非接触給電装置
【課題】センサに対する磁束の影響を小さくすることのできる非接触給電装置を提供すること。
【解決手段】この非接触給電装置は、電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイル６１を含む１次側送電装置６０と、１次コイル６１の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイル７１を含む２次側受電装置７０と、筐体頂壁６２を検出するためのサーミスタ６３とを含む。また、１次コイル６１に対応して１次側送電装置６０に設けられるポット型磁性体１１０と、２次コイル７１に対応して２次側受電装置７０に設けられる平板型磁性体１２０とを含む。ポット型磁性体１１０には、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に延びる孔１１４を有する膨出部１１３が設けられている。この孔１１４には、筐体頂壁６２の温度を検出するサーミスタ６３が設けられている。
【解決手段】この非接触給電装置は、電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイル６１を含む１次側送電装置６０と、１次コイル６１の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイル７１を含む２次側受電装置７０と、筐体頂壁６２を検出するためのサーミスタ６３とを含む。また、１次コイル６１に対応して１次側送電装置６０に設けられるポット型磁性体１１０と、２次コイル７１に対応して２次側受電装置７０に設けられる平板型磁性体１２０とを含む。ポット型磁性体１１０には、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に延びる孔１１４を有する膨出部１１３が設けられている。この孔１１４には、筐体頂壁６２の温度を検出するサーミスタ６３が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイルを含む１次側送電装置と、１次コイルの交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイルを含む２次側受電装置と、状態の変化を検出するためのセンサとを含む非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触給電装置として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１の非接触給電装置において、１次側送電装置の筐体と２次側受電装置の筐体との間に金属異物が挟まれているとき、コイルに発生する高周波の交番磁束に起因して金属異物に渦電流が流れる。このため、渦電流の発生にともない歯ブラシおよび充電装置の温度が過度に高くなるおそれがある。
【０００３】
そこで、同文献の非接触給電装置では、１次コイルの中心に設けられたサーミスタにより、１次側送電装置の温度が過度に上昇しているか否かを判定している。そして、サーミスタにより検出された１次側送電装置の温度が過度に高い旨判定したとき、２次電池の充電を中断する制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７３２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記非接触給電装置においては、１次コイルの磁束が通過する箇所にサーミスタが配置されているため、サーミスタに渦電流が発生する。そして、サーミスタに大きな渦電流が発生したときにはサーミスタ自身の温度が過度に上昇するため、金属異物に起因する１次側送電装置の温度の上昇を適切に検出することができない。また、サーミスタに限らず他のセンサ（例えば磁気センサ）が設けられる非接触給電装置においても同様に、磁束の影響によりセンサが適切に機能しないおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサに対する磁束の影響を小さくすることのできる非接触給電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段について記載する。
・本発明の非接触給電装置は、電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイルを含む１次側送電装置と、前記１次コイルの交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイルを含む２次側受電装置と、状態の変化を検出するためのセンサとを含み、前記１次コイルに対応して前記１次側送電装置に設けられる第１磁性体と、前記２次コイルに対応して前記２次側受電装置に設けられる第２磁性体とをさらに含むこと、前記第１磁性体および前記第２磁性体の少なくとも一方には、前記１次コイルおよび前記２次コイルの配列方向に延びる孔を有する膨出部が設けられていること、および前記センサが前記孔に設けられていることを特徴としている。
【０００８】
・この非接触給電装置においては、前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、前記センサがこの膨出部の孔に設けられていることが好ましい。
【０００９】
・この非接触給電装置においては、前記第１磁性体において前記膨出部が設けられている部分の厚さを１次側厚さとし、前記第２磁性体において前記第１磁性体の膨出部に対応する部分の厚さを２次側厚さとしたとき、この２次側厚さが前記１次側厚さよりも小さいことが好ましい。
【００１０】
・この非接触給電装置においては、前記第１磁性体の膨出部として円筒形状のものが設けられていること、この膨出部の径方向の中央部分に前記孔が設けられていることが好ましい。
【００１１】
・この非接触給電装置においては、前記１次コイルおよび前記２次コイルとして円形状のものが設けられていることが好ましい。
・この非接触給電装置においては、前記第１磁性体および前記第２磁性体の少なくとも一方としてポット型磁性体が設けられていること、このポット型磁性体は、対応するコイルの外周を取り囲む円柱状の外周部と、同コイルの中心部分の空間に配置される前記膨出部と、同コイルに対して他方のコイルとは反対側に設けられて前記外周部と前記膨出部とを互いに接続する底壁部とを含むものであることが好ましい。
【００１２】
・この非接触給電装置においては、前記孔として円柱形状のものが形成されていることが好ましい。
・この非接触給電装置においては、前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、前記センサとして前記１次側送電装置の温度を検出するものが前記膨出部の孔に設けられていることが好ましい。
【００１３】
・この非接触給電装置においては、前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、前記センサとして前記２次側受電装置の状態の変化を検出するものが前記膨出部の孔に設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、センサに対する磁束の影響を小さくすることのできる非接触給電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態の非接触給電装置について、同装置を構成する電動歯ブラシおよび充電装置を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態の非接触給電装置について、その電力伝送部の断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態の非接触給電装置について、（ａ）はポット型磁性体の平面構造を示す平面図、（ｂ）はＡ３−Ａ３線に沿うポット型磁性体の断面構造を示す断面図。
【図４】同実施形態の非接触給電装置について、１次コイルおよび２次コイルの平面構造を示す平面図。
【図５】同実施形態の非接触給電装置について、１次側回路および２次側回路の構成を示す回路図。
【図６】本発明の第２実施形態の非接触給電装置について、その電力伝送部の断面構造を示す断面図。
【図７】同実施形態の非接触給電装置について、（ａ）はＥＥＲ型磁性体の平面構造を示す平面図、（ｂ）はＡ７−Ａ７線に沿うＥＥＲ型磁性体の断面構造を示す断面図。
【図８】本発明の第３実施形態の非接触給電装置について、その電力伝送部の断面構造を示す断面図。
【図９】同実施形態の非接触給電装置について、（ａ）はＥＥ型磁性体の平面構造を示す平面図、（ｂ）はＡ９−Ａ９線に沿うＥＥ型磁性体の断面構造を示す断面図。
【図１０】本発明の第４実施形態の非接触給電装置について、その電力伝送部の断面構造を示す断面図。
【図１１】同実施形態の非接触給電装置について、（ａ）はＥＩ型磁性体の平面構造を示す平面図、（ｂ）はＡ１１−Ａ１１線に沿うＥＩ型磁性体の断面構造を示す断面図。
【図１２】本発明の第５実施形態の非接触給電装置について、１次側回路の構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。なお、本実施形態では、電動歯ブラシおよびその充電装置として本発明の非接触給電装置を具体化した一例を示している。
【００１７】
図１に、非接触給電装置１の全体構成を示す。
非接触給電装置１は、歯に振動を付与して歯を清掃するための電動歯ブラシ１０と、電動歯ブラシ１０を充電するための充電装置２０とを含む。
【００１８】
電動歯ブラシ１０は、歯の清掃時にユーザが把持するための把持部１１と、把持部１１への取り付けおよび把持部１１からの取り外しが可能な清掃部１３とを含む。把持部１１の筐体（以下、「歯ブラシ筐体１４」）としては、非磁性体かつ樹脂性のものが用いられている。
【００１９】
充電装置２０は、電動歯ブラシ１０を載せるための充電装置筐体２１と、交番電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次側送電装置６０と、１次側送電装置６０に交番電力を供給するための１次側回路３０とを含む。充電装置筐体２１としては、非磁性体かつ樹脂性のものが用いられている。１次側送電装置６０および１次側回路３０は、それぞれ充電装置筐体２１内に設けられている。
【００２０】
把持部１１は、１次側送電装置６０の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次側受電装置７０と、２次側受電装置７０からの電力の供給を受けて充電される２次電池１５と、２次側受電装置７０から２次電池１５に電力を供給する２次側回路４０とを含む。また、電動歯ブラシ１０の振動モードおよび充電状態等を表示する表示部１２と、清掃部１３を振動させるためのアクチュエータとを含む（図示略）。２次側受電装置７０および２次側回路４０および２次電池１５およびアクチュエータは、それぞれ歯ブラシ筐体１４内に設けられている。
【００２１】
非接触給電装置１においては、１次側送電装置６０および２次側受電装置７０により、充電装置２０から電動歯ブラシ１０に電力を伝送するための電力伝送部５０が構成されている。すなわち電力伝送部５０は、商用電源からの電力の供給を受けて２次電池１５を充電するための装置として設けられている。
【００２２】
図２を参照して、電力伝送部５０の詳細な構成について説明する。
１次側送電装置６０は、直流電源Ｅ１（図５参照）からの電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイル６１と、１次コイル６１に発生した磁束の磁路を形成する第１磁性体としてのポット型磁性体１１０とを含む。また、充電装置筐体２１の頂壁（以下、「筐体頂壁６２」）と、筐体頂壁６２の温度を検出するサーミスタ６３とを含む。直流電源Ｅ１には、商用電源の交流電力から変換された直流電力が供給される。
【００２３】
２次側受電装置７０は、１次コイル６１の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイル７１と、２次コイル７１に発生した磁束の磁路を形成する第２磁性体としての平板型磁性体１２０と、歯ブラシ筐体１４の底壁（以下、「筐体底壁７２」）とを含む。
【００２４】
ここで、ポット型磁性体１１０および平板型磁性体１２０の各部位の寸法を次のように規定する。すなわち、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３の基端部１１３Ａから先端部１１３Ｂまでの長さを「膨出部高さＨＡ」とする。また、ポット型磁性体１１０の底壁部１１１の底面１１１Ａから頂面１１１Ｂまでの長さを「底壁部厚さＨＢ」とする。また、膨出部高さＨＡと底壁部厚さＨＢとを合わせた長さを「１次側厚さＨＣ」とする。また、平板型磁性体１２０において膨出部１１３に対応する部位（以下、「膨出部対応部１２１」）の底面１２１Ａから頂面１２１Ｂまでの長さを２次側厚さＨＤとする。
【００２５】
これらの各寸法は、次の関係が成立するように設定されている。
（ａ）膨出部高さＨＡは、底壁部厚さＨＢよりも大きい。
（ｂ）膨出部高さＨＡは、２次側厚さＨＤよりも大きい。
（ｃ）底壁部厚さＨＢは、２次側厚さＨＤよりも大きい。
（ｄ）１次側厚さＨＣは、２次側厚さＨＤよりも大きい。
【００２６】
図３を参照して、ポット型磁性体１１０の構造について説明する。
ポット型磁性体１１０は、円盤形状の底壁部１１１と、底壁部１１１の外周上に設けられた円柱形状の外周部１１２と、底壁部１１１の中心部分に設けられた円柱形状の膨出部１１３とを含む。
【００２７】
膨出部１１３の径方向の中央部分には、膨出部１１３の長手方向において底壁部１１１および膨出部１１３を貫通する円形状の孔１１４が設けられている。膨出部１１３および孔１１４は、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に沿うように設けられている。孔１１４の先端部分にはサーミスタ６３が設けられている。
【００２８】
サーミスタ６３は、熱伝導率の高いシリコンにより筐体頂壁６２に接着されている。また、サーミスタ６３の配線は、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３の孔１１４に通されるとともに、孔１１４の底壁部１１１側の開口からポット型磁性体１１０の外側に引き出されている。
【００２９】
外周部１１２は、１次コイル６１の径方向外側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。膨出部１１３は、１次コイル６１の径方向中心側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。
【００３０】
非接触給電装置１においては、電動歯ブラシ１０が充電装置２０の上に配置された状態、すなわち１次側送電装置６０の筐体頂壁６２の頂面と２次側受電装置７０の筐体底壁７２の底面とが互いに接触した状態のとき、２次電池１５の充電が行われる。
