JP2002101578A - 非接触電力伝達装置 - Google Patents
非接触電力伝達装置Info
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- JP2002101578A JP2002101578A JP2000293068A JP2000293068A JP2002101578A JP 2002101578 A JP2002101578 A JP 2002101578A JP 2000293068 A JP2000293068 A JP 2000293068A JP 2000293068 A JP2000293068 A JP 2000293068A JP 2002101578 A JP2002101578 A JP 2002101578A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １次コイルと２次コイルとの相対的な位置関
係が変化しても、２次側の出力を容易に安定させること
ができる低コストの非接触電力伝達装置を提供する。 【解決手段】 １次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相
対的な位置関係の変化が大きくなると、例えば１次コイ
ル５ａと２次コイル５ｂとの間隔が大きくなると、負荷
９に供給できる出力は低下するが、このときに１次コイ
ル５ａに印加する電圧Ｖ１の振幅や周波数や波形を、出
力を大きくする方向に変化させれば、出力電圧Ｖｏある
いは出力電流Ｉｏを安定させることができる。そこで、
１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置関係
の変化によって変化する１次コイル５ａのインダクタン
スに応じて、１次コイル５ａに印加する電圧Ｖ１の振幅
や周波数や波形を変化させる。
係が変化しても、２次側の出力を容易に安定させること
ができる低コストの非接触電力伝達装置を提供する。 【解決手段】 １次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相
対的な位置関係の変化が大きくなると、例えば１次コイ
ル５ａと２次コイル５ｂとの間隔が大きくなると、負荷
９に供給できる出力は低下するが、このときに１次コイ
ル５ａに印加する電圧Ｖ１の振幅や周波数や波形を、出
力を大きくする方向に変化させれば、出力電圧Ｖｏある
いは出力電流Ｉｏを安定させることができる。そこで、
１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置関係
の変化によって変化する１次コイル５ａのインダクタン
スに応じて、１次コイル５ａに印加する電圧Ｖ１の振幅
や周波数や波形を変化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触電力伝達装
置に関するものである。
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】分離着脱自在なトランスを含む高周波イ
ンバータによる電磁誘導作用を利用した非接触電力伝達
の実用化が広く行われるようになった。非接触・無接点
のメリットとして、第１に、金属接点が露出していない
ことによる信頼性と安全性の向上が上げられるが、その
他のメリットとして、分離着脱自在なトランスの１次コ
イルと２次コイルとを置くだけ、合わせるだけで電力伝
達を行うことができ、金属接点結合のように力を入れて
圧接する必要がないことが挙げられる。これは、１次コ
イルを有する給電側である１次側と、２次コイルを有す
る負荷側である２次側との着脱が大変容易になることで
あり、例えば１次側の給電部を床上に設置している場
合、２次側の受電部を１次側の給電部におくだけでよ
く、したがって省力化を行うことができる。
ンバータによる電磁誘導作用を利用した非接触電力伝達
の実用化が広く行われるようになった。非接触・無接点
のメリットとして、第１に、金属接点が露出していない
ことによる信頼性と安全性の向上が上げられるが、その
他のメリットとして、分離着脱自在なトランスの１次コ
イルと２次コイルとを置くだけ、合わせるだけで電力伝
達を行うことができ、金属接点結合のように力を入れて
圧接する必要がないことが挙げられる。これは、１次コ
イルを有する給電側である１次側と、２次コイルを有す
る負荷側である２次側との着脱が大変容易になることで
あり、例えば１次側の給電部を床上に設置している場
合、２次側の受電部を１次側の給電部におくだけでよ
く、したがって省力化を行うことができる。
【０００３】また、窓ガラスなどの絶縁物を介して電力
を屋内から屋外に伝達する場合には、窓ガラスは広いた
め１次コイルを吸盤等で窓ガラスの任意の箇所に張り付
け、窓ガラスの外側に１次コイルに対向して２次コイル
を吸盤等で張り付ければよい。
を屋内から屋外に伝達する場合には、窓ガラスは広いた
め１次コイルを吸盤等で窓ガラスの任意の箇所に張り付
け、窓ガラスの外側に１次コイルに対向して２次コイル
を吸盤等で張り付ければよい。
【０００４】この非接触送電、非接触充電のように電磁
誘導作用を利用した非接触電力伝達装置は非常に便利で
あるが、デメリットとして１次コイルと２次コイルとの
相対的な位置関係を、ガイド等を用いて精度良く保つ必
要があり、この位置関係が少しずれると出力が大きく低
下する問題があった。
誘導作用を利用した非接触電力伝達装置は非常に便利で
あるが、デメリットとして１次コイルと２次コイルとの
相対的な位置関係を、ガイド等を用いて精度良く保つ必
要があり、この位置関係が少しずれると出力が大きく低
下する問題があった。
【０００５】図１４に示す従来の非接触電力伝達装置
は、直流電源あるいは交流電源を整流した直流電源１０
と、スイッチング素子を有しスイッチング素子をスイッ
チングさせることで直流電源１０からの直流電圧を高周
波電圧に変換するインバータ回路３と、コイル５ｃとコ
ア５ｅとからなりインバータ回路３から高周波電圧を印
加される１次コイル５ａと、コイル５ｄとコア５ｆとか
らなり１次コイル５ａにより高周波電圧を誘起される２
次コイル５ｂと、２次コイル５ｂに誘起される高周波電
圧を整流平滑して負荷電圧Ｖｏを出力する整流平滑回路
６と、負荷電圧Ｖｏを供給される負荷９とから構成され
る。そして、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとは、互
いが分離着脱自在な構造を有するトランス５を構成し、
１次コイル５ａ、２次コイル５ｂの軸方向をＺ方向、Ｚ
方向に直交する方向をＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交
する方向をＹ方向、Ｘ−Ｙ平面上の回転角をθとする。
ここで、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとを、互いに
対向配置させた状態で、１次コイル５ａと２次コイル５
ｂとの軸方向を一致させてＸ＝０ｍｍ、Ｙ＝０ｍｍと
し、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとのＺ方向の間隔
をＺ＝２ｍｍとし、その位置で最も負荷電圧Ｖｏが大き
いときの回転角をθ＝０度として、その位置を基準位置
とする。
は、直流電源あるいは交流電源を整流した直流電源１０
と、スイッチング素子を有しスイッチング素子をスイッ
チングさせることで直流電源１０からの直流電圧を高周
波電圧に変換するインバータ回路３と、コイル５ｃとコ
ア５ｅとからなりインバータ回路３から高周波電圧を印
加される１次コイル５ａと、コイル５ｄとコア５ｆとか
らなり１次コイル５ａにより高周波電圧を誘起される２
次コイル５ｂと、２次コイル５ｂに誘起される高周波電
圧を整流平滑して負荷電圧Ｖｏを出力する整流平滑回路
６と、負荷電圧Ｖｏを供給される負荷９とから構成され
る。そして、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとは、互
いが分離着脱自在な構造を有するトランス５を構成し、
１次コイル５ａ、２次コイル５ｂの軸方向をＺ方向、Ｚ
方向に直交する方向をＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交
する方向をＹ方向、Ｘ−Ｙ平面上の回転角をθとする。
ここで、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとを、互いに
対向配置させた状態で、１次コイル５ａと２次コイル５
ｂとの軸方向を一致させてＸ＝０ｍｍ、Ｙ＝０ｍｍと
し、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとのＺ方向の間隔
をＺ＝２ｍｍとし、その位置で最も負荷電圧Ｖｏが大き
いときの回転角をθ＝０度として、その位置を基準位置
とする。
【０００６】このとき、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、回転
角θの位置を、各々単独に変化させたときの負荷電圧Ｖ
ｏの変化を図１５〜１８に示す。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方
向、回転角θの全てにおいて、基準位置からのずれが大
きくなればなるほど負荷電圧Ｖｏは低下し、Ｘ方向、Ｙ
方向、Ｚ方向、回転角θの変位量に反比例している。こ
れは、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの磁気結合度
が小さくなるために起こるものであり、通常、回路方式
には依存しない共通の性質である。図１４では、１次コ
イル５ａ及び２次コイル５ｂは、Ｘ方向の長さが４０ｍ
ｍ、Ｙ方向の長さが２８ｍｍの大きさを有しているが、
この場合で１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的
な位置関係のずれは、最大でも１ｍｍ程度までが限界で
あった。
角θの位置を、各々単独に変化させたときの負荷電圧Ｖ
ｏの変化を図１５〜１８に示す。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方
向、回転角θの全てにおいて、基準位置からのずれが大
きくなればなるほど負荷電圧Ｖｏは低下し、Ｘ方向、Ｙ
方向、Ｚ方向、回転角θの変位量に反比例している。こ
れは、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの磁気結合度
が小さくなるために起こるものであり、通常、回路方式
には依存しない共通の性質である。図１４では、１次コ
イル５ａ及び２次コイル５ｂは、Ｘ方向の長さが４０ｍ
ｍ、Ｙ方向の長さが２８ｍｍの大きさを有しているが、
この場合で１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的
な位置関係のずれは、最大でも１ｍｍ程度までが限界で
あった。
【０００７】図１４に示す非接触電力伝達装置よりも、
さらに大きな位置ずれを許容させるには、図１９に示す
非接触電力伝達装置を用いる。図１９に示す回路は、交
流電源８からの交流入力を直流に変換するコンバータ回
路２と、スイッチング素子を有しスイッチング素子をス
イッチングさせることでコンバータ回路２からの直流電
圧を高周波電圧に変換するインバータ回路３と、インバ
ータ回路３から高周波電圧を印加される１次コイル５ａ
と、１次コイル５ａにより高周波電圧を誘起される２次
コイル５ｂ（１次コイル５ａと２次コイル５ｂとは、互
いが分離着脱自在な構造を有するトランス５を構成す
る）と、２次コイル５ｂに誘起される高周波電圧を整流
平滑して負荷電圧Ｖｏを出力する整流平滑回路６と、負
荷電圧Ｖｏを供給される負荷９とからなる前記図１４と
略同様の回路に、負荷電圧Ｖｏを検出し、検出結果に応
じて１次側に検出信号をフィードバックする負荷電圧検
出回路７と、負荷電圧検出回路７からフィードバックさ
れた検出信号に応じて１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１の
周波数や振幅を可変制御させる信号をインバータ回路３
に出力するスイッチング制御回路４を付加して、負荷電
圧Ｖｏを安定させるものである。または、２次側に出力
を安定させる安定化回路を単独に設けてもよい。しか
し、これらの方法では、フィードバック制御を行うため
の回路や安定化回路を付加するために回路サイズ及び部
品コストが増大するという問題がある。
さらに大きな位置ずれを許容させるには、図１９に示す
非接触電力伝達装置を用いる。図１９に示す回路は、交
流電源８からの交流入力を直流に変換するコンバータ回
路２と、スイッチング素子を有しスイッチング素子をス
イッチングさせることでコンバータ回路２からの直流電
圧を高周波電圧に変換するインバータ回路３と、インバ
ータ回路３から高周波電圧を印加される１次コイル５ａ
と、１次コイル５ａにより高周波電圧を誘起される２次
コイル５ｂ（１次コイル５ａと２次コイル５ｂとは、互
いが分離着脱自在な構造を有するトランス５を構成す
る）と、２次コイル５ｂに誘起される高周波電圧を整流
平滑して負荷電圧Ｖｏを出力する整流平滑回路６と、負
荷電圧Ｖｏを供給される負荷９とからなる前記図１４と
略同様の回路に、負荷電圧Ｖｏを検出し、検出結果に応
じて１次側に検出信号をフィードバックする負荷電圧検
出回路７と、負荷電圧検出回路７からフィードバックさ
れた検出信号に応じて１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１の
周波数や振幅を可変制御させる信号をインバータ回路３
に出力するスイッチング制御回路４を付加して、負荷電
圧Ｖｏを安定させるものである。または、２次側に出力
を安定させる安定化回路を単独に設けてもよい。しか
し、これらの方法では、フィードバック制御を行うため
の回路や安定化回路を付加するために回路サイズ及び部
品コストが増大するという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、２次側か
ら１次側へのフィードバック制御や２次側安定化回路を
設けずに、少ない部品の回路を付加することで、１次コ
イルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化しても２
次側の出力を容易に安定させることができる非接触電力
伝達装置の実現が望まれていた。
ら１次側へのフィードバック制御や２次側安定化回路を
設けずに、少ない部品の回路を付加することで、１次コ
イルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化しても２
次側の出力を容易に安定させることができる非接触電力
伝達装置の実現が望まれていた。
【０００９】本発明は、上記事由に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係が変化しても、２次側の出力を容易に安定
させることができる低コストの非接触電力伝達装置を提
供することにある。
であり、その目的は、１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係が変化しても、２次側の出力を容易に安定
させることができる低コストの非接触電力伝達装置を提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、１次
コイルと前記１次コイルによって電圧を誘起される２次
コイルとが分離着脱自在な構造を有するトランスを含む
インバータ回路と、前記２次コイルの出力側に設けた負
荷とで構成され、前記１次コイルに並列もしくは直列に
接続された第１のコンデンサを備え、前記１次コイルと
２次コイルとの相対的な位置関係の変化に伴う前記１次
コイル側の磁気特性の変化に応じて前記１次コイルと第
１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化さ
せることを特徴とし、１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデ
ンサとで構成される回路の動作状態を変化させることで
負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させるこ
とができ、また回路サイズ及び部品コストが増大するこ
となく１次コイルと２次コイルとの位置決めの許容範囲
が広がり、従来、位置決めのために必要としていたガイ
ドを不要にしたり、ガイドをゆるめにすることができ、
使い勝手を向上させることができる。
コイルと前記１次コイルによって電圧を誘起される２次
コイルとが分離着脱自在な構造を有するトランスを含む
インバータ回路と、前記２次コイルの出力側に設けた負
荷とで構成され、前記１次コイルに並列もしくは直列に
接続された第１のコンデンサを備え、前記１次コイルと
２次コイルとの相対的な位置関係の変化に伴う前記１次
コイル側の磁気特性の変化に応じて前記１次コイルと第
１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化さ
せることを特徴とし、１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデ
ンサとで構成される回路の動作状態を変化させることで
負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させるこ
とができ、また回路サイズ及び部品コストが増大するこ
となく１次コイルと２次コイルとの位置決めの許容範囲
が広がり、従来、位置決めのために必要としていたガイ
ドを不要にしたり、ガイドをゆるめにすることができ、
使い勝手を向上させることができる。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、２次コイルの出力側に、前記２次コイルの誘起電圧
を整流するための整流回路を接続したことを特徴とし、
２次コイルの誘起電圧を整流することができる。
て、２次コイルの出力側に、前記２次コイルの誘起電圧
を整流するための整流回路を接続したことを特徴とし、
２次コイルの誘起電圧を整流することができる。
【００１２】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、２次コイルは、センタータップを備え、整流回路
