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JP2012029418A - Power transmission system - Google Patents

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JP2012029418A
JP2012029418A JP2010164464A JP2010164464A JP2012029418A JP 2012029418 A JP2012029418 A JP 2012029418A JP 2010164464 A JP2010164464 A JP 2010164464A JP 2010164464 A JP2010164464 A JP 2010164464A JP 2012029418 A JP2012029418 A JP 2012029418A
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JP
Japan
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antenna
power
power transmission
unit
transmission system
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Pending
Application number
JP2010164464A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Kobayashi
茂 小林
Tetsuya Shimozaka
哲也 下坂
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Japan Radio Co Ltd
Nagano Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Nagano Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To safely and efficiently transmit large power without contact.SOLUTION: A power transmission system includes: a transmission antenna 12 to which an AC signal outputted from a signal generation unit is supplied and which generates an electromagnetic field; and a reception antenna 21 generating induction voltage by the electromagnetic field in a position detached from the transmission antenna 12. The system can transmit power without contact. The system also includes a partitioning portion 4 which is arranged between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21, can be stretched in accordance with length between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21 and separates a space from the transmission antenna 12 to the reception antenna 21 from the other space.

Description

本発明は、送信アンテナと受信アンテナとを備えて非接触で電力を伝送する電力伝送システムに関するものである。   The present invention relates to a power transmission system that includes a transmission antenna and a reception antenna and transmits power in a contactless manner.

この種の電力伝送システムとして、特開2010−130800号公報において出願人が開示した非接触型電力伝送システム(以下、単に「電力伝送システム」ともいう)が知られている。この電力伝送システムは、信号発生部、送信アンテナ、第1整合部などを有する送電装置と、受信アンテナ、第2整合部、整流部などを有する受電装置とを備えて、電力を非接触で電送可能に構成されている。この電力伝送システムでは、送電装置の第1整合部が、受信アンテナとの間の長さ(距離)に応じて変化する送信アンテナのインピーダンスに信号発生部側のインピーダンスを整合させ(整合状態に移行させ)、受電装置の第2整合部が、送信アンテナとの間の長さに応じて変化する受信アンテナのインピーダンスと整流部側のインピーダンスとを整合させる(整合状態に移行させる)。これにより、この電力伝送システムでは、電力の伝送効率の低下を最小限に抑えつつ、良好に電力伝送を行うことができる送信アンテナ(送電装置)と受信アンテナ(受電装置)との間の長さを拡げることが可能となっている。   As this type of power transmission system, a contactless power transmission system (hereinafter also simply referred to as “power transmission system”) disclosed by the applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-130800 is known. The power transmission system includes a power transmission device having a signal generation unit, a transmission antenna, a first matching unit, and the like, and a power reception device having a reception antenna, a second matching unit, a rectification unit, and the like, and transmits power in a contactless manner. It is configured to be possible. In this power transmission system, the first matching unit of the power transmission device matches the impedance of the signal generation unit side with the impedance of the transmission antenna that changes according to the length (distance) between the power transmission device and shifts to the matching state. And the second matching unit of the power receiving apparatus matches the impedance of the receiving antenna, which changes according to the length between the power receiving device and the impedance on the rectifying unit side (shifts to the matching state). Accordingly, in this power transmission system, the length between the transmission antenna (power transmission device) and the reception antenna (power reception device) that can perform power transmission satisfactorily while minimizing a decrease in power transmission efficiency is minimized. Can be expanded.

特開2010−130800号公報(第5−9頁、第1図)JP 2010-130800 A (page 5-9, FIG. 1)

ところが、上記の電力伝送システムには、改善すべき以下の課題が存在する。すなわち、この電力伝送システムでは、上記のように構成したことで、送信アンテナと受信アンテナとの間の長さを拡げることを可能としているが、両アンテナ間の長さが拡がった分、両アンテナ間に「物」が進入する可能性が高まる。この場合、両アンテナ間に物が進入したときには、その物によって電磁場が遮蔽され、これに起因して電力の伝送効率が低下するおそれがある。また、大きな電力を伝送するために強い電磁場を発生させる状態で両アンテナ間に物が進入したときには、物損事故、火災事故および傷害事故など(以下、単に「物損事故等)が発生する可能性もある。   However, the following problems to be improved exist in the above power transmission system. That is, in this power transmission system, it is possible to increase the length between the transmission antenna and the reception antenna by configuring as described above. There is an increased possibility of “things” in between. In this case, when an object enters between the two antennas, the electromagnetic field is shielded by the object, and there is a risk that the power transmission efficiency may decrease due to this. In addition, when an object enters between both antennas in a state where a strong electromagnetic field is generated to transmit a large amount of power, a property damage accident, fire accident, injury accident, etc. (hereinafter simply referred to as “material damage accident”, etc.) may occur. There is also sex.

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、大きな電力を安全でかつ効率よく非接触で伝送し得る電力伝送システムを提供することを主目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and a main object of the present invention is to provide a power transmission system capable of transmitting a large amount of power safely and efficiently without contact.

上記目的を達成すべく請求項1記載の電力伝送システムは、 信号発生部から出力された交流信号の供給を受けて電磁場を発生させる送信アンテナと、当該送信アンテナから離間した位置において前記電磁場によって誘導電圧を発生させる受信アンテナとを備えて非接触で電力を伝送する電力伝送システムであって、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間に配設されると共に当該送信アンテナと当該受信アンテナとの間の長さに応じて伸縮可能に構成されて当該送信アンテナから当該受信アンテナに至る空間を他の空間と区画する区画部を備えている。   In order to achieve the above object, a power transmission system according to claim 1, wherein a transmission antenna that receives an AC signal output from a signal generation unit to generate an electromagnetic field, and is induced by the electromagnetic field at a position apart from the transmission antenna. A power transmission system that includes a receiving antenna that generates voltage and transmits power in a contactless manner, and is disposed between the transmitting antenna and the receiving antenna and between the transmitting antenna and the receiving antenna. And a partition portion that partitions the space from the transmitting antenna to the receiving antenna with another space.

また、請求項2記載の電力伝送システムは、請求項1記載の電力伝送システムにおいて、前記区画部は、蛇腹状の筒体で構成されている。   According to a second aspect of the present invention, in the power transmission system according to the first aspect, the partition portion is formed of a bellows-like cylinder.

また、請求項3記載の電力伝送システムは、請求項1または2記載の電力伝送システムにおいて、前記区画部は、前記電磁場を遮蔽可能な材質で形成されている。   The power transmission system according to claim 3 is the power transmission system according to claim 1 or 2, wherein the partition portion is formed of a material capable of shielding the electromagnetic field.

また、請求項4記載の電力伝送システムは、請求項1から3のいずれかに記載の電力伝送システムにおいて、前記区画部は、最大に伸長させた状態の長さが、前記電力の伝送が可能な前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の最大長以下となるように予め規定されている。   Further, in the power transmission system according to claim 4, in the power transmission system according to any one of claims 1 to 3, the partition section is capable of transmitting the power with a length in a fully extended state. Further, it is defined in advance so as to be equal to or less than the maximum length between the transmitting antenna and the receiving antenna.

また、請求項5記載の電力伝送システムは、請求項1から4のいずれかに記載の電力伝送システムにおいて、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間に配設されて、前記送信アンテナによって発生された前記電磁場を伝搬させる1または複数の中継アンテナを備え、前記区画部は、前記送信アンテナ、前記中継アンテナおよび前記受信アンテナの間に配設される複数の区画部材を連結して構成されている。   A power transmission system according to a fifth aspect is the power transmission system according to any one of the first to fourth aspects, wherein the power transmission system is disposed between the transmission antenna and the reception antenna and is generated by the transmission antenna. Further, one or a plurality of relay antennas for propagating the electromagnetic field are provided, and the partition unit is configured by connecting a plurality of partition members disposed between the transmission antenna, the relay antenna, and the reception antenna. .