【００３１】
図４に、１次コイル６１の平面構造を示す。
１次コイル６１は、導線が同心円状に巻かれた円盤形状のコイルとして形成されている。１次コイル６１の内側の端部６１Ａおよび外側の端部６１Ｂは、それぞれ１次側回路３０に接続されている。１次コイル６１の中心部分の空間である円形空間６１Ｃには、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３が設けられる。
【００３２】
１次コイル６１の端部６１Ａおよび端部６１Ｂは、それぞれポット型磁性体１１０の底壁部１１１を介してポット型磁性体１１０の外側に引き出されている。なお、２次コイル７１も１次コイル６１と同様に円盤形状のコイルとして形成されている。
【００３３】
図５を参照して、充電装置２０の１次側回路３０および電動歯ブラシ１０の２次側回路４０の構成について説明する。なお、図５およびその説明においては、１次コイル６１を「Ｌ１」として、また２次コイル７１を「Ｌ２」として示している。
【００３４】
充電装置２０の１次側回路３０としては、交番電力を生成するフルブリッジ複合共振回路が用いられている。１次側回路３０は、複数のスイッチング素子により構成されるフルブリッジ回路３１と、スイッチング素子の制御等を行う制御回路３３と、サーミスタ６３および固定抵抗Ｒ５および直流電源Ｅ１および１次コイルＬ１とを含む。
【００３５】
フルブリッジ回路３１は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなる４つのスイッチング素子、すなわち第１スイッチング素子Ｆ１および第２スイッチング素子Ｆ２および第３スイッチング素子Ｆ３および第４スイッチング素子Ｆ４を含む。また、コンデンサの内部に電界として蓄えられたエネルギと、コイルの内部に磁界として蓄えられたエネルギとをコンデンサとコイルとの間で授受するための共振回路３２とを含む。
【００３６】
共振回路３２は、各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４から交番電力が供給される１次コイルＬ１と、１次コイルＬ１と直列に設けられたコンデンサＣ１と、１次コイルＬ１と並列に設けられたコンデンサＣ２とを含む。コンデンサＣ１およびコンデンサＣ２は、それぞれゼロ電流スイッチングを行う。
【００３７】
コンデンサＣ１は、各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４のターンオフ時のスイッチング損失を低減するための回路素子として設けられている。コンデンサＣ２は、スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４のターンオン時のスイッチング損失を低減するための回路素子として設けられている。
【００３８】
各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４としては、内部にそれぞれ内蔵ダイオードＤ１〜Ｄ４を含むものが用いられている。図５においては、内蔵ダイオードＤ１〜Ｄ４を含む部分を等価回路として表現している。
【００３９】
第１スイッチング素子Ｆ１は、第１内蔵ダイオードＤ１に対して並列に接続されている。また第２スイッチング素子Ｆ２は、第２内蔵ダイオードＤ２に対して並列に接続されている。また第３スイッチング素子Ｆ３は、第３内蔵ダイオードＤ３に対して並列に接続されている。また第４スイッチング素子Ｆ４は、第４内蔵ダイオードＤ４に対して並列に接続されている。
【００４０】
制御回路３３は、マイクロコンピュータを含めて構成されている。また、ゲート抵抗を介して各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４と接続されている。すなわち、第１ゲート抵抗Ｒ１を介して第１スイッチング素子Ｆ１と接続されている。また、第２ゲート抵抗Ｒ２を介して第２スイッチング素子Ｆ２と接続されている。また、第３ゲート抵抗Ｒ３を介して第３スイッチング素子Ｆ３と接続されている。また、第４ゲート抵抗Ｒ４を介して第４スイッチング素子Ｆ４と接続されている。
【００４１】
電動歯ブラシ１０の２次側回路４０としては、交番電力を直流電力に変換するブリッジ整流回路が用いられている。２次側回路４０は、２次コイルＬ２から受けた交流電力を直流電力に変換する全波整流回路４１と、全波整流回路４１により変換された直流電力を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、電力を蓄える２次電池１５とを含む。また、１次側回路３０と２次側回路４０とのインピーダンスの整合をとるためのコンデンサＣ３と、２次コイルＬ２とを含む。コンデンサＣ３は、２次コイルＬ２に対して並列に接続されている。
【００４２】
全波整流回路４１は、４つのダイオード、すなわち第５ダイオードＤ５および第６ダイオードＤ６および第７ダイオードＤ７および第８ダイオードＤ８を含む。全波整流回路４１の出力端子Ｐ１および出力端子Ｐ２には、平滑用のコンデンサＣ４が並列に接続されている。
【００４３】
１次コイルＬ１および２次コイルＬ２の間の給電態様について説明する。
制御回路３３は、各ゲート抵抗Ｒ１〜Ｒ４を介して制御電圧を各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４に印加し、各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４のオンおよびオフを切り替える。すなわち、第１スイッチング素子Ｆ１および第４スイッチング素子Ｆ４のオンまたはオフと、第２スイッチング素子Ｆ２および第３スイッチング素子Ｆ３のオフまたはオンとをゲート電圧に応じて交互に切り替える。これにより、１次コイルＬ１に交番電力が誘起されるため、１次コイルＬ１には高周波の交番磁束が発生する。
【００４４】
２次コイルＬ２においては、１次コイルＬ１の交番磁束と鎖交することにより交番電力が発生する。この交番電力は、コンデンサＣ３を介して全波整流回路４１に入力されて全波整流されることにより直流電力に変換される。変換された直流電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２により降圧された後に負荷としての２次電池１５に供給される。これにより２次電池１５が充電される。
【００４５】
制御回路３３は、１次側送電装置６０と２次側受電装置７０との間に金属異物があるときに１次コイル６１から２次コイル７１への電力の伝送を停止するための「充電中断制御」を行う。以下では、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との間に金属異物が挟まれた状態「異常状態」とし、金属異物が挟み込まれていない状態を「通常状態」とする。
【００４６】
異常状態のとき、１次コイルＬ１および２次コイルＬ２から発生する高周波の磁束の影響により金属異物に渦電流が発生する。そして、渦電流の発生にともない金属異物の温度が上昇することにより、筐体頂壁６２および筐体底壁７２の温度が上昇する。筐体頂壁６２の温度の上昇により、サーミスタ６３により検出される筐体頂壁６２の温度が通常状態よりも高い温度となるため、制御回路３３に入力される電圧も通常状態の電圧よりも高いものとなる。なお、制御回路３３にはサーミスタ６３と固定抵抗Ｒ５との間の電圧が入力される。
【００４７】
制御回路３３は、入力された電圧に基づいてサーミスタ６３の温度を算出し、算出した温度（以下、「推定温度Ｔ」）が予め設定された基準温度ＴＸ以上か否かを判定する。そして、推定温度Ｔが基準温度ＴＸ以上の旨判定したとき、１次コイルＬ１への電力の供給を中断する。すなわち、ゲート電圧に基づく各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４のオンおよびオフの切り替えを中断する。これにより、１次コイルＬ１に交番電力が誘起されなくなるため、２次電池１５の充電が中断される。一方、推定温度Ｔが基準温度ＴＸ未満の旨判定したときには、１次コイルＬ１への電力の供給を継続する。
【００４８】
基準温度ＴＸの設定態様について説明する。
非接触給電装置１においては、通常状態のときにもサーミスタ６３が１次コイルＬ１等の発熱の影響を受けることに起因して、サーミスタ６３自身の温度が上昇する。このため、異常状態のときにサーミスタ６３により検出される温度は、通常状態のときのサーミスタ６３自身の温度上昇分と、金属異物の渦電流に起因した筐体頂壁６２の温度上昇分とを含むものとなる。すなわち、推定温度Ｔに基づいて異常状態を適切に判定するためには、通常状態のサーミスタ６３の温度上昇分を考慮して基準温度ＴＸを設定する必要がある。
【００４９】
そこで、制御回路３３のメモリには、通常状態において到達すると予測されるサーミスタ６３の最高温度またはこれに相当する温度が基準温度ＴＸとして予め記憶されている。これにより、金属異物が挟み込まれていないにもかかわらず、推定温度Ｔの上昇に基づいて非接触給電装置１が異常状態にある旨判定される頻度が低減される。
【００５０】
本実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）非接触給電装置１は、１次コイル６１に対応して１次側送電装置６０に設けられるポット型磁性体１１０と、２次コイル７１に対応して２次側受電装置７０に設けられる平板型磁性体１２０とを含む。また、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３には、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に延びる孔１１４が設けられている。また、孔１１４にはサーミスタ６３が設けられている。
【００５１】
この構成によれば、１次コイル６１の中心側に発生した磁束が膨出部１１３の壁部を通過するため、すなわち膨出部１１３の壁部により磁束の磁路が形成されるため、１次コイル６１の中心側に発生した磁束がサーミスタ６３と鎖交しにくくなる。このため、１次コイル６１の磁束がサーミスタ６３に及ぼす影響を小さくすることができる。
【００５２】
（２）上記（１）の構成によれば、１次コイル６１の磁束がサーミスタ６３に及ぼす影響が小さくなるため、サーミスタ６３に渦電流が発生しにくい。これにより、サーミスタ６３自身の温度の上昇が抑制されるため、金属異物に起因する微小な温度上昇をサーミスタ６３により検出することができる。
【００５３】
具体的には、１次コイル６１の磁束がサーミスタ６３に及ぼす影響が小さくなるため、１次コイル６１と２次コイル７１との間に金属異物が挟み込まれていない通常状態において、サーミスタ６３自身の温度の上昇度合いが小さくなる。このため、充電中断制御の判定に用いる基準温度ＴＸをより小さい値に設定することが可能となる。
【００５４】
これにより、推定温度Ｔの上昇度合いが小さいときにも、この推定温度Ｔと基準温度ＴＸとの対比により、充電装置筐体２１と歯ブラシ筐体１４との間に微小な金属異物が挟み込まれていることを適切に検出することができる。
【００５５】
（３）非接触給電装置１においては、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３の孔１１４にサーミスタ６３の配線を通すとともに、孔１１４の底壁部１１１側の開口から配線をポット型磁性体１１０の外側に引き出している。
【００５６】
この構成によれば、サーミスタ６３の配線が１次コイル６１の磁束と鎖交しにくくなるため、１次コイル６１の磁束がサーミスタ６３に及ぼす影響を小さくすることができる。また、サーミスタ６３自身の温度の上昇度合いを小さくすることができる。
【００５７】
（４）非接触給電装置１においては、サーミスタ６３の出力に基づいて算出した推定温度Ｔが予め設定された基準温度ＴＸ以上のとき、充電装置筐体２１と歯ブラシ筐体１４との間に金属異物が挟み込まれている異常状態である旨判定する。また、金属異物が挟み込まれていない通常状態のときのサーミスタ６３の温度上昇分を加味して基準温度ＴＸを予め設定している。
【００５８】
この構成では、上記（１）および（３）の構成によりサーミスタ６３自身の温度の上昇度合いが小さくされるものにおいて、サーミスタ６３自身の温度の上昇度合いを加味して基準温度ＴＸを設定している。これにより、基準温度ＴＸをより小さい値として予め設定することが可能となるため、金属異物に起因する筐体頂壁６２の微小な温度上昇を検出することができる。
【００５９】
（５）非接触給電装置１においては、１次コイル６１の中心部分の空間である円形空間６１Ｃにポット型磁性体１１０の膨出部１１３が設けられているとともに、この膨出部１１３にサーミスタ６３が設けられている。
【００６０】
１次コイル６１には商用電源に基づく電力が供給されるため、１次コイル６１に発生する磁束は２次コイル７１に発生する磁束よりも磁束密度が高くなる。このため、充電装置筐体２１と歯ブラシ筐体１４との間に金属異物が挟み込まれているとき、金属異物の温度は２次コイル７１側よりも１次コイル６１側の方が高くなる。
【００６１】
非接触給電装置１の上記構成によれば、１次コイル６１側にサーミスタ６３が設けられているため、２次コイル７１側（２次側受電装置７０）にサーミスタ６３を設ける構成と比較して、金属異物の温度の上昇をより的確に検出することができる。
【００６２】
（６）２次コイル７１側にサーミスタ６３を設ける構成によれば、サーミスタ６３の出力に基づいて制御を行うためには、サーミスタ６３の出力を２次側受電装置７０から１次側送電装置６０の制御回路３３に送信する必要が生じる。
【００６３】
この点、非接触給電装置１の上記（５）の構成によれば、サーミスタ６３の出力を１次側送電装置６０内において直接的に制御回路３３に送信されるため、充電装置２０の構成が複雑なものとなることを抑制することができる。
【００６４】
（７）非接触給電装置１においては、１次側厚さＨＣが２次側厚さＨＤよりも大きい。
この構成によれば、２次側厚さＨＤが１次側厚さＨＣと同じまたはそれよりも大きい場合と比較して、２次側受電装置７０において膨出部対応部１２１を通過する磁束の密度が低くなる。これにより、２次コイル７１に発生した磁束がサーミスタ６３に鎖交しにくくなるため、２次コイル７１の磁束がサーミスタ６３に及ぼす影響を小さくすることができる。また、サーミスタ６３自身の温度の上昇度合いを小さくすることができる。
【００６５】
（８）非接触給電装置１においては、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３として円筒形状のものが設けられているとともに、この膨出部１１３の径方向の中央部分に孔１１４が設けられている。また、孔１１４にサーミスタ６３が設けられている。
【００６６】
この構成によれば、１次コイル６１の中心側で発生した磁束が円筒形状の膨出部１１３を通過するため、膨出部１１３として円筒形状以外のものが設けられる場合と比較して、磁束が一部分に集中することを抑制することができる。
