特開 2020-167911 送電装置および送受電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-167911(P2020-167911A)

(43)【公開日】2020年10月8日

(54)【発明の名称】送電装置および送受電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/05 20160101AFI20200911BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20200911BHJP

   B60L 1/00 20060101ALI20200911BHJP

   B60L 53/12 20190101ALI20200911BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/05

   H02J7/00 P

   H02J7/00 302B

   B60L1/00 L

   B60L53/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2019-69374(P2019-69374)

(22)【出願日】2019年3月29日

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100130247

【弁理士】

【氏名又は名称】江村 美彦

(74)【代理人】

【識別番号】100167863

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 恵

(72)【発明者】

【氏名】力久 弘昭

(72)【発明者】

【氏名】小原 大輝

(72)【発明者】

【氏名】増田 満

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA04

5G503AA07

5G503BA02

5G503BB01

5G503DA07

5G503DA08

5G503DA17

5G503DA18

5G503FA06

5G503GB09

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC25

5H125BC25

5H125FF15

5H125FF16

(57)【要約】

【課題】車両に配置してワイヤレス給電を行うこと。
【解決手段】車両Ｖの車体Ｂを介して電力を送電する送電装置において、所定の周波数の信号を出力する出力手段（発振部１１０）と、出力手段（発振部１１０）から出力される所定の周波数の信号の電力を増幅する増幅手段（電力増幅部１２０）と、増幅手段（電力増幅部１２０）によって電力が増幅された信号に基づいて、車体に交番電界を励起させ、車体の近傍に配置された受電装置３００−１〜３００−３に対して電界によって電力供給する励起手段（交番電界励起部１４０）と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の車体を介して電力を送電する送電装置において、
所定の周波数の信号を出力する出力手段と、
前記出力手段から出力される所定の周波数の信号に基づいて、前記車体に交番電界を励起させ、前記車体の近傍に配置された受電装置に対して電界によって電力供給する励起手段と、
を有することを特徴とする送電装置。

【請求項2】

前記出力手段から出力される所定の周波数の信号の電力を増幅する増幅手段をさらに有し、
前記励起手段は、離間して配置される２つの極板が、前記車体の近傍に配置され、これら２つの電極に対して前記増幅手段によって電力が増幅された信号を印加することで、前記車体に交番電界を励起させることを特徴とする請求項１に記載の送電装置。

【請求項3】

前記増幅手段と前記２つの電極の間にインダクタが接続されていることを特徴とする請求項２に記載の送電装置。

【請求項4】

前記出力手段から出力される所定の周波数の信号の電力を増幅する増幅手段をさらに有し、
前記励起手段は、前記増幅手段から出力される信号の一方の端子が前記車体に接続され、他方の端子が前記車体の近傍に配置された電極に接続されることを特徴とする請求項１に記載の送電装置。

【請求項5】

車両の車体を介して電力を送電装置から受電装置に送電する送受電システムにおいて、
前記送電装置は、
所定の周波数の信号を出力する出力手段と、
前記出力手段から出力される所定の周波数の信号に基づいて、前記車体に交番電界を励起させ、前記車体の近傍に配置された前記受電装置に対して電界によって電力供給する励起手段と、を有し、
前記受電装置は、
前記車体の近傍に配置される２つの電極と、
前記電極に生じる交流電力を整流する整流手段と、を有する、
ことを特徴とする送受電システム。

【請求項6】

前記受電装置は、
センサと、
前記センサによって検出された情報を送信する送信手段を有し、
前記整流手段によって得られた直流電力を前記センサおよび前記送信手段に供給する、
ことを特徴とする請求項５に記載の送受電システム。

【請求項7】

前記受電装置の２つの前記電極は、導電性部材に近接して配置されるとともに、前記導電性部材と前記受電装置とは誘電体のフィルム部材によって被覆され、前記導電性部材が前記車体の近傍に配置されていることを特徴とすることを特徴とする請求項５または６に記載の送受電システム。

【請求項8】

前記車体と前記励起手段の距離または前記車体と前記２つの電極の距離が５ｃｍ以下であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の送受電システム。

