(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電部と、前記送電部と電気的に接続された電源部と、を有し、
前記送電部は、送電用コイルと、送電側共鳴用コイルと、方向性結合器と、ＡＣＤＣコンバータと、を有し、
前記送電側共鳴用コイルは、第１のスイッチを有し、
前記送電用コイルは、前記送電側共鳴用コイルと電磁誘導により電磁気的に結合し、
前記送電用コイルは、前記電源部から供給された電力を前記送電側共鳴用コイルに供給し、
前記供給された電力の一部は、前記送電側共鳴用コイルに供給されずに前記送電用コイルに反射電力として反射され、
前記反射電力は、前記方向性結合器によって、第２のスイッチ又は第３のスイッチへ入力され、
前記反射電力が基準電圧より小さい場合、前記第２のスイッチはオンし、
前記反射電力が基準電圧より大きい場合、前記第２のスイッチはオフし、前記第３のスイッチはオンし、前記反射電力は前記ＡＣＤＣコンバータを介して前記電源部に供給することを特徴とする送電装置。
【請求項２】
送電部と、前記送電部と電気的に接続された電源部と、前記電源部と電気的に接続された蓄電手段と、を有し、
前記送電部は、送電用コイルと、送電側共鳴用コイルと、方向性結合器と、ＡＣＤＣコンバータと、を有し、
前記送電側共鳴用コイルは、第１のスイッチを有し、
前記送電用コイルは、前記送電側共鳴用コイルと電磁誘導により電磁気的に結合し、
前記送電用コイルは、前記電源部から供給された電力を前記送電側共鳴用コイルに供給し、
前記供給された電力の一部は、前記送電側共鳴用コイルに供給されずに前記送電用コイルに反射電力として反射され、
前記反射電力は、前記方向性結合器によって、第２のスイッチ又は第３のスイッチへ入力され、
前記反射電力が基準電圧より小さい場合、前記第２のスイッチはオンし、
前記反射電力が基準電圧より大きい場合、前記第２のスイッチはオフし、前記第３のスイッチはオンし、前記反射電力は前記ＡＣＤＣコンバータを介して前記蓄電手段に供給することを特徴とする送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
送電装置、給電システム、及び給電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力を原動力とする電子デバイスは、携帯電話、ノート型のパーソナルコンピュー
タなどのモバイル機器に代表されるように、携帯して利用することが多い。また、環境面
においてもクリーンで安全であるとの観点から、電力を原動力とした自転車や自動車など
の移動手段が開発されている。
【０００３】
このような携帯用電子デバイスや、移動手段は、戸外で使用することが多いため、各戸に
配電されている商用電源から常に有線で電力を供給することは困難である。よって、それ
らにあらかじめ商用電源から電力を充電したバッテリーを搭載し、該バッテリーより電力
を供給することによって動作させている。
【０００４】
しかし、バッテリーの蓄電量は有限であり、利用者は、戸外で使用中にバッテリーの蓄電
量が尽きた場合、利用し続けるためには戸外においてバッテリーを再充電する必要がある
。従って、従来の戸内の商用電源に配電される給電サービスの他、戸外においても利用で
きる給電サービスが求められている。
【０００５】
戸外における給電サービスには、従来の特定個人が戸内で利用する給電サービスと異なり
、不特定多数の利用者に対応できる高い汎用性、供給量及び供給速度等の高い供給効率な
どを兼ね備えた給電方法、及び給電システムが必要である。
【０００６】
よって、従来の有線による接触給電方法の他に、非接触で給電を行う非接触給電方法が研
究されている。非接触給電方法としては、例えば電磁結合方式（電磁誘導方式ともいう）
、電波方式（マイクロ波方式ともいう）、共振方式（共鳴方式ともいう）などが提案され
ており、さらなる電力の送電効率の向上を目的とした報告がなされている（例えば、特許
文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１９２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、非接触方式による給電システムにおいては、電力を電磁波で送電するため、非接
触の状態で給電が可能であるが、送電効率が低下しやすい。
【０００９】
本発明の一形態は、電力の利用効率を高めることで電力の無駄を減らし、また高い送電効
率で給電利用者（受電装置）へ供給できる送電装置、給電システム、及び給電方法を提供
することを目的の一とする。
【００１０】
本発明の一形態は、給電提供者（送電装置）に、より短時間により多くの給電利用者（受
電装置）に給電サービスが行える、高い電力供給能力を付与することが可能な給電システ
ム、給電方法を提供することを目的の一とする。
【００１１】
本発明の一形態は、給電利用者及び給電提供者双方において効率のよい給電サービスを可
能とする給電システム、給電方法を提供することを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本明細書に開示する送電装置、給電システム、及び給電方法は、給電状況を判断し、受電
装置への送電の開始、継続、及び停止を独立して制御する送電部が複数隣接して設けられ
た送電装置を用いた共振方式（共鳴方式ともいう）による非接触な給電システム、及び非
接触な給電方法であり、送電装置と受電装置との間の給電は、送電部及び受電部に備えら
れた共振周波数が一致した共鳴用コイル同士で生じる磁気共鳴現象によって行う。
【００１３】
本明細書に開示する送電装置、給電システム、及び給電方法は、第１の条件及び第２の条
件を満たす場合に給電を行うものである。
【００１４】
第１の条件は、送電側共鳴用コイルと受電側共鳴用コイルとが共鳴することである。送電
側共鳴用コイルと受電側共鳴用コイルとが同じ共振周波数を有する場合、共鳴することが
できる。
【００１５】
また、送電効率は、送電側共鳴用コイルと受電側共鳴用コイルとの距離が近いと高くなり
、遠いと低くなる。よって、第２の条件は、送電装置に設けられた複数の送電部のうち、
該受電側共鳴用コイルと最も近い送電側共鳴用コイルを有する送電部により送電を行うこ
とである。
【００１６】
本明細書に開示する送電装置、給電システム、及び給電方法においては、すべての送電側
共鳴用コイルを受電側共鳴用コイルと共鳴状態として送電を開始し、各送電部における送
電状況に応じて、送電装置に設けられた複数の送電部のうち、該受電側共鳴用コイルと最
も近い送電側共鳴用コイルを有する送電部を選択し、該選択した送電部においては送電を
継続し、他の非選択とされた送電部においては送電側共鳴用コイルを受電側共鳴用コイル
と非共鳴状態とし送電を停止する。
【００１７】
給電状況によって、送電側共鳴用コイルと受電側共鳴用コイルとが非共鳴状態であり（例
えば、送電側共鳴用コイル及び受電側共鳴用コイルの共振周波数が不一致、又は距離が遠
い等の影響）、送電装置の電源部から送電された電力は、送電側共鳴用コイルによって送
電装置側へ反射される。本明細書において、このような送電装置側に反射される電力を反
射電力ともいう。
【００１８】
本明細書に開示する送電装置、給電システム、及び給電方法は、送電装置から受電装置へ
の送電の継続、又は停止を、該反射電力値の大きさ（反射電力の電圧値）を、あらかじめ
定めた電力（基準電力ともいう）値を基準として判断することで決定する。反射電力が基
準電力より小さい場合送電は継続され、逆に反射電力が基準電力より大きい場合送電は停
