(57)【要約】【課題】２つの伝送方式に対応でき、且つ、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を抑制できる無線電力伝送システムを提供する。【解決手段】送電コイル１２と受電コイル２１との磁界結合を利用して、送電装置１０から受電装置２０に無線で電力を伝送する無線電力伝送システム１であって、送電装置１０は、送電用の電気信号を生成する送電回路１１と、第１の伝送方式に対応した第１送電コイル１２ａと、第２の伝送方式に対応した第２送電コイル１２ｂと、第１送電コイル１２ａがその上に載置される第１磁性体１３ａと、第２送電コイル１２ｂがその上に載置される第２磁性体１３ｂと、受電装置２０がその上に載置される給電面１６ａと、を有し、第１磁性体１３ａの第１取付面１４ａと第２磁性体１３ｂの第２取付面１４ｂとは、給電面１６ａの下側に位置し、給電面１６ａと平行な同一の平面上に配置されている。【選択図】図２
2015144508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電コイルを有する送電装置と、
受電コイルを有する受電装置と、を備え、
前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、
前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
送電用の電気信号を生成する送電回路と、
第１の伝送方式に対応した第１送電コイルと、
第２の伝送方式に対応した第２送電コイルと、
前記第１送電コイルがその上に載置される第１磁性体と、
前記第２送電コイルがその上に載置される第２磁性体と、
前記受電装置がその上に載置される給電面と、を有し、
前記第１磁性体は、前記第１送電コイルが載置される第１取付面を有し、
前記第２磁性体は、前記第２送電コイルが載置される第２取付面を有し、
前記第１取付面と前記第２取付面とは、
前記給電面の下側に位置し、前記給電面と平行な同一の平面上に配置されていることを特徴とする無線電力伝送システム。
【請求項２】
前記第１送電コイルは、
電磁誘導方式に対応したコイルであり、
前記第２送電コイルは、
磁気共鳴方式に対応したコイルであることを特徴とする、
請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項３】
前記第２送電コイルのコイル径は、
前記第１送電コイルのコイル径よりも大きく、
前記第２送電コイルは、
上から見て前記第１送電コイルの周囲を取り囲むように配置されていることを特徴とする、
請求項２に記載の無線電力伝送システム。
【請求項４】
前記第１取付面と前記第２取付面とは、
所定の幅を有する環状の面であり、
前記第２取付面は、
上から見て前記第１取付面の周囲を取り囲むように配置され、
前記第１送電コイルは、
前記第１取付面の内周と外周との略中間に位置するように配置され、
前記第２送電コイルは、
前記第２取付面の内周と外周との略中間に位置するように配置されていることを特徴とする、
請求項３に記載の無線電力伝送システム。
【請求項５】
送電コイルを有する送電装置と、
受電コイルを有する受電装置と、を備え、
前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、
前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、
前記受電装置は、
第１の伝送方式に対応した第１受電コイルと、
第２の伝送方式に対応した第２受電コイルと、
前記第１受電コイルと前記第２受電コイルとが接続される受電回路と、
前記第１受電コイルの上に載置される第３磁性体と、
前記第２受電コイルの上に載置される第４磁性体と、
前記送電装置の上に載置される受電面と、を有し、
前記第３磁性体は、前記第１受電コイルと接する第３取付面を有し、
前記第４磁性体は、前記第２受電コイルと接する第４取付面を有し、
前記第３取付面と前記第４取付面とは、
前記受電面の上側に位置し、前記受電面と平行な同一の平面上に配置されていることを特徴とする無線電力伝送システム。
【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に関し、特に、複数の伝送方式に対応した無線電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、送電コイルと受電コイルとの磁界結合を利用して、送電装置から受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムが実用化されている。
【０００３】
磁界結合を利用した電力の伝送方式（以下、伝送方式と略称）としては、送電コイルと受電コイルとを近接させ、送電コイルと受電コイルとの電磁誘導を利用して送電装置から受電装置に電力を伝送する電磁誘導方式や、送電コイルと受電コイルとの磁気共鳴を利用して、送電コイルと受電コイルとの距離が離れていても送電装置から受電装置に電力を伝送することが可能な磁気共鳴方式等、が用いられる。
【０００４】
電磁誘導方式の従来の無線電力伝送システムに関する装置としては、特許文献１に示すような非接触電力伝達装置（無線電力伝送システム）等が提案されている。図７は、特許文献１に係る非接触電力伝達装置２００の構成を示す説明図である。
【０００５】
図７に示すように、非接触電力伝達装置２００は、送電装置に対応する一次側の回路と、受電装置に対応する二次側の回路と、を備えている。一次側の回路は、直流電源２１０と、直流電源２１０に接続されたインバータ回路２０３と、インバータ回路２０３に接続された一次コイル２０５ａとを有している。インバータ回路２０３は、コンデンサ２１１、２１２、２１３と、ＦＥＴ等のスイッチング素子２１４、２１５と、ダイオード２１４ｂ、２１５ｂと、を有している。
【０００６】
二次側の回路は、センタータップを備えた二次コイル２０５ｂと、二次コイル２０５ｂに接続された整流回路２２１と、整流回路２２１に接続された負荷２０９と、を有している。整流回路２２１は、負荷整合用のコンデンサ２１６と、ダイオード２１７、２１８と、電流平滑用のリアクトル２１９と、平滑コンデンサ２２０と、を有している。
【０００７】
インバータ回路２０３は、送電用の交流の電気信号を発生させている。インバータ回路２０３が発生させた電気信号は、一次コイル２０５ａに印加される。一次コイル２０５ａと二次コイル２０５ｂとは、分離着脱自在なトランス２０５を構成しており、一次コイル２０５ａと二次コイル２０５ｂとを近接させると、一次コイル２０５ａと二次コイル２０５ｂとの間で電磁誘導が生じる。そして、一次コイル２０５ａに印加された交流の電気信号は、一次コイル２０５ａと二次コイル２０５ｂとの電磁誘導を利用して、二次コイル２０５ｂに伝送される。二次コイル２０５ｂに伝送された電気信号は、整流回路２２１を介して直流の電気信号に変換された後に、負荷２０９に出力される。
【０００８】
非接触電力伝達装置２００では、このように、一次コイル２０５ａと二次コイル２０５ｂとの電磁誘導を利用して、一次側の回路から二次側の回路に被接触（無線）で電力を伝送している。
【０００９】
磁気共鳴方式の従来の無線電力伝送システムとしては、特許文献２に係る非接触給電システム（無線電力伝送システム）等が提案されている。図８は、特許文献２に係る非接触給電システム３００の構成を示す説明図である。
【００１０】
図８に示すように、非接触給電システム３００は、給電設備３０１（送電装置）と受電装置３０２とを備えている。給電設備３０１は、高周波電源装置３１０と一次コイル３２０と一次自己共振コイル３３０と制御装置３４０とを有している。高周波電源装置３１０は、制御装置３４０から受ける駆動信号に基づいて所定の高周波電圧を発生させ、送電用の高周波電力を供給している。一次コイル３２０は、高周波電源装置３１０から供給される高周波電力を一次自己共振コイル３３０へ伝送している。一次自己共振コイル３３０は、送電用のＬＣ共振コイルである。Ｃ１は、一次自己共振コイル３３０の浮遊容量である。
【００１１】
