JP2013223283A - 非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】給電時において、送電コイルを搭載する送電側装置に対する受電側装置の配置位置・向きがばらついても、給電効率の低下を抑制すること。
【解決手段】送電コイル２０と、第一受電コイル４０と、中心軸が、第一受電コイル４０の中心軸と略直交する第二受電コイル５０と、中心軸が、第一受電コイル４０の中心軸および第二受電コイル５０の中心軸と略直交する第三受電コイル６０と、を含むことを特徴とする非接触給電システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触給電システムに関するものである。

非接触給電システムは、摩耗部品がなくメンテナンスフリーである、ショートや感電の心配がなく水中でも給電が可能である、回転体にも給電が可能である、ガラスやプラスティックなどの非磁性体の隔壁を通して給電が可能である、接触・摩耗による粉塵が発生しない、高性能蓄電デバイス（キャパシタ・リチウムイオン電池など）との適性が良く、急速充電が可能であるなどの特徴を有する（たとえば、非特許文献１参照）。この非接触給電システムは、携帯電話等の携帯型電子機器、電動工具、電動アシスト自転車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車などの各種装置への給電が可能である。

非接触給電システムは、基本的に、電源に接続された送電コイルと、バッテリなどに接続された受電コイルとを有している。また、送電コイルと受電コイルとの間に中継コイルを配置した非接触給電システムも提案されている（特許文献１，２参照）。

特開２０１１−１５１９８９号公報 特開２０１１−１６０５０５号公報

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ここで、非接触給電システムを構成する送電コイルおよび受電コイルとして、たとえば、中心軸に対して導線を内周側から外周側へと巻回して構成を有する平板状のコイルを用いる場合、給電効率を最大とするためには、送電コイルの中心軸と受電コイルの中心軸とを一致させた状態で非接触給電を行うことが最も好ましい。すなわち、現在の非接触給電システムでは、指向性を有するため、送電コイルの向きに対して受電コイルの向きがずれると給電効率が低下する。このため、給電効率を確保するためには、給電時に出来る限り送電コイルの向きに対して受電コイルの向きを合わせなければならない。しかしながら、通常、受電コイルは、受電コイルを搭載する受電側装置内の所定の位置に固定して配置されている。このため、給電する場合には、送電コイルを搭載する送電側装置に対して受電側装置を所定の位置に配置しなければならない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、給電時において、送電コイルを搭載する送電側装置に対する受電側装置の配置位置・向きがばらついても、給電効率の低下を抑制できる非接触給電システムを提供することを課題とする。

上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、
第一の本発明の非接触給電システムは、送電コイルと、第一受電コイルと、中心軸が、第一受電コイルの中心軸と略直交する第二受電コイルと、中心軸が、第一受電コイルの中心軸および第二受電コイルの中心軸と略直交する第三受電コイルと、を含むことを特徴とする。

第一の本発明の非接触給電システムの一実施態様は、送電コイルの外径が、第一受電コイルの外径、第二受電コイルの外径および第三受電コイルの外径から選択されるいずれの外径よりも大きいことが好ましい。

第一の本発明の非接触給電システムの他の実施態様は、第一受電コイルの内側の空間の一部と、第二受電コイルの内側の空間の一部と、第三受電コイルの内側の空間の一部と、が互いに重複していることが好ましい。

第一の本発明の非接触給電システムの他の実施態様は、第一受電コイルの内側の空間、第二受電コイルの内側の空間および第三受電コイルの内側の空間、から選択される少なくともいずれか２つの空間の組み合わせにおいて、一方の空間と他方の空間とが互いに全く重複していないことが好ましい。

第一の本発明の非接触給電システムの他の実施態様は、第一受電コイルの内側の空間と、第二受電コイルの内側の空間と、第三受電コイルの内側の空間と、が互いに全く重複していないことが好ましい。

第二の本発明の非接触給電システムは、送電コイルと、第一受電コイルと、中心軸が、第一受電コイルの中心軸と略直交する第二受電コイルと、を含み、非接触給電中において、送電コイルの中心軸方向に対する第一受電コイルおよび第二受電コイルの相対的な位置が常に略一定であり、かつ、第一受電コイルの中心軸および第二受電コイルの中心軸が、前記送電コイルの中心軸に対して常に略直交することを特徴とする。

第二の本発明の非接触給電システムの一実施形態は、送電コイルの外径が、第一受電コイルの外径および第二受電コイルの外径から選択されるいずれの外径よりも大きいことが好ましい。

第二の本発明の非接触給電システムの他の実施形態は、第一受電コイルの内側の空間の一部と、第二受電コイルの内側の空間の一部と、が互いに重複していることが好ましい。

第二の本発明の非接触給電システムの他の実施形態は、第一受電コイルの内側の空間と、第二受電コイルの内側の空間とが、互いに重複していないことが好ましい。

本発明によれば、給電時において、送電コイルを搭載する送電側装置に対する受電側装置の配置位置・向きがばらついても、給電効率の低下を抑制できる非接触給電システムを提供することができる。

第一の本実施形態の非接触給電システムの一例を示す模式図である。 コイルの外径およびコイルの内側の空間の定義を説明するための説明図である。 コイルの外径およびコイルの内側の空間の定義を説明するための他の説明図である。 第一の本実施形態の非接触給電システムにおける３種類の受電コイルの第一の配置態様の一例を示す模式図である。 第一の本実施形態の非接触給電システムにおける３種類の受電コイルの第二の配置態様の一例を示す模式図である。 第一の本実施形態の非接触給電システムにおける３種類の受電コイルの第二の配置態様の他の例を示す模式図である。 第二の本実施形態の非接触給電システムの一例を示す模式図である。 第二の本実施形態の非接触給電システムにおける２種類の受電コイルの第一の配置態様の一例を示す模式図である。 第二の本実施形態の非接触給電システムにおける２種類の受電コイルの第二の配置態様の一例を示す模式図である。

図１は、第一の本実施形態の非接触給電システムの一例を示す模式図である。なお、図１中、送電コイルおよび３種類の受電コイル以外のその他の構成については記載を省略してある。また、図１およびその他の図面中に示すＸ軸とＹ軸とは直交し、Ｘ軸とＺ軸とは直交し、Ｙ軸とＺ軸とは直交する。図１に示す非接触給電システム１０は、送電コイル２０と、３種類の受電コイル３０、すなわち、第一受電コイル４０（３０）と、第二受電コイル５０（３０）と、第三受電コイル６０（３０）とを有している。

