JP6070905B1 - 無線給電装置、無線給電方法、プログラム - Google Patents

Abstract

磁場の共鳴を利用して電力を伝達する第１コイルと、前記第１コイルに接続される可変コンデンサと、前記第１コイルと、前記第１コイルに対して前記磁場と共鳴する位置に配置された第２コイルと、の距離を示す第１距離情報と、前記距離において前記磁場の共鳴によって発生する電流が最大になる前記可変コンデンサの容量を示す第１容量情報と、を対応付けて予め記憶している記憶装置と、前記第１コイルと前記第２コイルとの間の計測された距離を示す第１計測距離情報に基づいて、前記記憶装置を参照して、前記第１計測距離情報に最も近い前記第１距離情報に対応付けられている前記第１容量情報を特定する制御装置と、を備えることを特徴とする無線給電装置。

Description

本発明は、無線給電装置、無線給電方法、プログラムに関する。

例えば、受電コイルに接続されている可変コンデンサの容量を調整して、磁界エネルギーの伝達効率を一定値に保つ技術が知られている（例えば特許文献１）。

特開２０１３−７０４５４

上記の特許文献１では、送電コイルから受電コイルに磁界エネルギーを伝送する伝送効率を一定に保つために、受電コイル側で発生する直流電圧に応じて可変コンデンサの容量を調整している。従って、特許文献１の技術では、送電コイルと受電コイルとが対向する距離によって変化する伝送効率を一定に保つために、直流電圧の変化を検出するための検出器、可変コンデンサの容量を調整するためのフィードバック手段を設ける必要がある。つまり、特許文献１の装置では、装置の構成及び制御方法が複雑になるため、コストがかかり、又、複雑な制御を要することから実用化することが困難である虞があった。

そこで、本発明は、上記問題を解決するために、コイル間の距離を示す情報を予め記憶する記憶装置と、記憶装置を参照して、計測距離に応じて最も送電効率が良くなる可変コンデンサの容量を特定する制御装置とを備える無線給電装置を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本発明は、磁場の共鳴を利用して電力を伝達する第１コイルと、前記第１コイルに接続される可変コンデンサと、前記第１コイルと、前記第１コイルに対して前記磁場と共鳴する位置に配置された第２コイルと、の距離を示す第１距離情報と、前記距離において前記磁場の共鳴によって発生する電流が最大になる前記可変コンデンサの容量を示す第１容量情報と、を対応付けて予め記憶している記憶装置と、前記第１コイルと前記第２コイルとの間の計測された距離を示す第１計測距離情報に基づいて、前記記憶装置を参照して、前記第１計測距離情報に最も近い前記第１距離情報に対応付けられている前記第１容量情報を特定し、現時点の前記可変コンデンサの容量と、前記第１容量情報と、に基づいて、現時点の前記可変コンデンサの容量に対して加減すべき前記可変コンデンサの容量を示す加減容量情報を算定するとともに、前記加減容量情報がプラスの場合、現時点の前記可変コンデンサの容量が上限である場合には処理を終了し、現時点の前記可変コンデンサの容量が上限でない場合には前記加減容量情報を出力し、前記加減容量情報がマイナスの場合、現時点の前記コンデンサの容量が下限である場合には処理を終了し、現時点の前記可変コンデンサの容量が下限でない場合には前記加減容量情報を出力する制御装置と、前記制御装置で出力された前記加減容量情報に基づいて前記可変コンデンサの容量を調整する調整装置と、を備えた無線給電装置である。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、コイル間の距離を示す情報が予め記憶される記憶装置を参照して、計測距離に応じて最も送電効率が良くなる可変コンデンサの容量を調整するため、無線給電装置における特定の回路に生じる電圧等の検出結果に基づいて可変コンデンサの容量を調整するようなフィードバック手段が不要になる。

本実施形態にかかる第１実施形態の無線給電装置の構成を示す図である。 本実施形態にかかる第１実施形態の無線給電装置に含まれる制御装置の構成を示す図である。 本実施形態にかかる第１実施形態の無線給電装置に含まれるＣＰＵの構成を示す図である。 本実施形態にかかる第１実施形態の無線給電装置に含まれる記憶装置に記憶される第１データベースの一例を示す表である。 本実施形態にかかる第２実施形態の無線給電装置の構成を示す図である。 本実施形態にかかる第３実施形態の無線給電装置の構成を示す図である。 本実施形態にかかる第３実施形態の無線給電装置に含まれる制御装置の構成を示す図である。 本実施形態にかかる第３実施形態の無線給電装置に含まれるＣＰＵの構成を示す図である。 本実施形態にかかる第３実施形態の無線給電装置に含まれる記憶装置に記憶される第２データベースの一例を示す表である。 本実施形態にかかる第４実施形態の無線給電装置の構成を示す図である。 本実施形態にかかる第４実施形態の無線給電装置に含まれる制御装置の構成を示す図である。 本実施形態にかかる第４実施形態の無線給電装置に含まれるＣＰＵの構成を示す図である。 本実施形態にかかる第４実施形態の無線給電装置に含まれる記憶装置に記憶される第３データベースの一例を示す表である。 本実施形態にかかる第１実施形態及び第２実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。 本実施形態にかかる第１実施形態及び第２実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。 本実施形態にかかる第３実施形態及び第４実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。 本実施形態にかかる第３実施形態及び第４実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。尚、図１Ａ〜図４Ｄにおいては、同一であるものには同一の引用数字を用いている。
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
図１Ａは、本実施形態にかかる第１実施形態の無線給電装置の構成を示す図である。図１Ｂは、本実施形態にかかる第１実施形態の無線給電装置に含まれる制御装置の構成を示す図である。図１Ｃは、本実施形態にかかる第１実施形態の無線給電装置に含まれるＣＰＵの構成を示す図である。図１Ｄは、本実施形態にかかる第１実施形態の無線給電装置に含まれる記憶装置に記憶される第１データベースの一例を示す表である。図５Ａは、本実施形態にかかる第１実施形態及び第２実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。図５Ｂは、本実施形態にかかる第１実施形態及び第２実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、図５Ａ、図５Ｂを参照しつつ、無線給電装置における第１実施形態について説明する。

無線給電装置１Ａは、磁界の共鳴を利用して、ワイヤレスで電力を伝達する装置である。無線給電装置１Ａは、送電装置２、受電装置３Ａを含んで構成されている。無線給電装置１Ａは、送電装置２側において、交流電力に基づいて磁界を発生させ、受電装置３Ａ側において、その磁界に共鳴して交流電力を発生させる。つまり、無線給電装置１Ａは、送電装置２から空間を隔てて配置されている受電装置３Ａに対して、無線で電力を伝達することができる。ここで、磁界の共鳴とは、送電装置２側の第１コイル１２と、受電装置３Ａ側の第２コイル２０Ａとを電磁誘導で結合させて、送電装置２側の回路と、受電装置３Ａ側の回路との共鳴周波数を一致させ、送電装置２に交流電力を加えて、送電装置２の第１コイル１２から発生する磁界の近傍界波動が受電装置３Ａの第２コイル２０Ａに到達し、送電装置２から受電装置３Ａにエネルギーが伝わる現象である。
＜＜送電装置＞＞
送電装置２は、電力から磁界を発生させる装置である。送電装置２は、電源１０、インバータ１１、第１コイル１２、可変コンデンサ１３、記憶装置４０、制御装置５０、調整装置６０、距離センサー７０、第１送受信部９１を含んで構成されている。

送電装置２は、後述する電源１０から給電される直流電力を、後述するインバータ１１を介して交流電力に変換し、さらに、後述する可変コンデンサ１３を介して後述する第１コイル１２に交流電力を供給する。送電装置２は、交流電力に基づいて第１コイル１２から磁界を発生させる。送電装置２は、電源１０、インバータ１１、可変コンデンサ１３、第１コイル１２で形成される送電側回路に応じて定まる共鳴周波数（以下、「送電側共鳴周波数」と称する。）を有する。送電側共鳴周波数（ｆ１）は、以下の式（１）で表される。

