(57)【要約】【課題】電源が別途設けられなくても、電力源を生成することができるコイル装置などを提供する。【解決手段】電力をワイヤレスにて送電又は受電する伝送コイルと、前記伝送コイルと電気機器との間を接続する一対の接続導線と、一対の導体線と、を備え、前記一対の前記導体線の少なくとも一方は、前記一対の前記接続導線の少なくとも一方と磁気的に結合するように配設されており、前記一対の前記導体線の一方の端部同士は連結されており、前記一対の前記導体線の他方の端部同士は負荷に接続されている、コイル装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力をワイヤレスにて送電又は受電する伝送コイルと、
前記伝送コイルと電気機器との間を接続する一対の接続導線と、
一対の導体線と、を備え、
前記一対の前記導体線の少なくとも一方は、前記一対の前記接続導線の少なくとも一方と磁気的に結合するように配設されており、
前記一対の前記導体線の一方の端部同士は連結されており、
前記一対の前記導体線の他方の端部同士は負荷に接続されている、
コイル装置。
【請求項２】
前記一対の前記接続導線の少なくとも一方と前記一対の前記導体線の少なくとも一方とは、前記一対の前記接続導線の離間距離と比べて小さい離間距離で配設されている、
請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記一対の前記導体線は、それぞれ複数の導線から構成されており、
前記一対の前記導体線の少なくとも一方について、前記複数の前記導線は、前記一対の前記接続導線の少なくとも一方の外周に少なくとも一部の間隙をもって囲むように配設される、
請求項１又は請求項２に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記一対の前記導体線を構成する前記複数の前記導線から編組線が構成されている、
請求項３に記載のコイル装置。
【請求項５】
前記一対の前記導体線を構成する前記複数の前記導線は、それぞれ、絶縁被覆導線である、
請求項３に記載のコイル装置。
【請求項６】
前記一対の前記導体線を構成する前記複数の前記導線は、撚り合わせて構成されている、
請求項５に記載のコイル装置。
【請求項７】
前記負荷は、前記伝送コイルと巻回方向が同じ補助コイルである、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のコイル装置を備えるワイヤレス送電装置。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のコイル装置を備えるワイヤレス受電装置。
【請求項１０】
ワイヤレス送電装置と、
ワイヤレス受電装置と、を備え、
前記ワイヤレス送電装置と前記ワイヤレス受電装置の少なくとも一方は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のコイル装置を備える、
ワイヤレス電力伝送システム。
【請求項１１】
交流電流の発生源と電気機器との間を接続する一対の接続導線と、
一対の導体線と、を備え、
前記一対の前記導体線の少なくとも一方は、前記一対の前記接続導線の少なくとも一方と磁気的に結合するように配設されており、
前記一対の前記導体線の一方の端部同士は連結されており、
前記一対の前記導体線の他方の端部同士は負荷に接続されている、
電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル装置、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、ワイヤレス電力伝送システム及び電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス電力伝送システムでは、磁界を介して電力伝送を行うため、不要な漏洩磁束が発生し得る。
不要な漏洩磁束を低減させる対策として、ノイズキャンセルコイルを用いて漏洩磁束を相殺する手法が提案されている。このようなノイズキャンセルコイルを駆動するためには電力源が必要となる。
【０００３】
特許文献１に記載された「無線送電装置、無線受電装置、及び無線電力伝送装置」では、ノイズキャンセルコイルを用いてノイズを低減させる手法が開示されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−７７１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係る技術では、ノイズキャンセルコイルを作用させるために、送電コイルと同相かつ同値の電流が流れる電源を別途必要としている。
このような構造では、構造の複雑化及び高コスト化が生じる場合があった。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、電源が別途設けられなくても、電力源を生成することができるコイル装置、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、ワイヤレス電力伝送システム及び電気機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、電力をワイヤレスにて送電又は受電する伝送コイルと、前記伝送コイルと電気機器との間を接続する一対の接続導線と、一対の導体線と、を備え、前記一対の前記導体線の少なくとも一方は、前記一対の前記接続導線の少なくとも一方と磁気的に結合するように配設されており、前記一対の前記導体線の一方の端部同士は連結されており、前記一対の前記導体線の他方の端部同士は負荷に接続されている、コイル装置である。
【０００８】
本発明の一態様は、ワイヤレス送電装置と、ワイヤレス受電装置と、を備え、前記ワイヤレス送電装置と前記ワイヤレス受電装置の少なくとも一方は、上記のようなコイル装置を備える、ワイヤレス電力伝送システムである。
【０００９】
