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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】P2024121245
(43)【公開日】2024-09-06
(54)【発明の名称】非接触給電装置
(51)【国際特許分類】
H02J 50/90 20160101AFI20240830BHJP
H02J 50/12 20160101ALI20240830BHJP
H01F 38/14 20060101ALI20240830BHJP
H01F 27/28 20060101ALI20240830BHJP
H04B 5/00 20240101ALI20240830BHJP
【ＦＩ】
H02J50/90
H02J50/12
H01F38/14
H01F27/28 K
H04B5/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023028231
(22)【出願日】2023-02-27
(71)【出願人】
【識別番号】506209422
【氏名又は名称】地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター
(71)【出願人】
【識別番号】305027401
【氏名又は名称】東京都公立大学法人
(74)【代理人】
【識別番号】100095337
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100174425
【弁理士】
【氏名又は名称】水崎 慎
(74)【代理人】
【識別番号】100203932
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 克宗
(72)【発明者】
【氏名】秋山 美郷
(72)【発明者】
【氏名】佐野 宏靖
(72)【発明者】
【氏名】新井 宏章
(72)【発明者】
【氏名】小畑 輝
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 敬久
(72)【発明者】
【氏名】北原 真
(72)【発明者】
【氏名】荒井 隆仁
(72)【発明者】
【氏名】多氣 昌生
【テーマコード（参考）】
5E043
5K012
【Ｆターム（参考）】
5E043BA01
5K012AB02
5K012AC06
5K012AE13
(57)【要約】
【課題】複雑な制御や構成になることを抑えて、送電コイルに対して受電コイルの配置がずれている状態において、高い効率で非接触給電を行う非接触給電装置を提供する。
【解決手段】送電側切替部１６は、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の回転角度に応じて、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１に生じる磁界の向きと、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３に生じる磁界の向きと、が所定の向きになるように、第１送電コイル２０と第２送電コイル２３とに供給される電源電力を制御することを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】送電側切替部１６は、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の回転角度に応じて、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１に生じる磁界の向きと、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３に生じる磁界の向きと、が所定の向きになるように、第１送電コイル２０と第２送電コイル２３とに供給される電源電力を制御することを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１送電コイルおよび第２送電コイルを有する送電側共振器と、
第１受電コイルおよび第２受電コイルを有する受電側共振器と、
を備え、
前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとの間に挟み込まれるように、前記第１受電コイルおよび前記第２受電コイルを配置させ、前記第１送電コイルと前記第１受電コイルとを共振させるとともに、前記第２送電コイルと前記第２受電コイルとを共振させて、前記送電側共振器から前記受電側共振器に電磁誘導によって電力を伝送させる非接触給電装置であって、
前記送電側共振器には、
前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルに電源電力を供給する送電側切替部が備えられて、
前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルが、前記第１送電コイルの中心軸と前記第２送電コイルの中心軸とを繋いだとき略一直線になるように配置され、
前記受電側共振器には、
前記第１受電コイルおよび前記第２受電コイルが、前記第１受電コイルの中心軸と前記第２受電コイルの中心軸とを繋いだとき略一直線になるように配置され、
前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルの中心軸と、前記第１受電コイルおよび前記第２受電コイルの中心軸と、の間の角度を回転角度としたとき、
前記送電側切替部は、
前記回転角度に応じて、前記第１送電コイルおよび前記第１受電コイルに生じる磁界の向きと、前記第２受電コイルおよび前記第２送電コイルに生じる磁界の向きと、が所定の向きになるように、前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとに供給される前記電源電力を制御する、
ことを特徴とする非接触給電装置。
第１受電コイルおよび第２受電コイルを有する受電側共振器と、
を備え、
前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとの間に挟み込まれるように、前記第１受電コイルおよび前記第２受電コイルを配置させ、前記第１送電コイルと前記第１受電コイルとを共振させるとともに、前記第２送電コイルと前記第２受電コイルとを共振させて、前記送電側共振器から前記受電側共振器に電磁誘導によって電力を伝送させる非接触給電装置であって、
前記送電側共振器には、
前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルに電源電力を供給する送電側切替部が備えられて、
前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルが、前記第１送電コイルの中心軸と前記第２送電コイルの中心軸とを繋いだとき略一直線になるように配置され、
前記受電側共振器には、
前記第１受電コイルおよび前記第２受電コイルが、前記第１受電コイルの中心軸と前記第２受電コイルの中心軸とを繋いだとき略一直線になるように配置され、
前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルの中心軸と、前記第１受電コイルおよび前記第２受電コイルの中心軸と、の間の角度を回転角度としたとき、
前記送電側切替部は、
前記回転角度に応じて、前記第１送電コイルおよび前記第１受電コイルに生じる磁界の向きと、前記第２受電コイルおよび前記第２送電コイルに生じる磁界の向きと、が所定の向きになるように、前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとに供給される前記電源電力を制御する、
ことを特徴とする非接触給電装置。
【請求項2】
前記送電側切替部は、
前記回転角度が所定範囲内の角度であるとき、前記第１送電コイルおよび前記第１受電コイルに生じる磁界の向きと、前記第２受電コイルおよび前記第２送電コイルに生じる磁界の向きと、が逆相になるように前記電源電力を制御し、
前記回転角度が前記所定範囲内の角度ではないとき、前記第１送電コイルおよび前記第１受電コイルに生じる磁界の向きと、前記第２受電コイルおよび前記第２送電コイルに生じる磁界の向きと、が同相になるように前記電源電力を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
前記回転角度が所定範囲内の角度であるとき、前記第１送電コイルおよび前記第１受電コイルに生じる磁界の向きと、前記第２受電コイルおよび前記第２送電コイルに生じる磁界の向きと、が逆相になるように前記電源電力を制御し、
前記回転角度が前記所定範囲内の角度ではないとき、前記第１送電コイルおよび前記第１受電コイルに生じる磁界の向きと、前記第２受電コイルおよび前記第２送電コイルに生じる磁界の向きと、が同相になるように前記電源電力を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項3】
前記送電側切替部は、
前記第１送電コイルに供給する前記電源電力の位相と、
前記第２送電コイルに供給する前記電源電力の位相と、
を制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触給電装置。
前記第１送電コイルに供給する前記電源電力の位相と、
前記第２送電コイルに供給する前記電源電力の位相と、
を制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触給電装置。
【請求項4】
前記送電側切替部は、
前記第１送電コイルに供給する前記電源電力の電流の向きと、
前記第２送電コイルに供給する前記電源電力の電流の向きと、
を制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触給電装置。
前記第１送電コイルに供給する前記電源電力の電流の向きと、
前記第２送電コイルに供給する前記電源電力の電流の向きと、
を制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、例えば、バッテリーを備えた機器に接触することなく給電を行う非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電力を用いて動作する機器に充電可能なバッテリーを備え、充電器等を直接接触（接続）させることなく、非接触状態で上記のバッテリーに充電電力を供給する技術がある。
非接触状態で電力を伝送する場合には、上記の機器等に設置された受電コイル等と、充電機器等に設置された送電コイル等とを対向配置して近接させ、電磁誘導などを用いて電力を伝送する。
非接触状態で電力を伝送する場合には、上記の機器等に設置された受電コイル等と、充電機器等に設置された送電コイル等とを対向配置して近接させ、電磁誘導などを用いて電力を伝送する。
【0003】
本件出願人の発明には、非接触状態において電力の伝送効率を高めるため、例えば、バッテリーを含む給電対象側（受電側の回路）に２つの受電コイルを備え、また、各受電コイルに対向配置される２つの送電コイルを充電器等の電力供給側（送電側の回路）に備えた、即ち、二対の送受電コイルを用いた非接触給電構造がある。この発明は、特開２０１８－１４３０６７号公報（特許文献１）によって開示されている。
