WO2014038148A1 - 非接触給電システム及び非接触延長プラグ - Google Patents

Abstract

　給電装置（１）の送電コイル（１０）の自己インダクタンスがＬ_１、受電装置（２）の受電コイル（２０）の自己インダクタンスがＬ_２、送電コイル（１０）と受電コイル（２０）との結合係数がＫで表され、送電コイル（１０）に印加される１次電圧に対して受電コイル（２０）から出力される２次電圧の電圧変換ゲインがＧで表されるとき、送電コイル（１０）と受電コイル（２０）が、（Ｌ_２／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ／Ｋを満たすように構成されている。

Description

非接触給電システム及び非接触延長プラグ

　本発明は、非接触給電システム及び非接触延長プラグに関するものである。

　一般に非接触給電システムは、送電コイルを有した給電装置と受電コイルを有した受電装置からなる。給電装置は、高周波電流を生成し、その高周波電流を送電コイルに通電して、送電コイルに交番磁界を発生させる。受電装置は、給電装置の送電コイルと対峙する受電コイルに送電コイルが発生する交番磁界を交鎖させることによって、同受電コイルに誘導起電力を発生させる。受電装置は、受電コイルに発生した誘導起電力を整流して直流電圧を生成し、その直流電圧を負荷に、又は直流電圧をＤＣ／ＡＣ変換して交流電圧を負荷に供給する。

　非接触給電システムの例として、特許文献１は、１つの給電装置を、異なる出力電圧を生成する複数の受電装置に適合させることを記載している。この給電装置は、各受電装置が対象としている負荷領域を含む全領域において各受電装置の出力電圧を所定の電圧範囲内に収める制御手段を有している。

　この具体的手段として、特許文献１は、受電装置に受電コイルとともに共振コンデンサを使い、給電装置の送電コイルに高周波電流を供給するか否かを制御することで出力電圧を制御することを記載している。

　また、非接触給電システムの他の例として、特許文献２は、給電装置と受電装置との間に非接触延長プラグを設けることを記載している。この非接触延長プラグは、受電コイルと送電コイルとを共振コンデンサを介して直列に接続した閉回路で構成されている。そして、非接触プラグの受電コイルが給電装置の１次コイルに対向配置されるとともに、非接触プラグの送電コイルが受電装置の２次コイルに対向配置される。

　この非接触延長プラグを用いることで、給電装置から離間した受電装置に対して非接触給電させることができる。また、負荷電圧が異なる電気機器に対応させるために、非接触延長プラグを、非接触電圧変換プラグとして使用する場合もある。

特許第４１３５２９９号公報 特許第４２５８５０５号公報

　しかしながら、特許文献１のように、１つの給電装置を異なる出力電圧を生成する複数の受電装置に適合させる非接触給電システムにおいては、負荷電圧値が大きく異なる場合には、給電装置側の制御のみでは対応に限界があった。また、周知技術として受電装置側にＤＣ－ＤＣコンバータ等の安定化電源を組み合わせることも考えられるが、電圧変動を極めて小さく抑えることが要求される負荷の場合には、その具体的な構造や設計法が提案されていなかった。

　また、特許文献２は、非接触延長プラグの種々の形態を開示しているものの、伝送電圧や変換電圧を最適化する具体的な方法や手段を開示していない。従って、所望する出力電力値を実現できる非接触延長プラグ（非接触電圧変換プラグ）の構造や設計条件が望まれている。

　本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、磁気結合コイルと共振コンデンサとを用いた非接触給電システムにおいて、種々の電気機器に必要な負荷電圧を１つの給電装置により簡単に生成できる非接触給電システムを提供することにある。

　また、給電装置と受電装置の間に配置される非接触延長プラグの出力電圧を、必要に応じて簡単に設定することのできる非接触延長プラグを提供することにある。

　第１の態様は、非接触給電システムである。非接触給電システムは、第１主電源に基づいて高周波電流を生成する第１高周波インバータと、前記高周波電流が供給される送電コイルとを含む給電装置と、前記送電コイルより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生する受電コイルと、前記受電コイルに直列に接続されて直列共振する共振コンデンサとを含み、前記送電コイルに印加された１次電圧に応じて前記受電コイルと前記共振コンデンサとの直列回路により生成される２次電圧に基づいて、負荷に電力を供給する受電装置とを備える。前記送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記送電コイルと前記受電コイルとの結合係数がＫ、前記１次電圧に対する前記２次電圧の電圧変換ゲインがＧで表されるとき、前記送電コイルと前記受電コイルが、（Ｌ_２／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ／Ｋの関係式を満たすように構成される。

　上記構成において、前記送電コイルと前記受電コイルは、巻き数を除いて互いに同じ形状、構造、及びサイズを有し、前記電圧変換ゲインＧと前記結合係数Ｋとで表されるＧ／Ｋの逆数が、前記送電コイルの巻き数と前記受電コイルの巻き数との巻き数比で設定されることが好ましい。

　また、上記構成において、前記電圧変換ゲインＧが１に設定されることが好ましい。

　また、上記構成において、前記非接触給電システムは、前記給電装置と前記受電装置との間に設けられ、電磁誘導で前記給電装置から前記受電装置に電力を供給する少なくとも１つの非接触延長プラグを備えることが好ましい。この構成において、前記非接触延長プラグは、前段の送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生するプラグ受電コイルと、前記プラグ受電コイルに直列に接続されて直列共振するプラグ共振コンデンサと、前記プラグ受電コイルと前記プラグ共振コンデンサとの直列回路に接続されたプラグ送電コイルとを含むことが好ましい。前記プラグ送電コイルは、前記前段の送電コイルに印加された電圧に応じて前記プラグ受電コイルと前記プラグ共振コンデンサとの直列回路により生成される電圧に基づいて交番磁界を発生し、前記プラグ送電コイルの後段には、該プラグ送電コイルにより形成された前記交番磁界と交差して誘導起電力を発生する後段の受電コイルが配置されている。この構成において、前記前段の送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記プラグ受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２ａ、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ１、前記前段の送電コイルに印加される前記電圧に対する前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧の電圧変換ゲインがＧ１で表されるとき、前記送電コイルと前記受電コイルが、（Ｌ_２ａ／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ１／Ｋ１の関係式を満たすように構成されることが好ましい。さらに、前記プラグ送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１ａ、前記後段の受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記後段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ２、前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧に対する前記後段の受電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ２で表されるとき、前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルが、（Ｌ_２／Ｌ_１ａ）^１／２＝Ｇ２／Ｋ２の関係式を満たすように構成されることが好ましい。

　また、上記構成において、前記非接触給電システムは、前記給電装置と前記受電装置との間に設けられ、電磁誘導で前記給電装置から前記受電装置に電力を供給する少なくとも１つの非接触延長プラグを備えることが好ましい。この構成において、前記非接触延長プラグは、前段の送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生するプラグ受電コイルと、前記プラグ受電コイルに接続されたプラグ送電コイルとを含むことが好ましい。前記プラグ送電コイルは、前記前段の送電コイルに印加された電圧に応じて前記プラグ受電コイルにより生成される電圧に基づいて交番磁界を発生し、前記プラグ送電コイルの後段には、該プラグ送電コイルにより形成された前記交番磁界と交差して誘電起電力を発生する後段の受電コイルが配置されている。この構成において、前記前段の送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記プラグ受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２ａ、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ１、前記前段の送電コイルに印加される前記電圧に対する前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧の電圧変換ゲインがＧ１で表されるとき、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルが、（Ｌ_２ａ／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ１／Ｋ１の関係式を満たすように構成されることが好ましい。さらに、前記プラグ送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１ａ、前記後段の受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記後段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ２、前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧に対する前記後段の受電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ２で表されるとき、前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルが、
　（Ｌ_２／Ｌ_１ａ）^１／２＝Ｇ２／Ｋ２の関係式を満たすように構成されることが好ましい。

　また、上記構成において、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルは、巻き数を除いて互いに同じ形状、構造、及びサイズを有し、前記電圧変換ゲインＧ１と前記結合係数Ｋ１とで表されるＧ１／Ｋ１の逆数が、前記前段の送電コイルの巻き数と前記プラグ受電コイルの巻き数との巻き数比で設定されることが好ましい。さらに、前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルは、巻き数を除いて互いに同じ形状、構造、及びサイズを有し、前記電圧変換ゲインＧ２と前記結合係数Ｋ２とで表されるＧ２／Ｋ２の逆数が、前記プラグ送電コイルの巻き数と前記後段の前記受電コイルの巻き数との巻き数比で設定されることが好ましい。

　第２の態様は、非接触給電システムである。非接触給電システムは、給電装置と、受電装置と、前記給電装置と前記受電装置との間に設けられ、電磁誘導で前記給電装置から前記受電装置に電力を供給する非接触延長プラグとを備える。前記給電装置は、第１主電源に基づいて高周波電流を生成する第１高周波インバータと、前記高周波電流が供給される第１送電コイルとを含む。前記非接触延長プラグは、前記第１送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生するプラグ受電コイルと、前記プラグ受電コイルに直列に接続されて直列共振するプラグ共振コンデンサと、前記プラグ受電コイルと前記プラグ共振コンデンサとの直列回路に接続されたプラグ送電コイルとを含む。前記受電装置は、前記プラグ送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生する第１受電コイルを含み、前記プラグ送電コイルに印加された電圧に応じて前記第１受電コイルにより生成される電圧に基づいて、第１負荷に電力を供給する。前記第１送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記プラグ受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２ａ、前記第１送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ１、前記第１送電コイルに印加される電圧に対する前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧の電圧変換ゲインがＧ１で表されるとき、前記第１送電コイルと前記プラグ受電コイルが、（Ｌ_２ａ／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ１／Ｋ１の関係式を満たすように構成される。さらに、前記プラグ送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１ａ、前記第１受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記プラグ送電コイルと前記第１受電コイルとの結合係数がＫ２、前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧に対する前記第１受電コイルに印加される前記電圧の電圧変換ゲインがＧ２で表されるとき、前記プラグ送電コイルと前記第１受電コイルが、（Ｌ_２／Ｌ_１ａ）^１／２＝Ｇ２／Ｋ２の関係式を満たすように構成される。

