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公開番号2024059328
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-01
出願番号2022166944
出願日2022-10-18
発明の名称無線給電システム、無線送電装置、および移動体
出願人株式会社東芝,東京電力ホールディングス株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類H02J 50/12 20160101AFI20240423BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】搬送物に関わらず高効率で無線給電できる無線給電システムを実現する。
【解決手段】実施形態によれば、無線給電システムは、水平面回転翼により飛行可能な移動体と、無線送電装置とで構成される。前記移動体は、環状の脚部と、環状の受電コイルとを備える。脚部は、前記移動体の垂直方向の最下部に位置する。受電コイルは、脚部内に設けられる。前記無線送電装置は、筐体と、環状の送電コイルとを備える。筐体は、前記移動体が前記無線送電装置に着陸した場合に前記脚部が載置される水平な着陸面を含む。送電コイルは、前記筐体内の、前記着陸面の下部に設けられる。前記移動体が前記無線送電装置に着陸した場合、前記第1送電コイルの少なくとも一部と前記受電コイルの少なくとも一部とは、前記着陸面を介して対向する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水平面回転翼により飛行可能な移動体と、無線送電装置とで構成される無線給電システムであって、
前記移動体は、
前記移動体の垂直方向の最下部に位置する環状の脚部と、
前記脚部内に設けられた環状の受電コイルと、を備え、
前記無線送電装置は、
前記移動体が前記無線送電装置に着陸した場合に前記脚部が載置される水平な着陸面を含む筐体と、
前記筐体内の、前記着陸面の下部に設けられた環状の第１送電コイルと、を備え、
前記移動体が前記無線送電装置に着陸した場合、前記第１送電コイルの少なくとも一部と前記受電コイルの少なくとも一部とは、前記着陸面を介して対向する、
無線給電システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記無線送電装置は、前記移動体が前記無線送電装置に着陸した場合に少なくとも一部が前記受電コイルの内側に位置し、上方から下方に向かって水平方向の断面の外側形状が大きくなる錐体をさらに具備し、
前記錐体の垂直方向の最下部と前記着陸面とは、概ね同一の垂直方向の高さに位置する、
請求項１に記載の無線給電システム。
【請求項３】
前記錐体の内部は、前記筐体の内部と連結され、
前記無線送電装置は、前記着陸面の垂直方向の位置を少なくとも含む、前記錐体の内部から前記筐体の内部まで上下方向に連続した空間に配置される磁性体をさらに具備し、
前記磁性体の少なくとも一部は、前記環状の第１送電コイルの内側に位置する、
請求項２に記載の無線給電システム。
【請求項４】
前記無線送電装置は、前記錐体の側面の内周に沿って設けられた環状の第２送電コイルをさらに具備し、
前記移動体が前記無線送電装置に着陸した場合、前記第２送電コイルの少なくとも一部と前記受電コイルの少なくとも一部とは、前記錐体の側面を介して対向する、
請求項２に記載の無線給電システム。
【請求項５】
前記錐体は、前記錐体の上面の少なくとも一部に配置されたアルミ板を含む、
請求項２に記載の無線給電システム。
【請求項６】
前記無線送電装置は、前記筐体の上面上で、且つ前記着陸面の外周に配置され、前記上面から上方に特定の高さを有するリムをさらに具備する、
請求項２に記載の無線給電システム。
【請求項７】
前記特定の高さは、前記錐体の高さよりも高く、
前記リムの前記錐体に対向する面は、上方から下方へ向かって、前記錐体の方向へ近づく傾きを有する、
請求項６に記載の無線給電システム。
【請求項８】
前記脚部の内側形状と、前記着陸面の前記第１送電コイルと対向する環状部分の内側形状とは概ね相似であり、
前記脚部が前記着陸面に載置されている場合、前記脚部の内側形状の第１方向の幅は、前記着陸面の内側形状の前記第１方向の幅と概ね同一であり、
前記第１方向は、前記着陸面と平行である、
請求項１に記載の無線給電システム。
【請求項９】
前記受電コイルの内側形状と、前記第１送電コイルの内側形状とは概ね相似であり、
前記脚部が前記着陸面に載置されている場合、前記環状の受電コイルの第１方向の幅は、前記環状の第１送電コイルの前記第１方向の幅と概ね同一であり、
前記第１方向は、前記着陸面と平行である、
請求項１に記載の無線給電システム。
【請求項１０】
