(57)【要約】【課題】伝送効率が高く、かつ、漏洩磁界の少ない無線電力伝送装置を提供する。【解決手段】送電用回路１、及び、整合回路１０を有する送電側装置と、受電用回路２、及び、整合回路１１を有する受電側装置と、内部に誘電体４が充填されるとともに送電用回路１及び受電用回路２が位置する磁気シールド部材３と、を有し、磁気シールド部材３は、送電用回路１が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１以下となる領域に位置する無線電力伝送装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電用回路、及び、整合回路を有する送電側装置と、
受電用回路、及び、整合回路を有する受電側装置と、
内部に誘電体が充填されるとともに前記送電用回路及び前記受電用回路が位置する磁気シールド部材と、
を有し、
前記磁気シールド部材は、前記送電用回路が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１以下となる領域に位置する無線電力伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線電力伝送装置において、
前記磁気シールド部材は、前記送電用回路が発生する磁界の強度が最大強度の５００分の１以上２５０分の１以下となる領域に位置する無線電力伝送装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無線電力伝送装置において、
前記送電用回路は、送電用一次コイルと送電用二次コイルで構成されている無線電力伝送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の無線電力伝送装置において、
前記送電用一次コイルは、ループコイルである無線電力伝送装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の無線電力伝送装置において、
前記送電用二次コイルは、ヘリカルコイルである無線電力伝送装置。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置において、
前記受電用回路は、受電用一次コイルと受電用二次コイルで構成されている無線電力伝送装置。
【請求項７】
請求項６に記載の無線電力伝送装置において、
前記受電用一次コイルは、ループコイルである無線電力伝送装置。
【請求項８】
請求項２から７のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置において、
前記誘電体の比誘電率をr、送受電される電磁波の中心波長をλとすると、
前記送電用二次コイルの最外端と、前記磁気シールドとの距離は、
λ／（√ｒ×２２）以上、λ／（√ｒ×１６）以下の範囲内である無線電力伝送装置。
【請求項９】
送電用回路及び整合回路を有する送電側装置と、受電用回路及び整合回路を有する受電側装置と、を、内部に誘電体が充填されている磁気シールド部材の内部に設置する工程を有し、
前記工程では、前記送電用回路が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１以下となる領域に前記磁気シールド部材が位置するように設置する無線電力伝送装置の製造方法。
【請求項１０】
送電用回路及び整合回路を有する送電側装置と、受電用回路及び整合回路を有する受電側装置と、を、内部に誘電体が充填されている磁気シールド部材の内部に設置した状態で、磁界の共鳴作用を通じて電力を送受電する工程を有し、
前記磁気シールド部材は、前記送電用回路が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１以下となる領域に位置する無線電力伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線電力伝送装置、無線電力伝送装置の製造方法、および、無線電力伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁誘導現象を利用して電力を無線で伝送する技術（特許文献１及び２）や、マイクロ波を利用して電力を無線で伝送する技術（特許文献３）が考えられてきた。
【０００３】
さらに近年、磁界エネルギーの共鳴現象（磁界共鳴）を利用して、無線で電力を伝送する技術（特許文献４）が提案されている。
