WO2017038588A1 - 無線給電装置の送電ユニット - Google Patents

Abstract

高周波電源２３に接続される外周側コイル２４の内側には、内周側コイル２５が設けられている。この内周側コイル２５は、高周波電源２３と電気的に非接続である。内周側コイル２５は、外周側コイル２４と電磁気的に結合する。または、内周側コイルは、外周側コイル２４と共鳴する。そのため、高周波電源２３から外周側コイル２４に高周波の電力を供給するとき、内周側コイル２５には、外周側コイル２４との間に電磁結合や磁界共鳴が生じる。これにより、外周側コイル２４および内周側コイル２５には、あたかも複数巻きの一体コイルのように磁界が生じる。

Description

無線給電装置の送電ユニット

　本開示は、移動体へ無線で電力を供給する無線給電装置の送電ユニットに関する。

　近年では、電力を伝達する手段として、送電側から受電側へ無線で電力を供給する無線給電装置の利用が進みつつある（特許文献１）。この無線給電装置は、例えば工場などの設備と、この設備で用いられるＡＧＶ（Automatic　Guided　Vehicle）やロボットなどの移動体との間における電力供給にも用いられる。これらＡＧＶやロボットなどの移動体は、設備の床面や壁面などの構造面に沿って移動する。そのため、移動体と構造面との距離は、安全性や機能性の観点から、できる限り短くすることが求められる。このような場合、移動体へ電力を供給する無線給電装置の送電ユニットが大型化すると（特に厚みが大きくなると）、移動体の安全性の確保や安定した移動の妨げになる。すなわち、このような設備の移動体に用いられる無線給電装置の送電ユニットは、移動体の安全を確保しながら移動を妨げないように、できる限り薄型であることが求められる。また、既存の設備の構造面に無線給電装置の送電ユニットを設ける場合、設備側の制限もあることから、送電ユニットは薄型が好ましい。一方、無線給電装置の送電ユニットは、移動体との間の送電効率を高めるために、コイルの巻数を多くすることが求められる。

　しかしながら、平面状のコイルを２巻き以上にすると、コイルでは、電力を供給するための配線がコイルの上側または下側を交差することになる。このように、コイルと配線とが交差する場合には、漏れ電流が生じたり、コイルと配線との間で意図しないキャパシタが形成されたりする。そのため、コイルと配線との間には、十分に大きな間隔を確保することが求められる。その結果、無線給電装置では、送電ユニットの厚みが増し、薄型化という要求に応えられない可能性がある。また、コイルのＱ値（Quality　factor）を高めることにより、コイルの巻数を１巻きとする場合には、周波数のさらなる上昇を招く。その結果、無線給電装置では、送電効率を維持するための設定や制御が複雑化してしまう。

米国特許第７，８２５，５４３号明細書

　本開示は、厚さの増大や周波数のさらなる上昇を招くことなく、コイルの巻数が複数の場合と同等の送電効率が達成される無線給電装置の送電ユニットを提供することを目的とする。

　本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、高周波源に接続される外周側コイルの内側には、内周側コイルが設けられている。この内周側コイルは、高周波源および外周側コイルと電気的に非接続である。一方、内周側コイルは、外周側コイルと電磁気的に結合する。または、内周側コイルは、外周側コイルと共鳴する。そのため、高周波源から外周側コイルに高周波の電力を供給するとき、内周側コイルには、外周側コイルとの間に電磁結合や磁界共鳴が生じる。すなわち、外周側コイルで発生した磁界は、内周側コイルを励起し、内周側コイルにも共鳴によって磁界が生じる。これにより、外周側コイルおよび内周側コイルには、あたかも複数巻きの一体コイルのように磁界が生じる。したがって、本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、周波数を高めることなく、コイルの巻数が複数の場合と同等の送電効率を達成できる。

　本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、内周側コイルは、高周波源と電気的に非接続である。そのため、内周側コイルは、電気的な配線を必要としない。これにより、内周側コイルと外周側コイルとの間、および、内周側コイルと電気的な配線との間には、電線が交差する部分が生じない。その結果、これらの間に、十分に大きな間隔（構造面の厚さ方向へ距離）を確保する必要がない。したがって、本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、厚さの増大を招くことがなく、薄型化を促進できる。

