(57)【要約】【課題】電力伝送時に使用するコイルと、信号送信時に使用するコイルを別個に設けた場合であっても、効率が悪くならないようにすることができる非接触送電装置、非接触受電装置、及び非接触充電システムを提供すること。【解決手段】認証用１次コイルＬ３は、送電用１次コイルＬ１よりも２次コイルＬ２との距離が離れて配置される。そして、送電用１次コイルＬ１は、前記認証用１次コイルＬ３と２次コイルＬ２との間に配置される。すなわち、非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とが電力の授受が可能な所定の位置関係に配置されたとき、２次コイルＬ２と、認証用１次コイルＬ３との間に、送電用１次コイルＬ１が挟まるように重なって配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号伝送時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する認証用１次コイルと、充電時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する送電用１次コイルを備え、前記送電用１次コイルから発生した交番磁束を非接触受電装置の２次コイルに交差させることにより、前記２次コイルを介して電力を送電して、非接触受電装置の負荷に供給させる非接触送電装置において、
前記認証用１次コイルは、前記送電用１次コイルよりも前記２次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記送電用１次コイルは、前記認証用１次コイルと前記２次コイルとの間に配置されることを特徴とする非接触送電装置。
【請求項２】
前記非接触送電装置は、前記非接触送電装置を制御する１次側制御部と前記認証用１次コイルとの間に、電磁波を遮断する送電側磁性体を備え、
前記送電側磁性体は、前記認証用１次コイルよりも前記２次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記送電側磁性体と前記２次コイルとの間に、前記送電用１次コイル及び前記認証用１次コイルが配置されることを特徴とする請求項１に記載の非接触送電装置。
【請求項３】
信号伝送時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する認証用１次コイル、及び充電時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する送電用１次コイルを有する非接触送電装置と、前記充電時に前記送電用１次コイルから発生した交番磁束と交差する２次コイル、及び前記２次コイルを介して前記送電用１次コイルから供給された電力が供給される負荷を有する非接触受電装置を備える非接触充電システムにおいて、
前記非接触受電装置は、前記非接触受電装置を制御する２次側制御部と前記２次コイルとの間に、電磁波を遮断する受電側磁性体を備え、
前記認証用１次コイルは、前記送電用１次コイルよりも２次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記送電用１次コイルは、前記認証用１次コイルと２次コイルとの間に配置され、
前記受電側磁性体は、前記２次コイルよりも前記送電用１次コイルとの距離が離れて配置されており、且つ、前記受電側磁性体と前記認証用１次コイルとの間に、前記送電用１次コイル及び前記２次コイルが配置されることを特徴とする請求項１に記載の非接触充電システム。
【請求項４】
信号伝送時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する認証用１次コイル、及び充電時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する送電用１次コイルを有する非接触送電装置と、前記信号電送時に前記認証用１次コイルから発生した交番磁束と交差する認証用２次コイル、前記充電時に前記送電用１次コイルから発生した交番磁束と交差する受電用２次コイル、及び前記受電用２次コイルを介して前記送電用１次コイルから供給された電力が供給される負荷を有する非接触受電装置を備える非接触充電システムにおいて、
前記認証用１次コイルは、前記送電用１次コイルよりも前記受電用２次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記送電用１次コイルは、前記認証用１次コイルと前記受電用２次コイルとの間に配置され、
前記認証用２次コイルは、前記受電用２次コイルよりも前記送電用１次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記受電用２次コイルは、前記認証用２次コイルと前記送電用１次コイルとの間に配置されることを特徴とする非接触充電システム。
【請求項５】
前記非接触送電装置は、前記非接触送電装置を制御する１次側制御部と前記認証用１次コイルとの間に、電磁波を遮断する送電側磁性体を備え、
前記非接触受電装置は、前記非接触送電装置を制御する２次側制御部と前記認証用２次コイルとの間に、電磁波を遮断する受電側磁性体を備え、
前記送電側磁性体は、前記認証用１次コイルよりも前記受電用２次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記送電側磁性体と前記受電用２次コイルとの間に、前記送電用１次コイル及び前記認証用１次コイルが配置され、
前記受電側磁性体は、前記認証用２次コイルよりも前記送電用１次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記受電側磁性体と前記送電用１次コイルとの間に、前記受電用２次コイル及び前記認証用２次コイルが配置されることを特徴とする請求項４に記載の非接触充電システム。
