JP6323054B2 - 給電装置、受電装置、及び、ワイヤレス電力伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、給電装置、受電装置、及び、ワイヤレス電力伝送装置に関する。

電源コードを用いずに電力を供給する給電技術、いわゆる、ワイヤレス給電技術が注目されつつある。ワイヤレス給電技術は、非接触で給電機器から受電機器に電力を供給できることから、電車、電気自動車等の輸送機器、家電製品、電子機器、無線通信機器、玩具、といったさまざまな製品への応用が期待されている。

ワイヤレス給電に用いる装置において、給電機器側回路から受電機器側回路への電力伝達を効率よく行うためには、給電機器側コイル等の給電部と、受電機器側コイル等の受電部との磁気結合が重要である。

図２２、図２３は、電磁誘導によるワイヤレス電力伝送装置の例である。図２２において、受電装置２８６は小型電気機器であり、図２３において、受電装置３０６は電気自動車である。ワイヤレス電力伝送装置２００、３００において、給電装置２８４、３０４の給電部２８３、３０３を構成する一次コイルＬ１と受電装置２８６、３０６の受電部２８５、３０５を構成する二次コイルＬ２とは、１対１で対峙し、給電装置２８４、３０４から受電装置２８６、３０６に電力が供給される。一次コイルＬ１及び二次コイルＬ２は、給電装置２８４、３０４及び受電装置２８６、３０６の一か所にそれぞれ配置されているため、受電装置２８６、３０６や給電装置２８４、３０４の配置に自由度を持たせつつ、電力伝送効率が良い状態で受電装置２８６に電力を供給することは難しい。

受電装置の配置の観点で、特許文献１には、使用者が送電機器と受電機器の位置関係を気にすることなく、無造作にこれらの機器を配置できるよう、送電機器及び受電機器それぞれに、複数の送電側コイル及び受電側コイルの設けられた電力供給システムが開示されている。

上記電力供給システムにおいては、上記複数の送電側コイル及び受電側コイルのうち、電力の伝送効率が最も良くなる送電側及び受電側コイルが作動するように、信号を出力する回路が設けられている。

また、特許文献２には、ループ状の２次側コイルと、この２次側コイルの出力で蓄電池を充電する充電部とを含む電気機器本体、及び、内部に電気器具本体を出し入れ自在に収納する磁性材料製の箱体と、箱体の内周面に沿って巻回させるループ状１次側コイルと、１次側コイルに１次電流を流す充電回路とで構成された、電気器具本体の充電部に電力を与える充電器を備える非接触充電装置が開示されている。

一方、電力伝送効率の観点で、特許文献３には、充電台から携帯機器へ電力が搬送され易いように、背面が湾曲した携帯機器と、底面が湾曲した充電台とが開示されている。

特開２００５−１１０３９９号公報 特開平４−３１７５２７号公報 特開２００９−２６８２４８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された電力供給システムにおいて、複数の送電側コイル及び受電側コイルを用いて送電及び受電モジュールを形成する場合、配線の数や制御機器の数が増えることにより、回路が複雑化する、機器が肥大化する、コストがかかる等の問題があった。

また、より効率よく電力伝送を行うためには、受電機器と給電機器との配置関係に、ある程度の制限がある。

特許文献２に記載された充電器を備える非接触充電装置においても、箱体の底面側から蓋方向に向かって発生する磁束が、２次側コイルのコイル面に鎖交するよう電気器具本体を配置する必要があり、利便性が十分とはいえなかった。

特許文献３に記載された携帯機器と充電台は、携帯機器側の誘電コイルと充電台側の電源コイルとの位置ずれを抑制できるものの、携帯機器における誘電コイルが対向する面以外の面を充電台に対向させても、携帯機器を充電することは難しい。そのため、携帯機器の配置にある程度の制限があった。

そこで、本発明は、受電装置の給電装置に対する配置、又は、給電装置の受電装置に対する配置に自由度を持たせることにより、使用者の利便性を向上させ、機器の肥大化を抑制せしめる受電装置、給電装置、及び、ワイヤレス電力伝送装置を提供することを目的とする。

本発明は、給電装置からワイヤレスで電力を伝送される、一つ以上の受電部を含む受電装置であって、受電部の少なくとも一つは、受電装置の外形を構成する、互いに平行でない二以上の面に沿うように配設された受電装置を提供する。

本発明においては、一つの受電部について受電装置の複数の面が電力の受け取り面となる。これにより、一つの受電部について受電装置の一面が電力の受け取り面となる場合であって、かつ、複数の面を電力の受け取り面とする場合に比べて、受電部に接続する配線等を簡素化できる。さらに、受電装置が一つ以上の受電部を含むことにより、受電装置や給電装置の配置に自由度を持たせて電力を伝送できる。

また、本発明に係る受電装置において、受電部の受電面が、受電装置の外形を構成する、互いに平行でない二以上の面に沿うように配設されるとよい。これにより、一つの受電部であっても、複数の面を介した受電が可能となる。

また、本発明は、受電装置へワイヤレスで電力を伝送する、一以上の給電部を含む給電装置であって、給電部の少なくとも一つは、給電装置の外形を構成する、互いに平行でない二以上の面に沿うように配設された給電装置を提供する。

本発明によれば、給電装置の給電部が上記構成をとることにより、一つの給電部について給電装置の複数の面を介して受電部へ磁束が鎖交し、給電装置の複数の面が電力の供給面となる。これにより、一つの給電部について給電装置の一面が電力の供給面となる場合であって、かつ、複数の面を電力の供給面とする場合に比べて、給電部に接続する配線等を簡素化できる。さらに、給電装置が一つ以上の給電部を含むことにより、受電装置や給電装置の配置に自由度を持たせて電力を伝送できる。

また、本発明に係る給電装置において、給電部の給電面が、給電装置の外形を構成する、互いに平行でない二以上の面に沿うように配設されるとよい。これにより、一つの給電部でも、複数の面からの給電が可能となる。

また、本発明は、受電部を含む受電装置と、給電部を含む給電装置と、を備え、受電部の少なくとも一部と、給電部の少なくとも一部と、が対峙するように受電装置と給電装置とが配置され、受電装置及び給電装置の少なくとも一方は、上記受電装置、又は、上記給電装置である、ワイヤレス電力伝送装置を提供する。

本発明に係るワイヤレス電力伝送装置においては、受電装置及び給電装置の少なくとも一方に、上記本発明に係る受電装置、又は、給電装置が用いられるため、ワイヤレス電力伝送装置は、受電装置、又は、給電装置に配置の自由度を持たせつつ、電力伝送できる。

本発明によれば、受電装置の給電装置に対する配置、又は、給電装置の受電装置に対する配置に自由度を持たせることにより使用者の利便性を向上させつつ、機器の肥大化を抑制せしめる受電装置、給電装置、及び、ワイヤレス電力伝送装置を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。 給電部及び受電部の結合様式の一例を示す模式図である。 本発明の第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 本発明の第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。 第一及び第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の他の態様を示す斜視図である。 本発明の第三実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 第三実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の他の態様を示す斜視図である。 本発明の第四実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 本発明の第五実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 本発明の第五実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。 本発明の第六実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 本発明の第六実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿った断面図である。 本発明の受電装置が電気自動車である態様を示す断面図である。 本発明の給電装置が電気自動車用給電装置である態様を示す断面図である。 本実施形態に係る受電装置における制御回路の一例である。 本実施形態に係る受電装置における制御回路の他の一例である。 本発明の第七実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 給電部及び受電部の結合様式の他の一例を示す模式図である。 本発明の第八実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 本発明の第九実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 電磁誘導によるワイヤレス電力伝送装置の一例である。 電磁誘導によるワイヤレス電力伝送装置の他の一例である。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図であり、図２は、本発明の第一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。図１及び２に示す、第一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１は、本発明に係る受電装置９と、給電装置１１と、を備える。受電装置９は受電装置本体部６及び受電部５を有し、給電装置１１は給電装置本体部４及び給電部３をそれぞれ有する。受電部５は二次コイルＬ２から、給電部３は一次コイルＬ１からそれぞれ構成され、二次コイルＬ２と一次コイルＬ１とが電磁的に結合することによって、給電装置１１から受電装置９へワイヤレスで電力が伝送される。

