JPWO2014147736A1

JPWO2014147736A1 - 電力伝送装置

Info

Publication number: JPWO2014147736A1
Application number: JP2015506419A
Authority: JP
Inventors: 晃司柴田
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2017-02-16
Also published as: US9935499B2; US20160020614A1; WO2014147736A1

Abstract

電力伝送装置（１）は、給電部（１３、１４、１５）と、該給電部と空間を介して配置された受電部（２３）と、該受電部に電気的に接続され、負荷（２７）に対し電力を供給する蓄電手段（２６）と、給電部及び受電部間の距離を変更可能な距離変更手段（１６）と、蓄電手段に係る蓄電状態を検出する検出手段（２５）と、検出された蓄電状態に応じて、出力電力を変更するように給電部を制御すると共に、上記距離を変更するように距離変更手段を制御する制御手段（１１）と、を備える。

Description

本発明は、非接触の電力伝送を実施可能な電力伝送装置の技術分野に関する。

この種の装置として、例えば、ダクトにスライド可能に支持される照明器具の受電部に対して、電磁誘導により非接触にて給電する給電部を備える装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−２９０６７号公報

この種の装置では、給電対象物の状態に応じて給電部から出力される電力が変更されることが多い。具体的には例えば、照明器具において光量を増やしたり、消費電力の比較的多い白色を点灯したりする場合には、給電部から比較的大電力が出力される。他方、光量を減らしたり、消費電力の比較的少ない色のみを点灯したりする場合には、給電部から出力される電力は比較的少なくてよい。

ところで、この種の装置のように、非接触で電力伝送を行う場合、装置周辺へ放射される電界の強さや磁界の強さには制限が設けられている。例えば日本国では、総務省により電波防護指針（ＵＲＬ：http://www.tele.soumu.go.jp/j/sys/ele/body/protect/index.htm参照）が策定されている。

上述した特許文献１に記載された技術のように、給電部及び受電部間の距離が固定されていると、給電部から比較的大電力を出力させたい場合、例えば上記電波防護指針等を遵守するために、給電部及び受電部の周囲に漏洩電磁波を抑制するシールドケース等を配置しなければならなくなる可能性がある。つまり、設計の自由度が減少する可能性があるという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、設計の自由度を向上させることができる電力伝送装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の電力伝送装置は、上記課題を解決するために、給電部と、前記給電部と空間を介して配置された受電部と、前記受電部に電気的に接続され、負荷に対し電力を供給する蓄電手段と、前記給電部及び前記受電部間の距離を変更可能な距離変更手段と、前記蓄電手段に係る蓄電状態を検出する検出手段と、前記検出された蓄電状態に応じて、出力電力を変更するように前記給電部を制御すると共に、前記距離を変更するように前記距離変更手段を制御する制御手段と、を備える。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

第１実施例に係る電力伝送装置の構成を示すブロック図である。第１実施例に係る電力伝送装置の動作を示す概念図である。第２実施例に係る電力伝送装置の構成を示す概念図である。第３実施例に係る電力伝送装置の構成を示す概念図である。第４実施例に係る電力伝送装置の構成を示す概念図である。第５実施例に係る電力伝送装置の構成を示す概念図である。

本発明の電力伝送装置に係る実施形態について説明する。

実施形態に係る電力伝送装置は、給電部、受電部、蓄電手段、距離変更手段、検出手段及び制御手段を備えて構成されている。

当該電力伝送装置の動作時には、例えば磁界共鳴方式等により非接触で、給電部から受電部に電力伝送が行われる。この際、給電部及び受電部は、空間を介して互いに対向して配置される。尚、電力伝送が行われていない時には、給電部及び受電部は互いに対向して配置されてなくてもよい。

例えばバッテリ等である蓄電手段は、受電部に電気的に接続されており、該受電部に寄り充電された電力を蓄える。また、蓄電手段は、例えば照明器具、スピーカ等の負荷に電気的に接続されており、該負荷に対して電力を供給する。

距離変更手段は、給電部及び受電部間の距離を変更可能に構成されている。該距離が変更される際は、給電部及び受電部の一方のみが移動されてもよいし、給電部及び受電部の両方が移動されてもよい。

検出手段は、蓄電手段に係る蓄電状態を検出する。尚、蓄電状態を示す物理量又はパラメータとして用いられる値には、例えば満充電容量に対する現在の容量の割合等、公知の各種態様を適用可能である。

