特開 2022-158383 無線受電装置、無線送電装置、及び無線電力伝送システム

(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】P2022158383

(43)【公開日】2022-10-17

(54)【発明の名称】無線受電装置、無線送電装置、及び無線電力伝送システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/05 20160101AFI20221006BHJP

【ＦＩ】

H02J50/05

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021063239

(22)【出願日】2021-04-02

(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】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(72)【発明者】

【氏名】木下 岳

(72)【発明者】

【氏名】東 純史

(72)【発明者】

【氏名】内野 直孝

(72)【発明者】

【氏名】和城 賢典

(57)【要約】

【課題】電極を収容する筐体をより薄型化できる無線受電装置、無線送電装置、及び無線電力伝送システムを提供すること。
【解決手段】無線電力伝送システム１００は、電界結合方式による電力の送電が可能な無線送電装置１と、無線送電装置１から伝送される電力を受電可能な無線受電装置２と、を備え、無線送電装置１は、送電側電極１０と、送電側電極１０に電気的に接続される送電側コイルＬ１と、送電側電極１０を収容する送電側第１筐体１１０と、送電側コイルＬ１を収容する送電側第２筐体１２０と、を備え、無線受電装置２は、受電側電極２０と、受電側電極２０に電気的に接続される受電側コイルＬ２と、受電側電極２０を収容する受電側第１筐体１３０と、受電側コイルＬ２を収容する受電側第２筐体１４０と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

受電側電極と、
前記受電側電極に電気的に接続される受電側コイルと、
前記受電側電極を収容する受電側第１筐体と、
前記受電側コイルを収容する受電側第２筐体と、を備え、電界結合方式による電力の受電が可能な無線受電装置。

【請求項2】

前記受電側第２筐体は、前記受電側第１筐体よりも導電性及び熱伝導性が高い請求項１に記載の無線受電装置。

【請求項3】

前記受電側第２筐体は、前記受電側電極と前記受電側コイルを接続する伝送線が挿通する挿通孔を備え、
前記挿通孔の周縁部は、少なくとも前記挿通孔の軸方向両端が曲面状に形成される請求項２に記載の無線受電装置。

【請求項4】

前記挿通孔は、前記伝送線に沿って延びるように形成され、
前記挿通孔の軸方向の長さは、前記挿通孔が形成される面の厚みよりも長い請求項３に記載の無線受電装置。

【請求項5】

送電側電極と、
前記送電側電極に電気的に接続される送電側コイルと、
前記送電側電極を収容する送電側第１筐体と、
前記送電側コイルを収容する送電側第２筐体と、を備え、電界結合方式による電力の送電が可能な無線送電装置。

【請求項6】

前記送電側第２筐体は、前記送電側第１筐体よりも導電性及び熱伝導性が高い請求項５に記載の無線送電装置。

【請求項7】

前記送電側第２筐体は、前記送電側電極と前記送電側コイルを接続する伝送線が挿通する挿通孔を備え、
前記挿通孔の周縁部は、少なくとも前記挿通孔の軸方向両端が曲面状に形成される請求項６に記載の無線送電装置。

【請求項8】

前記挿通孔は、前記伝送線に沿って延びるように形成され、
前記挿通孔の軸方向の長さは、前記挿通孔が形成される面の厚みよりも長い請求項７に記載の無線送電装置。

【請求項9】

電界結合方式による電力の送電が可能な無線送電装置と、
前記無線送電装置から伝送される電力を受電可能な無線受電装置と、を備え、
前記無線送電装置は、
送電側電極と、
前記送電側電極に電気的に接続される送電側コイルと、
前記送電側電極を収容する送電側第１筐体と、
前記送電側コイルを収容する送電側第２筐体と、を備え、
前記無線受電装置は、
受電側電極と、
前記受電側電極に電気的に接続される受電側コイルと、
前記受電側電極を収容する受電側第１筐体と、
前記受電側コイルを収容する受電側第２筐体と、を備える無線電力伝送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線受電装置、無線送電装置、及び無線電力伝送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、携帯電話や電気自動車などの普及に伴い、無線で電力を供給する無線電力伝送システムの開発が積極的になされている。例えば、特許文献１～特許文献３には、筐体内に収容される電極とコイルを有する無線送電装置や無線受電装置を備える無線電力伝送システムが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１３／０４６３６６号

【特許文献2】特開２０１６－１１５７８９号公報

【特許文献3】特許第５７８６９４９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、電界結合方式を用いた無線電力伝送システムでは、電極の面積を大きくすれば伝送効率は向上するものの、電極を収容する筐体が大型化してしまう。例えば、装置の配置スペースが限られている機器や電気自動車等の移動体等にこの無線電力伝送システムを適用する場合は、電極を収容する筐体をより小型化することが望ましい。特許文献１～特許文献３の技術では電極を収容する筐体の厚みをより薄くするという点で改善の余地があった。