【請求項６】
信号伝送時に１次コイルから発生した交番磁束と交差する認証用２次コイルと、充電時に１次コイルから発生した交番磁束と交差する受電用２次コイルと、前記受電用２次コイルを介して電力を受電し、負荷に供給する非接触受電装置において、
前記認証用２次コイルは、前記受電用２次コイルよりも前記１次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記受電用２次コイルは、前記認証用２次コイルと前記１次コイルとの間に配置されることを特徴とする非接触受電装置。
【請求項７】
前記非接触受電装置は、前記非接触受電装置を制御する２次側制御部と前記認証用２次コイルとの間に、電磁波を遮断する受電側磁性体を備え、
前記受電側磁性体は、前記認証用２次コイルよりも前記１次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記受電側磁性体と前記１次コイルとの間に、前記受電用２次コイル及び前記認証用２次コイルが配置されることを特徴とする請求項６に記載の非接触受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導を利用して、機器間の電力伝送を非接触にて行う非接触送電装置、非接触受電装置、及び非接触充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような非接触送電装置は、携帯電話やデジタルカメラ等の携帯機器に内蔵される二次電池（バッテリ）を非接触で充電することのできる装置として、近年、広く知られている。このような携帯機器及びこの携帯機器に対応する充電器（送電装置）には、充電のための電力を授受するコイルがそれぞれ備えられており、それら両コイル間での電磁誘導により充電器から携帯機器に伝送された交流電力が携帯機器にて直流電力に変換されることで、携帯機器の電源である二次電池への充電が行なわれるようになっている。ただし、このような非接触充電によって充電器と携帯機器とを電気的に接続するための接続端子が省略可能とはなるものの、常に充電器と携帯機器が接続されたか否か、及び充電が可能か否かの情報を無線でやりとりする必要があった。
【０００３】
しかしながら、電力伝送のためのコイルと、信号送信のためのコイルは、要求される仕様や入力される電力が異なるため、同じコイルにて電力伝送と信号送信を実行させると、どちらか一方の効率が悪くなるという問題があった。このため、特許文献１のように、電力伝送のためのコイルと、信号送信のためのコイルを別々に設け、使い分けることにより、効率をよくしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７４７６７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電力伝送ためのコイル（１次コイルと２次コイルの）間に、信号送信のためのコイルが存在した場合、電力電送時において、信号送信のためのコイルが金属異物となり、信号送信のためのコイルに渦電流が発生する。これにより、磁束の遮蔽、及び発熱の原因となり、コイルの配置によっては電力伝送時の効率が悪くなる虞があった。
【０００６】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、電力伝送時に使用するコイルと、信号送信時に使用するコイルを別個に設けた場合であっても、効率が悪くならないようにすることができる非接触送電装置、非接触受電装置、及び非接触充電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の発明は、信号伝送時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する認証用１次コイルと、充電時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する送電用１次コイルを備え、前記送電用１次コイルから発生した交番磁束を非接触受電装置の２次コイルに交差させることにより、前記２次コイルを介して電力を送電して、非接触受電装置の負荷に供給させる非接触送電装置において、前記認証用１次コイルは、前記送電用１次コイルよりも前記２次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記送電用１次コイルは、前記認証用１次コイルと前記２次コイルとの間に配置されることを特徴とするものである。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記非接触送電装置は、前記非接触送電装置を制御する１次側制御部と前記認証用１次コイルとの間に、電磁波を遮断する送電側磁性体を備え、前記送電側磁性体は、前記認証用１次コイルよりも前記２次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記送電側磁性体と前記２次コイルとの間に、前記送電用１次コイル及び前記認証用１次コイルが配置されることを特徴とするものである。
【０００９】