ここで、送電コイル２０は、導線を周方向に巻回して形成された同心円状のコイルであり、その中心軸はＺ軸と平行を成すように配置されている。そして、送電コイル２０に電流が流れると磁束が発生する。この際、送電コイル２０の周囲には、たとえば、図１に例示するような以下の４つの磁束線が形成される。
（１）送電コイル２０の中心軸Ｃと一致すると共にＺ軸と平行を成し、かつ、送電コイル２０の下面２０Ｂ側から上面２０Ｔ側へと向かう磁束線Ｍ１
（２）上面２０ＴをＸ軸方向に沿って送電コイル２０の内周側から外周側に向かい、Ｚ軸方向に沿って上面２０Ｔから下面２０Ｂに向かい、続いて、下面２０ＴをＸ軸方向に沿って送電コイル２０の外周側から内周側に向かい、さらに、Ｚ軸方向に沿って下面２０Ｂから上面２０Ｔに向かう磁束線Ｍ２
（３）上面２０ＴをＹ軸方向に沿って送電コイル２０の内周側から外周側に向かい、Ｚ軸方向に沿って上面２０Ｔから下面２０Ｂに向かい、続いて、下面２０ＴをＹ軸方向に沿って送電コイル２０の外周側から内周側に向かい、さらに、Ｚ軸方向に沿って下面２０Ｂから上面２０Ｔに向かう磁束線Ｍ３
（４）上面２０ＴをＸ軸およびＹ軸に対して４５度で交差する方向に沿って送電コイル２０の内周側から外周側に向かい、Ｚ軸方向に沿って上面２０Ｔから下面２０Ｂに向かい、続いて、下面２０ＴをＸ軸およびＹ軸に対して４５度で交差する方向に沿って送電コイル２０の外周側から内周側に向かい、さらに、Ｚ軸方向に沿って下面２０Ｂから上面２０Ｔに向かう磁束線Ｍ４

また、第一受電コイル４０、第二受電コイル５０および第三受電コイル６０は、立方体７０の外周面に沿うように巻回されている。図１に示す例では、立方体７０は、３対の面のうち、１対の面がＸＹ平面と平行を成し、他の１対の面がＹＺ平面と平行を成し、さらに他の１対がＺＸ平面と平行を成している。そして、（１）第一受電コイル４０は、その中心軸がＸ軸と平行を成すと共に、第一受電コイル４０を構成する導線が、立方体７０の６つ面のうちＸＹ平面と平行な面およびＺＸ平面と平行な面に沿って巻回されて構成され、（２）第二受電コイル５０は、その中心軸がＹ軸と平行を成すと共に、第二受電コイル５０を構成する導線が立方体７０の６つの面のうちＸＹ平面と平行な面およびＹＺ平面と平行な面に沿って巻回されて構成され、（３）第三受電コイル６０は、その中心軸がＺ軸と平行を成すと共に、第三受電コイル６０を構成する導線が立方体７０の６つの面のうちＺＸ平面と平行な面およびＹＺ平面と平行な面に沿って巻回されて構成されている。すなわち、第一受電コイル４０、第二受電コイル５０および第三受電コイル６０は、１つの閉じた空間、すなわち当該空間を占める立方体７０の外面、を囲うように巻回されることで、これら３種の受電コイル３０が一体を成す受電ユニット８０Ａ（８０）を形成している。

ここで、たとえば、受電ユニット８０Ａが、送電コイル２０の上面２０Ｔ側であって、磁束線Ｍ１と第三受電コイル６０の中心軸とが一致する位置Ｐ１に配置された場合、送電コイル２０により発生した磁束は、第三受電コイル６０によって電力に変換される。また、受電ユニット８０Ａが、送電コイル２０の上面２０Ｔ側であって、磁束線Ｍ２と第一受電コイル４０の中心軸とが一致する位置Ｐ２に配置された場合、送電コイル２０により発生した磁束は、第一受電コイル４０によって電力に変換される。また、受電ユニット８０Ａが、送電コイル２０の上面２０Ｔ側であって、磁束線Ｍ３と第二受電コイル５０の中心軸とが一致する位置Ｐ３に配置された場合、送電コイル２０により発生した磁束は、第二受電コイル５０によって電力に変換される。さらに、受電ユニット８０Ａが、送電コイル２０の上面２０Ｔ側であって、磁束線Ｍ４と、第一受電コイル４０の中心軸および第二受電コイル５０の中心軸の各々に対して４５度の角度で交差するラインとが一致する位置Ｐ４に配置された場合、送電コイル２０により発生した磁束は、第一受電コイル４０および第二受電コイル５０によって電力に変換される。

なお、受電ユニット８０Ａでは、上述した磁束線Ｍ１〜磁束線Ｍ４以外にも、様々な方向を向いた磁束を電力に変換できる。すなわち、任意の磁束線については、Ｘ軸方向に平行な成分と、Ｙ軸方向に平行な成分と、Ｚ軸方向に平行な成分とに分解できる。よって、この場合、Ｘ軸方向に平行な成分については第一受電コイル４０により電力に変換でき、Ｙ軸方向に平行な成分については第二受電コイル５０により電力に変換でき、Ｚ軸方向に平行な成分については第三受電コイル６０により電力に変換できる。

このように、３種の受電コイル３０を有する受電ユニット８０Ａが、送電コイル２０の近傍に配置されるのであれば、送電コイル２０に対する受電ユニット８０Ａの位置および／または向きにばらつきが生じても第一受電コイル４０、第二受電コイル５０および第三受電コイル６０から選択される少なくとも１種の受電コイル３０が必ず送電コイル２０により発生した磁束を電力に変換できる。それゆえ、給電時において、送電コイル２０を搭載する送電側装置に対する、受電ユニット８０Ａを搭載した受電側装置の配置位置・向きがばらついても、給電効率の低下を抑制できる。

それゆえ、第一の本実施形態の非接触給電システム１０では、給電時において、送電側装置に対して、受電側装置の配置位置や向きを正確に合わせる必要がない。

なお、図１に示す例では、位置Ｐ１〜位置Ｐ４等に例示される送電コイル２０近傍の任意の１箇所の位置に１個の受電ユニット８０Ａが配置される場合について説明したが、位置Ｐ１〜Ｐ４等に例示される送電コイル２０近傍の任意の複数箇所の位置に複数個の受電ユニット８０Ａを配置してもよい。また、図１に示す受電ユニット８０Ａでは、３種類の受電コイル３０の中心軸は、各々、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸と平行を成しているが、任意の方向を回転軸として任意の角度だけ受電ユニット８０Ａを回転させてもよい。

なお、受電側装置が、携帯電話、スマートフォンなどの携帯型電子機器である場合、従来の非接触給電システムでは、給電時に送電側装置の配置位置や向きを合わせるために、以下の（ｉ）、（ｉｉ）に例示するような位置・向き合わせ方式が用いられている。しかしながら、第一の本実施形態の非接触給電システム１０では、このような位置・向き合わせ方式を採用しなくても十分に高い給電効率を確保できるため、受電側装置および／または送電側装置の構造をより簡略化・小型化するのが容易である。
（ｉ）受電側装置に内蔵された磁石と、送電側装置に内蔵された磁石との吸引力を利用して、受電側装置の使用者が感覚的に位置・向きを合わせる方式
（ｉｉ）ステッピングモータで送電コイルを動かして位置合わせする方式

これに加えて、送電側装置と受電側装置とが相対的に移動および／または回転している状態でも給電が容易になる。ここで、第一の本実施形態の非接触給電システム１０を電気自動車やハイブリッド電気自動車の給電に利用した場合、自動車側に３種類の受電コイル３０が搭載され、路面側に送電コイル２０を配置した場合を想定する。この場合、走行中または一時停止中の自動車に対して、車両の車種・サイズを問わずに給電することも可能となる。なお、送電コイル２０を路面に埋め込むあるいは路面上に配置する場合、たとえば、パーキングエリア（特に、不特定多数の車が時間単位で一時的に駐車するエリア）、都市部などの交通量が多い交差点、高速道路や幹線道路などにおいて渋滞が生じやすいエリアの道路、あるいは、通常の速度で走行しながら給電することを目的とした給電用道路あるいは給電用車線などに送電コイル２０を設置できる。

