JP7203332B2 - Power transmitting device, power receiving device, and wireless power transmission system - Google Patents

Power transmitting device, power receiving device, and wireless power transmission system Download PDF

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Description

本開示は、送電装置、受電装置、および無線電力伝送システムに関する。 The present disclosure relates to a power transmitting device, a power receiving device, and a wireless power transmission system.

近年、携帯電話機および電気自動車などの移動性を伴う機器に、無線すなわち非接触で電力を伝送する無線電力伝送技術の開発が進められている。無線電力伝送技術には、電磁誘導方式および電界結合方式などの方式がある。このうち、電界結合方式による無線電力伝送システムは、一対の送電電極と一対の受電電極とが対向した状態で、一対の送電電極から一対の受電電極に無線で交流電力が伝送される。このような電界結合方式による無線電力伝送システムは、例えば路面または床面に設けられた一対の送電電極から負荷に電力を伝送する用途で用いられる。特許文献1は、そのような電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を開示している。 2. Description of the Related Art In recent years, the development of wireless power transmission technology for transmitting power wirelessly, that is, in a contactless manner, to mobile devices such as mobile phones and electric vehicles is underway. Wireless power transmission technology includes methods such as an electromagnetic induction method and an electric field coupling method. Among them, in the electric field coupling type wireless power transmission system, AC power is wirelessly transmitted from a pair of power transmission electrodes to a pair of power reception electrodes while the pair of power transmission electrodes and the pair of power reception electrodes face each other. A wireless power transmission system using such an electric field coupling method is used, for example, for transmitting power from a pair of power transmission electrodes provided on a road surface or a floor surface to a load. Patent Literature 1 discloses an example of a wireless power transmission system based on such an electric field coupling method.

国際公開第2013/187102号明細書International Publication No. 2013/187102

従来の電界結合方式による無線電力伝送では、送電電極または受電電極の周囲で電界の漏洩が生じ、周辺の電子機器の誤動作などを引き起こす可能性がある。本開示は、送電電極または受電電極の周囲の電界の漏洩を抑制できる技術を提供する。 In the conventional wireless power transmission using the electric field coupling method, electric field leakage occurs around the power transmitting electrode or the power receiving electrode, which may cause malfunctions of peripheral electronic devices. The present disclosure provides a technology capable of suppressing leakage of an electric field around power transmitting electrodes or power receiving electrodes.

本開示の一態様による送電装置は、電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる送電装置であって、電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1送電電極および複数の第2送電電極と、前記複数の第1送電電極に接続される第1端子、および前記複数の第2送電電極に接続される第2端子を備え、前記第1端子および前記第2端子から交流電力を出力する送電回路と、前記複数の第1送電電極および前記複数の第2送電電極の背面側に間隙を空けて配置され、前記送電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される背面電極と、を備える。 A power transmission device according to one aspect of the present disclosure is a power transmission device used in an electric field coupling type wireless power transmission system, and includes a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of A second power transmission electrode, a first terminal connected to the plurality of first power transmission electrodes, and a second terminal connected to the plurality of second power transmission electrodes, wherein an alternating current from the first terminal and the second terminal is provided. a power transmission circuit that outputs electric power; a back electrode connected to a point bearing a potential between the potentials.

本開示の他の態様による送電装置は、電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる送電装置であって、電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1送電電極および複数の第2送電電極と、前記複数の第1送電電極および前記複数の第2送電電極の背面側に間隙を空けて配置された背面電極と、前記複数の第1送電電極、前記複数の第2送電電極、および前記背面電極を収容する導電性の筐体であって、前記背面電極に接続された筐体と、を備える。 A power transmission device according to another aspect of the present disclosure is a power transmission device used in an electric field coupling type wireless power transmission system, comprising a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of a second power transmission electrode, a back electrode arranged with a gap on the back side of the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes, the plurality of first power transmission electrodes, the plurality of second power transmission electrodes a conductive housing containing a power transmission electrode and the back electrode, the housing being connected to the back electrode;

本開示のさらに他の態様による受電装置は、電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる受電装置であって、電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1受電電極および複数の第2受電電極と、前記複数の第1受電電極に接続される第1端子、および前記複数の第2受電電極に接続される第2端子を備え、前記第1端子および前記第2端子から入力された交流電力を他の電力に変換して出力する受電回路と、前記複数の第1受電電極および前記複数の第2受電電極の背面側に間隙を空けて配置され、前記受電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される背面電極と、を備える。 A power receiving device according to still another aspect of the present disclosure is a power receiving device used in an electric field coupling type wireless power transmission system, wherein a plurality of first power receiving electrodes and A plurality of second power receiving electrodes, a first terminal connected to the plurality of first power receiving electrodes, and a second terminal connected to the plurality of second power receiving electrodes, wherein the first terminal and the second terminal a power receiving circuit for converting AC power input from the power receiving circuit into other power and outputting the same; a back electrode connected to a location having a potential between the potential of the first terminal and the potential of the second terminal.

本開示のさらに他の態様による受電装置は、電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる受電装置であって、電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1受電電極および複数の第2受電電極と、前記複数の第1受電電極および前記複数の第2受電電極の背面側に間隙を空けて配置された背面電極と、前記複数の第1受電電極、前記複数の第2受電電極、および前記背面電極を収容する導電性の筐体であって、前記背面電極に接続された筐体と、を備える。 A power receiving device according to still another aspect of the present disclosure is a power receiving device used in an electric field coupling type wireless power transmission system, wherein a plurality of first power receiving electrodes and a plurality of second power receiving electrodes; a back electrode arranged with a gap on the back side of the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes; the plurality of first power receiving electrodes; 2 a power receiving electrode, and a conductive housing containing the back electrode, the housing being connected to the back electrode.

上記の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体で実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 Any of the general or specific aspects described above may be implemented in a system, method, integrated circuit, computer program, or recording medium. Alternatively, they may be embodied in any combination of systems, devices, methods, integrated circuits, computer programs and recording media.

本開示の技術によれば、送電電極または受電電極の周囲の電界の漏洩を抑制し、周辺の電子機器の誤動作などのリスクを低減することができる。 According to the technology of the present disclosure, it is possible to suppress the leakage of the electric field around the power transmitting electrode or the power receiving electrode, and reduce the risk of malfunction of peripheral electronic devices.

電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing an example of a wireless power transmission system using an electric field coupling method; FIG. 電界結合方式による無線電力伝送システムの他の例を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing another example of a wireless power transmission system using an electric field coupling method; 電界結合方式による無線電力伝送システムの他の例を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing another example of a wireless power transmission system using an electric field coupling method; 無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a wireless power transmission system; FIG. 電力伝送時に送電電極の周囲に形成される電界の分布の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of distribution of an electric field formed around a power transmission electrode during power transmission; 漏洩電界強度を低減することが可能な無線電力伝送システムの一例を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing an example of a wireless power transmission system capable of reducing leakage electric field strength; FIG. 図4に示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。5 is a diagram showing a schematic configuration of the wireless power transmission system shown in FIG. 4; FIG. 図4に示すシステムにおける漏洩電界の抑制効果を説明するための模式断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the effect of suppressing a leakage electric field in the system shown in FIG. 4; 本開示の実施形態による無線電力伝送システムの構成を模式的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing the configuration of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 送電側の電力変換回路の構成例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structural example of the power inverter circuit by the side of power transmission. 受電側の電力変換回路の構成例を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration example of a power conversion circuit on the power receiving side; 背面電極および各側面電極と、送電回路との接続の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of connection between a back electrode, each side electrode, and a power transmission circuit; 本実施形態の効果を検証するための実験の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the experiment for verifying the effect of this embodiment. 本実施形態の効果を検証するための実験の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the experiment for verifying the effect of this embodiment. 実験結果を示す図である。It is a figure which shows an experimental result. 各電極が分割されていない構成において送電電極の周囲に形成される電界の強度分布の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of intensity distribution of an electric field formed around power transmission electrodes in a configuration in which each electrode is not divided; 図11Aに示す構成における送電電極の背面側に、背面電極を配置した構成の例と、その場合の電界強度分布の例を示す図である。11B is a diagram showing an example of a configuration in which a back electrode is arranged on the back side of the power transmission electrode in the configuration shown in FIG. 11A and an example of electric field intensity distribution in that case; FIG. 送電電極が複数の部分電極に分割されていない構成の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration in which a power transmission electrode is not divided into a plurality of partial electrodes; 電界強度分布の例を示す図である。It is a figure which shows the example of electric field intensity distribution. 解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows an analysis result. 背面電極がない場合の構成例と、電界強度分布の例とを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration example without a back electrode and an example of electric field strength distribution; 図13Aに示す構成に、送電電極群の背面側に背面電極を追加した構成例と、その場合の電界強度分布の例とを示す図である。13B is a diagram showing a configuration example in which a back electrode is added to the back side of the power transmission electrode group to the configuration shown in FIG. 13A, and an example of electric field strength distribution in that case; FIG. 背面電極がある場合の構成例と、電界強度分布の例とを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration example with a back electrode and an example of electric field strength distribution; 図14Aに示す構成における電界強度分布の例を示す図である。14B is a diagram showing an example of electric field intensity distribution in the configuration shown in FIG. 14A; FIG. 解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows an analysis result. 背面電極が複数の部分に分割された構成の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration in which a back electrode is divided into a plurality of parts; 単一の背面電極が設けられた構成の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a configuration with a single back electrode; 解析結果を示す図である。It is a figure which shows an analysis result. 背面電極が複数の部分に分割された構成の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration in which a back electrode is divided into a plurality of parts; 解析結果を示す図である。It is a figure which shows an analysis result. 送電装置の構成の第1の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of a structure of a power transmission apparatus. 送電装置の構成の第2の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a second example of the configuration of the power transmission device; 送電装置の構成の第3の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a third example of the configuration of the power transmission device; 送電装置の構成の第4の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a fourth example of the configuration of the power transmission device; 送電装置の構成の第5の例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a fifth example of the configuration of the power transmission device; 送電装置の構成の第6の例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a sixth example of the configuration of the power transmission device; 送電装置の構成の第7の例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a seventh example of the configuration of the power transmission device; 送電装置の構成の第8の例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an eighth example of the configuration of the power transmission device; 背面電極および各側面電極と、送電回路との接続の変形例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a modification of the connection between the back electrode and each side electrode and the power transmission circuit; 送電装置における整合回路の他の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of a matching circuit in the power transmission device; 受電装置における整合回路の他の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of a matching circuit in the power receiving device; 送電電極群および背面電極の配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement|positioning of a power transmission electrode group and a back electrode. 送電電極群および背面電極の他の配置例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another arrangement example of the power transmission electrode group and the back electrode;

(本開示の基礎となった知見)
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。
(Findings on which this disclosure is based)
Prior to describing the embodiments of the present disclosure, knowledge on which the present disclosure is based will be described.

図1Aは、電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。「電界結合方式」とは、複数の送電電極を含む送電電極群と複数の受電電極を含む受電電極群との間の電界結合(以下、「容量結合」とも称する)により、送電電極群から受電電極群に無線で電力が伝送される伝送方式をいう。図示されている無線電力伝送システムは、例えば工場内で物品の搬送に用いられる無人搬送車(Automated Guided Vehicle:AGV)などの移動体10に無線で電力を伝送するシステムである。このシステムでは、床面30に平板状の一対の送電電極120a、120bが配置されている。移動体10は、一対の送電電極120a、120bに対向する一対の受電電極を備えている。移動体10は、送電電極120a、120bから伝送された交流電力を、一対の受電電極によって受け取る。受け取った電力は、移動体10が有するモータ、二次電池、または蓄電用のキャパシタなどの負荷に供給される。これにより、移動体10の駆動または充電が行われる。 FIG. 1A is a diagram schematically showing an example of a wireless power transmission system using an electric field coupling method. The “electric field coupling method” refers to the method of receiving power from a power transmission electrode group by electric field coupling (hereinafter also referred to as “capacitive coupling”) between a power transmission electrode group including a plurality of power transmission electrodes and a power reception electrode group including a plurality of power reception electrodes. A transmission method in which power is wirelessly transmitted to a group of electrodes. The illustrated wireless power transmission system is a system that wirelessly transmits power to a moving body 10 such as an automated guided vehicle (AGV) used for transporting articles in a factory. In this system, a pair of flat power transmission electrodes 120 a and 120 b are arranged on a floor surface 30 . The moving body 10 includes a pair of power receiving electrodes facing the pair of power transmitting electrodes 120a and 120b. The moving body 10 receives the AC power transmitted from the power transmitting electrodes 120a and 120b by a pair of power receiving electrodes. The received power is supplied to a load such as a motor, a secondary battery, or a storage capacitor of the moving body 10 . Thereby, the mobile body 10 is driven or charged.

図1Aには、互いに直交するX、Y、Z方向を示すXYZ座標が示されている。以下の説明では、図示されているXYZ座標を用いる。送電電極120a、120bが延びる方向をY方向、送電電極120a、120bの表面に垂直な方向をZ方向、Y方向およびZ方向に垂直な方向をX方向とする。X方向は、送電電極120a、120bが並ぶ方向である。なお、本願の図面に示される構造物の向きは、説明のわかりやすさを考慮して設定されており、本開示の実施形態が現実に実施されるときの向きをなんら制限するものではない。また、図面に示されている構造物の全体または一部分の形状および大きさも、現実の形状および大きさを制限するものではない。 FIG. 1A shows XYZ coordinates indicating mutually orthogonal X, Y, and Z directions. The following description uses the XYZ coordinates shown. The direction in which the power transmission electrodes 120a and 120b extend is the Y direction, the direction perpendicular to the surfaces of the power transmission electrodes 120a and 120b is the Z direction, and the direction perpendicular to the Y and Z directions is the X direction. The X direction is the direction in which the power transmission electrodes 120a and 120b are arranged. It should be noted that the orientations of the structures shown in the drawings of the present application are set in consideration of the clarity of explanation, and do not limit the orientations when the embodiments of the present disclosure are actually implemented. Also, the shape and size of all or part of the structures shown in the drawings are not intended to limit the actual shape and size.

図1Aの例では、一対の送電電極120が地面に敷設されているが、一対の送電電極120は、壁などの側面、または天井などの上面に敷設されていてもよい。送電電極120が敷設される場所および向きに応じて、移動体10における受電電極220の配置および向きが決定される。 In the example of FIG. 1A, the pair of power transmission electrodes 120 are laid on the ground, but the pair of power transmission electrodes 120 may be laid on the side surface of a wall or the like or the top surface of the ceiling or the like. The arrangement and orientation of the power receiving electrodes 220 on the mobile body 10 are determined according to the location and orientation where the power transmitting electrodes 120 are laid.

図1Bは、送電電極120が壁などの側面に敷設された例を示している。この例では、受電電極220は、移動体10の側方に配置されている。図1Cは、送電電極120が天井に敷設された例を示している。この例では、受電電極220は、移動体10の天板に配置される。これらの例のように、送電電極120および受電電極220の配置には様々なバリエーションがある。 FIG. 1B shows an example in which power transmission electrodes 120 are laid on the side surface of a wall or the like. In this example, the power receiving electrode 220 is arranged on the side of the moving body 10 . FIG. 1C shows an example in which the power transmission electrodes 120 are installed on the ceiling. In this example, the power receiving electrode 220 is arranged on the top plate of the moving body 10 . As in these examples, there are various variations in the arrangement of power transmitting electrode 120 and power receiving electrode 220 .