【０００４】
磁界共鳴は、共鳴する２つの回路間で磁界が結合し、電力伝送が発生する現象であり、磁場共鳴ともいう。磁界共鳴方式は、従来の電磁誘導方式に比べ、送電可能距離、および送電効率が大きい。そのため、ＥＶ（Electric Vehicle）などの大電力を必要とする移動体への充電や、比較的消費電力の大きい家電製品（テレビ、パソコン）等への充電技術として期待されている。
【０００５】
また、長距離送電が必要となる、空気中の無線送電、建物などの壁中の無線送電、水道管・光ファイバーケーブルなどのライフラインを一括して地中に埋設するための設備（共同溝）内の無線送電、などにも適用が可能である。
【０００６】
これらの無線送電は、有線で送電した場合に腐食による断線が発生する恐れのある箇所での送電や、電気的な絶縁を確保しながら機器間で送電したい箇所での送電や、建造物内の天井裏等に配線敷設のコストをかけずに送電する場合などに、用いることができる。
【０００７】
なお、特許文献５や特許文献６においては、電磁誘導方式を用いた無線送電器の裏面や側面に、合成ゴム、フェライト材料を用いた磁気シールドを配置する技術が公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００２−５４４７５６号公報
【特許文献２】特開２００６−２３０１２９号公報
【特許文献３】特開２０００−２７８８８８号公報
【特許文献４】特表２００９−５０１５１０号公報
【特許文献５】特開２０１０−２４６３４８号公報
【特許文献６】特開２００９−０２２１２６号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】"Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer" Aristeidis Karalis et. al, Annals of Physics, 323, (2008), pp. 34- 48.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者は、以下のような課題を見出した。
【００１１】
前述のように無線で電力を送受信するアプリケーションは、都市内で利用される場合がある。このような場合などを想定し、強い近接磁界を用いる磁界共鳴方式においては、人への影響を低減するため、漏洩磁界を抑制する磁気シールドの配置が必要になる。
【００１２】
ところで、磁界共鳴を用いた無線送電においては、送電器から外部空間にエネルギーを効率よく伝達するために、送電器の内部に整合回路が不可欠である。この整合回路の整合条件、言いかえれば整合回路の回路パラメータは、送電器の近傍に存在する物体に左右される。とりわけ、磁気シールドなどの磁性体が送電器の近くに存在する場合には、整合回路の整合条件に大きな影響を与える。したがって、磁界共鳴を用いた無線送電において、送電器の近くに磁気シールドなどの磁性体を配置すると、整合条件が変化するため、インピーダンス整合が取れなくなり、伝送効率が低下してしまうという重大な問題が生じ得る。
【００１３】
なお、磁気シールドを送電器の近くに置いた場合でも、磁気シールドの物性や形状等を考慮して整合回路を再設計すれば、伝送効率の高い無線送電を実現することは原理的には可能である。しかしこの設計は複雑であり、設計コストが増大するという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、伝送効率が高く、かつ、漏洩磁界の少ない無線電力伝送装置、当該装置の製造方法、及び、無線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】
【００１５】
本発明によれば、送電用回路、及び、整合回路を有する送電側装置と、受電用回路、及び、整合回路を有する受電側装置と、内部に誘電体が充填されるとともに前記送電用回路及び前記受電用回路が位置する磁気シールド部材と、を有し、前記磁気シールド部材は、前記送電用回路が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１以下となる領域に位置する無線電力伝送装置が提供される。
【００１６】
