WO2014136391A1 - 非接触給電システム - Google Patents

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WO2014136391A1
WO2014136391A1 PCT/JP2014/000883 JP2014000883W WO2014136391A1 WO 2014136391 A1 WO2014136391 A1 WO 2014136391A1 JP 2014000883 W JP2014000883 W JP 2014000883W WO 2014136391 A1 WO2014136391 A1 WO 2014136391A1
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WO
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frequency
primary
coil
resonance
secondary coil
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/000883
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English (en)
French (fr)
Inventor
小笠原　潔
秀明 安倍
稔博 秋山
Original Assignee
パナソニック 株式会社
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Publication date
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Priority to EP14760662.8A priority patent/EP2985866A1/en
Priority to US14/769,260 priority patent/US20150380950A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact power supply system.
  • a non-contact power feeding system including a plurality of primary coils that generate an alternating magnetic field and a secondary coil that generates secondary power by electromagnetic induction.
  • the secondary coil is disposed on the plurality of primary coils so as to be movable along the movement path.
  • a contactless power supply system including a movable secondary coil can supply electric power to a movable load device without using an electric cord, and does not impair the mobility of the movable load device.
  • the secondary power generated in the movable secondary coil may fluctuate with the movement of the secondary coil.
  • Patent Document 1 discloses a non-contact power feeding system configured to reduce the fluctuation of the secondary power accompanying the movement of the secondary coil.
  • the system identifies the primary coil that is strongly electromagnetically coupled to the secondary coil by changing the frequency of the high-frequency current supplied to each primary coil, and excites the primary coil that is strongly electromagnetically coupled.
  • the non-contact power supply system requires frequency control for changing the frequency of the high-frequency current supplied to the primary coil in a complicated manner, so that the power supply circuit becomes complicated and large-scale.
  • the object of the present invention is to reduce the fluctuation range of the output voltage of the secondary coil accompanying the movement of the secondary coil even when the frequency of the high-frequency current supplied to the primary coil is not changed along with the movement of the secondary coil.
  • An object of the present invention is to provide a non-contact power feeding system that can be reduced in size.
  • a non-contact power feeding system includes a plurality of primary coils each wound around a primary side core and arranged at equal intervals, and a secondary coil wound around the secondary side core.
  • the secondary coil is configured to move along the movement path while facing the plurality of primary coils.
  • the primary coil excited by the supply of high-frequency current is configured to generate an alternating magnetic field that generates secondary power in the secondary coil.
  • the resonance characteristics of the resonance circuit including the excited primary coil and the secondary coil vary within a variation range due to the movement of the secondary coil.
  • the feeding frequency of the high-frequency current is set to a frequency corresponding to an intersection between the first resonance characteristic line and the second resonance characteristic line that are the most separated from each other, corresponding to both ends of the fluctuation range of the resonance characteristic.
  • each primary coil measured along the movement path is X1
  • the length of the secondary coil measured along the movement path is X2
  • the length of the primary coil and the secondary coil It is preferable that X2 ⁇ 5 ⁇ X1.
  • the interval between the primary coils is Z1
  • the interval between the primary coils and the length of the primary coil satisfy Z1 ⁇ X1.
  • each primary core and the secondary core are C-shaped or E-shaped, and each primary coil and the secondary coil are closed magnetic circuit type coils.
  • the length is X1
  • the length of the secondary core is X2
  • the interval between the primary cores is Z1
  • the interval between the secondary cores satisfies Z1 ⁇ X1 and X2 ⁇ 2 ⁇ X1 + Z1.
  • a non-contact power feeding system includes a power receiving device including a secondary coil movably provided along a movement path, and a plurality of primary coils arranged at equal intervals on the movement path.
  • a power supply device The resonance frequency of the primary side resonance circuit including the primary coil supplied with the high frequency current and the secondary side resonance circuit including the secondary coil is determined when the secondary coil moves along the movement path. It fluctuates within a fluctuation range between the first end resonance frequency and the second end resonance frequency.
  • the power supply apparatus includes a coil excitation circuit configured to supply the high-frequency current having a constant frequency to a primary coil to be excited.
  • the constant frequency is set to a frequency corresponding to an intersection of a first resonance characteristic line having a peak at the first end resonance frequency and a second resonance characteristic line having a peak at the second end resonance frequency. Yes.
  • a further aspect of the present invention includes a power receiving device including a secondary coil movably provided along a moving path, and a power feeding device including a plurality of primary coils arranged at equal intervals on the moving path, The resonance frequency of the primary side resonance circuit including the primary coil supplied with the high frequency current and the secondary side resonance circuit including the secondary coil is determined when the secondary coil moves along the movement path.
  • a method for operating a contactless power feeding system that varies within a variation range between a first end resonance frequency and a second end resonance frequency.
  • the operating method specifies a frequency corresponding to an intersection of a first resonance characteristic line having a peak at the first end resonance frequency and a second resonance characteristic line having a peak at the second end resonance frequency,
  • the frequency corresponding to the intersection is set as a constant frequency of the high-frequency current supplied to the primary coil, and the high-frequency current having the constant frequency is supplied to the primary coil to be excited.
  • the fluctuation range of the output voltage of the secondary coil with the movement of the secondary coil is reduced. Can be small.
  • the perspective view for demonstrating the non-contact electric power feeding system of 1st Embodiment The perspective view of a primary coil and a secondary coil.
  • A) is a perspective view of a primary coil
  • (b) is a perspective view of a secondary coil.
  • (A) is a figure for demonstrating the size and arrangement
  • (B) is a figure for demonstrating the size of a secondary coil.
  • (A) is a graph showing the rate of change of leakage inductance that changes according to the distance Z1 and the shift position when the second horizontal dimension is five times the first horizontal dimension
  • (b) is the second horizontal dimension.
  • the graph which shows the change rate of the leakage inductance which changes according to the space
  • (c) is 2nd horizontal dimension 3 times the 1st horizontal dimension.
  • (A) is the graph which shows the output voltage which changes according to a shift
  • (b) is the space
  • (A) is a graph showing an output voltage that changes in accordance with the shift position and frequency when the interval Z1 is 0.25 times the first lateral dimension
  • (b) is a graph showing the output voltage that varies according to the shift position and the frequency.
  • FIG. 1 The perspective view of the primary coil and secondary coil of the non-contact electric power feeding system according to 2nd Embodiment.
  • (A) is the graph which shows the output voltage which changes according to a shift
  • (b) is the space
  • (A) is the graph which shows the output voltage which changes according to a shift
  • (b) is the space
  • difference position and frequency in the case (A) is a graph showing an output voltage that changes in accordance with the shift position and frequency when the interval Z1 is 0.25 times the first lateral dimension, and (b) is a graph showing the output voltage that varies according to the shift position and the frequency.
  • the non-contact power feeding system includes a plurality of primary coils L1 and a movable secondary coil L2.
  • the plurality of primary coils L ⁇ b> 1 can be arranged at a predetermined interval along a movement path such as a groove formed in the hall 1 of the room.
  • the secondary coil L2 can be disposed on the sliding door 3 that is movably disposed between the sills 1 and 2.
  • the sliding door 3 is supported by the duck 1 and / or the sill 2, and moves between a position indicated by a solid line and a position indicated by a two-dot chain line in FIG. 1 along the movement path.
  • each primary-side core 6 may be a regular quadrangular columnar magnetic body fixed on a square substrate 5, for example.
  • Each primary core 6 has a power feeding surface 6 a on the side opposite to the substrate 5.
  • the power supply surface 6a may be a square, for example.
  • the power feeding surface 6 a faces the upper surface of the sliding door 3. Therefore, the coil surface of each primary coil L ⁇ b> 1 is arranged in parallel with the upper surface of the sliding door 3.
  • each primary coil L1 measured along the movement path is referred to as a first horizontal dimension X1, and each primary coil in a direction orthogonal to the movement path.
  • the length of L1 may be referred to as a first vertical dimension Y1, and the interval between adjacent primary coils L1 may be referred to as an interval Z1.
  • the primary core 6 is a regular quadrangular prism
  • a power feeding device 10 (see FIG. 5) is installed.
  • the power feeding device 10 includes a basic power feeding unit circuit 11 (see FIG. 5) provided for each primary coil L1.
  • Each primary coil L1 is configured to emit an alternating magnetic field when a high-frequency current is supplied from the corresponding basic power supply unit circuit 11.
  • the sliding door 3 as a moving body can be a rectangular plate-like member such as wood, glass, plastic, or wall material.
  • the sliding door 3 is provided with an installation surface or an accommodation space 3a on which the electric device E can be installed.
  • FIG. 1 shows two accommodation spaces 3a arranged one above the other.
  • An electric device E such as a flat-screen TV and a fan can be installed in the accommodation space 3a.
  • the electric equipment E is not specifically limited, For example, a digital photo frame, a lighting fixture provided with LED and organic EL, a portable terminal etc. may be sufficient.
  • the secondary coil L2 has, for example, a rectangular coil surface.
  • the secondary coil L2 is provided inside the sliding door 3 so that the longitudinal axis of the secondary coil L2 is along the movement path.
  • the secondary coil L ⁇ b> 2 is wound around the secondary core 8.
  • the secondary core 8 can be, for example, a long quadrangular columnar magnetic body fixed on a rectangular substrate 7.
  • the secondary coil L ⁇ b> 2 can be disposed on the upper part of the sliding door 3 that can be engaged with the groove of the Kamoi 1.
  • the secondary core 8 has a power receiving surface 8 a on the side opposite to the substrate 7.
  • the power receiving surface 8a can be rectangular, for example.
  • the power receiving surface 8 a is arranged so as to be parallel to and opposed to the groove surface of the Kamoi 1.
  • the coil surface of the secondary coil L2 is parallel to the groove surface of the Kamoi 1 and is therefore arranged parallel to the coil surface of the primary coil L1.
  • the secondary coil L2 generates secondary power by electromagnetic induction based on an alternating magnetic field radiated from each driven primary coil L1.
