JP5451909B2 - 給電ユニットおよびその給電ユニットを備えた無接触給電設備 - Google Patents

Description

本発明は、給電ユニットおよびその給電ユニットを備えた無接触給電設備に関し、特に誘導線路または誘導コイルに交流電流を供給する電源装置に関するものである。

従来の上記誘導線路に交流電流を供給する電源装置の一例が、特許文献１に開示されている。

この特許文献１に開示されている電源装置は、ＡＣ／ＤＣコンバータを形成する回路と、この回路から直流電流が供給されるＤＣチョークと、ＤＣチョークを介して直流電流がセンタータップに供給される一次コイルおよび前記誘導線路が接続される二次コイルからなる高周波トランスと、高周波トランスの一次コイルの両端に並列に接続されたコンデンサと、高周波トランスの一次コイルの一端と直流電源のマイナス出力端子との間に接続された第１スイッチと、高周波トランスの一次コイルの他端と直流電源のマイナス出力端子との間に接続された第２スイッチから構成されている。

また高周波トランスの一次コイルと二次コイル、誘導線路、およびコンデンサは、所定周波数で共振する共振回路を形成するように選定されており、この所定周波数で二次コイルに電流が流れるように、スイッチングコントローラにより第１スイッチと第２スイッチは交互に１８０°ずれてスイッチングされる。なお、誘導線路へ流れる電流と電圧を所定の値にするために、高周波トランスの二次側に只１つの巻線のみを配置する構成としている。

上記構成により、高周波トランスにより直流電源とは絶縁されて、所定周波数の正弦波形の大電流が誘導線路に供給される。

また、ＡＣ／ＤＣコンバータを形成する回路を使用しないで、交流電流を直接用いる電源装置の一例が特許文献２に開示されている。
この特許文献２に開示されている電源装置は、単相電源から単相電力をユーティリティ電源周波数で受け取るための入力変圧器およびコンデンサを備えた単相入力部と、この単相入力部において、単相入力が前記入力変圧器に供給され、前記コンデンサによって分割されて供給される全波整流ブリッジと、全波整流ブリッジの出力が送出される、非常に容量が小さく（電源の１ｋＷ定格当たり約３μＦ）ユーティリティ電源周波数でフィルタリング効果がほとんどないコンデンサと、インバータ（高周波を作り出す回路）と、を有しており、インバータの出力は、ＬＣＬフィルタを形成する、小さい静電容量のコンデンサおよび絶縁変圧器等を通過して、誘導線路へ電力供給されている。前記インバータは、適切なスイッチングデバイスおよび逆並列ダイオードを含み、出力する交流の振幅が変化するように、入力される交流の振幅を前記ユーティリティ電源周波数に対して変調し、前記ユーティリティ電源周波数よりも高い動作周波数（代表的には、１０〜４０ｋＨｚ）に交換して交流電流を出力する。

このように、交流電源（単相電源）から供給されるユーティリティ電源周波数の交流電流を直接用いて、一旦直流に変換することなく、インバータを用いて、ユーティリティ電源周波数よりも高い動作周波数の高周波電流を誘導線路へ供給する電源装置が実現されている。

特許第２６６７０５４号（図６） 特表２００９−５２８８１２号公報（図１）

本発明は、電力の伝送効率を向上させることができる給電ユニットおよび無接触給電設備を提供することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、交流電流が供給され、磁束を発生する誘導コイルを備えた給電ユニットであって、四角枠形状のフェライトを備え、前記誘導コイルが、前記四角枠形状のフェライトの各コーナー上に配置されており、それら４つの前記誘導コイルが、前記四角枠形状のフェライトの各対角線上の２つの前記誘導コイルの極性が同極性となるように直列接続されていることを特徴とするものである。

上記構成によれば、直列接続された４つの誘導コイルに電流が流れると、四角枠形状のフェライトの一方の対角線上に配置された２つの誘導コイルの先端から、それぞれ、その四角枠形状のフェライトの各辺に沿って、他方の対角線上に配置された２つの誘導コイルの先端へ磁束が飛ぶ４通りの磁束経路が形成される。このように４通りの磁路経路が形成されることにより、給電ユニットから途切れることなく給電を行うことができ、電力の伝送効率を向上させることができる。

また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記四角枠形状のフェライトの各コーナーから垂直方向へ突出する４つのフェライトをさらに備え、４つの前記誘導コイルが、それら突出する４つのフェライトにそれぞれ巻かれていることを特徴とするものである。

また請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明であって、前記誘導コイルに電流が流れるとき、前記突出するフェライトにおいて磁束線が通過する断面の面積が、前記四角枠形状のフェライトにおいて磁束線が通過する断面の面積よりも広いことを特徴とするものである。

上記構成によれば、四角枠形状のフェライトの各コーナーから垂直方向へ突出する各フェライトにおける磁束の飽和の発生が最小限となるので、給電ユニットから飛ぶ磁束を最大とすることができ、電力の伝送効率を向上させることができる。

また請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の給電ユニットを備えた無接触給電設備であって、前記給電ユニットに対向して配置されることにより、前記給電ユニットから発生する磁束により起電力が誘起される受電コイルを備えた受電ユニットを備え、前記受電ユニットは、前記受電コイルに並列に接続され、前記受電コイルとともに共振回路を形成する共振コンデンサと、四角枠形状のフェライトと、を備え、前記受電コイルが、前記四角枠形状のフェライトの各コーナー上に配置されており、それら４つの前記受電コイルが、前記四角枠形状のフェライトの各対角線上の２つの前記受電コイルの極性が同極性となるように直列接続されており、前記受電コイルと前記共振コンデンサにより形成される共振回路は、前記給電ユニットの誘導コイルを流れる電流の周波数に共振することを特徴とするものである。

上記構成によれば、給電ユニットに対向して受電ユニットが位置されると、給電ユニットの誘導コイルを流れる電流の周波数に共振する共振回路により、受電コイルに大きな起電力が発生する。

また請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明であって、前記給電ユニットに対向して前記受電ユニットが位置されるとき、前記受電ユニットの４つの前記受電コイルの先端が、前記給電ユニットの４つの前記誘導コイルの先端に対向するように位置されることを特徴とするものである。

上記構成によれば、給電ユニットにおいて発生する磁束の経路が、上記のように４通りに形成されることにより、給電ユニットの誘導コイルから受電ユニットの受電コイルに交差する磁束が最大となる。

また請求項６に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の発明であって、前記受電ユニットの共振回路により、バッテリーに対して充電を行うことを特徴とするものである。

上記構成によれば、バッテリーに対して共振回路により充電が行われる。

本発明の給電ユニットは、四角枠形状のフェライトの一方の対角線上に配置された２つの誘導コイルの先端から、それぞれ、その四角枠形状のフェライトの各辺に沿って、他方の対角線上に配置された２つの誘導コイルの先端へ磁束が飛ぶ４通りの磁束経路を形成できる。このように４通りの磁路経路が形成されることにより、電力の伝送効率を向上させることができるという効果を奏することができる。

