(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の受動電極と、第一の能動電極と、前記第一の受動電極と前記第一の能動電極との間に接続された電圧発生回路とを有する送電装置と、
該送電装置に装着された場合に、前記第一の受動電極に空隙を介して対向する第二の受動電極と、前記第一の能動電極に空隙を介して対向する第二の能動電極とを有する受電装置と
を備える電力伝送システムであって、
前記受電装置の前記第二の受動電極と前記送電装置の前記第一の受動電極の少なくとも一方が、前記送電装置の前記第一の能動電極及び前記受電装置の前記第二の能動電極の周囲を囲むように配置されており、
前記送電装置又は前記受電装置は、柱状部と該柱状部を囲む第一の筒状部とを備え、
前記柱状部の外表面近傍に沿って前記第一の能動電極又は前記第二の能動電極が形成され、
前記第一の筒状部の内表面近傍に沿って前記第一の受動電極又は前記第二の受動電極が形成され、
前記受電装置又は前記送電装置は、第二の筒状部を備え、
前記第二の筒状部の内表面近傍に沿って第二の能動電極又は第一の能動電極が形成され、
前記第二の筒状部の外表面近傍に沿って第二の受動電極又は第一の受動電極が形成されていることを特徴とする電力伝送システム。
【請求項２】
前記送電装置の前記第一の受動電極と、前記受電装置の前記第二の受動電極との間の容量は、前記送電装置の前記第一の能動電極と、前記受電装置の前記第二の能動電極との間の容量より大きくなるよう電極が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電力伝送システム。
【請求項３】
前記送電装置の前記第一の受動電極と、前記受電装置の前記第二の受動電極との間の容量は、前記送電装置の前記第一の能動電極と、前記受電装置の前記第二の能動電極との間の容量の２倍以上となるよう電極が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電力伝送システム。
【請求項４】
前記送電装置の前記第一の能動電極の底面側、及び前記受電装置の前記第二の能動電極の上面側は、それぞれ他の受動電極により塞がれていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項５】
前記送電装置の前記第一の能動電極に隣接する第三の能動電極と、前記受電装置の前記第二の能動電極に隣接する第四の能動電極とを備え、
前記受電装置の前記第二の受動電極と前記送電装置の前記第一の受動電極とが、前記送電装置の前記第一の能動電極及び前記第三の能動電極、並びに前記受電装置の前記第二の能動電極及び前記第四の能動電極の周囲を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電力伝送システム。
【請求項６】
前記送電装置の前記第一の能動電極と前記受電装置の第二の能動電極とが互いに対向する面、及び前記送電装置の前記第一の受動電極と前記受電装置の第二の受動電極とが互いに対向する面は、それぞれ防水構造を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項７】
前記送電装置は、二次電池と、整流回路とを備え、
該整流回路の第一の出力端子及び第二の出力端子は、前記二次電池に接続されており、前記整流回路の第一の入力端子は、前記送電装置の前記第一の受動電極に、前記整流回路の第二の入力端子は、前記送電装置の前記第一の能動電極に、それぞれ接続されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項８】
前記柱状部は円柱状であり、前記第一の筒状部及び前記第二の筒状部は円筒状であることを特徴とする請求項１に記載の電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理的に接続することなく電力を伝送する電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触で電力を伝送する電子機器が多々開発されている。電子機器において非接触で電力を伝送するためには、電力の送電ユニットと、電力の受電ユニットとの双方にコイルモジュールを設けた電磁誘導方式の電力伝送システムが採用されることが多い。
【０００３】
