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公開番号2025044652
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-02
出願番号2023152354
出願日2023-09-20
発明の名称電界結合方式を用いた給電システムおよび給電構造
出願人SWCC株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02J 50/05 20160101AFI20250326BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電界結合方式の給電システムにおいて、受電側の電気機器に対し、フリーポジションでの給電、ケーブルレス化、および保護接地の確保を同時に実現すること。
【解決手段】高周波電源50の一方の極側と接続する送電側電極部10と、高周波電源50の他方の極側と接続しかつアース40と接続する接地部30と、負荷90の一方の極側と接続する受電側電極部60と、負荷90の他方の極側と接続する導電部80とを少なくとも有し、導電部80と接地部30とが接触して、負荷90側の保護接地が確保された状態で、送電側電極部10と受電側電極部60との対向配置による電界結合を用いた無線電力伝送を実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電界結合を用いた給電システムであって、
対向配置可能な送電モジュールおよび受電モジュールを備え、
前記送電モジュールは、
前記受電モジュールとの対向側に向かって順に配置される、送電側電極部、送電側絶縁部および接地部を少なくとも有し、
前記受電モジュールは、
前記送電モジュールとの対向側に向かって順に配置される、受電側電極部、受電側絶縁部および導電部を少なくとも有し、
前記接地部は、高周波電源とアースに接続され、
前記導電部は、負荷に接続され、
前記送電モジュールおよび前記受電モジュールの対向配置時に、前記接地部と前記導電部とが接触して前記負荷側の保護接地が確保された状態で、前記送電側電極部と前記受電側電極部との間で無線電力伝送が行われることを特徴とする、
電界結合方式を用いた給電システム。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記接地部および前記導電部が、格子状を呈することを特徴とする、
請求項１に記載の電界結合方式を用いた給電システム。
【請求項３】
前記受電モジュールと前記送電モジュールとの間の離間長を調整可能な離間調整部を更に有することを特徴とする、
請求項１に記載の電界結合方式を用いた給電システム。
【請求項４】
前記受電モジュールが、保護接地が求められる電気機器に組み込まれていることを特徴とする、
請求項１に記載の電界結合方式を用いた給電システム。
【請求項５】
前記送電モジュールが、医療施設内の床、壁または什器に組み込まれており、
前記受電モジュールが、保護接地が求められる医用電気機器に組み込まれていることを特徴とする、
請求項１に記載の電界結合方式を用いた給電システム。
【請求項６】
電界結合を用いた給電構造であって、
高周波電源と、
前記高周波電源の一方の極側と接続する、送電側電極部と、
前記高周波電源の他方の極側と接続し、かつアースと接続する、接地部と、
負荷と、
前記負荷の一方の極側と接続する、受電側電極部と、
前記負荷の他方の極側と接続する、導電部、を少なくとも有し、
前記導電部と前記接地部との接触により、前記負荷側の保護接地が確保された状態で、前記送電側電極部と前記受電側電極部との対向配置による、電界結合を用いた無線電力伝送が行われることを特徴とする、
給電構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界結合方式を用いた給電システムおよび給電構造に関し、より詳しくはフリーポジションでの給電を可能としつつ、給電対象となる受電側の電気機器をケーブルレス化しつつ、確実に接地可能な給電システムおよび給電構造に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
無線給電の一類型として知られる電界結合方式は、送電側と受電側にそれぞれ電極を設置し、電極同士が近接した時に電極間に形成されるキャパシタを利用して電力を供給する方式である。
この電界結合方式を用いた給電システムとして、例えば以下の特許文献１に記載の充電システムなどが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６１１７３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電界結合方式を用いた給電システムの活用例として、施設内の床・壁や、道路、構造物内に設置する机やキャビネットなどの什器に送電モジュールを組み込み、構造物内で使用する各種の電気機器（バッテリーも含む、以下同様。）に受電モジュールを組み込んで、フリーポジションでの給電を可能とする方法が考えられる。
しかし、この電気機器に保護接地が必須とされている場合には、電気機器にアース用ケーブルを別途用意し、このアース用ケーブルを、施設内の床や壁などに設けたアース端子などに接続させておく必要が生じる。
その結果、送受電そのものは無線給電を実現しつつも、受電モジュールを組み込んだ電気機器から伸びるアース用ケーブルの長さの制約によって、結局電気機器の配置が制限され、フリーポジションでの給電を可能とするメリットが失われるほか、このアース用ケーブルが、人の通行や物の移動、清掃作業などの障害になり得る問題がある。
【０００５】
上記の問題は、例えば、「ＪＩＳＴ０６０１－１」で規定されている、保護接地が必要とされる、クラスＩに属する医用電気機器の無線給電化を妨げる要因ともなっている。
【０００６】
よって、本発明は、電界結合方式の給電システムにおいて、受電側の電気機器に対し、フリーポジションでの給電、ケーブルレス化、および保護接地の確保を同時に実現することが可能な手段の提供を目的の一つとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべくなされた本願発明は、電界結合を用いた給電システムであって、対向配置可能な送電モジュールおよび受電モジュールを備え、前記送電モジュールは、前記受電モジュールとの対向側に向かって順に配置される、送電側電極部、送電側絶縁部および接地部、を少なくとも有し、前記受電モジュールは、前記送電モジュールとの対向側に向かって順に配置される、受電側電極部、受電側絶縁部および導電部、を少なくとも有し、前記接地部は、高周波電源とアースに接続され、前記導電部は、負荷に接続され、前記送電モジュールおよび前記受電モジュールの対向配置時に、前記接地部と前記導電部とが接触して前記負荷側の保護接地が確保された状態で、前記送電側電極部と前記受電側電極部との間で無線電力伝送が行われることを特徴とするものである。
また、本願発明は、電界結合を用いた給電構造であって、高周波電源と、前記高周波電源の一方の極側と接続する、送電側電極部と、前記高周波電源の他方の極側と接続し、かつアースと接続する、接地部と、負荷と、前記負荷の一方の極側と接続する、受電側電極部と、前記負荷の他方の極側と接続する、導電部、を少なくとも有し、前記導電部と前記接地部との接触により、前記負荷側の保護接地が確保された状態で、前記送電側電極部と前記受電側電極部との対向配置による、電界結合を用いた無線電力伝送が行われることを特徴とするものである。
【０００８】
本願発明は、前記接地部および前記導電部が、格子状を呈するように構成してもよい。
また、本願発明は、前記受電モジュールと前記送電モジュールとの間の離間長を調整可能な離間調整部を更に有するよう構成してもよい。
また、本願発明は、前記受電モジュールを、保護接地が求められる電気機器に組み込んだ構成としてもよい。
また、本願発明は、前記送電モジュールを、医療施設内の床、壁または什器に組み込み、前記受電モジュールを、保護接地が求められる医用電気機器に組み込んだ構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電界結合方式の給電システムおよび給電構造において、受電側の電気機器に対し、フリーポジションでの給電、ケーブルレス化、および保護接地の確保を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施例１に係る給電システムの全体構造を示す概略図。
送電モジュールおよび受電モジュールの対向面側を示す概略図。
本発明に係る給電システムの等価回路を示す図。
実施例２に係る給電システムの概略図。
従来の電界結合方式を用いた無線給電回路を示す図。
【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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