JP2010263690A - Transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触式の伝送システムに関するものである。 The present invention relates to a contactless transmission system.
従来より、電動歯ブラシや携帯電話などの携帯機器への充電に使用される非接触式の給電システムがあった。この給電システムは、図１７に示すように、１次コイル１０を具備し、高周波インバータ１１からの高周波電流を１次コイル１０に流すことによって磁束Φａを生じさせる給電機器１と、負荷（例えば充電電池など）２１および２次コイル２０を具備し、２次コイル２０に生じた誘導電流を負荷２１に供給する受電機器２とで構成され、１次コイル１０に生じた磁束Φａを２次コイル２０に鎖交させることによって上記誘導電流が発生し、負荷２１に電力が供給されるようになっている。しかし、本給電システムでは、１次コイル１０に生じた磁束Φａを２次コイル２０に鎖交させるためには両者を近づける必要があり、その結果受電機器２を置く位置も図１８（ａ）に示すように１次コイル１０で生じた磁束Φａが２次コイル２０に鎖交する範囲内に制限され、例えば図１８（ｂ）に示す位置に受電機器２を置いた場合には負荷２１への給電が困難であった。
Conventionally, there has been a non-contact power supply system used for charging portable devices such as an electric toothbrush and a mobile phone. As shown in FIG. 17, the power supply system includes a
そのため近年では、給電機器と受電機器とが離れた状態でも受電機器への給電を可能にする給電システムも提供されている（例えば特許文献１，２参照）。これらの給電システムでは、給電機器側の１次コイルで発生する磁束を鎖交させるための受け側コイルと、受電機器側の２次コイルに鎖交させる磁束を発生させるための送り側コイルとからなる変換プラグが設けられており、この変換プラグを両者間に介在させることで給電機器と受電機器とが離れた状態でも受電機器への給電が可能になっている。
Therefore, in recent years, a power supply system that can supply power to the power receiving device even when the power supply device and the power receiving device are separated from each other has been provided (see, for example,
上述の特許文献１，２に示した給電システムでは、給電機器と受電機器とが離れた状態でも受電機器への給電を可能にするものであるが、給電機器の１次コイルで発生する磁束を鎖交させるための受け側コイルと、受電機器の２次コイルに鎖交させる磁束を発生させるための送り側コイルとが別々に必要であり、また漏れ磁束を抑えるためにコアを用いているので上記変換プラグが大型化し、コストアップになるものであった。
In the power supply systems shown in
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、コストアップを抑えつつ、伝送範囲の拡大を可能にする小型の伝送システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a small transmission system capable of expanding a transmission range while suppressing an increase in cost.
請求項１の発明は、１次コイルを具備し当該１次コイルに高周波電流を流すことによって生じる磁束に応じた電力または電気信号を送る送り側機器と、２次コイルを具備し当該２次コイルに磁束を鎖交させることによって電力または電気信号を受ける受け側機器と、単一の拡張用コイルとインピーダンス素子とで構成される閉回路を具備する１乃至複数の中継機器とを備え、１次コイル、２次コイルおよび拡張用コイルは、少なくとも何れか１つの拡張用コイルに１次コイルで生じる磁束が鎖交し、且つ、少なくとも何れか１つの拡張用コイルで生じる磁束が２次コイルに鎖交するように、隣接するコイルの一部に対して巻線の一部を近接させた状態にそれぞれ配置されることを特徴とする。
The invention according to
請求項２の発明は、１次コイルを具備し当該１次コイルに高周波電流を流すことによって生じる磁束に応じた電力または電気信号を送る送り側機器と、２次コイルを具備し当該２次コイルに磁束を鎖交させることによって電力または電気信号を受ける受け側機器と、単一の拡張用コイルとインピーダンス素子とで構成される閉回路を具備する複数の中継機器とを備え、少なくとも何れか１つの拡張用コイルに１次コイルで生じる磁束が鎖交し、且つ少なくとも何れか１つの拡張用コイルで生じる磁束が２次コイルに鎖交するように、複数の中継機器を送り側機器と受け側機器との間に介在させて電力または電気信号を受け側機器に伝送することを特徴とする。
The invention of
請求項３の発明は、拡張用コイルは、１次コイルの一部に対して巻線の一部を近接させた状態に配置されることを特徴とする。
The invention according to
請求項４の発明は、中継機器は、受け側機器の位置に応じて、送り側機器に対する位置が変更可能であることを特徴とする。
The invention of
請求項５の発明は、中継機器を複数備え、複数の拡張用コイルと１次コイルとが、それぞれ自己に隣接するコイルに対して近接する状態に配置されて一体的な送り手段を構成し、当該送り手段は、隣接する各コイル間で折り畳み可能であることを特徴とする。
The invention of
請求項６の発明は、中継機器を複数備え、複数の拡張用コイルは、それぞれ１次コイルの一部に対して巻線の一部を近接させた状態で当該１次コイルを取り囲むように配置されることを特徴とする。
The invention of
請求項７の発明は、拡張用コイルおよび１次コイルは、それぞれ互いに近接する巻線部分が並行となるようなコイル形状であることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is characterized in that the extension coil and the primary coil have a coil shape in which winding portions adjacent to each other are parallel to each other.
請求項８の発明は、コイル形状は、多角形または多面体であることを特徴とする。 The invention of claim 8 is characterized in that the coil shape is a polygon or a polyhedron.
請求項９の発明は、複数の中継機器は、それぞれ拡張用コイルのコイル面が１次コイルおよび２次コイルのコイル面と対向するようにして送り側機器と受け側機器の間に配置されることを特徴とする。 According to the ninth aspect of the present invention, the plurality of relay devices are arranged between the sending device and the receiving device so that the coil surfaces of the extension coils face the coil surfaces of the primary coil and the secondary coil, respectively. It is characterized by that.
請求項１０の発明は、送り側機器および受け側機器は、１次コイルのコイル面と２次コイルのコイル面とが対向するようにして配置され、複数の中継機器は、それぞれ拡張用コイルのコイル面が１次コイルおよび２次コイルのコイル面と対向するようにして受け側機器に対して送り側機器と反対側に配置されることを特徴とする。
In the invention of
請求項１１の発明は、複数の中継機器のうち２つは、拡張用コイルのコイル面が１次コイルのコイル面に対向するように送り側機器の両側にそれぞれ配置されることを特徴とする。
The invention of
請求項１２の発明は、送り側機器および中継機器をそれぞれ複数備え、各中継機器は、それぞれ少なくとも何れか１つの送り側機器が近接するようにして配置されることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, a plurality of sending devices and relay devices are provided, and each of the relay devices is arranged so that at least one of the sending devices is close to each other.
請求項１３の発明は、インピーダンス素子は、拡張用コイルとともに共振回路を構成するコンデンサであることを特徴とする。 The invention according to claim 13 is characterized in that the impedance element is a capacitor that constitutes a resonance circuit together with the expansion coil.
請求項１４の発明は、中継機器は、送り側機器の１次コイルからの磁束に応じた電力または電気信号を受け取る受取機能を備えることを特徴とする。 The invention of claim 14 is characterized in that the relay device has a receiving function of receiving electric power or an electric signal corresponding to the magnetic flux from the primary coil of the sending device.
請求項１５の発明は、拡張用コイルは、空芯コイルであることを特徴とする。 The invention according to claim 15 is characterized in that the expansion coil is an air-core coil.
