JPWO2014125709A1 - ワイヤレス電力伝送システム - Google Patents

Abstract

送電装置は、送電側アクティブ電極（１２）と送電側パッシブ電極（１３）とを備える。受電装置は、受電側アクティブ電極（２２）と受電側パッシブ電極（２３）とを備える。送電装置と受電装置とは、送電側アクティブ電極（１２）と受電側アクティブ電極（２２）との電極中心を重ねて対向させた基準配置から、送電側アクティブ電極（１２）と受電側アクティブ電極（２２）との対向面積を維持したまま、Ｘ軸に沿って最大移動距離まで移動可能であり、前記基準配置では、受電側アクティブ電極（２２）の電極縁から、送電側パッシブ電極（１３）および受電側パッシブ電極まで、Ｘ軸に沿って最大移動距離以上離れている。

Description

本発明は、送電装置から受電装置に対して接点を介することなく電力を伝送するワイヤレス電力伝送システムに関する。

ワイヤレス電力伝送技術は、従来から電動歯ブラシや、シェーバ、コードレス電話など家庭用の小電力機器への給電に展開されている。また近年では、スマートフォン、ラップトップ（ノート型ＰＣ）、タブレット型端末など、ポータブル機器に対するワイヤレス電力伝送技術の応用も進展しつつある。

ワイヤレス電力伝送技術の具体的な方式としては、コイル間の電磁誘導を用いる電磁誘導方式や、電極間の電界結合を用いる電界結合方式などがある。電磁誘導方式のワイヤレス電力伝送システムは、送電コイルと受電コイルとを近接させることにより電磁誘導を生じさせる方式である。この方式では、コイルの形状や材質への制約が大きく、また、送電コイルと受電コイルとの位置ずれによって電力伝送特性が劣化する問題や、送電コイルと受電コイルの間に金属異物が入る等によりコイルが発熱し機器が過熱する問題がある。

一方、電界結合方式のワイヤレス電力伝送システムは、送電電極と受電電極とからなる２組の結合電極対を設け、２組の結合電極対それぞれを互いに近接させたときに形成される静電容量に対して送電側から交流電圧を印加することにより静電誘導を生じさせ受電側に電力を伝える方式である。この方式では、電極形状や材質への制約が少なく、また、送電電極と受電電極との位置ずれに対する許容度が高く、給電部での発熱が生じにくいという特徴がある（例えば、特許文献１〜２参照）。

なお、電界結合方式のワイヤレス電力伝送システムにおいて、２組の結合電極対に加わる電圧の振幅が異なる場合は不平衡方式または非対称方式と呼ばれ、高電圧が印加される結合電極はアクティブ電極と呼ばれ、低電圧が印加される結合電極はパッシブ電極と呼ばれる。

特表２００９−５３１００９号公報 特開２００９−０８９５２０号公報

電界結合方式のワイヤレス電力伝送システムでは、送電電極と受電電極との対向面積によって、電力伝送効率が大きく影響を受ける。送電電極と受電電極の間に生じる結合容量に応じて交流電圧の周波数において効率よく電力が伝送されるように、送電装置および受電装置内部の回路定数が定められているため、結合容量の値が大幅に変わると電力伝送効率が低下する。したがって、所定の電力伝送効率を実現するには、所定の対向面積が変化しないよう維持する必要がある。

しかしながら、受電装置と送電装置との二次元的な相対位置関係は必ずしも固定されるものではなく、両装置の相対的位置関係に変動が生じる場合もある。例えば、ユーザーが受電装置を有するポータブル機器を送電装置に配置させる際に、受電装置を送電装置の基準配置となる位置に対してズレた状態で配置されることが想定される。そして、相対的位置関係に変動が生じて送電側電極と受電側電極との対向面積が小さくなると、電力伝送効率が必要水準を満足しなくなることがある。また、不平衡電界結合方式のワイヤレス電力伝送システムでは、受電装置と送電装置との相対位置関係に変動が生じて、送電側アクティブ電極と受電側パッシブ電極とが対向することや、受電側アクティブ電極と送電側パッシブ電極とが対向することにより、やはり、電力伝送効率が必要水準を満足しなくなることがある。

したがって、本発明の目的は、送電装置と受電装置との相対的位置関係が変化しても、電力伝送効率の低下を抑圧することができる、電界結合方式のワイヤレス電力伝送システムを提供することにある。

この発明に係るワイヤレス電力伝送システムは、送電装置と受電装置とを備えている。送電装置は、第１の送電電極と第２の送電電極と交流電力発生回路とを備えている。受電装置は、第１の受電電極と第２の受電電極と負荷回路とを備えている。第１の送電電極は、送受対向面に沿って設けられている。第２の送電電極は、前記送受対向面に沿って、前記第１の送電電極を囲むように内部開口を有し、前記第１の送電電極と同心状に設けられている。交流電力発生回路は、一端を前記第１の送電電極に接続し、他端を前記第２の送電電極に接続している。第１の受電電極は、前記送受対向面に沿って設けられている。第２の受電電極は、前記送受対向面に沿って、前記第１受電電極を囲むように内部開口を有し、前記第１の受電電極と同心状に設けられている。負荷回路は、一端を前記第１の受電電極に接続し、他端を前記第２の受電電極に接続している。そして、前記第１の送電電極と前記第１の受電電極とは、前記第１の送電電極と前記第１の受電電極との電極中心を重ねて対向させた基準配置において、平面視でいずれか一方が他方を内包するように設けられている。前記第２の送電電極と前記第２の受電電極とは、前記基準配置において、平面視でいずれか一方が他方を内包するように設けられている。前記送電装置と前記受電装置とは、前記基準配置から、前記第１の送電電極と前記第１の受電電極との対向面積を維持したまま、前記送受対向面内の所定軸に沿って最大移動距離まで移動可能である。また、前記基準配置において、前記第１の送電電極と前記第１の受電電極のうち外側に配置される電極の縁と、前記第２の送電電極と前記第２の受電電極のうち内側に配置される電極の前記内部開口の境界線とが、前記所定軸に沿って前記最大移動距離以上離れている。

この構成では、第１の送電電極や受電電極が第２の送電電極や受電電極に囲まれるので、第１の送電電極や受電電極から外部に放射される雑音が低減される。また、送電装置と受電装置とは、第１の送電電極と第１の受電電極との対向面積を一定にしたまま、基準配置から所定軸に沿って最大移動距離まで移動可能であり、基準配置から所定軸に沿って移動しても、最大移動距離の限界まで移動する間は、電力伝送効率の変動が抑制される。また、第２の送電電極や受電電極は、基準配置では、第１の送電電極と第１の受電電極とのうちの所定軸に沿って基準位置からより離れている電極の縁から、所定軸に沿って最大移動距離以上の間隔が開いているので、所定軸に沿って基準配置からの移動が生じても、最大移動距離の限界まで移動する間には、第２の送電電極や第２の受電電極が、第１の送電電極や第１の受電電極に対向することがなく、これらの電極間の対向によって生じる電力伝送効率の低下を防ぐことができる。したがって、ユーザーが受電装置を送電装置に対して基準配置から所定軸に沿って最大移動距離までズレた位置で配置したとしても電力伝送効率の低下を防ぐことができる。

