JP6308047B2 - Contactless power supply system, power transmission device, power reception device - Google Patents

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Description

本発明は、非接触給電システム、送電装置、受電装置に関するものである。   The present invention relates to a non-contact power supply system, a power transmission device, and a power reception device.

水中で動作する機器では、内燃機関の使用や電線の敷設が困難であるため、蓄電池に備えた電力を動力源とすることが多い。水中で蓄電池を充電するための非接触給電システムとして、下記特許文献１に示すような提案がされている。
このような非接触給電システムにおいては、受電コイルと送電コイルとの距離が大きくなった場合に、給電効率が低下する（特許文献２参照）。このため、安定した給電を行うためには、受電コイルと送電コイルとの位置関係が固定されていることが望ましい。 In devices operating in water, it is difficult to use an internal combustion engine or to lay an electric wire, and therefore, electric power provided in a storage battery is often used as a power source. As a non-contact power feeding system for charging a storage battery in water, a proposal as shown in Patent Document 1 below has been made.
In such a non-contact power feeding system, when the distance between the power receiving coil and the power transmitting coil is increased, the power feeding efficiency is reduced (see Patent Document 2). For this reason, in order to perform stable electric power feeding, it is desirable that the positional relationship between the power receiving coil and the power transmitting coil is fixed.

特開２００４−１６６４５９号公報JP 2004-166459 A 特開２０１２−３４４６８号公報JP 2012-34468 A

非接触給電システムでは、高調波電力を送受する送電コイルや受電コイルが発熱するため、その冷却が行われる。地上に設置される非接触給電システムでは空気への放熱により冷却が行われるが、水中は、空気と比べて単位体積あたりの熱容量が非常に大きい液体である水で満たされており、水へ放熱することにより効率の良い冷却が可能である。しかし、特許文献１に記載されているように受電装置と送電装置とが密着しており、かつ両者の位置関係を強固に固定してしまうと、受電コイルと送電コイルとの間に介在して熱を奪う液体の量が少なく、かつ液体が入れ替わらないため、液体の温度が上昇し易くなる。液体の温度が上昇すると、液体が受電コイルや送電コイルから熱を奪うことができず、受電コイルや送電コイルの冷却を妨げてしまうという問題がある。   In the non-contact power supply system, since the power transmission coil and the power reception coil that transmit and receive harmonic power generate heat, the cooling is performed. In a non-contact power supply system installed on the ground, cooling is performed by heat dissipation to the air, but the water is filled with water, which is a liquid with a very large heat capacity per unit volume compared to air, and heat is dissipated to the water. By doing so, efficient cooling is possible. However, as described in Patent Document 1, when the power receiving device and the power transmitting device are in close contact with each other and the positional relationship between the two is firmly fixed, the power receiving device is interposed between the power receiving coil and the power transmitting coil. Since the amount of the liquid that takes away heat is small and the liquid does not change, the temperature of the liquid easily rises. When the temperature of the liquid rises, there is a problem that the liquid cannot take heat from the power reception coil or the power transmission coil, and the cooling of the power reception coil or the power transmission coil is hindered.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、水中において非接触給電により発熱したコイルを適切に冷却することのできる非接触給電システム、送電装置、受電装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a non-contact power feeding system, a power transmission device, and a power receiving device that can appropriately cool a coil that has generated heat by non-contact power feeding in water.

上記の課題を解決するために、本発明は、受電装置及び送電装置の少なくともいずれか一方が水中移動体に設けられると共に、前記受電装置のコイルを含む受電側パッドと前記送電装置のコイルを含む送電側パッドとが液体を介して対向し、これらのコイル間の磁気的な結合を用いて非接触給電を行う非接触給電システムであって、前記受電側パッドと前記送電側パッドとの間に前記液体の流れを形成するための隙間を有するスペーサ部材が設けられている、という構成を採用する。   In order to solve the above problems, the present invention includes at least one of a power receiving device and a power transmitting device provided in an underwater moving body, and includes a power receiving side pad including a coil of the power receiving device and a coil of the power transmitting device. A non-contact power feeding system that performs non-contact power feeding using a magnetic coupling between these coils facing a power transmission side pad via a liquid, and between the power receiving side pad and the power transmission side pad A configuration is adopted in which a spacer member having a gap for forming the liquid flow is provided.

また、本発明の非接触給電システムにおいては、前記液体に流れを付与する液体流動装置を有する、という構成を採用する。   Moreover, in the non-contact electric power feeding system of this invention, the structure of having a liquid flow apparatus which provides a flow to the said liquid is employ | adopted.

また、本発明の非接触給電システムにおいては、前記液体流動装置は、前記水中移動体に設けられたスラスタである、という構成を採用する。   Moreover, in the non-contact electric power feeding system of this invention, the said liquid flow apparatus employ | adopts the structure that it is a thruster provided in the said underwater moving body.

また、本発明の非接触給電システムにおいては、前記スラスタが前記液体に流れを付与する際に、前記水中移動体の移動を規制する移動規制部を有する、という構成を採用する。   Moreover, in the non-contact electric power feeding system of this invention, when the said thruster provides a flow to the said liquid, the structure of having a movement control part which controls the movement of the said underwater moving body is employ | adopted.

また、本発明の非接触給電システムにおいては、前記スペーサ部材は、前記液体流動装置による前記液体の流れ方向において、前記コイル同士が対向する対向領域よりも上流側では前記対向領域に向かって徐々に幅が狭くなる隙間を有する、という構成を採用する。   In the non-contact power feeding system according to the present invention, the spacer member gradually moves toward the facing region on the upstream side of the facing region where the coils face each other in the liquid flow direction by the liquid flow device. A configuration is adopted in which a gap having a narrow width is provided.

また、本発明の非接触給電システムにおいては、前記受電側パッドと前記送電側パッドとの対向面は、水平面に対して傾いて設けられている、という構成を採用する。   Moreover, in the non-contact electric power feeding system of this invention, the structure that the opposing surface of the said power receiving side pad and the said power transmission side pad is inclined and provided with respect to the horizontal surface is employ | adopted.

また、本発明の非接触給電システムにおいては、前記受電側パッドと前記送電側パッドとの対向面は、水平面に対して垂直に設けられている、という構成を採用する。   Moreover, in the non-contact electric power feeding system of this invention, the structure that the opposing surface of the said power receiving side pad and the said power transmission side pad is provided perpendicularly | vertically with respect to the horizontal surface is employ | adopted.

また、本発明の非接触給電システムにおいては、前記スペーサ部材は、フィン状に設けられている、という構成を採用する。   Moreover, in the non-contact electric power feeding system of this invention, the structure that the said spacer member is provided in fin shape is employ | adopted.

また、本発明の非接触給電システムにおいては、前記スペーサ部材は、前記水中移動体に設けられており、前記水中移動体の幅方向において、中央のフィンよりも両端のフィンの方が低い、という構成を採用する。   Further, in the non-contact power feeding system of the present invention, the spacer member is provided in the underwater moving body, and in the width direction of the underwater moving body, the fins at both ends are lower than the center fin. Adopt the configuration.

また、本発明の非接触給電システムにおいては、前記水中移動体に設けられた前記コイルの背後と、前記水中移動体の表面とを熱的に接続する伝熱板を有する、という構成を採用する。   Moreover, in the non-contact electric power feeding system of this invention, the structure of having the heat-transfer plate which thermally connects the back of the said coil provided in the said underwater moving body and the surface of the said underwater moving body is employ | adopted. .

また、本発明においては、コイルを含む送電側パッドを有し、受電装置のコイルを含む受電側パッドに、これらのコイル間の磁気的な結合を用いて非接触で送電する送電装置であって、前記送電側パッド上にスペーサ部材が設けられ、前記送電側パッドが前記受電側パッドに液体を介して対向する場合に前記受電側パッドと前記送電側パッドとの間に前記液体の流れを形成する隙間を、前記スペーサ部材は有する、という構成を採用する。   Moreover, in the present invention, the power transmission device includes a power transmission side pad including a coil, and transmits power to the power reception side pad including the coil of the power reception device in a contactless manner using magnetic coupling between the coils. A spacer member is provided on the power transmission side pad, and the flow of the liquid is formed between the power reception side pad and the power transmission side pad when the power transmission side pad faces the power reception side pad via the liquid. A configuration is adopted in which the spacer member has a gap to be formed.

また、本発明においては、コイルを含む受電側パッドを有し、送電装置のコイルを含む送電側パッドから、これらのコイル間の磁気的な結合を用いて非接触で受電する受電装置であって、前記受電側パッド上にスペーサ部材が設けられ、前記受電側パッドが前記送電側パッドに液体を介して対向する場合に前記受電側パッドと前記送電側パッドとの間に前記液体の流れを形成する隙間を、前記スペーサ部材は有する、という構成を採用する。   In the present invention, the power receiving device includes a power receiving side pad including a coil, and receives power from the power transmitting side pad including the coil of the power transmitting device in a non-contact manner by using magnetic coupling between the coils. A spacer member is provided on the power receiving side pad, and the liquid flow is formed between the power receiving side pad and the power transmitting side pad when the power receiving side pad faces the power transmitting side pad via the liquid. A configuration is adopted in which the spacer member has a gap to be formed.

本発明によれば、受電側パッドと送電側パッドとの間に、隙間を有するスペーサ部材を設け、受電側パッドと送電側パッドとの間に液体の流れを形成する。受電側パッドと送電側パッドとの間に液体の流れが形成されると、コイルから熱を奪って温度が上昇した液体が受電側パッドと送電側パッドとの間から排除され、新たな液体が受電側パッドと送電側パッドとの間に導入される。このため、受電側パッドと送電側パッドとの間に介在する液体の温度を低く保ち、冷却効率の低下を抑えることができる。
したがって、本発明では、水中において非接触給電により発熱したコイルを適切に冷却することのできる非接触給電システム、送電装置、受電装置が得られる。 According to the present invention, the spacer member having a gap is provided between the power reception side pad and the power transmission side pad, and a liquid flow is formed between the power reception side pad and the power transmission side pad. When a liquid flow is formed between the power receiving side pad and the power transmitting side pad, the liquid whose temperature has risen due to the heat from the coil is removed from between the power receiving side pad and the power transmitting side pad, and a new liquid is generated. It is introduced between the power receiving side pad and the power transmitting side pad. For this reason, the temperature of the liquid intervening between the power receiving side pad and the power transmitting side pad can be kept low, and the decrease in cooling efficiency can be suppressed.
Therefore, in this invention, the non-contact electric power feeding system, power transmission apparatus, and power receiving apparatus which can cool appropriately the coil generate | occur | produced by non-contact electric power feeding in water are obtained.

