JP6171971B2 - 伝熱装置、給電装置及び非接触給電システム - Google Patents

Description

本発明は、伝熱装置、給電装置及び非接触給電システムに関するものである。

下記特許文献１には、道路等に設けられる１次コイルと、車両に設けられる２次コイルとの間の磁気結合または磁気共鳴を利用して、１次コイルから非接触で高周波電力を受け取る車両搭載受電装置が開示されている。このような磁気結合等を利用する非接触給電システムにおいては、高周波電力をやり取りするコイル等が発熱するため、その冷却が行われている。

下記特許文献１の車両搭載受電装置は、受電コイルと、受電コイルを収納するコイル室と、回転方向を正回転と逆回転との間で切り替えることができる双方向ファンとを含んで構成されている。これにより、受電コイルの冷却が必要なときは、車室側から受電コイルを経由して外気側に流す放熱流れとし、蓄電装置の暖機が必要なときは、外気側から受電コイルを経由して車室側に流す暖機流れとするようになっている。

また、下記特許文献２には、受電部及び電池を有する受電装置と給電部を有する給電装置とを用いて非接触で電力の授受を行う充電ユニットが開示されている。この充電ユニットにおいては、受電装置内で発生した熱を給電装置に伝えるように、受電装置と給電装置とが接触する部分に熱伝導部が設けられていて、給電装置側に伝えた熱をヒートシンクを介して外部に放熱するようになっている。

特開２０１２−１５６０８３号公報 特開２０１２−１３０１７７号公報

しかしながら、上記従来技術には、次のような問題がある。
特許文献１の技術は、移動車両に搭載したファンで冷却する方式であるため、当該冷却装置により移動車両が大型化する、という問題がある。
特許文献２の技術は、冷却対象となる受電装置側にファン等を搭載せずに、熱を接触により受電装置側から給電装置側に伝達する方式であるが、受電装置と給電装置との相対位置が厳密に固定されていないと伝熱効率が極端に低下する。このため、移動車両のような移動体を冷却対象とする場合には、停車時に移動体を正確に位置決めするために時間を要してしまう、という問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、受電装置と給電装置とが相対移動自在な関係にあるときに、位置決めに時間を要することなく、非接触給電により発生した熱を適切に放熱することのできる伝熱装置、給電装置及び非接触給電システムの提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、少なくとも一方が移動自在な非接触給電用の給電装置と受電装置との間で熱を伝える伝熱装置であって、前記受電装置及び前記給電装置のうち一方から他方に前記非接触給電により発生した熱を伝熱し、前記移動自在な方向に傾倒自在な性質、又は前記方向の垂直方向に伸縮自在な性質の少なくとも一方を有する可撓性伝熱部材を有する、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記受電装置及び前記給電装置は、前記非接触給電を行うコイルをそれぞれ有しており、前記受電装置及び前記給電装置のうち一方の前記コイルの周囲に設けられた伝熱部材と、前記受電装置及び前記給電装置のうち他方の前記コイルの周囲に立設し、前記伝熱部材と熱的に結合する前記可撓性伝熱部材と、を有する、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記可撓性伝熱部材は、電気的に接地している、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記可撓性伝熱部材は、金属ブラシを含む、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記金属ブラシは、冷媒が流通する金属パイプに植設されている、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記可撓性伝熱部材は、バネ部材を含む、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記バネ部材は、冷媒が流通する金属パイプを前記伝熱部材に付勢する、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記可撓性伝熱部材は、冷媒の注入により前記伝熱部材に接触する膨縮部材を含む、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記膨縮部材は、棒状のチューブ体及びアーチ状のチューブ体の少なくともいずれか一方を含む、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記受電装置及び前記給電装置のうち一方は、車両であり、前記受電装置及び前記給電装置のうち他方は、前記車両が停車する停車ステーションである、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記伝熱部材はシールド機能を備える、という構成を採用する。

