特開 2022-72635 非接触送電システム及び非接触給電システム

(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】P2022072635

(43)【公開日】2022-05-17

(54)【発明の名称】非接触送電システム及び非接触給電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/10 20160101AFI20220510BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20220510BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20220510BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20220510BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20220510BHJP

   B64F 1/12 20060101ALI20220510BHJP

   B64F 1/36 20170101ALI20220510BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20220510BHJP

【ＦＩ】

H02J50/10

H02J7/00 P

H02J7/00 301D

H02J50/40

H02J50/80

B64C39/02

B64F1/12

B64F1/36

B64D27/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020182187

(22)【出願日】2020-10-30

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(71)【出願人】

【識別番号】000156938

【氏名又は名称】関西電力株式会社

(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】清水 慶一

(72)【発明者】

【氏名】竹内 晶生

(72)【発明者】

【氏名】鶴田 義範

(72)【発明者】

【氏名】田渕 功

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503BB02

5G503CA11

5G503DA04

5G503FA06

5G503GB08

5G503GD03

5G503GD06

(57)【要約】

【課題】飛行体に搭載されたバッテリーに適切に給電することができる非接触送電システム及び非接触給電システムを提供することである。
【解決手段】非接触送電システム１００は、電線路を構成する電線を中継する電柱１０に配置され、非接触で受電する受電装置２１０を有する飛行体２００が降着可能な飛行体用ポート１１０と、電線から電力を取得し、飛行体用ポート１１０に降着する飛行体２００に非接触で送電する送電装置１２０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電線路を構成する電線を中継する支持設備に配置され、非接触で受電する受電装置を有する飛行体が降着可能な飛行体用ポートと、
前記電線から電力を取得し、前記飛行体用ポートに降着する前記飛行体に非接触で送電する送電装置と、
を備える、非接触送電システム。

【請求項2】

前記飛行体用ポートは、メッシュ状の板形状で構成される、
請求項１に記載の非接触送電システム。

【請求項3】

前記送電装置は、前記飛行体用ポートの周囲に送電用コイルを備える、
請求項１又は２に記載の非接触送電システム。

【請求項4】

前記送電装置は、前記飛行体用ポートに降着する前記飛行体に対して、少なくとも当該飛行体が次に降着する他の支持設備に配置された飛行体用ポートまで飛行可能な電力を送電する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の非接触送電システム。

【請求項5】

非接触で受電する受電装置を有する飛行体と、
電線路を構成する電線を中継する支持設備に配置され、前記飛行体が降着可能な飛行体用ポートと、
前記電線から電力を取得し、前記飛行体用ポートに降着する前記飛行体に非接触で送電する送電装置と、
を備え、
前記送電装置は、
前記飛行体用ポートの周囲に送電用コイルと、
前記飛行体用ポートの下部であって前記支持設備に取り付けられ、前記飛行体への送電を制御する送電用モジュールと、を有し、
前記飛行体は、
当該飛行体の脚部にそれぞれ配置された、受電用コイルと、前記送電装置からの受電を制御する受電用モジュールと、を有する、
非接触給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非接触送電システム及び非接触給電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、飛行体（例えば、ドローン等）に関する技術が発展し、スポーツやイベントにおける空撮、人が立ち入り難い災害現場への調査、広大な土地に建設された太陽光発電所の点検、及び無人による荷物の輸送等、飛行体の活用に対する期待感が高まっている。このような飛行体では、バッテリーが搭載されており、当該バッテリーの充電に関して、様々な技術が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１では、非接触給電により、飛行体に搭載されたバッテリーに充電しつつ、飛行体が離着陸する際の飛行動作を安定させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－７１２８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したように、飛行体は、様々な分野での活用が期待されており、そのような状況において、安定した飛行を維持するためのバッテリー管理が重要となる。例えば、飛行体の飛行開始時にバッテリーが満充電されていたとしても、飛行が長時間に及ぶ場合や長距離飛行が求められる場合には、途中でバッテリーの充電切れが生じてしまうおそれがある。