また、本発明によれば、送電用回路及び整合回路を有する送電側装置と、受電用回路及び整合回路を有する受電側装置と、を、内部に誘電体が充填されている磁気シールド部材の内部に設置する工程を有し、前記工程では、前記送電用回路が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１以下となる領域に前記磁気シールド部材が位置するように設置する無線電力伝送装置の製造方法が提供される。
【００１７】
また、本発明によれば、送電用回路及び整合回路を有する送電側装置と、受電用回路及び整合回路を有する受電側装置と、を、内部に誘電体が充填されている磁気シールド部材の内部に設置した状態で、磁界の共鳴作用を通じて電力を送受電する工程を有し、前記磁気シールド部材は、前記送電用回路が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１以下となる領域に位置する無線電力伝送方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、伝送効率が高く、かつ、漏洩磁界の少ない無線電力伝送装置、当該装置の製造方法、及び、無線電力伝送方法が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の無線電力伝送装置の正面断面図及び側面方向から見た図の一例である。
【図２】本実施形態の作用効果を説明するための図である。
【図３】本実施形態の作用効果を説明するための図である。
【図４】本実施形態の無線電力伝送装置を側面方向から見た図の一例である。
【図５】本実施形態の送電側装置及び受電側装置の機能ブロック図の一例である。
【図６】本実施形態の無線電力伝送装置の正面断面図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の構造図は全て本発明の実施の形態を模式的に示すものであり、特にことわりがない限り、構成要素の図面上の比率により、本発明による構造の寸法を規定するものではない。また、同様の構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２１】
図１（Ａ）は本実施形態の無線電力伝送装置の正面断面図を模式的に示した図である。図１（Ｂ）は本実施形態の無線電力伝送装置を側面方向から見た図であって、磁気シールド部材３の内部に位置する構成要素を模式的に示した図である。
【００２２】
図示するように、本実施形態の無線電力伝送装置は、送電用回路１と、受電用回路２と、磁気シールド部材３と、磁気シールド部材３内に充填された誘電体４と、送電用回路１の出力インピーダンスと受電用回路２の入力インピーダンスを合わせるインピーダンス整合等を行う整合回路１０及び１１とを備え、送電用回路１と受電用回路２は磁界共鳴により結合し、電力の送受電を行う。本実施形態の無線電力伝送装置は、その他、電力源８、整流回路９を有してもよい。
【００２３】
まず、各構成要素について説明する。なお、送電用回路１、受電用回路２、電力源８、整流回路９、整合回路１０及び１１は、従来技術に準じたあらゆる構成とすることができる。よって、ここでの説明は省略する。
【００２４】
磁気シールド部材３は磁性体（フェライト材料、合成ゴム等）で構成され、送電用回路１及び受電用回路２を覆うことが可能な形状を有する。このような構成により、磁気シールド部材３は、送電用回路１から発せられる磁界が拡散するのを抑制することができる。なお、磁気シールド部材３の形状は、例えば円筒状であってもよいし、断面形状が三角、四角、その他の多角形である筒状であってもよい。このような磁気シールド部材３は、例えば、配管であってもよい。
【００２５】
なお、磁気シールド部材３に覆われる内部空間には、本実施形態の無線電力伝送装置には含まれない部材（以下、「他の内部部材」）が存在してもよい。図６に、このような構成の一例を示す。図６は、本実施形態の無線電力伝送装置の正面断面図を模式的に示した図であり、磁気シールド部材３の内部に、他の内部部材として、下水管１３、及び、光伝送システムに利用される光配線１４が存在している。当該構成は、例えば、このような他の内部部材が存在する配管（磁気シールド部材３）内に、本実施形態の送電用回路１や受電用回路２等を設置することを想定したものである。なお、他の内部部材はその他の部材であってもよい。
【００２６】
