JP6654489B2

JP6654489B2 - Electromagnetic field simulator

Info

Publication number: JP6654489B2
Application number: JP2016069577A
Authority: JP
Inventors: 金崎　善宏; 善宏金崎; 裕史小坂; 吉英立野; 谷口　真一; 真一谷口; 長山　利裕; 利裕長山; 辰憲油井; 渡辺　浩亘; 浩亘渡辺
Original assignee: Panasonic System Solutions Japan Co Ltd
Current assignee: Panasonic System Solutions Japan Co Ltd
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: JP2017184497A

Description

本開示は、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁界を模擬して発生する電磁界模擬装置に関するものである。 The present disclosure relates to an electromagnetic field simulator that simulates an electromagnetic field leaking from a wireless power transmission system.

近年、携帯型情報端末や家電機器に充電または給電用の電力をワイヤレス電力伝送により供給する中電力（数百Ｗ）のワイヤレス電力伝送システム（以下、適宜に「ＷＰＴシステム」と呼称する）が普及しつつあり、また、電気自動車に充電用の電力を供給する大電力（数ｋＷ）のＷＰＴシステムも、今後の実用化に向けて開発が進められており、このようなＷＰＴシステムにより、利用者が給電・充電を行う際の利便性を格段に向上させることができる。 2. Description of the Related Art In recent years, a medium-power (several hundred W) wireless power transmission system (hereinafter, appropriately referred to as a “WPT system”) for supplying power for charging or power supply to portable information terminals and home electric appliances by wireless power transmission has been widely used. Also, a high-power (several kW) WPT system that supplies electric power for charging an electric vehicle is being developed for practical use in the future. Can greatly improve the convenience of power supply and charging.

しかし、ＷＰＴシステムは空間に放射する磁界や電界を利用して電力を伝送するため、このシステムから近接した空間に電磁界が漏えいする。そのため、ＷＰＴシステムから漏えいする電磁界が電子機器・電気機器に及ぼす影響を評価することが必要とされている。このとき、ＷＰＴシステムには様々な構成のものがあるため、ＷＰＴシステムの実機が設置された実環境で影響評価を行うことは、期間およびコストの面で現実的ではない。そこで、ＷＰＴシステムから漏えいする電磁界を模擬して発生する電磁界模擬装置が求められる。 However, since the WPT system transmits electric power by using a magnetic field or an electric field radiated to a space, the electromagnetic field leaks from the system to an adjacent space. Therefore, it is necessary to evaluate the effect of the electromagnetic field leaking from the WPT system on electronic devices and electric devices. At this time, since the WPT system has various configurations, it is not realistic in terms of time and cost to perform an impact assessment in a real environment where the actual machine of the WPT system is installed. Therefore, there is a need for an electromagnetic field simulator that simulates an electromagnetic field leaking from a WPT system.

このような電磁界模擬装置に関連する技術として、従来、制御部によって高周波信号の周波数、振幅、位相、および波形を変化させることで、任意の電磁界分布を発生させ、任意の空間放射特性を実現する技術が知られている（特許文献１）。この特許文献１に記載された従来技術では、波長に比べて充分に微小なサイズの複数の電磁界放射部を配置し、制御部の動的な制御に応じて各電磁界放射部が放射する電磁界の重ね合わせの結果として、任意形状の電磁界分布を有する電磁界を発生させることができるとされている。 Conventionally, as a technique related to such an electromagnetic field simulation device, an arbitrary electromagnetic field distribution is generated by changing the frequency, amplitude, phase, and waveform of a high-frequency signal by a control unit, and an arbitrary spatial radiation characteristic is obtained. A technique for realizing this is known (Patent Document 1). In the prior art described in Patent Document 1, a plurality of electromagnetic field radiating units having a size sufficiently smaller than the wavelength are arranged, and each electromagnetic field radiating unit radiates according to dynamic control of a control unit. It is said that as a result of the superposition of the electromagnetic fields, an electromagnetic field having an electromagnetic field distribution of an arbitrary shape can be generated.

特開２０１４−２２８３２号公報JP 2014-22832A 特開２０１１−０１０４３５号公報JP 2011-010435 A

携帯型情報端末、家電機器、電気自動車等の電子機器・電気機器にＷＰＴシステムを搭載する場合、ＷＰＴシステムの近傍に、電子機器・電気機器の金属製部品、回路基板、金属製筐体、金属製ボディ等の金属材料が存在する場合がある。また、電力供給に貢献する磁束を渦電流として損失させることなく効率的に利用することを目的として、ＷＰＴシステムのハウジング（筐体）の一部を金属材料から形成する技術も提案されている（特許文献２）。 When a WPT system is mounted on an electronic device or an electric device such as a portable information terminal, a home appliance, an electric vehicle, or the like, a metal component, a circuit board, a metal housing, or a metal of the electronic device or the electric device is provided near the WPT system. Metal material such as a body made of metal may be present. In addition, a technique of forming a part of a housing of a WPT system from a metal material has been proposed for the purpose of efficiently using a magnetic flux contributing to power supply without losing it as an eddy current ( Patent Document 2).

図８は、本願発明者が、ＷＰＴシステムの電力送信装置の筐体が金属材料で構成された場合の漏えい電磁界を実験するために作製した実験装置を示す模式図であり、（Ａ）はＸ軸およびＺ軸を含むＸＺ平面で切断した断面図であり、（Ｂ）はＹ軸およびＺ軸を含むＹＺ平面をＸ軸方向から見た上面図である。図８中のＸ軸はＷＰＴシステムのコイル（電磁界放射部）の中心軸の方向であり、Ｙ軸およびＺ軸は、コイルの径方向である。図８に示すＷＰＴ実験装置１００は、所定間隔を隔てて互いに平行に配置された１次コイル１０１および２次コイル１０２と、１次コイル１０１および２次コイル１０２を収容する筐体を構成する第１のハウジング部材１０３および第２のハウジング部材１０４とを備えている。第１のハウジング部材１０３および第２のハウジング部材１０４は金属材料から形成されており、１次コイル１０１および２次コイル１０２に対して所定間隔を隔てて平行にそれぞれ配置されている。 FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an experimental device manufactured by the inventor of the present application to test a leakage electromagnetic field when the housing of the power transmission device of the WPT system is made of a metal material. It is sectional drawing cut | disconnected by the XZ plane containing X-axis and Z-axis, (B) is the top view which looked at the YZ-plane containing Y-axis and Z-axis from the X-axis direction. The X axis in FIG. 8 is the direction of the center axis of the coil (electromagnetic field emission part) of the WPT system, and the Y axis and the Z axis are the radial directions of the coil. The WPT experimental apparatus 100 shown in FIG. 8 includes a primary coil 101 and a secondary coil 102 arranged in parallel with each other at a predetermined interval, and a housing that houses the primary coil 101 and the secondary coil 102. A first housing member 103 and a second housing member 104 are provided. The first housing member 103 and the second housing member 104 are formed of a metal material, and are arranged in parallel with the primary coil 101 and the secondary coil 102 at a predetermined interval.