【請求項9】

前記送電装置は、前記車体内に配置された二次電池または発電機から前記車体を介して電力を送電することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の送受電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送電装置および送受電システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、軸対称性を有する同心円状の送電カップラと受電カップラとを配置し、送電カップラおよび受電カップラの中心に金属支柱を貫通させることにより、ワイヤレス伝送可能な距離を延伸させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−１８６２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１に開示された技術は、金属支柱や軸対称性を有する同心円状の送電カップラと受電カップラを必要とするため、このような金属支柱や軸対称性を有する同心円状の送電カップラと受電カップラの配置場所を有しない場合には、ワイヤレス給電を行うことが困難であった。例えば、車両に配置して、車両内部に備えられた二次電池から車両内外のセンサなどへワイヤレス給電を行うことが困難であった。

【0005】

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、車両に配置してワイヤレス給電を行うことが可能な送電装置および送受電システム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】

上記課題を解決するために、本発明は、車両の車体を介して電力を送電する送電装置において、所定の周波数の信号を出力する出力手段と、前記出力手段から出力される所定の周波数の信号の電力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段によって電力が増幅された信号に基づいて、前記車体に交番電界を励起させ、前記車体の近傍に配置された受電装置に対して電界によって電力供給する励起手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、車両の内部または外部にワイヤレス給電を行うことが可能になる。

【0007】

また、本発明は、前記励起手段は、離間して配置される２つの極板が、前記車体の近傍に配置され、これら２つの電極に対して前記増幅手段によって電力が増幅された信号を印加することで、前記車体に交番電界を励起させることを特徴とする。
このような構成によれば、電極によって車体に交番電界を励起し、電力を効率良く伝送することができる。

【0008】

また、本発明は、前記増幅手段と前記２つの電極の間にインダクタが接続されていることを特徴とする。
このような構成によれば、共振を利用して電力を効率良く伝送することができる。

【0009】

また、本発明は、前記励起手段は、前記増幅手段から出力される信号の一方の端子が前記車体に接続され、他方の端子が前記車体の近傍に配置された電極に接続されることを特徴とする。
このような構成によれば、伝送ロスを抑えて電力を効率良く伝送することができる。

【0010】

また、本発明は、車両の車体を介して電力を送電装置から受電装置に送電する送受電システムにおいて、前記送電装置は、所定の周波数の信号を出力する出力手段と、前記出力手段から出力される所定の周波数の信号の電力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段によって電力が増幅された信号に基づいて、前記車体に交番電界を励起させ、前記車体の近傍に配置された前記受電装置に対して電界によって電力供給する励起手段と、を有し、前記受電装置は、前記車体の近傍に配置される２つの電極と、前記電極に生じる交流電力を整流する整流手段と、を有する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、車両の内部または外部にワイヤレス給電を行うことが可能になる。

【0011】

また、本発明は、前記受電装置は、センサと、前記センサによって検出された情報を送信する送信手段を有し、前記整流手段によって得られた直流電力を前記センサおよび前記送信手段に供給する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、伝送された電力を用いて車両の状態をセンサによって検出することが可能になる。

【0012】

また、本発明は、前記受電装置の２つの前記電極は、導電性部材に近接して配置されるとともに、前記導電性部材と前記受電装置とは誘電体のフィルム部材によって被覆され、前記導電性部材が前記車体の近傍に配置されていることを特徴とすることを特徴とする。
このような構成によれば、水の進入を防ぐことが可能になる。

【0013】

また、本発明は、前記車体と前記励起手段の距離または前記車体と前記２つの電極の距離が５ｃｍ以下であることを特徴とする。
このような構成によれば、電力を効率よく伝送することができる。

【0014】

また、本発明は、前記送電装置は、前記車体内に配置された二次電池または発電機から前記車体を介して電力を送電することを特徴とする。
このような構成によれば、二次電池または発電機からの電力を車体を介して他の装置に伝送することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、車両に配置してワイヤレス給電を行うことが可能な送電装置および送受電システムを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る送受電システムの構成例を示す図である。