は、前記２次コイルのセンタータップではない両出力端
に直列に且つ互いに逆方向に接続する整流素子の前記２
次コイルに接続していない各他端同士を接続した全波整
流回路であることを特徴とし、整流回路を小型化するこ
とができ、また発熱を低減することができる。
て、２次コイルは、センタータップを備え、整流回路
は、前記２次コイルのセンタータップではない両出力端
に直列に且つ互いに逆方向に接続する整流素子の前記２
次コイルに接続していない各他端同士を接続した全波整
流回路であることを特徴とし、整流回路を小型化するこ
とができ、また発熱を低減することができる。
【００１３】請求項４の発明は、請求項２または３の発
明において、整流回路の出力側に電流平滑用のリアクト
ルを接続したことを特徴とし、２次側の負荷電流を平滑
することができる。
明において、整流回路の出力側に電流平滑用のリアクト
ルを接続したことを特徴とし、２次側の負荷電流を平滑
することができる。
【００１４】請求項５の発明は、請求項２乃至４いずれ
かの発明において、２次コイルに負荷整合用の第２のコ
ンデンサを接続したことを特徴とし、負荷に出力可能な
有効電力を増大させることができる。
かの発明において、２次コイルに負荷整合用の第２のコ
ンデンサを接続したことを特徴とし、負荷に出力可能な
有効電力を増大させることができる。
【００１５】請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の周波数の変化であることを特徴とし、１
次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化して
も、１次コイルに印加される電圧の周波数を変化させ
て、負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させ
ることができる。
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の周波数の変化であることを特徴とし、１
次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化して
も、１次コイルに印加される電圧の周波数を変化させ
て、負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させ
ることができる。
【００１６】請求項７の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の振幅の変化であることを特徴とし、１次
コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化して
も、１次コイルに印加される電圧の振幅を変化させて、
負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させるこ
とができる。
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の振幅の変化であることを特徴とし、１次
コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化して
も、１次コイルに印加される電圧の振幅を変化させて、
負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させるこ
とができる。
【００１７】請求項８の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の波形の変化であることを特徴とし、１次
コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化して
も、１次コイルに印加される電圧の波形を変化させて、
負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させるこ
とができる。
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の波形の変化であることを特徴とし、１次
コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化して
も、１次コイルに印加される電圧の波形を変化させて、
負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させるこ
とができる。
【００１８】請求項９の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の周波数、振幅、波形の変化のうち少なく
とも２つ以上の変化であることを特徴とし、１次コイル
と２次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次
コイルに印加される電圧の周波数、振幅、波形のうち少
なくとも２つ以上を変化させて、負荷に供給する電圧も
しくは電流を容易に安定させることができる。
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の周波数、振幅、波形の変化のうち少なく
とも２つ以上の変化であることを特徴とし、１次コイル
と２次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次
コイルに印加される電圧の周波数、振幅、波形のうち少
なくとも２つ以上を変化させて、負荷に供給する電圧も
しくは電流を容易に安定させることができる。
【００１９】請求項１０の発明は、請求項１乃至９いず
れかの発明において、１次コイルと２次コイルとは互い
に対向配置されていることを特徴とし、分離着脱自在な
トランスを構成することができる。
れかの発明において、１次コイルと２次コイルとは互い
に対向配置されていることを特徴とし、分離着脱自在な
トランスを構成することができる。
【００２０】請求項１１の発明は、請求項１乃至１０い
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルと２次コイル
との磁気結合面に対して垂直方向の距離の変化であるこ
とを特徴とし、１次コイルと２次コイルとの相対的な位
置関係が磁気結合面に対して垂直方向に変化した場合
に、負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させ
ることができる。
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルと２次コイル
との磁気結合面に対して垂直方向の距離の変化であるこ
とを特徴とし、１次コイルと２次コイルとの相対的な位
置関係が磁気結合面に対して垂直方向に変化した場合
に、負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させ
ることができる。
【００２１】請求項１２の発明は、請求項１乃至１０い
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルと２次コイル
との磁気結合面に対して水平方向の距離の変化であるこ
とを特徴とし、１次コイルと２次コイルとの相対的な位
置関係が磁気結合面に対して水平方向に変化した場合
に、負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させ
ることができる。
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルと２次コイル
との磁気結合面に対して水平方向の距離の変化であるこ
とを特徴とし、１次コイルと２次コイルとの相対的な位
置関係が磁気結合面に対して水平方向に変化した場合
に、負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させ
ることができる。
【００２２】請求項１３の発明は、請求項１乃至１０い
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルに対する前記
２次コイルの回転方向の角度の変化であることを特徴と
し、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係の変
化が回転方向の角度の変化である場合に、負荷に供給す
る電圧もしくは電流を容易に安定させることができる。
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルに対する前記
２次コイルの回転方向の角度の変化であることを特徴と
し、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係の変
化が回転方向の角度の変化である場合に、負荷に供給す
る電圧もしくは電流を容易に安定させることができる。
【００２３】請求項１４の発明は、請求項１乃至１３い
ずれかの発明において、インバータ回路は、ハーフブリ
ッジ構成であることを特徴とし、ハーフブリッジ構成の
インバータ回路を用いて、１次コイルと第１のコンデン
サとで構成される回路の動作状態を変化させることで負
荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させること
ができる。
ずれかの発明において、インバータ回路は、ハーフブリ
ッジ構成であることを特徴とし、ハーフブリッジ構成の
インバータ回路を用いて、１次コイルと第１のコンデン
サとで構成される回路の動作状態を変化させることで負
荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させること
ができる。
【００２４】請求項１５の発明は、請求項１乃至１４い
ずれかの発明において、インバータ回路は、共振インバ
ータ回路であることを特徴とし、共振インバータ回路を
用いて、１次コイルと第１のコンデンサとで構成される
回路の動作状態を変化させることで負荷に供給する電圧
もしくは電流を容易に安定させることができる。
ずれかの発明において、インバータ回路は、共振インバ
ータ回路であることを特徴とし、共振インバータ回路を
用いて、１次コイルと第１のコンデンサとで構成される
回路の動作状態を変化させることで負荷に供給する電圧
もしくは電流を容易に安定させることができる。
【００２５】請求項１６の発明は、請求項１５の発明に
おいて、共振インバータ回路は、部分共振インバータ回
路であり、１次コイルに印加される電圧が自由振動を行
わない非共振期間は、一定時間であり、前記１次コイル
に印加される電圧が自由振動を行う部分共振期間は、前
記１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係の変化
に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応じて変化
することを特徴とし、１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデ
ンサとで構成される回路の動作状態を変化させることで
負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させるこ
とができる。
おいて、共振インバータ回路は、部分共振インバータ回
路であり、１次コイルに印加される電圧が自由振動を行
わない非共振期間は、一定時間であり、前記１次コイル
に印加される電圧が自由振動を行う部分共振期間は、前
記１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係の変化
に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応じて変化
することを特徴とし、１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデ
ンサとで構成される回路の動作状態を変化させることで
負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させるこ
とができる。
【００２６】請求項１７の発明は、請求項１乃至１６い
ずれかの発明において、負荷は、定電圧負荷であること
を特徴とし、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置
関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデンサとで
構成される回路の動作状態を変化させることで２次側の
定電圧負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定さ
せることができる。
ずれかの発明において、負荷は、定電圧負荷であること
を特徴とし、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置
関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデンサとで
構成される回路の動作状態を変化させることで２次側の
定電圧負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定さ
せることができる。
【００２７】請求項１８の発明は、請求項１乃至１７い
ずれか記載の発明において、１次コイルと２次コイルと
は絶縁物を介して配置され、前記１次コイルの配置位置
が不特定であり、前記１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性
の変化に応じて前記１次コイルと第１のコンデンサとで
構成される回路の動作状態を変化させることを特徴と
し、１次コイルの配置位置が不特定で、１次コイルと２
次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイ
ルと第１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を
変化させることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容
易に安定させることができる。
ずれか記載の発明において、１次コイルと２次コイルと
は絶縁物を介して配置され、前記１次コイルの配置位置
が不特定であり、前記１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性
の変化に応じて前記１次コイルと第１のコンデンサとで
構成される回路の動作状態を変化させることを特徴と
し、１次コイルの配置位置が不特定で、１次コイルと２
次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイ
ルと第１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を
変化させることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容
易に安定させることができる。
【００２８】請求項１９の発明は、請求項１８の発明に
おいて、１次コイルの配置位置が時間に応じて変動する
ことを特徴とし、１次コイルの配置位置が時間に応じて
変動して、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関
係が変化しても、１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態を変化させることで負荷に供給
する電圧もしくは電流を容易に安定させることができ
る。
おいて、１次コイルの配置位置が時間に応じて変動する
ことを特徴とし、１次コイルの配置位置が時間に応じて
変動して、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関
係が変化しても、１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態を変化させることで負荷に供給
する電圧もしくは電流を容易に安定させることができ
る。
【００２９】請求項２０の発明は、請求項１乃至１７い
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとは絶
縁物を介して配置され、前記１次コイルの配置位置は固
定、前記２次コイルの配置位置は時間に応じて変動し、
前記１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係の変
化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応じて前
記１次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路の
動作状態を変化させることを特徴とし、２次コイルの配
置位置が時間に応じて変動して、１次コイルと２次コイ
ルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第
１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化さ
せることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安
定させることができる。
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとは絶
縁物を介して配置され、前記１次コイルの配置位置は固
定、前記２次コイルの配置位置は時間に応じて変動し、
前記１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係の変
化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応じて前
記１次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路の
動作状態を変化させることを特徴とし、２次コイルの配
置位置が時間に応じて変動して、１次コイルと２次コイ
ルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第
１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化さ
せることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安
定させることができる。
【００３０】請求項２１の発明は、請求項１８乃至２０
いずれかの発明において、絶縁物は、ガラスであること
を特徴とし、１次コイルと２次コイルとの間にガラスを
はさんで電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイ
ルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第
１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化さ
せることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安
定させることができる。
いずれかの発明において、絶縁物は、ガラスであること
を特徴とし、１次コイルと２次コイルとの間にガラスを
はさんで電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイ
ルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第
１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化さ
せることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安
定させることができる。
【００３１】請求項２２の発明は、請求項１８乃至２０
いずれかの発明において、絶縁物は、プラスチックであ
ることを特徴とし、１次コイルと２次コイルとの間にプ
ラスチックをはさんで電力伝達を行う場合に、１次コイ
ルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１
次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路の動作
状態を変化させることで負荷に供給する電圧もしくは電
流を容易に安定させることができる。
いずれかの発明において、絶縁物は、プラスチックであ
ることを特徴とし、１次コイルと２次コイルとの間にプ
ラスチックをはさんで電力伝達を行う場合に、１次コイ
ルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１
次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路の動作
状態を変化させることで負荷に供給する電圧もしくは電
流を容易に安定させることができる。
【００３２】請求項２３の発明は、請求項１８乃至２０
いずれかの発明において、絶縁物は、空気であることを
特徴ととし、１次コイルと２次コイルとの間に空気をは
さんで電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイル
との相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１
のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化させ
ることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定
させることができる。
いずれかの発明において、絶縁物は、空気であることを
特徴ととし、１次コイルと２次コイルとの間に空気をは
さんで電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイル
との相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１
のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化させ
ることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定
させることができる。
【００３３】請求項２４の発明は、請求項１８の発明に
おいて、１次コイルを屋内に配置し、２次コイルを屋外
に配置して、屋内から屋外への電力伝達を行うことを特
徴とし、屋内から屋外への電力伝達を行う場合のよう
に、商用電源やバッテリなどの電源のある場所から、近
くに電源のない場所あるいは電源を設置するのが困難な
場所への電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイ
ルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第
１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化さ
せることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安
定させることができる。
おいて、１次コイルを屋内に配置し、２次コイルを屋外
に配置して、屋内から屋外への電力伝達を行うことを特
徴とし、屋内から屋外への電力伝達を行う場合のよう
に、商用電源やバッテリなどの電源のある場所から、近
くに電源のない場所あるいは電源を設置するのが困難な
場所への電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイ
ルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第
１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化さ
せることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安
定させることができる。
【００３４】請求項２５の発明は、請求項１８の発明に
おいて、１次コイルを水槽の外側に配置し、２次コイル
を前記水槽の内側に配置して、前記水槽の外側から内側
への電力伝達を行うことを特徴とし、水槽の外側から水
槽の内側の水中への電力伝達を行う場合に、１次コイル
と２次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次
コイルと第１のコンデンサとで構成される回路の動作状
態を変化させることで負荷に供給する電圧もしくは電流
を容易に安定させることができる。
おいて、１次コイルを水槽の外側に配置し、２次コイル
を前記水槽の内側に配置して、前記水槽の外側から内側
への電力伝達を行うことを特徴とし、水槽の外側から水
槽の内側の水中への電力伝達を行う場合に、１次コイル
と２次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次
コイルと第１のコンデンサとで構成される回路の動作状
態を変化させることで負荷に供給する電圧もしくは電流
を容易に安定させることができる。
【００３５】請求項２６の発明は、請求項１９の発明に
おいて、１次コイルを窓の内側に配置し、２次コイルを
前記窓の外側に配置して、前記窓の内側から外側への電
力伝達を行って窓拭き装置を駆動させることを特徴と
し、窓の外側の窓拭き装置に電力伝達を行う場合に、１
次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化して
も、１次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路
の動作状態を変化させることで２次側に供給する電圧も
しくは電流を容易に安定させることができ、拭きにくい
窓の外面の掃除を行うことができる。
おいて、１次コイルを窓の内側に配置し、２次コイルを
前記窓の外側に配置して、前記窓の内側から外側への電
力伝達を行って窓拭き装置を駆動させることを特徴と
し、窓の外側の窓拭き装置に電力伝達を行う場合に、１
次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化して
も、１次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路
の動作状態を変化させることで２次側に供給する電圧も
しくは電流を容易に安定させることができ、拭きにくい
窓の外面の掃除を行うことができる。
【００３６】請求項２７の発明は、請求項２０の発明に
おいて、暖房便座に２次コイルを配置して、前記暖房便
座への電力伝達を行うことを特徴とし、便座に人が座っ
ていないときと座っているときとで、１次コイルと２次
コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイル
と第１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変
化させることで２次側のヒータに供給する電圧もしくは
電流を容易に安定させることができ、また暖房便座を本
体から外して丸洗いでき、清潔にすることができる。
おいて、暖房便座に２次コイルを配置して、前記暖房便
座への電力伝達を行うことを特徴とし、便座に人が座っ
ていないときと座っているときとで、１次コイルと２次
コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイル
と第１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変
化させることで２次側のヒータに供給する電圧もしくは
電流を容易に安定させることができ、また暖房便座を本
体から外して丸洗いでき、清潔にすることができる。
【００３７】請求項２８の発明は、請求項１乃至２７い
ずれかの発明において、負荷に供給する出力の情報をイ
ンバータ回路にフィードバックし、前記インバータ回路
を制御するフィードバック回路を付加したことを特徴と
し、本発明にフィードバック回路を付加することによ
り、追加部品を最小限にすることができる。
ずれかの発明において、負荷に供給する出力の情報をイ
ンバータ回路にフィードバックし、前記インバータ回路
を制御するフィードバック回路を付加したことを特徴と
し、本発明にフィードバック回路を付加することによ
り、追加部品を最小限にすることができる。
【００３８】請求項２９の発明は、請求項１乃至２７い
ずれかの発明において、２次コイルの出力側に、負荷に
供給する電圧もしくは電流を安定させる安定化回路を付
加したことを特徴とし、本発明に安定化回路を付加する
ことにより、追加部品を最小限にすることができる。
ずれかの発明において、２次コイルの出力側に、負荷に
供給する電圧もしくは電流を安定させる安定化回路を付
加したことを特徴とし、本発明に安定化回路を付加する
ことにより、追加部品を最小限にすることができる。
【００３９】請求項３０の発明は、請求項１乃至２７い
ずれかの発明において、負荷に、前記負荷に供給される
電圧もしくは電流を安定させる安定化回路を付加したこ
とを特徴とし、本発明に安定化回路を付加することによ
り、追加部品を最小限にすることができる。
ずれかの発明において、負荷に、前記負荷に供給される
電圧もしくは電流を安定させる安定化回路を付加したこ
とを特徴とし、本発明に安定化回路を付加することによ
り、追加部品を最小限にすることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００４１】（実施形態１）図１は、本実施形態１の回
路構成を示す。１次側は、出力電圧Ｅを有する直流電源
１０と、直流電源１０に並列に接続されたコンデンサ１
１，１２の直列回路及びＦＥＴ等のスイッチング素子１
４，１５の直列回路と、スイッチング素子１４，１５に
各々並列に接続されるダイオード１４ｂ，１５ｂ（スイ
ッチング素子１４，１５がＦＥＴの場合は寄生ダイオー
ド）と、コンデンサ１１とコンデンサ１２との接続中点
とスイッチング素子１４とスイッチング素子１５との接
続中点との間に接続された第１のコンデンサ１３とから
なるインバータ回路３と、第１のコンデンサ１３に並列
に接続された１次コイル５ａとからなり、ハーフブリッ
ジ型の部分共振インバータ回路を構成する。２次側は、
センタータップを備えた２次コイル５ｂと、２次コイル
５ｂに並列に接続された負荷整合用の第２のコンデンサ
１６と、２次コイル５ｂのセンタータップではない両出
力端に直列且つ互いに逆方向に接続されたダイオード１
７，１８からなる全波整流回路と、ダイオード１７，１
８の接続中点に一端を接続された電流平滑用リアクトル
１９と、電流平滑用リアクトル１９の他端と２次コイル
５ｂのセンタータップとの間に接続される平滑コンデン
サ２０と、平滑コンデンサ２０に並列に接続される負荷
９とから構成される。１次コイル５ａと２次コイル５ｂ
とは、分離着脱自在なトランス５を構成する。
路構成を示す。１次側は、出力電圧Ｅを有する直流電源
１０と、直流電源１０に並列に接続されたコンデンサ１
１，１２の直列回路及びＦＥＴ等のスイッチング素子１
４，１５の直列回路と、スイッチング素子１４，１５に
各々並列に接続されるダイオード１４ｂ，１５ｂ（スイ
ッチング素子１４，１５がＦＥＴの場合は寄生ダイオー
ド）と、コンデンサ１１とコンデンサ１２との接続中点
とスイッチング素子１４とスイッチング素子１５との接
続中点との間に接続された第１のコンデンサ１３とから
なるインバータ回路３と、第１のコンデンサ１３に並列
に接続された１次コイル５ａとからなり、ハーフブリッ
ジ型の部分共振インバータ回路を構成する。２次側は、
センタータップを備えた２次コイル５ｂと、２次コイル
５ｂに並列に接続された負荷整合用の第２のコンデンサ
１６と、２次コイル５ｂのセンタータップではない両出
力端に直列且つ互いに逆方向に接続されたダイオード１
７，１８からなる全波整流回路と、ダイオード１７，１
８の接続中点に一端を接続された電流平滑用リアクトル
１９と、電流平滑用リアクトル１９の他端と２次コイル
５ｂのセンタータップとの間に接続される平滑コンデン
サ２０と、平滑コンデンサ２０に並列に接続される負荷
９とから構成される。１次コイル５ａと２次コイル５ｂ
とは、分離着脱自在なトランス５を構成する。
【００４２】前記従来の技術で示したように、１次コイ
ル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置関係の変化が
大きくなると、例えば１次コイル５ａと２次コイル５ｂ
との間隔が大きくなると、負荷９に供給できる出力は低
下するが、このときに１次コイル５ａに印加する電圧Ｖ
１の振幅や周波数や波形を、出力を大きくする方向に変
化させれば出力電圧Ｖｏあるいは出力電流Ｉｏを安定さ
せることができる。そこで、本発明では、１次コイル５
ａに印加する電圧Ｖ１の振幅や周波数や波形を変化させ
る方法として１次コイル５ａのインダクタンスに注目し
た。図１４において、１次コイル５ａと２次コイル５ｂ
との相対的な位置関係が変化して、基準位置から遠ざか
ってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の距離や回転角θの変化が
大きくなるにしたがって、１次コイル５ａのインダクタ
ンスは小さくなる。本実施形態１のように第１のコンデ
ンサ１３を１次コイル５ａに並列接続した場合、１次コ
イル５ａと第１のコンデンサ１３とに外部からの強制的
な電圧駆動や電流駆動がなく、１次コイル５ａに蓄積さ
れた磁気エネルギーと第１のコンデンサ１３に蓄積され
た静電エネルギーと負荷９のみであれば、その自由振動
周波数は１次コイル５ａのインダクタンスの平方根に反
比例する。すなわち、１次コイル５ａと２次コイル５ｂ
との相対的な位置関係の変化を、１次コイル５ａのイン
ダクタンスの変化に換え、さらに１次コイル５ａと第１
のコンデンサ１３と負荷９とによる自由振動周波数の変
化に換えることができる。
ル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置関係の変化が
大きくなると、例えば１次コイル５ａと２次コイル５ｂ
との間隔が大きくなると、負荷９に供給できる出力は低
下するが、このときに１次コイル５ａに印加する電圧Ｖ
１の振幅や周波数や波形を、出力を大きくする方向に変
化させれば出力電圧Ｖｏあるいは出力電流Ｉｏを安定さ
せることができる。そこで、本発明では、１次コイル５
ａに印加する電圧Ｖ１の振幅や周波数や波形を変化させ
る方法として１次コイル５ａのインダクタンスに注目し
た。図１４において、１次コイル５ａと２次コイル５ｂ
との相対的な位置関係が変化して、基準位置から遠ざか
ってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の距離や回転角θの変化が
大きくなるにしたがって、１次コイル５ａのインダクタ
ンスは小さくなる。本実施形態１のように第１のコンデ
ンサ１３を１次コイル５ａに並列接続した場合、１次コ
イル５ａと第１のコンデンサ１３とに外部からの強制的
な電圧駆動や電流駆動がなく、１次コイル５ａに蓄積さ
れた磁気エネルギーと第１のコンデンサ１３に蓄積され
た静電エネルギーと負荷９のみであれば、その自由振動
周波数は１次コイル５ａのインダクタンスの平方根に反
比例する。すなわち、１次コイル５ａと２次コイル５ｂ
との相対的な位置関係の変化を、１次コイル５ａのイン
ダクタンスの変化に換え、さらに１次コイル５ａと第１
のコンデンサ１３と負荷９とによる自由振動周波数の変
化に換えることができる。
【００４３】次に、この自由振動周波数の変化について
説明する。図１において、スイッチング素子１４，１５
は交互にオン・オフを繰り返し、高周波の交流電圧Ｖ１
を１次コイル５ａに印加する。このとき、スイッチング
素子１４，１５の両方が同時にオフとなる期間があり、
この期間内に1次コイル５ａと第１のコンデンサ１３と
負荷９とによる自由振動を行う。図１に示すようなハー
フブリッジ構成（本実施形態には示していないがプッシ
ュプルブリッジ構成でも同様）のインバータ回路方式で
あれば、２つのスイッチング素子１４，１５が同時にオ
フとなる期間を設けると、１次コイル５ａの両端電圧Ｖ
１は、直流電源１０の電源電圧Ｅに対して、電圧Ｅ／２
から−Ｅ／２までの間では自由振動を行うが、電圧Ｅ／
２または−Ｅ／２に達すると、電圧Ｅ／２または−Ｅ／
２にクランプされる。このような駆動方式は一般に部分
共振、またはソフトスイッチングと呼ばれている。
