JP5920363B2 - 受電装置、電力伝送システム、及び電力伝送方法 - Google Patents

Description

本願開示は、一般に電力供給システムに関し、詳しくはワイヤレスで電力を供給するワイヤレス電力供給システムに関する。

従来から電磁誘導に代表される非接触給電技術は、シェーバーや電動歯ブラシ等で用いられていた。近年、磁界共鳴現象を用いて電力伝送を行う磁気共鳴電力伝送技術が着目されている。磁気共鳴電力伝送では、キャパシタ及びインダクタによる共振機能をもつコイル（ＬＣ共振コイル）を、送電側と受電側とに設ける。送電側及び受電側のＬＣ共振コイルは、互いに共振周波数が一致しており、この共振周波数の高周波交流磁界を媒介として、送電側から受電側に電力を伝送する。これにより、送電器と受電器との間の距離が長くなったり、送電器のコイルと受電器のコイルとでサイズが異なったりしても、高い効率での電力電送が可能となる。

磁気共鳴電力伝送では、４つのコイルを用いる構成が一般的に用いられる。送電側で、発振器からの交流電力を有線接続で第１コイルに供給し、第１コイルから電磁誘導を介して共振コイルである第２コイルに電力を伝送する。送電側の共振コイルである第２コイルと受電側の共振コイルである第３コイルとの間は磁気共鳴により電力が電送される。受電側で、共振コイルである第３コイルから電磁誘導を介して第４コイルに電力を伝送し、第４コイルから有線接続で交流電力を受電回路に供給する。送電側で第１及び第２コイルを共通化して１コイルの構成としてもよいし、受電側で第３及び第４コイルを共通化して１コイルの構成としてもよい。これにより、送電側及び受電側の少なくとも一方を１コイルの構成として、全体で３コイルの構成にしたり、全体で２コイルの構成にしたりすることができる。

一般にワイヤレス給電を受けることができる受電デバイスには、受電用のコイルと磁性シールドとが配置されている。受電デバイスの内部回路には、金属材料が使用されていることが多い。これらの金属材料により電力伝送用の電磁界のエネルギーが消費されると電力伝送効率が低下するので、これを防ぐために、受電デバイスの外表面近くに配置された受電コイルと内部回路との間に磁性シールドを配置する。磁性シールドは、透磁率（透磁率実部）が大きく磁気損失（透磁率虚部）が小さい材料で構成されるので、磁界が磁性シールドに沿うように分布する。従って、磁界が受電デバイス内部の金属材料に到達することがなく、電力ロスが発生しない。

しかしながら、受電デバイスの外表面の一箇所に受電コイルが設けられ、そのすぐ内側に磁性シールドが設けられているとすると、受電コイル設置面を送電器の存在する方向に向けないと、適切に電力を受信することができない。受電コイル設置面を送電器の存在する方向とは反対方向に向けてしまうと、送電器と受電コイルとの間には磁性シールドや受電デバイス内部の金属材料が存在することになり、受電コイルには殆ど磁界エネルギーが到達しないことになる。また受電コイル設置面を送電器の存在する方向とは直交する方向に向けた場合にも、磁性シールドや受電デバイス内部の金属材料が磁界を妨げるため、電力伝送効率が大きく低下してしまう。

上記問題に対処するためには、受電デバイスの外表面の複数箇所に受電コイルを設けることが好ましい。複数の受電コイルをそれぞれ異なる方向に向くように設けることにより、複数の異なる方向からの電力伝送を効率よく行うことが可能になる。言葉を換えて言えば、送電器に対して、電力を効率的に受信可能な受電デバイスの姿勢は１つに限られず、複数の異なる姿勢のうちの任意の１つの姿勢で電力を効率的に受信できる。受電コイルを設ける方向や数を工夫すれば、送電器に対する受電デバイスの姿勢に関わらず、常に効率的に電力を受信することができる。

