(57)【要約】ワイヤレス送電装置１は、ワイヤレス受電装置２を載置可能な載置面１Ｂと、載置面１Ｂに分散して配置された複数の凹部１ａとを有する筺体１Ａと、複数の凹部１ａ内に収容され、載置面１Ｂに対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数のアクティブ電極３１Ａ（可動電極）と、筺体１Ａにおける凹部１ａ及び／またはその周辺部に配置されたパッシブ電極３１Ｐ（固定電極）と、第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する昇圧部２１（電源部）とを備える。パッシブ電極３１Ｐ（固定電極）にパッシブ電位（第１の電位）が付与され、アクティブ電極３１Ａ（可動電極）が第２の位置にあるときに当該アクティブ電極３１Ａ（可動電極）にアクティブ電位（第２の電位）が付与される。
2014064975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス受電装置に電界結合方式により電力を伝送するワイヤレス送電装置であって、
前記ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面と、前記載置面に分散して配置された複数の凹部とを有する筺体と、
前記複数の凹部内に収容され、前記載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
前記筺体における凹部及び／またはその周辺部に配置された固定電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
前記固定電極に第１の電位が付与され、前記可動電極が前記第２の位置にあるときに当該可動電極に第２の電位が付与される、
ワイヤレス送電装置。
【請求項２】
前記ワイヤレス受電装置が前記載置面上に載置されていないときに前記可動電極が前記第１の位置に位置するように付勢する付勢手段をさらに備える、
請求項１記載のワイヤレス送電装置。
【請求項３】
ワイヤレス送電装置から電界結合方式により伝送される電力を受けるワイヤレス受電装置であって、
筺体と、
前記ワイヤレス送電装置から伝送される電力を受けるための第１の電極と第２の電極とを備え、
前記筺体の主面には複数の凸部が分散して配置され、
前記第１の電極は前記凸部の所定部分に配置され、
前記第２の電極は、前記主面における前記凸部の前記所定部分以外の部分に配置されている、
ワイヤレス受電装置。
【請求項４】
ワイヤレス送電装置と、前記ワイヤレス送電装置から電界結合方式により伝送される電力を受けるワイヤレス受電装置とを有するワイヤレス電力伝送システムであって、
前記ワイヤレス送電装置は、
前記ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面と、前記載置面に所定の位置関係で分散して配置された複数の凹部とを有する筺体と、
前記複数の凹部内に収容され、前記載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
前記筺体における凹部及び／またはその周辺部に配置された固定電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
前記固定電極に第１の電位が付与され、前記可動電極が前記第２の位置にあるときに当該可動電極に第２の電位が付与され、
前記ワイヤレス受電装置は、
筺体と、
前記ワイヤレス送電装置から伝送される電力を受けるための第１の電極と第２の電極とを備え、
前記筺体の主面には複数の凸部が前記所定の位置関係で分散して配置され、
前記第１の電極は前記凸部の所定部分に配置され、
前記第２の電極は前記主面における前記凸部の前記所定部分以外の部分に配置され、
前記ワイヤレス受電装置の凸部と前記ワイヤレス送電装置の凹部とは互いに嵌合可能な形状に形成されているとともに、嵌合したときに前記ワイヤレス受電装置の前記凸部により前記ワイヤレス送電装置の前記可動電極が第２の位置に変位させられ、
前記所定の位置関係は、前記ワイヤレス受電装置の前記複数の凸部が前記ワイヤレス送電装置の前記複数の凹部に嵌合可能な位置関係であり、
前記ワイヤレス受電装置の前記凸部が前記ワイヤレス送電装置の前記凹部に嵌合したときに、前記ワイヤレス送電装置の複数の可動電極のうちの前記第２の位置に変位した可動電極に前記第２の電位が付与される、
ワイヤレス電力伝送システム。
【請求項５】
ワイヤレス受電装置に電界結合方式により電力を伝送するワイヤレス送電装置であって、
前記ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面を有する筺体と、
前記筺体の前記載置面上に分散して配置され、かつ前記載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
前記可動電極が前記第１の位置にあるときは前記可動電極に第１の電位が付与され、前記可動電極が前記第２の位置にあるときは前記可動電極に第２の電位が付与される、
ワイヤレス送電装置。
【請求項６】
前記電源部は、第１の電位としてグランド電位を出力し、第２の電位として前記グランド電位よりも高い所定の電位を出力する、
請求項５記載のワイヤレス送電装置。
【請求項７】
前記載置面における前記可動電極が配置されている部分の間に導電体が配置され、
前記可動電極は、前記第２の位置にあるときに前記導電体と当接する、
請求項５記載のワイヤレス送電装置。
【請求項８】
前記ワイヤレス受電装置が前記載置面上に載置されていないときに前記可動電極が前記第１の位置に位置するように付勢する付勢手段をさらに有する、
請求項５記載のワイヤレス送電装置。
【請求項９】
ワイヤレス送電装置から電界結合方式により伝送される電力を受けるワイヤレス受電装置であって、
筺体と、
前記ワイヤレス送電装置から伝送される電力を受けるための第１の電極と第２の電極とを備え、
前記筺体の主面には凸部が設けられ、
前記第１の電極は前記凸部に配置され、
前記第２の電極は前記筺体における前記凸部以外の部分に配置されている、
ワイヤレス受電装置。
【請求項１０】
ワイヤレス送電装置と、前記ワイヤレス送電装置から電界結合方式により伝送される電力を受けるワイヤレス受電装置とを有するワイヤレス電力伝送システムであって、
前記ワイヤレス送電装置は、
前記ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面を有する筺体と、
前記筺体の前記載置面上に分散して配置され、かつ前記載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
前記可動電極が前記第１の位置にあるときは前記可動電極に第１の電位が付与され、前記可動電極が前記第２の位置にあるときは前記可動電極に第２の電位が付与され、
前記ワイヤレス受電装置は、
筺体と、
前記ワイヤレス送電装置から伝送される電力を受けるための第１の電極と第２の電極とを備え、
前記筺体の主面には凸部が設けられ、
前記第１の電極は前記凸部に配置され、
前記第２の電極は前記筺体における前記凸部以外の部分に配置され、
前記ワイヤレス受電装置が前記ワイヤレス送電装置の前記載置面に載置されたときに、前記ワイヤレス送電装置の複数の可動電極のうち前記ワイヤレス受電装置の凸部に対向する部分に位置する可動電極が前記第２の位置に変位される、
ワイヤレス電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレスで電力を伝送するのに用いられる電界結合型のワイヤレス受電装置、ワイヤレス送電装置、及びワイヤレス電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレット端末などの電子機器との間で、ワイヤレスで電力を伝送するワイヤレス電力伝送システムが実用化されている。このようなワイヤレス電力伝送システムとして、例えば特許文献１〜３に記載のものがある。【０００３】
特許文献１は、電磁誘導型のワイヤレス電力伝送システムを開示している。電磁誘導型のワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス送電装置とワイヤレス受電装置を有している。ワイヤレス送電装置は送電コイルを備え、ワイヤレス受電装置は受電コイルを備え、これらのコイル間で電磁誘導により電力が伝送される。【０００４】
特許文献２は、電界結合型のワイヤレス電力伝送システムを開示している。電界結合型のワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス送電装置とワイヤレス受電装置を有している。ワイヤレス送電装置は送電電極を備え、ワイヤレス受電装置は受電電極を備え、これらの電極間で静電誘導により電力が伝送される。【０００５】
特許文献３は、電磁誘導型のワイヤレス電力伝送システムにおいて、ワイヤレス送電装置の電極とワイヤレス受電装置の電極とを嵌合させる構造について開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３３４４５９３号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１１／１４８８０３号公報
