JP7637648B2 - Non-contact power supply device - Google Patents
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Description
本発明は、軌道を走行する車両に設けられた集電コイルとの間で非接触給電を行う非接触給電装置に関するものである。 The present invention relates to a non-contact power supply device that provides non-contact power supply between a current collecting coil installed on a vehicle traveling on a track.
軌道を走行する車両に設けられた集電コイルとの間で非接触給電を行う非接触給電装置が知られている。 A non-contact power supply device is known that provides non-contact power supply between a current collecting coil installed on a vehicle traveling on a track.
特開2010-125974号公報(特許文献1)には、鉄道車両用非接触給電システムにおいて、軌道上に敷設される鉄道レール間に配置され、鉄道レールへの磁気的影響が低減される給電コイルと、給電コイルに給電する高周波電源と、鉄道レールを走行する車両の底部に配置され、走行時に給電コイルに対向し、鉄道レールへの磁気的影響が低減される集電コイルとを備えた技術が開示されている。 JP 2010-125974 A (Patent Document 1) discloses a technology for a contactless power supply system for railway vehicles, which includes a power supply coil that is placed between rails laid on a track and reduces the magnetic effect on the rails, a high-frequency power source that supplies power to the power supply coil, and a current collecting coil that is placed at the bottom of a vehicle that runs on the rails, faces the power supply coil when the vehicle is running, and reduces the magnetic effect on the rails.
特開2016-175583号公報(特許文献2)には、非接触給電装置において、第一レール及び第二レールの間の領域のうち第一レールに近い領域に第一レールに並行して配置される第一導線と、第一導線とともに第一レールを挟む位置に第一レールに並行して配置される第二導線と、第一レール及び第二レールの間の領域のうち第二レールに近い領域に第二レールに並行して配置される第三導線と、第三導線とともに第二レールを挟む位置に第二レールに並行して配置される第四導線と、を備える技術が開示されている。 JP 2016-175583 A (Patent Document 2) discloses a technology in which, in a contactless power supply device, a first conductor is arranged parallel to the first rail in a region between a first rail and a second rail that is close to the first rail, a second conductor is arranged parallel to the first rail in a position that sandwiches the first rail together with the first conductor, a third conductor is arranged parallel to the second rail in a region between the first rail and a second rail that is close to the second rail, and a fourth conductor is arranged parallel to the second rail in a position that sandwiches the second rail together with the third conductor.
特開2015-27149号公報(特許文献3)には、所定の方向に走行する移動体に対して非接触で電力を供給する非接触給電装置において、移動体に設けられた受電コイルに対して、少なくとも磁気的な結合によって非接触で電力を送電する送電コイルと、送電コイルの電力を制御する制御手段とを備える技術が開示されている。上記特許文献3に記載された技術では、制御手段は、移動体の動きに基づいて複数の切替部を制御する。 JP 2015-27149 A (Patent Document 3) discloses a technology for a contactless power supply device that supplies power to a moving body traveling in a predetermined direction in a contactless manner, the technology comprising a power transmission coil that transmits power contactlessly by at least magnetic coupling to a power receiving coil provided on the moving body, and a control means that controls the power of the power transmission coil. In the technology described in Patent Document 3, the control means controls multiple switching units based on the movement of the moving body.
軌道を走行する移動体即ち車両に設けられた集電コイルとの間で連続的に非接触給電を行う非接触給電装置において、非接触給電装置に備えられ、走行している移動体に非接触給電を行うための地上コイルとしての給電コイル(送電コイル)は、移動体が移動する領域の全域即ち軌道全体に敷設される必要があり、長尺ループコイルよりなることが望ましい。 In a non-contact power supply device that continuously supplies power non-contact between a moving object, i.e., a vehicle, traveling on a track, and a power supply coil (power transmission coil) that is provided in the non-contact power supply device and acts as a ground coil for non-contact power supply to the traveling moving object, needs to be installed over the entire area in which the moving object moves, i.e., over the entire track, and is preferably made of a long loop coil.
一方、給電コイルが長尺ループコイルよりなる場合、給電コイルのうち集電コイル(受電コイル)と対向していない部分は、集電コイルとの間で非接触給電を行うという機能上不要な部分であり、損失を増大させ、送電効率を低下させる要因となる。 On the other hand, when the power supply coil is a long loop coil, the part of the power supply coil that does not face the power collecting coil (power receiving coil) is unnecessary for the function of contactless power supply between the power collecting coil and the power supply coil, and this increases losses and reduces power transmission efficiency.
従って、送電効率を向上させる観点からは、軌道全体をそれぞれ一定の長さを有する複数のセクションに分割し、複数のセクションのうち移動体に設けられた集電コイルと対向しているセクションのみに選択的に電流を通電即ち通流する方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、給電コイルと並行したフィーダーケーブルを敷設する必要があり、非接触給電装置の設置コストが増大する。 Therefore, from the perspective of improving power transmission efficiency, a possible method would be to divide the entire track into multiple sections, each with a fixed length, and selectively pass current through only those sections that face the current collecting coil installed on the moving body. However, this method requires the installation of a feeder cable in parallel with the power supply coil, which increases the installation costs of the contactless power supply device.
即ち、従来の非接触給電装置では、給電コイルの損失を低減できず送電効率を向上できないか、又は、フィーダーケーブルを省略できず設置コストを低減することができない。 In other words, with conventional non-contact power transfer devices, it is not possible to reduce losses in the power transfer coil and therefore improve power transfer efficiency, or it is not possible to omit the feeder cable and therefore it is not possible to reduce installation costs.
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、軌道を走行する車両に設けられた集電コイルとの間で非接触給電を行う非接触給電装置において、給電コイルの損失を低減させ、送電効率を向上させることができ、且つ、フィーダーケーブルを省略し、設置コストを低減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。 The present invention has been made to solve the problems of the conventional technology as described above, and aims to provide a contactless power supply device that provides contactless power supply between a current collecting coil provided on a vehicle traveling on a track, reduces loss in the power supply coil, improves power transmission efficiency, and eliminates the need for a feeder cable, reducing installation costs.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 A brief summary of the representative inventions disclosed in this application is as follows:
本発明の一態様としての非接触給電装置は、軌道を走行する車両に設けられた集電コイルとの間で非接触給電を行う非接触給電装置である。当該非接触給電装置は、軌道に沿った第1方向に配列され、且つ、集電コイルと対向可能な2Nターン(Nは1以上の整数)の第1ループコイルをそれぞれ形成するためのM個(Mは5以上の整数)のコイルユニットと、M個のコイルユニットよりなるコイルユニット群の第1方向における第1の側の第1コイルユニット群端部に接続され、M個のコイルユニットのいずれかに電流を通流する電源と、を備えている。M個のコイルユニットの各々は、第1方向に延在する第1線よりも、第1方向と交差する第2方向における第2の側に配置され、且つ、第1方向にそれぞれ延在する2N本の第1導線と、第1線よりも、第2方向における第2の側と反対側に、2N本の第1導線から離れて配置され、且つ、第1方向にそれぞれ延在する2N本の第2導線と、2N本の第1導線及び2N本の第2導線の間の接続を切り替える接続切替部と、を有する。電源は、第1端子と、第1端子と反対側の第2端子と、を有する。M個のコイルユニットの各々において、接続切替部は、2N本の第1導線及び2N本の第2導線の各々が互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された2N本の第1導線及び2N本の第2導線により第1ループコイルが形成される第1状態と、2N本の第1導線及び2N本の第2導線のうち、N本の第1導線及びN本の第2導線を2N本の第3導線とし、2N本の第1導線及び2N本の第2導線のうち、2N本の第3導線以外のN本の第1導線及びN本の第2導線を2N本の第4導線としたとき、2N本の第3導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の第3導線により第1給電線が形成され、2N本の第4導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の第4導線により第2給電線が形成される第2状態と、を切り替える。当該非接触給電装置は、更に、M個のコイルユニットの各々がそれぞれ有するM個の接続切替部の動作を制御する制御部を備えている。集電コイルが、M個のコイルユニットのうち、第1コイルユニット群端部からL番目(Lは3以上M-2以下の整数)のコイルユニットである第1コイルユニットと対向しているとき、制御部は、第1コイルユニットにおいて、接続切替部が第1状態に切り替えられることにより第1ループコイルが形成されるように、接続切替部の動作を制御し、M個のコイルユニットのうち、第1コイルユニットよりも第1方向における第1の側に配置された(L-1)個のコイルユニットである(L-1)個の第2コイルユニットの各々において、接続切替部が第2状態に切り替えられることにより第1給電線及び第2給電線が形成されるように、接続切替部の動作を制御する。(L-1)個の第2コイルユニットの各々でそれぞれ形成される(L-1)個の第1給電線は、(L-1)個の第2コイルユニットに亘って互いに直列に接続され、(L-1)個の第2コイルユニットの各々でそれぞれ形成される(L-1)個の第2給電線は、(L-1)個の第2コイルユニットに亘って互いに直列に接続される。互いに直列に接続された(L-1)個の第1給電線よりなる第1給電線群の第1方向における第1の側の第1端部は、電源の第1端子に接続され、互いに直列に接続された(L-1)個の第2給電線よりなる第2給電線群の第1方向における第1の側の第2端部は、電源の第2端子に接続される。第1給電線群の第1方向における第1の側と反対側の第3端部は、第1コイルユニットにより形成される第1ループコイルの第3端子に接続され、第2給電線群の第1方向における第1の側と反対側の第4端部は、第1コイルユニットにより形成される第1ループコイルの第3端子と反対側の第4端子に接続される。 A non-contact power supply device according to one aspect of the present invention is a non-contact power supply device that performs non-contact power supply between a collector coil provided on a vehicle traveling on a track. The non-contact power supply device includes M coil units (M is an integer of 5 or more) arranged in a first direction along the track and each of which forms a first loop coil of 2N turns (N is an integer of 1 or more) that can face the collector coil, and a power source connected to an end of the first coil unit group on the first side in the first direction of the coil unit group consisting of the M coil units and that passes a current through any of the M coil units. Each of the M coil units includes 2N first conducting wires arranged on a second side in a second direction intersecting the first direction from a first line extending in the first direction and each extending in the first direction, 2N second conducting wires arranged on an opposite side to the second side in the second direction from the first line and away from the 2N first conducting wires and each extending in the first direction, and a connection switching unit that switches connections between the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires. The power source includes a first terminal and a second terminal opposite to the first terminal. In each of the M coil units, the connection switching unit switches between a first state in which the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires are connected in series to each other, and a first loop coil is formed by the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires connected in series to each other, and a second state in which, when N first conducting wires and N second conducting wires of the 2N first conducting wires and 2N second conducting wires are defined as 2N third conducting wires, and N first conducting wires and N second conducting wires of the 2N first conducting wires and 2N second conducting wires other than the 2N third conducting wires are defined as 2N fourth conducting wires, the 2N third conducting wires are connected in parallel to each other, and a first power supply line is formed by the 2N third conducting wires connected in parallel to each other, and the 2N fourth conducting wires are connected in parallel to each other, and a second power supply line is formed by the 2N fourth conducting wires connected in parallel to each other. The contactless power supply device further includes a control unit that controls the operation of M connection switching units that each of the M coil units has. When the current collecting coil faces a first coil unit that is an L-th coil unit (L is an integer of 3 or more and M-2 or less) from an end of a first coil unit group among the M coil units, the control unit controls the operation of the connection switching unit in the first coil unit so that a first loop coil is formed by switching the connection switching unit to a first state, and controls the operation of the connection switching unit in each of (L-1) second coil units that are (L-1) coil units arranged on a first side in the first direction from the first coil unit among the M coil units so that a first power supply line and a second power supply line are formed by switching the connection switching unit to a second state. The (L-1) first power supply lines formed in each of the (L-1) second coil units are connected in series to each other across the (L-1) second coil units, and the (L-1) second power supply lines formed in each of the (L-1) second coil units are connected in series to each other across the (L-1) second coil units. A first end on a first side in a first direction of a first power supply line group consisting of the (L-1) first power supply lines connected in series to each other is connected to a first terminal of a power source, and a second end on a first side in a first direction of a second power supply line group consisting of the (L-1) second power supply lines connected in series to each other is connected to a second terminal of the power source. The third end of the first power supply line group opposite the first side in the first direction is connected to the third terminal of the first loop coil formed by the first coil unit, and the fourth end of the second power supply line group opposite the first side in the first direction is connected to the fourth terminal opposite the third terminal of the first loop coil formed by the first coil unit.
また、他の一態様として、M個のコイルユニットの各々において、接続切替部は、第1状態と、第2状態と、2N本の第1導線及び2N本の第2導線の各々が互いに直列に接続されず、2N本の第3導線が互いに並列に接続されず、且つ、2N本の第4導線が互いに並列に接続されない第3状態と、を切り替えてもよい。集電コイルが、M個のコイルユニットのうち、第1コイルユニットと対向しているとき、制御部は、M個のコイルユニットのうち、第1コイルユニットよりも第1方向における第1の側と反対側に配置された(M-L)個のコイルユニットである(M-L)個の第3コイルユニットの各々において、接続切替部が第3状態に切り替えられることにより、(M-L)個の第3コイルユニットの各々に電流が通流されないように、接続切替部の動作を制御してもよい。 In another embodiment, in each of the M coil units, the connection switching unit may switch between a first state, a second state, and a third state in which the 2N first conductors and the 2N second conductors are not connected in series, the 2N third conductors are not connected in parallel, and the 2N fourth conductors are not connected in parallel. When the current collecting coil faces the first coil unit among the M coil units, the control unit may control the operation of the connection switching unit to switch to the third state in each of the (M-L) third coil units, which are (M-L) coil units among the M coil units and are arranged on the opposite side to the first side in the first direction from the first coil unit, so that no current flows through each of the (M-L) third coil units.
また、他の一態様として、M個のコイルユニットの各々において、Nは1であり、M個のコイルユニットの各々において、2本の第1導線のうちの1本の第1導線であって、且つ、2本の第3導線のうちの1本の第3導線である第1導線を、第5導線とし、2本の第1導線のうちの1本の第1導線であって、且つ、2本の第4導線のうちの1本の第4導線である第1導線を、第6導線とし、2本の第2導線のうちの1本の第2導線であって、且つ、2本の第3導線のうちの1本の第3導線である第2導線を、第7導線とし、2本の第2導線のうちの1本の第2導線であって、且つ、2本の第4導線のうちの1本の第4導線である第2導線を、第8導線としたとき、第5導線の第1方向における第1の側と反対側の第5端部は、第7導線の第1方向における第1の側と反対側の第6端部に接続され、第6導線の第1方向における第1の側と反対側の第7端部は、第8導線の第1方向における第1の側と反対側の第8端部に接続されてもよい。接続切替部は、第6導線の第1方向における第1の側の第9端部と、第7導線の第1方向における第1の側の第10端部と、を接続するための第1接続導線と、第6導線の第9端部と、第1接続導線と、の接続を切り替える第1スイッチと、第7導線の第10端部と、第1接続導線と、の接続を切り替える第2スイッチと、を含んでもよい。M個のコイルユニットの各々がそれぞれ有するM個の第5導線は、M個のコイルユニットに亘って互いに直列に接続され、M個のコイルユニットの各々がそれぞれ有するM個の第8導線は、M個のコイルユニットに亘って互いに直列に接続されてもよい。M個のコイルユニットのうち、コイルユニット群の第1コイルユニット群端部に配置されたコイルユニットを第1端部コイルユニットとしたとき、第1端部コイルユニットが有する第5導線は、電源の第1端子に接続され、第1端部コイルユニットが有する第8導線は、電源の第2端子に接続されてもよい。M個のコイルユニットのうち、第1コイルユニット群端部からK番目(Kは2以上M以下の整数)のコイルユニットを第4コイルユニットとし、第1コイルユニット群端部から(K-1)番目のコイルユニットを第5コイルユニットとしたとき、第4コイルユニットが有する第1スイッチは、第4コイルユニットが有する第6導線の第9端部が、第4コイルユニットが有する第1接続導線に接続された第4状態と、第4コイルユニットが有する第6導線の第9端部が、第5コイルユニットが有する第6導線の第7端部に接続された第5状態と、第4コイルユニットが有する第6導線の第9端部が、第4コイルユニットが有する第1接続導線、及び、第5コイルユニットが有する第6導線の第7端部のいずれからも遮断された第6状態と、を切り替え、第4コイルユニットが有する第2スイッチは、第4コイルユニットが有する第7導線の第10端部が、第4コイルユニットが有する第1接続導線に接続された第7状態と、第4コイルユニットが有する第7導線の第10端部が、第5コイルユニットが有する第7導線の第6端部に接続された第8状態と、第4コイルユニットが有する第7導線の第10端部が、第4コイルユニットが有する第1接続導線、及び、第5コイルユニットが有する第7導線の第6端部のいずれからも遮断された第9状態と、を切り替えてもよい。第1端部コイルユニットが有する第1スイッチは、第1端部コイルユニットが有する第6導線の第9端部が、第1端部コイルユニットが有する第1接続導線に接続された第10状態と、第1端部コイルユニットが有する第6導線の第9端部が、電源の第2端子に接続された第11状態と、を切り替え、第1端部コイルユニットが有する第2スイッチは、第1端部コイルユニットが有する第7導線の第10端部が、第1端部コイルユニットが有する第1接続導線に接続された第12状態と、第1端部コイルユニットが有する第7導線の第10端部が、電源の第1端子に接続された第13状態と、を切り替えてもよい。集電コイルが、M個のコイルユニットのうち、第4コイルユニットとしての第1コイルユニットと対向しているとき、制御部は、第4コイルユニットとしての第1コイルユニットにおいて、接続切替部が第1状態に切り替えられ、第1スイッチが第4状態に切り替えられ、且つ、第2スイッチが第7状態に切り替えられることにより、第1ループコイルが形成されるように、接続切替部の動作を制御し、(L-1)個の第4コイルユニットとしての(L-1)個の第2コイルユニットのうち、第1端部コイルユニットを除くいずれの第2コイルユニットにおいても、接続切替部が第2状態に切り替えられ、第1スイッチが第5状態に切り替えられ、且つ、第2スイッチが第8状態に切り替えられることにより、第5導線及び第7導線により第1給電線が形成され、第6導線及び第8導線により第2給電線が形成されるように、接続切替部の動作を制御し、第1端部コイルユニットにおいて、接続切替部が第2状態に切り替えられ、第1スイッチが第11状態に切り替えられ、且つ、第2スイッチが第13状態に切り替えられることにより、第5導線及び第7導線により第1給電線が形成され、第6導線及び第8導線により第2給電線が形成されるように、接続切替部の動作を制御してもよい。 In another embodiment, in each of the M coil units, N is 1, and in each of the M coil units, a first conductor that is one of the two first conductors and one of the two third conductors is designated as a fifth conductor, a first conductor that is one of the two first conductors and one of the two fourth conductors is designated as a sixth conductor, and a second conductor that is one of the two second conductors and one of the two third conductors is designated as a sixth conductor. a second conductor which is one of the third conductors of the first conductor and one of the second conductors which is one of the fourth conductors of the second conductor is an eighth conductor, a fifth end of the fifth conductor opposite to the first side in the first direction may be connected to a sixth end of the seventh conductor opposite to the first side in the first direction, and a seventh end of the sixth conductor opposite to the first side in the first direction may be connected to an eighth end of the eighth conductor opposite to the first side in the first direction. The connection switching unit may include a first connecting conductor for connecting a ninth end of the sixth conductor on the first side in the first direction and a tenth end of the seventh conductor on the first side in the first direction, a first switch for switching a connection between the ninth end of the sixth conductor and the first connecting conductor, and a second switch for switching a connection between the tenth end of the seventh conductor and the first connecting conductor. The M fifth conducting wires each of the M coil units may be connected in series with each other across the M coil units, and the M eighth conducting wires each of the M coil units may be connected in series with each other across the M coil units. When a coil unit arranged at an end of a first coil unit group of the coil unit group among the M coil units is defined as a first end coil unit, the fifth conducting wire of the first end coil unit may be connected to a first terminal of a power source, and the eighth conducting wire of the first end coil unit may be connected to a second terminal of the power source. Among the M coil units, when the Kth coil unit (K is an integer between 2 and M) from the end of the first coil unit group is defined as a fourth coil unit, and the (K-1)th coil unit from the end of the first coil unit group is defined as a fifth coil unit, the first switch of the fourth coil unit has a fourth state in which a ninth end of the sixth conductor of the fourth coil unit is connected to the first connecting conductor of the fourth coil unit, a fifth state in which the ninth end of the sixth conductor of the fourth coil unit is connected to the seventh end of the sixth conductor of the fifth coil unit, and a fifth state in which the ninth end of the sixth conductor of the fourth coil unit is connected to the first connecting conductor of the fourth coil unit. The second switch of the fourth coil unit may switch between a seventh state in which the tenth end of the seventh conductor of the fourth coil unit is connected to the first connecting conductor of the fourth coil unit, an eighth state in which the tenth end of the seventh conductor of the fourth coil unit is connected to the sixth end of the seventh conductor of the fifth coil unit, and a ninth state in which the tenth end of the seventh conductor of the fourth coil unit is disconnected from both the first connecting conductor of the fourth coil unit and the sixth end of the seventh conductor of the fifth coil unit. The first switch of the first end coil unit may switch between a tenth state in which a ninth end of the sixth conductor of the first end coil unit is connected to a first connecting conductor of the first end coil unit, and an eleventh state in which the ninth end of the sixth conductor of the first end coil unit is connected to a second terminal of the power source, and the second switch of the first end coil unit may switch between a twelfth state in which a tenth end of the seventh conductor of the first end coil unit is connected to the first connecting conductor of the first end coil unit, and a thirteenth state in which the tenth end of the seventh conductor of the first end coil unit is connected to a first terminal of the power source. When the collecting coil faces the first coil unit serving as the fourth coil unit among the M coil units, the control unit controls the operation of the connection switching unit so that, in the first coil unit serving as the fourth coil unit, the connection switching unit is switched to the first state, the first switch is switched to the fourth state, and the second switch is switched to the seventh state, thereby forming a first loop coil, and the connection switching unit is switched to the second state in each of the (L-1) second coil units serving as the (L-1) fourth coil units, except for the first end coil unit. The operation of the connection switching unit may be controlled so that the first switch is switched to the fifth state and the second switch is switched to the eighth state, thereby forming a first power supply line from the fifth and seventh conductors and a second power supply line from the sixth and eighth conductors; and in the first end coil unit, the operation of the connection switching unit may be controlled so that the first switch is switched to the second state, the first switch is switched to the eleventh state and the second switch is switched to the thirteenth state, thereby forming a first power supply line from the fifth and seventh conductors and a second power supply line from the sixth and eighth conductors.
また、他の一態様として、M個のコイルユニットの各々において、接続切替部は、第1状態と、第2状態と、2本の第1導線及び2本の第2導線の各々が互いに直列に接続されず、2本の第3導線が互いに並列に接続されず、且つ、2本の第4導線が互いに並列に接続されない第14状態と、を切り替えてもよい。集電コイルが、M個のコイルユニットのうち、第4コイルユニットとしての第1コイルユニットと対向しているとき、制御部は、M個のコイルユニットのうち、第1コイルユニットよりも第1方向における第1の側と反対側に配置され、且つ、第4コイルユニットとしてのコイルユニットである、第6コイルユニットにおいて、接続切替部が第14状態に切り替えられ、且つ、第1スイッチが第6状態に切り替えられるか又は第2スイッチが第9状態に切り替えられることにより、第6コイルユニットに電流が通流されないように、接続切替部の動作を制御してもよい。 In another embodiment, in each of the M coil units, the connection switching unit may switch between a first state, a second state, and a fourteenth state in which the two first conductors and the two second conductors are not connected in series, the two third conductors are not connected in parallel, and the two fourth conductors are not connected in parallel. When the current collecting coil faces the first coil unit serving as the fourth coil unit among the M coil units, the control unit may control the operation of the connection switching unit in the sixth coil unit, which is disposed on the opposite side of the first side in the first direction from the first coil unit among the M coil units and serves as the fourth coil unit, by switching the connection switching unit to the fourteenth state and switching the first switch to the sixth state or the second switch to the ninth state so that no current flows through the sixth coil unit.
また、他の一態様として、M個のコイルユニットの各々は、2Nターンの8の字形状を有する第1ループコイルを形成するためのものであってもよい。M個のコイルユニットの各々において、2N本の第2導線は、第1線よりも第2方向における第2の側と反対側に第1線と平行に配置された第2線と第1線との間に配置されてもよい。M個のコイルユニットの各々は、第2線と第1線との間に、2N本の第1導線から離れて配置され、且つ、第1方向にそれぞれ延在する2N本の第9導線と、第2線よりも、第2方向における第2の側と反対側に、2N本の第2導線及び2N本の第9導線から離れて配置され、且つ、第1方向にそれぞれ延在する2N本の第10導線と、を有してもよい。M個のコイルユニットの各々において、接続切替部は、2N本の第1導線、2N本の第2導線、2N本の第9導線及び2N本の第10導線の各々が互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された2N本の第1導線、2N本の第2導線、2N本の第9導線及び2N本の第10導線により第1ループコイルが形成される第1状態と、2N本の第9導線及び2N本の第10導線のうち、N本の第9導線及びN本の第10導線を2N本の第11導線とし、2N本の第9導線及び2N本の第10導線のうち、2N本の第11導線以外のN本の第9導線及びN本の第10導線を2N本の第12導線としたとき、2N本の第3導線及び2N本の第11導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の第3導線及び2N本の第11導線により第1給電線が形成され、2N本の第4導線及び2N本の第12導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の第4導線及び2N本の第12導線により第2給電線が形成される第2状態と、を切り替えてもよい。 In another embodiment, each of the M coil units may be for forming a first loop coil having an eight-shaped configuration with 2N turns. In each of the M coil units, the 2N second conductors may be arranged between the second and first wires, which are arranged parallel to the first wire on the opposite side of the first wire from the second side in the second direction. Each of the M coil units may have 2N ninth conductors arranged between the second and first wires, spaced apart from the 2N first conductors and each extending in the first direction, and 2N tenth conductors arranged on the opposite side of the second wire from the second side in the second direction from the 2N second conductors and the 2N ninth conductors, each extending in the first direction. In each of the M coil units, the connection switching unit switches between a first state in which the 2N first conducting wires, the 2N second conducting wires, the 2N ninth conducting wires, and the 2N tenth conducting wires are each connected in series to each other, and a first loop coil is formed by the 2N first conducting wires, the 2N second conducting wires, the 2N ninth conducting wires, and the 2N tenth conducting wires each connected in series to each other; and a second state in which, of the 2N ninth conducting wires and the 2N tenth conducting wires, N of the 9th conducting wires and N of the tenth conducting wires are set as 2N eleventh conducting wires, and the 2N ninth conducting wires and 2N tenth conducting wires are set as 2N eleventh conducting wires. When the N ninth wires and the N tenth wires other than the 2N eleventh wires are used as the 2N twelfth wires, among the ten conductors, the 2N third wires and the 2N eleventh wires are connected in parallel to each other, forming a first power supply line with the 2N third wires and the 2N eleventh wires connected in parallel to each other, and the 2N fourth wires and the 2N twelfth wires are connected in parallel to each other, forming a second power supply line with the 2N fourth wires and the 2N twelfth wires connected in parallel to each other.
