(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の表面を有する第１の送電電極と、
前記第１の送電電極から、前記第１の送電電極の前記表面に沿った方向に離間して配置され、平面状の表面を有する第２の送電電極と、
前記第１および第２の送電電極に電気的に接続され、前記第１および第２の送電電極に交流電力を出力する送電回路と、
前記第１の送電電極と前記第２の送電電極との間において、前記第１の送電電極および前記第２の送電電極の各々から隙間を隔てて配置された導電性の第１のシ−ルドと、
前記第１の送電電極の前記表面に垂直な方向に、前記第１および第２の送電電極から離れて位置し、前記第１の送電電極と前記第１のシールドとの間の第１の隙間、および前記第２の送電電極と前記第１のシールドとの間の第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの導電性の第２のシールドと、を備えた、
送電装置。
【請求項２】
前記第１の送電電極および前記第２の送電電極は、第１の方向に延び、前記第１の方向に垂直な方向で、かつ前記第１の送電電極の前記表面に平行な方向である第２の方向に互いに離間している、請求項１に記載の送電装置。
【請求項３】
前記第１のシールドおよび前記第２のシールドの少なくとも一方は、前記第１の方向に延びている、請求項２に記載の送電装置。
【請求項４】
前記第１の送電電極の前記表面および前記第２の送電電極の前記表面は、同一平面上にある、請求項１から３のいずれか１項に記載の送電装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第２のシールドは、前記第１の隙間および前記第２の隙間の両方を覆っている、請求項１から４のいずれか１項に記載の送電装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第２のシールドは複数の第２のシールドであり、
前記複数の第２のシールドは、前記第１のシールドに対して同じ側において、前記第１および第２の隙間を覆っている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の送電装置。
【請求項７】
前記送電装置は、前記第１の送電電極の前記表面に垂直な方向に、前記第１および第２の送電電極から離れて位置する少なくとも１つの第３のシールドであって、前記第１のシールドに対して前記第２のシールドがある側の反対側において、前記第１および第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの第３のシールドをさらに備えた、
請求項１から６のいずれか１項に記載の送電装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第３のシールドは複数の第３のシールドであり、前記複数の第３のシールドは、前記第１のシールドに対して同じ側において、前記第１および第２の隙間を覆っている、
請求項７に記載の送電装置。
【請求項９】
送電装置と、受電装置と、を備える無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
平面状の表面を有する第１の送電電極と、
前記第１の送電電極から、前記第１の送電電極の前記表面に沿った方向に離間して配置され、平面状の表面を有する第２の送電電極と、
前記第１および第２の送電電極に電気的に接続され、前記第１および第２の送電電極に交流電力を出力する送電回路と、
前記第１の送電電極と前記第２の送電電極との間において、前記第１の送電電極および前記第２の送電電極の各々から隙間を隔てて配置された導電性の第１のシ−ルドと、
前記第１の送電電極の前記表面に垂直な方向に、前記第１および第２の送電電極から離れて位置し、前記第１の送電電極と前記第１のシールドとの間の第１の隙間、および前記第２の送電電極と前記第１のシールドとの間の第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの導電性の第２のシールドと、を含み、
前記受電装置は、
前記第１の送電電極と対向したときに、前記第１の送電電極との間に容量結合を形成する第１の受電電極と、
前記第２の送電電極と対向したときに、前記第２の送電電極との間に容量結合を形成する第２の受電電極と、を含み、
前記２つの容量結合を介して前記交流電力を前記送電装置から前記受電装置に非接触で伝送する、
無線電力伝送システム。
【請求項１０】
前記第１の送電電極および前記第２の送電電極は、第１の方向に延び、前記第１の方向に垂直な方向で、かつ前記第１の送電電極の前記表面に平行な方向である第２の方向に互いに離間している、請求項９に記載の無線電力伝送システム。
【請求項１１】
前記第１のシールドおよび前記第２のシールドの少なくとも一方は、前記第１の方向に延びている、請求項１０に記載の無線電力伝送システム。
【請求項１２】
前記第１の送電電極の前記表面および前記第２の送電電極の前記表面は、同一平面上にある、請求項９から１１のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの第２のシールドは、前記第１の隙間および前記第２の隙間の両方を覆っている、請求項９から１２のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの第２のシールドは複数の第２のシールドであり、
前記複数の第２のシールドは、前記第１のシールドに対して同じ側において、前記第１および第２の隙間を覆っている、
請求項９から１３のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。
【請求項１５】
前記送電装置は、前記第１の送電電極の前記表面に垂直な方向に、前記第１および第２の送電電極から離れて位置する少なくとも１つの第３のシールドであって、前記第１のシールドに対して前記第２のシールドがある側の反対側において、前記第１および第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの第３のシールドをさらに備えた、
請求項９から１４のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの第３のシールドは複数の第３のシールドであり、前記複数の第３のシールドは、前記第１のシールドに対して同じ側において、前記第１および第２の隙間を覆っている、
請求項１５に記載の無線電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線で電力を伝送する送電装置および無線電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機や電気自動車などの移動性を伴う機器に、無線（非接触）で電力を伝送する無線電力伝送技術の開発が進められている。無線電力伝送技術には、電磁誘導方式および電界結合方式などの方式がある。このうち、電界結合方式は、一対の送電電極と一対の受電電極とを対向させ、一対の送電電極に交流電力を供給することにより、一対の受電電極に電力を非接触で伝送することができる。電界結合方式は、例えば床面に設けられた一対の送電電極から負荷（例えば可動ロボットが有するモータ等）に電力を伝送する用途で好適に用いられ得る。特許文献１は、そのような電界結合方式による無線電力伝送システムの例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７５８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電界結合方式による無線電力伝送では、一対の送電電極の間で電界の漏洩が生じ、人体などに影響が及ぶことが危惧される。本開示の実施形態は、送電電極間の漏洩電界の影響を抑制できる送電装置および無線電力伝送システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る送電装置は、