受電装置３０２は、二次自己共振コイル３６０と二次コイル３７０とを有している。二次自己共振コイル３６０は、受電用のＬＣ共振コイルである。Ｃ２は、二次自己共振コイル３６０の浮遊容量である。二次コイル３７０は、二次自己共振コイル３６０が受電した電力を取り出し、取り出した電力を負荷３０３へ出力している。
【００１２】
そして、非接触給電システム３００は、一次自己共振コイル３３０と二次自己共振コイル３６０との間に発生する電磁場を介した共鳴（磁気共鳴）を利用して、給電設備３０１から受電装置３０２に被接触（無線）で電力を伝送している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−１０１５７８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９３５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
近年、電磁誘導方式と磁気共鳴方式という２つの伝送方式の両方に対応した無線電力伝送システムに対するニーズが高まってきている。すなわち、受電装置が電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのどちらの伝送方式に対応した装置であっても、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる無線電力伝送システムや、送電装置が電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのどちらの伝送方式に対応した装置であっても、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる無線電力伝送システムの実用化が望まれている。
【００１５】
また、近年、電磁誘導方式においても、伝送周波数等が異なる複数の伝送方式が提案されており、これらの伝送方式に対応した無線電力伝送システムに対するニーズが高まってきている。同様に、磁気共鳴方式においても、伝送周波数等が異なる複数の伝送方式が提案されており、これらの伝送方式に対応した無線電力伝送システムに対するニーズが高まってきている。
【００１６】
異なる２つの伝送方式に対応した無線電力伝送システムに関する技術は、特許文献１や特許文献２には開示されていないが、例えば、送電装置側では、それぞれの伝送方式に対応した送電用の電気信号を、２つの送電コイルに印加する方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、２つの送電コイルを近接させて配置すると、２つの送電コイルの間で不要な磁界結合を生じてしまう。そして、２つの送電コイルの間の磁界結合によって、２つの送電コイルのうちの、一方の送電コイルから送信された電気信号が他方の送電コイルにも伝送され、それに伴って、送電装置から受電装置への伝送効率（送電装置から受電装置へ電力を伝送する際の電力の伝送効率）を低下させてしまう可能性があった。
【００１７】
また、受電装置側では、それぞれの伝送方式に対応した２つの受電コイルを配置し、それぞれの伝送方式に対応した電気信号を受信させる方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、２つの受電コイルを近接させて配置すると、２つの受電コイルの間で不用な磁界結合を生じてしまう。そして、２つの受電コイルの間の磁界結合によって、２つの受電コイルのうちの、一方の受電コイルが受信した電気信号の一部が他方の受電コイルに伝送され、それに伴って、送電装置から受電装置への伝送効率を低下させてしまう可能性があった。
【００１８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、２つの伝送方式に対応でき、且つ、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を抑制できる無線電力伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この課題を解決するために、請求項１に記載の無線電力伝送システムは、送電コイルを有する送電装置と、受電コイルを有する受電装置と、を備え、前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、前記送電装置は、送電用の電気信号を生成する送電回路と、第１の伝送方式に対応した第１送電コイルと、第２の伝送方式に対応した第２送電コイルと、前記第１送電コイルがその上に載置される第１磁性体と、前記第２送電コイルがその上に載置される第２磁性体と、前記受電装置がその上に載置される給電面と、を有し、前記第１磁性体は、前記第１送電コイルが載置される第１取付面を有し、前記第２磁性体は、前記第２送電コイルが載置される第２取付面を有し、記第１取付面と前記第２取付面とは、前記給電面の下側に位置し、前記給電面と平行な同一の平面上に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
この構成の無線電力伝送システムでは、送電装置は、第１の伝送方式に対応した第１送電コイルと、第２の伝送方式に対応した第２送電コイルと、を有している。そのため、受電装置が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる。
【００２１】
しかも、送電装置は、第１送電コイルがその上に載置される第１磁性体と、第２送電コイルがその上に載置される第２磁性体と、を有している。そのため、第１送電コイルが発生させた磁束を第１磁性体の内部に集中させて、第１送電コイルと第２送電コイルとの磁界結合を抑制することができる。また、第２送電コイルが発生させた磁束を第２磁性体の内部に集中させて、第１送電コイルと第２送電コイルとの磁界結合を抑制することができる。
【００２２】
更に、第１取付面と第２取付面とは、給電面の下側に位置し、給電面と平行な同一の平面上に配置されている。そのため、第１送電コイルが上方に放射する磁束を第２磁性体が遮るのを抑制することができる。そして、第１送電コイルと受電コイルとを効率良く磁界結合させることができる。また、第２送電コイルが上方に放射する磁束を第１磁性体が遮るのを抑制することもできる。そして、第２送電コイルと受電コイルとを効率良く磁界結合させることもできる。その結果、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を抑制することができる。
【００２３】
請求項２に記載の無線電力伝送システムでは、前記第１送電コイルは、電磁誘導方式に対応したコイルであり、前記第２送電コイルは、磁気共鳴方式に対応したコイルであることを特徴とする。
【００２４】
この構成の無線電力伝送システムでは、第１送電コイルは、電磁誘導方式に対応したコイルであり、第２送電コイルは、磁気共鳴方式に対応したコイルである。電磁誘導方式は、送電コイルと受電コイルとを近接させて電力を伝送する伝送方式であり、磁気共鳴方式は、送電コイルと受電コイルとの距離が離れている場合でも電力を伝送することが可能な伝送方式である。そのため、送電装置と受電装置とが近接している場合でも、送電装置と受電装置との距離が離れている場合でも、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる。その結果、送電装置と受電装置との距離に対する自由度を拡げることができる。
【００２５】
請求項３に記載の無線電力伝送システムでは、前記第２送電コイルのコイル径は、前記第１送電コイルのコイル径よりも大きく、前記第２送電コイルは、上から見て前記第１送電コイルの周囲を取り囲むように配置されていることを特徴とする。
【００２６】
この構成の無線電力伝送システムでは、第２送電コイルのコイル径は、第１送電コイルのコイル径よりも大きく、第２送電コイルは、上から見て第１送電コイルの周囲を取り囲むように配置されている。そのため、第２送電コイルの内側の空間を有効に活用し、送電装置を小型化することができる。
【００２７】
しかも、第２送電コイルは、磁気共鳴方式に対応したコイルであり、第２送電コイルのコイル径の方が、第１送電コイルのコイル径よりも大きい。磁気共鳴方式の無線電力伝送では、送電コイルのコイル径が大きい程、伝送距離（電力を有効に伝送できる距離）を長くすることができる。そのため、受電装置が給電面から離れた場合でも、送電装置から受電装置への電力伝送を維持し易い。
