(57)【要約】【課題】伝送距離を大きくすることが可能な非接触式電力伝送装置を提供する。【解決手段】非接触式電力伝送装置１は、１次コイル２０を有する洗面台１０と、２次コイル５３を有する電動歯ブラシ５０とを有する。中央扉１２は、１次コイル２０から２次コイル５３への磁束の流れを中継する第３中継コイル２３を有する。中央扉１２が開閉することにより１次コイル２０に対する第３中継コイル２３の位置が変化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルを有する送電装置と、２次コイルを有する受電装置と、中継コイルとを有する非接触式電力伝送装置であって、
前記中継コイルは、前記１次コイルおよび前記２次コイルに対する移動が可能な構造を有する。
【請求項２】
請求項１において、
前記中継コイルは、電気負荷に接続されていない。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記送電装置は、洗面台であり、かつ前記受電装置を収納する収納部分と、前記収納部分を開閉する開閉部分とを有し、
前記開閉部分は、前記中継コイルを有する。
【請求項４】
請求項３において、
前記洗面台は、前記収納部分に対する前記開閉部分の位置を検出する位置検出部を有する。
【請求項５】
請求項３または４において、
前記開閉部分は、前記中継コイルと、前記収納部分に対して移動する扉と、磁性体とを有し、
前記磁性体は、前記扉と前記中継コイルとの間に位置する。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項において、
前記送電装置は、前記１次コイルに供給する電力を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記開閉部分が前記収納部分を閉じているとき、前記開閉部分が前記収納部分を開放しているときよりも大きい電力を前記１次コイルに供給する。
【請求項７】
非接触式電力伝送装置の受電装置のケースであって、
中継コイルと、前記受電装置を収納または保持することが可能な構造、および前記非接触式電力伝送装置の送電装置に対する移動が可能な構造を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１次コイルを有する送電装置と、２次コイルを有する受電装置とを有する非接触式電力伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の非接触式電力伝送装置は、１次コイルの磁束を２次コイルに鎖交させることにより２次コイルに電力を伝送する。そして、２次コイルの電流を給電回路に供給することにより２次電池を充電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４１６８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非接触式電力伝送装置においては、伝送距離を大きくすることが望まれている。なお、特許文献１の非接触式電力伝送装置は、伝送距離を大きくすることについて特に考慮されていない。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、伝送距離を大きくすることが可能な非接触式電力伝送装置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】
【０００６】
・本発明の非接触式電力伝送装置は、１次コイルを有する送電装置と、２次コイルを有する受電装置と、中継コイルとを有し、前記中継コイルは、前記１次コイルおよび前記２次コイルに対する移動が可能な構造を有することを特徴としている。
【０００７】
・上記非接触式電力伝送装置において、前記中継コイルは、電気負荷に接続されていないことが好ましい。
・上記非接触式電力伝送装置において、前記送電装置は、洗面台であり、かつ前記受電装置を収納する収納部分と、前記収納部分を開閉する開閉部分とを有し、前記開閉部分は、前記中継コイルを有することが好ましい。
【０００８】
・上記非接触式電力伝送装置において、前記洗面台は、前記収納部分に対する前記開閉部分の位置を検出する位置検出部を有することが好ましい。
・上記非接触式電力伝送装置においては、前記開閉部分は、前記中継コイルと、前記収納部分に対して移動する扉と、磁性体とを有し、前記磁性体は、前記扉と前記中継コイルとの間に位置することが好ましい。
【０００９】
・上記非接触式電力伝送装置において、前記送電装置は、前記１次コイルに供給する電力を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記開閉部分が前記収納部分を閉じているとき、前記開閉部分が前記収納部分を開放しているときよりも大きい電力を前記１次コイルに供給することが好ましい。
【００１０】
・本発明の非接触式電力伝送装置の受電装置のケースは、中継コイルと、前記受電装置を収納または保持することが可能な構造、および前記非接触式電力伝送装置の送電装置に対する移動が可能な構造を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、伝送距離を大きくすることが可能な非接触式電力伝送装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態の非接触式電力伝送装置について、（ａ）は同装置を構成する洗面台の扉が閉じた状態の斜視構造を示す斜視図、（ｂ）は同洗面台の扉が開いた状態の斜視構造を示す斜視図。
【図２】第１実施形態の非接触式電力伝送装置について、同装置を構成する電動歯ブラシの部分断面構造を示す断面図。
【図３】第１実施形態の非接触式電力伝送装置について、回路構成を示す回路図。
【図４】第１実施形態の非接触式電力伝送装置について、洗面台の１次コイル、第３中継コイル、および電動歯ブラシの関係を模式的に示す構成図。
