(57)【要約】  固定部（１０１）に設けられた複数の送信アンテナ（２１）と、固定部（１０１）に対向しながら移動する移動体（１０２）に設けられた１つ以上の受信アンテナ（３１）と、送信アンテナ（２１）に対して電力供給を行う送信電源（１）とを備え、送信アンテナ（２１）と受信アンテナ（３１）との間の電力伝送方式は磁界共鳴による方式又は電磁誘導による方式であり、送信アンテナ（２１）及び受信アンテナ（３１）は、常に何れかの当該受信アンテナ（３１）が何れかの当該送信アンテナ（２１）に既定割合面積以上重なって対向可能に配置され、送信電源（１）は、何れかの受信アンテナ（３１）が既定割合面積以上重なった送信アンテナ（２１）に対して電力を供給する。
2017149600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に設けられた複数の送信アンテナと、
前記固定部に対向しながら移動する移動体に設けられた１つ以上の受信アンテナと、
前記送信アンテナに対して電力供給を行う送信電源とを備え、
前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の電力伝送方式は磁界共鳴による方式又は電磁誘導による方式であり、
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、常に何れかの当該受信アンテナが何れかの当該送信アンテナに既定割合面積以上重なって対向可能に配置され、
前記送信電源は、何れかの前記受信アンテナが前記既定割合面積以上重なった前記送信アンテナに対して電力を供給する
ことを特徴とする無線電力伝送装置。
【請求項２】
前記既定割合面積以上とは４分の３以上の面積である
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送装置。
【請求項３】
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、楕円形状又は長方形状に巻かれて構成された
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送装置。
【請求項４】
各々の前記送信アンテナは、隣接する前記送信アンテナとの間で逆相の交流で動作する
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送装置。
【請求項５】
前記受信アンテナは複数設けられ、
各々の前記受信アンテナは、隣接する前記受信アンテナとの間で逆相の交流で動作する
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送装置。
【請求項６】
前記受信アンテナは、前記送信アンテナに対して大きな径に構成された
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送装置。
【請求項７】
電力を伝送している前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの周囲に位置し、当該送信アンテナ及び当該受信アンテナのうちの最小外径の１０分の１以上離れて配置された金属体を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送装置。
【請求項８】
電力を伝送している前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの周囲に位置し、当該送信アンテナ及び当該受信アンテナのうちの最小外径の１０分の１以上離れて配置された磁性体を備えた
ことを特徴とする請求項７記載の無線電力伝送装置。
【請求項９】
前記固定部に配置された２つ１組の複数組の誘電体と、
前記固定部に設けられ、対応する組の一方の前記誘電体の一面に対向配置され、対応する前記送信アンテナの一端に接続された第１の送信側電極と、
前記固定部に設けられ、対応する組の他方の前記誘電体の一面に対向配置され、対応する前記送信アンテナの他端に接続された第２の送信側電極と、
前記移動体に設けられ、各々の組の一方の前記誘電体の他面に対向可能であり、対応する前記受信アンテナの一端に接続された第１の受信側電極と、
前記移動体に設けられ、各々の組の他方の前記誘電体の他面に対向可能であり、対応する前記受信アンテナの他端に接続された第２の受信側電極とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送装置。
【請求項１０】
前記固定部に配置された複数の誘電体と、
前記固定部に設けられ、各々の前記誘電体の一面に跨って対向配置された第１の受信側電極と、
前記移動体に設けられ、前記誘電体の他面に対向可能であり、対応する前記受信アンテナの一端側に接続された第２の受信側電極と、
前記移動体に設けられ、前記誘電体の他面に対向可能であり、対応する前記受信アンテナの他端側に接続された第３の受信側電極とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送装置。
【請求項１１】
前記固定部は、並列配置された複数のレーンから成り、
各々の前記送信アンテナは、前記レーン毎に複数配置され、
前記受信アンテナは、複数設けられ、前記レーン毎の前記送信アンテナに対向可能に各々配置された
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送装置。
【請求項１２】
各々の前記送信アンテナは、配置方向に沿って、互いに２分の１以上重ねられて配置された