【００６７】
（９）１次コイル６１の中心側に発生する磁束の密度は、１次コイル６１の径方向外側に発生する磁束の密度よりも高い。上記（８）の構成によれば、磁束の密度が高い１次コイル６１の中心側にサーミスタ６３を設けているため、金属異物に起因する筐体頂壁６２の温度の上昇をより適切に検出することができる。
【００６８】
（１０）非接触給電装置１においては、１次コイル６１および２次コイル７１として円形状のものが設けられている。
１次コイル６１および２次コイル７１の少なくとも一方として、円形状とは異なる形状のものを採用したとき、充電装置２０に対する電動歯ブラシ１０の回転角度を基準角度に設定したときに磁束の伝達効率が高くなる。このため、電動歯ブラシ１０を充電装置２０に載せたときの相対的な回転位置のずれに起因して磁束の伝達効率が大きく低下する。
【００６９】
この点、非接触給電装置１の上記構成によれば、充電装置２０に対する電動歯ブラシ１０の回転角度をいずれの角度に設定しても、１次コイル６１と２次コイル７１との相対的な関係が実質的に同じものとなる。このため、充電装置２０に対する電動歯ブラシ１０の配置の仕方に起因して充電効率が低下することを抑制することができる。
【００７０】
（１１）非接触給電装置１においてポット型磁性体１１０は、１次コイル６１の外周を取り囲む円柱状の外周部１１２と、同コイル６１の円形空間６１Ｃに配置される膨出部１１３とを含む。この構成によれば、磁束密度の高い１次コイル６１の中心側に膨出部１１３が設けられているため、１次コイル６１から２次コイル７１への磁束の伝送効率を高めることができる。
【００７１】
（１２）磁路を形成する磁性体の形状が円柱形状とは異なるもの、すなわち四角柱形状の磁性体のようにエッジを有する場合、エッジの部分に磁束が集中するため、１次側送電装置６０から２次側受電装置７０への磁束の伝送効率が低下するおそれがある。
【００７２】
この点、非接触給電装置１においては、膨出部１１３の孔１１４として円柱形状のものが設けられている。これにより、磁束が一部分に集中することを抑制することができる。すなわち、１次側送電装置６０から２次側受電装置７０への磁束の伝送効率の低下を抑制することができる。
【００７３】
（１３）非接触給電装置１においては、１次コイル６１の円形空間６１Ｃにポット型磁性体１１０の膨出部１１３が設けられているとともに、サーミスタ６３として筐体頂壁６２の温度を検出するものが孔１１４に設けられている。この構成によれば、温度を検出するためのセンサとしてサーミスタ６３が設けられているため、コストの増大を抑制することができる。
【００７４】
（第２実施形態）
図６および図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態の非接触給電装置１は、第１実施形態の非接触給電装置１の一部を次のように変更したものとして構成されている。すなわち、本実施形態の非接触給電装置１においては、第１実施形態のポット型磁性体１１０に代えて、ＥＥＲ型磁性体１３０が設けられている。また平板型磁性体１２０に代えて、ＥＥＲ型磁性体１３０が設けられている。
【００７５】
以下、この変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を適宜省略する。
【００７６】
図６を参照して、電力伝送部５０の詳細な構成について説明する。
１次側送電装置６０は、直流電源Ｅ１（図５参照）からの電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイル６１と、１次コイル６１に発生した磁束の磁路を形成する第１磁性体としてのＥＥＲ型磁性体１３０とを含む。また、充電装置筐体２１の頂壁としての筐体頂壁６２と、筐体頂壁６２の温度を検出するサーミスタ６３とを含む。
【００７７】
２次側受電装置７０は、１次コイル６１の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイル７１と、２次コイル７１に発生した磁束の磁路を形成する第２磁性体としてのＥＥＲ型磁性体１３０と、歯ブラシ筐体１４の底壁としての筐体底壁７２とを含む。
【００７８】
図７を参照して、ＥＥＲ型磁性体１３０の構造について説明する。
ＥＥＲ型磁性体１３０は、矩形状の底壁部１３１と、底壁部１３１の長手方向の両端部に設けられた矩形状の一対の外壁部１３２と、底壁部１３１の中心部分に設けられた円柱形状の膨出部１３３とを含む。各外壁部１３２の膨出部１３３側の面は、曲面として形成されている。
【００７９】
膨出部１３３の径方向の中央部分には、膨出部１３３の長手方向において底壁部１３１および膨出部１３３を貫通する孔１３４が設けられている。膨出部１３３および孔１３４は、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に沿うように設けられている。孔１３４の先端部分にはサーミスタ６３が設けられている。
【００８０】
各外壁部１３２は、１次コイル６１の径方向外側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。膨出部１３３は、１次コイル６１の径方向中心側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。
【００８１】
２次側受電装置７０のＥＥＲ型磁性体１３０としては、膨出部の構造が異なる点を除いて１次側送電装置６０のＥＥＲ型磁性体１３０と実質的に同じ構造が採用されている。すなわち、２次側受電装置７０のＥＥＲ型磁性体１３０には、孔が形成されていない中実構造の膨出部１３５が設けられている。
【００８２】
本実施形態によれば、第１実施形態の（１）の効果、すなわちセンサに対する磁束の影響を小さくすることができる旨の効果、および（２）〜（９）および（１１）〜（１３）の効果に準じた効果に加えて、以下の（１４）の効果が得られる。
【００８３】
（１４）非接触給電装置１においてＥＥＲ型磁性体１３０は、１次コイル６１の外周に位置する矩形状の外壁部１３２と、同コイル６１の円形空間６１Ｃに配置される膨出部１３３とを含む。この構成によれば、磁束密度の高い１次コイル６１の中心側に膨出部１３３が設けられているため、１次コイル６１から２次コイル７１への磁束の伝送効率を高めることができる。
【００８４】
（第３実施形態）
図８および図９を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態の非接触給電装置１は、第１実施形態の非接触給電装置１の一部を次のように変更したものとして構成されている。すなわち、本実施形態の非接触給電装置１においては、第１実施形態のポット型磁性体１１０に代えて、ＥＥ型磁性体１４０が設けられている。また平板型磁性体１２０に代えて、ＥＥ型磁性体１４０が設けられている。
【００８５】
以下、この変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を適宜省略する。
【００８６】
図８を参照して、電力伝送部５０の詳細な構成について説明する。
１次側送電装置６０は、直流電源Ｅ１（図５参照）からの電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイル６１と、１次コイル６１に発生した磁束の磁路を形成する第１磁性体としてのＥＥ型磁性体１４０とを含む。また、充電装置筐体２１の頂壁としての筐体頂壁６２と、筐体頂壁６２の温度を検出するサーミスタ６３とを含む。
【００８７】
２次側受電装置７０は、１次コイル６１の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイル７１と、２次コイル７１に発生した磁束の磁路を形成する第２磁性体としてのＥＥ型磁性体１４０と、歯ブラシ筐体１４の底壁としての筐体底壁７２とを含む。
【００８８】
図９を参照して、ＥＥ型磁性体１４０の構造について説明する。
ＥＥ型磁性体１４０は、矩形状の底壁部１４１と、底壁部１４１の長手方向の両端部に設けられた矩形形状の一対の外壁部１４２と、底壁部１４１の中心部分に設けられた矩形状の膨出部１４３とを含む。
【００８９】
膨出部１４３の径方向の中央部分には、膨出部１４３の長手方向において底壁部１４１および膨出部１４３を貫通する孔１４４が設けられている。膨出部１４３および孔１４４は、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に沿うように設けられている。孔１４４の先端部分にはサーミスタ６３が設けられている。
【００９０】
各外壁部１４２は、１次コイル６１の径方向外側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。膨出部１４３は、１次コイル６１の径方向中心側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。
【００９１】
２次側受電装置７０のＥＥ型磁性体１４０としては、膨出部の構造が異なる点を除いて１次側送電装置６０のＥＥ型磁性体１４０と実質的に同じ構造が採用されている。すなわち、２次側受電装置７０のＥＥ型磁性体１４０には、孔が形成されていない中実構造の膨出部１４５が設けられている。
【００９２】
本実施形態によれば、第１実施形態の（１）の効果、すなわちセンサに対する磁束の影響を小さくすることができる旨の効果、および（２）〜（６）および（１１）および（１３）の効果に準じた効果に加えて、以下の（１５）の効果が得られる。
【００９３】
（１５）非接触給電装置１においてＥＥ型磁性体１４０は、１次コイル６１の外周に位置する矩形状の外壁部１４２と、同コイル６１の円形空間６１Ｃに配置される膨出部１４３とを含む。この構成によれば、磁束密度の高い１次コイル６１の中心側に膨出部１４３が設けられているため、１次コイル６１から２次コイル７１への磁束の伝送効率を高めることができる。
（第４実施形態）
図１０および図１１を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。
【００９４】
本実施形態の非接触給電装置１は、第１実施形態の非接触給電装置１の一部を次のように変更したものとして構成されている。すなわち、本実施形態の非接触給電装置１においては、第１実施形態のポット型磁性体１１０に代えて、ＥＩ型磁性体１５０が設けられている。また平板型磁性体１２０に代えて、ＥＩ型磁性体１５０が設けられている。
【００９５】
以下、この変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を適宜省略する。
【００９６】
図１０を参照して、電力伝送部５０の詳細な構成について説明する。
１次側送電装置６０は、直流電源Ｅ１（図５参照）からの電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイル６１と、１次コイル６１に発生した磁束の磁路を形成する第１磁性体としてのＥＩ型磁性体１５０とを含む。また、充電装置筐体２１の頂壁としての筐体頂壁６２と、筐体頂壁６２の温度を検出するサーミスタ６３とを含む。
【００９７】
２次側受電装置７０は、１次コイル６１の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイル７１と、２次コイル７１に発生した磁束の磁路を形成する第２磁性体としてのＥＩ型磁性体１５０と、歯ブラシ筐体１４の底壁としての筐体底壁７２とを含む。
【００９８】
図１１を参照して、ＥＩ型磁性体１５０の構造について説明する。
ＥＩ型磁性体１５０は、矩形状の底壁部１５１と、底壁部１５１の長手方向の両端部に設けられた矩形形状の一対の外壁部１５２と、底壁部１５１の中心部分に設けられた矩形状の膨出部１５３とを含む。なお、ＥＩ型磁性体１５０の構造は、膨出部高さＨＡをＥＥ型磁性体１４０よりも大きくしたものに相当し、その他の点については実質的にＥＥ型磁性体１４０と同じものが採用されている。
【００９９】
膨出部１５３の径方向の中央部分には、膨出部１５３の長手方向において底壁部１５１および膨出部１５３を貫通する孔１５４が設けられている。膨出部１５３および孔１５４は、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に沿うように設けられている。孔１５４の先端部分にはサーミスタ６３が設けられている。
【０１００】
各外壁部１５２は、１次コイル６１の径方向外側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。膨出部１５３は、１次コイル６１の径方向中心側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。
【０１０１】
２次側受電装置７０のＥＩ型磁性体１５０としては、膨出部の構造が異なる点を除いて１次側送電装置６０のＥＩ型磁性体１５０と実質的に同じ構造が採用されている。すなわち、２次側受電装置７０のＥＩ型磁性体１５０には、孔が形成されていない中実構造の膨出部１５５が設けられている。
【０１０２】
本実施形態によれば、第１実施形態の（１）の効果、すなわちセンサに対する磁束の影響を小さくすることができる旨の効果、および（２）〜（６）および（１１）および（１３）の効果に準じた効果が得られる。
【０１０３】
（１６）非接触給電装置１においてＥＩ型磁性体１５０は、１次コイル６１の外周に位置する矩形状の外壁部１５２と、同コイル６１の円形空間６１Ｃに配置される膨出部１５３とを含む。この構成によれば、磁束密度の高い１次コイル６１の中心側に膨出部１５３が設けられているため、１次コイル６１から２次コイル７１への磁束の伝送効率を高めることができる。
【０１０４】
（第５実施形態）
図１２を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。
本実施形態の非接触給電装置１は、第１実施形態の非接触給電装置１の一部を次のように変更したものとして構成されている。
【０１０５】
第１実施形態の非接触給電装置１は、サーミスタ６３により検出される筐体頂壁６２の温度（推定温度Ｔ）と基準温度ＴＸとの比較の結果に基づいて、１次コイルＬ１への電力の供給態様を制御している。
【０１０６】
これに対して本実施形態の非接触給電装置１は、サーミスタ６３により検出される筐体頂壁６２の温度と、サーミスタ６４により検出される１次側送電装置６０の回路基板の温度との比較の結果に基づいて、１次コイルＬ１への電力の供給態様を制御している。
【０１０７】
以下、この変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を適宜省略する。
【０１０８】
図１２に示されるように、１次側送電装置６０には回路基板の温度を検出するための素子として、サーミスタ６４および固定抵抗Ｒ６が設けられている。制御回路３３には、サーミスタ６３に印加される電圧（以下、「第１電圧ＶＳ１」）およびサーミスタ６４に印加される電圧（以下、「第２電圧ＶＳ２」）がそれぞれ入力される。
