JP6651352B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、非接触給電装置の評価に用いる被測定量を測定する測定装置に関するものである。

この種の測定装置として、下記非特許文献１に開示された試験装置が知られている。この試験装置は、非接触給電装置の評価をするための試験装置であって、非接触給電装置における供給側の第１コイル（Primary Coil）と受電側の第２コイル（Secondary Coil）とを対向させた状態で、第１コイルから電力を供給すると共に第２コイルで受電した電力を測定可能に構成されている。この場合、各コイルの位置や姿勢を変更して、位置や姿勢の状態毎に上記した電力を測定することで、非接触給電装置の効率等を評価する。このため、この試験装置では、位置決め機構を備え、各コイルの位置や姿勢を変更することが可能となっている。具体的には、この試験装置の位置決め機構では、第１コイルを支持する支持部がＸＹ方向に移動可能に構成されると共に、ＸＹ平面に垂直な軸を中心とする回転方向（θ方向）に回転可能に構成されている。また、第２コイルを支持する支持部がＺ方向に移動可能に構成されている。この場合、この位置決め機構では、第１コイルを支持する支持部をＸＹ方向に移動させるモータと支持部をθ方向に回転させるモータとを備え、これらのモータの駆動力によって支持部をＸＹθ方向に移動させて各コイルの位置や姿勢を変更することが可能となっている。

INL Testing of Wireless Charging Systems［平成２７年１２月１０日検索］、インターネット＜http://avt.inel.gov/pdf/prog_info/vss096Carlson2014.pdf＞

ところが、上記した従来の試験装置には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、この試験装置では、第１コイル（供給側のコイル）を支持する支持部をＸＹ方向に移動させるモータおよび支持部をθ方向に回転させるモータを備えて位置決め機構が構成されている。一方、第１コイルが発生する磁界に対する影響を低減するため、第１コイルの近傍に非導電性材料を配置しない（第１コイルの近傍の部材を非導電性材料で構成する）ことが好ましい。しかしながら、この試験装置では、上記したように第１コイルを支持する支持部を移動および回転させるモータ（つまり、金属材料で形成された部材）が位置決め機構に配置されているため、このモータの存在によって第１コイルが発生する磁界が影響を受け、この結果、測定精度が低下するおそれがあるという課題が存在する。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、測定精度を向上し得る測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の測定装置は、非接触給電装置の電極を保持する保持部と、当該保持部を移動させる移動機構と、前記電極を介して供給する電力を出力する出力部と、前記電極を介して電力が供給されている状態において前記非接触給電装置の評価に用いる被測定量を測定する測定部とを備えた測定装置であって、前記保持部は、非導電性材料で形成され、前記移動機構は、当該移動機構が設置される設置面に対して上面が平行な状態で設置される基体部と、前記設置面に対して平行な移動面に沿った第１方向に移動可能に前記基体部の前記上面に配置された第１移動部と、前記移動面に沿って前記第１方向に直交する第２方向に移動可能に前記第１移動部に配置された第２移動部と、前記移動面に直交する直交方向に移動可能に前記第２移動部に配置された第３移動部と、前記直交方向を中心とする回転方向に回転可能に前記第３移動部に配置されると共に前記保持部を固定可能な第４移動部とを備えて、前記移動面に沿って前記保持部を移動可能に構成されると共に、当該移動機構を構成する部材のうちの、前記移動面に沿った前記保持部の移動可能領域内のすべての位置に当該保持部を移動させて前記直交方向で当該保持部を平面視したときに当該保持部に重なる部材が非導電性材料で形成されている。

また、請求項２記載の測定装置は、請求項１記載の測定装置において、前記直交方向で前記保持部を平面視したときの平面視領域を中心として当該平面視領域を拡大した拡大領域が規定され、前記移動機構は、前記移動可能領域内のすべての位置に前記保持部を移動させて当該保持部の移動に伴って移動する前記拡大領域を前記直交方向で平面視したときに当該拡大領域に重なる部材が前記非導電性材料で形成されている。

また、請求項３記載の測定装置は、請求項１または２記載の測定装置において、前記基体部は、略矩形の枠形に形成され、前記第１移動部は、前記基体部の前記上面における前記第１方向に沿って延在して互いに対向する一対の縁部にそれぞれ配設された一対のレールと、当該各レールに配設された複数のスライダと、複数の部材を略矩形に連結して形成されると共に当該各スライダに固定されたフレームと、前記基体部における前記第２方向に沿って延在して互いに対向する一対の縁部の間に架け渡されて当該フレームを牽引するベルトと、当該ベルトを駆動する駆動部とを備えて構成され、前記第２移動部は、前記第１移動部の前記フレームを構成する前記各部材のうちの前記第２方向に沿って延在して互いに対向する一対の当該部材に配設された一対のレールと、当該各レールに配設された複数のスライダと、複数の部材を略矩形に連結して形成されると共に当該各スライダに固定された第１フレームと、前記直交方向に沿って当該第１フレームに立設された複数の支柱と、複数の部材を略矩形に連結して形成されると共に当該第１フレームに対向するように前記各支柱の先端部に固定された第２フレームと、前記第１移動部の前記フレームを構成する前記各部材のうちの前記第１方向に沿って延在して互いに対向する一対の当該部材の間に架け渡されて当該第１フレーム、当該各支柱および当該第２フレームを牽引するベルトと、当該ベルトを駆動する駆動部とを備えて構成され、前記第３移動部は、前記第２移動部の前記第１フレームと前記第２フレームとの間に配設されたボールねじと、複数の部材を略矩形に連結して形成されて前記直交方向に沿ってスライド可能に前記第２移動部の前記支柱に支持されると共に前記ボールねじのナット部に固定されたフレームと、前記ボールねじのシャフトに架け渡されて当該シャフトを回転させるベルトと、当該ベルトを駆動する駆動部とを備えて構成され、前記第４移動部は、前記保持部を取り付け可能に形成されて前記第３移動部の前記フレームに固定された回転テーブルと、当該回転テーブルと前記第３移動部との間に架け渡されて当該回転テーブルを回転させるベルトと、当該ベルトを駆動する駆動部とを備えて構成され、前記第１移動部の前記ベルトと、前記第２移動部の前記第１フレームおよび前記第２フレームを構成する前記各部材のうちの前記第１方向に沿って延在する当該部材と、前記第２移動部の前記ベルトと、前記第３移動部の前記フレームを構成する前記各部材のうちの前記第１方向に沿って延在する当該部材と、前記第３移動部の前記フレームを構成する前記各部材のうちの前記第４移動部が固定される当該部材と、前記第３移動部の前記ベルトと、前記第４移動部の前記回転テーブルと、前記第４移動部の前記ベルトとが非導電性材料で形成されている。