図９は、漏えい電磁界の磁界強度を漏えい電磁界の発生源からの距離（図中では対数目盛りで示す）に応じて示すグラフであり、（Ａ）のＬ１１はＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在しない場合を示し、（Ｂ）のＬ２１はＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在する場合を示す。なお、磁界強度は、図示しない磁界強度測定装置を所定距離毎にＸ軸方向に移動させて測定した。 FIG. 9 is a graph showing the magnetic field strength of the leaked electromagnetic field as a function of the distance from the source of the leaked electromagnetic field (indicated by a logarithmic scale in the figure), where L11 in FIG. L2 in (B) shows the case where a metal material exists near the WPT system. The magnetic field strength was measured by moving a magnetic field strength measuring device (not shown) in the X-axis direction at predetermined intervals.

図９（Ａ）のグラフにおいて、破線Ｌ１１は、その近傍に金属材料が存在しないＷＰＴシステムの漏えい電磁界の磁界強度を示し、実線Ｌ１２は、例えば特許文献１に記載された従来技術のような従来の電磁界模擬装置により模擬して発生した漏えい電磁界の磁界強度を示す。図９（Ａ）のグラフを参照して、ＷＰＴシステムの磁界強度（破線Ｌ１１）と従来の電磁界模擬装置の磁界強度（実線Ｌ１２）とを互いに比較すると、漏えい電磁界の発生源からの距離に応じた磁界強度の変化の傾向は互いによく一致する。このように、ＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在しない場合は、ＷＰＴシステムの漏えい電磁界の磁界強度は、従来の電磁界模擬装置により模擬することが可能である。なお、図９（Ａ）の例では、ＷＰＴシステムは１次コイルおよび２次コイルを備えており、従来の電磁界模擬装置は１次コイルのみを備えている。図９（Ａ）のグラフから見て分かるように、１次コイルおよび２次コイルを備えたＷＰＴシステムの漏えい電磁界の磁界強度の変化傾向は、１次コイルのみを備えた従来の電磁界模擬装置により模擬することが可能である。 In the graph of FIG. 9A, a dashed line L11 indicates the magnetic field strength of the leaked electromagnetic field of the WPT system in which no metal material is present in the vicinity thereof, and a solid line L12 indicates, for example, the conventional technology described in Patent Document 1. 7 shows the magnetic field strength of a leaked electromagnetic field simulated by a conventional electromagnetic field simulator. Referring to the graph of FIG. 9A, comparing the magnetic field strength of the WPT system (broken line L11) and the magnetic field strength of the conventional electromagnetic field simulator (solid line L12) with each other, the distance from the source of the leaked electromagnetic field The tendency of the change in the magnetic field strength according to the above is in good agreement with each other. As described above, when no metal material exists near the WPT system, the magnetic field strength of the leaked electromagnetic field of the WPT system can be simulated by a conventional electromagnetic field simulator. In the example of FIG. 9A, the WPT system includes a primary coil and a secondary coil, and the conventional electromagnetic field simulation device includes only the primary coil. As can be seen from the graph of FIG. 9A, the changing tendency of the magnetic field strength of the leaked electromagnetic field of the WPT system including the primary coil and the secondary coil is based on the conventional electromagnetic field simulation including only the primary coil. It is possible to simulate with a device.

図９（Ｂ）のグラフにおいて、破線Ｌ２１は、図８に示したＷＰＴ実験装置１００の漏えい電磁界の磁界強度を示し、実線Ｌ２２は、従来の電磁界模擬装置により模擬して発生した漏えい電磁界の磁界強度を示す。図９（Ａ）および図９（Ｂ）を参照して、図９（Ａ）の破線Ｌ１１と図９（Ｂ）の破線Ｌ２１とを比較すると、０．１〜１ｍの距離範囲では、磁界強度の変化の傾向が互いに異なることが分かる。図９（Ａ）の破線Ｌ１１は、全ての距離範囲において距離に応じて磁界強度が減少している。一方、図９（Ｂ）の破線Ｌ２１は、０．１〜０．３ｍの距離範囲では距離に応じて磁界強度が増加し、０．３ｍ以上の距離範囲では距離に応じて磁界強度が減少している。このように、ＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在する場合（破線Ｌ２１）は、ＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在しない場合（破線Ｌ１１）とは、０．１〜１ｍの距離範囲における磁界強度の変化の傾向が異なる。次に、図９（Ｂ）のグラフを参照して、ＷＰＴ実験装置１００（図８参照）の磁界強度（破線Ｌ２１）と従来の電磁界模擬装置の磁界強度（実線Ｌ２２）とを互いに比較すると、漏えい電磁界の発生源からの距離に応じた磁界強度の変化の傾向は、１ｍ以上の距離では互いによく一致するものの、０．１〜１ｍの距離範囲では互いに一致しない。 In the graph of FIG. 9B, the broken line L21 indicates the magnetic field strength of the leaked electromagnetic field of the WPT experimental device 100 shown in FIG. 8, and the solid line L22 indicates the leaked electromagnetic field simulated by the conventional electromagnetic field simulator. 2 shows the field strength of the field. Referring to FIGS. 9A and 9B, a comparison between a broken line L11 in FIG. 9A and a broken line L21 in FIG. 9B shows that the magnetic field strength is within a distance range of 0.1 to 1 m. Are different from each other. A broken line L11 in FIG. 9A indicates that the magnetic field intensity decreases with distance in all the distance ranges. On the other hand, the broken line L21 in FIG. 9B indicates that the magnetic field intensity increases with the distance in the range of 0.1 to 0.3 m, and decreases in the range of 0.3 m or more with the distance. ing. As described above, when the metal material exists near the WPT system (dashed line L21), the magnetic field intensity in the distance range of 0.1 to 1 m is different from when the metal material does not exist near the WPT system (dashed line L11). Change tendency is different. Next, referring to the graph of FIG. 9B, a comparison is made between the magnetic field strength (broken line L21) of the WPT experimental device 100 (see FIG. 8) and the magnetic field strength (solid line L22) of the conventional electromagnetic field simulation device. The tendency of the change in the magnetic field strength according to the distance from the source of the leaked electromagnetic field matches well at a distance of 1 m or more, but does not match at a distance of 0.1 to 1 m.

このように、ＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在する場合は、従来の電磁界模擬装置では、ＷＰＴシステムの近傍（具体的には、ＷＰＴシステムから０．１〜１ｍの距離範囲）での漏えい電磁界を模擬することができなかった。ＷＰＴシステムの近傍は漏えい電磁界の磁界強度が強く、電子機器・電気機器に対して影響を及ぼす可能性が高い領域であるので、ＷＰＴシステムの近傍の漏えい電磁界を模擬できることが望ましい。 As described above, when the metal material is present near the WPT system, the conventional electromagnetic field simulation device leaks in the vicinity of the WPT system (specifically, in a range of 0.1 to 1 m from the WPT system). The electromagnetic field could not be simulated. The vicinity of the WPT system is a region where the strength of the leaked electromagnetic field is strong and has a high possibility of affecting electronic devices and electric devices. Therefore, it is desirable to be able to simulate the leaked electromagnetic field near the WPT system.

本開示は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、ワイヤレス電力伝送システムの近傍に金属材料が存在する場合でも、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁界を精度よく模擬することが可能な電磁界模擬装置を提供することを主目的とする。 The present disclosure has been made in view of such problems of the related art, and accurately simulates an electromagnetic field leaking from a wireless power transmission system even when a metal material is present near the wireless power transmission system. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic field simulation device capable of performing such operations.

