(57)【要約】【課題】容易に製造でき、送電効率を高めるワイヤレス給電の技術を提供する。【解決手段】ワイヤレス給電用の送電または受電のためのアンテナにおいて、断面が円形の導線を、空芯２６を有する平面渦巻き形状に形成される。平面渦巻き形状の導線の最内径Ｄｉと最外径Ｄｏの内外径比Ｄｉ／Ｄｏは、０．３６から０．４５までの範囲に収まる。このアンテナのｎ巻目と（ｎ＋１）巻目の導線の線間隙間は、導線の直径ｄとして、０．５ｄから１．５ｄの範囲に収まる。なおｎは自然数である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス給電用の送電または受電のためのアンテナであって、
断面が円形の導線を、空芯を有する平面渦巻き形状に形成され、
平面渦巻き形状の前記導線の最内径Ｄｉと最外径Ｄｏの内外径比Ｄｉ／Ｄｏは、０．３６から０．４５までの範囲に収まることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
ｎ巻目と（ｎ＋１）巻目の前記導線の線間隙間は、前記導線の直径ｄとして、０．５ｄから１．５ｄの範囲に収まることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
ｎは自然数である。
【請求項３】
前記内外径比Ｄｉ／Ｄｏは、０．３６３から０．４２までの範囲に収まることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記導線は、単線であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項５】
平面渦巻き形状に巻かれた前記導線が複数層に重ねられ、複数層の前記導線の断面が千鳥配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のアンテナを有するワイヤレス給電装置であって、
送電するための前記アンテナと、
前記アンテナからの送電を制御する制御部と、
前記制御部に接続される入力側または出力側の端子であって、前記アンテナの異なる位置に接続された複数の端子と、を備え、
前記制御部は、前記複数の端子のいずれかに選択的に通電することで、前記アンテナから出力する電力信号の周波数を変更することを特徴とするワイヤレス給電装置。
【請求項７】
前記アンテナは、
平面渦巻き形状の複数のコイルと、
前記コイル同士を連結する連結部に設けられ、前記コイルを直列接続または並列接続に切替る切替回路と、を有し、
前記制御部は、前記切替回路の切替制御により前記アンテナから出力する電力信号の周波数を変更することを特徴とする請求項６に記載のワイヤレス給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナおよびそのアンテナを備えるワイヤレス給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載される自動車への非接触式電力供給装置は、地上に第１のコイル、供給電源、電源制御装置、供給指令部を備えた電気供給スタンドを設置し、車両に第２のコイル、充電制御回路、バッテリーを搭載する。この非接触式電力供給装置は、電気供給スタンドの供給指令部の操作により電源制御装置から供給電源へ制御信号を出力し、供給電源から第１のコイルに交流の励磁電流を供給し、誘導磁束を発生させる。この誘導磁束により第２のコイルに誘起される交流の誘導起電力を充電制御回路により直流へと変換し、得られる直流電流をバッテリーへと供給して充電する。
【０００３】
特許文献２に記載される非接触電力伝送装置用コイルユニットは略円板状のコイルを有し、そのコイルはテープ状の導体部材を導体部材の幅広面が向かい合わせとなるように巻回されて形成される。
【０００４】
特許文献３に記載される二次自己共振コイルおよび一次自己共振コイルの各々は、螺旋状のコイルを構成するコイル導線と、絶縁性の樹脂とを含む。樹脂は、コイル導線の端末部に近いほど厚みが増すようにテーパ状にコイル導線に被覆される。
【０００５】
