(57)【要約】【課題】１次側コイルと２次側コイルの相互作用を低減（磁気結合係数の低減）し、より広い範囲での安定した電力伝送が実現できる非接触電力伝送装置を提供すること。【解決手段】電磁誘導を用いて１次側コイル１から２次側コイル２に非接触にて電力を伝送する。１次側コイル及び２次側コイルは共に平面渦巻き型コイルからなりかつ軸方向で互いに対向している。２次側コイルの外径は１次側コイルの外径より小さい。また、１次側コイル及び２次側コイル間の磁気結合係数は０．１〜０．８である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導を用いて１次側コイルから２次側コイルに非接触にて電力を伝送する電力電送装置において、前記１次側コイル及び前記２次側コイルは平面渦巻き型コイルからなりかつ軸方向で互いに対向しており、前記２次側コイルの外径は前記１次側コイルの外径より小さく、前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の磁気結合係数は０．１〜０．８である、ことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触電力伝送装置において、前記２次側コイルの外径と前記１次側コイルの外径との比（２次側コイルの外径／１次側コイルの外径）は０．８５以下である、ことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の非接触電力伝送装置において、前記２次側コイルの内径と前記１次側コイルの内径との比（２次側コイルの内径／１次側コイルの内径）は０．８５以下である、ことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の非接触電力伝送装置において、前記２次側コイルと前記１次側コイルとの間隙は１０ｍｍ以下である、ことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の非接触電力伝送装置において、前記２次側コイルと前記１次側コイルとの少なくとも一方の外側に、軟磁性材料を配置したことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項６】
電磁誘導を用いて１次側コイルから２次側コイルに非接触にて電力を伝送する電力電送方法において、前記１次側コイル及び前記２次側コイルを平面渦巻き型コイルとなして軸方向で互いに対向させること、前記２次側コイルの外径を前記１次側コイルの外径より小さくすること、及び前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の磁気結合係数を０．１〜０．８にすること、を含むことを特徴とする非接触電力伝送方法。
【請求項７】
平面渦巻き型コイルからなる２次側コイルを備えた受電側装置に対し電磁誘導を用いて非接触にて給電する給電側装置において、前記２次側コイルに軸方向で対向可能な平面渦巻き型コイルからなる１次側コイルを備え、前記１次側コイルは、その外径が前記２次側コイルの外径より大きく、かつ、前記２次側コイルに対する磁気結合係数が０．１〜０．８である、ことを特徴とする給電側装置。
【請求項８】
請求項７に記載の給電側装置において、前記１次側コイルの外径は前記２次側コイルの外径の０．８５分の１以上である、ことを特徴とする給電側装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の給電側装置において、前記１次側コイルの内径は前記２次側コイルの内径の０．８５分の１以上である、ことを特徴とする給電側装置。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれかに記載の給電側装置において、前記１次側コイルの外側に軟磁性材料を備えたことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置に関し、詳しくは、携帯電子機器、携帯電気機器、又は電子装置などに用いられる非接触電力伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電源から電子機器へ非接触で電力を伝送する方式の一つとして、相対させたコイル間の電磁誘導作用を利用するシステムが提案されている。そのシステムとしては、例えばコードレスパワーステーション（Ｃｏｒｄｌｅｓｓ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ）又はコンタクトレスパワーステーション（Ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ）と呼ばれるものがあり、一般にＣＬＰＳと略称されている。
