電波利用懇話会資料

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1 第 97 回 電 波 利 用 懇 話 会 ワイヤレス 電 力 伝 送 の 実 用 化 に 向 けた 課 題 と 今 後 の 展 望 について 日 時 : 2012 年 6 月 19 日 ( 火 ) 午 前 10 時 ~11 時 30 分 場 所 : 一 般 社 団 法 人 電 波 産 業 会 会 議 室 ( 日 土 地 ビル 11 階 ) 東 京 都 千 代 田 区 霞 が 関 TEL: 主 催 一 般 社 団 法 人 電 波 産 業 会

2 講 演 ワイヤレス 電 力 伝 送 の 実 用 化 に 向 けた 課 題 と 今 後 の 展 望 につ いて ブロードバンドワイヤレスフォーラム ワイヤレス 電 力 伝 送 システムワーキンググループ リーダー 庄 木 裕 樹 様 ( 東 芝 研 究 開 発 センター ワイヤレスシステムラボラトリー 研 究 主 幹 ) 1/43

3 ワイヤレス 電 力 伝 送 の 実 用 化 に 向 けた 課 題 と 今 後 の 展 望 について 庄 木 裕 樹 BWF WPT-WGリーダ ( 株 ) 東 芝 研 究 開 発 センター 1 講 演 の 内 容 1.ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 2.ワイヤレス 電 力 伝 送 の 方 式 の 比 較 3. 実 用 化 に 向 けた 課 題 4.WPT 技 術 の 標 準 化 への 視 点 5. 家 電 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 6. 電 気 自 動 車 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 7. 人 体 防 護 指 針 に 関 する 標 準 化 組 織 の 関 係 8.BWFワイヤレス 電 力 伝 送 WGでの 取 り 組 み 9.まとめ 2/43 2

4 講 演 の 内 容 1.ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 2.ワイヤレス 電 力 伝 送 の 方 式 の 比 較 3. 実 用 化 に 向 けた 課 題 4.WPT 技 術 の 標 準 化 への 視 点 5. 家 電 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 6. 電 気 自 動 車 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 7. 人 体 防 護 指 針 に 関 する 標 準 化 組 織 の 関 係 8.BWFワイヤレス 電 力 伝 送 WGでの 取 り 組 み 9.まとめ 3 ワイヤレス 電 力 伝 送 (WPT) 技 術 による 社 会 への 貢 献 ( 例 ) 電 源 に 対 する 利 便 性 の 向 上 安 全 安 心 な 電 源 供 給 充 電 壁 の 内 部 に 送 電 器 配 置 や 見 栄 え 向 上 どこに 置 いても 電 源 供 給 充 電 が 可 能 デジタル 教 科 書 が 子 供 でも 壊 さず 安 心 して 充 電 環 境 にやさしい 社 会 の 実 現 金 属 接 点 が 無 く 感 電 などの 心 配 が 無 い 水 に 濡 れても 大 丈 夫 電 池 を 最 小 限 にすることで 軽 量 化 エネルギー 消 費 を 低 減 3/43 非 常 時 にはEV 車 から 電 源 供 給 4

5 ワイヤレス 電 力 伝 送 (WPT) 技 術 は わが 国 の 産 業 発 展 にもつながる 家 電 応 用 では2015 年 過 ぎに10 兆 円 以 上 の 市 場 電 気 自 動 車 (EV) 応 用 でも 2020 年 頃 に10 兆 円 クラスの 市 場 が 創 出 = 日 本 の 産 業 が 活 躍 できる 場 [ノートPC( 小 電 力 型 )] 世 界 市 場 ( 端 末 ): 2 億 台 6 万 円 =12 兆 年 WPT 実 装 率 1/3として 4 兆 年 この 他 にも 同 様 な 仕 様 により ポータブルDVD デジタルカメラ ビデオカメラ ポータブルプリンタ などへの 適 用 も 考 えられる [タブレットPC] 世 界 市 場 ( 端 末 ): 1.5 億 台 4 万 円 =6 兆 年 WPT 実 装 率 1/3として2 兆 年 [スマートフォン] 世 界 市 場 ( 端 末 ): 10 億 年 (25 兆 円 ) WPT 実 装 率 40% として10 兆 円 [ 電 動 二 輪 車 カートへの 充 電 ] 世 界 市 場 ( 本 体 ): 電 動 自 転 車 (スクーター)1.4 億 年 カート( 電 動 車 椅 子 )100 万 年 50%にWPTが 搭 載 されるとして 10 万 円 ( 電 動 自 転 車 ) 1400 万 台 =1.4 兆 円 30 万 円 (カート) 100 万 台 =0.3 兆 円 WPT 技 術 により 創 出 される 市 場 の 一 例 [EV(+PHEV)への 通 常 充 電 ] 世 界 市 場 ( 自 動 車 ): 400 万 年 50%にWPTが 搭 載 されるとして 200 万 円 200 万 台 =4 兆 年 更 にインフラ 側 の 市 場 も 見 込 まれる この 他 にも 同 様 な 仕 様 により 産 業 用 機 械 エレベータ( 箱 内 の 空 調 照 明 など) などへの 適 用 も 考 えられる 5 代 表 的 な 電 気 機 器 の 動 作 時 の 電 力 と 伝 送 距 離 の 関 係 10kW 電 車 への 給 電 ( 市 電 クラス) 電 気 自 動 車 への 充 電 動 作 時 の 電 力 1kW 100W 10W ゲーム (PS3クラス) 壁 掛 け 液 晶 TV プリンター(インクジェット) アイロン ドライヤー ホットプレート 液 晶 ポータブルTV ノートPC ポータブルDVD ビデオカメラ 携 帯 デジカメ デジタルオーディオ リモコン 電 動 ハブラシ シェーバー 掃 除 機 技 術 の 進 展 制 度 等 の 整 備 により 利 用 シーンが 拡 大 扇 風 機 初 期 段 階 の 利 用 シーン 1cm 10cm 1m 10m 無 線 による 伝 送 距 離 4/43 6

6 ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 ワイヤレス 電 力 伝 送 が 新 しい 産 業 を 生 み 出 すものとして 国 内 外 で 期 待 されている 総 務 省 電 波 政 策 懇 談 会 ( ) 資 料 より 7 講 演 の 内 容 1.ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 2.ワイヤレス 電 力 伝 送 の 方 式 の 比 較 3. 実 用 化 に 向 けた 課 題 4.WPT 技 術 の 標 準 化 への 視 点 5. 家 電 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 6. 電 気 自 動 車 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 7. 人 体 防 護 指 針 に 関 する 標 準 化 組 織 の 関 係 8.BWFワイヤレス 電 力 伝 送 WGでの 取 り 組 み 9.まとめ 5/43 8

7 ワイヤレス 電 力 伝 送 方 式 の 比 較 家 庭 オフィス 内 での 利 用 を 想 定 した 場 合 に ワイヤレス 電 力 伝 送 の 適 用 が 考 えられている 典 型 例 10m 長 距 離 伝 送 には 有 利 高 効 率 化 への 検 討 も 家 庭 オフィス 内 の 用 途 に 注 目 したい 領 域 1m 電 波 放 射 方 式 磁 気 ( 磁 場 ) 共 鳴 方 式 電 力 伝 送 距 離 10cm 1cm 効 率 1% 以 下 効 率 40%~60% 程 度 電 場 ( 電 界 ) 共 鳴 方 式 送 信 電 力 を 大 きくするための 研 究 開 発 が 進 められている 伝 送 距 離 を 伸 ばすための 研 究 開 発 が 進 められている 電 磁 誘 導 型 効 率 70%~90% 1mm 送 信 電 力 (W) 効 率 は 電 源 を 含 めた 伝 送 システム 全 体 の 効 率 を 示 す 9 電 磁 誘 導 型 電 力 を 送 信 できる 距 離 数 mm~10cm 送 信 できる 電 力 数 W~ 数 kw 周 波 数 10kHz~ 数 100kHz 電 力 の 利 用 効 率 70~90%( 残 りは 主 に 熱 になる) サイズ 数 cm( 家 電 機 器 向 )~ 数 10cm( 大 電 力 向 け) V2 ~ 6/43 10