本発明の第１実施形態における非接触給電システムの全体構成図である。It is a whole block diagram of the non-contact electric power feeding system in 1st Embodiment of this invention. 図１における矢視Ａ図である。It is an arrow A figure in FIG. 本発明の第１実施形態における水中移動体の平面図である。It is a top view of the underwater moving body in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態における非接触給電システムの全体構成図である。It is a whole block diagram of the non-contact electric power feeding system in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態における水中移動体の平面図である。It is a top view of the underwater moving body in a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態の一変形例に係る水中移動体の平面図である。It is a top view of the underwater mobile concerning one modification of a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第３実施形態における非接触給電システムの全体構成図である。It is a whole block diagram of the non-contact electric power feeding system in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態の一変形例に係る水中移動体の正面図である。It is a front view of the underwater mobile concerning one modification of a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の一別実施形態における水中移動体の正面図である。It is a front view of the underwater moving body in another embodiment of the present invention. 本発明の一別実施形態における受電側パッドの構成図である。It is a block diagram of the power receiving side pad in another embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における非接触給電システム１の全体構成図である。図２は、図１における矢視Ａ図である。図３は、本発明の第１実施形態における水中移動体２の平面図である。
非接触給電システム１は、図１に示すように、受電装置１０と送電装置２０との間で、受電コイル１１ａと送電コイル２１ａのコイル対を用いた非接触給電を行うものである。 (First embodiment)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a non-contact power feeding system 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an arrow A view in FIG. FIG. 3 is a plan view of the underwater vehicle 2 in the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the non-contact power feeding system 1 performs non-contact power feeding using a coil pair of a power receiving coil 11a and a power transmitting coil 21a between a power receiving device 10 and a power transmitting device 20.

この非接触給電システム１は、受電装置１０及び送電装置２０の少なくともいずれか一方が水中移動体２に設けられるものであり、本実施形態では、受電装置１０が水中移動体２に設けられている。一方、送電装置２０は、水中移動体２が帰還するプラットフォーム３に設けられている。水中移動体２は、プラットフォーム３に対して相対移動可能な構成となっている。   In the non-contact power feeding system 1, at least one of the power receiving device 10 and the power transmitting device 20 is provided in the underwater moving body 2. In this embodiment, the power receiving device 10 is provided in the underwater moving body 2. . On the other hand, the power transmission device 20 is provided on the platform 3 to which the underwater vehicle 2 returns. The underwater vehicle 2 is configured to be movable relative to the platform 3.

本実施形態の水中移動体２は、水中を無軌道で航行できる自律型の無人水中航走体であり、例えば海中探査用のミッション用機器（不図示）を搭載している。ミッション用機器は、例えば海底面の地形を調査したり海底下の地層情報を取得するためのソナー、海水の温度を計測する温度計、光の吸収量から海水の特定の化学物質の分布情報を計測するセンサである。   The underwater vehicle 2 of the present embodiment is an autonomous unmanned underwater vehicle capable of navigating underwater without a track, and is equipped with, for example, a mission device (not shown) for underwater exploration. The mission equipment is, for example, a sonar for investigating the topography of the seabed or acquiring geological information under the seabed, a thermometer for measuring the temperature of seawater, and information on the distribution of specific chemical substances in seawater from the amount of light absorbed. It is a sensor to measure.

水中移動体２には、航行速度や航行方向を制御するために、例えば、後部にメインスラスタ４、後部上下にラダー５（上下舵ヒレ）、後部左右にエレベータ（左右舵ヒレ：不図示）等があり、前部に垂直スラスタ（不図示）、水平スラスタ（不図示）等がある。速度制御は、メインスラスタ４の回転速度を変化させることにより行う。左右角制御は、舵となるラダー５の左右角を制御することで行い、より小さな半径で旋回するときは水平スラスタを併用する。上下角制御は、舵となる左右エレベータの上下角を制御することで行い、より小さな半径で旋回するときは垂直スラスタを併用する。   In order to control the navigation speed and navigation direction, the underwater vehicle 2 has, for example, a main thruster 4 at the rear, a ladder 5 (vertical fins) at the top and bottom of the rear, an elevator (left and right rudder fins: not shown) at the left and right of the rear, etc. There are a vertical thruster (not shown), a horizontal thruster (not shown), etc. at the front. The speed control is performed by changing the rotation speed of the main thruster 4. The left / right angle control is performed by controlling the left / right angle of the rudder 5 as a rudder, and a horizontal thruster is used in combination when turning at a smaller radius. Vertical angle control is performed by controlling the vertical angle of the left and right elevators that serve as the rudder, and a vertical thruster is used in combination when turning at a smaller radius.

また、水中移動体２は、通信装置（不図示）を有し、プラットフォーム３と通信する。さらに、例えば、水中における水中移動体２の測位のために、超音波を用いた音響測位を行う。音響測位としては、例えばＵＳＢＬ（Ultra-Short Base Line）方式を採用することができる。ＵＳＢＬでは、音波の往復時間と水中音速から目標（水中移動体２）までの距離を決定し、ＵＳＢＬの受波アレイ（複数の受波素子を並べたもの）での位相差から角度を決定し、ＵＳＢＬトランシーバ（送受波機）に対する三次元空間内での目標の相対位置を求めることができる。   Further, the underwater vehicle 2 has a communication device (not shown) and communicates with the platform 3. Furthermore, for example, acoustic positioning using ultrasonic waves is performed for positioning the underwater moving body 2 in water. As the acoustic positioning, for example, a USBL (Ultra-Short Base Line) method can be adopted. In USBL, the distance from the round-trip time of sound waves and underwater sound velocity to the target (underwater moving body 2) is determined, and the angle is determined from the phase difference in the USBL receiving array (a plurality of receiving elements are arranged). The relative position of the target in the three-dimensional space with respect to the USBL transceiver (transmitter / receiver) can be obtained.

トランシーバを搭載したプラットフォーム３では、トランシーバの地球座標での位置（経度・緯度）と姿勢角（水平からの傾きと方位）に目標との相対位置を加えることで、目標の緯度・経度を得る。この位置を音響通信で水中移動体２に伝えることで、水中移動体２は現在位置を得ることができる。なお、水中の測位として、慣性航行法を採用してもよいし、航行精度を上げるため、当該音響測位と併用してもよい。   In the platform 3 on which the transceiver is mounted, the latitude / longitude of the target is obtained by adding the position relative to the target to the position (longitude / latitude) and the attitude angle (tilt and azimuth from the horizontal) of the transceiver in the earth coordinates. By transmitting this position to the underwater vehicle 2 by acoustic communication, the underwater vehicle 2 can obtain the current position. Note that the inertial navigation method may be employed for underwater positioning, or may be used in combination with the acoustic positioning in order to increase navigation accuracy.

慣性航法とは、水中移動体２の姿勢角（左右角、上下角、方位角）と水底に対する水中移動体２の三次元空間内での速度を水中移動体２に搭載されたセンサ（例えばジャイロとドップラー流速計等）で短い時間間隔で計測し、地球座標でどの方向にどれだけ動いたかを求め、それを加えていくものである。この慣性航法によれば、短い間隔で測位可能というメリットがあるが、時間と共に位置誤差が増加するため、当該慣性航法による測位位置を、時間と共に位置誤差が増加しない上記ＵＳＢＬの測位位置と、定期的に置き換えることで位置誤差の蓄積を防ぐことができる。   Inertial navigation refers to a sensor (for example, a gyroscope) mounted on the underwater vehicle 2 based on the attitude angle (left-right angle, vertical angle, azimuth angle) of the underwater vehicle 2 and the speed in the three-dimensional space of the underwater vehicle 2 relative to the bottom of the water. And Doppler velocimeter, etc.) are measured at short time intervals to determine how much the earth has moved in which direction and add it. According to this inertial navigation, there is a merit that positioning is possible at a short interval. However, since the position error increases with time, the positioning position by the inertial navigation is changed from the USBL positioning position where the position error does not increase with time and the regular position. Therefore, accumulation of position errors can be prevented.

この水中移動体２には、受電装置１０の受電側パッド１１が設けられている。受電側パッド１１は、水中移動体２の略円筒状の胴体の上部に設けられている。受電側パッド１１は、受電コイル１１ａ（コイル）と、カバー部材１１ｂと、を有する。カバー部材１１ｂは、十分な耐水性・耐圧性を有し、且つ、非接触給電に使われる電磁界を通過させる非磁性且つ非導電性の材質（プラスチック、繊維強化プラスチック等）で構成されている。水中移動体２の表面の一部を形成するカバー部材１１ｂは、その表面が滑らかに成型されており、航行の妨げとなる流体抵抗を小さくすることができる。なお、カバー部材１１ｂの代わりに、受電コイル１１ａは、耐水性・耐圧性を有し非接触給電に使われる電磁界を通過させる非磁性且つ非導電性の樹脂（例えばエポキシ樹脂）で封止されていてもよい。   The underwater vehicle 2 is provided with a power receiving side pad 11 of the power receiving device 10. The power receiving side pad 11 is provided on the upper part of the substantially cylindrical body of the underwater moving body 2. The power receiving side pad 11 includes a power receiving coil 11a (coil) and a cover member 11b. The cover member 11b has sufficient water resistance and pressure resistance, and is made of a nonmagnetic and nonconductive material (plastic, fiber reinforced plastic, etc.) that passes an electromagnetic field used for non-contact power feeding. . The cover member 11b that forms a part of the surface of the underwater moving body 2 has a smooth surface and can reduce fluid resistance that hinders navigation. Instead of the cover member 11b, the power receiving coil 11a is sealed with a nonmagnetic and nonconductive resin (for example, an epoxy resin) that has water resistance and pressure resistance and allows an electromagnetic field used for non-contact power supply to pass therethrough. It may be.

