JP7602697B2 - 車両用無線給電ユニットおよび車両用無線給電システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用無線給電ユニットおよび車両用無線給電システムに関する。

近年、給電装置から走行中の車両等の移動体（以降、「車両等」）へ無線で電力を供給する、無線給電システムの開発が行われている。例えば、特許文献１には、道路の内部に無線給電装置を設置する例が開示されている。走行中の車両への無線での給電では、受電コイルを備える車両等が、道路の内部に設置された送電コイルの上を通過した際に、送電コイルから無線で電力が供給される。受電コイルで受電された電力は、車両等に搭載される二次電池等に充電される。走行中に給電することで、二次電池の容量の大型化を抑制しつつ走行距離を延ばすことができる。

無線での給電を行う送電コイルと受電コイルとは、一般的に、それぞれのコイルの中心軸の水平方向の位置が近いほど伝送効率が良いため、道路に受電コイルを設置する場合の位置決めは正確に行う必要がある。また、コイルの厚さ方向の距離が近いほど伝送効率が良いため、道路に受電コイルを設置する深さの位置決めは、正確に行う必要がある。

特開２０２２－１２３７７号公報

道路の内部に送電用コイルを設置するには、道路を掘削工事する必要がある。道路の内部に設置される送電コイルは、所定の伝送効率を得るため、道路の内部の所定の位置で、かつ所定の深さに位置決めして設置する必要がある。

本発明の目的は、道路への送電コイルの設置を簡便に行うことが可能な車両用無線給電ユニットを提供することにある。

本発明の一実施形態によれば、車両に対して無線で給電を行う車両用無線給電ユニットであって、複数の送電コイルと、道路の内部に設置され、前記複数の送電コイルを備える下部筐体と、を含み、前記複数の送電コイルは、前記下部筐体の道路と並行な一の平面上における車両の走行方向および走行方向と直交する方向のうち少なくとも一の方向に沿って配置される車両用無線給電ユニット、が提供される。

本発明の一実施形態によれば、車両用無線給電システムは、上記記載の車両用無線給電ユニットと、前記送電コイルへ電力を供給する制御装置と、前記制御装置から道路前記車両用無線給電ユニットへと電力を供給するケーブルと、車両の所定の領域への侵入を検出するセンサと、を備え、前記制御装置は、前記センサからの出力に基づいて前記送電コイルへ電力を供給するか否かの制御を行う。

本発明の一実施形態を用いることにより、道路への送電コイルの設置を簡便に行うことが可能な車両用無線給電ユニットおよび車両用無線給電システムを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムの構成を示す模式図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムの側面から見た断面模式図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムにおける電気的接続を示す模式図である。 図４Ａは、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムの配置施工方法を示す断面模式図である。 図４Ｂは、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムの配置施工方法を示す断面模式図である。 図４Ｃは、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムの配置施工方法を示す断面模式図である。 図４Ｄは、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムの配置施工方法を示す断面模式図である。 図４Ｅは、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムの配置施工方法を示す断面模式図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムにおける電気的接続を示す模式図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムの断面模式図である。 図７Ａは、本発明の一実施形態に係る上部筐体の上面図である。 図７Ｂは、本発明の一実施形態に係る凸部の側面図である。 図７Ｃは、本発明の一実施形態に係る上部筐体の上面図である。 図８Ａは、本発明の一実施形態に係る上部筐体の側面図である。 図８Ｂは、本発明の一実施形態に係る上部筐体の側面図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る上部筐体の上面図である。 図１０Ａは、本発明の一実施形態に係る筐体の側面断面図である。 図１０Ａは、本発明の一実施形態に係る筐体の上面断面図である。 図１１Ａは、本発明の一実施形態に係る支持体を上部筐体側から見たときの断面図である。 図１１Ｂは、本発明の一実施形態に係る支持体を側方から見たときの模式図である。 図１１Ｃは、本発明の一実施形態に係る筐体の側面断面図である。 図１１Ｄは、図１２Ｃの要部の拡大図である。 図１１Ｅは、本発明の一実施形態に係る支持体を上部筐体側から見たときの断面図である。 図１２Ａは、本発明の一実施形態に係る支持体を側方から見たときの模式図である。 図１２Ｂは、本発明の一実施形態に係る支持体を上部筐体側から見たときの断面図である。 図１２Ｃは、本発明の一実施形態に係る筐体をおよび支持体を側方から見たときの断面図である。 図１２Ｄは、本発明の一実施形態に係る支持体を上部筐体側から見たときの断面図である。 図１３は、本発明の一実施形態に係る下部筐体の上面図である。 図１４は、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムの側面から見たときの断面模式図である。 図１５Ａは、本発明の一実施形態に係る下部筐体の端部についての詳細断面図である。 図１５Ｂは、本発明の一実施形態に係る下部筐体の端部についての詳細断面図である。 図１５Ｃは、本発明の一実施形態に係る下部筐体の端部についての詳細断面図である。 図１５Ｄは、本発明の一実施形態に係る下部筐体の端部についての詳細上面図である。 図１５Ｅは、本発明の一実施形態に係る下部筐体の端部についての詳細上面図である。 図１６は、本発明の一実施形態に係る車両用無線給電システムの側面から見たときの断面模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

また、各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字ｘｘｘの後にＡ，Ｂまたは１，２などを付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。その他、本発明の属する分野における通常に知識を有する者であれば認識できるものである場合、特段の説明を行わないものとする。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る車両用無線給電システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