　上記第１又は第２の態様において、前記非接触給電システムは更に、第２主電源に基づいて高周波電流を生成する第２高周波インバータを備えることが好ましい。この構成において、前記第１受電コイルは、前記第２高周波インバータと前記第１負荷とのいずれか一方に選択的に接続可能であり、前記第１送電コイルは、前記第１高周波インバータと第２負荷とのいずれか一方に選択的に接続可能であることが好ましい。前記第１受電コイルが前記第２高周波インバータに接続され、かつ前記第１送電コイルが前記第２負荷に接続されるとき、前記第１受電コイルが第２送電コイルとして機能するとともに、前記第１送電コイルが第２受電コイルとして機能する。

　第３の態様は、前段の送電コイルから後段の受電コイルに電力を供給する非接触延長プラグである。非接触延長プラグは、前記前段の送電コイルと対向配置されるプラグ受電コイルと、前記後段の受電コイルに対向配置されるプラグ送電コイルと、前記プラグ受電コイルと前記プラグ送電コイルとの間に直列に接続されて閉回路を構成する共振コンデンサとを備える。前記プラグ受電コイルは、前記前段の送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生する。前記プラグ送電コイルは、前記プラグ受電コイルにより生成された前記誘導起電力に基づいて交番磁界を形成する。前記後段の受電コイルは、前記プラグ送電コイルにより形成された前記交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生する。前記前段の送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記プラグ受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２ａ、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ１、前記前段の送電コイルに印加される電圧に対する前記プラグ送電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ１で表されるとき、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルが、（Ｌ_２ａ／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ１／Ｋ１の関係式を満たすように構成される。さらに、前記プラグ送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１ａ、前記後段の受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルとの結合係数がＫ２、前記プラグ送電コイルに印加される電圧に対する前記後段の受電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ２で表されるとき、前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルとが、（Ｌ_２／Ｌ_１ａ）^１／２＝Ｇ２／Ｋ２の関係式を満たすように構成される。

　第４の態様は、前段の送電コイルから後段の受電コイルに電力を供給する非接触延長プラグである。非接触延長プラグは、前記前段の送電コイルに対向配置されるプラグ受電コイルと、前記後段の受電コイルに対向配置されるプラグ送電コイルとを備える。前記プラグ受電コイルは、前記前段の送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生する。前記プラグ送電コイルは、前記プラグ受電コイルにより生成された前記誘導起電力に基づいて交番磁界を形成する。前記後段の受電コイルは、前記プラグ送電コイルにより形成された前記交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生する。前記前段の送電コイルと前記後段の受電コイルとの少なくともいずれか一方が共振コンデンサに直列に接続されている。前記前段の送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記プラグ受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２ａ、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ１、前記前段の送電コイルに印加される電圧に対する前記プラグ送電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ１で表されるとき、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルが、（Ｌ_２ａ／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ１／Ｋ１の関係式を満たすように構成される。さらに、前記プラグ送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１ａ、前記後段の受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルとの結合係数がＫ２、前記プラグ送電コイルに印加される電圧に対する前記後段の受電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ２で表されるとき、前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルが、（Ｌ_２／Ｌ_１ａ）^１／２＝Ｇ２／Ｋ２の関係式を満たすように構成される。

　上記構成において、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルは、巻き数を除いて互いに同じ形状、構造、及びサイズを有し、前記電圧変換ゲインＧ１と前記結合係数Ｋ１とで表されるＧ１／Ｋ１の逆数が、前記前段の送電コイルの巻き数と前記プラグ受電コイルの巻き数との巻き数比で設定されることが好ましい。さらに、前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルは、巻き数を除いて互いに同じ形状、構造、及びサイズを有し、前記電圧変換ゲインＧ２と前記結合係数Ｋ２とで表されるＧ２／Ｋ２の逆数が、前記プラグ送電コイルの巻き数と前記後段の受電コイルの巻き数との巻き数比で設定されることが好ましい。

　また、上記構成において、前記電圧変換ゲインＧ１が１に設定されることが好ましい。

　また、上記構成において、前記前段の送電コイルは、給電装置の送電コイルであってもよい。この構成において、前記給電装置の送電コイルには、主電源からの電力に基づいて前記給電装置の高周波インバータにより生成された高周波電流が通電されることが好ましい。

　また、上記構成において、前記後段の前記受電コイルは、受電装置の受電コイルであってもよい。この構成において、前記受電装置の受電コイルは、前記プラグ送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生し、該受電コイルにより生成された誘導起電力に基づいて負荷に出力電圧が供給されることが好ましい。

　また、上記構成において、前記プラグ受電コイルと前記プラグ送電コイルは、それぞれ異なる筐体に収容されてもよい。この場合、前記プラグ受電コイルと前記プラグ送電コイルが、接続線を介して離間して配置されることが好ましい。

　また、上記構成において、前記プラグ受電コイルと前記プラグ送電コイルは、同一の筐体に収容されてもよい。この場合、前記プラグ受電コイルと前記プラグ送電コイルは、互いに近接した位置に配置されていることが好ましい。

　本発明によれば、磁気結合コイルと共振コンデンサとを用いた非接触給電システムにおいて、種々の電気機器に必要な負荷電圧を１つの給電装置により簡単に生成することができる。

第１実施形態の非接触給電システムを説明するための電気回路図。 図１の非接触システムにおける電気回路の要部の等価回路図。 図１の非接触システムにおける２次側換算の等価回路図。 第２実施形態の非接触給電システムを説明するための電気回路図。 図４の非接触給電システムの電気的構成を説明する電気回路の等価回路図。 図４の非接触給電システムの電気的構成を説明する電気回路の等価回路図。 図４の非接触給電システムにおいて、ゲインを１に設定したときの等価回路図。 第３実施形態の非接触給電システムを説明するための非接触延長プラグの配置路図。 第３実施形態の別例を説明するための非接触延長プラグの配置路図。 非接触給電システムの別例を説明する非接触延長プラグの配置路図。 非接触給電システムの別例を説明する非接触延長プラグの配置路図。 非接触給電システムの別例を説明する非接触延長プラグの配置路図。 非接触給電システムの別例を説明するための電気回路図。 非接触給電システムの別例を説明するための電気回路図。 （ａ）（ｂ）は双方向非接触給電システムの例を示す電気回路図。 （ａ）（ｂ）は双方向非接触給電システムの別の例を示す電気回路図。 図４の非接触給電システムの変形例を示す電気回路図。 図４の非接触給電システムの更なる変形例を示す電気回路図。

　（第１実施形態）
　以下、第１実施形態の非接触給電システムを図面に従って説明する。

　図１は、非接触給電システムの概略的な電気回路図を示す。図１において、非接触給電システムは、給電装置１と、電気機器としての受電装置２とを備えている。

　給電装置１は、送電コイル１０、整流平滑回路１１、及び高周波インバータ１２を備えている。整流平滑回路１１は、全波整流回路と平滑コンデンサを備え、商用の交流電源１４を全波整流回路にて直流電圧に整流し、その直流電圧を平滑コンデンサにて平滑化して高周波インバータ１２に出力する。

　高周波インバータ１２は、例えば、公知のハーフブリッジ型又はフルブリッジ型のインバータであって、整流平滑回路１１からの直流電圧に基づいて高周波電圧（１次電圧Ｖ_１）を生成する。高周波インバータ１２は、この高周波電圧（１次電圧Ｖ_１）を送電コイル１０の入力端子Ｐ１，Ｐ２間に印加する。これによって、送電コイル１０には高周波電流（１次電流Ｉ_１）が通電される。

　送電コイル１０は、第１ポット型コア１５に巻回され、高周波インバータ１２からの高周波電流（１次電流Ｉ_１）が通電されると、交番磁界を発生する。

　受電装置２は、受電コイル２０、共振コンデンサ２１、全波整流回路２２、平滑コンデンサ２３及び負荷２４を備えている。

　受電コイル２０は、給電装置１の送電コイル１０と磁気結合するように対向配置され、送電コイル１０が発生する交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生する。

　受電コイル２０は、第１ポット型コア１５と同形、同材質の第２ポット型コア２５に巻回されている。受電コイル２０は共振コンデンサ２１と直列に接続されて直列回路を構成し、その直列回路の出力端子Ｐ３，Ｐ４から、受電コイル２０で発生した誘導起電力（２次電圧Ｖ_２）を出力する。

　共振コンデンサ２１は、負荷２４の大きさに依存しないで負荷２４に一定の出力電圧Ｖｏｕｔを出力するべくインピーダンスマッチングするために設けられていて、後述するコンデンサ容量Ｃｘに設定されている。

