JP2014220869A - 給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安全で利便性の高い給電装置を提供すること【解決手段】受電素子を有する給電対象物が載置される給電面と、前記給電面に沿って配置されて前記受電素子と電磁結合するための磁界を発生する給電素子と、給電対象物及び／又は非給電対象物を移動させて給電対象物と非給電対象物とを選別することで前記所定領域内に非給電対象物が存在しないようにする移動選別手段と、を備えることとする。【選択図】図１

Description

本発明は、非接触電力伝送に係る給電装置に関する。

近年、給電装置から受電装置（給電対象物）に対して非接触で（物理的な電気的接続を要さずに）電力を伝送するシステムが開発されている。非接触で電力を伝送するための方法として、給電装置及び受電装置にコイルモジュールを設けて電磁結合方式で電力を伝送する方法が採用されることが多い。非接触で電力を伝送することで、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等種々の電子機器が受電装置として給電装置から電力を受電することができる。

非接触給電は一般的に給電装置が備える給電面に受電装置を載置した状態で行う。この給電面に受電装置以外の異物（非給電対象物）が存在した場合、特に、給電面と受電装置との間に異物が侵入したような場合には給電効率が低下する。また、異物が金属等の磁性体である場合には給電装置から発生する磁界により磁性体に過電流が発生して異物自体が加熱してしまうことがある。

そこで特許文献１に示す金属異物検出装置は給電面上の金属異物を検知し、金属異物が存在することをユーザに報知している。当該構成によれば金属異物の存在を知ったユーザが金属異物を取り除くことで、給電面上から金属異物が除去される。

国際公開第２００１／００２０６３号明細書

しかしながら異物の存在を報知されても異物を除去するのはユーザ自身であるため利便性が低い。また、異物がユーザにより確実に除去されるとは限らないため異物の加熱等による火災の危険がある。

本発明は上述した問題点に鑑み、安全で利便性の高い給電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の給電装置は、受電素子を有する給電対象物が載置される給電面と、前記給電面に沿って配置されて前記受電素子と電磁結合するための磁界を発生する給電素子と、給電対象物及び／又は非給電対象物を移動させて給電対象物と非給電対象物とを選別することで前記所定領域内に非給電対象物が存在しないようにする移動選別手段と、を備えることを特徴としている。

また上記構成の給電装置において、前記所定領域は前記受電素子に対応する前記給電素子が発生する磁界が存在する領域であることが望ましい。

また上記構成の給電装置において、前記移動選別手段は非給電対象物を前記給電面上から除去することが望ましい。

また上記構成の給電装置において、前記移動選別手段は給電対象物と非給電対象物との大きさに基づいて給電対象物と非給電対象物とを選別することが望ましい。

また上記構成の給電装置において、前記所定領域内に存在する非給電対象物を検知する検知手段を備え、前記検知手段が非給電対象物が検知したときに前記移動選別手段により給電対象物及び／又は非給電対象物を移動させて給電対象物と非給電対象物とを選別することで前記所定領域内に非給電対象物が存在しないようにすることが望ましい。

また上記構成の給電装置において、自装置周辺の人の存在を検知する検知手段を備え、前記検知手段が人を検知したときに前記移動選別手段により給電対象物及び／又は非給電対象物を移動させて給電対象物と非給電対象物とを選別することで前記所定領域内に非給電対象物が存在しないようにすることが望ましい。

また上記構成の給電装置において、前記移動選別手段は前記給電面上に移動可能に設けられるシート部材と前記シート部材を移動させる駆動手段とを有する移動手段を備えることが望ましい。

また上記構成の給電装置において、前記移動選別手段は前記給電面を傾斜可能に支持する支持手段と前記給電面を傾斜させる駆動手段とを有する移動手段を備えることが望ましい。

また上記構成の給電装置において、前記移動選別手段は前記給電面上を摺動可能な棒状部材と前記棒状部材に前記給電面上を摺動させる駆動手段を有する移動手段を備えることが望ましい。

また上記構成の給電装置において、前記移動選別手段は前記移動手段により移動された給電対象物の前記給電面からの脱落を防いで給電対象物を選別する選別手段を備えることが望ましい。

また上記構成の給電装置において、前記選別手段は自装置内部に収容可能に配されることが望ましい。

本発明によれば、給電面上の所定領域内に給電対象物以外の非給電対象物が存在することが検知される。所定領域内に非給電対象物が存在する場合には少なくとも給電対象物を移動させて給電対象物と非給電対象物とを選別して所定領域内に非給電対象物が存在しないようにする。従って、所定領域内に非給電対象物が存在することに起因する給電効率の低下や非給電対象物の加熱が防がれ、安全で利便性の高い給電装置となる。

第１実施形態の給電装置を示す斜視図 第１実施形態の給電装置を示す側面断面図 第１実施形態の給電装置による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す第１図 第１実施形態の給電装置による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す第２図 第１実施形態の給電装置による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す第３図 第２実施形態の給電装置を示す斜視図 第２実施形態の給電装置を示す側面断面図 第２実施形態の給電装置による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す第１図 第２実施形態の給電装置による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す第２図 第３実施形態の給電装置を示す斜視図 第３実施形態の給電装置による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す第１図 第３実施形態の給電装置による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す第２図 第４実施形態の給電装置を示す斜視図 第５実施形態の給電装置を示す斜視図 第６実施形態の給電装置を示す斜視図 第６実施形態の給電装置を示す側面断面図 第６実施形態の給電装置による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す第１図 第６実施形態の給電装置による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す第２図 第６実施形態の給電装置の変形例を示す第１図 第６実施形態の給電装置の変形例を示す第２図 第７実施形態の給電装置を示す斜視図 第８実施形態の給電装置を示す斜視図 第９実施形態の給電装置を示す斜視図 第１０実施形態の給電装置を示す平面図 第１０実施形態の給電装置を示す正面図 第１０実施形態の給電装置を示す側面図 第１０実施形態の給電装置の支持部の他の例を示す平面図 第１０実施形態の給電装置の支持部の他の例を示す正面図