（１－１．車両用無線給電システムの構成）
図１は、車両用無線給電システム（以下、給電システム１０という）の構成を示す概略模式図である。図２は、給電システム１０の断面模式図である。図１および図２に示すように、給電システム１０は、制御装置２０および複数の送電コイルユニット３０を含む。制御装置２０および送電コイルユニット３０はケーブル１５により電気的に接続される。

制御装置２０は、ブランチケーブルから供給された交流電力を所定の周波数へと変換するとともに、送電コイルユニット３０への送電処理を制御する。制御装置２０には、インバータ、マイコン、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のほか、その他の演算処理装置の少なくとも一つが用いられる。インバータでは、送電用電力として、例えば８５ＫＨｚの周波数に変換される。制御装置２０（インバータボックスともいう）は、道路５０の側部（例えば、歩道５５）上に設けられる。制御装置２０への電力供給は、例えばブランチケーブルから行われる。

複数の送電コイルユニット３０は、筐体４０に収納されて、道路５０の内部（地中）に埋め込まれて設けられる。複数の送電コイルユニット３０および筐体４０を合わせて、車両用無線給電ユニット１００と称してもよい。具体的には、第１送電コイルユニット３０－１を基準として、車両６０の走行方向（道路５０の延びる方向）を示す第１方向Ｄ１に第２送電コイルユニット３０－２が配置される。第１送電コイルユニットを基準として、第１方向と直交する第２方向Ｄ２に第３送電コイルユニット３０－３が配置される。第２送電コイルユニット３０－２に対して第２方向であって、第３送電コイルユニット３０－３に対して第１方向に第４送電コイルユニット３０－４が配置される。各々の送電コイルユニットを分けて説明する必要がないときは、送電コイルユニット３０として説明する。

送電コイルユニット３０は、送電コイル３１、共振コンデンサ３３、およびケース３９を含む。送電コイルユニット３０では、送電コイル３１、共振コンデンサ３３によってＬＣ共振回路が形成される。

図２に示すように、送電コイル３１の設置場所は道路５０の表層部から所定の深さの地中５２となる。道路５０を走行する車両６０に設けられた受電コイル６１が送電コイルユニット３０上に配置されたとき、送電コイル３１と受電コイル６１は対向する。このとき、車両６０に搭載される受電コイル６１と送電コイル３１の距離を出来るだけ近接させた方が給電効率を高くすることができる。具体的には、送電コイル３１と、受電コイル６１との距離は、５センチメートル以上５０センチメートル以下であることが望ましい。さらに望ましくは、送電コイル３１と、受電コイル６１との距離は、３センチメートル以上である。受電コイル６１と対向する送電コイル３１に高周波電力が供給されることにより、送電コイル３１から受電コイル６１に向かって電磁誘導により磁束（交流磁束）が発生する。このとき、受電コイル６１に誘導起電力が発生する。これにより、送電コイル３１から受電コイル６１へ無線で電力を送ることができる。

受電コイル６１で受け取った電力は、車両６０に搭載されたバッテリ６３に蓄積される。バッテリ６３には、リチウムイオン電池が用いられる。なお、バッテリ６３には、リチウムイオン電池のほか、ニッケル水素電池などその他の充電可能な電池が用いられてもよい。また、バッテリ６３には、キャパシタを蓄電体として用いられるものも含む。

図１に示すように、送電コイル３１は、中央部が空洞の円環形状を有する。送電コイル３１は、導体が巻回された渦巻形状を有してもよい。また、送電コイル３１は、導体を巻回することによりプレート状に形成されてもよい。

送電コイル３１の導体には、無酸素銅を含む銅または銅合金が材料として用いられる。送電コイル３１は、銅に限定されず、アルミニウムその他の金属材料またはその合金材料が用いられてもよい。

送電コイル３１は、例えば単線、単線を複数本撚り合わせたもの（リッツ線）、または単線を複数束ねたものでもよい。また、送電コイル３１は、導体を合成樹脂材料により被覆して絶縁処理がされたエナメル線であってもよい。導体を被覆する場合の合成樹脂材料として、例えばポリウレタン樹脂，ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂およびポリアミド樹脂を用いることができる。

送電コイル３１は、いわゆる二重巻きであってもよい。送電コイル３１が二重巻きの場合、送電コイル３１のそれぞれの線材端部３７を巻回の外側とすることができ、送電コイル３１の厚さを抑制することができる。

ケース３９は、送電コイル３１および共振コンデンサ３３を内部に収容するよう備えられる。ケース３９は、送電コイル３１および共振コンデンサ３３との間に隙間ができないよう一体に成形される。ケース３９と、送電コイル３１および共振コンデンサ３３との間に隙間が生じる場合には、充填物が適宜配置されてもよい。

筐体４０は、下部筐体４１および上部筐体４３を含む。筐体４０は、下部筐体４１の上に上部筐体４３を設置した後、例えばネジなどの締結部材により締結して取り付けられる。なお、上部筐体４３と下部筐体４１とは、接着剤を用いて接着して取り付けられてもよい。

下部筐体４１は、送電コイルユニット３０の位置を規定する。下部筐体４１は、平板状に構成される。下部筐体４１は、平面状に設けられた底面部４１１を有する。本実施形態では、４つの送電コイルユニット３０が下部筐体４１の底面部４１１である同一の平面上に配置される。下部筐体４１のうち各送電コイルユニット３０が配置される領域の部分は、位置決めのため、周囲より窪んでいてもよい。また、下部筐体４１のうち各送電コイルユニット３０が配置される領域の周辺には、送電コイルユニット３０を位置決めするのための突起部が設けられてもよい。送電コイルユニット３０は、下部筐体４１に、例えばネジなどの締結部材により締結して設置される。