本開示の電磁界模擬装置は、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁界を模擬して発生する電磁界模擬装置であって、交流信号を発生する信号発生器と、前記信号発生器の出力信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力信号を電磁界として空間に放射するコイルと、前記コイルおよび前記増幅器の間に設けられた整合部と、前記コイルからその中心軸方向に所定距離離れて配置された、前記コイルの外径より大きい面積を有する金属板と、前記金属板の表面積を可変とする、非導電性材料から形成された面積可変機構とを備えたことを特徴とする。
また、本開示の電磁界模擬装置は、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁界を模擬して発生する電磁界模擬装置であって、交流信号を発生する信号発生器と、前記信号発生器の出力信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力信号を電磁界として空間に放射するコイルと、前記コイルおよび前記増幅器の間に設けられた整合部と、前記コイルからその中心軸方向に所定距離離れて配置された、前記コイルの外径より大きい面積を有する金属板とを備え、前記金属板の枚数が２枚であり、前記金属板が前記コイルの前記中心軸方向における両方の側にそれぞれ配置されていることを特徴とする。 An electromagnetic field simulator of the present disclosure is an electromagnetic field simulator that simulates an electromagnetic field leaking from a wireless power transmission system and generates a signal generator that generates an AC signal, and an output signal of the signal generator. an amplifier for amplifying, coil and, and a matching unit that is provided between said coil and said amplifier, placed a predetermined distance apart in the axial direction from said coil to emit an output signal of said amplifier in the space as an electromagnetic field A metal plate having an area larger than the outer diameter of the coil, and a variable-area mechanism formed of a non-conductive material for changing the surface area of the metal plate .
Further, the electromagnetic field simulation device of the present disclosure is an electromagnetic field simulation device that simulates and generates an electromagnetic field leaking from a wireless power transmission system, and includes a signal generator that generates an AC signal, and an output of the signal generator. An amplifier that amplifies a signal, a coil that radiates an output signal of the amplifier to a space as an electromagnetic field, a matching unit provided between the coil and the amplifier, and is separated from the coil by a predetermined distance in a central axis direction. And a metal plate having an area larger than the outer diameter of the coil, wherein the number of the metal plates is two, and the metal plates are respectively disposed on both sides of the coil in the central axis direction. It is characterized by having.

本開示によれば、ワイヤレス電力伝送システムの近傍に金属材料が存在する場合でも、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁界を精度よく模擬することが可能となる。 According to the present disclosure, even when a metal material exists near the wireless power transmission system, it is possible to accurately simulate an electromagnetic field leaking from the wireless power transmission system.

第１実施形態に係る電磁界模擬装置の斜視図1 is a perspective view of an electromagnetic field simulation device according to a first embodiment. 図１に示した電磁界模擬装置の概略構成図Schematic configuration diagram of the electromagnetic field simulation device shown in FIG. 図１に示した電磁界模擬装置におけるコイルと第１および第２の金属板との位置関係を示す模式図FIG. 2 is a schematic diagram showing a positional relationship between a coil and first and second metal plates in the electromagnetic field simulation device shown in FIG. 漏えい電磁界の磁界強度を漏えい電磁界の発生源からの距離に応じて示すグラフGraph showing the magnetic field strength of a leaked electromagnetic field according to the distance from the source of the leaked electromagnetic field 第２実施形態に係る電磁界模擬装置の斜視図Perspective view of an electromagnetic field simulator according to a second embodiment. 図２に示したる電磁界模擬装置におけるコイルと第１の金属板との位置関係を示す模式図FIG. 2 is a schematic diagram showing a positional relationship between a coil and a first metal plate in the electromagnetic field simulation device shown in FIG. 漏えい電磁界の磁界強度を漏えい電磁界の発生源からの距離に応じて示すグラフであり、（Ａ）は＋Ｘ方向における磁界強度を示し、（Ｂ）は−Ｘ方向における磁界強度を示すIt is a graph which shows the magnetic field intensity of a leakage electromagnetic field according to the distance from the generation source of a leakage electromagnetic field, (A) shows the magnetic field intensity in + X direction, (B) shows the magnetic field intensity in -X direction. ＷＰＴシステムの電力送信装置の筐体が金属材料された場合の漏えい電磁界を実験するために作製した実験装置を示す模式図Schematic diagram showing an experimental device made to test the leakage electromagnetic field when the housing of the power transmission device of the WPT system is made of a metal material 漏えい電磁界の磁界強度を漏えい電磁界の発生源からの距離に応じて示すグラフであり、（Ａ）はＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在しない場合を示し、（Ｂ）はＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在する場合を示す5 is a graph showing the magnetic field strength of the leaked electromagnetic field as a function of the distance from the source of the leaked electromagnetic field, where (A) shows the case where no metallic material is present near the WPT system, and (B) shows the case where the metal material is not present near the WPT system Indicates the presence of metallic material in 距離可変機構の一例を示す模式図Schematic diagram showing an example of a variable distance mechanism 面積可変機構の一例を示す模式図Schematic diagram showing an example of an area variable mechanism

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁界を模擬して発生する電磁界模擬装置であって、交流信号を発生する信号発生器と、前記信号発生器の出力信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力信号を電磁界として空間に放射するコイルと、前記コイルおよび前記増幅器の間に設けられた整合部と、前記コイルからその中心軸方向に所定距離離れて配置された、前記コイルの外径より大きい面積を有する金属板とを備えたことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an electromagnetic field simulator for simulating an electromagnetic field leaking from a wireless power transmission system, comprising: a signal generator for generating an AC signal; An amplifier that amplifies the output signal of the generator, a coil that radiates the output signal of the amplifier to space as an electromagnetic field, a matching unit provided between the coil and the amplifier, and a central axis direction from the coil. A metal plate disposed at a predetermined distance and having an area larger than an outer diameter of the coil.

この第１の発明に係る電磁界模擬装置によれば、ワイヤレス電力伝送システムの近傍に金属材料が存在する場合でも、ワイヤレス電力伝送システムの近傍（具体的には、ワイヤレス電力伝送システムから０．１〜１ｍの距離範囲）での漏えい電磁界を模擬することができる。これにより、ワイヤレス電力伝送システムの近傍に金属材料が存在する場合でも、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁界を精度よく模擬することが可能となる。 According to the electromagnetic field simulator of the first aspect, even when a metal material is present in the vicinity of the wireless power transmission system, the vicinity of the wireless power transmission system (specifically, 0.1 m from the wireless power transmission system). (A distance range of １1 m) can be simulated. Thereby, even when a metal material exists near the wireless power transmission system, it is possible to accurately simulate the electromagnetic field leaking from the wireless power transmission system.

また、第２の発明は、上記第１の発明において、前記金属板の枚数が１枚であり、前記金属板が前記コイルの前記中心軸方向における一方の側に配置されていることを特徴とする。 According to a second aspect, in the first aspect, the number of the metal plates is one, and the metal plate is disposed on one side of the coil in the center axis direction. I do.

この第２の発明に係る電磁界模擬装置によれば、コイルの中心軸方向における一方の側において、その近傍に金属材料が存在するワイヤレス電力伝送システムの漏えい電磁界を精度よく模擬することができる。 According to the electromagnetic field simulator of the second aspect, it is possible to accurately simulate a leaked electromagnetic field of a wireless power transmission system in which a metal material is present in the vicinity of one side in the direction of the center axis of the coil. .

