(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電コイル及び前記送電コイルに電力を供給する送電回路を有する送電装置と、
受電コイル及び前記受電コイルから電力を抽出する受電回路を有する受電装置と、
金属シールド、送電用磁性板及び受電用磁性板を備え、
前記送電装置、前記金属シールド、前記送電用磁性板、及び前記受電用磁性板はステーションに搭載され、
前記受電装置は前記ステーションに対して移動可能な移動体に搭載され、
前記ステーションの電力伝送が可能な範囲に前記移動体が位置する場合に、前記移動体に搭載された受電コイルと前記ステーションに搭載された前記受電用磁性板が一体として磁気的に作用し、
前記送電コイルから前記受電コイルを介して前記ステーションから前記移動体に非接触で電力を伝送することを特徴とする無線給電システム。
【請求項２】
前記ステーションの電力伝送が可能な範囲に前記移動体が位置する場合、前記移動体から前記ステーション方向へ見たときに、前記受電回路、前記金属シールド及び／又は前記送電用磁性板、前記送電コイル、前記受電コイル、前記受電用磁性板、前記送電回路の順番に配置される請求項１に記載の無線給電システム。
【請求項３】
前記送電装置は送電共振容量を更に備え、前記送電共振容量は前記送電コイルと前記送電用磁性板で構成されるインダクタンスに対応して所定の共振周波数で共振する容量を有し、前記送電共振容量と前記送電コイルとで送電共振器を構成し、
前記受電装置は受電共振容量を更に備え、前記受電共振容量は前記受電コイルと前記受電用磁性板で構成されるインダクタンスに対応して所定の共振周波数で共振する容量を有し、前記受電共振容量と前記受電コイルとで受電共振器を構成し、
前記送電共振器と前記受電共振器の間の磁界共鳴作用を介して前記ステーションから前記移動体に非接触で電力を伝送する請求項１または２に記載の無線給電システム。
【請求項４】
前記ステーションに対する前記移動体の位置制御を行うためのガイド機構を前記ステーションに備えた請求項１乃至３に記載の無線給電システム。
【請求項５】
前記ガイド機構は前記ステーションから突出した突起状物であり、前記突起状物は前記ステーションから前記突起状物の先端に向けて細くなっており、前記受電コイルの最大径が前記送電コイルの最大径より大きい請求項４に記載の無線給電システム。
【請求項６】
前記移動体に搭載された前記受電コイルは空芯コイルである請求項１乃至５に記載の無線給電システム。
【請求項７】
前記ステーションと前記送電装置と前記受電装置を囲む筐体である電磁シールドを備え、前記ステーションから前記移動体に非接触で電力を伝送している際に、前記筐体により囲まれた空間が不要な電力輻射に対して電磁シールドされる請求項１乃至６に記載の無線給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電装置と受電装置の間の電力伝送を非接触で行う無線給電システムに関し、特に所定の位置に固定された送電装置から受電装置が搭載された移動体へ電力伝送を非接触で行う無線給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触で電力を伝送（以下無線給電と呼ぶ）する方法として、電磁誘導による電磁誘導方式、電界又は磁界共鳴を介した共鳴給電方式、電波によるマイクロ波送電方式、あるいは可視光領域の電磁波（光）によるレーザ送電方式が知られている。
【０００３】
この中で既に実用化されているのは、電磁誘導方式である。この方式は簡易的な設計で高効率の無線給電が可能であるが、送電距離が短いという課題がある。そこで、共振を利用して電力を数ｍ先まで伝送する共鳴給電方式が提案され、この技術を利用した製品開発が、電機メーカーや、自動車メーカーを中心に進められている。
【０００４】
共鳴給電方式では、送電装置内の送電コイルと受電装置の受電コイルの電磁気的な結合により電力伝送が行われるが、両コイル間の結合係数ｋ値は小さく、一方、Ｑ値を高めることにより無線給電を行う。
【０００５】
