JP2012050256A - 送電装置、及び該送電装置を用いる電力伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】受電装置の形状、サイズ等により相違する結合電極の大きさ、位置の相違に依らず、高い伝送効率で電力を伝送することができる送電装置、及び該送電装置を用いる電力伝送システムを提供する。
【解決手段】互いに静電界を介して結合するための第一の結合電極（第一の能動電極及び第一の受動電極）を有する受電装置と、第二の結合電極（第二の能動電極及び第二の受動電極）を有する送電装置とを備え、送電装置から受電装置に対して非接触で電力を伝送する。送電装置は、送電台に対して着脱することが可能な支持板を備え、受電装置の第一の結合電極が配置されている位置に対応する位置に第二の結合電極を配置してある支持板を複数準備してある。複数の支持板のうち、受電装置ごとに、それぞれ第一の結合電極に対応する位置に第二の結合電極が配置されている支持板に交換する。
【選択図】図４

Description

本発明は、物理的に接続することなく電力を伝送する送電装置、及び該送電装置を用いる電力伝送システムに関する。

近年、非接触で電力を伝送する電子機器が多々開発されている。電子機器において非接触で電力を伝送するためには、電力の送電ユニットと、電力の受電ユニットとの双方にコイルモジュールを設けた磁界結合方式の電力伝送システムが採用されることが多い。

しかし、磁界結合方式では、各コイルモジュールを通過する磁束の大きさが起電力に大きく影響され、電力を高い効率で伝送するためには、送電ユニット側（一次側）のコイルモジュールと受電ユニット側（二次側）のコイルモジュールとのコイル平面方向の相対位置の制御に高い精度が要求される。また、結合電極としてコイルモジュールを用いているので、送電ユニット及び受電ユニットの小型化が難しくなる。さらに、携帯機器等では、コイルの発熱による蓄電池への影響を考慮する必要があり、配置設計上のボトルネックになるおそれがあるという問題もあった。

そこで、例えば静電界を用いた電力の伝送システムが開示されている。特許文献１では、送電ユニットの結合電極から受電ユニットの結合電極に静電界を介して電力が伝送される伝送システムが開示されている。特許文献１では、静電界を用いているので、結合電極の平面方向の相対位置を高い精度で制御する必要がなく、結合電極の形状設計の自由度が高い。

また、特許文献２では、送電ユニット側の結合電極と、受電ユニット側の結合電極との間に強い電場を形成することにより高い電力伝送効率を具現化したエネルギー搬送装置が開示されている。特許文献２では、送電ユニット側に大きいサイズの受動電極と小さいサイズの能動電極とを備え、受電ユニット側にも大きいサイズの受動電極と小さいサイズの能動電極とを備えている。送電ユニット側の能動電極と受電ユニット側の能動電極との間に強い電場を形成することにより、高い電力伝送効率を実現している。

特開２００９−２９６８５７号公報 特表２００９−５３１００９号公報

受電ユニットとして電力の供給を受ける電子機器としては、移動体通信端末装置、デジタルカメラ等、様々な種類の電子機器が想定される。したがって、機器によって形状、サイズ等が様々であるため、結合電極の大きさ、位置も機器によって相違している。ゆえに、機器ごとに送電ユニットの結合電極の大きさ、位置を変えなければ、電力を高い効率で伝送することができないという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、受電装置の形状、サイズ等により相違する結合電極の大きさ、位置に依らず、電力を高い効率で伝送することができる送電装置、及び該送電装置を用いる電力伝送システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係る送電装置は、互いに静電界を介して結合するための第一の結合電極を有する受電装置に対して非接触で電力を伝送する、第二の結合電極を有する送電装置において、送電台と、該送電台に対して着脱することが可能な支持板とを備え、前記受電装置の前記第一の結合電極が配置されている位置に対応する位置に前記第二の結合電極を配置してある前記支持板を複数準備してあり、複数の前記支持板のうち、前記受電装置ごとに、それぞれの前記第一の結合電極に対応する位置に前記第二の結合電極が配置されている支持板に交換するようにしてあることを特徴とする。

第１発明では、複数の支持板ごとに、それぞれ対応する受電装置の第一の結合電極が配置されている位置に応じて、送電装置の第二の結合電極を配置してあるので、電力を伝送する受電装置に対応する支持板に交換することで、第一の結合電極が配置されている位置が相違する受電装置を用いる場合であっても、一の送電装置で電力を高い効率で伝送することが可能となる。

