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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022069131
(43)【公開日】2022-05-11
(54)【発明の名称】電力供給システム
(51)【国際特許分類】
H02J 50/05 20160101AFI20220428BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20220428BHJP
H02J 50/40 20160101ALI20220428BHJP
【ＦＩ】
H02J50/05
H02M7/48 A
H02J50/40
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020178124
(22)【出願日】2020-10-23
(71)【出願人】
【識別番号】514038443
【氏名又は名称】株式会社ＥｘＨ
(71)【出願人】
【識別番号】000107804
【氏名又は名称】スミダコーポレーション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126000
【弁理士】
【氏名又は名称】岩池 満
(74)【代理人】
【識別番号】100154748
【弁理士】
【氏名又は名称】菅沼 和弘
(72)【発明者】
【氏名】原川 健一
(72)【発明者】
【氏名】宮崎 弘行
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770DA01
5H770DA11
5H770DA18
5H770DA20
5H770DA41
5H770DA44
5H770DA45
5H770DA46
5H770DA47
5H770EA23
(57)【要約】 （修正有）
【課題】急速充電可能な電池及びキャパシタに対する大電力急速充電や、ロボットなどの大きな負荷に対する送電を実現させる手法を提供する。
【解決手段】送電電極１１から送電された電力を、接合容量ＣＡ及びＣＢを介して受電する受電電極１２を有する受電側を含む電力供給システムにおいて、受電電極１２は、ゴム１２１及び弾性接着層１２２からなる第１の層と、薄板電極１２３からなる第２の層と、第２の層の端部と受電電極１２とを接続するバネ状導体１２４とを有する。第２の層のうち送電電極に対向する面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が配置されており、第２の層が送電電極１１に接触又は近接すると、送電電極１１からの電力が、第２の層とバネ状導体１２４とを介して受電電極１２に送電される。
【選択図】図２
【解決手段】送電電極１１から送電された電力を、接合容量ＣＡ及びＣＢを介して受電する受電電極１２を有する受電側を含む電力供給システムにおいて、受電電極１２は、ゴム１２１及び弾性接着層１２２からなる第１の層と、薄板電極１２３からなる第２の層と、第２の層の端部と受電電極１２とを接続するバネ状導体１２４とを有する。第２の層のうち送電電極に対向する面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が配置されており、第２の層が送電電極１１に接触又は近接すると、送電電極１１からの電力が、第２の層とバネ状導体１２４とを介して受電電極１２に送電される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源からの電力を送電する送電電極を有する送電側と、前記送電電極から送電された電力を、接合容量を介して受電する受電電極を有する受電側とを含む電力供給システムにおいて、
前記受電側は、
前記受電電極のうち前記送電電極に対向する面に、絶縁性の弾性体からなる第１の層と、屈曲性を有する薄板形状の導電体からなる第２の層と、当該第２の層の端部と前記受電電極とを接続する導電性の弾性体とを有し、
前記第２の層のうち前記送電電極に対向する面に絶縁性の膜が配置されており、
前記第２の層が前記送電電極に接触又は近接すると、当該送電電極からの電力が、前記第２の層と前記導電性の弾性体とを介して前記受電電極により受電する、
電力供給システム。
前記受電側は、
前記受電電極のうち前記送電電極に対向する面に、絶縁性の弾性体からなる第１の層と、屈曲性を有する薄板形状の導電体からなる第２の層と、当該第２の層の端部と前記受電電極とを接続する導電性の弾性体とを有し、
前記第２の層のうち前記送電電極に対向する面に絶縁性の膜が配置されており、
前記第２の層が前記送電電極に接触又は近接すると、当該送電電極からの電力が、前記第２の層と前記導電性の弾性体とを介して前記受電電極により受電する、
電力供給システム。
【請求項2】
前記第２の層は、前記第１の層の表面に複数配置され、
前記受電側が前記送電側に押圧されると、前記送電電極の表面の形状に合わせて、複数の前記第２の層の夫々が形状を変化させながら前記送電電極の表面に接触する、
請求項１に記載の電力供給システム。
前記受電側が前記送電側に押圧されると、前記送電電極の表面の形状に合わせて、複数の前記第２の層の夫々が形状を変化させながら前記送電電極の表面に接触する、
請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項3】
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフライバックインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフライバックインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項4】
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフォワードインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフォワードインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項5】
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し、
前記送電側は、
疑似的な方形波を発振させる、４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を含むフルブリッジ回路を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
前記送電側は、
疑似的な方形波を発振させる、４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を含むフルブリッジ回路を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項6】
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を有するフルブリッジ回路、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を有するフルブリッジ回路、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項7】
