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JP5465484B2 - Power transmission device and contactless power transmission system - Google Patents
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JP5465484B2 - Power transmission device and contactless power transmission system - Google Patents

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JP5465484B2 JP2009185844A JP2009185844A JP5465484B2 JP 5465484 B2 JP5465484 B2 JP 5465484B2 JP 2009185844 A JP2009185844 A JP 2009185844A JP 2009185844 A JP2009185844 A JP 2009185844A JP 5465484 B2 JP5465484 B2 JP 5465484B2
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Description

本発明は、電力伝送用に使用される送信アンテナを備えた送電装置、およびこの送電装置を備えた非接触型電力伝送システムに関するものである。 The present invention, the power transmission device including a transmission antenna that is used for power transmission, to a contactless power transmission system provided with a transmission equipment in our whistle.

この種の非接触型電力伝送システムとして、下記特許文献1に開示されたデータキャリアシステムで利用されている非接触型電力伝送システムが知られている。このデータキャリアシステムは、受電装置(応答器)と、受電装置へ電力を送電するために高周波の搬送波を送信すると共に受電装置との間でデータを送受信する送電装置(質問器)とを備えている。また、送電装置には、アンテナ(具体的には、アンテナとして機能するコイル)から送電された電力の強さをモニタするためのモニタ手段と、アンテナと送信回路とのインピーダンス整合を行うための整合手段と、整合手段に配置された複数のコンデンサを連続的な合成容量として指示させるための変換テーブル手段とが設けられている。したがって、この非接触型電力伝送システムによれば、アンテナから送電された電力の強度をモニタ手段によってモニタしつつ、これを基にして整合手段のコンデンサ合成容量を加減して最も大きな電力が得られる点に整合させることができるため、アンテナの製造上のバラツキ、経年変化および湿度温度の変化などに対して、最適な整合状態に移行させることが可能となっている。   As this type of contactless power transmission system, a contactless power transmission system used in a data carrier system disclosed in Patent Document 1 below is known. The data carrier system includes a power receiving device (responder) and a power transmitting device (interrogator) that transmits a high-frequency carrier wave to transmit power to the power receiving device and transmits / receives data to / from the power receiving device. Yes. In addition, the power transmission device includes a monitoring unit for monitoring the strength of power transmitted from an antenna (specifically, a coil functioning as an antenna) and a matching for impedance matching between the antenna and the transmission circuit. Means and a conversion table means for instructing a plurality of capacitors arranged in the matching means as a continuous combined capacity. Therefore, according to this contactless power transmission system, the intensity of power transmitted from the antenna is monitored by the monitoring means, and based on this, the capacitor combined capacity of the matching means is adjusted to obtain the largest power. Since it can be matched to a point, it is possible to shift to an optimum matching state with respect to variations in manufacturing of the antenna, changes with time, changes in humidity and temperature, and the like.

特開平10−303790号公報(第2−4頁、第1図)Japanese Patent Laid-Open No. 10-303790 (page 2-4, FIG. 1)

ところで、上記したデータキャリアシステムで利用されている従来の非接触型電力伝送システムでは、アンテナを構成するコイルのインダクタンスは固定の状態で、整合手段に配置された複数のコンデンサの合成容量を加減して最適な整合状態に移行させているが、アンテナを構成するコイルのインダクタンスを変更することで、整合状態を変更させる構成も望まれている。   By the way, in the conventional contactless power transmission system used in the data carrier system described above, the inductance of the coil constituting the antenna is fixed, and the combined capacity of the plurality of capacitors arranged in the matching means is adjusted. However, there is also a demand for a configuration in which the matching state is changed by changing the inductance of the coil constituting the antenna.

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、コイルのインダクタンスが変更可能な送信アンテナを備えた送電装置、およびこの送電装置を備えた非接触型電力伝送システムを提供することを主目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, the power transmitting apparatus inductance of the coil with a transmission antenna can be changed to provide a contactless power transmission system provided with a transmission equipment in our Yobuko The main purpose.

上記目的を達成すべく請求項1記載の送電装置は、導体ラインがループ状に形成されて構成されると共に当該導体ラインの少なくとも一部の部位同士が平行に形成されたアンテナ素子、当該導体ラインに介装されたコンデンサ、当該平行な各部位にそれぞれ接触する一対の接触子、および当該一対の接触子を当該平行な各部位に沿って同時にスライドさせることにより、当該一対の接触子の当該平行な各部位に対する接触位置を変化させるスライド機構を備えている送信アンテナと、前記一対の接触子を介して前記アンテナ素子に交流信号を供給する信号発生部とを備えている。 Power transmission device according to claim 1, wherein to achieve the above object, the conductor line antenna element at least part of the region to each other is formed in parallel of those conductor lines are formed in the formed co-looped , the conductor line interposed a capacitor, a pair of contacts for contacting respective said parallel each part, and by sliding the same time the pair of contacts along the parallel each part, of the pair It comprises a transmitting antenna and a slide Organization for changing the contact position of the parallel each part of the contact, and a signal generating unit for supplying an AC signal to the antenna element via the pair of contacts .

