(57)【要約】【課題】磁界共鳴型の非接触電力伝送手法を、一定以上の送電限界距離を確保しつつ、低コストかつ簡素で小型な構成で実現すること。【解決手段】送電装置１１の送電コイル２２は、送電回路２１からの交流に基づいて、共鳴周波数の振動電磁場を周囲に発生させることによって、電力を送電する。中継コイル６１は、送電コイル２２の周囲の振動電磁場の共鳴により交流が流れて、共鳴周波数と略同一の周波数の振動電磁場が周囲に発生することによって、電力を中継する。受電装置１２の受電コイル４１は、中継コイル６１の周囲の振動電磁場の共鳴により交流が流れて、共鳴周波数と略同一の周波数の振動電磁場が周囲に発生することによって、電力を受電して、受電回路４２を介して各種電子電気機器に供給する。【選択図】図２
2011160634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界共鳴型の電力伝送手法に従って電力を伝送する電力伝送システムであって、
交流電源に基づく交流が流れて、共鳴周波数の振動電磁場を周囲に発生させることによって、電力を送電する送電コイルと、
前記送電コイルの周囲の振動電磁場の共鳴により交流が流れて、前記共鳴周波数と略同一の周波数の振動電磁場が周囲に発生することによって、前記電力を中継する中継コイルと、
前記中継コイルの周囲の振動電磁場の共鳴により交流が流れて、前記共鳴周波数と略同一の周波数の振動電磁場が周囲に発生することによって、前記電力を受電する受電コイルと、
を備える電力伝送システム。
【請求項２】
前記送電コイルと前記受電コイルとの間に、ｎ個（ｎは１以上の整数値）の中継コイルが配設されている、
請求項１に記載の電力システム。
【請求項３】
前記ｎ個の中継コイルの各々は、隣接するコイルとの間の距離が、前記中継コイルが存在しない場合の前記送電コイルと前記受電コイルとの間の送電限界距離以下となるように配設されている、
請求項２に記載の電力システム。
【請求項４】
前記ｎ個の中継コイルの各々は、前記送電コイル及び前記受電コイルのコイル径と略同一のコイル径を有し、隣接するコイルとの間の距離が前記コイル径の略（１／２）倍以上の距離となるように配設されている、
請求項３に記載の電力システム。
【請求項５】
前記送電コイル、前記ｎ個の中継コイルの各々、及び前記受電コイルは、略同軸となるようにその順番で配設されている、
請求項３又は４に記載の電力システム。
【請求項６】
前記送電コイルと前記受電コイルとは軸を一致させずに配置されており、
前記ｎ個の中継コイルは、前記送電コイルと前記受電コイルとの中心を結んだ線が略中心を通り、かつ、前記送電コイルと前記受電コイルとのなす角度に対して略｛１／（ｎ＋１）｝倍の角度ずつずらして略等間隔で配設されている、
請求項３又は４に記載の電力システム。
【請求項７】
磁界共鳴型の電力伝送手法に従って電力を送電する送電装置であって、
交流電源に基づく交流が流れて、共鳴周波数の振動電磁場を周囲に発生させることによって、電力を送電する送電コイルと、
前記送電コイルの周囲の振動電磁場の共鳴により交流が流れて、前記共鳴周波数と略同一の周波数の振動電磁場が周囲に発生することによって、前記電力を中継する中継コイルと、
を備える送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力伝送システム及び送電装置に関し、特に、磁界共鳴型の非接触電力伝送手法を、一定以上の送電限界距離を確保しつつ、低コストかつ簡素で小型な構成で実現可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、非接触で電力を伝送する手法（以下、「非接触電力伝送手法」と呼ぶ）の研究開発が行われてきた。代表的な非接触電力伝送手法として、電磁誘導型の非接触電力伝送手法が知られている（特許文献１参照）。さらに、近年、このような電磁誘導型の非接触電力伝送手法と比較して長距離伝送が可能となる、磁界共鳴型の非接触電力伝送手法も登場してきた（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０６６２５０号公報
