(57)【要約】【課題】電磁誘導方式により受電装置に電力を供給する給電装置を原因とした受電装置の配置空間にある導体の発熱を抑制する。【解決手段】給電部は、電磁誘導により受電装置に電力を供給する給電装置である。給電部は、線材を平面状に巻き回し、受電装置が配置される配置空間に面して設けられた給電用コイル４Ａと、給電用コイル４Ａと同一平面において、給電用コイル４Ａが内側空間に位置するように線材を平面状に巻き回した給電用コイル４Ｂとを有し、給電用コイル４Ａ，４Ｂのそれぞれの一端に共通の周波数の交流電流を供給して駆動する。給電用コイル４Ａ，４Ｂに直流電流を流した場合に上記配置空間に発生させられる静磁場は、給電用コイル４Ｂの内周に対応した位置の強度が、給電用コイル４の径方向におけるその位置の両側の強度よりも高い。また、給電用コイル４Ａ，４Ｂは同種の線材で構成され、線長差が給電用コイル４Ｂの外周の長さ未満である。【選択図】図３
2012186472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電用コイルを有する受電装置に電磁誘導方式により給電する給電装置であって、
線材を平面状に巻き回し、前記受電用コイルが配置される配置空間に面して設けられた第１平面コイルと、
前記第１平面コイルと同一平面において、前記第１平面コイルが内側空間に位置するように線材を平面状に巻き回した第２平面コイルと、
前記受電装置に給電する場合に、前記第１及び第２平面コイルのそれぞれの一端に共通の周波数の交流電流を流す駆動回路と
を備え、
前記第１及び第２平面コイルに直流電流を流した場合に前記配置空間に発生させられる静磁場は、前記第１及び第２平面コイルの径方向において、前記第２平面コイルの内周に対応した位置の強度が当該位置の両側の強度よりも高い
ことを特徴とする給電装置。
【請求項２】
受電用コイルを有する受電装置に電磁誘導方式により給電する給電装置であって、
線材を平面状に巻き回し、前記受電用コイルが配置される配置空間に面して設けられた第１平面コイルと、
前記第１平面コイルと同一平面において、前記第１平面コイルが内側空間に位置するように線材を平面状に巻き回した第２平面コイルと、
前記受電装置に給電する場合に、前記第１及び第２平面コイルのそれぞれの一端に共通の周波数の交流電流を流す駆動回路と
を備え、
前記第１及び第２平面コイルの前記線材の長さの差が、前記第２平面コイルの外周の長さ未満である
ことを特徴とする給電装置。
【請求項３】
前記第１及び第２平面コイルの前記線材の長さが一致する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の給電装置。
【請求項４】
前記第１及び第２平面コイルの直流抵抗の値が一致する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項５】
前記駆動回路は、
前記第１及び第２平面コイルのそれぞれの一端に同位相の前記交流電流を供給する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項６】
前記第１及び第２平面コイルに直列接続された容量性素子
を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項７】
前記配置空間の反対側から前記第１及び第２平面コイルを覆うように、前記第１及び第２平面コイルから離間して設けられた磁性体と、
前記磁性体を前記配置空間の反対側から覆うように設けられた非磁性体と
を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の給電装置と受電装置とを備える受給電装置であって、
前記受電装置が、
受電用コイルを有し、前記給電装置から非接触で受電する電力受電部と、
前記電力受電部から供給された電力を用いて発光体を発光させる発光回路と
を有することを特徴とする受給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で電力を供給する給電装置及び受給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、ＬＥＤとも呼ぶ。）は従来から、信号や宣伝用や行き先表示等の各種のディスプレイ装置に使用されてきた。近年、発光ダイオードの輝度や効率が向上したので室内や屋外の照明装置にも使用され始めている。
【０００３】
特許文献１には、電球型ＬＥＤランプが開示されている。電球型ＬＥＤランプは、従来の電球と同様の外形を有している。電球型ＬＥＤランプは、従来電球に用いられていたＡＣ電源のソケットに差し込めるように口金を有している。電球型ＬＥＤランプの内部には、発光ダイオードを実装する基板、発光ダイオードを点灯するための電子回路、放熱板等が内蔵されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６５８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の発光ダイオードを用いた照明装置では、専らＡＣ電源に接続して使用されているのが現状である。そのため、従来の発光ダイオードを用いた照明装置では、使用される場所等の制約が生じている。そこで、非接触で照明装置に給電することができれば、照明装置を設置できる場所の制約が軽減されることが期待できる。しかしながら、電磁誘導方式の非接触給電では、受電装置（例えば前述の照明装置）は、給電装置により発生させられる磁場の作用により誘導起電力を発生させるから、渦電流の発生を原因として受電装置の導体部分が発熱することがある。よって、ユーザの安全や受電装置の故障防止のために、熱を検知した場合には緊急停止したり冷却機構を駆動したりする機構を受電装置に実装する必要がある。しかしながら、このような熱対策の機構を受電装置に実装することは、受電装置の構造の複雑化や高コスト化の原因となる。また、給電装置により発生させられる磁場に、ユーザが不注意で金属物の導体等を置いてしまった場合には、その導体が発熱してユーザに危険が及ぶおそれもある。
本発明は上記課題に鑑み、電磁誘導方式により受電装置に電力を供給する給電装置が給電する場合に、受電装置が配置される空間にある導体が発熱するのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の給電装置は、電磁誘導により受電装置に給電する給電装置であって、線材を平面状に巻き回し、前記受電装置が配置される配置空間に面して設けられた第１平面コイルと、前記第１平面コイルと同一平面において、前記第１平面コイルが内側空間に位置するように線材を平面状に巻き回した第２平面コイルと、前記受電装置に給電する場合に、前記第１及び第２平面コイルのそれぞれの一端に共通の周波数の交流電流を流す駆動回路とを備え、前記第１及び第２平面コイルに直流電流を流した場合に前記配置空間に発生させられる静磁場は、前記第１及び第２平面コイルの径方向において、前記第２平面コイルの内周に対応した位置の強度が当該位置の両側の強度よりも高いことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の給電装置は、電磁誘導により受電装置に給電する給電装置であって、線材を平面状に巻き回し、前記受電装置が配置される配置空間に面して設けられた第１平面コイルと、前記第１平面コイルと同一平面において、前記第１平面コイルが内側空間に位置するように線材を平面状に巻き回した第２平面コイルと、前記受電装置に給電する場合に、前記第１及び第２平面コイルのそれぞれの一端に共通の周波数の交流電流を流す駆動回路とを備え、前記第１及び第２平面コイルの前記線材の長さの差が、前記第２平面コイルの外周の長さ未満であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の給電装置において、前記第１及び第２平面コイルの前記線材の長さが一致することが好ましい。