説明する。図１において、スイッチング素子１４，１５
は交互にオン・オフを繰り返し、高周波の交流電圧Ｖ１
を１次コイル５ａに印加する。このとき、スイッチング
素子１４，１５の両方が同時にオフとなる期間があり、
この期間内に1次コイル５ａと第１のコンデンサ１３と
負荷９とによる自由振動を行う。図１に示すようなハー
フブリッジ構成（本実施形態には示していないがプッシ
ュプルブリッジ構成でも同様）のインバータ回路方式で
あれば、２つのスイッチング素子１４，１５が同時にオ
フとなる期間を設けると、１次コイル５ａの両端電圧Ｖ
１は、直流電源１０の電源電圧Ｅに対して、電圧Ｅ／２
から−Ｅ／２までの間では自由振動を行うが、電圧Ｅ／
２または−Ｅ／２に達すると、電圧Ｅ／２または−Ｅ／
２にクランプされる。このような駆動方式は一般に部分
共振、またはソフトスイッチングと呼ばれている。
【００４４】図２に、図１の回路における１次コイル５
ａの両端電圧Ｖ１と、１次コイル５ａを流れる電流Ｉ１
と、スイッチング素子１４の両端電圧Ｖ１４と、スイッ
チング素子１４を流れる電流Ｉ１４と、スイッチング素
子１５の両端電圧Ｖ１５と、スイッチング素子１５を流
れる電流Ｉ１５との各波形を示す。ここで、１次コイル
５ａの両端電圧Ｖ１が自由振動を行っている期間を部分
共振期間Ｔ１、電圧Ｅ／２または−Ｅ／２にクランプさ
れている期間を非共振期間Ｔ２とする。スイッチング素
子１４，１５は交互にオン・オフを繰り返すが、この時
一方のスイッチング素子がオンからオフした後、両方の
スイッチング素子がオフになる一定期間を経てから他方
のスイッチング素子がオンし、且つ電圧Ｅ／２または−
Ｅ／２にクランプされるので、１次コイル５ａの両端電
圧Ｖ１は、台形波となる。部分共振期間Ｔ１はスイッチ
ング素子１４，１５ともにオフしている期間であり、１
次コイル５ａと第１のコンデンサ１３と負荷９とによる
自由振動が行われる期間である。また、ダイオード１４
ｂ，１５ｂがスイッチング素子１４，１５に並列に接続
されるため、１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１が電圧Ｅ／
２または−Ｅ／２にクランプされると、スイッチング素
子１４の両端電圧Ｖ１４とスイッチング素子１５の両端
電圧Ｖ１５とは電圧Ｅまたはグラウンド電位にクランプ
された台形波となる。ここで、部分共振期間Ｔ１では、
１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置関係
の変化によって、前記のとおり自由振動周波数の変化が
発生し、部分共振期間Ｔ１が変化する。非共振期間Ｔ２
が一定で部分共振期間Ｔ１を短くした場合は、図３
（ａ）に示すように、１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１
は、立ち上がり、立下りの急な台形波（略方形波）とな
り、非共振期間Ｔ２が一定で部分共振期間Ｔ１を長くし
た場合は、図３（ｂ）に示すように、１次コイル５ａの
両端電圧Ｖ１は、立ち上がり、立下りの緩やかな台形波
となる。
ａの両端電圧Ｖ１と、１次コイル５ａを流れる電流Ｉ１
と、スイッチング素子１４の両端電圧Ｖ１４と、スイッ
チング素子１４を流れる電流Ｉ１４と、スイッチング素
子１５の両端電圧Ｖ１５と、スイッチング素子１５を流
れる電流Ｉ１５との各波形を示す。ここで、１次コイル
５ａの両端電圧Ｖ１が自由振動を行っている期間を部分
共振期間Ｔ１、電圧Ｅ／２または−Ｅ／２にクランプさ
れている期間を非共振期間Ｔ２とする。スイッチング素
子１４，１５は交互にオン・オフを繰り返すが、この時
一方のスイッチング素子がオンからオフした後、両方の
スイッチング素子がオフになる一定期間を経てから他方
のスイッチング素子がオンし、且つ電圧Ｅ／２または−
Ｅ／２にクランプされるので、１次コイル５ａの両端電
圧Ｖ１は、台形波となる。部分共振期間Ｔ１はスイッチ
ング素子１４，１５ともにオフしている期間であり、１
次コイル５ａと第１のコンデンサ１３と負荷９とによる
自由振動が行われる期間である。また、ダイオード１４
ｂ，１５ｂがスイッチング素子１４，１５に並列に接続
されるため、１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１が電圧Ｅ／
２または−Ｅ／２にクランプされると、スイッチング素
子１４の両端電圧Ｖ１４とスイッチング素子１５の両端
電圧Ｖ１５とは電圧Ｅまたはグラウンド電位にクランプ
された台形波となる。ここで、部分共振期間Ｔ１では、
１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置関係
の変化によって、前記のとおり自由振動周波数の変化が
発生し、部分共振期間Ｔ１が変化する。非共振期間Ｔ２
が一定で部分共振期間Ｔ１を短くした場合は、図３
（ａ）に示すように、１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１
は、立ち上がり、立下りの急な台形波（略方形波）とな
り、非共振期間Ｔ２が一定で部分共振期間Ｔ１を長くし
た場合は、図３（ｂ）に示すように、１次コイル５ａの
両端電圧Ｖ１は、立ち上がり、立下りの緩やかな台形波
となる。
【００４５】図４は、自励式の部分共振インバータを用
いて、非共振期間Ｔ２を一定にする回路の具体的構成を
示す。なお、前記図１に示す回路構成と同一の要素には
同一の符号を付して説明は省略する。図４では、スイッ
チング素子としてＦＥＴ１４ａ，１５ａを用い、ダイオ
ード１４ｂ，１５ｂは各々ＦＥＴ１４ａ，１５ａの寄生
ダイオードである。ＦＥＴ１４ａのゲート駆動回路は、
コンデンサ１２に並列に接続する抵抗３１，コンデンサ
３３の直列回路と、抵抗３１とコンデンサ３３との接続
中点とＦＥＴ１４ａのドレインとの間に接続するダイオ
ード３５と、抵抗３１とコンデンサ３３との接続中点と
ＦＥＴ１４ａのゲートとの間に接続する１次コイル５ａ
と磁気結合している帰還巻線３７，抵抗４１の直列回路
と、ＦＥＴ１４ａのゲート−ソース間に接続するダイオ
ード６１，トランジスタ６３の直列回路とから構成され
る。トランジスタ６３のベース駆動回路は、１次コイル
５ａと磁気結合している補助巻線３９と、ダイオード４
３，抵抗４９の直列回路とダイオード４５，抵抗４７の
直列回路との並列回路を介して補助巻線３９に並列に接
続しているダイオード５１，コンデンサ５３と、抵抗５
７，ダイオード５９の並列回路と、抵抗５７，ダイオー
ド５９の並列回路を介してコンデンサ５３に並列に接続
しているコンデンサ５５とから構成される。ＦＥＴ１５
ａのゲート駆動回路は前記ＦＥＴ１４ａのゲート駆動回
路と同様に構成され、トランジスタ６２のベース駆動回
路は前記トランジスタ６３のベース駆動回路と同様に構
成されるので説明は省略する。
いて、非共振期間Ｔ２を一定にする回路の具体的構成を
示す。なお、前記図１に示す回路構成と同一の要素には
同一の符号を付して説明は省略する。図４では、スイッ
チング素子としてＦＥＴ１４ａ，１５ａを用い、ダイオ
ード１４ｂ，１５ｂは各々ＦＥＴ１４ａ，１５ａの寄生
ダイオードである。ＦＥＴ１４ａのゲート駆動回路は、
コンデンサ１２に並列に接続する抵抗３１，コンデンサ
３３の直列回路と、抵抗３１とコンデンサ３３との接続
中点とＦＥＴ１４ａのドレインとの間に接続するダイオ
ード３５と、抵抗３１とコンデンサ３３との接続中点と
ＦＥＴ１４ａのゲートとの間に接続する１次コイル５ａ
と磁気結合している帰還巻線３７，抵抗４１の直列回路
と、ＦＥＴ１４ａのゲート−ソース間に接続するダイオ
ード６１，トランジスタ６３の直列回路とから構成され
る。トランジスタ６３のベース駆動回路は、１次コイル
５ａと磁気結合している補助巻線３９と、ダイオード４
３，抵抗４９の直列回路とダイオード４５，抵抗４７の
直列回路との並列回路を介して補助巻線３９に並列に接
続しているダイオード５１，コンデンサ５３と、抵抗５
７，ダイオード５９の並列回路と、抵抗５７，ダイオー
ド５９の並列回路を介してコンデンサ５３に並列に接続
しているコンデンサ５５とから構成される。ＦＥＴ１５
ａのゲート駆動回路は前記ＦＥＴ１４ａのゲート駆動回
路と同様に構成され、トランジスタ６２のベース駆動回
路は前記トランジスタ６３のベース駆動回路と同様に構
成されるので説明は省略する。
【００４６】次に、図４に示す回路の動作について説明
する。直流電源１０に直列に接続しているスイッチ６４
をオンすることにより、コンデンサ３２，３３は、各々
抵抗３０，３１を介して充電される。ここで、コンデン
サ３２の両端電圧がＦＥＴ１５ａをオンさせるゲート電
圧に達するよりも早く、コンデンサ３３の両端電圧がＦ
ＥＴ１４ａをオンさせるゲート電圧にまで達して、ＦＥ
Ｔ１４ａがオンしたとすると、１次コイル５ａに電流Ｉ
１が流れ始める。そうすると、１次コイル５ａと磁気結
合している帰還巻線３７は、ＦＥＴ１４ａのオンを継続
する方向に誘起電圧を発生し、この誘起電圧はコンデン
サ３３の両端電圧に重畳される。ＦＥＴ１４ａがオンす
るとコンデンサ３３は、ダイオード３５を介して直流電
源１０の略グランド電位にまで放電するが、この帰還巻
線３７の誘起電圧だけでもＦＥＴ１４ａのオン状態を維
持することができる。帰還巻線３７に誘起電圧が発生す
ると同時に、帰還巻線１同様に１次コイル５ａと磁気結
合している補助巻線３９にも誘起電圧が発生し、ダイオ
ード４３と抵抗４９とを介してコンデンサ５３を充電
し、さらにダイオード５９を介してコンデンサ５５も充
電する。コンデンサ５３，５５が充電されていくと、ト
ランジスタ６３はオンし、ＦＥＴ１４ａのゲート電圧を
ダイオード６１を介して略０Ｖにまで低下させて、ＦＥ
Ｔ１４ａはオフになる（このときＦＥＴ１５ａもオフ状
態である）。すると、それまで１次コイル５ａを流れて
いた電流Ｉ１は、その電流を維持しようとして第１のコ
ンデンサ１３へ転流し、ここで1次コイル５ａと第１の
コンデンサ１３と１次コイル５ａから２次側をみた回路
とによる自由振動（共振）を始める。共振を始めてやが
てＦＥＴ１４ａの両端電圧Ｖ１４が直流電源１０の電源
電圧Ｅに達すると、ＦＥＴ１５ａの寄生ダイオード１５
ｂを介して電圧Ｅにクランプされる。このクランプされ
るまでの期間、自由振動が行われるのでこの期間が、部
分共振期間Ｔ１となる。
する。直流電源１０に直列に接続しているスイッチ６４
をオンすることにより、コンデンサ３２，３３は、各々
抵抗３０，３１を介して充電される。ここで、コンデン
サ３２の両端電圧がＦＥＴ１５ａをオンさせるゲート電
圧に達するよりも早く、コンデンサ３３の両端電圧がＦ
ＥＴ１４ａをオンさせるゲート電圧にまで達して、ＦＥ
Ｔ１４ａがオンしたとすると、１次コイル５ａに電流Ｉ
１が流れ始める。そうすると、１次コイル５ａと磁気結
合している帰還巻線３７は、ＦＥＴ１４ａのオンを継続
する方向に誘起電圧を発生し、この誘起電圧はコンデン
サ３３の両端電圧に重畳される。ＦＥＴ１４ａがオンす
るとコンデンサ３３は、ダイオード３５を介して直流電
源１０の略グランド電位にまで放電するが、この帰還巻
線３７の誘起電圧だけでもＦＥＴ１４ａのオン状態を維
持することができる。帰還巻線３７に誘起電圧が発生す
ると同時に、帰還巻線１同様に１次コイル５ａと磁気結
合している補助巻線３９にも誘起電圧が発生し、ダイオ
ード４３と抵抗４９とを介してコンデンサ５３を充電
し、さらにダイオード５９を介してコンデンサ５５も充
電する。コンデンサ５３，５５が充電されていくと、ト
ランジスタ６３はオンし、ＦＥＴ１４ａのゲート電圧を
ダイオード６１を介して略０Ｖにまで低下させて、ＦＥ
Ｔ１４ａはオフになる（このときＦＥＴ１５ａもオフ状
態である）。すると、それまで１次コイル５ａを流れて
いた電流Ｉ１は、その電流を維持しようとして第１のコ
ンデンサ１３へ転流し、ここで1次コイル５ａと第１の
コンデンサ１３と１次コイル５ａから２次側をみた回路
とによる自由振動（共振）を始める。共振を始めてやが
てＦＥＴ１４ａの両端電圧Ｖ１４が直流電源１０の電源
電圧Ｅに達すると、ＦＥＴ１５ａの寄生ダイオード１５
ｂを介して電圧Ｅにクランプされる。このクランプされ
るまでの期間、自由振動が行われるのでこの期間が、部
分共振期間Ｔ１となる。
【００４７】一方、１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１の極
性反転、電流Ｉ１の電流方向転換のため、帰還巻線３７
はＦＥＴ１４ａをオフにする方向に誘起電圧を発生し、
補助巻線３９はコンデンサ５３の両端電圧をダイオード
４５と抵抗４７を介して放電する方向に誘起電圧を発生
し、略０Ｖにまで低下させる。このときコンデンサ５５
の両端電圧も抵抗５７を介して徐々に放電される。この
動作と同時に帰還巻線３６は、ＦＥＴ１５ａをオンにす
る方向に誘起電圧を発生するが、抵抗４０とＦＥＴ１５
ａのゲートの入力容量による充電遅延のためにＦＥＴ１
５ａは、一定時間遅れてからオン状態となり、それを維
持する。補助巻線３８の発生する誘起電圧は、ダイオー
ド４２と抵抗４８とを介してコンデンサ５２を充電し、
さらにダイオード５８を介してコンデンサ５４も充電し
て、トランジスタ６２をオンして、ＦＥＴ１５ａのゲー
ト電圧をダイオード６０を介して略０Ｖにまで低下させ
て、ＦＥＴ１５ａをオフにする。以後同様の動作を繰り
返して自励発振を継続する。
性反転、電流Ｉ１の電流方向転換のため、帰還巻線３７
はＦＥＴ１４ａをオフにする方向に誘起電圧を発生し、
補助巻線３９はコンデンサ５３の両端電圧をダイオード
４５と抵抗４７を介して放電する方向に誘起電圧を発生
し、略０Ｖにまで低下させる。このときコンデンサ５５
の両端電圧も抵抗５７を介して徐々に放電される。この
動作と同時に帰還巻線３６は、ＦＥＴ１５ａをオンにす
る方向に誘起電圧を発生するが、抵抗４０とＦＥＴ１５
ａのゲートの入力容量による充電遅延のためにＦＥＴ１
５ａは、一定時間遅れてからオン状態となり、それを維
持する。補助巻線３８の発生する誘起電圧は、ダイオー
ド４２と抵抗４８とを介してコンデンサ５２を充電し、
さらにダイオード５８を介してコンデンサ５４も充電し
て、トランジスタ６２をオンして、ＦＥＴ１５ａのゲー
ト電圧をダイオード６０を介して略０Ｖにまで低下させ
て、ＦＥＴ１５ａをオフにする。以後同様の動作を繰り
返して自励発振を継続する。
【００４８】前記共振による電圧変化期間と、前記ＦＥ
Ｔのオン遅延とによって、ＦＥＴ１４ａ，１５ａが共に
オフとなる期間が形成されるが、ここで前記ＦＥＴのオ
ン遅延時間を部分共振期間Ｔ１よりも長く設定しておけ
ば、部分共振期間Ｔ１が変化しても非共振期間Ｔ２を略
一定にすることができる。このようにして非共振期間Ｔ
２を略一定にして動作させているとき、１次コイル５ａ
と２次コイル５ｂとの相対的な位置関係が変化し相対距
離が大きくなると、１次コイル５ａのインダクタンスが
小さくなり、自由振動周波数が高くなるので、部分共振
期間Ｔ１は短くなり、１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１の
周波数は高くなる。逆に１次コイル５ａと２次コイル５
ｂとの相対的な位置関係が変化し相対距離が小さくなる
と、１次コイル５ａのインダクタンスが大きくなり、自
由振動周波数が低くなるので、部分共振期間Ｔ１は長く
なり、１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１の周波数は低くな
る。このように１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相
対的な位置関係が変化すると、電圧Ｖ１の周波数は変化
し、電圧Ｖ１の周波数が高くなった場合には、図３
（ａ）に示すように１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１は、
立ち上がり、立下りの急な台形波（略方形波）となり、
電圧Ｖ１の周波数が低くなった場合には、図３（ｂ）に
示すように１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１は、立ち上が
り、立下りの緩やかな台形波となって波形も変化するた
め、各々の平均振幅Ｖ１ｔｙｐは、周波数が高い方が大
きくなる。これは、非共振期間Ｔ２の振幅Ｖ１ｍが同じ
であっても、波形が台形状になるにしたがって平均振幅
Ｖ１ｔｙｐが小さくなるためである。平均振幅Ｖ１ｔｙ
ｐが小さくなると負荷電圧Ｖｏあるいは負荷電流Ｉｏが
低下し、大きくなると負荷電圧Ｖｏあるいは負荷電流Ｉ
ｏが上昇する。また、平均振幅Ｖ１ｔｙｐが一定の場合
には、１次コイル５ａの駆動周波数の変化に対し、負荷
電圧Ｖｏあるいは負荷電流Ｉｏは駆動周波数に比例した
り、もしくは反比例したりする。比例するか、反比例す
るかは、２次コイル５ｂに並列に接続される第２のコン
デンサ１６の静電容量値に依存している。この第２のコ
ンデンサ１６は負荷９に出力することのできる有効電力
の大きさを決めているもので、負荷整合用、力率改善用
である。
Ｔのオン遅延とによって、ＦＥＴ１４ａ，１５ａが共に
オフとなる期間が形成されるが、ここで前記ＦＥＴのオ
ン遅延時間を部分共振期間Ｔ１よりも長く設定しておけ
ば、部分共振期間Ｔ１が変化しても非共振期間Ｔ２を略
一定にすることができる。このようにして非共振期間Ｔ
２を略一定にして動作させているとき、１次コイル５ａ
と２次コイル５ｂとの相対的な位置関係が変化し相対距
離が大きくなると、１次コイル５ａのインダクタンスが
小さくなり、自由振動周波数が高くなるので、部分共振
期間Ｔ１は短くなり、１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１の
周波数は高くなる。逆に１次コイル５ａと２次コイル５
ｂとの相対的な位置関係が変化し相対距離が小さくなる
と、１次コイル５ａのインダクタンスが大きくなり、自
由振動周波数が低くなるので、部分共振期間Ｔ１は長く
なり、１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１の周波数は低くな
る。このように１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相
対的な位置関係が変化すると、電圧Ｖ１の周波数は変化
し、電圧Ｖ１の周波数が高くなった場合には、図３
（ａ）に示すように１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１は、
