(57)【要約】【課題】非接触給電システムが採用される構造体や移動体の損傷を防止する。【解決手段】移動体及び当該移動体と異なる構造体の一方に搭載される給電装置１０と、上記移動体及び上記構造体の他方に搭載される受電装置３とを備え、水中あるいは水上にて上記給電装置１０から当該給電装置１０に対向配置される上記受電装置３に送電する非接触給電システムであって、上記移動体に設けられると共に上記構造体に当接される当接部８と、送電中に上記当接部８を上記構造体２ｃ１に押し付けるスラスタ６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体及び当該移動体と異なる構造体の一方に搭載される給電装置と、前記移動体及び前記構造体の他方に搭載される受電装置とを備え、水中あるいは水上にて前記給電装置から当該給電装置に対向配置される前記受電装置に送電する非接触給電システムであって、
前記移動体に設けられると共に前記構造体に当接される当接部と、
送電中に前記当接部を前記構造体に押し付けるスラスタと
を備えることを特徴とする非接触給電システム。
【請求項２】
前記構造体に設けられ、前記当接部を受けると共に前記移動体を位置決めする受部を備えることを特徴とする請求項１記載の非接触給電システム。
【請求項３】
前記給電装置と前記受電装置の位置関係を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果が前記給電装置と前記受電装置との位置関係が基準位置からずれていることを示すときに送電を停止する送電停止手段と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触給電システム。
【請求項４】
前記位置検出手段は、
前記移動体及び前記構造体のうち前記受電装置が搭載されるものに設けられる金属片と、
前記移動体及び前記構造体のうち前記給電装置が搭載されるものに設けられると共に前記金属片を非接触にて検知する金属検知手段と
を備えることを特徴とする請求項３記載の非接触給電システム。
【請求項５】
前記位置検出手段は、
前記移動体及び前記構造体のうち前記受電装置が搭載されるものに設けられる超音波発信手段と、
前記移動体及び前記構造体のうち前記給電装置が搭載されるものに設けられる超音波受信手段と
を備えることを特徴とする請求項３記載の非接触給電システム。
【請求項６】
前記当接部は、前記超音波発信手段から発信された超音波を超音波受信手段に伝達する導波路とされていることを特徴とする請求項５記載の非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１や特許文献２には、水中の設備に設置された蓄電池に対して、水中移動体に搭載された蓄電池から非接触にて給電を行う非接触給電システムが開示されている。また、近年においては、水中や水上において移動しながら作業を行う作業ロボット等の移動体に設置された蓄電池に対して、水中あるいは水上にて非接触にて給電を行う非接触給電システムも提案されている。
【０００３】
このような非接触給電システムにおける「非接触」とは、給電装置の電送配線と受電装置の電送配線とが直接接触していないことを意味しており、給電装置及び受電装置の一方が搭載される移動体と給電装置及び受電装置の他方が搭載される構造体とが接触していないことを意味するものではない。安定した送電を行うためには、給電装置と受電装置との位置関係が固定されていることが望ましいことから、特許文献１及び特許文献２に示されているように、上記移動体と上記構造体とは、送電中においてしっかりと嵌合されて固定された状態とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１０−５２３０３０号公報
【特許文献２】特開平２−３２７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、水中や水上においては、急激な潮流の変化、大きな波の影響あるいは魚等の衝突によって、上記移動体と上記構造体とを離間させる方向に大きな荷重が作用することがあり得る。このようなときに、これらの上記移動体と上記構造体とが特許文献１や特許文献２のようにしっかりと嵌合されていると、嵌合部分が傷ついて修理作業が必要となる場合もあり、作業者の負担が増大することになる。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、移動体や構造体の損傷を防止することができる非接触給電システムとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００８】
