JP7728162B2 - Power transmission device and power supply system - Google Patents
Power transmission device and power supply systemInfo
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Description
本発明の実施形態は、送電装置及び給電システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a power transmission device and a power supply system.
従来から、非接触で電力を送受電する給電システムが知られている。このような給電システムは、送電装置の送電コイル及び受電装置の受電コイルとの間に金属異物が存すると、この金属異物が発熱する。金属異物が所定の大きさ以上であれば、送電回路等を流れる電流値の変化によって金属異物を検出することができる。しかしながら、所定の大きさよりも小さい金属異物では、金属異物によって変化する電流値が小さく、金属異物の検出が難しい。 Power supply systems that transmit and receive power contactlessly have been known for some time. In such power supply systems, if a metallic foreign object is present between the power transmission coil of the power transmission device and the power receiving coil of the power receiving device, the metallic foreign object generates heat. If the metallic foreign object is equal to or larger than a predetermined size, it can be detected by detecting changes in the value of the current flowing through the power transmission circuit, etc. However, if the metallic foreign object is smaller than the predetermined size, the change in the current value caused by the metallic foreign object is small, making it difficult to detect the metallic foreign object.
例えば、送電装置に感熱部を設けて、温度を検知することで、金属異物の発熱を検出する技術も知られている。しかしながら、この技術は、発熱した金属異物の熱が感熱部に伝わらなければ、温度を正確に検知できない虞がある。 For example, one known technique is to detect heat generated by metallic foreign objects by providing a heat-sensing unit in the power transmission device and detecting the temperature. However, this technique may not be able to accurately detect the temperature unless the heat from the heated metallic foreign object is transferred to the heat-sensing unit.
例えば、金属箔や金属板からなる金属異物が送電コイルの巻線上に置かれたとき、面積が大きな金属異物は、熱伝導によって巻線の温度を上昇させる。これによって温度センサの感熱部が検知して異物を検知できる。 For example, when a metallic foreign object made of metal foil or metal plate is placed on the winding of a power transmission coil, a large metallic foreign object will raise the temperature of the winding through thermal conduction. This is detected by the heat-sensing part of the temperature sensor, allowing the foreign object to be detected.
一方、小さな金属異物では、巻線や感熱部との接触面積が小さく、熱の伝わりが抑制されることがある。そうすると、金属異物自体の温度は上昇しても、感熱部はその温度の上昇を検知できず、温度上昇したまま、送電装置から送電される虞がある。 On the other hand, with small metal foreign objects, the contact area with the winding or heat-sensing part is small, which can inhibit heat transfer. As a result, even if the temperature of the metal foreign object itself rises, the heat-sensing part cannot detect this temperature increase, and there is a risk that power will be transmitted from the power transmission device while the temperature remains elevated.
本発明が解決しようとする課題は、金属異物の温度上昇を抑制できる送電装置及び給電システムを提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a power transmission device and power supply system that can suppress temperature increases in metallic foreign objects.
実施形態の送電装置は、送電コイルと、ケーシングと、ファンと、を備える。送電コイルは、隣り合う巻線との間に隙間が形成される。ケーシングは、受電装置と対向する上壁に前記送電コイルが設けられ、前記送電コイルの前記隙間と対向する排気口が前記上壁に形成される。ファンは、前記ケーシング内に設けられる。 The power transmission device of this embodiment includes a power transmission coil, a casing, and a fan. The power transmission coil has gaps formed between adjacent windings. The power transmission coil is provided on the top wall of the casing facing the power receiving device, and an exhaust port is formed in the top wall facing the gap in the power transmission coil. The fan is provided within the casing.
以下、第1実施形態に係る給電システムについて図1乃至図9を参照して説明する。図1は、第1実施形態に係る給電システムの構成を示す斜視図であり、図2は給電システムのカートの斜視図である。図3は給電システムの制御系の構成を示すブロック図である。図4は、給電システム1の送電装置35の構成を示す上面図であり、図5は、給電システム1の受電装置23及び送電装置35の構成を模式的に示す断面図である。図6乃至図9は、送電コイル351及び磁性体355の各実施例を模式的に示す平面図である。 The power supply system according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the power supply system according to the first embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of a cart for the power supply system. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control system of the power supply system. FIG. 4 is a top view showing the configuration of the power transmission device 35 of the power supply system 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the power receiving device 23 and power transmission device 35 of the power supply system 1. FIGS. 6 to 9 are plan views schematically showing examples of the power transmission coil 351 and magnetic material 355.
図1及び図3に示すように、給電システム1は、受電装置23と、送電装置35と、を備える。受電装置23は、例えば、カート2に設けられる。送電装置35は、例えば、複数のカート2を収容するカートベース3に、カート2の進行方向に沿って複数設けられる。以下の実施形態の説明において、給電システム1は、受電装置23及び送電装置35をカート2及びカートベース3に適用した例を説明する。 As shown in Figures 1 and 3, the power supply system 1 includes a power receiving device 23 and a power transmitting device 35. The power receiving device 23 is provided, for example, on a cart 2. A plurality of power transmitting devices 35 are provided, for example, on a cart base 3 that houses a plurality of carts 2, along the direction of travel of the carts 2. In the following description of the embodiment, an example of the power supply system 1 in which the power receiving device 23 and the power transmitting device 35 are applied to the cart 2 and the cart base 3 will be described.
図1に示すように、給電システム1は、受電装置23を備えるカート2と、複数のカート2を設置するとともに送電装置35を備えるカートベース3と、を備える。給電システム1は、複数の送電装置35を一方向に並べて備えるカートベース3において、受電装置23をそれぞれ備える複数のカート2が、一方向に並べて収納され、複数の送電装置35と複数の受電装置23が所定の間隔で対向配置される。 As shown in FIG. 1, the power supply system 1 includes a cart 2 equipped with a power receiving device 23, and a cart base 3 on which multiple carts 2 are installed and which is equipped with a power transmitting device 35. In the power supply system 1, multiple carts 2, each equipped with a power receiving device 23, are stored in a line on the cart base 3 which has multiple power transmitting devices 35 arranged in a line, and the multiple power transmitting devices 35 and multiple power receiving devices 23 are arranged facing each other at a predetermined interval.
図1及び図2に示すカート2は、移動体であり、例えばショッピングカートである。カート2は、フレーム11と、かご部12と、キャスタ151、152と、電子機器21と、バッテリ22が内部に設けられたバッテリボックス223と、受電装置23と、を備える。 The cart 2 shown in Figures 1 and 2 is a mobile object, such as a shopping cart. The cart 2 includes a frame 11, a basket section 12, casters 151 and 152, electronic equipment 21, a battery box 223 with a battery 22 installed inside, and a power receiving device 23.
フレーム11は、異なる複数の方向に延びる複数のフレーム部材が組みつけられて構成される。フレーム11は、かご部12、複数のキャスタ151、152、各種の電子機器21、及び受電装置23をそれぞれ所定箇所に支持する。 The frame 11 is composed of multiple frame members that extend in different directions. The frame 11 supports the car section 12, multiple casters 151, 152, various electronic devices 21, and power receiving device 23 at their respective designated locations.
フレーム11は、例えば、左右一対の縦フレーム部111と、下フレーム部112と、横フレーム部113と、ハンドル部114と、取付フレーム115と、を備える。縦フレーム部111、下フレーム部112及び横フレーム部113は、互いに交差する方向に延びる。 The frame 11 includes, for example, a pair of left and right vertical frame portions 111, a lower frame portion 112, a horizontal frame portion 113, a handle portion 114, and an attachment frame 115. The vertical frame portions 111, the lower frame portion 112, and the horizontal frame portions 113 extend in directions that intersect with each other.
縦フレーム部111は、後輪キャスタ152から上方に延びる一対のメインフレーム1111と、メインフレーム1111の後ろ側に設けられた一対のサブフレーム1112と、メインフレーム1111の前側に設けられた一対のサブフレーム1113と、を備える。縦フレーム部111は、かご部12の後方において上下方向に延び、下端部に後輪キャスタ152が配置される。 The vertical frame section 111 comprises a pair of main frames 1111 extending upward from the rear casters 152, a pair of sub-frames 1112 provided on the rear side of the main frames 1111, and a pair of sub-frames 1113 provided on the front side of the main frames 1111. The vertical frame section 111 extends vertically behind the car section 12, and the rear casters 152 are located at the lower end.
下フレーム部112は、床面に沿って配される複数のフレーム部材を備える。下フレーム部112は、例えば一対のメインフレーム1121と、サポートフレーム1123と、前連結部1124と、サポートフレーム1123の下方に設けられる取付部1125と、を備える。メインフレーム1121は、後輪キャスタ152から前輪キャスタ151に向けて前方に延びる。 The lower frame section 112 comprises multiple frame members arranged along the floor surface. The lower frame section 112 comprises, for example, a pair of main frames 1121, a support frame 1123, a front connecting section 1124, and an attachment section 1125 provided below the support frame 1123. The main frame 1121 extends forward from the rear caster 152 toward the front caster 151.
サポートフレーム1123は横フレーム部113から下方に延び、所定の高さで前方に屈曲し、前方に向けて延び、前端部が上方に向けて屈曲するフレーム部材である。サポートフレーム1123は、例えば前方で湾曲して折り返すU字状のフレーム部材で構成される。サポートフレーム1123は、メインフレーム1121の内側において床面と平行な面に沿って延びる。サポートフレーム1123は、その上側にバスケット置場を構成する。 The support frame 1123 is a frame member that extends downward from the horizontal frame portion 113, bends forward at a predetermined height, extends forward, and has a front end that bends upward. The support frame 1123 is, for example, a U-shaped frame member that curves and folds back at the front. The support frame 1123 extends along a plane parallel to the floor inside the main frame 1121. The support frame 1123 forms a basket storage area on its upper side.
前連結部1124は、カート2の下端の前端部において幅方向に延び、一対のメインフレーム1121の前端を連結する。 The front connecting portion 1124 extends widthwise at the front end of the lower end of the cart 2 and connects the front ends of the pair of main frames 1121.