また、本発明は、受電装置と非接触給電を行う給電装置において、少なくとも一方が移動自在な前記受電装置及び前記給電装置のうち一方から他方に前記非接触給電により発生した熱を伝熱する伝熱装置を有する給電装置であって、前記伝熱装置は、前記移動自在な方向に傾倒自在な性質、又は当該方向の垂直方向に伸縮自在な性質の少なくとも一方を有する可撓性伝熱部材を有する、という構成を採用する。

さらに、本発明は、少なくとも一方が移動自在な受電装置と給電装置との間で非接触給電を行う非接触給電システムであって、前記受電装置及び前記給電装置のうち、一方から他方に前記非接触給電により発生した熱を伝熱するための伝熱装置を有し、前記伝熱装置は、前記移動自在な方向に傾倒自在な性質、又は前記方向の垂直方向に伸縮自在な性質の少なくとも一方を有する可撓性伝熱部材を有する、という構成を採用する。

本発明によれば、受電装置と給電装置との相対位置が固定されずとも、可撓性伝熱部材がそれらの移動方向に傾倒するため、受電装置と給電装置との熱的接続状態が維持される。このため、位置ずれを許容して、高い冷却能力が得られる。
したがって、受電装置と給電装置とが相対移動自在な関係にあるときに、位置決めに時間を要することなく、非接触給電により発生した熱を適切に放熱することのできる伝熱装置、給電装置及び非接触給電システムが得られる。

本発明の第１実施形態における伝熱装置、給電装置及び非接触給電システムの全体構成図である。 本発明の第１実施形態における可撓性伝熱部材を示す平面図である。 本発明の第２実施形態における伝熱装置、給電装置及び非接触給電システムの全体構成図である。 本発明の第３実施形態における可撓性伝熱部材を示す断面構成図である。 本発明の第４実施形態における可撓性伝熱部材を示す断面構成図である。 本発明の一別実施形態における可撓性伝熱部材を示す平面図である。 本発明の一別実施形態における可撓性伝熱部材を示す平面図である。 本発明の一別実施形態における伝熱装置、給電装置及び非接触給電システムの全体構成図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における伝熱装置、給電装置及び非接触給電システム１の全体構成図である。図２は、本発明の第１実施形態における可撓性伝熱部材３２を示す平面図である。給電しない場合、給電システムを稼働していない場合、給電ができていない場合を含めて、全体として伝熱装置とする。
非接触給電システム１は、少なくとも一方が移動自在な受電装置と給電装置との間で非接触給電を行うものであり、本実施形態では、図１に示すように、車両１０が受電装置であり、車両１０が停車する停車ステーション２０が給電装置である。車両１０は、路面２に設けられた停車ステーション２０に対して相対移動自在とされている。

車両１０には、受電コイル１１が設けられている。一方で、停車ステーション２０には、給電コイル２１が設けられている。受電コイル１１は、給電コイル２１と対向可能に車両１０の底部に設けられている。この受電コイル１１は、給電コイル２１と略同一のコイル径を有し、給電コイル２１と電磁的に結合することによって交流電力を非接触で受電する。

本実施形態の非接触給電システム１における給電コイル２１から受電コイル１１への非接触給電は、磁界共鳴方式に基づいて行われる。すなわち、給電コイル２１と受電コイル１１とには各々に共振回路を構成するための共振用コンデンサ（不図示）が接続されている。また、例えば共振用コンデンサの静電容量は、給電コイル２１と共振用コンデンサとからなる給電側共振回路の共振周波数と受電コイル１１と共振用コンデンサとからなる受電側共振回路の共振周波数とは同一周波数となるように設定されている。

車両１０には、受電コイル１１の他に、受電回路１２と、蓄電池１３とが設けられている。
受電回路１２は、給電コイル２１から受電した受電電力を直流電力に変換して蓄電池１３に供給する電力変換回路である。すなわち、この受電回路１２は、蓄電池１３の充電状態に応じた充電電流を蓄電池１３に供給することにより蓄電池１３を充電する。
蓄電池１３は、車両１０の駆動動力源として十分な電力を蓄えることが可能な二次電池であり、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等である。

