JP2014023296A - 電力伝送コイル - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で異物除去が可能な電力伝送コイルの提供。
【解決手段】電力伝送コイル11は、平面コイル13と、平面コイル13の上面側に設けられ、平面コイル13の上面に沿って動作可能な異物除去体15と、異物除去体15が動作する際に、異物除去体15における、平面コイル13の投影面上を通る位置に取り付けた磁石17と、平面コイル13と電気的に接続される電力制御回路19と、を備える。そして、電力制御回路19は、少なくとも平面コイル13による電力伝送を開始する前に、磁石17が平面コイル13の上面に沿って動くように、平面コイル13へ供給する電流を制御することにより、異物除去体15を動作させる。
【選択図】図1
【解決手段】電力伝送コイル11は、平面コイル13と、平面コイル13の上面側に設けられ、平面コイル13の上面に沿って動作可能な異物除去体15と、異物除去体15が動作する際に、異物除去体15における、平面コイル13の投影面上を通る位置に取り付けた磁石17と、平面コイル13と電気的に接続される電力制御回路19と、を備える。そして、電力制御回路19は、少なくとも平面コイル13による電力伝送を開始する前に、磁石17が平面コイル13の上面に沿って動くように、平面コイル13へ供給する電流を制御することにより、異物除去体15を動作させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、非接触で電力を伝送するための電力伝送コイルに関するものである。
近年、直接的な電気的接続を持たず、非接触で電力を伝送する非接触給電技術が開発されている。この非接触給電技術を適用して、クレードルに載置するだけで携帯電話機を充電することができる非接触充電装置が、例えば特許文献1に提案されている。
この非接触充電装置においては、クレードルに内蔵された平面コイルの上部に硬貨等の金属異物が載置されると、金属異物の異常な温度上昇が発生する。そこで、特許文献1の非接触充電装置では、温度検知素子により異常温度上昇を検知している。
この詳細構造を図9に示す。図9は従来の非接触充電装置の温度検出素子の設置位置を示す図である。
図9において、クレードル101に対して、一次側伝送コイル103の中心から5mm離れた位置に温度検知素子105の中心が位置するように、温度検知素子105が、クレードル101と一次側伝送コイル103との接触面側に設けられる。そして、クレードル101上に載置された金属異物109が存在すると、その温度上昇を正確に検知して一次側伝送コイル103に対する電力の供給を即座に停止制御することができる。このような構成により、非接触充電装置における安全性の向上を図ることができる。
上記した図9の非接触充電装置によると、金属異物109の温度上昇が正確に検知できると記載されているのであるが、前記非接触充電装置によって金属異物109を除去することができないので、金属異物109が存在する限り、電力伝送(充電)が行われないという課題があった。これに対し、特許文献1の非接触充電装置は、携帯電話端末に設けられたバッテリに対する充電を行うものであるので、金属異物109がクレードル101上に載置されていれば、ユーザ自身が気づいて除去することができる。しかし、例えば電気自動車やロボットのように、二次側伝送コイルを有する被充電体が一次側伝送コイル103上に自走してくる場合、金属異物109が一次側伝送コイル103上に載置されていてもユーザが気づかず、一次側伝送コイル103に対する電力の供給が停止し続け、いつまでも充電が完了しない可能性がある。
また、モータなどの動力源を用いて異物を除去する構成も考えられるが、それにより、前記動力源を含む一次側伝送コイルの構造が複雑化するという課題があった。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で異物除去が可能な電力伝送コイルを提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の電力伝送コイルは、平面コイルと、前記平面コイルの上面側に設けられ、前記平面コイルの上面に沿って動作可能な異物除去体と、前記異物除去体が動作する際に、前記異物除去体における、前記平面コイルの投影面上を通る位置に取り付けた磁石と、前記平面コイルと電気的に接続される電力制御回路と、を備え、前記電力制御回路は、少なくとも前記平面コイルによる電力伝送を開始する前に、前記磁石が前記平面コイルの上面に沿って動くように、前記平面コイルへ供給する電流を制御することにより、前記異物除去体を動作させるようにしたものである。
本発明の電力伝送コイルによれば、電力伝送を開始する前に、異物除去体に設けた磁石が平面コイルの上面に沿って動くように、平面コイルへ供給する電流を制御するだけで、異物除去体を動作させることができる。従って、モータなどの動力源を用いることなく、簡単な構成で異物除去が可能な電力伝送コイルが得られるという効果を奏する。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における電力伝送コイルの異物除去体が左から右へ動く際の概略斜視図である。図2は、本発明の実施の形態1における電力伝送コイルの異物除去体が右から左へ動く際の概略斜視図である。図3は、本発明の実施の形態1における電力伝送コイルの異物除去時における平面コイルへ供給される電流の経時特性図である。
図1は、本発明の実施の形態1における電力伝送コイルの異物除去体が左から右へ動く際の概略斜視図である。図2は、本発明の実施の形態1における電力伝送コイルの異物除去体が右から左へ動く際の概略斜視図である。図3は、本発明の実施の形態1における電力伝送コイルの異物除去時における平面コイルへ供給される電流の経時特性図である。
図1において、電力伝送コイル11は、平面コイル13と、平面コイル13の上面側に設けられ、平面コイル13の上面に沿って動作可能な異物除去体15と、異物除去体15が動作する際に、異物除去体15における、平面コイル13の投影面上を通る位置に取り付けた磁石17と、平面コイル13と電気的に接続される電力制御回路19と、を備える。
そして、電力制御回路19は、少なくとも平面コイル13による電力伝送を開始する前に、磁石17が平面コイル13の上面に沿って動くように、平面コイル13へ供給する電流を制御することにより、異物除去体15を動作させる。
これにより、電力伝送コイル11は、電力伝送を開始する前に、異物除去体15に設けた磁石17が平面コイル13の上面に沿って動くように、平面コイル13へ供給する電流を制御するだけで、異物除去体15を動作させることができる。従って、モータなどの動力源を用いることなく、簡単な構成で異物除去が可能な電力伝送コイル11が得られる。
以下、より具体的に本実施の形態1の構成、動作について説明する。
図1において、電力伝送コイル11の一次側となる平面コイル13は、同一平面上で、リッツ線をらせん状に捲回した構成を備える。前記リッツ線は、図示しない樹脂材料により固定されている。この平面コイル13は、電力制御回路19と電気的に接続される。電力制御回路19は、例えば商用電力を電力伝送用の周波数に変換して、平面コイル13に供給する機能を有する。これにより、図示しない二次側コイルへ電力を非接触で供給することができる。また、電力制御回路19には、電力伝送を制御するためのマイクロコンピュータ(図示せず)も内蔵されている。
