(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電用コイルを備える受電装置に電磁誘導方式で給電する給電装置であって、
同一平面上で同一の点の周りに線材を巻き回した外径が各々異なるｍ個（ただし、ｍ≧２）の平面コイルを、径方向内側から外側に向かって前記外径の小さい順に配置し、前記受電用コイルを配置する空間に前記ｍ個の平面コイルが面している給電用コイルと、
前記受電装置に給電するときに、前記ｍ個の平面コイルに共通の周波数の交流電流を流す駆動回路と
を備え、
前記給電用コイルの内側からｋ−１番目及びｋ番目（ただし、２≦ｋ≦ｍ）の平面コイルの前記線材の長さの差が、当該ｋ番目の平面コイルの外周の長さ未満である
給電装置。
【請求項２】
受電用コイルを備える受電装置に電磁誘導方式で給電する給電装置であって、
同一平面上で同一の点の周りに線材を巻き回したｍ個（ただし、ｍ≧２）の平面コイルを、径方向内側から外側に向かって配置し、前記受電用コイルを配置する空間に前記ｍ個の平面コイルが面している給電用コイルと、
前記受電装置に給電するときに、前記ｍ個の平面コイルに１ＭＨｚ以上の高調波成分が発生しない周波数の交流電流を流す駆動回路と
を備え、
前記給電用コイルの内側からｋ−１番目及びｋ番目（ただし、２≦ｋ≦ｍ）の平面コイルの前記線材の長さの差が、当該ｋ番目の平面コイルの外周の長さ未満である
給電装置。
【請求項３】
受電用コイルを備える受電装置に電磁誘導方式で給電する給電装置であって、
同一平面上で同一の点の周りに線材を巻き回したｍ個（ただし、ｍ≧２）の平面コイルを、径方向内側から外側に向かって配置し、前記受電用コイルを配置する空間に前記ｍ個の平面コイルが面している給電用コイルと、
前記受電装置に給電するときに、前記ｍ個の平面コイルに１ＭＨｚ以上の高調波成分が発生しない周波数の交流電流を流す駆動回路と
を備え、
前記給電用コイルの内側からｋ−１番目及びｋ番目（ただし、２≦ｋ≦ｍ）の平面コイルに直流電流を流したとき、前記空間に発生させられる静磁場の前記径方向における各位置の強度は、当該ｋ番目の平面コイルの内周の位置で極大値となる
給電装置。
【請求項４】
前記ｍ個の平面コイルの直流抵抗の値が同じである
請求項１から３のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項５】
前記ｍ個の平面コイルの前記線材の長さが同じである
請求項４に記載の給電装置。
【請求項６】
前記ｍ個の平面コイルが並列接続されている
請求項１から５のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項７】
前記ｍ個の平面コイルに直列接続された容量性素子
を備える請求項１から６のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項８】
前記空間の反対側から前記給電用コイルを覆うように、当該給電用コイルから離間して設けられた磁性体と、
前記磁性体を前記空間の反対側から覆うように設けられた非磁性体と
を備える請求項１から７のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項９】
前記給電用コイルをｎ個（ただし、ｎ≧２）備え、
前記駆動回路は、
前記ｎ個の給電用コイルに共通の周波数の交流電流を流す
請求項１から８のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項１０】
前記ｎ個の給電用コイルの内側からｊ番目（ただし、１≦ｊ≦ｍ）の平面コイルが互いに直列接続されている
請求項９に記載の給電装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の給電装置と、
前記給電装置から受電用コイルを用いて受電する受電装置と
を備える受給電装置。
【請求項１２】
前記受電用コイルは、
前記給電装置が有する前記平面コイルのいずれの自己インダクタンスよりも大きい自己インダクタンスで予め構成されている
請求項１１に記載の受給電装置。
【請求項１３】
前記受電装置が、
前記給電装置から受電した電力を用いて発光体を発光させる発光回路
を有する請求項１１又は１２に記載の受給電装置。
【請求項１４】
電磁誘導方式で給電する給電装置に用いられる給電用コイルであって、
同一平面上で同一の点の周りに線材を巻き回した外径が各々異なるｍ個（ただし、ｍ≧２）の平面コイルを、径方向内側から外側に向かって前記外径の小さい順に配置し、
内側からｋ−１番目及びｋ番目（ただし、２≦ｋ≦ｍ）の平面コイルの前記線材の長さの差が、当該ｋ番目の平面コイルの外周の長さ未満である
給電用コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導方式を用いた非接触給電に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発光ダイオード（以下、ＬＥＤ：Light Emitting Diodeとも呼ぶ。）は、従来から、信号機や宣伝用や行き先表示等の各種のディスプレイ装置に使用されてきた。近年、発光ダイオードの輝度や効率が向上したので、室内や屋外の照明装置にも使用され始めている。特許文献１は、電球型ＬＥＤランプについて開示している。特許文献１に記載された電球型ＬＥＤランプは、従来の電球と同様の外形を有し、従来の電球に用いられていたＡＣ電源のソケットに差し込めるように口金を有している。この電球型ＬＥＤランプの内部には、発光ダイオードを実装する基板、発光ダイオードを点灯するための電子回路、放熱板等が内蔵されている。【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６５８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の発光ダイオードを用いた照明装置では、専らＡＣ電源に接続して使用されているのが現状である。そのため、従来の発光ダイオードを用いた照明装置では、使用される場所等の制約が生じている。そこで、非接触で照明装置に給電することができれば、照明装置を設置できる場所の制約が軽減されることが期待できる。【０００５】
ところで、電磁誘導方式を用いた非接触給電技術においては、前述の照明装置で例示される受電装置が受電用コイルを有し、給電装置により発生させられた交流磁場に応じて受電コイルに誘導起電力を発生させる。このとき、受電装置の導体部分に交流磁場に起因した渦電流が発生して、導体部分が発熱することがある。よって、ユーザの安全や受電装置の故障防止のために、熱を検知した場合には緊急停止させたり冷却機構を駆動したりする機構を受電装置に実装する必要がある。しかしながら、熱対策の機構を受電装置に実装することは、受電装置の構造の複雑化や高コスト化の原因となる。また、給電装置により発生させられる磁場の中に、ユーザが不注意で金属物などの導体を置いてしまった場合には、その導体がユーザの知らないうちに発熱しまうことがある。
本発明は上記課題に鑑み、電磁誘導方式を用いた非接触給電において、受電用コイルが配置される空間において導体が発熱するのを抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の給電装置は、受電用コイルを備える受電装置に電磁誘導方式で給電する給電装置であって、同一平面上で同一の点の周りに線材を巻き回した外径が各々異なるｍ個（ただし、ｍ≧２）の平面コイルを、径方向内側から外側に向かって前記外径の小さい順に配置し、前記受電用コイルを配置する空間に前記ｍ個の平面コイルが面している給電用コイルと、前記受電装置に給電するときに、前記ｍ個の平面コイルに共通の周波数の交流電流を流す駆動回路とを備え、前記給電用コイルの内側からｋ−１番目及びｋ番目（ただし、２≦ｋ≦ｍ）の平面コイルの前記線材の長さの差が、当該ｋ番目の平面コイルの外周の長さ未満である。
【０００７】
また、本発明の給電装置は、受電用コイルを備える受電装置に電磁誘導方式で給電する給電装置であって、同一平面上で同一の点の周りに線材を巻き回したｍ個（ただし、ｍ≧２）の平面コイルを、径方向内側から外側に向かって配置し、前記受電用コイルを配置する空間に前記ｍ個の平面コイルが面している給電用コイルと、前記受電装置に給電するときに、前記ｍ個の平面コイルに１ＭＨｚ以上の高調波成分が発生しない周波数の交流電流を流す駆動回路とを備え、前記給電用コイルの内側からｋ−１番目及びｋ番目（ただし、２≦ｋ≦ｍ）の平面コイルの前記線材の長さの差が、当該ｋ番目の平面コイルの外周の長さ未満である。
また、本発明の給電装置は、受電用コイルを備える受電装置に電磁誘導方式で給電する給電装置であって、同一平面上で同一の点の周りに線材を巻き回したｍ個（ただし、ｍ≧２）の平面コイルを、径方向内側から外側に向かって配置し、前記受電用コイルを配置する空間に前記ｍ個の平面コイルが面している給電用コイルと、前記受電装置に給電するときに、前記ｍ個の平面コイルに１ＭＨｚ以上の高調波成分が発生しない周波数の交流電流を流す駆動回路とを備え、前記給電用コイルの内側からｋ−１番目及びｋ番目（ただし、２≦ｋ≦ｍ）の平面コイルに直流電流を流したとき、前記空間に発生させられる静磁場の前記径方向における各位置の強度は、当該ｋ番目の平面コイルの内周の位置で極大値となる。
【０００８】
本発明の給電装置において、前記ｍ個の平面コイルの直流抵抗の値が同じであるようにしてもよい。
また、本発明の給電装置において、前記ｍ個の平面コイルの直流抵抗の値及び前記線材の長さが同じであるようにしてもよい。
また、本発明の給電装置において、前記ｍ個の平面コイルが並列接続されているようにしてもよい。
また、本発明の給電装置において、前記ｍ個の平面コイルに直列接続された容量性素子を備えるようにしてもよい。
また、本発明の給電装置において、前記空間の反対側から前記給電用コイルを覆うように、当該給電用コイルから離間して設けられた磁性体と、前記磁性体を前記空間の反対側から覆うように設けられた非磁性体とを備えるようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明の給電装置において、前記給電用コイルをｎ個（ただし、ｎ≧２）備え、前記駆動回路は、前記ｎ個の給電用コイルに共通の周波数の交流電流を流すようにしてもよい。
