(57)【要約】【課題】低消費電力でインダクタ間の位置合わせを行う。【解決手段】本発明の実施形態としての制御装置は、第一のインダクタと、前記第一のインダクタに交流電力を供給する交流信号源とを備える第一の無線電力伝送装置と前記第一のインダクタから無線で前記交流電力を受ける第二のインダクタを備える第二の無線電力伝送装置と、に対する制御装置であり、位置制御部を備える。前記位置制御部は、前記第一および第二のインダクタ間に引力または斥力を発生させるように、前記第一のインダクタおよび前記第二のインダクタを流れる電流の位相関係を制御し、前記引力または斥力を利用して、前記第一のインダクタおよび第二のインダクタの相対位置を調整する。【選択図】図１
2014220893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のインダクタと、前記第一のインダクタに交流電力を供給する交流信号源とを備える第一の無線電力伝送装置と
前記第一のインダクタから無線で前記交流電力を受ける第二のインダクタを備える第二の無線電力伝送装置と、
に対する制御装置であって、
前記第一および第二のインダクタ間に引力または斥力を発生させるように、前記第一のインダクタおよび前記第二のインダクタを流れる電流の位相関係を制御し、前記引力または斥力を利用して、前記第一のインダクタおよび第二のインダクタの相対位置を調整する位置制御部、
を備えた制御装置。
【請求項２】
前記位置制御部は、
前記交流信号源の発振周波数、および
前記第二のインダクタを含む第二の回路のインピーダンス値の少なくとも１つ
を変更することにより、前記位相関係を制御する
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記位置制御部は、前記交流信号源の発振周波数、及び前記第二の回路のインピーダンス値の少なくとも１つを、一定の範囲で掃引する
請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記位置制御部は、前記掃引を行った後、前記相対位置が所定の範囲に収まったか確認し、前記所定の範囲に収まっていない場合は、前記掃引を再度繰り返す
請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記位置制御部は、前記再度の掃引を行う際は、前記掃引の速度を前回の掃引のときよりも遅くする
請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記位置制御部は、前記再度の掃引を行う際は、前記交流信号源の出力を前回の掃引のときよりも大きくする
請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記位置制御部は、前記第一の回路または第二の回路の共振周波数付近の周波数から、前記周波数より大きい第１の周波数へ向けて前記発振周波数を掃引、または、前記共振周波数より小さい第２の周波数から前記共振周波数付近の周波数へ向けて前記発振周波数を掃引する
請求項３ないし６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記位置制御部は、前記第一の回路の送電電流または前記第二の回路の受電電流の微分値が負の値になるのを抑制するように前記掃引の速度を制御する
請求項３ないし７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記位置制御部は、アクチュエータを駆動して前記第一のインダクタまたは前記第二のインダクタを移動させることにより前記第一および第二のインダクタの相対位置を調整し、その後、前記位相関係の制御を行うことにより前記第一のインダクタおよび第二のインダクタの相対位置を調整する
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記位置制御部は、センサを用いて前記第一および第二のインダクタの位置関係を検出し、検出した位置関係をユーザに通知し、ユーザによって前記第一および第二のインダクタの位置関係が調整された後、前記位相関係の制御を行うことにより前記第一のインダクタおよび第二のインダクタの相対位置を調整する
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記位置制御部は、前記第一のインダクタまたは前記第二のインダクタの移動を抑制するまたは前記移動を容易にする調整手段を制御し、
前記位置制御部は、前記第一のインダクタまたは前記第二のインダクタの移動を容易した状態で前記位相関係の制御を行うことにより前記第一のインダクタおよび第二のインダクタの相対位置の調整を行い、調整後、前記第一のインダクタまたは前記第二のインダクタの移動を抑制する
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記調整手段は、前記第一のインダクタまたは前記第二のインダクタを搭載した基板の裏面に液体および気体の少なくとも１つを出射する出射手段を含み、
前記位置制御部は、前記基板の裏面に液体および気体の少なくとも１つを出射することで前記基板の移動を容易にし、前記出射を停止することで、前記基板の移動を抑制する
請求項１１に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記調整手段は、前記第一のインダクタまたは前記第二のインダクタを搭載した基板を収容した容器内に液体を注入する注入手段を含み、
前記位置制御部は、前記容器内に液体を注入して前記基板を液体に浸すことで前記基板の移動を容易にし、前記容器内の液体を外部に流出させることで、前記基板の移動を抑制する
請求項１１に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記調整手段は、一端に重しが結合され、他端が前記基板の複数の側面に結合された複数の糸を、前記基板の複数の側面に対応して配置された複数の滑車にかけることで、前記基板を支持する支持手段を含み、
前記位置制御部は、前記支持手段における各滑車の回転を固定することで、前記基板の移動を抑制し、前記各滑車の回転を容易にすることで前記基板の移動を容易にする
請求項１１に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記調整手段は、前記第一または第二のインダクタを搭載した基板の裏面に摩擦係数の高い部材を接触させる手段を含み、
前記位置制御部は、前記部材を前記基板の裏面に接触させることで前記基板の移動を抑制し、前記部材を前記基板の裏面から離すことで、前記基板の移動を容易にする
請求項１１に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記第一の無線電力伝送装置は、複数の第一のインダクタを含み、
前記位置制御部は、前記複数の第一のインダクタに対し同時に前記掃引を行うことにより前記第一のインダクタのうちの１つを前記第二のインダクタに自律的に位置合わせさせる
請求項３ないし８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１７】
