(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量化及び省スペース化が可能であり、充電に最適な電圧、電流を送電部から受電部に供給することが可能な非接触充電方法および非接触充電システムを提供する。【解決手段】非接触充電システムは、送電部２０と受電部４０を備え、送電部２０は、電流電圧可変部２１と送電コイル２２を有し、受電部４０は受電コイル４１と整流部４４と電池４２と、受電コイル４１と電池４２の導通を制御するスイッチ４５と、スイッチを制御するスイッチ制御部４６を有し、スイッチ制御部４６は電池４２に供給される電圧、電流が所定値になるとスイッチ４５に導通を遮断させ、電流電圧可変部２１は、スイッチ４５が導通を遮断したことによる送電コイル２１の電流値低下を検知し、その直前の送電コイル２１の電圧値または電流値を記憶し、その後スイッチ４５が受電コイル４１と電池４２とを導通させると、記憶に基づき電圧、電流を送電コイル２１に入力する。【選択図】図１
2014220940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電部と受電部を備える非接触充電システムであって、
前記送電部は、電源に接続し任意の電流値又は電圧値を出力する電流電圧可変部と、
前記電流電圧可変部と導通している送電コイルとを有し、
前記受電部は、前記送電コイルが発する磁場による電磁誘導により電流が流れる受電コイ
ルと、
前記受電コイルに接続している整流部と、
前記受電コイルに前記整流部を介して接続している電池と、
前記受電コイルと前記電池との導通を制御するスイッチと、
前記スイッチの動作を制御するスイッチ制御部を有し、
前記スイッチ制御部は、前記電池の電圧値及び電流値のうち少なくとも一方が予め前記ス
イッチ制御部に設定された所定の値になったことを検知した時に、前記受電コイルと前記
電池との導通を遮断するよう前記スイッチを制御し、前記電流電圧可変部が前記送電コイ
ルに入力されていた電圧値及び電流値のうち少なくとも一方を記憶した後に、前記受電コ
イルと前記電池とを導通させるよう前記スイッチを制御し、
前記電流電圧可変部は、電圧を徐々に増大させて出力し、前記スイッチが前記受電コイル
と電池との導通を遮断したことによる前記送電コイルの電流値の低下を検知し、当該検知
に応じて前記送電コイルの電流値が低下する前の前記送電コイルに入力されていた電圧値
または電流値のうち少なくとも一方を記憶し、前記記憶に基づく電流値または電圧値を前
記送電コイルに入力する非接触充電システム。
【請求項２】
前記スイッチ制御部は、前記電池の電流値が予め前記スイッチ制御部に設定された充電既
定電流値に達したことを検知した時に、前記受電コイルと前記電池との導通を遮断するよ
う前記スイッチを制御し、
前記電流電圧可変部は、前記スイッチが前記受電コイルと前記電池との導通を遮断したこ
とによる前記送電コイルの電流値の低下を検知し、当該検知に応じて前記送電コイルの電
流値が低下する前の前記送電コイルの電流値を送電最大電流値として記憶し、前記送電最
大電流値に基づいて決定される一定の電流値を前記送電コイルに入力する請求項１に記載
の非接触充電システム。
【請求項３】
前記スイッチ制御部は、前記電池の電圧値が予め前記スイッチ制御部に設定された充電既
定電圧値に達したことを検知した時に、前記受電コイルと前記電池との導通を遮断するよ
う前記スイッチを制御し、
前記電流電圧可変部は、前記スイッチが前記受電コイルと前記電池との導通を遮断したこ
とによる前記送電コイルの電流値の低下を検知し、当該検知に応じて前記送電コイルの電
流値が低下する前の前記送電コイルの電圧値を送電最大電圧値として記憶し、前記送電最
大電圧値に基づいて決定される一定の電圧値を前記送電コイルに入力する請求項１または
請求項２に記載の非接触充電システム。
【請求項４】
前記送電コイルに対して前記送電最大電圧値に基づく一定の電圧値の入力が開始された後
に、
前記スイッチ制御部は、前記電池の電流値が予め前記スイッチ制御部に設定された充電完
了電流値に達したことを検知した時に、前記受電コイルと前記電池との導通を遮断するよ
う前記スイッチを制御し、
前記電流電圧可変部は、前記スイッチが前記受電コイルと前記電池との導通を遮断したこ
とによる前記送電コイルの電流値の低下を検知し、当該検知に応じて前記送電コイルへの
電圧の入力を停止する請求項３に記載の非接触充電システム。
【請求項５】
前記電流電圧可変部は前記記憶の後に前記送電コイルへの電圧の入力を停止し、
前記スイッチ制御部は、前記送電コイルへの電圧の入力が停止されたことによる受電コイ
ルの電圧値の低下を検知すると、前記受電コイルと前記電池とを導通させるよう前記スイ
ッチを制御する請求項１乃至請求項４に記載の非接触充電システム。
【請求項６】
前記スイッチ制御部は時間を計測することが可能な構成を有し、
前記電池の電圧値及び電流値のうち少なくとも一方が予め前記スイッチ制御部に設定され
た所定の値になった時点から、前記電流電圧可変部が前記記憶のために必要な時間が経過
した後に、前記受電コイルと前記電池とを導通させるよう前記スイッチを制御する請求項