一般的に、共鳴給電方式は電力伝送効率が低くなってしまうが、電磁誘導方式と比較すると伝送距離は長くできる。無線給電において伝送距離が長くできることはメリットではあるが、一方で伝送距離が長くなることによるリスクも生じる。例えば、送電装置と受電装置の間に人・もの（本来の受電対象と異なるもの）が入る懸念が増すため、実用運用上において、人体や精密電子機器類などに対する電磁暴露に注意する必要性が増す。更には金属異物が送電装置と受電装置の間に挟まれた場合の対策もより必要となる。
【０００６】
この問題点を解決する従来の技術として、例えば特許文献１に開示された無線給電システムでは、ユーザーと給電装置の位置を検知・報知し、給電装置の稼働状態を制御する。この方法によれば、ユーザー（人）が存在する場合には給電パワーを小さくするなどしてユーザーが受ける電磁暴露量を低減することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−６０８２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された構成の場合、ユーザーと給電装置の位置関係によって給電量を制御するが、給電量を制御するためには、位置関係を検知してその結果を報知する装置が別途必要になる。その結果、装置規模が大きくなることによって重量もかさみ、コストも高くなるなどの弊害が生じる。また、ユーザーが使用する環境に合わせて個別に給電条件の設定が必要となり、更には前記検知・報知装置が誤動作（ずれ、判断ミス）すると無線給電システム全体が停止する懸念もある。
【０００９】
電気自動車など電力やモータ類の規模がその大きさや重量に比較して大きく価格が高価なものは、特許文献１に記載された構成でも問題ない。しかし、システムの規模や重量に制限のあるシステムでは、無線給電システムの軽量化が必須である。特に、受電側が移動体である場合には、移動体の大きさや重量に制限があり、移動体を軽量化することは重要な課題であった。
【００１０】
本発明は、軽量化が求められる移動体への無線給電システムにおいて、従来に比べて軽量化した移動体を提供すると同時に、無線給電による電源供給の場所となるステーションから移動体及び移動体に付属する機器に対して与えてしまう電磁ノイズを低減できる、無線給電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の無線給電システムは、送電コイル及び前記送電コイルに電力を供給する送電回路を有する送電装置と、受電コイル及び前記受電コイルから電力を抽出する受電回路を有する受電装置と、金属シールド及び／又は送電用磁性板及び受電用磁性板を備え、前記送電装置及び前記金属シールド及び／又は前記送電用磁性板及び前記受電用磁性板はステーションに搭載され、前記受電装置は前記ステーションに対して移動可能な移動体に搭載され、前記ステーションの電力伝送が可能な範囲に前記移動体が位置する場合に、前記移動体に搭載された受電コイルと前記ステーションに搭載された前記受電用磁性板が一体的に作用し、前記送電コイルから前記受電コイルを介して前記ステーションから前記移動体に非接触で電力を伝送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、軽量化が求められる移動体へ非接触で電力を伝送する無線給電システムにおいて、移動体を軽量化することができる。その結果、移動体の移動に際して移動体に搭載された電池の電力を効率的に利用することができる。
【００１３】
また、本発明によれば、無線給電に際して、移動体や移動体に付属する機器に対して電磁ノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の無線給電システム全体を模式的に示した図
【図２】本発明の移動体を模式的に示した図
【図３】本発明のステーションを模式的に示した図
【図４】電磁誘導方式を用いる場合の本発明のステーションを模式的に示した図
【図５】共鳴給電方式を用いる場合の本発明のステーションを模式的に示した図
【図６】本発明の送電装置と受電装置を示すブロック図
【図７】電磁シールドを用いた場合における本発明のステーションを模式的に示した図
【図８】本発明の実施例における給電手順のフローチャートを示した図