【０００３】
このような非接触電力伝送システムの送電側励磁気の構成を検討したものとして非特許文献１及び２に記載されたものがある。
【０００４】
非特許文献１は、構成法の相異による得失、コンデンサ挿入による特性改善、伝送電力量及び伝送効率改善に与えるフェライトの効果、１次側−２次側の位置ずれによる伝送特性の改善について検討を行ったものである。具体的には、非接触電力伝送装置において１次側−２次側ともにドーナッツ状の空心コイルを配置し、隣接するコイルの磁束の向きが逆になる接続方法を用いている。その理由は、隣接するコイルの磁束の向きが、逆になる接続方法の方が、発生する磁束が全て同じ方向になる接続方法よりも、互いに磁束を強め合い、また外部へのもれ磁束が少ないという利点を有するからである。
【０００５】
非特許文献１では、１次側、２次側ともに、空心コイル数を増加させると、最大伝送電力Ｐ２ｍａｘ及び最大伝送効率ηｍａｘは、ともに増加すること及び円板状のフェライトコアを用いた場合には、さらに、伝送電力の増加が図れ、伝送効率の向上が図れることが開示されている。
【０００６】
さらに、非特許文献１では、２次コイルと負荷抵抗との間に、２次コイルの自己インダクタンスとの共振条件から求めた容量を有するコンデンサを直列に挿入すると損失が減少し、伝送効率が約１割向上することが述べられている。
【０００７】
また、非特許文献１では、電力の損失量及び伝送効率は、フェライトコアの厚さには依存せず、フェライトの種類にも依存しないので、システムの薄型化には、フェライトコアは薄型の方が有利であることが示されている。さらに、非特許文献１において、面に対して垂直な磁束成分のみを利用するようなコイル形状の場合には、中心軸を一致させた方が良いことが判明している。
【０００８】
しかしながら、非特許文献１に開示された非接触電力伝送装置では、１次側及び２次側のコイルは同一寸法のもので構成しているので、位置ズレによる変化が大きく、広範囲な面での任意の伝送には不都合となる欠点をもつ。
【０００９】
また、非特許文献２に開示された非接触電力伝送システムは、受電側に１つのスパイラルコイルを配し、送電側に複数の並列したスパイラルコイルを配置し、夫々のスパイラルコイルの対向面と反対側にそれぞれ磁性体薄板又はシートを配置した構成である。このような構成の非特許文献２による非接触電力伝送システムによると、受電側において、内径、外径比（Ｄｉ／Ｄ０）が０．６５のとき最大伝送電力約７０Ｗ，コイル間効率約６５％が得られている。また、伝送特性に、磁気結合係数ｋが大きく関与しており、Ｄｉ／Ｄ０＝０．６５は中央に位置する送電コイルと受電コイルとの相互インダクタンスＭｃと外側に位置するに送電コイルと受電コイルとの相互インダクタンスＭ０とほぼ等しくなる点で伝送特性が向上することが示されている。
【００１０】
また、非特許文献２においては、非接触電力伝送装置は、相対する１次側、２次側コイル間の電磁誘導を用い、空隙を介して１次側コイル１から２次側コイル２に非接触にて電力を伝送する。
【００１１】
このような非特許文献２の非接触電力伝送装置においては、受電コイル側に並列にコイルの誘導性リアクタンスを打ち消すようにコンデンサＣ２を負荷に並列に挿入すると、より効率の改善が見られること、及び、受電コイルの裏側の磁性体の形状を漏れをさらに防ぐ形状とすることで、伝送効率の変動幅を改善することができることが示されている。
【００１２】
しかしながら、非特許文献２に開示された非接触電力伝送装置では、１次側コイルは平面に配列し、隣接するコイルによる伝送の面内には伝送不能な死点が存在する。そのため、２次側コイルは１次側コイルよりも大きくする必要がある。そのため、２次側の小型化には不都合な構成となる。
【００１３】