【特許文献２】特開２００９−５０１５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような非接触電力伝送手法を各種電子電気機器の電源システムに適用したいという要望が近年挙げられているところ、特許文献１及び２を含め従来の非接触電力伝送手法では、このような要望に十分に応えることができない。即ち、このような要望に応えるためには、数ｍ単位での送電限界距離を確保しつつ、簡素で小型な構成の電源システムを低コストで提供する必要がある。しかしながら、特許文献１及び２を含め従来の非接触電力伝送手法を適用しても、このような電源システムを具現化することは非常に困難である。
【０００５】
例えば、電磁誘導型の非接触電力手法を単に適用しても、数ｍ単位での送電限界距離を確保することは非常に困難である。このため、特許文献１には、送電装置と受電装置との間に中継器を配置させることで、送電限界距離を伸長させる手法が提案されている。しかしながら、この手法で提案されている中継器は、増幅器や変調回路を有するアクティブな装置であるため、送電装置よりも大掛かりなものとなり、その分だけ高コストになる。このような中継器を必要とする電源システムは、たとえ数ｍ単位での送電限界距離を確保できたとしても、簡素で小型であるとは言い難いし、コストの面でも低コストであるとは言い難い。
【０００６】
一方、例えば、磁界共鳴型の非接触電力伝送手法を適用することで、数ｍ単位での送電限界距離を確保することは可能になる。しかしながら、磁界共鳴型の非接触電力伝送手法における送電限界距離は、共鳴周波数、コイル径、Ｑ値、送電電力、送電効率等の要素によって定まる。このため、コイル径以外の要素を固定として、送電限界距離を伸長するためには、その分だけコイル径を大きくする必要がある。従って、数ｍ単位の送電限界距離を確保するためには、大きなコイル径の送電コイルや受電コイルを採用しなければならず、簡素で小型の電源システムを実現することは非常に困難である。また、各種電子電気機器の電源システムの用途として考えた場合には、コイル径以外の要素を犠牲にして、送電限界距離を伸長することは現実的でない。さらに、これらの要素以外を利用して送電限界距離を伸長できる適切な手法は現状見受けられない。
【０００７】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、磁界共鳴型の非接触電力伝送手法を、一定以上の送電限界距離を確保しつつ、低コストかつ簡素で小型な構成で実現可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点によると、
磁界共鳴型の電力伝送手法に従って電力を伝送する電力伝送システムであって、
交流電源に基づく交流が流れて、共鳴周波数の振動電磁場を周囲に発生させることによって、電力を送電する送電コイルと、
前記送電コイルの周囲の振動電磁場の共鳴により交流が流れて、前記共鳴周波数と略同一の周波数の振動電磁場が周囲に発生することによって、前記電力を中継する中継コイルと、
前記中継コイルの周囲の振動電磁場の共鳴により交流が流れて、前記共鳴周波数と略同一の周波数の振動電磁場が周囲に発生することによって、前記電力を受電する受電コイルと、
を備える電力伝送システムを提供する。
【０００９】
本発明の第２の観点によると、
前記送電コイルと前記受電コイルとの間に、ｎ個（ｎは１以上の整数値）の中継コイルが配設されている、
電力伝送システムを提供する。
【００１０】
本発明の第３の観点によると、
前記ｎ個の中継コイルの各々は、隣接するコイルとの間の距離が、前記中継コイルが存在しない場合の前記送電コイルと前記受電コイルとの間の送電限界距離以下となるように配設されている、
電力伝送システムを提供する。
【００１１】
本発明の第４の観点によると、
前記ｎ個の中継コイルの各々は、前記送電コイル及び前記受電コイルのコイル径と略同一のコイル径を有し、隣接するコイルとの間の距離が、前記コイル径の略（１／２）倍以上の距離となるように配設されている、
電力伝送システムを提供する。
【００１２】
本発明の第５の観点によると、
前記送電コイル、前記ｎ個の中継コイルの各々、及び前記受電コイルは、略同軸となるようにその順番で配設されている、
電力伝送システムを提供する。
【００１３】
本発明の第６の観点によると、
前記送電コイルと前記受電コイルとは軸を一致させずに配置されており、