止される。
【００１９】
また、本明細書に開示する送電装置、給電システム、及び給電方法は、送電装置において
、該送電用コイル側に反射された電力を回収し、再度送電用電力として使用することを特
徴とする。回収した電力は送電装置に設けられる二次電池等の蓄電手段に蓄電することが
できる。
【００２０】
蓄電手段は、送電装置、又は複数の送電部ごとに設けてもよいし、送電部ごとに設けても
よい。また、蓄電手段等を介さず、直接回収された反射電力を電源部へ送る構成としても
よい。
【００２１】
特に、上記給電方法は、第１の条件及び第２の条件が満たされているか判断する、判断期
間（監視・選択期間を含む）を設けている。上記判断期間においては、送電効率の最適化
がなされていないため、受電装置へ送電されずに送電装置側に反射される反射電力が増加
する。よって、本明細書に開示する給電システム及び給電方法のように、該反射電力を送
電装置内で回収し、再度送電に用いる電力とすることは非常に有益である。送電装置に電
力の循環機能を有することで、電力の利用効率を向上させることができる。
【００２２】
本明細書に開示する発明の一形態は、複数の隣接する送電部、及び送電部と電気的に接続
する電源部を含み、複数の隣接する送電部はそれぞれ、電源部から電力供給され、第１の
スイッチが設けられた送電用コイルと、送電用コイルと非接触で配置され、電磁誘導によ
り電磁気的に結合している送電側共鳴用コイルと、送電側共鳴用コイルから反射される反
射電力を第２のスイッチ及び第３のスイッチへ入力する方向性結合器とを有し、第２のス
イッチは入力される反射電力が基準電力より小さい場合オンし、第３のスイッチは入力さ
れる反射電力が基準電力より大きい場合オンし、第１のスイッチは、第２のスイッチがオ
ンすることによりオンし、送電側共鳴用コイルに設けられた第１のスイッチをオンすると
送電状態となり、送電側共鳴用コイルに設けられた第１のスイッチをオフすると非送電状
態となる送電装置である。
【００２３】
本明細書に開示する発明の他の一形態は、上記構成において、第３のスイッチと、電源部
との間に蓄電手段を有する送電装置である。
【００２４】
本明細書に開示する発明の他の一形態は、上記構成において、第１のスイッチ及び第２の
スイッチはｐチャネル型トランジスタであり、第３のスイッチはｎチャネル型トランジス
タである送電装置である。該送電装置は、方向性結合器と第２のトランジスタ及び第３の
トランジスタのゲート、及びソース又はドレインの一方は電気的に接続し、第２のトラン
ジスタのソース又はドレインの他方は第１のトランジスタのゲートと電気的に接続し、第
３のトランジスタのソース又はドレインの他方は電源部と電気的に接続する構成とするこ
とができる。
【００２５】
本明細書に開示する発明の他の一形態は、上記構成において、送電部は、送電側共鳴用コ
イル及び第１のスイッチと電気的に接続する送電側共振周波数調整用キャパシタを含む送
電装置である。
【００２６】
上記送電装置を用いて、給電システムを構成することができる。
【００２７】
本明細書に開示する発明の他の一形態は、上記いずれかに記載の送電装置と、受電部、及
び受電部と電気的に接続する負荷部を含む受電装置とを有し、受電装置において、受電部
は、負荷部に電力を供給する受電用コイルと、受電用コイルと非接触で配置され、電磁誘
導により電磁気的に結合する受電側共鳴用コイルとを含み、送電状態においては送電側共
鳴用コイルと受電側共鳴用コイルとが共鳴する給電システムである。
【００２８】
本明細書に開示する発明の他の一形態は、上記構成において、受電部は、受電側共鳴用コ
イルと電気的に接続する受電側共振周波数調整用キャパシタを含む給電システムである。
【００２９】
本明細書に開示する発明の他の一形態は、上記いずれかに記載の給電システムを用い、複
数の送電部において第３のスイッチをオフとし、かつ第１のスイッチ及び第２のスイッチ
をオンとし送電装置を送電状態に設定する第１のステップと、送電用コイルにおいて電源
部より供給された電力を送電側共鳴用コイルに送電する第２のステップと、送電側共鳴用
コイルにおいて受電装置へ送電する第３のステップと、第３のステップにおいて送電側共
鳴用コイルによって反射された反射電力を、方向性結合器を介して第２のスイッチ及び第
３のスイッチへ入力する第４のステップと、第４のステップにおいて反射電力が基準電力
より小さい場合、第１のスイッチ及び第２のスイッチをオンとしたまま送電部は受電装置
への送電を継続し、第３のステップ及び第４のステップを繰り返し、第４のステップにお
いて反射電力が基準電力より大きい場合、第１のスイッチ及び第２のスイッチをオフとし
送電装置を非送電状態に設定し、かつ第３のスイッチをオンとし反射電力を第３のスイッ
チを介して電源部へ送る給電方法である。
【００３０】
本明細書に開示する発明の他の一形態は、上記構成において、送電状態と非送電状態とで
は、送電側共鳴用コイルの共振周波数が異なる給電方法である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一形態は、送電装置において、電力の回収機能（循環機能）を設けることで、送
電用電力の利用効率を向上させることができる。
【００３２】
本発明の一形態は、送電側共鳴用コイルを有する送電部が複数設けられた送電装置を用い
ることで、送電領域（供給可能領域）を拡大し、かつ電力を高い送電効率（電力供給効率
）で供給することが可能な、共鳴方式による給電システム及び給電方法を提供することが
できる。
【００３３】
本発明の一形態は、給電提供者（送電装置）に、より短時間により多くの給電利用者（受
電装置）に給電サービスが行える、高い電力供給能力を付与することが可能な給電システ
ム、給電方法を提供することができる。
【００３４】
本発明の一形態は、給電利用者及び給電提供者双方において効率のよい給電サービスを可
能とする給電システム、及び給電方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】給電システムの一形態を示す図。
【図２】送電装置の一形態を示す図。
【図３】受電装置の一形態を示す図。
【図４】送電装置の一形態を示す図。
【図５】給電方法の一形態を示す図。
【図６】給電システムを用いた給電の例を示す図。
【図７】給電システムを用いた給電の例を示す図。
【図８】送電装置の一形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、発明は以下に示す実施
の形態の記載内容に限定されず、本明細書等において開示する発明の趣旨から逸脱するこ
となく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異な
る実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。なお、以下に
説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を
用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００３７】
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実
際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必
ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００３８】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、構成要素の混
同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００３９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、送電装置、給電システム、及び給電方法の一形態について図１乃至図
５を用いて説明する。
【００４０】
まず、本発明の一態様である給電システムについて図１乃至図４を用いて以下に説明する
。
【００４１】
図１に、本実施の形態における給電システムを構成する送電装置及び受電装置の構成ブロ
ック図を示す。ただし、構成要素と機能は必ずしも一対一の関係とは限らず、複数の構成
要素と複数の機能が関係して給電システムとして動作することもある。
【００４２】
本実施の形態の給電システムは、電源部と電気的に接続する送電装置から受電装置へ電力
を非接触で供給する。複数の送電部の形状や配置は特に限定されないが、本実施の形態で
はマトリクス状に設ける例を示す。
【００４３】
図１（Ａ）に示す送電装置１００は、横にｎ（ｎは自然数）個（列）×縦にｍ（ｍは自然
数）個（行）配列された複数の送電部１１０（１１０＿１１〜１１０＿ｎｍ）を有してい
る。送電部１１０（１１０＿１１〜１１０＿ｎｍ）は、送電装置１００に設けられた電源
部１３０と電気的に接続する。なお、本明細書及び図面において、同様の機能を有する構
成要素は、符号の末尾に＿１、＿２等を付すことで区別する。
【００４４】
送電装置１００において、送電部１１０（１１０＿１１〜１１０＿ｎｍ）と電源部１３０
との接続構成は、特に限定されず、図１に示すように電気的に接続した複数の送電部１１
０（１１０＿１１〜１１０＿１ｍ）、送電部１１０（１１０＿２１〜１１０＿２ｍ）、送
電部１１０（１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎｍ）ごとに電源部１３０と接続してもよいし、複
数の送電部１１０（１１０＿１１〜１１０＿ｎｍ）がそれぞれ独立して電源部１３０と接
続してもよい。
【００４５】
図１（Ｂ）に、送電部１１０（１１０＿１１〜１１０＿ｎｍ）の詳細を示す。送電部１１
０は、送電側共鳴用コイル１１１及び送電用コイル１１２を有し、送電側共鳴用コイル１
１１は、共振周波数を、共振周波数Ａ、共振周波数Ａ’の２つの共振周波数に電気的に切
り替えて設定することができる。
【００４６】
なお、送電装置１００において、非送電となった電力の回収機能（循環機能）を設けてい
る。送電部１１０（１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎｍ）から回収した電力は、電源部１３０へ
送られ、再度送電部１１０（１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎｍ）へ供給される。本実施の形態
では送電部１１０（１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎｍ）から回収した電力を蓄電する蓄電手段
１４５を設ける例を示す。蓄電手段１４５は、送電装置１００ごとに設けてもよいし、複
数の送電部ごとに設けてもよいし、送電部１１０（１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎｍ）ごとに
設けてもよい。送電部１１０ごとに蓄電手段１４５を設ける場合は、送電部１１０内に蓄
電手段１４５を設けてもよい（図１（Ｂ）参照。）。また、蓄電手段１４５等を介さず、
直接回収された反射電力を電源部１３０へ送る構成としてもよい。また、蓄電手段１４５
に蓄電された電力を、電源部１３０を介さず、直接蓄電手段１４５から、送電部１１０（
１１０＿ｎ１〜１１０＿ｎｍ）へ送る構成としてもよい。
【００４７】
蓄電手段１４５としては、二次電池等（例えば、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素
電池、リチウムイオン電池等）を用いることができる。
【００４８】
図１（Ｃ）に示す受電装置２００は、受電側共鳴用コイル２１１及び受電用コイル２１２
を含む受電部２１０と、受電部２１０と電気的に接続する負荷部２２０とを有する。受電
側共鳴用コイル２１１の共振周波数は、共振周波数Ａである。本実施の形態における受電
側共鳴用コイル２１１の共振周波数は、コイルの材料、形状、容量などの回路構成によっ
て作製時に決定し、不変のものとする。
【００４９】
送電部１１０の詳細な具体例を図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図３に示す。
【００５０】
図２（Ａ）に示す送電部１１０は、スイッチ１１６（第１のスイッチ）及び共振周波数調
整用キャパシタ１１５を含む送電側共鳴用コイル１１１と、送電用コイル１１２と、方向
性結合器１１３と、ＡＣＤＣコンバータ１１４と、スイッチ１２１（第２のスイッチ）と
、スイッチ１３１（第３のスイッチ）とを有する。なお、本実施の形態において、スイッ
チ１１６及びスイッチ１２１はｐチャネル型トランジスタであり、スイッチ１３１はｎチ
ャネル型トランジスタである。
【００５１】
方向性結合器１１３から送られる反射電力は交流のため、方向性結合器１１３と、スイッ
チ１２１及びスイッチ１３１との間に、交流から直流へ変換するＡＣＤＣコンバータ１１
４を設けている。
【００５２】
なお、図２（Ａ）に示す送電部１１０は、蓄電手段１４５等を介さず、反射電力３２０を
直接電源部１３０へ送る構成の例である。
【００５３】
図２（Ｂ）に示す送電部１１０は、スイッチ１１６及び共振周波数調整用キャパシタ１１
５を含む送電側共鳴用コイル１１１と、送電用コイル１１２と、方向性結合器１１３と、
スイッチ１２１と、スイッチ１３１と、ＡＣＤＣコンバータ１１４と、抵抗素子１２３と
、抵抗素子１３３とを有する。
【００５４】
図２（Ｂ）に示す送電部１１０のように、抵抗素子１２３、抵抗素子１３３を設けて、ス
イッチ１２１のゲート及びスイッチ１３１のゲートへ入力される電流を制御する構成とし
てもよい。
【００５５】
一方、図２（Ｂ）に示す送電部１１０は、スイッチ１３１と電源部１３０との間に蓄電手
段１４５を設ける例であり、スイッチ１３１を通過して回収した反射電力３２０を蓄電手
段１４５に蓄電することができる。なお、図示しないが蓄電手段１４５に蓄電された電力
は、直接送電部１１０へ供給してもよい。図２（Ｂ）では、蓄電手段１４５は電源部１３
０と電気的に接続しており、蓄電手段１４５に蓄電された電力を、電源部１３０を介して
送電部１１０へ供給することができる。
【００５６】
送電用コイル１１２は、方向性結合器１１３を介して電源部１３０と電気的に接続してお
り、電源部１３０から電力３００が供給される。
【００５７】
また、送電用コイル１１２は、送電側共鳴用コイル１１１と電磁誘導により電磁気的に結
合しており、電源部１３０から供給された電力３００は送電用コイル１１２を介して送電
側共鳴用コイル１１１へ供給される。
【００５８】
送電側共鳴用コイル１１１に供給された電力３００は、受電装置２００へ送電されるが、
給電状態によっては、電力３００すべては送電されない。例えば、送電側共鳴用コイル１
１１と受電側共鳴用コイル２１１との距離が遠かった場合や、送電側共鳴用コイル１１１
及び受電側共鳴用コイル２１１の共振周波数が不一致の場合、送電された電力３００のう