１乃至請求項４に記載の非接触充電システム。
【請求項７】
送電部と受電部を備え、
前記送電部は、電源に接続し任意の電圧値又は電流値を出力する電流電圧可変部と、
前記電流電圧可変部と導通している送電コイルとを有し、
前記受電部は、前記送電コイルが発する磁場による電磁誘導により電流が流れる受電部側
コイルと、
前記受電コイルに接続している整流部と、
前記受電コイルに前記整流部を介して接続している電池と、
前記受電コイルと前記電池との導通を制御するスイッチと、
前記スイッチの動作を制御するスイッチ制御部とを有する非接触充電装置における非接触
充電方法であって、
前記電流電圧可変部は、電圧を徐々に増大させて出力し、
前記スイッチ制御部は前記電池の電流値が予め前記スイッチ制御部に設定された充電既定
電流値に達したことを検知して前記受電コイルと前記電池との導通を遮断するよう前記ス
イッチを制御し、
前記電流電圧可変部は、前記スイッチが前記受電コイルと前記電池との導通を遮断したこ
とによる前記送電コイルの電流値の低下を検知し、当該検知に応じて前記送電コイルの電
流値が低下する前の前記送電コイルに流れていた電流値を記憶し前記送電コイルへの電流
の入力を停止する充電既定電流値検出ステップと、
前記充電既定電流値検出ステップの後、前記スイッチ制御部は前記受電コイルと前記電池
とを導通させるよう前記スイッチを制御し、前記電流電圧可変部は前記送電最大電流値に
基づいて決定される一定の電流値を前記送電コイルに入力する定電流充電ステップと、
前記スイッチ制御部は前記電池の電流値が予め前記スイッチ制御部に設定された充電既定
電圧値に達したことを検知して前記受電コイルと前記電池との導通を遮断するよう前記ス
イッチを制御し、
前記電流電圧可変部は、前記スイッチが前記受電コイルと前記電池との導通を遮断したこ
とによる前記送電コイルの電流値の低下を検知し、当該検知に応じて前記送電コイルの電
流値が低下する前の前記送電コイルに入力されていた電圧値を記憶し前記送電コイルへの
電圧の入力を停止する充電既定電圧値検出ステップと、
前記充電既定電圧値検出ステップの後、前記スイッチ制御部は前記受電コイルと前記電池
とを導通させるよう前記スイッチを制御し、前記電流電圧可変部は前記送電最大電圧値に
基づいて決定される一定の電流値を前記送電コイルに入力する定電圧充電ステップと、
前記充電既定電圧値検出ステップの後、前記スイッチ制御部は前記電池の電流値が予め前
記スイッチ制御部に設定された充電既定電流値に達したことを検知して、前記受電コイル
と前記電池を遮断するよう前記スイッチを制御し、
前記電流電圧可変部は前記スイッチが前記受電コイルと前記電池との導通を遮断したこと
による前記送電コイルの電流値の低下を検知して、前記送電コイルへの電流の入力を停止
する充電完了ステップと、
を備える非接触充電方法。
【請求項８】
前記定電流充電ステップ及び前記定電圧充電ステップにおいて前記スイッチ制御部は、
前記電流電圧可変部が前記送電コイルへの電圧の入力を停止したことによる前記受電コイ
ルの電圧値の低下を検知し、前記受電コイルと前記電池とを導通させるよう前記スイッチ
を制御する請求項７に記載の非接触充電方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は非接触充電システムおよび非接触充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無人搬送車や輸送ロボット等の移動機器の多くは、モータを動力源、電池を電源として
使用しており、電池を充電する必要がある。これまで電池の充電は、機器本体から電池を
取り外して充電器に接続する方法や、電池を格納している機器本体に充電器のケーブルを
接続する等の方法で行なわれてきた。
【０００３】
近年、非接触電力給電技術が実用化され、前述したような移動機器においても、電池へ
の充電を非接触充電によって行うことが考えられている。非接触充電装置は、電源を有す
る送電部と電池を有する受電部を備える。非接触充電とは、送電部と受電部の間で端子を
介することなく、電力の授受を行なうことである。
【０００４】
非接触充電によって充電される移動機器は、非接触充電装置のうち受電部を搭載してお
り、受電部に組み込まれた電池を電源として動作する。そして、移動装置は電池の充電が
必要な場合には送電部付近に移動し、受電部を送電部に接近させることで非接触充電を行
なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−４５１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電池を電源として動作する移動機器は、使用可能な電力が限られており、動作時間を長
くするためには重量をできるだけ低減させる必要がある。そのため、移動機器に搭載され
る受電部を軽量化させる必要がある。送電部においても、設置箇所の制約を少なくするた
め、送電部の設置スペースを低減させ、重量を軽量化させる必要がある。
【０００７】
また、非接触充電を行なう際、受電部と送電部の位置関係には毎回ズレが生じ、送電部
が受電部に供給する電力と送電部が受け取る電力との相対関係は、充電のたびに変化する