　本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、内周側コイルは、コイル本体とコンデンサとによって、ＬＣ共振回路を形成している。そのため、内周側コイルの共振特性は、コイル本体またはコンデンサによって容易に調整される。したがって、本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、送電効率を高めるための調整が容易にできる。
　本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、外周側コイルは、２つ以上の内周側コイルの外側を囲むように設けられている。また、内周側コイルは、２巻き以上の巻数を有する。このように、外周側コイルの内側には、内周側コイルを２つ以上配置してもよい。また、内周側コイルの巻数は変更してもよい。これにより、内周側コイルの共振特性は、当該内周側コイルを構成するコイルの個数や巻数を変更することによっても調整される。したがって、本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、送電効率を高めるための調整が容易にできる。

　本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、外周側コイルは、高周波源を構成するＥ級アンプの共振コイルとしてもよい。これにより、本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、回路構成の簡略化、および、部品点数の低減を図れる。
　本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、外周側コイルは、高周波源までの長さが等しくなる位置にセンタータップを有している。つまり、外周側コイルは、両端からのインダクタンスが等しくなる位置にセンタータップを有している。そして、外周側コイルの両端には、高周波源であるＥ級プッシュプル回路が接続され、センタータップは、チョークコイルを介して直流電源に接続される。これにより、外周側コイルは、Ｅ級プッシュプルアンプのセンタータップトランスとして動作する。内周側コイルは、このＥ級プッシュプルアンプの駆動周波数と同一の共振周波数に設定することにより、外周側コイルと電磁気的に結合する。したがって、本開示の無線給電装置の送電ユニットでは、出力を高める場合でも、回路構成を簡略化、および、回路規模を低減できる。

図１は、第１実施形態に係る無線給電装置の送電ユニットを示す概略図である。 図２は、無線給電装置を適用したＡＧＶシステムを示す平面視の模式図である。 図３は、無線給電装置を適用したＡＧＶシステムを示す正面視の模式図である。 図４は、送電ユニットと受電ユニットとの間の距離と、送電効率との関係を示す概略図（１／２）である。 図５は、送電ユニットと受電ユニットとの間の距離と、送電効率との関係を示す概略図（２／２）ある。 図６は、比較例１の送電ユニットのコイルを示す概略図である。 図７は、比較例２の送電ユニットのコイルを示す概略図である。 図８は、受電ユニットのコイルを示す概略図である。 図９は、送電ユニットと受電ユニットとが適正に重なっている状態を示す概略図である。 図１０は、送電ユニットと受電ユニットとがずれて重なっている状態を示す概略図である。 図１１は、第２実施形態に係る無線給電装置の送電ユニットを示す概略図である。 図１２は、第３実施形態に係る無線給電装置の送電ユニットを示す概略図である。 図１３は、第４実施形態に係る無線給電装置の送電ユニットを示す概略図である。 図１４は、第５実施形態に係る無線給電装置の送電ユニットを示す概略図である。 図１５は、変形例に係る無線給電装置の送電ユニットを示す概略図である。

　以下に、本開示における無線給電装置の送電ユニットの実施形態について、図面に基づき説明する。なお、以降の説明では、複数の実施形態について説明を行うが、各実施形態において実質的に同一の構成部位には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
　まずは、本開示における無線給電装置が適用されるシステムの一例について説明する。具体的には、図２および図３を用いてＡＧＶシステム１０について説明する。ＡＧＶシステム１０は、送電エリア１１、マーカテープ１２、および、移動体としての運搬車両１３などを備えている。送電エリア１１は、例えば工場などの設備の構造面１４に設けられる。本例の場合、構造面１４は、設備の床面である。送電エリア１１は、送電ユニットを含んでいる。マーカテープ１２は、送電エリア１１と同様に、設備の構造面１４に設けられている。本例の場合、マーカテープ１２も設備の床面に設けられている。運搬車両１３は、マーカテープ１２に沿って誘導され、設備内を移動する。