【0005】

本発明は、電極を収容する筐体をより薄型化できる無線受電装置、無線送電装置、及び無線電力伝送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】

【0006】

本発明は、受電側電極と、前記受電側電極に電気的に接続される受電側コイルと、前記受電側電極を収容する受電側第１筐体と、前記受電側コイルを収容する受電側第２筐体と、を備え、電界結合方式による電力の受電が可能な無線受電装置に関する。

【0007】

前記受電側第２筐体は、前記受電側第１筐体よりも導電性及び熱伝導性が高くてもよい。

【0008】

前記受電側第２筐体は、前記受電側第１筐体側の面に形成され、前記受電側電極と前記受電側コイルを接続する伝送線が挿通する挿通孔を備え、前記挿通孔の周縁部は、少なくとも前記挿通孔の軸方向両端が曲面状に形成されてもよい。

【0009】

前記挿通孔は、前記伝送線に沿って延びるように形成され、前記挿通孔の軸方向の長さは、前記挿通孔が形成される面の厚みよりも長くてもよい。

【0010】

また本発明は、送電側電極と、前記送電側電極に電気的に接続される送電側コイルと、前記送電側電極を収容する送電側第１筐体と、前記送電側コイルを収容する送電側第２筐体と、を備え、電界結合方式による電力の送電が可能な無線送電装置に関する。

【0011】

前記送電側第２筐体は、前記送電側第１筐体よりも導電性及び熱伝導性が高くてもよい。

【0012】

前記送電側第２筐体は、前記送電側第１筐体側の面に形成され、前記送電側電極と前記送電側コイルを接続する伝送線が挿通する挿通孔を備え、前記挿通孔の周縁部は、少なくとも前記挿通孔の軸方向両端が曲面状に形成されてもよい。

【0013】

前記挿通孔は、前記伝送線に沿って延びるように形成され、前記挿通孔の軸方向の長さは、前記挿通孔が形成される面の厚みよりも長くてもよい。

【0014】

また本発明は、電界結合方式による電力の送電が可能な無線送電装置と、前記無線送電装置から伝送される電力を受電可能な無線受電装置と、を備え、前記無線送電装置は、送電側電極と、前記送電側電極に電気的に接続される送電側コイルと、前記送電側電極を収容する送電側第１筐体と、前記送電側コイルを収容する送電側第２筐体と、を備え、前記無線受電装置は、受電側電極と、前記受電側電極に電気的に接続される受電側コイルと、前記受電側電極を収容する受電側第１筐体と、前記受電側コイルを収容する受電側第２筐体と、を備える無線電力伝送システムに関する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、電極を収容する筐体をより薄型化できる無線受電装置、無線送電装置、及び無線電力伝送システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る無線電力伝送システムを示す構成図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る無線電力伝送システムの回路構成の模式図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る無線電力伝送システムを図１に示すＸＺ平面で切断した断面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る無線受電装置の挿通孔及びその近傍の拡大断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る無線受電装置の挿通孔及びその近傍の拡大断面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る無線受電装置の第１変形例の挿通孔及びその近傍の拡大断面図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る無線受電装置の第２変形例の挿通孔及びその近傍の拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（実施の形態）
以下、本発明の実施形態に係る無線電力伝送システムについて説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものでない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本発明は、各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものでない。なお、図に示す直交座標系ＸＹＺにおいて、電極平面に平行な一方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向に直交する平面内の方向をＹ軸方向、電極平面と直交する方向をＺ軸方向とする。

【0018】

まず、本実施形態に係る無線電力伝送システム１００の全体的な構成について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、無線電力伝送システム１００の構成図である。図２は、無線電力伝送システム１００の回路構成の模式図である。

【0019】

無線電力伝送システム１００は、無線送電装置１と無線受電装置２を備える。無線電力伝送システム１００は、無線送電装置１と無線受電装置２を近接させた状態で電力を伝送するシステムであってもよく、受入側カプラの一対の電極間に挿入側カプラの一対の電極を挿入した状態で電力を伝送するスロットイン方式のカプラであってもよい。本実施形態では、無線送電装置１が駐車スペースの地面に設けられ、無線受電装置２が電気自動車等の移動体に搭載され、該駐車スペースに駐車中の該移動体に無線で電力を伝送するシステムを例に説明する。なお、本実施形態では、無線送電装置１が地面に設けられ、無線受電装置２が該地面の上に駐車した移動体に搭載されるので、Ｚ軸方向は上下方向となる。

【0020】

無線送電装置１について説明する。無線送電装置１は、送電側電極１０と、送電側コイルＬ１と、伝送線３０である伝送線３１～３４と、電源３と、送電側第１筐体１１０と、送電側第２筐体１２０と、を備える。なお、図１において、送電側第１筐体１１０、送電側第２筐体１２０、後述する受電側第１筐体１３０、及び受電側第２筐体１４０は一点鎖線で図示されている。