【0004】
上記の二対の送受電コイルを備えた構成は、各コイルの中心軸を繋いだとき一本の直線になるように、二対の送受電コイルが配置されている。この構成では、二つの送電コイルの間という限定された空間において、各コイルの中心軸方向で、送電コイルに対して受電コイルの位置ずれが発生しても給電効率に影響がないという特徴がある。
換言すると、二つの送電コイルの間において、給電対象側（受電コイル）が、いずれか一方の送電コイルに偏って配置されても、給電効率には影響がないという特徴がある。
換言すると、二つの送電コイルの間において、給電対象側（受電コイル）が、いずれか一方の送電コイルに偏って配置されても、給電効率には影響がないという特徴がある。
【0005】
また、送電コイルと受電コイルの位置関係が変化しても、非接触給電を可能にしたものがある。
例えば、動力伝達用の回転軸に、複数の面状コイル（受電コイル）を回転円周方向に沿って列状に設置し、機械装置の不動部分に給電コイル（送電コイル）を設置して、機械装置側から回転軸側に非接触給電を行うワイヤレス電力伝送装置等がある（特許文献２）。
この装置は、回転軸が回転している状態において、列状に並んでいる各面状コイルが、順次、給電コイルと対向して電磁結合（電磁誘導）によって電力を取得し、回転軸に備えられている電子回路部等を動作させるように構成されている。回転軸に備えられた電子回路等から出力される信号は、当該回転軸に備えられた通信回路を介して（回転軸と配線接続されていない）制御コンピュータなどにワイヤレスで送信される。
例えば、動力伝達用の回転軸に、複数の面状コイル（受電コイル）を回転円周方向に沿って列状に設置し、機械装置の不動部分に給電コイル（送電コイル）を設置して、機械装置側から回転軸側に非接触給電を行うワイヤレス電力伝送装置等がある（特許文献２）。
この装置は、回転軸が回転している状態において、列状に並んでいる各面状コイルが、順次、給電コイルと対向して電磁結合（電磁誘導）によって電力を取得し、回転軸に備えられている電子回路部等を動作させるように構成されている。回転軸に備えられた電子回路等から出力される信号は、当該回転軸に備えられた通信回路を介して（回転軸と配線接続されていない）制御コンピュータなどにワイヤレスで送信される。
【0006】
例えば、タービンの回転体の周囲に複数の送電アンテナを環状に配置し、各送電アンテナ（送電コイル）にそれぞれ発信器を接続する。また、タービンの回転体には、各送電アンテナから受信した電波を電力に変換する受電モジュール（受電コイル等）と、電力モジュールの出力電力によって駆動される送信機やセンサなどを備え、タービンの周囲からタービンの回転体に電力を供給するワイヤレス給電システム等がある（特許文献３）。
このシステムは、任意の発信器から駆動を開始し、その後、隣の発信器を順次駆動させて各送電アンテナから送信される電波の位相ずれを抑制し、非接触給電の効率を良好にしている。
このシステムは、任意の発信器から駆動を開始し、その後、隣の発信器を順次駆動させて各送電アンテナから送信される電波の位相ずれを抑制し、非接触給電の効率を良好にしている。
【0007】
例えば、略直交するように配置された二個の送電側共振器（送電コイル）の間に、これら送電側共振器よりも小型の受電側共振器を移動可能に配置した無線電力伝送装置がある（特許文献４）。
この装置は、９０度の位相差をつけた高周波信号（電源電力）を二個の送電側共振器に分配し、これら送電側共振器によって生じる磁界ベクトルを回転させる。このように磁界ベクトルが回転している領域（磁界）内に、受電側共振器を配置させて、非接触給電を行っている。上記のように磁界ベクトルが回転している場合、受電側共振器の向き（回転角度）が変化しても、電力の伝送効率が大幅に低減することを防ぐことができる。
この装置は、９０度の位相差をつけた高周波信号（電源電力）を二個の送電側共振器に分配し、これら送電側共振器によって生じる磁界ベクトルを回転させる。このように磁界ベクトルが回転している領域（磁界）内に、受電側共振器を配置させて、非接触給電を行っている。上記のように磁界ベクトルが回転している場合、受電側共振器の向き（回転角度）が変化しても、電力の伝送効率が大幅に低減することを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１８－１４３０６７号公報
【特許文献2】特開２０１６－６３６８３号公報
【特許文献3】特開２０１７－２０８８８８号公報
【特許文献4】特開２０１３－２４７７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従来の非接触給電装置等は上記のように構成されている。特許文献１に開示されている構成では、送電コイルの正面と受電コイルの正面とが正対するように配置されていないと、即ち、送電コイルの中心軸と受電コイルの中心軸とを繋いだとき、一本の直線になるように各コイルが配置されてないと、電力の伝送効率が低下してしまう。
特許文献２に開示されている構成では、多数の受電コイルを回転体に備えることから、受電側の構成が複雑になる。
特許文献３に開示された構成では、多数の送電コイルを環状に配置し、各送電コイルを動作させる発信器を、送電コイルと同じ数だけ備える必要がある。また、多数の発信器の動作を個別に制御する必要がある。即ち、システム（装置全体）の構成や制御が複雑になる。
特許文献４に開示されている構成では、二個の送電側共振器からそれぞれ精度よく位相差が生じている高周波を出力するため、精度の高い制御や複雑な構成が必要になる。
特許文献２に開示されている構成では、多数の受電コイルを回転体に備えることから、受電側の構成が複雑になる。
特許文献３に開示された構成では、多数の送電コイルを環状に配置し、各送電コイルを動作させる発信器を、送電コイルと同じ数だけ備える必要がある。また、多数の発信器の動作を個別に制御する必要がある。即ち、システム（装置全体）の構成や制御が複雑になる。
特許文献４に開示されている構成では、二個の送電側共振器からそれぞれ精度よく位相差が生じている高周波を出力するため、精度の高い制御や複雑な構成が必要になる。
【0010】
本件発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、複雑な制御や構成になることを抑えて、送電コイルに対して受電コイルの配置がずれている状態において、高い効率で非接触給電を行う非接触給電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本開示に係る非接触給電装置は、第１送電コイルおよび第２送電コイルを有する送電側共振器と、第１受電コイルおよび第２受電コイルを有する受電側共振器と、を備え、前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとの間に挟み込まれるように、前記第１受電コイルおよび前記第２受電コイルを配置させ、前記第１送電コイルと前記第１受電コイルとを共振させるとともに、前記第２送電コイルと前記第２受電コイルとを共振させて、前記送電側共振器から前記受電側共振器に電磁誘導によって電力を伝送させる非接触給電装置であって、前記送電側共振器には、前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルに電源電力を供給する送電側切替部が備えられて、前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルが、前記第１送電コイルの中心軸と前記第２送電コイルの中心軸とを繋いだとき略一直線になるように配置され、前記受電側共振器には、前記第１受電コイルおよび前記第２受電コイルが、前記第１受電コイルの中心軸と前記第２受電コイルの中心軸とを繋いだとき略一直線になるように配置され、前記第１送電コイルおよび前記第２送電コイルの中心軸と、前記第１受電コイルおよび前記第２受電コイルの中心軸と、の間の角度を回転角度としたとき、前記送電側切替部は、前記回転角度に応じて、前記第１送電コイルおよび前記第１受電コイルに生じる磁界の向きと、前記第２受電コイルおよび前記第２送電コイルに生じる磁界の向きと、が所定の向きになるように、前記第１送電コイルと前記第２送電コイルとに供給される前記電源電力を制御することを特徴とする。
なお、本明細書では、各コイルの中心軸を繋いだときに「一直線」という表現を用いるが、この表現には、本発明を逸脱しない範囲で多少ずれた略一直線の配置が含まれる。
なお、本明細書では、各コイルの中心軸を繋いだときに「一直線」という表現を用いるが、この表現には、本発明を逸脱しない範囲で多少ずれた略一直線の配置が含まれる。
【0012】
また、前記送電側切替部は、前記回転角度が所定範囲内の角度であるとき、前記第１送電コイルおよび前記第１受電コイルに生じる磁界の向きと、前記第２受電コイルおよび前記第２送電コイルに生じる磁界の向きと、が逆相になるように前記電源電力を制御し、前記回転角度が前記所定範囲内の角度ではないとき、前記第１送電コイルおよび前記第１受電コイルに生じる磁界の向きと、前記第２受電コイルおよび前記第２送電コイルに生じる磁界の向きと、が同相になるように前記電源電力を制御することを特徴とする。
【0013】
また、前記送電側切替部は、前記第１送電コイルに供給する前記電源電力の位相と、前記第２送電コイルに供給する前記電源電力の位相と、を制御することを特徴とする。
【0014】
また、前記送電側切替部は、前記第１送電コイルに供給する前記電源電力の電流の向きと、前記第２送電コイルに供給する前記電源電力の電流の向きと、を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本開示によれば、複雑な制御や構成になることを抑えて、送電コイルに対して受電コイルの配置がずれている状態でも、高い効率で非接触給電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本開示の実施形態による非接触給電装置の概略構成を示す説明図である。
【図3】挟み込み構造型タイプＡにおける磁力線の形状を示す説明図である。
【図4】挟み込み構造型タイプＤにおける磁力線の形状を示す説明図である。
【図5】電磁界解析に用いた、第１送電コイル、第１受電コイル、第２受電コイルおよび第２送電コイルの解析モデルを示す説明図である。
【図6】各コイル間の距離を設定するための解析結果を示す説明図である。
【図7】第１送電コイルおよび第２送電コイルに対して第１受電コイルおよび第２受電コイルを回転させた状態を示す説明図である。
【図8】電磁界解析結果から求めた電力伝送効率を示す説明図である。
【図9】解析モデルの、第１送電コイル、第１受電コイル、第２受電コイル、第２送電コイルを実際に製作し、回転角度が０度等の状態における電力伝送効率を実測するときに用いた装置の一部分を示す説明図である。
【図10】解析モデルの、第１送電コイル、第１受電コイル、第２受電コイル、第２送電コイルを実際に製作し、回転角度が９０度の状態における電力伝送効率を実測するときに用いた装置の一部分を示す説明図である。