一方で、給電コイル２１は、受電コイル１１と対向可能に路面２に埋設されている。停車ステーション２０には、給電コイル２１の他に、給電回路２２と、外部電源２３とが設けられている。
給電回路２２は、外部電源２３から供給される電力を磁界共鳴方式の非接触給電の共振周波数に応じた交流電力に変換して給電コイル２１に供給する電力変換回路である。
外部電源２３は、例えば商用電源、太陽電池、風力発電等であって、その電力を給電回路２２に供給するものである。

非接触給電システム１は、図１に示すように、車両１０と停車ステーション２０との間の非接触給電により発生した熱を、熱容量の小さい車両１０側から熱容量の大きい停車ステーション２０側に伝熱するための伝熱装置３０に熱を伝える。または、伝熱装置３０は、冷却能力の低い車両１０から冷却能力の高い停車ステーション２０に熱を伝えることもできる。特に、停車ステーション２０の方が、移動体である車両１０に比べ、後述するような冷媒の確保や冷媒へのアクセスが容易であるため、停車ステーション２０の冷却能力の方を高めやすくなる。なお、熱容量や冷却能力によっては、伝熱装置３０は、停車ステーション２０から車両１０に熱を伝えることもありうる。
本実施形態の伝熱装置３０は、受電コイル１１の周囲に設けられた伝熱板３１（伝熱部材）と、給電コイル２１の周囲に立設し、伝熱板３１と接触する可撓性伝熱部材３２と、を有する。

伝熱板３１は、車両１０に設けられている。この伝熱板３１は、車両１０の底部において路面２に対向する姿勢で設けられている。伝熱板３１は、受電コイル１１の背面側に配置され、非接触給電の際に受電コイル１１と給電コイル２１との間に形成される電磁界Ａを遮らない。伝熱板３１の中央に受電コイル１１が支持されており、伝熱板３１は、受電コイル１１から外方に張り出すように延在している。

伝熱板３１は、受電コイル１１と熱的に接続されている。また、本実施形態では、伝熱板３１の上に、受電回路１２及び蓄電池１３が設けられており、伝熱板３１は、受電回路１２及び蓄電池１３とも熱的に接続されている。この伝熱板３１は、例えば導電性を有する金属板から形成されている。このため、伝熱板３１は、熱伝導のための熱的機能だけでなく、受電回路１２等の車両１０側の電気的接地をとる電気的機能も有している。

可撓性伝熱部材３２は、停車ステーション２０に設けられている。可撓性伝熱部材３２は、停車ステーション２０側から略鉛直上方に立設している。可撓性伝熱部材３２は、基端が停車ステーション２０側に固定され、先端が自由端であり、車両１０の移動自在な方向（本実施形態では路面２に沿う平面方向）に傾倒自在な性質を有する。
可撓性伝熱部材３２は、停車ステーション２０から伝熱板３１までの長さよりも長く形成されており、その先端が所定幅で伝熱板３１に接触できるようになっている。なお、可撓性伝熱部材３２は必ずしも伝熱板３１に接触している必要はなく、少なくとも伝熱板３１と熱的に結合していればよい。

本実施形態の可撓性伝熱部材３２は、熱伝導性を有すると共に導電性を有する金属ブラシからなる。このため、可撓性伝熱部材３２は、熱伝導のための熱的機能だけでなく、地上で伝熱板３１の電気的接地をとる電気的機能も有している。
この可撓性伝熱部材３２は、冷媒として冷却水が流通する金属パイプ３３に植設されている。金属パイプ３３は、停車ステーション２０に設けられている。この金属パイプ３３は、図２に示すように、給電コイル２１の周囲に渦巻き状に配管されている。
本実施形態の金属パイプ３３は、同一平面上に配管され、給電コイル２１に対し外側に広がるようになっている。

金属パイプ３３は、冷却水循環装置３４と接続されている。冷却水循環装置３４は、給電コイル２１に対し近接する金属パイプ３３の内側の端部から外側の端部に向かって渦巻き状に冷却水を流通させるようになっている。可撓性伝熱部材３２は、金属パイプ３３に沿って渦巻き状に植設されている。この可撓性伝熱部材３２は、図１に示すように、電磁界Ａの周りに多重のシールド壁を形成する。また、この可撓性伝熱部材３２は、熱伝導のための熱的機能だけでなく、地上側で伝熱板３１の電気的接地をとる電気的機能も有している。

