2021-191131 送電装置及び該送電装置の埋設方法

(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2021-191131(P2021-191131A)

(43)【公開日】2021年12月13日

(54)【発明の名称】送電装置及び該送電装置の埋設方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/10 20160101AFI20211115BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20211115BHJP

   B60M 7/00 20060101ALI20211115BHJP

   B60L 53/122 20190101ALI20211115BHJP

   B60L 5/00 20060101ALI20211115BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/10

   H02J7/00 P

   H02J7/00 301D

   B60M7/00 X

   B60L53/122

   B60L5/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2020-95477(P2020-95477)

(22)【出願日】2020年6月1日

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100108213

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 豊隆

(72)【発明者】

【氏名】築山 大輔

【テーマコード（参考）】

5G503

5H105

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503FA01

5G503FA06

5G503GB06

5G503GB08

5H105BA09

5H105BB07

5H105CC02

5H105CC19

5H105DD10

5H105EE15

5H125AA11

5H125AC04

5H125AC11

5H125AC25

5H125FF15

(57)【要約】

【課題】簡易な工事で地中に埋設でき、車重の影響を受けにくい送電装置を提供する。
【解決手段】送電装置２は、電源装置４からの電力を車両の受電装置３に非接触で供給する。送電装置２は、地中に埋設された平行二線路１０を備えている。平行二線路１０は、互いに平行に延在する第１部材１０Ｌ及び第２部材１０Ｒから構成されている。第１部材１０Ｌ及び第２部材１０Ｒの各々は、少なくとも一つの導電体を含んでいる。第１部材１０Ｌ及び第２部材１０Ｒの延在方向Ｘに直交するＹＺ断面は、鉛直方向Ｚの高さ１０ｚが水平方向Ｙの幅１０ｙよりも大きくなるように形成されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源装置からの電力を車両の受電装置に非接触で供給する送電装置であって、
互いに平行に延在する第１部材及び第２部材から構成され、かつ地中に埋設された平行二線路を備え、
前記第１部材及び前記第２部材の各々は、少なくとも一つの導電体を含み、前記第１部材及び前記第２部材の延在方向に直交する断面は、鉛直方向の高さが水平方向の幅よりも大きくなるように形成されている、
送電装置。

【請求項2】

前記第１部材及び前記第２部材の各々は、端面が鉛直方向上向き及び下向きになるように配置された平板状の導電体で構成されている、
請求項１に記載の送電装置。

【請求項3】

前記第１部材及び前記第２部材の各々は、鉛直方向に並べられ、互いに平行に延在する複数の導電体で構成されている、
請求項１に記載の送電装置。

【請求項4】

電源装置からの電力を車両の受電装置に非接触で供給する送電装置を地中に埋設する方法であって、
鉛直方向の深さが水平方向の幅よりも大きく、互いに平行な二条の溝を路面に形成すること、及び、
各々の前記溝に少なくとも一つの導電体を挿入すること、を含む、
送電装置の埋設方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走行中の車両に非接触で電力を供給する送電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

走行中の車両に非接触で電力を供給する非接触給電システムが開発されている。例えば、特許文献１に記載の送電装置は、磁界共鳴方式であり、送電側のカプラとなる複数のコイルを路面上又は地中に埋設し、受電側のカプラとなるコイルを車両に装着し、受電側のコイルが送電側のコイルに対向したときに受電側のコイルを送電側のコイルに共振させて給電する。また、例えば、送電側のカプラがコイルではなく平板電極となる電界結合方式も知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６１５６１１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかるに、特許文献１に記載されたような磁界共鳴方式の送電装置では、送電側のコイルと受電側のコイルとが広い面積で対向している必要がある。電界結合方式であっても同様に、送電側の平板電極と受電側のコイルとが広い面積で対向している必要がある。広い面積のカプラを地中に埋設しようとすると、路面を広く浅くそぎ落とす（はつる）必要があり、埋設工事の規模が大きくなる。

【0005】

また、送電側のカプラの面積が広いと、タイヤに押圧される面積が大きい分、タイヤから受ける荷重が大きくなる。走行中の車両の重量に耐えうるように、コイルの線径や金属板の板厚を大きくすると、送電装置の埋設にともなう材料費が高くなる。そこで、本発明は、簡易な工事で埋設でき、車重の影響を受けにくい送電装置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】

【0006】

本発明の一態様に係る送電装置は、電源装置からの電力を車両の受電装置に非接触で供給する。送電装置は、地中に埋設された平行二線路を備えている。平行二線路は、互いに平行に延在する第１部材及び第２部材から構成されている。第１部材及び第２部材の各々は、少なくとも一つの導電体を含んでいる。第１部材及び第２部材の延在方向に直交する断面は、鉛直方向の高さが水平方向の幅よりも大きくなるように形成されている。