請求項1記載の電力伝送システムによれば、送信アンテナと受信アンテナとの間に配設されると共に送信アンテナと受信アンテナとの間の長さに応じて伸縮可能に構成されて送信アンテナから受信アンテナに至る空間を他の空間と区画する区画部を備えたことにより、送信アンテナから受信アンテナに至る空間への物の進入を確実に防止することができる。このため、この電力伝送システムによれば、送信アンテナから受信アンテナに至る空間への物の進入による電力の伝送効率の低下を確実に防止することができる。また、この電力伝送システムによれば、送信アンテナから受信アンテナに至る空間への物の進入を確実に防止することができるため、物損事故等の発生を確実に防止することができる。したがって、この電力伝送システムによれば、大きな電力を安全でかつ効率よく非接触で伝送することができる。   According to the power transmission system of the first aspect, the power transmission system is disposed between the transmission antenna and the reception antenna, and is configured to be extendable / contractable according to the length between the transmission antenna and the reception antenna. By providing the partition portion that partitions the space leading to the antenna from other spaces, it is possible to reliably prevent an object from entering the space from the transmitting antenna to the receiving antenna. For this reason, according to this power transmission system, it is possible to reliably prevent a reduction in power transmission efficiency due to the entry of an object into the space from the transmission antenna to the reception antenna. Further, according to this power transmission system, it is possible to reliably prevent an object from entering the space from the transmitting antenna to the receiving antenna, and thus it is possible to reliably prevent the occurrence of a property damage accident or the like. Therefore, according to this power transmission system, a large amount of power can be transmitted safely and efficiently without contact.

また、請求項2記載の電力伝送システムによれば、蛇腹状の筒体で区画部を構成したことにより、区画部を大きく伸縮させることができるため、区画部の両端部を送信アンテナおよび受信アンテナにそれぞれ近接させた状態を維持しつつ、送信アンテナと受信アンテナとの間の長さを大きく変更することができる。   According to the power transmission system of claim 2, since the partition portion can be greatly expanded and contracted by configuring the partition portion with the bellows-like cylindrical body, both ends of the partition portion are connected to the transmission antenna and the reception antenna. The length between the transmitting antenna and the receiving antenna can be greatly changed while maintaining the state of being close to each other.

また、請求項3記載の電力伝送システムでは、電磁場を遮蔽可能な材質で区画部を形成したことにより、区画部よりも外側の空間(送信アンテナから受信アンテナに至る空間以外の空間)における電磁場の影響を軽減することができる。   Further, in the power transmission system according to claim 3, since the partition portion is formed of a material capable of shielding the electromagnetic field, the electromagnetic field in the space outside the partition portion (space other than the space from the transmission antenna to the reception antenna) is increased. The impact can be reduced.

また、請求項4記載の電力伝送システムでは、最大に伸長させた状態における区画部の長さが、電力の伝送が可能な送信アンテナと受信アンテナとの間の最大長以下となるように予め規定されている。このため、この電力伝送システムによれば、区画部の両端部が送信アンテナおよび受信アンテナにそれぞれ近接させることで、送信アンテナと受信アンテナとの間の長さを上記の最大長以下に維持することができる。したがって、この電力伝送システムによれば、電力伝送を行うことができる両アンテナ間の長さの限界を使用者が把握していない場合においても、電力伝送を確実に行うことができる。   Further, in the power transmission system according to claim 4, the length of the partition section in the state where the power transmission system is extended to the maximum is specified in advance so as to be equal to or less than the maximum length between the transmitting antenna and the receiving antenna capable of transmitting power. Has been. For this reason, according to this power transmission system, the length between the transmission antenna and the reception antenna can be maintained below the above-mentioned maximum length by bringing both ends of the partition portion close to the transmission antenna and the reception antenna, respectively. Can do. Therefore, according to this power transmission system, even when the user does not know the limit of the length between the two antennas that can perform power transmission, power transmission can be reliably performed.

また、請求項5記載の電力伝送システムによれば、送信アンテナと受信アンテナとの間に配設されて、送信アンテナによって発生された電磁場を伝搬させる1または複数の中継アンテナを備えたことにより、良好に電力伝送を行うことができる送信アンテナと受信アンテナとの間の長さをさらに拡げることができる。また、送信アンテナ、中継アンテナおよび受信アンテナの間に配設される複数の区画部材を連結して区画部を構成したことにより、送信アンテナと受信アンテナとの間の長さが拡がった場合においても、大きな電力を安全でかつ効率よく非接触で伝送することができる。   Further, according to the power transmission system of claim 5, by including one or more relay antennas disposed between the transmission antenna and the reception antenna and propagating an electromagnetic field generated by the transmission antenna, The length between the transmitting antenna and the receiving antenna that can perform power transmission well can be further expanded. Even when the length between the transmission antenna and the reception antenna is increased by connecting a plurality of partition members arranged between the transmission antenna, the relay antenna, and the reception antenna to configure the partition portion. Large power can be transmitted safely and efficiently without contact.

電力伝送システム100の構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a configuration of a power transmission system 100. FIG. 電力伝送システム100の斜視図である。1 is a perspective view of a power transmission system 100. FIG. 電力伝送システム100の側面図である。1 is a side view of a power transmission system 100. FIG. 送電装置2における第1整合部13の回路図である。3 is a circuit diagram of a first matching unit 13 in the power transmission device 2. FIG. 受電装置3における第2整合部22の回路図である。3 is a circuit diagram of a second matching unit 22 in the power receiving device 3. FIG. 電力伝送処理50のフローチャートである。5 is a flowchart of power transmission processing 50. 電力伝送システム100の使用方法を説明する第1の説明図である。1 is a first explanatory diagram illustrating a method of using a power transmission system 100. FIG. 電力伝送システム100の使用方法を説明する第2の説明図である。3 is a second explanatory diagram illustrating a method of using the power transmission system 100. FIG. 区画部104の側面図である。4 is a side view of a partition unit 104. FIG. 区画部304の斜視図である。3 is a perspective view of a partition unit 304. FIG.

以下、添付図面を参照して、電力伝送システムの実施の形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a power transmission system will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に示す電力伝送システム100は、送電装置2、受電装置3および区画部4を備え、送電装置2から受電装置3に電力を非接触で伝送可能に構成されている。この場合、送電装置2から受電装置3に伝送された(受電装置3によって受電された)電力は、一例として、受電装置3からバッテリ5に供給されてバッテリ5の充電に用いられる。   A power transmission system 100 illustrated in FIG. 1 includes a power transmission device 2, a power reception device 3, and a partition unit 4, and is configured to be able to transmit power from the power transmission device 2 to the power reception device 3 in a contactless manner. In this case, the power transmitted from the power transmission device 2 to the power reception device 3 (received by the power reception device 3) is supplied from the power reception device 3 to the battery 5 and used for charging the battery 5 as an example.

送電装置2は、図1に示すように、信号発生部11、送信アンテナ12、第1整合部13、反射電力計測部14、第1処理部15および第1通信部16を備えて構成されている。また、この送電装置2では、送電装置2を構成する各構成要素が筐体2a(図2,3参照)内に収容されている。   As illustrated in FIG. 1, the power transmission device 2 includes a signal generation unit 11, a transmission antenna 12, a first matching unit 13, a reflected power measurement unit 14, a first processing unit 15, and a first communication unit 16. Yes. Moreover, in this power transmission apparatus 2, each component which comprises the power transmission apparatus 2 is accommodated in the housing | casing 2a (refer FIG.2, 3).

信号発生部11は、交流信号S1を発生して出力する。また、信号発生部11は、第1処理部15によって制御されて、交流信号S1の出力電力値を変更可能に構成されている。具体的には、信号発生部11は、交流信号S1を規定電力値W1aで出力する状態、および交流信号S1を規定電力値W1a未満の電力値W1bで出力する状態のうちの任意の一方の状態で動作可能となっている。また、信号発生部11は、出力している交流信号S1の出力電力値(規定電力値W1aと電力値W1bとを特に区別しないときには「電力値W1」ともいう)を出力電力情報として第1処理部15に出力する機能を備えている。送信アンテナ12は、一例としてコイル形状(つるまきバネ形状や平面コイル形状)に形成され、信号発生部11から出力された交流信号S1の供給を受けて電磁場を発生させる。また、送信アンテナ12は、後述する受電装置3の受信アンテナ21と共に一対の共鳴器(一対の自己共振コイル)を構成し、電磁場において共鳴する。   The signal generator 11 generates and outputs an AC signal S1. Moreover, the signal generation part 11 is controlled by the 1st process part 15, and is comprised so that the output electric power value of alternating current signal S1 can be changed. Specifically, the signal generator 11 is in any one of a state in which the AC signal S1 is output at a specified power value W1a and a state in which the AC signal S1 is output at a power value W1b that is less than the specified power value W1a. It is possible to operate with. In addition, the signal generator 11 performs first processing using the output power value of the output AC signal S1 (also referred to as “power value W1” when the specified power value W1a and the power value W1b are not particularly distinguished) as output power information. A function of outputting to the unit 15 is provided. The transmission antenna 12 is formed in a coil shape (a helical spring shape or a planar coil shape) as an example, and receives an AC signal S1 output from the signal generator 11 to generate an electromagnetic field. The transmission antenna 12 constitutes a pair of resonators (a pair of self-resonant coils) together with a reception antenna 21 of the power receiving device 3 described later, and resonates in an electromagnetic field.