平面状の表面を有する第１の送電電極と、
前記第１の送電電極から、前記第１の送電電極の前記表面に沿った方向に離間して配置され、平面状の表面を有する第２の送電電極と、
前記第１および第２の送電電極に電気的に接続され、前記第１および第２の送電電極に交流電力を出力する送電回路と、
前記第１の送電電極と前記第２の送電電極との間において、前記第１の送電電極および前記第２の送電電極の各々から隙間を隔てて配置された導電性の第１のシ−ルドと、
前記第１の送電電極の前記表面に垂直な方向に、前記第１および第２の送電電極から離れて位置し、前記第１の送電電極と前記第１のシールドとの間の第１の隙間、および前記第２の送電電極と前記第１のシールドとの間の第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの導電性の第２のシールドと、を備える。
【０００６】
これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、又は、記録媒体で実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様によれば、電界結合方式による無線電力伝送システムにおける送電電極間の漏洩電界の影響を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。
【図３】図２に示す無線電力伝送システムの課題を説明するための図である。
【図４】送電電極１２０ａ、１２０ｂの間に導電性のシールド１５０を配置した構成の例を模式的に示す図である。
【図５】本開示の実施形態１における無線電力伝送システムを模式的に示す図である。
【図６】実施形態１における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの配置を模式的に示す斜視図である。
【図７】図６に示す送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの、ＸＺ面に平行な断面を示す図である。
【図８Ａ】比較例１の構成および各部の寸法を示す図である。
【図８Ｂ】比較例２の構成および各部の寸法を示す図である。
【図８Ｃ】本実施形態の構成および各部の寸法を示す図である。
【図９】シミュレーションの条件を説明するための図である。
【図１０】シミュレーションの条件を説明するための他の図である。
【図１１】シミュレーションの結果を示すグラフである。
【図１２】実施形態１の無線電力伝送システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図１３】実施形態１の無線電力伝送システムのより詳細な構成例を示す回路図である。
【図１４】送電回路１１０の構成例を模式的に示す図である。
【図１５】受電回路２１０の構成例を模式的に示す図である。
【図１６】本開示の実施形態２における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０の構成を模式的に示す断面図である。
【図１７】本開示の実施形態３における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、第２のシールド１６０ａ、１６０ｂ、および第３のシールド１９０ａ、１９０ｂの構成を模式的に示す断面図である。
【図１８】本開示の実施形態４における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、第２のシールド１６０、および第３のシールド１９０の構成を模式的に示す断面図である。
【図１９】本開示の実施形態５における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、第２のシールド１６０ａ、１６０ｂ、および第３のシールド１９０の構成を模式的に示す断面図である。
【図２０】本開示の実施形態６における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、第２のシールド１６０および第３のシールド１９０の構成を模式的に示す断面図である。
【図２１】本開示の他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの配置を模式的に示す斜視図である。
【図２２】本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの配置を模式的に示す斜視図である。
【図２３】本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの配置を模式的に示す断面図である。
【図２４】本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの配置を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
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。
【００１０】
本発明者らは、「背景技術」の欄において記載した従来の無線電力伝送システムに関し、以下の課題が生じることを見出した。
【００１１】
図１は、電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。図示される無線電力伝送システムは、例えば工場などで物品の搬送に用いられる搬送ロボット１０（無人搬送車：ＡＧＶ）に無線で電力を伝送するシステムである。このシステムでは、床面３０に平板状の一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂが配置されている。搬送ロボット１０は、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂに対向する一対の受電電極を備え、送電電極１２０ａ、１２０ｂから伝送された交流電力を受け取る。受け取った電力は、搬送ロボット１０が有するモータまたは二次電池などの負荷に供給される。これにより、搬送ロボット１０の駆動または充電が行われる。
【００１２】
図２は、図１に示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。この無線電力伝送システムは、送電装置１００と、搬送ロボット１０とを備える。送電装置１００は、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂと、送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電力を供給する送電回路１１０とを備えている。送電回路１１０は、例えば、インバータ回路を含む交流出力回路である。搬送ロボット１０は、受電装置２００と、負荷３３０とを備える。受電装置２００は、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂと、受電電極２２０ａ、２２０ｂが受け取った電力を負荷３３０が要求する電力（例えば所定の電圧の直流電圧）に変換して負荷３３０に供給する受電回路２１０とを備えている。受電回路２１０は、例えば整流回路を含む。負荷３３０は、例えばモータまたは二次電池などの、電力を消費する機器である。一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂと、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間の電界結合（容量結合）により、両者が対向した状態で電力が非接触で伝送される。
【００１３】
本発明者らは、このような無線電力伝送システムにおいては、電力伝送時に、送電電極１２０ａ、１２０ｂの間で電界の漏洩が生じ、安全性に問題が生じることを見出した。