第３の発明は、信号伝送時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する認証用１次コイル、及び充電時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する送電用１次コイルを有する非接触送電装置と、前記充電時に前記送電用１次コイルから発生した交番磁束と交差する２次コイル、及び前記２次コイルを介して前記送電用１次コイルから供給された電力が供給される負荷を有する非接触受電装置を備える非接触充電システムにおいて、前記非接触受電装置は、前記非接触受電装置を制御する２次側制御部と前記２次コイルとの間に、電磁波を遮断する受電側磁性体を備え、前記認証用１次コイルは、前記送電用１次コイルよりも２次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記送電用１次コイルは、前記認証用１次コイルと２次コイルとの間に配置され、前記受電側磁性体は、前記２次コイルよりも前記送電用１次コイルとの距離が離れて配置されており、且つ、前記受電側磁性体と前記認証用１次コイルとの間に、前記送電用１次コイル及び前記２次コイルが配置されることを特徴とするものである。
【００１０】
第４の発明は、信号伝送時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する認証用１次コイル、及び充電時に電力が供給されることにより交番磁束を発生する送電用１次コイルを有する非接触送電装置と、前記信号電送時に前記認証用１次コイルから発生した交番磁束と交差する認証用２次コイル、前記充電時に前記送電用１次コイルから発生した交番磁束と交差する受電用２次コイル、及び前記受電用２次コイルを介して前記送電用１次コイルから供給された電力が供給される負荷を有する非接触受電装置を備える非接触充電システムにおいて、前記認証用１次コイルは、前記送電用１次コイルよりも前記受電用２次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記送電用１次コイルは、前記認証用１次コイルと前記受電用２次コイルとの間に配置され、前記認証用２次コイルは、前記受電用２次コイルよりも前記送電用１次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記受電用２次コイルは、前記認証用２次コイルと前記送電用１次コイルとの間に配置されることを特徴とするものである。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明において、前記非接触送電装置は、前記非接触送電装置を制御する１次側制御部と前記認証用１次コイルとの間に、電磁波を遮断する送電側磁性体を備え、前記非接触受電装置は、前記非接触送電装置を制御する２次側制御部と前記認証用２次コイルとの間に、電磁波を遮断する受電側磁性体を備え、前記送電側磁性体は、前記認証用１次コイルよりも前記受電用２次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記送電側磁性体と前記受電用２次コイルとの間に、前記送電用１次コイル及び前記認証用１次コイルが配置され、前記受電側磁性体は、前記認証用２次コイルよりも前記送電用１次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記受電側磁性体と前記送電用１次コイルとの間に、前記受電用２次コイル及び前記認証用２次コイルが配置されることを特徴とするものである。
【００１２】
第６の発明は、信号伝送時に１次コイルから発生した交番磁束と交差する認証用２次コイルと、充電時に１次コイルから発生した交番磁束と交差する受電用２次コイルと、前記受電用２次コイルを介して電力を受電し、負荷に供給する非接触受電装置において、前記認証用２次コイルは、前記受電用２次コイルよりも前記１次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記受電用２次コイルは、前記認証用２次コイルと前記１次コイルとの間に配置されることを特徴とするものである。
【００１３】
第７の発明は、前記非接触受電装置は、前記非接触受電装置を制御する２次側制御部と前記認証用２次コイルとの間に、電磁波を遮断する受電側磁性体を備え、前記受電側磁性体は、前記認証用２次コイルよりも前記１次コイルとの距離が離れて配置され、且つ、前記送電側磁性体と前記１次コイルとの間に、前記受電用２次コイル及び前記認証用２次コイルが配置されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電力伝送時に使用するコイルと、信号送信時に使用するコイルを別個に設けた場合であっても、効率が悪くならないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】非接触充電システムを示すブロック図。
【図２】送電用１次コイルと、認証用１次コイルと、２次コイルとの配置を示す模式図。
【図３】充電時の処理の流れを示すフローチャート。
【図４】（ａ）〜（ｌ）は、１次コイルに流れる電力の波形と、２次コイルに流れる電力の波形を示す模式図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、送電用１次コイルと、認証用１次コイルと、２次コイルとの配置を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る非接触送電装置及び非接触充電システムを具体化した実施形態について図に従って説明する。図１は、本実施形態の非接触送電装置及び非接触受電装置を備える非接触充電システム１００についての構成を示すブロック図である。図１に示すように、非接触充電システム１００は、大きく分けて、非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とから構成されている。
【００１７】
まず、非接触送電装置１０について説明する。
非接触送電装置１０は、電圧安定化回路１１、送電部１２、送電用１次コイルＬ１、認証用１次コイルＬ３、電圧検出回路１３、１次側制御部１４を備えている。