。そのため、充電に最適な電力を電池に供給するために、送電側が受電側に供給する電力
は毎回異なる。
【０００８】
そのため本発明は、軽量化及び省スペース化することが可能であって、充電に最適な電
力を送電部から受電部に供給することが可能な非接触充電方法および非接触充電システム
を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、実施形態の非接触充電システムは、送電部と受電部を備える
非接触充電システムであって、送電部は、電源に接続し任意の電流値又は電圧値を出力す
る電流電圧可変部と、電流電圧可変部と導通している送電コイルとを有し、受電部は、送
電コイルが発する磁場による電磁誘導により電流が流れる受電コイルと、受電コイルに接
続している整流部と、受電コイルに整流部を介して接続している電池と、受電コイルと電
池との導通を制御するスイッチと、スイッチの動作を制御するスイッチ制御部を有し、ス
イッチ制御部は、電池の電圧値及び電流値のうち少なくとも一方が予めスイッチ制御部に
設定された所定の値になったことを検知した時に、受電コイルと電池との導通を遮断する
ようスイッチを制御し、電流電圧可変部が送電コイルに入力されていた電圧値及び電流値
のうち少なくとも一方を記憶した後に、受電コイルと電池とを導通させるようスイッチを
制御し、電流電圧可変部は、電圧を徐々に増大させて出力し、スイッチが受電コイルと電
池との導通を遮断したことによる送電コイルの電流値の低下を検知し、当該検知に応じて
送電コイルの電流値が低下する前の送電コイルに入力されていた電圧値または電流値のう
ち少なくとも一方を記憶し、記憶に基づく電流値または電圧値を送電コイルに入力するも
のとする。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、実施形態の非接触充電方法は、送電部と受電部を備え
、送電部は、電源に接続し任意の電圧値又は電流値を出力する電流電圧可変部と、電流電
圧可変部と導通している送電コイルとを有し、受電部は、送電コイルが発する磁場による
電磁誘導により電流が流れる受電部側コイルと、受電コイルに接続している整流部と、受
電コイルに整流部を介して接続している電池と、受電コイルと電池との導通を制御するス
イッチと、スイッチの動作を制御するスイッチ制御部とを有する非接触充電装置における
非接触充電方法であって、電流電圧可変部は、電圧を徐々に増大させて出力し、スイッチ
制御部は電池の電流値が予めスイッチ制御部に設定された充電既定電流値に達したことを
検知して受電コイルと電池との導通を遮断するようスイッチを制御し、電流電圧可変部は
、スイッチが受電コイルと電池との導通を遮断したことによる送電コイルの電流値の低下
を検知し、当該検知に応じて送電コイルの電流値が低下する前の送電コイルに流れていた
電流値を記憶し送電コイルへの電流の入力を停止する充電既定電流値検出ステップと、充
電既定電流値検出ステップの後、スイッチ制御部は受電コイルと電池とを導通させるよう
スイッチを制御し、電流電圧可変部は送電最大電流値に基づいて決定される一定の電流値
を送電コイルに入力する定電流充電ステップと、スイッチ制御部は電池の電流値が予めス
イッチ制御部に設定された充電既定電圧値に達したことを検知して受電コイルと電池との
導通を遮断するようスイッチを制御し、電流電圧可変部は、スイッチが受電コイルと電池
との導通を遮断したことによる送電コイルの電流値の低下を検知し、当該検知に応じて送
電コイルの電流値が低下する前の送電コイルに入力されていた電圧値を記憶し送電コイル
への電圧の入力を停止する充電既定電圧値検出ステップと、充電既定電圧値検出ステップ
の後、スイッチ制御部は受電コイルと電池とを導通させるようスイッチを制御し、電流電
圧可変部は送電最大電圧値に基づいて決定される一定の電流値を送電コイルに入力する定
電圧充電ステップと、充電既定電圧値検出ステップの後、スイッチ制御部は電池の電流値
が予めスイッチ制御部に設定された充電既定電流値に達したことを検知して、受電コイル
と電池を遮断するようスイッチを制御し、電流電圧可変部はスイッチが受電コイルと電池
との導通を遮断したことによる送電コイルの電流値の低下を検知して、送電コイルへの電
流の入力を停止する充電完了ステップと、を備えるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の非接触充電システムのブロック図。
【図２】第１の実施形態の非接触充電方法のタイミングチャート。
【図３】第１の実施形態の非接触充電方法のフローチャート。
【図４】第２の実施形態の非接触充電方法のタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
以下第１の実施形態について図１乃至図３を参照しながら説明する。図１は第１の実施
形態の非接触充電システムのブロック図である。図２は第１の実施形態の非接触充電方法
のタイミングチャートである。図３は、第１の実施形態の非接触充電方法のフローチャー
トである。
【００１４】
（構成）
以下に本実施形態の構成について図１を用いて説明する。本実施形態における非接触充
