JP2013135491A - Antenna - Google Patents

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泰雄 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna capable of preventing heat generation of foreign matter or degradation in power transmission efficiency involved in power transmission.SOLUTION: The antenna of the present invention includes: a dielectric substrate 310 having a conductive section 330 with a linear conductive section 333 and a curved conductive section 334 mixed, and a transmission side resin case 250 which is disposed perpendicularly upward of the dielectric substrate 310 and which has an inclined portion 253 formed perpendicularly upward of the curved conductive section 334.

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を、電気自動車のような移動体に対する電力伝送に適用する場合は、移動体側に受電アンテナを搭載し、地中部に送電アンテナを埋設するような構成とすることが提案されている。   When the magnetic resonance wireless power transmission system as described above is applied to power transmission to a moving body such as an electric vehicle, a configuration in which a power receiving antenna is mounted on the moving body side and a power transmission antenna is embedded in the underground portion Has been proposed.

例えば、特許文献２（特開２０１０−６８６５７号公報）には、所定周波数の交流電力を出力する交流電力出力手段と、地面側に設けられた第１共鳴コイル、及び該第１共鳴コイルと対向配置された電気自動車搭載の第２共鳴コイルと、該第２共鳴コイルで受電された電力が充電されるバッテリとから構成されるワイヤレス電力送信装置が開示されている。
特表２００９−５０１５１０号公報 特開２０１０−６８６５７号公報 For example, in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-68657), AC power output means for outputting AC power of a predetermined frequency, a first resonance coil provided on the ground side, and the first resonance coil are opposed to each other. There is disclosed a wireless power transmission device including a second resonance coil mounted on an electric vehicle and a battery charged with power received by the second resonance coil.
Special table 2009-501510 JP 2010-68657 A

上記のような電力伝送システムにおいては、送電アンテナが地中部に埋設されるようにして設けられる構成が採用されるため、例えば、何らかの落下物が送電アンテナの近傍に落ちたままとなり、そこに異物として存在してしまう、といったシチュエーションが考えられる。ところで、電力伝送中に送電アンテナと受電アンテナとの間に、例えば、スチール缶などのような異物が存在すると、電力伝送実行中にスチール缶が発熱すると共に、電力の伝送効率が低下する、といった問題があった。ところが、従来の電力伝送システムにおいては、送電アンテナと受電アンテナとの間に、上記のような異物が存在する可能性については全く考慮されておらず、対策が求められていた。   In the power transmission system as described above, since a configuration in which the power transmission antenna is embedded in the ground is adopted, for example, some fallen object remains falling in the vicinity of the power transmission antenna, and there is a foreign object there. It can be considered as a situation that exists. By the way, if a foreign object such as a steel can exists between the power transmitting antenna and the power receiving antenna during power transmission, the steel can generates heat during power transmission execution, and the power transmission efficiency decreases. There was a problem. However, in the conventional power transmission system, the possibility that such foreign matter exists between the power transmitting antenna and the power receiving antenna is not considered at all, and a countermeasure is required.

上記問題を解決するために、請求項１に係る発明は、直線導電部と、曲線導電部とが混在する導電部が設けられた基板と、前記基板の鉛直上方に配されると共に、前記曲線導電部の鉛直上方には傾斜部が設けられたケースと、からなることを特徴とするアンテナである。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is provided with a substrate provided with a conductive portion in which a linear conductive portion and a curved conductive portion are mixed; The antenna includes a case provided with an inclined portion vertically above the conductive portion.

また、請求項２に係る発明は、直線導電部と、曲線導電部とが混在する導電部が設けら
れた基板と、前記基板の鉛直上方に配されると共に、前記曲線導電部の鉛直上方には稜部が設けられたケースと、からなることを特徴とするアンテナである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a substrate provided with a conductive portion in which a linear conductive portion and a curved conductive portion are mixed, and a vertically upper portion of the substrate, and a vertically upper portion of the curved conductive portion. Is an antenna comprising a case provided with a ridge.

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のアンテナにおいて、前記導電部が渦巻きコイル状であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the antenna according to the first or second aspect, the conductive portion has a spiral coil shape.

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアンテナにおいて、前記ケースが合成樹脂からなることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the antenna according to any one of the first to third aspects, the case is made of a synthetic resin.

また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアンテナにおいて、前記導電部には送電のための電流が流されることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the antenna according to any of the first to fourth aspects, a current for power transmission flows through the conductive portion.

本発明に係るアンテナによれば、曲線導電部の鉛直上方には傾斜部が設けられたケースが用いられており、磁束密度が集中する曲線導電部近傍に、スチール缶などの異物が存在する確率が大幅に低減するので、電力伝送に伴い、異物が発熱したり、或いは、電力伝送効率が低下したりしてしまうことがない。   According to the antenna of the present invention, a case in which an inclined portion is provided vertically above the curved conductive portion is used, and the probability that a foreign object such as a steel can exists near the curved conductive portion where the magnetic flux density is concentrated. Therefore, the foreign matter does not generate heat or the power transmission efficiency does not decrease with the power transmission.

