(57)【要約】      （修正有）【課題】柱状構造物内に設けられた受電装置と送電装置の配置が多少ばらついても、効率よく給電することができる非接触給電装置を提供する。【解決手段】中心軸３８ａを有した柱状構造物３８の内部に設置された受電装置１４(1)を備える。受電装置１４(1)の内部に設けられ、各巻回軸が中心軸３８ａの方向に対して略直角になるように配置された受電コイル２２(1)、２４(1)及び送電コイル１６(1)が設けられた送電装置１２(1)を備える。柱状構造物３８及び送電装置１２(1)が位置決めされた状態で、中心軸３８ａが送電コイル１６（１）の巻回軸の方向に対して略直角に配置される。該巻回軸の方向に投影したとき、少なくとも受電コイル２２(1)、２４(1)の巻回部分夫々の一部が、送電コイル１６(1)の巻回部分の内周縁より内側に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を有した柱状構造物の内部に設置された受電装置と、前記受電装置の内部に設けられ、各巻回軸が前中心軸の方向に対して略直角になるように配置された複数の受電コイルと、前記複数の受電コイルに磁界共鳴方式で送電を行う送電コイルが設けられた送電装置とを備え、
前記送電コイルから前記受電コイルに送電するとき、前記送電装置及び前記受電装置は、所定の位置決め手段によって相互に位置決めされ、
前記柱状構造物及び前記送電装置が相互に位置決めされた状態で、前記中心軸が、前記送電コイルの巻回軸の方向に対して略直角に配置され、前記送電コイルの巻回軸の方向に投影したとき、少なくとも１つの前記受電コイルの巻回部分の一部が、前記送電コイルの巻回部分の内周縁より内側に位置することを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
前記送電コイルから前記受電コイルに送電するとき、前記送電装置及び前記受電装置は、固定設置された前記送電装置を基準に、前記柱状構造物が、前記中心軸が横向きになるように位置決めされる請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項３】
前記送電装置には前記柱状構造物を載置可能な載置面が設けられ、前記載置面は、前記中心軸が横向きになるように前記柱状構造物を支持する請求項２記載の非接触給電装置。
【請求項４】
前記載置面は、複数の前記柱状構造物を載置可能な大きさに形成され、前記送電コイルは、前記各柱状構造物の内部の前記受電コイルに向けて送電を行う請求項３記載の非接触給電装置。
【請求項５】
前記送電コイルから前記受電コイルに送電するとき、前記送電装置及び前記受電装置は、固定設置された前記送電装置を基準に、前記柱状構造物が、前記中心軸が縦向きになるように位置決めされる請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項６】
前記柱状構造物は、前記中心軸方向の一端部が吊り下げられて保持される請求項５記載の非接触給電装置。
【請求項７】
前記送電コイルから前記受電コイルに送電するとき、前記送電装置及び前記受電装置は、固定設置された前記柱状構造物を基準に、前記送電装置が位置決めされる請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項８】
前記複数の受電コイルは、所定厚さに巻回された２つの薄形コイルで成り、
前記柱状構造物を前記中心軸の方向に投影したとき、前記２つの薄形コイルは、互いの巻回軸が交差する方向に配置されている請求項１乃至７のいずれか記載の非接触給電装置。
【請求項９】
前記受電コイルは、所定厚さに巻回された２つの薄形コイルで成り、
前記柱状構造物を前記中心軸の方向に投影したとき、前記２つの薄形コイルは、所定の間隔を空けて対向するように配置されている請求項１乃至７のいずれか記載の非接触給電装置。
【請求項１０】
前記受電コイルは、所定厚さに巻回された３つの薄形コイルで成り、
前記柱状構造物を前記中心軸の方向に投影したとき、前記３つの薄形コイルは、三角形の３辺を形成するように配置されている請求項１乃至７のいずれか記載の非接触給電装置。
【請求項１１】
前記受電コイルは、所定厚さに巻回された４つの薄形コイルで成り、
前記柱状構造物を前記中心軸の方向に投影したとき、前記４つの薄形コイルは、四角形の４辺を形成するように配置されている請求項１乃至７のいずれか記載の非接触給電装置。
【請求項１２】
前記複数の薄形コイルの中の、前記柱状構造物の側周面に対向している前記薄形コイルの巻回部分は、前記柱状構造物を前記中心軸の方向に投影したとき、当該側周面の形状に沿って外向きに膨出している請求項８乃至１１のいずれか記載の非接触給電装置。
【請求項１３】
外向きに膨出している前記薄形コイルは、変形可能な柔軟性を有したプリント配線板の導体層により形成されている請求項１２記載の非接触給電装置。
【請求項１４】
前記複数の受電コイルの各巻回部分は、前記柱状構造物の中心軸方向に離れて配置されている請求項１乃至１３のいずれか記載の非接触給電装置。
【請求項１５】
前記送電装置の外面に溝条部が設けられ、前記送電コイルの巻回部分は、前記溝条部の内面に対向する位置に設けられ、前記溝条部の長さ方向に投影に投影したとき、当該内面の形状に沿って内向きに膨出し、
前記柱状構造物及び前記送電装置が相互に位置決めされた状態で、前記中心軸が、前記溝条部の長さ方向に配置され、前記柱状構造物の側周面の一部が前記溝条部の内側に入って、前記溝条部の内面に対向する請求項１乃至１４のいずれか記載の非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的に非接触な状態で給電が可能な非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示すように、充電装置から電動歯ブラシに給電を行うための非接触給電装置があった。充電装置には、電動歯ブラシのグリップ側の端部が差し込まれて係合する係合受け部が設けられ、係合受け部の底面の下方に、送電装置（１次側送電装置）が設置されている。送電装置には、磁性コアを装着した送電コイル（１次コイル）が設けられている。また、電動歯ブラシは、グリップ側の端部に受電装置（２次側受電装置）が内蔵され、受電装置には、磁性コアを装着した受電コイル（２次コイル）が設けられている。送電コイルと受電コイルの巻回径はほぼ等しい。
【０００３】
充電装置から電動歯ブラシへの給電は、電動歯ブラシのグリップ側の端部を充電装置の係合受け部にセットして、相互の位置関係をしっかり固定する。充電装置に電動歯ブラシがセットされると、送電コイルと受電コイルがほぼ同軸に対向して近接し、互いの磁性コアが所定の位置に配置されるので、送電装置からの送電を受電装置が効率よく受電することができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の非接触給電装置は、送電コイルと受電コイルをしっかり位置合わせしないと良好に給電できないので、充電装置の係合受け部の構造を相手方の電動歯ブラシの形状に合わせなければならない。つまり、電動歯ブラシの形状ごとに専用の充電装置を用意しなければならないという不都合があった。そのため、もっと汎用性が高くて使いやすい非接触給電装置が求められていた。