請求項１６の発明は、平面コイルからなる拡張用コイルと、チップ素子からなるインピーダンス素子とを同一平面上に配置することを特徴とする。 The invention according to claim 16 is characterized in that the extension coil made of a planar coil and the impedance element made of a chip element are arranged on the same plane.
請求項１７の発明は、受け側機器は、発光ダイオードを負荷として備え、送り側機器は、中継機器を介して受け側機器に電力を供給することを特徴とする。 The invention according to claim 17 is characterized in that the receiving device includes a light emitting diode as a load, and the sending device supplies power to the receiving device via the relay device.
請求項１８の発明は、送り側機器の電源は電池であることを特徴とする。 The invention according to claim 18 is characterized in that the power source of the sending device is a battery.
請求項１９の発明は、送り側機器および中継機器は、それぞれ形状が異なるパズルピースで構成されることを特徴とする。 The invention according to claim 19 is characterized in that the sending side device and the relay device are constituted by puzzle pieces having different shapes.
請求項１の発明によれば、１次コイルの形状や大きさなどが従来例と同じ条件でありながら、受け側機器が１次コイルから離れた場所に配置されていても中継機器の拡張用コイルを介して電力や電気信号の伝送が可能であるから、受け側機器の配置場所の制約が少なくなり、使い勝手のよい伝送システムを提供することができる。また、拡張用コイルの形状や大きさなどが異なる複数種類の中継機器を用意することで、様々な用途に応じた伝送システムを構築することができる。さらに、中継機器には単一の拡張用コイルを設ければよく、従来例のように送り側、受け側の両コイルにそれぞれ対応する２つのコイルを設けなくてもいいので、コストアップを抑えつつ小型の伝送システムが構築できるという効果がある。 According to the first aspect of the present invention, the shape and size of the primary coil are the same as those in the conventional example, and the relay device is used for expansion of the relay device even if the receiving device is located away from the primary coil. Since power and electrical signals can be transmitted through the coil, restrictions on the location of the receiving device are reduced, and an easy-to-use transmission system can be provided. In addition, by preparing a plurality of types of relay devices having different shapes and sizes of the extension coils, a transmission system according to various applications can be constructed. Furthermore, it is only necessary to provide a single extension coil in the relay device, and it is not necessary to provide two coils corresponding to both the sending side and receiving side coils as in the conventional example, so the cost increase is suppressed. However, there is an effect that a small transmission system can be constructed.
請求項２の発明によれば、請求項１と同様の効果が得られる。
According to the invention of
請求項３の発明によれば、１次コイルの磁束と拡張用コイルの磁束の両方が鎖交する位置に２次コイルを配置した場合には、２次コイルで発生する誘導電流が大きくなり、その結果受け側機器への伝送効率を高めることができるという効果がある。
According to the invention of
請求項４の発明によれば、送り側機器に対する中継機器の位置を、受け側機器の位置に応じて変更可能とすることによって、受け側機器の配置に応じた伝送システムを容易に構築することができるという効果がある。
According to the invention of
請求項５の発明によれば、使用時には拡げることで送り手段の範囲を大きく設定することができ、また未使用時には折り畳むことで収納スペースを小さくすることができるという効果がある。 According to the fifth aspect of the present invention, there is an effect that the range of the feeding means can be set large by widening when in use, and the storage space can be reduced by folding when not in use.
請求項６の発明によれば、１次コイルと各拡張用コイルとの距離が略等しくなり、そのため各拡張用コイルに発生する磁束は均一で安定した磁束となるから、何れの中継機器からでも同程度の電力や電気信号を受け取ることができるという効果がある。
According to the invention of
請求項７の発明によれば、互いに近接する各コイルの巻線部分が並行となるように送り側機器と中継機器とを配置することによって、各コイル間の隙間が小さくなり、その結果磁束を効率よく鎖交させることができるので、複数の中継機器を平面方向に沿って配置することが可能になり、平面方向における給電距離を延ばすことができるという効果がある。 According to the invention of claim 7, by arranging the sending side device and the relay device so that the winding portions of the coils adjacent to each other are in parallel, the gap between the coils is reduced, and as a result, the magnetic flux is reduced. Since the linkage can be efficiently performed, it is possible to arrange a plurality of relay devices along the plane direction, and there is an effect that the feeding distance in the plane direction can be extended.
請求項８の発明によれば、コイル形状を多角形または多面体とすることによって、各コイル間の隙間を小さくすることが可能になり、その結果磁束を効率よく鎖交させることができるという効果がある。 According to the invention of claim 8, by making the coil shape a polygon or a polyhedron, the gap between the coils can be reduced, and as a result, the magnetic flux can be linked efficiently. is there.
請求項９の発明によれば、各コイルのコイル面が互いに対向するようにした状態で中継機器を送り側機器と受け側機器との間に配置することによって、送り側機器と受け側機器の間の距離が従来例よりも離れていても電力や電気信号の伝送が可能になるという効果がある。 According to the ninth aspect of the present invention, the relay device is disposed between the sending device and the receiving device with the coil surfaces of the coils facing each other. Even if the distance between them is longer than that of the conventional example, there is an effect that transmission of electric power and electric signals becomes possible.
請求項１０の発明によれば、各コイルのコイル面が互いに対向するようにした状態で中継機器を受け側機器に対して送り側機器と反対側に配置することによって、送り側機器と受け側機器の間の距離が従来例よりも離れていても電力や電気信号の伝送が可能になるという効果がある。
According to the invention of
請求項１１の発明によれば、送り側機器の両側の磁束を利用することによって、伝送範囲をさらに拡げることができるという効果がある。
According to the invention of
請求項１２の発明によれば、各拡張用コイルへの鎖交磁束の減衰を抑えることができ、その結果何れの中継機器からでも電力や電気信号を受け取ることができるという効果がある。 According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to suppress the attenuation of the interlinkage magnetic flux to each expansion coil, and as a result, there is an effect that it is possible to receive electric power or an electric signal from any relay device.
請求項１３の発明によれば、インピーダンス素子としてコンデンサを用い、拡張用コイルのインダクタンスに共振させることによって、拡張用コイルに流れる電流が増加し、その結果拡張用コイルにより多くの磁束が発生することで伝送範囲をさらに拡げることができるという効果がある。 According to the invention of claim 13, by using a capacitor as an impedance element and resonating with the inductance of the expansion coil, the current flowing through the expansion coil increases, and as a result, a large amount of magnetic flux is generated in the expansion coil. As a result, the transmission range can be further expanded.
請求項１４の発明によれば、送り側機器から送られる電力や電気信号を受け側機器に伝送する伝送機能と、上記電力や電気信号を受け取る受取機能とを備えた中継機器を実現できるという効果がある。 According to the fourteenth aspect of the present invention, it is possible to realize a relay device having a transmission function for receiving power and an electric signal sent from a sending device and receiving the electric power and an electric signal and a receiving function for receiving the power and electric signal. There is.
請求項１５の発明によれば、空芯コイルは耐電力が大きく、且つインダクタンスが小さいので、本システムのような高周波を利用したシステムに用いることによって、最適なシステム構築が可能になるという効果がある。 According to the fifteenth aspect of the present invention, since the air-core coil has a high power resistance and a small inductance, the use of the air-core coil in a system using a high frequency such as this system has the effect that an optimum system can be constructed. is there.
請求項１６の発明によれば、平面コイルからなる拡張用コイルと、チップ素子からなるインピーダンス素子とを同一平面上に配置することによって、薄型の中継機器を実現できるという効果がある。 According to the sixteenth aspect of the present invention, there is an effect that a thin relay device can be realized by arranging the expansion coil made of a planar coil and the impedance element made of a chip element on the same plane.