また、特許文献１は、非特許文献１と同様であり、１次側、２次側のコイル構成が同様であり、コイル位置ズレにより安定した伝送が困難となる。
【００１４】
また、特許文献２は、対向する１次コイル、２次コイルの外側部に軟磁性体粉末と有機結合材からなる軟磁性部材を配置するものであり、平面渦巻き型コイル間の位置ズレによる安定した伝送に言及していない。位置ズレの許容域を広げる構成として、平面渦巻き型コイルとミアンダ型コイルの組み合わせを示している。
【００１５】
【特許文献１】特開平７−２３１５８６号公報
【特許文献２】特開平８−１４８３６０号公報
【非特許文献１】村上  純一、松木  英敏、菊地  新喜：「フェライトを用いたコードレスパワーステーションによる非接触電力伝送特性」、電気学会研究資料、マグネティックス研究会、ＭＡＧ−９３−１３８、第６３−７０頁、１９９３年８月２日社団法人電気学会発行
【非特許文献２】畠中  紘一、佐藤  文博、松木  英敏、菊地  新喜、村上  純一、川瀬  誠、佐藤  忠邦：「位置決め不要な非接触電力伝送システムの送電側励磁構成に関する検討」、日本応用磁気学会誌、２６巻、第５８０−５８４頁（２００２年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、非特許文献１，２及び特許文献１，２に開示された非接触電力伝送システムは、広い範囲で高い出力と安定した電力伝送ができるようにさらに、改善される必要がある。
【００１７】
そこで、本発明の課題は、広い範囲での安定した電力伝送を実現できる非接触電力伝送装置を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の課題は、磁束の収束を改善することにより、出力の向上を図った非接触電力伝送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一態様によると、電磁誘導を用いて１次側コイルから２次側コイルに非接触にて電力を伝送する電力電送装置において、前記１次側コイル及び前記２次側コイルは平面渦巻き型コイルからなりかつ軸方向で互いに対向しており、前記２次側コイルの外径は前記１次側コイルの外径より小さく、前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の磁気結合係数は０．１〜０．８である、ことを特徴とする非接触電力伝送装置が得られる。
【００２０】
この非接触電力伝送装置において、前記２次側コイルの外径と前記１次側コイルの外径との比（２次側コイルの外径／１次側コイルの外径）は０．８５以下であってもよい。
【００２１】
これらの非接触電力伝送装置において、前記２次側コイルの内径と前記１次側コイルの内径との比（２次側コイルの内径／１次側コイルの内径）は０．８５以下であってもよい。
【００２２】
これらの非接触電力伝送装置において、前記２次側コイルと前記１次側コイルとの間隙は１０ｍｍ以下であってもよい。
【００２３】
これらの非接触電力伝送装置において、前記２次側コイルと前記１次側コイルとの少なくとも一方の外側に軟磁性材料を配置してもよい。
【００２４】
本発明の他の態様によると、電磁誘導を用いて１次側コイルから２次側コイルに非接触にて電力を伝送する電力電送方法において、前記１次側コイル及び前記２次側コイルを平面渦巻き型コイルとなして軸方向で互いに対向させること、前記２次側コイルの外径を前記１次側コイルの外径より小さくすること、及び前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の磁気結合係数を０．１〜０．８にすること、を含むことを特徴とする非接触電力伝送方法が得られる。
【００２５】
本発明のさらに他の態様によると、平面渦巻き型コイルからなる２次側コイルを備えた受電側装置に対し電磁誘導を用いて非接触にて給電する給電側装置において、前記２次側コイルに軸方向で対向可能な平面渦巻き型コイルからなる１次側コイルを備え、前記１次側コイルは、その外径が前記２次側コイルの外径より大きく、かつ、前記２次側コイルに対する磁気結合係数が０．１〜０．８である、ことを特徴とする給電側装置が得られる。
【００２６】
この給電側装置において、前記１次側コイルの外径は前記２次側コイルの外径の０．８５分の１以上であってもよい。
