JP2021007276A - 無線給電システム - Google Patents
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Description
1.自動車内の無線給電システム
図1は、第1の実施形態の自動車内の無線給電システム100を示す図である。図1に示すように、自動車の運転席の正面にはインストルメントパネルIPがある。インストルメントパネルIPには、複数の無線給電システム100が配置されている。無線給電システム100は、スマートフォン等の携帯電話を充電することができる。また、無線給電システム100は、ドリンクを加熱することができる。
図2は、第1の実施形態の無線給電システム100の概略構成を示す模式図である。無線給電システム100は、磁界共鳴方式の無線給電を行う。図2に示すように、無線給電システム100は、送電コイル110と、送電回路130と、保持部150と、温度センサー160と、制御回路170と、を有する。
3−1.第1の使用状態(スマートフォン)
図3は、第1の実施形態の無線給電システム100の第1の使用状態を示す図である。図3に示すように、第1の使用状態においては、無線給電システム100は、スマートフォンSP1を充電する。
図4は、第1の実施形態の無線給電システム100の第2の使用状態を示す図である。図4に示すように、第2の使用状態においては、無線給電システム100は、ドリンクを注がれた飲料容器D1を加熱する。このとき、無線給電システム100は、給電をするわけではない。
4−1.送電コイル
図5は、第1の実施形態の無線給電システム100における送電コイル110および受電コイル120を示す図である。送電コイル110は、耐熱性、断熱性、絶縁性を備える部材によりインストルメントパネルIPに固定されている。送電コイル110は1巻である。送電コイル110が囲む面は平面である。つまり、送電コイル110は、1つの平面上に位置する平面形状である。送電コイル110が囲む面を、xy平面にとる。そして、送電コイル110が囲む面に直交する向きにz軸をとる。
受電コイル120は、送電コイル110から給電されるコイルである。受電コイル120は、一捲きである。
金属部材180は、送電コイル110が形成する磁界により誘導電流を発生させることができる材料であればよい。金属部材180の材料は、鉄、ステンレス、琺瑯等、磁性金属であると好ましい。
図6は、第1の実施形態の無線給電システム100の回路を模式的に示す図である。図6に示すように、送電コイル110は、コンデンサーC1とともにLC直列回路を構成する。受電コイル120は、コンデンサーC2とともにLC直列回路を構成する。前述のように、送電コイル110側のLC直列回路の共振周波数と、受電コイル120側のLC直列回路の共振周波数とは、等しくなるように回路設計されている。そのため、無線給電システム100は、磁界共鳴式により無線給電する。
第1の実施形態の無線給電システム100は、スマートフォンSP1を充電することができるとともにドリンクの飲料容器D1を加熱することができる。そのため、スマートフォンSP1を充電していない期間にドリンクを保温することができる。保持部150がドリンクホルダーを兼ねているため、省スペース効果が期待される。また、無線給電システム100は、送電コイル110の電力を、充電電力と、保温用電力と、のいずれかに振り分ける。
8−1.受電部材
図7は、第1の実施形態の変形例における無線給電システム200を示す図(その1)である。図7に示すように、無線給電システム200では、受電部材280を金属部材配置部B1に挿入する。受電部材280は、受電コイル120と、受電回路140と、配線281と、を有する。無線給電装置250は、第1の実施形態の構成の他に、加熱部290と、配線291と、アタッチメント292と、を有する。受電部材280を金属部材配置部B1に挿入することにより、受電部材280はアタッチメント292を介して無線給電装置250に機械的に接続される。この際に、受電部材280の配線281と、無線給電装置250の配線291と、が電気的に接続される。
図8は、第1の実施形態の変形例における無線給電システム300を示す図(その2)である。図8に示すように、無線給電システム300は、金属部材180を移動させる金属部材移動部381、382を有する。金属部材移動部381、382は、送電コイル110が囲む領域と対面する第1位置と、送電コイル110が囲む領域と対面しない第2位置と、の間で金属部材180を移動させる。図8では、金属部材180は、送電コイル110が囲む領域と対面しない第2位置に配置されている。
図9は、第1の実施形態の変形例における無線給電システム300を示す図(その3)である。ここで、金属部材は、金属箔480である。無線給電システム300は、金属箔480を収容する金属箔収容部481と、ガイド482と、を有する。金属箔収容部481は、送電コイル110が囲む領域と対面する第1位置と、送電コイル110が囲む領域と対面しない第2位置と、に金属箔480を配置可能である。また、金属箔480は、ガイド482により、金属部材配置部B1に案内される。
図10は、第1の実施形態の変形例における無線給電システム400を示す図(その4)である。金属部材580は、第1金属部材581と第2金属部材582とを有する。無線給電システム400は、第1金属部材581を移動させる第1金属部材移動部583と、第2金蔵部材582を移動させる第2金属部材移動部584と、を有する。
無線給電システム100は、フェライトを有してもよい。フェライトは、送電コイル110が囲む面に対面する位置に配置されているとよい。フェライトが、送電コイル110が形成する磁界を小さくするからである。
