CN204809993U - 无线电力传输系统 - Google Patents

Abstract

送电装置具备送电侧有源电极(12)和送电侧无源电极(13)。受电装置具备受电侧有源电极(22)和受电侧无源电极(23)。送电装置和受电装置能从使送电侧有源电极(12)和受电侧有源电极(22)的电极中心重合而对置的基准配置维持送电侧有源电极(12)与受电侧有源电极(22)的对置面积不变地沿X轴移动到最大移动距离，在所述基准配置中，从受电侧有源电极(22)的电极缘到送电侧无源电极(13)以及受电侧无源电极为止沿X轴分离最大移动距离以上。

Description

无线电力传输系统

技术领域

本实用新型涉及从送电装置对受电装置不经由接点地传输电力的无线电力传输系统。

背景技术

无线电力传输技术，一直以来在向电动牙刷、电动剃须刀、无绳电话等家庭用的小电力设备的供电中应用。另外近年来，针对智能手机、便携式电脑(笔记本型PC)、平板型终端等便携设备的无线电力传输技术的应用也不断进展。

作为无线电力传输技术的具体的方式，有使用线圈间的电磁感应的电磁感应方式、和使用电极间的电场耦合的电场耦合方式等。电磁感应方式的无线电力传输系统，是通过使送电线圈和受电线圈接近来产生电磁感应的方式。在该方式中，对线圈的形状和材质的制约较大，另外有因送电线圈和受电线圈的位置偏离使电力传输特性劣化的问题、因金属异物进入送电线圈与受电线圈间等而线圈发热从而设备的问题。

另一方面，电场耦合方式的无线电力传输系统是如下方式：设置由送电电极和受电电极构成的2组耦合电极对，通过从送电侧对使2组耦合电极对分别相互接近时形成的静电容施加交流电压，来使静电感应产生，从而向受电侧传递电力。在该方式中，对电极形状或材质的制约较少，另外有对送电电极与受电电极的位置偏离的容许度较高，难以产生在供电部的发热这样的特征(例如参考专利文献1～2)。

另外，在电场耦合方式的无线电力传输系统中，将加在2组耦合电极对的电压的振幅不同的情况称作不平衡方式或非对称方式，将施加高电压的耦合电极称作有源电极，将施加低电压的耦合电极称作无源电极。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：JP特表2009-531009号公报

专利文献2：JP特开2009-089520号公报

实用新型的概要

实用新型要解决的课题

在电场耦合方式的无线电力传输系统中，根据送电电极和受电电极的对置面积不同，电力传输效率受到较大影响。为了对应于在送电电极与受电电极间产生的耦合电容而在交流电压的频率下效率良好地传输电力，将送电装置以及受电装置内部的电路常数确定，因此若耦合电容的值大幅改变，电力传输效率就会降低。因此，为了实现给定的电力传输效率，需要不发生变化地维持给定的对置面积。

但是，受电装置和送电装置的二维的相对位置关系并不一定是固定的，在两装置的相对位置关系中也有发生变动的情况。例如，设想在用户将具有受电装置的便携设备配置在送电装置时，在相对于成为送电装置的基准配置的位置偏离的状态下配置受电装置的情况。然后，若在相对位置关系中发生变动而送电侧电极与受电侧电极的对置面积变小，有时电力传输效率就会变得不再满足需要水准。另外，在不平衡电场耦合方式的无线电力传输系统中，由于在受电装置与送电装置的相对位置关系中发生变动而使送电侧有源电极和受电侧无源电极对置、或受电侧有源电极和送电侧无源电极对置，有时电力传输效率还是会不满足需要水准。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于，提供即使送电装置和受电装置的相对位置关系发生变化也能压抑电力传输效率的降低的电场耦合方式的无线电力传输系统。

用于解决课题的手段

本实用新型所涉及的无线电力传输系统具备送电装置和受电装置。送电装置具备第1送电电极、第2送电电极和交流电力发生电路。受电装置具备第1受电电极、第2受电电极和负载电路。第1送电电极沿送受对置面而设。第2送电电极沿所述送受对置面与所述第1送电电极同心状地设置，具有内部开口以包围所述第1送电电极。交流电力发生电路将一端与所述第1送电电极连接，将另一端与所述第2送电电极连接。第1受电电极沿所述送受对置面而设。第2受电电极沿所述送受对置面与所述第1受电电极同心状地设置，具有内部开口以包围所述第1受电电极。负载电路将一端与所述第1受电电极连接，将另一端与所述第2受电电极连接。并且，将所述第1送电电极和所述第1受电电极设置为在使所述第1送电电极和所述第1受电电极的电极中心重合而对置的基准配置中，俯视观察下一方将另一方包含在内。将所述第2送电电极和所述第2受电电极设置为在所述基准配置中，俯视观察下一方将另一方包含在内。所述送电装置和所述受电装置，能从所述基准配置起维持所述第1送电电极与所述第1受电电极的对置面积不变地沿所述送受对置面内的给定轴移动最大移动距离。另外，在所述基准配置中，所述第1送电电极和所述第1受电电极当中的配置在外侧的电极的缘、与所述第2送电电极和所述第2受电电极当中的配置在内侧的电极的所述内部开口的边界线沿所述给定轴分离所述最大移动距离以上。