【図５】本発明の第２実施形態の非接触式電力伝送装置について、洗面台の一部の斜視構造を示す斜視図。
【図６】第２実施形態の非接触式電力伝送装置について、１次コイル、中継コイル、補助コイル、および２次コイルの位置関係を示す模式図。
【図７】本発明の第３実施形態の非接触式電力伝送装置について、（ａ）は同装置を構成する収納ケースの側面構造を示す側面図、（ｂ）は収納ケースの正面構造を示す正面図。
【図８】第３実施形態の非接触式電力伝送装置について、同装置を構成する電動歯ブラシの一部分およびその周辺の断面構造を模式的に示す断面図。
【図９】本発明のその他の実施形態の非接触式電力伝送装置について、（ａ）は１次コイルおよび磁性シートの平面構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ平面の断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
図１を参照して、非接触式電力伝送装置１の構成について説明する。なお、図１では、１次コイル２０および各中継コイル２１〜２６の巻数を実際の巻数よりも少なくし、１次コイル２０および各中継コイル２１〜２６の形状を簡略化している。また、図２以降の図のうちのコイルが記載されている図についても、図１と同様に巻数を少なくしてコイルを表示している。
【００１４】
非接触式電力伝送装置１は、１次コイル２０を有する洗面台１０と、２次コイル５３を有する電動歯ブラシ５０とを有する。洗面台１０の１次コイル２０は、電磁誘導方式により電動歯ブラシ５０の２次電池５５に電力を伝送する。なお、洗面台１０は「送電装置」に相当する。また、電動歯ブラシ５０は「受電装置」に相当する。
【００１５】
図１（ａ）を参照して、扉が閉じた状態の洗面台１０の構成について説明する。
洗面台１０は、洗面器具等を収容するキャビネット１１と、キャビネット１１の中央部分を開閉する中央扉１２と、キャビネット１１の左部分を開閉する左扉１３と、キャビネット１１の右部分を開閉する右扉１４とを有する。なお、キャビネット１１は「収納部分」に相当する。また中央扉１２、左扉１３、および右扉１４は「開閉部分」に相当する。
【００１６】
図１（ｂ）を参照して、扉が開いた状態の洗面台１０の構成について説明する。図１（ｂ）においては、キャビネット１１の中央部分を開放した状態の中央扉１２を省略している。
【００１７】
キャビネット１１は、電力が供給されることに基づいて磁束を発生する１次コイル２０と、１次コイル２０の磁束を中継する第１中継コイル２１および第２中継コイル２２とを有する。またこの他に、中央扉１２の開閉状態を検出する中央開閉センサー１５と、左扉１３の開閉状態を検出する左開閉センサー１６と、右扉１４の開閉状態を検出する右開閉センサー１７と、1次コイル２０への電力の供給状態を切り替える電源スイッチ１８とを有する。なお、中央開閉センサー１５、左開閉センサー１６、および右開閉センサー１７は「位置検出部」に相当する。
【００１８】
１次コイル２０は、キャビネット１１の外周部分に位置する。第１中継コイル２１は、１次コイル２０よりも内方かつキャビネット１１の左方かつ上方の部分に位置する。第２中継コイル２２は、キャビネット１１のうちの１次コイル２０よりも内方の部分かつキャビネット１１の右方かつ上方の部分に位置する。
【００１９】
中央扉１２は、キャビネット１１に対して移動する扉本体１２Ａと、第３中継コイル２３と、中央磁性シート２７とを有する。第３中継コイル２３は、扉本体１２Ａの下方の部分に位置する。中央磁性シート２７は、第３中継コイル２３を前方から覆う。すなわち、中央磁性シート２７は、第３中継コイル２３および扉本体１２Ａの間に位置する。中央磁性シート２７の各辺の寸法は、第３中継コイル２３の各辺の寸法よりも大きい。
【００２０】
左扉１３は、キャビネット１１に対して移動する扉本体１３Ａと、第４中継コイル２４と、第５中継コイル２５と、左磁性シート２８とを有する。第４中継コイル２４は、扉本体１３Ａの外周部分に位置する。第５中継コイル２５は、扉本体１３Ａのうちの第４中継コイル２４よりも内方の部分かつ左扉１３の下方の部分に位置する。左磁性シート２８は、第４中継コイル２４および第５中継コイル２５を前方から覆う。すなわち、左磁性シート２８は、第４中継コイル２４および第５中継コイル２５と扉本体１３Ａとの間に位置する。左磁性シート２８の各辺の寸法は、第４中継コイル２４の各辺の寸法および第５中継コイル２５の各辺の寸法よりも大きい。
【００２１】
右扉１４は、キャビネット１１に対して移動する扉本体１４Ａと、第６中継コイル２６と、右磁性シート２９とを有する。第６中継コイル２６は、扉本体１４Ａの外周部分に位置する。右磁性シート２９は、第６中継コイル２６を前方から覆う。すなわち、右磁性シート２９は、第６中継コイル２６および扉本体１４Ａとの間に位置する。右磁性シート２９の各辺の寸法は、第６中継コイル２６の各辺の寸法よりも大きい。なお、扉本体１２Ａ，１３Ａ，１４Ａは「扉」に相当する。また、第３中継コイル２３、第４中継コイル２４、第５中継コイル２５、および第６中継コイル２６は「中継コイル」に相当する。また、中央磁性シート２７、左磁性シート２８、および右磁性シート２９は「磁性体」に相当する。
【００２２】
１次コイル２０は、平面視において四角形を有する平面コイルとして形成されている。各中継コイル２１〜２６も同様に、平面視において四角形を有する平面コイルとして形成されている。
【００２３】
各中継コイル２１〜２６の関係について説明する。
（Ａ）第１中継コイル２１、第２中継コイル２２、および第５中継コイル２５の各辺の寸法は、互いに等しい。
（Ｂ）第４中継コイル２４および第６中継コイル２６の各辺の寸法は、互いに等しい。
（Ｃ）第１中継コイル２１、第２中継コイル２２、および第５中継コイル２５の各辺の寸法は、第４中継コイル２４および第６中継コイル２６の各辺の寸法よりも小さい。
（Ｄ）各中継コイル２１〜２６の導電線の径は、互いに等しい。
（Ｅ）各中継コイル２１〜２６の各辺の寸法は、１次コイル２０の各辺の寸法よりも小さい。