8 電 波 受 信 型 電 力 を 送 信 できる 距 離 数 10cm~ 数 m(ただし 家 庭 内 機 器 向 け) 送 信 できる 電 力 1W 以 下 周 波 数 中 波 ~マイクロ 波 電 力 の 利 用 効 率 かなり 低 い( 残 りは 電 波 になる) サイズ 数 cm~ 数 m 電 波 を 整 流 回 路 で 直 流 に 変 換 する 共 振 回 路 整 流 回 路 11 電 場 磁 場 ( 磁 気 ) 共 鳴 ( 共 振 ) 型 電 力 を 送 信 できる 距 離 送 信 できる 電 力 周 波 数 電 力 の 利 用 効 率 サイズ 数 十 cm~1m 程 度 数 W~ 数 kw 数 百 khz~ 数 十 MHz 帯 40~60%( 残 りは 熱 ( 磁 場 ) 電 波 ( 電 場 )になる) 数 ~ 数 十 cm 電 場 または 磁 場 を 共 鳴 させて 電 力 を 送 信 LC 共 振 器 ~ 磁 場 7/43 12

9 磁 気 共 鳴 型 とは 送 電 器 コイル( 共 振 器 ) 非 放 射 界 領 域 コイル( 共 振 器 ) 負 荷 参 考 1(サイズの 目 波 長 ( 周 波 数 ): 距 離 :ループ 半 径 30m( 周 波 数 10MHz):2m:30cm 伝 送 効 率 45% 参 考 ( 技 術 の 要 点 ) by MIT 電 場 ( 磁 場 )の 共 振 現 象 を 利 用 する 点 が 新 しい 非 放 射 界 領 域 で 結 合 ( 漏 れる 電 波 が 少 ない) 新 しいデバイスを 利 用 しているわけではない( 単 純 なコイル) 磁 気 共 鳴 型 は 人 体 への 影 響 が 少 ない 13 シミュレータによる 計 算 結 果 MITのシステムと 同 等 の 構 造 を 仮 定 TX 60cm RX 磁 界 分 布 TX RX Proportion 伝 送 電 力 コイルでの 損 失 distance [cm] 距 離 [cm] 放 射 電 力 Load Structure Radiation 8/43 距 離 2mでの 伝 送 効 率 30% (MITの 計 算 では40~60%) 一 般 的 な 電 磁 界 解 析 で 再 現 可 能 距 離 直 径 2 付 近 からコイルでの 損 失 が 急 増 放 射 電 力 ( 電 波 )も 増 加 してくるが 割 合 は 低 い 14

10 等 価 回 路 モデル TX 線 間 容 量 を 積 極 利 用 RX P TX L 2 L 1 k 負 荷 1 ( 電 球 など) k 2 k 2 P C P R RX L RP 15 等 価 回 路 による 解 析 結 果 MIT 実 測 結 果 に 良 好 に 一 致 磁 気 共 鳴 伝 送 は 所 詮 トランス( 磁 束 結 合 )+LC 共 振 の 組 み 合 わせ エネルギー 伝 送 の 媒 体 は 磁 束 ( 電 磁 誘 導 に 同 じ) 9/43 16

11 電 力 伝 送 効 率 は 何 で 決 まるか? 原 理 的 には 磁 気 共 鳴 方 式 は 電 磁 誘 導 方 式 と 同 じ 磁 気 共 鳴 方 式 では 距 離 を 飛 ばす( 結 合 係 数 kが 小 さい)ために 共 振 器 のQ 値 を 上 げることで 効 率 を 上 げている 電 力 伝 送 効 率 (%) 最 大 伝 送 効 率 ( 最 大 電 力 利 得 に 同 じ) MAX 2 2 k Q1Q k Q1Q2 電 磁 誘 導 方 式 で 一 般 に 用 いられるところ ( 例 :k=0.7~0.9 Q=10~100) k 磁 気 共 鳴 方 式 で 利 用 しようとしているところ ( 例 :k=0.01 Q=1000) 2 Q Q 入 出 力 整 合 時 はkとQのみで 決 まる k 2 Q1Q2 K:1 次 ( 送 電 )コイルと2 次 ( 受 電 )コイル 間 の 結 合 係 数 Q: 一 次 側 共 振 器 および2 次 側 共 振 器 のQ 値 17 磁 気 共 鳴 型 の 利 点 適 度 な 電 力 を 伝 送 家 庭 内 機 器 に 対 する 電 源 供 給 充 電 が 可 能 適 度 な 距 離 での 伝 送 家 庭 内 の 環 境 で 利 用 可 能 位 置 向 きなどの 依 存 性 が 少 ない モバイル 機 器 小 型 機 器 に 有 効 10/43 18

12 講 演 の 内 容 1.ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 2.ワイヤレス 電 力 伝 送 の 方 式 の 比 較 3. 実 用 化 に 向 けた 課 題 4.WPT 技 術 の 標 準 化 への 視 点 5. 家 電 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 6. 電 気 自 動 車 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 7. 人 体 防 護 指 針 に 関 する 標 準 化 組 織 の 関 係 8.BWFワイヤレス 電 力 伝 送 WGでの 取 り 組 み 9.まとめ 19 実 用 化 のために 解 決 すべき 課 題 送 電 器 磁 気 共 振 器 ( 送 電 側 ) 電 力 磁 気 共 振 器 ( 受 電 側 ) 整 流 器 制 御 信 号 制 御 器 制 御 器 技 術 開 発 上 の 課 題 1 高 効 率 な 電 力 伝 送 技 術 高 効 率 な 伝 送 を 行 うためのシステム 最 適 化 送 電 デバイス 整 流 器 コイル 整 合 回 路 など 2 利 用 環 境 に 依 存 しないシステム 周 辺 環 境 の 影 響 に 対 する 補 償 技 術 3 実 装 技 術 小 型 化 薄 型 化 軽 量 化 4 安 全 かつ 効 率 的 なシステム 制 御 認 証 送 電 開 始 停 止 などのプロトコル 1 対 多 への 電 力 伝 送 制 度 上 の 課 題 5 電 波 法 など 法 令 整 備 周 波 数 WPT 機 器 のカテゴリー 明 確 化 や 制 度 化 6 人 体 防 護 電 波 防 護 指 針 ICNIRPなどへの 準 拠 は 必 要 評 価 法 測 定 法 の 明 確 化 7 発 熱 対 策 障 害 物 検 知 など 安 全 性 対 策 発 熱 対 策 8 電 磁 干 渉 エミッション イミュニティ 11/43 20

