JP2024006233A - 移動体、移動体給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】電界結合方式の無線充電において、電力の伝送効率の低下を抑える。【解決手段】移動体２０は、第１送電電極１１及び第２送電電極１２を有する送電装置１０から交流電力を無線で受電可能であって、移動体本体２１と、第１送電電極１１に上下方向で対向したときに、第１送電電極１１と電界結合する第１受電電極３１と、第１受電電極３１に対して路面Ｒに沿った方向に間隔を開けて配置され、第２送電電極１２に上下方向で対向したときに、第２送電電極１２と電界結合する第２受電電極３２と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２に対して上方に間隔を開けて配置され、導電性材料から形成された受電側グランド３５と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２から出力される交流電力を整合する整合回路と、整合回路を経た交流電力を直流電力に変換する整流回路と、変換された直流電力が供給される負荷６０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、移動体、移動体給電システムに関する。

電動キックボード、ロボット、ＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ：無人搬送車）、電動カート、電気自動車等の移動体においては、無線給電（ワイヤレス給電）により、外部からの給電を受けるものがある。このようなワイヤレス給電の方式の一つに、電界結合方式がある。

例えば、特許文献１には、送電装置から、交流電力を無線で受電する移動体についての構成が開示されている。この構成において、送電装置は、路面に沿った平面状の表面を有する第１送電電極と、第１送電電極から路面に沿った方向に離間して配置され、路面に沿った平面状の表面を有する第２送電電極と、を備えている。移動体は、第１送電電極に対向したときに、第１送電電極と電界結合する第１受電電極と、第２送電電極に対向したときに第２送電電極と電界結合する第２受電電極と、を備えている。

電界結合方式により無線給電を行う場合、上記したような構成では、第１送電電極及び第２送電電極、第１受電電極及び第２受電電極の周囲に、金属等の導電性材料からなる物品が位置している場合、電力の伝送効率に悪影響が及ぶことがある。
例えば、路面に沿った第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極とが対向した状態で、第１受電電極及び第２受電電極の上方に、金属で形成された移動体の底面が位置している場合、第１受電電極及び第２受電電極と、移動体の底面との間に電力の伝送路が形成されてしまうことがある。すると、第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極との間における電力の伝送効率が低下してしまう。
また、第１送電電極及び第２送電電極の下方に、例えば誘電体であるコンクリート製の部材が位置している場合も、第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極との間における電力の伝送効率が低下してしまうことがある。

特開２０１８－６８０７７号公報

本発明の目的は、電界結合方式の無線充電において、電力の伝送効率の低下を抑えることが可能な、移動体、移動体給電システムを提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の移動体は、路面に沿って間隔を開けて配置された第１送電電極及び第２送電電極を有する送電装置から交流電力を無線で受電可能な移動体であって、前記路面上を走行移動可能な移動体本体と、前記移動体本体の下部に設けられ、前記第１送電電極に上下方向で対向したときに、前記第１送電電極と電界結合する第１受電電極と、前記第１受電電極に対して前記路面に沿った方向に間隔を開けて配置され、前記第２送電電極に上下方向で対向したときに、前記第２送電電極と電界結合する第２受電電極と、前記第１受電電極及び前記第２受電電極に対して上方に間隔を開けて配置され、導電性材料から形成された受電側グランドと、前記第１受電電極及び前記第２受電電極から出力される交流電力を整合する整合回路と、前記整合回路を経た交流電力を直流電力に変換する整流回路と、変換された前記直流電力が供給される負荷と、を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、移動体本体の下部に設けられた第１受電電極及び第２受電電極を、送電装置の第１送電電極及び第２送電電極に対して上下方向で対向させると、第１受電電極と第１送電電極、第２受電電極と第２送電電極が、それぞれ電界結合する。これにより、送電装置側から、移動体側に交流電力を無線により供給することができる。
第１受電電極及び第２受電電極の上方には、受電側グランドが間隔を開けて設けられているので、第１受電電極及び第２受電電極におけるインピーダンスが安定する。これにより、整合回路で、送電装置側とインピーダンスを整合しやすくなる。したがって、第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極との間における電力の伝送効率が低下してしまうのを抑えることができる。

本発明の一態様においては、本発明の移動体は、前記第１受電電極及び前記第２受電電極が設けられた電極支持部材をさらに備え、前記電極支持部材は、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されている。

このような構成によれば、第１受電電極及び第２受電電極を支持する電極支持部材が、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されていることで、第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極との間における電力の伝送効率が、電極支持部材の影響を受けるのを抑えることができる。