本発明の一態様は、交流電流の発生源と他の電気機器との間を接続する一対の接続導線と、一対の導体線と、を備え、前記一対の前記導体線の少なくとも一方は、前記一対の前記接続導線の少なくとも一方と磁気的に結合するように配設されており、前記一対の前記導体線の一方の端部同士は連結されており、前記一対の前記導体線の他方の端部同士は負荷に接続されている、電気機器である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るコイル装置、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、ワイヤレス電力伝送システム及び電気機器によれば、電源が別途設けられなくても、電力源を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る接続導線及び導体線の概略的な構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る接続導線及び導体線の概略的な構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る接続導線及び導体線の概略的な構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る接続導線及び導体線の概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
＜ワイヤレス電力伝送システムの概要＞
図１は、本発明の一実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１の概略的な構成を示す図である。
ワイヤレス電力伝送システム１は、ワイヤレス送電装置１１と、ワイヤレス受電装置１２を備える。
図１には、交流部２１と、負荷２２も示してある。
ここで、本実施形態では、交流部２１はワイヤレス送電装置１１とは別体であるが、他の構成例として、交流部２１がワイヤレス送電装置１１と一体であってもよい。
また、本実施形態では、負荷２２はワイヤレス受電装置１２とは別体であるが、他の構成例として、負荷２２がワイヤレス受電装置１２と一体であってもよい。
【００１４】
ワイヤレス送電装置１１は、送電ユニット３１と、送電コイル装置３２と、無線通信部３３を備える。
送電ユニット３１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１と、インバータ１１２と、Ｖ／ｆ制御回路１１３を備える。
送電コイル装置３２は、送電側引き出し線部１２１と、送電コイルユニット１２２を備える。
【００１５】
送電側引き出し線部１２１は、一対の接続導線１３１〜１３２と、一対の導体線１４１〜１４２と、接続部１５１と、負荷１５２と、を備える。図１では、接続導線１３１と導体線１４１とが結合していることを、結合を表す記号１６１、１７１を用いて示している。同様に、図１では、接続導線１３２と導体線１４２とが結合していることを、結合を表す記号１６２、１７２を用いて示している。なお、これらの結合を表す記号１６１〜１６２、１７１〜１７２は、本実施形態において、説明の便宜上、使用している。
送電コイルユニット１２２は、送電コイル１８１を備える。
【００１６】
ワイヤレス受電装置１２は、受電コイル装置４１と、受電ユニット４２と、無線通信部４３を備える。
受電コイル装置４１は、受電コイルユニット２１１と、受電側引き出し線部２１２を備える。
受電コイルユニット２１１は、受電コイル２２１を備える。
受電側引き出し線部２１２は、一対の接続導線２３１〜２３２と、一対の導体線２４１〜２４２と、負荷２５１と、接続部２５２と、を備える。図１では、接続導線２３１と導体線２４１とが結合していることを、結合を表す記号２６１、２７１を用いて示している。同様に、図１では、接続導線２３２と導体線２４２とが結合していることを、結合を表す記号２６２、２７２を用いて示している。なお、これらの結合を表す記号２６１〜２６２、２７１〜２７２は、本実施形態において、説明の便宜上、使用している。
受電ユニット４２は、整流ユニット２８１と、制御比較部２８２を備える。
整流ユニット２８１は、検出部２９１を備える。
【００１７】
＜ワイヤレス電力伝送システムの動作＞
ワイヤレス電力伝送システム１において行われる動作の例を示す。
ワイヤレス電力伝送システム１では、ワイヤレス送電装置１１からワイヤレス受電装置１２へ電力を伝送して給電する。
【００１８】
まず、ワイヤレス送電装置１１からワイヤレス受電装置１２への電磁誘導による電力伝送について説明する。
交流部２１は、交流の電源であり、交流の電圧を供給する。交流部２１は、例えば、商用の交流電源であってもよい。
【００１９】
ワイヤレス送電装置１１では、次のような動作を行う。
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１は、交流部２１から供給される交流の電圧を直流の電圧へ変換し、変換された直流の電圧をインバータ１１２に供給する。
ここで、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１は、例えば、力率改善（ＰＦＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路とＤＣ／ＤＣコンバータとの組み合わせから構成されていてもよく、あるいは、整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータとの組み合わせから構成されていてもよい。力率改善回路は、交流の力率を改善する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流の電圧を、異なる大きさの直流の電圧へ変換する。整流回路は、交流を整流して直流へ変換する。
インバータ１１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１から供給される直流の電圧を所定の周波数を有する交流の電圧へ変換し、変換された交流の電圧を送電コイル装置３２に供給する。当該周波数は、駆動周波数である。
【００２０】
