(57)【要約】【目的】電磁誘導を利用した非接触式の給電装置において動作位置と収納位置の選択操作を簡単にし収納状態では電流消費が防止されるようにする。【構成】電源に接続される給電コイル１に、負荷に接続される受電コイル３を挿入することにより、電磁誘導で給電部２から受電部４に対し非接触で給電する。受電部は給電部の略２倍の長さがあり、下端側に受電コイルがあり上端側に支持部４２がある。電磁結合する動作位置では受電部が上に引き出された状態となるように支持部が支え、収納位置では支持部が外されて受電部は下方に落ち込み、両コイルの電磁結合は解除される。受電部が動作位置にある場合にのみ給電コイルは自動的に駆動される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続される給電コイルを備えた給電部と負荷に接続される受電コイルを備えた受電部とを有し、前記給電コイルと前記受電コイルを電磁結合させて電磁誘導で前記給電部から前記受電部に対し非接触で給電を行う給電装置において、
前記受電部は、前記給電部に対し、前記給電コイルと前記受電コイルとの間に電磁結合が成立する動作位置と、前記給電コイルと前記受電コイルとの間に電磁結合が成立しない収納位置とにおいて、選択的に設定が可能であり、
前記受電部が前記動作位置にある場合に、前記給電コイルが駆動されるように構成されたことを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記受電部が前記収納位置にある場合には、前記給電コイルに流れる電流の電流値に基づいて前記受電部が前記動作位置に設定されたことを検知するために、前記給電コイルが間欠的に駆動されることを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【請求項３】
前記給電部は、前記給電コイルに所定の内径を備えた貫通孔が設けられており、
前記受電部は、前記給電部の前記貫通孔に対して挿抜可能な長体状の基体を有し、前記受電コイルは該基体の一端側に配置されており、
前記受電コイルを前記給電コイルの前記貫通孔に対して挿抜し、前記受電部の基体の一端側を前記貫通孔から出没させることにより、前記受電部の前記給電部に対する動作位置と前記収納位置とを選択して固定できるようにしたことを特徴とする請求項２記載の給電装置。
【請求項４】
前記給電部は、前記貫通孔が上下方向に貫通するように取り付け部の開口に設置されており、
前記受電部は、前記受電コイルが前記基体の下端側に配置され、前記基体の上端側に前記下端側に向けて突出した支持部が設けられており、
前記受電部の前記基体の前記上端部が前記給電部の前記貫通孔から上方に突出した状態において、前記支持部が前記取り付け部又は前記給電部に当接することにより、前記受電部の前記給電部に対する動作位置が保持され、
前記受電部の前記基体の前記下端部が前記給電部の前記貫通孔から下方に突出した状態において、前記支持部の少なくとも一部が前記開口を介して前記取り付け部の内部に入るとともに、前記受電部の前記基体の前記上端部又は前記支持部が前記給電部の端部に当接することにより、前記受電部の前記給電部に対する収納位置が保持されることを特徴とする請求項３記載の給電装置。
【請求項５】
前記給電部は、前記貫通孔が上下方向に貫通するように取り付け部の開口に設置されるとともに、前記受電部の固定手段を有しており、
前記受電部は、前記受電コイルが前記基体の下端側に配置されるとともに、前記基体の上端及び前記受電コイルの上端に対応する位置に前記固定手段に係合する上係合部及び下係合部をそれぞれ有しており、
前記受電部の前記基体の前記上端部が前記給電部の前記貫通孔から上方に突出した状態において、前記下係合部が前記固定手段に係合することにより、前記受電部の前記給電部に対する動作位置が保持され、
前記受電部の前記基体の前記下端部が前記給電部の前記貫通孔から下方に突出した状態において、前記上係合部が前記固定手段に係合することにより、前記受電部の前記給電部に対する収納位置が保持されることを特徴とする請求項３記載の給電装置。
【請求項６】
前記負荷は、前記取り付け部の前記開口に着脱自在な形状であり、収納時に前記開口に装着した際に前記受電部を下方に押圧して前記受電部を前記給電部の前記貫通孔内に押し込む凸部を備えており、前記受電部の受電コイルに接続されて前記基体の上端側から導出された導電長体に接続されており、
前記負荷を使用するために前記開口から外して前記導電長体を引いた場合には、前記受電部が前記給電部の貫通孔内を引き上げられて前記作動位置に設定され、前記負荷を前記開口に収納した場合には、前記受電部が前記負荷の前記凸部に押されて前記収納位置に設定されるように構成されたことを特徴とする請求項５記載の給電装置。
【請求項７】
前記負荷は下面側に開口した空洞部を有し、前記凸部は空洞部の上底面に下向きで設けられており、