また、本発明の無接触給電設備は、上記本発明の給電ユニットの効果に加えて、給電ユニットの誘導コイルを流れる電流の周波数に共振する共振回路により、受電コイルに大きな起電力を発生させることができるという効果を有している。

本発明の実施の形態１における無接触給電設備の回路図である。 同無接触給電設備の誘導コイルと受電コイルを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は誘導コイルと受電コイルを構成するフェライト部材の要部構成図である。 同無接触給電設備の誘導コイルと受電コイルの平面図である。 同無接触給電設備の回路の特性図である。 本発明の実施の形態２における無接触給電設備の回路図である。 本発明の実施の形態３における無接触給電設備の回路図である。 同無接触給電設備の回路の特性図である。 本発明の実施の形態４における無接触給電設備の回路図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１における無接触給電設備の回路図である。
図１に示すように、一次側（給電側）は、給電装置１１と、給電ユニット１２から構成され、二次側（受電側）は、受電ユニット１３から構成されている。前記給電ユニット１２は、前記受電ユニット１３を備えた装置１４が移動し、留まる所定位置に配置されている。図１には、一点鎖線により装置１４の移動経路１５を示している。

前記給電装置１１は、
交流の商用電源１０に接続され、交流電流を直流電流へと全波整流し、全波整流した直流電流を供給する整流器２１と、
整流器２１のプラス出力端子２１ａに一端が接続され、整流器２１より直流電流が供給されるＤＣチョーク２２と、
ＤＣチョーク２２の他端にセンタータップ２３ａが接続されたセンタータップ付き一次コイル２３、給電ユニット１２の誘導コイル５４ａ，５４ｂ（後述する）に接続された二次コイル２４、および整流器２１のマイナス出力端子２１ｂにセンタータップ２５ａが接続されたセンタータップ付き三次コイル２５からなる絶縁トランス２６と、
前記センタータップ付き一次コイル２３の一端２３ｂと前記整流器２１のマイナス出力端子２１ｂとの間に接続された第１トランジスタ２９と、
前記センタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃと前記整流器２１のマイナス出力端子２１ｂとの間に接続された第２トランジスタ３０と、
アノードが、前記センタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃに接続された第１定電流ダイオード３１と、
カソードが、前記第１定電流ダイオード３１のカソードおよび前記第１トランジスタ２９のゲートに接続され、アノードが、前記整流器２１のマイナス出力端子２１ｂに接続された第１ツェナーダイオード３３と、
アノードが、前記センタータップ付き一次コイル２３の一端２３ｂに接続された第２定電流ダイオード３２と、
カソードが、前記第２定電流ダイオード３２のカソードおよび前記第２トランジスタ３０のゲートに接続され、アノードが、前記整流器２１のマイナス出力端子２１ｂに接続された第２ツェナーダイオード３４と、
アノードが、前記第１定電流ダイオード３１のカソードに接続され、カソードが、前記センタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃに接続された第１切換えダイオード６５ａと、
アノードが、前記第２定電流ダイオード３２のカソードに接続され、カソードが、前記センタータップ付き一次コイル２３の一端２３ｂに接続された第２切換えダイオード６５ｂと、
トランジスタ２９，３０のゲートへ電荷を供給する駆動回路９３と、
トランジスタ２９，３０のゲートへ急速に電荷を供給する進み回路９４と、
これらの部品が配置された空冷用の冷却フィン（図示せず）と、
から構成されている。

前記絶縁トランス２６のセンタータップ付き一次コイル２３と、二次コイル２４と、センタータップ付三次コイル２５の巻線比は、センタータップ付き一次コイル２３の両端電圧がＡＣ２００Ｖとなる時、二次コイル２４の両端電圧が、例えば、ＡＣ４８０Ｖ、センタータップ付き三次コイル２５の両端電圧が大きく降圧するように、例えば４８Ｖとなるように設定されている。

第１トランジスタ２９のゲートに電圧を印加し、第１トランジスタ２９をオン（導通）状態にする第１立ち上げ回路９１は、前記第１定電流ダイオード３１と、前記第１ツェナーダイオード３３から構成され、第２トランジスタ３０のゲートに電圧を印加し、第２トランジスタ３０をオン（導通）状態にする第２立ち上げ回路９２は、前記第２定電流ダイオード３２と、前記第２ツェナーダイオード３４から構成されている。

また前記駆動回路９３は、前記センタータップ付き三次コイル２５の一端２５ｂより、第１トランジスタ２９のゲートヘ電荷を供給する第１駆動回路９３ａと、前記センタータップ付き三次コイル２５の他端２５ｃより、前記第２トランジスタ３０のゲートへ電荷を供給する第２駆動回路９３ｂより構成される。

また前記第１駆動回路９３ａは、
前記センタータップ付き三次コイル２５の一端２５ｂに、一端が接続された第１乗換え抵抗３７と、
アノードが、前記第１乗換え抵抗３７の他端に接続され、カソードが、第１定電流ダイオード３１のカソードに接続された第１乗換えダイオード３９と、
から構成される。

前記第２駆動回路９３ｂは、
前記センタータップ付き三次コイル２５の他端２５ｃに、一端が接続された第２乗換え抵抗３８と、
アノードが、前記第２乗換え抵抗３８の他端に接続され、カソードが、第２定電流ダイオード３２のカソードに接続された第２乗換えダイオード４０と、
から構成される。

また前記進み回路９４は、
前記センタータップ付き三次コイル２５の一端２５ｂに、一端が接続された第１進み抵抗４１と、
一端が前記第１進み抵抗４１の他端に接続された第１進みコンデンサ４３と、
アノードが、前記第１進みコンデンサ４３の他端に接続され、カソードが、前記第１定電流ダイオード３１のカソードに接続された第１進みダイオード４７と、
前記第１進みダイオード４７のアノードと前記整流器２１のマイナス出力端子２１ｂとの間に接続された第１抵抗４５と、
前記センタータップ付き三次コイル２５の他端２５ｃに、一端が接続された第２進み抵抗４２と、
一端が前記第２進み抵抗４２の他端に接続された第２進みコンデンサ４４と、
アノードが、前記第２進みコンデンサ４４の他端に接続され、カソードが、前記第２定電流ダイオード３２のカソードに接続された第２進みダイオード４８と、
前記第２進みダイオード４８のアノードと前記整流器２１のマイナス出力端子２１ｂとの間に接続された第２抵抗４６と、
から構成される。