また、他の一態様として、M個のコイルユニットの各々において、接続切替部は、第1状態と、第2状態と、2N本の第1導線、2N本の第2導線、2N本の第9導線及び2N本の第10導線の各々が互いに直列に接続されず、2N本の第3導線及び2N本の第11導線が互いに並列に接続されず、且つ、2N本の第4導線及び2N本の第12導線が互いに並列に接続されない第15状態と、を切り替えてもよい。集電コイルが、M個のコイルユニットのうち、第1コイルユニットと対向しているとき、制御部は、M個のコイルユニットのうち、第1コイルユニットよりも第1方向における第1の側と反対側に配置された(M-L)個のコイルユニットである(M-L)個の第7コイルユニットの各々において、接続切替部が第15状態に切り替えられることにより、(M-L)個の第7コイルユニットの各々に電流が通流されないように、接続切替部の動作を制御してもよい。 In another embodiment, in each of the M coil units, the connection switching unit may switch between a first state, a second state, and a fifteenth state in which the 2N first conducting wires, the 2N second conducting wires, the 2N ninth conducting wires, and the 2N tenth conducting wires are not connected in series, the 2N third conducting wires and the 2N eleventh conducting wires are not connected in parallel, and the 2N fourth conducting wires and the 2N twelfth conducting wires are not connected in parallel. When the current collecting coil faces the first coil unit among the M coil units, the control unit may control the operation of the connection switching unit in each of the (M-L) seventh coil units, which are (M-L) coil units arranged on the opposite side to the first side in the first direction from the first coil unit, to the fifteenth state so that no current flows through each of the (M-L) seventh coil units.
また、他の一態様として、M個のコイルユニットの各々は、第1ループコイル、及び、第1ループコイルと直列に接続され且つ第1ループコイルの巻回方向と逆方向に巻回された2Nターンの第2ループコイルを形成するためのものであってもよい。M個のコイルユニットの各々において、2N本の第2導線は、第1線よりも第2方向における第2の側と反対側に第1線と平行に配置された第3線と第1線との間に配置され、M個のコイルユニットの各々は、第3線と第1線との間に、2N本の第1導線から離れて配置され、且つ、第1方向にそれぞれ延在する2N本の第13導線と、第3線よりも、第2方向における第2の側と反対側に、2N本の第2導線及び2N本の第13導線から離れて配置され、且つ、第1方向にそれぞれ延在する2N本の第14導線と、を有してもよい。M個のコイルユニットの各々において、接続切替部は、2N本の第1導線及び2N本の第2導線の各々が互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された2N本の第1導線及び2N本の第2導線により第1ループコイルが形成され、2N本の第13導線及び2N本の第14導線の各々が互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された2N本の第13導線及び2N本の第14導線により第2ループコイルが形成される第1状態と、2N本の第13導線及び2N本の第14導線のうち、N本の第13導線及びN本の第14導線を2N本の第15導線とし、2N本の第13導線及び2N本の第14導線のうち、2N本の第15導線以外のN本の第13導線及びN本の第14導線を2N本の第16導線としたとき、2N本の第3導線及び2N本の第15導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の第3導線及び2N本の第15導線により第1給電線が形成され、2N本の第4導線及び2N本の第16導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の第4導線及び2N本の第16導線により第2給電線が形成される第2状態と、を切り替えてもよい。 In another embodiment, each of the M coil units may be for forming a first loop coil and a second loop coil of 2N turns connected in series with the first loop coil and wound in a direction opposite to the winding direction of the first loop coil. In each of the M coil units, the 2N second conductors are arranged between the first wire and a third wire arranged parallel to the first wire on the opposite side of the second side in the second direction from the first wire, and each of the M coil units may have 2N 13th conductors arranged between the third wire and the first wire and spaced apart from the 2N first conductors and extending in the first direction, and 2N 14th conductors arranged on the opposite side of the second side in the second direction from the third wire and spaced apart from the 2N second conductors and the 2N 13th conductors and extending in the first direction. In each of the M coil units, the connection switching unit switches between a first state in which 2N first conducting wires and 2N second conducting wires are connected in series with each other, a first loop coil is formed by the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires connected in series with each other, and 2N thirteenth conducting wires and 2N fourteenth conducting wires are connected in series with each other, and a second loop coil is formed by the 2N thirteenth conducting wires and the 2N fourteenth conducting wires connected in series with each other; and a second state in which N of the 2N thirteenth conducting wires and N of the fourteenth conducting wires are connected in series with each other, In a first state, the 2N third conducting wires and the 2N 15th conducting wires are connected in parallel to each other, and the 2N third conducting wires and the 2N 15th conducting wires are connected in parallel to each other to form a first power supply line, and in a second state, the 2N fourth conducting wires and the 2N 16th conducting wires are connected in parallel to each other, and the 2N fourth conducting wires and the 2N 16th conducting wires are connected in parallel to each other to form a second power supply line.
また、他の一態様として、M個のコイルユニットの各々において、接続切替部は、第1状態と、第2状態と、2N本の第1導線、2N本の第2導線、2N本の第13導線及び2N本の第14導線の各々が互いに直列に接続されず、2N本の第3導線及び2N本の第15導線が互いに並列に接続されず、且つ、2N本の第4導線及び2N本の第16導線が互いに並列に接続されない第16状態と、を切り替えてもよい。集電コイルが、M個のコイルユニットのうち、第1コイルユニットと対向しているとき、制御部は、M個のコイルユニットのうち、第1コイルユニットよりも第1方向における第1の側と反対側に配置された(M-L)個のコイルユニットである(M-L)個の第8コイルユニットの各々において、接続切替部が第16状態に切り替えられることにより、(M-L)個の第8コイルユニットの各々に電流が通流されないように、接続切替部の動作を制御してもよい。 In another embodiment, in each of the M coil units, the connection switching unit may switch between a first state, a second state, and a sixteenth state in which the 2N first conducting wires, the 2N second conducting wires, the 2N thirteenth conducting wires, and the 2N fourteenth conducting wires are not connected in series, the 2N third conducting wires and the 2N fifteenth conducting wires are not connected in parallel, and the 2N fourth conducting wires and the 2N sixteenth conducting wires are not connected in parallel. When the current collecting coil faces the first coil unit among the M coil units, the control unit may control the operation of the connection switching unit in each of the (M-L) eighth coil units, which are (M-L) coil units arranged on the opposite side of the first side in the first direction from the first coil unit, to the sixteenth state so that no current flows through each of the (M-L) eighth coil units.
また、他の一態様として、M個のコイルユニットの各々により形成される第1ループコイルのターン数は、M個のコイルユニットのうち第1コイルユニット群端部に近い側に配置されたコイルユニットほど大きくてもよい。制御部は、集電コイルが、M個のコイルユニットのうち、第1コイルユニットと対向しているとき、電源が第1コイルユニットに電流を通流するように、電源の動作を制御してもよい。制御部は、第1コイルユニットに通流される電流の電流量が、M個のコイルユニットのうち、集電コイルが対向している第1コイルユニットのターン数が大きいほど小さくなるように、電源の動作を制御してもよい。 In another aspect, the number of turns of the first loop coil formed by each of the M coil units may be greater for the coil units located closer to the end of the first coil unit group among the M coil units. The control unit may control the operation of the power supply so that when the current collecting coil faces the first coil unit among the M coil units, the power supply passes current through the first coil unit. The control unit may control the operation of the power supply so that the amount of current passed through the first coil unit becomes smaller as the number of turns of the first coil unit facing the current collecting coil among the M coil units becomes greater.
また、他の一態様として、軌道を走行する車両は、軌道上に設けられたレール上を走行する鉄道車両であり、M個のコイルユニットは、軌道上で、レールに沿った第1方向に配列されていてもよい。 In another embodiment, the vehicle running on the track is a railway vehicle running on rails provided on the track, and the M coil units may be arranged on the track in a first direction along the rails.
本発明の一態様を適用することで、軌道を走行する車両に設けられた集電コイルとの間で非接触給電を行う非接触給電装置において、給電コイルの損失を低減させ、送電効率を向上させることができ、且つ、フィーダーケーブルを省略し、設置コストを低減することができる。 By applying one aspect of the present invention, in a non-contact power supply device that supplies power non-contact between a current collecting coil installed on a vehicle traveling on a track, it is possible to reduce loss in the power supply coil, improve power transmission efficiency, and omit a feeder cable, thereby reducing installation costs.
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について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。 Note that the disclosure is merely an example, and any appropriate modifications that a person skilled in the art can easily conceive of while maintaining the gist of the invention are naturally included within the scope of the present invention. In addition, in order to make the explanation clearer, the drawings may show the width, thickness, shape, etc. of each part diagrammatically compared to the embodiment, but these are merely examples and do not limit the interpretation of the present invention.
また本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。 In addition, in this specification and each figure, elements similar to those previously described with respect to the previous figures are given the same reference numerals, and detailed descriptions may be omitted as appropriate.
更に、実施の形態で用いる図面においては、構造物を区別するために付したハッチング(網掛け)を図面に応じて省略する場合もある。 Furthermore, in the drawings used in the embodiments, hatching (shading) used to distinguish structures may be omitted depending on the drawing.
なお、以下の実施の形態においてA~Bとして範囲を示す場合には、特に明示した場合を除き、A以上B以下を示すものとする。 In the following embodiments, when a range is indicated as A to B, it means A or more and B or less unless otherwise specified.
(実施の形態)
<非接触給電装置>
初めに、本発明の一実施形態である実施の形態の非接触給電装置について説明する。本実施の形態の非接触給電装置は、軌道を走行する車両に設けられた集電コイルとの間で非接触給電を行う非接触給電装置である。また、本実施の形態の非接触給電装置は、電車への給配電を行う非接触給電装置、電気的推進車両の集電装置、電気自動車への給電を行う非接触給電装置、又は、搬送機への給電を行う非接触給電装置に適用することができる。
(Embodiment)
<Non-contact power supply device>
First, a contactless power supply device according to an embodiment of the present invention will be described. The contactless power supply device according to this embodiment is a contactless power supply device that performs contactless power supply between a current collecting coil provided on a vehicle traveling on a track. The contactless power supply device according to this embodiment can be applied to a contactless power supply device that supplies power to a train, a current collecting device for an electrically propelled vehicle, a contactless power supply device that supplies power to an electric vehicle, or a contactless power supply device that supplies power to a conveying machine.
図1は、実施の形態の非接触給電装置を示す回路図である。図2は、実施の形態の非接触給電装置の等価回路を示す回路図である。 Figure 1 is a circuit diagram showing a non-contact power supply device according to an embodiment. Figure 2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the non-contact power supply device according to an embodiment.
図1及び図2に示すように、本実施の形態の非接触給電装置SD1は、M個(Mは5以上の整数)のコイルユニットUNと、電源PS1と、制御部CT1と、を備えている。なお、図1では、Mが6である場合を示している。また、Mは5以上の整数であることが好ましいものの、本実施の形態の非接触給電装置SD1は、Mが2、3又は4である場合にも適用可能である。 As shown in Figs. 1 and 2, the non-contact power supply device SD1 of this embodiment includes M coil units UN (M is an integer of 5 or more), a power source PS1, and a control unit CT1. Note that Fig. 1 shows a case where M is 6. Also, although it is preferable that M is an integer of 5 or more, the non-contact power supply device SD1 of this embodiment can also be applied when M is 2, 3, or 4.
M個(Mは5以上の整数)のコイルユニットUNは、軌道TR1に沿った方向DR1に配列され、互いに直列に接続され、且つ、集電コイルRC1と対向可能な巻回数即ちターン数が2Nターン(Nは1以上の整数)の給電コイル(2Nターン巻回された給電コイル)としてのループコイルCL1をそれぞれ形成するためのものである。なお、図1及び図2では、Nが1である場合を示している。また、実施の形態並びに実施の形態の第1変形例及び第2変形例では、M個のコイルユニットUNの各々におけるNが互いに等しい場合を例示して説明するが、実施の形態の第3変形例にて説明するように、M個のコイルユニットUNの各々におけるNが互いに異なってもよい。また、本願明細書では、直列に接続される、とは、電気的に直列に接続されることを意味する。また、軌道TR1が曲線形状を有する場合、方向DR1は、軌道TR1に沿って徐々に変化することになる。 The M coil units UN (M is an integer of 5 or more) are arranged in a direction DR1 along the track TR1, connected in series with each other, and are intended to form a loop coil CL1 as a power supply coil (power supply coil wound with 2N turns) with a winding number, i.e., a number of turns, of 2N (N is an integer of 1 or more) that can face the current collecting coil RC1. Note that FIG. 1 and FIG. 2 show a case where N is 1. In the embodiment and the first and second modified examples of the embodiment, the case where N in each of the M coil units UN is equal to each other is illustrated, but as described in the third modified example of the embodiment, N in each of the M coil units UN may be different from each other. In the present specification, "connected in series" means electrically connected in series. In addition, when the track TR1 has a curved shape, the direction DR1 gradually changes along the track TR1.
電源PS1は、M個のコイルユニットUNよりなるコイルユニット群UGの方向DR1における第1の側のコイルユニット群端部GE1に接続され、M個のコイルユニットUNのいずれかにより形成されるループコイルCL1に電流を通流する。ここで、方向DR1における第1の側とは、方向DR1における電源PS1側を意味する。また、通流される電流は交流電流(高周波電流)であり、電源PS1は交流電源(高周波電源)である。なお、図2では、ある瞬間に導線に流れる電流の向きを矢印により表している(図8、図11及び図12においても同様)。 The power supply PS1 is connected to the coil unit group end GE1 on the first side in the direction DR1 of the coil unit group UG consisting of M coil units UN, and passes current through the loop coil CL1 formed by one of the M coil units UN. Here, the first side in the direction DR1 means the power supply PS1 side in the direction DR1. The current passed is an AC current (high frequency current), and the power supply PS1 is an AC power supply (high frequency power supply). Note that in Figure 2, the direction of the current flowing through the conductor at a given moment is indicated by an arrow (the same applies to Figures 8, 11, and 12).
M個のコイルユニットUNの各々は、2N本の導線CN1と、2N本の導線CN2と、接続切替部SU1と、を有する。2N本の導線CN1は、方向DR1に延在する第1線LN1よりも、方向DR1と交差する方向DR2における第2の側に配置され、且つ、方向DR1にそれぞれ延在する。2N本の導線CN2は、第1線LN1よりも、方向DR2における第2の側と反対側に、2N本の導線CN1から離れて配置され、且つ、方向DR1にそれぞれ延在する。接続切替部SU1は、2N本の導線CN1及び2N本の導線CN2の間の接続を切り替える。 Each of the M coil units UN has 2N conductors CN1, 2N conductors CN2, and a connection switching unit SU1. The 2N conductors CN1 are arranged on the second side in a direction DR2 intersecting the direction DR1, relative to the first line LN1 extending in the direction DR1, and each extend in the direction DR1. The 2N conductors CN2 are arranged away from the 2N conductors CN1, on the opposite side of the second side in the direction DR2, relative to the first line LN1, and each extend in the direction DR1. The connection switching unit SU1 switches the connection between the 2N conductors CN1 and the 2N conductors CN2.
電源PS1は、端子TM1と、端子TM1と反対側の端子TM2と、を有する。 Power supply PS1 has terminal TM1 and terminal TM2 opposite terminal TM1.
M個のコイルユニットUNの各々において、2N本の導線CN1及び2N本の導線CN2のうち、N本の導線CN1及びN本の導線CN2を2N本の導線CN3とし、2N本の導線CN1及び2N本の導線CN2のうち、2N本の導線CN3以外のN本の導線CN1及びN本の導線CN2を2N本の導線CN4とする。このようにしたとき、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、2N本の導線CN1及び2N本の導線CN2の各々が電源PS1に対して(端子TM1と端子TM2との間で)互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された2N本の導線CN1及び2N本の導線CN2によりループコイルCL1が形成される状態ST1と、2N本の導線CN3が電源PS1に対して互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の導線CN3により給電線FD1が形成され、2N本の導線CN4が電源に対して互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の導線CN4により給電線FD2が形成される状態ST2と、を切り替える。なお、本願明細書では、並列に接続される、とは、電気的に並列に接続されることを意味する。 In each of the M coil units UN, of the 2N conductors CN1 and 2N conductors CN2, the N conductors CN1 and N conductors CN2 are defined as 2N conductors CN3, and of the 2N conductors CN1 and 2N conductors CN2, the N conductors CN1 and N conductors CN2 other than the 2N conductors CN3 are defined as 2N conductors CN4. In this way, in each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 switches between a state ST1 in which the 2N conductors CN1 and 2N conductors CN2 are connected in series to the power source PS1 (between the terminals TM1 and TM2), and the loop coil CL1 is formed by the 2N conductors CN1 and 2N conductors CN2 connected in series to the power source PS1, and a state ST2 in which the 2N conductors CN3 are connected in parallel to the power source PS1, the power feed line FD1 is formed by the 2N conductors CN3 connected in parallel to the power source PS1, and the 2N conductors CN4 are connected in parallel to the power source, and the power feed line FD2 is formed by the 2N conductors CN4 connected in parallel to the power source. In this specification, "connected in parallel" means electrically connected in parallel.
制御部CT1は、M個のコイルユニットUNの各々がそれぞれ有するM個の接続切替部SU1の動作を制御する。制御部CT1として、例えば、演算部(Central Processing Unit:CPU)及び記憶部(メモリ)を含み、記憶部に記憶されたプログラムを演算部により実行するコンピュータを用いることができる。 The control unit CT1 controls the operation of the M connection switching units SU1 that each of the M coil units UN has. As the control unit CT1, for example, a computer including a calculation unit (Central Processing Unit: CPU) and a storage unit (memory) and in which the calculation unit executes a program stored in the storage unit can be used.
集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群端部GE1からL番目(Lは3以上M-2以下の整数)のコイルユニットUNであるコイルユニットUN1と対向している場合を考える。このような場合、制御部CT1は、コイルユニットUN1において、接続切替部SU1が状態ST1に切り替えられることによりループコイルCL1が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。また、制御部CT1は、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1よりも方向DR1における第1の側に配置された(L-1)個のコイルユニットUNである(L-1)個のコイルユニットUN2の各々において、接続切替部SU1が状態ST2に切り替えられることにより、互いに並列に接続された2N本の導線CN3により給電線FD1が形成され、互いに並列に接続された2N本の導線CN4により給電線FD2が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。例えば、集電コイルRC1の位置を検出する検出部(図示は省略)により集電コイルRC1の位置を検出し、検出された集電コイルRC1の位置に基づいて、集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうちいずれのコイルユニットUNと対向しているかを検出することができる。 Consider a case where the collector coil RC1 faces coil unit UN1, which is the Lth (L is an integer between 3 and M-2) coil unit UN from the coil unit group end GE1, among the M coil units UN. In this case, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 in coil unit UN1 so that the connection switching unit SU1 is switched to state ST1 to form a loop coil CL1. The control unit CT1 also controls the operation of the connection switching unit SU1 in each of (L-1) coil units UN2, which are (L-1) coil units UN arranged on the first side in the direction DR1 from coil unit UN1, among the M coil units UN, so that the connection switching unit SU1 is switched to state ST2 to form a power supply line FD1 by 2N conductors CN3 connected in parallel to each other, and a power supply line FD2 is formed by 2N conductors CN4 connected in parallel to each other. For example, the position of the collecting coil RC1 is detected by a detection unit (not shown) that detects the position of the collecting coil RC1, and based on the detected position of the collecting coil RC1, it can be detected which of the M coil units UN the collecting coil RC1 faces.
集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、(L-1)個のコイルユニットUN2の各々でそれぞれ形成される(L-1)個の給電線FD1は、(L-1)個のコイルユニットUN2に亘って互いに直列に接続され、(L-1)個のコイルユニットUN2の各々でそれぞれ形成される(L-1)個の給電線FD2は、(L-1)個のコイルユニットUN2に亘って互いに直列に接続される。 When the collector coil RC1 faces the coil unit UN1, the (L-1) power supply lines FD1 formed in each of the (L-1) coil units UN2 are connected in series to each other across the (L-1) coil units UN2, and the (L-1) power supply lines FD2 formed in each of the (L-1) coil units UN2 are connected in series to each other across the (L-1) coil units UN2.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、互いに直列に接続された(L-1)個の給電線FD1よりなる給電線群FG1の方向DR1における第1の側の端部EP1は、電源PS1の端子TM1に接続され、互いに直列に接続された(L-1)個の給電線FD2よりなる給電線群FG2の方向DR1における第1の側の端部EP2は、電源PS1の端子TM2に接続される。 When the collector coil RC1 faces the coil unit UN1, the end EP1 on the first side in the direction DR1 of the power supply line group FG1, which is made up of (L-1) power supply lines FD1 connected in series with each other, is connected to the terminal TM1 of the power supply PS1, and the end EP2 on the first side in the direction DR1 of the power supply line group FG2, which is made up of (L-1) power supply lines FD2 connected in series with each other, is connected to the terminal TM2 of the power supply PS1.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、給電線群FG1の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP3は、コイルユニットUN1により形成されるループコイルCL1の端子TM3に接続され、給電線群FG2の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP4は、コイルユニットUN1により形成されるループコイルCL1の端子TM3と反対側の端子TM4に接続される。 In addition, when the collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the end EP3 opposite the first side in the direction DR1 of the power supply line group FG1 is connected to the terminal TM3 of the loop coil CL1 formed by the coil unit UN1, and the end EP4 opposite the first side in the direction DR1 of the power supply line group FG2 is connected to the terminal TM4 opposite the terminal TM3 of the loop coil CL1 formed by the coil unit UN1.
ここで、本実施の形態の非接触給電装置が解決しようとする課題について、説明する。 Here, we explain the problem that the non-contact power supply device of this embodiment aims to solve.
軌道を走行する移動体即ち車両に設けられた集電コイルとの間で連続的に非接触給電を行う非接触給電装置において、非接触給電装置に備えられ、走行している移動体に非接触給電を行うための地上コイルとしての給電コイル(送電コイル)は、移動体が移動する領域の全域即ち軌道全体に敷設される必要があり、長尺ループコイルよりなることが望ましい。 In a non-contact power supply device that continuously supplies power non-contact between a moving object, i.e., a vehicle, traveling on a track, and a power supply coil (power transmission coil) that is provided in the non-contact power supply device and acts as a ground coil for non-contact power supply to the traveling moving object, needs to be installed over the entire area in which the moving object moves, i.e., over the entire track, and is preferably made of a long loop coil.
一方、給電コイルが長尺ループコイルよりなる場合、給電コイルのうち集電コイル(受電コイル)と対向していない部分は、集電コイルとの間で非接触給電を行うという機能上不要な部分であり、損失を増大させ、送電効率を低下させる要因となる。即ち、送電効率を向上させる観点からは、給電コイルが単一の長尺ループコイルよりなる場合、軌道上に給電コイルを連続して敷設する連続敷設距離には、限界がある。 On the other hand, when the power supply coil is a long loop coil, the portion of the power supply coil that does not face the power collecting coil (power receiving coil) is unnecessary for the function of contactless power supply between the power collecting coil and the power supply coil, and increases losses and becomes a factor in reducing power transmission efficiency. In other words, from the viewpoint of improving power transmission efficiency, when the power supply coil is a single long loop coil, there is a limit to the continuous installation distance of the power supply coils on the track.
従って、送電効率を向上させる観点からは、軌道全体をそれぞれ一定の長さを有する複数のセクションに分割し、複数のセクションのうち移動体に設けられた集電コイルと対向しているセクションのみに選択的に電流を通電即ち通流する方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、給電コイルとしてのループコイルに加えて、給電コイルと並行したフィーダーケーブルを敷設する必要があり、非接触給電装置の設置コストが増大する。 Therefore, from the perspective of improving power transmission efficiency, a possible method would be to divide the entire track into multiple sections, each with a fixed length, and selectively pass current through only those sections that face the current collecting coil installed on the moving body. However, this method requires the installation of a feeder cable in parallel with the power supply coil in addition to the loop coil used as the power supply coil, which increases the installation costs of the contactless power supply device.
即ち、従来の非接触給電装置では、給電コイルの損失を低減できず送電効率を向上できないか、又は、フィーダーケーブルを省略できず設置コストを低減することができない。 In other words, with conventional non-contact power transfer devices, it is not possible to reduce losses in the power transfer coil and therefore improve power transfer efficiency, or it is not possible to omit the feeder cable and therefore it is not possible to reduce installation costs.
上記特許文献3に記載された技術では、送電コイルは、所定の方向を長手方向とし、受電コイルと対向する送電コイルの対向面で、少なくとも長手方向以外の方向にコイル用の配線を延在させて、コイル面を拡大する複数の拡大部と、複数の拡大部にそれぞれ対応して設けられ、拡大部と基部との間の電気的な導通及び遮断を切り替える複数の切替部とを有する。 In the technology described in Patent Document 3, the power transmission coil has a predetermined direction as its longitudinal direction, and has a plurality of expansion sections that extend the coil surface by extending the coil wiring at least in a direction other than the longitudinal direction on the opposing surface of the power transmission coil that faces the power receiving coil, and a plurality of switching sections that are provided corresponding to the plurality of expansion sections and switch between electrical conduction and cut-off between the expansion sections and the base.
しかし、上記特許文献3に記載された技術では、長手方向にコイル用の配線を延在させた基部を有する。そのため、フィーダーケーブルを省略できず設置コストを低減することができない。 However, the technology described in Patent Document 3 has a base with the wiring for the coil extending in the longitudinal direction. Therefore, the feeder cable cannot be omitted, and installation costs cannot be reduced.
一方、本実施の形態の非接触給電装置SD1は、軌道TR1に沿った方向DR1に配列された2Nターン(Nは1以上の整数)のループコイルCL1をそれぞれ形成するM個(Mは5以上の整数)のコイルユニットUNと、M個のコイルユニットUNよりなるコイルユニット群UGの方向DR1における第1の側のコイルユニット群端部GE1に接続され、M個のコイルユニットUNのいずれかに電流を通流する電源PS1と、を備えている。M個のコイルユニットUNの各々は、2N本の導線CN1と、2N本の導線CN1から離れて配置された2N本の導線CN2と、2N本の導線CN1及び2N本の導線CN2の間の接続を切り替える接続切替部SU1と、を有する。接続切替部SU1は、2N本の導線CN1及び2N本の導線CN2の各々が電源PS1に対して互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された2N本の導線CN1及び2N本の導線CN2によりループコイルCL1が形成される状態ST1と、N本の導線CN1及びN本の導線CN2により給電線FD1が形成され、N本の導線CN1及びN本の導線CN2により給電線FD2が形成される状態ST2と、を切り替える。 On the other hand, the non-contact power supply device SD1 of this embodiment includes M coil units UN (M is an integer of 5 or more) each forming a loop coil CL1 of 2N turns (N is an integer of 1 or more) arranged in a direction DR1 along a track TR1, and a power source PS1 connected to a coil unit group end GE1 on the first side in the direction DR1 of a coil unit group UG consisting of the M coil units UN and passing a current through any of the M coil units UN. Each of the M coil units UN has 2N conductors CN1, 2N conductors CN2 arranged away from the 2N conductors CN1, and a connection switching unit SU1 that switches the connection between the 2N conductors CN1 and the 2N conductors CN2. The connection switching unit SU1 switches between a state ST1 in which the 2N conductors CN1 and 2N conductors CN2 are each connected in series to the power source PS1, and a loop coil CL1 is formed by the 2N conductors CN1 and 2N conductors CN2 each connected in series to each other, and a state ST2 in which the power supply line FD1 is formed by the N conductors CN1 and N conductors CN2, and the power supply line FD2 is formed by the N conductors CN1 and N conductors CN2.