また、請求項４記載の測定装置は、請求項３記載の測定装置において、前記基体部は、柱状体を略矩形に連結したフレームと、中央部に開口部を有して前記フレームに取り付けられた板体とを備えて構成されている。

請求項１記載の測定装置によれば、保持部を非導電性材料で形成すると共に、移動機構を構成する部材のうちの、移動面に沿った保持部の移動可能領域内のすべての位置に保持部を移動させて移動面に直交する直交方向で保持部を平面視したときに保持部に重なる部材を非導電性材料で形成したことにより、移動機構の十分な強度を確保して、保持部を移動させる際の保持部の位置ずれを確実に防止することができると共に、非接触給電装置の電極が発生する磁界に対する影響を十分に低減させることができる。したがって、この測定装置によれば、被測定量の測定精度を十分に向上させることができる。また、基体部と、第１方向に移動可能な第１移動部と、第２方向に移動可能な第２移動部と、直交方向に移動可能な第３移動部と、回転方向に回転可能な第４移動部とを備えて移動機構を構成したことにより、保持部を任意の位置において任意の角度だけ回転させた姿勢とさせることができるため、位置や姿勢が異なる状態において数多くの被測定量を測定することができる。

また、請求項２記載の測定装置によれば、直交方向で保持部を平面視したときの平面視領域を中心として平面視領域を拡大した拡大領域が規定され、移動可能領域内のすべての位置に保持部を移動させて、保持部の移動に伴って移動する拡大領域を直交方向で平面視したときに拡大領域に重なる部材を非導電性材料で形成したことにより、直交方向で保持部を平面視したときに保持部に重なる部材だけを非導電性材料で形成した構成よりも広い範囲に位置する部材を非導電性材料で形成することとなるため、非接触給電装置の電極が発生する磁界に対する影響をさらに低減させることができる結果、被測定量の測定精度をさらに向上させることができる。

また、請求項３記載の測定装置では、第１移動部のベルトと、第２移動部における第１方向に沿って延在する部材と、第２移動部のベルトと、第３移動部における第１方向に沿って延在する部材と、第３移動部における第４移動部が固定される部材と、第３移動部のベルトと、第４移動部の回転テーブルと、第４移動部のベルトとが非導電性材料で形成されている。つまり、この測定装置では、非接触給電装置の電極が発生する磁界に対する影響を十分に低減させるのに必要な非導電性材料で形成する部材の数が少なく抑えられている。このため、この測定装置によれば、非導電性材料で形成する部材の数が多くなることによる移動機構の強度の低下を防止して、移動機構の強度を十分に高めることができる。

また、請求項４記載の測定装置によれば、柱状体を略矩形に連結したフレームと、中央部に開口部を有してフレームに取り付けられた板体とを備えて基体部を構成したことにより、例えば高強度の金属材料（つまり、非導電性材料）で基体部を形成したとしても、保持部を直交方向で平面視したときに保持部に重なる部分に基体部を構成する部材が位置しないようにすることができるため、基体部の十分な剛性を確保しつつ、非接触給電装置の電極が発生する磁界に対する影響を十分に低減させることができる。また、このように基体部を構成したことにより、基体部の厚みを薄く（高さを低く）抑えることができるため、移動機構を全体として十分に小形化することができる。

測定装置１の構成を示す構成図である。 保持装置２の斜視図である。 保持装置２の分解斜視図である。 基体部３０および第１移動部３１の構成を示す分解斜視図である。 第１移動部３１および第２移動部３２の構成を示す分解斜視図である。 第２移動部３２および第３移動部３３の構成を示す分解斜視図である。 第３移動部３３および第４移動部３４の構成を示す分解斜視図である。 供給側保持部２１および移動機構２３の平面図である。

以下、測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、測定装置の一例としての図１に示す測定装置１の構成について説明する。測定装置１は、例えば、非接触給電装置（ワイヤレス給電装置）の評価（性能評価）に用いる被測定量（例えば、給電効率や磁界等）を測定する測定装置であって、同図に示すように、保持装置２、出力部３、測定部４、操作部５、記憶部６、表示部７および制御部８を備えて構成されている。

保持装置２は、図３に示す非接触給電装置の供給側コイル１０１の位置および姿勢（非接触給電装置の受電側コイル１０２（同図参照）に対する相対的な位置や姿勢）を任意に変更することが可能に構成されている。具体的には、保持装置２は、図２に示すように、供給側保持部２１、受電側保持部２２、移動機構２３、フレーム２４および複数のケーブルキャリア２５を備えて構成されている。この場合、供給側コイルおよび受電側コイルは、電極の一例であって、導線をコイル状に巻回して形成されているが、非接触給電装置の種類（給電方式）によっては、導電材料によって板状に形成された供給側電極および受電側電極が採用されていることもある。

