2023年度 多摩テクノプラザ

挟み込み構造型ワイヤレス給電(WPT)における送受電コイル間角度ずれ特性とその応用

最終更新日:2024年11月12日

アピールポイント

  1. 挟み込むだけで簡単給電
  2. 受電コイルの配置の自由度大
  3. 0~90°の角度で給電可能

技術内容

技術の特徴

  1. 受電コイルを送電コイルで挟み込む構造のワイヤレス給電装置
  2. 送受電コイル間の位置ずれ時も効率良く給電可能
  3. 受電コイルの角度ずれ時も効率良く給電可能

 

技術の概要

挟み込み構造型WPTの活用イメージ

(a)従来型は送電コイルと受電コイルが並列に1つずつ並んでいるが、(b)挟み込み構造型では送電コイルで受電コイルを挟んでいる。

挟み込み構造型と接続方式

挟み込み構造は、コイルの接続の仕方を変えることで、発生する磁界の分布も変わる。
主な接続方式は以下の通り。

(a)同相接続では同じ方向に磁界が分布されるが、(b)逆相接続では中央の受電を境に外側へと磁界が広がっている。

角度ずれθが生じたときの電力伝送効率

接続方式により各角度での電力伝送効率が異なる。
角度ずれが生じても接続方式を切り替えることで安定した電力伝送効率を維持できる。

角度ずれを示した図と同相接続・逆相接続の電力伝送効率グラフ

接続方式の違いによる磁力線の様相

受電コイルを貫く磁力線が多い接続方式に切り替えることで受電コイルがどの角度でも受電できる。

同相接続と逆相接続の磁力線を示した図

応用例

可動部や回転の伴うアプリケーションへの給電に適用可能。

カプセルロボットのイメージ

カプセルロボット

水中ロボットのイメージ

水中ロボット

球体ロボットのイメージ

球体ロボット

企業へのご提案

本技術を活用した製品を一緒に開発しませんか?

ワイヤレス給電は受電コイルの位置に制限があると思い込んでませんか?
本技術は受電コイルに位置ずれがあっても、 傾いていても高効率で給電できます。 

研究成果に関する文献・資料

荒井ら,電子情報通信学会総合大会,P.491(2023)

知財情報

特許出願中

研究者情報

事業所
多摩テクノプラザ
グループ
電子技術グループ
担当者
新井 宏章
共同研究機関・共同研究者
東京都立大学

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