式（１）において、ｆ０は、周波数を示し、可変コンデンサ１３の静電容量（以下、「可変容量」と称する。）に依存する。又、ｋは、結合係数を示す。結合係数は、送電装置２側の第１コイル１２で発生する磁界が受電装置３Ａ側の第２コイル２０Ａに影響を及ぼす度合いを示す係数である。結合係数は、第１コイル１２と第２コイル２０Ａとの間の距離、第１コイル１２と第２コイル２０Ａとの間の対向面積、第１コイル１２と第２コイル２０Ａとの角度、第１コイル１２と第２コイル２０Ａのコイル形状に依存する。つまり、送電装置２は、距離、対向面積、角度、コイル形状に応じて可変容量を変化させることで送電側共鳴周波数を調整できる。又、後述する受電装置３Ａは、第２コイル２０Ａ、コンデンサ２３Ａ、負荷設備２４Ａで作られる回路に応じた共鳴周波数（以下、「受電側共鳴周波数Ａ」と称する。）を有する。送電側共鳴周波数と、受電側共鳴周波数Ａとが同じ周波数で共振する場合、受電装置３Ａにおいて、リアクタンスとコンダクタンスが打消し合い、リアクタンスが出力電流を抑制することがなくなるため、送電効率が良くなる。そこで、送電装置２は、送電側共鳴周波数を受電側共鳴周波数Ａに合わせるために可変容量を変化させる。可変容量を変化させるに際して、送電装置２は、予め後述する記憶装置４０にコイル間の距離、対向面積、角度、コイル形状等の情報を記憶させて、計測値と夫々の情報とを比較判定し、送電効率の良い可変容量を算定する。記憶装置４０については詳細に後述する。

電源１０は、送電装置２に直流電力を給電する機能を有する。電源１０は、例えば、蓄電池からなる。電源１０は、例えば、導線を介してインバータ１１に接続される。

インバータ１１は、電源１０から入力される直流電力を交流電力に変換する機能を有する。インバータ１１は、電源１０と反対側において可変コンデンサ１３に接続されている。
＜＜第１コイル＞＞
第１コイル１２は、交流電力が印加されて磁界を発生させる部分である。第１コイル１２は、例えばリッツ線で形成されて表皮効果の影響を軽減し、例えばアルファ巻きコイルである。第１コイル１２は、導線を介して後述する可変コンデンサ１３に接続され、導線を介して可変コンデンサ１３とは反対側でインバータ１１に接続されている。第１コイル１２は、交流電力が印加されると、リッツ線に電流が流れて、リッツ線の周囲に磁界が発生する。第１コイル１２から発する磁界（磁束）が、第２コイル２０Ａに到達すると磁界の共鳴が起こり、第２コイル２０Ａに電流が発生する。
＜＜可変コンデンサ＞＞
可変コンデンサ１３は、送電側共鳴周波数を調整するために、静電容量を任意に調整できるコンデンサである。可変コンデンサ１３は、例えば、回動する電極と固定された電極とに挟まれるように誘電体が設けられて構成されている。可変コンデンサ１３は、例えば、回動する電極と固定された電極との対向する面積によって静電容量を調整することができる。可変コンデンサ１３は、導線を介してインバータ１１に接続され、導線を介してインバータ１１とは反対側で第１コイル１２に接続されている。つまり、可変コンデンサ１３は、インバータ１１と第１コイル１２との間にあって、夫々と直列接続されるように配置されている。可変コンデンサ１３は、例えば、回動する電極の回動軸と、後述する調整装置６０のサーボモータの回転軸とが同軸で連結されている。つまり、調整装置６０は、サーボモータの回転軸を回転させることによって静電容量を調整することができる。
＜＜記憶装置＞＞
記憶装置４０は、例えば、第１コイル１２と第２コイル２０Ａとの間の距離を示す距離情報、第１コイル１２と第２コイル２０Ａの位置を示す位置情報、結合係数を示す係数情報、最も送電効率の良い可変容量を示す可変容量情報を予め記憶している装置である。尚、距離情報位置情報、係数情報及び可変容量情報をまとめて、以下、記憶情報１と称する。記憶装置４０は、例えば、ハードディスクで構成されている。記憶装置４０は、後述する制御装置５０と電気的に接続されている。記憶装置４０は、例えば、図１Ｄに示す第１データベース４１のように記憶情報１を記憶している。具体的には、第１データベース４１は、例えば、第１コイル１２形状、第２コイル２０Ａ形状、距離情報、係数情報、可変容量情報が記憶されている表を示している。第１データベース４１は、例えば、図１で示されるように、第１コイル１２と第２コイル２０Ａとの中心を通る中心軸が一致するとき、すなわち第１コイル１２と第２コイル２０Ａとが直線状に配置されているとき、結合係数は距離のみに依存するため、角度情報及び対向面積情報が排除されて構成されている。
＜＜制御装置＞＞
制御装置５０は、距離センサー７０で計測された計測距離情報、第１送受信部９１から取得した計測位置情報を取得し、夫々の情報と記憶情報１とを照合して、調整装置６０に信号を出力する装置である。制御装置５０は、ＣＰＵ５１、出力部５２、入力部５３、記憶部５４、表示部５５を含んで構成されている。

ＣＰＵ５１は、後述する記憶部５４に記憶されているプログラムを実行する機能を有する。ＣＰＵ５１は、出力部５２、入力部５３、記憶部５４、表示部５５に電気的に接続されている。ＣＰＵ５１は、記憶部５４に一時的に記憶されている計測距離情報、計測位置情報を読み込む機能を有する。ＣＰＵ５１は、記憶装置４０に記憶されている記憶情報１を参照する機能を有する。尚、計測距離情報及び計測位置情報をまとめて、以下、「計測情報１」と称する。ＣＰＵ５１は、例えば比較判定部５１１、容量算定部５１２を含んで構成されている。

比較判定部５１１は、計測情報１に最も近い記憶情報１を判定して、可変容量情報を取得する機能を有する。尚、最も近い記憶情報１とは、計測情報１に等しい記憶情報１を含むものとする。具体的には、例えば第１コイル１２形状及び第２コイル２０Ａ形状がアルファ巻きコイルであって、計測距離情報が２０ｍｍであった場合、比較判定部５１１は、第１データベース４１を参照して、第１コイル形状（Ｌ０）及び第２コイル形状（Ｌ１）がアルファ巻きコイルで、計測距離情報に最も近い（等しい）距離情報（Ｄ１）（この場合、２０）に対応する可変容量情報（この場合、０．０２）を判定し、取得する。

容量算定部５１２は、現時点における可変容量と、比較判定部５１１から入力される可変容量情報と、を比較して、最も送電効率が高くなるように加減すべき静電容量を示す加減容量情報を算定する。又、可変コンデンサ１３の現時点における可変容量が上限値又は下限値であるか否かについても判定する。上限値及び下限値は、可変コンデンサ１３の仕様等に基づいて定められている。上限値及び下限値を示す上下限情報は、例えば、記憶部５４に記憶される。容量算定部５１２は、記憶部５４を参照して上下限情報を取得する。容量算定部５１２は、加減容量情報及び上下限情報を後述する表示部５５に出力する。又、容量算定部５１２は、加減容量情報を後述する調整装置６０に出力する。尚、夫々の情報の出力は、出力部５２を介して行われる。具体的には、容量算定部５１２は、例えば、現時点における可変容量が０．０１μＦであり、比較判定部５１１から入力される可変容量情報が０．０２μＦである場合、加減容量情報は＋０．０１μＦ（０．０２μＦ−０．０１μＦ）と算出される。容量算定部５１２は、出力部５２を介して加減容量情報（＋０．０１μＦ）を調整装置６０及び表示部５５に出力する。

出力部５２は、例えば、ＣＰＵ５１から出力される各種の情報を調整装置６０に出力する機能を有する。出力部５２は、少なくともＣＰＵ５１と電気的に接続されている。

入力部５３は、例えば、距離センサー７０からは計測距離情報が入力され、第１送受信部９１からは計測位置情報が入力される部分である。入力部５３は、少なくともＣＰＵ５１と電気的に接続されている。

記憶部５４は、例えば、ＣＰＵ５１が実行するプログラム、計測情報１が記憶されている部分である。記憶部５４は、例えば、ＲＡＭで構成されている。記憶部５４は、少なくともＣＰＵ５１と電気的に接続されている。記憶部５４は、例えば、計測距離情報、計測位置情報を一時的に記憶する機能を有する。

表示部５５は、ＣＰＵ５１から出力される情報を表示するディスプレイである。尚、表示部５５には、ＣＰＵ５１に対して情報を入力するための例えばキーボード、マウス等（不図示）が含まれるものとする。
＜＜調整装置＞＞
調整装置６０は、制御装置５０から出力される加減容量情報に応じて、可変容量を調整する装置である。調整装置６０は、制御装置５０に電気的に接続され、可変コンデンサ１３に機械的に接続されている。調整装置６０は、例えば、入出力処理部（不図示）、サーボモータ（不図示）を含んで構成されている。