【0006】

飛行体の飛行時間及び飛行距離を伸ばすためには、飛行体に大容量の大型バッテリーを搭載することが考えられるが、その場合、大型バッテリーの荷重によって飛行効率が低下し、期待する飛行時間及び飛行距離を得られない可能性がある。一方、飛行体を小型化及び軽量化することによって、飛行効率を向上させようとすれば、飛行体に搭載されるバッテリーも小型及び軽量のものを採用することになるため、そのバッテリー容量には限界がある。

【0007】

そこで、本発明は、飛行体に搭載されたバッテリーの充電切れを回避しつつ、適切に給電することができる非接触送電システム及び非接触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】

【0008】

本発明の一態様に係る非接触送電システムは、電線路を構成する電線を中継する支持設備に配置され、非接触で受電する受電装置を有する飛行体が降着可能な飛行体用ポートと、電線から電力を取得し、飛行体用ポートに降着する飛行体に非接触で送電する送電装置と、を備える。

【0009】

この態様によれば、電線路を構成する電線を中継する支持設備に飛行体が降着可能な飛行体用ポートが配置され、送電装置は、電線から電力を取得し、飛行体用ポートに降着する飛行体に非接触で送電する。これにより、飛行体は、支持設備に配置された飛行体用ポートに降着すれば、当該飛行体に搭載されるバッテリーに給電することができる。例えば、飛行体に小型及び軽量のバッテリーを搭載し、飛行体全体を小型化及び軽量化した場合であっても、飛行体は、支持設備に配置された飛行体用ポートに降着し、送電装置によって飛行体に搭載されたバッテリーに非接触で給電される。すなわち、飛行途中におけるバッテリーの充電切れを回避しつつ、バッテリーに適切に給電できるため、長時間飛行及び長距離飛行が可能な小型及び軽量の飛行体を実現することができる。

【0010】

上記態様において、飛行体用ポートは、メッシュ状の板形状で構成されてもよい。

【0011】

この態様によれば、飛行体用ポートは、一般的に屋外に設置された支持設備に配置されるが、風に煽られたり、雨に打たれたりしても、メッシュ状の板形状で構成されているため、それらの影響を受け難い。

【0012】

上記態様において、送電装置は、飛行体用ポートの周囲に送電用コイルを備えてもよい。

【0013】

この態様によれば、飛行体用ポートの周囲に送電用コイルを備えるため、飛行体が当該送電用コイルに囲われた範囲である飛行体用ポートに降着すれば、磁界共鳴方式を用いてバッテリーに非接触で給電される。

【0014】

上記態様において、送電装置は、飛行体用ポートに降着する飛行体に対して、少なくとも当該飛行体が次に降着する他の支持設備に配置された飛行体用ポートまで飛行可能な電力を送電してもよい。

【0015】

この態様によれば、飛行体用ポートは、例えば、街中に設置されている複数の支持設備にそれぞれ配置されており、飛行体としては、次に降着する他の支持設備に配置された飛行体用ポートまで飛行可能な電力を給電されればよい。すなわち、飛行体は、当該飛行体用ポートに長時間留まる必要がなく、バッテリーへの給電を短時間で済ますことができる。

【0016】

本発明の一態様に係る非接触給電システムは、非接触で受電する受電装置を有する飛行体と、電線路を構成する電線を中継する支持設備に配置され、飛行体が降着可能な飛行体用ポートと、電線から電力を取得し、飛行体用ポートに降着する飛行体に非接触で送電する送電装置と、を備え、送電装置は、飛行体用ポートの周囲に送電用コイルと、飛行体用ポートの下部であって支持設備に取り付けられ、飛行体への送電を制御する送電用モジュールと、を有し、飛行体は、当該飛行体の脚部にそれぞれ配置された、受電用コイルと、送電装置からの受電を制御する受電用モジュールと、を有する。