【００１８】
電圧安定化回路１１は、外部電源Ｅから入力される入力電力の電圧を安定化させる回路である。そして、電圧安定化回路１１には、送電部１２が接続されている。送電部１２は、充電時において、１次コイルＬ１に電力を供給するようになっている。また、送電部１２は、信号送信時には、送信する信号に応じた周波数の交流電力を生成し、送電部１２に接続された認証用１次コイルＬ３に出力するようになっている。なお、送電部１２は、「１」に応じた信号を出力する際には、周波数ｆ１の交流電力を生成して出力する一方、「０」に応じた信号を出力する際には、周波数ｆ２の交流電力を生成して出力する。
【００１９】
送電用１次コイルＬ１及び認証用１次コイルＬ３は、交流電力が入力されることにより、交流電力の周波数に応じた周波数の交番磁束が発生するようになっている。そして、認証用１次コイルＬ３及び送電用１次コイルＬ１（送電側コイル）は、それぞれ２次コイル（受電側コイル）Ｌ２と電磁結合して、電力を伝送するようになっている。電圧検出回路１３は、認証用１次コイルＬ３の誘導起電力（電圧）を検出する回路である。そして、電圧検出回路１３は、１次側制御部１４と接続されており、検出した誘導起電力（電圧）の波形を１次側制御部１４に出力するようになっている。
【００２０】
図２は、認証用１次コイルＬ３と、送電用１次コイルＬ１と、２次コイルＬ２との位置関係を示す側面図である。図２に示すように、認証用１次コイルＬ３は、送電用１次コイルＬ１よりも２次コイルＬ２との距離が離れて配置されるようになっている。また、送電用１次コイルＬ１は、認証用１次コイルＬ３と２次コイルＬ２との間に配置されるようになっている。すなわち、非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とが電力の授受が可能な所定の位置関係（１次コイルＬ１，Ｌ３から発生した交番磁束が、２次コイルＬ２と交差する位置）に配置されたとき、２次コイルＬ２と、送電用１次コイルＬ１との間に、認証用１次コイルＬ３が配置されないようになっている。また、認証用１次コイルＬ３と、送電用１次コイルＬ１との間には、電圧安定化回路１１、送電部１２、電圧検出回路１３、１次側制御部１４等を構成する制御素子が配置されないようになっている。非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とが電力の授受が可能な所定の位置関係に配置されたとき、認証用１次コイルＬ３と、送電用１次コイルＬ１と、２次コイルＬ２とが重なるように配置されるようになっている。このように、送電用１次コイルＬ１と、２次コイルＬ２との間に、認証用１次コイルＬ３が配置されない。このため、充電時において、送電用１次コイルＬ１から交番磁束が発生しても、送電用１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との間で、認証用１次コイルＬ３による渦電流が発生して、磁束が遮蔽されることがなくなる。従って、効率良く電力を伝送することができる。また、充電時において、送電用１次コイルＬ１から交番磁束が発生しても、送電用１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との間で、認証用１次コイルＬ３が発熱することを防止できる。
【００２１】
図１に示すように、１次側制御部１４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置（不揮発性メモリー（ＲＯＭ）、揮発性メモリー（ＲＡＭ）など）を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。そして、１時側制御部１４は、メモリーに格納されている各種データ及びプログラムに基づいて、送電部１２の発振制御などの各種制御を実行する。
【００２２】
また、１次側制御部１４は、送電部１２と接続されている。そして、１次側制御部１４は、非接触送電装置１０が非接触受電装置２０に信号を送信する際、送電部１２に対して、送信する信号（又は送信する信号に応じた周波数）を通知して、送電部１２に送信する信号に応じた周波数の交流電力を生成させ、認証用１次コイルＬ３に出力させるようになっている。
【００２３】
また、１次側制御部１４は、電圧検出回路１３から受信した認証用１次コイルＬ３の誘導起電力の変化を測定して、信号検出、異物検出などを行うようになっている。例えば、非接触受電装置２０の信号制御回路２４が非接触送電装置１０に対して信号を送信するための負荷変調処理を実行すると、認証用１次コイルＬ３の誘導起電力の波形が変化する。すなわち、非接触受電装置２０が、データ「０」の信号を送信するため、負荷を小さくすると、認証用１次コイルＬ３の誘導起電力の信号波形の振幅が小さくなり、データ「１」の信号を送信するため、負荷を大きくすると、信号波形の振幅が大きくなる。従って、誘導起電力のピーク電圧が所定の閾値を超えたか否かにより、信号の種類を判別できるようになっている。なお、本実施形態の１次側制御部１４は、非接触受電装置２０からの無線通信信号を復調するとともに、復調された信号を解析して、同解析結果に基づいて送電部１２の発振（周波数）を制御するようにもなっている。また、ＲＯＭには、各種閾値や、後に詳述する非接触受電装置２０との間の無線通信信号の復調、同復調された信号の解析などに必要とされる各種のパラメータなどが予め保存されている。
【００２４】
次に、非接触受電装置２０について説明する。
非接触受電装置２０は、非接触送電装置１０からの交番磁束を受ける２次コイルＬ２と、受電部２１と、２次側制御部２２と、信号検出回路２３と、信号制御回路２４を備えている。