複数の受電コイルを用いる場合、複数の受電コイルを単一の負荷（バッテリ等）に接続する必要がある。例えば、複数の受電コイルからの交流電力を複数の整流回路によりそれぞれ整流し、得られた複数の直流電力を切換回路を介して単一の負荷に接続する回路構成が考えられる。また或いは、複数の受電コイルからの交流電力を切換回路を介して単一の整流回路に接続し、整流後の単一の直流電力を単一の負荷回路に供給する回路構成が考えられる。何れの構成であっても、切替回路が設けられると共に、切替制御のための制御回路が設けられることになる。また複数の整流回路を設ける構成の場合には、回路が重複することになる。従って、切り替えを制御する回路の開発や回路部品の増加等により、受電デバイスのコスト増加に繋がる。また回路部品の増加により受電デバイスのサイズの増加にも繋がる。

特開２０１０−６３２４５号公報

以上を鑑みると、回路の重複や追加なく、複数の受電コイルからの電力を１つに纏めることができる受電器が望まれる。

受電装置は、前記受電装置の異なる箇所にそれぞれ異なる方向を向いて設けられ互いに同一の共振周波数を有する複数の共振コイルと、受電回路と、前記受電回路の第１端から出て第２端に入る単一の配線であって、直列接続された複数のコイルを形成する単一の配線とを含み、前記直列接続された複数のコイルと前記複数の共振コイルとを互いに磁気的に結合可能なように配置したことを特徴とする。

電力伝送システムは、送電装置と、前記送電装置から磁気共鳴により電力を受信する受電装置とを含み、前記受電装置は、前記受電装置の異なる箇所にそれぞれ異なる方向を向いて設けられ互いに同一の共振周波数を有する複数の共振コイルと、受電回路と、前記受電回路の第１端から出て第２端に入る単一の配線であって、直列接続された複数のコイルを形成する単一の配線とを含み、前記直列接続された複数のコイルと前記複数の共振コイルとを互いに磁気的に結合可能なように配置したことを特徴とする

電力伝送方法は、送電側共振コイルに交流電力を供給し、受電側装置の異なる箇所にそれぞれ異なる方向を向いて設けられ互いに同一の共振周波数を有する複数の受電側共振コイルの少なくとも１つにより前記送電側共振コイルから磁気共鳴により電力を受電し、直列接続された複数のコイルを形成する単一の配線と前記複数の共振コイルとを磁気的に結合し、前記単一の配線から受電回路に電力を供給する各段階を含むことを特徴とする。

本願開示の少なくとも１つの実施例によれば、回路の重複や追加なく、複数の受電コイルからの電力を１つに纏めることができる受電器を提供することができる。

磁気共鳴電力伝送システムの構成の一例を示す図である。 受電装置の構造の概略の一例を示す図である。 電力伝送システムの第１の実施例を示す図である。 充電池における複数の共振コイルの配置の一例を示す図である。 充電池における複数の共振コイルの配置の別の一例を示す図である。 充電池の内部の回路構成の一例を示す図である。 電力伝送システムの第２の実施例を示す図である。 携帯機器における複数の共振コイルの配置の一例を示す図である。 携帯機器の内部の回路構成の一例を示す図である。 共振コイルの構成の一例を示す図である。 共振コイルの構成の別の一例を示す図である。 共振コイルの構成の更に別の一例を示す図である。 共振コイルの構成の更に別の一例を示す図である。 複数の共振コイルと受電回路に有線接続されるコイルとの位置関係の一例を示す図である。 複数の共振コイルと受電回路に有線接続されるコイルとの位置関係の別の一例を示す図である。 複数の共振コイルと受電回路に有線接続されるコイルとの位置関係の更に別の一例を示す図である。 複数の共振コイルと受電回路に有線接続されるコイルとの位置関係の更に別の一例を示す図である。

以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。なお以下の各図において、同一又は対応する構成要素は同一又は対応する番号で参照し、その説明は適宜省略する。