【0021】

送電側電極１０は、平板状の送電側第１電極１１と、平板状の送電側第２電極１２を有する。送電側第１電極１１と送電側第２電極１２は、同一平面上（図１ではＸＹ平面上）に間隔を空けて配置される。

【0022】

送電側コイルＬ１は、送電側電極１０に電気的に接続される。送電側コイルＬ１は、送電側第１コイルＬ１１と、送電側第２コイルＬ１２を有する。

【0023】

送電側第１コイルＬ１１は、図１及び図２に示すように、伝送線３１を介して送電側第１電極１１に接続される。即ち、伝送線３１は、送電側第１電極１１と送電側第１コイルＬ１１を接続する。

【0024】

送電側第２コイルＬ１２は、図１及び図２に示すように、伝送線３２を介して送電側第２電極１２に接続される。即ち、伝送線３２は、送電側第２電極１２と送電側第２コイルＬ１２を接続する。

【0025】

電源３は、送電側コイルＬ１及び送電側電極１０に対して交流電力を供給する交流電源である。電源３は、端子４，５を有する。図２に示すように、端子４には、伝送線３３が接続される。伝送線３３の端子４が接続される側とは反対側の端部には、送電側第１コイルＬ１１が接続される。即ち、図１及び図２に示すように、送電側第１電極１１は、伝送線３１、送電側第１コイルＬ１１、伝送線３３をこの順に介して電源３に接続される。一方、端子５には、伝送線３２が接続される。伝送線３２の端子５が接続される側とは反対側の端部には、送電側第２コイルＬ１２が接続される。即ち、図１及び図２に示すように、送電側第２電極１２は、伝送線３２、送電側第２コイルＬ１２、伝送線３４をこの順に介して電源３に接続される。電源３から送出された電力は、伝送線３０、送電側コイルＬ１を介して送電側電極１０に伝送される。

【0026】

送電側第１筐体１１０は、箱状であり、送電側電極１０を収容する。送電側第２筐体１２０は、箱状であり、送電側コイルＬ１と、電源３を収容する。送電側第２筐体１２０は、送電側第１筐体１１０に隣接する位置に配置される。本実施形態では、送電側第１筐体１１０と送電側第２筐体１２０は互いに接続される。送電側第１筐体１１０と送電側第２筐体１２０の構成については後述する。

【0027】

無線受電装置２について説明する。無線受電装置２は、受電側電極２０と、受電側コイルＬ２と、伝送線４０である伝送線４１～４４と、受電側第１筐体１３０と、受電側第２筐体１４０を備え、負荷６に接続される。負荷６とは、例えば蓄電池であり、産業機器や携帯電子機器等に採用されている。産業機器としては、電気自動車、携帯電子機器としては、ラップトップパソコン、スマートフォン、携帯音楽プレーヤ等が挙げられる。

【0028】

受電側電極２０は、平板状の受電側第１電極２１と、平板状の受電側第２電極２２を有する。受電側第１電極２１と受電側第２電極２２は、同一平面上（図１ではＸＹ平面上）に間隔を空けて配置される。

【0029】

受電側コイルＬ２は、受電側電極２０に電気的に接続される。受電側コイルＬ２は、受電側第１コイルＬ２１と、受電側第２コイルＬ２２を有する。

【0030】

受電側第１コイルＬ２１は、図１及び図２に示すように、伝送線４１を介して受電側第１電極２１に接続される。即ち、伝送線４１は、受電側第１電極２１と受電側第１コイルＬ２１を接続する。

【0031】

受電側第２コイルＬ２２は、図１及び図２に示すように、伝送線４２を介して受電側第２電極２２に接続される。即ち、伝送線４２は、受電側第２電極２２と受電側第２コイルＬ２２を接続する。

【0032】

負荷６は、端子７，８を有する。図２に示すように、端子７には、伝送線４３が接続される。伝送線４３の端子７が接続される側とは反対側の端部には、受電側第１コイルＬ２１が接続される。即ち、図１及び図２に示すように、受電側第１電極２１は、伝送線４１、受電側第１コイルＬ２１、伝送線４３をこの順に介して負荷６に接続される。一方、端子８には、伝送線４４が接続される。伝送線４４の端子８が接続される側とは反対側の端部には、受電側第２コイルＬ２２が接続される。即ち、図１及び図２に示すように、受電側第２電極２２は、伝送線４２、受電側第２コイルＬ２２、伝送線４４をこの順に介して負荷６に接続される。

【0033】

受電側第１筐体１３０は、箱状であり、受電側電極２０を収容する。受電側第２筐体１４０は、箱状であり、受電側コイルＬ２と、負荷６を収容する。受電側第２筐体１４０は、受電側第１筐体１３０に隣接する位置に配置される。本実施形態では、受電側第１筐体１３０と受電側第２筐体１４０は互いに接続される。受電側第１筐体１３０及び受電側第２筐体１４０の詳細な構成については後述する。

