JP6793008B2 - Non-contact power transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、電源から送電用コイルを介して、送電用コイルに対向した受電用コイルに非接触で電力を供給して走行中の移動走行体を充電する非接触電力伝送装置に関するものである。 The present invention relates to a non-contact power transmission device that charges a moving moving body by supplying power from a power source to a power receiving coil facing the power transmission coil via a power transmission coil in a non-contact manner.
走行中の移動走行体を充電する方法の一つとして、路面に沿って連続して設けられた複数の送電用コイルと走行する移動走行体に設けられた受電用コイルを対向させて、送電用コイルから受電用コイルに対して無線により電力を供給する非接触電力伝送装置が知られている。この充電方法においては、隣接する2つの送電用コイルの間に間隔がある場合、移動走行体が走行してその間隔に1つの受電用コイルが位置する状態では送電用コイルと受電用コイルの間で磁界結合が弱くなり、電力の供給が不安定になるおそれがある。また、移動走行体に2つの受電用コイルを長尺方向に沿って間隔を設けて備えた場合、移動走行体が走行して1つの送電用コイルに2つの受電用コイルが対向する状態では、送電用コイルと受電用コイルの間で磁界結合が弱くなり、電力の供給が不安定になるおそれがある。そのため、移動走行体が走行して、1つの受電用コイルが隣接する2つの送電用コイルの間の位置を移動するとき、及び、1つの送電用コイルに2つの受電用コイルが対向するときにおいても、送電用コイルから受電用コイルに安定して電力の供給が可能な非接触電力伝送装置が特に重要となる。 As one of the methods for charging a moving moving body while traveling, a plurality of power transmitting coils provided continuously along the road surface and a power receiving coil provided on the moving moving body are opposed to each other for power transmission. A non-contact power transmission device that wirelessly supplies power from a coil to a power receiving coil is known. In this charging method, when there is an interval between two adjacent power transmission coils, when the moving traveling body travels and one power receiving coil is located at the interval, between the power transmission coil and the power receiving coil. The magnetic field coupling is weakened, and the power supply may become unstable. Further, when the moving traveling body is provided with two power receiving coils at intervals along a long direction, the moving traveling body is traveling and the two power receiving coils face each other with one power transmitting coil. The magnetic field coupling between the power transmission coil and the power reception coil becomes weak, and the power supply may become unstable. Therefore, when the moving traveling body travels and one power receiving coil moves a position between two adjacent power transmission coils, and when two power receiving coils face each other to one power transmission coil. However, a non-contact power transmission device capable of stably supplying power from the power transmission coil to the power reception coil is particularly important.
従来、移動走行体の非接触電力伝送装置において、送電用コイルが設けられた路面を移動走行体が走行する間、電力を連続的に供給する技術として、各々の送電用コイルを互いにハーフピッチの間隔で重畳させ、並列接続させて路面に設ける技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この構成により、移動走行体が進行方向において路面のどの位置を走行していても電力の供給を可能とする。 Conventionally, in a non-contact power transmission device of a mobile vehicle, as a technique of continuously supplying electric power while the mobile vehicle travels on a road surface provided with power transmission coils, the power transmission coils are half-pitched with each other. There is known a technique of superimposing them at intervals and connecting them in parallel to provide them on a road surface (see, for example, Patent Document 1). With this configuration, it is possible to supply electric power regardless of the position on the road surface in the traveling direction of the moving traveling body.
しかし、特許文献1に記載された発明では、送電用コイルが重畳されて設けられているため、移動走行体が充電を行う所定の距離に送電用コイルを設けるとき、重畳されている分、設ける送電用コイルの数が増え、材料費が高価になる問題がある。また、送電用コイルが重畳されていることで送電用コイルの厚さが2倍になり、重畳したコイルのうず電流損が増大されて、送電用コイルと受電用コイルの間の磁界の妨害等が起こり、非接触電力伝送の効率が低下する問題がある。
However, in the invention described in
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、送電用コイルを重畳して設けなくても、送電用コイルと受電用コイルの間の磁界結合が可能であり、1つの受電用コイルが隣接する2つの送電用コイルに跨った状態、及び、1つの送電用コイルに2つの受電用コイルが対向する状態で電力を供給して、安定して移動走行体を充電可能な非接触電力伝送装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and magnetic field coupling between the power transmission coil and the power reception coil is possible without superimposing the power transmission coil, and one power reception coil can be used. Non-contact power transmission that can stably charge a moving vehicle by supplying power while straddling two adjacent power transmission coils and with two power receiving coils facing each other for one power transmission coil. The challenge is to provide the equipment.