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を有するプッシュプル回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を有するプッシュプル回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項8】
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と２つのコンデンサとを有するハーフブリッジ回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と２つのコンデンサとを有するハーフブリッジ回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項9】
前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段をさらに含む、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力供給システムに関する。
【背景技術】
【0002】
電界結合非接触方式の給電技術は、非接触の電極間の接合容量を介して電力を送電することができる優れた給電技術である（例えば特許文献１参照）。ただし、非接触である分、接合容量が小さくなるため、電圧を高めたり周波数を上げたりすることで接合容量を大きくする必要がある。
しかしながら、無暗に電圧を高めたり周波数を上げたりすると、接合容量から外部に放射される電磁界が大きくなるので好ましくない。このため、電界結合非接触方式の給電技術では、外部への電磁界の放射が比較的許容され、世界的にも認知された周波数である６．７８ＭＨｚを含むＩＳＭバンドが利用される。なお、「ＩＳＭバンド」とは、無線周波数（ＲＦ）エネルギーを電気通信以外の工業、科学、医療の目的で使用するために国際的に確保された、免許不要で利用可能な周波数帯域のことをいう。
しかしながら、無暗に電圧を高めたり周波数を上げたりすると、接合容量から外部に放射される電磁界が大きくなるので好ましくない。このため、電界結合非接触方式の給電技術では、外部への電磁界の放射が比較的許容され、世界的にも認知された周波数である６．７８ＭＨｚを含むＩＳＭバンドが利用される。なお、「ＩＳＭバンド」とは、無線周波数（ＲＦ）エネルギーを電気通信以外の工業、科学、医療の目的で使用するために国際的に確保された、免許不要で利用可能な周波数帯域のことをいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許６５８６４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年の電池及びキャパシタの発達に伴う急速充電の要請に応えるためには、大電力を短時間で送電できなければならない。これを電界結合非接触方式の給電技術で実現させようとすると、従来よりもさらに電圧を高めたり周波数を上げたりする必要がある。この場合、さらなる電磁波放射が生じることになる。周波数が上がることは、周波数と透磁率との関係におけるスネークの限界が示すように、磁性体の透磁率が低下するとともに損失も増大する。このため、大電力送電時にはコア材が熱を持ち共振回路の同調がずれる。その結果、電界結合非接触方式の給電技術を大電力送電に適用することが困難になることが予想される。
【0005】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、急速充電可能な電池及びキャパシタに対する大電力急速充電や、ロボットなどの大きな負荷に対する送電を実現させる手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の電力供給システムは、
電源からの電力を送電する送電電極を有する送電側と、前記送電電極から送電された電力を、接合容量を介して受電する受電電極を有する受電側とを含む電力供給システムにおいて、
前記受電側は、
前記受電電極のうち前記送電電極に対向する面に、絶縁性の弾性体からなる第１の層と、屈曲性を有する薄板形状の導電体からなる第２の層と、当該第２の層の端部と前記受電電極とを接続する導電性の弾性体とを有し、
前記第２の層のうち前記送電電極に対向する面に絶縁性の膜が配置されており、
前記第２の層が前記送電電極に接触又は近接すると、当該送電電極からの電力を、前記第２の層と前記導電性の弾性体とを介して前記受電電極により受電する。
電源からの電力を送電する送電電極を有する送電側と、前記送電電極から送電された電力を、接合容量を介して受電する受電電極を有する受電側とを含む電力供給システムにおいて、
前記受電側は、
前記受電電極のうち前記送電電極に対向する面に、絶縁性の弾性体からなる第１の層と、屈曲性を有する薄板形状の導電体からなる第２の層と、当該第２の層の端部と前記受電電極とを接続する導電性の弾性体とを有し、
前記第２の層のうち前記送電電極に対向する面に絶縁性の膜が配置されており、
前記第２の層が前記送電電極に接触又は近接すると、当該送電電極からの電力を、前記第２の層と前記導電性の弾性体とを介して前記受電電極により受電する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、急速充電可能な電池及びキャパシタに対する大電力急速充電や、ロボットなどの大きな負荷に対する送電を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】従来技術としての電界結合方式の非接触給電回路の概要を示す回路図である。
【図2】送電電極と受電電極とがいずれも剛体金属である場合と、弾性体を裏打ちにした薄板金属を用いた場合とにおける接触給電の例を示す図である。
【図6】フライバックトランス用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【図7】フォワードインバータを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【図8】フルブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【図9】フルブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【図10】プッシュプル回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【図11】ハーフブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【図12】ハーフブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【図13】電界結合方式の非接触給電回路における通信制御のイメージを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の電力供給システムの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。
【0010】
【0011】
従来技術としての電界結合方式の非接触給電回路は、外部に放射される電磁界の量や実用性の見地から、６．７８ＭＨｚという高い周波数で動作させる必要がある。
しかしながら、回路のインダクタンスとして使用される磁性体の透磁率（μ’）は、磁性を発現させる周波数の限界（いわゆるスネークの限界）があるために小さい値しか得ることができず、損失（μ’’）が上がってしまうという問題がある。これは、コア中に磁束を閉じ込めることの限界とコアの発熱とを意味する。また、コイル電線自体が、表皮効果や近接効果により発熱するという問題もある。
