JP2015173588A - 非接触給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動方向に直交する方向の位置ずれに対する共振周波数の変動幅を小さく抑えることができる非接触給電装置を提供する。【解決手段】１次コイルが巻回される１次側磁性体コア１０は、平面視正方形の１次側コア基台１１と、その１次側コア基台１１の下面中央に突出平成された平面視正方形の１次側コア巻回突部１２を有している。２次コイルが巻回される２次側磁性体コア２０は、平面視長方形の２次側コア基台２１と、その２次側コア基台２１の上面中央に突出形成された平面視長方形の２次側コア巻回突部２２を有している。そして、２次側コア巻回突部２２の移動方向に対して直交する方向の第４縦幅Ｙ４を、１次側コア基台１１の移動方向に対して直交する方向の第２縦幅Ｙ２から、共振周波数がぶれない範囲で極力短くした。【選択図】図６

Description

本発明は、非接触給電装置に関するものである。

従来、非接触給電装置において、一方向に列設した複数の１次コイルに沿って２次コイルを移動させる。そして、その２次コイルが移動に伴ってその時々で対向位置する１次コイルから発生した交番磁界を電磁誘導にて２次コイルに２次電力を発生させるようにした１次元方向のフリーレイアウト非接触給電装置が知られている（特許文献１）。

また、２次コイルは、各１次コイルに対して相対移動可能なため、その移動方向において１次コイルとの相対位置が変化しその時々で共振特性（共振周波数）が変化する。そこで、１次元方向のフリーレイアウト非接触給電装置では、移動方向に対する共振周波数の変動の影響を小さくする給電を実現するための種々の提案がなされている。

特開２０１１−２１１８７４号公報

しかしながら、１次元方向のフリーレイアウト非接触給電装置では、２次コイルが、各１次コイルが列設した一方向（移動方向）に直交する方向に位置ずれを起こした場合にも、その位置ずれによって大きく共振周波数が変化する。そして、２次コイルが、各１次コイルが列設した移動方向に直交する方向への位置ずれに起因する共振周波数の変動に対する対策は何も取られていなかった。

特に、この非接触給電装置を鴨居と敷居間を移動可能に支持された引戸に具体化した場合、引戸を鴨居及び敷居に組み込むことを考えたとき、その建て付け時や経年時に、移動方向に直交する方向の位置ずれを厳密に調整しなければならない問題が発生する。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、移動方向に直交する方向の位置ずれに対する共振周波数の変動幅を小さく抑えることができる非接触給電装置を提供することにある。

上記課題を解決するための非接触電力伝達装置は、１次側磁性体コアに巻回された複数個の１次コイルを、一方向に、所定間隔の隙間を空けて配置し、前記一方向に並設した複数の１次コイルに沿って移動する２次側磁性体コアに巻回された２次コイルを設け、前記１次コイルに高周波電流を供給し、該１次コイルが発生する交番磁界にて前記２次コイルの各移動位置においてその２次コイルに２次電力を発生させるようにした非接触給電装置であって、前記１次側磁性体コアは、平面視で正方形であって２辺が前記一方向に平行な１次側基台と、その１次側基台から２次コイル側に突出形成された平面視正方形であって２辺が前記一方向に平行な１次側巻回突部を有し、前記１次コイルはその１次側巻回突部に巻回されたものであり、前記２次側磁性体コアは、平面視長方形であって同長方形の長辺が前記一方向に平行な２次側基台と、その２次側基台から１次コイル側に突出形成された平面視長方形であって２辺が前記一方向に平行な２次側巻回突部を有し、前記２次コイルはその２次側巻回突部に巻回されたものであり、前記２次側巻回突部の、前記一方向に対して直交する辺の長さを、前記１次側巻回突部の、前記一方向に直交する辺の長さと、前記２次側巻回突部の中心位置が前記隙間に位置しているときの、前記一方向に対して直交する向きの最長許容ズレ長とを足し合わせた長さ以内としたことを特徴とする。

上記構成において、前記最長許容ズレ長は、前記１次コイルと前記２次コイルとの共振周波数の許容可能なズレ範囲によって決定されることが好ましい。
上記構成において、前記２次側巻回突部の、前記一方向に対して直交する辺の長さを、前記２次側巻回突部よりも幅広な前記１次側基台の、前記一方向に直交する辺の長さと、前記２次側巻回突部の中心位置が前記隙間に位置しているときの、前記一方向に対して直交する向きの最長許容ズレ長とを足し合わせた長さとしたことが好ましい。