かかる課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、電源装置から送電用コイルを介して、送電用コイルに対向した受電用コイルに非接触で電力を供給する非接触電力伝送装置であって、前記送電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて複数設けられ、前記受電用コイルは前記送電用コイルの長尺方向に沿って移動する移動走行体に設けられ、前記受電用コイルは前記送電用コイルより長尺方向において長くなるように形成され、前記受電用コイルが2つの前記送電用コイルに跨った状態において、前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されており、前記受電用コイルの移動に応じて各々の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切り替えるための送電側切替え手段が設けられ、隣接する2つの前記送電用コイルの間の中心位置と前記受電用コイルの長尺方向における中心位置がほぼ一致することを検知する第1位置検知装置が設けられ、前記送電側切替え手段を制御する送電側制御装置が設けられ、前記送電側制御装置は、前記受電用コイルが隣接する2つの前記送電用コイルに跨った状態で、隣接する前記送電用コイルの間の中心位置と前記受電用コイルの長手方向における中心位置がほぼ一致することを前記第1位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記送電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側にある前記送電用コイルと前記電源装置の電源を接続させ、後方側にある前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切断させるように構成されていることを特徴とする。
In order to solve such a problem, the invention according to
請求項2に記載の発明は、電源装置から送電用コイルを介して、送電用コイルに対向した受電用コイルに非接触で電力を供給する非接触電力伝送装置であって、前記送電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて複数設けられ、前記受電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて2つ、前記送電用コイルの長尺方向に沿って移動する移動走行体に設けられ、隣接する2つの前記送電用コイルに対して2つの前記受電用コイルがそれぞれ対向する状態で、対向する前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されており、前記受電用コイルの移動に応じて各々の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切替えるための送電側切替え手段が設けられ、前記移動走行体に、2つの前記受電用コイルと接続して前記受電用コイルに供給された電力を蓄電する蓄電装置が設けられ、前記移動走行体に、前記送電側切替え手段により前記電源装置と接続される各々の前記送電用コイルを介して、2つの前記受電用コイルのどちらにも電力が供給されるように、前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続する受電側切替え手段が設けられ、隣接する前記送電用コイルの間の中心位置と2つの前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを検知する第2位置検知装置が設けられ、前記送電側切替え手段を制御する送電側制御装置が設けられ、前記移動走行体に、前記受電側切替え手段を制御する受電側制御装置が設けられ、前記送電側制御装置は、隣接する2つの前記送電用コイルに対して2つの前記受電用コイルがそれぞれ対向する状態で、隣接する2つの前記送電用コイルの間の中心位置と2つ前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを前記第2位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記送電側切替え装置を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記送電用コイルと前記電源装置の電源を接続させ、後方側の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切断させるように構成され、且つ、前記受電側制御装置は、隣接する2つの前記送電用コイルの間の中心位置と2つ前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを前記第2位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記受電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続させ、後方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置の接続を切断させるように構成されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の構成に加え、前記受電用コイルの移動に応じて各々の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切替えるための送電側切替え手段が設けられ、前記移動走行体に、2つの前記受電用コイルと接続して前記受電用コイルに供給された電力を蓄電する蓄電装置が設けられ、前記移動走行体に、前記送電側切替え手段により前記電源装置と接続される各々の前記送電用コイルを介して、2つの前記受電用コイルのどちらにも電力が供給されるように、前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続する受電側切替え手段が設けられ、前記送電用コイルの長手方向における中心位置と2つの前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを検知する第3位置検知装置が設けられ、前記移動走行体に、前記受電側切替え手段を制御する受電側制御装置が設けられ、前記受電側制御装置は、1つの前記送電用コイルに2つの前記受電用コイルが対向する状態で、前記送電用コイルの長手方向における中心位置と2つの前記受電用コイルの間の中心位置が一致することを前記第3位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記受電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置の接続を切断させ、後方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続させるように構成され、1つの前記送電用コイルに2つの前記受電用コイルが対向する状態で、前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されていることを特徴とする。
The invention according to
本発明によれば、送電用コイルを重畳して設けなくても、送電用コイルと受電用コイルの間の磁界結合が可能であり、受電用コイルが隣接する送電用コイルに跨った状態、及び、1つの送電用コイルに2つの受電用コイルが対向する状態で電力を供給して、安定して移動走行体を充電可能とする。 According to the present invention, it is possible to couple the magnetic field between the power transmission coil and the power receiving coil without superimposing the power transmission coil, and the power receiving coil straddles the adjacent power transmission coil. Power is supplied to one power transmission coil in a state where two power receiving coils face each other, so that the moving traveling body can be stably charged.