上記目的を達成すべく請求項記載の非接触型電力伝送システムは、請求項1記載の送電装置導体ラインがループ状に形成されて構成されると共に当該導体ラインの少なくとも一部の部位同士が平行に形成されたアンテナ素子、当該導体ラインに介装されたコンデンサ、当該平行な各部位にそれぞれ接触する一対の接触子、および当該一対の接触子を当該平行な各部位に沿って同時にスライドさせることにより、当該一対の接触子の当該平行な各部位に対する接触位置を変化させるスライド機構を備えている受信アンテナ、並びに当該受信アンテナの前記一対の接触子間に発生する交流信号を直流電圧に変換して出力する直流電圧生成部を備えている受電装置を備えている。 To achieve the above object, a non-contact power transmission system according to claim 2 is configured by the power transmission device according to claim 1 and a conductor line formed in a loop shape, and at least a part of the conductor line. An antenna element formed in parallel with each other, a capacitor interposed in the conductor line, a pair of contacts in contact with the parallel parts, and the pair of contacts at the same time along the parallel parts A receiving antenna provided with a slide mechanism that changes the contact position of the pair of contacts with the parallel parts by sliding, and an AC signal generated between the pair of contacts of the receiving antenna is a DC voltage. conversion to and a power receiving device includes a DC voltage generating unit for outputting to.

請求項記載の送電装置によれば、スライド機構によって一対の接触子をスライドさせることにより、アンテナ素子における平行な各部位に対する各接触子の位置を同時に微調整することができるため、信号発生部と送信アンテナとの整合状態を確実かつ容易に微調整することができる。 According to the power transmission device of the first aspect, the position of each contact with respect to each parallel part of the antenna element can be finely adjusted simultaneously by sliding the pair of contacts with the slide mechanism. And the transmitting antenna can be finely adjusted reliably and easily.

請求項記載の非接触型電力伝送システムによれば、送電装置に対して受電装置が様々な距離に配置されたとしても、送電装置および受電装置の双方において、それぞれのスライド機構によって各アンテナ素子における平行な各部位に対する各接触子の位置を微調整して、常に各装置間の距離の長短に応じた整合状態にピンポイントで移行させることができるため、常に高い効率で電力伝送を行うことができる。また、この電力伝送システムによれば、良好に電力伝送できる送電装置と受電装置との間の距離の範囲を十分に広げることができる。 According to the non-contact power transmission system according to claim 2 , even if the power receiving device is arranged at various distances with respect to the power transmitting device, each antenna element is provided by each slide mechanism in both the power transmitting device and the power receiving device. The position of each contact with respect to each parallel part in the can be fine-tuned, and it is always possible to make a pinpoint transition to the matching state according to the distance between each device, so that power transmission is always performed with high efficiency Can do. Moreover, according to this power transmission system, the range of the distance between the power transmission device and the power reception device that can transmit power satisfactorily can be sufficiently widened.

電力伝送システム1の構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a configuration of a power transmission system 1. FIG. 送信アンテナ12および受信アンテナ41の構成を示す斜視図である。2 is a perspective view showing configurations of a transmission antenna 12 and a reception antenna 41. FIG. スライド機構25,55の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the slide mechanisms 25 and 55. FIG. 送信アンテナ12の他の構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the other structure of the transmission antenna.

以下、添付図面を参照して、非接触型電力伝送システムの実施の形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a contactless power transmission system will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に示す非接触型電力伝送システム(以下、単に「電力伝送システム」ともいう)1は、一例として送電装置2および受電装置3を備え、受電装置3が送電装置2から非接触で電力を受電すると共に、受電した電力を負荷(本例では、一例としてバッテリ)4に対して出力可能に構成されている。   A contactless power transmission system (hereinafter also simply referred to as “power transmission system”) 1 shown in FIG. 1 includes a power transmission device 2 and a power reception device 3 as an example, and the power reception device 3 receives power from the power transmission device 2 in a contactless manner. In addition to receiving power, the received power can be output to a load (in this example, a battery as an example) 4.

送電装置2は、図1に示すように、信号発生部11および送信用のアンテナ(以下、「送信アンテナ」ともいう)12を備えて構成されている。信号発生部11は、交流信号S1を発生して、一対の配線材13,14を介して接続された後述する一対の接触子23,24間に出力する。   As shown in FIG. 1, the power transmission device 2 includes a signal generation unit 11 and a transmission antenna (hereinafter also referred to as “transmission antenna”) 12. The signal generator 11 generates an AC signal S1 and outputs it between a pair of contacts 23 and 24, which will be described later, connected via a pair of wiring members 13 and 14.