なお、図１に示す例では、３種類の受電コイル３０のうちの１種の受電コイル３０の中心軸は、他の２種類の受電コイル３０の中心軸と直交している。すなわち、いずれか１種の受電コイル３０の中心軸と、他の１種の受電コイル３０の中心軸とが交差する角度（交差角度）は９０度である。しかしながら、３種類の受電コイル３０のうちの１種の受電コイル３０の中心軸は、他の１種の受電コイル３０の中心軸と略直交していてもよい。この場合、交差角度は、９０度±２０度の範囲内であることが好ましく、９０度±１０度の範囲内であることがより好ましく、９０度±５度の範囲内であることがさらに好ましい。また、３種類の受電コイル３０の中心軸と、送電コイル２０の中心軸Ｃとは、図１に示す例では直交あるいは平行を成しているが、直交あるいは平行を成していなくてもよい。さらに、第一の本実施形態の非接触給電システム１０では、中心軸が互いに略直交する３種類の受電コイル３０に加えて、これら３種類の受電コイル３０の中心軸に対して、交差する中心軸を有する受電コイルを１種以上、さらに備えていてもよい。このような場合でも、給電時において、送電コイル２０を搭載する送電側装置に対する、受電ユニット８０Ａを搭載した受電側装置の配置位置・向きがばらついても、給電効率の低下を十分に抑制できる。

また、図１に示す例では、送電コイル２０および３種の受電コイル３０は、導線を巻回して構成されているが、薄膜状の配線を渦巻状に配置して構成されたものでもよい。このような薄膜状の配線の形成方法としては公知の方法が適宜利用でき、たとえば、銀などの導電性物質を含む導電性ペーストを用いてスクリーン印刷などにより形成したり、導電性薄膜をフォトリソグラフィとエッチングとを利用してパターニングすることにより形成したり、あるいは、基板表面に電解めっき等により配線を析出形成したりすることができる。

また、図１に示す例では、３種類の受電コイル３０は、１つの立方体７０の外面を覆うように設けられている。しかし、３種類の受電コイル３０は、この立方体７０の代わりに、直方体、球体等の任意の形状を有する１つの閉じた空間の外面を覆うように設けることができる。また、立方体７０に例示される１つの閉じた空間は、３種類の受電コイル３０の内周側を支持する部材（コア材など）で占められていてもよく、何らの固体が配置されない空間であってもよい。

第一の本実施形態の非接触給電システム１０において、送電コイル２０の外径Ｒ０に対する、第一受電コイル４０の外径Ｒ１、第二受電コイル５０の外径Ｒ２および第三受電コイルの外径Ｒ３の相対的関係は特に限定されない。しかしながら、図１に例示したように、送電コイル２０の外径Ｒ０は、第一受電コイル４０の外径Ｒ１、第二受電コイル５０の外径Ｒ２および第三受電コイル６０の外径Ｒ３から選択されるいずれの外径よりも大きいことが好ましい。この場合、送電側装置に対する受電側装置の相対的な配置位置や向きを大きく変えても高い給電効率を維持できる範囲、すなわち、給電時に高い給電効率を維持する上で受電側装置が配置可能な空間（高給電効率空間）をより大きくすることができる。この場合、外径Ｒ０に対する外径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３各々の比率、すなわち、Ｒ１／Ｒ０、Ｒ２／Ｒ０、Ｒ３／Ｒ０は、１．０前後またはそれ以下であれば特に限定されないが、より広い高給電効率空間の確保と、絶対的な給電能力の確保とをバランス良く両立させる観点では、Ｒ１／Ｒ０、Ｒ２／Ｒ０、Ｒ３／Ｒ０は、０．０１〜１．０程度の範囲内が好ましく、０．５〜１．０程度の範囲内がより好ましい。なお、本願明細書において、「コイルの外径」とは、コイルの中心軸と直交する平面において、コイルの外縁形状が円形である場合は直径を意味し、コイルの外縁形状が楕円形である場合は長径（最大径）を意味し、コイルの形状が多角形である場合は最大径を意味する。

また、３種類の受電コイル３０の相対的な配置関係は、図１に示す例に限定されるものではない。すなわち、３種類の受電コイル３０の配置態様としては、（１）第一受電コイル４０の内側の空間の一部と、第二受電コイル５０の内側の空間の一部と、第三受電コイル６０の内側の空間の一部と、が互いに重複する配置態様（第一の配置態様）、あるいは、（２）第一受電コイル４０の内側の空間、第二受電コイル５０の内側の空間および第三受電コイル６０の内側の空間、から選択される少なくとも２つの空間の組み合わせにおいて、一方の空間と他方の空間とが互いに全く重複していない配置態様（第二の配置態様）、のいずれの配置態様でもよい。ここで、本願明細書において、「コイルの内側の空間」とは、コイルの内周側の面と、コイルの上面または上端面と面一を成す面と、コイルの下面または下端面と面一を成す面とで囲まれた空間を意味する。

以下に、「コイルの外径」および「コイルの内側の空間」について図面を用いてより具体的に説明する。図２は、コイルの外径およびコイルの内側の空間の定義を説明するための説明図である。ここで、図２（Ａ）は、コイル１００の外観図である。また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すコイル１００の符号Ａ−Ａ間の端面図であり、具体的にはコイル１００の中心軸Ａを含む平面で切断した端面について示す図である。図２に示すコイル１００は、導線１１０を内周側から外周側へと巻回した構造を有し、その平面形状は同心円状である。図２に示すコイル１００においては、外径Ｒはコイル１００の直径を意味する。また、コイル１００の内側の空間Ｓは、コイル１００の内周側の面１００Ｓと、コイル１００の一方の面（上面）と面一を成す面１００Ｔと、コイル１００の他方の面（下面）と面一を成す面１００Ｂとで囲まれた領域を意味する。

図３は、コイルの外径およびコイルの内側の空間の定義を説明するための他の説明図である。ここで、図３（Ａ）は、コイル１０２の外観図である。また、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すコイル１０２の符号Ｂ−Ｂ間の端面図であり、具体的にはコイル１０２の中心軸Ａを含む平面で切断した端面について示す図である。図３に示すコイル１０２は、導線１１０を中心軸Ａと平行な方向に巻回した構造を有し、両端が開口した四角筒状の形状を有する。図３に示すコイル１０２においては、外径Ｒは、コイル１０２の最大径（図中では対角長さ）を意味する。また、また、コイル１０２の内側の空間Ｓは、コイル１０２の内周側の面１０２Ｓと、コイル１０２の一方の端面（上端面）と面一を成す面１０２Ｔと、コイル１０２の他方の端面（下端面）と面一を成す面１０２Ｂとで囲まれた領域を意味する。