前記導電長体は、前記空洞内で前記負荷に接続されるとともに、前記負荷を前記開口に収納した場合には前記凸部の周囲に外挿されて前記空洞部内に収納される伸縮自在な螺旋状のコードであることを特徴とする請求項６記載の給電装置。
【請求項８】
前記受電部は、前記受電コイルに所定の内径を備えた貫通孔が設けられており、
前記給電部は、前記受電部の前記貫通孔に対して挿抜可能な長体状の基体を有し、前記給電コイルは該基体の一端側に配置されており、
前記給電コイルを前記受電コイルの前記貫通孔に対して挿抜し、前記給電部の基体の一端側を前記貫通孔から出没させることにより、前記給電部の前記受電部に対する動作位置と前記収納位置とを選択して固定できるようにしたことを特徴とする請求項２記載の給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源に接続された給電コイルと、負荷に接続された受電コイルとを、電磁結合が成立する給電状態に置くことにより、給電部から受電部に対し電磁誘導により非接触で給電を行うことができる給電装置に係り、特に給電状態と非給電状態との間で位置関係を選択できる構造を備え、負荷の動作を行わない非給電状態では自動的に給電動作が停止して電流の消費を防止することができる給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コネクター・ソケット等、機械的接触を介して電力を供給する給電装置は、水濡れの恐れのある場合や埃・砂等の堆積の恐れがある様な環境では、ショート・感電の可能性があるため使用することができなかった。
【０００３】
この様な場所での使用に適した給電装置として、機械的な結合を用いずに電磁誘導を用いた非接触タイプの給電システムが提案されている。例えば、下記特許文献１には、自動車用の充電接続器であって、電源に接続された１次巻線１１を有する円筒形の充電端子１２を、自動車のバッテリーに接続される中空円筒形の２次巻線に対して着脱可能に挿入し、電磁誘導により非接触で給電を行うことができる給電装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−８４６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この様に電磁誘導を用いる給電装置では、受電側のコイルと給電側のコイルが接続されていない時には、給電側のコイルの動作を停止しなければ給電側では電流を消費し続けることとなってしまうため、給電側には給電側の動作を停止するためのスイッチを設ける必要があった。しかも、給電側に設けるべき前記スイッチには、給電装置の本体同様に防水・防塵の構造が必要となり、大型で高価なものとならざるを得なかった。
【０００５】
また、かかるスイッチを設けるとすれば、両コイルを接続し又は分離する度に該スイッチにより給電側の動作をＯＮ／ＯＦＦしなければならず、操作が煩雑であった。
【０００６】
さらに、前記スイッチの操作を考慮すると、給電装置自体の設置位置も規制をうけるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、給電コイルと負荷側の受電コイルを電磁結合の状態に置いて電磁誘導により非接触で給電を行う給電装置の分野において、動作位置（給電状態）と収納位置（非給電状態）との間で位置関係を簡単なワンタッチ操作で選択しうる構造を備え、負荷の動作を行わない収納状態では自動的に給電動作が停止して電流の消費を防止することができる給電装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された給電装置は、電源に接続される給電コイルを備えた給電部と負荷に接続される受電コイルを備えた受電部とを有し、前記給電コイルと前記受電コイルを電磁結合させて電磁誘導で前記給電部から前記受電部に対し非接触で給電を行う給電装置において、
前記受電部は、前記給電部に対し、前記給電コイルと前記受電コイルとの間に電磁結合が成立する動作位置と、前記給電コイルと前記受電コイルとの間に電磁結合が成立しない収納位置とにおいて、選択的に設定が可能であり、
前記受電部が前記動作位置にある場合に、前記給電コイルが駆動されるように構成されたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載された給電装置は、請求項１記載の給電装置において、前記受電部が前記収納位置にある場合には、前記給電コイルに流れる電流の電流値に基づいて前記受電部が前記動作位置に設定されたことを検知するために、前記給電コイルが間欠的に駆動されることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載された給電装置は、請求項２記載の給電装置において、前記給電部は、前記給電コイルに所定の内径を備えた貫通孔が設けられており、
前記受電部は、前記給電部の前記貫通孔に対して挿抜可能な長体状の基体を有し、前記受電コイルは該基体の一端側に配置されており、
