JP2008092703A - 非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電磁波による移動体への給電を速やかに行うことができる、非接触給電システムの提供を目的とする。
【解決手段】マイクロ波等の電磁波の放射により車両５０に対して給電を行う非接触給電システムであって、電磁波を発生させる電磁波発生装置１０と、電磁波発生装置１０から発生した電磁波が伝搬する導波管スロットアンテナ２０と、導波管スロットアンテナ２０内を伝搬中の電磁波の伝播経路が車両５０の移動に応じて切り替わるようにスロット２１を開閉する移動磁石２２とを備えることを特徴とする、非接触給電システム。
【選択図】図３

Description

本発明は、電磁波によって移動体に非接触で給電する非接触給電システムに関する。

従来、電源から給電線を介して非接触で移動体に電力を供給する非接触給電システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示される非接触給電システムは、移動体の位置情報に基づいて移動体が存在する区間を特定し、スイッチの切り替えによって移動体の存在区間の給電線をオンさせ、移動体の不存在区間の給電線をオフさせることによって、移動体が存在しない区間には給電をしないようにするものである。このような従来の非接触給電システムは、電磁誘導の原理を利用するものであって、レールに併設された給電線に電流を流すことによって発生する磁束を受電コアでピックアップして移動体が必要とする電力に変換するシステムである。

そして、近年、マイクロ波等の電磁波エネルギーによって移動体に非接触で給電するシステムの開発が進められている。電磁波による非接触給電システムでは、電磁波発生装置で発生した電磁波が、１本または複数本の導波管を介して伝搬し、給電地点から移動体に対して空間放射されることによって、移動体に給電が行われる。
特開２０００−１０３２６３号公報

ところで、従来技術と同様に、電磁波による非接触給電システムにおいても、移動体の存在する区間のみに電磁波を放射することで、無駄な電磁波の放射を抑える必要がある。移動体の存在区間のみに電磁波の放射を実現する方法として、例えば、電磁波発生装置が移動体の存在する区間を感知した感知信号に基づいて移動体が存在する場合には電磁波を生成し移動体が存在しない場合には電磁波の生成を停止することを繰り返す方法が考えられ得る（電磁波発生装置のオンオフ）。

しかしながら、電磁波を安定発振させるためには電磁波を生成するためのヒータの過熱時間が必要なので、電磁波発生装置のオンオフの切り替えには時間がかかる。したがって、移動体の移動速度によっては、感知された移動体への給電が間に合わないおそれがある。

そこで、本発明は、電磁波による移動体への給電を速やかに行うことができる、非接触給電システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の非接触給電システムは、
電磁波によって移動体に非接触で給電する非接触給電システムであって、
前記電磁波の発生源と、
前記発生源から発生した電磁波を電磁波供給地点まで伝搬させる導波管と、
前記導波管内を伝搬中の電磁波の伝搬経路を前記移動体が通過する電磁波供給地点に切り替える切替手段とを備えることを特徴とする。これにより、既に伝搬中の電磁波自体の経路を変更することになるので、電磁波による移動体への給電を遅滞無く行うことができる。

ここで、本発明の非接触給電システムは、前記移動体の存在位置を検出する位置検出手段を備え、前記切替手段は、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記伝搬経路を切り替えると好適である。

また、前記切替手段は、前記導波管内の電磁波を前記導波管外の移動体に供給可能なように前記導波管を開閉する開閉手段であってもよい。例えば、前記開閉手段は、前記移動体に搭載される磁石と前記開閉手段に設置された磁石との磁力関係に従って開閉すると好適である。

また、前記切替手段は、前記電磁波供給地点に向かう導波管を切り替えることによって前記伝搬経路を切り替えるものでもよい。すなわち、複数の導波管のうちいずれかの導波管に切り替えるものである。

なお、前記発生源として、マイクロ波を発生させるマグネトロンが挙げられる。

本発明によれば、電磁波による移動体への給電を速やかに行うことができる。

本発明は、マイクロ波等の電磁波によるエネルギー伝送技術を応用して、移動中の電気自動車等の移動体への非接触給電システムを提供する。電磁波によるエネルギー伝送技術とは、電気エネルギーを所定の周波数の電波（例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波）のエネルギーに変換して、無線でエネルギーを伝送する技術である。電磁波によるエネルギー伝送技術は、移動体への送電も可能となる点で、移動体への送電には限界のある有線によるエネルギー伝送技術と異なる。