【図2】図１に示す送電装置の構成例を示す図である。

【図3】図１に示す受電装置の構成例を示す図である。

【図4】本発明の実施形態の動作原理を説明するための図である。

【図5】図３の等価回路を示す図である。

【図6】送電装置と受電装置の間のＳパラメータの周波数特性を示す図である。

【図7】導体板を介して電力を伝送する場合の構成例を示す図である。

【図8】図７の等価回路を示す図である。

【図9】車体を介して電力を伝送する場合の配置例である。

【図10】互いに接続されていない複数の導体板を介して電力を伝送する場合の構成例である。

【図11】本発明の変形実施形態を示す図である。

【図12】本発明の変形実施形態を示す図である。

【図13】図１２に示す空気センサ＆送信部の構成例を示す図である。

【図14】本発明の変形実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に、本発明の実施形態について説明する。

【0018】

（Ａ）本発明の実施形態の構成例の説明
図１は、本発明の実施形態に係る送受電システムの構成例を示す図である。図１に示すように、送受電システムは、送電装置１００および受電装置３００−１〜３００−３を有している。

【0019】

ここで、送電装置１００は、車両Ｖに搭載され、車両に搭載されている二次電池または発電機からの電力を車両Ｖの車体に対して交番電界を励起し、交番電界（変位電流）によって受電装置３００−１〜３００−３に対してワイヤレスで電力を供給する。

【0020】

車体とは、主に外界と接する部品、屋根、ボンネット、サイドドア、バックドア、シャーシ、バンパー、シャフト 、ジョイント、ホイール、導電体を付けた窓ガラスなどの車両を構成する構造体の一部または全部である。そして、車体は接地されたり、グランドシールドを構成したりすることが望ましい。なお、接地点には、適宜、高周波の漏洩を防止するＬを配置しても良い。

【0021】

受電装置３００−１〜３００−３は、送電装置１００によって車体に励起された交番電界を受電して直流電力に変換し、例えば、負荷に供給する。

【0022】

図２は、送電装置１００の構成例を示す図である。図２の例では、送電装置１００は、発振部１１０、電力増幅部１２０、電源１３０、および、交番電界励起部１４０を有している。

【0023】

発振部１１０は、例えば、１３．５６ＭＨｚの正弦波を生成して出力する。なお、周波数は一例であって、これ以外の周波数であってもよい。

【0024】

電力増幅部１２０は、発振部１１０から供給される正弦波の電力を、電源１３０からの電力を用いて増幅して出力する。

【0025】

電源１３０は、例えば、車両Ｖの二次電池（例えば、鉛蓄電池またはリチウムイオン電池）によって構成され、電力増幅部１２０に対して直流電力を供給する。

【0026】

交番電界励起部１４０は、電力増幅部１２０から供給される交流電力によって、車両Ｖの車体Ｂに交番電界を励起させる。なお、交番電界励起部１４０の構成については後述する。

【0027】

図３は、図１に示す受電装置３００−１〜３００−３の構成例を示す図である。なお、受電装置３００−１〜３００−３は、同様の構成とされるので、以下では、これらを受電装置３００として説明する。

【0028】

図３の例では、受電装置３００は、受電カプラ３１０、整流部３２０、蓄電部３３０、安定化電源３４０、および、負荷３５０を有している。

【0029】

ここで、受電カプラ３１０は、車両Ｖの車体Ｂに励起された交番電界を受電し、交流電力として整流部３２０に供給する。なお、受電カプラ３１０の詳細は後述する。

【0030】

整流部３２０は、受電カプラ３１０から供給される交流電力を整流して直流電力に変換して出力する。

【0031】

蓄電部３３０は、例えば、二次電池、スーパキャパシタ、電解コンデンサ等によって構成され、整流部３２０から出力される脈流電流を平滑化して出力する。

【0032】

安定化電源３４０は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ等によって構成され、蓄電部３３０から出力される直流電力を所定の電圧に降圧または昇圧して出力する。

【0033】

負荷３５０は、例えば、後述するように、車両または車両の周辺の状況を検出するセンサ等によって構成され、安定化電源３４０から供給される直流電源によって動作し、検出した情報を他の装置に伝送する。

【0034】

つぎに、図４〜図６を参照して、本実施形態に係るワイヤレス給電の動作原理について説明する。

【0035】

図４は、電界共鳴を利用した送受電システムの動作原理を説明するための図である。この図の例では、送受電システム１は、送電装置１０、および、受電装置２０を有している。

【0036】

ここで、送電装置１０は、電極１１，１２、インダクタ１３，１４、接続線１５，１６、および、交流電力発生部１７を有している。また、受電装置２０は、電極２１，２２、インダクタ２３，２４、接続線２５，２６、および、負荷２７を有している。電極１１，１２およびインダクタ１３，１４は送電カプラを構成する。電極２１，２２およびインダクタ２３，２４は受電カプラを構成する。

