JP6389390B2 - 給電装置 - Google Patents

Description

本発明は、非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する非接触式の給電装置に関する。

従来、扉枠側から扉側の電気錠に非接触で電力を供給する非接触電力伝送装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の非接触電力伝送装置は、扉枠側に設けられる給電側ユニットと、扉側に設けられる受電側ユニットとを備えている。給電側ユニットは、電磁誘導によって非接触で電力を伝送する給電側伝送部を備え、受電側ユニットは、給電側伝送部から伝送される電力を受電する受電側伝送部を備えている。

また、従来、２次コイルを含む２次側共振回路と電池とを有する電池システムに対して非接触で電力を供給する電力供給装置が知られている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の電力供給装置は、１次コイルを含む１次側共振回路と、１次側共振回路の１次側電流を検出する電流検出手段と、１次側共振回路の１次側電圧を検出する電圧検出手段と、１次側電流と１次側電圧とに基づいて力率を算出する力率算出手段と、力率が所定の閾値を下回る場合に、力率が大きくなるように１次側共振回路の特性を調整する特性調整手段とを備えている。そのため、この電力供給装置では、１次コイルと２次コイルとの相対位置がずれた場合の、１次側共振回路から２次側共振回路への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能となっている。

特開２００７−２３１５６７号公報 特開２０１２−１３０１７３号公報

扉枠に開閉可能に取り付けられる扉（開き戸）の扉枠に対する相対位置は経時的に変化する。具体的には、扉に作用する重力の影響によって、扉枠の、錠が係合する側の部分に対する扉の位置が経時的に下方向へ移動する。そのため、特許文献１に記載の非接触電力伝送装置では、給電側伝送部に対する受電側伝送部の鉛直方向における相対位置が経時的にずれて、給電側伝送部から受電側伝送部への電力の伝送効率が低下するおそれがある。特許文献１に記載の非接触電力伝送装置に、特許文献２に記載の電力供給装置の構成を採用すれば、給電側伝送部に対する受電側伝送部の鉛直方向における相対位置が経時的にずれても、給電側伝送部から受電側伝送部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になるかもしれない。しかしながら、特許文献１に記載の非接触電力伝送装置に特許文献２に記載の電力供給装置の構成を採用すると、力率の算出や１次側共振回路の特性の調整等が必要になり、非接触電力伝送装置の制御が煩雑になる。

そこで、本発明の課題は、複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能な給電装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の給電装置は、非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する給電装置において、環状に巻回される１個の給電コイルと環状に巻回される１個の受電コイルとからなるコイル組を複数備え、複数のコイル組のそれぞれは、互いに異なる給電コイルを備え、複数のコイル組のそれぞれは、互いに異なる受電コイルを備え、複数の給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、複数の受電コイルは、給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に鉛直方向に変化する受電コイル保持部に保持され、複数の給電コイルは、鉛直方向に配列され、複数の受電コイルは、鉛直方向に配列され、複数のコイル組のうちの少なくとも１個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが一致しているときに、当該少なくとも１個のコイル組とは異なる少なくとも１個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向においてずれており、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、複数のコイル組のうちの少なくとも１個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において離れていくと、当該少なくとも１個のコイル組とは異なる少なくとも１個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において近づいていくことを特徴とする。

本発明の給電装置では、複数の給電コイルおよび複数の受電コイルは、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向である鉛直方向に配列されており、複数のコイル組のうちの少なくとも１個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが一致しているときに、当該少なくとも１個のコイル組とは異なる少なくとも１個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向においてずれている。また、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、複数のコイル組のうちの少なくとも１個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において離れていくと、当該少なくとも１個のコイル組とは異なる少なくとも１個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において近づいていく。そのため、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化が生じても、複数のコイル組のそれぞれの給電コイルと受電コイルとの対向面積の総和の減少を抑制することが可能になる。その結果、本発明では、複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

本発明において、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が鉛直方向へ相対的に変化しても、複数のコイル組のそれぞれの給電コイルと受電コイルとの対向面積の総和が略一定となっていることが好ましい。このように構成すると、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率のばらつきを抑制することが可能になる。