送電コイル装置３２は、インバータ１１２から供給される交流の電圧を、送電側引き出し線部１２１を介して、送電コイルユニット１２２の送電コイル１８１に印加する。これにより、当該送電コイル１８１から、交流磁界が発生する。すなわち、送電コイルユニット１２２は、電力をワイヤレスで送電する。
なお、本実施形態では、送電コイルユニット１２２が送電コイル１８１を備える場合を示したが、例えば、送電コイルユニット１２２は、さらに、他のコイル、あるいは、コンデンサなどのうちの１以上を備えてもよい。また、送電コイルユニット１２２は、磁性体から構成される板、あるいは、導体から構成されるシールド板などを含んでもよい。
【００２１】
ワイヤレス受電装置１２では、次のような動作を行う。
受電コイル装置４１は、ワイヤレス送電装置１１の送電コイル１８１から発生した交流磁界によって受電コイルユニット２１１の受電コイル２２１に発生した交流の電圧を、受電側引き出し線部２１２を介して、受電ユニット４２に出力する。ここで、受電コイル２２１は、送電コイル１８１からワイヤレスで伝送された交流の電力を受け取っている。すなわち、受電コイルユニット２１１は、電力をワイヤレスで受電する。
なお、本実施形態では、受電コイルユニット２１１が受電コイル２２１を備える場合を示したが、例えば、受電コイルユニット２１１は、さらに、他のコイル、あるいは、コンデンサなどのうちの１以上を備えてもよい。また、受電コイルユニット２１１は、磁性体から構成される板、あるいは、導体から構成されるシールド板などを含んでもよい。
【００２２】
整流ユニット２８１は、受電コイル装置４１から入力される交流の電圧を整流して直流の電圧へ変換し、変換された直流の電圧を負荷２２に供給する。
負荷２２は、任意の負荷であってもよく、本実施形態では、充電及び放電が可能な二次電池である。
なお、本実施形態では、整流ユニット２８１と負荷２２とが接続されているが、他の構成例として、整流ユニット２８１と負荷２２との間に充電器が備えられていてもよい。当該充電器は、例えば、ワイヤレス受電装置１２あるいは負荷２２のうちの任意の一方に含まれてもよく、あるいは、いずれにも含まれなくてもよい。
【００２３】
次に、ワイヤレス受電装置１２からワイヤレス送電装置１１へのフィードバック制御について説明する。
ワイヤレス受電装置１２では、次のような動作を行う。
整流ユニット２８１において、検出部２９１は、負荷２２に供給される電圧を検出し、検出された電圧を制御比較部２８２に出力する。
制御比較部２８２は、整流ユニット２８１の検出部２９１によって検出された電圧に基づいて、フィードバック制御のための制御信号を生成し、生成された制御信号を無線通信部４３に出力する。制御比較部２８２は、制御する対象の値が目標値になるように制御信号を生成する。当該目標値は、基準電圧を用いて設定されている。本実施形態では、制御比較部２８２は、整流ユニット２８１から負荷２２に供給される電圧を一定の値である基準電圧に保持するための制御信号を生成する。
無線通信部４３は、制御比較部２８２から入力された制御信号をワイヤレス送電装置１１の無線通信部３３に送信する。なお、無線通信部４３は、ワイヤレス送電装置１１の無線通信部３３から送信される信号を受信することも可能である。
【００２４】
ここで、制御信号の通信は、例えば、ワイヤレスで行われるが、他の構成例として、ワイヤレス送電装置１１の端子とワイヤレス受電装置１２の端子とが直接又はケーブルを介して接続されて、これらの端子を介して制御信号の通信が行われてもよい。
なお、本実施形態では、負荷２２に供給される電圧に基づいてフィードバック制御が行われる場合を示すが、他の例として、当該電圧の代わりに、電流、又は、電力が用いられてもよい。
【００２５】
ワイヤレス送電装置１１では、次のような動作を行う。
無線通信部３３は、ワイヤレス受電装置１２の無線通信部４３から送信される制御信号を受信し、受信された制御信号をＶ／ｆ制御回路１１３に送信する。なお、無線通信部３３は、ワイヤレス受電装置１２の無線通信部４３に信号を送信することも可能である。
Ｖ／ｆ制御回路１１３は、無線通信部３３から入力される制御信号に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１とインバータ１１２とのうちの一方又は両方を制御する。
Ｖ／ｆ制御回路１１３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１を制御する場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１によって得られる電圧の大きさを制御するための電圧制御信号をＡＣ／ＤＣコンバータ１１１に出力する。
Ｖ／ｆ制御回路１１３は、インバータ１１２を制御する場合、インバータ１１２から送電コイル装置３２に供給される交流の電圧の周波数を制御するための周波数制御信号をインバータ１１２に出力する。
【００２６】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１は、Ｖ／ｆ制御回路１１３から入力される電圧制御信号に基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換後の電圧の大きさを制御する。
インバータ１１２は、Ｖ／ｆ制御回路１１３から入力される周波数制御信号に基づいて、駆動周波数を制御する。
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１１とインバータ１１２とのうちの一方又は両方の制御によって、インバータ１１２から送電コイル装置３２に供給される交流の電圧の大きさと周波数とのうちの一方又は両方が変化して、整流ユニット２８１から負荷２２に供給される電圧を一定に保持するためのフィードバック制御が行われる。
【００２７】
＜コイル装置＞
本実施形態では、ワイヤレス送電装置１１において、送電コイル装置３２がコイル装置の一例である。
また、本実施形態では、ワイヤレス受電装置１２において、受電コイル装置４１がコイル装置の一例である。
【００２８】
＜送電側引き出し線部の詳細＞
送電側引き出し線部１２１の詳細について説明する。
