JP6164490B2 - 非接触給電装置 - Google Patents

Description

本発明は、給電パッドと、インダクタコイルを有し給電パッドに接続されるフィルタ回路とを備え、給電パッドを互いに対向させ、一方の給電パッドから他方の給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置に関する。

従来、給電パッドと、インダクタコイルを有し給電パッドに接続されるフィルタ回路とを備え、給電パッドを互いに対向させ、一方の給電パッドから他方の給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置として、例えば以下に示す特許文献１に開示されている誘導結合電力伝達システムがある。

この誘導結合電力伝達システムは、変圧器と、ループ導体と、ピックアップコイルとを備えている。変圧器の漏れインダクタンスを利用してフィルタ回路が構成されている。変圧器は、ループ導体に供給される交流を絶縁し所定の電圧に変換する。フィルタ回路は、絶縁された交流に含まれる所定の周波数成分を除去する。ピックアップコイルをループ導体に対向させると、ピックアップコイルとループ導体が磁気的に結合する。その結果、ループ導体からピックアップコイルに非接触で電力を供給することができる。ここで、ループ導体及びピックアップコイルが給電パッドに相当する。変圧器の漏れインダクタンスがインダクタコイルのインダクタンスに相当する。

特表２００９−５２８８１２号公報

ところで、非接触給電装置においてフィルタ回路を用いる場合、一般的に、コアを有するインダクタコイルが用いられている。

一方、前述した誘導結合電力伝達システムでは、変圧器の漏れインダクタンスを利用してフィルタ回路を構成している。そのため、フィルタ回路用として、コアを有するインダクタコイルを別途設ける必要がなく、装置を小型化することができる。

しかし、変圧器を備える装置にしか適用できない。また、フィルタ回路として必要なインダクタンスが大きい場合、変圧器の漏れインダクタンスを大きくしなければならず、変圧器の効率が低下してしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、変圧器を備えていない場合であっても適用でき、コアを有するインダクタコイルを別途設ける場合に比べ小型化することができる非接触給電装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、磁性材からなる給電用コアと、給電用コアに設けられ、給電用コアを磁路として用いる給電用コイルとを有する給電パッドと、インダクタコイルを有し、給電パッドに接続されるフィルタ回路と、を備え、フィルタ回路の接続された給電パッドを互いに対向させ、一方の給電パッドから他方の給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置において、少なくともいずれかのフィルタ回路のインダクタコイルは、当該フィルタ回路が接続される給電パッドの給電用コアに設けられ、給電用コアを磁路して用いることを特徴とする。

この構成によれば、インダクタコイルの磁路を構成するコアとして給電パッドの給電用コアを利用している。そのため、変圧器を備えていない場合であっても適用できる。また、コアを有するインダクタコイルを別途設ける場合に比べ、非接触給電装置を小型化することができる。

