(57)【要約】【課題】電力伝送に伴う、異物の発熱、或いは、電力伝送効率の低下を防止可能なアンテナを提供する。【解決手段】本発明のアンテナは、直線導電部３３３と、曲線導電部３３４とが混在する導電部３３０が設けられた誘電性基材３１０と、前記誘電性基材３１０の鉛直上方に配されると共に、前記曲線導電部３３４の鉛直上方には傾斜部２５３が設けられた送電側樹脂ケース２５０と、からなることを特徴とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線導電部と、曲線導電部とが混在する導電部が設けられた基板と、
前記基板の鉛直上方に配されると共に、前記曲線導電部の鉛直上方には傾斜部が設けられたケースと、からなることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
直線導電部と、曲線導電部とが混在する導電部が設けられた基板と、
前記基板の鉛直上方に配されると共に、前記曲線導電部の鉛直上方には稜部が設けられたケースと、からなることを特徴とするアンテナ。
【請求項３】
前記導電部が渦巻きコイル状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記ケースが合成樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項５】
前記導電部には送電のための電流が流されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムに用いられ、電力の受電又は送電を行うアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電源コードなどを用いることなく、ワイヤレスで電力（電気エネルギー）を伝送する技術の開発が盛んとなっている。ワイヤレスで電力を伝送する方式の中でも、特に注目されている技術として、磁気共鳴方式と呼ばれるものがある。この磁気共鳴方式は２００７年にマサチューセッツ工科大学の研究グループが提案したものであり、これに関連する技術は、例えば、特許文献１（特表２００９−５０１５１０号公報）に開示されている。
【０００３】
磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムは、送電側アンテナの共振周波数と、受電側アンテナの共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うものであり、電力伝送距離を数十ｃｍ〜数ｍとすることが可能であることが大きな特徴の一つである。
【０００４】
上記のような磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムを、電気自動車のような移動体に対する電力伝送に適用する場合は、移動体側に受電アンテナを搭載し、地中部に送電アンテナを埋設するような構成とすることが提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献２（特開２０１０−６８６５７号公報）には、所定周波数の交流電力を出力する交流電力出力手段と、地面側に設けられた第１共鳴コイル、及び該第１共鳴コイルと対向配置された電気自動車搭載の第２共鳴コイルと、該第２共鳴コイルで受電された電力が充電されるバッテリとから構成されるワイヤレス電力送信装置が開示されている。
【特許文献１】特表２００９−５０１５１０号公報
【特許文献２】特開２０１０−６８６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような電力伝送システムにおいては、送電アンテナが地中部に埋設されるようにして設けられる構成が採用されるため、例えば、何らかの落下物が送電アンテナの近傍に落ちたままとなり、そこに異物として存在してしまう、といったシチュエーションが考えられる。ところで、電力伝送中に送電アンテナと受電アンテナとの間に、例えば、スチール缶などのような異物が存在すると、電力伝送実行中にスチール缶が発熱すると共に、電力の伝送効率が低下する、といった問題があった。ところが、従来の電力伝送システムにおいては、送電アンテナと受電アンテナとの間に、上記のような異物が存在する可能性については全く考慮されておらず、対策が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、請求項１に係る発明は、直線導電部と、曲線導電部とが混在する導電部が設けられた基板と、前記基板の鉛直上方に配されると共に、前記曲線導電部の鉛直上方には傾斜部が設けられたケースと、からなることを特徴とするアンテナである。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、直線導電部と、曲線導電部とが混在する導電部が設けら