【００１４】
図３は、図２に示す無線電力伝送システムの課題を説明するための図である。図３には、図２に示す無線電力伝送システムの構成要素のうち、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂのみが示されている。図３における矢印は、ある瞬間における送電電極１２０ａ、１２０ｂ間の電気力線を模式的に表している。図示されるように、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂの間には、電力伝送に寄与しない漏洩電界が発生する。この漏洩電界は、送電電極１２０ａ、１２０ｂが近いほど、また、伝送される電力が大きいほど増加する。
【００１５】
電界結合方式による無線電力伝送システムは、前述のように、工場などで用いられる搬送ロボット等への給電に好適に用いられ得る。そのような無線電力伝送システムにおいて伝送される電力は、例えば１ｋＷを超える比較的大きい電力であり得る。そのようなシステムでは、送電電極１２０ａ、１２０ｂ間の漏洩電界が周辺の人などの生体に及ぼす影響が危惧される。送電電極１２０ａ、１２０ｂの近くに誤って人が侵入すると、身体に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１６】
本発明者らは、従来の電界結合方式の無線電力伝送システムにおける上記の課題を見出し、この課題を解決するための構成を検討した。本発明者らは、まず、送電電極１２０ａ、１２０ｂの間に導電性のシールドを配置することにより、漏洩電界を抑制する構造を検討した。
【００１７】
図４は、送電電極１２０ａ、１２０ｂの間に導電性のシールド１５０を配置した構成の例を模式的に示す図である。この例では、シールド１５０を設けることにより、図３に示す構成と比較して、電界が集中する箇所を制限することができる。その結果、安全性を向上させることができる。しかし、このような構成においても、送電電極１２０ａとシールド１５０との間の隙間の周辺には電界の漏洩が生じ、その影響は無視できない。安全性を確保するためには、送電電極１２０ａ、１２０ｂとシールド１５０との間の隙間の近傍においても、漏洩電界を抑制することが望ましい。
【００１８】
以上の考察により、本発明者らは、以下に説明する本開示の各態様を想到するに至った。
【００１９】
本開示の一態様に係る送電装置は、
平面状の表面を有する第１の送電電極と、
前記第１の送電電極から、前記第１の送電電極の前記表面に沿った方向に離間して配置され、平面状の表面を有する第２の送電電極と、
前記第１および第２の送電電極に電気的に接続され、前記第１および第２の送電電極に交流電力を出力する送電回路と、
前記第１の送電電極と前記第２の送電電極との間において、前記第１の送電電極および前記第２の送電電極の各々から隙間を隔てて配置された導電性の第１のシ−ルドと、
前記第１の送電電極の前記表面に垂直な方向に、前記第１および第２の送電電極から離れて位置し、前記第１の送電電極と前記第１のシールドとの間の第１の隙間、および前記第２の送電電極と前記第１のシールドとの間の第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの導電性の第２のシールドと、を備える。
【００２０】
上記態様によれば、送電装置は、第１の送電電極と導電性の第１のシールドとの間の第１の隙間、および第２の送電電極と第１のシールドとの間の第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの導電性の第２のシールドを備える。これにより、第１の隙間および第２の隙間の少なくとも一方の周辺の漏洩電界を効果的に抑制できる。その結果、周辺の人体などへの影響をさらに低減することができる。
【００２１】
本明細書において、「シールドが隙間を覆う」とは、その隙間に近接する電極の表面に垂直な方向から見たときに、シールドが当該隙間の少なくとも一部と重なるように位置していることを意味する。例えば、図４に示す送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および第１のシールド１５０が、紙面垂直方向に延びる平板状の構造を有する場合、それらの間の隙間は、当該方向に長い線状または帯状の形状を有する。第２のシールドは、そのような長細い形状を有する隙間の一部または全体に重なる位置に配置される。第２のシールドが配置される位置は、図４における上側でもよいし下側でもよい。複数の第２のシールドを設ける場合、図４の上側および下側の一方のみならず、両方に第２のシールドを設けてもよい。第１および第２の送電電極と第１のシールドとの間の隙間は、空気に限らず、他の電気絶縁性の材料（例えば樹脂など）からなる空間であってもよい。第１および第２の送電電極、第１および第２のシールドは、誘電体などの電気絶縁性の材料で覆われていてもよい。
【００２２】
以下、本開示のより具体的な実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似する構成要素については、同じ参照符号を付している。
【００２３】
（実施形態１）
図５は、本開示の実施形態１における無線電力伝送システムを模式的に示す図である。図５に示すシステムでは、図１に示すシステムと同様、床面の下に埋め込まれた一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂを有する送電装置から、一対の受電電極を有する搬送ロボット１０に無線で電力が伝送される。本実施形態の無線電力伝送システムが図１のシステムと異なる点は、送電装置が、第１のシールド１５０と、２つの第２のシールド１６０ａ、１６０ｂとを備えていることにある。第１のシールド１５０は、第１の送電電極１２０ａと第２の送電電極１２０ｂとの間に配置されている。第２のシールド１６０ａ、１６０ｂは、送電電極１２０ａ、１２０ｂと第１のシールド１５０との間の２つの隙間を覆っている。送電電極１２０ａ、１２０ｂは、床面に沿って平行に延びており、その上を、搬送ロボット１０が電力を受け取りながら移動することができる。
【００２４】
図５には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ方向を示すＸＹＺ座標が示されている。以下の説明では、図示されているＸＹＺ座標を用いる。送電電極１２０ａ、１２０ｂ、およびシールド１５０、１６０が延びる方向をＹ方向、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面に垂直な方向をＺ方向、Ｙ方向およびＺ方向に垂直な方向をＸ方向とする。なお、本願の図面に示される構造物の向きは、説明のわかりやすさを考慮して設定されており、本開示の実施形態が現実に実施されるときの向きをなんら制限するものではない。また、図面に示されている構造物の全体または一部分の形状および大きさも、現実の形状および大きさを制限するものではない。
【００２５】
図６は、本実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの配置を模式的に示す斜視図である。本実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、およびシールド１５０、１６０は、いずれも平板状の構造を有し、平面状の表面を有する。送電電極１２０ａ、１２０ｂ、およびシールド１５０、１６０は、例えば銅またはアルミニウムなどの導電性材料で構成され得る。第２の送電電極１２０ｂは、第１の送電電極１２０ａから、第１の送電電極１２０ａの表面に沿った方向（この例ではＸ方向）に離間して配置されている。第１のシールド１５０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂの間において、送電電極１２０ａ、１２０ｂの各々から隙間１７０ａ、１７０ｂを隔てて配置されている。第２のシールド１６０ａ、１６０ｂは、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面に垂直な方向（この例ではＺ方向）に、送電電極１２０ａ、１２０ｂから離れて位置している。一方の第２のシールド１６０ａは、第１の送電電極１２０ａと第１のシールド１５０との間の第１の隙間１７０ａを覆っている。他方の第２のシールド１６０ｂは、第２の送電電極１２０ｂと第１のシールド１５０との間の第２の隙間１７０ｂを覆っている。