また、上記の課題を解決するため、本発明の給電装置は、非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する給電装置において、環状に巻回される１個以上の給電コイルと環状に巻回され給電コイルの個数よりも多くの個数の受電コイルとからなるコイル組を１個以上備え、１個以上の給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、複数の受電コイルは、給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に鉛直方向に変化する受電コイル保持部に保持され、複数の給電コイルが設けられている場合には、複数の給電コイルは、鉛直方向に配列され、複数の受電コイルは、鉛直方向に配列され、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、１個のコイル組において、少なくとも１個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも１個の受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において離れていくと、鉛直方向において受電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の給電コイルとは異なる少なくとも１個の給電コイルの巻回の軸中心と、鉛直方向において給電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の受電コイルとは異なる少なくとも１個の受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において近づいていくことを特徴とする。

本発明の給電装置は、１個以上の給電コイルと給電コイルの個数よりも多くの個数の受電コイルとからなるコイル組を１個以上備えている。また、本発明では、複数の受電コイルは、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向である鉛直方向に配列され、複数の給電コイルが設けられている場合には、複数の給電コイルは、鉛直方向に配列されている。さらに、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、１個のコイル組において、少なくとも１個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも１個の受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において離れていくと、鉛直方向において受電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の給電コイルとは異なる少なくとも１個の給電コイルの巻回の軸中心と、鉛直方向において給電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の受電コイルとは異なる少なくとも１個の受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において近づいていく。そのため、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化が生じても、コイル組における給電コイルと受電コイルとの対向面積の減少を抑制することが可能になる。その結果、本発明では、複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

さらに、上記の課題を解決するため、本発明の給電装置は、非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する給電装置において、環状に巻回される１個以上の受電コイルと環状に巻回され受電コイルの個数よりも多くの個数の給電コイルとからなるコイル組を１個以上備え、複数の給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、１個以上の受電コイルは、給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に鉛直方向に変化する受電コイル保持部に保持され、複数の受電コイルが設けられている場合には、複数の受電コイルは、鉛直方向に配列され、複数の給電コイルは、鉛直方向に配列され、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、１個のコイル組において、少なくとも１個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも１個の受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において離れていくと、鉛直方向において受電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の給電コイルとは異なる少なくとも１個の給電コイルの巻回の軸中心と、鉛直方向において給電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の受電コイルとは異なる少なくとも１個の受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において近づいていくことを特徴とする。

本発明の給電装置は、１個以上の受電コイルと受電コイルの個数よりも多くの個数の給電コイルとからなるコイル組を１個以上備えている。また、本発明では、複数の給電コイルは、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向である鉛直方向に配列され、複数の受電コイルが設けられている場合には、複数の受電コイルは、鉛直方向に配列されている。さらに、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、１個のコイル組において、少なくとも１個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも１個の受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において離れていくと、鉛直方向において受電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の給電コイルとは異なる少なくとも１個の給電コイルの巻回の軸中心と、鉛直方向において給電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の受電コイルとは異なる少なくとも１個の受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において近づいていく。そのため、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化が生じても、コイル組における給電コイルと受電コイルとの対向面積の減少を抑制することが可能になる。その結果、本発明では、複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

本発明において、たとえば、受電コイル保持部は、開閉可能な建具であり、給電コイル保持部は、建具が内側に配置される建具枠であり、被給電体は、建具に取り付けられるとともに建具枠に対して建具が開かないように建具を固定する電気錠である。この場合には、たとえば、建具に作用する重力の影響で、建具枠に対する建具の位置が経時的に下方向へ移動しても（具体的には、建具枠の、錠が係合する側の部分に対する建具の位置が経時的に下方向へ移動しても）、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。したがって、建具枠に対する建具の位置が経時的に下方向へ移動しても、電気錠に電力を供給して電気錠を動作させることが可能になる。

以上のように、本発明の給電装置では、複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる給電装置の概略構成を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態にかかる給電装置の概略構成を説明するための図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（給電装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる給電装置１の概略構成を説明するための図である。本形態の給電装置１は、非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する非接触式の給電装置である。この給電装置１は、１個の給電コイル２と１個の受電コイル３とからなるコイル組４と、１個の給電コイル５と１個の受電コイル６とからなるコイル組７との２個のコイル組４、７を備えている。すなわち、給電装置１は、２個の給電コイル２、５と２個の受電コイル３、６とを備えている。受電コイル３は、給電コイル２から伝送される電力を受け取り、受電コイル６は、給電コイル５から伝送される電力を受け取る。本形態では、磁界結合方式によって給電コイル２、５を有する給電部から受電コイル３、６を有する受電部へ電力が伝送される。

