(57)【要約】【課題】送電コイルからの電力伝送可能な距離を増大させ、かつ臨界結合状態となるコイル間距離よりも短い領域（双峰特性領域）では、コイル間距離に対応して安定な電力伝送を可能とする。【解決手段】送電コイルを有する送電装置と、受電コイルを有する受電装置と、補助コイルを有する送電補助装置を備え、送電コイルと補助コイルの間に形成される受電空間に受電コイルを配置して電力伝送を行う非接触伝送装置において、送電コイルと補助コイルのコイル間距離を調節する為に、送電コイル又は補助コイルの少なくとも一方を移動することができる機構系を更に備えることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電コイル及び共振容量により構成された送電共振器を有する送電装置と、受電コイル及び共振容量により構成された受電共振器を有する受電装置と、補助コイル及び共振容量により構成された補助共振器を有する送電補助装置とを備え、前記送電装置と前記送電補助装置を対向させて、前記送電コイルと前記補助コイルの間に形成される受電空間に前記受電コイルを配置して前記送電装置から前記受電装置へ電力を伝送する非接触電力伝送装置において、
前記送電コイル又は前記補助コイルの少なくとも一方をコイルの軸方向に移動して、前記送電コイルと前記補助コイルのコイル間距離を調節するためのコイル移動機構を備えることを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項２】
前記送電装置から前記受電装置へ供給される受電パワーが最大となるように、前記送電コイルと前記補助コイルのコイル間距離を調整することを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
【請求項３】
送電コイル及び共振容量により構成された送電共振器を有する送電装置と、受電コイル及び共振容量により構成された受電共振器を有する受電装置と、補助コイル及び共振容量により構成された補助共振器を有する送電補助装置とを備え、前記送電装置と前記送電補助装置を対向させて、前記送電コイルと前記補助コイルの間に形成される受電空間に前記受電コイルを配置して前記送電装置から前記受電装置へ電力を伝送する非接触電力伝送装置において、
送電コイルと受電コイル間の距離に係わらず、送電コイルと補助コイルの軸方向におけるコイル間距離を調節することにより、送電装置から受電装置へ供給される受電パワーを最適化することを特徴とする非接触電力伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電装置に具備された送電コイルと受電装置に具備された受電コイルを介して、非接触（ワイヤレス）で電力の伝送を行う非接触電力伝送システム及び非接触電力伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触で電力を伝送する方法として、電磁誘導（数１００ｋＨｚ）による電磁誘導型、電界または磁界共鳴を介したＬＣ共振間伝送による電界・磁界共鳴型、電波（数ＧＨｚ）によるマイクロ波送電型、あるいは可視光領域の電磁波（光）によるレーザ送電型が知られている。この中で既に実用化されているのは、電磁誘導型である。これは簡易な回路（トランス方式）で実現可能であるなどの優位性はあるが、送電距離が短いという課題もある。
【０００３】
そこで、最近になって近距離伝送（〜２ｍ）が可能な電界・磁界共鳴型の電力伝送が注目を浴びてきた。このうち、電界共鳴型の場合、伝送経路中に手などを入れると、人体が誘電体であるため、エネルギーを熱として吸収して誘電体損失を生じる。これに対して磁界共鳴型の場合、人体がエネルギーをほとんど吸収せず、誘電体損失を避けられる。この点から磁界共鳴型に対する注目度が上昇してきている。
【０００４】
ここで、磁界共鳴型により非接触で電力を送受電する場合、例えば、図７に記載のように、送電コイル４と受電コイル７との間にガラス窓や壁などの障害物１０がある場合には、その厚さによって送電コイル４と受電コイル７との距離が異なる。
【０００５】
送電コイル４と受電コイル７の距離が異なると、送電コイル４と受電コイル７の両コイル間の結合状態が変わり、電力伝送効率の周波数依存性が変化する。例えば、距離が離れていて結合状態が弱い場合には、図８（ａ）に模式的に示すように電力伝送効率は１つのピークを持つ単峰特性となる。しかし、距離が近づいて結合係数が１に近くなると、相互インダクタンスの影響が大きくなり、図８（ｂ）に模式的に示すように、ｆ０Ｌとｆ０Ｈの２つの峰を持つ双峰特性（密結合）となる。
