JP6079941B1 - 受電装置、給電システム - Google Patents

Abstract

【解決手段】受電装置であって、負荷に負荷電流が供給されるように、第１収容体に密閉された状態で収容されている１次側コイルから出力される電力を無線によって受電する２次側コイルと、前記２次側コイルが密閉された状態で収容される第２収容体と、を備える。

Description

本発明は、受電装置、給電システムに関する。

例えば、電柱に設置されている外灯に対して点灯のための電力を供給する装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００８−７１６１０号公報

外灯を構成する照明器具は、地上から一定の高さ位置において点灯すべき方向を向くように、取付金具を用いて電柱に設置されている。例えば、外灯が点灯するように、照明器具から導出される電源用の電力線と、架空電線から分岐するとともに電柱の外周面に沿って敷設される電力線と、を縒り合わせて接続し、双方の電力線の接続箇所に電気絶縁テープを巻き付けて保護している。

しかし、電気絶縁テープは、経年劣化に伴って粘着力が徐々に低下し、やがて双方の電力線の接続箇所から剥がれてしまう虞がある。例えば、電気絶縁テープの粘着力の低下に伴って双方の電力線の接続箇所が充電部として露出すると、接触不良を生じたり、雨天時に漏電を生じたり、作業者が照明器具の点検や交換を行う際に感電したりする虞がある。更に、作業者が照明器具の点検や交換を行う際の作業性の悪さや、外灯の外観上の見栄えの悪さも問題になっている。

そこで、本発明は、上記の問題点を解決する受電装置、当該受電装置を含んで構成される給電システムを提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための主たる本発明は、負荷に負荷電流が供給されるように、電柱の外周面と対向する第１収容体の面のうち、所定形状を呈する面の側の内部領域に密閉された状態で収容されている１次側コイルから出力される電力を無線によって受電する２次側コイルと、前記電柱の外周面と対向する面のうち、所定形状を呈する面の側の内部領域に前記２次側コイルが密閉された状態で収容される第２収容体と、を備え、前記第２収容体が、前記第１収容体及び前記第２収容体の所定形状を呈する面の領域が直接対向することによって、前記２次側コイルが前記１次側コイルから出力される電力を受電できるように、前記第１収容体とともに前記電柱に設置される受電装置である。

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、負荷の点検や交換を行う際の安全性及び作業性を向上させることが可能になる。

本実施形態に係る給電システムが電柱に設置された一例を示す図である。 本実施形態に係る給電システムにおける送電装置の一例を示す斜視図である。 本実施形態に係る給電システムにおける受電装置の一例を示す斜視図である。 本実施形態に係る給電システムを示す回路ブロック図である。 本実施形態に係る給電システムにおいて、共鳴周波数と伝送電力との関係を示す特性図である。 本実施形態に係る給電システムにおいて、伝送距離Ｄと負荷電流との関係を示す特性図である。 本実施形態に係る給電システムにおいて、送電装置を構成する制御装置のハードウエアの一例を示すブロック図である。 本実施形態に係る給電システムにおいて、送電装置を構成する制御装置の機能の一例を示すブロック図である。 本実施形態に係る給電システムにおいて、送電装置を構成する制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る給電システムにおいて、可変コンデンサの容量値と送電回路を流れる電流との関係の一例を示す図である。

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。
＝＝＝給電システムの設置例＝＝＝
図１は、本実施形態に係る給電システムが電柱に設置された一例を示す図である。図２は、本実施形態に係る給電システムを構成する送電装置の一例を示す斜視図である。具体的には、図２（Ａ）は、交流電源としての電力線を挿通するための挿通孔が見える方向から送電装置の一例を見た場合の斜視図であり、図２（Ｂ）は、電柱に固定される金属ベルトを挿通するための挿通孔が見える方向から送電装置の一例を見た場合の斜視図である。図３は、本実施形態に係る給電システムを構成する受電装置の一例を示す斜視図である。具体的には、図３（Ａ）は、負荷電源としての電力線を挿通するための挿通孔が見える方向から受電装置の一例を見た場合の斜視図であり、図３（Ｂ）は、電柱に固定される金属ベルトを挿通するための挿通孔が見える方向から受電装置の一例を見た場合の斜視図である。尚、本実施形態において、負荷は電柱に設置される外灯であることとする。