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送装置。
【請求項１３】
前記固定部は、１つ以上の分岐及び合流を有するレーンから成る
各々の前記送信アンテナは、前記レーンに沿って複数配置された
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固定部に送信アンテナが設けられ、固定部に対向しながら移動する移動体に受信アンテナが設けられた無線電力伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車、エレベータ又はその他の搬送機械等の移動体に対して給電を行う無線電力伝送装置（ワイヤレス電力伝送システム）として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このワイヤレス電力伝送システムでは、軌道上を移動する移動体であるエレベータに設けられた受電部と、当該軌道上の固定部に設けられた送電部との間で電力伝送を行っている。これにより、テールコードが不要となり、システム全体の小型化及び軽量化を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８２９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、電力伝送は、送電部と受電部とが対向している停止時にしか行うことができない。そのため、移動体が移動中は給電を行うことができないという課題がある。また、従来技術では給電が間欠であるため、受電部が常時電力を消費する場合は、消費電力に応じて大容量のバッテリを備える必要がある。したがって、受電側である移動体が大型化、重量化、高コスト化するという課題がある。
また、従来技術では電界共鳴により電力伝送を行っている。そのため、送受電部の電極板の面積は伝送電力及び伝送距離に応じて広くする必要があり、送受電部が大型化するという課題がある。また、電界共鳴による電力伝送のため、送受電部は電極をそれぞれ２極ずつ設置する必要があり、占有する電極面積が大きくなるという課題がある。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、移動体が移動中も継続して電力を受信することができる無線電力伝送装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る無線電力伝送装置は、固定部に設けられた複数の送信アンテナと、固定部に対向しながら移動する移動体に設けられた１つ以上の受信アンテナと、送信アンテナに対して電力供給を行う送信電源とを備え、送信アンテナと受信アンテナとの間の電力伝送方式は磁界共鳴による方式又は電磁誘導による方式であり、送信アンテナ及び受信アンテナは、常に何れかの当該受信アンテナが何れかの当該送信アンテナに既定割合面積以上重なって対向可能に配置され、送信電源は、何れかの受信アンテナが既定割合面積以上重なった送信アンテナに対して電力を供給するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、上記のように構成したので、移動体は停止中又は移動中に常時電力を受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る無線電力伝送装置の等価回路図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、送信アンテナと受信アンテナとの重なり度合いによる電力伝送効率の違いを説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。
【図６】図６に示す構成の等価回路図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。
【図８】図７に示す構成の等価回路図である。
【図９】この発明の実施の形態５に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。
【図１０】この発明の実施の形態５に係る無線電力伝送装置の別の構成例を示す模式図である。
【図１１】この発明の実施の形態６に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。
【図１２】この発明の実施の形態７に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。
【図１３】図１３Ａ、図１３Ｂは、この発明の実施の形態１〜７における送信電源の制御部のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図であり、図２は無線電力伝送装置の等価回路図である。
無線電力伝送装置は、図１，２に示すように、送信電源１、送信器２、受信器３及び受信回路４を有している。なお、送信電源１及び送信器２は送信装置５を構成し、受信器３及び受信回路４は受信装置６を構成している。なお図１では、簡略化のため、無線電力伝送装置のうちの一部の構成の図示を省略している。
【００１０】
送信電源１は、単一周波数の交流電力を供給するものであり、１つ以上設けられる。図１，２では、送信器２毎に送信電源１を設け、各系統の符号に接尾記号（−１，−２，・・・）を付している。また、送信電源１は、送信アンテナ２１への電力供給のオンオフを切替える機能（制御部）を有している。この際、送信電源１は、送信器２に設けられたスイッチ２２のオンオフを切替えることで当該送信器２の共振条件を変え、送信アンテナ２１への電力供給のオンオフを切替える。この送信電源１の動作の詳細については後述する。
