給電システム
【課題】本発明の目的は、電力の伝送効率を低下させることなく、軽量化を図ることができる給電システムを提供することにある。
【解決手段】給電システム１は、電力が供給される給電側コイル７と、該給電側コイルと対向すると電磁誘導して給電側コイルからの電力を受電する受電側コイル８と、を備え、表皮効果が発生するような高周波の電力が供給される。給電側コイル及び受電側コイルのうち少なくとも一方を構成する導線Ａ、Ｂ、Ａ´の断面形状が、正方形、長方形又は楕円形に形成された。
【解決手段】給電システム１は、電力が供給される給電側コイル７と、該給電側コイルと対向すると電磁誘導して給電側コイルからの電力を受電する受電側コイル８と、を備え、表皮効果が発生するような高周波の電力が供給される。給電側コイル及び受電側コイルのうち少なくとも一方を構成する導線Ａ、Ｂ、Ａ´の断面形状が、正方形、長方形又は楕円形に形成された。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電システムに係り、特に、電力が供給される給電側コイルと、該給電側コイルと対向すると電磁共鳴して給電側のコイルからの電力を受電する受電側コイルと、を備えた給電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述した給電システムとして、例えば図１、図２及び図７に示すものが知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１、非特許文献２参照）。図１、図２に示すように、給電システム１は、給電部３と、受電部５と、を備えている。上記給電部３は、電力が供給される給電側ループアンテナ６と、給電側ループアンテナ６に対してその中心軸方向に対向するように離間して配置され、給電側ループアンテナ６に電磁結合された給電側コイル７と、該給電側コイル７の両端に接続されたキャパシタＣ１と、を備えている。給電側ループアンテナ６に電力が供給されると、その電力が電磁誘導により給電側コイル７に送られる。
【０００３】
受電部５は、給電側コイル７に対してその中心軸方向に対向するように離間して配置されると電磁共鳴する受電側コイル８と、この受電側コイル８に対してその中心軸方向に対向するように離間して配置され当該受電側コイル８に電磁結合された受電側ループアンテナ９と、受電側コイル８の両端に接続されたキャパシタＣ２と、を備えている。給電側コイル７に電力が送られると、その電力が磁界の共鳴によって受電側コイル８にワイヤレスで送られる。さらに、受電側コイル８に電力が送られると、その電力が電磁誘導によって受電側ループアンテナ９に送られ、この受電側ループアンテナ９に接続されたバッテリなどの負荷１０に供給される。そして、上述した受電部５を自動車４に設け、給電部３を道路２などに設けることにより、上述した給電システム１を利用してワイヤレスで自動車４に搭載された負荷に電力を供給することが考えられている。
【０００４】
キャパシタＣ１、Ｃ２は、この共鳴周波数を調整するためのものであり、巻線数Ｎに応じて所望の共鳴周波数ｆ０が得られるような値に設定されている。
【０００５】
このような構成の給電システム１において、給電部３から受電部５へ伝送される電力は、磁束の大きさで決定される。即ち、磁束が大きいほど、伝送される電力が大きくなる。また、磁束の大きさは、給電側及び受電側ループアンテナ６、９、給電側及び受電側コイル７、８に流れる電流の大きさで決定される。即ち、給電側及び受電側ループアンテナ６、９、給電側及び受電側コイル７、８に流れる電流が大きいほど、磁束が大きくなる。従って、伝送される電力を大きくする為には、給電側、受電側コイル７、８に流れる電流を大きくすれば良い。
【０００６】
給電側及び受電側コイル７、８は、図７の断面図に示すように、例えば、直径φ＝５ｍｍの断面正円形の銅線Ｃを巻いて構成されている。このように、給電システム１は、銅線Ｃに流れる電流を大きくするために、該銅線Ｃの断面積を大きくすることで、電力の伝送効率の向上を図っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−９７２６３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】A.Kurs,A.Karalis,R.Moffatt,J.D.Joannopoulos,P.Fisher,M.Soljacic"Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances",science,Vol.317,pp.83-86,July6,2007
【非特許文献２】M.Soljacic,A.Karalis,J.Joannopoulos,A.Kurs,R.Moffatt,P.FisheR,"電力を無線伝送する技術を開発 実験で６０Ｗの電球を点灯"、日経エレクトロニクス,3Dec.2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の給電システム１は、銅線Ｃの断面積を大きくしていたので、給電側及び受電側コイル７、８の重量が増加してしまう、という問題があった。即ち、銅線Ｃの断面積を小さくすると、電力の伝送効率が低下し、逆に、伝送効率を向上させるために銅線Ｃの断面積を大きくすると、給電側及び受電側コイル７、８の重量、即ち給電システム１の重量が増加してしまい、電力の伝送効率を低下させることなく、給電システム１を軽量化することが困難であった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、電力の伝送効率を低下させることなく、軽量化を図ることができる給電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するための請求項１記載の本発明は、電力が供給される給電側コイルと、該給電側コイルと対向すると電磁誘導して前記給電側のコイルからの電力を受電する受電側コイルと、を備え、表皮効果が発生するような高周波の電力が供給される給電システムにおいて、前記給電側コイル及び前記受電側コイルのうち少なくとも一方を構成する導線の断面形状が正方形、長方形又は楕円形に形成されたことを特徴とする給電システムである。
【００１２】
