(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触給電システムであって、
共振回路を構成する送電コイルとコンデンサとを有して磁界共鳴方式の非接触給電を行う送電装置と、
共振回路を構成する受電コイルとコンデンサとを有して前記送電装置から前記非接触給電により給電を受ける一つ以上の受電装置と、
前記送電装置から送られてくる電力を前記受電装置に中継する中継装置と、
を含み、
前記中継装置は、夫々の巻回軸の方向が互いに異なるように設けられて直列に接続された複数のコイルと、前記複数のコイルと直列に接続され、前記複数のコイルとともに共振回路を構成するコンデンサとを備え、
前記複数のコイルの夫々は、導体線を互いに異なる径で環状に巻回して構成されており、夫々の中心を一致させて、一のコイルが他のコイルの内部空間に収容されるように構成されている
非接触給電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記中継装置の前記複数のコイルの一つはその巻回軸の方向を前記送電装置の方向に向けて設けられ、前記複数のコイルの少なくとも他の一つはその巻回軸の方向を前記受電装置の方向に向けて設けられている
非接触給電システム。
【請求項３】
非接触給電システムであって、
共振回路を構成する送電コイルとコンデンサとを有して磁界共鳴方式の非接触給電を行う送電装置と、
共振回路を構成する受電コイルとコンデンサとを有して前記送電装置から前記非接触給電により給電を受ける一つ以上の受電装置と、
前記送電装置から送られてくる電力を前記受電装置に中継する中継装置と、
を含み、
前記中継装置は、夫々の巻回軸の方向が互いに異なるように設けられて直列に接続された複数のコイルと、前記複数のコイルと直列に接続され、前記複数のコイルとともに共振回路を構成するコンデンサとを備え、
前記複数のコイルの夫々の巻回軸の方向は互いに直交している
非接触給電システム。
【請求項４】
請求項１に記載の非接触給電システムにおける前記中継装置であって、
夫々の巻回軸の方向が互いに異なるように設けられて直列に接続された複数のコイルと、前記複数のコイルと直列に接続され、前記複数のコイルとともに共振回路を構成するコンデンサとを備え、前記複数のコイルの夫々は、導体線を互いに異なる径で環状に巻回して構成されており、夫々の中心を一致させて、一のコイルが他のコイルの内部空間に収容されるように構成されている
中継装置。
【請求項５】
請求項４に記載の中継装置であって、
前記中継装置の前記複数のコイルの一つはその巻回軸の方向を前記送電装置の方向に向けて設けられ、前記複数のコイルの少なくとも他の一つはその巻回軸の方向を前記受電装置の方向に向けて設けられる
中継装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の中継装置であって、
前記複数のコイルの夫々は、導体線を互いに異なる径で環状に巻回して構成されており、夫々の中心を一致させて、一のコイルが他のコイルの内部空間に収容されるように構成されている
中継装置。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の中継装置であって、
前記複数のコイルの夫々の巻回軸の方向は互いに直交している
中継装置。
【請求項８】
共振回路を構成する送電コイルとコンデンサとを有して磁界共鳴方式の非接触給電を行う送電装置と、
共振回路を構成する受電コイルとコンデンサとを有して前記送電装置から前記非接触給電により給電を受ける一つ以上の受電装置と、
前記送電装置から送られてくる電力を前記受電装置に中継する中継装置と、
を含んで構成される非接触給電システムを用いて行われる非接触給電方法であって、
前記中継装置を、夫々の巻回軸の方向が互いに異なるように設けられて直列に接続された複数のコイルと、前記複数のコイルと直列に接続され、前記複数のコイルとともに共振回路を構成するコンデンサとを備えた構成とし、
前記複数のコイルの夫々を、導体線を互いに異なる径で環状に巻回して構成し、夫々の中心を一致させて、一のコイルが他のコイルの内部空間に収容されるように構成する
非接触給電方法。
【請求項９】
請求項８に記載の非接触給電方法であって、
前記中継装置の前記複数のコイルの一つをその巻回軸の方向が前記送電装置の方向を向くように設け、前記複数のコイルの少なくとも他の一つをその巻回軸の方向が前記受電装置の方向を向くように設ける
非接触給電方法。
【請求項１０】