図４は、３種類の受電コイル３０の第一の配置態様の一例を示す模式図であり、具体的には、図１に示す受電ユニット８０Ａを拡大して示す拡大図である。受電ユニット８０Ａを構成する３種類の受電コイル３０は、いずれも図３に示すコイル１０２と同形状のコイルである。ここで、図４およびその他の図面に示す立方体７０は、空間中における３種類の受電コイル３０の相対的な配置位置を説明する上で、仮想の基準位置として示すものである。

図４から明らかなように、受電ユニット８０Ａでは、第一受電コイル４０の内側の空間の一部と、第二受電コイル５０の内側の空間の一部と、第三受電コイル６０の内側の空間の一部とが、立方体７０の中心点Ｃ近傍において互いに重複することになる。なお、この中心点Ｃは、第一受電コイル４０の中心軸と、第二受電コイル５０の中心軸と、第三受電コイル６０の中心軸とが交差する点でもある。図１および図４に例示したように、３種類の受電コイル３０を第一の配置態様で配置した場合は、これら３種類の受電コイル３０を１箇所にまとめて配置できる。これに加えて、立方体７０に例示されるように一つの閉じた空間を囲うように３種類の受電コイル３０を配置できる。このため、たとえば、１個のコア材の外面を囲うように３種類の受電コイル３０を配置できる。

なお、図４に示す例では、立方体７０という一つの閉じた空間を囲うように３種類の受電コイル３０が配置されているため、第一受電コイル４０の外径と、第二受電コイル５０の外径と、第三受電コイル６０の外径とは、実質同一である。しかしながら、これら３種の受電コイル３０の外径は実質同一でなくてもよい。たとえば、第一受電コイル４０および第三受電コイル６０の外周面側に接して配置されている第二受電コイル５０の外径を、他の２種類の受電コイル４０、６０よりも大きくし、第二受電コイル５０を、その内周面が第一受電コイル４０および第三受電コイル６０の外周面から離間するように配置してもよい。

なお、ノートブック型のコンピューター、携帯型音楽再生プレーヤ、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ＩＣレコーダなどの携帯型電子機器（受電側装置）に３種類の受電コイル３０を配置する場合、携帯型電子機器の内部スペースは限られているため、３種類の受電コイル３０の配置が困難となる場合がある。すなわち、空間中における３種類の受電コイル３０の配置位置の制限が大きい第一の配置態様、特に、図１および図４に例示したような一つの閉じた空間を３種類の受電コイル３０で囲うように３種類の受電コイル３０を配置する配置態様を採用することが困難となる可能性がある。このような問題を解決するためには、第一の配置態様と比較して、空間中における３種類の受電コイル３０の配置位置の制限が小さい第二の配置態様を採用することが好ましい。この場合、携帯型電子機器の内部または外面において、他に利用用途が無い空スペース等を適宜利用することが容易となり、携帯型電子機器の大型化を抑制、あるいは、携帯型電子機器をより小型化することができる。

図５は、３種類の受電コイル３０の第二の配置態様の一例を示す模式図であり、具体的には図４に示す受電ユニット８０Ａから第三受電コイル６０を取り外し、第三受電コイル６０を、第一受電コイル４０および第二受電コイル５０から離反した位置に配置した配置態様について示す図である。図５に示す受電ユニット８０Ｂ（８０）は、図４に示す例に対して、立方体７０から離間した位置に第三受電コイル６０を配置した以外は、受電ユニット８０Ａと同様の構成を有する。また、第三受電コイル６０は、図４に示す例に対してＹ軸方向に平行に移動した位置であって、かつ、第一受電コイル４０の外周面から離間した位置に配置されている。このため、第一受電コイル４０の内側の空間の一部と、第二受電コイル５０の内側の空間の一部とは、図４に例示した場合と同様に重複している。しかし、第三受電コイル６０の内側の空間と第一受電コイル４０の内側の空間とは互いに全く重複しておらず、かつ、第三受電コイル６０の内側の空間と第二受電コイル５０の内側の空間とは互いに全く重複していない。

図６は、３種類の受電コイル３０の第二の配置態様の他の例を示す模式図であり、具体的には、第一受電コイル４０の内側の空間と、第二受電コイル５０の内側の空間と、第三受電コイル６０の内側の空間と、が互いに全く重複しないように３種類の受電コイル３０を配置した配置態様について示す図である。図４において一つの閉じた空間を占める立方体７０を基準位置とした場合、図６に示す受電ユニット８０Ｃ（８０）では、３種類の受電コイル３０の全てが、立方体７０から離間した位置に配置される。すなわち、第一受電コイル４０は、ＹＺ平面と平行を成す立方体７０の一対の外面のうちの一方の外面（図中では、奥側の外面）と対向する位置に配置され、第二受電コイル５０は、ＺＸ平面と平行を成す立方体７０の一対の外面のうちの一方の外面（図中では、左側の外面）と対向する位置に配置され、第三受電コイル６０は、ＸＹ平面と平行を成す立方体７０の一対の外面のうちの一方の外面（図中では、下側の外面）と対向する位置に配置される。このため、第一受電コイル４０の内側の空間と、第二受電コイル５０の内側の空間と、第三受電コイル６０の内側の空間と、は互いに全く重複しない。

３種類の受電コイル３０を受電側装置の内部および／または外面に配置する場合、図６に一例を示したように、第二の配置態様の中でも、３種類の受電コイル３０の内側の空間が互いに全く重複しない配置態様は、最も配置位置の選択の自由度が高い。したがって、このような配置態様は、内部スペースが極めて限られる携帯型電子機器において採用することが特に好ましい。

なお、３種類の受電コイル３０が互いに近接した位置にまとまって配置された受電ユニット８０として、図４〜図６に具体例を示したが、受電ユニット８０の構成や、受電ユニット８０を構成する３種類の受電コイル３０の形状・サイズ・構造については、図４〜図６に例示したものに限定されるものではない。

以上に説明したように、３種類の受電コイル３０は、図１および図４に例示したような第一の配置態様、あるいは、図５および図６に例示したような第二の配置態様で、受電側装置の内部および／または外面に配置することができる。なお、受電側装置には、３種類の受電コイル３０が各々１個、合計３個配置されていればよいが、３種類の受電コイル３０のうち少なくともいずれか１種類の受電コイル３０の個数が、他の種類の受電コイル３０の個数よりも１個以上多くてもよい。この場合、第一の配置態様および第二の配置態様は、いずれか１種の受電コイル３０を基準とした際に、当該１種の受電コイル３０と、当該１種の受電コイル３０の最も近い位置に配置されている残りの２種類の受電コイル３０との相対的配置関係によって定められる。たとえば、受電側装置に搭載される受電コイル３０が、１個の第一受電コイル４０、２個の第二受電コイル５０、１個の第三受電コイル６０から構成される事例を想定した場合、第一受電コイル４０と、２個の第二受電コイル５０のうち第一受電コイル４０に最も近い位置に配置された第二受電コイル５０と、第三受電コイル６０との相対的配置関係を考慮して、第一の配置態様または第二の配置態様のいずれに該当するのかを判断する。なお、上記の想定事例において、第一受電コイル４０に最も近い位置に配置された第二受電コイル５０が２個ある場合は、３種類、合計４個の受電コイル３０が第一の配置態様で配置されることになる。