送信アンテナ12は、図1,2,3に示すように、アンテナ素子21、コンデンサ22、一対の接触子23,24、およびスライド機構25を備えている。アンテナ素子21は、一例として、図2に示すように、回路基板26の表面に形成されたループ状の導体パターン(導体ラインの一例)27で構成されている。この場合、導体パターン27は、同図に示すように、少なくとも一部の部位27a,27b同士が平行に形成されている。本例では、一例として、導体パターン27が、平面視方形(正方形または長方形)に形成されることにより、対向する一対の辺を構成する部位27a,27b同士が平行に形成されている。以下、各部位27a,27bを平行部位27a,27bともいう。なお、導体パターン27の平面形状は、方形に限定されるものではなく、少なくとも一部の部位同士が平行に形成されている限り、残りの部位の形状は、円弧状、く字状など任意の形状とすることができる。   As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the transmission antenna 12 includes an antenna element 21, a capacitor 22, a pair of contacts 23 and 24, and a slide mechanism 25. As an example, the antenna element 21 includes a loop-shaped conductor pattern (an example of a conductor line) 27 formed on the surface of a circuit board 26 as shown in FIG. In this case, as shown in the figure, the conductor pattern 27 is formed such that at least some of the portions 27a and 27b are parallel to each other. In this example, as an example, the conductor pattern 27 is formed in a square shape (square or rectangular) in plan view, so that the portions 27a and 27b constituting a pair of opposing sides are formed in parallel. Hereinafter, the respective portions 27a and 27b are also referred to as parallel portions 27a and 27b. Note that the planar shape of the conductor pattern 27 is not limited to a square, and as long as at least some of the portions are formed in parallel, the shape of the remaining portions may be any shape such as an arc shape or a square shape. It can be a shape.

コンデンサ22は、図1に示すように、導体パターン27に介装されている。具体的には、コンデンサ22は、図2に示すように、導体パターン27の一部が開放端に形成されて、この開放端間に掛け渡して接続されている。なお、同図では、コンデンサ22としてチップコンデンサを使用しているが、リード端子を備えたコンデンサでもよいのは勿論である。一対の接触子23,24は、導電性材料を用いて、一例として弾性舌片状に形成されている。また、接触子23は、後述するように、導体パターン27の一方の平行部位27aに接触し、接触子24は、導体パターン27の他方の平行部位27bに接触する。   The capacitor 22 is interposed in the conductor pattern 27 as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 2, the capacitor 22 is formed such that a part of the conductor pattern 27 is formed at an open end, and is connected across the open end. In the figure, a chip capacitor is used as the capacitor 22, but it goes without saying that a capacitor having a lead terminal may be used. The pair of contacts 23 and 24 are formed into an elastic tongue piece as an example using a conductive material. Further, as will be described later, the contact 23 comes into contact with one parallel portion 27 a of the conductor pattern 27, and the contact 24 comes into contact with the other parallel portion 27 b of the conductor pattern 27.

スライド機構25は、一例として、図2,3に示すように、スライド部材31および一対のガイドレール32,33を備えている。この場合、スライド部材31は、一例として、両端部が平面視T字状に形成された棒状体で構成されている。一対のガイドレール32,33は、回路基板26における導体パターン27が形成された表面側に、平行部位27a,27bと平行で、かつこの表面から同じ距離だけ離間した状態で配設されている。また、一対のガイドレール32,33は、平行部位27a側に配設されたガイドレール32の凹溝32a内にスライド部材31の一方の端部が収容され、かつ平行部位27b側に配設されたガイドレール33の凹溝33a内にスライド部材31の他方の端部が収容されることにより、スライド部材31を、導体パターン27の平行部位27a,27bに対して直角な状態でスライド自在に保持している。また、スライド部材31における各端部の内側には、一対の接触子23,24が、平行部位27a,27bと同じ間隔で、かつ平行部位27a,27bの方向に延出して、接触子23の先端が平行部位27aと接触し、接触子24の先端が平行部位27bと接触する状態で取り付けられている。この構成により、スライド機構25は、スライド部材31が矢印方向(平行部位27a,27bに沿った方向)にスライドさせられることにより、各接触子23,24の平行部位27a,27bに対する接触位置を変化させる。   As an example, the slide mechanism 25 includes a slide member 31 and a pair of guide rails 32 and 33 as shown in FIGS. In this case, as an example, the slide member 31 is composed of a rod-like body having both ends formed in a T shape in plan view. The pair of guide rails 32 and 33 are arranged on the surface side of the circuit board 26 where the conductor pattern 27 is formed, in parallel with the parallel portions 27a and 27b and at a distance from the surface. In addition, the pair of guide rails 32 and 33 has one end portion of the slide member 31 accommodated in the concave groove 32a of the guide rail 32 disposed on the parallel portion 27a side, and is disposed on the parallel portion 27b side. The other end of the slide member 31 is accommodated in the concave groove 33a of the guide rail 33, so that the slide member 31 is slidably held in a state perpendicular to the parallel portions 27a and 27b of the conductor pattern 27. doing. A pair of contacts 23 and 24 extend in the direction of the parallel portions 27a and 27b at the same interval as the parallel portions 27a and 27b on the inner side of each end portion of the slide member 31. The tip is in contact with the parallel part 27a, and the tip of the contactor 24 is attached in contact with the parallel part 27b. With this configuration, the slide mechanism 25 changes the contact position of each contactor 23, 24 with respect to the parallel portions 27a, 27b by sliding the slide member 31 in the direction of the arrow (the direction along the parallel portions 27a, 27b). Let