【0037】

ここで、電極１１，１２は、導電性を有する部材によって構成され、所定の距離ｄ１を隔てて配置されている。図４の例では、電極１１，１２，２１，２２として、略同一のサイズを有する矩形形状を有する平板状の電極が例示されている。また、電極１１と電極２１は距離ｄ２を隔てて対向するように平行に配置され、電極１２と電極２２も同じ距離ｄ２を隔てて対向するように平行に配置されている。なお、電極１１，１２，２１，２２としては、図４に示す以外の形状の電極であってもよい。例えば、円形または楕円形状の平板電極であったり、球形等の立体形状であったり、平板ではなく湾曲した形状または屈曲した形状の電極であったりしてもよい。

【0038】

電極１１および電極１２の距離ｄ１を含む合計幅Ｄは、これらの電極から放射される電界の波長をλとした場合に、λ／２πで示される近傍界よりも狭くなるように設定されている。同様に、電極２１および電極２２の距離ｄ１を含む合計幅Ｄは、λ／２πで示される近傍界よりも狭くなるように設定されている。また、電極１１と電極２１および電極１２と電極２２の間の距離ｄ２についても、λ／２πで示される近傍界よりも短くなるように設定されている。

【0039】

インダクタ１３，１４は、例えば、導電性の線材（例えば、銅線）を巻回して構成され、図４の例では、電極１１，１２の端部にそれぞれの一端が電気的に接続されている。接続線１５はインダクタ１３の他端と交流電力発生部１７の出力端子の一端とを接続する導電性の線材（例えば、銅線）によって構成される。接続線１６はインダクタ１４の他端と交流電力発生部１７の出力端子の他端とを接続する導電性の線材によって構成される。なお、接続線１５，１６は、同軸ケーブルまたは平衡ケーブル等によって構成される。

【0040】

交流電力発生部１７は、所定の周波数の交流電力を発生し、接続線１５，１６を介してインダクタ１３，１４に供給する。

【0041】

電極２１，２２は、電極１１，１２と同様に、導電性を有する部材によって構成され、所定の距離ｄ１を隔てて配置されている。

【0042】

インダクタ２３，２４は、例えば、導電性の線材を巻回して構成され、図４の例では、電極２１，２２の端部にそれぞれの一端が電気的に接続されている。接続線２５はインダクタ２３の他端と負荷２７の入力端子の一端とを接続する導電性の線材（例えば、銅線）によって構成される。接続線２６はインダクタ２４の他端と負荷２７の入力端子の他端とを接続する導電性の線材によって構成される。なお、接続線２５，２６は、同軸ケーブルまたは平衡ケーブルによって構成される。

【0043】

負荷２７は、交流電力発生部１７から出力され、送電カプラおよび受電カプラを介して伝送された電力が供給される。なお、負荷２７は、例えば、整流装置および二次電池等によって構成されている。もちろん、これ以外であってもよい。

【0044】

図５は、図４に示す送受電システム１の等価回路を示す図である。この図５において、インピーダンス２は交流電力発生部１７の出力インピーダンスを示し、インピーダンス２７は負荷２７の入力インピーダンスを示す。ここでは、ともにＺ０の値を有するとして説明する。なお、等価回路に明示されない接続線１５，１６及び接続線２５，２６の特性インピーダンスもＺ０とする。インダクタ３ａ，３ｃはインダクタ１３，１４に対応し、Ｌの素子値を有している。キャパシタ４ａは、電極１１，１２の間に生じる素子値Ｃのキャパシタから、電極１１，１２と電極２１，２２の間に生じる素子値２Ｃｍのキャパシタの１／２の値を減じた素子値（Ｃ−Ｃｍ）を有する。キャパシタ４ｂ，４ｄは、電極１１，１２と電極２１，２２の間に生じるキャパシタを示し、２Ｃｍの素子値を有している。キャパシタ４ｃは、電極２１，２２の間に生じる素子値Ｃのキャパシタから、電極１１，１２と電極２１，２２の間に生じる素子値２Ｃｍのキャパシタの１／２の値を減じた素子値（Ｃ−Ｃｍ）を有する。インダクタ３ｂ，３ｄはインダクタ２３，２４に対応し、Ｌの素子値を有している。