【0034】

図１に示すように、送電側電極１０と受電側電極２０が互いに対向するように間隔を空けて配置することで、無線送電装置１から無線受電装置２に電界結合方式による電力の伝送が可能な状態となる。この電界結合方式による電力の伝送時において、無線送電装置１の送電側電極１０に伝送された電力は、無線受電装置２の受電側電極２０に伝送される。受電側電極２０に伝送された電力は、伝送線４０及び受電側コイルＬ２を介して負荷６に伝送される。

【0035】

次に、無線電力伝送システム１００の電界結合方式による電力の伝送の詳細について図２を参照しながら説明する。

【0036】

送電側電極１０と受電側電極２０が互いに対向した状態で電源３から電力が伝送されると、送電側第１電極１１と受電側第１電極２１の間に容量Ｃ_ｍ１が形成され、送電側第２電極１２と受電側第２電極２２の間に容量Ｃ_ｍ２が形成される。電源３からは交流電力が伝送されるので、容量Ｃ_ｍ１及び容量Ｃ_ｍ２に電荷は溜められ、あるいは放出されることで無線送電装置１から無線受電装置２に電力が伝送され、負荷６に電力が供給される。具体的には、電源３からプラス電圧が送出されて、送電側第１電極１１に電源３からのプラス電荷が蓄積されると、容量Ｃ_ｍ１を介して受電側第１電極２１にマイナス電荷が誘起される。そして、マイナス電圧が無線受電装置２に伝達される。電源３からマイナス電圧が送出されて、送電側第１電極１１に電源３からのマイナス電荷が蓄積されると、容量Ｃ_ｍ１を介して受電側第１電極２１にプラス電荷が誘起される。そして、プラス電圧が無線受電装置２に伝達される。そして、交流電力が無線受電装置２に伝達されることとなる。送電側第２電極１２と受電側第２電極２２との間においても同様に交流電力が伝達される。即ち、送電側コイルＬ１や受電側コイルＬ２、容量Ｃ_ｍ１、容量Ｃ_ｍ２等によって共振回路を形成し、電界結合方式によって電力を伝送している。以上のように、無線送電装置１から伝送される電力は、容量Ｃ_ｍ１および容量Ｃ_ｍ２を通して、無線受電装置２に伝達される。

【0037】

次に、無線受電装置２の受電側第１筐体１３０及び受電側第２筐体１４０と、無線送電装置１の送電側第１筐体１１０及び送電側第２筐体１２０の詳細な構成について図１及び図３を参照しながら説明する。図３は、無線電力伝送システム１００を図１に示すＸＺ平面で切断した断面図である。

【0038】

まず、無線受電装置２の受電側第１筐体１３０及び受電側第２筐体１４０の構成について説明する。

【0039】

本実施形態の無線受電装置２は、移動体の底部に配置される。具体的には、受電側第２筐体１４０は移動体の内部に位置する。一方で、受電側第１筐体１３０は、給電時に受電側電極２０と無線送電装置１の送電側電極１０の間で容量Ｃ_ｍ１，Ｃ_ｍ２を形成させる必要があるので移動体の最下部又はその近傍に位置する。

【0040】

受電側第１筐体１３０は、受電側電極２０を保持する電極保持板１３１と、電極保持板１３１に対向する第１隣接板１３２と、電極保持板１３１から第１隣接板１３２に延びる側板１３３を含んで構成される。電極保持板１３１、第１隣接板１３２、及び側板１３３に囲まれる内部空間１３４には、受電側第１電極２１と、受電側第２電極２２と、伝送線４１，４２の一部が配置される。

【0041】

電極保持板１３１は、無線送電装置１からの電力の受電時に、送電側第１電極１１及び送電側第２電極１２に対向する面である。図３に示すように、電極保持板１３１の内側面には、受電側第１電極２１及び受電側第２電極２２が間隔を空けて取り付けられる。電極保持板１３１は、容量Ｃ_ｍ１，Ｃ_ｍ２を形成させるために、絶縁性の非金属等であることが好ましい。本実施形態の受電側第１筐体１３０は樹脂製である。

【0042】

第１隣接板１３２は、受電側第２筐体１４０に隣接する面である。第１隣接板１３２には、伝送線４０が挿通する挿通孔７０である挿通孔７１，７２が形成される。具体的には、図３に示すように、第１隣接板１３２には、伝送線４１が挿通する挿通孔７１と、伝送線４２が挿通する挿通孔７２が間隔を空けて形成される。

【0043】

受電側第２筐体１４０は、第１隣接板１３２に隣接する第２隣接板１４１と、第２隣接板１４１に対向する天面１４２と、第２隣接板１４１から天面１４２に延びる側板１４３を含んで構成される。第２隣接板１４１、天面１４２、及び側板１４３に囲まれる内部空間１４４には、受電側コイルＬ２と、伝送線４１，４２の一部と、伝送線４３，４４と、負荷６が配置される。