図１は、マイクロ波エネルギー伝送システムの概要図である。送電側の電磁波発生装置において直流または交流の送電電力はマイクロ波に変換される。電力のマイクロ波への変換手段として、例えば、電子レンジにも使用されるマグネトロンがある。マグネトロンから出力されたマイクロ波は送電アンテナから放射される。放射された電力はレクテナと呼ばれるマイクロ波受電整流素子によって、受電、そして整流されて、直流電力として取り出される。レクテナとは、受電アンテナと整流回路が一体化したマイクロ波受電整流素子である。

本発明に係る電磁波による非接触給電システムの実施形態を、給電対象である移動体が車両である場合について説明する。図２は、移動中の車両に給電する非接触給電システムの概要図である。マイクロ波発生源で発生したマイクロ波が伝搬する送電道路を走行する電気自動車５０に対して、送電道路に敷設された送電アンテナ（マイクロ波放射アンテナ）から放射された電力をレクテナで受電整流し、直流電力をバッテリやモータ等の電気自動車５０の駆動源に供給する。これにより、電気自動車５０は、走行しながらの外部からの給電によって、バッテリの消費を抑えて走行することが可能となる。

図３は、本発明に係る非接触給電システムの第１の実施形態を示す図である。車両５０に対する給電のためにマイクロ波を放射するマイクロ波放射アンテナは、車両５０の道路も兼ねるため平面アンテナであることが望ましい。この平面アンテナとしては、円形パッチアンテナ、キャビティ付スロットアンテナ、導波管スロットアンテナなどが挙げられる。本実施形態の非接触給電システムのマイクロ波放射アンテナには、導波管スロットアンテナ２０を用いる。

導波管スロットアンテナ２０は、導波管表面にスロット２１を切ることで導波管内を伝搬するマイクロ波の一部を導波管外に放射させるものである。導波管は、その断面が矩形の中空の金属筒である。この導波管にマイクロ波が送り込まれると、マイクロ波が筒の形状によって決定される周波数より高い場合には筒の中をマイクロ波は伝搬し、低い場合にはマイクロ波は伝搬できない。そして、導波管に表面電流を横切るようなスロットを設けると、導波管中を伝搬するマイクロ波の一部はそのスロットから空間中に放射される。このようなスロットが設けられた導波管を導波管スロットアンテナという。

導波管スロットアンテナ２０は、複数のスロットが設けられ、そのスロット間の相互結合が小さいので密にアンテナを配列してアレイアンテナを構成することが可能である。そして、導波管スロットアンテナ２０は、導波管から直接マイクロ波を放射する構造になっているため、マイクロ波を発生させる電磁波発生装置１０にマグネトロンを用いることで比較的シンプルな回路構成で大電力のマイクロ波を放射することができる。このため、送電回路の電力源を道路の下に設ける必要はなく、必要に応じてアンテナや電力源の交換が可能となり、メンテナンスが容易である。また、導波管は金属で構成されているので、車両５０が走行する道路としての強度も十分ある。

導波管スロットアンテナ２０は、スロット２１からマイクロ波を自由空間に放射する。スロット２１の開口サイズは車両５０に比べて無視できるほど小さい。本実施形態の非接触給電システムは、導波管スロットアンテナ２０が複数存在し、電磁波発生装置１０からの電磁波出力を複数の導波管に分配給電する必要がある。分配給電することによって、電磁波発生装置１０の設置個数を削減することができる。図４は、複数の導波管スロットアンテナ２０が並べられた導波管スロットアンテナアレイの例を示した図である。図４（ａ）は、電磁波発生装置１０からの電磁波出力を３本の導波管スロットアンテナ２０ａ，ｂ，ｃに分配給電する例を示した図である。図４（ｂ）は、管内波長λｇの半分の間隔で複数の導波管スロットアンテナ２０が並べられた導波管スロットアンテナアレイを示した図である。図４（ｃ）は、車両の走行方向と導波管スロットアンテナ２０内の電磁波進行方向が同じになるように複数の導波管スロットアンテナ２０が並べられた導波管スロットアンテナアレイを示した図である。図４（ｃ）の場合、電磁波発生装置１０を道路の片側に集中させることができるため、道路の片側だけが閉じた状態で道路を構成することが可能である。