また、３種類の受電コイル３０の総数が３×ｎ個であり、かつ、各々の種類の受電コイル３０の総数、言い換えれば受電ユニット８０の総数がｎ個である場合（但し、ｎは２以上の整数）、第一の配置態様および第二の配置態様は、全ての第一受電コイル４０から選択された任意の第一受電コイル４０を基準とした場合において、当該第一受電コイル４０、当該第一受電コイル４０の最も近い位置に配置されている第二受電コイル５０および当該第一受電コイル４０の最も近い位置に配置されている第三受電コイル６０からなる３種類の受電コイル３０の相対的配置関係によって定められる。

この場合、以下の（１）〜（３）から選択される態様にて受電コイル３０を配置できる。
（１）全ての第一受電コイル４０の各々について、当該第一受電コイル４０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第二受電コイル５０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第三受電コイル６０とが、第一の配置態様を満たすように配置される態様。
（２）全ての第一受電コイル４０のうちの一部のコイルの各々について、当該第一受電コイル４０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第二受電コイル５０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第三受電コイル６０とが、第一の配置態様を満たすように配置され、全ての第一受電コイル４０のうちの残りの一部のコイルの各々について、当該第一受電コイル４０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第二受電コイル５０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第三受電コイル６０とが、第二の配置態様を満たすように配置される態様。
（３）全ての第一受電コイル４０の各々について、当該第一受電コイル４０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第二受電コイル５０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第三受電コイル６０とが、第二の配置態様を満たすように配置される態様。

なお、上記（１）に示す態様の具体例としては、受電側装置内の互いに離間した位置に、図４に示す受電ユニット８０Ａを２個以上配置した例を挙げることができる。また、上記（２）に示す態様の具体例としては、受電側装置内の互いに離間した位置に、図４に示す受電ユニット８０Ａを１個以上と、図５に示す受電ユニット８０Ｂおよび図６に示す受電ユニット８０Ｃから選択される少なくとも１種の受電ユニットを１個以上と、を配置した例を挙げることができる。また、上記（３）に示す態様の具体例としては、受電側装置内の互いに離間した位置に、図５に示す受電ユニット８０Ｂおよび図６に示す受電ユニット８０Ｃから選択される少なくとも１種の受電ユニットを２個以上配置した例を挙げることができる。

ここで、ｎ数は特に限定されず、受電側装置の構成や送電側装置の構成に応じて適宜選択できるが、ｎ数は２〜８の範囲内が好ましく、２〜５の範囲内がより好ましく、２〜４の範囲内がさらに好ましく、２〜３の範囲内が特に好ましい。また、受電側装置が携帯型電子機器である場合、より広い高給電効率空間の確保と、受電ユニット８０によるスペースの消費抑制とをバランス良く両立させる観点からは、ｎ数は２〜５の範囲内が好ましく、２〜４の範囲内がさらに好ましく、２〜３の範囲内が特に好ましい。また、受電側装置に搭載されるｎ個の受電ユニット８０は、略点対称配置、略線対称配置、略回転対称配置、略等間隔配置あるいはこれらを２種類以上組み合わせた配置などのように規則的に配置されることが好ましいが、必要に応じて不規則的に配置してもよい。

なお、３種類の受電コイル３０の総数は、３×ｎ個ではなく、３×ｎ＋α個でもよい。ここで、αは、３種類の受電コイル３０のうち、いずれか１種類または２種類の受電コイル３０の個数である。３種類の受電コイル３０の総数が３×ｎ＋α個の場合、３種類の受電コイル３０のうち少なくともいずれか１種類または２種類の受電コイル３０の個数が、他の種類の受電コイル３０の個数よりも１個以上多くなる。

受電側装置に配置された３種類の受電コイル３０を支持・固定する部材としては、受電側装置の用途、種類、構造等に応じて適宜選択できる。このような支持・固定部材としては代表的にはコア部材が挙げられる。しかしながら、受電側装置を構成する部材の一部を支持・固定部材として利用することもできる。たとえば、受電側装置が、当該装置の内部または外部に平面部分を有する場合、当該平面部分に３種類の受電コイルを配置することができる。この場合、３種類の受電コイル３０を支持・固定するための専用の部材を受電側装置内に新たに設ける必要が無い。また、受電側装置が、筐体と、この筐体内に配置された回路基板とを少なくとも備えた携帯型電子機器である場合、筐体の内壁面、筐体の外壁面、回路基板の表面、回路基板の裏面、および、回路基板の端面から選択される少なくとも１つ以上の面を支持・固定部材として利用し、これらの面に３種類の受電コイル３０を適宜配置することができる。この場合、３種類の受電コイル３０を支持・固定するための専用の部材を携帯型電子機器内に設ける必要が無いため、内部スペースの限られた携帯型電子機器の大型化を抑制することができる。

次に、第二の本実施形態の非接触給電システムについて説明する。図７は第二の本実施形態の非接触給電システムの一例を示す模式図であり、図８は、図７に示す受電ユニットを拡大して示す拡大図である。図７に示す第二の本実施形態の非接触給電システム１２は、図１に示す第一の本実施形態の非接触給電システム１０を構成する受電ユニット８０から、第三の受電コイル６０を取り除いた以外は、同様の構成を有する。すなわち、図７に示す非接触給電システム１２は、送電コイル２０と、２種類の受電コイル３０、すなわち、第一受電コイル４０（３０）と、第二受電コイル５０（３０）とを有している。そして、これら２種類の受電コイル３０が一体を成す受電ユニット９０Ａ（９０）を形成している。図７および図８に示す受電ユニット９０Ａは、図１および図２に示す受電ユニット８０Ａから第三受電コイル６０を取り除いた以外は、受電ユニット８０Ａと同様の構成を有する。

但し、図７に例示した第二の本実施形態の非接触給電システム１２では、非接触給電中において、送電コイル２０の中心軸Ｃの方向に対する第一受電コイル４０および第二受電コイル５０の相対的な位置が常に略一定であり、かつ、第一受電コイル４０の中心軸および第二受電コイル５０の中心軸が、送電コイル２０の中心軸Ｃに対して常に略直交する。すなわち、この場合、２種の受電コイル３０を有する受電ユニット９０Ａが、送電コイル２０の近傍に配置されるのであれば、送電コイル２０に対する受電ユニット９０Ａの位置および／または向きにばらつきが生じても第一受電コイル４０および第二受電コイル５０から選択される少なくとも１種の受電コイル３０が必ず送電コイル２０により発生した磁束のうち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と平行な成分を電力に変換できる。そして、送電コイル２０により発生した磁束のうち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と平行な成分は、図７に例示したように送電コイル２０の中心軸Ｃの近傍の限られた狭い範囲（位置Ｐ１近傍）を除けば、送電コイル２０の両面全面に存在する。よって、受電ユニット９０Ａが位置Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のいずれの位置に存在しても、第一受電コイル４０および／または第二受電コイル５０により、磁束のうち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と平行な成分を電力に変換できる。それゆえ、給電時において、送電コイル２０を搭載する送電側装置に対する、受電ユニット９０Ａを搭載した受電側装置の配置位置・向きがばらついても、特異点となる送電コイル２０の中心軸Ｃの近傍（位置Ｐ１近傍）を除けば、給電効率の低下を抑制できる。