【特許文献３】特開２００６−２８０１７３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のような電界結合型のワイヤレス電力伝送システムにおいて、ワイヤレス受電装置の設置可能範囲を広げつつ、電力伝送効率の向上や電界の不要放射の抑制が望まれている。【０００８】
本発明は、ワイヤレス受電装置の設置可能範囲を広げつつ、電力伝送効率の向上や電界の不要放射の抑制を実現可能な電界結合型のワイヤレス受電装置、ワイヤレス送電装置、及びワイヤレス電力伝送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】
本発明の第１の態様において、ワイヤレス送電装置が提供される。
ワイヤレス送電装置は、ワイヤレス受電装置に電界結合方式により電力を伝送する。
ワイヤレス送電装置は、
ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面と、載置面に分散して配置された複数の凹部とを有する筺体と、
複数の凹部内に収容され、載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
筺体における凹部及び／またはその周辺部に配置された固定電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
固定電極に第１の電位が付与され、可動電極が第２の位置にあるときに当該可動電極に第２の電位が付与される。【００１０】
本発明の第２の態様において、ワイヤレス受電装置が提供される。
ワイヤレス受電装置は、ワイヤレス送電装置から電界結合方式により伝送される電力を受ける。
ワイヤレス受電装置は、
筺体と、
ワイヤレス送電装置から伝送される電力を受けるための第１の電極と第２の電極とを備え、
筺体の主面には複数の凸部が分散して配置され、
第１の電極は凸部の所定部分に配置され、
第２の電極は、主面における凸部の所定部分以外の部分に配置されている。【００１１】
本発明の第３の態様において、ワイヤレス電力伝送システムが提供される。
ワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス送電装置と、ワイヤレス送電装置から電界結合方式により伝送される電力を受けるワイヤレス受電装置とを有する。
ワイヤレス送電装置は、
ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面と、載置面に所定の位置関係で分散して配置された複数の凹部とを有する筺体と、
複数の凹部内に収容され、載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
筺体における凹部及び／またはその周辺部に配置された固定電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
固定電極に第１の電位が付与され、可動電極が第２の位置にあるときに当該可動電極に第２の電位が付与される。
ワイヤレス受電装置は、
筺体と、
ワイヤレス送電装置から伝送される電力を受けるための第１の電極と第２の電極とを備え、
筺体の主面には複数の凸部が所定の位置関係で分散して配置され、
第１の電極は凸部の所定部分に配置され、
第２の電極は主面における凸部の所定部分以外の部分に配置され、
ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とは互いに嵌合可能な形状に形成されているとともに、嵌合したときにワイヤレス受電装置の凸部によりワイヤレス送電装置の可動電極が第２の位置に変位させられ、
所定の位置関係は、ワイヤレス受電装置の複数の凸部がワイヤレス送電装置の複数の凹部に嵌合可能な位置関係であり、
ワイヤレス受電装置の凸部がワイヤレス送電装置の凹部に嵌合したときに、ワイヤレス送電装置の複数の可動電極のうちの第２の位置に変位した可動電極に第２の電位が付与される。【００１２】
本発明の第４の態様において、ワイヤレス送電装置が提供される。
ワイヤレス送電装置は、ワイヤレス受電装置に電界結合方式により電力を伝送する。
ワイヤレス送電装置は、
ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面を有する筺体と、
筺体の載置面上に分散して配置され、かつ載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
可動電極が第１の位置にあるときは可動電極に第１の電位が付与され、可動電極が第２の位置にあるときは可動電極に第２の電位が付与される。【００１３】
本発明の第５の態様において、ワイヤレス受電装置が提供される。
ワイヤレス受電装置は、ワイヤレス送電装置から電界結合方式により伝送される電力を受ける。
ワイヤレス受電装置は、
筺体と、
ワイヤレス送電装置から伝送される電力を受けるための第１の電極と第２の電極とを備え、
筺体の主面には凸部が設けられ、
第１の電極は凸部に配置され、
第２の電極は筺体における凸部以外の部分に配置されている。【００１４】
本発明の第６の態様において、ワイヤレス電力伝送システムが提供される。
ワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス送電装置と、ワイヤレス送電装置から電界結合方式により伝送される電力を受けるワイヤレス受電装置とを有する。
ワイヤレス送電装置は、
ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面を有する筺体と、
筺体の載置面上に分散して配置され、かつ載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
可動電極が第１の位置にあるときは可動電極に第１の電位が付与され、可動電極が第２の位置にあるときは可動電極に第２の電位が付与される。
ワイヤレス受電装置は、
筺体と、
ワイヤレス送電装置から伝送される電力を受けるための第１の電極と第２の電極とを備え、
筺体の主面には凸部が設けられ、
第１の電極は凸部に配置され、
第２の電極は筺体における凸部以外の部分に配置され、
ワイヤレス受電装置がワイヤレス送電装置の載置面に載置されたときに、ワイヤレス送電装置の複数の可動電極のうちワイヤレス受電装置の凸部に対向する部分に位置する可動電極が第２の位置に変位される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ワイヤレス受電装置の設置可能範囲を広げつつ、電界結合型のワイヤレス受電装置、ワイヤレス送電装置、及びワイヤレス電力伝送システムにおいて、電力伝送効率の向上及び電界の不要放射の抑制を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１にかかるワイヤレス電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１にかかるワイヤレス電力伝送システムの概略平面図である。
【図３】実施形態１にかかるワイヤレス受電装置及びワイヤレス送電装置の断面図及び概略平面図である。
【図４】実施形態１にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。
【図５】実施形態２にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。
【図６】実施形態３にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。
【図７】実施形態４にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。
【図８】実施形態５にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。
【図９】実施形態６にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。
【図１０】実施形態７にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。
【図１１】実施形態８にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。
【図１２】実施形態９にかかるワイヤレス電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】実施形態９にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図と平面図である。
【図１４】実施形態１０にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図と平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態１）