供給側保持部２１は、「保持部」に相当し、非接触給電装置の供給側コイル１０１を保持可能に構成されている。具体的には、供給側保持部２１は、図２，３に示すように、矩形の板状に形成されて供給側コイル１０１を載置可能なテーブルと、必要に応じてテーブルに載置した供給側コイル１０１を固定する図外の固定具とを備えて構成されている。この場合、供給側コイル１０１が発生する磁界に対する影響を低減するため、供給側保持部２１を構成する材料としては、比透磁率（透磁率）および比誘電率（誘電率）が小さい材料を用いるのが好ましい。具体的には、非導電性材料である樹脂（一例として、ポリカーボネート、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等の非晶性樹脂）が用いられている。また、供給側保持部２１は、図７に示すように、移動機構２３における後述する第４移動部３４の回転テーブル８１の上に固定されて、移動機構２３によって移動させられる。

受電側保持部２２は、非接触給電装置の受電側コイル１０２を保持可能に構成されている。具体的には、受電側保持部２２は、図２，３に示すように、矩形の板状に形成されて下面に受電側コイル１０２が配置されるボードと、必要に応じてボードに配置した受電側コイル１０２を固定するクランプ等の固定具とを備えて構成されている。この場合、受電側保持部２２を構成する材料についても、供給側保持部２１と同様にして、比透磁率（透磁率）および比誘電率（誘電率）が小さい材料を用いるのが好ましく、供給側保持部２１を構成する材料と同様の樹脂（非導電性材料）が用いられている。また、受電側保持部２２は、図２，３に示すように、フレーム２４の固定板２４ａに固定されている。

移動機構２３は、制御部８の制御に従って供給側保持部２１を図２に示すＸＹＺθ方向（４軸方向）に移動可能に構成されている。具体的には、移動機構２３は、図３に示すように、基体部３０、第１移動部３１、第２移動部３２、第３移動部３３および第４移動部３４を備えて構成されている。この場合、同図に示すＸ方向が、移動機構２３が設置される設置面Ｓｉに対して平行な移動面（ＸＹ平面）に沿った第１方向に相当し、Ｙ方向が、移動面に沿って第１方向に直交する第２方向に相当する。また、Ｚ方向が、移動面に直交する直交方向に相当し、θ方向が、直交方向を中心とする回転方向に相当する。

基体部３０は、移動機構２３の基礎となる部材であって、図３に示すように、移動機構２３が設置される設置面Ｓｉに対して上面（基体部３０を構成する板体４２の上面Ｓｕ：図４参照）が平行となる状態で設置される。また、基体部３０は、図４に示すように、フレーム４１、板体４２および４個のキャスタ４３を備えて、図３に示すように、全体として矩形の枠形に形成されている。フレーム４１は、図４に示すように、４個の柱状体４１ａ〜４１ｄを矩形の枠形をなすように連結して構成されている。板体４２は、同図に示すように、矩形の板材の中央部に開口部Ｏを形成して構成され、フレーム４１の上面に取り付けられる。この場合、板体４２は、例えば、アルミニウム製の１枚の板材を切削加工することによって矩形の枠形に形成され、定盤として機能するように上面Ｓｕが平坦に加工されている。キャスタ４３は、フレーム４１における各隅部の下面にそれぞれ取り付けられている。

第１移動部３１は、図３に示すように、Ｘ方向（第１方向）に移動可能に基体部３０における板体４２の上面Ｓｕに配置される。具体的には、第１移動部３１は、図４，５に示すように、２個のレール５１、複数（例えば４個）のスライダ５２、フレーム５３、ベルト５４および駆動部５５を備えて構成されている。各レール５１は、図４に示すように、基体部３０を構成する板体４２の上面ＳｕにおけるＸ方向に沿って延在して互いに対向する一対の縁部４２ａ，４２ｃにＸ方向に沿ってそれぞれ配設され、各スライダ５２（図５参照）は、各レール５１に配設される。

フレーム５３は、図５に示すように、複数（例えば４個）の梁状の部材５３ａ〜５３ｄを矩形の枠形をなすように連結して形成される。また、フレーム５３は、同図に示すように、各スライダ５２の上面に固定される。ベルト５４は、図４に示すように、基体部３０を構成する板体４２の上面ＳｕにおけるＹ方向に沿って延在して互いに対向する一対の縁部４２ｂ，４２ｄの間にＸ方向に沿って架け渡される。また、ベルト５４は、いずれかの部位がフレーム５３に固定される。駆動部５５は、一例としてモータで構成されて、ベルト５４を駆動する。また、駆動部５５は、同図に示すように、板体４２の上面Ｓｕの縁部４２ｂに配設される。この場合、駆動部５５によってベルト５４が駆動されることで、フレーム５３が各スライダ５２と共にＸ方向に牽引される（移動させられる）。

第２移動部３２は、図３に示すように、Ｙ方向（第２方向）に移動可能に第１移動部３１の上に配置される。具体的には、第２移動部３２は、図５，６に示すように、２個のレール６１、複数（例えば４個）のスライダ６２、第１フレーム６３、４個の支柱６４、第２フレーム６５、ベルト６６および駆動部６７を備えて構成されている。各レール６１は、図５に示すように、第１移動部３１のフレーム５３におけるＹ方向に沿って延在して互いに対向する一対の部材５３ｂ，５３ｄの上面にＹ方向に沿ってそれぞれ配設され、各スライダ６２（図６参照）は、各レール６１に配設される。