【0044】

第２隣接板１４１は、受電側第１筐体１３０の第１隣接板１３２と接続される。図３に示すように、第２隣接板１４１には、伝送線４０が挿通する挿通孔８０である挿通孔８１，８２が形成される。具体的には、図３に示すように、第２隣接板１４１には、伝送線４１が挿通する挿通孔８１と、伝送線４２が挿通する挿通孔８２が形成される。挿通孔８１は、その中心軸が挿通孔７１の中心軸と略一致する位置に形成される。挿通孔８２は、その中心軸が挿通孔７２の中心軸と略一致する位置に形成される。

【0045】

本実施形態では、受電側の電界結合方式の電気回路を構成する受電側電極２０と受電側コイルＬ２がそれぞれ異なる筐体に収容されている。この構成により、給電時に送電側電極１０と対向させる必要がある受電側電極２０を収容する受電側第１筐体１３０の厚みｄ１をより薄くできる。

【0046】

また、受電側第２筐体１４０は、受電側第１筐体１３０よりも導電性及び熱伝導性が高いことが好ましい。本実施形態の受電側第２筐体１４０は金属製である。本実施形態の受電側第２筐体１４０は、移動体とは別体であり、移動体の内部に配置されるが、移動体自体であってもよい。

【0047】

本実施形態では、受電側コイルＬ２を収容する受電側第２筐体１４０が金属製であり、導電性を有するので、受電側コイルＬ２から発生するノイズを遮蔽できる。また、受電側第２筐体１４０は高い熱伝導性を有するので、受電側コイルＬ２から発生する熱を外部に逃がすことができ、受電側コイルＬ２の発熱による伝送効率の低下や受電側第２筐体１４０自体の変形等を抑制できる。

【0048】

次に、受電側第２筐体１４０に形成される挿通孔８０の詳細な構造について図４を参照しながら説明する。図４は、図３に示す二点鎖線で囲まれた領域Ａにおける無線受電装置２の挿通孔８０及びその近傍の拡大断面図である。図４では伝送線４１に交流電流が流れている状態を示している。なお、挿通孔８０の挿通孔８１と挿通孔８２は同様の構造であり、図４に示す挿通孔８１について説明し、挿通孔８２についての説明は省略する。

【0049】

図４に示すように、挿通孔８１の周縁部８１１は、少なくとも挿通孔８１の軸方向ＤＸの両端である端部８１２，８１３が曲面状に形成される。具体的には、本実施形態では、挿通孔８１は、軸方向ＤＸの両側に向かうに従って拡径するように形成される。言い換えれば、第２隣接板１４１に形成される挿通孔８１の周縁部８１１は、軸方向ＤＸの両側に向かうに従って挿通孔８１の中心軸から離れるように形成される。

【0050】

ここで、受電側第２筐体１４０が高い導電性を有する場合において、挿通孔８１の周縁部８１１に生じる電界集中について説明する。図５は、軸方向ＤＸにおいて径が一定である挿通孔８１’及びその近傍の拡大断面図である。図５に示す挿通孔８１’の周縁部８１１’における軸方向ＤＸの両端である端部８１２’，８１３’は、断面視において第２隣接板１４１’の内部空間１４４側の面に対して略直角に形成される。受電側第２筐体１４０’の導電性が高く、挿通孔８１’が図５の形状である場合、伝送線４１に電流が流れると周縁部８１１’における端部８１２’、８１３’に電界が集中し易い。

【0051】

これに対して、本実施形態では、図４に示すように周縁部８１１の端部８１２，８１３が曲面状に形成されている。この構成により、受電側第２筐体１４０の導電性が高い場合であっても、周縁部８１１の端部８１２，８１３に発生する電界集中を抑制できる。よって、受電側コイルＬ２から発生するノイズを受電側第２筐体１４０内で遮蔽しつつ、受電側電極２０が収容される受電側第１筐体１３０へ伝送線４０を挿通させるための挿通孔８０に生じる電界集中の抑制できる。

【0052】

次に、無線送電装置１の送電側第１筐体１１０及び送電側第２筐体１２０について説明する。本実施形態の無線送電装置１は、移動体の駐車スペースに設けられる。具体的には、無線送電装置１は、送電側第１筐体１１０が送電側第２筐体１２０の上方に位置するように駐車スペースの地面に設置される。

【0053】

送電側第１筐体１１０は、送電側電極１０を保持する電極保持板１１１と、電極保持板１１１に対向する第１隣接板１１２と、電極保持板１１１から第１隣接板１１２に延びる側板１１３を含んで構成される。電極保持板１１１、第１隣接板１１２、及び側板１１３に囲まれる内部空間１１４には、送電側第１電極１１と、送電側第２電極１２と、伝送線３１，３２の一部が配置される。