本発明の一態様においては、本発明の移動体は、前記移動体本体に設けられ、前記電極支持部材を昇降可能に支持する昇降機構をさらに備え、前記昇降機構を構成する部材は、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されている。

このような構成によれば、昇降機構を備えることで、電極支持部材に支持された第１受電電極及び第２受電電極を、必要に応じて昇降させることができる。例えば、送電装置からの給電を受けるときのみ、電極支持部材を下降させることで、移動体の移動時に、電極支持部材や、電極支持部材に支持された第１受電電極及び第２受電電極が、路面や路面上の干渉物などに干渉するのを抑えることができる。
このような昇降機構を構成する部材が、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されていることで、第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極との間における電力の伝送効率が影響を受けるのを抑えることができる。

本発明の一態様においては、本発明の移動体は、前記移動体本体に設けられ、前記電極支持部材を昇降可能に支持する昇降機構をさらに備え、前記昇降機構を構成する部材は、導電性材料から形成され、前記部材は、前記電極支持部材に対して絶縁性材料からなる介在物を介して取り付けられている。

このような構成によれば、昇降機構を構成する部材が、導電性材料から形成される場合、昇降機構を構成する部材を、電極支持部材に対し、絶縁性材料からなる介在物を介して取り付けられることで、部材を介して電気的な短絡が生じるのを抑えることができる。したがって、第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極との間における電力の伝送効率が影響を受けるのを抑えることができる。

本発明の一態様においては、本発明の移動体は、前記第１送電電極及び前記第２送電電極と、前記受電側グランドとの間に位置する部材を備え、前記部材は、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されている。

このような構成によれば、受電側グランドよりも下方に少なくとも一部が配置されて、第１送電電極及び第２送電電極と、受電側グランドとの間に位置する部材を備える場合、この部材を、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成する。これにより、第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極との間における電力の伝送効率が影響を受けるのを抑えることができる。

本発明の一態様においては、本発明の移動体は、前記第１送電電極及び前記第２送電電極と、前記受電側グランドとの間に位置する部材は、前記第１送電電極及び第２送電電極を、前記第１受電電極及び前記第２受電電極に対向させる際に、前記移動体本体を支えるスタンドを含む。

このような構成によれば、下方部材として、スタンドを含むことで、第１送電電極及び第２送電電極を、第１受電電極及び第２受電電極に対向させる際に、移動体本体を支えるため、スタンドを、第１送電電極、第２送電電極上に立てた場合、このスタンドは、下方部材として、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成することで、第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極との間における電力の伝送効率が影響を受けるのを抑えることができる。

本発明の移動体給電システムは、路面に沿って間隔を開けて配置された第１送電電極及び第２送電電極を有する送電装置と、上記したような移動体と、を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、移動体において、第１受電電極及び第２受電電極の上方には、受電側グランドが間隔を開けて設けられている。このため、移動体において、第１受電電極及び第２受電電極におけるインピーダンスが安定する。これにより、整合回路で、送電装置側とインピーダンスを整合しやすくなる。したがって、第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極との間における電力の伝送効率が低下してしまうのを抑えることができる。

本発明の一態様においては、本発明の移動体給電システムは、前記第１送電電極及び前記第２送電電極の下方に間隔を開けて配置され、導電性材料から形成された送電側グランドをさらに備える。

このような構成によれば、第１送電電極、第２送電電極の下方には、送電側グランドが設けられている。このため、送電装置において、第１送電電極、第２送電電極におけるインピーダンスが安定する。これにより、送電装置側と受電装置側とで、インピーダンスを容易に整合させることができる。したがって、第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極との間における電力の伝送効率を高めることができる。

本発明の一態様においては、本発明の移動体給電システムは、前記第１受電電極及び前記第２受電電極と、前記受電側グランドと、の間の距離ｄ１、前記第１送電電極及び前記第２送電電極と、前記送電側グランドと、の間の距離ｄ２、及び、前記第１受電電極及び前記第２受電電極と、前記第１送電電極及び前記第２送電電極との間の距離ｇが、
ｇ≦ｄ２≦ｄ１
の関係を満たす。

このような構成によれば、距離ｇよりも、距離ｄ１、ｄ２を大きくすれば、第１送電電極及び第２送電電極と、第１受電電極及び第２受電電極との間における電力の伝送を効率良く行うことができる。また、第１受電電極及び第２受電電極と受電側グランドとの距離ｄ１を、第１送電電極及び第２送電電極と送電側グランドとの距離ｄ２よりも大きくすることで、受電グランドによる影響を抑え、受電側における電力の伝送効率の低下を抑えることができる。