  • the secondary power generated by the secondary coil L2 is supplied to the power receiving device 20 (see FIG. 5) provided in the sliding door 3.
  • the length of the secondary coil L2 measured along the movement path is referred to as a second lateral dimension X2, and the secondary coil L2 in the direction orthogonal to the movement path is shown.
  • the length may be referred to as a second vertical dimension Y2.
  • the power receiving device 20 includes a secondary coil L2 and a secondary core 8.
  • the secondary coil L2 is connected in series with the secondary side resonance capacitor C2.
  • a series circuit of the secondary coil L2 and the secondary side resonance capacitor C2 functions as a secondary side resonance circuit.
  • the secondary coil L ⁇ b> 2 generates secondary power with an alternating magnetic field radiated from each primary coil L ⁇ b> 1 driven in the power feeding device 10.
  • a secondary side resonance circuit including the secondary coil L2 and the secondary side resonance capacitor C2 is connected to the full-wave rectification circuit 21.
  • the full-wave rectifier circuit 21 rectifies the secondary power received by the secondary coil L2, and outputs the rectified output voltage to the voltage stabilization circuit 22 via the smoothing capacitor Cr.
  • the voltage stabilization circuit 22 includes a DC / DC converter, and converts the voltage from the full-wave rectification circuit 21 into a predetermined voltage such as a commercial voltage at a commercial power supply frequency. The converted voltage is supplied to the electric device E from the output terminal of the power receiving device 20.
  • the non-contact power feeding system can supply power to the electric device E that can move together with the moving body such as the sliding door 3.
  • the power supply device 10 includes a basic power supply unit circuit 11 provided for each primary coil L1.
  • the power supply apparatus 10 includes a power supply circuit 12 and a system control unit 13 that controls the basic power supply unit circuit 11.
  • the power supply circuit 12 includes a rectifier circuit and a DC / DC converter.
  • the rectifier circuit rectifies commercial power supplied from the outside of the power supply apparatus 10.
  • the DC / DC converter converts the rectified DC voltage into a desired voltage, and supplies the DC voltage Vdd to the system control unit 13 and each basic power supply unit circuit 11 as a drive power supply.
  • the system control unit 13 is, for example, a microcomputer.
  • the system control unit 13 stores a control program for controlling the plurality of basic power supply unit circuits 11.
  • Each basic power supply unit circuit 11 is capable of data communication with the system control unit 13.
  • the basic power supply unit circuits 11 have the same circuit configuration.
  • the basic power supply unit circuit 11 includes an inverter circuit 15 and a drive circuit 16.
  • the inverter circuit 15 may be a known half bridge circuit.
  • the inverter circuit 15 includes a voltage dividing circuit including a first capacitor Ca and a second capacitor Cb connected in series, and a drive including a first power transistor Qa and a second power transistor Qb connected in series. And a driving circuit connected in parallel to the voltage dividing circuit.
  • the first and second power transistors Qa and Qb are, for example, N-channel MOSFETs.
  • the series circuit of the primary coil L1 and the primary side resonance capacitor C1 functions as a primary side resonance circuit.
  • the primary side resonance circuit is connected between a connection point N1 of the first and second capacitors Ca and Cb and a connection point N2 of the first and second power transistors Qa and Qb.
  • the drive signals PSa and PSb are input from the drive circuit 16 to the gate terminals of the first power transistor Qa and the second power transistor Qb.
  • the first and second power transistors Qa and Qb are alternately turned on and off based on drive signals PSa and PSb respectively input to their gate terminals.
  • a high-frequency current supplied to the primary coil L1 is generated.
  • the primary coil L1 generates an alternating magnetic field by supplying the high-frequency current.
  • the drive circuit 16 receives the excitation control signal CT that sets the frequency of the high-frequency current supplied to the primary coil L1 from the system control unit 13, and outputs the excitation control signal CT to the gate terminals of the first and second power transistors Qa and Qb, respectively. Signals PSa and PSb are generated. For example, the drive circuit 16 drives the first and second power transistors Qa and Qb alternately on and off based on the excitation control signal CT to set the power supply frequency fn of the high-frequency current supplied to the primary coil L1. Signals PSa and PSb are generated.
  • the excitation control signal CT from the system control unit 13 is a data signal that determines the power supply frequency fn of the high-frequency current supplied to the primary coil L1.
  • the system control unit 13, the inverter circuit 15, and the drive circuit 16 are examples of a coil excitation circuit.
  • the secondary coil L2 is moved along a moving path in which a plurality of primary coils L1 are arranged at equal intervals.
  • the positions of the front end and the rear end of the secondary coil L2 at the start of movement are referred to as a start front end position and a start rear end position, respectively.
  • the secondary coil L2 is moved along the movement path until the rear end of the secondary coil L2 reaches the start tip position.
  • the resonance characteristics of the resonance circuit that varies depending on the relative position between the primary coil L1 and the secondary coil L2 are examined. More specifically, the output voltage of the secondary coil L2 with respect to the frequency of the high-frequency current is examined at various positions within the movement range of the secondary coil L2. The results are shown in FIG. As the secondary coil L2 moves, the relative position of the secondary coil L2 and the primary coil L1 changes to change the resonance characteristics.
  • the resonance frequency fluctuates within a fluctuation range defined by the frequencies fr1 and fr2 at various positions within the movement range of the secondary coil L2.
  • the frequencies fr1 and fr2 are two resonance frequencies that are farthest apart in the fluctuation range, and may be referred to as a first end resonance frequency and a second end resonance frequency.
  • the characteristic lines A1 and A2 indicate the resonance characteristics of the resonance frequencies fr1 and fr2, and may be referred to as the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2.
  • the position of the secondary coil L2 when the output voltage reaches a peak at the resonance frequency fr1 is, for example, a directly-facing position with respect to the primary coil L1.
  • the position of the secondary coil L2 when the output voltage reaches a peak at the resonance frequency fr2 is, for example, a position between the primary coils L1.
  • the frequency fp corresponding to the intersection P between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 is set as the feeding frequency fn. The reason will be described below.
  • the power when the primary coil L1 is excited at the resonance frequency fr1, the power can be supplied with the highest power supply efficiency if the secondary coil L2 is in the directly-facing position, but the power supply efficiency is highest when the secondary coil L2 is in the narrow space position. Bad power supply. In this case, as shown in FIG. 7, the fluctuation range G1 of the output voltage corresponding to the resonance frequency fr1 is large.
  • the primary coil L1 when the primary coil L1 is excited at the resonance frequency fr2, power can be supplied with the highest power supply efficiency if the secondary coil L2 is in the narrow position, but the power supply efficiency is highest when the secondary coil L2 is in the directly-facing position. The power supply is bad. In this case, as shown in FIG. 7, the fluctuation range G2 of the output voltage corresponding to the resonance frequency fr2 is still large.
  • the resonance frequency fr1 having the peak in the first resonance characteristic line A1 or the resonance frequency fr2 having the peak in the second resonance characteristic line A2 is set to the feeding frequency fn
  • the output voltage of the secondary coil L2 Since the fluctuation ranges G1 and G2 are large, the resonance frequencies fr1 and fr2 are not suitable for the power feeding device 10 that feeds the power receiving device 20 provided in the sliding sliding door 3.
  • the power receiving device 20 (secondary coil L2) is desired to have a small width between the maximum value and the minimum value of the output voltage accompanying the movement of the sliding door 3, that is, a small fluctuation range of the output voltage.
  • the frequency fp corresponding to the intersection P between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 is set to the feeding frequency so that the fluctuation range G3 of the output voltage becomes small.
  • fn is set.
  • the third resonance characteristic line A3 having the frequency fp at its peak (resonance frequency) is located between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2.
  • this frequency fp makes the fluctuation range G3 of the output voltage associated with the movement of the sliding door 3 the smallest.
  • the second vertical dimension Y2 of the secondary coil L2 and the first vertical dimension Y1 of the primary coil L1 satisfy Y2 ⁇ Y1.
  • the second horizontal dimension X2 of the secondary coil L2 and the first horizontal dimension X1 of the primary coil L1 satisfy X2 ⁇ 5 ⁇ X1.
  • the interval Z1 of the primary coil L1 and the first horizontal dimension X1 (which may be equal to Y1) of the primary coil L1 satisfy Z1 ⁇ X1.
  • the rate of change (%) in leakage inductance between the secondary coil L2 and the primary coil L1 opposite to the secondary coil L2 is ⁇ 10% regardless of the position of the sliding door 3. Less than.
  • the second horizontal dimension X2 of the secondary coil L2 is fixed to 5 times (5 ⁇ X1) of X1.
  • the feeding frequency fn is fixed at a frequency fp corresponding to the intersection P between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 that are the farthest apart under this geometric condition.
  • the change rate (%) of the leakage inductance is less than ⁇ 10%.
  • the feeding frequency fn is fixed at a frequency fp corresponding to the intersection P between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 that are the farthest apart under this geometric condition.
  • the change rate (%) of the leakage inductance is ⁇ when the interval Z1 is 0.25 ⁇ X1, 0.75 ⁇ X1, and 1 ⁇ X1. 10% or more.
  • the feeding frequency fn is fixed at a frequency fp corresponding to the intersection P between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 that are the farthest apart under this geometric condition.
  • the second horizontal dimension X2 of the secondary coil L2 is more than five times X1 (X2> 5 ⁇ X1), it is estimated that the change rate (%) of the leakage inductance is further reduced. Therefore, it is preferable that the second lateral dimension X2 of the secondary coil L2 is not less than five times X1 (X2 ⁇ 5 ⁇ X1).
  • That the rate of change (%) of the leakage inductance can be reduced means that the interval between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 that are the farthest apart is reduced. If the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 are close to each other, the output voltage at the intersection P becomes high. As a result, by adopting the frequency fp corresponding to the intersection P as the power supply frequency fn, the output voltage becomes higher and the fluctuation range G3 becomes smaller.