【００２７】
これらの給電側装置において、前記１次側コイルの内径は前記２次側コイルの内径の０．８５分の１以上であってもよい。
【００２８】
これらの給電側装置において、前記１次側コイルの外側に軟磁性材料を備えてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
上述した非接触電力伝送装置及び非接触電力伝送方法は、広い範囲で安定した電力伝送の実現を可能にする。
【００３０】
また、上述した給電側装置は、平面渦巻き型コイルからなる２次側コイルを備えた受電側装置に対し、広い範囲で安定した給電を行うことが可能になる。
【００３１】
さらに、２次側コイルと前記１次側コイルとの少なくとも一方の外側に軟磁性材料を配置した場合には、高い出力の電力伝送が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の実施形態に係る非接触電力伝送装置は、相対するコイル間の電磁誘導を用い、空隙を介して１次側コイルから２次側コイルに非接触にて電力を伝送する。この場合、１次側コイルが給電側装置の一部として働き、２次側コイル２が受電側装置の一部として働く。
【００３３】
この非接触電力電送装置において、１次側コイル及び２次側コイルを平面渦巻き型コイルとした１対の平面コイルで構成する。これらの平面コイルを軸方向で互いに対向するように配置する。平面型コイルは、平面型であれば、円形に限らず、多角形であっても良いが、平面型巻線コイルであることが好ましい。
【００３４】
２次側コイルの外径は１次側コイルの外径より小とし、これらコイル間の磁気結合係数を０．１〜０．８とすることにより、コイル間の位置ズレによる出力の変動を抑え、広い範囲での安定した電力伝送が実現できる。
【００３５】
また、前記非接触電力伝送装置において、対向する２次側コイル外径と１次側コイル外径の比（２次側コイル外径／１次側コイル外径）を０．８５以下とすることにより、コイル間の位置ズレによる出力の変動を抑え、広い範囲での安定した電力伝送が実現できる。
【００３６】
また、前記非接触電力伝送装置のいずれか一つにおいて、対向する２次側コイル内径と１次側コイル内径の比（２次側コイル内径／１次側コイル内径）を０．８５以下とすることにより、コイル間の位置ズレによる出力の変動を抑え、広い範囲での安定した電力伝送が実現できる。
【００３７】
さらに、前記非接触電力伝送装置のいずれか一つにおいて、対向する２次側コイルと１次側コイルの間隙を１０ｍｍ以下とすることにより、コイル間の位置ズレによる出力の変動を抑え、広い範囲での安定した電力伝送が実現できる。ここで、コイル間隙を１０ｍｍ以下としたのは、１０ｍｍを越えると、出力電力が小さくなり、実用的でなくなるからである。
【００３８】
さらに、対向する２次側平面コイルと１次側平面コイルの何れか一方、または双方の外側部に、軟磁性材料を配置することで、発生磁界の収束効果によって、１次側コイル１と２次側コイルの磁気結合を向上し、出力の向上に寄与することができる。
【００３９】
また、同一形状の平面コイル一対による本発明と同様の構成による非接触電力伝送においては、コイル間隙０として中心軸を合わせた場合、磁気結合係数ｋは０．９５〜０．９８程度となる。この構成では、１次側コイルと２次側コイルの位置ズレの許容度は著しく低く、各々のコイルの中心軸が直径の２５％ずれると、伝送電力がほぼ０となってしまう。ちなみに、同様に直径の１０％ずれると、伝送電力は半減する。
【００４０】
また、本発明は電子機器等への非接触伝送でも、特に携帯用機器への適用において有用となるように、１次側コイルに比べ２次側コイルが小となるように構成し、小型化、軽量化を図るものである。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の様々な実施例について図面を参照しながら、説明する。
【００４２】
[実施例１]
図１の様に１次側コイル１及び２次側コイル２を軸方向で互いに対向するように配置し、これらのコイル間のギャプを１ｍｍとした。１次側コイル１及び２次側コイル２の外側部には、厚さ０．５ｍｍのＭｎＺｎフェライト焼結体よりなる軟磁性材料３，４を、コイルの外辺部よりはみ出る様に配置した。
【００４３】