このような状況の下では、大電力インバータを開発しようとしても、コイルＬが発熱してしまう。また、コイルＬとコンデンサＣを用いて共振周波数に合わせたとしても、発熱によりインピーダンスが変化するため、共振がずれてしまう。
しかしながら、回路のインダクタンスとして使用される磁性体の透磁率（μ’）は、磁性を発現させる周波数の限界（いわゆるスネークの限界）があるために小さい値しか得ることができず、損失（μ’’）が上がってしまうという問題がある。これは、コア中に磁束を閉じ込めることの限界とコアの発熱とを意味する。また、コイル電線自体が、表皮効果や近接効果により発熱するという問題もある。
このような状況の下では、大電力インバータを開発しようとしても、コイルＬが発熱してしまう。また、コイルＬとコンデンサＣを用いて共振周波数に合わせたとしても、発熱によりインピーダンスが変化するため、共振がずれてしまう。
【0012】
図１の回路図には、３つの共振回路が設けられている。
第１の共振回路は、発振回路の一部を構成する回路であり、コイルＬ１とコンデンサＣ１とで共振している。第１の共振回路は、インバータのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）フルブリッジ回路で作られた方形波を共振によって正弦波にする。また、第１の共振回路は、フルブリッジ回路のＦＥＴに印加される電圧と流れる電流との関係を制御することで低損失化を図っている。この制御は、例えば電圧がゼロの状態で行なわれるＺＶＳ（ゼロボルトスイッチング）、又は電流がゼロの状態で行なうＺＣＳ（ゼロカレントスイッチング）により実現される。
第１の共振回路は、発振回路の一部を構成する回路であり、コイルＬ１とコンデンサＣ１とで共振している。第１の共振回路は、インバータのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）フルブリッジ回路で作られた方形波を共振によって正弦波にする。また、第１の共振回路は、フルブリッジ回路のＦＥＴに印加される電圧と流れる電流との関係を制御することで低損失化を図っている。この制御は、例えば電圧がゼロの状態で行なわれるＺＶＳ（ゼロボルトスイッチング）、又は電流がゼロの状態で行なうＺＣＳ（ゼロカレントスイッチング）により実現される。
【0013】
第２の共振回路は、接合容量・並列共振回路の一部を構成する回路であり、トランスＴ２の二次側インダクタンスとコンデンサＣ２とで共振している。接合容量を流れる電流を大きくするためには、電圧を高くする必要があるが、トランスＴ２は、電圧を高くするための昇圧を行う。これにより、第２の共振回路の電圧のＱ倍（Ｑは１を超える整数値）昇圧させることができる。
【0014】
第３の共振回路は、接合容量・並列共振回路の一部を構成する回路であり、トランスＴ３の一次側インダクタンスとコンデンサＣ３とで共振している。第３の共振回路は、接合容量ＣＡ及びＣＢの後に並列共振回路として存在するため、共振時にはインピーダンスが高くなる。このため、接合容量ＣＡ及びＣＢの合成インピーダンスよりも第３の共振回路のインピーダンスの方が高ければ、効率的な電力送電が可能になる。さらに、昇圧された電圧をトランスＴ３で降圧する役割も果たす。
【0015】
接合容量ＣＡ及びＣＢが大きくなると、第２の共振回路及び第３の共振回路はトランスＴ２及びＴ３と共に不要になる。共振回路を有する製品は、出荷にあたり共振回路の調整が必要になる。さらに、出荷後に同調がずれると性能低下の原因になる。このため、共振回路を有する製品において、共振回路は、その存在そのものがコスト要因となる。
【0016】
このように、従来の電界結合方式の非接触給電回路には各種の問題がある。これに対して、本発明の一実施形態に係る電力供給システムによれば、上述の問題を解決することができる。
即ち、本発明の一実施形態に係る電力供給システムは、電極結合方式の電力供給システムであり、受電側となる移動体の停止時における短時間での大電力給電を実現させるシステムである。
即ち、本発明の一実施形態に係る電力供給システムは、電極結合方式の電力供給システムであり、受電側となる移動体の停止時における短時間での大電力給電を実現させるシステムである。
【0017】
本発明の一実施形態に係る電力供給システムによれば、受電側となる移動体の停止時に、送電側の電極（以下、「送電電極」と呼ぶ）と、受電側の電極（以下、「受電電極」と呼ぶ）とを密着させる。これにより、送電電極と受電電極との結合による大きな接合容量を形成させることができるので、短時間で大電力の給電が可能となる。
その結果、移動体が搬送路を移動中に給電する必要がなくなるので、給電時に搬送路から電磁界が放射されることがなくなる。なお、給電場所からは電磁界が放射されるが、給電場所にのみシールドを設けるだけで、効率よく電磁界の放射量を低減させることができる。
その結果、移動体が搬送路を移動中に給電する必要がなくなるので、給電時に搬送路から電磁界が放射されることがなくなる。なお、給電場所からは電磁界が放射されるが、給電場所にのみシールドを設けるだけで、効率よく電磁界の放射量を低減させることができる。
【0018】
また、給電している間だけ送電電極と受電電極とを密着させればよいので、送電電極と受電電極とのうち少なくとも一方が可動するようにすることで、給電時のみ送電電極と受電電極とを密着させることができる。具体的には例えば、受電側としての移動体が給電場所に到着すると受電電極が降下して送電電極に密着し、給電完了後移動開始前に受電電極が上昇して送電電極から離隔するようにしてもよい。これにより、送電電極と受電電極との間で摩擦が生じることを回避することができるので、電極の損耗を防ぐことができる。
このように、電界結合方式の非接触給電ではなく、電極結合方式の接触給電とすることにより、インバータ回路や送電回路を簡素化させることもできる。以下、送電電極と受電電極とが密着することでつくられる大きな接合容量と、インバータ回路とについて説明する。
このように、電界結合方式の非接触給電ではなく、電極結合方式の接触給電とすることにより、インバータ回路や送電回路を簡素化させることもできる。以下、送電電極と受電電極とが密着することでつくられる大きな接合容量と、インバータ回路とについて説明する。
【0019】
図２は、送電電極と受電電極とがいずれも剛体金属である場合と、弾性体を裏打ちにした薄板金属を用いた場合とにおける接触給電の例を示す図である。
【0020】
図２の（Ａ）には、送電電極１１に対して、何ら加工を施していない受電電極１２を押し付けた様子が示されている。この場合、送電電極１１と受電電極１２とが接する面の見かけの面積は大きくなるが、実際に接触が生じている点の合計面積（以下、「接触面積」と呼ぶ）は小さい。このため、送電電極１１と受電電極１２との接触時の抵抗を示す値（以下、「接触抵抗値」と呼ぶ）は低減化されない。
【0021】
図２の（Ｂ）には、接触面に加工が施された受電電極１２を送電電極１１に乗せた様子が示されている。具体的には、受電電極１２の接触面には、ゴム１２１が貼付されている。そのゴム１２１の表面には、弾性接着層１２２を介して薄板電極１２３が貼付されている。薄板電極１２３の端部には、バネ状導体１２４が接続されている。バネ状導体１２４の端部はゴム１２１を貫通して受電電極１２に接合されている。ただし、図２の（Ｂ）に示すように、単に送電電極１１の上に受電電極１２を乗せただけでは接触面積は大きくならない。