【０００５】
近年、様々な形状の電子機器を給電できる汎用性の高い非接触給電装置が実用化されつつある。例えば、特許文献２に開示されているように、照明機器やモバイル機器等の様々な形状の機器に使用することができ、これらの機器を送電装置（給電装置）の広い載置面の適宜の位置に載置することによって給電が可能になる非接触給電システムがあった。送電装置は、載置面の下方に、多数の小形送電コイル（１次コイル）が敷き詰められている。また、各機器は、１つの受電コイル（２次コイル）を有した受電装置が内蔵されている。
【０００６】
また、特許文献３に開示されているように、１つの送電コイルを有した送電装置と、２つ又は３つの受電コイルと有した受電装置とで構成された非接触給電システムがあった。送電コイルは、電線等が渦巻状に巻回された平面コイルで、巻数が非常に多く、巻回部分（外周縁と内周縁に挟まれた領域）の面積が大きい。複数の受電コイルは、送電コイルよりも小形で、互いの巻回軸が略直交するように配置される。給電時、複数の受電コイルは、送電コイルの巻回部分の上面近傍に配置されて送電コイルからの送電を受ける。受電装置は、各受電コイルの出力を合成して電力を受ける。この非接触給電装置は、給電時、送電装置に対する受電装置の位置や向きがばらついても、給電効率が低下しにくいという特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−６０７９７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１１８７４号公報
【特許文献３】特開２０１３−２２３２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の非接触給電装置は、上記のように給電対象の機器毎に専用の充電装置を用意しなければならないので、汎用性の面が問題になる。特許文献２の非接触給電システムは、広い載置面をカバーするため、多数の小形送電コイルを敷き詰めなければならず、送電装置の構成が非常に複雑になるという問題がある。特許文献３の非接触給電システムは、狙いの作用効果を得るためには、送電コイルとして、巻数が非常に多い渦巻状のコイルを使用する必要があり、送電コイルの抵抗成分による損失が大きくなり、装置の軽量化の妨げにもなるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、柱状構造物内に設けられた受電装置と送電装置との配置が多少ばらついても、常に効率よく給電することができる非接触給電装置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】
【００１０】
本発明は、中心軸を有した柱状構造物の内部に設置された受電装置と、前記受電装置の内部に設けられ、各巻回軸が前中心軸の方向に対して略直角になるように配置された複数の受電コイルと、前記複数の受電コイルに磁界共鳴方式で送電を行う送電コイルが設けられた送電装置とを備え、
前記送電コイルから前記受電コイルに送電するとき、前記送電装置及び前記受電装置は、所定の位置決め手段によって相互に位置決めされ、前記柱状構造物及び前記送電装置が相互に位置決めされた状態で、前記中心軸が、前記送電コイルの巻回軸の方向に対して略直角に配置され、前記送電コイルの巻回軸の方向に投影したとき、少なくとも１つの前記受電コイルの巻回部分の一部が、前記送電コイルの巻回部分の内周縁より内側に位置する非接触給電装置である。
【００１１】
前記送電コイルから前記受電コイルに送電するとき、前記送電装置及び前記受電装置は、固定設置された前記送電装置を基準に、前記柱状構造物が、前記中心軸が横向きになるように位置決めされる構成にすることができる。この場合、前記送電装置には前記柱状構造物を載置可能な載置面が設けられ、前記載置面は、前記中心軸が横向きになるように前記柱状構造物を支持する構成にしてもよい。さらに、前記載置面は、複数の前記柱状構造物を載置可能な大きさに形成され、前記送電コイルは、前記各柱状構造物の内部の前記受電コイルに向けて送電を行う構成にしてもよい。
【００１２】
あるいは、前記送電コイルから前記受電コイルに送電するとき、前記送電装置及び前記受電装置は、固定設置された前記送電装置を基準に、前記柱状構造物が、前記中心軸が縦向きになるように位置決めされる構成にすることができる。この場合、前記柱状構造物は、前記中心軸方向の一端部が吊り下げられて保持される構成にしてもよい。
【００１３】
あるいは、前記送電コイルから前記受電コイルに送電するとき、前記送電装置及び前記受電装置は、固定設置された前記柱状構造物を基準に、前記送電装置が位置決めされる構成にすることができる。
【００１４】
また、前記複数の受電コイルは、所定厚さに巻回された２つの薄形コイルで成り、前記柱状構造物を前記中心軸の方向に投影したとき、前記２つの薄形コイルは、互いの巻回軸が交差する方向に配置されている構成することができる。あるいは、前記受電コイルは、所定厚さに巻回された２つの薄形コイルで成り、前記柱状構造物を前記中心軸の方向に投影したとき、前記２つの薄形コイルは、所定の間隔を空けて対向するように配置されている構成にすることができる。あるいは、前記受電コイルは、所定厚さに巻回された３つの薄形コイルで成り、前記柱状構造物を前記中心軸の方向に投影したとき、前記３つの薄形コイルは、三角形の３辺を形成するように配置されている構成にすることができる。あるいは、前記受電コイルは、所定厚さに巻回された４つの薄形コイルで成り、前記柱状構造物を前記中心軸の方向に投影したとき、前記４つの薄形コイルは、四角形の４辺を形成するように配置されている構成にすることができる。
【００１５】
また、前記複数の薄形コイルの中の、前記柱状構造物の側周面に対向している前記薄形コイルの巻回部分は、前記柱状構造物を前記中心軸の方向に投影したとき、当該側周面の形状に沿って外向きに膨出している構成にすることができる。この場合、外向きに膨出している前記薄形コイルは、変形可能な柔軟性を有したプリント配線板の導体層により形成されていてもよい。
【００１６】
また、前記複数の受電コイルの各巻回部分は、前記柱状構造物の中心軸方向に離れて配置されている構成にすることができる。
【００１７】