【図11】挟み込み構造型タイプＡおよび挟み込み構造型タイプＤの、電力伝送効率の実測値と解析値とを示す説明図である。
【図12】送受電コイルの位置ずれに関する第１解析パターンを示す説明図である。
【図13】第１解析パターンにおける解析結果を示す説明図である。
【図14】送受電コイルの位置ずれに関する第２解析パターンを示す説明図である。
【図15】第２解析パターンにおける解析結果を示す説明図である。
【図16】従来型の送受電コイルの位置ずれに関する第３解析パターンを示す説明図である。
【図17】第３解析パターンにおける解析結果を示す説明図である。
【図18】第１～第３解析パターンにおける各解析結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
［実施形態］
図１は、本開示の実施形態による非接触給電装置の概略構成を示す説明図である。
この非接触給電装置は、例えば装置本体に備えられる送電側共振器１２と、給電対象の機器に備えられる受電側共振器１３とを有する。
送電側共振器１２は、第１送電コイル２０と第２送電コイル２３とを備え、受電側共振器１３は、第１受電コイル２１と第２受電コイル２２とを備えている。
第１送電コイル２０および第２送電コイル２３を有する送電側共振器１２、ならびに、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２を有する受電側共振器１３は、これらのコイルが同一の周波数で共振するように、例えば、図示されないコンデンサ等を備えて回路構成されている。
［実施形態］
図１は、本開示の実施形態による非接触給電装置の概略構成を示す説明図である。
この非接触給電装置は、例えば装置本体に備えられる送電側共振器１２と、給電対象の機器に備えられる受電側共振器１３とを有する。
送電側共振器１２は、第１送電コイル２０と第２送電コイル２３とを備え、受電側共振器１３は、第１受電コイル２１と第２受電コイル２２とを備えている。
第１送電コイル２０および第２送電コイル２３を有する送電側共振器１２、ならびに、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２を有する受電側共振器１３は、これらのコイルが同一の周波数で共振するように、例えば、図示されないコンデンサ等を備えて回路構成されている。
【0018】
送電側共振器１２は、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に電力を供給する電源１０を備え、例えば、第１送電コイル２０、第２送電コイル２３、電源１０の各間の接続を切替える送電側切替部１６を備えている。
電源１０は、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に磁界を発生させる、例えば、所定周波数（ワイヤレス電力伝送が可能な高周波）の交流電力を生成、出力するように構成されている。
送電側切替部１６は、例えば、スイッチング素子や位相器などを備え、第１送電コイル２０が発生する磁界の向きと第２送電コイル２３が発生する磁界の向きとが同じ向き（同相）、または、２つの磁界の向きが相互に対向する（逆相になる）ように切り替える構成を備えている。
受電側切替部１５も同様に、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２に生じる磁界の向きを切り替える構成を備えているが、以下、送電側切替部１６を例に説明する。
電源１０は、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に磁界を発生させる、例えば、所定周波数（ワイヤレス電力伝送が可能な高周波）の交流電力を生成、出力するように構成されている。
送電側切替部１６は、例えば、スイッチング素子や位相器などを備え、第１送電コイル２０が発生する磁界の向きと第２送電コイル２３が発生する磁界の向きとが同じ向き（同相）、または、２つの磁界の向きが相互に対向する（逆相になる）ように切り替える構成を備えている。
受電側切替部１５も同様に、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２に生じる磁界の向きを切り替える構成を備えているが、以下、送電側切替部１６を例に説明する。
【0019】
具体的には、電源１０から、第１送電コイル２０に供給する交流電力と、第２送電コイル２３に供給する交流電力の位相を、同相または逆相となるように切替え制御するように、例えば位相器を備えて構成されている。
または、電源１０から、第１送電コイル２０に供給する電流（例えば直流のパルス電流）の向きと、第２送電コイル２３に供給する電流（例えば直流のパルス電流）の向きが逆になるように（上記の各電流の向き、即ち、電流の正負極性を切替るように）、例えば、スイッチ素子等を備えて送電側切替部１６を構成してもよい。
または、電源１０から、第１送電コイル２０に供給する電流（例えば直流のパルス電流）の向きと、第２送電コイル２３に供給する電流（例えば直流のパルス電流）の向きが逆になるように（上記の各電流の向き、即ち、電流の正負極性を切替るように）、例えば、スイッチ素子等を備えて送電側切替部１６を構成してもよい。
【0020】
受電側共振器１３は、前述の給電対象の機器に備えられる負荷１４に接続されており、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２から負荷１４に電力供給を行うように回路構成されている。
また、受電側共振器１３は、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２と負荷１４との接続を制御する、即ち、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、負荷１４の各接続を切り替える受電側切替部１５を備えている。
受電側切替部１５は、例えば、負荷１４が充電可能なバッテリーである場合、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２から供給される電力を所定の値の直流電力に調整し、この直流電力を負荷１４の所定の電極に供給する受電回路等を備えて構成されている。
なお、負荷１４が、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２に発生した電圧を直接入力することができるように構成されている場合には、受電側切替部１５を備えることなく受電側共振器１３を構成してもよい。
また、受電側共振器１３は、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２と負荷１４との接続を制御する、即ち、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、負荷１４の各接続を切り替える受電側切替部１５を備えている。
受電側切替部１５は、例えば、負荷１４が充電可能なバッテリーである場合、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２から供給される電力を所定の値の直流電力に調整し、この直流電力を負荷１４の所定の電極に供給する受電回路等を備えて構成されている。
なお、負荷１４が、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２に発生した電圧を直接入力することができるように構成されている場合には、受電側切替部１５を備えることなく受電側共振器１３を構成してもよい。
【0021】
次に動作について説明する。
図２は、図１の非接触給電装置に備えられた各コイルによって生じる磁界を示す説明図である。
例えば、図２において、（ａ）従来型として示したように、一対の送電コイル３０および受電コイル３１を用いて非接触給電を行う場合、送電コイル３０に生じる磁界の向きと受電コイル３１に生じる磁界の向きが同じ方向になるように、送電コイル３０および受電コイル３１を配置する。このとき、送電コイル３０の中心軸と受電コイル３１の中心軸は、Ｘ軸上において重なり、一直線になる。
このように配置された送電コイル３０および受電コイル３１が非接触給電を行っているときには、これらコイルの周囲に磁力線２０１が生じる。なお、図２では、１本の磁力線２０１のみを示しているが、非接触給電を行っているときには、Ｘ軸を中心軸にして各コイルの周囲を囲むように磁力線２０１が生じる。
図２は、図１の非接触給電装置に備えられた各コイルによって生じる磁界を示す説明図である。
例えば、図２において、（ａ）従来型として示したように、一対の送電コイル３０および受電コイル３１を用いて非接触給電を行う場合、送電コイル３０に生じる磁界の向きと受電コイル３１に生じる磁界の向きが同じ方向になるように、送電コイル３０および受電コイル３１を配置する。このとき、送電コイル３０の中心軸と受電コイル３１の中心軸は、Ｘ軸上において重なり、一直線になる。
このように配置された送電コイル３０および受電コイル３１が非接触給電を行っているときには、これらコイルの周囲に磁力線２０１が生じる。なお、図２では、１本の磁力線２０１のみを示しているが、非接触給電を行っているときには、Ｘ軸を中心軸にして各コイルの周囲を囲むように磁力線２０１が生じる。
【0022】
この実施形態で説明する非接触給電装置は、図２（ｂ）および（ｃ）のように、二対の送受電コイルを備えており、前述の図１のように、送電側共振器１２に第１送電コイル２０および第２送電コイル２３を有し、受電側共振器１３に第１受電コイル２１および第２受電コイル２２を備えている。
送電側共振器１２と受電側共振器１３との間で非接触給電を行う場合、第１送電コイル２０と第２送電コイル２３との間に、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２が挟み込まれるように配置される。
ここでは、上記のように各コイルが配置される態様（前述の特願２０１８－１４３０６７号公報に開示された各送受電コイルの配置）を挟み込み構造型と称呼する。
送電側共振器１２と受電側共振器１３との間で非接触給電を行う場合、第１送電コイル２０と第２送電コイル２３との間に、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２が挟み込まれるように配置される。
ここでは、上記のように各コイルが配置される態様（前述の特願２０１８－１４３０６７号公報に開示された各送受電コイルの配置）を挟み込み構造型と称呼する。
【0023】
また、ここでは、図２（ｂ）のように、挟み込み構造型のうち、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の各コイルに生じる磁界の向きが同じ（ここでは、この磁界の向きを第１の磁界の向きと称呼する）、即ち、全てのコイルが同相になるように、これら各コイルを配置した態様を、挟み込み構造型タイプＡと称呼する。