前記受電コイルを前記給電コイルの前記貫通孔に対して挿抜し、前記受電部の基体の一端側を前記貫通孔から出没させることにより、前記受電部の前記給電部に対する動作位置と前記収納位置とを選択して固定できるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載された給電装置は、請求項３記載の給電装置において、前記給電部は、前記貫通孔が上下方向に貫通するように取り付け部の開口に設置されており、
前記受電部は、前記受電コイルが前記基体の下端側に配置され、前記基体の上端側に前記下端側に向けて突出した支持部が設けられており、
前記受電部の前記基体の前記上端部が前記給電部の前記貫通孔から上方に突出した状態において、前記支持部が前記取り付け部又は前記給電部に当接することにより、前記受電部の前記給電部に対する動作位置が保持され、
前記受電部の前記基体の前記下端部が前記給電部の前記貫通孔から下方に突出した状態において、前記支持部の少なくとも一部が前記開口を介して前記取り付け部の内部に入るとともに、前記受電部の前記基体の前記上端部又は前記支持部が前記給電部の端部に当接することにより、前記受電部の前記給電部に対する収納位置が保持されることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載された給電装置は、請求項３記載の給電装置において、前記給電部は、前記貫通孔が上下方向に貫通するように取り付け部の開口に設置されるとともに、前記受電部の固定手段を有しており、
前記受電部は、前記受電コイルが前記基体の下端側に配置されるとともに、前記基体の上端及び前記受電コイルの上端に対応する位置に前記固定手段に係合する上係合部及び下係合部をそれぞれ有しており、
前記受電部の前記基体の前記上端部が前記給電部の前記貫通孔から上方に突出した状態において、前記下係合部が前記固定手段に係合することにより、前記受電部の前記給電部に対する動作位置が保持され、
前記受電部の前記基体の前記下端部が前記給電部の前記貫通孔から下方に突出した状態において、前記上係合部が前記固定手段に係合することにより、前記受電部の前記給電部に対する収納位置が保持されることを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載された給電装置は、請求項５記載の給電装置において、前記負荷は、前記取り付け部の前記開口に着脱自在な形状であり、収納時に前記開口に装着した際に前記受電部を下方に押圧して前記受電部を前記給電部の前記貫通孔内に押し込む凸部を備えており、前記受電部の受電コイルに接続されて前記基体の上端側から導出された導電長体に接続されており、
前記負荷を使用するために前記開口から外して前記導電長体を引いた場合には、前記受電部が前記給電部の貫通孔内を引き上げられて前記作動位置に設定され、前記負荷を前記開口に収納した場合には、前記受電部が前記負荷の前記凸部に押されて前記収納位置に設定されるように構成されたことを特徴としている。
【００１４】
請求項７に記載された給電装置は、請求項６記載の給電装置において、前記負荷は下面側に開口した空洞部を有し、前記凸部は空洞部の上底面に下向きで設けられており、
前記導電長体は、前記空洞内で前記負荷に接続されるとともに、前記負荷を前記開口に収納した場合には前記凸部の周囲に外挿されて前記空洞部内に収納される伸縮自在な螺旋状のコードであることを特徴としている。
【００１５】
請求項８に記載された給電装置は、請求項２記載の給電装置において、前記受電部は、前記受電コイルに所定の内径を備えた貫通孔が設けられており、
前記給電部は、前記受電部の前記貫通孔に対して挿抜可能な長体状の基体を有し、前記給電コイルは該基体の一端側に配置されており、
前記給電コイルを前記受電コイルの前記貫通孔に対して挿抜し、前記給電部の基体の一端側を前記貫通孔から出没させることにより、前記給電部の前記受電部に対する動作位置と前記収納位置とを選択して固定できるようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載された給電装置によれば、給電部と受電部の電磁誘導で非接触の給電を行う給電装置において、給電状態と非給電状態をワンタッチの簡単な操作で選択でき、負荷の動作を行わない非給電状態では自動的に給電動作を停止して電流の消費を防止することができる。
【００１７】
請求項２に記載された給電装置によれば、請求項１記載の給電装置の効果において、さらに、受電部が非使用状態である収納位置にある場合においても、受電部が動作位置に設定されたか否かを給電コイルの間欠駆動で検知しているので、受電部が使用状態にあるか否かを少ない消費電力で常に監視し、使用状態であれば直ちに給電部に自動的に電流を供給して受電部への給電を開始する構成とすることができる。
【００１８】