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。1 is a block diagram of a power transmission system in which an antenna according to an embodiment of the present invention is used. 電力伝送システムのインバーター部を示す図である。It is a figure which shows the inverter part of an electric power transmission system. 本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５、受電アンテナ２０１を構成するコイル体を説明する図である。It is a figure explaining the coil body which comprises the power transmission antenna 105 which concerns on embodiment of this invention, and the power receiving antenna. 本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５の平面図である。It is a top view of the power transmission antenna 105 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５の斜視図である。It is a perspective view of the power transmission antenna 105 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５から受電アンテナ２０１への電力伝送の様子を示す断面の模式図である。It is a schematic diagram of the cross section which shows the mode of the electric power transmission from the power transmission antenna 105 which concerns on embodiment of this invention to the power receiving antenna 201. FIG. 本発明の他の実施形態に係る送電アンテナ１０５の平面図である。It is a top view of the power transmission antenna 105 which concerns on other embodiment of this invention. 送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１とを近接させたときの送電効率の周波数依存性例を示す図である。It is a figure which shows the frequency dependence example of the power transmission efficiency when the power transmission antenna 105 and the power receiving antenna 201 are made to adjoin. 第１極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of the electric current and electric field in a 1st extreme value frequency. 第２極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of the electric current and electric field in a 2nd extreme value frequency. ２つの極値を与える極値周波数のうち磁気壁が生じる極値周波数（第１周波数）での特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic in the extreme value frequency (1st frequency) which a magnetic wall produces among the extreme value frequencies which give two extreme values. ２つの極値を与える極値周波数のうち電気壁が生じる極値周波数（第２周波数）での特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic in the extreme value frequency (2nd frequency) which an electric wall produces among the extreme value frequencies which give two extreme values.

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主として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 the power receiving side antenna and the power transmitting side antenna constituting the power transmission system. However, in the following embodiments, the antenna according to the present invention is mainly used as the power receiving side antenna. An example in which is applied 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 power transmission antenna 105 and the like are buried in the ground. A user of the vehicle stops the vehicle in a stop space where the power transmission system is provided, and makes the power reception antenna 201 mounted on the vehicle and the power transmission antenna 105 face each other to thereby generate power from the power transmission system. Receive power. When the vehicle is stopped in the stop space, the power receiving antenna 201 mounted on the vehicle has a positional relationship with good transmission efficiency with respect to the power transmission antenna 105.

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 power transmission antenna 105 on the power transmission system 100 side to the power reception antenna 201 on the power reception side system 200 side, the resonance frequency of the power transmission antenna 105 and the resonance frequency of the power reception antenna 201 are By making the same, energy transmission is efficiently performed from the power transmission side antenna to the power reception side antenna.

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からの出力は高電圧発生部１０２において、所定の電圧に昇圧されたりする。この高電圧発生部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 / DC conversion unit 101 in the power transmission side system 100 is a converter that converts input commercial power into a constant direct current. The output from the AC / DC converter 101 is boosted to a predetermined voltage in the high voltage generator 102. The setting of the voltage generated by the high voltage generator 102 can be controlled from the main controller 110.

インバーター部１０３は、高電圧発生部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 inverter unit 103 generates a predetermined AC voltage from the high voltage supplied from the high voltage generation unit 102 and inputs it to the matching unit 104. FIG. 2 is a diagram illustrating an inverter unit of the power transmission system. For example, as shown in FIG. 2, the inverter unit 103 includes four field effect transistors (FETs) composed of Q A to Q D connected in a full bridge system.

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 matching device 104 is connected to the switching element Q A.
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 inverter unit 103 as described above are input from the main control unit 110. The frequency for driving the inverter unit 103 can be controlled from the main control unit 110.

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 matching unit 104 is composed of a passive element having a predetermined circuit constant, and receives an output from the inverter unit 103. The output from the matching unit 104 is supplied to the power transmission antenna 105. The circuit constants of the passive elements constituting the matching unit 104 can be adjusted based on a command from the main control unit 110. The main control unit 110 instructs the matching unit 104 so that the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201 resonate.

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 power transmission antenna 105 is composed of a coil having an inductance component, and resonates with the vehicle-mounted power reception antenna 201 arranged so as to face each other, whereby electric energy output from the power transmission antenna 105 is supplied to the power reception antenna 201. You can send.

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 main control unit 110 of the power transmission system 100 is a general-purpose information processing unit that includes a CPU, a ROM that holds a program that runs on the CPU, and a RAM that is a work area of the CPU. The main control unit 110 operates in cooperation with the components connected to the main control unit 110 shown in the figure.

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に転送され処理されるようになっている。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 communication unit 120 is configured to perform wireless communication with the vehicle-side communication unit 220 so that data can be transmitted to and received from the vehicle. Data received by the communication unit 120 is transferred to the main control unit 110 for processing. Further, the main control unit 110 can transmit predetermined information to the vehicle side via the communication unit 120.

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 power receiving antenna 201 receives electric energy output from the power transmitting antenna 105 by resonating with the power transmitting antenna 105. Such a power receiving antenna 201 is adapted to be attached to the bottom portion of the vehicle.

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 power receiving antenna 201 is rectified by the rectification unit 202, and the rectified power is stored in the battery 204 through the charge control unit 203. The charging control unit 203 controls the storage of the battery 205 based on a command from the main control unit 210. In addition, the charging control unit 203 is configured to perform the remaining amount management of the battery 204 and the like.