第１実施形態における非接触給電装置の回路図である。 送電側パッドの上面図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 送電側パッドの電流の流れを説明するための図２に対応した説明図である。 送電側パッドの磁束の流れを説明するための図３に対応した説明図である。 図１に示す送電回路及び受電回路の回路図である。 インダクタコイルの配置を説明するための送電側パッドのコアの上面図である。 インダクタコイルの配置を説明するための送電側パッドのコアの後面図である。 図７のＢ−Ｂ矢視断面図である。 送電側パッド及びインダクタコイルの磁束の流れを説明するための説明図である。 第２実施形態における非接触給電装置のインダクタコイルの配置を説明するためのコアの上面図である。 図１１のＣ−Ｃ矢視断面図である。 送電側パッド及びインダクタコイルの磁束の流れを説明するための説明図である。 第３実施形態における非接触給電装置の送電回路及び受電回路の回路図である。 インダクタコイルの配置を説明するためのコアの上面図である。 インダクタコイルの配置を説明するためのコアの後面図である。 図１５のＤ−Ｄ矢視断面図である。 インダクタコイルの電流の流れを説明するための図１６に対応した説明図である。 インダクタコイルの磁束の流れを説明するための図１７に対応した説明図である。 送電側パッド及びインダクタコイルの磁束の流れを説明するための説明図である。 第４実施形態における非接触給電装置のインダクタコイルの配置を説明するためのコアの上面図である。 図２１のＥ−Ｅ矢視断面図である。 インダクタコイルの電流の流れを説明するための図２１に対応した説明図である。 インダクタコイルの磁束の流れを説明するための図２２に対応した説明図である。 送電側パッド及びインダクタコイルの磁束の流れを説明するための説明図である。 第５実施形態における非接触給電装置の送電側パッドの上面図である。 送電側パッドの後面図である。 図２６のＦ−Ｆ矢視断面図である。 送電側パッドの電流の流れを説明するための図２６に対応した説明図である。 送電側パッドの電流の流れを説明するための図２７に対応した説明図である。 送電側パッドの磁束の流れを説明するための図２８に対応した説明図である。 第６実施形態における非接触給電装置の送電側パッドの上面図である。 図３２のＧ−Ｇ矢視断面図である。 送電側パッドの電流の流れを説明するための図３２に対応した説明図である。 送電側パッドの磁束の流れを説明するための図３３に対応した説明図である。 インダクタコイルの変形形態を説明するためのコアの断面図である。 コアとインダクタコイルの変形形態を説明するためのコアの上面図である。 図３７のＨ−Ｈ矢視断面図である。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る非接触給電装置を、電気自動車やハイブリッド車に搭載されたメインバッテリに非接触で送電する非接触給電装置に適用した例を示す。

（第１実施形態）
まず、図１〜図１０を参照して第１実施形態の非接触給電装置の構成について説明する。なお、図中における前後方向、左右方向及び上下方向は、車両における方向を示すものである。

図１に示すように、電気自動車やハイブリッド車は、モータジェネレータＭＧと、メインバッテリＢ１と、インバータ回路ＩＮＶと、補機Ｓと、補機バッテリＢ２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路ＣＮＶと、制御器ＣＮＴとを備えている。

モータジェネレータＭＧは、３相交流を供給することでモータとして動作し、車両の走行のための駆動力を発生する機器である。また、車両の減速時において、外部からの駆動力によって回転することでジェネレータとして動作し、３相交流を発生する機器でもある。

メインバッテリＢ１は、直流高電圧を出力する充放電可能な電源である。

インバータ回路ＩＮＶは、モータジェネレータＭＧがモータとして動作するとき、メインバッテリＢ１の出力する直流を３相交流に変換してモータジェネレータＭＧに供給する回路である。また、モータジェネレータＭＧがジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータＭＧの出力する３相交流を直流に変換してメインバッテリＢ１に供給する回路でもある。

補機Ｓは、直流低電圧を供給することで動作するワイパー装置や電動パワーステアリング装置等の周辺装置である。

補機バッテリＢ２は、直流低電圧を出力する充放電可能な電源である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ回路ＣＮＶは、メインバッテリＢ１の出力する直流高電圧を直流低電圧に変換して補機バッテリＢ２及び補機Ｓに供給する回路である。

制御器ＣＮＴは、メインバッテリＢ１、補機バッテリＢ２、モータジェネレータＭＧに関する情報に基づいてインバータ回路ＩＮＶ、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路ＣＮＶ及び補機Ｓを制御する装置である。

非接触給電装置１は、車両の外部に設置された外部電源ＰＳから車両に搭載されたメインバッテリＢ１に非接触で電力を供給し、メインバッテリＢ１を充電する装置である。非接触給電装置１は、送電側パッド１０（給電パッド）と、送電回路１１と、受電側パッド１２と、受電回路１３とを備えている。

送電側パッド１０は、駐車スペース内に車両を駐車したときに車両の底部に設置された受電側パッド１２と対向する駐車スペース内の地表面の所定位置に設置され、電流が流れることで磁束を発生する装置である。図２及び図３に示すように、送電側パッド１０は、コア１００（給電用コア）と、コイル１０１、１０２（給電用コイル）とを備えている。

