JP7137989B2 - 送電装置 - Google Patents

Description

本技術は、電力を送る送電装置に関する。

従来、矩形の給電面を有する非接触給電装置が提案されている。給電面には、二つのワイパー部が設けられている。給電面の対角線上において、二つの駆動軸が給電面の二つの角部に配されている。ワイパー部は駆動軸に連結され、駆動軸回りに回転する。ワイパー部の回転によって、給電面上に付着した異物が除去される（例えば特許文献１参照）。

特開２０１５－６０５６号公報

非接触給電装置は複数のワイパー部を必要としているので、大型化し易い。またワイパー部同士の干渉を防止する為に、順番に回転させる必要があり、ワイパーの制御が複雑化し易い。

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、小型化を図り、異物を除去する為の制御を簡素化させることができる送電装置を提供することを目的とする。

本開示に係る送電装置は、送電コイルと、該送電コイルの軸方向に直交する方向に沿って延びる一面を有し、前記送電コイルを収納するケースと、前記送電コイルの径方向中央部にて前記送電コイルの軸方向に延び、一端部が、前記一面を貫通して前記一面の外側に突出した軸回りに回転可能な回転軸と、該回転軸の一端部から径方向外向きに突出し、前記一面上を移動する異物除去部とを備える。

本開示にあっては、回転軸の回転によって、異物除去部はケースの一面上を回転し、前記一面に付着した異物を除去し、人、犬又は猫などの生体の送電面への侵入を防止する。

本開示に係る送電装置は、前記回転軸の径方向において、前記異物除去部の寸法は、前記送電コイルの半径よりも長い。

本開示にあっては、異物除去部が異物を除去する領域は、少なくとも、送電コイルの面積よりも大きくなる。送電コイルの面積は、磁力線が通過する領域に対応し、異物除去部は、磁力線が通過する領域において、異物を除去することができる。また送電コイルの上側に生体が侵入することを防止する。

本開示に係る送電装置は、前記回転軸の径方向において、前記異物除去部の寸法は、前記回転軸の中心と前記一面の縁との間の寸法よりも長い。

本開示にあっては、異物除去部による異物を除去可能な領域は、前記一面よりも広い。そのため、前記一面全体から異物を除去することができる。

本開示に係る送電装置は、前記回転軸に動力を供給するモータが、前記一面よりも前記回転軸の他端部側に配置されている。

本開示にあっては、モータへの磁界の影響を抑制させることができる。前記送電面を地上に向けて配した場合、モータは地下に向けて配置され、モータに対する環境、例えば天候の影響を抑制させることができる。

本開示に係る送電装置は、前記異物除去部を複数備える。

本開示にあっては、複数の異物除去部を用いることによって、除去効果を向上させることができ、またいずれかの異物除去部が破損したとしても、他の異物除去部によって、異物を除去することができる。

本開示に係る送電装置は、前記異物除去部は樹脂部材又はワイヤを含む。

本開示にあっては、比較的柔軟な素材を使用することによって、異物除去部が生体に触れた場合に、生体に傷をつけることを防止することができる。また耐衝撃性を向上させることができる。例えば、人が誤って踏んだとしても、異物除去部の破損を防止することができる。

本開示に係る送電装置は、前記一面上の異物を検出する異物検出部を備える。

本開示にあっては、例えば、異物検出部が異物を検出した場合に、異物除去部を回転させることができる。

本開示に係る送電装置は、記一面は、前記一面の縁に向けて下降するように傾斜している。

本開示にあっては、傾斜した部分に異物が載った場合に、異物の下方への移動が促進され、異物を前記一面から離れさせることができる。

本開示に係る送電装置にあっては、回転軸の回転によって、異物除去部はケースの一面上を回転し、前記一面に付着した異物を除去する。送電コイルの径方向中央部に回転軸が配置されているので、一つの異物除去部を駆動するだけで、前記一面から異物を除去することができる。そのため、送電装置の小型化を図り、異物除去部の制御を簡素化させることができる。

実施の形態１に係る送電装置を示す概略斜視図である。 送電装置及び車両を示す模式図である。 送電ユニットを略示する平面図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線を切断線とした断面図である。 実施の形態２に係る送電ユニットを略示する平面図である。 実施の形態３に係る送電ユニット、送電制御ユニット、ガイド及び車止めなどを示す模式図である。 実施の形態４に係る送電ユニット及び送電制御ユニットなどを示す概略斜視図である。 送電ユニットの断面図である。 実施の形態５に係る送電ユニットの断面図である。

（実施の形態１）
以下本発明を、実施の形態１に係る送電装置を示す図面に基づいて説明する。図１は、送電装置を示す概略斜視図、図２は、送電装置及び車両２０を示す模式図である。

