JPH0731083A - 非接触給電装置 - Google Patents
非接触給電装置Info
- Publication number
- JPH0731083A JPH0731083A JP5174277A JP17427793A JPH0731083A JP H0731083 A JPH0731083 A JP H0731083A JP 5174277 A JP5174277 A JP 5174277A JP 17427793 A JP17427793 A JP 17427793A JP H0731083 A JPH0731083 A JP H0731083A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- power
- magnetic flux
- high frequency
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 接触機構を備えず安全性を高め、使用寿命を
長くすることを目的とする。 【構成】 交流電源１００Ｖを基準電源１で直流に整流
して、この直流２４Ｖを高周波発振器Ｏの高周波発振部
２とプリアンプ３、パワーアンプ４に送り込み、高周波
発振部２の発振した波形をプリアンプ３で前段増幅して
更にパワーアンプ４で増幅し、また前記高周波発振器Ｏ
から高周波電流をコイル５に流すと、磁束が発生する。
また、受電側は、コイル６、整流部７、電池部８からな
り、前記給電側のコイル５の発生した磁束をバッテリの
コイル６と近づけておいたりして、鎖交させると電圧が
発生して電流が流れ、この電流を整流部７で直流にして
電池部８で充電するようにした構成。
長くすることを目的とする。 【構成】 交流電源１００Ｖを基準電源１で直流に整流
して、この直流２４Ｖを高周波発振器Ｏの高周波発振部
２とプリアンプ３、パワーアンプ４に送り込み、高周波
発振部２の発振した波形をプリアンプ３で前段増幅して
更にパワーアンプ４で増幅し、また前記高周波発振器Ｏ
から高周波電流をコイル５に流すと、磁束が発生する。
また、受電側は、コイル６、整流部７、電池部８からな
り、前記給電側のコイル５の発生した磁束をバッテリの
コイル６と近づけておいたりして、鎖交させると電圧が
発生して電流が流れ、この電流を整流部７で直流にして
電池部８で充電するようにした構成。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバッテリーの充電、回転
体への給電、長寿命接続器、安全接続機等に用いる非接
触給電装置に関する。
体への給電、長寿命接続器、安全接続機等に用いる非接
触給電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明の基本原理を図４および図５にて
説明する。図４は電磁誘導作用を説明する図であり、コ
イルＣを正方向（電流ｉの正方向を右ネジのまわる方向
にとるとき、磁束φの正方向は、そのネジの進方向に定
める）に磁束φが貫いている場合を考える。
説明する。図４は電磁誘導作用を説明する図であり、コ
イルＣを正方向（電流ｉの正方向を右ネジのまわる方向
にとるとき、磁束φの正方向は、そのネジの進方向に定
める）に磁束φが貫いている場合を考える。
【０００３】磁束φが変化すると、その変化を妨げる方
向に電流を流そうとする起電力ｅがコイルＣに誘起す
る。これはよく知られている電磁誘導の法則であり、こ
の時、誘起起電力ｅは次式で与えられる。
向に電流を流そうとする起電力ｅがコイルＣに誘起す
る。これはよく知られている電磁誘導の法則であり、こ
の時、誘起起電力ｅは次式で与えられる。
【０００４】ｅ＝−（ｄφ／ｄｔ） …（１） 図５は２個のコイル間に作用する相互誘導を説明する図
である。図５で示すように２個のコイルＡ，Ｂを互いに
接近させておき、コイルＡに電流ｉ1を流すと、これに
よって磁束φができ、その一部はコイルＢを貫通する。
コイルＡの電流ｉ1が変化すると、それに伴って磁束φ
が変化するため、前述の電磁誘導によってコイルＢにｅ
2なる起電力が発生する（この現象を相互誘導と呼んで
いる）。いま、コイルＡおよびコイルＢの巻数をそれぞ
れＮ1およびＮ2とすると、図５の磁束φの変化によって
コイルＢに起因する起電力ｅ2は次式のようになる。
である。図５で示すように２個のコイルＡ，Ｂを互いに
接近させておき、コイルＡに電流ｉ1を流すと、これに
