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図面 (3)

課題

複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力伝送効率の低下を抑制することが可能な給電装置を提供する。

解決手段

給電装置1は、給電コイル2と受電コイル3とからなるコイル組4と、給電コイル5と受電コイル6とからなるコイル組7とを備えており、給電コイル2、5は、給電コイル保持部11に保持され、受電コイル3、6は、給電コイル保持部11に対する相対位置が経時的に一定方向に変化する受電コイル保持部10に保持されている。給電コイル2、5および受電コイル3、6は、給電コイル保持部11に対する受電コイル保持部10の相対位置の変化の方向であるZ方向に配列され、給電コイル2の軸中心CL1と受電コイル3の軸中心CL2とが一致しているときに、Z方向において、給電コイル5の軸中心CL3と受電コイル6の軸中心CL4とがずれている。

概要

背景

従来、扉枠側から扉側の電気錠に非接触で電力を供給する非接触電力伝送装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の非接触電力伝送装置は、扉枠側に設けられる給電側ユニットと、扉側に設けられる受電側ユニットとを備えている。給電側ユニットは、電磁誘導によって非接触で電力を伝送する給電側伝送部を備え、受電側ユニットは、給電側伝送部から伝送される電力を受電する受電側伝送部を備えている。

また、従来、2次コイルを含む2次側共振回路電池とを有する電池システムに対して非接触で電力を供給する電力供給装置が知られている(たとえば、特許文献2参照)。特許文献2に記載の電力供給装置は、1次コイルを含む1次側共振回路と、1次側共振回路の1次側電流を検出する電流検出手段と、1次側共振回路の1次側電圧を検出する電圧検出手段と、1次側電流と1次側電圧とに基づいて力率を算出する力率算出手段と、力率が所定の閾値を下回る場合に、力率が大きくなるように1次側共振回路の特性を調整する特性調整手段とを備えている。そのため、この電力供給装置では、1次コイルと2次コイルとの相対位置がずれた場合の、1次側共振回路から2次側共振回路への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能となっている。

概要

複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能な給電装置を提供する。給電装置1は、給電コイル2と受電コイル3とからなるコイル組4と、給電コイル5と受電コイル6とからなるコイル組7とを備えており、給電コイル2、5は、給電コイル保持部11に保持され、受電コイル3、6は、給電コイル保持部11に対する相対位置が経時的に一定方向に変化する受電コイル保持部10に保持されている。給電コイル2、5および受電コイル3、6は、給電コイル保持部11に対する受電コイル保持部10の相対位置の変化の方向であるZ方向に配列され、給電コイル2の軸中心CL1と受電コイル3の軸中心CL2とが一致しているときに、Z方向において、給電コイル5の軸中心CL3と受電コイル6の軸中心CL4とがずれている。

目的

本発明の課題は、複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能な給電装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

非接触電力伝送によって被給電体電力を供給する給電装置において、環状に巻回される1個の給電コイルと環状に巻回される1個の受電コイルとからなるコイル組を複数備え、複数の前記給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、複数の前記受電コイルは、前記給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に一定方向に変化する受電コイル保持部に保持され、前記給電コイル保持部に対する前記受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向を第1方向とすると、複数の前記給電コイルは、前記第1方向に配列され、複数の前記受電コイルは、前記第1方向に配列され、複数の前記コイル組のうちの少なくとも1個の前記コイル組の、前記給電コイルの巻回の軸中心と前記受電コイルの巻回の軸中心とが一致しているときに、少なくとも1個の前記コイル組の、前記給電コイルの巻回の軸中心と前記受電コイルの巻回の軸中心とが前記第1方向においてずれており、前記給電コイル保持部に対する前記受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、複数の前記コイル組のうちの少なくとも1個の前記コイル組の、前記給電コイルの巻回の軸中心と前記受電コイルの巻回の軸中心とが前記第1方向において離れていくと、少なくとも1個の前記コイル組の、前記給電コイルの巻回の軸中心と前記受電コイルの巻回の軸中心とが前記第1方向において近づいていくことを特徴とする給電装置。

請求項2

前記給電コイル保持部に対する前記受電コイル保持部の相対位置が前記第1方向へ相対的に変化しても、複数の前記コイル組のそれぞれの前記給電コイルと前記受電コイルとの対向面積の総和が略一定となっていることを特徴とする請求項1記載の給電装置。

