JP5465575B2 - 非接触電力伝送用アンテナ装置、送電装置、受電装置および非接触電力伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、非接触電力伝送に使用される送電装置および受電装置に配設される非接触電力伝送用アンテナ装置、この非接触電力伝送用アンテナ装置を備えた送電装置および受電装置、並びにこの送電装置および受電装置を備えた非接触電力伝送システムに関するものである。

この種の非接触電力伝送システムとして、下記特許文献１に開示された非接触電力電送システム（非接触給電システム）が知られている。この非接触電力電送システムでは、送電装置側のアンテナ装置に交流電流を流し、受電装置側（移動体側）のアンテナ装置に誘導磁界を形成して給電する。各アンテナ装置は、一般的に、アンテナコイル（送電装置では送電コイル、受電装置では受電コイル）と、このアンテナコイルに並列に接続された調整用コンデンサとを備えて構成されている。この場合、交流電流の流れるアンテナコイルは、表皮効果によるインピーダンスの増加を軽減するために、リッツ線で構成されている。

特開２００８−２７３４３４号公報（第３−４頁、第１図）

ところが、従来の非接触電力伝送用アンテナ装置には、以下の問題点が存在する。すなわち、従来の非接触電力伝送用アンテナ装置では、表皮効果による抵抗値の増大を軽減するためにアンテナコイルをリッツ線（複数の被覆電線（例えばエナメル線）が撚り合わされて構成された配線）で構成しているが、リッツ線を構成する各被覆電線には、近接する被覆電線において表層を流れる電流を阻害する近接効果が生じている。したがって、表皮効果によって電流が流れようとする表層領域が減少するため、アンテナコイルの抵抗値が増加して、アンテナコイルでの損失が増大すると共に、Ｑ値の向上が困難になるという解決すべき課題が存在している。ここで、Ｑ値とは、ωＬ／Ｒで表される値をいうものとする（ω＝２πｆ、ｆ：アンテナコイルを流れる電流の周波数、Ｌ：アンテナコイルのインダクタンス、Ｒ：アンテナコイルの損失を含む抵抗）。

また、アンテナコイルをリッツ線で構成した場合には、調整用コンデンサとの接続に際して、一般的にリッツ線の各端部に圧着端子を取り付けて、この圧着端子を利用して調整用コンデンサの電極に直接ネジ止めして接続する構成や、また端子台などを介して接続する構成を採用している。この場合、この接続構造では、アンテナコイルの各端部がコンデンサの各電極に点的に接触する構成となるため、アンテナコイルと調整用コンデンサとの間の接触抵抗の増加に起因して、損失も一層増大すると共にＱ値の向上もさらに困難になるという解決すべき課題も存在している。

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、アンテナコイルでの損失の低減とＱ値の向上を図り得る非接触電力伝送用アンテナ装置を提供することを主目的とする。また、このアンテナ装置を備えた送電装置および受電装置、並びにこの送電装置および受電装置を備えた非接触電力伝送システムを提供することを他の主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の非接触電力伝送用アンテナ装置は、導体ラインがループ状に形成されて構成されたアンテナコイルと、前記アンテナコイルに並列に接続されたコンデンサとを備えた非接触電力伝送用アンテナ装置であって、前記アンテナコイルは、前記導体ラインとして帯状の導電性金属板で構成され、前記コンデンサは、柱状の外形を有すると共に平面状の各端面に電極がそれぞれ形成され、前記アンテナコイルの両端部は、当該アンテナコイルが曲げられ、または捻られることによって互いに平行な状態で対向し、前記コンデンサは、前記アンテナコイルの前記両端部間において、前記各端面のうちの一方の端面が当該両端部のうちの一方の端部に面的に接触し、かつ前記各端面のうちの他方の端面が当該両端部のうちの他方の端部に面的に接触した状態で配設されている。

また、請求項２記載の非接触電力伝送用アンテナ装置は、請求項１記載の非接触電力伝送用アンテナ装置において、前記コンデンサは、前記アンテナコイルの前記両端部のうちの少なくとも一方が当該アンテナコイルの内側に曲げられることによって当該アンテナコイルの前記導体ラインによって囲われる内側領域に配設されている。

上記目的を達成すべく請求項３記載の送電装置は、請求項１または２記載の非接触電力伝送用アンテナ装置と、交流信号を発生して前記非接触電力伝送用アンテナ装置に供給する信号発生部とを備えている。