[発明の実施の形態1]
図1及び2には、この発明の実施の形態1を示す。
この実施の形態1に係る非接触電力伝送装置100は、図1に示すように、電源装置1と、路面に複数設けられ、電源装置1に接続されることにより電力が供給される送電用コイル2と、この送電用コイル2に沿って走行する移動走行体3と、送電用コイル2と対向するように移動走行体3に設けられた受電用コイル4とを備えている。
[
1 and 2
As shown in FIG. 1, a plurality of non-contact
この電源装置1は、地面上に1つ固設され、走行する移動走行体3に設けられている受電用コイル4の位置に応じて各々の送電用コイル2と接続されるように構成されている。
One of the
また、送電用コイル2は、図1に示すように、長尺方向に沿って互いに間隔を設けて複数設けられている。一方、受電用コイル4は、図1に示すように、移動走行体3に1つ固設され、また、図2に示すように、受電用コイル4の長尺方向の長さL1は、送電用コイル2の長さL2より2倍に長くなるように形成されている。
Further, as shown in FIG. 1, a plurality of
また、この実施の形態1に係る非接触電力伝送装置100には、送電用コイル2と電源装置1の電源の接続を切替える送電側切替え手段5が送電用コイル2に対してそれぞれ設けられている。さらに、図2(b)及び(c)に示すような隣接する2つの送電用コイル2の間の中心位置c1と受電用コイル4の長尺方向における中心位置c2がほぼ一致することを検知して信号を発信する第1位置検知装置9を有している。さらにまた、その信号を受信してそれぞれの送電側切替え手段5を制御する送電側制御装置6が送電側切替え手段5に対して設けられている。
Further, in the non-contact
この第1位置検知装置9は、図1に示すように、受電用コイル4の長尺方向における中心位置c2(図2参照)に設けられ、信号を発信する第1発信装置7と、隣接する送電用コイル2の間の中心位置c1(図2参照)に設けられ、第1発信装置7の信号を受信して信号の受信レベルを測定し、受信レベルの情報と共に送電側制御装置6に制御信号を出す第1受信装置8で構成されている。第1位置検知装置9は、この第1発信装置7からの信号を第1受信装置8が受信することにより、図2(b)及び(c)に示すような隣接する2つの送電用コイル2の間の中心位置c1と受電用コイル4の長尺方向における中心位置c2がほぼ一致することを検知できるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the first position detecting device 9 is provided at the center position c2 (see FIG. 2) of the
さらに、送電側制御装置6は、第1位置検知装置の第1受信装置8からの受信レベルの情報と信号を受信して送電側切替え手段5を制御するように構成されている。なお、送電側切替え手段5が送電用コイル2と電源装置1の電源の接続を切替える動作については後述する。
Further, the power transmission side control device 6 is configured to receive the reception level information and the signal from the
このようにして、移動走行体3が走行して、1つの受電用コイル4が隣接する2つの送電用コイル2に跨った状態で、送電用コイル2と受電用コイル4の間で磁界結合できるように構成されている。
In this way, the moving traveling
次に、実施の形態1の非接触電力伝送装置100の使用方法について説明する。
まず、受電用コイル4が設けられた移動走行体3は、移動走行体3に設けられた蓄電装置17から電力が駆動源(図示せず)に供給され、駆動源が移動走行体3の車輪を転動させることにより、送電用コイル2が設けられた路面を走行する。ここで、図2(a)に示すように、受電用コイル4の中心位置c2から進行方向の後方側(後方側)に送電用コイル2aの全体が対向しているとき、送電用コイル2aは、送電側切替え手段5により電源装置1と接続され、電源装置1から電力が供給されている。そして、受電用コイル4は送電用コイル2aを介して電力が供給され、移動走行体3が充電されている。
Next, a method of using the non-contact
First, in the moving traveling
そして、移動走行体3が走行すると、図2(b)及び(c)に示すように、1つの受電用コイル4が隣接する2つの送電用コイル2a,2bに跨った状態となる。このとき、受電用コイル4の中心位置c2に設けられた第1発信装置7(第1位置検知装置9)が発信する信号を隣接する2つの送電用コイル2の中心位置c1に設けられた第1受信装置8(第1位置検知装置9)が受信する。これにより、第1受信装置8は隣接する2つの送電用コイル2a,2bの間の中心位置c1と受電用コイル4の長尺方向における中心位置c2がほぼ一致したことを検知して制御信号を発信する。また、このとき、第1受信装置8は、第1発信装置7の信号の受信レベルを測定し、その受信レベルの情報を発信する。第1受信装置8からの受信レベルの情報と制御信号を受信した送電側制御装置6が送電側切替え手段5を制御することにより、受電用コイル4の進行方向の前方側(前方側)の送電用コイル2bと電源装置1の電源を、図2(b)に示すようなOFF(切断)の状態から、図2(c)に示すようなON(接続)の状態にする。また、送電側制御装置6は、受信した受信レベルが、後方側の隣接する2つの送電用コイル2,2aの間に設けられた第1受信装置8から受信した受信レベルより高くなった状態で、後方側の送電用コイル2aと電源装置1の電源を、図2(b)に示すようなONの状態から、図2(c)に示すようなOFFの状態にする。
Then, when the moving traveling
さらに、移動走行体3が走行すると、図2(d)に示すように、受電用コイル4は送電用コイル2b上を移動していき、走行先の送電用コイル2cに移動して、図2(a)に示す状態と同様、受電用コイル4のほぼ中心位置c2から後方側に送電用コイル2bの全体が対向している状態となる。このとき、送電用コイル2bは、電源装置1の電源と接続されたままであるため、電源装置1から電力が供給され、受電用コイル4と磁界結合している状態となっている。そのため、送電用コイル2から受電用コイル4に電力が供給され、引き続き移動走行体3の充電が行われている。
Further, when the moving traveling
さらにまた、移動走行体3が走行すると、再び図2(b)及び(c)に示すような1つの受電用コイル4が隣接する2つの送電用コイル2a,2bに跨った状態となる。そして、送電側切替え手段5による隣接する2つの送電用コイル2a,2bと電源装置1の電源の接続の切り替えが行われる。
Furthermore, when the moving traveling
このようにして、非接触電力伝送装置100の移動走行体3は走行中に充電され続けている。
In this way, the mobile traveling
