WO2013098931A1

WO2013098931A1 - ワイヤレス給電システム

Info

Publication number: WO2013098931A1
Application number: PCT/JP2011/080169
Authority: WO
Inventors: 壮志野村; 直道石浦
Original assignee: 富士機械製造株式会社
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2013-07-04
Also published as: JP5845287B2; EP2800242A4; EP2800242B1; CN103999323B; JPWO2013098931A1; CN103999323A; EP2800242A1

Abstract

　送電素子と受電素子との間の電磁場の共振を利用して、受電装置に交流電力を供給するワイヤレス給電システムにおいて、送電素子に供給される交流電力の周波数を変更する変更回路と、(A)変更回路を調整し、送電素子に供給される交流電力の周波数を制御可能に変更する周波数変更部と、(B)交流電力の周波数の変更に伴って、受電装置の給電状態が、実際に交流電力が供給されている状態と供給されていない状態との間で変化するときの第１周波数と第２周波数とを測定する周波数測定部と、(C)受電装置に交流電力を供給する際の交流電力の周波数を、第１周波数と第２周波数との間の周波数に決定する周波数決定部とを有する制御装置とが設けられる。これにより、給電時の交流電力の周波数を適切に調整することが可能となり、効率よく受電装置に給電することが可能となる。

Description

ワイヤレス給電システム

　本発明は、送電素子と受電素子との間の電磁場の共振を利用して、受電装置に交流電力を供給するワイヤレス給電システムに関するものである。

　ワイヤレス給電システムには、送電素子と受電素子との間の電磁場の共振を利用して、受電装置に交流電力を供給するシステムがある。この電磁場の共振を利用して給電を行うシステムは、送電装置と受電装置とがある程度離れていても受電装置に給電することが可能であるため、非常に利便性の高い給電システムと考えられており、近年開発が進められている。下記特許文献には、電磁場の共振を利用した給電システムに関する技術が記載されている。

特開平１１－１５５２４５号公報特開２００７－２２８７９４号公報

　電磁場の共振を利用したワイヤレス給電システムでは、送電素子への電力の供給により、送電素子と受電素子との間に電磁場が形成され、その電磁場の共振を利用して、受電装置に電力が供給されるようになっている。つまり、送電装置の共振周波数と受電装置の共振周波数とが一致した際に、送電素子と受電素子とが共振して、それらが電磁的に結合されることで、受電装置に電力が供給される。このため、例えば、受電装置の共振周波数が変化し、受電装置に給電可能な交流電力の周波数の範囲が変化した場合には、受電装置への給電効率が低下、若しくは、受電装置に給電することができなくなる虞がある。

　本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、受電装置に給電可能な交流電力の周波数の範囲が変化した場合であっても、効率よく受電装置に給電することが可能なワイヤレス給電システムを提供することを課題とする。

　上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載のワイヤレス給電システムは、(a)送電素子と、その送電素子に交流電力を供給する送電回路とを有する送電装置と、(b)前記送電素子から離間して配設される受電素子を有する受電装置とを備え、前記送電素子と前記受電素子との間の電磁場の共振を利用して、前記受電装置に交流電力を供給するワイヤレス給電システムにおいて、前記送電装置が、前記送電素子に供給される交流電力の周波数を変更する変更回路と、(A)その変更回路を調整し、前記送電素子に供給される交流電力の周波数を制御可能に変更する周波数変更部と、(B)その周波数変更部による交流電力の周波数の変更に伴って、前記受電装置の給電状態が、前記受電装置に交流電力が実際に供給されている状態と供給されていない状態との間で変化する供給状態変化時の交流電力の周波数である第１周波数と、その第１周波数と異なる周波数であり、前記供給状態変化時の交流電力の周波数である第２周波数とを測定する周波数測定部と、(C)前記受電装置に交流電力を供給する際の交流電力の周波数である供給時周波数を、前記第１周波数の値と前記第２周波数の値との間の値に相当する周波数に決定する周波数決定部とを有する制御装置とを備えるように構成される。

　また、請求項２に記載のワイヤレス給電システムは、請求項１に記載のワイヤレス給電システムにおいて、前記周波数決定部が、前記供給時周波数を、前記第１周波数の値と前記第２周波数の値とを加算した値の半分の値に相当する周波数に決定するように構成される。