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 main control unit 210 is a general-purpose information processing unit that includes a CPU, a ROM that holds programs that run on the CPU, and a RAM that is a work area of the CPU. The main controller 210 operates in cooperation with the components connected to the main controller 210 shown in the figure.

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 interface unit 230 is provided in the driver's seat of the vehicle and provides predetermined information to the user (driver) or accepts operation / input from the user. A touch panel, a speaker, and the like. When a predetermined operation by the user is executed, it is sent as operation data from the interface unit 230 to the main control unit 210 and processed. Further, when providing predetermined information to the user, display instruction data for displaying the predetermined information is transmitted from the main control unit 210 to the interface unit 230.

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-side communication unit 220 is configured to perform wireless communication with the power transmission-side communication unit 120 and to transmit and receive data to and from the power transmission-side system. Data received by the communication unit 220 is transferred to the main control unit 210, and the main control unit 210 can transmit predetermined information to the power transmission system side via the communication unit 220.

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は高電圧発生部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 interface unit 230 by stopping the vehicle in the stop space where the power transmission side system as described above is provided. Receiving this, the main control unit 210 obtains the remaining amount of the battery 205 from the charge control unit 203 and calculates the amount of power necessary for charging the battery 205. The calculated amount of power and information to request power transmission are transmitted from the vehicle side communication unit 220 to the communication unit 120 of the power transmission side system. The main control unit 110 of the power transmission side system that has received the information controls the high voltage generation unit 102, the inverter unit 103, and the matching unit 104 to transmit power to the vehicle side.

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、送電アンテナ１０５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受電アンテナ２０１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 power transmission system 100 configured as described above will be described. Hereinafter, although the example which employ | adopted the structure of this invention as the power transmission antenna 105 is demonstrated, the antenna of this invention is applicable also to the power receiving antenna 201. FIG.

図３は本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５、受電アンテナ２０１を構成するコ
イル体３００を説明する図である。また、図４は本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５の平面図であり、図５は本発明の実施形態に係る送電アンテナ１０５の斜視図である。図４及び図５において、送電側樹脂ケース２５０を透過的にみたコイル体３００は点線で示されている。 FIG. 3 is a diagram illustrating a coil body 300 constituting the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201 according to the embodiment of the present invention. 4 is a plan view of the power transmission antenna 105 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view of the power transmission antenna 105 according to the embodiment of the present invention. In FIG.4 and FIG.5, the coil body 300 which transparently saw the power transmission side resin case 250 is shown by the dotted line.

コイル体３００は、送電アンテナ１０５、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。磁気共鳴アンテナ部は、このコイル体３００のインダクタンス成分のみならず、浮游容量などに基づくキャパシタンス成分をも含むものであり、その共振周波数はインダクタンス成分およびキャパシタンス成分により決定される。インダクタンス成分はコイル体３００の導電部の幅、巻き数、レイアウトにより決定され、キャパシタンス成分は誘電性基材３１０の誘電率、厚さ、誘電性基材３１０の両面に設けられる導電部の面積、及び両面の導電部間の位置関係により決定される。したがって、それらのパラメータを調整することにより、所望の磁気共鳴アンテナ部を構成することができる。   The coil body 300 functions as a magnetic resonance antenna unit in the power transmission antenna 105 and the power reception antenna 201. The magnetic resonance antenna unit includes not only an inductance component of the coil body 300 but also a capacitance component based on a floating capacity, and the resonance frequency is determined by the inductance component and the capacitance component. The inductance component is determined by the width, the number of turns, and the layout of the conductive portion of the coil body 300, and the capacitance component is the dielectric constant and thickness of the dielectric substrate 310, the area of the conductive portion provided on both surfaces of the dielectric substrate 310, And the positional relationship between the conductive parts on both sides. Therefore, a desired magnetic resonance antenna unit can be configured by adjusting those parameters.

送電側樹脂ケース２５０は、送電アンテナ１０５のインダクタンス成分を有するコイル体３００を収容するために用いられるものである。この送電側樹脂ケース２５０は、例えばポリカーボネートなど誘電正接の低い樹脂により構成される。ここでポリカーボネートの誘電正接は０．００９＠１ＭＨｚ程度であるが、これより誘電正接の小さいフッ素樹脂やポリフェニレンサルファイドなどの樹脂であっても成形加工可能であれば、送電側樹脂ケース２５０として用いる樹脂材料は特に限定されるものではない。   The power transmission side resin case 250 is used for housing the coil body 300 having the inductance component of the power transmission antenna 105. The power transmission side resin case 250 is made of a resin having a low dielectric loss tangent, such as polycarbonate. Here, the dielectric loss tangent of polycarbonate is about 0.009@1 MHz. However, a resin used as the power transmission side resin case 250 can be used even if a resin such as fluororesin or polyphenylene sulfide having a smaller dielectric loss tangent is possible. The material is not particularly limited.

コイル体３００は、例えばガラスエポキシ樹脂のような矩形平板状の誘電性基材３１０と、この一面側に形成されている導電部により構成されている。より具体的には、誘電性基材３１０は主面として表裏の関係にある２つの面を有しており、このうち１つの面に渦巻きコイル状の導電部３３０がコイルとして形成されることで、送電アンテナ１０５にインダクタンス成分が付与される。   The coil body 300 is configured by a rectangular flat plate-like dielectric base material 310 such as glass epoxy resin and a conductive portion formed on the one surface side. More specifically, the dielectric substrate 310 has two surfaces having a front and back relationship as main surfaces, and a spiral coil-shaped conductive portion 330 is formed as a coil on one of these surfaces. An inductance component is imparted to the power transmission antenna 105.