ち送電されなかった電力は、送電側共鳴用コイル１１１から送電用コイル１１２に反射電
力３２０となって反射する。
【００５９】
方向性結合器１１３は反射電力３２０をスイッチ１２１及びスイッチ１３１へ送る機能を
有する。
【００６０】
方向性結合器１１３とスイッチ１２１のゲート、及びソース又はドレインの一方は電気的
に接続し、スイッチ１２１のソース又はドレインの他方はスイッチ１１６のゲートと電気
的に接続している。
【００６１】
また、方向性結合器１１３とスイッチ１３１のゲート、及びソース又はドレインの一方は
電気的に接続し、スイッチ１３１のソース又はドレインの他方は電源部１３０と電気的に
接続している。
【００６２】
スイッチ１１６は、送電側共鳴用コイル１１１と受電側共鳴用コイル２１１との共鳴状態
を制御するために設けられており、スイッチ１１６をオンすると、送電側共鳴用コイル１
１１と受電側共鳴用コイル２１１とは共鳴状態となり、スイッチ１１６をオフすると、送
電側共鳴用コイル１１１と受電側共鳴用コイル２１１とは非共鳴状態となる。
【００６３】
本実施の形態では、スイッチ１１６がオンの共鳴状態では、送電側共鳴用コイル１１１の
共振周波数は、受電側共鳴用コイル２１１と同じ共振周波数Ａに設定される。一方、スイ
ッチ１１６がオフの非共鳴状態では、送電側共鳴用コイル１１１の共振周波数は、受電側
共鳴用コイル２１１と異なる共振周波数Ａ’に設定される。
【００６４】
このように、送電側共鳴用コイル１１１は、受電側共鳴用コイル２１１との関係を、共鳴
状態、又は非共鳴状態に電気的に切り替えることができる機能を有する。図８（Ａ）乃至
（Ｃ）に、送電側共鳴用コイル１１１の構成例を示す。図８（Ａ）に示す送電側共鳴用コ
イル１１１ａは、負荷となる抵抗素子１１７ａを設け、コイルと抵抗素子１１７ａの間に
設けられたスイッチ１１６ａを備える例である。スイッチ１１６ａをオン又はオフに切り
替えることによって、送電側共鳴用コイル１１１ａの共振周波数を共鳴状態、又は非共鳴
状態に切り替えることができる。
【００６５】
図８（Ｂ）に示す送電側共鳴用コイル１１１ｂは、コイルを複数設けており、コイル１１
８ａ、コイル１１８ｂを設け、コイル１１８ａとコイル１１８ｂとの間に設けられたスイ
ッチ１１６ｂを備える例である。スイッチ１１６ｂをオン又はオフに切り替えることによ
って、送電側共鳴用コイル１１１ｂの共振周波数を共鳴状態、又は非共鳴状態に切り替え
ることができる。
【００６６】
図８（Ｃ）に示す送電側共鳴用コイル１１１ｃは、スイッチを複数設けており、コイル１
１８ａ及びコイル１１８ｂと抵抗素子１１７ａとの間に設けられたスイッチ１１６ａ、並
びにコイル１１８ａとコイル１１８ｂとの間に設けられたスイッチ１１６ｂを備える例で
ある。スイッチ１１６ａ、スイッチ１１６ｂをオン又はオフに切り替えることによって、
送電側共鳴用コイル１１１ｃの共振周波数を共鳴状態、又は非共鳴状態に切り替えること
ができる。スイッチ１１６ａ、スイッチ１１６ｂは、両方スイッチ１２１と電気的に接続
する構成としてもよいし、どちらか一方のみ電気的に接続する構成としてもよい。
【００６７】
スイッチ１１６がオフ状態の送電側共鳴用コイル１１１の共振周波数Ａ’は、共振周波数
Ａより十分離れた値、例えば十分大きな値に設定することが好ましい。例えば、共振周波
数Ａを１３．５６ＭＨｚとする場合、スイッチ１１６がオフ状態の送電側共鳴用コイル１
１１の共振周波数Ａ’は１００ＭＨｚ程度とすることが好ましい。
【００６８】
送電側共鳴用コイル１１１の共振周波数は、送電側共鳴用コイル１１１の作製持に、送電
側共鳴用コイル１１１の形状、材料、共振周波数調整用キャパシタ１１５の容量、回路構
成等を適宜設定することによって共振周波数Ａとすることができる。
【００６９】
送電部１１０から受電装置２００への送電の継続、又は停止は、該反射電力３２０値の大
きさ（反射電力の電圧値）を、あらかじめ定めた電力（基準電力）値を基準として判断す
ることで決定される。
【００７０】
送電は、スイッチ１１６がオンとなり送電側共鳴用コイル１１１と受電側共鳴用コイル２
１１とが共鳴する状態で行われる。スイッチ１１６のオン又はオフは、スイッチ１２１の
オン又はオフによって制御することができる。
【００７１】
スイッチ１２１は、基準電力より大きい電力が反射電力３２０として入力された場合オフ
するスイッチとし、スイッチ１１６はスイッチ１２１と同期してオン又はオフを行うスイ
ッチとする。
【００７２】
本実施の形態では、スイッチ１１６及びスイッチ１２１としてｐチャネル型トランジスタ
を用いる。よって、ｐチャネル型トランジスタであるスイッチ１２１のしきい値電圧は基
準電力の電圧より大きく設定する。スイッチ１２１に、基準電力より大きい電力が反射電
力３２０として入力された場合、ｐチャネル型トランジスタであるスイッチ１２１はオフ
するので、ｐチャネル型トランジスタであるスイッチ１１６もオフし、送電側共鳴用コイ
ル１１１は非共鳴状態、すなわち送電側共鳴用コイル１１１が受電側共鳴用コイル２１１
とは異なる共振周波数に設定され、送電は停止する。
【００７３】
一方、スイッチ１２１に、基準電力より小さい電力が反射電力３２０として入力された場
合、ｐチャネル型であるスイッチ１２１はオンであるので、ｐチャネル型であるスイッチ
１１６もオンであり、送電側共鳴用コイル１１１と受電側共鳴用コイル２１１は共鳴状態
のまま、送電は継続する。
【００７４】
よって、送電部１１０において、反射電力３２０が基準電力より小さい場合送電を継続し
、逆に反射電力３２０が基準電力より大きい場合送電を停止することができる。
【００７５】
スイッチ１３１は、送電側共鳴用コイル１１１及び受電側共鳴用コイル２１１の距離が遠
い、又は送電側共鳴用コイル１１１及び受電側共鳴用コイル２１１の共振周波数が不一致
であるなど、送電効率が低く反射電力３２０が基準電力より大きい場合、オンとなり、電
源部１３０（又は蓄電手段１４５を介して）へ反射電力３２０を送ることで、送電装置１
００内で反射電力３２０を回収する（循環させる）。本実施の形態では、スイッチ１３１
としてｎチャネル型トランジスタを用いるので、ｎチャネル型トランジスタであるスイッ
チ１３１のしきい値電圧を基準電力の電圧より小さく設定する。
【００７６】
一方、送電効率が高く基準電力より小さい電力が反射電力３２０として入力された場合、
スイッチ１３１はオフとなり、電源部１３０（及び蓄電手段１４５）との電気的接続を絶
ち、負荷を軽減する。
【００７７】
特に、上記給電方法は、第１の条件及び第２の条件が満たされているか判断する、判断期
間（監視・選択期間を含む）を設けている。上記判断期間においては、送電効率の最適化
がなされていないため、受電装置２００へ送電されずに送電装置１００内に反射される反
射電力３２０が増加する。よって、本明細書に開示する給電システム及び給電方法のよう
に、該反射電力３２０を送電装置１００内で回収し、再度送電に用いる電力とすることは
非常に有益である。送電装置１００に電力の循環機能を有することで、電力の利用効率を
向上させることができる。
【００７８】
また、図示しないが、送電部１１０において、方向性結合器１１３と電源部１３０との間
にスイッチを設けてもよい。該スイッチを設けることで、電源部１３０から送電用コイル
１１２への電力の供給を制御することができる。例えば、送電を行わない場合、方向性結
合器１１３と電源部１３０との間のスイッチをオフすることで、電源部１３０から送電用