請求項3

非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する給電装置において、環状に巻回される1個以上の給電コイルと環状に巻回され前記給電コイルの個数よりも多くの個数の受電コイルとからなるコイル組を1個以上備え、1個以上の前記給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、複数の前記受電コイルは、前記給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に一定方向に変化する受電コイル保持部に保持され、前記給電コイル保持部に対する前記受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向を第1方向とすると、複数の前記給電コイルが設けられている場合には、複数の前記給電コイルは、前記第1方向に配列され、複数の前記受電コイルは、前記第1方向に配列され、前記給電コイル保持部に対する前記受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、1個の前記コイル組において、少なくとも1個の前記給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の前記受電コイルの巻回の軸中心とが前記第1方向において離れていくと、少なくとも1個の前記給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の前記受電コイルの巻回の軸中心とが前記第1方向において近づいていくことを特徴とする給電装置。

請求項4

非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する給電装置において、環状に巻回される1個以上の受電コイルと環状に巻回され前記受電コイルの個数よりも多くの個数の給電コイルとからなるコイル組を1個以上備え、複数の前記給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、1個以上の前記受電コイルは、前記給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に一定方向に変化する受電コイル保持部に保持され、前記給電コイル保持部に対する前記受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向を第1方向とすると、複数の前記受電コイルが設けられている場合には、複数の前記受電コイルは、前記第1方向に配列され、複数の前記給電コイルは、前記第1方向に配列され、前記給電コイル保持部に対する前記受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、1個の前記コイル組において、少なくとも1個の前記給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の前記受電コイルの巻回の軸中心とが前記第1方向において離れていくと、少なくとも1個の前記給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の前記受電コイルの巻回の軸中心とが前記第1方向において近づいていくことを特徴とする給電装置。

請求項5

前記第1方向は、鉛直方向であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の給電装置。

請求項6

前記受電コイル保持部は、開閉可能な建具であり、前記給電コイル保持部は、前記建具が内側に配置される建具枠であり、前記被給電体は、前記建具に取り付けられるとともに前記建具枠に対して前記建具が開かないように前記建具を固定する電気錠であることを特徴とする請求項5記載の給電装置。

技術分野

0001

本発明は、非接触電力伝送によって被給電体電力を供給する非接触式給電装置に関する。

背景技術

0002

従来、扉枠側から扉側の電気錠に非接触で電力を供給する非接触電力伝送装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の非接触電力伝送装置は、扉枠側に設けられる給電側ユニットと、扉側に設けられる受電側ユニットとを備えている。給電側ユニットは、電磁誘導によって非接触で電力を伝送する給電側伝送部を備え、受電側ユニットは、給電側伝送部から伝送される電力を受電する受電側伝送部を備えている。

0003

また、従来、2次コイルを含む2次側共振回路電池とを有する電池システムに対して非接触で電力を供給する電力供給装置が知られている(たとえば、特許文献2参照)。特許文献2に記載の電力供給装置は、1次コイルを含む1次側共振回路と、1次側共振回路の1次側電流を検出する電流検出手段と、1次側共振回路の1次側電圧を検出する電圧検出手段と、1次側電流と1次側電圧とに基づいて力率を算出する力率算出手段と、力率が所定の閾値を下回る場合に、力率が大きくなるように1次側共振回路の特性を調整する特性調整手段とを備えている。そのため、この電力供給装置では、1次コイルと2次コイルとの相対位置がずれた場合の、1次側共振回路から2次側共振回路への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能となっている。

先行技術

0004

特開2007−231567号公報
特開2012−130173号公報

発明が解決しようとする課題

0005

扉枠に開閉可能に取り付けられる扉(開き戸)の扉枠に対する相対位置は経時的に変化する。具体的には、扉に作用する重力の影響によって、扉枠の、錠が係合する側の部分に対する扉の位置が経時的に下方向へ移動する。そのため、特許文献1に記載の非接触電力伝送装置では、給電側伝送部に対する受電側伝送部の鉛直方向における相対位置が経時的にずれて、給電側伝送部から受電側伝送部への電力の伝送効率が低下するおそれがある。特許文献1に記載の非接触電力伝送装置に、特許文献2に記載の電力供給装置の構成を採用すれば、給電側伝送部に対する受電側伝送部の鉛直方向における相対位置が経時的にずれても、給電側伝送部から受電側伝送部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になるかもしれない。しかしながら、特許文献1に記載の非接触電力伝送装置に特許文献2に記載の電力供給装置の構成を採用すると、力率の算出や1次側共振回路の特性の調整等が必要になり、非接触電力伝送装置の制御が煩雑になる。