以下、図１乃至図３を参照しつつ、本実施形態に係る給電システムについて説明する。

給電システム１は、送電装置２、受電装置３、照明器具４を含んで構成されている。

送電装置２は、電柱ＤＴに架設された架空電線に発生している電力を例えば柱上変圧器で降圧して得られる電力が交流電源ＡＣとして供給され、交流電源ＡＣから供給される電力に応じた電力を非接触で出力する装置である。送電装置２は、交流電源ＡＣから供給される電力に応じた電力を非接触で出力する手段として、例えば１次側コイル２Ａを有している。送電装置２は、交流電源ＡＣから供給される電力に応じた電力を非接触で出力する動作を許可又は禁止の状態に設定する手段として、自動点滅器２Ｂを有している。自動点滅器２Ｂとしては、例えば、周囲の明るさや時間に応じて、交流電源ＡＣと１次側コイル２Ａとの間に介在する電力線を接続又は遮断の何れかの状態に設定可能なものを採用すればよい。送電装置２は、１次側コイル２Ａ及び自動点滅器２Ｂを密閉された状態で収容する収容体２Ｃを有している。収容体２Ｃは、絶縁性材料（例えば樹脂）を用いて形成され、電柱ＤＴの外周面に安定して設置されるように、実質的には直方体形状を呈している。具体的には、電柱ＤＴの外周面に対向する収容体２Ｃの面２Ｄの一部は、収容体２Ｃが電柱ＤＴの外周面に隙間なく設置されるように、電柱ＤＴの外周面の曲率に沿って湾曲した凹面形状を呈している。収容体２Ｃの面２Ｄのうち凹面形状を呈する一部には、電柱ＤＴの外周面に巻き付けて固定される長尺形状を呈する金属ベルト５を挿通するための挿通孔２Ｅが設けられている。少なくとも１次側コイル２Ａは、面２Ｄのうち凹面形状ではなく平面形状を呈する側の収容体２Ｃの内部領域に収容されている。そして、金属ベルト５を挿通孔２Ｅに挿通しつつ電柱ＤＴに巻き付けて固定することによって、送電装置２は電柱ＤＴに設置されることとなる。一方、収容体２Ｃは、面２Ｄとは反対側の面２Ｆにおいて、柱上変圧器の出力側に接続された電力線を収容体２Ｃ内に挿通するための挿通孔２Ｇを有している。柱上変圧器の出力側に接続された電力線を挿通孔２Ｇに挿通した後、挿通孔２Ｇに対して周知の防水部品２Ｈ（螺子止め機構やシール等）を装着することによって、収容体２Ｃの防水性能は確保されることとなる。

受電装置３は、送電装置２の１次側コイル２Ａから出力される電力を非接触で受電し、受電電力に応じた電力を照明器具４に供給する装置である。受電装置３は、送電装置２の１次側コイル２Ａから出力される電力を非接触で受電する手段として、例えば２次側コイル３Ａを有している。受電装置３は、２次側コイル３Ａを密閉された状態で収容する収容体３Ｂを有している。収容体３Ｂは、絶縁性材料（例えば樹脂）を用いて形成され、電柱ＤＴの外周面に安定して設置されるように、実質的には直方体形状を呈している。具体的には、電柱ＤＴの外周面に対向する収容体３Ｂの面３Ｃの一部は、収容体３Ｂが電柱ＤＴの外周面に隙間なく設置されるように、電柱ＤＴの外周面の曲率に沿って湾曲した凹面形状を呈している。収容体３Ｂの面３Ｃのうち凹面形状を呈する一部には、電柱ＤＴの外周面に巻き付けて固定される長尺形状を呈する金属ベルト６を挿通するための挿通孔３Ｄが設けられている。少なくとも２次側コイル３Ａは、面３Ｃのうち凹面形状ではなく平面形状を呈する側の収容体３Ｂの内部領域に収容されている。そして、金属ベルト６を挿通孔３Ｄに挿通しつつ電柱ＤＴに巻き付けて固定することによって、受電装置３は電柱ＤＴに設置されることとなる。一方、収容体３Ｂは、面３Ｃとは反対側の面３Ｅにおいて、照明器具４の電力線を収容体３Ｂ内に挿通するための挿通孔３Ｆを有している。照明器具４の電力線を挿通孔３Ｆに挿通した後、挿通孔３Ｆに対して周知の防水部品３Ｇ（螺子止め機構やシール等）を装着することによって、収容体３Ｂの防水性能は確保されることとなる。

照明器具４は、地上から一定の高さ位置において点灯すべき方向を向くように、取付金具４Ａを用いて、受電装置３の面３Ｅに突設された取付板３Ｈに取り付けられている。

このようにして、給電システム１は、収容体２Ｃの面２Ｄのうち平面形状を呈する領域と、収容体３Ｂの面３Ｃのうち平面形状を呈する領域と、が直接対向するように、電柱ＤＴに設置されることとなる。
＝＝＝給電システムの回路構成例＝＝＝
図４は、本実施形態に係る給電システムを示す回路ブロック図である。図５は、本実施形態に係る給電システムにおいて、共鳴周波数と伝送電力との関係を示す特性図である。図６は、本実施形態に係る給電システムにおいて、伝送距離Ｄと負荷電流との関係を示す特性図である。