また、本発明の給電装置において、前記第１及び第２平面コイルの直流抵抗の値が一致することが好ましい。
また、本発明の給電装置において、前記駆動回路は、前記第１及び第２平面コイルのそれぞれの一端に同位相の前記交流電流を供給することが好ましい。
また、本発明の給電装置において、前記第１及び第２平面コイルに直列接続された容量性素子を備えることが好ましい。
また、本発明の給電装置において、前記配置空間の反対側から前記第１及び第２平面コイルを覆うように、前記第１及び第２平面コイルから離間して設けられた磁性体と、前記磁性体を前記配置空間の反対側から覆うように設けられた非磁性体とを備えることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の受給電装置は、給電装置と受電装置とを備える照明装置であって、前記受電装置が、受電用コイルを有し、前記給電装置から非接触で受電する電力受電部と、前記電力受電部から供給された電力を用いて発光体を発光させる発光回路とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電磁誘導方式により受電装置に給電する給電装置において、従来構成に比べて磁場が相対的に強い領域を分散して発生させることができるから、受電装置に安定的に給電しつつも、局所的に強い磁場の発生による受電装置等の導体の発熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る受給電装置の基本構成を示し、（Ａ）は概念図、（Ｂ）は構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る受給電装置の具体的な構成を示すブロック図である。
【図３】給電部のコイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図４】インバータ部の変形例の構成を示すブロック図である。
【図５】受電部の一例を示す回路図である。
【図６】受電部における受電効率を測定した回路を示すブロック図である。
【図７】静磁場特性を示す模式的なグラフである。
【図８】給電用コイルに流れる交流電流の周波数と、インピーダンスとの関係を模式的に表したグラフである。
【図９】ゲート駆動回路から交流電流を流した場合に給電用コイルに流れる電流Ｉの周波数特性を示すグラフである。
【図１０】静磁場特性のシミュレーション結果を示すグラフである（２Ａ）。
【図１１】静磁場特性のシミュレーション結果を示すグラフである（５００ｍＡ）。
【図１２】静磁場の３次元分布を示す図である。
【図１３】静磁場特性のシミュレーション結果を示すグラフである（２Ａ）。
【図１４】給電用コイルの別の実施形態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のII−II線に沿う断面図である。
【図１５】受給電装置構成を示すブロック図である。
【図１６】受給電装置の構成を示すブロック図で奉る。
【図１７】受給電装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】受給電装置に適用できるダイオード等の実装回路を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のIII−III線に沿う断面図である。
【図１９】受給電装置のブロック図である。
【図２０】受給電装置を応用した照明装置の別の実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。各図において同一又は対応する部材には同一符号を用いる。
図１は、本発明の実施形態に係る受給電装置１の基本構成を示し、（Ａ）は概念図、（Ｂ）は構成図である。
図１（Ａ）に示すように、受給電装置１は、給電部１０と受電部２０とからなる。給電部１０は、電磁誘導方式により受電部２０に電力を供給する給電装置である。給電部１０は、インバータ部２で発生させられた交流電力（つまり交流電流）を給電用コイル４に非接触で供給する。受電部２０は、給電部１０により給電された電力を受けて（つまり受電して）動作する受電装置である。受電部２０は、受電用コイル２３を備え、給電部１０から非接触で受電する電力受電部２１と、電力受電部２１から電力が供給されて発光するＬＥＤ発光部２２と、を備えている。
【００１３】
図１（Ｂ）に示すように、受給電装置１の給電部１０は、ＡＣ電源に接続されている。インバータ部２は、ＡＣ電源から変換された直流電力（ＤＣ）が供給され、給電用コイル４に供給する交流電力を発生させる。この場合給電部１０は、ＡＣ−ＤＣ−ＡＣの変換を行っている。給電部１０は、電球型のソケット（図示せず）を介してＡＣ電源に接続されてもよい。ＬＥＤ発光部２２は、発光ダイオード２４を発光体として備える発光回路である。ＬＥＤ発光部２２は、受電部２０が有する図示せぬ装着部（例えばソケット）に着脱可能な発光体として発光ダイオード２４を備える発光回路であってもよい。受電部２０は、必要に応じて、発光ダイオード２４が発生した光を反射したり拡散したりするための笠やフード２５を備えてもよい。ＬＥＤ発光部２２の発光ダイオード２４は、受電用コイル２３から供給される交流電力により点灯し、或いはさらに、交流電力を整流した直流電力で点灯する。
【００１４】
受給電装置１によれば、給電部１０の給電用コイル４から受電部２０の受電用コイル２３への磁力伝搬によって電力の伝送を行い、ＬＥＤ発光部２２の発光ダイオード２４を発光させることができる。
【００１５】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る受給電装置１Ａの具体的な構成を示すブロック図である。
図２に示すように、受給電装置１Ａは給電部１０と受電部２０とを備えている。給電部１０は、インバータ部２と、インバータ部２に接続されるコンデンサ３と、給電用コイル４とを備えている。受電部２０は、電力受電部２１と、ＬＥＤ発光部２２と、からなる。電力受電部２１は、給電用コイル４に電磁気的に結合する受電用コイル２３を備えている。ＬＥＤ発光部２２は、給電部１０から受電部２０に供給される電力で動作する。給電用コイル４と受電用コイル２３は、それぞれ、一次コイル、二次コイルとも呼ばれる。
【００１６】
給電部１０において、それぞれインダクタンスＬ１を有する二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂが並列接続され、容量Ｃの第１のコンデンサ３Ａの一端が二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂの並列接続された一端に接続され、二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂの並列接続された他端は、容量Ｃの第２のコンデンサ３Ｂの一端に接続されている。第２のコンデンサ３Ｂの他端は、後述するようにインバータ部２に接続される。第２のコンデンサ３Ｂの他端は接地されている。第１のコンデンサ３Ａ、第２のコンデンサ３Ｂが本発明の容量性素子に相当する。