上記目的を達成すべく請求項４記載の受電装置は、請求項１または２記載の非接触電力伝送用アンテナ装置と、当該非接触電力伝送用アンテナ装置の前記アンテナコイルに発生した交流電圧を整流すると共に平滑して直流電圧を生成する直流電圧生成部とを備えている。

上記目的を達成すべく請求項５記載の非接触電力伝送システムは、請求項３記載の送電装置と、請求項４記載の受電装置とを備え、当該送電装置の前記アンテナコイルと当該受電装置の前記アンテナコイルとが電磁結合している。

請求項１記載の非接触電力伝送用アンテナ装置によれば、アンテナコイルを構成する導体ラインとして表面積の大きい１本の帯状の導電性金属板を使用することにより、導体ラインとしてリッツ線を使用する構成と比較して、近接効果の発生を回避することができるため、表皮効果の発生する周波数領域においても、導電性金属板の抵抗値（つまりアンテナコイルの抵抗値）を十分に低減することができると共に、抵抗値の低減によってＱ値を向上させることができる。

また、請求項２記載の非接触電力伝送用アンテナ装置によれば、アンテナコイルの両端部のうちの少なくとも一方がループ状に形成されたアンテナコイルの内側に曲げられることによってこのアンテナコイルの導体ラインによって囲われる内側領域にコンデンサを配設したことにより、アンテナコイルの導体ラインによって囲われる外側領域にコンデンサが配設される構成と比較して、装置の外形を小さくする（非接触電力伝送用アンテナ装置を小形化する）ことができる。

請求項３記載の送電装置によれば、請求項１記載の非接触電力伝送用アンテナ装置を備えたことにより、非接触電力伝送用アンテナ装置において生じる損失を低減することができ、これによって電力伝送効率を向上させることができる。また、請求項２記載の非接触電力伝送用アンテナ装置を備えたことにより、非接触電力伝送用アンテナ装置を小形化することができる結果、送電装置自体についても小形化することができる。

請求項４記載の受電装置によれば、請求項１記載の非接触電力伝送用アンテナ装置を備えたことにより、非接触電力伝送用アンテナ装置において生じる損失を低減することができ、これによって電力伝送効率を向上させることができる。また、請求項２記載の非接触電力伝送用アンテナ装置を備えたことにより、非接触電力伝送用アンテナ装置を小形化することができる結果、受電装置自体についても小形化することができる。

請求項５記載の非接触電力伝送システムによれば、請求項３記載の送電装置と、請求項４記載の受電装置とを備えたことにより、送電装置および受電装置の各非接触電力伝送用アンテナ装置において生じる損失を低減することができ、これによって電力伝送効率を向上させることができる。また、非接触電力伝送用アンテナ装置を小形化することができる結果、送電装置および受電装置自体についても小形化することができ、これによってシステム全体を小形化することができる。

電力伝送システム１の構成を示す構成図である。 送信アンテナ装置１２および受信アンテナ装置４１の構成を示す分解斜視図である。 アンテナコイル２１（５１）を構成する導電性金属板３１（６１）の両端部３１ａ，３１ｂ（６１ａ，６１ｂ）間にコンデンサ２２（５２）を配設した状態の送信アンテナ装置１２および受信アンテナ装置４１の構成を示す斜視図である。 送信アンテナ装置１２Ａおよび受信アンテナ装置４１Ａの構成を示す分解斜視図である。 送信アンテナ装置１２Ｂおよび受信アンテナ装置４１Ｂの構成を示す斜視図である。 送信アンテナ装置１２Ｃおよび受信アンテナ装置４１Ｃの構成を示す斜視図である。 送信アンテナ装置１２Ｄおよび受信アンテナ装置４１Ｄの構成を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して、非接触電力伝送システムの実施の形態について説明する。

図１に示す非接触電力伝送システム（以下、単に「電力伝送システム」ともいう）１は、一例として送電装置２および受電装置３を備え、受電装置３が送電装置２から非接触で電力を受電すると共に、受電した電力を負荷（本例では、一例としてバッテリ）４に対して出力可能に構成されている。

送電装置２は、図１に示すように、信号発生部１１および送信用の非接触電力伝送用アンテナ装置（以下、「送信アンテナ装置」ともいう）１２を備えて構成されている。信号発生部１１は、交流信号Ｓ１を生成して出力する。