【0054】

電極保持板１１１は、無線受電装置２への電力の送電時に、受電側第１電極２１及び受電側第２電極２２に対向する面である。図３に示すように、電極保持板１１１の内側面には、送電側第１電極１１及び送電側第２電極１２が間隔を空けて取り付けられる。電極保持板１１１は、容量Ｃ_ｍ１、Ｃ_ｍ２を形成させるために、絶縁性の非金属等であることが好ましい。本実施形態の送電側第１筐体１１０は樹脂製である。

【0055】

第１隣接板１１２は、送電側第２筐体１２０に隣接する面である。第１隣接板１１２には、伝送線３０が挿通する挿通孔５０である挿通孔５１，５２が形成される。具体的には、図３に示すように、第１隣接板１１２には、伝送線３１が挿通する挿通孔５１と、伝送線３２が挿通する挿通孔５２が間隔を空けて形成される。

【0056】

送電側第２筐体１２０は、第１隣接板１１２に隣接する第２隣接板１２１と、第２隣接板１２１に対向する底面１２２と、第１隣接板１１２から底面１２２に延びる側板１２３を含んで構成される。第２隣接板１２１、底面１２２、及び側板１２３に囲まれる内部空間１２４には、送電側コイルＬ１と、伝送線３１，３２の一部と、伝送線３３，３４と、電源３が配置される。

【0057】

第２隣接板１２１は、送電側第１筐体１１０の第１隣接板１１２と接続される。図３に示すように、第２隣接板１２１には、伝送線３０が挿通する挿通孔６０である挿通孔６１，６２が形成される。具体的には、図３に示すように、第２隣接板１２１には、伝送線３１が挿通する挿通孔６１と、伝送線３２が挿通する挿通孔６２が形成される。挿通孔６１は、その中心軸が挿通孔５１の中心軸と略一致する位置に形成される。挿通孔６２は、その中心軸が挿通孔５２の中心軸と略一致する位置に形成される。なお、挿通孔６０の構造は、上述した挿通孔８０の構造と同様であり、その説明を省略する。

【0058】

本実施形態では、送電側の電界結合方式の電気回路を構成する送電側電極１０と送電側コイルＬ１がそれぞれ異なる筐体に収容されている。この構成により、給電時に受電側電極２０と対向させる必要がある送電側電極１０を収容する送電側第１筐体１１０の厚みｄ２をより薄くできる。

【0059】

また、送電側第２筐体１２０は、送電側第１筐体１１０よりも導電性及び熱伝導性が高いことが好ましい。本実施形態の送電側第２筐体１２０は金属製である。

【0060】

上記実施形態においては、受電側第２筐体１４０に形成される挿通孔８０の構成について次のような変形例を採用することができる。上記説明を援用しつつ、変形例の挿通孔の構成について説明する。なお、以下の説明において、受電側第２筐体１４０と対応する構成については同一の規則性を有して対応する符号を付す。その説明が省略されたり、援用されたりする場合がある。また、送電側第２筐体１２０に形成される挿通孔６０の構成についても受電側第２筐体１４０の以下変形例と同様の構成を適用できる。

【0061】

まず、第１変形例について、図６を参照しながら説明する。図６は第１変形例に係る受電側第２筐体１４０Ａの挿通孔８０Ａ及びその近傍を示す断面図である。

【0062】

受電側第２筐体１４０Ａは、挿通孔８０Ａの構成が受電側第２筐体１４０と主に異なる。

【0063】

図６に示すように、挿通孔８１Ａは、第２隣接板１４１Ａに形成され、伝送線４０が挿通する。また、挿通孔８１Ａの軸方向ＤＸの長さｄ４は、挿通孔８０Ａが形成される第２隣接板１４１Ａの厚みｄ３よりも長く形成される。

【0064】

挿通孔８１Ａは、第２隣接板１４１Ａを貫通する貫通孔８１４と、第２隣接板１４１Ａの両側の面に形成され、貫通孔８１４の周縁から第２隣接板１４１Ａから離れる方向に延びる円筒部８１５，８１６と、から構成される。円筒部８１５，８１６は、第２隣接板１４１Ａから離れるにつれて拡径するように形成される。このため、挿通孔８０Ａの周縁部８１１Ａは、軸方向ＤＸの両端である端部８１２Ａ，８１３Ａが曲面状に形成される。

【0065】

第１変形例の挿通孔８０Ａは例えば以下の方法によって形成してもよい。まず、第２隣接板１４１Ａに貫通孔８１４を形成する。そして、貫通孔８１４と略等しい内径の筒状部材を貫通孔８１４の同軸上に位置するように第２隣接板１４１Ａの両側の面に接続する。そして、該筒状部材の第２隣接板１４１Ａとは反対側の端部を筒状部材が拡径する方向に折り曲げることで第２隣接板１４１Ａから離れるにつれて拡径する円筒部８１５，８１６が形成される。