さらに、前記送電装置の外面に溝条部が設けられ、前記送電コイルの巻回部分は、前記溝条部の内面に対向する位置に設けられ、前記溝条部の長さ方向に投影に投影したとき、当該内面の形状に沿って内向きに膨出し、前記柱状構造物及び前記送電装置が相互に位置決めされた状態で、前記中心軸が、前記溝条部の長さ方向に配置され、前記柱状構造物の側周面の一部が前記溝条部の内側に入って、前記溝条部の内面に対向する構成にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の非接触給電装置は、柱状構造物に内蔵された受電装置と送電装置とを有し、給電時、送電コイルと複数の受電コイルの位置関係が一定の条件を満たすように位置決めされるので、送電コイルと複数の受電コイルとの間の結合係数が適切な範囲に制御され、受電装置と送電装置との配置が多少ばらついても、常に効率よく給電することができる。また、高い周波数で送電を行うことができる磁界共鳴方式の装置であり、送電コイル及び受電コイルの巻数を非常に少なくすることができるので、各コイルの損失を小さく抑えることができ、軽量化も容易である。したがって、本発明の非接触給電装置によれば、様々な機器に使用できる汎用性の高い給電システムを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の非接触給電装置の第一の実施形態が搭載された電気ウキの給電システムを示す平面図（ａ）、正面図（ｂ）である。
【図２】図１の給電システムにおいて、柱状構造物の内部に設置された受電装置内の第一及び第二の受電コイルの配置を示す正面図（ａ）、柱状構造物の中心軸方向の投影図（ｂ）、第一及び第二の受電コイルを示す図（ｃ）である。
【図３】図１の給電システムにおいて、送電装置内の送電コイルの配置を示す平面図（ａ）、正面図（ｂ）である。
【図４】図１の給電システムにおいて、送電装置の送電コイルから発生する磁束線を模式的に描いた図（ａ）、磁束線が受電コイルに鎖交する様子を描いた図（ｂ）である。
【図５】図１の給電システムにおいて、第一の実施形態の非接触給電装置の動作を確認するために行ったシミュレーションの条件を示す図（ａ）、比較例（従来の構成）の動作を確認するために行ったシミュレーションの条件を示す図（ｂ）である。
【図６】図５（ａ）に示す第一の実施形態の非接触給電装置のシミュレーション結果を示すグラフ（ａ）、図５（ｂ）に示す比較例のシミュレーション結果を示すグラフ（ｂ）である。
【図７】図１の給電システムにおいて、送電装置の送電コイルの位置を図４よりも低くした場合の、送電コイルから発生する磁束線を模式的に描いた図（ａ）、磁束線が受電コイルに鎖交する様子を描いた図（ｂ）である。
【図８】本発明の非接触給電装置の第二の実施形態が搭載された誘導灯の給電システムを示す右側面図（ａ）、平面図（ｂ）である。
【図９】図８の給電システムにおいて、柱状構造物の内部に設置された受電装置内の第一及び第二の受電コイルの配置を示す正面図（ａ）、柱状構造物の中心軸方向の投影図（ｂ）、第一及び第二の受電コイルを示す図（ｃ）である。
【図１０】図８の給電システムにおいて、送電装置内の送電コイルの配置を示す正面図（ａ）、平面図（ｂ）である。
【図１１】図８の給電システムにおいて、送電装置の送電コイルから発生する磁束線を模式的に描いた図（ａ）、磁束線が受電コイルに鎖交する様子を描いた図（ｂ）である。
【図１２】本発明の非接触給電装置の第三の実施形態が搭載された誘導灯の給電システムを示す右側面図（ａ）、平面図（ｂ）である。
【図１３】本発明の非接触給電装置の第四の実施形態が搭載された電気杖の給電システムを示す正面図（ａ）、右側面図（ｂ）である。
【図１４】第四の実施形態の非接触給電装置が搭載された電気杖の給電システムの変形例を示す正面図（ａ）、右側面図（ｂ）である。
【図１５】本発明の非接触給電装置の第五の実施形態が搭載された電動アシスト自転車のバッテリの給電システムを示す正面図（ａ）、Ａ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図１６】図１５の給電システムにおいて、柱状構造物の内部に設置された受電装置内の第一及び第二の受電コイルの配置を示す正面図（ａ）、柱状構造物の中心軸方向の投影図（ｂ）、第一及び第二の受電コイルを示す図（ｃ）である。
【図１７】図１５の給電システムにおいて、送電装置内の送電コイルの配置を示す正面図（ａ）、平面図（ｂ）である。
【図１８】図１５の給電システムにおいて、送電装置の送電コイルから発生する磁束線を模式的に描いた図（ａ）、磁束線が受電コイルに鎖交する様子を描いた図（ｂ）、（ｃ）である。
【図１９】柱状構造物の形状の一変形例を示す斜視図（ａ）、この変形例を第一の実施形態に適用した時の動作を示す図（ｂ）〜（ｄ）である。
【図２０】柱状構造物の形状の他の変形例を示す斜視図（ａ）〜（ｃ）である。
【図２１】受電コイルの配置、大きさ又は数を変更した８つの変形例を示す、柱状構造物の中心軸方向の投影図（ａ）〜（ｈ）である。
【図２２】図２１（ｈ）に示す変形例を第一の実施形態に適用する場合の留意点を説明する図であって、送電装置の送電コイルから発生する磁束線が、好ましく設計された受電コイルに鎖交する様子を描いた図（ａ）、（ｂ）、不適切に設計された受電コイルに鎖交する様子を描いた図（ｃ）である。
【図２３】図２１に示す受電コイルの変形例をベースにした他の変形例を示す、柱状構造物の中心軸方向の投影図（ａ）〜（ｇ）である。
【図２４】受電コイルの配置を変更した他の変形例を示す正面図（ａ）、柱状構造物の中心軸方向の投影図（ｂ）である。
【図２５】第一乃至第五の実施形態の非接触給電装置の回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の非接触給電装置の実施形態である５つの非接触給電装置１０について説明する。非接触給電装置１０は、それぞれ送電装置１２及び受電装置１４を備え、送電装置１２から受電装置１４に向けて磁界共鳴方式によりワイヤレス電力伝送を行う。磁界共鳴方式は、磁界共振結合方式等とも呼ばれる。
【００２１】
５つの非接触給電装置１０の基本的な回路構成は同じであり、図２５のブロック図のように表される。送電装置１２は、送電コイル１６と、送電コイル１６に接続されて共振回路を形成する共振コンデンサ１８と、共振回路に向けて交流電圧を出力し、送電コイル１６を励磁する高周波交流電源２０とを備えている。
【００２２】
受電装置１４は、第一及び第二の受電コイル２２，２４と、これらに接続されて共振回路を形成する共振コンデンサ２６，２８とを備え、さらに、各共振回路の出力を整流して合成する整流回路３０と、整流回路３０の出力を受けて負荷３２や蓄電デバイス３４に向けて電力を供給する電力調節回路３６とを備えている。電力調節回路３６は、例えばスイッチング方式のＤＣ−ＤＣコンバータ等であり、負荷３２や蓄電デバイス３４に向けて出力する電圧及び電流を調節する働きをする。
【００２３】
高周波交流電源２０が出力する交流電圧の周波数は、例えば5M〜50MHzとし、送電側及び受電側の共振回路の共振周波数を交流電圧の周波数の±30%の範囲に設定することが好ましい。このように設定すると各コイルのインダクタンスを小さくすることができるので、各コイルの巻数を少なくでき（例えば2〜5ターン程度）、しかも磁性コアを省略することができ、装置の低損失化や軽量化を図ることができる。以下、５つの実施形態の非接触給電装置１０について、符号の末尾に(1)〜(5)を付して区別し、順番に説明する。