よって磁束φができ、その一部はコイルＢを貫通する。
コイルＡの電流ｉ1が変化すると、それに伴って磁束φ
が変化するため、前述の電磁誘導によってコイルＢにｅ
2なる起電力が発生する（この現象を相互誘導と呼んで
いる）。いま、コイルＡおよびコイルＢの巻数をそれぞ
れＮ1およびＮ2とすると、図５の磁束φの変化によって
コイルＢに起因する起電力ｅ2は次式のようになる。
【０００５】ｅ2＝Ｎ2（ｄφ／ｄｔ） …（２） ここで、磁束φはコイルＢの全巻数に鎖交するものとし
ている。
ている。
【０００６】さて、周囲の物質の透磁率が一定であると
すれば、電流ｉ1と磁束φは互いに比例するから、それ
ぞれの変化分ｄｉ1もｄφに比例する。従って、比例定
数をＭとすれば Ｎ2ｄφ＝Ｍｄｉ1 …（３） 従って、コイルＢに誘起する起電力ｅ2は次のように表
わせる。
すれば、電流ｉ1と磁束φは互いに比例するから、それ
ぞれの変化分ｄｉ1もｄφに比例する。従って、比例定
数をＭとすれば Ｎ2ｄφ＝Ｍｄｉ1 …（３） 従って、コイルＢに誘起する起電力ｅ2は次のように表
わせる。
【０００７】 ｅ2＝Ｎ2（ｄφ／ｄｔ）＝Ｍ（ｄｉ1／ｄｔ） …（４） ここで、Ｍは両コイルの大きさ、形状、相互位置、周囲
物質の透磁率などによって定まる値である（相互インダ
クタンスという）。
物質の透磁率などによって定まる値である（相互インダ
クタンスという）。
【０００８】本発明に係る非接触給電装置は上述の
（４）式による誘起起電力を利用することにある。
（４）式による誘起起電力を利用することにある。
【０００９】また一般には接触機構を用いて充電装置に
充電したり給電したりするものが現存する。
充電したり給電したりするものが現存する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の前記誘起起電
力を利用することは通常相互インダクタンスＭは非常に
小さく実用的なレベルにするには、このＭとｄｉ1／ｄ
ｔを大きくしなければならない等の課題があり、接触機
構を備えないで充電装置を充電したり、また給電したり
するものは今迄のところ発表されていない。
力を利用することは通常相互インダクタンスＭは非常に
小さく実用的なレベルにするには、このＭとｄｉ1／ｄ
ｔを大きくしなければならない等の課題があり、接触機
構を備えないで充電装置を充電したり、また給電したり
するものは今迄のところ発表されていない。
【００１１】また後者の接触機構を用いた場合は、充電
は接触で行っているため火花が生じ危険性があり更に摩
耗する等の欠点があった。
は接触で行っているため火花が生じ危険性があり更に摩
耗する等の欠点があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題に対処
するため、給電側と受電側とにそれぞれ設けた二組のコ
イル間の相互誘導作用によって電力の授受を行うものに
おいて、給電側は、基準電源部より直流を供給し高周波
を発生させる高周波発振回路、該高周波発振回路の出力
をプリアンプとパワーアンプにて順次増幅し所定の高周
波電流を得る手段と、該高周波電流をコイルに流して磁
束を発生させる手段とで構成し、受電側は、前記給電側
のコイルで発生した磁束と鎖交するコイルを設け、該受
電側コイルに発生した電圧により流れる高周波電流を整
流する手段とを設けた非接触給電装置を提供するもので
ある。
するため、給電側と受電側とにそれぞれ設けた二組のコ
イル間の相互誘導作用によって電力の授受を行うものに
おいて、給電側は、基準電源部より直流を供給し高周波
を発生させる高周波発振回路、該高周波発振回路の出力
をプリアンプとパワーアンプにて順次増幅し所定の高周
波電流を得る手段と、該高周波電流をコイルに流して磁
束を発生させる手段とで構成し、受電側は、前記給電側
のコイルで発生した磁束と鎖交するコイルを設け、該受
電側コイルに発生した電圧により流れる高周波電流を整
流する手段とを設けた非接触給電装置を提供するもので
ある。
【００１３】
【作用】本発明の作用を充電装置について説明する。
【００１４】交流電源１００Ｖを基準電源１で直流に整
流して、この直流２４Ｖを高周波発振器Ｏの高周波発振
部２とプリアンプ３、パワーアンプ４に送り込み、高周
波発振部２の発振した波形をプリアンプ３で前段増幅し
て更にパワーアンプ４で増幅し、また前記高周波発振器
Ｏから高周波電流をコイル５に流すと、磁束が発生す
る。また、受電側は、コイル６、整流部７、電池部８か