【0066】

次に、第２変形例について、図７を参照しながら説明する。図７は第２変形例に係る受電側第２筐体１４０Ｂの挿通孔８０Ｂ及びその近傍を示す断面図である。

【0067】

受電側第２筐体１４０Ｂは、挿通孔８０Ｂの構成が受電側第２筐体１４０と主に異なる。

【0068】

図７に示すように、挿通孔８１Ｂは、第２隣接板１４１Ｂに形成され、伝送線４０が挿通する。挿通孔８１Ｂは、伝送線４０に沿って延びるように形成される。挿通孔８１Ｂの軸方向ＤＸの長さｄ４は、挿通孔８１Ｂが形成される第２隣接板１４１Ｂの厚みｄ３よりも長く形成される。また、挿通孔８１Ｂの周縁部８１１Ｂは、軸方向ＤＸの両端である端部８１２Ｂ，８１３Ｂが曲面状に形成される。

【0069】

具体的には、挿通孔８１Ｂは、第２隣接板１４１Ｂを貫通する貫通孔８１４Ｂと、第２隣接板１４１Ｂの両側の面に形成され、貫通孔８１４Ｂの周縁から第２隣接板１４１Ｂから離れる方向に延びる円筒部８１５Ｂ，８１６Ｂと、から構成される。

【0070】

円筒部８１５Ｂ，８１６Ｂは、第２隣接板１４１Ｂ側ではその径が一定であり、軸方向ＤＸにおける第２隣接板１４１Ｂとは反対側では第２隣接板１４１Ｂから離れるにつれて拡径する。即ち、挿通孔８１Ｂは、その径が軸方向ＤＸの中央側において一定であり、軸方向ＤＸの両側において第２隣接板１４１Ｂから離れるにつれて拡径する。また、図７に示すように、円筒部８１５，８１６Ｂの第２隣接板１４１Ｂ側における径が一定の範囲の軸方向ＤＸの長さｄ５は、第２隣接板１４１Ｂの厚みｄ３よりも長い。

【0071】

挿通孔８１Ｂが軸方向ＤＸにおいて第２隣接板１４１Ｂの厚みｄ３よりも長く一定の径で伝送線４０に沿って延びるように形成されるので、伝送線４０から外部へ放射されるノイズを遮断できる。

【0072】

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。

【0073】

本実施形態に係る無線受電装置２は、受電側電極２０と、受電側電極２０に電気的に接続される受電側コイルＬ２と、受電側電極２０を収容する受電側第１筐体１３０と、受電側コイルＬ２を収容する受電側第２筐体１４０と、を備え、電界結合方式による電力の受電が可能である。

【0074】

これにより、受電側の電界結合方式の電気回路を構成する受電側電極２０と受電側コイルＬ２がそれぞれ異なる筐体に収容されているので、受電側第１筐体１３０の厚みｄ１をより薄くできる。例えば、上記実施形態のように無線受電装置２を移動体の底部に搭載する場合は、給電時に送電側電極１０と対向させる必要がある受電側電極２０を収容する受電側第１筐体１３０をより薄型化できるので、移動体の地上高の低下を抑制できる。

【0075】

また、本実施形態に係る無線受電装置２において、受電側第２筐体１４０は、受電側第１筐体１３０よりも導電性及び熱伝導性が高い。

【0076】

これにより、より導電性及び熱伝導性が高い筐体に受電側コイルＬ２を収容するので、受電側コイルＬ２の発熱による伝送効率の低下、筐体の変形等を抑制できるとともに、受電側コイルから発生するノイズの外部への漏れを抑制できる。

【0077】

また、本実施形態に係る無線受電装置２において、受電側第２筐体１４０は、受電側第１筐体１３０側の第２隣接板１４１に形成され、受電側電極２０と受電側コイルＬ２を接続する伝送線４１，４２が挿通する挿通孔８０を備え、挿通孔８０の周縁部８１１は、少なくとも挿通孔８０の軸方向ＤＸの両端８１２，８１３が曲面状に形成される。

【0078】

これにより、受電側第２筐体１４０の導電性が高い場合であっても、伝送線４１，４２が挿通される挿通孔８０の周縁部８１１の端部８１２，８１３が湾曲しているので、挿通孔の両端に発生する電界集中を抑制できる。

【0079】

また、本実施形態に係る無線受電装置２において、挿通孔８０は、伝送線４１，４２に沿って延びるように形成され、挿通孔８０の軸方向ＤＸの長さは、挿通孔８０が形成される第２隣接板１４１の厚みよりも長い。

【0080】

これにより、伝送線４０から発生するノイズの外部への放射を抑制できる。

【0081】

本実施形態に係る無線送電装置１は、送電側電極１０と、送電側電極１０に電気的に接続される送電側コイルＬ１と、送電側電極１０を収容する送電側第１筐体１１０と、送電側コイルＬ１を収容する送電側第２筐体１２０と、を備え、電界結合方式による電力の送電が可能である。