特許文献４に記載される共鳴コイルは、螺旋形状に形成され、共鳴現象によって相手方コイルに電力を送信するのに用いられる。この共鳴コイルは、巻回部間に一定の軸方向の導線間ギャップが設けられたコイル導線と、コイル導線の表面を被覆する被覆部材と、を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２３８９０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４２１７７号公報
【特許文献３】特開２０１０−７３８８５号公報
【特許文献４】特開２０１２−１３４２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載の技術は、テープ状の導体部材が対向するためコンデンサが形成されて抵抗が増し、送電効率が低下する可能性がある。特許文献３および特許文献４に記載の技術は、コイルが螺旋形状に形成されるため、車両や地面に取り付けづらく加工も容易ではない。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、容易に製造でき、送電効率を高めるワイヤレス給電の技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のアンテナは、ワイヤレス給電用の送電または受電のためのアンテナであって、断面が円形の導線を、空芯を有する平面渦巻き形状に形成され、平面渦巻き形状の導線の最内径Ｄｉと最外径Ｄｏの内外径比Ｄｉ／Ｄｏは、０．３６から０．４５までの範囲に収まる。
【００１０】
この態様によると、アンテナを平面渦巻き形状に形成することで、螺旋状に形成するより容易に加工ができ、車両や地面への取り付け易い形状にできる。また、断面が円形の導線は安価であり、製造コストを抑えることができる。また、空芯を形成して、内外径比Ｄｉ／Ｄｏは、０．３６から０．４５までの範囲に収まるように形成することで、送電効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、容易に製造でき、かつ、送電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の給電装置を用いたワイヤレス給電の構成を示す図である。
【図２】実施形態の送電アンテナを説明するための図である。
【図３】アンテナにおける複数の導線素材のインピーダンスの比較を示す図である。
【図４】平角線により形成したアンテナの内外径比に応じた送電効率を示す図である。
【図５】第１アンテナの内外径比と送電効率の関係を示す図である。
【図６】第２アンテナの内外径比と送電効率の関係を示す図である。
【図７】第３アンテナの内外径比と送電効率の関係を示す図である。
【図８】図５〜図７に示す測定結果を統合したものであって、アンテナの内外径比と送電効率の関係を示す図である。
【図９】変形例の送電アンテナを説明するための図である。
【図１０】各アンテナにおける導線の線間隙間と送電効率の関係を示す図である。
【図１１】変形例の給電装置を説明するための図である。
【図１２】変形例の送電アンテナの部分断面図である。
【図１３】他の変形例の送電アンテナの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、実施形態の給電装置１０を用いたワイヤレス給電の構成を示す図である。地面には給電装置１０が埋め込まれており、車両１１の下部には、給電装置１０から送電された電力信号を受信する受電装置２２が設けられる。給電装置１０は、ガソリンスタンドや駐車場などに設置される。本発明のワイヤレス給電は、電磁界共振方式や電磁誘導方式で実行されるが、実施形態では電磁界共振方式を用いて説明する。
【００１４】
給電装置１０は、送電アンテナ１２、制御部１４および制御部１４に接続される電源部（不図示）を備える。制御部１４は、送電アンテナ１２からの送電を制御する。制御部１４は、例えば外部装置（不図示）から送電開始を示す指令信号を受け取って送電を開始する。外部装置は、車両１１の運転者により操作されるインターフェースを有し、運転者がインターフェース上の送電開始ボタンを押すと、送電開始を示す指令信号を制御部１４に送出する。
【００１５】
受電装置２２は、受電アンテナ１６、充電制御部１８および電池２０を備える。受電アンテナ１６は、送電アンテナ１２から送電された電力信号を受電する。充電制御部１８は、受電した電力を交流から直流に変換し、電池２０への充電を制御する。充電制御部１８は、電池２０の充電量を検出し、充電量を表示を運転者に表示する。運転者は電池２０の充電量が充分であると判断すると外部装置のインタフェースから送電停止を指示し、制御部１４は外部装置からの送電停止を示す指令信号を受信し、送電を停止する。このようにワイヤレス給電が実行される。
