(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-15
(45)【発行日】2022-06-23
(54)【発明の名称】無線電力伝送システムおよび無線電力伝送方法
(51)【国際特許分類】
H02J 50/12 20160101AFI20220616BHJP
H02J 50/90 20160101ALI20220616BHJP
【ＦＩ】
H02J50/12
H02J50/90
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2018004818
(22)【出願日】2018-01-16
(65)【公開番号】P2019126164
(43)【公開日】2019-07-25
【審査請求日】2020-12-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000002299
【氏名又は名称】清水建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100161506
【弁理士】
【氏名又は名称】川渕 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】山根 俊博
【審査官】辻丸 詔
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１１／１１４９４２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－２５９５８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１４７６５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０５６２８４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１３／０８０２８５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／１４１３４０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１１／０４２９７４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／１３６４９１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－０９９２４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１１８６５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２０４７３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５２８０４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ５０／００－５０／９０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１コイルと、第１可変リアクタンス回路と、前記第１コイルと前記第１可変リアクタンス回路とを直列接続する第１ケーブルと、前記第１ケーブルの長さを調整する第１ケーブル長調整部と、を含む送電側共振回路を複数有するとともに前記各送電側共振回路に電力を供給する交流電源を有する送電装置と、第２コイルと、第２可変リアクタンス回路と、前記第２コイルと前記第２可変リアクタンス回路とを直列接続する第２ケーブルと、前記第２ケーブルの長さを調整する第２ケーブル長調整部と、を含む受電側共振回路を１または複数有するとともに前記各受電側共振回路の負荷回路を有する受電装置と
を備え、
前記複数の送電側共振回路と前記１または複数の受電側共振回路とを共鳴結合することで前記交流電源から前記負荷回路へ電力を無線伝送するシステムであって、
さらに、
前記受電装置の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記受電装置の位置を示す情報と、前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報と、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さを示す情報と、が対応付けられて記憶されたデータベースに基づいて、前記位置情報取得部が取得する前記位置情報に対応するリアクタンスとケーブルの長さとを求めることにより、前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンス及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスと、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さと、を制御する制御部と、
を備える無線電力伝送システム。
【請求項2】
第１コイルと、第１可変リアクタンス回路と、前記第１コイルと前記第１可変リアクタンス回路とを直列接続する第１ケーブルと、前記第１ケーブルの長さを調整する第１ケーブル長調整部と、を含む送電側共振回路を複数有するとともに前記各送電側共振回路に電力を供給する交流電源を有する送電装置と、第２コイルと、第２可変リアクタンス回路と、前記第２コイルと前記第２可変リアクタンス回路とを直列接続する第２ケーブルと、前記第２ケーブルの長さを調整する第２ケーブル長調整部と、を含む受電側共振回路を１または複数有するとともに前記各受電側共振回路の負荷回路を有する受電装置と、
前記受電装置の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記受電装置の位置を示す情報と、前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報と、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さを示す情報と、の対応関係を表す情報を含むデータベースと、
前記データベースを参照して、前記位置情報取得部が取得した前記位置情報に基づき前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンス及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスと、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さと、を制御する制御部と
を備え、
前記複数の送電側共振回路と前記１または複数の受電側共振回路とを共鳴結合することで前記交流電源から前記負荷回路へ電力を無線伝送する
無線電力伝送システム。
【請求項3】