送信アンテナ装置１２は、一例として図１に示すように、アンテナコイル２１およびコンデンサ２２を備えて構成されて、信号発生部１１から同軸ケーブル（不図示）を介して交流信号Ｓ１が供給される。具体的には、アンテナコイル２１は、一例として、図２に示すように、導体ラインとしての１本の帯状の導電性金属板３１を両端部３１ａ，３１ｂ同士が離間する状態で平面視四角形状（ループ状の一例）に折り曲げて（直角に曲げる曲げ加工を施して）、１ターンのコイルとして構成されている。このアンテナコイル２１では、両端部３１ａ，３１ｂが１つの同じ隅部に位置する状態に導電性金属板３１が四角形状に折り曲げられ、さらに、この両端部３１ａ，３１ｂのうちの一方の端部３１ａが、アンテナコイル２１の内側に向けて、他方の端部３１ｂを含むアンテナコイル２１の一辺（同図中における下辺）に対して平行となるように折り曲げられている。また、各端部３１ａ，３１ｂには、コンデンサ２２の各端部に形成された後述の電極に設けられたネジ孔の位置に合わせて、貫通孔３１ｃがネジ孔と同数（本例では一例として２つ）形成されている。また、各端部３１ａ，３１ｂの間隔Ｌ１は、コンデンサ２２の全長と同等に規定されている。

コンデンサ２２は、一例として、図２に示すように、静電容量を変更可能な柱状（本例では一例として円柱状）の真空コンデンサ（可変容量形真空コンデンサ）で構成されている。また、コンデンサ２２は、長さ方向の両端部２２ａ，２２ｂが電極として構成されて（両端部２２ａ，２２ｂに電極が形成されている一例として、両端部２２ａ，２２ｂ自体が電極として形成されている例）、平面状に形成された各端部２２ａ，２２ｂの端面には、ネジ孔２２ｃが一例として２つずつ形成されている。なお、両端部２２ａ，２２ｂの全域を電極として形成しているが、両端部２２ａ，２２ｂの一部分を電極として形成することもできる。

このコンデンサ２２は、図３に示すように、一方の端部２２ａが導電性金属板３１の一方の端部３１ａと面的に接触すると共に、他方の端部２２ｂが導電性金属板３１の他方の端部３１ｂと面的に接触し、かつ各端部２２ａ，２２ｂのネジ孔２２ｃと各端部３１ａ，３１ｂの対応する貫通孔３１ｃとが連通する状態で、導電性金属板３１の各端部３１ａ，３１ｂ間に装着され、この装着状態において、ネジ１３が貫通孔３１ｃを介して各ネジ孔２２ｃに螺合されることにより、一方の端部２２ａの端面が導電性金属板３１の一方の端部３１ａに面的に密着し、かつ他方の端部２２ｂの端面が導電性金属板３１の他方の端部３１ｂに面的に密着した状態、つまりコンデンサ２２の各端部２２ａ，２２ｂが導電性金属板３１の各端部３１ａ，３１ｂと接触抵抗の極めて低い状態で、アンテナコイル２１に取り付けられている。

この構成により、コンデンサ２２は、アンテナコイル２１に対して並列に接続された状態となっている。また、コンデンサ２２は、アンテナコイル２１の内側に向けて折り曲げられた導電性金属板３１の一方の端部３１ａと、この端部３１ａに対向する他方の端部３１ｂとの間に配設されることにより、アンテナコイル２１の導電性金属板３１によって囲われる内側領域（平面視四角形状のアンテナコイル２１の外縁で形成される仮想四角形の内側領域）に配設されている。

受電装置３は、図１に示すように、非接触電力伝送用アンテナ装置（以下、「受信アンテナ装置」ともいう）４１および直流電圧生成部４２を備えて構成されている。

受信アンテナ装置４１は、一例として、図１に示すように、アンテナコイル５１およびコンデンサ５２を備えて構成されている。具体的には、アンテナコイル５１は、一例として、図２に示すように、アンテナコイル２１と同様にして、導体ラインとしての１本の帯状の導電性金属板６１を両端部６１ａ，６１ｂ同士が離間する状態で平面視四角形状（ループ状の一例）に折り曲げて（直角に曲げる曲げ加工を施して）、１ターンのコイルとして構成されている。このアンテナコイル５１では、両端部６１ａ，６１ｂが１つの同じ隅部に位置する状態に導電性金属板６１が四角形状に折り曲げられ、さらに、この両端部６１ａ，６１ｂのうちの一方の端部６１ａが、アンテナコイル５１の内側に向けて、他方の端部６１ｂを含むアンテナコイル５１の一辺（同図中における下辺）に対して平行となるように折り曲げられている。また、各端部６１ａ，６１ｂには、コンデンサ５２の各端部に形成された後述の電極に設けられたネジ孔の位置に合わせて、貫通孔６１ｃがネジ孔と同数（本例では一例として２つ）形成されている。また、各端部６１ａ，６１ｂの間隔Ｌ２は、コンデンサ５２の全長と同等に規定されている。