また、第３の発明は、上記第１の発明において、前記金属板の枚数が２枚であり、前記金属板が前記コイルの前記中心軸方向における両方の側にそれぞれ配置されていることを特徴とする。 According to a third aspect, in the first aspect, the number of the metal plates is two, and the metal plates are arranged on both sides of the coil in the center axis direction. And

この第３の発明に係る電磁界模擬装置によれば、コイルの中心軸方向における両方の側において、その近傍に金属材料が存在するワイヤレス電力伝送システムの漏えい電磁界を精度よく模擬することができる。 According to the electromagnetic field simulating apparatus according to the third aspect, it is possible to accurately simulate a leaked electromagnetic field of a wireless power transmission system in which a metal material exists near both sides in the center axis direction of the coil. .

また、第４の発明は、上記第１の発明ないし第３の発明のいずれかにおいて、前記コイルと前記金属板との間の距離を可変とする、非導電性材料から形成された距離可変機構をさらに備えたことを特徴とする。 A fourth invention is the distance variable mechanism formed of a non-conductive material according to any one of the first to third inventions, wherein a distance between the coil and the metal plate is variable. Is further provided.

この第４の発明に係る電磁界模擬装置によれば、ワイヤレス電力伝送システムの近傍に存在する金属材料とワイヤレス電力伝送システムのコイルとの距離がそれぞれ異なる様々なワイヤレス電力伝送システムの漏えい電磁界を、１つの電磁界模擬装置で模擬することが可能となる。 According to the electromagnetic field simulating apparatus according to the fourth aspect, the leakage electromagnetic fields of various wireless power transmission systems in which the distance between the metal material existing in the vicinity of the wireless power transmission system and the coil of the wireless power transmission system is different. It is possible to simulate with one electromagnetic field simulator.

また、第５の発明は、上記第１の発明ないし第４の発明のいずれかにおいて、前記金属板の表面積を可変とする、非導電性材料から形成された面積可変機構をさらに備えたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, the apparatus further comprises an area variable mechanism formed of a non-conductive material for varying a surface area of the metal plate. Features.

この第５の発明に係る電磁界模擬装置によれば、ワイヤレス電力伝送システムの近傍に存在する金属材料の表面積がそれぞれ異なる様々なワイヤレス電力伝送システムの漏えい電磁界を、１つの電磁界模擬装置で模擬することが可能となる。 According to the electromagnetic field simulator of the fifth aspect, the leaked electromagnetic fields of various wireless power transmission systems having different surface areas of metal materials present in the vicinity of the wireless power transmission system can be combined by one electromagnetic field simulator. It becomes possible to simulate.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る電磁界模擬装置１の斜視図であり、図２は、図１に示した電磁界模擬装置１の概略構成図である。なお、図１では、筐体１４を透視して内部に収容された部品を示している。また、図２では、第１の金属板１５Ａおよび第２の金属板１５Ｂの図示は省略している。 (1st Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of the electromagnetic field simulation device 1 according to the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the electromagnetic field simulation device 1 shown in FIG. Note that FIG. 1 shows the components housed inside the housing 14 through the housing 14. In FIG. 2, the illustration of the first metal plate 15A and the second metal plate 15B is omitted.

この第１実施形態に係る電磁界模擬装置１は、送信部１１と、整合部１２と、コイル（放射部）１３と、筐体１４と、第１の金属板１５Ａと、第２の金属板１５Ｂとを備えている。図１に示すように、本実施形態では、ＸＹＺ直交座標系が設定されており、Ｘ軸はコイル１３の中心軸の方向であり、Ｙ軸およびＺ軸は、コイル１３の径方向である。 The electromagnetic field simulation apparatus 1 according to the first embodiment includes a transmitting unit 11, a matching unit 12, a coil (radiating unit) 13, a housing 14, a first metal plate 15A, and a second metal plate. 15B. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, an XYZ orthogonal coordinate system is set, the X axis is the direction of the center axis of the coil 13, and the Y axis and the Z axis are the radial directions of the coil 13.

送信部１１は、信号発生器１６と、増幅器１７と、この信号発生器１６および増幅器１７を収容するケース体１８とから構成されている。ケース体１８は、アルミニウム等の金属で形成されている。 The transmitting unit 11 includes a signal generator 16, an amplifier 17, and a case body 18 that accommodates the signal generator 16 and the amplifier 17. The case body 18 is formed of a metal such as aluminum.

信号発生器１６は、所定の周波数の高周波信号（交流信号）を発生するものであり、アナログ式またはディジタル式の発振回路を備えた発振器である。本実施形態では、信号発生器１６は、模擬対象となるＷＰＴシステムの駆動周波数と略同一の周波数の高周波信号を発生する。増幅器１７は、信号発生器１６の出力信号を増幅するものであり、例えば、入力した信号をトランジスタ等のスイッチング動作を用いて増幅するものである。なお、模擬対象となるＷＰＴシステムで利用される周波数に応じて、送信部１１を異なるものに交換して使用するようにするとよい。 The signal generator 16 generates a high-frequency signal (AC signal) having a predetermined frequency, and is an oscillator including an analog or digital oscillation circuit. In the present embodiment, the signal generator 16 generates a high-frequency signal having substantially the same frequency as the drive frequency of the WPT system to be simulated. The amplifier 17 amplifies the output signal of the signal generator 16, for example, amplifies the input signal using a switching operation of a transistor or the like. The transmitting unit 11 may be replaced with a different one according to the frequency used in the WPT system to be simulated.

整合部１２は、コイル１３のインピーダンスを送信部１１の出力に整合させるものである。この整合部１２により送信部１１とコイル１３との間のインピーダンス整合を行うことで、送信部１１の出力における反射による損失を小さくすることができ、送信部１１の出力信号が効率よくコイル１３に入力される。この整合部１２は、コイル１３の両端および送信部１１に接続される回路構成を有し、インピーダンス整合を行うコンデンサが実装されている（図２参照）。なお、模擬対象となるＷＰＴシステムで利用される周波数に応じて、整合部１２をコンデンサ定数が異なるものに交換して使用するようにするとよい。 The matching unit 12 matches the impedance of the coil 13 with the output of the transmission unit 11. By performing impedance matching between the transmission unit 11 and the coil 13 by the matching unit 12, loss due to reflection at the output of the transmission unit 11 can be reduced, and the output signal of the transmission unit 11 is efficiently transmitted to the coil 13. Is entered. The matching section 12 has a circuit configuration connected to both ends of the coil 13 and the transmitting section 11, and has a capacitor for impedance matching mounted thereon (see FIG. 2). The matching unit 12 may be replaced with one having a different capacitor constant according to the frequency used in the WPT system to be simulated.

コイル（放射部）３は、整合部１２を介して送信部１１から入力される高周波信号を電磁界として空間に放射するものである。本実施形態では、コイル１３に、導線を平面上に渦巻き状に巻回した渦巻き型のものが用いられる。コイル１３の導線には、導電率の高い銅材等による単線やリッツ線等の線材を用いればよい。コイル１３の導線の両端は整合部１２に接続されている（図２参照）。このコイル１３は、周波数に応じて、線材、直径や巻き数が異なるものに交換することで、数ｋＨｚから数ＧＨｚの周波数に対応することができる。 The coil (radiating section) 3 radiates a high-frequency signal input from the transmitting section 11 via the matching section 12 to a space as an electromagnetic field. In the present embodiment, a spiral coil in which a conductive wire is spirally wound on a plane is used as the coil 13. As the conductive wire of the coil 13, a wire such as a single wire or a litz wire made of a copper material or the like having high conductivity may be used. Both ends of the conductor of the coil 13 are connected to the matching section 12 (see FIG. 2). The coil 13 can correspond to a frequency of several kHz to several GHz by exchanging the wire, the diameter, and the number of windings according to the frequency.

