JP5843271B2 - Power transmission equipment - Google Patents
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Description
本発明は、非接触で電力を供給可能な電力伝送装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a power transmission device capable of supplying power without contact.
この種の装置として、例えば、電気自動車の後部に搭載された受電アンテナと水平対向するように配置される送電アンテナを備える非接触電力伝送装置が提案されている(非特許文献1参照)。 As this type of device, for example, a non-contact power transmission device has been proposed that includes a power transmission antenna that is disposed so as to be horizontally opposed to a power receiving antenna mounted on the rear portion of an electric vehicle (see Non-Patent Document 1).
或いは、軌道の一方の側に設けられた一次給電線から、該軌道上を移動するロボットに設けられた二次巻線に対して非接触で電力を供給する装置が提案されている。ここでは特に、外部からの異物の挿入を防止したり、電磁波の放射量を抑制したりするために、一次給電線と二次巻線とを取り囲むように側板が設けられていることが記載されている(特許文献1参照)。 Alternatively, an apparatus has been proposed in which electric power is supplied in a non-contact manner from a primary power supply line provided on one side of a track to a secondary winding provided in a robot moving on the track. Here, in particular, it is described that a side plate is provided so as to surround the primary power supply line and the secondary winding in order to prevent the insertion of foreign matter from the outside or to suppress the radiation amount of electromagnetic waves. (See Patent Document 1 ).
しかしながら、非特許文献1に記載の技術では、電気自動車を操縦して、受電アンテナと送電アンテナとの間の距離を適切にすることが困難である可能性があるという技術的問題点がある。また、特許文献1に記載の技術は、電気自動車等の車両に適用することが極めて困難であるという技術的問題点がある。 However, the technique described in Non-Patent Document 1 has a technical problem in that it may be difficult to control the electric vehicle and make the distance between the power receiving antenna and the power transmitting antenna appropriate. Moreover, the technique described in Patent Document 1 has a technical problem that it is extremely difficult to apply to a vehicle such as an electric vehicle.
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、受電アンテナと送電アンテナとの間の距離を適切な距離に保つことができ、受電アンテナと送電アンテナとの間における電磁波の漏洩を抑制することができる電力伝送装置を提案することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, for example, and can maintain an appropriate distance between the power receiving antenna and the power transmitting antenna, thereby preventing leakage of electromagnetic waves between the power receiving antenna and the power transmitting antenna. It is an object to propose a power transmission device that can be suppressed.
本発明の電力伝送装置は、上記課題を解決するために、受電アンテナを備える受電装置に対して、非接触で電力を送電可能な電力伝送装置であって、電力の送電時に、前記受電アンテナに対向して配置される送電アンテナと、前記送電アンテナの下方の少なくとも一部を除いて、前記送電アンテナの周囲の一部を覆い、前記送電アンテナからの電磁波を遮蔽する第1遮蔽部と、前記電力の送電時に、前記送電アンテナの周囲のうち前記第1遮蔽部により覆われていない前記送電アンテナの下方の少なくとも一部を覆い、前記電磁波を遮蔽する第2遮蔽部と、を備え、前記第2遮蔽部は、前記電力の送電時以外に、前記送電アンテナの周囲のうち前記第1遮蔽部により覆われていない前記送電アンテナの下方の少なくとも一部を覆わない。 In order to solve the above-described problem, the power transmission device of the present invention is a power transmission device capable of transmitting power in a contactless manner to a power receiving device including a power receiving antenna. A power transmission antenna disposed opposite to the power transmission antenna, a first shielding unit that covers a part of the periphery of the power transmission antenna except at least a part below the power transmission antenna, and shields electromagnetic waves from the power transmission antenna; during power transmission, the power transmission of the periphery of the antenna covers at least a portion of the lower of the said power transmission antenna which is not covered by the first shielding portion, and a second shielding portion for shielding the electromagnetic wave, said first The second shielding part does not cover at least a part of the periphery of the power transmission antenna that is not covered by the first shielding part except for the power transmission .
本発明の電力伝送装置によれば、当該電力伝送装置は、受電アンテナを備える受電装置に対して、例えば磁界共鳴方式等を用いて非接触で電力を送電可能である。送電アンテナは、電力の送電時に、受電アンテナに対向して配置される。 According to the power transmission device of the present invention, the power transmission device can transmit power to the power receiving device including the power receiving antenna in a non-contact manner using, for example, a magnetic resonance method. Power transmission antenna, at the time of the power transmission, is arranged to face the power receiving antenna.