共振回路を構成する送電コイルとコンデンサとを有して磁界共鳴方式の非接触給電を行う送電装置と、
共振回路を構成する受電コイルとコンデンサとを有して前記送電装置から前記非接触給電により給電を受ける一つ以上の受電装置と、
前記送電装置から送られてくる電力を前記受電装置に中継する中継装置と、
を含んで構成される非接触給電システムを用いて行われる非接触給電方法であって、
前記中継装置を、夫々の巻回軸の方向が互いに異なるように設けられて直列に接続された複数のコイルと、前記複数のコイルと直列に接続され、前記複数のコイルとともに共振回路を構成するコンデンサとを備えた構成とし、
前記複数のコイルの夫々の巻回軸の方向を互いに直交させる
非接触給電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触給電システム、中継装置、及び非接触給電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、小型の携帯用通信端末や非接触形のＩＣカード等に特に好適に使用することができるように、良好な無指向特性を実現して電波の送受信方向の制約をなくすように立体アンテナを構成することが記載されている。立体アンテナは、互いに直交する第１、第２のコイルをそれぞれアンテナエレメントとしてなり、第１、第２のコイルは、直列接続される。【０００３】
特許文献２には、機器がどのような向きにあってもその機器に対して非接触にて効率的にエネルギーを供給できるようにすることを目的として、それぞれ異なる方向に磁界を発生するように設置される複数の一次コイルと、複数の一次コイルに対して所定の周期で変化する電圧を供給する電源装置とを備え、複数の一次コイルから発生する磁界により機器に備えられた二次コイルに電気的エネルギーを誘起させるようにエネルギー供給装置を構成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４８６０８号公報
【特許文献２】特開２００４−１５９４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁界共鳴方式の非接触給電を行うシステムにおいて、送電装置から中継装置を介して受電装置に効率よく電力を供給するためには、送電装置の送電コイルの巻回軸、中継装置のコイルの巻回軸、及び受電装置の送電コイルの巻回軸を一致させておく必要がある。このため、送電装置、中継装置、及び受電装置の位置関係が、送電装置の送電コイルの巻回軸、中継装置のコイルの巻回軸、及び受電装置の受電コイルの巻回軸を一致させることができないような位置関係で存在している場合には、中継装置を用いた場合でも必ずしも伝送効率の向上を図ることができない。【０００６】
本発明はこうした背景に鑑みてなされたものであり、簡素な構成にて送電装置から受電装置に効率よく電力を供給することが可能な、非接触給電システム、中継装置、及び非接触給電方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の一つは、非接触給電システムであって、非接触給電システムであって、共振回路を構成する送電コイルとコンデンサとを有して磁界共鳴方式の非接触給電を行う送電装置と、共振回路を構成する受電コイルとコンデンサとを有して前記送電装置から前記非接触給電により給電を受ける一つ以上の受電装置と、前記送電装置から送られてくる電力を前記受電装置に中継する中継装置と、を含み、前記中継装置は、夫々の巻回軸の方向が互いに異なるように設けられて直列に接続された複数のコイルと、前記複数のコイルと直列に接続され、前記複数のコイルとともに共振回路を構成するコンデンサとを備えることとする。【０００８】
上記構成において、中継装置の共振回路を構成している複数のコイルのうちの一つは送電装置から送られてくる電力を受電する素子として機能し、他のコイルは送電装置から受電した電力を送電装置の送電コイルの巻回軸の軸上から外れた位置に存在する受電装置に向けて送電する素子として機能する。このように、本発明によれば、簡素な構成にて送電装置から受電装置に効率よく電力を供給することができる。【０００９】
上記目的を達成するための本発明の一つは、上記非接触給電システムであって、前記中継装置の前記複数のコイルの一つはその巻回軸の方向を前記送電装置の方向に向けて設けられ、前記複数のコイルの少なくとも他の一つはその巻回軸の方向を前記受電装置の方向に向けて設けられていることとする。【００１０】