上記構成において、前記１次コイルが、第一のレールの前記一方向に複数配列され、前記第一のレールと対向配置されて前記第一のレールとともにスライド式の移動体の移動をガイドする第二のレールに沿って前記移動体が前記一方向に移動するときに、前記１次コイルからの非接触給電を受電するよう、前記２次コイルが前記移動体に設けられ、前記移動体には、前記２次コイルが受電した電力を消費して駆動する電気機器が配設されたことが好ましい。

本発明によれば、移動方向に直交する方向の位置ずれに対する共振周波数の変動幅を小さく抑えることができる。

実施形態の非接触給電装置を説明するための引戸の斜視図。 同じく、１次コイルの斜視図。 同じく、１次側磁性体コアの斜視図。 同じく、２次コイルの斜視図。 同じく、２次側磁性体コアの斜視図。 同じく、（ａ）は１次側磁性体コアを下方から見た正面図、（ｂ）は２次側磁性体コアを上方から見た正面図。 同じく、１次側磁性体コアと２次側磁性体コアを移動方向から見た断面図。 同じく、（ａ）は２次側磁性体コアの中心が１次側磁性体コアの中心位置に配置された状態を示す移動方向に対して直交する方向から見た断面図、（ｂ）は２次側磁性体コアの中心が隣接する１次側磁性体コアの中間位置に配置された状態を示す移動方向に対して直交する方向から見た断面図。 同じく、（ａ）は図８（ａ）に示す位置での２次側磁性体コアの移動方向に対して直交する方向の各位置ずれに対する共振特性図、（ｂ）は図８（ｂ）に示す位置での２次側磁性体コアの移動方向に対して直交する方向の各位置ずれに対する共振特性図。 同じく、（ａ）は図８（ａ）に示す位置での２次側磁性体コアの移動方向に対して直交する方向の各位置ずれに対する共振特性図、（ｂ）は図８（ｂ）に示す位置での２次側磁性体コアの移動方向に対して直交する方向の各位置ずれに対する共振特性図である。

以下、非接触給電装置の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、部屋の鴨居１と敷居２との間に引戸３が配置されている。引戸３はその鴨居１と敷居２に形成された溝を滑って、図１に２点鎖線で示すように鴨居１と敷居２間をスライド可能に支持されている。鴨居１には、複数個の１次コイルＬ１が鴨居１の溝に沿って内設されている。すなわち、複数個の１次コイルＬ１は、引戸３の移動方向（一方向）に沿って１列に並設されている。

図２に示すように、１次コイルＬ１は、１次側磁性体コア１０（図３参照）に巻回されている。１次側磁性体コア１０に巻回された１次コイルＬ１のコイル面は、正方形であって、引戸３の上面と相対向するように配置されるとともに、引戸３の上面と平行に配置される。

なお、鴨居１には、給電装置（図示しない）が内設されている。そして、その給電装置には、１次コイルＬ１毎に基本給電ユニット回路（図示しない）が設けられている。各１次コイルＬ１は、それぞれ対応する基本給電ユニット回路によって高周波電流が通電され交番磁界を放射するようになっている。

一方、引戸３であって鴨居１の溝に嵌った上部には、引戸３の移動方向に沿って長く形成された２次コイルＬ２が内設されている。
図４に示すように、２次コイルＬ２は、２次側磁性体コア２０（図５参照）に巻回されている。そして、２次側磁性体コア２０に巻回された２次コイルＬ２のコイル面は、移動方向に沿って長い長方形であって、鴨居１の溝面と平行に相対向するように配置されるとともに、鴨居１の溝面、即ち、１次コイルＬ１のコイル面と平行に配置される。

２次コイルＬ２は、鴨居１に沿って配置された各１次コイルＬ１から放射される交番磁界を受けることで、電磁誘導作用によって２次電力が起電される。２次コイルＬ２が発生する２次電力は、鴨居１に内設された受電装置（図示しない）に供給される。そして、受電装置は、その２次電力を整流しＤＣ／ＤＣコンバータにて所定の直流電圧に変換した後、引戸３の収納スペース３ａに設置した電気機器Ｅ（引戸３の厚みに埋もれて隠れる程度に薄い、薄型テレビ受像機など）に駆動電源として供給する。

