JP2012178958A - Antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムに用いられ、電力の受電又は送電を行うアンテナに関する。 The present invention relates to an antenna that is used in a magnetic resonance wireless power transmission system and receives power or transmits power.
近年、電源コードなどを用いることなく、ワイヤレスで電力(電気エネルギー)を伝送する技術の開発が盛んとなっている。ワイヤレスで電力を伝送する方式の中でも、特に注目されている技術として、磁気共鳴方式と呼ばれるものがある。この磁気共鳴方式は2007年にマサチューセッツ工科大学の研究グループが提案したものであり、これに関連する技術は、例えば、特許文献1(特表2009−501510号公報)に開示されている。 In recent years, development of technology for transmitting electric power (electric energy) wirelessly without using a power cord or the like has become active. Among wireless transmission methods, there is a technique called magnetic resonance as a technology that has attracted particular attention. This magnetic resonance method was proposed by a research group of Massachusetts Institute of Technology in 2007, and a technology related to this is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-501510.
磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムは、送電側アンテナの共振周波数と、受電側アンテナの共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うものであり、電力伝送距離を数十cm〜数mとすることが可能であることが大きな特徴の一つである。 A magnetic resonance wireless power transmission system efficiently transmits energy from a power transmission side antenna to a power reception side antenna by making the resonance frequency of the power transmission side antenna and the resonance frequency of the power reception side antenna the same. One of the major features is that the power transmission distance can be several tens of centimeters to several meters.
上記のような磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムに用いるアンテナの具体的な構成についてもこれまでいくつか提案がされてきた。例えば、特許文献2(特開2010−73976号公報)には、ワイヤレスで給電回路から受電回路へ電力を送信するワイヤレス電力伝送装置の、前記給電回路及び受電回路にそれぞれ設けられる通信コイルの構造において、比誘電率が1よりも大きい材質のプリント基板と、前記プリント基板の第1の層に設けられ、少なくとも1ループをなす導電パターンで形成された一次コイルと、前記プリント基板の第2の層に設けられ、渦巻き形状をなす導電パターンで形成された共鳴コイルと、を備えることを特徴とするワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造が開示されている。
しかしながら、従来の電力伝送システムで用いられている電力伝送用のアンテナにおいては、電力伝送を行っている最中に、その旨を周囲に報知することが不可能である、という問題があった。また、従来の電力伝送用のアンテナによる電力伝送では、漏洩磁界の発生量が多く、アンテナ周囲における車両金属部などの温度が上昇する、という問題もあった。 However, the power transmission antenna used in the conventional power transmission system has a problem in that it is impossible to notify the surroundings during power transmission. In addition, in the conventional power transmission by the antenna for power transmission, there is a problem that the amount of leakage magnetic field is large and the temperature of the metal part of the vehicle around the antenna rises.
上記問題を解決するために、請求項1に係る発明は、底板部と前記底板部から延在する側板部を有し、少なくともその一部が光を透過させることのできるケースと、前記ケースに載置される磁気共鳴アンテナ部と、前記磁気共鳴アンテナ部の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイルと前記ループコイルに接続された発光素子とが配される回路基板と、を有することを特徴とするアンテナである。 In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 includes a case having a bottom plate portion and a side plate portion extending from the bottom plate portion, at least a part of which can transmit light, and the case. And a circuit board on which a loop coil having a resonance frequency different from the resonance frequency of the magnetic resonance antenna part and a light emitting element connected to the loop coil are arranged. Antenna.
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載のアンテナにおいて、前記ループコイルが磁気共鳴アンテナ部と距離をおいて配されることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the antenna according to claim 1, wherein the loop coil is arranged at a distance from the magnetic resonance antenna section.
また、請求項3に係る発明は、請求項1に記載のアンテナにおいて、前記発光素子が発光ダイオードであり、複数の前記発光ダイオードが前記ループコイル中に接続されると共に、複数の前記発光ダイオードのうち、一方の前記発光ダイオードのアノードが、他方の前記発光ダイオードのカソードに接続されるものがあることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the antenna according to claim 1, wherein the light emitting element is a light emitting diode, a plurality of the light emitting diodes are connected in the loop coil, and a plurality of the light emitting diodes are connected. Among them, there is one in which the anode of one of the light emitting diodes is connected to the cathode of the other light emitting diode.
また、請求項4に係る発明は、請求項1に記載のアンテナにおいて、前記発光素子が発光ダイオードであり、複数の前記発光ダイオードが前記ループコイル中に接続されると共に、複数の前記発光ダイオードは互いに異なる抵抗値を有する抵抗と直列接続されることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the antenna according to claim 1, wherein the light emitting element is a light emitting diode, the plurality of light emitting diodes are connected in the loop coil, and the plurality of light emitting diodes are The resistors are connected in series with resistors having different resistance values.