それゆえ、第二の本実施形態の非接触給電システム１２では、給電時において、送電側装置に対して、ＸＹ平面方向における受電側装置の配置位置や向きを正確に合わせる必要がない。

なお、図７に示す例では、位置Ｐ２〜位置Ｐ４等に例示される送電コイル２０近傍の任意の１箇所の位置に１個の受電ユニット９０Ａが配置される場合について説明したが、位置Ｐ２〜Ｐ４等に例示される送電コイル２０近傍の任意の複数箇所の位置に複数個の受電ユニット９０Ａを配置してもよい。また、図７に示す受電ユニット９０Ａでは、３種類の受電コイル３０の中心軸は、各々、Ｘ軸およびＹ軸と平行を成しているが、Ｚ軸を回転軸として任意の角度だけ受電ユニット９０Ａを回転させてもよい。また、非接触給電時における受電ユニット９０Ａの配置位置は、基本的に送電コイル２０近傍であればよいが、磁束のＺ軸成分については電力に変換できないため、送電コイル２０の面（上面２０Ｔおよび／または下面２０Ｂ）上に位置することが特に好ましい。言い換えれば、特異点（位置Ｐ１近傍）と送電コイル２０の外周端近傍よりも外側とを除く領域に位置することが特に好ましい。

なお、非接触給電中における受電側装置の配置位置や向きの制限がより少なく、かつ、給電効率が局所的に著しく低下するような特異点が存在しない点では、第二の本実施形態の非接触給電システム１２よりも第一の本実施形態の非接触給電システム１０の方がより有利である。しかしながら、非接触給電を行う場合、一般的に、送電側装置に対して受電側装置の配置位置や向きが３次元的にばらつくよりも、２次元的にばらつくことの方が多い。

たとえば、受電側装置が、携帯電話、スマートフォンなどの携帯型電子機器である場合、これらの携帯型電子機器の形状は平板状であり、送電側装置（充電器）の携帯型電子機器を配置する面（受電側装置配置面）も平面であることが一般的である。そして、この場合、送電側装置の受電側装置配置面上に、この面と、平板状の受電側装置（携帯型電子機器）の表裏面のいずれか一方の面とが向き合うように、平板状の受電側装置を配置した状態で非接触給電を行うことになる。したがって、非接触給電を行う場合、送電側装置に対して受電側装置の配置位置や向きが２次元的にばらつくことになる。

また、電気自動車やハイブリッド電気自動車の非接触給電においても、一般的に、送電側装置は路面等に固定して配置されており、受電側装置（電気自動車、ハイブリッド電気自動車）も車種が同一であれば、路面から受電側装置内に配置された受電コイル３０までの高さも略一定である。したがって、非接触給電を行う場合、送電側装置に対して受電側装置の配置位置や向きが実質的に２次元的にばらつくことになる。

以上に説明した事情を考慮すれば、非接触給電を行う際に、送電側装置に対して受電側装置の配置位置や向きのばらつきが、実質的に２次元的なばらつきである場合には、第三受電コイル６０を省略した第二の本実施形態の非接触給電システム１２も採用できる。この場合、受電側装置の構成をより簡略化できる第二の本実施形態の非接触給電システム１２の方が、第一の本実施形態の非接触給電システム１０よりもコスト、生産性、メンテナンス性、受電側装置の小型化等の面で、より有利である。

なお、図７および図８に示す例では、２種類の受電コイル３０のうちの１種の受電コイル３０の中心軸は、他の１種類の受電コイル３０の中心軸と直交している。すなわち、１種の受電コイル３０の中心軸と、他の１種の受電コイル３０の中心軸とが交差する角度（交差角度）は９０度である。しかしながら、２種類の受電コイル３０のうちの１種の受電コイル３０の中心軸は、他の１種の受電コイル３０の中心軸と略直交していてもよい。この場合、交差角度は、９０度±２０度の範囲内であることが好ましく、９０度±１０度の範囲内であることがより好ましく、９０度±５度の範囲内であることがさらに好ましい。

また、２種類の受電コイル３０の中心軸と、送電コイル２０の中心軸Ｃとは、図７に示す例では完全に直交しているが、略直交していてもよい。なお、２種類の受電コイル３０の中心軸と、送電コイル２０の中心軸Ｃとが略直交する位置関係は、少なくとも非接触給電中において維持されていればよく、それ以外の期間では維持される必要は無い。この場合、各々の種類の受電コイル３０の中心軸と送電コイル２０の中心軸Ｃとの交差角度は、９０度±２０度の範囲内であることが好ましく、９０度±１０度の範囲内であることがより好ましく、９０度±５度の範囲内であることがさらに好ましい。

さらに、第二の本実施形態の非接触給電システム１２では、２種類の受電コイル３０に加えて、送電コイル２０の中心軸Ｃと略直交し、かつ、これら２種類の受電コイル３０の中心軸に対しても交差する中心軸を有する受電コイルを１種以上、さらに備えていてもよい。このような場合でも、給電時において、送電コイル２０を搭載する送電側装置に対する、受電ユニット８０Ａを搭載した受電側装置の配置位置・向きがばらついても、給電効率の低下を十分に抑制できる。

第二の本実施形態の非接触給電システム１２において、送電コイル２０の外径Ｒ０に対する、第一受電コイル４０の外径Ｒ１および第二受電コイル５０の外径Ｒ２の相対的関係は特に限定されない。しかしながら、図７に例示したように、送電コイル２０の外径Ｒ０は、第一受電コイル４０の外径Ｒ１および第二受電コイル５０の外径Ｒ２から選択されるいずれの外径よりも大きいことが好ましい。この場合、送電側装置に対する受電側装置の相対的な配置位置や向きを大きく変えても高い給電効率を維持できる範囲、すなわち、給電時に高い給電効率を維持する上で受電側装置が配置可能な空間（高給電効率空間）をより大きくすることができる。この場合、外径Ｒ０に対する外径Ｒ１、Ｒ２各々の比率、すなわち、Ｒ１／Ｒ０、Ｒ２／Ｒ０は、１．０前後またはそれ以下であれば特に限定されないが、より広い高給電効率空間の確保と、絶対的な給電能力の確保とをバランス良く両立させる観点では、Ｒ１／Ｒ０、Ｒ２／Ｒ０は、０．０１〜１．０程度の範囲内が好ましく、０．５〜１．０程度の範囲内がより好ましい。

また、２種類の受電コイル３０の相対的な配置関係は、図７および図８に示す例に限定されるものではない。すなわち、２種類の受電コイル３０の配置態様としては、（１）第一受電コイル４０の内側の空間の一部と、第二受電コイル５０の内側の空間の一部と、が互いに重複する配置態様（第一の配置態様）、あるいは、（２）第一受電コイル４０の内側の空間および第二受電コイル５０の内側の空間とが互いに全く重複していない配置態様（第二の配置態様）、のいずれの配置態様でもよい。ここで図７および図８は、第一の配置態様の一例を示したものである。

図８は、２種類の受電コイル３０の第二の配置態様の一例を示す模式図である。図８に示す例では、第一受電コイル４０の内側の空間と、第二受電コイル５０の内側の空間と、が互いに全く重複しないように２種類の受電コイル３０が配置されている。なお、図８に示す受電ユニット９０Ｂ（９０）は、図６に示す受電ユニット８０Ｃから第三受電コイル６０を取り除いたものと同様の構成を有する。