コア１００は、磁性材からなり、磁路を構成する直方体状の部材である。具体的には、フェライトやダストコアからなる部材である。

コイル１０１、１０２は、導線を巻いて構成され、電流が流れることで磁束を発生する略矩形環状の部材である。コイル１０１、１０２は、コア１００の上面に、自らの軸心方向を上下方向にした状態で、前後方向に隣接して配置され、コア１００を磁路として用いている。ここで、コイル１０１、１０２の軸心方向とは、環状のコイル１０１、１０２の軸心を通り、かつ、環状のコイル１０１、１０２によって囲まれた内側平面に対する法線方向のことである。なお、軸心方向は、環状のコイル１０１、１０２の重心点を通る。図４に矢印で示すように、コイル１０１、１０２に電流が流れると、図５に矢印で示すように、磁束が発生する。逆方向の電流が流れると、逆方向の磁束が発生する。

図１に示す送電回路１１は、受電回路１３との間で無線通信によって情報を送受信し、受信した情報に基づいて外部電源ＰＳの出力を高周波の交流に変換し、送電側パッド１０に供給する回路である。図６に示すように、送電回路１１は、電力変換回路１１０と、フィルタ回路１１１と、共振用コンデンサ１１２とを備え、車両の外部に設置されている。

電力変換回路１１０は、外部電源ＰＳの出力を高周波の交流に変換し出力する回路である。電力変換回路１１０の入力端は外部電源ＰＳに、出力端はフィルタ回路１１１及び送電側パッド１０に接続されている。

フィルタ回路１１１は、電力変換回路１１０から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する回路である。フィルタ回路１１１は、インダクタコイル１１１０と、コンデンサ１１１１とを備えている。

図７〜図９に示すように、インダクタコイル１１１０は、導線を巻いて構成される略矩形環状の素子である。インダクタコイル１１１０は、送電側パッド１０のコア１００に設けられ、コア１００を磁路として用いている。インダクタコイル１１１０は、送電側パッド１０のコイル１０１、１０２との結合係数がほぼ０になるように設けられている。ここで、結合係数がほぼ０とは、結合係数が０を含む０に限りなく近い許容範囲内であることを示す。インダクタコイル１１１０は、自らの軸心方向を前後方向にした状態で、コア１００の前後方向、左右方向及び上下方向の中央部近傍に埋設されている。そして、四角柱状の軸心部１１１０ａの透磁率が、コア１００の透磁率より低くなるように構成されている。具体的には、軸心部１１１０ａが、空気層によって構成されている。ここで、軸心方向とは、環状のインダクタコイル１１１０の軸心を通り、かつ、環状のインダクタコイル１１１０によって囲まれた内側平面に対する法線方向のことである。なお、軸心方向は、環状のインダクタコイル１１１０の重心点を通る。また、軸心部１１１０ａとは、環状のインダクタコイル１１１０によって囲まれた内側部分であって、軸心方向に延在する柱状部分のことである。

そのため、図４に矢印で示すように、コイル１０１、１０２に電流が流れ、図５に矢印で示すように、磁束が発生すると、図１０に示すように、コア１００の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ａを磁束が流れることはほとんどない。つまり、インダクタコイル１１１０を磁束が鎖交することはほとんどない。従って、コイル１０１、１０２の発生した磁束の影響を極力抑えることができる。

図６に示すように、インダクタコイル１１１０及びコンデンサ１１１１は直列接続されている。インダクタコイル１１１０の一端は電力変換回路１１０の出力端に、コンデンサ１１１１の一端は送電側パッド１０に接続されている。

共振用コンデンサ１１２は、送電側パッド１０のコイル１０１、１０２とともに共振回路を構成する回路である。共振用コンデンサ１１２は送電側パッド１０に並列接続されている。

図１に示す受電側パッド１２は、車両の底部に設置され、駐車スペースに車両を駐車したときに、上下方向に間隔をあけて送電側パッド１０と対向して配置され、送電側パッド１０の発生した交番磁束が鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する装置である。受電側パッド１２は、コアと、コイルとを備えている。受電側パッド１２は、送電側パッド１０と同一構成であり、上下逆向きに設置されている。