本発明によれば、電界結合方式の無線充電において、電力の伝送効率の低下を抑えることが可能となる。

本発明の実施形態に係る移動体、移動体給電システムの構成を示す図である。 図１の移動体の第１受電電極、及び第２受電電極を下降させ、第１送電電極１１及び第２送電電極１２に対向させた状態を示す図である。 図１の移動体の第１受電電極、及び第２受電電極を示す平面図である。 移動体給電システムの機能的な構成を示す図である。 図２のＩ－Ｉ矢視断面図である。 本発明の実施形態に係る移動体の変形例の構成を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による移動体、移動体給電システムを実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

本発明の実施形態に係る移動体、移動体給電システムの構成を示す図を図１に示す。図２は、図１の移動体の第１受電電極、及び第２受電電極を下降させ、第１送電電極１１及び第２送電電極１２に対向させた状態を示す図である。

図１、図２に示されるように、移動体給電システム１は、送電装置１０と、移動体２０と、を備えている。

送電装置１０は、移動体２０が走行する路面Ｒを有した路盤３に設けられている。路盤３は、道路や建物等の床を形成する。送電装置１０は、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、送電側グランド１５と、を備えている。

第１送電電極１１、第２送電電極１２は、それぞれ、アルミニウム、鉄、ステンレス等の導電性を有した金属板によって形成されている。第１送電電極１１、第２送電電極１２は、それぞれ、その上面に、上方を向く電極面１１ｆ、１２ｆを有している。第１送電電極１１、第２送電電極１２は、路盤３の路面Ｒに沿って設けられている。第１送電電極１１、第２送電電極１２は、電極面１１ｆ、１２ｆの保護のため、表面部材４によって覆われている。表面部材４は、樹脂系材料、ビニール系材料等、電気絶縁性を有した材料により形成されている。

図３は、図１の移動体の第１受電電極、及び第２受電電極を示す平面図である。
第１送電電極１１と、第２送電電極１２とは、路面Ｒに沿った方向に間隔を開けて配置されている。図３に示すように、第１送電電極１１、第２送電電極１２は、例えば、平面視矩形状に形成されている。本実施形態において、第１送電電極１１と、第２送電電極１２とは、移動体２０の走行方向Ｄｒに、所定の間隔を開けて配置されている。

図１、図２に示すように、送電側グランド１５は、第１送電電極１１及び第２送電電極１２の下方に間隔を開けて設けられている。送電側グランド１５は、例えば、路盤３を形成する路盤基材５の上面に埋設されている。路盤基材５は、例えばコンクリート等から形成されている。
送電側グランド１５は、アルミニウム、鉄、ステンレス等の導電性を有した金属板によって形成されている。送電側グランド１５は、例えば、平面視長方形状に形成されている。送電側グランド１５は、上方から見た際に、第１送電電極１１と、第２送電電極１２との双方に重なるように形成されている。

第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、送電側グランド１５との間には、電気絶縁性を有し、かつ誘電正接が低い誘電層６が形成されている。このような誘電層６は、例えば、木系材料、ビニール系材料等からなる板材やシート材によって形成することができる。

図４は、移動体給電システムの機能的な構成を示す図である。
図１、図２、図４に示すように、第１送電電極１１及び第２送電電極１２には、電源装置８が接続されている。電源装置８は、商用電源等から供給される交流電力を基に、例えば１００ｋＨｚから３０ＭＨｚ好適には、１ＭＨｚから３０ＭＨｚといった高周波の入力電力を生成する高周波電源８ａを備えている。電源装置８は、高周波電源８ａで生成した高周波の入力電力を、送電側整合回路８ｂを介して第１送電電極１１と第２送電電極１２とに入力する。

図１、図２に示すように、移動体２０は、路面Ｒ上で、走行移動可能に構成されている。このような移動体２０としては、例えば、電動キックボード、電動アシスト自転車、ロボット、ＡＧＶ、電動カート、電動フォークリフト、電気自動車等が挙げられる。本実施携帯において、移動体２０としては、電動キックボードを例に挙げる。
移動体２０は、移動体本体２１と、受電装置３０と、昇降機構４０と、回路部５０と、負荷６０と、を備えている。