立ち上がり、立下りの急な台形波（略方形波）となり、
電圧Ｖ１の周波数が低くなった場合には、図３（ｂ）に
示すように１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１は、立ち上が
り、立下りの緩やかな台形波となって波形も変化するた
め、各々の平均振幅Ｖ１ｔｙｐは、周波数が高い方が大
きくなる。これは、非共振期間Ｔ２の振幅Ｖ１ｍが同じ
であっても、波形が台形状になるにしたがって平均振幅
Ｖ１ｔｙｐが小さくなるためである。平均振幅Ｖ１ｔｙ
ｐが小さくなると負荷電圧Ｖｏあるいは負荷電流Ｉｏが
低下し、大きくなると負荷電圧Ｖｏあるいは負荷電流Ｉ
ｏが上昇する。また、平均振幅Ｖ１ｔｙｐが一定の場合
には、１次コイル５ａの駆動周波数の変化に対し、負荷
電圧Ｖｏあるいは負荷電流Ｉｏは駆動周波数に比例した
り、もしくは反比例したりする。比例するか、反比例す
るかは、２次コイル５ｂに並列に接続される第２のコン
デンサ１６の静電容量値に依存している。この第２のコ
ンデンサ１６は負荷９に出力することのできる有効電力
の大きさを決めているもので、負荷整合用、力率改善用
である。
【００４９】したがって、１次コイル５ａと２次コイル
５ｂとの相対的距離が大きくなると電圧Ｖ１の周波数が
高くなるため、電圧Ｖ１の周波数が高くなるにつれて、
出力が大きくなるように第２のコンデンサ１６の静電容
量値が選ばれておれば、自動的に負荷電圧Ｖｏあるいは
負荷電流Ｉｏを安定させることができる。ところで本実
施形態の場合、負荷電圧Ｖｏあるいは負荷電流Ｉｏを安
定させるには、電圧Ｖ１の平均振幅Ｖ１ｔｙｐと周波数
との両方が影響しているので、必ずしもその両方の機能
が同等に作用する必要はなく、場合によっては、一方の
機能が安定化にまったく寄与しないあるいは逆に悪くな
る場合でも、他方の機能がより強く安定化に寄与して結
果的に安定させることができればよい。実際には、電圧
Ｖ１の平均振幅Ｖ１ｔｙｐと周波数との各々の安定化へ
の寄与レベルを分離するのは難しいが、出力を計測しな
がら、第１のコンデンサ１３と第２のコンデンサ１６と
の各静電容量値を設定することは容易である。
５ｂとの相対的距離が大きくなると電圧Ｖ１の周波数が
高くなるため、電圧Ｖ１の周波数が高くなるにつれて、
出力が大きくなるように第２のコンデンサ１６の静電容
量値が選ばれておれば、自動的に負荷電圧Ｖｏあるいは
負荷電流Ｉｏを安定させることができる。ところで本実
施形態の場合、負荷電圧Ｖｏあるいは負荷電流Ｉｏを安
定させるには、電圧Ｖ１の平均振幅Ｖ１ｔｙｐと周波数
との両方が影響しているので、必ずしもその両方の機能
が同等に作用する必要はなく、場合によっては、一方の
機能が安定化にまったく寄与しないあるいは逆に悪くな
る場合でも、他方の機能がより強く安定化に寄与して結
果的に安定させることができればよい。実際には、電圧
Ｖ１の平均振幅Ｖ１ｔｙｐと周波数との各々の安定化へ
の寄与レベルを分離するのは難しいが、出力を計測しな
がら、第１のコンデンサ１３と第２のコンデンサ１６と
の各静電容量値を設定することは容易である。
【００５０】次にこの設定について説明する。図５は、
図４に示す回路のトランス５を構成する１次コイル５ａ
と２次コイル５ｂとのギャップＺ１に対する（ギャップ
Ｚ１は、図１４に示すＺ軸方向の距離とする）、１次コ
イル５ａのインダクタンスＬ１と、２次コイル５ｂのイ
ンダクタンスＬ２と、１次コイル５ａと２次コイル５ｂ
との相互インダクタンスＭとを示し、ギャップＺ１が大
きくなるにしたがい、低下している。ここで、１次コイ
ル５ａのインダクタンスＬ１と、２次コイル５ｂのイン
ダクタンスＬ２と、１次コイル５ａと２次コイル５ｂと
の相互インダクタンスＭとは、トランス５に接続してい
る回路を切り離して各々測定した値で、１次コイル５ａ
のインダクタンスＬ１は端子Ａ−A´間のインダクタン
ス、２次コイル５ｂのインダクタンスＬ２は端子Ｂ−Ｂ
´間のインダクタンス、相互インダクタンスＭはこのと
きの１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相互インダク
タンスである。また、２次コイル５ｂのセンタタップ
は、２次コイル５ｂの巻線の中点からとる。そして、負
荷９の抵抗値を３オーム、直流電源１０の電源電圧Ｅ≒
１４０Ｖとして図４の回路を動作させたときの、ギャッ
プＺ１と、負荷電圧Ｖｏ、電圧Ｖ１の周波数ｆとの関係
を図６〜８に示す。ここで、第１のコンデンサ１３の静
電容量値をＣ１、第２のコンデンサの静電容量値をＣ２
とすると、図６は、静電容量値Ｃ１≒０μＦ、静電容量
値Ｃ２≒０μＦ、非共振期間Ｔ２≒１７．９μｓｅｃの
場合の各波形を示し、ギャップＺ１が２ｍｍ〜６ｍｍに
変化するにしたがって、電圧Ｖ１の周波数ｆを２８ＫＨ
ｚ一定とすると、負荷電圧Ｖｏは１１．５Ｖ〜６．５Ｖ
に低下している。図７は、静電容量値Ｃ１≒０μＦ、静
電容量値Ｃ２≒０．１６４μＦ、非共振期間Ｔ２≒６．
７μｓｅｃの場合の各波形を示し、ギャップＺ１が２ｍ
ｍ〜６ｍｍに変化するにしたがって、電圧Ｖ１の周波数
ｆを７５ＫＨｚ一定とすると、負荷電圧Ｖｏは１６．０
Ｖ〜１０．０Ｖに低下している。図８は、静電容量値Ｃ
１≒０．１７５μＦ、静電容量値Ｃ２≒０．４５μＦ、
非共振期間Ｔ２≒５．０μｓｅｃの場合の各波形を示
し、ギャップＺ１が２ｍｍ〜６ｍｍに変化するにしたが
って、電圧Ｖ１の周波数ｆを４６ＫＨｚ〜５６ＫＨｚに
変化させると、負荷電圧Ｖｏは略１４．５Ｖに一定して
いる。このように、例えば図８に示す特性のように、動
作条件に応じて第１のコンデンサ１３の静電容量値Ｃ１
を適当な数値に選ぶことで、１次コイル５ａと２次コイ
ル５ｂとの相対的な位置関係が変化してギャップＺ１が
変化しても、２次側の出力を自動的に安定させることが
できる。
図４に示す回路のトランス５を構成する１次コイル５ａ
と２次コイル５ｂとのギャップＺ１に対する（ギャップ
Ｚ１は、図１４に示すＺ軸方向の距離とする）、１次コ
イル５ａのインダクタンスＬ１と、２次コイル５ｂのイ
ンダクタンスＬ２と、１次コイル５ａと２次コイル５ｂ
との相互インダクタンスＭとを示し、ギャップＺ１が大
きくなるにしたがい、低下している。ここで、１次コイ
ル５ａのインダクタンスＬ１と、２次コイル５ｂのイン
ダクタンスＬ２と、１次コイル５ａと２次コイル５ｂと
の相互インダクタンスＭとは、トランス５に接続してい
る回路を切り離して各々測定した値で、１次コイル５ａ
のインダクタンスＬ１は端子Ａ−A´間のインダクタン
ス、２次コイル５ｂのインダクタンスＬ２は端子Ｂ−Ｂ
´間のインダクタンス、相互インダクタンスＭはこのと
きの１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相互インダク
タンスである。また、２次コイル５ｂのセンタタップ
は、２次コイル５ｂの巻線の中点からとる。そして、負
荷９の抵抗値を３オーム、直流電源１０の電源電圧Ｅ≒
１４０Ｖとして図４の回路を動作させたときの、ギャッ
プＺ１と、負荷電圧Ｖｏ、電圧Ｖ１の周波数ｆとの関係
を図６〜８に示す。ここで、第１のコンデンサ１３の静
電容量値をＣ１、第２のコンデンサの静電容量値をＣ２
とすると、図６は、静電容量値Ｃ１≒０μＦ、静電容量
値Ｃ２≒０μＦ、非共振期間Ｔ２≒１７．９μｓｅｃの
場合の各波形を示し、ギャップＺ１が２ｍｍ〜６ｍｍに
変化するにしたがって、電圧Ｖ１の周波数ｆを２８ＫＨ
ｚ一定とすると、負荷電圧Ｖｏは１１．５Ｖ〜６．５Ｖ
に低下している。図７は、静電容量値Ｃ１≒０μＦ、静
電容量値Ｃ２≒０．１６４μＦ、非共振期間Ｔ２≒６．
７μｓｅｃの場合の各波形を示し、ギャップＺ１が２ｍ
ｍ〜６ｍｍに変化するにしたがって、電圧Ｖ１の周波数
ｆを７５ＫＨｚ一定とすると、負荷電圧Ｖｏは１６．０
Ｖ〜１０．０Ｖに低下している。図８は、静電容量値Ｃ
１≒０．１７５μＦ、静電容量値Ｃ２≒０．４５μＦ、
非共振期間Ｔ２≒５．０μｓｅｃの場合の各波形を示
し、ギャップＺ１が２ｍｍ〜６ｍｍに変化するにしたが
って、電圧Ｖ１の周波数ｆを４６ＫＨｚ〜５６ＫＨｚに
変化させると、負荷電圧Ｖｏは略１４．５Ｖに一定して
いる。このように、例えば図８に示す特性のように、動
作条件に応じて第１のコンデンサ１３の静電容量値Ｃ１
を適当な数値に選ぶことで、１次コイル５ａと２次コイ
ル５ｂとの相対的な位置関係が変化してギャップＺ１が
変化しても、２次側の出力を自動的に安定させることが
できる。
【００５１】なお、図４の回路における１次コイル５ａ
の両端電圧Ｖ１と、１次コイル５ａを流れる電流Ｉ１
と、ＦＥＴ１４ａの両端電圧Ｖ１４と、ＦＥＴ１４ａを
流れる電流Ｉ１４と、ＦＥＴ１５ａの両端電圧Ｖ１５
と、ＦＥＴ１５ａを流れる電流Ｉ１５との各波形は、前
記図２と同様である。
の両端電圧Ｖ１と、１次コイル５ａを流れる電流Ｉ１
と、ＦＥＴ１４ａの両端電圧Ｖ１４と、ＦＥＴ１４ａを
流れる電流Ｉ１４と、ＦＥＴ１５ａの両端電圧Ｖ１５
と、ＦＥＴ１５ａを流れる電流Ｉ１５との各波形は、前
記図２と同様である。
【００５２】（実施形態２）本実施形態２は、図９に示
すように、屋内７０から屋外７１のように、商用電源や
バッテリなどの電源のある場所から、近くに電源のない
場所あるいは電源を設置するのが困難な場所への電力伝
達を行うものであり、家屋の窓ガラス７２の屋内７０側
には電源に接続されたインバータ回路３と１次コイル５
ａとを設置し、屋外７１側には２次コイル５ｂと整流平
滑回路６とランプ９ａとを設置して、屋内７０から屋外
７１の庭やベランダのランプ９ａに給電している。この
ような非接触電力伝達装置は、１次コイル５ａと２次コ
イル５ｂとを分離着脱自在に使用することができ、窓ガ
ラス７２の任意の位置から電力伝達を行うことができる
ことが要求されるが、従来技術では１次コイル５ａと２
次コイル５ｂとの位置決めを厳密に行わなければなら
ず、その位置合わせが面倒であった。しかし、本発明に
よると、前記実施形態１にて説明したように、１次コイ
ル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置関係が変化し
ても２次側の出力を容易に安定させることができるの
で、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとは適当に位置決
めするだけで十分であり、使い勝手がよくなっている。
すように、屋内７０から屋外７１のように、商用電源や
バッテリなどの電源のある場所から、近くに電源のない
場所あるいは電源を設置するのが困難な場所への電力伝
達を行うものであり、家屋の窓ガラス７２の屋内７０側
には電源に接続されたインバータ回路３と１次コイル５
ａとを設置し、屋外７１側には２次コイル５ｂと整流平
滑回路６とランプ９ａとを設置して、屋内７０から屋外
７１の庭やベランダのランプ９ａに給電している。この
ような非接触電力伝達装置は、１次コイル５ａと２次コ
イル５ｂとを分離着脱自在に使用することができ、窓ガ
ラス７２の任意の位置から電力伝達を行うことができる
ことが要求されるが、従来技術では１次コイル５ａと２
次コイル５ｂとの位置決めを厳密に行わなければなら
ず、その位置合わせが面倒であった。しかし、本発明に
よると、前記実施形態１にて説明したように、１次コイ
ル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置関係が変化し
ても２次側の出力を容易に安定させることができるの
で、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとは適当に位置決
めするだけで十分であり、使い勝手がよくなっている。
【００５３】なお、本実施形態２においては、屋内７０
から屋外７１に電力伝達を行っているが、車等の車内か
ら車外への電力伝達であってもよい。
から屋外７１に電力伝達を行っているが、車等の車内か
ら車外への電力伝達であってもよい。
【００５４】（実施形態３）本実施形態３は、図１０に
示すように、水槽壁７５の水槽外７３から水槽内７４へ
の電力伝達を行うものであり、水槽外７３側には、電源
に接続されたインバータ回路３と１次コイル５ａとを設
置し、水槽内７４の水中に２次コイル５ｂと整流平滑回
路６と水中ヒータ９ｂとを設置して、水中ヒータ９ｂに
給電している。外部に導電部が露出していない非接触で
水中の器具に給電を行うので、安全であり、水槽を掃除
するときには簡単に取り外すことができる。また、本発
明によると、前記実施形態１にて説明したように、１次
コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置関係が変
化しても２次側の出力を容易に安定させることができる
ので、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとは適当に位置
決めするだけで十分であり、すばやく取り付けを行うこ
とができ、水槽内の魚などへの負担を減少させることが
できる。
示すように、水槽壁７５の水槽外７３から水槽内７４へ
の電力伝達を行うものであり、水槽外７３側には、電源
に接続されたインバータ回路３と１次コイル５ａとを設
置し、水槽内７４の水中に２次コイル５ｂと整流平滑回
路６と水中ヒータ９ｂとを設置して、水中ヒータ９ｂに
給電している。外部に導電部が露出していない非接触で
水中の器具に給電を行うので、安全であり、水槽を掃除
するときには簡単に取り外すことができる。また、本発
明によると、前記実施形態１にて説明したように、１次
コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置関係が変
化しても２次側の出力を容易に安定させることができる
ので、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとは適当に位置
決めするだけで十分であり、すばやく取り付けを行うこ
とができ、水槽内の魚などへの負担を減少させることが
できる。
【００５５】（実施形態４）本実施形態４は、図１１に
示すように、窓ガラス７２の屋外７１側を屋内７０側か
ら掃除できる窓拭き装置を示す。窓ガラス７２の屋内７
０側に設置された電源に接続されたインバータ回路３
と、１次コイル５ａとによって、屋外７１側に設置され
た２次コイル５ｂと整流平滑回路６を介して、ポンプ９
ｃに給電し、ポンプ９ｃは洗浄液７９を吐出し、２次側
の窓ガラス７２に面する側に備えたブラシ７７ｂにて窓
拭きを行うものである。また、１次側の窓ガラス７２に
面する側にはブラシ７７ａを備え、１次側、２次側とも
に窓ガラス７２を介して対抗配置された永久磁石７６を
備えている。この窓拭き装置の１次側と２次側とは、永
久磁石７６の吸引力によって窓ガラス７２を挟んで圧接
されており、窓ガラス７２を掃除する際は、取っ手７８
を持って１次側を窓ガラス７２上で移動させると、２次
側もそれに追従して動くようになっている。しかし、人
が屋内７０側から１次側を動かすと、２次側はピッタリ
とは追従せず、摩擦などのために少し遅れて動く。この
ため１次側が動いていると、２次側は１次側に対する距
離が変動しながら動くことになり、従来技術では例えフ
ィードバック制御を行っても２次側の出力変動がおこ
り、実用的ではなかった。しかし本発明によると、前記
実施形態１にて説明したように、１次コイル５ａと２次
コイル５ｂとの相対的な位置関係が変化しても２次側の
出力を容易に安定させることができるので、ある程度の
ずれでは出力が変化せず、使い勝手のよい窓拭き装置を
提供することができる。
示すように、窓ガラス７２の屋外７１側を屋内７０側か
ら掃除できる窓拭き装置を示す。窓ガラス７２の屋内７
０側に設置された電源に接続されたインバータ回路３
と、１次コイル５ａとによって、屋外７１側に設置され
た２次コイル５ｂと整流平滑回路６を介して、ポンプ９
ｃに給電し、ポンプ９ｃは洗浄液７９を吐出し、２次側
の窓ガラス７２に面する側に備えたブラシ７７ｂにて窓
拭きを行うものである。また、１次側の窓ガラス７２に
面する側にはブラシ７７ａを備え、１次側、２次側とも
に窓ガラス７２を介して対抗配置された永久磁石７６を
備えている。この窓拭き装置の１次側と２次側とは、永
久磁石７６の吸引力によって窓ガラス７２を挟んで圧接
されており、窓ガラス７２を掃除する際は、取っ手７８
を持って１次側を窓ガラス７２上で移動させると、２次
側もそれに追従して動くようになっている。しかし、人
が屋内７０側から１次側を動かすと、２次側はピッタリ
とは追従せず、摩擦などのために少し遅れて動く。この
ため１次側が動いていると、２次側は１次側に対する距
離が変動しながら動くことになり、従来技術では例えフ
ィードバック制御を行っても２次側の出力変動がおこ
り、実用的ではなかった。しかし本発明によると、前記
実施形態１にて説明したように、１次コイル５ａと２次
コイル５ｂとの相対的な位置関係が変化しても２次側の
出力を容易に安定させることができるので、ある程度の
ずれでは出力が変化せず、使い勝手のよい窓拭き装置を
提供することができる。
【００５６】なお、本実施形態４では、窓７２の屋外７
１側からのみ洗浄液７９を吐出するようになっている
が、窓７２の屋内７０側と屋外７１側との両方から同時
に洗浄液７９を吐出しながらブラシ７７ａ，７７ｂで掃
除を行う両面同時窓拭き装置にも応用することができ
る。
１側からのみ洗浄液７９を吐出するようになっている
が、窓７２の屋内７０側と屋外７１側との両方から同時
に洗浄液７９を吐出しながらブラシ７７ａ，７７ｂで掃
除を行う両面同時窓拭き装置にも応用することができ
る。
【００５７】（実施形態５）本実施形態５は、図１１
（ａ），（ｂ）に示すように暖房便座装置に非接触給電
装置を適用したものである。ここで図１１（ａ）は人が
座っていないときの状態を示し、図１１（ｂ）は人が座
っているときの状態を示す。図１１（ａ）、１１（ｂ）
ともに、トイレ本体８２に便座８１と便蓋８０とを備え
ている。そして、インバータ回路３と１次コイル５ａと
を本体８２に設置し、２次コイル５ｂを１次コイル５ａ
と対向するように便座８１に備える。２次コイル５ｂに
接続される整流平滑回路６と、整流平滑回路６から出力
を供給されて便座８１を暖めるヒータ９ｄとは便座８１
に組み込まれる。このように、便座８１を暖めるヒータ
９ｄへの給電を無接触で行うことができれば、便座８１
を本体８２から脱着して丸洗いすることができ、清潔に
することができる。しかし、便座８１は人が座るところ