図１は、磁気共鳴電力伝送システムの構成の一例を示す図である。図１に示す電力伝送システム１０は、発振回路１１、コイル１２、共振コイル１３、容量１４、共振コイル１５−１及び１５−２、容量１６−１及び１６−２、コイル１７、整流回路１８、並びにバッテリ１９を含む。発振回路１１、コイル１２、共振コイル１３、及び容量１４が、送電器に相当する。共振コイル１５−１及び１５−２、容量１６−１及び１６−２、コイル１７、整流回路１８、並びにバッテリ１９が受電器に相当する。受電器が送電器から磁気共鳴により電力を受信する電力伝送システム１０において、受電器は複数の共振コイル１５−１及び１５−２を含んでよい。複数の共振コイルの数は、２個である必要はなく、３個又はそれ以上の複数の共振コイルが設けられてよい。

発振回路１１は、所望の発振周波数で発振する。コイル１２は、送電回路である発振回路１１に有線で接続されている。発振回路１１は、上記発振周波数の交流電力を有線接続を介してコイル１２に供給する。コイル１２は、共振コイル１３と電磁誘導で結合され、共振コイルに電力を供給する。

共振コイル１３には容量１４が接続されており、共振コイル１３と容量１４とが共振回路として機能する。共振コイル１５−1には容量１６−１が接続されており、共振コイル１５−１と容量１６−１とが共振回路として機能する。同様に、共振コイル１５−２には容量１６−２が接続されており、共振コイル１５−２と容量１６−２とが共振回路として機能する。各共振回路は、互いに同一の共振周波数を有してよい。発振回路１１は、この共振周波数を有する交流電力をコイル１２に供給してよい。なお図１に示す例では、コイルに接続される各容量はコンデンサ（容量素子）として示されるが、この構成に限定されるものではない。各容量は、対応する各コイルが有する浮遊容量でもよい。各コイルの巻数は特定の巻数に限定されない。各コイルの巻数は、一巻きでもよいし、複数回巻きでもよい。また各コイルは、ヘリカルコイルであってもスパイラルコイルであってもよい。但し携帯機器の外表面に設置する場合等には、各コイルは実質的に平板状であることが好ましい。即ち、複数回巻きのヘリカルコイルである場合には、コイル径に対してコイルの軸方向の長さが十分に短いことが好ましい。

共振コイル１３を流れる電流が共振周波数で振動することにより、磁気結合を介して、同一の共振周波数を有する共振コイル１５−１及び１５−２の少なくとも一方にも共振周波数で振動する電流が流れる。複数の共振コイル１５−１及び１５−２は、電力伝送システム１０の受電器を備えた受電装置（例えば携帯機器）の異なる箇所にそれぞれ異なる方向を向いて設けられてよい。電力伝送システム１０の送電器の存在する方向に向いている受電器の共振コイルが、送電器から磁気共鳴により最も多くの電力を受け取る。共振コイル１３を含む共振回路と共振コイル１５−１を含む共振回路及び共振コイル１５−２を含む共振回路の少なくとも一方とが双方共に共振することにより、それぞれの共振回路に大きな電流が流れ、電力が送電側から受電側に効率的に伝送される。即ち、共振コイル１３から共振コイル１５−１及び１５−２の少なくとも一方へと、磁気共鳴により電力が伝送される。

共振コイル１５−１及び１５−２は、コイル１７と電磁誘導で結合され、コイル１７に交流電力を供給する。コイル１７は、受電回路である整流回路１８に有線で接続されている。コイル１７は、交流電力を有線接続を介して整流回路１８に供給する。整流回路１８は交流電力を整流して直流電圧を生成し、当該直流電圧をバッテリ１９に印加することにより、バッテリ１９を充電する。