第１の発明は、移動体及び当該移動体と異なる構造体の一方に搭載される給電装置と、上記移動体及び上記構造体の他方に搭載される受電装置とを備え、水中あるいは水上にて上記給電装置から当該給電装置に対向配置される上記受電装置に送電する非接触給電システムであって、上記移動体に設けられると共に上記構造体に当接される当接部と、送電中に上記当接部を上記構造体に押し付けるスラスタとを備えるという構成を採用する。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記構造体に設けられ、上記当接部を受けると共に上記移動体を位置決めする受部を備えるという構成を採用する。
【００１０】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記給電装置と上記受電装置の位置関係を検出する位置検出手段と、上記位置検出手段の検出結果が上記給電装置と上記受電装置との位置関係が基準位置からずれていることを示すときに送電を停止する送電停止手段とを備えるという構成を採用する。
【００１１】
第４の発明は、上記第３の発明において、上記位置検出手段が、上記移動体及び上記構造体のうち上記受電装置が搭載されるものに設けられる金属片と、上記移動体及び上記構造体のうち上記給電装置が搭載されるものに設けられると共に上記金属片を非接触にて検知する金属検知手段とを備えるという構成を採用する。
【００１２】
第５の発明は、上記第３の発明において、上記位置検出手段が、上記移動体及び上記構造体のうち上記受電装置が搭載されるものに設けられる超音波発信手段と、上記移動体及び上記構造体のうち上記給電装置が搭載されるものに設けられる超音波受信手段とを備えるという構成を採用する。
【００１３】
第６の発明は、上記第５の発明において、上記当接部が、上記超音波発信手段から発信された超音波を超音波受信手段に伝達する導波路とされているという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、移動体に設けられた当接部が、送電中、スラスタによって構造体に押し付けられる。これによって、当接部と構造体との間における静摩擦力が高まり、移動体と構造体とが固定される。このため、安定した送電を行うことができる。また、何らかの原因により移動体と構造体とを離間させるような外力が作用した場合には、この外力が当接部と構造体との間における静摩擦力を超えたときに移動体と構造体とが離間することになるものの、移動体と構造体とが嵌合されていないため、移動体及び構造体が傷つくことがない。したがって、本発明によれば、移動体や構造体の損傷を防止することができる非接触給電システムとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態の非接触給電システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】水中探査ロボットを下方から見た下面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の非接触給電システムの概略構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態の非接触給電システムの概略構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態の非接触給電システムの変形例の概略構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第４実施形態の非接触給電システムの概略構成を示す模式図である。
【図７】本発明の第５実施形態の非接触給電システムの概略構成を示す模式図である。
【図８】本発明の第６実施形態の非接触給電システムの概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る非接触給電システムの一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の非接触給電システム１の概略構成を示す模式図である。なお、図１には、非接触給電システム１の他、非接触給電システム１が備える後述の受電装置３が搭載される水中探査ロボットＲ（移動体）が図示されている。図１に示すように、本実施形態の非接触給電システム１は、充電設備２と、受電装置３と、インバータ４と、インバータ制御部５と、スラスタ６と、位置検出部７（位置検出手段）と、当接部８とを備えている。
【００１８】