なお、本実施形態においては、導電部３３０を渦巻き状のコイルとして形成する例に基づいて説明するが、必要となるインダクタンス成分が確保することができるのであれば、渦巻き状のコイルに代えて、他の形状の導電部を用いるようにしてもよい。   In addition, in this embodiment, although it demonstrates based on the example which forms the electroconductive part 330 as a spiral coil, as long as the required inductance component can be ensured, it replaces with a spiral coil, You may make it use the conductive part of another shape.

誘電性基材３１０上において、渦巻き状のコイルを形成する導電部３３０の内周側には最内端部３３１が、また、外周側には最外端部３３２がそれぞれ設けられている。   On the dielectric substrate 310, an innermost end portion 331 is provided on the inner peripheral side of the conductive portion 330 forming the spiral coil, and an outermost end portion 332 is provided on the outer peripheral side.

誘電性基材３１０上の導電部３３０は、図３に示すように、内端部３３１、最外端部３３２との間に電流が流されたときに、基材３１０上で電流が直線状に流れる直線導電部３３３と、内端部３３１、最外端部３３２との間に電流が流されたときに、基材３１０上で電流が曲線状に流れる曲線導電部３３４と、が混在するようになっている。   As shown in FIG. 3, when a current flows between the inner end 331 and the outermost end 332, the conductive part 330 on the dielectric base 310 has a linear current on the base 310. When the current flows between the linear conductive portion 333 flowing through the inner end portion 331 and the outermost end portion 332, the curved conductive portion 334 in which the current flows in a curved shape on the substrate 310 is mixed. It is like that.

誘電性基材３１０上の導電部３３０のうち、曲線導電部３３４の近傍（図３において点線で示される囲み部Ｒ）には磁束密度が集中する。特に、このような磁束密度が集中する曲線導電部３３４の上方にスチール缶などの異物が存在すると、電力伝送に伴い、異物が発熱したり、或いは、電力伝送効率が低下したりすることが著しい。   Of the conductive portion 330 on the dielectric substrate 310, the magnetic flux density is concentrated in the vicinity of the curved conductive portion 334 (the enclosed portion R indicated by the dotted line in FIG. 3). In particular, when a foreign object such as a steel can exists above the curved conductive part 334 where the magnetic flux density is concentrated, the foreign object may generate heat or the power transmission efficiency may decrease due to power transmission. .

そこで、コイル体３００を収容する送電側樹脂ケース２５０における曲線導電部３３４の鉛直上方には、傾斜部２５３や稜部２５４が設けられるようなレイアウトとなっている。このような傾斜部２５３や稜部２５４が送電側樹脂ケース２５０に設けられるために、異物は曲線導電部３３４の鉛直上方に留まるような確率が極めて低くなり、電力伝送に伴い、異物が発熱したり、或いは、電力伝送効率が低下したりしてしまうことがない。   Therefore, the layout is such that an inclined portion 253 and a ridge portion 254 are provided vertically above the curved conductive portion 334 in the power transmission side resin case 250 that houses the coil body 300. Since the inclined portion 253 and the ridge portion 254 are provided on the power transmission side resin case 250, the probability that the foreign matter stays vertically above the curved conductive portion 334 is extremely low, and the foreign matter generates heat due to power transmission. Or power transmission efficiency is not reduced.

送電側樹脂ケース２５０は、ポリカーボネートなどの樹脂により構成することができる。この送電側樹脂ケース２５０は、その外周縁である周縁部２５１から頂面部２５２にかけて、傾斜部２５３及び稜部２５４によって高低差が設けられている。送電側樹脂ケース２５０は、周縁部２５１が鉛直下方となり、頂面部２５２が鉛直上方となる位置関係で利用されるものである。そして、送電側樹脂ケース２５０における、コイル体３００の曲線導電部３３４の鉛直上方には、図４及び図５の例に示すように、４つの稜部２５４が配される構成となっている。また、送電側樹脂ケース２５０における前記高低差のうち、稜部２５４以外の部分が傾斜部２５３となる。この傾斜部２５３も、コイル体３００の曲線導電部３３４の鉛直上方にも配されることとなる。   The power transmission side resin case 250 can be made of a resin such as polycarbonate. The power transmission side resin case 250 is provided with a height difference by an inclined portion 253 and a ridge portion 254 from a peripheral edge portion 251 which is an outer peripheral edge to a top surface portion 252. The power transmission side resin case 250 is used in a positional relationship in which the peripheral portion 251 is vertically downward and the top surface portion 252 is vertically upward. And in the power transmission side resin case 250, as shown in the example of FIG.4 and FIG.5, it has the structure by which the four ridges 254 are distribute | arranged vertically upward of the curve electrically conductive part 334 of the coil body 300. FIG. Of the height difference in the power transmission side resin case 250, a portion other than the ridge portion 254 becomes the inclined portion 253. The inclined portion 253 is also arranged vertically above the curved conductive portion 334 of the coil body 300.