　受電コイル２０と共振コンデンサ２１の直列回路は、全波整流回路２２に接続されている。全波整流回路２２は、受電コイル２０が発生する誘導起電力（２次電圧Ｖ２）を全波整流する。そして、全波整流回路２２にて整流された誘導起電力（２次電圧Ｖ２）は、平滑コンデンサ２３にて平滑され、出力電圧Ｖｏｕｔとして負荷２４に出力される。

　次に、上記のように構成した非接触給電システムの各回路素子の設計方法について説明する。

　図２は、図１から給電装置１の送電コイル１０と受電装置２の受電コイル２０を抜粋したときの等価回路を示す。

　送電コイル１０には、高周波インバータ１２からの高周波電圧（１次電圧Ｖ_１）に基づく高周波電流（１次電流Ｉ_１）が流れている。また、受電コイル２０には、誘導起電力（２次電圧Ｖ_２）が発生し、２次電流Ｉ_２が流れている。

　このとき、次式（１）（２）に示す関係式が成り立つ。

　ここで、Ｌ_１は送電コイル１０の自己インダクタンス、Ｌ_２は受電コイル２０の自己インダクタンスを示す。

　また、Ｍは、相互インダクタンスであって、結合係数をＫとしたとき、次式（３）に示す関係式が成り立つ。

　ここで、式（２）を、式（１）を使って次式（４）のように２次電流Ｉ_２の関数に変形する。

　この式（４）は、２次側換算の等価回路の入出力関係式である。

　ここで、式（４）を、次式（５）に置き換える。

　ここで、式（５）の１項目のＥ_２は次式（６）で表され、２項目のＬｘは次式（７）で表される。

　図３は、式（７）に基づく受電コイル２０側から送電コイル１０側を見た２次側換算の等価回路を示す。

　式（６）に示されるように、Ｅ_２は、相互インダクタンスＭと送電コイル１０の自己インダクタンスＬ_１との比と、送電コイル１０に印加される１次電圧Ｖ_１との関数である。従って、１次電圧Ｖ_１が分かれば、Ｅ_２は負荷や出力回路に依存しない電圧源として独立に決まることがわかる。

　一方、式（７）に示されるように、Ｌｘは、自己インダクタンスＬ_１，Ｌ_２と相互インダクタンスＭとの関数であり、２次換算された２次漏れインダクタンスを示す。つまり、２次漏れインダクタンスＬｘは、誘導リアクタンスとなる。従って、高周波動作において、受電コイル２０に電流が流れると、必ず、受電コイル２０で電圧降下を起こすことがわかる。

　次に、式（６）のＥ_２及び式（７）のＬｘの成分を結合係数Ｋで置き換えると、次式（８）（９）に示す関係式で表される。

　その結果、式（５）は、式（８）（９）を使うことによって、次式（１０）に示すようになる。

　この式（１０）は、結合係数Ｋが大きな要素となる非接触給電システムにおいては重要である。

　つまり、式（１０）から明らかなように、Ｅ_２（＝Ｖ_１・Ｋ・（Ｌ_２／Ｌ_１）^１／２）は、結合係数Ｋに比例していることがわかる。これは、結合係数Ｋが小さいと、これに比例して、Ｅ_２が小さくなることを意味する。

　従って、例えば、結合係数Ｋ＝０．１では、Ｅ_２は密結合時の１／１０に低下し、結合係数Ｋ＝０．０１ならば、Ｅ_２は密結合時の１／１００に低下して、Ｅ_２は極端に小さくなることが理解できる。

　一方、２次漏れインダクタンスＬｘ（＝Ｌ_２・（１－Ｋ^２））は、受電コイル２０の自己インダクタンスＬ_２に（１－Ｋ^２）を乗じた数値になる。

　従って、例えば、結合係数ＫがＫ＝０．７ならば、Ｌｘは、Ｌｘ＝０．５１×Ｌ_２の大きさであり、約半分の漏れインダクタンスとなる。また、結合係数ＫがＫ＝０．５ならば、２次漏れインダクタンスＬｘはＬｘ＝０．７５×Ｌ_２の大きさであり、３／４の漏れインダクタンスとなる。さらに、結合係数ＫがＫ＝０．１では、２次漏れインダクタンスＬｘはＬｘ＝０．９９×Ｌ_２の大きさであり、ほぼ受電コイル２０の自己インダクタンスＬ_２と同じ値となる。そして、これ以上、結合係数Ｋが小さくても２次漏れインダクタンスＬｘは実質的に自己インダクタンスＬ_２のままである。

　すなわち、結合係数Ｋの変化に対し２次漏れインダクタンスＬｘが変化する領域と、２次漏れインダクタンスＬｘが（Ｌｘ≒Ｌ_２）となる領域（つまり、Ｌｘが実質的に変化しない領域）とに大きく分かれ、非接触給電システムにおいてはどちらの領域も考慮する必要がある。

　ちなみに、非接触給電システムでは、受電装置２において負荷２４の大きさに依存しないで全波整流回路２２及び平滑コンデンサ２３を介して直流電流が生成され、負荷２４に対して一定の出力電圧Ｖｏｕｔが供給されることが望ましい。

　しかし、上述したように、非接触給電システムには、誘導リアクタンスとなる２次漏れインダクタンスＬｘが存在し、高周波動作において、受電コイル２０に電流が流れて電圧降下が起こる。

　そこで、本実施形態では、受電コイル２０に共振コンデンサ２１が直列に接続されている。共振コンデンサ２１は、誘導リアクタンスである２次漏れインダクタンスＬｘをこの共振コンデンサ２１の容量リアクタンスで打ち消し、線路インピーダンスをほぼゼロとみなせる状態にしている。その結果、略一定の負荷電流（２次電流Ｉ_２）、即ち、負荷２４の大きさに依存しない略一定の出力電圧Ｖｏｕｔが得られることになる。

　共振コンデンサ２１のコンデンサ容量Ｃｘは、次式（１１）の直列共振条件式を変形して次式（１２）で与えられる。尚、ｆは１次電圧Ｖ_１の駆動周波数である。

　コンデンサ容量Ｃｘを有する共振コンデンサ２１を受電コイル２０に直列に接続することにより、負荷２４に依存しない２次電圧（Ｖ_２≒Ｅ_２）が得られる。このとき、全波整流回路２２の電圧降下を無視すれば、Ｖ_２＝Ｅ_２＝Ｖｏｕｔの関係式が得られる。

　すなわち、次式（１３）で表される関係式が成り立つ。

　ここで、１次電圧Ｖ_１の振幅に対する２次電圧Ｖ_２の振幅のゲインをＧ＝Ｖ_２／Ｖ_１と定義すると、式（１３）は式（１４）に整理できるとともに、ゲインＧは式（１５）に変形できる。

　ところで、結合係数Ｋは、送電コイル１０に発生する磁束のうち、受電コイル２０に交鎖する磁束の割合に相当する概念である。従って、結合係数Ｋは、コイルの巻き数に依存せず、送電コイル１０と受電コイル２０の構造、形状、サイズ等の仕様が決まっておれば、その相対的位置関係により決まる。そして、この結合係数Ｋは、予め簡単に測定可能である。

　このことから、式（１５）を変形した式（１６）を満たすように、送電コイル及び受電コイル１０，２０の自己インダクタンスＬ_１，Ｌ_２を設定すればよい。

　以上のことから、本実施形態の場合、結合係数Ｋの測定結果がＫ＝０．５であれば、ゲインＧをＧ＝２に設定するには、（Ｌ_２／Ｌ_１）^１／２を４、即ち、（Ｌ_２／Ｌ_１）を１６に設定すればよいことがわかる。また、結合係数ＫがＫ＝０．５であって、ゲインＧをＧ＝１に設定するには、（Ｌ_２／Ｌ_１）^１／２を２、即ち、（Ｌ_２／Ｌ_１）を４に設定すればよいことがわかる。

　式（１６）に基づく送電及び受電コイル１０，２０の自己インダクタンスＬ_１，Ｌ_２は、電気的パラメータの設定であることから、より簡単且つ確実で現実的なるゲインＧに対する送電コイル１０と受電コイル２０の設定を行う。

　ここで、送電コイル１０の巻き数をＮ_１とし、送電コイル１０から見たその周りの空間の磁気抵抗をＲｍ１としたとき、送電コイル１０のインダクタンスＬ_１は、次式（１７）の関係式で表される。

　同様に、受電コイル２０の巻き数をＮ_２とし、受電コイル２０から見たその周りの空間の磁気抵抗をＲｍ２としたとき、受電コイル２０のインダクタンスＬ_２は、次式（１８）の関係式で表される。

　つまり、送電及び受電コイル１０，２０のインダクタンスＬ_１，Ｌ_２は、それぞれ磁気抵抗Ｒｍ１，Ｒｍ２に反比例し、巻き数Ｎ_１，Ｎ_２の２乗に比例する。

　このとき、磁気抵抗Ｒｍ１，Ｒｍ２は、コイル１０，２０の巻き数Ｎ_１，Ｎ_２ではなく、コイル１０，２０の構造、形状、サイズ、材料条件、２つのコイルの位置関係等で決定することができる。従って、送電コイル１０が巻回された第１ポット型コア１５と受電コイル２０が巻回された第２ポット型コア２５が同じ仕様でありこれらが対向配置されていれば、磁気抵抗Ｒｍ１，Ｒｍ２は同じとなる。

　つまり、送電コイル１０と受電コイル２０の磁気抵抗Ｒｍ１，Ｒｍ２が同じ条件で巻き数Ｎ_１，Ｎ_２を変えれば、結合係数Ｋが同じ状態のもとでは、インダクタンスＬ_１、Ｌ_２のみを変えることができることを意味する。