コイル１１２への電力の供給を停止することができる。送電部１１０それぞれに電源部１
３０からの電力供給の可否を選択できるので、複数設けられた送電部１１０のうち、送電
を行う送電部１１０のみに電力を供給し、送電を行わない送電部１１０への電力の供給を
停止することができる。よって、送電装置１００において消費電力の低減が可能となる。
【００７９】
なお、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す送電部１１０は、図４に示すように、整合回路８
１０を適宜設けることができる。
【００８０】
受電部２１０の詳細な具体例を図３（Ａ）（Ｂ）に示す。
【００８１】
図３（Ａ）（Ｂ）に示す受電部２１０は、受電側共鳴用コイル２１１と、受電用コイル２
１２を有する。本実施の形態では、受電側共鳴用コイル２１１の共振周波数は、受電側共
鳴用コイル２１１の作製時に、受電側共鳴用コイル２１１の形状、材料、共振周波数調整
用キャパシタ２１５の容量、回路等を適宜設定することによって決定した共振周波数Ａで
ある。
【００８２】
送電側共鳴用コイル１１１及び受電側共鳴用コイル２１１は、お互いの共振周波数が一致
した場合のみ、電磁気的に強く結合し（磁気共鳴結合）、受電側共鳴用コイル２１１は、
送電側共鳴用コイル１１１から電力３１０を受電することができる。
【００８３】
スイッチ１１６がオン状態の送電側共鳴用コイル１１１及び受電側共鳴用コイル２１１の
共振周波数は両方とも共振周波数Ａで一致するため、受電側共鳴用コイル２１１は、スイ
ッチ１１６がオン状態の送電側共鳴用コイル１１１から電力３１０を受電することができ
る。
【００８４】
受電側共鳴用コイル２１１は、受電用コイル２１２と電磁誘導により電磁気的に結合して
おり、送電側共鳴用コイル１１１から供給された電力３１０は受電側共鳴用コイル２１１
を介して受電用コイル２１２へ供給される。
【００８５】
受電用コイル２１２は、負荷部２２０と電気的に接続しており、負荷部２２０は、受電用
コイル２１２が受電側共鳴用コイル２１１から受電した電力３１０を蓄積（充電）する。
【００８６】
負荷部２２０は、二次電池等の蓄電手段であり、例えば、ニッケルカドミウム電池、ニッ
ケル水素電池、リチウムイオン電池等を用いることができる。
【００８７】
また、図３（Ａ）に示す受電部２１０は、図３（Ｂ）に示すように、整合回路８２０、整
流回路８３０、及びＤＣＤＣコンバータ８４０を適宜設けることができる。
【００８８】
スイッチ１１６、スイッチ１２１、スイッチ１３１に代表される、本実施の形態に示す給
電システムで用いる送電装置１００、受電装置２００に含まれる電源部１３０、方向性結
合器１１３、ＡＣＤＣコンバータ１１４、整合回路８１０、８２０、整流回路８３０、Ｄ
ＣＤＣコンバータ８４０、負荷部２２０などの回路にはスイッチング特性を有する半導体
素子（例えばトランジスタ）を用いることができる。
【００８９】
半導体素子に用いる半導体材料としては、例えば、シリコン、炭化シリコン、シリコンゲ
ルマニウムなどのシリコン系材料や、ガリウムヒ素などの化合物半導体材料、インジウム
（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系
酸化物）などの酸化物半導体材料を用いることができる。
【００９０】
給電システムに用いる送電装置１００、及び受電装置２００は主に屋外で用いるため、温
度において使用環境が厳しく、特に気候や天候により高温下で使用する場合が多い。酸化
物半導体を用いた半導体素子（トランジスタ）は、高温下の厳しい温度環境においても良
好なスイッチング特性を維持することができる。よって、酸化物半導体を用いた半導体素
子を用いることで送電装置１００及び受電装置２００に高い信頼性を付与でき、本実施の
形態に示す給電システム及び給電方法において、円滑な給電サービスを行うことが可能と
なる。
【００９１】
本実施の形態における給電システム及び給電方法は、給電状況を判断し、受電装置への送
電の開始、継続、及び停止を独立して制御する送電部が複数隣接して設けられた送電装置
を用いた共振方式（共鳴方式ともいう）を用いており、送電装置と受電装置との間の給電
は、送電部及び受電部に備えられた共振周波数が一致した共鳴用コイル同士で生じる磁気
共鳴現象によって行う。
【００９２】
本実施の形態における給電システム及び給電方法は、第１の条件及び第２の条件を満たす
場合において給電を行うものである。
【００９３】
第１の条件は、送電側共鳴用コイルと受電側共鳴用コイルとが共鳴することである。送電
側共鳴用コイルと受電側共鳴用コイルとが同じ共振周波数を有する場合、共鳴することが
できる。
【００９４】
また、送電効率は、送電側共鳴用コイルと受電側共鳴用コイルとの距離が近いと高くなり
、遠いと低くなる。よって、第２の条件は、送電装置に設けられた複数の送電部のうち、
該受電側共鳴用コイルと最も近い送電側共鳴用コイルを有する送電部により送電を行うこ
とである。
【００９５】
本実施の形態における給電システム及び給電方法は、第１の条件及び第２の条件が満たさ
れているか判断する、判断期間（監視・選択期間を含む）を設けている。上記判断期間に
おいては、送電効率の最適化がなされていないため、受電装置へ送電されずに送電装置側
に反射される反射電力が増加する。よって、本実施の形態における給電システム及び給電
方法にように、該反射電力を送電装置内で回収し、再度送電に用いる電力とすることは非
常に有益である。送電装置に電力の循環機能を有することで、電力の利用効率を向上させ
ることができる。
【００９６】
該判断期間（監視・選択期間を含む）が設けられた本実施の形態における給電システム、
及び給電方法を図７の概念図を用いて説明する。
【００９７】
図７において、送電装置１００は、複数の送電部１１０＿１１〜１１０＿ｎｍを有し、各
送電部１１０＿１１〜１１０＿ｎｍには、電気的に共振周波数Ａ、又は共振周波数Ａ’を
切り替えることで共振周波数Ａ、又は共振周波数Ａ’に設定可能な送電側共鳴用コイル１
１１＿１１〜１１１＿ｎｍが備えられている。送電装置１００には近接して、共振周波数
Ｂの受電側共鳴用コイル２５１を有する受電装置２５０、及び共振周波数Ａの受電側共鳴
用コイル２１１を有する受電装置２００が配置されている。
【００９８】
受電装置に備えられた受電側共鳴用コイルが送電側共鳴用コイルから磁気共鳴現象により
給電を受けるには、受電側共鳴用コイルが送電側共鳴用コイルと共鳴状態となる、すなわ
ち送電側共鳴用コイルと受電側共鳴用コイルとが同じ共振周波数を有する必要がある（第
１の条件）。
【００９９】
よって、共振周波数Ａ、又は共振周波数Ａ’の送電側共鳴用コイル１１１＿１１〜１１１
＿ｎｍを有する送電部１１０＿１１〜１１０＿ｎｍ、及び共振周波数Ｂの受電側共鳴用コ
イル２５１を有する受電装置２５０間では、共振周波数が異なるために給電は行われない
。なお、図７において、送電部１１０＿１１〜１１０＿ｎｍと、受電装置２００、又は受
電装置２５０とにおいて、給電が行われる場合丸印で示し、給電が行われない場合はバツ
印で示す。
【０１００】
コイルに付与される共振周波数の値は、単数複数に関わらず、送電側共鳴用コイル及び受
電側共鳴用コイルの作製時に、形状、材料、容量などの回路構成により決定するコイル固
有のものである。よって、共振周波数は識別情報として機能し、該識別情報をもとに送電
装置及び受電装置、ひいては給電提供者及び給電利用者の識別や管理を行うことができる
。共振周波数はコイル作製時に物理的に作り込むことで決定する要素なので、電気信号に