上述のワイヤレス電力伝送システムにおいて、前記送電装置と前記受電装置とは、前記第１の送電電極と前記第１の受電電極との電極中心を基準位置とする第１の所定軸に沿って、前記基準配置から前記第１の送電電極と前記第１の受電電極との対向面積を維持したまま移動可能であり、前記第１の送電電極と前記第１の受電電極とのうちの一方は、前記第１の所定軸上での寸法がａ１１であり、他方は、前記第１の所定軸上での寸法がａ１２であり、両者の寸法差をｇ１１とすると、ａ１２−ａ１１＝ｇ１１＞０であり、前記第２の送電電極と前記第２の受電電極とのうちの一方は、前記第１の所定軸上での内部開口の寸法がａ１３であり、他方は、前記第１の所定軸上での内部開口の寸法がａ１４であるとすると、ａ１３≦ｇ１１＋ａ１２であり、ａ１４≧ａ１３であってもよい。

送電装置と受電装置とが基準配置から第１の所定軸に沿う両方向に移動可能であると考えると、第１の送電電極と第１の受電電極との寸法差ｇ１１は、少なくとも、前述の最大移動距離を２倍したもの以上になる。したがって、より小さい寸法ａ１３の内部開口において、ａ１３≦ｇ１１＋ａ１２となるように寸法ａ１３を抑制しても、第１の送電電極や第１の受電電極の第１の所定軸に沿う両側それぞれに、第２の送電電極や第２の受電電極まで最大移動距離以上の間隔を確保することができる。すると、送電装置と受電装置とが、基準配置から第１の所定軸に沿って最大移動距離を移動したとしても、第２の送電電極や第２の受電電極が、第１の送電電極や第１の受電電極に対向することを防ぐことができる。即ち、第２の送電電極や第２の受電電極が、第１の送電電極や第１の受電電極に対向することを防ぎながら、内部開口の寸法ａ１３を抑制し、限られた電極サイズの中で電極面積を大きく確保することができる。

上述のワイヤレス電力伝送システムにおいて、ａ１４≧ｇ１１＋ａ１３であってもよい。

前述のように寸法差ｇ１１が、少なくとも、前述の最大移動距離を２倍したもの以上になるので、内部開口の寸法ａ１４を、内部開口１３の寸法よりも寸法差ｇ１１の分だけ大きくしておくことにより、基準配置から第１の所定軸に沿って最大移動距離の移動が生じても、第２の送電電極と第２の受電電極との位置ずれによって第２の送電電極と第２の受電電極との対向面積が減少することを防ぐことができる。

上述のワイヤレス電力伝送システムにおいて、前記第１の送電電極は、前記第１の所定軸上での寸法がａ１１であり、前記第２の送電電極は、前記第１の所定軸上での内部開口の寸法がａ１３であり、ａ１３＝ｇ１１＋ａ１２であってもよい。または、前記第１の受電電極は、前記第１の所定軸上での寸法がａ１１であり、前記第２の受電電極は、前記第１の所定軸上での内部開口の寸法がａ１３であり、ａ１３＝ｇ１１＋ａ１２であってもよい。

これらの構成では、上述の最大移動距離の移動が生じる際に、第１の送電電極または第１の受電電極と、第２の送電電極または第２の受電電極との辺同士が重なることになる。即ち、ａ１３＝ｇ１１＋ａ１２は、第２の送電電極や第２の受電電極が第１の送電電極や第１の受電電極に対向することを防ぎながら、内部開口の寸法ａ１３を最小化する最適点となる。したがって、第２の送電電極や第２の受電電極が第１の送電電極や第１の受電電極に対向することを防ぎながら、限られた電極サイズの中で電極面積を最大化することができる。

上述のワイヤレス電力伝送システムにおいて、前記送電装置と前記受電装置とは、前記第１の所定軸に前記基準位置で直交する第２の軸に沿って、前記基準配置から前記第１の送電電極と前記第１の受電電極との対向面積を維持したまま移動可能であり、前記第１の送電電極と前記第１の受電電極とのうちの一方は、前記第２の軸上での寸法がａ２１であり、他方は、前記第２の軸上での寸法がａ２２であり、両者の寸法差をｇ２１とすると、ａ２２−ａ２１＝ｇ２１＞０であり、前記第２の送電電極と前記第２の受電電極とのうちの一方は、前記第２の軸上での内部開口の寸法がａ２３であり、他方は、前記第２の軸上での内部開口の寸法がａ２４であるとすると、ａ２３≦ｇ２１＋ａ２２であり、ａ２４≧ａ２３であると好適である。特には、ａ１１＝ａ２１であり、ａ１２＝ａ２２であり、ａ１３＝ａ２３であり、ａ１４＝ａ２４であると好適である。

これらの構成では、送受対向面において直交する２軸方向に沿って電極対向面積を維持したまま移動可能となり、特に、２軸方向それぞれでの寸法関係が一致している場合には、送電装置と受電装置との配置状況が２軸方向に可換になる。

上述のワイヤレス電力伝送システムにおいて、第１の送電電極および第１の受電電極ならびに第２の送電電極の開口形状および第２の受電電極の開口形状が円形であると好適である。

この構成では、送電装置と受電装置との送受対向面における位置ずれを、全方向に亘って許容することができる。したがって、電力伝送効率をより安定にすることができる。

上述のワイヤレス電力伝送システムにおいて、第１の送電電極および第１の受電電極ならびに第２の送電電極の開口形状および第２の受電電極の開口形状が矩形であると好適である。

この構成では、送受対向面において送電装置と受電装置との筐体外形状が矩形である場合に、電極専有面積を最大化することができ、電力伝送効率を最大化することができる。

この発明によれば、送電装置と受電装置との送受対向面内での送電装置と受電装置との相対的位置関係の変化が生じても、所定レベル以上の電力伝送効率を安定して実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの送電電極パターンおよび受電電極パターンを示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの送電電極パターンおよび受電電極パターンの所定の配置状況を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの送電電極パターンおよび受電電極パターンの所定の配置状況を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの送電電極パターンおよび受電電極パターンの別の配置状況を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの送電電極パターンおよび受電電極パターンの位置関係を示す平面図である。 送電電極パターンおよび受電電極パターンの変形例を示す平面図である。

本発明の第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムについて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの模式図である。図１（Ａ）は、構成概念図である。図１（Ｂ）は、機能概念図である。

図１（Ａ）に示す電力伝送システムは、不平衡電界結合方式のものであり、送電装置１０と受電装置２０とを備えている。送電装置１０は、例えば、受電装置２０が載置される表面を備える充電台やクレイドルなど、載置台のようなものである。受電装置２０は、例えば、スマートフォン、ラップトップ（ノート型ＰＣ）、タブレット型端末など、ポータブル機器である。