取付部1125は、上端部がサポートフレーム1123の所定箇所に固定される。取付部1125は、サポートフレーム1123から下方に延び、所定の高さで後方に屈曲し、後方に向けて延びる。取付部1125は、受電装置23を取り付けるフレーム部材である。取付部1125は、メインフレーム1121の内側において床面と平行な面に沿って延び、サポートフレーム1123の下側に受電装置23を支持する支持面を構成する。例えば取付部1125は、カート2がカートベース3に設置された際に、カートベース3に設けられた送電装置35と取付部1125に設けられた受電装置23とが所定の間隔で対向配置される寸法に設定される。 The upper end of the mounting portion 1125 is fixed to a predetermined position on the support frame 1123. The mounting portion 1125 extends downward from the support frame 1123, bends backward at a predetermined height, and continues extending rearward. The mounting portion 1125 is a frame member to which the power receiving device 23 is attached. The mounting portion 1125 extends along a plane parallel to the floor inside the main frame 1121, and forms a support surface that supports the power receiving device 23 on the underside of the support frame 1123. For example, the mounting portion 1125 is sized so that when the cart 2 is installed on the cart base 3, the power transmitting device 35 provided on the cart base 3 and the power receiving device 23 provided on the mounting portion 1125 are positioned opposite each other with a predetermined distance between them.
横フレーム部113は、左右の縦フレーム部111間に渡されて幅方向に延びる複数本のリンクフレーム1131、1132、1133を備える。 The horizontal frame section 113 has multiple link frames 1131, 1132, and 1133 that span the width between the left and right vertical frame sections 111.
ハンドル部114は、カート2の後端部の上方に配置される。ハンドル部114は、縦フレーム部111の上端部に連続して配される。一例として、ハンドル部114は、幅方向に延びる。 The handle portion 114 is located above the rear end of the cart 2. The handle portion 114 is arranged contiguous with the upper end of the vertical frame portion 111. For example, the handle portion 114 extends in the width direction.
取付フレーム115は、縦フレーム部111に接続される。取付フレーム115は、例えば、一方の縦フレーム部111の上方に延び、各種電子機器21を支持する。 The mounting frame 115 is connected to the vertical frame portion 111. The mounting frame 115 extends, for example, above one of the vertical frame portions 111 and supports various electronic devices 21.
フレーム11において、縦フレーム部111にかご部12が支持され、かご部12の下方に配される下フレーム部112の前端部及び後端部に、前輪キャスタ151及び後輪キャスタ152がそれぞれ設けられる。また、フレーム11において、下フレーム部112の、床面に沿って配されるフレーム部材である取付部1125に、受電装置23が設けられる。また、縦フレーム部111にバッテリボックス223が設けられる。例えば縦フレーム部111の一対のサブフレーム1112にバッテリボックス223が支持される。 In the frame 11, the car section 12 is supported on the vertical frame section 111, and a front caster 151 and a rear caster 152 are provided at the front and rear ends, respectively, of the lower frame section 112, which is disposed below the car section 12. In addition, in the frame 11, a power receiving device 23 is provided on a mounting section 1125, which is a frame member disposed along the floor surface, of the lower frame section 112. Furthermore, a battery box 223 is provided on the vertical frame section 111. For example, the battery box 223 is supported on a pair of sub-frames 1112 of the vertical frame section 111.
また、下フレーム部112において一対のメインフレーム1121は、前側の幅方向の間隔が狭くなるように、前方が中央に向けて斜めに延びている。したがって、フレーム11は、カート2の前進方向において前側の幅が狭く、後方の幅が広く形成される。 Furthermore, the pair of main frames 1121 in the lower frame section 112 extend diagonally toward the center at the front so that the widthwise spacing at the front is narrow. Therefore, the frame 11 is formed so that the width at the front is narrow and the width at the rear is wide in the forward direction of the cart 2.
かご部12は、例えば有孔のパネル部材やメッシュ状のワイヤ部材により、上方に開口する箱状に構成される。かご部12は、縦フレーム部111の前方において、床面から上方に離間した高さに配される。かご部12は、その後端部の左右両側が縦フレーム部111に支持される。 The car section 12 is configured in the shape of a box that opens upward, for example, using perforated panel members or mesh wire members. The car section 12 is positioned in front of the vertical frame section 111, at a height spaced above the floor. The left and right sides of the rear end of the car section 12 are supported by the vertical frame section 111.
前輪キャスタ151及び後輪キャスタ152は、移動方向に回転する車輪153と、車輪153を回転可能に軸支するブラケット部154と、をそれぞれ備える。ブラケット部154は、フレーム11に対して回動可能に取り付けられる。キャスタ15の車輪153が床面上で回転することによりカート2が移動する。また、キャスタ15のブラケット部154が回転することにより、カート2の走行方向が変更可能である。 The front caster 151 and rear caster 152 each have a wheel 153 that rotates in the direction of travel, and a bracket portion 154 that rotatably supports the wheel 153. The bracket portion 154 is rotatably attached to the frame 11. The cart 2 moves when the wheel 153 of the caster 15 rotates on the floor surface. In addition, the traveling direction of the cart 2 can be changed by rotating the bracket portion 154 of the caster 15.
フレーム11及びかご部12の形状と同様に、前方の前輪キャスタ151は後方の後輪キャスタ152よりも左右の幅が狭くなるように配置されている。したがって、カート2は、例えば、複数のカート2を前後に連ねて収納する場合に、後ろのカート2のフレーム11が、前のカート2のフレーム11に沿って重なるように収納できる。 Similar to the shape of the frame 11 and basket section 12, the front casters 151 at the front are positioned so that their width from side to side is narrower than the rear casters 152 at the rear. Therefore, when storing multiple carts 2 lined up one behind the other, the carts 2 can be stored so that the frame 11 of the rear cart 2 overlaps the frame 11 of the front cart 2.
電子機器21は、利用者に情報を提供するためのタブレット端末などの情報端末、あるいは、利用者が選択した商品の情報を取得する商品リーダである。電子機器21は、例えばバッテリ22に接続され、電子機器21はバッテリ22からの電力によって駆動される。電子機器21は、バッテリ22からの電力によって利用者が所持する携帯端末(例えば、携帯電話機、スマートフォン、デジタルカメラなど)の電子機器を充電するための充電装置などであっても良い。 Electronic device 21 is an information terminal such as a tablet terminal for providing information to the user, or a product reader for obtaining information on products selected by the user. Electronic device 21 is connected to, for example, battery 22, and is powered by power from battery 22. Electronic device 21 may also be a charging device for charging a mobile device (e.g., a mobile phone, smartphone, digital camera, etc.) carried by the user using power from battery 22.
本実施形態において、例えば電子機器21として、タブレット端末211および商品リーダ212を備える例を示す。タブレット端末211は、タッチパネルを設けた表示部を有するコンピュータである。タブレット端末211は、ハンドル部114側に位置する利用者に表示部を向けて設置される。タブレット端末211は、例えば、商品リーダ212によって読み取った商品の情報を表示する。また、タブレット端末211は、商品リーダ212により読取った商品に対する精算処理を行うものであっても良い。 In this embodiment, an example is shown in which the electronic device 21 includes a tablet terminal 211 and a product reader 212. The tablet terminal 211 is a computer with a display unit equipped with a touch panel. The tablet terminal 211 is installed with its display unit facing the user positioned on the handle unit 114 side. The tablet terminal 211 displays, for example, information about products read by the product reader 212. The tablet terminal 211 may also perform payment processing for products read by the product reader 212.
商品リーダ212は、商品の情報を読取る装置である。また、商品リーダ212は、読取った商品の情報を表示する表示部を有するものであっても良い。商品リーダ212は、例えば、かご部12に出し入れする商品に添付されたRFIDタグなどを読み取るRFIDタグリーダである。また、商品リーダ212は、商品に添付されたバーコードなどの商品識別情報を読み取るスキャナであっても良い。 The product reader 212 is a device that reads product information. The product reader 212 may also have a display unit that displays the read product information. The product reader 212 is, for example, an RFID tag reader that reads RFID tags attached to products being placed in or taken out of the basket unit 12. The product reader 212 may also be a scanner that reads product identification information, such as barcodes, attached to products.
なお、電子機器21は、タブレット端末211に代えて利用者が所持する携帯端末(スマートフォン、タブレット端末など)を接続するためのインターフェース機器であっても良い。電子機器21としてのインターフェース機器に接続する携帯端末は、上述したタブレット端末211と同様な処理を行うようにしても良い。また、電子機器21としてのインターフェース機器は、携帯端末が具備するバッテリを充電するものであっても良い。なお、電子機器21としてのインターフェース機器は、バッテリ22を内蔵するものであっても良いし、別途設けたバッテリ22に接続するものであっても良い。 In addition, the electronic device 21 may be an interface device for connecting a mobile device (smartphone, tablet device, etc.) owned by the user instead of the tablet device 211. The mobile device connected to the interface device as the electronic device 21 may perform the same processing as the tablet device 211 described above. In addition, the interface device as the electronic device 21 may charge the battery equipped in the mobile device. In addition, the interface device as the electronic device 21 may have a built-in battery 22, or may be connected to a separately provided battery 22.
バッテリボックス223は、フレーム11に設けられる。バッテリボックス223は、例えば、かご部12の開閉パネル121の下方に配された一対のサブフレーム1112に固定され、支持されている。バッテリ22は、カート2に搭載される電子機器21に電力を供給する電源装置であり、充電回路221及び組電池222を備える。バッテリ22は、受電装置23に接続され、受電装置23によって充電される。 The battery box 223 is provided on the frame 11. The battery box 223 is fixed to and supported by, for example, a pair of sub-frames 1112 arranged below the opening/closing panel 121 of the car section 12. The battery 22 is a power supply device that supplies power to the electronic devices 21 mounted on the cart 2, and includes a charging circuit 221 and a battery pack 222. The battery 22 is connected to and charged by the power receiving device 23.
充電回路221は、受電装置23の負荷回路2325から供給される電力を充電用の電力(充電電力)として組電池222へ供給する。例えば、充電回路221は、負荷回路2325から供給された電力を組電池222の充電に用いる直流電流(充電電力)に変換する。即ち、充電回路221は、負荷回路2325からの電力を、組電池222を充電するための所定の電流値及び電圧値の充電電力に変換して組電池222に供給する。充電回路221は、受電装置23からの電力によって組電池222を充電する。 The charging circuit 221 supplies the power supplied from the load circuit 2325 of the power receiving device 23 to the battery pack 222 as charging power (charging power). For example, the charging circuit 221 converts the power supplied from the load circuit 2325 into direct current (charging power) used to charge the battery pack 222. In other words, the charging circuit 221 converts the power from the load circuit 2325 into charging power of a predetermined current value and voltage value for charging the battery pack 222 and supplies it to the battery pack 222. The charging circuit 221 charges the battery pack 222 with power from the power receiving device 23.