図３は、給電部及び受電部の結合様式の一例を示す模式図である。給電装置１１においては、交流電源３０から電流が一次コイルＬ１に流れることにより、一次コイルＬ１の内部から周囲にわたって磁界が発生する。受電装置９は、二次コイルＬ２が一次コイルＬ１に対峙するように給電装置１１と隣り合って配置されており、一次コイルＬ１から発生した磁界によって、二次コイルＬ２に電流が流れる。整流器３１は発生した電流を整流し、これにより受電装置９に電力が供給される。一次コイルＬ１から発生する磁界の強さは、一次コイルＬ１に流れる電流の大きさ、一次コイルＬ１の大きさ、巻き数等に応じて異なる。また、二次コイルＬ２に誘起される磁界の強さや電流の大きさは、一次コイルＬ１から発生する磁界の強さ、二次コイルＬ２の大きさ、巻き数等に応じて異なる。受電装置９に適切な量の電力が供給されるよう、一次コイルＬ１に流れる電流等の上記パラメータは調整されている。

（受電装置）
図１及び２に示すように、受電装置９の表面形状（以下、「外形」という。）は、六つの面を有する直方体の形状である。受電装置９は、受電装置本体部６と、二次コイルＬ２が樹脂８等によってパッケージングされた受電部パッケージ１０と、を有する。受電部パッケージ１０は、六つの面を有する直方体の外形を有する受電装置本体部６に内蔵されている。本実施形態においては、受電装置９の外形を構成する面は、受電装置本体部６の外形を構成する面に対応している。面Ｓ３は、給電装置１１の一次コイルＬ１が配置された面と対向することになる面（受電装置９の底面）であり、面Ｓ１及び面Ｓ２は、当該面Ｓ３に隣接する面（受電装置９の側面）であり、面Ｓ１、面Ｓ３、面Ｓ２は、この順に連続して配置されている。面Ｓ１と面Ｓ３とは互いに平行ではなく、面Ｓ２と面Ｓ３とは互いに平行ではない。二次コイルＬ２は、これらの位置関係にある面Ｓ１、面Ｓ２、面Ｓ３に沿うように配設されている。ここで、「面に沿う」という状態は、受電装置９の表面において、二次コイルＬ２が、給電装置１１からの受電が可能な領域を形成できる程度に、受電装置９表面からの距離及び受電装置９表面との位置関係が保たれていることを意味する。二次コイルＬ２は、受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない少なくとも二つの面に沿う部分を有していれば、互いに平行な面（面Ｓ１、面Ｓ２）に沿う部分を有していても、本発明の効果を得ることができる。

二次コイルＬ２は、導線が巻回された巻線部と、巻線部によって囲まれた、対向する二つの開口端を有する開口部とを含み、受電装置９の六つの面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６のうち三つの面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３それぞれに沿う部分Ａ１，Ａ２，Ａ３を有する。底面Ｓ３に沿う部分Ａ３、及び、側面Ｓ１，Ｓ２それぞれに沿う部分Ａ１又はＡ２は、連結部Ｂ１又はＢ２を介して連続的に配置されている。連結部Ｂ１及びＢ２は、後述するように受電装置９の外形に沿って湾曲又は屈曲している。すなわち、二次コイルＬ２は、その受電面が受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない二つの面Ｓ１、面Ｓ３、及び、互いに平行でない二つの面Ｓ２、面Ｓ３に沿うように配置されているとよい。本実施形態において「コイルの受電面」とは、「コイルの開口部」を意味する。電力伝送効率の観点から、二次コイルＬ２の面のうち、底面Ｓ３に対向する面とは反対側の面に、磁性体７を設けて受電部５を構成することが好ましい。

二次コイルＬ２は、三つの平面部Ａ１，Ａ２，Ａ３と、平面部Ａ１及びＡ３に挟まれた湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ１と、平面部Ａ２及びＡ３に挟まれた湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ２と、から構成されている。平面部Ａ３は受電装置９の底面Ｓ３に、平面部Ａ１，Ａ２は受電装置９の側面Ｓ１，Ｓ２に、それぞれ、受電装置本体部６の内側から対向しており、平面部Ａ１，Ａ２，Ａ３は、面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にそれぞれ平行になるように配置されることが好ましい。また、連結部Ｂ１は、受電装置９の底面Ｓ３及び側面Ｓ１が接する接合部Ｃ１に、受電装置本体部６の内側から対向するように配置され、連結部Ｂ２は、受電装置９の底面Ｓ３及び側面Ｓ２が接する接合部Ｃ２に、受電装置本体部６の内側から対向するように配置されている。

ここで、接合部とは、二つの面が接することによって形成された、稜線及びその近傍を含む部分を意味する。具体的には、接合部Ｃ１は、面Ｓ１と面Ｓ３とが接することによって形成された稜線及びその近傍を含む部分を意味し、接合部Ｃ２は、面Ｓ２と面Ｓ３とが接することによって形成された稜線及びその近傍を含む部分を意味する。

連結部Ｂ１，Ｂ２は、例えば、二次コイルＬ２を折り曲げることによって形成される。二次コイルＬ２の曲がり方は特に限定されず、例えば、図２に示すように、断面が湾曲した二つの凸部を有する形状又は凹部を有する形状、また、凹部や凸部が屈曲して角が形成された形状でもよい。凹部や凸部は、受電部５において二つに限られず、当該部分が二つ以上の平面部に挟まれている限り、単数でも複数存在していてもよい。

［第二実施形態］
図４は、本発明の第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図であり、図５は、本発明の第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。図４及び５に示す、第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置４０は、本発明に係る受電装置９と、給電装置１１と、を備える。

図４及び５に示すように、受電装置本体部６の外形は、六つの面を有する直方体である。受電装置９は、受電装置本体部６と、二次コイルＬ２が樹脂８等によってパッケージングされた受電部パッケージ１０と、を有する。本実施形態においては、コの字形状の受電部パッケージ１０が、受電装置本体部６の外側に取り付けられている。二次コイルＬ２は、受電部パッケージ１０の外形を構成する、互いに平行でない二つの面Ｓ７、面Ｓ９、及び、互いに平行でない二つの面Ｓ８、面Ｓ９に沿うように配設されている。二次コイルＬ２は、互いに平行でない少なくとも二つの面に沿っていれば、互いに平行な面（面Ｓ７、面Ｓ８）に沿う部分があっても、本発明の効果を得ることができる。また、二次コイルＬ２は、受電部パッケージ１０の三つの面Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９それぞれに沿う部分Ａ１，Ａ２，Ａ３を有する。面Ｓ９は、受電部パッケージ１０の底面であり、面Ｓ７及び面Ｓ８は、当該面Ｓ９に隣接する受電部パッケージ１０の側面であり、面Ｓ７、面Ｓ９、面Ｓ８は、この順に連続して配置されている。本実施形態においては、受電装置９の外形を構成する面の一部は、受電部パッケージ１０の外形を構成する面に対応している。第一実施形態においては、受電装置９の外形を構成する面のうち、給電装置１１から電力伝送を受ける面が、受電装置本体部６の面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３であったが、本実施形態においては、受電部パッケージ１０の面Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９が給電装置１１から電力伝送を受ける面となっている。

底面Ｓ９に沿う部分Ａ３、及び、側面Ｓ７，Ｓ８それぞれに沿う部分Ａ１又はＡ２は、連結部Ｂ１又はＢ２を介して連続的に配置されている。連結部Ｂ１及びＢ２は、後述するように受電装置９の外形に沿って湾曲又は屈曲している。すなわち、二次コイルＬ２は、その受電面が受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない二つの面Ｓ７、面Ｓ９、及び、互いに平行でない二つの面Ｓ８、面Ｓ９に沿うように配置されているとよい。電力伝送効率の観点から、二次コイルＬ２の面のうち、底面Ｓ３に対向する面に、磁性体７を設けて受電部５を構成することが好ましい。