第1整合部13は、信号発生部11と送信アンテナ12との間に配設されて(具体的には、信号発生部11と送信アンテナ12とを接続する伝送路に介装されて)、受信アンテナ21との間の長さに応じて変化する送信アンテナ12のインピーダンス(入力インピーダンス)に信号発生部11側のインピーダンスを整合させる(信号発生部11と送信アンテナ12とを整合状態に移行させる)。本例では、一例として、第1整合部13は、図4に示すように、送信アンテナ12に対して並列に接続された可変コンデンサ13aと、送信アンテナ12に対して直列(具体的には、送信アンテナ12および可変コンデンサ13aからなる並列回路に対して直列)に接続された可変コンデンサ13bとを備えて構成されている。また、第1整合部13は、可変コンデンサ13a,13bの各静電容量が第1処理部15から出力される制御信号S2によって別個独立して制御されることにより、送信アンテナ12(詳しくは、信号発生部11側から見た送信アンテナ12の入力インピーダンス)と信号発生部11(詳しくは、送信アンテナ12側から見た信号発生部11側の出力インピーダンス)とを整合可能となっている。   The first matching unit 13 is disposed between the signal generator 11 and the transmission antenna 12 (specifically, interposed in a transmission path connecting the signal generator 11 and the transmission antenna 12). The impedance on the signal generating unit 11 side is matched with the impedance (input impedance) of the transmitting antenna 12 that changes according to the length between the receiving antenna 21 and the signal generating unit 11 and the transmitting antenna 12 are shifted to a matching state. ). In this example, as an example, as shown in FIG. 4, the first matching unit 13 includes a variable capacitor 13 a connected in parallel to the transmission antenna 12 and a series (specifically, And a variable capacitor 13b connected in series to a parallel circuit including the transmission antenna 12 and the variable capacitor 13a. Further, the first matching unit 13 is configured such that the electrostatic capacitances of the variable capacitors 13a and 13b are controlled independently and independently by the control signal S2 output from the first processing unit 15, thereby transmitting antenna 12 (in detail, It is possible to match the input impedance of the transmission antenna 12 viewed from the signal generation unit 11 side and the signal generation unit 11 (specifically, the output impedance of the signal generation unit 11 viewed from the transmission antenna 12 side).

反射電力計測部14は、信号発生部11と第1整合部13との間に配設されて(具体的には、信号発生部11と第1整合部13とを接続する伝送路に介装されて)、信号発生部11から送信アンテナ12に出力された交流信号S1のうちの送信アンテナ12で反射されて信号発生部11側に戻る交流信号S1の電力値(反射波電力値)W2を計測して反射電力情報として第1処理部15に出力する。   The reflected power measurement unit 14 is disposed between the signal generation unit 11 and the first matching unit 13 (specifically, the reflection power measurement unit 14 is interposed in a transmission path that connects the signal generation unit 11 and the first matching unit 13). The power value (reflected wave power value) W2 of the AC signal S1 that is reflected by the transmission antenna 12 out of the AC signal S1 output from the signal generation unit 11 to the transmission antenna 12 and returns to the signal generation unit 11 side. Measured and output to the first processing unit 15 as reflected power information.

第1処理部15は、一例としてCPUおよび内部メモリ(いずれも図示せず)を含んで構成されて、信号発生部11に対する制御処理、第1整合部13を制御して信号発生部11(具体的には反射電力計測部14および信号発生部11)と送信アンテナ12との間を上記の整合状態に移行させる制御処理、この整合状態における第1整合部13のパラメータ情報(本例では、各可変コンデンサ13a,13bの静電容量値に関する情報)D1を第1通信部16を経由して受電装置3に送信する送信処理、および受電装置3の電力計測部24で計測された後述の電力値W3を第1通信部16を経由して受信する受信処理を実行する。第1通信部16は、一例として無線送受信器で構成されて、受電装置3の後述する第2通信部26と通信可能に構成されている。また、第1通信部16は、受電装置3の無線信号についての受信強度D2を検出して受信強度情報として第1処理部に出力する機能を備えている。   As an example, the first processing unit 15 includes a CPU and an internal memory (both not shown), and controls the signal generating unit 11 and controls the first matching unit 13 to control the signal generating unit 11 (specifically). Specifically, control processing for shifting between the reflected power measurement unit 14 and the signal generation unit 11) and the transmission antenna 12 to the above matching state, parameter information of the first matching unit 13 in this matching state (in this example, each Information related to the capacitance values of the variable capacitors 13a and 13b) Transmission processing for transmitting D1 to the power receiving device 3 via the first communication unit 16, and power values described later measured by the power measuring unit 24 of the power receiving device 3 A reception process for receiving W3 via the first communication unit 16 is executed. The 1st communication part 16 is comprised by the radio | wireless transmitter / receiver as an example, and is comprised so that communication with the 2nd communication part 26 mentioned later of the power receiving apparatus 3 is possible. Further, the first communication unit 16 has a function of detecting the reception intensity D2 for the radio signal of the power receiving device 3 and outputting the reception intensity information to the first processing unit as reception intensity information.

受電装置3は、受信アンテナ21、第2整合部22、整流部23、電力計測部24、第2処理部25および第2通信部26を備えて構成されている。受信アンテナ21は、一例として送信アンテナ12と同様のコイル形状に形成されて、送信アンテナ12と同じ(または、ほぼ同じ)インダクタンスを有している。また、受信アンテナ21は、送電装置2の送信アンテナ12と電磁結合して(つまり、送信アンテナ12によって発生させられた電磁場により)、その両端間に誘導電圧V1を発生させる。   The power receiving device 3 includes a receiving antenna 21, a second matching unit 22, a rectifying unit 23, a power measuring unit 24, a second processing unit 25, and a second communication unit 26. The receiving antenna 21 is formed in the same coil shape as the transmitting antenna 12 as an example, and has the same (or almost the same) inductance as the transmitting antenna 12. The reception antenna 21 is electromagnetically coupled to the transmission antenna 12 of the power transmission device 2 (that is, due to an electromagnetic field generated by the transmission antenna 12), and generates an induced voltage V1 between both ends thereof.

第2整合部22は、受信アンテナ21と整流部23との間に配設されて(具体的には、受信アンテナ21と整流部23とを接続する伝送路に介装されて)、送信アンテナ12との間の長さに応じて変化する受信アンテナ21のインピーダンス(出力インピーダンス)と整流部23側のインピーダンスとを整合させる(受信アンテナ21と整流部23とを整合状態に移行させる)。本例では、一例として、第2整合部22は、図5に示すように、受信アンテナ21に対して並列に接続された可変コンデンサ22aと、受信アンテナ21に対して直列(すなわち、受信アンテナ21および可変コンデンサ22aからなる並列回路に対して直列)に接続された可変コンデンサ22bとを備え、第1整合部13と同一の回路に構成されている。また、第2整合部22は、可変コンデンサ22a,22bの各静電容量が第2処理部25から出力される制御信号S3によって別個独立して制御されることにより、受信アンテナ21(詳しくは、整流部23側から見た受信アンテナ21の出力インピーダンス)と整流部23(詳しくは、受信アンテナ21側から見た整流部23の入力インピーダンス)とを整合可能となっている。   The second matching unit 22 is disposed between the receiving antenna 21 and the rectifying unit 23 (specifically, interposed in a transmission path connecting the receiving antenna 21 and the rectifying unit 23), and is a transmitting antenna. The impedance (output impedance) of the receiving antenna 21 that changes according to the length between the rectifying unit 12 and the impedance on the rectifying unit 23 side is matched (the receiving antenna 21 and the rectifying unit 23 are shifted to a matching state). In this example, as an example, as shown in FIG. 5, the second matching unit 22 includes a variable capacitor 22 a connected in parallel to the reception antenna 21 and a series connection to the reception antenna 21 (that is, the reception antenna 21. And a variable capacitor 22b connected in series to a parallel circuit composed of the variable capacitor 22a, and is configured in the same circuit as the first matching unit 13. In addition, the second matching unit 22 is configured such that the electrostatic capacitances of the variable capacitors 22a and 22b are separately and independently controlled by the control signal S3 output from the second processing unit 25, whereby the receiving antenna 21 (in detail, The output impedance of the receiving antenna 21 viewed from the rectifying unit 23 side and the rectifying unit 23 (specifically, the input impedance of the rectifying unit 23 viewed from the receiving antenna 21 side) can be matched.