れた基板と、前記基板の鉛直上方に配されると共に、前記曲線導電部の鉛直上方には稜部が設けられたケースと、からなることを特徴とするアンテナである。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のアンテナにおいて、前記導電部が渦巻きコイル状であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアンテナにおいて、前記ケースが合成樹脂からなることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアンテナにおいて、前記導電部には送電のための電流が流されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るアンテナによれば、曲線導電部の鉛直上方には傾斜部が設けられたケースが用いられており、磁束密度が集中する曲線導電部近傍に、スチール缶などの異物が存在する確率が大幅に低減するので、電力伝送に伴い、異物が発熱したり、或いは、電力伝送効率が低下したりしてしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るアンテナが用いられる電力伝送システムのブロック図である。
【図２】電力伝送システムのインバーター部を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５、受電アンテナ２０１を構成するコイル体を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５の平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５の斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５から受電アンテナ２０１への電力伝送の様子を示す断面の模式図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る送電アンテナ１０５の平面図である。
【図８】送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１とを近接させたときの送電効率の周波数依存性例を示す図である。
【図９】第１極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。
【図１０】第２極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。
【図１１】２つの極値を与える極値周波数のうち磁気壁が生じる極値周波数（第１周波数）での特性を示す図である。
【図１２】２つの極値を与える極値周波数のうち電気壁が生じる極値周波数（第２周波数）での特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係るアンテナが用いられる電力伝送システムのブロック図である。なお、本発明に係るアンテナは、電力伝送システムを構成する受電側のアンテナと送電側のアンテナのいずれにも適用可能であるが、以下の実施形態においては主として受電側のアンテナに本発明のアンテナを適用した例につき説明する。
【００１５】
本発明のアンテナが用いられる電力伝送システムとしては、例えば、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの車両への充電のためのシステムが想定されている。電力伝送システムは、上記のような車両に対して電力を非接触で伝送するため、当該車両を停車させることが可能な停車スペースに設けられる。車両充電用のスペースである当該停車スペースには、送電アンテナ１０５などが地中部に埋設されるような構成と
なっている。車両のユーザーはこの電力伝送システムが設けられている停車スペースに車両を停車させて、車両に搭載されている受電アンテナ２０１と、前記送電アンテナ１０５とを対向させることによって電力伝送システムからの電力を受電する。車両を停車スペースに停車させる際には、車両搭載の受電アンテナ２０１が、送電アンテナ１０５に対して伝送効率が良い位置関係となるようにする。
【００１６】
電力伝送システムでは、電力伝送システム１００側の送電アンテナ１０５から、受電側システム２００側の受電アンテナ２０１へ効率的に電力を伝送する際、送電アンテナ１０５の共振周波数と、受電アンテナ２０１の共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うようにする。