また、第２発明に係る送電装置は、第１発明において、前記第一の結合電極は、第一の受動電極及び／又は該第一の受動電極より高電圧である第一の能動電極で構成してあり、前記第二の結合電極は、第二の受動電極及び／又は該第二の受動電極より高電圧である第二の能動電極で構成してあり、前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子と、前記第二の受動電極と電気的に接続してある第二の端子とを、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする。

第２発明では、複数の支持板ごとに、それぞれ対応する受電装置の第一の能動電極及び／又は第一の受動電極が配置されている位置に応じて、送電装置の第二の能動電極及び／又は第二の受動電極を配置してあるので、電力を伝送する受電装置に対応する支持板に交換することで、第一の能動電極及び／又は第一の受動電極が配置されている位置が相違する受電装置を用いる場合であっても、一の送電装置で電力を高い効率で伝送することが可能となる。また、支持板を交換した場合であっても全ての支持板において第一の端子及び第二の端子の位置が同じであるので、一の送電台にて複数の支持板を差し替えて装着することが可能となる。なお、能動電極とは、複数存在する電極のうち他の電極より高電圧である結合電極を、受動電極とは、複数存在する電極のうち他の電極より低電圧である結合電極を意味している。

また、第３発明に係る送電装置は、第２発明において、前記送電台は、前記第一の端子及び前記第二の端子に対応する位置に第三の端子及び第四の端子をそれぞれ配置してあり、前記第三の端子及び前記第四の端子は交流電源に接続してあることを特徴とする。

第３発明では、支持板の第一の端子及び第二の端子に対応する位置に、送電台の第三の端子及び第四の端子をそれぞれ配置してあるので、支持板を交換した場合であっても、第一の端子及び第二の端子に確実に通電することができ、一の送電台にて複数の支持板を差し替えて装着することが可能となる。

また、第４発明に係る送電装置は、第３発明において、前記第一の端子及び前記第二の端子と、前記第三の端子及び前記第四の端子とは、前記支持板を前記送電台に装着した場合に互いに接触するそれぞれの面に設けてあることを特徴とする。

第４発明では、支持板を送電台に装着した場合に、第一の端子及び第二の端子と、第三の端子及び第四の端子とが互いに接触するので、支持板を交換した場合であっても、第一の端子及び第二の端子に確実に通電することができ、一の送電台にて複数の支持板を差し替えて装着することが可能となる。

また、第５発明に係る送電装置は、第３発明において、前記送電台は、前記第二の能動電極及び前記第二の受動電極の中心を結ぶ方向の溝部を、前記第二の能動電極及び前記第二の受動電極の中心を結ぶ方向と直交する方向の両端部に設けておき、前記第三の端子及び前記第四の端子は前記溝部に設けてあり、前記第一の端子及び前記第二の端子は、前記支持板を前記溝部に沿って差し込んだ場合に、前記第三の端子及び前記第四の端子とそれぞれ電気的に接続することが可能な位置に設けてあることを特徴とする。

第５発明では、送電台に設けてある溝部に沿って、支持板を抜き差しすることができ、支持板の交換が容易である。また、送電台の第三の端子及び第四の端子を溝部に設けることにより、支持板を溝部に差し込むことで、例えば支持板の両端の辺上に設けてある第一の端子及び第二の端子と、第三の端子及び第四の端子とが、それぞれ電気的に接続することができ、支持板を交換した場合であっても、第一の端子及び第二の端子に確実に通電することができ、一の送電台にて複数の支持板を差し替えて装着することが可能となる。

また、第６発明に係る送電装置は、第５発明において、前記支持板及び前記受電装置を支持する支持部を、前記第二の能動電極及び前記第二の受動電極の中心を結ぶ方向のいずれか一端に設けてあることを特徴とする。

第６発明では、支持板及び受電装置を支持する支持部を、第二の能動電極及び第二の受動電極の中心を結ぶ方向のいずれか一端に設けることにより、受電装置を送電装置に載置した場合の、送電装置における縦方向の位置を固定することができ、ユーザが意識することなく溝部に差し込む支持板の第二の能動電極及び／又は第二の受動電極と、受電装置の第一の能動電極及び／又は第一の能動電極との位置合わせをすることができる。したがって、一の送電装置で電力を高い効率で伝送することが可能な相対位置に受電装置を載置することが可能となる。

また、第７発明に係る送電装置は、第１発明において、前記第一の結合電極は、第一の受動電極及び／又は該第一の受動電極より高電圧である第一の能動電極で構成してあり、前記第二の結合電極は、第二の受動電極及び／又は該第二の受動電極より高電圧である第二の能動電極で構成してあり、前記第二の能動電極と前記第一の能動電極とが、互いに対向する面に配置されており、前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子を、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする。