以下、図４を参照しつつ、給電システム１、送電装置２、受電装置３の回路構成の一例について説明する。
＜給電システム＞
給電システム１は、電磁界の共鳴現象を用いて送電装置２と受電装置３との間において電力を非接触で伝送するシステムである。送電装置２は、受電装置３に対して所定の距離だけ離れた状態で配置され、受電装置３に対して電力を非接触で送電する装置である。受電装置３は、照明器具４に電力が供給されるように、送電装置２から供給される電力を非接触で受電する装置である。本実施形態において、送電装置２を構成する収容体２Ｃは、金属ベルト５を用いて電柱ＤＴに設置され、受電装置３を構成する収容体３Ｂは、金属ベルト６を用いて電柱ＤＴに設置され、収容体２Ｃ及び収容体３Ｂは、１次側コイル２Ａ及び２次側コイル３Ａが電柱ＤＴを挟んで対向するように設置されていることとする。

＜送電装置＞
送電装置２は、交流電源ＡＣ、１次側コイル２Ａ、自動点滅器２Ｂ、可変コンデンサ２Ｊ、電流検出装置２Ｋ、制御装置２Ｌ、サーボモータ２Ｍを有し、これらの要素を収容体２Ｃ内に適切に配置して構成されている。

交流電源ＡＣの両端は、自動点滅器２Ｂ、可変コンデンサ２Ｊ、１次側コイル２Ａからなる直列体の両端に接続されている。電流検出装置２Ｋは、交流電源ＡＣの一端と１次側コイル２Ａの一端との間に接続されている。このようにして、送電装置２には、磁気共鳴によって交流電力を非接触で送電するための回路が形成される。

交流電源ＡＣは、電柱ＤＴに架設された架空電線に発生している電力を例えば柱上変圧器で降圧することによって得られる。１次側コイル２Ａは、受電装置３の２次側コイル３Ａに対して交流電力を非接触で供給する送電コイルである。自動点滅器２Ｂは、例えば照度センサを有し、照度センサの検知結果が一定値以下になると、交流電源ＡＣと可変コンデンサ２Ｊとの間の電力線を接続する。これによって、１次側コイル２Ａは、電力を出力することが可能になる。可変コンデンサ２Ｊは、送電装置２を形成する回路に流れる電流が最大となるように容量値を変更可能なコンデンサである。本実施形態において、例えば、可変コンデンサ２Ｊの容量値を変更するための回動ツマミ（不図示）を備え、回動ツマミの回転量に応じて可変コンデンサ２Ｊの容量値を連続的に変化させることとする。電流検出装置２Ｋは、送電装置２を形成する回路に流れる交流電流を直流電流に変換し、直流電流の大きさを検出する。電流検出装置２Ｋは、例えば、送電装置２を形成する回路の電力線を流れる電流を、当該電力線に対して電気的に絶縁された状態で測定するクランプ式の電流計であることとする。電流検出装置２Ｋとしてクランプ式の電流計を採用することによって、送電装置２に対して電気的な影響を与えずに電流を確実に検出することが可能になる。サーボモータ２Ｍは、可変コンデンサ２Ｊの容量値を変更する際に、回動ツマミに対して回動力を与える。制御装置２Ｌは、電流検出装置２Ｋの検出結果に従って、送電装置２を形成する回路を流れる電流が最大となるように、サーボモータ２Ｍの回動方向及び回動量の情報を含む制御信号をサーボモータ２Ｍに供給する。サーボモータ２Ｍは、制御信号に含まれる情報に従って、所定の回動方向に所定の回動量だけ回動する。これによって、可変コンデンサ２Ｊの容量値を変更することが可能になる。

＜受電装置＞
受電装置３は、２次側コイル３Ａ、コンデンサ３Ｈ、整流回路３Ｊ、定電流回路３Ｋを有し、これらの要素を収容体３Ｂ内に適切に配置して構成されている。

２次側コイル３Ａは、１次側コイル２Ａから供給される交流電力を非接触で受電可能な距離だけ離れた位置において、１次側コイル２Ａと対向するように配置される。コンデンサ３Ｈは、２次側コイル３Ａの両端に並列に接続されている。整流回路３Ｊは、２次側コイル３Ａ及びコンデンサ３Ｈの両端に並列に接続されている。照明器具４は、２次側コイル３Ａ、コンデンサ３Ｈ、整流回路３Ｊに対して並列に接続されている。定電流回路３Ｋは、整流回路３Ｊの出力側と照明器具４との間に接続されている。このようにして、受電装置３には、照明器具４に直流電力が供給されるように、送電装置２から供給される交流電力を非接触で受電する受電回路が形成される。