【００１７】
受電用コイル２３は、インダクタンスＬ２を有するコイルである。給電部１０における二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂと受電部２０における受電用コイル２３とが電磁気的に結合されている。受電用コイル２３には、容量Ｃのコンデンサが並列接続又は直列接続されてもよい。ここにおいて、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たすものとする。Ｌ２を相対的に大きくすることで、受電用コイル２３における電流変化により発生させられる誘導起電力を大きくすることができる。
【００１８】
図３は、給電部１０の給電用コイル４を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
図３に示すように、給電部１０の二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂは同心円状に配置されており、一方の給電用コイル４Ａは同心円の中心の回りに巻回され、他方の給電用コイル４Ｂが一方の給電用コイル４Ａの外側に巻回されている。
【００１９】
給電部１０の二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂは、何れも直列抵抗を低減するために絶縁被覆された複数の導線を撚り合わせた線材からなる。絶縁被覆の材料としては、エナメル等の樹脂、絹等の繊維を使用できる。このような線材としては、リッツ線が挙げられる。すなわち、給電用コイル４Ａは、線材を平面状に巻き回した第１平面コイルである。給電用コイル４Ｂは、給電用コイル４Ａの外周の直径よりも大きい直径の内側空間を形成するように、線材を平面状に巻き回した第２平面コイルである。給電用コイル４Ｂは、給電用コイル４Ａと同一平面において、給電用コイル４Ａが内側空間に位置するように設けられている。図３に示すように、給電用コイル４Ａの外周と給電用コイル４Ｂの内周との間には隙間が形成されている。ここにおいて、給電用コイル４Ａ、４Ｂの線材は、同種の線材で同一の長さとなるように形成されている。これにより、給電用コイル４Ａ、４Ｂの直流抵抗の抵抗値は、理論上は同一となる。
【００２０】
受電部２０の受電用コイル２３は、給電部１０の給電用コイル４Ａ、４Ｂに対して所定の間隔をあけて対向するように配設される。すなわち、給電用コイル４Ａ、４Ｂは、受電部２０（より詳細には、受電用コイル２３）が配置（配設）される配置空間に面するように設けられている。
【００２１】
図２に示すように、インバータ部２は、インバータの駆動周波数の矩形波等を発生する発振回路６と、制御回路７と、ゲート駆動回路８と、スイッチング用トランジスタ９と、から構成されている。
【００２２】
発振回路６は、水晶振動子を用いた水晶発振器等で構成されるクロック発生器６Ａと、ＰＬＬ（Phase-lockedloop、位相同期回路と呼ばれている。）６Ｂと、ＰＬＬに接続されるＬＣ発振器６Ｃと、を含んで構成される。発振回路６は、ＰＬＬ６Ａで制御される所謂ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator、電圧制御発振器と呼ばれている。）である。ＬＣ発振器６Ｃの容量Ｃとしては、半導体の可変容量ダイオードを用いる。
【００２３】
ＶＣＯの周波数は、可変容量ダイオードに印加される逆方向電圧の調整によって変えられる。可変容量ダイオードに印加される逆方向電圧は、電源Ｖｃｃから供給される。可変容量ダイオードに印加される逆方向電圧は、電源Ｖｃｃに接続される周波数可変用の可変抵抗器６Ｄによって調整される。
【００２４】
上記のように構成される発振回路６は、クロック発生器６Ａの周期的な信号と、ＶＣＯの発振周波数が分周された信号とが比較されて、可変容量ダイオードに印加される逆方向電圧がフィードバック制御されて、ＶＣＯの周波数が一定になるように制御される。
【００２５】
ゲート駆動回路８は、発振回路６とスイッチング用トランジスタ９との間に介在し、発振回路６の出力を増幅する。ゲート駆動回路８は、複数段の増幅回路から構成してもよい。ゲート駆動回路８は、ゲートドライブ回路とも呼ばれている。ゲート駆動回路８は、例えば増幅用の集積回路を用いて構成することができる。ゲート駆動回路８は、受電部２０に給電する場合に、給電用コイル４Ａ、４Ｂのそれぞれの一端に共通の周波数の交流電流を流す駆動回路である。ゲート駆動回路８は、例えば交流５Ｖで１００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚの周波数の交流電流を給電用コイル４に流すことにより、この給電用コイル４を駆動する。給電用コイル４Ａ、４Ｂは並列接続されているから、ゲート駆動回路８は、共通の周波数の同位相の交流電流を、給電用コイル４Ａ、４Ｂのそれぞれに流すことになる。
なお、ゲート駆動回路８が給電用コイル４の駆動に用いる交流電圧は５Ｖ以外であってもよいし、給電用コイル４に流す交流電流の周波数においても特定の周波数に限定されることはない。
【００２６】
制御回路７は、発振回路６とゲート駆動回路８とを制御する。制御回路７は、発振回路６のインバータ部２で発生させる交流周波数の可変手段を有している。
【００２７】
次に、スイッチング用トランジスタ９と、給電用コイル４との接続について説明する。
図２に示すように、スイッチング用トランジスタ９の第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａのドレインが電源ＶＤＤに接続され、第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａのソースが第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｂのドレインに接続され、第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｂのソースは接地されている。図示の場合、第１及び第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａ，９Ｂのゲートには、第２のゲート駆動回路８Ａ、８Ｂの出力が入力される。第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａのソースと、第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｂのドレインとの接続点には、第１のコンデンサ３Ａの一端が接続され、第１のコンデンサ３Ａの他端が並列接続された二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂの一端に接続されている。並列接続された二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂの他端は第２のコンデンサ３Ｂの一端に接続され、第２のコンデンサ３Ｂの他端は接地されている。