第７発明では、複数の支持板ごとに、それぞれ対応する受電装置の第一の能動電極が配置されている位置に応じて、送電装置の第二の能動電極を配置してあるので、電力を伝送する受電装置に対応する支持板に交換することで、第一の能動電極が配置されている位置が相違する受電装置を用いる場合であっても、容易に一の送電装置で電力を高い効率で伝送することが可能となる。また、支持板に設ける端子数を減少させることができるともに、支持板を交換した場合であっても全ての支持板において第一の端子の位置が同じであるので、一の送電台にて複数の支持板を差し替えて装着することが可能となる。

また、第８発明に係る送電装置は、第１発明において、前記第一の結合電極は、第一の能動電極と該第一の能動電極とほぼ同等電圧である第三の能動電極とで構成してあり、前記第二の結合電極は、第二の能動電極と該第二の能動電極とほぼ同等電圧である第四の能動電極とで構成してあり、前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子と、前記第四の能動電極と電気的に接続してある第二の端子とを、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする。

第８発明では、複数の支持板ごとに、それぞれ対応する受電装置の第一の能動電極及び／又は第三の受動電極が配置されている位置に応じて、送電装置の第二の能動電極及び／又は第四の能動電極を配置してあるので、電力を伝送する受電装置に対応する支持板に交換することで、第一の能動電極及び／又は第三の能動電極が配置されている位置が相違する受電装置を用いる場合であっても、一の送電装置で電力を高い効率で伝送することが可能となる。また、支持板を交換した場合であっても全ての支持板において第一の端子及び第二の端子の位置が同じであるので、一の送電台にて複数の支持板を差し替えて装着することが可能となる。

次に、上記目的を達成するために第９発明に係る電力伝送システムは、互いに静電界を介して結合するための第一の結合電極を有する受電装置と、第二の結合電極を有する送電装置とを有し、前記送電装置から前記受電装置に対して非接触で電力を伝送する電力伝送システムにおいて、前記送電装置は、送電台と、該送電台に対して着脱することが可能な支持板とを備え、前記受電装置の前記第一の結合電極が配置されている位置に対応する位置に前記第二の結合電極を配置してある前記支持板を複数準備してあり、複数の前記支持板のうち、前記受電装置ごとに、それぞれの前記第一の結合電極に対応する位置に前記第二の結合電極が配置されている支持板に交換するようにしてあることを特徴とする。

第９発明では、複数の支持板ごとに、それぞれ対応する受電装置の第一の結合電極が配置されている位置に応じて、送電装置の第二の結合電極を配置してあるので、電力を伝送する受電装置に対応する支持板に交換することで、第一の結合電極が配置されている位置が相違する受電装置を用いる場合であっても、一の送電装置で電力を高い効率で伝送することが可能となる。

また、第１０発明に係る電力伝送システムは、第９発明において、前記第一の結合電極は、第一の受動電極及び／又は該第一の受動電極より高電圧である第一の能動電極で構成してあり、前記第二の結合電極は、第二の受動電極及び／又は該第二の受動電極より高電圧である第二の能動電極で構成してあり、前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子と、前記第二の受動電極と電気的に接続してある第二の端子とを、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする。

第１０発明では、複数の支持板ごとに、それぞれ対応する受電装置の第一の能動電極及び／又は第一の受動電極が配置されている位置に応じて、送電装置の第二の能動電極及び／又は第二の受動電極を配置してあるので、電力を伝送する受電装置に対応する支持板に交換することで、第一の能動電極及び／又は第一の受動電極が配置されている位置が相違する受電装置を用いるバイであっても、一の送電装置で電力を高い効率で伝送することが可能となる。また、支持板を交換した場合であっても全ての支持板で第一の端子及び第二の端子の位置が同じであるので、一の送電台にて複数の支持板を差し替えて装着することが可能となる。

また、第１１発明に係る電力伝送システムは、第９発明において、前記第一の結合電極は、第一の受動電極及び／又は該第一の受動電極より高電圧である第一の能動電極で構成してあり、前記第二の結合電極は、第二の受動電極及び／又は該第二の受動電極より高電圧である第二の能動電極で構成してあり、前記第二の能動電極と前記第一の能動電極とが、互いに対向する面に配置されており、前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子を、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする。