また、ここでは、図２（ｃ）のように、挟み込み構造型のうち、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１に生じる磁界の向きが同じ（第１の磁界の向き）で、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３に生じる磁界の向きが同じ（ここでは、この磁界の向きを第２の磁界の向きと称呼する）であり、第１の磁界の向きと、第２の磁界の向きが対向するように、これら各コイルを配置した態様を、挟み込み構造型タイプＤと称呼する。
換言すると、挟み込み構造型タイプＤは、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１の一対と、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３の一対が逆相になるように配置されている。
また、ここでは、図２（ｃ）のように、挟み込み構造型のうち、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１に生じる磁界の向きが同じ（第１の磁界の向き）で、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３に生じる磁界の向きが同じ（ここでは、この磁界の向きを第２の磁界の向きと称呼する）であり、第１の磁界の向きと、第２の磁界の向きが対向するように、これら各コイルを配置した態様を、挟み込み構造型タイプＤと称呼する。
換言すると、挟み込み構造型タイプＤは、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１の一対と、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３の一対が逆相になるように配置されている。
【0024】
この実施形態による非接触給電装置は、挟み込み構造型タイプＡと、挟み込み構造型タイプＤと、のどちらの態様においても、第１送電コイル２０と第１受電コイル２１とを共振させて電磁誘導を生じさせ、また、第２送電コイル２３と第２受電コイル２２とを共振させて電磁誘導を生じさせ、送電側共振器１２と受電側共振器１３とを電磁結合させて、送電側共振器１２から受電側共振器１３に電力を伝送する。
なお、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３を全て同じ所定周波数で共振するように構成し、送電側共振器１２と受電側共振器１３とが電磁結合するように構成することも可能である。
なお、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３を全て同じ所定周波数で共振するように構成し、送電側共振器１２と受電側共振器１３とが電磁結合するように構成することも可能である。
【0025】
挟み込み構造型タイプＡは、図２（ｂ）に示したように、各コイルの中心軸が一直線になるように（Ｘ軸に重なるように）各コイルが並んでいる状態では、電磁結合している第１送電コイル２０および第１受電コイル２１の周囲に磁力線１０１が生じる。また、電磁結合している第２送電コイル２３および第２受電コイル２２の周囲に磁力線１０２が生じる。
【0026】
また、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１の周囲に磁力線１０１が生じているとき、上記のように並んでいる第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の周囲には磁力線１０３が生じる。
また、第２送電コイル２３および第２受電コイル２２の周囲に磁力線１０２が生じているとき、上記のように並んでいる第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の周囲には磁力線１０４が生じる。
また、第２送電コイル２３および第２受電コイル２２の周囲に磁力線１０２が生じているとき、上記のように並んでいる第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の周囲には磁力線１０４が生じる。
【0027】
図３は、挟み込み構造型タイプＡにおける磁力線の形状を示す説明図である。
図２（ｂ）に示した状態の挟み込み構造型タイプＡは、前述のように全てのコイルが同相になることから、磁力線１０１、磁力線１０２、磁力線１０３および磁力線１０４は、同一方向に作用するように生じ、各コイルの中心軸がＸ軸に重なって一直線になっている状態においては、例えば、図３に示したように、磁力線１０１、磁力線１０２、磁力線１０３および磁力線１０４が混在する形状の磁力線が生じる。
図２（ｂ）に示した状態の挟み込み構造型タイプＡは、前述のように全てのコイルが同相になることから、磁力線１０１、磁力線１０２、磁力線１０３および磁力線１０４は、同一方向に作用するように生じ、各コイルの中心軸がＸ軸に重なって一直線になっている状態においては、例えば、図３に示したように、磁力線１０１、磁力線１０２、磁力線１０３および磁力線１０４が混在する形状の磁力線が生じる。
【0028】
挟み込み構造型タイプＤは、図２（ｃ）に示したように、各コイルの中心軸が一直線になるように（Ｘ軸に重なるように）各コイルが並んでいる状態では、電磁結合している第１送電コイル２０および第１受電コイル２１の周囲に磁力線１１１が生じる。また、電磁結合している第２送電コイル２３および第２受電コイル２２の周囲に磁力線１１２が生じる。
【0029】
また、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１の周囲に磁力線１１１が生じているとき、上記のように並んでいる第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の周囲に磁力線１１３が生じる。
また、第２送電コイル２３および第２受電コイル２２の周囲に磁力線１１２が生じているとき、上記のように並んでいる第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の周囲に磁力線１１４が生じる。
また、第２送電コイル２３および第２受電コイル２２の周囲に磁力線１１２が生じているとき、上記のように並んでいる第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の周囲に磁力線１１４が生じる。
【0030】
図４は、挟み込み構造型タイプＤにおける磁力線の形状を示す説明図である。
図２に示した状態の挟み込み構造型タイプＤは、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１の一対と、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３の一対と、が逆相になることから、磁力線１１１と磁力線１１２は逆向きに（相互に反発するように）生じ、磁力線１１３および磁力線１１４は、作用方向が対向するものになる。
図２に示した状態の挟み込み構造型タイプＤは、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１の一対と、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３の一対と、が逆相になることから、磁力線１１１と磁力線１１２は逆向きに（相互に反発するように）生じ、磁力線１１３および磁力線１１４は、作用方向が対向するものになる。
【0031】
上記のように生じる磁力線１１１、磁力線１１２、磁力線１１３および磁力線１１４は、実際には、各コイルの中心軸がＸ軸に重なって一直線になっている状態において、第１受電コイル２１と第２受電コイル２２との間で分かれた磁力線になって存在する。
即ち、逆相になるように設置された第１受電コイル２１と第２受電コイル２２との間に磁力線の境界が生じる。換言すると、第１受電コイル２１と第２受電コイル２２との間において対称になる形状の磁力線が生じる。挟み込み構造型タイプＤの各コイルによって生じる磁力線は、例えば、図４に示した形状になる。
即ち、逆相になるように設置された第１受電コイル２１と第２受電コイル２２との間に磁力線の境界が生じる。換言すると、第１受電コイル２１と第２受電コイル２２との間において対称になる形状の磁力線が生じる。挟み込み構造型タイプＤの各コイルによって生じる磁力線は、例えば、図４に示した形状になる。
【0032】
図３および図４は、例えば、Ｘ軸上において並んでいる第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３をモデリングし、任意の電磁界解析ソフトウェアを用いて解析した結果（磁界配位）を示したものである。この電磁界解析ソフトウェアを用いて、図２（ａ）に示した従来型の磁界配位を解析すると、挟み込み構造型タイプＡと同様な結果が得られた。
【0033】
図５は、上記の電磁界解析に用いた、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３の解析モデルを示す説明図である。
上記の電磁界解析ソフトウェアによって解析を行うとき、図５に示したように、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の各直径を２００［ｍｍ］、第１送電コイル２０と第１受電コイル２１との間隔を６０［ｍｍ］、第１受電コイル２１と第２受電コイル２２との間隔を１２０［ｍｍ］、第２受電コイル２２と第２送電コイル２３との間隔を６０［ｍｍ］としてモデリングを行った。
上記の電磁界解析ソフトウェアによって解析を行うとき、図５に示したように、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の各直径を２００［ｍｍ］、第１送電コイル２０と第１受電コイル２１との間隔を６０［ｍｍ］、第１受電コイル２１と第２受電コイル２２との間隔を１２０［ｍｍ］、第２受電コイル２２と第２送電コイル２３との間隔を６０［ｍｍ］としてモデリングを行った。
【0034】
また、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に対して、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２が回転して配置された状態の電力伝送効率を、上記解析モデルを解析することによって得られた、各送受電コイル間の相互インダクタンスを用いて算出した。
ここでは、上記の電力伝送効率をηとし、次の式（１）を用いて算出した。
ここでは、上記の電力伝送効率をηとし、次の式（１）を用いて算出した。
【0035】
【数1】
【0036】
式（１）において、Ｍｔｒａｎｓ（θ）は後述する回転角度θの関数であり、図１に示した回路、即ち、送電側共振器１２（第１送電コイル２０および第２送電コイル２３を含む回路）および受電側共振器１３（第１受電コイル２１および第２受電コイル２２を含む回路）が有する相互インダクタンスの合計である。
式（１）のＲｔは、送電側共振器１２の回路における等価直列抵抗値である。また、式（１）のＲｒは、受電側共振器１３の回路における等価直列抵抗値である。また、式（1）のＲＬは、負荷１４が有している抵抗値である。また、式（１）のθは、後述する回転角度θである。