請求項１７の発明によれば、負荷として消費電力の小さい発光ダイオードを用いることによって、ランニングコストを抑えつつ輝度の高い照明機器を実現することができるという効果がある。 According to the invention of claim 17, by using a light emitting diode with low power consumption as a load, there is an effect that it is possible to realize a lighting device with high brightness while suppressing running cost.
請求項１８の発明によれば、送り側機器の電源を電池から供給することによって、コードレスの伝送システムを実現することができ、その結果本システムを移動しながら使用したり、異なる場所で使用することが可能になるという効果がある。 According to the invention of claim 18, a cordless transmission system can be realized by supplying the power of the sending device from the battery. As a result, the system can be used while moving or used in different places. There is an effect that it becomes possible.
請求項１９の発明によれば、送り側機器および中継機器をそれぞれ形状の異なるパズルピースとすることによって、本システムを楽しみながら構築することができるという効果がある。 According to the nineteenth aspect of the present invention, there is an effect that the system can be constructed while enjoying the system by making the sending device and the relay device different from each other in puzzle pieces.
本発明に係る伝送システムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では受電側の機器に電力を供給する給電システムを例に説明するが、本発明に係る伝送システムは給電システムに限定されるものではなく、電気信号などを伝送するようなシステムであってもよい。 An embodiment of a transmission system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, a power supply system that supplies power to a device on the power receiving side will be described as an example. However, the transmission system according to the present invention is not limited to the power supply system, and is a system that transmits an electrical signal or the like. May be.
（実施形態１）
図１は本実施形態の給電システムの一例であり、本給電システムは、電力を供給する給電機器１と、給電機器１から送られた電力を受け取る受電機器２と、給電機器１と受電機器２との間を中継する中継機器３とを備えている。ここに、本実施形態では、給電機器１により送り側機器が構成され、受電機器２により受け側機器が構成されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of a power feeding system according to the present embodiment. The power feeding system includes a
給電機器１は、螺旋状に巻回された空芯コイルからなる１次コイル１０と、１次コイル１０に高周波電流を印加するための高周波インバータ１１とで構成されており、１次コイル１０に高周波電流を印加することによって当該１次コイル１０を鎖交する形で磁束Φａが発生する。なお、上記の高周波インバータ１１は、商用電源により電源供給されるようになっている。
The
受電機器２は、１次コイル１０と同様に螺旋状に巻回された空芯コイルからなる２次コイル２０と、２次コイル２０の両端に接続され、当該２次コイル２０を介して電力が供給される負荷（例えば発光ダイオードなど）２１とで構成されており、２次コイル２０の両端間にはさらにコンデンサ２２が接続されている。
Similarly to the
中継機器３は、１次コイル１０と同様に螺旋状に巻回された空芯コイルからなる拡張用コイル３０と、インピーダンス素子３１とで構成される閉回路を備えており、給電側である給電機器１と受電側である受電機器２との間を中継する役割を担うものである。
The
ここで、図１（ａ）は、隣接するコイルの一部に対して巻線の一部が近接するように各コイルを配置した配置例であり、拡張用コイル３０は、その巻軸方向が１次コイル１０の巻軸方向と直交する（重ならない）ようにして当該１次コイル１０に近接配置されている。また、２次コイル２０は、その巻軸方向が拡張用コイル３０の巻軸方向に対して斜め方向となるようにして当該拡張用コイル３０に近接配置されている。なお、図１（ａ）に示すように各コイルを配置することで、コイルの周縁部に発生する磁束も有効に利用できるのである。
Here, FIG. 1A is an arrangement example in which each coil is arranged so that a part of the winding is close to a part of the adjacent coil, and the
一方、図１（ｂ）は、拡張用コイル３０を複数（本例では２個）配置した配置例であり、一方の拡張用コイル３０は、その巻軸方向が１次コイル１０の巻軸方向と直交するようにして当該１次コイル１０に近接配置され、他方の拡張用コイル３０は、その巻軸方向が上記一方の拡張用コイル３０の巻軸方向と並行する形で横並びに配置されている。さらに、２次コイル２０は、そのコイル面が上記他方の拡張用コイル３０のコイル面と対向するようにして配置されている。したがって、受電機器２は、何れの場合も給電機器１の１次コイル１０を介して受電可能であるとともに、中継機器３の拡張用コイル３０を介して受電可能であるから、給電機器１から離れた位置での給電が可能になるとともに、受電機器２の配置の自由度が大きくなるのである。
On the other hand, FIG. 1B is an arrangement example in which a plurality of expansion coils 30 (two in this example) are arranged, and one of the expansion coils 30 has a winding axis direction of the
ここにおいて、上記の給電機器１、受電機器２および中継機器３は、それぞれ図示しないケースに収納される形で別個の機器として構成されており、例えば受電機器２の負荷２１が充電電池である場合には充電の際に、所定の位置に配置された給電機器１または中継機器３の磁束が鎖交する任意の位置に受電機器２を配置することになる。
Here, the
次に、本給電システムの動作原理について図２に基づいて説明する。図２（ａ）は、１次コイル１０および拡張用コイル３０を、互いのコイル面が対向するように配置した状態であり、この状態において高周波インバータ１１により１次コイル１０に高周波電流を印加すると、１次コイル１０を鎖交する形で磁束Φａが発生する。そして、この磁束Φａを拡張用コイル３０に鎖交させると、ファラデーの電磁誘導の法則に従って、拡張用コイル３０の両端間に誘導起電力Ｅが発生する。
Next, the operation principle of the power supply system will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a state in which the
図２（ｂ）は、拡張用コイル３０の両端間にインピーダンス素子（ここでは抵抗など）３１を接続した状態であり、上記の誘導起電力Ｅによりインピーダンス素子３１に電流Ｉａが流れる。さらに、インピーダンス素子３１が直列に接続された拡張用コイル３０にも電流Ｉａが流れ、拡張用コイル３０を鎖交する形で磁束Φｂが発生する。なお、この磁束Φｂは、レンツの法則に従い、１次コイル１０側の磁束変化を打ち消すように発生する。
FIG. 2B shows a state in which an impedance element (here, a resistor or the like) 31 is connected between both ends of the
ところで、上記の電流Ｉａによって生じる磁束Φｂは、１次コイル１０を鎖交するように発生するものと、拡張用コイル３０にのみ鎖交するものとがあり、後者の磁束を漏れ磁束という。また、この漏れ磁束を生じさせるインダクタンスを漏れインダクタンスという。そして、電磁誘導による給電を行う場合、１次コイルと２次コイル（本例では拡張用コイル３０）が離れて磁気結合されるため、２次コイルの自己インダクタンスと漏れインダクタンスは近い値となる場合が多い。