実施形態１に係るワイヤレス電力伝送システムについて図面を参照して説明する。
【００１８】
１．構成
図１は、実施形態１のワイヤレス電力伝送システムの構成を示すブロック図である。本実施形態のワイヤレス電力伝送システムは、電界結合型のものであり、ワイヤレス送電装置１と、ワイヤレス受電装置２とを含む。ワイヤレス送電装置１は、電界結合型のワイヤレス電力伝送によりワイヤレス受電装置２に電力を伝送し、ワイヤレス受電装置２は受電した電力を直流電圧に変換して、装置内部の電池６１および負荷回路６２に供給する。
【００１９】
１−１．送電装置の構成
ワイヤレス送電装置１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１、送電モジュール１２、昇圧部２１、及び複数の送電装置側電極部３０を有する。
【００２０】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、商用電源等から入力した交流電圧を所定電圧値の直流電圧に変換する。所定値は例えば１０Ｖ〜２０Ｖである。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１の２次側、かつ送電モジュール１２の一次側にＡＣ／ＤＣコンバータ１１の出力により充電される充電池を設けてもよい。これにより、商用電源が得られない場合でも、ワイヤレス送電装置１による送電を行うことができる。
【００２１】
送電モジュール１２は、保護回路１２ａ、インバータ１２ｂ、及び制御回路１２ｃを含む。
【００２２】
保護回路１２ａは、例えば過電流、過電圧の発生時に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１とインバータ１２ｂとの間を遮断する。
【００２３】
インバータ１２ｂは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１からの直流電圧を所定電圧値及び所定周波数の交流電圧に変換する。所定電圧値は例えば１０Ｖ〜２０Ｖである。所定周波数は例えば１０ｋＨｚ〜数十ＭＨｚである。
【００２４】
制御回路１２ｃは、送電モジュール１２等の動作の制御を行う。
【００２５】
昇圧部２１は、送電モジュール１２のインバータ１２ｂから出力された交流電圧を昇圧する。昇圧部２１は、例えば昇圧トランスにより構成される。昇圧部２１による昇圧後の電圧は例えば１００Ｖ〜１０ｋＶである。昇圧部２１の出力部の一端からはパッシブ電位が出力され、他端からはパッシブ電位よりも高いアクティブ電位が出力される。
【００２６】
各送電装置側電極部３０は、送電装置側パッシブ電極３１Ｐ、及び送電装置側アクティブ電極３１Ａを有している。送電装置側アクティブ電極３１Ａは、後述するように可動電極として構成されている。
【００２７】
送電装置側電極部３０の送電装置側パッシブ電極３１Ｐと送電装置側アクティブ電極３１Ａとの間に、昇圧部２１で昇圧された電圧が印加される。送電装置側パッシブ電極３１Ｐにはパッシブ電位が印加（付与）され、送電装置側アクティブ電極３１Ａには、アクティブ電位が印加（付与）される。なお、送電装置側アクティブ電極３１Ａには、昇圧部２１からアクティブ配線５１を介してアクティブ電位が印加され、送電装置側パッシブ電極３１Ｐには、昇圧部２１からパッシブ配線５２を介してパッシブ電位が印加される。また、送電装置側アクティブ電極３１Ａには、可動電極として構成された当該送電装置側アクティブ電極３１Ａとアクティブ配線５１とが接触したときにアクティブ電位が印加される。
【００２８】
送電装置側パッシブ電極３１Ｐ及び送電装置側アクティブ電極３１Ａと、ワイヤレス受電装置２の後述する受電装置側パッシブ電極４１Ｐ及び受電装置側アクティブ電極４１Ａとが所定の対向状態にあるときに、これらの電極の間に結合容量が生じる。この状態で、送電装置側パッシブ電極３１Ｐと送電装置側アクティブ電極３１Ａとの間に昇圧部２１で昇圧された電圧が印加されることにより、ワイヤレス送電装置１は、受電装置２に電界結合により電力を伝送する。
【００２９】
送電装置側パッシブ電極３１Ｐ、及び送電装置側アクティブ電極３１Ａは、平板状の金属部材である。
【００３０】
１−２．受電装置の構成
ワイヤレス受電装置２は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ミュージックプレイヤ等である。ワイヤレス受電装置２は、複数の受電装置側電極部４０、降圧部４３、受電モジュール４４、電池６１及び負荷回路６２を有する。
【００３１】
各受電装置側電極部４０は、受電装置側パッシブ電極４１Ｐ、及び受電装置側アクティブ電極４１Ａを有する。受電装置側電極部４０の数は、送電装置側電極部３０の数よりも少ない。
【００３２】
降圧部４３は、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと受電装置側アクティブ電極４１Ａ間に（後述する引き出し線４５Ａ、４５Ｐの端部間に）誘起された交流電圧を降圧する。降圧部４３は、例えば降圧トランスにより構成される。
【００３３】
受電モジュール４４は、整流平滑回路、及びＤＣ／ＤＣコンバータ等を有する。整流平滑回路は、降圧部４３で降圧された交流電圧を直流電圧に整流及び平滑する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、整流平滑回路で整流された直流電圧を電池６１および負荷回路６２に適した直流電圧に変換する。
【００３４】
電池６１は、受電モジュール４４のＤＣ／ＤＣコンバータから出力された直流電力を蓄電するとともに、負荷回路６２に直流電力を供給する。
【００３５】
負荷回路６２は、ワイヤレス受電装置２に関する所定の機能を実行する。
【００３６】
２．ワイヤレス送電装置及びワイヤレス受電装置の構造
図２は、実施形態１にかかるワイヤレス電力伝送システムの概略平面図である。本実施形態のワイヤレス電力伝送システムを構成するワイヤレス送電装置１において送電装置側電極部３０が設けられている範囲３０Ｒは、ワイヤレス受電装置２において受電装置側電極部４０が設けられている範囲４０Ｒよりも広い。
【００３７】
図３は、実施形態１にかかるワイヤレス受電装置及びワイヤレス送電装置の断面図（図３（ａ））及び概略平面図（図３（ｂ））である。
【００３８】
ワイヤレス送電装置１の筺体１Ａには、ワイヤレス受電装置２を載置するための載置面１Ｂが設けられている。載置面１Ｂには、複数の凹部１ａが等間隔で形成されている。各凹部１ａに、送電装置側電極部３０が配置されている（詳しくは後述する）。なお、筺体１Ａは、樹脂等の絶縁体により形成されている。
【００３９】
ワイヤレス受電装置２の筺体２Ａの主面２Ｂには、複数の凸部２ａが等間隔で形成されている。各凸部２ａに、受電装置側電極部４０が配置されている。なお、筺体２Ａは、樹脂等の絶縁体により形成されている。
【００４０】
ワイヤレス送電装置１において凹部１ａが配置される間隔と、ワイヤレス受電装置２において凸部２ａが配置される間隔は等しい。また、ワイヤレス送電装置１の各凹部１ａは、同じ形状をしている。ワイヤレス受電装置２の各凸部２ａは同じ形状をしている。ワイヤレス受電装置２の凸部２ａは、ワイヤレス送電装置１の凹部１ａに嵌めることが可能な形状に形成されている。そのため、ワイヤレス受電装置２において受電装置側電極部４０が設けられている範囲が、ワイヤレス送電装置１において送電装置側電極部３０が設けられている範囲内にあれば、ワイヤレス受電装置２における全ての受電装置側電極部４０を、ワイヤレス送電装置１におけるいずれかの送電装置側電極部３０に嵌めることが可能となる。
【００４１】
図４は、実施形態１にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。具体的に、図４（ａ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合していない状態を示し、図４（ｂ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合した状態を示す。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、ワイヤレス受電装置２の凸部２ａは、円柱状の形状をしている。受電装置側電極部４０を構成する受電装置側アクティブ電極４１Ａは、円柱状の凸部２ａの下面に配置され、受電装置側パッシブ電極４１Ｐは筺体２Ａの下面部２ｕの下面に配置されている。筺体２及び受電装置側アクティブ電極４１Ａ及び受電装置側パッシブ電極４１Ｐは、絶縁体２ｂにより被覆されている。
【００４３】