前記ｎ個の中継コイルは、前記送電コイルと前記受電コイルとの中心を結んだ線が略中心を通り、かつ、前記送電コイルと前記受電コイルとのなす角度に対して略｛１／（ｎ＋１）｝倍の角度ずつずらして配設されている、
電力伝送システムを提供する。
【００１４】
本発明の第７の観点によると、
磁界共鳴型の電力伝送手法に従って電力を送電する送電装置であって、
交流電源に基づく交流が流れて、共鳴周波数の振動電磁場を周囲に発生させることによって、電力を送電する送電コイルと、
前記送電コイルの周囲の振動電磁場の共鳴により交流が流れて、前記共鳴周波数と略同一の周波数の振動電磁場が周囲に発生することによって、前記電力を中継する中継コイルと、
を備える送電装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磁界共鳴型の非接触電力伝送手法を、一定以上の送電限界距離を確保しつつ、低コストかつ簡素で小型な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態の電力伝送システムの原理を説明するための基本電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図２の電力伝送システムの中継コイルの外観構成を示す図である。
【図４】図２の電力伝送システムの送電コイルの外観構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図６】図５の電力伝送システムにおいて、送電コイルと受電コイルとの軸が一致しない場合における中継コイルの配置形態を説明する図である。
【図７】図５の電力伝送システムにおいて、送電コイルと受電コイルとの軸が一致しない場合における中継コイルの配置形態であって、図６とは異なる配置形態を説明する図である。
【図８】図５の電力伝送システムにおいて、送電コイルと受電コイルとの軸が一致しない場合における中継コイルの配置形態であって、図６や図７とは異なる配置形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
最初に、本発明の理解を容易にし、かつ、その背景を明らかにするため、本発明の実施の形態の電力伝送システムの基本となる、磁界共鳴型の非接触電力伝送手法が適用された電力伝送システム（以下、「基本電力伝送システム」と呼ぶ）について、図１を参照して説明する。
【００１８】
図１は、基本電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【００１９】
基本電力伝送システムは、送電装置１１と、受電装置１２と、を備えている。送電装置１１と受電装置１２とは、送電限界距離Ｌ以下の一定の距離だけ離間して、物理的に相互に分離して配設される。
【００２０】
送電装置１１は、送電回路２１と、送電コイル２２と、を備えている。送電回路２１は、商用交流電源等（図示せず）に接続される発振回路３１を備えている。送電コイル２２は、発振回路３１により電力が投入される電力投入コイル３２と、受電側と磁界共鳴する共鳴コイル３３と、を備えている。共鳴コイル３３は、次の式（１）で示される共鳴周波数ｆ０を有している。
【００２１】
【数１】
2011160634.tif 000003
・・・（１）
式（１）において、Ｌは、共鳴コイル３３のインダクタンスを示している。Ｃは共鳴コイル３３の両端部が所定の距離だけ離間して配置されることにより生ずる浮動容量を示している。即ち、共鳴コイル３３の等価回路は、図１に示すように、このようなインダクタンスＬとキャパシタＣとが接続されたＬＣ回路になる。ただし、Ｃは、浮動容量の代わりに、共鳴コイル３３に接続したコンデンサ素子の容量としてもよい。
【００２２】
受電装置１２は、受電コイル４１と、受電回路４２と、を備えている。受電コイル４１は、送電側と磁界共鳴する共鳴コイル５１と、受電回路４２によって電力が取り出される電力取出コイル５２と、を備えている。受電回路４２は、ブリッジ整流回路５３と、平滑コンデンサ５４と、を備えている。ブリッジ整流回路５３において、その入力端には、電力取出コイル５２が接続され、その出力端には、平滑コンデンサ５４が接続される。平滑コンデンサ５４の両端にはまた、直流駆動する各種電子電気機器（図示せず）が接続される。
【００２３】
このような構成を有する基本電力伝送システムは、次のように動作する。
【００２４】