【００２８】
請求項４に記載の無線電力伝送システムでは、前記第１取付面と前記第２取付面とは、所定の幅を有する環状の面であり、前記第２取付面は、上から見て前記第１取付面の周囲を取り囲むように配置され、前記第１送電コイルは、前記第１取付面の内周と外周との略中間に位置するように配置され、前記第２送電コイルは、前記第２取付面の内周と外周との略中間に位置するように配置されていることを特徴とする。
【００２９】
この構成の無線電力伝送システムでは、第１取付面は、所定の幅を有する環状の面であり、第１送電コイルは、第１取付面の内周と外周との略中間に位置するように配置されている。そのため、第１送電コイルが発生させた磁束を第１磁性体に集中させ易く、しかも、第１送電コイルと第２送電コイルとを離間させ易い。その結果、この構成の無線電力伝送システムでは、第１送電コイルと第２送電コイルとの磁界結合を抑制することができ、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を更に抑制することができる。
【００３０】
また、第２取付面は、所定の幅を有する環状の面であり、上から見て第１取付面の周囲を取り囲むように配置されている。そして、第２送電コイルは、第２取付面の内周と外周との略中間に位置するように配置されている。そのため、第２送電コイルが発生させた磁束を第２磁性体に集中させ易く、しかも、第１送電コイルと第２送電コイルとを離間させ易い。その結果、この構成の無線電力伝送システムでは、第１送電コイルと第２送電コイルとの磁界結合を抑制することができ、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を更に抑制することができる。
【００３１】
請求項５に記載の無線電力伝送システムは、送電コイルを有する送電装置と、受電コイルを有する受電装置と、を備え、前記送電コイルと前記受電コイルとの磁界結合を利用して、前記送電装置から前記受電装置に無線で電力を伝送する無線電力伝送システムであって、前記受電装置は、第１の伝送方式に対応した第１受電コイルと、第２の伝送方式に対応した第２受電コイルと、前記第１受電コイルと前記第２受電コイルとが接続される受電回路と、前記第１受電コイルの上に載置される第３磁性体と、前記第２受電コイルの上に載置される第４磁性体と、前記送電装置の上に載置される受電面と、を有し、前記第３磁性体は、前記第１受電コイルと接する第３取付面を有し、前記第４磁性体は、前記第２受電コイルと接する第４取付面を有し、前記第３取付面と前記第４取付面とは、前記受電面の上側に位置し、前記受電面と平行な同一の平面上に配置されていることを特徴とする。
【００３２】
この構成の無線電力伝送システムでは、受電装置は、第１の伝送方式に対応した第１受電コイルと、第２の伝送方式に対応した第２受電コイルと、を有している。そのため、送電装置が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置から受電装置へ電力を伝送することができる。
【００３３】
しかも、受電装置は、第１受電コイルの上に載置される第３磁性体と、第２受電コイルの上に載置される第４磁性体と、を有している。そのため、第１受電コイルが発生させた磁束を第３磁性体の内部に集中させて、第１受電コイルと第２受電コイルとの磁界結合を抑制することができる。また、第２受電コイルが発生させた磁束を第４磁性体の内部に集中させて、第１受電コイルと第２受電コイルとの磁界結合を抑制することができる。
【００３４】
更に、第３取付面と第４取付面とは、受電面の上側に位置し、受電面と平行な同一の平面上に配置されている。そのため、送電コイルから第１受電コイルに向けて放射される磁束を第４磁性体が遮るのを抑制することができる。そして、送電コイルと第１受電コイルとを効率良く磁界結合させることができる。また、送電コイルから第２受電コイルに向けて放射される磁束を第３磁性体が遮るのを抑制することもできる。そして、送電コイルと第２受電コイルとを効率良く磁界結合させることもできる。その結果、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、２つの伝送方式に対応でき、且つ、送電装置から受電装置への伝送効率の低下を抑制できる無線電力伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線電力伝送システム１の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す送電装置１０の構造を示す説明図である。
【図３】図２に示す送電コイル１２と送電側磁性体１３との構造を示す説明図である。
【図４】図１に示す無線電力伝送システム１の電力伝送方法を示す説明図である。
【図５】図２に示す送電コイル１２の磁束分布を示す説明図である。
【図６】図２に示す送電コイル１２に対する比較例の磁束分布を示す説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る無線電力伝送システム１０１の構成を示す説明図である。
【図８】図７に示す受電装置１２０の構造を示す説明図である。
【図９】特許文献１に係る非接触電力伝達装置２００の構成を示す説明図である。
【図１０】特許文献２に係る非接触給電システム３００の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各図において、Ｘ１方向を左方向、Ｘ２方向を右方向、Ｙ１方向を前方、Ｙ２方向を後方、Ｚ１方向を上方、Ｚ２方向を下方として、説明を進める。
【００３８】
まず、本発明の第１実施形態に係る無線電力伝送システム１の構成について、図１ないし図４を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る無線電力伝送システム１の構成を示す説明図である。図２は、図１に示す送電装置１０の構造を示す説明図である。図２（ａ）は、送電装置１０を上から見た場合の構造を示す模式図である。図２（ａ）では、内部構造を判り易くするために、カバー１６を省略している。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ１−Ａ１断面の構造を示す模式図である。図３は、図２に示す送電コイル１２と送電側磁性体１３との構造を示す説明図である。図３（ａ）は、第１送電コイル１２ａと第１磁性体１３ａとの構造を示す分解斜視図である。図３（ｂ）は、第２送電コイル１２ｂと第２磁性体１３ｂとの構造を示す分解斜視図である。図４は、図１に示す無線電力伝送システム１の電力伝送方法を示す説明図である。図４（ａ）は、受電装置２０が電磁誘導方式に対応した装置である場合の説明図である。図４（ｂ）は、受電装置２０が磁気共鳴方式に対応した装置である場合の説明図である。
【００３９】
無線電力伝送システム１は、図１に示すように、送電装置１０と受電装置２０とを有している。無線電力伝送システム１は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式との両方の伝送方式に対応した無線電力伝送システムである。電磁誘導方式は、送電コイルと受電コイルとを近接させ、送電コイルと受電コイルとの電磁誘導を利用して送電装置から受電装置に電力を伝送する伝送方式である。磁気共鳴方式は、送電コイルと受電コイルとの磁気共鳴を利用して、送電コイルと受電コイルとの距離が離れていても送電装置から受電装置に電力を伝送することが可能な伝送方式である。
【００４０】
送電装置１０は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式との両方の伝送方式に対応した送電装置である。送電装置１０は、図１及び図２に示すように、送電回路１１と、送電回路１１に接続される２つの送電コイル１２と、送電コイル１２がそれぞれ載置される２つの送電側磁性体１３と、送電回路１１と送電コイル１２と送電側磁性体１３とを収容する送電側ケース１５と、送電側ケース１５の上側に固定されるカバー１６と、を有している。