第１コイルと、第１可変リアクタンス回路と、前記第１コイルと前記第１可変リアクタンス回路とを直列接続する第１ケーブルと、前記第１ケーブルの長さを調整する第１ケーブル長調整部と、を含む送電側共振回路を複数有するとともに前記各送電側共振回路に電力を供給する交流電源を有する送電装置と、第２コイルと、第２可変リアクタンス回路と、前記第２コイルと前記第２可変リアクタンス回路とを直列接続する第２ケーブルと、前記第２ケーブルの長さを調整する第２ケーブル長調整部と、を含む受電側共振回路を１または複数有するとともに前記各受電側共振回路の負荷回路を有する受電装置と、
位置情報取得部と、
制御部と
を用いて、前記複数の送電側共振回路と前記１または複数の受電側共振回路とを共鳴結合することで前記交流電源から前記負荷回路へ電力を無線伝送する方法であって、
前記位置情報取得部によって、前記受電装置の位置情報を取得し、
前記制御部によって、前記受電装置の位置を示す情報と、前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報と、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さを示す情報と、を対応付けてあらかじめ記憶されたデータベースに基づいて、前記位置情報取得部が取得する前記位置情報に対応するリアクタンスとケーブルの長さとを求めることにより、前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンス及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスと、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さと、を制御する
無線電力伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線電力伝送システムおよび無線電力伝送方法に関する。
【背景技術】
【0002】
スマートフォンやタブレットＰＣ（パーソナルコンピュータ）などのモバイル端末、電気自動車の普及段階に入っているが、これらに必須な蓄電池は現状では必要十分な容量を有しているとは言い難い。至る所に充電インフラを揃える事で、常に蓄電池はフル充電という状況を作り出せる。その一つの方策として、無線電力伝送がにわかに注目を浴びている。無線電力伝送には、電磁誘導方式、電界共鳴方式（電界共振方式等ともいう）、磁界共鳴方式（磁界共振方式等ともいう）、電波放射方式など各種方式が提案されている。特に電磁誘導方式や電界・磁界共鳴方式では、送電装置と受電装置の相対的な位置関係によっては、電力の伝送効率が著しく低下するという課題がある。例えば、送受電装置が正対する方向から数ｃｍずれると、電力伝送効率が半分以下に低下することが報告されている。
【0003】
一例として、図５および図６を参照して、送受電装置が正対する方向から数ｃｍずれると、電力伝送効率が半分以下に低下する事例について説明する。
図５は、従来の無線電力伝送システムの構成例を説明するための回路図であり、図６は、図５に示す無線電力伝送システムの伝送効率を説明するための図である。
図５に示すように、無線電力伝送システム９０は、送電装置１ａと、受電装置２ａと、を備える。また、送電装置１ａは、共振回路３１と、共振回路３２と、を備える。また、受電装置２ａは、共振回路４１と、共振回路４２と、を備える。共振回路３１は、直列接続された可変リアクタンス回路３０４と、アンテナのケーブル３０５１と、アンテナのコイル３０５と、を備える。共振回路３２、共振回路４１、共振回路４２に関しても、共振回路３１と同様に、それぞれ可変リアクタンス回路（３０６、４０１、４０３）と、アンテナのケーブル（３０７１、４０２１、４０４１）と、アンテナのコイル（３０７、４０２、４０４）と、を備える。
図５は、従来の無線電力伝送システムの構成例を説明するための回路図であり、図６は、図５に示す無線電力伝送システムの伝送効率を説明するための図である。
図５に示すように、無線電力伝送システム９０は、送電装置１ａと、受電装置２ａと、を備える。また、送電装置１ａは、共振回路３１と、共振回路３２と、を備える。また、受電装置２ａは、共振回路４１と、共振回路４２と、を備える。共振回路３１は、直列接続された可変リアクタンス回路３０４と、アンテナのケーブル３０５１と、アンテナのコイル３０５と、を備える。共振回路３２、共振回路４１、共振回路４２に関しても、共振回路３１と同様に、それぞれ可変リアクタンス回路（３０６、４０１、４０３）と、アンテナのケーブル（３０７１、４０２１、４０４１）と、アンテナのコイル（３０７、４０２、４０４）と、を備える。
【0004】
図６は、図５に示す無線電力伝送システム９０において、送受電システム間距離ｄ０を変化させた場合の伝送効率Ｓ２１の計算結果を示している。実線であらわすＬ６１は、（送受電システム間距離ｄ０＝１００ｍｍ、ケーブル長Ｌ＝６２０ｍｍ）の場合の計算結果（共振周波数ｆ０と伝送効率Ｓ２１との関係）を表わしている。また、点線であらわすＬ６２は、（送受電システム間距離ｄ０＝２０ｍｍ、ケーブル長Ｌ＝６２０ｍｍ）の場合の計算結果を示している。Ｌ６１は、設計した共振周波数（目標共振周波数という）ｆ０ｏｒｇにおいて、伝送効率Ｓ２１がピークとなっており、無線電力伝送システムにおいては、共振周波数ｆ０ｏｒｇにおける伝送効率Ｓ２１が、０．８７程度と高効率な無線電力伝送を実現していることが分かる。
【0005】
これに対して、Ｌ６２は、共振周波数ｆ０が低下し、共振周波数ｆ０ｏｒｇにおける伝送効率Ｓ２１は０．２８程度となり、Ｌ６１と比較して１／３程度に低下している。すなわち、送受電システム間距離ｄ０が設計時の１００ｍｍから２０ｍｍにずれた場合、送受電システム間距離ｄ０＝１００ｍｍの場合と比較して、電力伝送効率が半分以下である１／３程度に低下していることが分かる。
このように、送受信システム間距離ｄ０の位置ずれによる変化により、伝送効率が大幅に低下してしまう。
このように、送受信システム間距離ｄ０の位置ずれによる変化により、伝送効率が大幅に低下してしまう。
【0006】
従来技術としては、例えば特許文献１に記載されているシステムのように、伝送効率を最大化する位置関係からのずれの影響が小さくなるシステムは存在するが、給電方向は制御できないとともに、位置関係からのずれを制御するために共振周波数（固有周波数）を変更する際の変更制御を簡易に行うことができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１４－５７４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、送電装置と受電装置の任意の位置関係において高効率な電力伝送を実現することができ、かつ、共振周波数を変更することにより位置ずれによる伝送効率の低下を簡易に抑制することができる無線電力伝送システムおよび無線電力伝送方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】
【0009】