【００２４】
まず、第一の実施形態の非接触給電装置１０(1)について、図１〜７に基づいて説明する。非接触給電装置１０(1)は、図１に示すように、釣り用の電気ウキ３８の給電システムに搭載されている。電気ウキ３８は、中心軸３８ａを有する略円形断面の長尺構造物で、中心軸３８ａ方向の一端部にＬＥＤ発光部３８ｂが設けられ、夜釣りのときでもウキの挙動を視認することができるようになっている。以下、電気ウキ３８を柱状構造物３８と称する。
【００２５】
受電装置１４(1)は、柱状構造物３８の、直径が太くなっている部分に内蔵されている。受電装置１４(1)の内部には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)が設けられている。第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)は、所定厚さに巻回された薄形コイルであり、電線を枠状に巻回したコイルを使用してもよいし、プリント配線板の導体層に枠状に形成されたコイルを使用してもよい。第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)は、巻回部分２２ａ(1)，２４ａ(1)及び引出部分２２ｂ(1)，２４ｂ(1)を有し、巻回部分２２ａ(1)，２４ａ(1)を互いに交差させ、各巻回軸２２ｃ(1)，２４ｃ(1)が柱状構造物３８の中心軸３８ａの方向に対して略直角になるように配置されている。巻回部分２２ａ(1)と２４ａ(1)が交差する角度は、約９０度である。
【００２６】
送電装置１２(1)は、図１に示すように、直方体状の筐体を有し、筐体の上面を少し凹ませて略四角形の載置面４０が設けられ、載置面４０は、複数の柱状構造物３６を載置できる大きさに形成されている。送電装置１２(1)の筐体内部には、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、載置面４０の内側の広い領域を囲む位置に送電コイル１６(1)が設けられている。送電コイル１６(1)は、巻回部分１６ａ(1)及び引出部分１６ｂ(1)を有し、巻回部分１６ａ(1)の巻回軸１６ｃ(1)の方向が、載置面４０に対して略直角になっている。
【００２７】
送電装置１２(1)から受電装置１４(1)に給電するときは、まず、送電装置１２(1)の高周波交流電源を起動させる。すると、送電コイル１６(1)が励磁され、図４（ａ）に示すように、送電コイル１６(1)から磁束φが発生する。そして、電気ウキを充電するため、使用者が柱状構造物３８（電気ウキ）を横向きにして載置面４０に載置する。
【００２８】
柱状構造物３８は、中心軸３８ａを軸にして転がることができるので、載置面４０上のどの位置に保持されるかが不定であり、送電コイル１６(1)の巻回軸１６ｃ(1)に対する第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)の巻回軸２２ｃ(1)，２４ｃ(1)の方向も定まらない。しかし、載置面４０に保持された状態で、少なくとも２つの巻回部分２２ａ(1)，２４ａ(1)のどちらかの一部が、送電コイル１６(1)の巻回部分１６ａ(1)の内周縁より内側に位置するので、図４（ｂ）に示すように、磁束φが少なくとも受電コイル２２(1)，２４(1)のどちらかに的確に鎖交し、送電コイル１６(1)と受電コイル２２(1)，２４(1)間で磁界共振が効果的に生じて、受電装置１４(1)が送電装置１２(1)からの送電を効率よく受電することができる。
【００２９】
次に、非接触給電装置１０(1)の動作のシミュレーション結果について説明する。また、比較例（従来の構成）の動作のシミュレーション結果についても合わせて説明する。
【００３０】
非接触給電装置１０(1)のシミュレーションでは、図５（ａ）に示すように、所定サイズの送電コイル１６(1)を設定し、２つの受電コイル２２(1)，２４(2)を、送電コイル１６(1)の左右方向の中央の位置P1又は右側の端の位置P2に配置し、互いに直交している位置を軸に回転させるというモデルを設定し、送電コイル１６(1)と２つの受電コイル２２(1)，２４(2)との間の結合係数kの、回転角度θに対する変化を算出した。なお、巻回部分２２ａ(1)と２４ａ(1)が交差する角度は９０度とした。
【００３１】
比較例のシミュレーションでは、図５（ｂ）に示すように、第二の受電コイル２４を省略したモデルを設定し、送電コイル１６(1)と第一の受電コイル２２(1)との間の結合係数kの、回転角度θに対する変化を算出した。
【００３２】
なお、発明者の研究によって、結合係数kは、概ね0.03〜0.4の範囲であることが好ましいことが分かっており、高すぎても低すぎても電力伝送を効率よく行うことができない。また、結合係数kは一定の値であることが理想であり、柱状構造物３８（電気ウキ）が載置面４０にどんな角度で保持されても良いように、回転角度θの変化に対する結合係数kの変化幅はできるだけ小さいことが好ましい。また、柱状構造物３８（電気ウキ）が載置面４０のどの位置に保持されても良いように、位置P1における結合係数kと位置P2における結合係数kとの差ができるだけ小さいことが好ましい。
【００３３】
図６（ａ）は非接触給電装置１０(1)のシミュレーション結果、図６（ｂ）は比較例のシミュレーション結果を示している。各上段のグラフは位置P1における結合係数kの特性であり、各下段のグラフは位置P2における結合係数kの特性である。
【００３４】
比較例のシミュレーション結果は、位置P1では、結合係数kの最大値は回転角度θ≒0deg,180degのときの約0.088で、最小値は回転角度θ≒90degのときの約Oとなった。変化幅は約0.08で、結合係数k＜0.03となったのは回転角度θ≒70〜110degの範囲である。また、位置P2では、結合係数kの最大値は、回転角度θ≒90degのときの約0.07で、最小値は、回転角度θ＝22degのときの約0となった。変化幅は約0.07で、結合係数k＜0.03となったのは回転角度θ≒0〜50degと170〜180degの範囲である。
【００３５】
このことから、比較例は、受電コイル２２(1)が位置P1に配置されると、回転角度θ≒70〜110degの範囲で効率よく給電できず、位置P2に配置されると、回転角度θ≒0〜50deg及び170〜180degの範囲で効率よく給電できないことが分かる。
【００３６】
一方、非接触給電装置１０(1)のシミュレーション結果は、位置P1では、結合係数kの最大値は回転角度θ≒0deg,90deg,180degのときの約0.088で、最小値は回転角度θ≒45deg,135degのときの約0.065となった。変化幅は約0.023で比較例よりも非常に小さく、しかも回転角度θの全範囲で0.03以上となった。また、位置P2では、結合係数kの最大値は回転角度θ≒0deg,90deg,180degのときの約0.07で、最小値は回転角度θ＝45deg,135degのときの約0.054となった。変化幅は約0.016で比較例よりも非常に小さく、しかも回転角度θの全範囲で0.03以上となった。