なお、前記二次側コイルは、非接触で電力供給を受ける機器に搭載される。この機器は、特に限定されるものではないが、電気自動車やロボットなどの移動体である方が、ユーザによる異物検知が困難なため、本実施の形態1の効果を得やすい。
平面コイル13の上面には、異物除去体15が配される。異物除去体15は平面コイル13上の異物を除去するためのもので、その下部、すなわち、異物除去体15が平面コイル13の上面と接する部分にはブラシ21が設けられている。なお、ブラシ21は必ずしも平面コイル13の上面と接する必要はないが、接した方がより確実に異物を除去することができる。また、ブラシ21に替わって、例えば平板状のスキージを異物除去体15の下部に設けてもよい。また、ブラシ21が平面コイル13の上面と接する部分において、両者の摩擦を低減するために、平面コイル13の上面にフッ素系樹脂がコーティングしてある。
異物除去体15は平面コイル13の上面に沿って左右に動く。そのために、異物除去体15の両端には、摩擦低減のためにベアリング(図示せず)を内蔵した車輪23が取り付けられている。そして、それぞれの車輪23は、平面コイル13に対して上下側に設けたガイドレール25の窪み部27に挿入されている。このような構成により、異物除去体15は、車輪23が窪み部27の中を回転することにより、平面コイル13の上面に沿って、左右に動くことができる。
また、異物除去体15には、磁石17が取り付けてある。磁石17は、永久磁石からなり、異物除去体15が平面コイル13の上面に沿って動く際に、平面コイル13の投影面上を通る位置に取り付けられる。本実施の形態1では、図1に示すように、異物除去体15の中央に磁石17が取り付けられる。
次に、このような電力伝送コイル11の動作について説明する。
まず、電力制御回路19は、前記二次側コイルを搭載した前記機器が平面コイル13上に対向し、前記機器からの無線通信による送電要求を受信すると、平面コイル13による電力伝送を開始する前に、異物除去体15を動作させる。これにより、異物除去体15は、図1に示すように、平面コイル13の左側から右側へ動く。これにより、平面コイル13上に金属などの異物が載置されていても、異物除去体15のブラシ21により、平面コイル13の右端へ異物を除去することができる。
その後、電力制御回路19は、図2に示すように、異物除去体15を平面コイル13の右側から左側へ戻す動作を行う。これにより、異物除去体15は平面コイル13上を一往復するので、より確実に異物を除去することができる。
ここで、具体的に異物除去体15を一往復させるための、電力制御回路19の動作について、図3を用いて説明する。
図3は、電力伝送コイル11の異物除去時における平面コイル13へ供給される電流の経時特性図である。図3において、横軸は時刻、縦軸は電流である。
まず、時刻t0では、二次側コイルを搭載した機器が平面コイル13上に対向していない状態である。従って、平面コイル13には電流が流れておらず、電流値は0である。
次に、時刻t1で平面コイル13と前記二次側コイルが対向する。このとき、異物除去体15は、まだ平面コイル13の左端、すなわち動作開始位置にある。そして、電力制御回路19は、前記機器から送電要求を受信する。これを受け、電力制御回路19は、異物除去体15を平面コイル13の左側から右側へ動かすために、平面コイル13に所定の電流I0を流す。このときの所定の電流I0は直流であるため、平面コイル13上には所定の電流I0に応じた静磁界が発生する。
これにより、異物除去体15に取り付けられた磁石17が前記静磁界に引き付けられて、磁石17を取り付けた異物除去体15の全体が、平面コイル13の上面に沿って動く。なお、このように異物除去体15を動かすために、磁石17の極性が、前記静磁界と引き付けあうように、予め磁石17の方向を決定して異物除去体15に取り付けてある。また、上記のように異物除去体15を動かすために必要な、平面コイル13に流す所定の電流I0は、ブラシ21や車輪23の摩擦などを考慮して、予め求められており、電力制御回路19に内蔵されたメモリ(図示せず)に記憶されている。
ここで、前記静磁界を発生し続けると、磁石17の磁力といずれ釣り合い、平面コイル13上で異物除去体15が止まってしまう。そこで、電力制御回路19は、異物除去体15が止まる前、すなわち、磁石17が平面コイル13の中央部分に至る前の時刻t2で、平面コイル13への電流供給を停止する。しかし、異物除去体15は、それまでの動作による慣性で、平面コイル13の右側に向かって減速しながらも動き続ける。そして、平面コイル13の中央部分を通過する。
次に、磁石17が平面コイル13の中央部分を越えた後の時刻t3で、電力制御回路19は、再び平面コイル13に所定の電流I0を流し、前記静磁界を発生させるように制御する。その結果、磁石17は既に平面コイル13の中央部分を通過しているので、時刻t3の時点で、磁石17の平面コイル13に対する極性は、時刻t1のときと逆になる。ゆえに、時刻t3で前記静磁界が発生すると、磁石17は平面コイル13から遠ざかるように反発力を受け、平面コイル13の右側に向かって動き続ける。これにより、平面コイル13上の動作途中で、異物除去体15が止まってしまう可能性を低減できる。
次に、時刻t4で、電力制御回路19は異物除去体15が平面コイル13の右端、すなわち、異物除去体15の動作終了位置に至ったと判断し、平面コイル13への電流供給を停止する。これにより、異物除去体15はガイドレール25に設けた窪み部27の右端に車輪23が当接するので、平面コイル13の右端で停止する。
なお、時刻t2、t3、t4は、異物除去体15を実際に動かした時に、上記した動作(異物除去体15が平面コイル13の上面に沿って左側から右側まで止まらずに動く)が得られるように、予め種々の条件で計測され、前記動作が再現される時刻データが決定される。これらの時刻データは前記メモリに記憶してある。従って、電力制御回路19は、異物除去体15の動作開始以降の時刻を監視することで、異物除去体15の位置を知ることができる。
このように、電力制御回路19が平面コイル13へ供給する電流(所定の電流I0)を制御することにより、異物除去体15を平面コイル13の左側から右側へ動作させることができる。
次に、異物除去体15が平面コイル13の右側へ移動したので、電力制御回路19は、時刻t5で異物除去体15を平面コイル13の右側から左側へ動作させるために、時刻t1とは逆方向に所定の電流−I0を平面コイル13へ流す。これは、磁石17の極性が、平面コイル13の左側と右側では反転するためである。
その結果、時刻t5で動作開始位置(この場合は平面コイル13の右端)にある異物除去体15は、平面コイル13の右側から左側へ向かって動作を開始する。
その後、電力制御回路19は、磁石17が平面コイル13の中央部分に至る前の時刻t6で、平面コイル13への電流を0にした後、磁石17が平面コイル13の中央部分を越えた後の時刻t7で、再び時刻t5と同様に所定の電流−I0を平面コイル13に流す。そして、異物除去体15が平面コイル13の左端、すなわち、異物除去体15の動作終了位置に至る時刻t8で、電力制御回路19は平面コイル13への電流を0にする。このように、電力制御回路19が平面コイル13へ供給する電流を制御することにより、異物除去体15を平面コイル13の右側から左側へ動作させることができる。