受電コイル３、６は、建具としての建物の扉１０に取り付けられている。たとえば、受電コイル３、６は、図示を省略するコイル保持部材に固定され、このコイル保持部材が扉１０に固定されている。すなわち、受電コイル３、６は、コイル保持部材を介して扉１０に取り付けられている。あるいは、受電コイル３、６は、直接、扉１０に取り付けられている。給電コイル２、５は、扉１０が内側に配置される建具枠としての外枠１１に取り付けられている。たとえば、給電コイル２、５は、図示を省略するコイル保持部材に固定され、このコイル保持部材が外枠１１に固定されている。すなわち、給電コイル２、５は、コイル保持部材を介して外枠１１に取り付けられている。あるいは、給電コイル２、５は、直接、外枠１１に取り付けられている。

扉１０は、外枠１１に対して開閉可能に取り付けられている。本形態の外枠１１は、２個の給電コイル２、５を保持する給電コイル保持部であり、扉１０は、２個の受電コイル３、６を保持する受電コイル保持部である。また、本形態の給電装置１は、外枠１１に対して扉１０が開かないように扉１０を固定する電気錠（図示省略）に電力を供給する。すなわち、本形態の被給電体は、電気錠である。より具体的には、本形態の被給電体は、電気錠を駆動するモータ等の駆動源である。この電気錠は、扉１０に取り付けられている。

図１に示すように、互いに直交する３方向のそれぞれをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とすると、扉１０は、扉１０の高さ方向とＺ方向とが一致するように配置されている。すなわち、Ｚ方向は、鉛直方向（鉛直線の方向）である。また、扉１０が閉じている状態では、扉１０の厚さ方向とＹ方向とが一致し、扉１０の幅方向とＸ方向とが一致している。以下の説明では、Ｘ方向を左右方向、Ｙ方向を前後方向、Ｚ方向を上下方向とする。また、Ｚ１方向側を「上」側、Ｚ２方向側を「下」側とする。

給電コイル２、５および受電コイル３、６は、空芯状に巻回された空芯コイルである。給電コイル２、５および受電コイル３、６は、円環状に巻回されており、扁平な略円筒状に形成されている。給電コイル２、５は、電解効果トランジスタ等のスイッチング素子や発振回路等を介して電源に接続されている。受電コイル３、６は、整流回路等を介して電気錠に接続されている。

２個の給電コイル２、５の巻数（より具体的には、給電コイル２、５を構成する導線の巻数）は互いに同じになっており、２個の受電コイル３、６の巻数（より具体的には、受電コイル３、６を構成する導線の巻数）も互いに同じなっている。また、給電コイル２、５の巻数と受電コイル３、６の巻数とが同じになっている。すなわち、本形態では、全ての給電コイル２、５の巻数、および、全ての受電コイル３、６の巻数が同じになっている。

また、２個の給電コイル２、５の外形は互いに略等しくなっており、２個の受電コイル３、６の外形も互いに略等しくなっている。すなわち、２個の給電コイル２、５の内径、外径および厚さは互いに略等しくなっており、２個の受電コイル３、６の内径、外径および厚さも互いに略等しくなっている。また、給電コイル２、５の外形と受電コイル３、６の外形とが略等しくなっている。すなわち、本形態では、全ての給電コイル２、５の外形、および、全ての受電コイル３、６の外形が略等しくなっている。

上述のように、給電コイル２、５は、外枠１１に取り付けられている。給電コイル２と給電コイル５とは、前後方向において同じ位置に配置されている。また、給電コイル２と給電コイル５とは、左右方向において同じ位置に配置されている。また、給電コイル２と給電コイル５とは、上下方向に所定の間隔をあけた状態で上下方向で重なるように配置されている。すなわち、２個の給電コイル２、５は、上下方向に配列されている。本形態では、給電コイル２が下側に配置され、給電コイル５が上側に配置されている。