また、請求項5に係る発明は、請求項1に記載のアンテナにおいて、前記発光素子が発光ダイオードであり、直列接続された複数の前記発光ダイオードの並列接続が前記ループコイル中に接続されることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the antenna according to claim 1, wherein the light emitting element is a light emitting diode, and a parallel connection of the plurality of light emitting diodes connected in series is connected to the loop coil. It is characterized by.
また、請求項6に係る発明は、請求項1に記載のアンテナにおいて、前記ループコイル中に前記発光素子を点滅させる回路が含まれることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the antenna according to claim 1, characterized in that a circuit for blinking the light emitting element is included in the loop coil.
また、請求項7に係る発明は、底板部と前記底板部から延在する側板部とを有するケースと、前記樹脂ケースの前記底板部に載置される磁気共鳴アンテナ部と、前記磁気共鳴アンテナ部の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイルと前記ループコイルに接続された発音手段とが配される回路基板と、を有することを特徴とするアンテナである。 The invention according to claim 7 is a case having a bottom plate portion and a side plate portion extending from the bottom plate portion, a magnetic resonance antenna portion placed on the bottom plate portion of the resin case, and the magnetic resonance antenna. An antenna comprising: a loop coil having a resonance frequency different from the resonance frequency of the portion; and a circuit board on which sounding means connected to the loop coil is arranged.
本発明に係るアンテナは、発光素子が配される回路基板が設けられているので、本発明に係るアンテナによれば、電力伝送を行っている最中に、発光素子が発光し、アンテナが電力伝送中であることを周囲に報知することが可能となる。また、猫などの小動物は発光体を嫌う習性があるために、発光素子の効果により、電力伝送中に小動物などがアンテナに近づいてくることを抑止可能となる。 Since the antenna according to the present invention is provided with a circuit board on which the light emitting element is arranged, according to the antenna according to the present invention, the light emitting element emits light during power transmission, and the antenna It is possible to notify the surroundings that transmission is in progress. In addition, since small animals such as cats have a habit of hating light emitters, the effects of the light emitting element can prevent the small animals from approaching the antenna during power transmission.
また、本発明に係るアンテナは、磁気共鳴アンテナ部の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイルが設けられているので、漏洩磁界をループコイルで消費することができ、アンテナ周囲における車両金属部などの温度上昇を抑制することが可能となる。 Further, since the antenna according to the present invention is provided with a loop coil having a resonance frequency different from the resonance frequency of the magnetic resonance antenna portion, the leakage magnetic field can be consumed by the loop coil, and the vehicle metal portion around the antenna, etc. It is possible to suppress the temperature rise.
また、ループコイルは磁気共鳴アンテナ部と距離を置いて配されるため磁気共鳴アンテナ部の共振周波数の変化や伝送効率への影響を小さくすることができる。 Further, since the loop coil is arranged at a distance from the magnetic resonance antenna unit, it is possible to reduce the change in the resonance frequency of the magnetic resonance antenna unit and the influence on the transmission efficiency.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施形態に係るアンテナが用いられる電力伝送システムのブロック図である。なお、本発明に係るアンテナは、電力伝送システムを構成する受電側のアンテナと送電側のアンテナのいずれにも適用可能であるが、以下の実施形態においては受電側のアンテナに本発明のアンテナを適用した例につき説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a power transmission system in which an antenna according to an embodiment of the present invention is used. The antenna according to the present invention can be applied to both a power receiving antenna and a power transmitting antenna constituting the power transmission system. However, in the following embodiments, the antenna of the present invention is used as the power receiving antenna. The applied example will be described.