よる情報識別と比較して改ざんしづらく、安全性が高い。
【０１０１】
本実施の形態の給電サービス（給電システム、給電方法）においては、共振周波数の一致
、不一致によって給電の可否が決定するため、共振周波数はいわゆる鍵として機能し、あ
らかじめ給電契約を結んだ送電装置及び受電装置に特定の共振周波数を有する共鳴用コイ
ルを搭載することで、契約対象者間のみで安全な給電サービスを享受することができる。
よって、給電提供者が、給電効率を高めるために送電装置を大型化し、道路や、広場など
不特定多数の受電装置（給電利用者）が通過、又は集う場所に設けたとしても、共振周波
数によって識別することで特定の受電装置（給電利用者）のみに給電サービスを行うこと
ができる。
【０１０２】
一方、共振周波数Ａの受電側共鳴用コイル２１１を有する受電装置２００は、送電装置１
００が有する送電側共鳴用コイル１１１＿１１〜１１１＿ｎｍが設定可能な共振周波数Ａ
と一致するために、受電装置２００と送電装置１００とは給電が可能である。
【０１０３】
送電装置１００の送電部１１０＿１１〜１１０＿ｎｍに備えられた送電側共鳴用コイル１
１１＿１１〜１１１＿ｎｍを、受電装置２００に備えられた受電側共鳴用コイル２１１の
共振周波数Ａと同じ共振周波数Ａに設定し、共鳴状態とすることで送電を開始し、一方受
電側共鳴用コイル２１１の共振周波数Ａと異なる共振周波数Ａ’に設定し、非共鳴状態と
することで送電を停止する。
【０１０４】
本実施の形態で示すような複数の送電部１１０＿１１〜１１０＿ｎｍを有する送電装置１
００は、広領域な送電領域を提供できるため、同時に複数の受電装置、また、小型から大
型まで様々な大きさ及び形状の受電装置に対応できる。よって、給電利用側の受電装置に
とっては利便性がよく、給電提供側の送電装置１００にとっては、より短時間により多く
の給電利用者（受電装置）に給電サービスが行える、高い電力供給能力が得られるという
利点がある。
【０１０５】
また、上述のように共振方式を用いた給電は、電磁誘導結合方式と異なり、送電側共鳴用
コイル１１１＿１１〜１１１＿ｎｍ及び受電側共鳴用コイル２１１の共振周波数が一致し
た状態においてのみ給電が行われるため、給電時における電力損失を低減することができ
る。
【０１０６】
しかし、本実施の形態で示すような複数の送電部１１０＿１１〜１１０＿ｎｍを有する送
電装置１００においては、送電部１１０＿１１〜１１０＿ｎｍそれぞれに設けられた送電
側共鳴用コイル１１１＿１１〜１１１＿ｎｍが近接して配置される構成となり、同じ共振
周波数Ａを有する複数の送電側共鳴用コイル１１１＿１１〜１１１＿ｎｍ同士にも磁気共
鳴現象が起こり、複数の送電側共鳴用コイル１１１＿１１〜１１１＿ｎｍ間で電力の送受
が生じてしまう。このような送電部１１０＿１１〜１１０＿ｎｍ間での電力の送受が生じ
ると、受電装置２００へ送電されるべき電力に損失が生じるため、送電装置１００から受
電装置２００への送電効率が低下する。
【０１０７】
従って、本実施の形態における給電システム及び給電方法は、送電装置１００において、
受電側共鳴用コイル２１１に最も近接し、送電効率が高い送電側共鳴用コイル１１１＿１
２のみ、受電側共鳴用コイル２１１の共振周波数Ａと同じ共振周波数Ａに設定し、それ以
外の送電側共鳴用コイル１１１＿１１、１１１＿１３〜１１１＿ｎｍは受電側共鳴用コイ
ル２１１の共振周波数Ａと異なる共振周波数Ａ’に設定する。
【０１０８】
受電側共鳴用コイル２１１の共振周波数と同じ共振周波数Ａに設定された送電側共鳴用コ
イル１１１＿１２を有する送電部１１０＿１２のみ、受電装置２００への送電が継続し、
それ以外の受電側共鳴用コイル２１１の共振周波数と異なる共振周波数Ａ’に設定された
送電側共鳴用コイル１１１＿１１、１１１＿１３〜１１１＿ｎｍを有する送電部１１０で
は受電装置２００への送電が停止する（第２の条件）。
【０１０９】
よって、送電装置１００において、送電を行う送電側共鳴用コイル１１１＿１２の共振周
波数Ａは、近接する周りに配置された送電側共鳴用コイル１１１＿１１、１１１＿１３〜
１１１＿ｎｍの共振周波数Ａ’と異なるため、送電側共鳴用コイル１１１＿１１〜１１１
＿ｎｍ間で磁気共鳴現象による電力の送受は生じない。従って、送電装置１００から受電
装置２００へは高い送電効率で給電を行うことができる。
【０１１０】
受電側共鳴用コイル２１１と同じ共鳴周波数Ａから異なる共鳴周波数Ａ’への設定の切り
替えは、各送電部１１０において、受電側共鳴用コイル２１１へ送電されず送電側共鳴用
コイル１１１＿１１〜１１１＿ｎｍから反射される反射電力３２０をスイッチ１２１によ
って検知し、あらかじめ設定した基準電力値によって判別することで制御することができ
る。
【０１１１】
また、給電の利用形態によっては、給電時に受電装置２００を移動させながら給電を行う
、例えば、受電装置２００が携帯用受電装置、もしくは自動車等の移動手段である場合等
、給電開始時、給電中、給電終了時において、送電装置１００と受電装置２００の位置関
係が変更する場合がある。この場合、送電側共鳴用コイル１１１＿１２を有する送電部１
１０＿１２の送電効率が、時間の経過とともに変化する。
【０１１２】
よって、一度送電側共鳴用コイル１１１＿１１、１１１＿１３〜１１１＿ｎｍを、受電側
共鳴用コイル２１１と異なる共鳴周波数Ａ’に設定した後も、一定時間ごとに送電側共鳴
用コイル１１１＿１１、１１１＿１３〜１１１＿ｎｍを受電側共鳴用コイル２１１と同じ
共鳴周波数Ａに再度設定し、現時点における反射電力３２０をスイッチ１２１によって検
知、判別することで共鳴周波数Ａ又は共鳴周波数Ａ’と設定するかを制御し、送電可否を
決定する。
【０１１３】
次に図５のフローチャートを用いて、給電システムを用いた給電方法を説明する。
【０１１４】
図５では、送電装置１００の複数の送電部１１０＿１１〜１１０＿ｎｍのうちの一である
送電部１１０及び受電装置２００の間で給電を行う、給電システム及び給電方法の例であ
る。
【０１１５】
まず、送電部１１０において、電源部１３０から基準電力より小さい電力を供給し、スイ
ッチ１３１をオフとし（Ｓ１）、スイッチ１２１をオンとする（Ｓ２）ことでスイッチ１
１６をオンにする（Ｓ３）。
【０１１６】
スイッチ１１６をオン状態とすることで、送電側共鳴用コイル１１１の共振周波数を、受
電側共鳴用コイル２１１の共振周波数と同じ共振周波数Ａに設定する（Ｓ４）。
【０１１７】
送電用コイル１１２は電源部１３０より電力３００供給を受け、該電力３００を電磁誘導
により電磁気的に結合している送電側共鳴用コイル１１１に送電する（Ｓ５）。受電側共
鳴用コイル２１１の共振周波数が共振周波数Ａであり、送電側共鳴用コイル１１１及び受
電側共鳴用コイル２１１の共振周波数が一致している場合（図７と同様に、受電装置２０
０において受電部２１０に備えられた受電側共鳴用コイル２１１は共鳴周波数Ａとする場
合）、送電側共鳴用コイル１１１は受電した電力３００を受電装置２００へ送電する（Ｓ
６）。
【０１１８】
受電装置２００において、受電部２１０の受電側共鳴用コイル２１１は送電された電力３
００を受電し、該電力３００を電磁誘導により電磁気的に結合している受電用コイル２１
２へ送電する（Ｊ１）。
【０１１９】
受電用コイル２１２は受電した電力３００を負荷部２２０へ送電し（Ｊ２）、負荷部２２
０は電力３００を受電する（Ｊ３）。よって、送電装置１００の送電部１１０及び受電装
置２００間において給電を行うことができる。
【０１２０】
例えば、受電側共鳴用コイルの共振周波数が共振周波数Ｃであり、送電側共鳴用コイル１
