JP2018130008A

JP2018130008A - 無線電力伝送システムにおける送電装置の制御方法、および送電装置

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Publication number: JP2018130008A
Application number: JP2017223726A
Authority: JP
Inventors: 松尾　浩之; Hiroyuki Matsuo; 浩之松尾; 澤井　徹郎; Tetsuo Sawai; 徹郎澤井
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2018-08-16
Anticipated expiration: 2037-11-21
Also published as: JP2019180233A; CN110168858B; CN110168858A; US10926651B2; US20190337404A1; JP7113231B2; JP6551755B2

Abstract

【課題】送電コイルと重なる位置に金属異物が侵入した場合の安全性の向上を図る。
【解決手段】本開示の一態様に係る制御方法は、
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、前記送電コイルを内部に備える筐体と、前記筐体の表面上に配置され、前記送電コイルと重なる位置に配置された移動部材と、を備えた送電装置を制御する方法である。前記方法は、前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させ、前記電力伝送の完了後、前記移動部材が前記金属異物を保持した状態で、前記送電コイルと重ならない位置から前記送電コイルと重なる位置に前記移動部材を戻す。
【選択図】図６

Description

本開示は、無線電力伝送システムにおける送電装置の制御方法、および送電装置に関する。

車両などの移動体に用いられる無線電力伝送システムは、送電装置に含まれる送電コイルと受電装置に含まれる受電コイルとを電磁的に結合させて、送電コイルから受電コイルに電力を送電する。

特開２０１６−５９２３６号公報特開２０１５−８５４６号公報特開２０１５−２２０９３４号公報特開２０１６−５９１３９号公報特開２０１５−１００１６２号公報

送電コイルと受電コイルとの間に空き缶または硬貨などの金属異物が存在すると、送電時に送電コイルから発生する磁界によって金属異物の表面温度が上昇し、安全上問題となる虞がある。

本開示は、送電コイル上の領域に金属異物が侵入した場合の安全性の向上を図る。

本開示の一態様に係る制御方法は、
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備える筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記送電コイルと重なる位置に配置された移動部材と、を備えた送電装置を制御する方法であって、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させ、
前記電力伝送の完了後、前記移動部材が前記金属異物を保持した状態で、前記送電コイルと重ならない位置から前記送電コイルと重なる位置に前記移動部材を戻す。

本開示の他の態様に係る制御方法は、
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備え、前記送電コイルと重なる位置に、前記送電コイルの大きさよりも大きい開口部を有する筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記開口部と重なり、金属異物を保持する移動部材と、を備えた送電装置を制御する方法であって、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させる。

上記の包括的又は具体的な態様は、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、又は、記録媒体で実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせによって実現されてもよい。

本開示の一態様によれば、送電コイルと重なる位置に侵入した金属異物を除去するのではなく、金属異物を当該位置から移動させる。これにより、金属異物の表面温度の上昇を防ぎ、無線電力伝送システムの安全性を向上できる。

図１は、移動体に無線で電力を供給する無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。図２は、送電コイルと重なる位置に金属異物が存在する状況の一例を示す図である。図３は、送電コイルから受電コイルへ電力を非接触で伝送している状況を示す模式図である。図４は、送電装置の上面の配置のバリエーションを説明するための図である。図５Ａは、送電装置のＹＺ面断面を模式的に示す図である。図５Ｂは、送電装置の筐体から移動部材を除いた部分を＋Ｚ方向から見た模式図である。図５Ｃは、送電装置の他の構成例を模式的に示す図である。図６は、実施形態１における動作の概要を説明するための図である。図７Ａは、移動部材が、送電前に移動体の走行方向に移動する形態を示す図である。図７Ｂは、移動部材が、送電前に移動体の走行方向の逆方向に移動する形態を示す図である。図７Ｃは、２つの移動部材が、送電前に移動体の走行方向およびその逆方向にそれぞれ移動する形態を示す図である。図８Ａは、周辺部が側壁で囲まれた移動部材が送電コイルを覆っている状態を示す図である。図８Ｂは、周辺部が側壁で囲まれた移動部材が送電コイルと重なる位置から移動した状態を示す図である。図８Ｃは、筐体が開口部を有さず、移動部材がストッパーを備えていない構成の例を模式的に示す第１の図である。図８Ｄは、筐体が開口部を有さず、移動部材がストッパーを備えていない構成の例を模式的に示す第２の図である。図８Ｅは、移動部材が送電コイルと重ならない位置まで移動した状態から元の位置に戻る時に、筐体上に金属異物が侵入している状況の例を示す図である。図８Ｆは、金属異物が移動部材の端部で押されて、送電コイルと重なる位置から送電コイルと重ならない位置に移動した状態を示す図である。図８Ｇは、実施形態１における送電装置の第１の変形例を示す図である。図８Ｈは、実施形態１における送電装置の第２の変形例を示す図である。図８Ｉは、実施形態１における送電装置の第３の変形例を示す図である。図８Ｊは、送電装置の動作の一例を示す図である。図８Ｋは、送電装置の動作の一例を示すフローチャートである。図９は、実施形態１における無線電力伝送システムの構成の例を示すブロック図である。図１０Ａは、送電コイルおよび受電コイルの等価回路の例を示す図である。図１０Ｂは、送電コイルおよび受電コイルの等価回路の他の例を示す図である。図１１Ａは、路面に沿って送電コイルが配置されている例を示す図である。図１１Ｂは、路面に交差（図示される例では直交）する壁面に送電コイルが配置されている例を示す図である。図１２は、送電コイルおよび受電コイルの他の例を模式的に示す図である。図１３Ａは、フルブリッジ型のインバータ回路の構成例を示す図である。図１３Ｂは、ハーフブリッジ型のインバータ回路の構成例を示す図である。図１４Ａは、移動部材の表面上の金属異物を検知する手段の有無によって給電方法が異なることを示す表である。図１４Ｂは、送電制御回路の動作の概要を示すフローチャートである。図１５Ａは、送電制御回路が実行する動作の基本的な流れを示すフローチャートである。図１５Ｂは、図１５Ａに示す動作にさらにステップＳ１０４およびＳ１０５が追加された動作を示すフローチャートである。図１５Ｃは、送電コイルと受電コイルとの位置合わせが完了したタイミングで、移動部材の移動を開始させる動作の基本的な流れを示すフローチャートである。図１５Ｄは、図１５Ｃに示す動作に加え、ステップＳ２０４およびＳ２０５が追加された動作の例を示すフローチャートである。図１５Ｅは、送電制御回路の動作の他の例を示すフローチャートである。図１６Ａは、実施形態２における送電装置の構成を模式的に示す断面図である。図１６Ｂは、実施形態２おける送電装置の構成を示すブロック図である。図１７は、実施形態２における送電装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１８は、実施形態２における動作の他の例を示すフローチャートである。図１９Ａは、実施形態３における送電装置の構成を模式的に示す図である。図１９Ｂは、実施形態３における送電装置の他の構成例を示す図である。図１９Ｃは、実施形態３における２つのローラの構成例を示す図である。図２０は、実施形態３における送電制御回路の基本的な動作を示すフローチャートである。図２１Ａは、実施形態３における送電装置を模式的に示す断面図である。図２１Ｂは、実施形態３における送電装置を模式的に示す断面図である。図２２は、特許文献１の図１の一部を示す図である。

（本開示の基礎となった知見）
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。

図１は、移動体２００に無線で電力を供給する無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。この無線電力伝送システムでは、路面に沿って配置された送電コイル１１０が、移動体２００の底面に配置された受電コイル２１０に、無線で電力を伝送する。移動体２００は、この例では電気モータによって駆動される車両である。移動体２００は、例えば、バス、自動車、電車、無人搬送車（ＡＧＶ）などの車両であり得るが、車両以外の可動物体でもよい。

図１には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ方向を示すＸＹＺ座標が示されている。以下の説明では、図示されているＸＹＺ座標を用いる。移動体２００の進行方向をＹ方向、路面に垂直な方向をＺ方向、Ｙ方向およびＺ方向の両方に垂直な方向をＸ方向とする。なお、本願の図面に示される構造物の向きは、説明のわかりやすさを考慮して設定されており、本開示の実施形態が現実に実施されるときの向きをなんら制限するものではない。また、図面に示されている構造物の全体または一部分の形状および大きさも、現実の形状および大きさを制限するものではない。

無線電力伝送システムは、送電装置１００と、受電装置とを備える。送電装置１００は、外部の電源３００から供給された電力を、送電コイル１１０から受電コイル２１０に出力する。受電装置は、移動体２００に設けられている。受電装置は、受電コイル２１０に加え、図示されていない整流回路、および受電制御回路などの構成要素を備える。

このようなシステムにおいて、送電コイル１１０の直上またはその近傍に金属異物４００が存在すると、送電時に金属異物４００が加熱され、安全上問題が生じる虞がある。そこで、このような金属異物を電力伝送時に検知し、金属異物を除去する技術がこれまでに提案されている。

例えば、特許文献１は、異物除去板またはブラシのような部材を用いて、送電装置の上面に存在する金属異物を除去する装置を開示している。異物除去板は、自動車のワイパーに類似する部材である。参考のため、特許文献１の図１の一部を図２２として引用する。

特許文献１に開示された方法では、確かに送電装置の上面に存在する異物を除去し得るが、異物によっては除去できない場合がある。送電コイルの上面に侵入する異物には、例えば、銅、亜鉛、もしくはニッケル等の金属を含む硬貨、またはスチール缶もしくはアルミニウム缶などの金属異物に加えて、土もしくは泥などの非金属異物、または昆虫もしくは猫などの動物が含まれ得る。異物によっては、送電装置の上面（すなわち、平面的な表面）と異物除去部材との間をすり抜け、除去されずに残ってしまうことがあり得る。このように、何らかの手段で金属異物を除去するという方法では、金属異物を確実に取り除くことは困難である。

本発明者らは、以上の課題を見出し、この課題を解決するための構成を検討した。本発明者らは、金属異物を除去するのではなく、金属異物を保持したまま送電コイルと重なる位置から送電コイルと重ならない位置に移動させる部材（本開示において「移動部材」と称する。）を用いることにより、金属異物の発熱を防止できることに想到した。

以上の考察に基づき、本発明者らは、以下に説明する本開示の各態様に想到した。

上記態様によれば、前記制御方法は、金属異物を除去するのではなく、金属異物を保持する移動部材を用いて、送電コイルと重なる位置から送電コイルと重ならない位置に金属異物を保持したまま移動させる。その結果、電力伝送時に金属異物の表面温度が上昇することを防ぎ、無線電力伝送システムの安全性を向上できる。

上記態様においても、前記制御方法は、金属異物を除去するのではなく、金属異物を保持する移動部材を用いて、送電コイルと重なる位置から送電コイルと重ならない位置に金属異物を保持したまま移動させる。その結果、電力伝送時に金属異物の表面温度が上昇することを防ぎ、無線電力伝送システムの安全性を向上できる。