中継装置のコイルの巻回軸をこのような方向に設定することで、中継装置は送電装置から効率よく電力を受電することができ、また受電した電力を効率よく受電装置に中継することができる。【００１１】
上記目的を達成するための本発明の一つは、上記非接触給電システムであって、前記複数のコイルの夫々は、導体線を互いに異なる径で環状に巻回して構成されており、夫々の中心を一致させて、一のコイルが他のコイルの内部空間に収容されるように構成されていることとする。【００１２】
複数のコイルをこのような構成とすることで、中継装置を小型で機能的な構成とすることができる。【００１３】
上記目的を達成するための本発明の一つは、上記非接触給電システムであって、前記複数のコイルの夫々の巻回軸の方向は互いに直交していることとする。【００１４】
このように複数のコイルの夫々の巻回軸の方向を互いに直交させることでコイル相互間の磁界の干渉を防ぐことができ、効率よく電力を中継することができる。【００１５】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡素な構成にて送電装置から受電装置に効率よく電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】非接触給電システム１の概略的な構成を説明する図である。
【図２】送電装置１０の構成を示す図である。
【図３】中継装置２０の構成を示す図である。
【図４】受電装置３０の構成を示す図である。
【図５】第１コイル２１ａと第２コイル２１ｂの構成例である。
【図６】送電装置１０、中継装置２０、及び受電装置３０の配置例（配置例１）である。
【図７】送電装置１０、中継装置２０、及び受電装置３０の他の配置例（配置例２）である。
【図８】送電装置１０、中継装置２０、及び受電装置３０の他の配置例（配置例３）である。
【図９】中継装置２０の構成を示す図である。
【図１０】第１コイル２１ａ乃至第３コイル２１ｃの構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について図面とともに説明する。
【００１９】
図１に一実施形態として示す磁界共鳴方式の非接触給電システム１の概略的な構成を示している。同図に示すように、非接触給電システム１は、送電装置１０、中継装置２０、及び受電装置３０を含む。
【００２０】
送電装置１０は、受電装置３０に向けて磁界共鳴方式の非接触給電による送電を行う。中継装置２０は、受電装置３０よりも送電装置１０に近接する位置に設けられ、送電装置１０から送られてくる電力を受電装置３０に中継する。受電装置３０は、中継装置２０から送られてくる電力を受電する。
【００２１】
図２乃至図４に、送電装置１０、中継装置２０、及び受電装置３０の主な構成を示している。
【００２２】
図２に示すように、送電装置１０は、磁界共鳴方式の非接触給電を行う送電回路１１、及び送電回路１１に電力を供給する電源回路１３を備える。このうち送電回路１１は、送電コイル１１１、コンデンサ１１２、及び制御回路１１３を備える。送電コイル１１１及びコンデンサ１１２は共振回路を構成している。送電コイル１１１は、その巻回軸の周りに絶縁被覆銅線等の導体線を環状に所定回数巻回した構成を有する。制御回路１１３は、ドライバ回路（ゲートドライバ、ハーフブリッジドライバ等）を含み、電源回路１３から供給される電力に基づき、上記共振回路に供給する所定周波数の駆動電流を生成する。電源回路１３は、例えば、スイッチング方式やリニア方式の回路であり、送電回路１１に駆動電力を供給する。
【００２３】
図３に示すように、中継装置２０は、第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂ、及びコンデンサ２２を備えており、これらは直列に接続されて共振回路を構成している。第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂは、いずれも夫々の巻回軸の周りに絶縁被覆銅線等の導体線を環状に所定回数巻回した構成を有する。
【００２４】
第１コイル２１ａと第２コイル２１ｂとは、夫々の巻回軸の方向が互いに異なるように（例えば、互いに直交するように）中継装置２０に設けられている。
【００２５】
図５に第１コイル２１ａと第２コイル２１ｂの構成例を示している。この例では、第１コイル２１ａについてはその巻回軸の方向が同図に設定した三次元直交座標系のｘ軸と平行になるように、第２コイル２１ｂについてはその巻回軸の方向が上記三次元直交座標系のｙ軸と平行になるように、夫々、中継装置２０に設けられている。同図に示すように、第２コイル２１ｂの外径は第１コイル２１ａの内径よりも小さく、第２コイル２１ｂは第１コイル２１ａの内部空間にその中心が第１コイル２１ａの中心と一致するように設けられている。