不図示の２つの導電線路は送電アンテナ１０５と整合器１０４とを電気的に接続するものであり、このうち、一方の導電線路は導電部３３０の最外端部３３２と電気的に接続される。また、他方の導電線路は導電部３３０の最内端部３３１と電気的に接続される。これにより、送電アンテナ１０５は、整合器１０４から給電された交流電力により、励磁されるようになっている。   Two conductive lines (not shown) electrically connect the power transmitting antenna 105 and the matching unit 104, and one of the conductive lines is electrically connected to the outermost end 332 of the conductive part 330. . The other conductive line is electrically connected to the innermost end 331 of the conductive portion 330. Thereby, the power transmission antenna 105 is excited by AC power fed from the matching unit 104.

受電アンテナ２０１を構成する受電側樹脂ケース２６０は、送電側樹脂ケース２５０と同様のものを用いてもよいし、用いなくてもよい。本実施形態では、送電側樹脂ケース２５０とことなる構成のものを利用している。   The power receiving side resin case 260 constituting the power receiving antenna 201 may or may not be the same as the power transmitting side resin case 250. In the present embodiment, a configuration different from the power transmission side resin case 250 is used.

受電アンテナ２０１における受電側樹脂ケース２６０には、中抜き部２８５を有する平板状の磁性部材である磁性シールド２８０が設けられている。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、受電側樹脂ケース２６０に対して適当な手段により固着されることで、コイル体３００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 power receiving side resin case 260 in the power receiving antenna 201 is provided with a magnetic shield 280 that is a flat magnetic member having a hollow portion 285. In order to construct the magnetic shield 280, a magnetic material such as ferrite can be used. The magnetic shield 280 is arranged with a certain space above the coil body 300 by being fixed to the power receiving side resin case 260 by an appropriate means. With such a layout, the lines of magnetic force generated on the power transmission antenna 105 side have a high rate of transmission through the magnetic shield 280, and the lines of magnetic force generated by metal objects constituting the vehicle main body in power transmission from the power transmission antenna 105 to the power reception antenna 201. The impact on is minor.

本発明に係るアンテナにおいては、コイル体３００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３００の導電部３３０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 magnetic shield 280 disposed above the coil body 300 is preferably provided with a hollow portion 285. By providing the hollow portion 285 in the magnetic shield 280, the loss of the magnetic shield 280 itself is reduced, and the shielding effect of the magnetic shield 280 can be maximized. Further, in the magnetic shield 280 having the hollow portion 285, the member area is small, and the cost of the antenna can be reduced. Note that the width of the hollow portion 285 is preferably limited to such a size that the magnetic shield 280 itself and the conductive portion 330 of the coil body 300 do not overlap each other when viewed from the stacking direction.

以上のような、本発明に係るアンテナによれば、コイル体３００の曲線導電部３３４の鉛直上方には傾斜部２５３や稜部２５４が設けられた送電側樹脂ケース２５０が用いられており、磁束密度が集中する曲線導電部３３４近傍に、スチール缶などの異物が存在する確率が大幅に低減するので、電力伝送に伴い、異物が発熱したり、或いは、電力伝送効率が低下したりしてしまうことがない。   According to the antenna according to the present invention as described above, the power transmission side resin case 250 provided with the inclined portion 253 and the ridge portion 254 is used vertically above the curved conductive portion 334 of the coil body 300, and the magnetic flux Since the probability that foreign matter such as a steel can exists in the vicinity of the curved conductive portion 334 where the density is concentrated is greatly reduced, the foreign matter generates heat or the power transmission efficiency is reduced due to power transmission. There is nothing.

図７は本発明の他の実施形態に係る送電アンテナ１０５の平面図である。本実施形態が、先の実施形態と異なる点は、コイル体３００の曲線導電部３３４の鉛直上方に稜部２５４を４つ設けたことに加え、さらに、コイル体３００の直線導電部３３３の鉛直上方にも稜部２５４を４つ設けたことである。このような他の実施形態によれば、先の実施形態と同様の効果に加えて、稜部２５４が増えたことにより、送電側樹脂ケース２５０上に異物が留まる確率が低減して、電力伝送に伴う、異物の発熱、或いは、電力伝送効率の低下を
避けることが可能となる。 FIG. 7 is a plan view of a power transmission antenna 105 according to another embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the previous embodiment in that four ridges 254 are provided vertically above the curved conductive portion 334 of the coil body 300, and the vertical conductive portion 333 of the coil body 300 is further vertical. The four ridges 254 are also provided on the upper side. According to such other embodiments, in addition to the same effects as in the previous embodiment, the increase in the ridges 254 reduces the probability that foreign matter stays on the power transmission side resin case 250, thereby reducing power transmission. Accordingly, it is possible to avoid the heat generation of foreign matters or the decrease in power transmission efficiency.

ここで、ワイヤレス電力伝送システムにおける伝送効率の極値を与える周波数について説明する。前記システムの電力伝送時においては、伝送効率の極値を与える周波数が２つ存在することがある。このような２つのうちのいずれの周波数を選択する方がシステムにとって最適であるかについて説明する。   Here, the frequency giving the extreme value of the transmission efficiency in the wireless power transmission system will be described. During power transmission of the system, there may be two frequencies that give extreme values of transmission efficiency. A description will be given of which of these two frequencies is most suitable for the system.