送電装置は、送電ユニット１及び送電制御ユニット１０を備える。送電制御ユニット１０が地上に設置されている。送電制御ユニット１０は、例えば、直方体状の筐体１１を備える。筐体１１には、例えば、高周波電源装置及び制御基板が収納されている。制御基板には、例えばＣＰＵ(Central processing Unit)又はＭＰＵ(Micro Processing Unit)などのプロセッサ、ＲＡＭ(Random Access Memory)、不揮発性メモリなどが実装されている。なおプロセッサに代えて、ロジック回路、例えばＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)を使用してもよい。筐体１１の一側面１１ａから、車両２０を案内する二つのガイド１２が同じ方向に突出している。二つのガイド１２は帯状をなし、地表に沿って延びている。二つのガイド１２は、地表に対して略直角に配置され、間隔を空けて対向している。二つのガイド１２の突出端部は、相互間距離が漸次長くなるように、外向きに曲がっている。

送電制御ユニット１０には、配線９を介して送電ユニット１が接続されている。送電ユニット１は地上に設置され、二つのガイド１２の間に配置されている。送電ユニット１は、後述する送電コイル３（図３、図４参照）を備える。送電制御ユニット１０は送電コイル３に電力を供給する。送電コイル３には電流が流れる。

送電ユニット１と送電制御ユニット１０との間、且つ二つのガイド１２の間に、例えば二つの車止め３０が配置される。二つのガイド１２の対向間距離は、車両２０の横幅に対応している。例えば、車両２０を二つのガイド１２の間に配置させて、送電制御ユニット１０に向けて前進させた場合、ガイド１２は車両２０を案内する。車両２０の運転者は、車両２０の二つの前輪を二つの車止め３０に接触させて、車両２０を停止させることができる。

車両２０には、受電コイル２１、受電ユニット２２及びバッテリ２３が搭載されている。受電コイル２１は、受電ユニット２２を介してバッテリ２３に接続されている。受電コイル２１は、車両２０の底面に配置されており、所定位置に車両２０を停止させた場合、例えば、車止め３０に接触させて車両２０を停止させた場合、送電ユニット１に対向するように、車両２０に設置されている。受電ユニット２２は、整流回路、共振コンデンサなどを備える。受電コイル２１は送電コイル３と磁気結合し、送電コイル３から受電コイル２１に、非接触給電が行われ、バッテリ２３は蓄電する。

図３は、送電ユニット１を略示する平面図、図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線を切断線とした断面図である。送電ユニット１は、偏平な直方体状をなすケース２を備える。ケース２は、互いに対向する矩形の第１面部２ａ及び第２面部２ｂと、該第１面部２ａ及び第２面部２ｂを連結し、第１面部２ａ及び第２面部２ｂの全周に配置された周面部２ｃとを有する。第１面部２ａは第２面部２ｂよりも上側に配置される。第１面部２ａを露出させて、送電ユニット１は地上に設置される。

ケース２には、第１面部２ａ及び第２面部２ｂに略平行なシート状をなすシールド４と、該シールド４の一面に配置された平面視渦巻き状をなす送電コイル３とが収納されている。シールド４は、磁性体によって構成されており、例えばフェライト部材によって構成される。シールド４は、後述するモータ５への磁界の影響を抑制させる。送電コイル３は第１面部２ａに対向し、シールド４は第２面部２ｂに対向する。

第２面部２ｂの外面にモータ５が設けられている。モータ５には、軸回りに回転する回転軸６が接続されている。送電コイル３の径方向中央付近にコイルは存在せず、コイルに囲まれた空間が設けられている。回転軸６は、送電コイル３の径方向中央付近、即ちコイルに囲まれた空間に配置される。回転軸６は、送電コイル３の軸方向に延び、第１面部２ａ及び第２面部２ｂを貫通している。なお回転軸６と第１面部２ａとの隙間、及び回転軸６と第２面部２ｂとの隙間には、シール部材２ｄがそれぞれ設けられており、液体がケース２内に侵入することを防止している。

回転軸６の一端部は第１面部２ａを貫通し、第１面部２ａよりも外側に突出する。回転軸６の一端部からブレード７が突出している。ブレード７は、第１面部２ａの外面に沿って、送電コイル３の径方向に延びる。前記径方向において、ブレード７の先端部はケース２よりも外側に位置する。即ち、ブレード７の寸法は、送電コイル３の半径よりも長く、また回転軸６の中心と第１面部２ａの縁との間の寸法よりも長い。ブレード７は、第１面部２ａの外面に接触する。ブレード７は、例えば、樹脂部材又はワイヤなどの柔軟性及び耐衝撃性の高い素材によって構成される。回転軸６の他端部は第２面部２ｂを貫通し、モータ５に接続されている。なおモータ５をケース２の内側に設けて、モータ５の回転を伝動部材、例えば傘歯車を介して回転軸６に伝達してもよい。またモータ５をケース２の外に配置し、ベルト及びプーリなどの伝動部材を介して、モータ５と回転軸６とを連結してもよい。