請求項３に記載された給電装置によれば、請求項２記載の給電装置の効果において、さらに、給電コイルを貫通孔を備えた中空円筒形とし、受電コイルを該貫通孔に挿入可能な中実円筒形とし、両コイルを摺動自在の構造にしたので、操作感に優れた両コイルの挿抜という簡易な操作により動作位置と収納位置を任意に選択して固定でき、給電と非給電の選択が容易で操作しやすい効果がある。
【００１９】
請求項４に記載された給電装置によれば、請求項３記載の給電装置の効果において、さらに、給電コイルに挿入された受電コイルを引き上げて支持部を取り付け部又は給電部に突き当てれば、本装置は給電状態（動作位置）に設定でき、支持部による支持を外して受電コイルを給電コイル内に挿入すれば本装置は非給電状態（収納位置）に設定でき、動作位置と収納位置の選択及び位置固定の操作が一層容易であり、受電コイルの突出状態から給電状態・非給電状態の識別が外観上も容易である。
【００２０】
請求項５に記載された給電装置によれば、請求項３記載の給電装置の効果において、さらに、給電コイルに挿入された受電コイルを引き上げて下係合部と固定手段を係合させれば本装置は給電状態（動作位置）に設定でき、受電コイルを給電コイル内に挿入して上係合部を固定手段に係合させれば本装置は非給電状態（収納位置）に設定できるので、動作位置と収納位置の選択及び位置固定の操作が、係合部と固定手段のクリック感のある係合により一層容易かつ確実である。また、給電状態・非給電状態の識別が、受電コイルの突出状態から外観上容易に識別できるとともに、前記クリック感により操作感の上からも容易に識別可能である。
【００２１】
請求項６に記載された給電装置によれば、請求項５記載の給電装置の効果において、さらに、負荷の使用時に操作者が負荷を開口から外して使用位置へ移動させれば、負荷と導電長体で接続された受電コイルが引き上げられて作動位置に設定され、また負荷を開口に収納すれば、受電コイルは負荷の凸部に押されて収納位置に設定されるので、特に受電コイルを指でつまんで引き上げる等、給電位置に設定するための操作を行わなくても、負荷を所定の収納位置から取り出して使用する準備をするだけで、本給電装置を動作状態に設定でき、使い勝手がよいという効果がある。
【００２２】
請求項７に記載された給電装置によれば、請求項６記載の給電装置の効果において、さらに、負荷を取り出して引張り、導電長体で接続された受電コイルを引き上げる際に、導電長体が伸縮自在なので負荷を引く力が一気に受電コイルに加わることがなく、受電コイルは適度な力で引き上げられて動作位置に設定される。また、負荷を収納する際には、導電長体は空洞内で凸部の周囲に外挿された状態となるので、空洞内での納まりがよく整理された状態となり、次の引出し時に絡まる恐れもない。
【００２３】
請求項８に記載された給電装置によれば、請求項２記載の給電装置の効果において、請求項３記載の発明とは逆に、受電コイルを貫通孔を備えた中空円筒形とし、給電コイルを該貫通孔に挿入可能な中実円筒形とし、両コイルを摺動自在の構造にしたので、請求項３記載の発明と同様に、操作感に優れた両コイルの挿抜という簡易な操作により動作位置と収納位置を任意に選択して固定でき、給電と非給電の選択が容易で操作しやすい効果がある。
【００２４】
このように、本発明によれば、受電コイルと給電コイルの電磁的結合による非接触式の給電装置において、給電コイル側に給電動作を停止するために高価なスイッチを設けなくとも、無駄な電力を消費することなく動作状態の有無を確実に検出でき、給電側の動作をＯＮ／ＯＦＦする煩雑な操作が不要であり、必要時には自動的に給電側の電力供給をスタートすることができるという効果がある。
【００２５】
また、給電側の動作をＯＮ／ＯＦＦするスイッチが不要であるから、当該スイッチの操作を考慮して給電装置自体の設置位置に規制を与える必要がなく、設置環境や設置位置についての自由度が高まり、用途を広範囲に展開しうるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するために特許出願人が出願時点で最良と思う本発明の実施の形態を図１〜図８を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る給電装置の回路構成図であり、図２は本発明の実施の形態に係る給電装置の駆動波形図であり、図３は本発明の実施の形態に係る給電装置の給電時におけるコイル部分の構造を示す断面図であり、図４は同収納時におけるコイル部分の構造を示す断面図であり、図５は本発明の実施の形態に係る給電装置の動作を説明する流れ図であり、図６は本発明の実施の形態に係る給電装置の動作を説明する電流等の波形図であり、図７は本発明の実施の形態の第２の例に係る給電装置の給電時におけるコイル部分の構造を示す断面図であり、図８は同第２の例に係る給電装置の収納時におけるコイル部分の構造を示す断面図である。
【００２７】
１．第１の実施の形態
（１）本給電装置の構成（図１〜図４）