本実施の形態の非接触給電装置SD1は、更に、M個のコイルユニットUNの各々がそれぞれ有するM個の接続切替部SU1の動作を制御する制御部CT1を備えている。また、集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群端部GE1からL番目(Lは3以上M-2以下の整数)のコイルユニットUNであるコイルユニットUN1と対向しているとき、制御部CT1は、コイルユニットUN1において、接続切替部SU1が状態ST1に切り替えられることによりループコイルCL1が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。また、集電コイルRC1がコイルユニットUN1と対向しているとき、制御部CT1は、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1よりも方向DR1における第1の側に配置された(L-1)個のコイルユニットUNである(L-1)個のコイルユニットUN2の各々において、接続切替部SU1が状態ST2に切り替えられることにより、互いに並列に接続された2N本の導線CN3により給電線FD1が形成され、互いに並列に接続された2N本の導線CN4により給電線FD2が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 The non-contact power supply device SD1 of this embodiment further includes a control unit CT1 that controls the operation of M connection switching units SU1 that each of the M coil units UN has. When the current collecting coil RC1 faces coil unit UN1, which is the Lth coil unit UN (L is an integer between 3 and M-2) from the coil unit group end GE1 among the M coil units UN, the control unit CT1 controls the operation of connection switching unit SU1 in coil unit UN1 so that a loop coil CL1 is formed by switching connection switching unit SU1 to state ST1. Furthermore, when the collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 in each of the (L-1) coil units UN2, which are the (L-1) coil units UN arranged on the first side in the direction DR1 from the coil unit UN1 among the M coil units UN, so that the connection switching unit SU1 is switched to state ST2 to form a power supply line FD1 from 2N conductors CN3 connected in parallel to each other, and a power supply line FD2 is formed from 2N conductors CN4 connected in parallel to each other.
即ち、本実施の形態の非接触給電装置では、複数のコイルユニットよりなるコイルユニット群を、集電コイルと対向している対向セクションと、対向セクションよりも電源側に配置され集電コイルと対向していない非対向セクションと、に分割し、対向セクションと非対向セクションとの境界即ちセクション同士の境界で、コイルユニットにおける導体の接続方法を切り替える。対向セクションより電源側の非対向セクション、即ち電源側非対向部では、複数の導体を、行き帰り電流がペアとなるように、並列に接続することにより、コイルユニットを、低いインピーダンスを有し、小さい漏洩磁界を有するフィーダーとして使用する。また、対向セクション即ち対向部では、コイルユニットを、コイルとして使用し、磁束を発生させる。即ち、本実施の形態の非接触給電装置では、電源側非対向部と対向部との境界において、コイルユニットにおける導体を接続する結線を変更することで、電源側非対向部では、コイルユニットを、複数の導体が並列に接続された状態で利用し、複数の導体が発生する磁場を相互にキャンセルする。 That is, in the non-contact power supply device of this embodiment, a coil unit group consisting of multiple coil units is divided into an opposing section that faces the current collecting coil and a non-opposing section that is located on the power source side of the opposing section and does not face the current collecting coil, and the method of connecting the conductors in the coil unit is switched at the boundary between the opposing section and the non-opposing section, i.e., the boundary between the sections. In the non-opposing section on the power source side of the opposing section, i.e., the power source side non-opposing part, multiple conductors are connected in parallel so that the return currents are paired, and the coil unit is used as a feeder with low impedance and small leakage magnetic field. Also, in the opposing section, i.e., the opposing part, the coil unit is used as a coil to generate magnetic flux. That is, in the non-contact power supply device of this embodiment, by changing the wiring that connects the conductors in the coil unit at the boundary between the power source side non-opposing part and the opposing part, the coil unit is used in a state where multiple conductors are connected in parallel in the power source side non-opposing part, and the magnetic fields generated by the multiple conductors are mutually canceled.
これにより、電源側非対向部におけるコイルユニットを、低いインピーダンスを有する給電線として機能させ、対向部におけるコイルユニットを、大きなターン数を有する給電コイルとして機能させることができる。そのため、フィーダーケーブルを省略し、且つ、給電コイルの損失を低減することができる。即ち、本実施の形態によれば、給電コイルの損失を低減させ、送電効率を向上させることができ、且つ、フィーダーケーブルを省略し、設置コストを低減することができる。 This allows the coil unit in the non-facing portion on the power source side to function as a power supply line with low impedance, and the coil unit in the facing portion to function as a power supply coil with a large number of turns. This makes it possible to omit the feeder cable and reduce loss in the power supply coil. In other words, according to this embodiment, it is possible to reduce loss in the power supply coil, improve power transmission efficiency, and omit the feeder cable to reduce installation costs.
なお、本実施の形態によれば、各セクションにおいて、補償コンデンサを集約することができるので、設置コストを更に低減することができ、且つ、設置スペースを低減することができる。 In addition, according to this embodiment, the compensation capacitors can be consolidated in each section, which further reduces installation costs and reduces installation space.
好適には、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、状態ST1と、状態ST2と、2N本の導線CN1及び2N本の導線CN2の各々が電源PS1に対して互いに直列に接続されず、2N本の導線CN3が電源PS1に対して互いに並列に接続されず、且つ、2N本の導線CN4が電源PS1に対して互いに並列に接続されない状態ST3と、を切り替える。また、集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1と対向しているとき、制御部CT1は、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1よりも方向DR1における第1の側と反対側に配置された(M-L)個のコイルユニットUNである(M-L)個のコイルユニットUN3の各々において、接続切替部SU1が状態ST3に切り替えられることにより、(M-L)個のコイルユニットUN3の各々に電流が通流されないように、接続切替部SU1の動作を制御する。 Preferably, in each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 switches between state ST1, state ST2, and state ST3 in which the 2N conductors CN1 and 2N conductors CN2 are not connected in series to the power source PS1, the 2N conductors CN3 are not connected in parallel to the power source PS1, and the 2N conductors CN4 are not connected in parallel to the power source PS1. Also, when the current collecting coil RC1 faces the coil unit UN1 among the M coil units UN, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 in each of the (M-L) coil units UN3, which are (M-L) coil units UN arranged on the opposite side of the first side in the direction DR1 from the coil unit UN1 among the M coil units UN, so that no current flows through each of the (M-L) coil units UN3 by switching the connection switching unit SU1 to state ST3.
即ち、本実施の形態の非接触給電装置では、好適には、複数のコイルユニットよりなるコイルユニット群を、集電コイルと対向している対向セクションと、対向セクションよりも電源側及び末端側にそれぞれ配置され集電コイルとそれぞれ対向していない2つの非対向セクションと、よりなる3つのセクションに分割し、セクション同士の境界で、コイルユニットにおける導体の接続方法を切り替える。また、対向セクションより末端側の非対向セクション、即ち末端側非対向部では、コイルユニットに電流が通流されないようにする。これにより、給電コイルの損失を更に低減することができる。 That is, in the non-contact power supply device of this embodiment, preferably, a coil unit group consisting of multiple coil units is divided into three sections consisting of an opposing section that faces the collector coil, and two non-opposing sections that are located on the power source side and the terminal side of the opposing section, respectively, and do not face the collector coil, and the method of connecting the conductors in the coil unit is switched at the boundary between the sections. Also, in the non-opposing section on the terminal side of the opposing section, i.e., the terminal side non-opposing section, no current is passed through the coil unit. This makes it possible to further reduce loss in the power supply coil.
一般に、高周波通電を前提とした非接触給電において、導体として、高価なリッツ線を使用することが望ましい。一方、前述したように、本実施の形態では、導体使用量を抑制することができる。そのため、導体としてリッツ線を使用する場合には、本実施の形態により設置コストを低減する効果は更に大きくなる。 In general, in contactless power supply that assumes high-frequency current, it is desirable to use expensive Litz wire as the conductor. On the other hand, as described above, in this embodiment, the amount of conductor used can be reduced. Therefore, when Litz wire is used as the conductor, the effect of reducing installation costs by this embodiment is even greater.
好適には、軌道TR1を走行する車両VC1は、軌道TR1上に設けられたレールR1上を走行する鉄道車両であり、M個のコイルユニットUNは、軌道TR1上で、レールR1に沿った方向DR1に配列されている。即ち、軌道を走行する車両が、鉄道車両であることが好ましい。即ち、本実施の形態の非接触給電装置を、鉄道向け非接触給電装置に適用することが好ましい(実施の形態の第1変形例乃至第3変形例においても同様)。 Preferably, the vehicle VC1 traveling on the track TR1 is a railway vehicle traveling on a rail R1 provided on the track TR1, and the M coil units UN are arranged on the track TR1 in a direction DR1 along the rail R1. That is, it is preferable that the vehicle traveling on the track is a railway vehicle. That is, it is preferable to apply the non-contact power supply device of this embodiment to a non-contact power supply device for railways (the same applies to the first to third modified examples of the embodiment).
鉄道向け非接触給電装置においては、地上コイル即ち給電コイル辺至近に磁性体且つ導電体であるレールが存在し、給電コイルが発生する交流磁場がレールに鎖交することにより、大きな損失を発生するおそれがある。一方、前述したように、本実施の形態の非接触給電装置では、電源側非対向部において、コイルユニットを、複数の導体が並列に接続された状態で利用し、複数の導体が発生する磁場を相互にキャンセルする。そのため、本実施の形態の非接触給電装置を、鉄道向け非接触給電装置に適用することにより、電源側非対向部において、発生する損失を大幅に抑制することができる。 In a contactless power supply device for railways, a rail, which is both magnetic and conductive, is present close to the ground coil, i.e., the power supply coil, and the AC magnetic field generated by the power supply coil may link with the rail, causing a large loss. On the other hand, as described above, in the contactless power supply device of this embodiment, the coil unit is used in the non-facing portion on the power source side with multiple conductors connected in parallel, and the magnetic fields generated by the multiple conductors cancel each other out. Therefore, by applying the contactless power supply device of this embodiment to a contactless power supply device for railways, the loss generated in the non-facing portion on the power source side can be significantly reduced.
なお、本実施の形態の非接触給電装置を鉄道向け非接触給電装置に適用する場合、集電コイルの幅を1m程度とし、集電コイルの軌道に沿った長さを10m程度とすることができ、コイルユニット即ちセクションの幅を1m程度とし、コイルユニット即ちセクションの軌道に沿った長さを20~200m程度とすることができる(実施の形態の第1変形例乃至第3変形例においても同様)。 When the contactless power supply device of this embodiment is applied to a contactless power supply device for railways, the width of the collector coil can be about 1 m, and the length of the collector coil along the track can be about 10 m, and the width of the coil unit, i.e., the section, can be about 1 m, and the length of the coil unit, i.e., the section along the track can be about 20 to 200 m (the same applies to the first to third modified examples of the embodiment).
<実施の形態の非接触給電装置の構成例>
次に、図1及び図2に示す実施の形態の非接触給電装置の構成例について説明する。図1及び図2に示す構成例では、M個のコイルユニットの各々において、Nは1である。即ち、図1及び図2に示す構成例は、本実施の形態の非接触給電装置が、M個のコイルユニットの各々が2つのスイッチを有し且つ2ターンのループコイルが形成される場合、即ち、2つのセクション同士の境界に2つのスイッチが用いられ2ターンの矩形コイルが形成される場合、に適用された例である。
<Configuration example of a non-contact power supply device according to an embodiment>
Next, a configuration example of a contactless power supply device according to an embodiment shown in Fig. 1 and Fig. 2 will be described. In the configuration example shown in Fig. 1 and Fig. 2, N is 1 in each of M coil units. That is, the configuration example shown in Fig. 1 and Fig. 2 is an example in which the contactless power supply device according to the present embodiment is applied to a case in which each of M coil units has two switches and a two-turn loop coil is formed, that is, a case in which two switches are used at the boundary between two sections and a two-turn rectangular coil is formed.
図1及び図2に示す構成例では、M個のコイルユニットUNの各々において、2本の導線CN1のうちの1本の導線CN1であって、且つ、2本の導線CN3のうちの1本の導線CN3である導線CN1を、導線CN5とし、2本の導線CN1のうちの1本の導線CN1であって、且つ、2本の導線CN4のうちの1本の導線CN4である導線CN1を、導線CN6とする。また、M個のコイルユニットUNの各々において、2本の導線CN2のうちの1本の導線CN2であって、且つ、2本の導線CN3のうちの1本の導線CN3である導線CN2を、導線CN7とし、2本の導線CN2のうちの1本の導線CN2であって、且つ、2本の導線CN4のうちの1本の導線CN4である導線CN2を、導線CN8とする。このようにしたとき、導線CN5の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP5は、導線CN7の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP6に接続されており、導線CN6の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP7は、導線CN8の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP8に接続されている。 1 and 2, in each of the M coil units UN, the conductor CN1 which is one of the two conductors CN1 and one of the two conductors CN3 is designated as conductor CN5, the conductor CN1 which is one of the two conductors CN1 and one of the two conductors CN4 is designated as conductor CN6, and the conductor CN1 which is one of the two conductors CN1 and one of the two conductors CN4 is designated as conductor CN6. In each of the M coil units UN, the conductor CN2 which is one of the two conductors CN2 and one of the two conductors CN3 is designated as conductor CN7, and the conductor CN2 which is one of the two conductors CN2 and one of the two conductors CN4 is designated as conductor CN8. In this way, the end EP5 of the conductor CN5 opposite the first side in the direction DR1 is connected to the end EP6 of the conductor CN7 opposite the first side in the direction DR1, and the end EP7 of the conductor CN6 opposite the first side in the direction DR1 is connected to the end EP8 of the conductor CN8 opposite the first side in the direction DR1.
また、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、接続導線CC1と、スイッチSW1と、スイッチSW2と、を含む。接続導線CC1は、導線CN6の方向DR1における第1の側の端部EP9と、導線CN7の方向DR1における第1の側の端部EP10と、を接続するためのものである。スイッチSW1は、導線CN6の端部EP9と、接続導線CC1と、の接続を切り替える。スイッチSW2は、導線CN7の端部EP10と、接続導線CC1と、の接続を切り替える。 In each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 includes a connection conductor CC1, a switch SW1, and a switch SW2. The connection conductor CC1 is for connecting the end EP9 on the first side in the direction DR1 of the conductor CN6 to the end EP10 on the first side in the direction DR1 of the conductor CN7. The switch SW1 switches the connection between the end EP9 of the conductor CN6 and the connection conductor CC1. The switch SW2 switches the connection between the end EP10 of the conductor CN7 and the connection conductor CC1.
M個のコイルユニットUNの各々がそれぞれ有するM個の導線CN5は、M個のコイルユニットUNに亘って互いに直列に接続されており、M個のコイルユニットUNの各々がそれぞれ有するM個の導線CN8は、M個のコイルユニットUNに亘って互いに直列に接続されている。 The M conductors CN5 of each of the M coil units UN are connected in series to each other across the M coil units UN, and the M conductors CN8 of each of the M coil units UN are connected in series to each other across the M coil units UN.
M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群UGのコイルユニット群端部GE1に配置されたコイルユニットUNを端部コイルユニットEU1とする。このようにしたとき、端部コイルユニットEU1が有する導線CN5は、電源PS1の端子TM1に接続されており、端部コイルユニットEU1が有する導線CN8は、電源PS1の端子TM2に接続されている。 Of the M coil units UN, the coil unit UN arranged at the coil unit group end GE1 of the coil unit group UG is defined as the end coil unit EU1. In this way, the conductor CN5 of the end coil unit EU1 is connected to the terminal TM1 of the power supply PS1, and the conductor CN8 of the end coil unit EU1 is connected to the terminal TM2 of the power supply PS1.
M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群端部GE1からK番目(Kは2以上M以下の整数)のコイルユニットUNをコイルユニットUN4とし、コイルユニット群端部GE1から(K-1)番目のコイルユニットUNをコイルユニットUN5とする。このようにしたとき、コイルユニットUN4が有するスイッチSW1は、コイルユニットUN4が有する導線CN6の端部EP9が、コイルユニットUN4が有する接続導線CC1に接続された状態ST4と、コイルユニットUN4が有する導線CN6の端部EP9が、コイルユニットUN5が有する導線CN6の端部EP7に接続された状態ST5と、コイルユニットUN4が有する導線CN6の端部EP9が、コイルユニットUN4が有する接続導線CC1、及び、コイルユニットUN5が有する導線CN6の端部EP7のいずれからも遮断された状態ST6と、を切り替える。 Of the M coil units UN, the Kth (K is an integer between 2 and M) coil unit UN from the coil unit group end GE1 is coil unit UN4, and the (K-1)th coil unit UN from the coil unit group end GE1 is coil unit UN5. In this way, the switch SW1 of the coil unit UN4 switches between a state ST4 in which the end EP9 of the conductor CN6 of the coil unit UN4 is connected to the connection conductor CC1 of the coil unit UN4, a state ST5 in which the end EP9 of the conductor CN6 of the coil unit UN4 is connected to the end EP7 of the conductor CN6 of the coil unit UN5, and a state ST6 in which the end EP9 of the conductor CN6 of the coil unit UN4 is disconnected from both the connection conductor CC1 of the coil unit UN4 and the end EP7 of the conductor CN6 of the coil unit UN5.
また、コイルユニットUN4が有するスイッチSW2は、コイルユニットUN4が有する導線CN7の端部EP10が、コイルユニットUN4が有する接続導線CC1に接続された状態ST7と、コイルユニットUN4が有する導線CN7の端部EP10が、コイルユニットUN5が有する導線CN7の端部EP6に接続された状態ST8と、コイルユニットUN4が有する導線CN7の端部EP10が、コイルユニットUN4が有する接続導線CC1、及び、コイルユニットUN5が有する導線CN7の端部EP6のいずれからも遮断された状態ST9と、を切り替える。 The switch SW2 of the coil unit UN4 switches between a state ST7 in which the end EP10 of the conductor CN7 of the coil unit UN4 is connected to the connection conductor CC1 of the coil unit UN4, a state ST8 in which the end EP10 of the conductor CN7 of the coil unit UN4 is connected to the end EP6 of the conductor CN7 of the coil unit UN5, and a state ST9 in which the end EP10 of the conductor CN7 of the coil unit UN4 is disconnected from both the connection conductor CC1 of the coil unit UN4 and the end EP6 of the conductor CN7 of the coil unit UN5.
また、端部コイルユニットEU1が有するスイッチSW1は、端部コイルユニットEU1が有する導線CN6の端部EP9が、端部コイルユニットEU1が有する接続導線CC1に接続された状態ST10と、端部コイルユニットEU1が有する導線CN6の端部EP9が、電源PS1の端子TM2に接続された状態ST11と、を切り替える。 The switch SW1 of the end coil unit EU1 switches between a state ST10 in which the end EP9 of the conductor CN6 of the end coil unit EU1 is connected to the connecting conductor CC1 of the end coil unit EU1, and a state ST11 in which the end EP9 of the conductor CN6 of the end coil unit EU1 is connected to the terminal TM2 of the power supply PS1.
また、端部コイルユニットEU1が有するスイッチSW2は、端部コイルユニットEU1が有する導線CN7の端部EP10が、端部コイルユニットEU1が有する接続導線CC1に接続された状態ST12と、端部コイルユニットEU1が有する導線CN7の端部EP10が、電源SP1の端子TM1に接続された状態ST13と、を切り替える。 The switch SW2 of the end coil unit EU1 switches between a state ST12 in which the end EP10 of the conductor CN7 of the end coil unit EU1 is connected to the connecting conductor CC1 of the end coil unit EU1, and a state ST13 in which the end EP10 of the conductor CN7 of the end coil unit EU1 is connected to the terminal TM1 of the power source SP1.
集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN4としてのコイルユニットUN1と対向している場合を考える。このような場合、制御部CT1は、コイルユニットUN4としてのコイルユニットUN1において、接続切替部SU1が状態ST1に切り替えられ、スイッチSW1が状態ST4に切り替えられ、且つ、スイッチSW2が状態ST7に切り替えられることにより、ループコイルCL1が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 Consider a case where the collecting coil RC1 faces coil unit UN1, which is coil unit UN4, among the M coil units UN. In this case, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 in coil unit UN1, which is coil unit UN4, so that the connection switching unit SU1 is switched to state ST1, the switch SW1 is switched to state ST4, and the switch SW2 is switched to state ST7, thereby forming a loop coil CL1.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、制御部CT1は、(L-1)個のコイルユニットUN4としての(L-1)個のコイルユニットUN2のうち、端部コイルユニットEU1を除くいずれのコイルユニットUN2においても、接続切替部SU1が状態ST2に切り替えられ、スイッチSW1が状態ST5に切り替えられ、且つ、スイッチSW2が状態ST8に切り替えられることにより、導線CN5及び導線CN7により給電線FD1が形成され、導線CN6及び導線CN8により給電線FD2が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 When the collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 so that, in all of the (L-1) coil units UN2 among the (L-1) coil units UN4, except for the end coil unit EU1, the connection switching unit SU1 is switched to state ST2, the switch SW1 is switched to state ST5, and the switch SW2 is switched to state ST8, so that the power supply line FD1 is formed by the conductors CN5 and CN7, and the power supply line FD2 is formed by the conductors CN6 and CN8.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、制御部CT1は、端部コイルユニットEU1において、接続切替部SU1が状態ST2に切り替えられ、スイッチSW1が状態ST11に切り替えられ、且つ、スイッチSW2が状態ST13に切り替えられることにより、導線CN5及び導線CN7により給電線FD1が形成され、導線CN6及び導線CN8により給電線FD2が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 When the collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 in the end coil unit EU1 so that the connection switching unit SU1 is switched to state ST2, the switch SW1 is switched to state ST11, and the switch SW2 is switched to state ST13, so that the conductors CN5 and CN7 form a power supply line FD1, and the conductors CN6 and CN8 form a power supply line FD2.
このような場合、Nが1である場合でも、具体的に、電源側非対向部におけるコイルユニットを、低いインピーダンスを有する給電線として機能させ、対向部におけるコイルユニットを、矩形形状を有する給電コイルとして機能させることができる。そのため、フィーダーケーブルを省略し、且つ、給電コイルの損失を低減することができる。 In such a case, even if N is 1, the coil unit in the non-facing part on the power supply side can function as a power supply line with low impedance, and the coil unit in the facing part can function as a power supply coil having a rectangular shape. This makes it possible to omit the feeder cable and reduce loss in the power supply coil.
好適には、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、状態ST1と、状態ST2と、2本の導線CN1及び2本の導線CN2が電源PS1に対して互いに直列に接続されず、2本の導線CN3が電源に対して互いに並列に接続されず、且つ、2本の導線CN4が電源PS1に対して互いに並列に接続されない状態ST14と、を切り替える。 Preferably, in each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 switches between state ST1, state ST2, and state ST14 in which the two conductors CN1 and the two conductors CN2 are not connected in series to the power supply PS1, the two conductors CN3 are not connected in parallel to the power supply, and the two conductors CN4 are not connected in parallel to the power supply PS1.
また、集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN4としてのコイルユニットUN1と対向している場合を考える。このような場合、制御部CT1は、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1よりも方向DR1における第1の側と反対側に配置され、且つ、コイルユニットUN4としてのコイルユニットUNである、コイルユニットUN6において、接続切替部SU1が状態ST14に切り替えられ、且つ、スイッチSW1が状態ST6に切り替えられるか又はスイッチSW2が状態ST9に切り替えられることにより、コイルユニットUN6に電流が通流されないように、接続切替部SU1の動作を制御する。 Also consider a case where the collecting coil RC1 faces coil unit UN1, which is one of the M coil units UN and serves as coil unit UN4. In this case, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 in coil unit UN6, which is one of the M coil units UN and is located on the opposite side of the first side in direction DR1 from coil unit UN1 and serves as coil unit UN4, so that no current flows through coil unit UN6 by switching the connection switching unit SU1 to state ST14 and switching switch SW1 to state ST6 or switching switch SW2 to state ST9.
このような場合、Nが1である場合でも、具体的に、末端側非対向部では、コイルユニットに電流が通流されないようにする。そのため、給電コイルの損失を更に低減することができる。 In such a case, even if N is 1, specifically, no current flows through the coil unit in the non-facing end portion. This can further reduce the loss in the power supply coil.
前述したように、図1に示す構成例は、本実施の形態の非接触給電装置が、Nが1である場合、即ち、2つのセクション同士の境界に2つのスイッチが用いられ2ターンの矩形コイルが形成される場合、に適用された例である。図1に示す構成例では、給電コイルと並行してフィーダーケーブルが配置される場合に比べて、給電線の単位長さ当たりの抵抗を、1/2に低減することができる。 As described above, the configuration example shown in FIG. 1 is an example in which the contactless power supply device of this embodiment is applied when N is 1, that is, when two switches are used at the boundary between two sections to form a two-turn rectangular coil. In the configuration example shown in FIG. 1, the resistance per unit length of the power supply line can be reduced to 1/2 compared to when a feeder cable is placed in parallel with the power supply coil.
一方、2つのセクション同士の境界に4N-2のスイッチが用いられ2Nターンの矩形コイルが形成される場合には、給電コイルと並行してフィーダーケーブルが配置される場合に比べて、給電線の単位長さ当たりの抵抗を、1/(2N)に低減することができる。 On the other hand, when 4N-2 switches are used at the boundary between two sections to form a rectangular coil of 2N turns, the resistance per unit length of the power supply line can be reduced to 1/(2N) compared to when a feeder cable is placed in parallel with the power supply coil.
また、一般に、電源側非対向部と対向部との境界で接続する2本のコイル辺だけを残して切断し、且つ、スイッチを用いて接続を変更することによりループコイルを形成することが可能なので、電源側非対向部と対向部との境界で必要なスイッチの最小数は、コイル辺総数-2(導線CN1及び導線CN2の合計本数-2)となる。 In addition, it is generally possible to form a loop coil by cutting all but two coil sides that connect at the boundary between the non-facing part on the power supply side and the facing part, and then changing the connection using a switch, so the minimum number of switches required at the boundary between the non-facing part on the power supply side and the facing part is the total number of coil sides - 2 (the total number of conductors CN1 and CN2 - 2).