【００４１】
送電回路１１は、第１送電回路１１ａと第２送電回路１１ｂとを有している。第１送電回路１１ａは、電磁誘導方式に対応した送電用の電気信号を発生させている。電磁誘導方式に対応した電気信号としては、通常、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ付近の周波数の交流の電気信号が用いられる。第１送電回路１１ａとしては、インバータ回路等の回路が使用される。
【００４２】
第２送電回路１１ｂは、磁気共鳴方式に対応した送電用の電気信号を発生させている。磁気共鳴方式に対応した電気信号としては、通常、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ付近の周波数の交流の電気信号が用いられる。第２送電回路１１ｂとしては、インバータ回路等の回路が使用される。
【００４３】
尚、送電装置１０は、図示しない制御回路や操作スイッチ等の入力装置を更に有しており、入力装置に対する所定の入力操作に基づいて、電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのうちのどちらの伝送方式で電力伝送を行うかを選択できるようになっている。
【００４４】
２つの送電コイル１２は、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとである。第１送電コイル１２ａは、図２に示すように、円の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルである。第１送電コイル１２ａは、電磁誘導方式に対応している。第１送電コイル１２ａの両端部は、図示しない配線を介して第１送電回路１１ａに接続されている。そして、第１送電回路１１ａが発生させた電気信号が、第１送電コイル１２ａに印加される。第１送電コイル１２ａは、金属でできた導線を所定の形状に巻き回して形成される。
【００４５】
第２送電コイル１２ｂも、図２に示すように、円の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルである。第２送電コイル１２ｂは、磁気共鳴方式に対応している。第２送電コイル１２ｂのコイル径は、第１送電コイル１２ａのコイル径よりも大きく設定されている。そして、第２送電コイル１２ｂは、上から見て、第１送電コイル１２ａの周囲を取り囲むように配置されている。また、第２送電コイル１２ｂは、自身が有するインダクタンスと浮遊容量とによって、所定の周波数で共振するようになっている。
【００４６】
第２送電コイル１２ｂの両端部は、図示しない配線を介して第２送電回路１１ｂに接続されている。そして、第２送電回路１１ｂが発生させた電気信号が、第２送電コイル１２ｂに印加される。第２送電コイル１２ｂは、金属でできた導線を所定の形状に巻き回して形成される。
【００４７】
２つの送電側磁性体１３は、第１磁性体１３ａと第２磁性体１３ｂとである。第１磁性体１３ａは、図２に示すように、所定の幅を有する円環状の上面を有するシート状の部材である。また、図３（ａ）に示すように、第１磁性体１３ａの上面は、第１送電コイル１２ａがその上に載置される第１取付面１４ａとなっている。第１磁性体１３ａは、所定の透磁率を有する軟磁性体の金属微粒子等を合成樹脂に混ぜ、所定の形状に成型することによって得られる。
【００４８】
第２磁性体１３ｂは、図２に示すように、所定の幅を有する円環状の上面を有するシート状の部材である。また、図３（ａ）に示すように、第２磁性体１３ｂの上面は、第２送電コイル１２ｂがその上に載置される第２取付面１４ｂとなっている。尚、第２取付面１４ｂの外径は、第１取付面１４ａの外径よりも大きく設定されている。そして、第２取付面１４ｂは、上から見て第１取付面１４ａの周囲を取り囲むように配置されている。第２磁性体１３ｂは、所定の透磁率を有する軟磁性体の金属微粒子等を合成樹脂に混ぜ、所定の形状に成型することによって得られる。
【００４９】
送電側ケース１５は、合成樹脂等でできた略直方体の部材であり、回路収容部１５ａとコイル収容部１５ｂとを有している。回路収容部１５ａには、送電回路１１が収容される。コイル収容部１５ｂには、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂと第１磁性体１３ａと第２磁性体１３ｂとが収容される。
【００５０】
コイル収容部１５ｂの底面１５ｃは水平方向に広がる平面であり、底面１５ｃには第１磁性体１３ａと第２磁性体１３ｂとが貼り付けられている。第１磁性体１３ａと第２磁性体１３ｂとは、第１取付面１４ａと第２取付面１４ｂとが、水平方向に広がる仮想平面Ｐ１上に位置するように、高さを揃えて配置されている。
【００５１】
そして、第１取付面１４ａの上に第１送電コイル１２ａが載置され、第２取付面１４ｂの上に第２送電コイル１２ｂが載置されている。第１送電コイル１２ａは、第１取付面１４ａの内周と外周との略中間に位置するように載置されている。第２送電コイル１２ｂは、第２取付面１４ｂの内周と外周との略中間に位置するように載置されている。
【００５２】
カバー１６は、合成樹脂等でできた板状の部材であり、上下に略長方形の板面を有している。そして、カバー１６は、回路収容部１５ａとコイル収容部１５ｂとを覆うように、送電側ケース１５の上側に固定されている。カバー１６の上面は、水平方向に広がる平面であり、受電装置２０が載置される給電面１６ａとなっている。その結果、第１取付面１４ａと第２取付面１４ｂとは、給電面１６ａの下側に位置し、給電面１６ａと平行な面となっている。そして、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとは、給電面１６ａの下側（背面側）に配置されている。
【００５３】
受電装置２０は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのうちのどちらか一方の伝送方式に対応した受電装置である。受電装置２０は、どちらか一方の伝送方式に固定された受電装置であっても、操作スイッチ等によって伝送方式を切り替え可能な受電装置であっても構わない。受電装置２０は、図１に示すように、受電コイル２１と受電回路２２と負荷２３とを有している。そして、受電装置２０は、図２に示すように、カバー１６を挟んで送電コイル１２と受電コイル２１とが対向するように、給電面１６ａの上に載置される。
【００５４】
受電コイル２１は、２つの送電コイル１２のうちのどちらか一方と磁界結合するようになっている。受電装置２０が電磁誘導方式に対応した装置である場合、受電コイル２１は、図４（ａ）に示すように、第１送電コイル１２ａと磁界結合する。その場合、第１送電コイル１２ａと受電コイル２１とは、電磁誘導によって結合する。
【００５５】
受電装置２０が磁気共鳴方式に対応した装置である場合、受電コイル２１は、図４（ｂ）に示すように、第２送電コイル１２ｂと磁界結合する。その場合、受電コイル２１は、所定の周波数で共振し、第２送電コイル１２ｂと受電コイル２１とは、磁気共鳴によって結合する。
【００５６】
そして、送電コイル１２と受電コイル２１との磁界結合によって、送電コイル１２に印加された交流の電気信号が受電コイル２１に伝送される。尚、図示しないが、受電コイル２１も、送電コイル１２と同様に、金属でできた導線を所定の形状に巻き回して形成される。
【００５７】
受電回路２２は、整流回路や平滑化回路等を有した回路である。受電回路２２は、受電コイル２１の両端部と接続されている。そして、受電回路２２は、受電コイル２１に伝送された交流の電気信号を整流及び平滑化して直流の電気信号に変換した後に、負荷２３に出力している。無線電力伝送システム１は、このように、送電コイル１２と受電コイル２１との磁界結合を利用して、送電装置１０から受電装置２０に無線で電力を伝送している。
【００５８】