受電回路１３は、送電回路１１との間で無線通信によって情報を送受信し、受信した情報に基づいて受電側パッド１２から供給される交流を直流に変換してメインバッテリＢ１を充電する回路である。図６に示すように、受電回路１３は、共振用コンデンサ１３０と、フィルタ回路１３１と、電力変換回路１３２とを備えている。

共振用コンデンサ１３０は、受電側パッド１２のコイルとともに共振回路を構成する
回路である。共振用コンデンサ１３０は、受電側パッド１２に並列接続されている。

フィルタ回路１３１は、共振用コンデンサ１３０の接続された受電側パッド１２から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する回路である。フィルタ回路１３１は、コンデンサ１３１０と、インダクタコイル１３１１とを備えている。

インダクタコイル１３１１は、インダクタコイル１１１０と同一構成であり、受電側パッド１２のコアに設けられ、コアを磁路として用いている。そのため、インダクタコイル１１１０と同様に、受電側パッド１２のコイルの発生した磁束の影響を極力抑えることができる。

コンデンサ１３１０及びインダクタコイル１３１１は直列接続されている。コンデンサ１３１０の一端は受電側パッド１２に、インダクタコイル１３１１の一端は電力変換回路１３２に接続されている。

電力変換回路１３２は、フィルタ回路１３１を介して供給される交流を直流に変換してメインバッテリＢ１に供給する回路である。電力変換回路１３２の入力端はフィルタ回路１３１及び受電側パッド１２に、出力端はメインバッテリＢ１に接続されている。

次に、図１、図６を参照して非接触給電装置の動作について説明する。

図１に示すように、駐車スペースに車両を駐車すると、送電側パッド１０と受電側パッド１２が上下方向に所定の間隔をあけて対向する。この状態で充電開始ボタン（図略）が押され、充電の開始が指示されると、送電回路１１と受電回路１３は、無線通信によって情報を送受信する。

図６に示す電力変換回路１１０は、外部電源ＰＳの出力を高周波の交流に変換し出力する。フィルタ回路１１１は、電力変換回路１１０から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する。共振用コンデンサ１１２の接続された送電側パッド１０は、フィルタ回路１１１介して交流が供給されることで交番磁束を発生する。

送電側パッド１０の発生した磁束は、図１０に矢印で示すように、コア１００の内部及び周辺を流れる。インダクタコイル１１１０は、図７〜図９に示すように、コア１００に埋設されている。そして、図９に示すように、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ａは、空気層によって構成されている。そのため、図１０に示すように、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ａを磁束が流れることはほとんどない。つまり、インダクタコイル１１１０を磁束が鎖交することはほとんどない。従って、コイル１０１、１０２の発生した磁束の影響を極力抑えることができる。これにより、フィルタ回路１１１の特性を確保することができる。

共振用コンデンサ１３０の接続された受電側パッド１２は、送電側パッド１０の発生した交番磁束と鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する。フィルタ回路１３１は、共振用コンデンサ１３０の接続された受電側パッド１２から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する。

受電側パッド１２の発生した磁束は、コアの内部及び周辺を流れる。しかし、インダクタコイル１３１１は、インダクタコイル１１１０と同一構成である。そのため、インダクタコイル１３１１を磁束が鎖交することはほとんどない。従って、受電側パッド１２のコイルの発生した磁束の影響を極力抑えることができる。これにより、フィルタ回路１３１の特性を確保することができる。

電力変換回路１３２は、フィルタ回路１３１を介して供給される交流を直流に変換してメインバッテリＢ１に供給する。このようにして、外部電源ＰＳからメインバッテリＢ１に非接触で電力を供給し、メインバッテリＢ１を充電することができる。

次に、第１実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。

第１実施形態によれば、フィルタ回路１１のインダクタコイル１１１０は、フィルタ回路１１が接続される送電側パッド１０のコア１００に設けられ、コア１００を磁路して用いている。つまり、インダクタコイル１１１０の磁路を構成するコアとして送電側パッド１０のコア１００を利用している。そのため、変圧器を備えていない場合であっても適用できる。また、コアを有するインダクタコイルを別途設ける場合に比べ、非接触給電装置１を小型化することができる。