図１に示すように、本例の給電装置は、給電コイル１を備えた給電部２と受電コイル３を備えた受電部４を有し、別体に構成された給電コイル１と受電コイル３を電磁結合が成立する給電状態に置くことにより、電磁誘導で給電部２から受電部４に対して非接触で給電を行う装置である。
【００２８】
給電部２は、３つの小給電コイル５からなる給電コイル１と、後述する制御手段からの制御信号により交流で各小給電コイル５を駆動する３つの駆動回路６と、各駆動回路６と電源７との間の電源経路に設けられて電源電圧を一定電圧に変換する定電圧回路８と、前記電源経路に設けられた電流検出素子９と、各駆動回路６を制御する制御手段１０とを有している。
【００２９】
制御手段１０は、基準となるクロックを発生させる発振回路１１と、発振回路１１の周波数を所望の周波数にして出力する分周回路１２と、電流検出素子９の両端の電圧をデジタル信号に変えるＡ／Ｄ変換器１３と、これら各回路等からの信号等を用いて前記各駆動回路６を制御する制御回路１４とで構成される。制御回路１４には、後述するように、駆動回路６を制御する際の判断基準となる各種の基準値が予め設定されている。
【００３０】
受電部４は、電磁誘導により交流電力を発生させる受電コイル３と、受電コイル３に接続された整流回路１５を有する。整流回路１５は、ダイオード１６及びコンデンサー１７を有し、受電コイル３に発生した交流電力を直流に変換して負荷２０に供給する。
【００３１】
図１及び図２に示すように、制御回路１４からは相対的に高い周波数（本例では３２ｋＨｚ）又は相対的に低い周波数（本例では１６ｋＨｚ）のいずれか一方が、後述する手順に従った判断で選択され、基本信号Ｓ０として常時各駆動回路６に出力される。また、制御回路１４からは、Ｈ又はＬの選択信号Ｓ１（Ｈは選択、Ｌは非選択）が後述する手順に従って選択され、各駆動回路６に出力される。その結果、図２に示すように、給電コイル１に与えられる駆動信号（給電コイル１の波形）は、選択信号Ｓ１が入ると（Ｈになると）、基本信号Ｓ０の周波数に基いた交流波形となって給電コイル１に与えられ、これを駆動する。
【００３２】
次に、図３及び図４を参照して給電コイル１と受電コイル３のさらに具体的な形状等を説明する。
給電部２は、内径が一定である横断面円形の貫通孔２１を中心に備えた中空円筒形の給電コイル１を有している。給電コイル１は、その他の給電部回路（前記制御手段１０、定電圧回路８、電流検出素子９等）とともに外装材料２２によって一体に封着された密閉構造となって給電部２を構成しており、コイルや回路等の電気的構成部分は種々の環境に耐えうる防水性・防湿性・防塵性を備えている。なお電源７は外部から供給される。そして、このような構造の給電部は、貫通孔２１が上下方向に貫通するような姿勢で取り付け部３０の開口３１の内部に縦に設置されており、給電コイル１の貫通孔２１の上端の開口が、取り付け部３０の開口３１内に隙間３２をおいて配置されるように構成されている。
【００３３】
受電部４は、給電部２の貫通孔２１の軸線方向の長さの略２倍強の長さを有し、外装材料２２と同様の材質からなる中実円柱状の基体４０を備えている。そして、受電コイル３は、給電コイル１と同等の軸方向長さを有する磁性体（フェライト）２３と、これの略全長に亘って巻かれた被覆導電線２４とからなり、前記基体４０の下端側（下半部）に封入されている。また、円柱状の基体４０の上端には、整流回路（受電回路）１５が封入されており、基体４０内に封入された接続線を介して受電コイル３に接続されている。受電回路１５からは導電線が基体４０の外に封着状態で導出されており、図示しない負荷に接続されている。
【００３４】
また、この受電回路１５が封入された基体４０の上端は、受電コイル３が封入された本体部分よりも大径で外方に張り出した形状のフランジ部４１として構成されており、さらにその側面側には基体４０の下端側に向けて突出する支持部４２が設けられている。この支持部４２は棒状であり、受電コイル３と給電コイル１の軸方向の相対的な位置を電磁結合位置に設定するために受電部４を支える部材であって、その長さは基体４０の略半分に近い適当な長さに設定されている。
【００３５】
以上のような給電部２と受電部４の形状・構造によれば、受電部４は給電部２の貫通孔２１に挿入して軸方向に移動可能であり、図３に示すように受電部４の基体４０の上端部を給電部２の貫通孔２１から上方に引き出して突出させた状態とし、支持部４２を取り付け部３０の上面に当接させれば、受電部４の受電コイル３がちょうど給電部２の給電コイル１と相対して電磁結合する位置（動作位置）に設定されて同位置に保持されることとなる。
【００３６】
また、図４に示すように支持部４２を取り付け部３０の上面から外して取り付け部３０の開口３１内に移動させ、受電部４を給電部２の貫通孔２１内で下方に移動させて受電部４の基体４０の下端部が給電部２の貫通孔２１から下方に突出した状態にすれば、受電部４の基体４０のフランジ部４１が給電部２の上端に引っ掛かり、両部２、４は互いにコイル１，３が電磁結合から解除される非給電位置に設定されて同位置に保持されることとなる。