【００１１】
送信器２は、送信電源１から供給された電力を、受信器３に無線で伝送するものであり、複数設けられる。図１，２に示す送信器２では、各系統の符号に接尾記号（−１，−２，・・・）を付している。図１，２に示す送信器２は、共振用コンデンサＣ１１，Ｃ１２、送信アンテナ（送信コイル）２１及びスイッチ２２を有している。共振用コンデンサＣ１１，Ｃ１２は、送信アンテナ２１の共振条件を調整するものである。ここで、共振用コンデンサＣ１１は、一端がスイッチ２２を介して送信電源１の一対の出力端子のうちの一方の端子に接続されている。また、共振用コンデンサＣ１２は、一端が送信電源１の一対の出力端子のうちの他方の端子に接続されている。また、送信アンテナ２１は、一端が共振用コンデンサＣ１１の他端に接続され、他端が共振用コンデンサＣ１２の他端に接続されている。この送信アンテナ２１の詳細については後述する。また、スイッチ２２としては、リレー、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体スイッチが挙げられる。
【００１２】
受信器３は、送信器２からの電力を受信するものであり、１つ以上設けられる。図１，２では、受信器３を２つ設け、各系統の符号に接尾記号（−１，−２）を付している。図１，２に示す受信器３は、受信アンテナ（受信コイル）３１及び共振用コンデンサＣ２１，Ｃ２２を有している。共振用コンデンサＣ２１，Ｃ２２は、受信アンテナ３１の共振条件を調整するものである。ここで、受信アンテナ３１は、一端が共振用コンデンサＣ２１の一端に接続され、他端が共振用コンデンサＣ２２の一端に接続されている。この受信アンテナ３１の詳細については後述する。
【００１３】
なお、送信アンテナ２１と受信アンテナ３１との間の電力伝送方式は、磁界共鳴による方式又は電磁誘導による方式の何れかである。
【００１４】
受信回路４は、受信器３に接続されたものである。この受信回路４は、受信器３毎に、一対の入力端子のうちの一方の端子が共振用コンデンサＣ２１の他端に接続され、他方の端子が共振用コンデンサＣ２２の他端に接続されている。図２に示す受信回路４は、整流回路４１、ダイオードＤ２１を有する合成部４２、及び負荷４３を有している。図２では、整流回路４１及びダイオードＤ２１をそれぞれ２つ設け、各系統の符号に接尾記号（−１，−２）を付している。整流回路４１は、対応する受信器３により受信された電力を整流するものである。合成部４２は、整流回路４１により整流された電力を合成するものである。なお、ダイオードＤ２１は、アノードが対応する整流回路４１の出力端子に接続され、カソードが負荷４３の入力端子に接続されている。
【００１５】
次に、送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１の詳細について説明する。
実施の形態１に係る無線電力伝送装置では、図１に示すように、送信アンテナ２１は、ヘリカル状（らせん状）又はスパイラル状に巻かれたコイルが楕円形状又は長方形状に構成されている。図１では、この送信アンテナ２１は、道路面等の固定部１０１上に、長軸方向が移動体１０２の移動方向に沿って一定間隔で配置された場合を示している。なお、各々の送信アンテナ２１は、隣接する送信アンテナ２１との間で同相の交流で動作してもよいし、逆相の交流で動作してもよい。
【００１６】
また、受信アンテナ３１は、図１に示すように、ヘリカル状（らせん状）又はスパイラル状に巻かれたコイルが楕円形状又は長方形状に構成されている。図１では、移動体１０２に受信アンテナ３１が２つ設けられ、当該受信アンテナ３１の長軸方向が移動体１０２の移動方向に沿って配置された場合を示している。なお、各々の受信アンテナ３１は、隣接する受信アンテナ３１との間で同相の交流で動作してもよいし、逆相の交流で動作してもよい。
【００１７】
そして、送信アンテナ２１と受信アンテナ３１は、常に何れかの受信アンテナ３１が何れかの送信アンテナ２１に既定割合面積以上（例えば４分の３以上の面積）重なって対向可能に配置されている。
【００１８】
また、送信電源１は、何れかの受信アンテナ３１が上記既定割合面積以上重なった送信アンテナ２１に対して電力を供給する。この送信電源１における電力供給のオンオフ判定としては、例えば、物体検知センサを用いて移動体１０２の検知を行うことで判定してもよいし、送信装置５と受信装置６との間で通信を行うことで判定してもよいし、移動体１０２の動作が既知の場合には電力供給のタイミングを予め設定してもよい。
【００１９】
図１に示す状態では、送信アンテナ２１−１は、受信アンテナ３１−１と既定割合面積以上（ここでは、４分の３以上の面積とする）重なって対向している。そのため、送信電源１−１は、送信アンテナ２１−１に対して電力を供給する。一方、送信アンテナ２１−２，２１−３は、受信アンテナ３１−２と重なっている面積が既定割合未満である。そのため、送信電源１−２，１−３は、送信アンテナ２１−２，２１−３に対しては電力を供給しない。その後、移動体１０２が移動して、送信アンテナ２１−１と受信アンテナ３１−１との重なりが減り、送信アンテナ２１−３が受信アンテナ３１−２と既定割合面積以上重なって対向した場合には、送信電源１−１は送信アンテナ２１−１への電力供給を停止し、送信電源１−３は送信アンテナ２１−３へ電力を供給する。このように動作することで、移動体１０２が移動中であっても常に電力伝送を行うことが可能となる。
【００２０】
