WO2023204226A1 - ワイヤレス受電装置 - Google Patents

Abstract

ワイヤレス受電装置（１０）は、受電コイル（２１１、２２１、２３１、２４１）、受電共振回路（２１０、２２０、２３０、２４０）、整流回路（３１－３４）を備える。受電コイル（２１１、２２１、２３１、２４１）は、外部磁界に結合することでそれぞれに受電電流を発生する。受電共振回路（２１０）は、受電コイル（２１１）とキャパシタ（２１２）を含んで構成され、受電共振回路（２２０）は、受電コイル（２２１）とキャパシタ（２２２）を含んで構成され、受電共振回路（２３０）は、受電コイル（２３１）とキャパシタ（２３２）を含んで構成され、受電共振回路（２４０）は、受電コイル（２４１）とキャパシタ（２４２）を含んで構成される。整流回路（３１－３４）は、それぞれ受電共振回路（２１０、２２０、２３０、２４０）に接続され、共振電流を整流する。受電コイル（２１１、２２１）は、平面型のスパイラルコイルであり、受電コイル（２３１、２４１）は、円筒型のソレノイドコイルである。スパイラルコイルの平面とソレノイドコイルの円筒形の軸とが非平行な状態で、受電コイル（２１１、２２１）と受電コイル（２３１、２４１）とは配置される。電力加算回路（４０）は、整流回路（３１－３４）の後段において、整流回路（３１－３４）の直流出力を加算し、負荷（７２）に電力を供給する。

Description

ワイヤレス受電装置

　本発明は、複雑な形状の筐体に受電コイルを備えたワイヤレス受電装置に関する。

　特許文献１には、耳介の形状に作られた筐体と、この筐体内に配置されたコイル部材とを備える補聴器が記載されている。

　特許文献１に記載の補聴器では、コイル部材が２個用いられている。２個のコイル部材は、平面型のコイルであり、互いに平行に配置される。

特開２０１９－４０８６０号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の構成では、送電台（送電コイル）に対して、補聴器を特定の姿勢で配置しなければ、効率的に電力を受電できなかった。

　特に、補聴器のような複雑な立体形状の筐体を有するデバイスの場合、常に同じ姿勢で送電台に配置されるとは限らず、受電できない場合や、大幅に受電効率が低下する場合があった。

　したがって、本発明の目的は、送電台（送電コイル）への配置姿勢による受電効率の低下を抑制できるワイヤレス受電装置を提供することにある。

　この発明のワイヤレス受電装置は、第１受電コイル、第２受電コイル、負荷、第１受電共振回路、第２受電共振回路、第１整流回路、第２整流回路を備える。第１受電コイルおよび第２受電コイルは、外部磁界に結合することでそれぞれに受電電流を発生する。負荷は、受電電流に基づく電力で駆動する。第１受電共振回路は、第１受電コイルと第１共振キャパシタを含んで構成され、第２受電共振回路は、第２受電コイルと第２共振キャパシタを含んで構成される。第１整流回路は、第１受電共振回路に接続され、第１受電共振回路の共振電流を整流して負荷に電力供給する。第２整流回路は、第２受電共振回路に接続され、第２受電共振回路の共振電流を整流して負荷に電力供給する。

　第１受電コイルは、平面型のスパイラルコイルであり、第２受電コイルは、円筒型のソレノイドコイルである。スパイラルコイルの平面に直交する方向とソレノイドコイルの円筒形の軸とが非平行な状態で、第１受電コイルと第２受電コイルとは配置される。電力加算回路は、第１整流回路と第２整流回路のそれぞれ後段において、第１整流回路の直流出力と第２整流回路の直流出力とを加算し、負荷に電力を供給する。

　この構成では、ワイヤレス受電装置の筐体の形状に応じて、第１受電コイルと第２受電コイルとを適切に配置でき、筐体に対して複数の異なる方向で磁束が鎖交しても、第１受電コイルまたは第２受電コイルのいずれかが効率的な受電を行える。そして、第１受電コイルから得られる直流出力と、第２受電コイルから得られる直流出力とが加算して負荷に供給されるので、ワイヤレス受電装置の姿勢によらず、効率的な受電が可能になる。