下部筐体４１は、合成樹脂材料により形成される。下部筐体４１の材料は、送電コイル３１から受電コイル６１への無線の給電により形成される電界および磁界への影響が少なく、かつ、温度変化による形状変化が少ないことが望ましい。好ましくは、下部筐体４１の材料は、例えば－３０℃から１２０℃までの間で熱膨張が少ないものものである。下部筐体４１の材料は、例えばポリカーボネート樹脂が用いられる。また、下部筐体４１の材料は、ポリプロピレン樹脂が用いられてもよい。

下部筐体４１は、底面部４１１を送電コイル３１が設置される面から反対の面へ貫通する配線穴４１１ａが設けられてもよい。配線穴４１１ａを挿通させることにより、各送電コイルユニット３０の線材端部３７と筐体４０の外側のケーブル１５とを、接続することができる。また、線材端部３７は、接続端子３５（コネクタともいう）を介してケーブル１５と接続される。接続端子３５を用いることにより、接続施工を容易にすることができる。

上部筐体４３は、耐荷重性が高い構造を有する。上部筐体４３は、上面部４３１および側面部４３３を有する。この例では、上部筐体４３は上面視において、下部筐体４１の底面部４１１と同じ形状を有する。側面部４３３は、締結部材（例えば、ねじ）を用いて下部筐体４１と締結される。

上部筐体４３は、下部筐体４１と同様の材料で形成することができる。すなわち、上部筐体４３の材料は、無線の給電により形成される電界および磁界への影響が少ないことが望ましい。また、上部筐体４３の材料は、温度変化による形状変化が少ないことが望ましい。好ましくは、上部筐体４３の材料は、－３０℃から１２０℃までの間で熱膨張が少ないものものである。上部筐体４３の材料は、例えばポリカーボネート樹脂が用いられる。また、上部筐体４３の材料は、ポリプロピレン樹脂が用いられてもよい。

図３は、給電システム１０における電気的接続を示す模式図である。図３に示すように、給電システム１０の筐体４０の各々の送電コイルユニット３０は、それぞれ接続端子３５に接続される。筐体４０の接続端子３５と、制御装置２０の接続端子２５とは、それぞれケーブル１５を介して接続される。すなわち、図３に示す給電システム１０では、ケーブル１５の本数が、送電コイルユニット３０の個数と同数となっている。なお、ケーブル１５は、図３では接続経路を示しているため１本の線として記載されているが、具体的には、１つの線には２本のケーブルが含まれる。

（１－２．給電システム１０の配置施工方法）
図４は、給電システム１０の配置施工方法を示す断面図である。まず、図４Ａに示すように、道路５０の側部（歩道５５）の所定の位置（第１位置Ｐ１）に制御装置２０を設置する（Ｓ１１０）。また、図４Ａにおいて、道路のうち制御装置２０の設置位置Ｐ１に対応する位置第２（第２位置Ｐ２）を掘り起こす。このとき、筐体４０およびケーブル１５が道路５０内に埋め込まれる程度の深さまで掘り起こす。次に、図４Ｂに示すように、ケーブル１５を地中５２に設置する（Ｓ１２０）。ケーブル１５は、一部を地上に露出させながら適宜固定されるように埋設されてもよい。

次に、図４Ｃに示すように、下部筐体４１を地中に設置する（Ｓ１３０）。このとき、下部筐体４１には送電コイルユニット３０があらかじめ配置されている。ケーブル１５は、接続端子３５と接続される。また、このとき、ケーブル１５は、下部筐体４１の底面部４１１に設けられた配線穴４１１ａを通り接続端子３５に接続される。なお、下部筐体４１を地中５２に設置した後に、送電コイルユニット３０を配置してもよい。

次に、図４Ｄに示すように、上部筐体４３および充填物４５を、送電コイルユニット３０が配置された下部筐体４１に取り付ける（Ｓ１４０）。なお、充填物４５は、送電コイルユニット３０が配置された下部筐体４１に上部筐体４３を設置した後から充填されてもよい。

最後に、図４Ｅに示すように、筐体４０の上面および側部を、土、砂利、コンクリートなどを用いて埋めるとともに、コンクリートまたはアスファイルト混合物により道路５０を舗装する（Ｓ１５０）。以上により、無線給電システムの配置施工処理が終了となる。なお、上述した配置施工方法は、適宜変更してもよい。また、筐体４０は、地上で下部筐体４１の上に上部筐体４３を取り付けてから、地中に配置してもよい。

道路の工事中は、工事の対象の道路の車両の通行は停止される。道路を工事する期間は短いことが望ましい。本実施形態の場合、複数の送電コイルユニット３０が配置される位置が下部筐体４１上にあらかじめ画定されている。したがって、本実施形態を用いることにより、送電コイルユニット３０を地中にそれぞれ配置する場合に比べて、容易かつ簡便に複数の送電コイル３１の位置決めが可能となる。これにより、短時間で道路への送電コイルユニット３０の設置工事を完結することができる。すなわち、送電コイルユニット３０の設置工事のために道路を封鎖する時間を短くすることができる。

＜第２実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態と異なる構成を有する給電システムについて説明する。具体的には、接続端子の構成が異なる給電システムについて説明する。