0006

そこで、本発明の課題は、複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能な給電装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記の課題を解決するため、本発明の給電装置は、非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する給電装置において、環状に巻回される1個の給電コイルと環状に巻回される1個の受電コイルとからなるコイル組を複数備え、複数の給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、複数の受電コイルは、給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に一定方向に変化する受電コイル保持部に保持され、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向を第1方向とすると、複数の給電コイルは、第1方向に配列され、複数の受電コイルは、第1方向に配列され、複数のコイル組のうちの少なくとも1個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが一致しているときに、少なくとも1個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向においてずれており、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、複数のコイル組のうちの少なくとも1個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において離れていくと、少なくとも1個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において近づいていくことを特徴とする。

0008

本発明の給電装置では、複数の給電コイルおよび複数の受電コイルは、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向である第1方向に配列されており、複数のコイル組のうちの少なくとも1個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが一致しているときに、少なくとも1個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向においてずれている。また、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、複数のコイル組のうちの少なくとも1個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において離れていくと、少なくとも1個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において近づいていく。そのため、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化が生じても、複数のコイル組のそれぞれの給電コイルと受電コイルとの対向面積の総和の減少を抑制することが可能になる。その結果、本発明では、複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

0009

本発明において、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が第1方向へ相対的に変化しても、複数のコイル組のそれぞれの給電コイルと受電コイルとの対向面積の総和が略一定となっていることが好ましい。このように構成すると、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率のばらつきを抑制することが可能になる。

0010

また、上記の課題を解決するため、本発明の給電装置は、非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する給電装置において、環状に巻回される1個以上の給電コイルと環状に巻回され給電コイルの個数よりも多くの個数の受電コイルとからなるコイル組を1個以上備え、1個以上の給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、複数の受電コイルは、給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に一定方向に変化する受電コイル保持部に保持され、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向を第1方向とすると、複数の給電コイルが設けられている場合には、複数の給電コイルは、第1方向に配列され、複数の受電コイルは、第1方向に配列され、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、1個のコイル組において、少なくとも1個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において離れていくと、少なくとも1個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において近づいていくことを特徴とする。

0011

本発明の給電装置は、1個以上の給電コイルと給電コイルの個数よりも多くの個数の受電コイルとからなるコイル組を1個以上備えている。また、本発明では、複数の受電コイルは、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向である第1方向に配列され、複数の給電コイルが設けられている場合には、複数の給電コイルは、第1方向に配列されている。さらに、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、1個のコイル組において、少なくとも1個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において離れていくと、少なくとも1個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において近づいていく。そのため、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化が生じても、コイル組における給電コイルと受電コイルとの対向面積の減少を抑制することが可能になる。その結果、本発明では、複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

0012

さらに、上記の課題を解決するため、本発明の給電装置は、非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する給電装置において、環状に巻回される1個以上の受電コイルと環状に巻回され受電コイルの個数よりも多くの個数の給電コイルとからなるコイル組を1個以上備え、複数の給電コイルは、給電コイル保持部に保持され、1個以上の受電コイルは、給電コイル保持部に対する相対位置が経時的に一定方向に変化する受電コイル保持部に保持され、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向を第1方向とすると、複数の受電コイルが設けられている場合には、複数の受電コイルは、第1方向に配列され、複数の給電コイルは、第1方向に配列され、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、1個のコイル組において、少なくとも1個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において離れていくと、少なくとも1個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において近づいていくことを特徴とする。

0013

本発明の給電装置は、1個以上の受電コイルと受電コイルの個数よりも多くの個数の給電コイルとからなるコイル組を1個以上備えている。また、本発明では、複数の給電コイルは、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化の方向である第1方向に配列され、複数の受電コイルが設けられている場合には、複数の受電コイルは、第1方向に配列されている。さらに、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置が経時的に変化して、1個のコイル組において、少なくとも1個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において離れていくと、少なくとも1個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の受電コイルの巻回の軸中心とが第1方向において近づいていく。そのため、本発明では、給電コイル保持部に対する受電コイル保持部の相対位置の経時的な変化が生じても、コイル組における給電コイルと受電コイルとの対向面積の減少を抑制することが可能になる。その結果、本発明では、複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

0014

本発明において、第1方向は、たとえば、鉛直方向である。また、本発明において、たとえば、受電コイル保持部は、開閉可能な建具であり、給電コイル保持部は、建具が内側に配置される建具枠であり、被給電体は、建具に取り付けられるとともに建具枠に対して建具が開かないように建具を固定する電気錠である。この場合には、たとえば、建具に作用する重力の影響で、建具枠に対する建具の位置が経時的に下方向へ移動しても(具体的には、建具枠の、錠が係合する側の部分に対する建具の位置が経時的に下方向へ移動しても)、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。したがって、建具枠に対する建具の位置が経時的に下方向へ移動しても、電気錠に電力を供給して電気錠を動作させることが可能になる。