この給電装置において、前記ｎ個の給電用コイルの内側からｊ番目（ただし、１≦ｊ≦ｍ）の平面コイルが互いに直列接続されているようにしてもよい。
【００１１】
本発明の受給電装置は、上記いずれかの構成の給電装置と、前記給電装置から受電用コイルを用いて受電する受電装置とを備える受給電装置である。
本発明の受給電装置において、前記受電用コイルは、前記給電装置が有する前記平面コイルのいずれの自己インダクタンスよりも大きい自己インダクタンスで予め構成されてもよい。
本発明の受電装置において、前記受電装置が、前記給電装置から受電した電力を用いて発光体を発光させる発光回路を有するようにしてもよい。
【００１２】
本発明の給電用コイルは、電磁誘導方式で給電する給電装置に用いられる給電用コイルであって、同一平面上で同一の点の周りに線材を巻き回した外径が各々異なるｍ個（ただし、ｍ≧２）の平面コイルを、径方向内側から外側に向かって前記外径の小さい順に配置し、内側からｋ−１番目及びｋ番目（ただし、２≦ｋ≦ｍ）の平面コイルの前記線材の長さの差が、当該ｋ番目の平面コイルの外周の長さ未満である。
【００１４】
本発明によれば、従来構成に比べて、磁場が相対的に強い領域を複数に分散して発生させることができるから、電磁誘導方式を用いた非接触給電において、受電用コイルが配置される空間において導体が発熱するのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る受給電装置の基本構成を示し、（Ａ）は概念図、（Ｂ）は構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る受給電装置の具体的な構成を示すブロック図である。
【図３】給電部のコイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図４】インバータ部の変形例の構成を示すブロック図である。
【図５】受電部の一例を示す回路図である。
【図６】受電部における受電効率を測定した回路を示すブロック図である。
【図７】静磁場特性を示す模式的なグラフである（平面コイルが２つ）。
【図８】給電用コイルに流れる交流電流の周波数と、インピーダンスとの関係を模式的に表したグラフである。
【図９】ゲート駆動回路から交流電流を流した場合に給電用コイルに流れる電流Ｉの周波数特性を示すグラフである。
【図１０】静磁場特性のシミュレーション結果を示すグラフである（２Ａ）。
【図１１】静磁場特性のシミュレーション結果を示すグラフである（５００ｍＡ）。
【図１２】静磁場の３次元分布を示す図である。
【図１３】静磁場特性のシミュレーション結果を示すグラフである（２Ａ）。
【図１４】平面コイルを３つとした場合の給電用コイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のII−II線に沿う断面図である。
【図１５】平面コイルを４つとした場合の給電用コイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のIII−III線に沿う断面図である。
【図１６】給電用コイルを構成する平面コイルの電気的な接続について説明する図である。
【図１７】静磁場特性を示す模式的なグラフである（平面コイルが３つ）。
【図１８】静磁場特性の発生の様子を示すグラフである（各平面コイルに１Ａ）。
【図１９】静磁場特性の発生の様子を示すグラフである（各平面コイルに１Ａ）。
【図２０】静磁場の３次元分布を示す図である。
【図２１】静磁場特性の発生の様子を示すグラフである（給電用コイルに１Ａ）。
【図２２】静磁場特性の発生の様子を示すグラフである（給電用コイルに１Ａ）。
【図２３】ｎ＝５とした場合の給電装置の構成を説明する図である。
【図２４】給電部が有する５つの給電用コイルの電気的な接続を説明する図である。
【図２５】給電用コイルの別の実施形態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のIV−IV線に沿う断面図である。
【図２６】受給電装置の構成を示すブロック図である。
【図２７】受給電装置の構成を示すブロック図で奉る。
【図２８】受給電装置の構成を示すブロック図である。
【図２９】受給電装置に適用できるダイオード等の実装回路を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図３０】受給電装置のブロック図である。
【図３１】受給電装置を応用した照明装置の別の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１６】
１，１Ａ，４０，５０，６０，７０…受給電装置、１０，４１，５１，６１，７１，９１…給電部、２…インバータ部、３…コンデンサ、４，４−１，４−２，４−３，４−４，４−５…給電用コイル、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…平面コイル、６…発振回路、６Ａ…クロック発生器、６Ｂ…ＰＬＬ、６Ｃ…ＬＣ発振器、６Ｄ…可変抵抗器、７…制御回路、８…ゲート駆動回路、９…スイッチング用トランジスタ、１１…基板、１２，１５…磁性シート、１３，１４…スペーサ、１６…放熱板、２０，４２，５２，６２，７２，９２…受電部、２１…電力受電部、２２，４１，５１，６１，７１…ＬＥＤ発光部、２２Ａ…負荷抵抗、２３…受電用コイル、２４，４４，５４，６４，９４…発光ダイオード、２５…フード、２６…整流回路、２７…平滑用コンデンサ、４５…保護用ダイオード、６５…抵抗、７８，９８…蓄電池、７９…電力変換回路、８１，８２…データ通信用回路、９０…照明装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。各図において同一又は対応する部材には同一符号を用いる。
図１は、本発明の実施形態に係る受給電装置１の基本構成を示し、（Ａ）は概念図、（Ｂ）は構成図である。図１（Ａ）に示すように、受給電装置１は、給電部１０と受電部２０とを備えている。給電部１０は、電磁誘導方式で受電部２０に給電する給電装置である。給電部１０は、インバータ部２で発生させられた交流電力を給電用コイル４に供給する。受電部２０は、給電部１０により給電された交流電力を受電する受電装置である。受電部２０は、受電用コイル２３を備え、給電部１０から非接触で受電する電力受電部２１と、電力受電部２１から電力が供給されて発光するＬＥＤ発光部２２とを備えている。【００１８】
図１（Ｂ）に示すように、給電部１０は、商用電源で例示されるＡＣ電源に接続されている。インバータ部２は、ＡＣ電源からの交流電力が変換された直流電力（ＤＣ）が供給され、給電用コイル４に供給する交流電力を発生させる。この場合、給電部１０は、ＡＣ−ＤＣ−ＡＣの変換を行っている。給電部１０は、電球型のソケット（図示せず）を介してＡＣ電源に接続されてもよい。ＬＥＤ発光部２２は、発光ダイオード２４を発光体として備える発光回路である。ＬＥＤ発光部２２は、受電部２０が有する図示せぬ装着部（例えばソケット）に着脱可能な発光体として発光ダイオード２４を備えてもよい。受電部２０は、必要に応じて、発光ダイオード２４が発生した光を反射したり拡散したりするための笠やフード２５を備えてもよい。発光ダイオード２４は、受電用コイル２３から供給される交流電力を用いて点灯したり、この交流電力を整流した直流電力を用いて点灯したりする。
受給電装置１によれば、給電部１０の給電用コイル４から受電部２０の受電用コイル２３への磁力伝搬によって電力の伝送を行い、ＬＥＤ発光部２２の発光ダイオード２４を発光させることができる。【００１９】
図２は、本発明の一実施形態に係る受給電装置１Ａの具体的な構成を示すブロック図である。図２に示すように、受給電装置１Ａは、給電部１０と受電部２０とを備えている。給電部１０は、インバータ部２と、インバータ部２に接続されるコンデンサ３と、給電用コイル４とを備えている。受電部２０は、電力受電部２１と、ＬＥＤ発光部２２とを備えている。電力受電部２１は、受電用コイル２３を備えている。ＬＥＤ発光部２２は、給電部１０から供給され、電力受電部２１で受電された電力を用いて動作する。給電用コイル４は一次コイルとも呼ばれるコイルであり、受電用コイル２３は二次コイルとも呼ばれるコイルである。【００２０】
給電部１０において、インダクタンスがＬ１である平面コイル４Ａ，４Ｂが並列接続されて給電用コイル４が構成されている。そして、容量Ｃの第１のコンデンサ３Ａの一端が、平面コイル４Ａ，４Ｂの並列回路の一端に接続されている。平面コイル４Ａ，４Ｂの並列回路の他端は、容量Ｃの第２のコンデンサ３Ｂの一端に接続されている。第２のコンデンサ３Ｂの他端は、インバータ部２に接続される。第２のコンデンサ３Ｂの他端は接地されている。第１のコンデンサ３Ａ及び第２のコンデンサ３Ｂが本発明の容量性素子に相当する。【００２１】
受電用コイル２３は、インダクタンスがＬ２の平面コイルである。給電部１０における平面コイル４Ａ，４Ｂと、受電部２０における受電用コイル２３とは、交流電流が流されたときに電磁気的に結合（以下、「電磁結合」という。）する。受電用コイル２３には、容量Ｃのコンデンサが並列接続又は直列接続されてもよい。また、ここにおいて、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たすものとする。受電用コイル２３のインダクタンスＬ２を、平面コイル４Ａ，４ＢのインダクタンスＬ１に対して大きくすることで、受電用コイル２３に発生させられる誘導起電力を大きくすることができる。【００２２】
図３は、給電部１０が有する給電用コイル４を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。図３に示すように、給電用コイル４が有する平面コイル４Ａ，４Ｂは同心円状に配置されており、平面コイル４Ａが同心円の中心の回りに巻き回され、平面コイル４Ｂが平面コイル４Ａの外側に巻き回されている。言い換えれば、給電用コイル４は、同一の平面上で同一の点（ここでは、中心点）の周りに線材を巻き回した平面コイル４Ａ，４Ｂを、径方向内側から外側に配置した平面状のコイルである。この径方向は、給電用コイル４のコイル径方向であるとともに、平面コイル４Ａ，４Ｂのコイル径方向である。【００２３】