在该构成中，由于第1送电电极、受电电极被第2送电电极、受电电极包围，因此减低了从第1送电电极、受电电极向外部辐射的噪声。另外，送电装置和受电装置能使第1送电电极与第1受电电极的对置面积恒定不变地从基准配置沿给定轴移动最大移动距离，因此即使从基准配置沿给定轴移动，也能在移动到最大移动距离的极限为止的期间抑制电力传输效率的变动。另外，由于在基准配置下，第2送电电极、受电电极从第1送电电极和第1受电电极当中的沿给定轴更远离基准位置的电极的边缘起，沿给定轴空开最大移动距离以上的间隔，因此即使出现沿给定轴从基准配置的移动，在直到移动到最大移动距离的极限为止的期间，第2送电电极、第2受电电极也不会与第1送电电极、第1受电电极对置，能防止由于这些电极间的对置而出现的电力传输效率的降低。因此，即使用户将受电装置配置在相对于送电装置从基准配置沿给定轴偏离到最大移动距离的位置，也能防止电力传输效率的降低。

在上述的无线电力传输系统中，也可以所述送电装置和所述受电装置能沿以所述第1送电电极和所述第1受电电极的电极中心为基准位置的第1给定轴，从所述基准配置起保持所述第1送电电极与所述第1受电电极的对置面积不变地移动，若所述第1送电电极和所述第1受电电极当中的一方在所述第1给定轴上的尺寸为a11，另一方在所述第1给定轴上的尺寸为a12，将两者的尺寸差设为g11，则a12-a11＝g11＞0，若所述第2送电电极和所述第2受电电极当中的一方为在所述第1给定轴上的内部开口的尺寸为a13，另一方在所述第1给定轴上的内部开口的尺寸为a14，则a13≤g11+a12，a14≥a13。

若考虑送电装置和受电装置能从基准配置起在沿第1给定轴的两方向上移动，则第1送电电极与第1受电电极的尺寸差g11至少为前述的最大移动距离的2倍以上。因此，即使在更小的尺寸a13的内部开口成为a13≤g11+a12地抑制尺寸a13，也能在第1送电电极、第1受电电极的沿第1给定轴的两侧，分别到第2送电电极、第2受电电极为止确保最大移动距离以上的间隔。于是，即使将送电装置和受电装置从基准配置起沿第1给定轴移动最大移动距离，也能防止第2送电电极或第2受电电极与第1送电电极或第1受电电极对置。即，能在防止第2送电电极或第2受电电极与第1送电电极或第1受电电极对置的同时抑制内部开口的尺寸a13，能在受到限制的电极尺寸中将电极面积确保得较大。

在上述的无线电力传输系统中，也可以让a14≥g11+a13。

由于如前述那样尺寸差g11至少成为前述的最大移动距离的2倍以上，因此通过使内部开口的尺寸a14比内部开口13的尺寸a13大尺寸差g11的量，即使从基准配置起沿第1给定轴产生最大移动距离的移动，也能防止由于第2送电电极和第2受电电极的位置偏离而让第2送电电极与第2受电电极的对置面积减少的情况。

在上述的无线电力传输系统中，也可以所述第1送电电极在所述第1给定轴上的尺寸为a11，所述第2送电电极在所述第1给定轴上的内部开口的尺寸为a13，a13＝g11+a12。或者，所述第1受电电极在所述第1给定轴上的尺寸为a11，所述第2受电电极在所述第1给定轴上的内部开口的尺寸为a13，a13＝g11+a12。

在这些构成中，在出现上述的最大移动距离的移动时，第1送电电极或第1受电电极、和第2送电电极或第2受电电极的边彼此变得重合。即，a13＝g11+a12成为防止第2送电电极或第2受电电极与第1送电电极或第1受电电极对置，同时将内部开口的尺寸a13最小化的最佳点。因此，能在防止第2送电电极或第2受电电极与第1送电电极或第1受电电极对置，同时在受到限制的电极尺寸中将电极面积最大化。

在上述的无线电力传输系统中，所述送电装置和所述受电装置，能沿与所述第1给定轴在所述基准位置正交的第2轴，从所述基准配置起维持所述第1送电电极与所述第1受电电极的对置面积不变地移动，若所述第1送电电极和所述第1受电电极当中的一方在所述第2轴上的尺寸为a21，另一方在所述第2轴上的尺寸为a22，将两者的尺寸差设为g21，则a22-a21＝g21＞0，若所述第2送电电极和所述第2受电电极当中的一方在所述第2轴上的内部开口的尺寸为a23，另一方在所述第2轴上的内部开口的尺寸为a24，则a23≤g21+a22，a24≥a23，是合适的。特别若a11＝a21，a12＝a22，a13＝a23，a14＝a24，则合适。

在这些构成中，能在送受对置面沿正交的2轴方向维持电极对置面积不变地移动，特别在2轴方向各自的尺寸关系一致的情况下，送电装置和受电装置的配置状况在2轴方向上可换。

在上述的无线电力传输系统中，若第1送电电极以及第1受电电极、和第2送电电极的开口形状以及第2受电电极的开口形状为圆形，则合适。

在该构成中，能遍及全部方向容许送电装置和受电装置的送受对置面中的位置偏离。因此，能使电力传输效率更稳定。

在上述的无线电力传输系统中，若第1送电电极以及第1受电电极、和第2送电电极的开口形状以及第2受电电极的开口形状为矩形，则合适。

在该构成中，在送受对置面送电装置和受电装置的筐体外形状为矩形的情况下，能使电极专有面积最大化，能使电力传输效率最大化。

实用新型的效果

根据本实用新型，即使在送电装置与受电装置的送受对置面内的送电装置和受电装置的相对位置关系发生变化，也能稳定地实现给定级别以上的电力传输效率。

附图说明

图1是本实用新型的第1实施方式所涉及的无线电力传输系统的示意图。

图2是表示本实用新型的第1实施方式所涉及的无线电力传输系统的送电电极图案以及受电电极图案的俯视图。

图3是表示本实用新型的第1实施方式所涉及的无线电力传输系统的送电电极图案以及受电电极图案的给定的配置状况的俯视图。

图4是表示本实用新型的第2实施方式所涉及的无线电力传输系统的送电电极图案以及受电电极图案的给定的配置状况的俯视图。

图5是表示本实用新型的第2实施方式所涉及的无线电力传输系统的送电电极图案以及受电电极图案的另外配置状况的俯视图。

图6是表示本实用新型的第3实施方式所涉及的无线电力传输系统的送电电极图案以及受电电极图案的位置关系的俯视图。

图7是表示送电电极图案以及受电电极图案的变形例的俯视图。

具体实施方式

对本实用新型的第1实施方式所涉及的无线电力传输系统进行说明。图1是本实用新型的第1实施方式所涉及的无线电力传输系统的示意图。图1(A)是构成概念图。图1(B)是功能概念图。