【０１０９】
制御回路３３は、第１電圧ＶＳ１に基づいてサーミスタ６３の温度としての推定温度Ｔを算出する。また、第２電圧ＶＳ２に基づいてサーミスタ６４の温度（以下、「基板推定温度ＴＢ」）を算出する。そして、推定温度Ｔと基板推定温度ＴＢとの差が基準温度差ＴＺ以上の旨判定したとき、１次コイルＬ１への電力の供給を中断する。すなわち、ゲート電圧に基づく各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４のオンおよびオフの切り替えを中断する。これにより、１次コイルＬ１に交番電力が誘起されなくなるため、２次電池１５の充電が中断される。一方、推定温度Ｔと基板推定温度ＴＢとの差が基準温度差ＴＺ未満の旨判定したとき、１次コイルＬ１への電力の供給を継続する。
【０１１０】
通常状態のとき、第１電圧ＶＳ１および第２電圧ＶＳ２は、それぞれ雰囲気温度の変化等に応じて同様の変化傾向を示す。すなわち、通常状態においては第１電圧ＶＳ１と第２電圧ＶＳ２との差が略一定の大きさに維持される。
【０１１１】
異常状態のとき、第１電圧ＶＳ１が筐体頂壁６２の温度上昇に応じて変化する。一方、筐体頂壁６２から離れた部位にサーミスタ６４が設けられているため、筐体頂壁６２の温度上昇に対する第２電圧ＶＳ２の変化傾向は、筐体頂壁６２の温度上昇に対する第１電圧ＶＳ１の変化傾向とは異なるものとなる。基本的には、筐体頂壁６２の温度上昇に応じて第１電圧ＶＳ１が増大する一方で第２電圧ＶＳ２が実質的に変化しない傾向となる。
【０１１２】
このため、非接触給電装置１の状態が異常状態および通常状態のいずれにあるかについては、第１電圧ＶＳ１と第２電圧ＶＳ２との差、すなわち推定温度Ｔと基板推定温度ＴＢとの差に基づいて判定することができる。そこで制御回路３３は、上記のとおり推定温度Ｔと基板推定温度ＴＢとの差に基づいて１次コイルＬ１への電力の供給態様を制御している。
【０１１３】
本実施形態によれば、第１実施形態の（１）の効果、すなわちセンサに対する磁束の影響を小さくすることができる旨の効果、および（２）〜（１３）の効果に準じた効果が得られる。
【０１１４】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態に例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【０１１５】
・上記第１実施形態では、２次側厚さＨＤを膨出部高さＨＡおよび底壁部厚さＨＢよりも小さくしたが、２次側厚さＨＤを膨出部高さＨＡおよび底壁部厚さＨＢの少なくとも一方よりも大きくすることもできる。この場合にも、１次側厚さＨＣが２次側厚さＨＤよりも大きいときには、第１実施形態の（７）の効果が得られる。
【０１１６】
・上記第１実施形態では、２次側厚さＨＤを１次側厚さＨＣよりも小さくしたが、２次側厚さＨＤを１次側厚さＨＣよりも大きくすることもできる。この場合、第１実施形態の（７）の効果が得られない点を除いては、同実施形態の効果と同様の効果が得られる。
【０１１７】
・上記第１実施形態では、膨出部１１３に円形状の孔１１４を設けているが、孔１１４の形状は円形に限られない。例えば、円形状の孔に代えて矩形状の孔を形成することもできる。
【０１１８】
・上記第１実施形態において、平板型磁性体１２０の膨出部対応部１２１に１次側送電装置６０に向けて突出する膨出部を設けることもできる。
・上記第１実施形態では、制御回路３３において筐体頂壁６２の温度としての推定温度Ｔを算出し、推定温度Ｔと基準温度ＴＸとの比較の結果に基づいて１次コイルＬ１への電力の供給態様を制御しているが、これを次のように変更することもできる。
【０１１９】
すなわち制御回路３３は、サーミスタ６３に印加される電圧が基準電圧以上のとき、すなわち異常状態の旨推定されるとき、１次コイルＬ１への電力の供給を中断する。一方、サーミスタ６３に印加される電圧が基準電圧未満のとき、すなわち通常状態の旨推定されるとき、１次コイルＬ１への電力の供給を継続する。
【０１２０】
・上記第５実施形態では、制御回路３３において筐体頂壁６２および回路基板の温度を算出し、これらの比較の結果に基づいて１次コイルＬ１への電力の供給態様を制御しているが、これを次のように変更することもできる。
【０１２１】
すなわち、制御回路３３とは別に設けられたコンパレータに対して、第１電圧ＶＳ１および第２電圧ＶＳ２を入力する。コンパレータは、第１電圧ＶＳ１と第２電圧ＶＳ２との差が判定値以上のとき、制御回路３３に対して異常時出力電圧ＶＣを出力する。一方、第１電圧ＶＳ１と第２電圧ＶＳ２との差が判定値未満のとき、制御回路３３に対して異常時出力電圧ＶＣよりも大きい通常時出力電圧ＶＤを出力する。
【０１２２】
制御回路３３は、コンパレータの出力電圧が異常時出力電圧ＶＣのとき、すなわち異常状態の旨推定されるとき、１次コイルＬ１への電力の供給を中断する。一方、コンパレータの出力電圧が通常時出力電圧ＶＤのとき、すなわち通常状態の旨推定されるとき、１次コイルＬ１への電力の供給を継続する。
【０１２３】
・上記各実施形態において、１次側送電装置６０の第１磁性体の種類を次のように変更することもできる。すなわち、各実施形態の第１磁性体に代えて、ポット型磁性体１１０、ＥＥＲ型磁性体１３０、ＥＥ型磁性体１４０、ＥＩ型磁性体１５０、ＥＦ磁性体およびＥＴＤ磁性体のいずれかを用いることもできる。ＥＦ磁性体またはＥＴＤ磁性体を用いる場合には、各実施形態の第１磁性体と同様に膨出部にセンサを配置するための孔が設けられる。
【０１２４】
上記に例示した各磁性体は第１磁性体として採用することのできる磁性体の一例であり、さらに別の形状の磁性体を第１磁性体として設けることもできる。要するに、膨出部を有する磁性体であり、かつセンサを配置するための孔が膨出部に形成されている磁性体であれば、第１磁性体としての形状は適宜変更することができる。
【０１２５】
・上記各実施形態において、２次側受電装置７０の第２磁性体の種類を次のように変更することもできる。すなわち、各実施形態の第２磁性体に代えて、ポット型磁性体１１０、平板型磁性体１２０、ＥＥＲ型磁性体１３０、ＥＥ型磁性体１４０、ＥＩ型磁性体１５０、ＥＦ磁性体およびＥＴＤ磁性体のいずれかを用いることもできる。また、ポット型磁性体１１０、ＥＥＲ型磁性体１３０、ＥＥ型磁性体１４０およびＥＩ型磁性体１５０について、膨出部の孔を省略したものを用いることもできる。また、ＥＦ磁性体またはＥＴＤ磁性体を用いる場合には、第１磁性体と同様に膨出部に孔を設けることもできる。
【０１２６】
上記に例示した各磁性体は第２磁性体として採用することのできる磁性体の一例であり、さらに別の形状の磁性体を第２磁性体として設けることもできる。要するに、１次側送電装置６０および２次側受電装置７０のうちの前者にのみセンサを設ける構成においては、第２磁性体の形状を適宜変更することができる。また、２次側受電装置７０にセンサを設ける構成においては、膨出部を有する磁性体であり、かつセンサを配置するための孔が膨出部に形成されている磁性体であれば、第２磁性体としての形状は適宜変更することができる。
【０１２７】
・上記第２〜第４実施形態では、膨出部に孔が形成されていない点を除いては同じ形状の磁性体を１次側送電装置６０および２次側受電装置７０のそれぞれに設けたが、孔の有無以外についても互いに形状の異なる磁性体を各装置に設けることもできる。第２〜第４実施形態において２次側受電装置７０に平板型磁性体１２０を設ける場合、１次側厚さＨＣを２次側厚さＨＤよりも大きくすることにより、第１実施形態の（７）の効果に準じた効果が得られる。
【０１２８】
・上記各実施形態では、１次側送電装置６０にサーミスタ６３を設けたが、これに代えてまたは加えて、２次側受電装置７０にサーミスタ６３を設けることもできる。この場合、２次側受電装置７０の磁性体としては膨出部を有するもの、例えばポット型磁性体１１０、ＥＥＲ型磁性体１３０、ＥＥ型磁性体１４０およびＥＩ型磁性体１５０いずれかを用いることが好ましい。また、膨出部の孔にサーミスタを設けることにより、２次側受電装置７０に設けたサーミスタについて上記各実施形態の効果に準じた効果が得られる。
【０１２９】
・上記各実施形態では、状態の変化を検出するセンサとしてサーミスタ６３を備える非接触給電装置１の構成について例示したが、サーミスタ６３に代えてまたは加えて別のセンサを備えることもできる。その場合の一例を以下の（Ａ）および（Ｂ）に示す。
【０１３０】
（Ａ）磁束を検出するホール素子を１次側送電装置６０に設ける。また、２次側受電装置７０においてホール素子と対応する位置に磁石を設ける。この構成によれば、ホール素子の出力電圧が磁石の磁束に応じて変化するため、電動歯ブラシ１０が充電装置２０に載せられたことをホール素子の出力電圧に基づいて検出することができる。そこで、制御回路３３により次の制御を行うことにより、電動歯ブラシ１０の充電の開始および終了のタイミングを適切に制御することができる。
【０１３１】
制御回路３３は、ホール素子の出力電圧が判定値よりも大きい旨判定したとき、すなわち電動歯ブラシ１０が充電装置２０に載せられていると予測されるとき、電力伝送部５０による２次電池１５の充電を開始する。一方、ホール素子の出力電圧が判定値以下の旨判定したとき、すなわち充電装置２０上に電動歯ブラシ１０がないと予測されるとき、電力伝送部５０による２次電池１５の充電を終了する。
【０１３２】
（Ｂ）受光素子としての１次側フォトダイオードを１次側送電装置６０に設ける。また、発光素子としての２次側フォトダイオードを２次側受電装置７０に設ける。この構成によれば、１次側フォトダイオードの出力電圧が２次側フォトダイオードからの光の受光量に応じて変化するため、電動歯ブラシ１０が充電装置２０に載せられているか否かを１次側フォトダイオードの出力電圧に基づいて検出することができる。そこで、制御回路３３により次の制御を行うことにより、電動歯ブラシ１０の充電の開始および終了のタイミングを適切に制御することができる。
【０１３３】
制御回路３３は、１次側フォトダイオードの出力電圧が判定値よりも大きい旨判定したとき、すなわち電動歯ブラシ１０が充電装置２０に載せられていると予測されるとき、電力伝送部５０による２次電池１５の充電を開始する。一方、１次側フォトダイオードの出力電圧が判定値以下の旨判定したとき、すなわち充電装置２０上に電動歯ブラシ１０がないと予測されるとき、電力伝送部５０による２次電池１５の充電を終了する。
【０１３４】
・上記各実施形態では、フルブリッジ回路３１としてスイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４を含むものを採用したが、フルブリッジ回路３１の構成はこれに限られるものではない。要するに、共振回路３２の１次コイルＬ１に交番電力を誘起することができるものであれば、例えばスイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４を省略した形態のフルブリッジ回路を採用することもできる。
【０１３５】
・上記各実施形態では、共振回路３２としてスイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４を含むフルブリッジ回路３１の中間点に１次コイルＬ１を含むものを用いたが、交番電力を生成することのできるものであれば各実施形態の共振回路３２に代えて採用することもできる。
【０１３６】
・上記各実施形態では、スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４として電界効果トランジスタを用いたが、交番電力を生成するスイッチング素子であれば電界効果トランジスタに限らず他の素子を用いることができる。
【０１３７】
・上記各実施形態では、電動歯ブラシ１０および充電装置２０を含む非接触給電装置１として本発明を具体化した例を示したが、他の電動装置およびその充電装置を含む非接触給電装置として本発明を具体化することもできる。その他の電動装置としては、例えば携帯電話、コードレス電話機、電気かみそり、腕時計およびノートパソコンが挙げられる。
【符号の説明】
【０１３８】
１…非接触給電装置、６０…１次側送電装置、６１…１次コイル、６３…サーミスタ（センサ）、７０…２次側受電装置、７１…２次コイル、１１０…ポット型磁性体（第１磁性体）、１１３…膨出部、１１４…孔、１２０…平板型磁性体（第２磁性体）、１３０…ＥＥＲ型磁性体（第１磁性体）、１３３…膨出部、１３４…孔、１４０…ＥＥ型磁性体（第１磁性体）、１４３…膨出部、１４４…孔、１５０…ＥＩ型磁性体（第１磁性体）、１５３…膨出部、１５４…孔。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイルを含む１次側送電装置と、１次コイルの交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイルを含む２次側受電装置と、状態の変化を検出するためのセンサとを含む非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触給電装置として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１の非接触給電装置において、１次側送電装置の筐体と２次側受電装置の筐体との間に金属異物が挟まれているとき、コイルに発生する高周波の交番磁束に起因して金属異物に渦電流が流れる。このため、渦電流の発生にともない歯ブラシおよび充電装置の温度が過度に高くなるおそれがある。
【０００３】
そこで、同文献の非接触給電装置では、１次コイルの中心に設けられたサーミスタにより、１次側送電装置の温度が過度に上昇しているか否かを判定している。そして、サーミスタにより検出された１次側送電装置の温度が過度に高い旨判定したとき、２次電池の充電を中断する制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７３２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記非接触給電装置においては、１次コイルの磁束が通過する箇所にサーミスタが配置されているため、サーミスタに渦電流が発生する。そして、サーミスタに大きな渦電流が発生したときにはサーミスタ自身の温度が過度に上昇するため、金属異物に起因する１次側送電装置の温度の上昇を適切に検出することができない。また、サーミスタに限らず他のセンサ（例えば磁気センサ）が設けられる非接触給電装置においても同様に、磁束の影響によりセンサが適切に機能しないおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサに対する磁束の影響を小さくすることのできる非接触給電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段について記載する。