　従って、送電コイル１０と受電コイル２０の巻き数比ａを次式（１９）で示すと、先の式（１４）（１５）は次式（２０）（２１）にまで拡張することができる。また、式（１９）は式（２２）で表される。

　従って、送電及び受電コイル１０，２０において、その巻き数Ｎ_１，Ｎ_２以外が同じ仕様もしくは、同じ仕様とみなせる場合には、所望のゲインＧを設定するには、式（２２）から明らかなように、２つのコイル１０，２０の巻き数Ｎ_１，Ｎ_２を設定すればよいことになる。

　言い換えれば、送電コイル１０が形成する磁気抵抗と受電コイル２０が形成する磁気抵抗とが同じとなるように、送電及び受電コイル１０，２０の構造、形状、及びサイズを決定する。ここでは、送電及び受電コイル１０，２０は互いに同じ構造、形状、及びサイズを有する。なお、送電及び受電コイル１０，２０の材料条件も同じにすることが好ましい。

　このことから、本実施形態の場合、例えば、結合係数ＫがＫ＝０．５であってゲインＧがＧ＝２で実施するときには、巻き数比ａ（＝Ｎ_１／Ｎ_２）はａ＝１／４となる。

　その結果、この巻き数比ａとなるように、例えば、送電コイル１０の巻き数Ｎ_１を１００ターン、受電コイル２０の巻き数Ｎ_２を４００ターンにする。または、送電コイル１０の巻き数Ｎ_１を１０ターン、受電コイル２０の巻き数Ｎ_２を４０ターンにする。尚、この巻き数Ｎ_１，Ｎ_２の大小は、設計仕様にあわせて最適化すればよい。

　ちなみに、ゲインＧをＧ＝１にする場合、巻き数比ａが結合係数Ｋと一致（ａ＝Ｋ）する。

　このことから、本実施形態の場合、例えば、ゲインＧがＧ＝１の場合において、結合係数ＫがＫ＝０．５のときには、巻き数比ａがａ＝０．５となることから、例えば、巻き数Ｎ_１を１００ターン、巻き数Ｎ_２を２００ターンにして実施すればよい。

　次に、第１実施形態の効果を記載する。

　（１）送電コイル１０と受電コイル２０の形状、構造、及びサイズを同じにするとともに、送電コイル１０と受電コイル２０との結合係数Ｋを予め計測又は理論的に求めた。

　これによって、送電及び受電コイル１０，２０の自己インダクタンスＬ_１，Ｌ_２とゲインＧとの間で式（１６）が成立するようにコイル１０，２０を設計した。そして、巻き数比ａがゲインＧとの間で、式（２２）で示すａ＝Ｋ／Ｇが成立することを見出した。

　その結果、給電装置１の送電コイル１０に印加される１次電圧Ｖ_１に対して希望するゲインＧで増幅された出力電圧Ｖｏｕｔを受電装置２の負荷２４に供給する際、その巻き数比ａ、即ち、巻き数Ｎ_１と巻き数Ｎ_２で出力電圧Ｖｏｕｔの値を決定することができる。

　つまり、希望する出力電圧Ｖｏｕｔを、巻き数Ｎ_１と巻き数Ｎ_２とで簡単に設定することができる。

　（２）巻き数Ｎ_１，Ｎ_２のみを設定することで、希望する出力電圧Ｖｏｕｔが出力できることから、１つの給電装置１（送電コイル１０）に対し、受電コイル２０の巻き数Ｎ_２を変えることで異なる安定した出力電圧Ｖｏｕｔを出力できる。

　言い換えると、１つの給電装置１（送電コイル１０）で、それぞれ異なる安定した出力電圧Ｖｏｕｔが要求される複数種類の受電装置に対応することできる。

　つまり、異なる安定した出力電圧Ｖｏｕｔを複数の受電装置が要求する場合にも、それぞれの受電コイル２０の巻き数Ｎ_２を、それぞれに要求される出力電圧Ｖｏｕｔに合わせて設定するだけで、１つの給電装置１（送電コイル１０）を使用することができる。

　従って、１つの給電装置１（送電コイル１０）を、受電コイル２０の巻き数Ｎ_２がそれぞれ異なりそれに基づく異なる安定した出力電圧Ｖｏｕｔが要求される複数種類の受電装置に対応させることができる。

　（３）負荷２４の前段にＤＣ－ＤＣコンバータ等の安定化電源回路を設ければ、電圧変動が極めて小さいことが要求される負荷２４に対して簡単に対応することができる。

　（第２実施形態）
　次に、非接触給電システムの第２実施形態について説明する。

　図４に示す第２実施形態の非接触給電システムでは、第１実施形態で説明した給電装置１と受電装置２との間に、２つの非接触延長プラグ、即ち、第１非接触延長プラグ３と第２非接触延長プラグ４を介在させたものである。

　第１非接触延長プラグ３は、第１プラグ受電コイル３０、第１プラグ送電コイル３１及び第１プラグ共振コンデンサ３２を備えている。

　第１プラグ受電コイル３０は、給電装置１の送電コイル１０と磁気結合するように対向配置され、送電コイル１０が発生する交番磁界と交鎖して誘導起電力を出力する。第１プラグ受電コイル３０は、給電装置１の送電コイル１０が巻回されている第１ポット型コア１５と同形、同材質の第３ポット型コア３３に巻回されている。つまり、送電コイル１０が形成する磁気抵抗と第１プラグ受電コイル３０が形成する磁気抵抗とが同じとなるように、両コイル１０，３０の構造、形状、及びサイズが同じに設定されている。なお、両コイル１０，３０の材料条件も同じに設定してもよい。

　第１プラグ受電コイル３０には第１プラグ共振コンデンサ３２が直列に接続されて直列回路が構成されている。その直列回路の出力端子Ｐ５，Ｐ６に第１プラグ送電コイル３１が接続されている。第１プラグ共振コンデンサ３２は、第１実施形態と同様に誘導リアクタンスである２次漏れインダクタンスＬｘａ（図６参照）を打ち消すものである。そして、第１プラグ共振コンデンサ３２のコンデンサ容量Ｃｘａは、第１実施形態と同様に式（１２）に従って求められる。

　従って、第１プラグ受電コイル３０は、給電装置１の送電コイル１０の交番磁界と交鎖することにより出力端子Ｐ５，Ｐ６に誘導起電力（２次電圧Ｖ_２ａ）を出力する。この誘導起電力は、第１プラグ送電コイル３１に印加される。

　このとき、この第１非接触延長プラグ３の第１プラグ受電コイル３０は、巻き数Ｎ_２ａを有する以外は、給電装置１の送電コイル１０の形状、構造、及びサイズと同じに形成されている。即ち、送電コイル１０が形成する磁気抵抗と第１プラグ受電コイル３０が形成する磁気抵抗とが同じに設定されている。なお、送電コイル１０と第１プラグ受電コイル３０との結合係数Ｋ１は例えば予め行った計測にて求められている。

　そして、給電装置１の送電コイル１０の巻き数Ｎ_１に対して第１プラグ受電コイル３０の巻き数Ｎ_２ａを調整する。つまり、第１プラグ受電コイル３０の巻き数Ｎ_２ａを調整することによって、第１非接触延長プラグ３のゲインＧ１が決定される。

　このように、予めゲインＧ１を設定し、Ｎ_１／Ｎ_２ａ＝Ｋ１／Ｇ１（式（２２）参照）に基づいて第１プラグ受電コイル３０の巻き数Ｎ_２ａを求める。これによって、出力端子Ｐ５，Ｐ６から第１プラグ送電コイル３１に、希望する２次電圧Ｖ_２ａ（Ｖ_２ａ＝Ｇ１・Ｖ_１）が出力される。

　第１プラグ送電コイル３１は、第１プラグ受電コイル３０が巻回されている第３ポット型コア３３と同形、同材質の第４ポット型コア３４に巻回されている。第１プラグ送電コイル３１は、２次電圧Ｖ_２ａ（＝Ｇ１・Ｖ_１）に基づいた２次電流Ｉ_２ａの通電によって交番磁界を発生する。この交番磁界の周波数は、給電装置１の送電コイル１０が発生する交番磁界の周波数ｆと同じである。

　第２非接触延長プラグ４は、第２プラグ受電コイル４０、第２プラグ送電コイル４１及び第２プラグ共振コンデンサ４２を備えている。

　第２プラグ受電コイル４０は、第１プラグ送電コイル３１と磁気結合するように対向配置され、第１プラグ送電コイル３１が発生する交番磁界と交鎖して誘導起電力を出力する。第２プラグ受電コイル４０は、第１非接触延長プラグ３の第１プラグ送電コイル３１が巻回されている第４ポット型コア３４と同形、同材質の第５ポット型コア４３に巻回されている。つまり、第１プラグ送電コイル３１が形成する磁気抵抗と第２プラグ受電コイル４０が形成する磁気抵抗とが同じとなるように、両コイル３１，４０の構造、形状、及びサイズが同じに設定されている。なお、両コイル３１，４０の材料条件も同じに設定してもよい。

