JP6709804B2 - 非接触給電装置 - Google Patents

Description

本発明は、給電ユニットから受電ユニットに非接触で給電する非接触給電装置に関する。

多数の部品が装着された基板を生産する基板生産機として、はんだ印刷機、電子部品装着機、リフロー機、基板検査機などがある。これらの設備を連結して基板生産ラインを構成することが一般的になっている。さらに、モジュール化された同じ大きさの基板生産機を列設して基板生産ラインを構成する場合も多い。モジュール化された基板生産機を用いることにより、ラインの組み替え時やラインを長大化する増設時の段取り替え作業が容易になり、フレキシブルな基板生産ラインが実現される。

近年、基板生産ラインの各基板生産機で使用する機材や部材を、基板生産ラインに沿って移動する移動体に搬送させ、省力化および自動化を推進することが検討されている。さらに、移動体への給電手段として、非接触給電装置が考えられている。なお、非接触給電装置の用途は、基板生産ラインに限定されず、他の製品を生産する組立ラインや加工ライン、電動車両の走行中給電など幅広い分野にわたっている。この種の非接触給電装置では、給電素子および受電素子にそれぞれコイルを用いる電磁結合方式が多用される。電磁結合方式の非接触給電装置に関する技術例として、特許文献１、２が開示されている。

特許文献１の非接触給電装置は、高周波電流が流れる給電線と誘導結合されるピックアップ部を備え、ピックアップ部に誘起される誘導起電力によって負荷に給電する。ピックアップ部は、コアと、コイルと、共振回路とを有する。共振回路は、コイルと接続される導体パターンが形成された母基板と、それぞれに１乃至複数のコンデンサが実装される複数の子基板と、母基板に対して各子基板を着脱可能に接続する複数のコネクタとを有する。これによれば、コイルとともに共振回路を構成するコンデンサの容量値を調整でき、共振回路の調整作業を簡素化できる、とされている。換言すると、従来から単一基板で構成されていた共振回路を母基板および子基板に分割することで、子基板の着脱によりコンデンサの容量値を調整できる。

また、特許文献２には、１次コイルを励磁させ、電磁誘導にて隣接する機器の２次コイルに２次電力を発生させ、該２次電力を機器の負荷に供給する非接触給電装置の給電モジュールが開示されている。この給電モジュールは、１次コイルをそれぞれ有した複数のコイルユニットと、複数のコイルユニットを配置して駆動可能に端子接続するプリント配線基板とを備える。さらに、１次コイルにそれぞれ共振コンデンサが接続される態様も開示されている。これによれば、給電モジュールは、設計自由度が高く、種々の形態の非接触給電ができ、しかも、簡単かつ短時間で製造できる、とされている。

特開２０１０−７５０２１号公報 特開２０１２−１６１１１０号公報

ところで、特許文献１の技術例では、コイルのインダクタンスにばらつきが生じても、コンデンサの静電容量値を調整することにより、共振回路の共振周波数を一定に保つことができる。また、特許文献２の技術例では、１次コイルに合わせてそれぞれ共振コンデンサが接続される。上記した２つの技術例は、本来同じ特性を有するコイルを対象としている。しかしながら、特性の異なる複数種類のコイルに対応するためには、共振コンデンサの静電容量値を大幅に変更する必要が生じる。このときの静電容量値の変更幅は、インダクタンスのばらつきに対する調整と異なり、大幅に広いレンジ範囲を考慮しなければならない。

例えば、基板生産ラインに適用する非接触給電装置では、各基板生産機のサイズや移動体に給電する給電容量の大小に合わせて、給電コイル（給電素子）および受電コイル（受電素子）の形状や寸法などの特性が変更される。したがって、所望される静電容量値（素子定数）を確保するために、大小さまざまな共振コンデンサ（共振素子）が用いられる。