入出力処理部（不図示）は、制御装置５０から出力される加減容量情報に応じて、サーボモータの動作量を算定し、サーボモータに駆動信号を出力する機能を有する。入出力処理部は、例えば、ＰＬＣで構成されている。

サーボモータ（不図示）は、可変コンデンサ１３の回動軸を回動させるために、回動軸と同軸で連結されている回転軸に対して回動力を付与する装置である。つまり、サーボモータは、可変容量を変化させる装置である。サーボモータは、入出力処理部によって制御される。
＜＜距離センサー＞＞
距離センサー７０は、第１コイル１２と第２コイル２０Ａとの距離を測定する装置である。距離センサー７０は、例えば、ＬＥＤ又はレーザーダイオードから照射される光を利用して、測定対象物までの距離を測定する装置である。距離センサー７０は、照射される光が測定対象物にあたると、光が反射され、反射された光を評価、演算して距離に換算する機能を有する。測定原理は、三角測距法、タイム・オブ・フライト式など、限定されるものではなく、例えば１０ｍｍオーダーで測定できる精度の装置であることが好ましい。距離センサー７０は、制御装置５０に電気的に接続されている。距離センサー７０は、例えば、送電装置２の内部又は外面に附帯され、受電装置３Ａの第２コイル２０Ａに光が照射されるように設けられている。距離センサー７０は、測定した計測距離情報を制御装置５０に出力する。
＜＜第１送受信部＞＞
第１送受信部９１は、基地局９０との間において位置情報を送受信する装置である。第１送受信部９１は、例えば、ＲＦＩＤタグを含んで構成されている。第１送受信部９１は、基地局９０に位置の検索の開始を示す情報を送信し、基地局９０から位置情報を受信する機能を有する。第１送受信部９１は、制御装置５０に電気的に接続されている。第１送受信部９１は、基地局９０から位置情報を受信すると、位置情報を制御装置５０に出力する。尚、基地局９０は、第１送受信部９１又は後述する第２送受信部９２Ａから無線信号を受信すると位置を検知することができる装置である。

尚、上記において、第１コイル１２には中心軸に沿って磁性体のコアを含んでいないように記載したが、これに限定されない。第１コイル１２の中心軸に沿って磁性体のコアを備えていてもよい。尚、上記において、第１コイル１２はアルファ巻きコイルとして説明したが、これに限定されない。第１コイル１２は、矩形コイル又は扇形コイルであってもよく、コイルの形状を限定するものではない。尚、上記において、記憶情報１を列挙して説明したが、これに限定されない。記憶装置４０は、上記の記憶情報１の他にコイルの直径等も含めて記憶していてもよく、記憶する項目を限定するものではない。尚、上記において、送電装置２は調整装置６０を含んで構成されているとして記載したが、これに限定されない。送電装置２は、調整装置６０を含まず構成されていてもよく、尚、その場合は、作業員が、例えば制御装置５０の表示部５５で加減容量情報を確認して可変コンデンサ１３の回転つまみ（不図示）で可変容量を調整すればよい。尚、上記において、送電装置２は距離センサー７０を含んで構成されているとして記載したが、これに限定されない。送電装置２は、距離センサー７０を含まず構成されていてもよく、尚、その場合は、作業員が、例えば第１コイル１２と第２コイル２０Ａとの距離を計測して、計測した距離情報を制御装置５０に入力すればよい。制御装置５０は、入力された距離情報を元に可変容量を算定する。尚、上記において、送電装置２は第１送受信部９１を含んで構成されているとして記載したが、これに限定されない。送電装置２は、第１送受信部９１を含まず構成さていてもよく、作業員が、例えば、距離を計測して、計測した距離情報を制御装置５０に入力すればよい。尚、上記において、入出力処理部はサーボモータの動作量を算出するとして記載したが、これに限定されない。入出力処理部においてサーボモータの動作量を算出する必要はなく、例えば制御装置５０で当該動作量を算出してもよい。
＜＜受電装置＞＞
受電装置３Ａは、送電装置２から発する磁界に共鳴して電力を発生させる装置である。受電装置３Ａは、負荷設備２４Ａ、コンデンサ２３Ａ、第２コイル２０Ａ、第２送受信部９２Ａを含んで構成されている。

受電装置３Ａは、第１コイル１２で発生した磁界に第２コイル２０Ａが共鳴して、第２コイル２０Ａに電力が発生する。受電装置３Ａは、負荷設備２４Ａ、コンデンサ２３Ａ、第２コイル２０Ａで形成される直列回路に応じて定まる受電側共鳴周波数Ａを有する。受電側共鳴周波数Ａ（ｆ２）は、以下の式（２）で表される。

式（２）において、Ｌは、第２コイル２０Ａのインダクタンスを示し、第２コイル２０Ａの固有の値である。Ｃは、コンデンサ２３Ａの静電容量を示し、コンデンサ２３Ａの固有の値である。つまり、受電側共鳴周波数Ａは、受電装置３Ａによって定まる変動しない固有の周波数である。

負荷設備２４Ａは、受電装置３Ａから供給される電力に基づいて動作する電気機器等の電力負荷である。負荷設備２４Ａは、導線を介してコンデンサ２３Ａに接続され、導線を介してコンデンサ２３Ａとは反対側で第２コイル２０Ａに接続されている。

コンデンサ２３Ａは、固定された静電容量を有する。静電容量は、第２コイル２０Ａのインダクタンスに応じて、受電側共鳴周波数Ａを得るために定まる容量である。コンデンサ２３Ａは、導線を介して第２コイル２０Ａに接続され、導線を介して第２コイル２０Ａとは反対側で負荷設備２４Ａに接続されている。
＜＜第２コイル＞＞
第２コイル２０Ａは、第１コイル１２から発する磁界に共鳴して交流電力を発生させる部分である。第２コイル２０Ａは、例えばリッツ線で形成されて表皮効果の影響を軽減し、例えばアルファ巻きコイルである。第２コイル２０Ａは、導線を介してコンデンサ２３Ａに接続され、導線を介してコンデンサ２３Ａとは反対側で負荷設備２４Ａに接続されている。第２コイル２０Ａは、磁界と共鳴すると、リッツ線に電流が流れる。
＜＜第２送受信部＞＞
第２送受信部９２Ａは、基地局９０から位置情報を送受信する装置である。第２送受信部９２Ａは、例えば、ＲＦＩＤタグを含んで構成されている。第２送受信部９２Ａは、基地局９０に、位置の検索の開始を示す情報を送信し、位置情報を受信する機能を有する。基地局９０は、第２送受信部９２Ａの位置情報を制御装置５０に送信する。

尚、上記において、受電装置３Ａは第２送受信部９２Ａを含んで構成されているとして記載したが、これに限定されない。受電装置３Ａは、第２送受信部９２Ａを含まず構成さていてもよく、尚、その場合は、作業員が、例えば距離を計測して、計測した距離情報を制御装置５０に入力すればよい。
＜＜動作＞＞
以下、図５Ａ、図５Ｂを参照しつつ、第１実施形態における無線給電装置１Ａの動作について説明する。

ＣＰＵ５１は、送電装置２と受電装置３Ａとが対向する位置にあるときに、距離センサー７０が計測できる状態にあるか否かを判定する（Ｓ１０１）。

距離センサー７０が計測できる状態にある場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、距離センサー７０は、第１コイル１２と第２コイル２０Ａとの距離を測定する（Ｓ１０２）。距離センサー７０は、測定した計測距離情報を制御装置５０に送信する。制御装置５０は、入力部５３で受信した計測距離情報をＣＰＵ５１で入力処理する（Ｓ１０３）。ＣＰＵ５１は、計測距離情報を記憶部５４に送信して、記憶部５４で一時的に記憶する（Ｓ１０４）。ＣＰＵ５１は、処理をＳ１０５に移行する。

距離センサー７０が計測できる状態にない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、第１送受信部９１は、基地局９０から位置情報を取得する（Ｓ２０１）。第１送受信部９１は、第１コイル１２と第２コイル２０Ａとの位置情報を制御装置５０に送信する。制御装置５０は、入力部５３で受信した計測位置情報をＣＰＵ５１で入力処理する（Ｓ２０２）。ＣＰＵ５１は、計測位置情報を記憶部５４に送信して、記憶部５４で一時的に記憶する（Ｓ２０３）。ＣＰＵ５１は、処理をＳ１０５に移行する。