なお、時刻t6、t7、t8は、時刻t2、t3、t4と同様にして、予め決定され、前記メモリに記憶されている。従って、異物除去体15を戻す動作の場合も、電力制御回路19は、異物除去体15の動作開始以降の時刻を監視することで、異物除去体15の位置を知ることができる。
上記した異物除去体15の動作をまとめると、次のようになる。電力制御回路19は、磁石17を平面コイル13の上面に沿って動かす際に、磁石17が、動作開始位置から、平面コイル13の中央部分に至らないまでの間、および、磁石17が、平面コイル13の中央部分を越えてから、動作終了位置に至るまでの間、平面コイル13へ電流を供給する。
これにより、異物除去体15を平面コイル13の上面に沿って一往復、動作させることができるので、簡単な構成で異物除去を、より確実に行うことができる。
この後、電力制御回路19は前記二次コイルを搭載した前記機器へ電力供給を開始する。このとき、平面コイル13へは高周波の交流電流が流れるので、平面コイル13で発生する磁力の向きや大きさが高速に変化する。従って、前記静磁界は発生しないので、平面コイル13の電力供給中に、磁石17はほとんど動かない。ゆえに、異物除去体15が電力供給を妨げることはない。
以上の構成、動作により、電力伝送コイル11は、電力伝送を開始する前に、異物除去体15に設けた磁石17が平面コイル13の上面に沿って動くように、平面コイル13へ供給する電流を制御するだけで、異物除去体15を動作させることができる。従って、モータなどの動力源を用いることなく、簡単な構成で異物除去が可能な電力伝送コイル11が得られる。
なお、図3に示した平面コイル13へ流す電流の経時変化図は一例であり、電力伝送コイル11の設置場所や周囲環境に応じて、所定の電流の値や各時刻を予め決定すればよい。
さらに、図3では、所定の電流の絶対値を同じ値(I0)としているが、これは、時刻t1から時刻t2、時刻t3から時刻t4、時刻t5から時刻t6、および時刻t7から時刻t8において、それぞれ最適な電流値として決定してもよい。この際、それぞれの電流値が異なる値であってもよい。
また、図3で示した時刻t4と時刻t5の間隔は任意に設定してよい。すなわち、本実施の形態1で述べたように、異物除去体15を一往復するためには、前記間隔を短くする。これにより、異物除去の確実性を増すことができる。一方、異物除去体15が一方向だけ動作することで異物除去が十分な用途や環境の場合は、時刻t5を、次に電力伝送コイル11を使用する時刻としてもよい。
また、本実施の形態1では、平面コイル13による電力伝送を開始する前に、異物除去体15を動作させているが、それに加え、電力制御回路19は、電力伝送を行っていない際にも異物除去体15を動作させるようにしてもよい。例えば、電力制御回路19は、異物除去体15を電力伝送コイル11の非使用時に、定期的に動作させる。これにより、非使用時に異物が平面コイル13上に多数載置される環境であっても、定期的に、より確実に異物除去を行うことができる。
また、本実施の形態1では、磁石17として永久磁石を用いたが、これは電磁石であってもよい。この場合、永久磁石に比べ配線が必要なため、構造が若干複雑になる。しかし、磁性金属異物が磁石17に付着した場合、異物除去体15が動作終了位置に至ると同時に、電磁石への通電を切ることによって、前記磁性金属異物を磁石17から容易に除去できる。従って、前記磁性金属異物が多い環境等では、磁石17として電磁石を用いる方が望ましい。
また、本実施の形態1では、図1、図2に示すように、磁石17を異物除去体15の長手方向における中央に取り付けているが、これに限定されるものではなく、異物除去体15が動作する際に、異物除去体15における、平面コイル13の投影面上を通る位置であれば、前記長手方向のどの位置に取り付けてもよい。但し、中央からずれた位置に取り付けた場合は、平面コイル13から磁石17が受ける前記静磁界が弱まるため、その分、所定の電流を大きくしたり、磁石17の磁力を強くしたりするなどの調整が必要となる。
また、本実施の形態1では、磁石17の個数を1個としているが、これに限定されるものではなく、複数の磁石17を異物除去体15に取り付けるようにしてもよい。
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2における電力伝送コイルの異物除去時における平面コイルへ供給される電流の経時特性図である。
図4は、本発明の実施の形態2における電力伝送コイルの異物除去時における平面コイルへ供給される電流の経時特性図である。
本実施の形態2における構成は、実施の形態1と同じであるので、その詳細な説明を省略する。本実施の形態2における特徴は動作であるので、その動作について、実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図4において、電力制御回路19は、磁石17を平面コイル13の上面に沿って動かす際に、磁石17が、動作開始位置から、平面コイル13の中央部分に至るまでの間、平面コイル13へ供給する電流の絶対値が初期電流値から徐々に小さくなるように制御する。そして、電力制御回路19は、磁石17が、平面コイル13の中央部分から動作終了位置に至るまでの間、平面コイル13へ供給する前記電流の絶対値が最終電流値まで徐々に大きくなるように制御する。
これにより、磁石17は平面コイル13の上面に沿って、よりスムースに動作することができるので、異物除去体15による異物の取りこぼしが低減され、簡単な構成で、さらに確実な異物除去が可能となる。
以下、本実施の形態2における詳細な動作について、図4を用いて説明する。なお、図4において、横軸は時刻を、縦軸は平面コイル13に流す電流を、それぞれ示す。
まず、図4の時刻t10は、図3の時刻t0と同じ状態である。従って、電流値は0である。
次に、時刻t11で平面コイル13と前記二次側コイルが対向し、電力制御回路19は、前記機器から送電要求を受信する。これを受け、電力制御回路19は、異物除去体15を平面コイル13の左側から右側へ動かすために、平面コイル13に初期電流値I1の電流を流す。これにより、平面コイル13上には初期電流値I1に応じた磁界が発生する。
その結果、異物除去体15に取り付けられた磁石17が前記磁界に引き付けられて、磁石17を取り付けた異物除去体15の全体が、平面コイル13の上面に沿って動く。なお、このように異物除去体15を動かすための磁石17の極性は実施の形態1と同様に決定してある。
時刻t11から時刻t12までの間、すなわち、図4の吹き出しに記載したように、磁石17が、動作開始位置(平面コイル13の左端)から、平面コイル13の中央部分に至るまでの間、電力制御回路19は、平面コイル13へ供給する前記電流の絶対値が徐々に小さくなるように制御する。これは、以下の理由による。
異物除去体15が平面コイル13の左端(動作開始位置)にある時、磁石17と平面コイル13との距離は最も遠い。さらに、時刻t11ではブラシ21や車輪23の摩擦も考慮して、異物除去体15を動かし始める必要があるため、平面コイル13への初期電流値I1は絶対値が大きな電流値としている。これにより、異物除去体15の動き出しを、より確実にすることができるとともに、前記磁界の大きさを大きくすることで、磁石17が引き付けられる力を大きくし、異物除去体15を確実に動作させ始めることができる。なお、上記のように異物除去体15が動作できるように、初期電流値I1は予め決定され、前記メモリに記憶されている。