また、上述のように、受電コイル３、６は、扉１０に取り付けられている。扉１０が閉じた状態において、受電コイル３と受電コイル６とは、前後方向において同じ位置に配置されるとともに、左右方向において同じ位置に配置されている。また、扉１０が閉じた状態では、給電コイル２、５と受電コイル３、６とが前後方向において略同じ位置に配置されている。受電コイル３と受電コイル６とは、上下方向に所定の間隔をあけた状態で上下方向で重なるように配置されている。すなわち、２個の受電コイル３、６は、上下方向に配列されている。本形態では、受電コイル３が下側に配置され、受電コイル６が上側に配置されている。

上下方向における受電コイル３と受電コイル６との距離は、上下方向における給電コイル２と給電コイル５との距離よりも広くなっている。本形態では、外枠１１に扉１０が取り付けられるときには、図１（Ａ）に示すように、給電コイル２の巻回の軸中心ＣＬ１と受電コイル３の巻回の軸中心ＣＬ２とが上下方向で一致するように、外枠１１に扉１０が取り付けられる。すなわち、扉１０が閉じている状態で、軸中心ＣＬ１と軸中心ＣＬ２とが一致するように、外枠１１に扉１０が取り付けられる。

軸中心ＣＬ１と軸中心ＣＬ２とが一致しているときには、給電コイル２と受電コイル３とが左右方向で所定の隙間を介して対向している。また、このときには、給電コイル５の巻回の軸中心ＣＬ３と受電コイル６の巻回の軸中心ＣＬ４とが上下方向でずれている。すなわち、コイル組４の、給電コイル２の巻回の軸中心ＣＬ１と受電コイル３の巻回の軸中心ＣＬ２とが一致しているときには、コイル組７の、給電コイル５の巻回の軸中心ＣＬ３と受電コイル６の巻回の軸中心ＣＬ４とが上下方向でずれている。なお、本形態では、軸中心ＣＬ１と軸中心ＣＬ２とが一致しているときに、給電コイル２から受電コイル３への電力の伝達効率が最も高くなり、軸中心ＣＬ３と軸中心ＣＬ４とが一致しているときに、給電コイル５から受電コイル６への電力の伝達効率が最も高くなる。

ここで、扉１０には重力が作用するため、外枠１１に対する扉１０の相対位置は経時的に変化する。具体的には、扉１０に作用する重力の影響で、外枠１１の、電気錠が係合する側の部分（外枠１１の、給電コイル２、５が取り付けられる側の部分）に対する扉１０の位置が経時的に下方向へ移動する。すなわち、外枠１１に対する扉１０の相対位置は、経時的に一定方向に変化する。本形態では、上下方向（鉛直方向）は、外枠１１に対する扉１０の相対位置の経時的な変化の方向となる第１方向である。

外枠１１に扉１０が取り付けられた後の、外枠１１の電気錠が係合する側の部分に対する扉１０の位置の最大変化量は、閉じた状態の扉１０と外枠１１との左右方向の隙間によって規定される。本形態では、軸中心ＣＬ１と軸中心ＣＬ２とが上下方向で一致するように外枠１１に扉１０が取り付けられたときの、軸中心ＣＬ３と軸中心ＣＬ４との上下方向の距離Ｌ（図１（Ａ）参照）は、外枠１１に扉１０が取り付けられた後の、外枠１１の電気錠が係合する側の部分に対する扉１０の位置の最大変化量とほぼ等しくなっている。そのため、本形態では、外枠１１に扉１０が取り付けられた後に扉１０が最も下方向へ移動すると、図１（Ｃ）に示すように、軸中心ＣＬ３と軸中心ＣＬ４とが上下方向で一致する。このときには、扉１０が閉じていると、給電コイル５と受電コイル６とが左右方向で所定の隙間を介して対向している。

また、本形態では、給電コイル２、５および受電コイル３、６の外径Ｒ（図１（Ａ）参照）は、距離Ｌとほぼ等しくなっており、軸中心ＣＬ１と軸中心ＣＬ２とが上下方向で一致しているときには、給電コイル５の上端と受電コイル６の下端とが上下方向においてほぼ一致している。そのため、本形態では、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、外枠１１に対して扉１０が経時的に下方向へ移動しても、給電コイル２と受電コイル３との対向面積と、給電コイル５と受電コイル６との対向面積との総和が略一定になっている。