第１フレーム６３は、図６に示すように、複数（例えば４個）の梁状の部材６３ａ〜６３ｄを矩形の枠形をなすように連結して形成される。また、第１フレーム６３は、同図に示すように、各スライダ６２の上面に固定される。各支柱６４は、Ｚ方向（直交方向）に沿って第１フレーム６３に立設される。第２フレーム６５は、複数（例えば４個）の梁状の部材６５ａ〜６５ｄを矩形の枠形をなすように連結して形成される。また、第２フレーム６５は、第１フレーム６３に対向するように各支柱６４の先端部（同図における上端部）に固定される。

ベルト６６は、図５に示すように、第１移動部３１のフレーム５３におけるＸ方向に沿って延在して互いに対向する一対の部材５３ａ，５３ｃの間にＹ方向に沿って架け渡される。また、ベルト６６は、いずれかの部位が第１フレーム６３に固定される。駆動部６７は、一例としてモータで構成されて、ベルト６６を駆動する。また、駆動部６７は、同図に示すように、部材５３ｃの上面に配設される。この場合、駆動部６７によってベルト６６が駆動されることで、第１フレーム６３が各スライダ６２、各支柱６４および第２フレーム６５と共にＹ方向に牽引される（移動させられる）。

第３移動部３３は、図３に示すように、Ｚ方向（直交方向）に移動可能に第２移動部３２に配置される。具体的には、第３移動部３３は、図６，７に示すように、２個のボールねじ７１、フレーム７２、ベルト７３および駆動部７４を備えて構成されている。各ボールねじ７１は、シャフト部７１ａ（図６参照）およびナット部７１ｂ（図７参照）をそれぞれ備えて構成され、図６に示すように、第２移動部３２の第１フレーム６３と第２フレーム６５との間に配設される。

フレーム７２は、図７に示すように、複数（例えば５個）の梁状（または板状）の部材７２ａ〜７２ｅを矩形の枠形をなすように連結して形成される。また、フレーム７２は、部材７２ｂ，７２ｄに取り付けられる複数（４個）のブッシュ７２ｆに第２移動部３２の支柱６４が挿入されることにより、Ｚ方向（直交方向）に沿ってスライド可能に支柱６４に支持される。また、フレーム７２は、ボールねじ７１のナット部７１ｂに固定される。

ベルト７３は、図６に示すように、各ボールねじ７１の各シャフト部７１ａの間に架け渡されている。駆動部７４は、一例としてモータで構成されて、ベルト７３を駆動する。また、駆動部７４は、同図に示すように、第２移動部３２の第１フレーム６３を構成する部材６３ｂの上面に配設される。この場合、駆動部７４によってベルト７３が駆動されることで、ボールねじ７１のシャフト部７１ａが回転し、これによってナット部７１ｂが第３移動部３３のフレーム７２と共にＺ方向に移動させられる。

第４移動部３４は、図７に示すように、θ方向（Ｚ方向を中心とする回転方向：参照）に回転可能に第３移動部３３のフレーム７２を構成する部材７２ｅに配置される。具体的には、第４移動部３４は、同図に示すように、回転テーブル８１、ベルト８２および駆動部８３を備えて構成されている。回転テーブル８１は、基端部（同図における下端部）がフレーム７２の部材７２ｅに固定され、先端部（同図における上端部）側が回転可能に構成されている。また、回転テーブル８１は、先端部に供給側保持部２１を取り付け可能に形成されている。

ベルト８２は、図７に示すように、回転テーブル８１の基端部と第３移動部３３のフレーム７２を構成する部材７２ｂ（部材７２ｂに配設されるプーリー）との間に架け渡される。駆動部８３は、一例としてモータで構成されて、ベルト８２を駆動する。また、駆動部８３は、同図に示すように、部材７２ｂの上面に配設される。この場合、駆動部８３によってベルト８２が駆動されることで、回転テーブル８１がθ方向に回転させられる。

ここで、非接触給電装置の供給側コイル１０１が発生する磁界に対する影響を低減するため、供給側保持部２１および受電側保持部２２と同様にして、移動機構２３を構成する各部材についても、比透磁率（透磁率）および比誘電率（誘電率）が小さい材料として、樹脂等の非導電性材料を用いるのが好ましい。一方、移動機構２３を構成するすべての部材を樹脂等で形成したときには、十分な強度を確保することが困難となるおそれがある。また、駆動部としてのモータのように、非導電性材料で形成するのが困難な部材も存在する。このため、この測定装置１では、移動機構２３を構成する各部材のうちの一部の部材だけが非導電性材料で形成されている。具体的には、図８に示すように、Ｚ方向（移動面に直交する直交方向）で供給側保持部２１を平面視したときの平面視領域Ｄ１（同図に示す供給側保持部２１の外形の領域）を中心として平面視領域Ｄ１を拡大した（一例として、面積を４倍に拡大した平面視領域Ｄ１と相似形の）拡大領域Ｄ２（同図に太線で示す領域）を規定する。そして、ＸＹ平面（移動面）に沿った供給側保持部２１の移動可能領域Ｄ３（同図に破線で示す領域）内のすべての位置に供給側保持部２１を移動させてＺ方向で拡大領域Ｄ２を平面視したときに供給側保持部２１の移動に伴って移動する拡大領域Ｄ２に重なるすべての部材が非導電性材料で形成されている。