発明の効果

0015

以上のように、本発明の給電装置では、複雑な制御を行わなくても、給電コイルに対する受電コイルの相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の実施の形態にかかる給電装置の概略構成を説明するための図である。
本発明の他の実施の形態にかかる給電装置の概略構成を説明するための図である。

実施例

0017

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

0018

(給電装置の構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかる給電装置1の概略構成を説明するための図である。本形態の給電装置1は、非接触電力伝送によって被給電体に電力を供給する非接触式の給電装置である。この給電装置1は、1個の給電コイル2と1個の受電コイル3とからなるコイル組4と、1個の給電コイル5と1個の受電コイル6とからなるコイル組7との2個のコイル組4、7を備えている。すなわち、給電装置1は、2個の給電コイル2、5と2個の受電コイル3、6とを備えている。受電コイル3は、給電コイル2から伝送される電力を受け取り、受電コイル6は、給電コイル5から伝送される電力を受け取る。本形態では、磁界結合方式によって給電コイル2、5を有する給電部から受電コイル3、6を有する受電部へ電力が伝送される。

0019

受電コイル3、6は、建具としての建物の扉10に取り付けられている。たとえば、受電コイル3、6は、図示を省略するコイル保持部材に固定され、このコイル保持部材が扉10に固定されている。すなわち、受電コイル3、6は、コイル保持部材を介して扉10に取り付けられている。あるいは、受電コイル3、6は、直接、扉10に取り付けられている。給電コイル2、5は、扉10が内側に配置される建具枠としての外枠11に取り付けられている。たとえば、給電コイル2、5は、図示を省略するコイル保持部材に固定され、このコイル保持部材が外枠11に固定されている。すなわち、給電コイル2、5は、コイル保持部材を介して外枠11に取り付けられている。あるいは、給電コイル2、5は、直接、外枠11に取り付けられている。

0020

扉10は、外枠11に対して開閉可能に取り付けられている。本形態の外枠11は、2個の給電コイル2、5を保持する給電コイル保持部であり、扉10は、2個の受電コイル3、6を保持する受電コイル保持部である。また、本形態の給電装置1は、外枠11に対して扉10が開かないように扉10を固定する電気錠(図示省略)に電力を供給する。すなわち、本形態の被給電体は、電気錠である。より具体的には、本形態の被給電体は、電気錠を駆動するモータ等の駆動源である。この電気錠は、扉10に取り付けられている。

0021

図1に示すように、互いに直交する3方向のそれぞれをX方向、Y方向およびZ方向とすると、扉10は、扉10の高さ方向とZ方向とが一致するように配置されている。すなわち、Z方向は、鉛直方向(鉛直線の方向)である。また、扉10が閉じている状態では、扉10の厚さ方向とY方向とが一致し、扉10の幅方向とX方向とが一致している。以下の説明では、X方向を左右方向、Y方向を前後方向、Z方向を上下方向とする。また、Z1方向側を「上」側、Z2方向側を「下」側とする。

0022

給電コイル2、5および受電コイル3、6は、空芯状に巻回された空芯コイルである。給電コイル2、5および受電コイル3、6は、円環状に巻回されており、扁平な略円筒状に形成されている。給電コイル2、5は、電解効果トランジスタ等のスイッチング素子発振回路等を介して電源に接続されている。受電コイル3、6は、整流回路等を介して電気錠に接続されている。

0023

2個の給電コイル2、5の巻数(より具体的には、給電コイル2、5を構成する導線の巻数)は互いに同じになっており、2個の受電コイル3、6の巻数(より具体的には、受電コイル3、6を構成する導線の巻数)も互いに同じなっている。また、給電コイル2、5の巻数と受電コイル3、6の巻数とが同じになっている。すなわち、本形態では、全ての給電コイル2、5の巻数、および、全ての受電コイル3、6の巻数が同じになっている。

0024

また、2個の給電コイル2、5の外形は互いに略等しくなっており、2個の受電コイル3、6の外形も互いに略等しくなっている。すなわち、2個の給電コイル2、5の内径外径および厚さは互いに略等しくなっており、2個の受電コイル3、6の内径、外径および厚さも互いに略等しくなっている。また、給電コイル2、5の外形と受電コイル3、6の外形とが略等しくなっている。すなわち、本形態では、全ての給電コイル2、5の外形、および、全ての受電コイル3、6の外形が略等しくなっている。