次に、１次コイルＬ１を巻回する１次側磁性体コア１０と、２次コイルＬ２を巻回する２次側磁性体コア２０を詳細に説明する。
ここで、説明の便宜上、図６（ａ）に図示したように、１次側コア基台１１（平面視正方形）の左右対称線（一点鎖線）である１次側中心軸線Ｏ１、この１次側中心軸線Ｏ１の方向の一辺の長さを第１横幅Ｘ１といい、１次側コア基台１１（平面視正方形）の１次側中心軸線Ｏ１と直交する方向の一辺の長さを第１縦幅Ｙ１（＝Ｘ１）という。

また、１次側コア巻回突部１２（平面視正方形）の１次側中心軸線Ｏ１方向の一辺の長さを第２横幅Ｘ２といい、１次側コア巻回突部１２（平面視正方形）の１次側中心軸線Ｏ１と直交する方向の一辺の長さを第２縦幅Ｙ２（＝Ｘ２）という。

さらに、図６（ｂ）に示すように、２次側磁性体コア２０について、２次側コア基台２１（平面視長方形）の左右対称線（一点鎖線）である２次側中心軸線Ｏ２、この２次側中心軸線Ｏ２の方向である、２次側コア基台２１（平面視長方形）の長辺の長さを第３横幅Ｘ３といい、２次側コア基台２１（平面視長方形）の短辺の長さを第３縦幅Ｙ３という。また、２次側コア巻回突部２２（平面視長方形）の長辺の長さを第４横幅Ｘ４といい、２次側コア巻回突部２２（平面視長方形）の短辺の長さを第４縦幅Ｙ４という。

（１次側磁性体コア１０）
図３や図６（ａ）に示すように、１次側磁性体コア１０は、下方から見た平面視が正方形（以下、平面視正方形という）の１次側コア基台１１を有している。その１次側コア基台１１の下面中央には、同じく下方から見た平面視が正方形（以下、平面視正方形という）の１次側コア巻回突部１２が突出形成されている。１次側コア巻回突部１２は、その平面視正方形の各辺が、対応する１次側コア基台１１の平面視正方形の各辺と平行になるように、突出形成されている。

そして、１次側コア巻回突部１２は、その平面視正方形の対角線が１次側コア基台１１の平面視正方形の対角線と一致するように１次側コア基台１１に突出形成されている。
つまり、図６（ａ）に示すように、１次側コア巻回突部１２の平面視正方形の各辺と対応する１次側コア基台１１の平面視正方形の各辺との間隔Ｄ１は、それぞれ同じである。そして、図３に示すように、１次コイルＬ１は、１次側磁性体コア１０の１次側コア基台１１から下方に突出形成した１次側コア巻回突部１２の段差面１３に巻回される。１次コイルＬ１は、その外周が１次側コア基台１１の平面視正方形の外周とほぼ一致かつ１次側対向面１４と面一になる高さを埋めるまで巻回される。ここで、１次側コア巻回突部１２の２次コイルＬ２と相対向する先端平面を１次側対向面１４という。また、図６（ａ）に示すように、１次側磁性体コア１０において、１次側対向面１４の平面視正方形の中心位置を通過し、１次側対向面１４の配列方向である前記一方向と直交する辺を２分する直線を１次側中心軸線Ｏ１という。この１次側中心軸線Ｏ１は、鴨居１が木材ゆえ経年劣化して反ったりする等とにかく変形してなければ、向きが前記一方向と一致していることになる。

そして、移動方向に並設された各１次側磁性体コア１０は、それら１次側対向面１４が互いに面一となるとともに、それら１次側中心軸線Ｏ１の群が同一直線状に繋がるように配置される。そして、本実施形態では、１次側コア基台１１の第１横幅Ｘ１および第１縦幅Ｙ１は、４２ミリに設定されている。また、１次側コア巻回突部１２の第２横幅Ｘ２および第２縦幅Ｙ２は、３０ミリに設定されている。

ここで、隣り合って配列されている１次側磁性体コア１０同士の間隔は、ほぼ１ミリ〜２ミリの間に設定している。隣り合って配列される１次側磁性体コア１０同士を一方向に隙間無く密着させて並べてしまうと、結合係数が予期せぬ値に変化してしまい、非接触給電電力量の制御が難しくするおそれがあるために、あえて、１次側磁性体コア１０同士は密着させずに離間させて配列しているのである。