　第２プラグ受電コイル４０には第２プラグ共振コンデンサ４２が直列に接続されて直列回路が構成されている。その直列回路の出力端子Ｐ７，Ｐ８に第２プラグ送電コイル４１が接続されている。第２プラグ共振コンデンサ４２は、第１実施形態と同様に誘導リアクタンスである２次漏れインダクタンスＬｘｂ（図６参照）を打ち消すものである。そして、第２プラグ共振コンデンサ４２のコンデンサ容量Ｃｘｂは、第１実施形態と同様に式（１２）に従って求められる。

　従って、第２プラグ受電コイル４０は、第１プラグ送電コイル３１の交番磁界と交鎖することにより出力端子Ｐ７，Ｐ８に誘導起電力（２次電圧Ｖ_２ｂ）を出力する。この誘導起電力は、第２プラグ送電コイル４１に印加される。

　このとき、この第２非接触延長プラグ４の第２プラグ受電コイル４０は、巻き数Ｎ_２ｂを有する以外は、第１非接触延長プラグ３の第１プラグ送電コイル３１の形状、構造、及びサイズと同じに形成されている。即ち、第１プラグ送電コイル３１が形成する磁気抵抗と第２プラグ受電コイル４０が形成する磁気抵抗とが同じに設定されている。なお、第１プラグ送電コイル３１と第２プラグ受電コイル４０との結合係数Ｋ２は例えば予め行った計測にて求められている。

　そして、第１プラグ送電コイル３１の巻き数Ｎ_１ａと第２プラグ受電コイル４０の巻き数Ｎ_２ｂとを決める。つまり、巻き数Ｎ_１ａと巻き数Ｎ_２ｂを決めることによって、第２非接触延長プラグ４のゲインＧ２が決定される。このように、予めゲインＧ２を設定し、Ｎ_１ａ／Ｎ_２ｂ＝Ｋ２／Ｇ２（式（２２）参照）に基づいて巻き数Ｎ_１ａと巻き数Ｎ_２ｂを決める。

　これによって、出力端子Ｐ７，Ｐ８から第２プラグ送電コイル４１に、希望する２次電圧Ｖ_２ｂ（Ｖ_２ｂ＝Ｇ２・Ｖ_２ａ＝Ｇ２・Ｇ１・Ｖ_１）が出力される。

　第２プラグ送電コイル４１は、受電装置２の受電コイル２０と磁気結合するように対向配置されている。第２プラグ送電コイル４１は、受電装置２の受電コイル２０が巻回されている第２ポット型コア２５と同形、同材質の第６ポット型コア４４に巻回されている。つまり、第２プラグ送電コイル４１が形成する磁気抵抗と受電装置２の受電コイル２０が形成する磁気抵抗とが同じとなるように、両コイル４１，２０の構造、形状、及びサイズが同じに設定されている。なお、両コイル４１，２０の材料条件も同じに設定してもよい。

　第２プラグ送電コイル４１は、２次電圧Ｖ_２ｂに基づいた２次電流Ｉ_２ｂの通電によって交番磁界を発生する。この交番磁界の周波数は、給電装置１の送電コイル１０が発生する交番磁界の周波数ｆと同じである。

　そして、第２プラグ送電コイル４１で発生する交番磁界が、第２プラグ送電コイル４１と磁気結合する受電装置２の受電コイル２０と交鎖することによって、受電コイル２０に誘導起電力が発生する。

　このとき、この第２非接触延長プラグ４の第２プラグ送電コイル４１は、巻き数Ｎ_１ｂを有する以外は、受電装置２の受電コイル２０の形状、構造、及びサイズと同じに形成されている。即ち、第１プラグ送電コイル３１が形成する磁気抵抗と第２プラグ受電コイル４０が形成する磁気抵抗とが同じに設定されている。なお、第２プラグ送電コイル４１と受電コイル２０との結合係数Ｋは例えば予め行った計測にて求められている。

　そして、受電コイル２０の巻き数Ｎ_２に対する第２プラグ送電コイル４１の巻き数Ｎ_１ｂを決める。つまり、巻き数Ｎ_１ｂを決めることによって、受電装置２のゲインＧが決定される。このように、予めゲインＧを設定し、Ｎ_１ｂ／Ｎ_２＝Ｋ／Ｇ（式（２２）参照）に基づいて巻き数Ｎ_２に対する巻き数Ｎ_１ｂを決める。

　これによって、出力端子Ｐ３，Ｐ４に、希望する２次電圧Ｖ_２（＝Ｖｏｕｔ）、即ち、Ｖ_２＝Ｖｏｕｔ＝Ｇ・Ｖ_２ｂ＝Ｇ・Ｇ２・Ｇ１・Ｖ_１が出力される。

　従って、全てのゲインＧ，Ｇ１，Ｇ２をＧ＝Ｇ１＝Ｇ２＝１に設定した時、受電装置２の２次電圧Ｖ_２、即ち負荷２４に供給される出力電圧Ｖｏｕｔは、給電装置１の１次電圧Ｖ_１と同じとなる。

　ちなみに、図５及び図６は、図４の等価回路を示す。さらに、図７は、ゲインＧ，Ｇ１，Ｇ２をＧ＝Ｇ１＝Ｇ２＝１に設定した時の等価回路を示す。

　ここで、第１及び第２非接触延長プラグ３，４において、ゲインＧ１，Ｇ２が１以外の時は、非接触延長プラグに代えて非接触電圧変換プラグとよぶ。例えば、ゲインＧ１がＧ１＝２に設定された第１非接触延長プラグ３は、非接触電圧変換プラグという。

　これによって、第２実施形態によれば、第１及び第２非接触延長プラグ３，４によって、電力の伝送距離を大きくすることができ、給電装置１と受電装置２が大きく離間していても、受電装置２は、給電装置１からの給電を受けることができる。

　また、給電装置１と第１非接触延長プラグ３は、送電コイル１０の磁気抵抗と第１プラグ受電コイル３０の磁気抵抗とが同じになるように形成されている。従って、給電装置１の送電コイル１０の巻き数Ｎ_１と第１プラグ受電コイル３０の巻き数Ｎ_２ａを設定するだけで、プラグ送電コイル３１に印加される２次電圧Ｖ_２ａ、即ちゲインＧ１を容易に設定できる。

　さらに、第１及び第２非接触延長プラグ３，４は、第１プラグ送電コイル３１の磁気抵抗と第２プラグ受電コイル４０の磁気抵抗とが同じになるように形成されている。従って、第１プラグ送電コイル３１の巻き数Ｎ_１ａと第２プラグ受電コイル４０の巻き数Ｎ_２ｂを設定するだけで、第２プラグ送電コイル４１に印加される２次電圧Ｖ_２ｂ、即ちゲインＧ２を容易に設定できる。

　さらにまた、第２非接触延長プラグ４と受電装置２は、第２プラグ送電コイル４１の磁気抵抗と受電コイル２０の磁気抵抗とが同じになるように形成されている。従って、第２プラグ送電コイル４１の巻き数Ｎ_１ｂと受電装置２の受電コイル２０の巻き数Ｎ_２を設定するだけで、受電装置２の負荷２４に印加される出力電圧Ｖｏｕｔ、即ちゲインＧを容易に設定できる。

　尚、第２実施形態では、給電装置１と受電装置２との間に、２つの第１及び第２非接触延長プラグ３，４を設けたが、１つ又は３つ以上の非接触延長プラグを設けてもよい。

　（第３実施形態）
　次に、非接触給電システムの第３実施形態について説明する。

　第３実施形態は、第２実施形態で説明した非接触延長プラグを１つ用いた使用例を説明する。なお、説明の便宜上、第３実施形態の非接触延長プラグを第１非接触延長プラグ３とし、その構成要素の符号等を第３実施形態と同じにして説明する。

　図８に示すように、厚い壁５０の両側には、送電用差し込み口５１と、受電用差し込み口５２が設けられている。給電装置１と受電装置２が、壁５０を挟んで配置されている。

　給電装置１は、第１ポット型コア１５に送電コイル１０を巻回してなる給電プラグ５５を備え、その給電プラグ５５が送電用差し込み口５１に対して着脱可能に装着されている。

　受電装置２は、第２ポット型コア２５に受電コイル２０を巻回してなる受電プラグ５６を備え、その受電プラグ５６が受電用差し込み口５２に対して着脱可能に装着されている。

　壁５０の中には、非接触延長プラグ３が設けられている。非接触延長プラグ３は、プラグ受電コイル３０と、プラグ送電コイル３１と、プラグ共振コンデンサ（図示略）とを備え、プラグ受電コイル３０とプラグ送電コイル３１との間にプラグ共振コンデンサが直列に接続されて閉回路が構成されている。

　プラグ受電コイル３０は第３ポット型コア３３に巻回され、そのプラグ受電コイル３０を内装した筐体５７は送電用差し込み口５１の内底部側に配置されている。そして、給電装置１の給電プラグ５５が送電用差し込み口５１に装着されたとき、第３ポット型コア３３に巻回されたプラグ受電コイル３０は、第１ポット型コア１５に巻回された送電コイル１０と相対向するように配置される。従って、プラグ受電コイル３０の装着時において、プラグ受電コイル３０と送電コイル１０との相対位置関係は常に同じ状態に維持されて、結合係数Ｋ１が常に同じとなる。

　プラグ送電コイル３１は第４ポット型コア３４に巻回され、そのプラグ送電コイル３１を内装した筐体５８が受電用差し込み口５２の内底部側に配置されている。そして、受電装置２の受電プラグ５６が受電用差し込み口５２に装着されたとき、第４ポット型コア３４に巻回されたプラグ送電コイル３１は、第２ポット型コア２５に巻回された受電コイル２０と相対向するように配置される。従って、プラグ送電コイル３１の装着時において、プラグ送電コイル３１と受電コイル２０との相対位置関係は常に同じ状態に維持され、結合係数Ｋが常に同じとなる。