より具体的には、図８に示すように、第１移動部３１のベルト５４が非導電性材料で形成されている。また、第２移動部３２の第１フレーム６３を構成する部材６３ａ〜６３ｄおよび第２フレーム６５を構成する部材６５ａ〜６５ｄのうちのＸ方向（第１方向）に沿って延在する部材６３ａ，６３ｃ，６５ａ，６５ｃ、並びに第２移動部３２のベルト６６が非導電性材料で形成されている。また、第３移動部３３のフレーム７２を構成する部材７２ａ〜７２ｅのうちのＸ方向に沿って延在する部材７２ａ，７２ｃ、部材７２ａ〜７２ｅのうちの第４移動部３４が固定される部材７２ｅ、および第３移動部３３のベルト７３が非導電性材料で形成されている。さらに、第４移動部３４の回転テーブル８１、および第４移動部３４のベルト８２が非導電性材料で形成されている。また、各種の配線等が収容されるケーブルキャリア２５が非導電性材料で形成されている。

また、受電側保持部２２が固定されるフレーム２４の固定板２４ａについても、比透磁率（透磁率）および比誘電率（誘電率）が小さい材料を用いるのが好ましいため、この測定装置１では、樹脂等の非導電性材料で固定板２４ａが形成されている。

上記したように、移動機構２３を構成する各部材のうちの一部の部材を非導電性材料で形成したことで、この測定装置１では、移動機構２３の十分な強度を確保しつつ、非接触給電装置の供給側コイル１０１が発生する磁界に対する影響を十分に低減させることが可能となっている。

出力部３は、制御部８の制御に従い、非接触給電装置の供給側コイル１０１を介して供給する電力を出力する。この場合、出力部３は、指定した値に電圧値を維持した状態（電流値が変動する状態）で電力を出力する出力モード、指定した値に電流値を維持した状態（電圧値が変動する状態）で電力を出力する出力モード、および指定した値に電力値を維持した状態（電圧値および電流値が変動する状態）で電力を出力する出力モードの各出力モードの中から操作部５に対する操作によって選択されたモードで電力を供給可能に構成されている。

測定部４は、制御部８の制御に従い、非接触給電装置の供給側コイル１０１を介して電力が供給されている状態（出力部３から供給側コイル１０１に電力が出力されている状態）において、非接触給電装置の評価に用いる被測定量を測定する。この場合、測定部４は、非接触給電装置の供給側コイル１０１から供給される電力に対する受電側コイル１０２によって受電される電力の比率（給電効率）などを被測定量として測定する。

操作部５は、例えば、キーボードおよびポインティングデバイスを備えて構成され、測定に関する各種の操作を行う際に用いられる。具体的には、操作部５は、測定開始の指示操作や測定終了の指示操作を行う際に用いられる。また、操作部５は、保持装置２の供給側保持部２１によって保持されている供給側コイル１０１の位置や姿勢を指定する操作（指定操作）を行う際に用いられる。また、操作部５は、供給側コイル１０１の位置や姿勢を時間経過に伴って連続的に変化するように指定する操作を行う際に用いられる。さらに、操作部５は、測定部４に測定させる被測定量の種類を指定する操作や、出力部３に電力を出力させる際の上記の出力モードを選択する操作を行う際に用いられる。

記憶部６は、制御部８の制御に従い、測定部４によって測定された被測定量を記憶する。表示部７は、制御部８の制御に従い、操作部５を用いて設定（指定）した内容、測定部４によって測定された被測定量の値、および被測定量に基づく画像等を表示する。

制御部８は、操作部５に対する操作に従って測定装置１を構成する各構成要素を制御する。具体的には、制御部８は、移動機構２３に供給側保持部２１を移動させて、供給側保持部２１によって保持されている供給側コイル１０１を、操作部５に対する操作によって指定された位置に指定された姿勢で位置する状態（以下、この状態を「指定状態」ともいう）とさせる移動処理を実行する。また、制御部８は、供給側コイル１０１の位置および姿勢を指定状態とさせたときに測定部４に被測定量を測定させる測定処理を実行する。また、制御部８は、測定部４によって測定された被測定量を測定時の供給側コイル１０１の位置および姿勢を示す情報と対応付けて記憶部６に記憶させる。

また、制御部８は、操作部５に対する操作によって供給側コイル１０１の位置や姿勢が時間経過に伴って連続的に変化させるように指定されているきには、移動処理において、供給側コイル１０１の位置や姿勢をその指定に応じて時間経過に伴って連続的に変化させると共に、測定処理において、供給側コイル１０１の位置や姿勢の連続的な変化に応じて被測定量を連続的に測定させる。

次に、測定装置１を用いて非接触給電装置の評価に用いる被測定量を測定する方法、およびその際の測定装置１の動作について図面を参照して説明する。一例として、家庭用の電気製品のバッテリーを充電するのに使用される非接触給電装置の評価に用いる被測定量を測定する方法、およびその際の測定装置１の動作について説明する。

まず、検査対象の非接触給電装置の供給側コイル１０１を保持装置２の供給側保持部２１の上に載置して図外の固定具で固定することにより、供給側コイル１０１を供給側保持部２１に保持させる。次いで、非接触給電装置の受電側コイル１０２を受電側保持部２２の下面に配置して図外の固定具で固定することにより、受電側コイル１０２を受電側保持部２２に保持させる。この場合、供給側コイル１０１が筐体等の内部に収容されていたり、受電側コイル１０２が電気製品の内部に収容されていたりする場合において、その状態（供給側コイル１０１を筐体から取り出したり、受電側コイル１０２を電気製品から取り出したりしていない状態）で測定した被測定量を用いて非接触給電装置を評価するときには、供給側コイル１０１を筐体ごと供給側保持部２１に保持させ、受電側コイル１０２を電気製品ごと受電側保持部２２に保持させる。