【0022】
図２の（Ｃ）には、図２の（Ｂ）の受電電極１２が送電電極１１に押し付けられたときの様子が示されている。図２の（Ｃ）に示すように、押圧力Ｐが加わると、ゴム１２１及び薄板電極１２３が変形して、対向する接触面を有する送電電極１１の表面の凹凸形状に馴染んでくる。これにより、接触面積を大きくすることができる。その結果、接触抵抗値の低減化を実現させることができる。
【0023】
【0024】
実験の対象となった３種類のケース（実施ケースＡ乃至Ｃ）のうち、実施ケースＡでは、剛体電極の板の上に、立方体形状の剛体電極を直置きして、所定の押圧力Ｐを加えた。具体的には、２ｍｍ厚のＳＵＳ（ステンレス鋼）板の上に、１ｃｍ立法の銅電極を置き、１．４３ｋｇの荷重をかけた。その結果、実施ケースＡの接触抵抗値は２００～６００ｍΩとなった。
【0025】
実施ケースＢでは、剛体電極の板の上に、薄板電極とゴムとを介して立方体形状の剛体電極を置き、所定の押圧力Ｐを加えた。具体的には、２ｍｍ厚のＳＵＳ（ステンレス鋼）板の上に、０．３ｍｍ厚の銅板と２．５ｍｍ厚（１ｃｍ平方）のゴムとを介して１ｃｍ立法の銅電極を置き、１．４３ｋｇの荷重をかけた。その結果、実施ケースＢの接触抵抗値は約１８０ｍΩとなった。
【0026】
実施ケースＣでは、実施ケースＢと基本的に同一の実験であるが、銅板の厚さを薄く（０．１ｍｍ）した。その結果、実施ケースＣの接触抵抗値は１０ｍΩ前後となった。つまり、実施ケースＢの触抵抵抗値よりも実施ケースＣの接触抵抗値の方が低くなった。
【0027】
このように、図３の実験により図２の結果が実証された。なお、実施ケースＢ及びＣでは１ｃｍ平方のゴムを使用した。このため、例えば縦１０個、横１０個の電極配列にすると、接触抵抗値は０．１ｍΩになる。つまり、１００Ａの電流を流したとても、電極部で消費される電力は１Ｗで済むことになる。
【0028】
【0029】
図３の実験結果から、実施ケースＢや実施ケースＣのような加工を受電電極に施すことで、電極間の密着精度を向上させることができることがわかった。そこで、この原理を電極結合方式の接触給電に適用することで接合容量を大きくすることができる。
【0030】
図４の（Ａ）及び（Ｂ）には、図３の３種類の実施ケースのうち、実施ケースＣをベースとした電極構造が示されている。以下、このような電極構造を、「ゴム裏打ち薄板電極が配列された電極構造」と呼ぶ。
図４の（Ａ）に示すように、剛体金属である受電電極１２は、ゴム１２１と、弾性接着層１２２と、薄板電極１２３と、絶縁膜１２５とを介して、図示せぬ送電電極１１に密着する電極構造となっている。なお、図４の例では、図２の例のように薄板電極１２３とバネ状導体１２４とを異なる２つの部材とせずに一体成型された１つの部材（薄板電極１２３）としている。
図４の（Ａ）に示すように、剛体金属である受電電極１２は、ゴム１２１と、弾性接着層１２２と、薄板電極１２３と、絶縁膜１２５とを介して、図示せぬ送電電極１１に密着する電極構造となっている。なお、図４の例では、図２の例のように薄板電極１２３とバネ状導体１２４とを異なる２つの部材とせずに一体成型された１つの部材（薄板電極１２３）としている。
【0031】
薄板電極１２３は、ゴム１２１と弾性接着層１２２とによって受電電極１２に固定されており、ゴム１２１と弾性接着層１２２とを介して押圧力Ｐが伝達される。薄板電極１２３は、伸縮稼動し、抵抗を少なくすべく辺全体に広げた側面を介して受電電極１２に固定されることで電極全体の接触抵抗を低減化している。薄板電極１２３は、薄くて面方向の抵抗が高いため、長さは１０ｍｍ程度とする。
【0032】
絶縁膜１２５は、薄板電極１２３の表面（送電電極１１に対向する面）に強固にコーティングされた、薄くて強度のある絶縁性の膜である。なお、図４では、絶縁膜１２５は表面のみに配置されているが、受電電極１２との電気的接点が確保されれば、表面以外にコーティングされていてもよい。
【0033】
絶縁膜１２５を構成する絶縁材料としては、例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が挙げられる。ＤＬＣ膜は、例えばエンジンのピストンとシリンダーとの双方の表面にコーティングされても剥離しない強度を有する。このため、本実施形態のように静かに接触と離脱とを繰り返す程度の用途では問題なく採用することができる。
【0034】
また、薄板電極１２３を構成する材料としては、例えば界面処理を施すことでＤＬＣ膜（絶縁膜１２５）の付着強度を高めたリン青銅が挙げられる。この場合、薄板電極１２３が変形したとしても、ＤＬＣ膜（絶縁膜１２５）が強固に付着した状態を保持することができる。なお、薄板電極１２３が変形すると、これに追随するようにＤＬＣ膜（絶縁膜１２５）も変形する。ＤＬＣ膜（絶縁膜１２５）自身の比誘電率は約５、絶縁破壊電圧は５ＭＶ／ｃｍ程度、成膜されたときの厚さは２μｍ程度である。このため、大きな結合容量を得るためには最適な材料として採用し得る。
【0035】
【0036】
「ゴム裏打ち薄板電極が配列された電極構造」は、例えば図２に示すように、対向する電極（即ち送電電極１１及び受電電極１２）の表面に微細な凹凸が形成されている場合であっても問題なく馴染む。また例えば、図５に示すように、対向する電極の表面に比較的大きなうねりが形成されている場合であっても問題なく馴染み、大きな接合容量を維持することができる。また、図示はしないが、対向する電極の表面にゴミ等が存在する場合であっても、押圧力Ｐを得ることでゴミ等を含む凹凸に馴染ませることができる。さらに、対向する電極の表面が酸化した場合であっても、接合容量が若干小さくなるが、依然として大きな接合容量を得ることができる。
なお、図５の例では、薄板電極１２３の端部が受電電極１２にハンダＨにより固定されている。
なお、図５の例では、薄板電極１２３の端部が受電電極１２にハンダＨにより固定されている。
【0037】
なお、送電電極１１に受電電極１２を押し付ける際に必要となる押圧力Ｐをどのようにして得るのかについては特に限定されない。例えば次の手法により押圧力Ｐを得ることができる。
即ち、（１）受電電極１２そのものの重さを利用する手法、（２）機械的な力（例えば空気や油を用いて加圧する等）を利用する手法、（３）磁力（例えば受電電極１２を強磁性体にする等）を利用する手法、（４）吸引力（例えば電極間の空間に存在する空気を吸引する等）を利用する手法などが挙げられる。
即ち、（１）受電電極１２そのものの重さを利用する手法、（２）機械的な力（例えば空気や油を用いて加圧する等）を利用する手法、（３）磁力（例えば受電電極１２を強磁性体にする等）を利用する手法、（４）吸引力（例えば電極間の空間に存在する空気を吸引する等）を利用する手法などが挙げられる。
【0038】
【0039】
図６の（Ａ）には、フライバックトランスとＦＥＴ（電界効果トランジスタ）とを用いて方形波を発振させて、接合容量ＣＡ及びＣＢを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路は、大きな接合容量により、図６の（Ｂ）に示すように接合容量ＣＡと接合容量ＣＢとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。
【0040】
