(57)【要約】【課題】ブラシや整流子を用いることなく、直流モータを駆動させることができる回転電機を提供すること。【解決手段】回転電機１０は、インナーロータ１１と、インナーロータ１１に設けられたロータコイル２２を有する直流モータとしての第１電動モータ３１と、バッテリ２０２の蓄電電力を、予め定められた周波数を有する交流の伝送用電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換動作を行うステータ変換部４３とを備えている。また、回転電機１０は、結合コンデンサＣ１，Ｃ２を介して非接触の電力伝送を行う非接触電力伝送部４４と、インナーロータ１１に設けられ、伝送用電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換動作を行い、当該直流電力をロータコイル２２に出力するロータ変換部９２とを備えている。【選択図】図３
2017073901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
前記ロータに設けられたロータコイルを有する直流モータと、
を備えている回転電機において、
直流電源から出力される直流の電源電力を、予め定められた周波数の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換動作を行う第１変換部と、
前記ロータの回転に伴って回転しないように保持され且つ前記交流電力が入力される保持電極、及び、前記ロータに設けられ且つ前記保持電極から非接触で前記交流電力を受電する回転電極を有するものであって、前記保持電極及び前記回転電極で構成される結合コンデンサを介して非接触の電力伝送を行う非接触電力伝送部と、
前記ロータに設けられ、前記回転電極によって受電された交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換動作を行い、当該直流電力を前記ロータコイルに出力する第２変換部と、
前記ロータの回転位置を把握する位置把握部と、
を備え、
前記第１変換部は、１次側スイッチング素子を有し、当該１次側スイッチング素子が周期的にＯＮ／ＯＦＦすることにより前記ＤＣ／ＡＣ変換動作を行うものであり、
前記第２変換部は、２次側スイッチング素子を有し、当該２次側スイッチング素子が周期的にＯＮ／ＯＦＦすることにより前記ＡＣ／ＤＣ変換動作を行うものであり、且つ、前記１次側スイッチング素子の立ち上がりタイミングに対する前記２次側スイッチング素子の立ち上がりタイミングの遅延時間に応じて、前記ロータコイルに出力する直流電力の極性を切り替えるものであり、
前記回転電機は、前記１次側スイッチング素子及び前記２次側スイッチング素子を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記２次側スイッチング素子の立ち上がりタイミングが前記１次側スイッチング素子の立ち上がりタイミングよりも遅延時間だけ遅延するように前記両スイッチング素子を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせ、且つ、前記位置把握部の把握結果に基づいて前記遅延時間を変更することにより、前記第２変換部から前記ロータの回転位置に対応した極性の直流電力を出力させることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記制御部は、前記ロータの回転数に対応する切替周波数で、前記遅延時間を、正の直流電力に対応する正遅延時間と、負の直流電力に対応する負遅延時間とに交互に切り替えることにより、前記第２変換部から前記ロータコイルに対して正の直流電力と負の直流電力とを交互に出力させる請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記交流電力の周波数は、前記切替周波数よりも高く設定されている請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記第２変換部は、少なくとも前記２次側スイッチング素子を用いて構成されたものであって、双方向に電流を流すことができる双方向スイッチ回路を備え、
前記双方向スイッチ回路は、前記ロータコイルに並列接続されている請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記１次側スイッチング素子は、前記直流電源に並列接続されており、
前記２次側スイッチング素子は、前記ロータコイルに並列接続されており、
前記第１変換部は、
前記１次側スイッチング素子と前記直流電源との間に設けられ、前記直流電源に直列接続された１次側コイルと、
前記１次側コイルと前記結合コンデンサとの間に設けられ、前記１次側スイッチング素子に並列接続された１次側シャントキャパシタと、
を有し、
前記第２変換部は、
前記２次側スイッチング素子と前記ロータコイルとの間に設けられ、前記ロータコイルに直列接続された２次側コイルと、
前記２次側コイルと前記結合コンデンサとの間に設けられ、前記２次側スイッチング素子に並列接続された２次側シャントキャパシタと、
を有し、
前記回転電機は、前記結合コンデンサと直列接続されたものであって前記結合コンデンサと協働して直列共振回路を構成する共振コイルを備え、
前記直列共振回路は、前記１次側シャントキャパシタと前記２次側シャントキャパシタとの間に設けられており、
前記第１変換部と前記直列共振回路とによってＥ級インバータが構成され、前記第２変換部と前記直列共振回路とによってＥ級コンバータが構成されている請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は、例えばロータと、ロータに設けられたロータコイルを有する電動モータとを備えている（例えば特許文献１参照）。また、特許文献１には、スリップリングを用いてロータコイルに給電を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１５０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、スリップリングを用いた電力伝送は、ブラシの摩耗が懸念される。また、スリップリングが対応可能な回転速度が予め定められている場合、回転電機の回転速度が制限される場合がある。
【０００５】
また、電動モータの一種として直流駆動の直流モータがある。当該直流モータを駆動させるためには、電力伝送方向を切り替える整流子が必要となり、構成の複雑化等が懸念される。
【０００６】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的はブラシや整流子を用いることなく、直流モータを駆動させることができる回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する回転電機は、ロータと、前記ロータに設けられたロータコイルを有する直流モータと、直流電源から出力される直流の電源電力を、予め定められた周波数の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換動作を行う第１変換部と、前記ロータの回転に伴って回転しないように保持され且つ前記交流電力が入力される保持電極、及び、前記ロータに設けられ且つ前記保持電極から非接触で前記交流電力を受電する回転電極を有するものであって、前記保持電極及び前記回転電極で構成される結合コンデンサを介して非接触の電力伝送を行う非接触電力伝送部と、前記ロータに設けられ、前記回転電極によって受電された交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換動作を行い、当該直流電力を前記ロータコイルに出力する第２変換部と、前記ロータの回転位置を把握する位置把握部と、を備え、前記第１変換部は、１次側スイッチング素子を有し、当該１次側スイッチング素子が周期的にＯＮ／ＯＦＦすることにより前記ＤＣ／ＡＣ変換動作を行うものであり、前記第２変換部は、２次側スイッチング素子を有し、当該２次側スイッチング素子が周期的にＯＮ／ＯＦＦすることにより前記ＡＣ／ＤＣ変換動作を行うものであり、且つ、前記１次側スイッチング素子の立ち上がりタイミングに対する前記２次側スイッチング素子の立ち上がりタイミングの遅延時間に応じて、前記ロータコイルに出力する直流電力の極性を切り替えるものであり、前記回転電機は、前記１次側スイッチング素子及び前記２次側スイッチング素子を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記２次側スイッチング素子の立ち上がりタイミングが前記１次側スイッチング素子の立ち上がりタイミングよりも遅延時間だけ遅延するように前記両スイッチング素子を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせ、且つ、前記位置把握部の把握結果に基づいて前記遅延時間を変更することにより、前記第２変換部から前記ロータの回転位置に対応した極性の直流電力を出力させることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、非接触電力伝送部によって、ロータへの非接触給電が実現されている。