組電池222は、充電回路221から供給される充電電力により充電される。また、組電池222は、電子機器21に接続され、電子機器21へ電力を供給する。 The battery pack 222 is charged by the charging power supplied from the charging circuit 221. The battery pack 222 is also connected to the electronic device 21 and supplies power to the electronic device 21.
受電装置23は、非接触で伝送される電力を受電し、受電した電力を電子機器21またはバッテリ22へ供給する。なお、受電装置23は、電子機器21に電力を供給する出力端子を備える構成としても良い。この場合、バッテリ22は、電子機器21を介して供給される電力によって充電される構成としても良い。 The power receiving device 23 receives power transmitted contactlessly and supplies the received power to the electronic device 21 or the battery 22. The power receiving device 23 may also be configured to include an output terminal that supplies power to the electronic device 21. In this case, the battery 22 may be configured to be charged by power supplied via the electronic device 21.
図2に示すように、受電装置23は、カート2の下部に設けられる。受電装置23は、例えば、下フレーム部112の下方に配置される。受電装置23は、カートベース3に保管されたときに、カートベース3に設けられた複数の送電装置35のいずれかと対向する。 As shown in FIG. 2, the power receiving device 23 is provided at the bottom of the cart 2. The power receiving device 23 is disposed, for example, below the lower frame portion 112. When stored in the cart base 3, the power receiving device 23 faces one of the multiple power transmitting devices 35 provided on the cart base 3.
図3及び図5に示すように、受電装置23は、例えば、ケーシング230と、受電コイル231と、受電基板232と、磁性体233と、を備える。 As shown in Figures 3 and 5, the power receiving device 23 includes, for example, a casing 230, a power receiving coil 231, a power receiving board 232, and a magnetic body 233.
ケーシング230は、内部に受電コイル231及び受電基板232を収容する。ケーシング230は、例えば、下フレーム部112の下方に接続される。具体例として、ケーシング230は、下フレーム部112の取付部1125に固定される。 The casing 230 houses the power receiving coil 231 and the power receiving board 232 inside. The casing 230 is connected, for example, to the lower part of the lower frame portion 112. As a specific example, the casing 230 is fixed to the mounting portion 1125 of the lower frame portion 112.
ケーシング230の下面は、カート2が走行する床面に沿う姿勢でカート2に配置される。複数のカート2がスタックされて連なってカートベース3に収容された場合に、ケーシング230は、カート2の進行方向で前後に隣接するカート2の受電装置23のケーシング230と互いに重ならない形状である。また、ケーシング230は、複数のカート2がスタックされて連なってカートベース3に保管された場合に、カート2の進行方向で前後に隣接するカート2の受電装置23と互いに重ならない位置又は干渉しない位置に配置される。 The underside of the casing 230 is placed on the cart 2 in a position that is aligned with the floor surface on which the cart 2 travels. When multiple carts 2 are stacked and lined up and stored in the cart base 3, the casing 230 is shaped so that it does not overlap with the casings 230 of the power receiving devices 23 of adjacent carts 2 in the direction of travel of the carts 2. Furthermore, when multiple carts 2 are stacked and lined up and stored in the cart base 3, the casing 230 is placed in a position that does not overlap with or interfere with the power receiving devices 23 of adjacent carts 2 in the direction of travel of the carts 2.
受電コイル231は、ケーシング230内に配置される。受電コイル231は、例えば、リッツ線を巻回して形成される平面コイルである。あるいは、受電コイル231は、例えば、プリント基板上にコイルパターンである巻線が形成される平面コイルである。受電コイル231は、例えば、電力を受電する受電面が平面状に形成される。受電コイル231の受電面は、カート2が走行する床面に対向して配置される。 The receiving coil 231 is disposed within the casing 230. The receiving coil 231 is, for example, a planar coil formed by winding a litz wire. Alternatively, the receiving coil 231 is, for example, a planar coil in which a coil pattern is formed on a printed circuit board. The receiving surface of the receiving coil 231 that receives power is, for example, formed in a planar shape. The receiving surface of the receiving coil 231 is disposed facing the floor surface on which the cart 2 travels.
受電コイル231は、受電装置23が送電装置35に対向した場合、送電コイル351と電磁結合する。受電コイル231は、送電装置35の送電コイル351から出力された磁界によって、誘導電流を発生させる。 When the power receiving device 23 faces the power transmitting device 35, the power receiving coil 231 is electromagnetically coupled to the power transmitting coil 351. The power receiving coil 231 generates an induced current due to the magnetic field output from the power transmitting coil 351 of the power transmitting device 35.
受電コイル231は、受電基板232の後述するコンデンサ2321と直列接続される。受電コイル231は、コンデンサ2321と接続されることにより、受電共振回路(共振素子)239を構成する。 The receiving coil 231 is connected in series with a capacitor 2321 (described later) on the receiving board 232. By connecting the receiving coil 231 with the capacitor 2321, a receiving resonant circuit (resonant element) 239 is formed.
ここで、受電コイル231及びコンデンサ2321により構成される受電共振回路239は、例えば、受電共振回路239に接続された整流回路2322に交流電力を供給する交流電源として機能する。例えば、電力伝送に磁界共振方式を利用する場合、受電コイル231とコンデンサ2321とから構成される受電共振回路239の共振周波数が、送電装置35の後述する送電コイル351とコンデンサ3521とから構成される送電共振回路359の共振周波数と同一、或いはほぼ同一となるように構成されることが望ましい。これにより、受電共振回路と送電共振回路とが電磁結合した場合の電力の伝送効率が向上する。 Here, the power receiving resonant circuit 239 composed of the power receiving coil 231 and capacitor 2321 functions, for example, as an AC power supply that supplies AC power to the rectifier circuit 2322 connected to the power receiving resonant circuit 239. For example, when using the magnetic field resonance method for power transmission, it is desirable to configure the resonant frequency of the power receiving resonant circuit 239 composed of the power receiving coil 231 and capacitor 2321 so that it is the same or nearly the same as the resonant frequency of the power transmitting resonant circuit 359 composed of the power transmitting coil 351 and capacitor 3521 (described below) of the power transmitting device 35. This improves the power transmission efficiency when the power receiving resonant circuit and power transmitting resonant circuit are electromagnetically coupled.
なお、電力伝送に電磁誘導方式を利用する場合、受電共振回路239は、コンデンサ2321を有さず、受電コイル231により構成されていてもよい。 Note that when using electromagnetic induction for power transmission, the power receiving resonant circuit 239 may be configured with the power receiving coil 231 without including the capacitor 2321.
受電基板232は、コンデンサ2321と、整流回路2322と、電圧変換回路2323と、切替回路2324と、負荷回路2325と、制御回路2326と、通信回路2327と、を備える。受電基板232は、例えば、電子部品や配線パターンが実装されることで、コンデンサ2321、整流回路2322、電圧変換回路2323、切替回路2324、負荷回路2325、制御回路2326、通信回路2327等を含む各種処理回路が構成される。 The power receiving board 232 includes a capacitor 2321, a rectifier circuit 2322, a voltage conversion circuit 2323, a switching circuit 2324, a load circuit 2325, a control circuit 2326, and a communication circuit 2327. By mounting electronic components and wiring patterns, for example, the power receiving board 232 is configured to include various processing circuits including the capacitor 2321, rectifier circuit 2322, voltage conversion circuit 2323, switching circuit 2324, load circuit 2325, control circuit 2326, and communication circuit 2327.
コンデンサ2321は、共振用のコンデンサである。
整流回路2322は、受電共振回路から供給される交流電力を整流し、直流電力に変換する。整流回路2322は、例えば複数のダイオードにより構成された整流ブリッジを備える。整流ブリッジの一対の入力端子は、受電共振回路239に接続される。整流回路2322は、受電共振回路239から供給された交流電力を全波整流することにより、直流電力を一対の出力端子から出力する。整流回路2322は、直流電力を電圧変換回路2323に供給する。
The capacitor 2321 is a capacitor for resonance.
The rectifier circuit 2322 rectifies the AC power supplied from the power receiving resonant circuit and converts it into DC power. The rectifier circuit 2322 includes, for example, a rectifier bridge configured with a plurality of diodes. A pair of input terminals of the rectifier bridge are connected to the power receiving resonant circuit 239. The rectifier circuit 2322 full-wave rectifies the AC power supplied from the power receiving resonant circuit 239, and outputs DC power from a pair of output terminals. The rectifier circuit 2322 supplies the DC power to the voltage conversion circuit 2323.
電圧変換回路2323は、整流回路2322から出力された直流電圧を所望の直流電圧に変換する。例えば、電圧変換回路2323は、二つ設けられる。一方の電圧変換回路23231は、例えば、整流回路2322及び切替回路2324(負荷回路2325)に接続される。一方の電圧変換回路23231は、整流回路2322から供給される直流電力を、負荷回路2325に出力する、充電処理に適した電圧の直流電力に変換する。他方の電圧変換回路23232は、整流回路2322及び制御回路2326に接続される。他方の電圧変換回路23232は、整流回路2322から供給される直流電力を、制御回路2326を動作させる電圧に適した直流電力に変換する。 The voltage conversion circuit 2323 converts the DC voltage output from the rectifier circuit 2322 into the desired DC voltage. For example, two voltage conversion circuits 2323 may be provided. One voltage conversion circuit 23231 is connected to, for example, the rectifier circuit 2322 and the switching circuit 2324 (load circuit 2325). The voltage conversion circuit 23231 converts the DC power supplied from the rectifier circuit 2322 into DC power of a voltage suitable for charging, which is output to the load circuit 2325. The other voltage conversion circuit 23232 is connected to the rectifier circuit 2322 and the control circuit 2326. The other voltage conversion circuit 23232 converts the DC power supplied from the rectifier circuit 2322 into DC power suitable for the voltage required to operate the control circuit 2326.