上記態様において、前記送電装置は、前記筐体内に、前記送電コイルと前記開口部との間に位置するベルトを備えていてもよい。そのような態様によれば、前記移動部材が前記開口と重なる位置にないときに前記送電コイルと重なる位置に侵入した金属異物を、ベルトを駆動することによって前記送電コイルと重ならない位置に移動させることができる。ある実施形態において、前記移動部材は、前記開口部の全ての部分と重なる（すなわち、開口部を覆う）。

前記移動部材は、例えば平板状の底面を有する。前記送電装置は、前記移動部材を、前記筐体の上面に沿って移動させるアクチュエータを備え得る。アクチュエータを用いることにより、移動部材を、前記筐体の上面に沿ってスライドさせることができる。

本明細書において、「移動体」とは、車両に限定されず、電力によって駆動される任意の可動物体を意味する。移動体には、例えば、電気モータおよび１以上の車輪を備える電動車両が含まれる。そのような車両は、例えば、前述の搬送ロボットなどの無人搬送車（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＧｕｉｄｅｄＶｅｈｉｃｌｅ：ＡＧＶ）、または電気自動車（ＥＶ）、電動カート、であり得る。本開示における「移動体」には、車輪を有しない可動物体も含まれる。例えば、二足歩行ロボット、マルチコプターなどの無人航空機（ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌＶｅｈｉｃｌｅ：ＵＡＶ、所謂ドローン）、および有人の電動航空機も、「移動体」に含まれる。

本明細書において、「前記送電コイルと重なる位置」とは、送電コイルから発生する磁界によって、金属異物が温度上昇を起こす位置を意味する。例えば図２は、送電コイル１１０と重なる金属異物が存在する状況の一例を示している。図２における矢印は、磁力線の一部を模式的に示している。この例のように、金属異物４００が送電コイル１１０の直上に位置していない場合であっても、金属異物４００の表面温度は、送電コイル１１０からの磁界によって上昇し得る。伝送される電力が大きいほど、金属異物４００の表面温度の上昇が生じる範囲は広くなる。図２では送電コイル１１０が１つであるが、送電コイル１１０は複数あっても構わない。送電装置が複数の送電コイルを備える場合、「前記送電コイルと重なる位置」は、複数の送電コイルから発生する磁界によって、金属異物が温度上昇を起こす位置を意味する。本明細書では、金属異物４００が送電コイル１１０の直上に位置していない場合であっても、金属異物４００の表面温度が上昇する場合には、金属異物４００が送電コイルと重なる位置に存在しているものとする。金属異物４００が送電コイル１１０の直上に位置していない場合には、後述する図１１Ｂに示す例のように、送電コイル１１０の面が重力方向と平行な場合も含まれる。また、上記場合には、後述する図１２に示す構成のように、磁性体により、送電コイル１１０からの磁力線の向きが変えられている場合も含まれる。

移動部材が「送電コイルと重なる位置に配置されている」とは、その移動部材のうち、金属異物を保持可能な部分が、「送電コイルと重なる位置」に配置されていることを意味する。必ずしも移動部材の全体が「送電コイルと重なる位置」にある必要はない。移動部材の少なくとも一部が送電コイルと重なる位置から送電コイルと重ならない位置に移動することにより、その少なくとも一部に金属異物が保持されている場合に、金属異物の温度上昇を回避できる。

（実施形態１）
以下、本開示のより具体的な実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似する構成要素については、同じ参照符号を付している。

［基本構成］
本実施形態における無線電力伝送システムは、基本的には図１に示す構成と同様の構成を備える。すなわち、無線電力伝送システムは、送電装置１００と、移動体２００に搭載される受電装置とを備える。図１に示すように、送電装置１００は、外部の電源３００にケーブル等を介して電気的に接続される。送電装置１００は、その筐体の内部に送電コイル１１０を備えている。送電装置１００における送電コイル１１０の上には異物が存在し得る。異物は、例えば、銅、亜鉛、もしくはニッケル等の金属を含む硬貨、スチール缶もしくはアルミニウム缶などの金属異物４００に加え、土もしくは泥などの非金属異物４１０を含み得る。

図３は、送電コイル１１０と受電コイル２１０とが対向して、送電コイル１１０から受電コイル２１０へ電力を非接触で伝送している状況を示す模式図である。図３に示すように、送電コイル１１０は、受電コイル２１０と電磁的（あるいは磁気的）に結合して、電力を受電コイル２１０に出力する。受電コイル２１０は、送電コイル１１０から生じた磁界によって送電コイル１１０と磁気的に結合し、伝送された電力（すなわちエネルギー）の少なくとも一部を受け取る。受電コイル２１０は、受け取った電力を、図示されていない整流回路を介して移動体２００内の負荷（二次電池など）に供給する。これにより、移動体２００への充給電が行われる。

本実施形態における送電装置１００は、路面の上に配置されている。しかし、送電装置１００の一部または全体が路面に埋設されていてもよい。図４は、送電装置１００の上面（以下、単に「表面」と称することがある）の配置のバリエーションを説明するための図である。図４には、３つのバリエーションが示されている。図４の（ａ）の例では、送電装置１００の表面は、路面の上に配置されている。図４の（ｂ）の例では、送電装置１００の表面は、路面にほぼ等しい高さの位置に配置されている。図４の（ｃ）の例では、送電装置１００の表面は、路面の下に配置されている。図４（ｂ）および（ｃ）の例では、路面に穴が設けられ、その中に送電装置１００の筐体が埋設される。送電装置１００の配置は、これらのいずれの配置であってもよい。

図５Ａは、送電装置１００のＹＺ面断面を模式的に示す図である。この送電装置１００は、筐体５８０と、移動部材５１０と、送電コイル１１０と、送電回路１２０とを備える。送電回路１２０は、外部の電源３００から供給された電力を、電力伝送に適した周波数および電圧の交流電力に変換して出力する。送電コイル１１０は、送電回路１２０に接続され、送電回路１２０から供給された交流電力を受電コイル２１０に伝送する。送電回路１２０は、図５Ａには示されていないインバータ回路および送電制御回路などの構成要素を備える。送電制御回路は、インバータを駆動して送電される電力を制御するとともに、図５Ａには示されていないアクチュエータを駆動して、移動部材５１０を移動させる。

本実施形態における筐体５８０は、上面に開口部５１５を有する。筐体５８０は、その内部の空間に送電回路１２０および送電コイル１１０を収容する。図５Ｂは、送電装置１００の筐体５８０から移動部材５１０を除いた部分を上（＋Ｚ方向）から見た模式図である。この例における開口部５１５は、筐体５８０の上から見たとき、送電コイル１１０の大きさよりも大きい。

開口部５１５を有する筐体５８０の上面の材料および／または形状は、送電コイル１１０から出力される電力によって生じる発熱により、筐体５８０の上面の開口部５１５の周辺の温度が、所定の温度、例えば、５０度または４０度を超えないように選択または設計され得る。例えば、筐体５８０の上面は、樹脂などの非金属の材料または非磁性材料などで構成され得る。

開口部５１５の大きさは、例えば、筐体５８０の上面の開口部５１５の周辺の温度が、所定の温度、例えば、５０度または４０度を超えない大きさに設定され得る。この場合、筐体５８０の上面の材料および／または形状が、送電コイル１１０から出力される電力によって発熱する材料、例えば、ステンレスなどの磁性材料を含む材料を用いることができる。

このような開口部５１５は、必ずしも設けられている必要はない。しかし、開口部５１５を設けることにより、例えばベルトコンベア等の機構と組み合せて、より確実な異物対策を行うことができる。例えば、移動部材５１０が送電コイル１１０に対向する位置から移動した後に送電コイル１１０に対向する位置に侵入した異物を、ベルトコンベアによって除去することが可能になる。そのような構成についての詳細は、実施形態２の説明の際に言及する。

図５Ｃは、送電装置１００の他の構成例を模式的に示す図である。この例では、送電装置１００は送電回路ケース１８０を備える。送電回路ケース１８０は、送電回路１２０および送電コイル１１０を収納する。送電回路ケース１８０は、開口部５１５から侵入してくる異物(金属異物または非金属異物)から送電コイル１１０を保護することができる。また、送電コイル１１０と送電回路１３０とを一体にすることで、組み立て時、または故障時に容易に装着したり取り外したりすることができる。

また、後述する実施形態３に記載されているように、開口部５１５が開いたときに、水分が筐体５８０の内部に浸入する場合でも、送電回路ケース１８０によって送電コイル１１０と送電回路１２０とが保護される。よって、水分によって送電装置１００が故障したり、動作異常が生じたりすることを回避することができる。

送電回路ケース１８０の材料または形状は、送電コイル１１０から出力される電力によって発熱しない材料または形状であることが望ましい。例えば、樹脂などの非金属の材料で構成されることが望ましい。

移動部材５１０は、初期状態において、筐体５８０の上に配置され、開口部５１５を覆っている。この状態において、移動部材５１０は、異物（例えば金属異物４００）が開口部５１５を通って筐体５８０の中に侵入することを防止する。移動部材５１０は、金属異物４００を保持できる形状を有する。本実施形態における移動部材５１０は、平板状の底面を有している。平板状の底面は、開口部５１５を覆う。

図６は、本実施形態における動作の概要を説明するための図である。図６（ａ）に示す例では、送電装置１００は、移動部材５１０を移動させるアクチュエータ５３０を備えている。アクチュエータ５３０は、電気モータ（以下、単に「モータ」と称することがある。）と、複数のギア（例えばラックアンドピニオンを含む。）とを備える直動機構であり得る。アクチュエータ５３０は、送電制御回路からの指示に応じて、移動部材５１０を、筐体５８０の上面（平面的な表面）に沿ってスライドさせることができる。送電制御回路は、送電を開始する前に、アクチュエータ５３０を駆動して、移動部材５１０を、送電コイル１１０と重なる位置から、送電コイル１１０と重ならない位置に移動させる。この動作により、移動部材５１０上に金属異物４００が存在する場合であっても、その金属異物４００は、送電コイル１１０と重ならない位置に移動する（図６（ｂ））。この状態で送電コイル１１０から受電コイル２１０への送電を行うことにより、安全に送電を行うことができる。電力伝送が完了すると、送電制御回路は、アクチュエータ５３０を介して移動部材５１０を送電コイル１１０と重なる位置に戻す（図６（ｃ））。

移動部材５１０が移動を開始するタイミングは、送電開始の前であれば任意である。例えば、移動体２００が移動部材５１０と重なったとき（例えば覆ったとき）、または、受電コイル２１０が送電コイル１１０に対向する位置に到達したとき（例えば後述する位置合わせが完了したとき）に、移動を開始してもよい。移動体２００が移動部材５１０と重なったか否か、または、受電コイル２１０が送電コイル１１０に対向する位置に到達したか否かは、例えば図５Ａに示す位置センサー１４０によって検知することができる。

位置センサー１４０は、移動体２００の位置を検出する。位置センサー１４０から出力される情報に基づき、送電制御回路は、移動体２００と送電装置１００との相対的な位置関係（例えば両者の距離）を把握することができる。