充電設備２は、給電ステーション２ａと、昇降装置２ｂと、充電ステーション２ｃとを備えている。給電ステーション２ａは、洋上に停泊する船舶Ｓ（あるいは洋上基地等）に設けられており、下部が水中に浸漬された状態で船舶Ｓに固定される筐体２ａ１と、筐体２ａ１の内部に収容される給電回路２ａ２と、給電回路２ａ２に接続される給電コイル２ａ３と、筐体２ａ１の一部に設けられる磁界透過部２ａ４と、制御部２ａ５とを備えている。
【００１９】
給電回路２ａ２は、外部電源（例えば、船舶Ｓや洋上基地に設置された発電システムや蓄電池等）と接続されており、外部電源から供給される電力を非接触による送電に適した高周波電力に変換する。また、給電回路２ａ２には、給電コイル２ａ３とともに共振器を形成するコンデンサを備えている。給電コイル２ａ３は、筐体２ａ１の内部から磁界透過部２ａ４に対向配置されている。この給電コイル２ａ３は、給電回路２ａ２のコンデンサとともに共振器を形成しており、給電回路２ａ２から交流電力が供給されることによって振動磁界を形成する。
【００２０】
磁界透過部２ａ４は、給電コイル２ａ３の振動磁界を発生する側を覆う形状で水中に配置されており、給電コイル２ａ３を含む共振器が形成する振動磁界を筐体２ａ１の外部に透過させる。この磁界透過部２ａ４は、耐水性かつ耐圧性を有すると共に磁界を妨げない材料（例えば、耐水及び耐圧性を有するプラスチックや繊維強化プラスチック）によって形成されている。
【００２１】
制御部２ａ５は、給電回路２ａ２と電気的に接続されており、外部から入力される制御指令に基づいて、給電回路２ａ２を制御する。なお、この制御部２ａ５は、昇降装置２ｂにも電気的に接続されており、また、例えば無線通信等により充電ステーション２ｃの制御も行う。
【００２２】
昇降装置２ｂは、給電回路２ａ２と併設されており、充電ステーション２ｃを上下方向に案内する昇降レール２ｂ１と、充電ステーション２ｃを吊り下げるワイヤ２ｂ２と、ワイヤ２ｂ２を巻き取る巻上機２ｂ３を備えている。このような昇降装置２ｂでは、巻上機２ｂ３によって充電ステーション２ｃを昇降レール２ｂ１に沿って上下動させる。
【００２３】
充電ステーション２ｃは、筐体２ｃ１と、受電回路２ｃ２と、受電コイル２ｃ３と、蓄電池２ｃ４と、給電回路２ｃ５と、給電コイル２ｃ６と、第１磁界透過部２ｃ７と、第２磁界透過部２ｃ８と、制御部２ｃ９とを備えている。
【００２４】
筐体２ｃ１は、天井に昇降装置２ｂのワイヤ２ｂ２が接続されており、内部に、受電回路２ｃ２、受電コイル２ｃ３、蓄電池２ｃ４、給電回路２ｃ５及び給電コイル２ｃ６を収容している。また、筐体２ｃ１の上面の一部は、水中探査ロボットＲのプラットフォームとされている。
【００２５】
受電回路２ｃ２は、給電ステーション２ａから送電される電力を蓄電池２ｃ４に蓄えられるように直流電力に変換する。また、受電回路２ｃ２には、受電コイル２ｃ３とともに共振器を形成するコンデンサを備えている。受電コイル２ｃ３は、筐体２ｃ１の内部から第１磁界透過部２ｃ７に対向配置されている。この受電コイル２ｃ３は、受電回路２ｃ２のコンデンサとともに共振器を形成しており、充電ステーション２ｃが上昇して給電ステーション２ａに備えられた給電コイル２ａ３と受電コイル２ｃ３が非接触給電に適した位置関係、すなわちほぼ対向する位置関係にあるとき、給電ステーション２ａにて形成される振動磁界によって共振し、これによって高周波電力を発生する。この結果、給電ステーション２ａから充電ステーション２ｃに電力が非接触にて供給される。
【００２６】
蓄電池２ｃ４は、受電回路２ｃ２及び給電回路２ｃ５と接続されており、受電回路２ｃ２から供給される直流電力を一時的に蓄電すると共に、受電回路２ｃ２から電力が供給されていないときには蓄えた電力を放出する。このような蓄電池２ｃ４としては、例えばリチウムイオン電池や鉛蓄電池等の二次電池を用いることができる。
【００２７】
給電回路２ｃ５は、蓄電池２ｃ４から供給される電力を非接触による送電に適した高周波電力に変換する。また、給電回路２ｃ５には、給電コイル２ｃ６とともに共振器を形成するコンデンサを備えている。給電コイル２ｃ６は、筐体２ｃ１の内部から第２磁界透過部２ｃ８に対向配置されている。この給電コイル２ｃ６は、給電回路２ｃ５のコンデンサとともに共振器を形成しており、給電回路２ｃ５から交流電力が供給されることによって振動磁界を形成する。
【００２８】
第１磁界透過部２ｃ７は、受電コイル２ｃ３の振動磁界を受ける側を覆う形状で筐体２ｃ１の給電ステーション２ａ側の側壁に設けられており、受電コイル２ｃ３を含む共振器が受ける振動磁界を筐体２ｃ１の外部から内部に通過させる。第２磁界透過部２ｃ８は、給電コイル２ｃ６の振動磁界を発生する側と後述の誘導式近接センサ７ａを覆う形状で筐体２ｃ１の天井に設けられており、給電コイル２ｃ６を含む共振器が形成する振動磁界を筐体２ｃ１の外部に透過させる。このような第２磁界透過部２ｃ８には、給電コイル２ｃ６の他、位置検出部７の後述する誘導式近接センサ７ａが対向配置されている。これらの第１磁界透過部２ｃ７及び第２磁界透過部２ｃ８は、耐水性かつ耐圧性を有すると共に磁界を妨げない材料（例えば、耐水及び耐圧性を有するプラスチックや繊維強化プラスチック）によって形成されている。