　なお、壁５０の中において、プラグ受電コイル３０とプラグ送電コイル３１とは、接続線としての同軸ケーブル５９で接続され、図示しないプラグ共振コンデンサは、プラグ受電コイル３０とプラグ送電コイル３１とのうちのいずれか一方に直列に接続されて閉回路を構成している。

　これによって、第３実施形態によれば、給電装置１と受電装置２とが厚い壁５０で隔てられていても、この非接触延長プラグ３によって、受電装置２は給電装置１からの給電を受けることができる。

　しかも、プラグ受電コイル３０の巻き数Ｎ_２ａと給電装置１の送電コイル１０の巻き数Ｎ_１を設定することにより、プラグ送電コイル３１に印加される２次電圧Ｖ_２ａ、即ち、非接触延長プラグ３のゲインＧ１を容易に設定することができる。また、プラグ送電コイル３１の巻き数Ｎ_１ａと受電装置２の受電コイル２０の巻き数Ｎ_２を設定することにより、受電装置２の負荷２４に印加される出力電圧Ｖｏｕｔ、即ち、受電装置２のゲインＧを容易に設定することができる。

　尚、第３実施形態では、厚い壁５０の内部に非接触延長プラグ３を配設し、プラグ受電コイル３０とプラグ送電コイル３１とを長い同軸ケーブル５９で電気的に接続した。これに代えて、図９に示すように、２枚の第１及び第２絶縁板６１，６２が一定の間隔を開けて並設されている場合、その第１及び第２絶縁板６１，６２の間に非接触延長プラグ３を配設して、給電装置１から受電装置２に給電するようにしてもよい。

　この場合、第１絶縁板６１の両側面には、第１連結部材６１ａと第２連結部材６１ｂが設けられている。第１連結部材６１ａには、給電装置１の送電コイル１０を内設した給電プラグ５５が嵌着され、第１連結部材６１ａは、第１絶縁板６１に対して給電プラグ５５を着脱可能に支持する。

　第２連結部材６１ｂは、第１絶縁板６１を挟んで第１連結部材６１ａと対向する位置に設けられている。第２連結部材６１ｂには、非接触延長プラグ３の受電コイル３０を内設した筐体５７が嵌着され、第２連結部材６１ｂは、第１絶縁板６１に対して筐体５７を着脱可能に支持する。従って、プラグ受電コイル３０と送電コイル１０との相対位置関係は常に同じ状態に維持され、結合係数Ｋが常に同じとなる。

　一方、第２絶縁板６２の両側面には、第１連結部材６２ａと第２連結部材６２ｂが設けられている。第１連結部材６２ａには、非接触延長プラグ３の送電コイル３１を内設した筐体５８が嵌着され、第１連結部材６２ａは、第２絶縁板６２に対して筐体５８を着脱可能に支持する。

　第２連結部材６２ｂは、第２絶縁板６２を挟んで第１連結部材６２ａと対向する位置に設けられている。第２連結部材６２ｂには、受電装置２の受電コイル２０を内設した受電プラグ５６が嵌着され、第２連結部材６２ｂは、第２絶縁板６２に対して受電プラグ５６を着脱可能に支持する。従って、プラグ送電コイル３１と受電コイル２０との相対位置関係は常に同じ状態に維持され、結合係数Ｋが常に同じとなる。

　また、第３実施形態では、厚い壁５０の内部に非接触延長プラグ３を配設し、プラグ受電コイル３０とプラグ送電コイル３１とを長い同軸ケーブル５９で電気的に接続した。これに代えて、図１０に示すように、同軸ケーブル５９を用いることなく非接触延長プラグ３を壁５０の内部に埋設してもよい。この場合、第３ポット型コア３３に巻回されたプラグ受電コイル３０と第４ポット型コア３４に巻回されたプラグ送電コイル３１とを１つの筐体６０内に収容する。そして、壁５０の厚さに合わせて、プラグ受電コイル３０とプラグ送電コイル３１とを背中合わせに近接して配置する。このとき、プラグ受電コイル３０とプラグ送電コイル３１との間に磁気シールド膜や電磁シールド膜を介在させる。

　また、プラグ受電コイル３０とプラグ送電コイル３１とを背中合わせに近接して配置した図１０の非接触延長プラグ３を、図１１に示すように、一枚に絶縁板６５の一側面に設けた第１連結部材６５ａに連結して使用してもよい。非接触延長プラグ３の筐体６０は第１連結部材６５ａに嵌着され、絶縁板６５に対して着脱可能に支持される。

　一方、絶縁板６５の他側面には、絶縁板６５を挟んで第１連結部材６５ａと相対向する位置に第２連結部材６５ｂが設けられている。第２連結部材６５ｂには、受電装置２の受電コイル２０を内設した受電プラグ５６が嵌着され、第２連結部材６５ｂは、第２絶縁板６２に対して受電プラグ５６を着脱可能に支持固定する。従って、プラグ送電コイル３１と受電コイル２０との相対位置関係は常に同じ状態に維持され、結合係数Ｋが常に同じとなる。

　また、給電装置１の給電プラグ５５の外周部には、第３連結部材６６が設けられている。第３連結部材６６には、非接触延長プラグ３の筐体６０を嵌着可能である。第３連結部材６６は、非接触延長プラグ３に対して給電装置１（給電プラグ５５）を着脱可能に支持する。従って、プラグ受電コイル３０と送電コイル１０との相対位置関係は常に同じ状態に維持され、結合係数Ｋが常に同じとなる。

　また、第３実施形態では、非接触延長プラグ３を、給電装置１及び受電装置２とは別々に形成したが、図１２に示すように、受電装置２の筐体内に組み入れて形成してもよい。図１２では、給電装置１が第１連結板６８ａを介して絶縁板６８に連結され、受電装置２が第２連結板６８ｂを介して絶縁板６８に連結される。

　また、上記各実施形態では、互いに対向配置される２つのコイルの径は同じであった。これを、例えば、図１３に示すように、送電コイル１０のコイル径を小さくし第１プラグ受電コイル３０のコイル径を大きくするとともに、第１プラグ送電コイル３１のコイル径を小さくし受電コイル２０のコイル径を大きくしてもよい。このとき、図１４に示すように、コイル径の小さい送電コイル１０を、コイル径の大きい第１プラグ受電コイル３０内に入れ子状態に配置して磁気結合させてもよい。同様に、コイル径の小さい第１プラグ送電コイル３１を、コイル径の大きい受電コイル２０内に入れ子状態に配置して磁気結合させてもよい。

　また、上記各実施形態では、各コイルは磁性体コアであるポット型コアに巻回したが、各コイルを磁性体コアに巻回しなくてもよい。

　上記各実施形態における非接触給電システムでは、送電コイル１０に接続された給電側回路（電源側）を受電側回路（負荷側）に切り替え、受電コイル２０に接続された受電側回路（負荷側）を給電側回路（電源側）に切り替えることで、双方向の電力電送を可能としてもよい。

　図１５（ａ）及び１５（ｂ）は、双方向非接触給電システムの例を示す。同システムでは、端子Ｐ１～Ｐ４は入出力端子として用いられる。端子Ｐ１，Ｐ２（即ち、送電コイル１０）は、図１５（ａ）に示される給電側回路１Ａと図１５（ｂ）に示される受電側回路２Ｂとのうちのいずれか一方に選択的に接続される。給電側回路１Ａは、交流電源１４、整流平滑回路１１、及び高周波インバータ１２を含み、受電側回路２Ｂは、全波整流回路２２０、平滑コンデンサ２３、及び負荷２４０を含む。端子Ｐ１，Ｐ２の位置での給電側回路１Ａと受電側回路２Ｂとの切り替えは、例えばスイッチ回路（図示略）によって行われる。

　同様に、端子Ｐ３，Ｐ４（即ち、受電コイル２０）は、図１５（ａ）に示される受電側回路２Ａと図１５（ｂ）に示される給電側回路１Ｂとのうちのいずれか一方に選択的に接続される。受電側回路２Ａは、全波整流回路２２、平滑コンデンサ２３、及び負荷２４を含み、給電側回路１Ｂは、交流電源１４０、整流平滑回路１１０、及び高周波インバータ１２０を含む。端子Ｐ３，Ｐ４の位置での受電側回路２Ａと給電側回路１Ｂとの切り替えは、例えばスイッチ回路（図示略）によって行われる。

　図１５（ａ）に示すように、端子Ｐ１，Ｐ２が給電側回路１Ａに接続されるとき、端子Ｐ３，Ｐ４が受電側回路２Ａに接続される。この場合、図１の非接触給電システムが構築され、第１主電源としての交流電源１４に基づいて、送電コイル１０（第１送電コイル）から受電コイル２０（第１受電コイル）に電力伝送が行われる。

　図１５（ｂ）に示すように、端子Ｐ１，Ｐ２が受電側回路２Ｂに接続されるとき、端子Ｐ３，Ｐ４が給電側回路１Ｂに接続される。この場合には、受電コイル２０が送電コイル（第２送電コイル）として機能し、送電コイル１０が受電コイル（第２受電コイル）として機能する。そして、第２主電源としての交流電源１４０に基づいて、第２送電コイル（２０）から第２受電コイル（１０）に電力電送が行われる。つまり、図１５（ｂ）に示される非接触給電システムでは、図１５（ａ）に示される電力電送方向と逆方向に電力電送が行われる。このように、端子Ｐ１，Ｐ２の位置及び端子Ｐ３，Ｐ４の位置で給電側回路と受電側回路とを切り替えることにより、双方向非接触給電システムが実現される。