受電コイル１１ａは、カバー部材１１ｂの背後に設けられている。この受電コイル１１ａは、プラットフォーム３に設けられた送電コイル２１ａと磁気的に結合することによって交流電力を非接触で受電する。このような非接触給電においては、外部に露出する電極やコネクタが不要なので、水中の浮遊物がぶつかって電極やコネクタが壊れたり、電極が水中で錆びたりすることがない。なお、非接触給電が可能であれば、受電コイル１１ａや送電コイル２１ａの形状・大きさや方式（ソレノイド型、サーキュラ型等）はいずれであってもよく、受電コイル１１ａと送電コイル２１ａとの形状・大きさ・方式が異なっていてもよい。   The power receiving coil 11a is provided behind the cover member 11b. The power receiving coil 11a receives AC power in a contactless manner by being magnetically coupled to a power transmitting coil 21a provided on the platform 3. In such non-contact power feeding, an electrode or connector exposed to the outside is not necessary, so that floating electrodes in the water do not collide and the electrode or connector is not broken or the electrode is not rusted in water. Note that the shape, size, and method (solenoid type, circular type, etc.) of the power receiving coil 11a and the power transmitting coil 21a may be any as long as non-contact power feeding is possible, and the shapes of the power receiving coil 11a and the power transmitting coil 21a are acceptable.・ The size and method may be different.

本実施形態の非接触給電システム１における送電コイル２１ａから受電コイル１１ａへの非接触給電は、磁界共鳴方式に基づいて行われる。すなわち、送電コイル２１ａと受電コイル１１ａとには各々に共振回路を構成するための共振用コンデンサ（不図示）が接続されている。また、例えば共振用コンデンサの静電容量は、送電コイル２１ａと共振用コンデンサとからなる送電側共振回路の共振周波数と受電コイル１１ａと共振用コンデンサとからなる受電側共振回路の共振周波数が、同一周波数となるように設定されている。ここで、「同一」とは、効率の高い非接触給電が可能であれば、若干の共振周波数の差は許容するものである。   The non-contact power feeding from the power transmission coil 21a to the power receiving coil 11a in the non-contact power feeding system 1 of the present embodiment is performed based on the magnetic field resonance method. That is, a resonance capacitor (not shown) for constituting a resonance circuit is connected to each of the power transmission coil 21a and the power reception coil 11a. Further, for example, the capacitance of the resonance capacitor has the same resonance frequency of the power transmission side resonance circuit composed of the power transmission coil 21a and the resonance capacitor and the resonance frequency of the power reception side resonance circuit composed of the power reception coil 11a and the resonance capacitor. The frequency is set. Here, “same” means that a slight difference in resonance frequency is allowed if non-contact power feeding with high efficiency is possible.

水中移動体２には、受電装置１０として、受電側パッド１１の他に、受電側電力変換回路１２と、蓄電デバイス１３と、が設けられている。また、水中移動体２には、インバータ１４と、モータ１５と、が設けられている。
受電側電力変換回路１２は、送電コイル２１ａから受電コイル１１ａが非接触給電により受電した受電電力を直流電力に変換して蓄電デバイス１３に供給する電力変換回路である。 The underwater vehicle 2 is provided with a power receiving side power conversion circuit 12 and a power storage device 13 in addition to the power receiving side pad 11 as the power receiving device 10. In addition, the underwater vehicle 2 is provided with an inverter 14 and a motor 15.
The power receiving side power conversion circuit 12 is a power conversion circuit that converts the received power received by the power receiving coil 11 a from the power transmitting coil 21 a by non-contact power feeding into DC power and supplies the DC power to the power storage device 13.

受電側電力変換回路１２は、整流回路（例えばダイオードブリッジ）と平滑化回路（例えばリアクトルとキャパシタで構成されるπ型回路）のみであってもよいし、さらにＤＣ／ＤＣコンバータを含む構成であってもよい。
蓄電デバイス１３は、水中移動体２の駆動動力源として十分な電力を蓄えることが可能なものであり、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池や大容量の電気二重層キャパシタ等である。この蓄電デバイス１３は、受電側電力変換回路１２から供給される直流電力で充電されると共に、インバータ１４に航行駆動用電力を供給する。
インバータ１４は、供給された直流電力を交流電力に変換し、モータ１５を駆動する。モータ１５は、メインスラスタ４と接続されており、メインスラスタ４を回転させる。インバータ１４とモータ１５の組み合わせは、水中移動体２が航行できるようにメインスラスタ４の回転速度を変えることが可能であれば任意であり、たとえば、モータ１５が三相誘導モータないし三相同期モータであればインバータ１４は三相交流を供給するインバータであればよい。 The power receiving side power conversion circuit 12 may be only a rectifier circuit (for example, a diode bridge) and a smoothing circuit (for example, a π-type circuit including a reactor and a capacitor), and further includes a DC / DC converter. May be.
The power storage device 13 is capable of storing sufficient power as a driving power source for the underwater vehicle 2, and is, for example, a lithium ion secondary battery, a nickel hydrogen secondary battery, a large-capacity electric double layer capacitor, or the like. . The power storage device 13 is charged with DC power supplied from the power receiving side power conversion circuit 12 and supplies navigation drive power to the inverter 14.
The inverter 14 converts the supplied DC power into AC power and drives the motor 15. The motor 15 is connected to the main thruster 4 and rotates the main thruster 4. The combination of the inverter 14 and the motor 15 is arbitrary as long as the rotational speed of the main thruster 4 can be changed so that the underwater vehicle 2 can navigate. For example, the motor 15 is a three-phase induction motor or a three-phase synchronous motor. If so, the inverter 14 may be an inverter that supplies a three-phase alternating current.

プラットフォーム３は、水中移動体２が帰還する水上の船舶や水中の基地である。プラットフォーム３には、送電装置２０の送電側パッド２１が設けられている。送電側パッド２１は、送電コイル２１ａ（コイル）と、カバー部材２１ｂと、を有する。カバー部材２１ｂは、十分な耐水性・耐圧性を有し、且つ、非接触給電に使われる電磁界を通過させる非磁性且つ非導電性の材質（プラスチック、繊維強化プラスチック等）で構成されている。送電コイル２１ａは、カバー部材２１ｂの背後に設けられている。なお、カバー部材２１ｂの代わりに、送電コイル２１ａは、耐水性・耐圧性を有し非接触給電に使われる電磁界を通過させる非磁性且つ非導電性の樹脂（たとえばエポキシ樹脂）で封止されていてもよい。   The platform 3 is a marine vessel or an underwater base to which the underwater vehicle 2 returns. The platform 3 is provided with a power transmission side pad 21 of the power transmission device 20. The power transmission side pad 21 includes a power transmission coil 21a (coil) and a cover member 21b. The cover member 21b is made of a non-magnetic and non-conductive material (plastic, fiber reinforced plastic, etc.) that has sufficient water resistance and pressure resistance and allows an electromagnetic field used for non-contact power feeding to pass therethrough. . The power transmission coil 21a is provided behind the cover member 21b. Instead of the cover member 21b, the power transmission coil 21a is sealed with a nonmagnetic and nonconductive resin (for example, an epoxy resin) that has water resistance and pressure resistance and allows an electromagnetic field used for non-contact power supply to pass therethrough. It may be.

プラットフォーム３には、送電装置２０として、送電側パッド２１の他に、送電側直流交流変換回路２２と、送電側電力変換回路２３と、が設けられている。また、プラットフォーム３には、電源２４が設けられている。
送電側直流交流変換回路２２は、送電側のインバータ回路であって、ハーフブリッジやフルブリッジ等の一般的に使用される回路を含み、送電側電力変換回路２３から供給される直流電力を磁界共鳴方式の非接触給電に適した周波数の交流電力に変換して送電コイル２１ａに供給するものである。インバータ回路として、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体電力素子のゲートをパルス信号で駆動し、パルス信号の周期や長さを変えてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調する方式が一般に用いられる。 In addition to the power transmission side pad 21, the platform 3 is provided with a power transmission side DC / AC conversion circuit 22 and a power transmission side power conversion circuit 23 as the power transmission device 20. The platform 3 is provided with a power supply 24.
The power transmission side DC / AC conversion circuit 22 is an inverter circuit on the power transmission side, and includes a commonly used circuit such as a half bridge or a full bridge, and the DC power supplied from the power transmission side power conversion circuit 23 is subjected to magnetic field resonance. The AC power is converted into AC power having a frequency suitable for the non-contact power feeding of the system and supplied to the power transmission coil 21a. As an inverter circuit, the gate of a semiconductor power device such as a power MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) or IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is driven by a pulse signal, and the period and length of the pulse signal are changed to perform PWM. (Pulse Width Modulation) A modulation method is generally used.

送電側電力変換回路２３は、電源２４から供給される電力を直流電力に変換して送電側直流交流変換回路２２に供給する電力変換回路である。なお、送電側電力変換回路２３は、電源２４から交流電力が供給される場合は、例えばダイオードブリッジで構成された整流回路と昇圧ないし降圧ないし昇降圧の機能を有するＤＣ／ＤＣコンバータを組み合わせた構成であり、さらにＰＦＣ（Power Factor Correction、すなわち力率改善）機能を有する構成であってもよい。また、送電側電力変換回路２３は、電源２４から直流電力が供給される場合は、昇圧ないし降圧ないし昇降圧の機能を有するＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。これらの構成の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を変えることにより、送電側電力変換回路２３の出力電力を変えることができる。なお、使用するコンバータは、非絶縁型（チョッパ等）と絶縁型（トランス使用等）のいずれでもよい。
電源２４は、例えば商用電源、太陽電池、風力発電等であって、その電力を送電側電力変換回路２３に供給するものである。 The power transmission side power conversion circuit 23 is a power conversion circuit that converts the power supplied from the power source 24 into DC power and supplies the DC power to the power transmission side DC / AC conversion circuit 22. In addition, when AC power is supplied from the power supply 24, the power transmission side power conversion circuit 23 is configured by combining, for example, a rectifier circuit configured by a diode bridge and a DC / DC converter having a function of step-up / step-down / step-up / step-down. Further, a configuration having a PFC (Power Factor Correction) function may be used. The power transmission side power conversion circuit 23 may be a DC / DC converter having a function of step-up or step-down or step-up / step-down when direct current power is supplied from the power source 24. In the case of these configurations, the output power of the power transmission side power conversion circuit 23 can be changed by changing the output voltage of the DC / DC converter. The converter used may be either a non-insulating type (such as a chopper) or an insulating type (such as using a transformer).
The power source 24 is, for example, a commercial power source, a solar battery, wind power generation, or the like, and supplies the power to the power transmission side power conversion circuit 23.