（２次側磁性体コア２０）
図５や図６（ｂ）に示すように、２次側磁性体コア２０は、上方から見た平面視が長方形（以下、平面視長方形という）の２次側コア基台２１を有している。２次側コア基台２１は、移動方向に長い、すなわち、移動方向が長辺Ｘ３で、移動方向に直交する方向が短辺Ｙ３となる長方形状である。

２次側コア基台２１の上面中央には、上方から見た平面視が長方形（以下、平面視長方形という）の２次側コア巻回突部２２が突出形成されている。２次側コア巻回突部２２は、移動方向に長い、すなわち、移動方向が長辺Ｘ４で、移動方向に直交する方向が短辺Ｙ４となる長方形状である。

２次側コア巻回突部２２は、その平面視長方形の長辺Ｘ４が２次側コア基台２１の平面視長方形の長辺Ｘ３と平行（すなわち、その短辺Ｙ４が２次側コア基台２１の平面視長方形の短辺Ｙ３と平行）になるように２次側コア基台２１に突出形成されている。

また、図６（ｂ）に示すように、２次側コア巻回突部２２の平面視長方形の長辺Ｘ４と対向する２次側コア基台２１の平面視長方形の長辺Ｘ３との間隔を間隔Ｄ２とする。そして、２次側コア巻回突部２２の平面視長方形の短辺Ｙ４と対向する２次側コア基台２１の平面視長方形の短辺Ｙ３との間隔を間隔Ｄ３とすると、間隔Ｄ３と間隔Ｄ２は同じ長さになるように形成されてある。

つまり、２次側コア基台２１の平面視長方形の対角線の交点と、２次側コア巻回突部２２の平面視長方形の対角線の交点が上方から見て一致する。そして、図５に示すように、２次コイルＬ２は、２次側コア基台２１から上方に突出形成した２次側コア巻回突部２２の段差面２３に巻回される。２次コイルＬ２は、その外周が２次側コア基台２１の平面視長方形の外周とほぼ一致かつ２次側対向面２４と面一になる高さを埋めるまで巻回される。ここで、２次側コア巻回突部２２の１次コイルＬ１と相対向する先端平面を２次側対向面２４という。そして、２次側対向面２４は、前記１次側コア巻回突部１２の１次側対向面１４と平行な長方形である。

また、図６（ｂ）に示すように、２次側磁性体コア２０において、２次側コア巻回突部２２（２次側対向面２４）の平面視長方形の対角線の交点を通過し、２次側コア巻回突部２２（２次側対向面２４）の短辺Ｙ４を２分する直線を２次側中心軸線Ｏ２という。

そして、図７に示すように、２次側磁性体コア２０は、２次側対向面２４が１次側磁性体コア１０の１次側対向面１４と平行、かつ、２次側中心軸線Ｏ２が上方から見て１次側中心軸線Ｏ１と一致する（重なる）ように、引戸３に配置されるようになっている。

そして、本実施形態では、２次側コア基台２１の第３横幅（長辺）Ｘ３は９０ミリ、第３縦幅（短辺）Ｙ３は８０ミリに設定されている。また、２次側コア巻回突部２２の第４横幅（長辺）Ｘ４は７２ミリ、第４縦幅（短辺）Ｙ４は６２ミリに設定されている。

次に、上記のように構成した非接触給電装置の作用を説明する。
今、２次側磁性体コア２０に巻回された２次コイルＬ２は、移動方向に並設された複数の１次側磁性体コア１０に巻回された１次コイルＬ１の上方を複数の１次コイルＬ１に沿って移動する。

このとき、図７に示すように、２次コイルＬ２は、２次側磁性体コア２０の２次側中心軸線Ｏ２が、１次側磁性体コア１０の１次側中心軸線Ｏ１と上方から見て一致する（重なる）ように、１次コイルＬ１に対して対向配置する。

そのため、図７に示すように、２次コイルＬ２（２次側磁性体コア２０）は、その２次側中心軸線Ｏ２が１次コイルＬ１（１次側磁性体コア１０）の１次側中心軸線Ｏ１と上方から見て一致するように、図７において紙面に対して直交する方向に移動する。