13 技 術 開 発 上 の 課 題 1 高 効 率 な 電 力 伝 送 技 術 高 効 率 な 伝 送 を 行 うためのシステム 最 適 化 送 電 デバイス 整 流 器 コイル 整 合 回 路 など 2 利 用 環 境 に 依 存 しないシステム 周 辺 環 境 の 影 響 に 対 する 補 償 技 術 3 実 装 技 術 小 型 化 薄 型 化 軽 量 化 4 安 全 かつ 効 率 的 なシステム 制 御 認 証 送 電 開 始 停 止 などのプロトコル 1 対 多 への 電 力 伝 送 無 線 通 信 によるフィードバック 制 御 例 : 環 境 や 動 作 状 況 をモニターし 最 適 な 送 電 等 の 制 御 を 行 う 制 御 通 信 の 方 法 In-Band or Out-Band 双 方 向 or 片 方 向 通 信 干 渉 対 策 耐 干 渉 性 21 制 度 上 の 課 題 無 線 機 か? 高 周 波 利 用 設 備 か? 通 信 を 行 っていれば 無 線 機 の 扱 い( 周 波 数 帯 の 確 保 ) 10kHz 以 上 50Wを 超 えるものは 高 周 波 利 用 設 備 電 波 法 の 適 用 人 体 防 護 の 遵 守 総 務 省 電 波 防 護 指 針 ICNIRP( 国 際 非 電 離 放 射 線 防 護 委 員 会 )のガイドライン 電 磁 与 干 渉 の 低 減 他 機 器 への 誤 作 動 防 止 放 射 ノイズの 影 響 など 電 磁 干 渉 の 評 価 が 必 要 発 熱 への 対 策 標 準 規 格 化 アプリとしての 適 用 範 囲 グローバルな 標 準 規 格 化 へ 12/43 22

14 講 演 の 内 容 1.ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 2.ワイヤレス 電 力 伝 送 の 方 式 の 比 較 3. 実 用 化 に 向 けた 課 題 4.WPT 技 術 の 標 準 化 への 視 点 5. 家 電 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 6. 電 気 自 動 車 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 7. 人 体 防 護 指 針 に 関 する 標 準 化 組 織 の 関 係 8.BWFワイヤレス 電 力 伝 送 WGでの 取 り 組 み 9.まとめ 23 標 準 化 の 視 点 (1) 強 制 規 格 か 任 意 規 格 か 法 律 や 制 度 で 明 確 に 規 定 されるもの 相 互 接 続 性 (インターオペーラビリティ)のためのもの (2) 応 用 製 品 は 何 か 家 電 機 器 用 電 気 自 動 車 充 電 用 など 利 用 シーン 毎 の 伝 送 電 力 伝 送 距 離 などが 異 なる (3) 電 力 伝 送 方 式 による 区 別 電 磁 誘 導 方 式 磁 界 共 振 方 式 電 界 結 合 方 式 電 界 共 振 方 式 電 波 放 射 方 式 (4) 垂 直 規 格 か 水 平 規 格 か 応 用 製 品 毎 に 規 格 化? 全 ての 応 用 に 関 わる 規 格 ( 人 体 防 護 関 係 など) 13/43 24

15 講 演 の 内 容 1.ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 2.ワイヤレス 電 力 伝 送 の 方 式 の 比 較 3. 実 用 化 に 向 けた 課 題 4.WPT 技 術 の 標 準 化 への 視 点 5. 家 電 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 6. 電 気 自 動 車 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 7. 人 体 防 護 指 針 に 関 する 標 準 化 組 織 の 関 係 8.BWFワイヤレス 電 力 伝 送 WGでの 取 り 組 み 9.まとめ 25 標 準 化 動 向 調 査 ( 家 電 機 器 向 け) 組 織 機 関 : WPC (Wireless Power Consortium) 概 要 : 電 磁 誘 導 方 式 を 主 体 とした 非 接 触 電 力 伝 送 方 式 の 標 準 化 団 体 標 準 仕 様 および 適 合 試 験 の 策 定 により 相 互 接 続 性 確 立 が 目 的 84 社 がメンバ 登 録 (2011 年 5 月 23 日 現 在 ) 2010 年 9 月 に 出 力 5W 以 下 の 機 器 (スマートフォン 携 帯 デジカメなど)を 対 象 とした 技 術 仕 様 Qi (チー 気 )を 策 定 Part 1(Interface Definition)はインターネットで 公 開 Part 1: Interface Definition Part 2: Performance Requirements Part 3: Compliance Testing Qi 搭 載 製 品 が 多 数 出 てきている 次 の 規 格 として PC 向 けに 出 力 120Wクラスの 機 器 を 対 象 に 標 準 化 活 動 を 進 めている 社 会 インフラ 応 用 も 視 野 に 14/43 26

16 周 波 数 : 方 式 : Qi 規 格 の 特 徴 110kHz~205kHz 電 磁 誘 導 方 式 (inductively coupled power transfer) Q 値 は100(Typical) 結 合 係 数 0.3~0.6(Typical) 送 電 電 力 : 5W 以 下 送 電 方 式 : 位 置 合 わせのため 以 下 の3 方 式 が 規 定 されている 1 可 動 コイル 方 式 ( 三 洋 電 機 提 案 ) 1 次 コイルをモータで 動 かし2 次 コイルと 位 置 合 わ せ 2 次 コイルの 位 置 は 位 置 検 出 用 コイルで 推 定 2マルチコイル 方 式 (ConvenientPower 提 案 ) 1 次 コイルをアレイ 化 し 2 次 コイルに 最 も 近 い コイルのみ 動 作 させる 3マグネット 吸 引 方 式 (Fulton 提 案 ) 1 次 コイル 中 央 に 磁 石 を 配 置 し 磁 石 の 吸 引 力 により2 次 コイルと 位 置 合 わせする コイルのサイズ 等 詳 細 に 規 定 されている 受 電 方 式 : コイルサイズ 等 規 定 されていない 制 御 方 式 : 負 荷 変 調 を 利 用 し 電 力 伝 送 と 同 一 周 波 数 通 信 による 制 御 ( 基 本 的 な 制 御 は 右 図 の 通 り) 27 標 準 化 動 向 調 査 ( 家 電 機 器 向 け) 組 織 機 関 : CEA( 米 国 家 電 協 会 ) R6.3 Wireless Power Subcommittee 概 要 : ポータブル 携 帯 機 器 および 車 載 機 器 を 対 象 として R6.3 Wireless Power Subcommittee が 組 織 化 された CEA-2042_1 が に 公 開 今 回 は ワイヤレス 給 電 についての 用 語 を 整 理 した 用 語 集 (glossary of terms)である 他 の 組 織 と 連 携 していく(IECなど) 15/43 28

17 CEA R6.3 Wireless Power Subcommittee 参 加 企 業 (2011 年 10 月 時 点 ) 29 標 準 化 動 向 調 査 ( 家 電 機 器 向 け) 組 織 機 関 : CEA( 米 国 家 電 協 会 ) R6.3 Wireless Power Subcommittee 概 要 ( 続 き): CEA R6.3 Wireless Power Subcommittee [ 各 WGのミッションと 活 動 状 況 (2011 年 10 月 時 点 )] 1 R6.3 WG1 Wireless Power Nomenclature ミッション: 用 語 の 統 一 CEA として 公 開 2 R6.3 WG2 Wireless Power Safety & Emissions ミッション: 安 全 性 とRFエミッションに 関 する 規 格 の 作 成 CEA として 公 開 予 定 現 在 は 利 用 シナリオや 各 国 の 電 波 法 などの 規 制 の 状 況 を 取 りまとめている 3 R6.3 WG3 Wireless Power Transfer Efficiency & Standby Power ミッション: ワイヤレス 電 力 伝 送 の 効 率 や 待 機 電 力 に 関 する 技 術 的 要 件 や 標 準 的 測 定 法 の 開 発 CEA として 公 開 予 定 現 在 は 上 記 項 目 について 検 討 中 16/43 30

