特許 7524844 給電マット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】給電マット

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/10 20160101AFI20240723BHJP

   H02J 50/60 20160101ALI20240723BHJP

   H02J 50/70 20160101ALI20240723BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

H02J50/10

H02J50/60

H02J50/70

H02J7/00 P

H02J7/00 301D

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021108860

(22)【出願日】2021-06-30

(65)【公開番号】P2023006319

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2023-04-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】横山 大樹

(72)【発明者】

【氏名】橋本 俊哉

(72)【発明者】

【氏名】小林 勝也

(72)【発明者】

【氏名】平野 貴洋

(72)【発明者】

【氏名】杉山 緑

(72)【発明者】

【氏名】山下 龍之介

【審査官】井上 弘亘

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１０－５０８００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３７７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１８６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０４７４９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１０３６４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ５０／１０

Ｈ０２Ｊ ５０／６０

Ｈ０２Ｊ ５０／７０

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載された受電コイルに電力を伝送可能な送電コイル及び前記送電コイルを被覆する被覆シートを含む基材と、
前記基材の上方及び下方の少なくとも一方に設けられることが可能であり、所定の機能を有する少なくとも一つの機能層と、を備え、
前記少なくとも一つの機能層は、前記基材の上方に設けられることが可能であり、前記所定の機能として表示機能を有する表示層を含み、
前記表示層は、光学表示によって所定の表示を表示可能である、給電マット。

【請求項2】

前記所定の表示は、前記車両を誘導する表示である、請求項１に記載の給電マット。

【請求項3】

車両に搭載された受電コイルに電力を伝送可能な送電コイル及び前記送電コイルを被覆する被覆シートを含む基材と、
前記基材の上方及び下方の少なくとも一方に設けられることが可能であり、所定の機能を有する少なくとも一つの機能層と、を備え、
前記少なくとも一つの機能層は、前記基材の上方に設けられることが可能であり、前記所定の機能として発電機能を有する発電層を含む、給電マット。

【請求項4】

前記発電層は、太陽光発電パネルからなる、請求項３に記載の給電マット。

【請求項5】

前記少なくとも一つの機能層は、前記基材の上方に設けられることが可能であり、前記所定の機能として前記基材を保護する機能を有する上側保護層を含む、請求項１から４のいずれかに記載の給電マット。

【請求項6】

前記上側保護層は、前記基材を保護する機能として、応力集中の発生の低減機能、防水機能及び融雪機能の少なくとも一つを含む、請求項５に記載の給電マット。

【請求項7】

前記少なくとも一つの機能層は、前記基材の上面又は下面に接するように設けられることが可能であり、前記所定の機能として前記基材の熱を放散させる機能を有する放熱層を含み、
前記放熱層は、前記基材の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する、請求項１から６のいずれかに記載の給電マット。

【請求項8】

前記少なくとも一つの機能層は、前記基材の下方に設けられることが可能であり、前記所定の機能として前記基材を保護する機能を有する下側保護層を含む、請求項１から７いずれかに記載の給電マット。

【請求項9】

前記下側保護層は、前記基材を保護する機能として電磁波を遮断する機能を有する、請求項８に記載の給電マット。

【請求項10】

前記基材は、前記車両と通信可能なアンテナを含み、
前記アンテナは、前記送電コイルから前記受電コイルに送られる電磁波に、当該電磁波の周波数よりも小さな周波数を有する情報を重畳させる、請求項１から９のいずれかに記載の給電マット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、給電マットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、非接触で車両等の充電が可能で、かつ、持ち運びが可能な給電マットが知られている。例えば、特許第６１４５３１８号公報には、車両に搭載された受電コイルに対して電力伝送用の電磁波を送電する送電コイルと、送電コイルを被覆する可撓性シートであるシート材と、を備える送電コイル部材が開示されている。この送電コイル部材は、持ち運びが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６１４５３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許第６１４５３１８号公報に記載されるような送電コイル部材は、ユーザによって使用される場所や目的等が異なるため、ユーザごとに求められる機能が異なる。