【0007】

この態様によれば、平行二線路を構成する第１部材及び第２部材は、断面の長手方向が鉛直方向になるように配置されるため、断面の長手方向が水平方向になるように配置される場合と比べて簡易な工事で地中に埋設できる。タイヤに押圧される面積が小さい分、タイヤからの荷重を受けにくい。平行二線路に高周波電力を供給し、受電側のコイルを平行二線路と磁気的に結合させる平行二線方式では、送電側の平行二線路と受電側のコイルとが必ずしも広い面積で対向している必要がない。断面の長手方向が鉛直方向になるように配置しても、受電効率に優れた非接触給電システムの送電装置を構成できる。

【0008】

上記態様において、第１部材は、端面が鉛直方向上向き及び下向きになるように配置された平板状の導電体で構成されていてもよいし、第２部材は、端面が鉛直方向上向き及び下向きになるように配置された平板状の導電体で構成されていてもよい。

【0009】

この態様によれば、道路に沿って延在する長尺の金属板によって平行二線路の第１部材や第２部材を構成することができる。

【0010】

上記態様において、第１部材は、鉛直方向に並べられ、互いに平行に延在する複数の導電体で構成されていてもよいし、第２部材は、鉛直方向に並べられ、互いに平行に延在する複数の導電体で構成されていてもよい。

【0011】

この態様によれば、道路に沿って延在する電線や金属管を鉛直方向に積み重ねて平行二線路の第１部材や第２部材を構成することができる。

【0012】

本発明の一態様に係る送電装置の埋設方法は、電源装置からの電力を車両の受電装置に非接触で供給する送電装置を埋設する方法である。送電装置の埋設方法は、鉛直方向の深さが水平方向の幅よりも大きく、互いに平行な二条の溝を路面に形成すること、及び、各々の溝に少なくとも一つの導電体を挿入すること、を含んでいる。

【0013】

この態様によれば、鉛直方向の深さが水平方向の幅よりも大きい溝を形成するため、路面を広く浅くそぎ落とす場合と比較して埋設工事が簡易である。そのような溝に導電体を挿入すれば、断面の長手方向が鉛直方向になるように配置された平行二線路を簡易に構成できる。導電体は、長尺の金属板で構成してもよいし、複数の電線や金属管を鉛直方向に積み重ねて構成してもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、簡易な工事で地中に埋設でき、車重の影響を受けにくい送電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る非接触給電システムの一例を示す概略図である。

【図2】図２は、図１に示された非接触給電システムの一例を示す回路図である。

【図3】図３は、図１に示された平行二線路の一例を模式的に示す断面図である。

【図4】図４は、図１に示された平行二線路の他の一例を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。本発明の一実施形態に係る平行二線路１０は、平行に配置された左右一対の第１部材１０Ｌ及び第２部材１０Ｒで構成され、地中に埋設されている（図１及び図２参照）。

【0017】

第１部材１０Ｌ及び第２部材１０Ｒは、延在方向Ｘに直交するＹＺ断面の長手方向が鉛直方向Ｚになるように配置されていることが特徴の一つである（図３及び図４参照）。第１部材１０Ｌや第２部材１０Ｒは、鉛直方向Ｚに連続してもよいし、鉛直方向Ｚに不連続であってもよい。ＹＺ断面の長手方向が水平方向Ｙである場合に比べて簡易な工事で送電側のカプラを地中に埋設することができる。以下、図１から図４を参照して各構成について詳しく説明する。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態に係る非接触給電システム１の一例を示す概略図であり、図２は、図１に示された非接触給電システム１の一例を示す回路図である。図１及び図２に示すように、非接触給電システム（ワイヤレス給電システム）１は、送電側の送電装置２と、受電側の受電装置３と、を備えている。送電装置２は、高周波電力を発生させる電源装置４と、電源装置４で発生した高周波電力を受電装置３に供給する平行二線路１０と、を備えている。

【0019】

電源装置４は、例えば、直流電源装置と、インバータ回路と、インピーダンス整合器と、を含み、商用電源を直流電源装置によって直流電力に変換したのち、インバータ回路とインピーダンス整合器とによって所定の高周波電力に変換して平行二線路１０に出力する。なお、電源装置４の構成は特に限定されるものではなく、所定の高周波電力を平行二線路１０に出力するものであれば、種々の装置を用いることができる。

【0020】

受電装置３は、例えば無人搬送車（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や電気自動車に取り付けられて平行二線路１０に磁気的に結合されるコイル５と、コイル５に電気的に接続された蓄電デバイス等の負荷６と、を備えている。受電装置３は、コイル５に供給された高周波電力を直流電力に変換する整流平滑回路等をさらに備えていてもよい。整流平滑回路から供給される直流電力によってモータ等の負荷６を直に駆動するように構成し、蓄電デバイスを省略してもよい。