移動体本体２１は、電動キックボードの車体であり、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等の導電性を有した金属材料によって形成されている。移動体本体２１は、移動体本体２１の骨格をなすフレーム２１ｆと、フレーム２１ｆに支持され、利用者が載るステッププレート２１ｐと、を主に有している。なお、移動体本体２１の詳細な構成については、何ら限定するものではなく、適宜変更可能である。

移動体本体２１の前後には、車輪２２Ｆ、２２Ｒが設けられている。移動体本体２１において、走行方向Ｄｒの前方に設けられた車輪２２Ｆは、フレーム２１ｆの前端部に回転自在に支持されている。移動体本体２１の後端部に設けられた車輪２２Ｒは、モータ（図示無し）によって回転駆動される。
図２、図４に示すように、移動体本体２１は、ステッププレート２１ｐの下側に、下方を向く移動体底面２１ｄを有している。移動体底面２１ｄは、路面Ｒに対し、上下方向の上方に間隔を開けて形成されている。

受電装置３０は、移動体本体２１の下部に設けられている。受電装置３０は、送電装置１０から交流電力を無線で受電可能に構成されている。受電装置３０は、第１受電電極３１と、第２受電電極３２と、受電側グランド３５と、を備えている。

第１受電電極３１は、第１送電電極１１に上下方向で対向したときに、第１送電電極１１と電界結合する。第２受電電極３２は、第２送電電極１２に上下方向で対向したときに、第２送電電極１２と電界結合する。第１受電電極３１、第２受電電極３２は、それぞれ、アルミニウム、鉄、ステンレス等の導電性を有した金属板によって形成されている。第１受電電極３１、第２受電電極３２は、それぞれ、その下面に、下方を向く電極面３１ｆ、３２ｆを有している。第１受電電極３１、第２受電電極３２は、路盤３の路面Ｒと平行な面に沿って形成されている。
第１受電電極３１と、第２受電電極３２とは、路面Ｒに沿った方向に間隔を開けて配置されている。図３に示すように、第１受電電極３１、第２受電電極３２は、例えば、平面視矩形状に形成されている。本実施形態において、第１受電電極３１と、第２受電電極３２とは、移動体２０の走行方向Ｄｒに、所定の間隔を開けて配置されている。

図１，図２に示すように、第１受電電極３１、第２受電電極３２は、電極支持部材３３に支持されている。電極支持部材３３は、路面Ｒを平行な面に沿って設けられた板状である。電極支持部材３３は、例えば、第１受電電極３１及び第２受電電極３２に対して下方に配置され、第１受電電極３１及び第２受電電極３２は、電極支持部材３３の上面に固定されている。第１受電電極３１及び第２受電電極３２は、電極面３１ｆ、３２ｆの保護のため、表面部材（図示無し）によって覆われていてもよい。表面部材は、樹脂系材料、ビニール系材料等、電気絶縁性を有した材料により形成されている。

受電側グランド３５は、第１受電電極３１及び第２受電電極３２に対して上方に間隔を開けて配置されている。受電側グランド３５は、導電性材料から形成されている。本実施形態において、受電側グランド３５は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等の導電性を有した金属材料によって形成された、移動体本体２１の移動体底面２１ｄである。なお、受電側グランド３５は、移動体本体２１の下部に、別途取り付けるようにしてもよい。

昇降機構４０は、電極支持部材３３を昇降可能に支持する。昇降機構４０は、移動体本体２１の下部に設けられている。昇降機構４０は、電極支持部材３３を昇降できるのであれば、いかなる構成であってもよいが、本実施形態において、昇降機構４０は、前部アーム４１と後部アーム４２と、を備えている。前部アーム４１は、移動体本体２１のステッププレート２１ｐの前部に設けられている。後部アーム４２は、ステッププレート２１ｐの後部に設けられている。

図５は、図２のＩ－Ｉ矢視断面図である。
図５に示すように、前部アーム４１、後部アーム４２は、それぞれ、移動体本体２１の幅方向Ｄｗの両側に設けられている。前部アーム４１、後部アーム４２の上端部は、ステッププレート２１ｐに固定された上部軸受ブラケット４４に、軸４５を介して回動自在に支持されている。軸４５は、幅方向Ｄｗに延びて、移動体本体２１の幅方向Ｄｗの両側で、上部軸受ブラケット４４に支持されている。前部アーム４１、後部アーム４２の下端部は、電極支持部材３３に固定された下部軸受ブラケット４６に、軸４７を介して回動自在に支持されている。軸４７は、幅方向Ｄｗに延びて、移動体本体２１の幅方向Ｄｗの両側で、下部軸受ブラケット４６に支持されている。