請求項２記載の本発明は、電力が供給される給電側ループアンテナと、該給電側ループアンテナに電磁結合される給電側コイルと、該給電側コイルに対向すると電磁誘導して前記給電側のコイルからの電力を受電する受電側コイルと、該受電側コイルに電磁結合され、前記受電側コイルからの電力を受電する受電側ループアンテナと、を備え、表皮効果が発生するような高周波の電力が供給される給電システムにおいて、前記給電側ループアンテナ、前記給電側コイル、前記受電側コイル、及び前記受電側ループアンテナのうち少なくとも一つを構成する導線の断面形状が、正方形、長方形又は楕円形に形成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２記載の給電システムにおいて、前記導線は、その断面における長方形の短辺又は楕円形の短軸が、前記給電側コイルと前記受電側コイルとの対向方向に沿って配置され、前記導線の断面における長方形の長辺又は楕円形の長軸が、前記対向方向に直交する方向に沿って配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の本発明によれば、表皮効果が発生すると、導線の表面にしか電流が流れず、内部には流れなくなる。このために、導線の抵抗は、導線の断面積ではなく、導線の断面の周囲長に反比例する。よって、給電側コイル及び受電側コイルのうち少なくとも一方を構成する導線の断面形状を、正方形、長方形又は楕円形に形成することにより、断面の周囲長が等しい断面正円形の導線よりも、断面積を小さくできるので、電力の伝送効率を低下させることなく、軽量化を図ることができる。
【００１５】
請求項２記載の本発明によれば、表皮効果が発生すると、導線の表面にしか電流が流れず、内部には流れなくなる。このために、導線の抵抗は、導線の断面積ではなく、導線の断面の周囲長に反比例する。よって、給電側ループアンテナ、給電側コイル、受電側コイル、及び受電側ループアンテナのうち少なくとも一つを構成する導線の断面形状を、正方形、長方形又は楕円形に形成することにより、断面の周囲長が等しい断面正円形の導線よりも、断面積を小さくできるので、電力の伝送効率を低下させることなく、軽量化を図ることができる。
【００１６】
請求項３記載の本発明によれば、導線は、その断面における長方形の短辺又は楕円形の短軸が、給電側コイルと受電側コイルとの対向方向に沿って配置され、導線の断面における長方形の長辺又は楕円形の長軸が、対向方向に直交する方向に沿って配置されているので、この導線を用いて構成された受電側コイルを自動車に搭載すると、受電側コイルの対向方向に沿う自動車の高さ方向の寸法が抑えられ、これにより、自動車の車内スペースを大きく確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる給電システムの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す給電システムを採用して、自動車に搭載された負荷に電力を供給する様子を示す図である。
【図３】図１に示された給電システムを構成する給電側コイル及び受電側コイルを構成する導線の断面図である。
【図４】図３に示された給電側コイル及び受電側コイルを構成する導線の変形例を示す断面図である。
【図５】銅線の周囲長を統一した、断面長方形又は断面正方形状の銅線を用いて給電側、受電側コイルを設けた給電システムである本発明品と、断面正円形の銅線を用いて給電側、受電側コイルを設けた給電システムである従来品と、について周波数付近での伝送効率を示すグラフである。
【図６】図４に示された給電側コイル及び受電側コイルを構成する導線の他の変形例を示す断面図である。
【図７】従来の給電システムを構成する給電側コイル及び受電側コイルを構成する導線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の給電システムを図１〜図３、及び図５に基づいて説明する。図１に示すように、給電システム１は、給電部３と、受電部５と、を備えている。同図に示すように、給電システム１は、道路２上などに設けられた給電部３と、自動車４の腹部分などに設けられた受電部５と、を備えている。
【００１９】
給電部３は、交流電力が供給される給電側ループアンテナ６と、該給電側ループアンテナ６に対してその中心軸方向に対向するように離間して配置され、給電側ループアンテナ６に電磁結合された給電側コイル７と、給電側コイル７の両端に接続されたキャパシタＣ１と、を備えている。
【００２０】
ここで、図１中の矢印Ｚ方向は、給電側ループアンテナ６（後述する受電側ループアンテナ９）の中心軸方向であり、給電側ループアンテナ６（受電側ループアンテナ９）と給電側コイル７（後述する受電側コイル８）とが対向する対向方向、即ち鉛直方向を示している。また、図１中の矢印Ｘ方向は、矢印Ｚ方向に直交する方向、即ち水平方向であり、給電側及び受電側アンテナ６、９、給電側及び受電側コイル７、８の径方向を示している。
【００２１】
給電側ループアンテナ６は、導線を円ループ状に巻いて構成されていて、その中心軸が道路２から自動車４の腹部に向かう方向、即ち鉛直方向Ｚに沿って配置されている。この給電側ループアンテナ６の両端には、交流電源Ｖが接続されていて、この交流電源Ｖからの交流電力が供給されている。
【００２２】
給電側コイル７は、銅線Ａ（後述する）を円ループ状に巻いて構成されているが、本発明はこれに限ったものではなく、銅線Ａをヘリカル状に巻いて構成されていてもよい。この給電側コイル７の両端には、図１に示すように、共鳴周波数調整用のキャパシタＣ１が接続されている。
【００２３】
給電側ループアンテナ６と給電側コイル７とは、互いに電磁結合できる範囲内、即ち、給電側ループアンテナ６に交流電力が供給され、交流電流が流れると給電側コイル７に電磁誘導が発生するような範囲内で、互いに離間して設けられている。
【００２４】
受電部５は、給電側コイル７に対してその中心軸方向に対向するように離間して配置されると電磁共鳴する受電側コイル８と、この受電側コイル８に対してその中心軸方向に対向するように配置され、受電側コイル８に電磁結合された受電側ループアンテナ９と、受電側コイル８の両端に接続されたキャパシタＣ２と、を備えている。
【００２５】
受電側ループアンテナ９は、導線を円形のループ状に巻いて構成されていて、その中心軸Ｚが自動車４の腹部分から道路２に向かう方向、即ち鉛直方向Ｚに沿って配置されている。この受電側ループアンテナ９の両端には、負荷１０が接続されている。また、本実施形態においては、上記受電側ループアンテナ９は、上述した給電側ループアンテナ６と同じ径に設けられているが、本発明はこれに限ったものではなく、例えば、受電側ループアンテナ９の径が、上述した給電側ループアンテナ６の径よりも小さく設けられていてもよい。
【００２６】
上記受電側コイル８は、銅線Ａ（後述する）を円ループ状に巻いて構成されているが、本発明はこれに限ったものではなく、銅線Ａをヘリカル状に巻いて構成されていてもよい。この受電側コイル８は、上述した給電側コイル７と同じ径に設けられているが、本発明はこれに限ったものではなく、例えば、受電側コイル８の径が、上述した給電側コイル７の径よりも小さく設けられていても良い。