前記第二の無線電力伝送装置は、複数の第二のインダクタを含み、
前記位置制御部は、前記複数の第二のインダクタに対して同時に前記掃引を行うことにより前記第二のインダクタのうちの１つを前記第一のインダクタに対し自律的に位置合わせさせる
請求項３ないし８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１８】
第一のインダクタと、前記第一のインダクタに交流電力を供給する交流信号源とを備える第一の無線電力伝送装置と
前記第一のインダクタから無線で電力を受ける第二のインダクタを備える第二の無線電力伝送装置と、
前記第一および第二のインダクタ間に引力または斥力を発生させるように、前記第一のインダクタおよび前記第二のインダクタを流れる電流の位相関係を制御し、前記引力または斥力を利用して、前記第一のインダクタおよび第二のインダクタの相対位置を調整する制御装置と、
を備えた無線電力伝送システム。
【請求項１９】
前記第一のインダクタまたは前記第二のインダクタの巻線の近傍に配置された、空気よりも透磁率の高い磁性体
をさらに備えた請求項１８に記載の無線電力伝送システム。
【請求項２０】
前記第一のインダクタおよび前記第二のインダクタは非回転対称の形状を有する
請求項１８に記載の無線電力伝送システム。
【請求項２１】
交流電力を生成する交流信号源と、
前記交流電力を無線により他の無線電力伝送装置のインダクタに供給するインダクタと、
前記インダクタおよび前記他の無線電力伝送装置のインダクタ間に引力または斥力を発生させるように、前記インダクタおよび前記他の無線電力伝送装置のインダクタを流れる電流の位相関係を制御し、前記引力または斥力を利用して、前記インダクタおよび前記他の無線電力伝送装置のインダクタの相対位置を調整する位置制御部と、
を備えた無線電力伝送装置。
【請求項２２】
他の無線電力伝送装置のインダクタから無線で交流電力を受けるインダクタと、
前記他の無線電力伝送装置のインダクタおよび前記インダクタ間に引力または斥力を発生させるように、前記他の無線電力伝送装置のインダクタおよび前記インダクタを流れる電流の位相関係を制御し、前記引力または斥力を利用して、前記他の無線電力伝送装置のインダクタおよび前記インダクタの相対位置を調整する位置制御部と、
を備えた無線電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、制御装置、無線電力伝送システムおよび無線電力伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線電力伝送のインダクタ同士の位置合わせでは、送電用インダクタと受電用インダクタにそれぞれ直流（ＤＣ）電流を印加し、その引力で位置合わせを行っていた。
【０００３】
上述したインダクタの位置合わせ手法では、送電側、受電側とも位置合わせの間、ＤＣ電流を流す必要がある。このため、送電側のインダクタにＤＣ電流を流す機構と、受電側のインダクタにＤＣ電流を流す機構の両方が必要になる。送電側および受電側の双方にそれぞれ電流を流すため、大きな電力を消費してしまう問題がある。
【０００４】
別の関連技術では、受電側に磁石を搭載して、位置合わせを行う方法がある。この方法では、磁石の重量やコスト、送電時の効率低下などの問題が生じる。そのほかにも電力伝送効率の低下、部品点数増加、重量増加、発熱量増加、構造複雑化などが課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第2011／0062914号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本実施形態は、低消費電力でインダクタ間の位置合わせを行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態としての制御装置は、第一のインダクタと、前記第一のインダクタに交流電力を供給する交流信号源とを備える第一の無線電力伝送装置と前記第一のインダクタから無線で前記交流電力を受ける第二のインダクタを備える第二の無線電力伝送装置とに対する制御装置であり、位置制御部を備える。
【０００８】
前記位置制御部は、前記第一および第二のインダクタ間に引力または斥力を発生させるように、前記第一のインダクタおよび前記第二のインダクタを流れる電流の位相関係を制御し、前記引力または斥力を利用して、前記第一のインダクタおよび第二のインダクタの相対位置を調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第一の実施形態に係わる無線電力伝送システムを示す図。
【図２】交流信号源と送電回路と受電回路の構成例を示す図。
【図３】交流信号源と送電回路と受電回路の他の構成例を示す図。
【図４】周波数可変信号源の構成例を示す図。
【図５】周波数可変信号源の具体的な構成例を示す図。
【図６】１次側電流と２次側電流の位相差と、送電用インダクタおよび受電用インダクタ間に働く力を示す図。
【図７】モード切替部の概略動作フローを示す図。
【図８】光センサを用いた判定の例を示す図。
【図９】磁気共鳴方式および電磁誘導方式を説明するための図。
【図１０】送電用インダクタおよび受電用インダクタ間の結合係数を模式的に示す図。
【図１１】送電側および受電側に流れる電流の相対値と、電流位相差を示す図。
【図１２】位置合わせモードにおける発振周波数の掃引の例を示す図。
【図１３】第二の実施形態に係る動作の一例のフローチャート。
【図１４】第三の実施形態に係る動作の一例のフローチャート。
【図１５】第四の実施形態に係る無線電力伝送システムの構成の一部を示す図。
【図１６】第四の実施形態に係る無線電力伝送システムの他の構成の一部を示す図。
【図１７】第五の実施形態に係る無線電力伝送システムの概略図。
【図１８】第六の実施形態に係る無線電力伝送システムの概略図。
【図１９】第六の実施形態に係る無線電力伝送システムの他の例の概略図。
【図２０】第七の実施形態に係る無線電力伝送システムの概略図。
【図２１】第八の実施形態に係る無線電力伝送システムの概略図。
【図２２】第八の実施形態に係る処理の一例のフローを示す図。
【図２３】第八の実施形態に係る処理の他の例のフローを示す図。
【図２４】第九の実施形態に係る無線電力伝送システムの概略図。
【図２５】第九の実施形態に係る無線電力伝送システムの他の構成例の概略図。
【図２６】第九の実施形態に係る無線電力伝送システムのさらに他の構成例の概略図。
【図２７】第九の実施形態に係る無線電力伝送システムのさらに他の構成例の概略図。
【図２８】第十の実施形態に係る無線電力伝送システムの例を示す図。
【図２９】第十一の実施形態に係る無線電力伝送システムの例を示す図。
【図３０】第十一の実施形態に係る無線電力伝送システムの他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１に、第一の実施形態に係わる無線電力伝送システムを示す。
【００１２】
図１の無線電力伝送システムは、送電装置（無線電力伝送装置）１１０と受電装置（無線電力伝送装置）１２０を備える。