【００２６】
図７は、図６に示す送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの、ＸＺ面に平行な断面を示す図である。本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂと、第１のシールド１５０との間の２つの隙間１７０ａ、１７０ｂを覆う第２のシールド１６０ａ、１６０ｂが配置されている。これにより、隙間１７０ａ、１７０ｂの上の電界が遮蔽され、その影響を低減することができる。本実施形態では、２つの隙間１７０ａ、１７０ｂの両方が第２のシールド１６０ａ、１６０ｂによって覆われているが、いずれか一方の隙間のみが覆われていてもよい。少なくとも一方の隙間が導電性のシールドで覆われていれば、図４に示す比較例の構成よりも、漏洩電界の影響を低減することができる。
【００２７】
以下、本実施形態における漏洩電界の抑制効果を説明する。本発明者らは、回路シミュレーションを行い、図３に示す構成（比較例１）および図４に示す構成（比較例２）と比較することにより、本実施形態の効果を検証した。
【００２８】
図８Ａ〜８Ｃは、本シミュレーションの条件を示す図である。図８Ａは、比較例１の構成および各部の寸法を示している。図８Ｂは、比較例２の構成および各部の寸法を示している。図８Ｃは、本実施形態の構成および各部の寸法を示している。図８Ｂにおいて、数値の記載のないパラメータについては、図８Ａに示す数値と同じである。図８Ｃにおいて、数値の記載のないパラメータについては、図８Ａまたは図８Ｂに示す数値と同じである。いずれの例においても、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂは、Ｙ方向に十分に長い形状を有するものとした。これらの３つの構成のそれぞれについて、図９に示すように、送電電極１２０ａ、１２０ｂから１０ｍｍ離れた位置における電界強度分布を比較した。本シミュレーションでは、図１０に示すように、送電電極１２０ａ、１２０ｂからなる線路の間に電圧Ｖ１［Ｖ］が印加され、電流Ｉ１［Ａ］が流れるとしたとき、インピーダンスＺ１が、｜Ｚ１｜＝｜Ｖ１／Ｉ１｜＞５００［Ω］となる条件（電流をほぼ無視できる条件）で解析を行った。また、線路全長をＬ１、線路を伝搬する電磁波の波長をλ１として、Ｌ１＜＜λ１を満たすように各種パラメータを設定した。
【００２９】
図１１は、本シミュレーションの結果を示すグラフである。このグラフは、１周期内の各位相における電界の振幅を二乗平均した値を電界強度とし、比較例１のピーク値で規格化した値をプロットしたものである。図１１における横軸は、送電電極１２０ａ、１２０ｂの間の中点を原点とするＸ方向の位置を表している。図１１からわかるように、本実施形態の構成では、比較例１の構成と比較して、ピーク値で６３．５％の電界強度の低減が実現できることがわかった。また、比較例２の構成と比較して、隙間１７０ａ、１７０ｂの位置（±５０ｍｍの付近）における電界強度を、２０％以上低減できることがわかった。このシミュレーションでは、送電電極１２０ａ、１２０ｂから１０ｍｍ離れた上空での電界強度を計算したが、他の位置においても、同様の効果が確認できる。
【００３０】
このように、本実施形態の構成によれば、比較例１、２の構成と比べ、送電電極１２０ａ、１２０ｂから漏洩する電界を大きく低減することができる。その結果、送電電極１２０ａ、１２０ｂの近傍に誤って人が侵入したとしても、そのリスクを低減することができる。
【００３１】
なお、図８Ｃに示される各構成要素の形状およびサイズは一例であり、用途に応じて様々な形状およびサイズを選択してよい。以下に、各構成要素の寸法の一例を挙げる。送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの長さ（Ｙ方向のサイズ）は、例えば５０ｃｍ〜２０ｍの範囲内に設定され得る。送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および第１のシールド１５０の幅（Ｘ方向のサイズ）は、例えば５ｃｍ〜２００ｃｍの範囲内に設定され得る。送電電極１２０ａ、１２０ｂと第１のシールド１５０との間の隙間１７０ａ、１７０ｂの幅は、例えば０．１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内に設定され得る。送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面と第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの表面との距離は、例えば０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内に設定され得る。第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの幅は、それぞれ、隙間１７０ａ、１７０ｂの幅よりも大きい値に設定され、例えば１０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内に設定され得る。第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの幅は、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０の幅よりも大きくてもよい。
【００３２】
次に、本実施形態の無線電力伝送システムの構成をより具体的に説明する。なお、以下に説明するシステムの構成は一例であり、要求される機能および性能に応じて、適宜変更してもよい。
【００３３】
図１２は、本実施形態の無線電力伝送システムの概略的な構成を示すブロック図である。本システムは、送電装置１００と、搬送ロボット１０とを備える。送電装置１００は、外部の直流電源３１０から供給される直流電力を交流電力に変換する送電回路１１０と、交流電力を送電する２つの送電電極１２０ａ、１２０ｂと、送電回路１１０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとの間に接続された整合回路１８０とを備える。本実施形態では、送電回路１１０は、整合回路１８０を介して第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂに電気的に接続され、第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電力を出力する。搬送ロボット１０は、受電装置２００と、負荷３３０とを備える。受電装置２００は、２つの送電電極１２０ａ、１２０ｂと容量結合して電力を受け取る２つの受電電極２２０ａ、２２０ｂと、２つの受電電極２２０ａ、２２０ｂに接続された整合回路２８０と、整合回路２８０に接続され、受け取った交流電力を直流電力に変換して出力する受電回路２１０とを有する。第１の受電電極２２０ａは、第１の送電電極１２０ａと対向したときに、第１の送電電極１２０ａとの間に容量結合を形成する。第２の受電電極２２０ｂは、第２の送電電極１２０ａと対向したときに、前記第２の送電電極との間に容量結合を形成する。これらの２つの容量結合を介して交流電力が送電装置１００から受電装置２００に非接触で伝送される。負荷３３０は、例えば二次電池およびモータを含み、受電回路２１０から出力された直流電力によって充電または駆動される。