【0017】

この態様によれば、電線路を構成する電線を中継する支持設備に飛行体が降着可能な飛行体用ポートが配置され、送電装置は、電線から電力を取得し、飛行体用ポートに降着する飛行体に非接触で送電する。さらに、飛行体用ポートの周囲に送電用コイルを備え、送電用モジュールは、飛行体用ポートの下部であって支持設備に取り付けられるため、飛行体用ポートの中央領域に飛行体が降着し易く、さらに、飛行体が当該飛行体用ポートに降着すれば、磁界共鳴方式を用いてバッテリーに非接触で給電される。例えば、飛行体に小型及び軽量のバッテリーを搭載し、飛行体全体を小型化及び軽量化した場合であっても、飛行体は、支持設備に配置された飛行体用ポートに降着し、送電装置によって飛行体に搭載されたバッテリーに非接触で給電される。すなわち、飛行途中におけるバッテリーの充電切れを回避しつつ、バッテリーに適切に給電できるため、長時間飛行及び長距離飛行が可能な小型及び軽量の飛行体を実現することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、飛行体に搭載されたバッテリーの充電切れを回避しつつ、適切に給電することができる非接触送電システム及び非接触給電システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る非接触送電システム１００を示す概要図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る非接触送電システム１００及び飛行体２００における各部の構成を示す拡大図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る非接触給電システム３００における各部の機能を示す機能ブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る非接触給電システム３００が実行する飛行体２００に給電する給電方法４００を示すフローチャートである。

【図5】本発明の一実施形態に係る非接触送電システム１００を飛行体２００が中継しながら飛行する様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、あくまで、本発明を実施するための具体的な一例を挙げるものであって、本発明を限定的に解釈させるものではない。また、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0021】

＜一実施形態＞
［非接触送電システムの概要］
一般的に、発電所で発電された電気は、種々の変電所を介して街中の電線に配電されている。街中には、所謂、電柱と呼ばれる支持設備が設けられており、当該電柱は、主に、高圧配電線、低圧配電線及び柱上変圧器を備えている。高圧配電線には、配電用変電所からの高圧（６６００Ｖ）の電気が流れており、低圧配電線には、柱上変圧器によって変圧された低圧（１００Ｖ又は２００Ｖ）の電気が流れている。電柱は、高圧配電線及び低圧配電線を中継しつつ、引き込み線を介して低圧配電線に流れる電気を各家庭用に送っている。

【0022】

なお、実際には、電柱には、高圧配電線及び低圧配電線と電柱とを絶縁する碍子、異常電流を遮断するヒューズ、及びアース線等が備えられているが、ここでは、電柱の詳しい説明は省略する。

【0023】

図１は、本発明の一実施形態に係る非接触送電システム１００を示す概要図である。図１において、非接触送電システム１００は、電柱１０に取り付けられることによって構成されている。上述したように、電柱１０は、高圧配電線、低圧配電線及び柱上変圧器等を備えており、一般的に街中に設置されているもので構わない。

【0024】

非接触送電システム１００は、電柱１０の上部に、飛行体が降着可能な飛行体用ポート１１０を備えており、電柱１０に備えられている低圧配電線（１００Ｖ又は２００Ｖ）から電気を取得し、当該飛行体用ポート１１０に降着した飛行体に送電する。

【0025】

［非接触送電システムの構成］
図２は、本発明の一実施形態に係る非接触送電システム１００及び飛行体２００における各部の構成を示す拡大図である。図２において、非接触送電システム１００は、飛行体用ポート１１０と送電装置１２０とを備え、さらに、送電装置１２０は、送電用コイル１２１及び送電用モジュール１２２を有する。飛行体２００は、受電用コイル２１１及び受電用モジュール２１２を有する受電装置２１０を備え、さらには、プロペラ、モーター及びバッテリー等を搭載している。

【0026】

飛行体用ポート１１０は、電柱１０の上部に配置され、飛行体２００が降着可能な領域を有している。具体的には、飛行体用ポート１１０は、連結金具、ボルト、ナット、ネジワイヤ等の金属製の部材を用いて、電柱１０の上部に取り付けられて固定される。また、飛行体用ポート１１０を電柱１０の上部に取り付けて安定して固定するために、その他の部材を用いてもよく、例えば、プラスチックベルト等、樹脂製の部材を用いても構わない。

【0027】

飛行体用ポート１１０の中央領域は、例えば、略水平であって、飛行体２００の降着に際して障害となるものが存在せず、又は少なくなるように構成されている。これにより、飛行体２００が降着し易く、降着した際に倒れたりする可能性を軽減し、さらには、発出する際にもスムーズに飛行できる。