【0021】

送電装置２は、移動体である受電装置３の走行経路に沿って地中に埋設された平行二線路１０を備えている。送電装置２は、平行二線路１０のインピーダンスを低下させるキャパシタ等をさらに備えていてもよい。平行二線路１０は、平行に配置された左右一対の第１部材１０Ｌ及び第２部材１０Ｒで構成され、地中に埋設されている。第１及び第２部材１０Ｌ，１０Ｒの各々は、絶縁材等を介して地中に接し、車両が走行する道路に沿って延在している。以下の説明において、第１及び第２部材１０Ｌ，１０Ｒの延在する方向を延在方向Ｘと呼ぶ。

【0022】

図３及び図４は、図１に示された平行二線路１０の一例を模式的に示す断面図である。第１部材１０Ｌは、受電装置３が取り付けられた車両の例えば左側のタイヤＴの下に埋設されている。第２部材１０Ｒは、受電装置３が取り付けられた車両の例えば右側のタイヤＴの下に埋設されている。第１及び第２部材１０Ｌ，１０Ｒの位置はタイヤＴの直下に限定されず、車幅方向（水平方向Ｙ）において左右一対のタイヤＴの内側であってもよいし、外側であってもよい。

【0023】

図３及び図４に示すように、第１部材１０Ｌは、延在方向Ｘに直交するＹＺ断面において、鉛直方向Ｚの高さ１０ｚが水平方向Ｙの幅１０ｙよりも大きくなるように形成されている。同様に、第２部材１０ＲのＹＺ断面は、水平方向Ｙの幅１０ｙよりも鉛直方向Ｚの高さ１０ｚが大きくなるように形成されている。１０ｙと１０ｚとの比は、例えば、０．５：５０〜４０：５０であり、好ましくは、１：５０〜２５：５０であり、より好ましくは、２：５０〜４：５０である。

【0024】

図３に示した例では、第１及び第２部材１０Ｌ，１０Ｒの各々が、平板状の導電体で構成され、鉛直方向Ｚにおいて連続している。図３に示すように、平板状の導電体は、主面が水平方向（左右方向）に向き、端面が鉛直方向（上下方向）に向くように配置されている。導電体の一例は、板厚（ＹＺ断面の水平方向Ｙの幅１０ｙ）が３ｍｍ、幅（鉛直方向Ｚの高さ１０ｚ）が５０ｍｍの長尺の銅板である。

【0025】

図４に示した例では、第１及び第２部材１０Ｌ，１０Ｒの各々が、複数の導電体で構成され、鉛直方向Ｚにおいて不連続である。図４に示すように、第１及び第２部材１０Ｌ，１０ＲのＹＺ断面は、鉛直方向Ｚにおいて最も上に位置した導電体の上端から最も下に位置した導電体の下端までの高さ１０ｚが水平方向Ｙの幅１０ｙよりも大きくなるように形成されている。

【0026】

各々の導電体は、鉛直方向Ｚに並べられた電線や金属管であり、延在方向Ｘに沿って平行に延在している。隣り合う導電体の間には、隙間があってもよいし、隙間がなくてもよい。各々の導電体は、塩化ビニール樹脂等の絶縁材で被覆されていてもよいし、被覆されていなくてもよい。

【0027】

図３及び図４に示された平行二線路１０は、回転する円盤状の刃で路面を切断するコンクリートカッター等を用いる簡易な工事で地中に埋設することができる。平行二線路１０の埋設方法について一例を説明すると、コンクリートカッターを用いて互いに平行な二条の溝を路面に形成することにより、鉛直方向Ｚの深さが水平方向Ｙの幅よりも大きい溝を形成できる。各々の溝に金属板を挿入すれば、図３に示された平行二線路１０を地中に埋設できる。各々の溝に複数の電線又は金属管を挿入すれば、図４に示された平行二線路１０を地中に埋設できる。なお、導電体を地中から絶縁する手順は、導電体の外面を絶縁材で被覆してから溝に挿入してもよいし、溝の内面を絶縁材で被覆してから導電体を溝に挿入してもよい。

【0028】

以上のように構成された本実施形態の送電装置２は、鉛直方向Ｚの高さ１０ｚが水平方向Ｙの幅１０ｙよりも大きい第１及び第２部材１０Ｌ，１０Ｒで構成された平行二線路１０を備えている。本実施形態によれば、送電側のカプラが水平方向Ｙにおいて幅広のコイルや平板電極ではなく、水平方向Ｙにおいて幅狭の平行二線路１０であるため、タイヤＴに押圧される面積が小さくタイヤＴからの荷重を受けにくい。路面を広く浅くそぎ落とす必要がないため、コンクリートカッターを用いて簡易に地中に埋設することができる。

【0029】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0030】

１…非接触給電システム、２…送電装置、３…受電装置、４…電源装置、５…コイル、６…負荷、１０……平行二線路、１０Ｌ…第１部材、１０Ｒ…第２部材、１０ｙ…幅、１０ｚ…高さ、Ｔ…タイヤ、Ｘ…延在方向、Ｙ…ＹＺ断面の水平方向、Ｚ…鉛直方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】