整流部23は、受信アンテナ21に生じる誘導電圧V1を第2整合部22を介して入力すると共に、この誘導電圧V1に基づいて、バッテリ5に供給する電圧(本例では直流電圧)Voを生成する。具体的には、整流部23は、整流回路および平滑回路で構成されて、第2整合部22から出力される誘導電圧(交流電圧)V1を整流・平滑して電圧Voを生成すると共に、生成した電圧Voをバッテリ5に出力する。また、本例では、一例として、受電装置3内の各構成要素は、この電圧Voを整流部23から供給されて作動する。なお、整流部23から供給された電圧Voを充電するバッテリを備え(図示せず)、このバッテリの電圧で受電装置3内の各構成要素を作動させてもよい。また、整流部23に代えて、電圧生成部を、例えば、DC−DCコンバータ、AC−DCコンバータ、またはAC−ACコンバータで構成することもできる。   The rectifying unit 23 inputs the induced voltage V1 generated in the receiving antenna 21 via the second matching unit 22, and generates a voltage (DC voltage in this example) Vo to be supplied to the battery 5 based on the induced voltage V1. To do. Specifically, the rectifying unit 23 includes a rectifying circuit and a smoothing circuit, rectifies and smoothes the induced voltage (AC voltage) V1 output from the second matching unit 22, and generates the voltage Vo. The voltage Vo thus output is output to the battery 5. In this example, as an example, each component in the power receiving device 3 operates by being supplied with this voltage Vo from the rectifying unit 23. Note that a battery (not shown) that charges the voltage Vo supplied from the rectifier 23 may be provided, and each component in the power receiving device 3 may be operated by the voltage of the battery. Moreover, it can replace with the rectifier 23 and can comprise a voltage generation part with a DC-DC converter, an AC-DC converter, or an AC-AC converter, for example.

電力計測部24は、整流部23とバッテリ5とを接続する伝送路に介装されて、受電装置3からバッテリ5に供給されている電圧Voの電力値W3を計測して供給電力情報として第2処理部25に出力する。第2処理部25は、一例としてCPUおよび内部メモリ(いずれも図示せず)を含んで構成されて、送電装置2からパラメータ情報D1を受信する受信処理、このパラメータ情報D1に基づいて第2整合部22を制御して受信アンテナ21とバッテリ5(具体的には整流部23およびバッテリ5)とを上記の整合状態に移行させる制御処理、および電力計測部24で計測された電力値W3を第2通信部26を経由して送電装置2に送信する送信処理を実行する。第2通信部26は、一例として無線送受信器で構成されて、送電装置2の第1通信部16と通信可能に構成されている。また、第2通信部26は、送電装置2に受電装置3の存在を検出させるために、無線信号を定期的に出力する。   The power measuring unit 24 is interposed in a transmission path that connects the rectifying unit 23 and the battery 5, measures the power value W <b> 3 of the voltage Vo supplied from the power receiving device 3 to the battery 5, and supplies power information W <b> 3 as supply power information. 2 is output to the processing unit 25. The second processing unit 25 is configured to include a CPU and an internal memory (both not shown) as an example, and receives the parameter information D1 from the power transmission device 2, and the second matching based on the parameter information D1. The control unit 22 to control the receiving antenna 21 and the battery 5 (specifically, the rectifying unit 23 and the battery 5) to shift to the matching state, and the power value W3 measured by the power measuring unit 24 is 2 A transmission process for transmitting to the power transmission device 2 via the communication unit 26 is executed. The 2nd communication part 26 is comprised by the radio | wireless transmitter / receiver as an example, and is comprised so that communication with the 1st communication part 16 of the power transmission apparatus 2 is possible. Further, the second communication unit 26 periodically outputs a radio signal so that the power transmission device 2 detects the presence of the power reception device 3.

この受電装置3では、受電装置3を構成する各構成要素が、例えばゴルフ場で使用されるカートなどの筐体3a(図2,3参照)内に収容されている。また、筐体3aには受電装置3を移動させる際に用いる車輪3bが配設されている。また、この例では、電力伝送システム100によって伝送される電力を供給する供給対象としてのバッテリ5が筐体3aに固定されている。   In the power receiving device 3, each component constituting the power receiving device 3 is accommodated in a housing 3a (see FIGS. 2 and 3) such as a cart used in a golf course, for example. The housing 3a is provided with wheels 3b used when the power receiving device 3 is moved. In this example, a battery 5 as a supply target for supplying power transmitted by the power transmission system 100 is fixed to the housing 3a.

区画部4は、図1,7,8に示すように、電力伝送システム100の使用時(作動時)において、送電装置2の送信アンテナ12と受電装置3の受信アンテナ21との間に配設されて、送信アンテナ12から受信アンテナ21に至る空間F(送信アンテナ12と受信アンテナ21とを結ぶ柱状の空間F(図7,8参照))を他の空間(区画部4の外部の空間)と区画する。また、区画部4は、図2に示すように、柔軟性を有するシート体31によって形成された蛇腹状の筒体で構成されている。この場合、シート体31の表面(または裏面)には、同図に示すように、非導電性を有する磁性体(一例として、フェライト)で形成された網状体(メッシュ)32が配設されている。このため、区画部4は、電磁場を遮蔽することが可能となっており、送信アンテナ12によって発生した電磁場の空間Fの外部への漏洩を規制するシールド(カバー)として機能する。   As shown in FIGS. 1, 7, and 8, the partition unit 4 is disposed between the transmission antenna 12 of the power transmission device 2 and the reception antenna 21 of the power reception device 3 when the power transmission system 100 is used (at the time of operation). Then, the space F from the transmitting antenna 12 to the receiving antenna 21 (the columnar space F connecting the transmitting antenna 12 and the receiving antenna 21 (see FIGS. 7 and 8)) is replaced with another space (a space outside the partition unit 4). And partition. Moreover, the partition part 4 is comprised with the bellows-shaped cylinder formed of the sheet | seat 31 which has a softness | flexibility, as shown in FIG. In this case, on the front surface (or back surface) of the sheet body 31, as shown in the figure, a mesh body (mesh) 32 formed of a non-conductive magnetic material (for example, ferrite) is disposed. Yes. For this reason, the partition part 4 can shield an electromagnetic field, and functions as a shield (cover) that regulates leakage of the electromagnetic field generated by the transmission antenna 12 to the outside of the space F.