  • FIGS. 9A, 9B and 10A, 10B show a plurality of resonance characteristic lines respectively corresponding to various shift amounts. Each resonance characteristic line indicates a change in output voltage with respect to frequency.
  • shift position means that the coil surface of the secondary coil L2 faces the coil surface of the primary coil L1, and the edge of the coil surface of the primary coil L1 and the secondary coil L2 in the moving direction. Refers to the length of deviation from one edge of the coil surface.
  • the relationship between the drive frequency (the frequency of the high-frequency current supplied to the primary coil L1) and the output voltage was examined for each shift position of 0 mm, 10 mm, 20 mm, and 30 mm.
  • a plurality of resonance characteristic lines respectively corresponding to various displacement positions are greatly separated.
  • the relationship between the drive frequency (frequency of the high-frequency current supplied to the primary coil L1) and the output voltage was examined.
  • FIG. 9B when the interval Z1 is 0.5 times the first lateral dimension X1, a plurality of resonance characteristic lines respectively corresponding to various displacement positions are shown in FIG. Is closer to each other than
  • the output voltage corresponding to various frequencies was measured for each shift position of 0 mm, 10 mm, and 20 mm.
  • the interval Z1 is 0.125 times the first lateral dimension X1
  • the plurality of resonance characteristic lines corresponding respectively to various displacement positions are substantially coincident. .
  • Each primary coil L1 provided in the Kamoi 1 is excited by a high-frequency current having a feeding frequency fn supplied from each basic feeding unit circuit 11 to generate an alternating magnetic field.
  • the power supply frequency fn varies depending on the relative positions of the primary coil L1 and the secondary coil L2 to be excited, and the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A1 and The frequency fp is set corresponding to the intersection P with the resonance characteristic line A2.
  • the change rate (%) of the leakage inductance with the coil L1 is less than ⁇ 10%.
  • the output voltage is increased and the output is increased in the configuration in which the frequency fp corresponding to the intersection P is used as the power supply frequency fn.
  • the voltage fluctuation range G3 becomes smaller.
  • the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 can be close to each other regardless of the moving position of the sliding door 3.
  • the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 substantially coincide. Therefore, in the configuration in which the frequency fp corresponding to the intersection P between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 is adopted as the feeding frequency fn, the output voltage is further increased and the output voltage fluctuation range G3 is smaller. Become.
  • the output voltage generated by the secondary coil L2 is rectified by the full-wave rectifier circuit 21 of the power receiving device 20.
  • the rectified output voltage is output to the voltage stabilization circuit 22, and then output to the electrical device E to drive the electrical device E.
  • the power supply frequency fn of the high-frequency current supplied to the primary coil L1 corresponds to the intersection P between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 that are farthest apart from each other within the fluctuation range.
  • the frequency fp employed as the feeding frequency fn is set in advance based on the intersection P of the first and second resonance characteristics A1 and A2. Therefore, the power feeding device 10 only needs to supply the primary coil L1 with the high-frequency current having the preset power feeding frequency fn. Control of the basic power supply unit circuit 11 is simplified, the circuit configuration is simplified, and the circuit scale can be reduced.
  • the secondary coil L2 and the secondary coil L2 are relative to each other regardless of the moving position of the sliding door 3.
  • the change rate (%) of the leakage inductance with the primary coil L ⁇ b> 1 facing can be made less than ⁇ 10%.
  • the fluctuation range G3 can be further reduced.
  • the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 are close to each other regardless of the moving position of the sliding door 3. .
  • the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 can be substantially matched.
  • the second embodiment is characterized by the structure and arrangement of the primary coil L1 and the secondary coil L2.
  • the characteristic part will be described in detail, and the description of the configuration common to the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 11 shows a relative arrangement state of the primary coil L1 and the secondary coil L2.
  • Each primary side core 31 is a magnetic body having a C-shaped cross section, and is a so-called C-type core, and includes both side portions 31a including a power feeding surface 31c and an intermediate portion 31b between both side portions 31a.
  • Each primary coil L ⁇ b> 1 is wound around the intermediate portion 31 b of the primary side core 31.
  • the primary coil L1 is a closed magnetic circuit type coil wound around a primary core 31 of a C-shaped magnetic body.
  • the primary core 31 and the primary coil L1 are arranged at equal intervals along the moving path of the sliding door 3.
  • the primary cores 31 are arranged such that both the feeding surfaces 31 c of the primary cores 31 oppose the upper surface of the sliding door 3, and the line connecting the both side portions 31 a is orthogonal to the moving path of the sliding door 3.
  • the length of the primary core 31 measured along the movement path is referred to as a first horizontal dimension X1
  • the length of the primary core 31 in the direction orthogonal to the movement path is the first vertical dimension Y1. That's it.
  • An interval between adjacent primary cores 31 is referred to as an interval Z1.
  • the interval Z1 satisfies Z1 ⁇ X1.
  • the secondary side core 32 is a magnetic body having a C-shaped cross section, and is a so-called C-type core, and includes both side portions 32a each including a power receiving surface 32c and an intermediate portion 32b between both side portions 32a.
  • the secondary coil L ⁇ b> 2 is wound around the intermediate portion 32 b of the secondary side core 32.
  • the power receiving surface 32 c of the secondary side core 32 can face the power feeding surface 31 c of the primary side core 31.
  • the length of the secondary core 32 measured along the movement path is referred to as a second horizontal dimension X2, and the length of the secondary core 32 in the direction orthogonal to the movement direction is the second vertical dimension Y2. That's it.
  • the second horizontal dimension X2 of the secondary core 32 satisfies the relationship X2 ⁇ 2 ⁇ X1 + Z1.
  • the output voltage corresponding to various frequencies (frequency of the high-frequency current supplied to the primary coil L1) was measured for each shift position of 0 mm, 20 mm, and 40 mm.
  • the term “shift position” means that the power supply surface 31c of the secondary core 32 faces the power supply surface 31c of the primary core 31 and the secondary side and the edge of the power supply surface 31c of the primary core 31 in the moving direction.
  • the length of deviation from one edge of the power receiving surface 32c of the core 32 is indicated.
  • FIG. 12A when the interval Z1 is 1.5 times the first lateral dimension X1, a plurality of resonance characteristic lines respectively corresponding to various displacement positions are greatly separated. Does not match.
  • the output voltage corresponding to various frequencies was measured for each shift position of 0 mm, 20 mm, and 40 mm.
  • FIG. 12B when the interval Z1 is 1.2 times the first lateral dimension X1, a plurality of resonance characteristic lines respectively corresponding to various displacement positions are shown in FIG. Is closer to each other than
  • Output voltages corresponding to various frequencies were measured for each shift position of 0 mm, 10 mm, 20 mm, 30 mm, 40 mm, and 60 mm.
  • the interval Z1 is the same as the first lateral dimension X1
  • a plurality of resonance characteristic lines respectively corresponding to various displacement positions substantially coincide.
  • the output voltage corresponding to various frequencies was measured for each shift position of 0 mm, 20 mm, and 40 mm.
  • the interval Z1 is 0.5 times the first lateral dimension X1
  • the plurality of resonance characteristic lines corresponding to the various shift positions substantially coincide with each other. .
  • the output voltage corresponding to various frequencies was measured for each shift position of 0 mm, 20 mm, and 40 mm.
  • the interval Z1 is 0.25 times the first lateral dimension X1
  • a plurality of resonance characteristic lines corresponding to various displacement positions substantially coincide with each other. .
  • the output voltage corresponding to various frequencies was measured for each shift position of 0 mm, 20 mm, and 40 mm.
  • the interval Z1 is 0.125 times the first lateral dimension X1
  • the plurality of resonance characteristic lines corresponding to the various shift positions substantially coincide with each other. .
  • the power is supplied to the primary coil L1.
  • the fluctuation range G3 between the output voltages of the secondary coil L2 is relatively small regardless of the position. Further, since the interval Z1 satisfies Z1 ⁇ X1 and the second lateral dimension X2 of the secondary core 32 satisfies X2 ⁇ 2 ⁇ X1 + Z1, the first resonance characteristic line A1 and the sliding door 3 are located at any position. The second resonance characteristic line A2 is close. Accordingly, the output voltage of the configuration in which the frequency fp corresponding to the intersection P between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 is adopted as the power supply frequency fn is further increased, and the fluctuation range G3 of the output voltage is further reduced.
  • the output voltage generated by the secondary coil L2 is rectified by the full-wave rectifier circuit 21 of the power receiving device 20.
  • the rectified output voltage is output to the voltage stabilization circuit 22, and then output to the electrical device E to drive the electrical device E.
  • the power supply frequency fn of the high-frequency current supplied to the primary coil L1 corresponds to the intersection P between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 that are farthest apart from each other within the fluctuation range.
  • the secondary coil L2 reduces the difference between the maximum value and the minimum value of the output voltage obtained at each position, that is, the fluctuation range of the output voltage, regardless of the position within the moving range of the sliding door 3. be able to. As a result, a stable output voltage can be supplied to the device E regardless of the position of the sliding door 3.
  • the frequency fp employed as the feeding frequency fn is set in advance based on the intersection P of the first and second resonance characteristics A1 and A2. Therefore, the power feeding device 10 only needs to supply the primary coil L1 with the high-frequency current having the preset power feeding frequency fn. Control of the basic power supply unit circuit 11 is simplified, the circuit configuration is simplified, and the circuit scale can be reduced.
  • the first resonance is performed regardless of the position of the sliding door 3.
  • the characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 can be brought close to each other. Therefore, the output voltage of the configuration in which the frequency fp at the intersection P between the first resonance characteristic line A1 and the second resonance characteristic line A2 is adopted as the feeding frequency fn can be further increased, and the fluctuation range G3 of the output voltage can be further reduced. As a result, a high output voltage can be obtained, and the DC / DC converter in the voltage stabilization circuit 22 may be omitted.