【０００６】
このように、送電コイル４と受電コイル７を近付けると双峰特性となるため、高周波電源から元々の任意の周波数で電力を供給しても、その周波数は共振周波数ではなくなっており、応答が低下することにより伝送電力は低下することとなる。これは、コイル間の距離によって、送電側からの電力供給の効率が変化することを意味する。このような事態に対して、高周波電力の周波数が一定のままでは、共振点から離れているため高効率の電力伝送は不可能である。従って、図７（Ａ）と図７（Ｂ）とも良好な受電パワーを得る為には、送電コイル４と受電コイル７の距離（この図ではｔ１及びｔ２）に応じて種々の最適化調整が必要となってくる。
【０００７】
特許文献１には、コイル間距離が変化しても常に最大の電力伝送効率が得られるように、複数の送電コイルと受電コイルを用い、結合係数が最大となる最大結合状態において、３以上の共鳴周波数を存在させる構成が開示されている。送電コイルと受電コイルとの間の使用可能距離範囲における距離の変化に対して、２以上の共鳴周波数が、順次、送電周波数に一致するように配置される。
【０００８】
少なくとも３つの異なる共鳴周波数を有しているために、全体として、共鳴する周波数帯域幅を広くすることができる。この結果、送電コイルと受電コイルとの間隔が変化して、３つの共鳴周波数が変化しても、共鳴周波数が、順次、送電周波数に一致するようになるので、伝送効率が低下することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−２０５７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の構成の場合、存在する共鳴周波数が少ないと、送電コイルと受電コイル間の距離の変化に対して十分な電力伝送効率が得られない領域が存在する。これは、コイル間距離の変化量と隣り合う共鳴周波数の間隔との関係で決まる。このような問題点を解決するには、多数のコイルを配置する必要があり、結果的に装置コストが高くなる。また、種々のコイル間で磁気的に相互に影響し合い、その結果、電力伝送効率が低下する恐れがある。
【００１１】
また、送電周波数と臨界結合状態における受電コイルの自己共振周波数が一致していない為に、臨界結合状態となるコイル間距離において電力伝送効率が低くなってしまうという問題もある。なお、臨界結合状態とは、電力伝送効率の周波数依存性が、単峰特性から双峰特性に変わる境界の状態をいい、単峰のピークが最大となる結合状態である。
【００１２】
本発明は、このような従来技術における問題点を解決するものであり、送電コイルからの電力伝送可能な距離を拡大させ、かつ臨界結合状態となるコイル間距離よりも短い領域（双峰特性領域）でも、送電コイルと受電コイル間距離に対応して安定な電力伝送を可能とする非接触電力伝送装置、及び非接触電力伝送方法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】
【００１３】
本発明の非接触電力伝送装置は、送電コイル及び共振容量により構成された送電共振器を有する送電装置と、受電コイル及び共振容量により構成された受電共振器を有する受電装置と、補助コイル及び共振容量により構成された補助共振器を有する送電補助装置とを備え、前記送電装置と前記送電補助装置を対向させて、前記送電コイルと前記補助コイルの間に形成される受電空間に前記受電コイルを配置して前記送電装置から前記受電装置へ電力を伝送する。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の非接触電力伝送装置は、補助コイル及び共振容量により構成された補助共振器を有する送電補助装置と、送電コイルと補助コイルとのコイル間距離を一定に維持するためのコイル移動機構とを、更に備え、送電装置と送電補助装置とを対向させて送電コイルと補助コイルの間に形成される受電空間に受電コイルを配置して電力伝送を行うように構成され、コイル移動機構は、送電コイルと補助コイルの間の軸方向におけるコイル間距離を調節する。
【００１５】