　また、請求項３に記載のワイヤレス給電システムは、請求項１または請求項２に記載のワイヤレス給電システムにおいて、前記受電装置が、前記受電装置への交流電力の供給の有無を検出し、その検出結果を前記制御装置に送信する送信機を有し、前記周波数測定部が、前記送信機からの検出結果に基づいて、前記第１周波数と前記第２周波数とを測定するように構成される。

　また、請求項４に記載のワイヤレス給電システムは、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のワイヤレス給電システムにおいて、前記周波数変更部が、前記第１周波数と前記第２周波数とが測定される際に、前記送電素子に供給される交流電力の周波数が高くなるように、前記変更回路を調整するように構成される。

　また、請求項５に記載のワイヤレス給電システムは、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のワイヤレス給電システムにおいて、前記周波数変更部が、前記第１周波数と前記第２周波数とが測定される際に、前記送電素子に供給される交流電力の周波数が低くなるように、前記変更回路を調整するように構成される。

　また、請求項６に記載のワイヤレス給電システムは、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のワイヤレス給電システムにおいて、前記制御装置が、前記周波数決定部によって決定された前記供給時周波数を記憶する供給時周波数記憶部を有し、当該ワイヤレス給電システムが、前記受電装置に再給電される際には、前記供給時周波数記憶部に記憶されている前記供給時周波数の交流電力が供給されるように構成される。

　また、請求項７に記載のワイヤレス給電システムは、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のワイヤレス給電システムにおいて、前記周波数変更部が、前記送電素子に供給される交流電力の周波数を、前記第１周波数の値と前記第２周波数の値との間の値とは異なる値に相当する周波数に変更することで、前記受電装置への給電を停止する給電停止部を有するように構成される。

　請求項１に記載のワイヤレス給電システムでは、受電装置の給電状態が、受電装置に交流電力が実際に供給されている状態と供給されていない状態との間で変化するときの交流電力の周波数が測定されている。受電装置の給電状態が上記２つの状態の間で変化するときの交流電力の周波数には、第１周波数と第２周波数とがあり、受電装置に交流電力が供給される際の交流電力の周波数である供給時周波数が、第１周波数の値と第２周波数の値との間の値に相当する周波数に決定される。これにより、送電素子から送られる交流電力の周波数を適切に調整することが可能となり、受電装置に給電可能な交流電力の周波数の範囲が変化した場合であっても、効率よく受電装置に給電することが可能となる。

　また、請求項２に記載のワイヤレス給電システムでは、供給時周波数が、第１周波数の値と第２周波数の値との平均値に相当する周波数に決定されている。送電素子から送られる交流電力の周波数が、第１周波数、若しくは第２周波数である場合には、受電装置に供給される電力は概ね０であり、送電素子から送られる交流電力の周波数が、第１周波数の値と第２周波数の値との平均値に相当する周波数である場合に、通常、受電装置に供給される電力が最も大きくなる。したがって、請求項２に記載のワイヤレス給電システムによれば、最も効率よく受電装置に給電することが可能となる。

　また、請求項３に記載のワイヤレス給電システムでは、受電装置への交流電力の供給の有無を検出し、検出結果を制御装置に送信する送信機が設けられている。これにより、受電装置に交流電力が供給されている状態と供給されていない状態との一方から他方に変化するタイミング、若しくは、他方から一方に変化するタイミングを確実に判定することが可能となり、好適に第１周波数および第２周波数を測定することが可能となる。

　また、請求項４に記載のワイヤレス給電システムでは、第１周波数および第２周波数の測定時に、送電素子から送られる交流電力の周波数が高くなるように、変更回路が調整されており、請求項５に記載のワイヤレス給電システムでは、第１周波数および第２周波数の測定時に、送電素子から送られる交流電力の周波数が低くなるように、変更回路が調整されている。これにより、比較的シンプルな方式で第１周波数および第２周波数を測定することが可能となる。

　また、請求項６に記載のワイヤレス給電システムでは、決定された供給時周波数が、供給時周波数記憶部に記憶されており、受電装置への再給電時には、供給時周波数記憶部に記憶されている供給時周波数の交流電力が供給される。これにより、第１周波数および第２周波数の測定等を行うことなく、受電装置への給電を行うことが可能となり、送電素子から送られる交流電力の周波数の調整に要する時間を短縮することが可能となる。