接続導線１３１の一端はインバータ１１２の２つの出力端のうちの一方と接続されており、接続導線１３１の他端は送電コイル１８１の一端と接続されている。なお、他の例として、接続導線１３１の他端と送電コイル１８１の一端との間に、他の回路素子が設けられてもよい。
接続導線１３２の一端はインバータ１１２の２つの出力端のうちの他方と接続されており、接続導線１３２の他端は送電コイル１８１の他端と接続されている。なお、他の例として、接続導線１３２の他端と送電コイル１８１の他端との間に、他の回路素子が設けられてもよい。
これら一対の接続導線１３１〜１３２は、インバータ１１２から出力される交流の電圧を送電コイル１８１に印加する。
【００２９】
導体線１４１の一端と導体線１４２の一端とは、接続部１５１において、接続されている。なお、導体線１４１の一端と導体線１４２の一端とは、例えば、直接接続されてもよく、あるいは、他の導体を介して接続されてもよい。
導体線１４１の他端は、負荷１５２の一端と接続されている。導体線１４２の他端は、負荷１５２の他端と接続されている。これにより、導体線１４１の他端と導体線１４２の他端とは、負荷１５２を介して接続されている。
本実施形態では、負荷１５２は、補助コイルである。本実施形態では、当該補助コイルは、ノイズのキャンセル用のコイル（以下、説明の便宜上、「キャンセルコイル」ともいう。）である。すなわち、導体線１４１の他端と導体線１４２の他端とは、キャンセルコイルを介して接続されている。
これら一対の導体線１４１〜１４２は、それぞれの一端同士が接続されているとともに、それぞれの他端同士が接続されており、ループになっている。
なお、ある導体線の端と他の導体線の端とが接続された状態は、例えば、これらの導体線の製造時から両者の端同士がつながったままの状態としておくことにより実現されてもよく、あるいは、これらの導体線の端同士がつながっていない状態から両者の端同士を連結してつなげることにより実現されてもよい。
【００３０】
ここで、負荷１５２は、コイルに限られず、他のものであってもよい。負荷１５２は、例えば、異物を検知するセンサ、温度センサ、ＦＯＤ（Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃ  Ｄｏｐｐｌｅｒ）センサ、あるいは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などのうちの１以上を含んでもよい。負荷１５２は、省電力のセンサなどを含んでもよい。ＬＥＤは、例えば、発光あるいは点滅によって情報を表示することができる。
【００３１】
一対の接続導線１３１〜１３２のそれぞれと一対の導体線１４１〜１４２のそれぞれとは、互いに近接して配設される。つまり、本実施形態では、接続導線１３１と導体線１４１とは近接しており、接続導線１３２と導体線１４２とは近接している。ここで、本実施形態では、一対の接続導線１３１〜１３２のそれぞれと一対の導体線１４１〜１４２のそれぞれとが近接する態様には、一対の接続導線１３１〜１３２のそれぞれと一対の導体線１４１〜１４２のそれぞれとが、導体同士で接触する態様を含まないとする。つまり、接続導線１３１と導体線１４１とは導体同士では接触せず、接続導線１３２と導体線１４２とは導体同士では接触しない。なお、接続導線１３１〜１３２あるいは導体線１４１〜１４２が、導体の部分と絶縁体の部分を有する場合には、絶縁体の部分は他の絶縁体または導体部分と接触してもよい。
【００３２】
ここで、本実施形態において、接続導線１３１と導体線１４１とが近接するとは、接続導線１３１と導体線１４１との距離が、一例として、これらの磁気結合によって導体線１４１において所望の電力が得られる距離又はそれより小さい距離である場合を示す。他の例として、接続導線１３１と導体線１４１とが近接するとは、接続導線１３１と導体線１４１との距離（離隔距離）が、一対の接続導線１３１〜１３２の間の距離（離隔距離）よりも小さい場合を示す。
同様に、本実施形態において、接続導線１３２と導体線１４２とが近接するとは、接続導線１３２と導体線１４２との距離が、一例として、これらの磁気結合によって導体線１４２において所望の電力が得られる距離又はそれより小さい距離である場合を示す。他の例として、接続導線１３２と導体線１４２とが近接するとは、接続導線１３２と導体線１４２との距離（離隔距離）が、一対の接続導線１３１〜１３２の間の距離（離隔距離）よりも小さい場合を示す。
また、本実施形態では、導体線１４１と導体線１４２との間の距離が、接続導線１３１と導体線１４１との間の距離よりも大きい。
【００３３】
また、本実施形態では、接続導線１３１の外周が、隙間のある状態で、導体線１４１によって、覆われているとともに、接続導線１３２の外周が、隙間のある状態で、導体線１４２によって、覆われている。
他の例として、一対の接続導線１３１〜１３２の少なくとも一方について、その外周が、隙間のある状態で、当該一方に対応する導体線１４１〜１４２の一方によって、覆われていればよい。このため、一対の接続導線１３１〜１３２の他方について、その外周が、隙間のない状態で、当該他方に対応する導体線１４１〜１４２の他方によって、完全に覆われていてもよい。
例えば、一対の接続導線１３１〜１３２及び一対の導体線１４１〜１４２について、複数の線が束としてまとめられた複芯が用いられてもよい。一例として、接続導線１３１と導体線１４１とが束としてまとめられた複芯線が構成されてもよく、接続導線１３２と導体線１４２とが束としてまとめられた複芯線が構成されてもよい。
【００３４】
本実施形態では、一対の接続導線１３１〜１３２のそれぞれと一対の導体線１４１〜１４２のそれぞれとが近接して配設される場合を示したが、一対の接続導線１３１〜１３２の少なくとも一方と一対の導体線１４１〜１４２の少なくとも一方とが近接して配設される構成であればよく、必ずしもすべての接続導線１３１〜１３２及びすべての導体線１４１〜１４２について近接の配置がなされていなくてもよい。
【００３５】