図４に例示したように導波管スロットアンテナを隣接して敷設する場合、電磁波発生装置１０から各導波管スロットアンテナへの給電方式の一つとして、結合スロットを用いて複数の導波管に電力を供給する方式が考えられる。図５は、結合スロットによる給電方式を示した図である。図５に示されるように、二本の導波管を直交させて上下に重ね、重なった部分に同じ形状のスロットを設ける。このスロットにより、電磁波発生装置１０からの給電用導波管内を搬送する電力の一部が導波管スロットアンテナ２０に伝送される。

また、図３に示されるように、導波管スロットアンテナ２０のスロット２１から放射されたマイクロ波は、車両５０に搭載された受電アンテナ５１によって受電される。受電アンテナ５１は、導波管スロットアンテナ２０から放射されるマイクロ波を受電し、車両５０に給電する。受電アンテナ５１は、路面から放射されたマイクロ波を受電しやすいように、車両５０の底面に設置される平面アンテナであることが望ましい。受電アンテナ５１の具体例として、送受電間隔が狭く車両底面が金属であることから、円形パッチアンテナが挙げられる。図６は、車両５０の底面図である。図６（ａ）は、第１の実施形態の非接触給電システムにおける車両５０の底面図である。車両５０の底面には複数の受電アンテナ５１が並べられアレイ化されている。また、受電アンテナ５１を車幅方向に挟み込むように強力磁石５２ａ，ｂが設置されている。強力磁石５２ａ，ｂについては、後述する。

また、図３において、電磁波発生装置１０は、直流または交流電源からマイクロ波に変換し、そのマイクロ波を導波管スロットアンテナ２０に給電する。電磁波発生装置１０の具体例として、マグネトロンや、シグナルジェネレータや水晶発振器等の発振器からの信号を増幅してマイクロ波を発生させる半導体増幅器が挙げられる。

図７は、マグネトロンの等価回路である。マグネトロンは、電圧を印加する箇所として、フィラメント部と陽極部がある。マグネトロンからマイクロ波を発生させるためには、フィラメントに電圧を印加することによりフィラメントを電子が出やすい状態まで加熱した後に、陽極に電圧を印加する。したがって、フィラメントがある程度まで加熱されていなければ、陽極に電圧を印加しても、マイクロ波の発生の応答遅れが生ずる。そこで、フィラメントを事前に電子が出やすい状態まで加熱した状態で陽極に電圧を印加すれば（例えば、加熱開始から２秒後に陽極に電圧印加）、その印加の瞬間にマイクロ波の放射が開始され得る。

ところで、電磁波発生装置１０は各導波管スロットアンテナ２０に一様に給電することができるが、導波管スロットアンテナ２０にスロット２１のみを設けただけでは、スロット単位でのマイクロ波の放射の制御ができない。スロット単位でのマイクロ波の放射の制御ができなければ、車両が存在しない区間でもスロット２１からマイクロ波が放射されることとなり、マイクロ波の無駄なエネルギー損失が増加する。そこで、第１の実施形態の非接触給電システムでは、導波管スロットアンテナ２０の管内と自由空間との間を開閉する開閉機構が設けられている。

図８は、第１の実施形態の導波管スロットアンテナ２０のスロット２１の開閉機構を説明するための図である。図８（ａ）は、導波管スロットアンテナ２０から構成される送電道路とその上を走行する車両５０とを示した図である。図８（ｂ）は、導波管スロットアンテナ２０内の斜視図である。導波管スロットアンテナ２０の管内の車両側の面にはレール２５が設けられ、移動磁石２２がレール２５に沿ってスライドすることによってスロット２１の開閉が行われる。導波管スロットアンテナ２０内を伝搬中のマイクロ波は、移動磁石２２のスライドによって開いたスロット２１を介して管外に放射される。逆に、スロット２１を移動磁石２２のスライドによって閉じることによって、導波管スロットアンテナ２０内を伝搬中のマイクロ波の管外への放射を停止させることができる。すなわち、スロット２１の開閉によって、マイクロ波の伝搬経路が切り替わる。