ＣＰＵ５１は、記憶装置４０のデータベースの記憶情報１を参照する（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。ＣＰＵ５１は、データベースの記憶情報１と計測距離情報とを照合して記憶情報１に等しい又は最も近い値を示す行の係数情報を特定し（Ｓ１０７）、当該係数情報に対応する可変容量情報を特定する（Ｓ１０８）。ＣＰＵ５１は、記憶部５４に記憶されている現時点の可変容量及び上下限情報を取得する（Ｓ１０９、Ｓ１１０）。ＣＰＵ５１は、現時点の可変容量及び係数情報に対応する可変容量情報から加減容量情報を算出する（Ｓ１１１）。ＣＰＵ５１は、加減容量情報がプラスかマイナスかを判定する（Ｓ１１２）。

ＣＰＵ５１は、加減容量情報がプラスの場合（Ｓ１１２：プラス）、現時点の可変容量が上限値であるか否かを判定する（Ｓ１１３）。ＣＰＵ５１は、加減容量情報が上限値である場合（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、処理を終了する。可変コンデンサ１３を調整することができないためである。

ＣＰＵ５１は、加減容量情報がマイナスの場合（Ｓ１１２：マイナス）、現時点の可変容量が下限値であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。ＣＰＵ５１は、加減容量情報が下限値である場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、処理を終了する。可変コンデンサ１３を調整することができないためである。

ＣＰＵ５１は、加減容量情報がプラスの場合に上限値でない場合（Ｓ１１３：ＮＯ）又は加減容量情報がマイナスの場合に下限値でない場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、特定された加減容量情報を調整装置６０に出力する（Ｓ１１５）。

調整装置６０は、入出力処置部で加減容量情報を取得する（Ｓ１１６）。入出力処置部は、加減容量情報に応じたサーボモータの動作量を算出する（Ｓ１１７）。入出力処理部は、サーボモータに動作量に応じた動作信号を出力する（Ｓ１１８）。サーボモータは、回動軸と同軸で連結されている可変コンデンサ１３の可変容量を変化させる（Ｓ１１９）。ＣＰＵ５１は、処理を終了する。上記の手順によって、無線給電装置１Ａは、送電装置から受電装置への送電効率を最も良くするために、可変コンデンサ１３の可変容量を変更できる。

尚、上記において、送電装置２は距離センサー７０を含んだ構成として説明したが、距離センサー７０を含まない構成である場合、Ｓ１０１〜Ｓ１０４のステップを、作業員が計測した距離を示す情報を制御装置５０に入力するステップに変更する。尚、上記において、送電装置２は第１送受信部９１を含んだ構成として説明したが、第１送受信部９１を含まない構成である場合、Ｓ２０１〜２０３のステップを、作業員が計測した距離を示す情報を制御装置５０に入力するステップに変更する。
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図２は、本実施形態にかかる第２実施形態の無線給電装置の構成を示す図である。図５Ａは、本実施形態にかかる第１実施形態及び第２実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。図５Ｂは、本実施形態にかかる第１実施形態及び第２実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図２、図５Ａ、図５Ｂを参照しつつ、無線給電装置１Ｂの第２実施形態について説明する。尚、第２実施形態の説明において、第１実施形態における構成要素と同一の構成要素については同一の番号を付して記載し、その説明を省略するものとする。

無線給電装置１Ｂは、送電装置２、受電装置３Ｂを含んで構成されている。
＜＜送電装置＞＞
図２に示されている送電装置２は、図１Ａに示されている送電装置２と同一であるため、その説明を省略する。
＜＜受電装置＞＞
受電装置３Ｂは、送電装置２から発する磁界に共鳴して電力を発生させる装置である。受電装置３Ｂは、負荷設備２４Ｂ、コンデンサ２３Ｂ、第２コイル２０Ｂ、第２送受信部９２Ｂを含んで構成されている。尚、第２実施形態において、第２コイル２０Ｂは第２コイル２０Ａと同一であり、負荷設備２４Ｂは負荷設備２４Ａと同一であり、第２送信機９２Ｂは第２送信部９２Ａと同一であるため、その説明を省略する。

受電装置３Ｂは、第１コイル１２で発生した磁界に第２コイル２０Ｂが共鳴して、第２コイル２０Ｂに電力が発生する。受電装置３Ｂは、負荷設備２４Ｂ、コンデンサ２３Ｂ、第２コイル２０Ｂで形成される並列回路に応じて定まる共鳴周波数（以下、「受電側共鳴周波数Ｂ」と称する。）を有する。受電側共鳴周波数Ｂ（ｆ３）は、以下の式（３）で表される。

式（３）において、Ｌは、第２コイル２０Ｂのインダクタンスを示し、第２コイル２０Ｂの固有の値である。Ｃは、コンデンサ２３Ｂの静電容量を示し、コンデンサ２３Ｂの固有の値である。つまり、受電側共鳴周波数Ｂは、受電装置３Ｂによって定まる変動しない固有の周波数である。

コンデンサ２３Ｂは、固定された静電容量を有する。静電容量は、第２コイル２０Ｂのインダクタンスに応じて、受電側共鳴周波数Ｂを得るために定まる容量である。コンデンサ２３Ｂは、導線を介して第２コイル２０Ｂ及び負荷設備２４Ｂに接続され、第２コイル２０Ｂに並列接続されている。つまり、第２実施形態における並列回路は、第１実施形態における直列回路に含まれるコンデンサ２３Ｂが第２コイル２０Ｂ及び負荷設備２４Ｂと直列接続されていることに対して、コンデンサ２３Ｂが第２コイル２０Ｂ及び負荷設備２４Ｂと並列接続されている回路である。
＜＜動作＞＞
第２実施形態における無線給電装置１Ｂの動作手順は、第１実施形態における無線給電装置１Ａの動作手順と同じ図５Ａ、図５Ｂに示されるフローチャートであるため、その説明を省略する。
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
図３Ａは、本実施形態にかかる第３実施形態の無線給電装置の構成を示す図である。図３Ｂは、本実施形態にかかる第３実施形態の無線給電装置に含まれる制御装置の構成を示す図である。図３Ｃは、本実施形態にかかる第３実施形態の無線給電装置に含まれるＣＰＵの構成を示す図である。図３Ｄは、本実施形態にかかる第３実施形態の無線給電装置に含まれる記憶装置に記憶される第２データベースの一例を示す表である。図６Ａは、本実施形態にかかる第３実施形態及び第４実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。図６Ｂは、本実施形態にかかる第３実施形態及び第４実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図６Ａ、図６Ｂを参照しつつ、無線給電装置１Ｃの第３実施形態について説明する。尚、第３実施形態の説明において、第１実施形態における構成と同一の構成要素は同一の番号を付して記載し、その説明を省略するものとする。

無線給電装置１Ｃは、送電装置２Ｃ、受電装置３Ｃを含んで構成されている。尚、第３実施形態は、送電装置２Ｃの第１コイル１２と受電装置３Ｃの第２コイル２０Ｃとが角度θ３（ズレ）を有して対向している状況において、送電装置２Ｃから受電装置３Ｃに送電される態様である。具体的には、角度θ３（ズレ）とは、中心軸に沿う基準軸と、第１コイル１２の特定の外縁部分と対向する第２コイル２０Ｃの特定の外縁部分とを結ぶ斜線と、が交差してなす角度をいう。よって、第３実施形態においては、角度θ３を計測できるように、送電装置２Ｃが角度センサー８０を備えて構成されている。
＜＜送電装置＞＞
送電装置２Ｃは、電源１０、インバータ１１、第１コイル１２、可変コンデンサ１３、記憶装置４０Ｃ、制御装置５０Ｃ、調整装置６０、距離センサー７０、角度センサー８０Ｃ、第１送受信部９１を含んで構成されている。
＜＜記憶装置＞＞
記憶装置４０Ｃは、例えば、第１コイル１２と第２コイル２０Ｃとの間の距離を示す距離情報、第１コイル１２と第２コイル２０Ｃとの間の角度を示す角度情報、第１コイル１２と第２コイル２０Ｃとの間の対向面積を示す対向面積情報、第１コイル１２と第２コイル２０Ｃの位置を示す位置情報、結合係数を示す係数情報、最も送電効率の良い可変容量を示す可変容量情報を予め記憶している装置である。尚、距離情報、角度情報、対向面積情報、位置情報、係数情報及び可変容量情報をまとめて、以下、「記憶情報２」と称する。第３実施形態では、記憶装置４０Ｃは、図３Ｄに示す第２データベース４２を利用して動作する。具体的には、第２データベース４２は、例えば、第１コイル１２形状、第２コイル２０Ｃ形状、距離情報、角度情報、対向面積情報、係数情報、可変容量が記憶されている表を示している。第２データベース４２は、例えば、図３Ａで示されるように、第１コイル１２と第２コイル２０Ｃとの中心軸がずれているとき、すなわち第１コイル１２と第２コイル２０Ｃとが直線状に配置されていないとき、結合係数は距離、角度、対向面積に依存するため、それらの項目を含んで構成されている。
＜＜制御装置＞＞
制御装置５０Ｃは、距離センサー７０で計測された計測距離情報、角度センサー８０Ｃで計測された計測角度情報、第１送受信部９１から取得した計測位置情報を取得し、夫々の情報と記憶情報２とを照合して、調整装置６０に信号を出力する装置である。制御装置５０Ｃは、ＣＰＵ５１Ｃ、出力部５２Ｃ、入力部５３Ｃ、記憶部５４Ｃ、表示部５５Ｃを含んで構成されている。