  • the embodiment may be modified as follows.
  • the dimensions X1 and Y1 are those of the primary coil L1
  • the dimensions X2 and Y2 are those of the secondary coil L2
  • the interval Z1 is the interval between the adjacent primary coils L1.
  • the dimensions X1 and Y1 are those of the primary core 6, the dimensions X2 and Y2 are those of the secondary core 8, and the interval Z1 can be the interval between the adjacent primary cores 6. .
  • the primary side core 31 and the secondary side core 32 demonstrated the example which is a C-shaped magnetic body, in another example, the primary side core 31 and the secondary side core 32 are E. It may be a mold-shaped magnetic core.
  • the resonance capacitor C1 is not limited to being the resonance capacitor C1 with respect to the primary coil L1, and the resonance capacitor C1 may be connected in parallel to the primary coil L1.
  • the resonance capacitor C2 is not limited to being connected in series to the secondary coil L2, and may be connected in parallel to the secondary coil L2.
  • the secondary coil L2 of the power receiving device 2 is not limited to one, and the power receiving device 2 may include a plurality of secondary coils L2 as long as the geometric condition is satisfied.
  • the power receiving device 20 is installed in the sliding door 3 as a moving body. You may install in the mobile body which reciprocates.
  • the secondary coil L2 of the power receiving device 20 may be installed in an indoor mobile body or an outdoor mobile body as long as it is a mobile body that moves along the movement path.

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Abstract

非接触給電システムは、複数の１次コイル（Ｌ１）と移動可能な２次コイル（ｌ２）とを含む。高周波電流の供給によって励磁された１次コイル（Ｌ１）は２次コイル（Ｌ２）に２次電力を発生させる交番磁界を発生するように構成されている。励磁された一次コイルと二次コイルとを含む共振回路の共振特性は、２次コイルの移動によって変動範囲内で変動する。前記高周波電流の給電周波数（ｆｎ）は、前記共振特性の前記変動範囲の両端にそれぞれ対応する、互いに最も離間した第１共振特性線（Ａ１）と第２共振特性線（Ａ２）との交差点（Ｐ）に対応する周波数（ｆｐ）に設定される。

Description

非接触給電システム
　本発明は、非接触給電システムに関するものである。
　従来、交番磁界を発生する複数の１次コイルと、電磁誘導によって２次電力を発生する２次コイルとを含む非接触給電システムが知られている。２次コイルは、複数の１次コイルの上を移動経路に沿って移動可能に配置されている。移動可能な２次コイルを含む非接触給電システムは、移動可能な負荷装置に対して電気コードを使わずに電力を供給することができ、移動可能な負荷装置の機動性を損なわない。この種の非接触給電システムにあっては、移動可能な２次コイルに発生する２次電力は２次コイルの移動に伴って変動することがある。
　２次コイルの移動に伴う２次電力の変動を小さくように構成された非接触給電システムが例えば特許文献１に記載されている。そのシステムは、各１次コイルに供給する高周波電流の周波数を変化させることにより、２次コイルと強く電磁結合する１次コイルを特定し、強く電磁結合する１次コイルを励磁する。
特開２０１１－１９９９７５号公報
　しかしながら、上記非接触給電システムでは、１次コイルに供給する高周波電流の周波数を複雑に変更する周波数制御を必要とし、そのために給電装置の回路が複雑かつ大規模になる。
　本発明の目的は、１次コイルに供給する高周波電流の周波数を２次コイルの移動に伴って変更しない場合であっても、２次コイルの移動に伴う２次コイルの出力電圧の変動幅を小さくすることができる非接触給電システムを提供することにある。
　本発明の一側面に従う非接触給電システムは、各々が１次側コアに巻回され、等間隔に配置された複数の１次コイルと、２次側コアに巻回された２次コイルとを含む。２次コイルは、前記複数の１次コイルに対面しながら移動経路に沿って移動するように構成されている。高周波電流の供給によって励磁された１次コイルは前記２次コイルに２次電力を発生させる交番磁界を発生するように構成されている。前記励磁された一次コイルと前記二次コイルとを含む共振回路の共振特性は、前記２次コイルの移動によって変動範囲内で変動する。前記高周波電流の給電周波数は、前記共振特性の前記変動範囲の両端にそれぞれ対応する、互いに最も離間した第１共振特性線と第２共振特性線との交差点に対応する周波数に設定される。
　前記移動経路に沿って測定した各１次コイルの長さをＸ１、前記移動経路に沿って測定した前記２次コイルの長さをＸ２としたとき、前記１次コイル及び前記２次コイルの長さは、Ｘ２≧５×Ｘ１を満たすことが好ましい。
　前記１次コイル間の間隔をＺ１としたとき、前記１次コイルの間隔及び前記１次コイルの長さは、Ｚ１＜Ｘ１を満たすことが好ましい。
　一例では、各１次側コア及び前記２次側コアは、Ｃ型又はＥ型形状であり、各１次コイル及び前記２次コイルは、閉磁路型のコイルであり、各１次側コアの長さをＸ１、前記２次側コアの長さをＸ２とし、前記１次側コアの間隔をＺ１としたとき、各１次側コアの長さ、前記２次側コアの長さ、前記１次側コアの間隔は、Ｚ１≦Ｘ１　かつ　Ｘ２≧２×Ｘ１＋Ｚ１を満たす。
　本発明の別の側面に従う非接触給電システムは、移動経路に沿って移動可能に設けられた２次コイルを含む受電装置と、前記移動経路に等間隔に配置された複数の１次コイルを含む給電装置とを備える。高周波電流が供給された一次コイルを含む１次側共振回路と、前記二次コイルを含む二次側共振回路との共振周波数は、前記２次コイルが前記移動経路に沿って移動したときに、第１端共振周波数と第２端共振周波数との間の変動範囲内で変動する。前記給電装置は、励磁すべき一次コイルに、定周波数の前記高周波電流を供給するように構成されたコイル励磁回路を含む。前記定周波数は、前記第１端共振周波数にピークを有する第１の共振特性線と、前記第２端共振周波数にピークを有する第２の共振特性線との交差点に対応する周波数に設定されている。
　本発明の更に側面は、移動経路に沿って移動可能に設けられた２次コイルを含む受電装置と、前記移動経路に等間隔に配置された複数の１次コイルを含む給電装置とを備え、高周波電流が供給された一次コイルを含む１次側共振回路と、前記二次コイルを含む二次側共振回路との共振周波数は、前記２次コイルが前記移動経路に沿って移動したときに、第１端共振周波数と第２端共振周波数との間の変動範囲内で変動するものである非接触給電システムの作動方法を提供する。前記作動方法は、前記第１端共振周波数にピークを有する第１の共振特性線と、前記第２端共振周波数にピークを有する第２の共振特性線との交差点に対応する周波数を特定し、前記交差点に対応する前記周波数を、前記１次コイルに供給する前記高周波電流の定周波数として設定し、励磁すべき一次コイルに、前記定周波数を有する前記高周波電流を供給することを備える。
　本発明によれば、１次コイルに供給する高周波電流の周波数を２次コイルの移動に伴って変更しない場合であっても、２次コイルの移動に伴う２次コイルの出力電圧の変動幅を小さくすることができる。
第１実施形態の非接触給電システムを説明するための斜視図。 １次コイルと２次コイルの斜視図。 （ａ）は１次コイルの斜視図、（ｂ）は２次コイルの斜視図。 （ａ）は１次コイルのサイズと配置を説明するための図。（ｂ）は２次コイルのサイズを説明するための図。 非接触給電システムのブロック図。 給電装置に含まれるインバータ回路の回路図。 非接触給電システムの共振特性を説明するためのグラフ。 （ａ）は第２横寸法が第１横寸法の５倍である場合に、間隔Ｚ１とずれ位置とに応じて変化する漏れインダクタンスの変化率を示すグラフ、（ｂ）は第２横寸法が第１横寸法の４倍である場合の、間隔Ｚ１とずれ位置とに応じて変化する漏れインダクタンスの変化率を示すグラフ、（ｃ）は第２横寸法が第１横寸法の３倍である場合の、間隔Ｚ１とずれ位置とに応じて変化する漏れインダクタンスの変化率を示すグラフ。 （ａ）は間隔Ｚ１が第１横寸法と等しい場合の、ずれ位置と周波数とに応じて変化する出力電圧を示すグラフ、（ｂ）は間隔Ｚ１が第１横寸法の０．５倍である場合の、ずれ位置と周波数とに応じて変化する出力電圧を示すグラフ。 （ａ）は間隔Ｚ１が第１横寸法の０．２５倍である場合の、ずれ位置と周波数とに応じて変化する出力電圧を示すグラフ、（ｂ）は間隔Ｚ１が第１横寸法の０．１２５倍である場合の、ずれ位置と周波数とに応じて変化する出力電圧を示すグラフ。 第２実施形態に従う非接触給電システムの１次コイルと２次コイルの斜視図。 （ａ）は間隔Ｚ１が第１横寸法の１．５倍である場合の、ずれ位置と周波数とに応じて変化する出力電圧を示すグラフ、（ｂ）は間隔Ｚ１が第１横寸法の１．２倍である場合の、ずれ位置と周波数とに応じて変化する出力電圧を示すグラフ。 （ａ）は間隔Ｚ１が第１横寸法と等しい場合の、ずれ位置と周波数とに応じて変化する出力電圧を示すグラフ、（ｂ）は間隔Ｚ１が第１横寸法の０．５倍である場合の、ずれ位置と周波数とに応じて変化する出力電圧を示すグラフ。 （ａ）は間隔Ｚ１が第１横寸法の０．２５倍である場合の、ずれ位置と周波数とに応じて変化する出力電圧を示すグラフ、（ｂ）は間隔Ｚ１が第１横寸法の０．１２５倍である場合の、ずれ位置と周波数とに応じて変化する出力電圧を示すグラフ。
　（第１実施形態）
　以下、第１実施形態に従う非接触給電システムを図面に従って説明する。