また上記給電ユニット１２は、図１〜図３に示すように、一対の誘導コイル５４ａ，５４ｂからなる給電部６２と、絶縁トランス２６の二次コイル２４と直列に接続され、給電ユニット１２の誘導コイル５４ａ，５４ｂと所定周波数で共振回路を形成する共振コンデンサ５３から構成されている。給電部６２は、平板状のフェライトコア部材７１ａ，７１ｃ，７１ｄの組み合わせにより構成された断面がコ字状の第１フェライト７２と、前記第１フェライト７２に対向して配置され、平板状のフェライトコア部材７１ａ，７１ｃ，７１ｄの組み合わせにより構成された断面がコ字状の第２フェライト７３と、平板状のフェライトコア部材７１ｂにより構成され、前記第１フェライト７２の両側の各凸部を形成するフェライト７２ｃ，７２ｄの底部にそれぞれ位置するフェライト７２ａ，７２ｂと前記第２フェライト７３の両側の各凸部を形成するフェライト７３ｃ，７３ｄの底部にそれぞれ位置するフェライト７３ａ，７３ｂとの間をそれぞれ結合する第３フェライト７４（７４ａ，７４ｂ）と、前記第１フェライト７２の両側の各凸部を形成するフェライト７２ｃ，７２ｄに巻かれた前記誘導コイル５４ａと、前記誘導コイル５４ａと直列接続され、前記誘導コイル５４ａとは逆極性となるように、前記第２フェライト７３の両側の各凸部を形成するフェライト７３ｃ，７３ｄに巻かれた前記誘導コイル５４ｂとから形成されている。この給電部６２の第１フェライト７２と第２フェライト７３は、アルミ製の床材７５上に装置１４の移動経路１５に沿った方向へ並列に並ぶように配置されている。

上記給電ユニット１２の構成により、誘導コイル５４ａ，５４ｂに給電されると、給電部６２より磁束が発生し、その磁束経路１６は、図２に示すように、
第１フェライト７２の他方側の底部のフェライト７２ｂ−第１フェライト７２の一方側の底部のフェライト７２ａ−第１フェライト７２の一方側の凸部のフェライト７２ｃ−第１フェライト７２の他方側の凸部のフェライト７２ｄ−第１フェライト７２の他方側の底部のフェライト７２ｂと、
第１フェライト７２の一方側の底部のフェライト７２ａ−第１フェライト７２の一方側の凸部のフェライト７２ｃ−第２フェライト７３の一方側の凸部のフェライト７３ｃ−第２フェライト７３の一方側の底部のフェライト７３ａ−第３フェライト７４ａ−第１フェライト７２の一方側の底部のフェライト７２ａと、
第２フェライト７３の一方側の底部のフェライト７３ａ−第２フェライト７３の他方側の底部のフェライト７３ｂ−第２フェライト７３の他方側の凸部のフェライト７３ｄ−第２フェライト７３の一方側の凸部のフェライト７３ｃ−第２フェライトの一方側の底部のフェライト７３ａと、
第２フェライト７３の他方側の底部のフェライト７３ｂ−第２フェライト７３の他方側の凸部のフェライト７３ｄ−第１フェライト７２の他方側の凸部のフェライト７２ｄ−第１フェライト７２の他方側の底部のフェライト７２ｂ−第３フェライト７４ｂ−第２フェライト７３の他方側の底部のフェライト７３ｂと、
の４通りに形成され、フェライトコア部材７１における磁束の飽和の発生が最小限となることから、給電部６２から後述する受電部６３へ飛ぶ磁束を最大とすることができ、電力の伝送効率を向上させることができる。

また上記受電ユニット１３は、図１〜図３に示すように、一対の受電コイル５５ａ，５５ｂからなる受電部６３と、受電コイル５３ａ，５３ｂとともに後述する周波数を共振周波数とする共振回路を形成する共振コンデンサ５６から構成され、受電ユニット１３より、装置１４の負荷（モーター等）に給電されている。

上記受電ユニット１３の受電部６３は、平板上のフェライトコア部材８１ａ，８１ｃ，８１ｄの組み合わせにより構成された断面がコ字状の第１フェライト８２と、第１フェライト８２に対向して配置され、平板上のフェライトコア部材８１ａ，８１ｃ，８１ｄの組み合わせにより構成された断面がコ字状の第２フェライト８３と、平板状のフェライトコア部材８１ｂにより構成され、第１フェライト８２の両側の各凸部を形成するフェライト８２ｃ，８２ｄの底部にそれぞれ位置するフェライト８２ａ，８２ｂと第２フェライト８３の両側の各凸部を形成するフェライト８３ｃ，８３ｄの底部にそれぞれ位置するフェライト８３ａ，８３ｂをそれぞれ結合する第３フェライト８４（８４ａ，８４ｂ）と、第１フェライト８２の両側の各凸部を形成するフェライト８２ｃ、８２ｄに巻かれた受電コイル５５ａと、受電コイル５５ａと並列接続され、受電コイル５５ａとは逆極性となるように、第２フェライト８３の両側の各凸部を形成するフェライト８３ｃ，８３ｄに巻かれた受電コイル５５ｂから形成されている。この受電部６３の第１フェライト８２と第２フェライト８３は、アルミ製の床材８５上に装置１４の移動経路１５へコ字状の空間が直列に並ぶように配置されて構成されている。

そして、図２に示すように、受電部６３（受電コイル５５ａ，５５ｂ）は、受電部６３の凸部の先端に配置された４つのフェライトコア部材８１が、給電部６２の４つの凸部の先端に配置されたフェライトコア部材７１に対向するように移動される。

上記構成による動作を図４を用いて説明する。

１．給電装置１１が商用電源１０（図４の入力電圧）に接続されると、交流電流が整流器２１へ供給され、整流器２１で整流された直流電流が給電装置１１のＤＣチョーク２２に供給される。この状態では、第１トランジスタ２９、第２トランジスタ３０ともにオフ（非導通）状態にある。

２．ＤＣチョーク２２に供給された直流電流は、部品の定格が同じでも、第１トランジスタ２９、第２トランジスタ３０の特性のバラツキなどで電流の流れやすさに差が出る。ここで、センタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃから第１定電流ダイオード３１を介して第１ツェナーダイオード３３に電流が流れて、第１トランジスタ２９のゲート電圧が、閾値電圧以上となり、第１トランジスタ２９が先にオン（導通）状態となるものとする（図４の第１トランジスタ２９のゲートがオンの状態）。

第１トランジスタ２９がオン（導通）状態となると、一次コイル２３の一端２３ｂから第１トランジスタ２９、整流器２１のマイナス出力端子２１ｂヘと電流が流れる。
すると、センタータップ付き一次コイル２３の一端２３ｂと第１トランジスタ２９のコレクタの接続点の電圧は略０Ｖとなるため、第２トランジスタ３０のゲートの電荷は、第２切換ダイオード６５ｂを介して、センタータップ付き一次コイル２３の一端２３ｂと第１トランジスタ２９のコレクタの接続点へと流れ、放電され、第２トランジスタ３０は完全にオフ（非導通）状態となり、第２トランジスタ３０のゲート電圧が閾値電圧を越えることはない。

