所具备的磁性体单元的放大示意图。
[0073]图17B是用于说明依据本实施方式的第9实施方式的非接触供电系统的在供电线圈与受电线圈之间形成的磁路的示意图。
【具体实施方式】
[0074]以下，参照附图对依据本发明的实施方式的非接触供电系统进行详细说明。此外，在以下的附图中，为了使各部件成为能够识别的大小，适当变更了各部件的比例尺。
[0075](第I实施方式)
图1是示出依据本发明的第I实施方式的非接触供电系统的主要部分的结构的框图。如图1所示的那样，非接触供电系统I具备供电装置10、供电线圈20、内侧气球30a (第I袋体)、外侧气球30b (第2袋体)及供电用气体供排气装置40 (供排气装置)，以非接触方式对搭载电池53的车辆M进行供电。该非接触供电系统I例如设置在供电站、停车场等，以非接触方式对停车的车辆M进行供电。
[0076]供电装置10具备电源11、整流电路12、供电电路13及供电用控制部14，生成适合于对车辆M的非接触供电的电力，并且进行对车辆M的非接触供电所需要的各种控制(细节后述)。此外，在本实施方式中，说明了供电装置10设置在地上，但是供电装置10既可以设置在地下，也可以设置在车辆M的上方(例如，顶棚)。
[0077]电源11的输出端与整流电路12的输入端连接，电源11向整流电路12供给对车辆M的供电所需要的交流电力。该电源11为例如供给200V或400V等的三相交流电力、或者100V的单相交流电力的系统电源。整流电路12的输入端与电源11连接并且输出端与供电电路13连接，整流电路12对从电源11供给的交流电力进行整流并转换为直流电力，并将转换后的直流电力向供电电路13输出。
[0078]供电电路13的输入端与整流电路12连接并且输出端与供电线圈20的两端连接，供电电路13将来自整流电路12的直流电力转换为交流电力，并将转换后的交流电力向供电线圈20输出。具体而言，供电电路13具备与供电线圈20 —起构成供电侧谐振电路的谐振用电容器，在供电用控制部14的控制下，将来自整流电路12的直流电力转换为频率比电源11的交流电力高的交流电力(高频电力)并向供电线圈20输出。
[0079]供电用控制部14控制供电电路13而生成应该向车辆M供给的电力，并且控制供电用气体供排气装置40使内侧气球30a及外侧气球30b膨胀或者收缩。在此，供电用控制部14控制供电用气体供排气装置40，对供给内侧气球30a的气体的量及从内侧气球30a排出的气体的量进行微调，从而进行供电线圈20的上下方向(垂直方向)的位置的微调。该供电用控制部14具备CPU (中央处理装置)、存储器等，基于预先准备的供电用控制程序进行上述各种控制。另外，作为气体，例如能够使用空气。
[0080]供电线圈20是螺线管型线圈，通过产生与从供电电路13供给的高频电力对应的磁场，以非接触方式对车辆M进行供电。该供电线圈20的两端与供电电路13的输出端连接，供电线圈20以使线圈轴大致成为水平的方式以露出的状态或者用塑料等的非磁性且非导电性材料模制的状态搭载于内侧气球30a上。此外，在线圈形式为圆(circular)型的情况下，以使线圈轴大致垂直的方式搭载。
[0081]内侧气球30a是将橡胶等的自由伸缩的弹性材料形成为膜状的一种气球，是为了调整供电线圈20的上下方向的位置而设置的。具体而言，内侧气球30a以其中央上部搭载供电线圈20的状态设置在地面，通过用供电用气体供排气装置40进行的气体的供给或排出，进行膨胀或收缩。通过内侧气球30a的膨胀，供电线圈20向上方向移动，通过内侧气球30a的收缩，供电线圈20向下方向移动。此外，内侧气球30a的俯视形状为任意形状，例如圆形或矩形形状。
[0082]外侧气球30b是将橡胶等的自由伸缩且非磁性且非导电性的弹性材料形成为膜状，在上表面中央部(与后述的受电线圈50相接的部分及其周围的、透过其中的磁通受影响时非接触供电的效率大幅下降的区域)以外的部分附着了由铝粉、铜粉等的顺磁性体构成的粉体的一种气球。上表面中央部一并具有对于磁通的透过性能和伸缩性能，由顺磁性体构成的粉体混合/附着的剩余的部分，一并具有降低磁通的泄漏的性能和伸缩性能。