受電装置3は、図1に示すように、受信用のアンテナ(以下、「受信アンテナ」ともいう)41および直流電圧生成部42を備え、負荷4に対して直流電圧V1を出力可能に構成されている。   As shown in FIG. 1, the power receiving device 3 includes a receiving antenna (hereinafter also referred to as “receiving antenna”) 41 and a DC voltage generating unit 42, and is configured to output a DC voltage V <b> 1 to the load 4. ing.

受信アンテナ41は、図1,2,3に示すように、アンテナ素子51、コンデンサ52、一対の接触子53,54、およびスライド機構55を備え、基本構成は送信アンテナ12と同一に構成されている。アンテナ素子51は、一例として、図2に示すように、回路基板56の表面に形成されたループ状の導体パターン(導体ラインの一例)57で構成されている。この場合、導体パターン57は、同図に示すように、少なくとも一部の部位57a,57b同士が平行に形成されている。本例では、送信アンテナ12と同様にして、導体パターン57が、平面視方形に形成されることにより、対向する一対の辺を構成する部位57a,57b同士が平行に形成されている。以下、各部位57a,57bを平行部位57a,57bともいう。なお、導体パターン57の平面形状についても、導体パターン27と同様にして、方形に限定されるものではなく、少なくとも一部の部位同士が平行に形成されている限り、残りの部位の形状は、円弧状、く字状など任意の形状とすることができる。   As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the receiving antenna 41 includes an antenna element 51, a capacitor 52, a pair of contacts 53 and 54, and a slide mechanism 55. The basic configuration is the same as that of the transmitting antenna 12. Yes. As an example, the antenna element 51 includes a loop-shaped conductor pattern (an example of a conductor line) 57 formed on the surface of the circuit board 56 as shown in FIG. In this case, as shown in the figure, the conductor pattern 57 is formed such that at least some of the portions 57a and 57b are parallel to each other. In this example, similarly to the transmission antenna 12, the conductor pattern 57 is formed in a square shape in plan view, so that the portions 57a and 57b constituting a pair of opposing sides are formed in parallel. Hereinafter, the respective portions 57a and 57b are also referred to as parallel portions 57a and 57b. Note that the planar shape of the conductor pattern 57 is not limited to a square shape as in the case of the conductor pattern 27, and as long as at least some of the portions are formed in parallel, the shape of the remaining portions is The shape can be any shape such as an arc shape or a square shape.

コンデンサ52は、図1に示すように、導体パターン27に介装されている。具体的には、コンデンサ52は、図2に示すように、導体パターン57の一部が開放端に形成されて、この開放端間に掛け渡して接続されている。一対の接触子53,54は、導電性材料を用いて、一例として弾性舌片状に形成されている。また、接触子53は、後述するように、導体パターン57の一方の平行部位57aに接触し、接触子54は、導体パターン57の他方の平行部位57bに接触する。   The capacitor 52 is interposed in the conductor pattern 27 as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 2, in the capacitor 52, a part of the conductor pattern 57 is formed at an open end, and is connected across the open end. The pair of contacts 53 and 54 are formed into an elastic tongue piece as an example using a conductive material. Further, as will be described later, the contact 53 contacts one parallel portion 57 a of the conductor pattern 57, and the contact 54 contacts the other parallel portion 57 b of the conductor pattern 57.