本発明のアンテナが用いられる電力伝送システムとしては、例えば、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)などの車両への充電のためのシステムが想定されている。電力伝送システムは、上記のような車両に対して電力を非接触で伝送するため、当該車両を停車させることが可能な停車スペースに設けられる。車両充電用のスペースである当該停車スペースには、送電アンテナ105などが地中部に埋設されるような構成となっている。車両のユーザーはこの電力伝送システムが設けられている停車スペースに車両を停車させて、車両に搭載されている受電アンテナ201と、前記送電アンテナ105とを対向させることによって電力伝送システムからの電力を受電する。車両を停車スペースに停車させる際には、車両搭載の受電アンテナ201が、送電アンテナ105に対して伝送効率が良い位置関係となるようにする。
As a power transmission system using the antenna of the present invention, for example, a system for charging a vehicle such as an electric vehicle (EV) or a hybrid electric vehicle (HEV) is assumed. Since the electric power transmission system transmits electric power to the vehicle as described above in a non-contact manner, the electric power transmission system is provided in a stop space where the vehicle can be stopped. The stop space, which is a vehicle charging space, is configured such that the
電力伝送システムでは、電力伝送システム100側の送電アンテナ105から、受電側システム200側の受電アンテナ201へ効率的に電力を伝送する際、送電アンテナ105の共振周波数と、受電アンテナ201の共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うようにする。
In the power transmission system, when power is efficiently transmitted from the
送電側システム100におけるAC/DC変換部101は、入力される商用電源を一定の直流に変換するコンバータである。このAC/DC変換部101からの出力は電圧調整部102において、所定の電圧に昇圧されたりする。この電圧調整部102で生成される電圧の設定は主制御部110から制御可能となっている。
The AC /
インバーター部103は、電圧調整部102から供給される高電圧から所定の交流電圧を生成して、整合器104に入力する。図2は電力伝送システムのインバーター部を示す図である。インバーター部103は、例えば図2に示すように、フルブリッジ方式で接続されたQA乃至QDからなる4つの電界効果トランジスタ(FET)によって構成されている。
The
本実施形態においては、直列接続されたスイッチング素子QAとスイッチング素子QBの間の接続部T1と、直列接続されたスイッチング素子QCとスイッチング素子QDとの間の接続部T2との間に整合器104が接続される構成となっており、スイッチング素子QA
とスイッチング素子QDがオンのとき、スイッチング素子QBとスイッチング素子QCがオ
フとされ、スイッチング素子QBとスイッチング素子QCがオンのとき、スイッチング素子QAとスイッチング素子QDがオフとされることで、接続部T1と接続部T2との間に矩形波の交流電圧を発生させる。なお、本実施形態においては、各スイッチング素子のスイッチングによって生成される矩形波の周波数の範囲は数100kHz〜数1000kHz程度である。
In the present embodiment, between the connection portion T1 between the switching elements Q A and Q B connected in series and the connection portion T2 between the switching elements Q C and Q D connected in series. The
When the switching element Q D is on, the switching element Q B and the switching element Q C are off. When the switching element Q B and the switching element Q C are on, the switching element Q A and the switching element Q D are off. As a result, a rectangular wave AC voltage is generated between the connection portion T1 and the connection portion T2. In the present embodiment, the range of the frequency of the rectangular wave generated by switching of each switching element is about several hundred kHz to several thousand kHz.
上記のようなインバーター部103を構成するスイッチング素子QA乃至QDに対する駆動信号は主制御部110から入力されるようになっている。また、インバーター部103を駆動させるための周波数は主制御部110から制御することができるようになっている。
Drive signals for the switching elements Q A to Q D constituting the
整合器104は、所定の回路定数を有する受動素子から構成され、インバーター部103からの出力が入力される。そして、整合器104からの出力は送電アンテナ105に供給される。整合器104を構成する受動素子の回路定数は、主制御部110からの指令に基づいて調整することができるようになっている。主制御部110は、送電アンテナ105と受電アンテナ201とが共振するように整合器104に対する指令を行う。
The
送電アンテナ105は、インダクタンス成分を有するコイルから構成されており、対向するようにして配置される車両搭載の受電アンテナ201と共鳴することで、送電アンテナ105から出力される電気エネルギーを受電アンテナ201に送ることができるようになっている。
The