　この発明によれば、ワイヤレス受電装置の送電台（送電コイル）への配置姿勢によらずに受電デバイスの配置自由度を大きくして効率的に受電でき、かつ、複雑な立体形状の筐体においても、平面的な空間領域と円筒的な空間領域のそれぞれを有効に活用して、小型で受電性能に優れた受電デバイスを実現することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るワイヤレス受電装置の回路図である。 図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）は、本発明の実施形態に係るワイヤレス受電装置の概略構造を示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係るワイヤレス受電装置の外観斜視図である。 図４（Ａ）は、平面型のスパイラルコイルの一例を示す平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＥ－Ｅ断面図である。 図５（Ａ）は、ソレノイドコイルの側面図であり、図５（Ｂ）は、ソレノイドコイルの端面図である。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）は、給電台にワイヤレス受電装置を載置して給電を行った場合を示す図である。 図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、本発明の実施形態の派生例に係るワイヤレス受電装置の概略構造を示す図である。

　本発明の実施形態に係るワイヤレス受電装置について、図を参照して説明する。

　（ワイヤレス受電装置１０の回路構成）
　　（接続構成）
　図１は、本発明の実施形態に係るワイヤレス受電装置の回路図である。

　図１に示すように、ワイヤレス受電装置１０は、受電コイル２１１、受電コイル２２１、受電コイル２３１、受電コイル２４１、キャパシタ２１２、キャパシタ２２２、キャパシタ２３２、および、キャパシタ２４２を備える。

　また、ワイヤレス受電装置１０は、整流回路３１、整流回路３２、整流回路３３、整流回路３４、電力加算回路４０、制御回路５０、電圧変換回路６１、充放電制御回路６２、二次電池７１、負荷７２を備える。

　受電コイル２１１には、キャパシタ２１２が並列接続される。受電コイル２１１とキャパシタ２１２との並列回路によって、受電共振回路２１０が構成される。受電コイル２２１には、キャパシタ２２２が並列接続される。受電コイル２２１とキャパシタ２２２との並列回路によって、受電共振回路２２０が構成される。

　受電コイル２３１には、キャパシタ２３２が並列接続される。受電コイル２３１とキャパシタ２３２との並列回路によって、受電共振回路２３０が構成される。受電コイル２４１には、キャパシタ２４２が並列接続される。受電コイル２４１とキャパシタ２４２との並列回路によって、受電共振回路２４０が構成される。

　受電コイル２１１、受電コイル２２１が、本発明の「第１受電コイル」に対応し、受電コイル２３１、受電コイル２４１が、本発明の「第２受電コイル」に対応する。キャパシタ２１２、キャパシタ２２２が、本発明の「第１共振キャパシタ」に対応し、キャパシタ２３２、キャパシタ２４２が、本発明の「第２共振キャパシタ」に対応する。受電共振回路２１０、受電共振回路２２０が、本発明の「第１受電共振回路」に対応し、受電共振回路２３０、受電共振回路２４０が、本発明の「第２受電共振回路」に対応する。

　受電共振回路２１０の出力端子は、整流回路３１の入力端子に接続され、受電共振回路２２０の出力端子は、整流回路３２の入力端子に接続される。受電共振回路２３０の出力端子は、整流回路３３の入力端子に接続され、受電共振回路２４０の出力端子は、整流回路３４の入力端子に接続される。整流回路３１、整流回路３２が、本発明の「第１整流回路」に対応し、整流回路３３、整流回路３４が、本発明の「第２整流回路」に対応する。

　整流回路３１の出力端子、整流回路３２の出力端子、整流回路３３の出力端子、整流回路３４の出力端子は、電力加算回路４０に接続される。

　電力加算回路４０の出力端子は、制御回路５０、および、電圧変換回路６１の入力端子に接続される。電圧変換回路６１の出力端子は、充放電制御回路６２の入力端子に接続される。充放電制御回路６２の出力端子は、二次電池７１および負荷７２に接続される。

　二次電池７１は、例えば、薄型電池である。これにより、二次電池７１は、後述する筐体１００内に収容しやすく、筐体１００の大型化を抑制できる。

　負荷７２は、ワイヤレス受電装置１０で実現するデバイスの機能を実行する回路等であり、例えば、ワイヤレス受電装置１０が補聴器の場合、マイクロフォン、音声信号の増幅回路等によって構成される。