図2は、図1Aから図1Cに示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。この無線電力伝送システムは、送電装置100と、移動体10とを備える。送電装置100は、一対の送電電極120a、120bと、送電電極120a、120bに交流電力を供給する送電回路110とを備えている。送電回路110は、例えば、インバータ回路を含む交流出力回路である。送電回路110は、不図示の直流電源から供給された直流電力を、交流電力に変換して一対の送電電極120a、120bに出力する。交流出力回路と送電電極120a、120bとの間に、インピーダンスの不整合を低減する整合回路が挿入されていてもよい。 FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the wireless power transmission system shown in FIGS. 1A to 1C. This wireless power transmission system includes a power transmission device 100 and a mobile object 10 . The power transmission device 100 includes a pair of power transmission electrodes 120a and 120b and a power transmission circuit 110 that supplies AC power to the power transmission electrodes 120a and 120b. The power transmission circuit 110 is, for example, an AC output circuit including an inverter circuit. The power transmission circuit 110 converts DC power supplied from a DC power supply (not shown) into AC power and outputs the AC power to a pair of power transmission electrodes 120a and 120b. A matching circuit may be inserted between the AC output circuit and the power transmission electrodes 120a and 120b to reduce impedance mismatch.

移動体10は、受電装置200と、負荷320とを備えている。受電装置200は、一対の受電電極220a、220bと、受電電極220a、220bが受け取った交流電力を負荷320が要求する直流電力に変換して負荷320に供給する受電回路210とを備えている。受電回路210は、例えば整流回路または周波数変換回路等の各種の回路を含み得る。受電電極220a、220bと整流回路との間に、インピーダンスの不整合を低減する整合回路が挿入されていてもよい。 The mobile object 10 includes a power receiving device 200 and a load 320 . The power receiving device 200 includes a pair of power receiving electrodes 220 a and 220 b and a power receiving circuit 210 that converts AC power received by the power receiving electrodes 220 a and 220 b into DC power required by a load 320 and supplies the DC power to the load 320 . The power receiving circuit 210 may include various circuits such as a rectifying circuit or a frequency converting circuit, for example. A matching circuit that reduces impedance mismatch may be inserted between the power receiving electrodes 220a and 220b and the rectifier circuit.

負荷320は、例えばモータ、蓄電用のキャパシタ、または二次電池などの、電力を消費または蓄積する機器である。一対の送電電極120a、120bと、一対の受電電極220a、220bとの間の電界結合により、両者が対向した状態で電力が無線で伝送される。伝送された電力は、負荷320に供給される。 The load 320 is a device that consumes or stores power, such as a motor, a storage capacitor, or a secondary battery. Due to the electric field coupling between the pair of power transmission electrodes 120a and 120b and the pair of power reception electrodes 220a and 220b, power is wirelessly transmitted while the two electrodes face each other. The transmitted power is supplied to load 320 .

各送電電極は、床面に平行ではなく床面に交差して配置されることもある。例えば、壁などに配置される場合には、各送電電極は、床面にほぼ垂直に配置され得る。移動体における各受電電極も、送電電極に対向するように、床面に交差して配置され得る。このように、受電電極の配置は、送電電極の配置に応じて決定される。 Each power transmitting electrode may be placed across the floor rather than parallel to it. For example, when placed on a wall or the like, each power transmitting electrode can be placed substantially perpendicular to the floor surface. Each power receiving electrode in the moving body can also be arranged across the floor so as to face the power transmitting electrode. Thus, the placement of the power receiving electrodes is determined according to the placement of the power transmitting electrodes.

このような電界結合方式の無線電力伝送システムにおいては、一般に、対向する送電電極と受電電極との間の容量が小さい。このため、大きい電力を伝送する場合には、送電電極120a、120bに高い電圧が印加される。その場合、送電電極120a、120bおよび受電電極220a、220bの周囲に漏洩する電界の強度も高くなる。 In such an electric field coupling type wireless power transmission system, generally, the capacitance between the power transmitting electrode and the power receiving electrode facing each other is small. Therefore, when transmitting a large amount of power, a high voltage is applied to the power transmitting electrodes 120a and 120b. In that case, the intensity of the electric field leaking around power transmitting electrodes 120a and 120b and power receiving electrodes 220a and 220b also increases.

図3は、電力伝送時に送電電極120a、120bの周囲に形成される電界の分布の一例を示す図である。図3において、電界強度が高い領域ほど濃く描かれている。電子機器への電磁ノイズ等の影響を小さくするためには、各電極の周囲に分布する電界強度が高い領域の範囲を狭くすることが求められる。例えば、各電極から所定の距離だけ離れた位置における電界強度を、電子機器の定めるイミュニティ基準値を超えないようにすることが求められる。また、生体安全性を考慮して、国際非電離放射線防護委員会(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection:ICNIRP)が定める基準値を目標として、漏洩電界強度を低減する必要が発生する場合もある。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the electric field distribution formed around the power transmission electrodes 120a and 120b during power transmission. In FIG. 3, regions with higher electric field strength are drawn darker. In order to reduce the influence of electromagnetic noise and the like on electronic equipment, it is required to narrow the range of the area distributed around each electrode where the electric field strength is high. For example, it is required that the electric field strength at a position a predetermined distance away from each electrode does not exceed the immunity standard value defined by the electronic device. In addition, in consideration of biological safety, it may be necessary to reduce the leakage electric field strength with the reference value set by the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) as a target. .

図4は、漏洩電界強度を低減することが可能な無線電力伝送システムの一例を模式的に示す斜視図である。図5は、図4に示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。図4および図5に示すシステムでは、図1Aから図2に示すシステムとは異なり、送電装置は、複数の第1送電電極120aを含む第1送電電極群と、複数の第2送電電極120bを含む第2送電電極群とを備えている。2つの第1送電電極120aと、2つの第2送電電極120bとが、各送電電極120a、220aの表面に沿った第1の方向(この例ではX方向)に、交互に一定の間隔で並んでいる。複数の第1送電電極120aおよび複数の第2送電電極120bは、床面に沿って平行に延びており、ほぼ同一平面上に配置されている。 FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of a wireless power transmission system capable of reducing leakage electric field intensity. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the wireless power transmission system shown in FIG. 4. FIG. In the systems shown in FIGS. 4 and 5, unlike the systems shown in FIGS. 1A to 2, the power transmission device includes a first power transmission electrode group including a plurality of first power transmission electrodes 120a and a plurality of second power transmission electrodes 120b. and a second power transmission electrode group including. Two first power transmission electrodes 120a and two second power transmission electrodes 120b are alternately arranged at regular intervals in a first direction (X direction in this example) along the surface of each power transmission electrode 120a, 220a. I'm in. The plurality of first power transmission electrodes 120a and the plurality of second power transmission electrodes 120b extend in parallel along the floor surface and are arranged substantially on the same plane.

受電装置200は、複数の第1受電電極220aを含む第1受電電極群と、複数の第2受電電極220bを含む第2受電電極群とを備えている。2つの第1受電電極220aおよび2つの第2受電電極220bは、一方向(図4におけるX方向)に交互に並んでいる。電力伝送時には、複数の第1受電電極220aは、複数の第1送電電極120aにそれぞれ対向し、複数の第2受電電極220bは、複数の第2送電電極120bにそれぞれ対向する。その状態で、送電装置100から、受電装置200を備える移動体10に、無線で電力が伝送される。 The power receiving device 200 includes a first power receiving electrode group including a plurality of first power receiving electrodes 220a and a second power receiving electrode group including a plurality of second power receiving electrodes 220b. The two first power receiving electrodes 220a and the two second power receiving electrodes 220b are alternately arranged in one direction (the X direction in FIG. 4). During power transmission, the plurality of first power receiving electrodes 220a face the plurality of first power transmitting electrodes 120a, respectively, and the plurality of second power receiving electrodes 220b face the plurality of second power transmitting electrodes 120b, respectively. In this state, power is wirelessly transmitted from the power transmission device 100 to the mobile object 10 including the power reception device 200 .

送電回路110は、交流電力を出力する2つの端子を備えている。一方の端子は、2つの第1送電電極120aに接続され、他方の端子は、2つの第2送電電極120bに接続される。電力を伝送するとき、送電回路110は、2つの第1送電電極120aに第1の電圧を印加し、2つの第2送電電極120bに、第1の電圧とは逆の位相の第2の電圧を印加する。 The power transmission circuit 110 has two terminals for outputting AC power. One terminal is connected to the two first power transmission electrodes 120a, and the other terminal is connected to the two second power transmission electrodes 120b. When transmitting power, the power transmission circuit 110 applies a first voltage to the two first power transmission electrodes 120a and applies a second voltage opposite in phase to the first voltage to the two second power transmission electrodes 120b. is applied.

図6は、本システムにおける漏洩電界の抑制効果を説明するための模式断面図である。図中の矢印は、電気力線の一部を簡略的に示している。図6は、各第1送電電極120aに正(+)電圧が印加され、各第2送電電極120bに負(-)電圧が印加されている瞬間の状況を示している。他の瞬間においては、各第1送電電極120aに負(-)電圧が印加され、各第2送電電極120bに正(+)電圧が印加される。図6において、送電電極120a、120bの背面側(-Z側)における電気力線の図示は省略されている。 FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the effect of suppressing a leakage electric field in this system. The arrows in the figure simply indicate a part of the electric lines of force. FIG. 6 shows the situation at the moment when a positive (+) voltage is applied to each first power transmission electrode 120a and a negative (-) voltage is applied to each second power transmission electrode 120b. At other moments, a negative (-) voltage is applied to each first transmitting electrode 120a and a positive (+) voltage is applied to each second transmitting electrode 120b. In FIG. 6, illustration of electric lines of force on the back side (−Z side) of the power transmission electrodes 120a and 120b is omitted.

図6に示すように、本システムでは、ある瞬間において正電圧が印加される2つの第1送電電極120aと、負電圧が印加される2つの第2送電電極120bとが、X方向に交互に配置されている。このため、第1の電圧を帯びた第1送電電極120aによって形成される電界と、逆位相の第2の電圧を帯びた第2送電電極120bによって形成される電界とが、部分的にキャンセルされる。その結果、主に第1送電電極120aと第2送電電極120bとの間の隙間の上に形成される電界の強度が低減する。この効果は、隣り合う任意の2つの電極の間で同様に生じる。このため、本実施形態では、例えば図1Aから図1Cに示すような比較的幅広の2つの送電電極を用いた場合と比較して、各電極からZ方向に離れた領域における漏洩電界を低減することができる。 As shown in FIG. 6, in this system, two first power transmission electrodes 120a to which a positive voltage is applied and two second power transmission electrodes 120b to which a negative voltage is applied are alternately arranged in the X direction at a given moment. are placed. Therefore, the electric field formed by the first power transmitting electrode 120a having the first voltage and the electric field formed by the second power transmitting electrode 120b having the second voltage of the opposite phase are partially canceled. be. As a result, the strength of the electric field mainly formed above the gap between the first power transmission electrode 120a and the second power transmission electrode 120b is reduced. This effect occurs similarly between any two adjacent electrodes. For this reason, in this embodiment, compared to the case of using two relatively wide power transmission electrodes as shown in FIGS. be able to.

このような効果は、第1送電電極120aおよび第2送電電極120bのそれぞれの数が2個とは異なる場合でも得ることができる。第1送電電極120aおよび第2送電電極120bの少なくとも一方の個数が2以上であり、それらの第1送電電極および第2送電電極の少なくとも一部が交互に配置されていればよい。また、第1送電電極120aの個数と第2送電電極120bの個数とが一致していなくてもよい。この点については、受電電極群についても同様である。また、送電電極群および受電電極群の一方のみが、上記のような電極構造を有していてもよい。 Such an effect can be obtained even when the number of each of the first power transmission electrodes 120a and the number of the second power transmission electrodes 120b is different from two. The number of at least one of the first power transmission electrodes 120a and the second power transmission electrodes 120b should be two or more, and at least part of the first power transmission electrodes and the second power transmission electrodes should be alternately arranged. Also, the number of first power transmission electrodes 120a and the number of second power transmission electrodes 120b may not match. This point also applies to the power receiving electrode group. Also, only one of the power transmitting electrode group and the power receiving electrode group may have the electrode structure as described above.

上記のシステムによれば、電極周辺の電界強度を低減できるが、本発明者らは、さらに電界強度を低減することが可能な構成について検討を重ね、以下に説明する本開示の実施形態の構成に想到した。以下、本開示の実施形態の概要を説明する。 According to the above system, the electric field intensity around the electrodes can be reduced. came to mind. An outline of the embodiments of the present disclosure will be described below.

本開示の一態様による送電装置は、電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1送電電極および複数の第2送電電極と、前記複数の第1送電電極に接続される第1端子、および前記複数の第2送電電極に接続される第2端子を備え、前記第1端子および前記第2端子から交流電力を出力する送電回路と、前記複数の第1送電電極および前記複数の第2送電電極の背面側に間隙を空けて配置され、前記送電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される背面電極と、を備える。 A power transmission device according to an aspect of the present disclosure includes a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes that are alternately arranged in a first direction along an electrode arrangement surface, and connected to the plurality of first power transmission electrodes. a power transmission circuit including a first terminal and a second terminal connected to the plurality of second power transmission electrodes, the power transmission circuit outputting AC power from the first terminal and the second terminal; and the plurality of first power transmission electrodes and the a back electrode connected to a portion having a potential between the potential of the first terminal and the potential of the second terminal in the power transmission circuit, the back electrode being arranged with a gap on the back side of the plurality of second power transmission electrodes; Prepare.

ここで、「電極配置面」は、厳密な平面に限らず、曲面であってもよい。全ての送電電極が同一平面上にある必要はない。この点は、後述する受電電極についても同様である。 Here, the "electrode arrangement surface" is not limited to a strictly flat surface, and may be a curved surface. It is not necessary for all transmitting electrodes to be coplanar. This point also applies to the power receiving electrode described later.

「第1の方向に交互に並ぶ複数の第1送電電極および複数の第2送電電極」とは、これらの電極が、第1の方向に沿って、第1送電電極、第2送電電極、第1送電電極、第2送電電極、という順に並んでいることを意味する。つまり、2つの第1送電電極の間に1つの第2送電電極が配置され、2つの第2送電電極の間に1つの第1送電電極が配置される。 “A plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes that are alternately arranged in a first direction” means that these electrodes are aligned along the first direction with the first power transmission electrodes, the second power transmission electrodes, the It means that they are arranged in the order of the first power transmission electrode and the second power transmission electrode. That is, one second power transmission electrode is arranged between two first power transmission electrodes, and one first power transmission electrode is arranged between two second power transmission electrodes.