ここで、1つの受電用コイル4が隣接する2つの送電用コイル2a,2bに跨った状態において、図2(b)及び(c)に示すように、受電用コイル4と対向する送電用コイル2a,2bの何れかが電源装置1と接続され、電源装置1から電力が供給されるようになっている。そのため、受電用コイル4が隣接する送電用コイル2a,2bの間を通過するとき、受電用コイル4は、送電用コイル2a,2bの何れかと磁界結合するため、送電用コイル2から電力を受給でき、受電用コイル4が隣接する送電用コイル2の間に跨った状態で、安定して移動走行体3を充電することが可能となる。従って、実施の形態1における送電側切替え手段5の送電用コイル2と電源装置1の電源の切替えにより、送電用コイル2を重畳に設けなくても、受電用コイル4が隣接する2つの送電用コイル2の上を通過する状態で、安定して移動走行体3を充電することができる。また、送電用コイル2を重畳に設けなくてもよいため、重畳した送電用コイル2間のうず電流損の増大による磁界の妨害が起きることがなく、非接触電力伝送の効率の低下を防止することができる。
Here, in a state where one
さらに、電源装置1との接続は、図2(b)及び(c)に示すように、受電用コイル4が送電用コイル2aから送電用コイル2bへ移動するときに、送電用コイル2aから送電用コイル2bが接続されるように切り替わり、電源装置1からの電力が供給される送電用コイル2も送電用コイル2aから送電用コイル2bに切り替わる。そのため、受電用コイル4と磁界結合する送電用コイル2は受電用コイル4が通過する送電用コイル2aから受電用コイルが進行する送電用コイル2bに切り替えることができる。従って、移動走行体3が走行して受電用コイル4が隣接する送電用コイル2a,2bの間を通過するとき、受電用コイル4は送電用コイル2aを通過しても送電用コイル2bから電力を受給でき、路面の進行方向においてどの位置を走行していても、安定して移動走行体3を充電することができる。
Further, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), the connection with the
[発明の実施の形態2]
図3及び4には、この発明の実施の形態2を示す。
この実施の形態2に係る非接触電力伝送装置200は、図3に示すように、移動走行体3に設けられた2つの受電用コイル4を備えている。
[
3 and 4
As shown in FIG. 3, the non-contact
この2つの受電用コイル4は、図3に示すように、長尺方向に沿って並べられて設けられ、また、図4(a)に示すように、受電用コイル4の長さL3は、送電用コイル2の長さL4より2分の1に短くなるように形成されている。
As shown in FIG. 3, the two power receiving coils 4 are provided side by side in the longitudinal direction, and as shown in FIG. 4A, the length L3 of the
また、この実施の形態2に係る非接触電力伝送装置200には、移動走行体3に設けられ、2つの受電用コイル4から受電用コイル4に供給された電力を蓄電するための蓄電装置17が設けられている。さらに、送電側切替え手段5により電源装置1と接続される各々の送電用コイル2を介して、2つの受電用コイル4のどちらにも電力が供給されるように受電用コイル4と蓄電装置17の接続を切替える受電側切替え手段16が受電用コイル4に対してそれぞれ設けられている。
Further, the non-contact
また、非接触電力伝送装置200には、図4(b)及び(c)に示すような隣接する送電用コイル2の間の中心位置c3と2つの受電用コイル4の間の中心位置c4がほぼ一致することを検知して信号を発信する第2位置検知装置14が設けられている。さらにまた、その信号を受信して送電側切替え手段5を制御する送電側制御装置6が送電側切替え手段5に対して設けられている。また、第2位置検知装置14又は後述する第3位置検知装置15の信号を受信して受電側切替え手段16を制御する受電側制御装置18が移動走行体3内の受電側切替え手段16に対して設けられている。
Further, the non-contact
この第2位置検知装置14は、図3に示すように、隣接する送電用コイル2の間の中心位置c3に設けられた無線装置10と2つの受電用コイル4の間の中心位置c4に設けられた無線装置11で構成されている。この無線装置10,11は、隣接する送電用コイル2の間の中心位置c3と2つの受電用コイル4の間の中心位置c4がほぼ一致する範囲で無線通信可能となり、無線通信した無線装置10が無線装置11の無線の通信レベルを測定して通信レベルの情報と共に送電側制御装置6及び受電側制御装置18に制御信号を発信するように構成されている。このようにして、第2位置検知装置14は、隣接する送電用コイル2の間の中心位置c3と2つの受電用コイル4の間の中心位置c4がほぼ一致することを検知するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the second
また、送電側制御装置6は、第2位置検知装置14の無線装置10からの通信レベルの情報と制御信号を受信して送電側切替え手段5を制御することにより、送電用コイル2と電源装置1の電源の接続を切替えさせるように構成されている。なお、送電側切替え手段5が送電用コイル2と電源装置1の電源の接続を切替える動作については後述する。
Further, the power transmission side control device 6 receives the communication level information and the control signal from the
さらに、受電側制御装置18は、無線装置10からの通信レベルの情報と制御信号を受信して受電側切替え手段16を制御することにより、受電用コイル4と蓄電装置17の接続を切替えさせるように構成されている。なお、受電側切替え手段16が受電用コイル4と蓄電装置17の電源の接続を切替える動作については後述する。
Further, the power receiving
このようにして、移動走行体3が走行して、隣接する2つの送電用コイル2に対して2つの受電用コイル4がそれぞれ対向する状態で、対向する送電用コイル2と受電用コイル4の間で磁界結合できるように構成されている。
In this way, the moving traveling
また、非接触電力伝送装置200には、図4(e)及び(f)に示すような送電用コイル2の長尺方向における中心位置c5と2つの受電用コイル4の間の中心位置c4がほぼ一致することを検知して信号を発信する第3位置検知装置15が設けられている。
Further, in the non-contact
この第3位置検知装置15は、図3に示すように、送電用コイル2の長手方向における中心位置c5(図4参照)に設けられ、信号を発信する第2発信装置12と、2つの受電用コイル4の間の中心位置c4(図4参照)に設けられ、第2発信装置12からの信号を受信してその受信レベルを測定し、受信レベルの情報と共に受電側制御装置18に制御信号を発信する第2受信装置13で構成されている。この第2発信装置12からの信号を第2受信装置13が受信することにより、第3位置検知装置15は、送電用コイル2の長尺方向における中心位置c5と2つの受電用コイル4の間の中心位置c4がほぼ一致することを検知するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the third
さらに、受電側制御装置18は、第2受信装置13からの受信レベルの情報と制御信号を受信して、受電側切替え手段16を制御することにより、受電用コイル4と蓄電装置17の接続を切替えるように構成されている。なお、受電側切替え手段16が受電用コイル4と蓄電装置17の接続を切替える動作については後述する。
Further, the power receiving
このようにして、移動走行体3が走行して、1つの送電用コイル2に2つの受電用コイル4が対向する状態で、送電用コイル2と受電用コイル4の間で磁界結合できるように構成されている。
In this way, the moving traveling