次に、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率について、図５及び図６を用いて説明する。図５は、図２に示す送電コイル１２の磁束分布を示す説明図である。図５（ａ）は、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１の分布を示す模式図である。図５（ｂ）は、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２の分布を示す模式図である。図５（ａ）と図５（ｂ）とは、いずれも図２（ａ）のＡ１−Ａ１断面に対応した模式図となっている。図６は、図２に示す送電コイル１２に対する比較例の磁束分布を示す説明図である。図６（ａ）は、第１磁性体１３ａと第２磁性体１３ｂとが存在しない場合の、磁束Ｂ２の分布を示す比較例である。図６（ｂ）は、第１送電コイル１２ａと第１磁性体１３ａとが第２送電コイル１２ｂの上方に配置された場合の、磁束Ｂ２の分布を示す比較例である。
【００５９】
まず、受電装置２０が電磁誘導方式に対応した装置である場合、第１送電コイル１２ａに送電用の電気信号が印加される。そして、図５（ａ）に示すように、第１送電コイル１２ａが自身の周囲に磁束Ｂ１を発生させる。図示しないが、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１に対応して、第１送電コイル１２ａの周囲に磁界が形成される。そして、第１送電コイル１２ａの上方に形成された磁界によって、第１送電コイル１２ａと受電コイル２１とが磁界結合し、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送が可能となる。
【００６０】
また、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１に対応して、第２送電コイル１２ｂの周囲にも磁界が形成される。そして、第２送電コイル１２ｂの周囲に形成された磁界によって、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとが磁界結合する。第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合が強くなると、第１送電コイル１２ａに印加された電気信号の一部が第２送電コイル１２ｂに伝送されて、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率を低下させる。
【００６１】
しかしながら、図５（ａ）に示すように、第１送電コイル１２ａの下には第１磁性体１３ａが存在する。第１磁性体１３ａは、磁束Ｂ１を自身の内部に集中させることによって、磁束Ｂ１が第２送電コイル１２ｂの周囲に広がるのを抑制している。その結果、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合を抑制することができる。
【００６２】
次に、受電装置２０が磁気共鳴方式に対応した装置である場合、第２送電コイル１２ｂに送電用の電気信号が印加される。そして、図５（ｂ）に示すように、第２送電コイル１２ｂが自身の周囲に磁束Ｂ２を発生させる。図示しないが、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２に対応して、第２送電コイル１２ｂの周囲に磁界が形成される。そして、第２送電コイル１２ｂの上方に形成された磁界によって、第１送電コイル１２ａと受電コイル２１とが磁界結合し、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送が可能となる。
【００６３】
また、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２に対応して、第１送電コイル１２ａの周囲にも磁界が形成される。そして、第１送電コイル１２ａの周囲に形成された磁界によって、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとが磁界結合する。第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合が強くなると、第２送電コイル１２ｂに印加された電気信号の一部が第１送電コイル１２ａに伝送されて、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率を低下させる。
【００６４】
しかしながら、図５（ｂ）に示すように、第２送電コイル１２ｂの下には第２磁性体１３ｂが存在する。第２磁性体１３ｂは、磁束Ｂ２を自身の内部に集中させることによって、磁束Ｂ２が第１送電コイル１２ａの周囲に広がるのを抑制している。その結果、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合を抑制することができる。
【００６５】
尚、無線電力伝送システム１において、例えば、第１磁性体１３ａと第２磁性体１３ｂとが存在しない場合、図６（ａ）に示すように、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２が第１送電コイル１２ａの方向に大きく広がってしまう。そして、第１送電コイル１２ａの周囲の磁界が強くなり、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合も強くなる。その結果、第２送電コイル１２ｂに印加された電気信号の一部が第１送電コイル１２ａに伝送されて、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率を低下させてしまう。
【００６６】
第１送電コイル１２ａが発生させる磁束Ｂ１の影響については図示しないが、第１磁性体１３ａと第２磁性体１３ｂとが存在しない場合、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１が第２送電コイル１２ｂの方向に大きく広がり、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合が強くなる。その結果、やはり、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率を低下させてしまう。そのため、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの下側には、磁性体が配置されていることが望ましい。
【００６７】
また、無線電力伝送システム１において、例えば、第１送電コイル１２ａと第１磁性体１３ａとが第２送電コイル１２ｂの上方に配置された場合、図６（ｂ）に示すように、第１磁性体１３ａが有する遮蔽効果によって、第２送電コイル１２ｂから上方に向かって放射された磁束Ｂ２の一部が遮られ、第２送電コイル１２ｂの上方に形成される磁界が弱められる。その結果、第１送電コイル１２ａと受電コイル２１との磁界結合が抑制されて、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率を低下させてしまう。
【００６８】
第２送電コイル１２ｂと第２磁性体１３ｂとが第１送電コイル１２ａの上方に配置された場合については図示しないが、第２磁性体１３ｂが有する遮蔽効果によって、第１送電コイル１２ａから上方に向かって放射された磁束Ｂ１の一部が遮られ、やはり、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率を低下させてしまう。
【００６９】
しかしながら、無線電力伝送システム１では、第１取付面１４ａと第２取付面１４ｂとは、給電面１６ａの下側に位置し、給電面１６ａと平行な同一の仮想平面Ｐ１上に配置されている。そして、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとは、ほぼ同じ高さとなるように配置されている。
【００７０】
そのため、第１送電コイル１２ａが上方に放射する磁束Ｂ１を第２磁性体１３ｂが遮るのを抑制することができる。そして、第１送電コイル１２ａと受電コイル２１とを効率良く磁界結合させることができる。また、第２送電コイル１２ｂが上方に放射する磁束Ｂ２を第１磁性体１３ａが遮るのを抑制することもできる。そして、第２送電コイル１２ｂと受電コイル２１とを効率良く磁界結合させることもできる。
【００７１】
