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公開番号2021090332
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210610
出願番号2019221104
出願日20191206
発明の名称送受電システム
出願人古河電気工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 50/05 20160101AFI20210514BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】水が存在する場合でも送受電が可能な送受電システムを提供する。
【解決手段】第1筐体(クロージャ)220の内部に配置された受電装置300に対して第1筐体を収容する第2筐体(トラフ)200の外部から送電装置100にて電力を給電する送受電システムにおいて、送電装置は、所定の周波数の信号を出力する出力手段(発振部)と、出力手段から出力される所定の周波数の信号の電力を増幅する増幅手段(電力増幅部)と、増幅手段によって電力が増幅された信号に基づいて、第2筐体に設けられた中間体221を介して第1筐体の内側または外側あるいは内外に配置された中間体に交番電界を励起する送電カプラ(交番電界励起部)と、を有する。受電装置は、第1筐体へ励起された交番電界を電界共鳴または電界結合によって電力に変換する受電カプラと、受電カプラの電極を防水する防水手段(接着剤)400と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
第1筐体の内部に配置された受電装置に対して前記第1筐体を収容する第2筐体の外部から送電装置にて電力を給電する送受電システムにおいて、
前記送電装置は、
所定の周波数の信号を出力する出力手段と、
前記出力手段から出力される所定の周波数の信号の電力を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段によって電力が増幅された信号に基づいて、前記第2筐体に設けられた中間体を介して前記第1筐体の内側または外側あるいは内外に配置された中間体に交番電界を励起する送電カプラと、を有し、
前記受電装置は、
前記第1筐体の内側または外側あるいは内外に配置された中間体へ励起された前記交番電界を電界共鳴または電界結合によって電力に変換する受電カプラと、
前記受電カプラの電極を防水する防水手段と、
を有することを特徴とする送受電システム。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記中間体は、前記第2筐体の上面または側面に設けられた1枚または2枚の電極と、前記第1筐体に設けられた1枚または2枚の電極とを接続する導電部材とを有することを特徴とする請求項1に記載の送受電システム。
【請求項3】
前記中間体は、前記第2筐体の蓋部の内側に設けられた1枚または2枚の電極と、前記第1筐体に設けられた1枚または2枚の電極とを接続する導電部材とを有することを特徴とする請求項1に記載の送受電システム。
【請求項4】
前記中間体は、前記第2筐体の蓋部に設けられた1枚または2枚の電極と、前記第1筐体に設けられた1枚または2枚の電極と、これらの電極を接続する導電部材と、前記導電部材の途中に設けられ、前記蓋部の開閉に応じて前記導電部材を接続/非接続状態とする接続コネクタとを有することを特徴とする請求項1に記載の送受電システム。
【請求項5】
前記中間体は、前記第1筐体の蓋部に形成された孔から一端が外部に露出し、他端が前記第2筐体に設けられた1枚または2枚の電極の近傍に位置する導電板によって構成されることを特徴とする請求項1に記載の送受電システム。
【請求項6】
前記受電カプラは、前記電極が前記第1筐体の内壁面と対向するように配置されるとともに、
前記受電カプラの前記電極の周囲に接着剤が塗布され、前記内壁面と前記電極とが所定の距離離間された状態で接着されている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の送受電システム。
【請求項7】
前記受電カプラと前記第1筐体の間に設けられた中間体を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の送受電システム。
【請求項8】
前記中間体は、金属ラミネートフィルムによって構成されることを特徴とする請求項7に記載の送受電システム。
【請求項9】
前記第1筐体には、発光手段が配置されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の送受電システム。
【請求項10】
前記第1筐体はクロージャであり、
前記第2筐体は、前記クロージャを収容するトラフである、
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の送受電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、送受電システムに関するものである。