上記課題を解決するため本発明の一態様は、第１コイルと、第１可変リアクタンス回路と、前記第１コイルと前記第１可変リアクタンス回路とを直列接続する第１ケーブルと、前記第１ケーブルの長さを調整する第１ケーブル長調整部と、を含む送電側共振回路を複数有するとともに前記各送電側共振回路に電力を供給する交流電源を有する送電装置と、第２コイルと、第２可変リアクタンス回路と、前記第２コイルと前記第２可変リアクタンス回路とを直列接続する第２ケーブルと、前記第２ケーブルの長さを調整する第２ケーブル長調整部と、を含む受電側共振回路を１または複数有するとともに前記各受電側共振回路の負荷回路を有する受電装置とを備え、前記複数の送電側共振回路と前記１または複数の受電側共振回路とを共鳴結合することで前記交流電源から前記負荷回路へ電力を無線伝送するシステムであって、さらに、前記受電装置の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記受電装置の位置を示す情報と、前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報と、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さを示す情報と、が対応付けられて記憶されたデータベースに基づいて、前記位置情報取得部が取得する前記位置情報に対応するリアクタンスとケーブルの長さとを求めることにより、前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンス及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスと、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さと、を制御する制御部と、を備える無線電力伝送システムである。
【0010】
また、本発明の一態様は、第１コイルと、第１可変リアクタンス回路と、前記第１コイルと前記第１可変リアクタンス回路とを直列接続する第１ケーブルと、前記第１ケーブルの長さを調整する第１ケーブル長調整部と、を含む送電側共振回路を複数有するとともに前記各送電側共振回路に電力を供給する交流電源を有する送電装置と、第２コイルと、第２可変リアクタンス回路と、前記第２コイルと前記第２可変リアクタンス回路とを直列接続する第２ケーブルと、前記第２ケーブルの長さを調整する第２ケーブル長調整部と、を含む受電側共振回路を１または複数有するとともに前記各受電側共振回路の負荷回路を有する受電装置と、前記受電装置の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記受電装置の位置を示す情報と、前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報と、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さを示す情報と、の対応関係を表す情報を含むデータベースと、前記データベースを参照して、前記位置情報取得部が取得した前記位置情報に基づき前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンス及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスと、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さと、を制御する制御部とを備え、前記複数の送電側共振回路と前記１または複数の受電側共振回路とを共鳴結合することで前記交流電源から前記負荷回路へ電力を無線伝送する無線電力伝送システムである。
【0012】
また、本発明の一態様は、第１コイルと、第１可変リアクタンス回路と、前記第１コイルと前記第１可変リアクタンス回路とを直列接続する第１ケーブルと、前記第１ケーブルの長さを調整する第１ケーブル長調整部と、を含む送電側共振回路を複数有するとともに前記各送電側共振回路に電力を供給する交流電源を有する送電装置と、第２コイルと、第２可変リアクタンス回路と、前記第２コイルと前記第２可変リアクタンス回路とを直列接続する第２ケーブルと、前記第２ケーブルの長さを調整する第２ケーブル長調整部と、を含む受電側共振回路を１または複数有するとともに前記各受電側共振回路の負荷回路を有する受電装置と、位置情報取得部と、制御部とを用いて、前記複数の送電側共振回路と前記１または複数の受電側共振回路とを共鳴結合することで前記交流電源から前記負荷回路へ電力を無線伝送する方法であって、前記位置情報取得部によって、前記受電装置の位置情報を取得し、前記制御部によって、前記受電装置の位置を示す情報と、前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスを示す情報と、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さを示す情報と、を対応付けてあらかじめ記憶されたデータベースに基づいて、前記位置情報取得部が取得する前記位置情報に対応するリアクタンスとケーブルの長さとを求めることにより、前記第１可変リアクタンス回路のリアクタンス及び前記第２可変リアクタンス回路のリアクタンスと、前記第１ケーブルの長さ及び前記第２ケーブルの長さと、を制御する無線電力伝送方法である。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、送電装置と受電装置の任意の位置関係において高効率な電力伝送を実現することができ、かつ、共振周波数を変更することにより位置ずれによる伝送効率の低下を簡易に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態の無線電力伝送システムの構成例を説明するための回路図である。図１に示す無線電力伝送システム１０は、磁界共鳴方式の無線電力伝送システムであり、送電装置１と、受電装置２と、制御装置５とを備える。
【0016】
送電装置１は、コイル（インダクタ）と可変リアクタンス回路からなる複数の共振回路（送電側共振回路）３１、３２を有するとともに、共振回路３１および３２に電力を供給する交流電圧源３０１（交流電源）と、交流電源の内部抵抗３０２と、可変リアクタンス回路（第１可変リアクタンス回路）３０３と、制御部１７とを有する。
本願においてリアクタンス回路とは、容量性リアクタンスを有するコンデンサや誘導性リアクタンスを有するコイルから構成される回路である。また、可変リアクタンス回路とは、リアクタンスを可変制御することができるリアクタンス回路である。例えば、各可変リアクタンス回路は各１個の可変コンデンサで構成することができる。
また、コイルと可変リアクタンス回路からなる共振回路の共振周波数は、可変リアクタンス回路のリアクタンスを予め定めた所定の値に制御した場合に共振回路の誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスが等しくなる周波数である。