二次コイルＬ２は、三つの平面部Ａ１，Ａ２，Ａ３と、平面部Ａ１及びＡ３に挟まれた湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ１と、平面部Ａ２及びＡ３に挟まれた湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ２と、から構成されている。平面部Ａ３は受電装置９の底面Ｓ９に、平面部Ａ１，Ａ２は受電装置９の側面Ｓ７，Ｓ８に、それぞれ、受電部パッケージ１０の内側から対向しており、平面部Ａ１，Ａ２，Ａ３は、面Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９にそれぞれ平行になるように配置されることが好ましい。また、連結部Ｂ１は、受電装置９の底面Ｓ９及び側面Ｓ７が接する接合部Ｃ７に、受電部パッケージ１０の内側から対向するように配置され、連結部Ｂ２は、受電装置９の底面Ｓ９及び側面Ｓ８が接する接合部Ｃ８に、受電部パッケージ１０の内側から対向するように配置されている。

第一及び第二実施形態に係る受電装置において、「受電部が受電装置の外形を構成する、互いに平行でない二以上の面に沿うように配設された状態」は、例えば、上述したように、三つの平面部Ａ１，Ａ２，Ａ３が、面Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９それぞれに沿い、二つの連結部Ｂ１，Ｂ２が、接合部Ｃ７，Ｃ８の外形の形状に沿った状態である。電力伝送効率について実用上問題がない程度である限り、平面部Ａ１，Ａ２，Ａ３の一部に湾曲部分や傾斜部分が含まれていても、また、平面部Ａ１，Ａ２，Ａ３自体が面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３、又は、面Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９に対して、なだらかな凸形状又は凹形状となるように湾曲していてもよい。

第一及び第二実施形態において、受電装置本体部６の外形は直方体であるが、これに限られない。また、受電装置本体部６の外形を構成する一面は、一つの平面に限定されず、例えば、異なる法線ベクトルを有する二以上の平面を一部に含むもの、又は、二以上の湾曲面又は屈曲面を一部に含むもの、又は、これらを両方有するものが挙げられる。また、受電部パッケージ１０の外形は直方体又はコの字形状であるが、これらに限られない。第一実施形態のように、受電部パッケージ１０が受電装置本体部６の内側に配置される場合、受電部パッケージ１０の外形は、受電装置本体部６表面側の部分が、受電装置本体部６の外形に沿うことが好ましい。第二実施形態のように、受電部パッケージ１０が受電装置本体部６の外側に配置される場合には、受電部パッケージ１０の外形は、受電装置本体部６側の表面が受電装置本体部６の外形に沿う形状であることが好ましい。第一実施形態において、受電部パッケージ１０の受電装置本体部６表面側以外の部分、及び、第二実施形態において、受電部パッケージ１０の受電装置本体部６側の表面以外の面は、例えば、異なる法線ベクトルを有する二以上の平面を一部に含むもの、又は、二以上の湾曲面又は屈曲面を一部に含むもの、又は、これらを両方有するものが挙げられる。ただし、受電装置本体部６や受電部パッケージ１０は、本発明における受電装置の一面を形成する範囲内において、上述の表面形状を有することができる。本発明における受電装置の一面とは、受電装置が、通常載置される形態、又は、通常使用される形態において、位置を特定して指し示すことが可能な面（例えば、前面、背面（後面）、上面、底面、側面等）である。

二次コイルＬ２を折り曲げる角度は、二次コイルＬ２が、受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない二以上の面に沿うように配設された状態であれば、特に制限はない。上述のように二次コイルＬ２に磁性体７が配置されたり、また、平面部Ａ１及びＡ２が連結部Ｂ１及びＢ２の部分で反転されていてもよい。磁性体７を設けること、また、平面部Ａ１及びＡ２で流れる電流の向きを反転させることにより、平面部Ａ１及びＡ２において、平面部Ａ３に鎖交する磁束と反対向きの磁束の発生を抑制でき、電力伝送効率の低下を抑制できる。

二次コイルＬ２に磁性体７が配置されていなかったり、また、平面部Ａ１及びＡ２が、平面部Ａ３に対して反転されていない場合には、二次コイルＬ２を折り曲げる角度は、平面部Ａ３を含む仮想面と平面部Ａ１を含む仮想面とのなす角、又は、平面部Ａ３を含む仮想面と平面部Ａ２を含む仮想面とのなす角として、９０°以上１８０°未満であることが好ましい。平面部Ａ３を含む仮想面と平面部Ａ１を含む仮想面とのなす角、及び、平面部Ａ３を含む仮想面と平面部Ａ２を含む仮想面とのなす角が９０°未満であると、平面部Ａ１及びＡ２で発生する磁場は、平面部Ａ３で発生する磁場を打ち消す方向に作用する。平面部Ａ３を含む仮想面と平面部Ａ１を含む仮想面とのなす角、及び、平面部Ａ３を含む仮想面と平面部Ａ２を含む仮想面とのなす角が９０°以上１８０°未満である場合、上記のような磁場の打ち消し合いが少なくなり、９０°未満の場合に比して電力伝送効率が向上することとなる。

コイルの種類は、特に限定されない。例えば、単層のワイヤが水平方向に複数配列した平面状のコイル、複数のワイヤが垂直方向に積層するように配列したコイル、及び、これらのワイヤの配列形状を組み合わせたコイル等が挙げられる。コイルの加工の容易性、及び、機器の小型化の観点から、コイルは、平面状のコイルが好ましい。コイルの材質も特に限定されない。例えば、銅等の電気伝導率の高い材料を用いるとよい。

二次コイルＬ２の大きさは、受電装置９に適切な量の電力を供給できれば特に制限はないが、二次コイルＬ２の位置が、最適な受電位置からずれた場合における電力伝送効率の低下を防ぐ観点から、二次コイルＬ２の一次コイルＬ１との対向面における外輪郭が、一次コイルＬ１の二次コイルＬ２との対向面における外輪郭よりも外側に位置することが好ましい。二次コイルＬ２及び一次コイルＬ１は、湾曲部又は屈曲部を形成する前の状態において、略円形形状、略多角形形状、略楕円形形状のいずれを呈している場合であっても、上記の条件を満たしていることが好ましい。

一次コイルＬ１と二次コイルＬ２との電磁誘導により、受電装置９は、給電装置１１から底面Ｓ３を介して電力が伝送される。電力伝送効率の観点から、一次コイルＬ１と二次コイルＬ２とは、二次コイルＬ２の平面部Ａ３と、給電装置１１に内蔵された一次コイルＬ１とが平行に対峙するように配置されることが好ましい。

第一及び第二実施形態において、受電装置９を、側面Ｓ１又はＳ２を介して一次コイルＬ１と二次コイルＬ２とが対峙するように配置しても、一次コイルＬ１と二次コイルＬ２との誘電結合により給電される。すなわち、複数のコイルを用いずに複数面から受電装置９へ給電ができ、受電装置９や給電装置１１の配置に自由度を持たせて給電することができる。第一及び第二実施形態においては、一つの受電装置９について、三つの面からの給電が可能となる。

また、一つの二次コイルＬ２を有するため、三つの面からの給電を行うべく三つのコイルを用いた時に比べ、コイルから引き出される配線の数、配線に接続する制御機器の数等を減らすことができ、受電装置９の大きさの制限もなくなる。

本実施形態において、給電装置１１は、上記受電装置９に給電可能であれば特に制限はなく、例えばＳ３０が床、Ｓ２０が壁といった規模のものであっても、移動可能な小型の機器であってもよい。