第１実施形態によれば、インダクタコイル１１１０は、送電側パッド１０のコイル１０１、１０２との結合係数がほぼ０になるように設けられている。そのため、コイル１０１、１０２の発生した磁束の影響を極力抑えることができる。これにより、フィルタ回路１１１の特性を確保することができる。

第１実施形態によれば、インダクタコイル１１１０は、コア１００に埋設されている。そのため、インダクタコイル１１１０の発生した磁束がコア１００の外部に漏れにくい。つまり、インダクタコイル１１１０の発生した磁束がコア１００の上面に配置されているコイル１０１、１０２を鎖交することはほとんどない。従って、インダクタコイル１１１０の発生した磁束の影響を極力抑えることができる。

第１実施形態によれば、インダクタコイル１１１０は、略矩形環状態であり、軸心部１１１０ａの透磁率がコア１００の透磁率より低くなるように構成されている。そのため、図４に矢印で示すように、コイル１０１、１０２に電流が流れ、図５に矢印で示すように、磁束が発生すると、図１０に矢印で示すように、コア１００の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ａを磁束が流れることはほとんどない。つまり、インダクタコイル１１１０を磁束が鎖交することはほとんどない。そのため、インダクタコイル１１１０と送電側パッド１０のコイル１０１、１０２の結合係数を、確実にほぼ０にすることができる。

第１実施形態によれば、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ａが空気層によって構成されている。そのため、軸心部１１１０ａの透磁率をコア１００の透磁率より確実に低くすることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の非接触給電装置について説明する。第２実施形態の非接触給電装置は、第１実施形態の非接触給電装置に対して、インダクタコイルの配置だけを変更したものである。インダクタコイル以外は、第１実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図１１〜図１３を参照してインダクタコイルの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。

図１１及び図１２に示すインダクタコイル１１１０は、導線を巻いて構成される略矩形環状の素子である。インダクタコイル１１１０は、自らの軸心方向を上下方向にした状態で、コア１００の前後方向、左右方向及び上下方向の中央部近傍に埋設されている。そして、四角柱状の軸心部１１１０ａが空気層によって構成されている。コイル１０１、１０２に電流が流れ、磁束が発生すると、図１３に矢印で示すように、コア１００の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ａを磁束が流れることはほとんどない。

次に、第２実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の非接触給電装置について説明する。第３実施形態の非接触給電装置は、第１実施形態の非接触給電装置に対して、フィルタ回路の構成を変更するとともに、それに伴ってインダクタコイルの構成を変更したものである。フィルタ回路及びインダクタコイル以外は、第１実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図１４〜図２０を参照してフィルタ回路の構成、及び、インダクタコイルの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。

図１４に示すように、フィルタ回路１１１は、インダクタコイル１１１０、１１１２と、コンデンサ１１１１、１１１３とを備えている。

図１５〜図１７に示すように、インダクタコイル１１１０、１１１２は、導線を巻いて構成される略矩形環状の素子である。インダクタコイル１１１０、１１１２は、自らの軸心方向を前後方向にした状態で軸心方向と直交する上下方向に隣接し、コア１００の前後方向、左右方向及び上下方向の中央部近傍に埋設されている。そして、四角柱状の軸心部１１１０ａ、１１１２ａが空気層によって構成されている。

また、インダクタコイル１１１０、１１１２は、フィルタ回路１１１に電流が流れた場合に発生する磁束が互いに打消し合わないように配線されている。具体的には、フィルタ回路１１１に電流が流れた場合、インダクタコイル１１１０の発生する軸心部１１１０ａにおける磁束と、インダクタコイル１１１２の発生する軸心部１１１２ａにおける磁束が逆方向になるように配線されている。より具体的には、フィルタ回路１１１に電流が流れた場合、図１８に矢印で示すような電流が流れるようにインダクタコイル１１１０、１１１２が配線されている。この場合、図１９に示すように、インダクタコイル１１１０の発生する軸心部１１１０ａにおける磁束と、インダクタコイル１１１２の発生する軸心部１１１２ａにおける磁束が逆方向になる。そのため、インダクタコイル１１１０の発生した磁束とインダクタコイル１１１２の発生した磁束が互いに打消し合うようなことはない。コイル１０１、１０２に電流が流れ、磁束が発生すると、図２０に矢印で示すように、コア１００の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル１１１０、１１１２の軸心部１１１０ａ、１１１２ａを磁束が流れることはほとんどない。