２次側コイル３Ａは、１次側コイル２Ａから供給される交流電力を非接触で受電する受電コイルであって、受電装置３における共鳴周波数を定めるための一要素である。コンデンサ３Ｈは、容量値が固定されており、受電装置３における共鳴周波数を定めるための他の一要素である。整流回路３Ｊは、２次側コイル３Ａで受電される交流電力を直流電力に変換する。定電流回路３Ｋは、整流回路３Ｊから供給される直流電流の値が予め定められた値を超えている場合、直流電流の値を一定の値に制限する回路である。

以下、図５及び図６を参照しつつ、送電装置２及び受電装置３の共鳴周波数について説明する。

＜共鳴周波数＞
図５は、１次側コイル２Ａから２次側コイル３Ａへ伝送される電力が共鳴周波数ｆ_１において最大になることを示している。又、図６は、伝送距離Ｄが共鳴周波数ｆ_１に対応する距離から離れるにつれて負荷電流が小さくなることを示している。

照明器具４を負荷として流れる負荷電流の値は、受電装置３の共鳴周波数に基づいて定まる。換言すると、負荷電流の値は、１次側コイル２Ａと２次側コイル３Ａとの間の伝送距離Ｄ、受電装置３のインピーダンス等に基づいて定まる。

送電装置２に形成される送電回路の固有共振周波数ｆ_０は、式（１）で表される。

但し、Ｌ_１は送電回路のインダクタンス値、Ｃ_１は送電回路の容量値を示している。

送電装置２に形成される送電回路の共鳴周波数ｆ_１は、式（２）で表される。

但し、ｋは１次側コイル２Ａと２次側コイル３Ａとの間の結合係数を示している。

受電装置３に形成される受電回路の共鳴周波数ｆ_２は、式（３）で表される。

但し、Ｌ_２は受電回路のインダクタンス値、Ｃ_２は受電回路の容量値を示している。

送電回路において、結合係数ｋは伝送距離Ｄに応じて変化し、固有共振周波数ｆ_０は送電回路の容量値に応じて変化する。換言すると、共鳴周波数ｆ_１は伝送距離Ｄ及び可変コンデンサ２Ｊの容量値に応じて変化する。一方、受電回路において、コンデンサ３Ｈが２次側コイル３Ａに並列に接続されているため、共鳴周波数ｆ_２は受電回路のインダクタンス値及び容量値に関わらず一定である。従って、伝送距離Ｄが変化した場合、送電回路を形成する可変コンデンサ２Ａの容量値を調整することによって、共鳴周波数ｆ_１を一定の値に維持することが可能になる。

＜送電装置及び受電装置の設定＞
例えば、１次側コイル２Ａ及び２次側コイル３Ａが対向するように、収容体２Ｃ，３Ｂが電柱ＤＴに設置されているときの（図１参照）、１次側コイル２Ａ及び２次側コイル３Ａの間の伝送距離Ｄ１１に対応する負荷電流Ａ１１が最大になるように、換言すると、伝送距離Ｄ１１において共鳴周波数ｆ_１で交流電力が伝送されるように、送電回路の可変コンデンサ２Ａの容量値は調整されていることとする。

＜負荷電流の値の維持＞
例えば、電柱ＤＴに対する金属ベルト５，６の取り付けの緩みに起因して、収容体２Ｃ，３Ｂの間の距離が変化し、これに伴って、伝送距離ＤがＤ１１からＤ１２（＞Ｄ１１）に変化すると、共鳴周波数ｆ_１の変化に伴って、負荷電流はＡ１１からＡ１２（＜Ａ１１）に変化する。この場合、可変コンデンサ２Ｊの容量値を調整することによって、伝送距離ＤがＤ１１であるときの共鳴周波数ｆ_１の値に戻し、負荷電流をＡ１１に維持することが可能になる。

＜制御装置＞
図７は、本実施形態に係る給電システムにおいて、送電装置を構成する制御装置のハードウエアの一例を示すブロック図である。図８は、本実施形態に係る給電システムにおいて、送電装置を構成する制御装置の機能の一例を示すブロック図である。図９は、本実施形態に係る給電システムにおいて、送電装置を構成する制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１０は、本実施形態に係る給電システムにおいて、可変コンデンサの容量値と送電回路を流れる電流との関係の一例を示す図である。尚、図９の制御動作を実行する主体は、制御装置２Ｌの機能を実現する容量判定部、電流比較部、制御部である。