また、区画部4の基端部4aは、基端部4a側の開口部が送信アンテナ12に対向するように筐体2aに固定されている。また、区画部4の先端部4bには、受電装置3の筐体3aに配設された固定用部材3cに係合する固定用部材4cが配設されている。また、区画部4は、上記したように蛇腹状に構成されたことにより、伸縮および曲げ変形が可能となっている。このため、区画部4は、図7,8に示すように、受電装置3の受信アンテナ21と区画部4の先端部4bとを対向させた状態で、受電装置3を送電装置2に対して接離させたときには、送電装置2の送信アンテナ12と受電装置3の受信アンテナ21との間の長さに応じて伸縮する。また、区画部4は、最大に伸長させた状態(例えば、図8に示す状態)における長さが、良好に電力伝送を行うことができる送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の最大長以下となるように規定されている。   Further, the base end portion 4 a of the partition portion 4 is fixed to the housing 2 a so that the opening on the base end portion 4 a side faces the transmission antenna 12. In addition, a fixing member 4 c that engages with a fixing member 3 c provided in the housing 3 a of the power receiving device 3 is provided at the distal end portion 4 b of the partition portion 4. Moreover, the partition part 4 can be expanded and contracted and bent by being configured in a bellows shape as described above. For this reason, as shown in FIGS. 7 and 8, the partition unit 4 places the power reception device 3 with respect to the power transmission device 2 in a state where the reception antenna 21 of the power reception device 3 and the distal end portion 4 b of the partition unit 4 face each other. When they are brought into contact with or separated from each other, they expand and contract according to the length between the transmission antenna 12 of the power transmission device 2 and the reception antenna 21 of the power reception device 3. In addition, the partition unit 4 has a length in a state where the partition unit 4 is extended to the maximum (for example, the state shown in FIG. 8), which is equal to or less than the maximum length between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21 that can perform power transmission satisfactorily. It is stipulated that

次に、電力伝送システム100の使用方法の一例として、送電装置2が所定位置に予め配設された状態において、バッテリ5に接続された受電装置3をバッテリ5と共に送電装置2の近傍に移動させてバッテリ5を充電する方法について説明し、その際の電力伝送システム100の動作を併せて説明する。   Next, as an example of a method of using the power transmission system 100, the power receiving device 3 connected to the battery 5 is moved to the vicinity of the power transmitting device 2 together with the battery 5 in a state where the power transmitting device 2 is previously disposed at a predetermined position. The method of charging the battery 5 will be described, and the operation of the power transmission system 100 at that time will also be described.

充電(電力伝送)の開始に先立ち、受電装置3の位置合わせ(移動)を行う。具体的には、図3に示すように、受電装置3を送電装置2に近接する向きに(同図に示す矢印の向きに)移動させて、受電装置3の受信アンテナ21と区画部4における先端部4bの開口部とが対向するように受電装置3の筐体3aと区画部4の先端部4bとを接触させる。次いで、図7に示すように、筐体3aに配設されている固定用部材3cと先端部4bに配設されている固定用部材4cとを係合させて先端部4bを筐体3aに固定した後に、受電装置3を送電装置2側にさらに近接させる。この際に、送電装置2に対する受電装置3の近接に伴って区画部4が縮長する。これにより、送電装置2の送信アンテナ12と受電装置3の受信アンテナ21との間に区画部4が配設された状態で受電装置3の位置合わせが完了する。   Prior to the start of charging (power transmission), the power receiving device 3 is aligned (moved). Specifically, as shown in FIG. 3, the power receiving device 3 is moved in the direction of approaching the power transmitting device 2 (in the direction of the arrow shown in FIG. 3) so that the receiving antenna 21 and the partition unit 4 of the power receiving device 3 The housing 3a of the power receiving device 3 and the tip portion 4b of the partition portion 4 are brought into contact with each other so that the opening portion of the tip portion 4b faces the opening portion. Next, as shown in FIG. 7, the fixing member 3c disposed on the housing 3a and the fixing member 4c disposed on the distal end portion 4b are engaged with each other so that the distal end portion 4b is attached to the housing 3a. After fixing, the power receiving device 3 is further brought closer to the power transmitting device 2 side. At this time, the partition unit 4 contracts as the power receiving device 3 approaches the power transmitting device 2. Thereby, the positioning of the power receiving device 3 is completed in a state where the partition portion 4 is disposed between the transmitting antenna 12 of the power transmitting device 2 and the receiving antenna 21 of the power receiving device 3.

この電力伝送システム100では、区画部4が蛇腹状に形成されているため、区画部4を大きく伸縮させることが可能となっている。このため、区画部4の基端部4aおよび先端部4bを送信アンテナ12および受信アンテナ21にそれぞれ近接させた状態を維持しつつ、送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の長さを比較的自由に変更させることが可能となっている。また、この電力伝送システム100では、最大に伸長させた状態(図8参照)における区画部4の長さが、良好に電力伝送を行うことができる送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の最大長以下となるように規定されている。このため、区画部4の基端部4aおよび先端部4bが送電装置2および受電装置3にそれぞれ接している限り、送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の長さが上記の最大長以下に維持される。また、この電力伝送システム100では、電磁場を遮蔽することが可能に区画部4が形成されているため、区画部4よりも外側の空間における電磁場の影響を軽減することが可能となっている。   In this power transmission system 100, since the partition part 4 is formed in a bellows shape, the partition part 4 can be greatly expanded and contracted. For this reason, the length between the transmitting antenna 12 and the receiving antenna 21 is relatively maintained while maintaining the proximal end portion 4a and the distal end portion 4b of the partition portion 4 close to the transmitting antenna 12 and the receiving antenna 21, respectively. It can be freely changed. Further, in this power transmission system 100, the length of the partition unit 4 in the maximum extended state (see FIG. 8) is the maximum between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21 that can perform power transmission satisfactorily. It is specified to be less than the length. For this reason, as long as the base end part 4a and the front-end | tip part 4b of the partition part 4 are each contacting the power transmission apparatus 2 and the power receiving apparatus 3, the length between the transmission antenna 12 and the receiving antenna 21 is below the said maximum length. Maintained. Moreover, in this power transmission system 100, since the partition part 4 is formed so that an electromagnetic field can be shielded, the influence of the electromagnetic field in the space outside the partition part 4 can be reduced.

続いて、電力伝送システム100を作動させる。この電力伝送システム100は、作動状態において、図6に示す電力伝送処理50を繰り返し実行する。この電力伝送処理50では、送電装置2の第1処理部15が、まず、受電装置3を検出する処理を実行する(ステップ51)。具体的には、送電装置2では、第1通信部16が、受電装置3の第2通信部26から出力される無線信号による受信強度D2を繰り返し検出して出力する。このため、この処理では、第1処理部15は、この受信強度D2が予め規定された基準強度に達したか否かを判別することにより、受電装置3の存在を検出する。   Subsequently, the power transmission system 100 is operated. The power transmission system 100 repeatedly executes the power transmission process 50 shown in FIG. 6 in the operating state. In the power transmission process 50, the first processing unit 15 of the power transmission apparatus 2 first executes a process of detecting the power reception apparatus 3 (step 51). Specifically, in the power transmission device 2, the first communication unit 16 repeatedly detects and outputs the reception intensity D <b> 2 by the radio signal output from the second communication unit 26 of the power reception device 3. For this reason, in this process, the first processing unit 15 detects the presence of the power receiving device 3 by determining whether or not the reception intensity D2 has reached a predetermined reference intensity.

上記処理において受電装置3の存在を検出したとき(つまり、受信強度D2が基準強度に達したとき)には、第1処理部15は、小電力での送電を開始する(ステップ52)。具体的には、第1処理部15は、信号発生部11に対する制御を実行して、交流信号S1を電力値W1bで出力させる。これにより、信号発生部11から出力された交流信号S1が、反射電力計測部14および第1整合部13を経由して送信アンテナ12に供給されて、小電力での送電が開始される。また、反射電力計測部14は、反射波電力値W2を計測して出力する。   When the presence of the power receiving device 3 is detected in the above processing (that is, when the reception strength D2 reaches the reference strength), the first processing unit 15 starts power transmission with small power (step 52). Specifically, the 1st process part 15 performs control with respect to the signal generation part 11, and outputs alternating current signal S1 by the electric power value W1b. As a result, the AC signal S1 output from the signal generation unit 11 is supplied to the transmission antenna 12 via the reflected power measurement unit 14 and the first matching unit 13, and transmission with low power is started. The reflected power measuring unit 14 measures and outputs the reflected wave power value W2.

一方、受電装置3では、送信アンテナ12と電磁結合する受信アンテナ21に誘導電圧V1が発生し、整流部23が、第2整合部22を介して出力されるこの誘導電圧V1を整流して電圧Voを生成する。これにより、バッテリ5に対する電圧Voの供給が開始されると共に、受電装置3内の電力計測部24、第2処理部25および第2通信部26がこの電圧Voの供給を受けて作動を開始する。具体的には、電力計測部24は、整流部23からバッテリ5に供給される電圧Voについての電力値W3の計測および第2処理部25への出力を開始する。また、第2通信部26は、送電装置2の第1通信部16との通信を開始する。   On the other hand, in the power receiving device 3, an induced voltage V <b> 1 is generated in the receiving antenna 21 that is electromagnetically coupled to the transmitting antenna 12, and the rectifying unit 23 rectifies the induced voltage V <b> 1 output via the second matching unit 22 to generate a voltage. Generate Vo. As a result, supply of the voltage Vo to the battery 5 is started, and the power measurement unit 24, the second processing unit 25, and the second communication unit 26 in the power receiving device 3 receive the supply of the voltage Vo and start operation. . Specifically, the power measuring unit 24 starts measuring the power value W3 for the voltage Vo supplied from the rectifying unit 23 to the battery 5 and outputting it to the second processing unit 25. In addition, the second communication unit 26 starts communication with the first communication unit 16 of the power transmission device 2.