【００２７】
上記受電側コイル８の両端には、図１に示すように、共鳴周波数調整用のキャパシタＣ２が接続されている。これらキャパシタＣ１、Ｃ２は、共鳴周波数を調整するために設けられていて、給電側、受電側コイル７、８の容量Ｃは、共鳴周波数が所望の共鳴周波数ｆ０となる容量Ｃｓに設定されている。
【００２８】
また、受電側ループアンテナ９と受電側コイル８とは、互いに電磁結合する範囲内、即ち、受電側コイル８に交流電流が流れると受電側ループアンテナ９に誘導電流が発生する範囲内に、互いに離間して設けられている。
【００２９】
上述した給電システム１によれば、給電側コイル７と受電側コイル８とが電磁共鳴して給電部３から受電部５に非接触で電力を供給できる。
【００３０】
詳しく説明すると、上記給電側ループアンテナ６に交流電流が供給されると、その電力が電磁誘導により給電側コイル７に送られる。即ち、給電側コイル７には、給電側ループアンテナ６を介して電力が供給される。給電側コイル７に電力が送られると、その電力が磁界の共鳴によって受電側コイル８にワイヤレスで送られる。さらに、受電側コイル８に電力が送られると、その電力が電磁誘導によって受電側ループアンテナ９に送られ、この受電側ループアンテナ９に接続された負荷１０に供給される。
【００３１】
給電側及び受電側コイル７、８は、図３の断面図に示すように、断面長方形の銅線Ａから構成されている。銅線Ａは、その断面における短辺が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、その長辺が、水平方向Ｘに沿って配置されている。
【００３２】
この銅線Ａは、その断面における短辺の寸法Ｌ１が、下記の式（１）で表される範囲内に設けられている。
Ｌ１＞２δ＝２／ｓｐｒｔ（π×ｆ×μ×σ） …（１）
δ：表皮厚、ｆ：交流電源Ｖが供給する交流電力の周波数［Ｈｚ］、μ：導線の透磁率、σ：導線の導電率［１／Ωｍ］
【００３３】
上述した本発明の給電側及び受電側コイル７、８を構成する銅線Ａは、断面長方形に形成されていたが、本発明はこれに限ったものではなく、給電側及び受電側コイル７、８は、図４の断面図に示すように、一辺の寸法Ｌ２が、２／ｓｑｒｔ（π×電力の周波数×導線の透磁率×導線の誘電率）より大きく形成された断面正方形の銅線Ｂを巻いて構成されていてもよい。図４において、前述した実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
上述した実施形態によれば、上記式（１）を満たすような寸法に形成された銅線Ａ、Ｂに、周波数ｆの電力が印加されると、表皮効果が発生し、このために、銅線Ａ、Ｂの表面にしか電流が流れず、内部には流れなくなる。この銅線Ａ、Ｂの断面において、電流が流れる部分の厚さｔ（＝表皮厚δ）は、１／ｓｑｒｔ（π×ｆ×μ×σ）で表すことができる。つまり、表皮効果が発生すると、電流は、厚さｔ（表皮厚δ）の面積である「電流が流れる部分の面積Ｄ」にしか流れなくなる。従って、表皮効果が発生すると、銅線Ａ、Ｂの抵抗は、銅線Ａ、Ｂの断面積ではなく、電流が流れる部分の面積Ｄ、即ち銅線Ａ、Ｂの断面の周囲長に反比例する。よって、断面正方形、断面長方形又は断面楕円形の銅線Ａ、Ｂは、断面の周囲長が等しい断面正円形の銅線Ｃよりも、断面積を小さくできるので、電力の伝送効率を低下させることなく、軽量化を図ることができる。
【００３５】
また、銅線Ａは、その断面における長方形の短辺が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、長方形の長辺が、水平方向Ｘに沿って配置されているので、この銅線Ａを用いて構成された受電側コイル８を自動車に搭載すると、受電側コイル８の鉛直方向Ｚの寸法、即ち、自動車の高さ方向の寸法が抑えられ、これにより、自動車の車内スペースを大きく確保することができる。また、銅線Ａをヘリカル状に巻いて構成された受電側コイルを用いた際には、電力の伝送効率を低下させることなく受電側コイルの鉛直方向Ｚの寸法をさらに小さくすることができ、これにより、受電側コイルの鉛直方向Ｚの寸法、即ち、自動車の高さ方向の寸法がより一層抑えられ、自動車の車内スペースをより一層大きく確保することができる。
【００３６】
次に、上述した本発明の効果について、断面長方形の銅線Ａと、本発明の断面正方形の銅線Ｂと、従来の断面正円形の銅線Ｃと、を比較して詳しく説明する。銅線Ａ、Ｂ、Ｃは、その断面における周囲長が同じに形成されている。
【００３７】
断面正方形の銅線Ｂと断面正円形の銅線Ｃを比較すると、銅線Ｂの断面積は、銅線Ｃの断面積よりも小さく、銅線Ｂと銅線Ｃは、周波数ｆの電力が印加された際に、電流が流れる部分の面積Ｄが等しい。つまり、本発明の断面正方形の銅線Ｂは、従来の断面正円形の銅線Ｃとおなじ伝送効率を保ちつつ、断面積が小さくなった分、軽量化を図ることができる。
【００３８】
また、断面長方形の銅線Ａと断面正方形の銅線Ｂを比較すると、銅線Ａの断面積は、銅線Ｂの断面積よりも小さく、銅線Ａと銅線Ｂは、周波数ｆの電力が印加された際に、電流が流れる部分の面積Ｄが等しい。例えば、銅線Ａ、Ｂの断面における周囲長を２４ｍｍに固定し、この銅線Ａ、Ｂの鉛直方向Ｚに沿う辺の寸法と、水平方向Ｘに沿う辺の寸法を種々変更した場合に、銅線Ａ、Ｂの断面積は、断面形状が正方形（６×６ｍｍ）のときに最大となり、断面形状が長方形（１×１１ｍｍ）のときに最小となり、断面形状が長方形（１×１１ｍｍ）の銅線Ａの断面積は、銅線Ｂの断面積の１／３以下となる。つまり、銅線の断面形状を、正方形から長方形に、薄く延ばした形状にすることで、本発明の断面長方形の銅線Ａは、断面正方形の銅線Ｂとおなじ伝送効率を保ちつつ、断面積が小さくなった分、軽量化を図ることができる。
【００３９】
次に、本発明の発明者らは、銅線Ａ、Ｂ、Ｃの断面における周囲長＝２４ｍｍに統一した、断面長方形の銅線Ａを用いて給電側、受電側コイル７、８を設けた給電システム１である本発明品Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８と、一辺の寸法が６ｍｍに形成された断面正方形の銅線Ｂを用いて給電側、受電側コイル７、８を設けた給電システム１である本発明品Ｂと、直径φ＝７．６ｍｍ（周囲長≠２４ｍｍ）の断面正円形の銅線Ｃを用いて給電側、受電側コイル７、８を設けた給電システム１である従来品と、について周波数ｆ０付近での伝送効率Ｓ２１2をシミュレーションした。結果を図５に示す。なお、本発明品Ａ１〜本発明品Ａ８においては、鉛直方向Ｚの寸法を、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍとして、水平方向Ｘの寸法を、１１ｍｍ、１０ｍｍ、９ｍｍ、８ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍとした、断面長方形の銅線Ａを用いた。