第1遮蔽部は、送電アンテナの下方の少なくとも一部を除いて、該送電アンテナの周囲の一部を覆い、送電アンテナからの電磁波を遮蔽する。第2遮蔽部は、電力の送電時に、送電アンテナの周囲のうち第1遮蔽部により覆われていない、送電アンテナの周囲のうち上記少なくとも一部を覆い、送電アンテナからの電磁波を遮蔽する。尚、第1遮蔽部及び第2遮蔽部は、電磁波を遮蔽する限りにおいて、網状や格子状等であってもよい。また、第1遮蔽部及び第2遮蔽部は、互いに重なる部分を有していてもよい。 The first shielding part covers at least part of the periphery of the power transmission antenna except at least a part below the power transmission antenna, and shields electromagnetic waves from the power transmission antenna. The second shielding unit covers at least a part of the periphery of the power transmission antenna that is not covered by the first shielding unit around the power transmission antenna during power transmission, and shields electromagnetic waves from the power transmission antenna. In addition, the 1st shielding part and the 2nd shielding part may be net | network shape, a grid | lattice form, etc., as long as it shields electromagnetic waves. Moreover, the 1st shielding part and the 2nd shielding part may have a part which mutually overlaps.
ここで、本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、電磁波の漏洩を抑制するために、少なくとも送電アンテナの周囲に、例えばアルミニウム等の金属により形成された筒状の覆いを設置する技術が提案されている。しかしながら、受電アンテナが存在しない場合には、該筒状の覆いの一方が開口しているため、該筒状の覆いの中に、例えば空き缶等の異物が入り込む可能性がある。ユーザが、該異物に気づかずに、電力伝送を開始した場合、該異物に起因して不具合が生じる可能性がある。 Here, according to the inventor's research, the following matters have been found. That is, in order to suppress leakage of electromagnetic waves, a technique has been proposed in which a cylindrical cover made of metal such as aluminum is installed at least around the power transmission antenna. However, when there is no power receiving antenna, since one of the cylindrical covers is open, there is a possibility that a foreign object such as an empty can may enter the cylindrical cover. When the user starts power transmission without noticing the foreign object, a problem may occur due to the foreign object.
しかるに本発明では、電力の送電時には、第1遮蔽部及び第2遮蔽部により、送電アンテナの周囲が覆われるが、電力の送電時以外は、送電アンテナの下方の少なくとも一部が覆われていない(即ち、開口している)。このため、電力の送電時以外に、第1遮蔽部の中に異物が入り込んできたとしても、重力の影響により、送電アンテナの下方の少なくとも一部から、該入り込んできた異物が排出される。 However, in the present invention, the first shielding portion and the second shielding portion cover the periphery of the power transmission antenna when power is transmitted, but at least a part below the power transmission antenna is not covered except when power is transmitted. (Ie open). For this reason, even if a foreign object enters into the first shielding part other than during power transmission, the foreign object that has entered is discharged from at least a part below the power transmission antenna due to the influence of gravity .
この結果、本発明の電力伝送装置によれば、電力の送電時の電磁波の漏洩を抑制しつつ、異物の残留を防止することができる。 As a result, according to the power transmission device of the present invention, it is possible to prevent foreign matter from remaining while suppressing leakage of electromagnetic waves during power transmission .
尚、「電力の送電時」は、実際に電力の送電が実施されている時に限らず、電力の送電に先立って行われる所定の準備のための期間や、電力の送電後に行われる後処理のための期間も含んでよい。 Note that “power transmission” is not limited to when power transmission is actually performed, but is a period for a predetermined preparation that is performed prior to power transmission, or post-processing performed after power transmission. For a period of time .
本発明の電力伝送装置の他の態様では、前記第1遮蔽部は、前記送電アンテナの送電面に垂直な方向に沿う方向の長さが、前記電力の送電時に、前記送電アンテナ及び前記受電アンテナ間の伝送効率が所定値以上となるように、形成されている。 In another aspect of the power transmission device of the present invention, the first shielding portion, the length in the direction along the direction perpendicular to the transmission plane of the transmission antennas, when the transmission of the power, the power transmitting antenna and the receiving antenna It is formed so that the transmission efficiency between them becomes a predetermined value or more.