图1(A)所示的电力传输系统是不平衡电场耦合方式，具备送电装置10和受电装置20。送电装置10例如是具备载置受电装置20的表面的充电台或充电底座等载置台那样的装置。受电装置20例如是智能手机、便携式电脑(笔记本型PC)、平板型终端等便携设备。

送电装置10具备交流电力发生电路11、送电侧有源电极12、以及送电侧无源电极13。交流电力发生电路11连接在送电侧有源电极12与送电侧无源电极13间，并配置在送电装置10的未图示的筐体内。另外，送电侧有源电极12以及送电侧无源电极13的具体的平面形状在后面叙述，由平板状的电极构成，在送电装置10的未图示的筐体内与筐体的送受对置面接近并平行地配置。

如图1(B)所示那样，交流电力发生电路11具备振荡电路14、放大电路15、升压电路16。振荡电路14振荡出100kHz～数十MHz的高频信号。放大电路15将振荡电路14所输出的高频信号的振幅放大。升压电路16将放大电路15所输出的高频信号升压，并对送电侧有源电极12与送电侧无源电极13间施加数百V的交流电压。由此设定为：在送电侧无源电极13，电位以基准电位为中心发生变动，另外，在送电侧有源电极12，以基准电位为中心出现比无源电极13更大的电位的变动。另外，在振荡电路14具有足够的输出功率或电压的情况下，能省略放大电路或升压电路。

受电装置20具备负载电路21、受电侧有源电极22、以及受电侧无源电极23。负载电路21连接在受电侧有源电极22与受电侧无源电极23间，并配置在受电装置20的未图示的筐体内。另外，受电侧有源电极22以及受电侧无源电极23的具体的平面形状在后面叙述，由平板状的电极构成，在受电装置20的未图示的筐体内，与筐体的送受对置面接近并平行地配置。并且，受电侧有源电极22与送电装置10的送电侧有源电极12对置并进行电容耦合。另外，受电侧无源电极23与送电装置10的送电侧无源电极13对置并进行电容耦合。由此从送电装置10对受电侧无源电极23与受电侧有源电极22间施加高频高电压的交流电压。

如图1(B)所示那样，负载电路21具备降压电路24、整流电路25、电源电路26。降压电路24将对受电侧无源电极23与受电侧有源电极22间施加的高频高电压的交流电压降压。整流电路25对降压电路24所输出的交流电压进行整流。电源电路26将便携设备的电池等作为负载，从整流电路25所输出的经过整流的电压进行向电池等的供电。

图2是表示从第1实施方式所涉及的无线电力传输系统中的送受对置面观察的送电电极图案和受电电极图案的俯视图。图2(A)表示送电电极图案，图2(B)表示受电电极图案。另外，无论哪个电极图案都设置在送电装置10、受电装置20的筐体内或表面，例如图2(B)中，对便携设备的筐体等的构成要素省略图示。

送电侧有源电极12为正方形。送电侧无源电极13是外形为正方形、在内侧设置正方形的开口17的环状。并且，送电侧有源电极12配置在送电侧无源电极13的开口17内部，送电侧无源电极13配置在包围送电侧有源电极12的位置。送电侧有源电极12和送电侧无源电极13的形状中心一致，将送电侧有源电极12和送电侧无源电极13设置为所谓的同心状。因此，送电侧有源电极12相当于记载在权利要求书的第1送电电极，送电侧无源电极13相当于记载在权利要求书的第2送电电极。

受电侧有源电极22是正方形。受电侧无源电极23是外形为正方形、设置正方形的开口27的环状。并且，受电侧有源电极22配置在受电侧无源电极23的开口27内部，受电侧无源电极23配置在包围受电侧有源电极22的位置。另外，受电侧有源电极22和受电侧无源电极23的形状中心一致，将受电侧有源电极22和受电侧无源电极23设置为所谓的同心状。因此，受电侧有源电极22相当于记载在权利要求书的第1受电电极，受电侧无源电极23相当于记载在权利要求书的第2受电电极。

在此，送电侧有源电极12将沿图中的横向的各边尺寸设为a11。另外，受电侧有源电极22将沿图中的横向的各边尺寸设为a12。送电侧有源电极12的沿图中的横向的尺寸小于受电侧有源电极22，将送电侧有源电极12与受电侧有源电极22的沿图中的横向的尺寸差设为g11。即，g11＝a12-a11，a12＝a11+g11。

另外，送电侧无源电极13将开口17的沿图中的横向的各边尺寸设为a13。另外，受电侧无源电极23将开口27的沿图中的横向的各边尺寸设为a14。另外，送电侧无源电极13的开口17的沿图中的横向的开口尺寸大于受电侧有源电极22的外形尺寸，将开口17与受电侧有源电极22的沿图中的横向的尺寸差设为g11。即，设为a13＝a12+g11。另外，受电侧无源电极23的开口27的沿图中的横向的尺寸大于送电侧无源电极13的开口17，将开口27与开口17的沿图中的横向的尺寸差设为g11。即，设为a14＝a13+g11。