図５は、給電システム１０Ａにおける電気的接続を示す模式図である。図５に示すように、給電システム１０Ａにおいて、第１送電コイルユニット３０－１と前記第３送電コイルユニット３０－３とは、並列つなぎで接続されており、第１共通端子３５Ａ－１に接続される。第２送電コイルユニット３０－２と第４送電コイルユニット３０－４とは、並列つなぎで接続され、第２共通端子３５Ａ－２に接続される。筐体４０の第１共通接続３５Ａ―１と、制御装置２０の接続端子２５Ａ―１とが、および筐体４０の第１共通接続３５Ａ―２と、制御装置２０の接続端子２５Ａ－２とが、ケーブル１５で接続される。すなわち、図５に記載の給電システム１０Ａでは、ケーブル１５の本数が送電コイル３１の個数よりも少ない。第１送電コイルユニット３０－１と第３送電コイルユニット３０－３とは、制御装置２０の一の制御により、それぞれ同じタイミングで制御される。第２送電コイルユニット３０－２および第４送電コイルユニット３０－４の場合も同様である。第１送電コイルユニット３０－１および前記第３送電コイルユニット３０－３は、後輪側に対応し、第２送電コイルユニット３０－２および第４送電コイルユニット３０－４は、前輪側に相当する。本実施形態の場合、第１実施形態の場合よりもケーブル１５および接続端子３５の数が少なくてよいため、施工における送電コイルユニット３０側の端子と、制御装置２０側の端子との接続にかかる時間を短縮することができる。

なお、第１送電コイルユニット３０－１と前記第３送電コイルユニット３０－３とは、直列つなぎで接続され、第１共通端子３５Ａ－１に接続されてもよい。第２送電コイルユニット３０－２と第４送電コイルユニット３０－４とは、直列つなぎで接続され、第２共通端子３５Ａ－２に接続されてもよい。本実施形態の場合、第２実施形態の場合よりもケーブル１５および接続端子３５の数がさらに少なくてよいため、施工における送電コイルユニット３０側の端子と、制御装置２０側の端子との接続にかかる時間をさらに短縮することができる。

＜第３実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態と異なる構成を有する給電システムについて説明する。具体的には、下部筐体の下側に接続端子を含むシートを備える給電システムについて説明する。

図６は、給電システム１０Ｂの断面模式図である。図６に示すように、給電システム１０Ｂは、制御装置２０、複数の送電コイルユニット３０、及び筐体４０に加えて、シート体７０を含む。

シート体７０は、下部筐体４１の下側に設けられる。シート体７０は、接続部７２（導電部ともいう）を有してもよい。接続部７２は、各々の送電コイルユニット３０に対応して設けられる。これにより、下部筐体４１に送電コイルユニット３０が配置されていない場合においても送電コイルユニット３０の位置決めが容易になる。また、本実施形態において、地中５２に配置されたケーブル１５と、送電コイルユニット３０に接続された線材端部３７とは、接続部７２を介して接続することができる。接続部７２は、接続端子（コネクタ）としての機能を有する。そのため、ケーブル１５および線材端部３７を容易に接続することができる。したがって、より短時間で送電コイルユニット３０の設置工事を完結することができる。

＜第４実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態と異なる給電システムについて説明する。具体的には、上部筐体４３の上面部４３１Ｃに案内部を有する給電システムについて説明する。

図７Ａは、上部筐体４３Ｃの上面図であり、図７Ｂは、凸部の側面図である。図７Ａに示すように、本実施形態では、上部筐体４３Ｃの上面部４３１Ｃには、送電コイルユニット３０の配置される場所に対応して車両６０の走行方向（第１方向Ｄ１）に複数の凸部４３１Ｃａが離隔して設けられる。車両６０の運転者は、凸部４３１Ｃａを目安に車両６０を運転して道路５０を走行する。具体的には、運転者は、車両６０が凸部４３１Ｃａの上を通過することにより生じる振動を認識して、例えば車両６０の速度または走行する位置を制御する。車両６０は、道路５０の内部に配置されている送電コイルユニット３０の上を通過する。このとき、運転者が、凸部４３１Ｃａによる振動が生じるよう車両６０の位置を制御することにより、車両６０に備えられる送電コイル３１を、受電コイル６１の位置で対向させることができるので、車両６０への給電効率を高めることができる。上記において、複数の凸部４３１Ｃａは車両６０を送電コイルが配置されている場所に案内するための案内部として用いることができる。

また、上部筐体４３Ａの上面部４３１Ｃは、道路５０の表面に露出してもよい。上部筐体４３Ａの上面部４３１Ｃが道路５０の表面に露出することにより、受電コイル６１との距離をさらに近づけることができる。また、この場合において、上面部４３１Ｃが複数の凸部４３１Ｃａを有するので、車両６０が上面部４３１Ｃを通過するときにスリップすることが抑えられる。

また、凸部４３１Ｃａは、図７Ｃに示すように、短手部分４３１Ｃａ１が先細る断面形状を有してもよい。これにより、より効果的にスリップを抑えることができる。また、凸部４３１Ｃａの長手部分４３１Ｃａ２は、雨水を道路５０の側部に流しやすくするために、車両６０の走行方向（第１方向Ｄ１）に直交する方向（第２方向Ｄ２）に延伸することが望ましい。また、図７Ｃに示すように、凸部４３１Ｃａは、道路５０の側部（歩道５５）側に向かって狭まる形状を有してもよい。これにより、さらに効率的に雨水を道路５０の側部に流すことができる。

図８Ａおよび図８Ｂは、上部筐体４３Ｃの断面図である。図８Ａに示すように、上部筐体４３Ｃの上面部４３１Ｃは、道路５０の中央から両側の側部（歩道５５）にそれぞれ向う傾斜を有してもよい。また、図８Ｂに示すように、上部筐体４３Ｃの上面部４３１Ｃは、道路５０の一方の側部（歩道５５）から他方の側部に一様に向かう傾斜を有してもよい。これにより、効率的に効率的に雨水を道路５０の側部に流すことができる。