共振回路３１はアンテナのケーブル（以下、ケーブルという）３０５１により直列接続されたアンテナのコイル（以下、コイルという）３０５および可変リアクタンス回路３０４を有する。
すなわち、（送電側）共振回路３１は、コイル３０５と、可変リアクタンス回路３０４と、コイル３０５と可変リアクタンス回路３０４とを直列接続するケーブル３０５１と、ケーブル３０５１のケーブルの長さ（ケーブル長Ｌ）を変化させるケーブル長調整部３０５２とから構成される。
本願においてリアクタンス回路とは、容量性リアクタンスを有するコンデンサや誘導性リアクタンスを有するコイルから構成される回路である。また、可変リアクタンス回路とは、リアクタンスを可変制御することができるリアクタンス回路である。例えば、各可変リアクタンス回路は各１個の可変コンデンサで構成することができる。
また、コイルと可変リアクタンス回路からなる共振回路の共振周波数は、可変リアクタンス回路のリアクタンスを予め定めた所定の値に制御した場合に共振回路の誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスが等しくなる周波数である。
共振回路３１はアンテナのケーブル（以下、ケーブルという）３０５１により直列接続されたアンテナのコイル（以下、コイルという）３０５および可変リアクタンス回路３０４を有する。
すなわち、（送電側）共振回路３１は、コイル３０５と、可変リアクタンス回路３０４と、コイル３０５と可変リアクタンス回路３０４とを直列接続するケーブル３０５１と、ケーブル３０５１のケーブルの長さ（ケーブル長Ｌ）を変化させるケーブル長調整部３０５２とから構成される。
【0017】
ここで、ケーブル３０５１のケーブル長Ｌを変化させることは、抵抗を変えるためではなく、ケーブル長Ｌにより可変リアクタンス回路に流れる電流の位相を調整するためである。これは、原理的には、ケーブル部を伝送線路と見立てて伝送線路の長さにより位相を調整することと同じ手段である。
本実施形態では、整合回路のインピーダンスを直接調整するのではなく、調整の手段としてケーブル長Ｌを変えることで簡易に共振周波数ｆ０を変えることができることが主目的となる。
そのため、本実施形態では、図１に示すように、従来システムを示す図５と比較すると、アンテナのケーブル３０５１にケーブル長調整部３０５２を挿入している。
本実施形態では、整合回路のインピーダンスを直接調整するのではなく、調整の手段としてケーブル長Ｌを変えることで簡易に共振周波数ｆ０を変えることができることが主目的となる。
そのため、本実施形態では、図１に示すように、従来システムを示す図５と比較すると、アンテナのケーブル３０５１にケーブル長調整部３０５２を挿入している。
【0018】
図２は、図１に示すケーブル長調整部の構成を示す図である。図２（ａ）および（ｂ）は、ケーブルのケーブル長Ｌを可変とするための回路構成の一例を示している。図２（ａ）は、ツマミとして回転ツマミ（Ｒｏｔａｒｙ Ｋｎｏｂ）を利用したケーブル長調整部を示し、図２（ｂ）は、ツマミとして水平方向に調整するツマミ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ Ｋｎｏｂ）を利用したケーブル長調整部を示している。
図２（ａ）に示すように、ケーブル３０５１の一端（端子１）は、可変リアクタンス回路３０４の他端に接続されている。ケーブル長調整部３０５２は、ツマミを回転させることにより、同図中のケーブルと矢印部分の接点を移動してケーブル長を調整する。ケーブル３０５１のケーブル長調整後の他端は、コイル３０５の一端（端子２）に接続されることになる。
また、図２（ｂ）に示すように、ケーブル３０５１の一端（端子１）は、可変リアクタンス回路３０４の他端に接続されている。ケーブル長調整部３０５２は、ツマミを、直線形状を有するレール上を水平方向に移動させることにより、同図中のケーブルと矢印部分の接点を移動してケーブル３０５１のケーブル長を調整する。ケーブル３０５１のケーブル長調整後の他端は、コイル３０５の一端（端子２）に接続されることになる。
このように、図２に示すケーブル長調整部でケーブル長を変化させることにより、共振周波数を調整する（詳細後述）。
図２（ａ）に示すように、ケーブル３０５１の一端（端子１）は、可変リアクタンス回路３０４の他端に接続されている。ケーブル長調整部３０５２は、ツマミを回転させることにより、同図中のケーブルと矢印部分の接点を移動してケーブル長を調整する。ケーブル３０５１のケーブル長調整後の他端は、コイル３０５の一端（端子２）に接続されることになる。
また、図２（ｂ）に示すように、ケーブル３０５１の一端（端子１）は、可変リアクタンス回路３０４の他端に接続されている。ケーブル長調整部３０５２は、ツマミを、直線形状を有するレール上を水平方向に移動させることにより、同図中のケーブルと矢印部分の接点を移動してケーブル３０５１のケーブル長を調整する。ケーブル３０５１のケーブル長調整後の他端は、コイル３０５の一端（端子２）に接続されることになる。
このように、図２に示すケーブル長調整部でケーブル長を変化させることにより、共振周波数を調整する（詳細後述）。
【0019】
図１に戻って、共振回路３２は、コイル３０７と、可変リアクタンス回路３０６と、コイル３０７と可変リアクタンス回路３０６とを直列接続するケーブル３０７１と、ケーブル長調整部３０７２とから構成される。
なお、コイル３０５および３０７は、軸方向が一定方向となるように配列されている。また、送電装置１は、可変リアクタンス回路３０３を有し、可変リアクタンス回路３０３を介して交流電圧源３０１から共振回路３１および３２へ電力を供給する。また、可変リアクタンス回路３０３、３０４および３０６のリアクタンスはそれぞれリアクタンスＸ０、Ｘ１およびＸ２であるとする。交流電圧源３０１の出力周波数と、共振回路３１および３２の共振周波数とは同一である。
なお、コイル３０５および３０７は、軸方向が一定方向となるように配列されている。また、送電装置１は、可変リアクタンス回路３０３を有し、可変リアクタンス回路３０３を介して交流電圧源３０１から共振回路３１および３２へ電力を供給する。また、可変リアクタンス回路３０３、３０４および３０６のリアクタンスはそれぞれリアクタンスＸ０、Ｘ１およびＸ２であるとする。交流電圧源３０１の出力周波数と、共振回路３１および３２の共振周波数とは同一である。
【0020】
送電装置１において、交流電圧源３０１の出力の一方は接地されていて、他方は抵抗３０２の一端に接続されている。抵抗３０２の他端は可変リアクタンス回路３０３の一端に接続されている。可変リアクタンス回路３０３の他端は、可変リアクタンス回路３０４および可変リアクタンス回路３０６の各一端に接続されている。可変リアクタンス回路３０４の他端はケーブル３０５１の一端に接続されている。可変リアクタンス回路３０６の他端はケーブル３０７１の一端に接続されている。ケーブル３０５１の他端はケーブル長調整部３０５２を介してコイル３０５の一端に接続されている。ケーブル３０７１の他端はケーブル長調整部３０７２を介してコイル３０７の一端に接続されている。コイル３０５およびコイル３０７の各他端は接地されている。