平面コイル４Ａ，４Ｂは、ここでは、互いに同じ方向に線材を巻き回して構成されている。また、図３に示すように、平面コイル４Ａの外周と平面コイル４Ｂの内周との間には隙間が形成されている。また、平面コイル４Ａ，４Ｂの線材は、同種の線材で同一の長さとなるように形成されている。これにより、平面コイル４Ａ，４Ｂの直流抵抗の抵抗値は、理論上は同一となる。平面コイル４Ａ，４Ｂは、いずれも、直列抵抗を低減させるために絶縁被覆された複数の導線を撚り合わせた線材で構成される。絶縁被覆の材料としては、エナメル等の樹脂、絹等の繊維を使用できる。このような線材としては、例えばリッツ線が挙げられる。すなわち、平面コイル４Ａは、線材を平面状に巻き回した第１平面コイルである。平面コイル４Ｂは、平面コイル４Ａの外周の直径よりも大きい直径の内側空間を形成するように、線材を平面状に巻き回した第２平面コイルである。【００２４】
受電部２０の受電用コイル２３は、受電時において、給電部１０が有する平面コイル４Ａ，４Ｂに対して所定の間隔を空けて対向するように配置（配設）される。すなわち、給電用コイル４は、受電部２０の受電用コイル２３が配置される空間（受電用コイル２３の配置空間）に面して設けられている（図１（Ａ）参照）。【００２５】
図２に戻って説明する。
インバータ部２は、インバータの駆動周波数の矩形波等を発生する発振回路６と、制御回路７と、ゲート駆動回路８と、スイッチング用トランジスタ９とを備えている。
発振回路６は、水晶振動子を用いた水晶発振器等で構成されるクロック発生器６Ａと、ＰＬＬ（Phase-lockedloop、位相同期回路と呼ばれている。）６Ｂと、ＰＬＬに接続されるＬＣ発振器６Ｃとを有する。発振回路６は、ＰＬＬ６Ａで制御される所謂ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator、電圧制御発振器と呼ばれている。）である。ＬＣ発振器６Ｃの容量Ｃとしては、例えば、半導体の可変容量ダイオードを用いる。ＶＣＯの周波数は、可変容量ダイオードに印加される逆方向電圧の調整によって変えられる。可変容量ダイオードに印加される逆方向電圧は、電源Ｖｃｃから供給される。可変容量ダイオードに印加される逆方向電圧は、電源Ｖｃｃに接続される周波数可変用の可変抵抗器６Ｄによって調整される。【００２６】
以上の構成の発振回路６は、クロック発生器６Ａの周期的な信号と、ＶＣＯの発振周波数が分周された信号とが比較されて、可変容量ダイオードに印加される逆方向電圧がフィードバック制御されることにより、ＶＣＯの周波数が一定になるように制御される。【００２７】
ゲート駆動回路８は、発振回路６とスイッチング用トランジスタ９との間に設けられ、発振回路６の出力電圧を増幅する。ゲート駆動回路８は、例えば増幅用の集積回路を用いて構成されるが、複数段の増幅回路を用いて構成されてもよい。ゲート駆動回路８は、ゲートドライブ回路とも呼ばれている。ゲート駆動回路８は、給電部１０が受電部２０に電磁誘導方式で給電するときに、平面コイル４Ａ，４Ｂのそれぞれに共通の周波数の交流電流を流す駆動回路である。ゲート駆動回路８は、例えば、交流５Ｖで、１００ｋＨｚから３００ｋＨｚの間の周波数の交流電流を給電用コイル４に流す。平面コイル４Ａ，４Ｂは互いに並列接続されているから、ゲート駆動回路８は、共通の周波数で、同位相で、且つ、同じ電流値の交流電流を、平面コイル４Ａ，４Ｂのそれぞれに流すことになる。
なお、ゲート駆動回路８が給電用コイル４の駆動に用いる交流電圧は５Ｖ以外であってもよい。また、ゲート駆動回路８が給電用コイル４に流す交流電流の周波数は、特定の周波数に限定されることはないが、例えば、前述したＡＣ電源の電源周波数よりも高い周波数である。【００２８】
制御回路７は、発振回路６とゲート駆動回路８とを制御する。制御回路７は、発振回路６のインバータ部２で発生させる交流周波数の可変手段を有している。【００２９】
次に、ゲート駆動回路８と、スイッチング用トランジスタ９と、給電用コイル４との接続について説明する。
図２に示すように、スイッチング用トランジスタ９の第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａのドレインが電源ＶＤＤに接続され、第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａのソースが第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｂのドレインに接続され、第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｂのソースは接地されている。第１及び第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａ，９Ｂのゲートには、第１のゲート駆動回路８Ａ，８Ｂの出力信号が入力される。第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａのソースと、第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｂのドレインとの接続点には、第１のコンデンサ３Ａの一端が接続され、第１のコンデンサ３Ａの他端が並列接続された平面コイル４Ａ，４Ｂの一端に接続されている。並列接続された平面コイル４Ａ，４Ｂの他端は第２のコンデンサ３Ｂの一端に接続され、第２のコンデンサ３Ｂの他端は接地されている。【００３０】
ゲート駆動回路８と、スイッチング用トランジスタ９と、給電用コイル４との別の接続について説明する。
図４は、インバータ部２の変形例の構成を示すブロック図である。図４に示すように、スイッチング用トランジスタ９は（電源に直列接続されるＮ型ＭＯＳＦＥＴを２組、すなわち４個備え、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａ〜９Ｄの各ゲートは、４つのゲート駆動回路８Ａ〜８Ｄで駆動される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａ，９Ｂの組では、図２と同様であり、第１のゲート駆動回路８Ａの出力信号は、第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａのゲートに入力される。第２のゲート駆動回路８Ｂの出力信号は、第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｂのゲートに入力される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｃ，９Ｄの組において、第３のゲート駆動回路８Ｃの出力信号は、第３のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｃのゲートに入力され、第４のゲート駆動回路８Ｄの出力信号は、第４のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｄのゲートに入力される。第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａのソースと第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｂのドレインとの接続点には、第１のコンデンサ３Ａの一端が接続されている。第１のコンデンサ３Ａの他端が平面コイル４Ａ，４Ｂが並列接続された一端に接続されている。並列接続された平面コイル４Ａ，４Ｂの他端は、第２のコンデンサ３Ｂの一端に接続されている。第２のコンデンサ３Ｂの他端は、第３のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｃのソースと第４のＮ型ＭＯＳＦＥＴのドレインとの接続点に接続されている。【００３１】
次に、受電部２０について説明する。
図５は、受電部２０の一例を示す回路図である。図５に示すように、受電部２０は、給電用コイル４と電磁結合する受電用コイル２３と、受電用コイル２３に接続される整流回路２６と、整流回路２６に接続されるＬＥＤ発光部２２とを有する。ＬＥＤ発光部２２に接続されているコンデンサ２７は、例えば電解コンデンサであり、整流回路２６の平滑用コンデンサである。整流回路２６は、半波整流を行う回路、全波整流を行う回路、又は、ブリッジ整流回路で例示される整流回路である。ＬＥＤ発光部２２は、交流電流又は直流電流で動作する電子回路であれば、どのようなＬＥＤ発光回路でもよい。ＬＥＤ発光部２２は、例えば、発光ダイオード２４、発光ダイオード２４以外のダイオード、集積回路等の能動素子やこれらの能動素子に接続される抵抗、コンデンサ及びインダクタンス等の受動部品、スイッチ等の機構部品並びにＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等を有する。ＬＥＤ発光部２２は、例えば、照明装置、液晶表示のバックライト、宣伝や方向指示等に用いられる表示板等の各種ディスプレイ装置又は機器用パイロットランプである。【００３２】
［実施例１］
以下、実際に受給電装置を作製しその効率を測定した。これを実施例１として具体的に説明する。実施例１の給電部１０として、周波数が２８２．９ｋＨｚで出力電力が５Ｗのインバータを用いた。給電用コイル４が有する平面コイル４Ａ，４Ｂは同心円状に配置されており、平面コイル４Ａが同心円の中心の回りに線材を巻き回して構成され、平面コイル４Ｂが平面コイル４Ａと中心点を共有するように、平面コイル４Ａの外側に線材を巻き回して構成されている。給電用コイル４として用いたリッツ線は、０．０５ｍｍΦのポリウレタン銅線（JIS C 3202）を７５本撚り合わせた線材である。
給電用コイル４の条件を以下に示す。
外径（直径）：５０ｍｍ±５ｍｍ
内径（直径）：１０ｍｍ±１ｍｍ
厚さ        ：０．７ｍｍ±０．２ｍｍ
巻数        ：３２±２（合算）
絶縁材      ：ポリウレタン銅線（JIS C 3202）【００３３】
平面コイル４Ａ，４Ｂのインピーダンスについては、インピーダンスアナライザ（アジレント製、モデル４２９４Ａ）で測定した。この測定において、平面コイル４Ａ，４Ｂは、それぞれインダクタンスＬ１，Ｌ２がともに２μＨであり、直列抵抗の抵抗値は１．５Ωであった。平面コイル４Ａ，４Ｂは、同じ線種の線材で構成されているから、直流抵抗の抵抗値が同じであるということは、それぞれの線長が同じということを意味する。【００３４】