なお、本実施形態において、上面部４３１Ｃが露出しない場合には、上部筐体４３Ｃ上にアスファイルト混合物などの舗装部材が舗装されてもよい。この場合、上面部４３１Ｃが道路５０の表面の一部を構成してもよい。

また、本実施形態では、上面部４３１Ｃに凸部４３１Ｃａを有する例を示したが、上面部４３１Ｃに凹部が設けられてもよいし、上面部４３１Ｃに白線のように色付けされた標識またはデジタルサイネージのような表示装置が設けられてもよい。いずれも、車両６０を送電コイルが配置されている場所に案内するための案内部として用いることができる。

また、本実施形態では、凸部が第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に沿って設けられる例を示したが、本発明はこれに限定されない。図９は、上部筐体４３Ｃの上面図である。図９に示すように、凸部４３１Ｃａは、道路５０の走行方向と直交して配置される停止線４８に向かって第１方向Ｄ１（車両６０の走行方向）あるいは第１方向から上部筐体４３Ｃの内側に傾いた方向に沿って設けられてもよい。これにより、運転者は、凸部４３１Ｃａを目安に道路５０を走行することにより、車両６０が送電コイルユニット３０の上を通過することが可能となる。これにより、送電コイル３１と、受電コイル６１とは、位置のズレ量が抑制されて対向して配置されることになり、車両６０への給電効率を高めることができる。

＜第５実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態と異なる給電システムについて説明する。具体的には、上部筐体と下部筐体４１との間に設けられた支持体を有する給電システムについて説明する。

図１０Ａは、筐体４０Ｄの断面図である。図１０Ｂは、筐体４０Ｄの平面図である。図１０Ａに示すように、本実施形態では、筐体４０Ｄは、下部筐体４１および上部筐体４３に加えて支持体４７を含む。この例では、支持体４７は、隣接する送電コイルユニット３０の間に配置される。支持体４７は、上部筐体４３および下部筐体４１に挟まれて設けられる。支持体４７は、上部筐体４３と下部筐体４１とを支持する機能を有する。支持体には、上部筐体４３と同様の材料が用いられてもよい。支持体４７を有することにより、筐体４０の剛性を高めることができる。

図１１Ａは、支持体４７を上部筐体４３側から見たときの断面である。図１１Ｂは、支持体４７を側方から見たときの模式図である。図１１Ｃおよび図１１Ｄは、筐体４０Ｅの断面図およびその詳細図である。図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、支持体４７は、下部筐体４１または上部筐体４３側から見たときに筒状（円筒）形状を有してもよい。また、図１１Ｂに示すように、支持体４７は、長手方向（高さ方向）の一部にケーブル類を挿通可能な取出穴４７ａを有してもよい。また、図１１Ｃに示すように、支持体４７は、送電コイルユニット３０に隣接して設けられてもよい。支持体４７が、送電コイルユニット３０の線材端部３７の近傍に配置されている場合、送電コイルユニット３０の接続端子３５に接続された線材端部３７が孔４５ａを介して支持体４７の中に引き回され、筐体４０の外側に導出される。これにより、筐体４０Ｃの剛性を高めることができるとともに、線材端部３７の引き回しが簡単になる。したがって、本実施形態を用いることにより、容易かつ簡便に位置決めが可能で短時間で送電コイルユニット３０の設置工事を完結することができる。

なお、本実施形態において、支持体４７は、隣接する送電コイルユニット３０の間など、局所的に設けられる例を示したが、本発明はこれに限定されない。支持体４７は、筐体４０に、図１１Ｅに示すように六角形の筒型形状を有しており、複数の支持体４７がハニカム状に隣接して設けられてもよい。これにより、さらに筐体４０の剛性を高めることができる。また、支持体４７は、筒状の形状として、六角形の筒型形状のほか、四角形または八角形のような多角形の筒型形状を有してもよい。

また、本実施形態では、下部筐体４１または上部筐体４３側から見たときに筒型（円筒）形状を有する例を示したが、本発明はこれに限定されない。図１２Ａは、支持体４７を側面から見たときの模式図である。図１２Ｂは、上面から見たときの断面図である。図１２Ｃは、筐体４０Ｅの断面模式図である。図１２Ａ～Ｃに示すように、支持体４７は、上部筐体４３側と、下部筐体４１側に分離して設けられてもよい。このとき、支持体４７は、円柱形状を有しつつ、高さ方向の一部にケーブル類を挿通可能な孔４５ａを有してもよい。これにより、送電コイルユニット３０に接続された線材端部３７を引き回しやすくなる。なお、この場合、支持体４７は円柱に限定されず、図１２Ｄのように、六角柱のような多角柱であってもよい。

＜第６実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態と異なる給電システムについて説明する。具体的には、下部筐体４１に排水用の溝を有する給電システムについて説明する。

図１３は、本実施形態に掛かる下部筐体４１Ｆの模式図である。図１３に示すように、下部筐体４１Ｆは、溝Ｆｍと貫通孔４１Ｆｋを備える。溝Ｆｍは、下部筐体４１Ｆの複数の送電コイルユニット３０が設置される面を、送電コイルユニット３０が設置される夫々の領域に、区分するよう形成される。貫通孔４１Ｆｋは、下部筐体４１Ｆの一部に、溝４１Ｆｍと連なって設けられる。これにより、筐体の内側に水が浸入した場合に、下部筐体４１の、送電コイル３１が設置される面側の水を、溝Ｆｍおよび貫通孔Ｆｋを流通させて、下部筐体４１の送電コイル３１が設置される面と反対側に排水することができる。