ここで、給電ユニットの交流電源回路に共振コンデンサを含めて単一基板で構成する従来技術を想起する。従来技術では、大きな静電容量値を所望するときに大形の共振コンデンサが必要になり、単一基板へ実装するスペースが不足する。同様に、受電ユニットの受電回路に共振コンデンサを含めて単一基板で構成する従来技術でも、大形の共振コンデンサを単一基板へ実装するスペースが不足する。結果として、複数種類のコイルの特性に合わせて、別々に単一基板を設計する必要が生じ、汎用性に欠けていた。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、特性の異なる複数種類の給電素子および受電素子に対応できる汎用性のある基板構成の非接触給電装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の非接触給電装置は、給電ユニットに設けられた給電素子と、前記給電素子に交流電力を供給する交流電源回路と、受電ユニットに設けられ、前記給電素子に対向すると電気的に結合して非接触で交流電力を受け取る受電素子と、前記受電素子が受け取った交流電力を変換して受電電圧を生成し、電気負荷に出力する受電回路と、前記給電素子および前記受電素子の少なくとも一方に接続されて共振回路を形成する共振素子と、を備えた非接触給電装置であって、前記交流電源回路の少なくとも一部を含んで構成された給電基板と、前記受電回路の少なくとも一部を含んで構成された受電基板と、前記共振素子を含むとともに、前記交流電源回路の残部または前記受電回路の残部が有る場合には当該残部をも含んで構成された共振基板と、が別体とされており、特性の異なる複数種類の前記給電素子および前記受電素子に対して、同一の前記給電基板、同一の前記受電基板、および複数種類の前記共振基板で対応する。
また、非接触給電装置は、給電ユニットに設けられた給電素子と、前記給電素子に交流電力を供給する交流電源回路と、受電ユニットに設けられ、前記給電素子に対向すると電気的に結合して非接触で交流電力を受け取る受電素子と、前記受電素子が受け取った交流電力を変換して受電電圧を生成し、電気負荷に出力する受電回路と、前記給電素子および前記受電素子の少なくとも一方に接続されて共振回路を形成する共振素子と、を備えた非接触給電装置であって、前記交流電源回路の少なくとも一部を含んで構成された給電基板と、前記受電回路の少なくとも一部を含んで構成された受電基板と、前記共振素子を含むとともに、前記交流電源回路の残部または前記受電回路の残部が有る場合には当該残部をも含んで構成された共振基板と、が別体とされており、前記給電ユニットおよび前記受電ユニットの少なくとも一方は複数個あり、前記共振基板は、複数個の前記給電ユニットまたは複数個の前記受電ユニットに共通とされ、複数の前記共振素子を含んで構成され、前記給電ユニットは、基板生産ラインを構成する複数の基板生産機にそれぞれ同数個ずつ設けられ、前記受電ユニットは、複数の前記基板生産機の列設方向に移動する移動体に設けられてもよい。

本発明の非接触給電装置において、交流電源回路の少なくとも一部を含んで構成された給電基板と、受電回路の少なくとも一部を含んで構成された受電基板と、共振素子を含む共振基板と、が別体とされている。このため、特性の異なる複数種類の給電素子および受電素子に対して、同一の給電基板および同一の受電基板で対応できる。また、複数種類の給電素子および受電素子に対して、共振基板上の共振素子の素子定数を変更するのみで対応でき、共振基板の新規設計などは不要である。これにより、基板の生産管理、品質管理および在庫管理が行い易くなり、既納入装置への対応も容易になる。したがって、本発明によれば、汎用性のある基板構成の非接触給電装置を提供できる。
また、非接触給電装置を基板生産ラインに適用した場合、各基板生産機のサイズや移動体に給電する給電容量の大小に合わせて、給電素子および受電素子の形状や寸法などの特性が変更されても、同様の作用および効果が発生する。

第１実施形態の非接触給電装置の回路構成および基板構成を模式的に説明する図である。 第１実施形態の非接触給電装置の変形態様における受電ユニットの側の基板構成を模式的に説明する図である。 第２実施形態の非接触給電装置の構成を模式的に説明する図である。 第２実施形態の非接触給電装置における給電ユニットの側の基板構成を模式的に説明する図である。 第２実施形態の非接触給電装置における受電ユニットの側の基板構成を模式的に説明する図である。