であり、本体８２に固定されている１次コイル５ａに対
し、便座８１に設置されている２次コイル５ｂの位置
は、人が座っていないときには図１１（ａ）に示すよう
に１次コイル５ａと基準位置にて対向しているが、座っ
ているときには便座８１がたわむことにより位置が変化
してしまう。したがって、フィードバック制御のない従
来の方式では、出力が大きく変化して実用にならず、ま
た無接点信号によるフィードバック制御や、出力を安定
させる安定化回路を便座８１に設けた場合には、装置が
大型化し、コストも増大するという欠点があった。しか
し本発明によると、前記実施形態１にて説明したよう
に、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置
関係が変化しても２次側の出力を容易に安定させること
ができるので、ある程度のずれでは出力が変化せず、便
座８１を丸洗いできる実用的な暖房便座装置を提供する
ことができる。
（ａ），（ｂ）に示すように暖房便座装置に非接触給電
装置を適用したものである。ここで図１１（ａ）は人が
座っていないときの状態を示し、図１１（ｂ）は人が座
っているときの状態を示す。図１１（ａ）、１１（ｂ）
ともに、トイレ本体８２に便座８１と便蓋８０とを備え
ている。そして、インバータ回路３と１次コイル５ａと
を本体８２に設置し、２次コイル５ｂを１次コイル５ａ
と対向するように便座８１に備える。２次コイル５ｂに
接続される整流平滑回路６と、整流平滑回路６から出力
を供給されて便座８１を暖めるヒータ９ｄとは便座８１
に組み込まれる。このように、便座８１を暖めるヒータ
９ｄへの給電を無接触で行うことができれば、便座８１
を本体８２から脱着して丸洗いすることができ、清潔に
することができる。しかし、便座８１は人が座るところ
であり、本体８２に固定されている１次コイル５ａに対
し、便座８１に設置されている２次コイル５ｂの位置
は、人が座っていないときには図１１（ａ）に示すよう
に１次コイル５ａと基準位置にて対向しているが、座っ
ているときには便座８１がたわむことにより位置が変化
してしまう。したがって、フィードバック制御のない従
来の方式では、出力が大きく変化して実用にならず、ま
た無接点信号によるフィードバック制御や、出力を安定
させる安定化回路を便座８１に設けた場合には、装置が
大型化し、コストも増大するという欠点があった。しか
し本発明によると、前記実施形態１にて説明したよう
に、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置
関係が変化しても２次側の出力を容易に安定させること
ができるので、ある程度のずれでは出力が変化せず、便
座８１を丸洗いできる実用的な暖房便座装置を提供する
ことができる。
【００５８】前記実施形態１〜５のように、本発明は、
非接触電力伝達装置において、分離着脱自在なトランス
５の１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な距離
（位置関係）の変化に応じて１次コイル５ａのインダク
タンスが変化することを利用し、この変化を第１のコン
デンサ１３によって１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１の周
波数の変化に換え、その周波数の変化に応じて出力の安
定化を行う、あるいはこの周波数の変化を１次コイル５
ａの両端電圧Ｖ１の平均振幅Ｖ１ｔｙｐ等の変化に換
え、その平均振幅Ｖ１ｔｙｐ等の変化に応じて出力の安
定化を行うものである。したがって、回路方式が１次コ
イル５ａと第１のコンデンサ１３との共振作用による自
由振動を利用しておればよく、例えば、実施形態１では
インバータ回路３はハーフブリッジ構成を用いている
が、同様に部分共振を利用するプッシュプル構成や１石
の電圧共振構成であってもよい。また、２次コイル５ｂ
に接続される整流回路の方式や電流平滑の方式にも限定
されない。また、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの
相対的な位置関係の変化を、図１４に示すＸ方向、Ｙ方
向、Ｚ方向、回転角θの４方向に対して示したが、任意
の方向の相対的な位置関係の変化に対して出力の安定化
を行うことができることはもちろんである。また、実施
形態１〜５における分離着脱自在なトランス５の磁気結
合方式は、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとが対向配
置している平面対向式を示したが、図１２に示すように
小さな円環状の２次コイル５ｂを大きな円環状の１次コ
イル５ａ内に挿入する挿入結合方式であっても、相対的
な位置関係の変化によって１次コイル５ａのインダクタ
ンスが変化するのであれば本発明に含まれる。そして、
実施形態１において、１次コイル５ａに並列接続される
第１のコンデンサ１３と、２次コイル５ｂに並列接続さ
れる第２のコンデンサ１６とは、等価回路的に、特に交
流等価回路的に、１次コイル５ａと第１のコンデンサ１
３とが並列接続、２次コイル５ｂと第２のコンデンサと
が並列接続される形態で表せるのであれば、本発明に含
まれる。さらに、本発明は、１次コイル５ａと２次コイ
ル５ｂとの相対的な位置関係の変化によってインダクタ
ンスが変化する１次コイル５ａに並列または直列に第１
のコンデンサ１３等の静電容量を設けて、それらの共振
作用によって生じる自由振動周波数または周期の変化を
利用して出力を安定させるものであり、１次コイル５ａ
とで共振作用を行う容量を有する第１のコンデンサ１３
は必ずしも単一である必要はなく、１次コイル５ａに対
して、直・並列の組合せであってもよい。また、同様の
理由により１次コイル５ａに直接に第１のコンデンサ１
３を接続する必要はなく、他のコイルや小さな抵抗を介
して接続されていても、自由振動周波数や周期の変化を
生じさせることができ、その変化の仕方も変えることが
できる。
非接触電力伝達装置において、分離着脱自在なトランス
５の１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な距離
（位置関係）の変化に応じて１次コイル５ａのインダク
タンスが変化することを利用し、この変化を第１のコン
デンサ１３によって１次コイル５ａの両端電圧Ｖ１の周
波数の変化に換え、その周波数の変化に応じて出力の安
定化を行う、あるいはこの周波数の変化を１次コイル５
ａの両端電圧Ｖ１の平均振幅Ｖ１ｔｙｐ等の変化に換
え、その平均振幅Ｖ１ｔｙｐ等の変化に応じて出力の安
定化を行うものである。したがって、回路方式が１次コ
イル５ａと第１のコンデンサ１３との共振作用による自
由振動を利用しておればよく、例えば、実施形態１では
インバータ回路３はハーフブリッジ構成を用いている
が、同様に部分共振を利用するプッシュプル構成や１石
の電圧共振構成であってもよい。また、２次コイル５ｂ
に接続される整流回路の方式や電流平滑の方式にも限定
されない。また、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの
相対的な位置関係の変化を、図１４に示すＸ方向、Ｙ方
向、Ｚ方向、回転角θの４方向に対して示したが、任意
の方向の相対的な位置関係の変化に対して出力の安定化
を行うことができることはもちろんである。また、実施
形態１〜５における分離着脱自在なトランス５の磁気結
合方式は、１次コイル５ａと２次コイル５ｂとが対向配
置している平面対向式を示したが、図１２に示すように
小さな円環状の２次コイル５ｂを大きな円環状の１次コ
イル５ａ内に挿入する挿入結合方式であっても、相対的
な位置関係の変化によって１次コイル５ａのインダクタ
ンスが変化するのであれば本発明に含まれる。そして、
実施形態１において、１次コイル５ａに並列接続される
第１のコンデンサ１３と、２次コイル５ｂに並列接続さ
れる第２のコンデンサ１６とは、等価回路的に、特に交
流等価回路的に、１次コイル５ａと第１のコンデンサ１
３とが並列接続、２次コイル５ｂと第２のコンデンサと
が並列接続される形態で表せるのであれば、本発明に含
まれる。さらに、本発明は、１次コイル５ａと２次コイ
ル５ｂとの相対的な位置関係の変化によってインダクタ
ンスが変化する１次コイル５ａに並列または直列に第１
のコンデンサ１３等の静電容量を設けて、それらの共振
作用によって生じる自由振動周波数または周期の変化を
利用して出力を安定させるものであり、１次コイル５ａ
とで共振作用を行う容量を有する第１のコンデンサ１３
は必ずしも単一である必要はなく、１次コイル５ａに対
して、直・並列の組合せであってもよい。また、同様の
理由により１次コイル５ａに直接に第１のコンデンサ１
３を接続する必要はなく、他のコイルや小さな抵抗を介
して接続されていても、自由振動周波数や周期の変化を
生じさせることができ、その変化の仕方も変えることが
できる。
【００５９】さらに詳細を付け加えると、前記自由振動
周波数または周期は、２次側の負荷９や整流平滑回路６
等を取り外して、分離着脱式のトランス５単独で、１次
コイル５ａの端子間を測定したインダクタンスと、１次
コイル５ａに接続された第１のコンデンサ１３の静電容
量値だけで決まるものではなく、２次コイル５ｂに接続
される第２のコンデンサ１６の静電容量値や負荷条件、
整流回路方式等の影響も受けており、これらの総合作用
により自由振動周波数や周期が決まっている。これらの
ことを数式で表すことは一般に困難である。このような
理由から本発明の説明の中で用いている１次コイル５ａ
のインダクタンスの変化とは、トランス５の１次側から
２次側をみた回路特性の変化の意味を含んでいる。た
だ、実用においては、もともと１次コイル５ａと２次コ
イル５ｂとの間にギャップがあり、磁気的に疎結合とな
っているため、２次側の影響は受けにくく、トランス５
の１次側から２次側を見た回路は、凡そ分離着脱自在な
トランス５単独で測定した１次コイル５ａのインダクタ
ンス特性であると考えてよい場合が多い。少なくとも、
１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置の変
化による自由振動周波数に変化傾向は、分離着脱自在な
トランス５単独で測定した１次コイル５ａのインダクタ
ンスの変化に対応している。
周波数または周期は、２次側の負荷９や整流平滑回路６
等を取り外して、分離着脱式のトランス５単独で、１次
コイル５ａの端子間を測定したインダクタンスと、１次
コイル５ａに接続された第１のコンデンサ１３の静電容
量値だけで決まるものではなく、２次コイル５ｂに接続
される第２のコンデンサ１６の静電容量値や負荷条件、
整流回路方式等の影響も受けており、これらの総合作用
により自由振動周波数や周期が決まっている。これらの
ことを数式で表すことは一般に困難である。このような
理由から本発明の説明の中で用いている１次コイル５ａ
のインダクタンスの変化とは、トランス５の１次側から
２次側をみた回路特性の変化の意味を含んでいる。た
だ、実用においては、もともと１次コイル５ａと２次コ
イル５ｂとの間にギャップがあり、磁気的に疎結合とな
っているため、２次側の影響は受けにくく、トランス５
の１次側から２次側を見た回路は、凡そ分離着脱自在な
トランス５単独で測定した１次コイル５ａのインダクタ
ンス特性であると考えてよい場合が多い。少なくとも、
１次コイル５ａと２次コイル５ｂとの相対的な位置の変
化による自由振動周波数に変化傾向は、分離着脱自在な
トランス５単独で測定した１次コイル５ａのインダクタ
ンスの変化に対応している。
【００６０】
【発明の効果】請求項１の発明は、１次コイルと前記１
次コイルによって電圧を誘起される２次コイルとが分離
着脱自在な構造を有するトランスを含むインバータ回路
と、前記２次コイルの出力側に設けた負荷とで構成さ
れ、前記１次コイルに並列もしくは直列に接続された第
１のコンデンサを備え、前記１次コイルと２次コイルと
の相対的な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁
気特性の変化に応じて前記１次コイルと第１のコンデン
サとで構成される回路の動作状態を変化させるので、１
次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化して
も、１次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路
の動作状態を変化させることで負荷に供給する電圧もし
くは電流を容易に安定させることができ、また回路サイ
ズ及び部品コストが増大することなく１次コイルと２次
コイルとの位置決めの許容範囲が広がり、従来、位置決
めのために必要としていたガイドを不要にしたり、ガイ
ドをゆるめにすることができ、使い勝手を向上させるこ
とができるという効果がある。
次コイルによって電圧を誘起される２次コイルとが分離
着脱自在な構造を有するトランスを含むインバータ回路
と、前記２次コイルの出力側に設けた負荷とで構成さ
れ、前記１次コイルに並列もしくは直列に接続された第
１のコンデンサを備え、前記１次コイルと２次コイルと
の相対的な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁
気特性の変化に応じて前記１次コイルと第１のコンデン
サとで構成される回路の動作状態を変化させるので、１
次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化して
も、１次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路
の動作状態を変化させることで負荷に供給する電圧もし
くは電流を容易に安定させることができ、また回路サイ
ズ及び部品コストが増大することなく１次コイルと２次
コイルとの位置決めの許容範囲が広がり、従来、位置決
めのために必要としていたガイドを不要にしたり、ガイ
ドをゆるめにすることができ、使い勝手を向上させるこ
とができるという効果がある。
【００６１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、２次コイルの出力側に、前記２次コイルの誘起電圧
を整流するための整流回路を接続したので、２次コイル
の誘起電圧を整流することができるという効果がある。
て、２次コイルの出力側に、前記２次コイルの誘起電圧
を整流するための整流回路を接続したので、２次コイル
の誘起電圧を整流することができるという効果がある。
【００６２】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、２次コイルは、センタータップを備え、整流回路
は、前記２次コイルのセンタータップではない両出力端
に直列に且つ互いに逆方向に接続する整流素子の前記２
次コイルに接続していない各他端同士を接続した全波整
流回路であるので、整流回路を小型化することができ、
また発熱を低減することができるという効果がある。
て、２次コイルは、センタータップを備え、整流回路
は、前記２次コイルのセンタータップではない両出力端
に直列に且つ互いに逆方向に接続する整流素子の前記２
次コイルに接続していない各他端同士を接続した全波整
流回路であるので、整流回路を小型化することができ、
また発熱を低減することができるという効果がある。
【００６３】請求項４の発明は、請求項２または３の発
明において、整流回路の出力側に電流平滑用のリアクト
ルを接続したので、２次側の負荷電流を平滑することが
できるという効果がある。
明において、整流回路の出力側に電流平滑用のリアクト
ルを接続したので、２次側の負荷電流を平滑することが
できるという効果がある。
【００６４】請求項５の発明は、請求項２乃至４いずれ
かの発明において、２次コイルに負荷整合用の第２のコ
ンデンサを接続したので、負荷に出力可能な有効電力を
増大させることができるという効果がある。
かの発明において、２次コイルに負荷整合用の第２のコ
ンデンサを接続したので、負荷に出力可能な有効電力を
増大させることができるという効果がある。
【００６５】請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の周波数の変化であるので、１次コイルと
２次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コ
イルに印加される電圧の周波数を変化させて、負荷に供
給する電圧もしくは電流を容易に安定させることができ
るという効果がある。
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の周波数の変化であるので、１次コイルと
２次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コ
イルに印加される電圧の周波数を変化させて、負荷に供
給する電圧もしくは電流を容易に安定させることができ
るという効果がある。
【００６６】請求項７の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の振幅の変化であるので、１次コイルと２
次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイ
ルに印加される電圧の振幅を変化させて、負荷に供給す
る電圧もしくは電流を容易に安定させることができると
いう効果がある。
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の振幅の変化であるので、１次コイルと２
次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイ
ルに印加される電圧の振幅を変化させて、負荷に供給す
る電圧もしくは電流を容易に安定させることができると
いう効果がある。
【００６７】請求項８の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の波形の変化であるので、１次コイルと２
次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイ
ルに印加される電圧の波形を変化させて、負荷に供給す
る電圧もしくは電流を容易に安定させることができると
いう効果がある。
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の波形の変化であるので、１次コイルと２