【００２４】
１次コイル２０および各中継コイル２１〜２６の位置関係について説明する。
１次コイル２０に対する第１中継コイル２１の位置および第２中継コイル２２の位置は、変化しない。一方、１次コイル２０に対する第３中継コイル２３の位置、第４中継コイル２４の位置、第５中継コイル２５の位置、および第６中継コイル２６の位置は、変化する。
【００２５】
１次コイル２０に対する第３中継コイル２３の位置は、キャビネット１１に対する中央扉１２の位置、すなわちキャビネット１１に対する中央扉１２の開度（以下、「中央扉開度」）に応じて変化する。
【００２６】
中央扉１２が閉じた状態のとき、すなわち中央扉開度が「０」のとき、１次コイル２０と第３中継コイル２３との距離は最も小さい。一方、中央扉が開いた状態のとき、すなわち中央扉開度が「０」よりも大きいとき、中央扉開度が大きくなるにつれて１次コイル２０と第３中継コイル２３との距離は長くなる。
【００２７】
１次コイル２０に対する第４中継コイル２４および第５中継コイル２５の位置は、キャビネット１１に対する左扉１３の位置、すなわちキャビネット１１に対する左扉１３の開度（以下、「左扉開度」）に応じて変化する。
【００２８】
左扉１３が閉じた状態のとき、すなわち左扉開度が「０」のとき、１次コイル２０と第４中継コイル２４および第５中継コイル２５との距離は最も小さい。一方、左扉１３が開いた状態のとき、すなわち左扉開度が「０」よりも大きいとき、左扉開度が大きくなるにつれて１次コイル２０と第４中継コイル２４および第５中継コイル２５との距離は長くなる。
【００２９】
１次コイル２０に対する第６中継コイル２６の位置は、キャビネット１１に対する右扉１４の位置、すなわちキャビネット１１に対する右扉１４の開度（以下、「右扉開度」）に応じて変化する。
【００３０】
右扉１４が閉じた状態のとき、すなわち右扉開度が「０」のとき、１次コイル２０と第６中継コイル２６との距離は最も小さい。一方、右扉１４が開いた状態のとき、すなわち右扉開度が「０」よりも大きいとき、右扉開度が大きくなるにつれて１次コイル２０と第６中継コイル２６との距離は長くなる。
【００３１】
図２を参照して、電動歯ブラシ５０の構成について説明する。
電動歯ブラシ５０は、使用者が把持する本体ケース５１と、本体ケース５１への取り付けおよび本体ケース５１からの取り外しが可能なアタッチメント５２とを有する。アタッチメント５２は、ブリッスル束が植毛されたブラシ部分５２Ａを有する。ブラシ部分５２Ａは、アタッチメント５２の先端部分に位置している。
【００３２】
本体ケース５１は、図１の１次コイル２０の磁束と鎖交する２次コイル５３と、磁性材料により形成された円柱形状のコア５４と、電動歯ブラシ５０の電源となる２次電池５５と、アタッチメント５２を振動させる電動モータ５６とを有する。２次コイル５３、コア５４、２次電池５５、および電動モータ５６は、本体ケース５１の内部に位置している。
【００３３】
２次コイル５３は、平面視において円形を有する円筒形コイルとして形成されている。すなわち、２次コイル５３を構成する複数の円形部分は、電動歯ブラシ５０の長手方向において互いに積層された構造を有する。２次コイル５３の導電線の径は、１次コイル２０の導電線の径よりも小さい。コア５４は、２次コイル５３の中空部分に位置する。
【００３４】
図３を参照して、非接触式電力伝送装置１の回路構成について説明する。
洗面台１０は、１次コイル２０に供給する電力を制御する１次回路３０と、１次コイル２０の磁束を２次コイル５３に中継する中継回路４０とを有する。電動歯ブラシ５０は、１次回路３０から伝送される電力を制御する２次回路６０を有する。
【００３５】
１次回路３０は、１次コイル２０に交番電力を供給する伝送回路３１と、伝送回路３１を制御する送電制御部３２と、伝送回路３１に接続された１次コイル２０と、１次コイル２０に直列に接続されたコンデンサ３３とを有する。またこの他に、２次回路６０との間で信号の送受信を行う１次アンテナ３５を有する。伝送回路３１は、１次コイル２０に接続された複数のトランジスタを有する。１次コイル２０およびコンデンサ３３は、共振回路３４を構成している。なお、送電制御部３２は「制御部」に相当する。
【００３６】
送電制御部３２は、１次アンテナ３５を介して電動歯ブラシ５０等の送信先の機器に応答を要求する電圧信号（以下、「応答要求信号」）を所定周期毎に繰り返し送信する。応答要求信号は、１次コイル２０に供給される交番電力により生成される。
【００３７】
中継回路４０は、第１中継コイル２１およびコンデンサ４１Ａを有する第１中継回路４１と、第２中継コイル２２およびコンデンサ４２Ａを有する第２中継回路４２と、第３中継コイル２３およびコンデンサ４３Ａを有する第３中継回路４３とを有する。またこの他に、第４中継コイル２４およびコンデンサ４４Ａを有する第４中継回路４４と、第５中継コイル２５およびコンデンサ４５Ａを有する第５中継回路４５と、第６中継コイル２６およびコンデンサ４６Ａを有する第６中継回路４６とを有する。各中継回路４１〜４６は、中継コイルおよびコンデンサにより共振回路を構成している。各コンデンサ４１Ａ〜４６Ａの容量は、各中継回路４１〜４６の共振周波数が基準周波数ＦＫと一致するように設定されている。
【００３８】
各中継回路４１〜４６は、互いに電気的に非接続の関係、ならびに１次回路３０および２次回路６０に対して電気的に非接続の関係を有する。このため、上記各関係の少なくとも一方を有していない構成と比較して、各中継コイル２１〜２６のインピーダンスが小さくなる。
【００３９】
２次回路６０は、１次コイル２０との間で磁気回路を形成する２次コイル５３と、２次コイル５３に生じる交番電力を直流電力に整流する整流回路６１と、２次電池５５に供給される直流電力を制御する給電制御部６２とを有する。またこの他に、１次回路３０との間で信号の送受信を行う２次アンテナ６３とを有する。
【００４０】