次に、第３実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

第３実施形態によれば、１つのコア１００に２つのインダクタコイル１１１０、１１１２が設けられている。そのため、コアを有する２つのインダクタコイルを別途設ける場合に比べ、非接触給電装置１をより小型化することができる。

第３実施形態によれば、インダクタコイル１１１０、１１１２は、互いに隣接して配置されている。そのため、コア１００の体格が大きくなるような事態を抑えることができる。

第３実施形態によれば、インダクタコイル１１１０、１１１２は、フィルタ回路１１１に電流が流れた場合に発生する磁束が互いに打消し合わないように配線されている。そのため、フィルタ回路１１１の特性を確保することができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態の非接触給電装置について説明する。第４実施形態の非接触給電装置は、第３実施形態の非接触給電装置に対して、インダクタコイルの配置だけを変更したものである。インダクタコイル以外は、第３実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図２１〜図２５を参照してインダクタコイルの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。なお、第３実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。

図２１及び図２２に示すように、インダクタコイル１１１０、１１１２は、導線を巻いて構成される略矩形環状の素子である。インダクタコイル１１１０、１１１２は、自らの軸心方向を上下方向にした状態で軸心方向と直交する前後方向に隣接し、コア１００の前後方向、左右方向及び上下方向の中央部近傍に埋設されている。そして、四角柱状の軸心部１１１０ａ、１１１２ａが空気層によって構成されている。

また、インダクタコイル１１１０、１１１２は、フィルタ回路１１１に電流が流れた場合に発生する磁束が互いに打消し合わないように配線されている。具体的には、フィルタ回路１１１に電流が流れた場合、インダクタコイル１１１０の発生する軸心部１１１０ａにおける磁束と、インダクタコイル１１１２の発生する軸心部１１１２ａにおける磁束が逆方向になるように配線されている。より具体的には、フィルタ回路１１１に電流が流れた場合、図２３に矢印で示すような電流が流れるようにインダクタコイル１１１０、１１１２が配線されている。この場合、図２４に示すように、インダクタコイル１１１０の発生する軸心部１１１０ａにおける磁束と、インダクタコイル１１１２の発生する軸心部１１１２ａにおける磁束が逆方向になる。そのため、インダクタコイル１１１０の発生した磁束とインダクタコイル１１１２の発生した磁束が互いに打消し合うようなことはない。コイル１０１、１０２に電流が流れ、磁束が発生すると、図２５に矢印で示すように、コア１００の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル１１１０、１１１２の軸心部１１１０ａ、１１１２ａを磁束が流れることはほとんどない。

次に、第４実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第４実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態の非接触給電装置について説明する。第５実施形態の非接触給電装置は、第１実施形態の非接触給電装置に対して、送電側パッド及び受電側パッドのコイルの構成だけを変更したものである。送電側パッド及び受電側パッドのコイル以外は、第１実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図２６〜図３１を参照して送電側パッド及び受電側パッドのコイルの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。

図２６〜図２８に示すように、送電側パッド１０は、コア１００（給電用コア）と、コイル１０３（給電用コイル）とを備えている。

コイル１０３は、導線を巻いて構成され、電流が流れることで磁束を発生する略矩形環状の部材である。コイル１０３は、自らの軸心方向を前後方向にした状態でコア１００の外周面に沿って配置され、コア１００を磁路として用いている。図２９及び図３０に矢印で示すように、コイル１０３に電流が流れると、図３１に矢印で示すように、磁束が発生する。逆方向の電流が流れると、逆方向の磁束が発生する。図２９及び図３０に矢印で示すように、コイル１０３に電流が流れ、磁束が発生すると、図３１に矢印で示すように、コア１００の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ａを磁束が流れることはほとんどない。