【００１６】
図２は、実施形態の送電アンテナ１２を説明するための図である。図２（ａ）は送電アンテナ１２の正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す線分Ａ−Ａの送電アンテナ１２の断面図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）に示す送電アンテナ１２の部分拡大図である。なお以下の各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。
【００１７】
送電アンテナ１２の導線には絶縁用の被覆が設けられるが、図２では被覆を図示していない。また、送電アンテナ１２の巻数は図示する態様に限定されず、図２に示す巻数より多くてよい。送電アンテナ１２の内径側の第１端末２８、外径側の第２端末３０は、制御部１４に接続される。車両のワイヤレス給電では、たとえば３００Ｖの電圧、１０Ａの電流が送電アンテナ１２に使用される。そのため送電アンテナ１２の導線はある程度の大きさが必要となり、直径が２．０ｍｍ〜３．５ｍｍの導線が用いられる。
【００１８】
送電アンテナ１２は、単層で平面渦巻き形状に形成される。図２（ｃ）に示すように送電アンテナ１２の導線は、撚り線（リッツ線）ではなく１本の単線で、断面は円形の丸線である。導線の素材として銅、アルミニウム、銅合金などの金属線で形成される。銅合金としては銅クラッドアルミ（以下、「ＣＣＡ」という）がある。また、電導性を有する炭素材であるグラフェンや、透明電導膜の酸化インジウムスズなどの配線用材料を用いてもよい。断面が円形の単線は、撚り線と比べて安価である。また、単線で形成することで、アンテナの剛性を高くできる。また、平面状に形成することで、車両の下部への取り付け、および地面への設置が容易にできる。単層で形成することで、アンテナをより薄くできる。
【００１９】
送電アンテナ１２は、中央に空芯２６が形成される。図２に示す最内径Ｄｉと最外径Ｄｏとの内外径比Ｄｉ／Ｄｏは、０．４５である。空芯２６を形成することで、空芯部分も導線を巻いたアンテナと比べて送電効率を向上できる。最内径Ｄｉは第１端末２８から測り、最外径Ｄｏは第２端末３０から測り、制御部１４への接続端子の位置が最内径および最外径の基準とする。
【００２０】
また、図２（ｃ）に示すように、ｎ巻目と（ｎ＋１）巻目の導線には隙間が設けられる。ｎは自然数であり、第１端末２８から１巻目が始まる。導線の線間隙間を確保することで、密着巻の平面渦巻き形状のアンテナと比べて、渦電流の影響を抑えて送電効率を向上できる。なお、導線の線間隙間には、外周の被覆の厚さは含まれない。導線の線間隙間には、その間隔を維持する絶縁材が設けられる。
【００２１】
１巻目の導線１２ａと２巻目の導線１２ｂの線間隙間３２は、２巻目の導線１２ｂと３巻目の導線１２ｃの線間隙間３４と同じである。送電アンテナ１２において、ｎ巻目と（ｎ＋１）巻目の導線の線間隙間は均等である。これにより加工が容易となる。
【００２２】
図３は、アンテナにおける複数の導線素材のインピーダンスの比較を示す。アルミニウム、ＣＣＡおよび銅それぞれにより形成されたアンテナを用いて周波数を変えた場合の、各アンテナのインピーダンスを測定した結果である。アルミニウム製アンテナ、ＣＣＡ製アンテナは、銅製アンテナより安価で軽く、車両への搭載に適している。
【００２３】
２０Ｈｚ（ヘルツ）および２００Ｈｚでの測定結果は、銅製アンテナのインピーダンスが低く、アルミニウム製アンテナおよびＣＣＡ製アンテナから乖離している。一方で、２ｋＨｚ（キロヘルツ）、２０ｋＨｚ、２００ｋＨｚでの測定結果では、各アンテナのインピーダンスが近い値となっている。したがって、２ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの間の周波数をワイヤレス給電に用いれば、アルミニウム製アンテナおよびＣＣＡ製アンテナを用いても、銅製アンテナと近い性能を得ることができる。アルミニウム製アンテナおよびＣＣＡ製アンテナを用いることで銅製アンテナと比べてコストを抑えて、軽量化できる。さらに、２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚでは、銅製アンテナとＣＣＡ製アンテナは同等のインピーダンスを示した。つまり、２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの間の周波数をワイヤレス給電に用いれば、ＣＣＡ製アンテナを用いても、銅製アンテナと同等の性能を得ることができる。