【００２９】
制御部２ｃ９は、受電回路２ｃ２及び給電回路２ｃ５と電気的に接続されており、給電ステーション２ａから充電ステーション２ｃに電力が非接触にて供給される場合には給電ステーション２ａの制御部２ａ５から入力される制御指令に基づいて受電回路２ｃ２を制御し、充電ステーション２ｃから受電装置３に電力が非接触にて供給される場合には給電回路２ｃ５を制御する。なお、制御部２ｃ９は、位置検出部７の後述の誘導式近接センサ７ａと接続されており、誘導式近接センサ７ａによって後述の金属片７ｂが検知されていない場合には、充電ステーション２ｃから受電装置３への給電を停止する。すなわち、制御部２ｃ９は、本発明における送電停止手段として機能し、位置検出部７の検出結果が、後述の給電装置１０と受電装置３との位置関係が送電に適した位置（基準位置と称する）からずれていることを示すときに送電を停止する。
【００３０】
なお、本実施形態においては、蓄電池２ｃ４、給電回路２ｃ５、給電コイル２ｃ６及び制御部２ｃ９によって本発明の給電装置（図１に示すように、以下、給電装置１０と称する）が構成されている。また、図１に示すように、このような給電装置１０が筐体２ｃ１に設けられていることから、本実施形態において、筐体２ｃ１は本発明の構造体に相当する。
【００３１】
受電装置３は、水中探査ロボットＲに搭載されており、受電回路３ａと、受電コイル３ｂと、蓄電池３ｃと、制御部３ｄとを備えている。受電回路３ａは、充電ステーション２ｃから送電される電力を蓄電池３ｃに蓄えられるように直流電力に変換する。また、受電回路３ａには、受電コイル３ｂとともに共振器を形成するコンデンサを備えている。受電コイル３ｂは、水中探査ロボットＲの内部から水中探査ロボットＲの底部に設けられた磁界透過部Ｒ１に対向配置されている。この受電コイル３ｂは、受電回路３ａのコンデンサとともに共振器を形成しており、充電ステーション２ｃと水中探査ロボットＲとが非接触給電に適した位置関係、すなわち充電ステーション２ｃに備えられた給電コイル２ｃ６と受電コイル３ｂがほぼ対向する位置関係にあるとき、充電ステーション２ｃにて形成される振動磁界によって共振し、これによって高周波電力を発生する。この結果、充電ステーション２ｃから受電装置３に電力が非接触にて供給される。磁界透過部Ｒ１は、受電コイル３ｂの振動磁界を受ける側と後述の金属片７ｂを覆う形状を有する。
【００３２】
蓄電池３ｃは、受電回路３ａ及びインバータ４と接続されており、受電回路３ａから供給される直流電力を一時的に蓄電すると共に、受電回路３ａから電力が供給されていないときには蓄えた電力を放出する。このような蓄電池３ｃとしては、例えばリチウムイオン電池や鉛蓄電池等の二次電池を用いることができる。制御部３ｄは、受電回路３ａと電気的に接続されており、例えば、水中探査ロボットＲの主制御装置（不図示）から入力される制御指令に基づいて、受電回路３ａを制御する。なお、この制御部３ｄは、本実施形態においては、水中探査ロボットＲの主制御装置やインバータ制御部５と一体化させても良い。
【００３３】
インバータ４は、インバータ制御部５の制御の下、受電装置３から供給される直流電力を、スラスタ６の後述するモータ６ｂを駆動するための交流電力に変換する。インバータ制御部５は、水中探査ロボットＲの主制御装置の制御の下、インバータ４を制御する。このインバータ制御部５は、充電ステーション２ｃから受電装置３への送電のときに、スラスタ６のモータ６ｂに交流電力が供給されるようにインバータ４を制御する。なお、このようなインバータ制御部５は、本実施形態においては、受電装置３の制御部３ｄや水中探査ロボットＲの主制御装置（不図示）と一体化させても良い。
【００３４】
スラスタ６は、下方への推力を発生させるスクリュー６ａと、このスクリュー６ａを回転駆動するモータ６ｂとを備えている。このモータ６ｂは、インバータ４を介して交流電力が供給されることによって回転動力を生成する。このようなスラスタ６は、水中探査ロボットＲに搭載された受電装置３に充電ステーション２ｃから送電が行われるときに、当接部８を充電ステーション２ｃの筐体２ｃ１に対して押し付ける。なお、このスラスタ６は、例えば水中探査ロボットＲに備え付けのスラスタが存在する場合には、このスラスタと一体化させても良い。一方、水中探査ロボットＲに備え付けのスラスタではなく、当接部８を筐体２ｃ１に押し付けるためのみのスラスタ６を設置する場合には、当該スラスタ６は、筐体２ｃ１側から見て、当接部８の中心に配置されていることが望ましい。これによって、当接部８の全体が均等な荷重で押圧され、安定して当接部８を筐体２ｃ１に対して押し付けることができる。