切替回路2324は、電圧変換回路23231及び負荷回路2325の接続及び切断を切り替える。切替回路2324は、例えば、制御回路2326からの信号に基づいて、電圧変換回路23231及び負荷回路2325の接続及び切断を切り替える。 The switching circuit 2324 switches between the connection and disconnection of the voltage conversion circuit 23231 and the load circuit 2325. The switching circuit 2324 switches between the connection and disconnection of the voltage conversion circuit 23231 and the load circuit 2325, for example, based on a signal from the control circuit 2326.
負荷回路2325は、電圧変換回路23231により生成された電圧の直流電力を受け取る負荷である。負荷回路2325は、例えば、組電池222に電力を充電する充電回路221に接続される。負荷回路2325は、例えば、電圧変換回路23231により生成された電圧の直流電力を組電池222に蓄える充電処理を、充電回路221とともに行う。なお、負荷回路2325は、受電装置23に設けられず、バッテリ22の充電回路221が負荷回路2325の機能を発揮してもよい。また、受電装置23が、電子機器21に電力を供給する出力端子を備える構成である場合には、負荷回路2325を受電装置23が有さない構成であってもよい。即ち、本実施形態において、受電装置23が負荷回路2325を有する構成を説明しているが、負荷回路2325を受電装置23の外部に設け、受電装置23の切替回路2324を、コネクタ等を介して外部に設けられた負荷回路に接続する構成であってもよい。 The load circuit 2325 is a load that receives DC power of the voltage generated by the voltage conversion circuit 23231. The load circuit 2325 is connected, for example, to the charging circuit 221 that charges the assembled battery 222 with power. The load circuit 2325, together with the charging circuit 221, performs, for example, a charging process that stores the DC power of the voltage generated by the voltage conversion circuit 23231 in the assembled battery 222. Note that the load circuit 2325 may not be provided in the power receiving device 23, and the charging circuit 221 of the battery 22 may perform the function of the load circuit 2325. Furthermore, if the power receiving device 23 is configured to have an output terminal that supplies power to the electronic device 21, the power receiving device 23 may not have the load circuit 2325. That is, in this embodiment, a configuration is described in which the power receiving device 23 has a load circuit 2325, but the load circuit 2325 may be provided external to the power receiving device 23, and the switching circuit 2324 of the power receiving device 23 may be connected to the external load circuit via a connector or the like.
制御回路2326は、負荷回路2325の動作を制御する。制御回路2326は、処理回路である。制御回路2326は、例えば、プロセッサとメモリとを備える。プロセッサは、演算処理を実行する。プロセッサは、例えば、メモリに記憶されているプログラム及びプログラムで用いられるデータに基づいて種々の処理を行う。メモリは、プログラム及びプログラムで用いられるデータ等を記憶する。制御回路2326は、マイコン、及び/または発振回路等により構成されていてもよい。 The control circuit 2326 controls the operation of the load circuit 2325. The control circuit 2326 is a processing circuit. The control circuit 2326 includes, for example, a processor and a memory. The processor executes arithmetic processing. The processor performs various processes based on, for example, programs stored in the memory and data used in the programs. The memory stores programs, data used in the programs, and the like. The control circuit 2326 may be configured with a microcomputer and/or an oscillator circuit, etc.
通信回路2327は、送電装置35と、送電及び受電に関する情報を非接触で通信する。 The communication circuit 2327 wirelessly communicates information regarding power transmission and reception with the power transmission device 35.
磁性体233は、例えば、受電コイル231の受電面とは反対側に設けられる。磁性体233は、シート状又は板状に形成される。 The magnetic body 233 is provided, for example, on the side opposite the power receiving surface of the power receiving coil 231. The magnetic body 233 is formed in a sheet or plate shape.
カート2は、図1及び図2に示すように、所定の収納位置に設けられたカートベース3に収納される。図1及び図2では、カートベース3には、複数台以上のカート2が入れ子状に連なって収納される。 As shown in Figures 1 and 2, the cart 2 is stored in a cart base 3 provided at a predetermined storage position. In Figures 1 and 2, the cart base 3 stores multiple carts 2 nested one inside the other.
カート2を収納する収納装置としてのカートベース3は、ベース部としてのガイドベース31と、カートゲート32と、ガイドベース31に支持される複数の送電装置35と、を備える。 The cart base 3, which serves as a storage device for storing the cart 2, includes a guide base 31 serving as a base portion, a cart gate 32, and multiple power transmission devices 35 supported by the guide base 31.
ガイドベース31は所定の収納位置に敷設されるプレート状の支持台311を備える。支持台311は、その上面に、一方向に延びる複数のガイドレール312と、複数のガイドレール312の間に形成される複数の案内溝313と、を有する。また、支持台311は、複数のカート2の収納位置を案内する突起や溝を有する。ガイドベース31は、ガイドレール312及び案内溝313によって前後の車輪153の移動を規定することで、支持台311上のカート2の走行方向を案内する。また、ガイドベース31は複数の送電装置35を等間隔に支持する。 The guide base 31 comprises a plate-shaped support platform 311 that is placed in a predetermined storage position. The support platform 311 has, on its upper surface, multiple guide rails 312 that extend in one direction and multiple guide grooves 313 formed between the multiple guide rails 312. The support platform 311 also has protrusions and grooves that guide the storage positions of multiple carts 2. The guide base 31 regulates the movement of the front and rear wheels 153 using the guide rails 312 and guide grooves 313, thereby guiding the running direction of the cart 2 on the support platform 311. The guide base 31 also supports multiple power transmission devices 35 at equal intervals.
カートゲート32は、ガイドベース31の両側部から立設する一対のポール322と、ガイドベース31の両側縁において所定高さに配されて一方向に延びるサイドバー323と、を備える。 The cart gate 32 comprises a pair of poles 322 erected from both sides of the guide base 31, and side bars 323 arranged at a predetermined height on both side edges of the guide base 31 and extending in one direction.
送電装置35は、カート2の前方の一対の車輪153が案内されるガイドベース31の一対の案内溝313の間に、複数設けられる。複数の送電装置35は、ガイドベース31の一対の案内溝313の延設方向に並んで配置される。ここで、案内溝313の延設方向とは、ガイドベース31上におけるカート2の進行方向である。換言すると、案内溝313の延設方向とは、ガイドベース31上における複数のカート2のスタック方向である。複数の送電装置35は、カートベース3上にスタックして保管される複数のカート2の受電装置23と対向する。送電装置35は、対向したカート2の受電装置23に対して非接触で電力を伝送する。 Multiple power transmission devices 35 are provided between a pair of guide grooves 313 on the guide base 31, along which the pair of front wheels 153 of the cart 2 are guided. The multiple power transmission devices 35 are arranged side by side in the extension direction of the pair of guide grooves 313 on the guide base 31. Here, the extension direction of the guide grooves 313 is the direction in which the cart 2 travels on the guide base 31. In other words, the extension direction of the guide grooves 313 is the stacking direction of the multiple carts 2 on the guide base 31. The multiple power transmission devices 35 face the power receiving devices 23 of the multiple carts 2 stored in a stack on the cart base 3. The power transmission devices 35 transmit power contactlessly to the power receiving devices 23 of the opposing carts 2.
図3乃至図5に示すように、送電装置35は、例えば、ケーシング350と、送電コイル351と、送電基板352と、ファン353と、ACアダプタ354と、磁性体355と、を備える。 As shown in Figures 3 to 5, the power transmission device 35 includes, for example, a casing 350, a power transmission coil 351, a power transmission board 352, a fan 353, an AC adapter 354, and a magnetic body 355.
ケーシング350は、例えば、矩形箱状に形成される。ケーシング350は、内部に、送電コイル351、送電基板352、ファン353を収容する。ケーシング350は、カートベース3に収容されたカート2の受電装置23と、所定の間隔を開けて対向する。ケーシング350と受電装置23のケーシング230との間隔は、数mmであり、具体例として、例えば、1mm~10mmである。 The casing 350 is formed, for example, in the shape of a rectangular box. The casing 350 houses a power transmission coil 351, a power transmission board 352, and a fan 353 inside. The casing 350 faces the power receiving device 23 of the cart 2 housed in the cart base 3, with a predetermined gap between them. The gap between the casing 350 and the casing 230 of the power receiving device 23 is several millimeters, and specifically, 1 to 10 mm.
ケーシング350は、例えば、矩形状の底壁3501と、底壁3501と対向する矩形状の上壁3502と、底壁3501及び上壁3502を連続する4つの側壁3503と、を有する。 The casing 350 has, for example, a rectangular bottom wall 3501, a rectangular top wall 3502 facing the bottom wall 3501, and four side walls 3503 connecting the bottom wall 3501 and the top wall 3502.
例えば、底壁3501には、送電基板352が配置される。例えば、上壁3502には、送電コイル351が固定される。カートベース3に送電装置35が設けられた姿勢で、上壁3502の上面は、例えば、カート2の進行方向に沿って延びる。例えば、上壁3502の上面は、水平方向に延びる。上壁3502には、複数の排気口3505が形成される。 For example, a power transmission board 352 is disposed on the bottom wall 3501. For example, a power transmission coil 351 is fixed to the top wall 3502. When the power transmission device 35 is mounted on the cart base 3, the top surface of the top wall 3502 extends, for example, along the direction of travel of the cart 2. For example, the top surface of the top wall 3502 extends horizontally. A plurality of exhaust ports 3505 are formed in the top wall 3502.
排気口3505は、例えば、上壁3502に形成された単数又は複数の開口により構成される。排気口3505は、円形状、矩形状、円弧状等の種々の形状に形成される。複数の排気口3505は、後述する巻線3511に形成される複数の隙間3512、及び、後述する磁性体355に形成される複数の磁性体穴3551と対向する。複数の排気口3505は、複数の排気口3505から排出され、送電装置35に対向する受電装置23のケーシング230に当接した空気が、上壁3502の送電コイル351が設けられる範囲に移動できる位置及び形状に形成される。複数の排気口3505は、例えば、送電コイル351の中心又は中心側の所定の位置を中心として対称位置に形成される。なお、複数の排気口3505の配置関係は、対称位置に配置されることに限定されない。 The exhaust port 3505 is, for example, composed of one or more openings formed in the upper wall 3502. The exhaust port 3505 is formed in various shapes, such as a circle, a rectangle, or an arc. The multiple exhaust ports 3505 face multiple gaps 3512 formed in the winding 3511 (described below) and multiple magnetic holes 3551 formed in the magnetic body 355 (described below). The multiple exhaust ports 3505 are formed in positions and shapes that allow air discharged from the multiple exhaust ports 3505 and coming into contact with the casing 230 of the power receiving device 23 facing the power transmitting device 35 to move into the area of the upper wall 3502 where the power transmitting coil 351 is located. The multiple exhaust ports 3505 are formed, for example, at symmetrical positions around the center of the power transmitting coil 351 or a predetermined position near the center. Note that the arrangement of the multiple exhaust ports 3505 is not limited to symmetrical positions.