＜第１実施形態＞
以下に本発明の給電装置について図面を参照して説明する。なお、本実施形態及び以降の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するために給電装置の一例を示すものであって、本発明をこれら給電装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態の装置にも等しく適応し得るものである。

図１〜図２は本実施形態の給電装置を示す図である。図１は本実施形態の給電装置１の斜視図であり、図２は本実施形態の給電装置１の側面断面図である。給電装置１は直方体状の筐体１０を有し、筐体１０の上面１０ａには給電面１１が設けられる。給電面１１の裏面側には給電面１１に沿って給電素子１４が配置される。給電面１１は交番磁界に影響を与えない範囲で摩擦係数の高い材質、形状にすることで給電面１１上に載置される非給電対象物（異物）を滑りにくくすることができる。材質としては例えばゴム材が使用され、形状としては波状な粒状の形状とすることが望ましい。

本実施形態及び以降の実施形態において給電素子１４の材質や形状は特に限られるものではないが、例えば上面視で渦巻きの中心に向かって反時計回りに渦を巻く形状を有するコイルモジュールが使用される。給電素子１４に交流電力が供給されると給電面１１に垂直な方向（Ｙ軸方向）に交番磁界が生じる。この交番磁界により給電面１１上に載置される給電対象物が有する受電素子に誘導電流が励起され、給電対象物に充電される。給電素子１４は給電面１１に沿ってマトリクス状に配される複数の給電素子からなることとしてもよいし、給電面１１に沿って移動可能に構成される単一の給電素子（ムービングコイル）からなることとしてもよい。図２の給電素子１４はムービングコイルである。

ムービングコイルは給電面１１上に載置された給電対象物の位置まで移動して電力を供給する。給電対象物の位置の検知方法は特に限られるものではないが、例えば従来より行われている共振周波数のずれによって検知する。

給電素子１４の背面側（給電面１１とは反対側）には磁気抑制シート１５が配される。磁気抑制シート１５は給電素子１４から発生した交番磁界の基板１６に対する侵入を抑制する磁気抑制部材である。基板１６は給電素子１４に対して交流電力を供給する送電回路を備える回路基板である。

給電面１１上には側面視略Ｌ字型、上面視棒状の第１のワイパー１２及び第２のワイパー１３が設けられる。各ワイパー１２、１３は給電面１１の一辺方向に沿って伸びて形成される棒状部材（図２ではワイパー１２の棒状部材１２ａのみ図示）と、棒状部材の一端に形成されて棒状部材を給電面１１から所定の高さで片持ち状態で支持する支持部（図２ではワイパー１２の支持部１２ｂのみ図示）を有する。

各ワイパー１２、１３は図示しない駆動手段により給電面１１上をＸ軸方向に摺動可能に設けられる。支持部１２ｂの高さ、すなわち、棒状部材１２ａの給電面１１に対する高さは給電面１１に載置される給電対象物に接触し、給電対象物よりも小さい非給電対象物に接触しない程度に設定され、例えば本実施形態では約３ｍｍに設定される。

以下、本実施形態の給電装置１において、給電対象物と非給電対象物の隔離の流れについて図３〜図５を参照して説明する。図３〜図５は夫々本実施形態の給電装置１による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す図である。

給電面１１に給電対象物Ｓが載置されると、給電素子１４は給電面１１に沿って給電対象物Ｓに対応する位置に移動する。そして給電素子１４に交流電力が供給されると給電面１１に対して垂直方向に交番磁界Ｍが生じる。このような場合に、交番磁界Ｍの領域内（給電面１１において交番磁界Ｍが存在する領域内）であって給電対象物Ｓの周辺に非給電対象物Ｃが存在すると、給電効率の低下及び非給電対象物Ｃの加熱が生じうる。そこで給電装置１は検知手段を備え、検知手段は交番磁界Ｍ内に存在する非給電対象物を検知する。検知方法は特に限られるものではないが、例えば給電面１１の温度、圧力、磁気等に基づいて検知する。

図３に示すように交番磁界Ｍ内に非給電対象物が存在するときは第１のワイパー１２、第２のワイパー１３を駆動して給電対象物Ｓと非給電対象物Ｃとを隔離する。例えば第１のワイパー１２を第２のワイパー１３に向かって摺動させる。上述したように第１のワイパー１２の高さ（棒状部材１２ａの給電面１１に対する高さ）は給電対象物Ｓよりも低く設定されると共に非給電対象物Ｃよりも高く設定される。従って、図４に示すように第１のワイパー１２が第２のワイパー１３に近づいた場合に、第１のワイパー１２は給電対象物Ｓと接触して給電対象物Ｓを第２のワイパー１３の方に移動させる。一方、第１のワイパー１２は非給電対象物Ｃには接触しないので、非給電対象物Ｃは第１のワイパー１２によって移動されない。

図４に示す状態において非給電対象物Ｃが交番磁界Ｍ内に存在しなければ、給電対象物Ｓと非給電対象物Ｃの隔離が完了する。しかし図４では第１のワイパー１２によって給電対象物Ｓを第２のワイパー１３の方に移動させても交番磁界Ｍ内に非給電対象物Ｃが存在する。そこで駆動部は第１のワイパー１２及び第２のワイパー１３を第１のワイパー１２の初期位置（図３に示す第１のワイパー１２の位置）に向かって摺動させる。当該駆動により図５に示すように第２のワイパー１３は給電対象物Ｓと接触して給電対象物Ｓを第１のワイパー１２の初期位置の方向に移動させる。一方、第２のワイパー１３は非給電対象物Ｃには接触しないので、非給電対象物Ｃは第２のワイパー１３によって移動されない。