【００１３】
受電装置１２０は、通信回路１０１と、モード切替部（制御装置）１００と、インピーダンス制御部１２３と、受電共振器（受電回路）１０５とを備える。受電共振器１０５は、受電用インダクタ１２１とインピーダンス素子１２２を含む。
【００１４】
送電装置１１０は、送電共振器（送電回路）１０６と、交流信号源１１２と、直流電源１０３と、周波数制御部１１３と、通信回路１０２とを備える。送電共振器（送電回路）１０６は、送電用インダクタ１１１を含む。交流信号源１１２は、受電用インダクタおよび送電用インダクタ間の位置合わせモード時に使用する電力を生成する。ただし、交流信号源１１２は、無線電力伝送のための信号源と兼用であってもよい。本実施形態では兼用であるとする。
【００１５】
モード切替部１００は、本例では受電装置に組み込まれているが、送電装置に組み込まれてもよい。あるいは、モード切替部１００は、送電装置及び受電装置とは独立した装置として設けられてもよい。
【００１６】
本例では、交流信号源１１２は送電装置に含まれ、かつ、インピーダンス素子１２２は受電装置に含まれている。別の構成として、送電装置が交流信号源１１２の代わりにインピーダンス素子１２２を含み、受電装置がインピーダンス素子１２２の代わりに交流信号源１１２を含む構成も可能である。この場合、送電装置には、無線電力伝送のための信号源が独立して設けられる。また、この場合には、以降の説明のうち位置合わせモードに関連する記述において、「送電用インダクタ」及び「受電用インダクタ」を適宜交換して読み替えればよい。
【００１７】
送電装置の通信回路１０２は、受電装置の通信回路１０１と無線通信を行う。直流電源１０３は、直流電力を生成する。交流信号源１１２は、当該直流電力から交流電力を生成する。周波数制御部１１３は、交流信号源１１２の発振周波数を制御する。交流信号源１１２が生成する交流電力の周波数は、周波数制御部１１３により制御される。送電回路１０６の送電用インダクタ１１１は、交流信号源１１２から供給される交流電力を、受電回路１０５の受電用インダクタ１２に非接触に無線で供給する。伝送方式は磁気共鳴、または電磁誘導の方式などの方式を用いることが、可能である。
【００１８】
受電装置の通信回路１０１は、送電装置の通信回路１０２と無線通信を行う。受電回路１０５の受電用インダクタ１２は、送電用インダクタ１１１から非接触に電力の供給を受ける。インピーダンス制御部１２３は、モード切替部１００の制御の下、インピーダンス素子１２２のインピーダンス値を制御する。
【００１９】
モード切替部１００は、本無線電力伝送システムの制御を行う。モード切替部１００が、受電装置および送電装置とは独立した制御装置として存在する場合は、制御装置は、有線通信または無線通信を介して、受電装置および送電装置の制御を行う。
【００２０】
本実施形態では、モード切替部１００は、上記制御の一環として、位置合わせモードと、送電モードと切り換えて実行する。
【００２１】
位置合わせモードでは、第一のインピーダンス条件下で、交流信号源１１２から送電用インダクタ１１１に交流電力を印加して、送電用インダクタおよび受電用インダクタ間で電力伝送を行わせる。この際、送電用インダクタと受電用インダクタの双方を流れる電流の位相関係を制御して引力または斥力を発生させる。これを利用して、両インダクタ間の相対位置を調整する。受電側に供給された電力は、受電側で特に用途がなければ、廃棄してもよい。
【００２２】
送電モードは、位置合わせモードで位置合わせが完了した後に実行される。送電モードでは、第二のインピーダンス条件下で、交流信号源１１２から送電用インダクタ１１１に交流電力を供給し、送電用インダクタから受電用インダクタへ無線電力伝送を行う。受電側に供給された電力は、受電側の構成に応じて、負荷で消費されたり、蓄電池に蓄電されたりする。第二のインピーダンス条件は、たとえば交流電力の周波数で共振モードが得られるようなインピーダンス条件である。
【００２３】
インピーダンス条件の変更は、種々の方法が可能である。インピーダンス素子１２２のインピーダンス値を変更してもよいし、受電回路１０５のインピーダンス値を変化させてもよいし、交流信号源１１２の発振周波数を変更してもよい。また、これらの組み合わせにより、実現してもよい。
【００２４】
ここで交流信号源１１２の周波数を変更することで、インピーダンス条件が変動する理由（負荷に対する見かけのインピーダンスが変わる理由）について説明する。図９（ｂ）に電磁誘導型無線電力伝送回路の回路図を示す。この回路は単純な回路構成を有し、送電側にインダクタが接続され、受電側にインダクタと固定インピーダンスの負荷が接続されている。送電および受電用の各インダクタのインダクタンスをＬ、負荷の値をＲ、インダクタ間の結合係数をｋ、角周波数をｗとする。このとき、受電側のインピーダンスはＲ＋ｊｗＬ（１−ｋ）と表せる。ｗ＝２πｆであるから、周波数ｆを変更することにより、受電側の見かけのインピーダンスを変更可能であることが分かる。
【００２５】
図２および図３は、交流信号源と送電回路と受電回路の構成例を示す。
【００２６】
図２（Ａ）において、交流信号源１１２Ａは、周波数可変の発振回路（周波数可変信号源）として構成される。送電回路は、交流信号源に接続された送電用インダクタ１１１を含む。受電回路は、受電用インダクタ１２１と、コンデンサ１３１と、抵抗１３２とを含む。この構成では、交流信号源１１２Ａの発振周波数を変更することで、インピーダンス条件が変更される。
【００２７】
図２（Ｂ）において、交流信号源１１２Ａと送電用インダクタ１１１との間にコンデンサ１３２が配置されている。受電回路は図２（Ａ）と同様である。交流信号源１１２Ａの発振周波数を変更することで、インピーダンス条件が変更される。
【００２８】
図２（Ｃ）において、交流信号源１１２Ａと送電用インダクタ１１１間に直接にインダクタ１３３、並列にコンデンサ１３４が配置されている。受電回路において、受電用インダクタ１２１に直接にインダクタ１３５および抵抗１３６が接続され、受電用インダクタ１２１に並列にコンデンサ１３７が配置されている。交流信号源１１２Ａの発振周波数を変更することで、インピーダンス条件が変更される。
【００２９】
図２（Ｄ）は、図２（Ａ）の送電回路と、図２（Ｃ）の受電回路を組み合わせた構成である。交流信号源１１２Ａの発振周波数を変更することで、インピーダンス条件が変更される。
【００３０】
図２（Ｅ）において、交流信号源１１２Ｂは、固定周波数の発振回路として構成される。交流信号源１１２Ｂに、コンデンサ１３８および送電用インダクタ１１１が直列に接続されている。受電回路では、受電用インダクタ１２１に、可変コンデンサ１３９と抵抗１４０が直列に接続されている。この構成では、可変コンデンサ１３９の容量値を変更することで、インピーダンス条件が変更される。
【００３１】
図３（Ａ）において、交流信号源１１２Ｂと送電用インダクタ１１１間に直列にインダクタ１４１が接続され、送電用インダクタ１１１に並列にコンデンサ１４２が配置されている。受電回路において、受電用インダクタ１２１に直接にインダクタ１４３および抵抗１４４が接続され、受電用インダクタ１２１に並列に可変コンデンサ１４５が配置されている。この構成では、可変コンデンサ１４５の容量を変更することで、インピーダンス条件が変更される。