ここで、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す例の磁気シールド部材３は、円筒の形状を有し、その断面形状は、図１（Ａ）に示すように円形である。また、送電用回路１の最外形状も円形である。そして、磁気シールド部材３と送電用回路１とは同心円状に配置されている。ここで、送電用回路１を構成するコイルを含む面内における、コイルの中心から磁気シールド部材までの距離をＬｄと定義する。
【００２７】
誘電体４は、例えば、空気などの気体や、水、燃料、飲料、水とその他の液体との混合液などの液体や、プラスチック、樹脂などの一般的な電子機器向け保護材の中の１つ以上で構成することができる。
【００２８】
次に、磁気シールド部材３と送電用回路１との関係について説明する。
【００２９】
本実施形態の磁気シールド部材３は、送電用回路１が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１以下となる領域（以下、「磁気シールド部材配置可能領域」）に位置する。すなわち、磁気シールド部材３は、送電用回路１が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１より大きい領域には位置しない。
【００３０】
ここで、「最大強度」とは、当該送電用回路１が発生する磁界の最大強度である。「送電用回路１が発生する磁界の最大強度」は、例えば、送電用回路１の設計（コイルの巻き数等）や送電用回路１の周辺の環境（誘電体４の比誘電率等）に基づき、市販の電磁界シミュレータを用いて計算することができる。なお、送電用回路１及び受電用回路２間で電力伝送が行われている条件下で磁界の強度を実際に測定し、実測値から特定してもよい。「磁気シールド部材配置可能領域」は、上述のようにして特定される「送電用回路１が発生する磁界の最大強度」が２５０分の１以下となる領域を、上記同様、市販の電磁界シミュレータを用いて特定してもよいし、または、送電用回路１及び受電用回路２間で電力伝送が行われている条件下で磁界の強度を実際に測定し、実測値から特定してもよい。磁気シールド部材配置可能領域は、例えば、送電用回路１からの距離（送電用回路１の端部からの距離）などの手法で示すことができる。
【００３１】
このような磁気シールド部材配置可能領域に磁気シールド部材３が位置する場合、磁気シールド部材３は、送電用回路１と繋がった整合回路１０のインピーダンス整合等の整合条件に大きな影響を与えない。このため、十分な電力の伝送効率を確保することができる。
【００３２】
なお、磁気シールド部材３の内部には、上述の通り、他の内部部材が位置してもよい。他の内部部材の中に磁性体を有して構成されている内部部材がある場合、このような内部部材は、上記磁気シールド部材配置可能領域に位置するのが好ましい。このようにすれば、他の内部部材の影響により、本実施形態の無線電力伝送装置の伝送効率が低下する不都合を軽減することができる。
【００３３】
送電用回路１及び受電用回路２は、磁気シールド部材３内の所定の位置に固定される。当該固定の手段としては、例えば、細い紐、ビニールテープなどを用いて天井（磁気シールド部材３）から吊るしてもよいし、または、木材や発泡スチロール材などで作った支柱を立て、その支柱に、木材や発泡スチロール材などで作ったクリップのような保持材を取り付け、当該保持材により、送電用回路１及び受電用回路２を固定してもよい。
【００３４】
次に、図４を用いて、本実施形態の無線電力伝送装置の他の構成例を説明する。図４は、他の構成例の無線電力伝送装置を側面方向から見た図であって、磁気シールド部材３の内部に位置する構成要素を模式的に示した図である。
【００３５】
図示するように、他の構成例の無線電力伝送装置は、送電用一次コイル５と、送電用二次コイル５´と、受電用一次コイル６と、受電用二次コイル６´と、磁気シールド部材３と、磁気シールド部材３内に充填された誘電体４と、電力源８と、整流回路９と、整合回路１０及び１１と、モニタリングセンサ１２と、リピータコイル１３とを有する。
【００３６】
送電用一次コイル５は、例えばループコイルであり、送電用二次コイル５´は、例えばヘリカルコイルとすることができる。また、受電用一次コイル６は、例えばループコイルであり、受電用二次コイル６´は、例えばヘリカルコイルとすることができる。
【００３７】
磁気シールド部材３、誘電体４、電力源８、整流回路９、整合回路１０及び１１については、図１を用いて説明した上記構成と同様とすることができる。
【００３８】