【００３４】
図１３は、無線電力伝送システムのより詳細な構成例を示す回路図である。図示される例では、送電装置１００における整合回路１８０は、送電回路１１０に接続された直列共振回路１３０ｓと、送電電極１２０ａ、１２０ｂに接続され、直列共振回路１３０ｓと誘導結合する並列共振回路１４０ｐとを有する。整合回路１８０は、送電回路１１０のインピーダンスと送電電極１２０ａ、１２０ｂのインピーダンスとを整合させる機能を有する。送電装置１００における直列共振回路１３０ｓは、第１のコイルＬ１と第１のキャパシタＣ１とが直列に接続された構成を有する。送電装置１００における並列共振回路１４０ｐは、第２のコイルＬ２と第２のキャパシタＣ２とが並列に接続された構成を有する。第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２とは、所定の結合係数で結合する変圧器を構成する。第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２との巻数比は、所望の変圧比（昇圧比または降圧比）を実現する値に設定される。
【００３５】
受電装置２００における整合回路２８０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂに接続された並列共振回路２３０ｐと、受電回路２１０に接続され、並列共振回路２３０ｐと誘導結合する直列共振回路２４０ｓとを有する。整合回路２８０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂのインピーダンスと、受電回路２１０のインピーダンスとを整合させる機能を有する。並列共振回路２３０ｐは、第３のコイルＬ３と第３のキャパシタＣ３とが並列に接続された構成を有する。受電装置２００における直列共振回路２４０ｓは、第４のコイルＬ４と第４のキャパシタＣ４とが直列に接続された構成を有する。第３のコイルと第４のコイルとは、所定の結合係数で結合する変圧器を構成する。第３のコイルＬ３と第４のコイルＬ４との巻数比は、所望の変圧比を実現する値に設定される。
【００３６】
なお、整合回路１８０、２８０の構成は、図１３に示す構成に限定されない。例えば、直列共振回路１３０ｓ、２４０ｓのそれぞれに代えて、並列共振回路を設けてもよい。また、並列共振回路１４０ｐ、２３０ｐのそれぞれに代えて、直列共振回路を設けてもよい。さらには、整合回路１８０、２８０の一方または両方を省略してもよい。整合回路１８０を省略する場合、送電回路１１０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとが直接接続される。整合回路２８０を省略する場合、受電回路２１０と受電電極２２０ａ、２２０ｂとが直接接続される。本明細書においては、整合回路１８０を設けた構成も、送電回路１１０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとが電気的に接続された構成に該当する。同様に、整合回路２８０を設けた構成も、受電回路２１０と送電電極２２０ａ、２２０ｂとが電気的に接続された構成に該当する。
【００３７】
以下、各構成要素をより詳細に説明する。なお、本明細書では、インダクタを表す参照符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、そのインダクタのインダクタンス値を表す記号としても用いる。同様に、キャパシタを表す参照符号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、そのキャパシタのキャパシタンス値を表す記号としても用いる。
【００３８】
図１４は、送電回路１１０の構成例を模式的に示す図である。この例では、送電回路１１０は、４つのスイッチング素子（例えばＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタ）を含むフルブリッジ型のインバータ回路と、制御回路１１２とを有する。制御回路１１２は、各スイッチング素子のオン（導通）およびオフ（非導通）の状態を制御する制御信号を出力するゲートドライバと、ゲートドライバに制御信号を出力させるマイクロコントローラ（マイコン）等のプロセッサとを有する。図示されるフルブリッジ型のインバータ回路の代わりに、ハーフブリッジ型のインバータ回路、または、Ｅ級などの他の発振回路を用いてもよい。送電回路１１０は、通信用の変復調回路や電圧・電流などを測定する各種センサを有していてもよい。通信用の変復調回路を有する場合、交流電力に重畳してデータを受電装置２００に送信することができる。なお、本開示は、電力伝送の目的ではなく、データを送信する目的で微弱な交流信号（例えばパルス信号）を受電装置２００に送信する形態も含まれる。そのような形態でも、微弱な電力が伝送されるといえるため、微弱な交流信号（例えばパルス信号）を伝送することも、「送電」または「電力伝送」の概念に含まれる。また、そのような微弱な交流信号も、「交流電力」の概念に含まれる。
【００３９】
図１５は、受電回路２１０の構成例を模式的に示す図である。この例では、受電回路２１０は、ダイオードブリッジと平滑コンデンサとを含む全波整流回路である。受電回路２１０は、他の整流器の構成を有していてもよい。受電回路２１０は、整流回路の他にも、定電圧・定電流制御回路、通信用の変復調回路などの各種の回路を含んでいてもよい。受電回路２１０は、受け取った交流エネルギを負荷３３０が利用可能な直流エネルギに変換する。直列共振回路２４０ｓから出力される電圧・電流などを測定する各種センサが受電回路２１０に含まれていてもよい。
【００４０】
共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓにおける各コイルは、例えば、回路基板上に形成された平面コイルもしくは積層コイル、または、銅線、リッツ線、もしくはツイスト線などを用いた巻き線コイルであり得る。共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓにおける各キャパシタには、例えばチップ形状またはリード形状を有するあらゆるタイプのキャパシタを利用できる。空気を介した２配線間の容量を各キャパシタとして機能させることも可能である。各コイルが有する自己共振特性をこれらのキャパシタの代わりに用いてもよい。
【００４１】
直流電源３１０は、例えば、商用電源、一次電池、二次電池、太陽電池、燃料電池、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）電源、高容量のキャパシタ（例えば電気二重層キャパシタ）、商用電源に接続された電圧変換器などの任意の電源であってよい。
【００４２】
共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓの共振周波数ｆ０は、典型的には、電力伝送時の伝送周波数ｆに一致するように設定される。共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓの各々の共振周波数ｆ０は、伝送周波数ｆ０に厳密に一致していなくてもよい。各々の共振周波数ｆ０は、例えば、伝送周波数ｆの５０〜１５０％程度の範囲内の値に設定されていてもよい。電力伝送の周波数ｆは、例えば５０Ｈｚ〜３００ＧＨｚ、より好ましくは２０ｋＨｚ〜１０ＧＨｚ、さらに好ましくは２０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ、さらに好ましくは２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚに設定され得る。
【００４３】