送電装置１０は、交流電力発生回路１１、送電側アクティブ電極１２、および送電側パッシブ電極１３を備えている。交流電力発生回路１１は、送電側アクティブ電極１２と送電側パッシブ電極１３との間に接続して送電装置１０の図示しない筐体内に配置されている。また、送電側アクティブ電極１２および送電側パッシブ電極１３は、具体的な平面形状は後述するが平板状の電極からなり、送電装置１０の図示しない筐体内に、筐体の送受対向面に近接して平行に配置されている。

図１（Ｂ）に示すように、交流電力発生回路１１は、発振回路１４、増幅回路１５、昇圧回路１６を備えている。発振回路１４は、１００ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚの高周波信号を発振する。増幅回路１５は、発振回路１４が出力する高周波信号の振幅を増幅する。昇圧回路１６は、増幅回路１５が出力する高周波信号を昇圧して、送電側アクティブ電極１２と送電側パッシブ電極１３との間に数１００Ｖの交流電圧を印加する。これにより、送電側パッシブ電極１３には、基準電位を中心として電位が変動し、また、送電側アクティブ電極１２には、基準電位を中心としてパッシブ電極１３よりも大きい電位の変動が起きるように設定されている。なお、発振回路１４が十分な出力電力や電圧を有する場合には、増幅回路や昇圧回路は省略できる。

受電装置２０は、負荷回路２１、受電側アクティブ電極２２、および受電側パッシブ電極２３を備えている。負荷回路２１は、受電側アクティブ電極２２と受電側パッシブ電極２３との間に接続して受電装置２０の図示しない筐体内に配置されている。また、受電側アクティブ電極２２および受電側パッシブ電極２３は、具体的な平面形状は後述するが平板状の電極からなり、受電装置２０の図示しない筐体内に、筐体の送受対向面に近接して平行に配置されている。そして、受電側アクティブ電極２２は、送電装置１０の送電側アクティブ電極１２に対向して容量結合する。また、受電側パッシブ電極２３は、送電装置１０の送電側パッシブ電極１３に対向して容量結合する。これにより、受電側パッシブ電極２３と受電側アクティブ電極２２との間には、送電装置１０から高周波高電圧の交流電圧が印加される。

図１（Ｂ）に示すように、負荷回路２１は、降圧回路２４、整流回路２５、電源回路２６を備えている。降圧回路２４は、受電側パッシブ電極２３と受電側アクティブ電極２２との間に印加される高周波高電圧の交流電圧を降圧する。整流回路２５は、降圧回路２４が出力する交流電圧を整流する。電源回路２６は、ポータブル機器の電池等を負荷としており、整流回路２５が出力する整流された電圧から電池等への給電を行う。

図２は、第１の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおける送受対向面から視た送電電極パターンと受電電極パターンとを示す平面図である。図２（Ａ）は送電電極パターンを示し、図２（Ｂ）は、受電電極パターンを示している。なお、いずれの電極パターンも送電装置１０や受電装置２０の筐体内もしくは表面に設けられるものであり、例えば図２（Ｂ）においてポータブル機器の筐体などの構成要素については図示を省略している。

送電側アクティブ電極１２は、正方形状である。送電側パッシブ電極１３は、外形が正方形であり内側に正方形の開口１７を設けた環状である。そして、送電側アクティブ電極１２は、送電側パッシブ電極１３の開口１７内部に配置され、送電側パッシブ電極１３は、送電側アクティブ電極１２を囲む位置に配置されている。送電側アクティブ電極１２と送電側パッシブ電極１３との形状中心は一致しており、送電側アクティブ電極１２と送電側パッシブ電極１３とは、所謂、同心状に設けられている。したがって、送電側アクティブ電極１２は、特許請求の範囲に記載の第１の送電電極に相当し、送電側パッシブ電極１３は、特許請求の範囲に記載の第２の送電電極に相当している。

受電側アクティブ電極２２は、正方形状である。受電側パッシブ電極２３は、外形が正方形で正方形の開口２７を設けた環状である。そして、受電側アクティブ電極２２は、受電側パッシブ電極２３の開口２７内部に配置され、受電側パッシブ電極２３は、受電側アクティブ電極２２を囲む位置に配置されている。また、受電側アクティブ電極２２と受電側パッシブ電極２３との形状中心は一致しており、受電側アクティブ電極２２と受電側パッシブ電極２３とは、所謂、同心状に設けられている。したがって、受電側アクティブ電極２２は、特許請求の範囲に記載の第１の受電電極に相当し、受電側パッシブ電極２３は、特許請求の範囲に記載の第２の受電電極に相当している。

ここで、送電側アクティブ電極１２は、図中の横方向に沿う各辺寸法をａ１１としている。また、受電側アクティブ電極２２は、図中の横方向に沿う各辺寸法をａ１２としている。送電側アクティブ電極１２は、受電側アクティブ電極２２よりも図中の横方向に沿う寸法が小さく、送電側アクティブ電極１２と受電側アクティブ電極２２との図中の横方向に沿う寸法差をｇ１１としている。即ち、ｇ１１＝ａ１２−ａ１１であり、ａ１２＝ａ１１＋ｇ１１である。

また、送電側パッシブ電極１３は、開口１７の図中の横方向に沿う各辺寸法をａ１３としている。また、受電側パッシブ電極２３は、開口２７の図中の横方向に沿う各辺寸法をａ１４としている。また、送電側パッシブ電極１３の開口１７は、受電側アクティブ電極２２の外形寸法よりも図中の横方向に沿う開口寸法が大きく、開口１７と受電側アクティブ電極２２との図中の横方向に沿う寸法差をｇ１１としている。即ち、ａ１３＝ａ１２＋ｇ１１としている。また、受電側パッシブ電極２３の開口２７は、送電側パッシブ電極１３の開口１７よりも図中の横方向に沿う寸法が大きく、開口２７と開口１７との図中の横方向に沿う寸法差をｇ１１としている。即ち、ａ１４＝ａ１３＋ｇ１１としている。

また、受電側パッシブ電極２３は、外形の図中の横方向に沿う各辺寸法をａ１５としている。また、送電側パッシブ電極１３は、外形の図中の横方向に沿う各辺寸法をａ１６としている。また、送電側パッシブ電極１３は、受電側パッシブ電極２３よりも図中の横方向に沿う外形寸法が大きく、送電側パッシブ電極１３と受電側パッシブ電極２３との図中の横方向に沿う寸法差をｇ１１としている。即ち、ａ１６＝ａ１５＋ｇ１１としている。 なお、送電側アクティブ電極１２、受電側アクティブ電極２２、送電側パッシブ電極１３の開口１７、受電側パッシブ電極２３の開口２７、受電側パッシブ電極２３の外形、および、送電側パッシブ電極１３の外形における図中の縦方向の寸法を、それぞれａ２１，ａ２２，ａ２３，ａ２４，ａ２５，ａ２６とすると、ａ１１＝ａ２１，ａ１２＝ａ２２，ａ１３＝ａ２３，ａ１４＝ａ２４，ａ１５＝ａ２５，ａ１６＝ａ２６である。また、送電側アクティブ電極１２と受電側アクティブ電極２２との図中の縦方向の寸法差をｇ２１とすると、ｇ２１＝ｇ１１である。