図９は、図３に示される第１の実施形態において導波管スロットアンテナ２０内を伝搬中のマイクロ波を車両５０に放射する形態を説明するための図である。車両５０の底面には強力磁石５２が設置され、車両５０が走行する導波管スロットアンテナ２０の内部には移動磁石２２と固定磁石２３がスロット２１毎に設置されている。図９に示されるように、強力磁石５２において、送電道路に対峙する側はＮ極に帯磁し、その反対側はＳ極に帯磁する。また、図８に示されたレール２５に沿ってスライドする移動磁石２２と導波管スロットアンテナ１０の管内に固定される固定磁石２３は、移動磁石２２のＮ極側と固定磁石２３のＳ極側とが対向するように配置される。

車両５０が送電道路上に存在しない場合（すなわち、強力磁石５２が移動磁石２２や固定磁石２３上に存在しない場合）、移動磁石２２のＮ極と固定磁石２３のＳ極との間に働く磁気力によって、移動磁石２２と固定磁石２３は互いに接している。移動磁石２２が固定磁石２３に接している状態では、スロット２１は閉じている。

そして、図３に示されるように車両５０が送電道路に進入すると、強力磁石５２のＮ極と移動磁石２２のＳ極との間に働く磁気力と移動磁石２２のＮ極と固定磁石２３のＳ極との間に働く磁気力との合成磁気力が移動磁石２２に働く。したがって、移動磁石２２は、強力磁石５２のＮ極と移動磁石２２のＳ極との間に働く磁気力の車両進行方向成分の磁気力と移動磁石２２のＮ極と固定磁石２３のＳ極との間に働く磁気力との大小関係によって、スライドする。ここで、移動磁石２２と固定磁石２３が互いに接している状態において、強力磁石５２のＮ極と移動磁石２２のＳ極との間に働く磁気力の車両進行方向成分の磁気力は、移動磁石２２のＮ極と固定磁石２３のＳ極との間に働く磁気力より少なくとも大きくなるように調整される。

図３に示されるように車両５０が送電道路に進入すると、車両５０の進行に伴って移動磁石２２は車両進行方向にレール２５に沿って引っ張られる。引っ張られた移動磁石２２は、導波管スロットアンテナ１０に管内に固定されるスライド止め２４によって停止する。移動磁石２２が車両進行方向にレール２５に沿ってスライドすることによって、スロット２１が開く。スロット２１が開くことによって、電磁波発生装置１０で発生した導波管スロットアンテナ２０内を伝搬するマイクロ波が管外に放射される。

そして、車両５０の進行によって、車両５０に搭載される強力磁石５２のＮ極と移動磁石２２のＳ極との距離が離れるにつれて、強力磁石５２のＮ極と移動磁石２２のＳ極との間に働く磁気力が小さくなる。したがって、車両５０の進行によって、強力磁石５２のＮ極と移動磁石２２のＳ極との間に働く磁気力の車両進行方向成分の磁気力が、移動磁石２２のＮ極と固定磁石２３のＳ極との間に働く磁気力より小さくなると、移動磁石２２が固定磁石２３に引っ張られて車両進行方向と反対方向にレール２５に沿ってスライドすることによって、スロット２１が閉じる。スロット２１が閉じることによって、電磁波発生装置１０で発生した導波管スロットアンテナ２０内を伝搬するマイクロ波が管外に放射されなくなる。

なお、移動磁石２２とスライド止め２４との間や移動磁石２２と固定磁石２３との間に、衝撃を和らげるために、緩衝材を設けてもよい。

したがって、第１の実施形態によれば、車両５０の移動に応じて変化する磁力関係に基づいてスロット２１が開閉するので、電磁波発生装置１０によって発生したマイクロ波を導波管スロットアンテナ２０内に伝搬させておけば、電磁波発生装置１０のオンオフの切替時間に依存することなく、マイクロ波による車両５０への給電を速やかに行うことができる。また、車両５０の移動に応じて変化する磁力関係に基づいてスロット２１が開閉するので、車両５０の存在区間のみに給電することができる。結果として、車両５０の存在区間外におけるエネルギー漏れのない区間給電が実現できるので、マイクロ波の伝送効率や安全性が向上する。

図１０は、本発明に係る非接触給電システムの第２の実施形態を示す図である。第２の実施形態の構成のうち第１の実施形態と同一または同様の機能を有する部分は、第１の実施形態と同一の符号を付与して、それらの説明を省略又は簡略する。

第２の実施形態では、図６（ｂ）に示されるように、車両５０の底面には複数の受電アンテナ５１が並べられアレイ化されている。受電アンテナ５１は、導波管スロットアンテナ２０から放射されるマイクロ波を受電し、車両５０に給電する。また、第２の実施形態では、複数の導波管スロットアンテナ２０が車両の進行方向に並べて敷設され、各導波管スロットアンテナが給電区間に相当する。