・本発明の非接触給電装置は、電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイルを含む１次側送電装置と、前記１次コイルの交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイルを含む２次側受電装置と、状態の変化を検出するためのセンサとを含み、前記１次コイルに対応して前記１次側送電装置に設けられる第１磁性体と、前記２次コイルに対応して前記２次側受電装置に設けられる第２磁性体とをさらに含むこと、前記第１磁性体および前記第２磁性体の少なくとも一方には、前記１次コイルおよび前記２次コイルの配列方向に延びる孔を有する膨出部が設けられていること、および前記センサが前記孔に設けられていることを特徴としている。
【０００８】
・この非接触給電装置においては、前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、前記センサがこの膨出部の孔に設けられていることが好ましい。
【０００９】
・この非接触給電装置においては、前記第１磁性体において前記膨出部が設けられている部分の厚さを１次側厚さとし、前記第２磁性体において前記第１磁性体の膨出部に対応する部分の厚さを２次側厚さとしたとき、この２次側厚さが前記１次側厚さよりも小さいことが好ましい。
【００１０】
・この非接触給電装置においては、前記第１磁性体の膨出部として円筒形状のものが設けられていること、この膨出部の径方向の中央部分に前記孔が設けられていることが好ましい。
【００１１】
・この非接触給電装置においては、前記１次コイルおよび前記２次コイルとして円形状のものが設けられていることが好ましい。
・この非接触給電装置においては、前記第１磁性体および前記第２磁性体の少なくとも一方としてポット型磁性体が設けられていること、このポット型磁性体は、対応するコイルの外周を取り囲む円柱状の外周部と、同コイルの中心部分の空間に配置される前記膨出部と、同コイルに対して他方のコイルとは反対側に設けられて前記外周部と前記膨出部とを互いに接続する底壁部とを含むものであることが好ましい。
【００１２】
・この非接触給電装置においては、前記孔として円柱形状のものが形成されていることが好ましい。
・この非接触給電装置においては、前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、前記センサとして前記１次側送電装置の温度を検出するものが前記膨出部の孔に設けられていることが好ましい。
【００１３】
・この非接触給電装置においては、前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、前記センサとして前記２次側受電装置の状態の変化を検出するものが前記膨出部の孔に設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、センサに対する磁束の影響を小さくすることのできる非接触給電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態の非接触給電装置について、同装置を構成する電動歯ブラシおよび充電装置を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態の非接触給電装置について、その電力伝送部の断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態の非接触給電装置について、（ａ）はポット型磁性体の平面構造を示す平面図、（ｂ）はＡ３−Ａ３線に沿うポット型磁性体の断面構造を示す断面図。
【図４】同実施形態の非接触給電装置について、１次コイルおよび２次コイルの平面構造を示す平面図。
【図５】同実施形態の非接触給電装置について、１次側回路および２次側回路の構成を示す回路図。
【図６】本発明の第２実施形態の非接触給電装置について、その電力伝送部の断面構造を示す断面図。
【図７】同実施形態の非接触給電装置について、（ａ）はＥＥＲ型磁性体の平面構造を示す平面図、（ｂ）はＡ７−Ａ７線に沿うＥＥＲ型磁性体の断面構造を示す断面図。
【図８】本発明の第３実施形態の非接触給電装置について、その電力伝送部の断面構造を示す断面図。
【図９】同実施形態の非接触給電装置について、（ａ）はＥＥ型磁性体の平面構造を示す平面図、（ｂ）はＡ９−Ａ９線に沿うＥＥ型磁性体の断面構造を示す断面図。
【図１０】本発明の第４実施形態の非接触給電装置について、その電力伝送部の断面構造を示す断面図。
【図１１】同実施形態の非接触給電装置について、（ａ）はＥＩ型磁性体の平面構造を示す平面図、（ｂ）はＡ１１−Ａ１１線に沿うＥＩ型磁性体の断面構造を示す断面図。
【図１２】本発明の第５実施形態の非接触給電装置について、１次側回路の構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。なお、本実施形態では、電動歯ブラシおよびその充電装置として本発明の非接触給電装置を具体化した一例を示している。
【００１７】
図１に、非接触給電装置１の全体構成を示す。
非接触給電装置１は、歯に振動を付与して歯を清掃するための電動歯ブラシ１０と、電動歯ブラシ１０を充電するための充電装置２０とを含む。
【００１８】
電動歯ブラシ１０は、歯の清掃時にユーザが把持するための把持部１１と、把持部１１への取り付けおよび把持部１１からの取り外しが可能な清掃部１３とを含む。把持部１１の筐体（以下、「歯ブラシ筐体１４」）としては、非磁性体かつ樹脂性のものが用いられている。
【００１９】
充電装置２０は、電動歯ブラシ１０を載せるための充電装置筐体２１と、交番電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次側送電装置６０と、１次側送電装置６０に交番電力を供給するための１次側回路３０とを含む。充電装置筐体２１としては、非磁性体かつ樹脂性のものが用いられている。１次側送電装置６０および１次側回路３０は、それぞれ充電装置筐体２１内に設けられている。
【００２０】
把持部１１は、１次側送電装置６０の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次側受電装置７０と、２次側受電装置７０からの電力の供給を受けて充電される２次電池１５と、２次側受電装置７０から２次電池１５に電力を供給する２次側回路４０とを含む。また、電動歯ブラシ１０の振動モードおよび充電状態等を表示する表示部１２と、清掃部１３を振動させるためのアクチュエータとを含む（図示略）。２次側受電装置７０および２次側回路４０および２次電池１５およびアクチュエータは、それぞれ歯ブラシ筐体１４内に設けられている。
【００２１】
非接触給電装置１においては、１次側送電装置６０および２次側受電装置７０により、充電装置２０から電動歯ブラシ１０に電力を伝送するための電力伝送部５０が構成されている。すなわち電力伝送部５０は、商用電源からの電力の供給を受けて２次電池１５を充電するための装置として設けられている。
【００２２】
図２を参照して、電力伝送部５０の詳細な構成について説明する。
１次側送電装置６０は、直流電源Ｅ１（図５参照）からの電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイル６１と、１次コイル６１に発生した磁束の磁路を形成する第１磁性体としてのポット型磁性体１１０とを含む。また、充電装置筐体２１の頂壁（以下、「筐体頂壁６２」）と、筐体頂壁６２の温度を検出するサーミスタ６３とを含む。直流電源Ｅ１には、商用電源の交流電力から変換された直流電力が供給される。
【００２３】
２次側受電装置７０は、１次コイル６１の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイル７１と、２次コイル７１に発生した磁束の磁路を形成する第２磁性体としての平板型磁性体１２０と、歯ブラシ筐体１４の底壁（以下、「筐体底壁７２」）とを含む。
【００２４】
ここで、ポット型磁性体１１０および平板型磁性体１２０の各部位の寸法を次のように規定する。すなわち、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３の基端部１１３Ａから先端部１１３Ｂまでの長さを「膨出部高さＨＡ」とする。また、ポット型磁性体１１０の底壁部１１１の底面１１１Ａから頂面１１１Ｂまでの長さを「底壁部厚さＨＢ」とする。また、膨出部高さＨＡと底壁部厚さＨＢとを合わせた長さを「１次側厚さＨＣ」とする。また、平板型磁性体１２０において膨出部１１３に対応する部位（以下、「膨出部対応部１２１」）の底面１２１Ａから頂面１２１Ｂまでの長さを２次側厚さＨＤとする。
【００２５】
これらの各寸法は、次の関係が成立するように設定されている。
（ａ）膨出部高さＨＡは、底壁部厚さＨＢよりも大きい。
（ｂ）膨出部高さＨＡは、２次側厚さＨＤよりも大きい。
（ｃ）底壁部厚さＨＢは、２次側厚さＨＤよりも大きい。
（ｄ）１次側厚さＨＣは、２次側厚さＨＤよりも大きい。
【００２６】
図３を参照して、ポット型磁性体１１０の構造について説明する。
ポット型磁性体１１０は、円盤形状の底壁部１１１と、底壁部１１１の外周上に設けられた円柱形状の外周部１１２と、底壁部１１１の中心部分に設けられた円柱形状の膨出部１１３とを含む。
【００２７】
膨出部１１３の径方向の中央部分には、膨出部１１３の長手方向において底壁部１１１および膨出部１１３を貫通する円形状の孔１１４が設けられている。膨出部１１３および孔１１４は、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に沿うように設けられている。孔１１４の先端部分にはサーミスタ６３が設けられている。
【００２８】
サーミスタ６３は、熱伝導率の高いシリコンにより筐体頂壁６２に接着されている。また、サーミスタ６３の配線は、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３の孔１１４に通されるとともに、孔１１４の底壁部１１１側の開口からポット型磁性体１１０の外側に引き出されている。
【００２９】
外周部１１２は、１次コイル６１の径方向外側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。膨出部１１３は、１次コイル６１の径方向中心側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。
【００３０】
非接触給電装置１においては、電動歯ブラシ１０が充電装置２０の上に配置された状態、すなわち１次側送電装置６０の筐体頂壁６２の頂面と２次側受電装置７０の筐体底壁７２の底面とが互いに接触した状態のとき、２次電池１５の充電が行われる。
【００３１】
図４に、１次コイル６１の平面構造を示す。
１次コイル６１は、導線が同心円状に巻かれた円盤形状のコイルとして形成されている。１次コイル６１の内側の端部６１Ａおよび外側の端部６１Ｂは、それぞれ１次側回路３０に接続されている。１次コイル６１の中心部分の空間である円形空間６１Ｃには、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３が設けられる。
【００３２】
１次コイル６１の端部６１Ａおよび端部６１Ｂは、それぞれポット型磁性体１１０の底壁部１１１を介してポット型磁性体１１０の外側に引き出されている。なお、２次コイル７１も１次コイル６１と同様に円盤形状のコイルとして形成されている。
【００３３】
図５を参照して、充電装置２０の１次側回路３０および電動歯ブラシ１０の２次側回路４０の構成について説明する。なお、図５およびその説明においては、１次コイル６１を「Ｌ１」として、また２次コイル７１を「Ｌ２」として示している。
【００３４】
充電装置２０の１次側回路３０としては、交番電力を生成するフルブリッジ複合共振回路が用いられている。１次側回路３０は、複数のスイッチング素子により構成されるフルブリッジ回路３１と、スイッチング素子の制御等を行う制御回路３３と、サーミスタ６３および固定抵抗Ｒ５および直流電源Ｅ１および１次コイルＬ１とを含む。
【００３５】
フルブリッジ回路３１は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなる４つのスイッチング素子、すなわち第１スイッチング素子Ｆ１および第２スイッチング素子Ｆ２および第３スイッチング素子Ｆ３および第４スイッチング素子Ｆ４を含む。また、コンデンサの内部に電界として蓄えられたエネルギと、コイルの内部に磁界として蓄えられたエネルギとをコンデンサとコイルとの間で授受するための共振回路３２とを含む。
【００３６】
共振回路３２は、各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４から交番電力が供給される１次コイルＬ１と、１次コイルＬ１と直列に設けられたコンデンサＣ１と、１次コイルＬ１と並列に設けられたコンデンサＣ２とを含む。コンデンサＣ１およびコンデンサＣ２は、それぞれゼロ電流スイッチングを行う。
【００３７】
コンデンサＣ１は、各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４のターンオフ時のスイッチング損失を低減するための回路素子として設けられている。コンデンサＣ２は、スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４のターンオン時のスイッチング損失を低減するための回路素子として設けられている。
【００３８】
各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４としては、内部にそれぞれ内蔵ダイオードＤ１〜Ｄ４を含むものが用いられている。図５においては、内蔵ダイオードＤ１〜Ｄ４を含む部分を等価回路として表現している。
【００３９】
第１スイッチング素子Ｆ１は、第１内蔵ダイオードＤ１に対して並列に接続されている。また第２スイッチング素子Ｆ２は、第２内蔵ダイオードＤ２に対して並列に接続されている。また第３スイッチング素子Ｆ３は、第３内蔵ダイオードＤ３に対して並列に接続されている。また第４スイッチング素子Ｆ４は、第４内蔵ダイオードＤ４に対して並列に接続されている。
【００４０】
制御回路３３は、マイクロコンピュータを含めて構成されている。また、ゲート抵抗を介して各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４と接続されている。すなわち、第１ゲート抵抗Ｒ１を介して第１スイッチング素子Ｆ１と接続されている。また、第２ゲート抵抗Ｒ２を介して第２スイッチング素子Ｆ２と接続されている。また、第３ゲート抵抗Ｒ３を介して第３スイッチング素子Ｆ３と接続されている。また、第４ゲート抵抗Ｒ４を介して第４スイッチング素子Ｆ４と接続されている。
【００４１】
