本發(fā)明涉及非接觸供電系統(tǒng)。

本申請基于2014年1月21日在日本申請的特愿2014－8659號主張優(yōu)先權，并在這里引用其內容。

背景技術：

近年來，已知有如下的非接觸供電系統(tǒng)(例如、參照專利文獻1)，將具有供電側的線圈(供電線圈)的輸電諧振器設置在地上，或者將其埋設成與地面成為同一面，使具備具有受電側的線圈(受電線圈)的受電諧振器的電動汽車停車在輸電諧振器上，從供電線圈向受電線圈以非接觸方式供給電力。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本國專利第4743244號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

但是，在現(xiàn)有的非接觸供電系統(tǒng)中，由于在非接觸供電中向周圍輻射，因此存在沒有用于供電而被浪費的電磁場。因此，存在導致這部分供給的能量被白費的問題。

用于解決課題的方案

本發(fā)明鑒于上述情況而做出，其目的在于提供如下的非接觸供電系統(tǒng)，即、將在非接觸供電中沒有用于供電而被浪費的電磁場(漏磁通)作為電力回收，并能夠有效利用。

本發(fā)明的非接觸供電系統(tǒng)具備配置在地面?zhèn)鹊墓╇娋€圈和搭載于移動體并且從上述供電線圈以非接觸方式被供給電力的受電線圈，其中，在被上述供電線圈和上述受電線圈所夾的空間的附近，以卷繞面相對于從上述供電線圈向受電線圈供給電力時產生的漏磁通交叉的方式，設置有回收用線圈。

另外，優(yōu)選在上述非接觸供電系統(tǒng)中，將上述回收用線圈以沿上述空間的高度方向的方式設置有多個。

另外，優(yōu)選在上述非接觸供電系統(tǒng)中，在上述回收用線圈設置有移動機構，該移動機構使上述回收用線圈以從倒在地面?zhèn)鹊臓顟B(tài)或者埋沒于地面?zhèn)鹊臓顟B(tài)變位為在上述空間的附近立起的狀態(tài)的方式進行移動。

另外，優(yōu)選在上述非接觸供電系統(tǒng)中，上述移動機構具備能夠伸縮地構成的支撐體，上述支撐體構成為具有多個上述回收用線圈且伴隨著上述支撐體的伸縮而使上述回收用線圈之間的間隔伸縮，并且構成為通過上述支撐體的前端與上述移動體的底部抵接來停止其伸長。

發(fā)明的效果

根據本發(fā)明的非接觸供電系統(tǒng)，由于在被供電線圈和受電線圈所夾的空間的附近以卷繞面與從供電線圈向受電線圈供給電力時產生的漏磁通交叉的方式設置有回收用線圈，所以用回收用線圈來回收沒有用于供電而被浪費的漏磁通(電磁場)并轉換為電力從而能夠進行有效利用。因此，能夠有效地利用從供電線圈側供給的能量，提高能量轉換效率。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的非接觸供電裝置的主要部分結構的方框圖。

圖2是用于說明本發(fā)明的第一實施方式的示意圖。

圖3A是用于說明本發(fā)明的第二實施方式的示意圖。

圖3B是圖3A的主要部分放大圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的非接觸供電系統(tǒng)進行詳細說明。

再有，在以下的附圖中，為使各部件為能夠認識的尺寸，適當地變更各部件的比例尺。

第一實施方式

圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的非接觸供電系統(tǒng)1的主要部分結構的方框圖。圖1中符號1是非接觸供電系統(tǒng)，該非接觸供電系統(tǒng)1是用于向搭載于電動汽車或混合驅動汽車等的車輛(移動體)的蓄電池進行充電的系統(tǒng)(裝置)。

非接觸供電系統(tǒng)1構成為具備：設置于地面?zhèn)鹊墓╇娧b置3；設于車輛2(移動體)側的受電裝置4；以及用于回收漏磁通的漏磁通回收部30。供電裝置3設置于地表面，并構成為，在地面上行駛的車輛2以預先確定的位置關系(后述形成電磁耦合電路的位置關系)停車時，能夠向車輛2的受電裝置4以非接觸方式傳送電力(用于對蓄電池24進行充電的電力)。

該供電裝置3構成為具備電源11、整流電路12、供電電路13、供電用控制部14、供電線圈15(供電諧振器)等，生成適于對受電裝置4的非接觸供電的電力，并且在進行對受電裝置4的非接觸供電的基礎上進行必要的各種控制。