その後、電力制御回路19は、平面コイル13に流す電流の絶対値を、図4の時刻t11から時刻t12に示すように、経時的に徐々に小さくするよう制御する。その結果、磁石17が平面コイル13から受ける力は、両者が近づくことによる力の増大と、電流が小さくなることによる力の減少が相殺され、ほぼ均一となる。換言すれば、磁石17が平面コイル13から受ける力がほぼ均一となるように、平面コイル13の電流の絶対値が徐々に小さくなるように制御される。その結果、異物除去体15は平面コイル13の上面を、均等な力で、よりスムースに動作することができる。従って、異物を取りこぼす可能性が低減される。
次に、時刻t12で磁石17が平面コイル13の中央部分に達し、その後、平面コイル13から遠ざかるように動く。それに応じて、電力制御回路19は、図4の時刻t12から時刻t13までに示すように、磁石17が、平面コイル13の中央部分から動作終了位置に至るまでの間、平面コイル13へ供給する電流の絶対値が最終電流値I2まで徐々に大きくなるように制御する。これにより、磁石17が平面コイル13から遠ざかることによる、磁石17が受ける力の減少が、平面コイル13に流れる電流の増加により前記磁界の大きさを大きくすることで、相殺される。従って、磁石17は時刻t12から時刻t13においても、平面コイル13から受ける力が、ほぼ均一となり、異物除去体15は平面コイル13の左側から右側まで、均等な力で、よりスムースに動作することができる。従って、平面コイル13の全体に亘り、異物を取りこぼす可能性が低減される。
次に、時刻t13で異物除去体15が動作終了位置(平面コイル13の右端)に至ると、電力制御回路19は平面コイル13への電流を最終電流値I2から0にする。これにより、異物除去体15は動作終了位置で停止する。ここで、最終電流値I2は初期電流値I1より絶対値が小さくなるようにしている。これは、異物除去体15を動かし始める際、ブラシ21や車輪23の摩擦も考慮すると、異物除去体15を停止する時よりも大きな力が磁石17に印加されるようにする必要があるからである。
なお、時刻t11から時刻t13までの電流パターンは、異物除去体15を実際に動かした時に、上記した動作(異物除去体15が平面コイル13の上面に沿って左側から右側までスムースに動く)が得られるように、予め種々の条件で計測され、前記動作が再現されるように決定される。そして、その電流パターンで異物除去体15の動作を行った際の時刻t11、t12、t13が計測され、時刻データとして予め決定される。これらの時刻データは前記メモリに記憶してある。
このように、電力制御回路19が平面コイル13へ供給する電流を制御することにより、異物除去体15を平面コイル13の左側から右側へ動作させることができる。
次に、異物除去体15を平面コイル13の右側から左側へ動作させる場合について述べる。この場合の平面コイル13への電流パターンは、実施の形態1で述べたように、磁石17の極性が、平面コイル13の左側と右側では反転するため、電流の符号が逆の電流パターンとする。
その結果、時刻t14で動作開始位置(この場合は平面コイル13の右側)にある異物除去体15は、平面コイル13の右側から左側へ向かって動作を開始する。このときの平面コイル13に流れる電流は、初期電流値−I1となる。
その後、電力制御回路19は、図4の時刻t14から時刻t15までに示すように、磁石17が、動作開始位置から、平面コイル13の中央部分に至るまでの間、平面コイル13へ供給する電流の絶対値が、初期電流値−I1の絶対値から徐々に小さくなるように制御する。そして、磁石17が平面コイル13の中央部分を越えた後の時刻t15以降では、電力制御回路19は、磁石17が、平面コイル13の中央部分から動作終了位置に至る時刻t16までの間、平面コイル13へ供給する電流の絶対値が徐々に大きくなるように制御する。その後、異物除去体15が平面コイル13の左端、すなわち、異物除去体15の動作終了位置に至る時刻t16で、電力制御回路19は平面コイル13への電流を最終電流値−I2から0にする。このように、電力制御回路19が平面コイル13へ供給する電流を制御することにより、異物除去体15を平面コイル13の右側から左側へ動作させることができる。
なお、図4に示す、時刻t14から時刻t16までの電流パターンは、時刻t11から時刻t13までの電流パターンと同様にして決定され、前記メモリに記憶される。また、時刻t14、t15、t16は、時刻t11、t12、t13と同様にして、予め決定され、前記メモリに記憶されている。従って、電力制御回路19は、異物除去体15の動作開始以降の時刻を監視することで、異物除去体15の位置を知ることができる。
上記した異物除去体15の動作をまとめると、次のようになる。電力制御回路19は、磁石17を平面コイル13の上面に沿って動かす際に、磁石17が、動作開始位置から、平面コイル13の中央部分に至るまでの間、平面コイル13へ供給する電流の絶対値が初期電流値から徐々に小さくなるように制御し、磁石17が、平面コイル13の中央部分から動作終了位置に至るまでの間、平面コイル13へ供給する電流の絶対値が最終電流値まで徐々に大きくなるように制御する。
これにより、異物除去体15を平面コイル13の上面に沿って一往復、スムースに動作させることができるので、簡単な構成で異物除去を、より確実に行うことができる。
以上の構成、動作により、電力伝送コイル11は、磁石17が平面コイル13の上面に沿って、よりスムースに動作することができるので、異物除去体15による異物の取りこぼしが低減され、簡単な構成で、さらに確実な異物除去が可能となる。
なお、図4に示した平面コイル13へ流す電流の経時変化図は一例であり、電力伝送コイル11の設置場所や周囲環境に応じて、初期電流値や最終電流値、各時刻を予め決定すればよい。
さらに、図4の電流パターンで、電流の絶対値が徐々に小さく、または大きく変化する部分において、電流は時刻とともに直線的に変化するようにしているが、これは、異物除去体15をスムースに動作させるために必要であれば、例えば指数関数的な変化のように、非線形の電流パターンとしてもよい。
また、図4の平面コイル13へ流す電流の経時変化図では、磁石17が平面コイル13の中央部分に至る時刻t12や時刻t15において、僅かに電流を流す電流パターンとしているが、これは、電力伝送コイル11の構造や、設置場所、周囲環境により、異物除去体15をスムースに動かすために必要であれば、実施の形態1と同様に、磁石17が平面コイル13の中央部分に至った時に、電流を0にする期間を設けるようにしてもよい。
また、本実施の形態2では、最終電流値I2の絶対値が初期電流値I1の絶対値より小さくなるようにしているが、これは、異物除去体15をスムースに動かすために必要であれば、同じ値としてもよいし、最終電流値I2の絶対値が初期電流値I1の絶対値より大きくなるようにしてもよい。
また、図4で示した時刻t13と時刻t14の間隔は、実施の形態1の時刻t4と時刻t5の間隔と同様に、任意に設定してよい。
また、本実施の形態2においても、実施の形態1と同様に、平面コイル13による電力伝送を開始する前に、異物除去体15を動作させているが、それに加え、電力制御回路19は、電力伝送を行っていない際にも異物除去体15を動作させるようにしてもよい。これにより、非使用時に異物が平面コイル13上に多数載置される環境の場合、より確実に異物除去を行うことができる。
また、本実施の形態2においても、実施の形態1と同様に、磁石17として電磁石を用いてもよい。