上記構成のプラットフォーム３には、図１に示すように、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に液体の流れを形成するための隙間３１を有するスペーサ部材３０が設けられている。スペーサ部材３０は、受電側パッド１１と送電側パッド２１との対向面１１Ａ，２１Ａの密着を防止し、両者の間に液体を介在させるものである。なお、ここで言う液体とは海水であるが、水中移動体２の仕様によっては、淡水やプール水、その他の液体等があり得る。本実施形態のスペーサ部材３０は、送電側パッド２１の対向面２１Ａに対して垂直に立設し、その先端部が受電側パッド１１の対向面１１Ａに対して当接する当て材から構成されている。   As shown in FIG. 1, the platform 3 configured as described above is provided with a spacer member 30 having a gap 31 for forming a liquid flow between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. The spacer member 30 prevents adhesion between the opposing surfaces 11A and 21A of the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21, and interposes a liquid therebetween. In addition, although the liquid said here is seawater, depending on the specification of the underwater moving body 2, there may be fresh water, pool water, and other liquids. The spacer member 30 according to the present embodiment is formed of a contact material that stands vertically with respect to the facing surface 21A of the power transmission side pad 21 and whose front end abuts against the facing surface 11A of the power receiving side pad 11. .

スペーサ部材３０は、送電側パッド２１の対向面２１Ａに複数立設している。複数のスペーサ部材３０は、受電コイル１１ａと送電コイル２１ａとが対向する対向領域Ｘの外側に配置されている。本実施形態では、図３に示すように、複数のスペーサ部材３０が対向領域Ｘを囲うように４箇所に配置されている。隣り合うスペーサ部材３０の間には、隙間３１が形成され、図３において矢印で示すように、周囲の液体が入れ替わり自在とされている。なお、隙間３１は、連続したスペーサ部材３０に切れ目や穴を設けることでも形成することができる。   A plurality of spacer members 30 are erected on the facing surface 21 </ b> A of the power transmission side pad 21. The plurality of spacer members 30 are disposed outside the facing region X where the power receiving coil 11a and the power transmitting coil 21a face each other. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the plurality of spacer members 30 are arranged at four locations so as to surround the facing region X. A gap 31 is formed between the adjacent spacer members 30, and the surrounding liquid can be freely switched as indicated by arrows in FIG. The gap 31 can also be formed by providing a cut or a hole in the continuous spacer member 30.

スペーサ部材３０は、図２及び図３に示すように、細長い直方体状に形成されている。この構成によれば、スペーサ部材３０が受電側パッド１１の対向面１１Ａへ当接する面積と、スペーサ部材３０が送電側パッド２１の対向面２１Ａを占有する面積とを小さくし、対向面１１Ａ，２１Ａが液体と触れる面積を大きく確保することができる。このスペーサ部材３０は、非接触給電に使われる電磁界を通過させる非磁性且つ非導電性の材質で構成されている。本実施形態のスペーサ部材３０は、受電側パッド１１に当接するため、非磁性且つ非導電性のゴム等の緩衝材で構成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the spacer member 30 is formed in an elongated rectangular parallelepiped shape. According to this configuration, the area where the spacer member 30 abuts against the facing surface 11A of the power receiving side pad 11 and the area where the spacer member 30 occupies the facing surface 21A of the power transmitting side pad 21 are reduced, and the facing surfaces 11A, 21A. A large area can be secured in contact with the liquid. The spacer member 30 is made of a non-magnetic and non-conductive material that allows passage of an electromagnetic field used for non-contact power feeding. The spacer member 30 of the present embodiment is made of a buffer material such as nonmagnetic and nonconductive rubber so as to contact the power receiving side pad 11.

次に、このように構成された非接触給電システム１の動作及び作用について説明する。   Next, the operation and action of the non-contact power feeding system 1 configured as described above will be described.

非接触給電システム１は、図１に示すように、プラットフォーム３に帰還した水中移動体２に対して非接触給電を行うものである。水中移動体２は、蓄電デバイス１３の蓄電残量に基づいて、プラットフォーム３に帰還すべきか否かを判定し、帰還すべきと判定した場合、プラットフォーム３に帰還する。そして、プラットフォーム３に帰還した水中移動体２は、図１に示すように、受電側パッド１１が送電側パッド２１と対向する位置に移動する。   As shown in FIG. 1, the non-contact power feeding system 1 performs non-contact power feeding to the underwater moving body 2 that has returned to the platform 3. The underwater vehicle 2 determines whether or not to return to the platform 3 based on the remaining amount of power stored in the power storage device 13, and returns to the platform 3 when determining to return. Then, the underwater vehicle 2 returned to the platform 3 moves to a position where the power receiving side pad 11 faces the power transmitting side pad 21 as shown in FIG.

具体的には、水中移動体２は、プラットフォーム３からの誘導乃至自律移動により、受電側パッド１１が送電側パッド２１の下方に位置するまで移動する。次に、水中移動体２は、浮き上がるように浮力を設定する（例えば、バラストが無い状態では水中移動体２が浮き上がるように予め浮力を設定しておき、水中移動体２のバラストを捨てる、若しくは水中移動体２の中のバラスト水を圧縮空気で排除することにより浮き上がる）、若しくは垂直スラスタの駆動によって上昇する。水中移動体２が上昇すると、受電側パッド１１の対向面１１Ａがスペーサ部材３０に押し当てられる。本実施形態のスペーサ部材３０は、ゴム等の緩衝材で構成されているため、水中移動体２とプラットフォーム３との間の衝撃を緩和することができる。   Specifically, the underwater vehicle 2 moves by guidance or autonomous movement from the platform 3 until the power receiving side pad 11 is positioned below the power transmitting side pad 21. Next, the underwater vehicle 2 sets buoyancy so that it floats (for example, in a state where there is no ballast, the buoyancy is set in advance so that the underwater vehicle 2 floats, and the ballast of the underwater vehicle 2 is discarded, or The ballast water is lifted by removing the ballast water in the underwater moving body 2 with compressed air), or the vertical thruster is driven. When the underwater vehicle 2 moves up, the facing surface 11 </ b> A of the power receiving side pad 11 is pressed against the spacer member 30. Since the spacer member 30 of the present embodiment is made of a cushioning material such as rubber, the impact between the underwater vehicle 2 and the platform 3 can be reduced.

スペーサ部材３０は、受電側パッド１１と送電側パッド２１との密着を防止し、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に液体を介在させる。非接触給電システム１は、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に液体が存在する状態で非接触給電を行う。非接触給電に関しては、受電コイル１１ａと送電コイル２１ａとの距離が離れ、液体が存在するため、本実施形態のように、効率よく給電できる距離が長い、磁界共鳴方式を採用すると大きな効果が得られる。ここで、受電コイル１１ａと送電コイル２１ａとの間に発生する非接触給電の電磁界は、カバー部材１１ｂ、スペーサ部材３０、カバー部材２１ｂを通過するが、これらは非磁性且つ非導電性の材料で形成されているため、電磁界に影響せず、これらが給電効率を低下させることはない。   The spacer member 30 prevents adhesion between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21, and interposes a liquid between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. The non-contact power feeding system 1 performs non-contact power feeding in a state where a liquid exists between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. With regard to non-contact power supply, since the distance between the power receiving coil 11a and the power transmitting coil 21a is large and liquid exists, if a magnetic resonance method with a long distance for efficient power supply is employed as in this embodiment, a great effect is obtained. It is done. Here, the electromagnetic field of non-contact power feeding generated between the power receiving coil 11a and the power transmitting coil 21a passes through the cover member 11b, the spacer member 30, and the cover member 21b. These are nonmagnetic and nonconductive materials. Therefore, they do not affect the electromagnetic field, and these do not decrease the power supply efficiency.

非接触給電を行うと、高周波電力を送受する送電コイル２１ａや受電コイル１１ａが発熱する。受電コイル１１ａで発生した熱は、受電側パッド１１を構成するカバー部材１１ｂを介して対向面１１Ａに伝わり、さらに対向面１１Ａに接する液体によって冷却される。また、送電コイル２１ａで発生した熱は、送電側パッド２１を構成するカバー部材２１ｂを介して対向面２１Ａに伝わり、さらに対向面２１Ａに接する液体によって冷却される。液体は、単位体積あたりの熱容量が大きいため、受電コイル１１ａや送電コイル２１ａで発生した熱を効率よく奪うことができる。ここで、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在し熱を奪う液体は、温度が上昇する。   When non-contact power feeding is performed, the power transmitting coil 21a and the power receiving coil 11a that transmit and receive high-frequency power generate heat. The heat generated in the power receiving coil 11a is transmitted to the opposing surface 11A via the cover member 11b constituting the power receiving side pad 11, and is further cooled by the liquid in contact with the opposing surface 11A. Further, the heat generated in the power transmission coil 21a is transmitted to the opposing surface 21A via the cover member 21b constituting the power transmission side pad 21, and is further cooled by the liquid in contact with the opposing surface 21A. Since the liquid has a large heat capacity per unit volume, the heat generated in the power receiving coil 11a and the power transmitting coil 21a can be efficiently taken away. Here, the temperature of the liquid that is interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 and takes heat away rises.