受電側パッド１２は、送電側パッド１０と同一構成であり、上下逆向きに設置されている。

次に、第５実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第５実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第６実施形態）
次に、第６実施形態の非接触給電装置について説明する。第６実施形態の非接触給電装置は、第１実施形態の非接触給電装置に対して、送電側パッド及び受電側パッドのコイルの構成だけを変更したものである。送電側パッド及び受電側パッドのコイル以外は、第１実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図３２〜図３５を参照して送電側パッド及び受電側パッドのコイルの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の構成要素は、同一の符号を付し説明を省略する。

図３２及び図３３に示すように、送電側パッド１０は、コア１００（給電用コア）と、コイル１０４（給電用コイル）とを備えている。

コイル１０４は、導線を巻いて構成され、電流が流れることで磁束を発生する略矩形環状の部材である。コイル１０４は、コア１００の上面の前後方向及び左右方向の中央部近傍に、自らの軸心方向を上下方向にした状態で配置され、コア１００を磁路として用いている。図３４に矢印で示すように、コイル１０４に電流が流れると、図３５に矢印で示すように、磁束が発生する。逆方向の電流が流れると、逆方向の磁束が発生する。図３４に矢印で示すように、コイル１０４に電流が流れ、磁束が発生すると、図３５に矢印で示すように、コア１００の内部及び周辺に磁束が流れ、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ａを磁束が流れることはほとんどない。

受電側パッド１２は、送電側パッド１０と同一構成であり、上下逆向きに設置されている。

次に、第６実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第６実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第１〜第６実施形態では、送電回路側のフィルタ回路のインダクタコイルが送電側パッドのコアを磁路として用いるとともに、受電回路側のフィルタ回路のインダクタコイルが受電側パッドのコアを磁路として用いる例を挙げているが、これに限られるものではない。少なくともいずれかのフィルタ回路のインダクタコイルが、そのフィルタ回路が接続されるパッドのコアを磁路として用いていればよい。

第１〜第６実施形態では、インダクタコイルの軸心部の透磁率がコアの透磁率より低くなるように構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図３６に示すように、軸心部１１１０ａはコア１００と同一透磁率であり、軸心部１１１０ａの端部１１１０ｂの透磁率がコア１００の透磁率より低くなるように構成されていてもよい。軸心部１１１０ａ及び軸心部１１１０ａの端部１１１０ｂの少なくともいずれかの透磁率が、コア１００の透磁率より低くなるように構成されていればよい。

第１〜第６実施形態では、コアの透磁率より低くするために、空気層によって構成する例を挙げているが、これに限られるものではない。非磁性材によって構成してもよい。

第１〜第６実施形態では、共振用コンデンサが、送電側パッド及び受電側パッドにそれぞれ並列接続されている例を挙げているが、これに限られるものではない。共振用コンデンサは、送電側パッド及び受電側パッドにそれぞれ直列接続されていてもよい。

第１〜第６実施形態では、フィルタ回路が、直列接続されたインダクタコイル及びコンデンサによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。フィルタ回路は、それ以外の構成であってもよい。インダクタコイルを有していればよい。

第１〜第６実施形態では、送電側パッド及び受電側パッドのコイル、並びに、インダクタコイルが、略矩形環状である例を挙げているが、これに限られるものではない。送電側パッドや受電側パッドのコイル、インダクタコイルは、円環状や半円環状であってもよい。環状であればよい。

第１〜第６実施形態では、コアが直方体状である例を挙げているが、これに限られるものではない。コアは、円柱状であってもよい。磁路を構成できる形状であればよい。コイルの軸心部がコアの磁性材によって構成されるようにしてもよい。

第１〜第６実施形態では、コアがフェライトやダストコアによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。硅素鋼板や板状のアモルファスを板厚方向に積層することによって構成されていてもよい。その場合、インダクタコイルの発生する磁束が積層方向と直交するようにコアを埋設するとよい。図３７に示すように、板状の磁性材１００ａを板厚方向に積層してコア１００を構成し、インダクタコイル１１１０に電流が流れた場合に積層方向と直交する磁束を発生する部分だけをコア１００に埋設し、積層方向の磁束を発生する部分は、コア１００の外部に配置すればよい。