18 標 準 化 動 向 調 査 ( 家 電 機 器 向 け) 組 織 機 関 : CEA( 米 国 家 電 協 会 ) R6.3 Wireless Power Subcommittee 概 要 ( 続 き): CEA R6.3 Wireless Power Subcommittee [ 各 WGのミッションと 活 動 状 況 (2011 年 10 月 時 点 )] 4 R6.3 WG4 Highly Resonant Wireless Power Transfer Work Group ミッション: 磁 界 共 鳴 方 式 に 関 する 標 準 規 格 化 CEA として 公 開 予 定 磁 界 共 鳴 方 式 の 定 義 として コイル 間 の 結 合 係 数 (Coupling factor)kを0.1 以 下 とする ただし kが1 程 度 になる 状 況 もサポート 技 術 仕 様 を 検 討 中 例 えば 利 用 周 波 数 は6.78MHz その 他 を 使 う ことや 電 磁 放 射 に ついての 上 限 値 などが 決 まり 始 めている 5 R6.3 WG5 Tightly Coupled Wireless Power Transfer Work Group ミッション: 電 磁 誘 導 方 式 に 関 する 標 準 規 格 化 CEA として 公 開 予 定 であるが Qi 規 格 は CEA a CEA 自 身 が 策 定 する 規 格 は CEA b になる 見 込 み 現 在 は 既 に 製 品 を 発 売 している 米 Powermat 社 や 製 品 が 出 始 めた 業 界 標 準 Qi 規 格 に 対 する 利 用 周 波 数 帯 の 割 り 振 りなどを 決 めている 31 標 準 化 動 向 調 査 ( 家 電 機 器 向 け) 組 織 機 関 : IEC TC100 (Audio, Video and Multimedia systems and equipment) 概 要 : 国 際 電 気 標 準 化 会 議 (IEC)TC 100の 中 に ワイヤレス 電 力 伝 送 技 術 の 標 準 規 格 化 に 関 するプロジェクト(Stage 0 project)が 設 立 対 象 は AV IT 機 器 向 けのワイヤレス 電 力 伝 送 システム 当 面 の 目 標 はテクニカルレポート(TR)の 作 成 その 結 果 により 標 準 規 格 化 が 開 始 される 議 論 に 参 加 している 主 要 メンバーは 米 国 CEAのグループ 韓 国 TTAのグループ および 日 本 グループ この 活 動 の 日 本 側 組 織 は 電 子 情 報 技 術 産 業 協 会 (JEITA)のAV&IT 標 準 化 委 員 会 の 中 のワイヤレス 給 電 対 応 PG TRに 向 けて 日 本 としての 意 見 をとりまとめており この 活 動 にBWF/WPT-WGも 協 力 TC 100の 中 のサブ 委 員 会 (SC) 等 で 韓 国 側 からの 提 案 活 動 が 活 発 化 17/43 32

19 標 準 化 動 向 調 査 ( 家 電 機 器 向 け) 組 織 機 関 : 韓 国 TTA (Tele-communications Technology Association) PG709 概 要 : 2011 年 3 月 に 発 足 し Wireless Charging and Application をテーマに 活 動 開 始 活 動 方 針 は 次 の 通 り 1 目 的 はモバイル 端 末 (5W, 30W, 120W)への 無 線 給 電 の 標 準 規 格 化 2 送 電 電 力 や 伝 送 距 離 に 注 目 したロードマップ 明 確 化 3In-bandによる 制 御 に 注 目 参 加 企 業 : Samsung Electronics, LGE, Samsung Electrics, Qualcomm, LS-cable, KETI, ETRI, RAPA, Hanrim-POSTECH, Ltronics 標 準 化 を 下 記 プロジェクトで 検 討 し 2011 年 が 規 格 化 の 目 標 (a) Inductive wireless power transfer interface (b) Resonance wireless power transfer interface (c) Wireless Power Transfer control technology (d) Wireless Power Transfer efficiency definition (e) Use case and scenario for wireless power transfer CEA R6.3と 連 携 し 上 記 プロジェクト 体 制 もR6.3のWGと 整 合 している 韓 国 政 府 (KCC: 韓 国 放 送 通 信 委 員 会 )も 積 極 的 にサポート 33 標 準 化 動 向 調 査 ( 家 電 機 器 向 け) 組 織 機 関 : 韓 国 MFAN (Magnetic Field Area Network) 概 要 : Magnetic communicationを 対 象 として2008 年 10 月 に 発 足 したが 最 近 Wirelee Chargingも 対 象 とした 活 動 を 開 始 無 線 給 電 のユースケースとシナリオについて 検 討 している 韓 国 TTAと 連 携 関 係 にあり 検 討 結 果 はTTAへインプットされる 参 加 企 業 : KT, Samsung electronics, LGE, Pantech, LGU+, Samsung electrics, LScable, Hanrim-POSTECH, KC, LG innotek, Mobile-Lab, Qualcomm 18/43 34

20 標 準 化 動 向 調 査 ( 家 電 機 器 向 け) 組 織 機 関 : WiPower Alliance A4WP 概 要 : (WiPower) Qualcomm Duracell Powermatが 中 心 となって 組 織 化 し 10 数 社 が 参 加 している 模 様 対 象 とする 技 術 方 式 は 磁 界 共 鳴 方 式 (Flexibly Coupled) 周 波 数 帯 は6.78MHz (A4WP) Alliance for Wireless Power 上 記 WiPowerを 母 体 に Samsungなどが 加 わり 新 たにA4WPとして 活 動 開 始 35 中 国 CCSA 規 格 提 案 韓 国 TTA PG709 MFAN 韓 国 国 内 標 準 化 動 向 マップ( 家 電 機 器 関 係 ) 協 調 について 協 議 中 リエゾン 関 係 構 築 中 連 携 TR 作 成 提 案 米 国 CEA R6.3 ARIB IEC TC100 Wireless Power Subcommittee WG1 nomenclature WG2 regulatory compliance WG3 efficiency and standby measurement WG4 highly resonant wireless power transfer WG5 tightly coupled wireless power transfer BWF 規 格 化 提 案 TR 作 成 今 後 の 連 携 を 検 討 中 WPT-WG WPT 標 準 開 発 部 会 連 携 19/43 Stage 0 Project TR 作 成 JEITA 規 格 化 提 案? AV&IT 標 準 化 委 員 会 ワイヤレス 給 電 対 応 PG 企 業 アライアンス A4WP WPC QiがCEA bと して 規 格 化 予 定 日 本 磁 界 共 鳴 方 式 電 磁 誘 導 方 式 36

21 講 演 の 内 容 1.ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 2.ワイヤレス 電 力 伝 送 の 方 式 の 比 較 3. 実 用 化 に 向 けた 課 題 4.WPT 技 術 の 標 準 化 への 視 点 5. 家 電 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 6. 電 気 自 動 車 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 7. 人 体 防 護 指 針 に 関 する 標 準 化 組 織 の 関 係 8.BWFワイヤレス 電 力 伝 送 WGでの 取 り 組 み 9.まとめ 37 標 準 化 動 向 調 査 (EV 向 け) 組 織 機 関 : SAE J2954( 非 接 触 給 電 標 準 化 TF) 概 要 : SAE(Society of Automotive Engineers)の 中 にJ2954( 非 接 触 給 電 標 準 化 TF)が 設 立 され 2010 年 10 月 より 活 動 を 開 始 リーダはDr. Jesse Scheider(BMW) 電 磁 誘 導 方 式 (Inductive Coupling) 磁 気 共 鳴 方 式 (Magnetic Resonance)が 対 象 想 定 する 利 用 シーンは 家 庭 EVスタンド 走 行 中 2010 年 12 年 段 階 で22 社 参 加 ( 現 在 はもっと 増 えている) 2014 年 までに 標 準 仕 様 を 完 成 させ 公 開 することが 目 標 [ 現 在 の 状 況 ] 利 用 周 波 数 の 検 討 ( 干 渉 周 波 数 等 の 割 り 出 しを 進 めており 利 用 可 能 な 周 波 数 帯 域 を 検 討 中 ) 共 振 周 波 数 調 整 (コンデンサなどによる)による 高 効 率 化 方 法 も 話 題 に 電 力 伝 送 制 御 等 のための 無 線 通 信 は 他 のシステムを 利 用 するOutband 方 式 の 議 論 が 中 心 1 遠 距 離 : 携 帯 電 話 キャリア(テレマ,マップ 上 での 位 置 情 報 など) 2 中 ~ 直 近 :DSRC( 安 全 装 備 として 車 車 間, 路 車 間 通 信 に 装 備 するものの 流 用 :メインの 通 信 ) 3 位 置 合 わせ:RFID( 受 信 強 度 の 違 いを 利 用 して 位 置 検 出 するらしい) 2012 年 に 入 り 次 の3つのカテゴリーで 検 討 することが 合 意 された WPT1 3.6kW WPT2 19.2kW WPT3 150kW 20/43 38