電力伝送システム100の主制御部110はCPUとCPU上で動作するプログラムを保持するROMとCPUのワークエリアであるRAMなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部110は、図示されている主制御部110と接続される各構成と協働するように動作する。
The
また、通信部120は車両側の通信部220と無線通信を行い、車両との間でデータの送受を可能にする構成である。通信部120によって受信したデータは主制御部110に転送され、また、主制御部110は所定情報を通信部120を介して車両側に送信することができるようになっている。
The
次に、車両側に設けられている構成について説明する。車両の受電側のシステムにおいて、受電アンテナ201は、送電アンテナ105と共鳴することによって、送電アンテナ105から出力される電気エネルギーを受電するものである。このような受電アンテナ201は、車両の底面部に取り付けられるようになっている。
Next, a configuration provided on the vehicle side will be described. In the system on the power receiving side of the vehicle, the
受電アンテナ201で受電された交流電力は、整流部202において整流され、整流された電力は充電制御部203を通してバッテリー204に蓄電されるようになっている。充電制御部203は主制御部210からの指令に基づいてバッテリー205の蓄電を制御する。また、充電制御部203はバッテリー204の残量管理なども行い得るように構成される。
The AC power received by the
主制御部210はCPUとCPU上で動作するプログラムを保持するROMとCPUのワークエリアであるRAMなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部210は、図示されている主制御部210と接続される各構成と協働するように動作する。
The
インターフェイス部230は、車両の運転席部に設けられ、ユーザー(運転者)に対し所定の情報などを提供したり、或いは、ユーザーからの操作・入力を受け付けたりするものであり、表示装置、ボタン類、タッチパネル、スピーカーなどで構成されるものである。ユーザーによる所定の操作が実行されると、インターフェイス部230から操作データとして主制御部210に送られ処理される。また、ユーザーに所定の情報を提供する際には、主制御部210からインターフェイス部230に対して、所定情報を表示するための表示指示データが送信される。
The
また、車両側の通信部220は送電側の通信部120と無線通信を行い、送電側のシス
テムとの間でデータの送受を可能にする構成である。通信部220によって受信したデータは主制御部210に転送され、また、主制御部210は所定情報を通信部220を介して送電システム側に送信することができるようになっている。
Further, the vehicle-
電力伝送システムで、電力を受電しようとするユーザーは、上記のような送電側のシステムが設けられている停車スペースに車両を停車させ、インターフェイス部230から充電を実行する旨の入力を行う。これを受けた主制御部210は、充電制御部203からのバッテリー205の残量を取得し、バッテリー205の充電に必要な電力量を算出する。算出された電力量と送電を依頼する旨の情報は、車両側の通信部220から送電側のシステムの通信部120に送信される。これを受信した送電側システムの主制御部110は電圧調整部102、インバーター部103、整合器104を制御することで、車両側に電力を伝送するようになっている。
In the power transmission system, a user who wants to receive power inputs the information indicating that charging is performed from the
次に、以上のように構成される電力伝送システム100で用いるアンテナの具体的な構成について説明する。以下、受電アンテナ201に本発明の構成を採用した例について説明するが、本発明のアンテナは送電アンテナ105に対しても適用し得るものである。
Next, a specific configuration of the antenna used in the
図3は本発明の第1実施形態に係る受電アンテナ201の分解斜視図であり、図4は本発明の第1実施形態に係る受電アンテナ201の断面構造の模式図であり、図5は本発明の第1実施形態に係る受電アンテナ201に設けられる回路基板310に設けられる回路構成を示す図である。なお、以下の実施形態では、コイル体270として矩形平板状のものを例に説明するが、本発明のアンテナはこのようなこのような形状のコイルに限定されるものではない。例えば、コイル体270として円形平板状のものなども利用し得る。
3 is an exploded perspective view of the
このようなコイル体270は、受電アンテナ201における磁気共鳴アンテナ部として機能する。この「磁気共鳴アンテナ部」は、コイル体270のインダクタンス成分のみならず、その浮游容量に基づくキャパシタンス成分、或いは意図的に追加したコンデンサに基づくキャパシタンス成分をも含むものである。また、明細書中でコイル体270としている発明特定事項は、特許請求の範囲においては、上記のようなキャパシタンス成分をも含むものとして「磁気共鳴アンテナ部」として表現されることがある。
Such a
樹脂ケース260は、受電アンテナ201のインダクタンス成分を有するコイル体270を収容するために用いられるものである。この樹脂ケース260は、例えばポリカーボネートなどの樹脂により構成される開口を有する箱体の形状をなしている。本発明においては、樹脂ケース260を構成する材料としては、透明若しくは半透明のものを用いることで、樹脂ケース260内に収容される発光ダイオード313などの発光素子からの発光を外部に透過させる。なお、樹脂ケース260はその全体が透明若しくは半透明である必要はなく、少なくともその一部が光を透過させることのできるケースあればよい。
The
樹脂ケース260の矩形状の底板部261の各辺からは側板部262が、前記底板部261に対して垂直方向に延在するようにして設けられている。そして、樹脂ケース260の上方においては、側板部262に囲まれるような上方開口部263が構成されている。また、上方開口部263の周縁にはフランジ部264が形成されており、樹脂ケース260にパッケージされた受電アンテナ201はこのフランジ部264で車両本体部に取り付けられる。樹脂ケース260を車両本体部に取り付けるためには、従来周知の任意の方法を用いることができる。
コイル体270は、ガラスエポキシ製の矩形平板状の基材271と、この基材271上に形成される渦巻き状の導電部272とから構成されている。渦巻き状をなす導電部272の内周側の第1端部273、及び外周側の第2端部274には不図示の導電線路が電気