また、一般に、電源側非対向部と対向部との境界で必要となる横断辺(同一線上に配置されるものは1本と数える)は、
行き帰り線それぞれを1つにまとめる2本(コイルユニットの末端側横断辺となる)
+(コイル辺総数/2-1)本(コイルユニットの電源側横断辺となる)
=(コイル辺総数/2+1)本
となる。
Generally, the number of transverse sides required at the boundary between the power supply side non-facing portion and the facing portion (those arranged on the same line are counted as one) is as follows:
Two wires that combine the outgoing and return wires into one (these will be the transverse ends of the coil unit)
+ (total number of coil sides/2-1) (this will be the power supply side cross side of the coil unit)
= (total number of coil sides/2 + 1)
好適には、2本の導線CN1により撚り線が形成され、2本の導線CN2により撚り線が形成される。即ち、2本の導線CN1及び2本の導線CN2のうち、行き帰り電流がペアとなる2本の導線を撚り線とすることが望ましい。これにより、電源側非対向部でのインピーダンスを低減することができ、且つ、給電線から漏洩される磁界を低減することができる。 Preferably, two conductors CN1 form a twisted wire, and two conductors CN2 form a twisted wire. In other words, of the two conductors CN1 and two conductors CN2, it is desirable to make the two conductors that form a pair of return currents into twisted wires. This makes it possible to reduce the impedance in the non-facing portion on the power supply side, and also to reduce the magnetic field leaking from the power supply line.
また、損失を最小化するためには、電源側非対向部における給電線が形成される各辺(各導線)に通流される電流を平準化する必要があるが、電源側非対向部となったときに同相となる2本の導線については、対向部となったときに切断の必要のないものについて、横断辺により短絡状態とすることが好ましい。これにより、各辺(各導線)に通流される電流を平準化することができ、且つ、使用するスイッチの数を削減することができる。 To minimize losses, it is necessary to level out the current flowing through each side (each conductor) where the power supply line is formed in the non-facing part on the power supply side. However, for two conductors that are in phase when they become the non-facing part on the power supply side, it is preferable to short-circuit the conductors that do not need to be disconnected when they become the facing part by the crossing side. This makes it possible to level out the current flowing through each side (each conductor) and reduce the number of switches used.
ある2つのセクション同士の境界において、無通電(末端側非対向部)、ループコイル形成(対向部)、給電線形成(電源側非対向部)の順に変化する一連の変化の間に、2回切り替えるスイッチと、1回のみ切り替えるスイッチが存在する。即ち、一連の変化の間に、一方は2回、他方は1回切り替える必要があり、且つ、切り替え回数の割り当てが任意である2つのスイッチより形成されるペアが存在する。このようなペアについて、一連の変化ごとに、切り替え回数の割り当てを入れ替えることが好ましい。これにより、当該ペアを形成する2つのスイッチの各々を切り替える動作の回数が平準化されるので、取り替え寿命となるまでの期間を延長し、且つ、同時に交換することができ、効率的である。具体的には、2ターンの矩形コイルが形成される場合における2つのスイッチは、無通電時に一方が中立で一方が接続状態であればよいが、無通電か接続状態かを割り当てる割り当てを、一連の変化ごとに入れ替えることが好ましい。 At the boundary between two sections, there are switches that switch twice and switches that switch only once during a series of changes that change in the order of no current (non-opposing part on the terminal side), loop coil formation (opposing part), and power supply line formation (non-opposing part on the power supply side). That is, during a series of changes, there is a pair formed by two switches, one of which needs to be switched twice and the other once, and the number of times of switching can be assigned arbitrarily. For such pairs, it is preferable to switch the number of times of switching for each series of changes. This equalizes the number of times each of the two switches that form the pair needs to be switched, so that the period until the replacement life is extended and they can be replaced at the same time, which is efficient. Specifically, when a two-turn rectangular coil is formed, it is sufficient that one of the two switches is neutral and the other is connected when no current is applied, but it is preferable to switch the assignment of whether to be no current or connected for each series of changes.
<実施の形態の非接触給電装置の構成例が発生する磁界>
ここで、図1及び図2に示した本実施の形態の非接触給電装置の構成例において、コイルユニットの配置及び接続方法の妥当性を示すため、3次元の計算モデルを用いてコイルユニットの各導線に通流される電流の電流密度及び通流される電流により発生する磁束密度を計算した結果を説明する。
<Magnetic Field Generated by the Configuration Example of the Non-Contact Power Supply Device of the Embodiment>
Here, in order to demonstrate the validity of the arrangement and connection method of the coil unit in the configuration example of the contactless power supply device of this embodiment shown in Figures 1 and 2, the results of calculating the current density of the current flowing through each conductor of the coil unit and the magnetic flux density generated by the current flowing therethrough will be described.
図3は、コイルユニットの3次元の計算モデルを示す図である。図4は、コイルユニットの各導線に通流される電流密度を計算した結果を示すグラフである。図5は、コイルユニットの各導線に通流される電流により発生する磁束密度を計算した結果を示すグラフである。 Figure 3 shows a three-dimensional calculation model of the coil unit. Figure 4 is a graph showing the results of calculations of the current density flowing through each conductor of the coil unit. Figure 5 is a graph showing the results of calculations of the magnetic flux density generated by the current flowing through each conductor of the coil unit.
図3に示す3次元の計算モデルでは、図1及び図2に示した非接触給電装置が有するコイルユニットのうち、末端側非対向部に相当するコイルユニット(コイルユニットUN3)を省略している。また、図3では、電源側の端部を、電源端と表記し、幅方向に導線を接続する導線の周辺を、渡り線部と表記し、電源側非対向部と対向部との境界の周辺を、フィーダー・コイル切替部と表記している。また、図4では、幅方向に導線を接続する導線を、渡り線と表記し、電源側非対向部を、フィーダー部と表記し、対向部をコイル部と表記している。 In the three-dimensional calculation model shown in Figure 3, the coil unit (coil unit UN3) corresponding to the terminal side non-opposing portion among the coil units of the non-contact power supply device shown in Figures 1 and 2 is omitted. Also, in Figure 3, the end on the power source side is written as the power source end, the periphery of the conductor connecting the conductors in the width direction is written as the crossover portion, and the periphery of the boundary between the power source side non-opposing portion and the opposing portion is written as the feeder-coil switching portion. Also, in Figure 4, the conductor connecting the conductors in the width direction is written as the crossover, the power source side non-opposing portion is written as the feeder portion, and the opposing portion is written as the coil portion.
図4に示すように、コイル部では、2ターンの矩形コイルの1辺を形成する2本の導線には互いに同一方向の電流が通流され、フィーダー部では、1本の給電線を形成している2本の導線に互いに反対方向の電流が通流され、渡り線では、略電流は流れないことが分かった。また、図5に示すように、コイル部ではコイルユニットの内部に磁束が形成即ち発生し、フィーダー部では、コイルユニットの内部において磁束は発生しないことが分かった。そのため、セクション同士の境界で導線の接続を切り替えることにより、電源側非対向部では、コイルユニットを、低いインピーダンスを有し、小さい漏洩磁界を有するフィーダーとして使用し、対向部では、コイルユニットを、コイルとして使用することが可能なことが示された。 As shown in Figure 4, in the coil section, current flows in the same direction through the two conductors that form one side of the two-turn rectangular coil, while in the feeder section, current flows in opposite directions through the two conductors that form one power supply line, and in the jumper, almost no current flows. Also, as shown in Figure 5, it was found that magnetic flux is formed, i.e., generated, inside the coil unit in the coil section, while no magnetic flux is generated inside the coil unit in the feeder section. Therefore, by switching the connection of the conductors at the boundary between the sections, it was shown that it is possible to use the coil unit as a feeder with low impedance and small leakage magnetic field in the non-facing part on the power supply side, and to use the coil unit as a coil in the facing part.
<非接触給電装置の第1変形例>
次に、実施の形態の非接触給電装置の第1変形例について説明する。本第1変形例の非接触給電装置は、コイルユニットにより8の字形状を有するループコイルが形成される点において、実施の形態の非接触給電装置と異なる。以下では、本第1変形例の非接触給電装置のうち、実施の形態の非接触給電装置と異なる部分について説明し、実施の形態の非接触給電装置と同様の部分についての説明を省略する(後述する実施の形態の第2変形例でも同様)。
<First Modification of Contactless Power Supply Device>
Next, a first modified example of the non-contact power supply device of the embodiment will be described. The non-contact power supply device of the first modified example differs from the non-contact power supply device of the embodiment in that a loop coil having an 8-shape is formed by a coil unit. In the following, the non-contact power supply device of the first modified example will be described in terms of parts that differ from the non-contact power supply device of the embodiment, and a description of parts that are the same as those of the non-contact power supply device of the embodiment will be omitted (the same applies to a second modified example of the embodiment described later).
図6及び図7は、実施の形態の第1変形例の非接触給電装置を示す回路図である。図7は、図6のうちコイルユニットUN7付近を拡大して示している。図8は、実施の形態の第1変形例の非接触給電装置の等価回路を示す回路図である。なお、図8では、コイルユニットUN7が発生する磁界の方向を、紙面の裏から表へ向かう方向を表す記号、及び、紙面の表から裏へ向かう方向を表す記号により示している(後述する図11においても同様)。 Figures 6 and 7 are circuit diagrams showing a non-contact power supply device of a first modified embodiment. Figure 7 shows an enlarged view of the coil unit UN7 in Figure 6. Figure 8 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a non-contact power supply device of a first modified embodiment. In Figure 8, the direction of the magnetic field generated by coil unit UN7 is indicated by a symbol representing the direction from the back to the front of the paper and a symbol representing the direction from the front to the back of the paper (the same applies to Figure 11 described later).
図6乃至図8に示すように、本第1変形例の非接触給電装置SD1では、M個のコイルユニットUNの各々は、2Nターンの8の字形状を有するループコイルCL1を形成するためのものである。なお、図6乃至図8では、Nが1である場合を示している。 As shown in Figures 6 to 8, in the non-contact power supply device SD1 of this first modified example, each of the M coil units UN is intended to form a loop coil CL1 having an eight-shaped configuration with 2N turns. Note that Figures 6 to 8 show the case where N is 1.
M個のコイルユニットUNの各々は、2N本の導線CN1と、2N本の導線CN2と、2N本の導線CN9と、2N本の導線CN10と、を有する。M個のコイルユニットUNの各々において、2N本の導線CN2は、第1線LN1よりも方向DR2における第2の側と反対側に第1線LN1と平行に配置された第2線LN2と第1線LN1との間に配置されている。2N本の導線CN9は、第2線LN2と第1線LN1との間に、2N本の導線CN1から離れて配置され、且つ、方向DR1にそれぞれ延在する。2N本の導線CN10は、第2線LN2よりも、方向DR2における第2の側と反対側に、2N本の導線CN2及び2N本の導線CN9から離れて配置され、且つ、方向DR1にそれぞれ延在する。 Each of the M coil units UN has 2N conductors CN1, 2N conductors CN2, 2N conductors CN9, and 2N conductors CN10. In each of the M coil units UN, the 2N conductors CN2 are arranged between the first line LN1 and the second line LN2, which is arranged parallel to the first line LN1 on the opposite side of the second side in the direction DR2 from the first line LN1. The 2N conductors CN9 are arranged between the second line LN2 and the first line LN1, away from the 2N conductors CN1, and each extend in the direction DR1. The 2N conductors CN10 are arranged away from the 2N conductors CN2 and the 2N conductors CN9 on the opposite side of the second side in the direction DR2 from the second line LN2, and each extend in the direction DR1.
2N本の導線CN9及び2N本の導線CN10のうち、N本の導線CN9及びN本の導線CN10を2N本の導線CN11とし、2N本の導線CN9及び2N本の導線CN10のうち、2N本の導線CN11以外のN本の導線CN9及びN本の導線CN10を2N本の導線CN12とする。このようにしたとき、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、2N本の導線CN1、2N本の導線CN2、2N本の導線CN9及び2N本の導線CN10の各々が電源PS1に対して互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された2N本の導線CN1、2N本の導線CN2、2N本の導線CN9及び2N本の導線CN10によりループコイルCL1が形成される状態ST1と、2N本の導線CN3及び2N本の導線CN11が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の導線CN3及び2N本の導線CN11により給電線FD1が形成され、2N本の導線CN4及び2N本の導線CN12が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の導線CN4及び2N本の導線CN12により給電線FD2が形成される状態ST2と、を切り替える。 Of the 2N conductors CN9 and 2N conductors CN10, N conductors CN9 and N conductors CN10 are defined as 2N conductors CN11, and of the 2N conductors CN9 and 2N conductors CN10, N conductors CN9 and N conductors CN10 other than the 2N conductors CN11 are defined as 2N conductors CN12. When this is done, in each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 switches between a state ST1 in which the 2N conductors CN1, 2N conductors CN2, 2N conductors CN9, and 2N conductors CN10 are connected in series to the power source PS1, and the loop coil CL1 is formed by the 2N conductors CN1, 2N conductors CN2, 2N conductors CN9, and 2N conductors CN10 connected in series to each other, and a state ST2 in which the 2N conductors CN3 and 2N conductors CN11 are connected in parallel to each other, the power supply line FD1 is formed by the 2N conductors CN3 and 2N conductors CN11 connected in parallel to each other, and the 2N conductors CN4 and 2N conductors CN12 are connected in parallel to each other, and the power supply line FD2 is formed by the 2N conductors CN4 and 2N conductors CN12 connected in parallel to each other.
このような場合、給電コイルが8の字形状を有し、集電コイルが8の字形状を有することにより、給電コイルが発生する磁界を集電コイルに集中して印加することができるので、集電効率を高めることができる。また、給電コイルと並行してフィーダーケーブルが配置される場合に比べて、給電線の単位長さ当たりの抵抗を、1/(4N)に低減することができる。そのため、本第1変形例によれば、実施の形態に比べて、給電コイルの損失を更に低減させ、送電効率を更に向上させることができ、且つ、フィーダーケーブルを省略し、設置コストを低減することができる。 In such a case, by having the power supply coil shaped like an eight and the power collecting coil shaped like an eight, the magnetic field generated by the power supply coil can be concentrated and applied to the power collecting coil, thereby improving the power collection efficiency. Also, compared to a case where a feeder cable is arranged in parallel with the power supply coil, the resistance per unit length of the power supply line can be reduced to 1/(4N). Therefore, according to this first modified example, compared to the embodiment, the loss of the power supply coil can be further reduced and the power transmission efficiency can be further improved, and the feeder cable can be omitted, reducing installation costs.
好適には、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、状態ST1と、状態ST2と、2N本の導線CN1、2N本の導線CN2、2N本の導線CN9及び2N本の導線CN10の各々が電源PS1に対して互いに直列に接続されず、2N本の導線CN3及び2N本の導線CN11が電源PS1に対して互いに並列に接続されず、且つ、2N本の導線CN4及び2N本の導線CN12が電源PS1に対して互いに並列に接続されない状態ST3と、を切り替える。 Preferably, in each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 switches between state ST1, state ST2, and state ST3 in which the 2N conductors CN1, 2N conductors CN2, 2N conductors CN9, and 2N conductors CN10 are not connected in series to the power supply PS1, the 2N conductors CN3 and 2N conductors CN11 are not connected in parallel to the power supply PS1, and the 2N conductors CN4 and 2N conductors CN12 are not connected in parallel to the power supply PS1.
また、集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1と対向している場合を考える。このような場合、制御部CT1は、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1よりも方向DR1における第1の側と反対側に配置された(M-L)個のコイルユニットUNである(M-L)個のコイルユニットUN3の各々において、接続切替部SU1が状態ST3に切り替えられることにより、(M-L)個のコイルユニットUN3の各々に電流が通流されないように、接続切替部SU1の動作を制御する。 Also consider the case where the collecting coil RC1 faces coil unit UN1 out of the M coil units UN. In this case, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 so that in each of the (M-L) coil units UN3, which are (M-L) coil units UN arranged on the opposite side of the first side in the direction DR1 from coil unit UN1 out of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 is switched to state ST3, thereby preventing current from flowing through each of the (M-L) coil units UN3.
これにより、末端側非対向部では、コイルユニットに電流が通流されないようにすることができるので、給電コイルの損失を更に低減することができる。 This prevents current from flowing through the coil unit in the non-facing end portion, further reducing losses in the power supply coil.
<実施の形態の第1変形例の非接触給電装置の構成例>
次に、図6乃至図8に示す実施の形態の第1変形例の非接触給電装置の構成例について説明する。図6乃至図8に示す構成例では、M個のコイルユニットの各々において、Nは1である。即ち、図6乃至図8に示す構成例は、本第1変形例の非接触給電装置が、M個のコイルユニットの各々が6つのスイッチを有し且つ2ターンの8の字形状を有するループコイルが形成される場合、即ち、2つのセクション同士の境界に6つのスイッチが用いられ2ターンの8の字コイルが形成される場合、に適用された例である。
<Configuration Example of a Contactless Power Supply Device According to a First Modification of an Embodiment>
Next, a configuration example of a contactless power supply device according to a first modified example of the embodiment shown in Fig. 6 to Fig. 8 will be described. In the configuration example shown in Fig. 6 to Fig. 8, N is 1 in each of the M coil units. That is, the configuration example shown in Fig. 6 to Fig. 8 is an example in which the contactless power supply device according to the first modified example is applied to a case in which each of the M coil units has six switches and a loop coil having a two-turn figure-of-eight shape is formed, that is, a case in which six switches are used at the boundary between two sections to form a two-turn figure-of-eight coil.
図6乃至図8に示す構成例では、M個のコイルユニットUNの各々において、2本の導線CN1のうちの1本の導線CN1であって、且つ、2本の導線CN3のうちの1本の導線CN3である導線CN1を、導線CN13とし、2本の導線CN1のうちの1本の導線CN1であって、且つ、2本の導線CN4のうちの1本の導線CN4である導線CN1を、導線CN14とする。また、M個のコイルユニットUNの各々において、2本の導線CN2のうちの1本の導線CN2であって、且つ、2本の導線CN3のうちの1本の導線CN3である導線CN2を、導線CN15とし、2本の導線CN2のうちの1本の導線CN2であって、且つ、2本の導線CN4のうちの1本の導線CN4である導線CN2を、導線CN16とする。このようにしたとき、導線CN15及び導線CN16は、第1線LN1よりも方向DR2における第2の側と反対側に第1線LN1と平行に配置された第2線LN2と第1線LN1との間に配置されている。 6 to 8, in each of the M coil units UN, the conductor CN1 which is one of the two conductors CN1 and one of the two conductors CN3 is designated as conductor CN13, and the conductor CN1 which is one of the two conductors CN1 and one of the two conductors CN4 is designated as conductor CN14. In each of the M coil units UN, the conductor CN2 which is one of the two conductors CN2 and one of the two conductors CN3 is designated as conductor CN15, and the conductor CN2 which is one of the two conductors CN2 and one of the two conductors CN4 is designated as conductor CN16. In this way, the conductors CN15 and CN16 are arranged between the first line LN1 and the second line LN2, which is arranged parallel to the first line LN1 on the side opposite the second side in the direction DR2 from the first line LN1.
また、M個のコイルユニットUNの各々は、導線CN17乃至導線CN20を有する。導線CN17及び導線CN18は、第2線LN2と第1線LN1との間に、導線CN13及び導線CN14から離れて配置され、且つ、方向DR1にそれぞれ延在する。導線CN19及び導線CN20は、第2線LN2よりも、方向DR2における第2の側と反対側に、導線CN15、導線CN16、導線CN17及び導線CN18から離れて配置され、且つ、方向DR1にそれぞれ延在する。なお、導線CN17は、導線CN9且つ導線CN11であり、導線CN18は、導線CN9且つ導線CN12であり、導線CN19は、導線CN10且つ導線CN11であり、導線CN20は、導線CN10且つ導線CN12である。 Each of the M coil units UN has conductors CN17 to CN20. The conductors CN17 and CN18 are disposed between the second line LN2 and the first line LN1, away from the conductors CN13 and CN14, and extend in the direction DR1, respectively. The conductors CN19 and CN20 are disposed on the opposite side of the second side in the direction DR2 from the second line LN2, away from the conductors CN15, CN16, CN17, and CN18, and extend in the direction DR1, respectively. In addition, conductor CN17 is conductor CN9 and conductor CN11, conductor CN18 is conductor CN9 and conductor CN12, conductor CN19 is conductor CN10 and conductor CN11, and conductor CN20 is conductor CN10 and conductor CN12.
また、導線CN13の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP11は、導線CN15の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP12に接続されており、導線CN14の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP13は、導線CN16の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP14に接続されている。また、導線CN15の方向DR1における第1の側の端部EP15は、導線CN19の方向DR1における第1の側の端部EP16に接続されており、導線CN16の方向DR1における第1の側の端部EP17は、導線CN20の方向DR1における第1の側の端部EP18に接続されている。また、導線CN17の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP19は、導線CN19の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP20に接続されており、導線CN18の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP21は、導線CN20の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP22に接続されている。 The end EP11 of the conductor CN13 opposite the first side in the direction DR1 is connected to the end EP12 of the conductor CN15 opposite the first side in the direction DR1, and the end EP13 of the conductor CN14 opposite the first side in the direction DR1 is connected to the end EP14 of the conductor CN16 opposite the first side in the direction DR1. The end EP15 of the conductor CN15 on the first side in the direction DR1 is connected to the end EP16 of the conductor CN19 on the first side in the direction DR1, and the end EP17 of the conductor CN16 on the first side in the direction DR1 is connected to the end EP18 of the conductor CN20 on the first side in the direction DR1. In addition, the end EP19 of the conductor CN17 opposite the first side in the direction DR1 is connected to the end EP20 of the conductor CN19 opposite the first side in the direction DR1, and the end EP21 of the conductor CN18 opposite the first side in the direction DR1 is connected to the end EP22 of the conductor CN20 opposite the first side in the direction DR1.
また、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、接続導線CC2と、スイッチSW3乃至スイッチSW8と、を含む。接続導線CC2は、導線CN14の方向DR1における第1の側の端部EP23と、導線CN17の方向DR1における第1の側の端部EP24と、を接続するためのものである。スイッチSW3は、導線CN14の端部EP23と、接続導線CC2と、の接続を切り替える。スイッチSW4は、導線CN17の端部EP24と、接続導線CC2と、の接続を切り替える。スイッチSW5は、導線CN15の端部EP12と、導線CN17の端部EP19と、の接続を切り替える。スイッチSW6は、導線CN16の端部EP14と、導線CN18の端部EP21と、の接続を切り替える。スイッチSW7は、導線CN19の端部EP16の接続先を切り替える。スイッチSW8は、導線CN20の端部EP18の接続先を切り替える。 In each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 includes a connection conductor CC2 and switches SW3 to SW8. The connection conductor CC2 is for connecting the end EP23 of the conductor CN14 on the first side in the direction DR1 to the end EP24 of the conductor CN17 on the first side in the direction DR1. The switch SW3 switches the connection between the end EP23 of the conductor CN14 and the connection conductor CC2. The switch SW4 switches the connection between the end EP24 of the conductor CN17 and the connection conductor CC2. The switch SW5 switches the connection between the end EP12 of the conductor CN15 and the end EP19 of the conductor CN17. The switch SW6 switches the connection between the end EP14 of the conductor CN16 and the end EP21 of the conductor CN18. Switch SW7 switches the connection destination of end EP16 of conductor CN19. Switch SW8 switches the connection destination of end EP18 of conductor CN20.
M個のコイルユニットUNの各々がそれぞれ有するM個の導線CN13は、M個のコイルユニットUNに亘って互いに直列に接続されており、M個のコイルユニットUNの各々がそれぞれ有するM個の導線CN18は、M個のコイルユニットUNに亘って互いに直列に接続されている。 The M conductors CN13 each of the M coil units UN are connected in series to each other across the M coil units UN, and the M conductors CN18 each of the M coil units UN are connected in series to each other across the M coil units UN.
M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群UGのコイルユニット群端部GE1に配置されたコイルユニットUNを端部コイルユニットEU2とする。このようにしたとき、端部コイルユニットEU2が有する導線CN13は、電源PS1の端子TM1に接続されており、端部コイルユニットEU2が有する導線CN18は、電源PS1の端子TM2に接続されている。 Of the M coil units UN, the coil unit UN arranged at the coil unit group end GE1 of the coil unit group UG is defined as the end coil unit EU2. In this way, the conductor CN13 of the end coil unit EU2 is connected to the terminal TM1 of the power supply PS1, and the conductor CN18 of the end coil unit EU2 is connected to the terminal TM2 of the power supply PS1.
M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群端部GE1からJ番目(Jは2以上M-1以下の整数)のコイルユニットUNをコイルユニットUN7とし、コイルユニット群端部GE1から(J-1)番目のコイルユニットUNをコイルユニットUN8とし、コイルユニット群端部GE1から(J+1)番目のコイルユニットUNをコイルユニットUN9とする。このようにしたとき、コイルユニットUN7が有するスイッチSW3は、コイルユニットUN7が有する導線CN14の端部EP23が、コイルユニットUN7が有する接続導線CC2に接続された状態ST15と、コイルユニットUN7が有する導線CN14の端部EP23が、コイルユニットUN8が有する導線CN14の端部EP13に接続された状態ST16と、コイルユニットUN7が有する導線CN14の端部EP23が、コイルユニットUN7が有する接続導線CC2、及び、コイルユニットUN8が有する導線CN14の端部EP13のいずれからも遮断された状態ST17と、を切り替える。 Of the M coil units UN, the Jth (J is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to M-1) coil unit UN from the coil unit group end GE1 is coil unit UN7, the (J-1)th coil unit UN from the coil unit group end GE1 is coil unit UN8, and the (J+1)th coil unit UN from the coil unit group end GE1 is coil unit UN9. When this is done, the switch SW3 of the coil unit UN7 switches between a state ST15 in which the end EP23 of the conductor CN14 of the coil unit UN7 is connected to the connection conductor CC2 of the coil unit UN7, a state ST16 in which the end EP23 of the conductor CN14 of the coil unit UN7 is connected to the end EP13 of the conductor CN14 of the coil unit UN8, and a state ST17 in which the end EP23 of the conductor CN14 of the coil unit UN7 is disconnected from both the connection conductor CC2 of the coil unit UN7 and the end EP13 of the conductor CN14 of the coil unit UN8.
また、コイルユニットUN7が有するスイッチSW4は、コイルユニットUN7が有する導線CN17の端部EP24が、コイルユニットUN7が有する接続導線CC2に接続された状態ST18と、コイルユニットUN7が有する導線CN17の端部EP24が、コイルユニットUN8が有する導線CN17の端部EP19に接続された状態ST19と、コイルユニットUN7が有する導線CN17の端部EP24が、コイルユニットUN7が有する接続導線CC2、及び、コイルユニットUN8が有する導線CN17の端部EP19のいずれからも遮断された状態ST20と、を切り替える。 The switch SW4 of the coil unit UN7 switches between a state ST18 in which the end EP24 of the conductor CN17 of the coil unit UN7 is connected to the connection conductor CC2 of the coil unit UN7, a state ST19 in which the end EP24 of the conductor CN17 of the coil unit UN7 is connected to the end EP19 of the conductor CN17 of the coil unit UN8, and a state ST20 in which the end EP24 of the conductor CN17 of the coil unit UN7 is disconnected from both the connection conductor CC2 of the coil unit UN7 and the end EP19 of the conductor CN17 of the coil unit UN8.