（１．第１実施形態の非接触給電装置１の回路構成）
まず、本発明の第１実施形態の非接触給電装置１の回路構成について、図１を参考にして説明する。図１は、第１実施形態の非接触給電装置１の回路構成および基板構成を模式的に説明する図である。図１中の太線は、非接触給電回路を示している。第１実施形態の非接触給電装置１は、給電ユニット１Ｓと受電ユニット１Ｒを備える。給電ユニット１Ｓは、定位置に配置される。受電ユニット１Ｒは、給電ユニット１Ｓに対して位置の変更が可能とされている。図示されるように、給電ユニット１Ｓに対して受電ユニット１Ｒが対向位置に配置されると、非接触給電装置１は電磁結合方式の非接触給電を行う。

給電ユニット１Ｓは、交流電源回路２、給電側共振コンデンサ３５、および給電コイル３１を備える。詳述すると、交流電源回路２の高圧出力端子２１は、給電側共振コンデンサ３５の一端に接続されている。給電側共振コンデンサ３５の他端は、給電コイル３１の一端に接続されている。給電コイル３１の他端は、交流電源回路２の低圧出力端子２２に接続されている。上記した接続により、環状の給電回路が構成されている。

交流電源回路２は、給電コイル３１に交流電力を供給する。交流電源回路２は、例えば、直流電圧を供給する直流電源部と、直流電圧を交流変換する公知のブリッジ回路とを用いて構成できる。交流電源回路２の周波数ｆ０として、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚのオーダーを例示でき、これに限定されない。

給電側共振コンデンサ３５および給電コイル３１は、給電側共振回路を構成している。給電側共振回路は、交流電源回路２からみて直列共振回路となっている。給電側共振回路の給電側共振周波数ｆｓは、次の式１で求められる。ただし、πは円周率、ＬＳは給電コイル３１のインダクタンス値、ＣＳは給電側共振用コンデンサ３５の静電容量値である。
ｆｓ＝１／２π（ＬＳ・ＣＳ）^0.5 ……………………………式１

受電ユニット１Ｒは、受電コイル４１、受電側共振コンデンサ４５、および受電回路５を備える。受電コイル４１の一端は、受電側共振コンデンサ４５の一端、および受電回路５の入力第１端子に接続されている。受電コイル４１の他端は、受電側共振コンデンサ４５の他端、および受電回路５の入力第２端子に接続されている。受電回路５の出力第１端子および出力第２端子は、電気負荷ＥＬに接続されている。上記した接続により、受電回路が構成されている。

受電コイル４１は、給電コイル３１に対向すると電磁結合して非接触で交流電力を受け取る。受電コイル４１および受電側共振コンデンサ４５は、受電側共振回路を構成している。受電側共振回路は、電気負荷ＥＬの側からみて並列共振回路となっている。受電側共振回路の受電側共振周波数ｆｒは、次の式２で求められる。ただし、πは円周率、ＬＲは受電コイル４１のインダクタンス値、ＣＲは受電側共振用コンデンサ４５の静電容量値である。
ｆｒ＝１／２π（ＬＲ・ＣＲ）^0.5 ……………………………式２

受電回路５は、受電コイル４１が受け取った交流電力を変換して受電電圧を生成し、電気負荷ＥＬに出力する。受電回路５として全波整流回路を例示でき、これに限定されない。全波整流回路は、例えば、４個の整流ダイオードからなるブリッジ回路、および平滑コンデンサによって構成できる。

電気負荷ＥＬは、受電ユニット１Ｒ上で仕事を行うものであり、その種類や消費電力などは限定されない。電気負荷ＥＬは、受電ユニット１Ｒを移動させる電動駆動源を含んでいてもよい。また、受電電圧のレベルを調整して電気負荷ＥＬに出力するＤＣＤＣコンバータなども、電気負荷ＥＬの一部に含めて考えることができる。

（２．第１実施形態の非接触給電装置１の基板構成）
第１実施形態の非接触給電装置１の基板構成の説明に移る。図１に示されるように、給電ユニット１Ｓは、別体に分離された給電基板６１および給電側共振基板６５を有する。給電基板６１は、交流電源回路２を形成する回路部品が実装されて構成される。給電基板６１は、交流電源回路２の高圧出力端子２１および低圧出力端子２２の接続を担うコネクタ６２を有する。