図１、図２に示すように、昇降機構４０は、前部アーム４１及び後部アーム４２を、軸４５を中心として揺動させることによって、電極支持部材３３を昇降させる。図２、図４に示すように、電極支持部材３３が下降した状態で、第１受電電極３１及び第２受電電極３２が、上下方向で第１送電電極１１及び第２送電電極１２に近接する。図１に示すように、電極支持部材３３が上昇した状態では、第１受電電極３１及び第２受電電極３２が上方に退避し、路面Ｒとの間に隙間をあけて配置される。

このような昇降機構４０は、図示しないアクチュエータ等によって、前部アーム４１及び後部アーム４２を回動させてもよいが、移動体２０の利用者が前部アーム４１及び後部アーム４２を回動操作してもよい。図２に示すように、本実施形態において、前部アーム４１（及び後部アーム４２）は、送電装置１０で無線給電を行うため、第１送電電極１１及び第２送電電極１２を、第１受電電極３１及び第２受電電極３２に対向させる際に、移動体本体２１を支えるスタンド２８として機能する。この場合、スタンド２８としての前部アーム４１は、電極支持部材３３を下降させた状態で、移動体本体２１の幅方向Ｄｗの両側で、先端部が路面Ｒに当接することで、移動体本体２１が倒れないように支える。

回路部５０は、第１受電電極３１及び第２受電電極３２に配線（図示無し）を介して電気的に接続されている。図４に示すように、回路部５０は、例えば、整合回路５１と、整流回路５２と、を備えている。整合回路５１は、第１受電電極３１及び第２受電電極３２から出力される交流電力のインピーダンスを、送電装置１０側のインピーダンスに整合させる。整合回路５１は、例えば、第１受電電極３１と第２受電電極３２との間に配置された受電回路ボックス５３内に収容されている。
整流回路５２は、整合回路５１を経た交流電力を直流電力に変換する。整流回路５２は、例えば、移動体本体２１に設けられていてもよい。この場合、整合回路５１と整流回路５２とは、前部アーム４１又は後部アーム４２に沿わせた電気配線によって、電気的に接続されている。
整流回路５２を経た直流電力は、負荷６０に供給される。負荷６０は、例えばバッテリーであり、図示しない充電器によって、整流回路５２を経た直流電力がバッテリーに充電される。なお、回路部５０は、整合回路５１，整流回路５２以外の構成を適宜備えることができる。

図４に示すように、電極支持部材３３が下降した状態で、第１受電電極３１及び第２受電電極３２と、第１送電電極１１及び第２送電電極１２とが、上下方向で対向すると、第１受電電極３１と第１送電電極１１、第２受電電極３２と第２送電電極１２が、それぞれ電界結合する。これにより、送電装置１０側から、移動体２０側に交流電力を無線により供給することができる。
このとき、第１受電電極３１と第１送電電極１１、第２受電電極３２と第２送電電極１２の距離ｇは、例えば、０＜ｇ＜２５ｍｍの範囲となるようにするのが好ましい。

また、第１受電電極３１と第１送電電極１１の間、第２受電電極３２と第２送電電極１２との間における、電界結合方式の伝送効率は、送電側グランド１５と、第１送電電極１１及び第２送電電極１２との間の電気特性、受電側グランド３５と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との間の電気特性が大きく影響する。
このため、送電側グランド１５と、第１送電電極１１及び第２送電電極１２との間には、上記したように、電気絶縁性を有し、かつ誘電正接が低い誘電層６が形成されている。

一方、受電側グランド３５と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との間は、実質的に空気が存在している。このような場合、受電側グランド３５と、第１受電電極３１、第２受電電極３２との間に、導電性材料からなる部材が設けられていると、受電側グランド３５と、第１受電電極３１、第２受電電極３２とが電気的に短絡してしまう。
このため、受電側グランド３５と、第１受電電極３１、第２受電電極３２との間に配置される部材は、伝送周波数において低損失な材料で構築するのが好ましい。さらに、受電側グランド３５と、第１受電電極３１、第２受電電極３２との間には、導電性材料からなる部材を配置しないことが重要である。