前記送電コイルと前記補助コイルのコイル間距離は、前記送電装置から前記受電装置へ供給される受電パワーが最大となるように、調整することが好ましい。
【００１６】
また、本発明の非接触電力伝送方法は、送電コイル及び共振容量により構成された送電共振器を有する送電装置と、受電コイル及び共振容量により構成された受電共振器を有する受電装置とを用い、送電コイルと受電コイルの間の作用を介して送電装置から受電装置へ電力を伝送する方法であって、補助コイル及び共振容量により構成された補助共振器を有する送電補助装置を更に用い、送電コイルと受電コイル間の距離が変わっても送電コイルと補助コイルのコイル間距離が一定になるように送電コイルあるいは補助コイルの位置を調節することにより、送電装置から受電装置へ供給される受電パワーを最適化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、共振補助装置を設け、送電コイルと補助コイル間の距離を一定に維持した状態で受電コイルに電力伝送を行うことにより、送電コイルと受電コイルとの距離が変化した場合においても、安定した電力伝送が可能である。しかも、予め補助共振器の共振周波数を調節することにより、臨界結合状態となる送電コイルと補助コイルの間の距離よりも短い領域（双峰特性領域）でも、安定な電力伝送が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１における非接触電力伝送装置の構成を示す模式断面図
【図２】同非接触電力伝送装置の、コイル中心での送電コイルと受電コイル間の距離Ｘに対する、整流回路の出力電力Ｐの関係を示すグラフ
【図３】実施の形態１における厚さの異なるガラス窓を用いた場合の、送電コイルと受電コイルと補助コイルの位置関係を示す模式断面図
【図４】実施の形態１における厚さの異なるガラス窓を用いた場合の、送電コイルと受電コイルと補助コイルの位置関係及び補助コイルを移動させる機構系を示す模式断面図
【図５】実施の形態２における厚さの異なるガラス窓を用いた場合の、送電コイルと受電コイルと補助コイルの位置関係を示す模式断面図
【図６】実施の形態２における厚さの異なるガラス窓を用いた場合の、送電コイルと受電コイルと補助コイルの位置関係及び送電コイルを移動させる機構系を示す模式断面図
【図７】従来技術における、厚さの異なるガラス窓を用いた場合の、送電コイルと受電コイルとの位置関係を示す模式断面図
【図８】従来技術における、結合状態の違い（送電コイルと受電コイル間の距離に対応）による周波数と電力伝送効率の関係を示した模式図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の非接触電力伝送装置は、上記構成を基本として、以下のような態様をとることができる。
【００２０】
送電コイルと補助コイルを対向させて送電コイルと補助コイルの間に形成される受電空間に受電コイルを配置して電力伝送を行うように構成され、送電コイルと受電コイルの間の磁界共鳴を介して送電装置から受電装置へ電力を伝送する。
【００２１】
送電補助装置の補助共振器の共振容量を調整することにより、補助共振器の共振周波数を調整することができ、その結果、受電空間内の磁場の強度を制御することが可能となる。
【００２２】
このとき、送電装置の送電共振器と送電補助装置の補助共振器との電磁結合状態が双峰特性状態（密結合状態）となる送電コイルと補助コイルのコイル間距離内において、送電共振器の共振周波数ｆ１と、受電共振器の共振周波数ｆ２と、補助共振器の共振周波数ｆ３が、ｆ１＝ｆ２＜ｆ３、またはｆ３＜ｆ１＝ｆ２の関係になるように設定することが好ましい。すなわち、本発明では、補助コイルの共振周波数ｆ３は、送電コイルの共振周波数ｆ１および受電コイルの共振周波数ｆ２とは異なり、特に、共振周波数ｆ３が最も大きい場合の方が、電力伝送効率を大きくできる。
【００２３】
より好ましくは、送電コイルに電力を供給する為の高周波電力ドライバーの共振周波数をｆ０とした場合、ｆ０＝ｆ１＝ｆ２＜ｆ３となるように設定する。すなわち、高周波電力ドライバーの共振周波数ｆ０を共振周波数ｆ２と同じ周波数とすることにより、電力伝送効率を最も高くすることができる。送電コイルの共振周波数ｆ１もｆ０と同じ方が良い。
【００２４】
なお、送電補助装置３の具体的な機能や共振周波数などの調整方法については、先に出願されている特開２０１３−８５４３６公報に記載されている。
【００２５】