整流回路６１は、４つのダイオードを組み合わせて形成された整流ブリッジと、整流ブリッジを通過した電流を平滑化するコンデンサとを有する。整流回路６１と２次コイル５３および給電制御部６２とは、互いに電気的に接続されている。
【００４１】
給電制御部６２は、整流回路６１により整流された直流電力の電圧を制御するＤＣ−ＤＣコンバータ（図示略）と、２次電池５５への直流電力の供給および遮断を切り替えるトランジスタ（図示略）とを有する。給電制御部６２と２次電池５５とは、互いに電気的に接続されている。
【００４２】
給電制御部６２は、２次電池５５の充電状態に応じて直流電力の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータにより変更する電圧制御と、２次電池５５に供給される電力量を２次電池５５の充電状態に応じて変更する電力供給制御とを行う。
【００４３】
電力供給制御は、２次電池５５の充電が完了していないとき、トランジスタをオン状態、すなわち２次電池５５に直流電力が供給される状態に維持する。一方、２次電池５５が満充電のとき、トランジスタをオフ状態に維持する。応答確認信号は、２次コイル５３に供給される交番電力により供給される。
【００４４】
給電制御部６２は、２次アンテナ６３を介して送電制御部３２の応答要求信号を受信したとき、応答要求信号を受信したことを示す電圧信号（以下、「応答確認信号」）を送電制御部３２に送信する。送電制御部３２は、応答確認信号を受信したとき、キャビネット１１に電動歯ブラシ５０が収容されたと判定する。
【００４５】
図１を参照して、各開閉センサー１５〜１７の動作について説明する。
中央開閉センサー１５は、中央扉１２が閉じた状態のとき、中央扉１２との接触によりオン状態となる。一方、中央扉１２が開いた状態のとき、中央扉１２が離間することによりオフ状態となる。
【００４６】
左開閉センサー１６は、左扉１３が閉じた状態のとき、左扉１３との接触によりオン状態となる。一方、左扉１３が開いた状態のとき、左扉１３が離間することによりオフ状態となる。
【００４７】
右開閉センサー１７は、右扉１４が閉じた状態のとき、右扉１４との接触によりオン状態となる。一方、右扉１４が開いた状態のとき、右扉１４が離間することによりオフ状態となる。
【００４８】
中央開閉センサー１５、左開閉センサー１６、および右開閉センサー１７は、それぞれのオン状態またはオフ状態に応じた信号を送電制御部３２に送信する。送電制御部３２は、各センサー１５〜１７から受信した信号に基づいて、各扉１２〜１４の開閉状態を検出する。
【００４９】
図１および図３を参照して、電源スイッチ１８の動作について説明する。
電源スイッチ１８は、使用者の操作によりオン状態が選択されているとき、電源スイッチ１８のオン状態を示すオン信号を送電制御部３２に送信する。一方、使用者の操作によりオフ状態が選択されているとき、電源スイッチ１８のオフ状態を示すオフ信号を送電制御部３２に送信する。送電制御部３２は、電源スイッチ１８から受信したオン信号またはオフ信号に基づいて、１次コイル２０への通電状態を制御する。
【００５０】
図３を参照して、非接触式電力伝送装置１の電力伝送態様について説明する。なお、１次コイル２０から２次コイル５３への応答要求信号の伝送態様は、以下の電力伝送態様と同様となるため、その説明を省略する。
（Ａ）洗面台１０の送電制御部３２は、伝送回路３１を制御することにより１次コイル２０に基準周波数ＦＫの交番電力を供給する。
（Ｂ）１次コイル２０は、交番電力が供給されることにより交番磁束を発生する。
（Ｃ）各中継コイル２１〜２６は、１次コイル２０の交番磁束と鎖交することにより、基準周波数ＦＫの交番電力および交番磁束を発生する。なお、各中継コイル２１〜２６に生じる交番電力および交番磁束は、電気負荷に接続された構成において各中継コイル２１〜２６に生じる交番電力および交番磁束よりも大きい。
（Ｄ）２次コイル５３は、１次コイル２０の交番磁束と鎖交し、かつ各中継コイル２１〜２６の交番磁束のうちの少なくとも１つと鎖交することにより交番電力を発生する。
（Ｅ）整流回路６１は、２次コイル５３の交番電力を平滑化して直流電力に変換する。
（Ｆ）給電制御部６２は、整流回路６１の直流電力を２次電池５５に供給する。
【００５１】
送電制御部３２により行われる制御の内容について説明する。
（Ａ）送電制御部３２は、各開閉センサー１５〜１７から受信した信号に基づいて、各扉１２〜１４のいずれか１つが開いた状態であることを検出したとき、かつ電源スイッチ１８から受信したオン信号に基づいて、電源スイッチ１８のオン状態が選択されていることを検出したとき、１次コイル２０に電力を供給する。これにより、１次コイル２０から電動歯ブラシ５０に電力が伝送される。送電制御部３２は、１次コイル２０への電力供給量が上記（Ａ）の１次コイル２０への電力供給量よりも少なくなるように制御する。
【００５２】
（Ｂ）送電制御部３２は、各開閉センサー１５〜１７から受信した信号に基づいて、各扉１２〜１４のいずれか１つが開いた状態であることを検出したとき、かつ電源スイッチ１８から受信したオフ信号に基づいて、電源スイッチ１８のオフ状態が選択されていることを検出したとき、１次コイル２０に電力を供給しない。
【００５３】
（Ｃ）送電制御部３２は、各開閉センサー１５〜１７から受信した信号に基づいて、図１の各扉１２〜１４が閉じた状態であることを検出したとき、かつ電動歯ブラシ５０から受信した応答確認信号に基づいて、図１のキャビネット１１内に電動歯ブラシ５０が配置されていることを検出したとき、電動歯ブラシ５０の２次電池５５の充電を開始する。そして電動歯ブラシ５０から充電が完了したことを示す信号を受信したとき、２次電池５５の充電を終了する。また、送電制御部３２は、各扉１２〜１４が閉じた状態であるとき、各扉１２〜１４が開いた状態のときよりも大きい電力を１次コイル８０に供給する。
【００５４】
（Ｄ）送電制御部３２は、各開閉センサー１５〜１７から受信した信号に基づいて、各扉１２〜１４の全てが閉じた状態であることを検出したとき、電源スイッチ１８から受信したオン信号に基づく１次コイル２０への電力の供給を停止する。すなわち、各扉１２〜１４の全てが閉じた状態のときには、電源スイッチ１８の操作により電動歯ブラシ５０への電力の伝送を開始することができない。