また図３に、送信アンテナ２１と受信アンテナ３１との重なり度合いによる電力伝送効率の違いを説明する実験値を示す。この図３に示すように、送信アンテナ２１と受信アンテナ３１とが４分の３以上重なって対向している状態において、高効率な電力伝送が実現できる。
【００２１】
なお図２では、送信アンテナ２１毎に送信電源１を設けた場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、複数の送信アンテナ２１に対して１つの送信電源１を設けるようにしてもよい。なおこの場合には、送信電源１は、各送信アンテナ２１に対する電力供給を個別にオンオフ切替え可能に構成されている。
【００２２】
また図１では、送信アンテナ２１と受信アンテナ３１を同一サイズとした場合を示している。しかしながら、これに限るものではなく、受信アンテナ３１を送信アンテナ２１よりも大きな径に構成し、受信アンテナ３１を送信アンテナ２１に重ね易く構成してもよい。
【００２３】
以上のように、この実施の形態１によれば、固定部１０１に設けられた複数の送信アンテナ２１と、固定部１０１に対向しながら移動する移動体１０２に設けられた１つ以上の受信アンテナ３１と、送信アンテナ２１に対して電力供給を行う送信電源１とを備え、送信アンテナ２１と受信アンテナ３１との間の電力伝送方式は磁界共鳴による方式又は電磁誘導による方式であり、送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１は、常に何れかの当該受信アンテナ３１が何れかの当該送信アンテナ２１に既定割合面積以上重なって対向可能に配置され、送信電源１は、何れかの受信アンテナ３１が既定割合面積以上重なった送信アンテナ２１に対して電力を供給するように構成したので、移動体１０２が移動中に常時電力を供給することができる。
【００２４】
また、実施の形態１に係る無線電力伝送装置では、移動体１０２が常時電力を消費する場合であっても、従来構成のようなバッテリを備える必要はない。そのため、従来構成に対して移動体１０２の小型化、軽量化及び低コスト化が可能である。
また、送信アンテナ２１と受信アンテナ３１は磁界共鳴又は電磁誘導により電力伝送を行うため、送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１の大きさは、伝送電力及び伝送距離による影響が少なく、小型化及び軽量化が可能である。
【００２５】
また、実施の形態１に係る無線電力伝送装置では、送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１を楕円形状又は長方形状に構成している。このように、送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１を細長いコイル形状とすることで、個々のアンテナ２１，３１において電流の向きが１８０°異なる線路同士が近接し、ループ面の内側の狭い領域では磁束方向が一様となって密となるが、ループ面の外側では磁束が打ち消し合うため、アンテナ２１，３１の周囲には磁界が放射され難くなる。よって、漏洩磁界の発生を抑制することができ、隣接する送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１や、周囲の金属等による影響を抑えることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。この図４に示す実施の形態２に係る無線電力伝送装置は、図１，２に示す実施の形態１に係る無線電力伝送装置に、金属体７を材料とするガイドレール部７１と、金属体７を材料とする受信装置６の外側筐体部分７２とを追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
金属体７は、電力を伝送している送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１の周囲に位置し、当該送信アンテナ２１及び当該受信アンテナ３１のうちの最小外径の１０分の１以上離れて配置されたものである。ここで、金属体７としては、銅又はアルミ等が挙げられる。また、上記最小外径とは、楕円形状又は長方形状に構成された送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１の短軸方向における外径の最小値である。また、金属体７は、全ての送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１の周囲を覆う必要はなく、電力を伝送している送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１の周囲を囲むように構成されていればよい。
【００２８】
図４の例では、固定部１０１上の送信アンテナ２１の両脇に設けられたガイドレール部７１と、受信装置６の外側筐体部分７２とに、金属体７が設けられている。このように、電力を伝送している送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１に対して周囲を金属体７で覆うことで、実施の形態１における効果に加え、空間への電磁界放射を低減できる。
【００２９】