図８は送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１とを近接させたときの送電効率の周波数依存性例を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating a frequency dependence example of power transmission efficiency when the power transmission antenna 105 and the power reception antenna 201 are brought close to each other.

磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムにおいては、図８に示すように、第１極値周波数ｆm、第２極値周波数ｆeの２つがあるが、電力伝送を行うときには、これらのいずれかの周波数でこれを行うことが好ましい。 In the magnetic resonance type wireless power transmission system, as shown in FIG. 8, there are two first extreme value frequency f m and second extreme value frequency fe . This is preferably done at frequency.

図９は第１極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。第１極値周波数においては、送電アンテナ１０５のコイルに流れる電流と、受電アンテナ２０１のコイルに流れる電流とで位相が略等しくなり、磁界ベクトルが揃う位置が送電アンテナ１０５のコイルや受電アンテナ２０１のコイルの中央部付近となる。この状態を、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に対して磁界の向きが垂直となる磁気壁が生じているものとして考える。   FIG. 9 is a diagram schematically showing the state of current and electric field at the first extreme frequency. At the first extreme frequency, the current flowing in the coil of the power transmitting antenna 105 and the current flowing in the coil of the power receiving antenna 201 have substantially the same phase, and the positions where the magnetic field vectors are aligned are the coil of the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201. Near the center of the coil. This state is considered as a magnetic wall in which the direction of the magnetic field is perpendicular to the plane of symmetry between the power transmission antenna 105 and the power reception antenna 201.

また、図１０は第２極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。第２極値周波数においては、送電アンテナ１０５のコイルに流れる電流と、受電アンテナ２０１のコイルに流れる電流とで位相がほぼ逆となり、磁界ベクトルが揃う位置が送電アンテナ１０５のコイルや受電アンテナ２０１のコイルの対称面付近となる。この状態を、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に対して磁界の向きが水平となる電気壁が生じているものとして考える。   FIG. 10 is a diagram schematically showing the state of current and electric field at the second extreme frequency. At the second extreme frequency, the current flowing in the coil of the power transmitting antenna 105 and the current flowing in the coil of the power receiving antenna 201 are almost opposite in phase, and the position where the magnetic field vectors are aligned is the position of the coil of the power transmitting antenna 105 or the power receiving antenna 201. Near the symmetry plane of the coil. This state is considered as an electrical wall in which the direction of the magnetic field is horizontal with respect to the plane of symmetry between the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201.

なお、以上のような電気壁や磁気壁などの概念に関しては、居村岳広、堀洋一「電磁界共振結合による伝送技術」ＩＥＥＪ Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．１２９，Ｎｏ．７，２００９、或いは、居村岳広、岡部浩之、内田利之、堀洋一「等価回路から見た非接触電力伝送の磁界結合と電界結合に関する研究」ＩＥＥＪ Ｔｒａｎｓ．ＩＡ，Ｖｏｌ．１３０，Ｎｏ．１，２０１０などに記載されているものを本明細書においては準用している。   Regarding the concepts of the electric wall and the magnetic wall as described above, Takehiro Imura and Yoichi Hori “Transmission Technology by Electromagnetic Resonance Coupling”, IEEE Journal, Vol. 129, no. 7, 2009, or Takehiro Imura, Hiroyuki Okabe, Toshiyuki Uchida, Yoichi Hori “Studies on magnetic field coupling and electric field coupling of non-contact power transmission as seen from the equivalent circuit” IEEE Trans. IA, Vol. 130, no. 1, 2010 and the like are applied mutatis mutandis in this specification.

本発明において、極値を与える周波数として、第１極値周波数、第２極値周波数の２つがある場合については、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に電気壁が生じる極値周波数を選定する理由について説明する。   In the present invention, when there are two extreme frequency values, ie, the first extreme value frequency and the second extreme value frequency, the extreme value in which an electric wall is generated on the plane of symmetry between the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201 The reason for selecting the frequency will be described.

図１１は２つの極値を与える極値周波数のうち磁気壁が生じる極値周波数（第１周波数）での特性を示す図である。図１１（Ａ）はバッテリー２０４（負荷）の負荷変化変動に伴う送電側の電圧（Ｖ1）、電流（Ｉ1）の変動の様子を示す図であり、図１１（Ｂ）はバッテリー２０４（負荷）の負荷変化変動に伴う受電側の電圧（Ｖ3）、電流（Ｉ3）の変動の様子を示す図である。図１１に示すような特性によれば、受電側でバッテリー２０４（負荷）の負荷増大と共に、電圧が増大する特性があることがわかる。 FIG. 11 is a diagram showing characteristics at an extreme value frequency (first frequency) at which a magnetic wall is generated, among extreme value frequencies giving two extreme values. FIG. 11A is a diagram showing how the voltage (V 1 ) and current (I 1 ) on the power transmission side vary with the load variation variation of the battery 204 (load), and FIG. receiving side of the voltage due to load change variation of the load) (V 3), it is a diagram showing a state of variation of the current (I 3). According to the characteristics shown in FIG. 11, it can be seen that there is a characteristic that the voltage increases as the load of the battery 204 (load) increases on the power receiving side.