なお前述のように、各コイルの巻数は、一巻きでもよいし、複数回巻きでもよい。またコイルがある方向に向いているとは、コイルの軸方向が当該方向に略一致しているということである。ここでコイルの軸方向とは、複数回巻きのヘリカルコイルの場合であれば、コイル線が巻き付けられる仮想的或いは実体のある円筒形状又は角柱形状の中心軸の延びる方向であり、コイル中を通過する磁束の方向に一致する。またスパイラルコイルの場合であれば、軸方向とは、スパイラルを含む平面に垂直な方向であり、コイルを含む平面におけるコイル中心部を通過する磁束の方向に一致する。一巻きのコイルである場合には、軸方向とは、一巻きのコイルを含む平面に垂直な方向であり、コイルを含む平面におけるコイル中心部を通過する磁束の方向に一致する。

図２は、受電装置の構造の概略の一例を示す図である。図２に示す受電装置は、例えば携帯電話等の携帯機器であってよく、本体部分２０、共振コイル１５−１及び１５−２、磁性シールド２１及び２２を含む。本体部分２０は、例えば、図１の整流回路１８及びバッテリ１９並びに当該受電装置が備える機能（例えば通話機能やデータ通信機能等）を実現する為の回路に相当する内部回路を含む。

図２は、本体部分と共振コイル及び磁性シールドとの位置関係を概念的に示したものであり、具体的な物理的構造及び接合関係等を示したものではない。例えば、共振コイル１５−１及び１５−２並びに磁性シールド２１及び２２は、本体部分２０の最外部に位置する他の部材を支持可能な面上に設けられ、接着剤等によりこの面に固定されてよい。そして更に、この本体部分及び共振コイルの外側全体を、受電装置の筐体が覆ってよい。筐体は例えばプラスチック等で形成された箱形状のケースであってよい。また或いは、共振コイル１５−１及び１５−２並びに磁性シールド２１及び２２は、プラスチック等で形成された箱形状のケースである受電装置の筐体の内側表面に、接着剤等により固定されてよい。そして、その更に内側の空間に本体部分２０が設けられていてよい。具体的な物理的構造に関わらず、共振コイル１５−１と本体部分２０との間には磁性シールド２１が設けられ、共振コイル１５−２と本体部分２０との間には磁性シールド２２が設けられてよい。

図２の例では、共振コイル１５−１は矢印Ａ１が示す方向に向いており、共振コイル１５−２は矢印Ａ２が示す方向に向いている。従って、送電器が矢印Ａ１の示す方向に位置している場合には、主に共振コイル１５−１が磁気共鳴により共振コイル１３からの電力を受電する。また送電器が矢印Ａ２の示す方向に位置している場合には、主に共振コイル１５−２が磁気共鳴により共振コイル１３からの電力を受電する。

図３は、電力伝送システムの第１の実施例を示す図である。図３に示す電力伝送システムは、送電器３０、プラグ３１、電気コード３２、及び、受電器を含む充電池３４−１乃至３４−５を含み、磁気共鳴により充電池３４−１乃至３４−５を充電する。プラグ３１は商用電源のコンセントに差し込まれ、電気コード３２を介して送電器３０に電源を供給する。平板上の送電器３０は、平板面の全体に亘り配置された共振コイル３３を含む。この共振コイル３３は、図１の共振コイル１３に相当し、送電器３０に内蔵される発振器及びコイル（図１に示す発振回路１１及びコイル１２に相当する）から、交流電力を供給される。

充電池３４−１乃至３４−５の各々は、図１に示す複数の共振コイル１５−１及び１５−２、容量１６−１及び１６−２、コイル１７、整流回路１８、並びにバッテリ１９に相当する回路部品を含む。なお共振コイル及び容量の数は、２個であってもよいが、以下に説明するように、３個或いは４個等の数であることが好ましい。充電池３４−１乃至３４−５の各々において、複数の共振コイルのうちの少なくとも１つは、磁気共鳴により送電器３０の共振コイル３３から電力を受信する。充電時において、円柱形状の充電池３４−１乃至３４−５の各々は、送電器３０の平板面上に横に置かれる姿勢であればよく、特にその水平方向の向きや上下方向の向きについては限定されない。