　また、請求項７に記載のワイヤレス給電システムでは、受電装置への給電を停止する際に、送電素子から送られる交流電力の周波数が、第１周波数の値と第２周波数の値の間の値とは異なる値に相当する周波数に変更される。これにより、主電源等を切ることなく、受電装置への給電を容易に停止することが可能となる。

本発明の実施例であるワイヤレス給電システムを備える電子部品装着装置を示す斜視図である。図１に示す電子部品装着装置の備える移動装置および装着ヘッドを示す斜視図である。図１に示す電子部品装着装置の備える装着機制御装置を示すブロック図である。本発明の実施例であるワイヤレス給電システムを示すブロック図である。送電装置から送られる交流電力の周波数と、受電装置に供給される電力との関係を示すグラフである。周波数キャリブレーションプログラムを示すフローチャートである。

　以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

　＜電子部品装着装置の構成＞
　図１に、電子部品装着装置（以下、「装着装置」と略す場合がある）１０を示す。その図は、装着装置１０の外装部品の一部を取り除いた斜視図である。装着装置１０は、１つのシステムベース１２と、そのシステムベース１２の上に互いに隣接されて並んで配列された２つの電子部品装着機（以下、「装着機」と略す場合がある）１６とを含んで構成されており、回路基板に電子部品を装着する作業を行うものとされている。なお、以下の説明において、装着機１６の並ぶ方向をＸ軸方向とし、その方向に直角な水平の方向をＹ軸方向と称する。

　装着装置１０の備える装着機１６の各々は、主に、フレーム部２０とそのフレーム部２０に上架されたビーム部２２とを含んで構成された装着機本体２４と、回路基板をＸ軸方向に搬送するとともに設定された位置に固定する搬送装置２６と、その搬送装置２６によって固定された回路基板に電子部品を装着する装着ヘッド２８と、ビーム部２２に配設されて装着ヘッド２８をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる移動装置３０と、フレーム部２０の前方に配設され装着ヘッド２８に電子部品を供給する供給装置３２とを備えている。

　搬送装置２６は、２つのコンベア装置４０，４２を備えており、それら２つのコンベア装置４０，４２は、互いに平行、かつ、Ｘ軸方向に延びるようにフレーム部２０のＹ軸方向での中央部に配設されている。２つのコンベア装置４０，４２の各々は、電磁モータ（図３参照）４４によって各コンベア装置４０，４２に支持される回路基板をＸ軸方向に搬送するとともに、所定の位置において回路基板を固定的に保持する構造とされている。

　また、供給装置３２は、フレーム部２０の前方側の端部に配設されている。供給装置３２は、フィーダ型の供給装置とされており、テーピング化された電子部品を保持して１つずつ電子部品を送り出すテープフィーダ５０を複数有している。そして、それら複数のテープフィーダ５０の各々によって、装着ヘッド２８への供給位置に電子部品を供給する構造とされている。

　また、装置ヘッド２８は、搬送装置２６によって保持された回路基板に対して電子部品を装着するものであり、下面に電子部品を吸着する吸着ノズル５２を有している。吸着ノズル５２は、正負圧供給装置（図３参照）５４を介して負圧エア，正圧エア通路に通じており、負圧にて電子部品を吸着保持し、僅かな正圧が供給されることで保持した電子部品を離脱する構造とされている。さらに、装着ヘッド２８は、吸着ノズル５２を昇降させるノズル昇降装置（図３参照）５６および吸着ノズル５２をそれの軸心回りに自転させるノズル自転装置（図３参照）５８を有しており、保持する電子部品の上下方向の位置および電子部品の保持姿勢を変更することが可能とされている。なお、吸着ノズル５２は、装着ヘッド２８に着脱可能とされており、電子部品のサイズ，形状等に応じて変更することが可能とされている。

　その装着ヘッド２８は、移動装置３０によって、フレーム部２０上の任意の位置に移動可能とされている。詳しく言えば、移動装置３０は、図２に示すように、装着ヘッド２８をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸方向スライド機構６０と、作業ヘッド２８をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸方向スライド機構６２とを備えている。Ｙ軸方向スライド機構６２は、Ｙ軸方向に移動可能にビーム部２２に設けられたＹ軸スライダ６４と、駆動源としての電磁モータ６６とを有しており、電磁モータ６６によって、Ｙ軸スライダ６４がＹ軸方向の任意の位置に移動可能とされている。また、Ｘ軸方向スライド機構６０は、Ｘ軸方向に移動可能にＹ軸スライダ６４に設けられたＹ軸スライダ６８と、駆動源としての電磁モータ（図３参照）７０とを有しており、電磁モータ７０によって、Ｘ軸スライダ６８がＸ軸方向の任意の位置に移動可能とされている。そのＸ軸スライダ６８に装着ヘッド２８が取り付けられることで、装着ヘッド２８は、移動装置３０によって、フレーム部２０上の任意の位置に移動可能とされている。なお、装着ヘッド２８は、Ｘ軸スライダ６８にワンタッチで着脱可能とされており、種類の異なる作業ヘッド、例えば、ディスペンサヘッド等に変更することが可能とされている。

