非接触供电系统以及非接触供电方法_2

文档序号:9793186阅读:来源:国知局
物二次电池,电双层电容器等。负载14例如为电气/电子电路、机械装置、电动机等利用积蓄在二次电池13中的电力进行动作的装置。磁体18设置在移动体10的面向移动面5的位置。磁铁18在移动体10接近了后述的供电元件21时与设置在后述的屏蔽板31侧的磁铁33(第一磁铁)相结合,从而使移动体10和屏蔽板31相结合。
[0048]构成非接触供电系统I的上述供电设备包含供电元件21以及供电电力供给装置22。供电元件21是将电能转换为在空间中传播的电磁波的能量的元件,例如为线圈或天线等。供电电力供给装置22向供电元件21供给电力(为了从供电元件21放射电磁波所需要的电力)。供电电力供给装置22例如包含对从商用电源23供给的交流电流进行整流的整流装置、根据通过整流装置整流后的直流电流生成向供电元件21供给的高频电流的逆变电路等。此外,在供电设备的构成要素中,至少将供电元件21埋设在移动面5的表面附近,以便在移动体10接近了供电元件21时,与设置在移动体10侧的磁铁18切实地结合。
[0049]构成非接触供电系统I的上述屏蔽设备包含屏蔽板31、滑动机构32、以及磁铁33。屏蔽板31由具有屏蔽从供电元件21放射的电磁波的性质的铝板等材料制成。屏蔽板31为了能够高效地使从埋设在移动面5的供电元件21向空间(移动面5的上方空间)放射的电磁波衰减,以屏蔽板31的面与移动面5平行的方式进行设置。滑动机构32使屏蔽板31沿着移动面5进行滑动,并且具有施力机构,所述施力机构施加作用力以使屏蔽板31向预定方向滑动。滑动机构32例如通过可滑动地支撑屏蔽板31两边的轨道结构来实现。施力机构例如使用弹簧或橡胶等弹性体来实现。当屏蔽板31的滑动量增加时,作用于屏蔽板31的作用力增大。磁铁33被设置在屏蔽板31的边缘附近的面向移动体10通过一侧的位置。磁铁33在移动体10接近时与移动体10侧的磁铁18相结合,使得屏蔽板31与移动体10相结合。因此,屏蔽板31的磁铁33与移动体10侧的磁铁18相对的面为不同极性(N极与S极或者S极与N极)。此外,作为磁铁18以及磁铁33,优选以下的磁铁:具有不会由于它们相结合而使移动体10的动能过剩地衰减的程度的结合力。
[0050]作为屏蔽设备的构成要素的屏蔽板31在移动体10经过供电元件21时,通过磁铁18与磁铁33的结合而与移动体10相结合,由此伴随移动体10的移动(利用移动体10的动能)自动地进行滑动。以下,使用图2A至图2E对该屏蔽板31进行滑动的动作进行说明。此外,图2A至图2E仅表示非接触供电系统I的结构内的需要说明的结构。另外并不特别限于此,使供电电力供给装置22向供电元件21供给电力,从供电元件21放射电磁波。
[0051]图2A表示移动体10—边在移动面5上移动一边接近供电元件21的状态。如图所示在该阶段屏蔽板31还完全闭合,通过屏蔽板31最大限度地屏蔽从供电元件21放射的电磁波。
[0052]接着如图2B所示,当移动体10接近供电元件21时,移动体10侧的磁铁18与供电元件21侧的磁铁33相结合从而屏蔽板31与移动体10相结合,随着移动体10的移动屏蔽板31抵抗施力机构的作用力而开始滑动。然后如图2C所示,供电元件21的屏蔽随着屏蔽板31的滑动逐渐地被解除,开始从供电元件21向受电元件11供给电力。此外,也可以设置用于检测屏蔽板31的滑动量超过预先设定的阈值的传感器,在检测到滑动量超过了阈值时开始从供电元件21放射电磁波(供电电力供给装置22向供电元件21的电力供给)。
[0053]接着如图2D所示,当随着移动体10的移动屏蔽板31进一步滑动时,作用力强过磁铁18与磁铁33的结合力从而将磁铁18与磁铁33的结合解除,结果如图2E所示,屏蔽板31通过作用力返回到原来的位置,再度通过屏蔽板31最大限度地屏蔽从供电元件21放射的电磁波。
[0054]此外,在移动体10的受电元件11高速经过供电元件21的上方时,屏蔽板31被打开的期间短,但是即使在屏蔽被解除的时间短的情况下,例如通过作为二次电池13使用容量小的电池,或者作为二次电池采用电双层电容器,可以从供电元件21向受电元件11供给需要量的电力。
[0055]优选使设置在移动体10上的磁铁18与受电元件11之间的距离至少为供电元件21的电磁波的放射面的最大径(例如,在放射面为圆形时该圆的直径、放射面为矩形时该矩形对角线的长度)以上。由此,移动体10接近供电元件21,磁铁18与屏蔽板31先行结合,接着在受电元件11到达供电元件21的正上方时,可必定解除屏蔽板31对供电元件21的屏蔽,可以高效地从供电元件21向受电元件11供给电力。