【0028】

また、ここでは、飛行体用ポート１１０は、略長方形であるが、これに限定されるものではなく、例えば、正方形、円形、楕円形等、飛行体２００が降着し易い形状であれば、その他の形状であっても構わない。

【0029】

さらに、飛行体用ポート１１０は、メッシュ状の板形状で構成されており、風に煽られたり、雨に打たれたりしても、それらの影響を受け難い。

【0030】

送電装置１２０は、電線から電力を取得し、飛行体用ポート１１０に降着する飛行体２００に非接触で送電する。具体的には、送電用モジュール１２２は、電柱１０における低圧配電線に流れる電気を電源として取り込み、送電用コイル１２１に高周波電力を送ることによって、飛行体２００への送電を制御している。

【0031】

送電用コイル１２１は、飛行体用ポート１１０の周囲に配置されており、当該飛行体用ポート１１０に降着する飛行体２００に送電する。具体的には、送電用コイル１２１と飛行体２００の脚部に配置された受電用コイル２１１との間において、磁界共鳴方式による非接触での電力伝送が行われている。

【0032】

送電用モジュール１２２は、飛行体用ポート１１０の下部であって電柱１０に取り付けられ、飛行体２００が飛行体用ポート１１０に降着する際に、障害とならない。また、飛行体２００やその他の物（例えば、鳥、ゴミ、廃棄物等）と接触する可能性も低く、故障となる要因を排除している。

【0033】

飛行体２００は、飛行体用ポート１１０に降着することにより、当該飛行体２００に搭載されたバッテリーへの給電が行われる。具体的には、飛行体２００の脚部に受電用コイル２１１が配置されており、上述したように、当該受電用コイル２１１と送電用コイル１２１との間において磁界共鳴方式による非接触での電力伝送が行われ、受電用モジュール２１２によって受電が制御されている。

【0034】

このように、飛行体２００が電柱１０に取り付けられた非接触送電システム１００の飛行体用ポート１１０に降着することによって、当該飛行体２００に搭載されたバッテリーへの給電が行われる。

【0035】

なお、受電用コイル２１１は、送電用コイル１２１との位置関係を考慮すれば、飛行体２００の下部周辺である、例えば、脚部に取り付けられる。受電用モジュール２１２は、飛行体２００のいずれの位置に取り付けられても構わないが、受電用モジュール２１２を受電用コイル２１１が取り付けられる脚部以外の脚部に取り付けられることにより、飛行体２００の重量バランスを確保することができる。

【0036】

また、飛行体２００は、飛行体用ポート１１０に降着し、給電されている期間において、適切な位置に固定されるようにしても構わない。例えば、風が強い場合等、飛行体２００が傾いたり、倒れたり、飛行体用ポート１１０から落下したりする等、適切な給電位置からずれないように、飛行体用ポート１１０に固定式又は開閉式の柵、及び開閉式の蓋等を設けても構わない。また、固定具によって飛行体２００と飛行体用ポート１１０とを固定しても構わないし、飛行体２００の構造において飛行体用ポート１１０の一部に嵌合したり、磁石や粘着剤によって一時的に接着したりするようにしても構わない。

【0037】

［送電用コイル及び受電用コイルの構成］
上述したように、送電用コイル１２１は、飛行体用ポート１１０の周囲に配置されるが、より具体的には、ソレノイド型又はスパイラル型（サーキュラー型）の円形コイルを飛行体用ポート１１０の外周を囲うように配置する。

【0038】

一方、受電用コイル２１１は、例えば、飛行体２００の脚部に取り付けられるが、受電用コイル２１１も、送電用コイル１２１と同様に、ソレノイド型又はスパイラル型（サーキュラー型）であって、当該飛行体２００の取り付け部分（脚部）の形状等に応じて、円形又は長円形コイルを適用すればよい。さらに、受電用コイル２１１は、飛行体用ポート１１０における飛行体２００の降着面に略平行となるように配置される。