　さらに、装着機１６は、図３に示すように、装着機制御装置７２を備えている。装着機制御装置７２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体とするコントローラ７４と、上記電磁モータ４４，６６，７０，テープフィーダ５０，正負圧供給装置５４，ノズル昇降装置５６，ノズル自転装置５８の各々に対応する複数の駆動回路７６とを備えている。また、コントローラ７４には、各駆動回路７６を介して搬送装置，移動装置等の駆動源が接続されており、搬送装置，移動装置等の作動を制御することが可能とされている。さらに、搬送装置２６および供給装置３２に対応する各駆動回路７６には、電源７８が接続されており、搬送装置２６および供給装置３２に電源７８から電力が供給される。一方、装着ヘッド２８および移動装置３０に対応する各駆動回路７６には、ワイヤレス給電システム８０を介して、電源７８が接続されており、そのワイヤレス給電システム８０を介して、装着ヘッド２８および移動装置３０に電源７８から電力が供給される。

　＜ワイヤレス給電システムの構成＞
　ワイヤレス給電システム８０は、各駆動回路７６に接続される受電装置８２と、その受電装置８２に電源７８からの電力をワイヤレスで供給する送電装置８４とを備えている。受電装置８２は、図４に示すように、送電装置８４から供給される電力を受ける受電素子８６と、受電素子８６を介して電力が供給される受電回路８８と、その受電回路８８への電力供給の有無を判定し、その判定結果を送電装置８４に送信する送信機９０とを有している。受電回路８８は、受電素子８６，各駆動回路７６に接続されており、受電素子８６が受電した電力を、各駆動回路７６に供給することが可能とされている。受電回路８８は、さらに、送信機９０に接続されており、送信機９０は、受電回路８８への電力供給の有無を検出することが可能とされている。

　また、送電装置８４は、電源７８に接続される送電回路９２と、交流電力の周波数を変更する変更回路９４と、受電素子８６に電力を送電するための送電素子９６と、受電装置８２の送信機９０から送信された検出結果を受信する受信機９８と、変更回路９４を調整する給電制御装置１００とを有している。変更回路９４は、送電回路９２および送電素子９６に接続されており、電源７８から送電回路９２を介して供給された交流電力を、周波数を変更して、送電素子９６に送ることが可能とされている。その変更回路９４には、給電制御装置１００が接続されており、送電素子９６に送られる交流電力の周波数が、給電制御装置１００によって、制御可能に変更される。また、給電制御装置１００に、受信機９８が接続されており、送信機９０から送信された検出結果が、給電制御装置１００に入力される。

　送電装置８４の送電素子９６は、板状の電極とされており、図２に示すように、移動装置３０のＹ軸スライダ６４の上面にＸ軸方向に延びるように配設されている。一方、受電装置８２の受電素子８６も、板状の電極とされており、送電素子９６と隙間を隔てて対向した状態でＸ軸スライダ６８に配設されている。送電素子９６は、Ｘ軸スライダ６８のＸ軸方向への移動可能な領域に渡って延設されており、Ｘ軸スライダ６８がＸ軸方向に移動しても、受電素子８６と送電素子９６とが対抗した状態が維持される。このような状態において、送電素子９６から送られた電力が、受電素子８６を介して、受電装置８２に供給され、移動装置３０および装着ヘッド２８の各駆動回路７６に供給される。

　＜ワイヤレス給電システムの制御＞
　ワイヤレス給電システム８０では、送電素子９６への電力の供給により、送電素子９６と受電素子８６との間に電界が形成され、その電界の共振を利用して、受電装置８２に電力が供給されるようになっている。電界の共振を利用したワイヤレス給電では、送電側の装置の共振周波数と受電側の装置の共振周波数とが一致した際に、送電素子９６と受電素子８６とが共振して、それらが電磁的に結合されることで、受電装置８２に電力が供給される。このため、送電素子９６と受電素子８６とが共振可能な周波数の交流電力を、送電装置８４から受電装置８２に送る必要があり、受電装置８２は、特定範囲の周波数において交流電力を受電することが可能とされている。