另外，受电侧无源电极23将外形的沿图中的横向的各边尺寸设为a15。另外，送电侧无源电极13将外形的沿图中的横向的各边尺寸设为a16。另外，送电侧无源电极13的沿图中的横向的外形尺寸大于受电侧无源电极23，将送电侧无源电极13与受电侧无源电极23的沿图中的横向的尺寸差设为g11。即，设为a16＝a15+g11。另外，在将送电侧有源电极12、受电侧有源电极22、送电侧无源电极13的开口17、受电侧无源电极23的开口27、受电侧无源电极23的外形、以及送电侧无源电极13的外形中的图中的纵向的尺寸分别设为a21、a22、a23、a24、a25、a26，则a11＝a21、a12＝a22、a13＝a23、a14＝a24、a15＝a25、a16＝a26。另外，在将送电侧有源电极12与受电侧有源电极22的图中的纵向的尺寸差设为g21时，g21＝g11。

图3是表示使送电装置10和受电装置20在相互的电极图案的边成为平行地重合的配置状况下的、送电电极图案和受电电极图案的位置关系的俯视图。图3(A)表示使送电电极图案和受电电极图案的电极中心一致的基准配置，图3(B)表示使送电电极图案和受电电极图案沿X轴移动到最大移动距离的极限的最大移动配置。

在图3(A)所示的基准配置中，送电侧有源电极12内包于受电侧有源电极22地与其重合，受电侧无源电极23内包于送电侧无源电极13地与其重合。另外，在图3(A)所示的基准配置中，在送电侧有源电极12的沿X轴的两侧，从送电侧有源电极12的电极缘到受电侧有源电极22的电极缘的距离成为g10。在本基准配置中，距离g10等于送电侧有源电极12与受电侧有源电极22的尺寸差g11的1/2，和沿X轴的最大移动距离等价。

另外，在图3(B)所示的最大移动配置中，送电侧有源电极12的外形边当中的X轴正方向侧的一边、和受电侧有源电极22的外形边当中的X轴正方向侧的一边重合。因此，该最大移动配置使送电装置10和受电装置20的相对位置关系沿X轴从图3(A)所示的基准配置移动了最大移动距离g10。

无论在图3(A)以及图3(B)所示的哪一种配置状况下，送电侧有源电极12的整体都与受电侧有源电极22的一部分区域重合，都在送电侧有源电极12与受电侧有源电极22间确保与送电侧有源电极12的电极面积相等的对置面积。换言之，无论在图3(A)以及图3(B)所示的哪一种配置状况下，送电侧有源电极12都内包于受电侧有源电极22地与其重合，受电侧无源电极23都内包于送电侧无源电极13地与其重合。假设在伴随使送电装置10和受电装置20的相对位置关系沿X轴移动而在受电侧有源电极22和送电侧有源电极12的对置面积出现变动的情况下，会出现电容变动而使电力传输效率降低。但是，若如本实施方式那样使受电侧有源电极22的面积和送电侧有源电极12的面积相异，则能使受电侧有源电极22和送电侧有源电极12的对置面积恒定不变地使送电装置10和受电装置20移动。具体地，如本实施方式所示那样，通过将受电侧有源电极22的尺寸a12与送电侧有源电极12的尺寸a11的尺寸差g11设为a12-a11＝g11＞0，能使送电装置10和受电装置20的相对位置关系沿X轴移动最大移动距离g10，维持恒定的对置面积不变地从基准配置移动到最大移动配置。

另外，无论在图3(A)和图3(B)所示的哪种配置状况下，受电侧无源电极23和送电侧有源电极12都是非对置，且受电侧有源电极22和送电侧无源电极13都是非对置。特别在图3(B)所示的最大移动配置中，开口17的开口边当中的X轴负方向侧的一边、与受电侧有源电极22的外形边当中的X轴负方向侧的一边重合。即，最大移动配置，还是即使将送电装置10和受电装置20沿X轴从基准配置移动、送电侧无源电极13和受电侧有源电极22也维持非对置的状态的极限点。

为了防止在受电侧无源电极23与送电侧有源电极12间、受电侧有源电极22与送电侧无源电极13间出现对置，期望开口17、27较大，但为了在受到限制的电极尺寸中将电极面积确保得较大，反而期望开口17、27较小。为此，通过在此将开口17的开口边的尺寸a13设为a13＝a12+g11，在使送电装置10和受电装置20从基准配置移动到最大移动配置的期间，能在确实地防止受电侧无源电极23与送电侧有源电极12间、受电侧有源电极22与送电侧无源电极13间不出现对置的同时，将开口17的开口边的尺寸a13最小化。

另外，无论在图3(A)以及图3(B)所示的哪一种配置状况下，受电侧无源电极23的整体都与送电侧无源电极13的一部分区域重合，在受电侧无源电极23与送电侧无源电极13间都确保了与受电侧无源电极23的电极面积相等的对置面积。特别在图3(B)所示的最大移动配置下，送电侧无源电极13的外形边当中的X轴负方向侧的一边、和受电侧无源电极23的外形边当中的X轴负方向侧的一边重合。另外，开口17的开口边当中的X轴正方向侧的一边、和开口27的开口边当中的X轴正方向侧的一边重合。即，最大移动配置还是即使将送电装置10和受电装置20沿X轴从基准配置移动、送电侧无源电极13和受电侧无源电极23的对置面积也保持为恒定的极限点。在此，通过将开口27的开口边的尺寸a14设为a14＝a13+g11，另外将送电侧无源电极13的外形边的尺寸a16设为a16＝a15+g11，在将送电装置10和受电装置20从基准配置移动到最大移动配置的期间，能在确实地将送电侧无源电极13与受电侧无源电极23的对置面积维持恒定的同时，将开口27的开口边的尺寸a14以及、送电侧无源电极13的尺寸a16最小化。