図５に示す状態では交番磁界Ｍ内に非給電対象物Ｃが存在していないため給電対象物Ｓと非給電対象物Ｃの隔離が完了する。本実施形態で第１のワイパー１２及び第２のワイパー１３は給電対象物Ｓを移動させる移動手段であり、且つ、給電面１１に対して所定の高さを有していることにより給電対象物Ｓと非給電対象物Ｃとを選別する選別手段である。

本実施形態によれば交番磁界内に非給電対象物が存在する場合に、給電対象物を移動させることで給電面における交番磁界の位置を変えるので、交番磁界内に非給電対象物が存在しなくなる。従って、交番磁界内に非給電対象物が存在することによる給電効率の低下及び非給電対象物の加熱等による火災の危険等が防がれる。

＜第２実施形態＞
図６〜図７は本実施形態の給電装置を示す図である。図６は本実施形態の給電装置２の斜視図であり、図７は本実施形態の給電装置２の側面断面図である。給電装置２は直方体状の筐体２０を有し、筐体２０の上面２０ａには給電面２１が設けられる。給電面２１の裏面側には給電面２１に沿って給電素子２２が配置される。

給電素子２２の背面側（給電面２１とは反対側）には磁気抑制シート２３が配される。磁気抑制シート２３は給電素子２２から発生した交番磁界の基板２４に対する侵入を抑制する磁気抑制部材である。基板２４は給電素子２２に対して交流電力を供給する送電回路を備える回路基板である。

筐体２０の外周には、筐体２０の上面２０ａと、底面２０ｂと、上面２０ａ及び底面２０ｂを接続する一対の側面２０ｃ、２０ｄとを囲むようにシート部材（ベルトコンベア）２５が設けられる（図６において底面２０ｂ及び側面２０ｄは隠れているが、夫々筐体２０において上面２０ａ、側面２０ｃと対向する面である）。シート部材２５は筐体２０内に設けられた一対の駆動部（ローラー）２６により筐体２０の周囲を移動（回動）可能に設けられる（図７のＡ方向又はＢ方向）。

側面２０ｃ及び２０ｄには上面視略コ字状、側面視棒状の取付具２７がシート部材２５を跨いで設けられる。取付具２７のシート部材２５に対応する箇所には給電面２１に対して垂直方向に伸びる直方体状のストッパー２８が所定の間隔を隔てて複数設けられる。当該間隔は給電対象物が通り抜けられないように給電対象物の長さよりも短い距離であって、給電対象物よりも小さい非給電対象物のみが通り抜けられる距離に設定される。なお、本実施形態及び以降の実施形態においてストッパーは直方体状であるが、ストッパーの形状はこれに限定されるものではなく、給電対象物の脱落を防止可能な形状であればよい。

以下、本実施形態の給電装置２において、給電対象物と非給電対象物の隔離の流れについて図８〜図９を参照して説明する。図８〜図９は夫々本実施形態の給電装置２による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す図である。

給電面２１又はシート部材２５の温度、圧力、磁気等に基づいて給電面２１上（給電面２１の上のシート部材２５の上）に非給電対象物Ｃが存在すると検知された場合、シート部材２５は駆動部２６によって例えば図８に示すようにＡ方向に所定距離移動される。その移動に伴って給電面２１上に載置された給電対象物Ｓ及び給電面２１上に存在する非給電対象物Ｃが移動する。移動距離は特に限られるものではないが、非給電対象物がシート部材２５の移動方向後端に存在する場合に前端に移動させることができるよう給電面２１におけるシート部材２５の移動方向の長さＸ以上移動させることが望ましい。

シート部材２５が移動して給電対象物Ｓ及び非給電対象物Ｃが給電面２１の端部に到達すると、給電対象物はストッパー２８の間を通り抜けることができず給電面２１上に留まる。これに対して非給電対象物はストッパー２８の間を通り抜けて給電面２１から脱落する。

一方、図９に示すように被対象給電物Ｃが給電対象物Ｓの移動方向後方に位置する場合には、給電対象物Ｓの存在に起因して給電面２１の端部に到達しないことが考えられる。そこでシート部材２５のＡ方向への移動によって非給電対象物Ｃが給電面２１から脱落しない場合、すなわち、給電面２１上に非給電対象物Ｃが存在すると検知された場合に、駆動部２６はシート部材２５をＢ方向へ所定距離移動する。移動する距離は特に限られるものではないが、上述したように給電面２１におけるシート部材２５の移動方向の長さＸ以上移動させることが望ましい。

シート部材２５のＢ方向への移動により非給電対象物Ｃが給電面２１の他方の端部に到達すると非給電対象物はストッパー２８の間を通り抜けて給電面２１から脱落する。

給電面２１上の非給電対象物Ｃが検知されなくなると、駆動部２６はシート部材２５を直前の移動方向とは逆方向に給電面２１におけるシート部材２５の移動方向の長さＸの略半分の距離を移動させて駆動を終了する。このようにシート部材２５を逆方向に移動させることで、給電面２１の端部に移動させられていた給電対象物Ｓを給電面２１の略中央部に移動させることができる。

本実施形態によれば、給電面上に非給電対象物が存在することが検知されたときにシート部材を移動させて給電対象物及び非給電対象物を移動させる。給電面の端部には給電対象物が通り抜けできず、非給電対象物が通り抜けられるストッパーが設けられている。従って、給電対象物及び非給電対象物が給電面の端部に到達した場合に給電対象物のみを給電面上に残すことができる。給電面上に非給電対象物が残らないので、交番磁界が存在する領域内に非給電対象物が存在することによる給電効率の低下及び非給電対象物の加熱等による火災の危険等が防がれる。

＜第３実施形態＞
第２実施形態に示す給電装置２はストッパー２８が給電対象物の幅の長さよりも短く、非給電対象物の幅の長さよりも長い間隔を隔てて設けられた。つまり第２実施形態の給電装置２は給電対象物と非給電対象物の幅の長さに基づいて給電対象物と非給電対象物を選別している。しかし、給電対象物と非給電対象物の選別方法はこれに限られるものではなく、第１実施形態に示すように給電対象物及び非誘電対象物の高さに基づいて選別してもよい。本実施形態は給電対象物及び非誘電対象物の高さに基づいて給電対象物と非給電対象物を選別する給電装置を示す。