式（１）のＲｔは、送電側共振器１２の回路における等価直列抵抗値である。また、式（１）のＲｒは、受電側共振器１３の回路における等価直列抵抗値である。また、式（1）のＲＬは、負荷１４が有している抵抗値である。また、式（１）のθは、後述する回転角度θである。
【0037】
なお、上記の第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の各間隔は、上記の電磁界解析ソフトウェアを用いて最適な距離を求めた。
図６は、各コイル間の距離を設定するための解析結果を示す説明図である。この図６は、縦軸が電力伝送の効率を表し、横軸が受電コイルの回転角度を表すグラフである。
ここでは、例えば、各コイルを挟み込み構造型タイプＤのように配置し、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の各間隔について、８０－８０－８０［ｍｍ］、６０－１２０－６０［ｍｍ］、６０－１４０－６０［ｍｍ］、８０－１５０－８０［ｍｍ］、４０－２００－４０［ｍｍ］、６０－２００－６０［ｍｍ］の各間隔パターンを設定し、各間隔パターンの電力伝送効率を求めた。
このように電力伝送効率を求めておき、例えば、回転角度９０［度］において電力伝送効率が最も良好になった６０－１２０－６０［ｍｍ］の間隔パターンを選択し、上記解析モデルの各コイル間の距離として設定した。
図６は、各コイル間の距離を設定するための解析結果を示す説明図である。この図６は、縦軸が電力伝送の効率を表し、横軸が受電コイルの回転角度を表すグラフである。
ここでは、例えば、各コイルを挟み込み構造型タイプＤのように配置し、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３の各間隔について、８０－８０－８０［ｍｍ］、６０－１２０－６０［ｍｍ］、６０－１４０－６０［ｍｍ］、８０－１５０－８０［ｍｍ］、４０－２００－４０［ｍｍ］、６０－２００－６０［ｍｍ］の各間隔パターンを設定し、各間隔パターンの電力伝送効率を求めた。
このように電力伝送効率を求めておき、例えば、回転角度９０［度］において電力伝送効率が最も良好になった６０－１２０－６０［ｍｍ］の間隔パターンを選択し、上記解析モデルの各コイル間の距離として設定した。
【0038】
図７は、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に対して第１受電コイル２１および第２受電コイル２２を回転させた状態を示す説明図である。
ここで、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に対する第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の回転角度を、図７に示したθのように定義する。
第１送電コイル２０と第２送電コイル２３は、これらコイルの中心軸を繋いだとき一本の直線になるように配置されている。また、第１受電コイル２１と第２受電コイル２２は、これらコイルの中心軸を繋いだとき一本の直線になるように配置されている。
回転角度θは、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３の中心軸と、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸との間に挟まれた角度である。
ここで、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に対する第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の回転角度を、図７に示したθのように定義する。
第１送電コイル２０と第２送電コイル２３は、これらコイルの中心軸を繋いだとき一本の直線になるように配置されている。また、第１受電コイル２１と第２受電コイル２２は、これらコイルの中心軸を繋いだとき一本の直線になるように配置されている。
回転角度θは、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３の中心軸と、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸との間に挟まれた角度である。
【0039】
なお、図７に示した各コイルの配置は、図示したＸ軸およびＹ軸の原点を、上記の２つの中心軸が通過する状態である。詳しくは、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３の中心軸がＸ軸に重なり、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸が、Ｘ軸およびＹ軸の原点を通過している。即ち、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２（これら受電コイルの中心軸）の回転中心が、上記Ｘ軸およびＹ軸の原点になっている。
即ち、図７に示した配置は、回転角度θが０［度］の場合、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３の中心軸と、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸とが重なり合う状態であり、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３の位置と、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の位置にずれが生じていない状態を表している。
即ち、図７に示した配置は、回転角度θが０［度］の場合、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３の中心軸と、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸とが重なり合う状態であり、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３の位置と、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の位置にずれが生じていない状態を表している。
【0040】
図８は、電磁界解析結果から求めた電力伝送効率を示す説明図である。図８の横軸は、前述の回転角度θを表し、縦軸は、送電側共振器１２から受電側共振器１３に電磁誘導を用いて電力を伝送させる際の効率（電力伝送効率η）を表している。
図８は、モデリングされた挟み込み構造型タイプＡの各コイルについて、各回転角度θの電力伝送効率ηを算出し、また、モデリングされた挟み込み構造型タイプＤの各コイルについて、各回転角度θの電力伝送効率ηを算出し、これらの算出結果をグラフに示したものである。
図８は、モデリングされた挟み込み構造型タイプＡの各コイルについて、各回転角度θの電力伝送効率ηを算出し、また、モデリングされた挟み込み構造型タイプＤの各コイルについて、各回転角度θの電力伝送効率ηを算出し、これらの算出結果をグラフに示したものである。
【0041】
図８に示された算出結果から、挟み込み構造型タイプＡは、各送受電コイルが正対する状態になる、回転角度θが０度、ならびに、１８０度において、高い効率（図８では８０％以上）で電力伝送ができることがわかる。
また、挟み込み構造型タイプＡは、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に対する第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の回転角度θが、上記の正対した状態から変化すると電力伝送効率ηが低下する。第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に対して、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２が直交する状態、即ち、回転角度θが９０度、もしくはその近傍になると、電力伝送効率ηが極めて小さい値（図８では１０％未満）になり、電力の伝送（非接触給電）ができなくなることが確認された。
また、挟み込み構造型タイプＡは、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に対する第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の回転角度θが、上記の正対した状態から変化すると電力伝送効率ηが低下する。第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に対して、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２が直交する状態、即ち、回転角度θが９０度、もしくはその近傍になると、電力伝送効率ηが極めて小さい値（図８では１０％未満）になり、電力の伝送（非接触給電）ができなくなることが確認された。
【0042】
これに対して、挟み込み構造型タイプＤは、図８の算出結果において、回転角度θがほぼ５５度、ならびに、ほぼ１２５度において電力伝送効率ηが極めて小さい値になり、電力の伝送（非接触給電）ができなくなり、回転角度θが９０度の場合には、回転角度θが０度の場合とほぼ同様な電力伝送効率ηになる（可能性がある）ことが確認された。
また、この挟み込み構造型タイプＤでは、前述のように第１受電コイル２１と第２受電コイル２２との間を境界として、磁力線が対称な形状になる。
そのため、挟み込み構造型タイプＤは、回転角度θが９０度を中心として、０度から１８０度の範囲内で、電力伝送効率ηの値が対称になる特性を有していることがわかり、図８においても回転角度θが９０度の場合を中心として、電力伝送効率ηの値が対称になることが示されている。
また、この挟み込み構造型タイプＤでは、前述のように第１受電コイル２１と第２受電コイル２２との間を境界として、磁力線が対称な形状になる。
そのため、挟み込み構造型タイプＤは、回転角度θが９０度を中心として、０度から１８０度の範囲内で、電力伝送効率ηの値が対称になる特性を有していることがわかり、図８においても回転角度θが９０度の場合を中心として、電力伝送効率ηの値が対称になることが示されている。
【0043】
上記の解析結果を確認するため、次のように電力伝送効率ηの実測を行った。
図９は、解析モデルの、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３を実際に製作し、回転角度θが０度等の状態における電力伝送効率ηを実測するときに用いた装置の一部分を示す説明図である。
また、図１０は、解析モデルの、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３を実際に製作し、回転角度θが９０度の状態における電力伝送効率ηを実測するときに用いた装置の一部分を示す説明図である。
図９に示されている各送受電コイルは、前述の解析モデルと同じ径を有し、また、解析モデルと同じ間隔を空けて配置されている。また、図１０に示されている各送受電コイルは、図９に示した各送受電コイルのうち、二つの受電コイルを９０度回転させたものである。
