃと導線１０ｈとを外周に含む第１６のループよりも一回り程度大きい集電コイルＬｂ１６を備えるとよい。また、導線１０ａ及び導線１０ｄのそれぞれの外側にも磁界が発生する。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ａよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ１７と、鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ｄよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ１８を備えるとよい。こうすることで、鉄道車両１００が受電する際の磁束の漏れを少なくし、かつ、集電コイルＬｂの大きさを抑制することができる。
なお、記憶部４０は、本実施形態による非接触給電装置１が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。
【００５６】
以上のように、本実施形態による非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ｂを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ａを備える。また、非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｃを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｄを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ａ、導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する電源部２０を備える。また、非接触給電装置１は、電源部２０が導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２に発生する磁界をゼロにする電源制御部を備える。
こうすることで、非接触給電システム３における損失を低減することができる。また、非接触給電システム３において、出力を向上させたときの損失の増加を抑制することができる。また、２つのレールＲａの外側においても磁界を発生させることができる。すなわち、非接触給電システム３において、鉄道レールＲａにおける発熱量を低減し、エネルギの損失の少なく、かつ、給電効率をより向上させる非接触給電を行うことができる。
また、給電コイルＬａ１０と、給電コイルＬａ１１は、それぞれ独立したコイルとして製造することができる。そのため、給電コイルＬａ１０と、給電コイルＬａ１１の製造が容易になる。また、給電コイルＬａは、給電コイルＬａ１０と給電コイルＬａ１１の２つである。そのため、電源制御部３０が行う電源部２０の制御が容易になる。
【００５７】
＜第六の実施形態＞
本発明の第六の実施形態による非接触給電装置１は、第三の実施形態による非接触給電装置１と同様に、８つの導線１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）と、電源部２０と、電源制御部３０と、記憶部４０と、を備える。
【００５８】
図１３に示すように、本実施形態による導線１０ｂは、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に配置される。導線１０ａは、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に配置される。また、導線１０ｃは，鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域において鉄道レールＲａ２に並行した位置に配置される。導線１０ｄは、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に配置される。また、導線１０ｅは、鉄道レールＲａ１とともに導線１０ｂを挟む位置に配置される。また、導線１０ｆは、導線１０ｂとともに導線１０ｅを挟む位置に配置される。また、導線１０ｈは、鉄道レールＲａ２とともに導線１０ｃを挟む位置に配置される。また、導線１０ｇは、導線１０ｃとともに導線１０ｈを挟む位置に配置される。なお、鉄道レールＲａ１、導線１０ａ、導線１０ｂのそれぞれは、略平行である。また、鉄道レールＲａ２、導線１０ｃ、導線１０ｄのそれぞれは、略平行である。また、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれは、略平行である。
【００５９】
給電コイルＬａは、図１３に示すように、給電コイルＬａ１２を備える。
給電コイルＬａ１２（第１２給電コイル）は、導線１０ａ及び１０ｆを外周に含み、鉄道レールＲａ１を交差する第１７のループと、導線１０ｄ及び１０ｇを外周に含み、鉄道レールＲａ２を交差する第１８のループと、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域で、かつ、第１７のループの内側の領域に、導線１０ｂ及び１０ｅを外周に含む第１９のループと、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の間の領域で、かつ、第１８のループの内側の領域に、導線１０ｃ及び１０ｈを外周に含む第２０のループとを形成する位置に配置される。
【００６０】
電源部２０は、複数の導線１０のそれぞれに電流を供給する。例えば、電源部２０は、導線１０ａと、導線１０ｂと、導線１０ｃと、導線１０ｄと、導線１０ｅと、導線１０ｆと、導線１０ｇと、導線１０ｈと、を有する給電コイルＬａ１２に交流電流を供給する。なお、本実施形態による非接触給電装置１の場合、導線１０ａと、導線１０ｂと、導線１０ｃと、導線１０ｄとには同一の大きさの電流が流れる。そのため、鉄道レールＲａ１近傍で導線１０ｃ、導線１０ｄ、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視できる場合、導線１０ａと導線１０ｂのそれぞれは、磁界が互いに打ち消し合いゼロとするために鉄道レールＲａ１について対称な位置に配置される。また、鉄道レールＲａ２近傍で導線１０ａ、導線１０ｂ、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視できる場合、導線１０ｃと導線１０ｄのそれぞれは、磁界が互いに打ち消し合いゼロとするために鉄道レールＲａ２について対称な位置に配置される。