接続される。これにより、受電アンテナ201によって受電した電力を整流部202へと導けるようになっている。このようなコイル体270は樹脂ケース260の矩形状の底板部261上に載置され、適当な固着手段によって底板部261上に固着される。また、矩形平板状の基材271の中央部には、矩形状の中抜き部275が形成されており、この中抜き部275を介して発光ダイオード313から発光が外部にもたらされる。
The
回路基板310には、ワンループのループコイル312と、このループコイル312中に接続された発光ダイオード313とからなる回路311が設けられている。回路基板310上の回路311は、物理的には、積層方向からみてコイル体270の中抜き部275と重なるように配置されている。また、ループコイル312中には調整用抵抗314が接続されており、発光ダイオード313に印加される電圧を調整することができるようになっている。ループコイル312には、送電アンテナ105によって形成される磁界の一部によって起電力が発生し、この起電力が発光ダイオード313に印加されることにより、発光ダイオード313が発光する。このような発光ダイオード313による発光は、透明若しくは半透明の樹脂ケース260を透過して、受信アンテナ201外部を照射する。
The
このような本発明に係るアンテナによれば、電力伝送を行っている最中に、発光ダイオード313などの発光素子が発光し、アンテナが電力伝送中であることを周囲に報知することが可能となる。また、猫などの小動物は発光体を嫌う習性があるために、前記発光素子の効果により、電力伝送中に小動物などがアンテナに近づいてくることを抑止可能となる。
According to such an antenna according to the present invention, during power transmission, a light emitting element such as the
なお、ループコイル312中に設ける発光素子としては、発光ダイオード313に限らず、その他ものまめ電球等の表示器も利用することできる。
Note that the light-emitting element provided in the
ループコイル312は、コイル体270の共振周波数と異なる共振周波数となるように構成されている。これにより、コイル体270から漏洩する磁界をループコイル312で消費することができ、アンテナ周囲における車両金属部などの温度上昇を抑制することが可能となる。
The
また、回路基板310は樹脂ケース260において、コイル体270の上方に所定距離dをおいて配される。これにより、受電アンテナとして機能しているコイル体270の共振周波数に影響を与え、受電アンテナの効率低下を抑制することができる。距離dはおよそ20〜100mmとするとよい。
The
磁性シールド280は、中抜き部285を有する平板状の磁性部材である。この磁性シールド280を構成するためには、フェライトなどの磁性材料を用いることができる。磁性シールド280は、樹脂ケース260に対して適当な手段により固着されることで、回路基板310の上方にある程度の空間を空けて配されるようになっている。このようなレイアウトにより、送電アンテナ105側で発生する磁力線は、磁性シールド280を透過する率が高くなり、送電アンテナ105から受電アンテナ201への電力伝送において、車両本体部を構成する金属物による磁力線への影響が軽微となる。
The
本発明に係るアンテナにおいては、コイル体270の上方に配される平板状の磁性シールド280には、中抜き部285を設けることが好ましい。磁性シールド280に中抜き部285を設けることにより、磁性シールド280自体の損失が低減され、磁性シールド280のシールド効果を最大限に引き出すことが可能となる。また、中抜き部285を有する磁性シールド280においては、部材面積が少なくてすみ、アンテナのコスト低減が可能となる。なお、中抜き部285の広さは、磁性シールド280自体とコイル体270の導電部272とが積層方向からみて重畳しなくならない程度の広さに留めることが好ま
しい。
In the antenna according to the present invention, the flat
以上、本発明に係るアンテナは、発光素子が配される回路基板が設けられているので、本発明に係るアンテナによれば、電力伝送を行っている最中に、発光素子が発光し、アンテナが電力伝送中であることを周囲に報知することが可能となる。また、猫などの小動物は発光体を嫌う習性があるために、発光素子の効果により、電力伝送中に小動物などがアンテナに近づいてくることを抑止可能となる。 As described above, since the antenna according to the present invention is provided with the circuit board on which the light emitting element is arranged, according to the antenna according to the present invention, the light emitting element emits light during power transmission, and the antenna Can be notified to the surroundings that power is being transmitted. In addition, since small animals such as cats have a habit of hating light emitters, the effects of the light emitting element can prevent the small animals from approaching the antenna during power transmission.
また、本発明に係るアンテナは、コイル体の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイルが設けられているので、漏洩磁界をループコイルで消費することができ、アンテナ周囲における車両金属部などの温度上昇を抑制することが可能となる。 In addition, since the antenna according to the present invention is provided with a loop coil having a resonance frequency different from the resonance frequency of the coil body, the leakage magnetic field can be consumed by the loop coil, and the temperature of a vehicle metal part or the like around the antenna It is possible to suppress the rise.