【００２８】
次に、スイッチング用トランジスタ９と給電用コイル４Ａ、４Ｂとの別の接続について説明する。
図４は、インバータ部２の変形例の構成を示すブロック図である。図４に示すように、スイッチング用トランジスタ９は（電源に直列接続されるＮ型ＭＯＳＦＥＴを２組、即ち４個備え、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａ〜９Ｄの各ゲートは、４つのゲート駆動回路８Ａ〜８Ｄで駆動される。
【００２９】
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａ，９Ｂの組では、図２と同様であり、第１のゲート駆動回路８Ａの出力は、第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａのゲートに入力される。第２のゲート駆動回路８Ｂの出力は、第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｂのゲートに入力される。
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｃ、９Ｄの組において、第３のゲート駆動回路８Ｃの出力は、第３のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｃのゲートに入力され、第４のゲート駆動回路８Ｄの出力は、第４のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｄのゲートに入力される。
第１のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ａのソースと第２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｂのドレインとの接続点には、第１のコンデンサ３Ａの一端が接続されている。第１のコンデンサ３Ａの他端が二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂが並列接続された一端に接続されている。
並列接続された二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂの他端は、第２のコンデンサ３Ｂの一端に接続されている。第２のコンデンサ３Ｂの他端は、第３のＮ型ＭＯＳＦＥＴ９Ｃのソースと第４のＮ型ＭＯＳＦＥＴのドレインとの接続点に接続されている。
【００３０】
次に、受電部２０について説明する。
図５は、受電部２０の一例を示す回路図である。
図５に示すように、受電部２０は、給電用コイル４に電磁気的に結合する受電用コイル２３と、受電用コイル２３に接続される整流回路２６と、整流回路２６に接続されるＬＥＤ発光部２２と、を含んで構成されている。ＬＥＤ発光部２２に接続されているコンデンサは整流回路２６の平滑用コンデンサ２７である。平滑用コンデンサ２７は例えば電解コンデンサが使用される。整流回路２６としては、半波、全波、及びブリッジ整流回路等を使用することができる。ＬＥＤ発光部２２は、交流又は直流で動作する電子回路であればどのようなＬＥＤ発光回路でもよい。ＬＥＤ発光部２２としては、発光ダイオード２４と、発光ダイオード２４以外のダイオード、集積回路等の能動素子やこれらの能動素子に接続される抵抗、コンデンサ、インダクタンス等の受動部品や、スイッチ等の機構部品、ＭＥＭＳ等が含まれる。ＬＥＤ発光部２２は、これらの各部品からなる回路とすればよい。ＬＥＤ発光部２２は、照明装置、液晶表示のバックライト、宣伝や方向指示等に用いられる表示板等の各種ディスプレイ装置、機器用パイロットランプ等が挙げられる。
【００３１】
［実施例１］
以下、実際に受給電装置を作製しその効率を測定してこれを実施例１として具体的に説明する。
実施例１の給電部１０として、周波数が２８２．９ｋＨｚで出力が５Ｗのインバータを用いた。
二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂは同心円状に配置されており、一方の給電用コイル４Ａが同心円の中心の回りに巻回され、他方の給電用コイル４Ｂが一方の給電用コイル４Ａの外側に巻回されている。また、給電用コイル４として用いたリッツ線は、０．０５ｍｍΦのポリウレタン銅線（JIS C 3202）を７５本撚り合わせたものである。
コイルの各寸法を以下に示す。
外径（直径）：５０ｍｍ±５ｍｍ
内径（直径）：１０ｍｍ±１ｍｍ
厚さ        ：０．７ｍｍ±０．２ｍｍ
巻数        ：３２±２（合算）
絶縁材      ：ポリウレタン銅線（JIS C 3202）
【００３２】
給電用コイル４Ａ、４Ｂのインピーダンスについては、インピーダンスアナライザ（アジレント製、モデル４２９４Ａ）で測定した。この測定において、給電用コイル４Ａ、４Ｂは、それぞれインダクタンスＬ１，Ｌ２が２μＨであり、直列抵抗の抵抗値は１．５Ωであった。給電用コイル４Ａ、４Ｂは、同じ線種の線材で構成されているから、直流抵抗の抵抗値が同じであるということは、それぞれの線長が同じである。
【００３３】
図６は、受電部２０における受電効率を測定した回路を示すブロック図である。
図６に示すように受電用コイル２３は、給電用コイル４の上部に対向して配置され、受電用コイル２３には、図５と同様に整流回路２６と、ＬＥＤ発光部２２を模擬するために負荷抵抗２２Ａが接続されている回路である。受電用コイル２３には、コンデンサは接続されていない。さらに、整流回路２６を介在しないで受電用コイル２３に直接負荷が接続されている受電部２０の回路における受電効率も測定した。平滑用コンデンサ２７は、容量が２７μＦ、耐圧が５０Ｖのものを使用した。
【００３４】
受電用コイル２３の寸法を以下に示す。受電用コイル２３は、給電用コイル４の外側の給電用コイル４Ｂと同様な構造である。用いたリッツ線は、上記した給電用コイル４と同じである。
外径（直径）：４０ｍｍ±５ｍｍ
内径（直径）：１０ｍｍ±１ｍｍ
厚さ        ：０．７ｍｍ±０．２ｍｍ
巻数        ：２８±２（合算）
絶縁材      ：UEWポリウレタン銅線（JIS C 3202）
【００３５】
表１は、負荷抵抗２２Ａの値を約５Ωから５１Ωまで変化させ、各負荷抵抗２２Ａで受電用コイル２３に最も負荷電流が流れる位置で受電したときの、負荷抵抗２２Ａの端子電圧（Ｖ）、負荷電流（Ａ）、受電電力（Ｗ）を示している。そのときの給電部１０における電流値（Ａ）と消費電力（Ｗ）も合わせて示している。効率は、受電電力（ｗ）／給電部の消費電力（Ｗ）×１００（％）である。
表１から明らかなように、負荷抵抗２２Ａの値を約５Ωから５１Ωまで変化させたときの効率は、約４７．３％〜７７．８％であり、非常に高い効率が得られた。
【表１】
2012186472.tif 000003
【００３６】
表２は、整流回路２６がない、つまり受電用コイル２３に直接負荷２２Ａが接続されている回路の受電効率等を示す。整流回路２６が無い場合には整流回路２６の損失がないので、負荷抵抗２２Ａの値を約５Ωから５１Ωまで変化させたときの効率は、約４７．２％〜８４．４％となり、整流回路２６を設けた場合よりも僅かに効率が向上し、非常に高い効率が得られた。
【表２】