第１１発明では、複数の支持板ごとに、それぞれ対応する受電装置の第一の能動電極が配置されている位置に応じて、送電装置の第二の能動電極を配置してあるので、電力を伝送する受電装置に対応する支持板に交換することで、第一の能動電極が配置されている位置が相違する受電装置を用いる場合であっても、容易に一の送電装置で電力を高い効率で伝送することが可能となる。また、支持板に設ける端子数を減少させることができるともに、支持板を交換した場合であっても全ての支持板において第一の端子の位置が同じであるので、一の送電台にて複数の支持板を差し替えて装着することが可能となる。

また、第１２発明に係る電力伝送システムは、第９発明において、前記第一の結合電極は、第一の能動電極と該第一の能動電極とほぼ同等電圧である第三の能動電極とで構成してあり、前記第二の結合電極は、第二の能動電極と該第二の能動電極とほぼ同等電圧である第四の能動電極とで構成してあり、前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子と、前記第四の能動電極と電気的に接続してある第二の端子とを、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする。

第１２発明では、複数の支持板ごとに、それぞれ対応する受電装置の第一の能動電極及び／又は第三の受動電極が配置されている位置に応じて、送電装置の第二の能動電極及び／又は第四の能動電極を配置してあるので、電力を伝送する受電装置に対応する支持板に交換することで、第一の能動電極及び／又は第三の能動電極が配置されている位置が相違する受電装置を用いる場合であっても、一の送電装置で電力を高い効率で伝送することが可能となる。また、支持板を交換した場合であっても全ての支持板において第一の端子及び第二の端子の位置が同じであるので、一の送電台にて複数の支持板を差し替えて装着することが可能となる。

本発明に係る送電装置及び電力伝送システムでは、複数の支持板ごとに、それぞれ対応する受電装置の第一の結合電極（第一の能動電極及び／又は第一の受動電極）が配置されている位置に応じて、送電装置の第二の結合電極（第二の能動電極及び／又は第二の受動電極）を配置してあるので、電力を伝送する受電装置に対応する支持板に交換することで、第一の結合電極（第一の能動電極及び／又は第一の受動電極）が配置されている位置が相違する受電装置を用いる場合であっても、一の送電装置で電力を高い効率で伝送することが可能となる。また、支持板を交換した場合であっても全ての支持板の第一の端子及び第二の端子の位置が同じであるので、一の送電台にて複数の支持板を差し替えて装着することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの送電装置の構成を模式的に示す回路図である。 本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの構成を模式的に示す等価回路図である。 本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの構成を模式的に示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの送電装置の構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの電力伝送時の一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの受電装置の相違に基づく支持板の構成を模式的に示す例示図である。 本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの受電装置の相違に基づく支持板の構成を模式的に示す例示図である。 本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの送電装置に受電装置を載置した状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの送電装置の溝部を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの送電装置に受電装置を載置した状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態における送電装置、及び該送電装置を用いる電力伝送システムについて、図面を用いて具体的に説明する。以下の実施の形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものではなく、実施の形態の中で説明されている特徴的事項の組み合わせの全てが解決手段の必須事項であるとは限らないことは言うまでもない。

図１は、本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの送電装置の構成を模式的に示す回路図である。図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る電力伝送システムの送電装置１は、少なくとも電源１２と、昇圧トランス１３と、結合電極（第二の結合電極）１１とを備えている。図１（ａ）の回路では、昇圧トランス１３により昇圧されると、能動電極（第二の能動電極）１１ａは高電圧となり、受動電極（第二の受動電極）１１ｐは低電圧となる。

一方、図１（ｂ）に示すように、図１（ａ）に示す接地線１４は必ずしも必要ではない。この場合、昇圧トランス１３により昇圧された場合、結合電極１１はいずれも高電圧となり、複数の能動電極１１ａが接続されているのと等価となる。以下、図１（ａ）の構成に沿って説明するが、結合電極１１の位置合わせという観点では図１（ｂ）の構成であっても同様であることは言うまでもない。すなわち、図１（ｂ）の構成では、送電装置１には２つの能動電極（第二の能動電極及び第四の能動電極）１１ａが設けてあり、対応する受電装置にも２つの能動電極（第一の能動電極及び第三の能動電極）を設けることになる。

図２は、本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの構成を模式的に示す等価回路図である。図２に示すように、送電装置１の結合電極（第二の結合電極）１１及び受電装置２の結合電極（第一の結合電極）２１は、それぞれ能動電極（第二の能動電極）１１ａ、能動電極１１ａより大きいサイズの受動電極（第二の受動電極）１１ｐ、能動電極（第一の能動電極）２１ａ、能動電極２１ａより大きいサイズの受動電極（第一の受動電極）２１ｐで構成されている。すなわち能動電極（第二の能動電極）１１ａと受動電極（第二の受動電極）１１ｐと、能動電極（第一の能動電極）２１ａと受動電極（第一の受動電極）２１ｐとは、それぞれ非対称形状である。