電装置１０は、商用電源に接続している送電部２０と、無人搬送車や輸送ロボット等の移
動機器に搭載される受電部４０とを備える。
【００１５】
まず、送電部２０について説明する。送電部２０は、商用電源の電力を任意の電流値又
は電圧値に変換して出力する電流電圧可変部２１と、電流電圧可変部２１と導通している
送電コイル２２とを有する。電流電圧可変部２１と送電コイル２２の間にはインバータ制
御部２３が設けられている。インバータ制御部２３は、電流電圧可変部２１から入力され
た直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換し、送電コイル２２に入力する。
【００１６】
次に、電流電圧可変部２１について説明する。電流電圧可変部２１は送電側整流部２４
とチョッパ制御部２５と電流電圧制御部２６を備える。送電側整流部２４は商用電源から
供給された交流電圧を直流電圧に変換する。チョッパ制御部２５には送電側整流部２４に
よって変換された直流電圧が入力される。チョッパ制御部２５は電流電圧制御部２６によ
って制御され、任意の電圧値または電流値を出力しインバータ制御部２３に入力する。イ
ンバータ制御部２３も電流電圧制御部２６によって稼働が制御される。
【００１７】
また、送電部２０はチョッパ制御部２５からインバータ制御部２３に入力される電流値
を測定する送電側電流検出部２８と、インバータ制御部２３にかかる電圧値を測定する送
電側電圧検出部２７を有する。送電側電流検出部２８が測定した電流値をｉｔと呼称し、
送電側電圧検出部２７が測定した電圧値をｖｔと呼称する。ｉｔは送電コイル２２に流れ
る電流値に相当し、ｖｔは送電コイル２２にかかる電圧値に相当する。
【００１８】
電流電圧制御部２６は、送電側電流検出部２８と送電側電圧検出部２７が検出するｉｔ
とｖｔを監視している。そして、電流電圧制御部２６はｉｔとｖｔに基づいてチョッパ制
御部２５及びインバータ制御部２３を制御する。
【００１９】
次に、受電部４０について説明する。受電部４０は受電コイル４１と、受電コイル４１
と導通している電池４２と、受電コイル４１と電池４２との導通を制御するスイッチ部４
３とを有する。スイッチ部４３はスイッチ４５とこのスイッチ４５を制御するスイッチ制
御部４６を備える。また、送電コイル２２に電流が流れることで送電コイル２２の周囲に
は磁場が形成され、送電コイル２２周囲の電磁誘導によって受電コイル４１に電流が流れ
る。
【００２０】
受電コイル４１とスイッチ部４３との間には受電側整流部４４が設けられている。受電
側整流部４４は受電コイル４１から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、スイッチ部
４３を介して電池４２に供給する。
【００２１】
また、受電部４０には受電コイル４１にかかる電圧を検出する受電側交流電圧検出部４
７と、電池４２の電流値を測定する受電側充電電流検出部４８と、電池４２の電圧を検出
する受電側充電電流検出部４９が設けられている。受電側交流電圧検出部４７が測定した
電圧値をｖｒａ、受電側充電電流検出部４８が検出した電流値をｉｒｂ、受電側充電電流
検出部４９が検出した電圧値をｖｒｂと呼称する。
【００２２】
スイッチ制御部４６は、受電側交流電圧検出部４７、受電側充電電流検出部４８及び受
電側充電電流検出部４９で検出されるｖｒａ、ｉｒｂ、ｖｒｂを監視している。そしてス
イッチ制御部４６はｖｒａ、ｉｒｂ、ｖｒｂに基づいてスイッチ４５を制御する。なお、
スイッチ４５がＯＮ状態であるとき、受電コイル４１と電池４２は導通しており、スイッ
チ４５がＯＦＦ状態であるとき、受電コイル４１と電池４２との導通は遮断されているも
のとする。
【００２３】
ここで、送電コイル２２と受電コイル４１の関係について記載する。送電コイル２２と
受電コイル４１は電磁誘導及び相互誘導により、送電コイル２２の電圧値と電流値は、受
電コイルの電圧値と電流値と相関関係にある。つまり、ｖｔとｖｒａは互いに対応した値
であり、ｉｔとｉｒｂも互いに対応した値である。
【００２４】
そのため、受電部４０で電池の電流値及び電圧値の変化を、送電部２０における電流値
及び電圧値の変化として検出することが可能である。
【００２５】
（非接触充電方法）
次に非接触充電方法について図２と図３を用いて説明する。図２において横軸は時刻を
示し、縦軸は各部の状態（電圧、電流、スイッチの状態等）を示す。
【００２６】
本実施形態の充電は定電流定電圧充電である。定電流定電圧充電では、まず、電池に一
定の電流値を保って供給する定電流充電を行なう。そして、定電流充電により電池の電圧
が上昇し既定の電圧に達すると、一定の電圧値を保って電池に供給する定電圧充電を行な
う。そして電池の電流値が低下し、充電完了電流値に達すると充電を完了させる。
【００２７】
以下に本実施形態における非接触充電方法を説明する。充電を開始する際、受電部４０
は送電部２０に接近し、図１のように受電コイル４１と送電コイル２２は近接している。
また、スイッチ４５はＯＮ状態となっている。
【００２８】
まず、充電開始ステップＳ１について説明する。充電開始時刻を時刻ｔ０とする。時刻