また、コイルユニットUN7が有するスイッチSW5は、コイルユニットUN7が有する導線CN15の端部EP12が、コイルユニットUN7が有する導線CN17の端部EP19に接続された状態ST21と、コイルユニットUN7が有する導線CN15の端部EP12が、コイルユニットUN9が有する導線CN15の端部EP15に接続された状態ST22と、コイルユニットUN7が有する導線CN15の端部EP12が、コイルユニットUN7が有する導線CN17の端部EP19、及び、コイルユニットUN9が有する導線CN15の端部EP15のいずれからも遮断された状態ST23と、を切り替える。 The switch SW5 of the coil unit UN7 switches between a state ST21 in which the end EP12 of the conductor CN15 of the coil unit UN7 is connected to the end EP19 of the conductor CN17 of the coil unit UN7, a state ST22 in which the end EP12 of the conductor CN15 of the coil unit UN7 is connected to the end EP15 of the conductor CN15 of the coil unit UN9, and a state ST23 in which the end EP12 of the conductor CN15 of the coil unit UN7 is disconnected from both the end EP19 of the conductor CN17 of the coil unit UN7 and the end EP15 of the conductor CN15 of the coil unit UN9.
また、コイルユニットUN7が有するスイッチSW6は、コイルユニットUN7が有する導線CN16の端部EP14が、コイルユニットUN7が有する導線CN18の端部EP21に接続された状態ST24と、コイルユニットUN7が有する導線CN16の端部EP14が、コイルユニットUN9が有する導線CN16の端部EP17に接続された状態ST25と、コイルユニットUN7が有する導線CN16の端部EP14が、コイルユニットUN7が有する導線CN18の端部EP21、及び、コイルユニットUN9が有する導線CN16の端部EP17のいずれからも遮断された状態ST26と、を切り替える。 The switch SW6 of the coil unit UN7 switches between a state ST24 in which the end EP14 of the conductor CN16 of the coil unit UN7 is connected to the end EP21 of the conductor CN18 of the coil unit UN7, a state ST25 in which the end EP14 of the conductor CN16 of the coil unit UN7 is connected to the end EP17 of the conductor CN16 of the coil unit UN9, and a state ST26 in which the end EP14 of the conductor CN16 of the coil unit UN7 is disconnected from both the end EP21 of the conductor CN18 of the coil unit UN7 and the end EP17 of the conductor CN16 of the coil unit UN9.
また、コイルユニットUN7が有するスイッチSW7は、コイルユニットUN7が有する導線CN19の端部EP16が、コイルユニットUN8が有する導線CN19の端部EP20に接続された状態ST27と、コイルユニットUN7が有する導線CN19の端部EP16が、コイルユニットUN8が有する導線CN19の端部EP20から遮断された状態ST28と、を切り替える。 The switch SW7 of the coil unit UN7 switches between a state ST27 in which the end EP16 of the conductor CN19 of the coil unit UN7 is connected to the end EP20 of the conductor CN19 of the coil unit UN8, and a state ST28 in which the end EP16 of the conductor CN19 of the coil unit UN7 is disconnected from the end EP20 of the conductor CN19 of the coil unit UN8.
また、コイルユニットUN7が有するスイッチSW8は、コイルユニットUN7が有する導線CN20の端部EP18が、コイルユニットUN8が有する導線CN20の端部EP22に接続された状態ST29と、コイルユニットUN7が有する導線CN20の端部EP18が、コイルユニットUN8が有する導線CN20の端部EP22から遮断された状態ST30と、を切り替える。 The switch SW8 of the coil unit UN7 switches between a state ST29 in which the end EP18 of the conductor CN20 of the coil unit UN7 is connected to the end EP22 of the conductor CN20 of the coil unit UN8, and a state ST30 in which the end EP18 of the conductor CN20 of the coil unit UN7 is disconnected from the end EP22 of the conductor CN20 of the coil unit UN8.
M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群端部GE1から2番目のコイルユニットUNをコイルユニットUN10とする。このようにしたとき、端部コイルユニットEU2が有するスイッチSW3は、端部コイルユニットEU2が有する導線CN14の端部EP23が、端部コイルユニットEU2が有する接続導線CC2に接続された状態ST31と、端部コイルユニットEU2が有する導線CN14の端部EP23が、電源PS1の端子TM2に接続された状態ST32と、を切り替える。 Of the M coil units UN, the second coil unit UN from the coil unit group end GE1 is defined as coil unit UN10. In this manner, the switch SW3 of the end coil unit EU2 switches between a state ST31 in which the end EP23 of the conductor CN14 of the end coil unit EU2 is connected to the connection conductor CC2 of the end coil unit EU2, and a state ST32 in which the end EP23 of the conductor CN14 of the end coil unit EU2 is connected to the terminal TM2 of the power supply PS1.
また、端部コイルユニットEU2が有するスイッチSW4は、端部コイルユニットEU2が有する導線CN17の端部EP24が、端部コイルユニットEU2が有する接続導線CC2に接続された状態ST33と、端部コイルユニットEU2が有する導線CN17の端部EP24が、電源PS1の端子TM1に接続された状態ST34と、を切り替える。 The switch SW4 of the end coil unit EU2 switches between a state ST33 in which the end EP24 of the conductor CN17 of the end coil unit EU2 is connected to the connecting conductor CC2 of the end coil unit EU2, and a state ST34 in which the end EP24 of the conductor CN17 of the end coil unit EU2 is connected to the terminal TM1 of the power supply PS1.
また、端部コイルユニットEU2が有するスイッチSW5は、端部コイルユニットEU2が有する導線CN15の端部EP12が、端部コイルユニットEU2が有する導線CN17の端部EP19に接続された状態ST35と、端部コイルユニットEU2が有する導線CN15の端部EP12が、コイルユニットUN10が有する導線CN15の端部EP15に接続された状態ST36と、端部コイルユニットEU2が有する導線CN15の端部EP12が、端部コイルユニットEU2が有する導線CN17の端部EP19、及び、コイルユニットUN10が有する導線CN15の端部EP15のいずれからも遮断された状態ST37(図7参照)と、を切り替える。 The switch SW5 of the end coil unit EU2 switches between a state ST35 in which the end EP12 of the conductor CN15 of the end coil unit EU2 is connected to the end EP19 of the conductor CN17 of the end coil unit EU2, a state ST36 in which the end EP12 of the conductor CN15 of the end coil unit EU2 is connected to the end EP15 of the conductor CN15 of the coil unit UN10, and a state ST37 (see FIG. 7) in which the end EP12 of the conductor CN15 of the end coil unit EU2 is disconnected from both the end EP19 of the conductor CN17 of the end coil unit EU2 and the end EP15 of the conductor CN15 of the coil unit UN10.
また、端部コイルユニットEU2が有するスイッチSW6は、端部コイルユニットEU2が有する導線CN16の端部EP14が、端部コイルユニットEU2が有する導線CN18の端部EP21に接続された状態ST38と、端部コイルユニットEU2が有する導線CN16の端部EP14が、コイルユニットUN10が有する導線CN16の端部EP17に接続された状態ST39と、端部コイルユニットEU2が有する導線CN16の端部EP14が、端部コイルユニットEU2が有する導線CN18の端部EP21、及び、コイルユニットUN10が有する導線CN16の端部EP17のいずれからも遮断された状態ST40(図7参照)と、を切り替える。 The switch SW6 of the end coil unit EU2 switches between a state ST38 in which the end EP14 of the conductor CN16 of the end coil unit EU2 is connected to the end EP21 of the conductor CN18 of the end coil unit EU2, a state ST39 in which the end EP14 of the conductor CN16 of the end coil unit EU2 is connected to the end EP17 of the conductor CN16 of the coil unit UN10, and a state ST40 (see FIG. 7) in which the end EP14 of the conductor CN16 of the end coil unit EU2 is disconnected from both the end EP21 of the conductor CN18 of the end coil unit EU2 and the end EP17 of the conductor CN16 of the coil unit UN10.
また、端部コイルユニットEU2が有するスイッチSW7は、端部コイルユニットEU2が有する導線CN19の端部EP16が、電源PS1の端子TM1に接続された状態ST41と、端部コイルユニットEU2が有する導線CN19の端部EP16が、電源PS1の端子TM1から遮断された状態ST42と、を切り替える。 The switch SW7 of the end coil unit EU2 switches between a state ST41 in which the end EP16 of the conductor CN19 of the end coil unit EU2 is connected to the terminal TM1 of the power supply PS1, and a state ST42 in which the end EP16 of the conductor CN19 of the end coil unit EU2 is disconnected from the terminal TM1 of the power supply PS1.
また、端部コイルユニットEU2が有するスイッチSW8は、端部コイルユニットEU2が有する導線CN20の端部EP18が、電源PS1の端子TM2に接続された状態ST43と、端部コイルユニットEU2が有する導線CN20の端部EP18が、電源PS1の端子TM2から遮断された状態ST44と、を切り替える。 The switch SW8 of the end coil unit EU2 switches between a state ST43 in which the end EP18 of the conductor CN20 of the end coil unit EU2 is connected to the terminal TM2 of the power supply PS1, and a state ST44 in which the end EP18 of the conductor CN20 of the end coil unit EU2 is disconnected from the terminal TM2 of the power supply PS1.
集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN7としてのコイルユニットUN1と対向している場合を考える。このような場合、制御部CT1は、コイルユニットUN7としてのコイルユニットUN1において、接続切替部SU1が状態ST1に切り替えられ、スイッチSW3が状態ST15に切り替えられ、スイッチSW4が状態ST18に切り替えられ、スイッチSW5が状態ST23に切り替えられ、スイッチSW6が状態ST26に切り替えられ、スイッチSW7が状態ST28に切り替えられ、且つ、スイッチSW8が状態ST30に切り替えられることにより、ループコイルCL1が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 Consider a case where the collecting coil RC1 faces coil unit UN1, which is one of the M coil units UN and serves as coil unit UN7. In this case, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 so that, in coil unit UN1, which serves as coil unit UN7, the connection switching unit SU1 is switched to state ST1, the switch SW3 is switched to state ST15, the switch SW4 is switched to state ST18, the switch SW5 is switched to state ST23, the switch SW6 is switched to state ST26, the switch SW7 is switched to state ST28, and the switch SW8 is switched to state ST30, thereby forming a loop coil CL1.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、制御部CT1は、(L-1)個のコイルユニットUN7としての(L-1)個のコイルユニットUN2のうち、コイルユニット群端部GE1から(L-1)番目のコイルユニットUNであるコイルユニットUN2において、接続切替部SU1が状態ST2に切り替えられ、スイッチSW3が状態ST16に切り替えられ、スイッチSW4が状態ST19に切り替えられ、スイッチSW5が状態ST21に切り替えられ、スイッチSW6が状態ST24に切り替えられ、スイッチSW7が状態ST27に切り替えられ、且つ、スイッチSW8が状態ST29に切り替えられることにより、導線CN13、導線CN15、導線CN17及び導線CN19により給電線FD1が形成され、導線CN14、導線CN16、導線CN18及び導線CN20により給電線FD2が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 In addition, when the current collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the control unit CT1 switches the connection switching unit SU1 to state ST2, switches the switch SW3 to state ST16, switches the switch SW4 to state ST19, and switches the switch SW5 to state ST18 in the coil unit UN2 that is the (L-1)-th coil unit UN from the coil unit group end GE1 among the (L-1) coil units UN2 as the (L-1) coil units UN7. The operation of the connection switching unit SU1 is controlled so that switch SW5 is switched to state ST21, switch SW6 is switched to state ST24, switch SW7 is switched to state ST27, and switch SW8 is switched to state ST29, so that a power feed line FD1 is formed by conductors CN13, CN15, CN17, and CN19, and a power feed line FD2 is formed by conductors CN14, CN16, CN18, and CN20.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、制御部CT1は、(L-1)個のコイルユニットUN7としての(L-1)個のコイルユニットUN2のうち、コイルユニット群端部GE1から(L-1)番目のコイルユニットUN及び端部コイルユニットEU2を除くいずれのコイルユニットUN2においても、接続切替部SU1が状態ST2に切り替えられ、スイッチSW3が状態ST16に切り替えられ、スイッチSW4が状態ST19に切り替えられ、スイッチSW5が状態ST22に切り替えられ、スイッチSW6が状態ST25に切り替えられ、スイッチSW7が状態ST27に切り替えられ、且つ、スイッチSW8が状態ST29に切り替えられることにより、導線CN13、導線CN15、導線CN17及び導線CN19により給電線FD1が形成され、導線CN14、導線CN16、導線CN18及び導線CN20により給電線FD2が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 In addition, when the current collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the control unit CT1 switches the connection switching unit SU1 to state ST2, switches the switch SW3 to state ST16, and switches the switch SW4 to state ST19 in all of the (L-1) coil units UN2 among the (L-1) coil units UN7, except for the (L-1)-th coil unit UN from the coil unit group end GE1 and the end coil unit EU2. The operation of the connection switching unit SU1 is controlled so that the power supply line FD1 is formed by the conductors CN13, CN15, CN17, and CN19, and the power supply line FD2 is formed by the conductors CN14, CN16, CN18, and CN20, by switching the switch SW5 to state ST22, the switch SW6 to state ST25, the switch SW7 to state ST27, and the switch SW8 to state ST29.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、制御部CT1は、端部コイルユニットEU2において、接続切替部SU1が状態ST2に切り替えられ、スイッチSW3が状態ST32に切り替えられ、スイッチSW4が状態ST34に切り替えられ、スイッチSW5が状態ST36に切り替えられ、スイッチSW6が状態ST39に切り替えられ、スイッチSW7が状態ST41に切り替えられ、且つ、スイッチSW8が状態ST43に切り替えられることにより、導線CN13、導線CN15、導線CN17及び導線CN19により給電線FD1が形成され、導線CN14、導線CN16、導線CN18及び導線CN20により給電線FD2が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 When the collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 in the end coil unit EU2 so that the connection switching unit SU1 is switched to state ST2, the switch SW3 is switched to state ST32, the switch SW4 is switched to state ST34, the switch SW5 is switched to state ST36, the switch SW6 is switched to state ST39, the switch SW7 is switched to state ST41, and the switch SW8 is switched to state ST43, thereby forming a power supply line FD1 with the conductors CN13, CN15, CN17, and CN19, and forming a power supply line FD2 with the conductors CN14, CN16, CN18, and CN20.
また、端部コイルユニットEU2が有する導線CN15の端部EP15は、電源PS1の端子TM1に接続され、端部コイルユニットEU2が有する導線CN16の端部EP17は、電源PS1の端子TM2に接続される。 In addition, the end EP15 of the conductor CN15 of the end coil unit EU2 is connected to the terminal TM1 of the power supply PS1, and the end EP17 of the conductor CN16 of the end coil unit EU2 is connected to the terminal TM2 of the power supply PS1.
このような場合、Nが1である場合でも、具体的に、電源側非対向部におけるコイルユニットを、低いインピーダンスを有する給電線として機能させ、対向部におけるコイルユニットを、8の字形状を有する給電コイルとして機能させることができる。そのため、フィーダーケーブルを省略し、且つ、給電コイルの損失を低減することができる。また、給電コイルが8の字形状を有し、集電コイルが8の字形状を有することにより、給電コイルが発生する磁界を集電コイルに集中して印加することができるので、集電効率を高めることができる。 In such a case, even if N is 1, the coil unit in the non-facing portion on the power source side can function as a power supply line with low impedance, and the coil unit in the facing portion can function as a power supply coil having an eight-shape. This makes it possible to omit the feeder cable and reduce loss in the power supply coil. Furthermore, by having the power supply coil in an eight-shape and the power collecting coil in an eight-shape, the magnetic field generated by the power supply coil can be concentrated and applied to the power collecting coil, thereby improving the power collection efficiency.
好適には、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、状態ST1と、状態ST2と、2本の導線CN1及び2本の導線CN2の各々が電源PS1に対して互いに直列に接続されず、2本の導線CN3が電源PS1に対して互いに並列に接続されず、且つ、2本の導線CN4が電源PS1に対して互いに並列に接続されない状態ST45と、を切り替える。 Preferably, in each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 switches between state ST1, state ST2, and state ST45 in which the two conductors CN1 and the two conductors CN2 are not connected in series to the power supply PS1, the two conductors CN3 are not connected in parallel to the power supply PS1, and the two conductors CN4 are not connected in parallel to the power supply PS1.
また、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群UGの方向DR1における第1の側と反対側のコイルユニット群端部GE2に配置されたコイルユニットUNを端部コイルユニットEU3とし、集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN7としてのコイルユニットUN1と対向している場合を考える。このような場合、制御部CT1は、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1よりも方向DR1における第1の側と反対側に配置され、端部コイルユニットEU3ではなく、且つ、コイルユニットUN7としてのコイルユニットUNである、コイルユニットUN11において、接続切替部SU1が状態ST45に切り替えられ、スイッチSW3が状態ST17に切り替えられるか又はスイッチSW4が状態ST20に切り替えられ、スイッチSW5が状態ST23に切り替えられ、スイッチSW6が状態ST26に切り替えられ、スイッチSW7が状態ST28に切り替えられ、且つ、スイッチSW8が状態ST30に切り替えられることにより、コイルユニットUN11に電流が通流されないように、接続切替部SU1の動作を制御する。 Furthermore, consider a case where, among the M coil units UN, the coil unit UN arranged at the coil unit group end GE2 opposite the first side in the direction DR1 of the coil unit group UG is defined as end coil unit EU3, and the collecting coil RC1 faces coil unit UN1, which is coil unit UN7, among the M coil units UN. In such a case, in coil unit UN11, which is one of the M coil units UN and is located on the opposite side of the first side in direction DR1 from coil unit UN1, and is not an end coil unit EU3 but is a coil unit UN as coil unit UN7, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 so that no current flows through coil unit UN11 by switching the connection switching unit SU1 to state ST45, switching the switch SW3 to state ST17 or switching the switch SW4 to state ST20, switching the switch SW5 to state ST23, switching the switch SW6 to state ST26, switching the switch SW7 to state ST28, and switching the switch SW8 to state ST30.
このような場合、Nが1である場合でも、具体的に、末端側非対向部では、コイルユニットに電流が通流されないようにする。そのため、給電コイルの損失を更に低減することができる。 In such a case, even if N is 1, specifically, no current flows through the coil unit in the non-facing end portion. This can further reduce the loss in the power supply coil.
前述したように、本第1変形例は、非接触給電装置が、Nが1である場合、即ち、2つのセクション同士の境界に6つのスイッチが用いられ2ターンの8の字コイルが形成される場合、に適用された例である。また、本第1変形例では、給電コイルと並行してフィーダーケーブルが配置される場合に比べて、給電線の単位長さ当たりの抵抗を、1/4に低減することができる。 As described above, this first modified example is an example of a contactless power supply device applied when N is 1, that is, when six switches are used at the boundary between two sections to form a two-turn figure-of-eight coil. Furthermore, in this first modified example, the resistance per unit length of the power supply line can be reduced to one-quarter compared to when a feeder cable is arranged in parallel with the power supply coil.
一方、2つのセクション同士の境界に8N-2のスイッチが用いられ2Nターンの8の字コイルが形成される場合には、給電コイルと並行してフィーダーケーブルが配置される場合に比べて、給電線の単位長さ当たりの抵抗を、1/(4N)に低減することができる。 On the other hand, when 8N-2 switches are used at the boundary between two sections to form a figure-of-eight coil of 2N turns, the resistance per unit length of the power feeder can be reduced to 1/(4N) compared to when a feeder cable is placed in parallel with the power feeder coil.
好適には、本第1変形例の非接触給電装置SD1は、更に、端部スイッチES1と、端部スイッチES2と、を備えている。端部スイッチES1は、端部コイルユニットEU2が有する導線CN15の端部EP15が、電源PS1の端子TM1に接続された第1端部状態SE1と、端部コイルユニットEU2が有する導線CN15の端部EP15が、電源PS1の端子TM1から遮断された第2端部状態(図示は省略)と、を切り替える。端部スイッチES2は、端部コイルユニットEU2が有する導線CN16の端部EP17が、電源PS1の端子TM2に接続された第3端部状態SE3と、端部コイルユニットEU2が有する導線CN16の端部EP17が、電源PS1の端子TM2から遮断された第4端部状態(図示は省略)と、を切り替える。制御部CT1は、端部スイッチES1及び端部スイッチES2の動作を制御する。 Preferably, the non-contact power supply device SD1 of the first modified example further includes an end switch ES1 and an end switch ES2. The end switch ES1 switches between a first end state SE1 in which the end EP15 of the conductor CN15 of the end coil unit EU2 is connected to the terminal TM1 of the power source PS1 and a second end state (not shown) in which the end EP15 of the conductor CN15 of the end coil unit EU2 is disconnected from the terminal TM1 of the power source PS1. The end switch ES2 switches between a third end state SE3 in which the end EP17 of the conductor CN16 of the end coil unit EU2 is connected to the terminal TM2 of the power source PS1 and a fourth end state (not shown) in which the end EP17 of the conductor CN16 of the end coil unit EU2 is disconnected from the terminal TM2 of the power source PS1. The control unit CT1 controls the operation of the end switch ES1 and the end switch ES2.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、制御部CT1は、端部スイッチES1が第1端部状態SE1に切り替えられるように、端部スイッチES1の動作を制御し、端部スイッチES2が第3端部状態SE3に切り替えられるように、端部スイッチES2の動作を制御する。 In addition, when the collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the control unit CT1 controls the operation of the end switch ES1 so that the end switch ES1 is switched to the first end state SE1, and controls the operation of the end switch ES2 so that the end switch ES2 is switched to the third end state SE3.
このような場合、端部コイルユニットEU2が有する導線CN15の端部EP15が、電源PS1の端子TM1に確実に接続されることができ、端部コイルユニットEU2が有する導線CN16の端部EP17が、電源PS1の端子TM2に確実に接続されることができる。 In such a case, the end EP15 of the conductor CN15 of the end coil unit EU2 can be securely connected to the terminal TM1 of the power source PS1, and the end EP17 of the conductor CN16 of the end coil unit EU2 can be securely connected to the terminal TM2 of the power source PS1.
<非接触給電装置の第2変形例>
次に、実施の形態の非接触給電装置の第2変形例について説明する。本第2変形例の非接触給電装置は、コイルユニットにより互いに直列に接続された2つの矩形コイルが形成される点において、実施の形態の非接触給電装置と異なる。
<Second Modification of Contactless Power Supply Device>
Next, a second modification of the non-contact power supply device of the embodiment will be described. The non-contact power supply device of the second modification is different from the non-contact power supply device of the embodiment in that two rectangular coils connected in series to each other are formed by a coil unit.
図9及び図10は、実施の形態の第2変形例の非接触給電装置を示す回路図である。図10は、図9のうちコイルユニットUN12付近を拡大して示している。図11は、実施の形態の第2変形例の非接触給電装置の等価回路を示す回路図である。 Figures 9 and 10 are circuit diagrams showing a non-contact power supply device according to a second modified example of the embodiment. Figure 10 shows an enlarged view of the coil unit UN12 and its vicinity in Figure 9. Figure 11 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the non-contact power supply device according to the second modified example of the embodiment.
図9乃至図11に示すように、本第2変形例の非接触給電装置SD1では、M個のコイルユニットUNの各々は、2NターンのループコイルCL1、及び、ループコイルCL1と直列に接続されループコイルCL1の巻回方向と逆方向に巻回された2NターンのループコイルCL2を形成するためのものである。また、M個のコイルユニットUNの各々は、ループコイルCL1及びループコイルCL2により、8の字形状を有するループコイルCL3を形成するためのものである。なお、図9乃至図11では、Nが1である場合を示している。 As shown in Figures 9 to 11, in the non-contact power supply device SD1 of the second modified example, each of the M coil units UN is intended to form a 2N-turn loop coil CL1 and a 2N-turn loop coil CL2 that is connected in series with the loop coil CL1 and wound in the opposite direction to the winding direction of the loop coil CL1. Also, each of the M coil units UN is intended to form a loop coil CL3 having an 8 shape using the loop coils CL1 and CL2. Note that Figures 9 to 11 show the case where N is 1.
M個のコイルユニットUNの各々は、2N本の導線CN1と、2N本の導線CN2と、2N本の導線CN21と、2N本の導線CN22と、を有する。M個のコイルユニットUNの各々において、2N本の導線CN2は、第1線LN1よりも方向DR2における第2の側と反対側に第1線LN1と平行に配置された第3線LN3と第1線LN1との間に配置されている。2N本の導線CN21は、第3線LN3と第1線LN1との間に、2N本の導線CN1から離れて配置され、且つ、方向DR1にそれぞれ延在する。2N本の導線CN22は、第3線LN3よりも、方向DR2における第2の側と反対側に、2N本の導線CN2及び2N本の導線CN21から離れて配置され、且つ、方向DR1にそれぞれ延在する。 Each of the M coil units UN has 2N conductors CN1, 2N conductors CN2, 2N conductors CN21, and 2N conductors CN22. In each of the M coil units UN, the 2N conductors CN2 are arranged between the first line LN1 and a third line LN3 arranged parallel to the first line LN1 on the opposite side of the second side in the direction DR2 from the first line LN1. The 2N conductors CN21 are arranged between the third line LN3 and the first line LN1, away from the 2N conductors CN1, and each extend in the direction DR1. The 2N conductors CN22 are arranged away from the 2N conductors CN2 and the 2N conductors CN21 on the opposite side of the second side in the direction DR2 from the third line LN3, and each extend in the direction DR1.
2N本の導線CN21及び2N本の導線CN22のうち、N本の導線CN21及びN本の導線CN22を2N本の導線CN23とし、2N本の導線CN21及び2N本の導線CN22のうち、2N本の導線CN23以外のN本の導線CN21及びN本の導線CN22を2N本の導線CN24とする。このようにしたとき、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、2N本の導線CN1及び2N本の導線CN2の各々が互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された2N本の導線CN1及び2N本の導線CN2によりループコイルCL1が形成され、2N本の導線CN21及び2N本の導線CN22の各々が互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された2N本の導線CN21及び2N本の導線CN22によりループコイルCL2が形成される状態ST1と、2N本の導線CN3及び2N本の導線CN23が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の導線CN3及び2N本の導線CN23により給電線FD1が形成され、2N本の導線CN4及び2N本の導線CN24が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された2N本の導線CN4及び2N本の導線CN24により給電線FD2が形成される状態ST2と、を切り替える。 Of the 2N conductors CN21 and 2N conductors CN22, the N conductors CN21 and N conductors CN22 are defined as 2N conductors CN23, and of the 2N conductors CN21 and 2N conductors CN22, the N conductors CN21 and N conductors CN22 other than the 2N conductors CN23 are defined as 2N conductors CN24. When this is done, in each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 switches the 2N conductors CN1 and 2N conductors CN2 in series with each other, forming a loop coil CL1, and the 2N conductors CN1 and 2N conductors CN2 in series with each other, forming a loop coil CL2, and the 2N conductors CN21 and 2N conductors CN2 in series with each other, forming a loop coil CL3, and the 2N conductors CN21 and 2N conductors CN2 in series with each other, forming a loop coil CL4, and the 2N conductors CN21 and 2N conductors CN2 in series with each other, forming a loop coil CL5. The switch switches between state ST1, in which loop coil CL2 is formed by 2, and state ST2, in which 2N conductors CN3 and 2N conductors CN23 are connected in parallel to each other, and a power feeder FD1 is formed by the 2N conductors CN3 and 2N conductors CN23 connected in parallel to each other, and 2N conductors CN4 and 2N conductors CN24 are connected in parallel to each other, and a power feeder FD2 is formed by the 2N conductors CN4 and 2N conductors CN24 connected in parallel to each other.