　　（ワイヤレス受電装置１０の動作）
　受電コイル２１１、受電コイル２２１、受電コイル２３１、受電コイル２４１は、外部磁界に結合することでそれぞれに受電電流を発生する。より具体的には、ワイヤレス受電装置１０が搭載されたデバイスを給電台に載置したとき、受電コイル２１１、受電コイル２２１、受電コイル２３１、受電コイル２４１は、給電台の給電コイルに流れる電流によって発生する交番磁界に結合し、受電電流を発生する。この際、給電台に対するデバイスの載置姿勢によって、受電コイル２１１、受電コイル２２１、受電コイル２３１、受電コイル２４１のそれぞれが発生する受電電流の大きさは異なる。

　この際、受電共振回路２１０、受電共振回路２２０、受電共振回路２３０、受電共振回路２４０の共振周波数を、交番磁界の周波数（言い換えれば、給電装置の給電電流を発生するための駆動周波数）に合わせる。これにより、受電コイル２１１、受電コイル２２１、受電コイル２３１、受電コイル２４１における交番磁界に結合している受電コイルと、給電コイルとの間には、電磁界共鳴フィールドが形成される。この結果、低損失な受電が可能になる。なお、交番磁界の周波数は、例えば、６．７８ＭＨｚまたは１３．５６ＭＨｚである。これにより、ワイヤレス給電に、ＩＳＭ帯を利用できる。

　受電共振回路２１０からは、受電コイル２１１の受電電流に基づく共振電流が出力される。受電共振回路２２０からは、受電コイル２２１の受電電流に基づく共振電流が出力される。受電共振回路２３０からは、受電コイル２３１の受電電流に基づく共振電流が出力される。受電共振回路２４０からは、受電コイル２４１の受電電流に基づく共振電流が出力される。

　整流回路３１は、受電共振回路２１０の共振電流を整流して、第１直流電流を出力する。整流回路３２は、受電共振回路２２０の共振電流を整流して、第２直流電流を出力する。整流回路３３は、受電共振回路２３０の共振電流を整流して、第３直流電流を出力する。整流回路３４は、受電共振回路２４０の共振電流を整流して、第３直流電流を出力する。

　電力加算回路４０は、論理和回路によって構成される。電力加算回路４０は、第１直流電流、第２直流電流、第３直流電流、および、第４直流電流を加算して、加算合成電流を出力する。この加算合成電流による直流電力が、電圧変換回路６１等を通して、二次電池７１や負荷７２に供給される。

　より具体的な回路構成として、電力加算回路４０は、ダイオードＤ４１、ダイオードＤ４２、ダイオードＤ４３、ダイオードＤ４４、抵抗器Ｒ４０を備える。ダイオードＤ４１のアノードは、整流回路３１のＨｉ側出力端子に接続される。ダイオードＤ４２のアノードは、整流回路３２のＨｉ側出力端子に接続される。ダイオードＤ４３のアノードは、整流回路３３のＨｉ側出力端子に接続される。ダイオードＤ４４のアノードは、整流回路３４のＨｉ側出力端子に接続される。ダイオードＤ４１のカソード、ダイオードＤ４２のカソード、ダイオードＤ４３のカソード、および、ダイオードＤ４４のカソードは、互いに接続され、電力加算回路４０のＨｉ側出力端子に接続される。抵抗器Ｒ４０は、電力加算回路４０のＨｉ側出力端子とＬｏｗ側出力端子との間に接続される。

　制御回路５０は、電力加算回路４０の出力電力を受けて駆動し、電圧変換回路６１と充放電制御回路６２の動作制御を行う。

　制御回路５０からの制御を受けて、電圧変換回路６１は、電力加算回路４０からの入力電圧を、所定の電圧値に変換して、充放電制御回路６２に出力する。制御回路５０からの制御を受けて、充放電制御回路６２は、電圧変換回路６１から供給される電力によって、二次電池７１の充電に充電電流を出力する。また、充放電制御回路６２は、二次電池７１から入力された電流を負荷７２に出力する。すなわち、二次電池７１から負荷７２に電力供給される。なお、ここでは、充放電制御回路６２および二次電池７１と負荷７２とを個別に備える態様を示したが、充放電制御回路６２および二次電池７１は、負荷７２の一部として含まれていてもよい。