次に、このように構成された非接触給電システム１の給電動作について説明する。
非接触給電システム１は、図１に示すように、車両１０と停車ステーション２０との間で非接触給電を行うものである。車両１０の停車位置は、ドライバーの運転操作に依存するため、ある程度のバラツキを持つ。なお、給電に関しては、受電コイル１１と給電コイル２１間の電力伝送に磁界共鳴方式を採用しており、車両１０及び停車ステーション２０の両方に設けられた共鳴コイルの位置ズレに強く、高効率且つ長距離の電力伝送を実現できる。

非接触給電を行うと、高周波電力をやり取りする受電コイル１１と給電コイル２１等が発熱する。給電コイル２１が設けられている停車ステーション２０は、地上側に設けられており、熱容量はほぼ無限大とみなすことができる。このため、給電コイル２１の温度は、ほとんど上昇しない。一方、受電コイル１１が設けられている車両１０は、停車ステーション２０に比べて熱容量が小さく、受電コイル１１の温度は比較的容易に上昇する。

非接触給電システム１は、熱容量が小さい車両１０から熱容量の大きい停車ステーション２０に非接触給電により発生した熱を伝熱するための伝熱装置３０を有する。伝熱装置３０は、非接触給電時に車両１０側で発生した熱を、停車ステーション２０側に逃がして、車両１０側の冷却を行う。伝熱装置３０は、車両１０が移動自在な方向に傾倒自在な可撓性伝熱部材３２を有する。

可撓性伝熱部材３２は、上述のように車両１０の停車位置は、ある程度のバラツキを持つため、受電コイル１１と給電コイル２１とが厳密には正対することが期待できない。従って、可撓性伝熱部材３２は、受電コイル１１と給電コイル２１とがおおむね正対するが位置ずれをともなうような位置にある車両１０に対し、その移動方向に柔軟に傾倒することで、車両１０と停車ステーション２０との熱的接続状態を維持する。これにより、車両１０と停車ステーション２０との位置ずれを許容し、また、車両１０にファン等の冷却装置を設けることなく、熱伝導により高い冷却能力を得ることができる。

本実施形態の伝熱装置３０は、受電コイル１１の周囲に設けられた伝熱板３１と、給電コイル２１の周囲に立設し、伝熱板３１と接触する可撓性伝熱部材３２と、を有する。これにより、非接触給電の際に受電コイル１１と給電コイル２１との間に形成される電磁界Ａを遮らないようにして、車両１０側の冷却を行うことができ、給電効率の低下を抑制することができる。

また、受電コイル１１の周囲に伝熱板３１を設けることで、受電コイル１１の熱だけでなく、受電回路１２や蓄電池１３の熱も伝熱板３１の金属面に伝えて冷却することができる。
さらに、可撓性伝熱部材３２は、電気的に接地されており、非接触給電の際には伝熱板３１を介して受電回路１２等のアースもとることができる。また、可撓性伝熱部材３２は、電磁的シールド壁として機能し、異物等の侵入を防ぎ、強い電磁界Ａを形成することができる。

本実施形態の可撓性伝熱部材３２は、冷却水が流通する金属パイプ３３に植設されている。これにより、可撓性伝熱部材３２のブラシ繊維を通して車両１０側から地上側の停車ステーション２０に伝わってきた熱を、冷却水で除去することができる。冷却水は、図２に示すように、給電コイル２１に対し近接する金属パイプ３３の内側の端部から外側の端部に向かって渦巻き状に流通する。これにより、温度の低い冷却水によって、高周波電力をやり取りする受電コイル１１の近傍から優先的に熱を奪うことが可能となる。