電動歯ブラシ１０の２次側回路４０としては、交番電力を直流電力に変換するブリッジ整流回路が用いられている。２次側回路４０は、２次コイルＬ２から受けた交流電力を直流電力に変換する全波整流回路４１と、全波整流回路４１により変換された直流電力を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、電力を蓄える２次電池１５とを含む。また、１次側回路３０と２次側回路４０とのインピーダンスの整合をとるためのコンデンサＣ３と、２次コイルＬ２とを含む。コンデンサＣ３は、２次コイルＬ２に対して並列に接続されている。
【００４２】
全波整流回路４１は、４つのダイオード、すなわち第５ダイオードＤ５および第６ダイオードＤ６および第７ダイオードＤ７および第８ダイオードＤ８を含む。全波整流回路４１の出力端子Ｐ１および出力端子Ｐ２には、平滑用のコンデンサＣ４が並列に接続されている。
【００４３】
１次コイルＬ１および２次コイルＬ２の間の給電態様について説明する。
制御回路３３は、各ゲート抵抗Ｒ１〜Ｒ４を介して制御電圧を各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４に印加し、各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４のオンおよびオフを切り替える。すなわち、第１スイッチング素子Ｆ１および第４スイッチング素子Ｆ４のオンまたはオフと、第２スイッチング素子Ｆ２および第３スイッチング素子Ｆ３のオフまたはオンとをゲート電圧に応じて交互に切り替える。これにより、１次コイルＬ１に交番電力が誘起されるため、１次コイルＬ１には高周波の交番磁束が発生する。
【００４４】
２次コイルＬ２においては、１次コイルＬ１の交番磁束と鎖交することにより交番電力が発生する。この交番電力は、コンデンサＣ３を介して全波整流回路４１に入力されて全波整流されることにより直流電力に変換される。変換された直流電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２により降圧された後に負荷としての２次電池１５に供給される。これにより２次電池１５が充電される。
【００４５】
制御回路３３は、１次側送電装置６０と２次側受電装置７０との間に金属異物があるときに１次コイル６１から２次コイル７１への電力の伝送を停止するための「充電中断制御」を行う。以下では、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との間に金属異物が挟まれた状態「異常状態」とし、金属異物が挟み込まれていない状態を「通常状態」とする。
【００４６】
異常状態のとき、１次コイルＬ１および２次コイルＬ２から発生する高周波の磁束の影響により金属異物に渦電流が発生する。そして、渦電流の発生にともない金属異物の温度が上昇することにより、筐体頂壁６２および筐体底壁７２の温度が上昇する。筐体頂壁６２の温度の上昇により、サーミスタ６３により検出される筐体頂壁６２の温度が通常状態よりも高い温度となるため、制御回路３３に入力される電圧も通常状態の電圧よりも高いものとなる。なお、制御回路３３にはサーミスタ６３と固定抵抗Ｒ５との間の電圧が入力される。
【００４７】
制御回路３３は、入力された電圧に基づいてサーミスタ６３の温度を算出し、算出した温度（以下、「推定温度Ｔ」）が予め設定された基準温度ＴＸ以上か否かを判定する。そして、推定温度Ｔが基準温度ＴＸ以上の旨判定したとき、１次コイルＬ１への電力の供給を中断する。すなわち、ゲート電圧に基づく各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４のオンおよびオフの切り替えを中断する。これにより、１次コイルＬ１に交番電力が誘起されなくなるため、２次電池１５の充電が中断される。一方、推定温度Ｔが基準温度ＴＸ未満の旨判定したときには、１次コイルＬ１への電力の供給を継続する。
【００４８】
基準温度ＴＸの設定態様について説明する。
非接触給電装置１においては、通常状態のときにもサーミスタ６３が１次コイルＬ１等の発熱の影響を受けることに起因して、サーミスタ６３自身の温度が上昇する。このため、異常状態のときにサーミスタ６３により検出される温度は、通常状態のときのサーミスタ６３自身の温度上昇分と、金属異物の渦電流に起因した筐体頂壁６２の温度上昇分とを含むものとなる。すなわち、推定温度Ｔに基づいて異常状態を適切に判定するためには、通常状態のサーミスタ６３の温度上昇分を考慮して基準温度ＴＸを設定する必要がある。
【００４９】
そこで、制御回路３３のメモリには、通常状態において到達すると予測されるサーミスタ６３の最高温度またはこれに相当する温度が基準温度ＴＸとして予め記憶されている。これにより、金属異物が挟み込まれていないにもかかわらず、推定温度Ｔの上昇に基づいて非接触給電装置１が異常状態にある旨判定される頻度が低減される。
【００５０】
本実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）非接触給電装置１は、１次コイル６１に対応して１次側送電装置６０に設けられるポット型磁性体１１０と、２次コイル７１に対応して２次側受電装置７０に設けられる平板型磁性体１２０とを含む。また、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３には、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に延びる孔１１４が設けられている。また、孔１１４にはサーミスタ６３が設けられている。
【００５１】
この構成によれば、１次コイル６１の中心側に発生した磁束が膨出部１１３の壁部を通過するため、すなわち膨出部１１３の壁部により磁束の磁路が形成されるため、１次コイル６１の中心側に発生した磁束がサーミスタ６３と鎖交しにくくなる。このため、１次コイル６１の磁束がサーミスタ６３に及ぼす影響を小さくすることができる。
【００５２】
（２）上記（１）の構成によれば、１次コイル６１の磁束がサーミスタ６３に及ぼす影響が小さくなるため、サーミスタ６３に渦電流が発生しにくい。これにより、サーミスタ６３自身の温度の上昇が抑制されるため、金属異物に起因する微小な温度上昇をサーミスタ６３により検出することができる。
【００５３】
具体的には、１次コイル６１の磁束がサーミスタ６３に及ぼす影響が小さくなるため、１次コイル６１と２次コイル７１との間に金属異物が挟み込まれていない通常状態において、サーミスタ６３自身の温度の上昇度合いが小さくなる。このため、充電中断制御の判定に用いる基準温度ＴＸをより小さい値に設定することが可能となる。
【００５４】
これにより、推定温度Ｔの上昇度合いが小さいときにも、この推定温度Ｔと基準温度ＴＸとの対比により、充電装置筐体２１と歯ブラシ筐体１４との間に微小な金属異物が挟み込まれていることを適切に検出することができる。
【００５５】
（３）非接触給電装置１においては、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３の孔１１４にサーミスタ６３の配線を通すとともに、孔１１４の底壁部１１１側の開口から配線をポット型磁性体１１０の外側に引き出している。
【００５６】
この構成によれば、サーミスタ６３の配線が１次コイル６１の磁束と鎖交しにくくなるため、１次コイル６１の磁束がサーミスタ６３に及ぼす影響を小さくすることができる。また、サーミスタ６３自身の温度の上昇度合いを小さくすることができる。
【００５７】
（４）非接触給電装置１においては、サーミスタ６３の出力に基づいて算出した推定温度Ｔが予め設定された基準温度ＴＸ以上のとき、充電装置筐体２１と歯ブラシ筐体１４との間に金属異物が挟み込まれている異常状態である旨判定する。また、金属異物が挟み込まれていない通常状態のときのサーミスタ６３の温度上昇分を加味して基準温度ＴＸを予め設定している。
【００５８】
この構成では、上記（１）および（３）の構成によりサーミスタ６３自身の温度の上昇度合いが小さくされるものにおいて、サーミスタ６３自身の温度の上昇度合いを加味して基準温度ＴＸを設定している。これにより、基準温度ＴＸをより小さい値として予め設定することが可能となるため、金属異物に起因する筐体頂壁６２の微小な温度上昇を検出することができる。
【００５９】
（５）非接触給電装置１においては、１次コイル６１の中心部分の空間である円形空間６１Ｃにポット型磁性体１１０の膨出部１１３が設けられているとともに、この膨出部１１３にサーミスタ６３が設けられている。
【００６０】
１次コイル６１には商用電源に基づく電力が供給されるため、１次コイル６１に発生する磁束は２次コイル７１に発生する磁束よりも磁束密度が高くなる。このため、充電装置筐体２１と歯ブラシ筐体１４との間に金属異物が挟み込まれているとき、金属異物の温度は２次コイル７１側よりも１次コイル６１側の方が高くなる。
【００６１】
非接触給電装置１の上記構成によれば、１次コイル６１側にサーミスタ６３が設けられているため、２次コイル７１側（２次側受電装置７０）にサーミスタ６３を設ける構成と比較して、金属異物の温度の上昇をより的確に検出することができる。
【００６２】
（６）２次コイル７１側にサーミスタ６３を設ける構成によれば、サーミスタ６３の出力に基づいて制御を行うためには、サーミスタ６３の出力を２次側受電装置７０から１次側送電装置６０の制御回路３３に送信する必要が生じる。
【００６３】
この点、非接触給電装置１の上記（５）の構成によれば、サーミスタ６３の出力を１次側送電装置６０内において直接的に制御回路３３に送信されるため、充電装置２０の構成が複雑なものとなることを抑制することができる。
【００６４】
（７）非接触給電装置１においては、１次側厚さＨＣが２次側厚さＨＤよりも大きい。
この構成によれば、２次側厚さＨＤが１次側厚さＨＣと同じまたはそれよりも大きい場合と比較して、２次側受電装置７０において膨出部対応部１２１を通過する磁束の密度が低くなる。これにより、２次コイル７１に発生した磁束がサーミスタ６３に鎖交しにくくなるため、２次コイル７１の磁束がサーミスタ６３に及ぼす影響を小さくすることができる。また、サーミスタ６３自身の温度の上昇度合いを小さくすることができる。
【００６５】
（８）非接触給電装置１においては、ポット型磁性体１１０の膨出部１１３として円筒形状のものが設けられているとともに、この膨出部１１３の径方向の中央部分に孔１１４が設けられている。また、孔１１４にサーミスタ６３が設けられている。
【００６６】
この構成によれば、１次コイル６１の中心側で発生した磁束が円筒形状の膨出部１１３を通過するため、膨出部１１３として円筒形状以外のものが設けられる場合と比較して、磁束が一部分に集中することを抑制することができる。
【００６７】
（９）１次コイル６１の中心側に発生する磁束の密度は、１次コイル６１の径方向外側に発生する磁束の密度よりも高い。上記（８）の構成によれば、磁束の密度が高い１次コイル６１の中心側にサーミスタ６３を設けているため、金属異物に起因する筐体頂壁６２の温度の上昇をより適切に検出することができる。
【００６８】
（１０）非接触給電装置１においては、１次コイル６１および２次コイル７１として円形状のものが設けられている。
１次コイル６１および２次コイル７１の少なくとも一方として、円形状とは異なる形状のものを採用したとき、充電装置２０に対する電動歯ブラシ１０の回転角度を基準角度に設定したときに磁束の伝達効率が高くなる。このため、電動歯ブラシ１０を充電装置２０に載せたときの相対的な回転位置のずれに起因して磁束の伝達効率が大きく低下する。
【００６９】
この点、非接触給電装置１の上記構成によれば、充電装置２０に対する電動歯ブラシ１０の回転角度をいずれの角度に設定しても、１次コイル６１と２次コイル７１との相対的な関係が実質的に同じものとなる。このため、充電装置２０に対する電動歯ブラシ１０の配置の仕方に起因して充電効率が低下することを抑制することができる。
【００７０】
（１１）非接触給電装置１においてポット型磁性体１１０は、１次コイル６１の外周を取り囲む円柱状の外周部１１２と、同コイル６１の円形空間６１Ｃに配置される膨出部１１３とを含む。この構成によれば、磁束密度の高い１次コイル６１の中心側に膨出部１１３が設けられているため、１次コイル６１から２次コイル７１への磁束の伝送効率を高めることができる。
【００７１】
（１２）磁路を形成する磁性体の形状が円柱形状とは異なるもの、すなわち四角柱形状の磁性体のようにエッジを有する場合、エッジの部分に磁束が集中するため、１次側送電装置６０から２次側受電装置７０への磁束の伝送効率が低下するおそれがある。
【００７２】
この点、非接触給電装置１においては、膨出部１１３の孔１１４として円柱形状のものが設けられている。これにより、磁束が一部分に集中することを抑制することができる。すなわち、１次側送電装置６０から２次側受電装置７０への磁束の伝送効率の低下を抑制することができる。
【００７３】
（１３）非接触給電装置１においては、１次コイル６１の円形空間６１Ｃにポット型磁性体１１０の膨出部１１３が設けられているとともに、サーミスタ６３として筐体頂壁６２の温度を検出するものが孔１１４に設けられている。この構成によれば、温度を検出するためのセンサとしてサーミスタ６３が設けられているため、コストの増大を抑制することができる。
【００７４】
（第２実施形態）
図６および図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態の非接触給電装置１は、第１実施形態の非接触給電装置１の一部を次のように変更したものとして構成されている。すなわち、本実施形態の非接触給電装置１においては、第１実施形態のポット型磁性体１１０に代えて、ＥＥＲ型磁性体１３０が設けられている。また平板型磁性体１２０に代えて、ＥＥＲ型磁性体１３０が設けられている。
【００７５】
以下、この変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を適宜省略する。
【００７６】
図６を参照して、電力伝送部５０の詳細な構成について説明する。
１次側送電装置６０は、直流電源Ｅ１（図５参照）からの電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイル６１と、１次コイル６１に発生した磁束の磁路を形成する第１磁性体としてのＥＥＲ型磁性体１３０とを含む。また、充電装置筐体２１の頂壁としての筐体頂壁６２と、筐体頂壁６２の温度を検出するサーミスタ６３とを含む。
【００７７】
２次側受電装置７０は、１次コイル６１の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイル７１と、２次コイル７１に発生した磁束の磁路を形成する第２磁性体としてのＥＥＲ型磁性体１３０と、歯ブラシ筐体１４の底壁としての筐体底壁７２とを含む。
【００７８】
図７を参照して、ＥＥＲ型磁性体１３０の構造について説明する。