By the way, the magnetic flux Φb generated by the current Ia includes a magnetic flux generated so as to link the
図２（ｃ）は複数（本例では２個）の拡張用コイル３０を横並びに配置した配置例であり、この場合１次コイル１０に対向配設された拡張用コイル３０で発生する漏れ磁束Φｂが隣接する拡張用コイル３０に鎖交し、さらにこの拡張用コイル３０で発生する漏れ磁束Φｂが２次コイル２０に鎖交する。その結果、上述と同様に２次コイル２０に誘導起電力が発生し、２次コイル２０に接続された負荷２１に誘導電流を流すことができる。すなわち、拡張用コイル３０を１次コイル１０の磁束Φａが鎖交するように配置し、且つ、この拡張用コイル３０で発生する漏れ磁束Φｂを利用することで、給電機器１から離れた位置での給電が可能であるとともに、受電機器２の配置の自由度も大きくなるのである。
FIG. 2C is an arrangement example in which a plurality (two in this example) of expansion coils 30 are arranged side by side. In this case, leakage magnetic flux generated in the
また、図２（ｄ）は、図２（ｃ）におけるインピーダンス素子３１をコンデンサとしたものであり、このコンデンサと拡張用コイル３０とで高周波インバータ１１の動作周波数に共振する共振回路を構成することによって、拡張用コイル３０に流れる誘導電流が増加し、より多くの磁束を発生させることが可能になる。したがって、例えば後述するように複数の中継機器３を介して給電システムを構成する場合には、各拡張用コイル３０での磁束の減衰を考慮して共振回路を構成するのが好ましく、したがってインピーダンス素子３１としてはコンデンサを用いるのがよい。
FIG. 2D shows the
なお、図２（ｅ）は複数の拡張用コイル３０を用いた他の例であり、図２（ｄ）では２次コイル２０を末端の拡張用コイル３０に対して横並びに配置しているが、本例では末端の拡張用コイル３０のコイル面と２次コイル２０のコイル面とが対向するように配置している。この場合も同様に、給電機器１から離れた位置での給電が可能であるとともに、受電機器２の配置の自由度も大きくなる。
FIG. 2 (e) shows another example using a plurality of expansion coils 30, and in FIG. 2 (d), the
次に、図３は上記動作原理を利用した給電システムの具体例であり、図３（ａ）は１次コイル１０の巻軸方向と、拡張用コイル３０の巻軸方向とが一致するようにして給電機器１と中継機器３とを配置し、且つ、拡張用コイル３０の巻軸方向と、２次コイル２０の巻軸方向とが一致しない（重ならない）ようにして中継機器３と受電機器２とを横並びに配置している。なおこのとき、拡張用コイル３０には１次コイル１０の磁束Φａが鎖交し、２次コイル２０には拡張用コイル３０の漏れ磁束Φｂが鎖交する。
Next, FIG. 3 is a specific example of a power feeding system using the above operating principle. FIG. 3A is a diagram in which the winding direction of the
一方、図３（ｂ）は１次コイル１０の巻軸方向と、各拡張用コイル３０の巻軸方向とが重ならないようにして給電機器１と２個の中継機器３とを横並びに配置し、且つ、末端の拡張用コイル３０のコイル面と、２次コイル２０のコイル面とが対向するようにして受電機器２を配置している。なおこのとき、１次コイル１０に近接配置された拡張用コイル３０には１次コイル１０の漏れ磁束Φａが鎖交し、またこの拡張用コイル３０に近接配置された末端の拡張用コイル３０には隣接する拡張用コイル３０の漏れ磁束Φｂが鎖交し、さらに２次コイル２０には末端の拡張用コイル３０の磁束Φｂが鎖交する。
On the other hand, in FIG. 3B, the
すなわち、何れの場合も中継機器３を介在させることによって、給電機器１から離れた位置での給電が可能であるとともに、受電機器２の配置の自由度が大きくなる。なお、図３（ｃ）は、図３（ｂ）の給電システムに対して中継機器３に負荷（例えば発光ダイオードなど）３２を設けたものであり、このように中継機器３に負荷３２を設けることで、給電機器１から送られる電力を受電機器２に伝送する機能と、給電機器１から送られる電力の一部で負荷３２を動作させる機能とを備えた中継機器３を実現できる。
That is, in any case, the
ここにおいて、本実施形態の給電システムでは、給電機器１と中継機器３とが別体であるから、受電機器２の位置に応じて、給電機器１に対する中継機器３の位置が変更可能であり、したがって受電機器２の配置に応じた給電システムを容易に構築することが可能である。
Here, in the power feeding system of the present embodiment, the
図４は本実施形態の給電システムの他の例であり、図４（ａ）、図４（ｄ）、図４（ｅ）に示す給電システムでは、各１個ずつ設けられた給電機器１および受電機器２と、複数（本例では２個）の中継機器３とを備えている。図４（ａ）では、１次コイル１０の巻軸方向と拡張用コイル３０の巻軸方向とが並行する形で、給電機器１と一方の中継機器３とが横並びに配置され、さらに互いの拡張用コイル３０のコイル面が対向する形で、２個の中継機器３，３が対向配置されている。また、拡張用コイル３０の巻軸方向と２次コイル２０の巻軸方向とが並行する形で、他方の中継機器３と受電機器２とが横並びに配置されている。そして、本例では、１次コイル１０の漏れ磁束Φａが一方の拡張用コイル３０を鎖交し、この拡張用コイル３０で発生した磁束Φｂが他方の拡張用コイル３０を鎖交し、さらに他方の拡張用コイル３０で発生した漏れ磁束Φｂが２次コイル２０を鎖交するのである。
FIG. 4 shows another example of the power supply system of the present embodiment. In the power supply system shown in FIGS. 4A, 4D, and 4E, the
一方、図４（ｄ）では、１次コイル１０、２次コイル２０および拡張用コイル３０，３０の巻軸方向が並行する形で、給電機器１、受電機器２および中継機器３，３が横並びに配置されており、本例では隣接するコイルの漏れ磁束が各コイルに鎖交することになる。そして、何れの場合も、１次コイル１０の漏れ磁束を利用することによって、給電機器１から離れた位置での給電が可能であるとともに、受電機器２の配置の自由度が大きくなるのである。なお、図４（ｅ）は、図４（ｄ）における負荷２１をランプとしたものであり、動作原理については図４（ｄ）と同様であるから説明は省略する。
On the other hand, in FIG. 4D, the
また、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、ぞれぞれ図４（ｄ）および図４（ｅ）から中継機器３を１個減らした構成であるから、ここでは説明は省略する。なお、図４（ｂ）〜図４（ｅ）に示すように各コイルを配置することで、コイルの周縁部に発生する磁束も有効に利用できるのである。
4 (b) and 4 (c) have a configuration in which one
次に、図５は本実施形態の給電システムのさらに他の例であり、各１個ずつ設けられた給電機器１および受電機器２と、複数（本例では３個）の中継機器３とを備えている。図５（ａ）では、１次コイル１０の巻軸方向と各拡張用コイル３０の巻軸方向とが並行する形で、給電機器１と３個の中継機器３とが横並びに配置され、受電機器２は、末端の中継機器３の拡張用コイル３０のコイル面に２次コイル２０のコイル面が対向するようにして配置されている。なお、図５（ｂ）は上述した図２（ｄ）に対して中継機器３を１個増やしたものであるから、ここでは説明を省略する。
Next, FIG. 5 shows still another example of the power supply system of the present embodiment. The
この場合、図４の給電システムに比べて、給電機器１からさらに離れた位置での給電が可能であるとともに、受電機器２の配置の自由度もより大きくなる。また、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、隣接するコイルの一部に対して巻線の一部が近接するようにして１次コイル１０および拡張用コイル３０を横並びに配置することによって、漏れ磁束を主磁束として有効に活用し、この鎖交磁束により平面方向に電磁誘導が行われて平面方向への給電範囲を拡張することが可能になる。さらに、隣接するコイル同士が近いほど鎖交する漏れ磁束の割合を大きくすることができ、その結果供給可能な電力量も大きくなる。
In this case, as compared with the power feeding system of FIG. 4, power feeding at a position further away from the
ここにおいて、本例のように複数の中継機器３を横並びに配置する場合には、上述したように各拡張用コイル３０での磁束の減衰を考慮して、高周波インバータ１１の動作周波数に共振する共振回路を構成するのが好ましく、したがってインピーダンス素子３１としてはコンデンサを用いるのがよい。
Here, when a plurality of