【００４０】
同図からも明らかなように、周波数ｆ０での伝送効率Ｓ２１2は、本発明品Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、本発明品Ｂ、従来品とも９６％程で、その差は、０．５％程度以内であり、周波数ｆ０での伝送効率Ｓ２１2は、ほとんど等しいといえる。即ち、本発明品Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、及び本発明品Ｂは、従来品と同じ伝送効率Ｓ２１2を保ちつつ、断面積が小さくなった分、軽量化できることがわかった。
【００４１】
なお、上述した実施形態では、給電側、受電側コイル７、８は、断面長方形の銅線Ａ、又は断面正方形の銅線Ｂで構成されていたが、本発明はこれに限ったものではなく、図６の断面図に示すように、給電側、受電側コイル７、８は、断面楕円形の銅線Ａ´で構成され、該銅線Ａ´の断面における短軸の寸法Ｌ３が、２／ｓｑｒｔ（π×電力の周波数×導線の透磁率×導線の誘電率）より大きく形成されていてもよい。銅線Ａ´は、その短軸が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、その長軸が、水平方向Ｘに沿って配置されていてもよい。図６において、前述した実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
上述した実施形態によれば、給電側、受電側コイル７、８は、断面楕円形の銅線Ａ´で構成され、該銅線Ａ´の断面における短軸の寸法Ｌ３が、２／ｓｑｒｔ（π×電力の周波数×導線の透磁率×導線の誘電率）より大きく形成されているので、断面楕円形の銅線Ａ´は、断面の周囲長が等しい断面正円形の導線Ｃよりも、断面積を小さくできるので、電力の伝送効率を低下させることなく、軽量化を図ることができる。
【００４３】
また、銅線Ａ´は、その断面における楕円形の短軸が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、楕円形の長軸が、水平方向Ｘに沿って配置されているので、この銅線Ａ´を用いて構成された受電側コイル８を自動車に搭載すると、受電側コイル８の鉛直方向Ｚの寸法、即ち、自動車の高さ方向の寸法が抑えられ、これにより、自動車の車内スペースを大きく確保することができる。
【００４４】
また、上述した実施形態では、銅線Ａ（銅線Ａ´）は、その短辺（短軸）が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、その長辺（長軸）が、水平方向Ｘに沿って配置されているが、本発明はこれに限ったものではなく、銅線Ａ（銅線Ａ´）は、その長辺（長軸）が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、その短辺（短軸）が、水平方向Ｘに沿って配置されていてもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態では、給電側、受電側コイル７、８のみ銅線Ａ、Ｂ、Ａ´で構成していたが、本発明はこれに限ったものではない。給電側ループアンテナ６や受電側ループアンテナ９についても断面長方形の銅線Ａ、断面正方形の銅線Ｂ、断面楕円形の銅線Ａ´で構成してもよい。このように、給電側、受電側ループアンテナ６、９を銅線Ａ、Ｂ、Ａ´で構成することにより、さらなる軽量化を図ることができる。
【００４６】
また、上述した実施形態では、導線として、銅線Ａ、Ｂ、Ａ´が用いられていたが、本発明はこれに限ったものではない。導線は、例えば、銅以外の、例えば、アルミニウムや鉄などの金属から構成されていてもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態では、給電側、受電側コイル７、８の両方や給電側ループアンテナ６、９の両方を銅線Ａ、Ｂ、Ａ´で構成していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば車両の軽量化を図るために、受電側コイル８、受電側ループアンテナ９の両方のみ銅線Ａ、Ｂ、Ａ´から構成しても良い。
【００４８】
また、上述した実施形態では、給電側、受電側ループアンテナ６、９を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。本発明は、給電側、受電側ループアンテナ６、９を必須とするものではなく、給電側、受電側ループアンテナ６、９についてはなくてもよい。また、上述した実施形態では、キャパシタＣ１、Ｃ２を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。本発明は、キャパシタＣ１、Ｃ２を必須とするものではなく、キャパシタＣ１、Ｃ２についてはなくてもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 給電システム
６ 給電側ループアンテナ
７ 給電側コイル
８ 受電側コイル
９ 受電側ループアンテナ
Ａ 断面長方形の導線（銅線）
Ｂ 断面正方形の導線（銅線）
Ａ´ 断面楕円形の導線（銅線）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電システムに係り、特に、電力が供給される給電側コイルと、該給電側コイルと対向すると電磁共鳴して給電側のコイルからの電力を受電する受電側コイルと、を備えた給電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述した給電システムとして、例えば図１、図２及び図７に示すものが知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１、非特許文献２参照）。図１、図２に示すように、給電システム１は、給電部３と、受電部５と、を備えている。上記給電部３は、電力が供給される給電側ループアンテナ６と、給電側ループアンテナ６に対してその中心軸方向に対向するように離間して配置され、給電側ループアンテナ６に電磁結合された給電側コイル７と、該給電側コイル７の両端に接続されたキャパシタＣ１と、を備えている。給電側ループアンテナ６に電力が供給されると、その電力が電磁誘導により給電側コイル７に送られる。
【０００３】