以上のように構成された給電装置１では、扉１０が閉じた状態で、電気錠への電力の供給が行われる。電気錠への電力供給時には、２個の給電コイル２、５の両方に電流が供給される。すなわち、本形態では、電気錠への電力供給時に、全ての給電コイル２、５に電流が供給される。また、本形態では、２個の給電コイル２、５に同じ大きさの電流が同時に供給される。給電コイル２、５に電流が流れると、給電コイル２、５に対向配置される受電コイル３、６に交流電力が生じる。受電コイル３、６に生じた交流電力は、整流回路で直流電力に変換されて電気錠に供給される。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、２個の給電コイル２、５および２個の受電コイル３、６は上下方向に配列されており、給電コイル２の巻回の軸中心ＣＬ１と受電コイル３の巻回の軸中心ＣＬ２とが一致しているときに、給電コイル５の巻回の軸中心ＣＬ３と受電コイル６の巻回の軸中心ＣＬ４とが上下方向でずれている。また、本形態では、図１に示すように、外枠１１に対する扉１０の位置が経時的に下方向へ移動して軸中心ＣＬ１と軸中心ＣＬ２との上下方向の距離が離れていくと、軸中心ＣＬ３と軸中心ＣＬ４との上下方向の距離が近づいていく。したがって、本形態では、扉１０に作用する重力の影響で外枠１１に対する扉１０の位置が経時的に下方向へ移動しても、給電コイル２と受電コイル３との対向面積と、給電コイル５と受電コイル６との対向面積との総和の減少を抑制することが可能になる。その結果、本形態では、複雑な制御を行わなくても、給電コイル２、５に対する受電コイル３、６の相対位置が変化したときの、給電部から受電部の電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。したがって、本形態では、外枠１１に対する扉１０の位置が経時的に下方向へ移動しても、複雑な制御を行うことなく、電気錠に電力を供給して電気錠を動作させることが可能になる。

特に本形態では、外枠１１に対して扉１０が経時的に下方向へ移動しても、給電コイル２と受電コイル３との対向面積と、給電コイル５と受電コイル６との対向面積との総和が略一定になっている。また、本形態では、電気錠への電力供給時に、２個の給電コイル２、５に同じ大きさの電流が同時に供給される。そのため、本形態では、給電コイル２、５に対する受電コイル３、６の相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率のばらつきを抑制することが可能になる。

また、本形態では、外枠１１に対して扉１０が経時的に下方向へ移動しても、給電コイル２と受電コイル３との対向面積と、給電コイル５と受電コイル６との対向面積との総和が略一定になっているため、外枠１１に扉１０を取り付けるときの、外枠１１に対する扉１０の取付位置の許容範囲を広げることが可能になる。

（給電装置の変形例）
図２は、本発明の他の実施の形態にかかる給電装置１の概略構成を説明するための図である。

上述した形態では、給電装置１は、１個の給電コイル２と１個の受電コイル３とからなるコイル組４と、１個の給電コイル５と１個の受電コイル６とからなるコイル組７との２個のコイル組を備えている。この他にもたとえば、図２に示すように、給電装置１は、コイル組４、７に代えて、または、コイル組４、７に加えて、１個の給電コイル２と、２個の受電コイル３、６とからなるコイル組１４を備えていても良い。

この場合でも、上述した形態と同様に、軸中心ＣＬ１と軸中心ＣＬ２とが上下方向で一致するように、外枠１１に扉１０が取り付けられる（図２（Ａ）参照）。また、この場合には、受電コイル３の上端と受電コイル６の下端との距離Ｌ１（図２（Ａ）参照）は、たとえば、給電コイル２および受電コイル３、６の外径Ｒの半分となっている。そのため、外枠１１に対して扉１０が経時的に下方向へ移動して、図２（Ｂ）に示すように、上下方向において受電コイル３の上端が軸中心ＣＬ１に達すると、受電コイル６の下端が給電コイル２の上端に達する。すなわち、外枠１１に対して扉１０が経時的に下方向へ移動すると、給電コイル２と受電コイル３とが対向しなくなる前に、給電コイル２と受電コイル６とが対向し始める。また、この場合には、軸中心ＣＬ２と軸中心ＣＬ４との上下方向の距離Ｌ２は、外枠１１に扉１０が取り付けられた後の、外枠１１の電気錠が係合する側の部分に対する扉１０の位置の最大変化量とほぼ等しくなっている。