本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間は空隙であり、その距離は比較的長い（例えば、１０ｍｍ程度）。そのため、電極間のキャパシタンスＣｍ１、Ｃｍ２は非常に小さく、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および受電電極２２０ａ、２２０ｂのインピーダンスは非常に高い（例えば、数ｋΩ程度）。これに対し、送電回路１１０および受電回路２１０のインピーダンスは、例えば数Ω程度と低い。本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および受電電極２２０ａ、２２０ｂに近い側に並列共振回路１４０ｐ、２３０ｐがそれぞれ配置され、送電回路１１０および受電回路２１０に近い側に直列共振回路１３０ｓ、２４０ｓがそれぞれ配置される。このような構成により、インピーダンスの整合を容易に行うことができる。直列共振回路は、共振時にインピーダンスがゼロ（０）になるため、低いインピーダンスとの整合に適している。一方、並列共振回路は、共振時にインピーダンスが無限大になるため、高いインピーダンスとの整合に適している。よって、図１３に示す構成のように、低いインピーダンスの電源側に直列共振回路を配置し、高いインピーダンスの電極側に並列共振回路を配置することにより、インピーダンス整合を容易に実現することができる。同様に、電極側に並列共振回路を配置し、負荷側に直列共振回路を配置することにより、受電装置２００におけるインピーダンス整合を好適に実現することができる。
【００４４】
なお、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間の距離を短くしたり、間に誘電体を配置したりした構成では、電極のインピーダンスが低くなるため、上記のような非対称な共振回路の構成にする必要はない。また、インピーダンス整合の問題がない場合は、整合回路１８０、２８０自体を省略してもよい。
【００４５】
以上のように、本実施形態における無線送電装置は、平面状の表面を有する第１の送電電極１２０ａと、第１の送電電極１２０ａから、第１の送電電極１２０ａの表面に沿った方向（Ｘ方向）に離間して配置され、平面状の表面を有する第２の送電電極１２０ｂと、第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂに電気的に接続され、第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電力を出力する送電回路１１０と、第１の送電電極１２０ａと第２の送電電極１２０ｂとの間において、第１の送電電極１２０ａおよび第２の送電電極１２０ｂの各々から隙間を隔てて配置された導電性の第１のシ−ルド１５０と、第１の送電電極１２０ａの前記表面に垂直な方向（Ｚ方向）に、第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂから離れて位置し、第１の送電電極１２０ａと第１のシールド１５０との間の第１の隙間１７０ａおよび第２の送電電極１２０ｂと第１のシールド１５０との間の第２の隙間１７０ｂの両方を覆う２つの導電性の第２のシールド１６０ａ、１６０ｂとを備えている。第１の送電電極１２０ａおよび第２の送電電極１２０ｂは、第１の方向（Ｙ方向）に延び、第１の方向に垂直で、かつ第１の送電電極１２０ａの前記表面に平行な第２の方向（Ｘ方向）に互いに離間している。２つの第２のシールド１６０ａ、１６０ｂは、第１のシールド１５０に対して同じ側において、第１および第２の隙間１７０ａ、１７０ｂを覆っている。
【００４６】
このような構成により、第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂの間だけでなく、２つの隙間１７０ａ、１７０ｂの近傍の漏洩電界を抑制することができる。その結果、電界結合方式による無線電力伝送システムの安全性を向上させることができる。
【００４７】
（実施形態２）
図１６は、本開示の実施形態２における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態では、１つの第２のシールド１６０が、２つの隙間１７０ａ、１７０ｂの両方を覆っている点で、実施形態１と異なる。それ以外の点は実施形態１と同じである。
【００４８】
本実施形態のように、単一の第２のシールド１６０を設けることにより、実施形態１と比較して、構造を簡素化することができる。
【００４９】
本発明者らは、本実施形態の構成についても、図８Ａから図１１を参照して説明した方法で、電界強度の低減効果を検証した。図８Ｃに示す構成における第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの代わりに、一体化された第２のシールド１６０を配置した場合について、同様のシミュレーションを行った。本実施形態の構成により、電界強度のピーク値が、比較例１におけるピーク値から６２．７％低い値にまで低減できるという結果が得られた。
【００５０】
（実施形態３）
図１７は、本開示の実施形態３における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、第２のシールド１６０ａ、１６０ｂ、および第３のシールド１９０ａ、１９０ｂの構成を模式的に示す断面図である。本実施形態では、送電装置１００が第３のシールド１９０ａ、１９０ｂをさらに備えている点で、実施形態１と異なる。それ以外の点は実施形態１と同じである。
【００５１】
第３のシールド１９０ａ、１９０ｂは、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面に垂直な方向（Ｚ軸の負方向）に、送電電極１２０ａ、１２０ｂから離れて位置している。第３のシールド１９０ａ、１９０ｂは、第１のシールド１５０に対して、第２のシールド１６０ａ、１６０ｂがある側の反対側（Ｚ軸の負方向側）において、第１および第２の隙間１７０ａ、１７０ｂの両方を覆っている。本実施形態では２つの第３のシールド１９０ａ、１９０ｂが設けられているが、隙間１７０ａ、１７０ｂの少なくとも一方を覆う少なくとも１つの第３のシールドが設けられていてもよい。
【００５２】
本実施形態のように、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および第１のシールド１５０の両側に導電性のシールドを配置してもよい。このような構成により、漏洩電界をさらに低減することができる。隙間１７０ａ、１７０ｂの下にもシールド１９０ａ、１９０ｂを配置することにより、床面の下に存在する金属などの影響によって電極のインピーダンスが変化することを抑制することもできる。また、床面の下に存在する動物などへの影響を低減することができる。
【００５３】
本発明者らは、本実施形態の構成についても、図８Ａから図１１を参照して説明した方法で、電界強度の低減効果を検証した。図８Ｃに示す構成における第２のシールド１６０ａ、１６０ｂに加えて、図１７に示すシールド１９０ａ、１９０ｂをさらに配置した場合について、同様のシミュレーションを行った。本実施形態の構成により、電界強度のピーク値が、比較例１におけるピーク値から８６．２％低い値まで低減できるという結果が得られた。隙間１７０ａ、１７０ｂを両側から覆うことにより、漏洩電界を大幅に低減できることが確認できた。
【００５４】
（実施形態４）
図１８は、本開示の実施形態４における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、第２のシールド１６０、および第３のシールド１９０の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態では、送電装置１００が第３のシールド１９０をさらに備えている点で、図１６に示す実施形態２の構成と異なる。それ以外の点は実施形態２と同じである。
【００５５】
