(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁誘導や電界結合の手段で電力給電をする際に、給電装置周辺部に発生する不要な電流に基づいて放射される不要放射電波を抑制する。【解決手段】不要電流が発生している面の導電率の値と、この面に宛がう不要電流吸収構造体２の面との導電率の値が一義的に定まらず、相互の導電率値で決定される最適な導電率値が存在すること、また不要電流吸収構造体２の形状、寸法で決まる最適な導電率が存在することの２点に着目し最適化を図る必要がある事を理論解析から見出し、この手段を行使して効率よく不要な電流を吸収できるように不要電流吸収構造体２を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導や電界結合の手段で電力給電をする際に、給電装置周辺部に発生する不要な電流に基づいて放射される不要放射電波を抑制するために、この不要な電流を吸収できる構造体からなり、不要電流が発生している面の導電率の値と、この面に宛がう不要電流吸収構造体面の導電率の値が一義的に定まらず相互の導電率値で決定される最適な導電率値が存在すること、また不要電流吸収構造体構の形状、寸法で決まる最適な導電率が存在することの２点に着目して、これら相互の導電率値で決定される最適な導電率値を算出して、このデータに基づいて効率よく不要な電流を吸収できるように不要電流吸収構造体を構成し、これを不要電流発生箇所に密着して、効率よく不要電流を吸収減衰させる不要電流吸収構造体の構成方法。
【請求項２】
請求項１記載の不要電流吸収構造体において、不要電流吸収構造体を導電率の異なる値からなる多層構構造体で構成した請求項１記載の不要電流吸収構造体の構成方法。
【請求項３】
請求項２記載の不要電流吸収構造体において、冷却層を設けることによって発熱による導電率の変動を抑制し、効率よく不要な電流を吸収できるように構成した不要電流吸収構造体の構成方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ワイヤレス給電時など電磁誘導や電界結合時において発生する不要電流を効率よく吸収減衰させるために、不要電流発生部に密着して宛がう板状または曲面状形状などから成る不要電流吸収構造体の導電率を最適化して構成した不要電流吸収構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、不要な電流の発生が原因で放射される対策として、空間に放射された電波を吸収する電波吸収体が存在する。比較的薄いタイプとしては、フェライト電波吸収体がよく知られている。また、電気回路から発生する近傍界ノイズを吸収減衰させる対策部品として、ノイズ抑制素子やフェライトチップなどが使用されている。これらの吸収は、磁性材料や磁性材料と他の材料を混合したものが主流である。従来のノイズ抑制シートの場合、シートの形状依存性について考慮されておらず、出来あがったシートを所定の寸法で貼り付けるというもであった、また、強い電流を吸収する際の冷却機能が施されていなかった。【０００３】  これに対して、本発明は、ワイヤレス給電などの大電力使用環境で電磁誘導や電界結合を利用する際に、周辺の関連機器や導体材部に発生する強い電流を吸収減衰させ、不要な電波放射を抑制するための不要電流吸収構造体に関する。
これは、発生電流を吸収させる最適な導電率条件を３次元有限要素法解析から求め最適化した値で構成し得たもので、実験によって確証した発明である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明は、ワイヤレス給電などの大電力使用環境で電磁誘導や電界結合を利用する際に、周辺の関連機器や導体材部に発生する強い電流を吸収減衰させ、不要な電波放射を抑制するための不要電流吸収構造体に関するものであるが、次のような解決すべき課題が存在する。