３．さらに、このとき、三次コイル２５には、一次コイル２３の一端２３ｂから第１トランジスタ２９、整流器２１のマイナス出力端子２１ｂヘと流れる電流によって一次コイル２３に発生する磁束により起電力が発生し、極性が逆なことから、一次コイル２３に流れる電流とは逆方向の誘導電流が流れ、この誘導電流は、三次コイル２５の他端２５ｃから第２進み抵抗４２、第２進みコンデンサ４４、第２抵抗４６、三次コイル２５のセンタータップ２５ａヘと流れ、第２の閉ループが形成され、同時に三次コイル２５の他端２５ｃから、第２進み抵抗４２、第２進みコンデンサ４４、第２進みダイオード４８、第２切換ダイオード６５ｂを介して、センタータップ付き一次コイル２３の一端２３ｂと第１トランジスタ２９のコレクタの接続点へ流れ、さらに三次コイル２５の他端２５ｃから、第２乗換え抵抗３８、第２乗換えダイオード４０、第２切換ダイオード６５ｂを介して、センタータップ付き一次コイル２３の一端２３ｂと第１トランジスタ２９のコレクタの接続点へ流れ、第２トランジスタ３０のゲート電圧が閾値電圧を超えることはない。

４．次に、センタータップ付き一次コイル２３に流れる第１トランジスタ２９の電流は、二次コイル２４を通じて、誘導コイル５４ａ，５４ｂ及び共振コンデンサ５３に電流を供給し、誘導コイル５４ａ，５４ｂ及び共振コンデンサ５３は、所定の周波数で共振を開始し、二次コイル２４の両端の電圧は、一定時間の後に逆転するので、これによってセンタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃの電圧が一端２３ｂの電圧より、低くなる。

５．そうすると、第１トランジスタ２９のゲートの電荷は、第１切換えダイオード６５ａ、一次コイル２３の他端２３ｃへと流れ、第１トランジスタ２９のゲート電圧が閾値電圧を下回ると、第１トランジスタ２９がオフ（非導通）状態となり、同時に、前記第２の閉ループの第２進みコンデンサ４４に蓄えられた電荷は、第２進みダイオード４８を介して、急激に第２トランジスタ３０のゲートへ流れ、同時に、第２乗換え抵抗３８、第２乗換えダイオード４０を介して、第２トランジスタ３０のゲートヘ流れ、第２トランジスタ３０のゲート電圧が、急速に閾値電圧以上となり、第２トランジスタ３０がオン（導通）状態となる（図４に示すコンデンサ−ダイオード間の電圧および第２トランジスタ３０のゲートがオンの状態）。

第２トランジスタ３０がオン（導通）状態となると、一次コイル２３の他端２３ｃから第２トランジスタ３０、整流器２１のマイナス出力端子２１ｂヘと電流が流れる。
すると、センタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃと第２トランジスタ３０のコレクタの接続点の電圧は略０Ｖとなるため、第１トランジスタ２９のゲートの電荷は第１切換ダイオード６５ａを介して、センタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃと第２トランジスタ３０のコレクタの接続点へと流れ、放電され、第１トランジスタ２９は完全にオフ（非導通）状態となり、第１トランジスタ２９のゲート電圧が閾値電圧を越えることはない。

６．さらに、このとき、三次コイル２５には、一次コイル２３の他端２３ｃから第２トランジスタ３０、整流器２１のマイナス出力端子２１ｂへと流れる電流によって一次コイル２３に発生する磁束により起電力が発生し、極性が逆なことから、一次コイル２３に流れる電流とは逆方向の誘導電流が流れ、この誘導電流は、三次コイル２５の一端２５ｂから第１進み抵抗４１、第１進みコンデンサ４３、第１抵抗４５、三次コイル２５のセンタータップ２５ａへと流れ、第１の閉ループが形成され、同時に三次コイル２５の一端２５ｂから、第１進み抵抗４１、第１進みコンデンサ４３、第１進みダイオード４７、第１切換ダイオード６５ａを介して、センタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃと第２トランジスタ３０のコレクタの接続点へ流れ、第１トランジスタ２９のゲート電圧が閾値電圧を超えることはない。

７．次に、センタータップ付き一次コイル２３に流れる第２トランジスタ３０の電流は、二次コイル２４を通じて、誘導コイル５４ａ，５４ｂ及び共振コンデンサ５３に電流を供給し、誘導コイル５４ａ，５４ｂ及び共振コンデンサ５３は、所定の周波数で共振を開始し、二次コイル２４の両端の電圧は、一定時間の後に逆転するので、これによってセンタータップ付き一次コイル２３の一端２３ｂの電圧が他端２３ｃの電圧より、低くなる。

８．そうすると、第２トランジスタ３０のゲートの電荷は、第２切換えダイオード６５ｂ、一次コイル２３の一端２３ｂへと流れ、第２トランジスタ３０のゲート電圧が閾値電圧を下回ると、第２トランジスタ３０がオフ（非導通）状態となると同時に、前記第１の閉ループの第１進みコンデンサ４３に蓄えられていた電荷は、第１進みダイオード４７を介して、急激に第１トランジスタ２９のゲートへ流れ、同時に、第１乗換え抵抗３７、第１乗換えダイオード３９を介して、第１トランジスタ２９のゲートへ流れ、第１トランジスタ２９のゲート電圧が、急速に閾値電圧以上となり、第１トランジスタ２９がオン（導通）状態となる。

以上の動作を繰り返すことにより発振する。
このように、第１トランジスタ２９と第２トランジスタ３０が交互にオン（導通）状態となり、その毎に一次コイル２３に流れる電流の向きは逆になる。

９．これに伴い、二次コイル２４に交互に逆向きの電流が流れ、給電ユニット１２の共振コンデンサ５３と、互いに極性を逆にした２つの誘導コイル５４ａ，５４ｂからなる共振回路の周波数が、共振周波数（例えば、１２ｋＨｚ）のときに最も良く電流が流れることから、第１トランジスタ２９と第２トランジスタ３０は、前記共振周波数で交互に１８０°ずれてスイッチングされる。すなわち、給電ユニット１２の共振コンデンサ５３と互いに極性を逆にした２つの誘導コイル５４ａ，５４ｂからなる回路の共振周波数で自己発振し、この共振周波数の交流電流が誘導コイル５４ａ，５４ｂに供給される。よって、電力損失の原因となるＡＣ／ＤＣコンバータを設けることなく、誘導コイル５４ａ，５４ｂへ商用電源１０から電力を供給でき、電力の伝送効率を向上させることができる。