　非接触給電システムは、複数の１次コイルＬ１と、移動可能な２次コイルＬ２とを含む。図１に示す例では、複数の１次コイルＬ１は、部屋の鴨居１に形成された溝のような移動経路に沿って所定の間隔を置いて配置され得る。２次コイルＬ２は、敷居１、２の間に移動可能に配置された引戸３に配置され得る。引戸３は鴨居１及び／または敷居２によって支持され、移動経路に沿って、図１に実線で示す位置と２点鎖線で示す位置との間を移動する。
　図２及び図３（ａ）に示すように、１次コイルＬ１は、１次側コア６に巻回されている。各１次側コア６は、例えば正方形状の基板５上に固設された正四角柱状の磁性体であり得る。各１次側コア６は、基板５と反対側に給電面６ａを有する。給電面６ａは例えば正方形であり得る。給電面６ａは、引戸３の上面と相対向する。従って、各１次コイルＬ１のコイル面は、引戸３の上面と平行に配置される。
　以下の説明では、図４（ａ）に示すように、移動経路に沿って測定した各１次コイルＬ１の長さを第１横寸法Ｘ１と呼び、移動経路に直交する方向における各１次コイルＬ１の長さを第１縦寸法Ｙ１と呼び、隣り合う１次コイルＬ１の間隔を間隔Ｚ１と呼ぶことがある。１次側コア６が正四角柱である場合、第１横寸法Ｘ１と第１縦寸法Ｙ１は等しい（Ｘ１＝Ｙ１）。
　鴨居１には、給電装置１０（図５参照）が内設されている。給電装置１０は、１次コイルＬ１毎に設けられた基本給電ユニット回路１１（図５参照）を含む。各１次コイルＬ１は、対応する基本給電ユニット回路１１から高周波電流が供給されたときに交番磁界を放射するように構成されている。
　移動体としての引戸３は、例えば木材、ガラス、プラスチック又は壁材等の長方形の板状部材であり得る。引戸３には、電気機器Ｅを設置可能な設置面又は収容スペース３ａが形成されている。図１には、上下に配列された２つの収容スペース３ａが示されている。収容スペース３ａには、薄型テレビ及び扇風機等の電気機器Ｅが設置され得る。電気機器Ｅは、特に限定されないが、例えば、デジタルフォトフレーム、ＬＥＤや有機ＥＬを備える照明器具、携帯端末等であり得る。
　２次コイルＬ２は、例えば長方形状のコイル面を有する。２次コイルＬ２の長手軸が移動経路に沿うように、２次コイルＬ２は引戸３に内設されている。図２及び図３（ｂ）に示すように、２次コイルＬ２は、２次側コア８に巻回されている。２次側コア８は、例えば長方形状の基板７上に固設された長四角柱状の磁性体であり得る。
　２次コイルＬ２は、鴨居１の溝に係合可能な引戸３の上部に配置され得る。図２に示すように、２次側コア８は、基板７と反対側に受電面８ａを有する。受電面８ａは例えば長方形であり得る。受電面８ａは、鴨居１の溝面と平行で相対向するように配置される。２次コイルＬ２のコイル面は、鴨居１の溝面と平行であり、したがって、１次コイルＬ１のコイル面と平行に配置される。
　２次コイルＬ２は、駆動された各１次コイルＬ１から放射される交番磁界に基づく電磁誘導によって２次電力が発生する。２次コイルＬ２が発生する２次電力は、引戸３に設けられた受電装置２０（図５参照）に供給される。
　以下の説明では、図４（ｂ）に示すように、移動経路に沿って測定した２次コイルＬ２の長さを第２横寸法Ｘ２といい、移動経路に直交する方向における２次コイルＬ２の長さを第２縦寸法Ｙ２ということがある。
　次に、給電装置１０と受電装置２０の電気回路を図５に従って説明する。
　受電装置２０は、２次コイルＬ２と２次側コア８とを含む。２次コイルＬ２は２次側共振コンデンサＣ２と直列に接続されている。２次コイルＬ２と２次側共振コンデンサＣ２との直列回路は２次側共振回路として機能する。２次コイルＬ２は、給電装置１０において駆動された各１次コイルＬ１から放射される交番磁界にて２次電力を発生する。２次コイルＬ２と２次側共振コンデンサＣ２からなる２次側共振回路は、全波整流回路２１に接続されている。
　全波整流回路２１は、２次コイルＬ２が受電した２次電力を整流し、その整流した出力電圧を平滑コンデンサＣｒを介して電圧安定化回路２２に出力する。電圧安定化回路２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータを有し、全波整流回路２１からの電圧を商用電源周波数の商用電圧のような所定の電圧に変換する。その変換した電圧は、受電装置２０の出力端子から、電気機器Ｅに供給される。このように、非接触給電システムは、引戸３のような移動体とともに移動可能な電気機器Ｅに電力を供給することができる。
　図５に示すように、給電装置１０は、１次コイルＬ１毎に設けられた基本給電ユニット回路１１を備えている。給電装置１０は、電源回路１２と、基本給電ユニット回路１１を制御するシステム制御部１３とを備えている。
　電源回路１２は、整流回路及びＤＣ／ＤＣコンバータを含む。整流回路は、給電装置１０の外部から供給される商用電源を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、整流した直流電圧を所望の電圧に変換し、その直流電圧Ｖｄｄを駆動電源としてシステム制御部１３及び各基本給電ユニット回路１１に供給する。
　システム制御部１３は、例えばマイクロコンピュータである。システム制御部１３は、複数の基本給電ユニット回路１１を制御するための制御プログラムを格納している。
　各基本給電ユニット回路１１は、システム制御部１３との間でデータ通信可能である。基本給電ユニット回路１１は、互いに同じ回路構成を有する。
　図６に示すように、基本給電ユニット回路１１は、インバータ回路１５、ドライブ回路１６を有している。インバータ回路１５は、公知のハーフブリッジ回路であり得る。図示した例では、インバータ回路１５は、直列接続された第１コンデンサＣａと第２コンデンサＣｂとを含む分圧回路と、直列接続された第１パワートランジスタＱａと第２パワートランジスタＱｂとを含む駆動回路とを備え、その駆動回路は分圧回路に対して並列に接続されている。第１及び第２パワートランジスタＱａ，Ｑｂは、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。
　１次コイルＬ１と１次側共振コンデンサＣ１との直列回路は、１次側共振回路として機能する。この１次側共振回路は、第１及び第２コンデンサＣａ，Ｃｂの接続点Ｎ１と、第１及び第２パワートランジスタＱａ，Ｑｂの接続点Ｎ２との間に接続される。
　第１パワートランジスタＱａと第２パワートランジスタＱｂの各ゲート端子には、ドライブ回路１６から駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂが入力される。第１及び第２パワートランジスタＱａ，Ｑｂは、そのゲート端子にそれぞれ入力される駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂに基づいて交互にオンオフされる。これによって、１次コイルＬ１に供給する高周波電流が生成される。１次コイルＬ１は、この高周波電流の供給により、交番磁界を発生する。
　ドライブ回路１６は、システム制御部１３から１次コイルＬ１に供給する高周波電流の周波数を設定する励磁制御信号ＣＴを受信し、第１及び第２パワートランジスタＱａ,Ｑｂのゲート端子にそれぞれ出力する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂを生成する。例えば、ドライブ回路１６は、励磁制御信号ＣＴに基づいて第１及び第２パワートランジスタＱａ,Ｑｂを交互にオン・オフさせて、１次コイルＬ１に供給する高周波電流の給電周波数ｆｎを設定する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂを生成する。
　ここで、システム制御部１３からの励磁制御信号ＣＴは、１次コイルＬ１に供給する高周波電流の給電周波数ｆｎを決定するデータ信号である。システム制御部１３、インバータ回路１５、及びドライブ回路１６は、コイル励磁回路の一例である。
　次に、給電周波数ｆｎについて説明する。
　いま、複数の１次コイルＬ１が等間隔に配置された移動経路に沿って、２次コイルＬ２を移動させる。ここで、移動開始時の２次コイルＬ２の先端と後端の位置をそれぞれ開始時先端位置、開始時後端位置と呼ぶ。２次コイルＬ２の後端が開始時先端位置に到達するまで、２次コイルＬ２を移動経路に沿って移動させる。
　１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との相対位置によって変動する、共振回路の共振特性を調べる。詳述すると、２次コイルＬ２の移動範囲内の様々な位置で、高周波電流の周波数に対する２次コイルＬ２の出力電圧を調べる。結果を図７に示す。２次コイルＬ２の移動に伴い、２次コイルＬ２と１次コイルＬ１との相対位置が変化することによって、共振特性は変動する。
　図７に示すように、２次コイルＬ２の移動範囲内の様々な位置で共振周波数は、周波数ｆｒ１、ｆｒ２によって規定される変動範囲内で変動する。周波数ｆｒ１、ｆｒ２は、変動範囲において最も離間した２つの共振周波数であり、第１端共振周波数及び第２端共振周波数と呼ぶことがある。特性線Ａ１、Ａ２は、共振周波数ｆｒ１，ｆｒ２の共振特性を示し、第１共振特性線Ａ１、第２共振特性線Ａ２と呼ぶことがある。共振周波数ｆｒ１において出力電圧がピークになるときの２次コイルＬ２の位置は、例えば１次コイルＬ１に対する正対位置である。共振周波数ｆｒ２において出力電圧がピークになるときの２次コイルＬ２の位置は、例えば１次コイルＬ１間の狭間位置である。
　第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐが、給電周波数ｆｎに設定される。その理由を以下に説明する。
　例えば、共振周波数ｆｒ１で１次コイルＬ１を励磁したとき、２次コイルＬ２が正対位置にあれば最も給電効率のよい給電が行えるが、２次コイルＬ２が狭間位置にあると最も給電効率の悪い給電となる。この場合、図７に示すように、共振周波数ｆｒ１に対応する出力電圧の変動幅Ｇ１は大きい。反対に、共振周波数ｆｒ２で１次コイルＬ１を励磁したとき、２次コイルＬ２が狭間位置にあれば最も給電効率のよい給電が行えるが、２次コイルＬ２が正対位置にあると最も給電効率の悪い給電となる。この場合、図７に示すように、共振周波数ｆｒ２に対応する出力電圧の変動幅Ｇ２はやはり大きい。
　このように、第１共振特性線Ａ１においてピークを示す共振周波数ｆｒ１又は第２共振特性線Ａ２においてピークを示す共振周波数ｆｒ２を給電周波数ｆｎに設定した場合には、２次コイルＬ２の出力電圧の変動幅Ｇ１，Ｇ２が大きいことから、共振周波数ｆｒ１、ｆｒ２は、スライドする引戸３に設けた受電装置２０に給電する給電装置１０には適さない。受電装置２０（２次コイルＬ２）には、引戸３の移動に伴う出力電圧の最大値と最小値の幅が小さいこと、即ち、出力電圧の変動幅が小さいことが望まれる。
　そこで、実施形態では、図７に示すように、出力電圧の変動幅Ｇ３が小さくなるように、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐが給電周波数ｆｎに設定されている。この周波数ｆｐをピーク（共振周波数）にもつ第３共振特性線Ａ３は、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２の間に位置する。最も離間した共振周波数ｆｒ１，ｆｒ２の間の周波数範囲のうちこの周波数ｆｐが、引戸３の移動に伴う出力電圧の変動幅Ｇ３を最も小さくする。
　次に、各１次コイルＬ１及び２次コイルＬ２の幾何的条件について説明する。
　２次コイルＬ２の第２縦寸法Ｙ２と１次コイルＬ１の第１縦寸法Ｙ１は、Ｙ２≧Ｙ１を満たす。２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２と１次コイルＬ１の第１横寸法Ｘ１はＸ２≧５×Ｘ１を満たす。１次コイルＬ１の間隔Ｚ１と、１次コイルＬ１の第１横寸法Ｘ１（Ｙ１と等しいこともある）は、Ｚ１＜Ｘ１を満たす。