[0083]该外侧气球30b为防止异物对供电线圈20与设置在车辆M的受电线圈50之间的空间的闯入、降低从供电线圈20的面向受电线圈50侧的端面(上表面)以外的部位放射的磁通(泄漏磁通)而设置。
[0084]外侧气球30b以覆盖供电线圈20及内侧气球30a这两者的(内包)状态设置在地面，通过用供电用气体供排气装置40进行气体的供给或排出而膨胀或收缩。若外侧气球30b膨胀，则成为供电线圈20与受电线圈50之间的空间被外侧气球30b占据的状态。此夕卜，外侧气球30b的俯视形状与内侧气球30a同样地为任意形状，例如圆形或矩形形状。
[0085]供电用气体供排气装置40在供电用控制部14的控制下，进行气体对于内侧气球30a及外侧气球30b的供排气。该供电用气体供排气装置40能够个别地进行对于内侧气球30a的气体的供给、对于外侧气球30b的气体的供给、从内侧气球30a的气体的排出、及从外侧气球30b的气体的排出。因此，能够使内侧气球30a及外侧气球30b的一个或两个容易膨胀或收缩。供电用气体供排气装置40如图1所示的那样，具备与内侧气球30a连通的供排气管和与外侧气球30b连通的供排气管，经由这些供排气管进行对于内侧气球30a及外侧气球30b的气体的供排气。
[0086]车辆M是由驾驶员驾驶而行驶在道路上的汽车，例如作为动力产生源具备行驶马达的电动汽车或混合动力汽车。该车辆M如图1所示的那样，具备受电线圈50、受电电路51、充电电路52、电池53及受电用控制部54。此外，虽然在图1中进行了省略，但是车辆M具备引擎、上述行驶马达、操作方向盘及刹车等的行驶所需要的结构。
[0087]受电线圈50是螺线管型线圈，以能够在与供电线圈20之间高效率地进行非接触供电的姿态设置在车辆M的底部。该受电线圈50的两端与受电电路51的输入端连接，受电线圈50在供电线圈20的磁场作用时因电磁感应而产生电动势，将产生的电动势向受电电路51输出。供电线圈20和受电线圈50的大小、形状只要能进行高效率的非接触供电，既可以相同也可以不同。
[0088]受电电路51的输入端与受电线圈50的两端连接并且输出端与充电电路52的输入端连接，受电电路51将从受电线圈50供给的交流电力转换为直流电力，并将转换后的直流电力向充电电路52输出。该受电电路51具备与受电线圈50 —起构成受电侧谐振电路的谐振用电容器。此外，受电电路51的谐振用电容器的静电容以使受电侧谐振电路的谐振频率成为与前述的供电侧谐振电路的谐振频率相同的频率的方式设定。
[0089]充电电路52的输入端与受电电路51的输出端连接并且输出端与电池53的输入端连接，充电电路52将来自受电电路51的电力(直流电力)对电池53进行充电。电池53是搭载于车辆M的能够再充电的电池(例如，锂离子电池、镍氢电池等的二次电池)，向未图示的行驶马达等供给电力。受电用控制部54具备CPU、存储器等，基于预先准备的受电用控制程序控制充电电路52。
[0090]接着，对上述结构中的非接触供电系统I的动作进行说明。图2是示出依据本发明的第I实施方式的非接触供电系统的动作的一个例子的流程图，图3A?图3C是用于说明相同动作的侧截面图。此外，以下首先简单说明非供电时的车辆M及供电装置10的动作，接着就从供电装置10以非接触方式对车辆M供电的供电时的动作进行说明。
[0091]在非供电时(例如，由驾驶员进行的车辆M的通常驾驶时)，车辆M中通过受电用控制部54进行使充电电路52停止的控制。相对于此，在非供电时(即，作为供电对象的车辆M未停在停车位置时)，供电装置10中通过供电用控制部14进行使供电电路13停止，并且以使内侧气球30a及外侧气球30b完全收缩的方式向供电用气体供排气装置40排出气体的控制。
[0092]然后，当驾驶员驾驶车辆M、使车辆M移动并停车在设置有供电线圈20的场所时，供电线圈20的设置位置被受电用控制部54所掌握。此外，作为掌握供电线圈20的设置位置的方法，可举出例如根据未图示的声波传感器或者光传感器等的位置传感器的输出掌握的方法。根据所掌握的供电线圈20的设置位置，当探测到车辆M的受电线圈50配置在供电线圈20的上方时，由受电用控制部54开始控制充电电路52对电池53进行充电。