図3では、スマートフォンSP1を収容部A1に斜めに立てかけている。しかし、スマートフォンSP1を縦置きまたは横置きにしてもよい。その場合には、保持部150の底部151の側に送電コイル110を配置するようにするとよい。
金属部材180を発熱させる場合に、制御回路170は、ネゴシエーションを一時的に切断する。このとき、収容部A1には充電対象となる携帯電話等が存在しないが、送電コイル110における磁界の形成を問題無く実行できる。
磁界共鳴方式の代わりに、電磁誘導方式を用いてもよい。
金属部材180は多孔質であってもよい。多孔質の金属部材180は、発熱しやすいからである。
第1の実施形態では、保持部150は、インストルメントパネルIPと対面する位置に配置されている。保持部150は、その他の位置に配置されていてもよい。例えば、保持部150は、センターコンソールに配置されていてもよい。または、後部座席の前方に配置されていてもよい。
無線給電システム100は、携帯電話以外の電子機器類を充電してもよい。例えば、携帯ゲーム機器、タブレット型コンピュータ等が挙げられる。もちろん、収容部A1に収容可能な大きさである必要がある。
送電コイル110および受電コイル120の巻き数は、第1の実施形態で説明した巻き数以外であってもよい。
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。
第1の態様における無線給電システムは、飲料容器または電子機器を収容するための収容部と、送電コイルと、金属を有する金属部材を配置可能な金属部材配置部と、を有する。金属部材配置部は、収容部と送電コイルとの間の位置に配置されている。
110…送電コイル
120…受電コイル
130…送電回路
140…受電回路
150…保持部
A1…収容部
B1…金属部材配置部
Claims (10)
- 飲料容器または電子機器を収容するための収容部と、
送電コイルと、
金属を有する金属部材を配置可能な金属部材配置部と、
を有し、
前記金属部材配置部は、
前記収容部と前記送電コイルとの間の位置に配置されていること
を含む無線給電システム。 - 請求項1に記載の無線給電システムにおいて、
前記金属部材配置部は、
前記収容部が前記飲料容器を収容している場合に、
前記金属部材を配置した状態にあり、
前記送電コイルは、
前記金属部材に渦電流を発生させることにより前記金属部材を発熱させること
を含む無線給電システム。 - 請求項1または請求項2に記載の無線給電システムにおいて、
前記金属部材配置部は、
前記収容部が前記電子機器を収容している場合に、
前記金属部材を配置しない状態にあり、
前記送電コイルは、
前記電子機器を充電すること
を含む無線給電システム。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の無線給電システムにおいて、
前記金属部材を移動させる金属部材移動部を有し、
前記金属部材移動部は、
前記送電コイルが囲む領域と対面する第1位置と、
前記送電コイルが囲む領域と対面しない第2位置と、
の間で前記金属部材を移動させること
を含む無線給電システム。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の無線給電システムにおいて、
前記金属部材は、金属箔であり、
前記金属箔を収容する金属箔収容部を有し、
前記金属箔収容部は、
前記送電コイルが囲む領域と対面する第1位置と、
前記送電コイルが囲む領域と対面しない第2位置と、
に前記金属箔を配置可能であること
を含む無線給電システム。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の無線給電システムにおいて、
前記金属部材は、第1金属部材と第2金属部材とを有し、
前記第1金属部材を移動させる第1金属部材移動部と、
前記第2金蔵部材を移動させる第2金属部材移動部と、
を有し、
前記第1金属部材移動部および前記第2金属部材移動部は、
前記送電コイルが囲む領域と対面する位置に前記第1金属部材と前記第2金属部材とを接触させた状態で前記第1金属部材と前記第2金属部材とを並べて配置する第1状態と、
前記送電コイルが囲む領域と対面する位置から前記第1金属部材と前記第2金属部材とを退避させる第2状態と、
をとること
を含む無線給電システム。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の無線給電システムにおいて、
加熱部を有し、
前記金属部材は、
受電コイルを有し、
前記受電コイルは、
前記加熱部に電力を供給すること
を含む無線給電システム。 - 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の無線給電システムにおいて、
前記収容部は、
温度センサーを有すること
を含む無線給電システム。 - 請求項8に記載の無線給電システムにおいて、
制御回路を有し、
前記制御回路は、
前記温度センサーから測定温度を受信するとともに、
前記測定温度が予め定めた閾値温度より高い場合に、
前記送電コイルに流す電流を停止すること
を含む無線給電システム。 - 請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の無線給電システムにおいて、
フェライトを有すること
を含む無線給電システム。
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JP2019120575A JP7143563B2 (ja) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 無線給電システム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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