【００２５】
受電部２１は、２次コイルＬ２が交番磁束を受けることにより２次コイルＬ２に流れる交流電力（誘導起電力）を直流電力に変換する整流回路を有する。整流回路は、整流ダイオードと、整流ダイオードにて整流された電力を平滑化させる平滑コンデンサとを備えており、２次コイルＬ２から入力された交流電力を直流電力に変換する、いわゆる半波整流回路として構成されている。なお、この整流回路の構成は、交流電力を直流電力に変換する整流回路としての一例に過ぎず、この構成に限定されるものではなく、ダイオードブリッジを用いた全波整流回路やその他の周知の整流回路の構成を有していてもよい。信号検出回路２３は、２次コイルＬ２の誘導起電力を検出する回路である。そして、信号検出回路２３は、２次側制御部２２と接続されており、検出した誘導起電力（電圧）の波形を２次側制御部２２に出力するようになっている。
【００２６】
信号制御回路２４は、非接触受電装置２０から非接触送電装置１０に信号を送信する場合、送信する信号に応じて２次コイルＬ２にかかる負荷を変化させて、認証用１次コイルＬ３の誘導起電力の信号波形を変化させる負荷変調処理を行う。この信号制御回路２４は、２次側制御部２２と接続されており、２次側制御部２２からの制御信号に基づき、負荷変調処理を実行する。
【００２７】
２次側制御部２２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）を有するマイクロコンピュータを中心に構成されており、メモリーに格納されている各種データ及びプログラムに基づいて、非接触受電装置２０が有するバッテリＢＡの充電状態を判定するとともにその充電量制御などの各種制御を実行する。なお、本実施形態では、バッテリＢＡの充電量に基づいて非接触送電装置１０への信号を生成するようにもなっている。また、ＲＯＭには、バッテリ（本負荷）ＢＡの充電量の判定等の充電量制御に必要とされる各種情報や、非接触送電装置１０との間の信号の生成や、同信号に基づく変調のために必要とされる各種のパラメータなどが予め保存されている。
【００２８】
そして、２次側制御部２２には、バッテリＢＡの正極及び負極がそれぞれ接続され、バッテリＢＡから駆動用の電力供給を受けるとともに、２次側制御部２２は、バッテリＢＡの端子間電圧などからバッテリＢＡの充電量を把握することができるようになっている。また、２次側制御部２２は、受電部２１から入力した交流電力を予め決められた電圧に調節して充電電力を生成し、バッテリＢＡに出力するようになっている。また、２次側制御部２２は、バッテリＢＡの充電量に応じて充電電力を出力するか否かを切り替えるようになっている。例えば、２次側制御部２２は、バッテリＢＡの端子間電圧が予め設定された充電量判定用の閾値よりも低くいことなどからバッテリＢＡを充電することが好ましいと判断される場合、充電電力をバッテリＢＡに供給する。一方、バッテリＢＡの端子間電圧が上記の充電量判定用の閾値よりも高いことなどからバッテリＢＡを充電する必要が無いと判断される場合、２次側制御部２２は、充電電力をバッテリＢＡに供給しない。
【００２９】
また、２次側制御部２２は、非接触送電装置１０と信号の送受信をする場合には、充電電力の出力を停止するようになっている。また、２次側制御部２２は、動作電圧が動作可能な電圧よりも低い場合、バッテリＢＡとの接続を遮断し、バッテリからの電圧の逆流を防止するようになっている。
【００３０】
また、２次側制御部２２は、２次コイルの誘導起電力の波形を監視して、送電用１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正であるか否かを判断するようになっている。また、２次側制御部２２は、２次コイルＬ２の誘導起電力の周波数を監視して、非接触送電装置１０からの信号がデータ「１」であるか又はデータ「０」であるかを判断するようになっている。
【００３１】
次に、バッテリＢＡの充電に係わる制御について説明する。まず、非接触送電装置１０側における制御について図３及び図４に基づき説明する。
１次側制御部１４は、待機状態（非接触受電装置２０と電磁的に接続されていないとき）であるとき、所定の検知周期毎に、認証用１次コイルＬ３にて機器検知信号を出力させるようになっている（ステップＳ１０）。この機器検知信号は、図４（ａ）に示すように、間欠的に出力されるようになっており、その機器検知信号の送信時の電力は、単位時間当たりにおいて、充電電力伝送時（充電時）の電力、データ「０」又はデータ「１」の信号を送信するときの電力よりも小さいものとなっている。なお、以下では、検知周期毎に機器検知信号を出力する状態をパワーセーブモードと示す場合がある。
【００３２】
そして、非接触送電装置１０は、この機器検知信号を認証用１次コイルＬ３に出力させると共に、非接触受電装置２０が設置されたか否かを判定する機器設置判定を実行するようになっている（ステップＳ１１）。より詳しく説明すると、非接触送電装置１０が待機状態（パワーセーブモード）であるときに、非接触受電装置２０が所定の場所に設置され、認証用１次コイルＬ３と２次コイルＬ２が電磁的に結合すると、図４（ｂ）に示すように、認証用１次コイルＬ３が２次コイルＬ２の影響を受けて、機器検知信号の波形が変化する。具体的には、機器検出信号出力時における認証用１次コイルＬ３の交流電力のピーク電圧が小さくなるように（所定の閾値以下となるように）変化する。従って、１次側制御部１４は、機器設置判定において、機器検知信号の波形が変化した場合には、非接触受電装置２０が設置されたと判定（肯定判定）するようになっている。一方、１次側制御部１４は、機器設置判定において、機器検知信号の波形が変化せずに（ピーク電圧が所定の閾値以上であるまま）、一定時間経過した場合には、非接触受電装置２０が設定されたと判定（否定判定）するようになっている。