これにより、ブラシレス化を図ることができる。また、本構成によれば、遅延時間に応じて、第２変換部から出力される直流電力の極性が切り替わることに着目して、ロータの回転位置に応じて遅延時間が変更される。これにより、整流子を設けることなく、ロータの回転位置に応じた極性の直流電力を直流モータに入力させることができる。以上のことから、ブラシや整流子を設けることなく、直流モータを駆動させることができる。
【０００９】
特に、本構成では、直流モータが採用されているため、第２変換部と直流モータとの間に、スイッチング素子を有するインバータ等を設ける必要がない。これにより、ロータの構成の簡素化を図ることができるとともに、スイッチング素子の数の削減を図ることができる。なお、本明細書において、直流電力とは、電力伝送方向が一定の電力を意味し、当該直流電力には、電力値が周期的に変化するものも含む。
【００１０】
上記回転電機について、前記制御部は、前記ロータの回転数に対応する切替周波数で、前記遅延時間を、正の直流電力に対応する正遅延時間と、負の直流電力に対応する負遅延時間とに交互に切り替えることにより、前記第２変換部から前記ロータコイルに対して正の直流電力と負の直流電力とを交互に出力させるとよい。
【００１１】
かかる構成によれば、直流モータに対して、ロータの回転数に対応させて、正の直流電力と負の直流電力とを交互に入力させることができる。これにより、ロータの回転と、ロータコイルに入力される直流電力の極性とを同期させることができ、直流モータを好適に回転させることができる。また、切替周波数を変更することにより、ロータの回転数を変更することができる。
【００１２】
上記回転電機について、前記交流電力の周波数は、前記切替周波数よりも高く設定されているとよい。
かかる構成によれば、非接触電力伝送部の大型化を抑制しつつ、結合コンデンサを介する非接触の電力伝送と、直流モータの駆動とを好適に行うことができる。
【００１３】
上記回転電機について、前記第２変換部は、少なくとも前記２次側スイッチング素子を用いて構成されたものであって、双方向に電流を流すことができる双方向スイッチ回路を備え、前記双方向スイッチ回路は、前記ロータコイルに並列接続されているとよい。
【００１４】
かかる構成によれば、遅延時間を変更することにより、第２変換部から出力される直流電力の極性を切り替えることができる。
上記回転電機について、前記１次側スイッチング素子は、前記直流電源に並列接続されており、前記２次側スイッチング素子は、前記ロータコイルに並列接続されており、前記第１変換部は、前記１次側スイッチング素子と前記直流電源との間に設けられ、前記直流電源に直列接続された１次側コイルと、前記１次側コイルと前記結合コンデンサとの間に設けられ、前記１次側スイッチング素子に並列接続された１次側シャントキャパシタと、を有し、前記第２変換部は、前記２次側スイッチング素子と前記ロータコイルとの間に設けられ、前記ロータコイルに直列接続された２次側コイルと、前記２次側コイルと前記結合コンデンサとの間に設けられ、前記２次側スイッチング素子に並列接続された２次側シャントキャパシタと、を有し、前記回転電機は、前記結合コンデンサと直列接続されたものであって前記結合コンデンサと協働して直列共振回路を構成する共振コイルを備え、前記直列共振回路は、前記１次側シャントキャパシタと前記２次側シャントキャパシタとの間に設けられており、前記第１変換部と前記直列共振回路とによってＥ級インバータが構成され、前記第２変換部と前記直列共振回路とによってＥ級コンバータが構成されているとよい。
【００１５】
かかる構成によれば、Ｅ級動作によってＤＣ／ＡＣ変換動作及びＡＣ／ＤＣ変換動作が実現されるため、両スイッチング素子のスイッチング損失を低減できる。これにより、直流電源から直流モータへの電力伝送の効率向上を図ることができる。
【００１６】
ここで、Ｅ級動作を実現するためには、直列共振回路が必要となる。この点、本構成によれば、電界結合式の非接触の給電を行うのに必須の構成である結合コンデンサが直列共振回路の一部として採用されている。そして、当該直列共振回路は、Ｅ級インバータ及びＥ級コンバータの双方に用いられている。よって、構成の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、ブラシや整流子を用いることなく、直流モータを駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】回転電機及び車両の概要を示す模式図。
【図２】非接触電力伝送部の概要を模式的に示す断面図。
【図３】回転電機の電気的構成を示す回路図。
【図４】（ａ）は１周期における両１次側スイッチング素子のスイッチング態様を示すタイムチャートであり、（ｂ）は１周期における両２次側スイッチング素子のスイッチング態様を示すタイムチャート。
【図５】遅延時間と、直流電力の極性及び電力値との関係を示すグラフ。
【図６】（ａ）はインナーロータの回転角の時間変化を示すタイムチャートであり、（ｂ）は遅延時間の時間変化を示すタイムチャートであり、（ｃ）はロータ変換部から出力される直流電力の極性の時間変化を示すタイムチャート。
【図７】別例の回転電機を示す回路図。
【図８】別例の双方向スイッチ回路を示す回路図。
【図９】別例の双方向スイッチ回路を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、回転電機の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の回転電機１０は、エンジン２０１及びバッテリ（蓄電装置）２０２を有する車両２００に搭載されており、ハイブリッドトランスアクスルに用いられる。なお、バッテリ２０２は直流電源であり、バッテリ２０２の蓄電電力が「電源電力」に対応する。
【００２０】
回転電機１０は、回転可能なインナーロータ１１及びアウターロータ１２と、回転しないように保持されているステータ１３とを備えている。例えば、インナーロータ１１は柱状であり、アウターロータ１２及びステータ１３は筒状である。両ロータ１１，１２及びステータ１３は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、インナーロータ１１、アウターロータ１２及びステータ１３の順に同心円状に配置されている。
【００２１】
回転電機１０は、これら両ロータ１１，１２とステータ１３とが収容されたハウジング１４（図２参照）を備えている。両ロータ１１，１２は、ハウジング１４に対して回転可能な状態で支持されている一方、ステータ１３は、ハウジング１４に固定されている。この場合、インナーロータ１１とアウターロータ１２とは、相対回転可能となっている。
【００２２】
インナーロータ１１は、エンジン２０１の出力軸に機械的に連結されている。インナーロータ１１は、エンジン２０１の動力が伝達されることにより、回転する。