次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイ
ルに印加される電圧の波形を変化させて、負荷に供給す
る電圧もしくは電流を容易に安定させることができると
いう効果がある。
【００６８】請求項９の発明は、請求項１乃至５いずれ
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の周波数、振幅、波形の変化のうち少なく
とも２つ以上の変化であるので、１次コイルと２次コイ
ルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルに印
加される電圧の周波数、振幅、波形のうち少なくとも２
つ以上を変化させて、負荷に供給する電圧もしくは電流
を容易に安定させることができるという効果がある。
かの発明において、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の
変化に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印
加される電圧の周波数、振幅、波形の変化のうち少なく
とも２つ以上の変化であるので、１次コイルと２次コイ
ルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルに印
加される電圧の周波数、振幅、波形のうち少なくとも２
つ以上を変化させて、負荷に供給する電圧もしくは電流
を容易に安定させることができるという効果がある。
【００６９】請求項１０の発明は、請求項１乃至９いず
れかの発明において、１次コイルと２次コイルとは互い
に対向配置されているので、分離着脱自在なトランスを
構成することができるという効果がある。
れかの発明において、１次コイルと２次コイルとは互い
に対向配置されているので、分離着脱自在なトランスを
構成することができるという効果がある。
【００７０】請求項１１の発明は、請求項１乃至１０い
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルと２次コイル
との磁気結合面に対して垂直方向の距離の変化であるの
で、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が磁
気結合面に対して垂直方向に変化した場合に、負荷に供
給する電圧もしくは電流を容易に安定させることができ
るという効果がある。
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルと２次コイル
との磁気結合面に対して垂直方向の距離の変化であるの
で、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が磁
気結合面に対して垂直方向に変化した場合に、負荷に供
給する電圧もしくは電流を容易に安定させることができ
るという効果がある。
【００７１】請求項１２の発明は、請求項１乃至１０い
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルと２次コイル
との磁気結合面に対して水平方向の距離の変化であるの
で、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が磁
気結合面に対して水平方向に変化した場合に、負荷に供
給する電圧もしくは電流を容易に安定させることができ
るという効果がある。
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルと２次コイル
との磁気結合面に対して水平方向の距離の変化であるの
で、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が磁
気結合面に対して水平方向に変化した場合に、負荷に供
給する電圧もしくは電流を容易に安定させることができ
るという効果がある。
【００７２】請求項１３の発明は、請求項１乃至１０い
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルに対する前記
２次コイルの回転方向の角度の変化であるので、１次コ
イルと２次コイルとの相対的な位置関係の変化が回転方
向の角度の変化である場合に、負荷に供給する電圧もし
くは電流を容易に安定させることができるという効果が
ある。
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係の変化は、前記１次コイルに対する前記
２次コイルの回転方向の角度の変化であるので、１次コ
イルと２次コイルとの相対的な位置関係の変化が回転方
向の角度の変化である場合に、負荷に供給する電圧もし
くは電流を容易に安定させることができるという効果が
ある。
【００７３】請求項１４の発明は、請求項１乃至１３い
ずれかの発明において、インバータ回路は、ハーフブリ
ッジ構成であるので、ハーフブリッジ構成のインバータ
回路を用いて、１次コイルと第１のコンデンサとで構成
される回路の動作状態を変化させることで負荷に供給す
る電圧もしくは電流を容易に安定させることができると
いう効果がある。
ずれかの発明において、インバータ回路は、ハーフブリ
ッジ構成であるので、ハーフブリッジ構成のインバータ
回路を用いて、１次コイルと第１のコンデンサとで構成
される回路の動作状態を変化させることで負荷に供給す
る電圧もしくは電流を容易に安定させることができると
いう効果がある。
【００７４】請求項１５の発明は、請求項１乃至１４い
ずれかの発明において、インバータ回路は、共振インバ
ータ回路であるので、共振インバータ回路を用いて、１
次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路の動作
状態を変化させることで負荷に供給する電圧もしくは電
流を容易に安定させることができるという効果がある。
ずれかの発明において、インバータ回路は、共振インバ
ータ回路であるので、共振インバータ回路を用いて、１
次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路の動作
状態を変化させることで負荷に供給する電圧もしくは電
流を容易に安定させることができるという効果がある。
【００７５】請求項１６の発明は、請求項１５の発明に
おいて、共振インバータ回路は、部分共振インバータ回
路であり、１次コイルに印加される電圧が自由振動を行
わない非共振期間は、一定時間であり、前記１次コイル
に印加される電圧が自由振動を行う部分共振期間は、前
記１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係の変化
に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応じて変化
するので、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関
係が変化しても、１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態を変化させることで負荷に供給
する電圧もしくは電流を容易に安定させることができる
という効果がある。
おいて、共振インバータ回路は、部分共振インバータ回
路であり、１次コイルに印加される電圧が自由振動を行
わない非共振期間は、一定時間であり、前記１次コイル
に印加される電圧が自由振動を行う部分共振期間は、前
記１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係の変化
に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応じて変化
するので、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関
係が変化しても、１次コイルと第１のコンデンサとで構
成される回路の動作状態を変化させることで負荷に供給
する電圧もしくは電流を容易に安定させることができる
という効果がある。
【００７６】請求項１７の発明は、請求項１乃至１６い
ずれかの発明において、負荷は、定電圧負荷であるの
で、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変
化しても、１次コイルと第１のコンデンサとで構成され
る回路の動作状態を変化させることで２次側の定電圧負
荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させること
ができるという効果がある。
ずれかの発明において、負荷は、定電圧負荷であるの
で、１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変
化しても、１次コイルと第１のコンデンサとで構成され
る回路の動作状態を変化させることで２次側の定電圧負
荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させること
ができるという効果がある。
【００７７】請求項１８の発明は、請求項１乃至１７い
ずれか記載の発明において、１次コイルと２次コイルと
は絶縁物を介して配置され、前記１次コイルの配置位置
が不特定であり、前記１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性
の変化に応じて前記１次コイルと第１のコンデンサとで
構成される回路の動作状態を変化させるので、１次コイ
ルの配置位置が不特定で、１次コイルと２次コイルとの
相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコ
ンデンサとで構成される回路の動作状態を変化させるこ
とで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させ
ることができるという効果がある。
ずれか記載の発明において、１次コイルと２次コイルと
は絶縁物を介して配置され、前記１次コイルの配置位置
が不特定であり、前記１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性
の変化に応じて前記１次コイルと第１のコンデンサとで
構成される回路の動作状態を変化させるので、１次コイ
ルの配置位置が不特定で、１次コイルと２次コイルとの
相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコ
ンデンサとで構成される回路の動作状態を変化させるこ
とで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させ
ることができるという効果がある。
【００７８】請求項１９の発明は、請求項１８の発明に
おいて、１次コイルの配置位置が時間に応じて変動する
ので、１次コイルの配置位置が時間に応じて変動して、
１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化し
ても、１次コイルと第１のコンデンサとで構成される回
路の動作状態を変化させることで負荷に供給する電圧も
しくは電流を容易に安定させることができるという効果
がある。
おいて、１次コイルの配置位置が時間に応じて変動する
ので、１次コイルの配置位置が時間に応じて変動して、
１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係が変化し
ても、１次コイルと第１のコンデンサとで構成される回
路の動作状態を変化させることで負荷に供給する電圧も
しくは電流を容易に安定させることができるという効果
がある。
【００７９】請求項２０の発明は、請求項１乃至１７い
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとは絶
縁物を介して配置され、前記１次コイルの配置位置は固
定、前記２次コイルの配置位置は時間に応じて変動し、
前記１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係の変
化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応じて前
記１次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路の
動作状態を変化させるので、２次コイルの配置位置が時
間に応じて変動して、１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデ
ンサとで構成される回路の動作状態を変化させることで
負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させるこ
とができるという効果がある。
ずれかの発明において、１次コイルと２次コイルとは絶
縁物を介して配置され、前記１次コイルの配置位置は固
定、前記２次コイルの配置位置は時間に応じて変動し、
前記１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係の変
化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応じて前
記１次コイルと第１のコンデンサとで構成される回路の
動作状態を変化させるので、２次コイルの配置位置が時
間に応じて変動して、１次コイルと２次コイルとの相対
的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデ
ンサとで構成される回路の動作状態を変化させることで
負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させるこ
とができるという効果がある。
【００８０】請求項２１の発明は、請求項１８乃至２０
いずれかの発明において、絶縁物は、ガラスであるの
で、１次コイルと２次コイルとの間にガラスをはさんで
電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコン
デンサとで構成される回路の動作状態を変化させること
で負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させる
ことができるという効果がある。
いずれかの発明において、絶縁物は、ガラスであるの
で、１次コイルと２次コイルとの間にガラスをはさんで
電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイルとの相
対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコン
デンサとで構成される回路の動作状態を変化させること
で負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させる
ことができるという効果がある。
【００８１】請求項２２の発明は、請求項１８乃至２０
いずれかの発明において、絶縁物は、プラスチックであ
るので、１次コイルと２次コイルとの間にプラスチック
をはさんで電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コ
イルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと
第１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化
させることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に
安定させることができるという効果がある。
いずれかの発明において、絶縁物は、プラスチックであ
るので、１次コイルと２次コイルとの間にプラスチック
をはさんで電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コ
イルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと
第１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化
させることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に
安定させることができるという効果がある。
【００８２】請求項２３の発明は、請求項１８乃至２０
いずれかの発明において、絶縁物は、空気であるので、
１次コイルと２次コイルとの間に空気をはさんで電力伝
達を行う場合に、１次コイルと２次コイルとの相対的な
位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデンサ
とで構成される回路の動作状態を変化させることで負荷
に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させることが
できるという効果がある。
いずれかの発明において、絶縁物は、空気であるので、
１次コイルと２次コイルとの間に空気をはさんで電力伝
達を行う場合に、１次コイルと２次コイルとの相対的な
位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデンサ
とで構成される回路の動作状態を変化させることで負荷
に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させることが
できるという効果がある。
【００８３】請求項２４の発明は、請求項１８の発明に
おいて、１次コイルを屋内に配置し、２次コイルを屋外
に配置して、屋内から屋外への電力伝達を行うので、屋
内から屋外への電力伝達を行う場合のように、商用電源
やバッテリなどの電源のある場所から、近くに電源のな
い場所あるいは電源を設置するのが困難な場所への電力
伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデン
サとで構成される回路の動作状態を変化させることで負
荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させること
ができるという効果がある。
おいて、１次コイルを屋内に配置し、２次コイルを屋外
に配置して、屋内から屋外への電力伝達を行うので、屋