ＣＰＵ５１Ｃは、後述する記憶部５４Ｃに記憶されているプログラムを実行する機能を有する。ＣＰＵ５１Ｃは、出力部５２Ｃ、入力部５３Ｃ、記憶部５４Ｃ、表示部５５Ｃに電気的に接続されている。ＣＰＵ５１Ｃは、記憶部５４Ｃに一時的に記憶されている計測距離情報、計測角度情報、計測位置情報を読み込む機能を有する。ＣＰＵ５１Ｃは、記憶装置４０Ｃに記憶されている記憶情報２を参照する機能を有する。ＣＰＵ５１Ｃは、計測角度情報から計測対向面積情報を算出する機能を有する。尚、計測距離情報、計測角度情報、計測位置情報及び計測対向面積情報をまとめて、以下、「計測情報２」と称する。ＣＰＵ５１Ｃは、例えば比較判定部５１１Ｃ、容量算定部５１２Ｃを含んで構成されている。

比較判定部５１１Ｃは、計測情報２に最も近い記憶情報２を判定して、可変容量情報を取得する機能を有する。尚、最も近い記憶情報２とは、計測情報２に等しい記憶情報２を含むものとする。具体的には、例えば第１コイル１２形状及び第２コイル２０Ｃ形状がアルファ巻きコイルであって、計測距離情報が２０ｍｍで、計測角度情報が５度であった場合、比較判定部５１１Ｃは、第２データベース４２を参照して、第１コイル形状（Ｌ０）及び第２コイル形状（Ｌ１）がアルファ巻きコイルで、計測距離情報及び計測角度情報に最も近い（等しい）距離情報（Ｄ３）（この場合、２０）及び角度情報（θ３）（この場合、５）に対応する可変容量情報（この場合、０．０２）を判定し、取得する。

容量算定部５１２Ｃは、現時点における可変容量と、比較判定部５１１Ｃから入力される可変容量情報と、を比較して、最も送電効率が高くなるように加減すべき静電容量を示す加減容量情報を算定する。又、可変コンデンサ１３の現時点における可変容量が上限値又は下限値であるか否かについても判定する。上限値及び下限値は、可変コンデンサ１３の仕様等に基づいて定められている。上限値及び下限値を示す上下限情報は、例えば、記憶部５４Ｃに記憶される。容量算定部５１２Ｃは、記憶部５４Ｃを参照して上下限情報を取得する。容量算定部５１２Ｃは、加減容量情報及び上下限情報を後述する表示部５５Ｃに出力する。又、容量算定部５１２Ｃは、加減容量情報を後述する調整装置６０に出力する。尚、夫々の情報の出力は、出力部５２を介して行われる。具体的には、容量算定部５１２Ｃは、例えば、現時点における可変容量が０．０１μＦであり、比較判定部５１１Ｃから入力される可変容量情報が０．０２μＦである場合、加減容量情報は＋０．０１μＦ（０．０２μＦ−０．０１μＦ）と算出される。容量算定部５１２Ｃは、出力部５２Ｃを介して加減容量情報（＋０．０１μＦ）を調整装置６０及び表示部５５Ｃに出力する。

出力部５２Ｃは、例えば、ＣＰＵ５１Ｃから出力される各種の情報を調整装置６０に出力する機能を有する。出力部５２Ｃは、少なくともＣＰＵ５１Ｃと電気的に接続されている。

入力部５３Ｃは、例えば、距離センサー７０からは計測距離情報が入力され、角度センサー８０Ｃからは計測角度情報が入力され、第１送受信部９１からは計測位置情報が入力される部分である。入力部５３Ｃは、少なくともＣＰＵ５１Ｃと電気的に接続されている。

記憶部５４Ｃは、例えば、ＣＰＵ５１Ｃが実行するプログラム、計測情報２が記憶されている部分である。記憶部５４Ｃは、例えば、ＲＡＭで構成されている。記憶部５４Ｃは、少なくともＣＰＵ５１Ｃと電気的に接続されている。記憶部５４Ｃは、例えば、計測距離情報、計測角度情報、計測位置情報を一時的に記憶する機能を有する。

表示部５５Ｃは、ＣＰＵ５１Ｃから出力される情報を表示するディスプレイである。尚、表示部５５Ｃには、ＣＰＵ５１Ｃに対して情報を入力するための例えばキーボード、マウス等（不図示）が含まれるものとする。
＜＜角度センサー＞＞
角度センサー８０は、第１コイル１２と第２コイル２０Ｃとの角度（ズレ）を測定する装置である。角度センサー８０は、制御装置５０Ｃに電気的に接続されている。角度センサー８０は、例えば、レーザーダイオードから照射される光を利用して、測定対象物との角度を測定する装置である。具体的には、角度センサー８０は、第１コイル１２の中心軸に沿う基準軸を基準にして、第１コイル１２の外縁部分から、対向する第２コイル２０Ｃの外縁部分に光を照射し、基準軸に対する角度を計測する。角度センサー８０は、例えば、送電装置２Ｃの内部又は外面に附帯され、受電装置３Ａの第２コイル２０Ｃにレーザーが照射されるように設けられている。角度センサー８０は、測定した計測角度情報を制御装置５０Ｃに出力する。

尚、上記において、送電装置２Ｃは、角度センサー８０を含んで構成されているとして記載したが、これに限定されない。送電装置２Ｃは、角度センサー８０を含まず構成されていてもよく、尚、その場合は、作業員が、例えば基準軸に対する第２コイル２０Ｃの角度を計測して、計測した角度情報を制御装置５０Ｃに入力すればよい。制御装置５０Ｃは、入力された角度情報を元に可変容量を算定する。
＜＜受電装置＞＞
図３Ａに示されている受電装置３Ｃは、図１Ａに示されている受電装置３Ａと同一であるため、その説明を省略する。
＜＜動作＞＞
以下、図６Ａ、図６Ｂを参照しつつ、第３実施形態における無線給電装置１Ｃの動作について説明する。

ＣＰＵ５１Ｃは、送電装置２Ｃと受電装置３Ｃとが対向する位置にあるときに、距離センサー７０及び角度センサー８０が計測できる状態にあるか否かを判定する（Ｓ３０１）。

距離センサー７０及び角度センサー８０が計測できる状態にある場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、距離センサー７０及び角度センサー８０は、第１コイル１２と第２コイル２０Ｃとの距離及び角度を測定する（Ｓ３０２、Ｓ３０５）。距離センサー７０は、測定した計測距離情報を制御装置５０Ｃに送信する。制御装置５０Ｃは、入力部５３Ｃで受信した計測距離情報をＣＰＵ５１Ｃで入力処理する（Ｓ３０３）。ＣＰＵ５１Ｃは、計測距離情報を記憶部５４Ｃに送信して、記憶部５４Ｃで一時的に記憶する（Ｓ３０４）。角度センサー８０は、測定した計測角度情報を制御装置５０Ｃに送信する。制御装置５０Ｃは、入力部５３Ｃで受信した計測角度情報をＣＰＵ５１Ｃで入力処理する（Ｓ３０６）。ＣＰＵ５１Ｃは、計測角度情報を記憶部５４Ｃに送信して、記憶部５４Ｃで一時的に記憶する（Ｓ３０７）。ＣＰＵ５１Ｃは、計測角度情報から計測対向面積情報を算出する（Ｓ３０８）。計測対向面積情報は、受電装置３Ｃのコイル形状、計測角度情報から算出される。ＣＰＵ５１Ｃは、処理をＳ３０９に移行する。