続きを表示(約 4,500 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、軸対称性を有する同心円状の送電カップラと受電カップラとを配置し、送電カップラおよび受電カップラの中心に金属支柱を貫通させることにより、ワイヤレス伝送可能な距離を延伸させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2015−186294号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献1に開示された技術は、コンデンサとインダクタとの共振を利用することから、コンデンサとなる極板間に水が介在する場合には、電力の伝送が困難となる。すなわち、水と空気は誘電率が80倍程度異なることから、水が極板間に存在すると共振周波数が大幅に変化し、電界共鳴による送受電が困難になるという課題がある。
【0005】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、系に水が存在する場合でも送受電が可能な送受電システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明は、第1筐体の内部に配置された受電装置に対して前記第1筐体を収容する第2筐体の外部から送電装置にて電力を給電する送受電システムにおいて、前記送電装置は、所定の周波数の信号を出力する出力手段と、前記出力手段から出力される所定の周波数の信号の電力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段によって電力が増幅された信号に基づいて、前記第2筐体に設けられた中間体を介して前記第1筐体の内側または外側あるいは内外に配置された中間体に交番電界を励起する送電カプラと、を有し、前記受電装置は、前記第1筐体の内側または外側あるいは内外に配置された中間体へ励起された前記交番電界を電界共鳴または電界結合によって電力に変換する受電カプラと、前記受電カプラの電極を防水する防水手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、水が存在する場合でも送受電が可能となる。
【0007】
また、本発明において、前記中間体は、前記第2筐体の上面または側面に設けられた1枚または2枚の電極と、前記第1筐体に設けられた1枚または2枚の電極とを接続する導電部材とを有することを特徴とする。
このような構成によれば、第2筐体内の第1筐体に収容された受電装置に対して電力を効率良く供給することができる。
【0008】
また、本発明において、前記中間体は、前記第2筐体の蓋部の内側に設けられた1枚または2枚の電極と、前記第1筐体に設けられた1枚または2枚の電極とを接続する導電部材とを有することを特徴とする。
このような構成によれば、電極に対して外力が加わって損傷することを防止できる。
【0009】
また、本発明において、前記中間体は、前記第2筐体の蓋部に設けられた1枚または2枚の電極と、前記第1筐体に設けられた1枚または2枚の電極と、これらの電極を接続する導電部材と、前記導電部材の途中に設けられ、前記蓋部の開閉に応じて前記導電部材を接続/非接続状態とする接続コネクタとを有することを特徴とする。
このような構成によれば、コネクタを用いることで、蓋部の開閉を容易にすることができる。
【0010】
また、本発明において、前記中間体は、前記第1筐体の蓋部に形成された孔から一端が外部に露出し、他端が前記第2筐体に設けられた1枚または2枚の電極の近傍に位置する導電板によって構成されることを特徴とする。
このような構成によれば、受電装置側の構成を簡易化することができる。
【0011】
また、本発明において、前記受電カプラは、前記電極が前記第1筐体の内壁面と対向するように配置されるとともに、前記受電カプラの前記電極の周囲に接着剤が塗布され、前記内壁面と前記電極とが所定の距離離間された状態で接着されている、ことを特徴とする。
このような構成によれば、内壁面と受電カプラ間に水が浸入することを防止できる。
【0012】
また、本発明において、前記受電カプラと前記第1筐体の間に設けられた中間体を有することを特徴とする。
このような構成によれば、中間体を介して所望の場所に電力を伝送することができる。
【0013】
また、本発明において、前記中間体は、金属ラミネートフィルムによって構成されることを特徴とする。
このような構成によれば、中間体によって水の進入を防ぐとともに、金属ラミネートフィルムの金属層の存在によって、極板と金属層との距離を一定に保つことで、安定した送電特性を得ることができる。
【0014】
また、本発明において、前記第1筐体には、発光手段が配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、発光手段が配置される系に水が存在する場合でも送受電が可能となる。
【0015】