【００３２】
図３（Ｂ）において、交流信号源および送電回路は図２（Ｅ）と同じである。受電回路は、受電用インダクタ１２１に、コンデンサ１４６と可変抵抗１４７が接続されている。この構成では、可変抵抗１４７の抵抗値を変更することで、インピーダンス条件が変更される。
【００３３】
図２に示した周波数可変信号源１１２Ａの周波数は、外部から制御信号を与えることに可変にしてもよい。この構成を模式的に図４に示す。周波数可変信号源１１２Ａは、制御回路１６１と周波数可変信号源１６２を含む。制御回路１６１から周波数可変信号源１６２に制御信号を与える。周波数可変信号源１６２は、当該制御信号に応じた周波数の交流電力を生成する。
【００３４】
図５に、周波数可変信号源１１２Ａのより具体的な構成例を示す。周波数可変信号源１１２Ａは、インバータ回路１５１および周波数調整回路（駆動信号源）１５２を含む。周波数調整回路１５２は、スイッチング信号により、インバータ回路１５１の２つのスイッチ１５１ａ、１５１ｂを交互にオンオフ制御する。これにより、直流電源１０３の電力に基づき、可変周波数の交流電力を生成する。大電力の無線伝送においては、インバータ回路で送電電力を発生することが好ましい。
【００３５】
図６に、送電用インダクタに流れる電流（１次側電流）と、受電側に流れる電流（２次側電流）の位相差と、送電用インダクタおよび受電用インダクタ間に働く力（引力または斥力）を示す。なお、電流の向きに関しては、送電用インダクタに直流電流を流し、その電流値を増加させ、受電用インダクタの両端を短絡させたときに流れる電流の向きを正とする（以降の説明も同様である）。
【００３６】
図６（Ｂ）の左は、位相差がπ／２のときの各電流の波形、図６（Ｂ）の右は、図６（Ｂ）の位相差のときにインダクタ間に発生する引力および斥力の関係を示す。斥力と引力が同一周期で交互に発生することで、全体として引力および斥力がキャンセルされて、実質的に両者間に力が生じない状態となる。このような位相差は、交流電力の周波数が、送電回路および受電回路の共振周波数に一致、またはこれに近いときに、得られる。
【００３７】
図６（Ａ）の左は、位相差がπ／８のときの各電流の波形、図６（Ａ）の右は、図６（Ａ）の位相差のときに、インダクタ間に発生する引力および斥力の関係を示す。周期的にごく短い期間で小さな引力が発生するものの、それ以外の区間では電流の大きさに応じて、斥力がインダクタ間にかかる。交流電力の周波数が共振周波数より小さいほど、位相差が０に近づき、斥力の働く区間が支配的となる。
【００３８】
図６（Ｃ）の左は、位相差が７π／８のときの各電流の波形、図６（Ｃ）の右は、図６（Ｃ）の位相差のときに、インダクタ間に発生する引力および斥力の関係を示す。周期的に、ごく短い期間で小さな斥力が発生するものの、ほとんどの区間では電流の大きさに応じて、引力がインダクタ間にかかる。交流電力の周波数が、共振周波数より大きいほど、位相差がπに近づき、引力の働く区間が支配的となる
これら３つの位相差の状態は、３つの異なるインピーダンス条件（周波数あるいはインピーダンス値）で実現される。すなわち、インピーダンス条件を変更することで、異なる位相差を実現する。図６（Ｃ）のようなインピーダンス条件で交流信号源から電力を流すことで、インダクタ間に引力を発生させ、この引力を利用してインダクタ間の位置合わせを行う（たとえば両インダクタを互いに近距離に配置する）。この後、図６（Ｂ）のようなインピーダンス条件の下で交流信号源から電力を流すことで、インダクタ間に引力および斥力の発生を抑えて両インダクタ間の位置ずれを抑制して、高効率な無線電力伝送を行う。
【００３９】
各インダクタの電流と、インダクタ間に発生する力の関係について説明する。第一の装置の第一のインダクタに電流ｉを流した時の、第二の装置の第二のインダクタの両端に誘起される電圧ｖは、第一のインダクタと第二のインダクタの相互インダクタンスＭを用いると、以下のように表すことができる。
【数１】
2014220893.tif 000003
【００４０】
ここで、第一および第二のインダクタに流れる電流の絶対値をそれぞれＩ１、Ｉ２、第一のインダクタに対する第二のインダクタの電流位相差をθ、透磁率をμ、インダクタ間の距離をｄとすると、２本の平行な電線のインダクタンスの単位長さに働く力Ｆの一周期の和は、以下のように表すことができる。
【数２】
2014220893.tif 000004
【００４１】
インダクタに流れる電流は交流であることから、Ｆは正の値と負の値を取り得る。Ｆの値が正の場合に斥力が、負の場合に引力が発生する。この力を利用して、第一インダクタ、または、第二のインダクタ、または第一と第二のインダクタの双方を、移動させることができる。
【００４２】
図７にモード切替部１００の動作フローの一例を示す。モード切替部１００は位置合わせモードを選択し（Ｓ１０１）、第一のインピーダンス条件を設定する（Ｓ１０２）。たとえば位相差がπ／２よりも大きな値になるように、交流電力の周波数またはインピーダンス値を設定して、両インダクタ間に引力が発生するようにする。この第一のインピーダンス条件で、交流信号源から交流電力を流して引力を発生させ、この引力を利用して位置合わせを行う（Ｓ１０３）。位置合わせの処理は、通電を一定時間行うことをもって終了してもよいし、両インダクタ間の所望の位置関係になったことを検出したことをもって終了してもよい。
【００４３】
両インダクタ間の位置関係が所望の位置関係になったことの判定は、任意の方法で行えばよい。たとえば、インダクタの位置を光センサ、磁気センサ、静電気センサ、音センサから推定することよって、インダクタ同士の相対位置が所望の位置関係になったことを検出しても良い。あるいは、送電用のインバータ（交流信号源）や共振回路（受電回路あるいは送電回路）におけるキャパシタや抵抗等の素子にかかる電圧または電流、または送電用または受電用のインダクタに発生する電界または磁界を観測することによって、所望の位置関係になったことを検出してもよい。
【００４４】
図８に光センサを用いた終了判定の例を示す。地板９０に配置された第一インダクタ９１の一部、たとえば第一インダクタ９１の中心に光源（発光体）９２が配置されている。光源９２は、たとえばＬＥＤである。地板９３に配置された第二のインダクタ９４の一部、たとえばインダクタ９４の中心に受光素子９５が配置されている。
【００４５】
なお、第二のインダクタ９４は、地板９３の上面（地板９０に対向する側と反対側の面）または下面（地板９０に対向する側の面）のいずれの側に設けられてもよい。上面に設けられる場合、第二のインダクタ９４が配置される地板９３の部分は、誘電体で構成されていてもよいし、切り欠いていてもよい。切り欠き部が大きい場合は、任意の手段で第二のインダクタ９４を、切り欠き部から落下しないように、支持すればよい。
【００４６】
受光素子９５は、たとえばフォトダイオードである。位置合わせモードの間には、発光体９２を発光状態に設定し、受光素子９５も受光可能な状態に設定する。受光素子９５があるしきい値を超える光を検出した場合に、所望の位置関係になったことを検出し、位置合わせを終了する。