２種類の受電コイル３０を受電側装置の内部および／または外面に配置する場合、図９に一例を示したように、第二の配置態様は、最も配置位置の選択の自由度が高い。したがって、第二の配置態様は、内部スペースが極めて限られる携帯型電子機器において採用することが特に好ましい。

なお、２種類の受電コイル３０が互いに近接した位置にまとまって配置された受電ユニット９０として、図８〜図９に具体例を示したが、受電ユニット９０の構成や、受電ユニット９０を構成する２種類の受電コイル３０の形状・サイズ・構造については、図８〜図９に例示したものに限定されるものではない。

以上に説明したように、２種類の受電コイル３０は、図７および図８に例示したような第一の配置態様、あるいは、図９に例示したような第二の配置態様で、受電側装置の内部および／または外面に配置することができる。なお、受電側装置には、２種類の受電コイル３０が各々１個、合計２個配置されていればよいが、２種類の受電コイル３０のうちいずれか１種類の受電コイル３０の個数が、他の種類の受電コイル３０の個数よりも１個以上多くてもよい。この場合、第一の配置態様および第二の配置態様は、いずれか１種の受電コイル３０を基準とした際に、当該１種の受電コイル３０と、当該１種の受電コイル３０の最も近い位置に配置されている残りの１種類の受電コイル３０との相対的配置関係によって定められる。たとえば、受電側装置に搭載される受電コイル３０が、１個の第一受電コイル４０と、２個の第二受電コイル５０とから構成される事例を想定した場合、第一受電コイル４０と、２個の第二受電コイル５０のうち第一受電コイル４０に最も近い位置に配置された第二受電コイル５０との相対的配置関係を考慮して、第一の配置態様または第二の配置態様のいずれに該当するのかを判断する。なお、上記の想定事例において、第一受電コイル４０に最も近い位置に配置された第二受電コイル５０が２個ある場合は、２種類、合計３個の受電コイル３０が第一の配置態様で配置されることになる。

また、２種類の受電コイル３０の総数が２×ｎ個であり、かつ、各々の種類の受電コイル３０の総数、言い換えれば受電ユニット９０の総数がｎ個である場合（但し、ｎは２以上の整数）、第一の配置態様および第二の配置態様は、全ての第一受電コイル４０から選択された任意の第一受電コイル４０を基準とした場合において、当該第一受電コイル４０、当該第一受電コイル４０の最も近い位置に配置されている第二受電コイル５０からなる２種類の受電コイル３０の相対的配置関係によって定められる。

この場合、以下の（１）〜（３）から選択される態様にて受電コイル３０を配置できる。
（１）全ての第一受電コイル４０の各々について、当該第一受電コイル４０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第二受電コイル５０とが、第一の配置態様を満たすように配置される態様。
（２）全ての第一受電コイル４０のうちの一部のコイルの各々について、当該第一受電コイル４０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第二受電コイル５０とが、第一の配置態様を満たすように配置され、全ての第一受電コイル４０のうちの残りの一部のコイルの各々について、当該第一受電コイル４０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第二受電コイル５０とが、第二の配置態様を満たすように配置される態様。
（３）全ての第一受電コイル４０の各々について、当該第一受電コイル４０と、当該第一受電コイル４０の最も近くに配置されている第二受電コイル５０とが、第二の配置態様を満たすように配置される態様。

なお、上記（１）に示す態様の具体例としては、受電側装置内の互いに離間した位置に、図８に示す受電ユニット９０Ａを２個以上配置した例を挙げることができる。また、上記（２）に示す態様の具体例としては、受電側装置内の互いに離間した位置に、図８に示す受電ユニット９０Ａを１個以上と、図９に示す受電ユニット９０Ｂを１個以上と、を配置した例を挙げることができる。また、上記（３）に示す態様の具体例としては、受電側装置内の互いに離間した位置に、図９に示す受電ユニット９０Ｂを２個以上配置した例を挙げることができる。

ここで、ｎ数は特に限定されず、受電側装置の構成や送電側装置の構成に応じて適宜選択できるが、ｎ数は２〜８の範囲内が好ましく、２〜５の範囲内がより好ましく、２〜４の範囲内がさらに好ましく、２〜３の範囲内が特に好ましい。また、受電側装置が携帯型電子機器である場合、より広い高給電効率空間の確保と、受電ユニット９０によるスペースの消費抑制とをバランス良く両立させる観点からは、ｎ数は２〜５の範囲内が好ましく、２〜４の範囲内がさらに好ましく、２〜３の範囲内が特に好ましい。また、受電側装置に搭載されるｎ個の受電ユニット９０は、略点対称配置、略線対称配置、略回転対称配置、略等間隔配置あるいはこれらを２種類以上組み合わせた配置などのように規則的に配置されることが好ましいが、必要に応じて不規則的に配置してもよい。

なお、２種類の受電コイル３０の総数は、２×ｎ個ではなく、２×ｎ＋α個でもよい。ここで、αは、２種類の受電コイル３０のうち、いずれか１種類の受電コイル３０の個数である。２種類の受電コイル３０の総数が２×ｎ＋α個の場合、２種類の受電コイル３０のうちのいずれか１種類の受電コイル３０の個数が、他の種類の受電コイル３０の個数よりも１個以上多くなる。

また、ｎ数を２以上とした場合、受電側装置に搭載される２個以上の受電ユニット９０から選択されるいずれか１個の受電ユニット９０が、偶々、非接触給電中に特異点（図７の位置Ｐ１近傍）に位置することになっても、残りの受電ユニット９０により確実に給電を行うことが極めて容易となる。たとえば、２個以上の受電ユニット９０を搭載した受電側装置が、平板状の携帯型電子機器である場合、携帯型電子機器の平面方向に対して２個以上の受電ユニット９０を互いに離間して配置すればよい。

さらに、受電側装置に搭載される受電ユニット９０の数が１個の場合あるいは２個以上の場合のいずれにおいても、受電側装置には、単位時間当たりの給電度合を示すインジケータを設けることが好ましい。この場合、ユーザが、給電を行う為に、送電側装置の近傍に受電側装置を配置した際に、インジケータを参照することで１個の受電ユニット９０が特異点近傍に位置するか否かを判断し、必要に応じて受電側装置の配置位置を容易に見直すことができる。そして、インジケータを参照した結果、１個の受電ユニット９０が特異点近傍に位置することが判明した場合には、受電側装置の位置をＸＹ平面方向に対して少しずらせば、安定的かつ高い給電効率を容易に確保することができる。この理由は、送電コイル２０の平面方向の面積に占める特異点の面積割合は非常に小さいためである。

なお、インジケータの構成は特に限定されない。インジケータは、たとえば、単位時間当たりの給電量が一定の閾値を超えた場合に点灯し、閾値以下の場合は消灯する１個のランプから構成されていてもよく、単位時間当たりの給電量に比例して発光強度または発光色が変化する１個のランプから構成されていてもよく、あるいは、単位時間当たりの給電量に比例して、発光するランプの数が増減する複数個のランプから構成されていてもよい。