インナーロータ１１は、筒状のインナーロータコア２１と、インナーロータコア２１に捲回されたロータコイル２２とを有している。ロータコイル２２は、互いに直列接続された第１コイルパーツ２２ａ及び第２コイルパーツ２２ｂとから構成されている。インナーロータ１１が回転した場合、ロータコイル２２も回転する。
【００２３】
アウターロータ１２は、車両２００の車軸２０３に機械的に連結されている。このため、アウターロータ１２の回転力は車軸２０３に伝達され、且つ、車軸２０３の回転力はアウターロータ１２に伝達される。
【００２４】
アウターロータ１２は、インナーロータコア２１の外周面と対向する内周面を有する筒状のアウターロータコア２３と、アウターロータコア２３に埋設された永久磁石２４，２５とを備えている。両永久磁石２４，２５は、径方向にずれて埋設されている。両永久磁石２４，２５のうち内側に埋設されている第１永久磁石２４とインナーロータ１１とが対向している。
【００２５】
ステータ１３は、アウターロータ１２の外周面と対向する内周面を有する筒状のステータコア２６と、ステータコア２６に捲回されたステータコイル２７とを備えている。ステータコイル２７は、３つの相コイルで構成されている。ステータ１３と、両永久磁石２４，２５のうち外側に埋設されている第２永久磁石２５とが対向している。
【００２６】
かかる構成によれば、インナーロータ１１（詳細にはロータコイル２２）とアウターロータ１２（詳細には第１永久磁石２４）とによって第１電動モータ３１が構成され、アウターロータ１２（詳細には第２永久磁石２５）とステータ１３（詳細にはステータコイル２７）とによって第２電動モータ３２が構成されている。第１電動モータ３１はインナーロータ１１を回転させる直流駆動の直流モータである。第２電動モータ３２はアウターロータ１２を回転させる三相モータである。
【００２７】
図１に示すように、車両２００には、バッテリ２０２の蓄電電力を、第２電動モータ３２が駆動可能な交流の駆動電力に変換してステータコイル２７に出力するステータインバータ３３が搭載されている。ステータインバータ３３は、両ロータ１１，１２の回転に伴って回転しないようにハウジング１４又は車両２００に固定されている。なお、ステータインバータ３３は、回転電機１０と一体化されていてもよいし、回転電機１０とは別体であってもよい。
【００２８】
本実施形態の回転電機１０は、バッテリ２０２から出力される直流の蓄電電力を、結合コンデンサＣ１，Ｃ２を介して非接触で、第１電動モータ３１に給電する電界結合式非接触給電システム４０を備えている。当該電界結合式非接触給電システム４０について以下に説明する。
【００２９】
図１に示すように、電界結合式非接触給電システム４０は、インナーロータ１１に設けられ、ロータコイル２２に対する給電を行うのに用いられる電子ユニット４２を備えている。電子ユニット４２は、インナーロータ１１の回転に伴って回転する。
【００３０】
電界結合式非接触給電システム４０は、蓄電電力を、予め定められた周波数を有する交流の伝送用電力（交流電力）に変換するＤＣ／ＡＣ変換動作を行うステータ変換部（第１変換部）４３と、ステータ変換部４３によって変換された伝送用電力を電子ユニット４２に伝送する非接触電力伝送部４４とを備えている。なお、換言すれば、伝送用電力は非接触給電用電力とも言えるし、非接触電力伝送部４４は、伝送用電力を電子ユニット４２に給電する非接触給電部とも言える。
【００３１】
電子ユニット４２及び非接触電力伝送部４４の詳細な構成について説明する。
図２に示すように、インナーロータ１１は、回転軸５１と、回転軸５１に固定された筒状（詳細には円筒状）の絶縁部材５２とを備えている。回転軸５１は、エンジン２０１の出力軸に連結されている。絶縁部材５２は、例えば樹脂等で形成されており、回転軸５１を径方向外側から覆っている。回転軸５１の軸線方向がインナーロータ１１の軸線方向であり、絶縁部材５２の軸線方向はインナーロータ１１の軸線方向と一致している。
【００３２】
絶縁部材５２の軸線方向の端部５２ａは、ハウジング１４に形成された凹部１４ａに入り込んでいる。そして、絶縁部材５２の軸線方向の端部５２ａと凹部１４ａの側壁面との間には、絶縁部材５２を回転可能に支持する軸受５３が設けられている。これにより、回転軸５１及び絶縁部材５２は、ハウジング１４に対して回転可能に支持されている。
【００３３】
非接触電力伝送部４４は、インナーロータ１１に設けられ、インナーロータ１１の回転に伴って回転する回転電極６１，６２と、インナーロータ１１の回転に伴って回転しないように保持された保持電極７１，７２とを有している。回転電極６１，６２と保持電極７１，７２とは、電界結合しており、詳細には所定の間隔を隔てて対向配置されている。
【００３４】
回転電極６１，６２は、絶縁部材５２の外周面に固定された筒状であり、回転電極６１，６２の軸線方向とインナーロータ１１の軸線方向とは一致している。ちなみに、両回転電極６１，６２は、インナーロータ１１の軸線方向に離間して配置されている。
【００３５】
両保持電極７１，７２は、回転電極６１，６２よりも長い内径を有する筒状（詳細には円筒状）である。保持電極７１，７２は、回転電極６１，６２と電界結合する位置に配置されている。詳細には、第１保持電極７１は、第１回転電極６１とインナーロータ１１の径方向に対向しており、第２保持電極７２は、第２回転電極６２とインナーロータ１１の径方向に対向している。
【００３６】
非接触電力伝送部４４は、両保持電極７１，７２をハウジング１４に保持するための保持部材８０を備えている。保持部材８０は、例えば両保持電極７１，７２の内径と同一の内径を有する円筒状であり、絶縁性を有している。保持部材８０の軸線方向とインナーロータ１１の軸線方向とは一致している。保持部材８０は、ハウジング１４の内面のうち凹部１４ａの周囲からインナーロータ１１の軸線方向に起立して設けられており、ハウジング１４に固定されている。保持部材８０の内周面における回転電極６１，６２と径方向に対向する位置には、当該内周面から凹んだ溝８１，８２が形成されている。保持電極７１，７２は、溝８１，８２に嵌り込んだ状態で保持部材８０に固定されている。これにより、両保持電極７１，７２は、インナーロータ１１の回転に伴って回転しないようになっている。また、電界結合式非接触給電システム４０は、両保持電極７１，７２とステータ変換部４３とを電気的に接続するステータ側配線８３を備えている。両保持電極７１，７２には、ステータ側配線８３を介して、ステータ変換部４３から伝送用電力が入力される。
【００３７】
かかる構成によれば、電界結合している第１回転電極６１及び第１保持電極７１によって第１結合コンデンサＣ１が構成され、電界結合している第２回転電極６２及び第２保持電極７２によって第２結合コンデンサＣ２が構成されている。これら両結合コンデンサＣ１，Ｃ２を介して、回転する電子ユニット４２と、回転しないステータ変換部４３との間で伝送用電力の伝送が可能となっている。
【００３８】
この場合、両保持電極７１，７２が両回転電極６１，６２に伝送用電力を送電する「送電部」として機能し、両回転電極６１，６２が両保持電極７１，７２から伝送用電力を非接触で受電する「受電部」として機能する。
【００３９】
図２に示すように、電子ユニット４２は、各種電子部品が実装される回路基板９１を備えている。回路基板９１は、例えば平板リング状であって、インナーロータ１１に設けられている。詳細には、回路基板９１は、非接触電力伝送部４４に対して離れた位置にて、絶縁部材５２が挿通された状態で絶縁部材５２に固定されている。このため、回路基板９１は、インナーロータ１１の回転に伴って回転する。
【００４０】
回路基板９１には、伝送用電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換動作を行うロータ変換部（第２変換部）９２が搭載されている。ロータ変換部９２と非接触電力伝送部４４とは電気的に接続されている。詳細には、絶縁部材５２には、第１回転電極６１と接触している第１バスバー９３ａと、第２回転電極６２と接触している第２バスバー９３ｂとが埋設されている。両バスバー９３ａ，９３ｂは、互いに絶縁部材５２の周方向にずれた位置に設けられており、インナーロータ１１の軸線方向、詳細には電子ユニット４２に向けて延びている。そして、両バスバー９３ａ，９３ｂは、ロータ変換部９２に接続されている。これにより、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２を介して伝送される伝送用電力は、両バスバー９３ａ，９３ｂを介して、ロータ変換部９２に入力されることとなる。