また、実施の形態1、2で示した平面コイル13へ供給される電流の経時変化特性は、図3に示す矩形波と、図4に示すリニアな変化とに限定されるものではなく、異物除去体15を左右に動作させることができれば、どのような経時変化特性であってもよい。
(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3における電力伝送コイルの異物除去時における平面コイルへ供給される電流の経時特性図である。
図5は、本発明の実施の形態3における電力伝送コイルの異物除去時における平面コイルへ供給される電流の経時特性図である。
本実施の形態3における構成は、実施の形態1と同じであるので、その詳細な説明を省略する。本実施の形態3における特徴は動作であるので、その動作について、実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図5において、電力制御回路19は、磁石17を平面コイル13の上面に沿って動かすための電流を平面コイル13へ供給する前に、平面コイル13へ既定電流を、正負を切り替えて既定回数、供給する。
これにより、磁石17は動作開始位置で、既定電流の正負の切替に応じて左右に揺さぶられる。この状態で、引き続き、電力制御回路19は、磁石17を平面コイル13の上面に沿って動かすための所定の電流I0を平面コイル13へ供給するので、異物除去体15の動き出し時に摩擦が大きくても、確実に異物除去体15を動かす可能性を高めることができる。
以下、本実施の形態3における詳細な動作について、図5を用いて説明する。なお、図5において、横軸は時刻を、縦軸は平面コイル13に流す電流を、それぞれ示す。また、横軸における時刻で、図1と同じ時刻には同じ符号を付して、その時刻における動作の詳細については説明を省略する。
まず、図5の時刻t21で平面コイル13と前記二次側コイルが対向すると、電力制御回路19は、前記機器から送電要求を受信する。これを受け、電力制御回路19は、既定電流Isを平面コイル13へ流す。
その後、短期間(例えば0.5秒)後に、電力制御回路19は、既定電流Isを、負の電流として(−Is)、平面コイル13へ供給する。
次に、短期間(例えば0.5秒)後に、電力制御回路19は既定電流−Isを再び正の電流として(Is)、平面コイル13へ供給する。
以後、上記のように、電力制御回路19は、平面コイル13へ既定電流Isを、正負を切り替えて繰り返し供給する。この動作により、磁石17は、左右に揺さぶられる磁力が印加され、異物除去体15も僅かに左右に動く。
そして、既定回数(図5では5回とした)の切替供給の後、時刻t1で電力制御回路19は所定の電流I0を平面コイル13に流す。この際、既に異物除去体15は僅かに左右に動かされているため、異物除去体15の動き出し時の摩擦が低減される。その状態で所定の電流I0を平面コイル13に流すことで、異物除去体15を確実に動かす可能性が高まる。
時刻t1以降の動作は実施の形態1と同じである。従って、異物除去体15は平面コイル13上を一往復することになる。
このように動作させることにより、異物除去体15の動き出し時に、ブラシ21と平面コイル13の上面との摩擦や、車輪23とガイドレール25との摩擦が大きく、図3に示すように、時刻t1で所定の電流I0を平面コイル13にいきなり流しても、異物除去体15が動かないという可能性を低減することができる。
なお、図5において、既定電流Isの絶対値は、所定の電流I0の絶対値より大きくしている。これは、所定の電流I0だけでは異物除去体15が動かない可能性がある電力伝送コイル11の構成であれば、所定の電流I0の絶対値より大きな電流絶対値を既定電流Isとして決定しておかなければ、異物除去体15を左右に僅かに動かすことができない可能性が高いためである。
具体的な既定電流Isの絶対値と、所定の電流I0の絶対値とは、それぞれ異物除去体15を動作させる可能性が高い値として予め実験的に決定しておく。また、既定電流Isを流す期間や既定回数についても、順に、上記した0.5秒や5回に限定されるものではなく、それぞれ異物除去体15を動作させる可能性が高い値として予め実験的に決定しておく。従って、電力伝送コイル11の構成(特に摩擦の大きさ)や、最適な既定電流Isを流す期間、既定回数によっては、必ずしも既定電流Isの絶対値が所定の電流I0の絶対値より大きく決定されるとは限らず、両者の値が近接する場合もある。
以上の構成、動作により、磁石17が動作開始位置で、既定電流の正負の切替に応じて左右に揺さぶられた状態で、引き続き、電力制御回路19が、磁石17を平面コイル13の上面に沿って動かすための所定の電流I0を平面コイル13へ供給する。従って、異物除去体15の動き出し時に摩擦が大きくても、確実に異物除去体15を動かす可能性を高めることができる。ゆえに、簡単な構成で、さらに確実な異物除去が可能となる。
なお、本実施の形態3では、時刻t1以降で、平面コイル13へ実施の形態1と同じ電流パターンによる電流供給を行っているが、これは、実施の形態2の図4における時刻t11以降の電流パターンとしてもよい。この場合も、本実施の形態3と同様の効果が得られる。
また、本実施の形態3では、電力制御回路19が異物除去体15を連続して一往復させる場合について説明したが、一方向ずつしか動作させない場合は、異物除去体15を図2に示すように右側から左側へ動かす前、すなわち、図5の時刻t5の直前に、電力制御回路19は、時刻t21と同様に、既定電流を、正負を切り替えて既定回数、供給する。これにより、異物除去体15をどちら側へ動かす場合も、確実に異物除去体15を動かす可能性を高めることができる。
(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4における電力伝送コイルの異物除去体が左から右へ動く際の概略斜視図である。
図6は、本発明の実施の形態4における電力伝送コイルの異物除去体が左から右へ動く際の概略斜視図である。
本実施の形態4の構成において、実施の形態1と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略し、本実施の形態4における特徴となる構成、動作を中心に説明する。
図6において、電力伝送コイル11は、電力制御回路19と電気的に接続される、異物除去体15の位置検出部28を、さらに備える。そして、電力制御回路19は、磁石17を平面コイル13の上面に沿って動かす際、位置検出部28で検出される異物除去体15の位置に基づいて、平面コイル13へ供給する電流を制御する。
これにより、電力制御回路19は、位置検出部28の出力から異物除去体15の位置を正確に検知できるので、図3〜図5に示すような電流パターンの制御精度を向上することができ、より確実な異物除去が可能となる。
以下、本実施の形態4における詳細な構成について、図6を用いて説明する。
図6において、電力伝送コイル11のガイドレール25における一方(図6では奥のガイドレール25)に位置検出部28が配される。位置検出部28は、異物除去体15のガイドレール25上での位置を検出するためのもので、具体的には、ガイドレール25の車輪23が通る部分に、複数のマイクロスイッチを設けた構成としている。これらのマイクロスイッチの位置は、実施の形態1の図3における時刻t1、t2、t3、t4で車輪23が通る位置に対応している。すなわち、異物除去体15が平面コイル13上を左から右へ、および右から左へ動作できる、図3に示すような予め決定された電流パターンに基づいて、異物除去体15を動作させた時、時刻t1、t2、t3、t4で車輪23が通る位置を求め、それらの位置にそれぞれ前記マイクロスイッチを配置している。なお、ここでは4個の前記マイクロスイッチを設けた例を示しており、これらを総称して位置検出部28と呼ぶ。なお、位置検出部28は電力制御回路19と電気的に接続される。従って、電力制御回路19は、位置検出部28からの出力を取り込むことにより、異物除去体15の位置を知ることができる。