図２に示す給電装置１では、扉１０に作用する重力の影響で外枠１１に対する扉１０の位置が経時的に下方向へ移動したときに、受電コイル３の巻回の軸中心ＣＬ２と給電コイル２の巻回の軸中心ＣＬ１との上下方向の距離が離れていっても、受電コイル６の巻回の軸中心ＣＬ４と軸中心ＣＬ１との上下方向の距離が近づいていく。そのため、この給電装置１においても、外枠１１に対する扉１０の位置が経時的に下方向へ移動したときの、給電コイル２と受電コイル３、６との対向面積の減少を抑制することが可能になる。その結果、複雑な制御を行わなくても、給電コイル２に対する受電コイル３、６の相対位置が変化したときの、給電部から受電部の電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

なお、距離Ｌ１は、外径Ｒの半分より短くても良い。また、外枠１１に対して扉１０が経時的に下方向へ移動したときに、給電コイル２と受電コイル３とが対向しなくなる前に、給電コイル２と受電コイル６とが対向し始めるのであれば、距離Ｌ１は、外径Ｒの半分より長くても良い。また、図２に示す給電装置１は、２個以上のコイル組１４を備えていても良い。

また、図２に示す給電装置１において、コイル組１４は、上下方向に配列される３個以上の受電コイルを備えていても良い。また、図２に示す給電装置１において、コイル組１４は、上下方向に配列される２個以上の給電コイルを備えていても良い。この場合には、コイル組１４は、給電コイルの個数よりも多くの個数の受電コイルを備えている。また、この場合には、外枠１１に対する扉１０の位置が経時的に下方向へ移動して、コイル組１４において、少なくとも１個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも１個の受電コイルの巻回の軸中心とが上下方向で離れていくと、少なくとも１個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも１個の受電コイルの巻回の軸中心とが上下方向で近づいていく。

また、図２に示す給電装置１は、１個の給電コイル２と、２個の受電コイル３、６とからなるコイル組１４を備えているが、給電装置１は、２個の給電コイル２、５と、１個の受電コイル６とからなるコイル組を備えていても良い。この場合には、たとえば、軸中心ＣＬ３と軸中心ＣＬ４とが上下方向で一致するように、外枠１１に扉１０が取り付けられる。この場合には、外枠１１に対する扉１０の位置が経時的に下方向へ移動したときに、受電コイル６の巻回の軸中心ＣＬ４と給電コイル５の巻回の軸中心ＣＬ３との上下方向の距離が離れていっても、受電コイル６の巻回の軸中心ＣＬ４と給電コイル２の巻回の軸中心ＣＬ１との上下方向の距離が近づくため、外枠１１に対する扉１０の位置が経時的に下方向へ移動したときの、給電コイル２、５と受電コイル６との対向面積の減少を抑制することが可能になる。その結果、複雑な制御を行わなくても、給電コイル２、５に対する受電コイル６の相対位置が変化したときの、給電部から受電部の電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

なお、この場合のコイル組は、上下方向に配列される３個以上の給電コイルを備えていても良い。また、この場合のコイル組は、上下方向に配列される２個以上の受電コイルを備えていても良い。コイル組が２個以上の受電コイルを備えている場合には、このコイル組は、受電コイルの個数よりも多くの個数の給電コイルを備えている。また、この場合には、２個の給電コイル２、５と１個の受電コイル６とからなるコイル組が２個以上設けられていても良い。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態では、上下方向における受電コイル３と受電コイル６との距離は、上下方向における給電コイル２と給電コイル５との距離よりも広くなっている。この他にもたとえば、上下方向における給電コイル２と給電コイル５との距離が上下方向における受電コイル３と受電コイル６との距離より広くなっていても良い。また、上述した形態では、給電装置１は、２個のコイル組４、７を備えているが、給電装置１は、３個以上のコイル組を備えていても良い。この場合には、外枠１１に対する扉１０の位置が経時的に下方向へ移動して、３個以上のコイル組のうちの少なくとも１個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが上下方向で離れていくと、少なくとも１個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが上下方向で近づいていく。