【００３５】
位置検出部７は、誘導式近接センサ７ａ（金属検知手段）と、金属片７ｂとから構成されている。誘導式近接センサ７ａは、図１に示すように、充電ステーション２ｃの筐体２ｃ１の内部にて、第２磁界透過部２ｃ８に対向配置されている。なお、この誘導式近接センサ７ａは、給電コイル２ｃ６によって形成される磁界の影響を受けないように、給電コイル２ｃ６の側方にずれた位置に配置されている。このような誘導式近接センサ７ａは、金属片７ｂが近距離に位置する場合に、この金属片７ｂを検知し、その検知結果を出力する。金属片７ｂは、図１に示すように、水中探査ロボットＲの内部にて、磁界透過部Ｒ１に対向配置されている。なお、この金属片７ｂも、給電コイル２ｃ６によって形成される磁界の影響を受けないように、受電コイル３ｂの側方にずれた位置に配置されている。なお、誘導式近接センサ７ａ及び金属片７ｂは、充電ステーション２ｃと水中探査ロボットＲとが非接触給電に適した位置関係にある場合に、誘導式近接センサ７ａによって金属片７ｂが検知されるように配置されている。
【００３６】
なお、誘導式近接センサ７ａは、充電ステーション２ｃの制御部２ｃ９と接続されている。制御部２ｃ９は、誘導式近接センサ７ａによって金属片７ｂが検知されていない場合には、充電ステーション２ｃから受電装置３への給電を停止する。すなわち、制御部２ｃ９は、本発明における送電停止手段として機能し、位置検出部７の検出結果が、給電装置１０と受電装置３との位置関係が送電に適した位置（基準位置と称する）からずれていることを示すときに送電を停止する。
【００３７】
当接部８は、水中探査ロボットＲの底面に設けられている。図２は、水中探査ロボットＲを下方から見た下面図である。この図に示すように、当接部８は、磁界透過部Ｒ１を囲うようにリング状の部材であり、下面が平らな面とされている。この当接部８は、水中探査ロボットＲに搭載された受電装置３に充電ステーション２ｃから送電が行われるときに、充電ステーション２ｃの筐体２ｃ１の上面に当接される。
【００３８】
次に、このように構成された本実施形態の非接触給電システム１の動作について説明する。
【００３９】
例えば、受電装置３の蓄電池３ｃの容量が充電の必要な量まで減少すると、まず昇降装置２ｂの作動により充電ステーション２ｃが上昇され、給電ステーション２ａに対向配置され、給電ステーション２ａから充電ステーション２ｃへの送電が行われる。ここでは、外部電源から給電回路２ａ２及び給電コイル２ａ３に電力が供給されることによって振動磁界が形成され、この振動磁界による共鳴現象によって、充電ステーション２ｃの受電コイル２ｃ３及び受電回路２ｃ２に送電が行われる。そして、充電ステーション２ｃに送電された電力は蓄電池２ｃ４に蓄えられる。
【００４０】
続いて、昇降装置２ｂの作動により充電ステーション２ｃが下降され、この充電ステーション２ｃの筐体２ｃ１の上方に、給電装置１０と受電装置３との位置関係が基準位置となるように水中探査ロボットＲが移動される。続いて、インバータ制御部５は、インバータ４にスラスタ６を駆動させる。この結果、スラスタ６は、当接部８を筐体２ｃ１に押し付ける。この状態で充電ステーション２ｃに搭載された給電装置１０から対向配置された受電装置３への送電が行われる。ここでは、蓄電池２ｃ４から給電回路２ｃ５及び給電コイル２ｃ６に電力が供給されることによって振動磁界が形成され、この振動磁界による共鳴現象によって、受電装置３の受電コイル３ｂ及び受電回路３ａに対して送電が行われる。そして、受電装置３に送電された電力は一部がインバータ４に供給されてスラスタ６の駆動に用いられ、残りが蓄電池３ｃに蓄えられる。
【００４１】
なお、制御部２ｃ９は、位置検出部７の検出結果が、給電装置１０と受電装置３との位置関係が基準位置である場合に送電を許可し、この基準位置からずれていることを示す場合に送電を停止する。
【００４２】
以上のような本実施形態の非接触給電システム１によれば、水中探査ロボットＲに設けられた当接部８が、送電中、スラスタ６によって筐体２ｃ１に押し付けられる。これによって、当接部８と筐体２ｃ１との間における静摩擦力が高まり、水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１とが固定される。このため、安定した送電を行うことができる。また、何らかの原因により水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１とを離間させるような外力が作用した場合には、この外力が当接部８と筐体２ｃ１との間における静摩擦力を超えたときに水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１とが離間することになるものの、水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１とが嵌合されていないため、水中探査ロボットＲ及び筐体２ｃ１が傷つくことがない。したがって、本実施形態の非接触給電システム１によれば、水中探査ロボットＲや筐体２ｃ１の損傷を防止することができる。