移動体２００と移動部材５１０とが重なっているときには、移動体２００が障壁となるので、金属異物４００が移動部材５１０に接触する可能性が低い。このため、移動体２００が移動部材５１０と重なる位置まで到達したことを検知した場合に、送電制御回路が移動部材５１０の移動を開始するという動作は好ましい。

ここで、移動体２００と移動部材５１０とが重なっているとは、送電コイル１１０の電力を出力する面（本明細書において、「送電コイル面」と称することがある。）に垂直な方向から見たとき、移動体２００と移動部材５１０との少なくとも一部が重なっていることを意味する。送電コイル面は、送電コイル１１０が平面コイルである場合、送電コイル１１０の巻線によって形成される面に相当する。

移動部材５１０の材料および形状は、金属異物４００を保持可能である限り、特に限定されない。しかし、移動部材５１０が誤動作によって移動の途中で停止する可能性を考慮すると、送電コイル１１０から出力される電力によって発熱しない材料および／または形状が選択されることが望ましい。移動部材５１０の材料は、例えば樹脂などの非金属材料であり得る。伝送される電力によって発熱しない材料および／または形状が選択されていれば、移動部材５１０が閉じているとき（即ち、移動部材５１０が送電コイル１１０と重なる位置にあるとき）であっても、金属異物４００が無い場合には、安全に送電できる。よって、送電制御回路は、金属異物４００の有無をセンサーによって検知し、金属異物４００が検知された場合のみ、移動部材５１０を移動させてもよい。

本実施形態における移動部材５１０は、移動中に金属異物４００が送電コイル１１０の近傍に落下することを防止するための異物移動止め（ストッパー）５１２を備えている。ストッパー５１２は、移動部材５１０において、移動する方向とは反対の側の端部に設けられた側壁である。これにより、移動部材５１０を素早く移動させたとしても、金属異物４００が送電コイル１１０の近傍に落下する可能性を低くすることができる。

図７Ａから図７Ｃは、移動部材５１０の配置のバリエーションを模式的に示す断面図である。図７Ａは、移動部材５１０が、送電前に移動体の走行方向に移動する形態を示している。図７Ｂは、移動部材５１０が、送電前に移動体の走行方向の逆方向に移動する形態を示している。図７Ｃは、２つの移動部材５１０が、送電前に移動体の走行方向およびその逆方向にそれぞれ移動する形態を示している。このように、移動部材５１０の配置の態様は多様である。図７Ｃに示すように、送電装置１００は複数の移動部材５１０を備えていてもよい。

これらの例において、移動部材５１０は、その移動方向の反対側における端部に、ストッパー５１２を備えている。ストッパー５１２は、移動部材５１０の他の端部に設けられていてもよい。例えば、移動部材５１０が矩形形状の板状部材を底面に備える場合、その板状部材の４つの縁の全てにストッパー５１２（例えば側壁）を設けてもよい。

図８Ａおよび図８Ｂは、移動部材５１０が４つの縁の全てにストッパー５１２を備える構成の例を示す斜視図である。図８Ａは、移動部材５１０が送電コイル１１０を覆っている状態を示している。図８Ｂは、移動部材５１０が送電コイル１１０と重なる位置から移動した状態を示している。移動部材５１０の周囲はストッパー５１２（側壁）で囲まれているが、上面は開放されている。このような構成によれば、移動部材５１０の周囲がストッパー５１２（側壁）で囲まれているため、金属異物４００の落下の可能性をさらに低くすることができる。

以上の例では、送電装置１００の筐体５８０が開口部５１５を有している。しかし、筐体５８０は開口部５１５を有していなくてもよい。また、移動部材５１０はストッパー５１２を備えていなくてもよい。

図８Ｃおよび図８Ｄは、筐体５８０が開口部５１５を有さず、移動部材５１０がストッパー５１２を備えていない構成の例を模式的に示している。図８Ｃは、移動部材５１０が閉じている状態を示している。図８Ｄは、移動部材５１０が開いている状態を示している。この例では、移動部材５１０は板状の部材である。筐体５８０に開口部が存在しないため、移動部材５１０が開いている間に、異物が開口部を通って筐体５８０内に入ることはない。

筐体５８０の上面の材料および／または形状は、送電コイル１１０から出力される電力によって生じる発熱により、筐体５８０の上面の温度が、所定の温度、例えば、５０度または４０度を超えないように選択または設計されていることが好ましい。例えば、樹脂などの非金属の材料または非磁性材料などで構成されることが好ましい。この例では、筐体５８０は、図５Ｃに示す送電回路ケース１８０として機能していてもよい。すなわち、筐体５８０の内部に送電回路ケース１８０が別途設けられている必要はない。

移動部材５１０が送電コイル１１０と重ならない位置まで移動した状態から元の位置に戻る時、筐体５８０上に金属異物４００が侵入している場合がある。図８Ｅは、そのような状況の例を示している。この場合、図８Ｆに示すように、金属異物４００は移動部材５１０の端部で押されて、送電コイル１１０と重なる位置から送電コイル１１０と重ならない位置に移動できる。

図８Ｇは、図８Ｃに示す送電装置の第１の変形例を示している。図８Ｇ（ａ）は、本変形例における送電装置を示す斜視図である。図８Ｇ（ｂ）は、図８Ｇ（ａ）の右側面図である。図８Ｇの構成では、図８Ｃの構成とは異なり、移動部材５１０が移動する方向（すなわち、図８Ｇにおける横方向）における移動部材５１０の長さが、当該方向における筐体５８０の長さと実施的に等しい。このため、筐体５８０上への異物の積載を避けることができる。ここで２つの長さが「実質的に等しい」とは、両者の長さの比が、０．９９（９９％）から１．０１（１０１％）の範囲内に含まれることを意味する。

移動部材５１０の移動方向における移動部材５１０の長さは、当該方向における筐体５８０の長さよりも短くてもよい。その場合、移動方向における筐体５８０の上面の長さと移動部材５１０の長さとの差は、例えば約１ｍｍ以内に設定され得る。これにより、筐体５８０上への異物の積載を効果的に回避できる。

図８Ｇ（ｂ）に示すように、本変形例では、移動部材５１０と筐体５８０の上面は、接触している。移動部材５１０が初期状態の位置のとき、移動部材５１０には筐体５８０から突出している部分がない。このため、車両が移動部材５１０に乗り上げても、移動部材５１０が壊れ難い。そして、移動部材５１０が初期状態の位置のとき、筐体５８０上への異物の侵入を防ぐことができる。

図８Ｇに示す変形例では、移動部材５１０は、移動部材５１０からの異物の落下を規制する２つの規制板５１９を備えている。２つの規制板５１９は、移動部材５１０の両側部に設けられている。これらの規制板５１９は、移動部材５１０が移動する方向にほぼ平行な板形状を有する。各規制板５１９は、垂直な方向への異物の移動を規制する。規制板５１９を設けることにより、移動部材５１０の移動中に、移動部材５１０上の異物が移動部材５１０から落下することを抑制できる。図８Ｇの例では、規制板５１９は、移動部材５１０をガイドする機能も備えている。図８Ｇの例では、規制板５１９は、例えば、樹脂もしくは木材などの絶縁部材、またはアルミニウムなどの非磁性金属によって構成され得る。規制板５１９は、例えばゴムなどの可撓性のある材料で構成されていてもよい。磁場の影響がない場合は、異性板５１９は、例えば、ステンレスなどの金属であってもよい。図８Ｇの例では２つの規制板５１９が設けられているが、規制板５１９の個数は１個または３個以上でもよい。すなわち、移動部材５１０は、少なくとも１つの規制板５１９を備え得る。図８Ｇの例では規制板５１９の高さは、筐体５８０および移動部材５１０の合計の厚さよりも大きい。規制板５１９の上端面は、移動部材５１０の上面よりも突出している。

図８Ｈは、図８Ｃに示す送電装置の第２の変形例を示している。図８Ｈ構成では、図８Ｇの構成とは異なり、移動部材５１０の移動方向における移動部材５１０の長さが、当該方向における筐体５８０の長さよりも大きい。

その結果、移動部材５１０が初期状態の位置のとき、図８Ｇに示す第１の変形例よりも、さらに異物の侵入を防ぎ易い。

図８Ｉは、図８Ｃに示す送電装置の第３の変形例を示している。図８Ｉ（ａ）は、本変形例における送電装置を示す斜視図である。図８Ｉ（ｂ）は、本変形例における送電装置を示す側面図である。本変形例における移動部材５１０は、移動方向における両端部に異物除去部材６００を備える。異物除去部材６００の形状は、例えば板状である。異物除去部材６００の材質は、磁場の影響で発熱しないように、例えば、樹脂もしくは木材などの絶縁体、またはアルミニウムなどの非磁性金属であり得る。異物除去部材６００は、ゴムなどの弾性を有する材料で構成されていてもよい。磁場の影響がない場合は、異物除去部材６００は、例えば、ステンレスなどの金属であってもよい。本変形例における異物除去部材６００の下部と筐体５８０の上面とは、異物の侵入防止のために接触している。厚みのある異物を除去する用途では、異物除去部材６００の下部と筐体５８０の上面とが接触しいていなくてもよい。すなわち、異物除去部材６００と筐体５８０との間に隙間を有していても良い。図８Ｉに示すように、２つの異物除去部材６００の間、つまり、移動部材５１０と筐体５８０との間に、空間６１０を有していてもよい。

本変形例では、移動部材５１０が初期状態の位置のとき、筐体５８０の上面への異物の侵入を防止することができる。さらに、移動部材５１０が送電コイルに重ならない位置に移動した後、筐体５８０の上面に異物が侵入したとしても、異物除去部材６００によって当該異物を除去できる。本変形例では、異物除去部材６００の下部と筐体５８０の上面との接触面積が小さいので、摩擦力が小さくなり、モータの駆動トルクを小さくできる。図８Ｊ及び図８Ｋを参照して、第１から第３の変形例の構成において異物を除去する動作を説明する。この動作は、後述する送電制御回路１５０（図９参照）によって実行される。図８Ｊは、代表的に図８Ｉの構成における動作を示している。図８Ｊに示す動作は、図８Ｇおよび図８Ｈに示す構成を採用した場合にも同様に適用され得る。

図８Ｊに示すように、この例における送電装置は、筐体５８０の近傍に容器５９０を備える。容器５８０は、紙面垂直方向に延びている。図８Ｊ（ａ）に示すように、移動部材５１０が送電コイルに重なる位置から送電コイルに重ならない位置に移動した状態で筐体５８０上に金属異物４００が侵入したとする。その場合、図８Ｊ（ｂ）に示すように、金属異物４００は、異物除去部材６００によって押し出され、図８Ｊ（ｃ）に示すように、筐体５８０から落下する。落下した金属異物４００は、図８Ｊ（ｃ）に示すように、容器５９０に収納される。