モニタリングセンサ１２は、監視機能、異物検知機能、異常検知機能、報知機能などを持つ種々のセンサや素子、またはそれらの組み合わせの構成とすることができる。例えば、下水漏洩を検知した場合、無線情報通信ネットワークなどを通じて、外部に情報伝達を行う機能や、人が誤って磁気シールド部材３（配管等）内に侵入した場合、同様に、外部に情報伝達を行う機能であってもよい。このようなモニタリングセンタ１２の構成は、従来技術に準じて実現することができる。
【００３９】
リピータコイル１３は、送電用二次コイル５´と、受電用二次コイル６´との間に位置し、電力の送受電の中継を行うよう構成されている。このようなリピータコイル１３の構成は、従来技術に準じて実現することができる。
【００４０】
なお、磁気シールド部材３と、送電用一次コイル５及び送電用二次コイル５´からなる送電用回路１との関係については、図１を用いて説明した上記構成と同様である。また、当該構成例においても、磁気シールド部材３の内部には他の内部部材が位置してもよく、磁気シールド部材３と、他の内部部材との関係は、図１を用いて説明した上記構成と同様である。
【００４１】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００４２】
本実施形態のように、送電用回路１が発生する磁界が最大強度の２５０分の１以下となる領域に磁気シールド部材３を設置した場合、すなわち、送電用回路１が発生する磁界が最大強度の２５０分の１より大きい領域に磁気シールド３を設置しない場合、磁気シールド部材３が送電用回路１の整合回路の整合条件に与える影響を低減できる。そのため伝送効率の低下を防ぐことができる。
【００４３】
図２（Ａ）は、送電用回路１が発生する磁界が最大強度の１００分の１以上５０分の１以下の範囲になる位置に、磁気シールド部材３を設置した場合の、磁界強度の変化をシミュレーションした図である。一方、図２（Ｂ）は、送電用回路１が発生する磁界が最大強度の５００分の１以上４００分の１以下の範囲になる位置に、磁気シールド部材３を設置した場合の、磁界強度の変化をシミュレーションした図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）において、縦軸は、送電用回路１が発生する磁界の強度であり、横軸は、図１（Ａ）における、送電用回路１の中心からの、紙面と平行な方向の距離である。図２（Ａ）及び（Ｂ）中、点線で示すデータは、磁気シールド部材３がない場合の磁界強度分布である。そして、実線で示すデータは、磁気シールド部材３を図中の点線四角ａに示した範囲に設置した際の磁界強度分布を示している。すなわち、図２（Ａ）の実線で示すデータは、送電用回路１が発生する磁界が最大強度の１００分の１以上５０分の１以下の範囲になる位置に、磁気シールド部材３を設置した場合の磁界強度分布であり、図２（Ｂ）の実線で示すデータは、送電用回路１が発生する磁界が最大強度の５００分の１以上４００分の１以下の範囲になる位置に、磁気シールド部材３を設置した場合の磁界強度分布である。
【００４４】
図２（Ａ）及び（Ｂ）より、磁気シールド部材３によって磁界強度が局所的に変化していることがわかる。図２（Ａ）の場合、磁気シールド部材を設置した位置付近において磁界強度の変化量がもっとも大きくなり、０．２Ａ／ｍ以上となる。かかる場合、整合条件が変化してしまい、電力の伝送効率が低下する恐れがある。一方、図２（Ｂ）の場合、磁界強度の変化量を０．１Ａ／ｍと非常に小さくすることが可能である。このため、整合条件に与える影響を低減できる。
【００４５】
図３は、送電用回路１が送電用一次コイル５と送電用二次コイル５´で構成されている一般的な磁界共鳴型無線電力装置（図４参照）に関して、Ｌｄ（図１（Ａ）参照）と伝送効率の関係をシミュレーションした結果である。
【００４６】
シミュレーションでは、送電用二次コイル５´が円形をしており、磁気シールド部材３が円筒形状をしており、かつ、送電用二次コイル５´と磁気シールド部材３とが同心円状に配置されている場合、つまり、送電用二次コイル５´の中心と磁気シールド部材３の断面（切断したときに断面形状が円になる断面）の中心とが、同一である場合を想定した。磁気シールド部材３の材料としてはフェライトを想定した。送電用二次コイル５´の巻き数は５．５であり、共振周波数は１０．５ＭＨｚである。
【００４７】