図６は、第一及び第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の他の態様を示す斜視図である。図６に示すワイヤレス電力伝送装置６０は、受電装置９の外形を構成する四つの面に沿うように二次コイルＬ２が設けられている。面Ｓ１と面Ｓ３、面Ｓ１と面Ｓ４、面Ｓ２と面Ｓ３、面Ｓ２と面Ｓ４とは、それぞれ互いに平行でないため、受電装置９や給電装置１１の配置にさらに自由度を持たせて給電することができる。本態様においては、一つの受電装置９について、四つの面からの給電が可能となる。また、一つの二次コイルＬ２を有するため、四つの面からの給電を行うべく四つのコイルを用いた時に比べ、コイルから引き出される配線の数、配線に接続する制御機器の数等を減らすことができ、受電装置９の大きさの制限をより一層低減することができる。

［第三実施形態］
図７は、本発明の第三実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。図７に示す、第三実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置７０は、第一実施形態における受電装置９の受電部５の形状及び個数を変えたものである。

受電装置９は、二つの二次コイルＬ２を内蔵する。二次コイルＬ２は、第一実施形態と同様に、磁性体を備え、樹脂によってパッケージングされてもよい。一つの受電部５ａを構成する二次コイルＬ２は、受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない三つの面Ｓ１，Ｓ４，Ｓ５それぞれに沿う部分Ａ１，Ａ４，Ａ５を有し、他方の受電部５ｂを構成する二次コイルＬ２は、受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない三つの面Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６それぞれに沿う部分Ａ２，Ａ３，Ａ６を有する。面Ｓ４は受電装置９の上面であり、面Ｓ５は受電装置９の前面であり、面Ｓ６は受電装置９の背面である。面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６は、図４に示すように連続して配置されている。

受電部５ａにおいて、上面Ｓ４、側面Ｓ１及び前面Ｓ５それぞれに沿う部分Ａ４、Ａ１及びＡ５は、連結部Ｂ１、Ｂ４及びＢ５を介して連続的に配置されている。また、受電部５ｂにおいて、底面Ｓ３、側面Ｓ２及び背面Ｓ６それぞれに沿う部分Ａ３、Ａ２及びＡ６は、連結部Ｂ２、Ｂ３及びＢ６を介して連続的に配置されている。連結部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６は、後述するように受電装置９の外形に沿って湾曲又は屈曲している。すなわち、二次コイルＬ２は、その受電面が受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない三つの面に沿うように配置されているとよい。

受電部５ａを構成する二次コイルＬ２は、三つの平面部Ａ１，Ａ４，Ａ５と、平面部Ａ１及びＡ４、平面部Ａ４及びＡ５、並びに、平面部Ａ１及びＡ５にそれぞれ挟まれた、湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ１，Ｂ４，Ｂ５と、から構成されている。また、受電部５ｂを構成する二次コイルＬ２は、三つの平面部Ａ２，Ａ３，Ａ６と、平面部Ａ２及びＡ３、平面部Ａ３及びＡ６、並びに、平面部Ａ２及びＡ６にそれぞれ挟まれた、湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ２，Ｂ３，Ｂ６と、から構成されている。

受電部５ａにおいて、平面部Ａ１は受電装置９の側面Ｓ１に、平面部Ａ４は受電装置９の上面Ｓ４に、平面部Ａ５は受電装置９の前面Ｓ５にそれぞれ対向しており、平面部Ａ１，Ａ４，Ａ５は、面Ｓ１，Ｓ４，Ｓ５に平行に配置されることが好ましい。また、連結部Ｂ１は、受電装置９の上面Ｓ４及び側面Ｓ１が接する接合部に対向するように配置され、連結部Ｂ４は、受電装置９の上面Ｓ４及び前面Ｓ５が接する接合部に対向するように配置され、連結部Ｂ５は、受電装置９の前面Ｓ５及び側面Ｓ１が接する接合部に対向するように、それぞれ配置されている。

受電部５ｂにおいて、平面部Ａ２は受電装置９の側面Ｓ２に、平面部Ａ３は受電装置９の底面Ｓ３に、平面部Ａ６は受電装置９の背面Ｓ６にそれぞれ対向しており、平面部Ａ２，Ａ３，Ａ６は、面Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６に平行に配置されることが好ましい。また、連結部Ｂ２は、受電装置９の側面Ｓ２及び底面Ｓ３が接する接合部に対向するように配置され、連結部Ｂ３は、受電装置９の底面Ｓ３及び背面Ｓ６が接する接合部に対向するように配置され、連結部Ｂ６は、受電装置９の側面Ｓ２及び背面Ｓ６が接する接合部に対向するように、それぞれ配置されている。

本実施形態において、受電部５ａの平面部Ａ１，Ａ４，Ａ５は、コイルの外周方向へ凸となる角を有している。受電部５ｂの平面部Ａ２，Ａ３，Ａ６もまた、コイルの外周方向へ凸となる角を有している。コイルＬ２をこのような形状とすることにより、単に、円形又は楕円形のコイルに湾曲部又は屈曲部を形成した時に比してコイルＬ１からの磁束を受け易くなり、効率よく電力を伝送される。

一次コイルＬ１と二次コイルＬ２との電磁誘導により、受電装置９は、給電装置１１から底面Ｓ３を介して、主に受電部５ｂにより電力が伝送される。受電装置９を、側面Ｓ１，Ｓ２、上面Ｓ４、前面Ｓ５又は背面Ｓ６を介して一次コイルＬ１と二次コイルＬ２とが対峙するように配置しても、一次コイルＬ１と二次コイルＬ２との誘電結合により給電される。

本実施形態に係るワイヤレス給電システムによれば、二つの二次コイルを受電装置９の一面につき一つ対向させた時と比較して、受電装置９に受電可能な面が増える。これにより、受電装置９や給電装置１１の配置に自由度を持たせて給電することができる。本実施形態においては、受電装置９に一つあたり三つの面からの給電が可能な受電部５ａ，５ｂが二つ内蔵されているため、六つの面からの給電が可能となる。

また、二つの二次コイルＬ２を有するため、例えば、受電装置９が、六つの給電面を有するように六つのコイルを用いた場合に比して、コイルから引き出される配線の数、配線に接続する制御機器の数等を減らすことができ、これらの条件から受電装置９の大きさが制限されることもなくなる。

図８は、第三実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の他の態様を示す斜視図である。第三実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置７０においては、受電部５ａ，５ｂにおける二次コイルＬ２の形状が六角形であるが、図８に示すワイヤレス電力伝送装置８０に示すように、これらの二次コイルＬ２の形状を三角形としてもよい。

［第四実施形態］
図９は、本発明の第四実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。図９に示す、第四実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置９０は、第一実施形態における受電装置９の二次コイルＬ２の形状及び個数を変えたものである。

受電装置９は、三つの二次コイルＬ２を内蔵する。二次コイルＬ２は、第１実施形態と同様に、磁性体を備え、樹脂によってパッケージングされてもよい。受電部５ａを構成する二次コイルＬ２は、受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない二つの面Ｓ１，Ｓ４それぞれに沿う部分Ａ１，Ａ４を有し、受電部５ｂを構成する二次コイルＬ２は、受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない二つの面Ｓ２，Ｓ６それぞれに沿う部分Ａ２，Ａ６を有し、受電部５ｃを構成する二次コイルＬ２は、受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない二つの面Ｓ３，Ｓ５それぞれに沿う部分Ａ３，Ａ５を有する。

受電部５ａにおいて、側面Ｓ１に沿う部分Ａ１及び上面Ｓ４に沿う部分Ａ４は、連結部Ｂ１を介して連続的に配置されている。受電部５ｂにおいて、側面Ｓ２に沿う部分及び背面Ｓ６に沿う部分Ａ６は、連結部Ｂ６を介して連続的に配置されている。受電部５ｃにおいて、底面Ｓ３に沿う部分Ａ３及び前面Ｓ５に沿う部分Ａ５は、連結部Ｂ３を介して連続的に配置されている。連結部Ｂ１，Ｂ３，Ｂ６は、後述するように受電装置９の外形に沿って湾曲又は屈曲している。すなわち、二次コイルＬ２は、その受電面が受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない二つの面に沿うように配置されているとよい。