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態と回路基板310に設けられる回路311の構成が異なるのみで、その他の構成は同様であるので、以下、回路311について説明する。図6は本発明の第2実施形態に係る受電アンテナ201に設けられる回路基板310に設けられる回路構成を示す図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the
本実施形態においても、回路311にはコイル体270の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイル312が設けられている。このループコイル312中には、2つの発光ダイオード313の並列接続と、調整用抵抗314が設けられている。なお、並列接続においては、上記の2つの発光ダイオード313のうち、一方の前記発光ダイオードのアノードと、他方の発光ダイオード313のカソードとが接続されるようにして並列接続されている。上記のような構成において、送電アンテナ105で電力伝送が行われると、ループコイル312には起電力が発生し、各発光ダイオード313に電圧が印加されることとなる。
Also in this embodiment, the
なお、本実施形態においては、ループコイル312中に2つの発光ダイオード313を設けるようにしたが、3つ以上の発光ダイオード313を設けるようにしてもよい。その場合には、複数の発光ダイオード313のうち、一方の発光ダイオード313のアノードが、他方の発光ダイオード313のカソードに接続されるものがあることが前提となる。このような第2実施形態によっても、先の実施形態と同様の効果を享受することが可能である。
In the present embodiment, two
送電アンテナ105で発生される磁界により、ループコイル312には方向の異なる電流I1、I2が交互に発生するが、第2実施形態においては、電流I1が流れるときにはL
ED1の発光ダイオード313に電流が流れてLED1が発光するとともに、電流I2が流
れるときにはLED2の発光ダイオード313に電流が流れてLED2が発光することとなる。これにより、いずれの発光ダイオード313にも逆極性の電圧が印加されることがなくなるので、発光ダイオード313としては、逆極性印加時の耐電圧性能が高くない安価なものを利用することができる。また、発光ダイオード313に逆極性の電圧が印加されないので、発光ダイオード313の長寿命化を図ることができる。
Due to the magnetic field generated by the
With a current flows through the
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態は、第1実施形態と回路基板310に設けられる回路311の構成が異なるのみで、その他の構成は同様であるので、以下、回路311について説明する。図7は本発明の第3実施形態に係る受電アンテナ201に設けられる回路基板310に設けられる回路構成を示す図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the
本実施形態においても、回路311にはコイル体270の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイル312が設けられている。このループコイル312中には、3つの発光ダイオード313(LED1、LED2、LED3)が互いに異なる抵抗値を有する
3つの抵抗314(R1、R2、R3)と直列接続されたものが、並列接続された構成が接
続されている。上記のような構成において、送電アンテナ105で電力伝送が行われると、ループコイル312には起電力が発生し、各発光ダイオード313に電圧が印加されることとなる。
Also in this embodiment, the
なお、本実施形態においては、ループコイル312中に3つの発光ダイオード313とこれらに直列接続された抵抗の並列接続を設けるようにしたが、4つ以上の発光ダイオード313とこれらに直列接続された抵抗の並列接続を設けるようにしてもよいし、2つの発光ダイオード313とこれらに直列接続された抵抗の並列接続を設けるようにしてもよい。このような第3実施形態によっても、先の実施形態と同様の効果を享受することが可能である。
In the present embodiment, the
さらに、第3実施形態においては、それぞれの発光ダイオード313が、互いに異なる抵抗値を有する抵抗と接続されているので、LED1、LED2、LED3それぞれに流れ
る電流I1、I2、I3が異なるものとなり、発光ダイオード313それぞれが発光するタ
イミングをずらしたり、或いは、LED1、LED2、LED3としてそれぞれ異なる特性
の発光ダイオード313を用いることで、発光強度を変えたりすることが可能となる。これによれば、LED1、LED2、LED3の発光ダイオード313をインジケーターのよ
うに利用することが可能となる。
Furthermore, in the third embodiment, since each
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態は、第1実施形態と回路基板310に設けられる回路311の構成が異なるのみで、その他の構成は同様であるので、以下、回路311について説明する。図8は本発明の第4実施形態に係る受電アンテナ201に設けられる回路基板310に設けられる回路構成を示す図である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the
本実施形態においても、回路311にはコイル体270の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイル312が設けられている。そして、このループコイル312中には、直列接続された複数の発光ダイオード313の並列接続、及び、調整用抵抗314が接続されている。上記のような構成において、送電アンテナ105で電力伝送が行われると、ループコイル312には起電力が発生し、各発光ダイオード313に電圧が印加されることとなる。
Also in this embodiment, the
なお、第4実施形態においては、直列接続された複数の発光ダイオード313の並列接続を行う際の並列接続数を3であるものを例示しているが、これに限らず、任意の数の並列接続数を採用することができる。並列接続としては、並列接続数が1であるものであってもよい。このような第4実施形態によっても、先の実施形態と同様の効果を享受することが可能である。
In addition, in 4th Embodiment, although the parallel connection number at the time of performing the parallel connection of the several