給電側共振基板６５は、給電側共振コンデンサ３５および導体３６が実装されて構成される。導体３６は、給電コイル３１の他端と、交流電源回路２の低圧出力端子２２とを接続するための部位である。給電側共振基板６５は、給電側共振コンデンサ３５および導体３６の接続を担うコネクタ６６および端子対６７を有する。コネクタ６６は、給電基板６１のコネクタ６２に嵌合されて接続される。端子対６７は、給電コイル３１に接続される。なお、交流電源回路２を形成する回路部品の一部が給電基板６１に実装され、残部が給電側共振基板６５に実装されていてもよい。

一方、受電ユニット１Ｒは、別体に分離された受電側共振基板７５および受電基板７１を有する。受電側共振基板７５は、受電側共振コンデンサ４５が実装されて構成される。受電側共振基板７５は、受電側共振コンデンサ４５の接続を担う端子対７６およびコネクタ７７を有する。端子対７６は、受電コイル４１に接続される。

受電基板７１は、受電回路５を形成する回路部品が実装されて構成される。受電基板７１は、受電回路５の接続を担うコネクタ７２および端子対７３を有する。コネクタ７２は、受電側共振基板７５のコネクタ７７に嵌合されて接続される。端子対７３は、電気負荷ＥＬに接続される。なお、受電回路５を形成する回路部品の一部が受電基板７１に実装され、残部が受電側共振基板７５に実装されていてもよい。

ここで、給電基板６１は１種類のみが用意されており、交流電源回路２の周波数ｆ０は一定値に設定されている。これに対して、特性の異なる複数種類の給電コイル３１および受電コイル４１が用意されている。このため、給電コイル３１および受電コイル４１の特性によらず、交流電源回路２の周波数ｆ０に対して給電側共振周波数ｆｓを適正化する周波数合わせの設定が必要になる。

周波数合わせでは、複数種類の給電コイル３１の素子定数すなわちインダクタンス値ＬＳに合わせて、給電側共振コンデンサ３５の素子定数すなわち静電容量値ＣＳを変更する。式１から分かるように、給電側共振周波数ｆｓを一定にするために、インダクタンス値ＬＳが大きい場合に静電容量値ＣＳを小さく変更し、インダクタンス値ＬＳが小さい場合に静電容量値ＣＳを大きく変更すればよい。

同様に、受電側共振周波数ｆｒを適正化する周波数合わせの設定が必要になる。周波数合わせでは、複数種類の受電コイル４１のインダクタンス値ＬＲに合わせて、受電側共振コンデンサ４５の静電容量値ＣＲを変更する。式２から分かるように、受電側共振周波数ｆｒを一定にするために、インダクタンス値ＬＲが大きい場合に静電容量値ＣＲを小さく変更し、インダクタンス値ＬＲが小さい場合に静電容量値ＣＲを大きく変更すればよい。この場合、受電電圧は著変しないので、１種類の受電基板７１のみを用意すればよい。

なお、給電側共振コンデンサ３５や受電側共振コンデンサ４５は、単一の部品である必要はない。つまり、複数のコンデンサ部品を適宜組み合わせて用いることにより、所望する静電容量値ＣＳ、ＣＲを実現できる。

上記したように、第１実施形態において、給電基板６１および受電基板７１は、１種類とすることができる。一方、給電側共振基板６５および受電側共振基板７５については、複数種類を用意する。複数種類の給電側共振基板６５および受電側共振基板７５は、複数種類の給電コイル３１および受電コイル４１に応じて、静電容量値ＣＳ、ＣＲを変更するのみで対応できる。したがって、基板６５、７５の新規設計などは不要である。

一方、従来技術では、給電ユニット１Ｓおよび受電ユニット１Ｒを、それぞれ単一基板で構成していた。このため、特性の異なる複数種類の給電コイル３１および受電コイル４１に対応して、それぞれ異なる単一基板の設計が必要とされていた。つまり、従来技術は、汎用性に欠けていた。