【0045】

図６は、送電装置１０と受電装置２０の間のＳパラメータの周波数特性を示している。具体的には、図６の横軸は周波数を示し、縦軸は送電装置１０から受電装置２０への挿入損失（Ｓ２１）を示している。この図６に示すように、送電装置１０から受電装置２０への挿入損失は、周波数ｆ_Ｃでインピーダンス極大値を有し、周波数ｆ_Ｌおよびｆ_Ｈでインピーダンス整合点、すなわち、共振点を有している。ここで、周波数ｆ_Ｃは、図５に示すインダクタ３ａ〜３ｄのインダクタンス値Ｌと、電極１１，１２または電極２１，２２によって形成されるキャパシタのキャパシタンス値Ｃによって定まる。また、周波数ｆ_Ｌおよびｆ_Ｈは、図５に示すインダクタ３ａ〜３ｄのインダクタンス値Ｌと、電極１１，１２および電極２１，２２によって形成されるキャパシタのキャパシタンス値２Ｃｍと、ならびに、電極１１，１２の間および電極２１，２２の間にそれぞれ生じるキャパシタのキャパシタンス値Ｃによって近似値として定まる。

【0046】

交流電力発生部１７が発生する交流電力の周波数は、図６に示すｆ_Ｌまたはｆ_Ｈと等しくなるように設定される。このように、交流電力発生部１７の周波数を設定することにより、送電装置１０から受電装置２０への挿入損失が略０ｄＢとなることから、送電装置１０から受電装置２０に対して損失なく電力を送信することができる。

【0047】

図４に示す構成例では、送電装置１０の電極１１，１２と受電装置２０の電極２１，２２は、電界共振結合されており、送電装置１０の電極１１，１２から受電装置２０の電極２１，２２に対して電界によって交流電力が伝送される。

【0048】

つまり、図４に示す構成例では、送電装置１０の電極１１，１２と受電装置２０の電極２１，２２は、近傍界であるλ／２πよりも短い距離ｄ２だけ隔てて配置されているので、電極１１，１２から放射される電界成分が支配的である領域に電極２１，２２が配置される。また、電極１１，１２の間に形成されるキャパシタおよびインダクタ１３，１４による共振周波数と、電極２１，２２の間に形成されるキャパシタおよびインダクタ２３，２４による共振周波数とは略等しくなるように設定されている。このように、送電装置１０の電極１１，１２と受電装置２０の電極２１，２２は、電界共振結合されていることから、送電装置１０の電極１１，１２から受電装置２０の電極２１，２２に対して電界によって交流電力が効率よく伝送される。

【0049】

以上の例は、送電カプラと、受電カプラが対向して配置される場合の例であるが、図７に示すように、送電カプラを構成する電極１１，１２と、受電カプラを構成する電極２１，２２が導電板５００を挟んで配置されるとともに、所定の距離だけ離間して配置される場合にも、送電カプラから受電カプラに電力を送電することができることが実験によって分かっている。この場合には、送電カプラが導電板５００に対して交番電界を励起し、励起された交番電界が導電板を伝播して受電カプラに交流電流を発生させる。実験によると、受電カプラが導電板５００から２０ｃｍ以内の位置に配置される場合、送電装置１００から受電装置３００に給電される効率は２０％程度を達成することができるので、例えば、送電装置１００が５０Ｗの出力である場合、受電装置３００は１０Ｗの電力を受電することができる。複数の受電カプラがある場合には、それらの受電カプラで受電する電力を分けあうことになる。車両を導電板とする場合は、受信カプラと導電板の距離を２０cm以下、特に望ましくは５ｃｍにすると、電界の発散が抑制される。また、送電カプラと導電板の距離を２０cm以下、特に望ましくは５ｃｍにしても、電界の発散が抑制される。なお、図７では省略しているが、極板１１，１２と電力増幅部１２０の間にはインダクタが接続されている。