【００２６】
図４に示すように、受電装置３０は、磁界共鳴方式の非接触給電を行う受電回路３１、及び受電回路３１が受電した電力によって動作する負荷３２を備える。受電回路３１は、受電コイル３１１及びコンデンサ３１２を含み、これらは共振回路を構成している。受電コイル３１１は、その巻回軸の周りに絶縁被覆銅線等の導体線を環状に所定回数巻回した構成を有する。
【００２７】
＜共振周波数＞
中継装置２０の共振回路のインダクタンスＬは、第１コイル２１ａのインダクタンスＬａと第２コイル２１ｂのインダクタンスＬｂとの和に等しく、従ってコンデンサ２２の静電容量をＣとすれば、中継装置２０の共振回路の共振周波数ｆは次式から求められる。
0005826975.tif 000002
【００２８】
送電回路１１の共振回路の共振周波数ｆｔと受電回路３１の共振回路の共振周波数ｆｒとは一致させてあり、中継装置２０の共振回路の共振周波数ｆもこれらと一致するように（ｆ＝ｆｔ＝ｆｒとなるように）、インダクタンスＬａ，Ｌｂ並びに静電容量Ｃが設定される。
【００２９】
＜配置例１＞
図６は以上に説明した構成からなる非接触給電システム１において非接触給電が行われる際の送電装置１０、中継装置２０、及び受電装置３０の配置例である。この例では、図５に示した構成からなる中継装置２０を、送電装置１０と受電装置３０との間に介在させている。送電装置１０、中継装置２０、及び受電装置３０は、同図に示す三次元座標空間のＸＹ平面内において、中継装置２０が置かれている位置を頂点として９０゜の位置関係で存在する。
【００３０】
送電装置１０は、その送電コイル１１１から中継装置２０に向けて効率よく電力が送信されるように、送電コイル１１１の巻回軸の方向が中継装置２０の方向を向くように設けられている。受電装置３０は、その受電コイル３１１が中継装置２０から送られてくる電力を効率よく受電することができるように、受電コイル３１１の巻回軸の方向が中継装置２０の方向を向くように設けられている。
【００３１】
中継装置２０は、その第１コイル２１ａが、送電装置１０から送電される電力を効率よく受電するように、中継装置２０の第１コイル２１ａの巻回軸の方向が送電装置１０の方向を向くように設けられる。また中継装置２０は、その第２コイル２１ｂから送電される電力が、受電装置３０に効率よく受電されるように、中継装置２０の第２コイル２１ｂの巻回軸の方向が受電装置３０の方向を向くように設けられる。
【００３２】
前述したように、中継装置２０の第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂ、及びコンデンサ２２は直列に接続されて共振回路を構成している。そのため、送電コイル１１１から送られてくる電力を受電することにより第１コイル２１ａに電流が生じると、この電流は第２コイル２１ｂにも流れ、その結果、第１コイル２１ａの巻回軸の方向とは異なる第２コイル２１ｂの巻回軸の方向に存在する受電装置３０に対しても指向性が生じ、従って、送電装置１０から送られてくる電力を、中継装置２０を介して効率よく受電装置３０に中継することができる。
【００３３】
このように中継装置２０の第１コイル２１ａは、送電装置１０から送られてくる電力を効率よく受電するための素子として機能し、また中継装置２０の第２コイル２１ｂは、送電装置１０から受電した電力を受電装置３０に効率よく送電するための素子として機能する。
【００３４】
＜配置例２＞
図７は非接触給電システム１において非接触給電が行われる際の送電装置１０、中継装置２０、及び受電装置３０の他の配置例である。この例では２つの受電装置３０（第１受電装置３０ａ及び第２受電装置３０ｂ）が同じ一つの送電装置１０から給電を受ける。この例では、図５に示した構成からなる中継装置２０を送電装置１０と受電装置３０（第１受電装置３０ａ及び第２受電装置３０ｂ）との間に介在させている。
【００３５】
送電装置１０、中継装置２０、及び第１受電装置３０ａは、同図に示す三次元座標空間のＸＹ平面内において、中継装置２０が置かれている位置を頂点として９０゜の位置関係で存在する。送電装置１０、中継装置２０、及び第２受電装置３０ｂは、同図に示す三次元座標空間のＸＹ平面内において１８０゜の位置関係で存在する。
【００３６】