このように、上述の本実施形態によれば、車両１０と停車ステーション２０との間で非接触給電を行う非接触給電システム１であって、熱容量が小さい車両１０から熱容量の大きい停車ステーション２０に非接触給電により発生した熱を伝熱するための伝熱装置３０を有し、伝熱装置３０は、車両１０の移動自在な方向に傾倒自在な可撓性伝熱部材３２を有する、という構成を採用することによって、位置ずれを許容して、車両１０に冷却装置を設けることなく、高い冷却能力が得られる。
したがって、本実施形態では、車両１０と停車ステーション２０とが相対移動自在な関係にあるときに、位置決めに時間を要することなく、非接触給電により発生した熱を適切に放熱することのできる非接触給電システム１が得られる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図３は、本発明の第２実施形態における非接触給電システム１の全体構成図である。
第２実施形態では、図３に示すように、可撓性伝熱部材３２がバネ部材３５を含む点で、上記実施形態と異なる。

バネ部材３５は、停車ステーション２０側から略鉛直上方に立設している。このバネ部材３５は、冷却水が流通する金属パイプ３３を伝熱板３１に付勢する構成となっている。
また、バネ部材３５は、基端が停車ステーション２０側に固定され、金属パイプ３３を支持する先端が自由端となっており、車両１０の移動自在な方向（本実施形態では路面２に沿う平面方向）に傾倒自在な構成となっている。

上記構成の第２実施形態によれば、伝熱板３１に金属パイプ３３を直接押し付けて車両１０側の熱を奪うことができる。また、バネ部材３５の作用により、可撓性伝熱部材３２は、車両１０が移動自在な方向に傾倒自在となるため、車両１０と停車ステーション２０との位置ずれを許容し、位置決めに時間を要することなく、非接触給電により発生した熱を除去することができる。また、バネ部材３５を金属材料で形成すれば、地上側で伝熱板３１の電気的接地をとることができる。

なお、バネ部材３５は、傾倒自在な性質を有するだけでなく、又は傾倒自在な性質の代わりに、車両１０の移動自在な方向の垂直方向に伸縮自在な性質を有していてもよい。例えば、バネ部材３５は、車両が停車するまでは、縮んだ状態で維持され、車両が停車すると伸びるように構成されていてもよい。金属パイプ３３が伝熱板３１に触れるまでバネ部材３５が伸びることにより、金属パイプ３３内の冷却水は、伝熱板３１を介して車両１０（受電コイル１１、受電回路１２又は蓄電池１３）を冷却できる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図４は、本発明の第３実施形態における可撓性伝熱部材３２を示す断面構成図である。
第３実施形態では、図４に示すように、可撓性伝熱部材３２が冷却水の注入により伝熱板３１に接触する膨縮部材３６を含む点で、上記実施形態と異なる。

膨縮部材３６は、停車ステーション２０側に設けられたエラストマー等からなる伸縮自在な性質を有する可撓性樹脂材である。伸縮方向は、車両１０の移動自在な方向の垂直方向である。膨縮部材３６は、先端が閉塞された棒状のチューブ体であり、冷却水注入装置３７と接続されている。冷却水注入装置（冷媒注入装置）３７は、例えば上水道等と接続されており、不図示の弁を開閉することにより、所定の水圧で膨縮部材３６に冷媒としての冷却水を注入可能な構成となっている。膨縮部材３６は、冷却水の注入前は、図４において点線で示すように収縮状態となっているが、冷却水の注入により棒状に起立して伝熱板３１と接触する構成となっている。

車両１０が風などの影響で横方向に揺れて伝熱板３１が位置ずれした場合にも、膨縮部材３６は伸縮自在な性質を有するため、膨縮部材３６と伝熱板３１の接触状態を保持することができ、膨縮部材３６内の冷媒によって伝熱板３１を冷却することができる。
さらに、膨縮部材３６は伝熱板３１のどの位置に接触しても伝熱板３１を冷却することが可能なので、車両１０が停車後に、膨縮部材３６内に冷媒を注入して膨縮部材３６を伝熱板３１と接触させるように動作させることにより、車両１０の停車位置がずれていても、膨縮部材３６を伝熱板３１に接触させて冷却することができる。なお、膨縮部材３６は、変形可能な材質で構成されているため、伸縮自在な性質だけでなく、車両１０の移動自在な方向に傾倒自在な性質を有していてもよい。