【0050】

図８は、図７の等価回路を示している。図９の例では、なお、図８において、図５と対応する部分には同一の符号を付している。図８に示すように、本発明の実施形態では、送信カプラが有する電極４ｅ，４ｆによって、破線で示す車体に交番電界が励起される。このような交番電界は、車体を伝送され、電極４ｇ，４ｈによって受電される。電極４ｇ，４ｈによって受電された電力は、負荷２７に供給される。なお、破線で示す筐体は、インダクタを介して接地されている。なお、接地はインダクタではなく、キャパシタでもよい。

【0051】

図９は、図２に示す交番電界励起部１４０と、図３に示す受電カプラ３１０の構成例を示す図である。図９（Ａ）の左側に示すように、交番電界励起部１４０は、送電装置１００の筐体１０１の底面に２つの電極１４１，１４２が配置されて構成される。図９（Ａ）の右側に示すように、受電カプラ３１０は、受電装置３００の筐体３０１の底面に２つの電極３１１，２１２が配置されて構成される。

【0052】

また、図９（Ｂ）に模式的に示すように、送電装置１００の筐体１０１は、電極１４１，１４２が車体Ｂ側を向くように配置される。また、受電装置３００の筐体３０１は、電極３１１，３１２が車体Ｂ側を向くように配置される。このように配置された場合であっても、図７と同様に、送電装置１００から受電装置３００に対して電力を伝送することができる。

【0053】

なお、車両Ｖの車体Ｂには、複数の導体部材が相互に接続されていない部分も存在する。図１０は、相互に接続されていない導体板５０１〜５０３が存在する場合に、導体板５０１の裏面に対向するように電極１１，１２を配置し、導体板５０２の表（おもて）面に対向するように電極２１Ａ，２２Ａを配置し、導体板５０３の表面に対向するように電極２１Ｂ，２２Ｂを配置した状態を示す。このような状態において、電極１１，１２によって導体板５０１に交番電界を励起するとき、導体板５０２上に設けられた電極２１Ａ，２１Ｂには交流電力が生じ、導体板５０３上に設けられた電極２１Ａ，２１Ｂにも交流電力が生じることが確認された。

【0054】

このため、車体Ｂを構成する複数の導電部材が相互に電気的に接続されていない場合であっても、相互に電気的に接続されていない導電部材を用いて電力を供給することができる。

【0055】

（Ｂ）本発明の実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の実施形態の動作について説明する。車両Ｖの電源がオンの状態にされると、電源１３０から電力増幅部１２０への電力の供給が開始される。

【0056】

この結果、電力増幅部１２０は、発振部１１０から供給される正弦波の電力を増幅して交番電界励起部１４０に供給する。交番電界励起部１４０は、車両Ｖの車体Ｂに対して交番電界を励起する。なお、車体Ｂは通常、車両に設置されたホイールやタイヤ等を介して接地された状態となっている。

【0057】

送電装置１００によって車体Ｂに励起された交番電界は、図７または図１０と同様の原理によって、車体Ｂの各部に伝送される。この結果、受電カプラ３１０の電極３１２，３１３には交流電力が励起される。

【0058】

電極３１２，３１３に励起された交流電力は、整流部３２０によって整流された後、蓄電部３３０に蓄電される。安定化電源３４０は、蓄電部３３０に蓄電された直流電力を、昇圧または降圧して負荷３５０に供給する。これにより、負荷３５０が動作可能な状態になる。

【0059】

以上の動作によって、送電装置１００によって車体Ｂに交番電界を励起することで、車体Ｂの各部に設けられている受電装置３００−１〜３００−３に電力を供給することができる。

【0060】

以上に説明したように、本発明の実施形態では、図２および図９に示すように、送電装置１００が有する交番電界励起部１４０を車体Ｂに近接するように配置することで、車体Ｂに交番電界を励起させる。そして、図２および図９に示すように、受電装置３００−１〜３００−２が有する受電カプラ３１０を車体Ｂに近接するように配置することで、車体Ｂから電力の供給を受けることができる。

【0061】

ここで、車両Ｖは通常、雷対策や電子機器のグランドを車体から取るため等の理由により、導電体で構成された車体Ｂで略全体が覆われている。車体Ｂから受電カプラ３１０へ電力を図４，５等に示す電界を用いた給電方式とする場合、電界は磁界と異なり発散場の性質を有するが、車体Ｂがグランドシールドの役割を果たし外部からの電磁波の影響、および損失を低減することができる。