　（ワイヤレス受電装置１０の構造）
　図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）は、本発明の実施形態に係るワイヤレス受電装置の概略構造を示す図である。図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）は、ワイヤレス受電装置をそれぞれ異なる方向から視た図である。図３は、本発明の実施形態に係るワイヤレス受電装置の外観斜視図である。なお、以下では、形状を分かり易く説明するために、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向を用いて説明するが、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、それぞれが直交する３軸というだけの意味である。

　図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）、図３に示すように、ワイヤレス受電装置１０は、筐体１００を備える。筐体１００は、面１０１、面１０２、面１０３、面１０４、面１０５、面１０６を備える。なお、ワイヤレス受電装置１０の筐体１００は、耳介の形状に合わせた形状であるが、以下では、発明のポイントに関連する箇所に絞って形状を説明する。

　面１０１と面１０２とは、ｘ軸方向およびｚ軸方向に略平行な面であり、ｙ軸方向に所定距離で離れている。面１０１と面１０２とは略平行であり、互いに対向する。面１０３は、面１０１と面１０２とのｚ軸方向の一方端の端辺に連接する。面１０４は、面１０１と面１０２とのｚ軸方向の他方端の端辺に連接する。面１０５は、面１０１と面１０２とのｘ軸方向の一方端の端辺に連接する。面１０６は、面１０１と面１０２とのｘ軸方向の他方端の端辺に連接する。

　ここで、面１０１および面１０２では、ｘ軸方向の一方端側のｚ軸方向の長さは、ｘ軸方向の他方端側のｚ軸方向の長さよりも長い。すなわち、面１０１および面１０２は、面１０５に連接する側の領域１１０が、面１０６に連接する側の領域１２０よりも広い。

　このような形状の筐体１００に対して、上述の回路構成を実現する各回路素子が内蔵される。概略的には、これらの回路素子は、回路基板に実装され、これらの回路素子が実装された回路基板が、筐体１００に内蔵される。回路基板は、ソリッド基板であってもフレキシブル基板であってもよい。

　（受電コイルの構造）
　このような構成において、受電コイル２１１、受電コイル２２１、受電コイル２３１、受電コイル２４１は、下記のような形状で、下記のように筐体１００に配置される。

　受電コイル２１１および受電コイル２２１は、平面型のスパイラルコイルである。図４（Ａ）は、平面型のスパイラルコイルの一例を示す平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＥ－Ｅ断面図である。なお、図４（Ａ）、図４（Ｂ）では、受電コイル２１１を例に図示しているが、受電コイル２２１も同様の構成を備える。

　受電コイル２１１は、巻回形の線状導電体２１１０、絶縁性支持フィルム２１１１、および、磁性シート２１１２を備える。線状導電体２１１０は、絶縁性支持フィルム２１１１の第１面に形成される。磁性シート２１１２は、絶縁性支持フィルム２１１１の第２面に配置される。磁性シート２１１２は、線状導電体２１１０と磁性シート２１１２とは、並行に配置される。

　このような構成によって、受電コイル２１１は、線状導電体２１１０が形成される平面に直交する方向の磁束に高い結合度で結合する。

　受電コイル２３１および受電コイル２４１は、筒型（例えば、円筒型）のソレノイドコイルである。図５（Ａ）は、ソレノイドコイルの側面図であり、図５（Ｂ）は、ソレノイドコイルの端面図である。なお、図５（Ａ）、図５（Ｂ）では、受電コイル２３１を例に図示しているが、受電コイル２４１も同様の構成を備える。