【0021】
可変リアクタンス回路３０４、３０６および３０３は、例えば、可変コンデンサを用いて構成する場合、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）可変容量素子、可動部とトリマコンデンサの組み合わせ等、制御部１７が例えば電気的に静電容量を可変することができる素子を用いて構成することができる。また、可変リアクタンス回路３０４、３０６および３０３は、例えば、可変インダクタを用いて構成する場合、可動部とフェライトコイルの組み合わせ等、制御部１７が例えば電気的にインダクタンスを可変することができる素子を用いて構成することができる。制御部１７は、制御装置５から受信したリアクタンス制御用の制御信号に基づき、可変リアクタンス回路３０４、３０６および３０３のリアクタンスを制御する。送電装置１は、例えば無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等を用いて可変リアクタンス回路３０４、３０６および３０３のリアクタンスを制御するための制御信号を制御装置５から受信する。
また、上述したケーブル３０５１およびケーブル３０７１のケーブル長の変化の指示は、例えば、制御装置５における制御部５１が、制御部１７に、リアクタンス制御としてケーブル長の変化指示を送信し、制御部１７がケーブル長を変化する構成をとってもよい。もちろん、ユーザが、予め位置情報により設計されたケーブル長を、実際の位置情報に応じてツマミを用いて調整しても構わない。
また、上述したケーブル３０５１およびケーブル３０７１のケーブル長の変化の指示は、例えば、制御装置５における制御部５１が、制御部１７に、リアクタンス制御としてケーブル長の変化指示を送信し、制御部１７がケーブル長を変化する構成をとってもよい。もちろん、ユーザが、予め位置情報により設計されたケーブル長を、実際の位置情報に応じてツマミを用いて調整しても構わない。
【0022】
一方、受電装置２は、コイルと可変リアクタンス回路からなる共振回路（受電側共振回路）４１および４２を有するとともに、可変リアクタンス回路（第２可変リアクタンス回路）４０５と、抵抗４０６と、制御部２３を有する。
共振回路４１は、コイル４０２と、可変リアクタンス回路４０１と、コイル４０２と可変リアクタンス回路４０１とを直列接続するケーブル４０２１と、ケーブル長調整部４０２２とから構成される。
共振回路４２は、コイル４０４と、可変リアクタンス回路４０３と、コイル４０４と可変リアクタンス回路４０３とを直列接続するケーブル４０４１と、ケーブル長調整部４０４２とから構成される。
また、共振回路４１および４２の共振周波数は、送信側の共振回路３１および３２の共振周波数と同一である。
なお、コイル４０２および４０４は、軸方向が一定方向となるように配列されている。
また、受電装置２は、可変リアクタンス回路４０５を有し、可変リアクタンス回路４０５を介して共振回路４１および４２から抵抗４０６へ電力を供給する。
受電装置２において、コイル４０２の一端はケーブル長調整部４０２２を介して可変リアクタンス回路４０１の一端に接続されていて、他端は接地されている。コイル４０４の一端はケーブル長調整部４０４２を介して可変リアクタンス回路４０３の一端に接続され、他端は接地されている。
可変リアクタンス回路４０１および可変リアクタンス回路４０３の各他端は、可変リアクタンス回路４０５の一端に接続されている。可変リアクタンス回路４０５の他端は、抵抗４０６の一端に接続されている。抵抗４０６の他端は接続されている。
ここで、抵抗４０６は、例えば照明やカメラといった機器（負荷回路）であり、１個の電球であってもよいし、整流回路、電圧変換回路、蓄電池、その他の電気・電子回路等を含むものであってもよい。また、受電装置２は、図示してない入出力装置、位置取得装置や通信装置を備えていてもよい。受電装置２は、例えば、スマートフォンやタブレットＰＣなどのモバイル端末、電気自動車等に搭載あるいは内蔵されている。また、制御部２３は、モバイル端末、電気自動車等が備えるコントローラ（コンピュータ）が提供する一機能として構成されていてもよい。
共振回路４１は、コイル４０２と、可変リアクタンス回路４０１と、コイル４０２と可変リアクタンス回路４０１とを直列接続するケーブル４０２１と、ケーブル長調整部４０２２とから構成される。
共振回路４２は、コイル４０４と、可変リアクタンス回路４０３と、コイル４０４と可変リアクタンス回路４０３とを直列接続するケーブル４０４１と、ケーブル長調整部４０４２とから構成される。
また、共振回路４１および４２の共振周波数は、送信側の共振回路３１および３２の共振周波数と同一である。
なお、コイル４０２および４０４は、軸方向が一定方向となるように配列されている。
また、受電装置２は、可変リアクタンス回路４０５を有し、可変リアクタンス回路４０５を介して共振回路４１および４２から抵抗４０６へ電力を供給する。
受電装置２において、コイル４０２の一端はケーブル長調整部４０２２を介して可変リアクタンス回路４０１の一端に接続されていて、他端は接地されている。コイル４０４の一端はケーブル長調整部４０４２を介して可変リアクタンス回路４０３の一端に接続され、他端は接地されている。
可変リアクタンス回路４０１および可変リアクタンス回路４０３の各他端は、可変リアクタンス回路４０５の一端に接続されている。可変リアクタンス回路４０５の他端は、抵抗４０６の一端に接続されている。抵抗４０６の他端は接続されている。
ここで、抵抗４０６は、例えば照明やカメラといった機器（負荷回路）であり、１個の電球であってもよいし、整流回路、電圧変換回路、蓄電池、その他の電気・電子回路等を含むものであってもよい。また、受電装置２は、図示してない入出力装置、位置取得装置や通信装置を備えていてもよい。受電装置２は、例えば、スマートフォンやタブレットＰＣなどのモバイル端末、電気自動車等に搭載あるいは内蔵されている。また、制御部２３は、モバイル端末、電気自動車等が備えるコントローラ（コンピュータ）が提供する一機能として構成されていてもよい。
【0023】
可変リアクタンス回路４０１、４０３および４０５は、送電装置１における可変リアクタンス回路３０４、３０６および３０３と同様に、制御部２３が例えば電気的にリアクタンスを可変することができる素子を用いて構成することができる。また、可変リアクタンス回路４０１、４０３および４０５のリアクタンスはそれぞれリアクタンスＸ３、Ｘ４およびＸ５であるとする。制御部２３は、制御装置５から受信したリアクタンス制御用の制御信号に基づき、可変リアクタンス回路４０１、４０３および４０５のリアクタンスを制御する。