送電電極１１ａと受電電極１２ａとが接合容量ＣＡを介して組み合わされ、送電電極１１ｂと受電電極１２ｂとが接合容量ＣＢを介して組み合わされている状態（例えば図６の（Ａ）に示す状態）では、接合容量ＣＡ及びＣＢの夫々の密着度が高く大きくなっているため外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。
図６に示すようなフライバックトランス用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
図６に示すようなフライバックトランス用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
【0041】
図７は、フォワードインバータを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【0042】
図７の（Ａ）には、フォワードインバータを用いて方形波を発振させて、接合容量ＣＡ及びＣＢを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図７の（Ｂ）に示すように接合容量ＣＡと接合容量ＣＢとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。
【0043】
送電電極１１ａと受電電極１２ａとが接合容量ＣＡを介して組み合わされ、送電電極１１ｂと受電電極１２ｂとが接合容量ＣＢを介して組み合わされている状態（例えば図７の（Ａ）に示す状態）では、接合容量ＣＡ及びＣＢの夫々の密着度が高く大きくなっているため外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。
図７に示すようなフォワードインバータを用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
図７に示すようなフォワードインバータを用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
【0044】
図８は、フルブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【0045】
図８の（Ａ）には、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のフルブリッジ回路によって疑似的に方形波を発振させて、接合容量ＣＡ及びＣＢを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図８の（Ｂ）に示すように接合容量ＣＡと接合容量ＣＢとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。
【0046】
送電電極１１ａと受電電極１２ａとが接合容量ＣＡを介して組み合わされ、送電電極１１ｂと受電電極１２ｂとが接合容量ＣＢを介して組み合わされている状態（例えば図８の（Ａ）に示す状態）では、接合容量ＣＡ及びＣＢの夫々の密着度が高く大きくなっているため、外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。
【0047】
図８に示すようなフルブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
図８に示す回路には、ブリッジ整流回路が使用されているが、受電電極１２ａを送電電極１１ａに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ｂに接続してもよいし、受電電極１２ａを送電電極１１ｂに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ａに接続してもよい。また、図６のフライバックインバータ方式、図７のフォワードインバータ方式のいずれにおいても利用可能である。
なお、図示はしないが、三相送電を用いる場合には三段のフルブリッジを用いることで３組の接合容量ＣＡ乃至ＣＣを用いるものとする。それ以上の多相においても同様に増設することができる。この場合、受電電極１２側は、相数に合わせてダイオードＤの段数を増設する。
図８に示す回路には、ブリッジ整流回路が使用されているが、受電電極１２ａを送電電極１１ａに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ｂに接続してもよいし、受電電極１２ａを送電電極１１ｂに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ａに接続してもよい。また、図６のフライバックインバータ方式、図７のフォワードインバータ方式のいずれにおいても利用可能である。
なお、図示はしないが、三相送電を用いる場合には三段のフルブリッジを用いることで３組の接合容量ＣＡ乃至ＣＣを用いるものとする。それ以上の多相においても同様に増設することができる。この場合、受電電極１２側は、相数に合わせてダイオードＤの段数を増設する。
【0048】
図９は、フルブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【0049】
図９の（Ａ）には、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のフルブリッジ回路と共振回路とによって正弦波を発振させて、接合容量ＣＡ及びＣＢを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図９の（Ｂ）に示すように接合容量ＣＡと接合容量ＣＢとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。また、共振回路が設けられていることにより、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のＺＶＳ（ゼロボルトスイッチング）又はＺＣＳ（ゼロカレントスイッチング）が可能となる。これにより、伝送効率を上げることができるとともに、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）の発熱を低減化させることができる。
【0050】
送電電極１１ａと受電電極１２ａとが接合容量ＣＡを介して組み合わされ、送電電極１１ｂと受電電極１２ｂとが接合容量ＣＢを介して組み合わされている状態（例えば図９の（Ａ）に示す状態）では、接合容量ＣＡ及びＣＢの夫々の密着度が高く大きくなっているため、外部放射が無い。なお、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。また、送電側及び受電側からの放射も低減しなければならない。
【0051】
図９に示すようなフルブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。なお、共振回路は同調されるものの、大電力送電時には主にインダクタンスの発熱による離調が起きる。そこで、自動同調機能を有するゲートドライブ回路を用いる。これにより、ＺＶＳ（ゼロボルトスイッチング）又はＺＣＳ（ゼロカレントスイッチング）が維持されて効率の良い発振が可能になる。なお、離調により、周波数がずれたとしても、密着した電極が用いられているため、外部放射が無く問題は無い。