　具体的にいえば、送電装置８４から送られる交流電力の周波数ｆが、第１周波数ｆ１以上であり、第２周波数ｆ２以下である場合に、受電装置８２に電力を供給することが可能となる。また、送電装置８４から送られる交流電力の周波数ｆと、で受電装置８２に供給される電力との関係は、図５の実線に示すようになっており、交流電力の周波数ｆが、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とを加算した値の半分の値に相当する周波数とされた際に、最も効率よく受電装置８２に電力を供給することが可能となる。この最も効率よく給電可能な周波数を給電時周波数ｆ*とし、受電装置８２の給電時には、給電時周波数ｆ*の交流電力が送電素子９６に送られるように、変更回路９４が、給電制御装置１００によって調整される。

　上述したように、給電時周波数ｆ*の交流電力が送電素子９６に送られることで、最も効率よく受電装置８２に電力を供給することが可能となる。しかし、ワイヤレス給電システム８０によって給電される装置、具体的には、移動装置３０，装着ヘッド２８にかかる負荷が変化すると、給電時周波数ｆ*も変化する。詳しく言えば、移動装置３０には、装着ヘッド２８が着脱可能とされており、移動装置３０に装着ヘッド２８と異なる作業ヘッド、例えば、ディスペンサヘッドが装着される場合がある。また、装着ヘッド２８の吸着ノズル５０は変更可能とされており、例えば、重量の軽い吸着ノズルから重量の重い吸着ノズルに変更される場合がある。このような場合には、移動装置３０，装着ヘッド２８にかかる負荷が変化し、交流電力の周波数ｆと受電装置８２への供給電力との関係は、例えば、図５の１点鎖線に示すように変化する。

　図から解るように、移動装置３０等にかかる負荷が変化すると、給電時周波数ｆ*の交流電力が供給されている際の負荷変化後の受電装置８２（１点鎖線）には、負荷変化前の受電装置８２（実線）の１／３程度の電力しか、供給されない。このため、移動装置３０，装着ヘッド２８にかかる負荷が変化した場合等には、給電時周波数ｆ*を調整する必要があり、本ワイヤレス給電システム８０では、供給時周波数ｆ*を調整するための周波数キャリブレーション制御が行われている。

　周波数キャリブレーション制御では、まず、受電装置８２の給電状態が、受電装置８２に交流電力が実際に供給されている状態と供給されていない状態との間で変化する供給状態変化時の交流電力の周波数が測定される。具体的には、受電回路８８に電流が流れていない状態から流れている状態に変化するときの交流電力の周波数である第１周波数ｆ１と、受電回路８８に電流が流れている状態から流れていない状態に変化するときの交流電力の周波数である第２周波数ｆ２とが測定される。なお、ワイヤレス給電システム８０には、給電制御装置１００に接続された調整スイッチ１１０（図４参照）が設けられており、オペレータによって調整スイッチ１１０が操作された場合に、給電時周波数ｆ*の調整が行われる。

　第１周波数ｆ１が測定される際には、送電素子９６から受電装置８２に送られる交流電力の周波数が、比較的低い周波数に設定された初期周波数αに調整される。この初期周波数αは、受電装置８２が受電不可能な値に設定されており、受電装置８２に電力は供給されず、受電回路８８に電流は流れない。受電回路８８に接続されている送信機９０は、受電回路８８内の電流の流れを検出可能とされており、この検出結果は、給電制御装置１００に送信される。つまり、送電素子９６から初期周波数αの交流電力が受電装置８２に送られる際には、受電装置８２に電力が供給されていない旨の検出結果が、給電制御装置１００に送信される。

　次に、送電素子９６から受電装置８２に送られる交流電力の周波数が、初期周波数αに特定周波数Δｆを加えた周波数に調整され、送信機９０による検出結果が、給電制御装置１００に送信される。その検出結果が、受電装置８２に電力が供給されていない旨の結果である場合には、前回調整された周波数に特定周波数Δｆが加えられ、その特定周波数Δｆが加えられた周波数に交流電力が調整される。周波数が徐々に高くなるように、交流電力が調整されることで、送信機９０による検出結果が、受電装置８２に電力が供給されていない旨の結果から電力が供給されている旨の結果に変化する。この検出結果が変化した際の交流電力の周波数が、第１周波数ｆ１として測定される。