図６は、受電部２０における受電効率を測定した回路を示すブロック図である。
図６に示すように、受電用コイル２３は、給電用コイル４の上部に対向して配置されている。受電用コイル２３は、図５と同様に整流回路２６と、ＬＥＤ発光部２２を模擬するために負荷抵抗２２Ａが接続されている。ここにおいて、受電用コイル２３には、コンデンサは接続されていないものとする。さらに、整流回路２６を介在しないで受電用コイル２３に直接負荷が接続されている受電部２０の回路における受電効率も測定した。コンデンサ２７は、容量が２７μＦ、耐圧が５０Ｖのものを使用した。【００３５】
受電用コイル２３の条件を以下に示す。受電用コイル２３は、給電用コイル４の外側の平面コイル４Ｂと同様の構造である。受電用コイル２３に用いたリッツ線は、上記した給電用コイル４と同じである。
外径（直径）：４０ｍｍ±５ｍｍ
内径（直径）：１０ｍｍ±１ｍｍ
厚さ        ：０．７ｍｍ±０．２ｍｍ
巻数        ：２８±２（合算）
絶縁材      ：UEWポリウレタン銅線（JIS C 3202）【００３６】
表１は、負荷抵抗２２Ａの値を約５Ωから５１Ωまで変化させ、各負荷抵抗２２Ａで受電用コイル２３に最も負荷電流が流れる位置で受電したときの、負荷抵抗２２Ａの端子電圧（Ｖ）、負荷電流（Ａ）、受電電力（Ｗ）を示している。また、表１は、そのときの給電部１０における電流値（Ａ）及び消費電力（Ｗ）も合わせて示している。効率は、受電電力（ｗ）／給電部の消費電力（Ｗ）×１００（％）である。
表１から明らかなように、負荷抵抗２２Ａの値を約５Ωから５１Ωまで変化させたときの効率は、約４７．３％〜７７．８％であり、非常に高い効率が得られた。
【表１】
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【００３７】
表２は、整流回路２６がない、つまり受電用コイル２３に直接、負荷抵抗２２Ａが接続されている回路の受電効率等を示す。整流回路２６が無い場合には整流回路２６の損失がないので、負荷抵抗２２Ａの値を約５Ωから５１Ωまで変化させたときの効率は、約４７．２％〜８４．４％となった。は整流回路２６の損失がないため、整流回路２６を設けた場合よりも僅かに効率が向上した。
【表２】
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【００３８】
実施例１の説明は以上である。
ところで、給電部１０では、給電用コイル４の構成とゲート駆動回路８による給電用コイル４の駆動とにより、電磁誘導方式で受電部２０に給電するときに、受電用コイル２３の配置空間にある導体が発熱するのを抑えられるようにしている。言い換えれば、受電用コイル２３の配置空間に、渦電流を発生させうる導体が置かれた場合であっても、その導体が発熱するのを抑えられるように、給電部１０は構成されている。【００３９】
図７は、給電用コイル４に直流電流を流したときに受電用コイル２３の配置空間に発生させられる静磁場の様子を示すグラフである。図７に示すグラフによって表される静磁場の特性であり、受電用コイル２３の配置空間に発生する静磁場の給電用コイル４の径方向における磁束密度の分布を、以下では「静磁場特性」と称する。この静磁場特性は、受電用コイル２３の配置空間に、受電部２０等の導体が配置されていないときの特性を示す。受電用コイル２３の配置空間の透磁率を一定とすると、磁束密度が大きいほど磁場の強度は高い。以下、給電用コイル４の径方向に広がる平面をｘｙ平面とし、給電用コイル４の上面の法線方向を向くｚ軸を定めたｘｙｚ直交座標系を用いて説明する。図７に示すグラフにおいて、横軸はｘ軸方向における位置を表し、原点Ｏが給電用コイル４の中心に対応している。ｘ＝−ｘ１，ｘ１の位置は、それぞれ平面コイル４Ａの内周の位置に対応する。ｘ＝−ｘ２，ｘ２の位置は、それぞれ平面コイル４Ａの外周の位置に対応する。ｘ＝−ｘ３，ｘ３の位置は、それぞれ平面コイル４Ｂの内周の位置に対応する。縦軸は、給電用コイル４の中心からｚ軸方向に所定距離だけ離れた位置における、ｚ軸方向の磁場の強度（ここでは、磁束密度Ｂｚで表す。）を表す。【００４０】
図７に示すように、給電用コイル４の静磁場特性では、平面コイル４Ａの内周に対応したｘ＝±ｘ１の２箇所において磁束密度Ｂｚ＝Ｂｐ１であり、磁束密度Ｂｚがピークとなる。磁束密度Ｂｐ１は、給電用コイル４の中心に対応する磁束密度Ｂｚ＝Ｂｏよりも大きい。また、平面コイル４Ａの内周に対応する位置（ｘ＝±ｘ１）から、原点Ｏの反対方向に離れると、磁束密度Ｂｚは次第に小さくなる。そして、平面コイル４Ａの外周に対応する位置（ｘ＝±ｘ２）から、原点Ｏの反対方向に更に離れると、磁束密度Ｂｚは次第に大きくなる。そして、平面コイル４Ｂの内周に対応したｘ＝±ｘ３の２箇所において磁束密度Ｂｚ＝Ｂｐ２であり、磁束密度Ｂｚがピークとなる。そして、平面コイル４Ｂの内周に対応する位置（ｘ＝±ｘ３）から、原点Ｏの反対方向に更に離れると、磁束密度Ｂｚは次第に小さくなる。
以上のように、給電用コイル４の静磁場特性は、平面コイル４Ａの内周に対応した２箇所、及び、平面コイル４Ａと平面コイル４Ｂとの境界部分（より具体的には、平面コイル４Ｂの内周）に対応した２箇所において、給電用コイル４の径方向における両側よりも磁場が相対的に強くなることを示す。【００４１】
ところで、平面コイルを利用した従来からある非接触給電装置では、平面コイルを１つだけ用いている（つまり、上記平面コイル４Ａ又は４Ｂの一方のみを有している構成と同等である）。このような非接触給電装置では、電気的な共振を利用して受電装置での受電効率を向上させている。よって、この非接触給電装置では、平面コイルの中心付近の上部に、局所的に強い磁場を発生させる。すなわち、平面コイルの上部においては、平面コイルの中心の上部において局所的に磁場が強くなり、中心から平面コイルの径方向に離れるほど磁場が弱くなる。よって、この非接触給電装置では、給電用コイルに対して受電用コイルの位置が精密に設定されていないと、受電装置における受電効率が著しく低下することがある。また、この非接触給電装置は、磁場の強度が局所的に高い領域の磁場により受電装置に給電するから、受電装置が動作するために必要な電力を供給するためには、その磁場の強度を特に高くする必要がある。よって、この局所的に強い磁場に起因して、受電用コイルの配置空間にある導体に渦電流が発生しやすくなり、その結果、この導体が発熱しやすくなる。【００４２】
これに対し、本実施形態の給電部１０は給電用コイル４を有するから、平面コイル４Ａの内周の上部と平面コイル４Ｂの内周の上部とに分散して、磁場が相対的に強い領域が現れる。よって、給電部１０によれば、給電用コイルとして平面コイルを１つだけ用いた場合に比べて、局所的に強い磁場が発生するのを抑えることができる。このような静磁場が発生する理由のひとつとして、給電用コイル４を構成する平面コイル４Ａと４Ｂとが互いに電磁結合していることが考えられる。このように、給電用コイル４を、平面コイル４Ａと平面コイル４Ｂという独立した２つの平面コイルで構成したことで、給電用のコイルによって発生させられる磁場が強い領域が分散して発生したと考えられる。
また、給電部１０によれば、給電用コイルとして平面コイルを１つだけ用いた場合に比べて、受電部２０の受電用コイル２３の位置が給電用コイル４の位置に対して精密に設定されていなくても、受電部２０での受電効率は低下しにくい。【００４３】
以上の構成の給電部１０が、受電用コイル２３の配置空間の導体の発熱を抑えつつ、受電部２０に電磁誘導方式で給電するためには、平面コイル４Ａと平面コイル４Ｂとに共通の周波数で、且つ、互いの位相差が小さい交流電流を供給すればよいと考えられる。ここで、平面コイル４Ａと平面コイル４Ｂとの線種が同じであるとすれば、平面コイル４Ａと平面コイル４Ｂとの線材の長さの差（以下、「線長差」いう。）をなるべく小さくすべきである（望ましくはゼロ）。線長差を小さくすることで、平面コイル４Ａと平面コイル４Ｂとに流れる交流電流の位相差の発生が抑えられるからである。【００４４】
図８は、平面コイル４Ａ又は平面コイル４Ｂに流れる交流電流の周波数とインピーダンスとの関係を模式的に表したグラフである。図８のグラフにおいて、横軸は交流電流の周波数を表し、縦軸はインピーダンスを表している。図８に示すように、平面コイル４Ａ，４Ｂに流れる交流電流の周波数の差が大きくなるほどインピーダンスは大きくなり、ｆｍ（例えば１ＭＨｚ）を超えると、インピーダンスは周波数変化に対して大きく増大する（例えば対数的に増加する）。平面コイル４Ａと平面コイル４Ｂとに流れる交流電流に位相差が生じると、この位相差に起因して、受電用コイル２３の配置空間の磁場において高調波成分が生じる。よって、交流電流の位相差がｆｍを超えると、この高調波成分に起因する渦電流と導体の抵抗成分とにより、導体が発熱しやすくなる。この理由から、高調波成分の発生を抑えるためには、給電部１０では、平面コイル４Ａと平面コイル４Ｂとの線長差をなるべく小さくし、更に、共通の周波数で同位相の交流電流を、並列接続された平面コイル４Ａ，４Ｂに流すようにしている。この観点から考えると、平面コイル４Ａ，４Ｂで許容される線長差は、例えば、給電部１０が受電部２０に給電する場合に、１ＭＨｚ以上の高調波成分が発生しない大きさ以下とする。【００４５】
平面コイル４Ａ，４Ｂの線長差を極力小さくするための一例として、平面コイル４Ａ，４Ｂにおける線材の巻数を、両コイルの線長差を最小にするような巻数にするとよい。例えば、平面コイル４Ａの巻数が先に決められた場合、平面コイル４Ｂの巻数を両コイルの線長差を最小にする巻数にすればよい。このとき、両コイルの線長差は、少なくとも、平面コイル４Ｂの外周の長さ未満となる。平面コイル４Ｂの巻数が先に決められた場合、平面コイル４Ａの巻数を両コイルの線長差を最小にする巻数にすればよい。このとき、両コイルの線長差は、少なくとも、平面コイル４Ａの外周の長さ未満となる。【００４６】