通过这样的构成，即使使送电装置10和受电装置20的相对位置关系沿X轴移动，也能从基准配置到成为最大移动配置为止都维持恒定的电力传输效率。另外，这在沿Y轴使相对位置关系移动的情况下也同等。即，由于送电装置10和受电装置20的尺寸关系，不管以X轴为基准还是以Y轴为基准都同等，因此即使使送电装置10和受电装置20的相对位置关系沿Y轴移动，也与沿X轴移动的情况同样，都能从基准配置到成为最大移动配置为止维持恒定的电力传输效率。

另外，送电装置10和受电装置20的尺寸关系在送电装置10和受电装置20间是可换的。因此，例如可以将送电侧有源电极12的尺寸和受电侧有源电极22的尺寸交换，将送电侧无源电极13的尺寸和受电侧无源电极23的尺寸交换，在送电装置10和受电装置20将电极图案交换。另外，在图2(A)和图2(B)中，图2(B)的无源电极的外形更小。为此，通过在送电装置和受电装置当中能使电极对置面的装置尺寸更大的一方运用图2(A)的构成，能构成耦合电容更大的系统。

接下来，对本实用新型的第2实施方式所涉及的无线电力传输系统，基于仅交换了送电侧有源电极和受电侧有源电极的尺寸的大小关系的构成例进行说明。

图4是表示使构成第2实施方式所涉及的无线电力传输系统的送电装置和受电装置的送电电极图案以及受电电极图案以相互的边成为平行地重合的配置状况的俯视图。图4(A)表示使送电电极图案和受电电极图案的中心一致的基准配置，图4(B)表示使送电电极图案和受电电极图案沿X轴移动到最大移动距离的极限的最大移动配置。

送电装置作为送电电极图案而具备送电侧有源电极32和送电侧无源电极33。受电装置作为受电电极图案而具备受电侧有源电极42和受电侧无源电极43。

送电侧有源电极32为正方形。送电侧无源电极33是外形为正方形、在内侧设置正方形的开口37的环状。并且，送电侧有源电极32配置在送电侧无源电极33的开口37内部，送电侧无源电极33配置在包围送电侧有源电极32的位置。送电侧有源电极32和送电侧无源电极33的形状中心一致，将送电侧有源电极32和送电侧无源电极33设置为所谓的同心状。因此，送电侧有源电极32相当于记载在权利要求书的第1送电电极，送电侧无源电极33相当于记载在权利要求书的第2送电电极。

受电侧有源电极42为正方形。受电侧无源电极43是外形为正方形、设置有正方形的开口47的环状。并且，受电侧有源电极42配置在受电侧无源电极43的开口47内部，受电侧无源电极43配置在包围受电侧有源电极42的位置。另外，受电侧有源电极42和受电侧无源电极43的形状中心一致，将受电侧有源电极42和受电侧无源电极43设置为所谓的同心状。因此，受电侧有源电极42相当于记载在权利要求书的第1受电电极，受电侧无源电极43相当于记载在权利要求书的第2受电电极。

在此，送电侧有源电极32将各边尺寸设为a12。另外，受电侧有源电极42将各边尺寸设为a11。送电侧有源电极32的尺寸大于受电侧有源电极42的尺寸，将送电侧有源电极32与受电侧有源电极42的尺寸差设为g11。即，g11＝a12-a11，a12＝a11+g11。

另外，送电侧无源电极33将开口37的各边尺寸设为a13。另外，受电侧无源电极43将开口47的各边尺寸设为a14。另外，将开口37与送电侧有源电极32尺寸差设为g11。即，设为a13＝a12+g11。另外，开口47的尺寸大于开口37的尺寸，将开口47与开口37的尺寸差设为g11。即，设为a14＝a13+g11。

另外，受电侧无源电极43将外形的各边尺寸设为a15。另外，送电侧无源电极33将外形的各边尺寸设为a16。另外，送电侧无源电极33的外形尺寸大于受电侧无源电极43，将送电侧无源电极33与受电侧无源电极43的外形的尺寸差设为g11。即，设为a16＝a15+g11。

另外，在将送电侧有源电极32、受电侧有源电极42、送电侧无源电极33的开口37、受电侧无源电极43的开口47、受电侧无源电极43的外形、以及送电侧无源电极33的外形中的图中的纵向的尺寸，分别设为a22、a21、a23、a24、a25、a26时，a11＝a21、a12＝a22、a13＝a23、a14＝a24、a15＝a25、a16＝a26。另外，在将送电侧有源电极32与受电侧有源电极42的图中的纵向的尺寸差设为g21时，g21＝g11。

在图4(A)所示的基准配置中，在受电侧有源电极42的沿X轴的两侧，从受电侧有源电极42的电极缘到送电侧有源电极32的电极缘的距离成为g10。在本基准配置中，距离g10等于送电侧有源电极32与受电侧有源电极42的尺寸差g11的1/2，与沿X轴的最大移动距离等价。

另外，是图4(B)所示的最大移动配置中，送电侧有源电极32的外形边当中的X轴负方向侧的一边、和受电侧有源电极42的外形边当中的X轴负方向侧的一边重合。因此，该最大移动配置使送电装置和受电装置的相对位置关系沿X轴从图4(A)所示的基准配置移动最大移动距离g10。