　図１６（ａ）及び１６（ｂ）は、双方向非接触給電システムの他の例を示している。同システムは、図４の構成に対応し、第１及び第２非接触延長プラグ３，４を含む。上記と同様、端子Ｐ１～Ｐ４は入出力端子として用いられ、端子Ｐ１，Ｐ２（即ち、送電コイル１０）は、図１６（ａ）に示される給電側回路１Ａと図１６（ｂ）に示される受電側回路２Ｂとのうちのいずれか一方に選択的に接続され、端子Ｐ３，Ｐ４（即ち、受電コイル２０）は、図１６（ａ）に示される受電側回路２Ａと図１６（ｂ）に示される給電側回路１Ｂとのうちのいずれか一方に選択的に接続される。端子Ｐ１，Ｐ２の位置での給電側回路１Ａと受電側回路２Ｂとの切り替えと、端子Ｐ３，Ｐ４の位置での受電側回路２Ａと給電側回路１Ｂとの切り替えは、例えばスイッチ回路（図示略）によって行われる。

　このように、第１及び第２非接触延長プラグ３，４を用いた非接触給電システムにおいても、各コイル１０，２０に給電側回路と受電側回路とのうちのいずれか一方を選択的に接続することにより、双方向の電力伝送が可能となる。なお、ここでは図示省略するが、単一の非接触延長プラグを用いた非接触給電システムにおいても、上記同様に給電側回路と受電側回路との切り替えを行うことにより、双方向の電力電送が可能となる。

　上記各実施形態における非接触給電システムでは、受電コイル２０に共振コンデンサ２１が直列に接続されたが、この構成に代えて、又はこの構成に加えて、送電コイル１０に共振コンデンサを直列に接続してもよい。また、上記第２実施形態（図４参照）における非接触給電システムでは、非接触延長プラグ３，４に共振コンデンサ３２，４２をそれぞれ設けたが、非接触延長プラグが共振コンデンサを有していなくてもよい。

　図１７は、図４の非接触給電システムの変形例を示す。この非接触給電システムは、１つの非接触延長プラグ３Ａを含むが、この非接触延長プラグ３Ａは共振コンデンサを有していない。受電装置２においては、共振コンデンサ２１が受電コイル２０に直列に接続されて直列回路を構成している。さらに、送電装置１においても、共振コンデンサ３００が送電コイル１０に直列に接続されて直列回路を構成している。このように、送電装置１と受電装置２のみに共振コンデンサ３００，２１を配置し、非接触延長プラグ３Ａには共振コンデンサを配置しない構成にも、上記各実施形態の技術思想を適用することが可能である。この構成によれば、非接触延長プラグ３Ａが共振コンデンサを有さないため、非接触延長プラグ３Ａの小型化を図ることができる。なお、給電装置１と受電装置２との間に配置される非接触延長プラグの数は２つ以上でもよく、この場合に、各非接触延長プラグが共振コンデンサを有していなくてもよい。

　図１８は、図４の非接触給電システムの更なる変形例を示す。この非接触給電システムは、１つの非接触延長プラグ３を含み、この非接触延長プラグ３Ｂは共振コンデンサ３２を有している（即ち、図４と同様である）。ただし、送電装置１及び受電装置２には、共振コンデンサは配置されていない。このように、非接触延長プラグ３のみに共振コンデンサ３２を配置し、送電装置１と受電装置２には共振コンデンサを配置しない構成にも、上記各実施形態の技術思想を適用することが可能である。この構成によれば、送電装置１及び受電装置２が共振コンデンサを有さないため、送電装置１及び受電装置２の小型化を図ることができる。なお、給電装置１と受電装置２との間に配置される非接触延長プラグの数は２以上でもよく、この場合に、各非接触延長プラグは共振コンデンサを有していてもよい。あるいは、２以上の非接触延長プラグの少なくとも１つが共振コンデンサを有していてもよい。

　１…給電装置、２…受電装置、３…第１非接触延長プラグ、４…第２非接触延長プラグ、１０…送電コイル、１１…整流平滑回路、１２…高周波インバータ、１４…交流電源（主電源）、１５…第１ポット型コア、２０…受電コイル、２１…共振コンデンサ、２２…全波整流回路、２３…平滑コンデンサ、２４…負荷、２５…第２ポット型コア、３０…第１プラグ受電コイル、３１…第１プラグ送電コイル、３２…第１プラグ共振コンデンサ、３３…第３ポット型コア、３４…第４ポット型コア、４０…第２プラグ受電コイル、４１…第２プラグ送電コイル、４２…第２プラグ共振コンデンサ、４３…第５ポット型コア、４４…第６ポット型コア、５０…壁、５１…送電用差し込み口、５２…受電用差し込み口、５５…給電プラグ、５６…受電プラグ、５７，５８…筐体、５９…同軸ケーブル（接続線）、６０…筐体、６１，６２…第１及び第２絶縁板、６１ａ，６１ｂ…第１及び第２連結部材、６２ａ，６２ｂ…第１及び第２連結部材、６５…連結板、６５ａ，６５ｂ…第１及び第２連結部材、６６…第３連結部材、Ｋ…結合係数、Ｍ…相互インダクタンス、Ｌ_１，Ｌ_２…自己インダクタンス、Ｖ_１…１次電圧（印加電圧）、Ｖ_２，Ｖ_２ａ，Ｖ_２ｂ…２次電圧（印加電圧）、Ｖｏｕｔ…出力電圧、Ｎ_１，Ｎ_１ａ，Ｎ_１ｂ，Ｎ_２，Ｎ_２ａ，Ｎ_２ｂ…巻き数。

Claims (16)