　受電コイル２３１は、円筒型で螺旋形の線状導電体２３１０と円柱型の磁芯２３１１とを備える。磁芯２３１１は、線状導電体２３１０の螺旋の内側の空間に配置されている。

　このような構成によって、受電コイル２３１は、螺旋の軸方向の磁束に高い結合度で結合する。

　（各受電コイルの筐体への配置態様）
　図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）、図３に示すように、受電コイル２１１は、筐体１００の内部における、面１０１に近接する位置に配置される。この際、受電コイル２１１は、巻回形の線状導電体２１１０が形成する平面と面１０１とが略平行になるように（筐体１００のｘ軸と受電コイル２１１のｘ１軸とが略平行になるように）、配置される。また、受電コイル２１１は、線状導電体２１１０が磁性シート２１１２よりも面１０１側に配置されるように、筐体１００に配置される。

　受電コイル２２１は、筐体１００の内部における、面１０２に近接する位置に配置される。この際、受電コイル２２１は、巻回形の線状導電体が形成する平面と面１０２とが略平行になるように（筐体１００のｘ軸と受電コイル２２１のｘ１軸とが略平行になるように）、配置される。また、受電コイル２２１は、線状導電体が磁性シートよりも面１０２側に配置されるように、筐体１００に配置される。

　受電コイル２１１および受電コイル２２１は、筐体１００における領域１１０に配置される。これにより、受電コイル２１１および受電コイル２２１は、筐体１００が小さくても、その筐体１００における面積の大きな位置に配置される。したがって、受電コイル２１１および受電コイル２２１の平面面積を大きくでき、受電電流を大きくできる。

　受電コイル２３１は、螺旋形の線状導電体２３１０の軸方向（ｚ２軸方向）が筐体１００のｚ軸方向（面１０３と面１０４とが距離をおいて配置される方向）に平行になるように、筐体１００に配置される。

　この際、受電コイル２３１は、筐体１００における領域１１０に配置される。領域１１０では、面１０３と面１０４との距離が長い。したがって、軸方向（ｚ２軸方向）の長さが他の方向（ｘ２軸方向およびｙ２軸方向）よりも長い受電コイル２３１を、面１０３と面１０４との間、すなわち筐体１００内に配置できる。

　受電コイル２４１は、螺旋形の線状導電体の軸方向（ｚ２軸方向）が筐体１００のｘ軸方向（面１０５と面１０６とが距離をおいて配置される方向）に平行になるように、筐体１００に配置される。

　この際、受電コイル２４１は、筐体１００における領域１２０に配置される。領域１２０では、面１０３と面１０４との距離が短いものの、面１０５と面１０６とが距離をおいて配置される方向の距離が長い。したがって、軸方向（ｚ２軸方向）の長さが他の方向（ｘ２軸方向およびｙ２軸方向）よりも長い受電コイル２４１を、面１０５と面１０６との間、すなわち筐体１００内に配置できる。さらに、筐体１００のｘ軸方向において受電コイル２３１や受電コイル２１１、２２１に重ならない位置に配置できる。

　このような配置態様によって、平面型のスパイラルコイル（受電コイル２１１、受電コイル２２１）の平面に直交する方向と、ソレノイドコイル（受電コイル２３１、受電コイル２４１）の軸方向とが非平行な状態で、筐体１００に配置される。

　この構成によって、受電コイル２１１および受電コイル２２１は、筐体１００のｙ軸方向に平行な磁束に高い結合度で結合する。受電コイル２３１は、筐体１００のｚ軸方向に平行な磁束に高い結合度で結合する。受電コイル２４１は、筐体１００のｘ軸方向に平行な磁束に高い結合度で結合する。すなわち、平面型のスパイラルコイル（受電コイル２１１、受電コイル２２１）は、ｙ軸方向に平行な磁束に高い結合度で結合し、ソレノイドコイル（受電コイル２３１、受電コイル２４１）は、それぞれにｘ軸方向およびｚ軸方向に平行な磁束に高い結合度で結合する。

　この結果、ワイヤレス受電装置１０は、いずれの方向の磁束に対しても、受電コイル２１１、受電コイル２２１、受電コイル２３１、および、受電コイル２４１のいずれかの受電コイルが高い結合度で結合する。

　そして、それぞれに形状が異なる平面型のスパイラルコイル（受電コイル２１１、受電コイル２２１）とソレノイドコイル（受電コイル２３１、受電コイル２４１）とを筐体１００の形状に応じて適宜配置することで、ワイヤレス受電装置１０は、筐体１００が小型であっても、これらの受電コイルを筐体１００に内蔵できる。