なお、図９に示す回路も、上述の図８に示す回路と同様に、受電電極１２ａを送電電極１１ａに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ｂに接続してもよいし、受電電極１２ａを送電電極１１ｂに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ａに接続してもよい。また、三相送電を用いる場合には三段のフルブリッジを用いることで３組の接合容量ＣＡ乃至ＣＣを用いるものとし、それ以上の多相においても同様に増設することができる。この場合、受電電極１２側は、相数に合わせてダイオードＤの段数を増設する。
なお、図９に示す回路も、上述の図８に示す回路と同様に、受電電極１２ａを送電電極１１ａに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ｂに接続してもよいし、受電電極１２ａを送電電極１１ｂに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ａに接続してもよい。また、三相送電を用いる場合には三段のフルブリッジを用いることで３組の接合容量ＣＡ乃至ＣＣを用いるものとし、それ以上の多相においても同様に増設することができる。この場合、受電電極１２側は、相数に合わせてダイオードＤの段数を増設する。
【0052】
図１０は、プッシュプル回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【0053】
図１０の（Ａ）には、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のプッシュプル回路によって疑似的に方形波を発振させて、接合容量ＣＡ及びＣＢを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図１０の（Ｂ）に示すように接合容量ＣＡと接合容量ＣＢとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。
【0054】
送電電極１１ａと受電電極１２ａとが接合容量ＣＡを介して組み合わされ、送電電極１１ｂと受電電極１２ｂとが接合容量ＣＢを介して組み合わされている状態（例えば図１０の（Ａ）に示す状態）では、接合容量ＣＡ及びＣＢの夫々の密着度が高く大きくなっているため、外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。
図１０に示すようなプッシュプル回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
図１０に示す回路には、ブリッジ整流回路が使用されているが、受電電極１２ａを送電電極１１ａに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ｂに接続してもよいし、受電電極１２ａを送電電極１１ｂに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ａに接続してもよい。
図１０に示すようなプッシュプル回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
図１０に示す回路には、ブリッジ整流回路が使用されているが、受電電極１２ａを送電電極１１ａに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ｂに接続してもよいし、受電電極１２ａを送電電極１１ｂに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ａに接続してもよい。
【0055】
図１１は、ハーフブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【0056】
図１１の（Ａ）には、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のハーフブリッジ回路によって疑似的に方形波を発振させて、接合容量ＣＡ及びＣＢを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図１１の（Ｂ）に示すように接合容量ＣＡと接合容量ＣＢとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。
【0057】
送電電極１１ａと受電電極１２ａとが接合容量ＣＡを介して組み合わされ、送電電極１１ｂと受電電極１２ｂとが接合容量ＣＢを介して組み合わされている状態（例えば図１０の（Ａ）に示す状態）では、接合容量ＣＡ及びＣＢの夫々の密着度が高く大きくなっているため、外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。
図１１に示すようなＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のハーフブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
図１１に示す回路には、ブリッジ整流回路が使用されているが、受電電極１２ａを送電電極１１ａに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ｂに接続してもよいし、受電電極１２ａを送電電極１１ｂに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ａに接続してもよい。また、図６のフライバックインバータ方式、図７のフォワードインバータ方式のいずれにおいても利用可能である。
図１１に示すようなＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のハーフブリッジ回路を用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。
図１１に示す回路には、ブリッジ整流回路が使用されているが、受電電極１２ａを送電電極１１ａに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ｂに接続してもよいし、受電電極１２ａを送電電極１１ｂに接続し、受電電極１２ｂを送電電極１１ａに接続してもよい。また、図６のフライバックインバータ方式、図７のフォワードインバータ方式のいずれにおいても利用可能である。
【0058】
図１２は、ハーフブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路の具体例を示す図である。
【0059】
図１２の（Ａ）には、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のハーフブリッジ回路と共振回路とによって正弦波を発振させて、接合容量ＣＡ及びＣＢを介して整流と平滑とを行わせる回路が示されている。この回路も、大きな接合容量により、図１２の（Ｂ）に示すように接合容量ＣＡと接合容量ＣＢとの夫々を分離させて任意に移動させることができる。また、共振回路が設けられていることにより、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のＺＶＳ（ゼロボルトスイッチング）又はＺＣＳ（ゼロカレントスイッチング）が可能となる。これにより、伝送効率を上げることができるとともに、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）の発熱を低減化させることができる。
【0060】
送電電極１１ａと受電電極１２ａとが接合容量ＣＡ及を介して組み合わされ、送電電極１１ｂと受電電極１２ｂとが接合容量ＣＢを介して組み合わされている状態（例えば図１２の（Ａ）に示す状態）では、接合容量ＣＡ及びＣＢの夫々の密着度が高く大きくなっているため、外部放射が無い。なお、図示はしないが、外部放射を完全に無くすためにはシールドを設けたり、オーバーハング構造を採用したりすることもできる。