ＥＥＲ型磁性体１３０は、矩形状の底壁部１３１と、底壁部１３１の長手方向の両端部に設けられた矩形状の一対の外壁部１３２と、底壁部１３１の中心部分に設けられた円柱形状の膨出部１３３とを含む。各外壁部１３２の膨出部１３３側の面は、曲面として形成されている。
【００７９】
膨出部１３３の径方向の中央部分には、膨出部１３３の長手方向において底壁部１３１および膨出部１３３を貫通する孔１３４が設けられている。膨出部１３３および孔１３４は、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に沿うように設けられている。孔１３４の先端部分にはサーミスタ６３が設けられている。
【００８０】
各外壁部１３２は、１次コイル６１の径方向外側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。膨出部１３３は、１次コイル６１の径方向中心側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。
【００８１】
２次側受電装置７０のＥＥＲ型磁性体１３０としては、膨出部の構造が異なる点を除いて１次側送電装置６０のＥＥＲ型磁性体１３０と実質的に同じ構造が採用されている。すなわち、２次側受電装置７０のＥＥＲ型磁性体１３０には、孔が形成されていない中実構造の膨出部１３５が設けられている。
【００８２】
本実施形態によれば、第１実施形態の（１）の効果、すなわちセンサに対する磁束の影響を小さくすることができる旨の効果、および（２）〜（９）および（１１）〜（１３）の効果に準じた効果に加えて、以下の（１４）の効果が得られる。
【００８３】
（１４）非接触給電装置１においてＥＥＲ型磁性体１３０は、１次コイル６１の外周に位置する矩形状の外壁部１３２と、同コイル６１の円形空間６１Ｃに配置される膨出部１３３とを含む。この構成によれば、磁束密度の高い１次コイル６１の中心側に膨出部１３３が設けられているため、１次コイル６１から２次コイル７１への磁束の伝送効率を高めることができる。
【００８４】
（第３実施形態）
図８および図９を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態の非接触給電装置１は、第１実施形態の非接触給電装置１の一部を次のように変更したものとして構成されている。すなわち、本実施形態の非接触給電装置１においては、第１実施形態のポット型磁性体１１０に代えて、ＥＥ型磁性体１４０が設けられている。また平板型磁性体１２０に代えて、ＥＥ型磁性体１４０が設けられている。
【００８５】
以下、この変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を適宜省略する。
【００８６】
図８を参照して、電力伝送部５０の詳細な構成について説明する。
１次側送電装置６０は、直流電源Ｅ１（図５参照）からの電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイル６１と、１次コイル６１に発生した磁束の磁路を形成する第１磁性体としてのＥＥ型磁性体１４０とを含む。また、充電装置筐体２１の頂壁としての筐体頂壁６２と、筐体頂壁６２の温度を検出するサーミスタ６３とを含む。
【００８７】
２次側受電装置７０は、１次コイル６１の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイル７１と、２次コイル７１に発生した磁束の磁路を形成する第２磁性体としてのＥＥ型磁性体１４０と、歯ブラシ筐体１４の底壁としての筐体底壁７２とを含む。
【００８８】
図９を参照して、ＥＥ型磁性体１４０の構造について説明する。
ＥＥ型磁性体１４０は、矩形状の底壁部１４１と、底壁部１４１の長手方向の両端部に設けられた矩形形状の一対の外壁部１４２と、底壁部１４１の中心部分に設けられた矩形状の膨出部１４３とを含む。
【００８９】
膨出部１４３の径方向の中央部分には、膨出部１４３の長手方向において底壁部１４１および膨出部１４３を貫通する孔１４４が設けられている。膨出部１４３および孔１４４は、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に沿うように設けられている。孔１４４の先端部分にはサーミスタ６３が設けられている。
【００９０】
各外壁部１４２は、１次コイル６１の径方向外側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。膨出部１４３は、１次コイル６１の径方向中心側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。
【００９１】
２次側受電装置７０のＥＥ型磁性体１４０としては、膨出部の構造が異なる点を除いて１次側送電装置６０のＥＥ型磁性体１４０と実質的に同じ構造が採用されている。すなわち、２次側受電装置７０のＥＥ型磁性体１４０には、孔が形成されていない中実構造の膨出部１４５が設けられている。
【００９２】
本実施形態によれば、第１実施形態の（１）の効果、すなわちセンサに対する磁束の影響を小さくすることができる旨の効果、および（２）〜（６）および（１１）および（１３）の効果に準じた効果に加えて、以下の（１５）の効果が得られる。
【００９３】
（１５）非接触給電装置１においてＥＥ型磁性体１４０は、１次コイル６１の外周に位置する矩形状の外壁部１４２と、同コイル６１の円形空間６１Ｃに配置される膨出部１４３とを含む。この構成によれば、磁束密度の高い１次コイル６１の中心側に膨出部１４３が設けられているため、１次コイル６１から２次コイル７１への磁束の伝送効率を高めることができる。
（第４実施形態）
図１０および図１１を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。
【００９４】
本実施形態の非接触給電装置１は、第１実施形態の非接触給電装置１の一部を次のように変更したものとして構成されている。すなわち、本実施形態の非接触給電装置１においては、第１実施形態のポット型磁性体１１０に代えて、ＥＩ型磁性体１５０が設けられている。また平板型磁性体１２０に代えて、ＥＩ型磁性体１５０が設けられている。
【００９５】
以下、この変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を適宜省略する。
【００９６】
図１０を参照して、電力伝送部５０の詳細な構成について説明する。
１次側送電装置６０は、直流電源Ｅ１（図５参照）からの電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイル６１と、１次コイル６１に発生した磁束の磁路を形成する第１磁性体としてのＥＩ型磁性体１５０とを含む。また、充電装置筐体２１の頂壁としての筐体頂壁６２と、筐体頂壁６２の温度を検出するサーミスタ６３とを含む。
【００９７】
２次側受電装置７０は、１次コイル６１の交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイル７１と、２次コイル７１に発生した磁束の磁路を形成する第２磁性体としてのＥＩ型磁性体１５０と、歯ブラシ筐体１４の底壁としての筐体底壁７２とを含む。
【００９８】
図１１を参照して、ＥＩ型磁性体１５０の構造について説明する。
ＥＩ型磁性体１５０は、矩形状の底壁部１５１と、底壁部１５１の長手方向の両端部に設けられた矩形形状の一対の外壁部１５２と、底壁部１５１の中心部分に設けられた矩形状の膨出部１５３とを含む。なお、ＥＩ型磁性体１５０の構造は、膨出部高さＨＡをＥＥ型磁性体１４０よりも大きくしたものに相当し、その他の点については実質的にＥＥ型磁性体１４０と同じものが採用されている。
【００９９】
膨出部１５３の径方向の中央部分には、膨出部１５３の長手方向において底壁部１５１および膨出部１５３を貫通する孔１５４が設けられている。膨出部１５３および孔１５４は、１次コイル６１および２次コイル７１の配列方向に沿うように設けられている。孔１５４の先端部分にはサーミスタ６３が設けられている。
【０１００】
各外壁部１５２は、１次コイル６１の径方向外側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。膨出部１５３は、１次コイル６１の径方向中心側に発生した磁束を束ねるための部位として設けられている。
【０１０１】
２次側受電装置７０のＥＩ型磁性体１５０としては、膨出部の構造が異なる点を除いて１次側送電装置６０のＥＩ型磁性体１５０と実質的に同じ構造が採用されている。すなわち、２次側受電装置７０のＥＩ型磁性体１５０には、孔が形成されていない中実構造の膨出部１５５が設けられている。
【０１０２】
本実施形態によれば、第１実施形態の（１）の効果、すなわちセンサに対する磁束の影響を小さくすることができる旨の効果、および（２）〜（６）および（１１）および（１３）の効果に準じた効果が得られる。
【０１０３】
（１６）非接触給電装置１においてＥＩ型磁性体１５０は、１次コイル６１の外周に位置する矩形状の外壁部１５２と、同コイル６１の円形空間６１Ｃに配置される膨出部１５３とを含む。この構成によれば、磁束密度の高い１次コイル６１の中心側に膨出部１５３が設けられているため、１次コイル６１から２次コイル７１への磁束の伝送効率を高めることができる。
【０１０４】
（第５実施形態）
図１２を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。
本実施形態の非接触給電装置１は、第１実施形態の非接触給電装置１の一部を次のように変更したものとして構成されている。
【０１０５】
第１実施形態の非接触給電装置１は、サーミスタ６３により検出される筐体頂壁６２の温度（推定温度Ｔ）と基準温度ＴＸとの比較の結果に基づいて、１次コイルＬ１への電力の供給態様を制御している。
【０１０６】
これに対して本実施形態の非接触給電装置１は、サーミスタ６３により検出される筐体頂壁６２の温度と、サーミスタ６４により検出される１次側送電装置６０の回路基板の温度との比較の結果に基づいて、１次コイルＬ１への電力の供給態様を制御している。
【０１０７】
以下、この変更された部分についての詳細を示す。なお、その他の点については第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を適宜省略する。
【０１０８】
図１２に示されるように、１次側送電装置６０には回路基板の温度を検出するための素子として、サーミスタ６４および固定抵抗Ｒ６が設けられている。制御回路３３には、サーミスタ６３に印加される電圧（以下、「第１電圧ＶＳ１」）およびサーミスタ６４に印加される電圧（以下、「第２電圧ＶＳ２」）がそれぞれ入力される。
【０１０９】
制御回路３３は、第１電圧ＶＳ１に基づいてサーミスタ６３の温度としての推定温度Ｔを算出する。また、第２電圧ＶＳ２に基づいてサーミスタ６４の温度（以下、「基板推定温度ＴＢ」）を算出する。そして、推定温度Ｔと基板推定温度ＴＢとの差が基準温度差ＴＺ以上の旨判定したとき、１次コイルＬ１への電力の供給を中断する。すなわち、ゲート電圧に基づく各スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４のオンおよびオフの切り替えを中断する。これにより、１次コイルＬ１に交番電力が誘起されなくなるため、２次電池１５の充電が中断される。一方、推定温度Ｔと基板推定温度ＴＢとの差が基準温度差ＴＺ未満の旨判定したとき、１次コイルＬ１への電力の供給を継続する。
【０１１０】
通常状態のとき、第１電圧ＶＳ１および第２電圧ＶＳ２は、それぞれ雰囲気温度の変化等に応じて同様の変化傾向を示す。すなわち、通常状態においては第１電圧ＶＳ１と第２電圧ＶＳ２との差が略一定の大きさに維持される。
【０１１１】
異常状態のとき、第１電圧ＶＳ１が筐体頂壁６２の温度上昇に応じて変化する。一方、筐体頂壁６２から離れた部位にサーミスタ６４が設けられているため、筐体頂壁６２の温度上昇に対する第２電圧ＶＳ２の変化傾向は、筐体頂壁６２の温度上昇に対する第１電圧ＶＳ１の変化傾向とは異なるものとなる。基本的には、筐体頂壁６２の温度上昇に応じて第１電圧ＶＳ１が増大する一方で第２電圧ＶＳ２が実質的に変化しない傾向となる。
【０１１２】
このため、非接触給電装置１の状態が異常状態および通常状態のいずれにあるかについては、第１電圧ＶＳ１と第２電圧ＶＳ２との差、すなわち推定温度Ｔと基板推定温度ＴＢとの差に基づいて判定することができる。そこで制御回路３３は、上記のとおり推定温度Ｔと基板推定温度ＴＢとの差に基づいて１次コイルＬ１への電力の供給態様を制御している。
【０１１３】
本実施形態によれば、第１実施形態の（１）の効果、すなわちセンサに対する磁束の影響を小さくすることができる旨の効果、および（２）〜（１３）の効果に準じた効果が得られる。
【０１１４】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態に例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【０１１５】
・上記第１実施形態では、２次側厚さＨＤを膨出部高さＨＡおよび底壁部厚さＨＢよりも小さくしたが、２次側厚さＨＤを膨出部高さＨＡおよび底壁部厚さＨＢの少なくとも一方よりも大きくすることもできる。この場合にも、１次側厚さＨＣが２次側厚さＨＤよりも大きいときには、第１実施形態の（７）の効果が得られる。
【０１１６】
・上記第１実施形態では、２次側厚さＨＤを１次側厚さＨＣよりも小さくしたが、２次側厚さＨＤを１次側厚さＨＣよりも大きくすることもできる。この場合、第１実施形態の（７）の効果が得られない点を除いては、同実施形態の効果と同様の効果が得られる。
【０１１７】
・上記第１実施形態では、膨出部１１３に円形状の孔１１４を設けているが、孔１１４の形状は円形に限られない。例えば、円形状の孔に代えて矩形状の孔を形成することもできる。
【０１１８】
・上記第１実施形態において、平板型磁性体１２０の膨出部対応部１２１に１次側送電装置６０に向けて突出する膨出部を設けることもできる。
・上記第１実施形態では、制御回路３３において筐体頂壁６２の温度としての推定温度Ｔを算出し、推定温度Ｔと基準温度ＴＸとの比較の結果に基づいて１次コイルＬ１への電力の供給態様を制御しているが、これを次のように変更することもできる。
【０１１９】
すなわち制御回路３３は、サーミスタ６３に印加される電圧が基準電圧以上のとき、すなわち異常状態の旨推定されるとき、１次コイルＬ１への電力の供給を中断する。一方、サーミスタ６３に印加される電圧が基準電圧未満のとき、すなわち通常状態の旨推定されるとき、１次コイルＬ１への電力の供給を継続する。
【０１２０】
・上記第５実施形態では、制御回路３３において筐体頂壁６２および回路基板の温度を算出し、これらの比較の結果に基づいて１次コイルＬ１への電力の供給態様を制御しているが、これを次のように変更することもできる。
【０１２１】