　運搬車両１３は、設備である工場の各所で用いられる部品や材料、および、各所で製造される製品などを運搬する。運搬車両１３は、受電ユニット１５、蓄電池１６、および、駆動部１７などを備えている。受電ユニット１５は、運搬車両１３の底面（設備の構造面１４と対向する面）に設けられている。蓄電池１６は、設備の送電エリア１１において受け取った電力を蓄える。駆動部１７は、蓄電池１６に蓄えられている電力を利用して作動する例えばモータ（非図示）などを用いて、運搬車両１３を駆動する。

　上記のようなＡＧＶシステム１０の場合、運搬対象である各種部品や材料、および、製品などは、運搬車両１３によって、予め設定された搬送経路に沿って運搬される。搬送経路は、設備の構造面１４に設けられたマーカテープ１２によって形成されている。ＡＧＶシステム１０は、マーカテープ１２に沿って移動する運搬車両１３を複数備えている。複数の運搬車両１３は、搬送経路の途中に設けられている送電エリア１１を通過する。これにより、運搬車両１３は、通過中の送電エリア１１から電力を受け取り、受け取った電力を蓄電池１６に蓄える。このように、ＡＧＶシステム１０の場合には、設備の構造面１４に設けられた送電エリア１１から、構造面１４を移動する移動体である運搬車両１３に電力が供給される。なお、構造面１４は、設備の床面に限らず、設備の壁面であってもよい。構造面１４が設備の壁面の場合、運搬車両１３は、構造面１４である壁面に設けられているマーカテープ１２に沿って移動する。

　　　（第１実施形態）
　次に、上記システムに適用可能な無線給電装置２０の第１実施形態について説明する。無線給電装置２０は、上記の送電エリア１１および受電ユニット１５を備えている。送電エリア１１は、設備である工場の構造面１４（工場の床面）に設けられている。受電ユニット１５は、移動体である運搬車両１３に設けられている。送電エリア１１と受電ユニット１５との間は、磁界共鳴により、送電エリア１１から受電ユニット１５に対して非接触で電力が供給される。運搬車両１３の受電ユニット１５は、例えばコイルとコンデンサとで構成される共振回路を備えている。これにより、送電エリア１１と受電ユニット１５の共振回路との間には、送電エリア１１へ高周波の電力を供給することで磁界共鳴が生じ、送電エリア１１から受電ユニット１５へ非接触で電力が供給される。なお、無線給電装置２０を適用するシステムは、ＡＧＶシステム１０に限らない。無線給電装置２０は、例えば直動ロボットなどのように、固定側の送電エリア１１から移動体の受電ユニット１５へ電力供給を行なうシステムにも適用できる。

　無線給電装置２０は、送電エリア１１に送電ユニット２１を備えている。送電ユニット２１は、図１に示すように、基板２２、高周波源としての高周波電源２３、外周側コイル２４、および、内周側コイル２５などを備えている。基板２２は、設備の構造面１４に設けられている。基板２２は、構造面１４と一体に構成してもよい。すなわち、構造面１４は、外周側コイル２４および内周側コイル２５を設ける基板２２として用いてもよい。また、基板２２は、送電ユニット２１の専用基板として、構造面１４とは別に設けてもよい。基板２２は、構造面１４の送電エリア１１に設けられる。外周側コイル２４および内周側コイル２５は、基板２２の送電面２６に設けられている。送電面２６は、基板２２において、運搬車両１３の受電ユニット１５が設けられている面（例えば底面）と対向する面である。すなわち、基板２２を設備の床面に設ける場合、送電面２６は、設備の屋内側の面（構造面１４の移動体側の面）となる。高周波源である高周波電源２３は、高周波の電力を外周側コイル２４へ供給する。本実施形態の場合、高周波電源２３は、例えば、発振器（非図示）で生成されたキャリアクロックにより、スイッチング素子（非図示）を駆動し、高周波を生成する高周波アンプを用いている。

　外周側コイル２４は、基板２２の送電面２６に設けられている。外周側コイル２４の両端には、高周波電源２３が接続されている。外周側コイル２４は、例えばアルミニウムや銅のような導電性を有する金属（以下「導電性金属」という）などによって形成されている平面状コイルである。外周側コイル２４は、コイル本体３１とコンデンサ３２とを備えている。コンデンサ３２は、コイル本体３１の両端までの電線（巻線）上に設けられている。このように、外周側コイル２４は、コイル本体３１とコンデンサ３２とによってＬＣ共振回路を形成している。