図４は、充電池３４−１における複数の共振コイルの配置の一例を示す図である。他の充電池３４−２乃至３４−５についても、充電池３４−１と同様に構成であってよい。図４において、充電池３４−１の円柱側面３７の表面上には、受電用の３個の共振コイル３８−1乃至３８−３が設けられている。共振コイル３８−1乃至３８−３の内側（円柱の中心軸に近い側）には磁気シールドが配置されており、これにより、充電池内部の金属材料が磁界と干渉することはない。３個の共振コイル３８−1乃至３８−３が円柱側面３７上にそれぞれ異なる方向（例えば０度、１２０度、２４０度の角度方向）に向くように配置されているので、送電器３０の平板面上に置かれた円柱形状の充電池の転がり角度に関わらず、適切に電力を受信できる。

図５は、充電池３４−１における複数の共振コイルの配置の別の一例を示す図である。他の充電池３４−２乃至３４−５についても、充電池３４−１と同様に構成であってよい。図５において、充電池３４−１の円柱側面３７の表面上には、受電用の４個の共振コイル３９−1乃至３９−４が設けられている。共振コイル３９−1乃至３９−４の内側（円柱の中心軸に近い側）には磁気シールドが配置されており、これにより、充電池内部の金属材料が磁界と干渉することはない。４個の共振コイル３９−1乃至３９−４が円柱側面上にそれぞれ異なる方向（例えば０度、９０度、１８０度、２７０度の角度方向）に向くように配置されているので、送電器３０の平板面上に置かれた充電池の転がり角度に関わらず、適切に電力を受信できる。

図６は、充電池の内部の回路構成の一例を示す図である。図６に示す回路構成例は、図４に示す充電池３４−１の場合に相当し、３個の共振コイルが設けられている構成である。図６において、充電池は、共振コイル３８−1乃至３８−３、容量３９−１乃至３９−３、コイル配線４０、整流回路１８、及びバッテリ１９を含む。図１及び図４と同一又は対応する構成要素は同一又は対応する番号で参照し、その説明は適宜省略する。

コイル配線４０は、受電回路である整流回路１８の第１端から出て第２端に入る単一の配線であって、１つのコイル又は直列接続された複数のコイルを形成する。図６の例では、コイル配線４０は、互いに直列接続された複数のコイル４０−１乃至４０−３を形成している。これらの直列接続された複数のコイル４０−１乃至４０−３と複数の共振コイル３８−1乃至３８−３とは、互いに電磁誘導で結合可能なように配置されている。具体的には、直列接続された複数のコイル４０−１乃至４０−３の各々は、複数の共振コイル３８−1乃至３８−３の対応する１つと重なるように配置されている。ここでコイルが重なるとは、一方のコイルを通過する磁束の殆ど全てが他方のコイルを通過する状態であることを意味する。

また、整流回路１８の第１端から出て第２端に入る単一の配線と言った場合、共振コイル３８−1乃至３８−３との電磁誘導結合に関しては、配線が分岐も交差もすることなく、自分自身の線又は他の線と電気的に交わることのない一本の線であることを意味する。但し、電磁誘導結合に関係しない回路素子が、このコイル配線４０と並列に設けられているような回路構成、即ち第１端から出た線が途中で分岐して再度合流するような回路構成を妨げるものではない。

上記回路構成では、複数のコイル４０−１乃至４０−３と複数の共振コイル３８−1乃至３８−３とが、互いに電磁誘導で結合可能なように配置されている。従って、１つ又は複数の共振コイルが磁気共鳴により電力を受信すると、その電力が電磁誘導によりコイル配線４０に伝送される。この回路構成では、接続を切り換える切換回路が必要でなく、また切替制御用の回路も必要ない。また複数の整流回路を設ける必要もない。従って、回路の重複や追加なく、複数の受電コイルからの電力を１つに纏めることができる。