第３のシールド１９０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面に垂直な方向（Ｚ軸の負方向）に、送電電極１２０ａ、１２０ｂから離れて位置している。第３のシールド１９０は、第１のシールド１５０に対して、第２のシールド１６０がある側の反対側（Ｚ軸の負方向側）において、第１および第２の隙間１７０ａ、１７０ｂの両方を覆っている。
【００５６】
本実施形態のように、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および第１のシールド１５０の両側に導電性のシールドを１つずつ配置してもよい。このような構成により、図１６に示す実施形態２の構成に比べ、漏洩電界をさらに低減することができる。隙間１７０ａ、１７０ｂの下にもシールド１９０を配置することにより、床面の下に存在する金属などの影響によって電極のインピーダンスが変化することを抑制することもできる。また、床面の下に存在する動物などへの影響を低減することができる。
【００５７】
本発明者らは、本実施形態の構成についても、図８Ａから図１１を参照して説明した方法で、電界強度の低減効果を検証した。図８Ｃに示す構成におけるシールド１６０ａ、１６０ｂの代わりにシールド１６０を配置し、さらに、図１７に示すシールド１９０を配置した場合について、同様のシミュレーションを行った。本実施形態の構成により、電界強度のピーク値が、比較例１におけるピーク値から９３．６％低い値にまで低減できるという結果が得られた。隙間１７０ａ、１７０ｂを両側から覆うことにより、漏洩電界を大幅に低減できることが確認できた。
【００５８】
（実施形態５）
図１９は、本開示の実施形態５における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、第２のシールド１６０ａ、１６０ｂ、および第３のシールド１９０の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態では、送電装置１００が第３のシールド１９０をさらに備えている点で、実施形態１の構成と異なる。それ以外の点は実施形態１と同じである。
【００５９】
第３のシールド１９０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面に垂直な方向（Ｚ軸の負方向）に、送電電極１２０ａ、１２０ｂから離れて位置している。第３のシールド１９０は、第１のシールド１５０に対して、第２のシールド１６０ａ、１６０ｂがある側の反対側（Ｚ軸の負方向側）において、第１および第２の隙間１７０ａ、１７０ｂの両方を覆っている。本実施形態における第３のシールド１９０は、図１８に示す第３のシールド１９０よりも大きく、第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂの全体を覆っている。
【００６０】
本実施形態のように、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および第１のシールド１５０に対して一方の側には複数のシールド１６０ａ、１６０ｂを配置し、他方の側には１つのシールド１９０を配置してもよい。本実施形態の構成によれば、隙間１７０ａ、１７０ｂの下に大型のシールド１９０を配置することにより、設置場所の地面からの影響および地面への影響を大幅に低減できる。
【００６１】
（実施形態６）
図２０は、本開示の実施形態６における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、第２のシールド１６０および第３のシールド１９０の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態は、図１８に示す実施形態４における第３のシールド１９０の面積をさらに大きくした構成を有する。本実施形態も、実施形態５と同様に、設置場所の地面からの影響および地面への影響を大幅に低減できる。
【００６２】
（他の実施形態）
図２１および図２２は、本開示の他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの配置を模式的に示す斜視図である。図２１の例では、送電電極１２０ａ、１２０ｂは、横にやや長い矩形形状を有している。図２２の例では、送電電極１２０ａ、１２０ｂは、楕円の一部のような形状を有している。このような構成は、例えば送電電極１２０ａ、１２０ｂに対して受電装置２００が静止しながら充電を行う形態においても用いられ得る。
【００６３】
図２３は、本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの配置を模式的に示す断面図である。図２３の例では、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面が同一平面上にない。また、第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの表面も同一平面上にない。このように、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面は同一平面上になくてもよい。図２３のような構成も、第１の送電電極１２０ａの表面に沿った方向に離間して第２の送電電極１２０ｂが配置された構成に該当する。
【００６４】
図２４は、本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、および第２のシールド１６０ａ、１６０ｂの配置を模式的に示す斜視図である。この例では、第２のシールド１６０ａ、１６０ｂが、第１の方向（Ｙ方向）において複数の部分に分断されている。このように、第２のシールド１６０ａ、１６０ｂは、Ｙ方向に延びていなくてもよい。第１のシールド１５０および第３のシールド１９０についても同様に、Ｙ方向において複数の部分に分断されていてもよい。
【００６５】
以上の実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、第２のシールド１６０（またはシールド１６０ａ、１６０ｂ）、第３のシールド１９０（またはシールド１９０ａ、１９０ｂ）は、いずれも平板状であるが、他の形状を有していてもよい。例えば、曲面状の形状または凹凸を有する形状であってもよい。また、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第１のシールド１５０、第２のシールド１６０（またはシールド１６０ａ、１６０ｂ）、第３のシールド１９０（またはシールド１９０ａ、１９０ｂ）は、必ずしも床または地面に沿って配置されている必要はなく、床または地面に対して傾斜していてもよい。
【００６６】
以上のように、本開示は、以下の項目に記載の送電装置および無線電力伝送システムを含む。
【００６７】
［項目１］
平面状の表面を有する第１の送電電極と、
前記第１の送電電極から、前記第１の送電電極の前記表面に沿った方向に離間して配置され、平面状の表面を有する第２の送電電極と、
前記第１および第２の送電電極に電気的に接続され、前記第１および第２の送電電極に交流電力を出力する送電回路と、
前記第１の送電電極と前記第２の送電電極との間において、前記第１の送電電極および前記第２の送電電極の各々から隙間を隔てて配置された導電性の第１のシ−ルドと、
前記第１の送電電極の前記表面に垂直な方向に、前記第１および第２の送電電極から離れて位置し、前記第１の送電電極と前記第１のシールドとの間の第１の隙間、および前記第２の送電電極と前記第１のシールドとの間の第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの導電性の第２のシールドと、を備えた、
送電装置。
【００６８】