【００３７】
このシミュレーション結果から、非接触給電装置１０(1)は、受電コイル２２(1)，２４(1)が載置面４０のどの位置に配置されても、どんな回転角度で配置されても、常に効率よく給電できることが分かる。その他、このシミュレーション結果から、巻回部分２２ａ(1)と２４ａ(1)が交差する角度は、厳密に９０度である必要はなく、概ね４５度〜１３５度の範囲であれば、十分な実用性が確保されると推定できる。なお、実用的な交差角度の範囲は、送電コイルと受電コイルの大きさや形状によっても変化する。
【００３８】
以上説明したように、非接触給電装置１０(1)及びこれを用いた電気ウキの給電システムは、送電装置１２(1)の筐体に載置面４０が設けられ、給電時、送電コイル１６(1)と２つの受電コイル２２(1)，２４(1)の位置関係が一定の条件を満たすように位置決めされるので、送電コイル１６(1)と２つの受電コイル２２(1)，２４(1)との間の結合係数が適切な範囲に制御され、柱状構造物３８（電気ウキ）内の受電装置１４(1)と送電装置１２(1)との配置が多少ばらついても、常に効率よく給電することができる。
【００３９】
例えば図７（ａ）、（ｂ）に示すように、送電装置１２(1)の構造上の都合で、送電コイル１６(1)を載置面４０より少し低い位置（図４（ａ）よりも低い位置）に配置した場合でも、図４（ｂ）と同様に、磁束φが受電コイル２２(1)，２４(1)に的確に鎖交することができ、ほぼ同等の性能を得ることができる。
【００４０】
また、図５に示すシミュレーション条件の中の、送電コイル１６(1)と受電コイル２２(1)，２２(2)の上下方向の離間距離を変更して同様のシミュレーションを行ったところ、上下方向の離間距離が送電コイル１６(1)の短辺45mmの約1/2以下の範囲であれば、十分な実用性を確保できることが確認できた。
【００４１】
送電コイル１６(1)の大きさは、載置面４０に対してもう少し小さくすることも可能である。送電コイル１６(1)の大きさは、柱状構造物３８が載置面４０に保持された状態で、少なくとも２つの巻回部分２２ａ(1)，２４ａ(1)のどちらかの一部が、送電コイル１６(1)の巻回部分１６ａ(1)の内周縁より内側に位置するように設定すればよいので、図７（ａ）の配置であれば、送電コイル１６(1)の内径を１０％ほど小さくしても、ほぼ同等の性能を得ることができる。
【００４２】
また、非常に高い周波数で送電を行うことができる磁界共鳴方式の装置であり、送電コイル１６(1)及び受電コイル２２(1)，２４(1)の巻数を非常に少なくすることができるので、各コイルの損失を小さく抑えることができる。また、軽量化が求められる電気ウキの用途に非常に適している。
【００４３】
次に、第二の実施形態の非接触給電装置１０(2)について、図８〜図１１に基づいて説明する。非接触給電装置１０(2)は、図８に示すように、小型の懐中電灯４２の給電システムに搭載されている。懐中電灯４２は、中心軸４２ａを有する略円柱状の長尺構造物であり、以下、懐中電灯４２を柱状構造物４２と称する。
【００４４】
受電装置１４(2)は、柱状構造物４２の内部に設けられ、受電装置１４(2)の内部には、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、第一及び第二の受電コイル２２(2)，２４(2)が設けられている。第一及び第二の受電コイル２２(2)，２４(2)は、上記の第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)と同様の薄形コイルであり、それぞれ巻回部分２２ａ(2)，２４ａ(2)及び引出部分２２ｂ(2)，２４ｂ(2)を有し、互いの巻回部分２２ａ(2)，２４ａ(2)を交差させ、各巻回軸２２ｃ(2)，２４ｃ(2)が柱状構造物４２の中心軸４２ａの方向に対して略直角になるように配置されている。巻回部分２２ａ(2)と２４ａ(2)が交差する角度は約９０度である。また、柱状構造物４２の、中心軸４２ａ方向の一端部には、壁Ｋに取り付けられたフックＦに吊り下げるためのストラップ４４が取り付けられている。
【００４５】
送電装置１２(2)は、直方体状の筐体を有し、筐体の前面４６が平坦な面になっており、背面側が壁Ｋに固定されている。筐体内部には、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、前面４６の内側の広い領域を囲む位置に送電コイル１６(2)が設けられている。送電コイル１６(2)は、巻回部分１６ａ(2)及び引出部分１６ｂ(2)を有し、巻回部分１６ａ(2)の巻回軸１６ｃ(2)の方向が、前面４６に対して略直角になっている。
【００４６】
送電装置１２(2)から受電装置１４(2)に給電するときは、まず、送電装置１２(2)の高周波交流電源を起動させる。すると、送電コイル１６(2)が励磁され、図１１（ａ）に示すように、送電コイル１６(2)から磁束φが発生する。そして、懐中電灯を充電するため、使用者がストラップ４４をフックＦに引っ掛けて柱状構造物４２（懐中電灯）を縦向きに吊り下げ、柱状構造物４２の側周面を筐体の前面４６に当接させる。
【００４７】
柱状構造物４２は、前面４６の特定の位置に当接するが、中心軸４２ａ周りの向きは不定なので、送電コイル１６(2)の巻回軸１６ｃ(2)に対する第一及び第二の受電コイル２２(2)，２４(2)の巻回軸２２ｃ(2)，２４ｃ(2)の方向は定まらない。しかし、吊り下げられた状態で、少なくとも２つの巻回部分２２ａ(2)，２４ａ(2)のどちらかの一部が、送電コイル１６(2)の巻回部分１６ａ(2)の内周縁より内側に位置するので、図１１（ｂ）に示すように、磁束φが少なくとも受電コイル２２(2)，２４(2)のどちらかに的確に鎖交し、受電装置１４(2)が送電装置１２(2)からの送電を効率よく受電することができる。
【００４８】
非接触給電装置１０(2)の動作は、上記の非接触給電装置１０(1)と同様であり、柱状構造物４２が前面４６に対してどんな回転角度で当接しても、常に効率よく給電することができる。その他、上記の非接触給電装置１０(1)と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
次に、第三の実施形態の非接触給電装置１０(3)について、図１２に基づいて説明する。非接触給電装置１０(3)は、夜間の交通整理等に使用される誘導灯４８の給電システムに搭載されている。誘導灯４８は、中心軸４８ａを有する略円柱状の長尺構造物であり、以下、誘導灯４８を柱状構造物４８と称する。
【００５０】
受電装置１４(3)は、柱状構造物４８の内部に設けられ、受電装置１４(3)の内部には、第一及び第二の受電コイル２２(3)，２４(3)が設けられている。第一及び第二の受電コイル２２(3)，２４(3)は、上記の第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)と同様の薄形コイルであり、それぞれ巻回部分及び引出部分を有し、互いの巻回部分同士を交差させ、各巻回軸が柱状構造物４８の中心軸４８ａの方向に対して略直角になるように配置されている。巻回部分同士が交差する角度は約９０度である。