即ち、複数の排気口3505は、上壁3502の上面のうち、送電コイル351が設けられる領域と対向する位置に排気口3505から排気された空気が供給される配置構成であれば、適宜設定される。 In other words, the multiple exhaust ports 3505 can be appropriately positioned so that air exhausted from the exhaust ports 3505 is supplied to a position on the upper surface of the upper wall 3502 that faces the area where the power transmission coil 351 is provided.
4つの側壁3503のうち、少なくともいずれか1つの側壁3503には、ケーシング350内に外部空気を導入する吸気口3507が形成される。 At least one of the four side walls 3503 has an air intake 3507 formed in it to introduce external air into the casing 350.
このようなケーシング350の底壁3501及び上壁3502の間には、所定の隙間が形成される。ここで、底壁3501及び上壁3502の所定の隙間とは、側壁3503に形成された吸気口3507から排気口3505までの空気の流れを形成できる、対向する底壁3501及び上壁3502の間隔である。具体例として、底壁3501に配置された送電基板352と上壁3502に配置された送電コイル351との間に、空気の流れが生じる隙間が形成する幅で、底壁3501及び上壁3502が離間する。例えば、底壁3501に配置された送電基板352と上壁3502に配置された送電コイル351との隙間の幅は、数cmであり、具体例として、例えば、1cm~10cmである。 A predetermined gap is formed between the bottom wall 3501 and the top wall 3502 of such a casing 350. Here, the predetermined gap between the bottom wall 3501 and the top wall 3502 refers to the distance between the opposing bottom wall 3501 and top wall 3502 that allows air to flow from the intake port 3507 formed in the side wall 3503 to the exhaust port 3505. As a specific example, the bottom wall 3501 and the top wall 3502 are separated by a width that forms a gap that allows air to flow between the power transmission board 352 arranged on the bottom wall 3501 and the power transmission coil 351 arranged on the top wall 3502. For example, the width of the gap between the power transmission board 352 arranged on the bottom wall 3501 and the power transmission coil 351 arranged on the top wall 3502 is several centimeters, and as a specific example, is 1 cm to 10 cm.
送電コイル351は、例えば、巻線3511を含む平面コイルである。送電コイル351は、例えば、リッツ線を巻回して形成される。送電コイル351は、例えば、電力を送電する送電面が平面状に形成される。例えば、巻線3511は、磁性体355に固定される。送電コイル351は、中央が開口する平面枠状で複数回巻線3511を巻回することで形成される。例えば、送電コイル351は、交差する2辺が略同じ長さの正方形状や一方向に長い長方形状等の矩形状や、円形状や楕円状等、種々の形状に形成される。 The power transmission coil 351 is, for example, a planar coil including a winding 3511. The power transmission coil 351 is formed, for example, by winding a litz wire. The power transmission coil 351 has, for example, a planar power transmission surface for transmitting power. For example, the winding 3511 is fixed to a magnetic body 355. The power transmission coil 351 is formed by winding the winding 3511 multiple times around a planar frame with an opening in the center. For example, the power transmission coil 351 can be formed in various shapes, such as a square with two intersecting sides of approximately the same length, a rectangular shape such as a rectangle that is long in one direction, a circle, or an ellipse.
送電コイル351の送電面は、カート2が走行する床面に沿って配置される。また、送電コイル351の送電面は、カートベース3に収容され、対向するカート2に設けられた受電コイル231の受電面に沿う。複数の送電装置35の各送電コイル351は、カートベース3に収納される複数のカート2の各受電装置23の受電コイル231と対向する位置に設けられる。 The power transmission surface of the power transmission coil 351 is arranged along the floor surface on which the cart 2 travels. The power transmission surface of the power transmission coil 351 is also housed in the cart base 3 and is aligned with the power receiving surface of the power receiving coil 231 provided on the opposing cart 2. Each power transmission coil 351 of the multiple power transmission devices 35 is provided in a position facing the power receiving coil 231 of each power receiving device 23 of the multiple carts 2 housed in the cart base 3.
具体例として、送電コイル351には、例えば、複数回が巻回された巻線3511のうち、送電面の面方向で隣り合う巻線間に複数の隙間3512が形成される。隙間3512は、巻線3511の巻回方向において、2箇所以上に形成される。なお、図6乃至図9の各実施例においては、巻線3511の巻回方向において2箇所に設ける例を示すが、隙間3512が3箇所に形成されていてもよく、また、4箇所以上に形成されていてもよい。 As a specific example, in the power transmission coil 351, for example, of the winding 3511 wound multiple times, multiple gaps 3512 are formed between adjacent windings in the plane direction of the power transmission surface. The gaps 3512 are formed in two or more locations in the winding direction of the winding 3511. Note that while the examples in Figures 6 to 9 show examples in which gaps 3512 are formed in two locations in the winding direction of the winding 3511, gaps 3512 may be formed in three locations, or may be formed in four or more locations.
複数の隙間3512は、巻回された巻線3511の最内で囲われる送電コイル351の中心側の領域以外に形成される。即ち、隙間3512は、複数回だけ巻回された巻線3511の隣り合う巻線3511のうち、最外の巻線35111よりも内側の巻線3511の一部が屈曲することで形成される。なお、巻線3511の屈曲形状は、所定の曲率半径の曲線状であってもよく、所定の角度で直線状の組み合わせによってV字状又は矩形状等の多角形状であってもよい。 The multiple gaps 3512 are formed outside the central region of the power transmission coil 351, which is surrounded by the innermost portion of the wound winding 3511. In other words, the gaps 3512 are formed by bending a portion of the winding 3511 that is more inward than the outermost winding 35111, among the adjacent windings 3511 wound multiple times. The bent shape of the winding 3511 may be a curve with a predetermined radius of curvature, or may be a polygonal shape such as a V-shape or a rectangle formed by combining straight lines at a predetermined angle.
例えば、一部を屈曲させることで隙間3512を形成する巻線3511の製造方法の例は、例えば、巻線3511の一部に屈曲を設けるように作製したり、屈曲のない巻線を作製後、巻線の一部に屈曲を形成したりすればよい。あるいは、一部を屈曲させることで隙間3512を形成する巻線3511の製造方法の他の例は、巻線3511の屈曲のない外側巻線と、一部に屈曲を設けた内側巻線とを別々に構成し、外側巻線及び内側巻線を接続して作製してもよい。 For example, an example of a method for manufacturing a winding 3511 in which a gap 3512 is formed by bending a portion of the winding 3511 may involve manufacturing the winding 3511 so that a portion of the winding is bent, or manufacturing an unbent winding and then bending a portion of the winding. Alternatively, another example of a method for manufacturing a winding 3511 in which a gap 3512 is formed by bending a portion of the winding 3511 may involve separately constructing an outer winding with no bend and an inner winding with a portion of a bend, and then connecting the outer winding and inner winding.
または、複数の隙間3512は、最外の巻線35111よりも内側の巻線3511が、この巻線3511と外側で隣接する巻線3511から送電コイル351の中央側に隙間3512以上の隙間を空けて離間することで形成される。なお、隙間3512を形成する隣り合う巻線3511の間隔は、隙間3512を形成しない隣り合う巻線3511の間隔よりも広い。 Alternatively, the multiple gaps 3512 are formed by separating a winding 3511 that is more inward than the outermost winding 35111 from the adjacent winding 3511 on the outside by a gap equal to or greater than the gap 3512 toward the center of the power transmission coil 351. Note that the spacing between adjacent windings 3511 that form a gap 3512 is wider than the spacing between adjacent windings 3511 that do not form a gap 3512.
具体例として、送電コイル351には、例えば、複数が巻回された巻線3511のうち、最外の巻線35111を含む外側巻線35113と、最内の巻線35112を含む内側巻線35114との間に複数の隙間3512が形成される。 As a specific example, the power transmission coil 351 has multiple windings 3511, and multiple gaps 3512 are formed between the outer winding 35113, which includes the outermost winding 35111, and the inner winding 35114, which includes the innermost winding 35112.
なお、隙間3512は、複数回だけ巻回された巻線3511の隣り合う巻線3511のうち、最外の巻線35111よりも内側の巻線3511の一部が屈曲及び離間することで形成される構成であってもよい。 The gap 3512 may also be formed by bending and separating a portion of the adjacent winding 3511 that is wound multiple times and is located inside the outermost winding 35111.
ここで、3回巻回される巻線3511の外側巻線35113及び内側巻線35114の例を説明する。この場合の、外側巻線35113は、最外の巻線35111であるか、又は、最外の巻線35111及びこの最外の巻線35111に隣接する巻線3511である。また、内側巻線35114は、最内の巻線35112及びこの最内の巻線35112に隣接する巻線3511か、又は、最内の巻線35112である。 Here, an example of the outer winding 35113 and inner winding 35114 of the winding 3511, which is wound three times, will be described. In this case, the outer winding 35113 is the outermost winding 35111, or the outermost winding 35111 and the winding 3511 adjacent to this outermost winding 35111. Furthermore, the inner winding 35114 is the innermost winding 35112 and the winding 3511 adjacent to this innermost winding 35112, or the innermost winding 35112.
また、4回巻回される巻線3511の外側巻線35113及び内側巻線35114の例を説明する。この場合の、外側巻線35113は、最外の巻線35111のみか、又は、最外の巻線35111を含む、外側から2巻目又は3巻目までの巻線3511である。また、内側巻線35114は、最内の巻線35112を含む、内側から3巻目又は2巻目までの巻線3511であるか、又は、最内の巻線35112のみである。 An example of the outer winding 35113 and inner winding 35114 of the winding 3511, which is wound four times, will now be described. In this case, the outer winding 35113 is either the outermost winding 35111 alone, or the first two or three outermost windings 3511 including the outermost winding 35111. The inner winding 35114 is either the innermost winding 3511 including the innermost winding 35112 and the first two or three innermost windings 3511, or the innermost winding 35112 alone.