送電装置１の結合電極１１及び受電装置２の結合電極２１は、能動電極（第二の能動電極）１１ａと受動電極（第二の受動電極）１１ｐと、能動電極（第一の能動電極）２１ａと受動電極（第一の受動電極）２１ｐとで、それぞれ容量を形成しており、強電界中に配置することで容量結合して電力を伝送することができる。伝送された電力は、降圧トランス２３により降圧され、負荷回路２２に供給される。なお、図２では、共振回路も含めて記載しているが、電力伝送の安定度を高めるためであり、必ずしも共振回路は必要ではない。

図３は、本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの構成を模式的に示す機能ブロック図である。図３に示すように、送電装置１の交流電源１０１から供給される交流電力は増幅器１０２で増幅され、昇圧トランス１０３で昇圧されて結合電極１０４へ供給される。結合電極１０４は後述する支持板に配置され、交流電源１０１、増幅器１０２、昇圧トランス１０３は後述する送電台に内蔵される。送電装置１の結合電極１０４から受電装置２の結合電極２０１へ伝送された電力は降圧トランス２０２により降圧され、整流部２０３で整流されたのち、負荷２０４へ供給される。

ここで、送電装置１の結合電極１１（能動電極１１ａ、受動電極１１ｐ）及び受電装置２の結合電極２１（能動電極２１ａ、受動電極２１ｐ）は、それぞれ導電性を有する材料にて形成される。例えば銅、金、銀等の導体、これらの化合物を用いることができる。導電性を有する材料にて形成された結合電極１１と結合電極２１とを、互いに静電結合が生じる位置に配置することにより、結合電極１１と結合電極２１との間に静電容量が生じる。生じる静電容量の大きさに応じて電力伝送効率が変動する。

図４は、本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの送電装置１の構成を模式的に示す斜視図である。図４の例では、送電装置１の本体部分を構成する送電台４０の一面に、能動電極（第二の能動電極）１１ａと受動電極（第二の受動電極）１１ｐとを配置してある支持板４１を装着する。

支持板４１には、能動電極１１ａと受動電極１１ｐとが所定の大きさで、所定の間隔を隔てて配置してある。能動電極１１ａ及び受動電極１１ｐの大きさ、及び両電極の配置間隔は、当該支持板４１を用いて電力を伝送する受電装置２の能動電極（第一の能動電極）２１ａ及び受動電極（第一の受動電極）２１ｐの大きさ、及び両電極の配置間隔に合わせてある。したがって、受電装置２ごとに対応する支持板４１を複数準備しておく。

支持板４１は、シート状のフレキシブルな材質で形成されていても良いし、板状のリジッドな材質で形成されていても良い。また、単層構造であっても良いし、多層構造であっても良い。さらに、支持板４１が多層構造である場合、電極の保護、安全性等の観点から、能動電極１１ａ及び受動電極１１ｐは支持板４１の内層に設けてあることが好ましい。

支持板４１の能動電極１１ａ及び受動電極１１ｐは、それぞれ所定の位置、好ましくは支持板４１の四隅のうちの２か所に設けてある第一の端子４１１、第二の端子４１２と、導体（銅メッキ等）により、それぞれ電気的に接続してある。そして、送電台４０の表面には、第一の端子４１１、第二の端子４１２と対応する位置に、それぞれ第三の端子４０１、第四の端子４０２を設けてある。支持板４１の四隅のうちの残り２か所に対応する位置には、送電台４０と支持板４１とを固定するための固定部材４０３が設けてある。なお、第三の端子４０１、第四の端子４０２は、それぞれ交流電源に接続してある。

第一の端子４１１、第二の端子４１２と、第三の端子４０１、第四の端子４０２との接続には、例えば板バネ構造の端子を設けて圧接させるコネクタを用いても良い。もちろん、電気接点を介して接続する方法に限定されるものではなく、例えば容量を介して接続する方法であっても良い。

支持板４１の能動電極１１ａ及び受動電極１１ｐの位置は、対応する受電装置２の能動電極２１ａ及び受動電極２１ｐの位置に応じて変動するが、第一の端子４１１、第二の端子４１２の位置は一定（同じ）にする。このようにすることで、受電装置２の形状、サイズ等が相違する場合であっても、支持板４１の第一の端子４１１、第二の端子４１２と、送電台４０の第三の端子４０１、第四の端子４０２とは、電気的に確実に接続される。