本実施形態のスペーサ部材３０は、図３に示すように、隙間３１を有する。隙間３１は、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に液体の流れを形成する。すなわち、隙間３１によって、受電側パッド１１の対向面１１Ａや送電側パッド２１の対向面２１Ａで加熱された液体と、周囲の冷たい液体とを入れ替える流れを形成することができる（図３において矢印で示す）。受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に液体の流れが形成されると、受電コイル１１ａや送電コイル２１ａから熱を奪って温度が上昇した液体が受電側パッド１１と送電側パッド２１との間から排除され、新たな液体が受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に導入される。このため、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体の温度を低く保ち、冷却効率の低下を抑えることができる。   As shown in FIG. 3, the spacer member 30 of the present embodiment has a gap 31. The gap 31 forms a liquid flow between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. That is, the gap 31 can form a flow in which the liquid heated on the facing surface 11A of the power receiving side pad 11 and the facing surface 21A of the power transmitting side pad 21 and the surrounding cool liquid are exchanged (in FIG. Show). When a liquid flow is formed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21, the liquid whose temperature has been increased by removing heat from the power receiving coil 11 a or the power transmitting coil 21 a is changed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. And a new liquid is introduced between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. For this reason, the temperature of the liquid interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 can be kept low, and the decrease in cooling efficiency can be suppressed.

このように、上述の本実施形態によれば、受電装置１０が水中移動体２に設けられると共に、受電装置１０の受電コイル１１ａを含む受電側パッド１１と送電装置２０の送電コイル２１ａを含む送電側パッド２１とが液体を介して対向し、受電コイル１１ａと送電コイル２１ａとの間の磁気的な結合を用いて非接触給電を行う非接触給電システム１であって、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に液体の流れを形成するための隙間３１を有するスペーサ部材３０が設けられている、という構成を採用することによって、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体の温度を低く保ち、水中において非接触給電により発熱した受電コイル１１ａや送電コイル２１ａを適切に冷却することができる。特に、本実施形態の態様において、例えば、受電側パッド１１とプラットフォーム３とを接続する排熱用のパイプは設けられていないので、受電側パッド１１およびそれが設けられた水中移動体２の移動は拘束されず、水中移動体２は移動可能である。本実施形態の態様は、非接触給電を行っていない時に受電側パッド１１およびそれが設けられた水中移動体２の移動性を確保しつつ、非接触給電を行う時には受電コイル１１ａや送電コイル２１ａを冷却できるという点で優れたものである。   Thus, according to the above-described embodiment, the power receiving device 10 is provided in the underwater moving body 2, and the power receiving side pad 11 including the power receiving coil 11 a of the power receiving device 10 and the power transmitting coil 21 a of the power transmitting device 20 are included. A non-contact power feeding system 1 that performs non-contact power feeding using a magnetic coupling between a power receiving coil 11a and a power transmitting coil 21a, facing the side pad 21 through a liquid. By adopting a configuration in which a spacer member 30 having a gap 31 for forming a liquid flow is provided between the power receiving side pad 21 and the power transmitting side pad 21. The temperature of the liquid to be kept can be kept low, and the power receiving coil 11a and the power transmitting coil 21a that have generated heat by non-contact power feeding in water can be appropriately cooled. In particular, in the aspect of the present embodiment, for example, there is no exhaust heat pipe that connects the power receiving side pad 11 and the platform 3, so the movement of the power receiving side pad 11 and the underwater vehicle 2 provided with the power receiving side pad 11. Is not restrained, and the underwater vehicle 2 is movable. The aspect of this embodiment ensures the mobility of the power receiving side pad 11 and the underwater mobile body 2 provided with the power receiving side pad 11 when non-contact power feeding is not performed, and the power receiving coil 11a and the power transmission coil 21a when performing non-contact power feeding. It is excellent in that it can be cooled.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図４は、本発明の第２実施形態における非接触給電システム１の全体構成図である。図５は、本発明の第２実施形態における水中移動体２の平面図である。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same or equivalent components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
FIG. 4 is an overall configuration diagram of the non-contact power feeding system 1 in the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a plan view of the underwater vehicle 2 in the second embodiment of the present invention.

図４に示すように、第２実施形態のプラットフォーム３には、水中移動体２の少なくとも一部を隙間をあけて収容可能な凹部４０が設けられている。第２実施形態の送電側パッド２１は、この凹部４０に設けられている。凹部４０は、水中移動体２よりも一回り大きく開口する横穴である。凹部４０は、水中移動体２の頭部と向かい合う壁部４１を有する。本実施形態の壁部４１は、椀状に形成されている。この壁部４１の表面には、水中移動体２の頭部が衝突する衝撃を吸収するゴム等の弾力性のある衝撃吸収部材４２が設けられている。壁部４１及び衝撃吸収部材４２は、非接触給電の電磁界が通過する領域にないため、必ずしも非磁性且つ非導電性の材料で形成する必要はない。   As shown in FIG. 4, the platform 3 of the second embodiment is provided with a recess 40 that can accommodate at least a part of the underwater moving body 2 with a gap. The power transmission side pad 21 of the second embodiment is provided in the recess 40. The concave portion 40 is a horizontal hole that opens slightly larger than the underwater moving body 2. The recess 40 has a wall 41 that faces the head of the underwater vehicle 2. The wall part 41 of this embodiment is formed in a bowl shape. On the surface of the wall portion 41, there is provided an elastic shock absorbing member 42 such as rubber that absorbs the shock that the head of the underwater moving body 2 collides. The wall 41 and the shock absorbing member 42 are not necessarily formed of a non-magnetic and non-conductive material because they are not in a region through which a non-contact power supply electromagnetic field passes.

第２実施形態の非接触給電システム１は、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体の入れ替えを促進させるため、図４に示すように、非接触給電中に、水中移動体２のメインスラスタ４（液体流動装置，スラスタ）を作動させ、液体に流れを付与するようになっている。メインスラスタ４は、非接触給電中に、常に回転させてもよいし、間欠的に回転させてもよい。本実施形態の非接触給電システム１では、所定時間（例えば１時間）おきに数十秒〜数分間、メインスラスタ４を回転させるようになっている。この構成によれば、常にメインスラスタ４を回転させるよりも、蓄電デバイス１３の電力消費を抑え、充電時間を短縮することができる。なお、受電側パッド１１に温度センサを設けて、該温度センサの計測結果が所定の閾値を超えたらメインスラスタ４を回転させるようにしてもよい。   The non-contact power feeding system 1 of the second embodiment moves underwater during non-contact power feeding as shown in FIG. 4 in order to promote replacement of the liquid interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. The main thruster 4 (liquid flow device, thruster) of the body 2 is actuated to impart a flow to the liquid. The main thruster 4 may always be rotated or intermittently rotated during the non-contact power feeding. In the non-contact power feeding system 1 of the present embodiment, the main thruster 4 is rotated every several tens of seconds to several minutes every predetermined time (for example, one hour). According to this configuration, the power consumption of the power storage device 13 can be suppressed and the charging time can be shortened rather than always rotating the main thruster 4. Note that a temperature sensor may be provided on the power receiving side pad 11, and the main thruster 4 may be rotated when the measurement result of the temperature sensor exceeds a predetermined threshold value.

第２実施形態のスペーサ部材３０Ａは、水中移動体２に設けられている。スペーサ部材３０Ａは、受電側パッド１１の対向面１１Ａに対して垂直に立設し、その先端部が送電側パッド２１の対向面２１Ａに対して当接する当て材から構成されている。スペーサ部材３０Ａは、図５に示すように、平面視で楕円状に形成されている。スペーサ部材３０Ａは、その平面視楕円状の長辺方向が、メインスラスタ４による液体の流れ方向に平行となる向きで設けられている。この構成によれば、スペーサ部材３０Ａが、メインスラスタ４による液体の流れの抵抗になり難くなる。また、水中移動体２の航行中においても、スペーサ部材３０Ａを備える水中移動体２が、水抵抗を受け難くなる。   The spacer member 30 </ b> A of the second embodiment is provided on the underwater moving body 2. The spacer member 30 </ b> A is made up of a contact material that stands vertically with respect to the facing surface 11 </ b> A of the power receiving side pad 11, and whose tip end abuts against the facing surface 21 </ b> A of the power transmitting side pad 21. As shown in FIG. 5, the spacer member 30 </ b> A is formed in an elliptical shape in plan view. The spacer member 30 </ b> A is provided so that the long side direction of the elliptical shape in plan view is parallel to the liquid flow direction by the main thruster 4. According to this configuration, the spacer member 30 </ b> A is unlikely to become a resistance to liquid flow by the main thruster 4. Moreover, even during the navigation of the underwater vehicle 2, the underwater vehicle 2 including the spacer member 30A is unlikely to receive water resistance.

上記構成の第２実施形態によれば、図４に示すように、非接触給電中、間欠的にメインスラスタ４が回転する。メインスラスタ４が回転すると、液体がメインスラスタ４に引き込まれ、水中移動体２の周囲に液体の流れが形成される（図４において矢印で示す）。水中移動体２の周囲に形成された液体の流れは、図５に示すように、スペーサ部材３０Ａの隙間３１Ａを介して受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に導入され、受電コイル１１ａと送電コイル２１ａとの対向領域Ｘを通過する。この液体の流れにより、受電コイル１１ａや送電コイル２１ａから熱を奪って温度が上昇した液体を積極的に排除でき、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体の入れ替えを促進させることができる。このため、第２実施形態によれば、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体の温度を低く保ち、水中において非接触給電により発熱した受電コイル１１ａや送電コイル２１ａをより適切に冷却することができる。   According to the second embodiment configured as described above, as shown in FIG. 4, the main thruster 4 rotates intermittently during non-contact power feeding. When the main thruster 4 rotates, the liquid is drawn into the main thruster 4 and a liquid flow is formed around the underwater moving body 2 (indicated by arrows in FIG. 4). As shown in FIG. 5, the flow of the liquid formed around the underwater moving body 2 is introduced between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 through the gap 31A of the spacer member 30A, and receives the power receiving coil 11a. And the opposing region X of the power transmission coil 21a. This liquid flow can positively eliminate the liquid whose temperature has risen due to heat removal from the power receiving coil 11a or the power transmitting coil 21a, and promotes replacement of the liquid interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. Can be made. Therefore, according to the second embodiment, the temperature of the liquid interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 is kept low, and the power receiving coil 11a and the power transmitting coil 21a that generate heat by non-contact power feeding in water are more Proper cooling is possible.