しかし、磁界結合方式では、各コイルモジュールを通過する磁束の大きさが起電力に大きく影響され、電力を高い効率で伝送するためには、送電ユニット側（一次側）のコイルモジュールと受電ユニット側（二次側）のコイルモジュールとのコイル平面方向の相対位置の制御に高い精度が要求される。また、結合電極としてコイルモジュールを用いているので、送電ユニット及び受電ユニットの小型化が難しくなる。さらに、携帯機器等では、コイルの発熱による蓄電池への影響を考慮する必要があり、配置設計上のボトルネックになるおそれがあるという問題もあった。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、同心円筒構造を有する一次側コネクタと二次側コネクタとを用いる電磁誘導型コネクタを用いた非接触の電力伝送システムが開示されている。特許文献１では、一次側コネクタと二次側コネクタとを結合した場合、各コイルユニットに設けた一次と二次との両コアにより閉じた磁気回路が構成され、一次側から二次側へ電力が供給可能となっている。そして、両コアの長さ、挿入深さにばらつきが生じた場合であっても、電磁波の漏れを抑制して電力伝送効率を安定させている。また、特許文献２では、電気シェーバや電動歯ブラシに適用する、一次コイルから二次コイルへと電力を供給する非接触給電機器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６０６４２号公報
【特許文献２】特許第４０９２８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に開示してある非接触給電機器を用いる電磁誘導方式を用いた非接触の電力伝送システムでは、電磁波の漏れが外部機器に影響を及ぼすおそれが残されている。その点、特許文献１では、両コアの相対位置を固定化することができるので、電磁波の漏れを抑制することはできる。
【０００７】
しかし、電磁誘導方式を用いずに電界結合方式を用いた非接触の電力伝送システムにおいて、特許文献２の一次コイルと二次コイルとを互いに対向する一対の能動電極に置き換えただけでは、受動電極の構造によっては不要な電界が漏えいし、外部機器に影響を及ぼすおそれが残されていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、能動電極を囲むように受動電極を配置することにより周囲への不要な電界が漏えいすることを未然に防止することができ、電極形状の制約を緩和することができる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】
上記目的を達成するために本発明に係る電力伝送システムは、第一の受動電極と、第一の能動電極と、前記第一の受動電極と前記第一の能動電極との間に接続された電圧発生回路とを有する送電装置と、該送電装置に装着された場合に、前記第一の受動電極に空隙を介して対向する第二の受動電極と、前記第一の能動電極に空隙を介して対向する第二の能動電極とを有する受電装置とを備える電力伝送システムであって、前記受電装置の前記第二の受動電極と前記送電装置の前記第一の受動電極の少なくとも一方が、前記送電装置の前記第一の能動電極及び前記受電装置の前記第二の能動電極の周囲を囲むように配置されており、前記送電装置又は前記受電装置は、柱状部と該柱状部を囲む第一の筒状部とを備え、前記柱状部の外表面近傍に沿って前記第一の能動電極又は前記第二の能動電極が形成され、前記第一の筒状部の内表面近傍に沿って前記第一の受動電極又は前記第二の受動電極が形成され、前記受電装置又は前記送電装置は、第二の筒状部を備え、前記第二の筒状部の内表面近傍に沿って第二の能動電極又は第一の能動電極が形成され、前記第二の筒状部の外表面近傍に沿って第二の受動電極又は第一の受動電極が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成では、比較的低電位である受電装置の第二の受動電極と送電装置の第一の受動電極の少なくとも一方が、比較的高電位である送電装置の第一の能動電極及び受電装置の第二の能動電極の周囲を囲むように配置されているので、周囲へ不要な電界が漏えいすることを未然に防止することが可能となる。
また、送電装置（受電装置）は、柱状部と柱状部を囲む第一の筒状部とを備え、受電装置（送電装置）は、柱状部と第一の筒状部との間に装着することが可能な第二の筒状部を備えている。柱状部の外表面近傍と第二の筒状部の内表面近傍とに沿って、互いに対向する能動電極（受動電極）を、第一の筒状部の内表面近傍と第二の筒状部の外表面近傍とに沿って、互いに対向する受動電極（能動電極）が形成され、比較的低電位である受電装置の第二の受動電極と送電装置の第一の受動電極の少なくとも一方が、比較的高電位である送電装置の第一の能動電極及び受電装置の第二の能動電極の周囲を囲むように配置されているので、周囲へ不要な電界が漏えいすることを未然に防止することが可能となる。
【００１３】
また、本発明に係る電力伝送システムは、前記送電装置の前記第一の受動電極と、前記受電装置の前記第二の受動電極との間の容量は、前記送電装置の前記第一の能動電極と、前記受電装置の前記第二の能動電極との間の容量より大きくなるよう電極が配置されていることが好ましい。
【００１４】