その他の構成については、上述した実施の形態1と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。 Since the other configurations are the same as those in the first embodiment described above, the same configurations are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
次に、実施の形態2の非接触電力伝送装置200の使用方法について説明する。
まず、2つの受電用コイル4が設けられた移動走行体3は、実施の形態1と同様に長尺方向に沿って複数の送電用コイル2が並べられて設けられた路面を走行する。ここで、図4(a)に示すように、後方側の受電用コイル4bの全体が送電用コイル2aと対向し、受電用コイル4aが送電用コイル2aから進行方向にはみ出しているとき、送電用コイル2aは、送電側切替え手段5により電源装置1と接続され、電源装置1から電力が供給されている。また、受電側切替え手段16により、受電用コイル4bは蓄電装置17と接続され、受電用コイル4aは蓄電装置17と接続が切断されている。そして、受電用コイル4bは送電用コイル2aを介して電力が供給され、移動走行体3は充電されている。
Next, a method of using the non-contact
First, the mobile traveling
そして、移動走行体3が走行すると、図4(b)及び(c)に示すように、隣接する2つの送電用コイル2a,2bに対して2つの受電用コイル4a,4bがそれぞれ対向する状態となる。このとき、隣接する送電用コイル2a,2bの間の中心位置c3と2つの受電用コイル4a,4bの間の中心位置c4がほぼ一致する範囲となり、無線装置10,11(第2位置検知装置14)が互いに通信可能となる。これにより無線装置10は、隣接する送電用コイル2a,2bの間の中心位置c3と2つの受電用コイル4a,4bの間の中心位置c4が一致したことを検知する。そして、無線装置10は送電側制御装置6及び受電側制御装置18に制御信号を発信する。また、このとき、無線装置10は、無線装置11の無線の通信レベルを測定して、その通信レベルの情報を送電側制御装置6及び受電側制御装置18に発信する。
Then, when the moving traveling
無線装置10からの通信レベルの情報と制御信号を受信した送電側制御装置6は、送電側切替え手段5を制御することにより、前方側の送電用コイル2bと電源装置1の電源を、図4(b)に示すようなOFFの状態から、図4(c)に示すようなONの状態にする。また、無線装置10から受信した通信レベルが、後方側の隣接する2つの送電用コイル2,2a間に設けられた無線装置11の無線の通信レベルより高くなった状態で、後方側の送電用コイル2aと電源装置1の電源を、図4(b)に示すようなONの状態から、図4(c)に示すようなOFFの状態にする。さらに、無線装置10からの通信レベルの情報と制御信号を受信した受電側制御装置18は、受電側切替え手段16を制御することにより、前方側の受電用コイル4aと蓄電装置17の接続を、図4(b)に示すようなOFFの状態から、図4(c)に示すようなONの状態にする。さらにまた、無線装置10から受信した通信レベルが、後方側の隣接する2つの送電用コイル2,2a間に設けられた無線装置11の無線の通信レベルより高くなった状態で、後方側の受電用コイル4bと蓄電装置17の接続を、図4(b)に示すようなONの状態から、図4(c)に示すようなOFFの状態にする。これにより、後方側で対向する送電用コイル2aと受電用コイル4bの間で磁界結合している状態から前方側で対向する送電用コイル2bと受電用コイル4aの間で磁界結合する状態になる。
Upon receiving the communication level information and the control signal from the
さらに移動走行体3が走行すると、図4(d)に示すように、前方側の受電用コイル4aの全体が送電用コイル2bに対向し、受電用コイル4bが送電用コイル2bの上を進行する状態となる。このとき、送電側切替え手段5は送電用コイル2bと電源装置1の電源をONの状態のままにしており、また、受電側切替え手段16は受電用コイル4aと蓄電装置17の接続をONの状態のままにしている。そのため、図4(d)の状態で、送電用コイル2bと受電用コイル4aの間で引き続き磁界結合が行われ、電力の供給が行われている。
When the moving traveling
さらにまた移動走行体3が走行すると、図4(e)及び(f)に示すように、一つの送電用コイル2bに2つの受電用コイル4a,4bが対向する状態となる。このとき、送電用コイル2bの長手方向における中心位置c5に設けられた第2発信装置12(第3位置検知装置15)が信号を発信し、2つの受電用コイル4a,4bの間の中心位置c4に設けられた第2受信装置13(第3位置検知装置15)が信号を受信する。これにより、第2受信装置13は、送電用コイル2bの長手方向における中心位置c5と2つの受電用コイル4a,4bの間の中心位置c4がほぼ一致したことを検知して受電側制御装置18に制御信号を発信する。また、第2受信装置13は、第2発信装置の信号の受信レベルを測定し、受信レベルの情報を受電側制御装置18に発信する。制御信号を受信した受電側制御装置18は、受電側切替え手段16を制御することにより、受電用コイル4bと蓄電装置17の接続を、図4(e)に示すようなOFFの状態から、図4(f)に示すようなONの状態に切替える。また、受電側制御装置18は、第2受信装置から受信した受信レベルが、後方側の送電用コイル2aのほぼ中心位置c5に設けられた第2発信装置の信号の受信レベルより高くなった状態で、受電用コイル4aと蓄電装置17の接続を、図4(e)に示すようなONの状態から、図4(f)に示すようなOFFの状態に切替える。これにより、前方側の受電用コイル4aと送電用コイル2bの間で磁界結合していた状態から、後方側の受電用コイル4bと送電用コイル2bの間で磁界結合する状態になる。
Furthermore, when the moving traveling
さらに移動走行体3が走行すると、図4(g)に示すように、再び隣接する2つの送電用コイル2b,2cに対して2つの受電用コイル4a,4bがそれぞれ対向する状態となる。このとき、図2(b)及び(c)の状態のときと同様に、送電側切替え手段5により送電用コイル2と電源装置1の電源の接続が切替わり、且つ、受電側切替え手段16により、受電用コイル4と蓄電装置17の接続が切替わり、送電用コイル2と受電用コイル4の間で引き続き磁界結合が行われ、電力の供給が行われる。
Further, when the moving traveling
このようにして、非接触電力伝送装置200の走行中に移動走行体3は充電され続ける。
In this way, the mobile traveling
ここで、隣接する2つの送電用コイル2に対して2つの受電用コイル4がそれぞれ対向する状態において、図4(b)及び(c)に示すように、送電用コイル2a,2bとそれぞれ対向する受電用コイル4a,4bの何れか一組の送電用コイル2が電源装置1と接続され、受電用コイル4が蓄電装置17と接続される。そして、電源装置1からの電力が送電用コイル2を介して受電用コイル4に供給されるようになっている。そのため、受電用コイル4a,4bが隣接する送電用コイル2a,2bの間を通過するときでも、受電用コイル4a,4bのいずれかが対向する送電用コイル2a,2bと磁界結合するため、送電用コイル2a,2bの何れかから電力を受給できる。従って、送電用コイル2を重畳に設けなくても、2つの受電用コイル4が隣接する2つの送電用コイル2の上を通過する状態で、安定して移動走行体3を充電することができる。また、送電用コイル2を重畳に設けなくてもよいため、重畳した送電用コイル2間のうず電流損の増大による磁界の妨害が起きることがなく、非接触電力伝送の効率の低下を防止することができる。
Here, in a state where the two power receiving coils 4 face each other with respect to the two adjacent power transmission coils 2, they face the power transmission coils 2a and 2b, respectively, as shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c). The