【００４７】
位置合わせが終了した後、電力伝送モードに切り替え（Ｓ１０４）、第二のインピーダンス条件を設定する（Ｓ１０５）。たとえば、交流電力の周波数が、送電回路および受電回路の共振周波数に一致、またはこれに近くなるようにする。この状態で、送電装置から受電装置へ無線電力伝送を行う。
【００４８】
上述したように、電力の伝送方式は、たとえば磁気共鳴方式、または電磁誘導方式が可能である。以下、磁気共鳴方式での電流位相の関係、および電磁誘導の電流位相の関係について説明する。
【００４９】
図９（ａ）に磁気共鳴型無線電力伝送回路の回路図、図９（ｂ）に電磁誘導型無線電力伝送回路の回路図を示す。それぞれのインダクタのインダクタンスをＬ、結合係数ｋ、角周波数ωとする。また図９（ａ）の２次側の直列共振キャパシタのキャパシタンスをＣ、２次側の負荷の値をＲとする。両回路の結合部の等価回路を図９（ｃ）に示す。この等価回路から一次側の電流および電圧と、２次側の電流および電圧の関係を以下の式（１）のように求める。なお計算にあたり、図９（ｄ）に示すような、図９（ｃ）と等価な回路を用いた。
【数３】
2014220893.tif 000005
【００５０】
図９（ａ）のような２次側で直列共振を起こす磁気共鳴型の無線電力伝送系のＶ２，  Ｉ２の関係は式（２ａ）のようになる。図２（ｂ）のような電磁誘導型の無線電力伝送装置でのＶ２，  Ｉ２の関係は式（２ｂ）のようになる。
【数４】
2014220893.tif 000006
【００５１】
式（２ａ）と、式（１）のＩ１・Ｉ２の関係式とから、磁気共鳴型のＩ１とＩ２の関係を求めると、式（３ａ）が得られる。同様に、式（２ｂ）と、式（１）  のＩ１・Ｉ２の関係式から、電磁誘導型のＩ１とＩ２の関係を求めると、式（３ｂ）が得られる。
【数５】
2014220893.tif 000007
【００５２】
直列共振時（送電時）は、磁気共鳴型では
【数６】
2014220893.tif 000008
また
【数７】
2014220893.tif 000009
と置くと、式（３）から式（４ａ）が得られる。
【数８】
2014220893.tif 000010
【００５３】
一般的に磁気共鳴ではｋＱが大きくなるように設計されることから、Ｉ１とＩ２の位相差は９０°（π／２）に近い。つまり、磁気共鳴ではＩ１とＩ２の位相差は９０°（π／２）に近い状態で電力伝送を行う（図６参照）。位置合わせ時には、図６に示した位相関係で斥力または引力を発生させることができる。
【００５４】
一方、電磁誘導では
【数９】
2014220893.tif 000011
が小さい範囲で電力伝送を行うため、Ｉ１とＩ２の位相差は０°に近い。つまり、磁気共鳴ではＩ１とＩ２の位相差は０°に近い状態で電力伝送を行う。斥力または引力が発生する位相は、図６に示したものとは異なるが、図６を用いて説明したのと同様の理論で、位相差の調整で、引力または斥力を発生させることができる。
【００５５】
このように、いずれの方式の場合も、共振周波数や負荷（インピーダンス）を変更することで、位相差を変えることができ、引力および斥力を発生させることができる。このように、本実施形態は、磁気共鳴方式や電磁誘導方式等、任意の種類の電力伝送方式に適用可能である。
【００５６】
（第二の実施形態）
図１０に送電用インダクタ（１次側インダクタ）および受電用インダクタ（２次側インダクタ）間の結合係数ｋを模式的に示す。また、図１１に、負荷インピーダンスを一定にし、結合係数を変更して周波数信号源の周波数を掃引した時の送電側および受電側に流れる電流の相対値（図１１（Ａ）、図１１（Ｂ））と、送電用インダクタおよび受電用インダクタに流れる電流位相差（図１１（Ｃ））を示す。この例では、受電回路は２５０ｋＨｚ付近で共振する。
【００５７】
送電用インダクタと受電用インダクタの間の結合係数が小さいとき、送電用インダクタの両端に交流電圧を印加すると、共振周波数付近で最も送電側から受電側に電力が送れ、インダクタに電流が流れる。結合係数が大きくなると、特徴点が共振周波数より低い周波数と高い周波数に特徴点が現れる。結合係数の増大とともに特徴点の周波数が共振周波数から両側に離れていく。
【００５８】
そこで、本実施形態では、位置合わせモード時にある負荷インピーダンスに一定に設定し、第一の周波数から第二の周波数に交流信号源の周波数を掃引する。
【００５９】
たとえば引力を利用するときは、共振周波数付近の周波数から、これより高い第１の周波数に向けて、周波数を順次掃引する。斥力を利用するときは、当該共振周波数以下の第２の周波数から共振周波数付近の周波数へ向けて、周波数を順次掃引する。このような掃引により、インダクタ同士の相対位置が変化することに伴う結合係数ｋの変化による特徴点の周波数移動に対応することができ、より大きな引力または斥力を利用できる。特徴点を越えると電流の微分が負になることを利用して、微分値が負になるのを抑制するように（微分値が正になるのを維持するように）掃引を行ってもよい。途中で負になった場合は、０または正になるまで周波数の掃引を待機してもよい。
【００６０】
図１２に、周波数の掃引の例を示す。
【００６１】
負荷インピーダンス値は固定にした状態で、交流信号源の発振周波数を連続的に掃引する。図示の例では、共振周波数付近の２５０ｋＨｚから、４００ｋＨｚまで、発振周波数を一定の速度で掃引している。これにより、インダクタ同士の距離が近くなることによる結合係数の増大に応じて、特徴点となる周波数が高い値に移動することに対応して、効率的な位置合わせが可能となる。４００ｋＨｚまで掃引した後、位置合わせを終了し、送電モードに移行する。送電モードでは２５０ｋＨｚで無線電力伝送を実行している。なお、送電モードでは、負荷インピーダンスの値を、位置合わせ時とは値に変更してもよい。
【００６２】
図１３は本実施形態に係る動作の一例のフローチャートである。
【００６３】
あらかじめ第一の周波数と第二の周波数を定め、これらの周波数間を掃引できる周波数可変の交流信号源を用いる。上述した図１２の例では、第一の周波数が２５０ｋＨｚ、第二の周波数が４００ｋＨｚに対応する。
【００６４】
この周波数可変の信号源の出力を第一の周波数から第二の周波数へ掃引することにより（Ｓ２０１、Ｓ２０２）、インダクタ同士間の相対位置を変化させる。第一の周波数、第二の周波数はあらかじめ設定してもよいし、インダクタの結合係数や、第一の装置の電流値や、第二の装置の電圧や、第一の装置と第二の装置の相対位置関係や、第一または第二の装置の最大電圧、第一または第二の装置の最大電流、第一または第二の装置の最大電流などから、対照表を参照して決定してもよいし、計算によりもとめてもよい。なお、第一の装置は、送電装置および受電装置のうちの一方であり、第二の装置はこれらのうちの他方である。
【００６５】