ワイヤレス送電装置１１では、インバータ１１２と送電コイル１８１との間を接続する複芯の引き出し線において、一方の線はインバータ１１２と電力のやりとりを行う主送電線である接続導線１３１〜１３２であり、他方の線は接続導線１３１〜１３２に近接する導体線１４１〜１４２である。接続導線１３１〜１３２と導体線１４１〜１４２とのそれぞれのケーブルインダクタンスは磁気的に結合する。
例えば、従来では電流が流れる経路が無いため、導体線（本実施形態における導体線１４１〜１４２に対応する導体線）には電流が流れない。これに対して、本実施形態では、２本の引き出し線がある場合、それぞれの導体線１４１〜１４２の一端同士を接続するとともに他端同士を接続することによって、電流の経路が形成されて当該経路に電流が流れることで、電力源として利用することができる。
【００３６】
このように、ワイヤレス送電装置１１では、一対の接続導線１３１〜１３２のそれぞれと一対の導体線１４１〜１４２のそれぞれとが磁気結合することで、導体線１４１〜１４２に電流が流れ、これにより、独立した電力源として利用することができる。このため、ワイヤレス送電装置１１では、導体線１４１〜１４２が接続される負荷１５２に電力を供給するバッテリ等の電源が別に備えられなくてもよい。
ワイヤレス送電装置１１では、構造の複雑化及び高コスト化を抑制しつつ、接続導線１３１~１３２からの磁束の鎖交によって導体線１４１〜１４２に発生する電力を電流源として利用することができる。
【００３７】
なお、接続導線１３１〜１３２との磁気結合によって導体線１４１〜１４２に発生する電力は、接続導線１３１〜１３２を介して送電コイルユニット１２２に供給される電力の一部である。
また、一対の接続導線１３１〜１３２及び一対の導体線１４１〜１４２のうちの任意の１つ以上の線が撚られても、本実施形態と同様な効果を得ることが可能である。
【００３８】
＜受電側引き出し線部の詳細＞
受電側引き出し線部２１２の詳細について説明する。
受電側引き出し線部２１２の詳細についても、送電側引き出し線部１２１の詳細と同様である。
これにより、ワイヤレス受電装置１２では、受電側引き出し線部２１２によって、ワイヤレス送電装置１１の送電側引き出し線部１２１について説明したのと同様な効果を得ることができる。
【００３９】
＜ワイヤレス送電装置とワイヤレス受電装置＞
図１の例では、ワイヤレス送電装置１１における送電側引き出し線部１２１の構成と、ワイヤレス受電装置１２における受電側引き出し線部２１２の構成として、同じ構成が用いられる場合を示した。他の例として、送電側引き出し線部１２１の構成と受電側引き出し線部２１２の構成とが異なる構成が用いられてもよい。
【００４０】
図１の例では、ワイヤレス送電装置１１において、送電側引き出し線部１２１の一対の導体線１４１〜１４２をループ状に接続する構成を適用し、かつ、ワイヤレス受電装置１２において、受電側引き出し線部２１２の一対の導体線２４１〜２４２をループ状に接続する構成を適用した場合を示した。
他の例として、ワイヤレス送電装置１１とワイヤレス受電装置１２とのうちの任意の一方のみに、このような構成が適用されてもよい。つまり、ワイヤレス送電装置１１とワイヤレス受電装置１２との少なくとも一方に、このような構成が適用される。
【００４１】
＜構成例＞
一構成例として、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置（図１の例では、送電側は送電コイル装置３２、受電側は受電コイル装置４１）では、電力をワイヤレスにて送電又は受電する伝送コイル（図１の例では、送電側は送電コイル１８１、受電側は受電コイル２２１）と、伝送コイルと電気機器（図１の例では、送電側はインバータ１１２、受電側は整流ユニット２８１）との間を接続する一対の接続導線（図１の例では、送電側は接続導線１３１〜１３２、受電側は接続導線２３１〜２３２）と、一対の導体線（図１の例では、送電側は導体線１４１〜１４２、受電側は導体線２４１〜２４２）と、を備える。一対の導体線の少なくとも一方は、一対の接続導線の少なくとも一方と磁気的に結合するように配設されている。一対の導体線の一方の端部同士は連結されており、一対の導体線の他方の端部同士は負荷（図１の例では、送電側は負荷１５２、受電側は負荷２５１）に接続されている。
したがって、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、電源が別途設けられなくても、電力源を生成することができる。これにより、コイル装置では、例えば、ノイズのキャンセルのために別途の電源が設けられなくても、不要な漏洩磁束を低減させることができる。
【００４２】
一構成例として、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、一対の接続導線の少なくとも一方と一対の導体線の少なくとも一方とは、一対の接続導線の離間距離と比べて小さい離間距離で配設されている。
したがって、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置（図１の例では、送電側は送電コイル装置３２、受電側は受電コイル装置４１）では、確実に、接続導線と導体線とを磁気的に結合させることができる。
【００４３】
＜接続導線及び導体線の構成例＞
図２は、本発明の一実施形態に係る接続導線３１１及び導体線３１２の概略的な構成を示す図である。図２は、図示を簡易化するために、接続導線３１１及び導体線３１２の線の方向が同じである場合を示しており、これらの線の方向に対して垂直方向に切断した場合の断面図を示してある。
ここで、接続導線３１１は、図１に示されるワイヤレス送電装置１１における２本の接続導線１３１〜１３２及びワイヤレス受電装置１２における２本の接続導線２３１〜２３２のうちの１本の接続導線に相当している。また、導体線３１２は、図１に示されるワイヤレス送電装置１１における２本の導体線１４１〜１４２及びワイヤレス受電装置１２における２本の導体線２４１〜２４２のうちの１本の導体線に相当しており、接続導線３１１に対応する導体線である。
【００４４】
図１の例では、４組の接続導線１３１〜１３２、２３１〜２３２及び導体線１４１〜１４２、２４１〜２４２のうちの１組以上に、図２に示される構成が適用される。