【００５１】
送電装置１２(3)は、直方体状の筐体を有し、筐体の前面５０が平坦な面になっており、背面側が壁Ｋに固定されている。筐体内部には、前面５０の内側の広い領域を囲むように送電コイル１６(3)が設けられている。送電コイル１６(3)は、巻回部分及び引出部分を有し、巻回部分の巻回軸の方向が、前面５０に対して略直角になっている。
【００５２】
その他、壁Ｋの、送電装置１２(3)の上方の位置には、縦向きに配した柱状構造部４８の端部を左右から挟持するバネ具Ｂが取り付けられている。
【００５３】
送電装置１２(3)から受電装置１４(3)に給電するときは、まず、送電装置１２(3)の高周波交流電源を起動させ、送電コイル１６(3)から磁束を発生させる。そして、誘導灯を充電するため、使用者がバネ具Ｂに柱状構造物４８を縦向きにセットし、柱状構造物４８の側周面を筐体の前面５０に当接又は対向させる。
【００５４】
柱状構造物４８は、前面５０の特定の位置に当接又は対向するが、中心軸４８ａ周りの向きが不定なので、送電コイル１６(3)の巻回軸１６ｃ(3)に対する第一及び第二の受電コイル２２(3)，２４(3)の巻回軸の方向は定まらない。しかし、バネ具Ｂにセットされた状態で、少なくとも２つの巻回部分２２ａ(3)，２４ａ(3)のどちらかの一部が、送電コイル１６(3)の巻回部分１６ａ(3)の内周縁より内側に位置するので、送電コイル１６(3)の磁束が少なくとも受電コイル２２(3)，２４(3)のどちらかに的確に鎖交し、受電装置１４(3)が送電装置１２(3)からの送電を効率よく受電することができる。
【００５５】
非接触給電装置１０(3)の動作は、上記の非接触給電装置１０(1)と同様であり、柱状構造物４８が前面５０に対してどんな回転角度で当接又は対向しても、常に効率よく給電することができる。その他、上記の非接触給電装置１０(1)と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
次に、第四の実施形態の非接触給電装置１０(4)について、図１３に基づいて説明する。非接触給電装置１０(4)は、夜間外出時に安全な照明機能付きの電気杖５２の給電システムに搭載されている。電気杖５２は、中心軸５６ａを有する略円柱状のシャフト５４を備え、シャフト５４の杖先部５６から離れた位置にＬＥＤ発光部５８が設けられ、シャフト５４の上端部にグリップ６０が取り付けられている。以下、シャフト５４の杖先部５６を柱状構造物５６と称する。
【００５７】
受電装置１４(4)は、柱状構造物５６の内部に設けられ、受電装置１４(4)の内部には、第一及び第二の受電コイル２２(4)，２４(4)が設けられている。第一及び第二の受電コイル２２(4)，２４(4)は、上記の第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)と同様の薄形コイルであり、それぞれ巻回部分及び引出部分を有し、互いの巻回部分同士を交差させ、各巻回軸が柱状構造物５６の中心軸５６ａの方向に対して略直角になるように配置されている。巻回部分同士が交差する角度は約９０度である。
【００５８】
送電装置１２(4)は、直方体状の筐体を有し、壁Ｋの低い位置に埋め込まれ、筐体の前面６２が壁Ｋとほぼ面一になるように配置されている。送電装置１２(4)の筐体内部には、前面６２の内側の広い領域を囲むように送電コイル１６(4)が設けられている。送電コイル１６(3)は、巻回部分及び引出部分を有し、巻回部分の巻回軸の方向が、前面６２に対して略直角になっている。
【００５９】
その他、壁Ｋの、送電装置１２(3)の上方の位置に、コの字状金具Ｍが横向きに取り付けられている。コの字状金具Ｍと壁Ｋとで囲まれた空間は、平面視で細長い長方形となり、長方形の長さは送電コイル１６(4)の幅とほぼ同じで、長方形の幅はシャフト５４の直径よりも少し広い。したがって、この長方形の空間には、複数のシャフト５４を一列に差し込むことができる。
【００６０】
送電装置１２(4)から受電装置１４(4)に給電するときは、まず、送電装置１２(4)の高周波交流電源を起動させ、送電コイル１６(4)から磁束が発生させる。そして、電気杖５２を充電するため、使用者がコの字状金具Ｍの内側に電気杖５２を差し込んで柱状構造物５６を縦向きにセットし、柱状構造物５６の側周面を筐体の前面６２に当接又は対向させる。
【００６１】
柱状構造物５６は、コの字状金具Ｍの長さ方向のどの位置に保持されるか不定であり、送電コイル１６(3)の巻回軸１６ｃ(3)に対する第一及び第二の受電コイル２２(3)，２４(3)の巻回軸の方向も定まらない。しかし、コの字状金具Ｍにセットされた状態で、少なくとも２つの巻回部分２２ａ(4)，２４ａ(4)のどちらかの一部が、送電コイル１６(4)の巻回部分１６ａ(4)の内周縁より内側に位置するので、送電コイル１６(4)の磁束が少なくとも受電コイル２２(4)，２４(4)のどちらかに的確に鎖交し、受電装置１４(4)が送電装置１２(4)からの送電を効率よく受電することができる。
【００６２】
非接触給電装置１０(4)の動作は、上記の非接触給電装置１０(1)と同様であり、柱状構造物５６が前面６２に対してどんな回転角度で当接又は対向しても、常に効率よく給電することができる。その他、上記の非接触給電装置１０(1)と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
次に、第四の実施形態の非接触給電装置１０(4)が搭載された電気杖の給電システムの変形例について、図１４に基づいて説明する。先に説明した非接触給電装置１０(4)は、給電時、柱状構造物５６が縦向きにセットされるが、この変形例は、柱状構造物５６が横向きにセットされるという違いがある。
【００６４】
この変形例の場合、送電装置１２(4)が壁Ｋの高い位置に埋め込まれ、２つのコの字状金具Ｍが送電装置１２(4)の側方の位置に縦向きに取り付けられている。しかし、送電装置１２(4)から受電装置１４(4)に給電するときに使用者が行う操作は同様であり、２つのコの字状金具Ｍの内側に電気杖５２を差し込んで柱状構造物５６を横向きにセットし、柱状構造物５６の側周面を筐体の前面６２に当接又は対向させればよい。この変形例においても、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００６５】
次に、第五の実施形態の非接触給電装置１０(5)について、図１５〜１８に基づいて説明する。非接触給電装置１０(5)は、図１５に示すように、電動アシスト自転車のバッテリ６４の給電システムに搭載されている。バッテリ６４は、中心軸６４ａを有する長尺構造物で、直方体の一つの面が外向きに湾曲し（以下、湾曲面６４ｂと称する）、湾曲面６４ｂの反対側の面が電動アシスト自転車のフレーム６６に固定されている。以下、バッテリ６４を柱状構造物６４と称する。