1. 　非接触給電システムであって、
   　第１主電源に基づいて高周波電流を生成する第１高周波インバータと、前記高周波電流が供給される第１送電コイルとを含む給電装置と、
   　前記第１送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生する第１受電コイルと、前記第１受電コイルに直列に接続されて直列共振する共振コンデンサとを含み、前記第１送電コイルに印加された１次電圧に応じて前記第１受電コイルと前記共振コンデンサとの直列回路により生成される２次電圧に基づいて第１負荷に電力を供給する受電装置とを備え、
   　前記第１送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記第１受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記第１送電コイルと前記第１受電コイルとの結合係数がＫ、前記１次電圧に対する前記２次電圧の電圧変換ゲインがＧで表されるとき、
   　前記第１送電コイルと前記第１受電コイルが、
   　（Ｌ_２／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ／Ｋ
   の関係式を満たすように構成される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、
   　前記第１送電コイルと前記第１受電コイルは、巻き数を除いて互いに同じ形状、構造、及びサイズを有し、
   　前記電圧変換ゲインＧと前記結合係数Ｋとで表されるＧ／Ｋの逆数が、前記第１送電コイルの巻き数と前記第１受電コイルの巻き数との巻き数比で設定されることを特徴とする非接触給電システム。
3. 　請求項１又は２に記載の非接触給電システムにおいて、
   　前記電圧変換ゲインＧが１に設定されていることを特徴とする非接触給電システム。
4. 　請求項１～３のいずれか１つに記載の非接触給電システムは更に、
   　前記給電装置と前記受電装置との間に設けられ、電磁誘導で前記給電装置から前記受電装置に電力を供給する少なくとも１つの非接触延長プラグを備え、
   　前記非接触延長プラグは、
   　前段の送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生するプラグ受電コイルと、
   　前記プラグ受電コイルに直列に接続されて直列共振するプラグ共振コンデンサと、
   　前記プラグ受電コイルと前記プラグ共振コンデンサとの直列回路に接続されたプラグ送電コイルとを含み、
   　前記プラグ送電コイルは、前記前段の送電コイルに印加された電圧に応じて前記プラグ受電コイルと前記プラグ共振コンデンサとの直列回路により生成される電圧に基づいて交番磁界を発生し、
   　前記プラグ送電コイルの後段には、該プラグ送電コイルにより形成された前記交番磁界と交差して誘電起電力を発生する後段の受電コイルが配置されており、
   　前記前段の送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記プラグ受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２ａ、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ１、前記前段の送電コイルに印加される前記電圧に対する前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧の電圧変換ゲインがＧ１で表されるとき、
   　前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルが、
   　（Ｌ_２ａ／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ１／Ｋ１
   の関係式を満たすように構成されるとともに、
   　前記プラグ送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１ａ、前記後段の受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記後段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ２、前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧に対する前記後段の受電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ２で表されるとき、
   　前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルが、
   　（Ｌ_２／Ｌ_１ａ）^１／２＝Ｇ２／Ｋ２
   の関係式を満たすように構成されることを特徴とする非接触給電システム。
5. 　請求項１～３のいずれか１つに記載の非接触給電システムは更に、
   　前記給電装置と前記受電装置との間に設けられ、電磁誘導で前記給電装置から前記受電装置に電力を供給する少なくとも１つの非接触延長プラグを備え、
   　前記非接触延長プラグは、
   　前段の送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生するプラグ受電コイルと、
   　前記プラグ受電コイルに接続されたプラグ送電コイルとを含み、
   　前記プラグ送電コイルは、前記前段の送電コイルに印加された電圧に応じて前記プラグ受電コイルにより生成される電圧に基づいて交番磁界を発生し、
   　前記プラグ送電コイルの後段には、該プラグ送電コイルにより形成された前記交番磁界と交差して誘電起電力を発生する後段の受電コイルが配置されており、
   　前記前段の送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記プラグ受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２ａ、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ１、前記前段の送電コイルに印加される前記電圧に対する前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧の電圧変換ゲインがＧ１で表されるとき、
   　前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルが、
   　（Ｌ_２ａ／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ１／Ｋ１
   の関係式を満たすように構成されるとともに、
   　前記プラグ送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１ａ、前記後段の受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記後段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ２、前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧に対する前記後段の受電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ２で表されるとき、
   　前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルが、
   　（Ｌ_２／Ｌ_１ａ）^１／２＝Ｇ２／Ｋ２
   の関係式を満たすように構成されることを特徴とする非接触給電システム。
6. 　請求項４又は５に記載の非接触給電システムにおいて、
   　前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルは、巻き数を除いて互いに同じ形状、構造、及びサイズを有し、
   　前記電圧変換ゲインＧ１と前記結合係数Ｋ１とで表されるＧ１／Ｋ１の逆数が、前記前段の送電コイルの巻き数と前記プラグ受電コイルの巻き数との巻き数比で設定され、
   　前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルは、巻き数を除いて互いに同じ形状、構造、及びサイズを有し、
   　前記電圧変換ゲインＧ２と前記結合係数Ｋ２とで表されるＧ２／Ｋ２の逆数が、前記プラグ送電コイルの巻き数と前記後段の受電コイルの巻き数との巻き数比で設定されることを特徴とする非接触給電システム。
7. 　非接触給電システムであって、
   　給電装置と、
   　受電装置と、
   　前記給電装置と前記受電装置との間に設けられ、電磁誘導で前記給電装置から前記受電装置に電力を供給する非接触延長プラグとを備え、
   　前記給電装置は、第１主電源に基づいて高周波電流を生成する第１高周波インバータと、前記高周波電流が供給される第１送電コイルとを含み、
   　前記非接触延長プラグは、
   　前記第１送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生するプラグ受電コイルと、
   　前記プラグ受電コイルに直列に接続されて直列共振するプラグ共振コンデンサと、
   　前記プラグ受電コイルと前記プラグ共振コンデンサとの直列回路に接続されたプラグ送電コイルとを含み、
   　前記受電装置は、前記プラグ送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生する第１受電コイルを含み、前記プラグ送電コイルに印加された電圧に応じて前記第１受電コイルにより生成される電圧に基づいて第１負荷に電力を供給し、
   　前記第１送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記プラグ受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２ａ、前記第１送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ１、前記第１送電コイルに印加される電圧に対する前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧の電圧変換ゲインがＧ１で表されるとき、
   　前記第１送電コイルと前記プラグ受電コイルが、
   　（Ｌ_２ａ／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ１／Ｋ１
   の関係式を満たすように構成されるとともに、
   　前記プラグ送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１ａ、前記第１受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記プラグ送電コイルと前記第１受電コイルとの結合係数がＫ２、前記プラグ送電コイルに印加される前記電圧に対する前記第１受電コイルに印加される前記電圧の電圧変換ゲインがＧ２で表されるとき、
   　前記プラグ送電コイルと前記第１受電コイルが、
   　（Ｌ_２／Ｌ_１ａ）^１／２＝Ｇ２／Ｋ２
   の関係式を満たすように構成されることを特徴とする非接触給電システム。
8. 　請求項１～７のいずれか１つに記載の非接触給電システムは更に、
   　第２主電源に基づいて高周波電流を生成する第２高周波インバータを備え、
   　前記第１受電コイルは、前記第２高周波インバータと前記第１負荷とのいずれか一方に選択的に接続可能であり、
   　前記第１送電コイルは、前記第１高周波インバータと第２負荷とのいずれか一方に選択的に接続可能であり、
   　前記第１受電コイルが前記第２高周波インバータに接続され、かつ前記第１送電コイルが前記第２負荷に接続されるとき、前記第１受電コイルが第２送電コイルとして機能するとともに、前記第１送電コイルが第２受電コイルとして機能することを特徴とする非接触給電システム。
9. 　前段の送電コイルから後段の受電コイルに電力を供給する非接触延長プラグであって、
   　前記前段の送電コイルに対向配置されるプラグ受電コイルと、
   　前記後段の受電コイルに対向配置されるプラグ送電コイルと、
   　前記プラグ受電コイルと前記プラグ送電コイルとの間に直列に接続されて閉回路を構成する共振コンデンサとを備え、
   　前記プラグ受電コイルは、前記前段の送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生し、前記プラグ送電コイルは、前記プラグ受電コイルにより生成された前記誘導起電力に基づいて交番磁界を形成し、前記後段の受電コイルは、前記プラグ送電コイルにより形成された前記交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生し、
   　前記前段の送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記プラグ受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２ａ、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ１、前記前段の送電コイルに印加される電圧に対する前記プラグ送電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ１で表されるとき、
   　前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルが、
   　（Ｌ_２ａ／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ１／Ｋ１
   の関係式を満たすように構成されるとともに、
   　前記プラグ送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１ａ、前記後段の受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルとの結合係数がＫ２、前記プラグ送電コイルに印加される電圧に対する前記後段の受電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ２で表されるとき、
   　前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルが、
   　（Ｌ_２／Ｌ_１ａ）^１／２＝Ｇ２／Ｋ２
   の関係式を満たすように構成されることを特徴とする非接触延長プラグ。
10. 　前段の送電コイルから後段の受電コイルに電力を供給する非接触延長プラグであって、
    　前記前段の送電コイルに対向配置されるプラグ受電コイルと、
    　前記後段の受電コイルに対向配置されるプラグ送電コイルとを備え、
    　前記プラグ受電コイルは、前記前段の送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生し、前記プラグ送電コイルは、前記プラグ受電コイルにより生成された前記誘導起電力に基づいて交番磁界を形成し、前記後段の受電コイルは、前記プラグ送電コイルにより形成された前記交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生し、前記前段の送電コイルと前記後段の受電コイルとの少なくともいずれか一方が共振コンデンサに直列に接続されており、
    　前記前段の送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１、前記プラグ受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２ａ、前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルとの結合係数がＫ１、前記前段の送電コイルに印加される電圧に対する前記プラグ送電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ１で表されるとき、
    　前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルが、
    　（Ｌ_２ａ／Ｌ_１）^１／２＝Ｇ１／Ｋ１
    の関係式を満たすように構成されるとともに、
    　前記プラグ送電コイルの自己インダクタンスがＬ_１ａ、前記後段の受電コイルの自己インダクタンスがＬ_２、前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルとの結合係数がＫ２、前記プラグ送電コイルに印加される電圧に対する前記後段の受電コイルに印加される電圧の電圧変換ゲインがＧ２で表されるとき、
    　前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルが、
    　（Ｌ_２／Ｌ_１ａ）^１／２＝Ｇ２／Ｋ２
    の関係式を満たすように構成されることを特徴とする非接触延長プラグ。
11. 　請求項９又は１０に記載の非接触延長プラグにおいて、
    　前記前段の送電コイルと前記プラグ受電コイルは、巻き数を除いて互いに同じ形状、構造、及びサイズを有し、
    　前記電圧変換ゲインＧ１と前記結合係数Ｋ１とで表されるＧ１／Ｋ１の逆数が、前記前段の送電コイルの巻き数と前記プラグ受電コイルの巻き数との巻き数比で設定され、
    　前記プラグ送電コイルと前記後段の受電コイルは、巻き数を除いて互いに同じ形状、構造、及びサイズを有し、
    　前記電圧変換ゲインＧ２と前記結合係数Ｋ２とで表されるＧ２／Ｋ２の逆数が、前記プラグ送電コイルの巻き数と前記後段の受電コイルの巻き数との巻き数比で設定されることを特徴とする非接触延長プラグ。
12. 　請求項９～１１のいずれか１つに記載の非接触延長プラグにおいて、
    　前記電圧変換ゲインＧ１が１に設定されていることを特徴とする非接触延長プラグ。
13. 　請求項９～１２のいずれか１つに記載の非接触延長プラグにおいて、
    　前記前段の送電コイルは、給電装置の送電コイルであり、該給電装置の送電コイルには、主電源からの電力に基づいて前記給電装置の高周波インバータにより生成された高周波電流が通電されることを特徴とする非接触延長プラグ。
14. 　請求項９～１２のいずれか１つに記載の非接触延長プラグにおいて、
    　前記後段の受電コイルは、受電装置の受電コイルであり、該受電装置の受電コイルは、前記プラグ送電コイルにより形成された交番磁界と交鎖して誘導起電力を発生し、該受電コイルにより生成された誘導起電力に基づいて負荷に出力電圧が供給されることを特徴とする非接触延長プラグ。
15. 　請求項９～１４のいずれか１つに記載の非接触延長プラグにおいて、
    　前記プラグ受電コイルと前記プラグ送電コイルは、それぞれ異なる筐体に収容されており、接続線を介して離間して配置されていることを特徴とする非接触延長プラグ。
16. 　請求項９～１４のいずれか１つに記載の非接触延長プラグにおいて、
    　前記プラグ受電コイルと前記プラグ送電コイルは同一の筐体に収容されており、互いに近接した位置に配置されていることを特徴とする非接触延長プラグ。

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