上述した形態では、距離Ｌは、外枠１１に扉１０が取り付けられた後の、外枠１１の電気錠が係合する側の部分に対する扉１０の位置の最大変化量とほぼ等しくなっている。この他にもたとえば、距離Ｌは、この最大変化量より短くても良い。また、給電コイル２と受電コイル３とが対向しなくなる前に、給電コイル５と受電コイル６とが対向し始めるのであれば、距離Ｌは、この最大変化量より長くても良い。また、上述した形態では、給電コイル２、５および受電コイル３、６の外径Ｒは、距離Ｌとほぼ等しくなっているが、外径Ｒは、距離Ｌより大きくても良い。また、給電コイル２と受電コイル３とが対向しなくなる前に、給電コイル５と受電コイル６とが対向し始めるのであれば、外径Ｒは、距離Ｌより小さくても良い。

上述した形態において、受電コイル３に接続される整流回路と電気錠との間と、受電コイル６に接続される整流回路と電気錠との間とが直列に接続されても良い。この場合には、電気錠に印加される電圧の変化を抑制することが可能になる。また、上述した形態において、受電コイル３の両端に生じる電圧および受電コイル６の両端に生じる電圧に基づいて、受電コイル３および受電コイル６が電気錠に電気的に接続される状態と、受電コイル３のみが電気錠に電気的に接続される状態と、受電コイル６のみが電気錠に電気的に接続される状態とに、受電コイル３、６と電気錠との電気的な接続状態が切り替えられても良い。

上述した形態では、電気錠への電力供給時に、２個の給電コイル２、５に同じ大きさの電流が供給されているが、電気錠への電力供給時に、２個の給電コイル２、５のそれぞれに異なる大きさの電流が供給されても良い。また、上述した形態では、２個の給電コイル２、５の巻数、および、２個の受電コイル３、６の巻数が同じになっているが、２個の給電コイル２、５の巻数が異なっていても良いし、２個の受電コイル３、６の巻数が異なっていても良い。また、給電コイル２の巻数と受電コイル３の巻数とが異なっていても良いし、給電コイル５の巻数と受電コイル６の巻数とが異なっていても良い。

上述した形態では、２個の給電コイル２、５の外形は互いに略等しくなっており、２個の受電コイル３、６の外形は互いに略等しくなっているが、２個の給電コイル２、５の外形は異なっていても良いし、２個の受電コイル３、６の外形は異なっていても良い。また、給電コイル２の外形と受電コイル３の外形とが異なっていても良いし、給電コイル５の外形と受電コイル６の外形とが異なっていても良い。

上述した形態では、給電コイル２、５および受電コイル３、６は、円環状に巻回されている。この他にもたとえば、給電コイル２、５および受電コイル３、６は、四角環状等の多角環状や楕円環状等に巻回されても良い。また、上述した形態では、磁界結合方式によって、給電部から受電部へ電力が伝送されているが、電磁誘導方式等の他の方式によって、給電部から受電部へ電力が伝送されても良い。また、上述した形態では、給電コイル２の巻回の軸中心ＣＬ１と受電コイル３の巻回の軸中心ＣＬ２とが一致しているときに、給電コイル２から受電コイル３への電力の伝達効率が最も高くなり、給電コイル５の巻回の軸中心ＣＬ３と受電コイル６の巻回の軸中心ＣＬ４とが一致しているときに、給電コイル５から受電コイル６への電力の伝達効率が最も高くなっているが、給電コイル２から受電コイル３への電力の伝達効率が最も高くなるときに、軸中心ＣＬ１と軸中心ＣＬ２とが一致していなくても良いし、給電コイル５から受電コイル６への電力の伝達効率が最も高くなるときに、軸中心ＣＬ３と軸中心ＣＬ４とが一致していなくても良い。

上述した形態では、受電コイル３、６は、扉１０に取り付けられているが、受電コイル３、６は、扉１０以外の建具に取り付けられても良い。たとえば、受電コイル３、６は、窓や雨戸等の引き戸に取り付けられても良い。この場合には、給電コイル２、５は、窓枠等の建具枠に取り付けられる。また、この場合には、建具枠に対する引き戸の相対位置の経時的な変化の方向は、たとえば、引き戸の厚さ方向（すなわち、水平方向）となる。また、給電コイル２、５および受電コイル３、６は、建具および建具枠以外の構造物や機器に取り付けられても良い。また、上述した形態では、給電装置１によって電力が供給される被給電体は、電気錠であるが、給電装置１によって電力が供給される被給電体は、電気錠以外の機器であっても良いし、蓄電池であっても良い。