【００３３】
１次側制御部１４は、機器設置判定（ステップＳ１１）において否定判定した場合、所定時間経過後、再びステップＳ１０の処理を実行して、認証用１次コイルＬ３にて機器検知信号を再び出力させる。一方、１次側制御部１４は、機器設置判定（ステップＳ１１）において肯定判定した場合、認証用１次コイルＬ３に電力を入力させることにより、非接触受電装置２０に対して充電確認信号を出力させる（ステップＳ１２）。
【００３４】
具体的には、１次側制御部１４は、充電確認信号を出力させる際、充電確認信号を信号「０」又は「１」の組み合わせに変換し（変調し）、図４（ｃ）に示すように、当該変換後の信号を順番に認証用１次コイルＬ３に出力させるように送電部１２を制御する。これにより、２次コイルＬ２の誘導起電力は、図４（ｈ）に示すように、出力させる充電確認信号に応じて、その波形が変化する。
【００３５】
２次側制御部２２は、信号検出回路２３が検出した「０」又は「１」からなる信号を復調及び解析して、充電確認信号を受信したと判定すると、バッテリＢＡの電圧に基づき、充電量を判定する。そして、２次側制御部２２は、充電が可能である場合（バッテリＢＡの電圧が閾値以下である場合）、充電確認信号に応じた第１の応答信号を出力させる（ステップＳ２１）。具体的には、２次側制御部２２は、図４（ｉ）に示すように、信号制御回路２４に対して第１の応答信号を出力させるように２次コイルＬ２に掛かる負荷を変化させる。つまり、２次側制御部２２は、第１の応答信号を出力させるため、２次コイルＬ２に掛かる負荷を変化させるように信号制御回路２４に対して制御信号を出力する。これにより、図４（ｄ）に示すように、認証用１次コイルＬ３の誘導起電力の電圧が変化することとなる。なお、２次側制御部２２は、充電が不要である場合（バッテリＢＡの電圧が閾値以上である場合）、第１の応答信号を出力させることなく、処理を終了する。
【００３６】
１次側制御部１４は、電圧検出回路１３が検出した認証用１次コイルＬ３の誘導起電力の波形に基づき、信号を復調及び解析し、第１の応答信号を入力したか否かを判定（すなわち、非接触受電装置２０から信号が返信されたか否かの確認を）する（ステップＳ１３）。この判定結果が否定の場合（充電が不要である場合、又は電磁的に接続されていない場合）、１次側制御部１４は、所定時間経過後、再びステップ１０の処理を実行する。
【００３７】
一方、１次側制御部１４は、ステップＳ１３の判定結果が肯定の場合（第１の応答信号を受信すると）、ＩＤ認証を行うための１Ｄを示すＩＤ確認信号を認証用１次コイルＬ３に出力させる（ステップＳ１４）。なお、ＩＤ確認信号を出力する際の処理は、充電確認信号の出力時の処理と同様である。具体的には、１次側制御部１４は、ＩＤ確認信号を出力する際、ＩＤ確認信号を信号「０」又は「１」の組み合わせに変換し（変調し）、図４（ｅ）に示すように、当該変換後の信号を認証用１次コイルＬ３に出力させるように送電部１２を制御信号にて制御する。これにより、２次コイルＬ２の誘導起電力は、図４（ｊ）に示すように、ＩＤ確認信号に応じて、その波形が変化する。
【００３８】
２次側制御部２２は、信号検出回路２３が検出した「０」又は「１」からなる信号を復調及び解析して、ＩＤ確認信号を受信したと判定すると、充電可能な機器（非接触送電装置１０）のＩＤであるか否かを判定する。そして、２次側制御部２２は、充電が可能な機器のＩＤである場合（ＩＤ認証が完了（確立）した場合）、ＩＤ確認信号に応じた第２の応答信号を出力させる（ステップＳ２２）。具体的には、２次側制御部２２は、図４（ｋ）に示すように、信号制御回路２４に対して第２の応答信号を出力させるように２次コイルＬ２に掛かる負荷を変化させる。これにより、図４（ｆ）に示すように、認証用１次コイルＬ３の誘導起電力の電圧が変化することとなる。なお、２次側制御部２２は、ＩＤ認証が失敗した（充電可能な機器でない）場合（バッテリＢＡの電圧が閾値以上である場合）、第２の応答信号を出力することなく、処理を終了する。
【００３９】
１次側制御部１４は、電圧検出回路１３が検出した認証用１次コイルＬ３の誘導起電力の波形に基づき、信号を復調及び解析し、第２の応答信号を入力したか否かを判定（すなわち、非接触受電装置２０から信号が返信されたか否かの確認を）する（ステップＳ１５）。この判定結果が否定の場合（ＩＤ認証に失敗した場合）、１次側制御部１４は、所定時間経過後、再びステップ１０の処理を実行する。
【００４０】
一方、１次側制御部１４は、ステップＳ１５の判定結果が肯定の場合（第２の応答信号を受信すると）、認証用１次コイルＬ３への交流電力の入力を終了すると共に、送電用１次コイルＬ１に充電電力伝送時の電力で交流電力を入力して（図４（ｇ））、充電を開始する（ステップＳ１６）。本実施形態において、充電電力伝送時には、継続的に電力が出力されるようになっており、電力が停止する期間が設定されないようになっている。２次側制御部２２は、第２の応答信号出力後、２次コイルＬ２及び受電部２１を介して入力した直流電力（図４（ｌ））の電圧を制御して、充電電力を生成し、バッテリＢＡに供給する。これにより、２次側制御部２２は、充電を開始する（ステップＳ２３）。
【００４１】
２次側制御部２２は、充電開始後、バッテリＢＡの充電量を監視し続け、充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ２４）。具体的には、２次側制御部２２は、バッテリＢＡの電圧を監視し、所定の閾値以下であるか否かを判定する。２次側制御部２２は、ステップＳ２４の判定結果が否定の場合（充電が完了していない場合）、所定時間経過後、再びステップＳ２４の処理を実行する。