なお、図３において、送電用回路１が発生する磁界が最大強度の５００分の１以上２５０分の１以下の範囲になるようなＬｄの範囲を、色付きの四角で示した。また、磁気シールド部材３なしの場合の伝送効率を点線で示した。図３に示したように、送電用回路１が発生する磁界が最大強度の５００分の１以上２５０分の１以下の範囲になる位置に磁気シールド部材３を設置することで、電力の伝送効率を磁気シールド部材３なしの場合と比べて高くできることがわかった。
【００４８】
非特許文献１（"Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer" Aristeidis Karalis et. al, Annals of Physics, 323, (2008), pp. 34- 48.）によれば、近接場の分布形状は、コイルの形状や使用周波数によらずほぼ一定であるため、送電回路１の構成や、使用周波数によらず、上記の作用および効果は有効である。
【００４９】
ここで、図３の結果より、送電用回路１が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１以下となる領域に磁気シールド部材３を配置することで、電力の伝送効率の低下を抑制できることが分かる。
【００５０】
なお、一般に、磁気シールド部材３の直径を大きくすればするほど、すなわち、磁気シールド部材３を送電用回路１から離すほど、磁気シールド部材３が伝送効率に与える影響を低減できると考えられる。しかし、磁気シールド部材を大きくしすぎると、無線電力伝送装置が大型化し、製造コストも増大するという問題がある。そこで、磁気シールド部材３の大きさはある程度上限を設けるのが好ましい。例えば、図３の結果より、送電用回路１が発生する磁界の強度が最大強度の５００分の１以上２５０分の１以下となる領域に、磁気シールド部材３を配置してもよい。このようにすれば、磁気シールド部材３による電力の伝送効率の低減を抑制するとともに、磁気シールド部材３の大型化を抑制することで、無線電力伝送装置の大型化の抑制、及び、製造コストの増大の抑制が実現される。また、図３の結果より、このような範囲に磁気シールド部材３を配置すれば、電力の伝送効率を磁気シールド部材３なしの場合と比べて高くできることが分かる。
【００５１】
次に、本実施の具体例（以下、「本具体例」）について、図４を参照して詳細に説明する。なお、本具体例により本実施形態が限定されるものではない。
【００５２】
図４は本具体例の無線電力伝送装置を側面方向から見た図であって、磁気シールド部材３の内部に位置する構成要素を模式的に示した図である。当該構成の概略は、上記説明の通りであるが、各構成要素は、具体的に以下のようなものを選択することができる。
【００５３】
誘電体４は空気である。リピータコイル９は送電器と受電器の間の距離を伸ばすために設置される。電力源１０は、１０ＭＨｚ近傍の交流電力を出力する。整流回路１１は、１０ＭＨｚ近傍の交流電力を直流電力に変換する。負荷１２は、整流回路１１で得られた直流電力を用いて動作する装置である。
【００５４】
送電用一次コイル５、および受電用一次コイル６は、直径３ｍｍの銅線による、半径２５０ｍｍのループコイルである。
【００５５】
送電用二次コイル５´、受電用二次コイル６´は、直径３ｍｍの銅線による、半径３００ｍｍ、巻き数５．２５のヘリカルコイルである。この例では、共振周波数は１０ＭＨｚ近傍である。なお、本具体例のヘリカルコイルは円形である。言い換えれば、円筒の表面に導電線を５．２５周だけ巻いて作成されたコイルと同様の形状を有している。
【００５６】
本具体例では、磁気シールド部材３は、フェライトで作製された配管であり、磁気シールドの役割を兼ねる。磁気シールド部材３は、円筒の形状を有しており、送電用二次コイル５´と、同心円状に配置されている。言い換えれば、磁気シールド部材３の中心と、送電用二次コイル５´の中心とが、略同一の位置になるように配置されている。
【００５７】
ここで、送電用二次コイル５´が発生する磁界の強度が最大強度の５００分の１以上２５０分の１以下の範囲となる領域は、電力伝送される周波数の波長をλとすると、「送電用二次コイル６´の最外端からの距離がλ／２２以上λ／１６以下の領域」と表わすことができる。上述の通り本具体例では、λは１０ＭＨｚ近傍であるので、当該値を代入すると、送電用二次コイル５´が発生する磁界の強度が最大強度の５００分の１以上２５０分の１以下の範囲となる領域は、「送電用二次コイル６´の最外端からの距離が１．３６ｍ以上１．８８ｍ以下の領域」となる。すなわち、本具体例における図４に示すｂの値は、１・３６ｍ以上１．８８ｍ以下となる。ここで、ｒは空気の比誘電率であり、１．０００６である（なお、空気の比透磁率は１と仮定した）。