受電部５ａを構成するコイルＬ２は、二つの平面部Ａ１，Ａ４と、平面部Ａ１及びＡ４に挟まれた、湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ１と、から構成されている。受電部５ｂを構成するコイルＬ２は、二つの平面部Ａ２，Ａ６と、平面部Ａ２及びＡ６に挟まれた、湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ６と、から構成されている。受電部５ｃを構成するコイルＬ２は、二つの平面部Ａ３，Ａ５と、平面部Ａ３及びＡ５に挟まれた、湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ３と、から構成されている。

受電部５ａにおいて、平面部Ａ１は受電装置９の側面Ｓ１に、平面部Ａ４は受電装置９の上面Ｓ４にそれぞれ対向しており、平面部Ａ１，Ａ４は、面Ｓ１，Ｓ４に平行に配置されることが好ましい。また、連結部Ｂ１は、受電装置９の上面Ｓ４及び側面Ｓ１が接する接合部に対向するように配置されている。

受電部５ｂにおいて、平面部Ａ２は受電装置９の側面Ｓ２に、平面部Ａ６は受電装置９の背面Ｓ６にそれぞれ対向しており、平面部Ａ２，Ａ６は、面Ｓ２，Ｓ６に平行に配置されることが好ましい。また、連結部Ｂ６は、受電装置９の側面Ｓ２及び背面Ｓ６が接する接合部に対向するように配置されている。

受電部５ｃにおいて、平面部Ａ３は受電装置９の底面Ｓ３に、平面部Ａ５は受電装置９の前面Ｓ５にそれぞれ対向しており、平面部Ａ３，Ａ５は、面Ｓ３，Ｓ５に平行に配置されることが好ましい。また、連結部Ｂ３は、受電装置９の底面Ｓ３及び前面Ｓ５が接する接合部に対向するように配置されている。

一次コイルＬ１と二次コイルＬ２との電磁誘導により、受電装置９は、給電装置１１から底面Ｓ３を介して、主に受電部５ｃにより電力が伝送される。側面Ｓ１，Ｓ２、上面Ｓ４、前面Ｓ５又は背面Ｓ６を介して一次コイルＬ１と二次コイルＬ２とが対向するように受電装置９を配置させても、コイルＬ１とコイルＬ２との誘電結合により給電される。

本実施形態に係るワイヤレス給電システムによれば、三つの二次コイルを受電装置９の一面につき一つ対向させた場合と比較して、受電装置９に受電可能な面が増え、受電装置９や給電装置１１の配置に自由度を持たせて給電することができる。本実施形態においては、受電装置９に、一つあたり二つの面からの給電が可能な受電部５ａ，５ｂ，５ｃが三つ内蔵されているため、六つの面からの給電が可能となる。

また、三つの二次コイルＬ２を有するため、例えば、受電装置９が、六つの給電面を有するように、六つのコイルを用いた場合に比して、コイルから引き出される配線の数、配線に接続する制御機器の数等を減らすことができ、これらの条件から受電装置９の大きさが制限されることもなくなる。

さらに、本実施形態においては、受電部５ａ，５ｂ，５ｃが、Ｌ字形状の二次コイルＬ２から構成されているため、給電部３から鎖交する磁束に対して、反対向きに発生する磁束が少なく、また、コイルの一面が、受電装置９の一面にそれぞれ対向するように配置されることにより、電力伝送効率と機器の肥大化の抑制を最も効果的に両立することができる。

［第五実施形態］
図１０は、本発明の第五実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図であり、図１１は、本発明の第五実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。図１０及び１１に示す、第五実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１００は、本発明に係る給電装置１１と、受電装置９と、を備える。給電装置１１は、給電装置本体部４及び給電部３を有し、受電装置９は、受電装置本体部６及び受電部５をそれぞれ有する。給電部３は一次コイルＬ１から、受電部５は二次コイルＬ２からそれぞれ構成され、給電部３と受電部５とが電磁的に結合することによって、給電装置１１は受電装置９へ電力を伝送する。

（給電装置）
図１０及び１１に示すように、給電装置１１は二つ以上の表面を有し、例えば、受電装置９が当該二つ以上の表面のうちの二面Ｓ２０，Ｓ３０それぞれに接するようにして、受電装置９を載置させて給電する。面Ｓ３０は、受電装置９の二次コイルＬ２が沿う面Ｓ３と対向することになる面（給電装置１１の底面）であり、面Ｓ２０は、当該面Ｓ３０に隣接する面（給電装置１１の側面）である。面Ｓ３０及び面Ｓ２０は、給電装置の外形の一部を構成し、かつ、面Ｓ３０と面Ｓ２０とは、互いに平行でない。一次コイルＬ１は、このような位置関係にある面Ｓ３０と面Ｓ２０とに沿うように配設されている。ここで、「面に沿う」という状態は、給電装置１１の表面において、一次コイルＬ１が、受電装置９への給電が可能な領域を形成できる程度に、給電装置１１表面からの距離及び給電装置１１表面との位置関係が保たれていることを意味する。一次コイルＬ１は、互いに平行でない少なくとも二つの面に沿っていれば、互いに平行な面に沿う部分があっても、本発明の効果を得ることができる。給電装置１１は、給電装置本体部４と、一次コイルＬ１が樹脂８等によってパッケージングされた給電部パッケージ（図示せず）と、を有する。給電部パッケージは、二つ以上の表面を有する給電装置本体部４に内蔵されている。本実施形態においては、給電装置１１の外形を構成する面は、給電装置本体部４の外形を構成する面に対応している。

一次コイルＬ１は、導線が巻回された巻線部と、巻線部によって囲まれた、対向する二つの開口端を有する開口部とを含み、面Ｓ２０及び面Ｓ３０それぞれに沿う部分Ａ２０，Ａ３０を有する。磁性体を備えていてもよい。給電部３の底面Ｓ３０及び側面Ｓ２０それぞれに沿う部分Ａ２０，Ａ３０は、連結部Ｂ３０を介して連続的に配置されている。連結部Ｂ３０は、後述するように給電装置の外形に沿って湾曲又は屈曲している。すなわち、一次コイルＬ１は、その給電面が給電装置１１の外形を構成する、互いに平行でない二つの面Ｓ３０、面Ｓ２０に沿うように配置されているとよい。本実施形態において「コイルの給電面」とは、「コイルの開口部」を意味する。

具体的には、一次コイルＬ１は、二つの平面部Ａ２０，Ａ３０と、当該平面部に挟まれた一つの湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ３０と、から構成されている。給電部３の平面部Ａ３０は給電装置１１の底面Ｓ３０に、平面部Ａ２０は給電装置１１の側面Ｓ２０に対向し、平面部Ａ２０，Ａ３０は、面Ｓ２０，Ｓ３０に平行に配置されることが好ましい。また、連結部Ｂ３０は、給電装置１１の底面Ｓ３０及び側面Ｓ２０が接する接合部Ｃ３０に対向するように配置されている。

ここで、側面Ｓ２０及び底面Ｓ３０が接する接合部Ｃ３０とは、側面Ｓ２０と底面Ｓ３０とが接することによって形成された稜線及びその近傍を含む部分を意味する。

第五実施形態に係る給電装置において、「給電部が給電装置の外形を構成する、互いに平行でない二以上の面に沿うように配設された状態」は、上述したように、給電部３における二つの平面部Ａ２０，Ａ３０が、面Ｓ２０，Ｓ３０それぞれに沿い、一つの連結部Ｂ３０が、接合部Ｃ３０の外形の形状に沿った状態である。電力伝送効率について実用上問題がない程度である限り、平面部Ａ２０，Ａ３０の一部に湾曲部分が含まれていても、また、平面部Ａ２０，Ａ３０自体が面Ｓ２０，Ｓ３０に向かって、なだらかな凸形状又は凹形状となるように湾曲していてもよい。