図３は、送電装置１０と受電装置２０とを、互いの電極パターンの辺が平行となるように重ね合わせた配置状況での、送電電極パターンと受電電極パターンとの位置関係を示す平面図である。図３（Ａ）は、送電電極パターンと受電電極パターンとの電極中心を一致させた基準配置を示しており、図３（Ｂ）は、送電電極パターンと受電電極パターンとをＸ軸に沿って最大移動距離の限界まで移動させた最大移動配置を示している。

図３（Ａ）に示す基準配置において、送電側アクティブ電極１２は受電側アクティブ電極２２に内包されるように重なり、受電側パッシブ電極２３は送電側パッシブ電極１３に内包されるように重なる。また、図３（Ａ）に示す基準配置において、送電側アクティブ電極１２のＸ軸に沿う両側で、送電側アクティブ電極１２の電極縁から受電側アクティブ電極２２の電極縁までの距離がｇ１０となっている。本基準配置において、距離ｇ１０は、送電側アクティブ電極１２と受電側アクティブ電極２２との寸法差ｇ１１の１／２と等しく、Ｘ軸に沿った最大移動距離と等価である。

また、図３（Ｂ）に示す最大移動配置において、送電側アクティブ電極１２の外形辺のうちのＸ軸正方向側の一辺と、受電側アクティブ電極２２の外形辺のうちのＸ軸正方向側の一辺とが重なっている。したがって、この最大移動配置は、図３（Ａ）に示す基準配置から最大移動距離ｇ１０だけ、送電装置１０と受電装置２０との相対的位置関係をＸ軸に沿って移動させたものである。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すいずれの配置状況でも、送電側アクティブ電極１２の全体が受電側アクティブ電極２２の一部領域と重なっており、送電側アクティブ電極１２の電極面積と等しい対向面積が、送電側アクティブ電極１２と受電側アクティブ電極２２との間に確保されている。言い換えれば、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すいずれの配置状況でも、送電側アクティブ電極１２は受電側アクティブ電極２２に内包されるように重なり、受電側パッシブ電極２３は送電側パッシブ電極１３に内包されるように重なる。仮に、送電装置１０と受電装置２０との相対的位置関係をＸ軸に沿って移動させるのに伴って、受電側アクティブ電極２２と送電側アクティブ電極１２との対向面積に変動が生じる場合、容量変動が生じて電力伝送効率が低下してしまう。しかしながら、本実施形態のように受電側アクティブ電極２２の面積と送電側アクティブ電極１２の面積とが相違していれば、受電側アクティブ電極２２と送電側アクティブ電極１２との対向面積を一定にしたまま、送電装置１０と受電装置２０とを移動させることができる。具体的には、この実施形態で示しているように、受電側アクティブ電極２２の寸法ａ１２と、送電側アクティブ電極１２の寸法ａ１１との寸法差ｇ１１をａ１２−ａ１１=ｇ１１＞０とすることにより、一定の対向面積を維持したまま基準配置から最大移動配置まで、送電装置１０と受電装置２０との相対的位置関係をＸ軸に沿って最大移動距離ｇ１０だけ移動させることが可能になる。

また、図３（Ａ）と図３（Ｂ）とに示すいずれの配置状況でも、受電側パッシブ電極２３と送電側アクティブ電極１２とは非対向であり、且つ、受電側アクティブ電極２２と送電側パッシブ電極１３とも非対向である。特に、図３（Ｂ）に示す最大移動配置においては、開口１７の開口辺のうちのＸ軸負方向側の一辺と、受電側アクティブ電極２２の外形辺のうちのＸ軸負方向側の一辺とが重なっている。即ち、最大移動配置は、送電装置１０と受電装置２０とがＸ軸に沿って基準配置から移動しても、送電側パッシブ電極１３と受電側アクティブ電極２２とが非対向な状態を維持する限界点でもある。

受電側パッシブ電極２３と送電側アクティブ電極１２との間や、受電側アクティブ電極２２と送電側パッシブ電極１３との間に対向が生じることを防ぐためには、開口１７，２７は大きい方が望ましいが、限られた電極サイズの中で電極面積を大きく確保するには、逆に開口１７，２７は小さいほうが望ましい。そこで、ここでは開口１７の開口辺の寸法ａ１３を、ａ１３=ａ１２＋ｇ１１とすることにより、送電装置１０と受電装置２０とを基準配置から最大移動配置まで移動させる間には、確実に受電側パッシブ電極２３と送電側アクティブ電極１２との間や、受電側アクティブ電極２２と送電側パッシブ電極１３との間に対向が生じることを防ぎながら、開口１７の開口辺の寸法ａ１３を最小化している。

また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すいずれの配置状況でも、受電側パッシブ電極２３の全体が送電側パッシブ電極１３の一部領域と重なっており、受電側パッシブ電極２３の電極面積と等しい対向面積が、受電側パッシブ電極２３と送電側パッシブ電極１３との間に確保されている。特に、図３（Ｂ）に示す最大移動配置では、送電側パッシブ電極１３の外形辺のうちのＸ軸負方向側の一辺と、受電側パッシブ電極２３の外形辺のうちのＸ軸負方向側の一辺とが重なっている。また、開口１７の開口辺のうちのＸ軸正方向側の一辺と、開口２７の開口辺のうちのＸ軸正方向側の一辺とが重なっている。即ち、最大移動配置は、送電装置１０と受電装置２０とがＸ軸に沿って基準配置から移動しても、送電側パッシブ電極１３と受電側パッシブ電極２３との対向面積が一定に保たれる限界点でもある。ここでは、開口２７の開口辺の寸法ａ１４を、ａ１４＝ａ１３＋ｇ１１とし、また、送電側パッシブ電極１３の外形辺の寸法ａ１６を、ａ１６＝ａ１５＋ｇ１１とすることにより、送電装置１０と受電装置２０とを基準配置から最大移動配置まで移動させる間には、確実に送電側パッシブ電極１３と受電側パッシブ電極２３との対向面積を一定に維持しながら、開口２７の開口辺の寸法ａ１４および、送電側パッシブ電極１３の寸法ａ１６を最小化している。

このような構成により、送電装置１０と受電装置２０との相対的位置関係をＸ軸に沿って移動させても、基準配置から最大移動配置となるまでは、一定の電力伝送効率を維持することができる。なお、このことは、Ｙ軸に沿って相対的位置関係を移動させる場合も同等である。即ち、送電装置１０と受電装置２０との寸法関係はＸ軸を基準としても、Ｙ軸を基準としても同等であるので、送電装置１０と受電装置２０との相対的位置関係をＹ軸に沿って移動させても、Ｘ軸に沿って移動させる場合と同様に、基準配置から最大移動配置となるまでは、一定の電力伝送効率を維持することができる。