電源11供給為了生成應向車輛2傳送的電力而所需的電力，例如供給電壓為200[V]的三相交流電。此外，該電源11不限于三相交流電源，還可以是供給如工業(yè)交流電源的單向交流電的電源。

整流電路12是對從電源11供給的交流電進行整流并轉換為直流電的電路。此外，作為電源11還能夠利用燃料電池或太陽電池等直流電源，這種情況下能夠省略整流電路12。

供電電路13將從整流電路12供給的電力經由由供電線圈15和設于車輛2的受電線圈25形成的電磁耦合電路而以非接觸方式供給到車輛2。具體來說，供電電路13具備與供電線圈15一起構成供電側共振電路的共振用電容器，在供電用控制部14的控制下，將來自整流電路12的直流電轉換為頻率比電源11的交流電還要高的交流電(高頻電)并輸出至供電線圈15。

供電用控制部14控制供電電路13使其生成應供給到受電裝置4的電力。該供電用控制部14具備CPU(中央處理裝置)、存儲器等，基于預先準備的控制程序來進行上述的各種控制。

供電線圈15是如上所述用于將從供電電路13供給的交流電以非接觸方式向車輛2供電的線圈，例如由具有預先規(guī)定的線圈形狀尺寸的螺旋狀的螺旋形線圈形成。此外，供電線圈15還可以與由將該供電線圈15模制的塑料等的非磁性材料形成的罩一體地設置。該供電線圈15產生與從供電電路13供給的高頻電相應的磁場從而對受電裝置4以非接觸方式進行供電。此外，作為供電線圈15還可以由卷軸方向朝向水平方向的所謂螺線管式線圈形成。

車輛2是由駕駛員駕駛的在道路上行駛的汽車，例如是作為動力產生源具備行駛馬達的電動汽車或混合驅動汽車，如圖1所示，具備受電裝置4。此外，雖然在圖1中省略但車輛2具備發(fā)動機、行駛馬達、操作方向盤、以及制動器等行駛所需的結構。

受電裝置4具備受電線圈25、受電電路26、充電電路27、蓄電池24、受電用控制部28。受電線圈25由具有與上述供電線圈15大致相同的線圈直徑的螺旋狀的螺旋形線圈構成。此外，受電線圈25還可以與由將該受電線圈25模制的塑料等的非磁性材料形成的罩一體地設置。這樣的受電線圈25以能夠與供電線圈15對置的方式且以線圈軸為上下方向(鉛垂方向)的姿勢設于車輛2的底部。該受電線圈25的兩端與受電電路26的輸入端連接，當供電線圈15的磁場產生作用，則產生電動勢，并將產生的電動勢輸出到受電電路26。此外，作為受電線圈25，還可以由卷軸方向朝向水平方向的所謂螺線管式線圈形成。

受電電路26對經由由供電線圈15和受電線圈25形成的電磁耦合電路而以非接觸方式供給來的電力(交流電)進行受電，并將受電的電力轉換為直流電而向充電電路27輸出。該受電電路26具備與受電線圈25一起構成受電側共振電路的共振用電容器。此外，受電電路26的共振用電容器的靜電容量設定為受電側共振電路的共振頻率與上述的供電側共振電路的共振頻率為相同頻率。

充電電路27的輸入端與受電電路26的輸出端連接，并且輸出端與蓄電池24的輸入端連接，將來自受電電路26的電力(直流電)向蓄電池24進行充電。蓄電池24是搭載于車輛2的能夠進行再充電的電池(例如、鋰電池、鎳氫電池等的二次電池)，向未圖示的行駛馬達等供給電力。受電用控制部28具備CPU、存儲器等，基于預先準備的受電用控制程序對充電電路27進行控制。

另外，在本實施方式中，在地表面和車輛2之間的被供電線圈15和受電線圈25所夾的空間附近配置有漏磁通回收部30。漏磁通回收部30在本實施方式中，如圖2所示，由柱狀的支撐體31和設于該支撐體31的回收用線圈32構成?；厥沼镁€圈32沿著支撐體31的長度方向(高度方向)大致等間隔 地安裝有多個。即、回收用線圈32沿著這些供電線圈15和受電線圈25所夾的空間的高度方向安裝。這些回收用線圈32是將圓線或者扁線等導線在同一平面內以螺旋狀卷繞而成的螺旋形線圈。