【００４１】
また、ロータ変換部９２は、絶縁部材５２に埋設された複数の配線９４を介して、ロータコイル２２に電気的に接続されている。ロータ変換部９２は、変換した直流電力をロータコイル２２に出力する。
【００４２】
更に、電子ユニット４２は、ロータ変換部９２を制御するロータコントローラ９５を備えている。ロータコントローラ９５は、回路基板９１に実装されている。
図３に示すように、回転電機１０は、ロータコントローラ９５に動作電力を供給する動作電力供給部９６を備えている。動作電力供給部９６は、例えばハウジング１４に固定された交流電源９６ａと、インナーロータ１１に設けられた整流器９６ｂと、交流電源９６ａから整流器９６ｂに向けて非接触の電力伝送を行うのに用いられる動作電力用結合コンデンサＣｙ１，Ｃｙ２とを備えている。動作電力用結合コンデンサＣｙ１，Ｃｙ２は、ハウジング１４に固定され、交流電源９６ａと電気的に接続された保持電極と、保持電極と対向する位置にてインナーロータ１１に固定され、保持電極と電界結合されている回転電極とによって構成されている。なお、図２においては、動作電力用結合コンデンサＣｙ１，Ｃｙ２の図示は省略する。
【００４３】
整流器９６ｂは、動作電力用結合コンデンサＣｙ１，Ｃｙ２を介して伝送された交流電力を整流して動作電力を生成する。そして、整流器９６ｂは、その動作電力をロータコントローラ９５に出力する。これにより、ロータコントローラ９５への給電が行われる。なお、ロータコントローラ９５への動作電力の給電は、常に行われている構成であってもよいし、必要な処理の前段階（例えば力行動作開始前）から行われる構成でもよい。
【００４４】
また、動作電力供給部９６は、ロータ変換部９２から出力される直流電力の一部が入力されるように構成されているものであって、ロータ変換部９２から出力される直流電力の一部を、整流し、且つ、動作電力に降圧する降圧整流回路９６ｃを備えている。そして、動作電力供給部９６は、降圧整流回路９６ｃから出力される動作電力が供給されるように構成されている。このため、仮にバッテリ２０２から第１電動モータ３１への電力伝送が行われている場合には、交流電源９６ａからの給電が停止している場合であっても、ロータコントローラ９５への動作電力の給電が行われる。
【００４５】
図１に示すように、電界結合式非接触給電システム４０は、ステータ変換部４３を制御するとともに、ステータインバータ３３を制御するステータコントローラ９７を備えている。ステータコントローラ９７は、両ロータ１１，１２の回転に伴って回転しないようにハウジング１４又は車両２００に固定されている。なお、ステータコントローラ９７は、回転電機１０と一体化されていてもよいし、別体でもよい。
【００４６】
ロータコントローラ９５とステータコントローラ９７とは、互いに情報のやり取りが可能に構成されている。詳細には、図３に示すように、電界結合式非接触給電システム４０は、インナーロータ１１に設けられた２つの信号用回転電極とハウジング１４に固定された２つの信号用保持電極とから構成された信号用結合コンデンサＣｚ１，Ｃｚ２を備えている。両コントローラ９５，９７は、両信号用結合コンデンサＣｚ１，Ｃｚ２及びインナーロータ１１（詳細には回路基板９１）に設けられた波形整形部９８を介して電気的に接続されている。なお、図２においては、信号用結合コンデンサＣｚ１，Ｃｚ２の図示は省略する。両コントローラ９５，９７が「制御部」に対応する。
【００４７】
図３に示すように、インナーロータ１１には、当該インナーロータ１１の回転角（回転位置）を検出する回転角センサ（回転位置センサ）９９が設けられている。回転角センサ９９は例えばレゾルバ等である。回転角センサ９９は、その検出結果をロータコントローラ９５に送信する。これにより、ロータコントローラ９５は、インナーロータ１１の回転角及び回転数を把握可能となっている。また、ロータコントローラ９５は、これらの情報をステータコントローラ９７に必要に応じて送信する。なお、インナーロータ１１の回転角及び回転数を把握する具体的な構成は任意である。
【００４８】
ステータコントローラ９７は、インナーロータ１１の回転数及び回転角の他に、アクセル及びブレーキの動作状況と車両２００の走行状況とを把握可能に構成されている。そして、ステータコントローラ９７は、これらの状況に基づいて、バッテリ２０２の蓄電電力を用いて第１電動モータ３１を駆動させる力行動作を行うか否かを決定する。そして、ステータコントローラ９７は、力行動作を行うと決定した場合には、ロータコントローラ９５と協働して、力行動作に対応する制御を行う。
【００４９】
以下、力行動作に係る制御について、電界結合式非接触給電システム４０の電気的構成の詳細な説明と合わせて説明する。
まず、図３を用いて電界結合式非接触給電システム４０の電気的構成について説明する。本実施形態の電界結合式非接触給電システム４０は、等価回路的には、バッテリ２０２から第１電動モータ３１のロータコイル２２に向けて、ステータ変換部４３、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２（非接触電力伝送部４４）及びロータ変換部９２が順次設けられた構成となっている。
【００５０】
ステータ変換部４３は、バッテリ２０２に直列接続された１次側コイルＬ１と、バッテリ２０２に並列接続され、且つ、双方向の電力通電と電力遮断とを切替可能な１次側双方向スイッチ回路１０１と、１次側双方向スイッチ回路１０１に並列接続された１次側シャントキャパシタＣｓ１とを備えている。１次側コイルＬ１は、１次側双方向スイッチ回路１０１とバッテリ２０２との間に設けられている。１次側シャントキャパシタＣｓ１は、１次側双方向スイッチ回路１０１と両結合コンデンサＣ１，Ｃ２との間に設けられている。すなわち、１次側シャントキャパシタＣｓ１は、１次側コイルＬ１と両結合コンデンサＣ１，Ｃ２との間に設けられている。
【００５１】
１次側双方向スイッチ回路１０１は、例えば、第１の１次側スイッチング素子Ｑ１及び第１ダイオードＤ１の直列接続体と、第２の１次側スイッチング素子Ｑ２及び第２ダイオードＤ２の直列接続体とを有している。両直列接続体は、互いに並列接続されている。この場合、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、バッテリ２０２に並列接続されていると言える。
【００５２】
両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は例えばｎ型のパワーＭＯＳＦＥＴで構成されている。１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ソース・ドレイン間に接続されたボディダイオード（寄生ダイオード）Ｄｂ１，Ｄｂ２を有している。１次側双方向スイッチ回路１０１は、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がＯＮ状態である場合には、どちらの方向にも電流を流すことができ、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がＯＦＦ状態である場合には、いずれの方向に電圧が印加されても電流を流さない回路である。
【００５３】
第１の１次側スイッチング素子Ｑ１のソースはバッテリ２０２の−端子に接続されている。第１の１次側スイッチング素子Ｑ１のドレインは第１ダイオードＤ１のカソードに接続されている。第１ダイオードＤ１のアノードはバッテリ２０２の＋端子に接続されている。第２の１次側スイッチング素子Ｑ２のソースはバッテリ２０２の＋端子に接続されている。第２の１次側スイッチング素子Ｑ２のドレインは第２ダイオードＤ２のカソードに接続されている。第２ダイオードＤ２のアノードはバッテリ２０２の−端子に接続されている。