例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、検出された蓄電状態に応じて、出力電力を変更するように給電部を制御すると共に、給電部及び受電部間の距離を変更するように距離変更手段を制御する。具体的には例えば、制御手段は、検出された蓄電状態に応じて出力電力を増加するように給電部を制御する場合には、給電部及び受電部間の距離が縮むように距離変更手段を制御する。

このように構成すれば、例えば蓄電状態が満充電に近い場合には、比較的小電力を給電部から出力させ、他方蓄電状態が空の状態に近い場合には、比較的大電力を給電部から出力させることができる。ここで特に、距離変更手段により給電部及び受電部間の距離が変更可能に構成されているので、給電部から比較的大電力が出力される場合に、給電部及び受電部間の距離を縮めれば、例えばシールドケース等を設けることなく、比較的容易に漏洩電磁波を抑制することができる。

以上の結果、本実施形態に係る電力伝送装置によれば、電波防護指針等を遵守しつつ、設計の自由度を向上させることができる。本実施形態に係る電力伝送装置を、例えば照明器具の電力供給部に適用すれば、例えば給電ケーブルを目立たなくすることができ、照明器具を用いた演出効果を向上させることができる。

以下、本発明の電力伝送装置に係る実施例について、図面に基づいて説明する。

＜第１実施例＞
本発明の電力伝送装置に係る第１実施例について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、第１実施例に係る電力伝送装置の構成を示すブロック図である。図２は、第１実施例に係る電力伝送装置の動作を示す概念図である。

図１において、電力伝送装置１は、送電部１０及び受電部２０を備えて構成されている。本実施例では、送電部１０及び受電部２０間において、磁界共鳴方式により非接触で電力伝送が実施される。

送電部１０は、制御回路１１、通信回路１２、送電カプラ１３、整合回路１４、高周波電源１５及びモータ１６を備えて構成されている。送電カプラ１３は、モータ１６を有する昇降装置に搭載されている。

受電部２０は、制御回路２１、通信回路２２、受電カプラ２３、整合回路２４、負荷測定回路２５、蓄電装置２６及び負荷２７を備えて構成されている。蓄電装置２６は、具体的には例えば、充電池や大容量コンデンサ等である。負荷は、本実施例では、ＬＥＤ、有機ＥＬ、蛍光管、白熱電球等の発光装置である。

負荷測定回路２５は、例えば負荷インピーダンス等を測定して、測定結果を示す信号を制御回路２１に送信する。ここで、例えば負荷インピーダンスは、蓄電装置２６の蓄電状態を反映するので、負荷測定回路２５による測定結果から蓄電状態を検出・推定することができる。

受電部２０の制御回路２１は、通信回路２２を介して、負荷測定回路２５による測定結果を示す信号を送電部１０に送信する。送電部１０の制御回路１１は、通信回路１２を介して受信した測定結果を示す信号に基づいて、出力電力を変更するように高周波電源１５を制御すると共に、送電カプラ１３及び受電カプラ２３間の距離を変更するようにモータ１６を制御する。

ここで、本実施例に係る電力伝送装置１について、図２を参照して説明を加える。

図２において、送電部１０は、天井付近に配置されている。ここで、送電部１０を構成する部材のうち、送電カプラ１３以外の部材は天井裏に配置されている。受電部２０は、本発明に係る「支持手段」の一例としての、例えばナイロン等の絶縁体からなる支持部材により天井から吊り下げられている。尚、図２では、図面の煩雑化を回避するために、図１に示した部材のうち主な部材のみを図示している。

蓄電装置２６の蓄電状態が満充電に近い場合には、送電部１０の制御回路１１は、比較的小電力を出力するように高周波電源１５を制御すると共に、送電カプラ１３及び受電カプラ２３間の距離が比較的長くなるようにモータ１６を制御する（図２（ａ）参照）。これは、出力電力が比較的小さい場合は、漏洩電磁波が比較的少なく、送電カプラ１３及び受電カプラ２３間の距離が比較的長くとも、例えば電波防護指針等を遵守することができるからである。

この結果、発光装置（即ち、負荷２７）が空中に浮かんでいるような演出効果を実現することができる。

他方、蓄電装置２６の蓄電状態が空に近い場合には、送電部１０の制御回路１１は、比較的大電力を出力するように高周波電源１５を制御すると共に、送電カプラ１３及び受電カプラ２３間の距離が比較的短くなるようにモータ１６を制御する（図２（ｂ）参照）。このように構成すれば、漏洩電磁波を抑制しつつ、比較的大電力を受電部２０に供給することができる。