【００１７】
送電側システム１００におけるＡＣ／ＤＣ変換部１０１は、入力される商用電源を一定の直流に変換するコンバータである。このＡＣ／ＤＣ変換部１０１からの出力は高電圧発生部１０２において、所定の電圧に昇圧されたりする。この高電圧発生部１０２で生成される電圧の設定は主制御部１１０から制御可能となっている。
【００１８】
インバーター部１０３は、高電圧発生部１０２から供給される高電圧から所定の交流電圧を生成して、整合器１０４に入力する。図２は電力伝送システムのインバーター部を示す図である。インバーター部１０３は、例えば図２に示すように、フルブリッジ方式で接続されたＱA乃至ＱDからなる４つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）によって構成されている。
【００１９】
本実施形態においては、直列接続されたスイッチング素子ＱAとスイッチング素子ＱBの間の接続部Ｔ１と、直列接続されたスイッチング素子ＱCとスイッチング素子ＱDとの間の接続部Ｔ２との間に整合器１０４が接続される構成となっており、スイッチング素子ＱA
とスイッチング素子ＱDがオンのとき、スイッチング素子ＱBとスイッチング素子ＱCがオ
フとされ、スイッチング素子ＱBとスイッチング素子ＱCがオンのとき、スイッチング素子ＱAとスイッチング素子ＱDがオフとされることで、接続部Ｔ１と接続部Ｔ２との間に矩形波の交流電圧を発生させる。なお、本実施形態においては、各スイッチング素子のスイッチングによって生成される矩形波の周波数の範囲は数１００ｋＨｚ〜数１０００ｋＨｚ程度である。
【００２０】
上記のようなインバーター部１０３を構成するスイッチング素子ＱA乃至ＱDに対する駆動信号は主制御部１１０から入力されるようになっている。また、インバーター部１０３を駆動させるための周波数は主制御部１１０から制御することができるようになっている。
【００２１】
整合器１０４は、所定の回路定数を有する受動素子から構成され、インバーター部１０３からの出力が入力される。そして、整合器１０４からの出力は送電アンテナ１０５に供給される。整合器１０４を構成する受動素子の回路定数は、主制御部１１０からの指令に基づいて調整することができるようになっている。主制御部１１０は、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１とが共振するように整合器１０４に対する指令を行う。
【００２２】
送電アンテナ１０５は、インダクタンス成分を有するコイルから構成されており、対向するようにして配置される車両搭載の受電アンテナ２０１と共鳴することで、送電アンテナ１０５から出力される電気エネルギーを受電アンテナ２０１に送ることができるようになっている。
【００２３】
電力伝送システム１００の主制御部１１０はＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理部であ
る。この主制御部１１０は、図示されている主制御部１１０と接続される各構成と協働するように動作する。
【００２４】
また、通信部１２０は車両側の通信部２２０と無線通信を行い、車両との間でデータの送受を可能にする構成である。通信部１２０によって受信したデータは主制御部１１０に転送され処理されるようになっている。また、主制御部１１０は所定情報を、通信部１２０を介して車両側に送信することができるようになっている。
【００２５】
次に、車両側に設けられている構成について説明する。車両の受電側のシステムにおいて、受電アンテナ２０１は、送電アンテナ１０５と共鳴することによって、送電アンテナ１０５から出力される電気エネルギーを受電するものである。このような受電アンテナ２０１は、車両の底面部に取り付けられるようになっている。
【００２６】
受電アンテナ２０１で受電された交流電力は、整流部２０２において整流され、整流された電力は充電制御部２０３を通してバッテリー２０４に蓄電されるようになっている。充電制御部２０３は主制御部２１０からの指令に基づいてバッテリー２０５の蓄電を制御する。また、充電制御部２０３はバッテリー２０４の残量管理なども行い得るように構成される。
【００２７】
主制御部２１０はＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部２１０は、図示されている主制御部２１０と接続される各構成と協働するように動作する。
【００２８】
インターフェイス部２３０は、車両の運転席部に設けられ、ユーザー（運転者）に対し所定の情報などを提供したり、或いは、ユーザーからの操作・入力を受け付けたりするものであり、表示装置、ボタン類、タッチパネル、スピーカーなどで構成されるものである。ユーザーによる所定の操作が実行されると、インターフェイス部２３０から操作データとして主制御部２１０に送られ処理される。また、ユーザーに所定の情報を提供する際には、主制御部２１０からインターフェイス部２３０に対して、所定情報を表示するための表示指示データが送信される。