図８Ｋは、送電制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。この例では、送電制御回路は、まず、移動体が移動部材５１０と重なっているか否かを判断する（ステップＳ１１）この判断がＹＥＳの場合、送電制御回路は、送電コイルと重なる位置から送電コイルと重ならない位置に移動部材５１０を移動させる（ステップＳ１２）。次に、送電制御回路は、送電コイルから電力を出力させる（ステップＳ１３）。つまり、送電コイルから受電コイルへの送電を開始する。図８ＫにおけるＳ１１〜Ｓ１３は、後述する図１５Ａおよび１５ＢのＳ１０１〜Ｓ１０３と同じ動作である。これらのステップの詳細は後述する。

図８Ｊ（ａ）は、図８ＫにおけるステップＳ１３の状態、つまり送電コイルから受電コイルに電力を出力している状態で、金属異物４００が筐体５８０の上面に侵入してきた状態を示している。移動部材５１０は左端に位置している。筐体５８０の右側には、異物を回収する容器５９０が配置されている。筐体５８０の上面の中央部に異物４００が存在する。

送電コイルから受電コイルに電力を出力させた後、送電制御回路は、送電コイルに重なる位置に金属異物が存在するかを判断する（Ｓ１４）。

金属異物が存在するか否かの判断には、既存の方法が使用可能である。例えば、電力伝送効率（すなわち、送電電力に対する受電電力の比率）の低下の検知、コイルの近傍領域の温度上昇の検知、またはカメラによる異物の検知などの方法を用いてもよい。

ステップＳ１４の判断結果がＮＯの場合、一定時間毎にステップＳ１４の判断を繰り返す。金属異物４００が検知されない限り、電力伝送が継続される。ただし、電力伝送中に送電を停止すべき旨の指示が出された場合には、送電制御回路は、送電コイルからの電力の出力を停止して処理を終了する。送電を停止すべき旨の指示は、例えば、受電装置から送信される充電が完了した旨の通知などであり得る。

ステップＳ１４の判断結果がＹＥＳの場合、送電制御回路は、送電コイルからの電力の出力を停止または電力を低減する（ステップＳ１５）。そして、移動部材５１０を初期の位置に戻し、送電コイル上以外の位置に金属異物４００を移動させる（Ｓ１６）。つまり、送電制御回路は、移動部材５１０を、送電コイル上以外の位置から送電コイル上の位置に移動させることにより、金属異物４００を筐体５８０の上面から落下させる。図８Ｊ（ｂ）および（ｃ）は、このときの動作を示している。

次に、送電制御回路は、移動部材５１０の移動を開始した時刻（Ｔ１）から所定の時間が経過したかを判断する（Ｓ１７）。ここで、所定の時間とは、例えば、移動部材５１０の移動開始時刻（Ｔ１）から充電完了による電力の出力停止の指示が出されるまでの時間であり得る。あるいは、所定の時間は、移動開始時刻（Ｔ１）から車両が発進するまでの時間であってもよい。所定の時間は、移動開始時刻（Ｔ１）に関連する時間であれば、任意の値が設定され得る。

ステップＳ１７の判断がＹＥＳの場合、移動部材５１０を初期の位置に戻し動作を終了する。ステップＳ１７の判断がＮＯの場合、ステップＳ１２に戻る。

図８Ｋに示す動作により、図８Ｊ（ｃ）に示すように、金属異物４００は移動部材５１０の端部にある異物除去部材６００で押されて、筐体５８０上から落下し、収容容器５９０に収容される。このため、金属異物４００の発熱を防止できる。

この例では、異物除去部材６００の下部と筐体の上面との接触面積が小さいので、摩擦力が小さくなる。その結果、異物を除去するために必要なモータの駆動トルクを小さくできる。

なお、図８Ｉおよび８Ｊの例では、移動部材５１０は、移動部材５１０の移動方向における両端部に異物除去部材６００を備えている。移動部材５１０は、移動方向における２つの端部のうち、前方の端部（すなわち、容器５９０に近い側の端部）にのみ異物除去部材６００を備えていてもよい。異物除去部材６００を設けることにより、電力伝送中に筐体５８０上に侵入した異物を筐体上５８０から除去することができる。

金属異物の除去をより確実に行うために、筐体５８０に開口を設けてもよい。さらに、実施形態２で説明するように、筐体５８０の内部に、異物を除去する機構を設けてもよい。

次に、本実施形態における無線電力伝送システムの構成をより詳細に説明する。

図９は、本実施形態における無線電力伝送システムの構成の例を示すブロック図である。送電装置１００は、前述の送電コイル１１０、送電回路１２０、位置センサー１４０、移動部材５１０、アクチュエータ５３０の他、通信回路１７０を備えている。送電回路１２０は、インバータ回路１６０と、送電制御回路１５０とを備えている。インバータ回路１６０は、外部の電源３００と送電コイル１１０との間に接続されている。インバータ回路１６０は、電源３００から供給された直流電力を交流電力に変換して送電コイル１１０に供給する。送電制御回路１５０は、インバータ回路１６０、通信回路１７０、位置センサー１４０、およびアクチュエータ５３０を制御する。送電制御回路１５０は、例えばインバータ回路１６０における複数のスイッチング素子の導通／非導通を制御して所望の周波数および電圧の交流電力を出力させる。送電制御回路１５０はさらに、アクチュエータ５３０を制御して移動部材５１０の位置を変化させる。通信回路１７０は、移動体２００における通信回路２７０との間で信号の送受信を行う。位置センサー１４０は、移動体２００と送電装置１００との位置を計測する役割を果たす。

移動体２００は、受電コイル２１０と、整流回路２２０と、受電制御回路２３０と、二次電池２４０と、通信回路２７０と、電気モータ２６０と、モータインバータ２５０とを備えている。整流回路２２０は、受電コイル２１０に接続され、受電コイル２１０から出力された交流電力を直流電力に変換して出力する。

電気モータ２６０は、移動体２００の駆動用のモータであり、例えば三相交流電力によって駆動される。モータインバータ２５０は、供給された直流電力を三相交流電力に変換して電気モータ２６０に供給する。受電制御回路２３０は、整流回路２２０から出力された直流電力によって二次電池２４０を充電する制御、およびモータインバータ２５０および通信回路２７０の制御を行う。

本実施形態における移動体２００は、二次電池２４０の蓄電量が少なくなると、充電のために送電装置１００に接近する。

送電制御回路１５０は、インバータ回路１６０を駆動して送電を開始する。送電コイル１１０と受電コイル２１０との間の磁界結合によって伝送された電力は、二次電池２４０に蓄えられる。二次電池２４０の充電が完了すると、移動体２００は、二次電池２４０に蓄えられた電力によってモータ２６０を駆動し、走行を再開する。

位置センサー１４０は、例えば光、電波、圧力、音波などを利用して、送電装置１００と移動体２００との相対的な位置を計測する。位置センサー１４０は、例えば、通常のイメージセンサー、またはＴＯＦセンサーなどの測距装置であってもよい。

図１０Ａは、送電コイル１１０および受電コイル２１０の等価回路の例を示す図である。この例では、送電コイル１１０は、直列共振回路として機能し、受電コイル２１０は、並列共振回路として機能する。図１０Ｂは、送電コイル１１０および受電コイル２１０の等価回路の他の例を示す図である。この例では、送電コイル１１０および受電コイル２１０の両方が直列共振回路として機能する。これらの例の他にも、送電コイル１１０が並列共振回路として機能し、受電コイル２１０が直列共振回路として機能する構成もあり得る。

各コイルは、例えば、平面コイルもしくは積層コイル、または、銅線、リッツ線、もしくはツイスト線などを用いた巻き線コイルであり得る。共振回路における各キャパシタンス成分は、各コイルの寄生容量によって実現されていてもよいし、例えばチップ形状またはリード形状を有するキャパシタを別途設けてもよい。

共振回路の共振周波数ｆ０は、典型的には、電力伝送時の伝送周波数ｆに一致するように設定される。共振回路の各々の共振周波数ｆ０は、伝送周波数ｆに厳密に一致していなくてもよい。各々の共振周波数ｆ０は、例えば、伝送周波数ｆの５０〜１５０％程度の範囲内の値に設定されていてもよい。電力伝送の周波数ｆは、例えば５０Ｈｚ〜３００ＧＨｚ、より好ましくは２０ｋＨｚ〜１０ＧＨｚ、さらに好ましくは２０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ、さらに好ましくは２０ｋＨｚ〜７ＭＨｚに設定され得る。

本実施形態では共振回路を用いたが、共振を用いない電磁誘導方式、または、マイクロ波を用いる方式でもよい。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、送電コイル１１０および受電コイル２１０の配置例を示す図である。図１１Ａは、路面に沿って送電コイル１１０が配置されている例を示している。このような構成は、本実施形態のように、底面に受電コイル２１０を備える電気自動車などの車両への給電に適している。一方、図１１Ｂは、路面に交差（図示される例では直交）する壁面に送電コイル１１０が配置されている例を示している。このような例では、受電コイル２１０も、壁面に交差する面（例えば移動体２００の側面）に設けられ得る。このように、送電コイル１１０および受電コイル２１０は、路面に平行に配置されている必要はない。

図１２は、送電コイル１１０および受電コイル２１０の他の例を模式的に示す図である。この例では、送電コイル１１０および受電コイル２１０は、それぞれ、磁性体部材１９０、２９０に巻かれた巻線によって構成される。２つの磁性体部材１９０、２９０の各々は、対称的な形状を有し、２つの端部を有する。一方の磁性体部材１９０の両端部の端面は、他方の磁性体部材２９０の両端部の端面と対向している。このような構造によっても、電磁誘導（磁界結合）を利用した電力伝送が可能である。なお、２つの磁性体部材１９０、２９０の各々は、非対称な形状を有していてもよい。２つの磁性体部材１８０、２９０は、同じ形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。

図１３Ａおよび図１３Ｂは、インバータ回路１６０の構成例を示す図である。図１３Ａは、フルブリッジ型のインバータ回路１６０の構成例を示している。この例では、送電制御回路１５０は、インバータ回路１６０に含まれる４つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４のオン／オフを制御することにより、入力された直流電力を所望の周波数ｆおよび電圧Ｖ（実効値）をもつ交流電力に変換する。図１３Ｂは、ハーフブリッジ型のインバータ回路１６０の構成例を示している。この例では、送電制御回路１５０は、インバータ回路１６０に含まれる２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２のオン／オフを制御することにより、入力された直流電力を所望の周波数ｆおよび電圧Ｖ（実効値）をもつ交流電力に変換する。インバータ回路１６０は、図１３Ａ、１３Ｂに示す構成とは異なる構造を備えていてもよい。例えば、Ｅ級などの発振回路を用いてもよい。

送電制御回路１５０および受電制御回路２３０は、例えばマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）などの、プロセッサとメモリとを備える回路によって実現され得る。メモリに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、各種の制御を行うことができる。送電制御回路１５０および受電制御回路２３０は、本実施形態の動作を実行するように構成された専用のハードウェアによって構成されていてもよい。

通信回路１７０、２７０は、例えば公知の無線通信技術、光通信技術、または変調技術（周波数変調または振幅変調など）を用いて、信号を送受信することができる。通信回路１７０、２７０による通信方式は任意であり、特定の方式に限定されない。