本発明は、上記のように送電補助装置の補助共振器の共振容量を調整することにより、受電空間内の磁場の強度を最適化したうえで、送電コイルあるいは補助コイルの位置を移動させることができる機構系を設けることを特徴とする。非接触電力伝送装置の取り付け個所に依存して送電装置と受電装置の距離が変わってしまう場合でも、機構系を調節することにより送電コイルと補助コイルの距離を最適の距離にできる。機構系の調節においては、受電パワーをモニターする検出部を設け、この受電パワーが最大となるように送電コイルあるいは補助コイルの位置を調節することができる。
【００２６】
なお、送電コイルの直径ｄ１と、受電コイルの直径ｄ２と、補助コイルの直径ｄ３が、ｄ１＞ｄ２、かつｄ２＜ｄ３の関係を満足する構成とすることが好ましい。この関係を保っていれば、電力伝送可能距離の増大に効果的である。特に、ｄ１＝ｄ３の関係を満足することが好ましい。それにより、受電可能範囲の拡大などの伝送効率特性の向上について大きな効果が得られる。もちろん、円形のコイルに限らず、四角形のコイル等をそれぞれ配置した形態でも、同様の効果が得られる。薄くできることから平面コイルが好ましい。また、送電コイルの中心軸と、補助コイルの中心軸と、受電コイルの中心軸が、同一軸上にあることが好ましい。
【００２７】
さらに、両コイルの中心軸を同軸として同一平面上に配置し、更に受電コイルの直径ｄ２と、補助コイルの直径ｄ３が、ｄ２＜ｄ３であるように構成することもできる。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。各実施の形態は、本発明を具現化する為の例示であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１における磁界共鳴型の非接触電力伝送装置の構成を示す模式図である。本発明の非接触電力伝送装置は、送電装置１と受電装置２を備え、受電装置２内に送電補助装置３を備えるのが特徴である。
【００３０】
送電装置１は、送電コイル４と高周波電力ドライバー５を備える。高周波電力ドライバー５は、交流電源６の電力を送電可能な高周波電力に変換し、送電コイル４に高周波電力を供給する。高周波電力は送電コイル４を介して受電装置２の受電コイル７に送電される。
【００３１】
送電装置１には、送電用のループコイルを設けても良い。なお、図示は省略するが、送電コイル４には共振容量が接続されており、送電コイル４と共振容量とで送電共振器を構成している。共振容量としては、可変コンデンサ（バリコンあるいはトリマコンデンサなど）あるいは固定コンデンサを接続してもよいし、浮遊容量を利用した構成としてもよい。
【００３２】
受電装置２は、受電コイル７と送電補助装置３を少なくとも備える。受電コイル７の近くに受電用ループコイルを設けても良い。送電コイル４から受電コイル７に伝送された高周波電力は、例えば、整流回路を搭載した受電回路を経由して、負荷の充電池に蓄えられる。充電池を用いないで直接負荷へ電力を伝送する構成にしてもよい。なお、図１では詳細を示していないが、後で詳しく述べるように受電装置２は補助コイル８を軸方向へ移動できる機構系を設けている。
【００３３】
送電補助装置３は、補助コイル８と調整用コンデンサ９で構成される補助共振器を有する。なお、調整用コンデンサ９は可変コンデンサ（バリコンあるいはトリマコンデンサなど）や固定コンデンサを複数個接続することにより構成してもよい。ただし、補助共振器の共振周波数を調整する方法は、調整用コンデンサ９の容量を調整する方法に限るものではない。
【００３４】
次に、本実施の形態の特徴である送電補助装置３の機能について説明する。送電コイル４と補助コイル８の距離が十分に離れている場合には、送電共振器と補助共振器の結合力が弱く、相互インダクタンスがほとんど無視できる。この場合、送電側共振系の共振周波数ｆｔは送電装置１の共振周波数ｆ１と同じ１つのピークを持つ単峰特性となる（疎結合状態）。送信側共振系とは、送電コイル４と共振容量で構成されている送電共振器と、補助コイル８と共振容量で構成されている補助共振器の磁気的な結合によって構成される共振系である。一方、送電コイル４と補助コイル８の距離が短い場合には、送電共振器と補助共振器の結合力が強く、相互インダクタンスが無視できなる。この場合、送信側共振系の共振周波数は２つのピークが出現し、低い方の周波数をｆｔＬ、高い方の周波数をｆｔＨとする双峰特性となる（密結合状態）。