また、5回巻回される巻線3511の外側巻線35113及び内側巻線35114の例を説明する。この場合の、外側巻線35113は、最外の巻線35111のみか、又は、最外の巻線35111を含む外側から2巻目、3巻目又は4巻目までの巻線3511である。また、内側巻線35114は、最内の巻線35112を含む、内側から4巻目、3巻目又は4巻目までの巻線3511であるか、又は、最内の巻線35112のみである。 An example of the outer winding 35113 and inner winding 35114 of the winding 3511 having five turns will now be described. In this case, the outer winding 35113 is either the outermost winding 35111 only, or the winding 3511 from the outside, including the outermost winding 35111, up to the second, third, or fourth turn. The inner winding 35114 is either the innermost winding 3511 from the inside, including the innermost winding 35112, up to the fourth, third, or fourth turn, or the innermost winding 35112 only.
例えば、図6に第1実施例の送電コイル351として、内側巻線35114が送電コイル351の巻線3511の中央側に屈曲することで、2つの隙間3512が形成される例を示す。第1実施例の送電コイル351は、例えば、一方向に長い矩形枠状に5巻回された巻線3511の例であり、長手側の最内の巻線35112から3巻目までの巻線3511を内側巻線35114とする。そして、第1実施例の送電コイル351は、内側巻線35114が屈曲することで、外側巻線35113及び内側巻線35114との間に2つの隙間3512が形成される。 For example, Figure 6 shows an example of a power transmission coil 351 of the first embodiment in which the inner winding 35114 is bent toward the center of the winding 3511 of the power transmission coil 351, thereby forming two gaps 3512. The power transmission coil 351 of the first embodiment is an example of a winding 3511 formed with five turns in the shape of a rectangular frame that is long in one direction, and the winding 3511 from the innermost turn 35112 to the third turn on the long side is called the inner winding 35114. In the power transmission coil 351 of the first embodiment, the inner winding 35114 is bent, thereby forming two gaps 3512 between the outer winding 35113 and the inner winding 35114.
例えば、図9に第2実施例の送電コイル351として、内側巻線35114が送電コイル351の中央側に外側巻線35113から所定の隙間を空けて離間することで、2つの隙間3512が形成される例を示す。第2実施例の送電コイル351は、例えば、一方向に長い矩形枠状に4巻回された巻線3511の例であり、短手側の最内の巻線35112から2巻目までの巻線3511を内側巻線35114とする。そして、第2実施例の送電コイル351は、内側巻線35114が外側巻線35113から所定の距離だけ離間することで、外側巻線35113及び内側巻線35114との間に2つの隙間3512が形成される。 For example, Figure 9 shows an example of a power transmission coil 351 of the second embodiment, in which the inner winding 35114 is separated from the outer winding 35113 at a predetermined distance toward the center of the power transmission coil 351, thereby forming two gaps 3512. The power transmission coil 351 of the second embodiment is, for example, an example of a winding 3511 formed with four turns in the shape of a rectangular frame that is long in one direction, and the winding 3511 from the innermost turn 35112 on the short side to the second turn is called the inner winding 35114. In the power transmission coil 351 of the second embodiment, the inner winding 35114 is separated from the outer winding 35113 by a predetermined distance, thereby forming two gaps 3512 between the outer winding 35113 and the inner winding 35114.
送電コイル351の中央が、ケーシング350の上壁3502の中央又は上壁3502の中央側となるように、送電コイル351が上壁3502に配置される。そして、送電コイル351の複数の隙間3512が上壁3502に形成された複数の排気口3505のそれぞれと対向する。 The power transmission coil 351 is arranged on the upper wall 3502 so that the center of the power transmission coil 351 is at the center of the upper wall 3502 of the casing 350 or near the center of the upper wall 3502. The multiple gaps 3512 in the power transmission coil 351 face each of the multiple exhaust ports 3505 formed in the upper wall 3502.
送電コイル351は、受電装置23及び送電装置35が対向した場合、受電コイル231と電磁結合する。 When the power receiving device 23 and the power transmitting device 35 face each other, the power transmitting coil 351 is electromagnetically coupled to the power receiving coil 231.
送電コイル351は、送電基板352の後述するコンデンサ3521と直列接続される。送電コイル351は、コンデンサ3521と接続されることにより、送電共振回路(共振素子)359を構成する。 The power transmission coil 351 is connected in series with a capacitor 3521 (described later) on the power transmission board 352. By connecting the power transmission coil 351 to the capacitor 3521, a power transmission resonant circuit (resonant element) 359 is formed.
ここで、送電コイル351及びコンデンサ3521により構成される送電共振回路359の共振周波数は、制御回路3528の発振回路の発振周波数と同一、或いはほぼ同一となるように構成されることが望ましい。なお、電力伝送に電磁誘導方式を利用する場合、送電共振回路359は、コンデンサ3521を有さず、送電コイル351により構成されていてもよい。 Here, it is desirable that the resonant frequency of the power transmission resonant circuit 359, which is composed of the power transmission coil 351 and capacitor 3521, be configured to be the same as or nearly the same as the oscillation frequency of the oscillation circuit of the control circuit 3528. Note that when using an electromagnetic induction method for power transmission, the power transmission resonant circuit 359 may be configured only with the power transmission coil 351, without including the capacitor 3521.
送電基板352は、コンデンサ3521と、送電回路3522と、電圧変換回路3523と、切替回路3524と、電流センサ3526と、電流検出回路3527、制御回路3528と、通信回路3529と、を備える。送電基板352は、例えば、電子部品や配線パターンが実装されることで、コンデンサ3521、送電回路3522、電圧変換回路3523、切替回路3524、電流センサ3526、電流検出回路3527、制御回路3528、通信回路3529等を含む各種処理回路が構成される。 The power transmission board 352 includes a capacitor 3521, a power transmission circuit 3522, a voltage conversion circuit 3523, a switching circuit 3524, a current sensor 3526, a current detection circuit 3527, a control circuit 3528, and a communication circuit 3529. By mounting electronic components and wiring patterns, for example, the power transmission board 352 configures various processing circuits including the capacitor 3521, power transmission circuit 3522, voltage conversion circuit 3523, switching circuit 3524, current sensor 3526, current detection circuit 3527, control circuit 3528, and communication circuit 3529.
コンデンサ3521は、送電コイル351と共に、共振回路を構成する。 Capacitor 3521, together with the transmitting coil 351, forms a resonant circuit.
送電回路3522は、送電電力を生成し、生成した送電電力を送電コイル351に供給する。例えば、送電回路3522は、制御回路3528の制御に基づき、ACアダプタ354などを介して供給される直流電力をスイッチングすることにより送電電力としての交流電力を生成する。送電コイル351は、送電回路3522から供給される送電電力に応じて受電装置23が受電可能な電力を出力する。送電回路3522は、送電共振回路359の共振周波数と同一、あるいは略同一の周波数の交流電力を発生する。送電回路3522は、FET等のスイッチング素子を有する。送電回路3522は、制御回路3528内の発振回路の出力で、オン及びオフが切り替えられる。送電回路3522から出力された電力は、送電コイル351と受電コイル231との間の電磁誘導または磁界共鳴等の電磁結合を利用して、受電装置23に伝送される。 The power transmission circuit 3522 generates transmission power and supplies the generated transmission power to the power transmission coil 351. For example, under the control of the control circuit 3528, the power transmission circuit 3522 generates AC power as transmission power by switching DC power supplied via an AC adapter 354 or the like. The power transmission coil 351 outputs power that can be received by the power receiving device 23 according to the transmission power supplied from the power transmission circuit 3522. The power transmission circuit 3522 generates AC power at a frequency that is the same as or approximately the same as the resonant frequency of the power transmission resonant circuit 359. The power transmission circuit 3522 has a switching element such as an FET. The power transmission circuit 3522 is switched on and off by the output of an oscillator circuit in the control circuit 3528. The power output from the power transmission circuit 3522 is transmitted to the power receiving device 23 using electromagnetic coupling, such as electromagnetic induction or magnetic field resonance, between the power transmission coil 351 and the power receiving coil 231.
電圧変換回路3523は、例えば商用電源に接続するACアダプタ354などを介して供給される直流電源の電圧を所望の直流電圧に変換する。具体例として、電圧変換回路3523は、制御回路3528を動作させる為の電力を生成し、制御回路3528に供給する。 The voltage conversion circuit 3523 converts the voltage of a DC power supply supplied, for example, via an AC adapter 354 connected to a commercial power source, into the desired DC voltage. As a specific example, the voltage conversion circuit 3523 generates power for operating the control circuit 3528 and supplies it to the control circuit 3528.
切替回路3524は、ACアダプタ354及び送電回路3522の接続及び切断を切り替える。切替回路3524は、制御回路3528からの制御信号に基づいて、ACアダプタ354及び送電回路3522を接続または切断することで、送電装置から受電装置への電力の供給状態を切替える。例えば、切替回路3524は、外部の直流電源から供給される電圧の直流電力と、外部の直流電源から供給される直流電力が電圧変換回路3523により降圧された電圧の直流電力とのいずれかを送電回路3522に供給する。切替回路3524は、送電回路3522に供給する直流電力を制御回路3528の制御に基づいて切り替える。 The switching circuit 3524 switches the connection and disconnection of the AC adapter 354 and the power transmission circuit 3522. The switching circuit 3524 switches the state of power supply from the power transmitting device to the power receiving device by connecting or disconnecting the AC adapter 354 and the power transmission circuit 3522 based on a control signal from the control circuit 3528. For example, the switching circuit 3524 supplies to the power transmitting circuit 3522 either DC power of a voltage supplied from an external DC power source or DC power of a voltage obtained by lowering the DC power supplied from the external DC power source by the voltage conversion circuit 3523. The switching circuit 3524 switches the DC power supplied to the power transmitting circuit 3522 based on the control of the control circuit 3528.
電流センサ3526は、送電回路3522に入力される直流電流を検出する。電流センサ3526は、切替回路3524と送電回路3522との間に接続された微小抵抗である。電流センサ3526には、切替回路3524から送電回路3522に伝送される電流に応じた電位(電流検出信号)が生じる。 Current sensor 3526 detects the DC current input to power transmission circuit 3522. Current sensor 3526 is a small resistor connected between switching circuit 3524 and power transmission circuit 3522. Current sensor 3526 generates a potential (current detection signal) corresponding to the current transmitted from switching circuit 3524 to power transmission circuit 3522.