次に、このような構成の電力伝送コイル11の動作について説明する。なお、異物除去体15を動作させる時の平面コイル13への電流パターンは図3のものであるとする。
図3において、時刻t0の動作開始位置(左端)では、異物除去体15がまだ動作していないので、ガイドレール25の左端に設けたマイクロスイッチのみが車輪23に押されてオンになっている。従って、電力制御回路19は、4個の前記マイクロスイッチのうち、左端の前記マイクロスイッチがオンであることから、異物除去体15が動作開始位置にあると判断する。
この状態で、時刻t1において電力制御回路19が前記機器から送電要求を受信すると、電力制御回路19は所定の電流I0を平面コイル13に流す。その結果、異物除去体15は平面コイル13の上面に沿って右側へ動く。
電力制御回路19は、異物除去体15の動作開始後に、実施の形態1では時刻を監視しているが、それに対し、本実施の形態4では位置検出部28の出力を監視する。そして、図3の時刻t2で車輪23は左から2番目の前記マイクロスイッチをオンにする。電力制御回路19は、その出力を検出することにより、平面コイル13への所定の電流I0をオフにする。
その後、異物除去体15が時刻t3の位置に至ると、車輪23は左から3番目の前記マイクロスイッチをオンにするので、電力制御回路19は、その出力を検出することにより、平面コイル13へ再び所定の電流I0を供給する。
最後に、異物除去体15が時刻t4の位置、すなわち動作終了位置(右端)に至ると、車輪23は右端(左から4番目)の前記マイクロスイッチをオンにするので、電力制御回路19は、その出力を検出することにより、平面コイル13への所定の電流I0をオフにする。
以後、時刻t5から時刻t8までにおいて、電力制御回路19は上記と同様にして、異物除去体15を平面コイル13の上面に沿って右から左へ動作させる。
このように、電力制御回路19は、位置検出部28の出力から異物除去体15の実際の位置を検出し、その位置に基づいて、平面コイル13へ供給する所定の電流I0を制御するので、制御タイミングの精度が向上する。その結果、位置検出部28を設ける必要があるものの、異物除去体15を、より確実に動作させることができる。
なお、ここでは、位置検出部28に前記マイクロスイッチを用いた構成について説明したが、前記マイクロスイッチに限定されるものではなく、異物除去体15の位置が検出できるものであればよい。具体的には、例えば、発光ダイオードとフォトトランジスタの組み合わせを、ガイドレール25へ複数、組み込むことで位置検出部28を構成してもよい。この場合は、位置検出部28が光学的な検出原理となるので、非接触に異物除去体15の位置を検出できる。従って、前記マイクロスイッチと車輪23との摩擦がなくなり、さらにスムースな異物除去体15の動作が可能となる。
以上の構成、動作により、電力制御回路19は、位置検出部28の出力から異物除去体15の位置を正確に検知できるので、電流パターンの制御精度を向上することができ、より確実な異物除去が可能となる。
なお、本実施の形態4では、電流パターンを図3に示すものとして説明したが、それに限定されるものではなく、本実施の形態4の構成、動作を、図4や図5に示す電流パターン、あるいは、図4と図5を組み合わせた電流パターンに適用してもよい。ここで、図4の電流パターン、または図4と図5を組み合わせた電流パターンの場合、ガイドレール25上で位置を検出する部分は、時刻t11、t12、およびt13で異物除去体15が至る位置に相当するので、前記マイクロスイッチは3個でよい。
このように、図3や図5に示すような、比較的複雑な電流パターンの場合は、電流切替に対応した位置毎に、前記マイクロスイッチを多数設ける必要があり、図4に示すような、比較的単純な電流パターンの場合は、前記マイクロスイッチの必要数は少なくなる。従って、前記マイクロスイッチの数は、予め求めた、異物除去体15を確実に動かすための電流パターンに基づいて、適宜決定すればよい。
(実施の形態5)
本実施の形態5における電力伝送コイル11の構成は、実施の形態4の図6と同じであるので、その詳細な説明を省略し、本実施の形態5における特徴となる動作を中心に説明する。
本実施の形態5における電力伝送コイル11の構成は、実施の形態4の図6と同じであるので、その詳細な説明を省略し、本実施の形態5における特徴となる動作を中心に説明する。
電力伝送コイル11は、電力制御回路19と電気的に接続される、異物除去体15の位置検出部28を、さらに備える。そして、電力制御回路19は、位置検出部28で検出される異物除去体15の位置と、異物除去体15の動作開始からの経過時間との関係が、異物除去体15の正常動作時における既定の関係と異なれば、異物除去体15の動作が異常であると判断し、平面コイル13への電流の供給を停止する。
これにより、電力制御回路19は、異物除去体15の動作の異常を判断することができ、異常と判断した場合は、平面コイル13への電流の供給を停止するため、異常時にも平面コイル13へ電流を流し続ける可能性を低減することができる。さらに、電力制御回路19が、異物除去体15の動作の異常をユーザに報知することにより、ユーザは、異物除去体15で除去できない異物(例えば重い異物)を取り除くことができる。その結果、確実な異物除去が可能となる。
以下、本実施の形態5における詳細な動作について説明する。なお、ここでは図3での電流パターンに基づいて異物除去体15を動作させるものとする。
電力制御回路19は、異物除去体15を動作させるために、図3における時刻t1で平面コイル13へ所定の電流I0を流す。それと同時に、電力制御回路19は、時刻t1以降の経過時間、すなわち異物除去体15の動作開始からの経過時間を測定する。
その後、異物除去体15が正常に動作していれば、車輪23は、時刻t2で図6の左から2番目の前記マイクロスイッチに至る。その結果、2番目の前記マイクロスイッチがオンになる。
これにより、電力制御回路19は異物除去体15の位置が2番目の前記マイクロスイッチの位置にあることを知ることができる。そして、図3の時刻t2に示すように、平面コイル13への電流を0にする。
以後、実施の形態1で説明した時刻t2以降の動作を行う。
一方、異物除去体15が、例えば重い異物に当接して、時刻t1から時刻t2までの間で動けなくなったとする。この場合、時刻t1から時刻t2までの時間が経過しても、2番目の前記マイクロスイッチがオンにならない。電力制御回路19は異物除去体の動作開始からの経過時間を測定しているので、時刻t1から時刻t2までの時間が経過しても、2番目の前記マイクロスイッチがオンにならなければ、異物除去体15の動作が異常であると判断する。
この場合、電力制御回路19は、時刻t2以降で平面コイル13への電流の供給を停止する。これにより、異常時にも平面コイル13へ電流を流し続ける可能性を低減することができる。
また、電力制御回路19は、前記異常を判断すると、ユーザに対して直ちに異物除去体15の異常を報知する。報知手段(図示せず)としては、警告音や異常警告灯、画面への表示などが適用できる。