図１０は本実施形態の給電装置３の斜視図である。給電装置３は直方体状の筐体３０を有し、筐体３０の上面３０ａには給電面３１が設けられる。給電面３１の裏面側には給電面３１に沿って給電素子（不図示、図７の給電素子２２を参照）が配置される。

筐体３０の外周には、筐体３０の上面３０ａと、底面３０ｂと、上面３０ａ及び底面３０ｂを接続する一対の側面３０ｃ、３０ｄとを囲むようにシート部材（ベルトコンベア）３２が設けられる（図１０において底面３０ｂ及び側面３０ｄは隠れているが、夫々筐体３０において上面３０ａ、側面３０ｃと対向する面である）。シート部材３２は筐体３０内に設けられた一対の駆動部（不図示、図７の駆動部２６を参照）により筐体３０の周囲を移動（回動）可能に設けられる。

上面３０ａのシート部材３２の移動方向両端部には上面視棒状、側面視略コ字状の取付具３３、３４がシート部材３２を跨いで設けられる。取付具３３、３４は給電面３１においてシート部材３２の移動方向に垂直な方向と平行な一辺に沿って伸びて形成される棒状部材３３ａ、３４ａと、棒状部材３３ａ、３４ａの両端に形成されて棒状部材３３ａ、３４ａを給電面３１から所定の高さで支持する支持部３３ｂ、３３ｃ及び３４ｂ、３４ｃを有する。棒状部材３３ａ、３４ａの給電面３１に対する高さは給電面３１に載置される給電対象物に接触し、給電対象物よりも小さい非給電対象物に接触しない程度に設定され、例えば本実施形態では約３ｍｍに設定される。

以下、本実施形態の給電装置３において、給電対象物と非給電対象物の隔離の流れについて図１１〜図１２を参照して説明する。図１１〜図１２は夫々本実施形態の給電装置３による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す図である。

給電面３１又はシート部材３２の温度、圧力、磁気等に基づいて給電面３１上（給電面３１の上のシート部材３２の上）に非給電対象物Ｃが存在すると検知された場合、シート部材３２は駆動部によって例えば図１１に示すようにＡ方向に所定距離移動される。その移動に伴って給電面３１上に載置された給電対象物Ｓ及び給電面３１上に存在する非給電対象物Ｃが移動する。移動距離は特に限られるものではないが、非給電対象物がシート部材３２の移動方向後端に存在する場合に前端に移動させることができるよう給電面３１におけるシート部材３２の移動方向の長さＸ以上移動させることが望ましい。

シート部材３２が移動して給電対象物Ｓ及び非給電対象物Ｃが給電面３１の端部に到達すると、給電対象物Ｓは棒状部材３４ａの下を通り抜けることができず給電面３１上に留まる。これに対して非給電対象物Ｃは棒状部材３４ａの下を通り抜けて給電面３１から脱落する。

一方、図１２に示すように被対象給電物Ｃが給電対象物Ｓの移動方向後方に位置する場合には、給電対象物Ｓの存在に起因して給電面３１の端部に到達しないことが考えられる。そこでシート部材３２のＡ方向への移動によって非給電対象物Ｃが給電面３１から脱落しない場合、すなわち、給電面３１上に非給電対象物Ｃが存在すると検知された場合に、駆動部はシート部材３２をＢ方向へ所定距離移動する。移動する距離は特に限られるものではないが、上述したように給電面３１におけるシート部材３２の移動方向の長さＸ以上移動させることが望ましい。

シート部材３２のＢ方向への移動により非給電対象物Ｃが給電面３１の他方の端部に到達すると非給電対象物Ｃは棒状部材３３ａの下を通り抜けて給電面３１から脱落する。

給電面３１上の非給電対象物Ｃが検知されなくなると、駆動部はシート部材３２を直前の移動方向とは逆方向に給電面３１におけるシート部材３２の移動方向の長さＸの略半分の距離を移動させて駆動を終了する。このようにシート部材３２を逆方向に移動させることで、給電面３１の端部に移動させられていた給電対象物Ｓを給電面３１の略中央部に移動させることができる。

本実施形態によれば第２実施形態と同様の効果を奏する。

＜第４実施形態＞
第２実施形態及び第３実施形態ではベルトコンベア型の給電装置によりシート部材上の給電対象物及び非給電対象物を移動させた。しかしながらコンベア型の給電装置としてはベルトコンベア型に限られるものではなく、振動コンベア型であってもよい。本実施形態では振動コンベア型の給電装置を示す。

図１３は本実施形態の給電装置４の斜視図である。給電装置４は直方体状の筐体４０を有し、筐体４０の上面４０ａには給電面４１が設けられる。給電面４１の裏面側には給電面４１に沿って給電素子（不図示、図７の給電素子２２を参照）が配置される。

筐体４０の側面４０ｂ、４０ｃ（図１３において側面４０ｃは隠れているが、筐体４０において側面４０ｂと対向する面である）にはバイブレータ４２、４３が設けられる。バイブレータ４２、４３は筐体４０に慣性力を与えて給電面４１上に載置される給電対象物を水平方向（本実施形態ではＡ方向及びＢ方向）に移動可能である。

筐体４０の底面４０ｄ（図１３において底面４０ｄは隠れているが、筐体４０において上面４０ａと対向する面である）には支持バネ４４が設けられ、バイブレータ４２、４３による振動を吸収しつつ筐体４０を支持する。

上面４０ａの慣性力のベクトル方向（Ａ−Ｂ方向）両端部には略直方体状のストッパー４５が所定の間隔を隔てて複数設けられる。当該間隔は給電対象物が通り抜けられないように給電対象物の長さよりも短い距離であって、給電対象物よりも小さい非給電対象物のみが通り抜けられる距離に設定される。給電対象物と非給電対象物の隔離の流れは第２実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態によれば第２実施形態と同様の効果を奏する。