0025

上述のように、給電コイル2、5は、外枠11に取り付けられている。給電コイル2と給電コイル5とは、前後方向において同じ位置に配置されている。また、給電コイル2と給電コイル5とは、左右方向において同じ位置に配置されている。また、給電コイル2と給電コイル5とは、上下方向に所定の間隔をあけた状態で上下方向で重なるように配置されている。すなわち、2個の給電コイル2、5は、上下方向に配列されている。本形態では、給電コイル2が下側に配置され、給電コイル5が上側に配置されている。

0026

また、上述のように、受電コイル3、6は、扉10に取り付けられている。扉10が閉じた状態において、受電コイル3と受電コイル6とは、前後方向において同じ位置に配置されるとともに、左右方向において同じ位置に配置されている。また、扉10が閉じた状態では、給電コイル2、5と受電コイル3、6とが前後方向において略同じ位置に配置されている。受電コイル3と受電コイル6とは、上下方向に所定の間隔をあけた状態で上下方向で重なるように配置されている。すなわち、2個の受電コイル3、6は、上下方向に配列されている。本形態では、受電コイル3が下側に配置され、受電コイル6が上側に配置されている。

0027

上下方向における受電コイル3と受電コイル6との距離は、上下方向における給電コイル2と給電コイル5との距離よりも広くなっている。本形態では、外枠11に扉10が取り付けられるときには、図1(A)に示すように、給電コイル2の巻回の軸中心CL1と受電コイル3の巻回の軸中心CL2とが上下方向で一致するように、外枠11に扉10が取り付けられる。すなわち、扉10が閉じている状態で、軸中心CL1と軸中心CL2とが一致するように、外枠11に扉10が取り付けられる。

0028

軸中心CL1と軸中心CL2とが一致しているときには、給電コイル2と受電コイル3とが左右方向で所定の隙間を介して対向している。また、このときには、給電コイル5の巻回の軸中心CL3と受電コイル6の巻回の軸中心CL4とが上下方向でずれている。すなわち、コイル組4の、給電コイル2の巻回の軸中心CL1と受電コイル3の巻回の軸中心CL2とが一致しているときには、コイル組7の、給電コイル5の巻回の軸中心CL3と受電コイル6の巻回の軸中心CL4とが上下方向でずれている。なお、本形態では、軸中心CL1と軸中心CL2とが一致しているときに、給電コイル2から受電コイル3への電力の伝達効率が最も高くなり、軸中心CL3と軸中心CL4とが一致しているときに、給電コイル5から受電コイル6への電力の伝達効率が最も高くなる。

0029

ここで、扉10には重力が作用するため、外枠11に対する扉10の相対位置は経時的に変化する。具体的には、扉10に作用する重力の影響で、外枠11の、電気錠が係合する側の部分(外枠11の、給電コイル2、5が取り付けられる側の部分)に対する扉10の位置が経時的に下方向へ移動する。すなわち、外枠11に対する扉10の相対位置は、経時的に一定方向に変化する。本形態では、上下方向(鉛直方向)は、外枠11に対する扉10の相対位置の経時的な変化の方向となる第1方向である。

0030

外枠11に扉10が取り付けられた後の、外枠11の電気錠が係合する側の部分に対する扉10の位置の最大変化量は、閉じた状態の扉10と外枠11との左右方向の隙間によって規定される。本形態では、軸中心CL1と軸中心CL2とが上下方向で一致するように外枠11に扉10が取り付けられたときの、軸中心CL3と軸中心CL4との上下方向の距離L(図1(A)参照)は、外枠11に扉10が取り付けられた後の、外枠11の電気錠が係合する側の部分に対する扉10の位置の最大変化量とほぼ等しくなっている。そのため、本形態では、外枠11に扉10が取り付けられた後に扉10が最も下方向へ移動すると、図1(C)に示すように、軸中心CL3と軸中心CL4とが上下方向で一致する。このときには、扉10が閉じていると、給電コイル5と受電コイル6とが左右方向で所定の隙間を介して対向している。

0031

また、本形態では、給電コイル2、5および受電コイル3、6の外径R(図1(A)参照)は、距離Lとほぼ等しくなっており、軸中心CL1と軸中心CL2とが上下方向で一致しているときには、給電コイル5の上端と受電コイル6の下端とが上下方向においてほぼ一致している。そのため、本形態では、図1(A)〜(C)に示すように、外枠11に対して扉10が経時的に下方向へ移動しても、給電コイル2と受電コイル3との対向面積と、給電コイル5と受電コイル6との対向面積との総和が略一定になっている。

