JP6293370B2 - 無線電力伝送装置 - Google Patents
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Description
また、従来技術では電界共鳴により電力伝送を行っている。そのため、送受電部の電極板の面積は伝送電力及び伝送距離に応じて広くする必要があり、送受電部が大型化するという課題がある。また、電界共鳴による電力伝送のため、送受電部は電極をそれぞれ2極ずつ設置する必要があり、占有する電極面積が大きくなるという課題がある。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図であり、図2は無線電力伝送装置の等価回路図である。
無線電力伝送装置は、図1,2に示すように、送信電源1、送信器2、受信器3及び受信回路4を有している。なお、送信電源1及び送信器2は送信装置5を構成し、受信器3及び受信回路4は受信装置6を構成している。なお図1では、簡略化のため、無線電力伝送装置のうちの一部の構成の図示を省略している。
実施の形態1に係る無線電力伝送装置では、図1に示すように、送信アンテナ21は、ヘリカル状(らせん状)又はスパイラル状に巻かれたコイルが楕円形状又は長方形状に構成されている。図1では、この送信アンテナ21は、道路面等の固定部101上に、長軸方向が移動体102の移動方向に沿って一定間隔で配置された場合を示している。なお、各々の送信アンテナ21は、隣接する送信アンテナ21との間で同相の交流で動作してもよいし、逆相の交流で動作してもよい。
また、送信アンテナ21と受信アンテナ31は磁界共鳴又は電磁誘導により電力伝送を行うため、送信アンテナ21及び受信アンテナ31の大きさは、伝送電力及び伝送距離による影響が少なく、小型化及び軽量化が可能である。
図4はこの発明の実施の形態2に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。この図4に示す実施の形態2に係る無線電力伝送装置は、図1,2に示す実施の形態1に係る無線電力伝送装置に、金属体7を材料とするガイドレール部71と、金属体7を材料とする受信装置6の外側筐体部分72とを追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
図5はこの発明の実施の形態3に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図であり、図6は図5に示す構成の等価回路図である。この図5に示す実施の形態3に係る無線電力伝送装置は、図1,2に示す実施の形態1に係る無線電力伝送装置に、誘電体8a,8b、送信側電極23,24及び受信側電極32,33を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。なお図5では、送信アンテナ21及び受信アンテナ31をそれぞれ1つのみ図示している。
送信側電極24は、固定部101に設けられ、対応する組の誘電体8bの一面に対向配置され、対応する送信アンテナ21の他端に接続されたものである。
受信側電極33は、移動体102に設けられ、各組の誘電体8bの他面に対向可能であり、対応する受信アンテナ31の他端に接続されたものである。
図5に示す構成では、受信側電極32,33は、移動体102の移動に伴って、誘電体8a,8b上を移動する。
図7はこの発明の実施の形態4に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図であり、図8は図7に示す構成の等価回路図である。この図7に示す実施の形態4に係る無線電力伝送装置は、図1,2に示す実施の形態1に係る無線電力伝送装置に、誘電体9及び受信側電極34〜36を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。なお図6では、受信アンテナ31を1つのみ図示し、送信装置5側の図示を省略している。
受信側電極35は、移動体102に設けられ、誘電体9の他面に対向可能であり、対応する受信アンテナ31の一端側(受信アンテナ31の一端又は受信回路4の一対の入力端子のうちの一方の端子)に接続されたものである。図7,8では、受信側電極35が、受信アンテナ31の一端に接続された場合を示している。
受信側電極36は、移動体102に設けられ、誘電体9の他面に対向可能であり、対応する受信アンテナ31の他端側(受信アンテナ31の他端又は受信回路4の一対の入力端子のうちの他方の端子)に接続されたものである。図7,8では、受信側電極36が、受信アンテナ31の他端に接続された場合を示している。
図7に示す構成では、受信側電極35,36は、移動体102の移動に伴って、誘電体9上を移動する。
図9はこの発明の実施の形態5に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。この図9に示す実施の形態5に係る無線電力伝送装置は、図1,2に示す実施の形態1に係る無線電力伝送装置に対し、送信アンテナ21及び受信アンテナ31の配置を変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
図9に示す構成であっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
図11はこの発明の実施の形態6に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。この図11に示す実施の形態6に係る無線電力伝送装置は、図1,2に示す実施の形態1に係る無線電力伝送装置に対し、送信アンテナ21の配置間隔を変更し、受信アンテナ31を1つとしたものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。なお図11では、図を見易くするため、送信アンテナ21及び受信アンテナ31を楕円で示している。