＜第５実施形態＞
第４実施形態に示す給電装置４はストッパー４５が給電対象物の幅の長さよりも短く、非給電対象物の幅の長さよりも長い間隔を隔てて設けられた。つまり第４実施形態の給電装置４は給電対象物と非給電対象物の幅の長さに基づいて給電対象物と非給電対象物を選別している。しかし、給電対象物と非給電対象物の選別方法はこれに限られるものではなく、第１実施形態及び第３実施形態に示すように給電対象物及び非誘電対象物の高さに基づいて選別してもよい。本実施形態は給電対象物及び非誘電対象物の高さに基づいて給電対象物と非給電対象物を選別する給電装置を示す。

図１４は本実施形態の給電装置５の斜視図である。給電装置５は直方体状の筐体５０を有し、筐体５０の上面５０ａには給電面５１が設けられる。給電面５１の裏面側には給電面５１に沿って給電素子（不図示、図７の給電素子２２を参照）が配置される。

筐体５０の側面５０ｂ、５０ｃ（図１４において側面５０ｃは隠れているが、筐体５０において側面５０ｂと対向する面である）にはバイブレータ５２、５３が設けられる。バイブレータ５２、５３は筐体５０に慣性力を与えて給電面５１上に載置される給電対象物を水平方向（本実施形態ではＡ方向及びＢ方向）に移動可能である。

筐体５０の底面５０ｄ（図１４において底面５０ｄは隠れているが、筐体５０において上面５０ａと対向する面である）には支持バネ４４が設けられ、バイブレータ４２、４３による振動を吸収しつつ筐体４０を支持する。

上面５０ａの慣性力のベクトル方向（Ａ−Ｂ方向）両端部には上面視棒状、側面視略コ字状の取付具５５、５６がベクトル方向とは垂直な方向に跨いで設けられる。取付具５５、５６はベクトル方向に垂直な方向と平行な一辺に沿って伸びて形成される棒状部材５５ａ、５６ａと、棒状部材５５ａ、５６ａの両端に形成されて棒状部材５５ａ、５６ａを給電面５１から所定の高さで支持する支持部５５ｂ、５５ｃ及び５６ｂ、５６ｃを有する。棒状部材５５ａ、５６ａの給電面５１に対する高さは給電面５１に載置される給電対象物に接触し、給電対象物よりも小さい非給電対象物に接触しない程度に設定され、例えば本実施形態では約３ｍｍに設定される。給電対象物と非給電対象物の隔離の流れは第３実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態によれば第２実施形態と同様の効果を奏する。

＜第６実施形態＞

第２実施形態〜第５実施形態に示す給電装置は給電対象物及び非給電対象物を水平方向に移動させることで給電対象物と非給電対象物を選別している。しかしながら、給電対象物及び非給電対象物を移動させる方向は水平方向に限られるものではない。本実施形態は給電対象物及び非誘電対象物を水平方向以外の方向に移動させて給電対象物と非給電対象物を選別する給電装置を示す。

図１５〜図１６は本実施形態の給電装置を示す図である。図１５は本実施形態の給電装置６の斜視図であり、図１６は本実施形態の給電装置６の側面断面図である。給電装置６は直方体状の第１の筐体６０及び第２の筐体６１を有し、第１の筐体６０の上面６０ａには給電面６２が設けられる。給電面６２の裏面側には給電面６２に沿って給電素子６３が配置される。

給電素子６３の背面側（給電面６２とは反対側）には磁気抑制シート６４が配される。磁気抑制シート６４は給電素子６３から発生した交番磁界の基板６５に対する侵入を抑制する磁気抑制部材である。基板６５は給電素子６３に対して交流電力を供給する送電回路を備える回路基板である。

第２の筐体６１の上面６１ａの側端略中央部には上面６１ａに対して垂直方向に伸びる２本の支持部６６、６７が設けられる。支持部６６、６７の上端には回動部６８、６９が設けられており、回動部６８、６９は第１の筐体６０の側面６０ｂ及び６０ｃ（図１５において側面６０ｃは隠れているが、筐体６０において側面６０ｃと対向する面である）の略中央部に取り付けられる。

支持部６６、６７は第１の筐体６０を第２の筐体６１に対して所定の高さで支持する。支持部６６、６７に支持された状態で第１の筐体６０は回動部６８、６９内に設けられる駆動部（不図示）により回動部６８、６９を中心に図１５に示すＡ方向又はＢ方向に回動される。

上面６０ａの回動方向（回動による給電面６２の傾斜方向）両端部には略直方体状のストッパー６１１が所定の間隔を隔てて複数設けられる。当該間隔は給電対象物が通り抜けられないように給電対象物の長さよりも短い距離であって、給電対象物よりも小さい非給電対象物のみが通り抜けられる距離に設定される。

第１の筐体６０は上面６０ａから底面６０ｄ（図１６参照）に向かって貫通する貫通孔６１２が形成される。貫通孔６１２は上面６０ａの一端に設けられたストッパー６１１と他端に設けられたストッパー６１１の間に形成され、貫通孔６１２の大きさは給電対象物が落下しない大きさであって、給電対象物よりも小さい非給電対象物のみが落ちる大きさに設定される。

以下、本実施形態の給電装置６において、給電対象物と非給電対象物の隔離の流れについて図１７〜図１８を参照して説明する。図１７〜図１８は夫々本実施形態の給電装置６による給電対象物と非給電対象物の隔離の流れを示す図である。

給電面６２の温度、圧力、磁気等に基づいて給電面６２上に非給電対象物Ｃが存在すると検知された場合、第１の筐体６０は回動部６６及び６７によって例えば図１７に示すようにＡ方向に回動される。回動角度は特に限られるものではないが、給電対象物Ｓ及び非給電対象物Ｃが給電面６１との間で生じる摩擦力に抗して給電面６２の端部に移動する程度に給電面６２が傾斜するように回動される。