上記態様によれば、送電装置は、第１の送電電極と第１のシールドとの間の第１の隙間、および第２の送電電極と第１のシールドとの間の第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの導電性の第２のシールドを備える。これにより、第１の隙間および第２の隙間の少なくとも一方の周辺の漏洩電界を効果的に抑制できる。その結果、周辺の人体などへの影響をさらに低減することができる。結果として、大電力の送電が可能である。
【００６９】
［項目２］
前記第１の送電電極および前記第２の送電電極は、第１の方向に延び、前記第１の方向に垂直な方向で、かつ前記第１の送電電極の前記表面に平行な方向である第２の方向に互いに離間している、項目１に記載の送電装置。
【００７０】
これにより、例えば無人搬送車（ＡＧＶ）のような移動する電動車両に好適に送電できる。
【００７１】
［項目３］
前記第１のシールドおよび前記第２のシールドの少なくとも一方は、前記第１の方向に延びている、項目２に記載の送電装置。
【００７２】
これにより、シールドを、送電電極と同様の構造にすることができるため、製造が容易になり得る。
【００７３】
［項目４］
前記第１の送電電極の前記表面および前記第２の送電電極の前記表面は、同一平面上にある、項目１から３のいずれか１項に記載の送電装置。
【００７４】
これにより、２つの受電電極の表面を同一平面上にできるため、設計が容易になり得る。
【００７５】
［項目５］
前記少なくとも１つの第２のシールドは、前記第１の隙間および前記第２の隙間の両方を覆っている、項目１から４のいずれか１項に記載の送電装置。
【００７６】
これにより、漏洩電界の低減効果を高めることができる。
【００７７】
［項目６］
前記少なくとも１つの第２のシールドは複数の第２のシールドであり、
前記複数の第２のシールドは、前記第１のシールドに対して同じ側において、前記第１および第２の隙間を覆っている、
項目１から５のいずれか１項に記載の送電装置。
【００７８】
これにより、漏洩電界の低減効果を高めることができる。
【００７９】
［項目７］
前記送電装置は、前記第１の送電電極の前記表面に垂直な方向に、前記第１および第２の送電電極から離れて位置する少なくとも１つの第３のシールドであって、前記第１のシールドに対して前記第２のシールドがある側の反対側において、前記第１および第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの第３のシールドをさらに備えた、
項目１から６のいずれか１項に記載の送電装置。
【００８０】
これにより、受電電極がある側の反対側への電界の漏洩も抑制できるため、設置場所の周辺に存在する金属などの異物によって電極のインピーダンスが変動するなどの影響を抑えることができる。その結果、送電装置の設置の自由度が向上する。
【００８１】
［項目８］
前記少なくとも１つの第３のシールドは複数の第３のシールドであり、前記複数の第３のシールドは、前記第１のシールドに対して同じ側において、前記第１および第２の隙間を覆っている、
項目７に記載の送電装置。
【００８２】
これにより、受電電極がある側の反対側への電界の漏洩も抑制できるため、設置場所の周辺に存在する金属などの異物によって電極のインピーダンスが変動するなどの影響を抑えることができる。その結果、送電装置の設置の自由度が向上する。
【００８３】
［項目９］
送電装置と、受電装置と、を備える無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
平面状の表面を有する第１の送電電極と、
前記第１の送電電極から、前記第１の送電電極の前記表面に沿った方向に離間して配置され、平面状の表面を有する第２の送電電極と、
前記第１および第２の送電電極に電気的に接続され、前記第１および第２の送電電極に交流電力を出力する送電回路と、
前記第１の送電電極と前記第２の送電電極との間において、前記第１の送電電極および前記第２の送電電極の各々から隙間を隔てて配置された導電性の第１のシ−ルドと、
前記第１の送電電極の前記表面に垂直な方向に、前記第１および第２の送電電極から離れて位置し、前記第１の送電電極と前記第１のシールドとの間の第１の隙間、および前記第２の送電電極と前記第１のシールドとの間の第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの導電性の第２のシールドと、を含み、
前記受電装置は、
前記第１の送電電極と対向したときに、前記第１の送電電極との間に容量結合を形成する第１の受電電極と、
前記第２の送電電極と対向したときに、前記第２の送電電極との間に容量結合を形成する第２の受電電極と、を含み、
前記２つの容量結合を介して前記交流電力を前記送電装置から前記受電装置に非接触で伝送する、
無線電力伝送システム。
【００８４】
［項目１０］
前記第１の送電電極および前記第２の送電電極は、第１の方向に延び、前記第１の方向に垂直な方向で、かつ前記第１の送電電極の前記表面に平行な方向である第２の方向に互いに離間している、項目９に記載の無線電力伝送システム。
【００８５】
［項目１１］
前記第１のシールドおよび前記第２のシールドの少なくとも一方は、前記第１の方向に延びている、項目１０に記載の無線電力伝送システム。
【００８６】
［項目１２］
前記第１の送電電極の前記表面および前記第２の送電電極の前記表面は、同一平面上にある、項目９から１１のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。
【００８７】
［項目１３］
前記少なくとも１つの第２のシールドは、前記第１の隙間および前記第２の隙間の両方を覆っている、項目９から１２のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。
【００８８】
［項目１４］
前記少なくとも１つの第２のシールドは複数の第２のシールドであり、
前記複数の第２のシールドは、前記第１のシールドに対して同じ側において、前記第１および第２の隙間を覆っている、
項目９から１３のいずれか１項に記載の送電装置。
【００８９】
［項目１５］
前記送電装置は、前記第１の送電電極の前記表面に垂直な方向に、前記第１および第２の送電電極から離れて位置する少なくとも１つの第３のシールドであって、前記第１のシールドに対して前記第２のシールドがある側の反対側において、前記第１および第２の隙間の少なくとも一方を覆う少なくとも１つの第３のシールドをさらに備えた、
項目９から１４のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。
【００９０】
［項目１６］
前記少なくとも１つの第３のシールドは複数の第３のシールドであり、前記複数の第３のシールドは、前記第１のシールドに対して同じ側において、前記第１および第２の隙間を覆っている、
項目１５に記載の無線電力伝送システム。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本開示の技術は、電力によって駆動される任意の機器に利用できる。例えば、工場で用いられる無人搬送車（ＡＧＶ）などの搬送ロボットまたは電動車両に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１０    搬送ロボット
３０    床面
１００  送電装置
１１０  送電回路
１２０ａ、１２０ｂ  送電電極
１３０ｓ  直列共振回路
１４０ｐ  並列共振回路
１５０  第１のシールド
１６０、１６０ａ、１６０ｂ  第２のシールド
１７０ａ、１７０ｂ  隙間
１８０  整合回路
１９０、１９０ａ、１９０ｂ  第３のシールド
２００  受電装置
２１０  受電回路
２２０ａ、２２０ｂ  受電電極
２３０ｐ  並列共振回路
２４０ｓ  直列共振回路
２８０  整合回路
３１０  直流電源
３３０  負荷
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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