　これらの幾何的条件を満たすことにより、引戸３の位置に関わらず、２次コイルＬ２とその２次コイルＬ２に相対向する１次コイルＬ１との漏れインダクタンスの変化率（％）が±１０％未満となる。
　図８（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して、２次コイルＬ２と１次コイルＬ１とのずれに対する漏れインダクタンスの変化率（％）を測定した実験結果を説明する。図８（ａ）（ｂ）（ｃ）の各々において、複数の折れ線は様々な間隔Ｚ１にそれぞれ対応している。
　図８（ａ）では、２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２はＸ１の５倍（５×Ｘ１）に固定されている。給電周波数ｆｎは、この幾何的条件での最も離間した第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐに固定されている。１次コイルＬ１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）は４２ｍｍである。従って、２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２は、２１０ｍｍ（＝５×Ｘ１）である。
　図８（ａ）から明らかなように、Ｘ２＝５×Ｘ１の場合には、間隔Ｚ１が１×Ｘ１である場合を除き、間隔Ｚ１が０、０．１２５×Ｘ１、０．２５×Ｘ１、０．５×Ｘ１、０．７５×Ｘ１において漏れインダクタンスの変化率（％）は±１０％未満である。
　図８（ｂ）では、２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２は、Ｘ１の４倍（Ｘ２＝４×Ｘ１）に固定されている。給電周波数ｆｎは、この幾何的条件での最も離間した第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐに固定されている。１次コイルＬ１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）は４２ｍｍである。従って、２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２は、１６８ｍｍ（＝４×Ｘ１）である。
　図８（ｂ）から明らかなように、Ｘ２＝４×Ｘ１の場合には、間隔Ｚ１が０．２５×Ｘ１、０．７５×Ｘ１、１×Ｘ１において漏れインダクタンスの変化率（％）は±１０％以上である。
　図８（ｃ）では、２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２は、Ｘ１の３倍（Ｘ２＝３×Ｘ１）に固定されている。給電周波数ｆｎは、この幾何的条件での最も離間した第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐに固定されている。１次コイルＬ１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）は４２ｍｍである。２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２は、１２６ｍｍ（＝３×Ｘ１）である。
　図８（ｃ）から明らかなように、Ｘ２＝３×Ｘ１の場合、間隔Ｚ１が０．１２５×Ｘ１、０．２５×Ｘ１、０．５×Ｘ１、０．７５×Ｘ１において漏れインダクタンスの変化率（％）が±１０％以上である。
　図８（ａ）～（ｃ）から明らかなように、２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２がＸ１の５倍（Ｘ２＝５×Ｘ１）である場合、各１次コイルＬ１に対して引戸３がどの移動位置にあっても、２次コイルＬ２とその２次コイルＬ２に相対向する１次コイルＬ１との漏れインダクタンスの変化率（％）を±１０％未満にすることができる。２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２がＸ１の５倍超（Ｘ２＞５×Ｘ１）であるときに、漏れインダクタンスの変化率（％）はさらに小さくなると推測される。したがって、２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２はＸ１の５倍以上（Ｘ２≧５×Ｘ１）であることが好ましい。
　漏れインダクタンスの変化率（％）を小さくできることは、前記した最も離間した第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２の間隔を縮めることを意味する。第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２が近接すれば、交差点Ｐでの出力電圧は高くなる。その結果、交差点Ｐに対応する周波数ｆｐを給電周波数ｆｎとして採用することにより、出力電圧は高くなり変動幅Ｇ３はより小さくなる。
　次に、図９（ａ）（ｂ）、図１０（ａ）（ｂ）を参照して、２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２がＸ２＝５×Ｘ１に固定した場合の１次コイルＬ１の間隔Ｚ１について検証する。図９（ａ）（ｂ）、図１０（ａ）（ｂ）の各々には、様々なずれ量にそれぞれ対応する複数の共振特性線が示されている。各共振特性線は、周波数に対する出力電圧の変化を示す。本明細書において、ずれ位置という用語は、２次コイルＬ２のコイル面が１次コイルＬ１のコイル面に対面した状態で、移動方向における１次コイルＬ１のコイル面の一縁と２次コイルＬ２のコイル面の一縁とのずれ長さを指す。
　図９（ａ）では、間隔Ｚ１は第１横寸法Ｘ１と同じ（Ｚ１＝Ｘ１）である。１次コイルＬ１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）は４２ｍｍである。２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２は２１０ｍｍ（＝５×Ｘ１）であり、間隔Ｚ１は４２ｍｍ（＝Ｘ１）である。０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍのずれ位置毎に、駆動周波数（１次コイルＬ１に供給する高周波電流の周波数）と出力電圧の関係を調べた。図９（ａ）から明らかなように、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１と同じである場合には、様々なずれ位置にそれぞれ対応する複数の共振特性線は、大きく離間している。
　図９（ｂ）では、間隔Ｚ１は第１横寸法Ｘ１の０．５倍（Ｚ１＝Ｘ１／２）である。１次コイルＬ１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）は４２ｍｍである。２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２は２１０ｍｍ（＝５×Ｘ１）であり、間隔Ｚ１は２１ｍｍ（＝Ｘ１／２）であり。０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍのずれ位置毎に、駆動周波数（１次コイルＬ１に供給する高周波電流の周波数）と出力電圧の関係を調べた。図９（ｂ）から明らかなように、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の０．５倍である場合には、様々なずれ位置にそれぞれ対応する複数の共振特性線は、図９（ａ）のものに比べて互いに近接している。
　図１０（ａ）では、間隔Ｚ１は第１横寸法Ｘ１の０．２５倍（Ｚ１＝Ｘ１／４）である。１次コイルＬ１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）が４２ｍｍである。２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２は２１０ｍｍ（＝５×Ｘ１）であり、間隔Ｚ１は１０．５ｍｍ（＝Ｘ１／４）である。０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍのずれ位置毎に、周波数（１次コイルＬ１に供給する高周波電流の周波数）と出力電圧の関係を調べた。図１０（ａ）から明らかなように、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の０．２４倍である場合には、様々なずれ位置にそれぞれ対応する複数の共振特性線は、ほぼ一致している。
　図１０（ｂ）では、間隔Ｚ１は第１横寸法Ｘ１の０．１２５倍（Ｚ１＝Ｘ１／８）である。１次コイルＬ１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）は４２ｍｍである。２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２は２１０ｍｍ（＝５×Ｘ１）であり、間隔Ｚ１は５．２５ｍｍ（＝Ｘ１／８）である。０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍのずれ位置毎に、様々な周波数に対応する出力電圧を測定した。図１０（ｂ）から明らかなように、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の０．１２５倍である場合には、様々なずれ位置にそれぞれ対応する複数の共振特性線は、ほぼ一致している。
　図９（ａ）（ｂ）、図１０（ａ）（ｂ）から明らかなように、Ｘ２＝５×Ｘ１である場合には、間隔Ｚ１をＺ１＜Ｘ１にすることによって、引戸３がどの移動位置にあっても、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２は近接し、出力電圧の変化が小さくなることがわかる。特に、Ｚ１＜（Ｘ１／４）にすれば第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２がほぼ一致することがわかる。
　従って、間隔Ｚ１が上記幾何的条件を満たすようにコイルを配置し、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐを給電周波数ｆｎとして採用した構成では、出力電圧は高くなりかつ変動幅Ｇ３はより小さくなる。
　次に、上記のように構成した非接触給電システムの作用について説明する。
　鴨居１に設けた各１次コイルＬ１は、それぞれの基本給電ユニット回路１１から供給される給電周波数ｆｎの高周波電流によって励磁されて交番磁界を発生する。この給電周波数ｆｎは、励磁すべき１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の相対位置によって変動する、共振回路の共振特性線の変動範囲のうち、互いに最も離間した第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐに設定される。
　この状態で引戸３を鴨居１、２に沿って移動させた場合、どの位置であっても２次コイルＬ２の出力電圧の変動幅は比較的小さい。更に、２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２はＸ２＝５×Ｘ１を満たすことから、引戸３がどの移動位置にあっても、２次コイルＬ２とその２次コイルＬ２に相対向する１次コイルＬ１との漏れインダクタンスの変化率（％）は±１０％未満になる。その結果、最も離間した第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２の間隔が縮まることから、交差点Ｐに対応する周波数ｆｐを給電周波数ｆｎとして採用した構成では、出力電圧は高くなりかつ出力電圧の変動幅Ｇ３はより小さくなる。