さらに、送電用コイル2と電源装置1の接続は、後方側の送電用コイル2aから前方側の送電用コイル2bがONになるように切替えられ、且つ、受電用コイル4と蓄電装置17の接続は、後方側の受電用コイル4bから前方側の受電用コイル4aがONになるように切替えられる。そして、送電用コイル2と受電用コイル4の磁界結合は、後方側の送電用コイル2aと受電用コイル4bの間から前方側の送電用コイル2bと受電用コイル4aの間で行われるようになる。これにより、移動走行体3が走行して、後方側の受電用コイル4bが2つの送電用コイル2a,2bの間に跨った状態になっても、送電用コイル2bと前方側の受電用コイル4aは対向して両コイル間で磁界結合できるため、送電用コイル2を介して電源装置1からの電力を受電用コイル4が受給して、移動走行体3を充電させることができる。
Further, the connection between the
さらにまた、1つの送電用コイル2に2つの受電用コイル4が対向する状態において、受電用コイル4と蓄電装置17の接続は、図4(e)及び(f)に示すように、前方側の受電用コイル4aから後方側の受電用コイル4bに切替えられる。そのため、移動走行体3が走行して、電源装置1と接続されている送電用コイル2bの上部を前方側の受電用コイル4aが通過しても、後方側の受電用コイル4bと蓄電装置17の接続がONの状態に切替わっている。そのため、送電用コイル2bと受電用コイル4bの間で磁界結合して、電力を供給することができる、移動走行体3は進行方向において路面のどの位置を走行していても充電可能となる。
Furthermore, in a state where two power receiving coils 4 face each other to one
[その他の実施の形態]
なお、実施の形態1及び2では、1つの電源装置1が設けられているが、これに限らず、各々の送電用コイル2に対して電源装置1がそれぞれ接続されるように構成されても良い。
[Other embodiments]
In the first and second embodiments, one
また、実施の形態1では、受電用コイル4の長さは送電用コイル2の長さの2倍となるように構成されているが、これに限らず、受電用コイル4が2つの送電用コイル2の間に跨っている状態で、送電用コイル2と受電用コイル4の間で磁界結合できるように、受電用コイル4の長さが送電用コイル2より長くなるように構成されていれば良い。
Further, in the first embodiment, the length of the
さらに、実施の形態2では、受電用コイル4の長さは送電用コイル2の2分の1となるように構成されているが、これに限らず、隣接する2つの送電用コイル2に対して2つの受電用コイル4がそれぞれ対向する状態で、送電用コイル2と受電用コイル4の間で磁界結合できる長さであれば良い。
Further, in the second embodiment, the length of the
さらにまた、実施の形態1において、受電用コイル4は、長尺の平板であるコアにコアの長尺方向において中央付近部分より両端付近部分の巻き幅が密になるように電線を巻回させて形成されていてもよい。この受電用コイル4を設けることにより、受電用コイル4が送電用コイル2のどの位置を移動していても、常に送電用コイル2aと受電用コイル4の磁気の結合係数はほぼ一定となる。そのため、移動走行体3の位置ごとに電源装置1の供給電力が変化することを防ぐことができ、さらに移動走行体3を安定に充電できる。
Furthermore, in the first embodiment, in the
また、実施の形態2では、送電用コイル2は、長尺の平板であるコアにコアの長尺方向において中央付近部分より両端付近部分の巻き幅が密になるように電線を巻回させて形成されていてもよい。この送電用コイル2を設けることにより、受電用コイル4が送電用コイル2のどの位置を移動していても、常に送電用コイル2aと受電用コイル4bの磁気の結合係数はほぼ一定となる。そのため、移動走行体3の位置ごとに電源装置1の供給電力が変化することを防ぐことができ、さらに移動走行体3を安定に充電できる。
Further, in the second embodiment, in the
さらに、実施の形態1では、第1位置検知装置9は、受電用コイル4の中心位置c2に設けられ、信号を発信する第1発信装置7と隣接する送電用コイル2の間の中心位置c1に設けられ、第1発信装置7からの信号を受信する第1受信装置8で構成されている。しかし、この構成に限らず、隣接する2つの送電用コイル2の間の中心位置c1と受電用コイル4の長尺方向における中心位置c2がほぼ一致することを検知できる構成であればよい。
Further, in the first embodiment, the first position detection device 9 is provided at the center position c2 of the
さらにまた、実施の形態2では、第2位置検知装置14は、隣接する送電用コイル2の間の中心位置c3に無線装置10が設けられ、2つの受電用コイル4の間の中心位置c4に無線装置11設けられ、隣接する送電用コイル2の間の中心位置c3と2つの受電用コイル4の間の中心位置c4がほぼ一致する範囲で、互いに無線通信可能となるように構成されている。しかし、この構成に限らず、隣接する送電用コイル2の間の中心位置c3と2つの受電用コイル4の間の中心位置c4がほぼ一致することを検知できる構成であればよい。
Furthermore, in the second embodiment, the second
また、実施の形態2では、第3位置検知装置15は、送電用コイル2の長手方向における中心位置c5に設けられ、信号を発信する第2発信装置12と、2つの受電用コイル4の間の中心位置c4に設けられ、第2発信装置12からの信号を受信する第2受信装置13で構成されている。しかし、この構成に限らず、送電用コイル2の長尺方向における中心位置c3と2つの受電用コイル4の間の中心位置c4がほぼ一致することを検知できる構成であればよい。
Further, in the second embodiment, the third
さらに、実施の形態1及び2では、送電側切替え手段5が各々の送電用コイル2にそれぞれ設けられているが、送電側制御装置6に制御され、送電用コイル2と電源装置1の電源の接続を任意に切替えられる構成であればよい。
Further, in the first and second embodiments, the power transmission side switching means 5 is provided in each
さらにまた、当実施の形態2では、受電側切替え手段16は2つの受電用コイル4にそれぞれ設けられているが、受電側制御装置18により制御され、受電用コイル4と蓄電装置17の接続を切替えられる構成であればよい。
Furthermore, in the second embodiment, the power receiving side switching means 16 is provided in each of the two power receiving coils 4, but is controlled by the power receiving
また、上記各実施の形態は本発明の例示であり、本発明が上記各実施の形態のみに限定されることを意味するものではないことは、いうまでもない。 It goes without saying that each of the above embodiments is an example of the present invention and does not mean that the present invention is limited to each of the above embodiments.