さらに、第4実施形態においては、直列接続された複数の発光ダイオード313の並列接続されたものがループコイル312中に設けられているので、広範囲の照射を行うことができるというメリットがある。
Further, in the fourth embodiment, since a plurality of
次に、本発明の第5実施形態について説明する。第5実施形態は、第1実施形態と回路基板310に設けられる回路311の構成が異なるのみで、その他の構成は同様であるので、以下、回路311について説明する。図9は本発明の第5実施形態に係る受電アンテナ201に設けられる回路基板310に設けられる回路構成を示す図である。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The fifth embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the
本実施形態においても、回路311にはコイル体270の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイル312が設けられている。そして、このループコイル312中には、発光ダイオード313を点滅させる回路(スイッチング回路部316)が接続されて
いる。
Also in this embodiment, the
図9に示す回路311において、送電アンテナ105で電力伝送が行われると、ループコイル312には起電力が発生し、ダイオードDとコンデンサC11とかなる平滑回路部315に印加される。ループコイル312で発生した起電力は、平滑回路部315によって略直流電圧とされ、これがスイッチング回路部316に印加される。
In the
スイッチング回路部316では、電流I11が流れることで、コンデンサC11が所定電圧となるまでコンデンサC12に電荷が蓄積される。コンデンサC12に所定量の電荷が蓄積され、トランジスタTrのベースが所定電圧となると、トランジスタTrがオンとなり、次に電流I11が流れ、これにより、発光ダイオード313にも電流が流れ、発光ダイオード313が発光する。一方、コンデンサC11に蓄積されていた電荷が流出していくことに伴い、ベース電圧が所定電圧を下回り、トランジスタTrがオフとなる。これにより発光ダイオード313に電流が流れなくなり、発光ダイオード313が消える。そして、再び、電流I11が流れることで、コンデンサC11がチャージアップされる。以上のような動作を繰り返すことで、スイッチング回路部316は、発光ダイオード313を間欠的に発光させることが可能となる。
In the
このような実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を享受することができると共に、さらに発光ダイオード313が点滅するので、点滅する発光体を嫌う習性がある猫などの小動物がアンテナに近づいてくることを抑止可能となる。
According to such an embodiment, the same effect as the previous embodiment can be enjoyed, and further, the
次に、本発明の第6実施形態について説明する。第6実施形態は、第1実施形態と回路基板310に設けられる回路311の構成が異なるのみで、その他の構成は同様であるので、以下、回路311について説明する。図10は本発明の第6実施形態に係る受電アンテナ201に設けられる回路基板310に設けられる回路構成を示す図である。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. Since the sixth embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the
本実施形態においても、回路311にはコイル体270の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイル312が設けられている。そして、本実施形態では、このループコイル312中には、スピーカーSpやブザーなどの発音手段が接続されていることを特徴としている。
Also in this embodiment, the
図10に示す回路311において、送電アンテナ105で電力伝送が行われると、ループコイル312には起電力が発生し、ダイオードDとコンデンサC11とかなる平滑回路部315に印加される。ループコイル312で発生した起電力は、平滑回路部315によって略直流電圧とされ、これがスイッチング回路部316に印加される。
In the
スイッチング回路部316では、電流I11が流れることで、コンデンサC11が所定電圧となるまでコンデンサC12に電荷が蓄積される。コンデンサC12に所定量の電荷が蓄積され、トランジスタTrのベースが所定電圧となると、トランジスタTrがオンとなり、次に電流I11が流れ、これにより、発光ダイオード313、及びスピーカーSpにも電流が流れ、発光ダイオード313が発光すると共に、スピーカーSpから発音が行われる。一方、コンデンサC11に蓄積されていた電荷が流出していくことに伴い、ベース電圧が所定電圧を下回り、トランジスタTrがオフとなる。これにより発光ダイオード313に電流が流れなくなり、発光ダイオード313が消え、スピーカーSpからの発音も停止する。そして、再び、電流I11が流れることで、コンデンサC11がチャージアップされる。以上のような動作を繰り返すことで、スイッチング回路部316は、発光ダイオード313及びスピーカーSpを間欠的に動作させることが可能となる。
In the
このような実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果を享受することができると共
に、さらに発光ダイオード313が点滅し、スピーカーSpからは発音があるので、点滅する発光体や音を嫌う習性がある猫などの小動物がアンテナに近づいてくることを抑止可能となる。
According to such an embodiment, the same effects as in the previous embodiment can be enjoyed, and further, the
以上説明した本発明の第1実施形態乃至第6実施形態の任意の実施形態を組み合わせて構成した発明についても、本発明の範疇に入るものである。 An invention configured by combining any of the first to sixth embodiments of the present invention described above also falls within the scope of the present invention.