【図９】従来の無線給電システム全体を模式的に示した図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明ではステーションから移動体に無線給電を行う無線給電システムにおいて、（１）移動体の軽量化、（２）移動体に与える電磁ノイズ低減化、の２点の課題を解決するために、従来では受電装置側である移動体に搭載されていた受電磁性板を、送電装置側のステーションに搭載する。これにより移動体の軽量化を実現することができ、同時に、無線給電の際に発生する移動体の近傍における磁場の強度を低減できるようになる。
【００１６】
特に本発明は、受電側の移動体に受電コイルが搭載され、送電側のステーションに受電用磁性板が搭載されることを特徴とする。移動体が移動する際には、移動体に受電用磁性板は搭載されず、ステーションの無線給電が可能な範囲に移動体が位置する場合には、移動体に搭載された受電コイルとステーションに搭載された受電用磁性板が一体として磁気的に作用し、無線給電が可能な状態となる。
【００１７】
ステーションから移動体に無線給電を行うに際しては、送電コイルと受電コイルの磁気的結合が強い電磁誘導方式を用いてもよいし、磁気的結合が比較的弱い共鳴給電方式を用いてもよい。
【００１８】
電磁誘導方式の場合には送電コイルと受電コイルの結合力の高さが無線給電の効率を決めるため、双方のコイルを近づけまた磁性板（コア）等を配置して錯交磁束を増やすことが重要である。
【００１９】
一方、共鳴給電方式の場合には、移動体に搭載される受電コイルとステーションに搭載される受電用磁性シートからなるインダクタンスに対応して、所定の共振周波数で共振する容量の受電共振容量を用いる。これにより、ステーションの無線給電が可能な範囲に移動体が位置する場合に、受電コイルと受電用磁性シートで構成されるインダクタンスと受電共振容量により所定の周波数で共振する受電共振器を形成する。
【００２０】
送電側に関しては、送電コイルと送電用磁性シートで構成されるインダクタンスと送電共振容量により送電共振器を形成する。なお、送電用磁性シートの代わりに金属シールドを用いてもよいし、送電用磁性シートと金属シールドを併用してもよい。この場合も同様にして、金属シールドや送電用磁性シートと金属シールドで形成されるインダクタンス成分に対して適正な共振容量を配置するようにする。
【００２１】
ここで、ステーションの無線給電が可能な範囲に移動体が位置する場合、移動体からステーション方向へ見たときに、受電回路、金属シールド及び／又は送電用磁性板、送電コイル、受電コイル、受電用磁性板、送電回路の順番に配置される。この場合、送電コイルや受電コイルといった無線給電の際に磁場や電界を発生させる部材から受電回路を離して配置することができるので、無線給電時の移動体の近傍における磁場や電界を低減することが可能となる。その結果、移動体や移動体に付属して配置される電子機器類の磁場や電界による不具合を回避できる。
【００２２】
更には、例えば飛行体のような空中を移動する移動体が、給電に際してステーションの上側から着陸するような場合には、移動体をステーションに正確に位置づける目的で、移動体のガイドとなる機構をステーションに設けておくことが有効である。例えば、底面が前記ステーションに接した円錐台形状の突起状物をガイドとして設ければ、簡単な構成で移動体をステーションに高精度で位置づけることができる。
【００２３】
送電コイルと送電用磁性板は円錐台形状の突起状物の上部に配置し、受電用磁性板は円錐台形状の突起状物の下面付近に配置した。そして、移動体の下部には受電コイルが設けられ、ステーションの上側から移動体が接近し、ステーションから移動体への電力伝送が可能な範囲に移動体が位置した場合に、受電コイルと受電用磁性シートで構成されるインダクタンスと受電コンデンサの容量により受電共振器を形成するようにした。
【００２４】
なお、突起状物には異物が入らないため、従来から行われていた異物検出を簡略化し、もしくは廃止することも可能である。
【００２５】
金属シールド及び／又は送電用磁性板は、ステーションと移動体を取り囲むように電磁シールドにすることもできる。これにより、より電磁ノイズに対して厳しい制約がある環境下でも無線給電が可能となると同時に、電磁シールドを無線給電システムの収納箱として利用することもできる。