本実施形態では、受電側グランド３５と、第１受電電極３１、第２受電電極３２との間には、電極支持部材３３が設けられている。また、受電側グランド３５と、第１受電電極３１、第２受電電極３２との間に、昇降機構４０を構成する部材として、前部アーム４１、後部アーム４２、下部軸受ブラケット４６、軸４７が配置されている。また、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、受電側グランド３５との間に位置する部材として、電極支持部材３３、前部アーム４１（スタンド２８）、後部アーム４２、下部軸受ブラケット４６、軸４７が配置されている。これらの部材は、樹脂系材料等の絶縁性材料によって形成するのが好ましい。また、これらの部材を、強度確保のため、導電性材料である金属によって形成する場合、金属によって形成された部分を芯材とし、芯材の外表面の全体を、絶縁性材料からなる被覆で覆うようにしてもよい。
また、例えば、前部アーム４１、後部アーム４２、軸４７等の部材を導電性材料である金属によって形成する場合、下部軸受ブラケット４６を介在物として絶縁性材料で形成し、電極支持部材３３との間に介在させるようにしてもよい。

また、第１受電電極３１と第１送電電極１１の間、第２受電電極３２と第２送電電極１２との間における、電界結合方式の伝送効率は、送電側グランド１５と、第１送電電極１１及び第２送電電極１２との距離ｄ２、受電側グランド３５と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との距離ｄ１との関係が大きく影響する。
本発明者らが行った実験によると、第１受電電極３１と第１送電電極１１、第２受電電極３２と第２送電電極１２の電界結合強度を高めるには、第１受電電極３１と第１送電電極１１、第２受電電極３２と第２送電電極１２の距離ｇを、送電側グランド１５と、第１送電電極１１及び第２送電電極１２との距離ｄ２、及び受電側グランド３５と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との距離ｄ１よりも小さくするのが好ましい。

また、受電側グランド３５と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との距離ｄ１は、送電側グランド１５と、第１送電電極１１及び第２送電電極１２との距離ｄ２よりも大きくするのが好ましい。受電側グランド３５と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との距離ｄ１を、送電側グランド１５と、第１送電電極１１及び第２送電電極１２との距離ｄ２よりも小さくすると、第１受電電極３１と第１送電電極１１の間、第２受電電極３２と第２送電電極１２との間における、電界結合方式の伝送効率が、例えば８０％未満に低下する。
これに対し、受電側グランド３５と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との距離ｄ１を、送電側グランド１５と、第１送電電極１１及び第２送電電極１２との距離ｄ２以上とすると、第１受電電極３１と第１送電電極１１の間、第２受電電極３２と第２送電電極１２との間における、電界結合方式の伝送効率が、受電側グランド３５を備えない場合と同等の、９０％に及ぶ。

したがって、第１受電電極３１及び第２受電電極３２と、受電側グランド３５と、の間の距離ｄ１、
第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、送電側グランド１５と、の間の距離ｄ２、
及び、第１受電電極３１及び第２受電電極３２と、第１送電電極１１及び第２送電電極１２との間の距離ｇが、
ｇ≦ｄ２≦ｄ１
の関係を満たすように設定するのが好ましい。

上述したような移動体２０によれば、路面Ｒに沿って間隔を開けて配置された第１送電電極１１及び第２送電電極１２を有する送電装置１０から交流電力を無線で受電可能な移動体２０であって、路面Ｒに沿って走行移動可能な移動体本体２１と、移動体本体２１の下部に設けられ、第１送電電極１１に上下方向で対向したときに、第１送電電極１１と電界結合する第１受電電極３１と、第１受電電極３１に対して路面Ｒに沿った方向に間隔を開けて配置され、第２送電電極１２に上下方向で対向したときに、第２送電電極１２と電界結合する第２受電電極３２と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２に対して上方に間隔を開けて配置され、導電性材料から形成された受電側グランド３５と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２から出力される交流電力を整合する整合回路５１と、整合回路５１を経た交流電力を直流電力に変換する整流回路５２と、変換された直流電力が供給される負荷６０と、を備える。
このような構成によれば、移動体本体２１の下部に設けられた第１受電電極３１及び第２受電電極３２を、送電装置１０の第１送電電極１１及び第２送電電極１２に対して上下方向で対向させると、第１受電電極３１と第１送電電極１１、第２受電電極３２と第２送電電極１２が、それぞれ電界結合する。これにより、送電装置１０側から、移動体２０側に交流電力を無線により供給することができる。
第１受電電極３１及び第２受電電極３２の上方には、受電側グランド３５が間隔を開けて設けられているので、第１受電電極３１及び第２受電電極３２におけるインピーダンスが安定する。これにより、送電装置１０側とインピーダンスを整合しやすくなる。したがって、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との間における電力の伝送効率が低下してしまうのを抑えることができる。