すなわち、制御回路３３とは別に設けられたコンパレータに対して、第１電圧ＶＳ１および第２電圧ＶＳ２を入力する。コンパレータは、第１電圧ＶＳ１と第２電圧ＶＳ２との差が判定値以上のとき、制御回路３３に対して異常時出力電圧ＶＣを出力する。一方、第１電圧ＶＳ１と第２電圧ＶＳ２との差が判定値未満のとき、制御回路３３に対して異常時出力電圧ＶＣよりも大きい通常時出力電圧ＶＤを出力する。
【０１２２】
制御回路３３は、コンパレータの出力電圧が異常時出力電圧ＶＣのとき、すなわち異常状態の旨推定されるとき、１次コイルＬ１への電力の供給を中断する。一方、コンパレータの出力電圧が通常時出力電圧ＶＤのとき、すなわち通常状態の旨推定されるとき、１次コイルＬ１への電力の供給を継続する。
【０１２３】
・上記各実施形態において、１次側送電装置６０の第１磁性体の種類を次のように変更することもできる。すなわち、各実施形態の第１磁性体に代えて、ポット型磁性体１１０、ＥＥＲ型磁性体１３０、ＥＥ型磁性体１４０、ＥＩ型磁性体１５０、ＥＦ磁性体およびＥＴＤ磁性体のいずれかを用いることもできる。ＥＦ磁性体またはＥＴＤ磁性体を用いる場合には、各実施形態の第１磁性体と同様に膨出部にセンサを配置するための孔が設けられる。
【０１２４】
上記に例示した各磁性体は第１磁性体として採用することのできる磁性体の一例であり、さらに別の形状の磁性体を第１磁性体として設けることもできる。要するに、膨出部を有する磁性体であり、かつセンサを配置するための孔が膨出部に形成されている磁性体であれば、第１磁性体としての形状は適宜変更することができる。
【０１２５】
・上記各実施形態において、２次側受電装置７０の第２磁性体の種類を次のように変更することもできる。すなわち、各実施形態の第２磁性体に代えて、ポット型磁性体１１０、平板型磁性体１２０、ＥＥＲ型磁性体１３０、ＥＥ型磁性体１４０、ＥＩ型磁性体１５０、ＥＦ磁性体およびＥＴＤ磁性体のいずれかを用いることもできる。また、ポット型磁性体１１０、ＥＥＲ型磁性体１３０、ＥＥ型磁性体１４０およびＥＩ型磁性体１５０について、膨出部の孔を省略したものを用いることもできる。また、ＥＦ磁性体またはＥＴＤ磁性体を用いる場合には、第１磁性体と同様に膨出部に孔を設けることもできる。
【０１２６】
上記に例示した各磁性体は第２磁性体として採用することのできる磁性体の一例であり、さらに別の形状の磁性体を第２磁性体として設けることもできる。要するに、１次側送電装置６０および２次側受電装置７０のうちの前者にのみセンサを設ける構成においては、第２磁性体の形状を適宜変更することができる。また、２次側受電装置７０にセンサを設ける構成においては、膨出部を有する磁性体であり、かつセンサを配置するための孔が膨出部に形成されている磁性体であれば、第２磁性体としての形状は適宜変更することができる。
【０１２７】
・上記第２〜第４実施形態では、膨出部に孔が形成されていない点を除いては同じ形状の磁性体を１次側送電装置６０および２次側受電装置７０のそれぞれに設けたが、孔の有無以外についても互いに形状の異なる磁性体を各装置に設けることもできる。第２〜第４実施形態において２次側受電装置７０に平板型磁性体１２０を設ける場合、１次側厚さＨＣを２次側厚さＨＤよりも大きくすることにより、第１実施形態の（７）の効果に準じた効果が得られる。
【０１２８】
・上記各実施形態では、１次側送電装置６０にサーミスタ６３を設けたが、これに代えてまたは加えて、２次側受電装置７０にサーミスタ６３を設けることもできる。この場合、２次側受電装置７０の磁性体としては膨出部を有するもの、例えばポット型磁性体１１０、ＥＥＲ型磁性体１３０、ＥＥ型磁性体１４０およびＥＩ型磁性体１５０いずれかを用いることが好ましい。また、膨出部の孔にサーミスタを設けることにより、２次側受電装置７０に設けたサーミスタについて上記各実施形態の効果に準じた効果が得られる。
【０１２９】
・上記各実施形態では、状態の変化を検出するセンサとしてサーミスタ６３を備える非接触給電装置１の構成について例示したが、サーミスタ６３に代えてまたは加えて別のセンサを備えることもできる。その場合の一例を以下の（Ａ）および（Ｂ）に示す。
【０１３０】
（Ａ）磁束を検出するホール素子を１次側送電装置６０に設ける。また、２次側受電装置７０においてホール素子と対応する位置に磁石を設ける。この構成によれば、ホール素子の出力電圧が磁石の磁束に応じて変化するため、電動歯ブラシ１０が充電装置２０に載せられたことをホール素子の出力電圧に基づいて検出することができる。そこで、制御回路３３により次の制御を行うことにより、電動歯ブラシ１０の充電の開始および終了のタイミングを適切に制御することができる。
【０１３１】
制御回路３３は、ホール素子の出力電圧が判定値よりも大きい旨判定したとき、すなわち電動歯ブラシ１０が充電装置２０に載せられていると予測されるとき、電力伝送部５０による２次電池１５の充電を開始する。一方、ホール素子の出力電圧が判定値以下の旨判定したとき、すなわち充電装置２０上に電動歯ブラシ１０がないと予測されるとき、電力伝送部５０による２次電池１５の充電を終了する。
【０１３２】
（Ｂ）受光素子としての１次側フォトダイオードを１次側送電装置６０に設ける。また、発光素子としての２次側フォトダイオードを２次側受電装置７０に設ける。この構成によれば、１次側フォトダイオードの出力電圧が２次側フォトダイオードからの光の受光量に応じて変化するため、電動歯ブラシ１０が充電装置２０に載せられているか否かを１次側フォトダイオードの出力電圧に基づいて検出することができる。そこで、制御回路３３により次の制御を行うことにより、電動歯ブラシ１０の充電の開始および終了のタイミングを適切に制御することができる。
【０１３３】
制御回路３３は、１次側フォトダイオードの出力電圧が判定値よりも大きい旨判定したとき、すなわち電動歯ブラシ１０が充電装置２０に載せられていると予測されるとき、電力伝送部５０による２次電池１５の充電を開始する。一方、１次側フォトダイオードの出力電圧が判定値以下の旨判定したとき、すなわち充電装置２０上に電動歯ブラシ１０がないと予測されるとき、電力伝送部５０による２次電池１５の充電を終了する。
【０１３４】
・上記各実施形態では、フルブリッジ回路３１としてスイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４を含むものを採用したが、フルブリッジ回路３１の構成はこれに限られるものではない。要するに、共振回路３２の１次コイルＬ１に交番電力を誘起することができるものであれば、例えばスイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４を省略した形態のフルブリッジ回路を採用することもできる。
【０１３５】
・上記各実施形態では、共振回路３２としてスイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４を含むフルブリッジ回路３１の中間点に１次コイルＬ１を含むものを用いたが、交番電力を生成することのできるものであれば各実施形態の共振回路３２に代えて採用することもできる。
【０１３６】
・上記各実施形態では、スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４として電界効果トランジスタを用いたが、交番電力を生成するスイッチング素子であれば電界効果トランジスタに限らず他の素子を用いることができる。
【０１３７】
・上記各実施形態では、電動歯ブラシ１０および充電装置２０を含む非接触給電装置１として本発明を具体化した例を示したが、他の電動装置およびその充電装置を含む非接触給電装置として本発明を具体化することもできる。その他の電動装置としては、例えば携帯電話、コードレス電話機、電気かみそり、腕時計およびノートパソコンが挙げられる。
【符号の説明】
【０１３８】
１…非接触給電装置、６０…１次側送電装置、６１…１次コイル、６３…サーミスタ（センサ）、７０…２次側受電装置、７１…２次コイル、１１０…ポット型磁性体（第１磁性体）、１１３…膨出部、１１４…孔、１２０…平板型磁性体（第２磁性体）、１３０…ＥＥＲ型磁性体（第１磁性体）、１３３…膨出部、１３４…孔、１４０…ＥＥ型磁性体（第１磁性体）、１４３…膨出部、１４４…孔、１５０…ＥＩ型磁性体（第１磁性体）、１５３…膨出部、１５４…孔。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイルを含む１次側送電装置と、前記１次コイルの交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイルを含む２次側受電装置と、状態の変化を検出するためのセンサとを含む非接触給電装置において、
前記１次コイルに対応して前記１次側送電装置に設けられる第１磁性体と、前記２次コイルに対応して前記２次側受電装置に設けられる第２磁性体とをさらに含むこと、
前記第１磁性体および前記第２磁性体の少なくとも一方には、前記１次コイルおよび前記２次コイルの配列方向に延びる孔を有する膨出部が設けられていること、
前記センサが前記孔に設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電装置において、
前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、
前記センサがこの膨出部の孔に設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触給電装置において、
前記第１磁性体において前記膨出部が設けられている部分の厚さを１次側厚さとし、前記第２磁性体において前記第１磁性体の膨出部に対応する部分の厚さを２次側厚さとしたとき、この２次側厚さが前記１次側厚さよりも小さいこと
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の非接触給電装置において、
前記第１磁性体の膨出部として円筒形状のものが設けられていること、
この膨出部の径方向の中央部分に前記孔が設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記１次コイルおよび前記２次コイルとして円形状のものが設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項６】
請求項５に記載の非接触給電装置において、
前記第１磁性体および前記第２磁性体の少なくとも一方としてポット型磁性体が設けられていること、
このポット型磁性体は、対応するコイルの外周を取り囲む円柱状の外周部と、同コイルの中心部分の空間に配置される前記膨出部と、同コイルに対して他方のコイルとは反対側に設けられて前記外周部と前記膨出部とを互いに接続する底壁部とを含むものであること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記孔として円柱形状のものが形成されていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、
前記センサとして前記１次側送電装置の温度を検出するものが前記膨出部の孔に設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、
前記センサとして前記２次側受電装置の状態の変化を検出するものが前記膨出部の孔に設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項１】
電力の供給を受けて交番磁束を発生する１次コイルを含む１次側送電装置と、前記１次コイルの交番磁束を受けて誘導電流を発生する２次コイルを含む２次側受電装置と、状態の変化を検出するためのセンサとを含む非接触給電装置において、
前記１次コイルに対応して前記１次側送電装置に設けられる第１磁性体と、前記２次コイルに対応して前記２次側受電装置に設けられる第２磁性体とをさらに含むこと、
前記第１磁性体および前記第２磁性体の少なくとも一方には、前記１次コイルおよび前記２次コイルの配列方向に延びる孔を有する膨出部が設けられていること、
前記センサが前記孔に設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電装置において、
前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、
前記センサがこの膨出部の孔に設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触給電装置において、
前記第１磁性体において前記膨出部が設けられている部分の厚さを１次側厚さとし、前記第２磁性体において前記第１磁性体の膨出部に対応する部分の厚さを２次側厚さとしたとき、この２次側厚さが前記１次側厚さよりも小さいこと
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の非接触給電装置において、
前記第１磁性体の膨出部として円筒形状のものが設けられていること、
この膨出部の径方向の中央部分に前記孔が設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記１次コイルおよび前記２次コイルとして円形状のものが設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項６】
請求項５に記載の非接触給電装置において、
前記第１磁性体および前記第２磁性体の少なくとも一方としてポット型磁性体が設けられていること、
このポット型磁性体は、対応するコイルの外周を取り囲む円柱状の外周部と、同コイルの中心部分の空間に配置される前記膨出部と、同コイルに対して他方のコイルとは反対側に設けられて前記外周部と前記膨出部とを互いに接続する底壁部とを含むものであること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記孔として円柱形状のものが形成されていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、
前記センサとして前記１次側送電装置の温度を検出するものが前記膨出部の孔に設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の非接触給電装置において、
前記１次コイルの中心部分の空間に前記第１磁性体の膨出部が設けられていること、
前記センサとして前記２次側受電装置の状態の変化を検出するものが前記膨出部の孔に設けられていること
を特徴とする非接触給電装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−６０７９７（Ｐ２０１２−６０７９７Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０２４４６（Ｐ２０１０−２０２４４６）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]