＜第７実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態と異なる給電システムについて説明する。具体的には、センサを有する給電システムについて説明する。

図１４は、給電システム１０Ｇの断面模式図である。図１４に示すように、給電システム１０Ｇは、制御装置２０およびセンサ８０を含む。センサ８０は、歩道５５の一部に配置されてもよいし、送電コイルユニット３０に配置されてもよいし、筐体４０の内側に配置されてもよい。例えば、センサが、車両６０が所定の領域に入ってきたことを検出した際、制御装置２０は送電コイル３１に電流を流してもよい。また、制御装置２０は、送電コイル３１への出力を開閉する送電スイッチを有してもよい。

＜第８実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態と異なる給電システムについて説明する。具体的には、筐体を連結する連結部を有する無線給電ユニットについて説明する。

図１５Ａは、下部筐体４１Ｊの端部を拡大した断面図である。下部筐体４１Ｊは、車両６０の走行方向（第１方向Ｄ１）における端部に、連結部４１Ｊａを備える。下部筐体４１Ｊは、連結部４１Ｊａにより、車両の走行方向に隣接する他の下部筐体４１Ｊと締結部材４１０により連結することができる。連結部４１ａは、厚さ方向に貫通した複数の連結穴４１Ｊａｈを備える。下部筐体４１は、他の下部筐体４１と車両の走行方向における端に備えられる連結部４１Ｊａにより連結される。下部筐体４１の端は、他の下部筐体４１の端と、当接して連結されてもよい。

図１５Ｂおよび図１５Ｃは、下部筐体４１の端部断面図である。図１５Ｄおよび図１５Ｅは、下部筐体４１Ｊの端部平面図である。下部筐体４１Ｊは、間隙部材４６を介して他の下部筐体４１Ｊと連結してもよい。この場合、間隙部材４６Ｊは、一の下部筐体４１Ｊにおける車両の進行方向における前方の連結部４１Ｊａと他の下部筐体４１における車両の進行方向における後方の連結部４１ａとを締結部材４１０により連結する。図１５Ｃに示すように、間隙部材４６は、下部筐体４１Ｊの連結部４１Ｊａと対応した段形状を有し、下部筐体４１Ｊの連結部４１Ｊａの連結穴４１Ｊａｈと対応した連結穴４６ｈを有する。間隙部材４６は、一の下部筐体４１Ｊと連結する一端側と他の下部筐体４１Ｊと連結する他端側とにそれぞれ段形状を有する。

間隙部材４６の一端側の連結部４１Ｊａと他端側の連結部４１Ｊａとは、図１５Ｄに示すように平行でもよく、また、図１５Ｅに示すように所定の角度を有していてもよい。図１５Ｅに示すように、間隙部材４６の一端側と他端側とが所定の角度を有する場合、間隙部材４６により連結される他の下部筐体４１Ｊは、一の下部筐体４１Ｊに対して所定の角度を有する。これにより、曲がった道路であっても、下部筐体４１Ｊを所定の位置に設置することができる。

（変形例）
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、処理の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

上部筐体４３は、下部筐体４１と異なる材料を有してもよい。上部筐体４３は、道路５０上に水を残るの防ぐために、透湿性の材料を含むことが望ましい。一方、下部筐体４１は、送電コイルユニット３０の近傍に水分が残ることを防止するために、吸湿性の材料を有してもよい。吸湿性の材料としては、例えばナイロン樹脂を用いることができる。

本発明の第１実施形態では、下部筐体４１に４つの送電コイルユニットが配置される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、下部筐体４１は、２輪車に適合するように２つの送電コイルユニットが、２輪車の走行方向に沿って配置されてもよい。また、下部筐体４１は、車両の大きいトラックに適合するように、例えば８つの送電コイルユニットが配置されてもよい。この場合において、送電コイルユニットは、車両の走行方向に沿って４つ、かつ、車両の走行方向と直交方向に沿って、それぞれ２つずつの計８つ配置されてもよい。

本発明の第１実施形態では、上部筐体４３の上面部４３１は、上面視において下部筐体４１の底面部４１１と同じ形状を有する例を示したが、本発明はこれに限定されない。上部筐体４３の上面部４３１の面の形状は、上面視において下部筐体４１の底面部４１１よりも大きくてもよい。これにより、筐体４０の内部に雨水が直接浸入することを防止することができる。

本発明の第１実施形態では、上部筐体４３が側面部４３３を有する例を示したが、本発明はこれに限定されない。上部筐体４３ではなく下部筐体４１が側面部を有してもよい。このとき、上部筐体４３の上面部４３１の面の形状を、下部筐体４１の底面部４１１の面よりも大きくすることにより、上部筐体４３を蓋のように用いることができるとともに、筐体４０の内部に雨水が直接浸入することを防止することができる。

本発明の第１実施形態では、上部筐体４３は、合成樹脂材料により形成される場合を示したが、強度向上の観点から合成樹脂材料に加えて強化繊維を有してもよい。この場合において、上部筐体４３が有する強化繊維は、送電コイル３１と受電コイルとの間の無線で電力を供給する際の磁界および電界を遮へいするもの以外であれば用いることができる。例えば、上部筐体４３は、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ；繊維強化樹脂）で形成されてもよい。上部筐体４３をＦＲＰで形成する場合には、強化繊維としては例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維を用いることができる。

本発明の第１実施形態では、下部筐体４１の下側からケーブル１５が接続される例を示したが、本発明はこれに限定されない。図１６は、給電システム１０Ｋの断面図である。図１６に示すように、例えば、側面部にケーブル１５が接続するための接続端子３５が設けられてもよい。この場合、側面部は、下部筐体４１または上部筐体４３のいずれに設けられても良い。これにより、道路部分の土砂の掘削量を減らすことができ、より短時間で送電コイルユニット３０の設置工事を完結することができる。