另外，這些回收用線圈32分別以其卷繞面32a(與線圈軸正交的面)相對于從各供電線圈15朝向受電線圈25進行輸電時產生的漏磁通A以更接近正交的狀態(tài)交叉的方式經由適當的安裝夾具而安裝在支撐體31上。即、這些回收用線圈32為了使其卷繞面32a與漏磁通A大致正交被調整為卷繞面32a按照向支撐體31安裝的安裝位置(安裝高度)等而成為適當的角度。在這種結構下，回收用線圈32能夠高效接收漏磁通A，產生感應電壓而能夠得到電力。

這里，在支撐體31上設置有由與受電裝置4相同結構構成的輸受電裝置40。即、在該輸受電裝置40設置有與受電裝置4中的受電電路26、充電電路27相同的電路(未圖示)，再有，按照需要還設置有與蓄電池24、受電用控制部28相同的結構要素。另外，在該輸受電裝置40連接有電纜41，或者設置有用于進行非接觸供電的中繼供電線圈(未圖示)。

由此，用回收用線圈32得到的電力經由輸受電裝置40而供給至設于外部的負載。作為負載能夠是例如如圖2所示的配置在供電裝置3附近的發(fā)光體33。

一般情況下，非接觸供電與電纜供電不同，存在周圍的人不清楚是否是向車輛2供電中的缺點。即、如果是電纜供電，則由于在車輛2連接有電纜，因此對于周圍的人來說容易確認是供電中。但是，就非接觸供電而言，沒有替代電纜的部件，因此不清楚是否是供電中。

因此，如上所述，設置有發(fā)光體33，用回收用線圈32回收在非接觸供電中必然產生的漏磁通A，并用所得到的電力來將發(fā)光體33點亮，從而能告知周圍的人車輛2處于非接觸供電中。

此外，作為負載，除了圖2所示的發(fā)光體33以外，還能夠應用各種結構。

例如，還可以在輸受電裝置40設置輸電用的端子，在車輛2預先設置受電用的端子，并連接這些端子，從而能夠對設于車輛2的擋風玻璃、后車窗的加熱器等進行通電。即、能夠將設于車輛2的各種電氣設備作為負載。

另外，預先在設置有供電線圈15的地面的周圍埋設加熱器，還能夠在該加熱器預先連接輸受電裝置40。這樣，利用由回收用線圈32回收而得到的電力使上述加熱器發(fā)熱，從而還能夠融化堆積在埋設有加熱器的地面的雪。即、能夠將漏磁通回收部30作為由加熱器構成的融雪裝置的電源。

根據本實施方式的非接觸供電系統(tǒng)1，在由供電線圈15和受電線圈25所夾的空間的附近以卷繞面32a與相對于在從供電線圈15向受電線圈25供給電力時產生的漏磁通A大致正交(交叉)的方式設置有回收用線圈32，因此用回收用線圈32回收沒有用于供電而被浪費的漏磁通A(電磁場)，并轉換為電力，從而能夠有效利用。即，通過將所得到的電力向發(fā)光體33等的負載供給，能夠使周圍容易知道是非接觸供電中的情況等、能夠有效地利用。

因此，能夠高效利用從供電裝置3供給的能量，能夠提高能量利用效率。

另外，通過這樣地高效地利用從供電裝置3供給的能量，能夠降低向周圍輻射的輻射電磁場的影響。

另外，以沿著由供電線圈15和受電線圈25所夾的空間的高度方向的方式，將多個回收用線圈32沿著支撐體31的長度方向(高度方向)進行安裝，因此由這些回收用線圈32能夠更多地接收分布的漏磁通A，能夠得到更多的電力。

[第二實施方式]

圖3A以及圖3B是用于說明本發(fā)明的第二實施方式的示意圖。

圖3A以及圖3B所示的非接觸供電系統(tǒng)與圖1、圖2所示的第一實施方式的非接觸供電系統(tǒng)1的不同點在于，在回收用線圈32設置有使其狀態(tài)變位的移動機構50。

即、在本實施方式中，支撐多個回收用線圈32的支撐體51能夠伸縮地構成，由這樣能夠伸縮地構成的支撐體51構成移動機構50的一部分。該支撐體51由分別與多個回收用線圈32對應的多個(與回收用線圈32相同數量)柱體52和設于這些柱體52、52之間的空氣驅動器53直線狀地配置而成，在其前端部(上端部)設置有輸受電裝置40，此外，在其前端部(上部)設置有由橡膠等構成的緩沖部54。