次いで、第1処理部15は、反射電力計測部14から出力される反射波電力値W2を取得し(ステップ53)、反射波電力値W2が予め規定されたしきい値以下であるか否かを判別する(ステップ54)。この比較の結果、反射波電力値W2がしきい値以下でないときには、第1処理部15は、整合処理を実行する(ステップ55)。また、第1処理部15による送電装置2での整合処理と同時に、第2処理部25も受電装置3において整合処理を実行する。   Next, the first processing unit 15 acquires the reflected wave power value W2 output from the reflected power measuring unit 14 (step 53), and whether or not the reflected wave power value W2 is equal to or less than a predetermined threshold value. Is discriminated (step 54). As a result of this comparison, when the reflected wave power value W2 is not less than or equal to the threshold value, the first processing unit 15 executes matching processing (step 55). Simultaneously with the matching process in the power transmission device 2 by the first processing unit 15, the second processing unit 25 also executes the matching process in the power receiving device 3.

具体的には、この整合処理では、送電装置2において、第1処理部15が、第1整合部13に対して制御信号S2を出力して、反射波電力値W2が減少するように第1整合部13の可変コンデンサ13a,13bの各静電容量を変更する処理を実行する。続いて、第1処理部15は、パラメータ情報D1(可変コンデンサ13a,13bの各静電容量)を第1通信部16を経由して受電装置3に送信する送信処理を実行する。一方、受電装置3では、第2通信部26が、このパラメータ情報D1を受信して、第2処理部25に出力する。また、第2処理部25は、このパラメータ情報D1で示される可変コンデンサ13a,13bの各静電容量に基づいて、第2整合部22内の対応する可変コンデンサ22a,22bの各静電容量を制御する処理を実行する。本例では、一例として、第2処理部25は、可変コンデンサ22aの静電容量を可変コンデンサ13aの静電容量に一致させ、かつ可変コンデンサ22bの静電容量を可変コンデンサ13bの静電容量に一致させるように可変コンデンサ22a,22bの各静電容量を制御する。   Specifically, in this matching process, in the power transmission device 2, the first processing unit 15 outputs the control signal S2 to the first matching unit 13 so that the reflected wave power value W2 decreases. A process of changing the capacitances of the variable capacitors 13a and 13b of the matching unit 13 is executed. Subsequently, the first processing unit 15 performs a transmission process of transmitting the parameter information D1 (capacitances of the variable capacitors 13a and 13b) to the power receiving device 3 via the first communication unit 16. On the other hand, in the power receiving device 3, the second communication unit 26 receives the parameter information D <b> 1 and outputs it to the second processing unit 25. Further, the second processing unit 25 calculates the capacitances of the corresponding variable capacitors 22a and 22b in the second matching unit 22 based on the capacitances of the variable capacitors 13a and 13b indicated by the parameter information D1. Execute the process to be controlled. In this example, as an example, the second processing unit 25 matches the capacitance of the variable capacitor 22a with the capacitance of the variable capacitor 13a, and changes the capacitance of the variable capacitor 22b to the capacitance of the variable capacitor 13b. The capacitances of the variable capacitors 22a and 22b are controlled so as to match.

第1処理部15は、上記の各ステップ53,54,55を反射波電力値W2がしきい値以下となるまで繰り返し実行する。また、受電装置3では、第2処理部25が、送電装置2からの新たなパラメータ情報D1を取得する都度、可変コンデンサ22a,22bの各静電容量を上記したように繰り返し制御する。   The first processing unit 15 repeatedly executes the above steps 53, 54, and 55 until the reflected wave power value W2 is equal to or lower than the threshold value. In the power receiving device 3, each time the second processing unit 25 acquires new parameter information D <b> 1 from the power transmitting device 2, the electrostatic capacity of the variable capacitors 22 a and 22 b is repeatedly controlled as described above.

この結果、ステップ54において、反射波電力値W2がしきい値以下となったときには、第1処理部15は、第1整合部13による送信アンテナ12と反射電力計測部14との整合が完了したと判別して、送電・受電電力測定処理を実行する(ステップ56)。この場合、第1整合部13による送信アンテナ12と反射電力計測部14との整合が完了したときには、受信アンテナ21が送信アンテナ12と同一に構成されると共に、第2整合部22が第1整合部13と同一に構成され、かつ第2整合部22の各可変コンデンサ22a,22bが第1整合部13の対応する各可変コンデンサ13a,13bと同一の静電容量に制御されるため、受電装置3においても、受信アンテナ21と整流部23との整合が完了した状態となる。なお、本例では、一例として、反射波電力値W2がしきい値以下となったときに、第1処理部15が第1整合部13による送信アンテナ12と信号発生部11との整合が完了したと判別する構成を採用して、整合状態への移行時間の短縮を図っているが、反射波電力値W2が最小となったときに、第1処理部15が第1整合部13による送信アンテナ12と信号発生部11との整合が完了したと判別する構成を採用することもできる。   As a result, in step 54, when the reflected wave power value W2 is equal to or lower than the threshold value, the first processing unit 15 has completed matching between the transmission antenna 12 and the reflected power measuring unit 14 by the first matching unit 13. And transmission / reception power measurement processing is executed (step 56). In this case, when the matching between the transmission antenna 12 and the reflected power measurement unit 14 by the first matching unit 13 is completed, the reception antenna 21 is configured the same as the transmission antenna 12, and the second matching unit 22 is the first matching unit. Since the variable capacitors 22a and 22b of the second matching unit 22 are controlled to have the same capacitance as the corresponding variable capacitors 13a and 13b of the first matching unit 13, the power receiving device 3, the matching between the receiving antenna 21 and the rectifying unit 23 is completed. In this example, as an example, when the reflected wave power value W2 is equal to or lower than the threshold value, the first processing unit 15 completes the matching between the transmission antenna 12 and the signal generation unit 11 by the first matching unit 13. Although the configuration for determining that it has been performed is employed to shorten the transition time to the matching state, when the reflected wave power value W2 is minimized, the first processing unit 15 performs transmission by the first matching unit 13. A configuration for determining that the matching between the antenna 12 and the signal generation unit 11 is completed may be employed.

この送電・受電電力測定処理では、第1処理部15は、まず、信号発生部11から交流信号S1の電力値W1bを取得して、内部メモリに記憶する。次いで、第1処理部15は、受電装置3の第2処理部25に対して電力計測部24で計測された電力値W3を第2通信部26を介して送信させる。続いて、第1処理部15は、第1通信部16を介して電力値W3を取得して、内部メモリに記憶する。これにより、送電・受電電力測定処理が完了する。なお、受電装置3の第2処理部25が、電力計測部24からの電力値W3の取得と、第2通信部26からの電力値W3の送信とを繰り返し実行する構成を採用してもよい。この構成では、第1処理部15は、受電装置3から送信されてくる電力値W3を第1通信部16を介して受信すればよいため、第1処理部15が第2処理部25に対して電力値W3を送信させる処理は不要となる。   In the power transmission / reception power measurement processing, the first processing unit 15 first acquires the power value W1b of the AC signal S1 from the signal generation unit 11 and stores it in the internal memory. Next, the first processing unit 15 causes the second processing unit 25 of the power receiving device 3 to transmit the power value W <b> 3 measured by the power measuring unit 24 via the second communication unit 26. Subsequently, the first processing unit 15 acquires the power value W3 via the first communication unit 16 and stores it in the internal memory. Thereby, the power transmission / reception power measurement process is completed. Note that the second processing unit 25 of the power receiving device 3 may adopt a configuration in which the acquisition of the power value W3 from the power measurement unit 24 and the transmission of the power value W3 from the second communication unit 26 are repeatedly executed. . In this configuration, the first processing unit 15 only needs to receive the power value W3 transmitted from the power receiving device 3 via the first communication unit 16, so the first processing unit 15 receives the second processing unit 25 from the first processing unit 15. Thus, the process of transmitting the power value W3 is not necessary.