図７は、電力伝送システムの第２の実施例を示す図である。図７に示す電力伝送システムは、送電器４５及び携帯機器４６を含む。携帯機器４６は、送電器４５から供給される電力を受け取る受電装置であり、例えば携帯電話器、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、携帯音楽機器等である。送電器４５は、図１の発振回路１１、コイル１２、共振コイル１３、容量１４に相当する回路を含む。携帯機器４６は、図１に示す複数の共振コイル１５−１及び１５−２、容量１６−１及び１６−２、コイル１７、整流回路１８、並びにバッテリ１９に相当する回路を含む。送電器４５の共振コイルから、携帯機器４６の複数の共振コイルのうちの少なくとも１つに、磁気共鳴を介して電力を伝送する。

図８は、携帯機器４６における複数の共振コイルの配置の一例を示す図である。図８において、携帯機器４６は平板形状の筐体５０を有し、その筐体５０の平板の２つの面（表面と裏面）には、受電用の２個の共振コイル５１−1及び５１−２がそれぞれ設けられている。共振コイル５１−1及び５１−２の内側（携帯機器４６の内部側）には磁気シールドが配置されており、これにより、携帯機器４６内部の金属材料が磁界と干渉することはない。携帯機器４６において、２個の共振コイル５１−1及び５１−２が、それぞれ異なる方向（互いに正反対の方向）に向くように配置されている。従って、図７の送電器４５に対して、携帯機器４６の平板面を大略正対させる姿勢にすれば、正対する面が裏面であるか表面であるかに関わりなく、適切に電力を受信することができる。

図９は、携帯機器の内部の回路構成の一例を示す図である。図９において、携帯機器４６は、共振コイル５１−1及び５１−２、容量５２−１及び５２−２、コイル配線５５、整流回路１８、及びバッテリ１９を含む。図１及び図８と同一又は対応する構成要素は同一又は対応する番号で参照し、その説明は適宜省略する。

コイル配線５５は、受電回路である整流回路１８の第１端から出て第２端に入る単一の配線であって、１つのコイル又は直列接続された複数のコイルを形成する。図９の例では、コイル配線５５は、互いに直列接続された複数のコイル５５−１及び５５−２を形成している。これらの直列接続された複数のコイル５５−１及び５５−２と複数の共振コイル５１−1及び５１−２とは、互いに電磁誘導で結合可能なように配置されている。具体的には、直列接続された複数のコイル５５−１及び５５−２の各々は、複数の共振コイル５１−1及び５１−２の対応する１つと重なるように配置されている。ここでコイルが重なるとは、一方のコイルを通過する磁束の殆ど全てが他方のコイルを通過する状態であることを意味する。

また、整流回路１８の第１端から出て第２端に入る単一の配線と言った場合、共振コイル５１−1及び５１−２との電磁誘導結合に関しては、配線が分岐も交差もすることなく、第１端から出て第２端に入るまで他の線と交わらない一本の線であることを意味する。但し、電磁誘導結合に関係しない回路素子が、このコイル配線５５と並列に設けられているような回路構成、即ち第１端から出た線が途中で分岐して再度合流するような回路構成を妨げるものではない。

上記回路構成では、複数のコイル５５−１及び５５−２と複数の共振コイル５１−1及び５１−２とが、互いに電磁誘導で結合可能なように配置されている。従って、１つ又は複数の共振コイルが磁気共鳴により電力を受信すると、その電力が電磁誘導によりコイル配線５５に伝送される。この回路構成では、接続を切り換える切換回路が必要でなく、また切替制御用の回路も必要ない。また複数の整流回路を設ける必要もない。従って、回路の重複や追加なく、複数の受電コイルからの電力を１つに纏めることができる。