また、平面コイル４Ａ，４Ｂの直流抵抗値の差はなるべく小さいことが望ましく、ゼロであることが望ましい。このようにする理由も、平面コイル４Ａと平面コイル４Ｂとに流れる交流電流の位相差の発生を抑えることによるものである。直流抵抗値は、ゲート駆動回路８が流す交流電流の周波数付近であるおよそ２００ｋＨｚから３００ｋＨｚにおいて、インピーダンスの実抵抗値とほぼ等価になる。よって、平面コイル４Ａ，４Ｂの直流抵抗値の差が小さいと、ゲート駆動回路８が流す交流電流の周波数のインピーダンスの実抵抗の差も小さくなる。したがって、平面コイル４Ａ，４Ｂの直流抵抗値の差を小さくすれば、実抵抗に起因する交流電流の位相差の発生も抑えられる。
なお、本実施形態では、平面コイル４Ａ，４Ｂを構成する線材の線種が同じであるから、直流抵抗値の差はほぼ無視することができる。【００４７】
次に、図９は、表１に示す給電部１０で用いた平面コイル４Ａ，４Ｂとコンデンサ３Ａ、３Ｂとにゲート駆動回路８から交流電流を流した場合に、平面コイル４Ａ，４Ｂに流れる電流Ｉの周波数特性を模式的に表したグラフである。図９のグラフの横軸は周波数であり、縦軸は電流Ｉの大きさである。図９に示す破線のグラフは、受電部２０が設けられていない場合（言い換えれば、無負荷の場合）の周波数特性を示す。図９に示す実線のグラフは、受電部２０が設けられている場合の周波数特性である。図９の点Ａ０で示すように、受電部２０が設けられていない場合、平面コイル４Ａ，４Ｂ及びコンデンサ３Ａ、３Ｂで定まる共振周波数ｆ０で電流Ｉが最大（ピーク）のＩ０となり、そして、共振周波数ｆ０から離れた周波数であるほど電流Ｉは小さくなる。このような周波数特性の下、本実施形態では、ゲート駆動回路８は、共振周波数ｆ０よりも高い周波数ｆ２の交流電流を給電用コイル４に流す。これにより、無負荷時には、図９の点Ａ１で示すように、給電用コイル４に流れる電流ＩはＩ０に対して十分小さいＩ１となって、無負荷時に給電用コイル４に大電流が流れることを抑制することができる。この状況の下で受電部２０を設けた場合には、図９の点Ａ２で示すように、相互インダクタンスの作用等によって実線矢印で示すように電流Ｉが大きくなり、給電用コイル４に流れる電流ＩがＩ２となる。この場合であっても、図９に示すように、共振周波数ｆ０での鋭い共振がない双峰特性を示すので、共振特性の鋭さを示すＱが低下する。よって、電流Ｉ２は、共振周波数ｆ０におけるピークの電流Ｉ０よりも小さい。したがって、ゲート駆動回路８が共振周波数ｆ０とは異なる周波数（ここでは、共振周波数ｆ０よりも高い周波数）の交流電流を流すことで、共振周波数ｆ０の交流電流を流した場合に比べて、この電流に起因する給電部１０側の発熱が抑えられるはずである。
なお、ゲート駆動回路８による給電用コイル４のこのような駆動は仕様の一例である。よって、ゲート駆動回路８は、周波数ｆ１の交流電流を流して給電用コイル４を駆動してもよいし、共振周波数以外の周波数の交流電流を流して給電用コイル４を駆動してもよい。【００４８】
［実施例２］
以下、上述した静磁場特性の発生を実証するシミュレーションを実施例２として具体的に説明する。この実施例２では、給電用コイル４の設計を以下のとおりにしてシミュレーションを行った。平面コイル４Ａ，４Ｂとして用いたリッツ線は、線径０．０５ｍｍΦ、抵抗率０．１３ｍΩ／ｍｍ、線材皮膜厚０．００１ｍｍのポリウレタン銅線（JIS C 3202）を５４本撚り合わせたものである。
（平面コイル４Ａの条件）
線長        ：２２３８．３８ｍｍ
外径（直径）：４１．０ｍｍ±０．３０ｍｍ
（半径２０．５ｍｍ±０．２０ｍｍ）
内径（直径）：１６．００ｍｍ±０．３０ｍｍ
（半径８．００ｍｍ±０．２０ｍｍ）
抵抗値      ：２９０．９９ｍΩ
巻数        ：２５
（平面コイル４Ｂの条件）
線長        ：２１９９．１１ｍｍ
外径（直径）：５７．００ｍｍ±０．３０ｍｍ
（半径２８．５０ｍｍ±０．２０ｍｍ）
内径（直径）：４３．００ｍｍ±０．３０ｍｍ
（半径２１．５０ｍｍ±０．２０ｍｍ）
抵抗値      ：２８５．８８ｍΩ
巻数        ：１４
平面コイル４Ａ，４Ｂの平均距離：１．００ｍｍ（巻数２相当の隙間）
平面コイル４Ａ，４Ｂの線長差：３９．２７ｍｍ
平面コイル４Ａ，４Ｂの抵抗差：５．１１ｍΩ【００４９】
図１０から図１２は、給電用コイル４における静磁場特性の発生を実証するシミュレーション結果を示す図である。図１３は、従来の非接触給電装置のように平面コイルを１つだけとした場合の静磁場特性のシミュレーション結果を示すグラフである。静磁場特性のシミュレーションにおいては、平面コイル４Ａ，４Ｂのそれぞれに、２Ａ（図１０及び図１３の場合）又は５００ｍＡ（図１２の場合）の直流電流を流し、それぞれ、給電用コイル４からｚ軸方向に１ｍｍの位置における磁束密度をビオ・サバールの法則を用いて求めた。図１０、図１１及び図１３において、（Ａ）はｚ軸方向の磁束密度［ｍＴ］を表すグラフであり、（Ｂ）はｘ軸方向の磁束密度［ｍＴ］を表すグラフである。図１２は、図１０に示す静磁場特性の３次元的な分布を示した図である。図１２において、左側の列の図が給電用コイル４を用いた場合の結果であり、右側の列の図が従来のように平面コイルを１つだけとした場合の結果を表す。図１２において、（Ａ）はｚ軸方向、（Ｂ）はｙ軸方向、（Ｃ）はｘ軸方向における磁場の強度を表す。これらのシミュレーション結果からも、給電部１０においては、従来のように平面コイルを１つだけ用いた場合（図１３参照）とは静磁場の発生の仕方に違いがあり、平面コイル４Ｂの内周に対応する位置（ｘ≒±２２ｍｍ）での静磁場の強度に関する発明者の知見が確かであることを確認できた。図１３に示すように、平面コイルを１つだけとした場合には、比較的強い静磁場が複数領域に分散して発生する傾向は確認されず、平面コイルの中心付近においてのみ磁束密度が高くなっている。このことから、平面コイル４Ａの外周と平面コイル４Ｂの内周との空隙を設けることも、図１０〜図１２に示す静磁場特性の発生に寄与していると考えられる。
また、図１０と図１２とを比較すると、給電用コイル４を流れる直流電流が小さい場合ほど、平面コイル４Ａの内周に対応する位置の磁束密度Ｂｚと、平面コイル４Ｂの内周に対応する位置の磁束密度Ｂｚとの差が小さくなる。すなわち、給電用コイル４を流れる直流電流が小さい場合ほど、静磁場特性はより平坦な特性に近づき、給電用コイル４の径方向における位置に応じた磁束密度の変化が抑えられる。【００５０】
ところで、このシミュレーションにおいては、線長差はおよそ３９ｍｍであり、直流抵抗の値の差はおよそ５．１ｍΩであるが、線長差や直流抵抗の値の差が多少大きくなっても、受電用コイル２３の配置空間の導体の発熱量が極端に増大したり静磁場特性が大きく変化したりすることはないと考えられる。よって、給電用コイル４において、少なくとも線長差が平面コイル４Ｂの外周の長さ未満であれば、従来のように平面コイルを１つだけとした場合に比べて、受電用コイル２３の配置空間にある導体の発熱を抑えられるはずである。また、例えば、平面コイル４Ａ，４Ｂの直流抵抗の抵抗値が異なっていても、それぞれが発生させる磁場の強度に変化は生じるが、平面コイル４Ａと平面コイル４Ｂとの電磁結合が発生することで、前述した傾向の静磁場特性が発生すると考えられる。【００５１】
実施例２の説明は以上である。
以上説明したとおり、給電部１０において、給電用コイル４を平面コイル４Ａ，４Ｂで構成し、給電用コイル４の径方向における静磁場特性において、平面コイル４Ｂの内周において磁場強度が相対的に高くなるようにしたことで、受電用コイル２３の配置空間において、渦電流に起因する導体の発熱を抑えることができる。受電用コイル２３の配置空間に受電部２０や金属物等の導体が置かれた場合、給電用コイル４により発生させられる磁場にも変化が生じると考えられるが、給電部１０が、磁場が相対的に強い領域を複数領域に分散して発生させることで、受電部２０に安定的に給電しつつも、局所的に強い磁場の発生によって生じる渦電流を原因とした導体の発熱を抑えることができる。また、給電部１０を用いたことで、給電用コイル４により発生させられる磁場によって導体（例えば受電部２０の導体）が高熱になるのを防ぐことができるので、例えば冷却機構や熱検知により緊急停止を行うための熱対策の機構による装置構成の複雑化や高コスト化を抑え、熱による装置故障の可能性を抑えたり、熱に対するユーザの安全も確保したりすることが可能となる。【００５２】
［変形例］
本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施することが可能である。本発明は、例えば、以下のような形態で実施することも可能である。また、以下に示す変形例は、各々を適宜に組み合わせてもよい。
（１）上述した実施形態では、給電部１０は第１のコンデンサ３Ａ及び第２のコンデンサ３Ｂを有していたが、これらのうちの一方のみを有していてもよいし、両方とも有さない構成であってもよい。第１のコンデンサ３Ａ及び第２のコンデンサ３Ｂは、給電用コイル４の特性の調整用（言い換えれば、受電用コイル２３の配置空間に発生する磁場の調整用）に用いられるのであり、その調整が必要でなければ、第１のコンデンサ３Ａ及び第２のコンデンサ３Ｂは不要である。例えば、給電部１０が降圧して受電部２０に給電する場合などにも、第１のコンデンサ３Ａ及び第２のコンデンサ３Ｂは不要である。【００５３】
（２）上述した実施形態では、給電用コイル４は、平面コイル４Ａ，４Ｂが同心円状となるように配置されていたが、両コイルの中心がずれていても構わない。また、平面コイル４Ａ，４Ｂは外周が円形でなくてもよく、例えば楕円形であってもよいし、六角形や八角形などの等の多角形であってもよく、平面コイルと観念される限りその形状は特定の形状に限定されない。【００５４】
（３）上述した実施形態では、給電用コイル４は、平面コイル４Ａ，４Ｂという２つの平面コイルで構成されていたが、３つ以上の平面コイルで構成されていてもよい。この場合も、給電用コイル４を構成する複数の平面コイルが同一平面に配置され、かつ、一の平面コイルの内側空間に他の平面コイルが位置するように、給電用コイル４が構成されていればよい。また、給電用コイル４では、平面コイルの内周に対応した位置で磁場が相対的に強くなる程度に、平面コイル間に隙間（例えば、平均距離が巻数２相当以上の隙間）が空けられているとよい。
続いて、給電用コイル４を３つ以上の平面コイルで構成した場合について詳述する。【００５５】