【００５５】
図４を参照して、非接触式電力伝送装置１の作用について説明する。以下では、図４（ａ）に示されるように、電動歯ブラシ５０が立たせられた状態を「縦置き状態」とする。また、図４（ｂ）に示されるように、電動歯ブラシ５０が寝かせられた状態を「横置き状態」とする。なお、以下では、電動歯ブラシ５０が縦置き状態において、電動歯ブラシ５０の長手方向と平行する第３中継コイル２３の部分を「縦方向部分」とする。
【００５６】
電動歯ブラシ５０が縦置き状態のとき、１次コイル２０の磁束は、２次コイル５３および第３中継コイル２３と鎖交する。第３中継コイル２３の磁束は、２次コイル５３に鎖交する。このため、２次電池５５は、１次コイル２０の磁束および第３中継コイル２３の磁束に基づいて充電される。
【００５７】
電動歯ブラシ５０が横置き状態のとき、１次コイル２０の磁束は、第３中継コイル２３と鎖交する。一方、２次コイル５３と殆ど鎖交しない。第３中継コイル２３の縦方向部分の磁束は、２次コイル５３に鎖交する。このため、２次電池５５は、第３中継コイル２３の磁束に基づいて充電される。すなわち、２次電池５５は、１次コイル２０の磁束に基づいて殆ど充電されない。
【００５８】
本実施形態の非接触式電力伝送装置１は、以下の効果を奏する。
（１）洗面台１０は、各中継コイル２１〜２６を有する。この構成によれば、中継コイルを有していない洗面台の構成と比較して、洗面台１０の１次コイル２０と電動歯ブラシ５０の２次コイル５３との間の伝送距離を大きくすることができる。
【００５９】
（２）また、第３中継コイル２３の磁束が２次コイル５３と鎖交するため、電動歯ブラシ５０が縦置き状態および横置き状態の両方の状態に対して、電動歯ブラシ５０の２次電池５５を効率よく充電することができる。このため、電動歯ブラシ５０を充電するときにおいて、電動歯ブラシ５０の姿勢の自由度が向上する。
【００６０】
（３）洗面台１０は、中央扉１２に第３中継コイル２３を有し、左扉１３に第４中継コイル２４および第５中継コイル２５を有し、右扉１４に第６中継コイル２６を有する。この構成によれば、キャビネット１１の左扉１３および右扉１４に対応する部分に電動歯ブラシ５０を配置したとき、電動歯ブラシ５０が縦置き状態および横置き状態のいずれに対しても２次電池５５を充電することができる。このため、洗面台１０に対する電動歯ブラシ５０の配置の自由度が向上する。
【００６１】
（４）洗面台１０は、第３中継コイル２３を前方から覆う中央磁性シート２７と、第４中継コイル２４および第５中継コイル２５を前方から覆う左磁性シート２８と、第６中継コイル２６を前方から覆う右磁性シート２９とを有する。この構成によれば、各中継コイル２３〜２６の磁束を洗面台１０よりも前方に漏れることが抑制される。
【００６２】
（５）各中継コイル２１〜２６は、１次回路３０および２次回路６０に非接続の関係を有する。また、各中継回路４１〜４６は、互いに非接続の関係を有する。この構成によれば、各中継コイル２１〜２６は、各中継コイル２１〜２６が１次回路３０または２次回路６０に接続される構成および各中継回路４１〜４６のいずれか２つが接続される構成よりも１次コイル２０の磁束と鎖交することにより生じる電流が大きくなる。
【００６３】
（第２実施形態）
図５に示される本実施形態の非接触式電力伝送装置１は、図１に示される第１実施形態の非接触式電力伝送装置１との主要な相違点として、次の相違点を有する。すなわち、第１実施形態の洗面台１０は、１次コイル２０に対する位置を変更することが可能な各中継コイル２３〜２６を有する。また、非接触式電力伝送装置１は、受電装置として電動歯ブラシ５０を有する。一方、本実施形態の非接触式電力伝送装置１は、１次コイル２０に対する位置を変更することが可能な中継コイル１０１を洗面台７０とは別の機器に有する。また、受電装置として電気かみそり９０を有する。以下では、第１実施形態の非接触式電力伝送装置１と異なる点の詳細を説明し、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を省略する。
【００６４】
非接触式電力伝送装置１は、第１実施形態の洗面台１０と全体構成が異なる洗面台７０と、２次コイル５３を有する電気かみそり９０と、電気かみそり９０を洗浄する洗浄機１００とを有する。洗面台７０の１次コイル８０は、電磁誘導方式により電気かみそり９０の２次電池５５に電力を伝送する。なお、洗面台７０は「送電装置」に相当する。また、電気かみそり９０は「受電装置」に相当する。
【００６５】
洗面台７０は、洗面台７０の上部分を構成する鏡７１、載置棚７６および照明器具７７と、洗面台７０の下部分を構成する洗面カウンター７２と、図３の１次回路３０とを有する。鏡７１は、左鏡７１Ａおよび右鏡７１Ｂを有する。洗面カウンター７２は、シンク７３と、洗浄機１００等を載置することが可能な載置台７４と、鏡７１を支持する支持台７５とを有する。載置棚７６は、洗浄機１００等を載置することが可能な平板として形成されている。また左鏡７１Ａの下端部分に位置する。
【００６６】
左鏡７１Ａは、内部に１次コイル８０および磁性シート８４を有する。右鏡７１Ｂは、内部に第１中継コイル８１を有する。シンク７３は、内部に第２中継コイル８２を有する。載置台７４は、内部に第３中継コイル８３を有する。
【００６７】
１次コイル８０は、平面視において四角形を有する平面コイルとして形成されている。第１中継コイル８１は、平面視において四角形を有する平面コイルとして形成されている。第２中継コイル８２は、シンク７３および支持台７５の表面に沿う形状のコイルとしてシンク７３および支持台７５にわたり形成されている。第３中継コイル８３は、載置台７４および支持台７５の表面に沿う形状のコイルとして載置台７４および支持台７５にわたり形成されている。
【００６８】
