JPWO2019189138A1 - 伝送モジュールおよび無線電力データ伝送装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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。
本開示の例示的な実施形態における無線電力伝送データ伝送装置を説明する。無線電力伝送データ伝送装置は、例えば図1に示すような、工場または作業現場などで用いられる産業用ロボットの構成要素として用いられ得る。無線電力データ伝送装置は、他の用途(例えば、電気自動車などの電動車両への給電など)にも用いられ得るが、本明細書では、主に産業用ロボットへの適用例を説明する。
・導電性塗料(銀塗料、銅塗料など)を電気絶縁体で形成された側壁に塗装した構成
・導電テープ(銅テープ、アルミニウムテープなど)を電気絶縁体で形成された側壁に貼付けた構成
・導電性プラスチック(金属フィラーをプラスチックに練込んだ素材)
本開示の他の実施形態における無線電力伝送システムは、複数の無線給電ユニットおよび複数の負荷を備える。複数の無線給電ユニットは、直列に接続され、それぞれに接続された1つ以上の負荷に電力を供給する。
13 送電回路
15 送電制御回路
23 受電回路
31 モータ
33 モータインバータ
35 モータ制御回路
50 電源
100 送電モジュール
110 送電コイル
120a、120b 第1の通信電極
130 磁性コア
140 通信回路基板
160 第1の導電シールド
170 第2の導電シールド
180 第3の導電シールド
190 筐体
200 受電モジュール
210 受電コイル
220a、220b 第2の通信電極
230 磁性コア
240 通信回路基板
260 第3の導電シールド
270 第4の導電シールド
280 第5の導電シールド
290 筐体
300 負荷
500 制御装置
600 無線給電ユニット
700 小型モータ
900 モータ駆動回路
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。
本開示の例示的な実施形態における無線電力データ伝送装置を説明する。無線電力データ伝送装置は、例えば図1に示すような、工場または作業現場などで用いられる産業用ロボットの構成要素として用いられ得る。無線電力データ伝送装置は、他の用途(例えば、電気自動車などの電動車両への給電など)にも用いられ得るが、本明細書では、主に産業用ロボットへの適用例を説明する。
・導電性塗料(銀塗料、銅塗料など)を電気絶縁体で形成された側壁に塗装した構成
・導電テープ(銅テープ、アルミニウムテープなど)を電気絶縁体で形成された側壁に貼付けた構成
・導電性プラスチック(金属フィラーをプラスチックに練込んだ素材)
本開示の他の実施形態における無線電力伝送システムは、複数の無線給電ユニットおよび複数の負荷を備える。複数の無線給電ユニットは、直列に接続され、それぞれに接続された1つ以上の負荷に電力を供給する。
13 送電回路
15 送電制御回路
23 受電回路
31 モータ
33 モータインバータ
35 モータ制御回路
50 電源
100 送電モジュール
110 送電コイル
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600 無線給電ユニット
700 小型モータ
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Claims (18)
- 送電モジュールおよび受電モジュールの間で電力およびデータを無線で伝送する無線電力データ伝送装置における送電モジュールまたは受電モジュールとして用いられる伝送モジュールであって、
磁界結合による送電または受電を行うコイルと、
電界結合による送信または受信を行う通信電極と、
前記コイルと前記通信電極との間に位置する第1の導電シールドと、
前記コイルと前記第1の導電シールドとの間に位置する第2の導電シールドと、
を備える伝送モジュール。 - 前記第1の導電シールドと前記第2の導電シールドとを連結する導電性の連結部をさらに備え、
前記第1の導電シールド、前記第2の導電シールド、および前記連結部を、前記コイルの軸を含む面で切断した場合の断面は、U字形状を有する、
請求項1に記載の伝送モジュール。 - 前記通信電極および前記コイルは、同一の平面上に位置する、
請求項1または2に記載の伝送モジュール。 - 前記送電モジュールおよび前記受電モジュールは、相対的に回転可能であり、
前記コイルおよび前記通信電極の各々は、同一の軸を中心とする円形状または円弧形状を有する、
請求項1から3のいずれかに記載の伝送モジュール。 - 前記通信電極は、前記コイルの外側に位置する、請求項4に記載の伝送モジュール。
- 前記送電モジュールおよび前記受電モジュールは、第1の方向に沿って相対的に移動可能であり、
前記コイルおよび前記通信電極の各々は、前記第1の方向に延びた形状を有する、
請求項1から3のいずれかに記載の伝送モジュール。 - 前記コイルおよび前記通信電極の各々は、矩形状または楕円形状を有する、請求項6に記載の伝送モジュール。
- 前記通信電極は、差動伝送ラインとして機能する2つの電極を含む、請求項1から6のいずれかに記載の伝送モジュール。
- 前記送電モジュールおよび前記受電モジュールは、相対的に回転可能であり、
前記コイルおよび前記通信電極の各々は、同一の軸を中心とする円形状または円弧形状を有し、
前記通信電極は、第1電極と、前記第1電極よりも前記軸から遠い第2電極とを含む、
請求項8に記載の伝送モジュール。 - 前記コイルの周囲に位置する磁性コアをさらに備え、
前記磁性コアは、前記コイルと前記第2の導電シールドとの間に位置し、
前記磁性コアと前記第2の導電シールドとの間には空隙が存在する、
請求項1から7のいずれかに記載の伝送モジュール。 - 前記第1の導電シールドと前記第2の導電シールドとの間は、磁性体を含まない空間である、請求項10に記載の伝送モジュール。
- 前記第2の導電シールドの電気抵抗率は、前記第1の導電シールドの電気抵抗率よりも低い、請求項1から11のいずれかに記載の伝送モジュール。
- 前記送電モジュールと前記受電モジュールとを相対的に運動させるアクチュエータをさらに備える、請求項1から12のいずれかに記載の伝送モジュール。
- 前記伝送モジュールは前記送電モジュールであり、
前記コイルに交流電力を供給する送電回路をさらに備える、
請求項1から13のいずれかに記載の伝送モジュール。 - 前記伝送モジュールは前記受電モジュールであり、
前記コイルが受け取った交流電力を他の形態の電力に変換して出力する受電回路をさらに備える、
請求項1から13のいずれかに記載の伝送モジュール。 - 前記通信電極に接続された通信回路をさらに備える、請求項1から15のいずれかに記載の伝送モジュール。
- 前記コイルと前記通信電極は、前記第1および第2の導電シールドを挟んで対向する、請求項1から16のいずれかに記載の伝送モジュール。
- 送電モジュールおよび受電モジュールの間で電力およびデータを無線で伝送する無線電力データ伝送装置であって、
前記送電モジュールと、
前記受電モジュールと、
を備え、
前記送電モジュールおよび前記受電モジュールの少なくとも一方は、請求項1から17のいずれかに記載の伝送モジュールである、
無線電力データ伝送装置。
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