「背面側」とは、送電装置から無線で受電する受電装置が位置する側の反対側を意味する。背面電極は、送電回路中の、第1端子の電位と第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される。このため、背面電極の電位は、電力伝送時に、第1送電電極の電位および第2送電電極の電位よりも小さい振幅で変動する。このような背面電極を配置することにより、特に送電電極の背面側の漏洩電界を抑制することができる。これにより、例えば周辺の機器の誤動作のリスクを低減することができる。 The “rear side” means the side opposite to the side where the power receiving device that wirelessly receives power from the power transmitting device is located. The back electrode is connected to a point in the transmission circuit that assumes a potential between the potential of the first terminal and the potential of the second terminal. Therefore, the potential of the back electrode fluctuates with a smaller amplitude than the potential of the first power transmitting electrode and the potential of the second power transmitting electrode during power transmission. By arranging such a back electrode, it is possible to suppress a leakage electric field particularly on the back side of the power transmission electrode. Thereby, for example, the risk of malfunction of peripheral devices can be reduced.

本開示の他の態様による送電装置は、電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1送電電極および複数の第2送電電極と、前記複数の第1送電電極および前記複数の第2送電電極の背面側に間隙を空けて配置された背面電極と、前記複数の第1送電電極、前記複数の第2送電電極、および前記背面電極を収容する導電性の筐体であって、前記背面電極に接続された筐体と、を備える。 A power transmission device according to another aspect of the present disclosure includes a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes that are alternately arranged in a first direction along an electrode arrangement surface, and the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of a back electrode arranged with a gap on the back side of the second power transmission electrode; and a conductive housing that houses the plurality of first power transmission electrodes, the plurality of second power transmission electrodes, and the back electrode. and a housing connected to the back electrode.

この構成では、背面電極は、送電装置の導電性の筐体に接続される。これにより、筐体が例えば接地されている場合に、背面電極の電位変動が、各送電電極の電位変動よりも著しく小さくなる。その結果、背面電極によって効果的に漏洩電界を抑制することが可能になる。 In this configuration, the back electrode is connected to the conductive housing of the power transmission device. Thereby, when the housing is grounded, for example, the potential fluctuation of the back electrode is significantly smaller than the potential fluctuation of each power transmitting electrode. As a result, the back electrode can effectively suppress the leakage electric field.

上記の構成において、送電装置は、複数の第1送電電極と複数の第2送電電極に交流電圧を印加する送電回路をさらに備えていてもよい。ある瞬間において、複数の第1送電電極には、第1の電圧が印加され、複数の第2送電電極には、第1の電圧とは逆位相の第2の電圧が印加される。送電装置は、送電回路を含む状態で使用されるが、送電回路を含まない状態で製造または販売されることがある。 In the above configuration, the power transmission device may further include a power transmission circuit that applies AC voltage to the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes. At a given moment, a first voltage is applied to the plurality of first power transmitting electrodes, and a second voltage opposite in phase to the first voltage is applied to the plurality of second power transmitting electrodes. A power transmission device is used with a power transmission circuit, but may be manufactured or sold without a power transmission circuit.

本開示の送電装置には、多様な構造のバリエーションが存在する。例えば、以下のような構造が可能である。 The power transmission device of the present disclosure has various structural variations. For example, the following structures are possible.

前記電極配置面に垂直な方向から見たとき、前記背面電極は、前記複数の第1送電電極と前記複数の第2送電電極との間の複数の間隙の少なくとも1つに重なっていてもよい。 When viewed from a direction perpendicular to the electrode arrangement surface, the back electrode may overlap at least one of the plurality of gaps between the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes. .

前記背面電極は、複数の部分に分割されていてもよい。 The back electrode may be divided into a plurality of parts.

前記複数の部分は、前記第1の方向、または前記第1の方向に交差し前記電極配置面に平行な第2の方向に並んでいてもよい。 The plurality of portions may be arranged in the first direction or in a second direction crossing the first direction and parallel to the electrode arrangement surface.

前記電極配置面に垂直な方向から見たとき、前記複数の部分は、前記第1の方向に並び、前記複数の第1送電電極と前記複数の第2送電電極との間の複数の間隙にそれぞれ重なっていてもよい。 When viewed in a direction perpendicular to the electrode arrangement plane, the plurality of portions are aligned in the first direction and are arranged in the plurality of gaps between the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes. They may overlap each other.

前記複数の第1送電電極、前記複数の第2送電電極、および前記背面電極は、前記第1の方向に交差し前記電極配置面に平行な第2の方向に延びた構造を有していてもよい。 The plurality of first power transmission electrodes, the plurality of second power transmission electrodes, and the back electrode have a structure extending in a second direction that crosses the first direction and is parallel to the electrode arrangement plane. good too.

前記送電装置は、前記複数の第1送電電極、および前記複数の第2送電電極の少なくとも一方から、前記第1の方向に、間隙を空けて配置され、前記送電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所、または前記導電性の筐体に接続される1つ以上の側面電極をさらに備えていてもよい。 The power transmission device is arranged with a gap in the first direction from at least one of the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes, and the potential of the first terminal in the power transmission circuit is and the potential of the second terminal, or one or more lateral electrodes connected to the conductive housing.

前記側面電極は、前記複数の第1送電電極、および前記複数の第2送電電極の両側に位置していてもよい。 The side electrodes may be positioned on both sides of the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes.

側面電極を設けることにより、送電電極群のうちの、端に位置する電極の近傍、特に側方の漏洩電界を抑制することができる。2つの側面電極が、前記電極配置面に垂直な方向から見たときに、送電電極群によって規定される領域の両側に位置するようにしてもよい。その場合、両端の2つの電極の近傍における電界強度を低減できるため、さらに高い効果を得ることができる。 By providing the side electrodes, it is possible to suppress leakage electric fields in the vicinity of the electrodes positioned at the ends of the power transmission electrode group, particularly in the lateral direction. The two side electrodes may be positioned on both sides of the area defined by the power transmission electrode group when viewed from the direction perpendicular to the electrode arrangement surface. In that case, since the electric field strength in the vicinity of the two electrodes at both ends can be reduced, a higher effect can be obtained.

前記複数の第1送電電極、および前記複数の第2送電電極は、同一平面上に配置されていてもよい。前記側面電極は、前記平面から、前記平面に垂直な方向に突出した部分を含んでいてもよい。 The plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes may be arranged on the same plane. The side electrode may include a portion protruding from the plane in a direction perpendicular to the plane.

前記側面電極は、前記背面電極に接続されていてもよい。また、側面電極と背面電極とが単一の導電性部材によって構成されていてもよい。 The side electrode may be connected to the back electrode. Also, the side electrodes and the back electrode may be composed of a single conductive member.

前記背面電極は、前記送電回路内で、前記第1端子および前記第2端子の電位変動の振幅の10%未満の振幅で電位が変動する箇所に接続されていてもよい。側面電極も同様に、前記送電回路内で、前記第1端子および前記第2端子の電位変動の振幅の10%未満の振幅で電位が変動する箇所に接続されていてもよい。背面電極および側面電極の電位変動の振幅は、前記第1端子および前記第2端子の電位変動の振幅の5%よりも小さくてもよい。 The back electrode may be connected to a location in the power transmission circuit where the potential fluctuates with an amplitude less than 10% of the amplitude of the potential fluctuation of the first terminal and the second terminal. Similarly, the side electrode may be connected to a location in the power transmission circuit where the potential fluctuates with an amplitude less than 10% of the potential fluctuation amplitude of the first terminal and the second terminal. The amplitude of the potential fluctuation of the back electrode and the side electrode may be smaller than 5% of the amplitude of the potential fluctuation of the first terminal and the second terminal.

前記送電回路は、前記第1端子および前記第2端子を備える整合回路を含んでいてもよい。前記整合回路は、例えば、前記第1端子に接続された第1インダクタと、前記第2端子に接続された第2インダクタと、前記第1端子と前記第1インダクタとの間の配線と、前記第2端子と前記第2インダクタとの間の配線との間に接続された第1キャパシタおよび第2キャパシタとを含んでいてもよい。前記背面電極は、前記第1キャパシタと前記第2キャパシタとの間の点に接続されていてもよい。前記側面電極も同様に、前記第1キャパシタと前記第2キャパシタとの間の点に接続されていてもよい。 The power transmission circuit may include a matching circuit including the first terminal and the second terminal. The matching circuit includes, for example, a first inductor connected to the first terminal, a second inductor connected to the second terminal, wiring between the first terminal and the first inductor, and the A first capacitor and a second capacitor connected between a second terminal and a wire between the second inductor may be included. The back electrode may be connected to a point between the first capacitor and the second capacitor. The side electrode may also be connected to a point between the first capacitor and the second capacitor.

前述の構造は、送電装置に限らず、受電装置においても同様に適用することができる。受電装置においても、背面電極を設けることにより、同様の電界抑制効果を得ることができる。例えば、本開示は、以下の受電装置を含む。 The above structure can be applied not only to the power transmission device but also to the power reception device. A similar electric field suppression effect can also be obtained in the power receiving device by providing a back electrode. For example, the present disclosure includes the following power receiving device.

本開示の他の態様による受電装置は、電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1受電電極および複数の第2受電電極と、前記複数の第1受電電極に接続される第1端子、および前記複数の第2受電電極に接続される第2端子を備え、前記第1端子および前記第2端子から入力された交流電力を他の電力に変換して出力する受電回路と、前記複数の第1受電電極および前記複数の第2受電電極の背面側に間隙を空けて配置され、前記受電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される背面電極と、を備える。 A power receiving device according to another aspect of the present disclosure includes a plurality of first power receiving electrodes and a plurality of second power receiving electrodes that are alternately arranged in a first direction along an electrode arrangement surface, and connected to the plurality of first power receiving electrodes. and a second terminal connected to the plurality of second power receiving electrodes, the power receiving circuit converting AC power input from the first terminal and the second terminal into other power and outputting the other power. and a potential between the potential of the first terminal and the potential of the second terminal in the power receiving circuit, which are arranged on the back side of the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes with a gap therebetween. a back electrode connected to the point bearing the

「第1の方向に交互に並ぶ複数の第1受電電極および複数の第2受電電極」とは、これらの電極が、第1の方向に沿って、第1受電電極、第2受電電極、第1受電電極、第2受電電極、という順に並んでいることを意味する。つまり、2つの第1受電電極の間に1つの第2受電電極が配置され、2つの第2受電電極の間に1つの第1受電電極が配置される。 “A plurality of first power receiving electrodes and a plurality of second power receiving electrodes that are alternately arranged in a first direction” means that these electrodes are arranged in the first direction in such a manner that the first power receiving electrodes, the second power receiving electrodes, the second power receiving electrodes, the It means that they are arranged in the order of the first power receiving electrode and the second power receiving electrode. That is, one second power receiving electrode is arranged between two first power receiving electrodes, and one first power receiving electrode is arranged between two second power receiving electrodes.

「背面側」とは、受電時に送電装置が位置する側の反対側を意味する。背面電極の電位は、電力伝送時に、第1受電電極の電位および第2受電電極の電位よりも小さい振幅で変動する。このような背面電極を配置することにより、特に受電電極の背面側の漏洩電界を抑制することができる。これにより、例えば周辺の機器の誤動作のリスクを低減することができる。 The “rear side” means the side opposite to the side where the power transmitting device is positioned when power is received. The potential of the back electrode fluctuates with a smaller amplitude than the potential of the first power receiving electrode and the potential of the second power receiving electrode during power transmission. By arranging such a back electrode, it is possible to suppress a leakage electric field particularly on the back side of the power receiving electrode. Thereby, for example, the risk of malfunction of peripheral devices can be reduced.

本開示のさらに他の態様による受電装置は、電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1受電電極および複数の第2受電電極と、前記複数の第1受電電極および前記複数の第2受電電極の背面側に間隙を空けて配置された背面電極と、前記複数の第1受電電極、前記複数の第2受電電極、および前記背面電極を収容する導電性の筐体であって、前記背面電極に接続された筐体と、を備える。 A power receiving device according to still another aspect of the present disclosure includes: a plurality of first power receiving electrodes and a plurality of second power receiving electrodes arranged alternately in a first direction along an electrode arrangement surface; A back electrode arranged with a gap on the back side of the plurality of second power receiving electrodes, and a conductive housing housing the plurality of first power receiving electrodes, the plurality of second power receiving electrodes, and the back electrode. a housing connected to the back electrode.

この構成では、背面電極は、受電装置の導電性の筐体に接続される。これにより、筐体が例えば接地されている場合に、背面電極の電位変動が、各受電電極の電位変動よりも著しく小さくなる。その結果、背面電極によって効果的に漏洩電界を抑制することが可能になる。 In this configuration, the back electrode is connected to the conductive housing of the power receiving device. Thereby, when the housing is grounded, for example, the potential fluctuation of the back electrode is significantly smaller than the potential fluctuation of each power receiving electrode. As a result, the back electrode can effectively suppress the leakage electric field.

上記の構成において、受電装置は、前記複数の第1受電電極および前記複数の第2受電電極が受け取った交流電力を他の形態の電力(例えば直流電力)に変換して出力する受電回路をさらに備えていてもよい。受電装置は、受電回路を含む状態で使用されるが、受電回路を含まない状態で製造または販売されることがある。 In the above configuration, the power receiving device further includes a power receiving circuit that converts the AC power received by the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes into another form of power (for example, DC power) and outputs the power. may be provided. A power receiving device is used with a power receiving circuit, but may be manufactured or sold without a power receiving circuit.

受電装置についても、送電装置と同様、多様な構造のバリエーションが存在する。例えば、以下のような構造が可能である。 As for the power receiving device, there are various structural variations as in the case of the power transmitting device. For example, the following structures are possible.

前記電極配置面に垂直な方向から見たとき、前記背面電極は、前記複数の第1受電電極と前記複数の第2受電電極との間の複数の間隙の少なくとも1つに重なっていてもよい。 The back electrode may overlap at least one of a plurality of gaps between the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes when viewed in a direction perpendicular to the electrode arrangement surface. .

前記背面電極は、複数の部分に分割されていてもよい。 The back electrode may be divided into a plurality of parts.

前記複数の部分は、前記第1の方向、または前記第1の方向に交差し前記電極配置面に平行な第2の方向に並んでいてもよい。 The plurality of portions may be arranged in the first direction or in a second direction crossing the first direction and parallel to the electrode arrangement surface.

前記電極配置面に垂直な方向から見たとき、前記複数の部分は、前記第1の方向に並び、前記複数の第1受電電極と前記複数の第2受電電極との間の複数の間隙にそれぞれ重なっていてもよい。 When viewed from a direction perpendicular to the electrode arrangement surface, the plurality of portions are aligned in the first direction and are arranged in the plurality of gaps between the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes. They may overlap each other.

前記複数の第1受電電極、前記複数の第2受電電極、および前記背面電極は、前記第1の方向に交差し前記電極配置面に平行な第2の方向に延びた構造を有していてもよい。 The plurality of first power receiving electrodes, the plurality of second power receiving electrodes, and the back electrode have a structure extending in a second direction that crosses the first direction and is parallel to the electrode arrangement plane. good too.