＜実施例＞
以下、本発明のより詳細な実施の形態について、具体的な例を示して、図面を参照しながら説明する。なお、以下では本発明をマルチコプターに適用した実施例を示すが、本発明は本実施例に限定されるものではなく、例えばウエアラブルデバイスなどにも応用可能である。
【００２６】
図６は、本実施例における無線給電システムにおける電気回路系の機能ブロックを示す。電気回路系は、送電装置５００と受電装置６００に分けられる。送電装置５００は、電源５０１、インバーター５０２、送電側電圧・温度検出部５０３、制御部５０４、送電側通信部５０５、及び送電コイル２０１からなる。受電装置６００は、整流・ＤＣＤＣコンバーター６０１、充電・保護回路６０２、受電側電圧・温度検出部６０３、受電側通信部６０４、電池６０５、及び受電コイル２０２からなる。
【００２７】
電源５０１は、商用交流電源から所定の直流電力を生成し、インバーター５０２に供給する。インバーター５０２は、受け取った直流電力を無線給電に適した所定の高周波電力に変換して送電コイル２０１に出力する。高周波電力は送電コイル２０１より空間に輻射され、受電コイル２０２がその輻射された電力を受電する。受電コイル２０２で受け取られた高周波電力は整流・ＤＣＤＣコンバーター６０１により所定の電圧の直流電力に変換され、充電・保護回路６０２に出力される。充電・保護回路６０２は、整流・ＤＣＤＣコンバーター６０１から得られた直流電力で電池６０５の充電を行う。なお、充電・保護回路６０２は電池６０５の電圧をモニターしながら充電を行い、電池６０５が過充電にならないように保護する。
【００２８】
送電側電圧・温度検出部５０３は、送電コイル２０１のコイル端の電圧と温度、及びインバーター５０２を構成するＦＥＴの温度を、常時若しくは一定の間隔をおいて検出する。送電側電圧・温度検出部５０３で検出された結果は制御部５０４に伝えられ、検出結果が所定の電圧範囲及び所定の温度範囲から逸脱している場合には、制御部５０４はインバーター５０２の動作を抑制し、若しくは停止させる。
【００２９】
また、受電側電圧・温度検出部６０３は、受電コイル２０２のコイル端の電圧と温度、及び電池６０５の電圧と温度を、常時若しくは一定の間隔をおいて検出する。この検出結果は、受電側通信部６０４を介して送電側通信部５０５に伝えられ、送電側通信部５０５がその検出結果を制御部５０４に伝える。検出結果が所定の電圧範囲及び所定の温度範囲から逸脱している場合には、制御部５０４はインバーター５０２の動作を抑制し、若しくは停止させる。
【００３０】
受電側通信部６０４と送電側通信部５０５間の通信処理は所定の時間を要するので、通信を行っている間に無線給電時に受電コイル２０２の両端に急激な過電圧が生じてしまう場合もある。そこで、整流・ＤＣＤＣコンバーター６０１や電池６０５には、図示しない過電圧防止用の回路を別途設けた。
【００３１】
図１は、移動体がマルチコプターである場合の、本発明の無線給電システム全体を示した図である。マルチコプター１００には、図６に示した受電装置６００が搭載されている。マルチコプター１００は受電回路１０１と受電コイル２０２を分けて搭載し、図６に示したように受電回路１０１には受電装置６００のうち受電コイル２０２を除く６０１乃至６０５が搭載されている。
【００３２】
ステーション３００には、図６に示した送電装置５００が搭載されている。ステーション３００は送電回路３０２と送電コイル２０１を分けて搭載し、図示されていないが、ステーション３００の受電用磁性板２０３の下部には送電回路３０２が配置されている。
【００３３】
送電装置５００から受電装置６００への無線給電は、図６に示したブロック図のとおりに行われ、詳細は先に説明したとおりである。
【００３４】
本発明は、受電側の移動体であるマルチコプター１００に受電コイル２０２が搭載され、送電側のステーション３００に受電用磁性板２０３が搭載されることを特徴とする。マルチコプター１００が移動する際には、マルチコプター１００に受電用磁性板２０３は搭載されないが、ステーション３００の無線給電が可能な範囲にマルチコプター１００が位置する場合には、マルチコプター１００に搭載された受電コイル２０２とステーション３００に搭載された受電用磁性板２０３が一体として磁気的に作用し、無線給電が可能な状態となる。