　（給電台１９０への載置態様と受電態様）
　図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）は、給電台にワイヤレス受電装置を載置して給電を行った場合を示す図である。

　図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に示すように、ワイヤレス受電装置１０は、給電台１９０上に載置されることで、給電される。給電台１９０は、給電面１９１を有する。給電コイル１９９は、平面型のスパイラルコイルである。給電コイル１９９は、給電面１９１の近傍に配置され、給電面１９１に平行に配置される。これにより、給電コイル１９９に流れる電流によって発生する磁束は、給電面１９１付近では給電面１９１に略直交する方向になる。

　図６（Ａ）の場合、ワイヤレス受電装置１０は、面１０１が給電面１９１に近接（または当接）するように、給電台１９０の給電面１９１に載置される。この場合、磁束は、受電コイル２１１の平面に直交する向きとなり、受電コイル２１１が磁束に高い結合度で結合する。これにより、受電コイル２１１から高い受電電流が出力される。

　なお、図示を省略しているが、面１０２が給電面１９１に近接する場合は、受電コイル２２１が磁束に高い結合度で結合し、受電コイル２２１から高い受電電流が出力される。

　図６（Ｂ）の場合、ワイヤレス受電装置１０は、面１０４が給電面１９１に近接（または当接）するように、給電台１９０の給電面１９１に載置される。この場合、磁束は、受電コイル２３１の軸方向と略平行になり、受電コイル２３１が磁束に高い結合度で結合する。これにより、受電コイル２３１から高い受電電流が出力される。

　なお、図示を省略しているが、面１０３が給電面１９１に近接する場合も、受電コイル２３１が磁束に高い結合度で結合し、受電コイル２３１から高い受電電流が出力される。

　図６（Ｃ）の場合、ワイヤレス受電装置１０は、面１０６が給電面１９１に近接（または当接）するように、給電台１９０の給電面１９１に載置される。この場合、磁束は、受電コイル２４１の軸方向と略平行になり、受電コイル２４１が磁束に高い結合度で結合する。これにより、受電コイル２４１から高い受電電流が出力される。

　なお、図示を省略しているが、面１０５が給電面１９１に近接する場合も、受電コイル２４１が磁束に高い結合度で結合し、受電コイル２４１から高い受電電流が出力される。

　以上のように、ワイヤレス受電装置１０は、給電台１９０への載置状態に応じて、受電コイル２１１、受電コイル２２１、受電コイル２３１、受電コイル２４１のいずれかが、給電コイル１９９の電流によって発生する磁束に高い結合度で結合し、高い受電電流を出力できる。

　そして、ワイヤレス受電装置１０は、受電コイル２１１、受電コイル２２１、受電コイル２３１、受電コイル２４１の各出力電流を直流電流にした後に加算して、二次電池７１や負荷７２に供給できる。したがって、ワイヤレス受電装置１０は、給電台１９０（給電コイル１９９）への配置姿勢によらず、効率的に受電でき、二次電池７１や負荷７２に電力を供給できる。

　（派生例）
　上述の説明では、ワイヤレス受電装置１０として適用されるデバイスが補聴器の場合を示したが、他のデバイスにも適用できる。図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、本発明の実施形態の派生例に係るワイヤレス受電装置の概略構造を示す図である。図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、ワイヤレス受電装置をそれぞれ異なる方向から視た図である。

　図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示すように、ワイヤレス受電装置１０Ａが適用されるデバイスは、腕時計である。ワイヤレス受電装置１０Ａは、筐体１００Ａを備える。筐体１００Ａは、表面１０１Ａ、裏面１０２Ａ、側面１０３Ａを備える。表面１０１Ａは、文字盤等が配置可能な面積を有する。裏面１０２Ａは、表面１０１Ａに対して平行に、且つ、所定距離を置いて対向する位置に配置される。側面１０３Ａは、表面１０１Ａおよび裏面１０２Ａに直交し、表面１０１Ａと裏面１０２Ａの外周に連接する。