送電制御ユニット１０は、例えば、送電コイル３による送電の実行前又は実行中にモータ５を駆動させる。モータ５の駆動によって、回転軸６は回転し、ブレード７は、第１面部２ａの外面に接触し、回転する。第１面部２ａの外面にクリップ、葉、昆虫などの異物が付着している場合、ブレード７は異物を除去する。また第１面部２ａに生体、例えば猫がいる場合、ブレード７の回転よって、生体を送電ユニット１から移動させることができる。またブレード７の回転中は、人、犬、猫などの生体が第１面部２ａに侵入することを防止することができる。

実施の形態に係る送電装置にあっては、ブレード７はケース２の第１面部２ａ上を回転し、第１面部２ａに付着した異物を除去する。異物の除去によって、送電効率を向上させることができる。また金属製の異物、例えばクリップ、硬貨又はくぎなどが第１面部２ａに存在する場合、送電時に異物が発熱するが、異物の除去によって、異物の発熱を防止し、安全性を高めることができる。またブレード７の回転中は、人、犬又は猫などの生体の送電面への侵入を防止することができる。

またブレード７が異物を除去する領域は、少なくとも、平面視における送電コイル３の面積よりも大きくなる。送電コイル３の面積は、磁力線が通過する領域に対応するので、ブレード７は、磁力線が通過する領域において、異物を除去することができる。また送電コイルの上側に生体が侵入することを防止する。

またブレード７の寸法は、回転軸６の中心と第１面部２ａの縁との間の寸法よりも長く、ブレード７が異物を除去することが可能な領域は、第１面部２ａの面積よりも広い。そのため、第１面部２ａ全体から異物を除去することができる。

また第１面部２ａを地上に向けて、第２面部２ｂを地下に向けている。モータ５は、第２面部２ｂの外面に配置されている。モータ５は外に露出せず、モータ５に対する環境、例えば天候の影響を抑制させることができる。また送電コイル３の反対側にモータ５が配置されているので、送電コイル３によるモータ５への磁界の影響を抑制させることができる。

また樹脂部材又はワイヤなどの比較的柔軟な素材をブレード７に使用することによって、ブレード７が生体、例えば猫に触れた場合に、生体に傷をつけることを防止することができる。また耐衝撃性を向上させることができる。例えば、人が誤って踏んだとしても、ブレード７の破損を防止することができる。

また送電の実行前又は実行中に第１面部２ａから異物を除去することによって、効率的な送電を実現させることができる。

（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係る送電装置を示す図面に基づいて説明する。図５は、送電ユニット１を略示する平面図である。実施の形態１においては、一つのブレード７が回転軸６から突出していたが、実施の形態２においては、三つのブレード７が回転軸６から突出している。三つのブレード７は、回転軸６の周方向に略等間隔を空けて並んでいる。

実施の形態２にあっては、複数のブレード７を用いることによって、異物を除去する効果を向上させることができる。またいずれかのブレード７が破損したとしても、他のブレード７によって、異物を除去することができる。なおブレード７の数は二つでもよいし、四つ以上でもよい。

実施の形態２に係る構成の内、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
以下本発明を実施の形態３に係る送電装置を示す図面に基づいて説明する。図６は、送電ユニット１、送電制御ユニット１０、ガイド１２及び車止め３０などを示す模式図である。実施の形態３においては、送電ユニット１、送電制御ユニット１０、ガイド１２及び車止め３０が一体化されている。実施の形態３においては、横長の一つの車止め３０が筐体１１の一側面１１ａに一体的に設けられている。車止め３０と、送電ユニット１との間に、車両２０の車輪を嵌める為の凹部１７が形成されている。実施の形態３に係る構成の内、実施の形態１又は２と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

（実施の形態４）
以下本発明を実施の形態４に係る送電装置を示す図面に基づいて説明する。図７は、送電ユニット１及び送電制御ユニット１０などを示す概略斜視図、図８は、送電ユニット１の断面図である。筐体１１の一側面１１ａの中央部には、近接センサ１３が設けられている。近接センサ１３は、例えば、車両２０と送電ユニット１との間の距離を検出する。なお近接センサ１３を送電ユニット１に設けてもよい。