本実施形態において、給電装置１１の外形を構成する一面は、一つの平面に限定されず、例えば、異なる法線ベクトルを有する二以上の平面を一部に含むもの、又は、二以上の湾曲面又は屈曲面を一部に含むもの、又は、これらを両方有するものが挙げられる。第一〜四実施形態における受電装置９において説明したのと同様に、給電装置１１の表面が、給電装置本体部４の表面や、給電部パッケージ１０の表面に対応する場合には、給電装置本体部４の外形を構成する一面や、給電部パッケージの外形を構成する一面も、給電装置１１の外形を構成する一面と同様のものを用いることができる。ただし、給電装置１１の表面、給電装置本体部４の表面、及び、給電部パッケージ１０の表面は、本発明における給電装置の一面を形成する範囲内において、上述の表面形状を有することができる。本発明における給電装置の一面とは、給電装置が、通常載置される形態、又は、通常使用される形態において、位置を特定して指し示すことが可能な面（例えば、前面、背面（後面）、上面、底面、側面等）である。

一次コイルＬ１が給電装置１１の外形を構成する、互いに平行でない二以上の面に沿うように配設された状態であれば、一次コイルＬ１を折り曲げる角度は、特に制限はない。一次コイルＬ１の、給電装置１１の側面Ｓ２０及び底面Ｓ３０に対向する面に磁性体が配置されたり、また、平面部Ａ２０又はＡ３０が連結部Ｂ３０の部分で反転されていてもよい。磁性体を設けること、また、平面部Ａ２０又はＡ３０で流れる電流の向きを反転させることにより、平面部Ａ２０又はＡ３０の一方において、他方の面から発生する磁束と反対向きの磁束の発生を抑制でき、電力伝送効率の低下を抑制できる。

上述のように、一次コイルＬ１に磁性体が配置されていなかったり、また、平面部Ａ２０又はＡ３０が反転されていない場合には、一次コイルＬ１を折り曲げる角度は、平面部Ａ２０を含む仮想面と平面部Ａ３０を含む仮想面とのなす角として、９０°以上１８０°未満であることが好ましい。平面部Ａ２０を含む仮想面と平面部Ａ３０含む仮想面とのなす角が９０°未満であると、平面部Ａ２０又はＡ３０で発生する磁場は、平面部Ａ３０又はＡ２０で発生する磁場を打ち消す方向に作用する。平面部Ａ２０を含む仮想面と平面部Ａ３０を含む仮想面とのなす角が９０°以上１８０°未満である場合、上記のような磁場の打ち消し合いが少なくなり、９０°未満の場合に比して電力伝送効率が向上することとなる。

コイルの種類は、特に限定されない。例えば、単層のワイヤが水平方向に複数配列した平面状のコイル、複数のワイヤが垂直方向に積層するように配列したコイル、及び、これらのワイヤの配列形状を組み合わせたコイル等が挙げられる。コイルの加工の容易性、及び、機器の小型化の観点から、コイルは、平面状のコイルが好ましい。コイルの材質も特に限定されない。例えば、銅等の電気伝導率の高い材料を用いるとよい。

受電装置９に内蔵された二次コイルＬ２が、給電装置１１の底面Ｓ３０を介して、一次コイルＬ１の平面部Ａ３０と対向して配置されると、一次コイルＬ１と二次コイルＬ２との電磁誘導により、給電装置１１から受電装置９へ電力が伝送される。受電装置９の配置を、Ｓ１又はＳ２が底面となり、Ｓ３が給電装置１１のＳ２０と対向するように変化させても、また、給電装置１１の配置を、Ｓ２０が底面となり、受電装置９のＳ３と対向するように変化させても、一次コイルＬ１の平面部Ａ２０と二次コイルＬ２とが対峙することとなり、一次コイルＬ１と二次コイルＬ２との電磁誘導により、給電装置１１から受電装置９へ給電される。すなわち、本実施形態に係る給電装置１１によれば、一つの一次コイルＬ１により給電装置１１の二面で給電可能となり、受電装置９や給電装置１１の配置に自由度を持たせて給電することができる。

また、一つの一次コイルＬ１から給電装置１１の二面で給電可能に構成されているため、二つのコイルを用いた時に比べ、コイルから引き出される配線の数、配線に接続する制御機器の数等を減らすことができ、これらの条件から給電装置１１の大きさが制限されることがなくなる。

［第六実施形態］
図１２は、本発明の第六実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図であり、図１３は、本発明の第六実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿った断面図である。図１２及び１３に示す、第六実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１２０は、受電装置が、第一実施形態における受電装置９であり、給電装置が、第五実施形態に係る給電装置１１として構成されたものである。

受電装置９を、側面Ｓ２及び上面Ｓ４を介して一次コイルＬ１と二次コイルＬ２とが対峙するように受電装置９を配置しても、一次コイルＬ１と二次コイルＬ２との誘電結合により給電される。また、給電装置１１の配置を、側面Ｓ２０が底面に位置し、受電装置９の底面Ｓ３と対向するように変化させても、一次コイルＬ１と二次コイルＬ２との誘電結合により給電される。すなわち、複数のコイルを用いずに複数面から受電装置９へ給電ができ、受電装置９や給電装置１１の配置に自由度を持たせて給電することができる。本実施形態においては、一つの受電装置９について、三つの面からの給電が可能となる。また、一つの給電装置１１について、二つの面からの給電が可能となる。さらに、一次コイルＬ１がＬ字形状であるため、受電装置９の位置ずれが生じても、電力伝送効率の低下を低減できる。

また、上述のように、一つの一次コイルＬ１につき給電装置１１は二面で給電可能であり、一つの二次コイルＬ２につき受電装置９は三面で受電可能であるため、二つの一次コイルＬ１を給電装置１１の一面につき一つ対向させた場合、また、三つの二次コイルＬ２を受電装置９の一面につき一つ対向させた場合に比べ、コイルから引き出される配線の数、配線に接続する制御機器の数等を減らすことができ、これらの条件から給電装置１１及び受電装置９の大きさが制限されることがなくなる。

以上、第一〜第六実施形態においては、受電部５又は給電部３に１種類のコイルを用いる形態について説明したが、異なる形状のコイルを組み合わせて用いてもよい。また、第一、二、五、六実施形態においては、一つの受電部５又は給電部３を用いているが、第三、四実施形態のように複数用いてもよい。

コイルの形状は、巻線部と開口部とから構成された、平面部、及び、湾曲部又は屈曲部を有するものであれば特に限定されず、上記実施形態で説明した形状のほか、複数の平面部の一端が、一つの湾曲部又は屈曲部に向かって集まった、花弁状のものであってもよい。

第一〜第六実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置によれば、受電装置９が携帯電話等の小型の電気機器の場合、一つの給電装置１１において複数の受電装置９を充電できる。また、給電装置１１にスペース上の制約がある場合であっても、受電装置９の給電装置１１への配置方向の制限がなくなり、狭い場所でも給電が可能となる。ただし、用途はこれに限定されず、後述のように、受電装置９を電気自動車とすることができ（図１４）、給電装置１１を電気自動車用給電装置とすることもできる（図１５）。

図１４は、本発明の受電装置が電気自動車である態様を示す断面図である。受電装置（電気自動車）９の前方において二次コイルＬ２が設けられている。二次コイルＬ２は、受電装置本体部（車両本体部）６の底面Ｓ３００に沿う、平面部Ａ３、及び、前面Ｓ２００に沿う平面部Ａ２が連結部Ｂ３を介して湾曲又は屈曲している。底面Ｓ３００及び前面Ｓ２００は、受電装置９の外形を構成する、互いに平行でない面である。これにより、給電装置１１において、平面状の一次コイルＬ１が給電装置本体部４の底面Ｓ３０に沿って設けられている場合であっても、また、給電装置本体部４の側面Ｓ２０に沿って設けられている場合であっても、受電装置（電気自動車）９は充電される。すなわち、給電装置１１の受電装置９に対する配置に自由度を持たせることが可能となる。二次コイルＬ２を、受電装置（電気自動車）９の前方だけでなく後方に配置することができ、その場合には、底面Ｓ３００及び後面Ｓ１００に沿うように配置するとよい。また、二次コイルＬ２を、受電装置（電気自動車）９の前方又は後方に配置した場合、底面Ｓ３００及び前面Ｓ２００、又は底面Ｓ３００及び後面Ｓ１００に沿うように配置するだけでなく、底面Ｓ３００及び側面に沿うように配置することによっても、同様の効果が得られる。