【００５８】
また、別の形態として、以下のような構成をとることも可能である。
【００５９】
磁気シールド部材３は、建物内の配管壁、下水管壁などの各種配管、または、それらの組み合わせの構成としても良い。例えば、図６のように、配管壁の内側に、下水管１３や光配線１４が敷設されていてもよい。なお、図６の場合には、下水管１３、光配線１４はいずれも、送電用二次コイル５´が発生する磁界の強度が最大強度の５００分の１以上２５０分の１以下の範囲になる位置に配置する。
【００６０】
また、誘電体４は空気以外の誘電体、または、それらの組み合わせの構成としても良い。
【００６１】
また、送電用一次コイル５、受電用一次コイル６、送電用二次コイル５´、受電用二次コイル６´の形状は、必要な電力量や、送受電可能距離に応じて任意に選択できる。
【００６２】
また、モニタリングセンサ１２はその他の負荷であってもよい。
【００６３】
また、送電用一次コイル５、受電用一次コイル６、送電用二次コイル５´、受電用二次コイル６´を磁気シールド部材３内の所定の位置に固定するための支持材をコイルに影響を与えない範囲で取り付けても良い。
【００６４】
また、磁気シールド部材３が、送電用二次コイル５´と同心円状に配置されていなくてもよい。言い換えれば、磁気シールド部材３の中心と送電用二次コイル５´の中心がずれていてもよい。その場合は、送電用二次コイル５´の最外端から最も近い磁気シールド部材３が、送電用二次コイル５´が発生する磁界の強度が最大強度の５００分の１以上２５０分の１以下の範囲になる位置に配置されるようにすればよい。
【００６５】
また、既に設置されている配管壁（磁気シールド部材３）内に新たな無線電力伝送装置を設置する場合、共振周波数の異なる送電用回路１の中から、磁気シールド部材３が、送電用回路１が発生する磁界の強度が最大強度の５００分の１以上２５０分の１以下の範囲になる位置に配置されるように、任意の回路を選択しても良い。例えば、単位電力あたりのシステムコストを抑えるために、送電可能電力が大きくなるものを選んでも良いし、作成コストが抑えられる小型なものを選んでも良い。
【００６６】
次に、本実施形態の無線電力伝送装置の製造方法について、説明する。
【００６７】
まず、送電用回路１が発生する磁界の最大強度は、送電用回路１の設計（コイルの巻き数等）や送電用回路１の周辺の環境（誘電体４の比誘電率等）などの要素により決定される。そして、送電用回路１が発生する磁界の最大強度の２５０分の１以下となる領域は、送電用回路１からの距離、及び、送電用回路１の周辺の環境（誘電体４の比誘電率等）などの要因により決定される。
【００６８】
当該前提に基づき、本実施形態では、（１）送電用回路１からの磁気シールド部材３の距離を決定後、送電用回路１が発生する磁界が最大強度の２５０分の１以下となる領域に磁気シールド部材３が位置するように送電用回路１の設計を決定する手段と、（２）送電用回路１の設計を決定後、送電用回路１が発生する磁界が最大強度の２５０分の１以下となる領域に磁気シールド部材３が位置するように送電用回路１からの磁気シールド部材３の距離、すなわち磁気シールド部材３の大きさ等を決定する手段とを利用することができる。
【００６９】
（１）は、既存の配管（磁気シールド部材３）内に、送電用回路１等の部材を設置する場合等を想定したものである。（２）は、配管（磁気シールド部材３）も含めた無線電力装置のすべての部材を新たに設置する場合等を想定したものである。以下、（１）及び（２）各々について説明する。
【００７０】
（１）の場合、まず、既存の配管（磁気シールド部材３）の半径に基づき、図４のｂの値の上限が決定される。そして、送電用回路１（送電用二次コイル６´）の最外端からの距離がλ／２２以上λ／１６以下の領域に磁気シールド部材３が位置するように、送電用回路１（送電用二次コイル６´）の半径及び送受電される電磁波の中心波長を決定する。
【００７１】
なお、送電用コイルの巻き数を多くすると半径を小さくできるが、奥行き方向（コイルの長手方向）のサイズが大きくなる。一方、巻き数を少なくすると半径が大きくなるが、奥行き方向（コイルの長手方向）のサイズが小さくなる。このような点などを考慮し、設計者は、送電用コイルの半径、巻き数を決定することができる。