また、例えば、第１送電コイル１２ａが第１取付面１４ａの内周付近や外周付近に載置されていた場合、第１磁性体１３ａの第１送電コイル１２ａに近接する部分が少なくなり、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１を効率良く第１磁性体１３ａに集中させることができなくなる。その結果、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとが磁界結合し易くなる。しかも、第１送電コイル１２ａが第１取付面１４ａの外周付近に載置されていた場合、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの距離が近くなり、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとが磁界結合し易くなる。
【００７２】
また、例えば、第２送電コイル１２ｂが第２取付面１４ｂの内周付近や外周付近に載置されていた場合、第２磁性体１３ｂの第２送電コイル１２ｂに近接する部分が少なくなり、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２を効率良く第２磁性体１３ｂに集中させることができなくなる。その結果、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとが磁界結合し易くなる。しかも、第２送電コイル１２ｂが第２取付面１４ｂの内周付近に載置されていた場合、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの距離が近くなり、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとが磁界結合し易くなる。
【００７３】
しかしながら、無線電力伝送システム１では、第１取付面１４ａは、所定の幅を有する円環状の面であり、第１送電コイル１２ａは、第１取付面１４ａの内周と外周との略中間に位置するように配置されている。そのため、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１を第１磁性体１３ａに集中させ易く、しかも、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとを離間させ易い。その結果、無線電力伝送システム１では、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合を抑制することができる。
【００７４】
また、第２取付面１４ｂは、所定の幅を有する円環状の面であり、上から見て第１取付面１４ａの周囲を取り囲むように配置されている。そして、第２送電コイル１２ｂは、第２取付面１４ｂの内周と外周との略中間に位置するように配置されている。そのため、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２を第２磁性体１３ｂに集中させ易く、しかも、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとを離間させ易い。その結果、無線電力伝送システム１では、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合を抑制することができる。
【００７５】
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の無線電力伝送システム１では、送電装置１０は、電磁誘導方式に対応した第１送電コイル１２ａと、磁気共鳴方式に対応した第２送電コイル１２ｂと、を有している。そのため、受電装置２０が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置１０から受電装置２０へ電力を伝送することができる。
【００７６】
しかも、送電装置１０は、第１送電コイル１２ａがその上に載置される第１取付面１４ａを有する第１磁性体１３ａと、第２送電コイル１２ｂがその上に載置される第２取付面１４ｂを有する第２磁性体１３ｂと、を有している。そのため、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１を第１磁性体１３ａの内部に集中させて、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合を抑制することができる。また、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２を第２磁性体１３ｂの内部に集中させて、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合を抑制することができる。
【００７７】
更に、第１取付面１４ａと第２取付面１４ｂとは、給電面１６ａの下側に位置し、給電面１６ａと平行な同一の仮想平面Ｐ１上に配置されている。そのため、第１送電コイル１２ａが上方に放射する磁束Ｂ１を第２磁性体１３ｂが遮るのを抑制することができる。そして、第１送電コイル１２ａと受電コイル２１とを効率良く磁界結合させることができる。また、第２送電コイル１２ｂが上方に放射する磁束Ｂ２を第１磁性体１３ａが遮るのを抑制することもできる。そして、第２送電コイル１２ｂと受電コイル２１とを効率良く磁界結合させることもできる。その結果、無線電力伝送システム１では、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率の低下を抑制することができる。
【００７８】
また、本実施形態の無線電力伝送システム１では、第１送電コイル１２ａは、電磁誘導方式に対応したコイルであり、第２送電コイル１２ｂは、磁気共鳴方式に対応したコイルである。電磁誘導方式は、送電コイルと受電コイルとを近接させて電力を伝送する伝送方式であり、磁気共鳴方式は、送電コイルと受電コイルとの距離が離れている場合でも電力を伝送することが可能な伝送方式である。そのため、無線電力伝送システム１では、送電装置１０と受電装置２０とが近接している場合でも、送電装置１０と受電装置２０との距離が離れている場合でも、送電装置１０から受電装置２０へ電力を伝送することができる。その結果、送電装置１０と受電装置２０との距離に対する自由度を拡げることができる。
【００７９】
また、本実施形態の無線電力伝送システム１では、第２送電コイル１２ｂのコイル径は、第１送電コイル１２ａのコイル径よりも大きく、第２送電コイル１２ｂは、上から見て第１送電コイル１２ａの周囲を取り囲むように配置されている。そのため、第２送電コイル１２ｂの内側の空間を有効に活用し、送電装置１０を小型化することができる。
【００８０】
しかも、第２送電コイル１２ａは、磁気共鳴方式に対応したコイルであり、第２送電コイル１２ｂのコイル径の方が、第１送電コイル１２ａのコイル径よりも大きい。磁気共鳴方式の無線電力伝送では、送電コイルのコイル径が大きい程、伝送距離（電力を有効に伝送できる距離）を長くすることができる。そのため、受電装置２０が給電面１６ａから離れた場合でも、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送を維持し易い。
【００８１】
また、本実施形態の無線電力伝送システム１では、第１取付面１４ａは、所定の幅を有する円環状の面であり、第１送電コイル１２ａは、第１取付面１４ａの内周と外周との略中間に位置するように配置されている。そのため、第１送電コイル１２ａが発生させた磁束Ｂ１を第１磁性体１３ａに集中させ易く、しかも、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとを離間させ易い。その結果、無線電力伝送システム１では、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合を抑制することができ、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率の低下を更に抑制することができる。
【００８２】