１次コイル８０、第１中継コイル８１、第２中継コイル８２、および第３中継コイル８３の導電線は、同じ外径を有する。磁性シート８４の各辺の長さは、１次コイル８０の各辺の長さよりも大きい。各中継コイル８１〜８３は、互いに同じ巻数を有する。各中継コイル８１〜８３の巻数は、１次コイル８０の巻数よりも多い。
【００６９】
第２中継コイル８２は、シンク７３と支持台７５との接続部分において屈曲している。このため、第２中継コイル８２のうちのシンク７３に対応する部分に生じる磁束の向き、および第２中継コイル８２のうちの支持台７５に対応する部分に生じる磁束の向きは、互いに異なる。
【００７０】
第３中継コイル８３は、載置台７４と支持台７５との接続部分において屈曲している。このため、第３中継コイル８３のうちの載置台７４に対応する部分に生じる磁束の向き、および第３中継コイル８３のうちの支持台７５に対応する部分に生じる磁束の向きは、互いに異なる。
【００７１】
各中継コイル８１〜８３は、互いに電気的に非接続の関係、ならびに図３の１次回路３０および２次回路６０に対して電気的に非接続の関係を有する。このため、上記各関係の少なくとも一方を有していない構成と比較して、各中継コイル８１〜８３のインピーダンスが小さくなる。
【００７２】
図６に示されるように、電気かみそり９０は、第１実施形態の電動歯ブラシ５０と同様に、２次コイル５３、コア５４、２次回路６０、および２次電池５５を有する。２次コイル５３、コア５４、２次回路６０、および２次電池５５は、電気かみそり９０の内部に位置する。また、２次コイル５３は、平面コイルとして形成されている。
【００７３】
洗浄機１００は、載置台７４および載置棚７６に配置することが可能な体格を有する。また、洗浄機１００は、洗面台７０において１次コイル８０に対する位置を変更することが可能な構造を有する。すなわち、洗浄機１００は、通常の使用状態において、使用者が持ち運ぶことが可能な構造を有する。
【００７４】
洗浄機１００は、内部に中継コイル１０１を有する。中継コイル１０１は、平面視において円形を有する平面コイルとして形成されている。中継コイル１０１は、第３中継コイル８３の軸と直交する。中継コイル１０１の外径は、１次コイル８０の各辺の寸法および各中継コイル８１〜８３の各辺の寸法よりも小さい。
【００７５】
中継コイル１０１は、コンデンサ（図示略）と直列に接続されている。中継コイル１０１およびコンデンサは、共振回路を構成している。コンデンサの容量は、共振回路の共振周波数が基準周波数ＦＫと一致するように設定されている。なお、洗浄機１００は「非接触式電力伝送装置の送電装置の１次コイルから受電装置の２次コイルへの磁束の流れを中継する中継コイルを有するケース」に相当する。
【００７６】
中継コイル１０１は、洗面台７０の１次回路３０および電気かみそり９０の２次回路６０と非接続の関係を有する。また、洗浄機１００の他の電気回路（図示略）に対して電気的に非接続の関係を有する。このため、１次回路３０または２次回路６０と電気的に接続された構成および洗浄機１００の他の電気回路と電気的に接続された構成と比較して、中継コイル１０１のインピーダンスが小さくなる。
【００７７】
図３および図５を参照して、非接触式電力伝送装置１の電力伝送態様について説明する。なお、電気かみそり９０の２次コイル５３から２次電池５５までの電力の供給態様は第１実施形態と同様のため、その説明を省略する。
【００７８】
載置台７４に洗浄機１００および電気かみそり９０が置かれているときの非接触式電力伝送装置１の電力伝送態様について説明する。
（Ａ）洗面台７０の送電制御部３２は、伝送回路３１を制御することにより１次コイル８０に基準周波数ＦＫの交番電力を供給する。
（Ｂ）１次コイル８０は、交番電力が供給されることにより交番磁束を発生する。
（Ｃ）第１中継コイル８１および第２中継コイル８２は、１次コイル８０の交番磁束と鎖交することにより、基準周波数ＦＫの交番電力および交番磁束を発生する。
（Ｄ）第３中継コイル８３は、第１中継コイル８１および第２中継コイル８２の交番磁束と鎖交することにより、基準周波数ＦＫの交番電力および交番磁束を発生する。
（Ｅ）洗浄機１００の中継コイル１０１は、第３中継コイル８３の交番磁束と鎖交することにより、基準周波数ＦＫの交番電力および交番磁束を発生する。
（Ｆ）電気かみそり９０の２次コイル５３は、中継コイル１０１の交番磁束と鎖交することにより、基準周波数ＦＫの交番電力および交番磁束を発生する。
【００７９】
載置棚７６に洗浄機１００および電気かみそり９０が置かれているときの非接触式電力伝送装置１の電力伝送態様について説明する。なお、１次コイル８０から各中継コイル８１〜８３の交番電力および交番磁束の発生は、上述の電力伝送態様と同様である。このため、以下では異なる点のみ説明し、電力伝送態様が同一部分の説明を省略する。
【００８０】
１次コイル８０の交番磁束は、洗浄機１００の中継コイル１０１と鎖交する。第１中継コイル８１の交番磁束および第２中継コイル８２の交番磁束は、洗浄機１００の中継コイル１０１と鎖交する。
【００８１】
このように、洗浄機１００の中継コイル１０１が１次コイル８０と直接鎖交するため、載置台７４に洗浄機１００および電気かみそり９０が置かれているときよりも１次コイル８０と２次コイル５３との間の磁気効率が高くなる。
【００８２】
本実施形態の非接触式電力伝送装置１は、第１実施形態の非接触式電力伝送装置１が奏する（１）、（２）、および（５）の効果に加え、以下の効果を奏する。
（６）洗浄機１００は、中継コイル１０１を有する。この構成によれば、洗浄機１００に中継コイル１０１を有していない構成と比較して、１次コイル８０の磁束が２次コイル５３に鎖交する磁束量が増加する。また、洗面台７０に対する洗浄機１００の配置位置を変更することにより、洗浄機１００が１次コイル８０に対する位置が変更される。このため、洗浄機１００の配置の自由度が向上する。
【００８３】
（第３実施形態）