また、膨縮部材３６の表面をアルミコーティングしたり、膨縮部材３６の表面に膨縮を妨げない細い金属線を網目状に若しくは伝熱板３１に接する面から地面に向かう方向に複数貼り付けておくことにより、膨縮部材３６が冷却水の注入により棒状に起立して伝熱板３１と接触するとき、アルミコーティングないし金属線を通して地上側で伝熱板３１の電気的接地をとることができる。
さらに、伝熱板３１と接触し熱を除去するために、時間が経つにつれ膨縮部材３６内に注入された冷却水が加熱されて冷却能力が低下するが、排水弁（図示せず）の操作により加熱された冷却水を膨縮部材３６から排出し、改めて冷たい冷却水を膨縮部材３６に注入することにより、冷却能力を保つことができる。

上記構成の第３実施形態によれば、伝熱板３１に冷却水が注入された膨縮部材３６を押し付けて車両１０側の熱を奪うことができる。また、冷却水が注入された膨縮部材３６の作用により、可撓性伝熱部材３２は、車両１０が移動自在な方向に傾倒自在となるため、車両１０と停車ステーション２０との位置ずれを許容し、位置決めに時間を要することなく、非接触給電により発生した熱を除去することができる。また、膨縮部材３６から冷却水を抜けば、伝熱板３１等と非接触になるため、車両１０側が擦れてしまうことがない。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図５は、本発明の第４実施形態における可撓性伝熱部材３２を示す断面構成図である。
第４実施形態では、図５に示すように、膨縮部材３６がアーチ状のチューブ体である点で、上記実施形態と異なる。

第４実施形態における膨縮部材３６は、一端と他端が所定の距離をあけて路面２に配置されたチューブ体であり、循環型冷却水注入装置３８と接続されている。循環型冷却水注入装置３８は、例えば上水道等と接続されており、不図示の弁を開閉することにより、膨縮部材３６の一端から他端に流れる冷却水の循環流れを形成する構成となっている。膨縮部材３６は、冷却水の注入前は、図５において点線で示すように収縮状態となっているが、冷却水の注入によりアーチ状に起立して伝熱板３１と接触する構成となっている。

なお、膨縮部材３６の表面をアルミコーティングしたり、膨縮部材３６の表面に膨縮を妨げない細い金属線を網目状にもしくは伝熱板３１に接する面から地面に向かう方向に複数貼り付けておくことにより、膨縮部材３６が冷却水の注入によりアーチ状に起立して伝熱板３１と接触するとき、アルミコーティングないし金属線を通して地上側で伝熱板３１の電気的接地をとることができる。

上記構成の第４実施形態によれば、伝熱板３１に冷却水が注入された膨縮部材３６を押し付けて車両１０側の熱を奪うことができる。また、第４実施形態における膨縮部材３６によれば、内部の冷却水が循環して入れ替わるため、長時間に亘って車両１０側を冷却することができる。このため、非接触給電が長時間に亘る場合であっても、例えば、第３実施形態のように、冷却水注入装置３７が間欠的に弁を開閉し、冷却水の排出と注入を切り替えて内部の冷却水を取り換える、といった操作を必要としない。

また、冷却水が注入された膨縮部材３６の作用により、可撓性伝熱部材３２は、車両１０が移動自在な方向に傾倒自在となるため、車両１０と停車ステーション２０との位置ずれを許容し、位置決めに時間を要することなく、非接触給電により発生した熱を除去することができる。また、膨縮部材３６から冷却水を抜けば、伝熱板３１等と非接触になるため、車両１０側が擦れてしまうことがない。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

なお、上記実施形態では、金属パイプ３３を渦巻き状に配管した構成について説明したが、この構成に限定されることなく、例えば図６に示すように、給電コイル２１の周りに、矩形状に配管した金属パイプ３３を多重に配置してもよい。また、例えば、図７に示すように、給電コイル２１の周りにはしご状に金属パイプ３３を配管してもよい。
また、例えば、上記実施形態では、金属パイプ３３を流通する冷媒、また膨縮部材３６に注入される冷媒として冷却水を例示したが、水以外の液体を使用してもよい。