【００５４】
ロータ変換部９２は、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２と、第１電動モータ３１（換言すればロータコイル２２）との間に設けられている。ロータ変換部９２は、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２を介して、ステータ変換部４３と左右対称の回路構成となっている。詳細には、ロータ変換部９２は、ロータコイル２２に直列接続された２次側コイルＬ２と、ロータコイル２２に並列接続され、且つ、双方向の電力通電と電力遮断とを切替可能な２次側双方向スイッチ回路１０２と、２次側双方向スイッチ回路１０２に並列接続された２次側シャントキャパシタＣｓ２とを備えている。２次側コイルＬ２は、２次側双方向スイッチ回路１０２とロータコイル２２との間に設けられている。２次側シャントキャパシタＣｓ２は、２次側双方向スイッチ回路１０２と両結合コンデンサＣ１，Ｃ２との間に設けられている。すなわち、２次側シャントキャパシタＣｓ２は、２次側コイルＬ２と両結合コンデンサＣ１，Ｃ２との間に設けられており、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２を介して、１次側シャントキャパシタＣｓ１と並列接続されている。
【００５５】
２次側双方向スイッチ回路１０２は、１次側双方向スイッチ回路１０１と同様に、２つの２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と２つのダイオードＤ３，Ｄ４とを有している。両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は例えばｎ型のパワーＭＯＳＦＥＴで構成されており、ソース・ドレイン間に接続されたボディダイオード（寄生ダイオード）Ｄｂ３，Ｄｂ４を有している。両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は、ロータコイル２２に並列接続されている。２次側双方向スイッチ回路１０２における各素子の具体的な接続態様及び動作（機能）は、１次側双方向スイッチ回路１０１における各素子の接続態様及び動作（機能）と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００５６】
電界結合式非接触給電システム４０は、両コイルＬ１，Ｌ２とは別に第１結合コンデンサＣ１に直列接続されたものであって第１結合コンデンサＣ１と協働して直列共振回路１０３を構成する共振コイルＬ３を備えている。共振コイルＬ３は、両シャントキャパシタＣｓ１，Ｃｓ２の間に設けられている。詳細には、共振コイルＬ３は、１次側コイルＬ１と第１保持電極７１とを接続する配線上に設けられている。本実施形態では、ステータ変換部４３が共振コイルＬ３を有している。
【００５７】
かかる構成によれば、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２及び両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の双方が周期的にＯＮ／ＯＦＦすることにより、バッテリ２０２から第１電動モータ３１に向かう電力伝送（換言すれば給電）が行われる。なお、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のＯＮ状態とは導通状態とも言え、ＯＦＦ状態は遮断状態（非導通状態）とも言える。
【００５８】
ここで、ステータ変換部４３及び直列共振回路１０３が、Ｅ級動作によって蓄電電力を伝送用電力に変換するＥ級インバータＥｉを構成している。そして、直列共振回路１０３及びロータ変換部９２が、Ｅ級動作によって伝送用電力を直流電力に変換するＥ級コンバータＥｃを構成している。換言すれば、電界結合式非接触給電システム４０は、Ｅ級インバータＥｉ及びＥ級コンバータＥｃの双方の一部として機能している直列共振回路１０３とを備えている。
【００５９】
伝送用電力の電力値は、第１電動モータ３１を駆動できる程度に設定されている。この場合、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２のキャパシタンスは、上記伝送用電力を伝送できるように伝送用電力の周波数及び電圧値に対応させて設定されている。また、両シャントキャパシタＣｓ１，Ｃｓ２のキャパシタンス及び各コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３のインダクタンスは、Ｅ級動作条件を満たすように、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２のキャパシタンスに対応させて設定されている。Ｅ級動作条件とは、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のターンオン時に各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の印加電圧が「０」であるとともに印加電圧波形の傾きが「０」となる条件である。
【００６０】
なお、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２のキャパシタンスは、回転電極６１，６２及び保持電極７１，７２の軸線方向の長さや、回転電極６１，６２の径と保持電極７１，７２の径との比率等に基づいて決まる。この場合、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２のキャパシタンスを高くしようとすると、非接触電力伝送部４４は大型になり易い。
【００６１】
ステータコントローラ９７は、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせることにより、ステータ変換部４３（換言すればＥ級インバータＥｉ）にてＤＣ／ＡＣ変換動作を実行させるものである。ちなみに、ステータコントローラ９７は、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を同時にＯＮ／ＯＦＦさせる。つまり、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング態様は同期している。換言すれば、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング波形は同一となっている。
【００６２】
ロータコントローラ９５は、両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせることにより、ロータ変換部９２（換言すればＥ級コンバータＥｃ）にてＡＣ／ＤＣ変換動作を実行させるものである。ちなみに、ロータコントローラ９５は、両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を同時にＯＮ／ＯＦＦさせる。つまり、両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のスイッチング態様は同期している。換言すれば、両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のスイッチング波形は同一となっている。
【００６３】
ここで、ステータコントローラ９７は、周期的にＨＩ／ＬＯＷに切り替わるクロック信号ＣＫを用いて両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせる。この場合、伝送用電力の周波数は、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数と一致しており、クロック信号ＣＫの周波数と一致している。
【００６４】