図９は、解析モデルの、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３を実際に製作し、回転角度θが０度等の状態における電力伝送効率ηを実測するときに用いた装置の一部分を示す説明図である。
また、図１０は、解析モデルの、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３を実際に製作し、回転角度θが９０度の状態における電力伝送効率ηを実測するときに用いた装置の一部分を示す説明図である。
図９に示されている各送受電コイルは、前述の解析モデルと同じ径を有し、また、解析モデルと同じ間隔を空けて配置されている。また、図１０に示されている各送受電コイルは、図９に示した各送受電コイルのうち、二つの受電コイルを９０度回転させたものである。
【0044】
図１１は、挟み込み構造型タイプＡおよび挟み込み構造型タイプＤの、電力伝送効率ηの実測値と解析値とを示す説明図である。
図１１の縦軸は電力伝送効率ηを表し、横軸は回転角度θを表している。なお、図１１には、挟み込み構造型タイプＡおよび挟み込み構造型タイプＤの、電力伝送効率ηの実測値を実線で示し、実測値の比較対象として、図８に示した挟み込み構造型タイプＡおよび挟み込み構造型タイプＤの各解析値、即ち、前述の解析ソフトウェアによる解析結果から算出した電力伝送効率ηを破線で示している。
図１１の縦軸は電力伝送効率ηを表し、横軸は回転角度θを表している。なお、図１１には、挟み込み構造型タイプＡおよび挟み込み構造型タイプＤの、電力伝送効率ηの実測値を実線で示し、実測値の比較対象として、図８に示した挟み込み構造型タイプＡおよび挟み込み構造型タイプＤの各解析値、即ち、前述の解析ソフトウェアによる解析結果から算出した電力伝送効率ηを破線で示している。
【0045】
なお、図９には、第１送電コイルおよび第２送電コイルと、回転角度θが０度（１８０度）の第１受電コイルおよび第２受電コイルとを示し、図１０には、第１送電コイルおよび第２送電コイルと、回転角度θが９０度の第１受電コイルおよび第２受電コイルとを示しているが、他の回転角度θにおいて、それぞれ第１受電コイルおよび第２受電コイルの設置を変化させて電力伝送効率ηの実測値を計測している。
【0046】
図１１に示したように、解析結果から算出した電力伝送効率ηと、各受電コイルの回転角度θを変化させて計測した電力伝送効率ηの実測値は十分に一致している。
上記のように解析値と実測値とが一致することから、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１に生じる磁界の向きと、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３に生じる磁界の向きとを切替え制御することにより、即ち、挟み込み構造型タイプＡと挟み込み構造型タイプＤとを電力伝送効率が高い方に切替えることにより、回転角度θが０度から１８０度の範囲内においてどのような角度でも、従来型の非接触給電装置と比べて十分高い効率（図１１では５０％以上）で電力を伝送することが可能になることが確認された。
上記のように解析値と実測値とが一致することから、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１に生じる磁界の向きと、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３に生じる磁界の向きとを切替え制御することにより、即ち、挟み込み構造型タイプＡと挟み込み構造型タイプＤとを電力伝送効率が高い方に切替えることにより、回転角度θが０度から１８０度の範囲内においてどのような角度でも、従来型の非接触給電装置と比べて十分高い効率（図１１では５０％以上）で電力を伝送することが可能になることが確認された。
【0047】
例えば、回転角度θが６０度以上、１２０度未満の範囲内の角度であれば、挟み込み構造型タイプＤとなるように、第１送電コイル２０に供給する電源電力（位相、または、電流の向き）と、第２送電コイル２３に供給する電源電力（位相、または、電流の向き）とを、送電側切替部１６が制御し、回転角度θが０度以上、６０度未満の範囲内、ならびに、１２０度以上、１８０度以下の範囲内の角度であれば、挟み込み構造型タイプＡとなるように、上記の電源電力を制御する。
【0048】
次に、送受電コイルの配置位置に、ずれが生じた場合の伝送効率を解析した結果を説明する。ここで説明する解析は、任意の第１～第３の各解析パターンを設定して、送電コイルと受電コイルとの位置ずれが電力伝送効率にどのように影響するかを解析したものである。
【0049】
（第１解析パターン）
図１２は、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３と、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２との位置ずれに関する第１解析パターンを示す説明図である。
第１解析パターンは、挟み込み構造型タイプＡの各コイルの配置位置にずれが生じた場合、どのように電力伝送効率に影響するかを解析するための各構成、設定等を定めている。
ここでは、第１解析パターンとして、図１２の図中、右上側に示したように、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３を配置し、これらのコイルが挟み込み構造型タイプＡとなるように回路接続（図示省略）している。このように配置（および回路接続）した上記の送受電コイルについて、図１２の図中、右下側に示した回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における上記送受電コイル間の電力伝送効率を求めた。
図１２は、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３と、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２との位置ずれに関する第１解析パターンを示す説明図である。
第１解析パターンは、挟み込み構造型タイプＡの各コイルの配置位置にずれが生じた場合、どのように電力伝送効率に影響するかを解析するための各構成、設定等を定めている。
ここでは、第１解析パターンとして、図１２の図中、右上側に示したように、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３を配置し、これらのコイルが挟み込み構造型タイプＡとなるように回路接続（図示省略）している。このように配置（および回路接続）した上記の送受電コイルについて、図１２の図中、右下側に示した回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における上記送受電コイル間の電力伝送効率を求めた。
【0050】
ここでは、図１２の右下側に示した状態、即ち、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に０［ｍｍ］ずれている（位置ずれしていない）状態を「TypeA_X0Y0」と称呼する。
また、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に１０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に０［ｍｍ］ずれている状態を「TypeA_X10Y0」と称呼する。
また、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「TypeA_X0Y40」と称呼する。
また、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に１０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「TypeA_X10Y40」と称呼する。
また、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に１０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に０［ｍｍ］ずれている状態を「TypeA_X10Y0」と称呼する。
また、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「TypeA_X0Y40」と称呼する。
また、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に１０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「TypeA_X10Y40」と称呼する。
【0051】
第１解析パターンでは、送受電コイルの位置ずれがない状態、即ち、TypeA_X0Y0の状態において、回転角度θ＝０～９０［度］の範囲内において１０［度］刻みで回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における電力伝送効率を求めた。
また、第１解析パターンでは、TypeA_X10Y0の状態において、０～９０［度］の範囲内において１０［度］刻みで回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における電力伝送効率を求めた。
また、第１解析パターンでは、TypeA_X0Y40の状態において、０～９０［度］の範囲内において１０［度］刻みで回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における電力伝送効率を求めた。
また、第１解析パターンでは、TypeA_X10Y40の状態において、０～９０［度］の範囲内において１０［度］刻みで回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における電力伝送効率を求めた。
なお、ここでは、各コイルの直径２００［ｍｍ］の２０［％］を、位置ずれの限界（送電コイルと受電コイルの物理的干渉による限界）として、Ｙ軸方向のずれを最大で４０［ｍｍ］として解析を行った。
また、第１解析パターンでは、TypeA_X10Y0の状態において、０～９０［度］の範囲内において１０［度］刻みで回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における電力伝送効率を求めた。
また、第１解析パターンでは、TypeA_X0Y40の状態において、０～９０［度］の範囲内において１０［度］刻みで回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における電力伝送効率を求めた。
また、第１解析パターンでは、TypeA_X10Y40の状態において、０～９０［度］の範囲内において１０［度］刻みで回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における電力伝送効率を求めた。