22 SAE J2954の 概 要 (1) 39 SAE J2954の 概 要 (2) 21/43 40

23 SAE J2954での 最 近 の 検 討 状 況 (1) 41 SAE J2954での 最 近 の 検 討 状 況 (2) 22/43 42

24 SAE J2954での 最 近 の 検 討 状 況 (3) 43 SAE J2954での 最 近 の 検 討 状 況 (4) 23/43 44

25 標 準 化 動 向 調 査 (EV 向 け) 組 織 機 関 : IEC TC69 (ISO TC22) 概 要 : IEC( 国 際 電 気 標 準 化 会 議 ) TC69( 電 気 自 動 車 )& ISO( 国 際 標 準 化 機 構 )TC22において IEC ( 一 般 要 求 案 件 )に 加 えて IEC 61980シリーズとして 検 討 開 始 日 本 側 の 受 け 皿 はJARI( 日 本 自 動 車 研 究 所 ) 設 置 された 非 接 触 給 電 標 準 化 SWG BWF/WPT -WGと 連 携 JSAE( 自 動 車 技 術 会 )はリエゾンとして 参 加 [ 現 在 の 状 況 の 詳 細 ] スイスの 提 案 により インダクティブ 充 電 システム 一 般 要 求 事 項 の 標 準 化 作 業 が 始 動 3 月 の IECキックオフ 会 議 において 以 下 を 確 認 磁 気 を 利 用 した 電 力 伝 送 システム( 電 磁 誘 導 磁 気 共 鳴 共 振 型 電 磁 誘 導 )を 対 象 とする ISOとIECのジョイントワーキング(ISOとIECが 対 等 の 立 場 で 協 調 )で 進 める SAE J2594 T/Fとも 協 調 して 進 める 詳 細 技 術 規 定 を 議 論 するに 先 立 ち インダクティブ 充 電 規 格 全 体 (IEC 61980シリーズ)の 構 成 を 議 論 して 明 確 化 する 6 月 末 のWeb 会 議 において Interoperability に 関 する 議 論 が 最 重 要 であることで 各 国 関 係 者 の 意 見 が 一 致 各 国 より Interoperability を 確 保 するために 考 慮 すべき 要 件 パラメータ 等 をリスト アップし 目 指 すべき 姿 や 課 題 を 議 論 していく 方 針 45 標 準 化 動 向 調 査 (EV 向 け) 組 織 機 関 : UL 2750 概 要 : UL(Underwriters Laboratories Inc )がSAE J2954と 連 携 し 電 力 供 給 装 置 側 の 安 全 規 格 (UL 2750)を 検 討 している 米 国 では 最 終 的 にはANSI( 米 国 国 家 規 格 協 会 ) 規 格 化 を 行 う [ 現 在 の 状 況 の 詳 細 ] 電 力 供 給 側 のインターフェース テスト 方 法 等 に 関 する 安 全 規 格 化 を 検 討 しており ラフドラフト は 既 に 完 成 している 模 様 改 訂 版 を 作 成 中 であり その 後 公 開 する 予 定 24/43 46

26 標 準 化 動 向 マップ(EV 応 用 関 係 ) UL 2750 連 携 インフラ 側 の 安 全 性 などの 規 格 化 SAE J2954 T/F 連 携? IEC TC69 ISO SC21 TC22 連 携 PT インダクティブ 充 電 システム IEC 日 本 BWF ARIB 規 格 化 提 案 連 携 WPT-WG WPT 標 準 開 発 部 会 連 携 JARI 日 本 側 受 け 皿 非 接 触 給 電 SWG 連 携 リエゾン 関 係 JSAE ワイヤレス 給 電 システム 技 術 部 門 委 員 会 47 講 演 の 内 容 1.ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 2.ワイヤレス 電 力 伝 送 の 方 式 の 比 較 3. 実 用 化 に 向 けた 課 題 4.WPT 技 術 の 標 準 化 への 視 点 5. 家 電 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 6. 電 気 自 動 車 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 7. 人 体 防 護 指 針 に 関 する 標 準 化 組 織 の 関 係 8.BWFワイヤレス 電 力 伝 送 WGでの 取 り 組 み 9.まとめ 25/43 48

27 標 準 化 動 向 マップ( 電 波 暴 露 関 係 ) 現 状 の 無 線 電 力 伝 送 の 周 波 数 利 用 シーンなどを 考 慮 すると 不 完 全 総 務 省 ガイドライン 準 拠 を 示 すための 測 定 法 ( 告 示 300 号 301 号 など) IEC TC106 ガイドライン 準 拠 を 示 すための 測 定 法 (IEC62233など) FCC 現 状 は Case-by-Caseで 対 応 ガイドライン 準 拠 のための 評 価 法 測 定 法 の 提 案 米 国 企 業 など 現 状 は 個 別 対 応 BWF 連 携 制 度 人 体 防 護 対 応 が 中 心 メンバーは 産 業 界 中 心 IEC TC106 国 内 委 員 会 高 周 波 委 員 会 日 本 側 の 受 け 皿 低 周 波 委 員 会 メンバーは 大 学 + 産 業 界 携 帯 関 係 などでIEC 規 格 化 の 実 績 有 り 日 本 グローバル 米 国 総 務 省 電 波 防 護 指 針 ガイドライン( 指 針 値 ) 作 成 ICNIRP WHO 人 体 影 響 についての 検 討 評 価 電 波 暴 露 2012 に 関 Toshiba する 規 Corporation 制 ガイドライン 制 定 IEEE ガイドライン( 指 針 値 ) 作 成 49 電 波 防 護 指 針 電 気 通 信 技 術 審 議 会 : 諮 問 第 38 号 電 波 利 用 における 人 体 の 防 護 指 針 (1990 年 )が 示 され その 後 1997 年 1998 年 2011 年 に 局 部 吸 収 指 針 等 に 関 して 追 加 答 申 がされている 基 礎 指 針 管 理 指 針 実 際 の 電 磁 界 の 評 価 に 用 いる 指 針 管 理 指 針 とは: ICNIRPの 基 本 制 限 に 対 応 するものが 基 礎 指 針 これは 直 接 測 定 することができないので 実 測 できる 物 理 量 ( 電 界 強 度 磁 界 強 度 電 力 密 度 電 流 及 び 比 吸 収 率 )で 示 した 指 針 を 管 理 指 針 という 管 理 指 針 は 電 磁 界 強 度 指 針 補 助 指 針 局 所 吸 収 指 針 から 構 成 される ICNIRPの 参 考 レベル に 対 応 する 電 磁 界 の 影 響 を 人 体 内 部 の 現 象 と 関 連 づけて 評 価 電 磁 界 強 度 指 針 補 助 指 針 局 所 吸 収 指 針 26/43 均 一 な 電 磁 界 に 全 身 が さらされる 場 合 人 体 との 距 離 が20cm 以 上 1 不 均 一 な 電 磁 界 局 所 的 ばく 露 の 指 針 2 接 触 電 流 に 関 する 指 針 3 誘 導 電 流 に 関 する 指 針 人 体 との 距 離 が20cm 以 下 1 全 身 平 均 SAR 2 局 所 SAR 3 接 触 電 流 50