また、制御部２３は、受電装置２の位置情報を制御装置５に対して提供する。受電装置２と制御装置５は例えば無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等を用いて可変リアクタンス回路４０１、４０３および４０５のリアクタンスを制御するための制御信号や位置情報を送受信する。制御部２３は、例えば、受電装置２が有する図示していない屋内ＧＰＳ（Global Positioning System）やビーコンの受信機を用いて受電装置２の位置情報を取得したり、ユーザの受電装置２に対する図示していない入力部に対する所定の入力操作に基づいて位置情報を決定したりすることができる。
また、ケーブル４０２１およびケーブル４０４１のケーブル長の変化の指示は、例えば、制御装置５における制御部５１が、制御部２３に、リアクタンス制御としてケーブル長の変化指示を送信し、制御部２３がケーブル長を変化する構成をとってもよい。もちろん、ユーザが、予め位置情報により設計されたケーブル長を、実際の位置情報に応じてツマミを用いて調整しても構わない。
また、制御部２３は、受電装置２の位置情報を制御装置５に対して提供する。受電装置２と制御装置５は例えば無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等を用いて可変リアクタンス回路４０１、４０３および４０５のリアクタンスを制御するための制御信号や位置情報を送受信する。制御部２３は、例えば、受電装置２が有する図示していない屋内ＧＰＳ（Global Positioning System）やビーコンの受信機を用いて受電装置２の位置情報を取得したり、ユーザの受電装置２に対する図示していない入力部に対する所定の入力操作に基づいて位置情報を決定したりすることができる。
また、ケーブル４０２１およびケーブル４０４１のケーブル長の変化の指示は、例えば、制御装置５における制御部５１が、制御部２３に、リアクタンス制御としてケーブル長の変化指示を送信し、制御部２３がケーブル長を変化する構成をとってもよい。もちろん、ユーザが、予め位置情報により設計されたケーブル長を、実際の位置情報に応じてツマミを用いて調整しても構わない。
【0024】
位置情報は、例えば、３次元（あるいは２次元）の受電装置２の座標と、共振回路４１が有するコイル４０２および共振回路４２が有するコイル４０４の軸方向とによって定義することができる。ただし、コイル４０２およびコイル４０４の軸方向を表す情報は位置情報に必ずしも含まれていなくてもよい。例えば、受電時の受電装置２の向きが固定である場合、すなわちコイル４０２およびコイル４０４の軸方向が例えば鉛直方向一定である場合とか、一定の傾斜角と向きで固定されている場合等には、位置情報は座標情報から構成されるものとすることができる。なお、コイル４０２およびコイル４０４の軸方向は、例えば、受電装置２が有する図示していない地磁気センサ、加速度センサ、傾斜角センサ等を用いて検知することができる。
【0025】
本実施形態の無線電力伝送システム１０は、上述した送電装置１と受電装置２によって、送電側の複数の共振回路３１および３２と受電側の共振回路４１および４２を共鳴結合することで交流電圧源３０１から抵抗４０６へ電力を無線伝送する。
【0026】
一方、制御装置５は、コンピュータであり、中央処理装置、記憶装置、通信装置、入出力装置等を有する。制御装置５は、例えば記憶装置に記憶されている所定のプログラムを実行することで各装置を制御して次の機能を提供する。すなわち、本実施形態において、制御装置５は、制御部５１および位置情報取得部５２として機能するとともに、記憶装置内にデータベース５３を格納して管理する。
【0027】
制御部５１は、データベース５３を参照して、位置情報取得部５２が取得した受電装置２の位置情報に基づき送電装置１および受電装置２の各可変リアクタンス回路の各リアクタンスを制御する。制御部５１は、例えば、送電装置１および受電装置２の任意の位置関係において予め取得したコイル３０５、３０７、４０２および４０４の自己インダクタンスと各コイル間の相互インダクタンスと共振周波数ｆ０に基づいて、例えば特願２０１６－２４８１９７や特願２０１７－０５８６２０に記載された決定手順を用いて、電力の伝送効率が高効率となるように設計時において求めた、可変リアクタンス回路３０４および３０６と可変リアクタンス回路４０１および４０３（あるいはさらに可変リアクタンス回路３０３および４０５）の各リアクタンスの最適化した値を有するように各リアクタンスを制御する。
【0028】
位置情報取得部５２は、受電装置２の位置情報を受電装置２から取得する。
データベース５３は、受電装置２の位置情報とケーブル長Ｌと各可変リアクタンス回路の各リアクタンスを決定するための情報との対応関係を表す情報を含む。データベース５３は、例えばその対応関係を表す情報を１または複数のテーブルとして含む。各リアクタンスを決定するための情報とは、例えば、各位置情報に対応した各リアクタンスの値そのものであってもよい。複数の位置情報の個数は、例えば、受電装置２を受電可能とする範囲を一定の領域毎に区分した各区分に対応する個数である。図３は、データベース５３の構成例を説明するための模式図である。図３はデータベース５３が含むテーブルの構成例を示す図であり、図３はデータベース５３が含むテーブルが含むレコードの構成例を示す。
データベース５３は、受電装置２の位置情報とケーブル長Ｌと各可変リアクタンス回路の各リアクタンスを決定するための情報との対応関係を表す情報を含む。データベース５３は、例えばその対応関係を表す情報を１または複数のテーブルとして含む。各リアクタンスを決定するための情報とは、例えば、各位置情報に対応した各リアクタンスの値そのものであってもよい。複数の位置情報の個数は、例えば、受電装置２を受電可能とする範囲を一定の領域毎に区分した各区分に対応する個数である。図３は、データベース５３の構成例を説明するための模式図である。図３はデータベース５３が含むテーブルの構成例を示す図であり、図３はデータベース５３が含むテーブルが含むレコードの構成例を示す。
【0029】
図３に示すレコード５３Ｒは、位置情報フィールド５３１とケーブル長情報フィールド５３２とリアクタンス情報フィールド５３３とを含む。
位置情報フィールド５３１は、受電装置２から位置情報取得部５２が取得する受電装置２の位置情報と同一の（あるいは対応する）情報が格納される。位置情報は、例えば３次元または２次元の受電装置２の座標を表す情報と共振回路４１が有するコイル４０２および共振回路４２が有するコイル４０４の軸方向を表す情報とを含む。
ケーブル長情報フィールド５３２は、上記ケーブル３０５１、３０７１、４０２１および４０４１のケーブル長Ｌを、ケーブル長調整部３０５２、３０７２、４０２２および４０４２により調整可能な値の範囲にしたケーブル長Ｌ情報が格納される。
また、リアクタンス情報フィールド５３３は、位置情報に基づく送電装置１と受電装置２の位置関係におけるコイル３０５、３０７、４０２および４０４の各自己インダクタンスと各コイル間の各相互インダクタンスとケーブル長Ｌに基づく共振周波数ｆ０（交流電圧源３０１の出力の角周波数と等しい）に基づいて、例えば特願２０１６－２４８１９７や特願２０１７－０５８６２０に記載された決定手順を用いて、電力の伝送効率が高効率となるように設計時において求めた、可変リアクタンス回路３０４および３０６と可変リアクタンス回路４０１および４０３（あるいはさらに可変リアクタンス回路３０３および４０５）の各リアクタンスの最適値を表わす情報を格納する。