【００２４】
図４は、平角線により形成したアンテナの内外径比に応じた送電効率を示す。図４に示す実験結果は平角線を単層の平面渦巻き状に形成した平角アンテナを用いて、内外径比に応じて送電効率がどのように変化するか示す。平角線の断面は長方形で、平角アンテナは長辺を持つ面が隣接するように巻回される。
【００２５】
実験方法について説明する。平角アンテナは、被覆された１本の平角線を密着巻で、渦巻き形状に巻かれる。密着巻とはｎ巻目と（ｎ＋１）巻目の導線の線間隙間をほとんど無い。この実験での平角アンテナでは、密着巻の後、スプリングバックにより線間隙間が約０．６ｍｍ発生した。１本の平角線の幅、すなわち巻いた後の平角線の径方向幅は、２ｍｍである。
【００２６】
初めに、空芯をほとんど有しない状態の平角アンテナを作成し、その内径側の端末から切断して空芯を大きくして、内外径比を変化させた。内径を変化させ、外径は一定である。送電効率は、送電側のアンテナの供給電力と受電側のアンテナの受電電力をベクトル・ネットワーク・アナライザを用いて検出し、供給電力と受電電力の比較により算出した。送電側のアンテナと受電側のアンテナは、同じアクリル板を挟んで測定し、２つのアンテナの距離は常に一定で２０ｃｍにして測定している。送電側と受電側のアンテナは同じである。この送電効率の検出方法は、以降に示す他のアンテナの送電効率の検出に共通する。
【００２７】
発明者は、この実験結果から内外径比０．５付近に送電効率のピークがあるという知見を得た。一方で平角アンテナでは、送電効率が最高でも７３％であり、高くならない。これは、平角線を用いたことで、平角線の隙間がコンデンサのように機能し、キャパシタが増えてインピーダンスが増したことが原因であると考え、発明者は、平角線を丸線に変更し、丸線により形成したアンテナについて、内外径比と送電効率の関係を測定した。
【００２８】
図５は、第１アンテナの内外径比と送電効率の関係を示す。第１アンテナの導線は丸線であり、その直径φは３．１ｍｍである。また第１アンテナは、丸線により単層の平面渦巻き状に形成され、密着巻にて巻回されており、線間隙間は均等に０．３ｍｍである。周波数が１００ｋＨｚ、いずれのアンテナのインダクタンスも３６４〜３６８μＨ（ミューヘンリー）の範囲である。
【００２９】
図５に示す角点は銅製の第１アンテナ、丸点はアルミニウム製の第１アンテナの測定結果である。発明者は、図４にて送電効率のピークを参考に、内外径比０．５で送電効率を測定した。いずれの測定結果も送電効率６３〜６７％と低かった。発明者は送電効率の低さは密着巻に原因があると考え、第１アンテナの測定を終えた。
【００３０】
図６は、第２アンテナの内外径比と送電効率の関係を示す。第２アンテナの導線は丸線であり、その直径φは２．７ｍｍである。また第２アンテナは、丸線により単層の平面渦巻き状に形成され、線間隙間は均等に１．７ｍｍである。周波数が１００ｋＨｚで、いずれのアンテナのインダクタンスも３３５〜３５６μＨの範囲である。インダクタンスは、内径側の導線を切断するに応じて減少する。
【００３１】
図６に示す角点は銅製の第２アンテナ、丸点はＣＣＡ製の第２アンテナの測定結果である。内外径比０．４６５にて送電効率が下がったので、発明者は内外径比０．４５で送電効率のピークを示すと考え、第２アンテナの測定を終えた。図６では、内外径比を大きくすると、銅製とＣＣＡ製とで測定結果に逆転が生じている。すなわち、内外径比０．４６５で銅製の第２アンテナよりＣＣＡ製の第２アンテナの方が送電効率が良くなっている。
【００３２】
また図４に示す平角アンテナでは内外径比０．５近傍で送電効率のピークが示されたのに対し、丸線の第２アンテナでは送電効率のピークは銅製アンテナでもＣＣＡ製アンテナでも内外径比０．４５近傍にあるため、発明者は丸線のアンテナでは、送電効率のピークが図４に示した内外径比０．５より小さい値にあるとの知見を得た。また、密着巻の第１アンテナより導線の線間隙間を大きくしたことで送電効率が８６〜８９％に向上している。