0032

以上のように構成された給電装置1では、扉10が閉じた状態で、電気錠への電力の供給が行われる。電気錠への電力供給時には、2個の給電コイル2、5の両方に電流が供給される。すなわち、本形態では、電気錠への電力供給時に、全ての給電コイル2、5に電流が供給される。また、本形態では、2個の給電コイル2、5に同じ大きさの電流が同時に供給される。給電コイル2、5に電流が流れると、給電コイル2、5に対向配置される受電コイル3、6に交流電力が生じる。受電コイル3、6に生じた交流電力は、整流回路で直流電力に変換されて電気錠に供給される。

0033

(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、2個の給電コイル2、5および2個の受電コイル3、6は上下方向に配列されており、給電コイル2の巻回の軸中心CL1と受電コイル3の巻回の軸中心CL2とが一致しているときに、給電コイル5の巻回の軸中心CL3と受電コイル6の巻回の軸中心CL4とが上下方向でずれている。また、本形態では、図1に示すように、外枠11に対する扉10の位置が経時的に下方向へ移動して軸中心CL1と軸中心CL2との上下方向の距離が離れていくと、軸中心CL3と軸中心CL4との上下方向の距離が近づいていく。したがって、本形態では、扉10に作用する重力の影響で外枠11に対する扉10の位置が経時的に下方向へ移動しても、給電コイル2と受電コイル3との対向面積と、給電コイル5と受電コイル6との対向面積との総和の減少を抑制することが可能になる。その結果、本形態では、複雑な制御を行わなくても、給電コイル2、5に対する受電コイル3、6の相対位置が変化したときの、給電部から受電部の電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。したがって、本形態では、外枠11に対する扉10の位置が経時的に下方向へ移動しても、複雑な制御を行うことなく、電気錠に電力を供給して電気錠を動作させることが可能になる。

0034

特に本形態では、外枠11に対して扉10が経時的に下方向へ移動しても、給電コイル2と受電コイル3との対向面積と、給電コイル5と受電コイル6との対向面積との総和が略一定になっている。また、本形態では、電気錠への電力供給時に、2個の給電コイル2、5に同じ大きさの電流が同時に供給される。そのため、本形態では、給電コイル2、5に対する受電コイル3、6の相対位置が変化したときの、給電部から受電部への電力の伝送効率のばらつきを抑制することが可能になる。

0035

また、本形態では、外枠11に対して扉10が経時的に下方向へ移動しても、給電コイル2と受電コイル3との対向面積と、給電コイル5と受電コイル6との対向面積との総和が略一定になっているため、外枠11に扉10を取り付けるときの、外枠11に対する扉10の取付位置の許容範囲を広げることが可能になる。

0036

(給電装置の変形例)
図2は、本発明の他の実施の形態にかかる給電装置1の概略構成を説明するための図である。

0037

上述した形態では、給電装置1は、1個の給電コイル2と1個の受電コイル3とからなるコイル組4と、1個の給電コイル5と1個の受電コイル6とからなるコイル組7との2個のコイル組を備えている。この他にもたとえば、図2に示すように、給電装置1は、コイル組4、7に代えて、または、コイル組4、7に加えて、1個の給電コイル2と、2個の受電コイル3、6とからなるコイル組14を備えていても良い。

0038

この場合でも、上述した形態と同様に、軸中心CL1と軸中心CL2とが上下方向で一致するように、外枠11に扉10が取り付けられる(図2(A)参照)。また、この場合には、受電コイル3の上端と受電コイル6の下端との距離L1(図2(A)参照)は、たとえば、給電コイル2および受電コイル3、6の外径Rの半分となっている。そのため、外枠11に対して扉10が経時的に下方向へ移動して、図2(B)に示すように、上下方向において受電コイル3の上端が軸中心CL1に達すると、受電コイル6の下端が給電コイル2の上端に達する。すなわち、外枠11に対して扉10が経時的に下方向へ移動すると、給電コイル2と受電コイル3とが対向しなくなる前に、給電コイル2と受電コイル6とが対向し始める。また、この場合には、軸中心CL2と軸中心CL4との上下方向の距離L2は、外枠11に扉10が取り付けられた後の、外枠11の電気錠が係合する側の部分に対する扉10の位置の最大変化量とほぼ等しくなっている。