筐体１４は、送信部１１（信号発生器１６および増幅器１７）、整合部１２、コイル１３を内部に保持収容するものであり、絶縁性で比誘電率が小さくかつ所要の強度を有する樹脂材料等により形成されている。 The housing 14 holds and accommodates the transmitting unit 11 (the signal generator 16 and the amplifier 17), the matching unit 12, and the coil 13 therein. The housing 14 is a resin material having an insulating property, a small relative dielectric constant, and a required strength. And the like.

第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂは、例えば鉄やアルミニウム等の金属材料から形成されており、所定の面積および厚さを有している。第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂは、非導電性材料から形成された図示しない支持機構により、筐体１４の内側または外側において支持されている。本実施形態では、第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂは、筐体１４の内側において支持されている。なお、模擬対象となるＷＰＴシステムの近傍に存在する金属材料の材質、面積および厚さに応じて、第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂを材質、面積および厚さが異なるものに交換して使用するようにするとよい。 The first and second metal plates 15A and 15B are formed of a metal material such as iron or aluminum, and have a predetermined area and thickness. The first and second metal plates 15A and 15B are supported inside or outside the housing 14 by a support mechanism (not shown) formed of a non-conductive material. In the present embodiment, the first and second metal plates 15A and 15B are supported inside the housing 14. In addition, the first and second metal plates 15A and 15B are replaced with materials having different materials, areas and thicknesses in accordance with the material, area and thickness of the metal material existing near the WPT system to be simulated. It is better to use it.

図３は、図１に示した電磁界模擬装置１における、コイル１３と第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂとの位置関係を示す模式図であり、（Ａ）はＸ軸およびＺ軸を含むＸＺ平面で切断した断面図、（Ｂ）はＹ軸およびＺ軸を含むＹＺ平面をＸ軸方向から見た上面図である。なお、図３では、送信部１１、整合部１２および筐体１４の図示は省略している。 FIG. 3 is a schematic diagram showing a positional relationship between the coil 13 and the first and second metal plates 15A and 15B in the electromagnetic field simulation apparatus 1 shown in FIG. 1, where (A) is an X axis and a Z axis. (B) is a top view of the YZ plane including the Y-axis and the Z-axis viewed from the X-axis direction. In FIG. 3, the illustration of the transmission unit 11, the matching unit 12, and the housing 14 is omitted.

図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂは、コイル１３の外径よりも大きい面積を有している。また、図３（Ａ）に示すように、第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂは、コイル１３からその中心軸方向（Ｘ軸方向）に所定距離離れて、コイル１３に対して平行にそれぞれ配置されている。第１の金属板１５Ａは、コイル１３の中心軸方向（Ｘ軸方向）の一方の側（図中の右側）に配置されており、第２の金属板１５Ｂは、コイル１３の中心軸方向（Ｘ軸方向）の他方の側（図中の左側）に配置されている。このように、第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂは、コイル１３の電磁界放射面１３ａ、１３ｂから所定距離を隔てて、コイル１３の電磁界放射面１３ａ、１３ｂに対向してそれぞれ配置されている。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the first and second metal plates 15A and 15B have an area larger than the outer diameter of the coil 13. As shown in FIG. 3A, the first and second metal plates 15A and 15B are separated from the coil 13 by a predetermined distance in the direction of the central axis (X-axis direction) and are parallel to the coil 13. Each is arranged. The first metal plate 15A is arranged on one side (the right side in the drawing) in the center axis direction (X-axis direction) of the coil 13, and the second metal plate 15B is arranged on the center axis direction (the It is arranged on the other side (the left side in the figure) in the X-axis direction). As described above, the first and second metal plates 15A and 15B are arranged at predetermined distances from the electromagnetic field emission surfaces 13a and 13b of the coil 13 so as to face the electromagnetic field emission surfaces 13a and 13b of the coil 13, respectively. Have been.

このように構成された電磁界模擬装置１を稼働すると、送信部１１から高周波信号がコイル１３に入力されて、コイル１３から電磁界が発生する。コイル１３の中心軸方向（Ｘ軸方向）の両側には第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂが配置されているので、これにより、ＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在する場合におけるＷＰＴシステムの漏えい電磁界を模擬して発生することが可能となる。また、第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂは、コイル１３の外径より大きい面積を有しているので、ＷＰＴシステムの近傍に存在する金属材料が、ＷＰＴシステムのコイルの外径より大きい面積を有している場合でも、ＷＰＴシステムの漏えい電磁界を模擬して発生することができる。 When the electromagnetic field simulator 1 configured as described above is operated, a high-frequency signal is input from the transmission unit 11 to the coil 13, and an electromagnetic field is generated from the coil 13. Since the first and second metal plates 15A and 15B are arranged on both sides of the coil 13 in the central axis direction (X-axis direction), the WPT system can be used when a metal material exists near the WPT system. Can be simulated and generated. Further, since the first and second metal plates 15A and 15B have an area larger than the outer diameter of the coil 13, the metal material existing near the WPT system is larger than the outer diameter of the coil of the WPT system. Even if it has an area, it can simulate the leakage electromagnetic field of the WPT system.

なお、信号発生器１６を、任意の周波数の高周波信号を発生する周波数可変型のもので構成して、図示しない制御部により信号発生器１６の周波数を制御するようにしてもよい。また、増幅器１７を、利得を調整可能なもので構成して、図示しない制御部により増幅器１７の利得を制御するようにしてもよい。 Note that the signal generator 16 may be configured as a variable frequency type that generates a high frequency signal of an arbitrary frequency, and the frequency of the signal generator 16 may be controlled by a control unit (not shown). Alternatively, the amplifier 17 may be configured with an adjustable gain, and the gain of the amplifier 17 may be controlled by a control unit (not shown).

図４は、漏えい電磁界の磁界強度を、漏えい電磁界の発生源からの距離に応じて示したグラフである。なお、図４では、距離の軸を対数目盛で示している。図４のグラフにおいて、破線Ｌ１は、その筐体が金属材料から形成されたＷＰＴ実験装置１００（図８参照）の漏えい電磁界の磁界強度を示し、実線Ｌ２は、電磁界模擬装置１により模擬して発生した漏えい電磁界の磁界強度を示す。なお、磁界強度は、図示しない磁界強度測定装置を所定距離毎にＸ軸方向に移動させて測定した。 FIG. 4 is a graph showing the magnetic field strength of the leakage electromagnetic field according to the distance from the source of the leakage electromagnetic field. In FIG. 4, the axis of the distance is shown on a logarithmic scale. In the graph of FIG. 4, a broken line L1 indicates the magnetic field intensity of the leaked electromagnetic field of the WPT experimental device 100 (see FIG. 8) whose housing is formed of a metal material, and a solid line L2 is simulated by the electromagnetic field simulator 1. This shows the magnetic field strength of the leaked electromagnetic field generated as a result. The magnetic field strength was measured by moving a magnetic field strength measuring device (not shown) in the X-axis direction at predetermined intervals.