図１２に示すようなハーフブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。なお、共振回路は同調されるものの、大電力送電時には主にインダクタンスの発熱による離調が起きる。そこで、自動同調機能を有するゲートドライブ回路を用いる。これにより、ＺＶＳ（ゼロボルトスイッチング）又はＺＣＳ（ゼロカレントスイッチング）が維持されて効率の良い発振が可能になる。なお、離調により、周波数がずれたとしても、密着した電極が用いられているため、外部放射が無く問題は無い。
図１２に示すようなハーフブリッジ回路と共振回路とを用いた電界結合方式の非接触給電回路とすることで、任意の周波数及び波形でスイッチングを行うことが可能となる。なお、共振回路は同調されるものの、大電力送電時には主にインダクタンスの発熱による離調が起きる。そこで、自動同調機能を有するゲートドライブ回路を用いる。これにより、ＺＶＳ（ゼロボルトスイッチング）又はＺＣＳ（ゼロカレントスイッチング）が維持されて効率の良い発振が可能になる。なお、離調により、周波数がずれたとしても、密着した電極が用いられているため、外部放射が無く問題は無い。
【0061】
【0062】
【0063】
図１３に示すように、発振回路及び整流・平滑回路の外部には、制御回路が夫々設けられており、双方向の通信が実現されている。具体的には、送信側においては、送電側制御回路１１１が、発振回路の発振及び停止の制御を行い、受信側においては、受電側制御回路１２６が、受電状態のモニタリング（出力モニタリング）、及び負荷側の各種状況のモニタリング等を行う。
具体的には例えば、電池を充電しているときには、満充電になったことを知らせるとともに、送信側の発振を停止させる。
なお、発振回路と整流・平滑回路との間における通信手法として、どのようなものを採用するかは特に限定されず、例えば次のような通信手法を採用することができる。
具体的には例えば、電池を充電しているときには、満充電になったことを知らせるとともに、送信側の発振を停止させる。
なお、発振回路と整流・平滑回路との間における通信手法として、どのようなものを採用するかは特に限定されず、例えば次のような通信手法を採用することができる。
【0064】
即ち、（１）送電電極１１に高周波信号を重畳させる通信手法を採用することができる。ここで「高周波」とは、送電周波数よりも十分に高い周波数のことをいう。この場合、仮に送電にＭＨｚが用いられているのであれば、通信にはＧＨｚを用いる。（２）送電周波数を用いた通信手法を採用することができる。この場合、波形を変調させて送信側から受信側に伝達する。そして、受信側から送信側へは、負荷を変動させて電流値の変化を送信側に知らせる。（３）光通信を採用することができる。この場合、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等を用いることができる。（４）磁気通信を採用することができる。この場合、送信側と受信側との双方にコイル（図示せず）を配置することで磁気的な通信を行う。（５）音響通信を採用することができる。この場合、対向する電極を介して超音波を伝達させることで通信を行う。また、接合容量ＣＡ側と接合容量ＣＢ側とを通信方向に応じて使い分ける。これにより、１つの電極であっても、周波数分割、時分割を用いて通信方向を切り替えることができる。
【0065】
以上をまとめると、本実施形態によれば、以下の効果が期待できる。
即ち、電界結合方式の非接触給電において、絶縁膜１２５を挟んで対向する送電電極１１と受電電極１２とを近接させることにより、大きな接合容量を得ることができるとともに、送電電極１１と受電電極１２とに簡易なシールドを設けたり、オーバーハング構造にしたりすることで、電磁波放射を低減化させることができる。
即ち、電界結合方式の非接触給電において、絶縁膜１２５を挟んで対向する送電電極１１と受電電極１２とを近接させることにより、大きな接合容量を得ることができるとともに、送電電極１１と受電電極１２とに簡易なシールドを設けたり、オーバーハング構造にしたりすることで、電磁波放射を低減化させることができる。
【0066】
このような条件の下では、以下に挙げる２つの手法を採用し得る。
１つ目の手法は、共振回路を使用しない方法である。この手法の場合、正弦波を送る必要が無く、また、電圧を昇圧すること無く送電が可能になる。これにより、共振回路を用いることなく送電が可能になる。また、チューニングの手間など時間的なコスト等を大幅に削減することができる。さらに、コイルＬにおける損失に伴う同調のずれが生じる心配がなくなる。その結果、大電力給電が可能になる。また、共振回路を用いないことから、回路規模を小さくすることが可能になる。その結果、製作に要するコストを削減することが可能になる。
２つ目の手法は、自動同調機能を用いてスイッチングトランジスタのゲートをドライブさせる手法である。即ち、フルブリッジ型回路、ハーフブリッジ回路部に、大電力送電時において、主にインダクタンスの発熱に伴う共振回路の離調があっても、自動同調機能を用いてスイッチングトランジスタのゲートをドライブさせる。これにより、ＺＶＳ（ゼロボルトスイッチング）又はＺＣＳ（ゼロカレントスイッチング）を機能させて発振効率の向上を維持させることができる。
即ち、本実施形態によれば、近年発展が著しい急速充電電池又はリチウムイオンキャパシタが搭載された機器に対して容易に電界結合で送電可能な給電システムを構築することが可能になる。
１つ目の手法は、共振回路を使用しない方法である。この手法の場合、正弦波を送る必要が無く、また、電圧を昇圧すること無く送電が可能になる。これにより、共振回路を用いることなく送電が可能になる。また、チューニングの手間など時間的なコスト等を大幅に削減することができる。さらに、コイルＬにおける損失に伴う同調のずれが生じる心配がなくなる。その結果、大電力給電が可能になる。また、共振回路を用いないことから、回路規模を小さくすることが可能になる。その結果、製作に要するコストを削減することが可能になる。
２つ目の手法は、自動同調機能を用いてスイッチングトランジスタのゲートをドライブさせる手法である。即ち、フルブリッジ型回路、ハーフブリッジ回路部に、大電力送電時において、主にインダクタンスの発熱に伴う共振回路の離調があっても、自動同調機能を用いてスイッチングトランジスタのゲートをドライブさせる。これにより、ＺＶＳ（ゼロボルトスイッチング）又はＺＣＳ（ゼロカレントスイッチング）を機能させて発振効率の向上を維持させることができる。
即ち、本実施形態によれば、近年発展が著しい急速充電電池又はリチウムイオンキャパシタが搭載された機器に対して容易に電界結合で送電可能な給電システムを構築することが可能になる。
【0067】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【0068】
以上まとめると、本発明が適用される電力供給システムは、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
即ち、本発明が適用される電力供給システムは、
電源からの電力を送電する送電電極（例えば上述の送電電極１１）を有する送電側と、前記送電電極から送電された電力を、接合容量（例えば上述の接合容量ＣＡ及びＣＢ）を介して受電する受電電極（例えば上述の受電電極１２）を有する受電側とを含む電力供給システムにおいて、