図７および図８に示される本実施形態の非接触式電力伝送装置１は、図５に示される第２実施形態の非接触式電力伝送装置１との主要な相違点として、次の相違点を有する。すなわち、第２実施形態の非接触式電力伝送装置１は、電気かみそり９０および洗浄機１００を有する。一方、本実施形態の受電装置は、電動歯ブラシ５０および収納ケース１１０を有する。以下では第２実施形態の非接触式電力伝送装置１と異なる点の詳細を説明し、同実施形態と共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を省略する。
【００８４】
図７を参照して、収納ケース１１０の構成について説明する。
図７（ａ）に示されるように、収納ケース１１０は、電動歯ブラシ５０を収納する本体ケース１１１と、本体ケース１１１を開閉する蓋１１２とを有する。またこの他に、図５の１次コイル８０の磁束を鎖交する中継コイル１１４と、中継コイル１１４と直列に接続されたコンデンサ（図示略）とを有する。なお、収納ケース１１０は「非接触式電力伝送装置の送電装置の１次コイルから受電装置の２次コイルへの磁束の流れを中継する中継コイルを有するケース」に相当する。
【００８５】
収納ケース１１０は、載置台７４および載置棚７６に配置することが可能な体格を有する。また、収納ケース１１０は、洗面台７０において１次コイル８０に対する位置を変更することが可能な構造を有する。すなわち、収納ケース１１０は、通常の使用状態において、使用者が持ち運ぶことが可能な構造を有する。
【００８６】
図７（ｂ）に示されるように、中継コイル１１４は、本体ケース１１１の外周部分に位置する。また、本体ケース１１１の平面視において四角形を有する平面コイルとして形成されている。中継コイル１１４の各辺の寸法は、１次コイル８０の各辺の寸法および各中継コイル８１〜８３の各辺の寸法よりも小さい。
【００８７】
中継コイル１１４およびコンデンサは、共振回路を構成している。共振回路は、電動歯ブラシ５０等の他の電気負荷と接続されていない。コンデンサの容量は、共振回路の共振周波数が基準周波数ＦＫと一致するように設定されている。
【００８８】
中継コイル１１４は、洗面台７０の図３の１次回路３０および電動歯ブラシ５０の２次回路６０と非接続の関係を有する。収納ケース１１０は、電気回路を有していない。これにより、中継コイル１１４は、他の電気回路と非接続の関係を有する。このため、中継コイル１１４が他の電気回路と電気的に接続する構成と比較して、中継コイル１１４のインピーダンスが小さくなる。
【００８９】
図８を参照して、１次コイル８０および中継コイル１１４の関係について説明する。
電動歯ブラシ５０の２次コイル５３は、電動歯ブラシ５０が本体ケース１１１に収容された状態において、中継コイル１１４の中心よりも中継コイル１１４の外周部分よりに位置する。
【００９０】
図３および図８を参照して、非接触式電力伝送装置１の電力伝送態様について説明する。なお、１次コイル８０から第３中継コイル８３までの交番電力および交番磁束の発生態様は第２実施形態と同様のため、その説明を省略する。また、電動歯ブラシ５０の２次コイル５３から２次電池５５までの電力の供給態様は第１実施形態と同様のため、その説明を省略する。
（Ａ）収納ケース１１０の中継コイル１１４は、第３中継コイル８３の交番磁束と鎖交することにより、基準周波数ＦＫの交番電力および交番磁束を発生する。
（Ｂ）電動歯ブラシ５０の２次コイル５３は、中継コイル１１４の交番磁束と鎖交することにより、基準周波数ＦＫの交番電力および交番磁束を発生する。
【００９１】
本実施形態の非接触式電力伝送装置１は、第１実施形態の非接触式電力伝送装置１が奏する（１）、（２）、および（５）の効果、および第２実施形態の非接触式電力伝送装置１が奏する（６）の効果と同様の効果を奏する。
【００９２】
（その他の実施形態）
本発明は、第１〜第３実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての各実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
【００９３】
・第１実施形態の洗面台７０は、中央磁性シート２７、左磁性シート２８、および右磁性シート２９を有する。一方、変形例の洗面台７０は、中央磁性シート２７、左磁性シート２８、および右磁性シート２９のうちの少なくとも１つを省略する。
【００９４】
・第１実施形態のキャビネット１１は、第１中継コイル２１および第２中継コイル２２を有する。一方、変形例のキャビネット１１は、第１中継コイル２１および第２中継コイル２２の少なくとも一方を省略する。
【００９５】
・第１実施形態の各扉１２〜１４は、第３中継コイル２３〜第６中継コイル２６を有する。一方、変形例の各扉１２〜１４は、第３中継コイル２３〜第６中継コイル２６のうちの１〜３個を省略する。また、別の変形例の各扉１２〜１４は、第３中継コイル２３〜第６中継コイル２６に加え、１つまたは複数の中継コイルを有する。要するに、各扉１２〜１４は、少なくとも１つの中継コイルを有していればよい。
【００９６】
・第１施形態の各中継コイル２１〜２６は、他の電気負荷に接続されていない。また、第２および第３実施形態の各中継コイル８１〜８３は、他の電気負荷に接続されていない。一方、変形例の各中継コイル２１〜２６の少なくとも１つ、または各中継コイル８１〜８３の少なくとも１つは、他の電気負荷に接続される。この構成において、他の電気負荷として発光ダイオードを有するとき、各中継コイル２１〜２６または各中継コイル８１〜８３に磁束が鎖交することにより発光ダイオードが点灯する。
【００９７】
・第１実施形態の洗面台７０の送電制御部３２は、各扉１２〜１４のいずれか１つが開いた状態であることを検出したとき、かつ電源スイッチ１８のオン状態が選択されていることを検出したとき、１次コイル２０に電力を供給する。一方、変形例の洗面台７０の送電制御部３２は、各扉１２〜１４の少なくとも１つが開いた状態のとき、１次コイル２０への電力の供給を停止する。
【００９８】