コンデンサ５２は、一例として図２に示すように、静電容量を変更可能な柱状（本例では一例として円柱状）の真空コンデンサ（可変容量形真空コンデンサ）で構成されている。また、コンデンサ５２は、長さ方向の両端部５２ａ，５２ｂが電極として構成されて（両端部５２ａ，５２ｂに電極が形成されている一例として、両端部５２ａ，５２ｂ自体が電極として形成されている例）、平面状に形成された各端部５２ａ，５２ｂの端面には、ネジ孔５２ｃが一例として２つずつ形成されている。なお、両端部５２ａ，５２ｂの全域を電極として形成しているが、両端部５２ａ，５２ｂの一部分を電極として形成することもできる。

このコンデンサ５２は、図３に示すように、一方の端部５２ａが導電性金属板６１の一方の端部６１ａと面的に接触すると共に、他方の端部５２ｂが導電性金属板６１の他方の端部６１ｂと面的に接触し、かつ各端部５２ａ，５２ｂのネジ孔５２ｃと各端部６１ａ，６１ｂの対応する貫通孔６１ｃとが連通する状態で、導電性金属板６１の各端部６１ａ，６１ｂ間に装着され、この装着状態において、ネジ１３が貫通孔６１ｃを介して各ネジ孔５２ｃに螺合されることにより、一方の端部５２ａの端面が導電性金属板６１の一方の端部６１ａに面的に密着し、かつ他方の端部５２ｂの端面が導電性金属板６１の他方の端部６１ｂに面的に密着した状態、つまりコンデンサ５２の各端部５２ａ，５２ｂが導電性金属板６１の各端部６１ａ，６１ｂと接触抵抗の極めて低い状態で、アンテナコイル５１に取り付けられている。

この構成により、コンデンサ５２は、アンテナコイル５１に対して並列に接続された状態となっている。また、コンデンサ５２は、アンテナコイル５１の内側に向けて折り曲げられた導電性金属板６１の一方の端部６１ａと、この端部６１ａに対向する他方の端部６１ｂとの間に配設されることにより、アンテナコイル５１の導電性金属板６１によって囲われる内側領域（平面視四角形状のアンテナコイル５１の外縁で形成される仮想四角形の内側領域）に配設されている。

なお、受信アンテナ装置４１は、その基本構成が送信アンテナ装置１２と同じであるため、その構成について上記のように送信アンテナ装置１２と共通の図２，３を参照して説明しているが、これにより、受信アンテナ装置４１のアンテナコイル５１およびコンデンサ５２が、送信アンテナ装置１２のアンテナコイル２１およびコンデンサ２２と同一の構成となることに限定されるものではない。すなわち、導電性金属板３１と同じ寸法（幅、厚みおよび長さが同じ）の導電性金属板６１を使用する場合であっても、アンテナコイル５１の各辺の長さをアンテナコイル２１の各辺の長さと相違させてもよいし、また導電性金属板３１と異なる寸法（幅、厚みおよび長さのうちの少なくとも１つが相違する）の導電性金属板６１を使用して、アンテナコイル５１の寸法（各辺の長さおよび幅）をアンテナコイル２１と相違させることもできる。また、コンデンサ５２についても、コンデンサ２２と同形状のものを使用してもよいし、異形状のものを使用することもできる。また、コンデンサ５２の静電容量値をコンデンサ２２の静電容量値と同一に規定してもよいし、相違させることもできる。

直流電圧生成部４２は、一例として整流回路および平滑回路（いずれも図示せず）で構成されて、受信アンテナ装置４１を構成するアンテナコイル５１に発生した交流電圧を整流・平滑して、直流電圧Ｖ１を生成する。また、直流電圧生成部４２は、生成した直流電圧Ｖ１を負荷４に供給する。