下部筐体４１は、送電コイルユニットの位置決めできればよく、可撓性を有してもよい。下部筐体４１は、例えば、シートであり、ロール状に丸めることができてもよい。

本発明の一実施形態によれば、車両に対して無線で給電を行う車両用無線給電ユニット１００であって、複数の送電コイルと、道路の内部に設置され、前記複数の送電コイルを備える下部筐体と、を含み、前記複数の送電コイルは、前記下部筐体の道路と並行な一の平面上における車両の走行方向および走行方向と直交する方向のうち少なくとも一の方向に沿って配置される車両用無線給電ユニット１００、が提供される。したがって、送電コイルユニット３０を地中にそれぞれ配置する場合に比べて、容易かつ簡便に複数の送電コイル３１の位置決めが可能となる。また、本発明の一実施形態の車両用無線給電ユニット１００により、送電コイルユニット３０の単体の場合より大きな面積でユニットを支えることができるので、コイルの地中での深さや傾きが変化するのを抑制できる。また、本発明の一実施形態の車両用無線給電ユニット１００により、送電コイルユニット３０の単体より重量が重くなることから、外部から振動を受けても応答を低減でき、耐久性の向上が期待できる。また、本発明の一実施形態の車両用無線給電ユニット１００により、施工作業者の技量によらず、正確な位置にコイルを埋設施工できる。

車両用無線給電ユニット１００において、複数の送電コイル３１は、道路における車両の走行方向と直行する方向に沿って配置されてもよい。したがって、送電コイルユニット３０を地中に道路５０における車両６０の走行方向と直行する方向に沿ってそれぞれ配置する場合に比べて、容易かつ簡便に複数の送電コイル３１の位置決めが可能となる。

車両用無線給電ユニット１００において、下部筐体４１は、送電コイル３１が配置される面に、排水のための溝４１Ｆｍを有してもよい。これにより、下部筐体４１の送電コイル３１が設置される面側の水を、溝Ｆｍを流通させて排水することができる。

車両用無線給電ユニット１００において、下部筐体４１は、下部筐体４１の複数の送電コイル３１が配置される面における一方側から他方側へ貫通する貫通孔４１Ｆｋを有し、貫通孔４１Ｆｋは、溝４１Ｆｍに連なって設けられてもよい。これにより、下部筐体４１の送電コイル３１が設置される面側の水を、貫通孔４１Ｆｋを流通させて、下部筐体４１の送電コイル３１が設置される面と反対側に排水することができる。

車両用無線給電ユニット１００において、下部筐体４１は、車両６０の走行方向における前方及び後方の端部に、他の下部筐体４１と連結するための連結部４１Ｊａを有してもよい。これにより、下部筐体４１は、他の下部筐体４１と車両の走行方向における端に備えられる連結部４１Ｊａにより、設置する位置が特定されるので、簡便に位置決めすることができる。また、下部筐体４１は、他の下部筐体４１と車両６０走行方向における端に備えられる連結部４１Ｊａにより連結されるので、道路５０を介して伝達される車両６０の走行による力を分散させることができる。

車両用無線給電ユニット１００において、下部筐体４１上に備えられ、上方からの荷重に耐えるとともに、内部への水の侵入を防ぐ上部筐体４３を有してもよい。これにより、筐体４０は、道路５０を介して伝えられる力に耐えるとともに、筐体４０の内部への水の侵入を防ぐことができる。

車両用無線給電ユニット１００において、上部筐体４３からの荷重を前記下部筐体４１に伝える支持体４７を有してもよい。これにより、筐体４０は、上方からの荷重に、さらに耐えることができる。

車両用無線給電ユニット１００において、支持体４７はケーブル類を収容可能な筒状形状を有し、筒状形状の軸線方向における一端は上部筐体４３に接するとともに、他の端は下部筐体４１に接しており、上部筐体４３と下部筐体４１との間の位置にケーブル類の取出穴４７ａを有してもよい。これにより、支持体４７は、上部筐体からの荷重を下部筐体に伝達するとともに、筒状形状内に収容した線材を取出穴４７ａから取り出すことができ、筐体４０内の線材の引き回しを簡素化することができる。

車両用無線給電ユニット１００の上部筐体４３は、上面４３１が道路５０として舗装されており、上面４１１が道路５０の表面の一部を構成してもよい。これにより、車両用無線給電ユニット１００は、筐体４０を道路５０に埋設した後の筐体４０の上面４３１の舗装をする必要がないので、工期を短くすることができる。

車両用無線給電ユニット１００は、上部筐体４３の上面４３１に車両６０を案内する案内部を有してもよい。これにより、車両用無線給電ユニット１００は、案内部により、車両６０を上部筐体４３の上面４３１の所定の位置に案内することが可能となる。

車両用無線給電ユニット１００において、案内部は、断面形状が凸部形状であり、かつ平面視において長方形状であり、案内部の長方形状の車両の走行方向における先端は、長方形状の車両の走行方向における後端より、車両の走行方向と直交方向における中央側に配置されてもよい。これにより、車両用無線給電ユニット１００は、案内部を通過する車両６０に車輪を通じて振動を生じさせて、運転者に走行位置を認識させることで、所定の位置に案内することが可能となる。

車両用無線給電ユニット１００において、複数の送電コイル３１は、並列つなぎで接続されてもよい。これにより、車両用無線給電ユニット１００の複数の送電コイル３１への給電を、より少ない本数のケーブル１５で行うことができる。