【0039】

このように、送電用コイル１２１と受電用コイル２１１とが配置されることにより、飛行体２００が飛行体用ポート１１０に降着した際に、効率よく電力伝送が行われる。

【0040】

なお、送電用コイル１２１及び受電用コイル２１１に適用されるコイルの種類及び配置は、これに限定されるものではなく、効率よく電力伝送が行われるのであれば、その他の態様であっても構わない。

【0041】

［非接触給電システムの機能］
図３は、本発明の一実施形態に係る非接触給電システム３００における各部の機能を示す機能ブロック図である。図３において、送電側の非接触送電システム１００における送電装置１２０と、受電側の飛行体２００における受電装置２１０とにより、飛行体２００に搭載されるバッテリー２２０に給電するが、これらは、１つの非接触給電システム３００として捉えることができる。

【0042】

送電装置１２０は、送電用コイル１２１及び送電用モジュール１２２を備える。さらに、送電用モジュール１２２は、高周波電源部１２３、制御部１２４及び記憶部１２５を含む。

【0043】

高周波電源部１２３は、例えば、直流電源装置及びインバータ回路等を備える。直流電源装置は、電柱１０における低圧配電線から電源として取り込まれた交流電圧を整流回路により整流し、平滑コンデンサにより平滑することによって、直流電圧を生成する。そして、直流電源装置は、生成した直流電圧を、ＤＣ－ＤＣコンバータ回路により所定のレベル（目標電圧）の直流電圧に変換してインバータ回路へ出力する。インバータ回路は、直流電力を高周波電力に変換する回路であり、変換して得られる高周波電圧を送電用コイル１２１へ出力する。

【0044】

制御部１２４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。制御部１２４には、各部の動作を制御するための制御プログラム等が記憶されており、当該制御プログラムを実行し、さらに、記憶部１２５に記憶された各種プログラムを実行することによって、各部の動作を制御する。例えば、制御部１２４は、送電装置１２０としての送電開始及び終了の判断や送電処理等の制御を行う。

【0045】

記憶部１２５は、例えば、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）及びフラッシュメモリ等を用いた記憶装置であり、記憶部１２５には、ＣＰＵによって実行される各種コンピュータプログラム、及び各種コンピュータプログラムを実行する際に用いられるデータ等が記憶される。

【0046】

送電用コイル１２１は、高周波電源部１２３から供給される高周波電力を、給電対象であるバッテリー２２０を搭載する飛行体２００へ送電する。具体的には、送電用コイル１２１と共振コンデンサ（図示せず）とによって共振回路を構成し、当該共振回路の共振周波数は、高周波電源部１２３より供給される高周波電力の周波数と一致するように、送電用コイル１２１及び共振コンデンサが設計される。

【0047】

次に、受電側の飛行体２００における受電装置２１０について説明する。受電装置２１０は、受電用コイル２１１及び受電用モジュール２１２を備える。

【0048】

受電用コイル２１１は、送電側の送電用コイル１２１と磁気結合して、送電装置１２０から送電される高周波電力を非接触で受電する。具体的には、受電用コイル２１１と共振コンデンサ（図示せず）とによって共振回路を構成し、当該共振回路の共振周波数は、送電側の共振周波数と一致するように、受電用コイル２１１及び共振コンデンサが設計される。

【0049】

受電用モジュール２１２は、受電用コイル２１１を介して受電した高周波電力をバッテリー２２０に給電するように制御する。具体的には、受電用モジュール２１２は、受電される高周波電力を直流電力に変換する整流平滑回路を備え、整流平滑回路によって変換された直流電力をバッテリー２２０へ供給する。

【0050】

バッテリー２２０は、例えば、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等の充放電が可能な二次電池である。なお、バッテリー２２０は、リチウムイオン電池又はリチウムポリマー電池に限定されるものではなく、充放電可能な他の二次電池を用いても構わない。

【0051】

このようにバッテリー２２０に給電され、飛行体２００は、例えば、モーター制御部によりモーターを駆動させることによってプロペラを回転させ、飛行することができる。

【0052】

［非接触給電システムの動作］
図４は、本発明の一実施形態に係る非接触給電システム３００が実行する飛行体２００に給電する給電方法４００を示すフローチャートである。図４において、給電方法４００は、ステップＳ４１０～Ｓ４４０を含み、各ステップは、非接触送電システム１００及び飛行体２００に含まれるＣＰＵ等のプロセッサに制御されることによって実行される。