更にステータコントローラ９７は、上記クロック信号ＣＫをロータコントローラ９５に送信する。この場合、クロック信号ＣＫは、信号用結合コンデンサＣｚ１，Ｃｚ２を伝送する際に微分される。
【００６５】
これに対して、インナーロータ１１に設けられている波形整形部９８は、クロック信号ＣＫの微分波形からクロック信号ＣＫを生成（復元）して、そのクロック信号ＣＫをロータコントローラ９５に送信する。これにより、ロータコントローラ９５は、クロック信号ＣＫを把握できる。
【００６６】
ロータコントローラ９５は、クロック信号ＣＫに基づいて、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２よりも遅延時間Ｔｄだけ遅延させて両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせることによりＡＣ／ＤＣ変換動作を実行する。この場合、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周波数は同一であり、詳細にはクロック信号ＣＫの周波数と同一である。また、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフのデューティ比は同一である。このため、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の立ち上がりタイミングに対して両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の立ち上がりタイミングが遅延時間Ｔｄだけ遅れた状態で、同一の周期ＴでＯＮ／ＯＦＦしている。
【００６７】
ここで、本発明者は、ロータ変換部９２から出力される直流電力の極性や電力値が遅延時間Ｔｄに依存している特性を見出した。当該特性について図５を用いて説明する。図５は、遅延時間Ｔｄと、ロータ変換部９２から出力される直流電力の極性や電力値との関係を示すグラフである。
【００６８】
ちなみに、ロータ変換部９２から出力される直流電力とは、第１電動モータ３１（詳細にはロータコイル２２）に入力される直流電力である。当該直流電力は、電力伝送方向が一定の電力である。つまり、直流電力とは、電力伝送方向が一定である電力であればよく、電力値が周期的に変化しているものを含む。なお、図５のグラフは、周期的に変化している直流電力の単位時間当たりの平均値を示す。
【００６９】
図５に示すように、直流電力の極性は、遅延時間Ｔｄに応じて異なっている。詳細には、直流電力の極性は、遅延時間Ｔｄが０〜Ｔｄｘである場合に負となり、遅延時間ＴｄがＴｄｘ〜Ｔである場合に正となる。本実施形態では、０〜Ｔｄｘが「負遅延時間」に対応し、Ｔｄｘ〜Ｔが「正遅延時間」に対応する。
【００７０】
また、直流電力の電力値は、遅延時間Ｔｄに応じて変動している。この場合、負の直流電力の電力値（絶対値）が最大となる遅延時間Ｔｄを第１遅延時間Ｔｄ１とする。正の直流電力の電力値が最大となる遅延時間Ｔｄを第２遅延時間Ｔｄ２とする。
【００７１】
ロータコントローラ９５は、回転角センサ９９によって検出されるインナーロータ１１の回転角に基づいて、遅延時間Ｔｄを決定する。例えばロータコントローラ９５は、インナーロータ１１の回転角が０〜πの範囲内である場合には正の直流電力に対応する正遅延時間の一例として第２遅延時間Ｔｄ２を決定し、インナーロータ１１の回転角がπ〜２πの範囲内である場合には負の直流電力に対応する負遅延時間の一例として第１遅延時間Ｔｄ１を決定する。つまり、本実施形態では、ロータコントローラ９５は、インナーロータ１１の回転角に応じて、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対する両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の遅延時間Ｔｄを可変制御することにより、第１電動モータ３１に入力される直流電力の極性を可変制御する。
【００７２】
すなわち、ロータコントローラ９５は、上記遅延時間Ｔｄを周期的に変更することにより、ロータコイル２２に正の直流電力と負の直流電力とを交互に入力させる。詳細には、ロータコントローラ９５は、インナーロータ１１の回転数に対応する切替周波数で、遅延時間Ｔｄを、第２遅延時間Ｔｄ２と第１遅延時間Ｔｄ１とに交互に切り替えることにより、ロータ変換部９２からロータコイル２２に向けて正の直流電力と負の直流電力とを交互に出力させる。この場合、ロータコントローラ９５は、切替周波数を可変制御することにより、第１電動モータ３１の回転数の可変制御を行うことができる。切替周波数は、インナーロータ１１の回転数の２倍である。ちなみに、伝送用電力の周波数（詳細には各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周波数）は、切替周波数よりも高く設定されている。
【００７３】
次に本実施形態の作用について説明する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、インナーロータ１１の回転角（回転位置）に合わせて、遅延時間Ｔｄが第２遅延時間Ｔｄ２と第１遅延時間Ｔｄ１とで交互に切り替わっている。このため、図６（ｃ）に示すように、ロータ変換部９２から出力される直流電力の極性が周期的に切り替わる。これにより、直流モータである第１電動モータ３１が回転する。
【００７４】
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１）回転電機１０は、インナーロータ１１と、インナーロータ１１に設けられたロータコイル２２を有する直流モータとしての第１電動モータ３１と、バッテリ２０２の蓄電電力を、予め定められた周波数を有する交流の伝送用電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換動作を行うステータ変換部４３とを備えている。回転電機１０は、結合コンデンサＣ１，Ｃ２を介して非接触の電力伝送を行う非接触電力伝送部４４を備えている。結合コンデンサＣ１，Ｃ２は、インナーロータ１１の回転に伴って回転しないように保持され且つ伝送用電力が入力される保持電極７１，７２、及び、インナーロータ１１に設けられ且つ保持電極７１，７２から非接触で伝送用電力を受電する回転電極６１，６２で構成されている。更に、回転電機１０は、インナーロータ１１に設けられ、回転電極６１，６２によって受電された伝送用電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換動作を行い、当該直流電力をロータコイル２２に出力するロータ変換部９２を備えている。
【００７５】
ステータ変換部４３は、１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を有し、当該１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が周期的にＯＮ／ＯＦＦすることによりＤＣ／ＡＣ変換動作を行う。ステータ変換部９２は、２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を有し、当該２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４が周期的にＯＮ／ＯＦＦすることによりＡＣ／ＤＣ変換動作を行う。また、ステータ変換部９２は、１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の立ち上がりタイミングに対する２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の立ち上がりタイミングの遅延時間Ｔｄに応じて、ロータコイル２２に出力する直流電力の極性が切り替わるように構成されている。
【００７６】