本発明の一実施形態によれば、車両用無線給電システムは、上記の車両用無線給電ユニット１００と、送電コイル３１へ電力を供給する制御装置２０と、制御装置２０から車両用無線給電ユニット１００へと電力を供給するケーブル１５と、車両の所定の領域への侵入を検出するセンサ８０と、を備え、制御装置２０は、センサ８０からの出力に基づいて送電コイル３１へ電力を供給するか否かの制御を行う。これにより、車両用無線給電システムは、センサ８０が所定の領域へ侵入する車両を検出した場合に、制御装置２０が複数の送電コイル３１へ電力を供給を行い、センサ８０が車両を検出しない場合に、制御装置２０が複数の送電コイル３１への電力の供給を行わない制御を行うことで、電力の無駄を省くことが可能となる。

１０・・・給電システム，１５・・・ケーブル，２０・・・制御装置，２５・・・接続端子，３０・・・送電コイルユニット，３１・・・送電コイル，３３・・・共振コンデンサ，３５・・・接続端子，３５Ａ－１・・・第１共通端子，３５Ａ－２・・・第２共通端子，３７・・・線材端部，３９・・・ケース，４０・・・筐体，４１・・・下部筐体，４１Ｆｍ・・・溝，４１Ｆｋ・・・貫通孔，４３・・・上部筐体，４５・・・充填物，４５ａ・・・孔，４７・・・支持体，５０・・・道路，５５・・・歩道，６０・・・車両，６１・・・受電コイル，６３・・・バッテリ，７０・・・シート体，７２・・・接続部，８０・・・センサ，１００・・・車両用無線給電ユニット，４１１・・・底面部，４１１ａ・・・配線穴，４３１・・・上面部，４３１Ｃａ・・・凸部，４３１Ｃａ１・・・短手部分，４３１Ｃａ２・・・長手部分，４３３・・・側面部

Claims (9)

1. 車両に対して無線で給電を行う車両用無線給電ユニットであって、
   複数の送電コイルと、
   道路の内部に設置され、前記複数の送電コイルを備える下部筐体と、を含み、
   前記複数の送電コイルは、前記下部筐体の道路と並行な一の平面上における車両の走行方向および前記走行方向と直交する方向のうち少なくとも一の方向に沿って配置され、
   前記下部筐体は、前記送電コイルが配置される面に排水のための溝を有する、
   車両用無線給電ユニット。
2. 前記下部筐体は、前記下部筐体の前記複数の送電コイルが配置される面における一方側から他方側へ貫通する貫通孔を有し、
   前記貫通孔は、前記溝に連なって設けられる請求項１に記載の車両用無線給電ユニット。
3. 車両に対して無線で給電を行う車両用無線給電ユニットであって、
   複数の送電コイルと、
   道路の内部に設置され、前記複数の送電コイルを備える下部筐体と、を含み、
   前記複数の送電コイルは、前記下部筐体の道路と並行な一の平面上における車両の走行方向および前記走行方向と直交する方向のうち少なくとも一の方向に沿って配置され、
   前記下部筐体は、前記車両の走行方向における前方及び後方の端部に、他の下部筐体と連結するための連結部を有する、
   車両用無線給電ユニット。
4. 車両に対して無線で給電を行う車両用無線給電ユニットであって、
   複数の送電コイルと、
   道路の内部に設置され、前記複数の送電コイルを備える下部筐体と、
   前記下部筐体上に備えられ、上方からの荷重に耐えるとともに、内部への水の侵入を防ぐ上部筐体と、を含み、
   前記上部筐体からの荷重を前記下部筐体に伝える支持体と、を含み、
   前記複数の送電コイルは、前記下部筐体の道路と並行な一の平面上における車両の走行方向および前記走行方向と直交する方向のうち少なくとも一の方向に沿って配置される、
   車両用無線給電ユニット。
5. 前記支持体は、ケーブル類を収容可能な筒状形状を有し、
   前記筒状形状の軸線方向における一端は前記上部筐体に接するとともに、他の端は前記下部筐体に接しており、前記上部筐体と前記下部筐体との間の位置にケーブル類の取出穴を有する請求項４に記載の車両用無線給電ユニット。
6. 前記上部筐体は、上面が道路として舗装されており、
   前記上面が前記道路の表面の一部を構成する請求項５に記載の車両用無線給電ユニット。
7. 前記上部筐体の上面に車両を案内する案内部を有する請求項６に記載の車両用無線給電ユニット。
8. 前記案内部は、断面形状が凸部形状であり、かつ平面視において長方形状であり、
   前記案内部の前記長方形状の車両の走行方向における先端は、前記長方形状の車両の走行方向における後端より、前記車両の走行方向と直交方向における中央側に配置される請求項７に記載の車両用無線給電ユニット。
9. 複数の送電コイルを含み、車両に対して無線で給電を行う車両用無線給電ユニットと、
   前記送電コイルへ電力を供給する制御装置と、
   前記制御装置から道路前記車両用無線給電ユニットへと電力を供給するケーブルと、
   車両の所定の領域への侵入を検出するセンサと、を備え、
   前記車両用無線給電ユニットは、前記複数の送電コイルと、道路の内部に設置され、前記複数の送電コイルを備える下部筐体と、を含み、
   前記複数の送電コイルは、前記下部筐体の道路と並行な一の平面上における車両の走行方向および前記走行方向と直交する方向のうち少なくとも一の方向に沿って配置され、
   前記制御装置は、前記センサからの出力に基づいて前記送電コイルへ電力を供給するか否かの制御を行う、
   車両用無線給電システム。