空氣驅動器53由氣缸等構成，利用空氣壓使活塞桿升降(進退)，由此使柱體52、52之間的間隔伸縮。由此，支撐體51的長度能夠伸縮。這里，支撐 體51的長度(高度)形成為，在所有的空氣驅動器53使活塞桿下降的縮至最短的狀態(tài)下比車輛在法律上規(guī)定的最小的車高、即從輪胎到車身為止的距離(高度)短(低)。

此外，最下段的柱體52相對于在地表面設置的固定配件55能夠轉動地被軸支承。由此，支撐體51的下端部相對于地表面，在圖3B中箭頭B所示的B方向(正反方向)能夠轉動地固定。并且，在該支撐體51與空氣驅動器53分開，連接有轉動用空氣驅動器56。該轉動用空氣驅動器56例如缸部埋沒于地中，活塞桿的前端能夠轉動地連接在支撐體51的最下段的柱體52上。

利用這樣的結構，支撐體51因轉動用空氣驅動器56的動作能夠從如圖3B中雙點劃線所示的倒在地面?zhèn)鹊臓顟B(tài)變位為如圖3B中實線所示的在由供電線圈15和受電線圈25所夾的空間的附近立起的狀態(tài)。并且，支撐體51被控制為在車輛2未在供電線圈15停車的狀態(tài)下處于倒在地面?zhèn)鹊臓顟B(tài)。

這種轉動用空氣驅動器56還與能夠伸縮地構成的支撐體51一起構成本實施方式的移動機構50。即、在支撐體51上如上述在各柱體52分別安裝回收用線圈32，因此，支撐體51由轉動用空氣驅動器56從倒在地面?zhèn)鹊臓顟B(tài)變位為立起的狀態(tài)，從而轉動用空氣驅動器56也以從倒在地面?zhèn)鹊臓顟B(tài)變位為立起的狀態(tài)的方式進行移動。此外，在轉動用空氣驅動器56、空氣驅動器53連接有壓縮機(未圖示)，可進行壓縮空氣的供給、排氣。

這里，在移動機構50設置有控制其動作的控制部(未圖示)，該控制部例如設于供電裝置3。并且，控制部在發(fā)出例如從車輛2相對于供電裝置3接受供電的內容的信號時，接受該信號并向移動機構50送出動作指令，使漏磁通回收部30發(fā)揮功能。

即、移動機構50首先使轉動用空氣驅動器56動作并使支撐體51從倒在地面?zhèn)鹊臓顟B(tài)變位為立起的狀態(tài)。這樣，在使支撐體51立起后，則接下來使空氣驅動器53分別動作，由氣缸使活塞桿上升從而使柱體52、52之間伸長。于是，由于各空氣驅動器53伸長從而支撐體31在鉛垂方向伸長，其前端(上端)的緩沖部54與車輛2的底面(底部)抵接。由此，支撐體51的伸長停止，并維持為使緩沖部54接觸車輛2的底面(底部)的狀態(tài)，并且支撐體51位于由供電線圈15和受電線圈25所夾的空間的側方。

由此，安裝在支撐體31的回收用線圈32與圖2所示的第一實施方式相同，位于由供電線圈15和受電線圈25所夾的空間的附近，并且使其卷繞面32a與漏磁通A大致正交(交叉)。

并且，若從車輛2向供電裝置3傳輸供電的指示信號，則從供電線圈15朝向受電線圈25以非接觸方式供給電力。另外，與其相隨地，回收用線圈32分別接收在該非接觸供電中必然產生的漏磁通A，得到電力。

并且，若結束供電，該內容的信號從車輛2傳輸到供電裝置3，則支撐體51因其移動機構50的動作返回到初始狀態(tài)。即、各空氣驅動器53通過使其活塞桿下降從而使柱體52、52之間縮短。此外，所有的空氣驅動器53在縮短之后，轉動用空氣驅動器56使其活塞桿后退，從而使支撐體51倒在地表面上。

這樣，使支撐體51倒下，從而能夠抑制漏磁通回收部30因風等的影響而劣化。即、若在對車輛2不進行供電時還立起的話，則由于風等的影響而容易附著異物，此外還有較大的異物碰撞而成為故障的原因的可能性，但預先倒在地表面上，從而能夠緩和這種風等的影響。

此外，在本實施方式中，在漏磁通回收部30的輸受電裝置40也連接有電纜41，或者設置有用于進行非接觸供電的中繼供電線圈(未圖示)。由此用回收用線圈32得到的電力與第一實施方式相同經由輸受電裝置40供給到設于外部的負載。作為負載，雖然未圖示，但例如可應用如圖2所示的發(fā)光體33、設于上述車輛2的加熱器等的各種電氣器具、埋沒于設置有供電線圈15的地面的周圍的加熱器(融雪裝置)等。