また、第２取付面１４ｂは、所定の幅を有する円環状の面であり、上から見て第１取付面１４ａの周囲を取り囲むように配置されている。そして、第２送電コイル１２ｂは、第２取付面１４ｂの内周と外周との略中間に位置するように配置されている。そのため、第２送電コイル１２ｂが発生させた磁束Ｂ２を第２磁性体１３ｂに集中させ易く、しかも、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとを離間させ易い。その結果、無線電力伝送システム１では、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合を抑制することができ、送電装置１０から受電装置２０への伝送効率の低下を更に抑制することができる。
【００８３】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、第１実施形態の送電装置１０における磁性体使用の効果を、受電装置側に応用したものである。尚、本実施形態において、前述した第１実施形態と同一の構成である場合、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８４】
まず、本発明の第２実施形態に係る無線電力伝送システム１０１の構成について、図７及び図８を用いて説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る無線電力伝送システム１０１の構成を示す説明図である。図８は、図７に示す受電装置１２０の構造を示す説明図である。図８（ａ）は、受電装置１２０を下から見た場合の構造を示す模式図である。図８（ａ）では、内部構造を判り易くするために、受電側ケース２６の底部２６ｃを省略している。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ２−Ａ２断面の構造を示す模式図である。
【００８５】
無線電力伝送システム１０１は、図７に示すように、送電装置１１０と受電装置１２０とを有している。無線電力伝送システム１０１は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式との両方の伝送方式に対応した無線電力伝送システムである。
【００８６】
送電装置１１０は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのうちのどちらか一方の伝送方式に対応した送電装置である。送電装置１１０は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのうちのどちらか一方の伝送方式に固定された送電装置であっても、操作スイッチ等によって伝送方式を切り替え可能な送電装置であっても構わない。
【００８７】
送電装置１１０は、図７に示すように、送電回路１１と送電コイル１２とを有している。
送電回路１１は、電磁誘導方式又は磁気共鳴方式に対応した送電用の電気信号を発生させている。送電コイル１２の両端部は、図示しない配線を介して送電回路１１に接続されている。そして、送電回路１１が発生させた電気信号が、送電コイル１２に印加される。
【００８８】
また、送電装置１１０は、図８に示すように、カバー１６を有している。カバー１６は、図示しない送電側ケースの上側に配置されている。カバー１６の上面は、水平方向に広がる平面であり、受電装置１２０が載置される給電面１６ａとなっている。図示しないが、給電面１６ａの下側に送電コイル１２が配置されている。
【００８９】
受電装置１２０は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式との両方の伝送方式に対応した受電装置である。受電装置１２０は、図７及び図８に示すように、２つの受電コイル２１と、２つの受電コイル２１が接続される受電回路２２と、受電回路２２が接続される負荷２３と、２つの受電コイルの上にそれぞれ載置される受電側磁性体２４と、受電コイル２１と受電回路２２と負荷２３と受電側磁性体２４とを収容する受電側ケース２６と、を有している。
【００９０】
２つの受電コイル２１は、第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂとである。第１受電コイル２１ａは、図８に示すように、円の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルである。第１送電コイル１２ａは、電磁誘導方式に対応している。
【００９１】
第２受電コイル２１ｂも、図８に示すように、円の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルである。第２受電コイル２１ｂは、磁気共鳴方式に対応している。第２受電コイル２１ｂのコイル径は、第１受電コイル２１ａのコイル径よりも大きく設定されている。そして、第２受電コイル２１ｂは、下から見て、第１受電コイル２１ａの周囲を取り囲むように配置されている。
【００９２】
本実施形態では、２つの受電コイル２１のうちのどちらか一方が、送電コイル１２と磁界結合するようになっている。送電装置１１０が電磁誘導方式に対応した装置である場合、第１受電コイル２１ａが送電コイル１２と磁界結合する。その場合、送電コイル１２と第１受電コイル２１ａとは、電磁誘導によって結合する。送電装置１１０が磁気共鳴方式に対応した装置である場合、第２受電コイル２１ｂが送電コイル１２と磁界結合する。その場合、送電コイル１２と第２受電コイル２１ｂとは、磁気共鳴によって結合する。
【００９３】
２つの受電側磁性体２４は、第３磁性体２４ａと第４磁性体２４ｂとである。第３磁性体２４ａは、図８に示すように、所定の幅を有する円環状の下面を有するシート状の部材である。第３磁性体２４ａの下面は、第１受電コイル２１ａと接する第３取付面２５ａとなっている。
【００９４】
第４磁性体２４ｂは、図８に示すように、所定の幅を有する円環状の下面を有するシート状の部材である。第４磁性体２４ｂの下面は、第２受電コイル２１ｂと接する第４取付面２５ｂとなっている。尚、第４取付面２５ｂの外径は、第３取付面２５ａの外径よりも大きく設定されている。そして、第４取付面２５ｂは、下から見て、第３取付面２５ａの周囲を取り囲むように配置されている。
【００９５】
受電回路２２は、第１受電回路２２ａと第２受電回路２２ｂとを有している。第１受電回路２２ａは、電磁誘導方式に対応した受電回路である。第１受電回路２２ａは、第１受電コイル２１ａの両端部と接続されている。そして、第１受電回路２２ａは、第１受電コイル２１ａに伝送された交流の電気信号を整流及び平滑化して直流の電気信号に変換した後に、負荷２３に出力している。
【００９６】
第２受電回路２２ｂは、第２受電コイル２１ｂの両端部と接続されている。そして、第２受電回路２２ｂは、磁気共鳴方式に対応した受電回路である。第２受電回路２２ｂは、第２受電コイル２１ｂに伝送された交流の電気信号を整流及び平滑化して直流の電気信号に変換した後に、負荷２３に出力している。
【００９７】
受電側ケース２６は、合成樹脂等でできた略直方体の部材であり、回路収容部２６ａとコイル収容部２６ｂと底部２６ｃとを有している。回路収容部２６ａは、受電回路２２と負荷２３とを収容している。コイル収容部２６ｂは、第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂと第３磁性体２４ａと第４磁性体２４ｂとを収容している。
【００９８】
底部２６ｃの下面は、水平方向に広がる平面であり、送電装置１１０の給電面１６ａの上に載置される受電面２６ｄとなっている。そして、第３磁性体２４ａの第３取付面２５ａと第４磁性体２４ｂの第４取付面２５ｂとが、受電面２６ｄの上側に位置し、受電面２６ｄと平行な同一の平面上に配置されるように、第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂと第３磁性体２４ａと第４磁性体２４ｂとの高さ方向の寸法が設定されている。
【００９９】
第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂとの磁界結合を抑制する方法は、第１実施形態において説明した、第１送電コイル１２ａと第２送電コイル１２ｂとの磁界結合を抑制する方法と同様の原理を、受電装置側に応用したものでる。そのため、第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂとの磁界結合を抑制する方法に関する詳細な説明は省略する。