電流検出回路3527は、電流センサ3526で検出した微小な信号を増幅し、制御回路3528に出力する。 The current detection circuit 3527 amplifies the small signal detected by the current sensor 3526 and outputs it to the control circuit 3528.
制御回路3528は、送電回路3522の動作を制御する。制御回路3528は、処理回路である。制御回路3528は、例えば、プロセッサとメモリとを備える。プロセッサは、演算処理を実行する。プロセッサは、例えば、メモリに記憶されているプログラム及びプログラムで用いられるデータに基づいて種々の処理を行う。メモリは、プログラム及びプログラムで用いられるデータ等を記憶する。制御回路3528は、マイコン、及び/または発振回路等により構成されていてもよい。 The control circuit 3528 controls the operation of the power transmission circuit 3522. The control circuit 3528 is a processing circuit. The control circuit 3528 includes, for example, a processor and memory. The processor executes arithmetic processing. The processor performs various processes based on, for example, programs stored in the memory and data used in the programs. The memory stores programs, data used in the programs, and the like. The control circuit 3528 may be configured with a microcomputer and/or an oscillator circuit, etc.
例えば、制御回路3528は、送電回路3522から出力する交流電力の周波数の制御、及び送電回路3522の動作のオン及びオフを制御する。例えば、制御回路3528は、切替回路3524を制御することにより、送電コイル351に磁界を発生させる状態(送電状態)と送電コイル351に磁界を発生させない状態(待機状態)とを切り替える。また、制御回路3528は、送電コイル351に間欠的に磁界を発生させて、送電するタイミングを変更する制御を行うようにしても良い。 For example, the control circuit 3528 controls the frequency of the AC power output from the power transmission circuit 3522 and controls the on/off operation of the power transmission circuit 3522. For example, the control circuit 3528 controls the switching circuit 3524 to switch between a state in which the power transmission coil 351 generates a magnetic field (power transmission state) and a state in which the power transmission coil 351 does not generate a magnetic field (standby state). The control circuit 3528 may also control the power transmission coil 351 to intermittently generate a magnetic field and change the timing of power transmission.
制御回路3528は、送電装置35上に受電装置23が対向すると、まず受電装置23が正規の受電装置23であるか否かを確認する認証処理を行う。認証が確立後、制御回路3528は、送電装置35から受電装置23に電力を伝送し、充電動作に移る。 When a power receiving device 23 faces the power transmitting device 35, the control circuit 3528 first performs authentication processing to confirm whether the power receiving device 23 is a legitimate power receiving device 23. After authentication is established, the control circuit 3528 transmits power from the power transmitting device 35 to the power receiving device 23 and begins charging operations.
また、例えば、制御回路3528のメモリは、金属材料で形成された所定の大きさの金属異物99が、送電コイル351及び受電コイル231の間に存するときに流れる電流値を閾値として記憶する。 Furthermore, for example, the memory of the control circuit 3528 stores, as a threshold value, the current value that flows when a metallic foreign object 99 of a predetermined size made of a metallic material is present between the transmitting coil 351 and the receiving coil 231.
なお、ここで、金属異物99とは、少なくとも一部又は全部が金属材料で形成されるものである。金属異物99は、受電装置23及び送電装置35の間であって、且つ、送電コイル351上に存し、送電コイル351が送電を行うときに発熱するものである。例えば、金属異物99の例として、コイン、金属片、アルミニウム等の金属膜や金属箔が設けられた紙片や樹脂フィルム、クリップ、ヘアピン等、種々のものが挙げられる。 Note that here, the metallic foreign object 99 refers to an object that is at least partially or entirely made of a metallic material. The metallic foreign object 99 is located between the power receiving device 23 and the power transmitting device 35, on the power transmitting coil 351, and generates heat when the power transmitting coil 351 transmits power. Examples of metallic foreign object 99 include coins, metal pieces, pieces of paper or resin films covered with metal films or metal foils such as aluminum, clips, hairpins, and various other items.
また、閾値として記憶する電流値が流れる大きさの金属異物99とは、例えば、最大寸法が3cmよりも大きい金属異物99である。 Furthermore, a metal foreign object 99 large enough to pass a current value stored as a threshold is, for example, a metal foreign object 99 whose maximum dimension is greater than 3 cm.
そして、制御回路3528は、電流センサ3526及び電流検出回路3527で検出された電流値及び閾値を比較する。制御回路3528は、電流センサ3526及び電流検出回路3527で検出された電流値が閾値を超えた場合等、正常な電流値と異なる場合には、切替回路3524を制御して、送電コイル351に磁界を発生させない待機状態とする。 The control circuit 3528 then compares the current value detected by the current sensor 3526 and the current detection circuit 3527 with the threshold value. If the current value detected by the current sensor 3526 and the current detection circuit 3527 differs from the normal current value, such as if it exceeds the threshold value, the control circuit 3528 controls the switching circuit 3524 to put the power transmission coil 351 into a standby state in which it does not generate a magnetic field.
また、制御回路3528は、例えば、ファン353の駆動及び停止を制御する。具体例として、制御回路3528は、送電コイル351を送電状態としたときに、ファン353を駆動する。また、制御回路3528は、送電コイル351を待機状態としたときに、ファン353を停止する。 The control circuit 3528 also controls, for example, the driving and stopping of the fan 353. As a specific example, the control circuit 3528 drives the fan 353 when the power transmission coil 351 is in a power transmission state. The control circuit 3528 also stops the fan 353 when the power transmission coil 351 is in a standby state.
通信回路3529は、受電装置23の通信回路2327と、送電及び受電に関する情報を非接触で通信する。 The communication circuit 3529 wirelessly communicates information regarding power transmission and reception with the communication circuit 2327 of the power receiving device 23.
ファン353は、ケーシング350内に配置され、吸気口3507から吸気を行い、排気口3505から排気を行う。ファン353は、例えば、吸気口3507に隣接して、側壁3503の内面に設けられる。ファン353は、例えば、制御回路3528に接続され、駆動及び停止が制御回路3528により制御される。 Fan 353 is disposed within casing 350, draws in air through intake port 3507, and exhausts air through exhaust port 3505. Fan 353 is provided, for example, on the inner surface of side wall 3503, adjacent to intake port 3507. Fan 353 is connected, for example, to control circuit 3528, and its driving and stopping are controlled by control circuit 3528.
ACアダプタ354は、例えば、ケーシング350外に配置され、送電基板352に接続される。 The AC adapter 354 is, for example, located outside the casing 350 and connected to the power transmission board 352.
磁性体355は、例えば、送電コイル351の送電面とは反対側に設けられる。磁性体355は、シート状又は板状に形成される。なお、磁性体355は、少なくとも送電コイル351の隙間3512が上壁3502の排気口3505及びケーシング350の内部空間を連続させるために、排気口3505及び隙間3512と対向する部位が開口する磁性体穴3551が形成される。または、磁性体355は、排気口3505及び隙間3512と対向する部位に存しないように、複数が間隔を空けて設けられ、この複数の磁性体355の間隔(隙間)を磁性体穴3551とする構成であってもよい。このように、磁性体穴3551が排気口3505及び隙間3512と対向することにより、ケーシング350の内部空間と上壁3502の排気口3505とが連通する。 The magnetic material 355 is provided, for example, on the side opposite the power transmission surface of the power transmission coil 351. The magnetic material 355 is formed in a sheet or plate shape. Note that the magnetic material 355 has a magnetic material hole 3551 that opens at a portion facing the exhaust port 3505 and the gap 3512 so that at least the gap 3512 of the power transmission coil 351 connects the exhaust port 3505 in the upper wall 3502 and the internal space of the casing 350. Alternatively, multiple magnetic materials 355 may be provided spaced apart so that they are not located at a portion facing the exhaust port 3505 and the gap 3512, and the spacing (gap) between these multiple magnetic materials 355 may be the magnetic material hole 3551. In this way, the magnetic material hole 3551 faces the exhaust port 3505 and the gap 3512, thereby connecting the internal space of the casing 350 and the exhaust port 3505 in the upper wall 3502.
このように構成された送電装置35を有する給電システム1によれば、送電コイル351の巻線3511に複数の隙間3512を形成し、磁性体355に、送電コイル351の複数の隙間3512と対向する部位が開口する磁性体穴3551を設ける。そして、巻線3511及び磁性体穴3551を、ケーシング350の上壁3502の排気口3505と対向させる。これにより、ケーシング350内と排気口3505は、巻線3511の隙間3512及び磁性体355の磁性体穴3551を介して連続する。よって、ファン353が駆動したときに、排気口3505から噴き出した空気の気流は、上壁3502の上方の受電装置23のケーシング230で遮られ、上壁3502の上面の面方向へ流れる。 In the power supply system 1 having the power transmission device 35 configured in this manner, multiple gaps 3512 are formed in the winding 3511 of the power transmission coil 351, and magnetic material holes 3551 are formed in the magnetic material 355, with openings at portions facing the multiple gaps 3512 in the power transmission coil 351. The winding 3511 and magnetic material holes 3551 are then positioned opposite the exhaust port 3505 in the top wall 3502 of the casing 350. This allows the interior of the casing 350 to be connected to the exhaust port 3505 via the gaps 3512 in the winding 3511 and the magnetic material holes 3551 in the magnetic material 355. Therefore, when the fan 353 is driven, the airflow of air blown out from the exhaust port 3505 is blocked by the casing 230 of the power receiving device 23 above the top wall 3502 and flows toward the surface of the top surface of the top wall 3502.
このため、送電装置35のケーシング350の上壁3502の上面で、金属材料で形成された金属異物99が発熱しても、排気口3505から排出され、受電装置23のケーシング230により上壁3502の面方向に流れた気流により、金属異物99が冷却される。送電装置35は、金属材料で形成された金属異物99が発熱しても、金属異物99を冷却することで、金属異物99の温度上昇を抑えることができる。また、上壁3502の面方向に流れた気流は、小さい金属異物99や軽い金属異物99を移動させることもできる。 As a result, even if a metallic foreign object 99 made of a metallic material generates heat on the upper surface of the upper wall 3502 of the casing 350 of the power transmitting device 35, the heat is exhausted from the exhaust port 3505, and the metallic foreign object 99 is cooled by the airflow caused by the casing 230 of the power receiving device 23 to flow in the surface direction of the upper wall 3502. Even if the metallic foreign object 99 made of a metallic material generates heat, the power transmitting device 35 can prevent the temperature of the metallic foreign object 99 from rising by cooling the metallic foreign object 99. In addition, the airflow flowing in the surface direction of the upper wall 3502 can also move small or light metallic foreign objects 99.