異常が報知されている状態では、上記したように平面コイル13への電力供給が停止するので、前記二次側コイルへの電力伝送を行うことができない。従って、ユーザは電力制御回路19による異常報知に基づいて、平面コイル13上の異物の除去を行う。ゆえに、ユーザによる確実な異物除去が可能となる。
また、前記報知手段は異物除去を促す情報を報知するとともに、異物除去体15を動作開始位置(図6の左端)に戻すよう指示する。これにより、異物除去の際、ユーザは前記報知手段の指示に従って、異物除去体15を手動で動作開始位置に戻す。この際、異物除去体15は、実施の形態1で述べたように、動作時の摩擦が少なくなるように構成されている上、モータ等の動力源がないので、手動でも容易に異物除去体15を動作開始位置に戻すことができる。
これにより、上記した重い異物が除去されるので、電力制御回路19は、再度、異物除去体15を動作させた後に、電力伝送を開始することができる。
なお、上記の説明では、異物除去体15が時刻t1から時刻t2までの間で、電力制御回路19が異物除去体15の異常を判断した場合について説明したが、電力制御回路19は、同様にして、その他の時刻でも異物除去体15の異常を判断する。このような電力制御回路19の動作をまとめると、次のようになる。
電力制御回路19は、位置検出部28で検出される異物除去体15の位置と、異物除去体15の動作開始からの経過時間との関係が、異物除去体15の正常動作時における既定の関係と異なれば、異物除去体15の動作が異常であると判断する。
なお、既定の関係とは、異物除去体15が正常に動作した際に、どれだけの経過時間で、どの位置に異物除去体15が至るかを予め求めたものである。この既定の関係には、予め想定される時間誤差も含まれる。具体的には、図3の場合、時刻t1から時刻t2までの時間が経過すると、図6の2番目の前記マイクロスイッチがオンになり、時刻t1から時刻t3までの時間が経過すると、図6の3番目の前記マイクロスイッチがオンになり、時刻t1から時刻t4までの時間が経過すると、図6の4番目の前記マイクロスイッチがオンになるという関係を、時間誤差も含めて既定の関係とする。同様に、時刻t5から時刻t8に関しても、既定の関係を予め求める。これらの既定の関係は、電力制御回路19の前記メモリに記憶してある。
また、異物除去体15が異常となる要因として、上記した重い異物による場合以外に、重くはないが、かさばる異物で、異物除去体15の動作が通常よりも遅くなる場合や、ガイドレール25にゴミが挟まり、異物除去体15が動作できない場合等が挙げられる。これらの場合も、ユーザが異常対応をすることにより、確実な異物除去が可能となる。
以上の構成、動作により、電力制御回路19は、異物除去体15の動作の異常を判断することができ、異常と判断した場合は、平面コイル13への電流の供給を停止するため、異常時にも平面コイル13へ電流を流し続ける可能性を低減することができる。さらに、電力制御回路19が、異物除去体15の動作の異常をユーザに報知することにより、ユーザは、異物除去体15で除去できない異物を取り除くことができる。その結果、確実な異物除去が可能となる。
なお、本実施の形態5では、電力制御回路19が、位置検出部28の出力を利用して異物除去体15の異常を判断しているが、この構成に、実施の形態4の構成、すなわち、位置検出部28の出力による異物除去体15の位置に基づいて平面コイル13へ供給する電流を制御する構成を組み合わせてもよい。この場合、電流制御の精度が向上するとともに、異物除去体15の異常判断も可能となる。
また、本実施の形態5では、実施の形態1の電流パターン(図3)に基づいて説明したが、これは、図4、図5、あるいは図4と図5を組み合わせた電流パターンの構成に、本実施の形態5の異常判断構成を付加してもよい。
(実施の形態6)
図7は、本発明の実施の形態6における電力伝送コイルの異物除去体が左から右へ動く際の概略斜視図である。
図7は、本発明の実施の形態6における電力伝送コイルの異物除去体が左から右へ動く際の概略斜視図である。
本実施の形態6における動作は、実施の形態1、または実施の形態2と同じであるので、その詳細な説明を省略する。本実施の形態6における特徴は構成であるので、その構成について、実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図7において、電力伝送コイル11は、異物除去体15の、平面コイル13の上面と当接する部分がブラシ21で構成され、平面コイル13の上面に、異物除去体15の動作方向と実質的に平行に溝29が設けられる。
これにより、磁石17が平面コイル13の上面に沿って動作する際に、ブラシ21が溝29と当接しているので、細かい異物も溝29に沿ってブラシ21により、かき出される。その結果、異物除去体15による異物の取りこぼしが、さらに低減され、簡単な構成で、より一層確実な異物除去が可能となる。
以下、本実施の形態6における詳細な構成について、図7を用いて説明する。なお、図7において、図1と同じ構成には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
図7において、特徴となる構成は、平面コイル13の上面に溝29を設けた点である。溝29は平面コイル13の上面に対し、異物除去体15の動作方向(図7の左右方向)と実質的に平行に設けられている。なお、平面コイル13の上面は、実施の形態1で述べたように樹脂からなり、その上面の一部を加工することにより、溝29が形成される。ここで、実質的に平行とは、異物除去体15が動作する左右方向に対して、異物除去体15の動作誤差や、溝29の加工精度の範囲内で平行であると定義する。
この溝29にはブラシ21が当接する。その結果、実施の形態1、2で説明したようにして電力制御回路19が異物除去体15を動作させることにより、ブラシ21の先端の一部は溝29の中に入り込みながら移動する。従って、溝29に入り込んだ細かい異物は、ブラシ21が、かき出すようにして除去されるので、異物の取りこぼしの可能性を低減できる。
なお、異物除去体15を一往復させると、ブラシ21が溝29を2度通るので、より確実に細かい異物の除去が可能となる。
また、溝29は平面コイル13の上部の樹脂と一体で加工されているが、それに限定されるものではなく、例えば溝29を設けた板を平面コイル13の上面に固定するような構成としてもよい。
以上の構成、動作により、磁石17が平面コイル13の上面に沿って動作する際に、ブラシ21が溝29と当接しているので、細かい異物も溝29に沿ってブラシ21により、かき出される。その結果、異物除去体15による異物の取りこぼしが、さらに低減され、簡単な構成で、より一層確実な異物除去が可能となる。
(実施の形態7)
図8は、本発明の実施の形態7における電力伝送コイルの異物除去体が左から右へ動く際の概略斜視図である。
図8は、本発明の実施の形態7における電力伝送コイルの異物除去体が左から右へ動く際の概略斜視図である。
本実施の形態7における動作は、実施の形態1、または実施の形態2と同じであるので、その詳細な説明を省略する。本実施の形態7における特徴は構成であるので、その構成について、実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図8において、電力伝送コイル11は、異物除去体15に、平面コイル13の上面に沿って動作可能なカバー31が取り付けられる構成を備える。