而して、本実施形態によれば、１次コイル１０の形状や大きさなどが従来例と同じ条件でありながら、受電機器２が１次コイル１０から離れた場所に配置されていても中継機器３の拡張用コイル３０を介して電力を供給することが可能であるから、受電機器２の配置場所の制約が少なくなり、使い勝手のよい給電システムを提供することができる。また、拡張用コイル３０の形状や大きさなどが異なる複数種類の中継機器３を用意することで、様々な用途に応じた給電システムを構築することができる。さらに、中継機器３には単一の拡張用コイル３０を設ければよく、従来例のように給電側、受電側の両コイルにそれぞれ対応する２つのコイルを設けたり、漏れ磁束を抑えるためのコアを使用しなくてもいいので、コストアップを抑えつつ小型の給電システムが構築できる。
Thus, according to the present embodiment, the shape and size of the
また、拡張用コイル３０の巻線の一部を１次コイル１０の一部に近接させるようにして給電機器１と中継機器３とを配置した場合には、１次コイル１０の磁束と拡張用コイル３０の磁束の両方が鎖交する位置に２次コイル２０を配置することによって、２次コイル２０で発生する誘導電流が大きくなり、その結果受電機器２への給電効率を高めることもできる。さらに、空芯コイルは耐電力が大きく、且つインダクタンスが小さいので、本給電システムのような高周波を利用したシステムに用いることによって、最適なシステム構築が可能になる。また、負荷２１，３２として発光ダイオードを用いた場合には、発光ダイオードは消費電力が小さいので、ランニングコストを抑えつつ輝度の高い照明機器を実現できる。
Further, when the
なお、本実施形態では、１次コイル１０、２次コイル２０および拡張用コイル３０が円筒状のコイルの場合を例に説明したが、各コイルの形状は本実施形態に限定されるものではなく、例えば角筒状のものであってもよい。また、中継機器３の数についても本実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すればよい。さらに、上記の各形態は一例であって、漏れ磁束を利用する構成のものであれば他の形態でもよい。
In the present embodiment, the case where the
（実施形態２）
本発明に係る給電システムの実施形態２を図６に基づいて説明する。本実施形態の給電システムでは、給電機器１を取り囲むようにして複数の中継機器３を配置した点で実施形態１と異なっている。なお、基本構成については実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。また、図６（ｂ）では、図示を簡略化するために受電機器２の図示を省略している。
(Embodiment 2)
本実施形態の給電システムは、図６（ａ）に示すように円筒状の１次コイル１０を具備する給電機器１と、同じく円筒状の２次コイル２０を具備する受電機器２と、同じく円筒状の拡張用コイル３０を具備する複数（本実施形態では６個）の中継機器３とを備えている。各中継機器３は、それぞれ１次コイル１０の一部に対して拡張用コイル３０の巻線の一部を近接させた状態で、給電機器１を取り囲むようにして配置される。そして、受電機器２は、中継機器３の拡張用コイル３０の一部に対して２次コイル２０の巻線の一部を近接させた状態に配置される。また、図６（ｂ）は、各中継機器３にそれぞれ負荷（例えば熱源や発光ダイオードやブザーなど）３２を設けた例である。なお、本実施形態でも、上記の給電機器１、受電機器２および中継機器３は、それぞれ図示しないケースに収納される形で別個の機器として構成されている。
As shown in FIG. 6A, the power feeding system of the present embodiment includes a
而して、本実施形態によれば、１次コイル１０を取り囲むように各拡張用コイル３０を配置することによって、１次コイル１０と各拡張用コイル３０との距離が略等しくなり、そのため各拡張用コイル３０に発生する磁束は均一で安定した磁束となるから、受電機器２は何れの中継機器３からでも同程度の電力を受け取ることが可能になる。
Thus, according to the present embodiment, by disposing each
なお、中継機器３の個数は本実施形態に限定されるものではなく、用途などに応じて適宜設定すればよい。また、本実施形態においても、各コイルは円筒状のコイルに限定されるものではなく、角筒状のものであってもよい。
Note that the number of
（実施形態３）
本発明に係る給電システムの実施形態３を図７に基づいて説明する。実施形態１，２では１次コイル１０および拡張用コイル３０を円筒状の螺旋コイルとしているが、本実施形態では１次コイル１０および拡張用コイル３０を角筒状の螺旋コイルとしている。なお、基本構成については実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。また、図７では、図示を簡略化するために受電機器２の図示を省略している。
(Embodiment 3)
本実施形態の給電システムは、図７（ａ）に示すように角筒状の螺旋コイルからなる１次コイル１０を具備する給電機器１と、受電機器（図示せず）と、同じく角筒状の螺旋コイルからなる拡張用コイル３０を具備する複数（本実施形態では３個）の中継機器３とを備えている。なお、本実施形態でも、給電機器１および中継機器３は、それぞれ図示しないケースに収納される形で別個の機器として構成されている。
As shown in FIG. 7A, the power supply system according to the present embodiment includes a
そして、給電機器１および各中継機器３は、図７（ａ）に示すように互いに近接する各コイルの巻線部分が並行となるように配置され、１つの矩形状の給電部を構成している。また、図７（ｂ）は本実施形態の他の例であり、給電機器１および各中継機器３は、互いに近接する各コイルの巻線部分が並行となるように横並びに配置され、１つの横長の給電部を構成している。
As shown in FIG. 7A, the
而して、本実施形態によれば、互いに近接する各コイルの巻線部分が並行となるように給電機器１と中継機器３とを配置することによって、各コイル間の隙間が小さくなり、その結果磁束を効率よく鎖交させることができるので、複数の中継機器３を平面方向に沿って配置することが可能になり、平面方向における給電距離を延ばすことができる。
Thus, according to the present embodiment, by arranging the
なお、１次コイル１０および拡張用コイル３０の形状は上記の実施例に限定されるものではなく、例えば図７（ｃ）に示すように各辺部に沿って巻線を配置した立方体形状のコイルでもよい。また、互いに近接する巻線部分が並行になればいいので、四角形以外の他の多角形（例えば三角形など）のものでもいいし、三角錐や四角錐などの多面体形状のものでもよい。これらのコイルでも同様に各コイル間の隙間を小さくすることが可能になり、その結果磁束を効率よく鎖交させることができる。
Note that the shapes of the
（実施形態４）
本発明に係る給電システムの実施形態４を図８に基づいて説明する。上述した実施形態１〜３では、給電機器１と中継機器３とを別個の機器として個別に構成しているが、本実施形態では、給電機器１および中継機器３とで一体的な給電手段を構成し、さらに各コイル間で折り畳み可能としている。なお、基本構成については実施形態３と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。また、図８では、図示を簡略化するために受電機器の図示を省略している。
(Embodiment 4)
本実施形態の給電システムは、角筒状の螺旋コイルからなる１次コイル１０を具備する給電機器１と、受電機器（図示せず）と、同じく角筒状の螺旋コイルからなる拡張用コイル３０を具備する複数（本実施形態では３個）の中継機器３と、給電機器１および中継機器３が取り付けられる取付部材４とを備えている。
The power supply system according to the present embodiment includes a
取付部材４は、例えば可撓性を有する樹脂成形品であって、四等分する形で十字状の折り目４ａが設けられており、この折り目４ａにより折り畳み可能になっている。
The mounting
そして、給電機器１および各中継機器３は、折り目４ａによって四等分された各エリアにそれぞれ取り付けられ、一体的な給電手段（送り手段）を構成する。なお、各エリアに配置された各コイルは、それぞれ自己に隣接するコイルに対して並行且つ近接する状態に配置される。
And the
上述のように構成された給電手段を使用する場合には、図８（ａ）に示すように取付部材４を拡げた状態で使用し、収納する場合には、図８（ｂ）に示すように取付部材４を折り畳んだ状態で収納する。
When the power supply means configured as described above is used, the
而して、本実施形態によれば、使用時には拡げることで給電範囲を大きく設定することができ、また未使用時には折り畳むことで収納スペースを小さくすることができる。 Thus, according to the present embodiment, the power supply range can be set large by expanding it during use, and the storage space can be reduced by folding it when not in use.