この態様によれば、比較的容易にして、受電アンテナと送電アンテナとの間の距離を適切な距離にすることができる。尚、「所定値」は、例えば、当該電力伝送装置を実施する業者が許容可能な伝送効率の下限値として、設定すればよい。 According to this aspect, the distance between the power receiving antenna and the power transmitting antenna can be set to an appropriate distance with relative ease. The “predetermined value” may be set as, for example, a lower limit value of transmission efficiency that can be accepted by a contractor who implements the power transmission apparatus.
この態様では、前記第1遮蔽部が前記受電装置に接触したことを条件に、前記第2遮蔽部が、前記送電アンテナの周囲のうち前記第1遮蔽部により覆われていない前記送電アンテナの下方の少なくとも一部を覆う位置を取るように、前記第2遮蔽部を制御する制御手段を、更に備えてよい。 In this aspect, on the condition that the first shielding unit comes into contact with the power receiving device, the second shielding unit is below the power transmission antenna that is not covered by the first shielding unit around the power transmission antenna. Control means for controlling the second shielding part may be further provided so as to take a position covering at least a part of the second shielding part.
このように構成すれば、送電アンテナの周囲を、第1遮蔽部及び第2遮蔽部により適切に覆うことができる。 If comprised in this way, the circumference | surroundings of a power transmission antenna can be appropriately covered with a 1st shielding part and a 2nd shielding part.
制御手段を備える態様では、前記送電面の前方に、前記送電面に対向するように配置され、非導電性材料により構成された非導電性部を更に備えてよい。 In the aspect provided with a control means, you may further provide the nonelectroconductive part arrange | positioned so as to oppose the said power transmission surface ahead of the said power transmission surface, and comprised with the nonelectroconductive material.
このように構成すれば、異物が入り込むことを効果的に抑制することができ、実用上非常に有利である。 If comprised in this way, it can suppress effectively that a foreign material penetrate | invades, and it is very advantageous practically.
非導電性部を備える態様では、前記第1遮蔽部は、前記送電面に垂直な方向に沿う方向に伸縮可能に構成されていてもよい。 In the aspect provided with a nonelectroconductive part, the said 1st shielding part may be comprised so that expansion-contraction is possible in the direction in alignment with the direction perpendicular | vertical to the said power transmission surface.
このように構成すれば、当該電力伝送装置の小型化を図ることができると共に、異物が入り込むことを効果的に抑制することができる。 If comprised in this way, while being able to achieve size reduction of the said electric power transmission apparatus, it can suppress effectively that a foreign material enters.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。 The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing demonstrated below.
以下、本発明の電力伝送装置に係る実施形態について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments according to the power transmission device of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施形態に係る電力伝送装置の構成について、図1を参照して説明する。図1は、実施形態に係る電力伝送装置の構成を示すブロック図である。 The configuration of the power transmission device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a power transmission device according to the embodiment.
図1において、電力伝送装置100は、制御・通信部101、送電アンテナ102、送電装置103、電源装置104、第1遮蔽部111及び第2遮蔽部112を備えて構成されている。
1, the
他方、例えば電気自動車等である車両1に搭載された受電装置200は、制御・通信部201、受電アンテナ202、整流器203、コンバータ204及びバッテリ205を備えて構成されている。