（３．第１実施形態の非接触給電装置１の態様および効果）
第１実施形態の非接触給電装置１は、給電ユニット１Ｓに設けられた給電素子（給電コイル３１）と、給電素子に交流電力を供給する交流電源回路２と、受電ユニット１Ｒに設けられ、給電素子に対向すると電気的に結合して非接触で交流電力を受け取る受電素子（受電コイル４１）と、受電素子が受け取った交流電力を変換して受電電圧を生成し、電気負荷ＥＬに出力する受電回路５と、給電素子および受電素子の少なくとも一方に接続されて共振回路を形成する共振素子（給電側共振コンデンサ３５、受電側共振コンデンサ４５）と、を備えた非接触給電装置１であって、交流電源回路２の少なくとも一部を含んで構成された給電基板６１と、受電回路５の少なくとも一部を含んで構成された受電基板７１と、共振素子を含むとともに、交流電源回路２の残部または受電回路５の残部が有る場合には当該残部をも含んで構成された共振基板（給電側共振基板６５、受電側共振基板７５）と、が別体とされている。

第１実施形態の非接触給電装置１において、交流電源回路２の少なくとも一部を含んで構成された給電基板６１と、受電回路５の少なくとも一部を含んで構成された受電基板７１と、共振素子を含む共振基板（給電側共振基板６５、受電側共振基板７５）と、が別体とされている。このため、特性の異なる複数種類の給電素子（給電コイル３１）および受電素子（受電コイル４１）に対して、同一の給電基板６１および同一の受電基板７１で対応できる。また、複数種類の給電素子および受電素子に対して、共振基板上の共振素子（給電側共振コンデンサ３５、受電側共振コンデンサ４５）の素子定数（静電容量値ＣＳ、ＣＲ）を変更するのみで対応でき、共振基板６５、７５の新規設計などは不要である。これにより、基板６１、６５、７１、７５の生産管理、品質管理および在庫管理が行い易くなり、既納入装置への対応も容易になる。したがって、汎用性のある基板構成の非接触給電装置１を提供できる。

さらに、共振素子は、給電素子（給電コイル３１）に接続されて給電側共振回路を形成する給電側共振素子（給電側共振コンデンサ３５）であり、共振基板は、給電側共振素子を含むとともに、交流電源回路２の残部が有る場合には当該残部をも含んで構成された給電側共振基板６５である。

また、共振素子は、受電素子（受電コイル４１）に接続されて受電側共振回路を形成する受電側共振素子（受電側共振コンデンサ４５）であり、共振基板は、受電側共振素子を含むとともに、受電回路５の残部が有る場合には当該残部をも含んで構成された受電側共振基板７５である。

上記したように、給電ユニット１Ｓおよび受電ユニット１Ｒの一方のみで本発明を実施することも可能である。

さらに、給電素子（給電コイル３１）および受電素子（受電コイル４１）の少なくとも一方の素子定数（インダクタンス値ＬＳ、ＬＲ）に合わせて、共振素子（給電側共振コンデンサ３５、受電側共振コンデンサ４５）の素子定数（静電容量値ＣＳ、ＣＲ）が変更される。これによれば、特性の異なる複数種類の給電コイル３１および受電コイル４１のいずれを用いても、共振特性を利用して高い給電効率を得ることができる。

さらに、給電素子は給電コイル３１であり、受電素子は受電コイル４１であり、共振素子は、給電コイル３１に接続された給電側共振コンデンサ３５、および受電コイル４１に接続された受電側共振コンデンサ４５の少なくとも一方である。これによれば、電磁結合方式の非接触給電装置１で、汎用性のある基板構成にできる。

（４．第１実施形態の非接触給電装置１の変形態様）
次に、第１実施形態の変形態様について説明する。変形態様において、給電ユニット１Ｓの側の基板構成は変わらず、受電ユニット１Ａの側の基板構成が変形されている。図２は、第１実施形態の非接触給電装置１の変形態様における受電ユニット１Ａの側の基板構成を模式的に説明する図である。

変形態様の受電ユニット１Ａは、受電側共振基板７５Ａおよび受電基板７１Ａを有する。受電側共振基板７５Ａは、受電側共振コンデンサ４５が実装されて構成される。受電側共振基板７５Ａは、受電側共振コンデンサ４５の接続を担うコネクタ７７を有する。

受電基板７１Ａは、受電回路５を形成する回路部品が実装されて構成される。受電基板７１Ａは、受電回路５の接続を担うコネクタ７２および２組の端子対７３、７４を有する。コネクタ７２は、受電側共振基板７５Ａのコネクタ７７に嵌合されて接続される。第１の端子対７３は、電気負荷ＥＬに接続される。第２の端子対７４は、受電コイル４１に接続される。なお、受電回路５を形成する回路部品の一部が受電基板７１Ａに実装され、残部が受電側共振基板７５Ａに実装されていてもよい。