本実施例に係る「送電カプラ１３」、「整合回路１４」及び「高周波電源１５」は、本発明に係る「給電部」の一例である。本実施例に係る「受電カプラ２３」、「蓄電装置２６」、「モータ１６」、「負荷測定回路２５」及び「制御回路１１」は、夫々、本発明に係る「受電部」、「蓄電手段」、「距離変更手段」、「検出手段」及び「制御手段」の一例である。

＜第２実施例＞
本発明の電力伝送装置の第２実施例について、図３を参照して説明する。図３は、第２実施例に係る電力伝送装置の構成を示す概念図である。

本実施例では、図３に示すように、送電カプラ１３がレールに沿って、紙面の左右方向に移動可能なように構成されている。

この場合、送電部１０の制御回路１１は、蓄電装置２６の蓄電状態が、充電が必要な状態となった場合に、送電カプラ１３が受電カプラ２３と対向配置されるように、送電カプラ１３を移動する駆動装置（図示せず）を制御する。制御回路１１は、更に、電力を出力するように高周波電源１５を制御する。

他方、制御回路１１は、蓄電装置２６の充電を行わない場合には、送電カプラ１３が、例えば紙面上の左方向に移動するように駆動装置を制御すると共に、電力を出力しないように高周波電源１５を制御する。

＜第３実施例＞
本発明の電力伝送装置の第３実施例について、図４を参照して説明する。図４は、第３実施例に係る電力伝送装置の構成を示す概念図である。

本実施例では、図４に示すように、送電カプラ１３と受電カプラ２３とが、例えばナイロン等の絶縁体からなる支持部材により互いに連結されている。そして、送電カプラ１３が下降する場合には、該送電カプラ１３の下降に伴い、受電カプラ２３が上昇する。反対に、送電カプラ１３が上昇する場合には、該送電カプラ１３の上昇に伴い、受電カプラ２３が下降する。

＜第４実施例＞
本発明の電力伝送装置の第４実施例について、図５を参照して説明する。図５は、第４実施例に係る電力伝送装置の構成を示す概念図である。

本実施例では、図５に示すように、透明な板の上に、夫々発光装置（即ち、負荷２７）を備える複数の受電部２０が平面的に配列されている。他方、送電部１０は、天井に沿って２次元方向に移動可能な駆動手段を備えて構成されている。そして、送電部１０の制御回路１１は、送電カプラ１３が、充電すべき蓄電装置２６を備える受電部２０の受電カプラ２３に対向配置されるように駆動手段を制御する。制御回路１１は、更に、送電カプラ１３が対向する受電カプラ２３に向かって下降するようにモータ１６を制御すると共に、電力を出力するように高周波電源１５を制御する。

このように構成すれば、複数の受電部２０各々が備える蓄電装置２６に対して、一つの送電部１０で充電を行うことができ、実用上非常に有利である。

＜第５実施例＞
本発明の電力伝送装置の第５実施例について、図６を参照して説明する。図６は、第５実施例に係る電力伝送装置の構成を示す概念図である。

本実施例では、図６に示すように、受電部２０は、負荷２７としてのエアポンプを備えている。図６に示すように、送電部１０は床上に配置されている。そして、送電部１０の制御手段１１は、受電部２０の蓄電装置２６の蓄電状態に応じて、送電カプラ１３が上昇するようにモータ１６を制御すると共に、電力を出力するように高周波電源１５を制御する。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電力伝送装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…電力伝送装置、１０…送電部、１１、２１…制御回路、１２、２２…通信回路、１３…送電カプラ、１４、２４…整合回路、１５…高周波電源、１６…モータ、２０…受電部、２３…受電カプラ、２５…負荷測定回路、２６…蓄電装置、２７…負荷

Claims

給電部と、
前記給電部と空間を介して配置された受電部と、
前記受電部に電気的に接続され、負荷に対し電力を供給する蓄電手段と、
前記給電部及び前記受電部間の距離を変更可能な距離変更手段と、
前記蓄電手段に係る蓄電状態を検出する検出手段と、
前記検出された蓄電状態に応じて、出力電力を変更するように前記給電部を制御すると共に、前記距離を変更するように前記距離変更手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする電力伝送装置。
前記制御手段は、前記検出された蓄電状態に応じて、前記出力電力を増加するように前記給電部を制御する場合には、前記距離が縮むように前記距離変更手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の電力伝送装置。
前記負荷は照明装置であり、
前記負荷、前記受電部及び前記蓄電手段を一体として吊り下げ支持する支持手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の電力伝送装置。