位置情報フィールド５３１は、受電装置２から位置情報取得部５２が取得する受電装置２の位置情報と同一の（あるいは対応する）情報が格納される。位置情報は、例えば３次元または２次元の受電装置２の座標を表す情報と共振回路４１が有するコイル４０２および共振回路４２が有するコイル４０４の軸方向を表す情報とを含む。
ケーブル長情報フィールド５３２は、上記ケーブル３０５１、３０７１、４０２１および４０４１のケーブル長Ｌを、ケーブル長調整部３０５２、３０７２、４０２２および４０４２により調整可能な値の範囲にしたケーブル長Ｌ情報が格納される。
また、リアクタンス情報フィールド５３３は、位置情報に基づく送電装置１と受電装置２の位置関係におけるコイル３０５、３０７、４０２および４０４の各自己インダクタンスと各コイル間の各相互インダクタンスとケーブル長Ｌに基づく共振周波数ｆ０（交流電圧源３０１の出力の角周波数と等しい）に基づいて、例えば特願２０１６－２４８１９７や特願２０１７－０５８６２０に記載された決定手順を用いて、電力の伝送効率が高効率となるように設計時において求めた、可変リアクタンス回路３０４および３０６と可変リアクタンス回路４０１および４０３（あるいはさらに可変リアクタンス回路３０３および４０５）の各リアクタンスの最適値を表わす情報を格納する。
【0030】
なお、データベース５３は、図２に示すテーブルの他、例えば、交流電圧源３０１の出力電圧、出力周波数および出力抵抗、抵抗４０６の抵抗値等を表す情報を格納するテーブルを含むことができる。
【0031】
また、上述したように、コイル（３０５、３０７、４０２および４０４）とアンテナのケーブル（３０５１、３０７１、４０２１および４０４１）と可変リアクタンス回路（３０４、３０６、４０１および４０３）からなる共振回路３１、３２、４１および４２の共振周波数ｆ０は、可変リアクタンス回路（３０４、３０６、４０１および４０３）のリアクタンスを予め定めた所定の値に制御した場合に共振回路の誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスが等しくなる周波数である。
ここで、本実施形態においては、使用するケーブル（ケーブル３０５１、３０７１、４０２１および４０４１）のケーブル長を物理的に変化させることにより共振周波数ｆ０を制御し、位置ずれによる伝送効率の低下を防止する。
ここで、本実施形態においては、使用するケーブル（ケーブル３０５１、３０７１、４０２１および４０４１）のケーブル長を物理的に変化させることにより共振周波数ｆ０を制御し、位置ずれによる伝送効率の低下を防止する。
【0032】
図４は、図１に示す無線電力伝送システムにおいて、ケーブルのケーブル長Ｌを変化させた場合の伝送効率Ｓ２１の計算結果を示している。実線であらわすＬ４１は、（送受信システム間距離（以下、位置情報という）ｄ０＝２０ｍｍ、ケーブル長Ｌ＝６２０ｍｍ）の場合の計算結果（共振周波数ｆ０と伝送効率Ｓ２１との関係）を表わしている。
この計算条件は、図６に示すケーブル長Ｌ６２の計算条件と同様である。
また、Ｌ４１以外の共振周波数ｆ０と伝送効率Ｓ２１との関係は、ケーブル長を位置情報ｄ０＝２０ｍｍの条件下で、点線で表すＬ４２（ケーブル長Ｌ＝５２０ｍｍ）、破線で表すＬ４３（ケーブル長Ｌ＝４２０ｍｍ）、一点鎖線で表すＬ４４（ケーブル長Ｌ＝３２０ｍｍ）、二点鎖線点線で表すＬ４５（ケーブル長Ｌ＝２２０ｍｍ）のようにケーブル長さＬを変化させた場合の計算結果である。
この計算条件は、図６に示すケーブル長Ｌ６２の計算条件と同様である。
また、Ｌ４１以外の共振周波数ｆ０と伝送効率Ｓ２１との関係は、ケーブル長を位置情報ｄ０＝２０ｍｍの条件下で、点線で表すＬ４２（ケーブル長Ｌ＝５２０ｍｍ）、破線で表すＬ４３（ケーブル長Ｌ＝４２０ｍｍ）、一点鎖線で表すＬ４４（ケーブル長Ｌ＝３２０ｍｍ）、二点鎖線点線で表すＬ４５（ケーブル長Ｌ＝２２０ｍｍ）のようにケーブル長さＬを変化させた場合の計算結果である。
【0033】
図４に示すように、ケーブル長Ｌが短くなるにつれて共振周波数ｆ０が高周波数側にシフトしており、ケーブル長Ｌの変化により共振周波数ｆ０が制御可能であることが分かる。
本ケースでは、ケーブル長Ｌ＝２９７ｍｍとすると、共振周波数ｆ０は、図６に示す、設計時のＬ６１（位置情報ｄ０＝１００ｍｍ、ケーブル長Ｌ＝６２０ｍｍ）という条件下での目標共振周波数ｆ０ｏｒｇ＝１３．５６ＭＨｚに一致し、目標共振周波数ｆ０ｏｒｇにおける伝送効率Ｓ２１をピークとすることができる。
以上の結果から、ケーブル長Ｌを制御することにより、共振周波数ｆ０を設計時の目標共振周波数ｆ０ｏｒｇに一致させ、目標共振周波数ｆ０ｏｒｇにおいて高い伝送効率Ｓ２１を実現可能であることが分かる。
本ケースでは、ケーブル長Ｌ＝２９７ｍｍとすると、共振周波数ｆ０は、図６に示す、設計時のＬ６１（位置情報ｄ０＝１００ｍｍ、ケーブル長Ｌ＝６２０ｍｍ）という条件下での目標共振周波数ｆ０ｏｒｇ＝１３．５６ＭＨｚに一致し、目標共振周波数ｆ０ｏｒｇにおける伝送効率Ｓ２１をピークとすることができる。
以上の結果から、ケーブル長Ｌを制御することにより、共振周波数ｆ０を設計時の目標共振周波数ｆ０ｏｒｇに一致させ、目標共振周波数ｆ０ｏｒｇにおいて高い伝送効率Ｓ２１を実現可能であることが分かる。
【0034】
ここで、データベース５３は、上述のように、位置情報フィールド５３１と、ケーブル長情報フィールド５３２と、リアクタンス情報フィールド５３３と、を含む。そして、データベース５３は、受電装置２の位置情報とケーブル長Ｌ情報と各可変リアクタンス回路の各リアクタンスを決定するための情報との対応関係を表す情報を含む。
すなわち、データベース５３に登録されている各位置情報ｄ０に対応する各可変リアクタンス回路の各リアクタンス（リアクタンスＸ０、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４およびＸ５）は、送電装置と受電装置とを位置情報ｄ０に対応する位置関係に配置した場合に得られる各送電側共振回路および各受電側共振回路の共振周波数ｆ０と電力の伝送効率Ｓ２１との関係に基づき決定された各値を有する。
また、共振周波数ｆ０と電力の伝送効率Ｓ２１との関係は、各位置情報（位置情報ｄ０）および各位置情報に対応するケーブルの長さ（ケーブル長Ｌ）からなる組合せの情報で構成され、目標共振周波数ｆ０ｏｒｇに対応するピークとなる電力の伝送効率を含んでいる。
つまり、各送電側共振回路および各受電側共振回路の共振周波数ｆ０と電力の伝送効率Ｓ２１との関係は、設計時において目標とした目標共振周波数ｆ０ｏｒｇに対応するピークとなる電力の伝送効率Ｓ２１を含むため、例えば、データベース５３は、上記Ｌ６１（位置情報ｄ０＝１００ｍｍ、ケーブル長Ｌ＝６２０ｍｍ）の情報、と当該情報に基づいて予め設計時において算出された各リアクタンスを含んで構成される。