【0005】

本開示の目的は、ユーザの所望する機能を付与可能な給電マットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一局面に従った給電マットは、車両に搭載された受電コイルに電力を伝送可能な送電コイル及び前記送電コイルを被覆する被覆シートを含む基材と、前記基材の上方及び下方の少なくとも一方に設けられることが可能であり、所定の機能を有する少なくとも一つの機能層と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、ユーザの所望する機能を付与可能な給電マットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一実施形態における給電マットを含む非接触充電システムの構成を概略的に示す斜視図である。

【図2】給電マット上に複数の車両が位置する状態を概略的に示す斜視図である。

【図3】給電マットが壁面に設置された状態を概略的に示す斜視図である。

【図4】給電マットが巻かれた状態を概略的に示す斜視図である。

【図5】給電マットの断面図である。

【図6】給電マットの変形例の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0010】

図１は、本開示の一実施形態における給電マットを含む非接触充電システムの構成を概略的に示す斜視図である。図２は、給電マット上に複数の車両が位置する状態を概略的に示す斜視図である。

【0011】

車両２として、ハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）の他、図１及び図２に示されるように、例えば定員が１、２名の小型モビリティや、無人で搬送物を搬送可能な自動運転車両が挙げられる。図１に示されるように、車両２は、受電コイル２ａと、蓄電装置２ｂと、カメラ２ｃと、を有している。

【0012】

図１に示されるように、非接触充電システム１は、給電マット１０と、給電装置２０と、を備えている。

【0013】

給電マット１０は、非接触で車両２に電力を送ることが可能である。給電マット１０は、図１及び図２に示されるように路面等に設置されてもよいし、図３に示されるように壁面に設置されてもよい。図４に示されるように、給電マット１０は、ロール状に巻かれることが可能な柔軟性ないし可撓性を有していてもよい。給電マット１０は、基材１００と、少なくとも一つの機能層２００と、を備えている。

【0014】

図５に示されるように、基材１００は、少なくとも一つの送電コイル１１０と、被覆シート１２０と、アンテナ１３０と、を有している。本実施形態では、少なくとも一つの送電コイル１１０は、複数の送電コイル１１０を含んでいる。

【0015】

送電コイル１１０は、車両２に搭載された受電コイル２ａに非接触で電力を伝送可能である。送電コイル１１０は、その上方に受電コイル２ａが位置するときに、当該受電コイル２ａに対して電力伝送用の電磁波を送る。受電コイル２ａは、その電磁波に基づいて生成された電力によって蓄電装置２ｂを充電する。送電コイル１１０は、図１及び図３に示されるように、平面視において四角形状に形成されてもよいし、図２及び図４に示されるように、平面視において六角形状に形成されてもよいし、平面視において四角形状及び六角形状とは異なる形状に形成されてもよい。

【0016】

被覆シート１２０は、送電コイル１１０を被覆している。被覆シート１２０は、ガラスやエポキシ樹脂等からなる。なお、送電コイル１１０は、被覆シート１２０によって被覆されているものの、図１～図４では、送電コイル１１０が実線で示されている。

【0017】

アンテナ１３０は、被覆シート１２０内に設けられている。アンテナ１３０は、例えば、ループアンテナである。アンテナ１３０は、送電コイル１１０から受電コイル２ａに送られる電磁波に、当該電磁波の周波数よりも小さな周波数を有する情報を重畳させる。なお、前記情報として、車両２の位置情報、車両２が要求する給電量、車両２の識別番号等が挙げられる。

【0018】

給電装置２０は、給電マット１０に電力を供給する。給電装置２０は、交流電源２５に接続可能である。給電装置２０は、交流電源２５から供給される交流電力の電圧を適切な値に変換するとともに、その変換後の交流電力を給電マット１０に供給する。

【0019】

給電装置２０は、センサユニット２８を有していてもよい。センサユニット２８は、給電マット１０上を通過する車両２の位置を検出する。センサユニット２８は、カメラ、レーダー（Radar）及びライダー（ＬＩＤＡＲ：Laser Imaging Detection and Ranging）のうちの少なくとも一つを含む。