[0093]另一方面，在供电装置10的供电用控制部14中，也同样地根据未图示的声波传感器或者光传感器等的位置传感器的输出由供电用控制部14掌握车辆M的位置。当从所掌握的车辆M的位置探测到车辆M的受电线圈50配置在供电线圈20的上方时，首先由供电用控制部14进行向供电用气体供排气装置40供给气体使外侧气球30b完全膨胀的控制(步骤Sll)。S卩，如图3A所示的那样，进行完全处于收缩的状态的内侧气球30a及外侧气球30b之中，仅使外侧气球30b完全膨胀的控制。
[0094]通过进行该控制，如图3B所示的那样，虽然内侧气球30a处于完全收缩的状态，但外侧气球30b处于完全膨胀的状态，供电线圈20与受电线圈50之间的空间被完全膨胀的外侧气球30b占据。S卩，外侧气球30b通过膨胀以抵接到从车辆M的底面露出的受电线圈50的下表面及侧面的方式覆盖受电线圈50。由此，防止异物对供电线圈20与受电线圈50之间的空间的闯入。
[0095]接着，通过供电用控制部14进行从供电用气体供排气装置40向内侧气球30a供给气体，使内侧气球30a膨胀的控制(步骤S12)。S卩，如图3B所示的那样，进行使处于完全膨胀的状态的外侧气球30b所内包的处于完全收缩的状态的内侧气球30a膨胀的控制。
[0096]此外，在使内侧气球30a膨胀的情况下，对照内侧气球30a的膨胀，仅以向内侧气球30a供给的气体的量，从外侧气球30b排出气体也可。
[0097]通过进行该控制，如图3C所示的那样，在外侧气球30b内内侧气球30a成为膨胀的状态，搭载于内侧气球30a的供电线圈20向上方向移动。由此，以用外侧气球30b防止异物对供电线圈20与受电线圈50之间的空间的闯入的状态，供电线圈20靠近受电线圈50而配置。
[0098]接着，通过供电用控制部14控制供电用气体供排气装置40，微调供电线圈20相对于受电线圈50的位置(步骤S13)。具体而言，在供电用控制部14的控制下，由供电用气体供排气装置40微调向内侧气球30a供给的气体的量及从内侧气球30a排出的气体的量，由此微调供电线圈20的上下方向的位置。在此，供电线圈20的上下方向的位置例如以使对车辆M的供电量增加的方式进行微调。此外，如果没有微调供电线圈20的位置的必要，则省略步骤S13也可。
[0099]若结束以上动作，则供电装置10的供电电路13受供电用控制部14控制而开始供电动作。由此，从供电线圈20以非接触方式对车辆M的受电线圈50供给电力(步骤S14)。若进行非接触方式的供电，则在车辆M中受电用控制部54 —边监视电池53的充电状态，一边控制充电电路52，从而进行电池53的充电。
[0100]受电用控制部54在探测到电池53处于满充电状态时，进行使充电电路52停止的控制，并且对于未图示的显示器等(例如，设置在驾驶席的显示电池53的充电状态的显示器)通知电池53处于满充电状态的意思。通过有关通知，驾驶员能够识别出电池53处于满充电状态。
[0101]供电装置10的供电用控制部14在进行非接触方式的供电的期间，判断供电是否结束(步骤S15)。在此，判断供电是否结束可以根据例如对车辆M的供电量是否急剧下降来进行。在判断为供电未结束的情况下(步骤S15的判断结果为“否(NO)”的情况下)，供电用控制部14控制供电电路13使非接触方式的供电继续(步骤S14)。相对于此，在判断为供电结束的情况下(步骤S15的判断结果为“是(YES)”的情况下)，供电用控制部14控制供电电路13使供电动作停止。
[0102]若供电动作停止，则由供电用控制部14进行向供电用气体供排气装置40排出向内侧气球30a供给的气体，使内侧气球30a收缩的控制(步骤S16)。接着，由供电用控制部14进行向供电用气体供排气装置40排出向外侧气球30b供给的气体，使外侧气球30b收缩的控制(步骤S17)。当内侧气球30a及外侧气球30b收缩时，成为图3A所示的状态，驾驶员能够驾驶车辆M从供电线圈20的设置场所移动。