また、移動体２０は、第１受電電極３１及び第２受電電極３２が設けられた電極支持部材３３をさらに備え、電極支持部材３３は、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されている。
このような構成によれば、第１受電電極３１及び第２受電電極３２を支持する電極支持部材３３が、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されていることで、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との間における電力の伝送効率が影響を受けるのを抑えることができる。

また、移動体２０は、移動体本体２１に設けられ、電極支持部材３３を昇降可能に支持する昇降機構４０をさらに備え、昇降機構４０を構成する部材は、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されている。
このような構成によれば、昇降機構４０を備えることで、電極支持部材３３に支持された第１受電電極３１及び第２受電電極３２を、必要に応じて昇降させることができる。例えば、送電装置１０からの給電を受けるときのみ、電極支持部材３３を下降させることで、移動体２０の移動時に、電極支持部材３３や、電極支持部材３３に支持された第１受電電極３１及び第２受電電極３２が、路面Ｒや路面Ｒ上の干渉物などに干渉するのを抑えることができる。
このような昇降機構４０を構成する部材が、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されていることで、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との間における電力の伝送効率が影響を受けるのを抑えることができる。

また、移動体２０は、移動体本体２１に設けられ、電極支持部材３３を昇降可能に支持する昇降機構４０をさらに備え、昇降機構４０を構成する部材は、導電性材料から形成され、昇降機構４０を構成する部材は、電極支持部材３３に対して絶縁性材料からなる介在物を介して取り付けられている。
このような構成によれば、昇降機構４０を構成する部材が、導電性材料から形成される場合、昇降機構４０を構成する部材を、電極支持部材３３に対し、絶縁性材料からなる介在物を介して取り付けられることで、電界結合による影響で、昇降機構４０を構成する部材に電流が流れるのを抑えることができる。したがって第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との間における電力の伝送効率が影響を受けるのを抑えることができる。

移動体２０は、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、受電側グランド３５との間に位置する部材を備え、この部材は、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されている。
このような構成によれば、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、受電側グランド３５との間に位置する部材を備える場合、この部材を、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成する。これにより、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との間における電力の伝送効率が影響を受けるのを抑えることができる。

また、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、受電側グランド３５との間に位置する部材は、第１送電電極１１及び第２送電電極１２を、第１受電電極３１及び第２受電電極３２に対向させる際に、移動体本体２１を支えるスタンド２８を含む。
このような構成によれば、第１送電電極１１及び第２送電電極１２を、第１受電電極３１及び第２受電電極３２に対向させる際に、移動体本体２１を支えるため、スタンド２８を、第１送電電極１１、第２送電電極１２上に立てた場合、このスタンド２８を、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成することで、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との間における電力の伝送効率が、スタンド２８の影響を受けるのを抑えることができる。

また、上述したような移動体給電システム１は、路面Ｒに沿って間隔を開けて配置された第１送電電極１１及び第２送電電極１２を有する送電装置１０と、上記したような移動体２０と、を備える。
このような構成によれば、移動体２０において、第１受電電極３１及び第２受電電極３２の上方には、受電側グランド３５が間隔を開けて設けられている。このため、移動体２０において、第１受電電極３１及び第２受電電極３２におけるインピーダンスが安定する。これにより、整合回路５１で、送電装置１０側とインピーダンスを整合しやすくなる。したがって、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との間における電力の伝送効率が低下してしまうのを抑えることができる。

また、移動体給電システム１は、第１送電電極１１及び第２送電電極１２の下方に間隔を開けて配置され、導電性材料から形成された送電側グランド１５をさらに備える。
このような構成によれば送電装置１０において、第１送電電極１１、第２送電電極１２におけるインピーダンスが安定する。これにより、整合回路５１で、送電装置側とインピーダンスを整合しやすくなる。したがって、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との間における電力の伝送効率が低下してしまうのを抑えることができる。

また、移動体給電システム１は、第１受電電極３１及び第２受電電極３２と、受電側グランド３５と、の間の距離ｄ１、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、送電側グランド１５と、の間の距離ｄ２、及び、第１受電電極３１及び第２受電電極３２と、第１送電電極１１及び第２送電電極１２との間の距離ｇが、
ｇ≦ｄ２≦ｄ１
の関係を満たす。
このような構成によれば、距離ｇよりも、距離ｄ１、ｄ２を大きくすれば、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と、第１受電電極３１及び第２受電電極３２との間における電力の伝送を効率良く行うことができる。また、第１受電電極３１及び第２受電電極３２と受電側グランド３５との距離ｄ１を、第１送電電極１１及び第２送電電極１２と送電側グランド１５との距離ｄ２よりも大きくすることで、受電側グランド３５による影響を抑え、受電側における電力の伝送効率の低下を抑えることができる。