次に、電力伝送システム１の動作について説明する。

この電力伝送システム１では、まず、信号発生部１１が、交流信号Ｓ１を低い電力で出力している状態において、送信アンテナ装置１２側のコンデンサ２２の容量値を調節して、送電装置２側の送信アンテナ装置１２の整合状態を良好な状態に移行させると共に、受信アンテナ装置４１側のコンデンサ５２の容量値を調節して、受電装置３側の受信アンテナ装置４１の整合状態を良好な状態に移行させる。

次いで、信号発生部１１が出力している交流信号Ｓ１の電力を規定の電力まで増加させる。これにより、アンテナコイル２１、およびこのアンテナコイル２１と電磁結合しているアンテナコイル５１を経由して送電装置２から受電装置３に対して高い効率で電力伝送が行われ、その結果として、負荷（バッテリ）４に対しても高い効率で直流電圧Ｖ１が出力される（バッテリが充電される）。

この送信アンテナ装置１２、この送信アンテナ装置１２を備えた送電装置２、およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１によれば、上記したようにアンテナコイル２１を構成する導体ラインとして表面積の大きい１本の帯状の導電性金属板３１を使用することにより、導体ラインとしてリッツ線を使用する構成と比較して、近接効果の発生を回避することができるため、表皮効果の発生する周波数領域においても、交流信号Ｓ１に対する導電性金属板３１の抵抗値（つまりアンテナコイル２１の抵抗値）を十分に低減することができると共に、抵抗値の低減によってＱ値を向上させることもできる。

また、アンテナコイル２１の両端部（つまり、アンテナコイル２１を構成する導電性金属板３１の両端部３１ａ，３１ｂ）を互いに平行な状態で対向させ、この両端部３１ａ，３１ｂ間にコンデンサ２２を配設すると共に、コンデンサ２２の各端部２２ａ，２２ｂを各端部３１ａ，３１ｂに面的に接触させる構成としたことにより、アンテナコイル２１とコンデンサ２２との間の接触抵抗についても十分に低減することができる結果、Ｑ値をさらに向上させることができる。

したがって、この送信アンテナ装置１２、この送信アンテナ装置１２を備えた送電装置２、およびこの送電装置２を備えた電力伝送システム１によれば、送信アンテナ装置１２において生じる損失を低減することができ、これによって電力伝送効率を向上させることができる。また、アンテナコイル２１については、リッツ線を使用して製造するのと比較して、金属板に対して打ち抜き加工および折り曲げ加工を施すことによって製造できるため、製造の自動化を図ることもでき、これによってアンテナコイル２１のコストを低減することができる。

また、この電力伝送システム１では、送信アンテナ装置１２と同様にして、受信アンテナ装置４１においても、上記したようにアンテナコイル５１を構成する導体ラインとして表面積の大きい１本の帯状の導電性金属板６１を使用する。したがって、受信アンテナ装置４１においても、送信アンテナ装置１２と同様にして、近接効果の発生を回避することができるため、表皮効果の発生する周波数領域においても、導電性金属板６１の抵抗値（つまりアンテナコイル５１の抵抗値）を十分に低減することができると共に、抵抗値の低減によってＱ値を向上させることもできる。

また、アンテナコイル５１の両端部（つまり、アンテナコイル５１を構成する導電性金属板６１の両端部６１ａ，６１ｂ）を互いに平行な状態で対向させ、この両端部６１ａ，６１ｂ間にコンデンサ５２を配設すると共に、コンデンサ５２の各端部５２ａ，５２ｂを各端部６１ａ，６１ｂに面的に接触させる構成としたことにより、アンテナコイル５１とコンデンサ５２との間の接触抵抗についても十分に低減することができる結果、Ｑ値をさらに向上させることができる。

したがって、この受信アンテナ装置４１、この受信アンテナ装置４１を備えた受電装置３、およびこの受電装置３を備えた電力伝送システム１によれば、受信アンテナ装置４１において生じる損失を低減することができ、これによって電力伝送効率を一層向上させることができる。また、アンテナコイル５１についても、リッツ線を使用して製造するのと比較して、アンテナコイル２１と同様にして金属板に対して打ち抜き加工および折り曲げ加工を施すことによって製造できるため、製造の自動化を図ることもでき、これによってアンテナコイル５１のコストを低減することができる。