以上のような磁気壁が生じる周波数においては、バッテリー２０４側からみて受電アンテナ２０１が定電流源として見えるものである。このような受電アンテナ２０１が定電流源のように動作する周波数で、電力伝送を行った場合に、仮に負荷側であるバッテリー２０４などの不具合により緊急停止が起きたとすると、受電アンテナ２０１の両端部の電圧が上昇してしまうこととなる。   At the frequency at which the magnetic wall is generated as described above, the power receiving antenna 201 can be seen as a constant current source when viewed from the battery 204 side. When power transmission is performed at such a frequency that the power receiving antenna 201 operates as a constant current source, if an emergency stop occurs due to a malfunction of the battery 204 on the load side, both ends of the power receiving antenna 201 are The voltage will increase.

一方、図１２は２つの極値を与える極値周波数のうち電気壁が生じる極値周波数（第２周波数）での特性を示す図である。図１２（Ａ）はバッテリー２０４（負荷）の負荷変化変動に伴う送電側の電圧（Ｖ1）、電流（Ｉ1）の変動の様子を示す図であり、図１２（Ｂ）はバッテリー２０４（負荷）の負荷変化変動に伴う受電側の電圧（Ｖ3）、電流（Ｉ3）の変動の様子を示す図である。図１２に示すような特性によれば、受電側でバッテリー２０４（負荷）の負荷増大と共に、電流が減少する特性があることがわかる。 On the other hand, FIG. 12 is a diagram showing characteristics at an extreme value frequency (second frequency) at which an electric wall is generated, among extreme value frequencies giving two extreme values. FIG. 12A is a diagram showing how the voltage (V 1 ) and current (I 1 ) on the power transmission side change with the load change fluctuation of the battery 204 (load), and FIG. receiving side of the voltage due to load change variation of the load) (V 3), it is a diagram showing a state of variation of the current (I 3). According to the characteristics shown in FIG. 12, it can be seen that there is a characteristic that the current decreases as the load of the battery 204 (load) increases on the power receiving side.

以上のような電気壁が生じる周波数においては、バッテリー２０４側からみて受電アンテナ２０１が定電圧源として見えるものである。このような受電アンテナ２０１が定電圧源のように動作する周波数で、電力伝送を行った場合に、仮に負荷側であるバッテリー２０４などの不具合により緊急停止が起きたとしても、受電アンテナ２０１の両端部の電圧が上昇することはない。したがって、本発明に係る電力伝送システムによれば、負荷が急激に低下した際に電圧が高圧になることがなく、安定して電力伝送を行うことが可能となるのである。   At the frequency at which the electric wall as described above is generated, the power receiving antenna 201 can be seen as a constant voltage source when viewed from the battery 204 side. When power transmission is performed at a frequency at which the power receiving antenna 201 operates like a constant voltage source, even if an emergency stop occurs due to a malfunction of the battery 204 on the load side, both ends of the power receiving antenna 201 The voltage of the part does not increase. Therefore, according to the power transmission system of the present invention, when the load is suddenly reduced, the voltage does not become high voltage, and it is possible to perform power transmission stably.

図１１の特性においては、受電側のバッテリー２０４（負荷）にとっては、充電回路が電流源として見えることとなり、図１２の特性においては、受電側のバッテリー２０４（負荷）にとっては、充電回路が電圧源として見えることとなる。負荷が増大することに伴い、電流が減少する図１２に示す特性の方が、バッテリー２０４（負荷）にとっては好ましいので、本実施形態においては、第１極値周波数、第２極値周波数の２つがある場合については、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に電気壁が生じる極値周波数を選定するようにしている。   In the characteristics of FIG. 11, the charging circuit appears as a current source for the battery 204 (load) on the power receiving side, and in the characteristics of FIG. 12, the charging circuit is a voltage for the battery 204 (load) on the power receiving side. It will appear as a source. The characteristic shown in FIG. 12 in which the current decreases as the load increases is preferable for the battery 204 (load). In the present embodiment, the first extreme frequency and the second extreme frequency of 2 are used. In the case where there is one, an extreme value frequency at which an electric wall is generated on the plane of symmetry between the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201 is selected.

このような本発明に係る電力伝送システムによれば、伝送効率の極値を与える周波数が２つ存在することがある場合でも、電力伝送時の最適な周波数を迅速に決定することができ、効率的な電力伝送を短時間で行うことが可能となる。   According to such a power transmission system according to the present invention, even when there are two frequencies that give extreme values of transmission efficiency, the optimum frequency at the time of power transmission can be quickly determined, and the efficiency Power transmission can be performed in a short time.

また、２つの極値を与える周波数が２つある場合に、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に電気壁が生じる極値周波数を選定すると、バッテリー２０４（負荷）にとって、充電回路が電圧源として見えるので、充電制御によりバッテリー２０４への出力が変動した際にインバータ部１３０の出力も伴って増減するために扱いやすい、というメリットがある。また、充電制御部２０３が緊急停止した際にも供給電力も自動的に最小化するため無駄な装置も必要ない。   In addition, when there are two frequencies that give two extreme values, if an extreme frequency at which an electric wall is generated on the plane of symmetry between the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201 is selected, a charging circuit is provided for the battery 204 (load). Therefore, when the output to the battery 204 fluctuates due to charge control, there is an advantage that it is easy to handle because it increases and decreases with the output of the inverter unit 130. Further, even when the charging control unit 203 is urgently stopped, the power supply is automatically minimized, so that no useless device is required.