第１の筐体６０が図１７に示すように回動して給電対象物Ｓ及び非給電対象物Ｃが給電面６２の端部に到達すると、給電対象物Ｓはストッパー６１１を通り抜けることができず給電面６２上に留まる。これに対して非給電対象物Ｃはストッパー６１１の間を通り抜けて給電面６２から脱落する。

一方、図１７に示すように被対象給電物Ｃが給電対象物Ｓの移動方向後方にも位置する場合には、給電対象物Ｓの存在に起因して給電面６２の端部に到達しないことが考えられる。そこで第１の筐体６０のＡ方向への回動によって非給電対象物Ｃが給電面６２から脱落しない場合、すなわち、給電面６２上に非給電対象物Ｃが存在すると検知された場合に、駆動部は第１の筐体６０をＢ方向へ回動する。

図１８に示すように第１の筐体６０のＢ方向への回動により非給電対象物Ｃが貫通孔６１２又は給電面６２の他方の端部に到達すると非給電対象物Ｃは貫通孔６１２又はストッパー６１１の間を通り抜けて給電面６２から脱落する。

なお、本実施形態は第１の筐体６０に貫通孔６１２を形成して非給電対象物Ｃがどのような角度で給電面６２に載置されていても貫通孔６１２又はストッパー６１１の間を通り抜けて給電面６２から脱落するようにしているが、いずれか一方のみを有することとしてもよい。

給電面６２上の非給電対象物Ｃが検知されなくなると、駆動部６６、６７は第１の筐体６０を直前の回動方向とは逆方向に回動して給電面６２を水平状態或いはＡ方向に向かって傾斜した状態にして駆動を終了する。このように第１の筐体６０を逆方向に回動させることで、貫通孔６１２上から移動して給電面６２上の給電可能な位置に給電対象物Ｓが載置された状態になる。

本実施形態によれば給電対象物及び非誘電対象物を水平方向以外の方向に移動させても第２実施形態〜第５実施形態と同様の効果を奏する。

なお、本実施形態では回動部６８、６９が第１の筐体６０の側面６０ｂ及び６０ｃの略中央部に取り付けられることとしているが、取付位置はこれに限られるものではなく、例えば図１９〜２０に示すように側面６０ｂ及び６０ｃの端部に取り付けられることとしてもよい。

＜第７実施形態＞
第６実施形態に示す給電装置６はストッパー６１１が給電対象物の幅の長さよりも短く、非給電対象物の幅の長さよりも長い間隔を隔てて設けられた。つまり第６実施形態の給電装置６は給電対象物と非給電対象物の幅の長さに基づいて給電対象物と非給電対象物を選別している。しかし、給電対象物と非給電対象物の選別方法はこれに限られるものではなく、第１実施形態、第３実施形態、第５実施形態に示すように給電対象物及び非誘電対象物の高さに基づいて選別してもよい。本実施形態は給電対象物及び非誘電対象物の高さに基づいて給電対象物と非給電対象物を選別する給電装置を示す。

図２１は本実施形態の給電装置７の斜視図である。給電装置７は直方体状の第１の筐体７０及び第２の筐体７１を有し、第１の筐体７０の上面７０ａには給電面７２が設けられる。給電面７２の裏面側には給電面７２に沿って給電素子（不図示、図１６の給電素子６３参照）が配置される。

第２の筐体７１の上面７１ａの側端略中央部には上面７１ａに対して垂直方向に伸びる２本の支持部７６、７７が設けられる。支持部７６、７７の上端には回動部７８、７９が設けられており、回動部７８、７９は第１の筐体７０の側面７０ｂ及び７０ｃ（図２１において側面７０ｃは隠れているが、筐体７０において側面７０ｃと対向する面である）の略中央部に取り付けられる。

支持部７６、７７は第１の筐体７０を第２の筐体７１に対して所定の高さで支持する。支持部７６、７７に支持された状態で第１の筐体７０は回動部７８、７９内に設けられる駆動部（不図示）により回動部７８、７９を中心に図２１に示すＡ方向又はＢ方向に回動される。

上面７０ａの回動方向（回動による上面７０ａの傾斜方向）両端部には上面視棒状、側面視略コ字状の取付具７１１、７１２が第１の筐体７０の回動方向（回動による給電面７２の傾斜方向）とは垂直な方向に跨いで設けられる。取付具７１１、７１２は第１の筐体７０の回動方向に垂直な方向と平行な一辺に沿って伸びて形成される棒状部材７１１ａ、７１２ａと、棒状部材７１１ａ、７１２ａの両端に形成されて棒状部材７１１ａ、７１２ａを給電面７２から所定の高さで支持する支持部７１１ｂ、７１１ｃ及び７１２ｂ、７１２ｃを有する。棒状部材７１１ａ、７１２ａの給電面７２に対する高さは給電面７２に載置される給電対象物に接触し、給電対象物よりも小さい非給電対象物に接触しない程度に設定され、例えば本実施形態では約３ｍｍに設定される。

第１の筐体７０は上面７０ａから底面７０ｄにかけて貫通する貫通孔７１３が形成される。貫通孔７１３は上面７０ａの一端に設けられた取付具７１１と他端に設けられた取付具７１２の間に形成され、貫通孔７１３の大きさは給電対象物が落下しない大きさであって、給電対象物よりも小さい非給電対象物のみが落ちる大きさに設定される。

本実施形態によれば第６実施形態と同様の効果を奏する。

＜第８実施形態＞
第１実施形態〜第７実施形態に示す給電装置は給電対象物及び非給電対象物を直線方向に移動させることで給電対象物と非給電対象物を選別している。しかしながら、給電対象物及び非給電対象物を移動させる方向は直線方向に限られるものではない。本実施形態は給電対象物及び非誘電対象物を円周方向に移動させて給電対象物と非給電対象物を選別する給電装置を示す。