また、第２実施形態では、水中移動体２に設けられたメインスラスタ４を回転させることで、液体に流れを付与している。この構成によれば、水中移動体２のメインスラスタ４を利用するので、水中移動体２やプラットフォーム３に別途、スクリュー等の追加設備を設置する必要はない。また、図４に示すように、第２実施形態のプラットフォーム３には、メインスラスタ４が液体に流れを付与する際に、水中移動体２の移動を規制する壁部４１が設けられている。この構成によれば、水中移動体２の頭部が壁部４１に押えられて、水中移動体２の前進が規制されるため、受電側パッド１１と送電側パッド２１との対向状態を維持し、給電効率の低下を抑制することができる。また、本実施形態のように壁部４１を椀状に形成することにより、水中移動体２の頭部が壁部４１に押し付けられた際に、水中移動体２の芯出しをすることができ、メインスラスタ４を回転させることによる受電側パッド１１と送電側パッド２１との相対的な位置ずれを確実に防止することができる。   Moreover, in 2nd Embodiment, the flow is provided to the liquid by rotating the main thruster 4 provided in the underwater moving body 2. FIG. According to this configuration, since the main thruster 4 of the underwater vehicle 2 is used, it is not necessary to separately install additional equipment such as a screw on the underwater vehicle 2 or the platform 3. Further, as shown in FIG. 4, the platform 3 of the second embodiment is provided with a wall portion 41 that restricts the movement of the underwater moving body 2 when the main thruster 4 imparts a flow to the liquid. According to this configuration, since the head of the underwater vehicle 2 is pressed against the wall 41 and the forward movement of the underwater vehicle 2 is restricted, the facing state of the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 is maintained. Thus, it is possible to suppress a decrease in power supply efficiency. Further, by forming the wall 41 in a bowl shape as in this embodiment, the underwater moving body 2 can be centered when the head of the underwater moving body 2 is pressed against the wall 41. The relative displacement between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 due to the rotation of the main thruster 4 can be reliably prevented.

なお、第２実施形態は、上記構成に限定されるものではなく、例えば以下の変形例を採用し得る。   In addition, 2nd Embodiment is not limited to the said structure, For example, the following modifications can be employ | adopted.

図６は、本発明の第２実施形態の一変形例に係る水中移動体２の平面図である。
この変形例では、図６に示すように、スペーサ部材３０Ｂは、メインスラスタ４による液体の流れ方向において、受電コイル１１ａと送電コイル２１ａが対向する対向領域Ｘよりも上流側では、対向領域Ｘに向かって徐々に幅が狭くなる隙間３１Ｂを有する。さらに、隙間３１Ｂが対向領域Ｘにおいては幅が一定であり、対向領域Ｘより下流側では徐々に幅が広くなるように、スペーサ部材３０Ｂは形成されている。なお、スペーサ部材３０Ｂは、水中移動体２に設けると航行中の水抵抗が大きくなるため、プラットフォーム３に設けることが好ましい。 FIG. 6 is a plan view of the underwater vehicle 2 according to a modification of the second embodiment of the present invention.
In this modified example, as shown in FIG. 6, the spacer member 30 </ b> B is located in the facing region X on the upstream side of the facing region X where the power receiving coil 11 a and the power transmitting coil 21 a are facing in the liquid flow direction by the main thruster 4. There is a gap 31B that gradually decreases in width. Further, the spacer member 30B is formed so that the gap 31B has a constant width in the facing region X and gradually becomes wider on the downstream side of the facing region X. The spacer member 30 </ b> B is preferably provided on the platform 3 because providing the underwater moving body 2 increases water resistance during navigation.

この変形例によれば、非接触給電中、メインスラスタ４が回転すると、液体がスペーサ部材３０Ｂの隙間３１Ｂを介して受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に導入される。隙間３１Ｂは、対向領域Ｘに向かって徐々に幅が狭くなっており、液体の流路面積を絞ることで、対向領域Ｘにおける液体の流速を大きくする。また、対向領域Ｘより下流においては隙間３１Ｂの幅が広がることにより、液体が抵抗を受けずに下流側に排出される。これにより、受電コイル１１ａや送電コイル２１ａから熱を奪って温度が上昇した液体を積極的に排除でき、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体の入れ替えを促進させることができる。また、液体の流速が大きくなる分、メインスラスタ４の回転数を落とすことができ、蓄電デバイス１３の電力消費を抑え、充電時間を短縮することができる。   According to this modification, when the main thruster 4 rotates during the non-contact power feeding, the liquid is introduced between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 through the gap 31B of the spacer member 30B. The gap 31B is gradually narrowed toward the facing region X, and the liquid flow rate in the facing region X is increased by narrowing the liquid passage area. Further, the width of the gap 31B increases downstream from the facing region X, so that the liquid is discharged downstream without receiving resistance. As a result, it is possible to positively eliminate the liquid whose temperature has been increased due to heat removal from the power receiving coil 11a or the power transmitting coil 21a, and to promote the replacement of the liquid interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. it can. Further, the rotation speed of the main thruster 4 can be reduced by the increase in the liquid flow velocity, the power consumption of the power storage device 13 can be suppressed, and the charging time can be shortened.

さらに別の変形例として、壁部４１に水平方向の多数の貫通穴を設け、メインスラスタ４が回転するとき、液体が壁部４１を貫通して流れるようにし、液体がより容易に流れるようにしてもよい。   As yet another modification, a plurality of horizontal through holes are provided in the wall 41 so that when the main thruster 4 rotates, the liquid flows through the wall 41 so that the liquid flows more easily. May be.

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図７は、本発明の第３実施形態における非接触給電システム１の全体構成図である。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same or equivalent components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
FIG. 7 is an overall configuration diagram of the non-contact power feeding system 1 according to the third embodiment of the present invention.

図７に示すように、第３実施形態では、受電側パッド１１と送電側パッド２１との対向面１１Ａ，２１Ａが、水平面に対して傾いて設けられている。受電側パッド１１の対向面１１Ａは、水中移動体２の前方側が低く、水中移動体２の後方側が高くなるように傾いている。この構成によれば、受電側パッド１１の対向面１１Ａが逆向きに傾く場合（水中移動体２の前方側が高く、水中移動体２の後方側が低い場合）と比べて、水中移動体２が航行中に受ける水抵抗を小さくすることができる。送電側パッド２１の対向面２１Ａは、受電側パッド１１の対向面１１Ａと平行となるように傾いている。   As shown in FIG. 7, in the third embodiment, opposed surfaces 11 </ b> A and 21 </ b> A of the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 are provided inclined with respect to the horizontal plane. The facing surface 11A of the power receiving side pad 11 is inclined so that the front side of the underwater moving body 2 is low and the rear side of the underwater moving body 2 is high. According to this configuration, the underwater vehicle 2 sails as compared to the case where the facing surface 11A of the power receiving side pad 11 is inclined in the opposite direction (when the underwater vehicle 2 is high on the front side and the rear side of the underwater vehicle 2 is low). The water resistance received inside can be reduced. The facing surface 21 </ b> A of the power transmission side pad 21 is inclined so as to be parallel to the facing surface 11 </ b> A of the power receiving side pad 11.

対向面１１Ａの背後に設けられた受電コイル１１ａは、対向面１１Ａと同じく傾いている。また、対向面２１Ａの背後に設けられた送電コイル２１ａは、対向面２１Ａと同じく傾いている。この構成によれば、対向面１１Ａ，２１Ａを水平面に対して傾けても、受電コイル１１ａと送電コイル２１ａとの距離が離れないようにすることができるため、給電効率の低下を抑制することができる。第３実施形態のスペーサ部材３０Ｃは、送電側パッド２１の対向面２１Ａに複数立設している。スペーサ部材３０Ｃは、例えば上述した第２実施形態の図５に示す配置と同様に４箇所に配置されており、隣り合うスペーサ部材３０Ｃの間に、隙間３１Ｃが形成されている。   The power receiving coil 11a provided behind the facing surface 11A is inclined in the same manner as the facing surface 11A. Further, the power transmission coil 21a provided behind the facing surface 21A is inclined in the same manner as the facing surface 21A. According to this configuration, even if the facing surfaces 11A and 21A are tilted with respect to the horizontal plane, the distance between the power receiving coil 11a and the power transmitting coil 21a can be prevented from being separated, and thus a decrease in power supply efficiency can be suppressed. it can. A plurality of spacer members 30 </ b> C of the third embodiment are erected on the facing surface 21 </ b> A of the power transmission side pad 21. For example, the spacer members 30C are arranged at four places in the same manner as the arrangement shown in FIG. 5 of the second embodiment described above, and a gap 31C is formed between the adjacent spacer members 30C.

上記構成の第３実施形態によれば、スペーサ部材３０Ｃによって受電側パッド１１と送電側パッド２１とを密着させず非接触給電を行うと、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体が、受電コイル１１ａや送電コイル２１ａで発生した熱を奪い、液体の温度が上昇する。液体の温度が上昇すると、密度の低下による浮力の発生により、図７において矢印で示すように、上方への対流が発生する。第３実施形態の対向面１１Ａ，２１Ａは傾いているため、加熱された液体はこの対流で上昇し、冷たい液体が自然に下方から入ってくる。この液体の流れにより、受電コイル１１ａや送電コイル２１ａから熱を奪って温度が上昇した液体を積極的に排除でき、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体の入れ替えを促進させることができる。このため、第３実施形態によれば、蓄電デバイス１３の電力を消費することなく、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体の温度を低く保ち、水中において非接触給電により発熱した受電コイル１１ａや送電コイル２１ａをより適切に冷却することができる。   According to the third embodiment having the above configuration, when non-contact power feeding is performed without causing the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 to adhere to each other by the spacer member 30 </ b> C, the spacer member 30 </ b> C is interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. The liquid that removes the heat generated in the power receiving coil 11a and the power transmitting coil 21a increases the temperature of the liquid. When the temperature of the liquid rises, upward convection occurs as shown by arrows in FIG. 7 due to the generation of buoyancy due to the decrease in density. Since the opposing surfaces 11A and 21A of the third embodiment are inclined, the heated liquid rises by this convection, and the cold liquid naturally enters from below. This liquid flow can positively eliminate the liquid whose temperature has risen due to heat removal from the power receiving coil 11a or the power transmitting coil 21a, and promotes replacement of the liquid interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. Can be made. For this reason, according to the third embodiment, the temperature of the liquid interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 is kept low without consuming the electric power of the power storage device 13, and non-contact power feeding is performed in water. The generated power receiving coil 11a and power transmitting coil 21a can be cooled more appropriately.