なお、本実施形態では、取付部材４に折り目４ａを設けて折り畳めるようにしているが、例えばヒンジなどを介して折り畳めるようにしてもよい。また、上記取付部材を折り曲げ自在の素材（例えば布など）で構成してもよく、この場合折り目やヒンジも不要になるという利点がある。
In this embodiment, the
（実施形態５）
本発明に係る給電システムの実施形態５を図９および図１０に基づいて説明する。上述の実施形態１〜４では、１次コイル１０および拡張用コイル３０を平面的に配置しているのに対して、本実施形態では１次コイル１０および拡張用コイル３０を立体的に配置している。なお、基本構成は実施形態３と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 5)
図９（ａ）は従来の給電システムであり、角筒状の螺旋コイルからなる１次コイル１０を具備する給電機器１と、円筒状の螺旋コイルからなる２次コイル２０および照明２１を具備する受電機器２とを備えている。そして、給電機器１および受電機器２は、１次コイル１０のコイル面と２次コイル２０のコイル面とが対向するようにして配置され、給電機器１と受電機器２の間の距離がＤ１のときに照明２１が点灯する。
FIG. 9A shows a conventional power supply system, which includes a
一方、図９（ｂ）は本実施形態の給電システムであり、上述の給電機器１および受電機器２と、角筒状の螺旋コイルからなる拡張用コイル３０をそれぞれ具備する複数（本実施形態では２個）の中継機器３，３とを備えており、給電機器１と受電機器２の間に両中継機器３，３を配置している。なお、各中継機器３の拡張用コイル３０は、それぞれ自己のコイル面と１次コイル１０および２次コイル２０のコイル面とが対向するように配置され、またインピーダンス素子３１としてコンデンサを用いることで高周波インバータ１１の動作周波数に共振する共振回路を構成している。
On the other hand, FIG. 9B shows a power supply system according to the present embodiment, which includes a plurality of (in the present embodiment) each provided with the above-described
そして、この給電システムでは、図９（ｂ）に示すように給電機器１と中継機器３の距離がＤ１より離れた場合には拡張用コイル３０に鎖交する磁束は少なくなるが、共振回路により拡張用コイル３０に流れる誘導電流は増加することになるから拡張用コイル３０で生じる磁束は増加することになる。その結果、拡張用コイル３０で生じた磁束を２次コイル２０に鎖交させることによって、照明２１を点灯させることができ、給電機器１から受電機器２までの距離Ｄ２（Ｄ２＞Ｄ１）を従来例よりも長く設定することができるのである。
In this power feeding system, as shown in FIG. 9B, when the distance between the
図１０は、上記給電システムを利用したディスプレイ装置の一例であり、矩形箱状のケース５の上段、中段、下段にはそれぞれ展示物Ｐが配置され、各展示物Ｐにはそれぞれ下側からスポット照明が照射されるようになっている。下段の展示スペースの下部には１次コイル１０を備えた給電機器１が配置されており、この給電機器１の上部には２次コイル２０および照明２１を備えた受電機器２が配置されている。また、上段および中段の展示スペースの下部には、それぞれ拡張用コイル３０を備えた中継機器３が配置されており、各中継機器３の上部にはそれぞれ２次コイル２０および照明２１を備えた受電機器２が配置されている。
FIG. 10 shows an example of a display device using the above-described power supply system. Exhibits P are arranged in the upper, middle, and lower stages of the rectangular box-shaped
次に、本給電システムの動作について簡単に説明する。給電機器１の高周波インバータ１１により１次コイル１０に高周波電流を印加すると、１次コイル１０を鎖交する形で磁束が発生し、下段の受電機器２では、上記磁束が２次コイル２０を鎖交することで２次コイル２０に誘導電流が流れ、この誘導電流により照明２１が点灯する。
Next, the operation of the power supply system will be briefly described. When a high-frequency current is applied to the
また、１次コイル１０に発生した磁束は中段の中継機器３の拡張用コイル３０にも鎖交するが、上述したように拡張用コイル３０はインピーダンス素子３１とともに共振回路を構成しており、例えば１次コイル１０から拡張用コイル３０までの距離が長く鎖交磁束が少ない場合でも、上記共振回路により拡張用コイル３０に発生する磁束が増加することになる。その結果、この磁束を対応する２次コイル２０に鎖交させることによって当該２次コイル２０に誘導電流が流れ、この誘導電流により照明２１が点灯するのである。
Further, the magnetic flux generated in the
さらに、中段の中継機器３の拡張用コイル３０で発生した磁束は、上段の中継機器３の拡張用コイル３０にも鎖交し、上述と同様の処理を経て照明２１が点灯する。
Further, the magnetic flux generated in the
而して、本実施形態によれば、各コイルのコイル面が互いに対向するようにした状態で中継機器３，３を給電機器１と受電機器２との間に配置するとともに、インピーダンス素子３１としてコンデンサを用いて共振回路を構成することで、給電機器１と受電機器２の間の距離が従来例より離れていても受電機器２に給電可能であるから、給電機器１からさらに離れた位置での給電を可能にする給電システムを実現することができる。
Thus, according to the present embodiment, the
なお、各コイルのコイル形状は本実施形態に限定されるものではなく、上記の他の実施形態と同様に他の形状であってもよい。 In addition, the coil shape of each coil is not limited to this embodiment, Other shapes may be sufficient like the said other embodiment.