在本實施方式的非接觸供電系統(tǒng)1中，在由供電線圈15和受電線圈25所夾的空間的附近以卷繞面32a與在從供電線圈15向受電線圈25供給電力時產生的漏磁通A大致正交(交叉)設置有回收用線圈32，所以回收用線圈32回收沒有用于供電而被浪費的漏磁通A(電磁場)并轉換為電力，從而能夠有效利用。即、通過將所得到的電力供給到發(fā)光體33等的負載從而能夠使周圍容易知道在非接觸供電中的情況等而能夠有效地利用。

因此，能夠高效利用從供電裝置3供給的能量，能夠提高能量利用效率。

此外，這樣，通過高效利用從供電裝置3供給的能量，從而能夠降低向周圍輻射的輻射電磁場的影響。

此外，經由支撐體51在回收用線圈32設置移動機構50，尤其是由轉動用空氣驅動器56能夠使回收用線圈32以從倒在地面?zhèn)鹊臓顟B(tài)變位為立起的狀態(tài)的方式移動，所以在如上述對車輛2不進行供電時，預先使回收用線圈32與支撐體51一起倒下，從而能夠抑制風等的影響引起的漏磁通回收部30的劣化。

此外，由空氣驅動器53將支撐體51能夠伸縮地構成，并且伴隨著支撐體51的伸縮使回收用線圈32、32之間的間隔伸縮地構成，再有，由于構成為支撐體51的前端與車輛2的底部抵接從而停止其伸長，所以能夠按照車輛2的車高使支撐體51充分伸長，與此相伴能夠使回收用線圈32向高度方向較大地分布(擴展)。因此，能夠更多地接收漏磁通A，并轉換為電力，能夠將其有效利用。

此外，本發(fā)明不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內能夠進行各種變更。

例如，在上述實施方式中，將回收用線圈32全都配置在由供電線圈15和受電線圈25所夾的空間的附近、即空間外，雖然不會降低在供電線圈15和受電線圈25之間進行的標準的受供電的效率，但如果能夠將該標準的受供電的效率維持為預先設定的高效率，則還可以使回收用線圈32的一部分位于由供電線圈15和受電線圈25所夾的空間內。這樣，由于使回收用線圈32的一部分位于由供電線圈15和受電線圈25所夾的空間內，從而能夠在漏磁通回收部30生成較多的電力，因此能夠對發(fā)光體33等的負載供給較多的電力。

此外，在上述實施方式中，具備多個(在圖示例中為5個)回收用線圈，但關于回收用線圈的數量、其線圈直徑等，能夠按照非接觸供電系統(tǒng)的設計等而任意設定。

此外，在上述實施方式中，作為移動機構50，使用了使支撐體51從倒在地面?zhèn)鹊臓顟B(tài)變位為立起狀態(tài)的轉動用空氣驅動器56，但還可以取代之，而使用使支撐體51從埋沒于地面?zhèn)鹊臓顟B(tài)變位為立起的狀態(tài)的空氣驅動器等的裝置。例如，預先在地面上挖出縱向孔，并在該縱向孔的底部配置空氣驅動器。并且，在該空氣驅動器的活塞桿的上端預先連結支撐體51，從而由該空氣驅動器的動作使支撐體升降，能夠使支撐體51從埋沒于地面?zhèn)鹊臓顟B(tài)變位為立 起的狀態(tài)。

此外，作為使支撐體51伸縮的機構，雖然使用了使柱體52、52之間伸縮的空氣驅動器53，但還能夠例如代替空氣驅動器53而使用壓縮彈簧(緊固彈簧)。

工業(yè)上的可用性

根據本發(fā)明能夠提供如下的非接觸供電系統(tǒng)，即、將在非接觸供電中沒有用于供電而被浪費的電磁場(漏磁通)作為電力回收，并能夠有效利用。

符號說明

1－非接觸供電系統(tǒng)，2－車輛(移動體)，15－供電線圈，25－受電線圈，30－漏磁通回收部，31－支撐體，32－回收用線圈，32a－卷繞面，33－發(fā)光體，40－輸受電裝置，41－電纜，50－移動機構，51－支撐體，52－柱體，53－空氣驅動器，56－轉動用空氣驅動器，A－漏磁通。