このとき、２次側磁性体コア２０の２次側対向面２４の第４縦幅Ｙ４（＝６２ミリ）が、１次側コア基台１１（平面視正方形）の第１縦幅Ｙ１（＝４２ミリ）よりも長い。したがって、移動方向に対して直交する方向において、２次側磁性体コア２０の２次側対向面２４は、下方から見て１次側対向面１４を内包している。

つまり、２次側磁性体コア２０は、１次側磁性体コア１０に対して移動方向に対して直交する方向に１０ミリの位置ずれが生じても、２次側対向面２４は、下方から見て１次側対向面１４を内包した状態にある。その結果、２次コイルＬ２が移動方向に直交する方向の位置ずれに基づく結合係数の変動も小さく１次コイルＬ１の共振周波数の変動は小さい。

ところで、２次側コア巻回突部２２の平面視長方形の両側長辺と、対向するそれぞれ１次側コア巻回突部１２の平面視正方形であって１次側中心軸線Ｏ１と平行の両側辺との間隔は、それぞれ１６ミリである。つまり、１次側中心軸線Ｏ１と直交する方向に６ミリ（＝１６ミリ−１０ミリ）の余裕がある。

したがって、１次側中心軸線Ｏ１と直交する方向に６ミリの組み付け誤差が生じている場合において、１０ミリの位置ずれが生じても、２次側磁性体コア２０の２次側対向面２４は、下方から見て１次側対向面１４を内包した状態にある。その結果、２次側磁性体コア２０は、１次側磁性体コア１０に対する結合係数の変動を小さく、移動方向に直交する方向の位置ずれに基づく１次コイルＬ１の共振周波数の変動は小さい。

ここで、２次コイルＬ２の移動方向に直交する方向の位置ずれに対する１次コイルＬ１の共振特性（共振周波数）を検証してみた。
（検証例１，２）
なお、検証例１及び検証例２にあたって、１次側磁性体コア１０は、１次側コア基台１１の第１横幅Ｘ１（第１縦幅Ｙ１）を４２ミリに、１次側コア巻回突部１２の第２横幅Ｘ２（第２縦幅Ｙ２）を３０ミリに設定したものとする。

また、２次側磁性体コア２０は、２次側コア基台２１の第３横幅Ｘ３を９０ミリ、第３縦幅Ｙ３を８０ミリに設定し、２次側コア巻回突部２２の第４横幅Ｘ４を７２ミリ、第４縦幅Ｙ４を６２ミリに設定したものとする。

（検証例１）
図８（ａ）に示すように、移動方向に並設した複数の１次コイルＬ１に対して、２次コイルＬ２を、２次側中心軸線Ｏ２と１次側中心軸線Ｏ１とを一致させた状態であって、１次側対向面１４の対角線中心と２次側対向面２４の対角線中心とが対向するように、対向配置しておき、２次コイルＬ２を、一方向に直交する方向（横方向）に位置をずらし、そのずらした各位置における共振特性を求めた。

図９（ａ）は、実験にて求められた各ずれ量における共振特性を示す図である。特性曲線Ｔ１は、位置ずれが０（ゼロ）ミリ（位置ずれなし）のときの共振特性線である。特性曲線Ｔ２は、位置ずれが４ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ３は、位置ずれが１０ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ４は、位置ずれが１４ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ５は、位置ずれが２０ミリのときの共振特性線である。

特性曲線Ｔ１〜Ｔ５から明らかなように、各々ずれた位置における共振周波数は、ほぼ同じであるので、２０ミリメートルまで横ズレならば、共振周波数特性は大して変わらずオールクリアであることがわかった。したがって、この検証例１だけでは、第３縦幅Ｙ３や第４縦幅Ｙ４の設定長の妥当性は結論付けられないと考えられる。

（検証例２）
前述したように、隣り合って配列されている１次側磁性体コア１０同士の間隔は、密着させずに、ほぼ１ミリ〜２ミリの間に設定してある。図８（ｂ）に示すように、移動方向に並設した複数の１次コイルＬ１に対して、２次コイルＬ２を対向配置し、２次コイルＬ２の移動方向の中心を、隣接する１次コイルＬ１の中間位置に合わせた。つまり、２次側対向面２４の対角線中心を、１次側磁性体コア１０同士の間隔（ほぼ１ミリ〜２ミリの間）に位置させた状態であり、２次側中心軸線Ｏ２と１次側中心軸線Ｏ１とを一致させた状態から、２次コイルＬ２を移動方向に直交する方向（左右に横ズレ）にずらし、そのずらした各位置における共振特性を求めた。