【００３３】
図７は、第３アンテナの内外径比と送電効率の関係を示す。第３アンテナの導線は丸線であり、その直径φは３．１ｍｍである。また第３アンテナは、丸線により単層の平面渦巻き状に形成され、線間隙間は均等に２．５ｍｍである。図７に示す角点は銅製の第３アンテナ、黒丸点はＣＣＡ製の第３アンテナ、白丸点はアルミニウム製の第３アンテナの測定結果である。周波数が１００ｋＨｚで、銅製およびアルミニウム製のアンテナのインダクタンスは３８３〜４１３μＨの範囲で、ＣＣＡ製の第３アンテナのインダクタンスは、２９８〜３０７μＨの範囲である。
【００３４】
銅製第３アンテナは内外径比０．４１近傍でピークが示され、ＣＣＡ製第３アンテナは内外径比０．４３近傍でピークが示され、アルミニウム製第３アンテナは内外径比０．３９近傍でピークが示される。第３アンテナは、図６に示す第２アンテナより線間隙間が大きいため、銅製、アルミニウム製、ＣＣＡ製のいずれのアンテナであっても送電効率が９５〜９７％の範囲と非常に高い。従っていずれの素材も送電効率に関しては実用化に適している。
【００３５】
図８は、図５〜図７に示す測定結果を統合したものであって、アンテナの内外径比と送電効率の関係を示す。図５〜図７に示す第１〜第３アンテナは、いずれも丸線で平面渦巻き形状であり、中央に空芯が形成されている。
【００３６】
送電効率が９０％以上となる、平面渦巻き形状の導線の内外径比Ｄｉ／Ｄｏは、０．３６（Ｒ１）から０．４５（Ｒ４）までの範囲に収まることが好ましい。これにより、丸線で平面渦巻き形状のアンテナの送電効率を高めることができる。
【００３７】
より好ましくは、送電効率が９５％以上となる、平面渦巻き形状の導線の内外径比Ｄｉ／Ｄｏは、０．３６３（Ｒ２）から０．４２（Ｒ３）までの範囲に収まることが好ましい。これにより、丸線で平面渦巻き形状のアンテナの送電効率をいっそう高めることができる。
【００３８】
図９は、変形例の送電アンテナ２４を説明するための図である。図９（ａ）は送電アンテナ２４の正面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示す線分Ａ−Ａの送電アンテナ２４の断面図であり、図９（ｃ）は図９（ｂ）に示す送電アンテナ２４の部分拡大図である。
【００３９】
送電アンテナ２４の導線には絶縁用の被覆が設けられるが、図９では被覆を図示していない。送電アンテナ２４の内径側の第１端末３８、外径側の第２端末４０は、制御部１４に接続される。送電アンテナ２４は、単層で平面渦巻き形状に形成される。図９（ｃ）に示すように送電アンテナ２４の導線は、１本の単線で、断面は円形の丸線である。
【００４０】
送電アンテナ２４は、中央に空芯３６が形成される。図９に示す最内径Ｄｉと最外径Ｄｏとの内外径比Ｄｉ／Ｄｏは、０．４５である。図９（ｃ）に示すように、ｎ巻目と（ｎ＋１）巻目の導線には隙間が設けられる。第１端末３８から１巻目が始まる。
【００４１】
１巻目の導線２４ａと２巻目の導線２４ｂの線間隙間４２は、導線２４ｂより外径側の線間隙間より大きい。線間隙間４２は、２巻目の導線２４ｂと３巻目の導線２４ｃの線間隙間４４より大きく、外径側に向かって小さくなる。最外径側の７巻目の導線２４ｅと６巻目の導線２４ｄの線間隙間５２が、各線間隙間４２，４４，４６，４８，５０，５２のうち最も小さい。これにより、送電アンテナ２４の直径が大きくなることを抑えつつ、近接効果の影響が強い部分の線間隙間を大きくすることで送電効率を向上させることができる。
【００４２】
送電アンテナ２４の全巻数をｍとして、（ｍ＋１）／２巻目より内径側の線間隙間の平均値は、（ｍ＋１）／２巻目より外径側の線間隙間の平均値より大きい。ｍは５以上の自然数である。（ｍ＋１）／２巻目より内径側の線間隙間の平均値は、図９ではｍ＝７であるため、３つの線間隙間４２，４４，４６の平均値であり、（ｍ＋１）／２巻目より外径側の線間隙間の平均値は、３つの線間隙間４８，５０，５２の平均値である。なおｍが偶数の場合、（ｍ＋１）／２を切り上げる。また、変形例としてｍが偶数の場合、２．５巻目であれば、第１端末３８から導線上を２．５回転した位置を基準として、内径側と外径側に分けて、線間隙間の平均値をそれぞれ算出してよい。