28 電 波 防 護 指 針 の 構 成 ICNIRP IEEEとも 基 本 的 に 構 成 は 同 じ ただし 補 助 指 針 は 電 波 防 護 指 針 特 有 のもの 人 体 が 電 磁 界 にさらされるとき 人 体 に 生 じる 各 種 の 生 体 作 用 ( 体 温 上 昇 に 伴 う 熱 ストレス 電 流 刺 激 高 周 波 熱 傷 等 )に 基 づいて 人 体 の 安 全 性 を 評 価 するための 指 針 基 礎 指 針 を 満 たすための 実 測 できる 物 理 量 ( 電 界 強 度 磁 界 強 度 電 力 密 度 電 流 及 び 比 吸 収 率 )で 示 した 実 際 の 評 価 に 用 いる 指 針 対 象 とする 空 間 における 電 界 強 度 磁 界 強 度 電 力 密 度 によって 当 該 空 間 の 安 全 性 を 評 価 するための 指 針 電 磁 界 強 度 指 針 を 満 足 しない 場 合 において 基 礎 指 針 に 従 った 詳 細 評 価 を 行 うため に 使 用 する 指 針 主 に 身 体 に 極 めて 近 接 して 使 用 される 無 線 機 器 等 から 発 射 される 電 磁 波 により 身 体 の 一 部 が 集 中 的 に 電 磁 界 にさらされる 場 合 において 基 礎 指 針 に 従 った 詳 細 評 価 を 行 うために 使 用 する 指 針 出 典 : 電 気 通 信 技 術 審 議 会 答 申 諮 問 第 89 号 電 波 利 用 における 人 体 防 護 の 在 り 方 ( 平 成 9 年 4 月 ) ページ 人 体 防 護 ガイドラインの 比 較 例 27/43 52

29 人 体 防 護 ガイドライン 適 用 の 問 題 点 電 磁 界 強 度 指 針 での 評 価 標 準 化 されている 測 定 法 (IEC/EN 等 ) はあるものの ワイヤレス 電 力 伝 送 機 器 の 利 用 周 波 数 や 利 用 環 境 を 考 慮 すると 適 切 と は 言 えない 指 針 値 が 厳 し 目 であり 必 要 以 上 に 利 用 範 囲 を 限 定 してしまう 可 能 性 がある 基 礎 指 針 (SARなど)での 評 価 ワイヤレス 電 力 伝 送 機 器 の 利 用 周 波 数 や 利 用 環 境 に 合 致 した 評 価 法 測 定 法 は 無 い IEC/EN 62233による 磁 界 測 定 例 測 定 距 離 は 人 体 に 触 れて 使 うもの0cm 他 は 原 則 30cm EUT 0cm ex.30cm 等 方 性 磁 界 センサ 直 径 13cm 以 下 53 講 演 の 内 容 1.ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 2.ワイヤレス 電 力 伝 送 の 方 式 の 比 較 3. 実 用 化 に 向 けた 課 題 4.WPT 技 術 の 標 準 化 への 視 点 5. 家 電 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 6. 電 気 自 動 車 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 7. 人 体 防 護 指 針 に 関 する 標 準 化 組 織 の 関 係 8.BWFワイヤレス 電 力 伝 送 WGでの 取 り 組 み 9.まとめ 28/43 54

30 BWF/WPT-WGにおける 利 用 シーンの 分 類 10m 電 1m 力 伝 送 距 離 10cm 利 用 シーン2 家 庭 内 のデジタル 家 電 の 小 電 力 ワイヤレス 電 力 伝 送 利 用 シーン3 家 庭 内 のデジタル 家 電 の 中 電 力 ワイヤレス 電 力 伝 送 利 用 シーン4 大 電 力 ワイヤレス 電 力 伝 送 および 特 殊 用 途 1cm 利 用 シーン1 家 庭 内 のデジタル 家 電 の 非 接 触 ワイヤレス 電 力 伝 送 10W 100W 1kW 10kW 送 信 電 力 55 利 用 シーンの 分 類 利 用 シーン 想 定 する 利 用 シーン 具 体 的 な 適 用 例 その 利 用 シーンの 仕 様 機 能 など 利 用 シーン1 家 庭 内 のデジタル 家 電 の 非 接 触 ワイヤレ ス 電 力 伝 送 1 携 帯 電 話 (P2P 充 電 共 通 充 電 公 共 充 電 ) 2ノートPC ( 卓 上 充 電 公 共 充 電 ) その 他 デジタル 家 電 機 器 などへの 充 電 1 周 波 数 :10kHz~10MHz ISM 帯 (13MHz 27MHz 40MHz) 2 送 電 電 力 :~50W 3 電 力 伝 送 距 離 :10cm 以 内 利 用 シーン2 利 用 シーン3 利 用 シーン4 家 庭 内 屋 外 ( 情 報 KIOSKなど)のデ ジタル 家 電 の 小 電 力 ワイヤレス 電 力 伝 送 家 庭 内 の 家 電 の 中 電 力 ワイヤレス 電 力 伝 送 大 電 力 ワイヤレス 電 力 伝 送 および 特 殊 用 途 1 携 帯 電 話 2ノートPC 3 壁 掛 けTV ポータブルTV 4デジカメ ビデオカメラ 5 携 帯 型 プレーヤー 6 音 響 機 器 (スピーカー ヘッドホンなど) 7 照 明 器 具 8 産 業 機 器 9 医 療 機 器 10ゲーム 機 器 (リモコン 含 む) などへのワイヤレス 電 源 供 給 無 線 充 電 1 据 置 型 家 電 ( 冷 蔵 庫 洗 濯 機 エアコンなど) 2 発 熱 系 家 電 (ドライヤー アイロン 炊 飯 器 ホットプレートなど) 3 掃 除 機 4 大 型 TVなどAV 家 電 機 器 などへのワイヤレス 電 源 供 給 無 線 充 電 1 電 気 自 動 車 トラム( 路 面 電 車 )などへのワイヤ レス 電 源 供 給 無 線 充 電 2 工 場 内 機 器 など 産 業 向 け 応 用 1 非 破 壊 給 電 システム(FTTH 関 連 など) 29/43 1 周 波 数 :10kHz~10MHz ISM 帯 (13MHz 27MHz 40MHz) 2 送 電 電 力 :~50W 3 電 力 伝 送 距 離 : 数 mまで 1 周 波 数 :10kHz~10MHz ISM 帯 (13MHz 27MHz 40MHz) 2 送 電 電 力 :50~1kW 3 電 力 伝 送 距 離 : 壁 面 床 面 机 面 から 数 10cm 程 度 1 周 波 数 :10kHz~10MHz ISM 帯 (13MHz 27MHz 40MHz) 2 送 電 電 力 :1kW~ 数 10kW 3 電 力 伝 送 距 離 :30cm 程 度 まで 1 周 波 数 : 数 十 khz~ 数 GHz 2 送 電 電 力 : 数 W~20W 3 電 力 伝 送 距 離 :10cm 程 度 56

31 WPT-WGでの 議 論 内 容 活 動 の 目 的 1. 研 究 開 発 の 促 進 ロードマップの 共 有 化 2. 周 波 数 帯 の 確 保 3. 標 準 規 格 化 活 動 の 推 進 4. 法 規 制 緩 和 ( 製 品 化 時 の 認 証 など) 5. 人 体 防 護 指 針 やイミュニティのための 条 件 作 り 利 用 シーンのカテゴリー 分 け 1デジタル 家 電 向 け 非 接 触 ワイヤレス 電 力 伝 送 2デジタル 家 電 向 け 小 電 力 ワイヤレス 電 力 伝 送 3 家 電 向 け 中 電 力 ワイヤレス 電 力 伝 送 4 社 会 インフラ 産 業 用 向 け 大 電 力 ワイヤレス 電 力 伝 送 利 用 シーン1に 関 して ワイヤレス 電 力 伝 送 技 術 の 利 用 に 関 する ガイドラインVer1.0 を 策 定 し 公 表 (2011 年 4 月 ) 現 在 利 用 シーン2~4に 対 応 した ガイドラインVer2.0 を 検 討 中 2012 年 度 末 の 公 表 が 目 標 57 30/43 58