電気モータ２６０は、例えば永久磁石同期モータまたは誘導モータなどの、三相交流によって駆動されるモータであり得る。モータ２６０は、直流モータ等の他の種類のモータでもよい。その場合には、三相インバータ回路であるモータインバータ２５０に代えて、モータ２６０の構造に応じたモータ駆動回路が使用される。

電源３００は、直流電源を出力する任意の電源であり得る。電源３００は、例えば、商用電源、一次電池、二次電池、太陽電池、燃料電池、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）電源、高容量のキャパシタ（例えば電気二重層キャパシタ）、商用電源に接続された電圧変換器などの任意の電源であってよい。

二次電池２４０は、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、または鉛電池などの任意の二次電池であり得る。二次電池２４０に代えて、大容量のキャパシタ（例えば、電気二重層キャパシタ等）を利用してもよい。

［動作の例］
以下、本実施形態における送電制御回路１５０の動作をより詳細に説明する。

移動部材５１０の表面上に保持される金属異物を検知する手段は、例えば、カメラその他のセンサーであり得る。カメラ等のセンサーによって取得された画像（即ち、画像データまたは画像信号）を処理することで、金属異物を検知することができる。

移動部材５１０の表面上に保持される金属異物を検知する手段があるかどうかにより、送電制御回路１５０の動作が大きく異なる。図１４Ａは、移動部材５１０の表面上の金属異物を検知する手段（金属異物検知手段）の有無によって給電方法が異なることを示す表である。図１４Ｂは、送電制御回路１５０の動作の概要を示すフローチャートである。金属異物検知手段がない場合は、移動部材５１０に保持された金属異物の有無が不明である。このため、送電制御回路１５０は、金属異物の有無に係わらず、送電コイル１１０から受電コイル２１０に電力を出力する前に、移動部材５１０を送電コイル１１０と重ならない位置に移動させる。その後、送電コイル１１０から受電コイル２１０へ電力を出力させる。

一方、金属異物検知手段がある場合は、送電制御回路１５０は、まず移動部材５１０に保持された金属異物の有無を確認する。金属異物がある場合は、移動部材５１０を送電コイル１１０と重ならない位置に移動させる。その後、送電コイル１１０から受電コイル２１０へ電力を出力させる。

金属異物がない場合には、移動部材５１０を移動させず、そのままの状態で、送電コイル１１０から受電コイル２１０へ電力を出力させる。

以下、移動部材５１０を送電コイル１１０と重ならない位置に移動させる場合について、送電制御回路１５０の動作の例をより詳細に説明する。

図１５Ａは、送電制御回路１５０が実行する動作の基本的な流れを示すフローチャートである。図１５Ａに示すように、送電制御回路１５０は、以下の動作を実行する。

（ステップＳ１０１）
送電制御回路１５０は、位置センサー１４０を用いて、移動体２００が移動部材５１０と重なっているか（または移動体２００が移動部材５１０を覆っているか）を判断する。より具体的には、位置センサー１４０から出力される移動体２００の位置情報または距離情報に基づき、移動体２００が移動部材５１０と重なっているかを判断する。この判断は、移動体２００が移動部材５１０と重なっていると判断されるまで、所定時間ごとに行われる。移動体２００が移動部材５１０と重なったと判断されると、ステップＳ１０２に進む。

（ステップＳ１０２）
送電制御回路１５０は、移動部材５１０を、送電コイル１１０と重なる位置から送電コイル１１０と重ならない位置に移動させる。送電制御回路１５０は、例えばアクチュエータ５３０に、移動部材５１０を一方向に所定距離だけ移動させる指示を送ることにより、移動部材５１０を移動させる。これにより、開口部５１５が開いた状態にする。この動作により、移動部材５１０上に金属異物４００が存在する場合、金属異物４００は、移動部材５１０と共に送電コイル１１０と重ならない位置に移動する。移動部材５１０上に金属異物４００が存在しない場合でも、移動部材５１０を移動させ、開口部５１５を開いた状態にしてもよい。そのことにより、移動部材５１０上の金属異物４００の有無を検知する必要がなくなる。

（ステップＳ１０３）
送電制御回路１５０は、送電コイル１１０から受電コイル２１０に電力を出力させる。言い換えれば、送電制御回路１５０は、インバータ回路１６０のスイッチング動作を制御して、インバータ回路１６０から交流電力を出力させる。これにより、送電コイル１１０から受電コイル２１０に電力が無線で伝送される。

以上の動作によれば、電力伝送（給電）が開始する前は、移動部材５１０が筐体５８０の開口部５１５を塞いでいる。これにより、筐体５８０の内部に金属異物４００が侵入することが防止される。移動体２００が移動部材５１０と重なると、移動部材５１０が送電コイル１１０と重なる位置から移動する。移動部材５１０の上に金属異物４００が存在する場合、その金属異物４００も共に移動する。その状態で給電が開始される。このように、図１５Ａに示す動作では、従来技術のように金属異物４００を検知して除去するのではなく、金属異物４００を一時的に送電コイル１１０と重なる位置から退避させる。このため、金属異物４００を検知するセンサーなどの手段が設けられていない場合でも、シンプルで安価な構成で金属異物４００の発熱の課題を解決することができる。

図１４Ａおよび図１４Ｂを参照して説明したように、金属異物４００を検知するセンサーを利用してもよい。前述のように、送電制御回路１５０は、金属異物４００が移動部材５１０上に存在することをセンサーが検知したときだけ、移動部材５１０を移動させてもよい。そのような動作によれば、移動部材５１０の移動に伴う電力消費を抑えることができる。

図１５Ｂは、図１５Ａに示す動作にさらにステップＳ１０４、Ｓ１０５が追加された動作を示すフローチャートである。ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の動作は図１５Ａにおける動作と同じである。この例では、送電制御回路１５０は、ステップＳ１０３の後、以下の動作を実行する。

（ステップＳ１０４）
送電制御回路１５０は、電力停止の指示を受信すると、電力伝送を停止する。電力停止の指示とは、例えばバッテリへの充電が完了した後、あるいは、移動体２００が動き出すときなどに、送電装置１００に与えられる信号である。この信号は、例えば移動体２００（受電装置）における通信回路２７０から、送電装置１００における通信回路１７０に送信され得る。送電制御回路１５０は、電力停止の指示を受信すると、インバータ回路１６０の駆動を停止することにより、送電を停止する。

（ステップＳ１０５）
送電制御回路１５０は、送電を停止した後、移動部材５１０を、送電コイル１１０上の所定の位置に戻す。送電コイル１１０上の所定の位置とは、移動部材５１０が開口部５１５を覆う位置のことである。所定の位置は、例えば、移動部材５１０の元の位置である。送電制御回路１５０は、例えばアクチュエータ５３０に、移動部材５１０を先の移動方向とは逆の方向に所定距離だけ移動させる指示を送ることにより、移動部材５１０を、例えば元の位置に戻す。この動作の結果、移動部材５１０上に金属異物４００が存在する場合、移動部材５１０はその金属異物４００を保持したまま元の位置に戻る。

図１５Ａおよび図１５Ｂの動作例では、送電制御回路１５０は、移動体２００が移動部材５１０と重なるタイミングで、移動部材５１０の移動が開始される。移動部材５１０の移動開始の判断は、他の判断基準に基づいて行ってもよい。例えば、送電コイル１１０と受電コイル２１０との位置合わせが完了したタイミングで、移動部材５１０の移動を開始してもよい。「位置合わせ」とは、電力伝送が効率的に行われる位置に受電コイル１１０の位置を調整する動作を意味する。位置合わせは、例えば移動体２００が自動運転機能を備えている場合、自動で行われ得る。

図１５Ｃは、送電コイル１１０と受電コイル２１０との位置合わせが完了したタイミングで、移動部材５１０の移動を開始させる動作の基本的な流れを示すフローチャートである。図１５Ｃに示すように、送電制御回路１５０は、以下の動作を実行する。

（ステップＳ２０１）
送電制御回路１５０は、送電コイル１１０と受電コイル２１０との位置合わせが完了しているかを判断する。位置合わせは、例えば以下の（１）または（２）の方法によって行われ得る。
（１）移動部材５１０の表面に、位置合わせ用の印（例えば、丸印）が予め付される。移動体２００における制御回路は、車載カメラによって取得された映像に基づき、その印を目標に移動体２００を移動させ、位置合わせを行う。
（２）移動体２００における制御回路は、受電コイル２１０によって受電した電力をモニタしながら、移動体２００を移動させる。移動体２００における制御回路は、受電した電力がある閾値を超えるように位置合わせを行う。

送電制御回路１５０は、例えば移動体２００から位置合わせが完了したことを示す信号を受信したとき、位置合わせが完了したと判断することができる。あるいは、送電制御回路１５０は、位置センサー１４０によって移動体２００が停止したことを検知したとき、位置合わせが完了したと判断してもよい。

（ステップＳ２０２）
コイル間の位置合わせが完了すると、送電制御回路１５０は、移動部材５１０を、送電コイル１１０と重なる位置から送電コイル１１０と重ならない位置に移動させる。この動作は、図１５Ａおよび図１５Ｂの例におけるステップＳ１０２の動作と同じである。

（ステップＳ２０３）
送電制御回路１５０は、送電コイル１１０から受電コイル２１０に電力を出力させる。この動作は、図１５Ａおよび図１５Ｂの例におけるステップＳ１０３の動作と同じである。

図１５Ｃに示す動作によれば、送電コイル１１０と受電コイル２１０との位置合わせが完了したことを確認してから、移動部材５１０が移動し、電力の出力が開始される。送電コイル１１０と受電コイル２１０とが電磁的に結合する状態で電力の出力が開始されるため、高い効率で電力を伝送できる。

図１５Ｄは、図１５Ｃに示す動作に加え、ステップＳ２０４、Ｓ２０５が追加された動作の例を示すフローチャートである。ステップＳ２０１からＳ２０３の動作は、図１５Ｃに示す動作と同じである。この例では、送電制御回路１５０は、ステップＳ２０３の後、以下の動作を行う。

（ステップＳ２０４）
送電制御回路１５０は、電力停止の指示を受信した後、インバータ回路１６０に電力伝送を停止させる。この動作は、図１５ＢにおけるステップＳ１０４の動作と同じである。

（ステップＳ２０５）
送電制御回路１５０は、送電を停止した後、送電コイル１１０上の所定の位置に戻す。送電コイル１１０上の所定の位置は、移動部材５１０が開口部５１５を覆う位置である。例えば、所定の位置は、移動部材５１０の元の位置であり得る。この動作は、図１５ＢにおけるステップＳ１０５の動作と同じである。

図１５Ｅは、送電制御回路１５０の動作の他の例を示すフローチャートである。この例では、送電制御回路１５０は、図１５Ｃおよび図１５Ｄに示すステップＳ２０１からＳ２０３の動作を実行した後、以下の動作を実行する。