なお、送電装置１０と受電装置２０との寸法関係は、送電装置１０と受電装置２０との間で可換である。したがって、例えば、送電側アクティブ電極１２の寸法と受電側アクティブ電極２２の寸法とを入れ替え、送電側パッシブ電極１３の寸法と受電側パッシブ電極２３の寸法とを入れ替え、送電装置１０と受電装置２０とで電極パターンを入れ替えるようにしてもよい。なお、図２（Ａ）と図２（Ｂ）では、図２（Ｂ）のほうがパッシブ電極の外形が小さい。そのため、送電装置と受電装置のうち電極対向面の装置寸法を大きくできるほうに図２（Ａ）の構成を適用することにより、より結合容量の大きなシステムを構成できる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムについて、送電側アクティブ電極と受電側アクティブ電極との寸法の大小関係のみを入れ替えた構成例に基づいて説明する。

図４は、第２の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムを構成する送電装置と受電装置との送電電極パターンおよび受電電極パターンを、互いの辺が平行となるように重ね合わせた配置状況を示す平面図である。図４（Ａ）は、送電電極パターンと受電電極パターンとの中心を一致させた基準配置を示しており、図４（Ｂ）は、送電電極パターンと受電電極パターンとをＸ軸に沿って最大移動距離の限界まで移動させた最大移動配置を示している。

送電装置は送電電極パターンとして、送電側アクティブ電極３２と送電側パッシブ電極３３とを備えている。受電装置は受電電極パターンとして、受電側アクティブ電極４２と受電側パッシブ電極４３とを備えている。

送電側アクティブ電極３２は、正方形状である。送電側パッシブ電極３３は、外形が正方形であり内側に正方形の開口３７を設けた環状である。そして、送電側アクティブ電極３２は、送電側パッシブ電極３３の開口３７内部に配置され、送電側パッシブ電極３３は、送電側アクティブ電極３２を囲む位置に配置されている。送電側アクティブ電極３２と送電側パッシブ電極３３との形状中心は一致しており、送電側アクティブ電極３２と送電側パッシブ電極３３とは、所謂、同心状に設けられている。したがって、送電側アクティブ電極３２は、特許請求の範囲に記載の第１の送電電極に相当し、送電側パッシブ電極３３は、特許請求の範囲に記載の第２の送電電極に相当している。

受電側アクティブ電極４２は、正方形状である。受電側パッシブ電極４３は、外形が正方形で正方形の開口４７を設けた環状である。そして、受電側アクティブ電極４２は、受電側パッシブ電極４３の開口４７内部に配置され、受電側パッシブ電極４３は、受電側アクティブ電極４２を囲む位置に配置されている。また、受電側アクティブ電極４２と受電側パッシブ電極４３との形状中心は一致しており、受電側アクティブ電極４２と受電側パッシブ電極４３とは、所謂、同心状に設けられている。したがって、受電側アクティブ電極４２は、特許請求の範囲に記載の第１の受電電極に相当し、受電側パッシブ電極４３は、特許請求の範囲に記載の第２の受電電極に相当している。

ここで、送電側アクティブ電極３２は、各辺寸法をａ１２としている。また、受電側アクティブ電極４２は、各辺寸法をａ１１としている。送電側アクティブ電極３２は、受電側アクティブ電極４２よりも寸法が大きく、送電側アクティブ電極３２と受電側アクティブ電極４２との寸法差をｇ１１としている。即ち、ｇ１１＝ａ１２−ａ１１であり、ａ１２＝ａ１１＋ｇ１１である。

また、送電側パッシブ電極３３は、開口３７の各辺寸法をａ１３としている。また、受電側パッシブ電極４３は、開口４７の各辺寸法をａ１４としている。また、開口３７と送電側アクティブ電極３２との寸法差をｇ１１としている。即ち、ａ１３＝ａ１２＋ｇ１１としている。また、開口４７は、開口３７よりも寸法が大きく、開口４７と開口３７との寸法差をｇ１１としている。即ち、ａ１４＝ａ１３＋ｇ１１としている。

また、受電側パッシブ電極４３は、外形の各辺寸法をａ１５としている。また、送電側パッシブ電極３３は、外形の各辺寸法をａ１６としている。また、送電側パッシブ電極３３は、受電側パッシブ電極４３よりも外形寸法が大きく、送電側パッシブ電極３３と受電側パッシブ電極４３との外形の寸法差をｇ１１としている。即ち、ａ１６＝ａ１５＋ｇ１１としている。

なお、送電側アクティブ電極３２、受電側アクティブ電極４２、送電側パッシブ電極３３の開口３７、受電側パッシブ電極４３の開口４７、受電側パッシブ電極４３の外形、および、送電側パッシブ電極３３の外形における図中の縦方向の寸法を、それぞれａ２２，ａ２１，ａ２３，ａ２４，ａ２５，ａ２６とすると、ａ１１＝ａ２１，ａ１２＝ａ２２，ａ１３＝ａ２３，ａ１４＝ａ２４，ａ１５＝ａ２５，ａ１６＝ａ２６である。また、送電側アクティブ電極３２と受電側アクティブ電極４２との図中の縦方向の寸法差をｇ２１とすると、ｇ２１＝ｇ１１である。

図４（Ａ）に示す基準配置において、受電側アクティブ電極４２のＸ軸に沿う両側で、受電側アクティブ電極４２の電極縁から送電側アクティブ電極３２の電極縁までの距離がｇ１０となっている。本基準配置において、距離ｇ１０は、送電側アクティブ電極３２と受電側アクティブ電極４２との寸法差ｇ１１の１／２と等しく、Ｘ軸に沿った最大移動距離と等価である。

また、図４（Ｂ）に示す最大移動配置において、送電側アクティブ電極３２の外形辺のうちのＸ軸負方向側の一辺と、受電側アクティブ電極４２の外形辺のうちのＸ軸負方向側の一辺とが重なっている。したがって、この最大移動配置は、図４（Ａ）に示す基準配置から最大移動距離ｇ１０だけ、送電装置と受電装置との相対的位置関係をＸ軸に沿って移動させたものである。