このような場合、給電コイルが8の字形状を有し、集電コイルが8の字形状を有することにより、給電コイルが発生する磁界を集電コイルに集中して印加することができるので、集電効率を高めることができる。また、給電コイルと並行してフィーダーケーブルが配置される場合に比べて、給電線の単位長さ当たりの抵抗を、1/(4N)に低減することができる。そのため、本第2変形例によれば、実施の形態に比べて、給電コイルの損失を更に低減させ、送電効率を更に向上させることができ、且つ、フィーダーケーブルを省略し、設置コストを低減することができる。 In such a case, by having the power supply coil shaped like an eight and the power collecting coil shaped like an eight, the magnetic field generated by the power supply coil can be concentrated and applied to the power collecting coil, thereby improving the power collection efficiency. Also, compared to a case where a feeder cable is arranged in parallel with the power supply coil, the resistance per unit length of the power supply line can be reduced to 1/(4N). Therefore, according to the second modified example, compared to the embodiment, the loss of the power supply coil can be further reduced and the power transmission efficiency can be further improved, and the feeder cable can be omitted, reducing installation costs.
好適には、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、状態ST1と、状態ST2と、2N本の導線CN1、2N本の導線CN2、2N本の導線CN21及び2N本の導線CN22の各々が互いに直列に接続されず、2N本の導線CN3及び2N本の導線CN23が互いに並列に接続されず、且つ、2N本の導線CN4及び2N本の導線CN24が互いに並列に接続されない第3状態と、を切り替える。 Preferably, in each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 switches between state ST1, state ST2, and a third state in which the 2N conductors CN1, 2N conductors CN2, 2N conductors CN21, and 2N conductors CN22 are not connected in series with each other, the 2N conductors CN3 and 2N conductors CN23 are not connected in parallel with each other, and the 2N conductors CN4 and 2N conductors CN24 are not connected in parallel with each other.
また、集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1と対向している場合を考える。このような場合、制御部CT1は、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1よりも方向DR1における第1の側と反対側に配置された(M-L)個のコイルユニットUNである(M-L)個のコイルユニットUN3の各々において、接続切替部SU1が状態ST3に切り替えられることにより、(M-L)個のコイルユニットUN3の各々に電流が通流されないように、接続切替部SU1の動作を制御する。 Also consider the case where the collecting coil RC1 faces coil unit UN1 out of the M coil units UN. In this case, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 so that in each of the (M-L) coil units UN3, which are (M-L) coil units UN arranged on the opposite side of the first side in the direction DR1 from coil unit UN1 out of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 is switched to state ST3, thereby preventing current from flowing through each of the (M-L) coil units UN3.
これにより、末端側非対向部では、コイルユニットに電流が通流されないようにすることができるので、給電コイルの損失を更に低減することができる。 This prevents current from flowing through the coil unit in the non-facing end portion, further reducing losses in the power supply coil.
<実施の形態の第2変形例の非接触給電装置の構成例>
次に、図9乃至図11に示す実施の形態の第2変形例の非接触給電装置の構成例について説明する。図9乃至図11に示す構成例では、M個のコイルユニットの各々において、Nは1である。即ち、図9乃至図11に示す構成例は、本第2変形例の非接触給電装置が、M個のコイルユニットの各々が6つのスイッチを有し且つ2ターンの8の字形状を有するループコイルが形成される場合、即ち、2つのセクション同士の境界に6つのスイッチが用いられ2ターンの8の字コイルが形成される場合、に適用された例である。
<Configuration Example of a Contactless Power Supply Device According to a Second Modification of the Embodiment>
Next, a configuration example of a contactless power supply device according to a second modified example of the embodiment shown in Fig. 9 to Fig. 11 will be described. In the configuration example shown in Fig. 9 to Fig. 11, N is 1 in each of M coil units. That is, the configuration example shown in Fig. 9 to Fig. 11 is an example in which the contactless power supply device according to the second modified example is applied to a case in which each of M coil units has six switches and a loop coil having a two-turn figure-of-eight shape is formed, that is, a case in which six switches are used at the boundary between two sections to form a two-turn figure-of-eight coil.
図9乃至図11に示す構成例では、M個のコイルユニットUNの各々において、2本の導線CN1のうちの1本の導線CN1であって、且つ、2本の導線CN3のうちの1本の導線CN3である導線CN1を、導線CN25とし、2本の導線CN1のうちの1本の導線CN1であって、且つ、2本の導線CN4のうちの1本の導線CN4である導線CN1を、導線CN26とする。また、M個のコイルユニットUNの各々において、2本の導線CN2のうちの1本の導線CN2であって、且つ、2本の導線CN3のうちの1本の導線CN3である導線CN2を、導線CN27とし、2本の導線CN2のうちの1本の導線CN2であって、且つ、2本の導線CN4のうちの1本の導線CN4である導線CN2を、導線CN28とする。このようにしたとき、導線CN27及び導線CN28は、第1線LN1よりも方向DR2における第2の側と反対側に第1線LN1と平行に配置された第3線LN3と第1線LN1との間に配置されている。 9 to 11, in each of the M coil units UN, the conductor CN1 which is one of the two conductors CN1 and one of the two conductors CN3 is designated as conductor CN25, and the conductor CN1 which is one of the two conductors CN1 and one of the two conductors CN4 is designated as conductor CN26. In each of the M coil units UN, the conductor CN2 which is one of the two conductors CN2 and one of the two conductors CN3 is designated as conductor CN27, and the conductor CN2 which is one of the two conductors CN2 and one of the two conductors CN4 is designated as conductor CN28. In this way, the conductors CN27 and CN28 are arranged between the first line LN1 and the third line LN3, which is arranged parallel to the first line LN1 on the side opposite the second side in the direction DR2 from the first line LN1.
また、M個のコイルユニットUNの各々は、導線CN29乃至導線CN32を有する。導線CN29及び導線CN30は、第3線LN3と第1線LN1との間に、導線CN25及び導線CN26から離れて配置され、且つ、方向DR1にそれぞれ延在する。導線CN31及び導線CN32は、第3線LN3よりも、方向DR2における第2の側と反対側に、導線CN27、導線CN28、導線CN29及び導線CN30から離れて配置され、且つ、方向DR1にそれぞれ延在する。なお、導線CN29は、導線CN21且つ導線CN23であり、導線CN30は、導線CN21且つ導線CN24であり、導線CN31は、導線CN22且つ導線CN23であり、導線CN32は、導線CN22且つ導線CN24である。 Each of the M coil units UN has conductors CN29 to CN32. The conductors CN29 and CN30 are disposed between the third line LN3 and the first line LN1, away from the conductors CN25 and CN26, and extend in the direction DR1, respectively. The conductors CN31 and CN32 are disposed on the opposite side of the third line LN3 to the second side in the direction DR2, away from the conductors CN27, CN28, CN29, and CN30, and extend in the direction DR1, respectively. In addition, conductor CN29 is conductor CN21 and conductor CN23, conductor CN30 is conductor CN21 and conductor CN24, conductor CN31 is conductor CN22 and conductor CN23, and conductor CN32 is conductor CN22 and conductor CN24.
また、導線CN25の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP25は、導線CN27の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP26に接続されており、導線CN26の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP27は、導線CN28の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP28に接続されている。また、導線CN29の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP29は、導線CN31の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP30に接続されており、導線CN30の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP31は、導線CN32の方向DR1における第1の側と反対側の端部EP32に接続されている。 The end EP25 of the conductor CN25 opposite the first side in the direction DR1 is connected to the end EP26 of the conductor CN27 opposite the first side in the direction DR1, and the end EP27 of the conductor CN26 opposite the first side in the direction DR1 is connected to the end EP28 of the conductor CN28 opposite the first side in the direction DR1. The end EP29 of the conductor CN29 opposite the first side in the direction DR1 is connected to the end EP30 of the conductor CN31 opposite the first side in the direction DR1, and the end EP31 of the conductor CN30 opposite the first side in the direction DR1 is connected to the end EP32 of the conductor CN32 opposite the first side in the direction DR1.
また、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、スイッチSW9乃至スイッチSW14を含む。スイッチSW9は、導線CN26の方向DR1における第1の側の端部EP33と、導線CN27の方向DR1における第1の側の端部EP34と、の接続を切り替える。スイッチSW10は、導線CN29の方向DR1における第1の側の端部EP35と、導線CN32の方向DR1における第1の側の端部EP36と、の接続を切り替える。スイッチSW11は、導線CN27の端部EP26と、導線CN29の端部EP29と、の接続を切り替える。スイッチSW12は、導線CN28の端部EP28と、導線CN30の端部EP31と、の接続を切り替える。スイッチSW13は、導線CN31の方向DR1における第1の側の端部EP37と、導線CN28の方向DR1における第1の側の端部EP38と、の接続を切り替える。スイッチSW14は、導線CN32の端部EP36の接続先を切り替える。 In each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 includes switches SW9 to SW14. The switch SW9 switches the connection between the end EP33 on the first side in the direction DR1 of the conductor CN26 and the end EP34 on the first side in the direction DR1 of the conductor CN27. The switch SW10 switches the connection between the end EP35 on the first side in the direction DR1 of the conductor CN29 and the end EP36 on the first side in the direction DR1 of the conductor CN32. The switch SW11 switches the connection between the end EP26 of the conductor CN27 and the end EP29 of the conductor CN29. The switch SW12 switches the connection between the end EP28 of the conductor CN28 and the end EP31 of the conductor CN30. The switch SW13 switches the connection between the end EP37 on the first side in the direction DR1 of the conductor CN31 and the end EP38 on the first side in the direction DR1 of the conductor CN28. The switch SW14 switches the connection destination of the end EP36 of the conductor CN32.
M個のコイルユニットUNの各々がそれぞれ有するM個の導線CN25は、M個のコイルユニットUNに亘って互いに直列に接続されており、M個のコイルユニットUNの各々がそれぞれ有するM個の導線CN30は、M個のコイルユニットUNに亘って互いに直列に接続されている。 The M conductors CN25 of each of the M coil units UN are connected in series to each other across the M coil units UN, and the M conductors CN30 of each of the M coil units UN are connected in series to each other across the M coil units UN.
M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群UGのコイルユニット群端部GE1に配置されたコイルユニットUNを端部コイルユニットEU4とする。このようにしたとき、端部コイルユニットEU4が有する導線CN25は、電源PS1の端子TM1に接続されており、端部コイルユニットEU4が有する導線CN30は、電源PS1の端子TM2に接続されている。 Of the M coil units UN, the coil unit UN arranged at the coil unit group end GE1 of the coil unit group UG is defined as the end coil unit EU4. In this way, the conductor CN25 of the end coil unit EU4 is connected to the terminal TM1 of the power supply PS1, and the conductor CN30 of the end coil unit EU4 is connected to the terminal TM2 of the power supply PS1.
M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群端部GE1からI番目(Iは2以上M-1以下の整数)のコイルユニットUNをコイルユニットUN12とし、コイルユニット群端部GE1から(I-1)番目のコイルユニットをコイルユニットUN13とし、コイルユニット群端部GE1から(I+1)番目のコイルユニットをコイルユニットUN14とする。このようにしたとき、コイルユニットUN12が有するスイッチSW9は、コイルユニットUN12が有する導線CN26の端部EP33が、コイルユニットUN12が有する導線CN27の端部EP34に接続された状態ST46と、コイルユニットUN12が有する導線CN26の端部EP33が、コイルユニットUN13が有する導線CN26の端部EP27に接続された状態ST47と、コイルユニットUN12が有する導線CN26の端部EP33が、コイルユニットUN12が有する導線CN27の端部EP34、及び、コイルユニットUN13が有する導線CN26の端部EP27のいずれからも遮断された状態ST48と、を切り替える。 Of the M coil units UN, the I-th coil unit UN (I is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to M-1) from the coil unit group end GE1 is coil unit UN12, the (I-1)th coil unit from the coil unit group end GE1 is coil unit UN13, and the (I+1)th coil unit from the coil unit group end GE1 is coil unit UN14. When this is done, the switch SW9 of the coil unit UN12 switches between a state ST46 in which the end EP33 of the conductor CN26 of the coil unit UN12 is connected to the end EP34 of the conductor CN27 of the coil unit UN12, a state ST47 in which the end EP33 of the conductor CN26 of the coil unit UN12 is connected to the end EP27 of the conductor CN26 of the coil unit UN13, and a state ST48 in which the end EP33 of the conductor CN26 of the coil unit UN12 is disconnected from both the end EP34 of the conductor CN27 of the coil unit UN12 and the end EP27 of the conductor CN26 of the coil unit UN13.
また、コイルユニットUN12が有するスイッチSW10は、コイルユニットUN12が有する導線CN29の端部EP35が、コイルユニットUN12が有する導線CN32の端部EP36に接続された状態ST49と、コイルユニットUN12が有する導線CN29の端部EP35が、コイルユニットUN13が有する導線CN29の端部EP29に接続された状態ST50と、コイルユニットUN12が有する導線CN29の端部EP35が、コイルユニットUN12が有する導線CN32の端部EP36、及び、コイルユニットUN13が有する導線CN29の端部EP29のいずれからも遮断された状態ST51と、を切り替える。 The switch SW10 of the coil unit UN12 switches between a state ST49 in which the end EP35 of the conductor CN29 of the coil unit UN12 is connected to the end EP36 of the conductor CN32 of the coil unit UN12, a state ST50 in which the end EP35 of the conductor CN29 of the coil unit UN12 is connected to the end EP29 of the conductor CN29 of the coil unit UN13, and a state ST51 in which the end EP35 of the conductor CN29 of the coil unit UN12 is disconnected from both the end EP36 of the conductor CN32 of the coil unit UN12 and the end EP29 of the conductor CN29 of the coil unit UN13.
また、コイルユニットUN12が有するスイッチSW11は、コイルユニットUN12が有する導線CN27の端部EP26が、コイルユニットUN12が有する導線CN29の端部EP29に接続された状態ST52と、コイルユニットUN12が有する導線CN27の端部EP26が、コイルユニットUN14が有する導線CN27の端部EP34に接続された状態ST53と、コイルユニットUN12が有する導線CN27の端部EP26が、コイルユニットUN12が有する導線CN29の端部EP29、及び、コイルユニットUN14が有する導線CN27の端部EP34のいずれからも遮断された状態ST54と、を切り替える。 The switch SW11 of the coil unit UN12 switches between a state ST52 in which the end EP26 of the conductor CN27 of the coil unit UN12 is connected to the end EP29 of the conductor CN29 of the coil unit UN12, a state ST53 in which the end EP26 of the conductor CN27 of the coil unit UN12 is connected to the end EP34 of the conductor CN27 of the coil unit UN14, and a state ST54 in which the end EP26 of the conductor CN27 of the coil unit UN12 is disconnected from both the end EP29 of the conductor CN29 of the coil unit UN12 and the end EP34 of the conductor CN27 of the coil unit UN14.
また、コイルユニットUN12が有するスイッチSW12は、コイルユニットUN12が有する導線CN28の端部EP28が、コイルユニットUN12が有する導線CN30の端部EP31に接続された状態ST55と、コイルユニットUN12が有する導線CN28の端部EP28が、コイルユニットUN14が有する導線CN28の端部EP38に接続された状態ST56と、コイルユニットUN12が有する導線CN28の端部EP28が、コイルユニットUN12が有する導線CN30の端部EP31、及び、コイルユニットUN14が有する導線CN28の端部EP38のいずれからも遮断された状態ST57と、を切り替える。 The switch SW12 of the coil unit UN12 switches between a state ST55 in which the end EP28 of the conductor CN28 of the coil unit UN12 is connected to the end EP31 of the conductor CN30 of the coil unit UN12, a state ST56 in which the end EP28 of the conductor CN28 of the coil unit UN12 is connected to the end EP38 of the conductor CN28 of the coil unit UN14, and a state ST57 in which the end EP28 of the conductor CN28 of the coil unit UN12 is disconnected from both the end EP31 of the conductor CN30 of the coil unit UN12 and the end EP38 of the conductor CN28 of the coil unit UN14.
また、コイルユニットUN12が有するスイッチSW13は、コイルユニットUN12が有する導線CN31の端部EP37が、コイルユニットUN12が有する導線CN28の端部EP38に接続された状態ST58と、コイルユニットUN12が有する導線CN31の端部EP37が、コイルユニットUN13が有する導線CN31の端部EP30に接続された状態ST59と、コイルユニットUN12が有する導線CN31の端部EP37が、コイルユニットUN12が有する導線CN28の端部EP38、及び、コイルユニットUN13が有する導線CN31の端部EP30のいずれからも遮断された状態ST60と、を切り替える。 The switch SW13 of the coil unit UN12 switches between a state ST58 in which the end EP37 of the conductor CN31 of the coil unit UN12 is connected to the end EP38 of the conductor CN28 of the coil unit UN12, a state ST59 in which the end EP37 of the conductor CN31 of the coil unit UN12 is connected to the end EP30 of the conductor CN31 of the coil unit UN13, and a state ST60 in which the end EP37 of the conductor CN31 of the coil unit UN12 is disconnected from both the end EP38 of the conductor CN28 of the coil unit UN12 and the end EP30 of the conductor CN31 of the coil unit UN13.
また、コイルユニットUN12が有するスイッチSW14は、コイルユニットUN12が有する導線CN32の端部EP36が、コイルユニットUN13が有する導線CN32の端部EP32に接続された状態ST61と、コイルユニットUN12が有する導線CN32の端部EP36が、コイルユニットUN13が有する導線CN32の端部EP32から遮断された状態ST62と、を切り替える。 The switch SW14 of the coil unit UN12 switches between a state ST61 in which the end EP36 of the conductor CN32 of the coil unit UN12 is connected to the end EP32 of the conductor CN32 of the coil unit UN13, and a state ST62 in which the end EP36 of the conductor CN32 of the coil unit UN12 is disconnected from the end EP32 of the conductor CN32 of the coil unit UN13.
M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群端部GE1から2番目のコイルユニットをコイルユニットUN15とする。このようにしたとき、端部コイルユニットEU4が有するスイッチSW9は、端部コイルユニットEU4が有する導線CN26の端部EP33が、端部コイルユニットEU4が有する導線CN27の端部EP34に接続された状態ST63と、端部コイルユニットEU4が有する導線CN26の端部EP33が、電源PS1の端子TM2に接続された状態ST64と、を切り替える。 Of the M coil units UN, the second coil unit from the coil unit group end GE1 is coil unit UN15. When this is done, the switch SW9 of the end coil unit EU4 switches between a state ST63 in which the end EP33 of the conductor CN26 of the end coil unit EU4 is connected to the end EP34 of the conductor CN27 of the end coil unit EU4, and a state ST64 in which the end EP33 of the conductor CN26 of the end coil unit EU4 is connected to the terminal TM2 of the power supply PS1.
また、端部コイルユニットEU4が有するスイッチSW10は、端部コイルユニットEU4が有する導線CN29の端部EP35が、端部コイルユニットEU4が有する導線CN32の端部EP36に接続された状態ST65と、端部コイルユニットEU4が有する導線CN29の端部EP35が、電源PS1の端子TM1に接続された状態ST66と、を切り替える。 The switch SW10 of the end coil unit EU4 switches between a state ST65 in which the end EP35 of the conductor CN29 of the end coil unit EU4 is connected to the end EP36 of the conductor CN32 of the end coil unit EU4, and a state ST66 in which the end EP35 of the conductor CN29 of the end coil unit EU4 is connected to the terminal TM1 of the power supply PS1.
また、端部コイルユニットEU4が有するスイッチSW11は、端部コイルユニットEU4が有する導線CN27の端部EP26が、端部コイルユニットEU4が有する導線CN29の端部EP29に接続された状態ST67と、端部コイルユニットEU4が有する導線CN27の端部EP26が、コイルユニットUN15が有する導線CN27の端部EP34に接続された状態ST68と、端部コイルユニットEU4が有する導線CN27の端部EP26が、端部コイルユニットEU4が有する導線CN29の端部EP29、及び、コイルユニットUN15が有する導線CN27の端部EP34のいずれからも遮断された状態ST69(図10参照)と、を切り替える。 The switch SW11 of the end coil unit EU4 switches between a state ST67 in which the end EP26 of the conductor CN27 of the end coil unit EU4 is connected to the end EP29 of the conductor CN29 of the end coil unit EU4, a state ST68 in which the end EP26 of the conductor CN27 of the end coil unit EU4 is connected to the end EP34 of the conductor CN27 of the coil unit UN15, and a state ST69 (see FIG. 10) in which the end EP26 of the conductor CN27 of the end coil unit EU4 is disconnected from both the end EP29 of the conductor CN29 of the end coil unit EU4 and the end EP34 of the conductor CN27 of the coil unit UN15.
また、端部コイルユニットEU4が有するスイッチSW12は、端部コイルユニットEU4が有する導線CN28の端部EP28が、端部コイルユニットEU4が有する導線CN30の端部EP31に接続された状態ST70と、端部コイルユニットEU4が有する導線CN28の端部EP28が、コイルユニットUN15が有する導線CN28の端部EP38に接続された状態ST71と、端部コイルユニットEU4が有する導線CN28の端部EP28が、端部コイルユニットEU4が有する導線CN30の端部EP31、及び、コイルユニットUN15が有する導線CN28の端部EP38のいずれからも遮断された状態ST72(図10参照)と、を切り替える。 The switch SW12 of the end coil unit EU4 switches between a state ST70 in which the end EP28 of the conductor CN28 of the end coil unit EU4 is connected to the end EP31 of the conductor CN30 of the end coil unit EU4, a state ST71 in which the end EP28 of the conductor CN28 of the end coil unit EU4 is connected to the end EP38 of the conductor CN28 of the coil unit UN15, and a state ST72 (see FIG. 10) in which the end EP28 of the conductor CN28 of the end coil unit EU4 is disconnected from both the end EP31 of the conductor CN30 of the end coil unit EU4 and the end EP38 of the conductor CN28 of the coil unit UN15.
また、端部コイルユニットEU4が有するスイッチSW13は、端部コイルユニットEU4が有する導線CN31の端部EP37が、端部コイルユニットEU4が有する導線CN28の端部EP38に接続された状態ST73と、端部コイルユニットEU4が有する導線CN31の端部EP37が、電源PS1の端子TM1に接続された状態ST74と、を切り替える。 The switch SW13 of the end coil unit EU4 switches between a state ST73 in which the end EP37 of the conductor CN31 of the end coil unit EU4 is connected to the end EP38 of the conductor CN28 of the end coil unit EU4, and a state ST74 in which the end EP37 of the conductor CN31 of the end coil unit EU4 is connected to the terminal TM1 of the power supply PS1.
また、端部コイルユニットEU4が有するスイッチSW14は、端部コイルユニットEU4が有する導線CN32の端部EP36が、電源PS1の端子TM2に接続された状態ST75と、端部コイルユニットEU4が有する導線CN32の端部EP36が、電源PS1の端子TM2から遮断された状態ST76(図10参照)と、を切り替える。 The switch SW14 of the end coil unit EU4 switches between a state ST75 in which the end EP36 of the conductor CN32 of the end coil unit EU4 is connected to the terminal TM2 of the power supply PS1 and a state ST76 (see FIG. 10) in which the end EP36 of the conductor CN32 of the end coil unit EU4 is disconnected from the terminal TM2 of the power supply PS1.
集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN12としてのコイルユニットUN1と対向している場合を考える。このような場合、制御部CT1は、コイルユニットUN12としてのコイルユニットUN1において、接続切替部SU1が状態ST1に切り替えられ、スイッチSW9が状態ST46に切り替えられ、スイッチSW10が状態ST49に切り替えられ、スイッチSW11が状態ST54に切り替えられ、スイッチSW12が状態ST57に切り替えられ、スイッチSW13が状態ST58に切り替えられ、且つ、スイッチSW14が状態ST62に切り替えられることにより、ループコイルCL1及びループコイルCL2が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 Consider the case where the collecting coil RC1 faces coil unit UN1, which is one of the M coil units UN and serves as coil unit UN12. In this case, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 so that, in coil unit UN1 serving as coil unit UN12, the connection switching unit SU1 is switched to state ST1, the switch SW9 is switched to state ST46, the switch SW10 is switched to state ST49, the switch SW11 is switched to state ST54, the switch SW12 is switched to state ST57, the switch SW13 is switched to state ST58, and the switch SW14 is switched to state ST62, thereby forming loop coils CL1 and CL2.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、制御部CT1は、(L-1)個のコイルユニットUN12としての(L-1)個のコイルユニットUN2のうち、コイルユニット群端部GE1から(L-1)番目のコイルユニットUNであるコイルユニットUN2において、接続切替部SU1が状態ST2に切り替えられ、スイッチSW9が状態ST47に切り替えられ、スイッチSW10が状態ST50に切り替えられ、スイッチSW11が状態ST52に切り替えられ、スイッチSW12が状態ST55に切り替えられ、スイッチSW13が状態ST59に切り替えられ、且つ、スイッチSW14が状態ST61に切り替えられることにより、導線CN25、導線CN27、導線CN29及び導線CN31により給電線FD1が形成され、導線CN26、導線CN28、導線CN30及び導線CN32により給電線FD2が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 In addition, when the current collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the control unit CT1 switches the connection switching unit SU1 to state ST2, switches the switch SW9 to state ST47, switches the switch SW10 to state ST50, and switches the switch SW1 to state ST51 in the coil unit UN2 that is the (L-1)-th coil unit UN from the coil unit group end GE1 out of the (L-1) coil units UN2 that are the (L-1) coil units UN12. The operation of the connection switching unit SU1 is controlled so that switch SW11 is switched to state ST52, switch SW12 is switched to state ST55, switch SW13 is switched to state ST59, and switch SW14 is switched to state ST61, so that the power supply line FD1 is formed by the conductors CN25, CN27, CN29, and CN31, and the power supply line FD2 is formed by the conductors CN26, CN28, CN30, and CN32.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、制御部CT1は、(L-1)個のコイルユニットUN12としての(L-1)個のコイルユニットUN2のうち、コイルユニット群端部GE1から(L-1)番目のコイルユニットUN及び端部コイルユニットEU4を除くいずれのコイルユニットUN2においても、接続切替部SU1が状態ST2に切り替えられ、スイッチSW9が状態ST47に切り替えられ、スイッチSW10が状態ST50に切り替えられ、スイッチSW11が状態ST53に切り替えられ、スイッチSW12が状態ST56に切り替えられ、スイッチSW13が状態ST59に切り替えられ、且つ、スイッチSW14が状態ST61に切り替えられることにより、導線CN25、導線CN27、導線CN29及び導線CN31により給電線FD1が形成され、導線CN26、導線CN28、導線CN30及び導線CN32により給電線FD2が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 In addition, when the collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the control unit CT1 switches the connection switching unit SU1 to state ST2, switches the switch SW9 to state ST47, and switches the switch SW10 to state ST50 in all of the (L-1) coil units UN2 among the (L-1) coil units UN12, except for the (L-1)-th coil unit UN from the coil unit group end GE1 and the end coil unit EU4. The operation of the connection switching unit SU1 is controlled so that the power supply line FD1 is formed by the conductors CN25, CN27, CN29, and CN31, the power supply line FD2 is formed by the conductors CN26, CN28, CN30, and CN32, and the power supply line FD2 is formed by the conductors CN26, CN28, CN30, and CN32, by switching the switch SW11 to state ST53, the switch SW12 to state ST56, the switch SW13 to state ST59, and the switch SW14 to state ST61.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、制御部CT1は、端部コイルユニットEU4において、スイッチSW9が状態ST64に切り替えられ、スイッチSW10が状態ST66に切り替えられ、スイッチSW11が状態ST68に切り替えられ、スイッチSW12が状態ST71に切り替えられ、スイッチSW13が状態ST74に切り替えられ、且つ、スイッチSW14が状態ST75に切り替えられることにより、導線CN25、導線CN27、導線CN29及び導線CN31により給電線FD1が形成され、導線CN26、導線CN28、導線CN30及び導線CN32により給電線FD2が形成されるように、接続切替部SU1の動作を制御する。 When the collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 so that in the end coil unit EU4, the switch SW9 is switched to state ST64, the switch SW10 is switched to state ST66, the switch SW11 is switched to state ST68, the switch SW12 is switched to state ST71, the switch SW13 is switched to state ST74, and the switch SW14 is switched to state ST75, thereby forming a power supply line FD1 with the conductors CN25, CN27, CN29, and CN31, and forming a power supply line FD2 with the conductors CN26, CN28, CN30, and CN32.