（実施形態の変形例）
なお、本発明の移動体、移動体給電システムは、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、第１送電電極１１と第２送電電極１２、第１受電電極３１と第２受電電極３２とは、移動体２０の走行方向Ｄｒに間隔を開けて配置するようにしたがこれに限られない。
図６に示すように、第１送電電極１１Ｂと第２送電電極１２Ｂ、第１受電電極３１Ｂと第２受電電極３２Ｂとが、移動体２０の走行方向Ｄｒに交差する幅方向Ｄｗに間隔を開けて配置されていてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

１ 移動体給電システム ３１、３１Ｂ 第１受電電極
１０ 送電装置 ３２、３２ｂ 第２受電電極
１１、１１Ｂ 第１送電電極 ３３ 電極支持部材
１２、１２Ｂ 第２送電電極 ３５ 受電側グランド
１５ 送電側グランド ５１ 整合回路
２０ 移動体 ５２ 整流回路
２１ 移動体本体 ６０ 負荷
２８ スタンド Ｒ 路面
ｄ１、ｄ２、ｇ 距離

Claims (9)

1. 路面に沿って間隔を開けて配置された第１送電電極及び第２送電電極を有する送電装置から交流電力を無線で受電可能な移動体であって、
   前記路面上を走行移動可能な移動体本体と、
   前記移動体本体の下部に設けられ、前記第１送電電極に上下方向で対向したときに、前記第１送電電極と電界結合する第１受電電極と、
   前記第１受電電極に対して前記路面に沿った方向に間隔を開けて配置され、前記第２送電電極に上下方向で対向したときに、前記第２送電電極と電界結合する第２受電電極と、
   前記第１受電電極及び前記第２受電電極に対して上方に間隔を開けて配置され、導電性材料から形成された受電側グランドと、
   前記第１受電電極及び前記第２受電電極から出力される交流電力を整合する整合回路と、
   前記整合回路を経た交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
   変換された前記直流電力が供給される負荷と、を備える
   移動体。
2. 前記第１受電電極及び前記第２受電電極が設けられた電極支持部材をさらに備え、
   前記電極支持部材は、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されている
   請求項１に記載の移動体。
3. 前記移動体本体に設けられ、前記電極支持部材を昇降可能に支持する昇降機構をさらに備え、
   前記昇降機構を構成する部材は、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されている
   請求項２に記載の移動体。
4. 前記移動体本体に設けられ、前記電極支持部材を昇降可能に支持する昇降機構をさらに備え、
   前記昇降機構を構成する部材は、導電性材料から形成され、
   前記部材は、前記電極支持部材に対して絶縁性材料からなる介在物を介して取り付けられている
   請求項２に記載の移動体。
5. 前記第１送電電極及び前記第２送電電極と、前記受電側グランドとの間に位置する部材を備え、
   前記部材は、絶縁性材料のみ、又は、全体が絶縁性材料で被覆された導電性材料から形成されている
   請求項１に記載の移動体。
6. 前記第１送電電極及び前記第２送電電極と、前記受電側グランドとの間に位置する部材は、前記第１送電電極及び第２送電電極を、前記第１受電電極及び前記第２受電電極に対向させる際に、前記移動体本体を支えるスタンドを含む
   請求項５に記載の移動体。
7. 路面に沿って間隔を開けて配置された第１送電電極及び第２送電電極を有する送電装置と、
   請求項１又は２に記載の移動体と、を備える
   移動体給電システム。
8. 前記送電装置は、
   前記第１送電電極及び前記第２送電電極の下方に間隔を開けて配置され、導電性材料から形成された送電側グランドをさらに備える
   請求項７に記載の移動体給電システム。
9. 前記第１受電電極及び前記第２受電電極と、前記受電側グランドと、の間の距離ｄ１、
   前記第１送電電極及び前記第２送電電極と、前記送電側グランドと、の間の距離ｄ２、
   及び、前記第１受電電極及び前記第２受電電極と、前記第１送電電極及び前記第２送電電極との間の距離ｇが、
   ｇ≦ｄ２≦ｄ１
   の関係を満たす
   請求項８に記載の移動体給電システム。

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