図１４は、平面コイルを３つとした場合の給電用コイル４を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のII−II線に沿う断面図である。図１５は、平面コイルを４つとした場合の給電用コイル４を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のIII−III線に沿う断面図である。図１６は、給電用コイル４を構成する平面コイルの電気的な接続について説明する図であり、（Ａ）は、平面コイルの数が３つの場合を示し、（Ｂ）は、平面コイルの数が４つの場合を示す。この変形例の給電部１０において、図１６に示す部分以外の回路構成は、上述した実施形態で説明した回路構成と同じでよい。【００５６】
まず、平面コイルを３つとした場合の給電用コイル４の構成を説明する。図１４に示すように、給電部１０は、同心円状に配置された平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃを有している。平面コイル４Ａ，４Ｂの構成は、上述した実施形態と同一の構成であるが、ここでの給電用コイル４では、さらに、平面コイル４Ｃが平面コイル４Ｂの外側に線材を巻き回されている。また、平面コイル４Ｂの外周と平面コイル４Ｃの内周との間には隙間が形成され、平面コイル４Ｃは、平面コイル４Ａ，４Ｂと同じ方向に巻き回されている。また、図１６（Ａ）に示すように、給電用コイル４は、それぞれインダクタンスＬ１を有する平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃが互いに並列接続された構成である。また、給電用コイル４において、第１のコンデンサ３Ａの一端が平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃの並列接続された一端に接続されている。そして、平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃの並列接続された他端は、第２のコンデンサ３Ｂの一端に接続されている。【００５７】
ここにおいて、平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃの線材は、同種の線材で且つ同一の長さとなるように形成されている。これにより、平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃの直流抵抗の抵抗値は、理論上は同一となる。平面コイル４Ｃの線材の長さや直流抵抗の抵抗値を、平面コイル４Ａ，４Ｂと同一にする理由は、上述した実施形態で説明した理由と同じである。ただし、上述した実施形態と同じ理由から、平面コイル４Ｃと平面コイル４Ｂとの線材の長さの差は、平面コイル４Ｃの外周の長さ未満であればよい。
このように、平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃは互いに並列接続されているから、ゲート駆動回路８は、共通の周波数、同位相で、且つ、電流値が同じ交流電流を平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃのそれぞれに流すことになる。【００５８】
図１７は、平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃで構成される給電用コイル４における静磁場特性を示すグラフである。図１７に示すグラフの横軸及び縦軸は、それぞれ図７に示すグラフの横軸及び縦軸と同じである。図１７に示すように、この変形例の給電用コイル４の静磁場特性では、平面コイル４Ｃの内周に対応したｘ＝±ｘ５の２箇所において、磁束密度Ｂｚ＝Ｂｐ３となり、その両側（例えば、平面コイル４Ｂの外周に対応したｘ＝±ｘ４の位置）よりも磁束密度Ｂｚが相対的に高くなっている。また、平面コイル４Ｃの内周に対応したｘ＝±ｘ５の位置から原点Ｏとは反対方向に離れるほど、磁束密度Ｂｚは次第に小さくなる。平面コイル４Ｃが、平面コイル４Ｂと電磁結合したことにより、このような静磁場特性が発生すると考えられる。ただし、平面コイル４Ｃは平面コイル４Ａとも電磁結合している可能性もある。【００５９】
以上のように、平面コイルが３つの場合に給電用コイル４より発生させられる静磁場特性では、平面コイル４Ａの内周に対応した２箇所、及び、平面コイル４Ａと平面コイル４Ｂとの境界部分に対応した２箇所のほか、平面コイル４Ｂと平面コイル４Ｃとの境界部分に対応した２箇所においても、給電用コイル４の径方向における両側よりも磁場が相対的に強くなる。このように、この給電用コイル４は、平面コイル４Ａの内周の上部と、平面コイル４Ｂの内周との上部と、平面コイル４Ｃの内周の上部とに分散して、磁場が相対的に強い領域を発生させることができる。よって、本変形例の給電部１０によれば、磁場が相対的に強い領域を更に多くの領域に分散させることができるので、局所的に強い磁場が発生することを抑えることができる。【００６０】
以上の理由から、平面コイルが４つの場合であっても、給電用コイル４を同様に構成すればよい。図１５に示すように、給電部１０は、同心円状に配置された平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを有している。平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃの構成は、平面コイルが３つの場合と同一の構成であるが、ここでの給電用コイル４では、さらに、平面コイル４Ｄが平面コイル４Ｃの外側に線材を巻き回されている。また、平面コイル４Ｃの外周と平面コイル４Ｄの内周との間には隙間が形成され、平面コイル４Ｄは、平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃと同じ方向に巻き回されている。また、図１６（Ｂ）に示すように、給電用コイル４は、それぞれインダクタンスＬ１を有する平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが互いに並列接続された構成である。また、給電用コイル４において、第１のコンデンサ３Ａの一端が平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの並列接続された一端に接続されている。そして、平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの並列接続された他端は、第２のコンデンサ３Ｂの一端に接続されている。ここにおいても、平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの線材は、同種の線材で同一の長さとなるように形成されている。これにより、平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの直流抵抗の抵抗値は、理論上は同一となる。平面コイル４Ｄの長さや直流抵抗の抵抗値を平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃと同一にする理由は、上述した実施形態と同じ理由による。ただし、上述した実施形態と同じ理由により、平面コイル４Ｄと平面コイル４Ｃとの線材の長さの差は、平面コイル４Ｄの外周の長さ未満であればよい。
このように平面コイルを４つとした給電用コイル４とすれば、磁場が相対的に強い領域を更に多くの領域に分散させることができるので、局所的に強い磁場が発生することを抑えることができる。【００６１】
以上の根拠に基づけば、給電用コイル４を構成する平面コイルの数は５つ以上であってもよいことが明らかである。給電用コイル４を構成する平面コイルの数をｍ個（ただし、ｍ≧２）と一般化して表すと、給電用コイル４の構成は、以下の条件を満たしていればよい。まず、給電用コイル４は、同一の点（例えば、同心円の中心）の周りに同一平面上で線材を巻き回したｍ個の平面コイルを径方向内側から外側に向かって配置した構成である。また、給電用コイル４は、ｍ個の平面コイルが受電用コイル２３を配置する空間に面して設けられる。そして、給電用コイル４において、内側からｋ−１番目及びｋ番目（ただし、２≦ｋ≦ｍ）の平面コイルに直流電流を流したときに受電用コイル２３の配置空間で発生する静磁場は、内側からｋ番目の平面コイルの内周に対応した位置の強度がこの位置の両側の強度よりも高くなっていればよい。給電用コイル４においてこの静磁場特性を得るためには、上述した発明者の知見に基づけば、内側からｋ−１番目及びｋ番目の平面コイルの線材の長さの差が、ｋ番目の平面コイルの外周の長さ未満であればよいと考えることができる。このとき、給電用コイル４を構成するｍ個の平面コイルは、一部又は全体が電磁結合すると考えられる。そして、ゲート駆動回路８は、受電部２０に給電するときには、ｍ個の平面コイルのそれぞれに共通の周波数の交流電流を流せばよい。
給電用コイル４を構成する平面コイルの数が多いほど、受電用コイル２３の配置空間において磁場が相対的に強い領域が多くの領域に分散し、静磁場特性が平坦な特性に近づくと考えられ、受電用コイル２３の配置空間にある導体の発熱を抑える効果を高めることが期待できる。【００６２】
［実施例３］
以下、上述した静磁場特性の発生を実証するシミュレーションを実施例３として、具体的に説明する。この実施例３では、給電用コイル４の条件を以下の表３に示すようにしてシミュレーションを行った。また、平面コイル間の平均距離ｄが１ｍｍの給電用コイル４（タイプＡ）と、平面コイル間の平均距離ｄが２ｍｍの給電用コイル４（タイプＢ）との２つの給電用コイル４を用いてシミュレーションを行った。
【表３】
0005590588.tif 000004
【００６３】
この実施例３で、ｍ＝２の給電用コイル４は、平面コイル４Ａ，４Ｂで構成される。ｍ＝３の給電用コイル４は平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃで構成される。ｍ＝４の給電用コイル４は、平面コイル４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄで構成される。また、この実施例３では、ｚ＝１ｍｍの位置におけるｚ軸方向の磁束密度Ｂｚを計算しており、各平面コイルを流れる電流が１Ａとなるようにした。各平面コイルを流れる電流が１Ａで同じになるようにしているので、直流抵抗値は或る値で同一であると考えることができる。【００６４】