【0053】

ステップＳ４１０では、非接触送電システム１００は、飛行体用ポート１１０に飛行体２００が降着したか否かを判断する。飛行体用ポート１１０に飛行体２００が降着したことを検知した場合、ステップＳ４２０の処理に進む（ステップＳ４１０のＹｅｓ）。一方、飛行体用ポート１１０に飛行体２００が降着したことを検知していない場合、継続して、飛行体用ポート１１０に飛行体２００が降着するか否かを監視する（ステップＳ４１０のＮｏ）。

【0054】

具体的には、飛行体用ポート１１０の近傍にセンサを備え、当該センサによって飛行体２００の降着を検知しても構わない。センサは、例えば、可視光又は赤外線等を用いた光学式の非接触センサ、接触式センサ、磁気センサ、重量センサ、圧力センサ、カメラ等、飛行体用ポート１１０に飛行体２００が降着したことを検知できるものであれば、何でも構わない。

【0055】

ステップＳ４２０では、非接触送電システム１００は、送電処理を開始する。具体的には、送電装置１２０によって送電用コイル１２１を介して受電装置２１０における受電用コイル２１１に対して電力伝送を開始する。

【0056】

ステップＳ４３０では、非接触送電システム１００は、所定量の送電に達したか否かを判断する。所定量の送電に達した場合、ステップＳ４４０の処理に進む（ステップＳ４３０のＹｅｓ）。一方、所定量の送電に達していない場合、所定量に達するまで、継続して送電する（ステップＳ４３０のＮｏ）。

【0057】

また、非接触送電システム１００が送電を停止するか（ステップＳ４３０のＹｅｓ）、継続するか（ステップＳ４３０のＮｏ）の判断は、給電されるバッテリー２２０の電池電圧を監視し、当該電池電圧が所定値に達したか否かで判断しても構わない。当該電池電圧が所定値に達した場合、ステップＳ４４０の処理に進み（ステップＳ４３０のＹｅｓ）、所定値に達していない場合、送電を継続すればよい（ステップＳ４３０のＮｏ）。

【0058】

所定量の送電に達したか否かは、例えば、非接触送電システム１００及び飛行体２００にそれぞれ通信部を備え、各通信部が無線通信を行うことにより、飛行体２００に搭載されるバッテリー２２０への給電に関する情報について、飛行体２００から送電装置１２０へ通知することによって判断すればよい。

【0059】

具体的には、飛行体２００に搭載されるバッテリー２２０を監視し、当該バッテリー２２０への充電が所定量に達した場合、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信方式を用いて、飛行体２００から送電装置１２０へ通知する。これに応じて、非接触送電システム１００は、所定量の送電に達したと判断すればよい。

【0060】

また、バッテリー２２０の電池電圧を監視する場合、受電用モジュール２１２は、バッテリー２２０の電池電圧を監視し、当該電池電圧が所定値に達すれば整流平滑回路とバッテリー２２０間の電力伝送路を遮断（ＯＰＥＮ）する。当該電力伝送路が遮断されると、送電用モジュール１２２によって検出される反射波電力が増加するため、バッテリー２２０の電池電圧が所定値に達して、バッテリー２２０への充電が所定量に達したと判断することができる。これにより、非接触送電システム１００は、送電を停止すればよい。この方式では、送電用モジュール１２２に進行波電力及び反射波電力を検出する機能を備えることで、非接触送電システム１００及び飛行体２００にそれぞれ通信部を備えなくても、非接触送電システム１００は、送電を停止するか否かを判断することができる。

【0061】

また、飛行体２００に搭載されるバッテリー２２０を監視しなくても、例えば、ステップＳ４２０において非接触送電システム１００が送電処理を開始してからの送電時間に基づいて、バッテリー２２０の充電量を推定し、当該推定したバッテリー２２０の充電量が所定量に達した際に、所定量の送電に達したと判断しても構わない。