図２２は本実施形態の給電装置８の斜視図である。給電装置８は円柱状の筐体８０を有し、筐体８０の上面８０ａには給電面８１が設けられる。給電面８１の裏面側には給電面８１に沿って給電素子（不図示）が配置される。

円形状の上面８０ａの略中心部には回転軸８１が設けられ、回転ワイパー８２の一端が回転軸８１に取り付けられる。回転ワイパー８２の一端から他端までの長さは上面８０ａの半径と同じかそれよりもやや短い長さに設定される。回転ワイパー８２は回転軸８１が駆動されることにより給電面８１上を３６０度回転する。

回転ワイパー８２の回転速度は特に限られるものではないが、給電面８１上に載置された給電対象物が回転ワイパー８２によって一周移動させられた場合に、給電対象物が給電面８１から脱落しない程度の速度に設定される。なお、給電対象物の給電面８１からの脱落を防止するために、上記各実施形態のストッパーや取付具（円環状の取付具）を上面８０ａの外周縁部に設けることとしてもよい。

筐体８０は上面８０ａから底面８０ｂにかけて貫通する貫通孔８３が形成される。貫通孔８３の大きさは給電対象物が落下しない大きさであって、給電対象物よりも小さい非給電対象物のみが落ちる大きさに設定される。

本実施形態によれば、給電対象物及び非誘電対象物を円周方向に移動させても第２実施形態〜第７実施形態と同様の効果を奏する。加えて、回転軸８１を一定方向に回転すればよく、回転距離や逆回転の制御を行わなくてもよいので簡単な構成で給電対象物と非給電対象物を選別することができる。

＜第９実施形態＞
図２３は本実施形態の給電装置９の斜視図である。給電装置９は円柱状の第１の筐体９０と半楕円体状の第２の筐体９１を有する。第２の筐体９１の上面９１ａには給電面９２が設けられる。給電面９２の裏面側には給電面９２に沿って給電素子（不図示）が配置される。

第１の筐体９０の上面９０ａの略中心部には回転軸９３が設けられ、第２の筐体９１は回転軸９３に取り付けられる。回転軸９３が回転すると第２の筐体９１が第１の筐体９０に対して回転する。これにより給電面９２に載置された給電対象物及び給電面９２に存在する非給電対象物が遠心力によって第２の筐体９１の外周縁部に向かって移動する。

第２の筐体９１の外周縁部には上方に伸びる直方体状のストッパー９４が所定の間隔を隔てて複数設けられる。当該間隔は給電対象物が通り抜けられないように給電対象物の長さよりも短い距離であって、給電対象物よりも小さい非給電対象物のみが通り抜けられる距離に設定される。

ストッパー９４により第２の筐体９２が回転して給電対象物が第２の筐体９２の外周縁部に移動しても給電面９２からの脱落が防止される。

本実施形態によれば第８実施形態と同様の効果を奏する。

＜補足１＞
第１実施形態では交番磁界内に非給電対象物が存在するか否かを検知して、存在するときに非給電対象物が交番磁界内に存在しなくなるように給電対象物を移動させることとした。これに対して第２実施形態〜第９実施形態では給電面上に非給電対象物が存在するか否かを検知して、存在するときに給電対象物及び非給電対象物を移動させて非給電対象物のみを給電面から除去することとした。

しかしながら第２実施形態〜第９実施形態においても交番磁界内に非給電対象物が存在するか否かを検知して、存在するときに非給電対象物が交番磁界内に存在しなくなるように給電対象物及び非給電対象物を移動させることとしてもよい。すなわち、給電対象物と非給電対象物は大きさが異なり、同一の移動手段で同時に移動させたとしても移動速度、移動方向等がずれることがあり、そのずれによって非給電対象物が交番磁界内に存在しなくなったときに給電対象物及び非給電対象物の移動を終了して、給電対象物に対して給電を行うこととしてもよい。当該構成によっても安全で利便性の高い給電装置となる。

つまり、本願発明は給電面上の所定領域（給電面全体又は交番磁界）内に非給電対象物が存在するか否かを検知し、非給電対象物が存在するときに非給電対象物が所定領域内に存在しないようにするものである。具体的には所定領域が給電面全体であれば給電対象物及び非給電対象物を移動させて非給電対象物のみを給電面から除去する。

一方、所定領域が交番磁界であれば少なくとも給電対象物を移動させて非給電対象物が交番磁界内に存在しないようにする。その際、非給電対象物を移動させて、非給電対象物を給電面から除去することとしてもよい。

＜第１０実施形態＞
上記第１実施形態〜第９実施形態では少なくとも給電対象物を移動させて非給電対象物と給電対象物とを選別して所定領域内に非給電対象物が存在しないようにしていた。これに対して本実施形態は給電対象物を移動させることなく非給電対象物と給電対象物とを選別して所定領域内に非給電対象物が存在しないようにする。

図２４は本実施形態の給電装置１０の平面図である。図２５は本実施形態の給電装置１０の正面図である。図２６は本実施形態の給電装置１０の側面図である。給電装置１０は直方体状の筐体１００と筐体１００の上面１０１から上方に向かって突出して設けられる複数の支持部１０２を有する。

本実施形態の支持部１０２は図２４〜図２６に示すように錐体状（本実施形態では円錐状）の突起部１０２ａを所定の間隔Ｇ１を隔てて一列に並べて構成され、支持部１０２は突起部１０２ａの並び方向に垂直な方向に所定の間隔Ｇ２を隔てて設けられる。支持部１０２同士の間隔Ｇ２は給電対象物の大きさ（長さ）よりも小さく（短く）、給電対象物よりも小さい（短い）非給電対象物の大きさより大きく（長く）設定される。これにより給電対象物のみが支持部１０２上に載置され、非給電対象物は後述するシート部材１０４上に置かれた状態になる。