また、データベース５３は、実際の動作のとき、位置情報ｄ０がｄ０＝１００ｍｍからｄ０＝２０ｍｍに位置ずれを起こしているとき、ｄ０＝２０ｍｍに対応するケーブル長Ｌであって、目標共振周波数ｆ０ｏｒｇに対応するピークとなる電力の伝送効率Ｓ２１を含むため、位置情報ｄ０およびケーブル長Ｌ（ｄ０＝２０ｍｍ、Ｌ＝２９７ｍｍ）の情報と、と当該情報に基づいて予め設計時において算出された各リアクタンスを含んで構成される。
すなわち、データベース５３に登録されている各位置情報ｄ０に対応する各可変リアクタンス回路の各リアクタンス（リアクタンスＸ０、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４およびＸ５）は、送電装置と受電装置とを位置情報ｄ０に対応する位置関係に配置した場合に得られる各送電側共振回路および各受電側共振回路の共振周波数ｆ０と電力の伝送効率Ｓ２１との関係に基づき決定された各値を有する。
また、共振周波数ｆ０と電力の伝送効率Ｓ２１との関係は、各位置情報（位置情報ｄ０）および各位置情報に対応するケーブルの長さ（ケーブル長Ｌ）からなる組合せの情報で構成され、目標共振周波数ｆ０ｏｒｇに対応するピークとなる電力の伝送効率を含んでいる。
つまり、各送電側共振回路および各受電側共振回路の共振周波数ｆ０と電力の伝送効率Ｓ２１との関係は、設計時において目標とした目標共振周波数ｆ０ｏｒｇに対応するピークとなる電力の伝送効率Ｓ２１を含むため、例えば、データベース５３は、上記Ｌ６１（位置情報ｄ０＝１００ｍｍ、ケーブル長Ｌ＝６２０ｍｍ）の情報、と当該情報に基づいて予め設計時において算出された各リアクタンスを含んで構成される。
また、データベース５３は、実際の動作のとき、位置情報ｄ０がｄ０＝１００ｍｍからｄ０＝２０ｍｍに位置ずれを起こしているとき、ｄ０＝２０ｍｍに対応するケーブル長Ｌであって、目標共振周波数ｆ０ｏｒｇに対応するピークとなる電力の伝送効率Ｓ２１を含むため、位置情報ｄ０およびケーブル長Ｌ（ｄ０＝２０ｍｍ、Ｌ＝２９７ｍｍ）の情報と、と当該情報に基づいて予め設計時において算出された各リアクタンスを含んで構成される。
【0035】
もちろん、データベース５３は、ｄ０＝２０ｍｍ以外の値に位置ずれを起こしたとき、当該位置情報ｄ０に対応するケーブル長Ｌであって、目標共振周波数ｆ０ｏｒｇに対応するピークとなる電力の伝送効率Ｓ２１を含むため、位置情報ｄ０およびケーブル長Ｌからなる複数の組合せの情報、当該情報に基づいて予め設計時において算出された各リアクタンスを含んで構成され、目標共振周波数ｆ０ｏｒｇに対応するピークとなる電力の伝送効率を含んでいる。
【0036】
以上の構成において、図１に示す無線電力伝送システム１０では、受電装置２は、自装置の位置情報を例えば定期的に制御装置５に対して送信する。制御装置５では、受電装置２が送信した位置情報を位置情報取得部５２が受信する。位置情報取得部５２が位置情報を受信すると、制御部５１は、送電装置１の位置（既知）と受電装置２から送信された位置情報、およびケーブル長Ｌ情報により、電力伝送効率が最大となるように送電装置１および受電装置２内の各可変リアクタンス回路の最適リアクタンス、および各ケーブル長Ｌを、データベース５３から読み出すことで決定する。そして、制御部５１は、決定した最適リアクタンスに基づき、送電装置１および受電装置２に設置した可変リアクタンス回路のリアクタンスを制御するとともに、各ケーブルのケーブル長Ｌを制御する。これによって、本実施形態によれば、送受電装置の位置関係によらず高効率であり、かつ共振周波数を変更することにより位置ずれによる伝送効率の低下を簡易に抑制することができる無線電力伝送が可能となる。
【0037】
以上のように、設計時において算出された各可変リアクタンス回路の各リアクタンス、および各ケーブルのケーブル長Ｌをデータベース５３から読み出し、送電装置１および受電装置２に設置した可変リアクタンス回路のリアクタンスを制御するとともに、共振回路３１、３２、４１及び４２のケーブル長Ｌを制御することで、本実施形態では、磁界共鳴方式の無線電力伝送システムにおいて特定の方向への給電に際して（すなわち任意の位置関係に配置した場合でも）例えば送電装置の物理的回転をすることなく高い電力伝送効率を実現することができ、かつ、共振周波数を変更することにより位置ずれによる伝送効率の低下を簡易に抑制することができる。
【0038】
なお、本発明の実施形態は、図１に示す構成に限定されない。例えば送電装置１が有する共振回路３１および３２は、２個に限らず、３以上の複数個とすることができる。ただし、立体的に給電方向を調整する場合には３以上の複数個であることが望ましい。また、受電装置２が有する共振回路４１および４２は、２個に限らず、１または３以上の複数個であってもよい。また、共振回路を２以上の複数個とする場合には、各共振回路と抵抗４０６の間に可変リアクタンス回路４０５（第２可変リアクタンス回路）を設けてもよい。受電装置２に共振回路を複数設置した場合、更なる高効率化を図ることが可能である。
【0039】
また、本実施形態では、送電装置１が固定して設置されていて、受電装置２は移動可能な状態で使用される。ただし、送電装置１と受電装置２の両方を移動可能な状態で使用したり、受電装置２の一方を固定して設置したりしてもよい。送電装置１を移動させる場合には、送電装置１に位置情報の検知部と送信部とを設け、送電装置１が送信した位置情報を位置情報取得部５２が受信するようにする。また、データベース５３の位置情報フィールド５３１には、例えば、送電装置１と受電装置２の双方の位置情報あるいは相対的な位置関係を示す情報を格納する。
【0040】
なお、本発明の実施形態は上記のものに限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲のものを含む。例えば、各可変リアクタンス回路や各コイルは、複数の可変リアクタンス回路や複数のコイルを並列や直列に接続した構成を有していてもよい。
【符号の説明】
【0041】
１、１ａ 送電装置
２、２ａ 受電装置
５ 制御装置
１０、９０ 無線電力伝送システム
３１、３２、４１、４２ 共振回路
３０３、３０４、３０６、４０１、４０３、４０５ 可変リアクタンス回路
１７、２３、５１ 制御部
５２ 位置情報取得部
５３ データベース
３０５、３０７、４０２、４０４ コイル
３０５１、３０７１、４０２１、４０４１ ケーブル
３０５２、３０７２、４０２２、４０４２ ケーブル長調整部
３０１ 交流電圧源
３０２、４０６ 抵抗
２、２ａ 受電装置
５ 制御装置
１０、９０ 無線電力伝送システム
３１、３２、４１、４２ 共振回路
３０３、３０４、３０６、４０１、４０３、４０５ 可変リアクタンス回路
１７、２３、５１ 制御部
５２ 位置情報取得部
５３ データベース
３０５、３０７、４０２、４０４ コイル
３０５１、３０７１、４０２１、４０４１ ケーブル
３０５２、３０７２、４０２２、４０４２ ケーブル長調整部
３０１ 交流電圧源
３０２、４０６ 抵抗
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】