上記構成では、送電装置の第一の受動電極と、受電装置の第二の受動電極との間の容量は、送電装置の第一の能動電極と、受電装置の第二の能動電極との間の容量より大きくなるよう、両電極が対向する面積、両電極間の距離、あるいは高い誘電率を有する樹脂シート等の積層等を調整して両電極が配置されているので、高い伝送効率で電力を伝送することが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る電力伝送システムは、前記送電装置の前記第一の受動電極と、前記受電装置の前記第二の受動電極との間の容量は、前記送電装置の前記第一の能動電極と、前記受電装置の前記第二の能動電極との間の容量の２倍以上となるよう電極が配置されていることが好ましい。
【００１６】
上記構成では、送電装置の第一の受動電極と、受電装置の第二の受動電極との間の容量は、送電装置の第一の能動電極と、受電装置の第二の能動電極との間の容量の２倍以上となるよう電極が配置されているので、確実に高い伝送効率で電力を伝送することが可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る電力伝送システムは、前記送電装置の前記第一の能動電極の底面側、及び前記受電装置の前記第二の能動電極の上面側は、それぞれ他の受動電極により塞がれていることが好ましい。
【００１８】
上記構成では、送電装置の第一の能動電極の底面側、及び受電装置の第二の能動電極の上面側は、それぞれ他の受動電極により塞がれているので、周囲への不要な電界が漏えいすることをより確実に防止することが可能となる。
【００１９】
また、本発明に係る電力伝送システムは、前記送電装置の前記第一の能動電極に隣接する第三の能動電極と、前記受電装置の前記第二の能動電極に隣接する第四の能動電極とを備え、前記受電装置の前記第二の受動電極と前記送電装置の前記第一の受動電極とが、前記送電装置の前記第一の能動電極及び前記第三の能動電極、並びに前記受電装置の前記第二の能動電極及び前記第四の能動電極の周囲を囲むように配置されていることが好ましい。
【００２０】
上記構成では、送電装置の第一の能動電極に隣接する第三の能動電極と、受電装置の第二の能動電極に隣接する第四の能動電極とを備えている。受電装置の第二の受動電極と送電装置の第一の受動電極とが、送電装置の第一の能動電極及び第三の能動電極、並びに受電装置の第二の能動電極及び第四の能動電極の周囲を囲むように配置されているので、高い伝送効率で電力を伝送することができるとともに、高い信頼性でデータ通信を行うことも可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る電力伝送システムは、前記送電装置の前記第一の能動電極と前記受電装置の第二の能動電極とが互いに対向する面、及び前記送電装置の前記第一の受動電極と前記受電装置の第二の受動電極とが互いに対向する面は、それぞれ防水構造を有していることが好ましい。
【００２２】
上記構成では、送電装置の第一の能動電極と受電装置の第二の能動電極とが互いに対向する面、及び送電装置の第一の受動電極と受電装置の第二の受動電極とが互いに対向する面は、それぞれ防水構造を有しているので、水周りで使用する機器に用いる場合であっても送電装置の防水性を確保することが可能となる。
【００２３】
また、本発明に係る電力伝送システムは、前記送電装置は、二次電池と、整流回路とを備え、該整流回路の第一の出力端子及び第二の出力端子は、前記二次電池に接続されており、前記整流回路の第一の入力端子は、前記送電装置の前記第一の受動電極に、前記整流回路の第二の入力端子は、前記送電装置の前記第一の能動電極に、それぞれ接続されていることが好ましい。
【００２４】
上記構成では、送電装置は、二次電池と、整流回路とを備え、該整流回路の第一の出力端子及び第二の出力端子は、二次電池に接続されており、整流回路の第一の入力端子は、送電装置の第一の受動電極に、整流回路の第二の入力端子は、送電装置の第一の能動電極に、それぞれ接続されているので、送電装置の筐体を完全に密閉することができ、水周りで使用する機器に用いる場合であっても送電装置への水の浸入経路を完全に遮断することができ、確実に防水性を確保することが可能となる。
【００２５】
また、本発明に係る電力伝送システムは、前記柱状部は円柱状であり、前記第一の筒状部及び前記第二の筒状部は円筒状であることが好ましい。
【００２６】
上記構成では、柱状部が円柱状であり、第一の筒状部及び第二の筒状部が円筒状であるので、送電装置に受電装置を装着した状態で、送電装置に対して受電装置を回転することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る電力伝送システムでは、比較的低電位である受電装置の第二の受動電極と送電装置の第一の受動電極の少なくとも一方が、比較的高電位である送電装置の第一の能動電極及び受電装置の第二の能動電極の周囲を囲むように配置されているので、周囲へ不要な電界が漏えいすることを未然に防止することが可能となる。