在使以上那样的形状的送电电极图案和受电电极图案面对面的情况下，通过将受电侧有源电极42的尺寸a11、和送电侧有源电极32的尺寸a12的尺寸差g11设为a12-a11＝g11＞0，也能使送电装置和受电装置的相对位置关系沿X轴移动最大移动距离g10，维持恒定的对置面积不变地从基准配置移动到最大移动配置。另外，通过将开口37的开口边的尺寸a13设为a13＝a12+g11，在使送电装置和受电装置从基准配置移动到最大移动配置的期间，能确实地防止在受电侧无源电极43与送电侧有源电极32间、受电侧有源电极42与送电侧无源电极33间出现对置。并且，能在防止送电侧无源电极33、受电侧无源电极43与送电侧有源电极32、受电侧有源电极42对置的同时限制开口37的尺寸a13。能在受到限制的电极尺寸中将电极面积确保得较大。进而，通过将开口47的开口边的尺寸a14设为a14＝a13+g11，另外将送电侧无源电极33的外形边的尺寸a16设为a16＝a15+g11，能在使送电装置和受电装置从基准配置移动到最大移动配置的期间，在确实地将送电侧无源电极33和受电侧无源电极43的对置面积维持恒定的同时，将开口47的开口边的尺寸a14以及、送电侧无源电极33的尺寸a16最小化。

通过这样的构成，即使使送电装置和受电装置的相对位置关系沿X轴移动，也能从基准配置到最大移动配置维持恒定的电力传输效率。另外，这在使相对位置关系沿Y轴移动的情况下也同等。即，由于不管送电装置和受电装置的尺寸关系以X轴为基准还是以Y轴为基准都同等，因此，即使使送电装置和受电装置的相对位置关系沿Y轴移动，也与沿X轴移动的情况同样，能从基准配置到成为最大移动配置为止维持恒定的电力传输效率。

另外，在本实施方式中，送电电极图案和受电电极图案的尺寸关系是可换的，例如也可以将送电侧有源电极32的尺寸和受电侧有源电极42的尺寸交换，将送电侧无源电极33的尺寸和受电侧无源电极43的尺寸交换，在送电装置和受电装置交换电极图案。

接下来，说明在第2实施方式所涉及的无线电力传输系统中使送电装置和受电装置的一方45°转动的配置状况。设想这是用户以错误的配置状况(角度)将受电装置配置在送电装置的情况。

图5是表示将第2实施方式所涉及的送电电极图案固定不变、使受电电极图案45°转动基准配置的图。

在图5所示的基准配置中，能将送电侧有源电极32和受电侧有源电极42的对置面积维持恒定不变地沿X轴移动的最大移动距离g10，等于送电侧有源电极32的各边尺寸、和受电侧有源电极42的对角线尺寸的尺寸差的1/2。受电侧有源电极42的对角线尺寸是受电侧有源电极42的各边尺寸的√2倍。因此，该配置状况下的最大移动距离g10小于图4中示出的配置状况中的最大移动距离。

在此，在图5所示的基准配置中，考虑从送电侧有源电极32的X轴正方向侧的边以及X轴负方向侧的边到送电侧无源电极33或受电侧无源电极43的开口边为止的沿X轴分离的距离g’10。于是，跨送电侧有源电极32的两边的全长，距离g’10恒定，另外，距离g’10大于本配置状况中的最大移动距离g10。

因此，在该配置状况中，也与图4中示出的配置状况同样，送电装置和受电装置能使送电侧有源电极32与受电侧有源电极42的对置面积恒定不变地从基准配置沿X轴移动到最大移动距离g10。另外，即使送电侧无源电极33、受电侧无源电极43从基准配置沿X轴移动，在移动到最大移动距离g10的极限为止的期间，送电侧无源电极33或受电侧无源电极43也不与送电侧有源电极32或受电侧有源电极42对置，能防止因这些电极间的对置而出现的电力传输效率的降低。并且，能在防止送电侧无源电极33或受电侧无源电极43与送电侧有源电极32或受电侧有源电极42对置，同时抑制开口37的尺寸a13，在受到限制的电极尺寸中将电极面积确保得较大。

在如以上那样用户以错误的配置状况(角度)将受电装置配置在送电装置、且有一定的向给定方向的偏离的情况下，虽然也由于45°转动而减少了无源电极彼此的对置面积，但能抑制有源电极和无源电极对置所引起的电力传输效率的降低。

另外，为了防止电力传输效率的降低，优选使送电侧有源电极32以及送电侧无源电极33的两方、或受电侧有源电极42以及受电侧无源电极43的两方的面积小于对置的有源电极和无源电极。由此，由于能将有源电极-无源电极间的距离设定得最大，因此即使偏离量变大也能抑制有源电极和无源电极对置。

接下来，对本实用新型的第3实施方式所涉及的无线电力传输系统，基于将各有源电极的外形和各无源电极的外形以及开口形状构成为圆形的构成例来进行说明。

图6是表示使构成第3实施方式所涉及的无线电力传输系统的送电装置和受电装置的送电电极图案以及受电电极图案重合的配置状况的俯视图。图6(A)表示使送电电极图案和受电电极图案的中心一致的基准配置，图6(B)表示使送电电极图案和受电电极图案沿X轴移动到最大移动距离的极限的最大移动配置。

送电装置作为送电电极图案而具备送电侧有源电极52和送电侧无源电极53。受电装置作为受电电极图案而具备受电侧有源电极62和受电侧无源电极63。

送电侧有源电极52为圆形。送电侧无源电极53是外形为圆形、在内侧设置有圆形的开口57的环状。并且，送电侧有源电极52配置在送电侧无源电极53的开口57内部，送电侧无源电极53配置在包围送电侧有源电极52的位置。送电侧有源电极52和送电侧无源电极53的形状中心一致，将送电侧有源电极52和送电侧无源电极53设置为所谓的同心状。因此，送电侧有源电极52相当于记载在权利要求书的第1送电电极，送电侧无源电极53相当于记载在权利要求书的第2送电电极。