【００４２】
一方、ステップＳ２４の判定結果が肯定の場合（充電が完了した場合）、２次側制御部２２は、バッテリＢＡへの電力の供給を停止し、充電を終了する。また、１次側制御部１４は、充電開始（ステップＳ１６）から予め決められた充電時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１７）。なお、充電時間は、バッテリＢＡの充電量が空の状態から満充電となるのに十分な時間であり、実験により設定される。ステップＳ１７の判定結果が肯定の場合、１次側制御部１４は、充電完了であると判定し、処理を終了する。一方、ステップＳ１７の判定結果が否定の場合、１次側制御部１４は、所定時間経過後、再びステップＳ１７の処理を実行する。
【００４３】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１）認証用１次コイルＬ３は、送電用１次コイルＬ１よりも２次コイルＬ２との距離が離れて配置されるようになっている。また、送電用１次コイルＬ１は、認証用１次コイルＬ３と２次コイルＬ２との間に配置されるようになっている。すなわち、非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とが電力の授受が可能な所定の位置関係に配置されたとき、２次コイルＬ２と、送電用１次コイルＬ１との間に、認証用１次コイルＬ３が配置されないようになっている。このため、充電時において、送電用１次コイルＬ１から交番磁束が発生しても、送電用１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との間で、認証用１次コイルＬ３による渦電流が発生して、磁束が遮蔽されることがなくなる。従って、効率良く電力を伝送することができる。また、充電時において、送電用１次コイルＬ１から交番磁束が発生しても、送電用１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との間で、認証用１次コイルＬ３が発熱することを防止できる。
【００４４】
（２）また、認証用１次コイルＬ３と、送電用１次コイルＬ１との間には、電圧安定化回路１１、送電部１２、電圧検出回路１３、１次側制御部１４等を構成する制御素子が配置されないようになっている。このため、認証用１次コイルＬ３から発生する交番磁束が制御素子により影響を受けることを防止できる。
【００４５】
（３）１次コイルを、制御信号送信時に使用する認証用１次コイルＬ３と、充電時に使用する送電用１次コイルＬ１とに目的別に分けた。このため、認証用１次コイルＬ３を、信号送信するために適した仕様（巻き数、太さ、材質、長さなど）にすることができる。同様に送電用１次コイルＬ１を、充電するために適した仕様にすることができる。
【００４６】
（４）充電時には、認証用１次コイルＬ３に電力を供給することなく、送電用１次コイルＬ１に電力を供給する。このように、充電時には、認証用１次コイルＬ３に電力を供給することがないため、送電用１次コイルＬ１が、認証用１次コイルＬ３から発生する交番磁束の影響を受けて、発熱したり、磁束が遮断されたりすることをなくすることができる。
【００４７】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、２次コイルＬ２を、本実施形態の１次コイルと同様に、信号の送受信時に使用する認証用２次コイルと、充電時に使用する受電用２次コイルと言うように目的別に２次コイルを分けても良い。より詳しくは、図５（ａ）に示すように、認証用２次コイルＬ２２は、受電用２次コイルＬ２１よりも送電用１次コイルＬ１との距離が離れて配置されている。また、受電用２次コイルＬ２１は、認証用２次コイルＬ２２と送電用１次コイルＬ１との間に配置される。そして、非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とが電力の授受が可能な所定の位置関係に配置されたとき、認証用１次コイルＬ３と、認証用２次コイルＬ２２とが、送電用１次コイルＬ１と、受電用２次コイルＬ２１とを挟み込むように、重なって配置される。このとき、信号送受信時においては、２次側制御部２２は、認証用２次コイルＬ２２の誘導起電力の波形に基づき、信号を判断する。また、２次側制御部２２は、充電時において、受電用２次コイルＬ２１の誘導起電力に基づき、バッテリＢＡに電力を供給する。これにより、信号送受信時において、専用の認証用１次コイルＬ３及び認証用２次コイルＬ２２を使用することができるため、信号送受信に適した仕様のコイルを使用することができる。このため、信号送受信時における電力伝送効率を向上させることができる。また、充電時において、専用の送電用１次コイルＬ１及び受電用２次コイルＬ２１を使用することができるため、電力の伝送に適した仕様のコイルを使用することができる。このため、充電時における電力伝送効率を向上させることができる。
【００４８】
・上記実施形態において、非接触送電装置１０に送電側磁性体を備えても良い。より詳しくは、図５（ｂ）に示すように、非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とが電力の授受が可能な所定の位置関係に配置されたとき、送電側磁性体３０は、認証用１次コイルＬ３よりも２次コイルＬ２との距離が離れて配置される。また、送電側磁性体３０と２次コイルＬ２との間に、送電用１次コイルＬ１及び認証用１次コイルＬ３が配置される。また、送電側磁性体３０と、送電用１次コイルＬ１が、認証用１次コイルＬ３を挟み込むように重なっている。このように送電側磁性体３０を設けたことにより、認証用１次コイルＬ３及び送電用１次コイルＬ１の電力伝送効率を向上させることができる。