また、例えば、第１実施形態ないし第２実施形態において、地上側の熱容量が大きければ、冷却水を使用せず、金属パイプ３３に伝わった熱を直接地面に伝熱してもよい。なお、第２実施形態の場合、バネ部材３５として金属など熱伝導性の高い材料のものを使用する。この場合、金属パイプ３３の代わりに金属板を使用し、金属板に金属ブラシを植設してもよい。

また、例えば、上記実施形態では、可撓性伝熱部材３２は、伝熱板３１と接触すると説明したが、この構成に限定されることなく、例えば車両１０のボディーが伝熱板３１としても機能してもよく、伝熱板３１が受電コイル１１のシールド板と兼用でもよい。

伝熱板３１が上記シールド板としてのシールド機能を備える場合、伝熱板３１を熱伝導性及び電気伝導性が高く、かつ、非磁性の材料で形成する必要がある。このような３つの条件を満足する材料は、例えば銅やアルミニウムである。また、伝熱板３１の全体を上記３つの条件を満足する材料で形成する必要はなく、例えば伝熱板３１において受電コイル１１に面する面だけを所定厚さに亘って上記３つの条件を満足する材料で形成してもよく、あるいは上記受電コイル１１に面する面において受電コイル１１の近傍部位および周辺部位のうち非接触給電時に磁界が発生しシールドすることが望ましい領域のみを上記３つの条件を満足する材料で形成してもよい。

また、例えば、車両１０が移動するときに、第１実施形態においては傾倒された可撓性伝熱部材３２が受電コイル１１と擦れることによる受電コイル１１への影響を低減し、第２実施形態においては収縮したバネ部材３５により上向きに付勢される金属パイプ３３が受電コイル１１と擦れることによる受電コイル１１への影響を低減するために、図８に示すような窪みを有する伝熱板３１の形状とし、受電コイル１１の下面が伝熱板３１より突出しないようにしてもよい。なお、図８は、第２実施形態に適用した例を示している。受電コイル１１の周辺は、シール材３９を配置し、電磁界Ａを遮らない素材、例えばエンジニアリングプラスチック材料や樹脂材料やＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）を用いて伝熱板３１の下面と同一面を形成すればよい。

また、例えば、上記実施形態では、地上側の停車ステーション２０から給電して車両１０の底部に給電すると説明したが、給電の方向性は問わない。例えば、壁から車両１０の側部あるいは前部あるいは後部に給電してもよいし、天井から車両１０の屋根部に給電する構成であってもよい。

また、例えば、上記実施形態では、受電装置が車両１０で給電装置が停車ステーション２０である場合を例示したが、この構成に限定されることなく、例えば受電装置が停車ステーション２０で給電装置が車両１０であってもよい。また、本発明は、受電装置及び給電装置の少なくともいずれか一方が、車両であっても、船舶や潜水艦、航空機等の移動体等であっても適用することができる。

また、例えば、本発明は大きな位置ずれを許容可能な磁界共鳴方式の非接触給電と組み合わせることにより特に効果を発揮するが、電磁誘導方式など他の方式の非接触給電と組み合わせても非接触給電により発生する熱を放熱することができる。また、受電コイル１１、給電コイル２１の大きさ、形式、形状は非接触給電が可能であれば任意であり、受電コイル１１と給電コイル２１で大きさ、形式、形状が異なっていてもよい。可撓性伝熱部材３２は非接触給電を妨げないような位置、すなわち電磁界Ａに影響しないような距離を置いて受電コイル１１および給電コイル２１を囲む位置に配置すればよい。

また、上記各実施形態の伝熱板３１は受電コイル１１で発生する熱の伝導（熱伝導）を主機能とする平板状の伝熱部材であるが、本発明はこれに限定されない。本発明の伝熱部材は、平板状に限定されるものではなく、例えばヒートシンクのように板状部位に多数の放熱フィン（放熱リブ）が立設されたブロック状の部材あるいはアルミフォイルのように薄状の部材でもよい。例えば、本発明の伝熱部材を放熱フィンを備える形状とした場合には、受電コイル１１で発生した熱の放熱効果を高めることができるので、受電コイル１１の冷却効果をさらに高めることが可能となる。
また、例えば、上記各実施形態の構成の置換、組み合わせは適宜可能である。