前記第１送電コイルは、前記脚部が前記着陸面に載置された場合、前記受電コイルを介して前記移動体に電力を伝送可能である、
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の無線給電システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線給電システム、無線送電装置、および移動体に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、複数の回転翼（例えば、ロータ、またはプロペラ）で飛行する移動体が利用されている。複数の回転翼で飛行する移動体は、ドローン、あるいはマルチコプタードローンとも称される。ドローンでは、複数の回転翼それぞれの回転数を制御することで、飛行する方向が制御される。
【０００３】
ドローンには、駆動源である電池が搭載される。ドローンの長距離移動を可能とするために、飛行経路の中継地点および目的地点には、充電のためのポートが配置される。ポートに着陸したドローンには、例えば、無線で電力が供給される。給電のための手間を軽減するために、ドローンに対して無線での電力供給が可能な無線給電システムが開発されている。
【０００４】
無線給電システムは、例えば、ポートに設置された無線送電装置と、ドローンが備える無線受電装置とによって構成される。無線送電装置は、ドローンがポート（例えば、無線送電装置の上部）に着陸した場合に、無線受電装置に電力を供給する。これにより、供給された電力を用いて、ドローンに搭載された電池を充電できる。
【０００５】
ドローンにはさらに、搬送物が搭載されることがある。搬送物は、目的地点に配送する物品、飛行中に使用する機材（例えば、カメラ用ジンバル）、等である。例えば、搬送物が大型である場合には、ドローンがポートに着陸した際に、搬送物とポートとが干渉し得る。搬送物とポートとが干渉した場合、ドローンの無線受電装置とポートの無線送電装置とは、給電に適した位置関係ではなくなる。そして、給電の効率が損なわれるか、あるいは給電ができなくなる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－１３５８８０号公報
特開２００５－２７８３１８号公報
特開２０１９－２０１４５１号公報
【非特許文献】
【０００７】
幸尾・岡、「地面近くでホバリングするヘリコプタロータに関する実験」、航空宇宙技術研究所報告、１９６６年８月、ＴＲ－１１３
井星他、「有限な斜面上でホバリングするロータの地面効果とブレードフラッピング運動」、日本航空宇宙学会論文集、２００２年、Ｖｏｌ．５０、Ｎｏ．５８２、ｐ．２６４－２７１
ＮａｏｈｉｒｏＩｂｏｓｈｉ他、「ＧｒｏｕｎｄＥｆｆｅｃｔｏｆａＲｏｔｏｒＨｏｖｅｒｉｎｇａｂｏｖｅａＣｏｎｆｉｎｅｄＡｒｅａ」、ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、２０１４年２月、Ｖｏｌ．３、Ｉｓｓｕｅ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一形態は、搬送物に関わらず高効率で無線給電できる無線給電システム、無線送電装置、および移動体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、無線給電システムは、水平面回転翼により飛行可能な移動体と、無線送電装置とで構成される。前記移動体は、環状の脚部と、環状の受電コイルとを備える。脚部は、前記移動体の垂直方向の最下部に位置する。受電コイルは、脚部内に設けられる。前記無線送電装置は、筐体と、環状の送電コイルとを備える。筐体は、前記移動体が前記無線送電装置に着陸した場合に前記脚部が載置される水平な着陸面を含む。送電コイルは、前記筐体内の、前記着陸面の下部に設けられる。前記移動体が前記無線送電装置に着陸した場合、前記第１送電コイルの少なくとも一部と前記受電コイルの少なくとも一部とは、前記着陸面を介して対向する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る無線送電装置と移動体とを含む無線給電システムの構成例を示す（ａ）側面図および（ｂ）上面図。
実施形態に係る無線給電システムにおいて、誘導機構を実現する構成例を示す図。
図１の一部の具体的な構成例を示す図。
実施形態に係る無線給電システムに含まれる移動体の構成例を示す（ａ）上面図、（ｂ）正面図、および（ｃ）側面図。
実施形態に係る無線給電システムに含まれる無線送電装置と移動体における給電のための構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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