かかる構成において、回転電機１０は、インナーロータ１１の回転角を検出する回転角センサ９９と、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を制御する制御部としての両コントローラ９５，９７とを備えている。両コントローラ９５，９７は、２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の立ち上がりタイミングが１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の立ち上がりタイミングよりも遅延時間Ｔｄだけ遅延するように各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせる。そして、両コントローラ９５，９７は、回転角センサ９９の検出結果に基づいて遅延時間Ｔｄを変更することにより、ロータ変換部９２からインナーロータ１１の回転角に対応した極性の直流電力が出力されるように各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を制御する。
【００７７】
かかる構成によれば、非接触電力伝送部４４によって、インナーロータ１１に対する非接触給電が実現されている。これにより、ブラシを設けることなく、インナーロータ１１に給電することができる。また、本実施形態によれば、遅延時間Ｔｄに応じて、ロータ変換部９２から出力される直流電力の極性が切り替わることに着目して、インナーロータ１１の回転角に応じて遅延時間Ｔｄが変更されるようになっている。これにより、整流子を設けることなく、インナーロータ１１の回転角に応じた極性の直流電力を第１電動モータ３１に入力させることができる。以上のことから、ブラシや整流子を設けることなく、直流モータである第１電動モータ３１を駆動させることができる。
【００７８】
特に、本実施形態では、インナーロータ１１を回転させるものとして直流モータが採用されている。これにより、インナーロータ１１に、複数のスイッチング素子を有するものであってロータ変換部９２から出力される直流電力を三相モータの駆動電力に変換するインバータ等を設ける必要がない。よって、インナーロータ１１の構成の簡素化を図ることができるとともに、スイッチング素子の数の削減を図ることができる。
【００７９】
（２）両コントローラ９５，９７は、インナーロータ１１の回転数に対応する切替周波数で、遅延時間Ｔｄを、正の直流電力に対応する正遅延時間と、負の直流電力に対応する負遅延時間とに交互に切り替えることにより、ロータ変換部９２からロータコイル２２に対して正の直流電力と負の直流電力とを交互に出力させる。かかる構成によれば、第１電動モータ３１に対して、インナーロータ１１の回転数に対応させて、正の直流電力と負の直流電力とを交互に入力させることができる。これにより、インナーロータ１１の回転と、ロータコイル２２に入力される直流電力の極性とを同期させることができる。また、切替周波数を変更することにより、インナーロータ１１の回転数を変更することができる。
【００８０】
（３）ステータコントローラ９７は、クロック信号ＣＫを用いて両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせるものであり、且つ、当該クロック信号ＣＫをロータコントローラ９５に送信する。ロータコントローラ９５は、上記クロック信号ＣＫに基づいて、両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の立ち上がりタイミングを両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の立ち上がりタイミングよりも遅延時間Ｔｄだけ遅延させる。これにより、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４とを、別々のクロック信号を用いてＯＮ／ＯＦＦさせる構成と比較して、遅延時間Ｔｄが所望値からずれる事態を抑制できる。
【００８１】
（４）伝送用電力の周波数は、切替周波数よりも高く設定されている。かかる構成によれば、第１電動モータ３１を好適に駆動させることができるとともに、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２を介する非接触の電力伝送を好適に行うことができる。
【００８２】
詳述すると、第１電動モータ３１を駆動させるためには、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２を介する非接触の電力伝送が行われる伝送用電力の電力値を、ある程度大きく確保する必要がある。これに対して、例えば、伝送用電力の周波数を高くする、又は、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２のキャパシタンスを高くすることが考えられる。この場合、両結合コンデンサＣ１，Ｃ２のキャパシタンスを高くしようとすると非接触電力伝送部４４の大型化が懸念される。
【００８３】
これに対して、本実施形態では、伝送用電力の周波数が切替周波数よりも高く設定されているため、非接触電力伝送部４４の大型化の抑制を図りつつ、必要な大きさの伝送用電力をインナーロータ１１に非接触で給電することができる。また、本構成によれば、上記のように伝送用電力の周波数を切替周波数よりも高く設定しても、第１電動モータ３１の駆動に支障が生じにくい。
【００８４】
（５）ロータ変換部９２は、２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を用いて構成されたものであって、双方向に電流を流すことができる２次側双方向スイッチ回路１０２を備えている。当該２次側双方向スイッチ回路１０２は、ロータコイル２２に並列接続されている。これにより、遅延時間Ｔｄに応じて、ロータ変換部９２から出力される直流電力の極性を異ならせることができる。
【００８５】
（６）回転電機１０は、第１結合コンデンサＣ１と直列接続されたものであって第１結合コンデンサＣ１と協働して直列共振回路１０３を構成する共振コイルＬ３を備えている。そして、ステータ変換部４３と直列共振回路１０３とによってＥ級動作を行うＥ級インバータＥｉが構成され、ロータ変換部９２と直列共振回路１０３とによってＥ級動作を行うＥ級コンバータＥｃが構成されている。
【００８６】
詳細には、両１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を有する１次側双方向スイッチ回路１０１は、バッテリ２０２に並列接続されている。ステータ変換部４３は、１次側双方向スイッチ回路１０１とバッテリ２０２との間に設けられ、バッテリ２０２に直列接続された１次側コイルＬ１と、１次側コイルＬ１と両結合コンデンサＣ１，Ｃ２との間に設けられ、１次側双方向スイッチ回路１０１に並列接続された１次側シャントキャパシタＣｓ１とを有している。
【００８７】
ロータ変換部９２は、２次側双方向スイッチ回路１０２とロータコイル２２との間に設けられ、ロータコイル２２に直列接続された２次側コイルＬ２と、２次側コイルＬ２と両結合コンデンサＣ１，Ｃ２との間に設けられ、２次側双方向スイッチ回路１０２に並列接続された２次側シャントキャパシタＣｓ２とを有している。そして、直列共振回路１０３は、両シャントキャパシタＣｓ１，Ｃｓ２の間に設けられている。
【００８８】
かかる構成によれば、Ｅ級動作によって電力変換動作が行われるため、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング損失を低減することができる。詳述すると、Ｅ級動作とは、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のターンオン時における各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の印加電圧及び印加電圧の傾きが「０」となる動作モードである。この場合、ターンオン時にＺＶＳ動作が実現されるとともに、ターンオフ損失が最小となる。これにより、電界結合式非接触給電システム４０の効率向上を図ることができる。
【００８９】