【００２９】
また、車両側の通信部２２０は送電側の通信部１２０と無線通信を行い、送電側のシステムとの間でデータの送受を可能にする構成である。通信部２２０によって受信したデータは主制御部２１０に転送され、また、主制御部２１０は所定情報を通信部２２０を介して送電システム側に送信することができるようになっている。
【００３０】
電力伝送システムで、電力を受電しようとするユーザーは、上記のような送電側のシステムが設けられている停車スペースに車両を停車させ、インターフェイス部２３０から充電を実行する旨の入力を行う。これを受けた主制御部２１０は、充電制御部２０３からのバッテリー２０５の残量を取得し、バッテリー２０５の充電に必要な電力量を算出する。算出された電力量と送電を依頼する旨の情報は、車両側の通信部２２０から送電側のシステムの通信部１２０に送信される。これを受信した送電側システムの主制御部１１０は高電圧発生部１０２、インバーター部１０３、整合器１０４を制御することで、車両側に電力を伝送するようになっている。
【００３１】
次に、以上のように構成される電力伝送システム１００で用いるアンテナの具体的な構成について説明する。以下、送電アンテナ１０５に本発明の構成を採用した例について説明するが、本発明のアンテナは受電アンテナ２０１に対しても適用し得るものである。
【００３２】
図３は本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５、受電アンテナ２０１を構成するコ
イル体３００を説明する図である。また、図４は本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５の平面図であり、図５は本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５の斜視図である。図４及び図５において、送電側樹脂ケース２５０を透過的にみたコイル体３００は点線で示されている。
【００３３】
コイル体３００は、送電アンテナ１０５、受電アンテナ２０１における磁気共鳴アンテナ部として機能する。磁気共鳴アンテナ部は、このコイル体３００のインダクタンス成分のみならず、浮游容量などに基づくキャパシタンス成分をも含むものであり、その共振周波数はインダクタンス成分およびキャパシタンス成分により決定される。インダクタンス成分はコイル体３００の導電部の幅、巻き数、レイアウトにより決定され、キャパシタンス成分は誘電性基材３１０の誘電率、厚さ、誘電性基材３１０の両面に設けられる導電部の面積、及び両面の導電部間の位置関係により決定される。したがって、それらのパラメータを調整することにより、所望の磁気共鳴アンテナ部を構成することができる。
【００３４】
送電側樹脂ケース２５０は、送電アンテナ１０５のインダクタンス成分を有するコイル体３００を収容するために用いられるものである。この送電側樹脂ケース２５０は、例えばポリカーボネートなど誘電正接の低い樹脂により構成される。ここでポリカーボネートの誘電正接は０．００９＠１ＭＨｚ程度であるが、これより誘電正接の小さいフッ素樹脂やポリフェニレンサルファイドなどの樹脂であっても成形加工可能であれば、送電側樹脂ケース２５０として用いる樹脂材料は特に限定されるものではない。
【００３５】
コイル体３００は、例えばガラスエポキシ樹脂のような矩形平板状の誘電性基材３１０と、この一面側に形成されている導電部により構成されている。より具体的には、誘電性基材３１０は主面として表裏の関係にある２つの面を有しており、このうち１つの面に渦巻きコイル状の導電部３３０がコイルとして形成されることで、送電アンテナ１０５にインダクタンス成分が付与される。
【００３６】
なお、本実施形態においては、導電部３３０を渦巻き状のコイルとして形成する例に基づいて説明するが、必要となるインダクタンス成分が確保することができるのであれば、渦巻き状のコイルに代えて、他の形状の導電部を用いるようにしてもよい。
【００３７】
誘電性基材３１０上において、渦巻き状のコイルを形成する導電部３３０の内周側には最内端部３３１が、また、外周側には最外端部３３２がそれぞれ設けられている。
【００３８】
誘電性基材３１０上の導電部３３０は、図３に示すように、内端部３３１、最外端部３３２との間に電流が流されたときに、基材３１０上で電流が直線状に流れる直線導電部３３３と、内端部３３１、最外端部３３２との間に電流が流されたときに、基材３１０上で電流が曲線状に流れる曲線導電部３３４と、が混在するようになっている。