　内周側コイル２５は、外周側コイル２４と同様に、基板２２の送電面２６に設けられている。また、内周側コイル２５も、導電性金属などによって形成されている平面状コイルである。内周側コイル２５は、外周側コイル２４の内側に設けられている。内周側コイル２５は、高周波電源２３および外周側コイル２４と電気的に接続されていない。すなわち、内周側コイル２５は、外周側コイル２４の内側において、外周側コイル２４と電気的に独立して設けられている。

　内周側コイル２５は、コイル本体４１およびコンデンサ４２を備えている。コイル本体４１は、一部が切り欠かれた環状に形成され、導電性金属（内周側コイル２５を構成する導電性金属）による平面状コイルである。コンデンサ４２は、環状に形成されているコイル本体４１の切り欠かれた部分に設けられている。このように、内周側コイル２５は、コイル本体４１とコンデンサ４２とによってＬＣ共振回路を形成している。なお、コンデンサ４２は、厚さが薄く形成されており、その厚さは、平面状のコイル本体４１の厚さとほぼ等しい。

　内周側コイル２５は、外周側コイル２４の内側に、外周側コイル２４と電気的に独立して設けられている。これにより、内周側コイル２５は、外周側コイル２４と電磁気的に結合する。または、内周側コイル２５は、外周側コイル２４と共鳴する。すなわち、内周側コイル２５は、外周側コイル２４で発生した磁界を中継するレピータ（中継デバイス）と類似した機能を発揮する。その結果、送電ユニット２１の送電面２６が、運搬車両１３の受電ユニット１５が設けられている面と対向し、送電ユニット２１から受電ユニット１５へ電力を供給するとき、外周側コイル２４と内周側コイル２５とは、見かけ上、複巻きコイル（複数巻きの一体コイル）として機能する。

　以下に、上記構成による第１実施形態に係る無線給電装置２０の送電ユニット２１の送電効率について説明する。具体的には、比較例１および比較例２と、図４から図１０とを用いて説明する。比較例１では、図６に示すように、送電ユニット２１の送電コイルを、第１実施形態の外周側コイル２４に相当するコイル５１だけで構成している。比較例２では、図７に示すように、送電ユニット２１の送電コイルを、二重巻きのコイル５２で構成している。なお、比較例２の場合、コイル５２の両端を高周波電源２３に接続するために、コイル５２の一方の端部と高周波電源２３との間を接続する配線は、コイル５２と交差する。そのため、比較例２の場合には、コイル５２と配線との間に、十分に大きな間隔を確保する必要がある。その結果、コイル５２を含むユニットの厚さは、第１実施形態または比較例１と比較して厚くなる。図４には、第１実施形態、比較例１、および、比較例２の各送電ユニット２１に対して同一の受電ユニット１５を対向させ、対向するユニット間の距離を変化させたときの送電効率（実験結果）が示されている。なお、各送電ユニット２１に対向させる受電ユニット１５は、図８に示すような複巻きのコイル５３を受電コイルとして備えている。また、受電ユニット１５の受電コイル（コイル５３）と送電ユニット２１とは、図９に示すように、コイルの中心軸が互いに重なるように対向して設置されている。

　図４に示す実験結果から、送電ユニット２１の送電コイルを二重巻きのコイル５２とした比較例２は、第１実施形態および比較例１と比較して、送電効率に優れていることがわかる。しかし、比較例２は、ユニットの厚さが大きくなるため、設備への設置に制限がある。すなわち、工場などの設備に無線給電装置２０を適用する場合、送電ユニット２１は、送電効率を維持し、かつ、薄型であることが求められる。これに対し、第１実施形態は、ユニット間の距離を変化させても、比較例２とほぼ同等の送電効率を維持している。特に、送電ユニット２１と受電ユニット１５との間の距離が小さいとき（送電コイルと受電コイルとの間の距離が短いとき）、第１実施形態と比較例２との送電効率には、ほとんど差がない。また、ユニット間の距離が大きいとき（コイル間の距離が長いとき）でも、第１実施形態と比較例２との送電効率には、大きな違いがない。一方、比較例１の場合には、ユニット間の距離が大きくなるにつれて（コイル間の距離が長くなるにつれて）、送電効率の低下が著しい。このように、第１実施形態に係る無線給電装置２０の送電ユニット２１は、比較例１のような単巻きのコイル５１よりも送電効率に優れ、比較例２の送電効率と大きな違いがないことがわかる。