図９（ｂ）は、実験にて求められた各ずれ量における共振特性を示す図である。特性曲線Ｔ１は、位置ずれが０（ゼロ）ミリ（位置ずれなし）のときの共振特性線である。特性曲線Ｔ２は、位置ずれが４ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ３は、位置ずれが１０ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ４は、位置ずれが１４ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ５は、位置ずれが２０ミリのときの共振特性線である。

特性曲線Ｔ１〜Ｔ５から明らかなように、各ずれた位置における共振周波数は、位置ずれが２０ミリのときを除いてほぼ同じであることがわかった。なお、本願発明の主旨とは異なるが、特性曲線Ｔ５については、位置ずれが２０ミリであって、共振周波数が特性曲線Ｔ１〜Ｔ４とは異なる値を示したものの、２次側磁性体コア２０経由で得られる電力の値だけ見ると、特性曲線Ｔ４の場合に次ぐ、第２位の電力ピーク値を与えるほど高出力事例である。

２次側磁性体コア２０に巻回された２次コイルＬ２が、２つの１次側磁性体コア１０に巻回された１次コイルＬ１を跨って移動するとき、最も厳しい条件であろうと目して、図８（ｂ）に示す検証例２での位置ずれに伴う共振周波数のズレを考察し、クリアすべき最大障壁として想定すればよいものと発明者らは考えた。

この検証例２から、２次側対向面２４が１次側対向面１４を完全に内包している範囲内にある、位置ずれが１４ミリまでは、共振周波数はほぼ同じであることがわかる。従って、第４縦幅Ｙ４の設定長を、第２縦幅Ｙ２に加えて、１４ミリメートルを最低保障可能な長さ（最長許容ズレ長）として、２０ミリメートルにまでは至らない長さを加算した長さにすれば、第４縦幅Ｙ４の設定長を無駄に長くせず、しかも、結合係数を低下させないで共振周波数をほぼ同じに維持したまま非接触給電ができるものと考えられる。

前述したように、隣り合って配列されている１次側磁性体コア１０同士の間隔は、密着させずに、ほぼ１ミリ〜２ミリの間に設定してある。検証例１の場合に比べて最も大きな測定差異が得られるのがこの検証例２であろうと発明者らは考えている。

（検証例３，４）
続いて、１次側磁性体コア１０の各寸法を変えずに、２次側磁性体コア２０のサイズを変更して、２次コイルＬ２の移動方向に直交する方向の位置ずれに対する１次コイルＬ１の共振特性（共振周波数）の検証を行った。２次側磁性体コア２０については、２次側コア基台２１の第３横幅Ｘ３、第４横幅Ｘ４は検証例１，２の場合と変えずに、第３縦幅Ｙ３を７０ミリに設定し、第４縦幅Ｙ４を５２ミリに設定した。

（検証例３）
検証例３は、検証例１と同様に、図８（ａ）に示すように、移動方向に並設した複数の１次コイルＬ１に対して、２次コイルＬ２を対向配置し、２次コイルＬ２の移動方向の中心を１次コイルＬ１の移動方向の中心に合わせた。

そして、２次側中心軸線Ｏ２と１次側中心軸線Ｏ１とを一致させた状態から２次コイルＬ２を移動方向に直交する方向に位置をずらし、そのずらした各位置における共振特性を求めた。

図１０（ａ）は、実験にて求められた各ずれ量における共振特性を示す図である。特性曲線Ｔ１は、位置ずれが０ミリ（位置ずれなし）のときの共振特性線である。特性曲線Ｔ２は、位置ずれが４ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ３は、位置ずれが１０ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ４は、位置ずれが１４ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ５は、位置ずれが２０ミリのときの共振特性線である。