・第２および第３実施形態の洗面台７０は、第１中継コイル８１および第２中継コイル８２を有する。一方、変形例の洗面台７０は、第１中継コイル８１および第２中継コイル８２の少なくとも一方を省略する。
【００９９】
・第２および第３実施形態の第１中継コイル８１〜第３中継コイル８３は、洗面台７０内に位置している。一方、変形例の第１中継コイル８１〜第３中継コイル８３の少なくとも１つは、洗面台７０から独立した構成を有する。この場合、洗面台７０に対する第１中継コイル８１〜第３中継コイル８３の少なくとも１つの位置を自由に変更することが可能になる。
【０１００】
・第２実施形態の洗浄機１００は、１つの中継コイル１０１を有する。一方、変形例の洗浄機１００は、複数の中継コイル１０１を有する。
・第３実施形態の収納ケース１１０は、本体ケース１１１に中継コイル１１４を有する。一方、変形例の収納ケース１１０は、本体ケース１１１および蓋１１２に中継コイル１１４を有する。
【０１０１】
・第１および第３実施形態の電動歯ブラシ５０の２次コイル５３は、円筒形のコイルとして形成されている。一方、変形例の電動歯ブラシ５０の２次コイル５３は、平面コイルとして形成される。
【０１０２】
・第２実施形態の電気かみそり９０の２次コイル５３は、平面コイルとして形成されている。一方、変形例の電気かみそり９０の２次コイル５３は、電気かみそり９０の長手方向に積層される円筒形のコイルとして形成される。
【０１０３】
・第１〜第３実施形態の洗面台１０，７０は、１つの１次コイル２０，８０を有する。一方、変形例の洗面台１０，７０は、複数の１次コイル２０，８０を有する。
・第１〜第３実施形態の洗面台１０，７０は、１次コイル２０，８０を有する。一方、変形例の洗面台１０，７０は、図９に示される１次コイル１２０を有する。
【０１０４】
図９（ａ）に示されるように、１次コイル１２０は、互いに平行する複数の直線部分１２１と、隣り合う直線部分１２１の端部を互いに接続するとともに直線部分１２１と直交する接続部分１２２とを有する。
【０１０５】
図９（ｂ）に示されるように、１次コイル１２０に流れる電流は、隣り合う直線部分１２１において流れの方向が互いに反対となる。このため、隣り合う直線部分１２１に生じる磁束が互いに強め合う。また、図９の１次コイル１２０を有する非接触式電力伝送装置１は以下の効果を奏する。
【０１０６】
平面視において円形を有する平面コイルは、径方向において導電線が積層される形態を有するため、巻線機または手作業によるコイルの製造時には、径方向において隣り合う導電線同士の接触状態がコイル全体にわたり均一になるように曲線部分の形状を保ちながら作業することが求められる。一方、１次コイル１２０は、複数の直線部分１２１および複数の接続部分１２２により形成されている。すなわち、上記円形を有する平面コイルとは異なり、渦巻状の部分を有していない。
【０１０７】
このため、１次コイル１２０の製造時には、隣り合う導電線同士の接触状態がコイル全体にわたり均一になるように曲線部分の形状を保ちながら作業をすすめる必要が生じない。すなわち、上記円形を有する平面コイルと比較して、製造時の作業に求められる正確さが低くなるため、製造にかかる手間が低減される。
【０１０８】
・図９の１次コイル１２０を有する構成の変形例は、直線部分１２１に代えて、波形状、蛇腹形状、または円弧形状の部分を有する。すなわち、同変形例の１次コイル１２０は、非渦巻状の配線形態を有する。なお、非渦巻状の配線形態は、平面視において渦巻形状を有する平面コイルの配線形態以外の配線形態を含む。渦巻状は、導電線により複数の環状の部分が形成された形状を含む。環状の部分は、円形、これに類似する形状、多角形、およびこれに類似する形状を含む。
【０１０９】
・第１〜第３実施形態の電動歯ブラシ５０または電気かみそり９０は、２次電池５５を有する。一方、変形例の電動歯ブラシ５０または電気かみそり９０は、２次電池５５を省略している。電動歯ブラシ５０または電気かみそり９０は、２次コイル５３の電流を電動モータ５６に直接的に供給する。この構成に対応する洗面台１０，７０は、電動モータ５６が駆動しているとき、電動歯ブラシ５０および電気かみそり９０に電力を伝送する。
【０１１０】
・本発明は、第１実施形態に例示される電動歯ブラシ５０以外の他の受電装置に適用することもできる。他の受電装置としては、例えば、電動かみそり、鼻毛カッター、またはドライヤー等が挙げられる。この受電装置は、第１実施形態に準じた構成を有する。また第１実施形態の効果に準じた効果を奏する。
【０１１１】
・本発明は、第２および第３実施形態に例示される送電装置として洗面台７０以外の他の送電装置に適用することもできる。他の送電装置としては、例えば、キッチンが挙げられる。この送電装置は、第２および第３実施形態に準じた構成を有する。また、第２および第３実施形態の効果に準じた効果を奏する。
【符号の説明】
【０１１２】
１…非接触式電力伝送装置、１０…洗面台（送電装置）、１１…キャビネット（収納部分）、１２…中央扉（扉体）、１２Ａ…扉本体（扉）、１３…左扉（扉体）、１３Ａ…扉本体（扉）、１４…右扉（扉体）、１４Ａ…扉本体（扉）、１５…中央開閉センサー（位置検出部）、１６…左開閉センサー（位置検出部）、１７…右開閉センサー（位置検出部）、２０…１次コイル、２３…第３中継コイル（中継コイル）、２４…第４中継コイル（中継コイル）、２５…第５中継コイル（中継コイル）、２６…第６中継コイル（中継コイル）、２７…中央磁性シート（磁性体）、２８…左磁性シート（磁性体）、２９…右磁性シート（磁性体）、３２…送電制御部（制御部）、５０…電動歯ブラシ（受電装置）、５３…２次コイル、７０…洗面台（送電装置）、８０…１次コイル、９０…電気かみそり（受電装置）、１００…洗浄機（ケース）、１０１…中継コイル、１１０…収納ケース（ケース）、１１４…中継コイル、１２０…１次コイル。
【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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