次いで、第1処理部15は、内部メモリに記憶されている各電力値W1b,W3に基づいて、伝送効率A(=W3/W1b)を算出して、予め決められた所定値以上であるか否かを判別する(ステップ57)。この判別の結果、伝送効率Aが所定値未満のときには、第1処理部15は、送信アンテナ12と受信アンテナ21との電磁的な結合状態が電力伝送には適さない状態にあると判別して、信号発生部11に対する制御を実行して、電力値W1bでの交流信号S1の出力を停止させて(ステップ58)、電力伝送処理を終了させる。これにより、非効率な電力伝送が回避される。   Next, the first processing unit 15 calculates the transmission efficiency A (= W3 / W1b) based on the power values W1b and W3 stored in the internal memory, and is it equal to or greater than a predetermined value? It is determined whether or not (step 57). As a result of the determination, when the transmission efficiency A is less than the predetermined value, the first processing unit 15 determines that the electromagnetic coupling state between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21 is not suitable for power transmission. Then, the control for the signal generator 11 is executed to stop the output of the AC signal S1 at the power value W1b (step 58), and the power transmission process is terminated. This avoids inefficient power transmission.

一方、伝送効率Aが所定値以上と判別したときには、第1処理部15は、送信アンテナ12と受信アンテナ21との電磁的な結合状態が電力伝送に適した状態にあると判別して、大電力での送電を開始させる(ステップ59)。これにより、効率の良い電力伝送が可能な状態において、大電力での送電が開始される。具体的には、第1処理部15は、信号発生部11に対する制御を実行して、交流信号S1を規定電力値W1aで出力させる。これにより、送電装置2から受電装置3に対して、規定の電力が供給されて、受電装置3に接続されたバッテリ5が電圧Voで充電される。   On the other hand, when it is determined that the transmission efficiency A is equal to or greater than the predetermined value, the first processing unit 15 determines that the electromagnetic coupling state between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21 is in a state suitable for power transmission. Electric power transmission is started (step 59). As a result, power transmission with high power is started in a state where efficient power transmission is possible. Specifically, the 1st process part 15 performs control with respect to the signal generation part 11, and outputs alternating current signal S1 by the prescription | regulation electric power value W1a. As a result, prescribed power is supplied from the power transmitting device 2 to the power receiving device 3, and the battery 5 connected to the power receiving device 3 is charged with the voltage Vo.

この電力伝送システム100では、送電装置2の送信アンテナ12と受電装置3の受信アンテナ21との間に区画部4が配設されているため、送信アンテナ12から受信アンテナ21に至る空間Fへの物の進入が確実に防止されている。このため、この電力伝送システム100では、空間Fへの物の進入による電力の伝送効率の低下が防止されている。また、空間Fへの物の進入が確実に規制されるため、物損事故等の発生を確実に防止することが可能となっている。   In this power transmission system 100, since the partition 4 is disposed between the transmission antenna 12 of the power transmission device 2 and the reception antenna 21 of the power reception device 3, the space F extending from the transmission antenna 12 to the reception antenna 21 The entry of objects is reliably prevented. For this reason, in this power transmission system 100, a reduction in power transmission efficiency due to the entry of objects into the space F is prevented. In addition, since the entry of objects into the space F is reliably regulated, it is possible to reliably prevent the occurrence of property damage accidents and the like.

続いて、第1処理部15は、この大電力での送電の実行中に、予め規定された停止条件が満たされたか否かを判別して(ステップ60)、この停止条件が満たされたと判別したときには、信号発生部11に対する制御を実行して、交流信号S1の出力を停止させる(ステップ61)。これにより、電力伝送システム100での電力伝送処理が完了する。この場合、停止条件としては、例えば、第1処理部15への電力伝送処理の強制停止信号の入力や、バッテリ5の充電が完了した旨の信号の入力などが挙げられる。   Subsequently, the first processing unit 15 determines whether or not a predetermined stop condition is satisfied during execution of power transmission with the large power (step 60), and determines that the stop condition is satisfied. When it does, control with respect to the signal generation part 11 is performed, and the output of AC signal S1 is stopped (step 61). Thereby, the power transmission process in the power transmission system 100 is completed. In this case, examples of the stop condition include an input of a forced stop signal for power transmission processing to the first processing unit 15 and an input of a signal indicating that the charging of the battery 5 has been completed.

このように、この電力伝送システム100によれば、送信アンテナ12と受信アンテナ21との間に配設されると共に両アンテナ12,21の間の長さに応じて伸縮可能に構成されて送信アンテナから受信アンテナに至る空間Fを他の空間と区画する区画部4を備えたことにより、空間Fへの物の進入を確実に防止することができる。このため、この電力伝送システム100によれば、空間Fへの物の進入による電力の伝送効率の低下を確実に防止することができる。また、この電力伝送システム100によれば、空間Fへの物の進入を確実に防止することができるため、物損事故等の発生を確実に防止することができる。したがって、この電力伝送システム100によれば、大きな電力を安全でかつ効率よく非接触で伝送することができる。   As described above, according to the power transmission system 100, the transmission antenna is disposed between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21, and is configured to be expandable / contractable according to the length between the antennas 12 and 21. By providing the partition part 4 that partitions the space F extending from the antenna to the receiving antenna from other spaces, entry of objects into the space F can be reliably prevented. For this reason, according to this electric power transmission system 100, the fall of the electric power transmission efficiency by the approach of the thing to the space F can be prevented reliably. Further, according to the power transmission system 100, it is possible to reliably prevent an object from entering the space F, and thus it is possible to reliably prevent the occurrence of a property damage accident or the like. Therefore, according to the power transmission system 100, a large amount of power can be transmitted safely and efficiently without contact.

また、この電力伝送システム100によれば、蛇腹状の筒体で区画部4を構成したことにより、区画部4を大きく伸縮させることができるため、区画部4の基端部4aおよび先端部4bを送信アンテナ12および受信アンテナ21にそれぞれ近接させた状態を維持しつつ、送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の長さを大きく変更することができる。   Moreover, according to this power transmission system 100, since the partition part 4 was comprised by the bellows-shaped cylinder, the partition part 4 can be expanded / contracted largely, Therefore The base end part 4a and the front-end | tip part 4b of the partition part 4 The length between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21 can be greatly changed while maintaining the state in which the antenna is close to the transmission antenna 12 and the reception antenna 21, respectively.

また、この電力伝送システム100によれば、電磁場を遮蔽可能な材料で区画部4を形成したことにより、区画部4よりも外側の空間(空間F以外の外部空間)における電磁場の影響を軽減することができる。   Further, according to the power transmission system 100, the partition part 4 is formed of a material capable of shielding the electromagnetic field, thereby reducing the influence of the electromagnetic field in the space outside the partition part 4 (external space other than the space F). be able to.

また、この電力伝送システム100では、最大に伸長させた状態における区画部4の長さが、電力の伝送が可能な送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の最大長以下となるように規定されている。このため、この電力伝送システム100によれば、区画部4の基端部4aおよび先端部4bが送信アンテナ12および受信アンテナ21にそれぞれ近接するように送電装置2および受電装置3を配置することで、送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の長さを上記の最大長以下に維持することができる。したがって、この電力伝送システム100によれば、電力伝送を行うことができる両アンテナ間の長さの限界を使用者が把握していない場合においても、電力伝送を確実に行うことができる。   Further, in the power transmission system 100, the length of the partition unit 4 in a state where the power transmission system 100 is extended to the maximum is defined to be equal to or less than the maximum length between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21 capable of transmitting power. ing. Therefore, according to the power transmission system 100, the power transmission device 2 and the power reception device 3 are arranged so that the proximal end portion 4a and the distal end portion 4b of the partition portion 4 are close to the transmission antenna 12 and the reception antenna 21, respectively. The length between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21 can be maintained below the maximum length. Therefore, according to the power transmission system 100, even when the user does not know the limit of the length between the two antennas that can perform power transmission, the power transmission can be reliably performed.