特性曲線Ｔ１〜Ｔ５から明らかなように、各ずれた位置における共振周波数は、位置ずれが０ミリ、４ミリ、１０ミリ、１４ミリのときほぼ同じであって、位置ずれが２０ミリのとき他と異なることがわかった。従って、第４縦幅Ｙ４の設定長を、第２縦幅Ｙ２に加えて、１４ミリメートルを最低保障可能な長さ（最長許容ズレ長）として、２０ミリメートルまではに至らない長さを加算した長さにすれば、第４縦幅Ｙ４の設定長を無駄に長くせず、しかも、結合係数を低下させないで共振周波数をほぼ同じに維持したまま非接触給電ができるものと考えられる。言い換えれば、第２縦幅Ｙ２に加えて、最低保障可能な長さである１４ミリメートルを下回る安全圏である１１ミリメートル（Ｙ２である５２ミリメートルからＹ２を引いた残りの横ズレ可能な長さ）を加算した長さを第４縦幅Ｙ４の設定長にしてあるので、結合係数を低下させないで共振周波数をほぼ同じに維持したまま非接触給電ができるものと考えられる。

（検証例４）
検証例４は、検証例２と同様に、図８（ｂ）に示すように、移動方向に並設した複数の１次コイルＬ１に対して、２次コイルＬ２を対向配置し、２次コイルＬ２の移動方向の中心を隣接する１次コイルＬ１の中間位置に合わせた。

そして、２次側中心軸線Ｏ２と１次側中心軸線Ｏ１とを一致させた状態から２次コイルＬ２を移動方向に直交する方向に位置をずらし、そのずらした各位置における共振特性を求めた。

図１０（ｂ）は、実験にて求められた各ずれ量における共振特性を示す図である。特性曲線Ｔ１は、位置ずれが０（ゼロ）ミリ（位置ずれなし）のときの共振特性線である。特性曲線Ｔ２は、位置ずれが４ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ３は、位置ずれが１０ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ４は、位置ずれが１４ミリのときの共振特性線である。特性曲線Ｔ５は、位置ずれが２０ミリのときの共振特性線である。

特性曲線Ｔ１〜Ｔ５から明らかなように、各ずれた位置における共振周波数は、位置ずれが０ミリ、４ミリ、１０ミリのときほぼ同じであって、位置ずれが１４ミリ、２０ミリでは、それぞれ他と異なることがわかった。

ここで、検証例４は、図８（ｂ）に示すように、２次コイルＬ２の移動方向の中心を隣接する１次コイルＬ１の中間位置に合わせた検証例であって、非接触給電を行う条件としては厳しい条件での検証である。これに対して、検証例３は、図８（ａ）に示すように、２次コイルＬ２の移動方向の中心を１次コイルＬ１の移動方向の中心に合わせた検証例であって、非接触給電を行う条件としては最もよい条件での検証である。

つまり、２次側磁性体コア２０に巻回された２次コイルＬ２が、２つの１次側磁性体コア１０に巻回された１次コイルＬ１を跨って移動するとき、最も厳しい条件、すなわち、図８（ｂ）に示す検証例４での位置ずれを想定すればよいことがわかる。

ここで、特性曲線Ｔ４（横ズレ１４ミリ）の場合は、図１０（ｂ）で特性曲線Ｔ１〜Ｔ３の群に比べて共振周波数がずれているとはいえ、そのズレは些少として扱える程に小さく、問題視するに値せず、特性曲線Ｔ５（横ズレ２０ミリ）の場合だけを問題視すべきものと、発明者らは考える。

従って、第４縦幅Ｙ４の設定長を、第２縦幅Ｙ２に加えて、特性曲線Ｔ４の横ズレ１４ミリメートルを最低保障可能な長さ（最長許容ズレ長）として、２０ミリメートルにまで至らない長さを加算した長さにすれば、第４縦幅Ｙ４の設定長を無駄に長くせず、しかも、結合係数を低下させないで共振周波数をほぼ同じに維持したまま非接触給電ができるものと考える。言い換えれば、第２縦幅Ｙ２に加えて、最低保障可能な長さである１４ミリメートルを下回る安全圏である１１ミリメートル（Ｙ４である５２ミリメートルからＹ２を引いた残りの横ズレ可能な長さ）を加算した長さを第４縦幅Ｙ４の設定長にしてあるので、結合係数を低下させないで共振周波数をほぼ同じに維持したまま非接触給電ができるものと考えられる。