２次側コイル２は、外径を３０ｍｍ、内径を１５ｍｍ、巻き数を１１の形状とした。１次側コイル１は、外径を３０〜２００ｍｍ、内径を２０ｍｍ、巻き数を外径に対応し２〜３３の範囲で変化させた。
【００４４】
さらに、図２に示すように、１次側コイル１に電源５を接続し、一方、２次側コイル２には、コンデンサ６、整流器７、ＤＣ・ＤＣコンバータ８、及び可変抵抗９を接続して測定回路（ＬＣＲメータ）を構成した。そして、電源５を周波数１２０ｋＨｚ、定電流５０ｍＡに設定し、ＬＣＲメータによりインダクタンスを測定し、磁気結合係数ｋを求めた。
【００４５】
また、１次側コイル１及び２次側コイル２の中心位置が合っている状態から２次側コイル２を平行移動させ、コイル間の磁気結合係数の減少率が２０％以下となる位置変動距離をｋ0.8減衰域として求めた。そして、２次側コイル２の外径と１次側コイル１の外径との比（２次側コイルの外径／１次側コイルの外径）と、ｋ0.8減衰域との関係を求めた。その結果を図３に示す。
【００４６】
図３において、２次側コイルの外径と１次側コイルの外径との比が０．８５以下の領域では、ｋ0.8減衰域が明らかに大きくなっている。したがって、１次側コイル及び２次側コイルとして同外径のものを用いた場合に比べ、より広い範囲で安定した電力伝送が可能となる。ちなみに、これを面積で比較すると約３倍以上の拡大となる。
【００４７】
[実施例２]
図１の様に１次側コイル１及び２次側コイル２を軸方向で互いに対向するように配置し、これらのコイル間のギャプを１ｍｍとした。１次側コイル１及び２次側コイル２の外側部には、厚さ０．５ｍｍのＭｎＺｎフェライト焼結体よりなる軟磁性材料３，４を、コイルの外辺部よりはみ出る様に配置した。
【００４８】
２次側コイル２は、外径を３０ｍｍ、内径を１５ｍｍ、巻き数を１１の形状とした。１次側コイル１は、外径を９０ｍｍ、内径を１５〜７５ｍｍ、巻き数を外径に対応し３〜１４の範囲で変化させた。
【００４９】
そして、実施例１と同様な手法にて、２次側コイル２の内径と１次側コイル１の内径の比と、ｋ0.8減衰域との関係を求めた。その結果を、図４に示す。
【００５０】
図４において、２次側コイルの内径と１次側コイルの内径との比が０．８５以下の領域では、ｋ0.8減衰域が明らかに大きくなっている。したがって、同内径のコイルを用いた場合に比べ、より広い範囲で安定した電力伝送が可能となる。ちなみに、これを面積で比較すると約２．５倍以上の拡大となる。
【００５１】
[実施例３]
図１の様に１次側コイル１及び２次側コイル２を軸方向で互いに対向するように配置し、これらのコイル間のギャプを１ｍｍとした。１次側コイル１及び２次側コイル２の外側部には、厚さ０．５ｍｍのＭｎＺｎフェライト焼結体よりなる軟磁性材料３，４を、コイルの外辺部よりはみ出る様に配置した。
【００５２】
１次側コイル１に比べ２次側コイル２の寸法が小となる条件で、１次側コイルと２次側コイルとの外内径比を変化させた。
【００５３】
そして、両コイルの中心軸が合っている状態で、実施例１及び２と同様な手法にて、コイル間の磁気結合係数ｋとｋ0.8減衰域とを測定した。その結果を、図５に示す。
【００５４】
図５において、磁気結合係数を０．８以下とすることにより、安定した電力伝送のできる範囲が明らかに拡大することが分かる。特に、２次側コイルの内径と１次側コイルの内径との比をより小さくすることにより、安定した電力伝送のできる範囲が著しく拡大する。ただし、結合係数が小となることは、伝送可能な電力が小となるので、磁気結合係数ｋが０．１以下は実用的な領域ではない。
【００５５】
[実施例４]
図１の様に１次側コイル１及び２次側コイル２を軸方向で互いに対向するように配置した。１次側コイル１及び２次側コイル２の外側部には、厚さ０．５ｍｍのＭｎＺｎフェライト焼結体よりなる軟磁性材料３，４を、コイルの外辺部よりはみ出る様に配置した。
【００５６】
１次側コイル１は、外径を５０ｍｍ、内径を２０ｍｍ、巻き数６とした。２次側コイル２は、外径を３０ｍｍ、内径を１５ｍｍ、巻き数１１とした。
【００５７】
そして、１次側コイル１及び２次側コイル２の中心軸が合っている状態で、コイル間のギャップを０〜１０ｍｍまで変化させ、実施例１と同様な手法にて、磁気結合係数ｋを測定した。その結果を図６に示す。
【００５８】