また、送信アンテナ装置１２では、導電性金属板３１の一方の端部３１ａが上記したようにループ状に形成されたアンテナコイル２１の内側に曲げ加工され、コンデンサ２２が、この一方の端部３１ａと導電性金属板３１の他方の端部３１ｂ（一方の端部３１ａと対向する端部）との間に配設されることにより、アンテナコイル２１の導体ラインとしての導電性金属板３１によって囲われる内側領域に配設されている。したがって、この送信アンテナ装置１２によれば、装置の外形を小さくする（送信アンテナ装置１２を小形化する）ことができる結果、この送信アンテナ装置１２を備えた送電装置２、さらには送電装置２を備えた電力伝送システム１全体を小形化することができる。

同様にして、受信アンテナ装置４１においても、導電性金属板６１の一方の端部６１ａが上記したようにアンテナコイル５１の内側に曲げ加工され、コンデンサ５２が、この一方の端部６１ａと導電性金属板６１の他方の端部６１ｂ（一方の端部６１ａと対向する端部）との間に配設されることにより、アンテナコイル５１の導体ラインとしての導電性金属板６１によって囲われる内側領域に配設されている。したがって、この受信アンテナ装置４１によれば、装置の外形を小さくする（受信アンテナ装置４１を小形化する）ことができる結果、この受信アンテナ装置４１を備えた受電装置３、さらには受電装置３を備えた電力伝送システム１全体を小形化することができる。

なお、上記の送信アンテナ装置１２では、両端部３１ａ，３１ｂが１つの同じ隅部に位置する状態に導電性金属板３１を四角形状に折り曲げると共に、一方の端部３１ａをアンテナコイル２１の内側に向けて折り曲げて、この一方の端部３１ａと他方の端部３１ｂとの間にコンデンサ２２を配置する構成を採用し、また、上記の受信アンテナ装置４１でも、両端部６１ａ，６１ｂが１つの同じ隅部に位置する状態に導電性金属板６１を四角形状に折り曲げると共に、一方の端部６１ａをアンテナコイル５１の内側に向けて折り曲げて、この一方の端部６１ａと他方の端部６１ｂとの間にコンデンサ５２を配置する構成を採用しているが、図４に示す送信アンテナ装置１２Ａおよび受信アンテナ装置４１Ａのような構成を採用することもできる。以下、この図４に示す構成の送信アンテナ装置１２Ａおよび受信アンテナ装置４１Ａについて説明する。なお、上記した送信アンテナ装置１２および受信アンテナ装置４１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図４に示す送信アンテナ装置１２Ａでは、導電性金属板３１の両端部３１ａ，３１ｂが１つの辺の中央部分に位置する状態に導電性金属板３１を四角形状に折り曲げると共に、各端部３１ａ，３１ｂを内側に向けて直角に折り曲げてアンテナコイル２１を構成し、この両端部３１ａ，３１ｂ間にコンデンサ２２を配置している。また、同図に示す受信アンテナ装置４１Ａでは、導電性金属板６１の両端部６１ａ，６１ｂが１つの辺の中央部分に位置する状態に導電性金属板６１を四角形状に折り曲げると共に、各端部６１ａ，６１ｂを内側に向けて直角に折り曲げてアンテナコイル５１を構成し、この両端部６１ａ，６１ｂ間にコンデンサ５２を配置している。

この構成を採用した送信アンテナ装置１２Ａおよび受信アンテナ装置４１Ａ、送信アンテナ装置１２Ａを備えた送電装置２、受信アンテナ装置４１Ａを備えた受電装置３、並びに送電装置２および受電装置３を備えた電力伝送システム１においても、アンテナコイル２１に対するコンデンサ２２の配置位置、アンテナコイル５１に対するコンデンサ５２の配置位置が相違するのみで、送信アンテナ装置１２Ａと送信アンテナ装置１２とは他の構成が同一であり、受信アンテナ装置４１Ａと受信アンテナ装置４１とは他の構成が同一であるため、上記した送信アンテナ装置１２および受信アンテナ装置４１、送信アンテナ装置１２を備えた送電装置２、受信アンテナ装置４１を備えた受電装置３、並びに送電装置２および受電装置３を備えた電力伝送システム１と同じ効果を奏することができる。