送電装置１０は、その送電コイル１１１から中継装置２０に向けて効率よく電力が送信されるように、送電コイル１１１の巻回軸の方向が中継装置２０の方向を向くように設けられている。第１受電装置３０ａは、その第１受電コイル３１１ａが中継装置２０から送られてくる電力を効率よく受電することができるように、第１受電コイル３１１ａの巻回軸の方向が中継装置２０の方向を向くように設けられている。第２受電装置３０ｂは、その第２受電コイル３１１ｂが中継装置２０から送られてくる電力を効率よく受電することができるように、第２受電コイル３１１ｂの巻回軸の方向が中継装置２０の方向を向くように設けられている。
【００３７】
中継装置２０は、その第１コイル２１ａが、送電装置１０の送電コイル１１１から送電される電力を効率よく受電し、かつ、受電した電力が第２受電装置３０ｂに効率よく中継されるように、その巻回軸の方向が、送電装置１０の方向及び第２受電装置３０ｂの方向を向くように設けられている。また中継装置２０は、その第２コイル２１ｂが、送電装置１０から受電した電力を第１受電装置３０ａに効率よく中継するように、その巻回軸の方向が第１受電装置３０ａの方向を向くように設けられている。
【００３８】
前述したように、中継装置２０の第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂ、及びコンデンサ２２は直列に接続されて共振回路を構成している。そのため、送電コイル１１１から送られてくる電力を受電することにより第１コイル２１ａに電流が生じると、この電流は第２コイル２１ｂにも流れ、その結果、第１コイル２１ａの巻回軸の方向とは異なる第２コイル２１ｂの巻回軸の方向（第１受電装置３０ａが存在する方向）にも指向性が生じ、送電装置１０から送られてくる電力を、中継装置２０を介して効率よく、第１受電装置３０ａ及び第２受電装置３０ｂの双方に中継することができる。
【００３９】
このように、中継装置２０の第１コイル２１ａは、送電装置１０から送られてくる電力を効率よく受電するとともに、受電した電力を第２受電装置３０ｂに効率よく送電するための素子として機能する。また中継装置２０の第２コイル２１ｂは、送電装置１０から受電した電力を第１受電装置３０ａに効率よく送電するための素子として機能する。
【００４０】
＜配置例３＞
図８は非接触給電システム１において非接触給電が行われる際の送電装置１０、中継装置２０、及び受電装置３０の他の配置例である。この例では３つの受電装置３０（第１受電装置３０ａ、第２受電装置３０ｂ、及び第３受電装置３０ｃ）が同じ一つの送電装置１０から給電を受ける。
【００４１】
図９に図８の例における中継装置２０の構成を示している。同図に示すように、中継装置２０は、３つのコイル（第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂ、第３コイル２１ｃ）と一つのコンデンサ２２を備えており、これらは直列に接続されて共振回路を構成している。３つのコイル（第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂ、第３コイル２１ｃ）は、いずれも夫々の巻回軸の周りに絶縁被覆銅線等の導体線を環状に所定回数巻回した構成を有する。
【００４２】
第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂ、及び第３コイル２１ｃは、夫々の巻回軸の方向が互いに異なるように（例えば、互いに直交するように）中継装置２０に設けられている。
【００４３】
図１０に第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂ、及び第３コイル２１ｃの構成例を示す。この例では、第１コイル２１ａについてはその巻回軸の方向が同図に設定した三次元直交座標系のｘ軸に平行になるように、第２コイル２１ｂについてはその巻回軸の方向が上記三次元直交座標系のｙ軸に平行になるように、第３コイル２１ｃについてはその巻回軸の方向が上記三次元直交座標系のｚ軸に平行になるように、夫々中継装置２０に設けられている。同図に示すように、第２コイル２１ｂの外径は第１コイル２１ａの内径よりも小さく、第２コイル２１ｂは第１コイル２１ａの内部空間にその中心が第１コイル２１ａの中心と一致するように設けられている。また第３コイル２１ｃの外径は第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの内径よりも小さく、第３コイル２１ｃは第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの内部空間にその中心が第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの中心と一致するように設けられている。