第一の周波数から第二の周波数まで掃引したら、インダクタ同士の相対位置が所望の範囲に入ったかを判断し（Ｓ２０３）、所望の範囲に入っている場合は、位置合わせモードを終了し、送電モードに移行する。所望の範囲に入っていない場合は、交流信号源の出力電流が上限に達したかを判断し（Ｓ２０４）、上限に達していれば、位置合わせモードを終了する。この場合、送電モードに移行しなくてもよい。上限に達していなければ、出力電流を大きな値にして、ステップＳ２０１に戻る。出力電流を大きくすることで、より大きな引力または斥力を得ることができる。あるいは、相対位置が所望の範囲に入っていない場合に、より遅い速度で周波数を掃引してもよい。これによりインダクタが移動しやすくなる利点がある。出力電流の増大と掃引速度の低下の両方を行う構成も可能である。
【００６６】
（第三の実施形態）
第二の実施形態では、発振周波数を掃引することで、インダクタ間の位置合わせを行ったが、インピーダンス値を掃引することで、インダクタ間の位置合わせを行っても良い。インピーダンス値を掃引することで共振周波数が変動するため、第二の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
図１４は本実施形態に係る動作の一例のフローチャートである。
【００６８】
インピーダンス素子のインピーダンス値を第一のインピーダンス値に設定し（Ｓ３０１）、第一の周波数の交流電力を出力する（Ｓ３０２）。第一のインピーダンス値から第二のインピーダンス値までインピーダンス素子の値を掃引する（Ｓ３０３）。これによりインダクタ同士の相対位置を変化させる。
【００６９】
第一のインピーダンス値および第二のインピーダンス値はあらかじめ設定してもよいし、インダクタ間の結合係数や、第一の装置の電流値や、第二の装置の電圧や、第一の装置と第二の装置の相対位置関係や、第一または第二の装置の最大電圧、第一または第二の装置の最大電流、第一または第二の装置の最大電流などから、対照表を参照して決定してもよいし、計算によりもとめてもよい。なお、第一の装置は、送電装置および受電装置のうちの一方であり、第二の装置はこれらのうちの他方である。
【００７０】
第一のインピーダンス値から第二のインピーダンス値までインピーダンス値を掃引したら、インダクタ同士の相対位置が所望の範囲に入ったかを判断し（Ｓ３０４）、所望の範囲に入っている場合は、位置合わせモードを終了して、送電モードに移行する。所望の範囲に入っていない場合は、交流信号源の出力電流が上限に達したかを判断し（Ｓ３０５）、上限に達していれば、位置合わせモードを終了する。この場合、送電モードに移行しなくてもよい。上限に達していなければ、出力電流を大きな値にして（Ｓ３０６）、ステップＳ３０１に戻る。出力電流を大きくすることで、より大きな引力または斥力を得ることができる。あるいは、相対位置が所望の範囲に入っていない場合に、より遅い速度でインピーダンス値を掃引してもよい。これによりインダクタが移動しやすくなる利点がある。出力電流の増大と掃引速度の低下の両方を行う構成も可能である。
【００７１】
（第四の実施形態）
図１５は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの構成の一部を示す。通信回路、モード切替部、インピーダンス制御部等の図示は省略している。
【００７２】
送電回路は、固定周波数の交流信号源２０１と、送電用インダクタ２０２を含む。
【００７３】
受電回路は、受電用インダクタ２０３と、キャパシタ２０４と、スイッチ２０５と、整流回路２０６と、電源貯蓄回路２０７を備える。キャパシタ２０４の一端は受電用インダクタ２０３に接続され、キャパシタ２０４の他端は、スイッチ２０５によって、受電用インダクタ２０３の他端と、整流回路２０６とに接続先が切り替え可能である。スイッチ２０５は、図示しないインピーダンス制御部またはモード切替部により制御可能である。
【００７４】
位置合わせモード時は、キャパシタ２０４の他端を、受電用インダクタ２０３の他端に接続することで、位置合わせ用のインピーダンス条件を生成する。この状態で送電側の交流信号源から交流電力を供給して、位置合わせを行い、送電用インダクタと受電用インダクタの相対距離を短くする。なお、このときインダクタ２０３の他端をグランドに接続して、受電した電力を廃棄してもよい。
【００７５】
送電モード時は、キャパシタ２０４の他端を、整流回路２０６に接続する。これにより、送電モード用のインピーダンス条件を生成する。この状態で、無線電力伝送を行う。受電側で受電した交流電力は、整流回路２０６で整流され、直流電力が電源貯蔵回路２０７に供給される。電源貯蔵回路２０７は、供給された電力を内部に蓄積する。電源貯蔵回路２０７の代わりに、電力を消費する負荷を設けても良い。
【００７６】
図１６は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの他の構成の一部を示す。
【００７７】
送電回路は、固定周波数の交流信号源２１１と、キャパシタ２１２と、送電用インダクタ２１３を含む。
【００７８】
受電回路は、受電用インダクタ２１４と、可変容量キャパシタ２１５と、負荷２１６と、スイッチ２１７とを含む。
【００７９】
送電モードおよび位置合わせモード時は、スイッチ２１７をオフにした状態で、無線電力伝送を行う。可変容量キャパシタ２１５の値を変更することでインピーダンス条件を変更する。
【００８０】
ここで、所定の異常状態が発生した場合は、スイッチ２１７をオンにして、受電用インダクタ２１４の両端間を接続することで、両インダクタ間に斥力を発生させる。これにより、インダクタ間を離す。これにより結合係数が低下し、伝送が停止、または伝送効率が低下する。所定の異常状態としては、送電装置または受電装置の温度、送電電力の値、外力、受電電力、インダクタ間の距離がそれぞれ閾値を超えたことや、異物の侵入、漏電等などがある。所定の異常状態の検知方法として、センサを送電装置または受電装置に設け、モード切替部または制御部が、センサの出力に基づき異常状態を検知する構成が可能である。この場合、モード切替部または制御部は、所定の異常状態を検知したら、スイッチ２１７をオンにするように動作する。
【００８１】
（第五の実施形態）
図１７は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの概略図である。
【００８２】
送電装置における基板３０１の下面に車輪３０２が設けられ、レール３０３上を、ｘ、ｙ、θの３軸アクチュエータ、２軸アクチュエータまたは１軸アクチュエータ等で移動可能になっている。基板３０１の表面には、送電用インダクタとしての重量コイル（送電コイル）３０４を含む送電回路、および位置合わせ用センサ（図示せず）が設けられている。重量コイル３０４と対向するように軽量コイル３０５が配置されている。
【００８３】
受電装置には、受電用インダクタ（受電コイル）３０８を含む受電回路が地板３０９の上面または下面に配置されている。
【００８４】
基板３０１をレール３０３上で移動させて、位置合わせ用センサを用いて軽量コイル３０５と受電コイル３０８との位置合わせ（粗位置合わせ）を行う。たとえばセンサ３０７から電磁波等を照射し、その反射波を測定することで、受電コイル３０８の位置検出を行うことができる。粗位置合わせを行ったら、これまで述べてきた位置合わせ手法により、受電コイル３０８および軽量コイル３０５間の位置合わせを行う。位置合わせ後、重量コイル３０４と受電コイル３０８間で、軽量コイル３０５を介して無線電力伝送を行う。軽量コイル３０５は重量コイル３０４に対してあらかじめ定めた範囲内でのみ可動となっており、この範囲内では軽量コイル３０５と重量コイル３０４とは効率的な電力伝送が可能である。あるいは、軽量コイル３０５の位置を固定して、重量コイル３０４をこれまで述べてきた手法で軽量コイル３０５と位置合わせしてもよい。