スライド機構55は、一例として、図2,3に示すように、スライド部材61および一対のガイドレール62,63を備えている。この場合、スライド部材61は、一例として、両端部が平面視T字状に形成された棒状体で構成されている。一対のガイドレール62,63は、回路基板56における導体パターン57が形成された表面側に、平行部位57a,57bと平行で、かつこの表面から同じ距離だけ離間した状態で配設されている。また、一対のガイドレール62,63は、平行部位57a側に配設されたガイドレール62の凹溝62a内にスライド部材61の一方の端部が収容され、かつ平行部位57b側に配設されたガイドレール63の凹溝63a内にスライド部材61の他方の端部が収容されることにより、スライド部材61を、導体パターン57の平行部位57a,57bに対して直角な状態でスライド自在に保持している。また、スライド部材61における各端部の内側には、一対の接触子53,54が、平行部位57a,57bと同じ間隔で、かつ平行部位57a,57bの方向に延出して、接触子53の先端が平行部位57aと接触し、接触子54の先端が平行部位57bと接触する状態で取り付けられている。この構成により、スライド機構55は、スライド部材61が矢印方向(平行部位57a,57bに沿った方向)にスライドさせられることにより、各接触子53,54の平行部位57a,57bに対する接触位置を変化させる。   As an example, the slide mechanism 55 includes a slide member 61 and a pair of guide rails 62 and 63 as shown in FIGS. In this case, as an example, the slide member 61 is composed of a rod-like body having both ends formed in a T shape in plan view. The pair of guide rails 62 and 63 are arranged on the surface side of the circuit board 56 on which the conductor pattern 57 is formed, in parallel with the parallel portions 57a and 57b and at a distance from the surface. Further, the pair of guide rails 62, 63 are disposed on the side of the parallel part 57b, with one end of the slide member 61 being accommodated in a concave groove 62a of the guide rail 62 provided on the side of the parallel part 57a. The other end of the slide member 61 is accommodated in the groove 63a of the guide rail 63, so that the slide member 61 is slidably held in a state perpendicular to the parallel portions 57a and 57b of the conductor pattern 57. doing. A pair of contacts 53, 54 extend at the same interval as the parallel portions 57 a, 57 b and in the direction of the parallel portions 57 a, 57 b on the inner side of each end of the slide member 61. The tip is in contact with the parallel part 57a, and the tip of the contactor 54 is attached in contact with the parallel part 57b. With this configuration, the slide mechanism 55 changes the contact position of each contactor 53, 54 with respect to the parallel portions 57a, 57b by sliding the slide member 61 in the direction of the arrow (the direction along the parallel portions 57a, 57b). Let

直流電圧生成部42は、一例として整流回路および平滑回路(いずれも図示せず)で構成されている。また、直流電圧生成部42は、一対の配線材43,44を介して接触子53,54に接続されて、各接触子53,54間に位置するアンテナ素子51を構成するコイル部に発生した交流電圧を整流・平滑して、直流電圧V1を生成する。   The DC voltage generator 42 includes, as an example, a rectifier circuit and a smoothing circuit (both not shown). Further, the DC voltage generation unit 42 is connected to the contacts 53 and 54 via the pair of wiring members 43 and 44 and is generated in the coil portion that constitutes the antenna element 51 located between the contacts 53 and 54. The AC voltage is rectified and smoothed to generate a DC voltage V1.

次に、電力伝送システム1の動作について説明する。一例として、送電装置2が所定位置に予め配設された状態において、バッテリ4に接続された受電装置3をバッテリ4と共に送電装置2の近傍に移動させて、バッテリ4を充電する例を挙げて説明する。   Next, the operation of the power transmission system 1 will be described. As an example, an example in which the power receiving device 3 connected to the battery 4 is moved together with the battery 4 to the vicinity of the power transmitting device 2 to charge the battery 4 in a state where the power transmitting device 2 is disposed in advance at a predetermined position. explain.

この電力伝送システム1では、まず、信号発生部11が、交流信号S1を低い電力で出力している状態において、送信アンテナ12側のスライド機構25を操作して、送電装置2側の送信アンテナ12の整合状態を良好な状態に移行させると共に、受信アンテナ41側のスライド機構55を操作して、受電装置3側の受信アンテナ41の整合状態を良好な状態に移行させる。   In this power transmission system 1, first, in a state where the signal generation unit 11 outputs the AC signal S <b> 1 with low power, the slide mechanism 25 on the transmission antenna 12 side is operated to transmit the transmission antenna 12 on the power transmission device 2 side. The matching state of the receiving antenna 41 is moved to a good state, and the sliding mechanism 55 on the receiving antenna 41 side is operated to shift the matching state of the receiving antenna 41 on the power receiving device 3 side to a good state.