　１次コイルＬ１の間隔Ｚ１がＺ１＜Ｘ１を満たすことによって、引戸３がどの移動位置にあっても、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２は近接することができる。特に、Ｚ１＜（Ｘ１／４）にすれば第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２がほぼ一致する。従って、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐを給電周波数ｆｎとして採用した構成では、出力電圧はさらに高くなりかつ出力電圧の変動幅Ｇ３はより小さくなる。
　２次コイルＬ２で発生した出力電圧は、受電装置２０の全波整流回路２１にて整流される。整流された出力電圧は、電圧安定化回路２２に出力された後、電気機器Ｅに出力され、同電気機器Ｅを駆動する。
　次に、第１実施形態の効果を以下に記載する。
　第１実施形態によれば、１次コイルＬ１に供給する高周波電流の給電周波数ｆｎを、変動範囲内で互いに最も離間した第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐに設定した。２次コイルＬ２は、引戸３の移動範囲内のどの位置に配置されたときでも、個々の位置で得られる出力電圧の最大値と最小値との差、即ち、出力電圧の変動幅Ｇ３を小さくすることができる。その結果、引戸３の位置に関わらず、安定した出力電圧を機器Ｅに供給できる。
　給電周波数ｆｎとして採用される周波数ｆｐは第１及び第２共振特性Ａ１，Ａ２の交差点Ｐに基づいて予め設定される。したがって、給電装置１０は、その予め設定された給電周波数ｆｎを有する高周波電流を１次コイルＬ１に供給するだけでよい。基本給電ユニット回路１１に対する制御は簡略化され、回路構成も簡単となり回路規模も小さくすることができる。
　第１実施形態によれば、２次コイルＬ２の第２横寸法Ｘ２はＸ２＝５×Ｘ１を満たすことから、引戸３の移動位置に関わらず、２次コイルＬ２とその２次コイルＬ２に相対向する１次コイルＬ１との漏れインダクタンスの変化率（％）を±１０％未満にすることができる。その結果、最も離間した第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２の間隔を縮めることができ、交差点Ｐに対応する周波数ｆｐを給電周波数ｆｎとして採用した構成の出力電圧を高めかつ出力電圧の変動幅Ｇ３をさらに小さくできる。
　第１実施形態によれば、１次コイルＬ１との間隔Ｚ１はＺ１＜Ｘ１を満たすことから、引戸３の移動位置に関わらず、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２は近接する。特に、Ｚ１＜（Ｘ１／４）であるときに第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２をほぼ一致させることができる。
　従って、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐを給電周波数ｆｎとして採用した構成の出力電圧をさらに高めかつ出力電圧の変動幅Ｇ３をより小さくできる。
　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、１次コイルＬ１及び２次コイルＬ２の構造とその配置に特徴を有する。第２実施形態では、その特徴部分について詳細に説明し、第１実施形態と共通の構成についての説明は省略する。
　図１１は、１次コイルＬ１と、２次コイルＬ２の相対配置状態を示す。各１次側コア３１は、Ｃ字断面有する磁性体であり、所謂Ｃ型コアであり、各々が給電面３１ｃを含む両側部３１ａと、両側部３１ａの間の中間部３１ｂとを含む。各１次コイルＬ１は、１次側コア３１の中間部３１ｂに巻回されている。１次コイルＬ１はＣ型形状の磁性体の１次側コア３１に巻回された閉磁路型のコイルである。
　１次側コア３１と１次コイルＬ１は、引戸３の移動経路に沿って等間隔に配置されている。各１次側コア３１の両給電面３１ｃは引戸３の上面と対向し、両側部３１ａを結ぶ線は引戸３の移動経路に直交するように、各１次側コア３１は配置される。
　以下の説明では、移動経路に沿って測定した１次側コア３１の長さを第１横寸法Ｘ１といい、移動経路に直交する方向における１次側コア３１の長さを第１縦寸法Ｙ１という。隣り合う１次側コア３１の間隔を間隔Ｚ１という。第２実施形態では、間隔Ｚ１はＺ１≦Ｘ１を満たす。
　２次側コア３２は、Ｃ字断面有する磁性体であり、所謂Ｃ型コアであり、各々が受電面３２ｃを含む両側部３２ａと、両側部３２ａの間の中間部３２ｂとを含む。２次コイルＬ２は、２次側コア３２の中間部３２ｂに巻回されている。２次側コア３２の受電面３２ｃは、１次側コア３１の給電面３１ｃと対向可能である。
　以下の説明では、移動経路に沿って測定した２次側コア３２の長さを第２横寸法Ｘ２といい、移動方向に直交する方向における２次側コア３２の長さを第２縦寸法Ｙ２という。第２実施形態では、２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２は、Ｘ２≧２×Ｘ１＋Ｚ１という関係を満たす。
　次に、１次側コア３１と２次側コア３２の幾何学的関係を検証する。
　図１２（ａ）は、２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２が第１横寸法Ｘ１の２倍であり（Ｘ２＝２×Ｘ１）、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の１．５倍（Ｚ１＝１．５×Ｘ１）である場合に、様々なずれ位置において測定した周波数と出力電圧との関係（共振特性線）を示す。
　１次側コア３１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）は４２ｍｍである。２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２は８４ｍｍ（＝２×Ｘ１）であり、間隔Ｚ１は６３ｍｍ（＝１．５×Ｘ１）である。０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍのずれ位置毎に、様々な周波数（１次コイルＬ１に供給する高周波電流の周波数）に対応する出力電圧を測定した。ずれ位置という用語は、１次側コア３１の給電面３１ｃに２次側コア３２の受電面３２ｃが対面した状態で、移動方向における１次側コア３１の給電面３１ｃの一縁と２次側コア３２の受電面３２ｃの一縁とのずれ長さを指す。図１２（ａ）から明らかなように、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の１．５倍である場合には、様々なずれ位置にそれぞれ対応する複数の共振特性線は、大きく離間しており一致していない。
　図１２（ｂ）は、２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２が第１横寸法Ｘ１の２倍であり（Ｘ２＝２×Ｘ１）、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の１．２倍（Ｚ１＝１．２×Ｘ１）である場合に、様々なずれ位置において測定した周波数と出力電圧との関係（共振特性線）を示す。
　１次側コア３１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）が４２ｍｍである。２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２は８２ｍｍ（＝２×Ｘ１）であり、間隔Ｚ１は５０．４ｍｍ（＝１．２×Ｘ１）である。０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍのずれ位置毎に、様々な周波数（１次コイルＬ１に供給する高周波電流の周波数）に対応する出力電圧を測定した。図１２（ｂ）から明らかなように、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の１．２倍である場合には、様々なずれ位置にそれぞれ対応する複数の共振特性線は、図１２（ａ）のものに比べて互いに近接している。
　図１３（ａ）は、２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２が第１横寸法Ｘ１の２倍であり（Ｘ２＝２×Ｘ１）、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１と同じ（Ｚ１＝Ｘ１）である場合に、様々なずれ位置において測定した周波数と出力電圧との関係（共振特性線）を示す。１次側コア３１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）は４２ｍｍである。２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２は８２ｍｍ（＝２×Ｘ１）であり、間隔Ｚ１は４２ｍｍ（＝Ｘ１）である。０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍのずれ位置毎に、様々な各周波数（１次コイルＬ１に供給する高周波電流の周波数）に対応する出力電圧を測定した。図１３（ａ）から明らかなように、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１と同じである場合には、様々なずれ位置にそれぞれ対応する複数の共振特性線は、ほぼ一致している。
　図１３（ｂ）は、２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２が第１横寸法Ｘ１の２倍であり（Ｘ２＝２×Ｘ１）、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の０．５倍（Ｚ１＝Ｘ１／２）である場合の、様々なずれ位置において測定した周波数と出力電圧との関係（共振特性線）を示す。１次側コア３１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）は４２ｍｍである。２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２は８２ｍｍ（＝２×Ｘ１）であり、間隔Ｚ１は２１ｍｍ（＝０．５×Ｘ１）である。０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍのずれ位置毎に、様々な周波数（１次コイルＬ１に供給する高周波電流の周波数）に対応する出力電圧を測定した。図１３（ｂ）から明らかなように、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の０．５倍である場合には、様々なずれ位置にそれぞれ対応する複数の共振特性線は、ほぼ一致している。