図５は、本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの電力伝送時の一例を示す斜視図である。例えば図５に示すように、受電装置２の能動電極２１ａ及び受動電極２１ｐの位置に対応して能動電極１１ａ及び受動電極１１ｐを配置してある支持板４１を、送電台４０の上に装着し、その上に受電装置２を載置する。ここで、受電装置２は、例えば移動体通信端末、デジタルカメラ等の電子機器である。

図６及び図７は、本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの受電装置２の相違に基づく支持板４１の構成を模式的に示す例示図である。まず図６（ｂ）に示すように、支持板４１の表面には、図６（ａ）に示す受電装置２が載置されるべき位置を示す位置決めマーク６１が設けてある。なお、受電装置２が載置される位置が多少ずれても問題が生じない程度に、受電装置２の第一の結合電極（第一の能動電極２１ａ及び第一の受動電極２１ｐ）の配置面積より送電装置１の第二の結合電極（第二の能動電極１１ａ及び第二の受動電極１１ｐ）の配置面積の方が大きいことが好ましい。

図６の例では受電装置２が載置された場合の四隅の位置を位置決めマーク６１で示しているが、特にこれに限定されるものではない。すなわち、四辺の位置を示すものであっても良いし、平面的なマーク（印）に限定せず、受電装置２の一辺又は一角を当接させて位置決めするような構造物であっても良い。

図７（ａ）に示すように、図６（ａ）に示す受電装置２よりもサイズが小さく、結合電極の個数、配置されている位置が相違する受電装置２に対して電力を伝送する場合、図６（ｂ）に示した支持板４１を図７（ｂ）に示す支持板４１ｂに交換する。図６（ｂ）に示す支持板４１にて第一の端子４１１及び第二の端子４１２が配置されている位置は、図７（ｂ）に示す支持板４１ｂにて第一の端子４１１及び第二の端子４１２が配置されている位置と同じである。すなわち、交換することが可能な全ての支持板において、第一の端子４１１及び第二の端子４１２が配置されている位置が共通化されている。

以上のように本実施の形態によれば、送電装置１の支持板４１は、電力を伝送する受電装置２に応じて交換することが可能であることから、受電装置２の形状、サイズ等が相違する場合であっても、あるいは受電装置２側の能動電極２１ａ及び／又は受動電極２１ｐの大きさ、個数、配置されている位置等が相違している場合であっても、対応する位置に能動電極１１ａ及び／又は受動電極１１ｐを配置してある支持板４１に交換することで、様々な電子機器、機種について効率良く電力を伝送することが可能となる。

なお、上述した実施の形態では、支持板４１に能動電極１１ａ及び受動電極１１ｐの両方を配置してある例について説明しているが、特にこれに限定されるものではなく、例えば能動電極１１ａを支持板４１に設け、送電台４０に受動電極１１ｐを設けるというように、支持板４１には、能動電極１１ａ又は受動電極１１ｐのいずれか一方のみが設けられていても良い。あるいは、能動電極１１ａ専用の支持板４１と、受動電極１１ｐ専用の支持板４１とを別個に設けておき、それぞれの支持板４１をそれぞれ交換することが可能としておいても良い。

また、送電装置１を立てて、又は傾斜させて使用することを想定して、送電台４０の能動電極１１ａ及び受動電極１１ｐの中心を結ぶ方向のいずれか一端に、受電装置２の位置決め機構を備えても良い。図８は、本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの送電装置１に受電装置２を載置した状態を示す模式図である。図８の例では、図面の縦方向が上下方向を示しており、送電装置１を立てて使用している状態を示している。

図８（ａ）の平面図及び図８（ｂ）の左側面図に示すように、送電装置１は、能動電極１１ａ及び受動電極１１ｐが設けてある支持板４１よりも前方へ突出している、支持板４１及び受電装置２を支持する支持部８１を備えている。受電装置２を送電装置１に載置する場合、受電装置２の一端が支持部８１に接触するまでスライドさせ、接触した状態で送電装置１の能動電極１１ａ及び受動電極１１ｐ、受電装置２の能動電極２１ａ及び受動電極２１ｐの位置合わせができるようになっている。支持板４１及び受電装置２を支持する支持部８１を、送電台４０の能動電極１１ａ及び受動電極１１ｐの中心を結ぶ方向のいずれか一端に設けておき、送電装置１を立てて使用する場合には支持部８１が下方になるようにして使用する。