例えば、ワイヤレス送電装置１１では、一対の接続導線１３１〜１３２及び一対の導体線１４１〜１４２のうちの一方に図２に示される構成が適用されてもよく、あるいは、両方に図２に示される構成が適用されてもよい。
同様に、ワイヤレス受電装置１２における一対の接続導線２３１〜２３２及び一対の導体線２４１〜２４２のうちの一方に図２に示される構成が適用されてもよく、あるいは、両方に図２に示される構成が適用されてもよい。
【００４５】
図２の例では、導体線３１２は、複数（図２の例では、８本）の導線３２１〜３２８から構成されている。複数の導線３２１〜３２８は、少なくとも一部において間隙をもって、接続導線３１１の外周を囲むように配設されている。すなわち、複数の導線３２１〜３２８は、互いに接する箇所があってもよいが、少なくとも接続導線３１１の表面の一部に導線３２１〜３２８が存在しない箇所がある。つまり、導体線３１２を構成する複数の導線３２１〜３２８は、接続導線３１１の外周の一部を覆わないように配設されている。
【００４６】
このような構成により、ワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２では、導体線が１本の導線から構成される場合と比べて、接続導線３１１と導体線３１２との磁気結合度を向上させることができ、これにより、より大きい電力を得ることができる電力源として利用することができる。
なお、仮に、複数の導線３２１〜３２８が接続導線３１１の表面のすべてを隙間なく覆うと、接続導線３１１から外部に磁束が出ずに、磁気結合ができなくなる。図２の例では、このことを防止して、磁気結合を実現している。
また、間隙の部分には、例えば、絶縁物が設けられてもよく、あるいは、空気が設けられてもよい。
【００４７】
＜構成例＞
一構成例として、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、一対の導体線（図２の例では、導体線３１２）は、それぞれ複数の導線（図２の例では、導線３２１〜３２８）から構成されている。一対の導体線の少なくとも一方について、複数の導線は、一対の接続導線（図２の例では、接続導線３１１）の少なくとも一方の外周に少なくとも一部の間隙をもって囲むように配設される。
したがって、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、接続導線と導体線との磁気結合度を向上させることができる。
【００４８】
＜接続導線及び導体線の構成例＞
図３は、本発明の一実施形態に係る接続導線４１１及び導体線４１２の概略的な構成を示す図である。
ここで、接続導線４１１は、図１に示されるワイヤレス送電装置１１における２本の接続導線１３１〜１３２及びワイヤレス受電装置１２における２本の接続導線２３１〜２３２のうちの１本の接続導線に相当している。また、導体線４１２は、図１に示されるワイヤレス送電装置１１における２本の導体線１４１〜１４２及びワイヤレス受電装置１２における２本の導体線２４１〜２４２のうちの１本の導体線に相当しており、接続導線４１１に対応する導体線である。
【００４９】
導体線４１２は、複数の導線がメッシュ状に編み合わされて構成されており、編組線になっている。なお、図３では、図示を簡易化するために、複数の導線の区別については図示を省略してある。また、他の例として、複数の導線がメッシュ状に編み合わされた構成の代わりに、これと同じ又は近い形状を有するメッシュ状の導体線が一体物として構成されてもよい。
図３の例では、外側の導体線４１２が、内側の接続導線４１１の外周を、間隙をもって、覆っている。導体線４１２はメッシュ状であるため、導体線４１２の覆いには間隙が存在する。
このように、導体線４１２を構成する複数の導線は、互いに接する箇所があってもよいが、少なくとも接続導線４１１の表面の一部に導線が存在しない箇所がある。つまり、導体線４１２を構成する複数の導線は、接続導線４１１の外周の一部を覆わないように配設されている。
【００５０】
このような構成により、ワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２では、導体線が１本の導線から構成される場合と比べて、接続導線４１１と導体線４１２との磁気結合度を向上させることができ、これにより、より大きい電力を得ることができる電力源として利用することができる。
なお、仮に、導体線４１２を構成する複数の導線が接続導線４１１の表面のすべてを隙間なく覆うと、接続導線４１１から外部に磁束が出ずに、磁気結合ができなくなる。図３の例では、このことを防止して、磁気結合を実現している。
また、間隙の部分には、例えば、絶縁物が設けられてもよく、あるいは、空気が設けられてもよい。
【００５１】
＜構成例＞
一構成例として、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、一対の接続導線（図３の例では、接続導線４１１）に対して、一対の導体線（図３の例では、導体線４１２）を構成する複数の導線から編組線が構成されている。
したがって、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、接続導線と導体線との磁気結合度を向上させることができる。
【００５２】
＜接続導線及び導体線の構成例＞
図４は、本発明の一実施形態に係る接続導線５１１及び導体線５１２の概略的な構成を示す図である。図４は、図示を簡易化するために、接続導線５１１及び導体線５１２の線の方向が同じである場合を示しており、これらの線の方向に対して垂直方向に切断した場合の断面図を示してある。
ここで、接続導線５１１は、図１に示されるワイヤレス送電装置１１における２本の接続導線１３１〜１３２及びワイヤレス受電装置１２における２本の接続導線２３１〜２３２のうちの１本の接続導線に相当している。また、導体線５１２は、図１に示されるワイヤレス送電装置１１における２本の導体線１４１〜１４２及びワイヤレス受電装置１２における２本の導体線２４１〜２４２のうちの１本の導体線に相当しており、接続導線５１１に対応する導体線である。
【００５３】