以上のような形状の送電電極パターンと受電電極パターンとを向き合わせた場合でも、受電側アクティブ電極４２の寸法ａ１１と、送電側アクティブ電極３２の寸法ａ１２との寸法差ｇ１１をａ１２−ａ１１=ｇ１１＞０とすることにより、一定の対向面積を維持したまま基準配置から最大移動配置まで、送電装置と受電装置との相対的位置関係をＸ軸に沿って最大移動距離ｇ１０だけ移動させることが可能になる。また、開口３７の開口辺の寸法ａ１３を、ａ１３=ａ１２＋ｇ１１とすることにより、送電装置と受電装置とを基準配置から最大移動配置まで移動させる間には、確実に受電側パッシブ電極４３と送電側アクティブ電極３２との間や、受電側アクティブ電極４２と送電側パッシブ電極３３との間に対向が生じることを防ぐことができる。そして、送電側パッシブ電極３３や受電側パッシブ電極４３が、送電側アクティブ電極３２や受電側アクティブ電極４２に対向することを防ぎながら、開口３７の寸法ａ１３を抑制し、限られた電極サイズの中で電極面積を大きく確保することができる。さらには、開口４７の開口辺の寸法ａ１４を、ａ１４＝ａ１３＋ｇ１１とし、また、送電側パッシブ電極３３の外形辺の寸法ａ１６を、ａ１６＝ａ１５＋ｇ１１とすることにより、送電装置と受電装置とを基準配置から最大移動配置まで移動させる間には、確実に送電側パッシブ電極３３と受電側パッシブ電極４３との対向面積を一定に維持しながら、開口４７の開口辺の寸法ａ１４および、送電側パッシブ電極３３の寸法ａ１６を最小化できる。

このような構成により、送電装置と受電装置との相対的位置関係をＸ軸に沿って移動させても、基準配置から最大移動配置となるまでは、一定の電力伝送効率を維持することができる。なお、このことは、Ｙ軸に沿って相対的位置関係を移動させる場合も同等である。即ち、送電装置と受電装置との寸法関係はＸ軸を基準としても、Ｙ軸を基準としても同等であるので、送電装置と受電装置との相対的位置関係をＹ軸に沿って移動させても、Ｘ軸に沿って移動させる場合と同様に、基準配置から最大移動配置となるまでは、一定の電力伝送効率を維持することができる。

また、この実施形態においても、送電電極パターンと受電電極パターンとの寸法関係は可換であり、例えば、送電側アクティブ電極３２の寸法と受電側アクティブ電極４２の寸法とを入れ替え、送電側パッシブ電極３３の寸法と受電側パッシブ電極４３の寸法とを入れ替え、送電装置と受電装置とで電極パターンを入れ替えるようにしてもよい。

次に、第２の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおいて、送電装置と受電装置との一方を４５°回転させた配置状況について説明する。これは、ユーザーが送電装置に誤った配置状況（角度）で受電装置を配置した場合を想定している。

図５は、第２の実施形態に係る送電電極パターンを固定したまま、受電電極パターンを４５°回転させた基準配置を示す図である。

図５に示す基準配置では、送電側アクティブ電極３２と受電側アクティブ電極４２との対向面積を一定に維持したままでＸ軸に沿って移動可能な最大移動距離ｇ１０は、送電側アクティブ電極３２の各辺寸法と、受電側アクティブ電極４２の対角線寸法との寸法差の１／２に等しい。受電側アクティブ電極４２の対角線寸法は、受電側アクティブ電極４２の各辺寸法の√２倍である。したがって、この配置状況における最大移動距離ｇ１０は、図４で示した配置状況における最大移動距離よりも小さい。

ここで、図５に示す基準配置において、送電側アクティブ電極３２のＸ軸正方向側の辺およびＸ軸負方向側の辺から、送電側パッシブ電極３３または受電側パッシブ電極４３の開口辺までのＸ軸に沿って離間する距離ｇ’１０を考える。すると、送電側アクティブ電極３２の両辺の全長に亘って、距離ｇ’１０は一定であり、また、距離ｇ’１０は本配置状況における最大移動距離ｇ１０よりも大きい。

したがって、この配置状況においても、図４で示した配置状況と同様に、送電装置と受電装置とは、送電側アクティブ電極３２と受電側アクティブ電極４２との対向面積を一定にしたまま、基準配置からＸ軸に沿って最大移動距離ｇ１０まで移動可能である。また、送電側パッシブ電極３３や受電側パッシブ電極４３は、基準配置からＸ軸に沿って移動しても、最大移動距離ｇ１０の限界まで移動する間は、送電側パッシブ電極３３や受電側パッシブ電極４３が、送電側アクティブ電極３２や受電側アクティブ電極４２に対向することがなく、これらの電極間の対向によって生じる電力伝送効率の低下を防ぐことができる。そして、送電側パッシブ電極３３や受電側パッシブ電極４３が、送電側アクティブ電極３２や受電側アクティブ電極４２に対向することを防ぎながら、開口３７の寸法ａ１３を抑制し、限られた電極サイズの中で電極面積を大きく確保することができる。

以上のように、ユーザーが送電装置に誤った配置状況（角度）で受電装置を配置した場合であり、かつ一定の所定方向へのズレがあった場合も、４５°回転したことによってパッシブ電極同士の対向面積は減少するものの、アクティブ電極とパッシブ電極とが対向することによる電力伝送効率の低下は抑制することができる。

なお、電力伝送効率の低下を防ぐために、送電側アクティブ電極３２および送電側パッシブ電極３３の両方、もしくは受電側アクティブ電極４２および受電側パッシブ電極４３の両方を、対向するアクティブ電極とパッシブ電極よりも面積を小さくすることが好ましい。そのようにすることで、アクティブ電極−パッシブ電極間の距離を最も大きく設定することができるので、ズレ量が大きくなったとしてもアクティブ電極とパッシブ電極とが対向してしまうことを抑制することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムについて、各アクティブ電極の外形と各パッシブ電極の外形および開口形状を円形に構成する構成例に基づいて説明する。

図６は、第３の実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムを構成する送電装置と受電装置との送電電極パターンおよび受電電極パターンを重ね合わせた配置状況を示す平面図である。図６（Ａ）は、送電電極パターンと受電電極パターンとの中心を一致させた基準配置を示しており、図６（Ｂ）は、送電電極パターンと受電電極パターンとをＸ軸に沿って最大移動距離の限界まで移動させた最大移動配置を示している。

送電装置は送電電極パターンとして、送電側アクティブ電極５２と送電側パッシブ電極５３とを備えている。受電装置は受電電極パターンとして、受電側アクティブ電極６２と受電側パッシブ電極６３とを備えている。

送電側アクティブ電極５２は、円形状である。送電側パッシブ電極５３は、外形が円形であり内側に円形の開口５７を設けた環状である。そして、送電側アクティブ電極５２は、送電側パッシブ電極５３の開口５７内部に配置され、送電側パッシブ電極５３は、送電側アクティブ電極５２を囲む位置に配置されている。送電側アクティブ電極５２と送電側パッシブ電極５３との形状中心は一致しており、送電側アクティブ電極５２と送電側パッシブ電極５３とは、所謂、同心状に設けられている。したがって、送電側アクティブ電極５２は、特許請求の範囲に記載の第１の送電電極に相当し、送電側パッシブ電極５３は、特許請求の範囲に記載の第２の送電電極に相当している。