図１５は、本発明の給電装置が電気自動車用給電装置である態様を示す断面図である。給電装置１１において一次コイルが設けられている。一次コイルＬ１は、給電装置本体部４の底面Ｓ３０に沿う平面部Ａ３０、及び、側面Ｓ２０に沿う平面部Ａ２０が連結部Ｂ３０を介して湾曲又は屈曲している。底面Ｓ３０及び側面Ｓ２０は、給電装置１１の外形を構成する、互いに平行でない面である。これにより、受電装置（電気自動車）９において、平面状の二次コイルＬ２が、受電装置本体部（車両本体部）６の底面Ｓ３００に沿って設けられている場合であっても、また、受電装置本体部（車両本体部）６の後面Ｓ１００に沿って設けられている場合であっても、受電装置（電気自動車）９に給電することができる。すなわち、受電装置（電気自動車）９の給電装置１１に対する配置に自由度を持たせて充電することができる。なお、ここで説明した給電装置１１においては、図１４に代表されるような電気自動車９や、図１５の電気自動車９に図１４に代表されるような二次コイルＬ２を搭載した電気自動車を給電することができ、電気自動車９や給電装置１１の配置に自由度を持たせた給電が可能である。

ここで、図１６、１７を参照し、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の電力伝送方法について説明する。図１６は、本実施形態に係る受電装置における受電制御回路の一例である。給電部からの磁束を受けて受電部１〜３が受電した電力を受電電力検出部が検出すると、受電制御部に受電電力信号（Ｔｐｏｕｔ）が送られる。受電制御部は、受電電力値保持部と、最適電力判定部と、受電ＳＷ制御部とから構成される。

受電ＳＷ制御部は、スイッチＳＷ１ｒ〜ＳＷ３の一部または全部をＯＮ／ＯＦＦするそれぞれの組み合わせに相当する信号（Ｔ１ｒ〜Ｔ３ｒ；以下、受電電力信号という。）をスイッチＳＷ１ｒ〜ＳＷ３に送る。受電電力保持部は、スイッチＳＷ１ｒ〜ＳＷ３に送られたＯＮ／ＯＦＦ信号の情報と、これに対応する受電部１〜３の受電する電力の情報を保持する。最適電力判定部は、受電部１〜３が受電する電力が最大となるＯＮ／ＯＦＦ信号の組み合わせを判定し、その判定結果に基づき、受電ＳＷ制御部が、これに対応する受電電力信号（Ｔ１ｒ〜Ｔ３ｒ）をスイッチＳＷ１ｒ〜ＳＷ３ｒに送る。これにより、受電装置は、受電部１〜３が受電する電力が最大となるように電力を受電することができる。

図１７は、本実施形態に係る受電装置における受電制御回路の他の一例である。受電部１〜３は、給電部からの磁束を検出する給電部検出部をそれぞれ有する。給電部検出部からの信号（ＴＡｒ〜ＴＦｒ）を受ける受電制御部は、給電位置判定部と受電ＳＷ制御部とから構成されており、まず、給電位置判定部にて給電部検出部からの信号（ＴＡｒ〜ＴＦｒ）に基づいて受電部１〜３のうち適切な給電位置を判定する。続いて、電力を得るのに適した位置にある受電部から電力を得るべくＳＷ１ｒ〜ＳＷ３ｒがＯＮ／ＯＦＦするよう、受電ＳＷ制御部から受電部１〜３の制御回路へ信号（Ｔ１ｒ〜Ｔ３ｒ）が送られる。

［第七実施形態］
図１８は、本発明の第七実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。図１８に示す、第七実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１６０は、本発明に係る受電装置９と、給電装置１１と、を備える。受電装置９は、受電装置本体部６及び受電部５を有し、給電装置１１は、給電装置本体部４及び給電部３を有する。受電部５は電極Ｅ２から、給電部３は電極Ｅ１からそれぞれ構成され、電極Ｅ２と、電極Ｅ１とが静電的に結合することによって、受電装置９は給電装置１１から電力を伝送される。

図１９は、給電部３及び受電部５の結合様式の他の一例を示す模式図である。給電装置１１においては、交流電源３０から得られた電流が、電極Ｅ１に流れることにより電極Ｅ１に電荷が蓄積される。受電装置９は、電極Ｅ２がコイルＥ１に対峙するように給電装置１１と隣り合って配置されており、電極Ｅ１に蓄積した電荷によって、電極Ｅ２に電荷が誘起される。このような電界結合の作用により、受電装置９が給電装置１１より電力を伝送されることとなる。整流器３１は発生した電流を整流し、これにより受電装置９に電力が供給される。電極Ｅ１に発生する電界の強さは、電極Ｅ１に流れる電流の大きさ、電極Ｅ１の電極Ｅ２との対向面の大きさ、電極Ｅ２との対向面間の距離等に応じて異なる。また、電極Ｅ２に誘起する電気量は、電極Ｅ１に発生する電界の強さ、電極Ｅ２の電極Ｅ１との対向面の大きさ、電極Ｅ１との対向面間の距離等に応じて異なる。受電装置９に適切な量の電力が供給されるよう、電極１に流れる電流等の上記パラメータは調整されている。

受電装置９に内蔵された電極Ｅ２は、図１８に示すように、受電装置９の六つの表面のうちの面Ｓ３及び面Ｓ２それぞれに沿う部分Ａ３，Ａ２を有する。電極Ｅ２は、樹脂等によりパッケージングされて受電部パッケージ（図示せず）を構成してもよい。面Ｓ３は受電装置９の底面であり、面Ｓ２は受電装置９の側面である。面Ｓ３及び面Ｓ２は、受電装置９の外形を構成し、互いに平行ではない。底面Ｓ３及び側面Ｓ２それぞれに沿う部分Ａ３，Ａ２は、連結部Ｂ３を介して連続的に配置されている。

具体的に、電極Ｅ２は、二つの平面状の部分（平面部）Ａ２，Ａ３と、当該平面部に挟まれた一つの湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ３と、から構成されている。電極Ｅ２の平面部Ａ３は受電装置９の底面Ｓ３に、平面部Ａ２は受電装置９の側面Ｓ２に対向しており、平面部Ａ２，Ａ３は、側面Ｓ２，底面Ｓ３にそれぞれ平行に配置されることが好ましい。また、連結部Ｂ３は、受電装置９の底面Ｓ３及び側面Ｓ２が接する接合部に対向するように配置され、受電装置９の外形に沿って湾曲又は屈曲している。すなわち、電極Ｅ２は、その受電面が、受電装置９の外形を構成し、互いに平行でない二以上の面に沿うように配設されているとよく、これらの面に平行であることがより好ましい。なお、本実施形態において「電極の受電面」とは、「電極の最も面積の広い面」を意味する。

電極の形状は特に限定されないが、電極Ｅ１と電極Ｅ２との対向面に、より多くの電荷を誘起する観点から、シート状、板状等、電極Ｅ２の受電面（電極Ｅ１と対向することになる面）の面積、及び、電極Ｅ１の電極Ｅ２との対向面の面積を十分に確保できる形状が好ましい。これらの形状は、金属板、金属箔、金属ワイヤ等で形成することができる。

電極Ｅ１、Ｅ２の対向面の大きさは、受電装置９に適切な量の電力を供給できれば特に制限はないが、最適な受電位置からずれた場合における電力伝送効率の低下を抑制する観点から、受電側の電極Ｅ２の平面部の面積を、給電側の電極Ｅ１の面積より大きくするのがよい。