受電部５は、給電側コイル７に対してその中心軸方向に対向するように離間して配置されると電磁共鳴する受電側コイル８と、この受電側コイル８に対してその中心軸方向に対向するように離間して配置され当該受電側コイル８に電磁結合された受電側ループアンテナ９と、受電側コイル８の両端に接続されたキャパシタＣ２と、を備えている。給電側コイル７に電力が送られると、その電力が磁界の共鳴によって受電側コイル８にワイヤレスで送られる。さらに、受電側コイル８に電力が送られると、その電力が電磁誘導によって受電側ループアンテナ９に送られ、この受電側ループアンテナ９に接続されたバッテリなどの負荷１０に供給される。そして、上述した受電部５を自動車４に設け、給電部３を道路２などに設けることにより、上述した給電システム１を利用してワイヤレスで自動車４に搭載された負荷に電力を供給することが考えられている。
【０００４】
キャパシタＣ１、Ｃ２は、この共鳴周波数を調整するためのものであり、巻線数Ｎに応じて所望の共鳴周波数ｆ０が得られるような値に設定されている。
【０００５】
このような構成の給電システム１において、給電部３から受電部５へ伝送される電力は、磁束の大きさで決定される。即ち、磁束が大きいほど、伝送される電力が大きくなる。また、磁束の大きさは、給電側及び受電側ループアンテナ６、９、給電側及び受電側コイル７、８に流れる電流の大きさで決定される。即ち、給電側及び受電側ループアンテナ６、９、給電側及び受電側コイル７、８に流れる電流が大きいほど、磁束が大きくなる。従って、伝送される電力を大きくする為には、給電側、受電側コイル７、８に流れる電流を大きくすれば良い。
【０００６】
給電側及び受電側コイル７、８は、図７の断面図に示すように、例えば、直径φ＝５ｍｍの断面正円形の銅線Ｃを巻いて構成されている。このように、給電システム１は、銅線Ｃに流れる電流を大きくするために、該銅線Ｃの断面積を大きくすることで、電力の伝送効率の向上を図っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−９７２６３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】A.Kurs,A.Karalis,R.Moffatt,J.D.Joannopoulos,P.Fisher,M.Soljacic"Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances",science,Vol.317,pp.83-86,July6,2007
【非特許文献２】M.Soljacic,A.Karalis,J.Joannopoulos,A.Kurs,R.Moffatt,P.FisheR,"電力を無線伝送する技術を開発 実験で６０Ｗの電球を点灯"、日経エレクトロニクス,3Dec.2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の給電システム１は、銅線Ｃの断面積を大きくしていたので、給電側及び受電側コイル７、８の重量が増加してしまう、という問題があった。即ち、銅線Ｃの断面積を小さくすると、電力の伝送効率が低下し、逆に、伝送効率を向上させるために銅線Ｃの断面積を大きくすると、給電側及び受電側コイル７、８の重量、即ち給電システム１の重量が増加してしまい、電力の伝送効率を低下させることなく、給電システム１を軽量化することが困難であった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、電力の伝送効率を低下させることなく、軽量化を図ることができる給電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するための請求項１記載の本発明は、電力が供給される給電側コイルと、該給電側コイルと対向すると電磁誘導して前記給電側のコイルからの電力を受電する受電側コイルと、を備え、表皮効果が発生するような高周波の電力が供給される給電システムにおいて、前記給電側コイル及び前記受電側コイルのうち少なくとも一方を構成する導線の断面形状が正方形、長方形又は楕円形に形成されたことを特徴とする給電システムである。
【００１２】
請求項２記載の本発明は、電力が供給される給電側ループアンテナと、該給電側ループアンテナに電磁結合される給電側コイルと、該給電側コイルに対向すると電磁誘導して前記給電側のコイルからの電力を受電する受電側コイルと、該受電側コイルに電磁結合され、前記受電側コイルからの電力を受電する受電側ループアンテナと、を備え、表皮効果が発生するような高周波の電力が供給される給電システムにおいて、前記給電側ループアンテナ、前記給電側コイル、前記受電側コイル、及び前記受電側ループアンテナのうち少なくとも一つを構成する導線の断面形状が、正方形、長方形又は楕円形に形成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２記載の給電システムにおいて、前記導線は、その断面における長方形の短辺又は楕円形の短軸が、前記給電側コイルと前記受電側コイルとの対向方向に沿って配置され、前記導線の断面における長方形の長辺又は楕円形の長軸が、前記対向方向に直交する方向に沿って配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の本発明によれば、表皮効果が発生すると、導線の表面にしか電流が流れず、内部には流れなくなる。このために、導線の抵抗は、導線の断面積ではなく、導線の断面の周囲長に反比例する。よって、給電側コイル及び受電側コイルのうち少なくとも一方を構成する導線の断面形状を、正方形、長方形又は楕円形に形成することにより、断面の周囲長が等しい断面正円形の導線よりも、断面積を小さくできるので、電力の伝送効率を低下させることなく、軽量化を図ることができる。
【００１５】
請求項２記載の本発明によれば、表皮効果が発生すると、導線の表面にしか電流が流れず、内部には流れなくなる。このために、導線の抵抗は、導線の断面積ではなく、導線の断面の周囲長に反比例する。よって、給電側ループアンテナ、給電側コイル、受電側コイル、及び受電側ループアンテナのうち少なくとも一つを構成する導線の断面形状を、正方形、長方形又は楕円形に形成することにより、断面の周囲長が等しい断面正円形の導線よりも、断面積を小さくできるので、電力の伝送効率を低下させることなく、軽量化を図ることができる。
【００１６】
請求項３記載の本発明によれば、導線は、その断面における長方形の短辺又は楕円形の短軸が、給電側コイルと受電側コイルとの対向方向に沿って配置され、導線の断面における長方形の長辺又は楕円形の長軸が、対向方向に直交する方向に沿って配置されているので、この導線を用いて構成された受電側コイルを自動車に搭載すると、受電側コイルの対向方向に沿う自動車の高さ方向の寸法が抑えられ、これにより、自動車の車内スペースを大きく確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる給電システムの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す給電システムを採用して、自動車に搭載された負荷に電力を供給する様子を示す図である。