また、以上に説明した点以外のその他の構成についても、第二の本実施形態の非接触給電システム１２は、下記（ｉ）および（ｉｉ）に示す事項を除いては、第一の本実施形態の非接触給電システム１０と実質同様の構成を採用することができる。
（ｉ）第三受電コイル６０を有さない。
（ｉｉ）非接触給電中において、送電コイル２０の中心軸Ｃの方向に対する第一受電コイル４０および第二受電コイル５０の相対的な位置が常に略一定であり、かつ、第一受電コイル４０の中心軸および第二受電コイル５０の中心軸が、送電コイル２０の中心軸Ｃに対して常に略直交する。

以上に説明した本実施形態の非接触給電システム１０、１２では、電磁誘導方式で給電を行うが、たとえば、共鳴方式などの他の方式で給電を行うこともできる。共鳴方式で給電を行う場合、送電コイル２０および受電コイル３０の各々にコンデンサを接続し、送電側および受電側の双方の共振器を磁界共鳴させて、給電を行う。

なお、本実施形態の非接触給電システム１０、１２に用いられる送電コイル２０の形状・サイズ・構造については、図１および図７に示した例に限定されず、公知のコイル形状および任意のサイズを適宜選択できる。たとえば、送電コイル２０の外周形状および内周形状は円形であってもよく、楕円形であってもよく、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよい。また、送電コイル２０は、図１および図７に例示したように、中心軸Ｃと直交する平面に送電コイル２０を構成する導線（あるいは配線）が配置された構造（平板型構造）を有していてもよく、中心軸と平行な方向に送電コイル２０を構成する導線を積み上げた構造（筒型構造）を有していてもよい。なお、筒型構造を有するコイルとしは、図２（Ｂ）に例示したコイル１０２が挙げられる。

また、送電コイル２０の外径は特に限定されず、非接触給電システム１０の利用用途に応じて適宜選択できる。たとえば、携帯電話やスマートフォンなどの携帯型電子機器の非接触給電用途では、外径は１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内が好ましく、３０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内がより好ましい。また、電気自動車あるいはハイブリッド電気自動車の非接触給電用途では、外径は１０ｃｍ〜１００ｃｍの範囲内が好ましく、３０ｃｍ〜５０ｃｍの範囲内がより好ましい。

なお、第一の本実施形態の非接触給電システム１０では、３種類の受電コイル３０の中心軸が互いに略直交する関係を有していため、実質的に指向性が無い。しかしながら、第一の本実施形態の非接触給電システム１０の変形実施形態、すなわち、第三の本実施形態の非接触給電システムでは、３種類の受電コイル３０の中心軸は、互いに９０度よりも大幅に小さい角度、たとえば、数度〜４０度、５０度程度の鋭角を成すように交差したものとしてもよい。第三の本実施形態の非接触給電システムでは、指向性を有するため、送電コイル２０を搭載する送電側装置に対する受電側装置の配置位置・向きがばらついた場合、受電側装置の配置位置・向きによっては大幅に給電効率が低下してしまう場合があるが、一定の配置位置・向きの範囲内であれば給電効率の低下を抑制できる。

また、第二の本実施形態の非接触給電システム１２では、２種類の受電コイル３０の中心軸が互いに略直交する関係を有していため、ＸＹ平面方向に対して実質的に指向性が無い。しかしながら、第二の本実施形態の非接触給電システム１２の変形実施形態、すなわち、第四の本実施形態の非接触給電システムでは、２種類の受電コイル３０の中心軸は、互いに９０度よりも大幅に小さい角度、たとえば、数度〜４０度、５０度程度の鋭角を成すように交差したものとしてもよい。第四の本実施形態の非接触給電システムでは、ＸＹ平面方向に対して指向性を有するため、送電コイル２０を搭載する送電側装置に対する受電側装置の配置位置・向きがばらついた場合、受電側装置の配置位置・向きによっては大幅に給電効率が低下してしまう場合があるが、一定の配置位置・向きの範囲内であれば給電効率の低下を抑制できる。

１０ 非接触給電システム
１２ 非接触給電システム
２０ 送電コイル
２０Ｔ 上面
２０Ｂ 下面
３０ 受電コイル
４０ 第一受電コイル
５０ 第二受電コイル
６０ 第三受電コイル
７０ 立方体
８０、８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ 受電ユニット
９０、９０Ａ、９０Ｂ 受電ユニット
１００ コイル
１００Ｓ コイル１００の内周側の面
１００Ｔ コイル１００の一方の面（上面）と面一を成す面
１００Ｂ コイル１００の他方の面（下面）と面一を成す面１００Ｂ
１０２ コイル
１０２Ｓ コイル１０２の内周側の面
１０２Ｔ コイル１０２の一方の端面（上端面）と面一を成す面
１０２Ｂ コイル１０２の他方の端面（下端面）と面一を成す面１０２
１１０ 導線

Claims (9)

1. 送電コイルと、
   第一受電コイルと、
   中心軸が、前記第一受電コイルの中心軸と略直交する第二受電コイルと、
   中心軸が、前記第一受電コイルの中心軸および前記第二受電コイルの中心軸と略直交する第三受電コイルと、を含むことを特徴とする非接触給電システム。
2. 請求項１に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記送電コイルの外径が、前記第一受電コイルの外径、前記第二受電コイルの外径および前記第三受電コイルの外径から選択されるいずれの外径よりも大きいことを特徴とする非接触給電システム。
3. 請求項１または２に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記第一受電コイルの内側の空間の一部と、前記第二受電コイルの内側の空間の一部と、前記第三受電コイルの内側の空間の一部と、が互いに重複していることを特徴とする非接触給電システム。
4. 請求項１または２に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記第一受電コイルの内側の空間、前記第二受電コイルの内側の空間および前記第三受電コイルの内側の空間、から選択される少なくともいずれか２つの空間の組み合わせにおいて、
   一方の空間と他方の空間とが互いに全く重複していないことを特徴とする非接触給電システム。
5. 請求項１、２または４のいずれか１つに記載の非接触給電システムにおいて、
   前記第一受電コイルの内側の空間と、前記第二受電コイルの内側の空間と、前記第三受電コイルの内側の空間と、が互いに全く重複していないことを特徴とする非接触給電システム。
6. 送電コイルと、
   第一受電コイルと、
   中心軸が、前記第一受電コイルの中心軸と略直交する第二受電コイルと、を含み、
   非接触給電中において、
   前記送電コイルの中心軸方向に対する前記第一受電コイルおよび前記第二受電コイルの相対的な位置が常に略一定であり、かつ、
   前記第一受電コイルの中心軸および前記第二受電コイルの中心軸が、前記送電コイルの中心軸に対して常に略直交することを特徴とする非接触給電システム。
7. 請求項６に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記送電コイルの外径が、前記第一受電コイルの外径および前記第二受電コイルの外径から選択されるいずれの外径よりも大きいことを特徴とする非接触給電システム。
8. 請求項６または７に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記第一受電コイルの内側の空間の一部と、前記第二受電コイルの内側の空間の一部と、が互いに重複していることを特徴とする非接触給電システム。
9. 請求項６または７に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記第一受電コイルの内側の空間と、前記第二受電コイルの内側の空間とが、互いに重複していないことを特徴とする非接触給電システム。

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