なお図４では、金属体７のみを設けた場合を示したが、更に磁性体を設けてもよい。すなわち、この磁性体は、電力を伝送している送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１の周囲に位置し、当該送信アンテナ２１及び当該受信アンテナ３１のうちの最小外径の１０分の１以上離れて配置されている。ここで、磁性体としては、フェライト又はアモルファス等のように透磁率の実部が高く虚部が低い部材が挙げられる。また、送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１側から、磁性体、金属体７の順で囲う方が好ましい。このように、金属体７及び磁性体によって、電力を伝送している送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１を囲うことで、図４に示す構成に対し、空間への電磁界放射を更に低減できる。
【００３０】
また、金属体７を送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１に対して当該送信アンテナ２１及び当該受信アンテナ３１のうちの最小外径の１０分の１以上離す理由は、金属体７を送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１に近づけすぎると、送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１と金属体７との干渉が強くなり、損失が生じるからである。磁性体についても同様である。
【００３１】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図であり、図６は図５に示す構成の等価回路図である。この図５に示す実施の形態３に係る無線電力伝送装置は、図１，２に示す実施の形態１に係る無線電力伝送装置に、誘電体８ａ，８ｂ、送信側電極２３，２４及び受信側電極３２，３３を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。なお図５では、送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１をそれぞれ１つのみ図示している。
【００３２】
誘電体８ａ，８ｂは、固定部１０１に２つ１組で複数組設けられたものである。図５では、誘電体８ａ，８ｂは、長手方向が移動体１０２の移動方向に沿って一定間隔で配置された場合を示している。また、誘電体８ａ，８ｂはそれぞれ任意に誘電率が設定可能である。
【００３３】
送信側電極２３は、固定部１０１に設けられ、対応する組の誘電体８ａの一面に対向配置され、対応する送信アンテナ２１の一端に接続されたものである。
送信側電極２４は、固定部１０１に設けられ、対応する組の誘電体８ｂの一面に対向配置され、対応する送信アンテナ２１の他端に接続されたものである。
【００３４】
受信側電極３２は、移動体１０２に設けられ、各組の誘電体８ａの他面に対向可能であり、対応する受信アンテナ３１の一端に接続されたものである。
受信側電極３３は、移動体１０２に設けられ、各組の誘電体８ｂの他面に対向可能であり、対応する受信アンテナ３１の他端に接続されたものである。
図５に示す構成では、受信側電極３２，３３は、移動体１０２の移動に伴って、誘電体８ａ，８ｂ上を移動する。
【００３５】
図５に示す構成により、移動体１０２が移動することで、送信側電極２３と受信側電極３２との間の静電容量と、送信側電極２４と受信側電極３３との間の静電容量を変化させることができる。よって、実施の形態１における効果に加え、送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１の共振条件を調整でき、特定のアンテナ２１，３１間の結合を良くしたり、それ以外のアンテナ２１，３１間の結合を悪くしたりすることができる。
【００３６】
なお上記では、図１，２に示す無線電力伝送装置に共振条件を調整する機構を追加した場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、図４に示すような他の無線電力伝送装置にも実施の形態３の構成を適用可能である。
【００３７】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図であり、図８は図７に示す構成の等価回路図である。この図７に示す実施の形態４に係る無線電力伝送装置は、図１，２に示す実施の形態１に係る無線電力伝送装置に、誘電体９及び受信側電極３４〜３６を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。なお図６では、受信アンテナ３１を１つのみ図示し、送信装置５側の図示を省略している。
【００３８】
誘電体９は、固定部１０１に複数設けられたものである。図７では、誘電体９は、長手方向が移動体１０２の移動方向に沿って一定間隔で配置された場合を示している。また、誘電体９はそれぞれ任意に誘電率が設定可能である。
【００３９】
受信側電極３４は、固定部１０１に設けられ、各誘電体９の一面に跨って対向配置されたものである。
受信側電極３５は、移動体１０２に設けられ、誘電体９の他面に対向可能であり、対応する受信アンテナ３１の一端側（受信アンテナ３１の一端又は受信回路４の一対の入力端子のうちの一方の端子）に接続されたものである。図７，８では、受信側電極３５が、受信アンテナ３１の一端に接続された場合を示している。
受信側電極３６は、移動体１０２に設けられ、誘電体９の他面に対向可能であり、対応する受信アンテナ３１の他端側（受信アンテナ３１の他端又は受信回路４の一対の入力端子のうちの他方の端子）に接続されたものである。図７，８では、受信側電極３６が、受信アンテナ３１の他端に接続された場合を示している。
図７に示す構成では、受信側電極３５，３６は、移動体１０２の移動に伴って、誘電体９上を移動する。