【0062】

また、近年の車両では、非常に多くのワイヤハーネスを使用しているため、車両の組み立て時にワイヤハーネスを車両に敷設する作業には多くの時間と労力を要する。また、ワイヤハーネス自体のコストも大きなものとなる。

【0063】

しかしながら、本発明の実施形態では、ワイヤハーネスを使用しないで電源電力の供給が可能となることから、車両の製造コストを低減することができる。また、ワイヤハーネスの重量を軽減することで、車体の重量を低減することも可能になる。

【0064】

さらに、車両Ｖに対して電力を必要とする装置を付加する場合、当該装置に給電する受電カプラを配置すればよいので、新たに車両Ｖ内にワイヤハーネスを配索することなく、かつ給電位置を当該ワイヤハーネスの配索位置に限定されずに付加することができる。また、新たに車体に穴などを開ける必要がない。このとき、車体Ｂが導電体の役割を果たすため、図７および図１０に示すように送受電装置間の距離を容易に延伸することができる。

【0065】

特に、近年の車両では、安全性能を向上するために多数のセンサが車両の複数の箇所に配置されている。これらのセンサに対しては、電力を給電する必要があるが、本実施形態によれば、ワイヤハーネスを使用しないで給電が可能になることから、前述したような効果を期待することができる。

【0066】

（Ｃ）変形実施形態の説明
以上の各実施形態は一例であって、本発明が上述した場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。

【0067】

例えば、図１に示す実施形態では、受電装置３００−１〜３００−３については、車両Ｖの内部に配置するようにしたが、例えば、図１１に示すように、車両Ｖの外部に配置するようにしてもよい。すなわち、図１１の例では、送電装置１００は車両Ｖの内部に配置されているが、受電装置３００は駐車場の縁石等の障害物６１０に配置されている。受電装置３００は、車両Ｖの車体Ｂから受電した電力をパーキングセンサ６００に給電する構成とされている。図１１に示す変形実施形態では、車両Ｖが後退して障害物６１０に接近すると、車体Ｂと受電装置３００の距離が接近する。この結果、送電装置１００によって車体Ｂに励起された交番電界が受電装置３００の受電カプラ３１０によって受電され、整流部３２０で整流され、蓄電部３３０に蓄電された後、安定化電源３４０で所定の電圧に変換され、負荷３５０であるパーキングセンサ６００に給電される。パーキングセンサ６００は、電源電力の供給を受けると、例えば、内蔵される超音波センサによって車両Ｖの接近を検出する、または、受電装置３００に所定以上の電力が供給される場合に、音または光によって、車両Ｖの運転者に対して、障害物６１０と車両Ｖとが接近しすぎたことを警告する。

【0068】

図１１に示す変形実施形態によれば、給電設備（例えば、商用電源）が付近に存在しない場合であっても、パーキングセンサ６００に対して電力を給電することができる。

【0069】

図１２は、他の変形実施形態を示している。図１２の例では、空気センサ＆送信部７００がタイヤ８１０の内部に配置されている。空気センサ＆送信部７００は、非常に小型に構成され、また、タイヤ８１０の圧力にも耐え得る構成とされている。このような空気センサ＆送信部７００は、送電装置１００から電力の供給を受け、タイヤ８１０の圧力をセンサによって検出し、例えば、電波等によって検出結果を送信する。

【0070】

図１３は、図１２に示す空気センサ＆送信部７００の構成例を示している。なお、図１３において、図３と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図１３では、図３と比較すると、負荷３５０が除外され、制御部７１０、センサ７２０、および、送信部７３０が新たに追加されている。

【0071】

ここで、制御部７１０は、安定化電源３４０から電源電力の供給を受けて動作し、センサ７２０によって検出されたタイヤ８１０の内圧を検出し、送信部７３０に供給する。

【0072】

センサ７２０は、圧力センサによって構成され、タイヤ８１０の内圧を検出して制御部７１０に検出結果を通知する。

【0073】

送信部７３０は、制御部７１０から供給されるタイヤ８１０の内圧を示す情報によって、搬送波を変調して、図示しない上位の装置に対して、タイヤ８１０の内圧を示す情報を送信する。