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【００３７】
実施例１の説明は以上である。
ところで、給電部１０では、給電用コイル４の構造とゲート駆動回路８による給電用コイル４の駆動とにより、受電部２０に給電する場合に受電部２０の配置空間にある導体が発熱するのを抑制できるようにしている。言い換えれば、受電部２０の配置空間に、渦電流を発生させる導体が置かれた場合であっても、その導体が発熱することを抑制できるように、給電部１０は構成されている。
【００３８】
図７は、給電用コイル４に直流電流を流した場合に受電部２０の配置空間に発生させられる静磁場の様子を示すグラフである。図７に示すグラフによって表される、給電用コイル４の径方向における静磁場の磁束密度の分布を、以下では「静磁場特性」と称する。この静磁場特性は、配置空間に受電部２０等の導体がない状態の特性を示す。受電部２０の配置空間の透磁率は一定であるから、磁束密度が大きいほど磁場の強度は高い。以下、給電用コイル４の径方向に広がる平面をｘｙ平面とし、給電用コイル４の上面の法線方向（つまり、給電用コイル４の上部）を向くｚ軸を定めたｘｙｚ直交座標系を用いて説明をする。図７に示すグラフにおいて、横軸はｘ軸方向における位置を表し、原点Ｏが給電用コイル４の中心（同心円の中心）に対応している。ｘ＝−ｘ１，ｘ１の位置は、それぞれ給電用コイル４Ａの内周の位置に対応する。すなわち、ｘ１は、給電用コイル４Ａの内径を表す。ｘ＝−ｘ２，ｘ２の位置は、それぞれ給電用コイル４Ａの外周の位置に対応する。すなわち、ｘ２は、給電用コイル４Ａの外径を表す。ｘ＝−ｘ３，ｘ３の位置は、それぞれ給電用コイル４Ｂの内周の位置に対応する。すなわち、ｘ３は、給電用コイル４Ｂの内径を表す。縦軸は、給電用コイル４の中心からｚ軸方向に所定距離離れた位置における、ｚ軸方向の磁場の強度（ここでは、磁束密度Ｂｚで表す。）を表す。
【００３９】
図７に示すように、給電用コイル４の静磁場特性では、給電用コイル４Ａの内周に対応したｘ＝±ｘ１の２箇所において、磁束密度Ｂｚ＝Ｂｐ１となり、磁束密度Ｂｚがピークとなる。磁束密度Ｂｐ１は、給電用コイル４の中心に対応する磁束密度Ｂｚ＝Ｂｏよりも大きく、給電用コイル４の中心から給電用コイル４のｘ軸方向に離れる方向に磁束密度Ｂｚが大きくなる。また、給電用コイル４Ａの内周の位置（ｘ＝±ｘ１）からｘ軸方向に離れる方向（つまり、給電用コイル４の径方向）に磁束密度Ｂｚは次第に小さくなる。そして、給電用コイル４Ａの外周の位置（ｘ＝±ｘ２）からｘ軸方向に離れる方向に磁束密度Ｂｚは再び大きくなる。そして、給電用コイル４Ｂの内周に対応したｘ＝±ｘ３の２箇所において磁束密度Ｂｚ＝Ｂｐ２となり、磁束密度Ｂｚがピークとなる。そして、給電用コイル４Ａの外周の位置（ｘ＝±ｘ３）からｘ軸方向に離れる方向に磁束密度Ｂｚは次第に小さくなる。
【００４０】
以上のように、給電用コイル４の受電部２０の配置空間における静磁場特性は、給電用コイル４Ａの内周に対応した２箇所、及び給電用コイル４Ａと給電用コイル４Ｂとの境界部分に対応した２箇所において、給電用コイル４の径方向における両側よりも磁場が相対的に強くなる（磁束密度が相対的に大きい）ことを示す。
ところで、従来からある平面コイルを利用した非接触給電装置では、平面コイルを１つだけ用いている（つまり、上記給電用コイル４Ａ又は４Ｂの一方のみを有している構成である）。このような非接触給電装置では、電気的な共振を利用して受電装置の受電効率を向上させるようとしている。よって、この非接触給電装置では、平面コイルの中心付近の上部に局所的に強い磁場を発生させる。すなわち、平面コイルの上部においては、平面コイルの中心の上部において局所的に磁場が強くなり、中心から平面コイルの径方向に離れるほど磁場は弱くなる。この非接触給電装置では、給電用コイルに対して受電装置の受電用コイルの位置が精密に設定されていないと、受電装置における受電効率が著しく低下することがある。また、この非接触給電装置は、磁場の強度が局所的に大きい領域の磁場により受電装置に給電するから、受電装置が動作するために必要な電力を供給するために、その磁場の強度を高くする必要がある。よって、この局所的に強い磁場によって、受電装置の配置空間にある導体に渦電流が発生して、導体が発熱しやすくなる。
【００４１】
これに対し、本実施形態の給電部１０によれば、給電用コイル４を用いたことにより、給電用コイル４Ａの内周の上部と、給電用コイル４Ｂの内周との上部とに分散して、磁場が相対的に強い領域が現れるので、従来の非接触給電装置のように平面コイルを１つだけ用いた場合に比べて、局所的に強い磁場が発生するのを抑えることができる。これにより、受電部２０の受電用コイル２３の位置が給電用コイル４の位置に対して精密に設定されていなくても、受電効率がある程度は維持される。また、受電部２０の配置空間にある導体における渦電流に起因する発熱は、給電用コイルを１つだけ用いた場合に比べて抑制されるはずである。
以上のように、給電用コイル４を、給電用コイル４Ａと給電用コイル４Ｂという独立した２つの平面コイルで構成したことで、給電用の平面コイルによって発生させられる磁場が強い領域が分散して発生したと考えられる。
【００４２】
以上の給電用コイル４を有する給電部１０が、配置空間の導体の発熱を抑制しつつ受電部２０に給電するためには、給電用コイル４Ａと給電用コイル４Ｂとに、共通の周波数で同位相の交流電流を供給すればよいと考えられる。また、例えば給電用コイル４Ａと給電用コイル４Ｂとの線種が同じであるとすれば、給電用コイル４Ａと給電用コイル４Ｂとの線材の長さの差（以下、線長差と省略する。）をなるべく小さくすべきである（理想的にはゼロ）。これにより、給電用コイル４Ａと給電用コイル４Ｂとに流れる交流電流の位相差の発生が抑えられる。
【００４３】
図８は、給電用コイル４Ａ又は給電用コイル４Ｂとに流れる交流電流の周波数と、インピーダンスとの関係を模式的に表したグラフである。図８のグラフにおいて、横軸は交流電流の周波数を表し、縦軸はインピーダンスを表している。給電用コイル４Ａ，４Ｂに流れる交流電流の周波数の差が大きくなるほどインピーダンスは大きくなり、図８に示すように、ｆｍ（例えば１ＭＨｚ）を超えると、インピーダンスは周波数変化に対して大きく増大する（例えば対数的に増加する）。給電用コイル４Ａと給電用コイル４Ｂとに流れる交流電流に位相差が生じて高調波成分が生じると、この位相差に起因し配置空間の磁場においても高調波成分が生じる。よって、交流電流の位相差がｆｍを超えると、この高調波成分に起因する渦電流と導体の抵抗成分とにより導体が発熱しやすくなる。このような理由から、高調波成分の発生を抑えるために、給電部１０では、給電用コイル４Ａと給電用コイル４Ｂとの線長差をなるべく小さくすると共に、並列接続された給電用コイル４Ａ，４Ｂに共通の周波数で同位相の交流電流を流すようにしている。この観点から、給電用コイル４Ａ，４Ｂの許容される線長差は、例えば、給電部１０が受電部２０に給電する場合に１ＭＨｚ以上の高調波成分が発生しない大きさ以下であることが好ましい。
【００４４】