図４を参照して、電磁界模擬装置１の磁界強度（実線Ｌ２）と、図８に示したＷＰＴ実験装置１００の磁界強度（破線Ｌ１）とを比較すると、漏えい電磁界の発生源からの距離に応じた磁界強度の変化の傾向は互いによく一致する。特に、従来の電磁界模擬装置の場合（図９（Ｂ）の実線Ｌ２２参照）とは異なり、漏えい電磁界の発生源から０．１〜１ｍの距離範囲でも、磁界強度の変化の傾向がよく一致する。 Referring to FIG. 4, comparing the magnetic field strength (solid line L2) of electromagnetic field simulator 1 with the magnetic field strength (dashed line L1) of WPT experimental apparatus 100 shown in FIG. 8, it can be seen from the source of the leakage electromagnetic field. The tendency of the change of the magnetic field strength according to the distance agrees well with each other. In particular, unlike the case of the conventional electromagnetic field simulator (see the solid line L22 in FIG. 9B), the magnetic field intensity tends to change even within a distance of 0.1 to 1 m from the source of the leaked electromagnetic field. Matches.

このように、この第１実施形態に係る電磁界模擬装置１によれば、ＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在する場合でも、ＷＰＴシステムから０．１〜１ｍの距離範囲での漏えい電磁界を模擬することができる。これにより、ＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在する場合でも、ＷＰＴシステムから漏えいする電磁界を精度よく模擬することが可能となる。 As described above, according to the electromagnetic field simulating apparatus 1 according to the first embodiment, even when the metal material exists near the WPT system, the leakage electromagnetic field in the range of 0.1 to 1 m from the WPT system is reduced. Can be simulated. Thereby, even when a metal material exists near the WPT system, it is possible to accurately simulate the electromagnetic field leaking from the WPT system.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０について説明する。なお、ここで特に言及しない点は上記の第１実施形態と同様である。図５は、第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０の斜視図であり、図６は、図５に示した電磁界模擬装置１０における、コイル１３と第１の金属板１５Ａとの位置関係を示す模式図である。なお、図６では、送信部１１、整合部１２および筐体１４の図示は省略している。 (2nd Embodiment)
Next, an electromagnetic field simulation device 10 according to a second embodiment will be described. Note that points which are not particularly mentioned here are the same as in the first embodiment. FIG. 5 is a perspective view of the electromagnetic field simulation device 10 according to the second embodiment, and FIG. 6 is a positional relationship between the coil 13 and the first metal plate 15A in the electromagnetic field simulation device 10 shown in FIG. FIG. In FIG. 6, the illustration of the transmission unit 11, the matching unit 12, and the housing 14 is omitted.

図５および図６に示すように、この第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０は、コイル１３の中心軸方向（Ｘ軸方向）における一方の側（＋Ｘ方向）には第１の金属板１５Ａが配置されているが、他方の側（−Ｘ方向）には第２の金属板１５Ｂは配置されていない。このように、この第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０では、第２の金属板１５Ｂを備えておらず、第１の金属板１５Ａのみを備えている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the electromagnetic field simulator 10 according to the second embodiment includes a first metal plate on one side (+ X direction) of the coil 13 in the central axis direction (X-axis direction). Although 15A is arranged, the second metal plate 15B is not arranged on the other side (−X direction). As described above, the electromagnetic field simulation device 10 according to the second embodiment does not include the second metal plate 15B, but includes only the first metal plate 15A.

図７は、漏えい電磁界の磁界強度を、漏えい電磁界の発生源からの距離に応じて示したグラフであり、（Ａ）は＋Ｘ方向における磁界強度を示し、（Ｂ）は−Ｘ方向における磁界強度を示す。なお、図７では、距離の軸を対数目盛で示している。図７のグラフにおいて、破線Ｌ１は、筐体が金属材料から形成されたＷＰＴ実験装置１００（図８参照）の漏えい電磁界の磁界強度を示し、実線Ｌ２は、第１実施形態に係る電磁界模擬装置１（図１および図３参照）により模擬して発生した漏えい電磁界の磁界強度を示し、一点鎖線Ｌ３は、第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０の漏えい電磁界の磁界強度を示す。なお、磁界強度は、図示しない磁界強度測定装置を所定距離毎にＸ軸方向に移動させて測定した。 FIG. 7 is a graph showing the magnetic field strength of the leaked electromagnetic field according to the distance from the source of the leaked electromagnetic field, where (A) shows the magnetic field strength in the + X direction and (B) shows the magnetic field strength in the -X direction. Indicates the magnetic field strength. In FIG. 7, the axis of the distance is shown on a logarithmic scale. In the graph of FIG. 7, a broken line L1 indicates the magnetic field strength of the leaked electromagnetic field of the WPT experimental device 100 (see FIG. 8) in which the housing is formed of a metal material, and a solid line L2 indicates the electromagnetic field according to the first embodiment. The dashed line L3 indicates the magnetic field strength of the leaked electromagnetic field of the electromagnetic field simulating apparatus 10 according to the second embodiment. Show. The magnetic field strength was measured by moving a magnetic field strength measuring device (not shown) in the X-axis direction at predetermined intervals.

図７（Ａ）を参照して、第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０の磁界強度（一点鎖線Ｌ３）と、ＷＰＴ実験装置１００（図８参照）の磁界強度（破線Ｌ１）とを比較すると、漏えい電磁界の発生源からの距離に応じた磁界強度の変化の傾向は互いによく一致する。このように、第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０は、＋Ｘ方向においては、その近傍に金属材料が存在するＷＰＴシステムの漏えい電磁界を精度よく模擬することができる。 Referring to FIG. 7A, a comparison is made between the magnetic field intensity (dashed-dotted line L3) of electromagnetic field simulator 10 according to the second embodiment and the magnetic field intensity (dashed line L1) of WPT experimental device 100 (see FIG. 8). Then, the tendency of the change in the magnetic field strength according to the distance from the source of the leaked electromagnetic field matches well. As described above, the electromagnetic field simulation device 10 according to the second embodiment can accurately simulate the leakage electromagnetic field of the WPT system in which the metal material exists in the vicinity in the + X direction.

次に、第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０の磁界強度（一点鎖線Ｌ３）を、第１実施形態に係る電磁界模擬装置１の磁界強度（実線Ｌ２）およびＷＰＴ実験装置１００（図８参照）の磁界強度（破線Ｌ１）と比較すると、電磁界模擬装置１０の磁界強度（一点鎖線Ｌ３）は、電磁界模擬装置１の磁界強度（実線Ｌ２）およびＷＰＴ実験装置１００の磁界強度（破線Ｌ１）よりも大きい。このように、第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０は、第１実施形態に係る電磁界模擬装置１およびＷＰＴ実験装置１００よりも大きい磁界強度を発生することができる。 Next, the magnetic field strength (dashed-dotted line L3) of the electromagnetic field simulation device 10 according to the second embodiment is compared with the magnetic field intensity (solid line L2) of the electromagnetic field simulation device 1 according to the first embodiment and the WPT experiment device 100 (FIG. 8). Compared with the magnetic field strength (broken line L1) of the electromagnetic field simulation device 10, the magnetic field strength (solid line L3) of the electromagnetic field simulation device 10 and the magnetic field strength (solid line L2) of the electromagnetic field simulation device 1 (dashed line L2) L1). As described above, the electromagnetic field simulator 10 according to the second embodiment can generate a larger magnetic field intensity than the electromagnetic field simulator 1 and the WPT experimental device 100 according to the first embodiment.