（実施形態６）
本発明に係る給電システムの実施形態６を図１１に基づいて説明する。実施形態５では、各コイルのコイル面が互いに対向するようにして中継機器３を給電機器１と受電機器２の間に配置しているが、本実施形態では、受電機器２を給電機器１と中継機器３の間に配置している。なお、基本構成については実施形態３と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 6)
図１１（ａ）は従来の給電システムを利用したディスプレイ装置であり、ケース５の下部には、角筒状の螺旋コイルからなる１次コイル１０を備えた給電機器１が配置され、ケース５の上部からは、円筒状の螺旋コイルからなる２次コイル２０を備えた受電機器２が吊り下げられている。そして、図１１（ａ）に示すように給電機器１と受電機器２の間の距離がＨ１のときに照明２１が点灯する。
FIG. 11A shows a display device using a conventional power supply system. A
一方、図１１（ｂ）は本実施形態の給電システムを利用したディスプレイ装置であり、上述の給電機器１および受電機器２と、角筒状の螺旋コイルからなる拡張用コイル３０をそれぞれ具備する複数（本実施形態では２個）の中継機器３，３とを備えており、ケース５の下部に給電機器１が配置されるとともにケース５の上部に両中継機器３，３が互いのコイル面が対向する形で近接配置され、さらにケース５の上部から受電機器２が吊り下げられている。ここに、本実施形態でも、インピーダンス素子３１としてコンデンサを用いており、拡張用コイル３０とともに高周波インバータ１１の動作周波数に共振する共振回路を構成している。
On the other hand, FIG. 11B is a display device using the power supply system of the present embodiment, and includes a plurality of the above-described
したがって、本実施形態でも、実施形態５と同様に拡張用コイル３０に鎖交する１次コイル１０の磁束が少ない場合でも、共振回路により拡張用コイル３０に流れる誘導電流が増加するので、給電機器１から受電機器２までの距離がＨ２（Ｈ２＞Ｈ１）であっても照明２１を点灯させるのに必要な磁束が拡張用コイル３０に発生し、この磁束を２次コイル２０に鎖交させることで２次コイル２０に誘導電流が流れ、照明２１を点灯させることができるのである。
Therefore, in this embodiment as well as in the fifth embodiment, even when the magnetic flux of the
而して、本実施形態によれば、各コイルのコイル面が互いに対向するようにした状態で中継機器３，３を受電機器２に対して給電機器１と反対側に配置するとともに、インピーダンス素子３１としてコンデンサを用いて共振回路を構成することで、給電機器１と受電機器２の間の距離が従来例より離れていても受電機器２に給電可能であるから、給電機器１からさらに離れた位置での給電を可能にする給電システムを実現することができる。
Thus, according to the present embodiment, the
なお、各コイルのコイル形状は本実施形態に限定されるものではなく、上記の他の実施形態と同様に他の形状であってもよい。 In addition, the coil shape of each coil is not limited to this embodiment, Other shapes may be sufficient like the said other embodiment.
（実施形態７）
本発明に係る給電システムの実施形態７を図１２に基づいて説明する。本実施形態では、給電機器１の１次コイル１０の両側に、中継機器３の拡張用コイル３０を配置した点で上記の各実施形態と異なっている。なお、基本構成については実施形態１の図５（ｂ）と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 7)
Embodiment 7 of the electric power feeding system which concerns on this invention is demonstrated based on FIG. The present embodiment is different from the above embodiments in that the extension coils 30 of the
本実施形態の給電システムは、１次コイル１０を具備する給電機器１と、２次コイル２０を具備する複数（本実施形態では２個）の受電機器２と、拡張用コイル３０を具備する複数（本実施形態では６個）の中継機器３とを備えている。給電機器１の両側には、拡張用コイル３０のコイル面が１次コイル１０のコイル面に対向するようにして中継機器３が各１つずつ配置され、また残りの中継機器３は、給電機器１の両側に配置された各中継機器３の拡張用コイル３０に対して自己の拡張用コイル３０が横並びとなるようにそれぞれ配置されている。さらに、各受電機器２は、末端に配置された各中継機器３の拡張用コイル３０に対して２次コイル２０が横並びとなるようにそれぞれ配置されている。なお、本実施形態でも、給電機器１、受電機器２および中継機器３は、それぞれ図示しないケースに収納される形で別個の機器として構成されている。
The power supply system of the present embodiment includes a
ここで、図１３は本実施形態の中継機器３の模式図であり、平面コイルからなる円形の拡張用コイル３０と、チップ素子からなるインピーダンス素子３１とを同一平面上に配置したものである。なお、上記拡張用コイル３０は、印刷配線によりシート状に形成してもいいし、細い銅線により巻回したものをプラスチックフィルムなどでラッピングしてもよい。そして、この場合、平面コイルからなる拡張用コイル３０と、チップ素子からなるインピーダンス素子３１とを同一平面上に配置することによって、薄型の中継機器３を実現できるのである。なお、１次コイル１０および２次コイル２０として平面コイルを用いてもよく、同様に給電機器１および受電機器２の薄型化が可能になる。
Here, FIG. 13 is a schematic diagram of the
また、本実施形態では、図５において説明した給電システムと同様に、複数の中継機器３を横並びに配置しているので、各拡張用コイル３０での磁束の減衰を考慮して、高周波インバータ１１の動作周波数に共振する共振回路を構成するのが好ましく、したがってインピーダンス素子３１としてはコンデンサを用いるのがよい。
In the present embodiment, since the plurality of
次に、本給電システムの動作を簡単に説明すると、給電機器１の１次コイル１０で発生した磁束を両側に配置された各拡張用コイル３０，３０に鎖交させることで、これらの拡張用コイル３０，３０にはそれぞれ誘導電流に応じた磁束が発生し、これらの磁束の漏れ磁束をそれぞれ隣接する拡張用コイル３０，３０に鎖交させることで、隣接する拡張用コイル３０，３０にも誘導電流に応じた磁束が発生する。以下同様にして、漏れ磁束を隣接する拡張用コイル３０，３０に順次鎖交していき、末端の各拡張用コイル３０，３０の漏れ磁束を対応する２次コイル２０，２０にそれぞれ鎖交させることで、各２次コイル２０，２０に誘導電流が流れ、それぞれ対応する負荷２１，２１に電力が供給される。
Next, the operation of the power supply system will be briefly described. The magnetic flux generated in the
而して、本実施形態によれば、給電機器１の１次コイル１０の両側の磁束を利用することによって、受電機器２への給電範囲をさらに拡げることができ、その結果受電機器２の配置の自由度がさらに大きくなる。
Thus, according to the present embodiment, by using the magnetic flux on both sides of the
なお、使用する中継機器３の個数は本実施形態に限定されるものではなく、用途などに応じて適宜設定すればよい。また、各コイルのコイル形状は本実施形態に限定されるものではなく、上記の他の実施形態と同様に他の形状であってもよい。さらに、上記の実施形態１〜６においても、図１３に示す中継機器３を用いてもよい。
Note that the number of
（実施形態８）
本発明に係る給電システムの実施形態８を図１４に基づいて説明する。上述の実施形態１〜７では、高周波インバータ１１の電源として商用電源を用いているが、本実施形態では、電池６を用いている。なお、基本構成については実施形態１の図５（ａ）と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 8)
Embodiment 8 of the electric power feeding system which concerns on this invention is demonstrated based on FIG. In the above-described first to seventh embodiments, a commercial power source is used as the power source of the high-
本実施形態の給電システムは、円筒状の螺旋コイルからなる１次コイル１０を具備する給電機器１と、同じく円筒状の螺旋コイルからなる２次コイル２０を具備する受電機器２と、同じく円筒状の螺旋コイルからなる拡張用コイル３０を具備する複数（本実施形態では３個）の中継機器３とを備えている。給電機器１および各中継機器３は、１次コイル１０および各拡張用コイル３０が、それぞれ自己に隣接するコイルに対して近接するようにして横並びに配置され、さらに受電機器２は、末端の中継機器３の拡張用コイル３０のコイル面に２次コイル２０のコイル面が対向するようにして配置されている。そして、給電機器１が備える高周波インバータ１１には、電池６から電源が供給されるようになっている。なお、電池６は一次電池でも二次電池でもよく、また電気二重層コンデンサや太陽電池などであってもよい。また、本実施形態でも、給電機器１、受電機器２および中継機器３は、それぞれ図示しないケースに収納される形で別個の機器として構成されている。