なお、電力伝送システムの構成は上記した構成に限定されず、適宜変更することができる。例えば、図9に示す電力伝送システム200を採用することができる。この電力伝送システム200は、同図に示すように、送電装置2の送信アンテナ12と受電装置3の第2整合部22との間に配設された1または複数(この場合の例では1)の中継アンテナ61を備えている。この中継アンテナ61は、送信アンテナ12および受信アンテナ21と同様のコイル形状に形成されて、送信アンテナ12および受信アンテナ21と同じ(または、ほぼ同じ)インダクタンスを有して、送信アンテナ12によって発生される電磁場を伝搬させる(中継する)機能を有している。また、電力伝送システム200は、上記した区画部4に代えて、区画部104を備えている。区画部104は、同図に示すように、送信アンテナ12、中継アンテナ61および受信アンテナ21の間に配設される複数(この例では2つの)の蛇腹状で筒状の区画部材141を連結して構成されている。なお、上記した電力伝送システム100の構成要素と同じものについては同一の符号を付して重複した説明を省略する。   The configuration of the power transmission system is not limited to the configuration described above, and can be changed as appropriate. For example, the power transmission system 200 shown in FIG. 9 can be employed. As shown in the figure, the power transmission system 200 includes one or a plurality (1 in this example) disposed between the transmission antenna 12 of the power transmission device 2 and the second matching unit 22 of the power reception device 3. The relay antenna 61 is provided. The relay antenna 61 is formed in the same coil shape as the transmission antenna 12 and the reception antenna 21, has the same (or almost the same) inductance as the transmission antenna 12 and the reception antenna 21, and is generated by the transmission antenna 12. It has a function to propagate (relay) the electromagnetic field. The power transmission system 200 includes a partition unit 104 in place of the partition unit 4 described above. As shown in the figure, the partition unit 104 connects a plurality of (two in this example) bellows-shaped and cylindrical partition members 141 disposed between the transmission antenna 12, the relay antenna 61, and the reception antenna 21. Configured. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same component as the above-mentioned electric power transmission system 100, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

この電力伝送システム200によれば、送信アンテナ12と受信アンテナ21との間に配設されて、送信アンテナ12によって発生された電磁場を伝搬させる(中継する)1または複数の中継アンテナ61を備えたことにより、良好に電力伝送を行うことができる送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の長さをさらに拡げることができる。また、送信アンテナ12、中継アンテナ61および受信アンテナ21の間に配設される複数の区画部材141を備えて区画部104を構成したことにより、送信アンテナ12と受信アンテナ21との間の長さが拡がった場合においても、大きな電力を安全でかつ効率よく非接触で伝送することができる。   The power transmission system 200 includes one or more relay antennas 61 disposed between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21 to propagate (relay) an electromagnetic field generated by the transmission antenna 12. Thus, the length between the transmitting antenna 12 and the receiving antenna 21 that can perform power transmission satisfactorily can be further expanded. In addition, since the partition unit 104 is configured by including a plurality of partition members 141 disposed between the transmission antenna 12, the relay antenna 61, and the reception antenna 21, the length between the transmission antenna 12 and the reception antenna 21. Even when the power spreads, large power can be transmitted safely and efficiently without contact.

また、区画部4に代えて、図10に示す区画部304を備えた構成を採用することもできる。この区画部304は、一例として、伸縮および曲げ変形が可能な発泡樹脂(多孔質樹脂)で形成された筒体341と、非導電性を有する磁性体(一例として、フェライト)で形成されて筒体341の外周面(または内周面)に配設された網状体(メッシュ)342とを備えて構成されている。この区画部304を備えた構成においても、上記した区画部4を備えた電力伝送システム100と同様の効果を実現することができる。   Moreover, it can replace with the partition part 4 and the structure provided with the partition part 304 shown in FIG. For example, the partition 304 is formed of a cylindrical body 341 made of a foamed resin (porous resin) that can be expanded and contracted and bent, and a non-conductive magnetic body (for example, ferrite). And a net-like body (mesh) 342 disposed on the outer peripheral surface (or inner peripheral surface) of the body 341. Even in the configuration including the partition unit 304, the same effect as that of the power transmission system 100 including the partition unit 4 described above can be realized.

また、磁性体で形成された網状体32が配設されたシート体31を用いて、電磁場を遮蔽可能に形成した区画部4を例に挙げて説明したが、電磁場を遮蔽する機能を有さずに、空間Fへの物の進入を規制する機能を主たる機能とする区画部を採用することもできる。また、電力伝送システム100によって伝送された電力をバッテリ5に供給する(伝送された電力でバッテリ5を充電する)例について上記したが、伝送された電力を供給する電力供給対象体としては、バッテリ5に限定されず、各種の電子機器および電気機器が含まれる。また、各第1通信部16,26が無線で通信する構成を例に挙げて説明したが、無線以外の非接触型の通信方式(光などを利用した通信方式)を採用することもできる。   Moreover, although the partition part 4 formed so that the electromagnetic field can be shielded by using the sheet body 31 provided with the mesh body 32 formed of a magnetic material has been described as an example, it has a function of shielding the electromagnetic field. Instead, it is also possible to employ a partition section whose main function is to restrict the entry of objects into the space F. In addition, the example in which the power transmitted by the power transmission system 100 is supplied to the battery 5 (the battery 5 is charged with the transmitted power) has been described above. It is not limited to 5, and various electronic devices and electrical devices are included. In addition, the configuration in which the first communication units 16 and 26 communicate with each other wirelessly has been described as an example, but a non-contact communication method (communication method using light or the like) other than wireless may be employed.

2 送電装置
3 受電装置
4,104,304 区画部
11 信号発生部
12 送信アンテナ
21 受信アンテナ
31 シート体
32,342 網状体
61 中継アンテナ
100,200 電力伝送システム
141 区画部材
341 筒体
S1 交流信号
V1 誘導電圧
2 Power transmission device 3 Power reception device 4, 104, 304 Partition unit 11 Signal generation unit 12 Transmission antenna 21 Reception antenna 31 Sheet body 32, 342 Net body 61 Relay antenna 100, 200 Power transmission system 141 Partition member 341 Tube S1 AC signal V1 Induced voltage

Claims (5)

信号発生部から出力された交流信号の供給を受けて電磁場を発生させる送信アンテナと、当該送信アンテナから離間した位置において前記電磁場によって誘導電圧を発生させる受信アンテナとを備えて非接触で電力を伝送する電力伝送システムであって、
前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間に配設されると共に当該送信アンテナと当該受信アンテナとの間の長さに応じて伸縮可能に構成されて当該送信アンテナから当該受信アンテナに至る空間を他の空間と区画する区画部を備えている電力伝送システム。
A transmission antenna that receives an AC signal output from a signal generator to generate an electromagnetic field, and a reception antenna that generates an induced voltage by the electromagnetic field at a position apart from the transmission antenna, and transmits power in a contactless manner A power transmission system
The space between the transmitting antenna and the receiving antenna and configured to be expandable / contractable according to the length between the transmitting antenna and the receiving antenna so that the space from the transmitting antenna to the receiving antenna is different. A power transmission system including a partition section that partitions the space.
前記区画部は、蛇腹状の筒体で構成されている請求項1記載の電力伝送システム。   The power transmission system according to claim 1, wherein the partition portion is configured by a bellows-like cylinder. 前記区画部は、前記電磁場を遮蔽可能な材質で形成されている請求項1または2記載の電力伝送システム。   The power transmission system according to claim 1, wherein the partition portion is formed of a material capable of shielding the electromagnetic field. 前記区画部は、最大に伸長させた状態の長さが、前記電力の伝送が可能な前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の最大長以下となるように予め規定されている請求項1から3のいずれかに記載の電力伝送システム。   The partition section is defined in advance so that a length in a state where the partition section is extended to a maximum is equal to or less than a maximum length between the transmission antenna and the reception antenna capable of transmitting the power. 4. The power transmission system according to any one of 3. 前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間に配設されて、前記送信アンテナによって発生された前記電磁場を伝搬させる1または複数の中継アンテナを備え、
前記区画部は、前記送信アンテナ、前記中継アンテナおよび前記受信アンテナの間に配設される複数の区画部材を連結して構成されている請求項1から4のいずれかに記載の電力伝送システム。
One or more relay antennas disposed between the transmitting antenna and the receiving antenna to propagate the electromagnetic field generated by the transmitting antenna;
The power transmission system according to any one of claims 1 to 4, wherein the partition unit is configured by connecting a plurality of partition members disposed between the transmission antenna, the relay antenna, and the reception antenna.
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