なお、第３実施形態は、上記構成に限定されるものではなく、例えば以下の変形例を採用し得る。   In addition, 3rd Embodiment is not limited to the said structure, For example, the following modifications can be employ | adopted.

図８は、本発明の第３実施形態の一変形例に係る水中移動体２の正面図である。
この変形例では、図８に示すように、受電側パッド１１と送電側パッド２１との対向面１１Ａ，２１Ａは、水平面に対して垂直に設けられている。この変形例では、受電側パッド１１が水中移動体２の側面に設けられ、側方から非接触給電を受ける構成となっている。送電側パッド２１は、水中移動体２の幅方向において、受電側パッド１１と対向するようにプラットフォーム３に設けられている。この変形例のスペーサ部材３０Ｄは、送電側パッド２１の対向面２１Ａに複数立設している。スペーサ部材３０Ｃは、例えば上述した第１実施形態の図３に示す配置と同様に４箇所に配置されており、隣り合うスペーサ部材３０Ｄの間に、隙間３１Ｄが形成されている。 FIG. 8 is a front view of the underwater vehicle 2 according to a modification of the third embodiment of the present invention.
In this modification, as shown in FIG. 8, the opposing surfaces 11A and 21A of the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 are provided perpendicular to the horizontal plane. In this modification, the power receiving side pad 11 is provided on the side surface of the underwater vehicle 2 and is configured to receive non-contact power feeding from the side. The power transmission side pad 21 is provided on the platform 3 so as to face the power reception side pad 11 in the width direction of the underwater vehicle 2. A plurality of spacer members 30 </ b> D according to this modification are erected on the facing surface 21 </ b> A of the power transmission side pad 21. For example, the spacer members 30C are arranged at four places like the arrangement shown in FIG. 3 of the first embodiment described above, and a gap 31D is formed between the adjacent spacer members 30D.

この変形例によれば、スペーサ部材３０Ｄによって受電側パッド１１と送電側パッド２１とを密着させず非接触給電を行うと、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体が、受電コイル１１ａや送電コイル２１ａで発生した熱を奪い、液体の温度が上昇する。液体の温度が上昇すると、密度の低下による浮力の発生により、図８において矢印で示すように、鉛直上方への対流が発生する。対向面１１Ａ，２１Ａは鉛直方向に立っているため、加熱された液体はこの対流で上昇し、冷たい液体が自然に下方から入ってくる。この液体の流れにより、受電コイル１１ａや送電コイル２１ａから熱を奪って温度が上昇した液体を積極的に排除でき、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体の入れ替えを促進させることができる。このため、第２実施形態のように蓄電デバイス１３の電力を消費することなく、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に介在する液体の温度を低く保ち、水中において非接触給電により発熱した受電コイル１１ａや送電コイル２１ａをより適切に冷却することができる。   According to this modification, when non-contact power feeding is performed without causing the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 to adhere to each other by the spacer member 30D, the liquid interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 is The heat generated in the power receiving coil 11a and the power transmitting coil 21a is taken away, and the temperature of the liquid rises. When the temperature of the liquid rises, convection upwards as shown by arrows in FIG. 8 due to the generation of buoyancy due to the decrease in density. Since the opposing surfaces 11A and 21A stand in the vertical direction, the heated liquid rises by this convection, and the cold liquid naturally enters from below. This liquid flow can positively eliminate the liquid whose temperature has risen due to heat removal from the power receiving coil 11a or the power transmitting coil 21a, and promotes replacement of the liquid interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21. Can be made. For this reason, the temperature of the liquid interposed between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21 is kept low without consuming the power of the power storage device 13 as in the second embodiment, and heat is generated by non-contact power feeding in water. The received power coil 11a and the power transmission coil 21a can be cooled more appropriately.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、本発明は、次のような構成を採用し得る。   For example, the present invention can employ the following configuration.

図９は、本発明の一別実施形態における水中移動体２の正面図である。
図９（ａ）に示す別実施形態では、フィン状（ひれ状）のスペーサ部材３０Ｅが設けられている。スペーサ部材３０Ｅは、受電側パッド１１の対向面１１Ａに立設する複数のフィン３２によって形成されている。このスペーサ部材３０Ｅは、カバー部材１１ｂに一体で形成することができる。複数のフィン３２は、水中移動体２の幅方向に間隔をあけて配置されており、隣り合うフィン３２の間に隙間３１Ｅが形成される。フィン３２は、水中移動体２の前後方向に延在して設けられており、水中移動体２が受ける水抵抗を低減させる。このように、フィン状のスペーサ部材３０Ｅを設けることによって、液体との接触面積を増加させることができるため、液体による冷却効率を高めることができる。 FIG. 9 is a front view of the underwater vehicle 2 in another embodiment of the present invention.
In another embodiment shown in FIG. 9A, a fin-shaped (fin-shaped) spacer member 30E is provided. The spacer member 30 </ b> E is formed by a plurality of fins 32 erected on the opposing surface 11 </ b> A of the power receiving side pad 11. The spacer member 30E can be formed integrally with the cover member 11b. The plurality of fins 32 are arranged at intervals in the width direction of the underwater vehicle 2, and a gap 31 </ b> E is formed between adjacent fins 32. The fins 32 are provided so as to extend in the front-rear direction of the underwater moving body 2 and reduce the water resistance received by the underwater moving body 2. As described above, by providing the fin-shaped spacer member 30E, the contact area with the liquid can be increased, so that the cooling efficiency by the liquid can be increased.

また、図９（ｂ）に示す別実施形態のように、水中移動体２の幅方向において、中央のフィン３２ａよりも両端のフィン３２ｂの方が低くなったフィン状のスペーサ部材３０Ｆを設けてもよい。このスペーサ部材３０Ｆは、カバー部材１１ｂに一体で形成することができ、隙間３１Ｆを有する。スペーサ部材３０Ｆは、中央のフィン３２ａが最も高く、両端のフィン３２ｂに向かって徐々に低くなる形状を有する。この構成によれば、図９（ａ）に示す別実施形態と同様に、液体との接触面積を増加させることができるため、液体による冷却効率を高めることができる。また、この構成によれば、両端のフィン３２ｂが低いため、水中移動体２の航行中に、水中浮遊物（例えば流木や魚等）との衝突によるダメージを受けにくくすることができる。   Further, as in another embodiment shown in FIG. 9B, a fin-like spacer member 30 </ b> F is provided in which the fins 32 b at both ends are lower than the center fin 32 a in the width direction of the underwater vehicle 2. Also good. The spacer member 30F can be formed integrally with the cover member 11b and has a gap 31F. The spacer member 30F has a shape in which the central fin 32a is the highest and gradually decreases toward the fins 32b at both ends. According to this configuration, similarly to the other embodiment shown in FIG. 9A, the contact area with the liquid can be increased, so that the cooling efficiency by the liquid can be increased. Further, according to this configuration, since the fins 32b at both ends are low, it is possible to make it difficult to receive damage due to collision with an underwater floating object (for example, driftwood or fish) while the underwater mobile body 2 is sailing.

図１０は、本発明の一別実施形態における受電側パッド１１の構成図である。
図１０（ａ）に示す別実施形態では、水中移動体２に設けられた受電コイル１１ａの背後と、水中移動体２の表面とを熱的に接続する伝熱板５０Ａを有する。伝熱板５０Ａは、受電コイル１１ａの背後から、水中移動体２の表面の一部を形成するカバー部材１１ｂの背後まで延在している。この伝熱板５０Ａは、例えば伝熱性を有するアルミニウム等の金属材から形成されており、磁気的なシールドとしての機能を兼ねるようになっている。この構成によれば、受電コイル１１ａに発生した熱を、受電コイル１１ａの背後から伝熱板５０Ａで、液体に接する水中移動体２の表面（すなわち対向面１１Ａ）まで伝達させることができる。このため、非接触給電により発熱した受電コイル１１ａを効果的に冷却することができる。 FIG. 10 is a configuration diagram of the power receiving side pad 11 in another embodiment of the present invention.
In another embodiment shown in FIG. 10A, the heat transfer plate 50 </ b> A that thermally connects the back of the power receiving coil 11 a provided in the underwater vehicle 2 and the surface of the underwater vehicle 2 is provided. The heat transfer plate 50 </ b> A extends from the back of the power receiving coil 11 a to the back of the cover member 11 b that forms a part of the surface of the underwater moving body 2. The heat transfer plate 50A is made of a metal material such as aluminum having heat transfer properties, for example, and also serves as a magnetic shield. According to this configuration, heat generated in the power receiving coil 11a can be transmitted from the back of the power receiving coil 11a to the surface of the underwater moving body 2 in contact with the liquid (that is, the facing surface 11A) by the heat transfer plate 50A. For this reason, the receiving coil 11a which generate | occur | produced heat | fever by non-contact electric power feeding can be cooled effectively.

また、図１０（ｂ）に示す別実施形態のように、水中移動体２の表面に露出するように伝熱板５０Ｂを設けてもよい。この伝熱板５０Ｂは、受電コイル１１ａの背後から延在し、水中移動体２の表面に露出している。この構成によれば、受電コイル１１ａに発生した熱を、受電コイル１１ａの背後から伝熱板５０Ｂで、液体に接する水中移動体２の表面に直に伝達させることができる。このため、非接触給電により発熱した受電コイル１１ａをより効果的に冷却することができる。   Moreover, you may provide the heat-transfer plate 50B so that it may be exposed to the surface of the underwater moving body 2 like another embodiment shown in FIG.10 (b). The heat transfer plate 50 </ b> B extends from behind the power receiving coil 11 a and is exposed on the surface of the underwater moving body 2. According to this configuration, the heat generated in the power receiving coil 11a can be directly transmitted from the back of the power receiving coil 11a to the surface of the underwater moving body 2 in contact with the liquid by the heat transfer plate 50B. For this reason, the receiving coil 11a which generate | occur | produced heat | fever by non-contact electric power feeding can be cooled more effectively.