また、上記した送信アンテナ装置１２および受信アンテナ装置４１、並びに送信アンテナ装置１２Ａおよび受信アンテナ装置４１Ａでは、アンテナコイル２１およびアンテナコイル５１を平面視四角形状に形成しているが、他の多角形状や楕円形状、または図５に示す送信アンテナ装置１２Ｂおよび受信アンテナ装置４１Ｂように円形状に形成する（円形に曲げる曲げ加工を施す）こともできる。なお、この送信アンテナ装置１２Ｂおよび受信アンテナ装置４１Ｂについては、上記したようにアンテナコイル２１およびアンテナコイル５１の形状が相違するのみで他の構成については、送信アンテナ装置１２および受信アンテナ装置４１、並びに送信アンテナ装置１２Ａおよび受信アンテナ装置４１Ａと同一であるため、同一の構成について同一の符号を付して重複する説明を省略する。

この送信アンテナ装置１２Ｂおよび受信アンテナ装置４１Ｂのように、アンテナコイル２１，５１の平面視形状を平面視四角形状以外の形状とする場合においても、この各コイル２１，５１の形状以外の他の構成が上記した送信アンテナ装置１２および受信アンテナ装置４１と同一であるため、上記した送信アンテナ装置１２および受信アンテナ装置４１、送信アンテナ装置１２を備えた送電装置２、受信アンテナ装置４１を備えた受電装置３、並びに送電装置２および受電装置３を備えた電力伝送システム１と同じ効果を奏することができる。

また、上記した各送信アンテナ装置１２，１２Ａ，１２Ｂおよび各受信アンテナ装置４１，４１Ａ，４１Ｂでは、導電性金属板３１の両端部３１ａ，３１ｂのうちの少なくとも一方をアンテナコイル２１の内側に折り曲げたり、導電性金属板６１の両端部６１ａ，６１ｂのうちの少なくとも一方をアンテナコイル５１の内側に折り曲げたりすることにより、コンデンサ２２，５２をアンテナコイル２１，５１の内側に配設して、装置を小形化する好ましい構成を採用しているが、設置スペースに余裕のある場合には、導電性金属板３１の両端部３１ａ，３１ｂのうちの少なくとも一方をアンテナコイル２１の外側に折り曲げる構成や、導電性金属板６１の両端部６１ａ，６１ｂのうちの少なくとも一方をアンテナコイル５１の外側の折り曲げる構成を採用することもできる。

例えば、図５に示す送信アンテナ装置１２Ｂおよび受信アンテナ装置４１Ｂにおいて、導電性金属板３１の両端部３１ａ，３１ｂをアンテナコイル２１の外側に折り曲げると共に、導電性金属板６１の両端部６１ａ，６１ｂをアンテナコイル５１の外側に折り曲げることにより、図６に示す送信アンテナ装置１２Ｃおよび受信アンテナ装置４１Ｃのように構成することもできる。この送信アンテナ装置１２Ｃおよび受信アンテナ装置４１Ｃでは、アンテナコイル２１の外側に折り曲げられた両端部３１ａ，３１ｂ間にコンデンサ２２が配設され、またアンテナコイル５１の外側に折り曲げられた両端部６１ａ，６１ｂ間にコンデンサ５２が配設されるため、平面視円形状となるアンテナコイル２１やアンテナコイル５１の外側領域（平面視円形状のアンテナコイル２１やアンテナコイル５１の外縁で形成される仮想円形の外側領域）にコンデンサ２２やコンデンサ５２が配設される構成となる。

この送信アンテナ装置１２Ｃおよび受信アンテナ装置４１Ｃのように、導電性金属板３１の両端部３１ａ，３１ｂのうちの少なくとも一方をアンテナコイル２１の外側に折り曲げる構成や、導電性金属板６１の両端部６１ａ，６１ｂのうちの少なくとも一方をアンテナコイル５１の外側の折り曲げる構成を採用する場合においても、上記したようにコンデンサ２２，５２がアンテナコイル２１，５１の外側領域に配設される構成となる以外は、上記した送信アンテナ装置１２および受信アンテナ装置４１と同一である。このため、導電性金属板３１の両端部３１ａ，３１ｂのうちの少なくとも一方をアンテナコイル２１の外側に折り曲げる構成や、導電性金属板６１の両端部６１ａ，６１ｂのうちの少なくとも一方をアンテナコイル５１の外側の折り曲げる構成を採用する送信アンテナ装置１２Ｃなどの送信アンテナ装置、および受信アンテナ装置４１Ｃなどの受信アンテナ装置によれば、送信アンテナ装置１２および受信アンテナ装置４１が奏する上記効果のうちの送信アンテナ装置１２および受信アンテナ装置４１を小形化できるという効果を除く他の効果について同様にして奏することができる。