32 ワイヤレス 電 力 伝 送 技 術 利 用 に 関 するガイドラインガイドライン ガイドラインの 構 成 1. 目 的 と 位 置 づけ 2. 適 用 範 囲 3. 利 用 条 件 1 本 ガイドラインで 参 照 する 電 波 法 令 2 発 熱 等 に 対 する 安 全 対 策 の 実 施 3 人 体 防 護 指 針 への 対 応 本 ガイドライン 策 定 の 目 的 と 位 置 づけ ( 目 的 ) ワイヤレス 電 力 伝 送 技 術 が 進 展 し 早 期 の 実 用 化 が 期 待 される 状 況 において 当 該 技 術 を 用 いた 製 品 の 製 造 業 者 および 当 該 技 術 によるサービスを 提 供 する 事 業 者 が 遵 守 すべき 基 本 事 項 を 定 め その 利 用 者 の 利 便 性 の 向 上 を 図 ると ともに 利 用 者 の 安 全 性 を 保 証 するものである 特 に 発 熱 などに 対 する 安 全 対 策 を 明 記 ( 位 置 づけ) ワイヤレス 電 力 伝 送 技 術 の 早 期 の 実 用 化 に 対 応 することを 目 的 としているため 対 象 範 囲 や 条 件 規 制 に 対 する 考 え 方 などに 関 して 限 定 的 な 内 容 になっている 今 後 の 対 象 範 囲 の 拡 大 や 規 制 改 正 の 状 況 を 鑑 みて 本 ガイドラインの 内 容 も 見 直 していく すでに 実 用 化 されている 利 用 シーン1への 対 応 補 足 事 項 将 来 的 には 制 度 化 を 検 討 する 今 回 のガイドラインはそれまでの 暫 定 的 な 措 置 とし ての 位 置 づけになる 31/43 60

33 2.ガイドラインVer1.0の 適 用 範 囲 ( 適 用 範 囲 ) 以 下 の 性 能 を 有 する 無 線 による 電 力 伝 送 機 器 に 限 定 する 送 電 電 力 が50Wを 超 えない 電 力 伝 送 距 離 が10cm 以 内 利 用 周 波 数 は10kHz~10MHz および13.56MHz 帯 (ISM 帯 ) 27.12MHz 帯 (ISM 帯 ) 40.67MHz 帯 (ISM 帯 ) ( 利 用 する 機 器 電 力 伝 送 方 式 については 問 わない) 補 足 事 項 本 ガイドラインの 適 用 範 囲 はWGでの 議 論 における 利 用 シーン1( 送 電 電 力 50W 以 内 伝 送 距 離 10cm 以 内 )に 限 定 する 利 用 シーン2~4については 今 後 検 討 し ガイドライン 改 訂 版 として 公 開 する 利 用 条 件 1 本 ガイドラインで 参 照 する 電 波 法 令 現 行 電 波 法 では 電 波 法 第 100 条 第 1 項 において 設 備 の 設 置 に 許 可 を 受 けな ければならない 高 周 波 利 用 設 備 が 規 定 されている ガイドラインでは 当 該 規 定 の 適 用 除 外 となる 許 可 を 要 しない 高 周 波 利 用 設 備 の 要 件 に 適 合 する 機 器 を 対 象 とする ( 本 ガイドラインが 対 象 とする 許 可 を 要 しない 高 周 波 利 用 設 備 の 要 件 ) 1 通 信 設 備 以 外 の 高 周 波 利 用 設 備 であって その 高 周 波 エネルギ-が 50W 以 下 のもの もしくは 2 誘 導 式 通 信 設 備 ( 線 路 に10kHz 以 上 の 高 周 波 電 流 を 流 すことにより 発 生 する 誘 導 電 波 を 使 用 して 通 信 を 行 う 設 備 )であって λ/2πの 距 離 における 電 界 強 度 が15μV/m 以 下 のもの 補 足 事 項 あくまでも 暫 定 的 措 置 としての 解 釈 になる 将 来 的 には 型 式 指 定 型 式 確 認 ( 電 波 法 施 行 規 則 第 46 条 の 七 に 規 定 する 電 子 レンジ 電 磁 誘 導 加 熱 式 調 理 器 もしくは 電 波 法 施 行 規 則 第 46 条 の 一 に 規 定 する 誘 導 式 読 み 書 き 通 信 設 備 に 適 用 されている 制 度 )のような 制 度 が 望 まれる 32/43 62

34 3. 利 用 条 件 2 発 熱 等 に 対 する 安 全 対 策 の 実 施 ( 受 電 対 象 の 識 別 ) 受 電 側 を 特 定 する 機 能 を 有 し 安 全 に 電 力 伝 送 を 行 うこと 特 定 方 法 について は 問 わない 受 電 側 を 特 定 できない 場 合 には 送 電 を 行 わないこと ( 発 熱 等 に 対 する 安 全 対 策 の 考 え 方 ) 送 電 側 および 受 電 側 機 器 を 構 成 する 部 分 において 金 属 に 対 しては35K 磁 気 ガラスに 対 しては45K 成 型 品 ゴム 木 に 対 しては60Kの 温 度 上 昇 限 界 を 超 えないこと ( 規 定 する 温 度 上 昇 値 は 25 を 基 準 の 温 度 としている) 温 度 上 昇 限 界 を 超 える 場 合 に 送 電 停 止 などの 対 策 を 施 すこと 電 源 については 制 約 を 設 けない IEC 家 庭 用 および 類 似 用 途 の 電 気 機 器 - 安 全 性 - 第 1 部 : 一 般 要 件 11. 温 度 上 昇 を 参 照 上 記 は 送 電 側 と 受 電 側 に 挟 み 込 まれた 金 属 異 物 に 対 しても 適 用 機 器 に 用 いられているデバイス 部 品 においても 異 常 時 にも 発 煙 発 火 がない こと 63 ( 全 頁 からの 続 き) 3. 利 用 条 件 2 発 熱 等 に 対 する 安 全 対 策 の 実 施 ( 金 属 異 物 挟 み 込 み 時 の 温 度 上 昇 測 定 方 法 ) 金 属 挟 み 込 み 時 における 安 全 対 策 のため 以 下 の 方 法 により 温 度 上 昇 の 測 定 を 行 い 温 度 上 昇 限 界 の 規 定 を 満 足 している 事 を 確 認 すること (1) 金 属 材 質 として 鉄 アルミニウム 及 び 銅 について 測 定 する (2) 試 験 片 コイル 中 心 : 5mm 5mm 0.3mm( 幅 長 さ 厚 み)のものを 幅 長 さについて1mm 刻 みで 大 きくしていき 正 常 動 作 (*1)が 維 持 される 最 大 金 属 片 を 試 験 片 1とする 次 に 金 属 の 厚 みを0.5mm 1.0mmにして 同 様 に 正 常 動 作 が 維 持 される 最 大 金 属 片 を 試 験 金 属 2 3にする 最 大 は 電 力 伝 送 コイル 面 に 全 て 入 る 大 きさとする コイル 中 心 以 外 : 上 記 と 同 様 に 5mm 5mm 0.3mmのものを1mm 刻 みで 大 きくし 正 常 動 作 が 維 持 される 最 大 金 属 片 を 試 験 片 4 厚 みが0.5mm,1.0mm の 場 合 の 最 大 金 属 片 を 試 験 片 5 6にする *1: 正 常 動 作 とは 機 器 が 所 定 の 機 能 を 発 揮 する 動 作 をいう 機 器 が 動 作 中 に 送 電 側 と 受 電 側 との 間 隙 に 金 属 が 挟 み 込 まれた 場 合 発 熱 により 安 全 が 損 なわれる 恐 れがあるので 動 作 初 期 には 金 属 がなく 途 中 で 挟 み 込 まれたときにも 所 定 の 機 能 を 発 揮 することも 正 常 動 作 の 範 囲 に 含 む 33/43 64