図４の例では、導体線５１２は、複数（図４の例では、１２本）のリッツ線５２１〜５３２から構成されている。つまり、導体線５１２を構成する複数の導線のそれぞれが、リッツ線５２１〜５３２を用いて構成されている。
１本のリッツ線５２１は、内側の導線である導体５４１を外側の絶縁被膜５４２によって覆って構成されている。また、他のリッツ線５２２〜５３２についても同様な構成である。つまり、図４の例では、導体線５１２を構成する複数の導線のそれぞれは、外周に絶縁被膜が付された導線（絶縁被膜導線）である。
ここで、複数の絶縁被膜導線を用いて構成される導体線５１２は、さらに撚り合わされてもよい。
また、磁気的な結合度は、図３に示されるような編組線の構造よりも、図４に示されるようなリッツ線５２１〜５３２を用いる構造の方が高い。
【００５４】
なお、導体線５１２を構成する複数の絶縁被覆導線（図４の例では、リッツ線５２１〜５３２）は、互いに接する箇所があってもよい。複数の絶縁被膜導線が接続導線５１１の外周のすべてを覆う場合においても、少なくとも絶縁被膜の部分では接続導線５１１の表面に導線（図４の例では、リッツ線５２１〜５３２の内部の導体）が存在しない箇所が形成される。このように、導体線５１２を構成する複数のリッツ線５２１〜５３２は、接続導線５１１の外周の一部を導体で覆わないように配設されている。
【００５５】
このような構成により、ワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２では、導体線が１本の導線から構成される場合と比べて、接続導線５１１と導体線５１２との磁気結合度を向上させることができ、これにより、より大きい電力を得ることができる電力源として利用することができる。
なお、仮に、導体線５１２を構成する複数の導線（導体）が接続導線５１１の表面のすべてを隙間なく覆うと、接続導線５１１から外部に磁束が出ずに、磁気結合ができなくなる。図４の例では、このことを防止して、磁気結合を実現している。
また、例えば、複数の絶縁被覆導線同士が接しない構成が用いられてもよく、つまり、複数の絶縁被覆導線の間に絶縁被膜ではない間隙が設けられていてもよい。
【００５６】
＜構成例＞
一構成例として、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、一対の接続導線（図４の例では、接続導線５１１）に対して、一対の導体線（図４の例では、導体線５１２）を構成する複数の導線は、それぞれ、絶縁被覆導線（図４の例では、導線に絶縁被覆が為されたリッツ線５２１〜５３２）である。
したがって、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、接続導線と導体線との磁気結合度を向上させることができる。
【００５７】
＜接続導線及び導体線の構成例＞
図５は、本発明の一実施形態に係る接続導線６１１及び導体線６１２の概略的な構成を示す図である。
ここで、接続導線６１１は、図１に示されるワイヤレス送電装置１１における２本の接続導線１３１〜１３２及びワイヤレス受電装置１２における２本の接続導線２３１〜２３２のうちの１本の接続導線に相当している。また、導体線６１２は、図１に示されるワイヤレス送電装置１１における２本の導体線１４１〜１４２及びワイヤレス受電装置１２における２本の導体線２４１〜２４２のうちの１本の導体線に相当しており、接続導線６１１に対応する導体線である。
【００５８】
導体線６１２は、複数（図５の例では、８本）のリッツ線６２１〜６２８を用いて構成されている。なお、他の例として、リッツ線６２１〜６２８の代わりに、導線（導体）の外側に絶縁被覆が為された他の種類の線が用いられてもよい。
図５の例では、導体線６１２は、内側の接続導線６１１の外側に、複数のリッツ線６２１〜６２８を撚り合わせて構成されている。このような撚り合いによって、磁気的な結合面が増加する。
なお、図５は、図示を簡易化するために、複数のリッツ線６２１〜６２８が接続導線６１１の線の方向に対して斜め方向に向かうように撚られている図を示してある。また、図５は、図示を簡易化するために、複数のリッツ線６２１〜６２８が並列に並ぶ図を示しているが、例えば、複数のリッツ線６２１〜６２８のうちの２以上は互いに重なり合ってもよい。
【００５９】
複数のリッツ線６２１〜６２８のそれぞれは、内側の導線である導体を外側の絶縁被膜によって覆って構成されている。つまり、図５の例では、導体線６１２を構成する複数の導線のそれぞれは、外周に絶縁被膜が付された導線（絶縁被膜導線）である。
なお、導体線６１２を構成する複数の絶縁被覆導線（図５の例では、リッツ線６２１〜６２８）は、互いに接する箇所があってもよい。複数の絶縁被膜導線が接続導線６１１の外周のすべてを覆う場合においても、少なくとも絶縁被膜の部分では接続導線６１１の表面に導線（図５の例では、リッツ線６２１〜６２８の内部の導体）が存在しない箇所が形成される。このように、導体線６１２を構成する複数のリッツ線６２１〜６２８は、接続導線６１１の外周の一部を導体で覆わないように配設されている。
【００６０】
このような構成により、ワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２では、導体線が１本の導線から構成される場合と比べて、接続導線６１１と導体線６１２との磁気結合度を向上させることができ、これにより、より大きい電力を得ることができる電力源として利用することができる。
なお、仮に、導体線６１２を構成する複数の導線（導体）が接続導線６１１の表面のすべてを隙間なく覆うと、接続導線６１１から外部に磁束が出ずに、磁気結合ができなくなる。図５の例では、このことを防止して、磁気結合を実現している。
また、例えば、複数の絶縁被覆導線同士が接しない構成が用いられてもよく、つまり、複数の絶縁被覆導線の間に絶縁被膜ではない間隙が設けられていてもよい。
【００６１】
＜構成例＞
一構成例として、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、一対の接続導線（図５の例では、接続導線６１１）に対して、一対の導体線（図５の例では、導体線６１２）を構成する複数の導線（図５の例では、導線に絶縁被覆が為されたリッツ線６２１〜６２８）は、撚り合わせて構成されている。