　筐体１００Ａは、表面１０１Ａの面積が大きく、厚みが薄い（側面１０３Ａが低い）形状である。

　受電コイル２１１、受電コイル２３１、受電コイル２４１は、筐体１００Ａの内部に配置される。

　受電コイル２１１は、受電コイル２１１の平面が表面１０１Ａに略平行になるように、筐体１００Ａに配置される。この構成によって、受電コイル２１１の面積を大きくできる。

　受電コイル２３１および受電コイル２４１は、それぞれの軸方向が表面１０１Ａに平行になるように、筐体１００Ａに配置される。この構成によって、筐体１００Ａが薄くても、受電コイル２３１および受電コイル２４１を配置できる。

　そして、この構成では、平面型のスパイラルコイルからなる受電コイル２１１の平面に直交する方向、筒型のソレノイドコイルからなる受電コイル２３１の軸方向、筒型のソレノイドコイルからなる受電コイル２４１の軸方向は、それぞれに直交する。

　これにより、ワイヤレス受電装置１０Ａは、ワイヤレス受電装置１０と同様に、給電台（給電コイル）への配置姿勢による受電効率の低下を抑制できる。この際、上述のように、各受電コイル２１１、２３１、２４１は、ワイヤレス受電装置１０Ａの筐体１００Ａの形状に応じて適正に配置されるので、受電効率を低下させることなく、ワイヤレス受電装置１０Ａの筐体１００Ａを小型化できる。

　なお、上述の実施形態では、平面型のスパイラルコイルと筒型のソレノイドコイルの少なくとも一方が複数個配置される態様を示したが、両方が１個であってもよい。しかしながら、平面型のスパイラルコイルと筒型のソレノイドコイルの両方を含み、合計で３個以上とすることで、直交三軸のいずれかの磁束に高い結合度で結合できるため、より良い。

　また、上述の実施形態では、平面型のスパイラルコイルの平面に直交する方向と、筒型のソレノイドコイルの軸方向とが直交する態様を示した。しかしながら、平面型のスパイラルコイルの平面に直交する方向と、筒型のソレノイドコイルの軸方向とは、非平行な状態であればよい。この場合、平面型のスパイラルコイルと筒型のソレノイドコイルとの配置態様は、筐体の形状、および、考えられる給電台への複数の載置態様によって決定すればよい。

　また、上述の実施形態では、補聴器、腕時計を例に示したが、ワイヤレス受電装置の筐体の形状はこれに限らず、単純な立体形状とは異なり、複数の立体形状が組み合わされるような形状に対して、上述の構成は、より有効に適用でき、上述の作用効果を奏することができる。

　＜１＞　外部磁界に結合することでそれぞれに受電電流を発生する第１受電コイルおよび第２受電コイルと、
　前記受電電流に基づく電力で駆動する負荷と、
　前記第１受電コイルと第１共振キャパシタを含んで構成された第１受電共振回路と、
　前記第２受電コイルと第２共振キャパシタを含んで構成された第２受電共振回路と、
　前記第１受電共振回路に接続され、前記第１受電共振回路の共振電流を整流して前記負荷に電力供給する第１整流回路と、
　前記第２受電共振回路に接続され、前記第２受電共振回路の共振電流を整流して前記負荷に電力供給する第２整流回路と、
　を備え、
　前記第１受電コイルは、平面型のスパイラルコイルであり、
　前記第２受電コイルは、筒型のソレノイドコイルであり、
　前記スパイラルコイルの平面に直交する方向と前記ソレノイドコイルの円筒形の軸とが非平行な状態で、前記第１受電コイルと前記第２受電コイルは配置され、
　前記第１整流回路と前記第２整流回路のそれぞれ後段において、前記第１整流回路の整流電流と前記第２整流回路の整流電流を加算し、前記負荷に電力を供給する電流加算回路を備える、ワイヤレス受電装置。

　＜２＞　前記電流加算回路は、論理和回路を構成する、＜１＞に記載のワイヤレス受電装置。

　＜３＞　前記論理和回路は、ダイオードを用いて構成する、＜２＞に記載のワイヤレス受電装置。

　＜４＞　前記スパイラルコイルの平面と前記ソレノイドコイルの円筒形の軸とは、直交する、＜１＞乃至＜３＞のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。

　＜５＞　前記スパイラルコイルは、巻回形の線状導電体と、前記巻回形の導電体に対して平行して配置された磁性シートとを備える、＜１＞乃至＜４＞のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。