【0062】

ここで、所定量とは、飛行体２００に搭載されるバッテリー２２０の最大容量であっても構わないし、最大容量の３０％、５０％、８０％等であっても構わないし、予め設定された所定量等であっても構わない。また、飛行体用ポート１１０は、街中に設置されている電柱１０に取り付けられていることを考慮すれば、バッテリー２２０には大容量の給電は必要なく、隣接する又は次に降着予定の電柱１０（飛行体用ポート１１０）まで、飛行体２００が飛行できる程度の給電がなされればよい。

【0063】

ステップＳ４４０では、非接触送電システム１００は、送電処理を停止する。

【0064】

その後、飛行体２００は、飛行体用ポート１１０から発出する。例えば、飛行体２００は、バッテリー２２０への給電処理が停止された後に、飛行体用ポート１１０から発出する。バッテリー２２０への給電処理が停止されたことについて、飛行体２００及び非接触送電システム１００にそれぞれ通信部を備え、各通信部が無線通信を行うことにより、非接触送電システム１００が送電処理を停止したことを示す情報を、非接触送電システム１００から飛行体２００へ通知しても構わない。

【0065】

以上のように、本発明の一実施形態に係る非接触送電システム１００、非接触給電システム３００、及び給電方法４００によれば、電柱１０に飛行体用ポート１１０が配置され、当該飛行体用ポート１１０の周囲に送電用コイル１２１を備えているため、送電装置１２０は、電線から電力を取得し、飛行体用ポート１１０に降着する飛行体２００に非接触で送電することができる。飛行体２００に小型及び軽量のバッテリー２２０を搭載し、飛行体２００全体を小型化及び軽量化した場合であっても、飛行体２００は、電柱１０に配置された飛行体用ポート１１０に降着すれば、磁界共鳴方式を用いてバッテリー２２０に非接触で給電される。すなわち、飛行途中におけるバッテリー２２０の充電切れを回避しつつ、バッテリー２２０に適切に給電できるため、長時間飛行及び長距離飛行が可能な小型及び軽量の飛行体２００を実現することができる。

【0066】

なお、本実施形態では、飛行体用ポート１１０は、メッシュ状の板形状で構成されていたが、これに限定されるものではなく、屋外に設置される際に、風や雨による影響を受け難い構成であれば、例えば、複数の通気孔を設けた板形状等であっても構わない。通気孔は、例えば、線形、波形、四角形、三角形、円形、楕円形等が配置されても構わないし、飛行体用ポート１１０が風に煽られたり、雨に打たれたりしても、それらの力を逃がすことができ、飛行体２００が飛行体用ポート１１０に安定して降着できるのであれば、その他の形状であっても構わない。

【0067】

また、本実施形態では、飛行体用ポート１１０は、電柱１０の上部に配置される構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、低圧配電線の近傍で電気を取り込み易い位置、又は電柱１０のうち固定し易い位置に配置されても構わない。

【0068】

さらに、飛行体用ポート１１０は、電柱１０のうち、飛行体２００が降着し易い位置に配置されることが好ましく、例えば、電柱１０の最上段に取り付けられるとよい。また、飛行体用ポート１１０を、電柱１０のうち地上から離れた位置に配置されると、地上にある電子機器や人体への影響を低減することができる。

【0069】

なお、本実施形態では、非接触送電システム１００を設置する支持設備として、街中に設置されている電柱１０を例に挙げたが、支持設備としてはこれに限定されるものではなく、例えば、郊外や山中等に設けられている電柱でも構わないし、その他、電源としての電力を取得できるのであれば、送電鉄塔や電信柱等であっても構わない。

【0070】

［非接触給電システムの活用］
以下に、非接触給電システム３００の活用例として、飛行体２００が電柱１０に取り付けられた非接触送電システム１００を利用しながら飛行する一例について説明する。

【0071】

図５は、本発明の一実施形態に係る非接触送電システム１００を飛行体２００が中継しながら飛行する様子を示す図である。図５において、飛行体２００は、例えば、街中において数百ｍ毎に設置された、電柱１０に取り付けられた飛行体用ポート１１０に順に降着する。