【0020】

少なくとも一つの機能層２００は、所定の機能を有している。少なくとも一つの機能層２００は、基材１００の上方及び下方の少なくとも一方に設けられることが可能である。本実施形態では、図５に示されるように、少なくとも一つの機能層２００は、上側保護層２１０と、放熱層２２０と、表示層２３０と、下側保護層２４０と、異物検知層２５０と、生体検知層２６０と、を含んでいる。各層２１０～２６０及び基材１００は、基材１００の厚み方向（図５における上下方向）に互いに着脱可能に構成されていてもよいし、一体となるように（着脱できないように）互いに固定されていてもよい。なお、各層２１０～２６０及び基材１００を着脱可能とする構造として、凹凸による嵌合、ボルト等の締結部材による締結、面ファスナーによる接続等が挙げられる。

【0021】

上側保護層２１０は、所定の機能として基材１００を保護する機能を有している。上側保護層２１０は、基材１００の上方に設けられることが可能である。上側保護層２１０は、基材１００を保護する機能として、応力集中の発生の低減機能、防水機能及び融雪機能の少なくとも一つを有している。本実施形態では、上側保護層２１０は、応力集中の発生の低減機能及び防水機能を備える第１保護層２１１と、融雪機能を備える第２保護層２１２と、を有している。

【0022】

第１保護層２１１は、車両２の重量に起因する基材１００への応力集中の発生を低減させ、かつ、基材１００の防水性を向上させる。第１保護層２１１は、被覆シート１２０の剛性よりも高い剛性を有する材料（ポリカーボネート等）、あるいは、第１保護層２１１は、被覆シート１２０の剛性よりも低い剛性を有する材料（ゴム等）からなる。第１保護層２１１は、光透過性を有する材料からなることが好ましい。

【0023】

第２保護層２１２は、第１保護層２１１の下面に設けられることが可能である。第２保護層２１２は、ヒーター等の加熱部を有している。この加熱部は、第１保護層２１１上への積雪が検知されたときに作動する。第２保護層２１２は、光透過性を有する材料からなることが好ましい。なお、第２保護層２１２は、省略されてもよい。

【0024】

放熱層２２０は、所定の機能として基材１００の熱を放散させる機能を有している。放熱層２２０は、基材１００の上面又は下面に接するように設けられることが可能である。本実施形態では、図５に示されるように、放熱層２２０は、基材１００の下面に接するように設けられることが可能である。放熱層２２０は、基材１００の被覆シート１２０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料からなる。放熱層２２０は、例えば、シリコンゴムに熱伝導性を有する粒子を添加することにより形成される。

【0025】

なお、図示は省略するが、放熱層２２０は、基材１００の上面に接するように設けられることも可能である。この場合、放熱層２２０のうち基材１００の上面と対向する面（下面）が粗面に形成され、基材１００の上面と放熱層２２０の下面との間に放熱用の空間が形成されることが好ましい。

【0026】

表示層２３０は、所定の機能として表示機能を有している。表示層２３０は、基材１００の上方に設けられることが可能である。基材１００の上方に上側保護層２１０が設けられる場合、表示層２３０は、基材１００と上側保護層２１０との間に設けられる。表示層２３０は、光学表示によって所定の表示を表示可能である。前記所定の表示として、車両を誘導する表示等が挙げられる。前記所定の表示は、給電装置２０により適宜変更される。表示層２３０による表示は、車両２に搭載されたカメラ２ｃによって読み取られる。

【0027】

下側保護層２４０は、所定の機能として基材１００を保護する機能を有している。下側保護層２４０は、基材１００の下方に設けられることが可能である。基材１００の下方に放熱層２２０が設けられる場合、下側保護層２４０は、放熱層２２０の下方に設けられる。下側保護層２４０は、電磁波を遮断する機能を有している。下側保護層２４０は、電磁波を遮断可能な材料（金属やフェライト）を含んでいる。

【0028】

異物検知層２５０は、所定の機能として、基材１００の上方に存在する異物を検知する機能を有している。異物検知層２５０は、基材１００の上方に設けられることが可能である。異物検知層２５０は、基材１００の上面に接するように設けられる。異物検知層２５０は、金属を探知するコイルを有している。