【図３】図１に示された給電システムを構成する給電側コイル及び受電側コイルを構成する導線の断面図である。
【図４】図３に示された給電側コイル及び受電側コイルを構成する導線の変形例を示す断面図である。
【図５】銅線の周囲長を統一した、断面長方形又は断面正方形状の銅線を用いて給電側、受電側コイルを設けた給電システムである本発明品と、断面正円形の銅線を用いて給電側、受電側コイルを設けた給電システムである従来品と、について周波数付近での伝送効率を示すグラフである。
【図６】図４に示された給電側コイル及び受電側コイルを構成する導線の他の変形例を示す断面図である。
【図７】従来の給電システムを構成する給電側コイル及び受電側コイルを構成する導線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の給電システムを図１〜図３、及び図５に基づいて説明する。図１に示すように、給電システム１は、給電部３と、受電部５と、を備えている。同図に示すように、給電システム１は、道路２上などに設けられた給電部３と、自動車４の腹部分などに設けられた受電部５と、を備えている。
【００１９】
給電部３は、交流電力が供給される給電側ループアンテナ６と、該給電側ループアンテナ６に対してその中心軸方向に対向するように離間して配置され、給電側ループアンテナ６に電磁結合された給電側コイル７と、給電側コイル７の両端に接続されたキャパシタＣ１と、を備えている。
【００２０】
ここで、図１中の矢印Ｚ方向は、給電側ループアンテナ６（後述する受電側ループアンテナ９）の中心軸方向であり、給電側ループアンテナ６（受電側ループアンテナ９）と給電側コイル７（後述する受電側コイル８）とが対向する対向方向、即ち鉛直方向を示している。また、図１中の矢印Ｘ方向は、矢印Ｚ方向に直交する方向、即ち水平方向であり、給電側及び受電側アンテナ６、９、給電側及び受電側コイル７、８の径方向を示している。
【００２１】
給電側ループアンテナ６は、導線を円ループ状に巻いて構成されていて、その中心軸が道路２から自動車４の腹部に向かう方向、即ち鉛直方向Ｚに沿って配置されている。この給電側ループアンテナ６の両端には、交流電源Ｖが接続されていて、この交流電源Ｖからの交流電力が供給されている。
【００２２】
給電側コイル７は、銅線Ａ（後述する）を円ループ状に巻いて構成されているが、本発明はこれに限ったものではなく、銅線Ａをヘリカル状に巻いて構成されていてもよい。この給電側コイル７の両端には、図１に示すように、共鳴周波数調整用のキャパシタＣ１が接続されている。
【００２３】
給電側ループアンテナ６と給電側コイル７とは、互いに電磁結合できる範囲内、即ち、給電側ループアンテナ６に交流電力が供給され、交流電流が流れると給電側コイル７に電磁誘導が発生するような範囲内で、互いに離間して設けられている。
【００２４】
受電部５は、給電側コイル７に対してその中心軸方向に対向するように離間して配置されると電磁共鳴する受電側コイル８と、この受電側コイル８に対してその中心軸方向に対向するように配置され、受電側コイル８に電磁結合された受電側ループアンテナ９と、受電側コイル８の両端に接続されたキャパシタＣ２と、を備えている。
【００２５】
受電側ループアンテナ９は、導線を円形のループ状に巻いて構成されていて、その中心軸Ｚが自動車４の腹部分から道路２に向かう方向、即ち鉛直方向Ｚに沿って配置されている。この受電側ループアンテナ９の両端には、負荷１０が接続されている。また、本実施形態においては、上記受電側ループアンテナ９は、上述した給電側ループアンテナ６と同じ径に設けられているが、本発明はこれに限ったものではなく、例えば、受電側ループアンテナ９の径が、上述した給電側ループアンテナ６の径よりも小さく設けられていてもよい。
【００２６】
上記受電側コイル８は、銅線Ａ（後述する）を円ループ状に巻いて構成されているが、本発明はこれに限ったものではなく、銅線Ａをヘリカル状に巻いて構成されていてもよい。この受電側コイル８は、上述した給電側コイル７と同じ径に設けられているが、本発明はこれに限ったものではなく、例えば、受電側コイル８の径が、上述した給電側コイル７の径よりも小さく設けられていても良い。
【００２７】
上記受電側コイル８の両端には、図１に示すように、共鳴周波数調整用のキャパシタＣ２が接続されている。これらキャパシタＣ１、Ｃ２は、共鳴周波数を調整するために設けられていて、給電側、受電側コイル７、８の容量Ｃは、共鳴周波数が所望の共鳴周波数ｆ０となる容量Ｃｓに設定されている。
【００２８】
また、受電側ループアンテナ９と受電側コイル８とは、互いに電磁結合する範囲内、即ち、受電側コイル８に交流電流が流れると受電側ループアンテナ９に誘導電流が発生する範囲内に、互いに離間して設けられている。
【００２９】
上述した給電システム１によれば、給電側コイル７と受電側コイル８とが電磁共鳴して給電部３から受電部５に非接触で電力を供給できる。
【００３０】
詳しく説明すると、上記給電側ループアンテナ６に交流電流が供給されると、その電力が電磁誘導により給電側コイル７に送られる。即ち、給電側コイル７には、給電側ループアンテナ６を介して電力が供給される。給電側コイル７に電力が送られると、その電力が磁界の共鳴によって受電側コイル８にワイヤレスで送られる。さらに、受電側コイル８に電力が送られると、その電力が電磁誘導によって受電側ループアンテナ９に送られ、この受電側ループアンテナ９に接続された負荷１０に供給される。
【００３１】
給電側及び受電側コイル７、８は、図３の断面図に示すように、断面長方形の銅線Ａから構成されている。銅線Ａは、その断面における短辺が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、その長辺が、水平方向Ｘに沿って配置されている。
【００３２】
この銅線Ａは、その断面における短辺の寸法Ｌ１が、下記の式（１）で表される範囲内に設けられている。
Ｌ１＞２δ＝２／ｓｐｒｔ（π×ｆ×μ×σ） …（１）
δ：表皮厚、ｆ：交流電源Ｖが供給する交流電力の周波数［Ｈｚ］、μ：導線の透磁率、σ：導線の導電率［１／Ωｍ］
【００３３】