【００３５】
このように本発明では受電用磁性板２０３を移動体であるマルチコプター１００に搭載しない。その結果、マルチコプター１００を軽量化でき、飛行のための消費電力を低減し、結果として飛行可能時間を長くできる。
【００３６】
図２は、図１に示した本発明におけるマルチコプター１００のみを示す。受電コイル２０２はマルチコプター１００の下部に配置されている。受電コイル２０２をマルチコプター１００の下部に配置して受電回路１０１と受電コイル２０２の間の距離を空けることにより、ステーション３００から無線給電する際に発生する磁場や電界がマルチコプター１００に搭載されている受電回路１０１に与える悪影響を低減できる。
【００３７】
図３は、図１に示した本発明におけるステーション３００のみを示す。ステーション３００にはマルチコプター１００を誘導し、適切な位置に着陸させるためのガイド３０１を設けた。ガイド３０１は、底面がステーション３００に接した円錐台形状の突起状物である。送電コイル２０１と送電用磁性板２００は円錐台形状のガイド３０１の上面側に配置し、受電用磁性板２０３は円錐台形状のガイド３０１の下面側に配置した。
【００３８】
図４は無線給電に電磁誘導方式を用いる場合の、ステーション３００における送電コイル２０１と受電コイル２０２等の位置関係を示す図である。図４は説明のためマルチコプターなどは省略した断面図である。電磁誘導方式の場合は送電コイル２０１と受電コイル２０２の間の錯交磁束を増やして結合係数ｋ値を上げる必要がある。そのため、送電コイル２０１と受電コイル２０２を近接して配置する。
【００３９】
送電コイル２０１の上側には送電用磁性板２００が設けられ、受電コイル２０２の下側には受電用磁性板２０３が設けられる。図４に示したように金属シールド２０４を送電用磁性板２００の上側に設けてもよい。図示しないが、金属シールド２０４を送電用磁性板２００の代わりに用いてもよい。
【００４０】
図５は無線給電に共鳴給電方式を用いる場合の、ステーション３００における送電コイル２０１と受電コイル２０２等の位置関係を示す図である。図５は説明のためマルチコプターなどは省略した断面図である。共鳴給電方式の場合はＱ値を高くして電力を伝送する。結合係数ｋ値は小さくてもよいので、図４に示した場合に比べて送電コイル２０１と受電コイル２０２の間を離して配置することができる。送電コイル２０１の上側には送電用磁性板２００が設けられ、受電コイル２０２の下側には受電用磁性板２０３が設けられる。図５に示したように金属シールド２０４を送電用磁性板２００の上側に設けてもよい。図示しないが、金属シールド２０４を送電用磁性板２００の代わりに用いてもよい。
【００４１】
図１に示したように、図２のマルチコプター１００が図３のステーション３００の適切な位置に着陸すると、ステーション３００の無線給電が可能な範囲にマルチコプター１００が位置することになる。この時、マルチコプター１００の下面側に配置された受電コイル２０２がステーション３００の受電用磁性板２０３に近接することになり、受電コイル２０２と受電用磁性板２０３が一体として磁気的に作用することにより無線給電が可能となる。
【００４２】
なお、共鳴給電方式で無線給電を行う場合は、受電コイル２０２と共に受電共振容量を付加した。受電コイル２０２と受電用磁性板２０３で構成されるインダクタンスと受電共振容量により所定の周波数で共振する受電共振器を形成する。本実施例においては、受電用磁性板２０３と受電コイル２０２との組み合わせで決まるインダクタンスが約２５０μＨとなることを測定により確認した。そこで、約１００ｋＨｚの周波数にて共振を行い、共鳴給電方式で無線給電を行うために、約１００００ｐＦの共振容量を用いた。
【００４３】
本発明では、マルチコプター１００の充電が終了し、マルチコプター１００が再びステーション３００から飛び立つ場合も、マルチコプター１００は受電用磁性板２０３をステーション３００に残していく。
【００４４】