0039

図2に示す給電装置1では、扉10に作用する重力の影響で外枠11に対する扉10の位置が経時的に下方向へ移動したときに、受電コイル3の巻回の軸中心CL2と給電コイル2の巻回の軸中心CL1との上下方向の距離が離れていっても、受電コイル6の巻回の軸中心CL4と軸中心CL1との上下方向の距離が近づいていく。そのため、この給電装置1においても、外枠11に対する扉10の位置が経時的に下方向へ移動したときの、給電コイル2と受電コイル3、6との対向面積の減少を抑制することが可能になる。その結果、複雑な制御を行わなくても、給電コイル2に対する受電コイル3、6の相対位置が変化したときの、給電部から受電部の電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

0040

なお、距離L1は、外径Rの半分より短くても良い。また、外枠11に対して扉10が経時的に下方向へ移動したときに、給電コイル2と受電コイル3とが対向しなくなる前に、給電コイル2と受電コイル6とが対向し始めるのであれば、距離L1は、外径Rの半分より長くても良い。また、図2に示す給電装置1は、2個以上のコイル組14を備えていても良い。

0041

また、図2に示す給電装置1において、コイル組14は、上下方向に配列される3個以上の受電コイルを備えていても良い。また、図2に示す給電装置1において、コイル組14は、上下方向に配列される2個以上の給電コイルを備えていても良い。この場合には、コイル組14は、給電コイルの個数よりも多くの個数の受電コイルを備えている。また、この場合には、外枠11に対する扉10の位置が経時的に下方向へ移動して、コイル組14において、少なくとも1個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の受電コイルの巻回の軸中心とが上下方向で離れていくと、少なくとも1個の給電コイルの巻回の軸中心と少なくとも1個の受電コイルの巻回の軸中心とが上下方向で近づいていく。

0042

また、図2に示す給電装置1は、1個の給電コイル2と、2個の受電コイル3、6とからなるコイル組14を備えているが、給電装置1は、2個の給電コイル2、5と、1個の受電コイル6とからなるコイル組を備えていても良い。この場合には、たとえば、軸中心CL3と軸中心CL4とが上下方向で一致するように、外枠11に扉10が取り付けられる。この場合には、外枠11に対する扉10の位置が経時的に下方向へ移動したときに、受電コイル6の巻回の軸中心CL4と給電コイル5の巻回の軸中心CL3との上下方向の距離が離れていっても、受電コイル6の巻回の軸中心CL4と給電コイル2の巻回の軸中心CL1との上下方向の距離が近づくため、外枠11に対する扉10の位置が経時的に下方向へ移動したときの、給電コイル2、5と受電コイル6との対向面積の減少を抑制することが可能になる。その結果、複雑な制御を行わなくても、給電コイル2、5に対する受電コイル6の相対位置が変化したときの、給電部から受電部の電力の伝送効率の低下を抑制することが可能になる。

0043

なお、この場合のコイル組は、上下方向に配列される3個以上の給電コイルを備えていても良い。また、この場合のコイル組は、上下方向に配列される2個以上の受電コイルを備えていても良い。コイル組が2個以上の受電コイルを備えている場合には、このコイル組は、受電コイルの個数よりも多くの個数の給電コイルを備えている。また、この場合には、2個の給電コイル2、5と1個の受電コイル6とからなるコイル組が2個以上設けられていても良い。

0044

(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

0045

上述した形態では、上下方向における受電コイル3と受電コイル6との距離は、上下方向における給電コイル2と給電コイル5との距離よりも広くなっている。この他にもたとえば、上下方向における給電コイル2と給電コイル5との距離が上下方向における受電コイル3と受電コイル6との距離より広くなっていても良い。また、上述した形態では、給電装置1は、2個のコイル組4、7を備えているが、給電装置1は、3個以上のコイル組を備えていても良い。この場合には、外枠11に対する扉10の位置が経時的に下方向へ移動して、3個以上のコイル組のうちの少なくとも1個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが上下方向で離れていくと、少なくとも1個のコイル組の、給電コイルの巻回の軸中心と受電コイルの巻回の軸中心とが上下方向で近づいていく。