　続いて、第２周波数ｆ２を測定するべく、第１周波数ｆ１の測定時と同様に、周波数が特定周波数Δｆずつ高くなるように、交流電力が調整される。ただし、第２周波数ｆ２の測定当初の送信機９０による検出結果は、受電装置８２に電力が供給されている旨の結果であり、周波数が徐々に高くなると、検出結果は、受電装置８２に電力が供給されている旨の結果から電力が供給されていない旨の結果に変化する。この検出結果が変化した際の交流電力の周波数が、第２周波数ｆ２として測定される。

　そして、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とが測定されると、給電時周波数ｆ*が、次式に従って演算される。
　　ｆ*＝（ｆ１＋ｆ２）／２
この演算された給電時周波数ｆ*の交流電力が、送電素子９６から受電装置８２に送られることで、受電装置８２に効率よく電力を供給することが可能となる。

　また、給電時周波数ｆ*が決定された際に、決定された給電時周波数ｆ*が給電制御装置１００に記憶され、再給電時に、その記憶された給電時周波数ｆ*の交流電力が、送電素子９６から受電装置８２に送られる。これにより、再給電時における第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との測定等を省くことが可能となり、給電時周波数ｆ*のキャリブレーションの短縮化を図ることが可能となる。ただし、オペレータによって調整スイッチ１１０が操作された場合には、再度、上記手順に従って、給電時周波数ｆ*が決定される。これにより、作業ヘッド，吸着ノズル等が交換された場合であっても、給電時周波数ｆ*を好適に調整し、受電装置８２に効率よく電力を供給することが可能となる。

　また、受電装置８２に給電されている際に、作業ヘッド，吸着ノズル等を交換する必要が生じた場合等には、受電装置８２への給電を停止する必要がある。このような場合に、本ワイヤレス給電システム８０では、送電素子９６から受電装置８２に送られる交流電力の周波数が、第１周波数ｆ１より低い周波数、若しくは、第２周波数ｆ２より高い周波数に変更される。これにより、主電源等を切ることなく、受電装置８２への給電を停止することが可能となる。なお、ワイヤレス給電システム８０には、給電制御装置１００に接続された停止スイッチ１１２（図３参照）が設けられており、オペレータによって停止スイッチ１１２が操作された場合に、周波数の変更が行われ、受電装置８２への給電が停止される。

　＜制御プログラム＞
　上述した給電時周波数ｆ*のキャリブレーション制御は、図６にフローチャートを示す周波数キャリブレーションプログラムが給電制御装置１００により行われることで、実行されることで行われる。

　まず、周波数キャリブレーションプログラムでは、ステップ１（以下、単に「Ｓ１」と略す。他のステップについても同様とする）において、調整スイッチ１１０がオペレータによって操作されたか否かが判定される。調整スイッチ１１０が操作されたと判定された場合には、Ｓ２において、変更回路９４が調整され、送電素子９６から受電装置８２に送られる交流電力の周波数ｆが初期周波数αに調整される。次に、Ｓ３において、受電装置８２に電力が供給されているか否かが判定される。具体的には、受電装置８２の送信機９０から送信される検出結果が、受電装置８２に電力が供給されている旨の結果であるか否かが判定される。受電装置８２に電力が供給されていないと判定された場合には、Ｓ４において、変更回路９４が調整され、受電装置８２に送られる交流電力の周波数ｆが、受電装置８２に実際に給電されている周波数ｆに特定周波数Δｆが加えられた周波数に変更される。そして、Ｓ３において、受電装置８２に電力が供給されているか否かが判定され、受電装置８２に電力が供給されていると判定されるまで、Ｓ３およびＳ４の処理が繰り返し行われる。

　Ｓ３で受電装置８２に電力が供給されていると判定されると、Ｓ５において、受電装置８２に電力が供給されていると判定された際の交流電力の周波数ｆが、第１周波数ｆ１として記憶される。次に、Ｓ６において、変更回路９４が調整され、受電装置８２に送られる交流電力の周波数ｆが、受電装置８２に実際に給電されている周波数ｆに特定周波数Δｆが加えられた周波数に変更される。そして、Ｓ７において、受電装置８２に電力が供給されているか否かが判定される。