【００６１】
電源制御部３０は、電源部２０が導線１０のそれぞれに供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御する。
このとき、鉄道レールＲａ１の両側に配置された２つの導線１０ａ及び１０ｂに流れる電流の向きと、鉄道レールＲａ２の両側に配置された２つの導線１０ｃ及び１０ｄに流れる電流の向きとが同一の向きになる。
なお、鉄道レールＲａ１近傍で導線１０ｃ、導線１０ｄ、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響、及び、鉄道レールＲａ２近傍で導線１０ａ、導線１０ｂ、導線１０ｅ、導線１０ｆ、導線１０ｇ、導線１０ｈのそれぞれに流れる電流により生じる磁界の影響が無視できない場合、導線１０ａから鉄道レールＲａ１までの距離、導線１０ｂから鉄道レールＲａ１までの距離、導線１０ｃから鉄道レールＲａ２までの距離、導線１０ｄから鉄道レールＲａ２までの距離のそれぞれを調整し、鉄道レールＲａ１における磁界と鉄道レールＲａ２における磁界のそれぞれがゼロとする。
【００６２】
このとき、鉄道レールＲａ１及びＲａ２の周辺の磁界は、図９で示したように、導線１０ｂと導線１０ｅとの間の領域で強め合う。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして図１３で示した給電コイルＬａ１２において導線１０ｂと導線１０ｅとを外周に含む第１９のループよりも一回り程度大きい集電コイルＬｂ１９を備えるとよい。また、導線１０ｃと導線１０ｈとの間の領域で強め合う。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして図１３で示した給電コイルＬａ１２において導線１０ｃと導線１０ｈとを外周に含む第２０のループよりも一回り程度大きい集電コイルＬｂ２０を備えるとよい。また、導線１０ａ及び導線１０ｄのそれぞれの外側にも磁界が発生する。そのため、鉄道車両１００は、集電コイルＬｂとして鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ａよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ２１と、鉄道レールＲａ１及びＲａ２に対して導線１０ｄよりも外側の領域にループを有する集電コイルＬｂ２２を備えるとよい。こうすることで、鉄道車両１００が受電する際の磁束の漏れを少なくし、かつ、集電コイルＬｂの大きさを抑制することができる。
なお、記憶部４０は、本実施形態による非接触給電装置１が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。
【００６３】
以上のように、本実施形態による非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ１に近い領域に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ｂを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｂとともに鉄道レールＲａ１を挟む位置に鉄道レールＲａ１に並行して配置される導電性の導線１０ａを備える。また、非接触給電装置１は、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２の間の領域のうち鉄道レールＲａ２に近い領域に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｃを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ｃとともに鉄道レールＲａ２を挟む位置に鉄道レールＲａ２に並行して配置される導電性の導線１０ｄを備える。また、非接触給電装置１は、導線１０ａ、導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する電源部２０を備える。また、非接触給電装置１は、電源部２０が導線１０ｂ、導線１０ｃ、及び、導線１０ｄのそれぞれに電流を供給する各タイミングにおける電流の向きと大きさとを制御し、鉄道レールＲａ１及び鉄道レールＲａ２に発生する磁界をゼロにする電源制御部を備える。
こうすることで、非接触給電システム３における損失を低減することができる。また、非接触給電システム３において、出力を向上させたときの損失の増加を抑制することができる。また、２つのレールＲａの外側においても磁界を発生させることができる。すなわち、非接触給電システム３において、鉄道レールＲａにおける発熱量を低減し、エネルギの損失の少なく、かつ、給電効率をより向上させる非接触給電を行うことができる。
また、給電コイルＬａは、給電コイルＬａ１２の１つである。そのため、電源制御部３０が行う電源部２０の制御が容易になる。
【００６４】
なお、本発明における記憶部４０は、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部４０は、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
【００６５】
なお実施形態について説明したが、上述の電源制御部３０は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００６６】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００６８】
１・・・非接触給電装置
２・・・非接触集電装置
３・・・非接触給電システム
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ・・・導線
２０・・・電源部
３０・・・電源制御部
４０・・・記憶部
１００・・・鉄道車両
Ｌａ、Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａ３、Ｌａ４、Ｌａ５、Ｌａ６、Ｌａ７、Ｌａ８、Ｌａ９、Ｌａ１０、Ｌａ１１、Ｌａ１２・・・給電コイル
Ｌｂ、Ｌｂ１、Ｌｂ２・・・集電コイル
Ｒａ１、Ｒａ２・・・鉄道レール
【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】
0006414820.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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