ここで、Ｅ級動作を実現するためには、直列共振回路が必要となる。この点、本実施形態では、電界結合式の非接触の電力伝送（換言すれば給電）を行うのに必須の構成である第１結合コンデンサＣ１が直列共振回路１０３の一部として採用されている。これにより、専用のコンデンサを別途設ける構成と比較して、構成の簡素化を図ることができる。換言すれば、第１結合コンデンサＣ１の多機能化を実現している。
【００９０】
更に、直列共振回路１０３は、Ｅ級インバータＥｉ及びＥ級コンバータＥｃの双方に用いられている。よって、Ｅ級インバータＥｉ及びＥ級コンバータＥｃの双方においてそれぞれ専用の直列共振回路を設ける構成と比較して、構成の簡素化を図ることができる。
【００９１】
（７）回転電機１０は、インナーロータ１１に対して径方向外側に配置され、インナーロータ１１と個別に回転可能なアウターロータ１２を備えている。第１電動モータ３１は、インナーロータ１１のロータコイル２２とアウターロータ１２の第１永久磁石２４とによって構成されている。この場合、回転するインナーロータ１１に設けられたロータコイル２２に給電する必要が生じる。これに対して、本実施形態では、ロータコイル２２に給電するものとして非接触電力伝送部４４が採用されている。これにより、ダブルロータ型の回転電機１０において、ブラシレス化を図ることができる。
【００９２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  ロータ変換部９２が共振コイルＬ３を備えていてもよい。詳細には、共振コイルＬ３は、第１回転電極６１と２次側コイルＬ２とを接続する配線上にあってもよい。
【００９３】
○  結合コンデンサを構成する回転電極と保持電極との具体的な構成は任意である。例えば、両電極は、絶縁部材５２が挿通された円板リング状であってインナーロータ１１の軸線方向に互いに対向する構成であってもよい。
【００９４】
○  Ｅ級インバータＥｉは昇圧又は降圧の電圧値変換を行ってもよい。同様に、Ｅ級コンバータＥｃは昇圧又は降圧の電圧値変換を行ってもよい。
○  直流電力の電力値が遅延時間Ｔｄに応じて変動することに着目して、両コントローラ９５，９７は、遅延時間Ｔｄを変更することにより、第１電動モータ３１に入力される直流電力の電力値の可変制御を行ってもよい。つまり、遅延時間Ｔｄは、電力値（絶対値）が最大となる第１遅延時間Ｔｄ１又は第２遅延時間Ｔｄ２に限られない。換言すれば、両コントローラ９５，９７は、回転角センサ９９の検出結果に基づいて遅延時間Ｔｄを連続的に変更して、直流電力の電力値及び極性の双方を変更する構成でもよい。
【００９５】
○  図７に示すように、ステータコントローラ９７が、両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を制御してもよい。この場合、回転角センサ９９は、その検出結果をステータコントローラ９７に送信する。そして、ステータコントローラ９７は、回転角センサ９９の検出結果に基づいて遅延時間Ｔｄを決定し、クロック信号ＣＫに対して当該遅延時間Ｔｄだけ遅延させた制御信号ＳＧを、波形整形部９８を介して、両２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４に送信する。これにより、ロータコントローラ９５の簡素化を図ることができる。
【００９６】
○  双方向スイッチ回路の具体的な構成は、実施形態のものに限られない。
例えば、図８に示すように、１次側双方向スイッチ回路１１１は、互いにドレイン同士が直列接続された２つの１次側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２であってもよい。同様に、２次側双方向スイッチ回路１１２は、互いにドレイン同士が直列接続された２次側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４でもよい。但し、ボディダイオードＤｂ１〜Ｄｂ４の整流効率が、ダイオードＤ１〜Ｄ４の整流効率よりも悪い点に着目すれば、実施形態のような構成の方が好ましい。
【００９７】
また、例えば図９に示すように、１次側双方向スイッチ回路１２１は、４つのダイオードからなるブリッジ回路１２１ａと、ブリッジ回路１２１ａの中間点同士を接続する配線１２１ｂ上に設けられた１次側スイッチング素子Ｑ１とを有する構成でもよい。同様に、２次側双方向スイッチ回路１２２は、４つのダイオードからなるブリッジ回路１２２ａと、ブリッジ回路１２２ａの中間点同士を接続する配線１２２ｂ上に設けられた２次側スイッチング素子Ｑ３とを有する構成でもよい。要は、双方向スイッチ回路は、双方向に電流を流すことができれば、その具体的な構成は任意であり、少なくとも１つのスイッチング素子を有する構成であればよい。
【００９８】
○  １次側双方向スイッチ回路１０１に代えて、１次側片方向スイッチ回路を設けてもよい。詳細には、例えば、第２の１次側スイッチング素子Ｑ２を省略してもよいし、第２の１次側スイッチング素子Ｑ２に加えて、両ダイオードＤ１，Ｄ２を省略してもよい。つまり、ステータ変換部４３とロータ変換部９２とは、同一構成に限られない。
【００９９】
○  ステータ変換部４３は、ＤＣ／ＡＣ変換動作を行うことができれば、その具体的な構成は任意であり、例えばＥ級動作条件を満たさなくてもよい。
○  ロータ変換部９２は、ＡＣ／ＤＣ変換動作を行うことができ、且つ、出力する直流電力の極性を切り替えることができれば、その具体的な構成は任意であり、例えばＥ級動作条件を満たさなくてもよい。
【０１００】
○  スイッチング素子は、ｎ型のＭＯＳＦＥＴに限られず、ＩＧＢＴ等任意である。
○  結合コンデンサの数は任意であり、例えば互いに並列接続された複数の結合コンデンサを用いて非接触の電力伝送を行ってもよい。
【０１０１】
○  直流電源はバッテリ２０２であったが、これに限られず、充放電が可能な蓄電装置であれば、任意であり、例えば電気二重層キャパシタ等でもよい。
○  回転電機１０は、コイルが設けられたロータを少なくとも１つ有していればよい。例えば、回転電機は、１つのロータとステータとを有する構成であってもよい。また、回転電機は、ステータ１３が省略され、２つのロータを有する構成であってもよい。
【０１０２】
○  回転電機１０は、ハイブリッドトランスアクスルに用いられていたが、他の用途に用いられてもよい。また、車両は、エンジンと蓄電装置とを有する車両に限られず任意である。
【０１０３】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。
（イ）前記ロータはインナーロータであり、前記回転電機は、前記インナーロータに対して径方向外側に設けられ、前記インナーロータとは個別に回転可能なアウターロータを備え、前記アウターロータは永久磁石を有している請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の回転電機。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…回転電機、１１…インナーロータ、１２…アウターロータ、１３…ステータ、２２…ロータコイル、３１…第１電動モータ、３２…第２電動モータ、４０…電界結合式非接触給電システム、４２…電子ユニット、４３…ステータ変換部、４４…非接触電力伝送部、６１，６２…回転電極、７１，７２…保持電極、９２…ロータ変換部、９５…ロータコントローラ、９７…ステータコントローラ、９９…回転角センサ（位置把握部）、１０１，１１１，１２１…１次側双方向スイッチ回路、１０２，１１２，１２２…２次側双方向スイッチ回路、１０３…直列共振回路、２００…車両、２０２…バッテリ（直流電源）、Ｃ１，Ｃ２…結合コンデンサ、Ｌ１…１次側コイル、Ｌ２…２次側コイル、Ｌ３…共振コイル、Ｑ１，Ｑ２…１次側スイッチング素子、Ｑ３，Ｑ４…２次側スイッチング素子、Ｃｓ１…１次側シャントキャパシタ、Ｃｓ２…２次側シャントキャパシタ、Ｅｉ…Ｅ級インバータ、Ｅｃ…Ｅ級コンバータ、Ｔｄ…遅延時間。
【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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