前記受電側は、
前記受電電極のうち前記送電電極に対向する面に、絶縁性の弾性体（例えば図２のゴム１２１及び弾性接着層１２２）からなる第１の層と、屈曲性を有する薄板形状の導電体（例えば図２の薄板電極１２３）からなる第２の層と、当該第２の層の端部と前記受電電極とを接続する導電性の弾性体（例えば図２のバネ状導体１２４）とを有し、
前記第２の層のうち前記送電電極に対向する面に絶縁性の膜が配置されており、
前記第２の層が前記送電電極に接触又は近接すると、当該送電電極からの電力が、前記第２の層と前記導電性の弾性体とを介して前記受電電極により受電する。
即ち、本発明が適用される電力供給システムは、
電源からの電力を送電する送電電極（例えば上述の送電電極１１）を有する送電側と、前記送電電極から送電された電力を、接合容量（例えば上述の接合容量ＣＡ及びＣＢ）を介して受電する受電電極（例えば上述の受電電極１２）を有する受電側とを含む電力供給システムにおいて、
前記受電側は、
前記受電電極のうち前記送電電極に対向する面に、絶縁性の弾性体（例えば図２のゴム１２１及び弾性接着層１２２）からなる第１の層と、屈曲性を有する薄板形状の導電体（例えば図２の薄板電極１２３）からなる第２の層と、当該第２の層の端部と前記受電電極とを接続する導電性の弾性体（例えば図２のバネ状導体１２４）とを有し、
前記第２の層のうち前記送電電極に対向する面に絶縁性の膜が配置されており、
前記第２の層が前記送電電極に接触又は近接すると、当該送電電極からの電力が、前記第２の層と前記導電性の弾性体とを介して前記受電電極により受電する。
【0069】
また、前記第２の層は、前記第１の層の表面に複数配置され、
前記受電側が前記送電側に押圧されると、前記送電電極の表面の形状に合わせて、複数の前記第２の層の夫々が形状を変化させながら前記送電電極の表面に接触するようにすることができる。
前記受電側が前記送電側に押圧されると、前記送電電極の表面の形状に合わせて、複数の前記第２の層の夫々が形状を変化させながら前記送電電極の表面に接触するようにすることができる。
【0070】
また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し（例えば上述の接合容量ＣＡ及びＣＢ）、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフライバックインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフライバックインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
【0071】
また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し（例えば上述の接合容量ＣＡ及びＣＢ）、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフォワードインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
方形波を発振させるフォワードインバータとして動作し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
【0072】
また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し（例えば上述の接合容量ＣＡ及びＣＢ）、
前記送電側は、
疑似的な方形波を発振させる、４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を含むフルブリッジ回路を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
前記送電側は、
疑似的な方形波を発振させる、４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を含むフルブリッジ回路を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
【0073】
また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し（例えば上述の接合容量ＣＡ及びＣＢ）、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を有するフルブリッジ回路、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を有するフルブリッジ回路、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
【0074】
また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し（例えば上述の接合容量ＣＡ及びＣＢ）、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を有するプッシュプル回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を有するプッシュプル回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
【0075】
また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し（例えば上述の接合容量ＣＡ及びＣＢ）、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と２つのコンデンサとを有するハーフブリッジ回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、疑似的な方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）と２つのコンデンサとを有するハーフブリッジ回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
【0076】
また、前記接合容量を形成させる前記送電電極と前記受電電極との組み合わせを２組有し（例えば上述の接合容量ＣＡ及びＣＢ）、
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
前記送電側は、
トランスと、
前記トランスの一次側に配置された、方形波を発振させる、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、及び共振回路と、
前記トランスの二次側に配置された２つの前記送電電極と、
を有し、
前記受電側は、
整流回路と、
平滑回路と、
を有し、
前記送電側の動作の制御を行う制御手段（例えば図１３の送電側制御回路１１１）をさらに含むようにすることができる。
【符号の説明】
【0077】
１１・・・送電電極、１２・・・受電電極、１１１・・・送電側制御回路、１２１・・・ゴム、１２２・・・弾性接着層、１２３・・・薄板電極、１２４・・・バネ状導体、１２５・・・絶縁膜、１２６・・・受電側制御回路、Ｌ・・・コイル、Ｃ・・・コンデンサ、Ｖ・・・直流電源、Ｔ・・・トランス、ＣＡ，ＣＢ・・・接合容量、Ｄ・・・ダイオード、Ｑ・・・ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】