【００３９】
誘電性基材３１０上の導電部３３０のうち、曲線導電部３３４の近傍（図３において点線で示される囲み部Ｒ）には磁束密度が集中する。特に、このような磁束密度が集中する曲線導電部３３４の上方にスチール缶などの異物が存在すると、電力伝送に伴い、異物が発熱したり、或いは、電力伝送効率が低下したりすることが著しい。
【００４０】
そこで、コイル体３００を収容する送電側樹脂ケース２５０における曲線導電部３３４の鉛直上方には、傾斜部２５３や稜部２５４が設けられるようなレイアウトとなっている。このような傾斜部２５３や稜部２５４が送電側樹脂ケース２５０に設けられるために、異物は曲線導電部３３４の鉛直上方に留まるような確率が極めて低くなり、電力伝送に伴い、異物が発熱したり、或いは、電力伝送効率が低下したりしてしまうことがない。
【００４１】
送電側樹脂ケース２５０は、ポリカーボネートなどの樹脂により構成することができる。この送電側樹脂ケース２５０は、その外周縁である周縁部２５１から頂面部２５２にかけて、傾斜部２５３及び稜部２５４によって高低差が設けられている。送電側樹脂ケース２５０は、周縁部２５１が鉛直下方となり、頂面部２５２が鉛直上方となる位置関係で利用されるものである。そして、送電側樹脂ケース２５０における、コイル体３００の曲線導電部３３４の鉛直上方には、図４及び図５の例に示すように、４つの稜部２５４が配される構成となっている。また、送電側樹脂ケース２５０における前記高低差のうち、稜部２５４以外の部分が傾斜部２５３となる。この傾斜部２５３も、コイル体３００の曲線導電部３３４の鉛直上方にも配されることとなる。
【００４２】
不図示の２つの導電線路は送電アンテナ１０５と整合器１０４とを電気的に接続するものであり、このうち、一方の導電線路は導電部３３０の最外端部３３２と電気的に接続される。また、他方の導電線路は導電部３３０の最内端部３３１と電気的に接続される。これにより、送電アンテナ１０５は、整合器１０４から給電された交流電力により、励磁されるようになっている。
【００４３】
受電アンテナ２０１を構成する受電側樹脂ケース２６０は、送電側樹脂ケース２５０と同様のものを用いてもよいし、用いなくてもよい。本実施形態では、送電側樹脂ケース２５０とことなる構成のものを利用している。
【００４４】
受電アンテナ２０１における受電側樹脂ケース２６０には、中抜き部２８５を有する平板状の磁性部材である磁性シールド２８０が設けられている。この磁性シールド２８０を構成するためには、フェライトなどの磁性材料を用いることができる。磁性シールド２８０は、受電側樹脂ケース２６０に対して適当な手段により固着されることで、コイル体３００の上方にある程度の空間を空けて配されるようになっている。このようなレイアウトにより、送電アンテナ１０５側で発生する磁力線は、磁性シールド２８０を透過する率が高くなり、送電アンテナ１０５から受電アンテナ２０１への電力伝送において、車両本体部を構成する金属物による磁力線への影響が軽微となる。
【００４５】
本発明に係るアンテナにおいては、コイル体３００の上方に配される平板状の磁性シールド２８０には、中抜き部２８５を設けることが好ましい。磁性シールド２８０に中抜き部２８５を設けることにより、磁性シールド２８０自体の損失が低減され、磁性シールド２８０のシールド効果を最大限に引き出すことが可能となる。また、中抜き部２８５を有する磁性シールド２８０においては、部材面積が少なくてすみ、アンテナのコスト低減が可能となる。なお、中抜き部２８５の広さは、磁性シールド２８０自体とコイル体３００の導電部３３０とが積層方向からみて重畳しなくならない程度の広さに留めることが好ましい。
【００４６】
以上のような、本発明に係るアンテナによれば、コイル体３００の曲線導電部３３４の鉛直上方には傾斜部２５３や稜部２５４が設けられた送電側樹脂ケース２５０が用いられており、磁束密度が集中する曲線導電部３３４近傍に、スチール缶などの異物が存在する確率が大幅に低減するので、電力伝送に伴い、異物が発熱したり、或いは、電力伝送効率が低下したりしてしまうことがない。
【００４７】
図７は本発明の他の実施形態に係る送電アンテナ１０５の平面図である。本実施形態が、先の実施形態と異なる点は、コイル体３００の曲線導電部３３４の鉛直上方に稜部２５４を４つ設けたことに加え、さらに、コイル体３００の直線導電部３３３の鉛直上方にも稜部２５４を４つ設けたことである。このような他の実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果に加えて、稜部２５４が増えたことにより、送電側樹脂ケース２５０上に異物が留まる確率が低減して、電力伝送に伴う、異物の発熱、或いは、電力伝送効率の低下を