即ち、送電装置１１において、発振回路３１は、商用交流電源等（図示せず）から供給された電力によって駆動される。発振回路３１の発振周波数は、前述した共振コイル３３の共鳴周波数ｆ０にセットされている。発振動作により発振回路３１から出力された交流が電力投入コイル３２を流れると、周波数ｆ０の交流の振動電磁場が電力投入コイル３２の周囲に発生する。すると、共鳴コイル３３には、電力投入コイル３２の周囲の振動電磁場に誘導されて交流が流れる。その結果、共鳴周波数ｆ０の振動電磁場が共鳴コイル３３の周囲に発生する。
【００２５】
受電装置１２において、共鳴コイル５１の等価回路もまた、図１に示すように、共鳴コイル３３の等価回路と同様のＬＣ回路になる。このため、共鳴コイル５１には、送電装置１１側の共鳴コイル３３の周囲の振動電磁場の共鳴により、交流が流れる。即ち、振動共鳴の電磁場モードを用いた無線非放射型のエネルギー転送が、共鳴コイル３３から共鳴コイル５１に対してなされることによって、共鳴コイル５１に交流が流れる。その結果、共鳴周波数ｆ０と略同一の周波数の振動電磁場が、共鳴コイル５１の周囲に発生する。すると、この振動電磁場に誘導されて、電力取出コイル５２に交流が流れる。電力取出コイル５２に流れた交流は、ブリッジ整流回路５３において全波整流される。全波整流された電流（脈流電流）は、平滑コンデンサ５４によって平滑され、直流駆動する各種電子電気機器（図示せず）に供給される。
【００２６】
このようにして、基本電力伝送システムにおいては、送電装置１１から受電装置１２に対して、磁場の共鳴により非接触で電力が供給される。
【００２７】
ここで、上述の［発明が解決しようとする課題］の欄でも説明したように、基本電力伝送システムの送電限界距離Ｌ（以下、「基本送電限界距離Ｌ」と呼ぶ）は、共鳴周波数ｆ０、送電コイル２２や受電コイル４１のコイル径、Ｑ値、送電電力、送電効率等の要素によって定まる。このため、コイル径以外の要素を固定として、基本送電限界距離Ｌを伸長するためには、その分だけコイル径を大きくする必要がある。従って、基本電力伝送システムの構成で、数ｍ単位の送電限界距離Ｌを確保するためには、コイル径の大きな送電コイル２２や受電コイル４１を用意する必要があることから、簡素で小型の電源システムを実現することは非常に困難である。また、各種電子電気機器の電源システムの用途として考えた場合には、コイル径以外の要素を犠牲にして、送電限界距離Ｌを伸長することは現実的でない。
【００２８】
そこで、本発明の実施の形態が適用される磁界共鳴型の電力システムは、基本送電限界距離Ｌよりも長い送電限界距離を確保すべく、例えば数ｍ単位の送電限界距離を確保すべく、図２に示すように構成されている。
【００２９】
図２は、本発明の第１の実施の形態の電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【００３０】
図２において、図１と対応する箇所については対応する符号を付してある。これらの箇所については、図１を参照して説明済みであるので、適宜説明を省略する。
【００３１】
図２に示す電力伝送システムは、図１に示す基本電力伝送システムと同様に、送電装置１１と、受電装置１２と、を備えている。図２に示す電力伝送システムは、さらに、送電装置１１と受電装置１２との間に配設される共鳴コイル６１（以下、「中継コイル６１」と呼ぶ）を備えている。
【００３２】
図３は、中継コイル６１の外観構成を示している。即ち、図３Ａは、中継コイル６１の外観構成の正面図を示し、図３Ｂは、中継コイル６１の外観構成の側面図を示している。図４は、送電装置１１の送電コイル２２の外観構成を示している。即ち、図４Ａは、送電コイル２２の外観構成の正面図を示し、図４Ｂは、送電コイル２２の外観構成の側面図を示している。
【００３３】
図３と図４と比較するに、中継コイル６１は、送電コイル２２の共鳴コイル３３と同様の構成を有していることがわかる。即ち、中継コイル６１と共鳴コイル３３とは共に、略同一素材で略同一太さの導線が、６ターン程円周状に略同一に配設されることによって構成されている。これにより、中継コイル６１は、共鳴コイル３３と略同一のインダクタンスＬを有し、かつ共鳴コイル３３と略同一の浮動容量Ｃを有することになる。即ち、中継コイル６１の等価回路は、図１に示す共鳴コイル３３の等価回路と同様のＬＣ回路になる。よって、中継コイル６１は、共鳴コイル３３の共鳴周波数ｆ０と略同一の共鳴周波数を持つことになる。