【０１００】
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の無線電力伝送システム１０１では、受電装置１２０は、第１の伝送方式に対応した第１受電コイル２１ａと、第２の伝送方式に対応した第２受電コイル２１ｂと、を有している。そのため、送電装置１１０が２つの伝送方式のうちのどちらの方式に対応した装置であっても、送電装置１１０から受電装置１２０へ電力を伝送することができる。
【０１０１】
しかも、受電装置１２０は、第１受電コイル２１ａの上に載置される第３磁性体２４ａと、第２受電コイル２１ｂの上に載置される第４磁性体２４ｂと、を有している。そのため、第１受電コイル２１ａが発生させた磁束を第３磁性体２４ａの内部に集中させて、第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂとの磁界結合を抑制することができる。また、第２受電コイル２１ｂが発生させた磁束を第４磁性体２４ｂの内部に集中させて、第１受電コイル２１ａと第２受電コイル２１ｂとの磁界結合を抑制することができる。
【０１０２】
更に、第３取付面２５ａと第４取付面２５ｂとは、受電面２６ｄの上側に位置し、受電面２６ｄと平行な同一の平面上に配置されている。そのため、送電コイル１２から第１受電コイル２１ａに向けて放射される磁束を第４磁性体２４ｂが遮るのを抑制することができる。そして、送電コイル１２と第１受電コイル２１ａとを効率良く磁界結合させることができる。また、送電コイル１２から第２受電コイル２１ｂに向けて放射される磁束を第３磁性体２４ａが遮るのを抑制することもできる。そして、送電コイル１２と第２受電コイル２１ｂとを効率良く磁界結合させることもできる。その結果、送電装置１１０から受電装置１２０への伝送効率の低下を抑制することができる。
【０１０３】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。
【０１０４】
例えば、本発明の実施形態において、無線電力伝送システム１（又は、無線電力伝送システム１０１）は、電磁誘導方式と磁気共鳴方式とに対応した無線電力伝送システムではなく、電磁誘導方式の異なる２つの伝送方式に対応した無線電力伝送システムであっても構わない。そして、第１送電コイル１２ａが電磁誘導方式の第１の伝送方式に対応したコイルであり、第２送電コイル１２ｂが電磁誘導方式の第２の伝送方式に対応したコイルであっても構わない。また、第１受電コイル２１ａが電磁誘導方式の第１の伝送方式に対応したコイルであり、第２受電コイル２１ｂが電磁誘導方式の第２の伝送方式に対応したコイルであっても構わない。
【０１０５】
また、本発明の実施形態において、無線電力伝送システム１（又は、無線電力伝送システム１０１）は、磁気共鳴方式の異なる２つの伝送方式に対応した無線電力伝送システムであっても構わない。そして、第１送電コイル１２ａが磁気共鳴方式の第１の伝送方式に対応したコイルであり、第２送電コイル１２ｂが磁気共鳴方式の第２の伝送方式に対応したコイルであっても構わない。また、第１受電コイル２１ａが磁気共鳴方式の第１の伝送方式に対応したコイルであり、第２受電コイル２１ｂが磁気共鳴方式の第２の伝送方式に対応したコイルであっても構わない。
【０１０６】
また、本発明の実施形態において、送電回路１１は、前述した以外の構成であっても構わない。例えば、第１送電回路１１ａと第２送電回路１１ｂとは、回路の一部を共有していても構わない。また、第１送電回路１１ａと第２送電回路１１ｂとは、インバータ回路ではなく、発振回路に接続された増幅回路であっても構わない。また、送電回路１１は、発生させる電気信号の周波数を、システムの規格に合わせて適宜変更しても構わない。また、受電回路２２は、前述した以外の構成であっても構わない。例えば、第１受電回路２２ａと第２受電回路２２ｂとは、回路の一部を共有していても構わない。また、受電装置２０（又は、受電装置１２０）は負荷２３を有しておらず、受電回路２２は負荷となる他の電子機器に接続されても構わない。
【０１０７】
また、本発明の実施形態において、送電コイル１２や受電コイル２１は、前述した以外の材質や形状であっても構わない。例えば、送電コイル１２や受電コイル２１の巻き数は、システムの規格に合わせて適宜変更しても構わない。また、送電コイル１２や受電コイル２１は、円の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルではなく、多角形の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルであっても構わない。また、送電コイル１２や受電コイル２１は、スパイラルコイルではなく、ヘリカルコイルであっても構わない。また、送電コイル１２や受電コイル２１は、基板の板面に電極パターンとして形成されたコイルであっても構わない。また、第２送電コイル１２ｂや第２受電コイル２１ｂには、共振周波数を調整するための容量等が付加されていても構わない。
【０１０８】
また、本発明の実施形態において、所定の機能を実現できるのであれば、使用条件に合わせて給電面１６ａの向きを適宜変更しても構わない。また、送電コイル１２は、送電側ケース１５と分離可能な別の部材に収容され、配線を介して送電回路１１と接続されていても構わない。また、所定の機能を実現できるのであれば、使用条件に合わせて受電面２６ｄの向きを適宜変更しても構わない。また、受電コイル２１は、受電側ケース２６と分離可能な別の部材に収容され、配線を介して受電回路２２と接続されていても構わない。
【０１０９】
また、本発明の実施形態において、送電側磁性体１３は、前述した以外の材質や形状であっても構わない。例えば、第１送電コイル１２ａが多角形の外周に沿って巻き回されたスパイラルコイルの場合、第１磁性体１３ａの上面も多角形の外周を有する環状の面となる。第２磁性体１３ｂも同様である。また、第１磁性体１３ａと第２磁性体１３ｂとは、軟磁性体の金属微粒子等を合成樹脂に混ぜて形成されるのではなく、フェライト等の磁性体の粉末を焼き固めた板状の部材等であっても構わない。
【０１１０】
また、本発明の実施形態において、送電装置１０（又は、送電装置１１０）は、受電装置２０の伝送方式を検知するための検知手段や、受電装置２０（又は、受電装置１２０）と無線通信を行うための通信手段等を更に有していても構わない。そして、制御回路１４は、検知手段の検知結果や受電装置２０との通信結果等に基づいて、電磁誘導方式と磁気共鳴方式とのうちのどちらの伝送方式で電力伝送を行うかを自動的に選択しても構わない。
【符号の説明】
【０１１１】
１  無線電力伝送システム
１０  送電装置
１１  送電回路
１１ａ  第１送電回路
１１ｂ  第２送電回路
１２  送電コイル
１２ａ  第１送電コイル
１２ｂ  第２送電コイル
１３  送電側磁性体
１３ａ  第１磁性体
１３ｂ  第２磁性体
１４ａ  第１取付面
１４ｂ  第２取付面
１５  送電側ケース
１５ａ  回路収容部
１５ｂ  コイル収容部
１５ｃ  底面
１６  カバー
１６ａ  給電面
２０  受電装置
２１  受電コイル
２２  受電回路
２３  負荷
１０１  無線電力伝送システム
１１０  送電装置
１２０  受電装置
２１ａ  第１受電コイル
２１ｂ  第２受電コイル
２２ａ  第１受電回路
２２ｂ  第２受電回路
２４  受電側磁性体
２４ａ  第３磁性体
２４ｂ  第４磁性体
２５ａ  第３取付面
２５ｂ  第４取付面
２６  受電側ケース
２６ａ  回路収容部
２６ｂ  コイル収容部
２６ｃ  底部
２６ｄ  受電面
【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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【図９】
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【図１０】
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