【００４４】
図８に戻り、この例では、送電装置１０、中継装置２０、及び第１受電装置３０ａは、同図に示す三次元座標空間のＸＹ平面内において、中継装置２０が置かれている位置を頂点として９０゜の位置関係で存在する。また送電装置１０、中継装置２０、及び第２受電装置３０ｂは、同図に示す三次元座標空間のＸＹ平面内において１８０゜の位置関係で存在する。また送電装置１０、中継装置２０、及び第３受電装置３０ｃは、同図に示す三次元座標空間のＸＺ平面内において、中継装置２０が置かれている位置を頂点として９０゜の位置関係で存在する。
【００４５】
＜共振周波数＞
中継装置２０の共振回路のインダクタンスＬは、第１コイル２１ａのインダクタンスＬａと第２コイル２１ｂのインダクタンスＬｂと第３コイル２１ｃのインダクタンスＬｃとの和に等しく、従ってコンデンサ２２の静電容量をＣとすれば、中継装置２０の共振回路の共振周波数ｆは次式から求められる。
0005826975.tif 000003
【００４６】
送電回路１１の共振回路の共振周波数ｆｔと受電回路３１の共振回路の共振周波数ｆｒとは一致させてあり、中継装置２０の共振回路の共振周波数ｆもこれらと一致するように（ｆ＝ｆｔ＝ｆｒとなるように）、インダクタンスＬａ，Ｌｂ,Ｌｃ並びに静電容量Ｃが設定される。
【００４７】
送電装置１０は、その送電コイル１１１から中継装置２０に向けて効率よく電力が送信されるように、送電コイル１１１の巻回軸の方向が中継装置２０の方向を向くように設けられている。第１受電装置３０ａは、その第１受電コイル３１１ａが中継装置２０から送られてくる電力を効率よく受電することができるように、第１受電コイル３１１ａの巻回軸の方向が中継装置２０の方向を向くように設けられている。第２受電装置３０ｂは、その第２受電コイル３１１ｂが中継装置２０から送られてくる電力を効率よく受電することができるように、第２受電コイル３１１ｂの巻回軸の方向が中継装置２０の方向を向くように設けられている。第３受電装置３０ｃは、その第３受電コイル３１１ｃが中継装置２０から送られてくる電力を効率よく受電することができるように、第３受電コイル３１１ｃの巻回軸の方向が中継装置２０の方向を向くように設けられている。
【００４８】
中継装置２０は、その第１コイル２１ａが、送電装置１０の送電コイル１１１から送電される電力を効率よく受電し、かつ、当該第１コイル２１ａから受電した電力が第２受電装置３０ｂに効率よく中継されるように、その巻回軸の方向が、送電装置１０の方向及び第２受電装置３０ｂの方向を向くように設けられている。また中継装置２０は、その第２コイル２１ｂが、第１コイル２１ａから受電した電力を第１受電装置３０ａに効率よく中継するように、その巻回軸の方向が第１受電装置３０ａの方向を向くように設けられている。さらに中継装置２０は、その第３コイル２１ｃが、送電装置１０から受電した電力を効率よく第３受電装置３０ｃに中継するように、その巻回軸の方向が第３受電装置３０ｃの方向を向くように設けられている。
【００４９】
前述したように、中継装置２０の第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂ、第３コイル２１ｃ、及びコンデンサ２２は、直列に接続されて共振回路を構成している。そのため、送電コイル１１１から送られてくる電力を受電することにより第１コイル２１ａに電流が生じると、この電流は第２コイル２１ｂ及び第３コイル２１ｃにも流れ、その結果、第１コイル２１ａの巻回軸の方向とは異なる、第２コイル２１ｂの巻回軸の方向（第１受電装置３０ａが存在する方向）及び第３コイル２１ｃの巻回軸の方向（第３受電装置３０ｃが存在する方向）にも指向性が生じ、それにより送電装置１０から送られてくる電力を、中継装置２０を介して効率よく、第１受電装置３０ａ、第２受電装置３０ｂ、及び第３受電装置３０ｃの夫々に中継することができる。
【００５０】
このように、中継装置２０の第１コイル２１ａは、送電装置１０から送られてくる電力を効率よく受電するとともに、受電した電力を第２受電装置３０ｂに効率よく送電するための素子として機能する。また中継装置２０の第２コイル２１ｂは、送電装置１０から受電した電力を第１受電装置３０ａに効率よく送電するための素子として機能する。また中継装置２０の第３コイル２１ｃは、送電装置１０から受電した電力を第３受電装置３０ｃに効率よく送電するための素子として機能する。