避けることが可能となる。
【００４８】
ここで、ワイヤレス電力伝送システムにおける伝送効率の極値を与える周波数について説明する。前記システムの電力伝送時においては、伝送効率の極値を与える周波数が２つ存在することがある。このような２つのうちのいずれの周波数を選択する方がシステムにとって最適であるかについて説明する。
【００４９】
図８は送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１とを近接させたときの送電効率の周波数依存性例を示す図である。
【００５０】
磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムにおいては、図８に示すように、第１極値周波数ｆm、第２極値周波数ｆeの２つがあるが、電力伝送を行うときには、これらのいずれかの周波数でこれを行うことが好ましい。
【００５１】
図９は第１極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。第１極値周波数においては、送電アンテナ１０５のコイルに流れる電流と、受電アンテナ２０１のコイルに流れる電流とで位相が略等しくなり、磁界ベクトルが揃う位置が送電アンテナ１０５のコイルや受電アンテナ２０１のコイルの中央部付近となる。この状態を、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に対して磁界の向きが垂直となる磁気壁が生じているものとして考える。
【００５２】
また、図１０は第２極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。第２極値周波数においては、送電アンテナ１０５のコイルに流れる電流と、受電アンテナ２０１のコイルに流れる電流とで位相がほぼ逆となり、磁界ベクトルが揃う位置が送電アンテナ１０５のコイルや受電アンテナ２０１のコイルの対称面付近となる。この状態を、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に対して磁界の向きが水平となる電気壁が生じているものとして考える。
【００５３】
なお、以上のような電気壁や磁気壁などの概念に関しては、居村岳広、堀洋一「電磁界共振結合による伝送技術」ＩＥＥＪ  Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．１２９，Ｎｏ．７，２００９、或いは、居村岳広、岡部浩之、内田利之、堀洋一「等価回路から見た非接触電力伝送の磁界結合と電界結合に関する研究」ＩＥＥＪ  Ｔｒａｎｓ．ＩＡ，Ｖｏｌ．１３０，Ｎｏ．１，２０１０などに記載されているものを本明細書においては準用している。
【００５４】
本発明において、極値を与える周波数として、第１極値周波数、第２極値周波数の２つがある場合については、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に電気壁が生じる極値周波数を選定する理由について説明する。
【００５５】
図１１は２つの極値を与える極値周波数のうち磁気壁が生じる極値周波数（第１周波数）での特性を示す図である。図１１（Ａ）はバッテリー２０４（負荷）の負荷変化変動に伴う送電側の電圧（Ｖ1）、電流（Ｉ1）の変動の様子を示す図であり、図１１（Ｂ）はバッテリー２０４（負荷）の負荷変化変動に伴う受電側の電圧（Ｖ3）、電流（Ｉ3）の変動の様子を示す図である。図１１に示すような特性によれば、受電側でバッテリー２０４（負荷）の負荷増大と共に、電圧が増大する特性があることがわかる。
【００５６】
以上のような磁気壁が生じる周波数においては、バッテリー２０４側からみて受電アンテナ２０１が定電流源として見えるものである。このような受電アンテナ２０１が定電流源のように動作する周波数で、電力伝送を行った場合に、仮に負荷側であるバッテリー２０４などの不具合により緊急停止が起きたとすると、受電アンテナ２０１の両端部の電圧が上昇してしまうこととなる。
【００５７】
一方、図１２は２つの極値を与える極値周波数のうち電気壁が生じる極値周波数（第２周波数）での特性を示す図である。図１２（Ａ）はバッテリー２０４（負荷）の負荷変化変動に伴う送電側の電圧（Ｖ1）、電流（Ｉ1）の変動の様子を示す図であり、図１２（Ｂ）はバッテリー２０４（負荷）の負荷変化変動に伴う受電側の電圧（Ｖ3）、電流（Ｉ3）の変動の様子を示す図である。図１２に示すような特性によれば、受電側でバッテリー２０４（負荷）の負荷増大と共に、電流が減少する特性があることがわかる。
【００５８】