【００７２】
なお、既存の配管（磁気シールド部材３）の半径に基づき、シミュレーションにより、所望の磁界強度分布が得られる送電用回路を決定してもよい。
【００７３】
次に、（２）の場合について説明する。かかる場合、まず、要求性能等に基づき、送電電力および送電用回路１の設計を決定する。なお、設計周波数（λ）を高くすればコイルサイズは小さくなるが、送電可能電力は減少する。一方、設計周波数を低くすればコイルサイズは大きくなるが、送電可能電力は増加する。このような点などを考慮し、設計者が、設計周波数を決定する。
【００７４】
その後、設計周波数に適する送電用回路１（送電用二次コイル６´）の半径、巻き数を決定する。なお、巻き数を多くすると半径を小さくできるが、奥行き方向（コイルの長手方向）のサイズが大きくなる。一方、巻き数を少なくすると半径が大きくなるが、奥行き方向（コイルの長手方向）のサイズが小さくなる。このような点などを考慮し、設計者が、送電用回路１（送電用二次コイル６´）の半径、巻き数を決定する。その後、送電用回路１（送電用二次コイル６´）の最外端からの距離がλ／２２以上λ／１６以下の領域に磁気シールド部材３が位置するように、磁気シールド部材３の大きさ（断面形状の半径等）を決定する。
【００７５】
次に、本実施形態の無線電力伝送方法について説明する。
【００７６】
本実施形態では、図１に示すように、送電用回路１及び整合回路１０を有する送電側装置と、受電用回路２を有する受電側装置と、を、内部に誘電体４が充填されている磁気シールド部材３の内部に設置した状態で、磁界の共鳴作用を通じて電力を送受電する工程を有する。
【００７７】
なお、磁気シールド部材３は、送電用回路１が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１以下となる領域に位置する。
【００７８】
このような本実施形態によれば、伝送効率が高く、かつ、漏洩磁界の少ない無線電力伝送方法が実現される。なお、上記説明したその他の無線電力伝送装置（例えば、図４、６）を用いた無線電力伝送方法においても、同様の作用効果を実現できる。
【００７９】
次に、本実施形態の効果について説明する。
【００８０】
第１の効果は、良好な伝送効率を保ったまま、磁気シールド部材内に無線電力伝送装置を設置できることにある。
【００８１】
第２の効果は、磁気シールド部材の影響を考慮するための複雑な送電回路設計を行うことなく、磁気シールド部材内に無線電力伝送装置を設置できることにある。
【００８２】
第３の効果は、送電周波数を変更した場合でも、磁気シールド部材を拡張するなどの特別な変更を行うことなく、既設の磁気シールド部材内に無線送受電回路を設置できることにある。具体的に説明すると、送電周波数を変更する場合には、例えば送電用２次コイルの直径を同じに保ったまま、巻き数を変更することにより、変更後の送電周波数にコイルの共振周波数を合わせる。そのような変更をすれば、送電周波数変更前の磁気シールド部材をそのまま使用しても、送電周波数変更前と同様の伝送効率を得ることが可能である。
【００８３】
第４の効果は、既設の磁気シールド部材内に無線送受電回路を設置する場合、伝送効率に影響を与えず、かつ、最も大きな送信電力を得ることの出来る無線送受電回路を選択できることにある。具体的には、送電用回路が発生する磁界の強度が最大強度の２５０分の１以下５００分の１以上となる距離に設置可能な送電用２次コイルのうち、外形が最大となる送電用２次コイル、すなわち、インダクタンス成分が最大となる送電用２次コイルを選択すれば、送電効率に影響を与えない範囲で、最大送信電力を得ることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１    送電用回路
２    受電用回路
３    磁気シールド部材
４    誘電体
５    送電用一次コイル
５´  送電用二次コイル
６    受電用一次コイル
６´  受電用二次コイル
８    電力源
９    整流回路
１０  整合回路
１１  整合回路
１２  モニタリングセンサ
１３  下水管
１４  光配線
【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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