　＜６＞　前記ソレノイドコイルは、螺旋形の線状導電体と、前記螺旋形の線状導電体の内側に配置された磁芯とを備える、＜１＞乃至＜５＞のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。

　＜７＞　前記外部磁界の周波数は、６．７８ＭＨｚまたは１３．５６ＭＨｚである、＜１＞乃至＜６＞のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。

　＜８＞　前記第１受電共振回路の第１共振周波数と前記第２受電共振回路の第２共振周波数とは、同じである、＜１＞乃至＜７＞のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。

　＜９＞　前記負荷は、二次電池と、前記二次電池の充電を制御する充放電制御回路と、を備える、＜１＞乃至＜８＞のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。

　＜１０＞　前記二次電池は、薄型電池である、＜９＞に記載のワイヤレス受電装置。

Ｄ４１、Ｄ４２、Ｄ４３、Ｄ４４：ダイオード
Ｒ４０：抵抗器
１０、１０Ａ：ワイヤレス受電装置
３１、３２、３３、３４：整流回路
４０：電力加算回路
５０：制御回路
６１：電圧変換回路
６２：充放電制御回路
７１：二次電池
７２：負荷
１００、１００Ａ：筐体
１９０：給電台
１９１：給電面
１９９：給電コイル
２１０、２２０、２３０、２４０：受電共振回路
２１１、２２１、２３１、２４１：受電コイル
２１２、２２２、２３２、２４２：キャパシタ
２１１０：線状導電体
２１１１：絶縁性支持フィルム
２１１２：磁性シート
２３１０：線状導電体
２３１１：磁芯

Claims (10)

1. 　外部磁界に結合することでそれぞれに受電電流を発生する第１受電コイルおよび第２受電コイルと、
   　前記受電電流に基づく電力で駆動する負荷と、
   　前記第１受電コイルと第１共振キャパシタを含んで構成された第１受電共振回路と、
   　前記第２受電コイルと第２共振キャパシタを含んで構成された第２受電共振回路と、
   　前記第１受電共振回路に接続され、前記第１受電共振回路の共振電流を整流して前記負荷に電力供給する第１整流回路と、
   　前記第２受電共振回路に接続され、前記第２受電共振回路の共振電流を整流して前記負荷に電力供給する第２整流回路と、
   　を備え、
   　前記第１受電コイルは、平面型のスパイラルコイルであり、
   　前記第２受電コイルは、筒型のソレノイドコイルであり、
   　前記スパイラルコイルの平面に直交する方向と前記ソレノイドコイルの円筒形の軸とが非平行な状態で、前記第１受電コイルと前記第２受電コイルは配置され、
   　前記第１整流回路と前記第２整流回路のそれぞれ後段において、前記第１整流回路の整流電流と前記第２整流回路の整流電流を加算し、前記負荷に電力を供給する電流加算回路を備える、
   　ワイヤレス受電装置。
2. 　前記電流加算回路は、論理和回路を構成する、
   　請求項１に記載のワイヤレス受電装置。
3. 　前記論理和回路は、ダイオードを用いて構成する、
   　請求項２に記載のワイヤレス受電装置。
4. 　前記スパイラルコイルの平面と前記ソレノイドコイルの円筒形の軸とは、直交する、
   　請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。
5. 　前記スパイラルコイルは、巻回形の線状導電体と、前記巻回形の導電体に対して平行して配置された磁性シートとを備える、
   　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。
6. 　前記ソレノイドコイルは、螺旋形の線状導電体と、前記螺旋形の線状導電体の内側に配置された磁芯とを備える、
   　請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。
7. 　前記外部磁界の周波数は、６．７８ＭＨｚまたは１３．５６ＭＨｚである、
   　請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。
8. 　前記第１受電共振回路の第１共振周波数と前記第２受電共振回路の第２共振周波数とは、同じである、
   　請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。
9. 　前記負荷は、二次電池と、前記二次電池の充電を制御する充放電制御回路と、を備える、
   　請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のワイヤレス受電装置。
10. 　前記二次電池は、薄型電池である、
    　請求項９に記載のワイヤレス受電装置。

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