１ 給電装置
２、５ 給電コイル
３、６ 受電コイル
４、７、１４ コイル組
１０ 扉（受電コイル保持部、建具）
１１ 外枠（給電コイル保持部、建具枠）
ＣＬ１、ＣＬ３ 給電コイルの巻回の軸中心
ＣＬ２、ＣＬ４ 受電コイルの巻回の軸中心
Ｚ 上下方向（鉛直方向、第１方向）

Claims (5)

1. 非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する給電装置において、
   環状に巻回される１個の給電コイルと環状に巻回される１個の受電コイルとからなるコイル組を複数備え、
   複数の前記コイル組のそれぞれは、互いに異なる前記給電コイルを備え、
   複数の前記コイル組のそれぞれは、互いに異なる前記受電コイルを備え、
   複数の前記給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、
   複数の前記受電コイルは、前記給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に鉛直方向に変化する受電コイル保持部に保持され、
   複数の前記給電コイルは、鉛直方向に配列され、複数の前記受電コイルは、鉛直方向に配列され、
   複数の前記コイル組のうちの少なくとも１個の前記コイル組の、前記給電コイルの巻回の軸中心と前記受電コイルの巻回の軸中心とが一致しているときに、当該少なくとも１個の前記コイル組とは異なる少なくとも１個の前記コイル組の、前記給電コイルの巻回の軸中心と前記受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向においてずれており、
   前記給電コイル保持部に対する前記受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、複数の前記コイル組のうちの少なくとも１個の前記コイル組の、前記給電コイルの巻回の軸中心と前記受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において離れていくと、当該少なくとも１個の前記コイル組とは異なる少なくとも１個の前記コイル組の、前記給電コイルの巻回の軸中心と前記受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において近づいていくことを特徴とする給電装置。
2. 前記給電コイル保持部に対する前記受電コイル保持部の相対位置が鉛直方向へ相対的に変化しても、複数の前記コイル組のそれぞれの前記給電コイルと前記受電コイルとの対向面積の総和が略一定となっていることを特徴とする請求項１記載の給電装置。
3. 非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する給電装置において、
   環状に巻回される１個以上の給電コイルと環状に巻回され前記給電コイルの個数よりも多くの個数の受電コイルとからなるコイル組を１個以上備え、
   １個以上の前記給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、
   複数の前記受電コイルは、前記給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に鉛直方向に変化する受電コイル保持部に保持され、
   複数の前記給電コイルが設けられている場合には、複数の前記給電コイルは、鉛直方向に配列され、複数の前記受電コイルは、鉛直方向に配列され、
   前記給電コイル保持部に対する前記受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、１個の前記コイル組において、少なくとも１個の前記給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも１個の前記受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において離れていくと、鉛直方向において前記受電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の前記給電コイルとは異なる少なくとも１個の前記給電コイルの巻回の軸中心と、鉛直方向において前記給電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の前記受電コイルとは異なる少なくとも１個の前記受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において近づいていくことを特徴とする給電装置。
4. 非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する給電装置において、
   環状に巻回される１個以上の受電コイルと環状に巻回され前記受電コイルの個数よりも多くの個数の給電コイルとからなるコイル組を１個以上備え、
   複数の前記給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、
   １個以上の前記受電コイルは、前記給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に鉛直方向に変化する受電コイル保持部に保持され、
   複数の前記受電コイルが設けられている場合には、複数の前記受電コイルは、鉛直方向に配列され、複数の前記給電コイルは、鉛直方向に配列され、
   前記給電コイル保持部に対する前記受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、１個の前記コイル組において、少なくとも１個の前記給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも１個の前記受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において離れていくと、鉛直方向において前記受電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の前記給電コイルとは異なる少なくとも１個の前記給電コイルの巻回の軸中心と、鉛直方向において前記給電コイルの巻回の軸中心から巻回の軸中心が離れていく少なくとも１個の前記受電コイルとは異なる少なくとも１個の前記受電コイルの巻回の軸中心とが鉛直方向において近づいていくことを特徴とする給電装置。
5. 前記受電コイル保持部は、開閉可能な建具であり、
   前記給電コイル保持部は、前記建具が内側に配置される建具枠であり、
   前記被給電体は、前記建具に取り付けられるとともに前記建具枠に対して前記建具が開かないように前記建具を固定する電気錠であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の給電装置。

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