図８に示したＷＰＴ実験装置１００は、上述したように、本願発明者が、ＷＰＴシステムの電力送信装置の筐体が金属材料で構成された場合の漏えい電磁界を実験するために作製したものである。 As described above, the WPT experiment apparatus 100 shown in FIG. 8 was manufactured by the inventor of the present application to test a leaked electromagnetic field when the housing of the power transmission device of the WPT system is made of a metal material. It is.

また、図７（Ｂ）を参照して、第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０の磁界強度（一点鎖線Ｌ３）を、ＷＰＴ実験装置１００（図８参照）の磁界強度（破線Ｌ１）および第１実施形態に係る電磁界模擬装置１の磁界強度（実線Ｌ２）と比較すると、漏えい電磁界の発生源からの距離に応じた磁界強度の変化の傾向は、１ｍ以上の距離では互いによく一致するものの、０．１〜１ｍの距離範囲では互いに一致しない。すなわち、電磁界模擬装置１０は、−Ｘ方向においては、０．１〜１ｍの距離では、その近傍に金属材料が存在するＷＰＴシステムの漏えい電磁界を模擬することができない。なお、図７（Ｂ）の一点鎖線Ｌ３と、図９（Ａ）の実線Ｌ１２を比較すると、変化傾向は一致している。よって、電磁界模擬装置１０の−Ｘ方向における磁界強度の変化傾向は、ＷＰＴシステムの近傍に金属材料が存在しない場合の磁界強度の変化傾向を模擬することができる。したがって、電磁界模擬装置１０は、その設置する方向を変えることで、金属が近傍に存在するＷＰＴシステムと、金属が近傍に存在しないＷＰＴシステムの磁界強度の変化傾向を模擬することが可能である。 Further, referring to FIG. 7B, the magnetic field strength (dashed-dotted line L3) of the electromagnetic field simulator 10 according to the second embodiment is represented by the magnetic field strength (dashed line L1) of the WPT experimental apparatus 100 (see FIG. 8). Compared with the magnetic field strength (solid line L2) of the electromagnetic field simulator 1 according to the first embodiment, the tendency of the change in the magnetic field strength according to the distance from the source of the leaked electromagnetic field matches well at a distance of 1 m or more. However, they do not coincide with each other in a distance range of 0.1 to 1 m. That is, the electromagnetic field simulator 10 cannot simulate a leaked electromagnetic field of a WPT system in which a metal material is present in the vicinity of a distance of 0.1 to 1 m in the −X direction. Note that when the dashed line L3 in FIG. 7B is compared with the solid line L12 in FIG. Therefore, the changing tendency of the magnetic field strength in the −X direction of the electromagnetic field simulating device 10 can simulate the changing tendency of the magnetic field strength when there is no metal material near the WPT system. Therefore, the electromagnetic field simulation device 10 can simulate the changing tendency of the magnetic field strength of the WPT system where the metal is close and the WPT system where the metal is not close by changing the installation direction. .

このように、この第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０によれば、＋Ｘ方向においては、その近傍に金属材料が存在するＷＰＴシステムの漏えい電磁界を精度よく模擬することができる。 As described above, according to the electromagnetic field simulator 10 according to the second embodiment, in the + X direction, it is possible to accurately simulate a leaked electromagnetic field of a WPT system in which a metal material exists in the vicinity thereof.

なお、上記の第１実施形態に係る電磁界模擬装置１および第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０において、コイル１３と、第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂの一方または両方と間の距離を変更可能に構成してもよい。コイル１３・金属板１５間の距離の変更は、例えば樹脂材料等の非導電性材料から形成された公知のスライド機構やボールネジ機構等を利用して構成した距離可変機構を用いることにより実現可能である。このように、コイル１３・金属板１５間の距離を変更可能に構成すると、ＷＰＴシステムの近傍に存在する金属材料とＷＰＴシステムのコイルとの距離がそれぞれ異なる様々なＷＰＴシステムの漏えい電磁界を、１つの電磁界模擬装置１、１０で模擬することが可能となる。 In the electromagnetic field simulation device 1 according to the first embodiment and the electromagnetic field simulation device 10 according to the second embodiment, the coil 13 is connected to one or both of the first and second metal plates 15A and 15B. May be configured to be changeable. The change in the distance between the coil 13 and the metal plate 15 can be realized by using a variable distance mechanism configured using a known slide mechanism or a ball screw mechanism formed of a non-conductive material such as a resin material. is there. As described above, when the distance between the coil 13 and the metal plate 15 is configured to be changeable, the leakage electromagnetic field of various WPT systems in which the distance between the metal material existing in the vicinity of the WPT system and the coil of the WPT system is different, The simulation can be performed by one electromagnetic field simulation apparatus 1 or 10.

図１０は、スライド機構を利用して構成した距離可変機構の一例を示す模式図である。なお、図１０は、距離可変機構を上記の第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０に設置した例を示す。図１０に示すように、距離可変機構は、Ｘ軸方向に所定の長さを有し、Ｚ軸方向に所定距離を隔てて互いに平行に配置されたスライドレール２１およびスライドレール２２を備えている。スライドレール２１、２２は、樹脂材料等の非導電性材料から形成されており、電磁界模擬装置１０の筐体１４（図５参照）の所定位置に固定されている。そして、第１の金属板１５ＡのＺ軸方向の両端は、スライドレール２１、２２に、Ｘ軸方向にスライド変位可能にそれぞれ支持されている。このような構成により、第１の金属板１５ＡをＸ軸方向に所望の距離だけスライド変位させることができ、これにより、コイル１３と第１の金属板１５Ａとの間の距離を可変とすることができる。 FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a variable distance mechanism configured using a slide mechanism. FIG. 10 shows an example in which the variable distance mechanism is installed in the electromagnetic field simulation device 10 according to the second embodiment. As shown in FIG. 10, the variable distance mechanism includes a slide rail 21 and a slide rail 22 having a predetermined length in the X-axis direction and arranged parallel to each other at a predetermined distance in the Z-axis direction. . The slide rails 21 and 22 are formed from a non-conductive material such as a resin material, and are fixed at predetermined positions on a housing 14 (see FIG. 5) of the electromagnetic field simulator 10. Both ends of the first metal plate 15A in the Z-axis direction are supported by slide rails 21 and 22 so as to be slidable in the X-axis direction. With such a configuration, the first metal plate 15A can be slid and displaced in the X-axis direction by a desired distance, thereby making the distance between the coil 13 and the first metal plate 15A variable. Can be.

