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公開番号2025133153
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024030916
出願日2024-03-01
発明の名称ワイヤレス給電装置およびワイヤレス給電システム
出願人株式会社豊田中央研究所
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H02J 50/50 20160101AFI20250904BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】負荷の変化による電圧変動を抑制可能なワイヤレス給電装置およびワイヤレス給電システムを提供する。
【解決手段】ワイヤレス給電装置は、送電コイルと、送電コイルと対向して配置されている受電コイルと、送電コイルと受電コイルとの間に配置されている仲介コイルと、送電コイルと仲介コイルと受電コイルとを互いに連結している連結機構と、を備える。連結機構は、送電コイルと仲介コイルとの間の第1距離と、仲介コイルと受電コイルとの間の第2距離とが等しい状態を維持しながら、第1距離および第2距離を変更することが可能に構成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
送電コイルと、
前記送電コイルと対向して配置されている受電コイルと、
前記送電コイルと前記受電コイルとの間に配置されている仲介コイルと、
前記送電コイルと前記仲介コイルと前記受電コイルとを互いに連結している連結機構と、
を備えるワイヤレス給電装置であって、
前記連結機構は、前記送電コイルと前記仲介コイルとの間の第１距離と、前記仲介コイルと前記受電コイルとの間の第２距離とが等しい状態を維持しながら、前記第１距離および前記第２距離を変更することが可能に構成されている、
ワイヤレス給電装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記連結機構は、前記送電コイルが備える中心軸と、前記仲介コイルが備える中心軸と、前記受電コイルが備える中心軸と、が互いに略一致している状態を維持しながら、前記第１距離および前記第２距離を変更することが可能に構成されている、請求項１に記載のワイヤレス給電装置。
【請求項３】
前記連結機構は、
前記送電コイル、前記仲介コイル、前記受電コイルのうちの少なくとも２つを前記中心軸方向に沿って移動可能にガイドしているガイド機構と、
前記第１距離と前記第２距離とが等しい状態を維持する距離調整機構と、
を備える、請求項２に記載のワイヤレス給電装置。
【請求項４】
前記ガイド機構は、パンタグラフ機構、または、レールおよび前記レール上を移動可能に構成されているスライダを備えたレール機構である、請求項３に記載のワイヤレス給電装置。
【請求項５】
前記距離調整機構は、前記送電コイルと前記受電コイルとを連結しているリンク機構を備えている、請求項４に記載のワイヤレス給電装置。
【請求項６】
前記距離調整機構は、前記送電コイルと前記仲介コイルとを連結している第１バネと、前記仲介コイルと前記受電コイルとを連結している第２バネと、を備えており、
前記第１バネと前記第２バネとのバネ定数が等しい、請求項４に記載のワイヤレス給電装置。
【請求項７】
前記送電コイルは、送電コイル中心軸を備えており、
前記受電コイルは、受電コイル中心軸を備えており、
前記連結機構は、前記送電コイル中心軸と前記受電コイル中心軸との前記仲介コイルにおける交差角度を変更可能に構成されている屈曲機構をさらに備えており、
前記屈曲機構は、前記送電コイル中心軸が前記仲介コイルを通過している状態、および、前記受電コイル中心軸が前記仲介コイルを通過している状態を維持しながら、前記交差角度を変更することが可能に構成されている、請求項１に記載のワイヤレス給電装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか１項に記載のワイヤレス給電装置を備えた、机用のワイヤレス給電システムであって、
前記机は、床の上に配置される脚部と、前記脚部により支持されている天板と、前記天板の前記床からの高さを調節可能な高さ調節機構と、を備えており、
前記送電コイルは、前記床に配置されており、
前記受電コイルは、前記天板に配置されており、
前記仲介コイルは、前記天板と前記床との間に配置されている、
ワイヤレス給電システム。
【請求項９】
請求項１から請求項７の何れか１項に記載のワイヤレス給電装置を備えた、家具用のワイヤレス給電システムであって、
前記家具は、基部と、前記基部から引き出すことが可能に構成されているスライドテーブルと、を備えており、
前記送電コイルは、前記基部に配置されており、
前記受電コイルは、前記スライドテーブルに配置されており、
前記仲介コイルは、前記基部と前記スライドテーブルとの間に配置されている、
ワイヤレス給電システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項７の何れか１項に記載のワイヤレス給電装置を備えた、車両用のワイヤレス給電システムであって、