ｔ０のとき、電流電圧制御部２６に充電を開始させる充電指令が入力され、電流電圧制御
部２６はチョッパ制御部２５に対しデューティ信号（Ｄ＊）を出力し、インバータ制御部
２３に稼働信号を入力する。チョッパ制御部２５はＤ＊の強度に基づいて直流電圧を出力
し、インバータ制御部２３を介して、送電コイル２２に交流電圧を入力する。そして、送
電側電圧検出部２７ではＤ＊に対応するｖｔが検出され、送電コイル２２にはｖｔに対応
する電圧がかかり、受電側交流電圧検出部４７においてｖｒａが検出される。
【００２９】
なお、充電指令は、受電部４０と送電部２０が充電可能な関係になったことにより、出
力されるものとする。例えば、作業員が目視で受電部４０と送電部２０が充電可能な位置
になったと判断し、充電指令を送電部２０に出力するものとしてもよい。また、送電部２
０に受電部４０との位置関係等を把握するためのセンサーを取り付け、センサーが受電部
４０と送電部２０が充電可能な位置になったことを検出し、充電指令を送電部２０に出力
するものとしてもよい。
【００３０】
時刻ｔ０以降、電流電圧制御部２６はＤ＊を０から除々に増大するように出力する。Ｄ
＊が増大するのに合わせてｖｔ及びｖｒａも除々に増大する。しかし、時刻ｔ０からｔ１
の期間においては、ｖｒａがｖｒｂよりも低いため電池に電流は流れず、受電側充電電流
検出部４８においてｉｒｂは検出されない。
【００３１】
時刻ｔ１のときｖｒａがｖｒｂと等しくなり、時刻ｔ１以降では受電コイル４１から電
池４２に電流が流れ始め、受電側充電電流検出部４８においてｉｒｂが検出される。送電
側電流検出部２８ではｉｒｂに対応するｉｔが検出される。電流電圧制御部２６では、ｉ
ｔが検出されたことを検知すると、ｉｔが徐々に増大するようにＤ＊の強度を徐々に増大
させてチョッパ制御部２５にＤ＊を入力する。これにより時刻ｔ１以降もチョッパ制御部
２５から出力される電圧は徐々に増大し続け、ｉｔも徐々に増大しｉｒｂも増大していく
。
【００３２】
次に、充電既定電流検出ステップＳ２について説明する。充電の際、電池に過度な電流
値を流すことは好ましくないため、充電時に安全に流すことが可能な電流値として充電既
定電流値が電池固有に決められている。充電既定電流検出ステップＳ２では、ｉｒｂが充
電既定電流値であるときのｉｔの値を求めるステップである。
【００３３】
時刻ｔ２のとき、ｉｒｂが充電既定電流値に達する。スイッチ制御部４６にはあらかじ
め充電既定電流値が設定されており、スイッチ制御部４６はｉｒｂが充電既定電流値に達
したことを検知すると、スイッチ４５への指令Ｓ＊をＯＦＦとし、スイッチ４５をＯＦＦ
状態にさせる。すると回路が遮断されてｉｒｂは０となり、ｉｔもｉｒｂに対応して０と
なる。なお、図２において時刻ｔ２のとき、実際にはｉｔには微弱な励磁電流が流れ続け
るが、本実施形態では０として説明する。
【００３４】
ｉｔが０となると電流電圧制御部２６は、ｉｔが０になる直前のｉｔを送電最大電流値
として記憶する。送電最大電流値は、ｉｒｄが充電既定電流値であるときに対応するｉｔ
の値とほぼ等しい。なお、実際には、電流電圧制御部２６はｉｔが０となった時ではなく
、ｉｔが急激に減少したことを検知し、ｉｔが急激に減少する直前のｉｔを送電最大電流
値として記憶するものとする。または、電流電圧制御部２６に予め閾値を設定しておき、
ｉｔが閾値以下となったことを検知して、ｉｔが閾値以下となる直前のｉｔを送電最大電
流値として記憶するものとする。
【００３５】
そして、送電最大電流値を記憶した後の時刻ｔ３において、電圧電流制御部２６はＤ＊
を０とし、また、インバータ制御部２３に停止信号を出力する。Ｄ＊が０となったことに
よりｖｔは０となり、送電コイル２１にかかる電圧も０となる。送電コイル２１にかかる
電圧が０となるため、ｖｒａも０となる。
【００３６】
次に定電流充電ステップＳ３について説明する。スイッチ制御部４６は、時刻ｔ３にお
いてｖｒａが０となったことを検知して、スイッチ４５にＯＮの指令Ｓ＊を出力する。そ
して時刻ｔ４において、スイッチ４５はＯＮ状態となる。電流電圧制御部２６は、時刻ｔ
３でＤ＊を０とした瞬間からタイマー等で時間を計測しており、時刻ｔ５のときに、ｉｔ
が送電最大電流値の９５％の値となるようにＤ＊を出力し、インバータ制御部２３に稼働
信号を出力し、定電流充電を開始させる。そして、電池４２にはｉｔとｉｒｂの対応関係
により、充電既定電流値の９５％に当たる電流値が供給される。定電流充電による充電が
進むにつれて電池４２の電圧は上昇していくため、ｖｒｂ及びｖｒａは上昇し、ｖｒｂに
対応してｖｔも上昇していく。なお、定電流充電時のｉｔは送電最大電流値に基づいて定
められていればよく、送電最大電流値の９５％の値には限られない。
【００３７】
そして、時刻ｔ６のときｖｒｂはスイッチ制御部４６に予め設定された充電既定電圧値
に達し、スイッチ制御部４６はｖｒｂが充電既定電圧値に達したことを検知する。スイッ
チ制御部４６はスイッチ４５への指令Ｓ＊をＯＦＦとし、スイッチ４５はＯＦＦ状態とな
る。すると回路が遮断されてｉｒｂは０となり、ｉｔもｉｒｂに対応して０となり、定電