１０．給電ユニット１２に対向して装置１４の受電ユニット１３が位置されると、誘導コイル５４ａ，５４ｂに発生する磁束により、誘導コイル５４ａ，５４ｂの周波数に共振する受電コイル５５ａ，５５ｂに大きな起電力が発生する。この起電力により受電ユニット１３に接続された負荷（モーター等）に給電される。また、このとき、受電コイル５５ａ，５５ｂの存在により、給電側の共振コンデンサ５３に接続される回路のインピーダンスが増加するので、誘導コイル５４ａ，５４ｂに流れる交流電流の周波数は前記所定周波数（共振コンデンサ５３と誘導コイル５４ａ，５４ｂからなる回路の共振周波数）より低下し（例えば、１０ｋＨｚに低下し）、自己発振する周波数もこれに伴い低下する。受電ユニット１３の受電コイル５５ａ，５５ｂと共振コンデンサ５６は、この低下する周波数（例えば、１０ｋＨｚ）を共振周波数とするように、選定されている。

以上のように本実施の形態１によれば、交流の商用電源１０に直接接続しても、第１立ち上げ回路９１、第２立ち上げ回路９２、駆動回路９３の作用により、第１トランジスタ２９または第２トランジスタ３０は、二次コイル２４に所定周波数で交流電流が流れるように、遅れることなく安定して交互に駆動されるために、前記第１トランジスタ２９と前記第２トランジスタ３０が同時にオフ（非導通）状態となる可能性が低減され、スイッチング動作の安定性を確保でき、電力の伝送効率を向上させることができる。

また本実施の形態１では、センタータップ付き一次コイル２３に直流電流が供給されると、その直流電流は、立ち上げ回路９１，９２の第１定電流ダイオード３１または第２定電流ダイオード３２により定電流（例えば、１０ｍＡ）とされて第１ツェナーダイオード３３または第２ツェナーダイオード３４へ供給されている。前記ツェナーダイオード３３，３４は、例えば１０ｍＡ流れるようにするとツェナー電圧は安定し、トランジスタ２９，３０のゲート電圧は安定し、閾値電圧に到達する。

もし、立ち上げ回路９１，９２を、定電流ダイオード３１，３２に代えて抵抗（電流制限抵抗）とすると、従来のように入力電源がＤＣ２４Ｖである場合は、抵抗値Ｒは、４．８ｋΩとなり、電流が流れて、トランジスタ２９，３０のゲートをチャージしようとするが、トランジスタ２９，３０のゲートには、コンデンサ容量Ｃがあって、ゲートをチャージしようとしても、チャージに時間がかかり、すぐにはオン（導通）状態とはならない。トランジスタ２９，３０のゲート電圧の遅れ時定数Ｔは、
Ｔ＝ＣＲ
で表される。したがって、トランジスタ２９，３０がオン（導通）状態となるのが遅れて、１８０°毎にオン（導通）状態となることを繰り返すことができなくなり、両方ともオフ（非導通）状態となる瞬間が生じることとなる。したがって、抵抗値Ｒを小さくし、電流を急速に流そうとしても、本実施の形態のように、ＡＣ２００Ｖのときでは、１０ｍＡを確保するためには、抵抗値Ｒは、２０ｋΩと大きくなり、ゲート電圧が閾値電圧に到達するまでの時間はさらに遅れて、自己発振ができなくなる。

本実施の形態１によれば、抵抗（電流制限抵抗）の代わりに、立ち上げ回路９１，９２に電流を１０ｍＡで一定とする定電流ダイオード３１，３２を採用することにより、遅れを改善することができ、高い電圧が印加された場合にも、回路の動作に支障をきたすことなく回路を立ち上げることができる。

また本実施の形態１によれば、立ち上げ回路９１，９２だけでは、やはりトランジスタ２９，３０のゲート（コンデンサ容量Ｃ）のチャージに時間がかかり、なお遅れが生じることは避けることはできないので、駆動回路９３により改善を図っている。すなわち、まず、絶縁トランス２６に３次コイル２５を設けて、端部の電圧を低下させておいて、第１乗換え抵抗３７または第２乗換え抵抗３８で電流値を下げて、電流を直接、トランジスタ２９，３０のゲートに流し込む回路を形成することにより、電荷を早めにゲートへ供給することができ、ゲート（コンデンサ容量Ｃ）のチャージの時間遅れを改善でき、スイッチング動作の安定性を確保することができる。

また本実施の形態１によれば、駆動回路９３に、さらに進み回路９４を備え、ゲート（コンデンサ容量Ｃ）のチャージの遅れ時間の改善をさらに図っている。すなわち、一方のトランジスタ２９，３０の駆動回路９３は、他方のトランジスタ３０，２９がオフ（非導通）状態となってからしか、一方のトランジスタ２９，３０のゲート（コンデンサ容量Ｃ）のチャージを開始できないことから、他方のトランジスタ３０，２９がオフ（非導通）状態となる手前から、事前にチャージする準備をしておき、他方のトランジスタ３０，２９がオン（導通）状態でなくなると、すぐに一方のトランジスタ２９，３０のゲートが立ち上がるようにするために、進み抵抗４１，４２と抵抗４５，４６との間に、進みコンデンサ４３、４４を入れて、進みコンデンサ４３，４４に電荷を充電し、この電荷を、ゲート（コンデンサ容量Ｃ）のチャージに使用する回路を形成することにより、ゲート（コンデンサ容量Ｃ）のチャージの遅れをさらに改善でき、スイッチング動作の安定性をさらに確保することができる。

また本実施の形態１によれば、給電ユニット１２において発生する磁束の経路は、上記のように４通りに形成されることにより、給電ユニット１２の誘導コイル５４ａ，５４ｂから受電ユニット１３の受電コイル５５ａ，５５ｂに交差する磁束を最大にでき、またフェライトコア部材７１内における磁束の飽和の発生を最小限とすることができ、電力の伝送効率を向上させることができる。

［実施の形態２］
以下、実施の形態２を図５に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同じ回路構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
相違点は以下の通りである。

（イ）．センタータップ付き一次コイル２３の一端２３ｂと第１トランジスタ２９のコレクタとの間に、アノードが前記センタータップ付き一次コイル２３の一端２３ｂと前記第２定電流ダイオード３２のアノードとの接続点に接続され、カソードが前記第１トランジスタ２９に接続された第１ダイオード２７を挿入する。

また、センタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃと第２トランジスタ３０のコレクタとの間に、アノードが前記センタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃと前記第１定電流ダイオード３１のアノードとの接続点に接続され、カソードが前記第２トランジスタ３０に接続された第２ダイオード２８を挿入する。

（ロ）．第１ツェナーダイオード３３のカソードと第１トランジスタ２９のベースとの間に第１ゲート抵抗３５を挿入する。また第２ツェナーダイオード３４のカソードと第２トランジスタ３０のベースとの間に第２ゲート抵抗３６を挿入する。