上述した本発明の給電側及び受電側コイル７、８を構成する銅線Ａは、断面長方形に形成されていたが、本発明はこれに限ったものではなく、給電側及び受電側コイル７、８は、図４の断面図に示すように、一辺の寸法Ｌ２が、２／ｓｑｒｔ（π×電力の周波数×導線の透磁率×導線の誘電率）より大きく形成された断面正方形の銅線Ｂを巻いて構成されていてもよい。図４において、前述した実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
上述した実施形態によれば、上記式（１）を満たすような寸法に形成された銅線Ａ、Ｂに、周波数ｆの電力が印加されると、表皮効果が発生し、このために、銅線Ａ、Ｂの表面にしか電流が流れず、内部には流れなくなる。この銅線Ａ、Ｂの断面において、電流が流れる部分の厚さｔ（＝表皮厚δ）は、１／ｓｑｒｔ（π×ｆ×μ×σ）で表すことができる。つまり、表皮効果が発生すると、電流は、厚さｔ（表皮厚δ）の面積である「電流が流れる部分の面積Ｄ」にしか流れなくなる。従って、表皮効果が発生すると、銅線Ａ、Ｂの抵抗は、銅線Ａ、Ｂの断面積ではなく、電流が流れる部分の面積Ｄ、即ち銅線Ａ、Ｂの断面の周囲長に反比例する。よって、断面正方形、断面長方形又は断面楕円形の銅線Ａ、Ｂは、断面の周囲長が等しい断面正円形の銅線Ｃよりも、断面積を小さくできるので、電力の伝送効率を低下させることなく、軽量化を図ることができる。
【００３５】
また、銅線Ａは、その断面における長方形の短辺が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、長方形の長辺が、水平方向Ｘに沿って配置されているので、この銅線Ａを用いて構成された受電側コイル８を自動車に搭載すると、受電側コイル８の鉛直方向Ｚの寸法、即ち、自動車の高さ方向の寸法が抑えられ、これにより、自動車の車内スペースを大きく確保することができる。また、銅線Ａをヘリカル状に巻いて構成された受電側コイルを用いた際には、電力の伝送効率を低下させることなく受電側コイルの鉛直方向Ｚの寸法をさらに小さくすることができ、これにより、受電側コイルの鉛直方向Ｚの寸法、即ち、自動車の高さ方向の寸法がより一層抑えられ、自動車の車内スペースをより一層大きく確保することができる。
【００３６】
次に、上述した本発明の効果について、断面長方形の銅線Ａと、本発明の断面正方形の銅線Ｂと、従来の断面正円形の銅線Ｃと、を比較して詳しく説明する。銅線Ａ、Ｂ、Ｃは、その断面における周囲長が同じに形成されている。
【００３７】
断面正方形の銅線Ｂと断面正円形の銅線Ｃを比較すると、銅線Ｂの断面積は、銅線Ｃの断面積よりも小さく、銅線Ｂと銅線Ｃは、周波数ｆの電力が印加された際に、電流が流れる部分の面積Ｄが等しい。つまり、本発明の断面正方形の銅線Ｂは、従来の断面正円形の銅線Ｃとおなじ伝送効率を保ちつつ、断面積が小さくなった分、軽量化を図ることができる。
【００３８】
また、断面長方形の銅線Ａと断面正方形の銅線Ｂを比較すると、銅線Ａの断面積は、銅線Ｂの断面積よりも小さく、銅線Ａと銅線Ｂは、周波数ｆの電力が印加された際に、電流が流れる部分の面積Ｄが等しい。例えば、銅線Ａ、Ｂの断面における周囲長を２４ｍｍに固定し、この銅線Ａ、Ｂの鉛直方向Ｚに沿う辺の寸法と、水平方向Ｘに沿う辺の寸法を種々変更した場合に、銅線Ａ、Ｂの断面積は、断面形状が正方形（６×６ｍｍ）のときに最大となり、断面形状が長方形（１×１１ｍｍ）のときに最小となり、断面形状が長方形（１×１１ｍｍ）の銅線Ａの断面積は、銅線Ｂの断面積の１／３以下となる。つまり、銅線の断面形状を、正方形から長方形に、薄く延ばした形状にすることで、本発明の断面長方形の銅線Ａは、断面正方形の銅線Ｂとおなじ伝送効率を保ちつつ、断面積が小さくなった分、軽量化を図ることができる。
【００３９】
次に、本発明の発明者らは、銅線Ａ、Ｂ、Ｃの断面における周囲長＝２４ｍｍに統一した、断面長方形の銅線Ａを用いて給電側、受電側コイル７、８を設けた給電システム１である本発明品Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８と、一辺の寸法が６ｍｍに形成された断面正方形の銅線Ｂを用いて給電側、受電側コイル７、８を設けた給電システム１である本発明品Ｂと、直径φ＝７．６ｍｍ（周囲長≠２４ｍｍ）の断面正円形の銅線Ｃを用いて給電側、受電側コイル７、８を設けた給電システム１である従来品と、について周波数ｆ０付近での伝送効率Ｓ２１2をシミュレーションした。結果を図５に示す。なお、本発明品Ａ１〜本発明品Ａ８においては、鉛直方向Ｚの寸法を、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍとして、水平方向Ｘの寸法を、１１ｍｍ、１０ｍｍ、９ｍｍ、８ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍとした、断面長方形の銅線Ａを用いた。
【００４０】
同図からも明らかなように、周波数ｆ０での伝送効率Ｓ２１2は、本発明品Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、本発明品Ｂ、従来品とも９６％程で、その差は、０．５％程度以内であり、周波数ｆ０での伝送効率Ｓ２１2は、ほとんど等しいといえる。即ち、本発明品Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、及び本発明品Ｂは、従来品と同じ伝送効率Ｓ２１2を保ちつつ、断面積が小さくなった分、軽量化できることがわかった。
【００４１】
なお、上述した実施形態では、給電側、受電側コイル７、８は、断面長方形の銅線Ａ、又は断面正方形の銅線Ｂで構成されていたが、本発明はこれに限ったものではなく、図６の断面図に示すように、給電側、受電側コイル７、８は、断面楕円形の銅線Ａ´で構成され、該銅線Ａ´の断面における短軸の寸法Ｌ３が、２／ｓｑｒｔ（π×電力の周波数×導線の透磁率×導線の誘電率）より大きく形成されていてもよい。銅線Ａ´は、その短軸が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、その長軸が、水平方向Ｘに沿って配置されていてもよい。図６において、前述した実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
上述した実施形態によれば、給電側、受電側コイル７、８は、断面楕円形の銅線Ａ´で構成され、該銅線Ａ´の断面における短軸の寸法Ｌ３が、２／ｓｑｒｔ（π×電力の周波数×導線の透磁率×導線の誘電率）より大きく形成されているので、断面楕円形の銅線Ａ´は、断面の周囲長が等しい断面正円形の導線Ｃよりも、断面積を小さくできるので、電力の伝送効率を低下させることなく、軽量化を図ることができる。
【００４３】
