JP2018038211A - 連成コイル、給電装置及びワイヤレス給電システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態における連成コイル3を備えるワイヤレス給電システム1の概略構成の一例を示す図である。このワイヤレス給電システム1は、例えば、外力によって移動可能に構成された複数の可動部にそれぞれ設けられた負荷に対してワイヤレスで電力を給電する。本実施形態では、ワイヤレス給電システム1は、可動部である引出し5−1〜5−3の複数段の引出し5を備えたシステムキッチンに適用され、引出し5−1〜5−3のそれぞれに備えられた負荷7(7−1〜7−3)に、ワイヤレスで給電する。負荷7とは、例えば、引出し5の前面に設けられた表示部や操作部、引出し5内に設けられた灯体(例えば、LED(light emitting diode))を備えた灯体装置や紫外線装置等である。例えば、上記表示部は、引出し5の内部状況(例えば、温度や湿度)を表示する。例えば、上記操作部は、ユーザに操作されることで引出し5を自動開閉する。上記灯体は、ユーザに引出し5が開けられた場合に点灯し、その引出し5の内部を照らすものである。上記紫外線装置は、引出し5が閉状態である場合に、その引出し5の内部に紫外線を照射することで、その内部を殺菌するためのものである。
給電回路2は、連成コイル3に接続されている。給電回路2は、連成コイル3に電力を供給する。
図2に示すように、給電コイル32が接続線31の両端間にそれぞれ直列に接続される場合には、共振コンデンサ40−1〜40−3が接続線31に直列に接続される。これにより、共振コンデンサ40−1と給電コイル32−1(以下、「第1の共振回路」という。)、共振コンデンサ40−2と給電コイル32−2(以下、「第2の共振回路」という。)、共振コンデンサ40−3と給電コイル32−3(以下、「第3の共振回路」という。)は、それぞれ共振回路として形成され、これらの共振回路の共振周波数は、共振周波数fで共振し、給電コイル32のそれぞれに電力をワイヤレスで給電する。
ここで、給電コイル32が接続線31の両端間にそれぞれ直列に接続されているため、各給電コイル32のインダクタンスは、式(3)の関係が成り立つ。また、各共振コンデンサは、式(4)の式が成り立つ。
ここで、式(3)及び式(4)より、以下の式(5)が導出される。
図3に示すように、給電コイル32が接続線31の両端間にそれぞれ並列に接続される場合には、共振コンデンサ40が各給電コイル32に接続される。これにより、第1の共振回路、第2の共振回及び第3の共振回路はそれぞれ共振周波数fで共振する。これにより、給電コイル32から受電コイル4に電力がワイヤレスで給電される。
図3に示す連成コイル3において、給電コイル32が接続線31の両端間にそれぞれ並列に接続されているため、各給電コイル32のインダクタンスは、式(8)の関係が成り立つ。また、各共振コンデンサは、式(9)の式が成り立つ。
ここで、式(8)及び式(9)より、以下の式(10)が導出される。
例えば、受電コイル4−2は、引出し5−2に設けられている。そして、受電コイル4−2は、引出し5−2に設けられている負荷7−2に接続され、給電コイル32−2から磁界共鳴によりワイヤレスで給電された電力を、負荷7−2に供給する。
例えば、受電コイル4−3は、引出し5−3に設けられている。そして、受電コイル4−3は、引出し5−3に設けられている負荷7−3に接続され、給電コイル32−3から磁界共鳴によりワイヤレスで給電された電力を、負荷7−3に供給する。
図4は、第1の変形例における連成コイル3Aについて説明する図である。
図5は、第2の変形例における受電コイル4Bについて説明する図である。
図6は、第3の変形例におけるワイヤレス給電システム1Cについて説明する図である。図6に示すように、ワイヤレス給電システム1Cは、給電回路2C、連成コイル3及び複数の受電コイル4(受電コイル4−1〜4−3)を備える。
ここで、受電コイル4−1〜4−3は、給電回路2と通信する機能を有する。
例えば、電源21は、蓄電池でもよいし、商用電源でもよい。
電力供給部22は、制御部24からの制御に基づいて、電源21から供給される電力のうち所定の電力を接続線31に出力する。
このように、制御部24は、負荷7に対する電力の供給状態に基づいて、接続線31に供給する電力量を制御する。なお、例えば、負荷7は、受電コイル4に備えられているスイッチのオン状態又はオフ状態を監視する。そして、負荷7は、その監視している状態に応じて自装置に対する電力の供給状態を判定し、その判定結果を通信ネットワーク100を介して通信部23に送信してもよい。
また、給電コイル32及び受電コイル4を各引出し5の底面側に配置した場合に、引出し5内に収納されている金属製品により、給電コイル32と受電コイル4との磁気結合に影響を及ぼす可能性がある。そのため、図7に示すように、給電コイル32及ぶ受電コイル4を各引出し5の側面側に配置することで、給電コイル32と受電コイル4との磁気結合に対する、引出し5内に収納されている金属製品の影響を抑制することができる。
2 給電回路
3 連成コイル
4 受電コイル
7 負荷
21 電源
22 電力供給部
23 通信部
24 制御部
32 給電コイル
Claims (5)
- 複数の給電コイルと、
給電回路に両端が接続される一の接続線と、
を備え、
前記接続線の両端間に前記複数の給電コイルがそれぞれ連成されている連成コイル。 - 請求項1に記載の連成コイルと、
前記給電回路と、
を備える給電装置。 - 請求項2に記載の給電装置と、
前記給電コイルのそれぞれと磁界共鳴することで電力を受電する複数の受電コイルと、
を備え、
前記受電コイルは、外力によって移動可能に構成された複数の可動部にそれぞれ設けられているワイヤレス給電システム。 - 前記受電コイルは、前記可動部に設けられた負荷にそれぞれ接続され、
前記給電回路は、
前記接続線に電力を供給する電力供給部と、
前記受電コイルからの電力の供給が停止された負荷を判別し、前記判別した結果に基づいて前記電力供給部から前記接続線に供給される電力量を制御する制御部と、
を備える請求項3に記載のワイヤレス給電システム。 - 前記複数の可動部の間に磁気シールドを備えた請求項3又は請求項4に記載のワイヤレス給電システム。
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