　Ｓ７で受電装置８２に電力が供給されていると判定された場合には、Ｓ６に戻り、変更回路９４が調整され、受電装置８２に送られる交流電力の周波数ｆが、受電装置８２に実際に給電されている周波数ｆに特定周波数Δｆが加えられた周波数に変更される。そして、Ｓ７において、受電装置８２に電力が供給されているか否かが判定され、受電装置８２に電力が供給されていないと判定されるまで、Ｓ６およびＳ７の処理が繰り返し行われる。

　Ｓ７で受電装置８２に電力が供給されていないと判定されると、Ｓ８において、受電装置８２に電力が供給されていないと判定された際の交流電力の周波数ｆが、第２周波数ｆ２として記憶される。そして、Ｓ９において、供給時周波数ｆ*が、上述した式に従って演算され、その演算値に決定される。続いて、Ｓ１０において、決定された供給時周波数ｆ*が、給電制御装置１００に記憶され、Ｓ１１において、変更回路９４が調整され、供給時周波数ｆ*の交流電力が受電装置８２に供給される。

　続いて、Ｓ１２において、停止スイッチ１１２がオペレータによって操作されたか否かが判定され、停止スイッチ１１２が操作されていないと判定された場合には、Ｓ１１およびＳ１２の処理が繰り返し行われる。また、停止スイッチ１１２が操作されたと判定された場合には、Ｓ１３において、変更回路９４が調整され、送電素子９６から受電装置８２に送られる交流電力の周波数ｆが、第１周波数ｆ１より低い周波数、若しくは、第２周波数ｆ２より高い周波数に変更される。以上の処理により、キャリブレーション制御が実行される。なお、Ｓ１で調整スイッチ１１０が操作されていないと判定された場合には、Ｓ１１以降の処理が行われる。

　＜給電制御装置の機能構成＞
　上記周波数キャリブレーションプログラムを実行する給電制御装置１００は、それの実行処理に鑑みれば、図４に示すような機能構成を有するものと考えることができる。図から解るように、給電制御装置１００は、Ｓ４，Ｓ６，Ｓ１１，Ｓ１３の処理を実行する機能部、つまり、変更回路９４を調整することで、送電素子９６に供給される交流電力の周波数を変更する機能部として、周波数変更部１２０を、Ｓ５，Ｓ８の処理を実行する機能部、つまり、第１周波数ｆ１および第２周波数ｆ２を測定する機能部として、周波数測定部１２２を、Ｓ９の処理を実行する機能部、つまり、第１周波数ｆ１および第２周波数ｆ２に基づいて供給時周波数ｆ*を決定する機能部として、周波数決定部１２４を、Ｓ１０の処理を実行する機能部、つまり、決定された供給時周波数ｆ*を記憶する機能部として、周波数記憶部１２６を、それぞれ備えている。また、周波数変更部１２０は、Ｓ１３の処理を実行する機能部、つまり、変更回路９４を調整することで、送電素子９６に供給される交流電力の周波数を、第１周波数ｆ１より低い周波数、若しくは、第２周波数ｆ２より高い周波数に変更する機能部として、給電停止部１２８を備えている。

　ちなみに、上記実施例において、ワイヤレス給電システム８０は、ワイヤレス給電システムの一例であり、ワイヤレス給電システム８０を構成する受電装置８２，送電装置８４は、受電装置，送電装置の一例である。また、受電装置８２を構成する受電素子８６，送信機９０は、受電素子，送信機の一例であり、送電装置８４を構成する送電回路９２，変更回路９４，送電素子９６，給電制御装置１００は、送電回路，変更回路，送電素子，制御装置の一例である。さらに、給電制御装置１００を構成する周波数変更部１２０，周波数測定部１２２，周波数決定部１２４，周波数記憶部１２６，給電停止部１２８は、周波数変更部，周波数測定部，周波数決定部，供給時周波数記憶部，給電停止部の一例である。

　なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、送電素子および受電素子として平板状の電極を採用しているが、コイルを採用することが可能である。ただし、送電素子および受電素子としてコイルを採用した場合には、送電素子と受電素子との間の磁場の共振を利用して、受電装置に交流電力が供給される。