ワイヤレス給電などでは大電力を用いて磁界や電界を発生させ電磁誘導法則や電界結合原理によって、電力を授受するシステム構成であるため、周辺の導体材料などに強い誘導または結合電流が発生する。【０００５】  例えば、電磁誘導法則に従う電磁誘導型や電磁共鳴型ワイヤレス給電を自動車に応用する場合、これら給電装置を設置する周辺は、車体下部の底面や、車体側面などであり鉄板などの導体が装備された環境である。このため、車体の鉄板面に漏洩磁界が発生すれば、これに基づく誘導電流が発生する。例え何らかのシールドがなされても、それらのシールド法は、大電力利用のため磁性材料や鉄材を使う能動シールドでるが、従来の原理に基づいて完全に電磁界を閉じ込めることは不可能に近い。このため電磁界の漏洩が存在し得る。自動車底部の床面は殆ど鉄板であり、ここに漏洩した磁界によって電流が流れ、しかも車体底部の鉄板は有限長であるため共振や反射などによって、不要な電流が生じ、再放射界の発生し易い。この問題を解決するために、本発明では不要電流吸収構造体を所定の鉄板面に貼り付けることで、不要な電流を吸収減衰させる手段を導入している。また、この場合、大電力が使用されるため、不要電流吸収構造体に電流が吸収される際に発熱の問題が起きることも解決する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  ワイヤレス給電時など電磁誘導や電界結合時において発生する不要電流を効率よく吸収減衰させるために、不要電流発生部に密着して宛がう板状または曲面状形状などから成る不要電流吸収構造体の導電率を最適化する手段で問題点を解決している。
本発明の不要電流吸収構造体を用いて、電流を効率よく吸収減衰させるには、不要電流発生場所の材料の導電率と、不要電流吸収構造体を宛がうこの構造体側の接触面の導電率の間に最適な吸収条件が存在することを、３次元有限要素法解析から見出し、この知見に立って導電率の最適化の問題を課解決している。また、同時に不要電流吸収構造体の形状や寸法に依存する構造体側の導電率の最適化はかる必要があることを理論解析から見出し、これらの２点に着眼する必要であることを明らかにし、この手段を行使して、この種の不要電流吸収構造体の構成を可能にしている。
すなわちこれら二つの条件を同時に満たすようコンピュータ解析によって不要電流吸収構造体の最適な導電率を算出して、この構造体に対する最適な導電率を決定する手段としている。
以下、請求項別に解決するための課題、解決手段について具体的に記す。【０００７】  請求項１は、ワイヤレス給電にみられる電磁誘導や電界結合の手段で電力給電をする際、通常大電力を使用するため給電装置周辺部に誘導また結合現象に基づく強い電流が不用意に発生する。これにより、不要な電波を再放射し、電波障害などを引き起こす原因となる。この不要放射電波を抑制するために、その原因となる不要な電流を吸収できる構造体を構成できればよい。しかし、通常考えられる抵抗性を有する材料を不用意に宛がっても十分な電流吸収ができない。請求項１は、不要電流が発生している面の導電率の値そのものと、この面に宛がう不要電流吸収構造体の面との導電率の値に関し、相互の導電率値で決定される最適な導電率値が存在すること、また不要電流吸収構造体構の形状、寸法で決まる最適な導電率が存在することの２点を勘案すべきことを解析と実験によって見出したことに基づく発明である。つまり、不要電流が流れている材料の導電率が、および不要電流吸収構造の寸法、形状が変われば、この不要電流を吸収できる不要電流吸収構造体の最適な導電率も変化する。したがって、これら条件が変われば、その都度解析で再び相互の導電率の最適化を図る必要がある。請求項１は、この手段によって効率よく不要な電流を吸収できるように構成した不要電流吸収構造体の構成方法に関する。【０００８】  請求項２は、請求項１記載の不要電流吸収構造体において、不要電流吸収構造体を導電率の異なる値からなる多層構構造体で構成した請求項１記載の不要電流吸収構造体の構成方法に関するもので、例えば、不要電流が流れている面と本構造体の接触面の導電率を最適化し、本構造体に積層される第２層は、電流をより吸収減衰しやすいように最適化した不要電流吸収構造体に関する。【０００９】請求項３は、請求項１、２に関連した拡張概念で、本発明の不要電流吸収構造体において、大電流を対象とした場合電流を吸収して減衰する際には当然ジュール熱による発熱が生じる。その結果、本構造体の導電率が変動し抑制効果が低下する。このため、冷却層を本構造体に付加した層構造とし、本構造体の接触面の導電率を含め、さらに本構造体の形状、寸法で決まる最適な導電率を算出して、効率よく不要な電流を吸収できるように構成した不要電流吸収構造体の構成方法に関する。この場合、冷却には、水が絶縁性の問題が生じやすいため、本発明では、シリコン液体を採用している。