以上、本発明に係るアンテナは、発光素子が配される回路基板が設けられているので、本発明に係るアンテナによれば、電力伝送を行っている最中に、発光素子が発光し、アンテナが電力伝送中であることを周囲に報知することが可能となる。また、猫などの小動物は発光体を嫌う習性があるために、発光素子の効果により、電力伝送中に小動物などがアンテナに近づいてくることを抑止可能となる。 As described above, since the antenna according to the present invention is provided with the circuit board on which the light emitting element is arranged, according to the antenna according to the present invention, the light emitting element emits light during power transmission, and the antenna Can be notified to the surroundings that power is being transmitted. In addition, since small animals such as cats have a habit of hating light emitters, the effects of the light emitting element can prevent the small animals from approaching the antenna during power transmission.
また、本発明に係るアンテナは、コイル体の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイルが設けられているので、漏洩磁界をループコイルで消費することができ、アンテナ周囲における車両金属部などの温度上昇を抑制することが可能となる。 In addition, since the antenna according to the present invention is provided with a loop coil having a resonance frequency different from the resonance frequency of the coil body, the leakage magnetic field can be consumed by the loop coil, and the temperature of a vehicle metal part or the like around the antenna It is possible to suppress the rise.
また、ループコイルは磁気共鳴アンテナ部と距離を置いて配されるため磁気共鳴アンテナ部の共振周波数の変化や伝送効率への影響を小さくすることができる。 Further, since the loop coil is arranged at a distance from the magnetic resonance antenna unit, it is possible to reduce the change in the resonance frequency of the magnetic resonance antenna unit and the influence on the transmission efficiency.
100・・・電力伝送システム
101・・・AC/DC変換部
102・・・電圧調整部
103・・・インバーター部
104・・・整合器
105・・・送電アンテナ
110・・・主制御部
120・・・通信部
201・・・受電アンテナ
202・・・整流部
203・・・充電制御部
204・・・バッテリー
210・・・主制御部
220・・・通信部
230・・・インターフェイス部
260・・・樹脂ケース
216・・・底板部
262・・・側板部
263・・・上方開口部
264・・・フランジ部
270・・・コイル体
271・・・基材
272・・・導電部
273・・・第1端部
274・・・第2端部
275・・・中抜き部
280・・・磁性シールド
281・・・シールド保持板
282・・・磁性シールド分割片
285・・・中抜き部
310・・・回路基板
311・・・回路
312・・・ループコイル
313・・・発光ダイオード
314・・・調整用抵抗
315・・・平滑回路部
316・・・スイッチング回路部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ケースに載置される磁気共鳴アンテナ部と、
前記磁気共鳴アンテナ部の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイルと前記ループコイルに接続された発光素子とが配される回路基板と、を有することを特徴とするアンテナ。 A case having a bottom plate portion and a side plate portion extending from the bottom plate portion, at least a part of which can transmit light;
A magnetic resonance antenna unit mounted on the case;
An antenna comprising: a loop coil having a resonance frequency different from a resonance frequency of the magnetic resonance antenna unit; and a circuit board on which a light emitting element connected to the loop coil is arranged.
複数の前記発光ダイオードが前記ループコイル中に接続されると共に、
複数の前記発光ダイオードのうち、一方の前記発光ダイオードのアノードが、他方の前記発光ダイオードのカソードに接続されるものがあることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。 The light emitting element is a light emitting diode;
A plurality of the light emitting diodes are connected in the loop coil;
2. The antenna according to claim 1, wherein among the plurality of light emitting diodes, there is one in which an anode of one of the light emitting diodes is connected to a cathode of the other light emitting diode.
複数の前記発光ダイオードが前記ループコイル中に接続されると共に、
複数の前記発光ダイオードは互いに異なる抵抗値を有する抵抗と直列接続されることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。 The light emitting element is a light emitting diode;
A plurality of the light emitting diodes are connected in the loop coil;
The antenna according to claim 1, wherein the plurality of light emitting diodes are connected in series with resistors having different resistance values.
直列接続された複数の前記発光ダイオードの並列接続が前記ループコイルに接続されることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。 The light emitting element is a light emitting diode;
The antenna according to claim 1, wherein a parallel connection of the plurality of light emitting diodes connected in series is connected to the loop coil.
前記樹脂ケースの前記底板部に載置される磁気共鳴アンテナ部と、
前記磁気共鳴アンテナ部の共振周波数と異なる共振周波数を有するループコイルと前記ループコイルに接続された発音手段とが配される回路基板と、を有することを特徴とするアンテナ。 A case having a bottom plate portion and a side plate portion extending from the bottom plate portion;
A magnetic resonance antenna portion placed on the bottom plate portion of the resin case;
An antenna, comprising: a loop coil having a resonance frequency different from a resonance frequency of the magnetic resonance antenna unit; and a circuit board on which sounding means connected to the loop coil is arranged.
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