【００３７】
以上のように、給電部２（給電コイル１）と受電部４（受電コイル３）は互いに摺動可能で動作位置と収納位置との間で選択可能に位置設定できるので、図４に示すように受電部４が取り付け部３０の開口３１を塞いだ収納位置においては両コイル１，３の電磁結合は生じず、給電は行われない。また、図３に示すように受電部４が引き上げられて取り付け部３０の開口３１から上方に突出した動作位置においては両コイル１，３は電磁結合し、非接触の給電を行い得る給電状態になる。
【００３８】
本例では、上述したように互いに摺動可能であって、収納位置と動作位置とに選択的に設定可能な２つのコイルの機械的構造において、さらに以下に示す駆動方法により、受電部４が収納位置にある場合には給電コイル１に流れる電流の電流値に基づいて受電部４が動作位置に設定されたことを検知し、受電部４が動作位置にある場合には給電コイル１が自動的に駆動されるようにしたものである。以下、本給電装置の回路構成によるかかる作用について説明する。
【００３９】
（２）本給電装置の作用（図５、図６）
本給電装置の作用を、制御手段１０の動作を中心として説明する。
本給電装置では、以下に説明するように予め制御回路１４に幾つかの基準値Ａ１〜Ａ３を設定しておき、給電コイル１に流れる電流の電流値を電流検出素子９で測定してこれら基準値Ａ１〜Ａ３と比較し、その比較結果に基づいて受電コイル３の有無や負荷２０の軽重等の状態判断を行う。
【００４０】
まず、第１の基準値であるレベルＡ１は、給電コイル１と受電コイル３が給電状態以外の状態（具体的には受電コイル３が給電コイル１から外れている状態）から給電状態（具体的には受電コイル３が給電コイル１に全長挿入された状態）となって電磁結合が成立したことを検知するための判断基準値であり、給電コイル１の電流値がこのレベルＡ１よりも大きい場合には電磁結合がなく（つまり受電コイル３は挿入されておらず）、給電コイル１の電流値がこのレベルＡ１よりも小さい場合には電磁結合が成立している（つまり受電コイル３が挿入されている）、と判断される。
【００４１】
また、第２の基準値であるレベルＡ３は、給電コイル１と受電コイル３が給電状態（具体的には受電コイル３が給電コイル１に全長挿入されて電磁結合が成立した状態）から給電状態以外の状態（具体的には受電コイル３が給電コイル１から外れている状態）になったことを検知するための判断基準値であり、給電コイル１の電流値がこのレベルＡ３よりも大きい場合には給電コイル１に挿入されていた受電コイル３が抜き取られたものと判断される。
【００４２】
また、第３の基準値であるレベルＡ２は、給電コイル１と受電コイル３が給電状態（具体的には受電コイル３が給電コイル１に全長挿入されて電磁結合が成立した状態）にあることを前提とし、その場合に負荷２０が高負荷か軽負荷かを判断するための基準値であって、給電コイル１に流れる電流がレベルＡ２を越える場合には、相対的に小抵抗値の高負荷であると判断し、給電コイル１に与える駆動信号の周波数を相対的に低い周波数（１６ｋＨｚ）の駆動信号で駆動する。また、給電コイル１に流れる電流がレベルＡ２を下回る場合には、相対的に高抵抗値の軽負荷であると判断し、給電コイル１に与える駆動信号の周波数を相対的に高い周波数（３２ｋＨｚ）の駆動信号で駆動する。
【００４３】
以下、本給電装置の作動についてさらに具体的に説明する。以下の説明では、図４の流れ図に示す各動作ステップＳ１〜Ｓ９を用いて本装置の動作を適宜区切って説明し、各区切り毎に半括弧付き数字１）〜９）を参照符号として付した。また図５に示す電流波形にも対応して同一の半括弧付き数字１）〜９）を付し、理解の便宜とした。
【００４４】
１）受電部４が挿入されていない状態では、３２ｋＨｚで給電コイル１を駆動すると、第１の基準値であるレベルＡ１より大きい電流が流れるため、Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ５−Ｓ１のルートで動作する。制御手段１０のタイマーで指定された時間ごとにＳ１信号はＨとなり、受電コイル３の検出動作を繰り返す。
【００４５】
２）受電部４が挿入されると３２ｋＨｚで給電コイル１を駆動した時の電流がＡ１レベル未満となり、軽負荷と判断され、Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３−Ｓ６のルートで動作し、Ｓ１信号はＨのまま保たれるため駆動動作が連続する。この時電流がＡ１レベル以下の場合はＳ６−Ｓ８−Ｓ９−Ｓ６の動作を繰り返す。（軽負荷動作）
【００４６】
３）この後、受電部４を抜き取ると電流がＡ３レベルを超えるため、Ｓ６−Ｓ７−Ｓ９−Ｓ４−Ｓ５−Ｓ１のルートで動作を行い、受電コイル３の検出動作を繰り返す。
【００４７】