また、送電装置（受電装置）は、柱状部と柱状部を囲む第一の筒状部とを備え、受電装置（送電装置）は、柱状部と第一の筒状部との間に装着することが可能な第二の筒状部を備えている。柱状部の外表面近傍と第二の筒状部の内表面近傍とに沿って、互いに対向する能動電極（受動電極）を、第一の筒状部の内表面近傍と第二の筒状部の外表面近傍とに沿って、互いに対向する受動電極（能動電極）が形成され、比較的低電位である受電装置の第二の受動電極と送電装置の第一の受動電極の少なくとも一方が、比較的高電位である送電装置の第一の能動電極及び受電装置の第二の能動電極の周囲を囲むように配置されているので、周囲へ不要な電界が漏えいすることを未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電力伝送システムの構成を模式的に示す等価回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電力伝送システムの構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電力伝送システムの能動電極及び受動電極の配置構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る電力伝送システムの構成を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る電力伝送システムの電極の位置関係を示す模式断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る電力伝送システムの電極の構成を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る電力伝送システムをスマートフォン（電子機器）に適用する場合の受電ジャケットの構成を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る電力伝送システムをスマートフォン（電子機器）に適用する場合の送電装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る電力伝送システムの電極の構成を示す模式図である。
【図１０】２個の能動電極ごとに別々のスマートフォン（電子機器）に電力を伝送する場合のスマートフォン（電子機器）を装着した状態を示す模式図である。
【図１１】能動電極をらせん状に配置した場合の、送電装置に受電装置を差し込む状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態における電力伝送システムについて、図面を用いて具体的に説明する。以下の実施の形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものではなく、実施の形態の中で説明されている特徴的事項の組み合わせの全てが解決手段の必須事項であるとは限らないことは言うまでもない。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力伝送システムの構成を模式的に示す等価回路図である。図１に示すように、本実施の形態１に係る電力伝送システムの送電装置１は、少なくとも電圧発生回路１２及び昇圧トランス１３を有する送電モジュール１０と、結合電極１１とを備えている。図１の等価回路では、電圧発生回路１２で発生した１０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数の交流電圧が昇圧トランス１３により昇圧され、能動電極（第一の能動電極）１１ａが高電圧となり、受動電極（第一の受動電極）１１ｐが低電圧となる。
【００３１】
受電装置２は、少なくとも降圧トランス２３を有する受電モジュール２０と、結合電極２１とを備えている。図１の等価回路では、容量ＣＧは、送電装置１の能動電極（第一の能動電極）１１ａと受動電極（第一の受動電極）１１ｐとの間の容量である。容量ＣＬは、受電装置２の能動電極（第二の能動電極）２１ａと受動電極（第二の受動電極）２１ｐとの間の容量である。容量ＣＭは送電装置１の能動電極（第一の能動電極）１１ａと受電装置２の能動電極（第二の能動電極）２１ａとの間の容量に相当する。なお、図１では、共振回路も含めて記載しているが、電力伝送の安定度を高めるためであり、必ずしも共振回路は必要ではない。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態１に係る電力伝送システムの構成を示す模式図である。図２に示す送電装置１は、商用電源１５から供給された電力を一次整流平滑回路１４を経て昇圧トランス１３で昇圧する。昇圧トランス１３は、第一の能動電極１１ａ及び第一の受動電極１１ｐに接続されている。
【００３３】