なお、ここでは、各コイルの直径２００［ｍｍ］の２０［％］を、位置ずれの限界（送電コイルと受電コイルの物理的干渉による限界）として、Ｙ軸方向のずれを最大で４０［ｍｍ］として解析を行った。
【0052】
図１３は、第１解析パターンにおける解析結果を示す説明図である。この図１３は、縦軸が電力伝送の効率を表し、横軸が回転角度θの角度を表すグラフであり、TypeA_X0Y0、TypeA_X10Y0、TypeA_X0Y40、TypeA_X10Y40の各状態において得られた電力伝送効率の値（挟み込み構造型タイプＡにおけるＸＹ位置ずれ時の効率－角度特性）をグラフ曲線で表している。
図１３に示した解析結果から、回転角度θが０～４０［度］の範囲、および、８０～９０［度］の範囲においては、上記の各状態の電力伝送効率に大きな差異が生じていない。即ち、電力伝送効率に対する、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向における位置ずれの影響は少ないことがわかる。
図１３に示した解析結果から、回転角度θが０～４０［度］の範囲、および、８０～９０［度］の範囲においては、上記の各状態の電力伝送効率に大きな差異が生じていない。即ち、電力伝送効率に対する、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向における位置ずれの影響は少ないことがわかる。
【0053】
（第２解析パターン）
図１４は、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３と、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２との位置ずれに関する第２解析パターンを示す説明図である。
第２解析パターンは、挟み込み構造型タイプＤの各コイルの配置位置にずれが生じた場合、どのように電力伝送効率に影響するかを解析するための各構成、設定等を定めている。
ここでは、第２解析パターンとして、図１４の図中、右上側に示したように、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３を配置し、これらのコイルが挟み込み構造型タイプＤとなるように回路接続（図示省略）している。このように配置（および回路接続）した上記の送受電コイルについて、図１４の図中、右下側に示した回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における上記送受電コイル間の電力伝送効率を求めた。
図１４は、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３と、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２との位置ずれに関する第２解析パターンを示す説明図である。
第２解析パターンは、挟み込み構造型タイプＤの各コイルの配置位置にずれが生じた場合、どのように電力伝送効率に影響するかを解析するための各構成、設定等を定めている。
ここでは、第２解析パターンとして、図１４の図中、右上側に示したように、第１送電コイル２０、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２、第２送電コイル２３を配置し、これらのコイルが挟み込み構造型タイプＤとなるように回路接続（図示省略）している。このように配置（および回路接続）した上記の送受電コイルについて、図１４の図中、右下側に示した回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における上記送受電コイル間の電力伝送効率を求めた。
【0054】
ここでは、図１４の右下側に示した状態、即ち、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に０［ｍｍ］ずれている（位置ずれが生じていない）状態を「TypeD_X0Y0」と称呼する。
また、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「TypeD_X0Y40」と称呼する。
また、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に１０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「TypeD_X10Y40」と称呼する。
第２解析パターンでは、TypeD_X0Y0、TypeD_X0Y40、TypeD_X10Y40の各状態において、回転角度θ＝０～９０［度］の範囲内において１０［度］刻みで回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における電力伝送効率を求めた。
なお、ここでは、第１解析パターンと同様に、Ｙ軸方向のずれを最大で４０［ｍｍ］として解析を行った。
また、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「TypeD_X0Y40」と称呼する。
また、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に１０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「TypeD_X10Y40」と称呼する。
第２解析パターンでは、TypeD_X0Y0、TypeD_X0Y40、TypeD_X10Y40の各状態において、回転角度θ＝０～９０［度］の範囲内において１０［度］刻みで回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における電力伝送効率を求めた。
なお、ここでは、第１解析パターンと同様に、Ｙ軸方向のずれを最大で４０［ｍｍ］として解析を行った。
【0055】
図１５は、第２解析パターンにおける解析結果を示す説明図である。この図１５は、縦軸が電力伝送の効率を表し、横軸が回転角度θの角度を表すグラフであり、TypeD_X0Y0、TypeD_X0Y40、TypeD_X10Y40の各状態において得られた電力伝送効率の値（挟み込み構造型タイプＤにおけるＸＹ位置ずれ時の効率－角度特性）をグラフ曲線で表している。
図１５に示した解析結果から、回転角度θが０～３０［度］の範囲、および、７０～９０［度］の範囲においては、上記の各状態の電力伝送効率に大きな差異が生じていない。即ち、電力伝送効率に対する、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向における位置ずれの影響は少ないことがわかる。
図１５に示した解析結果から、回転角度θが０～３０［度］の範囲、および、７０～９０［度］の範囲においては、上記の各状態の電力伝送効率に大きな差異が生じていない。即ち、電力伝送効率に対する、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向における位置ずれの影響は少ないことがわかる。
【0056】
（第３解析パターン）
図１６は、従来型の非接触給電装置として図２（ａ）に示した送電コイル３０と、受電コイル３１との位置ずれに関する第３解析パターンを示す説明図である。
第３解析パターンは、１対の送受電コイルからなる従来型の非接触給電装置において、各コイルの配置位置にずれが生じた場合、どのように電力伝送効率に影響するかを解析するための各構成、設定等を定めている。
ここでは、第３解析パターンとして、図１６の図中、右側に示したように、送電コイル３０、受電コイル３１を配置し、これらのコイル間で非接触給電が行われるように回路接続（図示省略）している。このように配置（および回路接続）した上記の送受電コイルについて、図１６の図中、右側に示した回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における上記送受電コイル間の電力伝送効率を求めた。
図１６は、従来型の非接触給電装置として図２（ａ）に示した送電コイル３０と、受電コイル３１との位置ずれに関する第３解析パターンを示す説明図である。
第３解析パターンは、１対の送受電コイルからなる従来型の非接触給電装置において、各コイルの配置位置にずれが生じた場合、どのように電力伝送効率に影響するかを解析するための各構成、設定等を定めている。
ここでは、第３解析パターンとして、図１６の図中、右側に示したように、送電コイル３０、受電コイル３１を配置し、これらのコイル間で非接触給電が行われるように回路接続（図示省略）している。このように配置（および回路接続）した上記の送受電コイルについて、図１６の図中、右側に示した回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における上記送受電コイル間の電力伝送効率を求めた。
【0057】
ここでは、図１６の右側に示した状態、即ち、受電コイル３１の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に０［ｍｍ］ずれている（位置ずれが生じていない）状態、即ち、Ｘ軸および送電コイル３０の中心軸に重なっている状態を「one_pair_X0Y0」と称呼する。
また、受電コイル３１の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に１０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に０［ｍｍ］ずれている状態を「one_pair_X10Y0」と称呼する。
また、受電コイル３１の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「one_pair_X0Y40」と称呼する。
また、受電コイル３１の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に１０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「one_pair_X10Y40」と称呼する。
また、受電コイル３１の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に１０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に０［ｍｍ］ずれている状態を「one_pair_X10Y0」と称呼する。
また、受電コイル３１の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「one_pair_X0Y40」と称呼する。
また、受電コイル３１の中心軸（回転中心の位置）が、Ｘ軸方向に１０［ｍｍ］、Ｙ軸方向に４０［ｍｍ］ずれている状態を「one_pair_X10Y40」と称呼する。
【0058】
第３解析パターンでは、one_pair_X0Y0、one_pair_X10Y0、one_pair_X0Y40、one_pair_X10Y40の各状態において、０～９０［度］の範囲において１０［度］刻みで回転角度θを変化させ、各回転角度θの値における電力伝送効率を求めた。