The power feeding system of the present embodiment includes a
さらに、本実施形態では、図５において説明した給電システムと同様に、複数の中継機器３を横並びに配置しているので、各拡張用コイル３０での磁束の減衰を考慮して、高周波インバータ１１の動作周波数に共振する共振回路を構成するのが好ましく、したがってインピーダンス素子３１としてはコンデンサを用いるのがよい。
Furthermore, in this embodiment, since the plurality of
次に、本給電システムの動作を簡単に説明すると、給電機器１の１次コイル１０で発生した磁束の漏れ磁束を隣接する拡張用コイル３０に鎖交させることで、この拡張用コイル３０に誘導電流に応じた磁束が発生し、さらにこの磁束の漏れ磁束を隣接する拡張用コイル３０に鎖交させることで、隣接する拡張用コイル３０にも誘導電流に応じた磁束が発生する。以下同様にして、漏れ磁束を隣接する拡張用コイル３０に順次鎖交していき、末端の拡張用コイル３０の磁束を２次コイル２０に鎖交させることで、２次コイル２０に誘導電流が流れ、負荷２１に電力が供給される。
Next, the operation of the power supply system will be briefly described. The leakage flux of the magnetic flux generated by the
而して、本実施形態によれば、給電機器１の電源を電池６から供給することによって、コードレスの給電システムを実現することができ、その結果本システムを移動しながら使用したり、異なる場所で使用することが可能になる。
Thus, according to the present embodiment, by supplying the power of the
なお、使用する中継機器３の個数は本実施形態に限定されるものではなく、用途などに応じて適宜設定すればよい。また、各コイルのコイル形状は本実施形態に限定されるものではなく、上記の他の実施形態と同様に他の形状であってもよい。さらに、本実施形態においても、図１３に示す中継機器３を用いてもよい。
Note that the number of
（実施形態９）
本発明に係る給電システムの実施形態９を図１５に基づいて説明する。本実施形態では、少なくとも１つの給電機器１が近接するように各中継機器３を配置した点で上記の各実施形態と異なっている。なお、基本構成については実施形態３と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 9)
A ninth embodiment of the power feeding system according to the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the above-described embodiments in that each
本実施形態の給電システムは、角筒状の螺旋コイルからなる１次コイル１０を具備する複数（本実施形態では２個）の給電機器１と、同じく角筒状の螺旋コイルからなる２次コイル２０を具備する受電機器２と、同じく角筒状の螺旋コイルからなる拡張用コイル３０を具備する複数（本実施形態では１３個）の中継機器３とを備えている。なお、本実施形態でも、給電機器１、受電機器２および中継機器３は、それぞれ図示しないケースに収納される形で別個の機器として構成されている。
The power supply system of the present embodiment includes a plurality of (two in the present embodiment)
各中継機器３は、それぞれ給電機器１を取り囲むようにして配置され、隣接する機器の間を図示しない取付手段により連結することで１つの矩形状の給電部を構成している（図１５参照）。また、各中継機器３は、それぞれ少なくとも１つの給電機器１に近接するように配置され、さらに中央に配置された３個の中継機器３は両給電機器１，１に近接するように配置されている。
Each
そして、受電機器２に給電する際には、２次コイル２０のコイル面が１次コイル１０および拡張用コイル３０のコイル面に対向するように受電機器２を配置することで、１次コイル１０または拡張用コイル３０の磁束が２次コイル２０を鎖交し、この鎖交磁束により２次コイル２０に誘導電流が流れると負荷２１に電力が供給されるようになっている。したがって、本形態によれば、１次コイル１０または拡張用コイル３０の磁束が鎖交する位置であれば、受電機器２を任意に配置することができるのである。
When power is supplied to the
而して、本実施形態によれば、各中継機器３を少なくとも１つの給電機器１に近接するように配置することによって、各拡張用コイル３０への鎖交磁束の減衰を抑えることができ、その結果受電機器２は何れの中継機器３からでも電力を受け取ることが可能になる。
Thus, according to the present embodiment, by arranging each
なお、使用する給電機器１や中継機器３の個数は本実施形態に限定されるものではなく、用途などに応じて適宜設定すればよい。また、各コイルのコイル形状は本実施形態に限定されるものではなく、上記の他の実施形態と同様に他の形状であってもよい。さらに、本実施形態においても、図１３に示す中継機器３を用いてもよい。
Note that the number of
（実施形態１０）
本発明に係る給電システムの実施形態１０を図１６に基づいて説明する。本実施形態では、給電機器１および中継機器３を、互いに異なる形状のパズルピースとした点で上記各実施形態と異なっている。なお、基本構成については実施形態１と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。また、図１６では、図示を簡略化するために受電機器の図示を省略している。
(Embodiment 10)
A power supply system according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the above embodiments in that the
本実施形態の給電システムは、１次コイル１０を具備する給電機器１と、受電機器（図示せず）と、拡張用コイル３０を具備する複数（本実施形態では４個）の中継機器３とを備えている。給電機器１および各中継機器３は、それぞれ互いに異なる形状に形成されたパズルピースからなり、各パズルピースには側縁に沿ってコイルが配線されている。そして、パズルピースを組み立てた状態では、隣接する各コイルが互いに近接した状態に配置され、全体として１つの矩形状の給電部が構成されるようになっている。また、給電機器１および各中継機器３には、それぞれコイルに流れる電流によって点灯する発光ダイオード１２，３２が設けられている。
The power feeding system of the present embodiment includes a
次に、本給電システムの動作について簡単に説明する。高周波インバータ１１により１次コイル１０に高周波電流を印加すると、１次コイル１０を鎖交する形で磁束が発生するとともに、１次コイル１０に流れる高周波電流によって発光ダイオード１２が点灯する。また、１次コイル１０で発生した磁束が隣接する各中継機器３の拡張用コイル３０を鎖交すると、各拡張コイル３０に誘導電流が流れるとともに、この誘導電流に応じた磁束が発生する。そして、各中継機器３では、拡張コイル３０に流れる誘導電流によって対応する発光ダイオード３２が点灯する。なお、給電機器１に隣接していない中継機器３には、隣接する中継機器３の漏れ磁束が鎖交し、その結果拡張用コイル３０に誘導電流が流れることで対応する発光ダイオード３２が点灯する。
Next, the operation of the power supply system will be briefly described. When a high frequency current is applied to the
ここに、本実施形態においても中継機器３が横並びに配置されることになるので、各拡張用コイル３０での磁束の減衰を考慮して、高周波インバータ１１の動作周波数に共振する共振回路を構成するのが好ましく、したがってインピーダンス素子３１としてはコンデンサを用いるのがよい。
Here, since the
而して、本実施形態によれば、給電機器１および中継機器３をそれぞれ形状の異なるパズルピースとすることによって、本システムを楽しみながら構築することができる。また、本実施形態のように各機器に発光ダイオードを設けた場合には、意匠性の向上を図ることも可能である。
Thus, according to the present embodiment, the
なお、使用する給電機器１や中継機器３の個数は本実施形態に限定されるものではなく、用途などに応じて適宜設定すればよい。また、本実施形態においても、図１３に示す中継機器３を用いてもよい。
Note that the number of
１ 給電機器（送り側機器）
２ 受電機器（受け側機器）
３ 中継機器
１０ １次コイル
１１ 高周波インバータ
２０ ２次コイル
３０ 拡張用コイル
３１ インピーダンス素子
Φａ，Φｂ 磁束
1 Power supply equipment (feeding equipment)
2 Power receiving equipment (receiving equipment)
3
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