受電側アクティブ電極６２は、円形状である。受電側パッシブ電極６３は、外形が円形で円形の開口６７を設けた環状である。そして、受電側アクティブ電極６２は、受電側パッシブ電極６３の開口６７内部に配置され、受電側パッシブ電極６３は、受電側アクティブ電極６２を囲む位置に配置されている。また、受電側アクティブ電極６２と受電側パッシブ電極６３との形状中心は一致しており、受電側アクティブ電極６２と受電側パッシブ電極６３とは、所謂、同心状に設けられている。したがって、受電側アクティブ電極６２は、特許請求の範囲に記載の第１の受電電極に相当し、受電側パッシブ電極６３は、特許請求の範囲に記載の第２の受電電極に相当している。

ここで、送電側アクティブ電極５２は、直径をａ１１としている。受電側アクティブ電極６２は、送電側アクティブ電極５２の直径よりも直径が大きく、受電側アクティブ電極６２と送電側アクティブ電極５２との寸法差をｇ１１としている。また、送電側パッシブ電極５３は、開口５７の直径を受電側アクティブ電極６２の直径よりも寸法差ｇ１１だけ大きくしている。また、受電側パッシブ電極６３は、開口６７の直径を開口５７の直径よりも寸法差ｇ１１だけ大きくしている。また、受電側パッシブ電極６３は、外形の直径を開口６７の直径よりも大きくしている。また、送電側パッシブ電極５３は、外形の直径を受電側パッシブ電極６３の外形の直径よりも寸法差ｇ１１だけ大きくしている。

図６（Ａ）に示す基準配置において、送電側アクティブ電極５２のＸ軸に沿う両側で、送電側アクティブ電極５２の電極縁から受電側アクティブ電極６２の電極縁までの距離がｇ１０となっている。本基準配置において、距離ｇ１０は、送電側アクティブ電極５２と受電側アクティブ電極６２との寸法差ｇ１１の１／２と等しく、Ｘ軸に沿った最大移動距離と等価である。

また、図６（Ｂ）に示す最大移動配置において、送電側アクティブ電極５２の外形のうちのＸ軸正方向側の点と、受電側アクティブ電極４２の外形のうちのＸ軸正方向側の点とが重なっている。したがって、この最大移動配置は、図６（Ａ）に示す基準配置から最大移動距離ｇ１０だけ、送電装置と受電装置との相対的位置関係をＸ軸に沿って移動させたものである。

以上のような形状の送電電極パターンと受電電極パターンとを向き合わせた場合でも、送電側アクティブ電極５２と受電側アクティブ電極６２とに寸法差ｇ１１を持たせることにより、一定の対向面積を維持したまま基準配置から最大移動配置まで、送電装置と受電装置との相対的位置関係をＸ軸に沿って最大移動距離ｇ１０だけ移動させることが可能になる。また、開口５７の直径を、受電側アクティブ電極６２の直径よりも寸法差ｇ１１だけ大きくすることにより、送電装置と受電装置とを基準配置から最大移動配置まで移動させる間には、確実に受電側パッシブ電極６３と送電側アクティブ電極５２との間や、受電側アクティブ電極６２と送電側パッシブ電極５３との間に対向が生じることを防ぐことができる。そして、送電側パッシブ電極５３や受電側パッシブ電極６３が、送電側アクティブ電極５２や受電側アクティブ電極６２に対向することを防ぎながら、開口５７の直径を最小化し、限られた電極サイズの中で電極面積を大きく確保することができる。さらには、開口６７の直径を、開口５７の直径よりも寸法差ｇ１１だけ大きくし、また、送電側パッシブ電極５３の直径を、受電側パッシブ電極６３の直径よりも寸法差ｇ１１だけ大きくすることにより、送電装置と受電装置とを基準配置から最大移動配置まで移動させる間には、確実に送電側パッシブ電極５３と受電側パッシブ電極６３との対向面積を一定に維持しながら、開口５７の直径および、送電側パッシブ電極３３の直径を最小化できる。

このような構成により、送電装置と受電装置との相対的位置関係をＸ軸に沿って移動させても、基準配置から最大移動配置となるまでは、一定の電力伝送効率を維持することができる。なお、このことは、Ｘ軸だけでなく送受対向面における任意の軸に沿って相対的位置関係を移動させる場合も同等である。即ち、送電装置と受電装置との寸法関係は任意のどの軸を基準としても同等であるので、送電装置と受電装置との相対的位置関係を任意の軸に沿って移動させても、基準配置から最大移動配置となるまでは、一定の電力伝送効率を維持することができる。また、図５に示したように例えば４５°傾いた状態で配置されても、基準配置と同じ相対位置関係が維持される。したがって、配置関係に傾きが生じ得るワイヤレス電力伝送システムである場合は、このような円形のアクティブ電極とパッシブ電極とすることが好ましい。

また、この実施形態においても、送電電極パターンと受電電極パターンとの寸法関係は可換であり、また、送電側アクティブ電極と受電側アクティブ電極との寸法関係も可換であり、送電側パッシブ電極と受電側パッシブ電極との寸法関係も可換である。

次に、送電電極パターンと受電電極パターンの形状変形例について説明する。

図７は、送電電極パターンと受電電極パターンの形状変形例を示す図である。

図７（Ａ）に示す送電電極パターンおよび受電電極パターンにおいて、送電側アクティブ電極および受電側アクティブ電極の外形と送電側パッシブ電極および受電側パッシブ電極の外形ならびに開口形状は、いずれも長方形である。

このような場合にも、各軸に沿って前述したような各電極および開口の寸法関係を維持することにより、送電装置と受電装置との相対的位置関係を各軸に沿って移動させても、基準配置から最大移動配置となるまでは、一定の電力伝送効率を維持することができる。

なお、少なくとも一つの軸に沿って前述したような各電極および開口の寸法関係が維持されるならば、本発明は好適に実施することができる。

図７（Ｂ）に示す送電電極パターンおよび受電電極パターンにおいて、送電側アクティブ電極および受電側アクティブ電極の外形は円形であり、送電側パッシブ電極および受電側パッシブ電極の外形ならびに開口形状は、いずれも正方形である。

このような場合にも、Ｘ軸およびＹ軸に沿って前述したような各電極および開口の寸法関係を維持することにより、送電装置と受電装置との相対的位置関係を各軸に沿って移動させても、基準配置から最大移動配置となるまでは、一定の電力伝送効率を維持することができる。

なお、送電側アクティブ電極および受電側アクティブ電極の外形と、送電側パッシブ電極および受電側パッシブ電極の外形ならびに開口の形状とは、どのような組み合わせであってもよい。

図７（Ｃ）に示す送電電極パターンおよび受電電極パターンにおいて、送電側アクティブ電極および受電側アクティブ電極の外形は矩形よりも角が多い多角形であり、送電側パッシブ電極および受電側パッシブ電極の外形ならびに開口形状は、いずれも正方形である。