なお、ここでは、前述の第１送電コイル２０、第１受電コイル２１等と同様な大きさに形成された、送電コイル３０、受電コイル３１の直径２００［ｍｍ］の２０［％］を、位置ずれの限界（送電コイルと受電コイルの物理的干渉による限界）として、Ｙ軸方向のずれを最大で４０［ｍｍ］として解析を行った。
また、送電コイル３０と受電コイル３１の距離は６０［ｍｍ］、受電コイル３１の中心からＸ軸とＹ軸の原点までの距離は６０［ｍｍ］とした。
なお、ここでは、前述の第１送電コイル２０、第１受電コイル２１等と同様な大きさに形成された、送電コイル３０、受電コイル３１の直径２００［ｍｍ］の２０［％］を、位置ずれの限界（送電コイルと受電コイルの物理的干渉による限界）として、Ｙ軸方向のずれを最大で４０［ｍｍ］として解析を行った。
また、送電コイル３０と受電コイル３１の距離は６０［ｍｍ］、受電コイル３１の中心からＸ軸とＹ軸の原点までの距離は６０［ｍｍ］とした。
【0059】
図１７は、第３解析パターンにおける解析結果を示す説明図である。この図１７は、縦軸が電力伝送の効率を表し、横軸が回転角度θの角度を表すグラフであり、one_pair_X0Y0、one_pair_X10Y0、one_pair_X0Y40、one_pair_X10Y40の各状態において得られた電力伝送効率の値（従来型（送受電コイル１対）におけるＸＹ位置ずれ時の効率－角度特性）をグラフ曲線で表している。
図１７に示した解析結果から、回転角度θが０～４０［度］の範囲では、位置ずれによって電力伝送効率に及ぼす影響は少ないが、回転角度θが７０～９０［度］の範囲においては、位置ずれによって電力伝送効率に大きな影響が生じることがわかる。
図１７に示した解析結果から、回転角度θが０～４０［度］の範囲では、位置ずれによって電力伝送効率に及ぼす影響は少ないが、回転角度θが７０～９０［度］の範囲においては、位置ずれによって電力伝送効率に大きな影響が生じることがわかる。
【0060】
ここで、第１～第３解析パターンで得られた各解析結果を比較する。
図１８は、第１～第３解析パターンにおける各解析結果を示す説明図である。この図１８は、縦軸が電力伝送の効率を表し、横軸が回転角度θの角度を表すグラフであり、図１３のTypeA_X10Y40の状態において得られた電力伝送効率の値を示すグラフ曲線、図１５のTypeD_X10Y40の状態において得られた電力伝送効率の値を示すグラフ曲線、および、図１７のone_pair_X10Y40の状態において得られた電力伝送効率の値を示すグラフ曲線を同一グラフ上に示したものである。
換言すると、図１８は、従来型（１対の送受電コイル）、挟み込み構造型タイプＡ、挟み込み構造型タイプＤの、Ｘ＝１０［ｍｍ］、Ｙ＝４０［ｍｍ］位置ずれ時の効率－角度特性を示したものである。
図１８は、第１～第３解析パターンにおける各解析結果を示す説明図である。この図１８は、縦軸が電力伝送の効率を表し、横軸が回転角度θの角度を表すグラフであり、図１３のTypeA_X10Y40の状態において得られた電力伝送効率の値を示すグラフ曲線、図１５のTypeD_X10Y40の状態において得られた電力伝送効率の値を示すグラフ曲線、および、図１７のone_pair_X10Y40の状態において得られた電力伝送効率の値を示すグラフ曲線を同一グラフ上に示したものである。
換言すると、図１８は、従来型（１対の送受電コイル）、挟み込み構造型タイプＡ、挟み込み構造型タイプＤの、Ｘ＝１０［ｍｍ］、Ｙ＝４０［ｍｍ］位置ずれ時の効率－角度特性を示したものである。
【0061】
図１８に示した解析結果から、受電コイルの中心軸（回転中心）が、送電コイルの中心軸から位置ずれしている状態においても、挟み込み構造型タイプＡと、挟み込み構造型タイプＤとを組み合わせ、それぞれのタイプにおいて効率が低下する回転角度θの範囲を補うようにすると、従来型では電力伝送が低下、もしくは電力伝送ができない角度でも安定して高い電力伝送効率（図１８では４０％以上）を維持できることがわかる。
具体的には、挟み込み構造型タイプＤよりも挟み込み構造型タイプＡが効率の良い回転角度θの範囲（例えば、約４０［度］～約６０［度］）においては、挟み込み構造型タイプＡを使用し、挟み込み構造型タイプＡよりも挟み込み構造型タイプＤが効率の良い回転角度θの範囲（例えば、６０［度］よりも大きな角度）においては、挟み込み構造型タイプＤを使用すると、各回転角度θにおいて良好な電力伝送効率を維持することができる。
具体的には、挟み込み構造型タイプＤよりも挟み込み構造型タイプＡが効率の良い回転角度θの範囲（例えば、約４０［度］～約６０［度］）においては、挟み込み構造型タイプＡを使用し、挟み込み構造型タイプＡよりも挟み込み構造型タイプＤが効率の良い回転角度θの範囲（例えば、６０［度］よりも大きな角度）においては、挟み込み構造型タイプＤを使用すると、各回転角度θにおいて良好な電力伝送効率を維持することができる。
【0062】
以上の解析結果から、受電コイルの中心軸（回転中心）が、送電コイルの中心軸から位置ずれしている状態、ならびに、位置ずれしていない状態においても、挟み込み構造型タイプＡと、挟み込み構造型タイプＤとを組み合わせ、それぞれのタイプにおいて効率が低下する回転角度θの範囲を補うようにすると、安定して高い電力伝送効率を維持できることがわかる。
【0063】
以上のように、本実施形態によれば、第１送電コイル２０に供給する電源電力（位相、または、電流の向き）と第２送電コイル２３に供給する電源電力（位相、または、電流の向き）とを制御し、第１送電コイル２０および第１受電コイル２１に生じる磁界の向きと、第２受電コイル２２および第２送電コイル２３に生じる磁界の向きとを、回転角度θに応じて切替えることにより、回転角度θが０度から１８０度までの間において、十分な高効率で非接触給電を行うことができる。
【0064】
本発明の用途としては、例えば、ロボット本体に備えるバッテリーの充電容量が不足する状態になると、当該ロボット本体が充電設備を設置した場所へ移動する自走式ロボットの充電装置等が考えられる。
【0065】
本発明の非接触給電装置は、前述のように回転角度θの大きさによって、挟み込み構造型タイプＡと、挟み込み構造型タイプＤのいずれかが適当になる（電力伝送効率が良好になる）場合がある。
そこで、本発明の非接触給電装置に、例えば、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の回転角度θを検出する角度検出機構を備えることが好ましい。
上記の角度検出機構を備える場合には、例えば、図１に示した送電側共振器１２、または、受電側共振器１３に当該角度検出機構を備える。この角度検出機構から出力される角度検出信号（回転角度θの値を示す信号）等は、例えば、送電側切替部１６に入力される。
上記の角度検出信号等を入力した送電側切替部１６は、回転角度θの値に応じて第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に発生する磁界の向きが、挟み込み構造型タイプＡまたは挟み込み構造型タイプＤとなるように、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に供給する電流の向きを切り替え制御する。また、受電側切替部１５に上記角度検出信号等を入力し、受電側切替部１５が、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２に発生する磁界の向きが、挟み込み構造型タイプＡまたは挟み込み構造型タイプＤとなるように、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２および負荷１４の各接続を切り替える。
そこで、本発明の非接触給電装置に、例えば、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２の回転角度θを検出する角度検出機構を備えることが好ましい。
上記の角度検出機構を備える場合には、例えば、図１に示した送電側共振器１２、または、受電側共振器１３に当該角度検出機構を備える。この角度検出機構から出力される角度検出信号（回転角度θの値を示す信号）等は、例えば、送電側切替部１６に入力される。
上記の角度検出信号等を入力した送電側切替部１６は、回転角度θの値に応じて第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に発生する磁界の向きが、挟み込み構造型タイプＡまたは挟み込み構造型タイプＤとなるように、第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に供給する電流の向きを切り替え制御する。また、受電側切替部１５に上記角度検出信号等を入力し、受電側切替部１５が、第１受電コイル２１および第２受電コイル２２に発生する磁界の向きが、挟み込み構造型タイプＡまたは挟み込み構造型タイプＤとなるように、第１受電コイル２１、第２受電コイル２２および負荷１４の各接続を切り替える。
【0066】
また、本発明の非接触給電装置は、上記の角度検出機構を、送電側共振器１２と受電側共振器１３の双方に備え、各角度検出機構の出力信号を用いて、送電側切替部１６、受電側切替部１５が、それぞれ上記のように各コイルに供給する電流や各コイルの接続等を切り替え制御するように構成してもよい。
【0067】
また、上記の角度検出機構を備えずに、充電開始前に、送電側切替部１６が第１送電コイル２０および第２送電コイル２３に供給する電流の向きを切り替え制御し、また、受電側切替部１５が第１受電コイル２１および第２受電コイル２２等の接続を切り替え制御して、各送受電コイルの磁界の向きについて、挟み込み構造型タイプＡと挟み込み構造型タイプＤの両方を順次試す。この後、送電側切替部１６および受電側切替部１５は、電力伝送効率が良いタイプ（磁界の向き）を選択して、挟み込み構造型タイプＡまたは挟み込み構造型タイプＤのいずれかとなるように、各コイルに供給する電流の向き、各コイルの接続等を制御して電力伝送を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【0068】
１０ 電源
１２ 送電側共振器
１３ 受電側共振器
１４ 負荷
１５ 受電側切替部
１６ 送電側切替部
２０ 第１送電コイル
２１ 第１受電コイル
２２ 第２受電コイル
２３ 第２送電コイル
３０ 送電コイル
３１ 受電コイル
１０１ 磁力線
１０２ 磁力線
１０３ 磁力線
１０４ 磁力線
１１１ 磁力線
１１２ 磁力線
１１３ 磁力線
１１４ 磁力線
２０１ 磁力線
１２ 送電側共振器
１３ 受電側共振器
１４ 負荷
１５ 受電側切替部
１６ 送電側切替部
２０ 第１送電コイル
２１ 第１受電コイル
２２ 第２受電コイル
２３ 第２送電コイル
３０ 送電コイル
３１ 受電コイル
１０１ 磁力線
１０２ 磁力線
１０３ 磁力線
１０４ 磁力線
１１１ 磁力線
１１２ 磁力線
１１３ 磁力線
１１４ 磁力線
２０１ 磁力線
【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】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】