　図５にも、図４と同様に、第１実施形態、比較例１、および、比較例２の各送電ユニット２１に対して同一の受電ユニット１５を対向させ、対向するユニット間の距離を変化させたときの送電効率（実験結果）が示されている。なお、図５に示す実験結果の場合、受電ユニット１５の受電コイル（コイル５３）と送電ユニット２１とは、図１０に示すように、コイルの中心軸がＹ方向（短手方向）に１／２ずつ互いにずれた状態となるように対向して配置されている。図５に示す実験結果から、第１実施形態は、受電ユニット１５と送電ユニット２１との間にずれが生じているとき、高い送電効率を維持していることがわかる。一方、受電ユニット１５と送電ユニット２１との間にずれがなく、コイル同士が適切に重なっているときに送電効率が高い比較例２は、コイルの中心軸にずれが生じることにより、送電効率の低下が大きくなる。このように、第１実施形態に係る無線給電装置２０の送電ユニット２１は、受電ユニット１５と送電ユニット２１との間にずれが生じるときでも送電効率が高く、実用性が高いことがわかる。

　以上説明したように、第１実施形態に係る無線給電装置２０の送電ユニット２１では、高周波電源２３に接続される外周側コイル２４の内側には、内周側コイル２５が設けられている。この内周側コイル２５は、高周波電源２３と電気的に非接続である。一方、内周側コイル２５は、外周側コイル２４と電磁気的に結合する。または、内周側コイル２５は、外周側コイル２４と共鳴する。そのため、高周波電源２３から外周側コイル２４に高周波の電力を供給するとき、内周側コイル２５には、外周側コイル２４との間に電磁結合や磁界共鳴が生じる。すなわち、外周側コイル２４で発生した磁界は、内周側コイル２５を励起し、内周側コイル２５にも共鳴によって磁界を生じる。これにより、外周側コイル２４および内周側コイル２５には、あたかも複数巻きの一体コイルのように磁界が生じる。したがって、本実施形態に係る無線給電装置２０の送電ユニット２１では、周波数を高めることなく、コイルの巻数が複数の場合と同等の送電効率を達成できる。

　第１実施形態では、内周側コイル２５は、高周波電源２３と電気的に非接続である。そのため、内周側コイル２５は、電気的な配線を必要としない。これにより、内周側コイル２５と外周側コイル２４との間、および、内周側コイル２５と電気的な配線との間には、電線が交差する部分が生じない。その結果、これらの間に、十分に大きな間隔（基板２２の板厚方向へ距離）を確保する必要がない。したがって、本実施形態では、厚さの増大を招くことがなく、薄型化を促進できる。

　第１実施形態では、内周側コイル２５は、コイル本体４１とコンデンサ４２とによって、ＬＣ共振回路を形成している。そのため、内周側コイル２５の共振特性は、コイル本体４１またはコンデンサ４２によって容易に調整される。したがって、本実施形態では、送電効率を高めるための調整が容易にできる。

　　　（第２，第３実施形態）
　以下に、無線給電装置２０の第２実施形態について、図１１を用いて説明する。第２実施形態の場合、無線給電装置２０の送電ユニット２１は、図１１に示すように、２つの内周側コイル２５を備えている。外周側コイル２４は、各コイルの巻数が１（１巻き）の２つの内周側コイル２５の外側を囲むように設けられている。また、２つの内周側コイル２５は、それぞれが、コイル本体４１とコンデンサ４２とを備えている。２つの内周側コイル２５は、それぞれが、高周波電源２３および外周側コイル２４と電気的に接続されていない。すなわち、２つの内周側コイル２５は、外周側コイル２４の内側において、それぞれが、外周側コイル２４と電気的に独立して設けられている。なお、第２実施形態では、内周側コイル２５は、２つに限らず、外周側コイル２４の内側に３つ以上設けてもよい。