【００４３】
送電アンテナ２４の線間隙間は、導線の直径ｄとして、１．５ｄ以下に定められる。車両用のワイヤレス給電において、高電流・高電圧に耐えるよう、導線の直径ｄはある程度の大きくする必要がある。そのため線間隙間を１．５ｄ以上にすると、送電アンテナ２４の外径Ｄｏが大きくなりすぎて、車両の搭載に向かないおそれがある。さらにいっそうの送電アンテナ２４の小型化を図るならば、送電アンテナ２４の線間隙間は、導線の直径ｄより小さくなるように定められてもよい。また、送電アンテナ２４の直径は１．５ｍ以下にすることで通常車両に搭載しやすい。
【００４４】
図１０は、各アンテナにおける導線の線間隙間と送電効率の関係を示す。横軸に示す線間隙間は、導線の直径ｄに対する比である。なお、線間隙間Ｌ１は、図５に示した測定結果をプロットしたものであり、線間隙間Ｌ２は、図６に示す測定結果をプロットしたものであり、線間隙間Ｌ３は図７に示す測定結果をプロットしたものである。
【００４５】
図１０に示すように、線間隙間が大きくなれば送電効率が上昇し、飽和している。線間隙間Ｌ４では、ほぼ送電効率は約９８％で飽和している。線間隙間Ｌ４以上に線間隙間を大きくしても近接効果の影響が小さくなるだけなので、送電効率は飽和したままである。
【００４６】
送電効率が８５％以上になる、ｎ巻目と（ｎ＋１）巻目の導線の線間隙間は、０．５ｄ以上である（ｄ：導線の直径）。これにより、アンテナの送電効率を高めることができる。
【００４７】
送電効率が９０％以上になる、ｎ巻目と（ｎ＋１）巻目の導線の線間隙間は、０．６３ｄ以上である。これにより、アンテナの送電効率をいっそう高めることができる。
【００４８】
図１１は、変形例の給電装置８４を説明するための図である。給電装置８４は、平面渦巻き形状に巻かれた第１コイル６０および第２コイル６２を有する送電アンテナ８２と、切替回路７８と、制御部８０とを備える。
【００４９】
制御部８０は、切替回路７８を介して送電アンテナ８２への通電を制御する。切替回路７８は、第１コイル６０の入力端子および出力端子７０と、第２コイル６２の入力端子７２および出力端子７４とに接続され、第１コイル６０および第２コイル６２同士を連結する連結部に設けられる。
【００５０】
第１コイル６０は、アンテナの異なる位置に接続された第１入力端子６４、第２入力端子６６および第３入力端子６８と、出力端子７０とを有する。いずれの端子も切替回路７８を介して制御部８０に接続される。切替回路７８は、制御部８０の指示に応じて所望の入力端子へ通電を切り替えることができる。
【００５１】
第１入力端子６４から出力端子７０までの導線の長さは、第２入力端子６６から出力端子７０までの長さより長く、その差に応じてインダクタンスも減少する。つまり、第１入力端子６４に通電した場合は、第２入力端子６６に通電した場合より、第１コイル６０にかかるインダクタンスが大きくなる。
【００５２】
インダクタンスが大きくなれば共振周波数が小さくなる。つまり、制御部８０は、複数の入力端子のいずれかに選択的に通電することで、アンテナから出力する電力信号の周波数を変更することができる。これにより、車種によって受電装置２２の共振周波数が異なる場合に、適宜、受電装置２２の共振周波数に応じて給電装置８４の周波数を変更することができる。
【００５３】
第１入力端子６４から出力端子７０までのアンテナと、第３入力端子６８から出力端子７０までのアンテナでは、アンテナの最外径の位置が実質的に変化し、内外径比が変化している。ここで、各入力端子の位置は、導線の内外径比Ｄｉ／Ｄｏが、０．３６（Ｒ１）から０．４５（Ｒ４）までの範囲に収まるように設定される。これにより、入力端子の位置を変化させた場合に高い送電効率を維持できる。
【００５４】
制御部８０は、第１入力端子６４、第２入力端子６６および第３入力端子６８のそれぞれに通電した場合の、周波数の情報を予め保持する。そして、制御部８０は、送電開始を示す指令信号、および受電装置２２の共振周波数の情報を受信すると、共振周波数の情報に応じた入力端子を選択し、出力する電力信号の周波数を共振周波数に合わせた後、送電を開始する。これにより、給電装置８４の汎用性を高めることができる。
【００５５】