４）受電部４が挿入されると３２ｋＨｚで給電コイル１を駆動した時の電流がＡ１レベル以下となり、Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３−Ｓ６のルートで駆動動作が連続する。この時電流がＡ２レベルより大きい場合は、高負荷と判断され、Ｓ６−Ｓ７と動作し、Ｓ０出力を１６ｋＨｚに変更し、Ｓ９−Ｓ６−Ｓ７−Ｓ９の動作を繰り返す。（高負荷動作）
【００４８】
５）この後、受電部４を抜き取ると電流がＡ３レベルを超えるため、Ｓ６−Ｓ７−Ｓ９−Ｓ４−Ｓ５−Ｓ１のルートで動作を行い、Ｓ０出力を３２ｋＨｚとし受電コイル３の検出動作を繰り返す。
【００４９】
６）受電部４が挿入された状態で負荷２０が変動して電流が変化すると、電流がＡ２レベル以下の場合はＳ６−Ｓ８−Ｓ９−Ｓ６のルートで動作を繰り返す。
【００５０】
７）負荷２０が変化してＡ２レベルより大きな電流が流れるとＳ６−Ｓ７−Ｓ９−Ｓ６のルートで動作を繰り返し、給電コイル１は１６ｋＨｚで駆動される。
【００５１】
８）電流が変化して電流がＡ２レベル以下になるとＳ６−Ｓ８−Ｓ９−Ｓ６のルートで動作を繰り返し、給電コイル１は３２ｋＨｚで駆動される。
【００５２】
９）もしＡ１レベルと受電部４が挿入されていない状態の電流値とが近いために、受電コイル３が給電コイル１に挿入されていないのに挿入されたものと誤検出してしまったとしても、Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３−Ｓ６−Ｓ７−Ｓ９のルートで動作し、Ａ１レベルより十分に大きいＡ３レベルとの大きな差を確実に検出してＳ９−Ｓ４−Ｓ５−Ｓ１のルートで動作を行い、検出動作を繰り返すことができる。
【００５３】
なお、以上説明した本例の給電装置の用途は多様であり、特に限定はしないが、防水性・防湿性が特に必要とされる環境下において、電気接続部分の着脱操作を頻繁に行うような用途（作業）で有効である。例えば、船釣りにおいてモータ駆動である電動リールを釣り竿に設けて使用する場合には、船の給電施設（電源）に接続した複数個の前記給電部を船縁（設置対象）の複数箇所に適当な配置で設けておき、釣り人（操作者）は電動リールのモータ（負荷）に前記受電部を接続しておき、必要に応じて甲板上を移動しながら、適当な位置にある給電部選択して自己の電動リールの受電部を差し込めば、自己が選択した位置で電源の供給を受けて電動リールを駆動操作し、釣り（作業）をすることができる。
【００５４】
２．第２の実施の形態（図７及び図８）
次に、本発明の第２の実施の形態を図７及び図８を参照して説明する。
本例の回路構成は第１の例と同一であり、給電部と受電部におけるコイルの摺動構造及び位置決め構造並びに負荷と受電部の連結構造等に特徴があり、以下では当該部分を中心に説明し、第１の例と構成又は作用が同一である部分については記述の簡潔のため第１の例についての記載及びこれに対応する図１〜図６の記載を援用し、図７及び図８に第１の例と同一の符号を付して一部の説明を省略する。
【００５５】
図７に示すように、給電部５２は、内径が一定である横断面円形の貫通孔２１が中心にある中空円筒形の給電コイル１を有している。給電コイル１は、その他の給電部回路（前記制御手段１０、定電圧回路８、電流検出素子９等）とともに外装材料２２によって一体に封着された密閉構造となって全体として円筒形の給電部５２を構成しており、コイルや回路等の電気的構成部分は種々の環境に耐えうる防水性・防湿性・防塵性を備えている。なお電源７は外部から供給される。
【００５６】
給電部５２の貫通孔２１の上端には、その内周面に沿って内方に突出した周状の突起である固定手段５５が設けられており、後述する受電部５４を所定位置で係止・位置決めできるように構成されている。
【００５７】
そして、このような構造の給電部５２は、貫通孔２１が上下方向に貫通するような姿勢で取り付け部３０の開口３１の内側に縦に設置されており、給電コイル１の貫通孔２１の上端の開口が、取り付け部３０の開口３１内の中央に配置されるように構成されている。
【００５８】
受電部５４は、給電部５２の貫通孔２１の軸線方向の長さの略２倍強の長さを有し、外装材料２２と同様の材質からなる中実円柱状の基体５６を備えている。そして、受電コイル３は、給電コイル１と同等の軸方向長さを有する磁性体（フェライト）２３と、これの略全長に亘って巻かれた被覆導電線２４とからなり、前記基体５６の下端側（下半部）に封入されている。また、円柱状の基体５６中の給電コイル１の上方には、整流回路（受電回路）１５が封入されて受電コイル３に接続されており、さらに基体５６内に封入された接続線を介して基体５６の上端側面から封着状態で導出されて外部の出力コード６０に接続され、負荷７０（例えば照明装置）に接続されている。
【００５９】