続いて、操作部５を操作して各種の設定を行う。まず、被測定量を測定する際に供給側コイル１０１（例えば、供給側コイル１０１の中心部）を位置させる位置をＸＹＺ座標で指定する。次いで、その位置における供給側コイル１０１の姿勢をθ方向の角度を入力することによって指定する。これにより、１つの指定状態を指定する操作が終了する。この場合、この測定装置１では、１つの指定状態（１つの位置および姿勢）を指定する毎に、その指定状態における被測定量を測定させることもできるし、複数の指定状態を予め指定して各指定状態における被測定量を、指定状態を変更しつつ連続して測定させることもできる。この例では、複数の指定状態を予め指定したものとして以下説明する。

続いて、操作部５を操作して、測定部４に測定させる被測定量の種類を指定すると共に、出力部３に電力を出力させる際の出力モードを選択する。この場合、被測定量として、給電効率（供給する電力に対する受電する電力の比率）を指定し、出力モードとして、電圧値を指定した値に維持した状態で電力を出力する出力モードを選択したものとする。

次いで、操作部５を操作して、測定開始の指示操作を行う。これに応じて、制御部８が、出力部３を制御して、選択された出力モードでの電力の出力を開始させる。また、制御部８は、保持装置２の移動機構２３を制御して、供給側保持部２１に支持されている供給側コイル１０１が最初の指定状態として指定された位置において指定された姿勢となるように供給側保持部２１をＸＹＺ方向およびθ方向に移動させる（移動処理の実行）。

続いて、制御部８は、供給側コイル１０１が最初の指定状態となったときに、測定部４を制御して、供給側コイル１０１から供給される電力に対する受電側コイル１０２によって受電される電力の比率である被測定量としての給電効率を測定させる（測定処理の実行）。次いで、制御部８は、測定部４によって測定された最初の指定状態における給電効率を、測定時の供給側コイル１０１の位置および姿勢を示す情報と対応付けて記憶部６に記憶させる。

ここで、この測定装置１では、上記したように、移動機構２３を構成する各部材のうちの一部の部材（供給側保持部２１の移動に伴って移動する拡大領域Ｄ２の全域に重なる部材）を非導電性材料で形成したことで、移動機構２３の十分な強度が確保されて、供給側保持部２１を移動させる際の供給側保持部２１の位置ずれが確実に防止されると共に、非接触給電装置の供給側コイル１０１が発生する磁界に対する影響を十分に低減させることが可能となっている。このため、この測定装置１では、被測定量の測定精度を十分に向上させることが可能となっている。

続いて、制御部８は、保持装置２の移動機構２３を制御して、供給側コイル１０１が２つめ目の指定状態として指定された位置において指定された姿勢となるように供給側保持部２１を移動させる。次いで、制御部８は、供給側コイル１０１が２つめ目の指定状態となったときに、測定部４を制御して給電効率を測定させ、続いて、２つめ目の指定状態における給電効率を、測定時の供給側コイル１０１の位置および姿勢を示す情報と対応付けて記憶部６に記憶させる。以下同様にして、制御部８は、保持装置２および測定部４を制御して、指定された各指定状態における給電効率を測定させて（移動処理および測定処理を実行して）、給電効率を測定時の供給側コイル１０１の位置および姿勢を示す情報と対応付けて記憶部６に記憶させる。

以上により、非接触給電装置の評価に用いる被測定量としての給電効率の測定が終了する。この場合、記憶部６に記憶させた給電効率は、供給側コイル１０１の位置（ＸＹＺ方向の座標）や姿勢（θ方向の角度）による給電効率の相違を一覧で示したり、三次元画像で表示させたりするのに用いることができる。

この測定装置１では、上記したように、制御部８が、供給側保持部２１によって保持されている供給側コイル１０１の位置および姿勢が操作部５に対する指定操作によって指定した指定状態となるように移動機構２３に供給側保持部２１を移動させる移動処理を実行すると共に、供給側コイル１０１の位置および姿勢が指定状態となったときに測定部４に被測定量を測定させる測定処理を実行する。このため、この測定装置１では、供給側保持部２１を移動させる度に手作業で計測した供給側コイル１０１の位置と測定値とを関連付けて記録する従来の構成と比較して、測定効率を十分に向上させることが可能となっている。

このように、この測定装置１によれば、供給側保持部２１を非導電性材料で形成すると共に、移動機構２３を構成する部材のうちの、ＸＹ平面（移動面）に沿った保持部の移動可能領域Ｄ３内のすべての位置に供給側保持部２１を移動させてＺ方向（移動面に直交する直交方向）で供給側保持部２１を平面視したときに供給側保持部２１に重なる部材を非導電性材料で形成したことにより、移動機構２３の十分な強度を確保して、供給側保持部２１を移動させる際の供給側保持部２１の位置ずれを確実に防止することができると共に、非接触給電装置の供給側コイル１０１が発生する磁界に対する影響を十分に低減させることができる。したがって、この測定装置１によれば、被測定量の測定精度を十分に向上させることができる。

また、この測定装置１によれば、Ｚ方向で供給側保持部２１を平面視したときの平面視領域Ｄ１を中心として平面視領域Ｄ１を拡大した拡大領域Ｄ２が規定され、移動可能領域Ｄ３内のすべての位置に供給側保持部２１を移動させて、供給側保持部２１の移動に伴って移動する拡大領域Ｄ２をＺ方向で平面視したときに拡大領域Ｄ２に重なる移動機構２３の部材を非導電性材料で形成したことにより、Ｚ方向で供給側保持部２１を平面視したときに供給側保持部２１に重なる部材だけを非導電性材料で形成した構成よりも広い範囲に位置する部材を非導電性材料で形成することとなるため、供給側コイル１０１が発生する磁界に対する影響をさらに低減させることができる結果、被測定量の測定精度をさらに向上させることができる。