以上のような電気壁が生じる周波数においては、バッテリー２０４側からみて受電アンテナ２０１が定電圧源として見えるものである。このような受電アンテナ２０１が定電圧源のように動作する周波数で、電力伝送を行った場合に、仮に負荷側であるバッテリー２０４などの不具合により緊急停止が起きたとしても、受電アンテナ２０１の両端部の電圧が上昇することはない。したがって、本発明に係る電力伝送システムによれば、負荷が急激に低下した際に電圧が高圧になることがなく、安定して電力伝送を行うことが可能となるのである。
【００５９】
図１１の特性においては、受電側のバッテリー２０４（負荷）にとっては、充電回路が電流源として見えることとなり、図１２の特性においては、受電側のバッテリー２０４（負荷）にとっては、充電回路が電圧源として見えることとなる。負荷が増大することに伴い、電流が減少する図１２に示す特性の方が、バッテリー２０４（負荷）にとっては好ましいので、本実施形態においては、第１極値周波数、第２極値周波数の２つがある場合については、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に電気壁が生じる極値周波数を選定するようにしている。
【００６０】
このような本発明に係る電力伝送システムによれば、伝送効率の極値を与える周波数が２つ存在することがある場合でも、電力伝送時の最適な周波数を迅速に決定することができ、効率的な電力伝送を短時間で行うことが可能となる。
【００６１】
また、２つの極値を与える周波数が２つある場合に、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に電気壁が生じる極値周波数を選定すると、バッテリー２０４（負荷）にとって、充電回路が電圧源として見えるので、充電制御によりバッテリー２０４への出力が変動した際にインバータ部１３０の出力も伴って増減するために扱いやすい、というメリットがある。また、充電制御部２０３が緊急停止した際にも供給電力も自動的に最小化するため無駄な装置も必要ない。
【００６２】
また、２つの極値を与える周波数が２つある場合に、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に電気壁が生じる極値周波数を選定すると、充電制御部２０３からみて整流器２２０が電圧源として見えるので、充電制御によりバッテリー２０４への出力が変動した際に整流昇圧部１２０の出力も伴って増減するために扱いやすい、というメリットがある。また、充電制御部２０３が緊急停止した際にも供給電力も自動的に最小化するため無駄な装置も必要ない。
【００６３】
これに対して、２つの極値を与える周波数が２つある場合に、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に磁気壁が生じる極値周波数を選定すると、充電制御部２０３が出力を小さくした際に伴って供給電圧を制御する必要がありそのための通信手段や検知手段が必要となり、コストがかかることとなる。
【００６４】
以上述べたように、本発明に係るアンテナによれば、曲線導電部の鉛直上方には傾斜部が設けられたケースが用いられており、磁束密度が集中する曲線導電部近傍に、スチール缶などの異物が存在する確率が大幅に低減するので、電力伝送に伴い、異物が発熱したり
、或いは、電力伝送効率が低下したりしてしまうことがない。
【００６５】
なお、本実施例においては、直線導電部と曲線導電部とが混在しているアンテナ例に関して記述したが、曲線導電部のみで構成されるアンテナ、即ち、楕円、若しくは真円形態のアンテナの場合には曲線導電部の鉛直上方に傾斜部を配置する構成とすれば良い。
【符号の説明】
【００６６】
１００・・・電力伝送システム
１０１・・・ＡＣ／ＤＣ変換部
１０２・・・高電圧発生部
１０３・・・インバーター部
１０４・・・整合器
１０５・・・送電アンテナ
１１０・・・主制御部
１２０・・・通信部
２０１・・・受電アンテナ
２０２・・・整流部
２０３・・・充電制御部
２０４・・・バッテリー
２１０・・・主制御部
２２０・・・通信部
２３０・・・インターフェイス部
２４１・・・導電線路、
２４２・・・導電線路、
２５０・・・送電側樹脂ケース
２５１・・・周縁部
２５２・・・頂面部
２５３・・・傾斜部
２５４・・・稜部
２６０・・・受電側樹脂ケース
２８０・・・磁性シールド
２８５・・・中抜き部
３００・・・コイル体
３１０・・・誘電性基材
３３０・・・導電部
３３１・・・最内端部
３３２・・・最外端部
３３３・・・直線導電部
３３４・・・曲線導電部
【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１２】
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