１１及び受電側共鳴用コイルの共振周波数が不一致の場合、送電側共鳴用コイル１１１及
び受電側共鳴用コイルは非共鳴状態であり、送電側共鳴用コイル１１１及び受電側共鳴用
コイル間で磁気共鳴結合が生じないために、送電側共鳴用コイル１１１は受電側共鳴用コ
イルへ送電せず、送電用コイル１１２から受電した電力３００を、再び送電用コイル１１
２へ反射電力３２０として反射する（第１の条件）。
【０１２１】
また、受電側共鳴用コイル２１１の共振周波数が共振周波数Ａであり、送電側共鳴用コイ
ル１１１及び受電側共鳴用コイル２１１の共振周波数が一致の場合であっても、送電側共
鳴用コイル１１１及び受電側共鳴用コイル２１１間の距離が近接していない場合は、送電
効率が低下するため、送電側共鳴用コイル１１１は、電力３００の一部の電力３１０のみ
送電し、その他は、再び送電用コイル１１２へ反射電力３２０として反射する（第２の条
件）。
【０１２２】
電源部１３０と送電用コイル１１２との間に設けられる方向性結合器１１３は、電源部１
３０から供給される送電用電力と反射電力３２０とを分離し（Ｓ７）、反射電力３２０を
スイッチ１２１及びスイッチ１３１へ入力する。
【０１２３】
反射電力３２０は、送電側共鳴用コイル１１１より受電側共鳴用コイル２１１へ送電され
なかった電力であるため、反射電力３２０が小さいほど、送電部１１０から受電装置２０
０への送電効率は高く、逆に反射電力３２０が大きいほど該送電効率は低いと判断できる
。
【０１２４】
反射電力３２０が、基準電力より小さい場合、スイッチ１２１はオンのままであるので、
スイッチ１１６もオンのままであり、送電側共鳴用コイル１１１と受電側共鳴用コイル２
１１とは共鳴状態のまま、送電は継続する（Ｓ５へ戻る）。
【０１２５】
反射電力３２０が、基準電力より大きい場合、スイッチ１３１はオンし（Ｓ１１）、蓄電
手段１４５へ反射電力３２０を送り蓄電する（Ｓ１２）。蓄電手段１４５は、蓄電された
反射電力３２０を適宜電源部１３０へ送電する（Ｓ１３）。このように電源部１３０（又
は蓄電手段１４５を介して）へ反射電力３２０を送ることで、送電装置内で反射電力３２
０を回収する（循環させる）。
【０１２６】
また、反射電力３２０が、基準電力より大きい場合、スイッチ１２１はオフするので（Ｓ
８）、スイッチ１１６もオフし（Ｓ９）、送電側共鳴用コイル１１１の共振周波数は共振
周波数Ａ’に設定され（Ｓ１０）、受電側共鳴用コイル２１１とは非共鳴状態となり、送
電は停止する。
【０１２７】
なお、送電効率が向上する、又は電源部１３０からの電力供給が停止するなどして、入力
される反射電力３２０が、基準電力より小さくなった場合、スイッチ１３１はオフとなり
、電源部１３０（及び蓄電手段１４５）との電気的接続を絶ち、負荷を軽減する。
【０１２８】
送電停止した送電部１１０は、一定時間経過後、再びスイッチ１３１をオフ状態（Ｓ１）
、スイッチ１２１をオン状態とし（Ｓ２）、反射電力３２０により送電状況を判断して、
送電可否を決定する。
【０１２９】
このように、より高い電力の利用効率、及び送電効率で送電（電力供給）を行うことが可
能となる。
【０１３０】
以上、本実施の形態に示すように、送電装置において、電力の回収機能（循環機能）を設
けることで、送電用電力の利用効率を向上させることができる。
【０１３１】
送電側共鳴用コイルを有する送電部が複数設けられた送電装置を用いることで、送電領域
（供給可能領域）を拡大し、かつ電力を高い送電効率（電力供給効率）で供給することが
可能な、共鳴方式による給電システム及び給電方法を提供することができる。
【０１３２】
給電提供者（送電装置）に、より短時間により多くの給電利用者（受電装置）に給電サー
ビスが行える、高い電力供給能力を付与することが可能な給電システム、給電方法を提供
することができる。
【０１３３】
給電利用者及び給電提供者双方において効率のよい給電サービスを可能とする給電システ
ム、及び給電方法を提供することができる。
【０１３４】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
【０１３５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で示した給電システム及び給電方法において、受電装置
を電気自動車等の電気推進移動体に内蔵させた場合の一形態について、図６を用いて説明
する。
【０１３６】
なお、受電装置は電気自動車等の電気推進移動体の他に、例えば、携帯型の電子機器であ
る、デジタルビデオカメラ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲ
ーム機又は電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  
Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）再生装置）等に内蔵することもできる。受電装
置が内蔵された電子機器は、利用者が保持して給電可能領域に配置することによって、給
電することができる。
【０１３７】
本実施の形態の給電システム及び給電方法は、電力をもって駆動させる物品であればどの
ようなものにでも設けて使用することができる。
【０１３８】
図６は、電気推進移動体である電気自動車１５０を、実施の形態１で示した送電装置、給
電システム及給電方法で給電する一例である。
【０１３９】
なお、図６（Ａ１）乃至（Ｃ１）は給電時の様子を上面から見た図であり、図６（Ａ２）
乃至（Ｃ２）は各送電部１１０＿１１乃至送電部１１０＿３３におけるスイッチ１２１、
スイッチ１１６、及びスイッチ１３１のオン又はオフ状態を示した図である。
【０１４０】
図６に示す給電システムは、マトリクス的に配列された複数の送電部１１０＿１１乃至送
電部１１０＿３３を有する送電装置１００、受電装置２００を有する電気自動車１５０で
構成されており、送電装置１００は地面に設けられている例を示す。
【０１４１】
送電装置１００は、複数の送電部１１０＿１１乃至送電部１１０＿３３を有し、各送電部
１１０＿１１乃至送電部１１０＿３３には、受電装置に含まれる受電側共鳴用コイルと共
鳴状態、又は非共鳴状態へ切り替えられる送電側共鳴用コイルが備えられている。共鳴状
態、又は非共鳴状態へ切り替えは、送電側共鳴用コイルの共振周波数を、共振周波数Ａ、
又は共振周波数Ａ’に電気的に切り替えることで行うことができる。
【０１４２】
送電装置１００の複数の送電部１１０＿１１乃至送電部１１０＿３３が構成する送電領域
には、共振周波数Ａの受電側共鳴用コイルを有する受電装置２００を搭載した電気自動車
１５０が配置されている。本実施の形態では、電気自動車１５０の利用者と、送電装置１
００の提供者は契約関係にあり、電気自動車１５０はあらかじめ送電装置１００と給電可
能なように、送電装置１００に備えられた送電側共鳴用コイルの共振周波数Ａと同じ共振
周波数Ａの受電側共鳴用コイルを有する受電装置２００が搭載されているケースを示すこ
ととする。
【０１４３】
単数複数関わらず、コイルに付与される共振周波数Ａの値は、送電側共鳴用コイル及び受
電側共鳴用コイルの作製時に、形状、材料、容量などの回路構成により決定するコイル固
有のものである。よって、共振周波数Ａは識別情報として機能し、該識別情報をもとに送
電装置１００及び受電装置２００、ひいては給電提供者及び給電利用者の識別や管理を行
うことができる。共振周波数Ａはコイル作製時に物理的に作り込むことで決定する要素な