【００３４】
なお、図示はしないが、受電装置１２の受電コイル４１も、図４の送電コイル２２と同様の外観構成を有している。即ち、本実施の形態では、中継コイル６１、送電コイル２２の共鳴コイル３３、及び受電コイル４１の共鳴コイル５１の各コイル径は略同一となっている。
【００３５】
このような構成を有する本実施の形態の電力伝送システムは、次のように動作する。
【００３６】
即ち、送電装置１１は、基本電力伝送システムの動作として上述した動作を実行する。その結果、上述の式（１）で示される共鳴周波数ｆ０の振動電磁場が共鳴コイル３３の周囲に発生する。
【００３７】
ここで、図３と図４を用いて上述したように、中継コイル６１の等価回路もまた、共鳴コイル３３の等価回路と同様のＬＣ回路になる。このため、中継コイル６１には、送電装置１１側の共鳴コイル３３の周囲の振動電磁場の共鳴により、交流が流れる。即ち、振動共鳴の電磁場モードを用いた無線非放射型のエネルギー転送が、共鳴コイル３３から中継コイル６１に対してなされることによって、中継コイル６１に交流が流れる。その結果、共鳴周波数ｆ０と略同一の周波数の振動電磁場が、中継コイル６１の周囲に発生する。
【００３８】
受電装置１２において、共鳴コイル５１には、中継コイル６１の周囲の振動電磁場の共鳴により、交流が流れる。即ち、振動共鳴の電磁場モードを用いた無線非放射型のエネルギー転送が、中継コイル６１から共鳴コイル５１に対してなされることによって、共鳴コイル５１に交流が流れる。その結果、共鳴周波数ｆ０と略同一の周波数の振動電磁場が、共鳴コイル５１の周囲に発生する。その後、受電装置１２は、基本電力伝送システムの動作として上述した動作を実行することで、直流駆動する各種電子電気機器（図示せず）に電力を供給する。
【００３９】
このようにして、本実施の形態の電力伝送システムにおいては、送電装置１１から受電装置１２に対して、中継コイル６１を介して、磁場の共鳴により非接触で電力が供給される。
【００４０】
このような動作をする本実施の形態の電力伝送システムでは、図２に示すように、送電装置１１の送電コイル２２、中継コイル６１、及び受電装置１２の受電コイル４１を、基本送電限界距離Ｌ程度ずつ相互に離間させて略同軸となるように配設することによって、電力伝送を可能にしている。即ち、送電装置１１と受電装置１２との間の送電限界距離を、基本送電限界距離Ｌの略２倍（≒２Ｌ）に伸長することが可能になる。
【００４１】
換言すると、送電装置１１と受電装置１２との最大離間距離が、仕様等で固定距離Ｔ（Ｔは任意の正数値）に決定されている場合には、基本電力伝送システムでは、基本送電限界距離Ｌは固定距離Ｔ（Ｌ＝Ｔ）となる。これに対して、本実施の形態の電力伝送システムでは、基本送電限界距離Ｌは固定距離Ｔの略（１／２）倍（Ｌ≒Ｔ／２）となるため、基本送電限界距離Ｌを短縮することができる。ここで、送電コイル２２や受電コイル４１のコイル径の大きさは、固定距離Ｔではなく、上述したように、基本送電限界距離Ｌに依存する。従って、本実施の形態の電力伝送システムでは、基本電力伝送システムと比較してコイル径の小さな送電コイル２２や受電コイル４１を採用することが可能になる。その結果、本実施の形態の電力伝送システムを、低コストかつ簡素で小型な構成で実現することが可能になる。ただし、コイル同士の干渉を避けるために、中継コイル６１と送電コイル２２又は受電コイル４１との間の距離は、各コイル径の略（１／２）倍以上であって、略（Ｌ×０．９）以下の距離が好適である。
【００４２】
ここで、本実施の形態の電力伝送システムは、基本電力伝送システムには存在しない中継コイル６１を備えている。しかしながら、中継コイル６１は、図３を用いて上述したように、回路や電源等を一切持たないパッシブで簡素な構成を有しているため、本実施の形態の電力伝送システムを低コストかつ簡素で小型な構成で実現することに対して何ら障害とはならない。
【００４３】
むしろ、このようなパッシブで簡素な構成の中継コイル６１は、様々な場所に容易に配設することができるため、さらに次のような効果を奏することも可能になる。即ち、ユーザは、中継コイル６１を、例えば机の裏に貼り付けたり、壁やドア、天井、床等に貼り付けたり、又は埋め込んだりすることが容易にできる。その結果、ユーザは、送電装置１１の配置位置によらず、受電装置１２を所望の位置に容易に配設できる、という効果を奏することが可能になる。かかる効果について、以下、具体的に説明する。