第１実施形態の変形態様における効果は、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。

（５．第２実施形態の非接触給電装置１Ｂ）
次に、第２実施形態の非接触給電装置１Ｂについて、第１実施形態と異なる点を主に説明する。図３は、第２実施形態の非接触給電装置１Ｂの構成を模式的に説明する図である。第２実施形態の非接触給電装置１Ｂは、基板生産ライン９に適用されている。図示されるように、基板生産ライン９は、複数台の基板生産機９１〜９３が列設されて構成されている。図３の左右方向は、基板生産機９１〜９３の列設方向であり、後述する移動体９９の移動方向でもある。

各基板生産機９１〜９３は、モジュール化されており、列設方向の幅寸法が互いに等しい。基板生産機９１〜９３は列設位置の順序変更、およびモジュール化された他の基板生産機との入れ替えが可能とされている。基板生産機９１〜９３の列設台数は限定されず、後から列設台数を増やすモジュール増設対応も可能になっている。基板生産機９１〜９３として電子部品装着機を例示でき、これに限定されない。

基板生産機９１〜９３の前方には、列設方向に延在する図略のガイドレールが配設されている。移動体９９は、ガイドレールに沿って移動方向に移動する。移動体９９は、各基板生産機９１〜９３で使用する機材や部材を図略の保管庫から搬入し、使用後の機材や部材を保管庫に戻す役割を担っている。

第２実施形態の非接触給電装置１Ｂでは、各基板生産機９１〜９３の前側にそれぞれ２個の給電ユニット１Ｓが設けられる。図３に示されるように、２個の給電ユニット１Ｓは、交流電源回路２５を共有する。つまり、２個の給電ユニット１Ｓの各給電コイル３１は、それぞれ電源スイッチ２６を介して交流電源回路２５に並列接続される。２個の給電コイル３１は、個別にオンオフ制御される。一方、移動体９９の基板生産機９１〜９３に向かい合う側面９８に、２個の受電ユニット１Ｒが設けられる。２個の受電ユニット１Ｒは、受電回路５の出力側が一つにまとめられて、共通の電気負荷ＥＬに給電する。

ここで、複数の給電コイル３１および２個の受電コイル４１の移動方向の長さ、および移動方向に隣り合う相互離間距離は、非接触給電が安定して行われるように設定されている。つまり、移動体９９の位置に関係なく常に、給電コイル３１と少なくとも１個の受電コイル４１とが正対状態になる。正対状態とは、給電コイル３１の移動方向の長さの範囲内に受電コイル４１の移動方向の長さの全体が対向する状態を意味する。正対状態にある受電コイル４１は、単独でも電気負荷ＥＬを駆動できるだけの受電容量を有する。

第２実施形態の非接触給電装置１Ｂの基板構成の説明に移る。図４は、第２実施形態の非接触給電装置１Ｂにおける給電ユニット１Ｓの側の基板構成を模式的に説明する図である。図示されるように、別体に分離された給電基板６１Ｂおよび給電側共振基板６５Ｂは、２個の給電ユニット１Ｓに共通とされている。給電基板６１Ｂは、交流電源回路２５を形成する回路部品、および２個の電源スイッチ２６が実装されて構成される。給電基板６１Ｂは、交流電源回路２５の接続を担う２組のコネクタ６２Ｂを有する。

給電側共振基板６５Ｂは、２組の給電側共振コンデンサ３５および導体３６が実装されて構成される。給電側共振基板６５Ｂは、給電側共振コンデンサ３５および導体３６の接続を担う２組のコネクタ６６Ｂおよび２組の端子対６７Ｂを有する。２組のコネクタ６６Ｂは、給電基板６１Ｂの２組のコネクタ６２Ｂに１対１で嵌合されて接続される。２組の端子対６７Ｂは、それぞれ給電コイル３１に接続される。