前記受電装置は、前記複数の第1受電電極、および前記複数の第2受電電極の少なくとも一方から、前記第1の方向に、間隙を空けて配置され、前記受電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所、または前記導電性の筐体に接続される少なくとも1つの側面電極をさらに備えていてもよい。 The power receiving device is arranged with a gap in the first direction from at least one of the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes, and the potential of the first terminal in the power receiving circuit is and the potential of the second terminal, or at least one lateral electrode connected to the conductive housing.

前記側面電極は、前記複数の第1受電電極、および前記複数の第2受電電極の両側に位置していてもよい。 The side electrodes may be positioned on both sides of the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes.

前記複数の第1受電電極、および前記複数の第2受電電極は、同一平面上に配置されていてもよい。前記側面電極は、前記平面から、前記平面に垂直な方向に突出した部分を含んでいてもよい。 The plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes may be arranged on the same plane. The side electrode may include a portion protruding from the plane in a direction perpendicular to the plane.

前記側面電極は、前記背面電極に接続されていてもよい。 The side electrode may be connected to the back electrode.

本明細書において、複数の第1送電電極および複数の第2送電電極のまとまりを、「送電電極ユニット」と称することがある。また、複数の第1受電電極および複数の第2受電電極のまとまりを、「受電電極ユニット」と称することがある。これらの電極ユニットは、シート状構造体を備えていてもよい。各電極は、シート状構造体の内部にあってもよい。シート状構造体に含まれる基板に形成された導電体パターンを各電極として用いてもよい。シート状構造体は、例えば、複数の層を有する積層構造体であってもよい。背面電極は、それらの層のうちの1つの層に設けられ得る。側面電極を設けた構成では、側面電極は、送電電極または受電電極とは異なる層に設けられていてもよいし、同一の層に設けられていてもよい。 In this specification, a group of the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes may be referred to as a "power transmission electrode unit". Also, a group of the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes may be referred to as a "power receiving electrode unit". These electrode units may comprise sheet-like structures. Each electrode may be inside the sheet-like structure. A conductor pattern formed on a substrate included in the sheet-like structure may be used as each electrode. The sheet-like structure may be, for example, a laminated structure having multiple layers. A back electrode may be provided on one of those layers. In the configuration in which side electrodes are provided, the side electrodes may be provided in a layer different from that of the power transmission electrode or the power reception electrode, or may be provided in the same layer.

本開示の一態様による無線電力伝送システムは、前述のいずれかの態様に係る送電装置と、前記送電装置から電力を無線で受け取る受電装置とを備える。本開示の他の態様による無線電力伝送システムは、電力を無線で送出する送電装置と、前述のいずれかの態様に係る受電装置とを備える。無線電力伝送システムは、前述のいずれかの態様に係る送電装置と、前述のいずれかの態様に係る受電装置の両方を備えていてもよい。 A wireless power transmission system according to an aspect of the present disclosure includes the power transmission device according to any one of the aspects described above, and a power reception device that wirelessly receives power from the power transmission device. A wireless power transmission system according to another aspect of the present disclosure includes a power transmission device that wirelessly transmits power and a power reception device according to any one of the aspects described above. A wireless power transmission system may include both the power transmitting device according to any aspect described above and the power receiving device according to any aspect described above.

ある実施形態において、第1受電電極の数は、第1送電電極の数に等しく、第2受電電極の数は、第2送電電極の数に等しい。そのような実施形態では、電力伝送時において、複数の第1受電電極は、複数の第1送電電極に対向し、複数の第2受電電極は、複数の第2送電電極に対向する。これらの互いに対向する電極の間の電界結合により、電力が無線で伝送される。効率的な電力伝送を実現するために、送電電極ユニットと受電電極ユニットとの間で、第1送電電極の数、第2送電電極の数、第1受電電極の数、第2受電電極の数、各電極の幅、各電極の配置は、一致するように設計され得る。ただし、これらが厳密に一致していない場合でも、電力伝送は可能である。例えば、第1受電電極の数は、第1送電電極の数とは異なっていてもよく、第2受電電極の数も、第2送電電極の数とは異なっていてもよい。その場合であっても、各電極の幅を適切に設計することにより、良好な電力伝送特性を実現することが可能である。また、第1受電電極と第2受電電極のそれぞれの幅は、第1送電電極と第2送電電極のそれぞれの幅と異なっていてもよい。第1の方向に並ぶ複数の送電電極の相互の間隔と、複数の受電電極の相互の間隔とを適切に設計することでも、良好な電力伝送を実現することが可能である。 In some embodiments, the number of first power receiving electrodes is equal to the number of first power transmitting electrodes and the number of second power receiving electrodes is equal to the number of second power transmitting electrodes. In such an embodiment, during power transmission, the plurality of first power receiving electrodes face the plurality of first power transmitting electrodes, and the plurality of second power receiving electrodes face the plurality of second power transmitting electrodes. Electric power is transmitted wirelessly due to the electric field coupling between these opposing electrodes. In order to achieve efficient power transmission, between the power transmitting electrode unit and the power receiving electrode unit, the number of first power transmitting electrodes, the number of second power transmitting electrodes, the number of first power receiving electrodes, and the number of second power receiving electrodes , the width of each electrode, and the placement of each electrode can be designed to match. However, power transfer is possible even if these are not strictly matched. For example, the number of first power receiving electrodes may differ from the number of first power transmitting electrodes, and the number of second power receiving electrodes may also differ from the number of second power transmitting electrodes. Even in that case, it is possible to achieve good power transmission characteristics by appropriately designing the width of each electrode. Further, the width of each of the first power receiving electrode and the width of the second power receiving electrode may be different from the width of each of the first power transmitting electrode and the second power transmitting electrode. Good power transmission can also be achieved by appropriately designing the mutual spacing of the plurality of power transmitting electrodes and the mutual spacing of the plurality of power receiving electrodes arranged in the first direction.

受電装置は、例えば移動体に搭載され得る。本開示における「移動体」は、前述のような車両に限定されず、電力によって駆動される任意の可動物体を意味する。移動体には、例えば、電気モータおよび1以上の車輪を備える電動車両が含まれる。そのような車両は、例えば、前述の移動体などの無人搬送車(Automated Guided Vehicle:AGV)、フォークリフト、天井走行式搬送機構(Overhead Hoist Transfer:OHT)、電気自動車(EV)、電動カート、電動車椅子であり得る。本開示における「移動体」には、車輪を有しない可動物体も含まれる。例えば、二足歩行ロボット、マルチコプターなどの無人航空機(Unmanned Aerial Vehicle:UAV、所謂ドローン)、有人の電動航空機、およびエレベータも、「移動体」に含まれる。 The power receiving device can be mounted, for example, on a mobile object. A “moving object” in the present disclosure is not limited to vehicles as described above, and means any movable object driven by electric power. A mobile object includes, for example, an electric vehicle having an electric motor and one or more wheels. Such vehicles include, for example, automated guided vehicles (AGV) such as the above-mentioned moving bodies, forklifts, overhead hoist transfers (OHT), electric vehicles (EV), electric carts, electric can be in a wheelchair. A "moving object" in the present disclosure also includes a movable object that does not have wheels. For example, bipedal robots, unmanned aerial vehicles (UAVs, so-called drones) such as multicopters, manned electric aircraft, and elevators are also included in the “mobile body”.

以下、本開示の実施形態をより具体的に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似する機能を有する構成要素については、同じ参照符号を付している。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described more specifically. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of well-known matters and redundant descriptions of substantially the same configurations may be omitted. This is to avoid unnecessary verbosity in the following description and to facilitate understanding by those skilled in the art. It is noted that the inventors provide the accompanying drawings and the following description for a full understanding of the present disclosure by those skilled in the art and are not intended to limit the claimed subject matter thereby. Absent. In the following description, constituent elements having the same or similar functions are given the same reference numerals.

(実施形態)
図7は、本開示の例示的な実施形態による無線電力伝送システムの構成を模式的に示すブロック図である。この無線電力伝送システムは、送電装置100と、受電装置200とを備える。受電装置200は、例えば図1Aから図1C、および図4に示されるような移動体10に搭載され得る。
(embodiment)
FIG. 7 is a block diagram that schematically illustrates the configuration of a wireless power transmission system according to an exemplary embodiment of the present disclosure; This wireless power transmission system includes a power transmission device 100 and a power reception device 200 . The power receiving device 200 can be mounted on a moving object 10 as shown in FIGS. 1A to 1C and 4, for example.

送電装置100は、送電回路110と、複数の第1送電電極120aと、複数の第2送電電極120bと、2つの側面電極140と、背面電極130とを備える。第1送電電極120aおよび第2送電電極120bは、電極配置面に沿った一つの方向に沿って交互に並んでいる。以下、第1送電電極120aおよび第2送電電極120bをまとめて、「送電電極群120」と称することがある。背面電極130は、第1送電電極120aおよび第2送電電極120bの背面側に間隙を空けて配置されている。2つの側面電極140は、送電電極群120の両側に位置している。より具体的には、送電電極群120のうち、両端に位置する第1送電電極120aおよび第2送電電極120bの外側に、間隙を空けて配置されている。 The power transmission device 100 includes a power transmission circuit 110, a plurality of first power transmission electrodes 120a, a plurality of second power transmission electrodes 120b, two side electrodes 140, and a back electrode . The first power transmission electrodes 120a and the second power transmission electrodes 120b are alternately arranged along one direction along the electrode arrangement surface. Hereinafter, the first power transmission electrode 120a and the second power transmission electrode 120b may be collectively referred to as the "power transmission electrode group 120". The back electrode 130 is arranged on the back side of the first power transmission electrode 120a and the second power transmission electrode 120b with a gap therebetween. The two side electrodes 140 are located on both sides of the power transmission electrode group 120 . More specifically, the first power transmission electrode 120a and the second power transmission electrode 120b located at both ends of the power transmission electrode group 120 are arranged outside with a gap therebetween.

送電回路110は、複数の第1送電電極120aに接続される第1端子111と、複数の第2送電電極120bに接続される第2端子112とを備える。送電回路110は、第1端子111および第2端子112から交流電力を出力する。背面電極130は、送電回路110における第1端子111の電位と第2端子112の電位との間の電位を帯びる箇所113に接続されている。各側面電極140も同様に、送電回路110における第1端子111の電位と第2端子112の電位との間の電位を帯びる箇所113に接続されている。 The power transmission circuit 110 includes first terminals 111 connected to the plurality of first power transmission electrodes 120a, and second terminals 112 connected to the plurality of second power transmission electrodes 120b. The power transmission circuit 110 outputs AC power from the first terminal 111 and the second terminal 112 . The back electrode 130 is connected to a point 113 having a potential between the potential of the first terminal 111 and the potential of the second terminal 112 in the power transmission circuit 110 . Each side electrode 140 is similarly connected to a point 113 having a potential between the potential of the first terminal 111 and the potential of the second terminal 112 in the power transmission circuit 110 .

本実施形態における送電回路110は、電力変換回路170と、整合回路180とを備える。電力変換回路170は、例えば、外部の電源310から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路を含む。整合回路180は、電力変換回路170と送電電極群120とのインピーダンスを整合させる回路である。本実施形態では、整合回路180内で電位変動が比較的小さい箇所に、背面電極130および各側面電極140が接続されている。なお、背面電極130および各側面電極140は、整合回路180内で電位変動が小さい箇所に代えて、送電装置100が備える導電性の筐体に接続されていてもよい。筐体が接地される構成においては、背面電極130および各側面電極140を筐体に接続することにより、背面電極130および各側面電極140の電位変動を効果的に抑制できる。 The power transmission circuit 110 in this embodiment includes a power conversion circuit 170 and a matching circuit 180 . The power conversion circuit 170 includes, for example, an inverter circuit that converts the DC power output from the external power supply 310 into AC power. The matching circuit 180 is a circuit that matches the impedances of the power conversion circuit 170 and the power transmission electrode group 120 . In the present embodiment, the rear electrode 130 and the side electrodes 140 are connected to a portion of the matching circuit 180 where the potential fluctuation is relatively small. It should be noted that the back electrode 130 and the side electrodes 140 may be connected to a conductive housing included in the power transmission device 100 instead of a portion in the matching circuit 180 where the potential fluctuation is small. In a configuration in which the housing is grounded, potential fluctuations of the rear electrode 130 and the side electrodes 140 can be effectively suppressed by connecting the rear electrode 130 and the side electrodes 140 to the housing.

受電装置200は、受電回路210と、複数の第1受電電極220aと、複数の第2受電電極220bと、2つの側面電極240と、背面電極230とを備える。第1受電電極220aおよび第2受電電極220bは、受電装置200の電極配置面に沿った一つの方向に沿って交互に並んでいる。以下、第1受電電極220aおよび第2受電電極220bをまとめて、「受電電極群220」と称することがある。背面電極230は、第1受電電極220aおよび第2受電電極220bの背面側に間隙を空けて配置されている。2つの側面電極240は、受電電極群220の両側に位置している。より具体的には、受電電極群220のうち、両端に位置する第1受電電極220aおよび第2受電電極220bの外側に、間隙を空けて配置されている。 The power receiving device 200 includes a power receiving circuit 210 , multiple first power receiving electrodes 220 a , multiple second power receiving electrodes 220 b , two side electrodes 240 , and a back electrode 230 . The first power receiving electrodes 220a and the second power receiving electrodes 220b are alternately arranged along one direction along the electrode arrangement surface of the power receiving device 200 . Hereinafter, the first power receiving electrode 220a and the second power receiving electrode 220b may be collectively referred to as "power receiving electrode group 220". The back electrode 230 is arranged on the back side of the first power receiving electrode 220a and the second power receiving electrode 220b with a gap therebetween. The two side electrodes 240 are positioned on both sides of the power receiving electrode group 220 . More specifically, the first power receiving electrode 220a and the second power receiving electrode 220b located at both ends of the power receiving electrode group 220 are arranged outside with a gap therebetween.

受電回路210は、複数の第1受電電極220aに接続される第1端子211と、複数の第2受電電極220bに接続される第2端子212とを備える。受電回路210は、第1端子211および第2端子212から入力された交流電力を直流電力などの他の電力に変換して出力する。背面電極230は、受電回路210における第1端子211の電位と第2端子212の電位との間の電位を帯びる箇所213に接続されている。各側面電極240も同様に、受電回路210における第1端子211の電位と第2端子212の電位との間の電位を帯びる箇所213に接続されている。 The power receiving circuit 210 includes first terminals 211 connected to the plurality of first power receiving electrodes 220a and second terminals 212 connected to the plurality of second power receiving electrodes 220b. The power receiving circuit 210 converts AC power input from the first terminal 211 and the second terminal 212 into other power such as DC power and outputs the converted power. The back electrode 230 is connected to a point 213 having a potential between the potential of the first terminal 211 and the potential of the second terminal 212 in the power receiving circuit 210 . Each side electrode 240 is similarly connected to a point 213 having a potential between the potential of the first terminal 211 and the potential of the second terminal 212 in the power receiving circuit 210 .