また、給電用コイル４Ａ，４Ｂの直流抵抗値の差はなるべく小さいことが望ましく、ゼロであることが理想である。このようにする理由も、給電用コイル４Ａと給電用コイル４Ｂとに流れる交流電流の位相差の発生を抑えることによるものである。直流抵抗値は、ゲート駆動回路８が流す交流電流の周波数付近であるおよそ２００ｋＨｚから３００ｋＨｚにおいて、インピーダンスの実抵抗値とほぼ等価になる。よって、給電用コイル４Ａ，４Ｂの直流抵抗値の差が小さいと、ゲート駆動回路８が流す交流電流の周波数のインピーダンスの実抵抗の差も小さい。したがって、給電用コイル４Ａ，４Ｂの直流抵抗値の差を小さくすれば、実抵抗に起因する交流電流の位相差の発生も抑えられる。
【００４５】
給電用コイル４Ａ、４Ｂの線長差を極力小さくするために、例えば、給電用コイル４Ａ、４Ｂの巻数を、両コイルの線長差を最小にするような巻数にするとよい。例えば、給電用コイル４Ａの巻数が先に決められた場合、給電用コイル４Ｂの巻数を両コイルの線長差を最小にする巻数にすればよい。このとき、両コイルの線長差は、少なくとも、給電用コイル４Ｂの外周の長さ未満となる。例えば、給電用コイル４Ｂの巻数が先に決められた場合、給電用コイル４Ａの巻数を両コイルの線長差を最小にする巻数にすればよい。このとき、両コイルの線長差は、少なくとも、給電用コイル４Ａの外周の長さ未満となる。
【００４６】
次に、図９は、表１に示す給電部１０で用いた二つの給電用コイル４Ａ、４Ｂと二つのコンデンサ３Ａ、３Ｂにゲート駆動回路８から交流電流を流した場合において、給電用コイル４Ａ、４Ｂに流れる電流Ｉの周波数特性を模式的に表したグラフである。図の横軸は周波数であり、縦軸は電流Ｉの大きさである。図９に示す破線のグラフは、受電部２０が設けられていない場合（言い換えれば、無負荷の場合）の周波数特性を示す。図９に示す実線のグラフは、受電部２０が設けられている場合の周波数特性である。図９の点Ａ０で示すように、受電部２０が設けられていない場合、給電用コイル４Ａ、４Ｂ及びコンデンサ３Ａ、３Ｂで定まる共振周波数ｆ０で電流Ｉが最大（ピーク）のＩ０となり、共振周波数ｆ０から離れた周波数であるほど、電流Ｉは小さくなる。このような周波数特性の下、本実施形態では、ゲート駆動回路８は、共振周波数ｆ０よりも高い周波数ｆ２の交流電流を給電用コイル４に流す。これにより、無負荷時には、図９の点Ａ１で示すように、給電用コイル４に流れる電流ＩはＩ０に対して十分小さいＩ１となり、無負荷時に給電用コイル４に大電流が流れることを抑制することができる。この状況の下で受電部２０を設けた場合には、図９の点Ａ２で示すように、相互インダクタンスの作用等によって実線矢印で示すように電流Ｉが大きくなり、給電用コイル４に流れる電流ＩがＩ２となる。この場合であっても、図９に示すように、周波数ｆ０での鋭い共振がない双峰特性を示すので、共振特性の鋭さを示すＱが低下する。よって、電流Ｉ２は、共振周波数ｆ０におけるピークの電流Ｉ０よりも小さくて済む。したがって、ゲート駆動回路８が共振周波数ｆ０とは異なる周波数（ここでは、共振周波数ｆ０よりも高い周波数）の交流電流を流すことで、共振周波数ｆ０の交流電流を流した場合に比べて、この電流に起因する給電部１０側の発熱が抑制されるはずである。
なお、ゲート駆動回路８による給電用コイル４のこのような駆動は仕様の一例である。よって、ゲート駆動回路８は、周波数ｆ１の交流電流を流して給電用コイル４を駆動してもよいし、共振周波数以外の周波数の交流電流を流して給電用コイル４を駆動してもよい。
【００４７】
［実施例２］
以下、上述した静磁場特性の発生を実証するシミュレーションを実施例２として具体的に説明する。この実施例２では、給電用コイル４の設計を以下のとおりにしてシミュレーションを行った。給電用コイル４Ａ，４Ｂとして用いたリッツ線は、線径０．０５ｍｍΦ、抵抗率０．１３ｍΩ／ｍｍ、線材皮膜厚０．００１ｍｍのポリウレタン銅線（JIS C 3202）を５４本撚り合わせたものである。
（給電用コイル４Ａの寸法）
線長        ：２２３８．３８ｍｍ
外径（直径）：４１．０ｍｍ±０．３０ｍｍ
（半径２０．５ｍｍ±０．２０ｍｍ）
内径（直径）：１６．００ｍｍ±０．３０ｍｍ
（半径８．００ｍｍ±０．２０ｍｍ）
抵抗値      ：２９０．９９ｍΩ
巻数        ：２５
（給電用コイル４Ｂの寸法）
線長        ：２１９９．１１ｍｍ
外径（直径）：５７．００ｍｍ±０．３０ｍｍ
（半径２８．５０ｍｍ±０．２０ｍｍ）
内径（直径）：４３．００ｍｍ±０．３０ｍｍ
（半径２１．５０ｍｍ±０．２０ｍｍ）
抵抗値      ：２８５．８８ｍΩ
巻数        ：１４
給電用コイル４Ａ，４Ｂの平均距離：１．００ｍｍ（巻数２相当の隙間）
給電用コイル４Ａ，４Ｂの線長差：３９．２７ｍｍ
給電用コイル４Ａ，４Ｂの抵抗差：５．１１ｍΩ
【００４８】
図１０から図１２は、図７の静磁場特性の発生を実証するシミュレーション結果を示す図である。図１３は、従来の非接触給電装置のように平面コイルを１つだけ用いた場合の静磁場特性のシミュレーション結果を示すグラフである。静磁場特性のシミュレーションにおいては、給電用コイル４Ａ，４Ｂのそれぞれに２Ａ（図１０、図１３の場合）、又は５００ｍＡ（図１２の場合）の直流電流を流し、それぞれ給電用コイル４からｚ軸方向に１ｍｍの位置における磁束密度をビオ・サバールの法則を用いて求めた。図１０、図１１、図１３において、（Ａ）はｚ軸方向の磁束密度［ｍＴ］を表すグラフであり、（Ｂ）はｘ軸方向の磁束密度［ｍＴ］グラフである。図１２は、図１０に対応する静磁場特性の３次元的な分布を示した図である。図１２において、左側の列の図が給電用コイル４を用いた場合の結果であり、右側の列の図が従来のように平面コイルを１つだけ用いた場合の結果を表す。図１２では、（Ａ）ｚ軸方向、（Ｂ）ｙ軸方向、（Ｃ）ｘ軸方向における磁場の強度を表す。これらのシミュレーション結果からも、従来のように平面コイルを１つだけ用いた場合とは（図１３参照）、給電用コイル４Ａ、４Ｂの境界部分における磁場の発生の仕方に違いがあり、給電用コイル４Ｂの内周に対応する位置（ｘ≒±２２ｍｍ）での静磁場の強度に関する発明者の知見が確かであることを確認できた。図１３に示すように、平面コイルを１つだけ用いた場合には、静磁場が分散して発生する傾向は確認できず、平面コイルの中心付近においてのみ磁束密度が高くなっている。このことから、給電用コイル４Ａの外周と給電用コイル４Ｂの内周との空隙を設けることも、図１０〜図１２に示す静磁場特性の発現に寄与していると考えられる。また，この空隙は、前述したように、給電用コイル４Ａ，４Ｂの平均距離が少なくとも巻数２相当であればよいことも明らかである。
また、図１０と図１２とを比較すると、直流電流が小さい場合ほど、給電用コイル４Ａの内周に対応する位置の磁束密度Ｂｚと、給電用コイル４Ｂの内周に対応する位置の磁束密度Ｂｚとの差が小さくなり、給電用コイル４の径方向における位置に対する磁束密度の変化がより抑えられる。すなわち、給電用コイル４Ａ、４Ｂを流れる直流電流が小さい場合ほど、静磁場特性はより平坦な特性に近づき、位置に応じた磁束密度の変化が抑えられる。
【００４９】
ところで、この測定においては、線長差はおよそ３９ｍｍであり、直流抵抗の値の差はおよそ５．１ｍΩであるが、ここから線長差や直流抵抗の値の差が多少大きくなっても、受電部２０の配置空間の導体の発熱量が極端に増大したり静磁場特性が大きく変化したりすることはないと考えられる。よって、給電用コイル４において、少なくとも線長差が給電用コイル４Ｂの外周の長さ未満であれば、従来の平面コイルを１つだけとした場合に比べて、配置空間にある導体の発熱が抑制できるはずである。
【００５０】