また、受電部５４の基体５６の上端は、受電コイル３が封入された本体部分よりも大径で外方に張り出したフランジ部５７とされている。また、基体５６の周面において、フランジ部５７の直下位置にあたる部分と、内部に封入された受電コイル３の上端に対応する位置にあたる部分には、給電部５２の固定手段５５に係合する周状の溝である上係合部５８及び下係合部５９がそれぞれ形成されており、受電部５４を所定位置で係止・位置決めできるように構成されている。
【００６０】
前記負荷７０は、取り付け部３０の開口３１に着脱自在な形状であり、例えば開口３１が円形であれば負荷７０は円筒形であり、開口３１が矩形であれば負荷７０は角筒状である。負荷７０の下面側には空洞部７１が開口しており、空洞部７１の上底面には凸部７２が下向きで設けられている。この凸部７２は、負荷７０を取り付け部３０の開口３１に収納した際に、受電部５４のフランジ部５７を下方に押圧して受電部５４を給電部５２の貫通孔２１内に押し込むようになっている。また、負荷７０は、空洞部７１内で出力コード６０に接続され、受電コイル３から電気の供給を受けるようになっている。
【００６１】
出力コード６０は伸縮自在な螺旋状の導電長体、所謂スパイラルケーブルであり、負荷７０を開口３１に収納した場合には凸部７２の周囲に外挿されて整頓された状態で空洞部７１内に収納され、負荷７０を開口３１から取り外して移動した場合には伸張して適当な張力で受電部５４に引き上げ力を与えることができるようになっている。
【００６２】
以上のような給電部５２と受電部５４の形状・構造によれば、受電部５４は給電部５２の貫通孔２１に挿入して軸方向に移動可能であり、人力で移動させた場合には動作位置と収納位置とのいずれかに所定のクリック感を以て係止し、所定の係止力で位置決めされる。
【００６３】
そして、図７に示すように取り付け部３０の開口３１から負荷７０を取り出して使用位置に移動させると、受電部５４は出力コード６０に引っ張られて持ち上がり、下係合部５９が固定手段５５に係合することにより、受電部５４の基体５６の上端部側が給電部５２の貫通孔２１から上方に突出する動作位置に設定・保持されて両コイル１，３は電磁結合し、給電状態となる。
【００６４】
また、図８に示すように負荷７０を開口３１に戻せば、負荷７０の凸部７２が受電部５４のフランジ部５７を押し下げ、上係合部５８が固定手段５５に係合することにより、受電部５４は受電コイル３がある基体５６の下半部が給電部５２の貫通孔２１から下方に突出する収納位置に設定・保持されて両コイル１，３の電磁結合は解除され、非給電状態となる。
【００６５】
本例の用途例としては、負荷７０をライトとし、照明装置を開口３１から取り外してある程度引っ張ると給電状態になって光が照射されるようにした照明装置が一例として考えられる。
【００６６】
３．その他の実施の形態
以上説明した２つの実施形態では、給電コイル１が中空円筒形であり、受電コイル３がこれに挿入される中実円筒形であったが、この形状の関係は逆であってもよい。すなわち、給電コイルを中実円筒形（すなわち丸棒状）とし、受電コイルを所定の内径の貫通孔を備えた中空円筒形として給電コイルに外挿するようにしてもよい。その場合の回路構成や、機械的構成は、前述した２つの例における技術的意義を変更しない範囲においてこれらと略同様に考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る給電装置の回路構成図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施の形態に係る給電装置の駆動波形図である。
【図３】図３は本発明の第１の実施の形態に係る給電装置の給電時におけるコイル部分の構造を示す断面図である。
【図４】図４は同収納時におけるコイル部分の構造を示す断面図である。
【図５】図５は本発明の第１の実施の形態に係る給電装置の動作を説明する流れ図である。
【図６】図６は本発明の第１の実施の形態に係る給電装置の動作を説明する電流等の波形図である。
【図７】図７は本発明の第２の実施の形態に係る給電装置の給電時におけるコイル部分の構造を示す断面図である。
【図８】図８は本発明の第２の実施の形態に係る給電装置の収納時におけるコイル部分の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…給電コイル
２，５２…給電部
３…受電コイル
４，５４…受電部
５…小給電コイル
６…駆動回路
７…電源
８…定電圧回路
９…電流検出素子
１０…制御手段
１１…発振回路
１２…分周回路
１４…制御回路
１５…整流回路
２０，７０…負荷
２１…挿入孔
３０…取り付け部
３１…取り付け部の開口
４０，５６…受電部の基体
４１，５７…受電部のフランジ部
４２…受電部の支持部
５５…固定手段
５８…上係合部
５９…下係合部
６０…受電部と負荷を接続する導電長体としての出力コード
Ａ１〜Ａ３…基準値
【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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