流充電が完了する。
【００３８】
次に、充電既定電圧検出ステップＳ４について説明する。充電の際、電池に過度な電圧
をかけることは好ましくないため、充電時に安全に印加することが可能な電圧値として充
電既定電圧値が電池固有に決められている。充電既定電圧検出ステップＳ２では、ｖｒｂ
が充電既定電圧値であるときのｖｔの値を求めるステップである。
【００３９】
時刻ｔ６においてｉｔが０となると電流電圧制御部２６は、ｉｔが０になる直前のｖｔ
を送電最大電圧値として記憶する。送電最大電圧値は、ｖｒｂが充電既定電流値であると
きに対応するｖｔの値とほぼ等しい。なお、電流電圧制御部２６は充電既定電流検出ステ
ップＳ２と同様の手段で、ｉｔが０となったことを検出するものとする。
【００４０】
また、受電側充電電圧検出部４９で検出されるｖｒｂは電池４２の電圧と電池４２の内
部抵抗にかかる電圧値の和である。時刻ｔ６において、スイッチがＯＦＦとなりｉｒｂが
０となるため、電池の電流値が０となり、電池の内部抵抗にかかる電圧が０となる。その
ため時刻ｔ６においてｖｒｂは、内部抵抗にかかっていた電圧分だけ充電既定電圧値から
低下する。
【００４１】
そして電流電圧制御部２６が送電最大電圧値を記憶した時刻ｔ７において、電流電圧制
御部２６はＤ＊を０とし、インバータ制御部２３に停止信号を出力し、送電コイル２２へ
の電圧の入力を停止させる。そのため、送電コイル２１にかかる電圧は０となり、ｖｒａ
も０となる。
【００４２】
つぎに定電圧充電ステップＳ５を行なう。スイッチ制御部４６は、時刻ｔ７においてｖ
ｒａが０となったことを検知し、スイッチ４５にＯＮの指令Ｓ＊を出力し、時刻ｔ８にお
いてスイッチ４５はＯＮとなる。電流電圧制御部２６はタイマー等で、時刻ｔ７でＤ＊を
０とした瞬間から時間を計測しており、時刻ｔ９のときに、ｖｔが送電最大電圧値の９８
％の値となるようにＤ＊を出力し、インバータ制御部２３に稼働信号を出力し、定電圧充
電を開始させる。
【００４３】
なお、送電コイル４１を介して電池４２に供給される電圧であるｖｔが最大充電電圧値
の９８％の値であるため、電池４２の電流値ｉｒｂもｖｒｂが充電既定電圧値であったと
きよりも、２％程度低い値となる。そのため、時刻ｔ９において電池４２の内部抵抗にか
かる電圧値は、充電既定電圧値よりも小さく、時刻ｔ９におけるｖｒｂは充電既定電圧値
よりも小さい値となる。また、定電圧充電による充電が進むにつれてｉｒｂは減少し、内
部抵抗にかかる電圧も減少していく。よって、一連の非接触充電のステップにおいて、時
刻ｔ６以降でｖｒｂが充電既定電圧以上となることはない。
【００４４】
なお、定電流充電時のｖｔは送電最大電圧値に基づいて定められていればよく、送電最
大電圧値の９８％の値には限られない。
【００４５】
そして、時刻ｔ１０において、スイッチ制御部４６はｉｒｂが予めスイッチ制御部４６
に設定された充電完了電流値に達したことを検知し、スイッチ４５への指令Ｓ＊をＯＦＦ
とし、スイッチ部４５はＯＦＦ状態となる。回路が遮断されたことによりｉｒｂは０とな
り、ｉｔもｉｒｂに対応して０となる。電流電圧制御部２６は時刻ｔ１０においてｉｔが
０となったことを検知すると、時刻ｔ１１においてＤ＊を０とし、インバータ制御部２３
に停止信号を出力し、送電コイル２２への電圧の入力を停止させる。そのため、送電コイ
ル２１にかかる電圧は０となり、送電コイル４２にかかる電圧も０となってｖｒａも０と
なり、定電圧充電が完了する。
【００４６】
次に、充電完了ステップＳ６を行なう。スイッチ制御部４６は、時刻ｔ１１においてｖ
ｒａが０となったことを検知し、時刻ｔ１２においてスイッチ４５にＯＮの指令Ｓ＊を出
力し、スイッチ４５はＯＮ状態となる。そして、次の充電に備える。
【００４７】
なお、スイッチ制御部４６は、定電圧定電流充電の一連のステップの内どのステップが
行われているか把握することが可能であり、予め設定してある充電既定電流値と充電既定
電圧値、充電完了電流値の内、いずれを検出すべきか判断することが可能である。例えば
、スイッチ制御部４６は、充電が開始されるとまずｉｒｂを監視して充電既定電流値を検
出する。そして、次に行われるのは定電流充電ステップであると判断して、ｖｒｂを監視
し充電既定電圧値を検出する。そして、スイッチ制御部４６は、充電既定電流値を検出す
ると、次に行われるのは充電完了ステップであると判断して、ｉｒｂを監視し、充電完了
電流値を検出する。
【００４８】
（効果）
以下、本実施形態の非接触充電方法および非接触充電システムの効果について記載する
。本実施形態の非接触充電方法および非接触充電システムでは、ｉｒｂまたはｖｒｂが所
定の値になったときにスイッチ４６をＯＦＦとすることでｉｔが０になるため、送電部２
０は電池の電流が所定の値になったことを検知することができる。また、送電部２０はｉ
ｔが０になったときのｖｔまたはｉｔの値を求めることで、ｉｒｂまたはｖｒｂが所定の
値になったときのｖｔまたはｉｔの値を求めることができる。
【００４９】
そのため、送電部２０と受電部４０に、電池の電圧および電流の値を送受信するための
通信器等の構成が無くても、充電に最適な電圧および電流を送電部から受電部に供給する