具体的には、直流電圧生成部42から負荷4に出力される直流電圧V1の電圧値をモニタしつつ、スライド機構25のスライド部材31をスライドさせて、アンテナ素子21における接触子23の接触位置とコンデンサ22が接続される一方の開放端との間のコイル部L1のインダクタンス、アンテナ素子21における接触子24の接触位置とコンデンサ22が接続される他方の開放端との間のコイル部L2のインダクタンス、およびアンテナ素子21における一対の接触子23,24間のコイル部L3のインダクタンスとを同時に変化させて、アンテナ素子21のインピーダンスを変更すると共に、スライド機構55のスライド部材61をスライドさせて、アンテナ素子51における接触子53の接触位置とコンデンサ52が接続される一方の開放端との間のコイル部L4のインダクタンス、アンテナ素子51における接触子54の接触位置とコンデンサ52が接続される他方の開放端との間のコイル部L5のインダクタンス、およびアンテナ素子51における一対の接触子53,54間のコイル部L6のインダクタンスとを同時に変化させて、アンテナ素子51のインピーダンスを変更することにより、整合状態を良好な状態に移行させる。なお、本例の各アンテナ素子21,51では、各スライド部材31,61をコンデンサ22,52側にスライドさせることにより、インピーダンスが高められる。   Specifically, while the voltage value of the DC voltage V <b> 1 output from the DC voltage generator 42 to the load 4 is monitored, the slide member 31 of the slide mechanism 25 is slid to contact the contact 23 of the antenna element 21. And the inductance of the coil portion L1 between one open end to which the capacitor 22 is connected and the coil portion L2 between the contact position of the contact 24 on the antenna element 21 and the other open end to which the capacitor 22 is connected. By simultaneously changing the inductance and the inductance of the coil portion L3 between the pair of contacts 23 and 24 in the antenna element 21, the impedance of the antenna element 21 is changed, and the slide member 61 of the slide mechanism 55 is slid. The contact position of the contact 53 in the antenna element 51 and the capacitor 52 are connected. The inductance of the coil portion L4 between the open end of the coil portion, the inductance of the coil portion L5 between the contact position of the contact 54 on the antenna element 51 and the other open end to which the capacitor 52 is connected, and the pair of the antenna element 51 By changing the inductance of the coil portion L6 between the contacts 53 and 54 at the same time and changing the impedance of the antenna element 51, the matching state is shifted to a good state. In the antenna elements 21 and 51 of this example, the impedance is increased by sliding the slide members 31 and 61 toward the capacitors 22 and 52.

この電力伝送システム1では、各スライド機構25,55により、アンテナ素子21に対する各接触子23,24の位置と、アンテナ素子51に対する各接触子53,54の位置を微調整することができるため、送電装置2および受電装置3をそれぞれ良好な整合状態にピンポイントで移行させられる。したがって、送電装置2に対して受電装置3が様々な距離に配置されたとしても、送電装置2だけでなく、受電装置3についても、常に各装置2,3間の距離の長短に応じた良好な整合状態に移行させることができる結果、高い効率で電力伝送できる送電装置2と受電装置3との間の距離の範囲が拡大される。   In the power transmission system 1, the slide mechanisms 25 and 55 can finely adjust the positions of the contacts 23 and 24 with respect to the antenna element 21 and the positions of the contacts 53 and 54 with respect to the antenna element 51. The power transmission device 2 and the power reception device 3 can be pinpointed to a good matching state. Therefore, even if the power receiving device 3 is arranged at various distances with respect to the power transmitting device 2, not only the power transmitting device 2 but also the power receiving device 3 is always good according to the length of the distance between the devices 2 and 3. As a result, the range of the distance between the power transmitting device 2 and the power receiving device 3 that can transmit power with high efficiency is expanded.

次いで、信号発生部11が出力している交流信号S1の電力を規定の電力まで増加させる。これにより、送電装置2から受電装置3に対して高い効率で電力伝送が行われ、その結果として、負荷(バッテリ)4に対しても高い効率で直流電圧V1が出力される(バッテリが充電される)。   Next, the power of the AC signal S1 output from the signal generator 11 is increased to a specified power. As a result, power is transmitted from the power transmitting device 2 to the power receiving device 3 with high efficiency, and as a result, the DC voltage V1 is output to the load (battery) 4 with high efficiency (the battery is charged). )

このように、この送信アンテナ12では、ループ状の導体パターン27で構成された送信アンテナ12の少なくとも一部に平行部位27a,27bが形成され、スライド機構25により、平行部位27a,27bにそれぞれ接触する一対の接触子23,24をこの平行部位27a,27bに沿ってスライド可能に構成されている。また、この受信アンテナ41でも、ループ状の導体パターン57で構成された受信アンテナ41の少なくとも一部に平行部位57a,57bが形成され、スライド機構55により、平行部位57a,57bにそれぞれ接触する一対の接触子53,54をこの平行部位57a,57bに沿ってスライド可能に構成されている。   As described above, in this transmission antenna 12, the parallel portions 27 a and 27 b are formed on at least a part of the transmission antenna 12 constituted by the loop-shaped conductor pattern 27, and the slide mechanism 25 contacts the parallel portions 27 a and 27 b, respectively. The pair of contacts 23 and 24 are configured to be slidable along the parallel portions 27a and 27b. Also, in this receiving antenna 41, parallel portions 57a and 57b are formed in at least a part of the receiving antenna 41 formed of the loop-shaped conductor pattern 57, and a pair of contacts that respectively contact the parallel portions 57a and 57b by the slide mechanism 55. Are configured to be slidable along the parallel portions 57a and 57b.