【００３５】
このように、送電コイルと受電コイルの距離が近く、電力伝送効率の周波数特性が双峰特性となる場合には、最大の伝送効率が得られる周波数は共振周波数ｆｔではなくなってしまう。双峰特性における周波数ｆｔでの伝送効率は、送電コイルと受電コイルの距離によって変化するので、送電装置における高周波電力の周波数が一定のままでは、高効率の電力伝送ができないという問題点があった。
【００３６】
本発明においては、補助コイル８に接続されるコンデンサとして容量が可変な調整用コンデンサ９を用い、調整用コンデンサ９の容量を調整して送電補助装置３の共振周波数ｆ３を変えることにより、送電側共振系の共振周波数ｆｔを変化させる。これにより、送電コイル４と補助コイル８で形成される受電空間内の磁場の強度を制御することが可能となる。なお、送電補助装置３の具体的な機能や共振周波数などの調整方法については、先に出願されている特開２０１３−８５４３６公報に記載されている。
【００３７】
送電補助装置３による受電空間内における磁場強度の制御機能を十分に得るためには、送電補助装置３を構成する補助コイル８は、送電コイル４の形状とほぼ同じとし、両者のコイルの中心軸もほぼ同軸に配置することが望ましい。
【００３８】
送電補助装置３を用いれば電力の伝送距離を拡大することができる。そのためには、送電コイル４の直径をｄ１、受電コイル７の直径をｄ２、補助コイル８の直径をｄ３とした時、ｄ１＞ｄ２、かつｄ２＜ｄ３の関係を満足すればよい。送電コイル４の直径ｄ１が受電コイル７の直径ｄ２よりも大きければ、補助コイル８との間の磁束を有効に利用することができ、また、補助コイル８の直径ｄ３が受電コイル７の直径ｄ２よりも大きければ送電コイル４との間の磁束を利用することができるためである。
【００３９】
図２は、図１の非接触電力伝送装置を用いて実際に電力伝送を行い、送電コイル４から受電コイル７までの距離Ｘと、受電回路内の整流回路の出力電力との関係を調べた結果のグラフである。なお、整流回路の出力電力は受電パワーに相当する。ここで各共振器における共振周波数は、送電装置１のｆ１、受電装置２のｆ２、高周波電力ドライバー６の共振周波数ｆ０、全て１３.６ＭＨｚと同じにした。送電コイル４と補助コイル８間の距離Ｚは５０ｍｍ固定とし、障害物１０は無い状態で測定した。受電コイル７の位置に応じた受電パワーの変化を調べる為に、送電コイル４と補助コイル８で形成される受電空間内で、受電コイル７を距離Ｚ方向に移動させた。このとき、送電コイル４から受電コイル７までの距離をＸとした。そして、補助コイル８に接続した調整用コンデンサ９の容量を変化させることにより、送電補助装置３の共振周波数ｆ３を、１２ＭＨｚ、１３ＭＨｚ、１３.６ＭＨｚ、１４ＭＨｚ、及び１５ＭＨｚにそれぞれ設定し、各ｆ３値において距離Ｘと受電パワーの関係を測定した。
【００４０】
その結果、図２に示すように、送電補助装置３の共振周波数ｆ３が１２ＭＨｚの時には、距離Ｘ＝３５ｍｍ以上の領域では受電パワーがほとんどゼロであることがわかる。これは、送電共振器と補助共振器の相互インダクタンスがほとんど無視できる状態であり、送電装置１の共振周波数ｆ１が送電側共振系の共振周波数ｆｔとなっているからである。
【００４１】
送電補助装置３の共振周波数ｆ３を１３ＭＨｚとして１ＭＨｚ大きくした時には、送電共振器と補助共振器の相互インダクタンスが大きくなり、距離Ｘ＝約３０ｍｍ付近で受電パワーが最低となる。
【００４２】
送電補助装置３の共振周波数ｆ３が、送電装置１の共振周波数ｆ１と同じ共振周波数（１３.６ＭＨｚ）の時には、送電コイル４に近い距離Ｘが小さい領域で受電パワーが最も小さく、距離Ｘが大きくなるに従って受電パワーが上昇していき、補助コイル８に近い領域で最も大きくなる。
【００４３】
送電補助装置３の共振周波数ｆ３が１４ＭＨｚの時には、受電コイル７が送電コイル４と送電補助コイル８で形成される受電空間内のどの位置にあっても、高い受電パワーを得ることができる。即ち、送電コイル４と補助コイル８間の距離Ｚが一定の場合、送電補助装置の共振周波数ｆ３を適切な値にすることにより、受電コイル４の受電空間内における位置が変わっても安定な受電パワーを得ることができる。
【００４４】
そして、送電補助装置３の共振周波数ｆ３が１５ＭＨｚの時には、距離Ｘが大きくなるのに従って受電パワーが低下していくことがわかる。これは送電共振器と補助共振器の相互インダクタンスが小さくなる為と考えられる。