（ハ）．一方のトランジスタ２９，３０がオン（導通）状態となった際に、他方のトランジスタ３０，２９のゲートの電荷を放電する放電回路９５を設ける。
放電回路９５は、
アノードが、前記第１定電流ダイオード３１のカソードと前記第１トランジスタ２９のゲートとの接続点に接続された第１放電ダイオード４９と、
一端が第１放電ダイオード４９のカソードに接続され、他端が、前記第２ダイオード２８のカソードと前記第２トランジスタ３０との接続点に接続された第１放電抵抗５１と、
アノードが、前記第２定電流ダイオード３２のカソードと前記第２トランジスタ３０のゲートとの接続点に接続された第２放電ダイオード５０と、
一端が第２放電ダイオード５０のカソードに接続され、他端が、前記第１ダイオード２７のカソードと前記第１トランジスタ２９との接続点に接続された第２放電抵抗５２と、
により構成する。

（ニ）．第１駆動回路９３ａを、第１乗換え抵抗３７および第１乗換えダイオード３９に代えて、アノードが、前記センタータップ付き三次コイル２５の一端２５ｂに接続され、カソードが、第１定電流ダイオード３１のカソードに接続された第１乗換え定電流ダイオード３９’により構成する。

また第２駆動回路９３ｂを、第２乗換え抵抗３８および第２乗換えダイオード４０に代えて、アノードが、前記センタータップ付き三次コイル２５の他端２５ｃに接続され、カソードが、第２定電流ダイオード３２のカソードに接続された第２乗換え定電流ダイオード４０’により構成する。

（ホ）．給電ユニット１２に代えて、二次コイル２４に移動体１４’の移動経路１７に沿って敷設した誘導線路６４を接続する。
受電ユニット１３は移動体１４’に搭載され、誘導線路６４から受電される。なお、誘導線路６４から複数の受電ユニット１３に給電されるとき、受電ユニット１３に接続される負荷の電力により、給電装置１１の二次コイル２４に接続される回路のインピーダンスが増減し、共振周波数が変化することから、受電ユニット１３に誘起される起電力が変化する。移動体１４’側は、周波数が変わって起電力が変化しても負荷に給電できる定格にしておく必要がある。

上記構成による動作を図５を用いて説明する。

１．給電装置１１が商用電源１０（図４の入力電圧）に接続されると、交流電流が整流器２１へ供給され、整流器２１で整流された直流電流が給電装置１１のＤＣチョーク２２に供給される。この状態では、第１トランジスタ２９、第２トランジスタ３０ともにオフ（非導通）状態にある。

２．ＤＣチョーク２２に供給された直流電流は、部品の定格が同じでも、第１ダイオード２７、第２ダイオード２８の順方向電圧、第１トランジスタ２９、第２トランジスタ３０の特性のバラツキ、第１ゲート抵抗３５、第２ゲート抵抗３６の抵抗値誤差などで電流の流れやすさに差が出る。ここで、センタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃから第１定電流ダイオード３１を介して第１ツェナーダイオード３３に電流が流れて、第１トランジスタ２９のゲート電圧が、閾値電圧以上となり、第１トランジスタ２９が先にオン（導通）状態となるものとする（図４の第１トランジスタ２９のゲートがオンの状態）。

第１トランジスタ２９がオン（導通）状態となると、一次コイル２３の一端２３ｂから第１ダイオード２７、第１トランジスタ２９、整流器２１のマイナス出力端子２１ｂへと電流が流れる。

すると、第１ダイオード２７のカソードと第１トランジスタ２９のコレクタの接続点の電圧は略０Ｖとなるため、第２トランジスタ３０のゲートの電荷は、第２ゲート抵抗３６、第２放電ダイオード５０、第２放電抵抗５２へと放電され、第２トランジスタ３０は完全にオフ（非導通）状態となり、また第２定電流ダイオード３２から流れ込む電流も第２放電ダイオード５０、第２放電抵抗５２を介して第１ダイオード２７のカソードと第１トランジスタ２９のコレクタの接続点へ流れ、第２トランジスタ３０のゲート電圧が閾値電圧を越えることはない。

３．さらに、このとき、三次コイル２５には、一次コイル２３の一端２３ｂから第１ダイオード２７、第１トランジスタ２９、整流器２１のマイナス出力端子２１ｂへと流れる電流によって一次コイル２３に発生する磁束により起電力が発生し、極性が逆なことから、一次コイル２３に流れる電流とは逆方向の誘導電流が流れ、この誘導電流は、三次コイル２５の他端２５ｃから第２進み抵抗４２、第２進みコンデンサ４４、第２抵抗４６、三次コイル２５のセンタータップ２５ａへと流れ、第２の閉ループが形成され、同時に三次コイル２５の他端２５ｃから、第２進み抵抗４２、第２進みコンデンサ４４、第２進みダイオード４８、第２放電ダイオード５０、第２放電抵抗５２を介して、第１ダイオード２７のカソードと第１トランジスタ２９のコレクタの接続点へ流れ、さらに三次コイル２５の他端２５ｃから、第２乗換え定電流ダイオード４０’、第２放電ダイオード５０、第２放電抵抗５２を介して、第１ダイオード２７のカソードと第１トランジスタ２９のコレクタの接続点へ流れ、第２トランジスタ３０のゲート電圧が閾値電圧を超えることはない。

４．次に、センタータップ付き一次コイル２３に流れる第１トランジスタ２９の電流は、二次コイル２４を通じて、誘導線路６４及び共振コンデンサ５３に電流を供給し、誘導線路６４及び共振コンデンサ５３は、所定の周波数で共振を開始し、二次コイル２４の両端の電圧は、一定時間の後に逆転するので、これによってセンタータップ付き一次コイル２３の他端２３ｃの電圧が一端２３ｂの電圧より、低くなる。

５．そうすると、第１トランジスタ２９のゲートの電荷は、第１切換えダイオード６５ａ、一次コイル２３の他端２３ｃへと流れ、第１トランジスタ２９のゲート電圧が閾値電圧を下回ると、第１トランジスタ２９がオフ（非導通）状態となり、同時に、前記第２の閉ループの第２進みコンデンサ４４に蓄えられた電荷は、第２進みダイオード４８、第２ゲート抵抗３６を介して、急激に第２トランジスタ３０のゲートへ流れ、同時に、第２乗換え定電流ダイオード４０’、第２ゲート抵抗３６を介して、第２トランジスタ３０のゲートへと流れ、第２トランジスタ３０のゲート電圧が、急速に閾値電圧以上となり、第２トランジスタ３０がオン（導通）状態となる（図４に示すコンデンサ−ダイオード間の電圧および第２トランジスタ３０のゲートがオンの状態）。

第２トランジスタ３０がオン（導通）状態となると、一次コイル２３の他端２３ｃから第２ダイオード２８、第２トランジスタ３０、整流器２１のマイナス出力端子２１ｂへと電流が流れる。

すると、第２ダイオード２８のカソードと第２トランジスタ３０のコレクタの接続点の電圧は略０Ｖとなるため、第１トランジスタ２９のゲートの電荷は第１ゲート抵抗３５、第１放電ダイオード４９、第１放電抵抗５１へと放電され、第１トランジスタ２９は完全にオフ（非導通）状態となり、また第１定電流ダイオード３１から流れ込む電流も第１放電ダイオード４９、第１放電抵抗５１を介して、第２ダイオード２８のカソードと第２トランジスタ３０のコレクタの接続点へ流れ、第１トランジスタ２９のゲート電圧が閾値電圧を越えることはない。