また、この測定装置１によれば、基体部３０と、Ｘ方向に移動可能な第１移動部３１と、Ｙ方向に移動可能な第２移動部３２と、Ｚ方向に移動可能な第３移動部３３と、θ方向に回転可能な第４移動部３４とを備えて移動機構２３を構成したことにより、供給側保持部２１を、任意の位置（受電側保持部２２に対して任意の相対的な位置）において任意のθ方向の角度（受電側保持部２２に対して任意の相対的な角度）だけ回転させた姿勢とさせることができるため、位置や姿勢が異なる状態において数多くの被測定量を測定することができる。

また、この測定装置１では、第１移動部３１のベルト５４と、第２移動部３２におけるＸ方向に沿って延在する部材６３ａ，６３ｃ，６５ａ，６５ｃと、第２移動部３２のベルト６６と、第３移動部３３におけるＸ方向に沿って延在する部材７２ａ，７２ｃと、第３移動部３３における第４移動部３４が固定される部材７２ｅと、第３移動部３３のベルト７３と、第４移動部３４の回転テーブル８１と、第４移動部３４のベルト８２とが非導電性材料で形成されている。つまり、この測定装置１では、供給側コイル１０１が発生する磁界に対する影響を十分に低減させるのに必要な非導電性材料で形成する部材の数が少なく抑えられている。このため、この測定装置１によれば、非導電性材料で形成する部材の数が多くなることによる移動機構２３の強度の低下を防止して、移動機構２３の強度を十分に高めることができる。

また、この測定装置１によれば、柱状体４１ａ〜４１ｄを略矩形に連結したフレーム４１と、中央部に開口部Ｏを有してフレーム４１に取り付けられた板体４２とを備えて基体部３０を構成したことにより、高強度の金属材料（つまり、非導電性材料）で基体部３０を形成したとしても、供給側保持部２１をＺ方向で平面視したときに供給側保持部２１に重なる部分に基体部３０を構成する部材が位置しないようにすることができるため、基体部３０の十分な剛性を確保しつつ、非接触給電装置の供給側コイル１０１が発生する磁界に対する影響を十分に低減させることができる。また、このように基体部３０を構成したことにより、基体部３０の厚みを薄く（高さを低く）抑えることができるため、移動機構２３を全体として十分に小形化することができる。

なお、測定装置は、上記の構成に限定されない。例えば、供給側保持部２１を４軸方向に移動可能な移動機構２３を採用した例について上記したが、必ずしも４軸の全方向に移動可能な移動機構２３を採用する必要はなく、非接触給電装置の使用形態に応じて４軸方向の一部の方向にのみ供給側保持部２１を移動可能な移動機構２３を採用することもできる。また、５軸方向に移動可能な移動機構２３や６軸方向に移動可能な移動機構２３を採用することもできる。つまり、供給側保持部２１を移動させる軸方向を、１軸方向から６軸方向の任意の数の軸方向に規定することができる。

また、非接触給電装置の供給側コイル１０１を保持する供給側保持部２１を移動機構２３が移動させる構成例について上記したが、非接触給電装置の受電側コイル１０２を保持する受電側保持部２２を移動機構２３が移動させる構成を採用することもできる。この場合、受電側保持部２２が「保持部」に相当する。この構成においても、受電側保持部２２を移動させる軸方向を、１軸方向から６軸方向の任意の数の軸方向に規定することができる。

また、供給側コイル１０１を保持する供給側保持部２１、および受電側コイル１０２を保持する受電側保持部２２の双方を移動機構２３が移動させる構成を採用することもできる。この場合、供給側保持部２１および受電側保持部２２の双方が「保持部」に相当する。この構成においても、供給側保持部２１を移動させる軸方向は、１軸方向から６軸方向の任意の数の軸方向に規定することができ、受電側保持部２２を移動させる軸方向も、１軸方向から６軸方向の任意の数の軸方向に規定することができる。

また、平面視領域Ｄ１の面積を４倍に拡大した相似形の拡大領域Ｄ２を規定した例について上記したが、拡大領域Ｄ２の大きさや形状は等倍以上の任意の大きさや形状に規定することができる。したがって、平面視領域Ｄ１と等倍の拡大領域Ｄ２、つまり平面視領域Ｄ１そのものを拡大領域Ｄ２として規定することもできる。

また、拡大領域Ｄ２をＺ方向で平面視したときに拡大領域Ｄ２に重なる全ての部材を非導電性材料で形成するのが好ましいため、上記の例では、このような構成（拡大領域Ｄ２に重なる全ての部材を非導電性材料で形成する構成）を採用しているが、拡大領域Ｄ２に重なる部材のうちの主要な部材（大形の部材）だけを非導電性材料で形成して、その他の部材（小形の部材）については、導電性材料で形成する構成を採用することもできる。

また、モータを駆動部５５，６７，７４，８３として用いる例について上記したが、エアシリンダ、油圧シリンダ、リニアアクチュエータおよび圧電アクチュエータ等を駆動部５５，６７，７４，８３として用いることもできる。

また、被測定量としての給電効率を測定する構成例について上記したが、他の被測定量を測定することもできる。例えば、保持装置２のフレーム２４や保持装置２の周囲に磁界センサを配置し、その磁界センサによって検出される検出値に基づいて供給側コイル１０１から生じる磁界を被測定量として測定可能に測定部４を構成し、制御部８が、移動処理を実行したときに測定部４を制御して磁界を測定させる測定処理を実行する構成を採用することもできる。