1・・・電源装置
2・・・送電用コイル
3・・・移動走行体
4・・・受電用コイル
5・・・送電側切替え手段
6・・・送電側制御装置
7・・・第1発信装置
8・・・第1受信装置
9・・・第1位置検知装置
10,11・・・無線装置
12・・・第2発信装置
13・・・第2受信装置
14・・・第2位置検知装置
15・・・第3位置検知装置
16・・・受電側切替え手段
17・・・蓄電装置
18・・・受電側制御装置
100・・・非接触電力伝送装置
200・・・非接触電力伝送装置
L1・・・実施の形態1における受電用コイルの長さ
L2・・・実施の形態1における送電用コイルの長さ
L3・・・実施の形態2における受電用コイルの長さ
L4・・・実施の形態2における送電用コイルの長さ
c1・・・実施の形態1における隣接する送電用コイルの間の中心位置
c2・・・実施の形態1における受電用コイルの長尺方向における中心位置
c3・・・実施の形態2における隣接する送電用コイルの間の中心位置
c4・・・実施の形態2における2つの受電用コイルの間の中心位置
c5・・・実施の形態2における送電用コイルの長尺方向における中心位置
1 ...
Claims (3)
前記送電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて複数設けられ、
前記受電用コイルは前記送電用コイルの長尺方向に沿って移動する移動走行体に設けられ、
前記受電用コイルは前記送電用コイルより長尺方向において長くなるように形成され、
前記受電用コイルが2つの前記送電用コイルに跨った状態において、前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されており、
前記受電用コイルの移動に応じて各々の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切り替えるための送電側切替え手段が設けられ、
隣接する2つの前記送電用コイルの間の中心位置と前記受電用コイルの長尺方向における中心位置がほぼ一致することを検知する第1位置検知装置が設けられ、
前記送電側切替え手段を制御する送電側制御装置が設けられ、
前記送電側制御装置は、前記受電用コイルが隣接する2つの前記送電用コイルに跨った状態で、隣接する前記送電用コイルの間の中心位置と前記受電用コイルの長手方向における中心位置がほぼ一致することを前記第1位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記送電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側にある前記送電用コイルと前記電源装置の電源を接続させ、後方側にある前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切断させるように構成されている
ことを特徴とする非接触電力伝送装置。 A non-contact power transmission device that non-contactly supplies power from a power supply device to a power receiving coil facing the power transmission coil via a power transmission coil.
A plurality of the power transmission coils are provided at intervals along the long direction.
The power receiving coil is provided on a moving traveling body that moves along the long direction of the power transmission coil.
The power receiving coil is formed so as to be longer in the longer direction than the power transmission coil.
In a state where the power receiving coil straddles the two power transmission coils, a magnetic field coupling can be performed between the power transmission coil and the power receiving coil .
A power transmission side switching means for switching the connection between each power transmission coil and the power supply of the power supply device is provided according to the movement of the power reception coil.
A first position detection device for detecting that the center position between two adjacent power transmission coils and the center position of the power reception coil in the long direction substantially coincide with each other is provided.
A power transmission side control device for controlling the power transmission side switching means is provided.
In the power transmission side control device, the center position between the adjacent power transmission coils and the center position in the longitudinal direction of the power reception coils are approximately the same in a state where the power reception coil straddles two adjacent power transmission coils. By receiving the signal transmitted by the first position detection device to detect that they match and controlling the power transmission side switching means, the power transmission coil and the power transmission coil located on the front side in the traveling direction of the power reception coil are described. A non-contact power transmission device characterized in that the power supply of the power supply device is connected and the connection between the power transmission coil on the rear side and the power supply of the power supply device is disconnected .