On the other hand, the
送電アンテナ102の送電面102aは、地面に垂直な方向に沿っている。受電アンテナ202の受電面も地面に垂直な方向に沿っており、送電アンテナ102及び受電アンテナ202間において電力の授受が行われる際には、送電アンテナ102及び受電アンテナン202は、水平対向に配置される。
The
制御・通信部101及び制御・通信部201は、電力が送電される際に、例えば認証や、電力等に係る情報の送受信を、実施すると共に、受信した電力等に係る情報に基づいて、電力伝送装置100及び受電装置200を夫々制御する。
When the power is transmitted, the control /
尚、電力伝送装置100及び受電装置200間における電力伝送は、磁界共鳴方式により実施されることが望ましい。これは、磁界共鳴方式には、送電アンテナ102と受電アンテナ202とが正確に対向していない場合であっても、伝送効率の低下が比較的少ないという特徴があるからである。
Note that power transmission between the
図1に示すように、受電アンテナ202が車両1の後部に配置されている場合、例えば車両1の積載重量等により車高が変化することに伴い、受電アンテナ202の高さ方向の位置が変化する。この場合に、送電アンテナ102と受電アンテナ202とを精度良く位置合わせしなければならないとすると、ユーザの負担が著しく大きくなる。しかるに、磁界共鳴方式を用いれば、位置合わせに係るユーザの負担を軽減することができ、実用上非常に有利である。
As shown in FIG. 1, when the
第1遮蔽部111は、送電アンテナ102の下方の少なくとも一部を除いて、該送電アンテナ102の周囲を覆うと共に、電磁波(電磁界)を遮蔽する。他方、第2遮蔽部112は、電力の送電時に、送電アンテナ102の周囲のうち、第1遮蔽部111により覆われていない部分を少なくとも覆うと共に、電磁波を遮蔽する。つまり、送電アンテナ102の下方の少なくとも一部は、電力の送電時以外は、覆われていないこととなる(図2(b)参照)。
The
ここで、例えば図2(a)に示す遮蔽部300のように、送電アンテナ102の周囲が常に覆われているとすると、外部から飛び込んできた異物(例えば空缶等の金属等)が、遮蔽部300の内部に留まり、ユーザが該異物に気付かずに電力の送電を開始してしまうと、例えば異物が発熱等することにより、電力伝送装置100に影響を及ぼす可能性がある。
Here, for example, if the periphery of the
他方、本実施形態では、上述の如く、送電アンテナ102の下方の少なくとも一部は、電力の送電時以外は、覆われていないので、外部から飛び込んできた異物は、第1遮蔽部111の下方から落下することとなる。つまり、本実施形態に係る第1遮蔽部111及び第2遮蔽部112は、異物が遮蔽部の内部に留まることを防止することができる。この結果、異物に起因する不具合を防止することができる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, at least a part of the lower portion of the
尚、第1遮蔽部111及び第2遮蔽部112は、例えばアルミニウム等の金属材料により形成されていてもよいし、例えば絶縁材料により形成された覆いの内側に磁性体が貼り付けられることにより形成されてもよい。
The
第1遮蔽部111の送電面102aに垂直な方向に沿う方向(図2における“X軸”方向)の長さは、電力の送電時に、送電アンテナ102及び受電アンテナ202間の伝送効率が所定値以上となるように設定されている。このように構成すれば、例えば車両1の後部が第1遮蔽部111の端部に接触するように、該車両1を駐車させるだけで、送電アンテナ102及び受電アンテナ202間の距離を適切な距離にすることができる。
The length in the direction along the direction perpendicular to the
また、第1遮蔽部111と第2遮蔽部112とで形成される開口部(即ち、第1遮蔽部111及び第2遮蔽部112各々の車両1側の端部)の大きさを、送電アンテナ102の送電面102aの大きさよりも大きくすれば、位置合わせに係るユーザの負担を軽減することができ、実用上非常に有利である。
Further, the size of the opening formed by the
次に、電力伝送装置100の制御・通信部101が実施する送電制御処理について、図3のフローチャートを参照して説明する。
Next, power transmission control processing performed by the control /
図3において、制御・通信部101は、第1遮蔽部111が受信部(つまり、車両1の後部等)に接触しているか否かを判定する(ステップS101)。尚、第1遮蔽部111が受信部に接触しているか否かは、例えば感圧センサ等により第1遮蔽部111に加わる圧力を検出すること等により判定すればよい。
In FIG. 3, the control /
第1遮蔽部111が受信部に接触していないと判定された場合(ステップS101:No)、制御・通信部101は、ステップS101の処理を再度実施する。他方、第1遮蔽部111が受信部に接触していると判定された場合(ステップS101:Yes)、制御・通信部101は、第2遮蔽部112がスライドされたか否か(つまり、第2遮蔽部112により送電アンテナ102を覆ったか否か)を判定する(ステップS102)。
When it determines with the
第2遮蔽部112がスライドされていないと判定された場合(ステップS102:No)、制御・通信部101は、ステップS102の処理を再度実施する。他方、第2遮蔽部112がスライドされたと判定された場合(ステップS102:Yes)、制御・通信部101は、電力を送電するように、送電装置103等を制御する(ステップS103)。
When it is determined that the
<第1変形例>
次に、実施形態の第1変形例について、図4を参照して説明する。図4は、実施形態の第1変形例に係る送電アンテナの遮蔽部の構成を示す斜視図である。<First Modification>
Next, a first modification of the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration of a shielding portion of the power transmission antenna according to the first modification of the embodiment.