0046

上述した形態では、距離Lは、外枠11に扉10が取り付けられた後の、外枠11の電気錠が係合する側の部分に対する扉10の位置の最大変化量とほぼ等しくなっている。この他にもたとえば、距離Lは、この最大変化量より短くても良い。また、給電コイル2と受電コイル3とが対向しなくなる前に、給電コイル5と受電コイル6とが対向し始めるのであれば、距離Lは、この最大変化量より長くても良い。また、上述した形態では、給電コイル2、5および受電コイル3、6の外径Rは、距離Lとほぼ等しくなっているが、外径Rは、距離Lより大きくても良い。また、給電コイル2と受電コイル3とが対向しなくなる前に、給電コイル5と受電コイル6とが対向し始めるのであれば、外径Rは、距離Lより小さくても良い。

0047

上述した形態において、受電コイル3に接続される整流回路と電気錠との間と、受電コイル6に接続される整流回路と電気錠との間とが直列に接続されても良い。この場合には、電気錠に印加される電圧の変化を抑制することが可能になる。また、上述した形態において、受電コイル3の両端に生じる電圧および受電コイル6の両端に生じる電圧に基づいて、受電コイル3および受電コイル6が電気錠に電気的に接続される状態と、受電コイル3のみが電気錠に電気的に接続される状態と、受電コイル6のみが電気錠に電気的に接続される状態とに、受電コイル3、6と電気錠との電気的な接続状態切り替えられても良い。

0048

上述した形態では、電気錠への電力供給時に、2個の給電コイル2、5に同じ大きさの電流が供給されているが、電気錠への電力供給時に、2個の給電コイル2、5のそれぞれに異なる大きさの電流が供給されても良い。また、上述した形態では、2個の給電コイル2、5の巻数、および、2個の受電コイル3、6の巻数が同じになっているが、2個の給電コイル2、5の巻数が異なっていても良いし、2個の受電コイル3、6の巻数が異なっていても良い。また、給電コイル2の巻数と受電コイル3の巻数とが異なっていても良いし、給電コイル5の巻数と受電コイル6の巻数とが異なっていても良い。

0049

上述した形態では、2個の給電コイル2、5の外形は互いに略等しくなっており、2個の受電コイル3、6の外形は互いに略等しくなっているが、2個の給電コイル2、5の外形は異なっていても良いし、2個の受電コイル3、6の外形は異なっていても良い。また、給電コイル2の外形と受電コイル3の外形とが異なっていても良いし、給電コイル5の外形と受電コイル6の外形とが異なっていても良い。

0050

上述した形態では、給電コイル2、5および受電コイル3、6は、円環状に巻回されている。この他にもたとえば、給電コイル2、5および受電コイル3、6は、四角環状等の多角環状楕円環状等に巻回されても良い。また、上述した形態では、磁界結合方式によって、給電部から受電部へ電力が伝送されているが、電磁誘導方式等の他の方式によって、給電部から受電部へ電力が伝送されても良い。また、上述した形態では、給電コイル2の巻回の軸中心CL1と受電コイル3の巻回の軸中心CL2とが一致しているときに、給電コイル2から受電コイル3への電力の伝達効率が最も高くなり、給電コイル5の巻回の軸中心CL3と受電コイル6の巻回の軸中心CL4とが一致しているときに、給電コイル5から受電コイル6への電力の伝達効率が最も高くなっているが、給電コイル2から受電コイル3への電力の伝達効率が最も高くなるときに、軸中心CL1と軸中心CL2とが一致していなくても良いし、給電コイル5から受電コイル6への電力の伝達効率が最も高くなるときに、軸中心CL3と軸中心CL4とが一致していなくても良い。

0051

上述した形態では、受電コイル3、6は、扉10に取り付けられているが、受電コイル3、6は、扉10以外の建具に取り付けられても良い。たとえば、受電コイル3、6は、窓や雨戸等の引き戸に取り付けられても良い。この場合には、給電コイル2、5は、窓枠等の建具枠に取り付けられる。また、この場合には、建具枠に対する引き戸の相対位置の経時的な変化の方向は、たとえば、引き戸の厚さ方向(すなわち、水平方向)となる。また、給電コイル2、5および受電コイル3、6は、建具および建具枠以外の構造物機器に取り付けられても良い。また、上述した形態では、給電装置1によって電力が供給される被給電体は、電気錠であるが、給電装置1によって電力が供給される被給電体は、電気錠以外の機器であっても良いし、蓄電池であっても良い。

0052

1給電装置
2、5給電コイル
3、6受電コイル
4、7、14コイル組
10 扉(受電コイル保持部、建具)
11外枠(給電コイル保持部、建具枠)
CL1、CL3 給電コイルの巻回の軸中心
CL2、CL4 受電コイルの巻回の軸中心
Z 上下方向(鉛直方向、第1方向)

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