[0056]如以上的说明那样,根据第一实施例的非接触供电系统I,当移动体10从预定的方向接近供电元件21时,移动体10的磁铁18与屏蔽板31的磁铁33相结合屏蔽板31自动地滑动,由此解除从供电元件21放射的电磁波的屏蔽,开始从供电元件21向受电元件11非接触供电。另外,通过移动体10进一步移动,屏蔽板31通过作用力自动地返回原来的位置,再度通过屏蔽板31最大限度地屏蔽从供电元件21放射的电磁波。因此,在通常时(移动体10离开供电元件21时)可以切实地屏蔽从供电元件21放射的不必要的电磁波,可在移动体10接近供电元件21时切实地从供电元件21向受电元件11进行供电。另外,因为利用移动体10的动能使屏蔽板31滑动,因此不需要为了使屏蔽板31滑动而另外设置繁杂的结构,从而可以通过节能且简单的结构实现在屏蔽电磁波的同时切实进行非接触供电的构造。此外,也可以在移动面5的移动体10进行移动的区域内的多个部位设置以上说明的供电设备以及与其一并设置的屏蔽设备。
[0057](第二实施例)
[0058]在第一实施例的非接触供电系统I的结构中,在移动体1从与屏蔽板31可滑动的方向不同的方向接近了供电元件21的情况下,不一定能够解除屏蔽。因此在第二实施例的非接触供电系统I中,即使在移动体10从多个(任意的)方向接近供电元件21时也可以解除供电元件21的屏蔽。
[0059]图3是从移动面5的上方眺望作为第二实施例说明的非接触供电系统I中的供电元件21以及屏蔽板31的周边结构的图。
[0060]如该图所示,在第二实施例的非接触供电系统I中,为了覆盖一个供电元件21的电磁波的放射面,设置了大体正方形的4个屏蔽板31a?31d,且将这4个屏蔽板31a?31d相邻配置成大体正方形(以下将这样的正方形称为整体正方形)。这四个屏蔽板31a?31d各自通过分别设置的未图示的滑动机构能够向整体正方形的外周方向(在该图中箭头所示的方向)进行滑动。另外,通过未图示的施力机构施加作用力,以使这四个屏蔽板31a?31d各自向朝着整体正方形的中心的方向(在该图中箭头所示方向的反方向)返回。
[0061]在四个屏蔽板31a?31d中分别埋设了(或者在背面侧固定)磁铁33。在图3中,沿着整体正方形的边缘在四个屏蔽板31a?31d上分别埋设了磁铁33a?33h。此外,磁铁33的数量、设置磁铁33的位置、各磁铁33面向移动体10—侧的极性并不一定限于图示的方式,通过与后述的移动体10—侧的结构之间的关系设定为最佳状态。
[0062]图4是从移动体10的上方眺望作为第二实施例说明的非接触供电系统I中的受电元件11的周边结构的图。如该图所示,在一个受电元件11的周围设置有多个磁铁18a?18h。受电元件11与供电元件21的形状以及大小大致相同,在移动体10上,在将受电元件11与供电元件21以各自的整体形状相重合的方式进行重叠时,各个磁铁18与各个磁铁33正好重合的位置设置磁铁18a?18h。
[0063]在由以上结构构成的非接触供电系统I中,当移动体2接近供电元件21时,移动体10侧的至少任意一个磁铁18与供电元件21侧的至少任意一个磁铁33相结合,结合后的屏蔽板31a?31d随着移动体10的移动而进行滑动,结果解除供电元件21的屏蔽。另外,随着结合后的屏蔽板31进一步移动当磁铁18和磁铁33之间的结合被解除时,通过作用力使得屏蔽板31自动地返回到原来的位置,再度通过屏蔽板31最大限度地屏蔽从供电元件21放射的电磁波。
[0064]如此,根据第二实施例的非接触供电系统I,在移动体10从多个方向接近了供电元件21时可以自动地解除屏蔽板31对电磁波的屏蔽,可在通常时切实地屏蔽电磁波,在移动体10接近了供电元件21时可切实地进行非接触供电。
[0065]在第二实施例中,受电元件11、供电元件21的形状以及大小不限于该图所示那样。另外磁铁18和磁铁33的数量、形状、大小以及配置不限于该图所示那样。
[0066](第三实施例)
[0067]作为第三实施例表示的非接触供电系统I是在供电元件21以及受电元件11都具有预定的放射面或受电面时以提高供电效率为目的而构成的,以第二实施例的非接触供电系统I的结构为基础。
[0068]如图5所示,在第三实施例的非接触供电系统I中,供电元件21由具有上述的整体正方形的一边长度的I /2左右的直径的、大小相等的两个圆形的(至少电磁波的放射面为圆形)供电元件21a、21b构成。另外,如图6所示,受电元件11由具有上述整体正方形的一边长度的1/2左右的直径的、大小相等的两个圆形的(至少电磁
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