本願発明に係る実施形態として、図１に示すように、部屋の鴨居１と敷居２との間に引戸３が配置されている和風建築スタイルのスライド引戸の実施形態を示したが、特に和風建築スタイルのスライド式引戸に限定される必要は無く、例えば洋風建築建物や中華風建築で、スライドドアを天地それぞれから挟み込んでスライド可能としたスタイルの建築物に適用することも当然可能である。ただし、鴨居に相当する天側スライド枠体には、非接触給電を妨げぬよう、金属製の材質は避けるか、又は、金属製の材質を採用しても１次コイルと２次コイルとの結合係数を低下させぬ磁気的隔離シートで絶縁するなどの工夫が要る。また、天地の方向つまり建築物の縦向きに存在するよう、引戸（移動体）３を例示したが、これに限らず、天井や床面など、水平に設置されて水平方向にスライドするものであってもよい。例えば、電気機器Ｅを、薄型テレビ受像機に限らず、空調機器としてもよく、広告用途のサイネージ設備としてもよい。そうすれば、住宅家屋に限らず、非住宅建築物にも本願発明に係る非接触給電装置の導入が可能になる。

１…鴨居（第一のレール）、２…敷居（第二のレール）、３…引戸（移動体）、３ａ…収容スペース、１０…１次側磁性体コア、１１…１次側コア基台（１次側基台）、１２…１次側コア巻回突部（１次側巻回突部）、１３…段差面、１４…１次側対向面、２０…２次側磁性体コア、２１…２次側コア基台（２次側基台）、２２…２次側コア巻回突部（２次側巻回突部）、２３…段差面、２４…２次側対向面、Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル、Ｅ…電気機器、Ｏ１…１次側中心軸線、Ｏ２…２次側中心軸線、Ｄ１〜Ｄ３…間隔、Ｘ１…第１横幅、Ｘ２…第２横幅、Ｘ３…第３横幅（長辺）、Ｘ４…第４横幅、Ｙ１…第１縦幅、Ｙ２…第２縦幅、Ｙ３…第３縦幅、Ｙ４…第４縦幅、Ｔ１〜Ｔ５…特性曲線。

Claims (4)

1. １次側磁性体コアに巻回された複数個の１次コイルを、一方向に、所定間隔の隙間を空けて配置し、前記一方向に並設した複数の１次コイルに沿って移動する２次側磁性体コアに巻回された２次コイルを設け、前記１次コイルに高周波電流を供給し、該１次コイルが発生する交番磁界にて前記２次コイルの各移動位置においてその２次コイルに２次電力を発生させるようにした非接触給電装置であって、
   前記１次側磁性体コアは、平面視で正方形であって２辺が前記一方向に平行な１次側基台と、その１次側基台から２次コイル側に突出形成された平面視正方形であって２辺が前記一方向に平行な１次側巻回突部を有し、前記１次コイルはその１次側巻回突部に巻回されたものであり、
   前記２次側磁性体コアは、平面視長方形であって同長方形の長辺が前記一方向に平行な２次側基台と、その２次側基台から１次コイル側に突出形成された平面視長方形であって２辺が前記一方向に平行な２次側巻回突部を有し、前記２次コイルはその２次側巻回突部に巻回されたものであり、
   前記２次側巻回突部の、前記一方向に対して直交する辺の長さを、
   前記１次側巻回突部の、前記一方向に直交する辺の長さと、前記２次側巻回突部の中心位置が前記隙間に位置しているときの、前記一方向に対して直交する向きの最長許容ズレ長とを足し合わせた長さ以内としたことを特徴とする非接触給電装置。
2. 請求項１に記載の非接触給電装置において、
   前記最長許容ズレ長は、前記１次コイルと前記２次コイルとの共振周波数の許容可能なズレ範囲によって決定されることを特徴とする非接触給電装置。
3. 請求項１又は２に記載の非接触給電装置において、
   前記２次側巻回突部の、前記一方向に対して直交する辺の長さを、
   前記２次側巻回突部よりも幅広な前記１次側基台の、前記一方向に直交する辺の長さと、前記２次側巻回突部の中心位置が前記隙間に位置しているときの、前記一方向に対して直交する向きの最長許容ズレ長とを足し合わせた長さとしたことを特徴とする非接触給電装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触給電装置において、
   前記１次コイルが、第一のレールの前記一方向に複数配列され、
   前記第一のレールと対向配置されて前記第一のレールとともにスライド式の移動体の移動をガイドする第二のレールに沿って前記移動体が前記一方向に移動するときに、前記１次コイルからの非接触給電を受電するよう、前記２次コイルが前記移動体に設けられ、前記移動体には、前記２次コイルが受電した電力を消費して駆動する電気機器が配設されたことを特徴とする非接触給電装置。