また、端部コイルユニットEU4が有する導線CN27の端部EP34は、電源PS1の端子TM1に接続され、端部コイルユニットEU4が有する導線CN28の端部EP38は、電源PS1の端子TM2に接続される。 In addition, the end EP34 of the conductor CN27 of the end coil unit EU4 is connected to the terminal TM1 of the power supply PS1, and the end EP38 of the conductor CN28 of the end coil unit EU4 is connected to the terminal TM2 of the power supply PS1.
このような場合、Nが1である場合でも、具体的に、電源側非対向部におけるコイルユニットを、低いインピーダンスを有する給電線として機能させ、対向部におけるコイルユニットを、8の字形状を有する給電コイルとして機能させることができる。そのため、フィーダーケーブルを省略し、且つ、給電コイルの損失を低減することができる。また、給電コイルが8の字形状を有し、集電コイルが8の字形状を有することにより、給電コイルが発生する磁界を集電コイルに集中して印加することができるので、集電効率を高めることができる。 In such a case, even if N is 1, the coil unit in the non-facing portion on the power source side can function as a power supply line with low impedance, and the coil unit in the facing portion can function as a power supply coil having an eight-shape. This makes it possible to omit the feeder cable and reduce loss in the power supply coil. Furthermore, by having the power supply coil in an eight-shape and the power collecting coil in an eight-shape, the magnetic field generated by the power supply coil can be concentrated and applied to the power collecting coil, thereby improving the power collection efficiency.
好適には、M個のコイルユニットUNの各々において、接続切替部SU1は、状態ST1と、状態ST2と、2本の導線CN1及び2本の導線CN2が電源PS1に対して互いに直列に接続されず、2本の導線CN3が電源PS1に対して互いに並列に接続されず、且つ、2本の導線CN4が電源PS1に対して互いに並列に接続されない状態ST77と、を切り替える。 Preferably, in each of the M coil units UN, the connection switching unit SU1 switches between state ST1, state ST2, and state ST77 in which the two conductors CN1 and the two conductors CN2 are not connected in series to the power supply PS1, the two conductors CN3 are not connected in parallel to the power supply PS1, and the two conductors CN4 are not connected in parallel to the power supply PS1.
また、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニット群UGの方向DR1における第1の側と反対側のコイルユニット群端部GE3に配置されたコイルユニットUNを端部コイルユニットEU5とし、集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN12としてのコイルユニットUN1と対向している場合を考える。このような場合、制御部CT1は、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1よりも方向DR1における第1の側と反対側に配置され、端部コイルユニットEU5ではなく、且つ、コイルユニットUN12としてのコイルユニットUNである、コイルユニットUN16において、接続切替部SU1が状態ST77に切り替えられ、スイッチSW9が状態ST48に切り替えられるかスイッチSW10が状態ST51に切り替えられるか又はスイッチSW13が状態ST60に切り替えられ、スイッチSW11が状態ST54に切り替えられ、スイッチSW12が状態ST57に切り替えられ、且つ、スイッチSW14が状態ST62に切り替えられることにより、コイルユニットUN16に電流が通流されないように、接続切替部SU1の動作を制御する。 Furthermore, consider a case where, among the M coil units UN, the coil unit UN arranged at the coil unit group end GE3 opposite the first side in the direction DR1 of the coil unit group UG is defined as end coil unit EU5, and the collecting coil RC1 faces coil unit UN1, which is coil unit UN12, among the M coil units UN. In such a case, in coil unit UN16, which is one of the M coil units UN and is located on the opposite side of the first side in direction DR1 from coil unit UN1, and is not an end coil unit EU5 but is a coil unit UN as coil unit UN12, the control unit CT1 controls the operation of the connection switching unit SU1 so that no current flows through coil unit UN16 by switching the connection switching unit SU1 to state ST77, switching the switch SW9 to state ST48 or switching the switch SW10 to state ST51 or switching the switch SW13 to state ST60, switching the switch SW11 to state ST54, switching the switch SW12 to state ST57, and switching the switch SW14 to state ST62.
このような場合、Nが1である場合でも、具体的に、末端側非対向部では、コイルユニットに電流が通流されないようにする。そのため、給電コイルの損失を更に低減することができる。 In such a case, even if N is 1, specifically, no current flows through the coil unit in the non-facing end portion. This can further reduce the loss in the power supply coil.
前述したように、本第2変形例は、実施の形態の第1変形例の非接触給電装置と同様に、非接触給電装置が、Nが1である場合、即ち、2つのセクション同士の境界に6つのスイッチが用いられ2ターンの8の字コイルが形成される場合、に適用された例である。また、本第2変形例では、実施の形態の第1変形例と同様に、給電コイルと並行してフィーダーケーブルが配置される場合に比べて、給電線の単位長さ当たりの抵抗を、1/4に低減することができる。 As described above, the second modified example is an example of a contactless power supply device applied to a case where N is 1, that is, where six switches are used at the boundary between two sections to form a two-turn figure-of-eight coil, similar to the contactless power supply device of the first modified example of the embodiment. Also, in the second modified example, the resistance per unit length of the power supply line can be reduced to one-quarter compared to the case where a feeder cable is arranged in parallel with the power supply coil, similar to the first modified example of the embodiment.
一方、2つのセクション同士の境界に8N-2のスイッチが用いられ2Nターンの8の字コイルが形成される場合には、実施の形態の第1変形例と同様に、給電コイルと並行してフィーダーケーブルが配置される場合に比べて、給電線の単位長さ当たりの抵抗を、1/(4N)に低減することができる。 On the other hand, when 8N-2 switches are used at the boundary between two sections to form a figure-of-eight coil of 2N turns, the resistance per unit length of the power feed line can be reduced to 1/(4N) compared to when a feeder cable is placed in parallel with the power feed coil, as in the first modified example of the embodiment.
好適には、本第2変形例の非接触給電装置SD1は、更に、端部スイッチES3と、端部スイッチES4と、を備えている。端部スイッチES3は、端部コイルユニットEU4が有する導線CN27の端部EP34が、電源PS1の端子TM1に接続された第5端部状態SE5と、端部コイルユニットEU4が有する導線CN27の端部EP34が、電源PS1の端子TM1から遮断された第6端部状態(図示は省略)と、を切り替える。端部スイッチES4は、端部コイルユニットEU4が有する導線CN28の端部EP38が、電源PS1の端子TM2に接続された第7端部状態SE7と、端部コイルユニットEU4が有する導線CN28の端部EP38が、電源PS1の端子TM2から遮断された第8端部状態(図示は省略)と、を切り替える。制御部CT1は、端部スイッチES3及び端部スイッチES4の動作を制御する。 Preferably, the non-contact power supply device SD1 of the second modified example further includes an end switch ES3 and an end switch ES4. The end switch ES3 switches between a fifth end state SE5 in which the end EP34 of the conductor CN27 of the end coil unit EU4 is connected to the terminal TM1 of the power source PS1 and a sixth end state (not shown) in which the end EP34 of the conductor CN27 of the end coil unit EU4 is disconnected from the terminal TM1 of the power source PS1. The end switch ES4 switches between a seventh end state SE7 in which the end EP38 of the conductor CN28 of the end coil unit EU4 is connected to the terminal TM2 of the power source PS1 and an eighth end state (not shown) in which the end EP38 of the conductor CN28 of the end coil unit EU4 is disconnected from the terminal TM2 of the power source PS1. The control unit CT1 controls the operation of the end switch ES3 and the end switch ES4.
また、集電コイルRC1が、コイルユニットUN1と対向している場合、制御部CT1は、端部スイッチES3が第5端部状態SE5に切り替えられるように、端部スイッチES3の動作を制御し、端部スイッチES4が第7端部状態SE7に切り替えられるように、端部スイッチES4の動作を制御する。 In addition, when the collecting coil RC1 faces the coil unit UN1, the control unit CT1 controls the operation of the end switch ES3 so that the end switch ES3 is switched to the fifth end state SE5, and controls the operation of the end switch ES4 so that the end switch ES4 is switched to the seventh end state SE7.
このような場合、端部コイルユニットEU4が有する導線CN27の端部EP34は、電源PS1の端子TM1に接続されることができ、端部コイルユニットEU4が有する導線CN28の端部EP38は、電源PS1の端子TM2に接続されることができる。 In such a case, the end EP34 of the conductor CN27 of the end coil unit EU4 can be connected to the terminal TM1 of the power source PS1, and the end EP38 of the conductor CN28 of the end coil unit EU4 can be connected to the terminal TM2 of the power source PS1.
なお、図示及び詳細な説明は省略するものの、実施の形態の第1変形例及び本第2変形例に代えて、実施の形態において、例えば互いに隣り合う2つのコイルユニットにより、8の字コイルを形成することもできる。このような場合、給電コイルと並行してフィーダーケーブルが配置される場合に比べて、給電線の単位長さ当たりの抵抗を、1/(2N)にしか低減することができない。しかし、スイッチの最小数は、実施の形態と同様に、コイル辺総数-2(導線CN1及び導線CN2の合計本数-2)となるので、実施の形態の第1変形例及び本第2変形例に比べて、スイッチの最小数を削減することが可能である。 Although illustrations and detailed description are omitted, instead of the first and second modified examples of the embodiment, in the embodiment, for example, a figure-of-eight coil can be formed by two adjacent coil units. In such a case, the resistance per unit length of the power feed line can only be reduced to 1/(2N) compared to when a feeder cable is arranged in parallel with the power feed coil. However, the minimum number of switches is the total number of coil sides minus 2 (the total number of conductors CN1 and CN2 minus 2), as in the embodiment, so it is possible to reduce the minimum number of switches compared to the first and second modified examples of the embodiment.
<非接触給電装置の第3変形例>
次に、実施の形態の非接触給電装置の第3変形例について説明する。本第3変形例の非接触給電装置は、実施の形態の非接触給電装置と異なり、ループコイルのターン数が、電源に近い側に配置されたコイルユニットほど大きい。
<Third Modification of Contactless Power Supply Device>
Next, a third modification of the contactless power supply device of the embodiment will be described. The contactless power supply device of the third modification is different from the contactless power supply device of the embodiment in that the number of turns of the loop coil is larger in the coil unit disposed closer to the power source.
図12は、実施の形態の第3変形例の非接触給電装置の等価回路を示す回路図である。なお、図12では、電源側非対向部において、並列に接続される導体の数が、給電線の太さにより表示されており、導体の数が大きいほど給電線の太さが太くなるように表示されている。 Figure 12 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a contactless power supply device of a third modified example of an embodiment. In Figure 12, the number of conductors connected in parallel in the power supply side non-facing part is represented by the thickness of the power supply line, and the larger the number of conductors, the thicker the power supply line is represented.
図12に示すように、本第3変形例では、M個のコイルユニットUNの各々により形成されるループコイルCL1のターン数は、M個のコイルユニットUNのうちコイルユニット群端部GE1に近い側に配置されたコイルユニットUNほど大きい。即ち、M個のコイルユニットUNの各々におけるNの値はそれぞれ異なり、M個のコイルユニットUNの各々におけるNの値は、M個のコイルユニットUNのうちコイルユニット群端部GE1に近い側に配置されたコイルユニットUNほど大きい。また、集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1と対向しているとき、制御部CT1は、電源PS1がコイルユニットUN1に電流を通流するように、電源PS1の動作を制御する。また、集電コイルRC1が、M個のコイルユニットUNのうち、コイルユニットUN1と対向しているとき、制御部CT1は、コイルユニットUN1に通流される電流の電流量が、M個のコイルユニットUNのうち、集電コイルRC1が対向しているコイルユニットUN1のターン数が大きいほど小さくなるように、電源PS1の動作を制御する。 As shown in Figure 12, in this third modified example, the number of turns of the loop coil CL1 formed by each of the M coil units UN is larger for the coil unit UN located closer to the coil unit group end GE1 among the M coil units UN. That is, the value of N in each of the M coil units UN is different, and the value of N in each of the M coil units UN is larger for the coil unit UN located closer to the coil unit group end GE1 among the M coil units UN. Also, when the collecting coil RC1 faces coil unit UN1 among the M coil units UN, the control unit CT1 controls the operation of the power source PS1 so that the power source PS1 passes current through the coil unit UN1. In addition, when the collecting coil RC1 faces coil unit UN1 of the M coil units UN, the control unit CT1 controls the operation of the power supply PS1 so that the amount of current flowing through coil unit UN1 decreases as the number of turns of the coil unit UN1 facing the collecting coil RC1 increases.
実施の形態の非接触給電装置では、電源側非対向部において、並列に接続される導体の数を可能な限り大きく設定するほど、フィーダー(電源側非対向部)での損失を低減する効果を大きくすることが可能である。即ち、電源側非対向部における給電線が形成される各辺(各導線)に電流が通流されることにより発生する熱量を平準化する観点からターン数を設定することにより、使用する導体量を削減することができる。 In the non-contact power supply device of the embodiment, the greater the number of conductors connected in parallel in the non-facing part on the power source side is set as large as possible, the greater the effect of reducing losses in the feeder (non-facing part on the power source side). In other words, by setting the number of turns from the perspective of leveling out the amount of heat generated by the current flowing through each side (each conductor) on which the power supply line is formed in the non-facing part on the power source side, the amount of conductor used can be reduced.
例えば、電源側のセクション(コイルユニット)ほど、通電時間が長いため、ターン数を大きくし、抵抗値を低減する。また、各セクション(コイルユニット)において同等の給電性能(発生磁場)とするため、集電コイルと対向するコイルユニット(在線セクション)に応じ、コイルユニットに通電(通流)する電流の電流量を変化させる(ターン数に反比例した電流を通電する)。 For example, the section (coil unit) closer to the power source has a longer current flow time, so the number of turns is increased and the resistance is reduced. Also, to ensure equal power supply performance (generated magnetic field) in each section (coil unit), the amount of current passing through the coil unit is changed depending on the coil unit (wired section) facing the current collecting coil (current is passed inversely proportional to the number of turns).
総セクション数をnとし、移動体の移動速度vが一定であるとする。また、電源端からk番目のセクション(コイルユニット)において、セクション(コイルユニット)のターン数をtkとし、セクション長(コイルユニット長)をLkとする。このようにしたとき、電源端からk番目のセクション(コイルユニット)における総発熱量Wkは、以下の数式(1)で表される。 The total number of sections is n, and the moving speed v of the moving body is constant. In addition, in the k-th section (coil unit) from the power supply end, the number of turns in the section (coil unit) is tk , and the section length (coil unit length) is Lk . In this case, the total heat generation amount Wk in the k-th section (coil unit) from the power supply end is expressed by the following formula (1).
ここで、上記数式(1)の右辺の第1項は、フィーダーとして機能した際の発熱量を表し、上記数式(1)の右辺の第2項は、コイルとして機能した際の発熱量を表す。これが各kに対し一定になるようにtk及びLkを定めると、コイル熱設計の面からは最も効率的な導体配置となる。例えば、上記数式(1)の右辺の第2項を無視した場合、即ちフィーダーとして機能する時間が支配的な場合、tk、Lkともにn-kに比例させれば良い。 Here, the first term on the right side of the above formula (1) represents the amount of heat generated when functioning as a feeder, and the second term on the right side of the above formula (1) represents the amount of heat generated when functioning as a coil. If t k and L k are determined so that this is constant for each k, the most efficient conductor arrangement will be obtained in terms of coil thermal design. For example, if the second term on the right side of the above formula (1) is ignored, that is, if the time during which the coil functions as a feeder is dominant, then both t k and L k should be made proportional to n-k.
なお、本第3変形例の非接触給電装置を、コイルユニットにおいて矩形コイルが形成される実施の形態の非接触給電装置のみならず、コイルユニットにおいて8の字コイルが形成される実施の形態の第1変形例及び第2変形例の非接触給電装置にも適用することができる。 The non-contact power supply device of this third modified example can be applied not only to the non-contact power supply device of the embodiment in which a rectangular coil is formed in the coil unit, but also to the non-contact power supply devices of the first and second modified examples in which a figure-of-eight coil is formed in the coil unit.
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 The invention made by the inventor has been specifically described above based on the embodiment thereof, but it goes without saying that the invention is not limited to the above embodiment and can be modified in various ways without departing from the gist of the invention.
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及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。 A person skilled in the art may conceive of various modifications and alterations within the scope of the concept of this invention, and it is understood that these modifications and alterations also fall within the scope of this invention.
例えば、前述の各実施の形態に対して、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、工程の追加、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。 For example, any embodiment described above in which a person skilled in the art has appropriately added or removed components or modified the design, or added or omitted steps or changed conditions, is also included within the scope of the present invention as long as it satisfies the essence of the present invention.
本発明は、軌道を走行する車両に設けられた集電コイルとの間で非接触給電を行う非接触給電装置に適用して有効である。 The present invention is effective when applied to a non-contact power supply device that supplies power non-contactly between a current collecting coil installed on a vehicle traveling on a track.
CC1、CC2 接続導線
CL1~CL3 ループコイル
CN1、CN10~CN19、CN2、CN20~CN29 導線
CN3、CN30~CN32、CN4~CN9 導線
CT1 制御部
DR1、DR2 方向
EP1、EP10~EP19、EP2、EP20~EP29 端部
EP3、EP30~EP38、EP4~EP9 端部
ES1~ES4 端部スイッチ
EU1~EU5 端部コイルユニット
FD1、FD2 給電線
FG1、FG2 給電線群
GE1~GE3 コイルユニット群端部
LN1 第1線
LN2 第2線
LN3 第3線
PS1 電源
R1 レール
RC1 集電コイル
SD1 非接触給電装置
SP1 電源
ST1、ST10~ST19、ST2、ST20~ST29 状態
ST3、ST30~ST39、ST4、ST40~ST49 状態
ST5、ST50~ST59、ST6、ST60~ST69 状態
ST7、ST70~ST77、ST8、ST9 状態
SU1 接続切替部
SW1、SW10~SW14、SW2~SW9 スイッチ
TM1~TM4 端子
TR1 軌道
UG コイルユニット群
UN、UN1、UN10~UN16、UN2~UN9 コイルユニット
VC1 車両
CC1, CC2 Connection conductors CL1 to CL3 Loop coils CN1, CN10 to CN19, CN2, CN20 to CN29 Conductors CN3, CN30 to CN32, CN4 to CN9 Conductor CT1 Control units DR1, DR2 Directions EP1, EP10 to EP19, EP2, EP20 to EP29 Ends EP3, EP30 to EP38, EP4 to EP9 Ends ES1 to ES4 End switches EU1 to EU5 End coil units FD1, FD2 Power supply lines FG1, FG2 Power supply line group GE1 to GE3 Coil unit group end LN1 First line LN2 Second line LN3 Third line PS1 Power source R1 Rail RC1 Collector coil SD1 Non-contact power supply device SP1 Power supply ST1, ST10 to ST19, ST2, ST20 to ST29 State ST3, ST30 to ST39, ST4, ST40 to ST49 State ST5, ST50 to ST59, ST6, ST60 to ST69 State ST7, ST70 to ST77, ST8, ST9 State SU1 Connection switching units SW1, SW10 to SW14, SW2 to SW9 Switches TM1 to TM4 Terminal TR1 Track UG Coil unit group UN, UN1, UN10 to UN16, UN2 to UN9 Coil unit VC1 Vehicle
Claims (10)
前記軌道に沿った第1方向に配列され、且つ、前記集電コイルと対向可能な2Nターン(Nは1以上の整数)の第1ループコイルをそれぞれ形成するためのM個(Mは5以上の整数)のコイルユニットと、
前記M個のコイルユニットよりなるコイルユニット群の前記第1方向における第1の側の第1コイルユニット群端部に接続され、前記M個のコイルユニットのいずれかに電流を通流する電源と、
を備え、
前記M個のコイルユニットの各々は、
前記第1方向に延在する第1線よりも、前記第1方向と交差する第2方向における第2の側に配置され、且つ、前記第1方向にそれぞれ延在する2N本の第1導線と、
前記第1線よりも、前記第2方向における前記第2の側と反対側に、前記2N本の第1導線から離れて配置され、且つ、前記第1方向にそれぞれ延在する2N本の第2導線と、
前記2N本の第1導線及び前記2N本の第2導線の間の接続を切り替える接続切替部と、
を有し、
前記電源は、
第1端子と、
前記第1端子と反対側の第2端子と、
を有し、
前記M個のコイルユニットの各々において、
前記接続切替部は、
前記2N本の第1導線及び前記2N本の第2導線の各々が互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された前記2N本の第1導線及び前記2N本の第2導線により前記第1ループコイルが形成される第1状態と、
前記2N本の第1導線及び前記2N本の第2導線のうち、N本の第1導線及びN本の第2導線を2N本の第3導線とし、前記2N本の第1導線及び前記2N本の第2導線のうち、前記2N本の第3導線以外のN本の第1導線及びN本の第2導線を2N本の第4導線としたとき、前記2N本の第3導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された前記2N本の第3導線により第1給電線が形成され、前記2N本の第4導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された前記2N本の第4導線により第2給電線が形成される第2状態と、
を切り替え、
前記非接触給電装置は、更に、前記M個のコイルユニットの各々がそれぞれ有するM個の前記接続切替部の動作を制御する制御部を備え、
前記集電コイルが、前記M個のコイルユニットのうち、前記第1コイルユニット群端部からL番目(Lは3以上M-2以下の整数)のコイルユニットである第1コイルユニットと対向しているとき、
前記制御部は、
前記第1コイルユニットにおいて、前記接続切替部が前記第1状態に切り替えられることにより前記第1ループコイルが形成されるように、前記接続切替部の動作を制御し、
前記M個のコイルユニットのうち、前記第1コイルユニットよりも前記第1方向における前記第1の側に配置された(L-1)個のコイルユニットである(L-1)個の第2コイルユニットの各々において、前記接続切替部が前記第2状態に切り替えられることにより前記第1給電線及び前記第2給電線が形成されるように、前記接続切替部の動作を制御し、
前記(L-1)個の第2コイルユニットの各々でそれぞれ形成される(L-1)個の前記第1給電線は、前記(L-1)個の第2コイルユニットに亘って互いに直列に接続され、
前記(L-1)個の第2コイルユニットの各々でそれぞれ形成される(L-1)個の前記第2給電線は、前記(L-1)個の第2コイルユニットに亘って互いに直列に接続され、
互いに直列に接続された前記(L-1)個の第1給電線よりなる第1給電線群の前記第1方向における前記第1の側の第1端部は、前記電源の前記第1端子に接続され、
互いに直列に接続された前記(L-1)個の第2給電線よりなる第2給電線群の前記第1方向における前記第1の側の第2端部は、前記電源の前記第2端子に接続され、
前記第1給電線群の前記第1方向における前記第1の側と反対側の第3端部は、前記第1コイルユニットにより形成される前記第1ループコイルの第3端子に接続され、
前記第2給電線群の前記第1方向における前記第1の側と反対側の第4端部は、前記第1コイルユニットにより形成される前記第1ループコイルの前記第3端子と反対側の第4端子に接続される、非接触給電装置。 A non-contact power supply device that performs non-contact power supply between a current collecting coil provided on a vehicle running on a track,
M coil units (M is an integer of 5 or more) are arranged in a first direction along the track and each of the M coil units forms a first loop coil of 2N turns (N is an integer of 1 or more) that can face the current collecting coil;
a power source connected to a first coil unit group end portion on a first side in the first direction of the coil unit group consisting of the M coil units, and configured to pass a current through any one of the M coil units;
Equipped with
Each of the M coil units is
2N first conducting wires each extending in the first direction, the first conducting wires being disposed on a second side in a second direction intersecting the first direction with respect to a first line extending in the first direction;
2N second conducting wires that are disposed away from the 2N first conducting wires on a side opposite to the second side in the second direction from the first wires and that extend in the first direction;
a connection switching unit that switches connections between the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires;
having
The power source includes:
A first terminal;
a second terminal opposite the first terminal;
having
In each of the M coil units,
The connection switching unit is
a first state in which the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires are connected in series to each other, and the first loop coil is formed by the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires connected in series to each other;
a second state in which, when N first conducting wires and N second conducting wires of the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires are defined as 2N third conducting wires, and N first conducting wires and N second conducting wires of the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires other than the 2N third conducting wires are defined as 2N fourth conducting wires, the 2N third conducting wires are connected in parallel to each other, forming a first power supply line by the 2N third conducting wires connected in parallel to each other, and the 2N fourth conducting wires are connected in parallel to each other, forming a second power supply line;
Switch between
The non-contact power supply device further includes a control unit that controls operations of the M connection switching units included in each of the M coil units,
When the current collecting coil faces a first coil unit, which is an L-th coil unit (L is an integer not less than 3 and not more than M-2) from the end of the first coil unit group among the M coil units,
The control unit is
controlling an operation of the connection switching unit in the first coil unit such that the first loop coil is formed by switching the connection switching unit to the first state;
In each of (L-1) second coil units, which are (L-1) coil units arranged on the first side in the first direction relative to the first coil unit among the M coil units, the operation of the connection switching unit is controlled so that the first power supply line and the second power supply line are formed by switching the connection switching unit to the second state;
the (L-1) first power supply lines formed in each of the (L-1) second coil units are connected in series to each other across the (L-1) second coil units;
the (L-1) second power supply lines formed in each of the (L-1) second coil units are connected in series to each other across the (L-1) second coil units;
a first end portion on the first side in the first direction of a first power supply line group including the (L-1) first power supply lines connected in series to each other is connected to the first terminal of the power supply;
a second end portion on the first side in the first direction of a second power supply line group including the (L-1) second power supply lines connected in series with each other is connected to the second terminal of the power supply;
a third end portion of the first power supply line group opposite to the first side in the first direction is connected to a third terminal of the first loop coil formed by the first coil unit,
a fourth end portion of the second power supply wire group opposite the first side in the first direction is connected to a fourth terminal of the first loop coil formed by the first coil unit opposite the third terminal.