【００４４】
例えば、送電装置１１は、商用交流電源等に接続されて電力の供給を受けるため、商用交流電源等の周囲に配設される。一方、受電装置１２は、各種電子電気機器に電力を供給するため、ユーザにとっての受電装置１２の所望の配設位置は、各種電子電気機器の周囲の場所になる。具体的には例えば、机の下に商用交流電源が存在する場合には、送電装置１１は、机の下の床や棚に配置される。一方、例えばユーザが使用する各種電子電気機器は机上に配設されるので、ユーザにとっての受電装置１２の所望の配設位置は、机の上になる。この場合、基本電力伝送システムでは、送電装置１１と受電装置１２との間の距離が、基本送電限界距離Ｌを超えてしまい、送電が不可能となったり、送電ができたとしても送電効率が悪化する場合がある。このような場合に、中継コイル６１を机の裏に張り付けたり又は埋め込む（引き出しに入れる等含む）ことによって、送電限界距離が基本送電限界距離Ｌの略２倍（≒２Ｌ）まで伸長するため、送電効率が向上して、良好な状態で送電が可能になる。
【００４５】
また例えば、１つの電源で複数の部屋に存在する各種電子電気機器に送電させたい、という要望が存在する。即ち、ユーザにとって、所定の部屋に存在する商用交流電源等に送電装置１１を接続させ、当該所定の部屋とは別の部屋の所望の場所に受電装置１２を配置させて、当該受電装置１２から、当該別の部屋に存在する各種電子電気機器に電力を供給させたい、という要望が存在する。しかしながら、基本電力伝送システムを採用しても、このような要望に応えることは非常に困難である。これに対して、本実施の形態の電力伝送システムを採用することで、このような要望に応えることが可能になる。即ち、例えば送電装置１１と受電装置１２とを隣接する２つの部屋に別々に配設しても、２つの部屋を区分しているドア若しくは壁、又は天井や床等に中継コイル６１を配設することで、送電装置１１から隣の部屋の受電装置１２に対しての送電が可能になる。このようにして、１つの電源で複数の部屋に存在する各種電子電気機器に送電させたいという要望に応えることが可能になり、その結果、電源システムを節減でき、各種電子電気機器の設置コストも節減できるようになる。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態の電力伝送システムを採用することで、磁界共鳴型の非接触電力伝送手法を、一定以上の送電限界距離を確保しつつ、低コストかつ簡素で小型な構成で実現することが可能になる。
【００４７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００４８】
例えば、上述した実施の形態では、中継コイル６１は１つのみ配設されたが、中継コイル６１の配設数は特に上述した例に限定されず、図５に示すようにｎ個（ｎは１以上の任意の整数値）としてもよい。また、上述した実施の形態では、中継コイル６１と共鳴コイル３３とは共に、略同一素材で略同一形状としたが、略同一の共鳴周波数を持つことができるのであれば、素材、形状をこれに限定するものでは無い。
【００４９】
図５は、本発明の第２の実施の形態の電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【００５０】
図５において、図２と対応する箇所については対応する符号を付してある。これらの箇所については、図２を参照して説明済みであるので、適宜説明を省略する。
【００５１】
図５に示す電力伝送システムは、図２に示す電力伝送システムと同様に、送電装置１１と、受電装置１２と、を備えている。図５に示す電力伝送システムは、さらに、送電装置１１と受電装置１２との間に配設されるｎ個の中継コイル６１−１乃至６１−ｎを備えている。なお、以下、中継コイル６１−１乃至６１−ｎを個々に区別する必要が無い場合、これらをまとめて「中継コイル６１」と呼ぶ。
【００５２】
この場合、例えば、基本送電限界距離Ｌ程度の等間隔でｎ個の中継コイル６１をそれぞれ略同軸に配置させることで、図５に示すように、送電装置１１と受電装置１２との間の送電限界距離を、基本送電限界距離Ｌの略（ｎ＋１）倍｛≒Ｌ×（ｎ＋１）｝に伸長させることが可能になる。