実施例２の説明は以上である。
以上のように、給電部１０は、給電用コイル４を給電用コイル４Ａ、４Ｂで構成し、給電用コイル４の径方向における静磁場特性において、給電用コイル４Ｂの内周において磁場強度が相対的に高くなるように構成したことで、受電部２０の配置空間において、渦電流に起因する導体の発熱を抑えることができる。配置空間に受電部２０や金属物等の導体が置かれた場合、給電用コイル４により発生させられる磁場にも変化が生じると考えられるが、従来のように平面コイルを１つだけ用いた場合に比べて、給電用コイル４により発生させられる磁場が異なり、給電用コイル４と受電用コイル２３との電磁的な結合の仕方が変化する。これにより給電部１０は、磁場が相対的に強い領域を分散して発生させて、受電部２０に安定的に給電しつつも、局所的に強い磁場の発生によって生じる渦電流を原因とした導体の発熱を抑制することができる。またこの給電部１０を用いたことで、給電用コイル４により発生させられる磁場によって導体（例えば受電部２０の導体）が高熱になるのを防ぐことができるので、例えば冷却機構や熱検知により緊急停止を行うための熱対策の機構による装置構成の複雑化や高コスト化を抑えつつ、熱による装置故障の可能性を抑えたり、熱に対するユーザの安全も確保したりすることが可能となる。
【００５１】
［変形例］
本発明は上記した実施形態に限らず種々変更することができる。
（１）上述した実施形態では、給電部１０は第１のコンデンサ３Ａ及び第２のコンデンサ３Ｂを有していたが、これらのうちの一方のみを有していてもよいし、両方とも有さない構成であってもよい。第１のコンデンサ３Ａ及び第２のコンデンサ３Ｂは、給電用コイル４の特性の調整用（言い換えれば、配置空間に発生する磁場の調整用）に用いられるのであり、その調整が必要でなければ第１のコンデンサ３Ａ及び第２のコンデンサ３Ｂは不要である。例えば、給電部１０が降圧して受電部２０に給電する場合などにも、第１のコンデンサ３Ａ及び第２のコンデンサ３Ｂは不要である。
【００５２】
（２）上述した実施形態では、給電用コイル４は、給電用コイル４Ａ，４Ｂが同心円状となるように配置されていたが、両コイルの中心がずれていても構わない。また、給電用コイル４Ａ，４Ｂは外周が真円でなくてもよく、例えば楕円であってもよいし、六角形等の多角形であってもよく、平面コイルである限りその形状は特定の形状に限定されない。
【００５３】
（３）上述した実施形態では、給電用コイル４は、給電用コイル４Ａ，４Ｂという２つの平面コイルで構成されていたが、３つ以上の平面コイルで構成されていてもよい。この場合も、給電用コイル４を構成する複数の平面コイルが同一平面に配置され、かつ、一の平面コイルの内側空間に他の平面コイルが位置するように、給電用コイルが構成されていればよい。また、平面コイルの内周に対応した位置で磁場が相対的に強くなる程度に、平面コイル間に隙間（例えば、平均距離が巻数２相当以上の隙間）が空けられているとよい。
【００５４】
（４）上述した実施形態では、給電用コイル４Ａ，４Ｂは並列接続され、これらは１のゲート駆動回路８により流された交流電流により駆動された。これに代えて、給電用コイルの各平面コイルを接続せずに、平面コイル毎に独立してゲート駆動回路８を設けた構成としてもよい。この構成であっても、複数のゲート駆動回路８が、各平面コイルに共通の周波数で同位相の交流電流を流せば、上述した実施形態と同等の作用効果を奏する。
また、給電部１０は、給電用コイル４の平面コイルにおける交流電流の位相差を検知し、この位相差を小さくするように、給電用コイル４の各平面コイルに供給する交流電流の位相を制御してもよい。
【００５５】
（５）図１４は、給電用コイル４Ａ、４Ｂの別の実施形態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のII−II線に沿う断面図である。
図１４に示すように、基板１１上には、第１の磁性シート１２と放熱シート又は樹脂シートからなる第１のスペーサー１３と、給電用コイル４Ａ、４Ｂと、第２のスペーサー１４が積層されており、さらに、基板１１の下部には第２の磁性シート１５と、放熱板１６が配設されている。
図１４（Ａ）に示すように、給電用コイル４の左側には、基板１１に接続されるコンデンサ３が配置されている。
【００５６】
基板１１の上面側及び下面側に配置される磁性シート１２、１５は、いわゆる電磁ノイズ削減用のシートである。磁性シート１２、１５は、受電部２０の配置空間の反対側から給電用コイル４を覆うように、給電用コイル４から離間して設けられた磁性体である。
【００５７】
基板１１の下面側に配置される放熱板１６は、給電用コイル４で発熱し、基板１１に伝導する熱を放熱するために設けられている。放熱板１６は、熱伝導率の大きい材料を使用することができる。放熱板１６の材料としては、Ａｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）が挙げられ、給電用コイル４の外部磁場による挙動の変化を抑えるために非磁性体であることが好ましい。給電用コイル４に流れる交流電流は磁性シート１２、１５によって磁気シールドされるので、Ａｌからなる放熱板１６が誘導加熱されるのを防止している。
【００５８】
上記した給電用コイル４の実装によれば、給電部１０で発生する熱やインバータ部２で発生する電磁雑音を低減化できる。
【００５９】
（６）ＬＥＤ発光部の変形例を説明する。
図１５は、受給電装置４０の構成を示すブロック図である。
図１５に示すように、受給電装置４０は給電部４１と受電部４２とからなり、受電部４２は、受電用コイル２３と受電用コイル２３に接続される一つ以上の発光ダイオード４４とから構成されている。発光ダイオード４４としては、赤色、黄色、緑色、青色、紫色、白色等の各種の発光ダイオード４４を使用することができる。発光ダイオード４４には、発光ダイオード４４の保護用のダイオード４５が並列に接続されている。保護用ダイオード４５としては、所謂ツェナーダイオードを使用することができる。
【００６０】
受給電装置４０によれば、受電用コイル２３に供給される交流電流で発光ダイオード４４を点灯することができる。発光ダイオード４４の順方向で電流が流れる。交流電流が発光ダイオード４４の逆方向の場合には、ツェナーダイオードが接続されているので、発光ダイオード４４には電流が流れない。このような受給電装置４０は、照明装置や信号灯等のディスプレイ装置に利用できる。発光ダイオード４４の明るさは、発光ダイオード４４に流れる電流を変えて調整することができる。発光ダイオード４４に流れる電流は、インバータ部２の周波数を変化させて調整することができる。インバータ部２の周波数は、例えば図２の発振回路６の周波数を変えることで実施できる。
【００６１】
（７）受給電装置の変形例の構成について説明する。
図１６は、受給電装置５０の構成を示すブロック図である。
図１６の受給電装置５０は、給電部５１と受電部５２とからなる。受給電装置５０が図１２の受給電装置４０と異なるのは、発光ダイオード５４の接続の態様である。受電部５２において、受電用コイル２３に接続される発光ダイオード５４の導通方向が互いに逆、つまり逆並列接続された対の発光ダイオード５４Ａ、５４Ｂが複数対並列接続されている。発光ダイオード５４としては、赤色、黄色、緑色、青阜、紫色、白色等の各種の発光ダイオード５４を用いることができる。このような受給電装置５０は、照明装置や信号灯等のディスプレイ装置に利用できる。発光ダイオード５４の明るさは、受給電装置４０で説明したように、発光ダイオード５４に流れる電流を変えて調整することができる。