【００８５】
本実施形態の手法によれば、精度の高いアクチュエータやセンサを不要にしたり、軸数の高いアクチュエータを不要にできる。また、受電コイル３０８と重量コイル３０４間の距離が離れていても、軽量コイルを介在させることで、位置合わせが容易になる（距離が離れていると引力または斥力の大きさは小さくなる）。
【００８６】
本実施形態の変形例として、送電装置をユーザが手動で移動し、所定の使用可能範囲に送電装置が入っていることを確認してから、本手法によるインダクタの位置合わせを行ってもよい。たとえば受電装置側に受光素子、送電装置側に光源を配置し、光源を発光させた状態で、送電装置を移動させる。受光素子が発光したら、所定の使用可能範囲に入ったとユーザは判断し、その場所に送電装置を固定し、本手法の実行を送電装置または受電装置に指示する。
【００８７】
（第六の実施形態）
図１８は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの概略図である。
【００８８】
送電装置において、基板４０１の表面には、送電用インダクタ（送電コイル）４０２を含む送電回路が設けられている。基板４０１は、地板４０３上に置かれている。地板４０３には、基板４０１の裏面に液体または気体を出射するための複数の出射手段４０４が形成されている。出射孔４０４から液体または気体を出射する出射手段が地板４０３の裏面に設けられている。出射手段は、インダクタの移動を抑制または移動を容易にする調整手段の一例である。
【００８９】
受電装置には、受電用インダクタ（受電コイル）４０８を含む受電回路が地板４０９の上面または下面に配置されている。
【００９０】
本実施形態では、出射孔４０４から液体または気体を出して基板４０３と地板４０３間の摩擦係数を低下させた状態で、送電コイルおよび受電コイル間の位置合わせを行う。なお、送電コイルは基板４０１に固定されており、位置合わせでは基板４０１が移動する。これにより、基板４０１と地板４０３の摩擦係数を低減して、基板４０１を移動させ易くした状態で、位置合わせが可能となる。位置合わせ終了後は、液体または気体の出射を停止し、送電を開始すう。送電時には、基板４０１と地板４０３の摩擦係数により、基板４０１の位置ぶれは抑制され、安定した送電が可能となる。
【００９１】
図１８に示した例では、送電用のインダクタの位置合わせ構成を示したが、受電用インダクタについても同様の構成を適用してもよい。以降に説明する本実施形態および他の実施形態の例も同様である。
【００９２】
図１９は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの他の例の概略図である。地板４０３の各端辺に沿って壁４０７が形成され、地板４０３に導入孔４０６が形成されている。導入孔４０６から液体を注入する注入手段が地板４０３の裏面に設けられている。注入手段は、インダクタの移動を抑制または移動を容易にする調整手段の一例である。
【００９３】
導入孔４０６から液体を一定量または一定時間出して、地板４０３と壁４０７により形成される容器内に液体を貯める。容器内の液体により、送電コイルを載せた基板４０１の下部は液体に浸された状態となり、基板４０１と地板４０３間の摩擦係数は低下させられる。この状態で、位置合わせを行う。これにより、基板４０１を移動させ易くした状態での位置合わせが可能になる。位置合わせ終了後は、導入孔４０６から液体を容器内から流出させて、基板４０１と地板４０３間の摩擦係数を上昇させる。この状態で、送電を開始する。送電時には、基板４０１の位置がぶれは抑制され、安定した送電が可能となる。
【００９４】
なお図１９に示した例では、インダクタが基板４０１上に配置されていたが、インダクタが地板４０３に直接配置されていてもかまわない。
【００９５】
（第七の実施形態）
図２０は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの概略図である。
【００９６】
受電装置には、受電用インダクタ（受電コイル）５０７を含む受電回路が地板５０６の上面または下面に配置されている。
【００９７】
送電装置において、基板５０１の表面には、送電用インダクタ（送電コイル）５０２を含む送電回路が設けられている。基板５０１は、複数の支持手段（調整手段）によって、空中に支持されている。各支持手段は、糸５０６と滑車５０５と重り５０４とを含む。各糸の一端は基板５０１の側面に固定され、他端には重り５０４が取り付けられている。各糸は、途中で滑車５０５にかけられており、各重り５０４が重力によって基板５０１を４方向に引っ張ることで、基板５０１が空中に支持されている。各滑車は糸がかけられる部分に一定の幅を有し、この範囲内で糸は移動可能である。各滑車は、外部からの制御で、回転が容易（あるいは回転可能）な状態と、回転が固定（あるいは回転不能に）された状態をとることができる。
【００９８】
位置合わせ時は各滑車を回転が容易な状態にして、送電コイルおよび受電コイル間の位置合わせを行う。これにより基板５０１の移動を容易にする。位置合わせ終了したら、各滑車を固定する。この状態で、送電を行うことで、基板５０１の位置ぶれを抑制した、安定した送電が可能となる。
【００９９】
（第八の実施形態）
図２１は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの概略図である。
【０１００】
受電装置には、受電用インダクタ（受電コイル）６０７を含む受電回路が地板６０６の上面または下面に配置されている。
【０１０１】
送電装置において、基板６０１の表面には、送電用インダクタ（送電コイル）６０２を含む送電回路が設けられている。基板６０１は地板６０３に置かれている。地板６０３の表面には短冊状の溝が形成され、溝の形状に沿って、滑り止め部材６０４が配置されている。滑り止め部材６０４を地板６０３の表面より低い状態に埋め込まれた状態と、地板６０３の表面から突出させた状態する調整手段を、モード切替回路６０５は制御する。地板６０３の表面から突出した状態では、滑り止め部材６０４は、基板６０２の裏面に接触し、これにより、基板６０１の裏面の摩擦係数を高くできる。滑り止め部材は、たとえば、摩擦係数の高い材質、たとえばゴムや表面に凹凸のついた素材の部材などを用いることができる。なお、滑り止め部材を用いる以外の方法として、電界や磁界の発生によって基板６０２の位置を固定することも考えられる。
【０１０２】
位置合わせ時には、滑り止め部材を、地板６０３の下に埋め込んだ状態にする。この状態で位置合わせを行うことで、基板６０１の裏面の摩擦係数が小さくなるため、基板６０１が動きやすく、位置合わせが容易になる。位置合わせが終了したら、滑り止め部材を地板６０３の面から突出させて、基板６０１の裏面の摩擦係数を高くする。この状態で、送電を実行することで、基板６０１の位置ぶれは抑制され、安定した送電が可能となる。
