ワイヤレス給電とは？仕組み・特徴・方式をわかりやすく解説
ワイヤレス給電／ワイヤレス充電とは？
ワイヤレス給電（Wireless Power Transfer：WPT）は、 ケーブルや金属接点を直接接続することなく、 空間を介して電力を伝送する技術です。 スマートフォンなど身近な充電用途から、 AGV・AMR、ロボット、ドローン、産業設備まで、 自動化・省人化を支える技術として活用分野が広がっています。
1 ワイヤレス給電でできること
金属接点を直接接触させないことで、 ケーブルやコネクタでは難しかった さまざまな給電方法を実現できます。
非接触で電力を伝送
送電部と受電部を直接接続することなく、 空間を介して電力を伝送します。
非金属を介した給電
樹脂・ガラスなどを介した給電が可能で、 密閉構造への電力供給にも応用できます。
水・油などの環境へ
接点を露出させる必要がなく、 水中や液体を扱う環境への応用が可能です。
回転・可動部への給電
回転・移動する機構へ、 接触させることなく電力を伝送できます。
自動充電
AGV・AMR・ロボット・ドローンなどを 自動で充電するシステムへ展開できます。
接点トラブルを低減
金属接点の摩耗・腐食・接触不良を低減し、 メンテナンス削減につなげます。
非金属・水中でのワイヤレス給電デモ
樹脂ケースなどの非金属を介した給電や、 水中環境でのワイヤレス給電デモをご覧いただけます。 接点を露出させたくない環境への応用イメージとしてご確認ください。
デモを見る ＞2 広がるワイヤレス給電
「置くだけ充電」だけがワイヤレス給電ではありません。 自動化設備、移動体、回転部、密閉構造、特殊環境など、 ケーブルや金属接点を使いにくい場所で ワイヤレス給電のメリットを活かすことができます。
モビリティ
EVや電動モビリティなど、 停止するだけで充電する仕組みへ。
AGV・AMR
停止・待機時間を利用した自動充電で、 無人搬送設備の連続運用を支えます。
ロボット
移動ロボット、レールロボット、 サービスロボットなどの自動充電へ。
ドローン
自動帰還・着陸と組み合わせ、 人がバッテリーを交換しない運用へ。
産業設備
半導体・工作機械・回転設備など、 接点を使いにくい装置へ。
水中・特殊環境
水中・海中、泥、粉塵、 密閉構造などへの給電にも応用できます。
3 ワイヤレス給電の基本イメージ
方式によって原理は異なりますが、 送電側で電力をワイヤレス伝送に適した状態へ変換し、 空間を介して受電側へ伝え、 再び電気として取り出します。
送電側
入力された電力を、 ワイヤレス伝送に適した状態へ変換します。
非接触で伝送
磁界・電界・電磁波などを利用して、 空間を介してエネルギーを伝えます。
受電側
受け取ったエネルギーを電力へ変換し、 機器の駆動やバッテリー充電に利用します。
4 ワイヤレス給電の主な方式
ワイヤレス給電には複数の方式があります。 必要電力、伝送距離、サイズ、効率、使用環境などによって 適した方式は異なります。
磁界方式
コイルにより発生させた磁界を利用して 電力を伝送する方式です。 産業用途を含め幅広く利用されています。
電界結合方式
電極間に発生する電界を利用して 電力を伝送する方式です。
マイクロ波方式
電磁波を利用し、 離れた場所へ電力を伝送する方式です。
5 ワイヤレス給電を使うときのポイント
ワイヤレス給電には多くのメリットがありますが、 実際のシステムでは用途・構造・使用環境に合わせた設計が重要です。
金属の影響
磁界を利用する方式では、 周囲の金属が電力伝送や発熱に影響する場合があります。
距離・位置ズレ
送受電間の距離や位置ズレによって、 伝送可能な電力や効率が変化します。
必要電力・サイズ
必要電力が大きくなるほど、 コイル・回路・放熱などを含めた設計が重要になります。
6 ワイヤレス給電の歴史
空間を介した電力伝送につながる技術は、 19世紀の電磁誘導の発見から長い年月をかけて発展してきました。
電磁誘導の発見
ファラデーによって電気と磁界の関係が解明され、 発電機や変圧器などの基礎につながりました。
ニコラ・テスラ
無線によるエネルギー伝送の研究・構想が進められました。
研究・規格化
共鳴技術などの研究が進み、 民生分野でもワイヤレス充電の規格化が進展しました。
産業・モビリティへ
AGV・AMR、ロボット、ドローンなど、 産業・モビリティ分野へ用途が広がっています。
7 B&PLUSのワイヤレス給電
B&PLUSでは産業用途を中心に、 小型給電から大電力、自動充電、回転・可動部、 ロボット・ドローン、水中など、 用途に合わせたワイヤレス給電を開発しています。
給電をワイヤレスに。
そして、充電作業そのものを自動化へ。
標準製品だけでなく、 必要電力、距離、位置ズレ、サイズ、重量、使用環境などに合わせ、 試作・カスタム開発にも対応します。
小型から大電力まで
小型センサ向けから、 AGV・AMRやロボット、ドローンの バッテリー充電まで幅広く検討できます。
位置ズレ・環境条件へ対応
位置ズレ、距離、水、油、粉塵、 回転・可動部など、 実際の設備条件に合わせて設計します。
試作から製品化まで
評価機・実証機の試作から、 製品設計・量産を見据えた開発まで対応します。
8 ワイヤレス給電をもっと詳しく知る
用途、方式、B&PLUSの技術、 開発・生産体制について、 それぞれのページで詳しく紹介しています。
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