図１８は、静磁場特性の発生の様子を示すグラフであり、（Ａ）がｍ＝２の給電用コイル４に対応し、（Ｂ）がｍ＝３の給電用コイル４に対応し、（Ｃ）がｍ＝４の給電用コイル４に対応する。図１９（Ａ）は、図１８（Ａ）〜（Ｃ）に示したグラフのうちタイプＡ（ｄ＝１ｍｍ）の給電用コイル４の結果をまとめたグラフを表す図であり、図１９（Ｂ）は、図１８（Ａ）〜（Ｃ）に示したグラフのうちタイプＢ（ｄ＝２ｍｍ）の給電用コイル４の結果をまとめたグラフを表す図である。図１８、図１９において、グラフの横軸及び縦軸はそれぞれ、図７に示すグラフの横軸及び縦軸と同じである。また、図１９においては、平面コイルが存在する位置を太線で図示している（図１９のグラフの凡例の「ｃｏｉｌ」に対応。)。また、図１９及び後で説明する図２２において、グラフの凡例の「ｄｏｕｂｌｅ」はｍ＝２の給電用コイル４に対応し、「ｔｒｉｐｌｉｃａｔｅ」はｍ＝３の給電用コイル４に対応し、「ｆｏｕｒｆｏｌｄ」はｍ＝４の給電用コイル４に対応している。図２０は、図１８及び図１９に対応する静磁場特性の３次元的な分布を示した図である。図２０では、（Ａ）ｍ＝２，ｄ＝１ｍｍ、（Ｂ）ｍ＝３，ｄ＝１ｍｍ、（Ｃ）ｍ＝４，ｄ＝１ｍｍ、（Ｄ）ｍ＝２，ｄ＝２ｍｍ、（Ｅ）ｍ＝３，ｄ＝２ｍｍ（Ｆ）ｍ＝４，ｄ＝２ｍｍの給電用コイル４を用いた場合のｚ軸方向の磁束密度Ｂｚを表す。
図１８から図２０を見て分かるように、給電用コイル４を構成する平面のコイルの数が多いほど、給電用コイル４の中心における磁場の強度が増加する量よりも、給電用コイル４の中心から離れた領域での磁場の強度が増加する量が相対的に大きいことが確認できた。つまり、給電用コイル４を構成する平面コイルの数が多いほど、磁場が相対的に強い領域がより広い範囲に分散して発生していることを確認できた。【００６５】
図２１は、給電用コイル４を流れる電流が１Ａとなるようにした場合のシミュレーション結果を示すグラフである。この場合、給電用コイル４を構成する平面コイルの数が増えるほど、１つ当たりの平面コイルに流れる電流が小さくなる。図２１において、（Ａ）がｍ＝２の給電用コイル４に対応し、（Ｂ）がｍ＝３の給電用コイル４に対応し、（Ｃ）がｍ＝４の給電用コイル４に対応する。図２２（Ａ）は、図２１（Ａ）〜（Ｃ）に示したグラフのうちタイプＡ（ｄ＝１ｍｍ）の給電用コイル４の結果をまとめたグラフを表す図であり、図２２（Ｂ）は、図２０（Ａ）〜（Ｃ）に示したグラフのうちタイプＢ（ｄ＝２ｍｍ）の給電用コイル４の結果をまとめたグラフを表す図である。図２１及び図２２において、横軸及び縦軸はそれぞれ図１８及び図１９に示すグラフの横軸及び縦軸と同じである。このシミュレーション結果から、給電用コイル４を流れる電流の合計を平面コイルの数に関わらず同一にした場合であっても、給電用コイル４の平面コイル数が増えるほど、静磁場特性がより平坦な特性に近づき、相対的に磁場の強い領域がより広い分散して発生していることを確認できた。【００６６】
（４）上述した実施形態では、給電部１０が給電用コイル４を１つだけ有する構成を説明したが、給電部１０が給電用コイル４を２つ以上備えていてもよい。すなわち、給電部１０は、給電用コイル４をｎ個（ただし、ｎ≧２）備えていてもよい。この場合、ゲート駆動回路８は、ｎ個の給電用コイル４に共通の周波数の交流電流を流すこととなる。
図２３は、ｎ＝５とした場合の給電部１０の構成を説明する図である。図２３（Ａ）に示すように、この給電部１０では、５つの給電用コイル４が同一平面上に配置されている。ここにおいて、５つの給電用コイル４の各々を区別するために、各給電用コイル４を、「４−１」，「４−２」，「４−３」、「４−４」，「４−５」という符号を付して区別して表す。また、給電用コイル４−１，４−２，４−３，４−４，４−５に面するように、受電用コイル２３が配置される配置空間側には受電部２０を置くための台１００が設けられている。台１００は、例えば木製や樹脂材料で形成されたテーブルなどであり、受電部２０を置くことのできる部材であればよい。ただし、台１００は、電磁波を透過させる素材で形成されていれば、その素材などは特に問わない。台１００が存在することにより、台１００の素材などによっては、受電部２０を扱うユーザは給電用コイル４−１〜４−５を視認することができない。図２３においては、説明の便宜のため、給電用コイル４−１〜４−５を図示している。【００６７】
この変形例の給電部１０において、給電用コイル４−１，４−２，４−３，４−４が四隅に配置され、給電用コイル４−１，４−２，４−３，４−４の間に形成された領域に給電用コイル４−５が配置されている。この変形例の給電部１０によれば、図２３（Ｂ）に示すように、台１００上のどの位置に受電部２０を配置しても、受電部２０は給電用コイル４−１，４−２，４−３，４−４，４−５の少なくともいずれかを介して給電部１０から受電することができる。よって、受電部２０を扱うユーザは、台１００上のどの位置に受電部２０を置くかについてあまり意識しなくてよい。【００６８】
図２４は、給電部１０が有する５つの給電用コイル４−１，４−２，４−３，４−４，４−５の電気的な接続の構成を説明する図である。図２４に示す符号においては、平面コイルを示す「４Ａ」，「４Ｂ」の末尾に、その平面コイルを有する給電用コイルの符号を括弧書きで示している。この変形例の給電部１０において、図２４に示す部分以外の回路構成は、上述した実施形態で説明した回路構成と同じでよい。
図２４に示すように、この変形例の給電部１０では、５つの給電用コイル４−１，４−２，４−３，４−４，４−５の内側からｊ番目（ただし、１≦ｊ≦ｍ。ここではｍ＝２である。）の平面コイルが互いに直列接続されている。より具体的に、給電用コイル４−１の平面コイル４Ａと、給電用コイル４−２の平面コイル４Ａと、給電用コイル４−３の平面コイル４Ａと、給電用コイル４−４の平面コイル４Ａと、給電用コイル４−５の平面コイル４Ａとが直列接続されている。また、給電用コイル４−１の平面コイル４Ｂと、給電用コイル４−２の平面コイル４Ｂと、給電用コイル４−３の平面コイル４Ｂと、給電用コイル４−４の平面コイル４Ｂと、給電用コイル４−５の平面コイル４Ｂとが直列接続されている。また、直列接続された５つの平面コイル４Ａ，４Ｂのうち、給電用コイル４−１の平面コイル４Ａ，４Ｂが第１のコンデンサ３Ａの一端に接続されている。第１のコンデンサ３Ａの他端は、ゲート駆動回路８に接続されている。また、直列接続された５つの平面コイル４Ａ，４Ｂのうち、給電用コイル４−５の平面コイル４Ａ，４Ｂが第２のコンデンサ３Ｂの一端に接続されている。第２のコンデンサ３Ｂの他端は接地されている。ゲート駆動回路８は、給電用コイル４−１〜４−５に共通の周波数の交流電流を流す。【００６９】
また、ｎ個の給電用コイル４を接続する場合に、内側から同じ位置にある平面コイルを互いに直列接続することで、平面コイルのインピーダンスのばらつきに起因して、受電用コイル２３の配置空間において発生する磁場の強度にばらつきが生じるのを抑えることができる。仮に、ｎ個の給電用コイル４について、内側から同じ位置にある平面コイルを並列接続した場合に、それらのインピーダンスにばらつきがあると、インピーダンスが低い平面コイル上では磁場が発生しやすくなる一方で、インピーダンスが高い平面コイル上では磁場が発生しにくくなり、給電が正常に行われない可能性がある。これに対し、本変形例のように平面コイル同士を互いに直列接続する構成とすれば、仮に平面コイルのインピーダンスにばらつきがあっても、このような磁場の強度のばらつきの発生を抑えることができる。
ただし、平面コイルのインピーダンスのばらつきが無視できるように調整されていれば、内側から同じ位置にある平面コイルが互いに並列接続されていてもよい。【００７０】
ところで、受電部２０が台１００上に置かれていない場合には、受電用コイル２３の配置空間での磁束密度は十分低い状態となる。一方で、例えば、受電部２０が台１００の給電用コイル４−１上に置かれると、給電用コイル４−１と受電用コイル２３との相互インダクタンスの作用等によって、給電用コイル４−１の上方において磁束密度が高くなり、受電部２０への給電が行われる。このように、受電部２０が置かれた位置の給電用コイル４が強い磁場を発生させることとなる。よって、給電部１０によれば、ゲート駆動回路８が給電用コイル４を駆動し続けた場合であっても、受電部２０が受電しないときに無駄な磁場を発生させないで済む。これにより、給電部１０においては、無駄な電力消費を抑えることが可能である。
また、この変形例の給電部１０においては、給電用コイル４−１〜４−５が互いに電磁結合して、受電用コイル２３の配置空間での磁場の発生に影響を与えると考えられる。例えば、給電用コイル４−５は、給電用コイル４−１〜４−４のいずれとも近い位置にあるので、給電用コイル４−１〜４−４と電磁結合する。【００７１】
この変形例では、給電用コイル４の数ｎを５として説明したが、給電用コイル４の数ｎは２以上４以下であってもよいし、６以上であってもよい。また、ｎ個の給電用コイル４の配置態様は、図２３を用いて説明した態様以外であってもよく、特定の配置態様に限定されることはない。また、この変形例の給電部１０においても、上述した変形例の（４）で説明したように、１の給電用コイル４が有する平面コイルの数ｍが３以上であってもよい。
また、この変形例の給電部１０において、ｎ個の給電用コイル４は必ずしも同一平面上に設けられている必要はなく、一部又は全部が異なる平面に配置されてもよい。【００７２】
（５）上述した実施形態において、受電部２０は発光回路などを備えた照明装置であったが、少なくとも受電用コイル２３を備え、受電用コイル２３を用いて受電した電力を用いて動作するものであればよい。例えば、上述した実施形態の給電部１０と、受電用コイル２３で受電した電力を外部に出力する受電部２０とをユニット化した受給電装置を構成してもよい。この受給電装置はトランスに相当する。また、この受給電装置は、給電用コイル４及び受電用コイル２３が平面コイルで構成されているので、薄型のトランスとして提供することが可能である。【００７３】
（６）上述した実施形態では、平面コイル４Ａ，４Ｂは並列接続され、これらは１のゲート駆動回路８により流された交流電流により駆動された。これに代えて、給電用コイル４を構成する平面コイル同士を接続せずに、平面コイル毎に独立してゲート駆動回路８を設けた構成としてもよい。また、ゲート駆動回路８は、給電用コイル４を構成する各平面コイルに同じ電流値の交流電流を流すのではなく、一部又は全部の平面コイルの交流電流の電流値を異ならせてもよい。この変形例の給電部１０であっても、複数のゲート駆動回路８が、各平面コイルに共通の周波数の交流電流を流せば、上述した実施形態と同等の作用効果を奏する。