また、受電装置２は、第二の能動電極２１ａ及び第二の受動電極２１ｐが降圧トランス２３に接続されており、伝送されてきた電力を降圧する。そして高周波負荷回路２２を介して外部へ作用する作用部２７に接続されている。
【００３４】
例えば作用部２７が電動歯ブラシの歯ブラシ部である場合、高周波負荷回路２２は、整流回路２４で整流し、二次電池２５に蓄電し、モータ２６を回転させる。これにより、水周りで使用する場合であっても、機器内部への水の浸入を防止するよう、筐体を密閉することができる。
【００３５】
もちろん、送電装置にも、第二の二次電池（図示せず）と第二の整流回路（図示せず）とを備え、第二の整流回路の第一の出力端子及び第二の出力端子を第二の二次電池に接続し、第一の入力端子を送電装置１の第三の受動電極（図示せず）に、第二の入力端子を送電装置１の第三の能動電極（図示せず）に、それぞれ接続しても良い。このように、図１における商用電源１５及び一次整流平滑回路１４を、第二の二次電池（図示せず）と第二の整流回路（図示せず）、送電装置１の第三の受動電極（図示せず）、第三の能動電極（図示せず）に置き換えることにより、送電装置１の筐体を完全に密閉することができ、水周りで使用する機器に用いる場合であっても送電装置１への水の浸入経路を完全に遮断することができ、防水性を確保することが可能となる。第二の二次電池（図示せず）は、第三の受動電極（図示せず）と第三の能動電極（図示せず）とを介して、別途非接触充電される。
【００３６】
送電装置１は、円柱状の柱状部１０１と柱状部１０１を囲む円筒状の第一の筒状部１０２とを備え、受電装置２は、柱状部１０１と第一の筒状部１０２との間に装着することが可能な円筒状の第二の筒状部２０１を備えている。
【００３７】
柱状部１０１の外表面近傍に沿って第一の能動電極１１ａを、第二の筒状部２０１の内表面近傍に沿って第二の能動電極２１ａを、互いに対向するように形成してあり、第一の筒状部１０２の内表面近傍に沿って第一の受動電極１１ｐを、第二の筒状部２０１の外表面近傍に沿って第二の受動電極２１ｐを、互いに対向するように形成してある。受電装置２の第二の受動電極２１ｐ及び送電装置１の第一の受動電極１１ｐが、送電装置１の第一の能動電極１１ａ及び受電装置２の第二の能動電極２１ａの周囲を囲むように配置してある。
【００３８】
高電位である送電装置１の第一の能動電極１１ａ及び受電装置２の第二の能動電極２１ａの周囲が、低電位である受電装置２の第二の受動電極２１ｐ及び送電装置１の第一の受動電極１１ｐにより囲まれているので、不要な電界が周囲へ漏えいすることを防止することができる。
【００３９】
図３は、本発明の実施の形態１に係る電力伝送システムの能動電極及び受動電極の配置構成を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、送電装置１は、円柱状の柱状部１０１の外表面近傍に沿って第一の能動電極１１ａを、円筒状の第一の筒状部１０２の内表面近傍に沿って第一の受動電極１１ｐを配置してある。また、受電装置２は、円筒状の第二の筒状部２０１の外表面近傍に沿って第二の受動電極２１ｐを配置し、第二の筒状部２０１の内表面近傍に沿って第二の能動電極２１ａを配置してある。
【００４０】
受電装置２を図３に示す矢印方向に送電装置１へ差し込むことにより、送電装置１の第一の能動電極１１ａと受電装置２の第二の能動電極２１ａとが互いに対向し、送電装置１の第一の受動電極１１ｐと受電装置２の第二の受動電極２１ｐとが互いに対向し、電界結合することができる。しかも、送電装置１の第一の受動電極１１ｐ及び／又は受電装置２の第二の受動電極２１ｐに、送電装置１の第一の能動電極１１ａ及び受電装置２の第二の能動電極２１ａが囲まれているので、不要な電界が周囲へ漏えいすることを防止することもできる。
【００４１】
上述した実施の形態１では、送電装置１に、円柱状の柱状部１０１と、柱状部１０１を囲む円筒状の第一の筒状部１０２とを備えており、受電装置２に、柱状部１０１と第一の筒状部１０２との間に装着することが可能な円筒状の第二の筒状部２０１を備えているが、逆に、受電装置２に、円柱状の柱状部と、柱状部を囲む円筒状の第一の筒状部とを備え、送電装置１に、柱状部と第一の筒状部との間に装着することが可能な円筒状の第二の筒状部を備えても良い。
【００４２】
また、柱状部１０１の外表面近傍に沿って第一の能動電極１１ａを、第二の筒状部２０１の内表面近傍に沿って第二の能動電極２１ａを、互いに対向するように配置してあり、第一の筒状部１０２の内表面近傍に沿って第一の受動電極１１ｐを、第二の筒状部２０１の外表面近傍に沿って第二の受動電極２１ｐを、互いに対向するように配置しているが、送電装置１の第一の受動電極１１ｐと受電装置２の第二の受動電極２１ｐとが互いに対向し、電界結合することができ、しかも、送電装置１の第一の受動電極１１ｐ及び／又は受電装置２の第二の受動電極２１ｐに、送電装置１の第一の能動電極１１ａ及び受電装置２の第二の能動電極２１ａが囲まれるように配置することができれば特に限定されるものではない。