図６において、コイル間のギャップが１０ｍｍ以下で、磁気結合係数ｋが０．１〜０．７２となり、広い範囲で安定した電力伝送を実現できる。
【００５９】
[実施例５]
図１の様に１次側コイル１及び２次側コイル２を軸方向で互いに対向するように配置した。１次側コイル１は、外径を７０ｍｍ、内径を２０ｍｍ、巻き数８とした。２次側コイル２は、外径を３０ｍｍ、内径を１５ｍｍ、巻き数１１とした。
【００６０】
そして、１次側コイル１及び２次側コイル２の中心軸が合っている状態で、コイル間のギャップを１ｍｍとし、軟磁性材の配置を１次側・２次側の双方、１次側のみ、２次側のみ、装着なしとし、実施例１と同様な手法にて、磁気結合係数ｋを測定した。ここでも、軟磁性材は、厚さ０．５ｍｍのＭｎＺｎフェライト焼結体とした。
【００６１】
その結果を、下記表１に示す。
【００６２】
【表１】
2009188131.tif 000003
【００６３】
表から明らかなように、軟磁性材を配置することにより、磁気結合係数ｋが明らかに向上し、伝送電力の向上が図られる。
【００６４】
[実施例６]
図１の様に１次側コイル１及び２次側コイル２を軸方向で互いに対向するように配置した。１次側コイル１及び２次側コイル２の外側部には、厚さ０．５ｍｍのＭｎＺｎフェライト焼結体よりなる軟磁性材料３，４を、コイルの外辺部よりはみ出る様に配置した。
【００６５】
１次側コイル１は、外径５０ｍｍ、内径２０ｍｍ、巻き数５とした。２次側コイルは、外径５０ｍｍ、内径２０ｍｍ、巻き数５とした。
【００６６】
そして、１次側コイル１の入力周波数を２９０ｋＨｚ、入力電圧を８．５ｖｒｍｓとし、コイル間のギャプを０〜５ｍｍの範囲で変化し、電力の伝送状態を測定した。
【００６７】
その結果、面内位置の変動が約１０ｍｍの範囲では、約３Ｗの出力電力が安定して得られた。ちなみに、この時のコイル間伝送効率は９５％であった。また、この時の半導体素子も含めた電源としての伝送効率は７７％であった。
【００６８】
また、１次側コイル１及び２次側コイル２が互いに同様な形状をもつように構成した場合に比較し、安定した出力で電力伝送ができる範囲は、顕著に拡大していた。
【００６９】
[実施例７]
図１の様に１次側コイル１及び２次側コイル２を軸方向で互いに対向するように配置した。１次側コイル１及び２次側コイル２の外側部には、厚さ０．５ｍｍのＭｎＺｎフェライト焼結体よりなる軟磁性材料３，４を、コイルの外辺部よりはみ出る様に配置した。
【００７０】
１次側コイル１は、外径８４ｍｍ、内径４０ｍｍ、巻き数８とした。２次側コイル２は、外径５０ｍｍ、内径２０ｍｍ、巻き数５とした。
【００７１】
そして、１次側入力の周波数を２３２ｋＨｚ、入力電圧を６２ｖｒｍｓとし、ギャプを１ｍｍとし、電力の伝送状態を測定した。
【００７２】
その結果、面内位置の変動が約５０ｍｍの範囲では、約３Ｗの出力電力が安定して得られた。ちなみに、この時のコイル間伝送効率は９５％であった。また、この時の半導体素子も含めた電源としての伝送効率は７７％であった。
【００７３】
また、１次側コイル１及び２次側コイル２が互いに同様な形状をもつように構成した場合に比較し、安定した出力で電力伝送ができる範囲は、顕著に拡大していた。
【００７４】
[まとめ]
上述した実施例１〜７を利用して、以下に示す様々な実施形態を得ることができる。
【００７５】
１．電磁誘導を用いて１次側コイル１から２次側コイル２に非接触にて電力を伝送する電力電送装置において、１次側コイル１及び２次側コイル２は平面渦巻き型コイルからなりかつ軸方向で互いに対向しており、２次側コイル２の外径は１次側コイル１の外径より小さく、１次側コイル１及び２次側コイル２間の磁気結合係数は０．１〜０．８である、ことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【００７６】
２．実施形態１に記載の非接触電力伝送装置において、２次側コイル２の外径と１次側コイル１の外径との比（２次側コイルの外径／１次側コイルの外径）は０．８５以下である、ことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【００７７】