車両位置検出センサ２５は、導波管スロットアンテナ２０から構成される送電道路上における車両５０の存在位置を検出するセンサである。車両位置検出センサ２５は、車両５０に給電を実行する給電区間を車両５０が通過することを検出することができるセンサであればよく、その具体例として光電管センサや重量センサが挙げられる。車両５０の検出情報は、伝搬経路切替器３１に伝送される。車両位置検出センサ２５は、導波管スロットアンテナ２０（給電区間）毎に設置されるのが望ましく、各車両位置検出センサ２５はその設置された給電区間における車両５０の存在有無を検出する。

伝搬経路切替器３１は、電磁波発生装置１０と導波管スロットアンテナ２０の間に設けられ、車両位置検出センサ２５からの車両検出信号に基づいて、電磁波発生装置１０で発生したマイクロ波が伝搬する給電用導波管３０の切り替えを制御する。給電用導波管３０は、導波管スロットアンテナ２０毎に設置される。電磁波発生装置１０で発生したマイクロ波は、伝搬経路切替器３１によって切り替えられた給電用導波管３０に接続される導波管スロットアンテナ２０に送られる。

伝搬経路切替器３１は、導波管スロットアンテナ２０ａに設置された車両位置検出センサ２５によって導波管スロットアンテナ２０ａ上に車両５０が存在すると検出された場合、電磁波発生装置１０で発生したマイクロ波の伝搬経路を給電用導波管３０ａに切り替え、給電用導波管３０ｂ，ｃにはマイクロ波を伝搬させないようにする。同様に、伝搬経路切替器３１は、導波管スロットアンテナ２０ｂに設置された車両位置検出センサ２５によって導波管スロットアンテナ２０ｂ上に車両５０が存在すると検出された場合、電磁波発生装置１０で発生したマイクロ波の伝搬経路を給電用導波管３０ｂに切り替え、給電用導波管３０ａ，ｃにはマイクロ波を伝搬させないようにする。これを、導波管スロットアンテナ２０毎に繰り返す。

したがって、第２の実施形態によれば、車両５０の存在位置に基づいてマイクロ波が放射される導波管スロットアンテナ２０が切り替わるので、電磁波発生装置１０によって発生したマイクロ波を給電用導波管３０内に伝搬させておけば、電磁波発生装置１０のオンオフの切替時間に依存することなく、マイクロ波による車両５０への給電を速やかに行うことができる。また、車両５０の存在位置に基づいてマイクロ波が放射される導波管スロットアンテナ２０が切り替わるので、車両５０の存在区間のみに給電することができる。結果として、車両５０の存在区間外におけるエネルギー漏れのない区間給電が実現できるので、マイクロ波の伝送効率や安全性が向上する。

図１１は、本発明に係る非接触給電システムの第３の実施形態を示す図である。第３の実施形態の構成のうち第１又は第２の実施形態と同一または同様の機能を有する部分は、第１又第２の実施形態と同一の符号を付与して、それらの説明を省略又は簡略する。

第３の実施形態では、図６（ｂ）に示されるように、車両５０の底面には複数の受電アンテナ５１が並べられアレイ化されている。受電アンテナ５１は、導波管スロットアンテナ２０から放射されるマイクロ波を受電し、車両５０に給電する。

第３の実施形態では、スロット２１の開閉をプレート２７によって開閉する。プレート２７は、導波管スロットアンテナ２０内に設置されたベルト２８の周囲に取付けられ、ベルト２８がスライドすることによってスロット２１の開閉を行う。プレート２７は、第１の実施形態の移動磁石２２と同様の形状であって、導波管スロットアンテナ２０と同じ材質で、軽量且つ柔軟なものが望ましい。プレート２７は、ベルト２８の片側に取付けても両側に取付けてもよい（図１１は、ベルト２８の片側に取付けられた場合）。プレート２７が取付けたれたベルト２８の回転は、モータ２６によって行われる。モータ２６は、車両位置検出センサ２５からの車両検出信号に基づいてベルト２８の回転を制御する。モータ２６と車両位置検出センサ２５は、送電道路を所定の距離毎に区分された給電区間毎に対に設置される。プレート２７がベルト２８の片側に取り付けられている場合、例えば、モータ２６が右回りに正転するとプレート２７によってスロット２１が閉じ、モータ２６が例えば左回りに逆転するとプレート２７によってスロット２１が開く。プレート２７がベルト２８の両側に取り付けられている場合、モータ２６が正転するだけでプレート２７によってスロット２１が閉じたり開いたりすることを繰り返す。