一方、図５は、第２実施形態の非接触給電装置１Ｂにおける受電ユニット１Ｒの側の基板構成を模式的に説明する図である。図示されるように、別体に分離された受電側共振基板７５Ｂおよび受電基板７１Ｂは、２個の受電ユニット１Ｒに共通とされている。受電側共振基板７５Ｂは、２個の受電側共振コンデンサ４５が実装されて構成される。受電側共振基板７５Ｂは、受電側共振コンデンサ４５の接続を担う２組の端子対７６Ｂおよび２組のコネクタ７７Ｂを有する。２組の端子対７６Ｂは、それぞれ受電コイル４１に接続される。

受電基板７１Ｂは、２組の受電回路５を形成する回路部品が実装されて構成される。受電基板７１Ｂは、受電回路５の接続を担う２組のコネクタ７２Ｂおよび２組の端子対７３Ｂを有する。２組のコネクタ７２Ｂは、受電側共振基板７５Ｂの２組のコネクタ７７Ｂに１対１で嵌合されて接続される。２組の端子対７３Ｂは、電気負荷ＥＬに並列接続される。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、給電基板６１Ｂおよび受電基板７１Ｂは、１種類とすることができる。一方、給電側共振基板６５Ｂおよび受電側共振基板７５Ｂについては、複数種類を用意する。複数種類の給電側共振基板６５Ｂおよび受電側共振基板７５Ｂは、複数種類の給電コイル３１および受電コイル４１に応じて、静電容量値ＣＳ、ＣＲを変更するのみで対応できる。したがって、基板６５Ｂ、７５Ｂの新規設計などは不要である。

第２実施形態の非接触給電装置１Ｂにおいて、給電ユニット１Ｓおよび受電ユニット１Ｒの少なくとも一方は複数個あり、共振基板（給電側共振基板６５Ｂ、受電側共振基板７５Ｂ）は、複数個の給電ユニット１Ｓまたは複数個の受電ユニット１Ｒに共通とされ、複数の共振素子（給電側共振コンデンサ３５、受電側共振コンデンサ４５）を含んで構成される。これによれば、複数の給電コイル３１や複数の受電コイル４１に対応する基板構成を共通化でき、コストの削減に有利となる。

さらに、給電ユニット１Ｓは、基板生産ライン９を構成する複数の基板生産機９１〜９３にそれぞれ同数個（２個）ずつ設けられ、受電ユニット１Ｒは、複数の基板生産機９１〜９３の列設方向に移動する移動体９９に設けられている。

これによれば、基板生産機９１〜９３の列設位置の順序変更、およびモジュール化された他の基板生産機との入れ替え、ならびに、列設台数が増設されるモジュール増設対応の全ての場合に、非接触給電装置１Ｂは、良好な受電状態が確保される。したがって、基板生産ライン９のライン構成の変更時やモジュール増設対応時に、非接触給電装置１Ｂに関する段取り替え作業は簡素である。

また、各基板生産機９１〜９３のサイズや移動体９９に給電する給電容量の大小に合わせて、給電コイル３１および受電コイル４１の形状や寸法などの特性が変更される。このとき、１種類の給電基板６１Ｂおよび受電基板７１Ｂと、選択した給電側共振基板６５Ｂおよび受電側共振基板７５Ｂとを組み合わせて非接触給電装置１Ｂを構成できる。したがって、第２実施形態によれば、汎用性のある基板構成の非接触給電装置１Ｂを提供できる。

（６．実施形態の応用および変形）
なお、給電基板６１、６１Ｂ、給電側共振基板６５、６５Ｂ、受電基板７１、７１Ｂ、および受電側共振基板７５、７５Ｂは、必ずしも基板の形状でなくともよい。例えば、給電基板６１、６１Ｂに代えて、箱形状の交流電源装置を用いてもよい。この場合、交流電源装置に対して、給電側共振基板６５、６５Ｂは別体となり、第１および第２実施形態と同様の効果が生じる。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

本発明の非接触給電装置は、第２実施形態で説明した基板生産ライン９以外にも、他の製品を生産する組立ラインや加工ライン、電動車両の走行中給電など幅広い分野に利用可能である。