【００４５】
このように送電補助装置３の共振周波数ｆ３を適切に設定することにより、受電空間内の磁場の強度を制御することが可能となり、受電コイル４の受電空間内の位置に応じて、受電パワーを制御できることがわかる。
【００４６】
本発明は、送電補助装置を用いて受電空間内の受電パワーが一様に得られるような条件（例えば、図２の条件ではｆ３＝１４ＭＨｚ）に設定し、送電コイルと受電コイルとの距離が変わった場合でも、一様の受電パワーが得られるようにする。
【００４７】
図３（Ａ）に示すように、送電コイル４と補助コイル８とのコイル間距離がＺ１の時に前記のような一様な受電パワーが得られる条件において、窓ガラスや壁などの厚さｄ１の障害物１０の両側に送電コイル４と受電コイル７を対向して設けた場合、受電コイル７と補助コイル８とのコイル間距離Ｄ１は、Ｄ１＝Ｚ１−ｄ１の関係を満たす。
【００４８】
一方、図３（Ｂ）のように障害物１１の厚さがｄ１からｄ２と厚くなった場合には、送電コイル４と補助コイル８とのコイル間距離をＺ１とする必要があるので、受電コイル７と補助コイル８とのコイル間距離は、Ｄ１からＤ２へと短くなる。
【００４９】
ところで、受電コイル７と補助コイル８を図１に示したように受電装置２内に一体に設ける場合には、送電コイル４と補助コイル８とのコイル間距離Ｚ１と同じ距離（Ｚ２≒Ｚ１）とするためには、受電装置２内で受電コイル７と補助コイル８間のコイル間距離をＤ１からＤ２へ変える必要がある。
【００５０】
そこで本実施の形態１では、図４に示すように受電装置２に補助コイル８の位置を変えることができる機構系を設ける。すなわち、図４（Ａ）から図４（Ｂ）のように、障害物の厚さがｔ１からｔ２へ厚くなった場合には、補助コイル８を軸方向に移動させることが可能な機構系１２を調節することにより、受電コイル７と補助コイル８との距離を、Ｄ３からＤ４へと短くできる。その結果、送電コイル４と補助コイル８とのコイル間距離を所定の距離にすることができる（Ｚ４≒Ｚ３）。これにより、障害物の厚さが変わった場合でも、良好な受電パワーが得られる。
【００５１】
最適な距離Ｚ４を求める方法としては、図４（Ｂ）の障害物１１に送電装置１及び受電装置２を取り付けたのち、受電装置２の機構系１２を調節することにより、補助コイル８をコイルの軸方向に移動させ、受電装置２に設けた図示しないランプ等の表示を基に最適な位置で固定すればよい。例えば、ランプが一番明るく点灯する位置、所定のランプが点灯する位置等にすればよい。すなわち、送電回路あるいは受電回路により受電パワーをモニターし、その受電パワーが最大となる位置で補助コイル８を固定すればよい。ここで、補助コイル８を移動させる手段として、機構系１２を手動で動かしてもモータなどにより自動で動かしてもよい。表示ランプは、送電装置１に設けてもよい。
【００５２】
機構系１２の例としては、受電装置２に設けた穴の内側にタップでねじを刻み、そのねじ穴にねじを差し込み回転させることにより、補助コイル８を軸方向に移動させることができる。
【００５３】
また、送電装置１及び受電装置２を障害物に取り付ける方法としては、吸着盤やマグネット、場合によっては接着剤やネジ固定などで行う。また、障害物の厚さ（ｔ１やｔ２）が予め分かっている場合には、機構系１２にメモリをつけて障害物の厚さの差分（ｔ２−ｔ１）だけ、機構系１２を用いて補助コイル８を移動（Ｄ３−Ｄ４）させればよい。また、障害物１１の厚さがわからない場合は、窓ガラスであればレーザを用いて、コンクリートのような壁であれば超音波を利用して取り付ける前に測定すればよい。このように、機械的な動作のみで受電パワーの最適化が行えることが特徴である。
【００５４】
＜実施の形態２＞
本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に受電装置２内に送電補助装置３を備える。その点、基本的な構成は図１と同じである。しかし、本実施の形態２では、送電装置１に送電コイルの位置を移動させる機構系を設けた点で、実施の形態１とは異なる。すなわち、送電補助装置を用いて受電空間内の受電パワーが一様に得られるような条件（例えば、図２の条件ではｆ３＝１４ＭＨｚ）に設定し、送電コイルの位置を移動させることにより、障害物の厚さが変わったとしても、良好な受電パワーが得られるようにしている。