【0074】

図１２および図１３に示す変形実施形態では、タイヤ８１０の内部に空気センサ＆送信部７００を配置するようにした。タイヤ８１０は、車体Ｂと電気的に接続されたホイールに隣接しているので、空気センサ＆送信部７００は、ホイールに励起された交番電界から電力の供給を受けることができる。このようにして受電した電力により、タイヤ８１０の圧力（空気圧）を知ることができる。

【0075】

なお、図１２および図１３の例では、タイヤ８１０の圧力を検出するようにしたが、路面に対して電波を照射し、その反射の状況から路面の状況（降雨、降雪、結露等）を検出するようにしてもよい。

【0076】

つぎに、図１４は、受電装置３００を耐水化するための構成例を示している。図１４の変形構成例では、受電装置３００の受電カプラ３１０の上部に、水の浸入を防ぐためのパッキン９１０が配置され、その上に導電板９２０が配置される。これら、パッキン９１０と導電板９２０は相互に密着するように配置される。また、図１４では図示していないが、受電装置３００、パッキン９１０、および、導電板９２０は、誘電体のフィルム部材によって全体を包むように被覆されている。

【0077】

図１４に示す構成によれば、導電板９２０と受電カプラ３１０の距離を常に一定に保つことができるため、これらの間の容量成分を一定に保つことで、共振周波数を一定に保ち、安定した受電を行うことができる。また、全体を誘電体のフィルム部材で被覆することで、例えば、空気よりも誘電率が高い水が、受電カプラ３１０と導電板９２０の間に進入し、特性が変化することを防止できる。

【0078】

また、車体を構成する構造体は、耐食性を向上させたり、耐磨耗性を向上させたりするために、樹脂剤やコーティング剤などの誘電体が施されていることが多い。そこで、これらの樹脂剤やコーティング剤の誘電体を加味して、誘電体のフィルム部材で被覆することで、交番電界（変位電流）を励起できるようにすることが望ましい。

【0079】

なお、以上の実施形態では、受電カプラ３１０は、受電装置３００の筐体の一部に設けるようにしたが、受電カプラ３１０を筐体とは別体として構成するようにしてもよい。このような構成によれば、例えば、カード状に構成した受電カプラ３１０の裏面にマジックテープ（登録商標）や両面テープあるいは接着層を配置し、車体Ｂの近くに貼付することで、電力の供給を受けることができる。車両Ｖ内で電力の供給を受ける場合には、従来は、シガーソケットから配線を引き回す必要があったが、本実施形態によれば、このような配線の引き回しが不要となる。

【0080】

また、以上の実施形態では、送電装置１００が発生する交番電界の周波数は固定としたが、例えば、周波数を許容される範囲内で微調整するようにしてもよい。このような構成によれば、例えば、有効電力が増加するように調整することで、給電効率を高めることができる。

【0081】

また、以上の実施形態では、送電装置１００を１つ備えるようにしたが、送電装置１００を複数備え、これらによって発生される交番電界の位相が同期するように調整することで、複数の送電装置１００から給電することもできる。

【0082】

また、以上の実施形態では、送電装置１００および受電装置３００は、矩形の電極を用いるようにしたが、これ以外の形状の電極を用いるようにしてもよい。

【0083】

また、以上の実施形態では、送電装置１００は、２枚の電極を用いて車体Ｂに交番電界を励起するようにしたが、１枚の電極を用いて、他の１枚は車体Ｂを用いるようにしてもよい。具体的には、１枚の電極を車体Ｂに対向するように配置し、この電極に対して電力増幅部１２０の出力の一方を接続するともに、出力の他方を車体Ｂに対して直接または所定のインピーダンス（コイルおよびコンデンサの少なくとも一方）を介して接続するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0084】

１ 送受電システム
１００ 送電装置
１０１ 筐体
１１０ 発振部
１２０ 電力増幅部
１３０ 電源
１４０ 交番電界励起部
１４１ 電極
１４２ 電極
２１２ 電極
３００ 受電装置
３００−１〜３００−３ 受電装置
３０１ 筐体
３１０ 受電カプラ
３１１〜３１２ 電極
３２０ 整流部
３３０ 蓄電部
３４０ 安定化電源
３５０ 負荷
５０１〜５０３ 導電板
６００ パーキングセンサ
６１０ 障害物
７００ 送信部
７１０ 制御部
７２０ センサ
７３０ 送信部
８１０ タイヤ
９１０ パッキン
９２０ 導電板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】