【００６２】
（８）次に、受給電装置のさらに別の実施形態について説明する。
図１７は、受給電装置６０の構成を示すブロック図である。
図１７の受給電装置６０は、給電部６１と受電部６２とからなり、受電部６２は、受電用コイル２３と、受電用コイル２３に接続される整流回路２６と、整流回路２６に接続された発光ダイオード６４から構成されている。
この受給電装置６０では、受電部６２に整流回路２６を設けているので、直列接続された発光ダイオード６４の保護回路は不要である。発光ダイオード６４としては、赤色、黄色、緑色、青色、紫色、白色等の各種の発光ダイオード６４を用いることができる。図示の直列接続された発光ダイオード６４に接続される抵抗６５は、直流電流調整用の抵抗である。
受給電装置６０では、受電用コイル２３に供給される交流電流を整流回路２６で直流に変換して発光ダイオード６４を点灯することができる。発光ダイオード６４の直列接続数は、整流回路２６で得られる直流電圧を考慮して決めればよい。受給電装置６０では、整流回路２６で発生する直流電圧を比較的高く設定して、電流は発光ダイオード６４の１個に必要な低電流とすることができる。このような受給電装置６０は、受給電装置４０、５０と同様に照明装置や信号灯等のディスプレイ装置に利用できる。
【００６３】
（９）次に、受給電装置４０〜６０に適用できる発光ダイオード等の実装回路について説明する。
図１８は、受給電装置４０〜６０に適用できるダイオード等の実装回路を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のIII一III線に沿う断面図である。
図１８に示すように、基板１１の上部側には、受電用コイル２３と、第１のスペーサー１３とが積層されており、さらに、基板１１の下部側には磁性シート１５と、第２のスペーサー１４と、放熱板１６と、発光ダイオード４４、５４、６４が配設されている。放熱板１６としては、Ａｌ等を使用することができる。基板１１の上部側に配設されるスペーサー１３は、受電用コイル２３が近接して配置されるときの短絡防止と、受電用コイル２３で発生する熱を放熱する作用を有している。基板１１の下面側に配置される磁性シート１５は、いわゆる電磁ノイズ削減用のシートである。
【００６４】
基板１１の下面側に配置される放熱板１６は、給電用コイル４で発熱した熱が基板１１に伝導した熱と、発光ダイオード４４、５４、６４のパッケージで発生した熱を放熱するために設けられている。受電用コイル２３で受電した交流電流は磁性シート１５によって磁気シールドされるので、Ａｌからなる放熱板１６が誘導加熱されて発熱することを防止している。
【００６５】
上記した発光ダイオード４４、５４、６４の実装によれば、給電用コイル４や発光ダイオード４４、５４、６４で発生する熱やインバータ部２で発生する電磁雑音を低減化することができる。
【００６６】
（１０）次に、受電部にさらに蓄電池等を設けた受給電装置のさらに別の実施形態について説明する。
図１９は、受給電装置７０のブロック図である。図１９に示すように、受給電装置７０は、給電部７１と受電部７２とからなり、受電部７２は、受電用コイル２３と、受電用コイル２３に接続される整流回路２６と、整流回路２６に充電制御回路７７して接続される蓄電池７８と、を含んで構成されている。給電部７１は、図２に示した受給電装置１Ａと同様に構成されている。蓄電池７８としては、リチウムイオン電池のような充放電可能な二次電池を使用することができる。
【００６７】
上記受給電装置７０によれば、例えば受電部７２に携帯機器が接続されている場合には、この携帯機器に内蔵されている蓄電池７８に非接触で発熱なく効率良く電力を伝送することができる。
【００６８】
受電部７２には電力変換回路７９を設けてもよい。電力変換回路７９は、整流回路２６で得た直流をインバータで電力変換するＤＣ−ＤＣコンバータで構成することができる。このような構成にすれば、給電部７１側の電源を５Ｖの単一電源として、受電部７２の携帯機器を電力変換回路７９で変換した二つ以上、つまり複数の直流電源によって使用することが可能となり、利便性が向上する。
【００６９】
上記の受給電装置７０の給電部７１には、データ通信用回路８１を、受電部７２には、データ通信用回路８２を設けてもよい。通信信号は、給電部７１のインバータ部２を搬送信号として変調すればよい。変調された信号は、例えば、受電部７２側のデータ通信用回路８２で復調される。変調方式としては、ＷＰＣ（Wireless Power Consortium）方式を用いることができる。このような構成によれば、給電部７１から受電部７２の電力を給電できると共に、給電部７１から受電部７２又は受電部７２から給電部７１に非接触で通信つまり無線通信が可能となり、給電部７１と受電部７２との間でデータ通信ができる。
【００７０】
（１１）次に、受電部にさらに蓄電池やＬＥＤを設けた照明装置の実施形態について説明する。
図２０は、受給電装置を応用した照明装置９０の別の実施形態を示すブロック図である。図２０の照明装置９０は、給電部９１と受電部９２からなる。受電部９２は、発光ダイオード９４と、受電用コイル２３と、受電用コイル２３に接続される充電制御回路９７を介して接続される蓄電池９８と、を含んで構成されている。このような、照明装置９０では、給電部９１をＡＣ電源で構成しておけば、蓄電池９８に充電が完了した時点から、給電部９１をＡＣ電源から取り外して使用することができる。つまり携帯用の照明装置９０として使用することができる。
【００７１】
ＡＣ電源の停電時には、蓄電池９８によって、発光ダイオード９４を駆動することができる。
【００７２】
本発明を適用した照明装置９０によれば、例えば受電部９２に内蔵されている蓄電池９８に非接触で発熱なく効率良く電力を伝送することができる。
また、本発明の発光回路は、ＬＥＤ発光部に限らず、電力を用いて発光させるものであればＬＥＤ以外の発光体を発光させてもよい。
【００７３】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７４】
１、１Ａ、４０、５０、６０、７０：受給電装置
１０、４１、５１、６１、７１、９１：給電部
２：インバータ部
３：コンデンサ
４、４Ａ、４Ｂ：給電用コイル
６：発振回路
６Ａ：クロック発生器
６Ｂ：ＰＬＬ
６Ｃ：ＬＣ発振器
６Ｄ：可変抵抗器
７：制御回路
８：ゲート駆動回路
９：スイッチング用トランジスタ
１１：基板
１２、１５：磁性シート
１３、１４：スペーサー
１６：放熱板
２０、４２、５２、６２、７２、９２：受電部
２１：電力受電部
２２、４１、５１、６１、７１：ＬＥＤ発光部
２２Ａ：負荷抵抗
２３：受電用コイル
２４、４４、５４、６４、９４：発光ダイオード
２５：フード
２６：整流回路
２７：平滑用コンデンサ
４５：保護用ダイオード
６５：直流電流調整用の抵抗
７８、９８：蓄電池
７９：電力変換回路
８１、８２：データ通信用回路
９０：照明装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図１２】
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