本実施形態における受電回路210は、電力変換回路270と、整合回路280とを備える。電力変換回路270は、例えば、受電電極群220から入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路を含む。整合回路280は、電力変換回路270と受電電極群220とのインピーダンスを整合させる回路である。本実施形態では、整合回路280内で電位変動が比較的小さい箇所に、背面電極230および各側面電極240が接続されている。なお、受電装置200における背面電極230および各側面電極240は、受電回路210内で電位変動が小さい箇所に代えて、受電装置200が備える導電性の筐体に接続されていてもよい。筐体が接地される構成においては、背面電極230および各側面電極240を筐体に接続することにより、背面電極230および各側面電極240の電位変動を効果的に抑制できる。 The power receiving circuit 210 in this embodiment includes a power conversion circuit 270 and a matching circuit 280 . The power conversion circuit 270 includes, for example, a rectification circuit that converts AC power input from the power receiving electrode group 220 into DC power. The matching circuit 280 is a circuit that matches the impedances of the power conversion circuit 270 and the power receiving electrode group 220 . In the present embodiment, the back electrode 230 and the side electrodes 240 are connected to a location within the matching circuit 280 where the potential fluctuation is relatively small. Note that the back electrode 230 and the side electrodes 240 in the power receiving device 200 may be connected to a conductive housing included in the power receiving device 200 instead of a location in the power receiving circuit 210 where the potential fluctuation is small. In a configuration where the housing is grounded, potential fluctuations of the rear electrode 230 and the side electrodes 240 can be effectively suppressed by connecting the rear electrode 230 and the side electrodes 240 to the housing.

送電電極120a、120b、受電電極220a、220b、背面電極130、230、側面電極140、240、送電装置100の筐体、および受電装置200の筐体の各々は、任意の導電性材料から構成され得る。例えば、アルミニウム、銅、鉄、または合金などの導電性材料が使用され得る。 Each of power transmitting electrodes 120a and 120b, power receiving electrodes 220a and 220b, back electrodes 130 and 230, side electrodes 140 and 240, the housing of power transmitting device 100, and the housing of power receiving device 200 is made of any conductive material. obtain. For example, conductive materials such as aluminum, copper, iron, or alloys may be used.

図7に示す例では、受電装置200は、充放電制御回路290および蓄電装置330をさらに備えている。蓄電装置330は、例えば二次電池または蓄電用のキャパシタなどの、電力を蓄えるデバイスである。受電回路210は、受電電極群220が受け取った交流電力を、蓄電装置330および図示されていない電気モータなどの負荷が要求する電圧、例えば所定の直流電圧に変換して出力する。充放電制御回路290は、蓄電装置330の充電および放電を制御する回路である。充放電制御回路290は、蓄電装置330の電圧と充電状態(States Of Charge:SOC)を監視しながら、当該電圧が所定の値に達するまで、蓄電装置330に電力を供給する。これにより、蓄電装置330の充電が実現される。受電装置200は、例えばモータ制御回路および駆動輪などの、図示されていない他の構成要素も備え得る。 In the example shown in FIG. 7 , power receiving device 200 further includes charge/discharge control circuit 290 and power storage device 330 . The power storage device 330 is a device that stores power, such as a secondary battery or a capacitor for power storage. The power receiving circuit 210 converts the AC power received by the power receiving electrode group 220 into a voltage required by the power storage device 330 and a load such as an electric motor (not shown), such as a predetermined DC voltage, and outputs the converted voltage. Charge/discharge control circuit 290 is a circuit that controls charging and discharging of power storage device 330 . Charge/discharge control circuit 290 supplies power to power storage device 330 while monitoring the voltage and state of charge (States Of Charge: SOC) of power storage device 330 until the voltage reaches a predetermined value. Thereby, charging of power storage device 330 is realized. Powered device 200 may also include other components not shown, such as motor control circuitry and drive wheels.

図8Aは、電力変換回路170の構成例を模式的に示す図である。この例では、電力変換回路170は、4つのスイッチング素子(例えばIGBTまたはMOSFET等のトランジスタ)を含むフルブリッジ型のインバータ回路と、送電制御回路160とを有する。送電制御回路160は、各スイッチング素子のオン(導通)およびオフ(非導通)の状態を制御する制御信号を出力するゲートドライバと、ゲートドライバに制御信号を出力させるマイクロコントローラ(マイコン)等のプロセッサとを有する。図示されるフルブリッジ型のインバータ回路の代わりに、ハーフブリッジ型のインバータ回路、または、E級などの他の発振回路を用いてもよい。 FIG. 8A is a diagram schematically showing a configuration example of the power conversion circuit 170. As shown in FIG. In this example, the power conversion circuit 170 has a full-bridge inverter circuit including four switching elements (for example, transistors such as IGBTs or MOSFETs) and a power transmission control circuit 160 . The power transmission control circuit 160 includes a gate driver that outputs a control signal for controlling the on (conducting) and off (non-conducting) states of each switching element, and a processor such as a microcontroller (microcomputer) that causes the gate driver to output the control signal. and Instead of the illustrated full-bridge inverter circuit, a half-bridge inverter circuit or other oscillator circuit such as class E may be used.

送電回路110は、通信用の変復調回路や電圧・電流などを測定する各種センサを有していてもよい。通信用の変復調回路を有する場合、交流電力に重畳してデータを受電装置200に送信することができる。電源310が交流電源の場合、電力変換回路170は、入力された交流電力を、周波数または電圧の異なる他の形態の交流電力に変換する。 The power transmission circuit 110 may include a modulation/demodulation circuit for communication and various sensors for measuring voltage/current. When a modulation/demodulation circuit for communication is provided, data can be superimposed on AC power and transmitted to the power receiving device 200 . If the power supply 310 is an AC power supply, the power conversion circuit 170 converts the input AC power into another form of AC power having a different frequency or voltage.

電源310は、例えば、商用電源、一次電池、二次電池、太陽電池、燃料電池、USB(Universal Serial Bus)電源、高容量のキャパシタ(例えば電気二重層キャパシタ)、商用電源に接続された電圧変換器などの任意の電源であってよい。本実施形態では電源310は直流電源であるが、交流電源であってもよい。 The power source 310 is, for example, a commercial power source, a primary battery, a secondary battery, a solar cell, a fuel cell, a USB (Universal Serial Bus) power source, a high-capacity capacitor (eg, an electric double layer capacitor), or a voltage converter connected to a commercial power source. It can be any power source such as a device. Although the power supply 310 is a DC power supply in this embodiment, it may be an AC power supply.

電力伝送の周波数は、例えば50Hz~300GHz、ある例では20kHz~10GHz、他の例では79kHz~20MHz、さらに他の例では79kHz~14MHzに設定され得る。 The frequency of power transmission may be set, for example, between 50 kHz and 300 GHz, in some examples between 20 kHz and 10 GHz, in other examples between 79 kHz and 20 MHz, and in still other examples between 79 kHz and 14 MHz.

図8Bは、受電側の電力変換回路270の構成例を模式的に示す図である。この例では、電力変換回路270は、ダイオードブリッジと平滑コンデンサとを含む全波整流回路である。電力変換回路270は、半波整流回路または倍電圧整流回路などの他の整流器の構成を有していてもよい。電力変換回路270は、整流回路の他にも、定電圧・定電流制御回路、通信用の変復調回路などの各種の回路を含んでいてもよい。電力変換回路270は、受け取った交流エネルギを負荷320が利用可能な直流エネルギに変換する。 FIG. 8B is a diagram schematically showing a configuration example of the power conversion circuit 270 on the power receiving side. In this example, power conversion circuit 270 is a full-wave rectifier circuit including a diode bridge and a smoothing capacitor. The power conversion circuit 270 may have other rectifier configurations, such as a half wave rectifier circuit or a voltage doubler rectifier circuit. The power conversion circuit 270 may include various circuits such as a constant voltage/constant current control circuit and a modulation/demodulation circuit for communication, in addition to the rectifier circuit. Power conversion circuit 270 converts the AC energy it receives into DC energy that load 320 can use.

移動体10の筐体、送電電極120a、120b、および受電電極220a、220bのそれぞれのサイズは、特に限定されないが、例えば以下のサイズに設定され得る。送電電極120a、120bの長さ(Y方向のサイズ)は、例えば50cm~20mの範囲内に設定され得る。送電電極120a、120bのそれぞれの幅(X方向のサイズ)は、例えば0.5cm~1mの範囲内に設定され得る。側面電極140を送電電極群の少なくとも一方のサイドに配置する場合、その幅は、例えば0.5mm~200mmの範囲内に設定され得る。移動体10の筐体の進行方向および横方向におけるそれぞれのサイズは、例えば、20cm~5mの範囲内に設定され得る。受電電極220a、220bのそれぞれの長さ(進行方向におけるサイズ)は、例えば5cm~2mの範囲内に設定され得る。受電電極220a、220bのそれぞれの幅(横方向におけるサイズ)は、例えば0.5cm~1mの範囲内に設定され得る。側面電極240を受電電極群の少なくとも一方のサイドに配置する場合、その幅は、例えば0.5mm~200mmの範囲内に設定され得る。送電電極間のギャップ、および受電電極間のギャップは、例えば1mm~40cmの範囲内に設定され得る。但し、これらの数値範囲に限定されない。 The sizes of the housing of the moving body 10, the power transmitting electrodes 120a and 120b, and the power receiving electrodes 220a and 220b are not particularly limited, but can be set to the following sizes, for example. The length (size in the Y direction) of the power transmission electrodes 120a and 120b can be set within a range of 50 cm to 20 m, for example. The width (size in the X direction) of each of the power transmission electrodes 120a and 120b can be set within a range of 0.5 cm to 1 m, for example. When the side electrodes 140 are arranged on at least one side of the power transmitting electrode group, the width can be set within a range of 0.5 mm to 200 mm, for example. Each size of the housing of the moving body 10 in the advancing direction and the lateral direction can be set within a range of 20 cm to 5 m, for example. The length (size in the traveling direction) of each of the power receiving electrodes 220a and 220b can be set within a range of 5 cm to 2 m, for example. The width (size in the lateral direction) of each of the power receiving electrodes 220a and 220b can be set within a range of 0.5 cm to 1 m, for example. When the side electrode 240 is arranged on at least one side of the power receiving electrode group, the width can be set within a range of 0.5 mm to 200 mm, for example. The gap between power transmitting electrodes and the gap between power receiving electrodes can be set within a range of 1 mm to 40 cm, for example. However, it is not limited to these numerical ranges.

本実施形態において、送電電極120a、120bの長さは、移動体10の筐体の進行方向におけるサイズよりも大きい。例えば、送電電極120a、120bの長さは、移動体10の筐体の進行方向におけるサイズの2倍以上100倍以下であり得る。ある例において、送電電極120a、120bの長さは、移動体10の筐体の進行方向におけるサイズの5倍以上20倍以下であり得る。このように、移動体10の筐体のサイズよりも著しく長い送電電極群120を用いることにより、移動体10が移動しながら充電することができる。 In this embodiment, the length of the power transmission electrodes 120a and 120b is greater than the size of the housing of the moving body 10 in the traveling direction. For example, the length of the power transmission electrodes 120a and 120b may be two to 100 times the size of the housing of the mobile body 10 in the traveling direction. In one example, the length of the power transmitting electrodes 120a and 120b may be 5 times or more and 20 times or less than the size of the housing of the mobile object 10 in the traveling direction. Thus, by using the power transmission electrode group 120 that is significantly longer than the size of the housing of the mobile body 10, charging can be performed while the mobile body 10 is moving.

図9は、背面電極130および各側面電極140と、送電回路110との接続の例を示す図である。この例では、送電電極群120、背面電極130、および2つの側面電極140が、送電電極シート150内に配置されている。受電電極群220は、受電電極シート250内に配置されている。なお、図9では、受電電極シート250以外の受電装置200の構成要素の図示は省略されている。 FIG. 9 is a diagram showing an example of connection between the back electrode 130 and each side electrode 140 and the power transmission circuit 110. As shown in FIG. In this example, a power transmitting electrode group 120 , a back electrode 130 and two side electrodes 140 are arranged in a power transmitting electrode sheet 150 . The power receiving electrode group 220 is arranged inside the power receiving electrode sheet 250 . Note that FIG. 9 omits illustration of components of the power receiving device 200 other than the power receiving electrode sheet 250 .

この例では、整合回路180が、第1端子180aと、第2端子180bとを備えている。整合回路180は、第1端子180aに接続された第1インダクタLt1と、第2端子180bに接続された第2インダクタLt2と、第1端子180aと第1インダクタLt1との間の配線と、第2端子180bと第2インダクタLt2との間の配線との間に接続された第1キャパシタCt1および第2キャパシタCt2とを含む。この例における整合回路180は、さらに、第3キャパシタCt3と、第4キャパシタCt4と、第3インダクタLt3とを含む。第3キャパシタCt3は、第1インダクタLt1と電力変換回路170の出力端子の一方との間に直列回路素子として接続されている。第4キャパシタCt4は、第2インダクタLt2と電力変換回路170の出力端子の他方との間に直列回路素子として接続されている。第3インダクタLt3は、第1インダクタLt1と第3キャパシタCt3との間の配線と、第2インダクタLt2と第4キャパシタCt4との間の配線との間に並列回路素子として接続されている。背面電極130は、第1キャパシタCt1と第2キャパシタCt2との間の点に接続されている。また、各側面電極140は、背面電極130に接続されており、間接的に、第1キャパシタCt1と第2キャパシタCt2との間の上記点に接続されている。 In this example, the matching circuit 180 has a first terminal 180a and a second terminal 180b. The matching circuit 180 includes a first inductor Lt1 connected to the first terminal 180a, a second inductor Lt2 connected to the second terminal 180b, wiring between the first terminal 180a and the first inductor Lt1, and a second inductor Lt1. It includes a first capacitor Ct1 and a second capacitor Ct2 connected between the two terminals 180b and the wiring between the second inductor Lt2. The matching circuit 180 in this example further includes a third capacitor Ct3, a fourth capacitor Ct4, and a third inductor Lt3. The third capacitor Ct3 is connected between the first inductor Lt1 and one of the output terminals of the power conversion circuit 170 as a series circuit element. The fourth capacitor Ct4 is connected between the second inductor Lt2 and the other output terminal of the power conversion circuit 170 as a series circuit element. The third inductor Lt3 is connected as a parallel circuit element between the wiring between the first inductor Lt1 and the third capacitor Ct3 and the wiring between the second inductor Lt2 and the fourth capacitor Ct4. The back electrode 130 is connected to a point between the first capacitor Ct1 and the second capacitor Ct2. Also, each side electrode 140 is connected to the back electrode 130 and indirectly connected to the above point between the first capacitor Ct1 and the second capacitor Ct2.

本明細書では、インダクタを表すLt1、Lt2などの参照符号は、そのインダクタのインダクタンス値を表す記号としても用いる。同様に、キャパシタを表すCt1などの参照符号は、そのキャパシタのキャパシタンス値を表す記号としても用いる。 In this specification, reference symbols such as Lt1 and Lt2 representing inductors are also used as symbols representing inductance values of the inductors. Similarly, a reference number such as Ct1 representing a capacitor is also used as a symbol representing the capacitance value of that capacitor.