また、本発明におい、前記第1筐体はクロージャであり、前記第2筐体は、前記クロージャを収容するトラフである、ことを特徴とする。
このような構成によれば、トラフ内のクロージャに収容された受電装置に対して電力を供給することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、水が存在する場合でも送受電が可能な送受電システムを提供することが可能となる。例えば、第1筐体を収容して、その内部に水が存在する第2筐体の外部から送電装置にて電力を給電できる。具体的に、トラフ内に水が浸入しても、トラフ内に配置されたクロージャ内部へ送電できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
本発明の第1実施形態に係る送受電システムの構成例を示す図である。
図1に示す送電装置の構成例を示す図である。
図1に示す受電装置の構成例を示す図である。
本発明の実施形態の動作原理を説明するための図である。
図3の等価回路を示す図である。
送電装置と受電装置の間のSパラメータの周波数特性を示す図である。
導体板を介して電力を伝送する場合の構成例を示す図である。
図7の等価回路を示す図である。
筐体を介して電力を伝送する場合の配置例である。
図1に示す受電カプラの筐体への配置態様を示す図である。
本発明の第2実施形態に係る送受電システムの構成例を示す図である。
互いに接続されていない複数の導体板を介して電力を伝送する場合の構成例である。
本発明の第3実施形態に係る送受電システムの構成例を示す図である。
本発明の第4実施形態に係る送受電システムの構成例を示す図である。
本発明の第5実施形態に係る送受電システムの構成例を示す図である。
本発明の第6実施形態に係る送受電システムの構成例を示す図である。
本発明の変形実施形態に係る送電装置の構成例を示す図である。
本発明の変形実施形態に係る受電装置の構成例を示す図である。
本発明の変形実施形態に係る送電装置の構成例を示す図である。
本発明の変形実施形態に係る受電装置の構成例を示す図である。
本発明の変形実施形態に係る送受電システムの構成例を示す図である。
本発明の変形実施形態に係る中間体の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【0019】
(A)本発明の第1実施形態の構成例の説明
図1は、本発明の第1実施形態に係る送受電システムの構成例を示す図である。図1に示すように、第1実施形態では、送受電システムは、送電装置100および受電装置300を有し、受電装置300は、クロージャ220の内部に配置されている。クロージャ220は、トラフ本体部205およびトラフ蓋部210を有するトラフ200の内側に配置されている。
【0020】
より詳細には、トラフ本体部205は、断面が凹形状を有する、例えば、コンクリート等によって構成され、例えば、鉄道の線路に沿って配置され、内部に各種導電部材類が配置される。
【0021】
トラフ蓋部210は、例えば、コンクリート製の板状部材によって構成される。トラフ蓋部210は、トラフ本体部205の開口部を覆うように配置され、トラフ本体部205内の導電部材等を保護する機能を有する。
【0022】
クロージャ220は、例えば、樹脂(例えば、ガラス繊維入りの強化ポリエチレン)によって構成され、内部には受電装置300が配置されている。
【0023】
クロージャ220の外側は、導電性を有する金属で構成される中間体221によって囲まれている。なお、金属筐体で全体を覆うのではなく、クロージャ220の一部を覆う金属部材(例えば、金属バンドや配線)を用いるようにしてもよい。
【0024】
受電装置300は、接着剤400によって、クロージャ220の内壁面の底面部に接着されている。
【0025】
中間体221の上部には、接続部232が配置され、接続部232は、中間体221と電気的に接続されている。
【0026】
トラフ蓋部210の上部には、電極230が配置されている。電極230は、導電部材231によって接続部232と電気的に接続される。導電部材231は、挿通孔215を介してトラフ200の内部に導入される。
【0027】
図2は、図1に示す送電装置100の構成例を示す図である。図2の例では、送電装置100は、発振部110、電力増幅部120、電源130、交番電界励起部140、制御部150、および、受信部160を有している。
【0028】
発振部110は、例えば、13.56MHzの正弦波を生成して出力する。なお、周波数は一例であって、これ以外の周波数であってもよい。
【0029】
電力増幅部120は、発振部110から供給される正弦波の電力を、電源130からの電力を用いて増幅して出力する。
【0030】
電源130は、例えば、一次電池もしくは二次電池(例えば、リチウムイオン電池)、商用電源、太陽電池、風力発電装置、振動発電装置、または、その他発電機によって構成され、電力増幅部120に対して直流電力を供給する。
(【0031】以降は省略されています)

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