【００６６】
受電装置１４(5)は、柱状構造物６４の内部に設けられている。受電装置１４(5)の内部には、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、第一及び第二の受電コイル２２(5)，２４(5)が設けられている。第一及び第二の受電コイル２２(5)，２４(5)は、上記の第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)と同様の薄形コイルであり、それぞれ巻回部分２２ａ(5)，２４ａ(5)及び引出部分２２ｂ(5)，２４ｂ(5)を有し、巻回部分２２ａ(5)，２４ａ(5)を互いに交差させ、各巻回軸２２ｃ(5)，２４ｃ(5)が柱状構造物６４の中心軸６４ａの方向に対して略直角になるように配置されている。巻回部分２２ａ(5)と２４ａ(5)が交差する角度は約９０度である。
【００６７】
送電装置１２(5)は、直方体状の筐体を有し、柱状構造物６４に当接する面に、円弧状に凹んだ溝状部６８が設けられている。また、筐体の側面に、送電装置１２(5)を柱状構造物６４に装着するための固定ベルト７０が設けられている。固定ベルト７０は、例えば着脱が容易な面ファスナ等である。
【００６８】
送電装置１２(5)の筐体内部には、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、溝条部６８の内面６８ａの内側の広い領域を囲む位置に送電コイル１６(5)が設けられている。送電コイル１６(5)は、巻回部分１６ａ(5)及び引出部分１６ｂ(5)を有し、巻回部分１６ａ(5)は、溝条部６８の長さ方向に投影したとき、内面６８ａの形状に沿って内向きに膨出している。
【００６９】
送電装置１２(5)から受電装置１４(5)に給電してバッテリを充電するときは、まず、図１５（ｂ）に示すように、送電装置１２(5)を柱状構造物６４に装着する。装着する時は、送電装置１２(5)の溝条部６８の内面６８ａを柱状構造物６４の湾曲面６４ｂに当接させ、固定ベルト７０を巻き付けて固定する。この状態で、柱状構造物６４の中心軸６４ａが、溝条部６８の長さ方向に配置され、柱状構造物６４の側周面の一部が溝条部６８の内側に入り、溝条部６８の内面６８ａに対向する。そして、送電装置１２(5)の高周波交流電源を起動して送電コイル１６(5)を励磁し、図１８（ａ）に示すような磁束φを発生させる。
【００７０】
送電装置１２(5)は、柱状構造物６４の、中心軸６４ａの周りの異なる位置に装着できるので、湾曲面６４ｂのどの位置に保持されるかが不定であり、送電コイル１６(5)の巻回軸１６ｃ(5)に対する第一及び第二の受電コイル２２(5)，２４(5)の巻回軸２２ｃ(5)，２４ｃ(5)の方向も定まらない。しかし湾曲面６４ｂに保持された状態で、少なくとも２つの巻回部分２２ａ(5)，２４ａ(5)のどちらかの一部が、送電コイル１６(5)の巻回部分１６ａ(5)の内周縁より内側に位置するので、図１８（ａ）〜（ｂ）に示すように、磁束φが少なくとも受電コイル２２(5)，２４(5)のどちらかに的確に鎖交し、受電装置１４(5)が送電装置１２(5)からの送電を効率よく受電することができる。
【００７１】
また、送電コイル１６(5)の巻回部分１６ａ(5)が溝条部６８の内面６８ａの形状に沿って内向きに膨出し、柱状構造物６４の側周面の一部が溝条部６８の内側に入って内面６８ａに対向しているので、送電装置１２(5)が、湾曲面６４ｂのどの位置に保持されたとしても、送電コイル１６(5)と受電コイル２２(5)，２４(5)との離間距離を概ね一定にすることができ、受電装置１４(5)が送電装置１２(5)からの送電を安定に受電することができる。
【００７２】
非接触給電装置１０(5)の動作は、上記の非接触給電装置１０(1)と同様であり、送電装置１６(5)が湾曲面６４ｂのどの位置に当接しても、常に効率よく給電することができる。その他、上記の非接触給電装置１０(1)と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
次に、上記実施形態を構成する各部材の変形例について説明する。図１９（ａ）は、第一の実施形態の非接触給電装置１０(1)に使用される柱状構造物３８の外形の一変形例を示している。この柱状構造物７２は、中心軸７２ａを有した多角形断面の長尺構造物である。柱状構造物７２は、図１９（ｂ）、（ｃ）に示すように、使用者によって載置面４０上に無造作に置かれると転がるので、保持される位置や回転角度が不定になる。したがって、上記の柱状構造物３８（断面円形状の長尺構造物）と同様の効果が得られる。
【００７４】
同様に、柱状構造物３８の他の変形例として、図２０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、楕円形断面の柱状構造物７４、上記柱状構造物６４（バッテリ）のような形状の柱状構造物７６、円柱状の途中部分が不規則に細くなっている柱状構造物７８等が挙げられる。
【００７５】
柱状構造物７２，７４，７６，７８のような構造は、第一の実施形態以外の実施形態にも適用することができる。
【００７６】
図２１（ａ）〜（ｈ）は、第一の実施形態の非接触給電装置１０(1)の受電装置１４(1)内に設けられる受電コイルの数、大きさ及び配置の変形例を示している。受電装置１４(1)は、小形の柱状構造物３８（電気ウキ）に収容されるので、複数の受電コイル、整流回路３０、蓄電デバイス３４及び電力調節回路３６をコンパクトに配置する必要がある。例えば、図２１（ａ）では、第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)を柱状構造物３８の中央で互いに交差させたまま、第二の受電コイル２４(1)の外形を小さくし、空いた空間に他の回路等を配置している。図２１（ｂ）では、第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)を柱状構造物３８の側周面の近傍にＬ字状に配置し、中央の空いた空間に他の回路等を配置している。図２１（ｃ）、（ｄ）では、第一の受電コイル２２(1)を柱状構造物３８の中央部を横切るように配置したまま、第二の受電コイル２４(1)を柱状構造物３８の側周面の近傍に配置し、空いた空間に他の回路等を配置している。図２１（ｄ）の構成は、第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)が交差する角度が直角ではないが、一定以上の角度があるので、送電装置１２(1)からの送電を良好に受電することができる。
【００７７】