前記M個のコイルユニットの各々において、
前記接続切替部は、
前記第1状態と、
前記第2状態と、
前記2N本の第1導線及び前記2N本の第2導線の各々が互いに直列に接続されず、前記2N本の第3導線が互いに並列に接続されず、且つ、前記2N本の第4導線が互いに並列に接続されない第3状態と、
を切り替え、
前記集電コイルが、前記M個のコイルユニットのうち、前記第1コイルユニットと対向しているとき、
前記制御部は、
前記M個のコイルユニットのうち、前記第1コイルユニットよりも前記第1方向における前記第1の側と反対側に配置された(M-L)個のコイルユニットである(M-L)個の第3コイルユニットの各々において、前記接続切替部が前記第3状態に切り替えられることにより、前記(M-L)個の第3コイルユニットの各々に電流が通流されないように、前記接続切替部の動作を制御する、非接触給電装置。 The non-contact power supply device according to claim 1,
In each of the M coil units,
The connection switching unit is
the first state;
the second state; and
a third state in which the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires are not connected in series with each other, the 2N third conducting wires are not connected in parallel with each other, and the 2N fourth conducting wires are not connected in parallel with each other;
Switch between
When the collecting coil faces the first coil unit among the M coil units,
The control unit is
A contactless power supply device in which, in each of (M-L) third coil units, which are (M-L) coil units among the M coil units and are arranged on the opposite side to the first side in the first direction from the first coil unit, the connection switching unit is switched to the third state, thereby controlling the operation of the connection switching unit so that no current flows through each of the (M-L) third coil units.
前記M個のコイルユニットの各々において、Nは1であり、
前記M個のコイルユニットの各々において、
2本の前記第1導線のうちの1本の第1導線であって、且つ、2本の前記第3導線のうちの1本の第3導線である第1導線を、第5導線とし、
2本の前記第1導線のうちの1本の第1導線であって、且つ、2本の前記第4導線のうちの1本の第4導線である第1導線を、第6導線とし、
2本の前記第2導線のうちの1本の第2導線であって、且つ、2本の前記第3導線のうちの1本の第3導線である第2導線を、第7導線とし、
2本の前記第2導線のうちの1本の第2導線であって、且つ、2本の前記第4導線のうちの1本の第4導線である第2導線を、第8導線としたとき、
前記第5導線の前記第1方向における前記第1の側と反対側の第5端部は、前記第7導線の前記第1方向における前記第1の側と反対側の第6端部に接続され、
前記第6導線の前記第1方向における前記第1の側と反対側の第7端部は、前記第8導線の前記第1方向における前記第1の側と反対側の第8端部に接続され、
前記接続切替部は、
前記第6導線の前記第1方向における前記第1の側の第9端部と、前記第7導線の前記第1方向における前記第1の側の第10端部と、を接続するための第1接続導線と、
前記第6導線の前記第9端部と、前記第1接続導線と、の接続を切り替える第1スイッチと、
前記第7導線の前記第10端部と、前記第1接続導線と、の接続を切り替える第2スイッチと、
を含み、
前記M個のコイルユニットの各々がそれぞれ有するM個の前記第5導線は、前記M個のコイルユニットに亘って互いに直列に接続され、
前記M個のコイルユニットの各々がそれぞれ有するM個の前記第8導線は、前記M個のコイルユニットに亘って互いに直列に接続され、
前記M個のコイルユニットのうち、前記コイルユニット群の前記第1コイルユニット群端部に配置されたコイルユニットを第1端部コイルユニットとしたとき、
前記第1端部コイルユニットが有する前記第5導線は、前記電源の前記第1端子に接続され、
前記第1端部コイルユニットが有する前記第8導線は、前記電源の前記第2端子に接続され、
前記M個のコイルユニットのうち、前記第1コイルユニット群端部からK番目(Kは2以上M以下の整数)のコイルユニットを第4コイルユニットとし、前記第1コイルユニット群端部から(K-1)番目のコイルユニットを第5コイルユニットとしたとき、
前記第4コイルユニットが有する前記第1スイッチは、
前記第4コイルユニットが有する前記第6導線の前記第9端部が、前記第4コイルユニットが有する前記第1接続導線に接続された第4状態と、
前記第4コイルユニットが有する前記第6導線の前記第9端部が、前記第5コイルユニットが有する前記第6導線の前記第7端部に接続された第5状態と、
前記第4コイルユニットが有する前記第6導線の前記第9端部が、前記第4コイルユニットが有する前記第1接続導線、及び、前記第5コイルユニットが有する前記第6導線の前記第7端部のいずれからも遮断された第6状態と、
を切り替え、
前記第4コイルユニットが有する前記第2スイッチは、
前記第4コイルユニットが有する前記第7導線の前記第10端部が、前記第4コイルユニットが有する前記第1接続導線に接続された第7状態と、
前記第4コイルユニットが有する前記第7導線の前記第10端部が、前記第5コイルユニットが有する前記第7導線の前記第6端部に接続された第8状態と、
前記第4コイルユニットが有する前記第7導線の前記第10端部が、前記第4コイルユニットが有する前記第1接続導線、及び、前記第5コイルユニットが有する前記第7導線の前記第6端部のいずれからも遮断された第9状態と、
を切り替え、
前記第1端部コイルユニットが有する前記第1スイッチは、
前記第1端部コイルユニットが有する前記第6導線の前記第9端部が、前記第1端部コイルユニットが有する前記第1接続導線に接続された第10状態と、
前記第1端部コイルユニットが有する前記第6導線の前記第9端部が、前記電源の前記第2端子に接続された第11状態と、
を切り替え、
前記第1端部コイルユニットが有する前記第2スイッチは、
前記第1端部コイルユニットが有する前記第7導線の前記第10端部が、前記第1端部コイルユニットが有する前記第1接続導線に接続された第12状態と、
前記第1端部コイルユニットが有する前記第7導線の前記第10端部が、前記電源の前記第1端子に接続された第13状態と、
を切り替え、
前記集電コイルが、前記M個のコイルユニットのうち、前記第4コイルユニットとしての前記第1コイルユニットと対向しているとき、
前記制御部は、
前記第4コイルユニットとしての前記第1コイルユニットにおいて、前記接続切替部が前記第1状態に切り替えられ、前記第1スイッチが前記第4状態に切り替えられ、且つ、前記第2スイッチが前記第7状態に切り替えられることにより、前記第1ループコイルが形成されるように、前記接続切替部の動作を制御し、
(L-1)個の前記第4コイルユニットとしての前記(L-1)個の第2コイルユニットのうち、前記第1端部コイルユニットを除くいずれの第2コイルユニットにおいても、前記接続切替部が前記第2状態に切り替えられ、前記第1スイッチが前記第5状態に切り替えられ、且つ、前記第2スイッチが前記第8状態に切り替えられることにより、前記第5導線及び前記第7導線により前記第1給電線が形成され、前記第6導線及び前記第8導線により前記第2給電線が形成されるように、前記接続切替部の動作を制御し、
前記第1端部コイルユニットにおいて、前記接続切替部が前記第2状態に切り替えられ、前記第1スイッチが前記第11状態に切り替えられ、且つ、前記第2スイッチが前記第13状態に切り替えられることにより、前記第5導線及び前記第7導線により前記第1給電線が形成され、前記第6導線及び前記第8導線により前記第2給電線が形成されるように、前記接続切替部の動作を制御する、非接触給電装置。 The non-contact power supply device according to claim 1,
In each of the M coil units, N is 1;
In each of the M coil units,
a first conducting wire that is one of the two first conducting wires and one of the two third conducting wires is a fifth conducting wire;
a first conducting wire that is one of the two first conducting wires and one of the two fourth conducting wires is a sixth conducting wire;
a second conducting wire that is one of the two second conducting wires and one of the two third conducting wires is a seventh conducting wire;
When a second conductor that is one of the two second conductors and one of the two fourth conductors is an eighth conductor,
a fifth end of the fifth conducting wire opposite the first side in the first direction is connected to a sixth end of the seventh conducting wire opposite the first side in the first direction;
a seventh end of the sixth conducting wire opposite the first side in the first direction is connected to an eighth end of the eighth conducting wire opposite the first side in the first direction;
The connection switching unit is
a first connection wire for connecting a ninth end of the sixth conducting wire on the first side in the first direction and a tenth end of the seventh conducting wire on the first side in the first direction;
a first switch that switches a connection between the ninth end of the sixth conducting wire and the first connecting conducting wire;
a second switch that switches a connection between the tenth end of the seventh conducting wire and the first connecting wire;
Including,
the M fifth conducting wires included in each of the M coil units are connected in series to each other across the M coil units,
the M eighth conducting wires of each of the M coil units are connected in series to each other across the M coil units,
When the coil unit arranged at the end of the first coil unit group of the coil unit group among the M coil units is defined as a first end coil unit,
the fifth conducting wire of the first end coil unit is connected to the first terminal of the power source;
the eighth conducting wire of the first end coil unit is connected to the second terminal of the power source;
Among the M coil units, when the K-th coil unit (K is an integer between 2 and M) from the end of the first coil unit group is defined as a fourth coil unit, and the (K-1)-th coil unit from the end of the first coil unit group is defined as a fifth coil unit,
The first switch of the fourth coil unit is
a fourth state in which the ninth end of the sixth conducting wire of the fourth coil unit is connected to the first connecting conducting wire of the fourth coil unit;
a fifth state in which the ninth end of the sixth conducting wire of the fourth coil unit is connected to the seventh end of the sixth conducting wire of the fifth coil unit;
a sixth state in which the ninth end of the sixth conducting wire of the fourth coil unit is disconnected from both the first connecting conducting wire of the fourth coil unit and the seventh end of the sixth conducting wire of the fifth coil unit;
Switch between
The second switch of the fourth coil unit is
a seventh state in which the tenth end of the seventh conducting wire of the fourth coil unit is connected to the first connecting conducting wire of the fourth coil unit;
an eighth state in which the tenth end of the seventh conducting wire of the fourth coil unit is connected to the sixth end of the seventh conducting wire of the fifth coil unit;
a ninth state in which the tenth end of the seventh conducting wire of the fourth coil unit is disconnected from both the first connecting conducting wire of the fourth coil unit and the sixth end of the seventh conducting wire of the fifth coil unit;
Switch between
The first switch of the first end coil unit is
a tenth state in which the ninth end of the sixth conducting wire of the first end coil unit is connected to the first connecting conducting wire of the first end coil unit;
an eleventh state in which the ninth end of the sixth conducting wire of the first end coil unit is connected to the second terminal of the power source;
Switch between
The second switch of the first end coil unit is
a twelfth state in which the tenth end of the seventh conducting wire of the first end coil unit is connected to the first connecting conducting wire of the first end coil unit;
a thirteenth state in which the tenth end of the seventh conducting wire of the first end coil unit is connected to the first terminal of the power source;
Switch between
When the current collecting coil faces the first coil unit as the fourth coil unit among the M coil units,
The control unit is
controlling an operation of the connection switching unit so that, in the first coil unit as the fourth coil unit, the connection switching unit is switched to the first state, the first switch is switched to the fourth state, and the second switch is switched to the seventh state, thereby forming the first loop coil;
in any of the second coil units excluding the first end coil unit among the (L-1) second coil units serving as the (L-1) fourth coil units, the operation of the connection switching unit is controlled so that the connection switching unit is switched to the second state, the first switch is switched to the fifth state, and the second switch is switched to the eighth state, thereby forming the first power supply line with the fifth conducting wire and the seventh conducting wire, and forming the second power supply line with the sixth conducting wire and the eighth conducting wire;
a contactless power supply device that controls operation of the connection switching unit so that, in the first end coil unit, the connection switching unit is switched to the second state, the first switch is switched to the eleventh state, and the second switch is switched to the thirteenth state, thereby forming the first power supply line from the fifth conducting wire and the seventh conducting wire, and forming the second power supply line from the sixth conducting wire and the eighth conducting wire.
前記M個のコイルユニットの各々において、
前記接続切替部は、
前記第1状態と、
前記第2状態と、
前記2本の第1導線及び前記2本の第2導線の各々が互いに直列に接続されず、前記2本の第3導線が互いに並列に接続されず、且つ、前記2本の第4導線が互いに並列に接続されない第14状態と、
を切り替え、
前記集電コイルが、前記M個のコイルユニットのうち、前記第4コイルユニットとしての前記第1コイルユニットと対向しているとき、
前記制御部は、
前記M個のコイルユニットのうち、前記第1コイルユニットよりも前記第1方向における前記第1の側と反対側に配置され、且つ、前記第4コイルユニットとしてのコイルユニットである、第6コイルユニットにおいて、前記接続切替部が前記第14状態に切り替えられ、且つ、前記第1スイッチが前記第6状態に切り替えられるか又は前記第2スイッチが前記第9状態に切り替えられることにより、前記第6コイルユニットに電流が通流されないように、前記接続切替部の動作を制御する、非接触給電装置。 The non-contact power supply device according to claim 3,
In each of the M coil units,
The connection switching unit is
the first state;
the second state; and
a fourteenth state in which the two first conducting wires and the two second conducting wires are not connected in series with each other, the two third conducting wires are not connected in parallel with each other, and the two fourth conducting wires are not connected in parallel with each other;
Switch between
When the current collecting coil faces the first coil unit as the fourth coil unit among the M coil units,
The control unit is
A contactless power supply device in which, in a sixth coil unit which is one of the M coil units and is arranged on the opposite side to the first side in the first direction from the first coil unit and which is the fourth coil unit, the connection switching unit is switched to the fourteenth state, and the first switch is switched to the sixth state or the second switch is switched to the ninth state, thereby controlling the operation of the connection switching unit so that no current flows through the sixth coil unit.
前記M個のコイルユニットの各々は、2Nターンの8の字形状を有する前記第1ループコイルを形成するためのものであり、
前記M個のコイルユニットの各々において、前記2N本の第2導線は、前記第1線よりも前記第2方向における前記第2の側と反対側に前記第1線と平行に配置された第2線と前記第1線との間に配置され、
前記M個のコイルユニットの各々は、
前記第2線と前記第1線との間に、前記2N本の第1導線から離れて配置され、且つ、前記第1方向にそれぞれ延在する2N本の第9導線と、
前記第2線よりも、前記第2方向における前記第2の側と反対側に、前記2N本の第2導線及び前記2N本の第9導線から離れて配置され、且つ、前記第1方向にそれぞれ延在する2N本の第10導線と、
を有し、
前記M個のコイルユニットの各々において、
前記接続切替部は、
前記2N本の第1導線、前記2N本の第2導線、前記2N本の第9導線及び前記2N本の第10導線の各々が互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された前記2N本の第1導線、前記2N本の第2導線、前記2N本の第9導線及び前記2N本の第10導線により前記第1ループコイルが形成される前記第1状態と、
前記2N本の第9導線及び前記2N本の第10導線のうち、N本の第9導線及びN本の第10導線を2N本の第11導線とし、前記2N本の第9導線及び前記2N本の第10導線のうち、前記2N本の第11導線以外のN本の第9導線及びN本の第10導線を2N本の第12導線としたとき、前記2N本の第3導線及び前記2N本の第11導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された前記2N本の第3導線及び前記2N本の第11導線により前記第1給電線が形成され、前記2N本の第4導線及び前記2N本の第12導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された前記2N本の第4導線及び前記2N本の第12導線により前記第2給電線が形成される前記第2状態と、
を切り替える、非接触給電装置。 The non-contact power supply device according to claim 1,
Each of the M coil units is for forming the first loop coil having an eight-shape of 2N turns,
In each of the M coil units, the 2N second conducting wires are disposed between the first wire and a second wire disposed parallel to the first wire on a side opposite to the second side in the second direction from the first wire,
Each of the M coil units is
2N ninth conducting wires are disposed between the second wire and the first wire, spaced apart from the 2N first conducting wires, and each extending in the first direction;
a tenth conducting wire of 2N numbers, which is disposed away from the 2N second conducting wires and the 2N ninth conducting wires on a side opposite to the second side in the second direction from the second wire, and which extends in the first direction;
having
In each of the M coil units,
The connection switching unit is
a first state in which the 2N first conducting wires, the 2N second conducting wires, the 2N ninth conducting wires, and the 2N tenth conducting wires are connected in series with each other, and the first loop coil is formed by the 2N first conducting wires, the 2N second conducting wires, the 2N ninth conducting wires, and the 2N tenth conducting wires which are connected in series with each other;
a second state in which, when, among the 2N 9th conducting wires and the 2N 10th conducting wires, N 9th conducting wires and N 10th conducting wires are defined as 2N 11th conducting wires, and, among the 2N 9th conducting wires and the 2N 10th conducting wires, N 9th conducting wires and N 10th conducting wires other than the 2N 11th conducting wires are defined as 2N 12th conducting wires, the 2N 3rd conducting wires and the 2N 11th conducting wires are connected in parallel to each other, and the first power supply line is formed by the 2N 3rd conducting wires and the 2N 11th conducting wires connected in parallel to each other, and the 2N 4th conducting wires and the 2N 12th conducting wires are connected in parallel to each other, and the second power supply line is formed by the 2N 4th conducting wires and the 2N 12th conducting wires connected in parallel to each other;
A non-contact power supply device that switches between
前記M個のコイルユニットの各々において、
前記接続切替部は、
前記第1状態と、
前記第2状態と、
前記2N本の第1導線、前記2N本の第2導線、前記2N本の第9導線及び前記2N本の第10導線の各々が互いに直列に接続されず、前記2N本の第3導線及び前記2N本の第11導線が互いに並列に接続されず、且つ、前記2N本の第4導線及び前記2N本の第12導線が互いに並列に接続されない第15状態と、
を切り替え、
前記集電コイルが、前記M個のコイルユニットのうち、前記第1コイルユニットと対向しているとき、
前記制御部は、
前記M個のコイルユニットのうち、前記第1コイルユニットよりも前記第1方向における前記第1の側と反対側に配置された(M-L)個のコイルユニットである(M-L)個の第7コイルユニットの各々において、前記接続切替部が前記第15状態に切り替えられることにより、前記(M-L)個の第7コイルユニットの各々に電流が通流されないように、前記接続切替部の動作を制御する、非接触給電装置。 The non-contact power supply device according to claim 5 ,
In each of the M coil units,
The connection switching unit is
the first state;
the second state; and
a fifteenth state in which the 2N first conducting wires, the 2N second conducting wires, the 2N ninth conducting wires, and the 2N tenth conducting wires are not connected in series with each other, the 2N third conducting wires and the 2N eleventh conducting wires are not connected in parallel with each other, and the 2N fourth conducting wires and the 2N twelfth conducting wires are not connected in parallel with each other;
Switch between
When the collecting coil faces the first coil unit among the M coil units,
The control unit is
A non-contact power supply device in which, in each of (M-L) seventh coil units, which are (M-L) coil units among the M coil units and are arranged on the opposite side to the first side in the first direction from the first coil unit, the connection switching unit is switched to the 15th state, thereby controlling the operation of the connection switching unit so that no current flows through each of the (M-L) seventh coil units.
前記M個のコイルユニットの各々は、前記第1ループコイル、及び、前記第1ループコイルと直列に接続され且つ前記第1ループコイルの巻回方向と逆方向に巻回された2Nターンの第2ループコイルを形成するためのものであり、
前記M個のコイルユニットの各々において、前記2N本の第2導線は、前記第1線よりも前記第2方向における前記第2の側と反対側に前記第1線と平行に配置された第3線と前記第1線との間に配置され、
前記M個のコイルユニットの各々は、
前記第3線と前記第1線との間に、前記2N本の第1導線から離れて配置され、且つ、前記第1方向にそれぞれ延在する2N本の第13導線と、
前記第3線よりも、前記第2方向における前記第2の側と反対側に、前記2N本の第2導線及び前記2N本の第13導線から離れて配置され、且つ、前記第1方向にそれぞれ延在する2N本の第14導線と、
を有し、
前記M個のコイルユニットの各々において、
前記接続切替部は、
前記2N本の第1導線及び前記2N本の第2導線の各々が互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された前記2N本の第1導線及び前記2N本の第2導線により前記第1ループコイルが形成され、前記2N本の第13導線及び前記2N本の第14導線の各々が互いに直列に接続され、各々が互いに直列に接続された前記2N本の第13導線及び前記2N本の第14導線により前記第2ループコイルが形成される前記第1状態と、
前記2N本の第13導線及び前記2N本の第14導線のうち、N本の第13導線及びN本の第14導線を2N本の第15導線とし、前記2N本の第13導線及び前記2N本の第14導線のうち、前記2N本の第15導線以外のN本の第13導線及びN本の第14導線を2N本の第16導線としたとき、前記2N本の第3導線及び前記2N本の第15導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された前記2N本の第3導線及び前記2N本の第15導線により前記第1給電線が形成され、前記2N本の第4導線及び前記2N本の第16導線が互いに並列に接続され、互いに並列に接続された前記2N本の第4導線及び前記2N本の第16導線により前記第2給電線が形成される前記第2状態と、
を切り替える、非接触給電装置。 The non-contact power supply device according to claim 1,
Each of the M coil units is for forming the first loop coil and a second loop coil of 2N turns that is connected in series with the first loop coil and wound in a direction opposite to the winding direction of the first loop coil,
In each of the M coil units, the 2N second conducting wires are disposed between the first wire and a third wire that is disposed parallel to the first wire on a side opposite to the second side in the second direction from the first wire,
Each of the M coil units is
2N thirteenth conducting wires are disposed between the third wire and the first wire, spaced apart from the 2N first conducting wires, and each extending in the first direction;
2N 14th conducting wires that are disposed away from the 2N second conducting wires and the 2N 13th conducting wires on a side opposite to the second side in the second direction with respect to the third wire, and that extend in the first direction;
having
In each of the M coil units,
The connection switching unit is
a first state in which the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires are connected in series with each other, the first loop coil is formed by the 2N first conducting wires and the 2N second conducting wires connected in series with each other, and the 2N thirteenth conducting wires and the 2N fourteenth conducting wires are connected in series with each other, and the second loop coil is formed by the 2N thirteenth conducting wires and the 2N fourteenth conducting wires connected in series with each other;
a second state in which, when, among the 2N 13th conducting wires and the 2N 14th conducting wires, N 13th conducting wires and N 14th conducting wires are defined as 2N 15th conducting wires, and, among the 2N 13th conducting wires and the 2N 14th conducting wires, N 13th conducting wires and N 14th conducting wires other than the 2N 15th conducting wires are defined as 2N 16th conducting wires, the 2N 3rd conducting wires and the 2N 15th conducting wires are connected in parallel to each other, and the first power supply line is formed by the 2N 3rd conducting wires and the 2N 15th conducting wires connected in parallel to each other, and the 2N 4th conducting wires and the 2N 16th conducting wires are connected in parallel to each other, and the second power supply line is formed by the 2N 4th conducting wires and the 2N 16th conducting wires connected in parallel to each other;
A non-contact power supply device that switches between
前記M個のコイルユニットの各々において、
前記接続切替部は、
前記第1状態と、
前記第2状態と、
前記2N本の第1導線、前記2N本の第2導線、前記2N本の第13導線及び前記2N本の第14導線の各々が互いに直列に接続されず、前記2N本の第3導線及び前記2N本の第15導線が互いに並列に接続されず、且つ、前記2N本の第4導線及び前記2N本の第16導線が互いに並列に接続されない第16状態と、
を切り替え、
前記集電コイルが、前記M個のコイルユニットのうち、前記第1コイルユニットと対向しているとき、
前記制御部は、
前記M個のコイルユニットのうち、前記第1コイルユニットよりも前記第1方向における前記第1の側と反対側に配置された(M-L)個のコイルユニットである(M-L)個の第8コイルユニットの各々において、前記接続切替部が前記第16状態に切り替えられることにより、前記(M-L)個の第8コイルユニットの各々に電流が通流されないように、前記接続切替部の動作を制御する、非接触給電装置。 The non-contact power supply device according to claim 7,
In each of the M coil units,
The connection switching unit is
the first state;
the second state; and
a sixteenth state in which the 2N first conducting wires, the 2N second conducting wires, the 2N thirteenth conducting wires, and the 2N fourteenth conducting wires are not connected in series with each other, the 2N third conducting wires and the 2N fifteenth conducting wires are not connected in parallel with each other, and the 2N fourth conducting wires and the 2N sixteenth conducting wires are not connected in parallel with each other;
Switch between
When the collecting coil faces the first coil unit among the M coil units,
The control unit is
A non-contact power supply device in which, in each of (M-L) 8th coil units, which are (M-L) coil units among the M coil units and are arranged on the opposite side to the first side in the first direction from the first coil unit, the connection switching unit is switched to the 16th state, thereby controlling the operation of the connection switching unit so that no current flows through each of the (M-L) 8th coil units.
前記M個のコイルユニットの各々により形成される前記第1ループコイルのターン数は、前記M個のコイルユニットのうち前記第1コイルユニット群端部に近い側に配置されたコイルユニットほど大きく、
前記制御部は、前記集電コイルが、前記M個のコイルユニットのうち、前記第1コイルユニットと対向しているとき、前記電源が前記第1コイルユニットに電流を通流するように、前記電源の動作を制御し、
前記制御部は、前記第1コイルユニットに通流される電流の電流量が、前記M個のコイルユニットのうち、前記集電コイルが対向している前記第1コイルユニットのターン数が大きいほど小さくなるように、前記電源の動作を制御する、非接触給電装置。 The non-contact power supply device according to claim 1, 2, 5 or 6,
the number of turns of the first loop coil formed by each of the M coil units is larger in the coil units arranged closer to an end of the first coil unit group among the M coil units,
the control unit controls an operation of the power source such that, when the current collecting coil faces the first coil unit among the M coil units, the power source passes a current through the first coil unit;
The control unit controls the operation of the power source so that the amount of current flowing through the first coil unit becomes smaller as the number of turns of the first coil unit to which the collecting coil faces becomes larger among the M coil units.
前記軌道を走行する車両は、前記軌道上に設けられたレール上を走行する鉄道車両であり、
前記M個のコイルユニットは、前記軌道上で、前記レールに沿った前記第1方向に配列されている、非接触給電装置。
The non-contact power supply device according to any one of claims 1 to 9,
the vehicle running on the track is a railway vehicle running on a rail provided on the track,
The M coil units are arranged on the track in the first direction along the rail.
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| JP2022031340A JP7637648B2 (en) | 2022-03-01 | 2022-03-01 | Non-contact power supply device |
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| JP2023127507A JP2023127507A (en) | 2023-09-13 |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000103263A (en) | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Noncontact power supply system |
| US20110187317A1 (en) | 2006-11-15 | 2011-08-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Non-contact type power feeder system for mobile object |
| JP2014155251A (en) | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Toyota Motor Corp | Power transmission device and power reception device |
| JP2017195766A (en) | 2013-12-13 | 2017-10-26 | トヨタ自動車株式会社 | Power transmission device |
-
2022
- 2022-03-01 JP JP2022031340A patent/JP7637648B2/en active Active
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| US20110187317A1 (en) | 2006-11-15 | 2011-08-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Non-contact type power feeder system for mobile object |
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