らなり、前記給電側のコイル５の発生した磁束をバッテ
リのコイル６と近づけておいたりして、鎖交させると電
圧が発生して電流が流れ、この電流を整流部７で直流に
して電池部８で充電する。
流して、この直流２４Ｖを高周波発振器Ｏの高周波発振
部２とプリアンプ３、パワーアンプ４に送り込み、高周
波発振部２の発振した波形をプリアンプ３で前段増幅し
て更にパワーアンプ４で増幅し、また前記高周波発振器
Ｏから高周波電流をコイル５に流すと、磁束が発生す
る。また、受電側は、コイル６、整流部７、電池部８か
らなり、前記給電側のコイル５の発生した磁束をバッテ
リのコイル６と近づけておいたりして、鎖交させると電
圧が発生して電流が流れ、この電流を整流部７で直流に
して電池部８で充電する。
【００１５】
【実施例】図１は本発明による非接触給電装置の一実施
例の充電器に用いるブロック例で、ブロック構成図に基
づいて説明する。
例の充電器に用いるブロック例で、ブロック構成図に基
づいて説明する。
【００１６】交流電源１００Ｖを基準電源１で直流に整
流して、この直流２４Ｖを高周波発振器Ｏの高周波発振
部２とプリアンプ３、パワーアンプ４に送り込むと共
に、高周波発振部２の発振した波形をプリアンプ３で前
段増幅して更にパワーアンプ４で増幅し、また前記高周
波発振器Ｏから高周波電流をコイル５に流すと、磁束が
発生する。また、受電側（バッテリ）は、コイル６、整
流部７、電池部８からなり、前記給電側のコイル５の発
生した磁束をバッテリのコイル６と近づけておいたりし
て、鎖交させると電圧が発生して電流が流れ、この電流
を整流部７で直流にして電池部８で充電するように構成
してある。尚、前記はバッテリの充電装置で説明した
が、回転体に対しての給電、接続器等にも応用すること
ができるが、この場合必要に応じ整流部７の後にインバ
ータを設けた交流に変換してもよい。
流して、この直流２４Ｖを高周波発振器Ｏの高周波発振
部２とプリアンプ３、パワーアンプ４に送り込むと共
に、高周波発振部２の発振した波形をプリアンプ３で前
段増幅して更にパワーアンプ４で増幅し、また前記高周
波発振器Ｏから高周波電流をコイル５に流すと、磁束が
発生する。また、受電側（バッテリ）は、コイル６、整
流部７、電池部８からなり、前記給電側のコイル５の発
生した磁束をバッテリのコイル６と近づけておいたりし
て、鎖交させると電圧が発生して電流が流れ、この電流
を整流部７で直流にして電池部８で充電するように構成
してある。尚、前記はバッテリの充電装置で説明した
が、回転体に対しての給電、接続器等にも応用すること
ができるが、この場合必要に応じ整流部７の後にインバ
ータを設けた交流に変換してもよい。
【００１７】次に給電側コイルと受電側コイルを同軸の
円形輪とし、その相互位置関係を図２に示す。図に示す
ようにＡＢ間およびＡＣ間の距離をそれぞれＬ2および
Ｌ1、給電側コイルＢと受電側コイルＡ間の距離をＬ、
またコイルの中心より各コイル端までの距離をそれぞれ
Ｒ1およびＲ2とすると、前述の（４）式で示した相互イ
ンダクタンスＭは次のようになる。
円形輪とし、その相互位置関係を図２に示す。図に示す
ようにＡＢ間およびＡＣ間の距離をそれぞれＬ2および
Ｌ1、給電側コイルＢと受電側コイルＡ間の距離をＬ、
またコイルの中心より各コイル端までの距離をそれぞれ
Ｒ1およびＲ2とすると、前述の（４）式で示した相互イ
ンダクタンスＭは次のようになる。
【００１８】Ｍ＝１０￣7Ｆ√（Ｒ1Ｒ2） …（５） ここで、ＦはＬ2／Ｌ1の関数で図３のようになる。
【００１９】また、Ｌ1，Ｌ2は次式で表わせる。
【００２０】 Ｌ1＝√（（Ｒ2＋Ｒ1）2＋Ｌ2） Ｌ2＝√（（Ｒ2−Ｒ1）2＋Ｌ2）…（６） 従って、本発明によれば、給電側コイルと受電側コイル
の相互位置をＬ2／Ｌ1＜０．３としているため、上述し
た（５）式中のＦの値を１０以上にすることができる。
もちろんＬ2／Ｌ1は小さい程よいので、実用的には０．
１以下にすることが望ましい。
の相互位置をＬ2／Ｌ1＜０．３としているため、上述し
た（５）式中のＦの値を１０以上にすることができる。
もちろんＬ2／Ｌ1は小さい程よいので、実用的には０．
１以下にすることが望ましい。
【００２１】
【発明の効果】本発明の非接触給電装置では、接触機構
を持たないことにより、従来の給電の場合のように充電
部分の露出がないため危険がなく安全であり、更に開閉
による寿命を考える必要がなく、また耐環境性を高める
ことが出来る。