また、２つの極値を与える周波数が２つある場合に、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に電気壁が生じる極値周波数を選定すると、充電制御部２０３からみて整流器２２０が電圧源として見えるので、充電制御によりバッテリー２０４への出力が変動した際に整流昇圧部１２０の出力も伴って増減するために扱いやすい、というメリットがある。また、充電制御部２０３が緊急停止した際にも供給電力も自動的に最小化するため無駄な装置も必要ない。   In addition, when there are two frequencies that give two extreme values, if an extreme frequency that generates an electric wall on the plane of symmetry between the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201 is selected, the rectifier 220 is Since it appears as a voltage source, when the output to the battery 204 fluctuates due to charge control, there is an advantage that it is easy to handle because it increases and decreases with the output of the rectifying booster 120. Further, even when the charging control unit 203 is urgently stopped, the power supply is automatically minimized, so that no useless device is required.

これに対して、２つの極値を与える周波数が２つある場合に、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間の対称面に磁気壁が生じる極値周波数を選定すると、充電制御部２０３が出力を小さくした際に伴って供給電圧を制御する必要がありそのための通信手段や検知手段が必要となり、コストがかかることとなる。   On the other hand, when there are two frequencies that give two extreme values, the charging control unit 203 outputs the extreme frequency that generates a magnetic wall on the plane of symmetry between the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201. Therefore, it is necessary to control the supply voltage as the value is reduced, and a communication means and a detection means for that purpose are required, which increases costs.

以上述べたように、本発明に係るアンテナによれば、曲線導電部の鉛直上方には傾斜部が設けられたケースが用いられており、磁束密度が集中する曲線導電部近傍に、スチール缶などの異物が存在する確率が大幅に低減するので、電力伝送に伴い、異物が発熱したり
、或いは、電力伝送効率が低下したりしてしまうことがない。 As described above, according to the antenna according to the present invention, the case in which the inclined portion is provided vertically above the curved conductive portion is used, and a steel can or the like is provided near the curved conductive portion where the magnetic flux density is concentrated. Therefore, the foreign matter does not generate heat or the power transmission efficiency is not reduced due to the power transmission.

なお、本実施例においては、直線導電部と曲線導電部とが混在しているアンテナ例に関して記述したが、曲線導電部のみで構成されるアンテナ、即ち、楕円、若しくは真円形態のアンテナの場合には曲線導電部の鉛直上方に傾斜部を配置する構成とすれば良い。   In the present embodiment, the antenna example in which the linear conductive portion and the curved conductive portion are mixed is described. In this case, the inclined portion may be arranged vertically above the curved conductive portion.

１００・・・電力伝送システム
１０１・・・ＡＣ／ＤＣ変換部
１０２・・・高電圧発生部
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
２４１・・・導電線路、
２４２・・・導電線路、
２５０・・・送電側樹脂ケース
２５１・・・周縁部
２５２・・・頂面部
２５３・・・傾斜部
２５４・・・稜部
２６０・・・受電側樹脂ケース
２８０・・・磁性シールド
２８５・・・中抜き部
３００・・・コイル体
３１０・・・誘電性基材
３３０・・・導電部
３３１・・・最内端部
３３２・・・最外端部
３３３・・・直線導電部
３３４・・・曲線導電部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Electric power transmission system 101 ... AC / DC conversion part 102 ... High voltage generation part 103 ... Inverter part 104 ... Matching device 105 ... Power transmission antenna 110 ... Main control part 120 Communication unit 201 Power receiving antenna 202 Rectification unit 203 Charging control unit 204 Battery 210 Main control unit 220 Communication unit 230 Interface unit 241 ..Conductive lines
242: Conductive line,
250 ... Power transmission side resin case 251 ... Peripheral part 252 ... Top surface part 253 ... Inclined part 254 ... Ridge part 260 ... Power receiving side resin case 280 ... Magnetic shield 285 ... Hollow section 300 ... Coil body 310 ... Dielectric substrate 330 ... Conductive portion 331 ... Innermost end 332 ... Outermost end 333 ... Linear conductive portion 334 ... Curved conductive part

Claims (5)

直線導電部と、曲線導電部とが混在する導電部が設けられた基板と、
前記基板の鉛直上方に配されると共に、前記曲線導電部の鉛直上方には傾斜部が設けられたケースと、からなることを特徴とするアンテナ。 A substrate provided with a conductive portion in which a linear conductive portion and a curved conductive portion are mixed;
An antenna comprising: a case disposed vertically above the substrate, and a case provided with an inclined portion vertically above the curved conductive portion. 直線導電部と、曲線導電部とが混在する導電部が設けられた基板と、
前記基板の鉛直上方に配されると共に、前記曲線導電部の鉛直上方には稜部が設けられたケースと、からなることを特徴とするアンテナ。 A substrate provided with a conductive portion in which a linear conductive portion and a curved conductive portion are mixed;
An antenna comprising: a case disposed vertically above the substrate, and a case provided with a ridge portion vertically above the curved conductive portion. 前記導電部が渦巻きコイル状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ。 The antenna according to claim 1, wherein the conductive portion has a spiral coil shape. 前記ケースが合成樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアンテナ。 The antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein the case is made of a synthetic resin. 前記導電部には送電のための電流が流されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアンテナ。 The antenna according to any one of claims 1 to 4, wherein a current for power transmission flows through the conductive portion.
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