受电侧有源电极62为圆形。受电侧无源电极63是外形为圆形、设置有圆形的开口67的环状。并且，受电侧有源电极62配置在受电侧无源电极63的开口67内部，受电侧无源电极63配置在包围受电侧有源电极62的位置。另外，受电侧有源电极62和受电侧无源电极63的形状中心一致，将受电侧有源电极62和受电侧无源电极63设置为所谓的同心状。因此，受电侧有源电极62相当于记载在权利要求书的第1受电电极，受电侧无源电极63相当于记载在权利要求书的第2受电电极。

在此，送电侧有源电极52将直径设为a11。受电侧有源电极62的直径大于送电侧有源电极52，将受电侧有源电极62与送电侧有源电极52的尺寸差设为g11。另外，送电侧无源电极53使开口57的直径比受电侧有源电极62的直径大尺寸差g11。另外，受电侧无源电极63使开口67的直径比开口57的直径大尺寸差g11。另外，受电侧无源电极63使外形的直径大于开口67的直径。另外，送电侧无源电极53使外形的直径比受电侧无源电极63的外形的直径大尺寸差g11。

在图6(A)所示的基准配置中，在送电侧有源电极52的沿X轴的两侧，从送电侧有源电极52的电极缘到受电侧有源电极62的电极缘的距离成为g10。在本基准配置中，距离g10等于送电侧有源电极52与受电侧有源电极62的尺寸差g11的1/2，与沿X轴的最大移动距离等价。

另外，在图6(B)所示的最大移动配置中，送电侧有源电极52的外形当中的X轴正方向侧的点、和受电侧有源电极62的外形当中的X轴正方向侧的点重合。因此，该最大移动配置使送电装置和受电装置的相对位置关系沿X轴从图6(A)所示的基准配置移动最大移动距离g10。

在使以上那样形状的送电电极图案和受电电极图案面对面的情况下，通过使送电侧有源电极52和受电侧有源电极62具有尺寸差g11，也能使送电装置和受电装置的相对位置关系沿X轴移动最大移动距离g10，维持恒定的对置面积不变地从基准配置移动到最大移动配置。另外，通过使开口57的直径比受电侧有源电极62的直径大尺寸差g11，在使送电装置和受电装置从基准配置移动到最大移动配置的期间，能确实地防止在受电侧无源电极63与送电侧有源电极52间、受电侧有源电极62与送电侧无源电极53间出现对置。并且，能在防止送电侧无源电极53或受电侧无源电极63与送电侧有源电极52或受电侧有源电极62对置，同时将开口57的直径最小化，能在受到限制的电极尺寸中将电极面积确保得较大。进而，通过使开口67的直径比开口57的直径大尺寸差g11，另外使送电侧无源电极53的直径比受电侧无源电极63的直径大尺寸差g11，在使送电装置和受电装置从基准配置移动到最大移动配置的期间，能在确实地将送电侧无源电极53与受电侧无源电极63的对置面积维持恒定，同时，将开口57的直径以及送电侧无源电极53的直径最小化。

通过这样的构成，即使使送电装置和受电装置的相对位置关系沿X轴移动，也能从基准配置到成为最大移动配置为止都维持恒定的电力传输效率。另外，这在不是沿X轴而是沿送受对置面中的任意的轴使相对位置关系移动的情况下都是同等的。即，由于送电装置和受电装置的尺寸关系以任意的哪个轴为基准都是同等的，因此即使使送电装置和受电装置的相对位置关系沿任意的轴移动，也能从基准配置到成为最大移动配置为止都维持恒定的电力传输效率。另外，即使在如图5所示那样例如45°倾斜的状态下配置，也能维持和基准配置相同的相对位置关系。因此，优选在是配置关系中会产生倾斜的无线电力传输系统的情况下，设为这样的圆形的有源电极和无源电极。

另外，在本实施方式中，送电电极图案和受电电极图案的尺寸关系也是可换的，另外，送电侧有源电极和受电侧有源电极的尺寸关系也是可换的，送电侧无源电极和受电侧无源电极的尺寸关系也是可换的。

接下来说明送电电极图案和受电电极图案的形状变形例。

图7是表示送电电极图案和受电电极图案的形状变形例的图。

在图7(A)所示的送电电极图案以及受电电极图案中，送电侧有源电极以及受电侧有源电极的外形、送电侧无源电极以及受电侧无源电极的外形还有开口形状均为长方形。

在这样的情况下，也是通过沿各轴维持前述那样的各电极以及开口的尺寸关系，即使使送电装置和受电装置的相对位置关系沿各轴移动，也能从基准配置到成为最大移动配置为止都维持恒定的电力传输效率。

另外，只要沿至少1个轴维持前述那样的各电极以及开口的尺寸关系，就能合适地实施本实用新型。

在图7(B)所示的送电电极图案以及受电电极图案中，送电侧有源电极以及受电侧有源电极的外形为圆形，送电侧无源电极以及受电侧无源电极的外形还有开口形状均为正方形。

在这样的情况下，也是通过沿X轴以及Y轴维持前述那样的各电极以及开口的尺寸关系，即使使送电装置和受电装置的相对位置关系沿各轴移动，也能从基准配置到成为最大移动配置为止维持恒定的电力传输效率。

另外，送电侧有源电极以及受电侧有源电极的外形、送电侧无源电极以及受电侧无源电极的外形还有开口的形状可以是任意的组合。

在图7(C)所示的送电电极图案以及受电电极图案中，送电侧有源电极以及受电侧有源电极的外形是角比矩形更多的多角形，送电侧无源电极以及受电侧无源电极的外形还有开口形状都是正方形。