筐体１００の上面１０１において各支持部１０２の間には給電面１０３（図２４〜図２６において図示されていないが後述するシート部材１０４の下側（裏面側）に位置する）が設けられる。給電面１０３の裏面側には給電面１０３に沿って給電素子（不図示）が配置される。給電面１０３上にはシート部材１０４が設けられる。シート部材１０４の両端は給電面１０３の両端に配されて回転する回転軸１０５と回転しない静止軸１０６に巻かれている。回転軸１０５をＡ方向に回転させるとシート部材１０４上に置かれた非給電対象物はＡ方向に移動する。また、回転軸１０５をＢ方向に回転させるとシート部材１０４上に置かれた非給電対象物はＢ方向に移動する。また、一方向に回転させた後に、他方向に回転させることでユーザによるシート部材１０４の巻き戻し作業が不要になる。

つまり本実施形態において支持部１０２は給電対象物と非給電対象物とを選別する選別手段であり、シート部材１０４は非給電対象物を移動させる移動手段である。

なお、本実施形態では錐体状の突起部１０２ａを所定の間隔を隔てて一列に並べてた支持体１０２を並設することとしたが形状及び間隔は給電対象物がシート部材１０４上に落下しない形状及び間隔であれば特に限られるものではない。また、図２７及び図２８に示すように各突起部１０２ａ間に梁部１０２ｂを設けて格子状の支持体１０２としてもよい。

また、非給電対象物を移動させる手段として巻き取り型のシート部材１０４を給電面１０３上に設けることとしたが非給電対象物を移動させる手段はこれに限られるものではなく、支持部１０２上の給電対象物が移動しない方法であればよい。例えば第２実施形態に示したベルトコンベア型であってもよいし、第４実施形態に示した振動コンベア型であってもよい。

また、支持部１０２を筐体１００内に収納可能に設けることとしてもよい。すなわち、支持部１０２は給電対象物を非給電対象物と共に移動させないために給電対象物を給電面１０３に対して所定の高さで保持する。しかしながら受電素子と給電素子は遠ざかれば給電効率が低下することがある。そこで非給電対象物を移動させた後に支持部１０２を筐体１００内に収容して給電対象物の受電素子と給電装置１０の給電素子を近づけることで給電効率が向上する。

＜補足２＞
上記各実施形態では給電面上に非給電対象物が存在することを検知して、当該検知結果をトリガとして給電対象物と非給電対象物を選別している。しかしながら給電対象物と非給電対象物を選別するトリガはこれに限られるものではなく、例えば給電装置に人が近付いてきたことを検知して、当該検知結果をトリガとしてもよい。すなわち、給電が開始される場合には人が近付いてくると考えられ、人が周辺に存在しなければ給電は開始されない。つまり、給電装置に人が近付いてきた場合に給電面上に非給電対象物が存在するか否かを問わず給電対象物と非給電対象物を選別する駆動を行うこととしてもよい。

給電対象物に人が近づいてくることを検知する方法は公知の人感センサを用いて行うことができ、例えば照度センサ、反射型の光センサを用いて検知可能である。また、支持部１０２に圧力センサを設けて人の接近を検知することとしてもよい。支持部１０２上に所定の圧力が加わったときとは支持部１０２上に給電対象物が載置された場合であり、つまり人によって給電対象物が載置されたと考えられるからである。

その場合、各実施形態の給電対象物と非給電対象物を選別する駆動は給電中にも定期的或いは不定期的に実行することとしてもよい。給電中に所定領域に非給電対象物が載せられた場合にも非給電対象物を所定領域外に移動することができる。

１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０ 給電装置
１１、２１、３１、４１、５１、６２、７２、８１、９２，１０３ 給電面
１４、２２、６３ 給電素子
Ｓ 給電対象物
Ｃ 非給電対象物

Claims (11)

1. 受電素子を有する給電対象物が載置される給電面と、
   前記給電面に沿って配置されて前記受電素子と電磁結合するための磁界を発生する給電素子と、
   給電対象物及び／又は非給電対象物を移動させて給電対象物と非給電対象物とを選別することで前記所定領域内に非給電対象物が存在しないようにする移動選別手段と、
   を備える給電装置。
2. 前記所定領域は前記受電素子に対応する前記給電素子が発生する磁界が存在する領域である請求項１に記載の給電装置
3. 前記移動選別手段は非給電対象物を前記給電面上から除去する請求項１又は請求項２に記載の給電装置。
4. 前記移動選別手段は給電対象物と非給電対象物との大きさに基づいて給電対象物と非給電対象物とを選別する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の給電装置。
5. 前記所定領域内に存在する非給電対象物を検知する検知手段を備え、前記検知手段が非給電対象物が検知したときに前記移動選別手段により給電対象物及び／又は非給電対象物を移動させて給電対象物と非給電対象物とを選別することで前記所定領域内に非給電対象物が存在しないようにする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の給電装置。
6. 自装置周辺の人の存在を検知する検知手段を備え、前記検知手段が人を検知したときに前記移動選別手段により給電対象物及び／又は非給電対象物を移動させて給電対象物と非給電対象物とを選別することで前記所定領域内に非給電対象物が存在しないようにする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の給電装置。
7. 前記移動選別手段は前記給電面上に移動可能に設けられるシート部材と前記シート部材を移動させる駆動手段とを有する移動手段を備える請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の給電装置。
8. 前記移動選別手段は前記給電面を傾斜可能に支持する支持手段と前記給電面を傾斜させる駆動手段とを有する移動手段を備える請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の給電装置。
9. 前記移動選別手段は前記給電面上を摺動可能な棒状部材と前記棒状部材に前記給電面上を摺動させる駆動手段を有する移動手段を備える請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の給電装置。
10. 前記移動選別手段は前記移動手段により移動された給電対象物の前記給電面からの脱落を防いで給電対象物を選別する選別手段を備える請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の給電装置。
11. 前記選別手段は自装置内部に収容可能に配される請求項１０に記載の給電装置。

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