また、銅線Ａ´は、その断面における楕円形の短軸が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、楕円形の長軸が、水平方向Ｘに沿って配置されているので、この銅線Ａ´を用いて構成された受電側コイル８を自動車に搭載すると、受電側コイル８の鉛直方向Ｚの寸法、即ち、自動車の高さ方向の寸法が抑えられ、これにより、自動車の車内スペースを大きく確保することができる。
【００４４】
また、上述した実施形態では、銅線Ａ（銅線Ａ´）は、その短辺（短軸）が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、その長辺（長軸）が、水平方向Ｘに沿って配置されているが、本発明はこれに限ったものではなく、銅線Ａ（銅線Ａ´）は、その長辺（長軸）が、鉛直方向Ｚに沿って配置されており、その短辺（短軸）が、水平方向Ｘに沿って配置されていてもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態では、給電側、受電側コイル７、８のみ銅線Ａ、Ｂ、Ａ´で構成していたが、本発明はこれに限ったものではない。給電側ループアンテナ６や受電側ループアンテナ９についても断面長方形の銅線Ａ、断面正方形の銅線Ｂ、断面楕円形の銅線Ａ´で構成してもよい。このように、給電側、受電側ループアンテナ６、９を銅線Ａ、Ｂ、Ａ´で構成することにより、さらなる軽量化を図ることができる。
【００４６】
また、上述した実施形態では、導線として、銅線Ａ、Ｂ、Ａ´が用いられていたが、本発明はこれに限ったものではない。導線は、例えば、銅以外の、例えば、アルミニウムや鉄などの金属から構成されていてもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態では、給電側、受電側コイル７、８の両方や給電側ループアンテナ６、９の両方を銅線Ａ、Ｂ、Ａ´で構成していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば車両の軽量化を図るために、受電側コイル８、受電側ループアンテナ９の両方のみ銅線Ａ、Ｂ、Ａ´から構成しても良い。
【００４８】
また、上述した実施形態では、給電側、受電側ループアンテナ６、９を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。本発明は、給電側、受電側ループアンテナ６、９を必須とするものではなく、給電側、受電側ループアンテナ６、９についてはなくてもよい。また、上述した実施形態では、キャパシタＣ１、Ｃ２を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。本発明は、キャパシタＣ１、Ｃ２を必須とするものではなく、キャパシタＣ１、Ｃ２についてはなくてもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 給電システム
６ 給電側ループアンテナ
７ 給電側コイル
８ 受電側コイル
９ 受電側ループアンテナ
Ａ 断面長方形の導線（銅線）
Ｂ 断面正方形の導線（銅線）
Ａ´ 断面楕円形の導線（銅線）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力が供給される給電側コイルと、該給電側コイルと対向すると電磁誘導して前記給電側のコイルからの電力を受電する受電側コイルと、を備え、
表皮効果が発生するような高周波の電力が供給される給電システムにおいて、
前記給電側コイル及び前記受電側コイルのうち少なくとも一方を構成する導線の断面形状が正方形、長方形又は楕円形に形成されたことを特徴とする給電システム。
【請求項２】
電力が供給される給電側ループアンテナと、該給電側ループアンテナに電磁結合される給電側コイルと、該給電側コイルに対向すると電磁誘導して前記給電側のコイルからの電力を受電する受電側コイルと、該受電側コイルに電磁結合され、前記受電側コイルからの電力を受電する受電側ループアンテナと、を備え、
表皮効果が発生するような高周波の電力が供給される給電システムにおいて、
前記給電側ループアンテナ、前記給電側コイル、前記受電側コイル、及び前記受電側ループアンテナのうち少なくとも一つを構成する導線の断面形状が、正方形、長方形又は楕円形に形成されたことを特徴とする給電システム。
【請求項３】
前記導線は、その断面における長方形の短辺又は楕円形の短軸が、前記給電側コイルと前記受電側コイルとの対向方向に沿って配置され、
前記導線の断面における長方形の長辺又は楕円形の長軸が、前記対向方向に直交する方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の給電システム。
【請求項１】
電力が供給される給電側コイルと、該給電側コイルと対向すると電磁誘導して前記給電側のコイルからの電力を受電する受電側コイルと、を備え、
表皮効果が発生するような高周波の電力が供給される給電システムにおいて、
前記給電側コイル及び前記受電側コイルのうち少なくとも一方を構成する導線の断面形状が正方形、長方形又は楕円形に形成されたことを特徴とする給電システム。
【請求項２】
電力が供給される給電側ループアンテナと、該給電側ループアンテナに電磁結合される給電側コイルと、該給電側コイルに対向すると電磁誘導して前記給電側のコイルからの電力を受電する受電側コイルと、該受電側コイルに電磁結合され、前記受電側コイルからの電力を受電する受電側ループアンテナと、を備え、
表皮効果が発生するような高周波の電力が供給される給電システムにおいて、
前記給電側ループアンテナ、前記給電側コイル、前記受電側コイル、及び前記受電側ループアンテナのうち少なくとも一つを構成する導線の断面形状が、正方形、長方形又は楕円形に形成されたことを特徴とする給電システム。
【請求項３】
前記導線は、その断面における長方形の短辺又は楕円形の短軸が、前記給電側コイルと前記受電側コイルとの対向方向に沿って配置され、
前記導線の断面における長方形の長辺又は楕円形の長軸が、前記対向方向に直交する方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の給電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８９８７２（Ｐ２０１３−８９８７２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０９２９（Ｐ２０１１−２３０９２９）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
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