以下、図７及び図８を参照しつつ、制御装置２Ｌの構成について説明する。

制御装置２Ｌは、ハードウエアとして、ＣＰＵ２０１、記憶装置２０２、入力装置２０３、表示装置２０４、通信装置２０５を含んで構成されている。ＣＰＵ２０１は、記憶装置２０２に予め記憶されているプログラムデータの解読結果に従って、入力装置２０３、表示装置２０４、通信装置２０５のための制御動作を実行する。記憶装置２０２には、ＣＰＵ２０１が制御動作を実行するためのプログラムデータ、ＣＰＵ２０１が制御動作を実行する際に必要となる各種情報等が予め記憶されている。入力装置２０３は、ＣＰＵ２０１が制御動作を実行するために必要となる情報を操作者が入力するための装置（キーボード、マウス等）である。表示装置２０４は、ＣＰＵ２０１の動作状況、入力装置２０３の入力情報等を視覚的に表示する装置（ディスプレイ）である。通信装置２０５は、電流検出装置２Ｋとサーボモータ２Ｍとの間で通信を行う装置であって、電流検出装置２Ｋで検出される電流の情報を受信し、当該電流の値に応じて算出されるサーボモータ２Ｍの回動方向及び回動量の情報を含む制御信号を送信する。

制御装置２Ｌは、機能として、容量判定部２０６、電流比較部２０７、制御部２０８を含んで構成されている。容量判定部２０６は、可変コンデンサ２Ｊの容量値が上限値又は下限値の何れか一方であるか否かを判定する。例えば、容量判定部２０６は、回動ツマミの回動位置を示す情報を取得し、可変コンデンサ２Ｊの容量値が上限値、下限値、上限値及び下限値の間の値の何れの値であるかを判定する。尚、可変コンデンサ２Ｊの上限値及び下限値は、可変コンデンサ２Ｊの仕様に応じて予め定められる値であって、入力装置２０３から入力されて記憶装置２０２に記憶される。そして、可変コンデンサ２Ｊの容量値は、制御信号に従って上限値及び下限値の範囲内の何れかの値に調整される。電流比較部２０７は、第１時刻において電流検出装置２Ｋで検出されている送電回路の交流電流に相当する直流電流の値と、第１時刻の直前の第２時刻において電流検出装置２Ｋで検出されている送電回路の交流電流に相当する直流電流の値と、を比較する。制御部２０８は、容量判定部２０６の判定結果と、電流比較部２０７の比較結果と、に基づいて、サーボモータ２Ｍの回動方向及び回動量を制御し、送電回路を流れる交流電流の値が最大となるように可変コンデンサ２Ｊの容量値を調整する。

以下、図９を参照しつつ、制御装置２Ｌの動作の一例について説明する。

初期状態として、収容体２Ｃ，３Ｂが電柱ＤＴに設置された状態において、１次側コイル２Ａ及び２次側コイル３Ａの間の伝送距離ＤはＤ１１に設定されている。又、説明の便宜上、送電装置２と受電装置３との間の伝送距離ＤがＤ１１からＤ１２（＞Ｄ１１）へ変化した場合の制御装置２Ｌの動作の一例について説明する。

制御装置２Ｌは、例えば、電流検出装置２Ｋで検出される直流電流の変化を伝送距離Ｄの変化と見なしてこの変化を契機として、可変コンデンサ２Ｊの容量値を調整するための制御動作を開始する。又、制御装置２Ｌは、入力装置２０３に対する制御動作開始信号の入力を契機として、可変コンデンサ２Ｊの容量値を調整するための制御動作を開始してもよい。又、制御装置２Ｌは、所定時間（数ｍｓ）を経過する度に、可変コンデンサ２Ｊの容量値を調整するための制御動作を開始してもよい。

先ず、制御部２０８は、制御動作の開始に伴って、電流検出装置２Ｋで検出されている最新の直流電流の値を、第２時刻の直流電流の値Ｉ_ｎ−１として取得する（ステップＳ１１）。

次に、容量判定部２０６は、例えば回動ツマミの回動位置を示す情報を取得し、可変コンデンサ２Ｊの容量値が上限値であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。そして、可変コンデンサ２Ｊの容量値が上限値ではない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御部２０８は、可変コンデンサ２Ｊの容量値を所定の容量値であるΔＣだけ増加させるための制御信号を発生する。サーボモータ２Ｍは、制御信号に含まれる情報に従って、可変コンデンサ２Ｊの容量値がΔＣだけ増加するように、回動ツマミを指定された回動方向に指定された回動量だけ回動させる。尚、変数ｎ＋１は、可変コンデンサ２Ｊの容量値をΔＣだけ増加させることを示している（ステップＳ１３）。