【００４０】
図７に示す構成により、移動体１０２が移動することで、受信側電極３４〜３６間の静電容量を変化させることができる。よって、実施の形態１における効果に加え、受信アンテナ３１の共振条件を調整でき、アンテナ２１，３１間の結合を良くしたり、それ以外のアンテナ２１，３１間の結合を悪くしたりすることができる。
【００４１】
なお上記では、図１，２に示す無線電力伝送装置に共振条件を調整する機構を追加した場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、図４に示すような他の無線電力伝送装置にも実施の形態４の構成を適用可能である。
【００４２】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。この図９に示す実施の形態５に係る無線電力伝送装置は、図１，２に示す実施の形態１に係る無線電力伝送装置に対し、送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１の配置を変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
図９の例では、固定部１０１は、並列配置された２つのレーン１０３により構成されており、各系統の符号に接尾記号（−１，−２）を付している。そして、各送信アンテナ２１は、レーン１０３毎に複数配置されている。また図９では、各レーン１０３の送信アンテナ２１は、一定間隔ずつずらして配置されている。図９では、各レーン１０３の送信アンテナ２１を、送信アンテナ２１の長軸方向の外径の２分の１ずつずらして配置した場合を示している。また、受信アンテナ３１は、複数設けられ、レーン１０３毎の送信アンテナ２１に対向可能に各々配置されている。図９の例では、移動体１０２に受信アンテナ３１を２つ設けている。
図９に示す構成であっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
なお図９では、２つのレーン１０３を設けた場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、例えば図１０に示すようにレーン数を更に増やしてもよい。なお図１０の例では、３つのレーン１０３を並列に設けた場合を示している。図１０では、各レーン１０３の送信アンテナ２１を、送信アンテナ２１の長軸方向の外径の３分の１ずつずらして配置した場合を示している。このように、レーン数を増やすことで、何れかの送信アンテナ２１と何れかの受信アンテナ３１とが重なって対向する面積を増やすことができ、電力伝送効率をより高めることができる。
【００４５】
また図９，１０では、各レーン１０３の送信アンテナ２１をそれぞれ一定間隔ずらす場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、各レーン１０３の送信アンテナ２１に対向可能に配置された受信アンテナ３１を、それぞれ一定間隔ずらすようにしてもよい。
【００４６】
なお上記では、図１，２に示す無線電力伝送装置の送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１の配置を変更した場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、図４〜８に示すような他の無線電力伝送装置にも実施の形態５の構成を適用可能である。
【００４７】
実施の形態６．
図１１はこの発明の実施の形態６に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。この図１１に示す実施の形態６に係る無線電力伝送装置は、図１，２に示す実施の形態１に係る無線電力伝送装置に対し、送信アンテナ２１の配置間隔を変更し、受信アンテナ３１を１つとしたものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。なお図１１では、図を見易くするため、送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１を楕円で示している。
【００４８】
実施の形態６における送信アンテナ２１では、配置方向に沿って、互いに２分の１ずつ重ねて配置されている。これにより、受信アンテナ３１が１つであっても、移動体１０２が移動中において、受信アンテナ３１がどの位置にいても何れかの送信アンテナ２１と４分の３以上重なる。よって、図１１に示す構成であっても実施の形態１と同様の効果を得ることができ、また、高効率な電力伝送が可能となる。
【００４９】
なお上記では、図１，２に示す無線電力伝送装置の送信アンテナ２１の配置間隔を変更し、受信アンテナ３１を１つに変更した場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、図４〜８に示すような他の無線電力伝送装置にも実施の形態６の構成を適用可能である。
【００５０】
実施の形態７．
図１２はこの発明の実施の形態７に係る無線電力伝送装置の構成例を示す模式図である。この図１２に示す実施の形態７に係る無線電力伝送装置は、図１，２に示す実施の形態１に係る無線電力伝送装置に対し、送信アンテナ２１の配置を変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図１２の例では、固定部１０１は、１つ以上の分岐及び合流を有するレーン１０４から構成されている。図１２では、途中で２つのレーンに分岐するレーン１０４が設けられている。そして、各送信アンテナは、レーン１０４に沿って複数配置されている。このように構成することで、レーン１０４上を同一方向に移動する移動体１０２の順序を変更したいときに、追い抜きが可能となる。また、図１２のレーン１０４に対し、左右から移動体１０２が移動するときにも交差させることができる。