を持たないことにより、従来の給電の場合のように充電
部分の露出がないため危険がなく安全であり、更に開閉
による寿命を考える必要がなく、また耐環境性を高める
ことが出来る。
【図１】本発明の非接触給電装置の一実施例に係る充電
器のブロック機構図である。
器のブロック機構図である。
【図２】給電側コイルと受電側コイルを同軸の円形輪と
し、その相互位置関係を示したものである。
し、その相互位置関係を示したものである。
【図３】図２の給電側コイルと受電側コイルの関数を示
したものである。
したものである。
【図４】電磁誘導作用の説明図である。
【図５】２個のコイル間に作用する相互誘導の説明図で
ある。
ある。
１ 基準電源 ２ 高周波発振部 ３ プリアンプ ４ パワーアンプ ５，６ コイル ７ 整流部 ８ 電池部 Ｏ 高周波発振器
Claims (2)
- 【請求項１】 給電側と受電側とにそれぞれ設けた二組
のコイル間の相互誘導作用によって電力の授受を行うも
のにおいて、給電側は、基準電源部より直流を供給し高
周波を発生させる高周波発振回路、該高周波発振回路の
出力をプリアンプとパワーアンプにて順次増幅し所定の
高周波電流を得る手段と、該高周波電流をコイルに流し
て磁束を発生させる手段とで構成し、受電側は、前記給
電側のコイルで発生した磁束と鎖交するコイルを設け、
該受電側コイルに発生した電圧により流れる高周波電流
を整流する手段とを設けたことを特徴とする非接触給電
装置。 - 【請求項２】 給電側と受電側とにそれぞれ設けた二組
のコイル間の相互誘導作用によって電力の受電を行うも
のにおいて、給電側コイルに高周波電流を流し、受電側
コイルに前記高周波電流によって発生した磁束と鎖交さ
せるとき、前記受電側コイルの磁束通過面を射影した一
端部をＡ点とし、前記給電側コイルの磁束通過面を射影
した二端部をそれぞれＢ点及びＣ点としたとき、二点Ａ
Ｂ間の距離Ｌ2と二点ＡＣ間の距離Ｌ1とがＬ2＜Ｌ1の位
置関係で表わされるならば、前記給電側コイルと前記受
電側コイルの相互位置関係をＬ2／Ｌ1＜０．３としたこ
とを特徴とする非接触給電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5174277A JPH0731083A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 非接触給電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5174277A JPH0731083A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 非接触給電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0731083A true JPH0731083A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15975851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5174277A Pending JPH0731083A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 非接触給電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731083A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61271806A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-02 | Nippon Denzai Kogyo Kenkyusho:Kk | 電力伝送制御装置 |
-
1993
- 1993-07-14 JP JP5174277A patent/JPH0731083A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61271806A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-02 | Nippon Denzai Kogyo Kenkyusho:Kk | 電力伝送制御装置 |
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