【００４３】
また、本実施形態の非接触給電システム１においては、給電装置１０と受電装置３の位置関係を検出する位置検出部７と、位置検出部７の検出結果が給電装置１０と受電装置３との位置関係が基準位置からずれていることを示すときに送電を停止する制御部２ｃ９とを備えている。このため、上述のように、予期せぬ外力によって送電中に水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１とが離間した場合に送電が停止し、無駄なエネルギが放出されることを防止することができる。
【００４４】
また、本実施形態の非接触給電システム１においては、位置検出部７が、水中探査ロボットＲに設けられる金属片７ｂと、筐体２ｃ１に設けられると共に金属片７ｂを非接触にて検知する誘導式近接センサ７ａとを備えている。このため、簡易な構成で容易に水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１との位置関係を検出することが可能となる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記第
１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００４６】
図３は、本実施形態の非接触給電システム１Ａの概略構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態の非接触給電システム１Ａでは、筐体２ｃ１の上面に対して、当接部８を受けるための受部１１が設けられている。
【００４７】
この受部１１は、当接部８と同様に、円環状に設けられており、上面に窪み１１ａが設けられている。この受部１１は、当接部８を受けると共に窪み１１ａによって水中探査ロボットＲの案内を行う。このような窪み１１ａの深さは、何らかの原因により水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１とを離間させるような外力が作用した場合に、容易に当接部８が離間するように設定されている。なお、当接部８の下面には、窪み１１ａに応じた突出部８ａが設けられている。
【００４８】
このような構成を採用する本実施形態の非接触給電システム１Ａによれば、当接部８が受部１１によって受け止められるときに、当接部８の突出部８ａが窪み１１ａに入り込むことによって、水中探査ロボットＲ（すなわち受電装置３）の位置決めがなされる。したがって、給電コイル２ｃ６と受電コイル３ｂの位置関係がより正対に近くなり、より安定した送電を行うことができる。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００５０】
図４は、本実施形態の非接触給電システム１Ｂの概略構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態の非接触給電システム１Ｂでは、第２磁界透過部２ｃ８が筐体２ｃ１の側壁に設けられ、給電コイル２ｃ６及び誘導式近接センサ７ａがこの第２磁界透過部２ｃ８に対向配置されている。また、水中探査ロボットＲの側壁に磁界透過部Ｒ１が設けられ、受電コイル３ｂ及び金属片７ｂがこの磁界透過部Ｒ１に対向配置されている。また、スラスタ６は、磁界透過部Ｒ１の反対側に配置されている。さらに、当接部８は、磁界透過部Ｒ１を囲うようにして水中探査ロボットＲの側面に設けられている。
【００５１】