ワイヤレス送電装置１の筺体１Ａは中空の形状をしており、上面部１ｆ及び下面部１ｕを有している。凹部１ａは、筺体１Ａの載置面１Ｂとしての上面部１ｆに形成されている。凹部１ａは、ワイヤレス受電装置２の凸部２ａが嵌ることが可能な円柱状の形状をしている。凹部１ａには、送電装置側アクティブ電極３１Ａが上面部１ｆ（載置面１Ｂ）に対して垂直な方向に移動可能に収容されている。つまり、送電装置側アクティブ電極３１Ａは可動電極として構成されている。送電装置側アクティブ電極３１Ａは、Ｉ字状の断面形状をしている。送電装置側アクティブ電極３１Ａの上端部と凹部１ａの底面部との間には、バネ３２が設けられ、送電装置側アクティブ電極３１Ａの上端部が上面部１ｆの基準面とほぼ同じ高さ位置に位置するように、送電装置側アクティブ電極３１Ａを上方に付勢している。送電装置側アクティブ電極３１Ａは、第１の位置（送電装置側アクティブ電極３１Ａがバネ３２により付勢された位置）と第２の位置（送電装置側アクティブ電極３１Ａの下端部が後述するアクティブ配線５１に当って止まった位置）との間で移動可能である。
【００４４】
送電装置側アクティブ電極３１Ａの上端部の上面には、絶縁体１ｇが取り付けられている。絶縁体は、所定の厚みを有する。
【００４５】
筺体１Ａの上面部１ｆの下面には、送電装置側パッシブ電極３１Ｐが設けられている。
【００４６】
ワイヤレス送電装置１の筺体１Ａの下面部１ｕの上面には、アクティブ配線５１が配設されている。アクティブ配線５１は、被覆等がなされず金属面が露出している。アクティブ配線５１には、昇圧部２１で昇圧された電圧が印加される。
【００４７】
図４（ｂ）に示すように、ワイヤレス受電装置２の凸部２ａとワイヤレス送電装置１の凹部１ａとが嵌合した状態では、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとが対向する。このとき、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとの間に所定の結合容量が生じる。
【００４８】
また、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側アクティブ電極３１Ｐとが近接する。このとき、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側アクティブ電極３１Ｐとの間に結合容量が生じる。
【００４９】
また、嵌合状態においては、送電装置側アクティブ電極３１Ａがバネ３２の付勢力に抗して押し下げられ、アクティブ配線５１に接触する。このとき、送電装置側アクティブ電極３１Ａにアクティブ配線５１の電圧が印加される。これにより、ワイヤレス受電装置２とワイヤレス送電装置１との間で結合容量を介してワイヤレスで電力が伝送されることとなる。
【００５０】
本実施形態によれば、全ての送電装置側アクティブ電極３１Ａでなく、ワイヤレス受電装置２が載置された領域の送電装置側アクティブ電極３１Ａのみにアクティブ電位が付与される。そのため、ワイヤレス受電装置２が載置された領域以外の送電装置側アクティブ電極３１Ａから電界が放射されることがない。よって、電界の不要放射が抑制される。また、使用されない送電装置側アクティブ電極３１Ａには、電力が供給されないので、電力伝送効率の向上が得られる。
【００５１】
３．まとめ
以上のように、本実施形態のワイヤレス送電装置１は、ワイヤレス受電装置２に電界結合方式により電力を伝送する。
ワイヤレス送電装置１は、
ワイヤレス受電装置２を載置可能な載置面１Ｂと、載置面１Ｂに分散して配置された複数の凹部１ａとを有する筺体１Ａと、
複数の凹部１ａ内に収容され、載置面１Ｂに対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数のアクティブ電極３１Ａ（可動電極）と、
筺体１Ａにおける凹部１ａ及び／またはその周辺部に配置されたパッシブ電極３１Ｐ（固定電極）と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する昇圧部２１（電源部）とを備え、
パッシブ電極３１Ｐ（固定電極）にパッシブ電位（第１の電位）が付与され、アクティブ電極３１Ａ（可動電極）が第２の位置にあるときに当該アクティブ電極３１Ａ（可動電極）にアクティブ電位（第２の電位）が付与される。
【００５２】
これにより、電界結合型のワイヤレス送電装置１において、ワイヤレス受電装置２の設置可能範囲を広げつつ、電力伝送効率の向上及び電界の不要放射の抑制を実現することができる。
【００５３】
また、本実施形態のワイヤレス送電装置１は、ワイヤレス受電装置２が載置面１Ｂ上に載置されていないときにアクティブ電極３１Ａ（可動電極）が第１の位置に位置するように付勢するバネ３２（付勢手段）をさらに備える。
【００５４】
これにより、ワイヤレス受電装置２が載置面１Ｂ上に載置されていないときには、アクティブ電極３１Ａにアクティブ電位が付与されない。そのため、電界の不要放射が良好に抑制される。
【００５５】
また、本実施形態のワイヤレス受電装置２は、ワイヤレス送電装置１から電界結合方式により伝送される電力を受ける。
ワイヤレス受電装置２は、
筺体２Ａと、
ワイヤレス送電装置１から伝送される電力を受けるためのアクティブ電極４１Ａ（第１の電極）とパッシブ電極４１Ｐ（第２の電極）とを備え、
筺体２Ａの主面２Ｂには複数の凸部２ａが分散して配置され、
アクティブ電極４１Ａ（第１の電極）は凸部２ａの頂部（所定部分）に配置され、
パッシブ電極４１Ｐ（第２の電極）は、主面２Ｂにおける凸部２ａの頂部（凸部の所定部分）以外の部分に配置されている。
【００５６】
また、本実施形態のワイヤレス電力伝送システムは、上記ワイヤレス送電装置１と、上記ワイヤレス受電装置２とを有する。この場合において、ワイヤレス送電装置１の複数の凹部１ａが所定の位置関係で配置され、ワイヤレス受電装置２の複数の凸部２ａが前記所定の位置関係で配置される。
そして、ワイヤレス受電装置２の凸部２ａとワイヤレス送電装置１の凹部１ａとは互いに嵌合可能な形状に形成されているとともに、嵌合したときにワイヤレス受電装置２の凸部２ａによりワイヤレス送電装置１のアクティブ電極３１Ａ（可動電極）が第２の位置に変位させられ、
前記所定の位置関係は、ワイヤレス受電装置２の複数の凸部２ａがワイヤレス送電装置１の複数の凹部１ａに嵌合可能な位置関係であり、
ワイヤレス受電装置２の凸部２ａがワイヤレス送電装置１の凹部１ａに嵌合したときに、ワイヤレス送電装置１の複数のアクティブ電極３１Ａ（可動電極）のうちの第２の位置に変位したアクティブ電極３１Ａ（可動電極）に第２の電位が付与される。
【００５７】
これにより、ワイヤレス受電装置２が載置面１Ｂ上に載置されていないときには、アクティブ電極３１Ａには、アクティブ電位が付与されない。そのため、電界の不要放射が良好に抑制される。
【００５８】
これにより、ワイヤレス電力伝送システムにおいて、ワイヤレス受電装置２の設置可能範囲を広げつつ、電力伝送効率の向上及び電界の不要放射の抑制を実現することができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、ワイヤレス受電装置２の凸部２ａの全てに受電装置側アクティブ電極４１Ａ及び受電装置側パッシブ電極４１Ｐを設けたが、全ての凸部２ａに電極を設けなくてもよい。例えば、凸部２ａの一つおきに上記電極を配置してもよい。これにより、結合容量を調整することができる。つまり、共振周波数や結合係数を変更することなく結合容量を調整することができる。
【００６０】
（実施形態２）
実施形態２から実施形態８において、実施形態１のバリエーションについて説明する。具体的に、実施形態２から実施形態５においては、ワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造が実施形態１と異なる。それ以外の構造は同一である。なお、実施形態２から実施形態８の構造は、上記点以外は実施形態１と同一または類似であるので、ワイヤレス受電装置及びワイヤレス送電装置以外の参照符号として、実施形態１と同一のものを用いる。
【００６１】
まず、実施形態２にかかるワイヤレス送受電システムについて説明する。図５は、実施形態２にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。具体的に、図５（ａ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合していない状態を示し、図５（ｂ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合した状態を示す。
【００６２】
図５（ａ）に示すように、本実施形態のワイヤレス受電装置２０２においては、受電装置側アクティブ電極４１Ａは円柱状の凸部２ａの下面（頂面）に配置され、受電装置側パッシブ電極は円柱状の凸部２ａの側面に配置されている。
【００６３】
また、本実施形態のワイヤレス送電装置２０１においては、送電装置側アクティブ電極３１Ａは可動電極により構成され、送電装置側パッシブ電極３１Ｐは凹部１ａの側面に配置されている。
【００６４】
図５（ｂ）に示すように、ワイヤレス受電装置２０２の凸部２ａとワイヤレス送電装置２０１の凹部１ａとが嵌合した状態では、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとが対向する。このとき、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとの間に結合容量が生じる。
【００６５】