【0082】

これにより、送電側の電界結合方式の電気回路を構成する送電側電極１０と送電側コイルＬ１がそれぞれ異なる筐体に収容されているので、送電側第１筐体１１０の厚みｄ２をより薄くできる。例えば、上記実施形態のように無線送電装置１を地面に設ける場合は、給電時に受電側電極２０と対向させる必要がある送電側電極１０を収容する送電側第１筐体１１０をより薄型化できるので、地面からの突出する無線送電装置１の高さを抑制できる。

【0083】

また、本実施形態に係る無線送電装置１において、送電側第２筐体１２０は、送電側第１筐体１１０よりも導電性及び熱伝導性が高い。

【0084】

これにより、より導電性及び熱伝導性が高い筐体に受電側コイルを収容するので、送電側コイルの発熱による伝送効率の低下、筐体の変形等を抑制できるとともに、送電側コイルから発生するノイズの外部への漏れを抑制できる。

【0085】

また、本実施形態に係る無線送電装置１において、送電側第２筐体１２０は、送電側第１筐体１１０側の第２隣接板１２１に形成され、送電側電極１０と送電側コイルＬ１を接続する伝送線３０が挿通する挿通孔６０を備え、挿通孔６０の周縁部は、少なくとも挿通孔６０の軸方向両端が曲面状に形成される。

【0086】

これにより、送電側第２筐体１２０の導電性が高い場合であっても、伝送線３１，３２が挿通される挿通孔６０の周縁部の軸方向両端が湾曲しているので、挿通孔６０の両端に発生する電界集中を抑制できる。

【0087】

また、本実施形態に係る無線送電装置１において、挿通孔６０は、伝送線３０に沿って延びるように形成され、挿通孔６０の軸方向ＤＸの長さは、挿通孔６０が形成される面の厚みよりも長い。

【0088】

これにより、伝送線３０から発生するノイズの外部への放射を抑制できる。

【0089】

本実施形態に係る無線電力伝送システム１００は、電界結合方式による電力の送電が可能な無線送電装置１と、無線送電装置１から伝送される電力を受電可能な無線受電装置２と、を備え、無線送電装置１は、送電側電極１０と、送電側電極１０に電気的に接続される送電側コイルＬ１と、送電側電極１０を収容する送電側第１筐体１１０と、送電側コイルＬ１を収容する送電側第２筐体１２０と、を備え、無線受電装置２は、受電側電極２０と、受電側電極２０に電気的に接続される受電側コイルＬ２と、受電側電極２０を収容する受電側第１筐体１３０と、受電側コイルＬ２を収容する受電側第２筐体１４０と、を備える。

【0090】

これにより、送電側電極１０を収容する送電側第１筐体１１０と受電側電極２０を収容する受電側第１筐体１３０をより薄型化できる。

【0091】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限るものではない。

【0092】

上記実施形態では、送電側第１筐体１１０は樹脂製であったが、送電側電極１０を保持する電極保持板１１１のみを樹脂製とし、その他の面を金属製としてもよい。また、受電側第１筐体１３０も同様に、受電側電極２０を保持する電極保持板１３１のみを樹脂製とし、その他の面を金属製としてもよい。

【0093】

上記実施形態では、送電側第２筐体１２０及び受電側第２筐体１４０は金属製であったが、樹脂製等の非金属製としてもよい。

【0094】

上記実施形態では、挿通孔８０の周縁部８１１や挿通孔６０の周縁部は、少なくとも軸方向ＤＸの両端が曲面状に形成されるが、図５に示す挿通孔８０’の周縁部８１１’のように断面視において第２隣接板１４１の内部空間１４４側の面に対して略直角に形成されていてもよい。

【0095】

上記実施形態では、送電側第１筐体１１０と送電側第２筐体１２０又は受電側第１筐体１３０と受電側第２筐体１４０は互いに接続されているが、互いに接続されていなくてもよい。

【0096】

上記実施形態では、送電側第１筐体１１０と送電側第２筐体１２０又は受電側第１筐体１３０と受電側第２筐体１４０は互いに隣接しているが、互いに隣接させずに離隔して配置してもよい。

【0097】

上記実施形態では、送電側コイルＬ１や受電側コイルＬ２、容量Ｃ_ｍ１、容量Ｃ_ｍ２が直列共振回路を形成するように配置されていたが、並列共振回路を形成するように配置してもよい。

【符号の説明】

【0098】

１ 無線送電装置
２ 無線受電装置
１０ 送電側電極
２０ 受電側電極
１００ 無線電力伝送システム
１１０ 送電側第１筐体
１２０ 送電側第２筐体
１３０ 受電側第１筐体
１４０ 受電側第２筐体
Ｌ１ 送電側コイル
Ｌ２ 受電側コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】