ことが可能である。そして、通信機等を搭載していない分、従来に比べて受電部４０の構
成を簡素化し、軽量化することが可能である。
【００５０】
また、送電部２０は、ｉｒｂまたはｖｒｂが所定の値となったときのｉｔまたはｖｔを
検出するため、ｉｒｂとｉｔの対応関係およびｖｒｂとｖｔの対応関係を計算により求め
る必要がない。そのため、送電部２０には、ｉｒｂとｉｔの対応関係およびｖｒｂとｖｔ
の対応関係を算出するための計算機等の構成が必要ない。よって、送電部２０の構成を簡
素化し、設置スペースを低減させ、重量を軽量化することが可能である。
【００５１】
また、本実施形態ではｉｒｂとｉｔの対応関係およびｖｒｂとｖｔの対応関係を計算に
より求める必要がないため、計算に要する時間の分だけ、充電にかかる時間を短縮するこ
とが可能である。
【００５２】
また、本実施形態では、電流電圧制御部２６が送電最大電流値を記憶した後、ｖｒａが
０となったことをスイッチ制御部４６が検出した後に定電流充電が開始される。そのため
、定電流充電が開始されるのは、必ず電流電圧制御部２６が送電最大電流値を記憶した後
となる。よって、電池に充電既定電流以上の電流が流れることが無く、充電時の安全性を
保つことが可能である。また、定電圧充電の際も同様に、電流電圧制御部２６が送電最大
電圧値を記憶した後に定電圧充電が開始されるため、電池に充電既定電圧値以上の電圧に
なることが無く、充電時の安全性を保つことが可能である。
【００５３】
（第２の実施形態）
以下第２の実施形態について図４を用いて説明する。図４は本実施形態の非接触充電方
法のタイミングチャートである。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付
し、重複する説明は省略する。また、本実施形態における非接触充電システムの構成は、
第１の実施形態における非接触充電システムと同様であるが、本実施形態におけるスイッ
チ制御部４６はタイマー等の時間を計測できる構成を有するものとする。
【００５４】
（非接触充電方法）
本実施形態における非接触充電方法について図４を用いて説明する。本実施形態におけ
る非接触充電方法も第１の実施形態と同様のステップを備える。充電開始ステップＳ１は
、第１の実施形態と同様である。
【００５５】
充電既定電流検出ステップＳ２について説明する。時刻ｔ２のとき、ｉｒｂが充電既定
電流値に達すると、スイッチ制御部４６はスイッチ４５への指令Ｓ＊をＯＦＦとし、ｉｔ
およびｉｒｂは０となる。電流電圧制御部２６は、ｉｔが０になったことを検知し、ｉｔ
が０になる直前のｉｔを送電最大電流値として記憶する。そして、電流電圧制御部２６は
送電最大電流値を記憶した後、送電コイル２２に送電最大電流値以下の電流を入力するよ
うチョッパ制御部２５にＤ＊を入力する。なお、スイッチ制御部４６はｉｒｂが充電既定
電流値になったことを検出した瞬間から、タイマーを作動させ、時間を計測する。
【００５６】
次に定電流充電ステップＳ３について説明する。スイッチ制御部４６は時間を計測して
おり、電流電圧制御部２６が送電最大電流値を記憶するために充分な時間が経過した後で
ある時刻ｔ４において、スイッチ４５にＯＮの指令Ｓ＊を出力する。スイッチ４５はＯＮ
状態となり、時刻ｔ５においてｉｒｂおよびｉｔが検出される。電流電圧制御部２６はｉ
ｔが検出されると、ｉｔが送電最大電流値の９５％の値となるようにＤ＊をチョッパ制御
部２５に出力し、インバータ制御部２３に稼働信号を出力し、定電流充電を開始させる。
【００５７】
そして、時刻ｔ６において、スイッチ制御部４６はｖｒｂが充電既定電圧に達したこと
を検知し、スイッチ４５をＯＦＦ状態とさせ、ｉｒｂおよびｉｔは０となる。また、スイ
ッチ制御部４６はｉｒｂが充電既定電流値になったことを検出した瞬間から、時間を計測
する。
【００５８】
次に、充電既定電圧検出ステップＳ４について説明する。電流電圧制御部２６は、時刻
ｔ６においてｉｔが０になったことを検知し、ｉｔが０になる直前のｖｔを送電最大電圧
値として記憶する。そして、電流電圧制御部２６は送電最大電圧値を記憶した後、送電コ
イル２２に送電最大電圧値以下の電圧を入力するようチョッパ制御部２５にＤ＊を入力す
る。
【００５９】
次に定電圧充電ステップＳ５について説明する。スイッチ制御部４６は時間を計測して
おり、電流電圧制御部２６が送電最大電圧値を記憶するために充分な時間が経過した後で
ある時刻ｔ８において、スイッチ４５にＯＮの指令Ｓ＊を出力する。スイッチ４５はＯＮ
状態となり、時刻ｔ９においてｉｒｂおよびｉｔが検出される。電流電圧制御部２６はｉ
ｔが検出されると、ｉｔが最大充電電圧値の９８％の値となるようにＤ＊をチョッパ制御
部２５に出力し、インバータ制御部２３に稼働信号を出力し、定電圧充電を開始させる。
【００６０】
そして、時刻ｔ１０において、スイッチ制御部４６はｉｒｂが充電完了電流値に達した
ことを検知し、スイッチ４５をＯＦＦ状態にさせ、ｉｒｂおよびｉｔは０となる。また、
スイッチ制御部４６はｉｒｂが充電完了電流値になったことを検知した瞬間から、時間を
計測する。
【００６１】
次に、充電完了ステップＳ６について説明する。電流電圧制御部２６は、ｉｔが０にな