６．さらに、このとき、三次コイル２５には、一次コイル２３の他端２３ｃから第２ダイオード２８、第２トランジスタ３０、整流器２１のマイナス出力端子２１ｂへと流れる電流によって一次コイル２３に発生する磁束により起電力が発生し、極性が逆なことから、一次コイル２３に流れる電流とは逆方向の誘導電流が流れ、この誘導電流は、三次コイル２５の一端２５ｂから第１進み抵抗４１、第１進みコンデンサ４３、第１抵抗４５、三次コイル２５のセンタータップ２５ａへと流れ、第１の閉ループが形成され、同時に三次コイル２５の一端２５ｂから、第１進み抵抗４１、第１進みコンデンサ４３、第１進みダイオード４７、第１放電ダイオード４９、第１放電抵抗５１を介して、第２ダイオード２８のカソードと第２トランジスタ３０のコレクタの接続点へ流れ、さらに三次コイル２５の一端２５ｂから、第１乗換え定電流ダイオード３９’、第１放電ダイオード４９、第１放電抵抗５１を介して、第２ダイオード２８のカソードと第２トランジスタ３０のコレクタの接続点へ流れ、第１トランジスタ２９のゲート電圧が閾値電圧を超えることはない。

７．次に、センタータップ付き一次コイル２３に流れる第２トランジスタ３０の電流は、二次コイル２４を通じて、誘導線路６４及び共振コンデンサ５３に電流を供給し、誘導線路６４及び共振コンデンサ５３は、所定の周波数で共振を開始し、二次コイル２４の両端の電圧は、一定時間の後に逆転するので、これによってセンタータップ付き一次コイル２３の一端２３ｂの電圧が他端２３ｃの電圧より、低くなる。

８．そうすると、第２トランジスタ３０のゲートの電荷は、第２切換えダイオード６５ｂ、一次コイル２３の一端２３ｂへと流れ、第２トランジスタ３０のゲート電圧が閾値電圧を下回ると、第２トランジスタ３０がオフ（非導通）状態となると同時に、前記第１の閉ループの第１進みコンデンサ４３に蓄えられていた電荷は、第１進みダイオード４７、第１ゲート抵抗３５を介して、急激に第１トランジスタ２９のゲートへ流れ、同時に、第１乗換え定電流ダイオード３９’、第１ゲート抵抗３５を介して、第１トランジスタ２９のゲートへと流れ、第１トランジスタ２９のゲート電圧が、急速に閾値電圧以上となり、第１トランジスタ２９がオン（導通）状態となる。

以上の動作を繰り返すことにより発振する。
このように、第１トランジスタ２９と第２トランジスタ３０が交互にオン（導通）状態となり、その毎に一次コイル２３に流れる電流の向きは逆になる。

９．これに伴い、二次コイル２４に交互に逆向きの電流が流れ、誘導線路６４の共振コンデンサ５３からなる共振回路の周波数が、共振周波数（例えば、１２ｋＨｚ）のときに最も良く電流が流れることから、第１トランジスタ２９と第２トランジスタ３０は、前記共振周波数で交互に１８０°ずれてスイッチングされる。すなわち、誘導線路６４の共振コンデンサ５３の共振周波数で自己発振し、この共振周波数の交流電流が誘導線路６４に供給される。よって、電力損失の原因となるＡＣ／ＤＣコンバータを設けることなく、誘導線路６４へ商用電源１０から電力を供給でき、電力の伝送効率を向上させることができる。

１０．誘導線路６４に対向して移動体１４’の受電ユニット１３が位置されると、誘導線路６４に発生する磁束により、誘導線路６４の周波数に共振する受電コイル５５ａ，５５ｂに大きな起電力が発生する。この起電力により受電ユニット１３に接続された負荷（モーター等）に給電される。

以上のように、本実施の形態２によれば、ダイオード２７，２８と、放電回路９５と、ゲート抵抗３５，３６を回路に挿入することにより、スイッチング動作の安定性を図ることができる。すなわち、第１トランジスタ２９が駆動している時は、第２放電ダイオード５０を介して、第２トランジスタ３０のゲートの電荷を放電し、第２トランジスタ３０が駆動しているときは、第１放電ダイオード４９により、第１トランジスタ２９のゲートの電荷を放電することにより、第１トランジスタ２９と第２トランジスタ３０のゲートの電圧を急速に低下させることができ、スイッチング動作の安定性をさらに確保することができる。

また本実施の形態２によれば、第１駆動回路９３ａを第１乗換え定電流ダイオード３９’により構成し、第２駆動回路９３ｂを第２乗換え定電流ダイオード４０’により構成することにより、第１トランジスタ２９のゲートと第２トランジスタ３０のゲートに、スイッチングのタイミング時に安定して電荷を供給でき、よって、第１トランジスタ２９と第２トランジスタ３０が同時にオフ（非導通）状態となる可能性をさらに低減でき、スイッチング動作の安定性をさらに確保することができる。

また本実施の形態２によれば、二次コイル２４に移動体１４’の移動経路１７に沿って敷設した誘導線路６４を接続することにより、１台の給電装置１１から移動経路１７に沿って移動する複数の移動体１４’に対して、電力を供給することができる。

［実施の形態３］
実施の形態３では、図６に示すように、上記実施の形態１における整流器２１を半波整流器２１’に代え、上記装置１４には、負荷として、バッテリー６１を設けている。これに伴い、装置１４は、受電ユニット１３の共振コンデンサ５６に並列に接続された一次コイル５７、および二次コイル５８からなる絶縁トランス５９と、絶縁トランス５９の二次コイル５８より出力される共振電流を直流電流に全波整流する整流器６０と、ＤＣチョーク６６と、を備え、整流器６０によって整流された直流電流によりバッテリー６１を充電する。この際、前記一次コイル５７と二次コイル５８の巻線比は、バッテリー６１に定格電圧が印加されるように設定されている。

上記実施の形態３の構成によれば、給電ユニット１２に対向して装置１４の受電ユニット１３が位置されると、誘導コイル５４ａ，５４ｂに発生する磁束により、誘導コイル５４ａ，５４ｂの周波数に共振する受電コイル５５ａ，５５ｂに大きな起電力が発生する。この起電力により受電コイル５５ａ，５５ｂに並列に接続された絶縁トランス５９の一次コイル５７に交流電流が流れ、一次コイル５７に発生する電圧に対して巻線数の比により絶縁トランス５９の二次コイル５８に降圧された電圧が発生し、交流電流が流れる。この交流電流は装置１４の整流器６０へ供給され、ＤＣチョーク６６を介して、整流器６０で整流された直流電流によりバッテリー６１が充電される。このとき、図７に示すように、二次コイル５８の両端に発生する電圧の波形は、給電装置１１の半波整流器２１’によって半波整流が行われる商用周波数の波形と略等しい振幅で、共振周波数で発振する波形となり、バッテリー６１に印加される電圧はＤＣチョーク６６の作用により、半波整流器２１’の半波整流後の電圧と略同様の休止する商用周波数の半サイクルの波形となり、一方、バッテリー６１には一定電流以上の電流のときしか充電は実行されず、商用周波数の半サイクルで充電されることにより、バッテリー６１に対する充電がパルス充電となる。このようにパルス充電方式となることにより、バッテリー６１の急速充電ができ、さらに寿命を延長することができる。