在这样的情况下，也是通过沿X轴以及Y轴维持前述那样的各电极以及开口的尺寸关系，即使使送电装置和受电装置的相对位置关系沿各轴移动，也能从基准配置到成为最大移动配置为止都维持恒定的电力传输效率。

另外，也可以让各有源电极以及各无源电极均以多角形构成，其角数也可以任意。

在图7(D)所示的送电电极图案以及受电电极图案中，送电侧有源电极以及受电侧有源电极的外形为矩形，送电侧无源电极以及受电侧无源电极是在一部分设置切口的朗多尔氏(Landholt)环状。

在这样的情况下，也是通过沿X轴以及Y轴维持前述那样的各电极以及开口的尺寸关系，即使使送电装置和受电装置的相对位置关系沿各轴移动，也能从基准配置到成为最大移动配置为止都维持恒定的电力传输效率。

另外，各有源电极以及各无源电极的形状并不限于圆形和多角形状，可以是任意的形状。例如，可以划分为相互分离的多个区域，可以是椭圆形。另外，只要在相互重合的面积中不出现变动，则有源电极也可以在内侧具有开口部。另外，在上述的示例中，说明了有源电极以及无源电极在送电装置、受电装置的各自位于同一平面上而设的示例，但并不限于此，只要能在送受间形成耦合电容，则有源电极和无源电极也可以在电极平面的垂直方向上设置在不同的位置。

标号的说明

10送电装置

11交流电力发生电路

12、32、52送电侧有源电极

13、33、53送电侧无源电极

20受电装置

21负载电路

22、42、62受电侧有源电极

23、43、63受电侧无源电极

17、27、37、47、57、67开口

14振荡电路

15放大电路

16升压电路

24降压电路

25整流电路

26电源电路

Claims (8)

1.一种无线电力传输系统，具备送电装置和受电装置，

所述送电装置具有：

第1送电电极，其沿送受对置面而设；

第2送电电极，其沿所述送受对置面与所述第1送电电极同心状地设置，具有内部开口以包围所述第1送电电极；和

交流电力发生电路，其将一端与所述第1送电电极连接，将另一端与所述第2送电电极连接，

所述受电装置具有：

第1受电电极，其沿所述送受对置面而设；

第2受电电极，其沿所述送受对置面与所述第1受电电极同心状地设置，具有内部开口以包围所述第1受电电极；和

负载电路，其将一端与所述第1受电电极连接，将另一端与所述第2受电电极连接，

所述无线电力传输系统的特征在于，

将所述第1送电电极和所述第1受电电极设置为在使所述第1送电电极和所述第1受电电极的电极中心重合而对置的基准配置下，俯视观察下一方将另一方包含在内，

将所述第2送电电极和所述第2受电电极设置为在所述基准配置下，俯视观察下一方将另一方包含在内，

所述送电装置和所述受电装置，能从所述基准配置起维持所述第1送电电极与所述第1受电电极的对置面积不变地沿所述送受对置面内的给定轴移动到最大移动距离，

在所述基准配置下，所述第1送电电极和所述第1受电电极当中配置在外侧的电极的缘、与所述第2送电电极和所述第2受电电极当中配置在内侧的电极的所述内部开口的边界线沿所述给定轴分离所述最大移动距离以上。

2.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中，

所述送电装置和所述受电装置，能沿以所述第1送电电极和所述第1受电电极的电极中心为基准位置的第1给定轴，从所述基准配置起维持所述第1送电电极与所述第1受电电极的对置面积不变地移动，

若所述第1送电电极和所述第1受电电极当中的一方在所述第1给定轴上的尺寸为a11，另一方在所述第1给定轴上的尺寸为a12，将两者的尺寸差设为g11，则a12-a11＝g11＞0，

若所述第2送电电极和所述第2受电电极当中的一方在所述第1给定轴上的所述内部开口的尺寸为a13，另一方在所述第1给定轴上的所述内部开口的尺寸为a14，则a13≤g11+a12，a14≥a13。

3.根据权利要求2所述的无线电力传输系统，其中，

a14≥g11+a13。

4.根据权利要求2或3所述的无线电力传输系统，其中，

所述第1送电电极在所述第1给定轴上的尺寸为a11，所述第2送电电极在所述第1给定轴上的所述内部开口的尺寸为a13，a13＝g11+a12，

或者，所述第1受电电极在所述第1给定轴上的尺寸为a11，所述第2受电电极在所述第1给定轴上的所述内部开口的尺寸为a13，a13＝g11+a12。

5.根据权利要求2或3所述的无线电力传输系统，其中，

所述送电装置和所述受电装置，能沿与所述第1给定轴在所述基准位置正交的第2轴，从所述基准配置起维持所述第1送电电极与所述第1受电电极的对置面积不变地移动，

若所述第1送电电极和所述第1受电电极当中的一方在所述第2轴上的尺寸为a21，另一方在所述第2轴上的尺寸为a22，将两者的尺寸差设为g21，则a22-a21＝g21＞0，

若所述第2送电电极和所述第2受电电极当中的一方在所述第2轴上的所述内部开口的尺寸为a23，另一方在所述第2轴上的所述内部开口的尺寸为a24，则a23≤g21+a22，a24≥a23。

6.根据权利要求5所述的无线电力传输系统，其中，

a11＝a21，a12＝a22，a13＝a23，a14＝a24。

7.根据权利要求2或3所述的无线电力传输系统，其中，

所述第1送电电极以及所述第1受电电极、所述第2送电电极的所述内部开口以及所述第2受电电极的所述内部开口为矩形。

8.根据权利要求2或3所述的无线电力传输系统，其中，

所述第1送电电极以及所述第1受电电极、所述第2送电电极的所述内部开口以及所述第2受电电极的所述内部开口为圆形。