電極Ｅ１、Ｅ２の対向面間の距離もまた、受電装置９に適切な量の電力を供給できれば特に制限はないが、電力伝送効率の観点から、当該距離を短くするのがよい。

電極Ｅ２の平面部Ａ３は、受電装置９の底面Ｓ３を介して、給電装置１１に内蔵された電極Ｅ１と対向して配置される。電極Ｅ１と電極Ｅ２との電界結合により、受電装置９は給電装置１１より電力を伝送される。一方、受電装置９を、電極Ｅ２の平面部Ａ２と電極Ｅ１とが対向するよう配置させても、電極Ｅ１と電極Ｅ２との電界結合により給電される。すなわち、本実施形態に係るワイヤレス給電システムによれば、受電装置９において二つの電極Ｅ２を用いずとも、一つの電極Ｅ２のみで、受電装置９や給電装置１１の配置に自由度を持たせて給電することができる。

また、電極Ｅ２として二つの電極を用いた時に比べ、コイルから引き出される配線の数、配線に接続する制御機器の数等を減らすことができ、これらの条件から受電装置９の大きさが制限されることがなくなる。

本実施形態において、電極Ｅ２はＬ字形状であるが、例えば、コの字形、多角形としてもよい。また、異なる形状の複数の電極を組み合わせて配置してもよい。

［第八実施形態］
図２０は、本発明の第八実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。図２０に示す、第八実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１８０は、受電装置９と、本発明に係る給電装置１１と、を備える。給電装置１１に内蔵された電極Ｅ１は、複数の面のうち、面Ｓ３０及び面Ｓ２０それぞれに沿う部分Ａ３０，Ａ２０を有する。電極Ｅ１は、樹脂等によりパッケージングされて給電部パッケージ（図示せず）を構成してもよい。面Ｓ３０は給電装置１１の底面であり、面Ｓ２０は給電装置１１の側面である。面Ｓ３０及び面Ｓ２０は、給電装置１１の外形を構成し、互いに平行ではない。底面Ｓ３０及び側面Ｓ２０それぞれに沿う部分Ａ３０，Ａ２０は、連結部Ｂ３０を介して連続的に配置されている。

具体的に、電極Ｅ１は、二つの平面状の部分（平面部）Ａ２０，Ａ３０と、当該平面部に挟まれた一つの湾曲又は屈曲する連結部（湾曲部又は屈曲部）Ｂ３０と、から構成されている。電極Ｅ１の平面部Ａ３０は給電装置１１の底面Ｓ３０に、平面部Ａ２０は給電装置１１の側面Ｓ２０に対向しており、平面部Ａ２０，Ａ３０は、側面Ｓ２０，底面Ｓ３０に平行に配置されることが好ましい。また、連結部Ｂ３０は、給電装置１１の底面Ｓ３０及び側面Ｓ２０が接する接合部Ｃ３０に対向するように配置され、給電装置１１の外形に沿って湾曲又は屈曲している。すなわち、電極Ｅ１は、その給電面が、給電装置１１の外形を構成し、互いに平行でない二以上の面に沿うように配設されているとよく、これらの面に平行であることがより好ましい。なお、本実施形態において「電極の給電面」とは、「電極の最も面積の広い面」を意味する。

電極Ｅ１の平面部Ａ３０は、給電装置１１の底面Ｓ３０を介して、受電装置９に内蔵された電極Ｅ２と対向して配置される。電極Ｅ１と電極Ｅ２との電界結合により、給電装置１１は受電装置９へ電力を伝送する。受電装置９を、電極Ｅ２と電極Ｅ１の平面部Ａ２０とが対向するよう配置させても、電極Ｅ１と電極Ｅ２との電界結合により給電される。すなわち、本実施形態に係るワイヤレス給電システムによれば、給電装置１１において二つの電極Ｅ１を用いずとも、一つの電極Ｅ１のみで、受電装置９や給電装置１１の配置に自由度を持たせて給電することができる。

また、電極Ｅ１として二つの電極を用いた時に比べ、コイルから引き出される配線の数、配線に接続する制御機器の数等を減らすことができ、これらの条件から受電装置９の大きさが制限されることがなくなる。

［第九実施形態］
図２１は、本発明の第九実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。図２１に示す、第九実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１９０は、第７実施形態に係る受電装置９と、第八実施形態に係る給電装置１１と、を備える。

受電装置９の側面Ｓ２が底面に位置するように、電極Ｅ２と電極Ｅ１とを対向配置させても、電極Ｅ１と電極Ｅ２との電界結合により給電される。また、給電装置１１の側面Ｓ２０が底面に位置するように、電極Ｅ１と電極Ｅ２とを対向配置させても、電極Ｅ１と電極Ｅ２との電界結合により給電される。すなわち、本実施形態に係るワイヤレス給電システムによれば、給電装置１１の一つの電極Ｅ１、及び、受電装置９の一つの電極Ｅ２だけで、受電装置９や給電装置１１の配置に自由度を持たせて給電することができる。さらに、電極Ｅ１及び電極Ｅ２が互いにＬ字形状であることにより、受電装置９と給電装置１１との間で位置ずれが生じても、電極Ｅ１、Ｅ２の一方又は両方が平板状である場合に比べて、電力伝送効率の低下を低減できる。

また、電極Ｅ１及び電極Ｅ２としてそれぞれ二つの電極を用いた時に比べ、コイルから引き出される配線の数、配線に接続する制御機器の数等を減らすことができ、これらの条件から給電装置１１、及び、受電装置９の大きさが制限されることがなくなる。

第七〜第九実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置によれば、受電装置９が携帯電話等の小型の電気機器の場合、一つの給電装置１１において複数の受電装置９を充電できる。また、給電装置１１にスペース上の制約がある場合であっても、受電装置９の給電装置１１への配置方向の制限がなくなり、狭い場所でも給電が可能となる。ただし、用途はこれに限定されず、上述したように、受電装置９を電気自動車とすることができ、給電装置１１を電気自動車用給電装置とすることもできる。

以上、本発明における受電装置、給電装置、及び、ワイヤレス給電システムの好適な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

１，４０，６０，７０，８０，９０，１００，１２０，１４０，１５０，１６０，１８０，１９０，２００，３００…ワイヤレス電力伝送装置、３，２８３，３０３…給電部、４…給電装置本体部、５，２８５，３０５…受電部、６…受電装置本体部、１０…受電部パッケージ、１１，２８４，３０４…給電装置、３０…交流電源、３１…整流器、７…磁性体、８…樹脂、９，２８６，３０６…受電装置、Ｌ１…一次コイル、Ｌ２…二次コイル、Ｓ１，Ｓ２…受電装置の側面、Ｓ３，Ｓ３００…受電装置の底面、Ｓ４…受電装置の上面、Ｓ５，Ｓ２００…受電装置の前面、Ｓ６…受電装置の背面、Ｓ７，Ｓ８…受電部パッケージの側面、Ｓ９…受電部パッケージの底面、Ｓ２０…給電装置の側面、Ｓ３０…給電装置の底面、Ｓ１００…受電装置の後面、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６…受電部の平面部、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６…受電部の連結部、Ａ２０，Ａ３０…給電部の平面部、Ｂ２０，Ｂ３０…給電部の連結部、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ３０…接合部、Ｅ１，Ｅ２…電極。

Claims (2)

1. 給電装置からワイヤレスで電力を伝送される、一つ以上の受電部を含む受電装置であって、
   前記受電部は、コイルから構成され、
   前記受電部を構成するコイルの少なくとも一つは、前記コイルの受電面が、前記受電装置の外形を構成する、互いに平行でない二以上の面に沿うように配設され、
   前記コイルの受電面のうち、前記二以上の面に対向する面とは反対側の面に、当該反対側の面に沿って延在する磁性体を有する受電装置。
2. 受電部を含む受電装置と、給電部を含む給電装置と、を備え、
   前記受電部の少なくとも一部と、前記給電部の少なくとも一部と、が対峙するように前記受電装置と前記給電装置とが配置され、
   前記受電装置は、請求項１記載の受電装置である、ワイヤレス電力伝送装置。

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