３．実施形態１又は２に記載の非接触電力伝送装置において、２次側コイル２の内径と１次側コイル１の内径との比（２次側コイルの内径／１次側コイルの内径）は０．８５以下である、ことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【００７８】
４．実施形態１から３のいずれかに記載の非接触電力伝送装置において、２次側コイル２と１次側コイル１との間隙は１０ｍｍ以下である、ことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【００７９】
５．実施形態１から４のいずれかに記載の非接触電力伝送装置において、２次側コイル２と１次側コイル１との少なくとも一方の外側に軟磁性材料３，４を配置した、ことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【００８０】
６．電磁誘導を用いて１次側コイル１から２次側コイル２に非接触にて電力を伝送する電力電送方法において、１次側コイル１及び２次側コイル２を平面渦巻き型コイルとなして軸方向で互いに対向させること、２次側コイル２の外径を１次側コイル１の外径より小さくすること、及び１次側コイル１及び２次側コイル２間の磁気結合係数を０．１〜０．８にすること、を含むことを特徴とする非接触電力伝送方法。
【００８１】
７．平面渦巻き型コイルからなる２次側コイル２を備えた受電側装置に対し電磁誘導を用いて非接触にて給電する給電側装置において、２次側コイル２に軸方向で対向可能な平面渦巻き型コイルからなる１次側コイル１を備え、１次側コイル１は、その外径が２次側コイル２の外径より大きく、かつ、２次側コイル２に対する磁気結合係数が０．１〜０．８である、ことを特徴とする給電側装置。
【００８２】
８．実施形態７に記載の給電側装置において、１次側コイル１の外径は２次側コイル２の外径の０．８５分の１以上である、ことを特徴とする、給電側装置。
【００８３】
９．実施形態７又は８に記載の給電側装置において、１次側コイル１の内径は２次側コイル２の内径の０．８５分の１以上である、ことを特徴とする、給電側装置。
【００８４】
１０．実施形態７から９のいずれかに記載の給電側装置において、１次側コイル１の外側に軟磁性材料３を備えたことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明に係る非接触電力伝送装置は、携帯電子機器、携帯電気機器、及び電子装置への電力伝送に適用され、中でも、特に携帯用機器に適合する。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施例に係る非接触電力伝送装置におけるコイルの配置と軟磁性材料の配置の１例を主に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例における非接触電力伝送装置の測定回路の構成例を示す回路図である。
【図３】本発明の実施例１による２次コイル外径／１次コイル外径の比と、各コイルの中心位置が合っている状態から２次側コイルを平行移動し、コイル間の磁気結合係数の減少率が２０％以下となる位置変動距離をｋ0.8減衰域として示す図である。
【図４】本発明の実施例２による２次コイル内径／１次コイル内径の比と、各コイルの中心位置が合っている状態から２次側コイルを平行移動し、コイル間の磁気結合係数の減少率が２０％以下となる位置変動距離をｋ0.8減衰域として示す図である。
【図５】本発明の実施例３による１次コイルと２次コイル間の磁気結合係数ｋと、各コイルの中心位置が合っている状態から２次側コイルを平行移動し、コイル間の磁気結合係数の減少率が２０％以下となる位置変動距離をｋ0.8減衰域として示す図である。
【図６】本発明の実施例４による１次コイルと２次コイル間のギャプと、１次コイルと２次コイル間の磁気結合係数ｋの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  １次側コイル
２  ２次側コイル
３，４  軟磁性材料
５  電源
６  コンデンサ
７  整流器
８  ＤＣ・ＤＣコンバータ
９  可変抵抗
【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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