よって、送電装置35及び給電システム1は、水平方向に延びる送電装置35の送電コイル351が配置される領域の上面に金属異物99が存していても、金属異物99の温度上昇を抑制できる。送電装置35及び給電システム1は、金属異物99が温度上昇したまま、非接触送電されることを抑止する。 As a result, even if a metallic foreign object 99 is present on the upper surface of the area where the horizontally extending power transmission coil 351 of the power transmission device 35 is located, the power transmission device 35 and power supply system 1 can suppress a temperature rise in the metallic foreign object 99. The power transmission device 35 and power supply system 1 prevent wireless power transmission while the metallic foreign object 99 remains at a temperature rise.
また、制御回路3528は、送電コイル351に流れる電流の変化により所定の大きさの金属異物99を検出した場合は、送電を停止することで、金属異物99の発熱を抑制できる。さらに、制御回路3528は、送電コイル351が送電状態にあるときに、ファン353を駆動することで、送電コイル351によって金属異物99が発熱する虞があるときだけ、送電装置35の上面に気流を生じさせる。よって、送電装置35は、消費電力の低減が可能となるとともに、ファン353の駆動によって騒音が発生することを抑制することができる。 Furthermore, if the control circuit 3528 detects a metal foreign object 99 of a predetermined size due to a change in the current flowing through the power transmission coil 351, it stops power transmission, thereby suppressing heat generation by the metal foreign object 99. Furthermore, when the power transmission coil 351 is in a power transmission state, the control circuit 3528 drives the fan 353, thereby generating airflow on the upper surface of the power transmission device 35 only when there is a risk that the power transmission coil 351 will cause the metal foreign object 99 to heat up. Therefore, the power transmission device 35 can reduce power consumption and suppress noise generated by driving the fan 353.
上述した実施形態の送電装置35及び給電システム1によれば、金属異物99の発熱を抑制できる。 The power transmission device 35 and power supply system 1 of the above-described embodiment can suppress heat generation from the metal foreign object 99.
なお、実施形態は、上述した例に限定されない。上述した例では、送電コイル351は、複数の隙間3512が形成される巻線3511を有し、巻線3511が磁性体355に設けられる構成を説明したがこれに限定されない。例えば、巻線3511は、プリント基板上に形成されるコイルパターンであってもよい。このような巻線3511とする場合には、プリント基板のコイルパターン(巻線3511)に複数の隙間3512を設け、そして、プリント基板の隙間3512が形成される部位に、磁性体355の磁性体穴3551と対向する開口を形成してもよい。 Note that the embodiment is not limited to the above example. In the above example, the power transmission coil 351 has a winding 3511 in which multiple gaps 3512 are formed, and the winding 3511 is provided on the magnetic body 355. However, the present invention is not limited to this. For example, the winding 3511 may be a coil pattern formed on a printed circuit board. When using such a winding 3511, multiple gaps 3512 may be formed in the coil pattern (winding 3511) of the printed circuit board, and openings may be formed in the areas where the gaps 3512 are formed on the printed circuit board, facing the magnetic body holes 3551 in the magnetic body 355.
また、上述した例では、カートベース3は、カート2の車輪153の移動を案内する案内溝313を複数有する構成を説明したが、これに限定されない。カートベース3は、カート2に搭載する受電装置23の受電コイル231が、送電装置35の送電コイル351に対向する所定の収納位置となるように、カート2を案内するものであれば良い。例えば、カートベース3は、各案内溝313が、カート2の全ての車輪153の移動を案内する構成でなく、一部の案内溝313が片側の車輪153の移動を案内する構成であっても良い。 In addition, in the above example, the cart base 3 is described as having a configuration with multiple guide grooves 313 that guide the movement of the wheels 153 of the cart 2, but this is not limited to this. The cart base 3 may be configured to guide the cart 2 so that the power receiving coil 231 of the power receiving device 23 mounted on the cart 2 is in a predetermined storage position facing the power transmitting coil 351 of the power transmitting device 35. For example, the cart base 3 may not be configured so that each guide groove 313 guides the movement of all the wheels 153 of the cart 2, but rather so that some of the guide grooves 313 guide the movement of the wheels 153 on one side.
また、上述した例においては、非接触で電力を給電する給電システム1の受電装置23をカート2としてショッピングカートを例に説明した。しかし、受電装置23を搭載するカート2は、ショッピングカートに限るものではなく、例えば、倉庫などで使われるピッキングカート等であってもよい。また、給電システム1の適用はカート2に限られるものではなく、その他各種端末の非接触給電を行うことに適用できる。また、例えば、カート2やカートベース3の形状や具体的な構成は上記実施形態に限られるものではない。 In the above example, the power receiving device 23 of the power supply system 1 that supplies power contactlessly has been described as a shopping cart as the cart 2. However, the cart 2 equipped with the power receiving device 23 is not limited to shopping carts, and may be, for example, a picking cart used in warehouses. Furthermore, the application of the power supply system 1 is not limited to carts 2, but can also be used to supply power contactlessly to various other terminals. Furthermore, for example, the shape and specific configuration of the cart 2 and cart base 3 are not limited to those of the above embodiment.
以上説明した少なくともひとつの実施形態の送電装置及び給電システムによれば、金属材料で少なくとも一部が形成された金属異物の発熱を抑制できる。 At least one of the embodiments of the power transmission device and power supply system described above can suppress heat generation from metallic foreign objects that are at least partially made of a metallic material.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments may be embodied in a variety of other forms, and various omissions, substitutions, and modifications may be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their variations are within the scope and spirit of the invention, and are also included in the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.
1…給電システム、2…カート、3…カートベース、11…フレーム、12…かご部、15…キャスタ、21…電子機器、22…バッテリ、23…受電装置、31…ガイドベース、32…カートゲート、35…送電装置、99…金属異物、111…縦フレーム部、112…下フレーム部、113…横フレーム部、114…ハンドル部、115…取付フレーム、121…開閉パネル、151…前輪キャスタ、152…後輪キャスタ、153…車輪、154…ブラケット部、211…タブレット端末、212…商品リーダ、221…充電回路、222…組電池、223…バッテリボックス、230…ケーシング、231…受電コイル、232…受電基板、233…磁性体、239…受電共振回路、311…支持台、312…ガイドレール、313…案内溝、322…ポール、323…サイドバー、350…ケーシング、351…送電コイル、352…送電基板、353…ファン、354…ACアダプタ、355…磁性体、359…送電共振回路、1111…メインフレーム、1112…サブフレーム、1113…サブフレーム、1121…メインフレーム、1123…サポートフレーム、1124…前連結部、1125…取付部、1131…リンクフレーム、1132…リンクフレーム、1133…リンクフレーム、2321…コンデンサ、2322…整流回路、2323…電圧変換回路、2324…切替回路、2325…負荷回路、2326…制御回路、2327…通信回路、3501…底壁、3502…上壁、3503…側壁、3505…排気口、3507…吸気口、3511…巻線、3512…隙間、3521…コンデンサ、3522…送電回路、3523…電圧変換回路、3524…切替回路、3526…電流センサ、3527…電流検出回路、3528…制御回路、3529…通信回路、3551…磁性体穴、23231…電圧変換回路、23232…電圧変換回路、35111…最外の巻線、35112…最内の巻線、35113…外側巻線、35114…内側巻線。 1...power supply system, 2...cart, 3...cart base, 11...frame, 12...basket section, 15...caster, 21...electronic device, 22...battery, 23...power receiving device, 31...guide base, 32...cart gate, 35...power transmitting device, 99...metal foreign object, 111...vertical frame section, 112...lower frame section, 113...horizontal frame section, 114...handle section, 115...mounting frame, 121...opening/closing panel, 151...front wheel caster, 152...rear wheel caster, 153...wheel, 154...bracket section, 211...tablet terminal, 212...product reader, 221...charging circuit, 222...battery pack, 223...battery box, 230...casing, 231...receiving coil, 232...receiving board, 233...magnetic material, 239...receiving resonance circuit, 311...support base, 312...guide rail, 313...guide groove, 322...pole, 323...side bar, 350...casing, 351...transmitting coil, 352...transmitting board, 353...fan, 354...AC adapter, 355...magnetic material, 359...transmitting resonance circuit , 1111...main frame, 1112...subframe, 1113...subframe, 1121...main frame, 1123...support frame, 1124...front connecting portion, 1125...mounting portion, 1131...link frame, 1132...link frame, 1133...link frame, 2321...capacitor, 2322...rectifier circuit, 2323...voltage conversion circuit, 2324...switching circuit, 2325...load circuit, 2326...control circuit, 2327...communication circuit, 3501...bottom wall, 3502...upper wall , 3503...side wall, 3505...exhaust port, 3507...intake port, 3511...winding, 3512...gap, 3521...capacitor, 3522...power transmission circuit, 3523...voltage conversion circuit, 3524...switching circuit, 3526...current sensor, 3527...current detection circuit, 3528...control circuit, 3529...communication circuit, 3551...magnetic hole, 23231...voltage conversion circuit, 23232...voltage conversion circuit, 35111...outermost winding, 35112...innermost winding, 35113...outer winding, 35114...inner winding.
Claims (5)
受電装置と対向する上壁に前記送電コイルが設けられ、前記送電コイルの前記隙間と対向する排気口が前記上壁に形成されるケーシングと、
前記ケーシング内に設けられるファンと、
を備える、送電装置。 a power transmission coil having a gap formed between adjacent windings;
a casing having an upper wall on which the power transmitting coil is provided facing a power receiving device, and an exhaust port formed in the upper wall facing the gap of the power transmitting coil;
a fan provided within the casing;
A power transmission device comprising:
前記カートの下部に設けられ、前記送電装置と電力伝送を行う前記受電装置と、
を備える給電システム。
a power transmission device according to any one of claims 1 to 4, the power transmission device being arranged in a cart base that accommodates a plurality of carts along a traveling direction of the carts;
a power receiving device provided at a bottom of the cart and configured to transmit and receive power to and from the power transmitting device;
A power supply system comprising:
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