次に、制御部２０８は、電流検出装置２Ｋで検出された最新の直流電流の値を、第１時刻の直流電流の値Ｉ_ｎとして取得する。このようにして、制御部２０８は、最新（第１時刻）の直流電流の値Ｉ_ｎと直前（第２時刻）の直流電流の値Ｉ_ｎ−１とを取得した状態になる（ステップＳ１４）。

次に、電流比較部２０７は、最新の直流電流の値Ｉ_ｎと直前の直流電流の値Ｉ_ｎ−１とを比較する（ステップＳ１５）。最新の直流電流の値Ｉ_ｎが直前の直流電流の値Ｉ_ｎ−１より大きい場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、最新の直流電流の値Ｉ_ｎが最大値であるか否かをその時点では判断できないため、最新の直流電流の値Ｉ_ｎが直前の直流電流の値Ｉ_ｎ−１より小さくなるまで、上記のステップＳ１２〜Ｓ１５を繰り返し実行する。

一方、可変コンデンサ２Ｊの容量値が上限値であるか（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、又は、最新の直流電流の値Ｉ_ｎが直前の直流電流の値Ｉ_ｎ−１より小さくなった場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、可変コンデンサ２Ｊの容量値が最大値を介して上昇から下降へ転じ、容量判定部２０６は、可変コンデンサ２Ｊの容量値が下限値であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。そして、可変コンデンサ２Ｊの容量値が下限値ではない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、制御部２０８は、可変コンデンサ２Ｊの容量値を所定の容量値であるΔＣだけ減少させるための制御信号を発生する。サーボモータ２Ｍは、制御信号に含まれる情報に従って、可変コンデンサ２Ｊの容量値がΔＣだけ減少するように、回動ツマミを指定された回動方向に指定された回動量だけ回動させる。尚、変数ｎ−１は、可変コンデンサ２Ｊの容量値をΔＣだけ減少させることを示している（ステップＳ１７）。

次に、制御部２０８は、電流検出装置２Ｋで検出された最新の直流電流の値を、第１時刻の直流電流の値Ｉ_ｎとして取得する。このようにして、制御部２０８は、最新（第１時刻）の直流電流の値Ｉ_ｎと直前（第２時刻）の直流電流の値Ｉ_ｎ−１とを取得した状態になる（ステップＳ１８）。

次に、電流比較部２０７は、最新の直流電流の値Ｉ_ｎと直前の直流電流の値Ｉ_ｎ−１とを比較する（ステップＳ１９）。最新の直流電流の値Ｉ_ｎが直前の直流電流の値Ｉ_ｎ−１より大きい場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、最新の直流電流の値Ｉ_ｎが最大値であるか否かをその時点では判断できないため、最新の直流電流の値Ｉ_ｎが直前の直流電流の値Ｉ_ｎ−１より小さくなるまで、上記のステップＳ１６〜Ｓ１９を繰り返し実行する。そして、最新の直流電流の値Ｉ_ｎが直前の直流電流の値Ｉ_ｎ−１より小さくなった場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、制御部２０８は、可変コンデンサ２Ｊの容量値を所定の容量値であるΔＣだけ増加させるための制御信号を発生する。サーボモータ２Ｍは、制御信号に含まれる情報に従って、可変コンデンサ２Ｊの容量値がΔＣだけ増加するように、回動ツマミを指定された回動方向に指定された回動量だけ回動させる（ステップＳ２０）。そして、容量判定部２０６、電流比較部２０７、制御部２０８は制御動作を終了する。

一方、可変コンデンサ２Ｊの容量値が下限値である場合も（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、容量判定部２０６、電流比較部２０７、制御部２０８は制御動作を終了する。

以上より、可変コンデンサ２Ｊの容量値は、電流検出装置２Ｋで検出される直流電流の値が最大値Ｄ_ｍａｘとなる共鳴条件を満足する値に調整されることとなる。

以下、図１０を参照しつつ、図９に示す制御装置２Ｌの動作を更に説明する。尚、説明の便宜上、可変コンデンサ２Ｊの容量値のうち下限値及び上限値をそれぞれＣ_ｍｉｎ，Ｃ_ｍａｘとし、制御装置２Ｌが制御動作を開始したときの可変コンデンサ２Ｊの容量値をＣ１とし、送電回路を流れる直流電流が最大値Ｄ_ｍａｘとなるときの可変コンデンサ２Ｊの容量値をＣ４とし、可変コンデンサ２Ｊの容量値を上限値Ｃ_ｍａｘに向かってＣ１→Ｃ２→Ｃ３→Ｃ４→Ｃ５の順にΔＣずつ増加させ、その後、可変コンデンサ２Ｊの容量値を下限値Ｃ_ｍｉｎに向かってＣ５→Ｃ４→Ｃ３の順にΔＣずつ減少させ、その後、可変コンデンサ２Ｊの容量値を上限値Ｃ_ｍａｘに向かってＣ３→Ｃ４の順にΔＣだけ増加させることとする。