[0103]如以上说明的那样，在本实施方式中，设置内侧气球30a和外侧气球30b，并通过使外侧气球30b膨胀来防止异物对供电线圈20与受电线圈50之间的空间的闯入，并且通过使内侧气球30a膨胀来使供电线圈20靠近受电线圈50。由此，在供电线圈20与受电线圈50之间不会存在异物，且供电线圈20和受电线圈50能够在靠近的状态下进行供电，因此不会导致非接触供电系统I的高额化及大型化而能够实现电力的长距离传输。另外，还能够屏蔽从供电线圈20放射的泄漏磁通的泄漏(向外侧气球30b外的泄漏)。
[0104](第2实施方式)
图4是示出依据本发明的第2实施方式的非接触供电系统的主要部分的结构的侧截面图。此外，本实施方式的非接触供电系统的整体构成与图1所示的非接触供电系统I大致相同。如图4所示的那样，本实施方式的非接触供电系统是在外侧气球30b的内部(但是，内侧气球30a的外部)，追加了多个辅助气球60 (辅助袋体)和多个容纳机构70的构成。
[0105]图5A?图5C是示出本发明的第2实施方式中的辅助气球及容纳机构的图，图5A及5B是示出它们的配置的平面图，图5C是示出它们的外观的立体图。辅助气球60及容纳机构70例如图5A及5B所示的那样，以内侧气球30a为中心在内侧气球30a的周围的3个部位或4个部位以等间隔配置。在图5A所示的例中，三个辅助气球60分别抵接到内侧气球30a的不同的3个部位，在图5B所示的例中，4个辅助气球60分别抵接到内侧气球30a的不同的4个部位。
[0106]辅助气球60与前述的内侧气球30a同样，是将橡胶等的自由伸缩的弹性材料形成为膜状的一种气球，是为调整供电线圈20的水平面内的位置而设置的。S卩，通过辅助气球60的膨胀或收缩，调整抵接的内侧气球30a的水平面内的位置，由此调整搭载于内侧气球30a的供电线圈20的水平面内的位置。
[0107]容纳机构70将辅助气球60容纳于地中，或者使容纳于地中的辅助气球60出现在地上。具体而言，容纳机构70在供电用控制部14的控制下，在内侧气球30a收缩的情况下将辅助气球60容纳于地中，在内侧气球30a膨胀的情况下使辅助气球60出现在地上。该容纳机构70具备容纳孔71及挡板72。
[0108]容纳孔71是为了将辅助气球60容纳于地中而形成在地表面的俯视形状为矩形形状的孔。挡板72是形状与容纳孔71的俯视形状相同的平板状的部件，以一端为轴能够摇动地构成。该挡板72在将辅助气球60容纳于地中的情况下成为倒下的状态，在使辅助气球60出现在地上的情况下成为直立状态。此外，当挡板72处于倒下的状态时，容纳孔71成为被挡板72覆盖的状态。
[0109]在挡板72的一面(处于倒下的状态时，朝向容纳孔71的底面的面)，安装有辅助气球60，在挡板72的内部，形成有与辅助气球60连通的供排气路73。供排气路73是向辅助气球60供气并且从辅助气球60排气的气体的流路。此外，该气体例如被从供电用气体供排气装置40供气、或者向供电用气体供排气装置40排气。另外，作为气体能够使用例如空气。
[0110]接着，对依据本实施方式的非接触供电系统的动作进行说明。此外，在依据本实施方式的非接触供电系统中，也进行基本上按照图2的流程图的动作。即，依据进行使外侧气球30b膨胀的动作(步骤S11)、使内侧气球30a膨胀的动作(步骤S12)及调整线圈的位置的动作(步骤S13)，然后，进行非接触方式的供电(步骤S14)。
[0111]但是，在进行使外侧气球30b膨胀的动作的期间，挡板72处于倒下的状态，但是在使内侧气球30a膨胀时(开始步骤S12时)，进行使挡板72成为直立状态的控制。而且，在进行步骤S13的调整线圈的位置的动作时，还进行调整内侧气球30a (供电线圈20)的水平面内的位置的动作。
[0112]S卩，使辅助气球60膨胀而成为使辅助气球60各自抵接到内侧气球30a的状态，在该状态下使辅助气球60膨胀或收缩时，在图5A及5B中以箭头表示的力作用到内侧气球30a。这样，通过作用的力的合力来调整内侧气球30a的水平面内的位置，由此调整供电线圈20的水平面内的位置。此外，例如以增加对车辆M的供电量的方式进行调整内侧气球30a的水平面内的位置。
[011