前記送電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて複数設けられ、
前記受電用コイルは長尺方向に沿って互いに間隔を設けて2つ、前記送電用コイルの長尺方向に沿って移動する移動走行体に設けられ、
隣接する2つの前記送電用コイルに対して2つの前記受電用コイルがそれぞれ対向する状態で、対向する前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されており、
前記受電用コイルの移動に応じて各々の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切替えるための送電側切替え手段が設けられ、
前記移動走行体に、2つの前記受電用コイルと接続して前記受電用コイルに供給された電力を蓄電する蓄電装置が設けられ、
前記移動走行体に、前記送電側切替え手段により前記電源装置と接続される各々の前記送電用コイルを介して、2つの前記受電用コイルのどちらにも電力が供給されるように、前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続する受電側切替え手段が設けられ、
隣接する前記送電用コイルの間の中心位置と2つの前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを検知する第2位置検知装置が設けられ、
前記送電側切替え手段を制御する送電側制御装置が設けられ、
前記移動走行体に、前記受電側切替え手段を制御する受電側制御装置が設けられ、
前記送電側制御装置は、隣接する2つの前記送電用コイルに対して2つの前記受電用コイルがそれぞれ対向する状態で、隣接する2つの前記送電用コイルの間の中心位置と2つ前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを前記第2位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記送電側切替え装置を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記送電用コイルと前記電源装置の電源を接続させ、後方側の前記送電用コイルと前記電源装置の電源の接続を切断させるように構成され、
且つ、前記受電側制御装置は、隣接する2つの前記送電用コイルの間の中心位置と2つ前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを前記第2位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記受電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続させ、後方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置の接続を切断させるように構成されている
ことを特徴とする非接触電力伝送装置。 A non-contact power transmission device that non-contactly supplies power from a power supply device to a power receiving coil facing the power transmission coil via a power transmission coil.
A plurality of the power transmission coils are provided at intervals along the long direction.
Two power receiving coils are provided on a moving traveling body that moves along the long direction of the power transmission coil at intervals of two from each other along the long direction.
In a state where the two power receiving coils face each other with respect to the two adjacent power transmission coils, the magnetic field can be coupled between the power transmission coil and the power reception coil facing each other.
A power transmission side switching means for switching the connection between the power transmission coil and the power supply of the power supply device is provided according to the movement of the power reception coil.
The moving traveling body is provided with a power storage device that is connected to the two power receiving coils and stores the electric power supplied to the power receiving coils.
The power receiving body is supplied with power to both of the two power receiving coils via the power transmission coils connected to the power supply device by the power transmission side switching means. A power receiving side switching means for connecting the coil and the power storage device is provided.
A second position detecting device is provided to detect that the center position between the adjacent power transmission coils and the center position between the two power receiving coils are substantially the same.
A power transmission side control device for controlling the power transmission side switching means is provided.
The moving traveling body is provided with a power receiving side control device for controlling the power receiving side switching means.
In the power transmission side control device, the two power receiving coils face each other with respect to the two adjacent power transmission coils, and the center position between the two adjacent power transmission coils and the two power transmission coils are used. By receiving the signal transmitted by the second position detection device detecting that the center positions between the coils are substantially the same and controlling the power transmission side switching device, the front side of the power receiving coil in the traveling direction The power transmission coil and the power supply of the power supply device are connected to each other, and the power transmission coil and the power supply of the power supply device on the rear side are disconnected.
Further, in the power receiving side control device, the second position detecting device detects that the center position between the two adjacent power transmission coils and the center position between the two power receiving coils are substantially the same. By receiving the transmitted signal and controlling the power receiving side switching means, the power receiving coil on the front side in the traveling direction of the power receiving coil and the power storage device are connected, and the power receiving coil on the rear side and the power receiving coil are connected. A non-contact power transmission device characterized in that it is configured to disconnect the power storage device .
前記移動走行体に、2つの前記受電用コイルと接続して前記受電用コイルに供給された電力を蓄電する蓄電装置が設けられ、
前記移動走行体に、前記送電側切替え手段により前記電源装置と接続される各々の前記送電用コイルを介して、2つの前記受電用コイルのどちらにも電力が供給されるように、前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続する受電側切替え手段が設けられ、
前記送電用コイルの長手方向における中心位置と2つの前記受電用コイルの間の中心位置がほぼ一致することを検知する第3位置検知装置が設けられ、
前記移動走行体に、前記受電側切替え手段を制御する受電側制御装置が設けられ、
前記受電側制御装置は、1つの前記送電用コイルに2つの前記受電用コイルが対向する状態で、前記送電用コイルの長手方向における中心位置と2つの前記受電用コイルの間の中心位置が一致することを前記第3位置検知装置が検知して発信する信号を受信し、前記受電側切替え手段を制御することにより、前記受電用コイルの進行方向の前方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置の接続を切断させ、後方側の前記受電用コイルと前記蓄電装置を接続させるように構成され、
1つの前記送電用コイルに2つの前記受電用コイルが対向する状態で、前記送電用コイルと前記受電用コイルの間で磁界結合できるように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の非接触電力伝送装置。 A power transmission side switching means for switching the connection between the power transmission coil and the power supply of the power supply device is provided according to the movement of the power reception coil.
The moving traveling body is provided with a power storage device that is connected to the two power receiving coils and stores the electric power supplied to the power receiving coils.
The power receiving body is supplied with power to both of the two power receiving coils via the power transmission coils connected to the power supply device by the power transmission side switching means. A power receiving side switching means for connecting the coil and the power storage device is provided.
A third position detecting device for detecting that the center position in the longitudinal direction of the power transmission coil and the center position between the two power receiving coils are substantially the same is provided.
The moving traveling body is provided with a power receiving side control device for controlling the power receiving side switching means.
In the power receiving side control device, the center position in the longitudinal direction of the power transmission coil and the center position between the two power receiving coils coincide with each other in a state where the two power receiving coils face each other with the power transmission coil. By receiving the signal transmitted by the third position detection device and controlling the power receiving side switching means, the power receiving coil and the power storage device on the front side in the traveling direction of the power receiving coil are used. It is configured to disconnect the connection of the power receiving coil and connect the power receiving coil and the power storage device on the rear side.
In a state where one of the power transmission coil are two of the power receiving coil faces, according to claim 2, characterized in that it is configured to allow the magnetic field coupling between the power receiving coil and the transmitting coil Non-contact power transmission device.
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