ったことを検知し、時刻ｔ１１において送電コイル２２への電流の入力を停止するようＤ
＊を０とし、インバータ制御部２３に停止信号を送信する。そして、スイッチ制御部４６
は、電流電圧制御部２６が送電コイル２２への電流の入力を停止させるために充分な時間
が経過した後である時刻ｔ１２において、スイッチ４５にＯＮの指令Ｓ＊を出力し、次の
充電に備える。
【００６２】
なお、第１の実施形態においては、スイッチ制御部４６は、ｖｒａが０になったことを
検出することで、スイッチ４５にＯＮの指令Ｓ＊を出力していた。一方、本実施形態にお
いては、スイッチ制御部４６に予め設定された値をスイッチ制御部４６が検出した時から
一定時間後にスイッチ４５にＯＮの指令Ｓ＊を出力させている。本実施形態では、ｖｒａ
を検出する必要がないため、受電側交流電圧検出部が必要ない。
【００６３】
また、スイッチ制御部４６がスイッチ４５にＯＮの指令Ｓ＊を出力するのは、予め設定
された値をスイッチ制御部４６が検出した時から一定時間後としたが、予め設定された値
をスイッチ制御部４６が検出しスイッチ４５にＯＮの指令Ｓ＊を出力した時から一定時間
後とするものとしてもよい。
【００６４】
（効果）
以下、本実施形態の非接触充電方法および非接触充電システムの効果について記載する
。
【００６５】
本実施形態では、ｖｒａを検出する必要がないため、受電側交流電圧検出部を搭載する
必要がない。その分、受電部４０の構成を簡素化し、軽量化することが可能である。
【００６６】
また、本実施形態は、第１の実施形態と同様に、送電部２０と受電部４０に通信器等の
構成が無くても、充電に最適な電圧および電流を送電部から受電部に供給することが可能
であり、従来に比べて受電部４０の構成を簡素化し、軽量化することが可能である。
【００６７】
また、第１の実施形態と同様に、送電部２０には、ｉｒｂとｉｔの対応関係およびｖｒ
ｂとｖｔの対応関係を算出するための計算機等の構成が必要ないため、送電部２０の構成
を簡素化し、設置スペースを低減させ、重量を軽量化することが可能である。また、計算
に要していた時間の分だけ、充電にかかる時間を短縮することが可能である。
【００６８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり
、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々
な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置
き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含ま
れるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６９】
例えば、第１の実施形態および第２の実施形態の充電方法は定電流定電圧充電であった
が、定電流充電方法または定電圧充電方法のみを行なうものとしてもよい。
【００７０】
また、送電部２０が接続している電源は商用電源に限られない。例えば、自家発電によ
る電源であるとしてもよい。
【００７１】
また、スイッチ制御部４６はｉｒｂまたはｖｒｂのいずれか一方が予め設定された値と
なったことを検出してスイッチ４５を制御しているが、ｉｒｂおよびｖｒｂが予め設定さ
れた値になったことを検出してスイッチ４５を制御するものとしても良い。
【００７２】
また、電流電圧制御部２６はｖｔまたはｉｔの値を記憶するとしたが、記憶する際はｖ
ｔ及びｉｔの両方を記憶するものとしても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１０・・・・・非接触充電装置
２０・・・・・送電部
２１・・・・・電流電圧可変部
２２・・・・・送電コイル
２３・・・・・インバータ制御部
２４・・・・・送電側整流部
２５・・・・・チョッパ制御部
２６・・・・・電流電圧制御部
２７・・・・・送電側電圧検出部
２８・・・・・送電側電流検出部
４０・・・・・受電部
４１・・・・・受電コイル
４２・・・・・電池
４３・・・・・スイッチ部
４４・・・・・受電側整流部
４３・・・・・スイッチ部
４５・・・・・スイッチ
４６・・・・・スイッチ制御部
４７・・・・・受電側交流電圧検出部
４８・・・・・受電側充電電流検出部
４９・・・・・受電側充電電流検出部
Ｓ１・・・・・充電開始ステップ
Ｓ２・・・・・充電既定電流検出ステップ
Ｓ３・・・・・定電流充電ステップ
Ｓ４・・・・・充電既定電圧検出ステップ
Ｓ５・・・・・定電圧充電ステップ
Ｓ６・・・・・充電完了ステップ
ｖｔ・・・・・送電側電圧検出部が検出した電圧値
ｉｔ・・・・・送電側電流検出器が検出した電流値
ｉｒｂ・・・・・充電側電流検出部が検出した電流値
ｖｒｂ・・・・・充電側電圧検出部が検出した電圧値
Ｄ＊・・・・・デューティ信号
Ｓ＊・・・・・スイッチへの指令 
【図１】
2014220940.tif 000003
【図２】
2014220940.tif 000004
【図３】
2014220940.tif 000005
【図４】
2014220940.tif 000006