図１０は、共振コイルの構成の一例を示す図である。送電側の共振コイル及び／又は受電側の共振コイルは、図１０に示すような構成を有してよい。図１０の構成例では、共振コイルは、リジッドなプリント基板として提供される。プリント基板は、リジッドな基板６０と、基板６０上にプリントされた配線であるスパイラルコイル６１を含む。更に、容量素子６２がコイル６１に接続されている。

図１１は、共振コイルの構成の別の一例を示す図である。送電側の共振コイル及び／又は受電側の共振コイルは、図１１に示すような構成を有してよい。図１１の構成例では、共振コイルは、フレキシブルなプリント基板として提供される。プリント基板は、フレキシブルな基板６０Ａと、基板６０Ａ上にプリントされた配線であるスパイラルコイル６１を含む。更に、容量素子６２がコイル６１に接続されている。

図１２は、共振コイルの構成の更に別の一例を示す図である。送電側の共振コイル及び／又は受電側の共振コイルは、図１２に示すような構成を有してよい。図１２の構成例では、共振コイルは、基板などの支持部材が不要な銅線６１Ａにより実現される。銅線６１Ａは平面上で渦を巻くスパイラル形状（渦巻き状）に形成されている。更に、容量素子６２が銅線６１Ａに接続されている。

図１３は、共振コイルの構成の更に別の一例を示す図である。送電側の共振コイル及び／又は受電側の共振コイルは、図１３に示すような構成を有してよい。図１３の構成例では、共振コイルは、基板などの支持部材が不要な銅線６３により実現される。銅線６３は軸周りに回転しながら軸上を移動していくヘリカル形状（螺旋状）に形成されている。更に、容量素子６２が銅線６３に接続されている。

図１４は、複数の共振コイルと受電回路に有線接続されるコイルとの位置関係の一例を示す図である。図１４において、共振コイル１５−１及び１５−２並びに容量１６−１及び１６−２は、図１の共振コイル１５−１及び１５−２並びに容量１６−１及び１６−２に相当する。またコイル配線１７は図１のコイル１７に相当する。図１４に示す位置関係の一例では、コイル配線１７は、受電回路（図１の整流回路１８）の第１端から出て第２端に入る単一の配線であって、直列接続された複数のコイル１７−１及び１７−２を形成する。複数のコイル１７−１及び１７−２は、この例では、単一巻のコイルとなっている。これらの直列接続された複数のコイル１７−１及び１７−２と複数の共振コイル１５−1及び１５−２とは、互いに電磁誘導で結合可能なように配置されている。具体的には、直列接続された複数のコイル１７−１及び１７−２の各々は、複数の共振コイル１５−1及び１５−２の対応する１つと重なるように配置されている。ここでコイルが重なるとは、一方のコイルを通過する磁束の殆ど全てが他方のコイルを通過する状態であることを意味する。

図１５は、複数の共振コイルと受電回路に有線接続されるコイルとの位置関係の別の一例を示す図である。図１５に示す回路配線は、図１４に示す回路配線と比較して、コイルが単一巻であるか複数巻であるかが異なり、それ以外の構成は同一である。図１５に示す位置関係の一例では、コイル配線１７Ａは、受電回路（図１の整流回路１８）の第１端から出て第２端に入る単一の配線であって、直列接続された複数のコイル１７−１Ａ及び１７−２Ａを形成する。複数のコイル１７−１及び１７−２は、この例では、複数巻のコイルとなっている。

図１６は、複数の共振コイルと受電回路に有線接続されるコイルとの位置関係の更に別の一例を示す図である。図１６において、共振コイル１５−１及び１５−２並びに容量１６−１及び１６−２は、図１の共振コイル１５−１及び１５−２並びに容量１６−１及び１６−２に相当する。またコイル配線１７Ｂは図１のコイル１７に相当する。図１６に示す位置関係の一例では、コイル配線１７Ｂは、受電回路（図１の整流回路１８）の第１端から出て第２端に入る単一の配線であって、１つのコイル１７−１Ｂを形成する。１つのコイル１７−１Ｂは、この例では、単一巻のコイルとなっている。この１つのコイル１７−１Ｂと複数の共振コイル１５−1及び１５−２とは、互いに電磁誘導で結合可能なように配置されている。具体的には、１つのコイル１７−１Ｂは、複数の共振コイル１５−1及び１５−２の全てと重なるように配置されている。ここでコイルが重なるとは、一方のコイル（１５−１及び１５−２）を通過する磁束の殆ど全てが他方のコイル１７−１Ｂを通過する状態であることを意味する。