この非接触給電システム１Ｂでは、充電ステーション２ｃから受電装置３に送電を行うときに、充電ステーション２ｃの筐体２ｃ１の側方に水中探査ロボットＲ（受電装置３）が配置される。また、このような非接触給電システム１Ｂにおいても、水中探査ロボットＲに設けられた当接部８が、送電中、図中で左向きの推力を発生するようにスクリュー６ａを回転させるスラスタ６によって筐体２ｃ１に押し付けられる。これによって、当接部８と筐体２ｃ１との間における静摩擦力が高まり、水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１とが固定される。このため、安定した送電を行うことができる。また、何らかの原因により水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１とを離間させるような外力が作用した場合には、この外力が当接部８と筐体２ｃ１との間における静摩擦力を超えたときに水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１とが離間することになるものの、水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１とが嵌合されていないため、水中探査ロボットＲ及び筐体２ｃ１が傷つくことがない。したがって、本実施形態の非接触給電システム１Ｂによれば、水中探査ロボットＲや筐体２ｃ１の損傷を防止することができる。
【００５２】
なお、図５に示すように、本実施形態の非接触給電システム１Ｂにおいて、上記第２実施形態において説明した受部１１を設置しても良い。
【００５３】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００５４】
図６は、本実施形態の非接触給電システム１Ｃの概略構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態の非接触給電システム１Ｃでは、上記第３実施形態と同様に、第２磁界透過部２ｃ８が筐体２ｃ１の側壁に設けられ、給電コイル２ｃ６及び誘導式近接センサ７ａがこの第２磁界透過部２ｃ８に対向配置されている。また、水中探査ロボットＲの側壁に磁界透過部Ｒ１が設けられ、受電コイル３ｂ及び金属片７ｂがこの磁界透過部Ｒ１に対向配置されている。また、スラスタ６は、磁界透過部Ｒ１の反対側に配置されている。
【００５５】
また、本実施形態の非接触給電システム１Ｃでは、水中探査ロボットＲの湾曲した側壁の一部が当接部１２とされている。つまり、本実施形態においては、当接部１２が水中探査ロボットＲの湾曲した側壁と一体化されている。また、充電ステーション２ｃの筐体２ｃ１には水中探査ロボットＲの湾曲した側壁に合わせた窪み１３ａを有する受部１３が設けられている。
【００５６】
このような構成を有する本実施形態の非接触給電システム１Ｃによれば、当接部１２が水中探査ロボットＲの湾曲した側壁と一体化されているため、当接部１２を設置するために、別の部材を必要としない。
【００５７】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００５８】
図７は、本実施形態の非接触給電システム１Ｄの概略構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態の非接触給電システム１Ｄは、超音波発信器１４ａ（超音波発信手段）と、超音波受信器１４ｂ（超音波受信手段）とからなる位置検出部１４を備えている。
【００５９】
超音波発信器１４ａは、水中探査ロボットＲの内部に配置されており、超音波を発信する。また、本実施形態においては、当接部８が超音波の導波路とされている。超音波受信器１４ｂは、充電ステーション２ｃの筐体２ｃ１の内部に配置されており、当接部８を介して伝達される超音波を受信し、その結果を出力する。制御部２ｃ９は、超音波受信器１４ｂと接続されており、超音波受信器１４ｂから超音波を受信している旨を示す信号が入力されているときには、筐体２ｃ１と水中探査ロボットＲとが基準位置にあるものとして送電を行う。また、制御部２ｃ９は、超音波受信器１４ｂから超音波を受信している旨を示す信号が入力されていないときには、筐体２ｃ１と水中探査ロボットＲとが基準位置にないものとして送電を停止する。
【００６０】
このような本実施形態の非接触給電システム１Ｄにおいては、当接部８が超音波の導波路とされていることから、水中探査ロボットＲが充電ステーション２ｃから離間したときには、超音波が伝達されなくなり、即座に制御部２ｃ９によって送電が停止される。よって、本実施形態の非接触給電システム１Ｄによれば、予期せぬ外力によって送電中に水中探査ロボットＲと筐体２ｃ１とが離間した場合に送電が停止し、無駄なエネルギが放出されることを防止することができる。
【００６１】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００６２】
図８は、本実施形態の非接触給電システム１Ｅの概略構成を示す模式図である。この図に示すように、本実施形態の非接触給電システム１Ｅでは、水中探査ロボットＲに対して、受電装置３に代わり、給電装置１０が設置されている。また、水中に設置されると共に磁界透過部Ｋ１を有する構造体Ｋの内部に受電装置３が設置されている。
【００６３】