キャパシタCt1およびCt2のキャパシタンスは、同一または互いに近い値に設定され得る。インダクタンスLt1およびLt2のインダクタンスも、同一または互いに近い値に設定され得る。キャパシタンスCt3およびCt4のキャパシタンスも同様に、同一または互いに近い値に設定され得る。 The capacitances of capacitors Ct1 and Ct2 can be set to values that are the same or close to each other. The inductances of inductances Lt1 and Lt2 can also be set to the same or close to each other. Capacitances of capacitances Ct3 and Ct4 may similarly be set to values that are the same or close to each other.

このような構成によれば、電力伝送中に、背面電極130、および各側面電極140の電位変動が抑制される。このため、送電電極群120の近傍の電界を効果的に抑制でき、リーク電流または漏電のリスクも低減できる。 According to such a configuration, potential fluctuations of the back electrode 130 and the side electrodes 140 are suppressed during power transmission. Therefore, the electric field in the vicinity of the power transmission electrode group 120 can be effectively suppressed, and the risk of leakage current or electric leakage can be reduced.

なお、図9に示す整合回路180の構成は一例に過ぎず、整合回路180の構成は、必要な電力伝送特性に応じて適宜選択される。また、電力変換回路170と送電電極群120との間のインピーダンス整合の必要がない場合は、整合回路180を省略してもよい。その場合、背面電極130および各側面電極140は、電力変換回路170内の電位変動が比較的小さい箇所に接続され得る。 Note that the configuration of the matching circuit 180 shown in FIG. 9 is merely an example, and the configuration of the matching circuit 180 is appropriately selected according to required power transmission characteristics. Moreover, if there is no need for impedance matching between the power conversion circuit 170 and the power transmission electrode group 120, the matching circuit 180 may be omitted. In that case, the back electrode 130 and each side electrode 140 can be connected to a location within the power conversion circuit 170 where the potential fluctuation is relatively small.

図9には示されていないが、受電装置200における背面電極230および各側面電極240と、受電回路210との接続も、同様の構成で実現できる。 Although not shown in FIG. 9, the connection between the back electrode 230 and the side electrodes 240 in the power receiving device 200 and the power receiving circuit 210 can also be realized with a similar configuration.

次に、本実施形態による漏洩電界の抑制効果を確認するために行った実験の結果を説明する。 Next, the results of experiments conducted to confirm the effect of suppressing the leakage electric field according to this embodiment will be described.

図10Aは、本実験の構成を示す図である。本実験では、送電電極シート150と受電電極シート250とを、水平面に垂直にした状態で、支持台400の上に図10Aに示すように配置した。この状態で、送電電極シート150から受電電極シート250に電力を伝送したときに各電極の周囲に発生する電界の強度を電界測定器420で測定した。測定は、電界測定器420の位置を図10Bに示すように変えて、電極の周囲の15箇所で行った。実験は、以下の(a)から(c)の3つの構成について行った。
(a)背面電極130が設けられていない構成
(b)図9に示すように、背面電極130を、送電回路110内で、2つの端子180aおよび180bの電位の中点に接続した構成
(c)背面電極130は設けられているが、背面電極130が送電回路110のいずれの部分にも接続されていない構成
FIG. 10A is a diagram showing the configuration of this experiment. In this experiment, the power transmitting electrode sheet 150 and the power receiving electrode sheet 250 were placed on the support base 400 in a state perpendicular to the horizontal plane as shown in FIG. 10A. In this state, electric field measuring device 420 measured the strength of the electric field generated around each electrode when power was transmitted from power transmitting electrode sheet 150 to power receiving electrode sheet 250 . The measurement was performed at 15 locations around the electrode by changing the position of the electric field measuring device 420 as shown in FIG. 10B. Experiments were conducted for the following three configurations (a) to (c).
(a) A configuration in which the back electrode 130 is not provided (b) As shown in FIG. ) A configuration in which the back electrode 130 is provided, but the back electrode 130 is not connected to any part of the power transmission circuit 110

図10Cは、本実験の結果を示す図である。図10Cにおいて、横軸の「観測点」の番号は、図10Bに示す番号に対応している。縦軸は、漏洩電界の強度を示している。図10Cに示されるように、背面電極130を設けることにより、送電電極シート150の背面側、側面側、および前面側のいずれについても漏洩電界強度が低減する。特に、本実施形態のように、背面電極130と送電回路110の電位の中点とを接続することにより、特に背面側の漏洩電界の抑制効果が高くなることがわかる。 FIG. 10C is a diagram showing the results of this experiment. In FIG. 10C, the "observation point" numbers on the horizontal axis correspond to the numbers shown in FIG. 10B. The vertical axis indicates the strength of the leakage electric field. As shown in FIG. 10C , by providing the back electrode 130 , the leakage electric field intensity is reduced on all of the back side, the side side, and the front side of the power transmission electrode sheet 150 . In particular, by connecting the back electrode 130 and the midpoint of the electric potential of the power transmission circuit 110 as in the present embodiment, it can be seen that the effect of suppressing the leakage electric field on the back side is enhanced.

背面電極130を設けることによる効果は、例えば図2に示す例のように、第1送電電極120a、第2送電電極120b、第1受電電極220a、第2受電電極220bの各々が分割されていない構成においても得ることができる。 The effect of providing the back electrode 130 is that, as in the example shown in FIG. It can also be obtained in configuration.

図11Aは、各電極が分割されていない構成において送電電極120aおよび120bの周囲に形成される電界の強度分布の例を示す図である。図11Aの上の図に示す送電電極120aおよび120bの構成では、図11Aの下の図に示す電界強度分布が得られる。 FIG. 11A is a diagram showing an example of intensity distribution of an electric field formed around power transmitting electrodes 120a and 120b in a configuration in which each electrode is not divided. With the configuration of power transmitting electrodes 120a and 120b shown in the upper diagram of FIG. 11A, the electric field intensity distribution shown in the lower diagram of FIG. 11A is obtained.

図11Bは、図11Aに示す構成における送電電極120aおよび120bの背面側に、背面電極130を配置した構成の例と、その場合の電界強度分布の例を示す図である。この例においても、背面電極130は、送電回路110の電位の中点の箇所に接続されている。 FIG. 11B is a diagram showing an example of a configuration in which the back electrode 130 is arranged on the back side of the power transmission electrodes 120a and 120b in the configuration shown in FIG. 11A, and an example of the electric field intensity distribution in that case. In this example as well, the back electrode 130 is connected to the potential midpoint of the power transmission circuit 110 .

これらの図からわかるように、送電電極120aおよび120bが複数の部分電極に分割されていない構成においても、背面電極130を設けることにより、背面側の電界強度を低減させることができる。 As can be seen from these figures, even in a configuration in which the power transmission electrodes 120a and 120b are not divided into a plurality of partial electrodes, the provision of the back electrode 130 can reduce the electric field strength on the back side.

次に、背面電極130の幅を変化させた場合の電界抑制効果の変化について説明する。 Next, changes in the electric field suppression effect when the width of the back electrode 130 is changed will be described.

図12Aは、送電電極120a、120bが複数の部分電極に分割されていない構成の例を示している。本発明者らは、図12Aに示す構成において、背面電極130の幅2WBGを変化させた場合に、図12Bに示す観測線の位置で観測される電界強度がどのように変化するかを確認する解析を行った。図12Cは、当該解析の結果を示すグラフである。図12Cは、背面電極130の幅2WBGを、5mm、50mm、100mm、400mmのそれぞれの値に設定したときの観測線における電界の強度分布の例を示している。図12Cからわかるように、背面電極130の幅が大きいほど、電界強度を大きく低減することができる。FIG. 12A shows an example of a configuration in which the power transmitting electrodes 120a, 120b are not divided into multiple partial electrodes. The inventors confirmed how the electric field intensity observed at the position of the observation line shown in FIG. 12B changes when the width 2W BG of the back electrode 130 is changed in the configuration shown in FIG. 12A. We performed an analysis to FIG. 12C is a graph showing the results of the analysis. FIG. 12C shows examples of electric field strength distributions in observation lines when the width 2W BG of the back electrode 130 is set to 5 mm, 50 mm, 100 mm, and 400 mm. As can be seen from FIG. 12C, the greater the width of the back electrode 130, the greater the reduction in electric field strength.

図13Aおよび図13Bは、2つの第1送電電極120aと2つの第2送電電極120bとが交互に並ぶ例における電界強度分布の例を示している。図13Aは、背面電極130がない場合の構成例と、電界強度分布の例とを示している。図13Bは、図13Aに示す構成に、送電電極群120の背面側に背面電極130を追加した構成例と、その場合の電界強度分布の例とを示している。これらの図からわかるように、電極の分割により、隣り合う2つの電極間の隙間の上の領域の漏洩電界が抑制される。さらに、背面電極130を設けることにより、背面側の漏洩電界を大きく低減できる。 13A and 13B show examples of electric field strength distributions in an example in which two first power transmission electrodes 120a and two second power transmission electrodes 120b are arranged alternately. FIG. 13A shows a configuration example without the back electrode 130 and an example of electric field intensity distribution. FIG. 13B shows a configuration example in which a back electrode 130 is added to the back side of the power transmission electrode group 120 in addition to the configuration shown in FIG. 13A, and an example of electric field intensity distribution in that case. As can be seen from these figures, the splitting of the electrodes suppresses leakage fields in the region above the gap between two adjacent electrodes. Furthermore, by providing the back electrode 130, the leakage electric field on the back side can be greatly reduced.

本発明者らは、図13Bに示す構成においても、背面電極130の幅を変化させた場合の、背面側の電界強度の変化を確認する解析を行った。図14Aに示す構成において、背面電極130の幅2WBGを変化させた場合に、図14Bに示す観測線の位置で観測される電界強度がどのように変化するかを確認した。図14Cは、当該解析の結果を示すグラフである。図14Cは、背面電極130の幅2WBGを、5mm、50mm、100mm、400mmのそれぞれの値に設定したときの観測線における電界の強度分布の例を示している。図14Cからわかるように、この例においても、背面電極130の幅が大きいほど、電界強度を大きく低減することができる。The inventors conducted an analysis to confirm the change in the electric field strength on the back side when the width of the back electrode 130 is changed also in the configuration shown in FIG. 13B. In the configuration shown in FIG. 14A, it was confirmed how the electric field strength observed at the position of the observation line shown in FIG. 14B changes when the width 2W BG of the back electrode 130 is changed. FIG. 14C is a graph showing the results of the analysis. FIG. 14C shows examples of electric field intensity distributions in observation lines when the width 2W BG of the back electrode 130 is set to 5 mm, 50 mm, 100 mm, and 400 mm, respectively. As can be seen from FIG. 14C, also in this example, the greater the width of the back electrode 130, the greater the reduction in electric field intensity.

以上のように、背面電極130を設け、かつ背面電極130の電位を、第1送電電極120aの電位と第2送電電極120bの電位との間の電位になるようにすることにより、送電電極群120の背面側の漏洩電界を低減することができる。同様の効果は、受電電極群220の背面側、すなわち、送電電極群120が位置する側の反対側に、同様の背面電極230を配置した場合にも得られる。また、背面電極130を、送電装置100における接地された導電性の筐体に接続した構成、および背面電極230を、受電装置200における接地された導電性の筐体に接続した構成においても同様の効果が得られる。 As described above, by providing the back electrode 130 and setting the potential of the back electrode 130 to be between the potential of the first power transmission electrode 120a and the potential of the second power transmission electrode 120b, the power transmission electrode group The leakage field on the back side of 120 can be reduced. A similar effect is obtained when a similar back electrode 230 is arranged on the back side of the power receiving electrode group 220, that is, on the side opposite to the side where the power transmitting electrode group 120 is located. The same applies to the configuration in which the back electrode 130 is connected to the grounded conductive housing of the power transmitting device 100 and the configuration in which the back electrode 230 is connected to the grounded conductive housing of the power receiving device 200. effect is obtained.

以上の効果は、背面電極130を複数の部分に分割した場合でも得ることができる。以下、背面電極130が複数の部分に分割されている例における電界抑制効果を説明する。 The above effects can be obtained even when the back electrode 130 is divided into a plurality of parts. The electric field suppression effect in an example in which the back electrode 130 is divided into a plurality of portions will be described below.

図15Aは、背面電極130が複数の部分に分割された構成の例を示す図である。この例では、背面電極130の複数の部分は、送電電極120aおよび120bの配列方向と同じ第1の方向に並んでいる。電極配置面に垂直な方向から見たとき、当該複数の部分は、複数の第1送電電極120aと複数の第2送電電極120bとの間の複数の間隙にそれぞれ重なるように配置されている。この例では、背面電極130は3つの部分に分割されている。背面電極130の分割数は3とは異なっていてもよい。 FIG. 15A is a diagram showing an example of a configuration in which the back electrode 130 is divided into a plurality of parts. In this example, the multiple portions of the back electrode 130 are arranged in the same first direction as the arrangement direction of the power transmission electrodes 120a and 120b. When viewed in a direction perpendicular to the electrode arrangement plane, the plurality of portions are arranged so as to overlap the plurality of gaps between the plurality of first power transmission electrodes 120a and the plurality of second power transmission electrodes 120b. In this example, the back electrode 130 is divided into three parts. The number of divisions of the back electrode 130 may be different from three.

本発明者らは、図15Aに示す背面電極130のうち、中央の部分の幅WGCを変化させた場合の電界強度の変化を確認する解析を行った。この解析では、図15Aに示す背面電極130のうち、両側の2つの部分の幅WGSを135mmに固定して行った。比較のため、図15Bに示すように、背面電極130が分割されていない構成についても電界強度を解析した。電界強度は、図14Bに示す例と同様、観測線上で比較した。The inventors conducted an analysis to confirm changes in the electric field strength when the width W GC of the central portion of the back electrode 130 shown in FIG. 15A is changed. In this analysis, the width W GS of the two portions on both sides of the back electrode 130 shown in FIG. 15A was fixed at 135 mm. For comparison, as shown in FIG. 15B, the electric field strength was also analyzed for the configuration in which the back electrode 130 was not divided. The electric field strength was compared on the observation line as in the example shown in FIG. 14B.

図15Cは、本解析の結果を示している。背面電極130の両端の部分の幅WGSを135mmで固定した条件では、中央の部分の幅WGCが大きいほど、背面側中央部の電界強度が低減することが確認された。FIG. 15C shows the results of this analysis. It was confirmed that under the condition that the width W GS of both end portions of the back electrode 130 was fixed at 135 mm, the electric field strength at the central portion on the back side decreased as the width W GC of the center portion increased.