したがって、この送信アンテナ12および受信アンテナ41によれば、スライド機構25,55の各スライド部材31,61をスライド操作することにより、アンテナ素子21に対する各接触子23,24の位置を同時に微調整することができ、またアンテナ素子51に対する各接触子53,54の位置を同時に微調整することができる。つまり、各アンテナ12,41のインピーダンスを確実かつ容易に微調整することができる。   Therefore, according to the transmission antenna 12 and the reception antenna 41, the positions of the contacts 23 and 24 with respect to the antenna element 21 are finely adjusted simultaneously by sliding the slide members 31 and 61 of the slide mechanisms 25 and 55. In addition, the positions of the contacts 53 and 54 with respect to the antenna element 51 can be finely adjusted simultaneously. That is, the impedance of each antenna 12, 41 can be finely adjusted reliably and easily.

また、送信アンテナ12を備えた送電装置2によれば、上記したように、アンテナ素子21に対する各接触子23,24の位置を同時に微調整することができるため、信号発生部11と送信アンテナ12との整合状態を確実かつ容易に微調整することができる。また、受信アンテナ41を備えた受電装置3によれば、上記したように、アンテナ素子51に対する各接触子53,54の位置を同時に微調整することができるため、受信アンテナ41と直流電圧生成部42との整合状態を確実かつ容易に微調整することができる。   Further, according to the power transmission device 2 including the transmission antenna 12, as described above, since the positions of the contacts 23 and 24 with respect to the antenna element 21 can be finely adjusted simultaneously, the signal generator 11 and the transmission antenna 12 can be adjusted. Can be finely adjusted reliably and easily. Further, according to the power receiving device 3 including the receiving antenna 41, as described above, the positions of the contacts 53 and 54 with respect to the antenna element 51 can be finely adjusted simultaneously. 42 can be finely adjusted reliably and easily.

また、この送電装置2およびこの受電装置3を備えた電力伝送システム1によれば、送電装置2に対して受電装置3が様々な距離に配置されたとしても、送電装置2および受電装置3の双方を、スライド機構25,55の各スライド部材31,61を操作することにより、アンテナ素子21に対する各接触子23,24の位置と、アンテナ素子51に対する各接触子53,54の位置を微調整して、常に各装置2,3間の距離の長短に応じた整合状態にピンポイントで移行させることができるため、常に高い効率で電力伝送を行うことができる。また、この電力伝送システム1によれば、良好に電力伝送できる送電装置2と受電装置3との間の距離の範囲を十分に広げることができる。   Further, according to the power transmission system 1 including the power transmission device 2 and the power reception device 3, even if the power reception device 3 is arranged at various distances with respect to the power transmission device 2, the power transmission device 2 and the power reception device 3 By operating the slide members 31 and 61 of the slide mechanisms 25 and 55 on both sides, the positions of the contacts 23 and 24 with respect to the antenna element 21 and the positions of the contacts 53 and 54 with respect to the antenna element 51 are finely adjusted. And since it can always be made to shift to the alignment state according to the length of the distance between each apparatus 2 and 3 pinpoint, electric power transmission can always be performed with high efficiency. Moreover, according to this power transmission system 1, the range of the distance between the power transmission apparatus 2 and the power receiving apparatus 3 which can transmit electric power satisfactorily can be expanded sufficiently.

なお、上記した実施の形態に示した構成に限定されない。例えば、各アンテナ素子21,51を1ターンに構成した例について上記したが、2ターン以上の複数ターンに構成してもよいのは勿論である。一例として、送信アンテナ12のアンテナ素子21を3ターンに構成した例についての模式図を図4に示す。この構成においても、アンテナ素子21を構成する導体パターン27における一対の平行部位27a,27bに接触子23,24を接触させて、両接触子23,24が取り付けられたスライド機構25のスライド部材31をスライドさせることにより、アンテナ素子21のインピーダンスを微調整することができる。なお、図4において破線で示した導体パターン27は、回路基板26の裏面側に形成された導体パターン27であり、スルーホール(白丸)を介して表面側の導体パターン27と接続されている。また、ガイドレール32,33については、同図では図示を省略している。また、受信アンテナ41についても、図示はしないが、同様の構成とすることにより、アンテナ素子51を複数ターンに構成しつつ、スライド機構55によって接触子53,54の接触位置をスライドして変更可能とすることができる。   Note that the present invention is not limited to the configuration shown in the above embodiment. For example, the example in which the antenna elements 21 and 51 are configured in one turn has been described above, but it is needless to say that the antenna elements 21 and 51 may be configured in a plurality of turns of two or more turns. As an example, a schematic diagram of an example in which the antenna element 21 of the transmission antenna 12 is configured to have three turns is shown in FIG. Also in this configuration, the contact members 23 and 24 are brought into contact with the pair of parallel portions 27a and 27b in the conductor pattern 27 constituting the antenna element 21, and the slide member 31 of the slide mechanism 25 to which the both contacts 23 and 24 are attached is provided. By sliding the, the impedance of the antenna element 21 can be finely adjusted. In addition, the conductor pattern 27 shown with the broken line in FIG. 4 is the conductor pattern 27 formed in the back surface side of the circuit board 26, and is connected with the conductor pattern 27 of the surface side through the through hole (white circle). The guide rails 32 and 33 are not shown in the figure. Although not shown, the receiving antenna 41 can be changed by sliding the contact positions of the contacts 53 and 54 with the slide mechanism 55 while configuring the antenna element 51 in a plurality of turns. It can be.