第３及び第４実施形態では、インダクタコイル１１１０、１１１２が軸心方向と直交する方向に隣接してコア１００に埋設されている例を挙げているが、これに限られるものではない。軸心方向に隣接してコア１００に埋設されていてもよい。フィルタ回路１１１に電流が流れた場合、インダクタコイル１１１０の発生する軸心部１１１０ａにおける磁束と、インダクタコイル１１１２の発生する軸心部１１１２ａにおける磁束が同一方向になるように配線されていれば、磁束が互いに打消し合うことはない。

第３及び第４実施形態では、２つのインダクタコイル１１１０、１１１２がコア１００に埋設されている例を挙げているが、これに限られるものではない。３つ以上のインダクタコイルがコアに埋設されていてもよい。

第３及び第４実施形態では、インダクタコイル１１１０、１１１２が隣接してコア１００に埋設され、フィルタ回路１１１に電流が流れた場合に発生する磁束が互いに打消し合わないように配線されている例を挙げているが、これに限られるものではない。フィルタ回路の構成によっては、フィルタ回路に電流が流れた場合に、フィルタ回路を構成する複数のインダクタコイルの発生する磁束が互いに打消し合うようにしか配線できない場合もある。その場合には、複数のインダクタコイルを離して配置すればよい。磁束が互いに打消し合うような事態を極力抑えることができる。

第５及び第６実施形態では、インダクタコイルの構成が第１実施形態と同一である例を挙げているが、これに限られるものではない。インダクタコイルの構成は、第２〜第４実施形態と同一であってもよい。いずれの構成と組合せても第２〜第４実施形態と同様の効果を得ることができる。

１・・・非接触給電装置、１０・・・送電側パッド（給電パッド）、１００・・・コア（給電用コア）、１０１、１０２・・・コイル（給電用コイル）、１１・・・送電回路、１１０・・・電力変換回路、１１１・・・フィルタ回路、１１１０・・・インダクタコイル、１１１１・・・コンデンサ、１１２・・・共振用コンデンサ

Claims (8)

1. 磁性材からなる給電用コア（１００）と、前記給電用コアに設けられ、前記給電用コアを磁路として用いる給電用コイル（１０１、１０２、１０３、１０４）とを有する給電パッド（１０）と、
   インダクタコイルを有し、前記給電パッドに接続されるフィルタ回路（１１１）と、
   を備え、前記フィルタ回路の接続された前記給電パッドを互いに対向させ、一方の前記給電パッドから他方の前記給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置において、
   少なくともいずれかの前記フィルタ回路の前記インダクタコイル（１１１０、１１１２）は、当該フィルタ回路が接続される前記給電パッドの前記給電用コアに設けられ、前記給電用コアを磁路として用いることを特徴とする非接触給電装置。
2. 前記給電用コアに設けられる前記インダクタコイルは、前記給電用コイルとの結合係数がほぼ０になるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
3. 前記給電用コアに設けられる前記インダクタコイルは、前記給電用コアに埋設さ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装置。
4. 前記給電用コアに設けられる前記インダクタコイルは、環状のコイルであり、軸心部及び軸心部の端部の少なくともいずれかの透磁率が前記給電用コアの透磁率より低いことを特徴とする請求項３に記載の非接触給電装置。
5. 前記給電用コアに設けられる前記インダクタコイルは、軸心部及び軸心部の端部の少なくともいずれかが空気層又は非磁性材からなることを特徴とする請求項４に記載の非接触給電装置。
6. １つの前記給電用コアに複数の前記インダクタコイルが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
7. １つの前記給電用コアに設けられている複数の前記インダクタコイルは、互いに隣接して配置されていることを特徴とする請求項６に記載の非接触給電装置。
8. １つの前記給電用コアに設けられている複数の前記インダクタコイルは、前記フィルタ回路に電流が流れた場合に発生する磁束が互いに打消し合わないように配線されていることを特徴とする請求項７に記載の非接触給電装置。