　次に、無線給電装置２０の第３実施形態について、図１２を用いて説明する。第３実施形態の場合、無線給電装置２０の送電ユニット２１は、図１２に示すように、コイルの巻数が２（２巻き）の内周側コイル２５を備えている。外周側コイル２４は、１つの内周側コイル２５の外側を囲むように設けられている。また、内周側コイル２５は、相似形の２つのコイルによって二重に構成されている。内周側コイル２５を構成する２つのコイルは、それぞれが、コイル本体４１とコンデンサ４２とを備えている。内周側コイル２５は、高周波電源２３および外周側コイル２４と電気的に接続されていない。すなわち、内周側コイル２５は、外周側コイル２４の内側において、構成する２つのコイルそれぞれが、外周側コイル２４と電気的に独立して設けられている。なお、第３実施形態では、内周側コイル２５は、構成するコイルの巻数が２（２巻き）に限らず、３以上（３巻き以上）であってもよい。すなわち、内周側コイル２５は、相似形の３つ以上のコイルによって三重以上に構成されていてもよい。

　以上説明したように、第２および第３実施形態に係る無線給電装置２０の送電ユニット２１では、送電ユニット２１の内周側コイル２５は、当該内周側コイル２５を構成するコイルの個数や巻数を変更してもよい。これにより、内周側コイル２５の共振特性は、構成するコイルの個数や巻数を変更することによっても調整される。したがって、これらの実施形態に係る無線給電装置２０の送電ユニット２１では、送電効率を高めるための調整が容易にできる。

　　　（第４実施形態）
　以下に、無線給電装置２０の第４実施形態について、図１３を用いて説明する。第４実施形態の場合、無線給電装置２０の送電ユニット２１は、図１３に示すように、外周側コイル２４が、高周波源としてのＥ級アンプ６０（Ｅ級増幅回路）に接続されている。Ｅ級アンプ６０は、電源６１に接続されている。Ｅ級アンプ６０は、発振器６２で生成されたキャリアクロックにより、スイッチング素子６３を駆動し、高周波を生成する。第４実施形態では、外周側コイル２４をＥ級アンプ６０に接続することにより、外周側コイル２４が、Ｅ級アンプ６０の共振コイルとしても機能する。すなわち、外周側コイル２４は、Ｅ級アンプ６０とともにＬＣ共振回路を構成する。そのため、外周側コイル２４は、共振用のコンデンサ６４をＥ級アンプ６０と共用できる（Ｅ級アンプ６０の共振コイルと共用される）。これにより、外周側コイル２４は、コイル本体３１に共振用のコンデンサを必要としない。したがって、本実施形態に係る無線給電装置２０の送電ユニット２１では、回路構成の簡略化、および、部品点数の低減を図れる。

　　　（第５実施形態）
　以下に、無線給電装置２０の第５実施形態について、図１４を用いて説明する。第５実施形態の場合、無線給電装置２０の送電ユニット２１は、図１４に示すように、外周側コイル２４が、高周波源としてのプッシュプル型のＥ級アンプ７０に接続されている。また、外周側コイル２４は、センタータップ７１を備えている。センタータップ７１は、外周側コイル２４において、コイル本体３１における両端までの距離（Ｅ級アンプ７０との接続点７２，７３までの長さ）が等しくなる位置（中間位置）に設けられている。つまり、センタータップ７１は、コイル本体３１の全長において中間に位置し、コイル本体３１の両端からのインダクタンスが等しくなる位置に設けられている。また、センタータップ７１は、チョークコイル７４を介して直流電源７５に接続されている。すなわち、センタータップ７１と直流電源７５との間には、チョークコイル７４が挿入されている。