ので、電気信号による情報識別と比較して改ざんしづらく、安全性が高い。
【０１４４】
あらかじめ給電契約を結んだ送電装置１００及び受電装置２００に特定の共振周波数Ａを
有する共鳴用コイルを搭載することで、契約対象者間のみで安全な給電サービスを享受す
ることができる。よって、送電装置１００のように送電装置を大型化し、不特定多数の受
電装置（給電利用者）が通過、停車する道路や駐車場など設けたとしても、共振周波数に
よって識別することで特定の受電装置２００を搭載した電気自動車１５０のみに給電サー
ビスを行うことができる。
【０１４５】
また、本実施の形態で示すような複数の送電部１１０＿１１乃至送電部１１０＿３３を有
する大型な送電装置１００は、広領域な送電領域を提供できるため、同時に複数の受電装
置を搭載した電気推進移動体及び電子機器、また、小型から大型まで様々な大きさ及び形
状の受電装置を搭載した電気推進移動体及び電子機器に対応できる。よって、給電利用側
の給電利用者（受電装置を搭載した電気推進移動体及び電子機器）にとっては利便性がよ
く、給電提供側の給電提供者（送電装置１００）にとっては、より短時間により多くの給
電利用者（受電装置を搭載した電気推進移動体及び電子機器）に給電サービスが行える、
高い電力供給能力が得られるという利点がある。
【０１４６】
送電装置１００及び受電装置２００を搭載した電気自動車１５０間で給電を行う。
【０１４７】
まず、送電装置１００及び受電装置２００を搭載した電気自動車１５０間における給電サ
ービス（給電システム及び給電方法）においては、共鳴用コイルを受電側共鳴用コイルと
共鳴状態とする。すなわち、送電装置１００に備えられた送電側共鳴用コイルを、受電装
置２００に備えられた受電側共鳴用コイルの共振周波数Ａと同じ共振周波数Ａに設定する
。実施の形態１で示したように、送電側共鳴用コイルの共振周波数を共振周波数Ａに設定
するには、スイッチ１２１及びスイッチ１１６をオンとし、スイッチ１３１をオフとする
（図６（Ａ２）参照）。
【０１４８】
次に、図６（Ａ１）の状態の送電装置１００へ、図６（Ｂ１）のように電気自動車１５０
に設けられた受電装置２００が、送電装置１００の送電部１１０＿２２に最も近接して配
置された場合を説明する。受電装置２００が最も近接する送電部１１０＿２２においては
、送電効率が高いため、送電部１１０＿２２へ反射する反射電力が、基準電力より小さく
なる。従って、スイッチ１２１及びスイッチ１１６はオン、スイッチ１３１はオフであり
送電が継続して行われる。一方、送電部１１０＿２２以外の送電部１１０＿１１乃至送電
部１１０＿２１、及び送電部１１０＿２３乃至送電部１１０＿３３においては、受電装置
２００と離れているため送電効率が低く、反射電力が基準電力よりも大きくなる。従って
、スイッチ１２１及びスイッチ１１６はオフして送電は停止し、スイッチ１３１はオンし
て反射電力を回収し、電源部（蓄電手段）へ送電する。
【０１４９】
この場合、送電部１１０＿２２のみ共振周波数Ａと設定され、近接する周りに配置された
送電部１１０＿１１乃至送電部１１０＿２１、及び送電部１１０＿２３乃至送電部１１０
＿３３においては共振周波数Ａ’に設定される。
【０１５０】
よって、送電装置１００において、送電を行う送電部１１０＿２２の送電側共鳴用コイル
の共振周波数Ａは、近接する周りに配置された送電部１１０＿１１乃至送電部１１０＿２
１、及び送電部１１０＿２３乃至送電部１１０＿３３に備えられた送電側共鳴用コイルの
共振周波数Ａ’と異なるため、送電部１１０＿２２の送電側共鳴用コイルと、隣接する送
電部１１０＿１１乃至送電部１１０＿２１、及び送電部１１０＿２３乃至送電部１１０＿
３３の送電側共鳴用コイル間で磁気共鳴現象による電力の送受は生じない。従って、送電
装置１００から受電装置２００へは高い送電効率で給電を行うことができる。
【０１５１】
その後、図６（Ａ２）の状態の送電装置１００から、図６（Ｃ１）のように電気自動車１
５０が移動して離れた場合を説明する。送電部１１０＿２２においても、送電対象である
受電装置２００が存在しないため、反射電力が基準電力よりも大きくなる。従って、すべ
ての送電部１１０＿１１乃至送電部１１０＿３３において、送電側共鳴用コイルの共振周
波数は共振周波数Ａ’に設定され、スイッチ１２１及びスイッチ１１６はオフして送電は
停止し、スイッチ１３１はオンして反射電力を回収し、電源部（蓄電手段）へ送電する。
【０１５２】
なお、図６には、地面に送電装置１００が設けられている例を示したが、側面（壁）や上
面（天井）に設けてもよい。
【０１５３】
以上、本実施の形態に示すように、送電装置において、電力の回収機能（循環機能）を設
けることで、送電用電力の利用効率を向上させることができる。
【０１５４】
送電側共鳴用コイルを有する送電部が複数設けられた送電装置を用いることで、送電領域
（供給可能領域）を拡大し、かつ電力を高い送電効率（電力供給効率）で供給することが
可能な、共鳴方式による給電システム及び給電方法を提供することができる。
【０１５５】
給電提供者（送電装置）に、より短時間により多くの給電利用者（受電装置）に給電サー
ビスが行える、高い電力供給能力を付与することが可能な給電システム、給電方法を提供
することができる。
【０１５６】
給電利用者及び給電提供者双方において効率のよい給電サービスを可能とする給電システ
ム、及び給電方法を提供することができる。
【０１５７】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
【符号の説明】
【０１５８】
１００    送電装置
１１０    送電部
１１１    送電側共鳴用コイル
１１２    送電用コイル
１１３    方向性結合器
１１４    ＡＣＤＣコンバータ
１１５    共振周波数調整用キャパシタ
１１６    スイッチ
１２１    スイッチ
１２３    抵抗素子
１３０    電源部
１３１    スイッチ
１３３    抵抗素子
１４５    蓄電手段
１５０    電気自動車
２００    受電装置
２１０    受電部
２１１    受電側共鳴用コイル
２１２    受電用コイル
２１５    共振周波数調整用キャパシタ
２２０    負荷部
２５０    受電装置
２５１    受電側共鳴用コイル
３００    電力
３１０    電力
３２０    反射電力
８１０    整合回路
８２０    整合回路
８３０    整流回路
８４０    ＤＣＤＣコンバータ
１１０＿１１    送電部
１１０＿１２    送電部
１１０＿２１    送電部
１１０＿２２    送電部
１１０＿２３    送電部
１１０＿３３    送電部
１１１＿１１    送電側共鳴用コイル
１１１＿１２    送電側共鳴用コイル
１１１＿１３    送電側共鳴用コイル
１１１ａ    送電側共鳴用コイル
１１１ｂ    送電側共鳴用コイル
１１１ｃ    送電側共鳴用コイル
１１６ａ    スイッチ
１１６ｂ    スイッチ
１１７ａ    抵抗素子
１１８ａ    コイル
１１８ｂ    コイル
【図１】
0006293337.tif 000002
【図２】
0006293337.tif 000003
【図３】
0006293337.tif 000004
【図４】
0006293337.tif 000005
【図５】
0006293337.tif 000006
【図６】
0006293337.tif 000007
【図７】
0006293337.tif 000008
【図８】
0006293337.tif 000009