【００４３】
以上のように本実施の形態１によれば、送電装置１に装着された場合に比較的低電位である受電装置２の第二の受動電極２１ｐと送電装置１の第一の受動電極１１ｐの少なくとも一方が、比較的高電位である送電装置１の第一の能動電極１１ａ及び受電装置２の第二の能動電極２１ａの周囲を囲むように配置してあるので、周囲へ不要な電界が漏えいすることを未然に防止することができる。
【００４４】
なお、上述した実施の形態１では、柱状部１０１は円柱状であり、第一の筒状部１０２及び第二の筒状部２０１は円筒状であるので、送電装置１に受電装置２を装着した状態で、送電装置１に対して受電装置２を回転させることもできる。しかし、特に斯かる形状に限定されるものではなく、柱状部１０１の断面形状が三角形、四角形等の多角形であっても良いし、テーパを有する多角錐台形状であっても良い。
【００４５】
また、図示はしていないが、送電装置１の第一の受動電極１１ｐの底面側、及び受電装置２の第二の受動電極２１ｐの上面側は、それぞれ他の受動電極により塞がれていることが好ましい。送電装置１の第一の受動電極１１ｐの底面側、及び受電装置２の第二の受動電極２１ｐの上面側を、完全にそれぞれ他の受動電極で覆うことにより、周囲への不要な電界の漏えいをより確実に防止することが可能となる。
【００４６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る電力伝送システムの構成を示す模式図である。図４（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る電力伝送システムの構成を模式的に示す側断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る電力伝送システムの構成を模式的に示す正面図である。本実施の形態２は、受電装置２として電子機器を装着する受電ジャケット２ａを用いる点で実施の形態１とは相違する。
【００４７】
図４に示すように、送電装置１は、柱状部１０１と柱状部１０１を囲む第一の筒状部１０２とを備え、受電ジャケット２ａは、柱状部１０１と第一の筒状部１０２との間に装着することが可能な第二の筒状部２０１を備えている。なお、充電の対象となる電子機器３０と受電ジャケット２ａとは、コネクタ４１を介して接続されており、送電装置１から供給された電力は、コネクタ４１を介して電子機器３０内の二次電池（図示せず）を充電する。
【００４８】
柱状部１０１の外表面近傍に沿って第一の能動電極１１ａを、第二の筒状部２０１の内表面近傍に沿って第二の能動電極２１ａを、互いに対向するように配置してあり、第一の筒状部１０２の内表面近傍に沿って第一の受動電極１１ｐを、第二の筒状部２０１の外表面近傍に沿って第二の受動電極２１ｐを、互いに対向するように配置してある。受電ジャケット２ａの第二の受動電極２１ｐ及び送電装置１の第一の受動電極１１ｐが、送電装置１の第一の能動電極１１ａ及び受電装置２の第二の能動電極２１ａの周囲を囲むように配置してある。
【００４９】
高電位である送電装置１の第一の能動電極１１ａ及び受電装置２の第二の能動電極２１ａの周囲が、低電位である受電ジャケット２ａの第二の受動電極２１ｐ及び送電装置１の第一の受動電極１１ｐにより囲まれているので、不要な電界が周囲へ漏えいすることを防止することができ、高い伝送効率で電力を伝送することができる。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態２に係る電力伝送システムの電極の位置関係を示す模式断面図である。図５は、柱状部１０１の高さ方向に直交する面における断面図である。
【００５１】
図５に示すように、柱状部１０１の外表面近傍に沿って設けてある第一の能動電極１１ａは、ギャップを介して、第二の筒状部２０１の内表面近傍に沿って設けてある第二の能動電極２１ａと対向している。第二の筒状部２０１の外表面近傍に沿って設けてある第二の受動電極２１ｐは、ギャップを介して、第一の筒状部１０２の内表面近傍に沿って設けてある第一の受動電極１１ｐと対向している。そして、高電位である第一の能動電極１１ａ及び第二の能動電極２１ａは、低電位である第二の受動電極２１ｐ及び第一の受動電極１１ｐに囲まれているので、不要な電界が受動電極を越えて周囲へ漏えいするおそれはほとんどない。
【００５２】
以上のように本実施の形態２によれば、比較的低電位である受電ジャケット２ａの第二一の受動電極２１ｐと送電装置１の第一の受動電極１１ｐとの少なくとも一方が、比較的高電位である送電装置１の第一の能動電極１１ａ及び受電ジャケット２ａの第二の能動電極２１ａの周囲を囲むように配置してあるので、周囲へ不要な電界が漏えいすることを未然に防止することができる。したがって、高い伝送効率で電力を伝送することが可能となる。