したがって、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、接続導線と導体線との磁気結合度を向上させることができる。
【００６２】
＜キャンセルコイル＞
本実施形態では、ワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２では、送電側引き出し線部１２１あるいは受電側引き出し線部２１２における負荷１５２、２５１として、伝送コイル（図１の例では、送電側は送電コイル１８１、受電側は受電コイル２２１）から発生するノイズ（不要な漏洩磁束）をキャンセルするためのキャンセルコイルである補助コイルを備えている。これにより、ワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２では、補助コイルを動作させる電源を、別に設けなくても、接続導線１３１〜１３２、２３１〜２３２と導体線１４１〜１４２、２４１〜２４２との電磁結合によって供給することができる。
【００６３】
ここで、本実施形態では、伝送コイルと補助コイルとは、同じ巻回方向となるように配設される。これにより、これら両者のコイルの電磁結合により互いに逆位相の電流が流れ、ノイズをキャンセルすることが可能である。また、これら両者のコイルに発生する電流のタイミングが合う。
図１の例では、ワイヤレス送電装置１１において、送電コイル１８１と負荷１５２のキャンセルコイルとが同じ巻回方向となっている。また、図１の例では、ワイヤレス受電装置１２において、受電コイル２２１と負荷２５１のキャンセルコイルとが同じ巻回方向となっている。
【００６４】
＜構成例＞
一構成例として、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、負荷（図１の例では、送電側は負荷１５２、受電側は負荷２５１）は、伝送コイル（図１の例では、送電側は送電コイル１８１、受電側は受電コイル２２１）と巻回方向が同じ補助コイルである。
したがって、ワイヤレス電力伝送システム１のワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２において、コイル装置では、補助コイルによって、伝送コイルから発生するノイズをキャンセルすることができる。
【００６５】
＜電気機器＞
本実施形態に係るコイル装置の構成は、例えば、様々な電気機器に適用されてもよい。
すなわち、電気機器は、交流電流の発生源と当該電気機器との間を接続する一対の接続導線と、一対の導体線と、を備える。一対の導体線の少なくとも一方は、一対の接続導線の少なくとも一方と磁気的に結合するように配設されている。一対の導体線の一方の端部同士は連結されており、一対の導体線の他方の端部同士は負荷に接続されている。
したがって、電気機器では、電源が別途設けられなくても、電力源を生成することができる。これにより、電気機器では、ノイズのキャンセルのために別途の電源が設けられなくても、不要な漏洩磁束を低減させることができる。
【００６６】
＜以上の実施形態について＞
以上に示した実施形態に係る各装置（例えば、ワイヤレス送電装置１１あるいはワイヤレス受電装置１２など）の機能の一部又は全部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体（記憶媒体）に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行ってもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティング・システム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）或いは周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、記録媒体としては、例えば、一時的にデータを記録する記録媒体であってもよい。
【００６７】
さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワーク或いは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバ或いはクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、或いは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）或いは電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００６８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１…ワイヤレス電力伝送システム、１１…ワイヤレス送電装置、１２…ワイヤレス受電装置、２１…交流部、２２…負荷、３１…送電ユニット、３２…送電コイル装置、３３、４３…無線通信部、４１…受電コイル装置、４２…受電ユニット、１１１…ＡＣ／ＤＣコンバータ、１１２…インバータ、１１３…Ｖ／ｆ制御回路、１２１…送電側引き出し線部、１２２…送電コイルユニット、１３１〜１３２、２３１〜２３２、３１１、４１１、５１１、６１１…接続導線、１４１〜１４２、２４１〜２４２、３１２、４１２、５１２、６１２…導体線、１５１、２５２…接続部、１５２、２５１…負荷、１６１〜１６２、１７１〜１７２、２６１〜２６２、２７１〜２７２…結合を表す記号、１８１…送電コイル、２１１…受電コイルユニット、２１２…受電側引き出し線部、２２１…受電コイル、２８１…整流ユニット、２８２…制御比較部、２９１…検出部、３２１〜３２８…導線、５２１〜５３２、６２１〜６２８…リッツ線、５４１…導体、５４２…絶縁被膜
【図１】
2020155538.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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