（ステップＳ２１０）
送電制御回路１５０は、電力伝送中に異物の侵入の有無を判断する。ここで判断の対象となる異物は、金属異物に限らず、非金属異物であってもよい。

異物が、人体または動物などの非金属異物の場合、送電コイル１１０から発生する磁界によって、悪影響を与える領域を領域Ａと定義する。

空き缶または石などの異物の場合、異物が送電装置１００に衝突して、損傷を与える領域を領域Ｂと定義する。

異物が金属異物の場合、送電コイル１１０から発生する磁界によって、移動部材５１０に保持された金属異物が温度上昇を起こす領域を領域Ｃと定義する。

異物の侵入とは、異物が領域Ａ、ＢまたはＣのいずれかに侵入することを意味する。

送電制御回路１５０は、例えば送電回路１２０内に設けられた異物検知用の電極間の静電容量の変化に基づいて、異物の侵入を検知することができる。送電制御回路１５０は、送電中、所定時間ごとに静電容量を計測し、異物の侵入を常時判断する。具体的な異物の検知方法として、例えば特許文献２または３に開示された方法を用いることができる。特許文献２および３の開示内容の全体を本明細書に援用する。

異物が金属異物の場合は、金属異物が発熱し送電電力のエネルギーの一部が金属異物に奪われる。このため、送電電力のエネルギーの変化を検出して、金属異物の有無を判断してもよい。例えば、送電制御回路１５０は、電力伝送の効率に基づいて、送電コイル１１０と重なる位置に金属異物４００が侵入したかを判断できる。あるいは、異物を撮影するカメラ、温度を検出する赤外線カメラ、またはサーミスタなどのセンサーを用いてもよい。

（ステップＳ２１１）
送電制御回路１５０は、異物の侵入を検知することなく、電力停止の指示を受信した場合、インバータ回路１６０に電力伝送を停止させる。この動作は、図１５ＤにおけるステップＳ２０４の動作と同じである。

（ステップＳ２１２）
送電制御回路１５０は、異物の侵入を検知すると、インバータ回路１６０に送電電力を停止させる、又は、減少させる。このように強制的に送電電力を停止、又は、減少させることにより、安全性を確保することができる。この場合、異物の存在を示す通知（信号）を、送電装置１００以外の装置（例えば、スマートフォンまたはサーバーコンピュータ等の情報機器）に送信してもよい。これにより、ユーザまたは管理者に異物の存在を知らせ、異物の除去を促すことができる。

（ステップＳ２１３）
ステップＳ２１１またはＳ２１２の後、送電制御回路１５０は、移動部材５１０を送電コイル１１０と重なる位置に戻す。この動作は、図１５ＤにおけるステップＳ２０５の動作と同じである。

以上の動作によれば、送電中に異物が送電コイル１１０の近傍に侵入した場合に、自動で、インバータ回路１６０に送電電力を停止させる、又は、減少させる。これにより、安全性を向上することができる。送電中は、移動体２００が送電コイル１１０を覆っているため、異物が侵入する可能性は低い。しかし、硬貨または空き缶のような金属異物が送電コイル１１０の近傍まで転がってくる可能性がある。また、猫または犬などの動物が移動体２００の下を潜って送電コイル１１０の近傍までやってくる可能性がある。図１５Ｅの動作は、そのような異物の侵入に伴う安全上のリスクを軽減する。

なお、図１５ＥにおけるステップＳ２１０の異物の検知は、他のタイミングで行ってもよい。例えば、動物などの異物を検知するために、常時異物の侵入を判断してもよい。送電制御回路１５０は、異物を検知した場合には、例えば、１）移動部材５１０を移動させない、２）移動中の移動部材５１０を途中で元の位置に戻す、３）移動後の移動部材５１０を元の位置に戻す、といった動作を行ってもよい。なお、移動部材５１０を元の位置に戻すのではなく、移動部材５１０が開口部５１５を覆う他の位置に戻してもよい。

（実施形態２）
図１６Ａは、実施形態２における送電装置１００の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態における送電装置１００は、筐体５８０内にベルトコンベアを備えている点で、実施形態１における送電装置１００と異なっている。それ以外の構成は、実施形態１における送電装置１００の構成と基本的に同じである。

本実施形態における送電装置１００は、移動部材５１０を初期位置（送電コイルと重なる位置）から移動させた後、給電中に異物（例えば金属異物４００）が開口部５１５を通過して筐体５８０内に侵入した場合に、その異物をベルトコンベアによって除去する。ベルトコンベアは、ベルト５７０と、ローラ５４０と、駆動ローラ５２０と、駆動モータ５５０と、ブレード５６０とを備えている。ベルト５７０は、可撓性を有する帯状の部材であり、送電回路ケース１８０の周囲を囲むように配置されている。ベルト５７０は、送電回路ケース１８０の両側に配置されたローラ５４０および駆動ローラ５２０によって保持される。駆動ローラ５２０は、駆動モータ５５０に接続されている。駆動モータ５５０は、送電制御回路１５０の指示に応じて駆動ローラ５２０を回転させる。ブレード５６０は、駆動ローラ５２０の外周に近接して配置されている。ブレード５６０は、例えば筐体５８０に固定されている。ブレード５６０と駆動ローラ５２０の外周部のベルト５７０とは接触していることが好ましい。異物を除去できるのであれば、ブレード５６０とベルト５７０との間には、僅かな隙間があってもよい。ブレード５６０は、ベルト５７０の回転に伴って移動してくる異物を落下させるように設置されている。ブレード５６０によって落下した異物は、送電装置１００が備える収納容器５９０に格納される。

ベルト５７０は、例えば送電コイル１１０から出力される電力によって発熱しにくい材料で構成され得る。例えば、樹脂、ゴム、布などの非金属、又は、非磁性材料を含む材料などでベルト５７０を構成することが望ましい。

ベルト５７０は、駆動ローラ５２０とローラ５４０との間で保持され、駆動モータ５５０によって回転する。ベルト５７０は、送電コイル１１０と開口部５１５との間の領域、および送電コイル１１０と重なる位置から離れた領域にわたって敷設されている。これにより、移動部材５１０が開いた状態のときに開口部５１５を通って侵入した異物は、ベルト５７０の動きによって収納容器５９０の位置まで移動し、格納される。

ブレード５６０は、ベルト５７０から金属異物４００を除去する機能を有していればよく、材料および形状は特に限定されない。ブレード５６０は、例えばアルミニウム製もしくはスレンレス製の板、または自動車のフロントガラスで使用されるワイパーのようなゴム製の部材であり得る。図１６Ａに示す断面図において、駆動ローラ５２０の回転軸の位置を原点とする座標平面を考えたとき、ブレード５６０は、その座標平面の第４象限に取付けられることが好ましい。駆動ローラ５２０の回転方向が図１６Ａに示す方向とは逆である場合、ブレード５６０は、ローラ５４０の回転軸の位置を原点とする座標平面における第３象限に取り付けられることが好ましい。つまり、ブレード５６０は、駆動ローラ５２０またはローラ５４０に接触しているベルト５７０の部分のうち、各ローラの回転軸よりも下方に位置する部分の近傍に設けられることが好ましい。

本実施形態における筐体５８０は、開口部５１５のうち、ローラ５４０側の縁の近傍に、異物侵入防止部材５１０を備える。異物侵入防止部材５１０は、金属異物４００が筐体５８０内に侵入することを阻止する構造を備えていればよく、材料は特に限定されない。異物侵入防止部材５１０の形状は、板状、又は、多数の繊維などを有するブラシ形状など
が好ましい。

容器５９０の下には、重量センサーが配置されていてもよい。重量センサーを設けることにより、容器５９０に格納された異物の重量を計測することができる。送電制御回路１５０は、重量センサーによって計測された異物の総重量が閾値を超えた場合に、通信回路１７０を介して他の装置（例えばスマートフォンまたはサーバーコンピュータ）にその旨を示す信号を送信してもよい。これにより、例えば管理者が、清掃員を派遣して容器５９０内の異物を除去したり、新しい容器５９０に交換したりすることができる。

ベルトコンベアによって異物を除去する機構の例は、例えば特許文献４、５にも開示されている。特許文献４、５に開示された機構を適宜採用することができる。特許文献４、５の開示内容の全体を本願明細書に援用する。

図１６Ｂは、実施形態２における無線電力伝送システムの概略的な構成を示すブロック図である。図１６Ｂに示す構成では、図９に示す構成に、駆動モータ５５０および重量センサー６１０が追加されている。図１６Ｂにおいて、ローラ５４０、駆動ローラ５２０、およびベルト５７０等の構成要素の図示は省略されている。駆動モータ５５０は、送電制御回路１５０の制御により、回転し、駆動ローラ５２０を介してベルト５７０を回転させる。重量センサー６１０は、収納容器５９０の下部に設置され、容器内の異物の重量を計測する。送電制御回路１５０は、重量センサー６１０によって計測された重量が閾値を超えると、通信回路１７０を介して、外部の装置にその旨の通知を送る。

図１７は、実施形態２における送電装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。送電制御回路１５０は、図１７に示すステップＳ３０１からＳ３０７の動作を行う。ステップＳ３０１からＳ３０３の動作は、図１５ＡにおけるステップＳ１０１からＳ１０３の動作とそれぞれ同じであるため、説明を省略する。本実施形態では、送電コイル１０１から受電コイル２１０への電力伝送を開始させた後、送電制御回路１５０は、さらに以下の動作を行う。

（ステップＳ３０４）
送電制御回路１５０は、送電コイル１１０と重なる位置に金属異物４００が侵入したかを判断する。例えば、電力伝送の効率に基づいて、金属異物４００の有無を判断できる。より具体的には、送電電力と受電電力とを比較し、送電電力に対する受電電力の割合が、閾値（例えば８０％）よりも低い場合には、金属異物４００が存在すると判断できる。送電電力は、送電装置１００の回路内の電圧および電流の計測値から計算できる。受電電力は、受電装置における回路内の電圧および電流の計測値から計算できる。給電中、受電装置から送電装置１００に、受電電力の情報が常時送信されるようなシステムでは、送電制御回路１５０は、その受電電力の情報に基づいて、送電電力と受電電力との比を計算できる。この動作を行う場合、送電装置１００は、例えばインバータ回路１６０から出力される電圧および電流を計測する計測器を備え得る。受電装置は、例えば整流回路２２０に入力される電圧および電流を計測する計測器を備え得る。

（ステップＳ３０５）
送電制御回路１５０は、金属異物４００を検知すると、送電電力を停止し、又は、減少させ、駆動モータ５５０に回転指令を出し、ベルト５７０を回転させる。これによって金属異物４００を除去する。金属異物４００は、ブレード５６０によって除去され、収納容器５９０に格納される。

（ステップＳ３０６）
送電制御回路１５０は、その後、再び金属異物４００が送電コイル１１０と重なる位置に侵入したかを判断する。例えばベルト５７０が一周した後、再度判断を行う。この動作は、ステップＳ３０４の動作と同じである。ここで金属異物４００を検知した場合、再びステップＳ３０５の動作を行う。