内から屋外への電力伝達を行う場合のように、商用電源
やバッテリなどの電源のある場所から、近くに電源のな
い場所あるいは電源を設置するのが困難な場所への電力
伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイルとの相対的
な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコンデン
サとで構成される回路の動作状態を変化させることで負
荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安定させること
ができるという効果がある。
【００８４】請求項２５の発明は、請求項１８の発明に
おいて、１次コイルを水槽の外側に配置し、２次コイル
を前記水槽の内側に配置して、前記水槽の外側から内側
への電力伝達を行うので、水槽の外側から水槽の内側の
水中への電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイ
ルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第
１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化さ
せることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安
定させることができるという効果がある。
おいて、１次コイルを水槽の外側に配置し、２次コイル
を前記水槽の内側に配置して、前記水槽の外側から内側
への電力伝達を行うので、水槽の外側から水槽の内側の
水中への電力伝達を行う場合に、１次コイルと２次コイ
ルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第
１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を変化さ
せることで負荷に供給する電圧もしくは電流を容易に安
定させることができるという効果がある。
【００８５】請求項２６の発明は、請求項１９の発明に
おいて、１次コイルを窓の内側に配置し、２次コイルを
前記窓の外側に配置して、前記窓の内側から外側への電
力伝達を行って窓拭き装置を駆動させるので、窓の外側
の窓拭き装置に電力伝達を行う場合に、１次コイルと２
次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイ
ルと第１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を
変化させることで２次側に供給する電圧もしくは電流を
容易に安定させることができ、拭きにくい窓の外面の掃
除を行うことができるという効果がある。
おいて、１次コイルを窓の内側に配置し、２次コイルを
前記窓の外側に配置して、前記窓の内側から外側への電
力伝達を行って窓拭き装置を駆動させるので、窓の外側
の窓拭き装置に電力伝達を行う場合に、１次コイルと２
次コイルとの相対的な位置関係が変化しても、１次コイ
ルと第１のコンデンサとで構成される回路の動作状態を
変化させることで２次側に供給する電圧もしくは電流を
容易に安定させることができ、拭きにくい窓の外面の掃
除を行うことができるという効果がある。
【００８６】請求項２７の発明は、請求項２０の発明に
おいて、暖房便座に２次コイルを配置して、前記暖房便
座への電力伝達を行うので、便座に人が座っていないと
きと座っているときとで、１次コイルと２次コイルとの
相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコ
ンデンサとで構成される回路の動作状態を変化させるこ
とで２次側のヒータに供給する電圧もしくは電流を容易
に安定させることができ、また暖房便座を本体から外し
て丸洗いでき、清潔にすることができるという効果があ
る。
おいて、暖房便座に２次コイルを配置して、前記暖房便
座への電力伝達を行うので、便座に人が座っていないと
きと座っているときとで、１次コイルと２次コイルとの
相対的な位置関係が変化しても、１次コイルと第１のコ
ンデンサとで構成される回路の動作状態を変化させるこ
とで２次側のヒータに供給する電圧もしくは電流を容易
に安定させることができ、また暖房便座を本体から外し
て丸洗いでき、清潔にすることができるという効果があ
る。
【００８７】請求項２８の発明は、請求項１乃至２７い
ずれかの発明において、負荷に供給する出力の情報をイ
ンバータ回路にフィードバックし、前記インバータ回路
を制御するフィードバック回路を付加したので、本発明
にフィードバック回路を付加することにより、追加部品
を最小限にすることができるという効果がある。
ずれかの発明において、負荷に供給する出力の情報をイ
ンバータ回路にフィードバックし、前記インバータ回路
を制御するフィードバック回路を付加したので、本発明
にフィードバック回路を付加することにより、追加部品
を最小限にすることができるという効果がある。
【００８８】請求項２９の発明は、請求項１乃至２７い
ずれかの発明において、２次コイルの出力側に、負荷に
供給する電圧もしくは電流を安定させる安定化回路を付
加したので、本発明に安定化回路を付加することによ
り、追加部品を最小限にすることができるという効果が
ある。
ずれかの発明において、２次コイルの出力側に、負荷に
供給する電圧もしくは電流を安定させる安定化回路を付
加したので、本発明に安定化回路を付加することによ
り、追加部品を最小限にすることができるという効果が
ある。
【００８９】請求項３０の発明は、請求項１乃至２７い
ずれかの発明において、負荷に、前記負荷に供給される
電圧もしくは電流を安定させる安定化回路を付加したの
で、本発明に安定化回路を付加することにより、追加部
品を最小限にすることができるという効果がある。
ずれかの発明において、負荷に、前記負荷に供給される
電圧もしくは電流を安定させる安定化回路を付加したの
で、本発明に安定化回路を付加することにより、追加部
品を最小限にすることができるという効果がある。
【図１】本発明の実施形態１を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態１の動作を説明するための図
である。
である。
【図３】本発明の実施形態１の動作を説明するための図
である。
である。
【図４】本発明の実施形態１を示す具体的な構成図であ
る。
る。
【図５】本発明の実施形態１を示す特性図である。
【図６】本発明の実施形態１を示す特性図である。
【図７】本発明の実施形態１を示す特性図である。
【図８】本発明の実施形態１を示す特性図である。
【図９】本発明の実施形態２を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態３を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態４を示す図である。
【図１２】本発明を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施形態５を示す図である。
【図１４】本発明の従来例を示す構成図である。
【図１５】本発明の従来例の特性図である。
【図１６】本発明の従来例の特性図である。
【図１７】本発明の従来例の特性図である。
【図１８】本発明の従来例の特性図である。
【図１９】本発明の従来例を示す構成図である。
３ インバータ回路 ５ トランス ５ａ １次コイル ５ｂ ２次コイル ９ 負荷 １３ 第１のコンデンサ Ｖ１ １次コイル５ａの両端電圧 Ｖｏ 負荷電圧 Ｉｏ 負荷電流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｈ０２Ｍ 7/5387 Ａ 7/5387 Ｈ０１Ｆ 23/00 Ｑ Ｆターム(参考） 2D037 AD03 EB06 5H007 AA04 CA02 CB03 CB12 CB25 CC03 CC32 DA03 DA06 DB03 DC04 DC05 HA01 HA03 5H730 AA14 AS01 BB26 BB52 BB76 BB77 BB80 DD04 DD16 DD17 EE03 EE08 FD01 FG07 FG25 ZZ01 ZZ11 ZZ12 ZZ16
Claims (30)
- 【請求項１】 １次コイルと前記１次コイルによって電
圧を誘起される２次コイルとが分離着脱自在な構造を有
するトランスを含むインバータ回路と、前記２次コイル
の出力側に設けた負荷とで構成され、前記１次コイルに
並列もしくは直列に接続された第１のコンデンサを備
え、前記１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係
の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応じ
て前記１次コイルと第１のコンデンサとで構成される回
路の動作状態を変化させることを特徴とする非接触電力
伝達装置。 - 【請求項２】 ２次コイルの出力側に、前記２次コイル
の誘起電圧を整流するための整流回路を接続したことを
特徴とする請求項１記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項３】 ２次コイルは、センタータップを備え、
整流回路は、前記２次コイルのセンタータップではない
両出力端に直列に且つ互いに逆方向に接続する整流素子
の前記２次コイルに接続していない各他端同士を接続し
た全波整流回路であることを特徴とする請求項２記載の
非接触電力伝達装置。 - 【請求項４】 整流回路の出力側に電流平滑用のリアク
トルを接続したことを特徴とする請求項２または３記載
の非接触電力伝達装置。 - 【請求項５】 ２次コイルに負荷整合用の第２のコンデ
ンサを接続したことを特徴とする請求項２乃至４いずれ
か記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項６】 １次コイルと２次コイルとの相対的な位
置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化
に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構成さ
れる回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印加さ
れる電圧の周波数の変化であることを特徴とする請求項
１乃至５いずれか記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項７】 １次コイルと２次コイルとの相対的な位
置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化
に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構成さ
れる回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印加さ
れる電圧の振幅の変化であることを特徴とする請求項１
乃至５いずれか記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項８】 １次コイルと２次コイルとの相対的な位
置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化
に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構成さ
れる回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印加さ
れる電圧の波形の変化であることを特徴とする請求項１
乃至５いずれか記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項９】 １次コイルと２次コイルとの相対的な位
置関係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化
に応じた前記１次コイルと第１のコンデンサとで構成さ
れる回路の動作状態の変化は、前記１次コイルに印加さ
れる電圧の周波数、振幅、波形の変化のうち少なくとも
２つ以上の変化であることを特徴とする請求項１乃至５
いずれか記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項１０】 １次コイルと２次コイルとは互いに対
向配置されていることを特徴とする請求項１乃至９いず
れか記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項１１】 １次コイルと２次コイルとの相対的な
位置関係の変化は、前記１次コイルと２次コイルとの磁
気結合面に対して垂直方向の距離の変化であることを特
徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の非接触電力伝
達装置。 - 【請求項１２】 １次コイルと２次コイルとの相対的な
位置関係の変化は、前記１次コイルと２次コイルとの磁
気結合面に対して水平方向の距離の変化であることを特
徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の非接触電力伝
達装置。 - 【請求項１３】 １次コイルと２次コイルとの相対的な
位置関係の変化は、前記１次コイルに対する前記２次コ
イルの回転方向の角度の変化であることを特徴とする請
求項１乃至１０いずれか記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項１４】 インバータ回路は、ハーフブリッジ構
成であることを特徴とする請求項１乃至１３いずれか記
載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項１５】 インバータ回路は、共振インバータ回
路であることを特徴とする請求項１乃至１４いずれか記
載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項１６】 共振インバータ回路は、部分共振イン
バータ回路であり、１次コイルに印加される電圧が自由
振動を行わない非共振期間は、一定時間であり、前記１
次コイルに印加される電圧が自由振動を行う部分共振期
間は、前記１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関
係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応
じて変化することを特徴とする請求項１５記載の非接触
電力伝達装置。 - 【請求項１７】 負荷は、定電圧負荷であることを特徴
とする請求項１乃至１６いずれか記載の非接触電力伝達
装置。 - 【請求項１８】 １次コイルと２次コイルとは絶縁物を
介して配置され、前記１次コイルの配置位置が不特定で
あり、前記１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関
係の変化に伴う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応
じて前記１次コイルと第１のコンデンサとで構成される
回路の動作状態を変化させることを特徴とする請求項１
乃至１７いずれか記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項１９】 １次コイルの配置位置が時間に応じて
変動することを特徴とする請求項１８記載の非接触電力
伝達装置。 - 【請求項２０】 １次コイルと２次コイルとは絶縁物を
介して配置され、前記１次コイルの配置位置は固定、前
記２次コイルの配置位置は時間に応じて変動し、前記１
次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係の変化に伴
う前記１次コイル側の磁気特性の変化に応じて前記１次
コイルと第１のコンデンサとで構成される回路の動作状
態を変化させることを特徴とする請求項１乃至１７いず
れか記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項２１】 絶縁物は、ガラスであることを特徴と
する請求項１８乃至２０いずれか記載の非接触電力伝達
装置。 - 【請求項２２】 絶縁物は、プラスチックであることを
特徴とする請求項１８乃至２０いずれか記載の非接触電
力伝達装置。 - 【請求項２３】 絶縁物は、空気であることを特徴とす
る請求項１８乃至２０いずれか記載の非接触電力伝達装
置。 - 【請求項２４】 １次コイルを屋内に配置し、２次コイ
ルを屋外に配置して、屋内から屋外への電力伝達を行う
ことを特徴とする請求項１８記載の非接触電力伝達装
置。 - 【請求項２５】 １次コイルを水槽の外側に配置し、２
次コイルを前記水槽の内側に配置して、前記水槽の外側
から内側への電力伝達を行うことを特徴とする請求項１
８記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項２６】 １次コイルを窓の内側に配置し、２次
コイルを前記窓の外側に配置して、前記窓の内側から外
側への電力伝達を行って窓拭き装置を駆動させることを
特徴とする請求項１９記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項２７】 暖房便座に２次コイルを配置して、前
記暖房便座への電力伝達を行うことを特徴とする請求項
２０記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項２８】 負荷に供給する出力の情報をインバー
タ回路にフィードバックし、前記インバータ回路を制御
するフィードバック回路を付加したことを特徴とする請
求項１乃至２７いずれか記載の非接触電力伝達装置。 - 【請求項２９】 ２次コイルの出力側に、負荷に供給す
る電圧もしくは電流を安定させる安定化回路を付加した
ことを特徴とする請求項１乃至２７いずれか記載の非接
触電力伝達装置。 - 【請求項３０】 負荷に、前記負荷に供給される電圧も
しくは電流を安定させる安定化回路を付加したことを特
徴とする請求項１乃至２７いずれか記載の非接触電力伝
達装置。
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