外側に突出した回転軸６の一端部に、同軸的にカメラ１４が設けられている。カメラ１４は、回転軸６の周囲３６０度の範囲を撮像することができ、例えば、全天球カメラ又は半天球カメラを含む。カメラ１４は第１面部２ａの外面全体を撮像する。夜間の撮像を考慮し、カメラ１４は赤外線カメラ又は照明付きカメラを使用することができる。

なおカメラ１４を筐体１１の一側面１１ａに設けてもよい。この場合、カメラ１４を、一側面１１ａの地表に近い部分に配置することによって、車両２０が送電ユニット１の上側に配置された場合でも、車両２０の底部と、送電ユニット１との間から、カメラ１４は第１面部２ａの外面全体を撮像することができる。

カメラ１４に代えて、またはカメラ１４と共に、熱センサ１５を設けてもよい。熱センサ１５は、例えば回転軸６の一端部に設けられ、第１面部２ａの上方に配置される。熱センサ１５は、例えば赤外線センサを備える。熱センサ１５の検出領域は第１面部２ａ全体である。

なお熱センサ１５を筐体１１の一側面１１ａに設けてもよい。熱センサ１５を、一側面１１ａの地表に近い部分に配置することによって、車両２０が送電ユニット１の上側に配置された場合でも、車両２０の底部と、送電ユニット１との間に配置され、熱センサ１５は第１面部２ａの外面全体を検出領域とすることができる。近接センサ１３、カメラ１４及び熱センサ１５の出力信号は、送電制御ユニット１０に入力され、送電制御ユニット１０は、入力された信号に基づいて、車両２０及び異物の存否、ブレード７の破損の有無を判定する。

実施の形態４に係る送電装置にあっては、送電制御ユニット１０によって、送電ユニット１の上に車両２０が存在すると判定された場合、即ち、近接センサ１３によって、車両２０と送電ユニット１との間の距離が所定距離以下であると判定された場合に、モータ５を駆動させて、ブレード７を回転させることができる。なお近接センサ１３に代えて、例えば送電制御ユニット１０にスイッチを設け、該スイッチをユーザがオンにした場合に、車両２０が存在すると判定してもよい。またカメラ１４が撮像した画像を処理することによって、車両２０の存否を判定してもよい。

またカメラ１４が撮像した画像を処理することによって、第１面部２ａに異物が存在するか否かを判定することができる。例えば、ブレード７を所定時間回転させた後に、異物が存在すると判定された場合に、再度ブレード７を回転させて、異物を確実に除去させることができる。またカメラ１４が撮像した画像を処理することによって、ブレード７の破損の有無を判定することができる。ブレード７が破損していると判定した場合、送電制御ユニット１０は、例えばネットワークを通じて、管理サーバに異常を通知してもよい。

また熱センサ１５を設けることによって、送電時に、第１面部２ａに熱が発生しているか否か判定することができる。送電時に熱が発生している場合、第１面部２ａに金属製の異物が存在していると考えられる。したがって、送電時に熱が発生していると判定された場合に、ブレード７を回転させて、異物を確実に除去し、安全性を向上させることができる。なおモータ５のトルク又は回転速度を検出するセンサを設け、該センサの出力を送電制御ユニット１０に入力させて、例えば、トルクが大きくなった場合、又は回転速度が遅くなった場合に、送電制御ユニット１０が、異物が存在すると判定してもよい。

実施の形態４に係る構成の内、実施の形態１～３と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

（実施の形態５）
図９は、送電ユニット１の断面図である。ケース２の第１面部２ａは、底面が開口した円錐台状をなす。第１面部２ａは、第２面部２ｂに略平行且つ第２面部２ｂよりも小径の平面視円形をなす頂部２ｆと、該頂部２ｆの外周全体から傘状に突出し、下向きに傾傾した傾斜部２ｇとを備える。傾斜部２ｇは、頂部２ｆから第１面部２ａの縁に向けて下降するように傾斜している。第１面部２ａは、開口を第２面部２ｂに向けて配置され、第１面部２ａと第２面部２ｂとは、軸方向に離隔している。頂部２ｆは第２面部２ｂに対して同軸的に配置されている。第１面部２ａの直径と、第２面部２ｂの直径とは略同じである。第１面部２ａの外周部分と、第２面部２ｂの外周部分とは、周面部２ｃによって連結されている。周面部２ｃの外周に、円弧状をなす樋状の異物受け２ｈが取り外し可能に取り付けられている。なお異物受け２ｈに代えて、周面部２ｃの周囲の地面に、異物を受ける溝を形成するか又は溝状の部品を埋め込んでもよい。