距離センサー７０及び角度センサー８０が計測できる状態にない場合（Ｓ３０１：ＮＯ）、第１送受信部９１は、基地局９０から位置情報を取得する（Ｓ４０１）。第１送受信部９１は、第１コイル１２と第２コイル２０Ｃとの位置情報を制御装置５０Ｃに送信する。制御装置５０Ｃは、入力部５３Ｃで受信した計測位置情報をＣＰＵ５１Ｃで入力処理する（Ｓ４０２）。ＣＰＵ５１Ｃは、計測位置情報を記憶部５４Ｃに送信して、記憶部５４Ｃで一時的に記憶する（Ｓ４０３）。ＣＰＵ５１Ｃは、処理をＳ３０９に移行する。

ＣＰＵ５１Ｃは、記憶装置４０Ｃのデータベースの記憶情報２を参照する（Ｓ３０９、Ｓ３１０）。ＣＰＵ５１Ｃは、データベースの記憶情報２と、計測距離情報、計測角度情報及び計測対向面積情報と、を照合して記憶情報２に等しい又は最も近い値を示す行の係数情報を特定し（Ｓ３１１）、当該係数情報に対応する可変容量情報を特定する（Ｓ３１２）。ＣＰＵ５１Ｃは、記憶部５４Ｃに記憶されている現時点の可変容量及び上下限情報を取得する（Ｓ３１３、Ｓ３１４）。ＣＰＵ５１Ｃは、現時点の可変容量及び係数情報に対応する可変容量情報から加減容量情報を算出する（Ｓ３１５）。ＣＰＵ５１Ｃは、加減容量情報がプラスかマイナスかを判定する（Ｓ３１６）。

ＣＰＵ５１Ｃは、加減容量情報がプラスの場合（Ｓ３１６：プラス）、現時点の可変容量が上限値であるか否かを判定する（Ｓ３１７）。ＣＰＵ５１Ｃは、加減容量情報が上限値である場合（Ｓ３１７：ＹＥＳ）、処理を終了する。可変コンデンサ１３を調整することができないためである。

ＣＰＵ５１Ｃは、加減容量情報がマイナスの場合（Ｓ３１６：マイナス）、現時点の可変容量が下限値であるか否かを判定する（Ｓ３１８）。ＣＰＵ５１Ｃは、加減容量情報が下限値である場合（Ｓ３１８：ＹＥＳ）、処理を終了する。可変コンデンサ１３を調整することができないためである。

ＣＰＵ５１Ｃは、加減容量情報がプラスの場合に上限値でない場合（Ｓ３１７：ＮＯ）又は加減容量情報がマイナスの場合に下限値でない場合（Ｓ３１８：ＮＯ）、特定された加減容量情報を調整装置６０に出力する（Ｓ３１９）。

調整装置６０は、入出力処置部で加減容量情報を取得する（Ｓ３２０）。入出力処置部は、加減容量情報に応じたサーボモータの動作量を算出する（Ｓ３２１）。入出力処理部は、サーボモータに動作量に応じた動作信号を出力する（Ｓ３２２）。サーボモータは、回動軸と同軸で連結されている可変コンデンサ１３の可変容量を変化させる（Ｓ３２３）。ＣＰＵ５１Ｃは、処理を終了する（Ｓ３２４）。上記の手順によって、無線給電装置１Ｃは、送電装置から受電装置への送電効率を最も良くするために、可変コンデンサ１３の可変容量を変更できる。

尚、上記において、送電装置２Ｃは距離センサー７０を含んだ構成として説明したが、距離センサー７０を含まない構成である場合、Ｓ３０１〜Ｓ３０４のステップを、作業員が計測した距離を示す情報を制御装置５０Ｃに入力するステップに変更する。尚、上記において、送電装置２Ｃは角度センサー８０を含んだ構成として説明したが、角度センサー８０を含まない構成である場合、Ｓ３０１、Ｓ３０５〜３０７のステップを、作業員が計測した角度を示す情報を制御装置５０Ｃに入力するステップに変更する。尚、上記において、送電装置２Ｃは第１送受信部９１を含んだ構成として説明したが、第１送受信部９１を含まない構成である場合、Ｓ４０１〜４０３のステップを、作業員が計測した距離及び角度を示す情報を制御装置５０Ｃに入力するステップに変更する。
＝＝＝第４実施形態＝＝＝
図４Ａは、本実施形態にかかる第４実施形態の無線給電装置の構成を示す図である。図４Ｂは、本実施形態にかかる第４実施形態の無線給電装置に含まれる制御装置の構成を示す図である。図４Ｃは、本実施形態にかかる第４実施形態の無線給電装置に含まれるＣＰＵの構成を示す図である。図４Ｄは、本実施形態にかかる第４実施形態の無線給電装置に含まれる記憶装置に記憶される第３データベースの一例を示す表である。図６Ａは、本実施形態にかかる第３実施形態及び第４実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。図６Ｂは、本実施形態にかかる第３実施形態及び第４実施形態の無線給電装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、図６Ａ、図６Ｂを参照しつつ、無線給電装置１Ｄの第４実施形態について説明する。尚、第４実施形態の説明においては、第１実施形態又は第３実施形態における構成要素と同一の構成要素は同一の番号を付して記載し、その説明を省略するものとする。尚、図４Ａは、説明の便宜上、受電装置３Ｄに含まれる負荷設備（不図示）、コンデンサ（不図示）、第２送受信部（不図示）を省略し、第２コイル２０Ｄ１及び第２コイル２０Ｄ２のみが示されている。尚、図４Ａは、説明の便宜上、受電装置３Ｄが２台で構成されて示されているが、受電装置３Ｄが３台以上で構成されていてもよい。

無線給電装置１Ｄは、送電装置２Ｄ、受電装置３Ｄを含んで構成されている。尚、第４実施形態は、例えば、送電装置２Ｄと複数の受電装置３Ｄとが角度θ４Ａ、角度θ４Ｂを有する状況において、送電装置２Ｄから複数の受電装置３Ｄに送電する態様である。尚、角度θ４Ａ及び角度θ４Ｂは、角度θ３と同一の考え方で用いられるものであるため、その説明を省略する。
＜＜送電装置＞＞
第４実施形態は、送電装置２Ｄと複数の受電装置３Ｄとが角度を有して対向している点において第３実施形態と異なり、それに伴って、第３実施形態の記憶装置４０Ｃ及び制御装置５０Ｃのみが異なる動作を要するため、以下、第４実施形態における記憶装置４０Ｄ及び制御装置５０Ｄについて説明をし、その他の送電装置２Ｄにおける構成要素については説明を省略する。
＜＜記憶装置＞＞
記憶装置４０Ｄは、例えば、第１コイル１２と第２コイル２０Ｄとの間の距離を示す距離情報、第１コイル１２と第２コイル２０Ｄとの間の角度を示す角度情報、第１コイル１２と第２コイル２０Ｄとの間の対向面積を示す対向面積情報、第１コイル１２と第２コイル２０Ｄの位置を示す位置情報、結合係数を示す係数情報、最も送電効率の良い可変容量を示す可変容量情報を予め記憶している装置である。尚、距離情報、角度情報、対向面積情報、位置情報、係数情報及び可変容量情報をまとめて、以下、「記憶情報３」と称する。第４実施形態では、記憶装置４０Ｄは、図４Ｄに示される第３データベース４３を利用する。具体的に、第３データベース４３は、例えば、第１コイル１２形状、第２コイル（２０Ｄ１、２０Ｄ２）形状、距離情報、角度情報、面積情報、係数情報、可変容量情報が記憶されている表を示している。第３データベース４３は、例えば、図４Ａで示されるように、第１コイル１２と、第２コイル２０Ｄ１及び第２コイル２０Ｄ２との夫々の中心軸がずれているとき、すなわち複数のコイルが直線状に配置されていないとき、結合係数は距離、角度、対向面積に依存するため、それらの項目を含んで構成されている。
＜＜制御装置＞＞
制御装置５０Ｄは、ＣＰＵ５１Ｄ、出力部５２Ｄ、入力部５３Ｄ、記憶部５４Ｄ、表示部５５Ｄを含んで構成されている。

ＣＰＵ５１Ｄは、後述する記憶部５４Ｄに記憶されているプログラムを実行する機能を有する。ＣＰＵ５１Ｄは、出力部５２Ｄ、入力部５３Ｄ、記憶部５４Ｄ、表示部５５Ｄに電気的に接続されている。ＣＰＵ５１Ｄは、記憶部５４Ｄに一時的に記憶されている計測距離情報、計測角度情報、計測位置情報を読み込む機能を有する。ＣＰＵ５１Ｄは、記憶装置４０Ｄに記憶されている記憶情報３を参照する機能を有する。ＣＰＵ５１Ｄは、計測角度情報から計測対向面積情報を算出する機能を有する。尚、計測距離情報、計測角度情報、計測位置情報及び計測対向面積情報をまとめて、以下、「計測情報３」と称する。ＣＰＵ５１Ｄは、例えば比較判定部５１１Ｄ、容量算定部５１２Ｄを含んで構成されている。