本発明者らはまた、図16Aに示すように、中央部の幅WGCを固定して、両側の部分の幅WGSを中央側に広がるように変化させた場合の電界強度の変化も確認した。図16Bは、幅WGSが40mm、135mm、160mm、210mmのそれぞれの構成と、図15Bに示す構成における観測線での電界強度の例を示している。図15Bに示すように、背面電極130の中央の部分の幅WGCが固定の条件において、両サイドの2つの部分の幅WGSが内側に近付くほど、漏洩電界の抑制効果が向上する。特に、WGSが160mmおよび210mmの2つの条件では、図15Bに示す単一の背面電極130を用いた場合よりも、背面側の外側の部分における電界抑制効果が高いことが確認された。The present inventors also confirmed the change in the electric field strength when the width W GC of the central portion is fixed and the width W GS of both side portions is changed so as to spread toward the central side, as shown in FIG. 16A. bottom. FIG. 16B shows examples of the electric field intensity at the observation line in the configurations with widths W GS of 40 mm, 135 mm, 160 mm, and 210 mm, and in the configuration shown in FIG. 15B. As shown in FIG. 15B, under the condition that the width W GC of the central portion of the back electrode 130 is fixed, the more the width W GS of the two portions on both sides approaches the inner side, the more effectively the leakage electric field is suppressed. In particular, under the two conditions of W GS of 160 mm and 210 mm, it was confirmed that the electric field suppression effect in the outer portion on the back side is higher than in the case of using the single back electrode 130 shown in FIG. 15B.

次に、本実施形態の変形例を説明する。 Next, a modified example of this embodiment will be described.

図7に示す例では、送電装置100は、背面電極130と、2つの側面電極140とを備えるが、側面電極140を備えていなくてもよい。あるいは、送電電極群120の片側にのみ側面電極140が配置されていてもよい。受電装置200についても同様に、側面電極240を備えていなくてもよい。あるいは、受電電極群220の片側にのみ側面電極240が配置されていてもよい。また、送電装置100および受電装置200の一方のみが背面電極を備えていてもよい。各背面電極は、前述のように、複数の部分に分割されていてもよい。 In the example shown in FIG. 7 , the power transmission device 100 includes a back electrode 130 and two side electrodes 140, but the side electrodes 140 may not be provided. Alternatively, the side electrode 140 may be arranged only on one side of the power transmission electrode group 120 . Likewise, the power receiving device 200 does not have to include the side electrode 240 . Alternatively, the side electrode 240 may be arranged only on one side of the power receiving electrode group 220 . Alternatively, only one of the power transmitting device 100 and the power receiving device 200 may include the back electrode. Each back-electrode may be divided into multiple portions, as described above.

図17Aは、送電装置100が側面電極140を備えていない構成の例を示す図である。このような構成においても、背面電極130が配置されているため、電極の背面側の漏洩電界を抑制することができる。 FIG. 17A is a diagram showing an example of a configuration in which power transmission device 100 does not include side electrodes 140 . Also in such a configuration, since the back electrode 130 is arranged, it is possible to suppress the leakage electric field on the back side of the electrode.

図17Bは、送電装置100が側面電極140を備えておらず、背面電極130が複数の部分に分割されている例である。このように、背面電極130が複数の部分に分割されていても、前述のように、背面側の漏洩電界を抑制できる。 FIG. 17B is an example in which the power transmission device 100 does not include the side electrode 140 and the back electrode 130 is divided into a plurality of parts. Thus, even if the back electrode 130 is divided into a plurality of parts, the leakage electric field on the back side can be suppressed as described above.

図17Cは、送電電極群120の両サイドに離間して2つの側面電極140が配置された例を示している。この例では、背面側から見たとき、単一の背面電極130が、送電電極群120および2つの側面電極140が配置された領域を覆っている。 FIG. 17C shows an example in which two side electrodes 140 are spaced apart on both sides of the power transmitting electrode group 120 . In this example, when viewed from the back side, the single back electrode 130 covers the area where the power transmitting electrode group 120 and the two side electrodes 140 are arranged.

図17Dは、送電装置100が2つの側面電極140を備え、背面電極130が複数の部分に分割された例を示している。この例では、背面側から見たとき、背面電極130の複数の部分が、送電電極群120および2つの側面電極140の間の隙間を覆っている。 FIG. 17D shows an example in which the power transmission device 100 includes two side electrodes 140 and the back electrode 130 is divided into multiple parts. In this example, multiple portions of the back electrode 130 cover the gaps between the power transmitting electrode group 120 and the two side electrodes 140 when viewed from the back side.

図17Eおよび図17Fは、送電装置100が、送電電極群120の両サイドに2つの側面電極140を備える他の例を示している。これらの例では、各側面電極140は、第1送電電極120aおよび第2送電電極120bが配置された平面から、当該平面に垂直な方向に突出した部分を含んでいる。このような構造によれば、送電電極群120の側方の漏洩電界の抑制効果が向上する。 17E and 17F show another example in which the power transmission device 100 includes two side electrodes 140 on both sides of the power transmission electrode group 120. FIG. In these examples, each side electrode 140 includes a portion protruding in a direction perpendicular to the plane on which the first power transmission electrode 120a and the second power transmission electrode 120b are arranged. According to such a structure, the effect of suppressing the leakage electric field on the side of the power transmission electrode group 120 is improved.

図17Gおよび図17Hは、背面電極130と側面電極140とが接続されており、単一の構造体を形成している。背面電極130と側面電極140とは、同一の導電材料から形成されていてもよいし、異なる導電材料から形成されていてもよい。図17Hの例のように、当該単一構造体の底部に複数のスリットが形成されていてもよい。 17G and 17H show the back electrode 130 and side electrode 140 connected to form a single structure. The back electrode 130 and the side electrodes 140 may be made of the same conductive material, or may be made of different conductive materials. Multiple slits may be formed in the bottom of the single structure, as in the example of FIG. 17H.

図18は、背面電極130および各側面電極140と、送電回路110との接続の変形例を示す図である。この例では、背面電極130および側面電極140のそれぞれが、送電回路110における電位の中点に直接接続されている。このような構成を採用してもよいし、図9に示す例のように、側面電極140が背面電極130を介して間接的に中点電位に接続されていてもよい。 FIG. 18 is a diagram showing a modification of the connection between the back electrode 130 and the side electrodes 140 and the power transmission circuit 110. As shown in FIG. In this example, each of the back electrode 130 and the side electrode 140 is directly connected to the midpoint of the potential in the power transmission circuit 110 . Such a configuration may be employed, or the side electrode 140 may be indirectly connected to the midpoint potential via the back electrode 130 as in the example shown in FIG.

図19Aは、送電装置100における整合回路180の他の例を示す図である。図19Bは、受電装置200における整合回路280の他の例を示す図である。これらの例では、整合回路180、280は、トランスを有し、昇圧または降圧するように構成されている。図19Aの例においては、交流電力が出力される2つの入力端子T1およびT2に、送電電極120aおよび120bがそれぞれ接続され、2つの端子T1およびT2の電位の中間の電位を帯びる端子Tcに、背面電極130および側面電極140が接続される。図19Bの例においては、2つの入力端子R1およびR2に、受電電極220aおよび220bがそれぞれ接続され、2つの端子R1およびR2の電位の中間の電位を帯びる端子Rcに、背面電極230および側面電極240が接続される。 19A is a diagram showing another example of matching circuit 180 in power transmission device 100. FIG. FIG. 19B is a diagram showing another example of matching circuit 280 in power receiving device 200 . In these examples, matching circuits 180 and 280 have transformers and are configured to step up or step down. In the example of FIG. 19A, power transmission electrodes 120a and 120b are connected to two input terminals T1 and T2 from which AC power is output, respectively, and a terminal Tc having a potential intermediate between the potentials of the two terminals T1 and T2 A back electrode 130 and a side electrode 140 are connected. In the example of FIG. 19B, power receiving electrodes 220a and 220b are connected to two input terminals R1 and R2, respectively, and a back electrode 230 and a side electrode 230 are connected to a terminal Rc having a potential intermediate between the potentials of the two terminals R1 and R2. 240 are connected.

なお、送電装置100において、背面電極130および側面電極140は、送電回路110の電位の中点に代えて、送電装置100の導電性の筐体に接続されていてもよい。受電装置200においても、背面電極230および側面電極240は、受電回路210の電位の中点に代えて、受電装置200の導電性の筐体に接続されていてもよい。そのような構成であっても、筐体が接地される場合には、同様の効果を奏することができる。 In power transmission device 100 , back electrode 130 and side electrode 140 may be connected to the conductive housing of power transmission device 100 instead of the midpoint of the potential of power transmission circuit 110 . Also in power receiving device 200 , back electrode 230 and side electrode 240 may be connected to the conductive housing of power receiving device 200 instead of the potential midpoint of power receiving circuit 210 . Even with such a configuration, similar effects can be obtained when the housing is grounded.

図20Aおよび図20Bは、送電電極群120および背面電極130の配置例を示す図である。図20Aの例では、送電電極群120および背面電極130は、いずれも電極配置面に沿って延びるシート状の構造を有する。この例における背面電極130は、複数の部分に分割され、複数の部分は送電電極群120の配列方向に沿って並んでいる。背面電極130の各部分は、送電電極群120のうちの隣り合う2つの送電電極の間の隙間を覆うように配置されている。図20Bの例では、背面電極130は、2次元的に並ぶ複数の小さい部分に分割されている。図20Bの例では、複数の部分は、送電電極群120の配列方向、およびこれに交差する方向に沿って2次元的に配列されている。この例でも、背面電極130の各部分は、送電電極群120のうちの隣り合う2つの送電電極の間の隙間を覆うように配置されている。このように、背面電極130の配置には様々な変形が可能である。 20A and 20B are diagrams showing an arrangement example of the power transmission electrode group 120 and the back electrode 130. FIG. In the example of FIG. 20A, both the power transmitting electrode group 120 and the back electrode 130 have a sheet-like structure extending along the electrode arrangement surface. The back electrode 130 in this example is divided into a plurality of portions, and the plurality of portions are arranged along the arrangement direction of the power transmitting electrode group 120 . Each part of the back electrode 130 is arranged so as to cover the gap between two adjacent power transmission electrodes in the power transmission electrode group 120 . In the example of FIG. 20B, the back electrode 130 is divided into a plurality of small portions arranged two-dimensionally. In the example of FIG. 20B, the plurality of portions are arranged two-dimensionally along the arrangement direction of power transmission electrode group 120 and the direction intersecting this. Also in this example, each part of the back electrode 130 is arranged so as to cover the gap between two adjacent power transmission electrodes in the power transmission electrode group 120 . In this manner, various modifications are possible for the arrangement of the back electrode 130 .

以上の説明では、主に送電装置100側の構成を例示したが、受電装置200側の構成についても、上記の各変形例の構成を同様に適用できる。 In the above description, the configuration of the power transmission device 100 side is mainly illustrated, but the configuration of each of the modifications described above can be similarly applied to the configuration of the power reception device 200 side.

以上の実施形態では、各電極は、同一の方向に平行に延びた構造を有しているが、用途によってはそのような構造でなくてもよい。例えば、各電極が、正方形などの矩形形状を有していてもよい。そのような矩形形状の複数の電極が一方向に並ぶ形態であれば、本開示の技術を適用できる。また、全ての電極の表面が同一平面上にあることは必須の要件ではない。さらに、各電極の表面は、完全に平面的な形状を有している必要はなく、例えば湾曲した形状または凹凸を含む形状を有していてもよい。また、各電極は、路面に対して傾斜していてもよい。 Although each electrode has a structure extending in parallel in the same direction in the above embodiments, such a structure may not be necessary depending on the application. For example, each electrode may have a rectangular shape, such as a square. The technology of the present disclosure can be applied as long as such a plurality of rectangular electrodes are arranged in one direction. Moreover, it is not an essential requirement that the surfaces of all the electrodes be on the same plane. Furthermore, the surface of each electrode does not need to have a completely planar shape, and may have, for example, a curved shape or a shape including unevenness. Also, each electrode may be inclined with respect to the road surface.

以上の説明において、送電電極ユニットに関して行った説明は、矛盾がない限り、受電電極ユニットにもそのまま適用できる。同様に、受電電極ユニットに関して行った説明は、矛盾がない限り、送電電極にユニットにもそのまま適用できる。 In the above explanation, the explanation given with respect to the power transmitting electrode unit can also be applied to the power receiving electrode unit as it is unless there is a contradiction. Similarly, the description given for the power receiving electrode unit is also applicable to the power transmitting electrode unit as is, unless inconsistent.

本開示の実施形態における無線電力伝送システムは、前述のように、工場内における物品の搬送用のシステムとして利用され得る。移動体10は、物品を積載する荷台を有し、工場内を自律的に移動して物品を必要な場所に搬送する台車として機能する。しかし、本開示における無線電力伝送システムおよび移動体は、このような用途に限らず、他の様々な用途に利用され得る。例えば、移動体は、AGVに限らず、他の産業機械、サービスロボット、電気自動車、フォークリフト、マルチコプター(ドローン)、エレベータ等であってもよい。無線電力伝送システムは、工場内に限らず、例えば、店舗、病院、家庭、道路、滑走路その他のあらゆる場所で利用され得る。 The wireless power transmission system according to the embodiments of the present disclosure can be used as a system for transporting articles within a factory, as described above. The moving body 10 has a carrier on which articles are loaded, and functions as a cart that autonomously moves within the factory and conveys articles to required locations. However, the wireless power transmission system and mobile object according to the present disclosure are not limited to such uses, and can be used for various other uses. For example, the moving body is not limited to AGVs, but may be other industrial machines, service robots, electric vehicles, forklifts, multicopters (drones), elevators, and the like. The wireless power transmission system can be used not only in factories but also in shops, hospitals, homes, roads, runways, and other places.

本開示の技術は、電力によって駆動される任意の機器に利用できる。例えば、電気自動車(EV)、工場で用いられる無人搬送車(AGV)、または無人航空機(UAV)などの移動体に利用され得る。 The technology of the present disclosure can be used for any device driven by electric power. For example, it can be used in mobile objects such as electric vehicles (EV), automated guided vehicles (AGV) used in factories, or unmanned aerial vehicles (UAV).