図１２は、第３の実施形態の導波管スロットアンテナ２０のスロット２１の開閉機構を説明するための図である。導波管スロットアンテナ２０の管内にはベルト２８が複数設けられ、各ベルト２８を橋渡しするプレート２７によってスロット２１の開閉が行われる。車両位置検出センサ２５によって車両５０の存在が検出されると、その検出信号に基づいてモータ２６は駆動する。モータ２６は、或る給電区間におけるモータ２６に対応する車両位置検出センサ２５によってその給電区間の導波管スロットアンテナ２０上に車両５０が存在すると検出された場合、その導波管スロットアンテナ２０のスロット２１がプレート２７によって開くように回転する。

なお、スロット２１の開閉は、プレート２７をベルト２８によってスライドさせるスライド方式ではなく、プレート２７によってスロット２１に蓋をするフタ方式にしてもよい。図１３は、第３の実施形態におけるプレート２７によってスロット２１に蓋をするフタ方式の概略図である。モータ２６の回転は、タイミングベルト２８を介して、プレート２７の回転軸２７ａに伝達する。プレート２７は、その回転軸２７ａを軸にスロット２１の開閉を行う。モータ２６は、上述のスライド方式と同様に、車両位置検出センサ２５の検出信号に基づいて、プレート２７によってスロット２１を開閉するように回転すればよい。

したがって、第３の実施形態によれば、車両５０の存在位置に基づいて導波管スロットアンテナ２０のスロット２１が開閉するので、電磁波発生装置１０によって発生したマイクロ波を導波管スロットアンテナ２０内に伝搬させておけば、電磁波発生装置１０のオンオフの切替時間に依存することなく、マイクロ波による車両５０への給電を速やかに行うことができる。また、車両５０の存在位置に基づいて導波管スロットアンテナ２０のスロット２１が開閉するので、車両５０の存在区間のみに給電することができる。結果として、車両５０の存在区間外におけるエネルギー漏れのない区間給電が実現できるので、マイクロ波の伝送効率や安全性が向上する。

図１４は、本発明に係る非接触給電システムの第４の実施形態を示す図である。第４の実施形態の構成のうち第１，第２又は第３の実施形態と同一または同様の機能を有する部分は、第１，第２又は第３の実施形態と同一の符号を付与して、それらの説明を省略又は簡略する。

第４の実施形態では、図６（ｂ）に示されるように、車両５０の底面には複数の受電アンテナ５１が並べられアレイ化されている。受電アンテナ５１は、導波管スロットアンテナ２０から放射されるマイクロ波を受電し、車両５０に給電する。

第４の実施形態では、スロット２１の開閉をプレート２７によって開閉する。各スロット２１を開閉するプレート２７のそれぞれは、互いにリンク２９によって結合されている。プレート２７は、第１の実施形態の移動磁石２２と同様の形状であって、導波管スロットアンテナ２０と同じ材質で、軽量且つ柔軟なものが望ましい。リンク２９は、プレート２７をスライドさせるものであって、ワイヤー等の線状や棒状の物体である。リンク２９がスライドすることによってスロット２１の開閉が行われる。リンク２９は、ペダル４０に連動して前後にスライドする。

図１５は、ペダル４０とリンク２９の連動を説明するための図である。ペダル４０は、ロッカースイッチのように、その一端が下がると他端が上がる構造になっており、これに車重が加わることによって導波管スロットアンテナ２０管内のリンク２９をスライドさせる。ペダル４０とそれに結合するリンク２９は、送電道路を所定の距離毎に区分された給電区間毎に対に設置される。ペダル４０は、支点４０ａで揺動し、車両５０の前輪がペダル４０の一端を踏むことによって、ペダル４０に接続されたリンク２９が前方にスライドすることによってスロット２１が開く。スロット２１が開くことによって、電磁波発生装置１０で発生した管内を伝搬中のマイクロ波が放射される。その後、車両５０の後輪がペダル４０の他端を踏むことによって、ペダル４０に接続されたリンク２９が後方にスライドすることによってスロット２１が閉じる。スロット２１が閉じることによって、電磁波発生装置１０で発生した導波管スロットアンテナ２０内を伝搬するマイクロ波が管外に放射されなくなる。