なお図１２では２つのレーンに分岐する場合を示したが、これに限るものではなく、３つ以上のレーンに分岐するように構成してもよい。
【００５２】
なお上記では、図１，２に示す無線電力伝送装置の送信アンテナ２１及び受信アンテナ３１の配置を変更した場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、図４〜８に示すような他の無線電力伝送装置にも実施の形態７の構成を適用可能である。
【００５３】
最後に、図１３を参照して、各実施の形態における送信電源１の制御部のハードウェア構成例を説明する。
送信電源１の制御部における機能は、処理回路５０１により実現される。図１３に示すように、処理回路５０１は、専用のハードウェアであっても、メモリ５０３に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう）５０２であってもよい。
【００５４】
処理回路５０１が専用のハードウェアである場合、処理回路５０１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。
【００５５】
処理回路５０１がＣＰＵ５２の場合、制御部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ５０３に格納される。処理回路５０１は、メモリ５０３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部の機能を実現する。すなわち、送信電源は、処理回路５０１により実行されるときに、制御部の機能が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ５０３を備える。また、これらのプログラムは、制御部の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ５０３とは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ＥＰＲＯＭ）等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等が該当する。
【００５６】
このように、処理回路５０１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００５７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
この発明に係る無線電力伝送装置は、移動体が移動中に常時電力を供給することができ、固定部に送信アンテナが設けられ、固定部に対向しながら移動する移動体に受信アンテナが設けられた無線電力伝送装置等に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００５９】
１  送信電源、２  送信器、３  受信器、４  受信回路、５  送信装置、６  受信装置、７  金属体、８ａ，８ｂ，９  誘電体、２１  送信アンテナ（送信コイル）、２２  スイッチ、２３，２４  送信側電極、３１  受信アンテナ（受信コイル）、３２〜３６  受信側電極、４１  整流回路、４２  合成部、４３  負荷、７１  ガイドレール部、７２  外側筐体部分、１０１  固定部、１０２  移動体、１０３，１０４  レーン、５０１  処理回路、５０２  ＣＰＵ、５０３  メモリ。
【図１】
2017149600.tif 000003
【図２】
2017149600.tif 000004
【図３】
2017149600.tif 000005
【図４】
2017149600.tif 000006
【図５】
2017149600.tif 000007
【図６】
2017149600.tif 000008
【図７】
2017149600.tif 000009
【図８】
2017149600.tif 000010
【図９】
2017149600.tif 000011
【図１０】
2017149600.tif 000012
【図１１】
2017149600.tif 000013
【図１２】
2017149600.tif 000014
【図１３】
2017149600.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月26日(2017.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係る無線電力伝送装置は、固定部に設けられた複数の送信アンテナと、固定部に対向しながら移動する移動体に設けられた１つ以上の受信アンテナと、送信アンテナに対して電力供給を行う送信電源と、固定部に設けられ、各々の送信アンテナの一端に接続された複数の第１の送信側電極と、固定部に設けられ、各々の送信アンテナの他端に接続された複数の第２の送信側電極と、移動体に設けられ、受信アンテナの一端に接続され、第１の送信側電極の各々に対応する第１の受信側電極と、移動体に設けられ、受信アンテナの他端に接続され、第２の送信側電極の各々に対応する第２の受信側電極と、第１の送信側電極と第１の受信側電極、及び、第２の送信側電極と第２の受信側電極との間に配置される誘電体とを備え、送信アンテナ及び受信アンテナは、常に何れかの当該受信アンテナが何れかの当該送信アンテナに既定割合面積以上重なって対向可能に配置されるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に設けられた複数の送信アンテナと、