【００４９】
・上記実施形態において、非接触受電装置２０に受電側磁性体を備えても良い。より詳しくは、図５（ｃ）に示すように、非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とが電力の授受が可能な所定の位置関係に配置されたとき、受電側磁性体３１は、２次コイルＬ２よりも送電用１次コイルＬ１との距離が離れて配置される。また、受電側磁性体３１と認証用１次コイルＬ３との間に、送電用１次コイルＬ１及び２次コイルＬ２が配置される。すなわち、非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とが電力の授受が可能な所定の位置関係に配置されたとき、受電側磁性体３１と認証用１次コイルＬ３とが、送電用１次コイルＬ１及び２次コイルＬ２を挟み込むように重なって配置される。このように受電側磁性体３１を設けたことにより、２次コイルＬ２への電力伝送効率を向上させることができる。
【００５０】
・上記実施形態において、２次コイルＬ２を、本実施形態の１次コイルと同様に、信号の送受信時に使用する認証用２次コイルと、充電時に使用する受電用２次コイルと言うように目的別に２次コイルを分けても良い。それと共に、非接触送電装置１０に送電側磁性体を備え、非接触受電装置２０に受電側磁性体を備えても良い。より詳しくは、図５（ｄ）に示すように、認証用２次コイルＬ２２は、受電用２次コイルＬ２１よりも送電用１次コイルＬ１との距離が離れて配置される。また、受電用２次コイルＬ２１は、認証用２次コイルＬ２２と送電用１次コイルＬ１との間に配置される。そして、非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とが電力の授受が可能な所定の位置関係に配置されたとき、認証用１次コイルＬ３と、認証用２次コイルＬ２２とが、送電用１次コイルＬ１と、受電用２次コイルＬ２１とを挟み込むように、重なって配置される。このようにした場合、信号送受信時においては、２次側制御部２２は、認証用２次コイルＬ２２の誘導起電力の波形に基づき、信号を判断する。また、２次側制御部２２は、充電時において、受電用２次コイルＬ２１の誘導起電力に基づき、バッテリＢＡに電力を供給する。これにより、信号送受信時において、専用の認証用１次コイルＬ３及び認証用２次コイルＬ２２を使用することができるため、信号送受信に適した仕様のコイルを使用することができる。このため、信号送受信時における電力伝送効率を向上させることができる。また、充電時において、専用の送電用１次コイルＬ１及び受電用２次コイルＬ２１を使用することができるため、電力の伝送に適した仕様のコイルを使用することができる。このため、充電時における電力伝送効率を向上させることができる。
【００５１】
そして、非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とが電力の授受が可能な所定の位置関係に配置されたとき、送電側磁性体３０は、認証用１次コイルＬ３よりも受電用２次コイルＬ２１との距離が離れて配置される。また、送電側磁性体３０と受電用２次コイルＬ２１との間に、送電用１次コイルＬ１及び認証用１次コイルＬ３が配置される。また、送電側磁性体３０と、送電用１次コイルＬ１が、認証用１次コイルＬ３を挟み込むように重ねられている。このように送電側磁性体３０を設けたことにより、送電用１次コイルＬ１の電力伝送効率を向上させることができる。また、このように送電側磁性体３０を設けたことにより、認証用１次コイルＬ３の電力伝送効率を向上させることができる。
【００５２】
また、非接触送電装置１０と非接触受電装置２０とが電力の授受が可能な所定の位置関係に配置されたとき、受電側磁性体３１は、認証用２次コイルＬ２２よりも送電用１次コイルＬ１との距離が離れて配置される。また、受電側磁性体３１と送電用１次コイルＬ１との間に、受電用２次コイルＬ２１及び認証用２次コイルＬ２２が配置される。また、受電側磁性体３１と、受電用２次コイルＬ２１が、認証用２次コイルＬ２２を挟み込むように重ねられている。このように受電側磁性体３１を設けたことにより、受電用２次コイルＬ２１への電力伝送効率を向上させることができる。また、このように受電側磁性体３１を設けたことにより、認証用２次コイルＬ２２への電力伝送効率を向上させることができる。
【００５３】
・上記実施形態において、機器検知信号出力時における認証用１次コイルＬ３の交流電力は、充電電力伝送時の交流電力よりも小さくなるような電力であれば、任意変更しても良い。
【００５４】
・上記実施形態において、非接触送電装置１０は、非接触受電装置２０から充電完了を示す充電完了信号を入力したときに電力伝送（充電）を終了しても良い。この場合、非接触受電装置２０は、バッテリＢＡの電圧に基づき、充電が完了したときに、充電完了信号を出力することとなる。また、この場合、タイマー判定（ステップＳ１７）をしなくても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１００…非接触充電システム、１０…非接触送電装置、１１…電圧安定化回路、１２…送電部、１３…電圧検出回路、１４…１次側制御部１４、２０…非接触受電装置、２１…受電部、２２…２次側制御部、２３…信号制御回路、２４…信号検出回路、ＢＡ…バッテリ、Ｌ１…送電用１次コイル、Ｌ２…２次コイル、Ｌ３…認証用１次コイル、Ｌ２１…受電用２次コイル、Ｌ２２…認証用２次コイル。
【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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