【００５３】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る電力伝送システムの電極の構成を示す模式図である。本実施の形態３は、送電装置１及び受電装置２に能動電極がそれぞれ２個設けてある点で実施の形態１及び２とは相違する。
【００５４】
図６に示すように、送電装置１は、２つの能動電極、すなわち第一の能動電極１１ａ１と隣接する第三の能動電極１１ａ２とを備えており、受電装置２も２つの能動電極、すなわち第二の能動電極２１ａ１と第四の能動電極２１ａ２とを備えている。能動電極を２つ設けているのは、一方の能動電極は電力伝送用に用い、もう一方の能動電極をデータ通信用に用いることができるからである。
【００５５】
そして、第一の能動電極１１ａ１、第三の能動電極１１ａ２、第二の能動電極２１ａ１、第四の能動電極２１ａ２は、送電装置１の第一の受動電極１１ｐ及び受電装置２の第二の受動電極２１ｐに囲まれている。したがって、周囲へ不要な電界が漏えいすることを未然に防止することができる。
【００５６】
図７は、本発明の実施の形態３に係る電力伝送システムをスマートフォン（電子機器）に適用する場合の受電ジャケット２ａの構成を示す模式図である。図７（ｂ）の斜視図に示すように、送電装置１に差し込むことが可能な受電ジャケット２ａにスマートフォン（電子機器）３０を装着することが可能となっている。
【００５７】
図７（ａ）の断面図には、受電ジャケット２ａの電極配置が示されている。受電ジャケット２ａは、筐体に第二の受動電極２１ｐを設けてある。これにより、送電装置１に差し込んだ状態で周囲へ不要な電界が漏えいすることを未然に防止することができる。
【００５８】
受電ジャケット２ａは、能動電極として、第二の能動電極２１ａ１と第四の能動電極２１ａ２との２つを備えており、第二の能動電極２１ａ１は電力伝送用に用い、第四の能動電極２１ａ２はデータ通信用に用いる。
【００５９】
図８は、本発明の実施の形態３に係る電力伝送システムをスマートフォン（電子機器）３０に適用する場合の送電装置１の構成を模式的に示す斜視図である。図８（ａ）に示すように、送電装置１は、受電ジャケット２ａの２つの能動電極の位置に合わせて、柱状部１０１の外表面に巻きつけるように、第一の能動電極１１ａ１と第三の能動電極１１ａ２とを設けてある。第一の能動電極１１ａ１は電力伝送用に用い、第三の能動電極１１ａ２はデータ通信用に用いる。第一の受動電極１１ｐは、第一の筒状部１０２の表面と底面とに形成されている。
【００６０】
もちろん、送電装置１の第一の受動電極１１ｐで第一の筒状部１０２全体を覆ってしまっても良い。例えば図８（ｂ）に示すように、第一の筒状部１０２の表面と底面とに形成されている第一の受動電極１１ｐに接続してある、コップ状の導電体８１で、スマートフォン３０を装着した受電ジャケット２ａを送電装置１に差し込んだ状態のまま覆ってしまえば良い。このようにすることで、コップ状の導電体８１が送電装置１の受動電極として機能し、周囲へ不要な電界が漏えいすることを確実に防止することができる。
【００６１】
以上のように本実施の形態３によれば、２つの能動電極を設け、一方を電力伝送用に、他方をデータ通信用に、それぞれ用いることにより、安定した高い伝送効率で電力を伝送することができるとともに、データ品質を劣化させることなくデータ通信を行うことが可能となる。
【００６２】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係る電力伝送システムの電極の構成を示す模式図である。図９（ａ）は、本発明の実施の形態４に係る電力伝送システムの電極の構成を模式的に示す正面図であり、図９（ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る電力伝送システムの電極の構成を模式的に示す部分拡大図である。本実施の形態４は、送電装置１の受動電極、受電装置２又は受電ジャケット２ａの受動電極の表面に高誘電率層を設けてある点で実施の形態１乃至３とは相違する。
【００６３】
本実施の形態４では、誘電率が高いチタン酸バリウムからなるセラミック板を高誘電率層９１として、送電装置１の柱状部１０１に設けた第一の受動電極１１ｐの表面に接着積層している。そして、同様の構成の高誘電率層９２を、受電ジャケット２ａの第二の筒状部２０１に設けた第二の受動電極２１ｐの表面に接着積層している。チタン酸バリウム粉を混入したエポキシ樹脂層を高誘電率層として用いても良い。また、高誘電率の金属酸化物材料、高分子材料からなるシート等を用いても良い。高誘電率層の比誘電率が７以上であれば、第一の受動電極１１ｐ、第二の受動電極２１ｐの表面にエポキシ樹脂からなる樹脂層を形成した場合に比べて、第一の受動電極１１ｐと第二の受動電極２１ｐとの間の容量結合を強めることができる。
【００６４】