　本実施形態に係る無線給電装置２０の送電ユニット２１では、高周波源としてプッシュプル型のＥ級アンプ７０を用いることにより、電圧の上昇が容易になる。その結果、送電ユニット２１から受電ユニット１５へ供給可能な電力は増大する。また、外周側コイル２４は、プッシュプル型のＥ級アンプ７０のセンタータップトランスとして動作する。内周側コイル２５は、このプッシュプル型のＥ級アンプ７０の駆動周波数と同一の共振周波数に設定することにより、外周側コイル２４と電磁気的に結合する。これにより、本実施形態に係る無線給電装置２０の送電ユニット２１では、上記の各実施形態と同様に、内周側コイル２５を用いて送電効率の向上が図られる。したがって、本実施形態では、プッシュプル型のＥ級アンプ７０を用いることにより、送電ユニット２１から受電ユニット１５へ供給可能な電力を増大し、かつ、回路構成を簡略化、および、回路規模を低減できる。

　　　（第５実施形態の変形例）
　第５実施形態は、例えば図１５に示すような回路構成に変形してもよい。具体的には、第５実施形態の変形例では、センタータップ７１が設けられていない。第５実施形態の変形例では、Ｅ級アンプ７０とコイル本体３１との接続点７２，７３までの配線上において、分岐した配線それぞれに対してチョークコイル７４が接続されている。さらに、本変形例では、それぞれのチョークコイル７４に直流電源７５が接続されている。このように、本変形例では、回路構成を変更しても、第５実施形態と同様に、回路規模を低減できる。

　以上説明した本開示の無線給電装置２０の送電ユニット２１は、上記実施形態の内容に限定されない。本開示の技術は、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。また、本開示における無線給電装置２０の送電ユニット２１の複数の実施形態は、それぞれ組み合わせてもよい。具体的には、例えば、Ｅ級アンプ６０，７０を用いる第４実施形態または第５実施形態は、第２実施形態のように、内周側コイル２５を２つ以上設けたり、第３実施形態のように、コイルの巻数を２以上の内周側コイル２５を設けたりしてもよい。

　さらに、上記複数の実施形態では、内周側コイル２５が、コイル本体４１とコンデンサ４２とでＬＣ共振回路を構成する例について説明した。しかし、内周側コイル２５は、共振周波数を設定可能であれば、コンデンサ４２を省略し、コイル本体４１だけで構成してもよい。

　１３…運搬車両（移動体）
　１４…構造面
　２０…無線給電装置
　２１…送電ユニット
　２３…高周波電源（高周波源）
　２４…外周側コイル
　２５…内周側コイル
　２６…送電面
　３１，４１…コイル本体
　３２，４２…コンデンサ
　６０，７０…Ｅ級アンプ
　７１…センタータップ
　７４…チョークコイル
　７５…直流電源
 

Claims (6)

1. 　設備の構造面に設けられ、前記構造面を移動する移動体へ磁界共鳴を用いて非接触で電力を供給する無線給電装置の送電ユニットであって、
   　両端が高周波電源に接続され、前記構造面の移動体側の面である送電面に設けられている平面状の外周側コイルと、
   　前記送電面において、前記外周側コイルの内側に設けられ、前記高周波電源と電気的に非接続であって、前記外周側コイルと電磁気的に結合する、または、前記外周側コイルと共鳴する平面状の内周側コイルと、
   　を備える、無線給電装置の送電ユニット。
2. 　前記内周側コイルは、コイル本体と、前記コイル本体とＬＣ共振回路を形成するコンデンサと、を備える、請求項１に記載の無線給電装置の送電ユニット。
3. 　前記外周側コイルは、２つ以上の前記内周側コイルの外側を囲むように設けられている、請求項１または２に記載の無線給電装置の送電ユニット。
4. 　前記内周側コイルは、２以上の巻数を有する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線給電装置の送電ユニット。
5. 　前記外周側コイルは、前記高周波電源を構成するＥ級アンプの共振コイルと共用されている、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の無線給電装置の送電ユニット。
6. 　前記高周波電源は、プッシュプル型のＥ級アンプで構成され、
   　前記外周側コイルは、前記高周波電源への接続点までの長さが等しくなる中間位置に設けられているセンタータップを備え、
   　前記センタータップは、チョークコイルを介して直流電源に接続されている、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の無線給電装置の送電ユニット。

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