１ 測定装置
３ 出力部
４ 測定部
２１ 供給側保持部
２３ 移動機構
３０ 基体部
３１ 第１移動部
３２ 第２移動部
３３ 第３移動部
３４ 第４移動部
４１，５３，７２ フレーム
４１ａ〜４１ｄ 柱状体
４２ 板体
４２ａ〜４２ｄ 縁部
５１，６１ レール
５２，６２ スライダ
５３ａ〜５３ｄ，６３ａ〜６３ｄ，６５ａ〜６５ｄ，７２ａ〜７２ｅ 部材
５４，６６，７３，８２ ベルト
５５，６７，７４，８３ 駆動部
６３ 第１フレーム
６４ 支柱
６５ 第２フレーム
７１ ボールねじ
８１ 回転テーブル
１０１ 供給側コイル
１０２ 受電側コイル
Ｄ１ 平面視領域
Ｄ２ 拡大領域
Ｄ３ 移動可能領域
Ｏ 開口部
Ｓｉ 設置面
Ｓｕ 上面

Claims (4)

1. 非接触給電装置の電極を保持する保持部と、当該保持部を移動させる移動機構と、前記電極を介して供給する電力を出力する出力部と、前記電極を介して電力が供給されている状態において前記非接触給電装置の評価に用いる被測定量を測定する測定部とを備えた測定装置であって、
   前記保持部は、非導電性材料で形成され、
   前記移動機構は、当該移動機構が設置される設置面に対して上面が平行な状態で設置される基体部と、前記設置面に対して平行な移動面に沿った第１方向に移動可能に前記基体部の前記上面に配置された第１移動部と、前記移動面に沿って前記第１方向に直交する第２方向に移動可能に前記第１移動部に配置された第２移動部と、前記移動面に直交する直交方向に移動可能に前記第２移動部に配置された第３移動部と、前記直交方向を中心とする回転方向に回転可能に前記第３移動部に配置されると共に前記保持部を固定可能な第４移動部とを備えて、前記移動面に沿って前記保持部を移動可能に構成されると共に、当該移動機構を構成する部材のうちの、前記移動面に沿った前記保持部の移動可能領域内のすべての位置に当該保持部を移動させて前記直交方向で当該保持部を平面視したときに当該保持部に重なる部材が非導電性材料で形成されている測定装置。
2. 前記直交方向で前記保持部を平面視したときの平面視領域を中心として当該平面視領域を拡大した拡大領域が規定され、
   前記移動機構は、前記移動可能領域内のすべての位置に前記保持部を移動させて当該保持部の移動に伴って移動する前記拡大領域を前記直交方向で平面視したときに当該拡大領域に重なる部材が前記非導電性材料で形成されている請求項１記載の測定装置。
3. 前記基体部は、略矩形の枠形に形成され、
   前記第１移動部は、前記基体部の前記上面における前記第１方向に沿って延在して互いに対向する一対の縁部にそれぞれ配設された一対のレールと、当該各レールに配設された複数のスライダと、複数の部材を略矩形に連結して形成されると共に当該各スライダに固定されたフレームと、前記基体部における前記第２方向に沿って延在して互いに対向する一対の縁部の間に架け渡されて当該フレームを牽引するベルトと、当該ベルトを駆動する駆動部とを備えて構成され、
   前記第２移動部は、前記第１移動部の前記フレームを構成する前記各部材のうちの前記第２方向に沿って延在して互いに対向する一対の当該部材に配設された一対のレールと、当該各レールに配設された複数のスライダと、複数の部材を略矩形に連結して形成されると共に当該各スライダに固定された第１フレームと、前記直交方向に沿って当該第１フレームに立設された複数の支柱と、複数の部材を略矩形に連結して形成されると共に当該第１フレームに対向するように前記各支柱の先端部に固定された第２フレームと、前記第１移動部の前記フレームを構成する前記各部材のうちの前記第１方向に沿って延在して互いに対向する一対の当該部材の間に架け渡されて当該第１フレーム、当該各支柱および当該第２フレームを牽引するベルトと、当該ベルトを駆動する駆動部とを備えて構成され、
   前記第３移動部は、前記第２移動部の前記第１フレームと前記第２フレームとの間に配設されたボールねじと、複数の部材を略矩形に連結して形成されて前記直交方向に沿ってスライド可能に前記第２移動部の前記支柱に支持されると共に前記ボールねじのナット部に固定されたフレームと、前記ボールねじのシャフトに架け渡されて当該シャフトを回転させるベルトと、当該ベルトを駆動する駆動部とを備えて構成され、
   前記第４移動部は、前記保持部を取り付け可能に形成されて前記第３移動部の前記フレームに固定された回転テーブルと、当該回転テーブルと前記第３移動部との間に架け渡されて当該回転テーブルを回転させるベルトと、当該ベルトを駆動する駆動部とを備えて構成され、
   前記第１移動部の前記ベルトと、前記第２移動部の前記第１フレームおよび前記第２フレームを構成する前記各部材のうちの前記第１方向に沿って延在する当該部材と、前記第２移動部の前記ベルトと、前記第３移動部の前記フレームを構成する前記各部材のうちの前記第１方向に沿って延在する当該部材と、前記第３移動部の前記フレームを構成する前記各部材のうちの前記第４移動部が固定される当該部材と、前記第３移動部の前記ベルトと、前記第４移動部の前記回転テーブルと、前記第４移動部の前記ベルトとが非導電性材料で形成されている請求項１または２記載の測定装置。
4. 前記基体部は、柱状体を略矩形に連結したフレームと、中央部に開口部を有して前記フレームに取り付けられた板体とを備えて構成されている請求項３記載の測定装置。

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