また、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとが近接する。このとき、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとの間に結合容量が生じる。
【００６６】
また、送電装置側アクティブ電極３１Ａがバネ３２の付勢力に抗して押し下げられ、アクティブ配線５１に接触する。このとき、送電装置側アクティブ電極３１Ａにアクティブ配線５１の電圧が印加される。これにより、ワイヤレス受電装置２０２とワイヤレス送電装置２０１との間で結合容量を介してワイヤレスで電力が伝送されることとなる。
【００６７】
特に、本実施形態では、実施形態１の効果に加え、送電装置側パッシブ電極３１Ｐを凹部１ａの側面に設けたので、ワイヤレス送電装置２０１の載置面１Ｂを他の用途に利用することができる。
【００６８】
（実施形態３）
実施形態３にかかるワイヤレス送受電システムについて説明する。図６は、実施形態３にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。具体的に、図６（ａ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合していない状態を示し、図６（ｂ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合した状態を示す。
【００６９】
図６（ａ）に示すように、本実施形態のワイヤレス受電装置３０２においては、受電装置側アクティブ電極４１Ａは、円柱状の凸部２ａの下面に配置され、受電装置側パッシブ電極４１Ｐは、円柱状の凸部２ａの側面及び筺体２Ａの下面部２ｕの下面に設けられている。
【００７０】
また、本実施形態のワイヤレス送電装置３０１においては、送電装置側アクティブ電極３１Ａは可動電極により構成され、送電装置側パッシブ電極３１Ｐは円柱状の凹部１ａの側面及び下面と筺体１Ａの上面部１ｆの下面に設けられている。
【００７１】
図６（ｂ）に示すように、ワイヤレス受電装置３０２の凸部２ａとワイヤレス送電装置３０１の凹部１ａとが嵌合した状態では、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとが対向する。このとき、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとの間に結合容量が生じる。
【００７２】
また、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとが近接する。このとき、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとの間に結合容量が生じる。
【００７３】
また、送電装置側アクティブ電極３１Ａがバネ３２の付勢力に抗して押し下げられ、アクティブ配線５１に接触する。このとき、送電装置側アクティブ電極３１Ａにアクティブ配線５１の電圧が印加される。これにより、ワイヤレス受電装置３０２とワイヤレス送電装置３０１との間で結合容量を介してワイヤレスで電力が伝送されることとなる。
【００７４】
特に、本実施形態では、送電装置側パッシブ電極３１Ｐを送電装置側アクティブ電極３１Ａが設けられていない部分の多くの領域に設けたので、ワイヤレス送電装置３０１のシールド性を向上させることができる。したがって、アクティブ配線５１や送電装置側アクティブ電極３１Ａによる電界の不要放射をより抑制することができる。また、送電装置側パッシブ電極３１Ｐと受電装置側パッシブ電極４１Ｐとの間の電界結合を強めることができる。
【００７５】
（実施形態４）
【００７６】
実施形態４にかかるワイヤレス送受電システムについて説明する。図７は、実施形態４にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。具体的に、図７（ａ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合していない状態を示し、図７（ｂ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合した状態を示す。
【００７７】
図７（ａ）に示すように、本実施形態のワイヤレス受電装置４０２においては、受電装置側アクティブ電極４１Ａは円柱状の凸部２ａの下面に配置され、受電装置側パッシブ電極４１Ｐは、円柱状の凸部２ａの側面及び筺体２Ａの下面部２ｕの下面に配置されている。
【００７８】
また、本実施形態のワイヤレス送電装置４０１においては、送電装置側アクティブ電極３１Ａは可動電極により構成され、送電装置側パッシブ電極３１Ｐは、円柱状の凹部１ａの側面及び下面並びに筺体１Ａの上面部１ｆの下面に設けられている。送電装置側アクティブ電極３１Ａは、ワイヤレス受電装置４０２の凸部２ａとワイヤレス送電装置４０１の凹部１ａとが嵌合していない状態において、送電装置側パッシブ電極３１Ｐにバネ３２の付勢力により押し付けられている。そのため、この嵌合していない状態においては、送電装置側アクティブ電極３１Ａは実質的に送電装置側パッシブ電極として機能する。
【００７９】
図７（ｂ）に示すように、ワイヤレス受電装置４０２の凸部２ａとワイヤレス送電装置４０１の凹部１ａとが嵌合した状態では、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとが対向する。このとき、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとの間に結合容量が生じる。
【００８０】
また、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとが近接する。このとき、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとの間に結合容量が生じる。
【００８１】
また、送電装置側アクティブ電極３１Ａがバネ３２の付勢力に抗して押し下げられ、アクティブ配線５１に接触する。このとき、送電装置側アクティブ電極３１Ａにアクティブ配線５１の電圧が印加される。これにより、ワイヤレス受電装置４０２とワイヤレス送電装置４０１との間で結合容量を介してワイヤレスで電力が伝送されることとなる。
【００８２】
特に、本実施形態では、ワイヤレス受電装置４０２の凸部２ａとワイヤレス送電装置４０１の凹部１ａとが嵌合していない状態において、送電装置側アクティブ電極３１Ａは実質的に送電装置側パッシブ電極として機能するので、ワイヤレス送電装置３０１のシールド性を一層向上させることができる。したがって、アクティブ配線５１や送電装置側アクティブ電極３１Ａによる電界の不要放射をより抑制することができる。
【００８３】
（実施形態５）
図８は、実施形態５にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。具体的に、図８（ａ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合していない状態を示し、図８（ｂ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合した状態を示す。
【００８４】
図８（ａ）に示すように、本実施形態のワイヤレス受電装置５０２においては、受電装置側アクティブ電極４１Ａは、凸部２ａの頂面に配置されている。受電装置側パッシブ電極としては、ワイヤレス受電装置５０２が有するグランド部材を利用する。
【００８５】
また、本実施形態のワイヤレス送電装置５０１においては、送電装置側アクティブ電極３１Ａは可動電極により構成されている。送電装置側パッシブ電極としては、ワイヤレス送電装置５０１が有するグランド部材を利用する。
【００８６】
図８（ｂ）に示すように、ワイヤレス受電装置５０２の凸部２ａとワイヤレス送電装置５０１の凹部１ａとが嵌合した状態では、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとが対向する。このとき、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとの間に所定の結合容量が生じる。また、受電装置側パッシブ電極（グランド部材）と送電装置側パッシブ電極（グランド部材）との間に結合容量が生じる。
【００８７】
また、送電装置側アクティブ電極３１Ａがバネ３２の付勢力に抗して押し下げられ、アクティブ配線５１に接触する。このとき、送電装置側アクティブ電極３１Ａにアクティブ配線５１の電圧が印加される。これにより、ワイヤレス受電装置５０２とワイヤレス送電装置５０１との間で結合容量を介してワイヤレスで電力が伝送されることとなる。
【００８８】
特に、本実施形態では、実施形態１の効果に加え、受電装置側パッシブ電極及び送電装置側パッシブ電極として、装置がもともと備えるグランド部材を用いるので、ワイヤレス受電装置５０２及びワイヤレス送電装置５０１の構造を簡易化することができる。
（実施形態６）
【００８９】