１、１Ｂ：非接触給電装置
１Ｓ：給電ユニット １Ｒ、１Ａ：受電ユニット
２：交流電源回路 ２５：交流電源回路 ２６：電源スイッチ
３１：給電コイル ３５：給電側共振コンデンサ
４１：受電コイル ４５：受電側共振コンデンサ
５：受電回路
６１、６１Ｂ：給電基板 ６５、６５Ｂ：給電側共振基板
７１、７１Ａ、７１Ｂ：受電基板
７５、７５Ａ、７５Ｂ：受電側共振基板
９：基板生産ライン ９１〜９３：基板生産機 ９９：移動体
ＥＬ：電気負荷

Claims (7)

1. 給電ユニットに設けられた給電素子と、
   前記給電素子に交流電力を供給する交流電源回路と、
   受電ユニットに設けられ、前記給電素子に対向すると電気的に結合して非接触で交流電力を受け取る受電素子と、
   前記受電素子が受け取った交流電力を変換して受電電圧を生成し、電気負荷に出力する受電回路と、
   前記給電素子および前記受電素子の少なくとも一方に接続されて共振回路を形成する共振素子と、を備えた非接触給電装置であって、
   前記交流電源回路の少なくとも一部を含んで構成された給電基板と、
   前記受電回路の少なくとも一部を含んで構成された受電基板と、
   前記共振素子を含むとともに、前記交流電源回路の残部または前記受電回路の残部が有る場合には当該残部をも含んで構成された共振基板と、が別体とされており、
   特性の異なる複数種類の前記給電素子および前記受電素子に対して、同一の前記給電基板、同一の前記受電基板、および複数種類の前記共振基板で対応する、
   非接触給電装置。
2. 前記給電ユニットおよび前記受電ユニットの少なくとも一方は複数個あり、
   前記共振基板は、複数個の前記給電ユニットまたは複数個の前記受電ユニットに共通とされ、複数の前記共振素子を含んで構成され、
   前記給電ユニットは、基板生産ラインを構成する複数の基板生産機にそれぞれ同数個ずつ設けられ、前記受電ユニットは、前記複数の基板生産機の列設方向に移動する移動体に設けられた、
   請求項１に記載の非接触給電装置。
3. 前記共振素子は、前記給電素子に接続されて給電側共振回路を形成する給電側共振素子であり、
   前記共振基板は、前記給電側共振素子を含むとともに、前記交流電源回路の残部が有る場合には当該残部をも含んで構成された給電側共振基板である請求項１または２に記載の非接触給電装置。
4. 前記共振素子は、前記受電素子に接続されて受電側共振回路を形成する受電側共振素子であり、
   前記共振基板は、前記受電側共振素子を含むとともに、前記受電回路の残部が有る場合には当該残部をも含んで構成された受電側共振基板である請求項１〜３のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
5. 前記給電素子および前記受電素子の少なくとも一方の素子定数に合わせて、前記共振素子の素子定数が変更される請求項１〜４のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
6. 前記給電素子は給電コイルであり、前記受電素子は受電コイルであり、前記共振素子は、前記給電コイルに接続された給電側共振コンデンサ、および前記受電コイルに接続された受電側共振コンデンサの少なくとも一方である請求項１〜５のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
7. 給電ユニットに設けられた給電素子と、
   前記給電素子に交流電力を供給する交流電源回路と、
   受電ユニットに設けられ、前記給電素子に対向すると電気的に結合して非接触で交流電力を受け取る受電素子と、
   前記受電素子が受け取った交流電力を変換して受電電圧を生成し、電気負荷に出力する受電回路と、
   前記給電素子および前記受電素子の少なくとも一方に接続されて共振回路を形成する共振素子と、を備えた非接触給電装置であって、
   前記交流電源回路の少なくとも一部を含んで構成された給電基板と、
   前記受電回路の少なくとも一部を含んで構成された受電基板と、
   前記共振素子を含むとともに、前記交流電源回路の残部または前記受電回路の残部が有る場合には当該残部をも含んで構成された共振基板と、が別体とされており、
   前記給電ユニットおよび前記受電ユニットの少なくとも一方は複数個あり、
   前記共振基板は、複数個の前記給電ユニットまたは複数個の前記受電ユニットに共通とされ、複数の前記共振素子を含んで構成され、
   前記給電ユニットは、基板生産ラインを構成する複数の基板生産機にそれぞれ同数個ずつ設けられ、前記受電ユニットは、複数の前記基板生産機の列設方向に移動する移動体に設けられた、
   非接触給電装置。

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