前記車両は、車体と、ホイールと、前記ホイールに配置されたインホイールモータと、を備えており、
前記送電コイルは、前記車体に配置されており、
前記受電コイルは、前記インホイールモータに配置されており、
前記仲介コイルは、前記車体と前記インホイールモータとの間に配置されている、
ワイヤレス給電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、ワイヤレス給電装置およびワイヤレス給電システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
給電装置に設けられた送電コイルと、負荷装置に設けられた受電コイルとを非接触で結合させることで、給電装置から負荷装置に電力を供給するワイヤレス給電装置が知られている。以下の特許文献１および２には、このようなワイヤレス給電装置に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１６４２９４号公報
特開２０１７－００５７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワイヤレス給電装置では、負荷装置の状態が変化したときに、送電コイルと受電コイルとの結合状態が変化し、負荷装置に印加される電圧が変動してしまう場合がある。送電コイルと受電コイルとの間に仲介コイルを配置すれば、負荷の変化による電圧変動を抑制できる。しかし、送電コイルと仲介コイルとの間の距離と、仲介コイルと受電コイルとの間の距離とを等しくする必要がある。よって、送電コイルと受電コイルとの間の距離を自由に変更することが制限されてしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示するワイヤレス給電装置の一実施形態は、送電コイルと、送電コイルと対向して配置されている受電コイルと、送電コイルと受電コイルとの間に配置されている仲介コイルと、送電コイルと仲介コイルと受電コイルとを互いに連結している連結機構と、を備える。連結機構は、送電コイルと仲介コイルとの間の第１距離と、仲介コイルと受電コイルとの間の第２距離とが等しい状態を維持しながら、第１距離および第２距離を変更することが可能に構成されている。
【０００６】
上記の構造によると、連結機構によって、第１距離と第２距離とが等しい状態を維持しながら、第１距離および第２距離を変更することができる。これにより、受電コイルによって負荷に供給される電圧を安定化しながら、送電コイルと受電コイルとの間の距離を自由に変更することができる。送電コイルおよび受電コイルの配置位置の自由度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
ワイヤレス給電装置１の回路構成図である。
コイルの構成具体例を示す斜視図である。
実施例２に係るコイルの具体構成例を示す図である。
実施例３に係るコイルの具体構成例を示す図である。
実施例３に係るコイルの具体構成例を示す図である。
ワイヤレス給電システム４０１の側面図である。
ワイヤレス給電システム４０１の側面図である。
ワイヤレス給電システム５０１の側面図である。
ワイヤレス給電システム５０１の側面図である。
ワイヤレス給電システム６０１を備えた車両右前部の断面図である。
ワイヤレス給電システム６０１を備えた車両右前部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【０００８】
（ワイヤレス給電装置１の構成）
図１に、本実施例に係るワイヤレス給電装置１の回路構成図を示す。ワイヤレス給電装置１は、励振回路１０、送電共振回路１２、仲介共振回路１４、受電共振回路１６および制御部１８を備えている。励振回路１０には直流電力源２０が接続され、受電共振回路１６にはモータＭＴを含む負荷回路２２が接続されている。送電共振回路１２、仲介共振回路１４、受電共振回路１６は、共鳴によって電力を伝送する共振システムを構成し、励振回路１０から出力された電力を負荷回路２２に伝送する。
【０００９】
励振回路１０は、直列接続されたスイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ２を備えている。直流電力源２０の正極端子は、スイッチング素子Ｓ１の上端に接続されている。直流電力源２０の負極端子は、スイッチング素子Ｓ２の下端に接続されている。制御部１８は、スイッチング素子Ｓ１およびＳ２をオンオフ制御する。これにより、励振回路１０は、時間波形が矩形波である矩形波電圧を送電共振回路１２に出力する。
【００１０】
送電共振回路１２は、直列接続された送電キャパシタＣ１、送電抵抗器Ｒ１および送電コイルＬ１を備えている。送電キャパシタＣ１の一端はスイッチング素子Ｓ１およびＳ２の接続点に接続され、他端は送電抵抗器Ｒ１の一端に接続されている。送電抵抗器Ｒ１の他端は送電コイルＬ１の一端に接続され、送電コイルＬ１の他端は、スイッチング素子Ｓ２の下端に接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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