第1変形例では、第2遮蔽部112が、電力伝送装置100の筐体に格納されており、電力の送電時に、図4に示すように、第2遮蔽部112が該筐体の外部にせり出すように構成されている。
In the first modified example, the
<第2変形例>
次に、実施形態の第2変形例について、図5を参照して説明する。図5は、実施形態の第2変形例に係る送電アンテナの遮蔽部の構成を示す斜視図である。<Second Modification>
Next, a second modification of the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view illustrating a configuration of the shielding portion of the power transmission antenna according to the second modification of the embodiment.
第2変形例では、第1遮蔽部111が、第1の部分111aと、第2の部分111bとにより構成されている。そして、電力の送電時ではない時には、第2の部分111bが第1の部分111aに重なるようにスライドするように構成されている。尚、第2の部分111bは、スライド式に限らず、折りたたみ式であってもよい。
In the second modification, the
<第3変形例>
次に、実施形態の第3変形例について、図6を参照して説明する。図6は、実施形態の第3変形例に係る送電アンテナの遮蔽部の構成を示す斜視図である。<Third Modification>
Next, a third modification of the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a perspective view illustrating the configuration of the shielding portion of the power transmission antenna according to the third modification of the embodiment.
第3変形例では、電力伝送装置100は、送電アンテナ102の送電面102aに対向するように配置され、非導電性材料により構成された非導電性部113を更に備えて構成されている。このように構成すれば、外部からの異物の浸入を防止することができる。尚、この場合、第2遮蔽部112は、常に、送電アンテナ102を覆っていてよい。
In the third modification, the
上述した実施形態では、遮蔽部が送電側に(即ち、電力電送装置100に)設けられている例を挙げたが、該遮蔽部は、受電装置200に設けられていてもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the shielding unit is provided on the power transmission side (that is, in the power transmission device 100) has been described, but the shielding unit may be provided in the
上述した実施形態では、本発明の電力電送装置が、例えば電気自動車等の車両1に搭載されたバッテリ205の充電装置として用いられた場合を一例として挙げたが、本発明の電力電送装置は、例えば、オーディオ・ビジュアル機器や家電製品等に搭載されるバッテリ等の充電装置等としても適用可能である。
In the above-described embodiment, the case where the power transmission device of the present invention is used as a charging device for the
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電力伝送装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. Moreover, it is included in the technical scope of the present invention.
1…車両、100…電力伝送装置、101、201…制御・通信部、102…送電アンテナ、103…送電装置、104…電源装置、111…第1遮蔽部、112…第2遮蔽部、113…非導電性部、200…受電装置、202…受電アンテナ、203…整流器、204…コンバータ、205…バッテリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 100 ... Electric power transmission apparatus, 101, 201 ... Control and communication part, 102 ... Power transmission antenna, 103 ... Power transmission apparatus, 104 ... Power supply apparatus, 111 ... 1st shielding part, 112 ... 2nd shielding part, 113 ... Non-conductive part, 200 ... power receiving device, 202 ... power receiving antenna, 203 ... rectifier, 204 ... converter, 205 ... battery
Claims (5)
電力の送電時に、前記受電アンテナに対向して配置される送電アンテナと、
前記送電アンテナの下方の少なくとも一部を除いて、前記送電アンテナの周囲の一部を覆い、前記送電アンテナからの電磁波を遮蔽する第1遮蔽部と、
前記電力の送電時に、前記送電アンテナの周囲のうち前記第1遮蔽部により覆われていない前記送電アンテナの下方の少なくとも一部を覆い、前記電磁波を遮蔽する第2遮蔽部と、
を備え、
前記第2遮蔽部は、前記電力の送電時以外に、前記送電アンテナの周囲のうち前記第1遮蔽部により覆われていない前記送電アンテナの下方の少なくとも一部を覆わない
ことを特徴とする電力伝送装置。 A power transmission device capable of transmitting power contactlessly to a power receiving device including a power receiving antenna,
A power transmission antenna disposed opposite to the power receiving antenna during power transmission;
Except at least a part below the power transmission antenna, a first shielding part that covers a part of the periphery of the power transmission antenna and shields electromagnetic waves from the power transmission antenna;
A second shielding part that covers at least a part of the periphery of the power transmission antenna that is not covered by the first shielding part and shields the electromagnetic wave during power transmission ; and
Equipped with a,
The second shielding part does not cover at least a part below the power transmission antenna that is not covered by the first shielding part, around the power transmission antenna, except when the power is transmitted.
A power transmission device characterized by that.
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