なお、送電台４０に、第二の能動電極１１ａ及び第二の受動電極１１ｐの中心を結ぶ方向の溝部を、第二の能動電極１１ａ及び第二の受動電極１１ｐの中心を結ぶ方向と直交する方向の両端部に設けておき、第三の端子４０１及び第四の端子４０２を溝部に設けておいても良い。図９は、本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの送電装置１の溝部を模式的に示す斜視図である。

図９（ｂ）に示すように送電台４０には、支持板４１を抜き差しすることが可能な溝部９１を設けておく。支持板４１を図面の上方から下方に向かってスライドさせながら差し込む。溝部９１に第三の端子４０１、第四の端子４０２を設けておき、支持板４１の差し込む方向と直交する方向の両端に第一の端子４１１、第二の端子４１２を設けておく。

このようにすることで、支持板４１は、溝部９１に沿ってスライドさせることにより容易に送電台４０に装着することができる。しかも、支持板４１を溝部９１に沿って差し込んだ場合に、第一の端子４１１及び第二の端子４１２と、第三の端子４０１及び第四の端子４０２とが、それぞれ電気的に接続することでき、支持板４１を交換した場合であっても、第一の端子４１１及び第二の端子４１２に確実に通電することができ、一の送電台４０にて複数の支持板４１を差し替えて装着することが可能となる。なお、図９（ａ）では支持板４１の両端のいずれか一辺上のみに第一の端子４１１、第二の端子４１２を設けているが、図９（ｃ）に示すように支持板４１の両端の辺上にそれぞれ第一の端子４１１と第二の端子４１２とを分散して設けても良い。

なお、送電装置１の能動電極と受電装置２の能動電極とを対向させるように、送電装置１の受動電極、能動電極、受電装置２の能動電極、受動電極の順に結合電極を配置してあっても良い。図１０は、本発明の実施の形態に係る電力伝送システムの送電装置１に受電装置２を載置した状態を示す模式図である。図１０に示すように、送電装置１は、能動電極１１ａを受電装置２側へ、受動電極１１ｐを受電装置２と反対側へ、それぞれ配置してある。一方、受電装置２も、能動電極２１ａを送電装置１側へ、受動電極２１ｐを送電装置２と反対側へ、それぞれ配置してある。

送電装置１の能動電極１１ａは、交換することが可能な支持板４１に設けてある。したがって、受電装置２の能動電極２１ａの大きさに応じて、対応する大きさの能動電極１１ａが設けてある支持板４１に差し替えることにより、高い効率で電力を伝送することができる。

また、受電装置２の能動電極２１ａよりも、受電装置２の受動電極２１ｐの方が大きいことが好ましい。送電装置１の能動電極１１ａ及び受電装置２の能動電極２１ａを近接させることにより、両電極間に強い電場を形成するためには、送電装置１の受動電極１１ｐと受電装置２の受動電極２１ｐとの間に生じる容量をなるべく大きくすることが好ましいからである。

以上のように本実施の形態によれば、受電装置２の送電装置１における縦方向の位置を固定することができ、ユーザが意識することなく電力を高い効率で伝送することが可能な相対位置に受電装置２を載置することが可能となる。

その他、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。例えば、送電装置１の能動電極１１ａ及び受動電極１１ｐは、非対称形状である必要はなく、同一のサイズ、同一の形状であっても良い。同様に、受電装置２の能動電極２１ａ及び受動電極２１ｐも、非対称形状である必要はなく、同一のサイズ、同一の形状であっても良い。

１ 送電装置
２ 受電装置
１１、１０４ 結合電極（第二の結合電極）
１１ａ 能動電極（第二の能動電極）
１１ｐ 受動電極（第二の受動電極）
２１、２０１ 結合電極（第一の結合電極）
２１ａ 能動電極（第一の能動電極）
２１ｐ 受動電極（第一の受動電極）
４０ 送電台
４１、４１ｂ 支持板
８１ 支持部
９１ 溝部
４０１ 第三の端子
４０２ 第四の端子
４１１ 第一の端子
４１２ 第二の端子

Claims (12)