図１７は、複数の共振コイルと受電回路に有線接続されるコイルとの位置関係の更に別の一例を示す図である。図１７に示す回路配線は、図１６に示す回路配線と比較して、コイルが単一巻であるか複数巻であるかが異なり、それ以外の構成は同一である。図１７に示す位置関係の一例では、コイル配線１７Ｃは、受電回路（図１の整流回路１８）の第１端から出て第２端に入る単一の配線であって、１つのコイル１７−１Ｃを形成する。１つのコイル１７−１Ｃは、この例では、複数巻のコイルとなっている。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。

１０ 電力伝送システム
１１ 発振回路
１２ コイル
１３ 共振コイル
１４ 容量
１５−１，１５−２ 共振コイル
１６−１，１６−２ 容量
１７ コイル
１８ 整流回路
１９ バッテリ

Claims (8)

1. 受電装置であって、
   前記受電装置の異なる箇所にそれぞれ異なる方向を向いて設けられ互いに同一の共振周波数を有する複数の共振コイルと、
   受電回路と、
   前記受電回路の第１端から出て第２端に入る単一の配線であって、直列接続された複数のコイルを形成する単一の配線と、
   を含み、前記直列接続された複数のコイルと前記複数の共振コイルとを互いに磁気的に結合可能なように配置したことを特徴とする受電装置。
2. コア回路と、
   前記複数の共振コイルと前記コア回路との間にそれぞれ設けた複数の磁性シールドと
   を更に含むことを特徴とする請求項１記載の受電装置。
3. 前記受電回路は整流回路であることを特徴とする請求項１又は２記載の受電装置。
4. 単一の配線は直列接続された複数のコイルを形成し、前記直列接続された複数のコイルの各々は、前記複数の共振コイルの対応する１つと重なるように配置されることを特徴とする請求項１乃至３何れか一項記載の受電装置。
5. 単一の配線は１つのコイルを形成し、前記１つのコイルは前記複数の共振コイルの全てと重なるように配置されることを特徴とする請求項１乃至３何れか一項記載の受電装置。
6. 送電装置と、
   前記送電装置から磁気共鳴により電力を受信する受電装置と、
   を含み、前記受電装置は、
   前記受電装置の異なる箇所にそれぞれ異なる方向を向いて設けられ互いに同一の共振周波数を有する複数の共振コイルと、
   受電回路と、
   前記受電回路の第１端から出て第２端に入る単一の配線であって、直列接続された複数のコイルを形成する単一の配線と、
   を含み、前記直列接続された複数のコイルと前記複数の共振コイルとを互いに磁気的に結合可能なように配置したことを特徴とする電力伝送システム。
7. 前記受電装置は、
   コア回路と、
   前記複数の共振コイルと前記コア回路との間にそれぞれ設けた複数の磁性シールドと
   を更に含むことを特徴とする請求項６記載の電力伝送システム。
8. 送電側共振コイルに交流電力を供給し、
   受電側装置の異なる箇所にそれぞれ異なる方向を向いて設けられ互いに同一の共振周波数を有する複数の受電側共振コイルの少なくとも１つにより前記送電側共振コイルから磁気共鳴により電力を受電し、
   直列接続された複数のコイルを形成する単一の配線と前記複数の共振コイルとを磁気的に結合し、
   前記単一の配線から受電回路に電力を供給する
   各段階を含むことを特徴とする電力伝送方法。

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