【0029】

生体検知層２６０は、所定の機能として、基材１００の上方に存在する生体（人や動物等）を検知する機能を有している。生体検知層２６０は、基材１００の上方に設けられることが可能である。図５に示されるように、生体検知層２６０は、異物検知層２５０の上面に接するように設けられてもよいし、基材１００の上面に接するように設けられてもよい。生体検知層２６０は、例えば、静電容量を検知するセンサを有している。

【0030】

以上に説明したように、この給電マット１０では、基材１００に任意の機能層２００を組み合わせることが可能であるため、基材１００に対してユーザの所望する機能を付与することが可能となる。

【0031】

上記実施形態において、図６に示されるように、表示層２３０の代わりに、所定の機能として発電機能を有する発電層２３５が設けられてもよい。発電層２３５は、太陽光発電パネルで構成されることが好ましい。

【0032】

また、上記実施形態では、給電マット１０が複数の機能層２００を含む例が説明されたが、給電マット１０は、上記複数の機能層２００のうちの一層のみを有していればよい。

【0033】

上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0034】

上記実施形態における給電マットは、車両に搭載された受電コイルに電力を伝送可能な送電コイル及び前記送電コイルを被覆する被覆シートを含む基材と、前記基材の上方及び下方の少なくとも一方に設けられることが可能であり、所定の機能を有する少なくとも一つの機能層と、を備える。

【0035】

この給電マットでは、基材に機能層を組み合わせることが可能であるため、基材に対してユーザの所望する機能を付与することが可能となる。

【0036】

また、前記少なくとも一つの機能層は、前記基材の上方に設けられることが可能であり、前記所定の機能として前記基材を保護する機能を有する上側保護層を含んでいてもよい。

【0037】

この態様では、上側保護層によって基材が有効に保護される。

【0038】

また、前記上側保護層は、前記基材を保護する機能として、応力集中の発生の低減機能、防水機能及び融雪機能の少なくとも一つを含むことが好ましい。

【0039】

また、前記少なくとも一つの機能層は、前記基材の上面又は下面に接するように設けられることが可能であり、前記所定の機能として前記基材の熱を放散させる機能を有する放熱層を含んでいてもよい。この場合において、前記放熱層は、前記基材の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有することが好ましい。

【0040】

この態様では、送電コイルで発生した熱が放熱層を通じて有効に路面等に放散される。

【0041】

また、前記少なくとも一つの機能層は、前記基材の上方に設けられることが可能であり、前記所定の機能として表示機能を有する表示層を含んでいてもよい。前記表示層は、光学表示によって所定の表示を表示可能であることが好ましい。

【0042】

この場合において、前記所定の表示は、前記車両を誘導する表示であることが好ましい。

【0043】

この態様では、車両に搭載されたカメラ等によって所定の表示を読み取ることにより、車両を誘導すること（移動方向を変更すること等）が可能となる。

【0044】

また、前記少なくとも一つの機能層は、前記基材の上方に設けられることが可能であり、前記所定の機能として発電機能を有する発電層を含んでいてもよい。

【0045】

この場合において、前記発電層は、太陽光発電パネルからなることが好ましい。

【0046】

また、前記少なくとも一つの機能層は、前記基材の下方に設けられることが可能であり、前記所定の機能として前記基材を保護する機能を有する下側保護層を含んでいてもよい。

【0047】

この場合において、前記下側保護層は、前記基材を保護する機能として電磁波を遮断する機能を有することが好ましい。

【0048】

この態様では、送電コイルからの電磁波が下方に向かうことが抑制される。

【0049】

また、前記基材は、前記車両と通信可能なアンテナを含んでいてもよい。この場合において、前記アンテナは、前記送電コイルから前記受電コイルに送られる電磁波に、当該電磁波の周波数よりも小さな周波数を有する情報を重畳させることが好ましい。

【0050】

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0051】

１ 非接触充電システム、２ 車両、２ａ 受電コイル、２ｂ 蓄電装置、２ｃ カメラ、１０ 給電マット、１００ 基材、１１０ 送電コイル、１２０ 被覆シート、１３０ アンテナ、２００ 機能層、２１０ 上側保護層、２１１ 第１保護層、２１２ 第２保護層、２２０ 放熱層、２３０ 表示層、２３５ 発電層、２４０ 下側保護層、２５０ 異物検知層、２６０ 生体検知層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】