また、例えば、上記実施形態では、受電装置１０が水中移動体２に設けられ、送電装置２０がプラットフォーム３に設けられる構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、送電装置２０が水中移動体に設けられ、受電装置１０がプラットフォーム３に設けられる構成であってもよい。   Further, for example, in the above-described embodiment, the configuration in which the power receiving device 10 is provided in the underwater moving body 2 and the power transmission device 20 is provided in the platform 3 has been described, but the present invention is not limited to this configuration, The device 20 may be provided on the underwater moving body, and the power receiving device 10 may be provided on the platform 3.

また、例えば、上記実施形態では、水中移動体２が水中を無軌道で航行できる自律型の無人水中航走体であると説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、水中移動体２が有人潜水艦等であってもよい。
また、例えば、プラットフォーム３は、水上基地や水中基地であってもよいし、船舶であってもよい。また、本発明では、受電装置１０と送電装置２０とがそれぞれ水中移動体２に設けられ、受電装置１０側の水中移動体２が航行中に、送電装置２０側の水中移動体２が近接して並走して給電するといった構成を採用してもよい。
なお、説明をわかりやすくするために普及している「水中移動体」という用語を用いたが、水に限らず液体中を航行する移動体を意味している。 Further, for example, in the above embodiment, the underwater vehicle 2 has been described as an autonomous unmanned underwater vehicle capable of navigating underwater without a track, but the present invention is not limited to this configuration, and the underwater vehicle The body 2 may be a manned submarine or the like.
For example, the platform 3 may be a water base, an underwater base, or a ship. Further, in the present invention, the power receiving device 10 and the power transmitting device 20 are respectively provided in the underwater moving body 2, and the underwater moving body 2 on the power transmitting device 20 side approaches the underwater moving body 2 on the power receiving device 10 side. Alternatively, a configuration may be adopted in which power is supplied by running in parallel.
In addition, although the term “underwater mobile body” that is popular for easy understanding is used, it means a mobile body that travels in liquid as well as water.

また、例えば、上記第２実施形態では、液体に流れを付与する液体流動装置として、水中移動体２に設けられたメインスラスタ４を用いたが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、液体流動装置として、例えば水中移動体２の垂直スラスタや水平スラスタを用いてもよい。
また、例えば、プラットフォーム３側にスクリューを設け、受電側パッド１１と送電側パッド２１との間に水流を送り込む構成であってもよい。 Further, for example, in the second embodiment, the main thruster 4 provided in the underwater moving body 2 is used as the liquid flow device that applies the flow to the liquid. However, the present invention is not limited to this configuration. As the liquid flow device, for example, a vertical thruster or a horizontal thruster of the underwater moving body 2 may be used.
Further, for example, a screw may be provided on the platform 3 side and a water flow may be sent between the power receiving side pad 11 and the power transmitting side pad 21.

また、例えば、本発明は大きな位置ずれを許容可能な磁界共鳴方式の非接触給電と組み合わせることにより特に効果を発揮するが、電磁誘導方式など他の方式の非接触給電と組み合わせてもよい。   For example, the present invention is particularly effective when combined with a magnetic resonance type non-contact power supply that can tolerate a large misalignment, but may be combined with other types of non-contact power supply such as an electromagnetic induction type.

また、例えば、上記各実施形態の構成の置換、組み合わせは適宜可能である。   Further, for example, substitution and combination of the configurations of the above-described embodiments are possible as appropriate.

１ 非接触給電システム
２ 水中移動体
３ プラットフォーム
４ メインスラスタ（スラスタ、液体流動装置）
１０ 受電装置
１１ 受電側パッド
１１Ａ 対向面
１１ａ 受電コイル（コイル）
２０ 送電装置
２１ 送電側パッド
２１Ａ 対向面
２１ａ 送電コイル（コイル）
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ スペーサ部材
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ 隙間
３２，３２ａ，３２ｂ フィン（ひれ）
４１ 壁部（移動規制部）
５０Ａ，５０Ｂ 伝熱板
Ｘ 対向領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-contact electric power feeding system 2 Underwater moving body 3 Platform 4 Main thruster (thruster, liquid flow apparatus)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power receiving device 11 Power receiving side pad 11A Opposing surface 11a Power receiving coil (coil)
20 Power transmission device 21 Power transmission side pad 21A Opposing surface 21a Power transmission coil (coil)
30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E, 30F Spacer member 31, 31A, 31B, 31C, 31D, 31E, 31F Clearance 32, 32a, 32b Fin (fin)
41 Wall (Movement Control Department)
50A, 50B Heat transfer plate X Counter area

Claims (12)

受電装置及び送電装置の少なくともいずれか一方が水中移動体に設けられると共に、前記受電装置のコイルを含む受電側パッドと前記送電装置のコイルを含む送電側パッドとが液体を介して対向し、これらのコイル間の磁気的な結合を用いて非接触給電を行う非接触給電システムであって、
前記受電側パッドと前記送電側パッドとの間に前記液体の流れを形成するための隙間を有するスペーサ部材が設けられている、非接触給電システム。 At least one of the power receiving device and the power transmitting device is provided in the underwater moving body, and the power receiving side pad including the coil of the power receiving device and the power transmitting side pad including the coil of the power transmitting device are opposed to each other through the liquid. A non-contact power feeding system that performs non-contact power feeding using magnetic coupling between coils of
A non-contact power feeding system in which a spacer member having a gap for forming the liquid flow is provided between the power receiving side pad and the power transmitting side pad. 前記液体に流れを付与する液体流動装置を有する、請求項１に記載の非接触給電システム。   The contactless power supply system according to claim 1, further comprising a liquid flow device that applies a flow to the liquid. 前記液体流動装置は、前記水中移動体に設けられたスラスタである、請求項２に記載の非接触給電システム。   The non-contact power feeding system according to claim 2, wherein the liquid flow device is a thruster provided in the underwater moving body. 前記スラスタが前記液体に流れを付与する際に、前記水中移動体の移動を規制する移動規制部を有する、請求項３に記載の非接触給電システム。   The contactless power feeding system according to claim 3, further comprising a movement restricting unit that restricts movement of the underwater moving body when the thruster imparts a flow to the liquid. 前記スペーサ部材は、前記液体流動装置による前記液体の流れ方向において、前記コイル同士が対向する対向領域よりも上流側では前記対向領域に向かって徐々に幅が狭くなる隙間を有する、請求項２〜４のいずれか一項に記載の非接触給電システム。   The spacer member has a gap whose width gradually decreases toward the facing region on the upstream side of the facing region where the coils face each other in the liquid flow direction by the liquid flow device. The non-contact electric power feeding system as described in any one of 4. 前記受電側パッドと前記送電側パッドとの対向面は、水平面に対して傾いて設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の非接触給電システム。   The contactless power feeding system according to any one of claims 1 to 5, wherein a facing surface between the power receiving pad and the power transmitting pad is inclined with respect to a horizontal plane. 前記受電側パッドと前記送電側パッドとの対向面は、水平面に対して垂直に設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の非接触給電システム。   The contactless power feeding system according to any one of claims 1 to 5, wherein a facing surface between the power receiving side pad and the power transmitting side pad is provided perpendicular to a horizontal plane. 前記スペーサ部材は、フィン状に設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の非接触給電システム。   The contactless power feeding system according to claim 1, wherein the spacer member is provided in a fin shape. 前記スペーサ部材は、前記水中移動体に設けられており、前記水中移動体の幅方向において、中央のフィンよりも両端のフィンの方が低い、請求項８に記載の非接触給電システム。   The non-contact power feeding system according to claim 8, wherein the spacer member is provided in the underwater moving body, and fins at both ends are lower than a central fin in the width direction of the underwater moving body. 前記水中移動体に設けられた前記コイルの背後と、前記水中移動体の表面とを熱的に接続する伝熱板を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の非接触給電システム。   The non-contact power feeding system according to any one of claims 1 to 9, further comprising a heat transfer plate that thermally connects a back of the coil provided in the underwater moving body and a surface of the underwater moving body. . コイルを含む送電側パッドを有し、受電装置のコイルを含む受電側パッドに、これらのコイル間の磁気的な結合を用いて非接触で送電する送電装置であって、
前記送電側パッド上にスペーサ部材が設けられ、前記送電側パッドが前記受電側パッドに液体を介して対向する場合に前記受電側パッドと前記送電側パッドとの間に前記液体の流れを形成する隙間を、前記スペーサ部材は有する、送電装置。 A power transmission device having a power transmission side pad including a coil and transmitting power to the power reception side pad including the coil of the power reception device in a contactless manner using magnetic coupling between the coils,
A spacer member is provided on the power transmission side pad, and the liquid flow is formed between the power reception side pad and the power transmission side pad when the power transmission side pad faces the power reception side pad via the liquid. The power transmission device, wherein the spacer member has a gap. コイルを含む受電側パッドを有し、送電装置のコイルを含む送電側パッドから、これらのコイル間の磁気的な結合を用いて非接触で受電する受電装置であって、
前記受電側パッド上にスペーサ部材が設けられ、前記受電側パッドが前記送電側パッドに液体を介して対向する場合に前記受電側パッドと前記送電側パッドとの間に前記液体の流れを形成する隙間を、前記スペーサ部材は有する、受電装置。 A power receiving device that has a power receiving side pad including a coil and receives power in a non-contact manner from a power transmitting side pad including a coil of the power transmitting device using magnetic coupling between these coils,
A spacer member is provided on the power receiving side pad, and the liquid flow is formed between the power receiving side pad and the power transmitting side pad when the power receiving side pad faces the power transmitting side pad via the liquid. The power receiving device, wherein the spacer member has a gap.
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