【００５５】
図５（Ａ）に示すように、窓ガラスや壁などの障害物１０に受電コイル７を接して設け、受電コイル７と補助コイル８とのコイル間距離は固定する（距離Ｄ５）。この時、送電コイル４と補助コイル８との距離Ｚ５が一様な受電パワーが得られる条件であった場合、図５（Ｂ）のように障害物１１の厚さがｔ１からｔ２と厚くなった場合には、送電コイル４と受電コイル７とのコイル間距離は変えてはならない（ｄ５＝ｄ６）。しかし、送電コイル４と障害物１１との距離は短くなってしまう。
【００５６】
そのため、本実施の形態２では送電コイル４の位置を変えて送電コイル４と障害物１１との距離を調節する。図６に示すように、送電装置１に送電コイル４の位置を変えられるような機構系１３が設けられている。すなわち、図６（Ａ）から図６（Ｂ）のように、障害物の厚さがｔ１からｔ２へ厚くなった場合には、送電コイル４を軸方向に移動させることが可能な機構系１３を調節することにより、送電コイル４と補助コイル８とのコイル間距離を所定の距離にすることができる（Ｚ８≒Ｚ７）。これにより、障害物の厚さが変わった場合でも、良好な受電パワーが得られる。
【００５７】
最適な距離Ｚ８を求める方法としては、図６（Ｂ）の障害物１１に送電装置１及び受電装置２を取り付けたのち、送電装置１に設けられた機構系１３を調節することにより、送電コイル４をコイルの軸方向に移動させ、受電装置２に設けた図示しないランプ等の表示を基に最適な位置で固定すればよい。例えば、ランプが一番明るく点灯する位置、所定のランプが点灯する位置等にすればよい。すなわち、送電回路あるいは受電回路により受電パワーをモニターし、その受電パワーが最大となる位置で送電コイル４を固定すればよい。ここで、送電コイル４を移動させる手段として、機構系１３を手動で動かしてもモータなどにより自動で動かしてもよい。表示ランプは、送電装置１に設けてもよい。
【００５８】
機構系１３の例としては、送電装置１に設けた穴の内側にタップでねじを刻み、そのねじ穴にねじを差し込み回転させることにより、送電コイル４を軸方向に移動させることができる。
【００５９】
ここで、送電装置１及び受電装置２を障害物に取り付ける方法としては、吸着盤やマグネット、場合によっては接着剤やネジ固定などで行う。また、障害物の厚さ（ｔ１やｔ２）が予め分かっている場合には、機構系１３にメモリをつけて障害物の厚さの差分（ｔ２−ｔ１）だけ、機構系１３を用いて送電コイル４を移動させればよい。また、障害物１１の厚さがわからない場合は、窓ガラスであればレーザを用いて、コンクリートのような壁であれば超音波を利用して取り付ける前に測定すればよい。このように、機械的な動作のみで受電パワーの最適化が行えることが特徴である。
【００６０】
なお、以上の本実施の形態１及び２では、共振周波数をＭＨｚ帯としたが、ＫＨｚ帯（例えば、ｆ１などが１００ｋＨｚ）でも同様の効果が得られる。
【００６１】
このように本発明によれば、送電コイル４と受電コイル７との距離が変化した場合においても、送電コイル４あるいは補助コイル８の位置を移動させるだけで安定な電力伝送が可能であり、更に受電装置内及び送電装置内に共振周波数を調整する手段を設けなくて良いことから、送電装置及び受電装置の低コスト化が可能となる。
【００６２】
なお、実施の形態１では送電補助装置に機構系を設けた場合、実施の形態２では、送電装置に機構系を設けた場合を示したが、送電補助装置と送電装置共に機構系を設けて、送電コイルと補助コイルのコイル間距離を調節することにより上記と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の非接触電力伝送装置は、送電コイルと受電コイルとの距離が変化しても安定な電力伝送が可能であり、窓ガラスや壁などの障害物がある場合の非接触電力伝送に好適である。
【符号の説明】
【００６４】
１  送電装置
２  受電装置
３  送電補助装置
４  受電コイル
５  高周波電力ドライバー
６  交流電源
７  受電コイル
８  補助コイル
９  調整用コンデンサ
１０、１１  障害物
１２、１３  機構系
【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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