受動電極の表面に高誘電率層９１、９２を設けることで、送電装置１の第一の受動電極１１ｐと受電ジャケット２ａの第二の受動電極２１ｐとの間の容量は、送電装置１の第一の能動電極１１ａと受電装置２の第二の能動電極２１ａとの間の容量より大きくすることができ、高い伝送効率で電力を伝送することが可能となる。
【００６５】
特に、送電装置１の第一の受動電極１１ｐと受電ジャケット２ａの第二の受動電極２１ｐとの間の容量は、送電装置１の第一の能動電極１１ａと受電ジャケット２ａの第二の能動電極２１ａとの間の容量の２倍以上となる場合に、より確実に高い伝送効率で電力を伝送することができる。したがって、２倍以上となるように両電極が対向する面積、両電極間の距離を調整するとともに、本実施の形態４のように、高誘電率層９１、９２を積層することにより、電力の伝送効率を高めることができる。
【００６６】
以上のように本実施の形態４によれば、送電装置１の第一の受動電極１１ｐの表面に高誘電率層９１を、受電装置２又は受電ジャケット２ａの第二の受動電極２１ｐの表面に高誘電率層９２を設けることにより、送電装置１の第一の受動電極１１ｐと受電装置２又は受電ジャケット２ａの第二の受動電極２１ｐとの間の容量が、送電装置１の第一の能動電極１１ａと受電装置２又は受電ジャケット２ａの第二の能動電極２１ａとの間の容量の２倍以上となるよう調整することができ、高い伝送効率で電力を伝送することが可能となる。
【００６７】
その他、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。例えば実施の形態３で、送電装置１及び受電装置２に能動電極がそれぞれ２個設けてある構成について説明しているが、この場合、２個の能動電極ごとに、別々の電子機器に電力を伝送しても良い。図１０は、２個の能動電極ごとに別々のスマートフォン（電子機器）３０に電力を伝送する場合のスマートフォン３０を装着した状態を示す模式図である。
【００６８】
図１０では、受電ジャケット２ａは中空の筒状体として形成してある。そして送電装置１の直立している柱状部１０１に一台目のスマートフォン３０を装着した受電ジャケット２ａを上から差し込む。
【００６９】
次に、可動式のストッパ７１を挟んで、二台目のスマートフォン３０を装着した受電ジャケット２ａを上から差し込む。このようにすることで、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、縦置きの二台のスマートフォン３０を同時に充電することができる。
【００７０】
もちろん、縦置きに限定されるものではなく、例えば図１０（ｃ）に示すように、送電装置１の水平方向に二本の柱状部１０１を設けておき、それぞれにスマートフォン３０を装着した受電ジャケット２ａを上から差し込んでも良い。このようにすることで、柱状部１０１の数だけスマートフォン３０を同時に充電することが可能となる。
【００７１】
また、実施の形態３で、送電装置１及び受電装置２に能動電極がそれぞれ２個設けてある構成について説明しているが、２個に限定されるものではなく、複数であれば良い。また、一の能動電極をらせん状に配置しても良い。図１１は、能動電極をらせん状に配置した場合の、送電装置１に受電装置２を差し込む状態を示す模式図である。
【００７２】
図１１に示すように、送電装置１の柱状部１０１の表面に、第一の能動電極１１ａをらせん状に設けてあり、同じ形状で、受電装置２の第二の筒状部２０１の内表面に、第二の能動電極２１ａをらせん状に設けてある。これにより、送電装置１へ受電装置２を差し込んだ状態で受電装置２を回転させ、最も電力の伝送効率が高い位置で止めることができる。したがって、高い効率で電力を伝送することが可能となる
【符号の説明】
【００７３】
１  送電装置
２  受電装置
２ａ  受電ジャケット
１０  送電モジュール
１１  結合電極
１１ａ  能動電極（第一の能動電極）
１１ｐ  受動電極（第一の受動電極）
１２  電圧発生回路
１３  昇圧トランス
２０  受電モジュール
２１  結合電極
２１ａ  能動電極（第二の能動電極）
２１ｐ  受動電極（第二の受動電極）
２２  高周波負荷回路
１０１  柱状部
１０２  第一の筒状部
２０１  第二の筒状部
【図１】
0005772501.tif 000002
【図２】
0005772501.tif 000003
【図３】
0005772501.tif 000004
【図４】
0005772501.tif 000005
【図５】
0005772501.tif 000006
【図６】
0005772501.tif 000007
【図７】
0005772501.tif 000008
【図８】
0005772501.tif 000009
【図９】
0005772501.tif 000010
【図１０】
0005772501.tif 000011
【図１１】
0005772501.tif 000012