また、アンテナ素子21(51)を回路基板26(56)の表面に導体パターン27(57)で構成する例について上記したが、配線材を用いて構成することもできる。この構成では、平行部位27a,27b(57a,57b)については、少なくともこの平行部位27a,27b(57a,57b)の導線を露出させ、この導線に接触子23,24(53,54)を接触させる構成を採用することができる。また、各スライド機構25,55は、上記した構成に限定されるものではなく、種々の構成を採用することができる。また、各接触子23,24,53,54についても、弾性舌片状に構成する以外に、種々の形状とすることができる。また、各コンデンサ22,52を、1つのコンデンサで構成した例について上記したが、複数のコンデンサを直列や並列に接続して構成することもできる。   Moreover, although the antenna element 21 (51) has been described above with respect to the example in which the conductor pattern 27 (57) is configured on the surface of the circuit board 26 (56), the antenna element 21 (51) can also be configured using a wiring material. In this configuration, for the parallel portions 27a and 27b (57a and 57b), at least the conductive wires of the parallel portions 27a and 27b (57a and 57b) are exposed, and the contacts 23 and 24 (53 and 54) are brought into contact with the conductive wires. The structure to be made can be adopted. Moreover, each slide mechanism 25 and 55 is not limited to an above-described structure, A various structure is employable. Further, each of the contacts 23, 24, 53, and 54 can have various shapes other than the elastic tongue piece. Moreover, although each capacitor | condenser 22 and 52 was described above about the example comprised with one capacitor | condenser, it can also comprise by connecting a some capacitor | condenser in series or in parallel.

1 電力伝送システム
2 送電装置
3 受電装置
11 信号発生部
12 送信アンテナ
21,51 アンテナ素子
22,52 コンデンサ
23,24,53,54 接触子
25,55 スライド機構
27,57 導体パターン
27a,27b,57a,57b 平行部位
41 受信アンテナ
42 直流電圧生成部
S1 交流信号
V1 直流電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power transmission system 2 Power transmission apparatus 3 Power receiving apparatus 11 Signal generation part 12 Transmitting antenna 21,51 Antenna element 22,52 Capacitor 23,24,53,54 Contactor 25,55 Slide mechanism 27,57 Conductor pattern 27a, 27b, 57a , 57b Parallel part 41 Receiving antenna 42 DC voltage generator S1 AC signal V1 DC voltage

Claims (2)

導体ラインがループ状に形成されて構成されると共に当該導体ラインの少なくとも一部の部位同士が平行に形成されたアンテナ素子、当該導体ラインに介装されたコンデンサ、当該平行な各部位にそれぞれ接触する一対の接触子、および当該一対の接触子を当該平行な各部位に沿って同時にスライドさせることにより、当該一対の接触子の当該平行な各部位に対する接触位置を変化させるスライド機構を備えている送信アンテナと、
前記一対の接触子を介して前記アンテナ素子に交流信号を供給する信号発生部とを備えている送電装置
Antenna element in which at least a portion of the site to each other are formed in parallel in the conductor lines are looped in the form has been constructed and co those conductor lines, capacitor interposed in the conductor lines, the parallel a pair of contacts that contact the respective site, and by sliding the same time the pair of contacts along the parallel each part, slide to change the contact position of the parallel each part of the pair of contacts and a transmission antenna that has a machine configuration,
A power transmission device comprising: a signal generation unit that supplies an AC signal to the antenna element via the pair of contacts .
請求項記載の送電装置
導体ラインがループ状に形成されて構成されると共に当該導体ラインの少なくとも一部の部位同士が平行に形成されたアンテナ素子、当該導体ラインに介装されたコンデンサ、当該平行な各部位にそれぞれ接触する一対の接触子、および当該一対の接触子を当該平行な各部位に沿って同時にスライドさせることにより、当該一対の接触子の当該平行な各部位に対する接触位置を変化させるスライド機構を備えている受信アンテナ、並びに当該受信アンテナの前記一対の接触子間に発生する交流信号を直流電圧に変換して出力する直流電圧生成部を備えている受電装置を備えている非接触型電力伝送システム。
A power transmission device according to claim 1 ;
An antenna element in which a conductor line is formed in a loop shape and at least part of the conductor line is formed in parallel with each other, a capacitor interposed in the conductor line, and a contact with each parallel part And a sliding mechanism that changes the contact position of the pair of contacts with respect to the parallel parts by simultaneously sliding the pair of contacts along the parallel parts. receiving antenna and contactless power transmission system and a receiving apparatus comprising a DC voltage generator that converts a DC voltage to an AC signal generated between said pair of contact child of the reception antennas.
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