［実施の形態４］
実施の形態４では、図８に示すように、上記実施の形態２における整流器２１を半波整流器２１’に代え、上記移動体１４’には、負荷として、バッテリー６１を設けている。これに伴い、移動体１４’は、受電ユニット１３の共振コンデンサ５６に並列に接続された一次コイル５７、および二次コイル５８からなる絶縁トランス５９と、絶縁トランス５９の二次コイル５８より出力される共振電流を直流電流に全波整流する整流器６０と、ＤＣチョーク６６と、を備え、整流器６０によって整流された直流電流によりバッテリー６１を充電する。この際、前記一次コイル５７と二次コイル５８の巻線比は、バッテリー６１に定格電圧が印加されるように設定されている。

上記実施の形態４の構成によれば、誘導線路６４に対向して移動体１４’の受電ユニット１３が位置されると、誘導線路６４に発生する磁束により、誘導線路６４の周波数に共振する受電コイル５５ａ，５５ｂに大きな起電力が発生する。この起電力により受電コイル５５ａ，５５ｂに並列に接続された絶縁トランス５９の一次コイル５７に交流電流が流れ、一次コイル５７に発生する電圧に対して巻線数の比により絶縁トランス５９の二次コイル５８に降圧された電圧が発生し、交流電流が流れる。この交流電流は装置１４の整流器６０へ供給され、この整流器６０で整流された直流電流によりバッテリー６１が充電される。このとき、図７に示すように、二次コイル５８の両端に発生する電圧の波形は、給電装置１１の半波整流器２１’によって半波整流が行われる商用周波数の波形と略等しい振幅で、共振周波数で発振する波形となり、バッテリー６１に印加される電圧はＤＣチョーク６６の作用により、半波整流器２１’の半波整流後の電圧と略同様の休止する商用周波数の半サイクルの波形となり、一方、バッテリー６１には一定電流以上の電流のときしか充電は実行されず、商用周波数の半サイクルで充電されることにより、バッテリー６１に対する充電がパルス充電となる。このようにパルス充電方式となることにより、バッテリー６１の急速充電ができ、さらに寿命を延長することができる。

なお、上記実施の形態１〜実施の形態４では、受電ユニット１３の受電部６３を、第１フェライト８２と、第２フェライト８３と、第３フェライト８４と、受電コイル５５ａ，５５ｂとから形成しているが、受電部６３を、第１フェライト８２と、受電コイル５５ａのみで形成するようにしてもよい。

このような受電部６３の構成であっても、給電ユニット１２の給電部６２は、給電されると、上述したように、４通りの磁束経路を形成し、第１フェライト７２と第２フェライト７３間に磁束の間隙は生じないために、上記受電部が、給電部６２に対向しながら移動する際に、途切れることなく給電を行うことができ、電力の伝送効率を向上させることができる。

１０ 商用電源
１１ 給電装置
１２ 給電ユニット
１３ 受電ユニット
１４ 装置
１４’ 移動体
２１ 整流器
２１’ 半波整流器
２２ ＤＣチョーク
２３ センタータップ付き一次コイル
２４ 二次コイル
２５ センタータップ付き三次コイル
２６ 絶縁トランス
２７，２８ ダイオード
２９，３０ トランジスタ
３１，３２ 定電流ダイオード
３３，３４ ツェナーダイオード
３７，３８ 乗換え抵抗
３９，４０ 乗換えダイオード
３９’，４０’ 乗換え定電流ダイオード
４３，４４ 進みコンデンサ
４７，４８ 進みダイオード
５１，５２ 放電抵抗
５３ 共振コンデンサ
５４ａ，５４ｂ 誘導コイル
５５ａ，５５ｂ 受電コイル
５６ 共振コンデンサ
５７ 一次コイル
５８ 二次コイル
５９ 絶縁トランス
６０ 整流器
６１ バッテリー
６４ 誘導線路
６５ａ，６５ｂ 切換えダイオード
７２，８２ 第１フェライト
７３，８３ 第２フェライト
７４，８４ 第３フェライト
９１，９２ 立ち上げ回路
９３ 駆動回路
９４ 進み回路
９５ 放電回路

Claims (6)

1. 交流電流が供給され、磁束を発生する誘導コイルを備えた給電ユニットであって、四角枠形状のフェライトを備え、前記誘導コイルが、前記四角枠形状のフェライトの各コーナー上に配置されており、それら４つの前記誘導コイルが、前記四角枠形状のフェライトの各対角線上の２つの前記誘導コイルの極性が同極性となるように直列接続されていることを特徴とする給電ユニット。
2. 前記四角枠形状のフェライトの各コーナーから垂直方向へ突出する４つのフェライトをさらに備え、４つの前記誘導コイルが、それら突出する４つのフェライトにそれぞれ巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の給電ユニット。
3. 前記誘導コイルに電流が流れるとき、前記突出するフェライトにおいて磁束線が通過する断面の面積が、前記四角枠形状のフェライトにおいて磁束線が通過する断面の面積よりも広いことを特徴とする請求項２に記載の給電ユニット。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の給電ユニットを備えた無接触給電設備であって、
   前記給電ユニットに対向して配置されることにより、前記給電ユニットから発生する磁束により起電力が誘起される受電コイルを備えた受電ユニットを備え、
   前記受電ユニットは、
   前記受電コイルに並列に接続され、前記受電コイルとともに共振回路を形成する共振コンデンサと、
   四角枠形状のフェライトと、
   を備え、
   前記受電コイルが、前記四角枠形状のフェライトの各コーナー上に配置されており、それら４つの前記受電コイルが、前記四角枠形状のフェライトの各対角線上の２つの前記受電コイルの極性が同極性となるように直列接続されており、
   前記受電コイルと前記共振コンデンサにより形成される共振回路は、前記給電ユニットの誘導コイルを流れる電流の周波数に共振する
   ことを特徴とする無接触給電設備。
5. 前記給電ユニットに対向して前記受電ユニットが位置されるとき、前記受電ユニットの４つの前記受電コイルの先端が、前記給電ユニットの４つの前記誘導コイルの先端に対向するように位置されることを特徴とする請求項４に記載の無接触給電設備。
6. 前記受電ユニットの共振回路により、バッテリーに対して充電を行うことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の無接触給電設備。
   

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