このように、マルチコプター１００は空芯コイルを受電コイル２０２として用い、かつ、受電用磁性板２０３を搭載しないことにより軽量化を実現している。
【００４５】
なお、ステーション３００の無線給電が可能な範囲にマルチコプター１００が位置する場合には、受電回路１０１、金属シールド２０４及び／又は送電用磁性板２００、送電コイル２０１、受電コイル２０２、受電用磁性板２０３、送電回路３０２が順番に配置される。
【００４６】
上記は受電装置６００側の説明であるが、送電装置５００側においても同様に送電コイル２０１と送電用磁性板２００が一体として磁気的に作用する。送電コイル２０１と共に送電共振容量を付加し、送電コイル２０１と送電用磁性板２００で構成されるインダクタンスと送電共振容量により所定の周波数で共振する送電共振器を形成する。
【００４７】
無線給電を行うと送電コイル２０１の近傍には磁界や電界が発生するが、送電用磁性板２００は、マルチコプター１００及びマルチコプター１００に搭載されている受電回路１０１の周囲に発生する磁界や電界を低減するように作用する。同様に受電用磁性板２０３はステーション３００に設けられた送電回路３０２の近傍における磁界や電界を低減する。なお、送電回路３０２を送電コイル２０１に近接して配置する場合には、送電回路３０２を送電用磁性板２００の背面に配置することにより、送電回路３０２の近傍における磁界や電界を低減できる。
【００４８】
送電用磁性板２００や受電用磁性板２０３の材料としては、無線給電の高周波電力の周波数において高い透磁率を有するもの、例えばフェライトを用いることができる。受電用磁性板の材料としては、送電用磁性板と同様なものを用いることができる。具体的には、送電用磁性板２００や受電用磁性板２０３として、例えば数ｍｍ以上の厚さを有する焼結体からなるフェライト板を用いることができる。本実施例では、ＭｎＺｎ系の焼結体フェライト材で直径が５００ｍｍ、厚さが３ｍｍの円板を送電用磁性板２００及び受電用磁性板２０３として用いた。この場合、受電用磁性板２０３の重量は約２．８ｋｇであった。この重量を持った受電用磁性板２０３をマルチコプター１００に搭載してしまうと、飛行のための消費電力をより必要とし、結果として飛行可能時間を短くしてしまう。
【００４９】
送電コイル２０１と受電コイル２０２は空芯型を用いた。特に受電コイル２０２に軽量な空芯コイルを用いることでマルチコプター１００の軽量化を図った。受電コイル２０２の空芯径はステーション３００に備えられた受電用磁性板２０３よりも小さい。送電コイル２０１と受電コイル２０２の形状は共に円形とした。ただし、送電コイル２０１と受電コイル２０２の形状は、楕円形、または多角形でもよく、巻き方は、スパイラルに平面状に巻いたコイルでも、ソレノイドコイルでもよい。なお、送電コイル２０１は空芯型に限るものではなく、例えばフェライトコアを有していてもよい。
【００５０】
空芯コイルの材料や構造といった詳細な線材の種類及び仕様等は、無線給電に用いる周波数と電力（電流密度）と許容損失（発熱）から決定した。本実施例では、無線給電に共鳴給電方式を用い、共鳴周波数を１００ｋＨｚとした。空芯コイルに用いた素線は銅製でφ０．１２の１５本撚りのリッツ線を用い、空芯コイルは直径３００ｍｍの円形で１５ターンのソレノイド状とした。この時、空芯コイルのインダクタンスは約１８０μＨであった。
【００５１】
図７はステーション３００とマルチコプター１００を囲むように配置した電磁シールド４００を模式的に示す。電磁シールド４００により囲まれた空間が不要な電力輻射に対して電磁シールドされる。送電用磁性板の代わりに電磁シールド４００を図７のように配置することにより、仮に電磁ノイズに対して厳しい要求をされる環境でも無線給電を導入できる。電磁シールド４００による効果を維持しつつマルチコプター１００に対する通信を常時保ちたい場合は、通信用のアンテナを電磁シールド４００の外部に設置すればよい。電磁シールド４００としてはアルミニウムや銅を用いることができ、電磁シールド４００をメッシュ状に加工することにより渦電流の発生を低減できる。
【００５２】