実施形態６にかかるワイヤレス送受電システムについて説明する。図９は、実施形態６にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。具体的に、図９（ａ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合していない状態を示し、図９（ｂ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合した状態を示す。
【００９０】
図９（ａ）に示すように、実施形態６においては、ワイヤレス受電装置６０２の筺体２Ａにおける凸部２ａの形状が半球状とされ、かつワイヤレス送電装置６０１の筺体１Ａの上面部１ｆにおける凹部１ａの形状が、ワイヤレス受電装置６０２の筺体１Ａにおける凸部２ａが嵌る半球状とされている。
【００９１】
また、ワイヤレス受電装置６０２において、受電装置側アクティブ電極４１Ａは半球状の凸部２ａの頂面に配置され、受電装置側パッシブ電極４１Ｐは半球状の凸部２ａの側面（頂面を除く面）に配置されている。
【００９２】
また、ワイヤレス送電装置６０１において、送電装置側アクティブ電極３１Ａは可動電極により構成され、送電装置側パッシブ電極３１Ｐは凹部１ａの側面（頂面（最も突出している部分を含む面）を除く面）に配置されている。
【００９３】
図９（ｂ）に示すように、ワイヤレス受電装置６０２の凸部２ａとワイヤレス送電装置６０１の凹部１ａとが嵌合した状態では、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとが対向する。このとき、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとの間に結合容量が生じる。
【００９４】
また、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとが近接する。このとき、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとの間に結合容量が生じる。
【００９５】
また、送電装置側アクティブ電極３１Ａがバネ３２の付勢力に抗して押し下げられ、アクティブ配線５１に接触する。このとき、送電装置側アクティブ電極３１Ａにアクティブ配線５１の電圧が印加される。これにより、ワイヤレス受電装置６０２とワイヤレス送電装置６０１との間で結合容量を介してワイヤレスで電力が伝送されることとなる。
【００９６】
特に、本実施形態では、凹部及び凸部の態様として、円柱以外の態様が提供される。また、半球状の凹凸は円柱状の凹凸と比べ加工しやすいという特徴がある。なお、図９では、絶縁体１ｇや送電装置側アクティブ電極３１Ａの上部は、平面状の形状の例を示したが、受電側の半球面に沿った曲面形状にすることで、送受のアクティブ電極間の結合容量値をさらに大きくしてもよい。
（実施形態７）
【００９７】
実施形態７にかかるワイヤレス送受電システムについて説明する。図１０は、実施形態７にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。具体的に、図１０（ａ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合していない状態を示し、図１０（ｂ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合した状態を示す。
【００９８】
図１０（ａ）に示すように、実施形態７においては、ワイヤレス受電装置７０２の筺体２Ａにおける凸部２ａの形状が円錐状とされ、かつワイヤレス送電装置７０１の筺体１Ａの上面部１ｆにおける凹部１ａの形状が、ワイヤレス受電装置７０２の筺体２Ａにおける凸部２ａが嵌る円錐状とされている。
【００９９】
また、ワイヤレス受電装置７０２において、受電装置側アクティブ電極４１Ａは円錐状の凸部２ａの頂部（最も突出している部分を含む部分）に配置され、受電装置側パッシブ電極４１Ｐは円錐状の凸部２ａの側面（頂面を除く面）に配置されている。
【０１００】
また、ワイヤレス送電装置７０１において、送電装置側アクティブ電極３１Ａは可動電極により構成され、送電装置側パッシブ電極３１Ｐは円錐部の側面（頂部を除く面）に配置されている。
【０１０１】
図１０（ｂ）に示すように、ワイヤレス受電装置７０２の凸部２ａとワイヤレス送電装置７０１の凹部１ａとが嵌合した状態では、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとが対向する。このとき、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとの間に結合容量が生じる。
【０１０２】
また、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとが近接する。このとき、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとの間に結合容量が生じる。
【０１０３】
また、送電装置側アクティブ電極３１Ａがバネ３２の付勢力に抗して押し下げられ、アクティブ配線５１に接触する。このとき、送電装置側アクティブ電極３１Ａにアクティブ配線５１の電圧が印加される。これにより、ワイヤレス受電装置７０２とワイヤレス送電装置７０１との間で結合容量を介してワイヤレスで電力が伝送されることとなる。
【０１０４】
特に、本実施形態では、凹部及び凸部の態様として、円柱以外の態様が提供される。また、円錐状の凹凸は円柱状の凹凸と比べ加工しやすいという特徴がある。
【０１０５】
（実施形態８）
実施形態８にかかるワイヤレス送受電システムについて説明する。図１１は、実施形態８にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。具体的に、図１１（ａ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合していない状態を示し、図１１（ｂ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合した状態を示す。
【０１０６】
図１１（ａ）に示すように、実施形態８においては、ワイヤレス受電装置８０２において、受電装置側アクティブ電極４１Ａは、円柱状の凸部２ａの側面に配置されている。また、受電装置側パッシブ電極４１Ｐは、円柱状の凸部２ａの下面、及び筺体２Ａの下面部２ｕの下面に配置されている。
【０１０７】
また、ワイヤレス送電装置８０１において、送電装置側パッシブ電極３１Ｐは可動電極により構成されている。また、送電装置側アクティブ電極３１Ａは、円柱状の凹部１ａの側面に配置されている。送電装置側パッシブ電極３１Ｐは、筺体１Ａの上面部１ｆの下面にも配置されている。
【０１０８】
図１１（ｂ）に示すように、ワイヤレス受電装置８０２の凸部２ａとワイヤレス送電装置８０１の凹部１ａとが嵌合した状態では、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとが対向する。このとき、受電装置側パッシブ電極４１Ｐと送電装置側パッシブ電極３１Ｐとの間に結合容量が生じる。
【０１０９】
また、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとが近接する。このとき、受電装置側アクティブ電極４１Ａと送電装置側アクティブ電極３１Ａとの間に結合容量が生じる。
【０１１０】
また、送電装置側パッシブ電極３１Ｐがバネ３２の付勢力に抗して押し下げられ、パッシブ配線５２に接触する。このとき、送電装置側パッシブ電極３１Ｐにパッシブ電位が印加される。これにより、ワイヤレス受電装置８０２とワイヤレス送電装置８０１との間で結合容量を介してワイヤレスで電力が伝送されることとなる。
【０１１１】
本実施形態では、送電装置側アクティブ電極３１Ａには常時アクティブ電位が印加される。しかし、送電装置側パッシブ電極３１Ｐが、筺体１Ａの上面部１ｆの下面に配置されている。そのため、送電装置側パッシブ電極３１Ｐがシールド材として機能する。したがって、アクティブ配線や送電装置側アクティブ電極３１Ａによる電界の不要放射を抑制することができる。
【０１１２】
また、高電圧部の機械的接触がなくなるので、接点部の信頼性の向上及び安全性の向上が得られる。
【０１１３】
（実施形態９）
実施形態９にかかるワイヤレス送受電システムについて説明する。図１２は、実施形態９にかかるワイヤレス電力伝送システムの構成を示すブロック図である。本実施形態は、ワイヤレス受電装置９０２のパッシブ電極９４１Ｐ及びアクティブ電極９４１Ａ及びワイヤレス送電装置９０１の電極の構造等が実施形態１〜８と異なる。特に、本実施形態では、ワイヤレス送電装置９０１において、パッシブ電極及びアクティブ電極を可動電極９７１により構成している。また、可動電極９７１にアクティブ電位を付与するためのアクティブ配線９７３、及び可動電極９７１にパッシブ電位を付与するためのパッシブ配線９７５が昇圧部２１から延びている。
【０１１４】