前記固定部に対向しながら移動する移動体に設けられた１つ以上の受信アンテナと、
前記送信アンテナに対して電力供給を行う送信電源と、
前記固定部に設けられ、各々の前記送信アンテナの一端に接続された複数の第１の送信側電極と、
前記固定部に設けられ、各々の前記送信アンテナの他端に接続された複数の第２の送信側電極と、
前記移動体に設けられ、前記受信アンテナの一端に接続され、前記第１の送信側電極の各々に対応する第１の受信側電極と、
前記移動体に設けられ、前記受信アンテナの他端に接続され、前記第２の送信側電極の各々に対応する第２の受信側電極と、
前記第１の送信側電極と前記第１の受信側電極、及び、前記第２の送信側電極と前記第２の受信側電極との間に配置される誘電体とを備え、
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、常に何れかの当該受信アンテナが何れかの当該送信アンテナに既定割合面積以上重なって対向可能に配置される
ことを特徴とする無線電力伝送装置。
【請求項２】
固定部に設けられた複数の送信アンテナと、
前記固定部に対向しながら移動する移動体に設けられた１つ以上の受信アンテナと、
前記送信アンテナに対して電力供給を行う送信電源と、
前記固定部に配置された複数の誘電体と、
前記固定部に設けられ、各々の前記誘電体の一面に対向配置された第１の受信側電極と、
前記移動体に設けられ、各々の前記誘電体の他面に対向可能であり、前記受信アンテナの一端側に接続された第２の受信側電極と、
前記移動体に設けられ、各々の前記誘電体の他面に対向可能であり、前記受信アンテナの他端側に接続された第３の受信側電極とを備え、
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、常に何れかの当該受信アンテナが何れかの当該送信アンテナに既定割合面積以上重なって対向可能に配置される
ことを特徴とする無線電力伝送装置。
【請求項３】
前記送信電源は、何れかの前記受信アンテナが前記既定割合面積以上重なった前記送信アンテナに対して電力を供給する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線電力伝送装置。
【請求項４】
前記既定割合面積以上とは４分の３以上の面積である
ことを特徴とする請求項３記載の無線電力伝送装置。
【請求項５】
前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、楕円形状又は長方形状に巻かれて構成された
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線電力伝送装置。
【請求項６】
各々の前記送信アンテナは、隣接する前記送信アンテナとの間で逆相の交流で動作する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線電力伝送装置。
【請求項７】
前記受信アンテナは複数設けられ、
各々の前記受信アンテナは、隣接する前記受信アンテナとの間で逆相の交流で動作する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線電力伝送装置。
【請求項８】
前記受信アンテナは、前記送信アンテナに対して大きな径に構成された
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線電力伝送装置。
【請求項９】
電力を伝送している前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの周囲に位置し、当該送信アンテナ及び当該受信アンテナのうちの最小外径の１０分の１以上離れて配置された金属体を備えた
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線電力伝送装置。
【請求項１０】
電力を伝送している前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの周囲に位置し、当該送信アンテナ及び当該受信アンテナのうちの最小外径の１０分の１以上離れて配置された磁性体を備えた
ことを特徴とする請求項９記載の無線電力伝送装置。
【請求項１１】
前記固定部は、並列配置された複数のレーンから成り、
各々の前記送信アンテナは、前記レーン毎に複数配置され、
前記受信アンテナは、複数設けられ、前記レーン毎の前記送信アンテナに対向可能に各々配置された
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線電力伝送装置。
【請求項１２】
各々の前記送信アンテナは、配置方向に沿って、互いに２分の１以上重ねられて配置された
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線電力伝送装置。
【請求項１３】
前記固定部は、１つ以上の分岐及び合流を有するレーンから成る
各々の前記送信アンテナは、前記レーンに沿って複数配置された
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線電力伝送装置。
【国際調査報告】
2017149600.tif 000016
2017149600.tif 000017
2017149600.tif 000018