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» 2009年10月05日 00時00分 公開

ワイヤレス給電技術 共鳴方式:ワイヤレス送電第二幕、「共鳴型」が本命か (9/9)

[前川慎光,EE Times Japan]
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複数コイルでシート形成

 一方、WPCの技術仕様は、消費電力が5W以下の携帯型電子機器に向けたものである。規定した3つのコイル構成は、送電側コイルと受電側コイルの軸合わせに求められる厳密さを緩和することを意識している(図2)。

図 図2 WPCが規定する送電コイルの構成 (a)は、磁石を使って受電側コイルを送電側に引きつける構成。(b)では、受電側コイルの位置検出を送電側にフィードバックして送電側コイルを移動させる。(c)は、複数のコイルを使って送電シートを形成する構成。出典:WPC

 1つ目は、送電側コイルと受電側のコイルの位置合わせを磁石でサポートするものだ。ユーザーが受電側機器を送電コイル付近に置けば、磁石によって適切な位置に調整される。単純な仕組みながらも、受電側機器を置く場所の範囲を広げられる。2つ目は、受電側コイルが置かれた位置を検出して送電側にフィードバックすることで、何らかの仕組みで送電側コイルを適切な位置に移動させるというもの。小型の電動モーターなどでコイルを移動させることを想定している。3つ目は、多数の送電コイルを組み合わせて、いわば送電シートを構成するものである。このようなシートについての研究開発はほかにも、セイコーエプソンや昭和飛行機工業が進めている。セイコーエプソンでは公共インフラでの活用を想定しているほか、昭和飛行機工業では小型電子機器や車いす、無人搬送車への充電に使えると説明している。

 携帯型電子機器に向けたワイヤレス送電技術のこれまでの開発指針は主に、高効率化と安全性の確保、薄型/小型化の3つだった。実際、ここ数年で、従来50%以下だった総合伝送効率は最大75%にまで高まり、安全性確保のためのID認証や異物検知、異常発熱検知といった機能が搭載されるようになった。コイルの厚みも1mmを切るものが実用化されている。

ワイヤレス送電の実用化には、急速充電技術が不可欠

電磁誘導方式を利用したワイヤレス送電技術については以前から研究開発が進められているものの、現在のところ携帯電話機に広く採用されるには至っていない。実用化に向けた課題は何か。NTTドコモで移動機開発部の移動推進担当部長を務める竹野和彦氏に聞いた。

図 NTTドコモの移動機開発部 技術推進担当部長を務める竹野和彦氏

EE Times Japan(EETJ) NTTドコモでは、ワイヤレス充電機能を搭載した携帯電話機の試作を進めていた。現在の開発状況を教えてほしい。

竹野氏 電磁誘導方式を採用した無接点充電台と試作機の仕様そのものは、2006年にはほぼ固まっている。現在は、ワイヤレス送電技術と組み合わせて使う急速充電対応のリチウムイオン2次電池について検討を進めている。無接点で充電しようという動きは、携帯電話機の充電器の使い勝手を高めようという取り組みの中で生まれた。まず、2004年にACアダプタの仕様を共通化した。その次の取り組みが充電台(クレードル)の改善だった。これに、ワイヤレス送電が使えると考えたわけだ。

EETJ ワイヤレス充電を採用した機種が現在市場に登場していないのはなぜか。

竹野氏 ほかの技術との厳しい競争があるからだ。例えば、携帯電話機のリチウムイオン2次電池を充電する際の給電技術には、太陽電池や燃料電池がある。このほか、携帯型の補助アダプタがすでに実用化されている。もちろんACアダプタのケーブルそのものも競合技術に位置付けられるだろう。

 実用化のために最も必要な改善点は、ワイヤレス送電技術と、急速充電対応のリチウムイオン2次電池を組み合わせることである。現在のリチウムイオン2次電池では、充電が完了するのに90分程度も要する。ワイヤレス送電の用途として想定している、自宅外の店舗などで気軽に充電してもらうという利用シーンを考えた場合、この時間はあまりにも長い。

 急速充電技術と組み合わせて、充電時間を現在の1/2あるいは1/3に短縮できたときに初めて、実用化への次の一歩を踏み出せると考えている。携帯電話機のACアダプタを持ち歩く人はそう多くない。従って、「急速、かつ置くだけで充電」という仕組みが実現できれば、実用化後に普及するのではないか。

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