図１３は、実施形態９にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図と平面図である。具体的に、図１３（ａ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合していない時の送電装置の状態を示し、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合した状態を示す。
【０１１５】
本実施形態においては、ワイヤレス送電装置９０１の筺体９０１Ａは、上面部９０１ｆと、下面部９０１ｕと、これらの間に設けられた支持面部９０１ｓとを有する。筺体９０１Ａの上面部９０１ｆは、ワイヤレス受電装置９０２を載置可能な載置面９０１Ｂとして機能する。
【０１１６】
上面部９０１ｆの上面には、絶縁体９８１が配置されている。
【０１１７】
上面部９０１ｆ、下面部９０１ｕ、支持面部９０１ｓ、及び絶縁体９８１には、複数の孔部が等間隔で設けられ、これらの孔部にそれぞれ可動電極９７１が上面部９０１ｆに対してつまり載置面９０１Ｂに対して垂直な方向に移動可能に挿通されている。可動電極９７１は、第１の位置（可動電極９７１の下端部が、後述する浮き電極９７２に当接する位置）と第２の位置（可動電極９７１の下端部が、後述するアクティブ配線９７３に当接する位置）との間で移動可能である。
【０１１８】
支持部９０１ｓの下面における、各孔部の間には、浮き電極９７２が設けられている。これらの浮き電極９７２は、パッシブ配線９７５に接続される。つまり、浮き電極９７２は、パッシブ電極として機能する。
【０１１９】
ワイヤレス送電装置９０１の筺体９０１Ａの下面部９０１ｕの上面には、アクティブ配線９７３が配設されている。アクティブ配線９７３は、被覆等がなされず金属面が露出している。アクティブ配線９７３には、昇圧部２１で昇圧されたアクティブ電圧（Ａ）が印加される。
【０１２０】
複数の可動電極９７１の上方には、可動電極９７１の上端部を覆う弾性体９６０が設けられている。弾性体９６０は、例えばラバー等の絶縁体である。弾性体９６０には、各稼動電極９７１の上方位置において、上方に突出する突出部９６０ａが設けられている。この突出部９６０ａは、通常時は図１３（ａ）に示すように、上方に突出した状態（以下、適宜「突出状態」という）にあるが、図１３（ｂ）に示すように上方から押されると、平坦な形状に変形する（以下、適宜「平坦状態」という）。そして、押されることが解除されると、弾性により図１３（ａ）に示す状態に戻る。
【０１２１】
可動電極９７１は、Ｉ字状の形状をしている。可動電極９７１の中間部分は、絶縁体９７１ｆで被覆されている。各可動電極９７１は、弾性体９６０の突出部９６０ａの下面に固着されている。そのため、可動電極９７１は、弾性体９６０の上記変形に伴って上下に移動する。弾性体９６０の突出部９６０ａが突出状態にあるとき、可動電極９７１の下端部が浮き電極９７２に当接する。これにより、可動電極９７１はパッシブ電極として機能する。これに対し、弾性体９６０の突出部９６０ａが平坦状態にあるとき、可動電極９７１の下端部がアクティブ配線９７３に当接する。これにより、可動電極９７１は、アクティブ電極として機能する。
【０１２２】
本実施形態においては、ワイヤレス受電装置９０２の筺体の所定の面には、台形状に突出する凸部が設けられ、この凸部の底面に受電装置側アクティブ電極が配置され、凸部の周辺部分に受電装置側パッシブ電極が配置されている。
【０１２３】
図１３（ｂ）、（ｃ）は、ワイヤレス送電装置９０１上にワイヤレス受電装置９０２が載置されたときの一例を示す。本例では、図１３（ｃ）において、ワイヤレス送電装置９０１における、上から２、３行目で左から２〜４列目の突出部９６０ａが、ワイヤレス受電装置９０２が載置されたことにより、平坦状態となっている。このとき、平坦状態となった突出部９６０ａに対応する可動電極９７１の下端部がアクティブ配線９７３に接触し、当該可動電極９７１がアクティブ電極として機能する。また、ワイヤレス受電装置９０２の受電装置側アクティブ電極９４１Ａと対向する。また、平坦状態となっていない突出部９６０ａに対応する可動電極９７１は、浮き電極９７２に接触し、これにより送電装置側パッシブ電極として機能する。そしてこの送電装置側パッシブ電極は、ワイヤレス受電装置９０２の受電装置側パッシブ電極９４１Ｐと対向する。これにより、ワイヤレス送電装置９０１からワイヤレス受電装置９０２に電界結合により電力の伝送を行うことが可能となる。
【０１２４】
なお、本実施形態では、ワイヤレス受電装置９０２がワイヤレス送電装置９０１上に搭載されたときに、ワイヤレス送電装置９０１において、所定の周波数で送電電圧のピークを検出し、送電を開始する。
【０１２５】
以上のように、本実施形態のワイヤレス送電装置９０１は、ワイヤレス受電装置９０２に電界結合方式により電力を伝送する。
ワイヤレス送電装置９０１は、
ワイヤレス受電装置９０２を載置可能な載置面９０１Ｂを有する筺体９０１Ａと、
筺体の載置面９０１Ｂ上に分散して配置され、かつ載置面９０１Ｂに対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極９７１と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する昇圧部２１（電源部）とを備え、
可動電極が第１の位置にあるときは可動電極９７１にパッシブ電位（第１の電位）が付与され、可動電極９７１が第２の位置にあるときは可動電極９７１にアクティブ電位（第２の電位）が付与される。
【０１２６】
これにより、電界結合型のワイヤレス送電装置９０１において、ワイヤレス受電装置９０２の設置可能範囲を広げつつ、電力伝送効率の向上及び電界の不要放射の抑制を実現することができる。
【０１２７】
また、本実施形態のワイヤレス送電装置９０１において、昇圧部２１（電源部）は、第１の電位としてグランド電位を出力し、第２の電位としてグランド電位よりも高い所定の電位を出力する。
【０１２８】
また、本実施形態のワイヤレス送電装置９０１において、ワイヤレス受電装置９０２が載置面９０１Ｂ上に載置されていないときに可動電極９７１が第１の位置に位置するように付勢する弾性体９６０（付勢手段）をさらに有する。
【０１２９】
これにより、ワイヤレス受電装置９０２が載置面９０１Ｂ上に載置されていないときには、可動電極９７１にアクティブ電位が付与されない。そのため、電界の不要放射が良好に抑制される。
【０１３０】
また、本実施形態のワイヤレス受電装置９０２は、ワイヤレス送電装置９０１から電界結合方式により伝送される電力を受ける。
ワイヤレス受電装置９０２は、
筺体９０２Ａと、
ワイヤレス送電装置９０１から伝送される電力を受けるためのアクティブ電極９４１Ａ（第１の電極）とパッシブ電極９４１Ｐ（第２の電極）とを備え、
筺体９０１Ａの主面９０１Ｂには凸部９０１ａが設けられ、
アクティブ電極９４１Ａ（第１の電極）は凸部９０２ａに配置され、
パッシブ電極９４１Ｐ（第２の電極）は筺体９０２Ａにおける凸部９０２ａ以外の部分に配置されている。
【０１３１】
また、本実施形態のワイヤレス電力伝送システムは、上記ワイヤレス送電装置９０１と、上記ワイヤレス受電装置９０２とを有する。
そして、ワイヤレス受電装置９０２がワイヤレス送電装置９０１の載置面９０１Ｂに載置されたときに、ワイヤレス送電装置９０１の複数の可動電極９７１のうちワイヤレス受電装置９０２の凸部９０２ａに対向する部分に位置する可動電極９７１が第２の位置に変位される。
【０１３２】
これにより、電界結合型のワイヤレス電力伝送システムにおいて、ワイヤレス受電装置２の設置可能範囲を広げつつ、電力伝送効率の向上及び電界の不要放射の抑制を実現することができる。
（実施形態１０）
【０１３３】
実施形態１０にかかるワイヤレス送受電システムについて説明する。図１４は、実施形態１０にかかるワイヤレス受電装置の受電装置側電極部及びワイヤレス送電装置の送電装置側電極部の構造を示す断面図である。具体的に、図１４（ａ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合していない状態を示し、図１４（ｂ）は、ワイヤレス受電装置の凸部とワイヤレス送電装置の凹部とが嵌合した状態を示す。
【０１３４】
本実施形態においては、実施形態９のワイヤレス送電装置９０１の絶縁体９８１に代えて、浮き電極１０７４が配置されている。浮き電極１０７４は、上面部９０１ｆの孔の間に等間隔で設けられている。浮き電極１０７４は、可動電極９７１の移動方向から見て、隣接する各可動電極９７１の上端部９７１ａと重なるように設けられている。それ以外の構造は、実施形態９と同一である。また、ワイヤレス受電装置９０２は、実施形態９と同一である。
【０１３５】
本実施形態によれば、弾性体９６０の突出部９６０ａが平坦状態になって、可動電極９７１の上端部９７１ａが浮き電極１０７４に当接したときに、浮き電極１０７４の電位が可動電極９７１の上端部９７１ａの当接により可動電極９７１の電位と同じになる。つまり、図１４（ｃ）に示すように、単位面積当たりにおける、アクティブ電極として機能する部分の面積が増加する（図１４（ｃ）においてハッチングを入れている部分となる）。したがって、単位面積当たりの電力伝送量が増加する。
【０１３６】