比較判定部５１１Ｄは、計測情報３に最も近い記憶情報３を判定して、可変容量情報を取得する機能を有する。尚、最も近い記憶情報３とは、計測情報３に等しい記憶情報３を含むものとする。具体的には、例えば第１コイル１２形状、第２コイル２０Ｄ１形状及び第２コイル２０Ｄ２がアルファ巻きコイルであって、第１コイル１２と第２コイル２０Ｄ１との計測した距離を示す計測距離情報が２０ｍｍで、計測した角度を示す計測角度情報が５度で、第１コイル１２と第２コイル２０Ｄ２との計測した距離を示す計測距離情報が２５ｍｍで、計測した角度を示す計測角度情報が１０度でであった場合、比較判定部５１１Ｄは、第３データベース４３を参照して、第１コイル形状（Ｌ０）、第２コイル形状（Ｌ４Ａ）及び第２コイル形状（Ｌ４Ｂ）がアルファ巻きコイルで、夫々の計測距離情報に最も近い（等しい）距離情報（Ｄ４Ａ）（この場合、２０）及び距離情報（Ｄ４Ｂ）（この場合、２５）を判定し、夫々の計測角度情報に最も近い（等しい）角度情報（θ４Ａ）（この場合、５）及び角度情報（θ４Ｂ）（この場合、１０）を判定し、距離情報（Ｄ４Ａ、Ｄ４Ｂ）及び角度情報（θ４Ａ、θ４Ｂ）に対応する可変容量情報（この場合、０．０２）を判定し、取得する。

容量算定部５１２Ｄは、現時点における可変容量と、比較判定部５１１Ｄから入力される可変容量情報と、を比較して、最も送電効率が高くなるように加減すべき静電容量を示す加減容量情報を算定する。又、可変コンデンサ１３の現時点における可変容量が上限値又は下限値であるか否かについても判定する。上限値及び下限値は、可変コンデンサ１３の仕様等に基づいて定められている。上限値及び下限値を示す上下限情報は、例えば、記憶部５４Ｄに記憶される。容量算定部５１２Ｄは、記憶部５４Ｄを参照して上下限情報を取得する。容量算定部５１２Ｄは、加減容量情報及び上下限情報を後述する表示部５５Ｄに出力する。又、容量算定部５１２Ｄは、加減容量情報を後述する調整装置６０に出力する。尚、夫々の情報の出力は、出力部５２Ｄを介して行われる。具体的には、容量算定部５１２Ｄは、例えば、現時点における可変容量が０．０１μＦであり、比較判定部５１１Ｄから入力される可変容量情報が０．０２μＦである場合、加減容量情報は＋０．０１μＦ（０．０２μＦ−０．０１μＦ）と算出される。容量算定部５１２Ｄは、出力部５２Ｄを介して加減容量情報（＋０．０１μＦ）を調整装置６０及び表示部５５Ｄに出力する。

出力部５２Ｄは、例えば、ＣＰＵ５１Ｄから出力される各種の情報を調整装置６０に出力する機能を有する。出力部５２Ｄは、少なくともＣＰＵ５１Ｄと電気的に接続されている。

入力部５３Ｄは、例えば、距離センサー７０からは計測距離情報が入力され、角度センサー８０Ｄからは計測角度情報が入力され、第１送受信部９１からは計測位置情報が入力される部分である。入力部５３Ｄは、少なくともＣＰＵ５１Ｄと電気的に接続されている。

記憶部５４Ｄは、例えば、ＣＰＵ５１Ｄが実行するプログラム、計測情報２が記憶されている部分である。記憶部５４Ｄは、例えば、ＲＡＭで構成されている。記憶部５４Ｄは、少なくともＣＰＵ５１Ｄと電気的に接続されている。記憶部５４Ｄは、例えば、計測距離情報、計測角度情報、計測位置情報を一時的に記憶する機能を有する。

表示部５５Ｄは、ＣＰＵ５１Ｄから出力される情報を表示するディスプレイである。尚、表示部５５Ｄには、ＣＰＵ５１Ｄに対して情報を入力するための例えばキーボード、マウス等（不図示）が含まれるものとする。
＜＜受電装置＞＞
受電装置３Ｄは、２台以上の受電装置３Ｄで構成されている。図４Ａに示される夫々の受電装置３Ｄは、図３Ａに示される受電装置３Ｃと同一であるため、その説明を省略する。
＜＜動作＞＞
第４実施形態における無線給電装置１Ｄの動作手順は、第３実施形態における無線給電装置１Ｃの動作手順（図６Ａ、図６Ｂ）と同一であるため、その説明を省略する。ただし、Ｓ１０２、Ｓ１０５において、距離センサー７０及び角度センサー８０が、第１コイル１２と第２コイル２０Ｃとの距離及び角度を測定するステップは、第１コイル１２と複数の第２コイル（２０Ｄ１、２０Ｄ２）との距離及び角度を測定するステップに変更して適用するものとする。

以上説明したように、磁場の共鳴を利用して電力を伝達する第１コイル１２と、第１コイル１２に接続される可変コンデンサ１３と、第１コイル１２と、第１コイル１２に対して磁場と共鳴する位置に配置された第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）と、の距離を示す距離情報と、当該距離において磁場の共鳴によって発生する電流が最大になる可変コンデンサ１３の容量を示す可変容量情報と、を対応付けて予め記憶している記憶装置（４０Ａ〜４０Ｄ）と、第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との間の計測された距離を示す計測距離情報に基づいて、記憶装置（４０Ａ〜４０Ｄ）を参照して、計測距離情報に最も近い距離情報に対応付けられている可変容量情報を特定する制御装置（５０Ａ〜５０Ｄ）と、を備えることを特徴とする無線給電装置（１Ａ〜１Ｄ）。本実施形態によれば、無線給電装置（１Ａ〜１Ｄ）の送電効率は、第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との距離と、コンデンサ容量と、によって変化するが、予め送電効率が最も良くなる距離と可変容量との関係を示したデータベースを記憶装置（４０Ａ〜４０Ｄ）に記憶させておくことで、無線給電装置（１Ａ〜１Ｄ）における特定の回路に生じる電圧等の検出結果に基づいて可変コンデンサ１３の容量を調整するようなフィードバック手段が不要になる。

制御装置（５０Ａ〜５０Ｄ）で特定された可変容量情報に基づいて可変コンデンサ１３の可変容量を調整する調整装置６０を、さらに備えている。本実施形態によれば、無線給電装置（１Ａ〜１Ｄ）は、制御装置（５０Ａ〜５０Ｄ）が自動制御をするため、ヒューマンエラーの防止を図ることができる。

第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との間の距離を計測して計測距離情報を出力する距離センサー７０を、さらに備えている。本実施形態によれば、無線給電装置（１Ａ〜１Ｄ）は、第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との間の距離を距離センサー７０が計測するため、計測精度の向上及びヒューマンエラーの防止を図ることができる。

制御装置（５０Ａ〜５０Ｄ）は、第１コイル１２の位置を示す情報として取得される位置情報と、第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）の位置を示す情報として取得される位置情報と、に基づいて、計測距離情報として第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との距離を算定する。本実施形態によれば、無線給電装置（１Ａ〜１Ｄ）は、第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との間に物体が介在すると距離センサー７０は距離を計測できないが、位置情報を送受信する第１送受信部９１を備えることで、第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との位置を位置情報として取得し、当該位置情報から第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との距離を算定することができる。

第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との角度（ズレ）を表す計測された角度を示す計測角度情報を出力する角度センサー８０をさらに備え、記憶装置（４０Ａ〜４０Ｄ）は、距離情報と、第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）とのズレを表す角度を示す角度情報と、計測距離情報及び計測角度情報において磁気の共鳴によって発生する電流が最大になる可変コンデンサ１３の容量を示す可変容量情報と、を対応付けて予め記憶し、制御装置（５０Ａ〜５０Ｄ）は、計測距離情報と、計測角度情報と、に基づいて、記憶装置（４０Ａ〜４０Ｄ）を参照して、計測距離情報及び計測角度情報に最も近い距離情報及び角度情報に対応付けられている可変容量情報を特定する。本実施形態によれば、無線給電装置（１Ａ〜１Ｄ）は、第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との距離の計測に加えて、第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との角度を計測することで、さらに送電効率の向上を図ることができる。