（ステップＳ３０７）
ステップＳ３０６において異物を検知しなかった場合、送電制御回路１５０は、インバータ回路１６０を駆動して送電コイル１１０から受電コイル２１０に電力を出力させる。これにより、給電を再開する。

以上の動作により、開口部５１５を通って送電コイル１１０と重なる位置に金属異物が侵入した場合に、給電電力を一時的に停止し、又は、減少させ、金属異物を除去した後、給電を再開することができる。これにより、より安全な電力伝送が可能となる。

図１８は、実施形態２における動作の他の例を示すフローチャートである。この例では、図１７におけるステップＳ３０１の動作の代わりに、ステップＳ４０１の動作が行われる。ステップＳ４０１は、図１５Ｃに示すステップＳ２０１の動作と同じである。ステップＳ４０１において、送電制御回路１５０は、送電コイル１１０と受電コイル２１０との位置合わせが完了した後、移動部材５１０を移動させる。その後のステップＳ４０２からＳ４０７は、図１７におけるステップＳ３０２からＳ３０７の動作とそれぞれ同じであるため、説明を省略する。

図１７及び図１８に示す例では、送電制御回路１５０は、金属異物を検知してベルト５７０を回転させ、ブレード５６０によって金属異物を除去する。送電装置１００が金属異物４００を検知する手段を備えない場合は、送電制御回路１５０は、送電コイル１１０から受電コイル２１０に電力を出力させる前に、ベルト５７０を回転させてもよい。そして、送電制御回路１５０は、電力停止の指示を受信後、ベルトを停止させてもよい。

（実施形態３）
図１９Ａは、本開示の実施形態３における送電装置１００の構成を模式的に示す図である。本実施形態における送電装置１００は、水分を排出する機構を備える点で、実施形態２における送電装置１００とは異なっている。

送電装置１００は、移動部材５１０が開口部５１５を覆っているときに開口部５１５から水分（雨水等）の侵入を防ぐように構成されている。例えば、窓のサッシのようなレール構造またはゴムを用いて開口部５１５と移動部材５１０との隙間から水分が侵入しないようにすることが望ましい。

給電中、移動部材５１０は送電コイル１１０を覆わない位置にあるため、開口部５１５が開いた状態になる。このときに水分が開口部５１５から筐体５８０の内部に侵入する場合がある。開口部５１５の上は、移動体２００によって覆われるが、雨天時には、開口部５１５が開いているときに水分が侵入する可能性がある。

そこで、本実施形態における送電装置１００の筐体５８０は、底面に排水口７１０を有している。排水口７１０を設けることにより、水分を筐体５８０内から筐体５８０の外へ排出することができる。排水口７１０は、筐体５８０の底面に設けられた複数の孔またはメッシュ構造などによって実現できる。

本実施形態における筐体５８０は、その側面に空気口７２０を有している。空気口７２０は、筐体５８０内の水分および水蒸気を筐体５８０の外へ排出する。収納容器５９０が排水口および空気口を有していてもよい。

図１９Ｂは、本実施形態の他の構成例を示す図である。この例では、送電装置１００は、水分を検知する水検知センサー７３０を備えている。水検知センサー７３０は、筐体５８０の開口部５１５の近傍に設けられている。水検知センサー７３０は、例えばベルト５７０上の水分に光を照射し、光の屈折率の差を利用して、入射光の量と反射光の量とを比較して検知する非接触型の水検知センサーであり得る。非接触型の水検知センサーは、光源（例えば、可視光源または近赤外光源）と、受光素子とを備える。例えば、水分がある場合の反射光の量は、水分がない場合の反射光の量より小さくなる。これにより、筐体５８０の内部への水分の侵入を検知することができる。送電制御回路１５０は、水検知センサー７３０から出力された信号に基づき、水分の除去が必要な場合に、ベルト５７０を駆動する、といった制御を行うことができる。

図１９Ｂの例では、筐体５８０の底面は、中央部が高く、周辺部が低い傾斜した構造を備えている。このような中央部が突出した構造により、水分をさらに排出し易くすることができる。

ローラ５４０および／または駆動ローラ５２０は、錆びないように、スレンレス等の材料で構成されることが好ましい。ベルト５７０とローラ５４０またはベルト５７０と駆動ローラ５２０との間に、水分が存在すると、水分が除去されず、カビが発生してベルト５７０が動かなくなる虞がある。そこで、接触面積を低減するために、図１９Ｃに示すように、ローラ５４０および／または駆動ローラ５２０に、少なくとも１つの貫通口７５０を設けてもよい。貫通口７５０は、ローラ５４０および／または駆動ローラ５２０の表面に付着した水分を、ローラ内に移動させるので、上記の問題が発生する虞を軽減することができる。

給電を開始するために、移動部材５１０を移動させ、開口部５１５を開くと、ベルト５７０に水分が付着する場合がある。さらに、金属異物４００が侵入する前に水分が侵入してベルト５７０に付着し、その後、金属異物４００が侵入する場合がある。あるいは、金属異物４００がベルト５７０上に侵入した後、水分がさらに侵入する場合がある。上記のような場合、水分と金属異物４００との接着力が増加するので、ブレード５６０で除去することが困難になる虞がある。

そこで、本実施形態における送電装置１００は、ベルト５７０上の水分を除去するために、ベルト５７０を所定の時間、回転させ、ブレード５６０で水分を除去してもよい。この場合、ブレード５６０は水分除去部材としても機能する。水分除去部材は、ベルト５７０の経路上に配置され、水分を除去する構造を備える。

図２０は、本実施形態における送電制御回路１５０の基本的な動作を示すフローチャートである。送電制御回路１５０は、ステップＳ５０１において、開口部５１５が開いた場合には、ステップＳ５０２に進み、ベルト５７０を回転させ、水分または異物をブレード（または水分除去部材）によって除去する。このような動作により、ベルト５７０上に侵入した水分または異物を除去できる。送電制御回路１５０によるベルト５７０の駆動は、給電前、給電中、給電一時停止中、給電完了後のいずれのタイミングでも行われ得る。

ベルト５７０の駆動と、移動部材５１０の駆動とは、独立して制御され得る。例えば、送電制御回路１５０は、開口部５１５を開いて給電した後、ベルト５７０を回転させながら、移動部材５１０を元の位置に戻して開口部５１５を閉めてもよい。また、送電制御回路１５０は、開口部５１５が開く前、または一度開口部５１５が開いて閉じた後など、開口部５１５が閉じている場合に、一定の時間ベルト５７０を回転させてもよい。

送電制御回路１５０は、例えば図１８に示すステップＳ４０１〜Ｓ４０６の動作を行った後、ステップＳ４０７の前に、水検知センサー７３０による水分の検知を行い、ベルト５７０上に水分が侵入したことを検知した場合にはベルト５７０の回転を維持して水分の除去を行ってもよい。水分の侵入を検知しなかった場合には、ベルト５７０を停止し、送電コイル１１０から受電コイル２１０への電力伝送を開始してもよい。

（実施形態４）
次に、本開示の実施形態４における送電装置１００を説明する。

図２１Ａおよび図２１Ｂは、本実施形態における送電装置１００を模式的に示す断面図である。図２１Ａは、移動部材５１０が開口部５１５を覆っている状態を示している。図２１Ｂは、開口部５１５が開いている状態を示している。本実施形態における送電装置１００は、筐体５８０の内部の底面に可動式のシャッター７６０を備えている点で、実施形態３における送電装置１００と異なる。シャッター７６０は、送電制御回路１５０の制御により、筐体５８０の底面に沿ってスライドする。これにより、排水口７１０を閉じたり開いたりすることができる。

図２１Ａに示すように、移動部材５１０が開口部５１５を覆っているとき（例えば、移動体２００が送電装置１００を覆う前）には、送電制御回路１５０は、シャッター７６０が排水口７１０を覆うように制御する。これにより、水および粉塵が筐体５８０の内部に侵入することが防止される。

図２１Ｂに示すように、送電制御回路１５０は、送電を開始するために移動部材５１０を開くとき、シャッター７６０を開くように制御する。これにより、排水口７１０から排水できるようにする。シャッター７６０が開くタイミングは、移動部材５１０が開くタイミングと同じでもよいし異なっていてもよい。送電制御回路１５０は、排水が必要と判断した場合のみシャッター７６０を開いてもよい。

シャッター７６０は、例えば金属または樹脂などの材料で構成され得る。シャッター７６０の材料は、防水および防塵の効果があれば、特に限定されない。

このように、本実施形態によれば、シャッター７６０によって排水口７１０の開閉が可能であるため、排水が不要な場合には排水口７１０を閉じておくことができる。このため、実施形態３における効果に加えて、防水および防塵の効果が得られる。

（変形例）
図８Ｋ、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１７に示す動作において、送電制御回路１５０は、移動体が移動部材５１０と重なった後、送電コイル１１０と重なる位置から送電コイル１１０と重ならない位置に移動部材５１０を移動させる。このような動作に限定されず、送電制御回路１５０は、移動体が移動部材５１０と重なる前に、移動部材５１０を移動させてもよい。例えば、送電制御回路１５０は、位置センサー１４０によって移動体と送電装置１００との距離を計測し、その距離が所定の距離よりも短いと判断したときに、移動部材５１０の移動を開始してもよい。

図１５Ｃ、図１５Ｄ、図１５Ｅ、図１８に示す動作において、送電制御回路１５０は、送電コイル１１０と受電コイル２１０との位置合わせが完了した場合に、送電コイル１１０と重なる位置から送電コイル１１０と重ならない位置に移動部材１１０を移動させる。このような動作に限定されず、送電制御回路１５０は、位置合わせが完了する前に、移動部材５１０を移動させてもよい。

図８Ｋ、図１５Ａから図１５Ｅなどに示す動作において、送電制御回路１５０は、移動部材５１０を初期位置（すなわち、送電コイルと重なる位置）から移動させてから、送電コイル１１０から受電コイル２１０に電力を出力させる。このような動作に限定されず、移動部材５１０が金属異物を保持していない場合には、送電制御回路１５０は、移動部材５１０を移動させずに、送電コイル１１０から受電コイル２１０に電力を出力させてもよい。

以上のように、本開示は、以下の項目に記載の方法および送電装置を含む。

［項目１］
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備える筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記送電コイルと重なる位置に配置された移動部材と、を備えた送電装置を制御する方法であって、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させ、
前記電力伝送の完了後、前記移動部材が前記金属異物を保持した状態で、前記送電コイルと重ならない位置から前記送電コイルと重なる位置に前記移動部材を戻す、
制御方法。

［項目２］
前記受電コイルを備える移動体と前記移動部材とが重なったとき、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、項目１に記載の制御方法。

［項目３］
前記受電コイルと前記送電コイルとの位置合せが完了したとき、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、項目１または２に記載の制御方法。

［項目４］
前記筐体は、前記送電コイルと重なる位置に、前記送電コイルの大きさよりも大きい開口部を有し、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を、前記開口部と重なる位置から、前記開口部と重ならない位置に移動させる、
項目１から３のいずれかに記載の制御方法。