【実施例】
【００１０】  以下本発明の実施例について記す。
図１は、請求項１、２，３に関する本発明の基本構成と原理を説明している図である。不要電流が発生している導電性材料部（１）と不要電流吸収構造体（２）の配置関係を示している。何らかの理由で漏洩する磁界によって発生する導電性材料部（１）の不要電流（３）を不要電流吸収構造体（２）によって吸収減衰させるため、不要電流が発生している材料（１）の導伝率と、不要電流吸収構造体（２）が接触する面の導電率、および構成寸法、形状で決まる最適な導電率を３次元有限要素解析で算出して、効果的に不要電流を吸収させている。この場合、不要電流が発生している導電性材料部（１）の導電率と不要電流吸収構造体（２）の導電率が一致していれば構成は簡単であるが、この両者が必ずしも一致しない最適な導電率が存在することとの必要性を指摘しているのが本発明の骨子である。一例として、不要電流が発生している材料（１）の導電率が、０．６２［Ｓ／ｍ］のとき、不要電流吸収構造体（２）の導電率は、３．０［Ｓ／ｍ］である。【００１１】  図２は、請求項２に関する一実施例で、不要電流吸収構造体（２）を多層化した場合で、２層の場合の例である。不要電流が発生している導電性材料部（１）の導電率が、０．６２［Ｓ／ｍ］のとき、不要電流吸収構造体（２）の導電率は、３．０［Ｓ／ｍ］とし、第２の吸収減衰層（４）では、この導電率が０．６２［Ｓ／ｍ］のとき、最もよく不要電流（３）を吸収できる。すなわち、導電性材料部（１）の導電率と不要電流吸収構造体（２）の導電率が必ずしも一致しないことを指摘する実施例である。【００１２】  図３は、請求項３記載の不要電流吸収構造体（２）に、冷却層（５）を設けた場合の一実施例である。また、図４は設計方法を示す一実施例で、あらかじめ要求される所定の形状寸法において、導電性材料部（１）に発生する不要電流（３）を吸収減衰出来る最適な不要電流吸収構造体（２）の導電率を求めておき、その最適値の導電率を満たすように、不要電流吸収構造体（２）の幅ｂをパラメーターに取った場合である。これは、図３でｄの値を、ｄ＝２ｃｍ（一定）に保った例である。同様の手段で、他の不要電流吸収構造体（２）寸法，ａ，ｃの寸法も決定することが出来る。
同図４からから、不要電流吸収構造体（２）の幅ｂを大きくすると、不要電流吸収構造体（２）の最適な導電率は減少し、互いに反比例関係にある。【００１３】
【産業上の利用可能性】
【００１４】  以上の実施例から明らかなように、本発明は、最近の急速に応用が検討されているワイヤレス給電時において、最も懸念されている通信障害の問題、つまり不要放射波の問題を比較的簡単な手段で解決でき、通信技術を保全する環境電磁工学の問題の解決に寄与できるという点で産業上の工業上に利用効果は大きい。【００１５】
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】  基本構成原理図。
【００１７】
【図２】  ２層で構成した不要電流吸収構造体。
【００１８】
【図３】  冷却層（５）を設けた不要電流吸収構造体。
【００１９】
【図４】  設計方法を示すデータ例
【符号の説明】
【００２０】１――導電性材料部、
２――不要電流吸収構造体、
３――不要電流、
４――第２の吸収減衰層、
５――冷却層、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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