　図１４（ａ）は、２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２が第１横寸法Ｘ１の２倍であり（Ｘ２＝２×Ｘ１）、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の０．２５倍（Ｚ１＝Ｘ１／４）である場合の、様々なずれ位置において測定した周波数と出力電圧との関係（共振特性線）を示す。１次側コア３１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）は４２ｍｍである。２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２は８２ｍｍ（＝２×Ｘ１）であり、間隔Ｚ１は１０．５ｍｍ（＝０．２５×Ｘ１）である。０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍのずれ位置毎に、様々な周波数（１次コイルＬ１に供給する高周波電流の周波数）に対応する出力電圧を測定した。図１４（ａ）から明らかなように、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の０．２５倍である場合には、様々なずれ位置にそれぞれ対応する複数の共振特性線は、ほぼ一致している。
　図１４（ｂ）は、２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２が第１横寸法Ｘ１の２倍であり（Ｘ２＝２×Ｘ１）、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の０．１２５倍（Ｚ１＝Ｘ１／８）である場合に、様々なずれ位置において測定した周波数と出力電圧との関係（共振特性線）を示す。１次側コア３１の第１横寸法Ｘ１（＝Ｙ１）は４２ｍｍである。２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２は８２ｍｍ（＝２×Ｘ１）であり、間隔Ｚ１は５．２５ｍｍ（＝０．１２５×Ｘ１）である。０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍのずれ位置毎に、様々な周波数（１次コイルＬ１に供給する高周波電流の周波数）に対応する出力電圧を測定した。図１４（ｂ）から明らかなように、間隔Ｚ１が第１横寸法Ｘ１の０．１２５倍である場合には、様々なずれ位置にそれぞれ対応する複数の共振特性線は、ほぼ一致している。
　図１２（ａ）（ｂ）、図１３（ａ）（ｂ）、図１４（ａ）（ｂ）から明らかなように、間隔Ｚ１がＺ１＜Ｘ１を満たす場合、引戸３の位置に関わらず、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２は近接する。特に、Ｚ１＜（Ｘ１／４）を満たせば第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２がほぼ一致することがわかる。従って、間隔Ｚ１が上記幾何的条件を満たし、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐを給電周波数ｆｎとして採用した構成の出力電圧は高まりかつ変動幅Ｇ３がより小さくなる。
　次に、上記のように構成した非接触給電システムの作用について説明する。
　高周波電流の給電周波数ｆｎを、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐに設定し、この給電周波数ｆｎ（＝ｆｐ）を有する高周波電流を、励磁すべき１次コイルＬ１に供給する。
　この状態で引戸３を鴨居１、２に沿って移動させた場合、どの位置にあっても２次コイルＬ２の出力電圧間の変動幅Ｇ３は比較的小さい。更に、間隔Ｚ１がＺ１≦Ｘ１を満たし、２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２がＸ２≧２×Ｘ１＋Ｚ１を満たすことから、引戸３がどの位置にあっても、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２は近接する。従って、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐを給電周波数ｆｎとして採用した構成の出力電圧はさらに高まりかつ出力電圧の変動幅Ｇ３はより小さくなる。
　２次コイルＬ２で発生した出力電圧は、受電装置２０の全波整流回路２１にて整流される。整流された出力電圧は、電圧安定化回路２２に出力された後、電気機器Ｅに出力され、同電気機器Ｅを駆動する。
　次に、第２実施形態の効果を記載する。
　第２実施形態によれば、１次コイルＬ１に供給する高周波電流の給電周波数ｆｎを、変動範囲内で互いに最も離間した第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐに対応する周波数ｆｐに設定した。２次コイルＬ２は、引戸３の移動範囲内のどの位置に配置されたときでも、個々の位置で得られる出力電圧の最大値と最小値との差、即ち、出力電圧の変動幅を小さくすることができる。その結果、引戸３の位置に関わらず、安定した出力電圧を機器Ｅに供給できる。
　給電周波数ｆｎとして採用される周波数ｆｐは第１及び第２共振特性Ａ１，Ａ２の交差点Ｐに基づいて予め設定される。したがって、給電装置１０は、その予め設定された給電周波数ｆｎを有する高周波電流を１次コイルＬ１に供給するだけでよい。基本給電ユニット回路１１に対する制御は簡略化され、回路構成も簡単となり回路規模も小さくすることができる。
　第２実施形態によれば、間隔Ｚ１はＺ１≦Ｘ１を満たし、２次側コア３２の第２横寸法Ｘ２はＸ２≧２×Ｘ１＋Ｚ１を満たすことから、引戸３の位置に関わらず、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２を近接することができる。従って、第１共振特性線Ａ１と第２共振特性線Ａ２との交差点Ｐでの周波数ｆｐを給電周波数ｆｎとして採用した構成の出力電圧はさらに高まりかつ出力電圧の変動幅Ｇ３はより小さくできる。その結果、高い出力電圧を得ることが可能となり、電圧安定化回路２２内のＤＣ／ＤＣコンバータを省略することができる場合もある。
　実施形態は以下のように変更してもよい。
　第１実施形態では、寸法Ｘ１、Ｙ１は１次コイルＬ１のものであり、寸法Ｘ２、Ｙ２は２次コイルＬ２のものであり、間隔Ｚ１は、隣り合う１次コイルＬ１の間隔であったが、別例では、寸法Ｘ１、Ｙ１は１次側コア６のものであり、寸法Ｘ２、Ｙ２は２次コア８のものであり、間隔Ｚ１は、隣り合う１次側コア６の間隔であり得る。
　第２実施形態では、１次側コア３１及び２次側コア３２がＣ型形状の磁性体である例について説明したが、別の例では、１次側コア３１及び２次側コア３２はＥ型形状の磁性体コアであり得る。
　共振コンデンサＣ１は１次コイルＬ１に対して共振コンデンサＣ１されることに限定されず、共振コンデンサＣ１は１次コイルＬ１に並列に接続されてもよい。同様に、共振コンデンサＣ２は２次コイルＬ２に対して直列に接続されることに限定されず、２次コイルＬ２に並列に接続されてもよい。
　受電装置２の２次コイルＬ２は１つに限定されず、上記幾何的条件を満たせば、受電装置２は複数の２次コイルＬ２を含んでもよい。
　実施形態では、移動体としての引戸３に受電装置２０を設置した例について説明したが、受電装置２０は、引戸３に限らず、窓サッシ、障子、ふすま、間仕切り壁、什器のスライド扉等の往復移動する移動体に設置してもよい。受電装置２０の２次コイルＬ２は、移動経路に沿って移動する移動体であれば、屋内移動体に設置してもよく屋外移動体に設置してもよい。
　先の説明は、例証的であり、制限的でないことを意図される。たとえば、上述した実施形態あるいは１つ以上の変更例は、互いに組合せて使用されてもよい。本発明の主題は開示した特定の実施形態の全ての特徴より少ない特徴に存在する可能性がある。そのため、特許請求の範囲は、詳細な説明に組込まれ、各請求項は、別個の実施形態として自分自身を主張する。本発明は、添付特許請求の範囲を参照して、添付特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲と共に確定されるべきである。

Claims (6)

  1. 　各々が１次側コアに巻回され、等間隔に配置された複数の１次コイルと、２次側コアに巻回され、前記複数の１次コイルに対面しながら移動経路に沿って移動するように構成された２次コイルとを備え、高周波電流の供給によって励磁された１次コイルは前記２次コイルに２次電力を発生させる交番磁界を発生するように構成されている非接触給電システムであって、
    　前記励磁された一次コイルと前記二次コイルとを含む共振回路の共振特性は、前記２次コイルの移動によって変動範囲内で変動するものであり、
    　前記高周波電流の給電周波数は、前記共振特性の前記変動範囲の両端にそれぞれ対応する、互いに最も離間した第１共振特性線と第２共振特性線との交差点に対応する周波数に設定されることを特徴とする非接触給電システム。
  2. 　請求項１に記載の非接触給電システムにおいて、
    　前記移動経路に沿って測定した各１次コイルの長さをＸ１、前記移動経路に沿って測定した前記２次コイルの長さをＸ２としたとき、前記１次コイル及び前記２次コイルの長さは、
    　Ｘ２≧５×Ｘ１
    を満たすことを特徴とする非接触給電システム。
  3. 　請求項２に記載の非接触給電システムにおいて、
    　前記１次コイル間の間隔をＺ１としたとき、前記１次コイルの間隔及び前記１次コイルの長さは、
    　Ｚ１＜Ｘ１
    を満たすことを特徴とする非接触給電システム。
  4. 　請求項１に記載の非接触給電システムにおいて、
    　各１次側コア及び前記２次側コアは、Ｃ型又はＥ型形状であり、各１次コイル及び前記２次コイルは、閉磁路型のコイルであり、
    　各１次側コアの長さをＸ１、前記２次側コアの長さをＸ２とし、前記１次側コアの間隔をＺ１としたとき、各１次側コアの長さ、前記２次側コアの長さ、前記１次側コアの間隔は、
    　Ｚ１≦Ｘ１　かつ　Ｘ２≧２×Ｘ１＋Ｚ１
    を満たすことを特徴とする非接触給電システム。
  5. 　移動経路に沿って移動可能に設けられた２次コイルを含む受電装置と、
    　前記移動経路に等間隔に配置された複数の１次コイルを含む給電装置とを備え、高周波電流が供給された一次コイルを含む１次側共振回路と、前記二次コイルを含む二次側共振回路との共振周波数は、前記２次コイルが前記移動経路に沿って移動したときに、第１端共振周波数と第２端共振周波数との間の変動範囲内で変動するものである、非接触給電システムにおいて、
    　前記給電装置は、励磁すべき一次コイルに、定周波数の高周波電流を供給するように構成されたコイル励磁回路を含み、
    　前記定周波数は、前記第１端共振周波数にピークを有する第１の共振特性線と、前記第２端共振周波数にピークを有する第２の共振特性線との交差点に対応する周波数に設定されている、非接触給電システム。
  6. 　移動経路に沿って移動可能に設けられた２次コイルを含む受電装置と、
    　前記移動経路に等間隔に配置された複数の１次コイルを含む給電装置とを備え、高周波電流が供給された一次コイルを含む１次側共振回路と、前記二次コイルを含む二次側共振回路との共振周波数は、前記２次コイルが前記移動経路に沿って移動したときに、第１端共振周波数と第２端共振周波数との間の変動範囲内で変動するものである、非接触給電システムの作動方法において、
    　前記第１端共振周波数にピークを有する第１の共振特性線と、前記第２端共振周波数にピークを有する第２の共振特性線との交差点に対応する周波数を特定し、
    　前記交差点に対応する前記周波数を、前記１次コイルに供給する前記高周波電流の定周波数として設定し、
    　励磁すべき一次コイルに、前記定周波数を有する前記高周波電流を供給すること
    を備える、非接触給電システムの作動方法。
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