切替回路７８は、第１コイル６０および第２コイル６２を直列接続または並列接続に切り替える。第１コイル６０および第２コイル６２のインダクタンスを同じＬであるとすると、直列接続では送電アンテナ８２のインダクタンスは２Ｌとなり、並列接続では送電アンテナ８２のインダクタンスはＬ／２となる。したがって、共振周波数は、直列接続と並列接続とで大きく変化し、この共振周波数の変化は、第１コイル６０の入力端子を変更する場合より大きくなる。直列・並列接続の変更と、第１コイル６０の入力端子の変更を組み合わせると、変更可能な周波数の範囲が広がり、給電装置８４の汎用性をいっそう高めることができる。
【００５６】
このように制御部８０は、切替回路７８の切替制御により送電アンテナ８２から出力する電力信号の周波数を変更する。これにより、給電装置８４の汎用性を高めることができる。また、キャパシタを変更して共振周波数を変更することにより、容易にインピーダンスを変更することができる。
【００５７】
なお、図１１の例では、第１コイル６０の入力端子を複数の異なる位置に設けた態様を示したが、この態様に限られない。第１コイル６０の出力端子を複数設け、それぞれ異なる位置に配置してもよい。
【００５８】
図１２は、別の変形例の送電アンテナ８６の部分断面図である。送電アンテナ８６は、平面渦巻き形状に巻かれた第１コイル８８および第２コイル９０が２層に重ねられ、２層の導線の断面が千鳥配置される。隣接する導線との線間隙間８９は一定に設けられる。千鳥配置により導線の線間隙間８９を効率よくあけることができる。導線の線間隙間８９は、０．５ｄ〜１．５ｄの範囲に収められる。
【００５９】
第１コイル８８および第２コイル９０は樹脂材９２により固められる。第１コイル８８および第２コイル９０は、直列接続または並列接続で連結される。２つのコイルを重ねることで、単層の送電アンテナより送電アンテナ８６の直径を小さくできる。
【００６０】
図１３は、他の変形例の送電アンテナ１１２の正面図である。送電アンテナ１１２は８角形の平面渦巻き形状に形成され、中央に空芯１２６を有する。送電アンテナ１１２の導線の断面は円形である。
【００６１】
６角形以上、より好ましくは８角形以上の多角形渦巻き形状の送電アンテナ１１２であれば、正面から見て円形渦巻き形状の送電アンテナ１２と比べて、ほぼ同等の効果を得ることができる。多角形渦巻き形状の送電アンテナ１１２は、折り曲げて形成することで容易に形成できる。
【００６２】
送電アンテナ１１２の最内径Ｄｉと最外径Ｄｏの内外径比Ｄｉ／Ｄｏは、０．３６から０．４５までの範囲に収まることが好ましい。これにより、平面渦巻き形状のアンテナの送電効率を高めることができる。また、より好ましくは、平面渦巻き形状の導線の内外径比Ｄｉ／Ｄｏは、０．３６３（Ｒ２）から０．４２（Ｒ３）までの範囲に収まることが好ましい。これにより、平面渦巻き形状のアンテナの送電効率をいっそう高めることができる。
【００６３】
また、ｎ巻目と（ｎ＋１）巻目の導線の線間隙間は、０．５ｄ以上、より好ましくは、０．６３ｄ以上である。これにより、アンテナの送電効率を高めることができる。
【００６４】
本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施例に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施例も本発明の範囲に含まれうる。また各変形例を組み合わせることも可能である。
【００６５】
実施形態で説明した送電アンテナの構成は、受電アンテナに適用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１０  給電装置、  １２  送電アンテナ、  １４  制御部、  １６  受電アンテナ、  １８  充電制御部、  ２０  電池、  ２２  受電装置、  ２４  送電アンテナ、  ２６  空芯、  ６０  第１コイル、  ６２  第２コイル、  ６４  第１入力端子、  ６６  第２入力端子、  ６８  第３入力端子、  ７０  出力端子、  ７２  入力端子、  ７４  出力端子、  ７８  切替回路、  ８０  制御部、  ８２  送電アンテナ、  ８４  給電装置、  ８６  送電アンテナ。
【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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