制御装置（５０Ａ〜５０Ｄ）は、第１コイル１２の位置情報と、第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）の位置情報と、に基づいて、計測角度情報として第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）とのズレを表す角度を算定する。本実施形態によれば、無線給電装置（１Ａ〜１Ｄ）は、第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との間に物体が介在すると角度センサー８０は角度を計測できないが、位置情報を送受信する第１送受信部９１及び第２送信部（９２Ａ〜９２Ｄ）を備えることで、第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との位置を位置情報として取得し、当該位置情報から第１コイル１２と第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）との角度を算定することができる。

第１コイル１２と、可変コンデンサ１３と、記憶装置（４０Ａ〜４０Ｄ）と、制御装置（５０Ａ〜５０Ｄ）とは無線給電装置（１Ａ〜１Ｄ）における送電装置（２、２Ｃ、２Ｄ）として設けられ、第２コイル（２０Ａ〜２０Ｄ２）は受電装置（３Ａ〜３Ｄ）として設けられている。本実施形態によれば、無線給電装置（１Ａ〜１Ｄ）は、送電装置（２、２Ｃ、２Ｄ）に第１コイル１２、可変コンデンサ１３、記憶装置（４０Ａ〜４０Ｄ）、制御装置（５０Ａ〜５０Ｄ）を備えるため、受電装置毎に可変コンデンサ１３、記憶装置（４０Ａ〜４０Ｄ）、制御装置（５０Ａ〜５０Ｄ）を設ける必要がないためコスト縮減が図られる。

無線給電装置１Ｄは、受電装置３Ｄが複数設けられている。本実施形態によれば、無線給電装置１Ｄは、複数台の受電装置３Ｄに対応した制御装置５０Ｄ、記憶装置４０Ｄが設けられることで、使用態様を広げることができる。

尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１Ａ〜１Ｄ 無線給電装置
２、２Ｃ，２Ｄ 送電装置
３Ａ〜３Ｄ 受電装置
１２ 第１コイル
１３ 可変コンデンサ
２０Ａ〜２０Ｄ 第２コイル
４０Ａ〜４０Ｄ 記憶装置
５０Ａ〜５０Ｄ 制御装置
７０ 距離センサー
８０ 角度センサー
９１ 第１送受信部
９２Ａ〜９２Ｄ 第２送受信部

Claims (9)

1. 磁場の共鳴を利用して電力を伝達する第１コイルと、
   前記第１コイルに接続される可変コンデンサと、
   前記第１コイルと、前記第１コイルに対して前記磁場と共鳴する位置に配置された第２コイルと、の距離を示す第１距離情報と、前記距離において前記磁場の共鳴によって発生する電流が最大になる前記可変コンデンサの容量を示す第１容量情報と、を対応付けて予め記憶している記憶装置と、
   前記第１コイルと前記第２コイルとの間の計測された距離を示す第１計測距離情報に基づいて、前記記憶装置を参照して、前記第１計測距離情報に最も近い前記第１距離情報に対応付けられている前記第１容量情報を特定し、
   現時点の前記可変コンデンサの容量と、前記第１容量情報と、に基づいて、現時点の前記可変コンデンサの容量に対して加減すべき前記可変コンデンサの容量を示す加減容量情報を算定するとともに、
   前記加減容量情報がプラスの場合、現時点の前記可変コンデンサの容量が上限である場合には処理を終了し、現時点の前記可変コンデンサの容量が上限でない場合には前記加減容量情報を出力し、
   前記加減容量情報がマイナスの場合、現時点の前記コンデンサの容量が下限である場合には処理を終了し、現時点の前記可変コンデンサの容量が下限でない場合には前記加減容量情報を出力する制御装置と、
   前記制御装置で出力された前記加減容量情報に基づいて前記可変コンデンサの容量を調整する調整装置と、
   を備えることを特徴とする無線給電装置。
2. 前記第１コイルと前記第２コイルとの間の距離を計測して前記第１計測距離情報を出力する距離センサーを、
   さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無線給電装置。
3. 前記制御装置は、前記第１コイルの位置を示す情報として取得される第１位置情報と、前記第２コイルの位置を示す情報として取得される第２位置情報と、に基づいて、前記第１計測距離情報として前記第１コイルと前記第２コイルとの距離を算定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線給電装置。
4. 前記第１コイルと前記第２コイルとのズレを表す計測された角度を示す第１計測角度情報を出力する角度センサーをさらに備え、
   前記記憶装置は、前記第１距離情報と、前記第１コイルと前記第２コイルとのズレを表す角度を示す第１角度情報と、計測された前記距離及び前記角度において前記磁場の共鳴によって発生する電流が最大になる前記可変コンデンサの容量を示す第２容量情報と、を対応付けて予め記憶し、
   前記制御装置は、前記第１計測距離情報と、前記第１計測角度情報と、に基づいて、前記記憶装置を参照して、前記第１計測距離情報及び前記第１計測角度情報に最も近い前記第１距離情報及び前記第１角度情報に対応付けられている前記第２容量情報を特定する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の無線給電装置。
5. 前記制御装置は、前記第１コイルの位置を示す情報として取得される第１位置情報と、前記第２コイルの位置を示す情報として取得される第２位置情報と、に基づいて、前記第１コイルと前記第２コイルとのズレを表す計測された角度を示す第１計測角度情報として前記第１コイルと前記第２コイルとのズレを表す角度を算定する
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の無線給電装置。
6. 前記第１コイルと、前記可変コンデンサと、前記記憶装置と、前記制御装置とは前記無線給電装置における送電装置として設けられ、前記第２コイルは受電装置として設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の無線給電装置。
7. 前記受電装置が複数設けられている
   ことを特徴とする請求項６に記載の無線給電装置。
8. 制御装置が、
   磁場の共鳴を利用して電力を伝達する第１コイルと、前記第１コイルに対して前記磁場と共鳴する位置に配置された第２コイルと、の距離を示す第１距離情報と、前記第１コイルに接続される可変コンデンサにおいて、前記磁場の共鳴によって発生する電流が最大になる容量を示す第１容量情報と、を対応付けて予め記憶している記憶装置を用いて、
   前記第１コイルと前記第２コイルとの間の計測された距離を示す第１計測距離情報に基づいて、前記記憶装置を参照して、前記第１計測距離情報が示す値に等しいか又は最も近い前記第１距離情報に対応する前記第１容量情報を特定し、
   現時点の前記可変コンデンサの容量と、前記第１容量情報と、に基づいて、現時点の前記可変コンデンサの容量に対して加減すべき前記可変コンデンサの容量を示す加減容量情報を算定し、
   前記加減容量情報がプラスの場合、現時点の前記可変コンデンサの容量が上限である場合には処理を終了し、現時点の前記可変コンデンサの容量が上限でない場合には前記加減容量情報を出力し、
   前記加減容量情報がマイナスの場合、現時点の前記コンデンサの容量が下限である場合には処理を終了し、現時点の前記可変コンデンサの容量が下限でない場合には前記加減容量情報を出力し、
   調整装置が、
   前記制御装置で出力された前記加減容量情報に基づいて前記可変コンデンサの容量を調整する
   ことを特徴とする無線給電方法。
9. 無線給電装置に用いられる制御装置に、
   磁場の共鳴を利用して電力を伝達する第１コイルと、前記第１コイルに対して前記磁場と共鳴する位置に配置された第２コイルと、の距離を示す第１距離情報と、前記第１コイルに接続される可変コンデンサにおいて、前記磁場の共鳴によって発生する電流が最大になる容量を示す第１容量情報と、を対応付けて予め記憶している記憶装置を用いて、
   前記第１コイルと前記第２コイルとの間の計測された距離を示す第１計測距離情報に基づいて、前記記憶装置を参照して、前記第１計測距離情報が示す値に等しいか又は最も近い前記第１距離情報に対応する前記第１容量情報を特定する機能と、
   現時点の前記可変コンデンサの容量と、前記第１容量情報と、に基づいて、現時点の前記可変コンデンサの容量に対して加減すべき前記可変コンデンサの容量を示す加減容量情報を算定する機能と、
   前記加減容量情報がプラスの場合、現時点の前記可変コンデンサの容量が上限である場合には処理を終了し、現時点の前記可変コンデンサの容量が上限でない場合には前記加減容量情報を出力する機能と、
   前記加減容量情報がマイナスの場合、現時点の前記コンデンサの容量が下限である場合には処理を終了し、現時点の前記可変コンデンサの容量が下限でない場合には前記加減容量情報を出力する機能と、
   出力した前記加減容量情報に基づいて前記可変コンデンサの容量を調整装置に調整させる機能と、
   を実行させるプログラム。

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