なお、本発明における受電コイル１１、給電コイル２１は、コイル形状に巻いた電線材やコア、共振用コンデンサだけでなく、電線材をコイル形状に保持するための巻枠や押さえ枠、充填材、共振用コンデンサを電気的に接続するための電線や共振用コンデンサを保持するための保持材、これらを保護のためのケースなど、受電コイル１１や給電コイル２１が機構的に機能を発揮するための要素も含むものである。

１…非接触給電システム、１０…車両（受電装置）、１１…受電コイル、２０…停車ステーション（給電装置）、２１…給電コイル、３０…伝熱装置、３１…伝熱板（伝熱部材）、３２…可撓性伝熱部材、３３…金属パイプ、３５…バネ部材、３６…膨縮部材

Claims (13)

1. 少なくとも一方が移動自在な非接触給電用の給電装置と受電装置との間で熱を伝える伝熱装置であって、
   前記受電装置及び前記給電装置のうち一方から他方に前記非接触給電により発生した熱を伝熱し、前記移動自在な方向に傾倒自在な性質、又は前記方向の垂直方向に伸縮自在な性質の少なくとも一方を有する可撓性伝熱部材を有する伝熱装置。
2. 前記受電装置及び前記給電装置は、前記非接触給電を行うコイルをそれぞれ有しており、
   前記受電装置及び前記給電装置のうち一方の前記コイルの周囲に設けられた伝熱部材と、
   前記受電装置及び前記給電装置のうち他方の前記コイルの周囲に立設し、前記伝熱部材と熱的に結合する前記可撓性伝熱部材と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の伝熱装置。
3. 前記可撓性伝熱部材は、電気的に接地している、ことを特徴とする請求項２に記載の伝熱装置。
4. 前記可撓性伝熱部材は、金属ブラシを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の伝熱装置。
5. 前記金属ブラシは、冷媒が流通する金属パイプに植設されている、ことを特徴とする請求項４に記載の伝熱装置。
6. 前記可撓性伝熱部材は、バネ部材を含む、ことを特徴とする請求項２または３に記載の伝熱装置。
7. 前記バネ部材は、冷媒が流通する金属パイプを前記伝熱部材に付勢する、ことを特徴とする請求項６に記載の伝熱装置。
8. 前記可撓性伝熱部材は、冷媒の注入により前記伝熱部材に接触する膨縮部材を含む、ことを特徴とする請求項２または３に記載の伝熱装置。
9. 前記膨縮部材は、棒状のチューブ体及びアーチ状のチューブ体の少なくともいずれか一方を含む、ことを特徴とする請求項８に記載の伝熱装置。
10. 前記受電装置及び前記給電装置のうち一方は、車両であり、
    前記受電装置及び前記給電装置のうち他方は、前記車両が停車する停車ステーションである、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の伝熱装置。
11. 前記伝熱部材はシールド機能を備えることを特徴とする請求項２に記載の伝熱装置。
12. 受電装置と非接触給電を行う給電装置において、少なくとも一方が移動自在な前記受電装置及び前記給電装置のうち一方から他方に前記非接触給電により発生した熱を伝熱する伝熱装置を有する給電装置であって、前記伝熱装置は、前記移動自在な方向に傾倒自在な性質、又は当該方向の垂直方向に伸縮自在な性質の少なくとも一方を有する可撓性伝熱部材を有する給電装置。
13. 少なくとも一方が移動自在な受電装置と給電装置との間で非接触給電を行う非接触給電システムであって、
    前記受電装置及び前記給電装置のうち、一方から他方に前記非接触給電により発生した熱を伝熱するための伝熱装置を有し、
    前記伝熱装置は、前記移動自在な方向に傾倒自在な性質、又は前記方向の垂直方向に伸縮自在な性質の少なくとも一方を有する可撓性伝熱部材を有する非接触給電システム。

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