【０１０３】
図２２と図２３に、位置合わせ終了時に、コイル（ここでは送電コイルを想定するが、受電コイルの場合も可能である）の位置を固定する処理を追加したフローを図２２と図２３に示す。これらの図は、それぞれ、図１３、図１４に、インダクタ（コイル）の位置を固定するステップＳ２０６、Ｓ３０７を追加したものである。同様のステップを、図７のステップＳ１０３の後に追加してもよい。当該ステップ以外の処理は、図１３、図１４と同様であるため説明を省略する。図２２および図２３のフローは、上述した第六の実施形態にも適用可能である。
【０１０４】
（第九の実施形態）
図２４は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの概略図である。
【０１０５】
地板７０４に、複数の受電用インダクタ７０５を含む受電回路が設けられる。各受電用インダクタ７０５の位置は固定されている。送電側の地板７０２に、少なくとも１つの送電用インダクタ７０３を含む送電回路が設けられる。モード切替部７０１により位置合わせモードを実行すると、送電用インダクタ７０３は、複数の受電用インダクタ７０５のうちの１つと自律的に位置合わせされる。たとえば最も引力が強く働く受電用インダクタに引き寄せられる。
【０１０６】
図２５は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの他の構成例の概略図である。
【０１０７】
地板７１４に、複数の受電用インダクタ７１５を含む受電回路が設けられる。各受電用インダクタ７１５は、位置合わせ時に地板７１４上で移動可能になっている。送電側の地板７１２に、送電用インダクタ７１３を含む送電回路が設けられる。送電用インダクタ７１３の位置は固定されている。モード切替部７１１により位置合わせモードを実行すると、複数の受電用インダクタ７０５のうちの１つが、送電用インダクタ７１３と自律的に位置合わせされる。たとえば、最も引力が強く働く受電用インダクタが、送電用インダクタ７１３に引き寄せられる。なお、複数の受電用インダクタ７１５の全部ではなく、２つ以上の任意の個数の受電用インダクタ（たとえば送電用インダクタと距離が最も近いＮ個の受電用インダクタ）を位置合わせモードに設定してもよい。
【０１０８】
図２６は、本実施形態に係る無線電力伝送システムのさらに他の構成例の概略図である。
【０１０９】
地板７２４に、受電用インダクタ７２５を含む受電回路が設けられる。受電用インダクタ７２５の位置は固定されている。送電側の地板７２２に、複数の送電用インダクタ７２３を含む送電回路が設けられる。各送電用インダクタ７２３は、位置合わせ時に地板７２２上で移動可能になっている。モード切替部７２１により位置合わせモードを実行すると、複数の送電用インダクタ７２２のうちの１つが、受電用インダクタ７２５と自律的に位置合わせされる。たとえば、最も引力が強く働く送電用インダクタが受電用インダクタ７２５に引き寄せられる。なお、複数の送電用インダクタ７２３の全部ではなく、２つ以上の任意の個数の送電用インダクタ（たとえば受電用インダクタと距離が最も近いＮ個の送電用インダクタ）を位置合わせモードにしてもよい。
【０１１０】
図２７は、本実施形態に係る無線電力伝送システムのさらに他の構成例の概略図である。
【０１１１】
地板７３４に、受電用インダクタ７３５を含む受電回路が設けられる。受電用インダクタ７３５は、位置合わせ時に地板７３４上で移動可能になっている。送電側の地板７３２に、複数の送電用インダクタ７３３を含む送電回路が設けられる。各送電用インダクタ７３３の位置は固定されている。モード切替部７２１により位置合わせモードを実行すると、受電用インダクタ７３５は、複数の送電用インダクタ７３３のうちの１つと自律的に位置合わせされる。たとえば、受電用インダクタ７３５は、最も引力が強く働く送電用インダクタ７３３に引き寄せられる。
【０１１２】
（第十の実施形態）
図２８（Ａ）、図２８（Ｂ）、図２８（Ｃ）、図２８（Ｄ）、図２８（Ｅ）、図２８（Ｆ）は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの例を示す。各図において、それぞれ送電用インダクタまたは受電用インダクタに対し、空気よりも透磁率が高い磁性体が配置されている。磁性体としては、たとえばフェライトを用いることができる。磁性体を配置することで結合係数ｋを高くして、引力または斥力を大きくできる。
【０１１３】
図２８（Ａ）において、地板８０１に送電用インダクタ８０２を含む送電回路が配置され、地板８０３に受電用インダクタ８０４を含む受電回路が配置されている。本例では、受電用インダクタ８０４の巻線の一部の上面に対向するように、磁性体８０５が配置されている。なお、巻線の側面に対向するように、磁性体が配置されてもよい。
【０１１４】
図２８（Ｂ）において、受電用インダクタ８０４と送電用インダクタ８０２との間に磁性体８０６が配置されている。それ以外の構成は図２８（Ａ）と同じである。磁性体８０６は、送電装置側、受電装置側のいずれに含まれてもよく、あるいは、両装置の間に独立して存在してもよい。
【０１１５】
図２８（Ｃ）において、受電用インダクタ８０４の内側に磁性体８０７が配置されている。それ以外の構成は図２８（Ａ）と同じである。
【０１１６】
図２８（Ｄ）において、受電用インダクタ８０４の両面のうち、送電用インダクタ８０２と反対側の面を覆うように、磁性体８０８が配置されている。それ以外の構成は図２８（Ａ）と同じである。
【０１１７】
図２８（Ｅ）において、送電用インダクタ８０２と地板８０１との間に磁性体８０９が配置されている。それ以外の構成は図２８（Ａ）と同じである。
【０１１８】
図２８（Ｆ）において、受電用インダクタ８０４と送電用インダクタ８０２の両方を包含するように中空の柱状の磁性体８１０が配置されている。それ以外の構成は図２８（Ａ）と同じである。
【０１１９】
（第十一の実施形態）
図２９は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの例を示す。
【０１２０】
地板９０１に、送電用インダクタ９０２を含む送電回路が配置され、地板９０３に、受電用インダクタ９０４を含む受電回路が配置されている。送電用インダクタ９０２および受電用インダクタ９０４は、楕円形や多角形など、非回転対称の平面形状を有する。
【０１２１】
このようなインダクタ同士を位置合わせすることで、ｘ、ｙ、ｚ方向の位置合わせのみならず、θ方向（回転方向）の位置合わせも、自己整合的に行われる。
【０１２２】
図３０は、本実施形態に係る無線電力伝送システムの例を示す。送電用インダクタ９１２および受電用インダクタ９１４の形状として、非回転対称の形状の別の例が示される。これ以外は、図２９の構成と同様である。
【０１２３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【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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