【0072】

飛行体２００は、飛行体用ポート１１０に降着し、当該飛行体２００に搭載されたバッテリー２２０に給電して、次の電柱１０に取り付けられた飛行体用ポート１１０まで飛行する。ここで、飛行体２００に搭載されたバッテリー２２０には、少なくとも、次に降着する飛行体用ポート１１０まで飛行可能な電力を給電する。

【0073】

飛行体用ポート１１０は、街中に多数設置されている電柱１０に取り付けられているため、飛行体２００は、バッテリー２２０の充電切れになる前に、適宜、飛行体用ポート１１０に降着してバッテリー２２０に給電することができる。

【0074】

具体例として、飛行体２００は、カメラを搭載し、飛行中及び飛行体用ポート１１０に降着後、当該飛行体２００の周辺を撮影し、当該カメラによって撮影された画像を当該飛行体２００が備える記憶装置に保存する、又は、別途サーバ装置やコンピュータ装置に送信しても構わない。

【0075】

これにより、街中に設置された電柱１０及び当該電柱１０に中継されている電線等の状態を確認することができ、例えば、電柱や電線の劣化状態を点検したり、仮に停電等の障害が発生している場合には、断線箇所の特定等、その原因を調査したりすることができる。さらには、所定の街中、地域、建物及び施設等を監視することができ、警備及び防犯に用いることができる。

【0076】

また、飛行体２００に荷物の輸送をさせても構わない。この場合、飛行体２００が輸送する荷物の大きさや重量がバッテリー２２０の消費に影響する。街中に設置されている電柱１０の位置を把握できていれば、飛行体２００がどの電柱１０の飛行体用ポート１１０に降着しながら目的地まで飛行するかを示す飛行経路を予め設定することができる。

【0077】

飛行経路を予め設定すれば、次に降着する飛行体用ポート１１０までの飛行距離、輸送する荷物の大きさや重量、及び搭載するバッテリー２２０の容量や性能に応じて、降着した飛行体用ポート１１０において給電すべき電力を把握することができる。すなわち、飛行体２００は、バッテリー２２０の充電切れになる前に、適宜、飛行体用ポート１１０に降着してバッテリー２２０に給電しながら、目的地まで荷物を輸送することができる。

【0078】

なお、図５に示されている例では、飛行体２００は、電柱１０に取り付けられた飛行体用ポート１１０に降着し、バッテリー２２０を給電した後、順に、隣接する電柱１０に取り付けられた飛行体用ポート１１０まで飛行するとしたが、次に降着する他の電柱１０に設けられた飛行体用ポート１１０は、これに限定されるものではない。例えば、飛行体２００に搭載されるバッテリー２２０の容量や性能、及びその時の消耗状況等に応じて、飛行体用ポート１１０から所定の範囲である、又は、目的地に応じて予め設定された経路に基づいて順に定められても構わない。

【0079】

このように、飛行体２００が次に降着する飛行体用ポート１１０を把握し、当該飛行体用ポート１１０までの飛行に必要な給電が行われればよく、過剰な給電、及びそれに伴う飛行体用ポート１１０への長時間の滞留を回避することができる。すなわち、充電切れを回避しつつ、必要十分な給電を迅速に適切に行うことができる。

【0080】

飛行体２００に搭載されるバッテリー２２０への給電を可能とする飛行体用ポート１１０が、例えば、数百ｍ毎に設置されていれば、頻繁に細かく給電することができる。したがって、飛行体２００に大容量の大型バッテリーを搭載する必要がなく、飛行体２００の小型化・軽量化が実現でき、結果的に、飛行効率も向上させることができる。

【0081】

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】

【0082】

１０…電柱、１００…非接触送電システム、１１０…飛行体用ポート、１２０…送電装置、１２１…送電用コイル、１２２…送電用モジュール、１２３…高周波電源部、１２４…制御部、１２５…記憶部、２００…飛行体、２１０…受電装置、２１１…受電用コイル、２１１…受電用コイル、２１２…受電用モジュール、２２０…バッテリー、３００…非接触給電システム、４００…給電方法、Ｓ４１０～Ｓ４４０…給電方法４００の各ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】