このような構成を有する本実施形態の非接触給電システム１Ｅによれば、水中探査ロボットＲに搭載された給電装置１０から、構造体Ｋに設置された受電装置３に非接触給電によって送電が行われ、この電力が構造体Ｋに搭載されたミッションを行うための機器Ｋ２等で使用される。
【００６４】
このような本実施形態の非接触給電システム１Ｅにおいても、上記第１実施形態の非接触給電システム１と同様に、水中探査ロボットＲや構造体Ｋの損傷を防止することができる。
【００６５】
なお、このような構成を採用する場合には、位置検出部７の金属片７ｂが受電装置３の搭載される構造体Ｋの内部に設置され、位置検出部７の誘導式近接センサ７ａが給電装置１０の搭載される水中探査ロボットＲの内部に設置される。また、上記第５実施形態の位置検出部１４を用いる場合には、超音波発信器１４ａが構造体Ｋの内部に設置され、超音波受信器１４ｂが水中探査ロボットＲの内部に設置される。
【００６６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６７】
例えば、上記実施形態においては、充電ステーション２ｃが昇降する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、電源ケーブルを水中まで敷設し、この電源ケーブルに充電ステーション２ｃを固定する構成を採用することも可能である。
【００６８】
例えば、上記第１〜第３実施形態及び第５、第６実施形態においては、当接部８が円環状である構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、スラスタ６が発生する推力によって充電ステーション２ｃの筐体２ｃ１に対して押し付けられたとき、水中探査ロボットＲが充電ステーション２ｃに対して安定した位置に保持されるのであれば、他の形状や配置でもよい。たとえば、楕円形状でもよいし、円環状に配列された複数の当接部を備える構成を採用することも可能である。後者の場合には、３つの当接部を設けることによって、充電ステーション２ｃに対して当接部を安定して当接させることが可能となる。
【００６９】
また、上記実施形態においては、充電ステーション２ｃが昇降のみする構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、充電ステーション２ｃが水中を航行する構成を採用することも可能である。すなわち、本発明における構造体は、固定されたものに限られず、移動可能なものも含む。
【００７０】
また、上記実施形態においては、水中において給電装置から受電装置に対して送電を行う構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、水上において給電装置から受電装置に対して送電を行う構成を採用することも可能である。
【００７１】
また、上記実施形態では、非接触給電する方法として磁界共鳴方式を採用したが、電磁誘導方式を採用するようにしてもよい。給電コイルや受電コイルの方式、形状及び大きさも、相互に非接触給電可能であれば任意である。
【符号の説明】
【００７２】
１……非接触給電システム、１Ａ……非接触給電システム、１Ｂ……非接触給電システム、１Ｃ……非接触給電システム、１Ｄ……非接触給電システム、１Ｅ……非接触給電システム、２……充電設備、２ａ……給電ステーション、２ａ１……筐体、２ａ２……給電回路、２ａ３……給電コイル、２ａ４……磁界透過部、２ａ５……制御部、２ｂ……昇降装置、２ｂ１……昇降レール、２ｂ２……ワイヤ、２ｂ３……巻上機、２ｃ……充電ステーション、２ｃ１……筐体（構造体）、２ｃ２……受電回路、２ｃ３……受電コイル、２ｃ４……蓄電池、２ｃ５……給電回路、２ｃ６……給電コイル、２ｃ７……第１磁界透過部、２ｃ８……第２磁界透過部、２ｃ９……制御部、３……受電装置、３ａ……受電回路、３ｂ……受電コイル、３ｃ……蓄電池、３ｄ……制御部、４……インバータ、５……インバータ制御部、６……スラスタ、６ａ……スクリュー、６ｂ……モータ、７……位置検出部（位置検出手段）、７ａ……誘導式近接センサ（金属検知手段）、７ｂ……金属片、８……当接部、８ａ……突出部、１０……給電装置、１１……受部、１１ａ……窪み、１２……当接部、１３……受部、１３ａ……窪み、１４……位置検出部（位置検出手段）、１４ａ……超音波発信器（超音波発信手段）、１４ｂ……超音波受信器（超音波受信手段）、Ｋ……構造体、Ｋ１……磁界透過部、Ｋ２……機器、Ｒ……水中探査ロボット（移動体）、Ｒ１……磁界透過部、Ｓ……船舶
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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