また、上記の各送信アンテナ装置１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃおよび各受信アンテナ装置４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃでは、導電性金属板３１および導電性金属板６１を直角に折り曲げたり、円形に曲げる構成を採用してアンテナコイル２１，５１を形成しているが、図７に示すように、金属平板を打ち抜くことによって１ターンの平面コイルに形成された導電性金属板３１，６１を使用してアンテナコイル２１およびアンテナコイル５１を構成する送信アンテナ装置１２Ｄおよび受信アンテナ装置４１Ｄの場合には、同図に示すように、導電性金属板３１における各端部３１ａ，３１ｂの近傍部位、および導電性金属板６１における各端部６１ａ，６１ｂの近傍部位を一点鎖線で示す状態から実線で示す状態に捻って変形させることにより、各端部３１ａ，３１ｂを対向させたり、また各端部６１ａ，６１ｂを対向させたりする構成を採用することもできる。

この送信アンテナ装置１２Ｄおよび受信アンテナ装置４１Ｄにおいても、上記の各送信アンテナ装置１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃおよび各受信アンテナ装置４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと同様にして、表面積の大きい１本の帯状の導電性金属板３１，６１を使用し、かつアンテナコイル２１を構成する導電性金属板３１の両端部３１ａ，３１ｂとコンデンサ２２の各端部２２ａ，２２ｂ（図７では図示は省略している。図３参照）とを面的に接触させると共に、アンテナコイル５１を構成する導電性金属板６１の両端部６１ａ，６１ｂとコンデンサ５２の各端部５２ａ，５２ｂ（図７では図示は省略している。図３参照）とを面的に接触させる構成を採用することにより、上記の各送信アンテナ装置１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃおよび各受信アンテナ装置４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと同様にして、導電性金属板３１，６１の抵抗値（つまりアンテナコイル２１，５１の抵抗値）を十分に低減することができると共に、抵抗値の低減によってＱ値を向上させることもできる。したがって、この送信アンテナ装置１２Ｄおよび受信アンテナ装置４１Ｄにおいても、電力伝送効率を向上させることができる。

１ 電力伝送システム
２ 送電装置
３ 受電装置
１２、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ 送信アンテナ装置
２１，５１ アンテナコイル
２２ コンデンサ
３１，６１ 導電性金属板
４１、４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ 送信アンテナ装置
５１ アンテナコイル
５２ コンデンサ
Ｓ１ 交流信号

Claims (5)

1. 導体ラインがループ状に形成されて構成されたアンテナコイルと、
   前記アンテナコイルに並列に接続されたコンデンサとを備えた非接触電力伝送用アンテナ装置であって、
   前記アンテナコイルは、前記導体ラインとして帯状の導電性金属板で構成され、
   前記コンデンサは、柱状の外形を有すると共に平面状の各端面に電極がそれぞれ形成され、
   前記アンテナコイルの両端部は、当該アンテナコイルが曲げられ、または捻られることによって互いに平行な状態で対向し、
   前記コンデンサは、前記アンテナコイルの前記両端部間において、前記各端面のうちの一方の端面が当該両端部のうちの一方の端部に面的に接触し、かつ前記各端面のうちの他方の端面が当該両端部のうちの他方の端部に面的に接触した状態で配設されている非接触電力伝送用アンテナ装置。
2. 前記コンデンサは、前記アンテナコイルの前記両端部のうちの少なくとも一方が当該アンテナコイルの内側に曲げられることによって当該アンテナコイルの前記導体ラインによって囲われる内側領域に配設されている請求項１記載の非接触電力伝送用アンテナ装置。
3. 請求項１または２記載の非接触電力伝送用アンテナ装置と、交流信号を発生して前記非接触電力伝送用アンテナ装置に供給する信号発生部とを備えている送電装置。
4. 請求項１または２記載の非接触電力伝送用アンテナ装置と、当該非接触電力伝送用アンテナ装置の前記アンテナコイルに発生した交流電圧を整流すると共に平滑して直流電圧を生成する直流電圧生成部とを備えている受電装置。
5. 請求項３記載の送電装置と、請求項４記載の受電装置とを備え、当該送電装置の前記アンテナコイルと当該受電装置の前記アンテナコイルとが電磁結合している非接触電力伝送システム。

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