【００５１】
以上に説明したように、本実施形態の非接触給電システム１においては、中継装置２０において共振回路を構成している複数のコイル２１のうちの一つが送電装置１０から送られてくる電力を受電する素子として機能し、他の一つ以上のコイル２１が送電装置１０から受電した電力を受電装置３０に送電する素子として機能する。このため、本実施形態の非接触給電システム１によれば、簡素な構成にて送電装置１０から受電装置３０に効率よく電力を供給することができる。
【００５２】
また中継装置２０の複数のコイル２１の一つをその巻回軸の方向が送電装置１０の方向を向くように設け、複数のコイル２１の少なくとも他の一つをその巻回軸の方向が受電装置３０の方向を向くように設けることで、中継装置２０は送電装置１０から効率よく電力を受電することができるとともに、受電した電力を効率よく受電装置３０に中継することができる。
【００５３】
また中継装置２０の複数のコイル２１の夫々を、導体線を互いに異なる径で環状に巻回して構成され、夫々の中心を一致させて、一のコイル２１が他のコイル２１の内部空間に収容されるように構成しているので、中継装置２０を小型で機能的な構成とすることができる。また中継装置２０はデザイン性にも優れる。
【００５４】
また中継装置２０の複数のコイル２１の夫々の巻回軸の方向を互いに直交させればコイル２１相互間の磁界の干渉を防ぐことができ、送電装置１０から受電装置３０に効率よく電力を供給することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、以上の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００５６】
例えば、送電装置１０、中継装置２０、及び受電装置３０の配置形態は以上に説明したものに必ずしも限定されない。例えば、中継装置２０の各コイル２１の巻回軸の方向を適切に設定することで、本発明は送電装置１０、中継装置２０、及び受電装置３０の様々な配置形態に適用することができる。また中継装置２０のコイル２１の数は以上に説明したものに限られない。例えば、コイル２１の数を増やすことで、１つの送電装置１０から送られてくる電力を、多様な方向に存在する受電装置３０に効率よく中継することができる。
【００５７】
また例えば、送電装置１０と受電装置３０との間に中継装置２０を複数段に亘って介在させてもよい。そのようにすれば、送電装置１０から離れた場所に受電装置３０が存在する場合や送電装置１０と受電装置３０との間に多くの障害物が存在するような場合に対応することができる。尚、中継装置２０を複数段に亘って介在させる場合、前段の中継装置２０は後段の中継装置２０からみて送電装置１０として機能し、後段の中継装置２０は前段の中継装置２０から見て受電装置３０として機能することになる。
【符号の説明】
【００５８】
１  非接触給電システム、１０  送電装置、１１  送電回路、１１１  送電コイル、１１２  コンデンサ、１１３  制御回路、１３  電源回路、２０  中継装置、２１ａ  第１コイル、２１ｂ  第２コイル、２１ｃ  第３コイル、２２  コンデンサ、３０  受電装置、３０ａ  第１受電装置、３０ｂ  第２受電装置、３０ｃ  第３受電装置、３１  受電回路、３１１  受電コイル、３１１ａ  第１受電コイル、３１１ｂ  第２受電コイル、３１１ｃ  第３受電コイル、３１２  コンデンサ、３２  負荷
【要約】
非接触給電システム１は、共振回路を構成する送電コイル１１１とコンデンサ１１２とを有して磁界共鳴方式の非接触給電を行う送電装置１０と、共振回路を構成する受電コイル３１１とコンデンサ３１２とを有して送電装置１０から給電を受ける一つ以上の受電装置３０と、送電装置１０から送られてくる電力を受電装置３０に中継する中継装置２０とを含む。中継装置２０は、夫々の巻回軸の方向が互いに異なるように設けられて直列に接続された複数のコイル２１と、複数のコイル２１と直列に接続されて共振回路を構成するコンデンサ２２とを備える。中継装置２０の複数のコイル２１の一つはその巻回軸の方向を送電装置１０の方向に向けて設けられ、複数のコイルの少なくとも他の一つはその巻回軸の方向を受電装置３０の方向に向けて設けられる。【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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