　また、上記実施例では、第１周波数ｆ１および第２周波数ｆ２を測定する際に、送電素子９６に供給される交流電力の周波数が高くなるように、変更回路が調整されているが、交流電力の周波数が低くなるように、変更回路が調整されてもよい。ただし、交流電力の周波数が低くなるように、変更回路が調整される場合には、測定開始時の交流電力の初期周波数は、比較的高い周波数βに設定する必要がある。また、交流電力の周波数が高くなったり低くなったりするように、変更回路が調整されてもよい。具体的には、例えば、交流電力の周波数が、初期周波数αから徐々に高くなるように、変更回路を調整することで、第１周波数ｆ１を測定する。その後に、交流電力の周波数が、初期周波数βから徐々に低くなるように、変更回路を調整することで、第２周波数ｆ２を測定してもよい。

　また、上記実施例では、供給時周波数ｆ*が第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との平均値に決定されているが、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との間の値であれば、どのような値に決定されてもよい。具体的には、例えば、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との一方に重み付けをした平均値等であってもよい。具体的には、供給時周波数ｆ*は、下記式に従って演算されてもよい。
　　ｆ*＝（ａ・ｆ１＋ｂ・ｆ２）／（ａ＋ｂ）
ここで、ａおよびｂは、負の実数でなく、少なくとも一方は０ではない。

　８０：ワイヤレス給電システム　　８２：受電装置　　８４：送電装置　　８６：受電素子　　９０：送信機　　９２：送電回路　　９４：変更回路　　９６：送電素子　　１００：給電制御装置（制御装置）　　１２０：周波数変更部　　１２２：周波数測定部　　１２４：周波数決定部　　１２６：周波数記憶部（供給時周波数記憶部）　　１２８：給電停止部

Claims

　(a)送電素子と、その送電素子に交流電力を供給する送電回路とを有する送電装置と、(b)前記送電素子から離間して配設される受電素子を有する受電装置とを備え、前記送電素子と前記受電素子との間の電磁場の共振を利用して、前記受電装置に交流電力を供給するワイヤレス給電システムにおいて、
　前記送電装置が、
　前記送電素子に供給される交流電力の周波数を変更する変更回路と、
　(A)その変更回路を調整し、前記送電素子に供給される交流電力の周波数を制御可能に変更する周波数変更部と、(B)その周波数変更部による交流電力の周波数の変更に伴って、前記受電装置の給電状態が、前記受電装置に交流電力が実際に供給されている状態と供給されていない状態との間で変化する供給状態変化時の交流電力の周波数である第１周波数と、その第１周波数と異なる周波数であり、前記供給状態変化時の交流電力の周波数である第２周波数とを測定する周波数測定部と、(C)前記受電装置に交流電力を供給する際の交流電力の周波数である供給時周波数を、前記第１周波数の値と前記第２周波数の値との間の値に相当する周波数に決定する周波数決定部とを有する制御装置と
　を備えたワイヤレス給電システム。
　前記周波数決定部が、
　前記供給時周波数を、前記第１周波数の値と前記第２周波数の値とを加算した値の半分の値に相当する周波数に決定する請求項１に記載のワイヤレス給電システム。
　前記受電装置が、
　前記受電装置への交流電力の供給の有無を検出し、その検出結果を前記制御装置に送信する送信機を有し、
　前記周波数測定部が、
　前記送信機からの検出結果に基づいて、前記第１周波数と前記第２周波数とを測定する請求項１または請求項２に記載のワイヤレス給電システム。
　前記周波数変更部が、
　前記第１周波数と前記第２周波数とが測定される際に、前記送電素子に供給される交流電力の周波数が高くなるように、前記変更回路を調整する請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のワイヤレス給電システム。
　前記周波数変更部が、
　前記第１周波数と前記第２周波数とが測定される際に、前記送電素子に供給される交流電力の周波数が低くなるように、前記変更回路を調整する請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のワイヤレス給電システム。
　前記制御装置が、
　前記周波数決定部によって決定された前記供給時周波数を記憶する供給時周波数記憶部を有し、
　当該ワイヤレス給電システムが、
　前記受電装置に再給電される際には、前記供給時周波数記憶部に記憶されている前記供給時周波数の交流電力が供給されるように構成された請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のワイヤレス給電システム。
　前記周波数変更部が、
　前記送電素子に供給される交流電力の周波数を、前記第１周波数の値と前記第２周波数の値との間の値とは異なる値に相当する周波数に変更することで、前記受電装置への給電を停止する給電停止部を有する請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のワイヤレス給電システム。