図９のステップＳ１１〜Ｓ１５を実行すると、可変コンデンサ２Ｊの容量値はＣ１からＣ５まで段階的に増加し、電流検出装置２Ｋで検出される直流電流は、Ｐ１１からＰ１４まで段階的に増加した後、Ｐ１４からＰ１５まで減少する。つまり、可変コンデンサ２Ｊの容量値がＣ４であるとき、電流検出装置２Ｋで検出される直流電流が最大値Ｄ_ｍａｘ（＝Ｐ１４）になることが分かる。次に、図９のステップＳ１６〜Ｓ１９を実行すると、可変コンデンサ２Ｊの容量値はＣ５からＣ３まで段階的に減少し、電流検出装置２Ｋで検出される直流電流は、Ｐ１５からＰ１４まで増加した後、Ｐ１４からＰ１３まで減少する。つまり、つまり、可変コンデンサ２Ｊの容量値がＣ４であるとき、電流検出装置２Ｋで検出される直流電流が最大値Ｄ_ｍａｘ（＝Ｐ１４）になることを再確認できる。そこで、図９のステップＳ２０を実行すると、可変コンデンサ２Ｊの容量値はＣ３からＣ４まで増加し、電流検出装置２Ｋで検出される直流電流はＰ１３からＰ１４まで増加する。このようにして、電流検出装置２Ｋで検出される直流電流は最大値Ｄ_ｍａｘとなって送電回路の共鳴条件を満足することとなる。

従って、電柱ＤＴに対する収容体２Ｃ，３Ｂの設置状態に関わらず、１次側コイル２Ａから２次側コイル３Ａへ常に最大電流を供給することが可能になる。
＝＝＝まとめ＝＝＝
以上説明したように、本実施形態に係る受電装置３は、負荷としての照明器具４に負荷電流が供給されるように、収容体２Ｃに密閉された状態で収容されている１次側コイル２Ａから出力される電力を無線によって受電する２次側コイル３Ａと、２次側コイル３Ａが密閉された状態で収容される収容体３Ｂと、を備えている。そして、本実施形態によれば、照明器具４の点検や交換を行う際の安全性及び作業性を向上させることが可能になる。

又、本実施形態に係る受電装置３において、２次側コイル３Ａは、１次側コイル２Ａから出力される電力を磁気共鳴によって受電することとする。

又、本実施形態に係る受電装置３において、収容体３Ｂは、収容体３Ｂの内部に収容される２次側コイル３Ａと、収容体３Ｂの外部に設置される照明器具４と、を接続する電力線が防水可能な状態で挿通される挿通孔３Ｆを有している。そして、本実施形態によれば、受電装置３が、接触不良を生じたり、雨天時に漏電を生じたり、作業者が照明器具４の点検や交換を行う際に感電したりする問題を解消することが可能になる。更に、作業者が照明器具４の点検や交換を行う際の作業性の悪さや、照明器具４の外観上の見栄えの悪さの問題を解消することも可能になる。

又、収容体３Ｂは、絶縁性材料（例えば樹脂）を用いて形成されている。

又、収容体３Ｂは、２次側コイル３Ａが１次側コイル２Ａから出力される電力を受電できるように、収容体２Ｃとともに電柱ＤＴに設置されている。

本実施形態に係る給電システム１は、交流電源ＡＣから供給される電力を出力する１次側コイル２Ａと、１次側コイル２Ａが密閉された状態で収容される収容体２Ｃと、を有する送電装置２と、照明器具４に負荷電流が供給されるように、１次側コイル２Ａから出力される電力を無線によって受電する２次側コイル３Ａと、２次側コイル３Ａが密閉された状態で収容される収容体３Ｂと、を有する受電装置３と、を備えている。そして、本実施形態によれば、照明器具４の点検や交換を行う際の安全性及び作業性を向上させることが可能になる。