このような場合にも、Ｘ軸およびＹ軸に沿って前述したような各電極および開口の寸法関係を維持することにより、送電装置と受電装置との相対的位置関係を各軸に沿って移動させても、基準配置から最大移動配置となるまでは、一定の電力伝送効率を維持することができる。

なお、各アクティブ電極および各パッシブ電極のいずれが多角形で構成されていてもよく、その角数もどのようなものであってもよい。

図７（Ｄ）に示す送電電極パターンおよび受電電極パターンにおいて、送電側アクティブ電極および受電側アクティブ電極の外形は矩形であり、送電側パッシブ電極および受電側パッシブ電極は、一部に切り込みが設けられたランドルト環状である。

このような場合にも、Ｘ軸およびＹ軸に沿って前述したような各電極および開口の寸法関係を維持することにより、送電装置と受電装置との相対的位置関係を各軸に沿って移動させても、基準配置から最大移動配置となるまでは、一定の電力伝送効率を維持することができる。

なお、各アクティブ電極および各パッシブ電極の形状は、円形や多角形状に限られず、どのような形状であってもよい。例えば、互いに離間された複数の領域に区画されていたり、楕円形状であってもよい。また、重なり合う面積に変動を生じない限りにおいて、アクティブ電極は内側に開口部を有していてもよい。また、上述の例では、アクティブ電極およびパッシブ電極は、送電装置，受電装置のそれぞれにおいて同一平面上にあるように設けられた例を説明したが、これに限るものではなく、送受間に結合容量が形成できる限りにおいて、アクティブ電極とパッシブ電極が電極平面の垂直方向において異なる位置に設けられていてもよい。

１０…送電装置
１１…交流電力発生回路
１２，３２，５２…送電側アクティブ電極
１３，３３，５３…送電側パッシブ電極
２０…受電装置
２１…負荷回路
２２，４２，６２…受電側アクティブ電極
２３，４３，６３…受電側パッシブ電極
１７，２７，３７，４７，５７，６７…開口
１４…発振回路
１５…増幅回路
１６…昇圧回路
２４…降圧回路
２５…整流回路
２６…電源回路

Claims (8)

1. 送受対向面に沿って設けられている第１の送電電極と、
   前記送受対向面に沿って、前記第１の送電電極を囲むように内部開口を有し、前記第１の送電電極と同心状に設けられている第２の送電電極と、
   一端を前記第１の送電電極に接続し、他端を前記第２の送電電極に接続した交流電力発生回路と、
   を有する送電装置と、
   前記送受対向面に沿って設けられている第１の受電電極と、
   前記送受対向面に沿って、前記第１受電電極を囲むように内部開口を有し、前記第１の受電電極と同心状に設けられている第２の受電電極と、
   一端を前記第１の受電電極に接続し、他端を前記第２の受電電極に接続した負荷回路と、
   を有する受電装置と、
   を備えるワイヤレス電力伝送システムであって、
   前記第１の送電電極と前記第１の受電電極とは、前記第１の送電電極と前記第１の受電電極との電極中心を重ねて対向させた基準配置において、平面視でいずれか一方が他方を内包するように設けられ、
   前記第２の送電電極と前記第２の受電電極とは、前記基準配置において、平面視でいずれか一方が他方を内包するように設けられ、
   前記送電装置と前記受電装置とは、前記基準配置から、前記第１の送電電極と前記第１の受電電極との対向面積を維持したまま、前記送受対向面内の所定軸に沿って最大移動距離まで移動可能であり、
   前記基準配置において、前記第１の送電電極と前記第１の受電電極のうち外側に配置される電極の縁と、前記第２の送電電極と前記第２の受電電極のうち内側に配置される電極の前記内部開口の境界線とが、前記所定軸に沿って前記最大移動距離以上離れている、ワイヤレス電力伝送システム。
2. 前記送電装置と前記受電装置とは、前記第１の送電電極と前記第１の受電電極との電極中心を基準位置とする第１の所定軸に沿って、前記基準配置から前記第１の送電電極と前記第１の受電電極との対向面積を維持したまま移動可能であり、
   前記第１の送電電極と前記第１の受電電極とのうちの一方は、前記第１の所定軸上での寸法がａ１１であり、他方は、前記第１の所定軸上での寸法がａ１２であり、両者の寸法差をｇ１１とすると、ａ１２−ａ１１＝ｇ１１＞０であり、
   前記第２の送電電極と前記第２の受電電極とのうちの一方は、前記第１の所定軸上での前記内部開口の寸法がａ１３であり、他方は、前記第１の所定軸上での前記内部開口の寸法がａ１４であるとすると、ａ１３≦ｇ１１＋ａ１２であり、ａ１４≧ａ１３である、請求項１に記載のワイヤレス電力伝送システム。
3. ａ１４≧ｇ１１＋ａ１３である、請求項２に記載のワイヤレス電力伝送システム。
4. 前記第１の送電電極は、前記第１の所定軸上での寸法がａ１１であり、前記第２の送電電極は、前記第１の所定軸上での前記内部開口の寸法がａ１３であり、ａ１３＝ｇ１１＋ａ１２である、
   または、
   前記第１の受電電極は、前記第１の所定軸上での寸法がａ１１であり、前記第２の受電電極は、前記第１の所定軸上での前記内部開口の寸法がａ１３であり、ａ１３＝ｇ１１＋ａ１２である、
   請求項２または３に記載のワイヤレス電力伝送システム。
5. 前記送電装置と前記受電装置とは前記第１の所定軸に前記基準位置で直交する第２の軸に沿って、前記基準配置から前記第１の送電電極と前記第１の受電電極との対向面積を維持したまま移動可能であり、
   前記第１の送電電極と前記第１の受電電極とのうちの一方は、前記第２の軸上での寸法がａ２１であり、他方は、前記第２の軸上での寸法がａ２２であり、両者の寸法差をｇ２１とすると、ａ２２−ａ２１＝ｇ２１＞０であり、
   前記第２の送電電極と前記第２の受電電極とのうちの一方は、前記第２の軸上での前記内部開口の寸法がａ２３であり、他方は、前記第２の軸上での前記内部開口の寸法がａ２４であるとすると、ａ２３≦ｇ２１＋ａ２２であり、ａ２４≧ａ２３である、請求項２〜４のいずれかに記載のワイヤレス電力伝送システム。
6. ａ１１＝ａ２１であり、ａ１２＝ａ２２であり、ａ１３＝ａ２３であり、ａ１４＝ａ２４である、請求項５に記載のワイヤレス電力伝送システム。
7. 前記第１の送電電極および前記第１の受電電極ならびに前記第２の送電電極の前記内部開口および前記第２の受電電極の前記内部開口が、矩形である、請求項２〜６のいずれかに記載のワイヤレス電力伝送システム。
8. 前記第１の送電電極および前記第１の受電電極ならびに前記第２の送電電極の前記内部開口および前記第２の受電電極の前記内部開口が、円形である、請求項２〜６のいずれかに記載のワイヤレス電力伝送システム。

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