回転軸６の一端部は第１面部２ａの頂部２ｆを貫通し、頂部２ｆよりも外側に突出する。回転軸６の一端部からブレード７が突出している。ブレード７は、傾斜部２ｇの外面、即ち傾斜面に沿って、送電コイル３の径方向に延びる。前記径方向において、ブレード７の先端部はケース２よりも外側に位置する。即ち、ブレード７の寸法は、第１面部２ａの半径よりも長い。なおブレード７の寸法は第１面部２ａの半径と略同じでもよく、前記半径よりも若干短くてもよい。ブレード７は、第１面部２ａの外面に接触する。

送電制御ユニット１０は、例えば、送電コイル３による送電の実行前又は実行中にモータ５を駆動させる。モータ５の駆動によって、回転軸６は回転し、ブレード７は、第１面部２ａの傾斜部２ｇに接触し、送電コイル３の軸心回りに回転する。傾斜部２ｇの外面にクリップ、葉、昆虫などの異物が付着している場合、ブレード７は異物を除去する。ブレード７によって、除去された異物は、異物受け２ｈに収納される。異物受け２ｈを周面部２ｃから取り外すことによって、異物受け２ｈから異物を容易に除去させることができる。第１面部２ａに生体、例えば猫がいる場合、ブレード７の回転によって、生体を送電ユニット１から移動させることができる。

また異物が第１面部２ａの傾斜部２ｇに載った場合に、異物の下方への移動が促進され、異物を第１面部２ａから離れさせることができる。実施の形態５に係る構成の内、実施の形態１～４と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

１ 送電ユニット
２ ケース
２ａ 第１面部
２ｂ 第２面部
２ｃ 周面部
３ 送電コイル
４ シールド
５ モータ
６ 回転軸
７ ブレード（異物除去部）
１０ 送電制御ユニット
１３ 近接センサ
１４ カメラ
１５ 熱センサ

Claims (10)

1. 送電コイルと、
   該送電コイルの軸方向に直交する方向に沿って延びる一面を有し、前記送電コイルを収納するケースと、
   前記送電コイルの径方向中央部にて前記送電コイルの軸方向に延び、一端部が、前記一面を貫通して前記一面の外側に突出した軸回りに回転可能な回転軸と、
   該回転軸の一端部から径方向外向きに突出し、前記一面上を移動する異物除去部と、
   前記ケースに収納され、磁性体によって構成されるシート状をなすシールドと、
   前記一面上の物体を撮像する撮像部と、
   前記撮像部によって撮像された画像を処理することによって、前記異物除去部の破損を検出する破損検出部と
   を備え、
   前記シールドの一面に前記送電コイルが配置され、
   前記回転軸に動力を供給するモータが前記シールドの他面側に配置される
   送電装置。
2. 前記ケースの外周に沿って異物受けが取り外し可能に設けられる
   請求項１に記載の送電装置。
3. 送電コイルと、
   該送電コイルの軸方向に直交する方向に沿って延びる一面を有し、前記送電コイルを収納するケースと、
   前記送電コイルの径方向中央部にて前記送電コイルの軸方向に延び、一端部が、前記一面を貫通して前記一面の外側に突出した軸回りに回転可能な回転軸と、
   該回転軸の一端部から径方向外向きに突出し、前記一面上を移動する異物除去部と、
   前記ケースに収納され、磁性体によって構成されるシート状をなすシールドと
   を備え、
   前記シールドの一面に前記送電コイルが配置され、
   前記回転軸に動力を供給するモータが前記シールドの他面側に配置され、
   前記ケースの外周に沿って異物受けが取り外し可能に設けられる
   送電装置。
4. 前記回転軸の径方向において、前記異物除去部の寸法は、前記送電コイルの半径よりも長い
   請求項１から３のいずれか一つに記載の送電装置。
5. 前記回転軸の径方向において、前記異物除去部の寸法は、前記回転軸の中心と前記一面の縁との間の寸法よりも長い
   請求項４に記載の送電装置。
6. 前記モータが、前記一面よりも前記回転軸の他端部側に配置されている
   請求項１から５のいずれか一つに記載の送電装置。
7. 前記異物除去部を複数備える
   請求項１から６のいずれか一つに記載の送電装置。
8. 前記異物除去部は樹脂部材又はワイヤを含む
   請求項１から７のいずれか一つに記載の送電装置。
9. 前記一面上の異物を検出する異物検出部を備える
   請求項１から８のいずれか一つに記載の送電装置。
10. 前記一面は、前記一面の縁に向けて下降するように傾斜している
    請求項１から９のいずれか一つに記載の送電装置。

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