【００５３】
換言すると、送電装置１１と受電装置１２との間の最大離間距離が、仕様等によって上述の固定距離Ｔに決定されている場合には、図５に示す電力伝送システムでは、基本送電限界距離Ｌは固定距離Ｔの略｛１／（ｎ＋１）｝倍｛Ｌ≒Ｔ／（ｎ＋１）｝になる。即ち、中継コイル６１の個数ｎを増やすほど、基本送電限界距離Ｌを短縮することができる。ここで、送電コイル２２、ｎ個の中継コイル６１、及び受電コイル４１の各コイル径は、固定距離Ｔではなく、上述したように、基本送電限界距離Ｌに依存する。従って、中継コイル６１の個数ｎを増やすほど、各コイル径を小さくすることが可能になる。その結果、電力伝送システムを、より一段と低コストかつ簡素で小型な構成で実現することが可能になる。ただし、コイル同士の干渉を避けるために、中継コイル６１と、隣接するコイル（別の中継コイル６１、送電コイル２２、又は受電コイル４１）との間の距離は、各コイル径の略（１／２）倍以上であって、略（Ｌ×０．９）以下の距離が好適である。
【００５４】
このように、電力伝送システムに求められる仕様、例えば送電限界距離、コストやサイズ等の各種各様の仕様に応じて、中継コイル６１の個数ｎを適切に設定することで、仕様を満たす電力伝送システムを容易かつ適切に具現化することが可能になる。
【００５５】
また例えば、上述した実施例では、送電コイル２２と受電コイル４１とは、略同軸となるように配設されていたが、配設場所の関係は特に上述した例に限定されない。例えば図６乃至図８に示すように、送電コイル２２と受電コイル４１とは、相互の軸を一致させずに、角度や軸ズレが生じるように自在に配設させることができる。この場合、中継コイル６１の配置場所は、特に限定されないが、送電効率等を考慮すると、図６乃至図８に示す配置場所が好適である。
【００５６】
図６乃至図８の各々は、図５の電力伝送システムにおいて、送電コイル２２と受電コイル４１との軸が一致しない場合における中継コイル６１の配置形態の３つの形態の各々を説明する図である。
【００５７】
図６乃至図８に示すように、ｎ個の中継コイル６１の各々は、送電コイル２２と受電コイル４１との中心を結んだ線（同図中一点鎖線）が略中心を通り、かつ、送電コイル２２と受電コイル４１とのなす角度に対して略｛１／（ｎ＋１）｝倍の角度ずつずらして、基本送電限界距離Ｌ以下の等間隔で配設させるとよい。ただし、この場合においても、コイル同士の干渉を避けるために、中継コイル６１と、隣接するコイル（別の中継コイル６１、送電コイル２２、又は受電コイル４１）との間の距離は、各コイル径の略（１／２）倍以上であって、略（Ｌ×０．９）以下の距離が好適である。
【００５８】
このように、ユーザは、ｎ個の中継コイル６１の各々を独立して自在に配設することができる。その結果、送電装置１１の配置位置によらず、受電装置１２を所望の位置に容易に配設できる、という上述した効果は、より一段と顕著なものになる。
【００５９】
なお、本明細書において、システムとは、複数の装置や複数の部等より構成される全体的な装置を意味する。換言すると、本発明の実施の形態の電力伝送システムの構成要素の把握の仕方は、送電装置１１と、ｎ個の中継コイル６１からなる中継部位と、受電装置１２とからなるという上述した把握の仕方を採用する必要は特にない。即ち、上述の例では送電装置１１と呼称していた装置と、ｎ個の中継コイル６１のうち少なくとも１個とから、送電装置が構成されると把握してもよい。同様に、上述の例では受電装置１２と呼称していた装置と、ｎ個の中継コイル６１のうち少なくとも１個とから、受電装置が構成されると把握してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１１・・・送電装置１１・・・受電装置、２１・・・送電回路、２２・・・送電コイル、３１・・・発振回路、３２・・・電力投入コイル、３３・・・共鳴コイル、４１・・・受電コイル４１・・・受電回路、５１・・・共鳴コイル、５２・・・電力取出コイル、５３・・・ブリッジ整流回路、５４・・・平滑コンデンサ、６１・・・中継コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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