10 移動体
30 床面
100 送電装置
110 送電回路
120a、120b 送電電極
130 背面電極
140 側面電極
150 送電電極シート
160 送電制御回路
170 電力変換回路
180 整合回路
200 受電装置
210 受電回路
220a、220b 受電電極
230 背面電極
240 側面電極
250 受電電極シート
270 電力変換回路
280 整合回路
290 充放電制御回路
310 電源
320 負荷
330 蓄電装置
400 支持台
420 電界測定器
REFERENCE SIGNS LIST 10 moving body 30 floor surface 100 power transmission device 110 power transmission circuit 120a, 120b power transmission electrode 130 back electrode 140 side electrode 150 power transmission electrode sheet 160 power transmission control circuit 170 power conversion circuit 180 matching circuit 200 power receiving device 210 power receiving circuit 220a, 220b power receiving electrode 230 Back electrode 240 Side electrode 250 Power receiving electrode sheet 270 Power conversion circuit 280 Matching circuit 290 Charge/discharge control circuit 310 Power source 320 Load 330 Power storage device 400 Support base 420 Electric field measuring device

Claims (14)

電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる送電装置であって、
電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1送電電極および複数の第2送電電極と、
前記複数の第1送電電極に接続される第1端子、および前記複数の第2送電電極に接続される第2端子を備え、前記第1端子および前記第2端子から交流電力を出力する送電回路と、
前記複数の第1送電電極および前記複数の第2送電電極の背面側に間隙を空けて配置され、前記送電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される背面電極と、
前記複数の第1送電電極、および前記複数の第2送電電極の少なくとも一方から、前記第1の方向に、間隙を空けて配置され、前記送電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される1つ以上の側面電極と、
を備え
前記側面電極は、前記背面電極に接続されている、
送電装置。
A power transmission device used in an electric field coupling type wireless power transmission system,
a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes alternately arranged in a first direction along the electrode arrangement surface;
A power transmission circuit that includes a first terminal connected to the plurality of first power transmission electrodes and a second terminal connected to the plurality of second power transmission electrodes, and outputs AC power from the first terminal and the second terminal. When,
The plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes are arranged on the rear side of the plurality of power transmission electrodes with a gap therebetween, and have a potential between the potential of the first terminal and the potential of the second terminal in the power transmission circuit. a back electrode connected to the point;
The potential of the first terminal and the second terminal in the power transmission circuit are arranged in the first direction with a gap from at least one of the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes. one or more side electrodes connected to a point bearing a potential between the potential of
with
the side electrode is connected to the back electrode;
transmission device.
電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる送電装置であって、
電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1送電電極および複数の第2送電電極と、
前記複数の第1送電電極および前記複数の第2送電電極の背面側に間隙を空けて配置された背面電極と、
前記複数の第1送電電極、前記複数の第2送電電極、および前記背面電極を収容する導電性の筐体であって、前記背面電極に接続された筐体と、
前記複数の第1送電電極、および前記複数の第2送電電極の少なくとも一方から、前記第1の方向に、間隙を空けて配置され、前記筐体に接続される1つ以上の側面電極と、
を備え
前記側面電極は、前記背面電極に接続されている、
送電装置。
A power transmission device used in an electric field coupling type wireless power transmission system,
a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes alternately arranged in a first direction along the electrode arrangement surface;
a back electrode arranged with a gap on the back side of the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes;
a conductive housing that houses the plurality of first power transmission electrodes, the plurality of second power transmission electrodes, and the back electrode, the housing being connected to the back electrode;
one or more side electrodes arranged with a gap in the first direction from at least one of the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes and connected to the housing;
with
the side electrode is connected to the back electrode;
transmission device.
前記側面電極は、前記複数の第1送電電極、および前記複数の第2送電電極の両側に位置する、請求項またはに記載の送電装置。 The power transmission device according to claim 1 or 2 , wherein the side electrodes are positioned on both sides of the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes. 前記複数の第1送電電極、および前記複数の第2送電電極は、同一平面上に配置され、
前記側面電極は、前記平面から、前記平面に垂直な方向に突出した部分を含む、請求項からのいずれかに記載の送電装置。
The plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes are arranged on the same plane,
The power transmitting device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the side electrode includes a portion protruding from the plane in a direction perpendicular to the plane.
電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる送電装置であって、
電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1送電電極および複数の第2送電電極と、
前記複数の第1送電電極に接続される第1端子、および前記複数の第2送電電極に接続される第2端子を備え、前記第1端子および前記第2端子から交流電力を出力する送電回路と、
前記複数の第1送電電極および前記複数の第2送電電極の背面側に間隙を空けて配置され、前記送電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される背面電極と、
を備え、
前記背面電極は、前記送電回路内で、前記第1端子および前記第2端子の電位変動の振幅の10%未満の振幅で電位が変動する箇所に接続される送電装置。
A power transmission device used in an electric field coupling type wireless power transmission system,
a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes alternately arranged in a first direction along the electrode arrangement surface;
A power transmission circuit that includes a first terminal connected to the plurality of first power transmission electrodes and a second terminal connected to the plurality of second power transmission electrodes, and outputs AC power from the first terminal and the second terminal. When,
The plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes are arranged on the rear side of the plurality of power transmission electrodes with a gap therebetween, and have a potential between the potential of the first terminal and the potential of the second terminal in the power transmission circuit. a back electrode connected to the point;
with
The power transmission device, wherein the back electrode is connected to a location in the power transmission circuit where the potential fluctuates with an amplitude less than 10% of the amplitude of the potential fluctuation of the first terminal and the second terminal.
電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる送電装置であって、 A power transmission device used in an electric field coupling type wireless power transmission system,
電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1送電電極および複数の第2送電電極と、 a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes alternately arranged in a first direction along the electrode arrangement surface;
前記複数の第1送電電極に接続される第1端子、および前記複数の第2送電電極に接続される第2端子を備え、前記第1端子および前記第2端子から交流電力を出力する送電回路と、 A power transmission circuit that includes a first terminal connected to the plurality of first power transmission electrodes and a second terminal connected to the plurality of second power transmission electrodes, and outputs AC power from the first terminal and the second terminal. When,
前記複数の第1送電電極および前記複数の第2送電電極の背面側に間隙を空けて配置され、前記送電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される背面電極と、 The plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes are arranged on the rear side of the plurality of power transmission electrodes with a gap therebetween, and have a potential between the potential of the first terminal and the potential of the second terminal in the power transmission circuit. a back electrode connected to the point;
前記複数の第1送電電極、および前記複数の第2送電電極の少なくとも一方から、前記第1の方向に、間隙を空けて配置され、前記送電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される1つ以上の側面電極と、 The potential of the first terminal and the second terminal in the power transmission circuit are arranged in the first direction with a gap from at least one of the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes. one or more side electrodes connected to a point bearing a potential between the potential of
を備え、with
前記背面電極は、前記送電回路内で、前記第1端子および前記第2端子の電位変動の振幅の10%未満の振幅で電位が変動する箇所に接続される、送電装置。 The power transmission device, wherein the back electrode is connected to a location in the power transmission circuit where the potential fluctuates with an amplitude less than 10% of the amplitude of the potential fluctuation of the first terminal and the second terminal.
電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる送電装置であって、
電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1送電電極および複数の第2送電電極と、
前記複数の第1送電電極に接続される第1端子、および前記複数の第2送電電極に接続される第2端子を備え、前記第1端子および前記第2端子から交流電力を出力する送電回路と、
前記複数の第1送電電極および前記複数の第2送電電極の背面側に間隙を空けて配置され、前記送電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される背面電極と、
を備え、
前記送電回路は、前記第1端子および前記第2端子を備える整合回路を含み、
前記整合回路は、さらに、
前記第1端子に接続された第1インダクタと、
前記第2端子に接続された第2インダクタと、
前記第1端子と前記第1インダクタとの間の配線と、前記第2端子と前記第2インダクタとの間の配線との間に接続された第1キャパシタおよび第2キャパシタと、
を含み、
前記背面電極は、前記第1キャパシタと前記第2キャパシタとの間の点に接続されている
送電装置。
A power transmission device used in an electric field coupling type wireless power transmission system,
a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes alternately arranged in a first direction along the electrode arrangement surface;
A power transmission circuit that includes a first terminal connected to the plurality of first power transmission electrodes and a second terminal connected to the plurality of second power transmission electrodes, and outputs AC power from the first terminal and the second terminal. When,
The plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes are arranged on the rear side of the plurality of power transmission electrodes with a gap therebetween, and have a potential between the potential of the first terminal and the potential of the second terminal in the power transmission circuit. a back electrode connected to the point;
with
The power transmission circuit includes a matching circuit including the first terminal and the second terminal,
The matching circuit further comprises:
a first inductor connected to the first terminal;
a second inductor connected to the second terminal;
a first capacitor and a second capacitor connected between a wiring between the first terminal and the first inductor and a wiring between the second terminal and the second inductor;
including
the back electrode is connected to a point between the first capacitor and the second capacitor ;
transmission device.
電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる送電装置であって、 A power transmission device used in an electric field coupling type wireless power transmission system,
電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1送電電極および複数の第2送電電極と、 a plurality of first power transmission electrodes and a plurality of second power transmission electrodes alternately arranged in a first direction along the electrode arrangement surface;
前記複数の第1送電電極に接続される第1端子、および前記複数の第2送電電極に接続される第2端子を備え、前記第1端子および前記第2端子から交流電力を出力する送電回路と、 A power transmission circuit that includes a first terminal connected to the plurality of first power transmission electrodes and a second terminal connected to the plurality of second power transmission electrodes, and outputs AC power from the first terminal and the second terminal. When,
前記複数の第1送電電極および前記複数の第2送電電極の背面側に間隙を空けて配置され、前記送電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される背面電極と、 The plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes are arranged on the rear side of the plurality of power transmission electrodes with a gap therebetween, and have a potential between the potential of the first terminal and the potential of the second terminal in the power transmission circuit. a back electrode connected to the point;
前記複数の第1送電電極、および前記複数の第2送電電極の少なくとも一方から、前記第1の方向に、間隙を空けて配置され、前記送電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される1つ以上の側面電極と、 The potential of the first terminal and the second terminal in the power transmission circuit are arranged in the first direction with a gap from at least one of the plurality of first power transmission electrodes and the plurality of second power transmission electrodes. one or more side electrodes connected to a point bearing a potential between the potential of
を備え、with
前記送電回路は、前記第1端子および前記第2端子を備える整合回路を含み、 The power transmission circuit includes a matching circuit including the first terminal and the second terminal,
前記整合回路は、さらに、 The matching circuit further comprises:
前記第1端子に接続された第1インダクタと、 a first inductor connected to the first terminal;
前記第2端子に接続された第2インダクタと、 a second inductor connected to the second terminal;
前記第1端子と前記第1インダクタとの間の配線と、前記第2端子と前記第2インダクタとの間の配線との間に接続された第1キャパシタおよび第2キャパシタと、 a first capacitor and a second capacitor connected between a wiring between the first terminal and the first inductor and a wiring between the second terminal and the second inductor;
を含み、including
前記背面電極は、前記第1キャパシタと前記第2キャパシタとの間の点に接続されている、 the back electrode is connected to a point between the first capacitor and the second capacitor;
送電装置。transmission device.
電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる受電装置であって、
電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1受電電極および複数の第2受電電極と、
前記複数の第1受電電極に接続される第1端子、および前記複数の第2受電電極に接続される第2端子を備え、前記第1端子および前記第2端子から入力された交流電力を他の電力に変換して出力する受電回路と、
前記複数の第1受電電極および前記複数の第2受電電極の背面側に間隙を空けて配置され、前記受電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される背面電極と、
前記複数の第1受電電極、および前記複数の第2受電電極の少なくとも一方から、前記第1の方向に、間隙を空けて配置され、前記受電回路における前記第1端子の電位と前記第2端子の電位との間の電位を帯びる箇所に接続される1つ以上の側面電極と、
を備え
前記側面電極は、前記背面電極に接続されている、
受電装置。
A power receiving device used in an electric field coupling type wireless power transmission system,
a plurality of first power receiving electrodes and a plurality of second power receiving electrodes alternately arranged in a first direction along the electrode arrangement surface;
A first terminal connected to the plurality of first power receiving electrodes and a second terminal connected to the plurality of second power receiving electrodes are provided, and AC power input from the first terminal and the second terminal is supplied to the other. a power receiving circuit that converts and outputs the power of
The plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes are arranged on the rear side with a gap therebetween, and have a potential between the potential of the first terminal and the potential of the second terminal in the power receiving circuit. a back electrode connected to the point;
The potential of the first terminal and the second terminal in the power receiving circuit are arranged with a gap in the first direction from at least one of the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes. one or more side electrodes connected to a point bearing a potential between the potential of
with
the side electrode is connected to the back electrode;
Powered device.
電界結合方式の無線電力伝送システムにおいて用いられる受電装置であって、
電極配置面に沿った第1の方向に交互に並ぶ複数の第1受電電極および複数の第2受電電極と、
前記複数の第1受電電極および前記複数の第2受電電極の背面側に間隙を空けて配置された背面電極と、
前記複数の第1受電電極、前記複数の第2受電電極、および前記背面電極を収容する導電性の筐体であって、前記背面電極に接続された筐体と、
前記複数の第1受電電極、および前記複数の第2受電電極の少なくとも一方から、前記第1の方向に、間隙を空けて配置され、前記筐体に接続される1つ以上の側面電極と、
を備え
前記側面電極は、前記背面電極に接続されている、
受電装置。
A power receiving device used in an electric field coupling type wireless power transmission system,
a plurality of first power receiving electrodes and a plurality of second power receiving electrodes alternately arranged in a first direction along the electrode arrangement surface;
a back electrode arranged with a gap on the back side of the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes;
a conductive housing that houses the plurality of first power receiving electrodes, the plurality of second power receiving electrodes, and the back electrode, the housing being connected to the back electrode;
one or more side electrodes arranged with a gap in the first direction from at least one of the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes and connected to the housing;
with
the side electrode is connected to the back electrode;
Powered device.
前記側面電極は、前記複数の第1受電電極、および前記複数の第2受電電極の両側に位置する、請求項または10に記載の受電装置。 The power receiving device according to claim 9 or 10 , wherein the side electrodes are positioned on both sides of the plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes. 前記複数の第1受電電極、および前記複数の第2受電電極は、同一平面上に配置され、
前記側面電極は、前記平面から、前記平面に垂直な方向に突出した部分を含む、請求項から11のいずれかに記載の受電装置。
The plurality of first power receiving electrodes and the plurality of second power receiving electrodes are arranged on the same plane,
The power receiving device according to any one of claims 9 to 11 , wherein the side electrode includes a portion protruding from the plane in a direction perpendicular to the plane.
請求項1からのいずれかに記載の送電装置と、
前記送電装置から無線で電力を受け取る受電装置と、
を備える無線電極伝送システム。
a power transmission device according to any one of claims 1 to 8 ;
a power receiving device that wirelessly receives power from the power transmitting device;
A wireless electrode transmission system comprising:
電力を無線で送出する送電装置と、
請求項から12のいずれかに記載の受電装置であって、前記送電装置から無線で電力を受け取る受電装置と、
を備える無線電極伝送システム。
a power transmission device that wirelessly transmits power;
The power receiving device according to any one of claims 9 to 12 , wherein the power receiving device wirelessly receives power from the power transmitting device;
A wireless electrode transmission system comprising:
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013105312A1 (en) 2012-01-10 2013-07-18 株式会社村田製作所 Power transmitting system
WO2018187102A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Optimized sign out for single account services
JP2018164322A (en) 2017-03-24 2018-10-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power transmission device and wireless power transmission system
JP2018207766A (en) 2017-06-07 2018-12-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrode unit, power transmission device, power reception device, electronic apparatus, moving body and wireless power transmission system
JP2019176697A (en) 2018-03-29 2019-10-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrode unit, power transmitting device, power receiving device, and wireless power transmission system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101558332B1 (en) * 2011-11-14 2015-10-07 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 Power transmission system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013105312A1 (en) 2012-01-10 2013-07-18 株式会社村田製作所 Power transmitting system
JP2018164322A (en) 2017-03-24 2018-10-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power transmission device and wireless power transmission system
WO2018187102A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Optimized sign out for single account services
JP2018207766A (en) 2017-06-07 2018-12-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrode unit, power transmission device, power reception device, electronic apparatus, moving body and wireless power transmission system
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