したがって、第４の実施形態によれば、車両５０の通過に連動するペダル４０の動作に基づいて導波管スロットアンテナ２０のスロット２１が開閉するので、電磁波発生装置１０によって発生したマイクロ波を導波管スロットアンテナ２０内に伝搬させておけば、電磁波発生装置１０のオンオフの切替時間に依存することなく、マイクロ波による車両５０への給電を速やかに行うことができる。また、車両５０の通過に連動するペダル４０の動作に基づいて導波管スロットアンテナ２０のスロット２１が開閉するので、車両５０の存在区間のみに給電することができる。結果として、車両５０の存在区間外におけるエネルギー漏れのない区間給電が実現できるので、マイクロ波の伝送効率や安全性が向上する。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、エネルギー伝送の対象となる移動体の具体例として「車両」を挙げて本発明の実施形態を説明したが、本発明に係る移動体用エネルギー伝送システムが対象とする移動体は、飛行機、船舶、ロボットなどでもよい。

また、エネルギーを伝送する電磁波の具体例として「マイクロ波」を挙げて本発明の実施形態を説明したが、本発明に係る移動体用エネルギー伝送システムがエネルギー伝送に用いる電磁波は、効率や信号波との干渉などを考慮の上、赤外線等の他の周波数帯の電磁波でもよい。

マイクロ波エネルギー伝送システムの概要図である。 移動中の車両に給電する非接触給電システムの概要図である。 本発明に係る非接触給電システムの第１の実施形態を示す図である。 複数の導波管スロットアンテナ２０が並べられた導波管スロットアンテナアレイの例を示した図である。 結合スロットによる給電方式を示した図である。 車両５０の底面図である。 マグネトロンの等価回路である。 第１の実施形態の導波管スロットアンテナ２０のスロット２１の開閉機構を説明するための図である。 図３に示される第１の実施形態において導波管スロットアンテナ２０内を伝搬中のマイクロ波を車両５０に放射する形態を説明するための図である。 本発明に係る非接触給電システムの第２の実施形態を示す図である。 本発明に係る非接触給電システムの第３の実施形態を示す図である。 第３の実施形態の導波管スロットアンテナ２０のスロット２１の開閉機構を説明するための図である。 第３の実施形態におけるプレート２７によってスロット２１に蓋をするフタ方式の概略図である。 本発明に係る非接触給電システムの第４の実施形態を示す図である。 ペダル４０とリンク２９の連動を説明するための図である。

符号の説明

１０ 電磁波発生装置
２０ 導波管スロットアンテナ
２１ スロット
２２ 移動磁石
２３ 固定磁石
２４ スライド止め
２５ 車両位置検出センサ
２６ モータ
２７ プレート
２８ ベルト
２９ リンク
３０ 給電用導波管
３１ 伝搬経路切替器
４０ ペダル
５０ 車両
５１ 受電アンテナ
５２ 強力磁石

Claims (6)

1. 電磁波によって移動体に非接触で給電する非接触給電システムであって、
   前記電磁波の発生源と、
   前記発生源から発生した電磁波を電磁波供給地点まで伝搬させる導波管と、
   前記導波管内を伝搬中の電磁波の伝搬経路を前記移動体が存在する電磁波供給地点に切り替える切替手段とを備えることを特徴とする、非接触給電システム。
2. 前記移動体の存在位置を検出する位置検出手段を備え、
   前記切替手段は、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記伝搬経路を切り替える、請求項１記載の非接触給電システム。
3. 前記切替手段は、前記導波管内の電磁波を前記導波管外の移動体に供給可能なように前記導波管を開閉する開閉手段である、請求項１または２に記載の非接触給電システム。
4. 前記開閉手段は、前記移動体に搭載される磁石と前記開閉手段に設置された磁石との磁力関係に従って開閉する、請求項３記載の非接触給電システム。
5. 前記切替手段は、前記電磁波供給地点に向かう導波管を切り替えることによって前記伝搬経路を切り替える、請求項１または２に記載の非接触給電システム。
6. 前記発生源は、マイクロ波を発生させるマグネトロンである、請求項１記載の非接触給電システム。

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