また、上記の第１実施形態に係る電磁界模擬装置１および第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０において、第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂの一方または両方の面積を変更可能に構成してもよい。例えば、第１の金属板１５Ａを、ＺＹ平面（図６参照）において複数に分割した形状をそれぞれ有する複数の板状部材から構成し、その複数の板状部材のＺＹ平面における配置位置または配置枚数を変更することにより、第１の金属板１５Ａの面積を変更するように構成するとよい。第２の金属板１５Ｂについても同様である。複数の板状部材の面方向（ＺＹ平面）における配置位置または配置枚数を変更は、例えば樹脂材料等の非導電性材料から形成された公知のスライド機構や扇開閉式の開閉機構等を利用して構成した面積可変機構を用いることにより実現可能である。このように、第１および第２の金属板１５Ａ、１５Ｂの一方または両方の面積を変更可能に構成すると、ＷＰＴシステムの近傍に存在する金属材料の面積がそれぞれ異なる様々なＷＰＴシステムの漏えい電磁界を、１つの電磁界模擬装置１、１０で模擬することが可能となる。 In the electromagnetic field simulator 1 according to the first embodiment and the electromagnetic field simulator 10 according to the second embodiment, one or both of the areas of the first and second metal plates 15A and 15B can be changed. You may comprise. For example, the first metal plate 15A is composed of a plurality of plate members each having a shape divided into a plurality on the ZY plane (see FIG. 6), and the arrangement position or the number of the arrangement of the plurality of plate members on the ZY plane. It may be configured to change the area of the first metal plate 15A by changing. The same applies to the second metal plate 15B. The arrangement position or the number of arrangements of the plurality of plate members in the plane direction (ZY plane) is changed by using a known slide mechanism or a fan opening / closing opening / closing mechanism formed of, for example, a non-conductive material such as a resin material. This can be realized by using an area variable mechanism configured as described above. As described above, when the area of one or both of the first and second metal plates 15A and 15B is configured to be changeable, the leakage electromagnetic field of various WPT systems in which the areas of the metal materials existing in the vicinity of the WPT system are different from each other. Can be simulated by one electromagnetic field simulator 1 or 10.

図１１は、スライド機構を利用して構成した面積可変機構の一例を示す模式図である。なお、図１１は、面積可変機構を上記の第２実施形態に係る電磁界模擬装置１０に設置した例を示す。図１１に示すように、電磁界模擬装置１０は、図６に示した第１の金属板１５ＡをＺＹ平面においてＺ軸方向に２分割した形状をそれぞれ有する金属板１９Ａおよび金属板１９Ｂを備えている。面積可変機構は、Ｚ軸方向に所定の長さを有し、Ｘ軸方向に互いに隣接して平行に配置されたスライドレール対３１およびスライドレール対３２を備えている。スライドレール対３１は一対のスライドレール３１、３１から構成されており、スライドレール３１、３１は、図１１（Ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に所定距離を隔てて互いに平行に配置されている。スライドレール対３２についても同様である。スライドレール対３１、３２は、樹脂材料等の非導電性材料から形成されており、電磁界模擬装置１０の筐体１４（図５参照）の所定位置に固定されている。 FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of an area variable mechanism configured using a slide mechanism. FIG. 11 shows an example in which the area variable mechanism is installed in the electromagnetic field simulator 10 according to the second embodiment. As shown in FIG. 11, the electromagnetic field simulation apparatus 10 includes a metal plate 19A and a metal plate 19B each having a shape obtained by dividing the first metal plate 15A shown in FIG. 6 into two in the Z-axis direction on the ZY plane. I have. The area variable mechanism includes a slide rail pair 31 and a slide rail pair 32 which have a predetermined length in the Z-axis direction and are arranged adjacent to and parallel to each other in the X-axis direction. The slide rail pair 31 includes a pair of slide rails 31, 31, and the slide rails 31, 31 are arranged parallel to each other at a predetermined distance in the X-axis direction as shown in FIG. I have. The same applies to the slide rail pair 32. The slide rail pairs 31 and 32 are formed from a non-conductive material such as a resin material, and are fixed at predetermined positions on the housing 14 (see FIG. 5) of the electromagnetic field simulator 10.

そして、金属板１９ＡのＹ軸方向の両端は、スライドレール対３１の各スライドレール３１、３１に、Ｚ軸方向にスライド変位可能にそれぞれ支持されている。また、金属板１９ＢのＹ軸方向の両端も、スライドレール対３２の各スライドレール３２、３２に、Ｚ軸方向にスライド変位可能にそれぞれ支持されている。このような構成により、金属板１９Ａおよび金属板１９Ｂを、それぞれＺ軸方向に所望の距離だけスライド変位させることができ、その結果、金属板１９Ａと金属板１９ＢとをＸ軸方向において互いに重ねることができる。これにより、金属板１９Ａおよび金属板１９ＢのＺＹ平面における面積を可変とすることができる。 Both ends of the metal plate 19A in the Y-axis direction are supported by the respective slide rails 31 of the slide rail pair 31 so as to be slidable in the Z-axis direction. Both ends of the metal plate 19B in the Y-axis direction are also supported by the slide rails 32 of the slide rail pair 32 so as to be slidable in the Z-axis direction. With such a configuration, the metal plate 19A and the metal plate 19B can be slid and displaced by a desired distance in the Z-axis direction, respectively. As a result, the metal plate 19A and the metal plate 19B overlap each other in the X-axis direction. Can be. Thereby, the area of the metal plate 19A and the metal plate 19B on the ZY plane can be made variable.

以上、本開示を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本開示はこれらの実施形態によって限定されるものではない。なお、上記実施形態に示した本開示に係る電磁界模擬装置の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本開示の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。 As described above, the present disclosure has been described based on the specific embodiments. However, these embodiments are merely examples, and the present disclosure is not limited to these embodiments. It is to be noted that all the components of the electromagnetic field simulation apparatus according to the present disclosure described in the above embodiments are not necessarily indispensable, and can be appropriately selected without departing from the scope of the present disclosure at least.

本開示に係る電磁界模擬装置は、ワイヤレス電力伝送システムの近傍に金属材料が存在する場合でも、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁界を精度よく模擬することを可能とする電磁界模擬装置等として有用である。 The electromagnetic field simulating device according to the present disclosure is an electromagnetic field simulating device that can accurately simulate an electromagnetic field leaking from the wireless power transmission system even when a metal material exists near the wireless power transmission system. Useful.

１、１０電磁界模擬装置
１１送信部
１２整合部
１３コイル
１４筐体
１５Ａ第１の金属板
１５Ｂ第２の金属板
１６信号発生器
１７増幅器
１８ケース体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 10 Electromagnetic field simulation device 11 Transmitting part 12 Matching part 13 Coil 14 Housing 15A First metal plate 15B Second metal plate 16 Signal generator 17 Amplifier 18 Case body

Claims

An electromagnetic field simulator that simulates an electromagnetic field leaking from a wireless power transmission system,
A signal generator for generating an AC signal;
An amplifier for amplifying an output signal of the signal generator;
A coil that radiates the output signal of the amplifier to space as an electromagnetic field,
A matching unit provided between the coil and the amplifier;
A metal plate having an area larger than the outer diameter of the coil, disposed at a predetermined distance from the coil in the direction of its central axis,
An electromagnetic field simulating device, comprising: an area variable mechanism formed of a non-conductive material, which varies a surface area of the metal plate.

The electromagnetic field simulation apparatus according to claim 1 in which the pre-Symbol metal plate, characterized in that it is arranged on one side in the central axis direction of the coil.

An electromagnetic field simulator that simulates an electromagnetic field leaking from a wireless power transmission system,
A signal generator for generating an AC signal;
An amplifier for amplifying an output signal of the signal generator;
A coil that radiates the output signal of the amplifier to space as an electromagnetic field,
A matching unit provided between the coil and the amplifier;
A metal plate having an area larger than the outer diameter of the coil, disposed at a predetermined distance from the coil in the center axis direction thereof,
An electromagnetic field simulation device, wherein the number of the metal plates is two, and the metal plates are arranged on both sides of the coil in the central axis direction.

4. The electromagnetic device according to claim 1, further comprising a variable distance mechanism formed of a non-conductive material, the variable distance mechanism configured to change a distance between the coil and the metal plate. World simulator.