［項目５］
前記移動部材を、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させた後、前記送電コイルから前記受電コイルに前記電力を出力させる、項目１から４のいずれかに記載の制御方法。

［項目６］
前記送電コイルから前記受電コイルに前記電力を出力させた後、前記電力の出力を停止する指示を受信した場合に、前記金属異物を保持した状態で前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置に戻す、項目１から５のいずれかに記載の制御方法。

［項目７］
前記送電装置は、前記筐体内に、前記送電コイルと前記開口部との間に位置するベルトをさらに備え、
前記開口部を介して前記ベルト上に前記金属異物が侵入したことを判断したとき、前記ベルトによって前記金属異物を前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、
項目１から６のいずれかに記載の制御方法。

［項目８］
前記移動部材は、平板状の底面を有し、
前記筐体は、平面状の上面を有し、
前記送電装置は、前記移動部材を、前記筐体の上面に沿って移動させるアクチュエータをさらに備える、
項目１から７のいずれかに記載の制御方法。

［項目９］
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備え、前記送電コイルと重なる位置に、前記送電コイルの大きさよりも大きい開口部を有する筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記開口部と重なり、金属異物を保持する移動部材と、を備えた送電装置を制御する方法であって、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させる、
制御方法。

［項目１０］
前記移動部材を、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させた後、前記送電コイルから前記受電コイルに前記電力を出力させる、項目９に記載の制御方法。

［項目１１］
前記送電コイルから前記受電コイルに前記電力を出力させた後、前記電力の出力を停止する指示を受信した場合に、前記金属異物を保持した状態で前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置に戻す、項目９または１０に記載の制御方法。

［項目１２］
前記受電コイルを備える移動体が前記移動部材と重なったとき、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、項目９から１１のいずれかに記載の制御方法。

［項目１３］
前記受電コイルと前記送電コイルとの位置合せが完了したとき、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、項目９から１２のいずれかに記載の制御方法。

［項目１４］
前記送電装置は、前記筐体内に、前記送電コイルと前記開口部との間に位置するベルトをさらに備え、
前記開口部を介して前記ベルト上に前記金属異物が侵入したことを判断したとき、前記ベルトによって前記金属異物を前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、
項目９から１３のいずれかに記載の制御方法。

［項目１５］
前記移動部材は、平板状の底面を有し、
前記筐体は、平面状の上面を有し、
前記送電装置は、前記移動部材を、前記筐体の上面に沿って移動させるアクチュエータをさらに備える、
項目１から１４のいずれかに記載の制御方法。

［項目１６］
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備える筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記送電コイルと重なる位置に配置された移動部材と、
前記送電コイルから出力される電力および前記移動部材を制御する送電制御回路と、
を備え、
前記送電制御回路は、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させ、
前記電力伝送の完了後、前記移動部材が前記金属異物を保持した状態で、前記送電コイルと重ならない位置から前記送電コイルと重なる位置に前記移動部材を戻す、
送電装置。

［項目１７］
前記送電装置は、前記筐体内に、前記送電コイルと前記開口部との間に位置するベルトをさらに備え、
前記開口部を介して前記ベルト上に前記金属異物が侵入したことを判断したとき、前記ベルトによって前記金属異物を前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、
項目１６に記載の送電装置。

［項目１８］
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備え、前記送電コイルと重なる位置に、前記送電コイルの大きさよりも大きい開口部を有する筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記開口部と重なり、金属異物を保持する移動部材と、
前記送電コイルから出力される電力および前記移動部材を制御する送電制御回路と、
を備え、
前記送電制御回路は、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させる、
送電装置。

［項目１９］
前記筐体は、前記筐体内に、前記送電コイルと前記開口部との間に位置するベルトをさらに備え、
前記開口部を介して前記ベルト上に前記金属異物が侵入したことを判断したとき、前記ベルトによって前記金属異物を前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、
項目１８に記載の送電装置。

［項目２０］
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備え、前記送電コイルと重なる位置に、前記送電コイルの大きさよりも大きい開口部を有する筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記開口部と重なり、金属異物を保持する移動部材と、
前記筐体内に侵入した水分を除去する排水口と、
を備えた送電装置を制御する方法であって、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させる、
制御方法。

［項目２１］
前記送電装置は、前記筐体内に、前記送電コイルと前記開口との間に位置するベルトと、前記ベルトの経路上に配置された水分除去部材と、をさらに備え、
前記移動部材が前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置への移動を開始した後、前記ベルトを駆動して前記ベルト上に侵入した水分を、水分除去部材によって除去する、
項目２０に記載の制御方法。

［項目２２］
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備え、前記送電コイルと重なる位置に、前記送電コイルの大きさよりも大きい開口部を有する筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記開口部と重なり、金属異物を保持する移動部材と、
前記筐体内に侵入した水分を除去する排水口と、
前記送電コイルから出力される電力を制御する送電制御回路と、
を備える送電装置であって、
前記送電制御回路は、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させる、
送電装置。

［項目２３］
前記送電装置は、前記筐体内に、前記送電コイルと前記開口との間に位置するベルトと、前記ベルトの経路上に配置された水分除去部材と、をさらに備え、
前記移動部材が前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置への移動を開始した後、前記ベルトを駆動して前記ベルト上に侵入した水分を、水分除去部材によって除去する、
項目２２に記載の送電装置。

本開示の技術は、車両などの移動体に無線で給電する任意の用途に適用できる。例えば、道路、駐車場、または工場などにおける移動体への給電に利用できる。

１００送電装置
１１０送電コイル
１２０送電回路
１４０位置センサー
１５０送電制御回路
１６０インバータ回路
１７０送電側通信回路
１８０送電回路ケース
１９０磁性体
２００移動体
２１０受電コイル
２２０整流回路
２３０受電制御回路
２４０二次電池
２５０モータインバータ
２６０電気モータ
２７０受電側通信回路
２８０異物除去機構
２９０磁性体
３００電源
４００金属異物
４１０非金属異物
４２０水分
５１０移動部材
５１２異物移動止め
５１５開口部
５１９規制板
５２０駆動ローラ
５３０アクチュエータ
５４０ローラ
５５０駆動モータ
５６０ブレード
５７０ベルト
５８０筐体
５９０容器
６００異物除去部材
６１０空間
７１０排水口
７２０空気口
７３０水検知センサー
７５０貫通孔
７６０シャッター

Claims

受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備える筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記送電コイルと重なる位置に配置された移動部材と、を備えた送電装置を制御する方法であって、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させ、
前記電力伝送の完了後、前記移動部材が前記金属異物を保持した状態で、前記送電コイルと重ならない位置から前記送電コイルと重なる位置に前記移動部材を戻す、
制御方法。
前記受電コイルを備える移動体と前記移動部材とが重なったとき、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、請求項１に記載の制御方法。
前記受電コイルと前記送電コイルとの位置合せが完了したとき、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、請求項１に記載の制御方法。
前記筐体は、前記送電コイルと重なる位置に、前記送電コイルの大きさよりも大きい開口部を有し、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を、前記開口部と重なる位置から、前記開口部と重ならない位置に移動させる、
請求項１から３のいずれかに記載の制御方法。
前記移動部材を、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させた後、前記送電コイルから前記受電コイルに前記電力を出力させる、請求項１から４のいずれかに記載の制御方法。
前記送電コイルから前記受電コイルに前記電力を出力させた後、前記電力の出力を停止する指示を受信した場合に、前記金属異物を保持した状態で前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置に戻す、請求項５に記載の制御方法。
前記送電装置は、前記筐体内に、前記送電コイルと前記開口部との間に位置するベルトをさらに備え、
前記開口部を介して前記ベルト上に前記金属異物が侵入したことを判断したとき、前記ベルトによって前記金属異物を前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、
請求項４に記載の制御方法。
前記移動部材は、平板状の底面を有し、
前記筐体は、平面状の上面を有し、
前記送電装置は、前記移動部材を、前記筐体の上面に沿って移動させるアクチュエータをさらに備える、
請求項１から７のいずれかに記載の制御方法。
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備え、前記送電コイルと重なる位置に、前記送電コイルの大きさよりも大きい開口部を有する筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記開口部と重なり、金属異物を保持する移動部材と、を備えた送電装置を制御する方法であって、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させる、
制御方法。
前記移動部材を、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させた後、前記送電コイルから前記受電コイルに前記電力を出力させる、請求項９に記載の制御方法。
前記送電コイルから前記受電コイルに前記電力を出力させた後、前記電力の出力を停止する指示を受信した場合に、前記金属異物を保持した状態で前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置に戻す、請求項１０に記載の制御方法。
前記受電コイルを備える移動体が前記移動部材と重なったとき、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、請求項９から１１のいずれかに記載の制御方法。
前記受電コイルと前記送電コイルとの位置合せが完了したとき、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、請求項９から１１のいずれかに記載の制御方法。
前記送電装置は、前記筐体内に、前記送電コイルと前記開口部との間に位置するベルトをさらに備え、
前記開口部を介して前記ベルト上に前記金属異物が侵入したことを判断したとき、前記ベルトによって前記金属異物を前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、
請求項９から１３のいずれかに記載の制御方法。
前記移動部材は、平板状の底面を有し、
前記筐体は、平面状の上面を有し、
前記送電装置は、前記移動部材を、前記筐体の上面に沿って移動させるアクチュエータをさらに備える、
請求項１から１４のいずれかに記載の制御方法。
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備える筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記送電コイルと重なる位置に配置された移動部材と、
前記送電コイルから出力される電力および前記移動部材を制御する送電制御回路と、
を備え、
前記送電制御回路は、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させ、
前記電力伝送の完了後、前記移動部材が前記金属異物を保持した状態で、前記送電コイルと重ならない位置から前記送電コイルと重なる位置に前記移動部材を戻す、
送電装置。
前記送電装置は、前記筐体内に、前記送電コイルと前記開口部との間に位置するベルトをさらに備え、
前記開口部を介して前記ベルト上に前記金属異物が侵入したことを判断したとき、前記ベルトによって前記金属異物を前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、
請求項１６に記載の送電装置。
受電コイルに電力を出力するための送電コイルと、
前記送電コイルを内部に備え、前記送電コイルと重なる位置に、前記送電コイルの大きさよりも大きい開口部を有する筐体と、
前記筐体の表面上に配置され、前記開口部と重なり、金属異物を保持する移動部材と、
前記送電コイルから出力される電力および前記移動部材を制御する送電制御回路と、
を備え、
前記送電制御回路は、
前記送電コイルから前記受電コイルへの電力伝送を開始する前に、前記移動部材を前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に移動させることにより、前記移動部材が金属異物を保持する場合に、前記送電コイルと重なる位置から前記送電コイルと重ならない位置に前記金属異物を移動させる、
送電装置。
前記筐体は、前記筐体内に、前記送電コイルと前記開口部との間に位置するベルトをさらに備え、
前記開口部を介して前記ベルト上に前記金属異物が侵入したことを判断したとき、前記ベルトによって前記金属異物を前記送電コイルと重ならない位置に移動させる、
請求項１８に記載の送電装置。