以上のように、本実施形態においては、載置面９０１Ｂにおける可動電極９７１が配置されている部分の間に浮き電極（導電体）１０７４が配置され、
可動電極９７１は、第２の位置にあるときに浮き電極（導電体）１０７４と当接する。
【０１３７】
これにより、単位面積当たりにおける、アクティブ電極として機能する部分の面積を増加させることができる。したがって、単位面積当たりの電力伝送量を増加させることができる。
【０１３８】
（その他の実施形態）
前記各実施形態においては、凹部及び凸部の形状が円柱状、半球状、または円錐状である場合について説明したが、これに限らない。例えば角柱状、角錐状等、凹部と凸部とが嵌合できる形状であればよい。この場合、上記各実施形態の技術思想に基づき、アクティブ電極やパッシブ電極を配置すればよい。
【０１３９】
また、前記各実施形態においては、付勢手段として、弾性体やバネを用いたがこれに限らない。例えば、２つの磁石間の反発力を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１  ワイヤレス送電装置
１Ａ  筺体
１Ｂ  載置面
１ａ  凹部
１ｆ  上面部
１ｇ  絶縁体
１ｕ  下面部
２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２、８０２、９０２  ワイヤレス受電装置
２Ａ  筺体
２ｕ  下面部
２ａ  凸部
２ｂ  絶縁体
１１  ＡＣ／ＤＣコンバータ
１２  送電モジュール
１２ａ  保護回路
１２ｂ  インバータ
１２ｃ  制御回路
２１  昇圧部
３０  送電装置側電極部
３１Ａ  送電装置側アクティブ電極
３１Ｐ  送電装置側パッシブ電極
３２  バネ
４０  受電装置側電極部
４１Ａ、９４１Ａ  受電装置側アクティブ電極
４１Ｐ、９４１Ｐ  受電装置側パッシブ電極
４３  降圧部
４４  受電モジュール
５１    アクティブ配線
５２    パッシブ配線
６１  電池
６２  負荷回路
９０１ｆ  上面部
９０１ｓ  支持面部
９０１ｕ  下面部
９６０  弾性体
９６０ａ  突出部
９７１  可動電極
９７１ｆ  絶縁体
９７２  浮き電極
９７３  アクティブ配線
９７５  パッシブ配線
９８１  絶縁体
１０７４  浮き電極
【図１】
2014064975.tif 000003
【図２】
2014064975.tif 000004
【図３】
2014064975.tif 000005
【図４】
2014064975.tif 000006
【図５】
2014064975.tif 000007
【図６】
2014064975.tif 000008
【図７】
2014064975.tif 000009
【図８】
2014064975.tif 000010
【図９】
2014064975.tif 000011
【図１０】
2014064975.tif 000012
【図１１】
2014064975.tif 000013
【図１２】
2014064975.tif 000014
【図１３】
2014064975.tif 000015
【図１４】
2014064975.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月27日(2014.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス受電装置に電界結合方式により電力を伝送するワイヤレス送電装置であって、
前記ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面と、前記載置面に分散して配置された複数の凹部とを有する筺体と、
前記複数の凹部内に収容され、前記載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
前記筺体における凹部及び／またはその周辺部に配置された固定電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
前記固定電極に第１の電位が付与され、前記可動電極が前記第２の位置にあるときに当該可動電極に第２の電位が付与される、
ワイヤレス送電装置。
【請求項２】
前記ワイヤレス受電装置が前記載置面上に載置されていないときに前記可動電極が前記第１の位置に位置するように付勢する付勢手段をさらに備える、
請求項１記載のワイヤレス送電装置。
【請求項３】
ワイヤレス送電装置と、前記ワイヤレス送電装置から電界結合方式により伝送される電力を受けるワイヤレス受電装置とを有するワイヤレス電力伝送システムであって、
前記ワイヤレス送電装置は、
前記ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面と、前記載置面に所定の位置関係で分散して配置された複数の凹部とを有する筺体と、
前記複数の凹部内に収容され、前記載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
前記筺体における凹部及び／またはその周辺部に配置された固定電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
前記固定電極に第１の電位が付与され、前記可動電極が前記第２の位置にあるときに当該可動電極に第２の電位が付与され、
前記ワイヤレス受電装置は、
筺体と、
前記ワイヤレス送電装置から伝送される電力を受けるための第１の電極と第２の電極とを備え、
前記筺体の主面には複数の凸部が前記所定の位置関係で分散して配置され、
前記第１の電極は前記凸部の所定部分に配置され、
前記第２の電極は前記主面における前記凸部の前記所定部分以外の部分に配置され、
前記ワイヤレス受電装置の凸部と前記ワイヤレス送電装置の凹部とは互いに嵌合可能な形状に形成されているとともに、嵌合したときに前記ワイヤレス受電装置の前記凸部により前記ワイヤレス送電装置の前記可動電極が第２の位置に変位させられ、
前記所定の位置関係は、前記ワイヤレス受電装置の前記複数の凸部が前記ワイヤレス送電装置の前記複数の凹部に嵌合可能な位置関係であり、
前記ワイヤレス受電装置の前記凸部が前記ワイヤレス送電装置の前記凹部に嵌合したときに、前記ワイヤレス送電装置の複数の可動電極のうちの前記第２の位置に変位した可動電極に前記第２の電位が付与される、
ワイヤレス電力伝送システム。
【請求項４】
ワイヤレス受電装置に電界結合方式により電力を伝送するワイヤレス送電装置であって、
前記ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面を有する筺体と、
前記筺体の前記載置面上に分散して配置され、かつ前記載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
前記可動電極が前記第１の位置にあるときは前記可動電極に第１の電位が付与され、前記可動電極が前記第２の位置にあるときは前記可動電極に第２の電位が付与される、
ワイヤレス送電装置。
【請求項５】
前記電源部は、第１の電位としてグランド電位を出力し、第２の電位として前記グランド電位よりも高い所定の電位を出力する、
請求項４記載のワイヤレス送電装置。
【請求項６】
前記載置面における前記可動電極が配置されている部分の間に導電体が配置され、
前記可動電極は、前記第２の位置にあるときに前記導電体と当接する、
請求項４記載のワイヤレス送電装置。
【請求項７】
前記ワイヤレス受電装置が前記載置面上に載置されていないときに前記可動電極が前記第１の位置に位置するように付勢する付勢手段をさらに有する、
請求項４記載のワイヤレス送電装置。
【請求項８】
ワイヤレス送電装置と、前記ワイヤレス送電装置から電界結合方式により伝送される電力を受けるワイヤレス受電装置とを有するワイヤレス電力伝送システムであって、
前記ワイヤレス送電装置は、
前記ワイヤレス受電装置を載置可能な載置面を有する筺体と、
前記筺体の前記載置面上に分散して配置され、かつ前記載置面に対して略垂直な方向に第１の位置と第２の位置との間で移動可能な複数の可動電極と、
第１の電位及び前記第１の電位よりも絶対値の大きい第２の電位を出力する電源部とを備え、
前記可動電極が前記第１の位置にあるときは前記可動電極に第１の電位が付与され、前記可動電極が前記第２の位置にあるときは前記可動電極に第２の電位が付与され、
前記ワイヤレス受電装置は、
筺体と、
前記ワイヤレス送電装置から伝送される電力を受けるための第１の電極と第２の電極とを備え、
前記筺体の主面には凸部が設けられ、
前記第１の電極は前記凸部に配置され、
前記第２の電極は前記筺体における前記凸部以外の部分に配置され、
前記ワイヤレス受電装置が前記ワイヤレス送電装置の前記載置面に載置されたときに、前記ワイヤレス送電装置の複数の可動電極のうち前記ワイヤレス受電装置の凸部に対向する部分に位置する可動電極が前記第２の位置に変位される、
ワイヤレス電力伝送システム。
【国際調査報告】
2014064975.tif 000017
2014064975.tif 000018
2014064975.tif 000019
2014064975.tif 000020