1. 互いに静電界を介して結合するための第一の結合電極を有する受電装置に対して非接触で電力を伝送する、第二の結合電極を有する送電装置において、
   送電台と、該送電台に対して着脱することが可能な支持板とを備え、
   前記受電装置の前記第一の結合電極が配置されている位置に対応する位置に前記第二の結合電極を配置してある前記支持板を複数準備してあり、複数の前記支持板のうち、前記受電装置ごとに、それぞれの前記第一の結合電極に対応する位置に前記第二の結合電極が配置されている支持板に交換するようにしてあることを特徴とする送電装置。
2. 前記第一の結合電極は、第一の受動電極及び／又は該第一の受動電極より高電圧である第一の能動電極で構成してあり、
   前記第二の結合電極は、第二の受動電極及び／又は該第二の受動電極より高電圧である第二の能動電極で構成してあり、
   前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子と、前記第二の受動電極と電気的に接続してある第二の端子とを、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする請求項１記載の送電装置。
3. 前記送電台は、前記第一の端子及び前記第二の端子に対応する位置に第三の端子及び第四の端子をそれぞれ配置してあり、前記第三の端子及び前記第四の端子は交流電源に接続してあることを特徴とする請求項２記載の送電装置。
4. 前記第一の端子及び前記第二の端子と、前記第三の端子及び前記第四の端子とは、前記支持板を前記送電台に装着した場合に互いに接触するそれぞれの面に設けてあることを特徴とする請求項３記載の送電装置。
5. 前記送電台は、前記第二の能動電極及び前記第二の受動電極の中心を結ぶ方向の溝部を、前記第二の能動電極及び前記第二の受動電極の中心を結ぶ方向と直交する方向の両端部に設けておき、
   前記第三の端子及び前記第四の端子は前記溝部に設けてあり、
   前記第一の端子及び前記第二の端子は、前記支持板を前記溝部に沿って差し込んだ場合に、前記第三の端子及び前記第四の端子とそれぞれ電気的に接続することが可能な位置に設けてあることを特徴とする請求項３記載の送電装置。
6. 前記支持板及び前記受電装置を支持する支持部を、前記第二の能動電極及び前記第二の受動電極の中心を結ぶ方向のいずれか一端に設けてあることを特徴とする請求項５に記載の送電装置。
7. 前記第一の結合電極は、第一の受動電極及び／又は該第一の受動電極より高電圧である第一の能動電極で構成してあり、
   前記第二の結合電極は、第二の受動電極及び／又は該第二の受動電極より高電圧である第二の能動電極で構成してあり、
   前記第二の能動電極と前記第一の能動電極とが、互いに対向する面に配置されており、
   前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子を、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする請求項１記載の送電装置。
8. 前記第一の結合電極は、第一の能動電極と該第一の能動電極とほぼ同等電圧である第三の能動電極とで構成してあり、
   前記第二の結合電極は、第二の能動電極と該第二の能動電極とほぼ同等電圧である第四の能動電極とで構成してあり、
   前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子と、前記第四の能動電極と電気的に接続してある第二の端子とを、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする請求項１記載の送電装置。
9. 互いに静電界を介して結合するための第一の結合電極を有する受電装置と、第二の結合電極を有する送電装置とを有し、前記送電装置から前記受電装置に対して非接触で電力を伝送する電力伝送システムにおいて、
   前記送電装置は、送電台と、該送電台に対して着脱することが可能な支持板とを備え、
   前記受電装置の前記第一の結合電極が配置されている位置に対応する位置に前記第二の結合電極を配置してある前記支持板を複数準備してあり、複数の前記支持板のうち、前記受電装置ごとに、それぞれの前記第一の結合電極に対応する位置に前記第二の結合電極が配置されている支持板に交換するようにしてあることを特徴とする電力伝送システム。
10. 前記第一の結合電極は、第一の受動電極及び／又は該第一の受動電極より高電圧である第一の能動電極で構成してあり、
    前記第二の結合電極は、第二の受動電極及び／又は該第二の受動電極より高電圧である第二の能動電極で構成してあり、
    前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子と、前記第二の受動電極と電気的に接続してある第二の端子とを、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする請求項９記載の電力伝送システム。
11. 前記第一の結合電極は、第一の受動電極及び／又は該第一の受動電極より高電圧である第一の能動電極で構成してあり、
    前記第二の結合電極は、第二の受動電極及び／又は該第二の受動電極より高電圧である第二の能動電極で構成してあり、
    前記第二の能動電極と前記第一の能動電極とが、互いに対向する面に配置されており、
    前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子を、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする請求項９記載の電力伝送システム。
12. 前記第一の結合電極は、第一の能動電極と該第一の能動電極とほぼ同等電圧である第三の能動電極とで構成してあり、
    前記第二の結合電極は、第二の能動電極と該第二の能動電極とほぼ同等電圧である第四の能動電極とで構成してあり、
    前記第二の能動電極と電気的に接続してある第一の端子と、前記第四の能動電極と電気的に接続してある第二の端子とを、全ての前記支持板が同じ位置に備えていることを特徴とする請求項９記載の電力伝送システム。

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