図12はこの発明の実施の形態7に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。この図12に示す実施の形態7に係る無線電力伝送装置は、図1,2に示す実施の形態1に係る無線電力伝送装置に対し、送信アンテナ21の配置を変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
なお図12では2つのレーンに分岐する場合を示したが、これに限るものではなく、3つ以上のレーンに分岐するように構成してもよい。
送信電源1の制御部における機能は、処理回路501により実現される。図13に示すように、処理回路501は、専用のハードウェアであっても、メモリ503に格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)502であってもよい。
Claims (13)
- 固定部に設けられた複数の送信アンテナと、
前記固定部に対向しながら移動する移動体に設けられた1つ以上の受信アンテナと、
前記送信アンテナに対して電力供給を行う送信電源と、
前記固定部に設けられ、各々の前記送信アンテナの一端に接続された複数の第1の送信側電極と、
前記固定部に設けられ、各々の前記送信アンテナの他端に接続された複数の第2の送信側電極と、
前記移動体に設けられ、前記受信アンテナの一端に接続され、前記第1の送信側電極の各々に対応する第1の受信側電極と、
前記移動体に設けられ、前記受信アンテナの他端に接続され、前記第2の送信側電極の各々に対応する第2の受信側電極と、
前記第1の送信側電極と前記第1の受信側電極、及び、前記第2の送信側電極と前記第2の受信側電極との間に配置される誘電体とを備え、
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、常に何れかの当該受信アンテナが何れかの当該送信アンテナに既定割合面積以上重なって対向可能に配置される
ことを特徴とする無線電力伝送装置。 - 固定部に設けられた複数の送信アンテナと、
前記固定部に対向しながら移動する移動体に設けられた1つ以上の受信アンテナと、
前記送信アンテナに対して電力供給を行う送信電源と、
前記固定部に配置された複数の誘電体と、
前記固定部に設けられ、各々の前記誘電体の一面に対向配置された第1の受信側電極と、
前記移動体に設けられ、各々の前記誘電体の他面に対向可能であり、前記受信アンテナの一端側に接続された第2の受信側電極と、
前記移動体に設けられ、各々の前記誘電体の他面に対向可能であり、前記受信アンテナの他端側に接続された第3の受信側電極とを備え、
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、常に何れかの当該受信アンテナが何れかの当該送信アンテナに既定割合面積以上重なって対向可能に配置される
ことを特徴とする無線電力伝送装置。 - 前記送信電源は、何れかの前記受信アンテナが前記既定割合面積以上重なった前記送信アンテナに対して電力を供給する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線電力伝送装置。 - 前記既定割合面積以上とは4分の3以上の面積である
ことを特徴とする請求項3記載の無線電力伝送装置。 - 前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、楕円形状又は長方形状に巻かれて構成された
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線電力伝送装置。 - 各々の前記送信アンテナは、隣接する前記送信アンテナとの間で逆相の交流で動作する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線電力伝送装置。 - 前記受信アンテナは複数設けられ、
各々の前記受信アンテナは、隣接する前記受信アンテナとの間で逆相の交流で動作する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線電力伝送装置。 - 前記受信アンテナは、前記送信アンテナに対して大きな径に構成された
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線電力伝送装置。 - 電力を伝送している前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの周囲に位置し、当該送信アンテナ及び当該受信アンテナのうちの最小外径の10分の1以上離れて配置された金属体を備えた
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線電力伝送装置。 - 電力を伝送している前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの周囲に位置し、当該送信アンテナ及び当該受信アンテナのうちの最小外径の10分の1以上離れて配置された磁性体を備えた
ことを特徴とする請求項9記載の無線電力伝送装置。 - 前記固定部は、並列配置された複数のレーンから成り、
各々の前記送信アンテナは、前記レーン毎に複数配置され、
前記受信アンテナは、複数設けられ、前記レーン毎の前記送信アンテナに対向可能に各々配置された
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線電力伝送装置。 - 各々の前記送信アンテナは、配置方向に沿って、互いに2分の1以上重ねられて配置された
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線電力伝送装置。 - 前記固定部は、1つ以上の分岐及び合流を有するレーンから成る
各々の前記送信アンテナは、前記レーンに沿って複数配置された
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の無線電力伝送装置。
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