これにより、異物除去体15の動作により、カバー31の開閉が可能となる。ゆえに、電力伝送コイル11の非使用時には、カバー31が閉じるように異物除去体15を動作させることにより、非使用時に平面コイル13の上面に異物が載置される可能性が低減される。さらに、電力伝送コイル11の非使用時にカバー31の上面に載置された異物は、電力伝送コイル11の使用時にはカバー31を開くので、異物をカバー31とともに平面コイル13の上面から遠ざけることが可能となる。これらのことから、簡単な構成で、異物が平面コイル13上に載置される可能性を低減でき、かつ、載置された異物はカバー31の開動作により平面コイル13上から除去することが可能となる。
以下、本実施の形態7における詳細な構成について、図8を用いて説明する。なお、図8において、図1と同じ構成には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
図8において、特徴となる構成は、異物除去体15に、平面コイル13の上面に沿って動作可能なカバー31が取り付けられる点である。カバー31は、例えば床面と面一になるように設置され、ガイドレール25は床に埋め込まれる構成とする。そして、平面コイル13は床面より一段下がった位置に設置される。このような構成とすることにより、カバー31が閉じている時は、電力伝送コイル11は床面と段差がほとんど無い状態となる。このため、カバー31は、その上面に車両などの重量物が載った場合でも、破損しない強度を有する材料(例えば強化プラスチックや金属など)や構造(例えば梁構造など)を備える。
なお、電力制御回路19が異物除去体15を動作させる制御は、実施の形態1、2と同じである。従って、電力制御回路19は、電力伝送コイル11の使用終了時に、異物除去体15が図8の右端に至るように制御する。これにより、異物除去体15は図8の矢印の方向に動き、ブラシ21により平面コイル13の上面に載置された異物を除去するとともに、カバー31が平面コイル13の上面を覆う。その結果、平面コイル13上の異物除去が可能になり、さらに、電力伝送コイル11の非使用時における平面コイル13上への異物載置の可能性を低減することができる。
電力伝送コイル11を再び使用する際には、電力制御回路19は、異物除去体15を図8の右側から左側へ動かすように制御する。これにより、異物除去体15は、床面とカバー31の隙間から平面コイル13上に載置された細かい異物をブラシ21により除去する。そして、電力伝送コイル11の非使用時に、カバー31の上面に載置された異物は、カバー31が開くことにより、カバー31とともに平面コイル13から遠ざかる。従って、電力伝送コイル11を使用する前には、細かい異物も、カバー31に載置された異物も、取り除いた状態となる。
以上の構成、動作により、カバー31を開閉動作させるために専用のモータ等の動力源を用いることなく、簡単な構成で、より確実に異物を除去することができる電力伝送コイル11を実現できる。
なお、本実施の形態7では、異物除去体15にブラシ21を設けた構成としたが、これに限定されるものではなく、実施の形態1で述べたように、例えばスキージとしてもよいし、床面とカバー31の隙間から入り込む細かい異物が発生しないような環境下に電力伝送コイル11が設置されている場合は、ブラシ21を設けなくてもよい。
また、本実施の形態7の電力伝送コイル11は、実施の形態6で述べた溝29が設けられる構成としてもよい。
また、本実施の形態7では、電力伝送コイル11を床面に埋め込む構成としているが、これは、床上に設置する構成としてもよい。この場合、電力伝送コイル11は床面に対して段差を生じるものの、設置が容易になる。
また、実施の形態1〜7では、平面コイル13が送電側(一次側)コイルであるとして説明したが、これは受電側(二次側)コイルであってもよい。この場合も、実施の形態1〜7と同様の効果が得られる。
本発明にかかる電力伝送コイルは、簡単な構成で異物除去ができるので、特に非接触給電用の電力伝送コイル等として有用である。
11 電力伝送コイル
13 平面コイル
15 異物除去体
17 磁石
19 電力制御回路
21 ブラシ
28 位置検出部
29 溝
31 カバー
13 平面コイル
15 異物除去体
17 磁石
19 電力制御回路
21 ブラシ
28 位置検出部
29 溝
31 カバー
Claims (10)
- 平面コイルと、
前記平面コイルの上面側に設けられ、前記平面コイルの上面に沿って動作可能な異物除去体と、
前記異物除去体が動作する際に、前記異物除去体における、前記平面コイルの投影面上を通る位置に取り付けた磁石と、
前記平面コイルと電気的に接続される電力制御回路と、を備え、
前記電力制御回路は、少なくとも前記平面コイルによる電力伝送を開始する前に、前記磁石が前記平面コイルの上面に沿って動くように、前記平面コイルへ供給する電流を制御することにより、前記異物除去体を動作させるようにした電力伝送コイル。 - 前記電力制御回路は、前記磁石を前記平面コイルの上面に沿って動かす際に、前記磁石が、動作開始位置から、前記平面コイルの中央部分に至らないまでの間、および、前記磁石が、前記平面コイルの前記中央部分を越えてから、動作終了位置に至るまでの間、前記平面コイルへ前記電流を供給するようにした請求項1に記載の電力伝送コイル。
- 前記電力制御回路は、前記磁石を前記平面コイルの上面に沿って動かす際に、前記磁石が、動作開始位置から、前記平面コイルの中央部分に至るまでの間、前記平面コイルへ供給する前記電流の絶対値が初期電流値から徐々に小さくなるように制御し、
前記磁石が、前記平面コイルの中央部分から動作終了位置に至るまでの間、前記平面コイルへ供給する前記電流の絶対値が最終電流値まで徐々に大きくなるように制御する請求項1に記載の電力伝送コイル。 - 前記電力制御回路は、前記磁石を前記平面コイルの上面に沿って動かすための前記電流を前記平面コイルへ供給する前に、前記平面コイルへ既定電流を、正負を切り替えて既定回数、供給するようにした請求項1に記載の電力伝送コイル。
- 前記電力制御回路と電気的に接続される、前記異物除去体の位置検出部を、さらに備え、
前記電力制御回路は、前記磁石を前記平面コイルの上面に沿って動かす際、前記位置検出部で検出される前記異物除去体の位置に基づいて、前記平面コイルへ供給する前記電流を制御するようにした請求項1に記載の電力伝送コイル。 - 前記電力制御回路と電気的に接続される、前記異物除去体の位置検出部を、さらに備え、
前記電力制御回路は、前記位置検出部で検出される前記異物除去体の位置と、前記異物除去体の動作開始からの経過時間との関係が、前記異物除去体の正常動作時における既定の関係と異なれば、前記異物除去体の動作が異常であると判断し、前記平面コイルへの前記電流の供給を停止するようにした請求項1に記載の電力伝送コイル。 - 前記異物除去体の、前記平面コイルの上面と当接する部分がブラシで構成され、
前記平面コイルの上面に、前記異物除去体の動作方向と実質的に平行に溝を設けた請求項1に記載の電力伝送コイル。 - 前記異物除去体には、前記平面コイルの上面に沿って動作可能なカバーが取り付けられる請求項1に記載の電力伝送コイル。
- 前記電力制御回路は、電力伝送を行っていない際に前記異物除去体を動作させる請求項1に記載の電力伝送コイル。
- 前記磁石は電磁石である請求項1に記載の電力伝送コイル。
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