図２１（ｅ）の構成は、図２１（ｃ）の構成に加え、第一の受電コイル２２(1)と対向する位置に、同様の薄形コイルで成る第三の受電コイル８０を追加したもので、図２１（ｃ）よりも、送電コイル１６(1)と複数の受電コイルとの結合係数を高くできるという特徴がある。図２１（ｆ）では、３つの受電コイル２２(1)，２４(1)，８０を、正三角形の３辺を形成するように配置し、中央の空いた空間に他の回路等を配置している。図２１（ｇ）では、同様の薄形コイルで成る第四の受電コイル８２を追加して結合係数を高くするとともに、４つの受電コイル２２(1)，２４(1)，８０，８２を、正方形の４辺を形成するように配置して、中央の空いた空間に他の回路等を配置している。
【００７８】
図２１（ｈ）では、第一及び第二の受電コイル２２(1)，２４(1)を、柱状構造物３８の側周面の近傍に、互いに離れて対向するように配置し、中央の空いた空間に他の回路等を配置している。なお、図２１（ｈ）に示す構成を使用する場合は、若干の注意が必要である。例えば、図２２（ｂ）に示すように、送電コイル１６(1)が柱状構造物３８及び受電コイル２２(1)，２４(1)に対して大きすぎると、柱状構造物３８が載置面４０に保持されたときの位置や回転角度によっては、送電装置１２(1)からの送電をほとんど受電できないケースが生じる。しかし、図２２（ａ）に示すように、柱状構造物３８及び受電コイル２２(1)，２４(1)に合わせて送電コイル１６(1)の大きさを適切に設定すれば、送電装置１２(1)からの送電を常に良好に受電することができる。
【００７９】
また、図２３（ａ）〜（ｇ）は、それぞれ図２１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）をベースにした他の変形例を示している。図２３（ａ）〜（ｇ）に示す各構成は、複数の受電コイルの中の、柱状構造物３８の側周面に対向しているものについて、巻回部分を当該側周面の形状に沿って外向きに膨出させたという特徴がある。このように巻回部分を外向きに膨出させることによって、他の回路等を配置するスペースをより広くすることができ、送電装置１２(1)からの送電も良好に受電できる。
【００８０】
巻回部分を膨出させた受電コイルは、例えば、一般的な電線（軟らかい銅線等）を巻回したコイルを使用する場合、コイルを平坦に巻回した後、巻回部分を変形させることによって容易に製作することができる。プリント配線板の導体層に形成したコイルを使用する場合、基材がセラミック材や厚いガラスエポキシ材だと製作できないが、変形可能な柔軟性を有した基材（例えば、ポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等のプラスチック材、薄いガラスエポキシ材等）を選択することによって、容易に得ることができる。
【００８１】
以上説明した図２１（ａ）〜（ｈ）に示す変形例、及び図２３（ａ）〜（ｇ）に示す変形例は、第一の実施形態以外の実施形態にも適用することができる。
【００８２】
図２４は、第二の実施形態の非接触給電装置１０(2)の受電装置１４(2)内に設けられる第一及び第二の受電コイル２２(2)，２４(2)の配置の変形例を示しており、巻回部分２２ａ(1)，２４ａ(2)が、柱状構造物４２の中心軸４２ａ方向に離れて配置されているという特徴がある。先に説明した図９に示す構成は、例えば、受電コイル２２(2)，２４(2)としてプリント配線板に形成したコイルを使用する場合、２つのプリント配線板を互いに交差させるため、特別な加工や面倒な組み立作業が必要になる。しかし、この変形例の構成にすれば、容易に製作することができ、上記と同様の作用効果も得ることができる。
【００８３】
図２４に示す変形例は、第二の実施形態以外の実施形態にも適用することができ、図２１（ａ）〜（ｈ）に示す変形例、及び図２３（ａ）〜（ｇ）に示す変形例にも適用することができる。
【００８４】
なお、本発明の非接触給電装置は、上記実施形態及び上記変形例に限定されるものではない。例えば、上記の送電コイル１６(1)〜１６(5)は、巻回部分がどれも略長方形の枠状に形成されているが、用途に合わせて円形、楕円形、多角形等の適宜の形状に変更することができる。これは、受電コイル２２(1)〜２２(5)，２４(1)〜２４(5)についても同様である。
【００８５】
上記の送電コイル１６(1)〜１６(5)は、どれも薄形コイルであるが、ある程度の厚みをもったソレノイド状のコイルを使用してもよい。これは、上記の受電コイル２２(1)〜２２(5)，２４(1)〜２４(5)についても同様である。ただ、受電コイルが小形の柱状構造物内に設けられる場合は、本発明の目的とする作用効果が確実に得られるようにするため、受電コイルは薄形コイルにすることが好ましい。
【００８６】
給電対象の機器（受電装置が搭載される柱状構造物）の種類は特に限定されず、上述した電気ウキ、誘導灯、電気杖、バッテリ以外の機器でもよい。また、送電装置及び受電装置を相互に位置決めするための位置決め手段は、上述した載置面４０を用いた構成（第一の実施形態）、フックＦやストラップ４４等を用いた構成（第二の実施形態）、バネ具Ｂを用いた構成（第三の実施形態）、コの字状金具Ｍ等を用いた構成（第四の実施形態）、固定ベルト７０等を用いた構成（第五の実施形態）に限定されず、給電対象の機器の形状や使用態様に合わせて自由に変更することができる。また、図２５に示す送電装置１２及び受電装置１４の回路構成は一例であり、給電対象の機器の種類や特性等に合わせて適宜設定することができる。例えば、蓄電が不要な機器であれば、受電装置１４の蓄電デバイス３４は省略することができる。
【００８７】
柱状構造物の受電コイルは、巻回軸の方向が柱状構造物の中心軸に対して直角であることが好ましいが、厳密に直角である必要はなく、本発明の目的とする作用効果が得られる範囲で直角から多少ずれていてもよい。また、柱状構造物及び送電装置が相互に位置決めされた状態で、柱状構造物の中心軸の方向が送電コイルの巻回軸の方向に対して直角であることが好ましいが、厳密に直角である必要はなく、本発明の目的とする作用効果が得られる範囲で直角から多少ずれていてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０，１０(1)〜１０(5)  非接触給電装置
１２，１２(1)〜１２(5)  送電装置
１４，１４(1)〜１４(5)  受電装置
１６，１６(1)〜１６(5)  送電コイル
１６ａ(1)〜１６ａ(5)  巻回部分
１６ｃ(1)〜１６ｃ(5)  巻回軸
２２，２２(1)〜２２(5)  第一の受電コイル
２２ａ(1)〜２２ａ(5)  巻回部分
２２ｃ(1)〜２２ｃ(5)  巻回軸
２４，２４(1)〜２４(5)  第二の受電コイル
２４ａ(1)〜２４ａ(5)  巻回部分
２４ｃ(1)〜２４ｃ(5)  巻回軸
３８，４２，４８，５６，６４，７２，７４，７６，７８  柱状構造物
３８ａ，４２ａ，４８ａ，５６ａ，６４ａ，７２ａ，７４ａ，７６ａ，７８ａ  中心軸
４０  載置面
６８  溝条部
６８ａ  内面
８０  第三の受電コイル
８２  第四の受電コイル
【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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