又、本実施形態に係る給電システム１において、２次側コイル３Ａは、１次側コイル２Ａから出力される電力を磁気共鳴によって受電することとする。

又、本実施形態に係る給電システム１において、収容体２Ｃは、収容体２Ｃの内部に収容される１次側コイル２Ａと、収容体２Ｃの外部に設置される交流電源ＡＣと、を接続する電力線が防水可能な状態で挿通される挿通孔２Ｇを有し、収容体３Ｂは、収容体３Ｂの内部に収容される２次側コイル３Ａと、収容体３Ｂの外部に設置される照明器具４と、を接続する電力線が防水可能な状態で挿通される挿通孔３Ｆを有している。そして、本実施形態によれば、給電システム１が、接触不良を生じたり、雨天時に漏電を生じたり、作業者が照明器具４の点検や交換を行う際に感電したりする問題を解消することが可能になる。更に、作業者が照明器具４の点検や交換を行う際の作業性の悪さや、照明器具４の外観上の見栄えの悪さの問題を解消することも可能になる。

又、本実施形態に係る給電システム１において、収容体２Ｃは、電柱ＤＴに設置され、収容体３Ｂは、２次側コイル３Ａが１次側コイル２Ａから出力される電力を受電可能な距離の範囲内で、収容体２Ｃから離れて電柱ＤＴに設置されている。

尚、本実施形態は、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。例えば、負荷としての対象は外灯に限定されず、非接触で電力を受電可能な負荷であれば、如何なる負荷であっても本発明の対象になり得る。

１ 給電システム
２ 送電装置
２Ａ １次側コイル
２Ｂ 自動点滅器
２Ｃ 収容体
２Ｄ，２Ｆ 面
２Ｅ，２Ｇ 挿通孔
２Ｈ 防水部品
２Ｊ 可変コンデンサ
２Ｋ 電流検出装置
３ 受電装置
３Ａ ２次側コイル
３Ｂ 収容体
３Ｃ，３Ｅ 面
３Ｄ，３Ｆ 挿通孔
３Ｇ 防水部品
３Ｈ コンデンサ
３Ｊ 整流回路
３Ｋ 定電流回路
４ 照明器具
５，６ 金属ベルト

Claims (10)

1. 負荷に負荷電流が供給されるように、電柱の外周面と対向する第１収容体の面のうち、所定形状を呈する面の側の内部領域に密閉された状態で収容されている１次側コイルから出力される電力を無線によって受電する２次側コイルと、
   前記電柱の外周面と対向する面のうち、所定形状を呈する面の側の内部領域に前記２次側コイルが密閉された状態で収容される第２収容体と、を備え、
   前記第２収容体は、前記第１収容体及び前記第２収容体の所定形状を呈する面の領域が直接対向することによって、前記２次側コイルが前記１次側コイルから出力される電力を受電できるように、前記第１収容体とともに前記電柱に設置される
   ことを特徴とする受電装置。
2. 前記２次側コイルは、前記１次側コイルから出力される電力を磁気共鳴によって受電する
   ことを特徴とする請求項１に記載の受電装置。
3. 前記第２収容体は、前記第２収容体の内部に収容される前記２次側コイルと、前記第２収容体の外部に設置される前記負荷と、を接続する電力線が防水可能な状態で挿通される挿通孔を有する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の受電装置。
4. 前記第２収容体は、絶縁性材料を用いて形成される
   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受電装置。
5. 前記負荷は外灯である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の受電装置。
6. 外部電源から供給される電力を出力する１次側コイルと、電柱の外周面と対向する面のうち、所定形状を呈する面の側の内部領域に前記１次側コイルが密閉された状態で収容される第１収容体と、を有する送電装置と、
   負荷に負荷電流が供給されるように、前記１次側コイルから出力される電力を無線によって受電する２次側コイルと、前記電柱の外周面と対向する面のうち、所定形状を呈する面の側の内部領域に前記２次側コイルが密閉された状態で収容される第２収容体と、を有する受電装置と、を備え、
   前記第２収容体は、前記２次側コイルが前記１次側コイルから出力される電力を受電可能な距離の範囲内で、前記第１収容体及び前記第２収容体の所定形状を呈する面の領域が直接対向するように、前記第１収容体とともに前記電柱に設置される
   ことを特徴とする給電システム。
7. 前記２次側コイルは、前記１次側コイルから出力される電力を磁気共鳴によって受電する
   ことを特徴とする請求項６に記載の給電システム。
8. 前記第１収容体は、前記第１収容体の内部に収容される前記１次側コイルと、前記第１収容体の外部に設置される前記外部電源と、を接続する第１電力線が防水可能な状態で挿通される第１挿通孔を有し、
   前記第２収容体は、前記第２収容体の内部に収容される前記２次側コイルと、前記第２収容体の外部に設置される前記負荷と、を接続する第２電力線が防水可能な状態で挿通される第２挿通孔を有する
   ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の給電システム。
9. 前記第１収容体及び前記第２収容体は、絶縁性材料を用いて形成される
   ことを特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか一項に記載の給電システム。
10. 前記負荷は外灯である
    ことを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れか一項に記載の給電システム。

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