また、給電部１０が、給電用コイル４の平面コイルにおける交流電流の位相差を検知する検知回路を有し、ゲート駆動回路８は、この位相差を小さくするように、給電用コイル４の各平面コイルに供給する交流電流の位相を制御してもよい。【００７４】
（７）図２５は、平面コイル４Ａ，４Ｂの別の実施形態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のIV−IV線に沿う断面図である。図２５に示すように、基板１１上には、第１の磁性シート１２と放熱シート又は樹脂シートを有する第１のスペーサ１３と、平面コイル４Ａ，４Ｂと、第２のスペーサ１４が積層されており、さらに、基板１１の下部には第２の磁性シート１５と、放熱板１６が配設されている。図２５（Ａ）に示すように、給電用コイル４の左側には、基板１１に接続されるコンデンサ３が配置されている。【００７５】
基板１１の上面側及び下面側に配置される磁性シート１２，１５は、いわゆる電磁ノイズ削減用のシートである。磁性シート１２，１５は、受電用コイル２３の配置空間の反対側から給電用コイル４を覆うように、給電用コイル４から離間して設けられた磁性体である。基板１１の下面側に配置される放熱板１６は、給電用コイル４で発熱し、基板１１に伝導する熱を放熱するために設けられている。放熱板１６は、熱伝導率の大きい材料を使用することができる。放熱板１６の材料としては、Ａｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）が挙げられ、給電用コイル４の外部磁場による挙動の変化を抑えるために非磁性体であることが好ましい。給電用コイル４に流れる交流電流は磁性シート１２，１５によって磁気シールドされるので、放熱板１６が誘導加熱されるのを防止している。
この変形例の給電用コイル４によれば、給電部１０で発生する熱やインバータ部２で発生する電磁雑音を低減化できる。【００７６】
（８）ＬＥＤ発光部の変形例を説明する。
図２６は、受給電装置４０の構成を示すブロック図である。図２６に示すように、受給電装置４０は給電部４１と受電部４２とを備える。受電部４２は、受電用コイル２３と受電用コイル２３に接続される一つ以上の発光ダイオード４４とを有する。発光ダイオード４４としては、赤色、黄色、緑色、青色、紫色、白色等の各種の発光ダイオード４４を使用することができる。発光ダイオード４４には、発光ダイオード４４の保護用ダイオード４５が並列に接続されている。保護用ダイオード４５としては、所謂ツェナーダイオードを使用することができる。【００７７】
受給電装置４０によれば、受電用コイル２３に供給される交流電流で発光ダイオード４４を点灯することができ、発光ダイオード４４の順方向で電流が流れる。交流電流が発光ダイオード４４とは逆方向の場合には、ツェナーダイオードが接続されているので、発光ダイオード４４には電流が流れない。このような受給電装置４０は、照明装置や信号灯等のディスプレイ装置に利用できる。発光ダイオード４４の明るさは、発光ダイオード４４に流れる電流を変えて調整することができる。発光ダイオード４４に流れる電流は、インバータ部２の周波数を変化させて調整することができる。インバータ部２の周波数は、例えば図２の発振回路６の周波数を変えることで実施できる。【００７８】
（９）受給電装置の変形例の構成について説明する。
図２７は、受給電装置５０の構成を示すブロック図である。図２７に示す受給電装置５０は、給電部５１と受電部５２とを有する。受給電装置５０が図２６の受給電装置４０と異なるのは、発光ダイオード５４の接続の態様である。受電部５２において、受電用コイル２３に接続される発光ダイオード５４の導通方向が互いに逆、つまり逆並列接続された対の発光ダイオード５４Ａ，５４Ｂが複数対並列接続されている。発光ダイオード５４としては、赤色、黄色、緑色、青色、紫色、白色等の各種の発光ダイオード５４を用いることができる。このような受給電装置５０は、照明装置や信号灯等のディスプレイ装置に利用できる。発光ダイオード５４の明るさは、受給電装置４０で説明したように、発光ダイオード５４に流れる電流を変えて調整することができる。【００７９】
（１０）次に、受給電装置のさらに別の実施形態について説明する。
図２８は、受給電装置６０の構成を示すブロック図である。図２８に示す受給電装置６０は、給電部６１と受電部６２とを備える。受電部６２は、受電用コイル２３と、受電用コイル２３に接続される整流回路２６と、整流回路２６に接続された発光ダイオード６４とを有する。
受給電装置６０では、受電部６２に整流回路２６を設けているので、直列接続された発光ダイオード６４の保護回路は不要である。発光ダイオード６４としては、赤色、黄色、緑色、青色、紫色、白色等の各種の発光ダイオード６４を用いることができる。図示の直列接続された発光ダイオード６４に接続される抵抗６５は、直流電流調整用の抵抗である。受給電装置６０では、受電用コイル２３に供給される交流電流を整流回路２６で直流に変換して発光ダイオード６４を点灯することができる。発光ダイオード６４の直列接続数は、整流回路２６で得られる直流電圧を考慮して決めればよい。受給電装置６０では、整流回路２６で発生する直流電圧を比較的高く設定して、電流は発光ダイオード６４の１個に必要な低電流とすることができる。このような受給電装置６０は、受給電装置４０，５０と同様に照明装置や信号灯等のディスプレイ装置に利用できる。【００８０】
（１１）次に、受給電装置４０〜６０に適用できる発光ダイオード等の実装回路について説明する。
図２９は、受給電装置４０〜６０に適用できるダイオード等の実装回路を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図２９に示すように、基板１１の上部側には、受電用コイル２３と、第１のスペーサ１３とが積層されており、さらに、基板１１の下部側には磁性シート１５と、第２のスペーサ１４と、放熱板１６と、発光ダイオード４４，５４，６４が配設されている。放熱板１６としては、Ａｌ等を使用することができる。基板１１の上部側に配設されるスペーサ１３は、受電用コイル２３が近接して配置されるときの短絡防止と、受電用コイル２３で発生する熱を放熱する作用を有している。基板１１の下面側に配置される磁性シート１５は、いわゆる電磁ノイズ削減用のシートである。【００８１】
基板１１の下面側に配置される放熱板１６は、給電用コイル４で発熱した熱が基板１１に伝導した熱と、発光ダイオード４４，５４，６４のパッケージで発生した熱とを放熱するために設けられている。受電用コイル２３で受電した交流電流は磁性シート１５によって磁気シールドされるので、放熱板１６が誘導加熱されて発熱することを防止している。上記した発光ダイオード４４，５４，６４の実装によれば、給電用コイル４や発光ダイオード４４，５４，６４で発生する熱やインバータ部２で発生する電磁雑音を低減化することができる。【００８２】
（１２）次に、受電部にさらに蓄電池等を設けた受給電装置のさらに別の実施形態について説明する。
図３０は、受給電装置７０のブロック図である。図３０に示すように、受給電装置７０は、給電部７１と受電部７２とを備える。受電部７２は、受電用コイル２３と、受電用コイル２３に接続される整流回路２６と、整流回路２６に充電制御回路７７して接続される蓄電池７８とを有する。給電部７１は、図２に示した受給電装置１Ａと同様に構成されている。蓄電池７８としては、リチウムイオン電池のような充放電可能な二次電池を使用することができる。
受給電装置７０によれば、例えば受電部７２に携帯機器が接続されている場合には、この携帯機器に内蔵されている蓄電池７８に非接触で発熱なく効率良く電力を伝送することができる。【００８３】
受電部７２には電力変換回路７９を設けてもよい。電力変換回路７９は、整流回路２６で得た直流をインバータで電力変換するＤＣ−ＤＣコンバータで構成することができる。このような構成にすれば、給電部７１側の電源を５Ｖの単一電源として、受電部７２の携帯機器を電力変換回路７９で変換した二つ以上、つまり複数の直流電源によって使用することが可能となり、利便性が向上する。【００８４】
受給電装置７０の給電部７１には、データ通信用回路８１を、受電部７２には、データ通信用回路８２を設けてもよい。通信信号は、給電部７１のインバータ部２を搬送信号として変調すればよい。変調された信号は、例えば、受電部７２側のデータ通信用回路８２で復調される。変調方式としては、ＷＰＣ（Wireless Power Consortium）方式を用いることができる。このような構成によれば、給電部７１から受電部７２の電力を給電できるとともに、給電部７１から受電部７２又は受電部７２から給電部７１に非接触で通信つまり無線通信が可能となり、給電部７１と受電部７２との間でデータ通信ができる。【００８５】
（１３）次に、受電部にさらに蓄電池やＬＥＤを設けた照明装置の実施形態について説明する。
図３１は、受給電装置を応用した照明装置９０の別の実施形態を示すブロック図である。図３１に示す照明装置９０は、給電部９１と受電部９２を備える。受電部９２は、発光ダイオード９４と、受電用コイル２３と、受電用コイル２３に接続される充電制御回路９７を介して接続される蓄電池９８とを有する。このような、照明装置９０では、給電部９１をＡＣ電源で構成しておけば、蓄電池９８に充電が完了した時点から、給電部９１をＡＣ電源から取り外して使用することができる。つまり携帯用の照明装置９０として使用することができる。ＡＣ電源の停電時には、蓄電池９８によって、発光ダイオード９４を駆動することができる。
本発明を適用した照明装置９０によれば、例えば受電部９２に内蔵されている蓄電池９８に非接触で発熱なく効率良く電力を伝送することができる。
また、本発明の発光回路は、ＬＥＤ発光部に限らず、電力を用いて発光させるものであればＬＥＤ以外の発光体を発光させてもよい。【００８６】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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