図８はマルチコプター１００が飛行している状態からステーション３００にて無線給電を受けるまでのフローチャートを示す。飛行状態のマルチコプター１００は、電池容量が少なくなるなどして充電が必要な状態であることを検出すると、ステーション３００にて充電を行うためステーション３００に向けて飛行を開始する。ステーション３００の位置は、マルチコプター１００に予め登録されていて、例えばＧＰＳ（グローバル  ポジショニング  システム）を用いて、自らの現在位置を認識できる。マルチコプター１００は、自らの現在位置からステーションへの方向と距離を算出することにより、ステーション３００に向けて飛行を開始できる。
【００５３】
マルチコプター１００はステーション３００の上空に達すると、ステーション３００のあらかじめ定められた位置へ着地するまで降下する。ここで、マルチコプター１００はある程度まで降下してステーション３００の上部に達すると、図３乃至図５に示したステーション３００のガイド３０１に従って着地する。
【００５４】
ステーション３００にはマルチコプター１００の着陸を検知するための図示しない機械的スイッチを配し、機械的スイッチがオンになることにより、マルチコプター１００がステーション３００に着陸したことを検知する。機械的スイッチに代えて、マルチコプター１００が降下している最中に、無線給電の電力伝送よりも小さい電力を送電し、マルチコプター１００が着陸した時の反射電力の減少やインダクタンスの変化などを電気的に検出して、マルチコプター１００がステーション３００に着陸したことを検知してもよい。
【００５５】
次にマルチコプター１００に搭載されている電池６０５を充電するために、ステーション３００に搭載されている送電コイル２０１とマルチコプター１００に搭載されている受電コイル２０２の間で無線給電を行う。
【００５６】
また、電池６０５の消耗が規定以上に大きく電池電圧が規定値以下になっている場合には、電池の性能を劣化させないために初期充電として通常より小さい電力で充電を行うようにした。
【００５７】
図８のフローチャートには示さなかったが、マルチコプター１００の充電途中で飛行指令を検出した場合は、電池６０５の充電が終了していない場合であってもステーション３００から飛び立つようにした。マルチコプター１００がステーション３００から飛び立つ際には、無線給電の給電電力を低下させるか若しくは停止させた。
【００５８】
図９は、従来の無線給電システム全体を模式的に示す。無線給電する対象が上記と同様にマルチコプターの場合、構造的に複雑であるなどの理由から無線給電する場所を確保し難い。仮に、電池やその他電子機器が近接している場所に受電コイルを配置すると、無線給電による磁界や電界の影響を強く受け問題となる。
【００５９】
以上、本発明をマルチコプターに適用した実施例を示した。本発明は、本実施例以外にも、例えばドローンなどのその他の移動体や、人が持ち運ぶ機器、ウエアラブル機器に適用しても同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の無線給電システムによれば、飛行体或いはハンドキャリーするものなど、特に軽量化が求められる移動体に対しての無線給電システムにおいて、従来に比べて移動体を軽量化できる。同時に、移動体及び移動体に付属する機器に対して、無線給電中に与える電磁ノイズを低減できる。これらにより、無線給電システムを活用できるアプリケーションを拡げることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１００  マルチコプター
１０１  受電回路
２００  送電用磁性板
２０１  送電コイル
２０２  受電コイル
２０３  受電用磁性板
２０４  金属シールド
３００  ステーション
３０１  ガイド
３０２  送電回路
４００  電磁シールド
５００  送電装置
６００  受電装置
【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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【図９】
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