35 3. 利 用 条 件 2 発 熱 等 に 対 する 安 全 対 策 の 実 施 ( 全 頁 からの 続 き) (3) 評 価 方 法 試 験 片 を 用 いて 評 価 する 試 験 は 各 試 験 片 を 決 定 した 状 態 と 同 じ 状 態 で 行 う 熱 電 対 を 試 験 片 に 配 置 し 機 器 ( 送 電 側 と 受 電 側 )を 動 作 させる 試 験 片 の 温 度 は 温 度 が 飽 和 するまでに 計 測 された 最 大 温 度 とする 温 度 が 飽 和 するまでに 機 器 の 動 作 が 停 止 した 場 合 にはそれまでの 最 大 温 度 と する 機 器 が 持 っている 金 属 検 出 や 温 度 検 出 手 段 などで 制 御 がかかった 場 合 は 検 出 までに 到 達 した 最 大 温 度 とする 熱 電 対 は 試 験 中 の 部 分 の 温 度 に 対 する 影 響 が 最 も 小 さくなるように 0.3mm 以 下 の 熱 電 対 を 用 いる (IEC 準 拠 ) 利 用 条 件 3 人 体 防 護 指 針 への 対 応 電 波 防 護 指 針 ( 電 気 通 信 技 術 審 議 会 諮 問 第 38 号 電 波 利 用 における 人 体 の 防 護 指 針 への 平 成 2 年 6 月 25 日 答 申 および 諮 問 第 89 号 電 波 利 用 における 人 体 防 護 の 在 り 方 への 平 成 9 年 4 月 24 日 答 申 )に 従 うこととする また 国 際 的 には 国 際 非 電 離 放 射 線 防 護 委 員 会 (ICNIRP)の 示 すガイドライン の 最 新 版 に 従 うこととする ただし 以 下 の 点 について 言 及 し 今 後 検 討 することとした 防 護 指 針 の 対 象 となる 電 磁 界 は 通 常 近 傍 界 又 は 不 均 一 であるため 電 磁 界 強 度 指 針 をそのまま 適 用 できる 状 況 は 限 られる ( 中 略 ) 電 磁 界 強 度 指 針 をその まま 適 用 できる 状 況 でない 場 合 のために 補 助 指 針 が 示 されている ( 中 略 ) 適 用 できない 場 合 には 基 礎 指 針 に 立 ち 返 った 評 価 を 行 う 必 要 がある 近 傍 界 における 電 磁 界 強 度 の 測 定 に 関 しては( 中 略 ) 国 内 のルールでは 当 該 機 器 に 適 用 すべき 電 磁 界 測 定 法 を 明 確 にできていない 段 階 である 測 定 法 は 今 後 の 課 題 とする ( 注 ) 本 ワーキンググループでは この 版 では 特 定 できなかった 当 該 機 器 に 適 す る 測 定 法 を 早 期 にとりまとめ 改 訂 版 を 公 開 することに 努 力 する 34/43 66

36 ガイドラインVer2.0に 向 けた 検 討 2012 年 度 中 にガイドラインVer2.0を 策 定 し 公 開 1Ver2.0で 対 象 とする 利 用 モデル( 適 用 範 囲 )を 明 確 化 利 用 シーン2が 基 本 オプションとして 利 用 シーン3と4も 検 討 制 度 化 に 向 けて 提 案 すると いう 位 置 づけになる 2 国 内 電 波 法 のみならず 海 外 法 令 制 度 ( 米 国 欧 州 など)への 対 応 も 米 国 欧 州 韓 国 などの 海 外 機 関 との 連 携 調 整 を 実 施 3 人 体 防 護 指 針 対 応 のための 具 体 的 評 価 方 法 および 測 定 方 法 の 提 示 シミュレーション 試 験 の 実 施 による 関 連 データ 収 集 と 分 析 人 体 防 護 指 針 の 適 用 評 価 の 方 法 標 準 となる 試 験 法 の 検 討 提 案 4 発 熱 など 安 全 対 策 について 追 加 修 正 Ver2.0を 利 用 モデルを 想 定 した 安 全 対 策 を 明 確 化 67 ガイドラインVer2.0で 対 象 とする 利 用 モデル 1.0 版 2.0 版 Option1 (1.0 版 利 用 シーン3ベース) Option2 (1.0 版 利 用 シーン4ベース) 技 術 方 式 電 磁 誘 導 磁 界 共 鳴 電 界 結 合 シーン 区 分 け 項 目 周 波 数 (Ver1.0に 倣 う) 10kHz~10MHz およびISM 帯 (13MHz 27MHz 40MHz) 電 力 送 電 電 力 50W 以 下 送 電 電 力 50W 以 下 送 電 電 力 50W~1.5kW 送 電 電 力 3kW 程 度 まで 伝 送 距 離 10cm 以 内 数 mまで 50cm 以 内 30cm 程 度 まで 想 定 機 器 小 型 電 子 機 器 ( 携 帯 電 話 テ シ タルカメラ 音 楽 フ レーヤ ノートPCなど) 小 型 電 子 機 器 屋 外 使 用 の 電 子 機 器 等 ( 情 報 KIOSKなど) 家 電 機 器 電 動 工 具 等 普 通 充 電 EV 乗 用 車 ( 産 業 用 途 大 型 車 および 急 速 充 電 は 含 まず) 想 定 ユーザ 一 般 消 費 者 生 体 との 関 係 コイル 間 に 生 体 が 入 らない コイル 間 に 生 体 が 入 る 可 能 性 あり コイル 間 に 生 体 が 入 る 可 能 性 あり コイル 間 に 生 体 が 入 らない 留 意 点 通 信 制 御 InBand またはOutbandで 安 全 確 保 等 のため 通 信 制 御 を 行 う 必 要 あり 製 品 安 全 対 策 金 属 異 物 発 熱 対 策 金 属 異 物 発 熱 対 策 金 属 異 物 発 熱 対 策 感 電 防 止 対 策 ( 電 界 結 合 ) 緊 急 時 送 電 停 止 機 能 等 エミッション 対 策 必 要 35/43 68

37 WPT-WGでの 標 準 化 規 格 化 体 制 国 内 で 標 準 規 格 化 を 行 う 体 制 を 構 築 WTP 標 準 開 発 部 会 を 設 置 ( 約 20 組 織 が 参 加 ) 国 内 ではARIB 規 格 化 を 目 標 とする グローバル 対 応 のため 関 係 組 織 と 連 携 していく 家 電 機 器 から 電 気 自 動 車 応 用 まで 網 羅 ( 利 用 シーン1~4の 全 てを 対 象 ) 当 面 の 活 動 内 容 候 補 周 波 数 の 検 討 と 決 定 標 準 化 を 希 望 するワイヤレス 電 力 伝 送 技 術 の 調 査 サブグループ 設 立 標 準 化 における 互 換 性 インターオペラビリティ の 定 義 69 標 準 体 制 と 関 連 組 織 との 連 携 36/43 70

38 標 準 開 発 部 会 とその 構 成 ( 案 ) 71 講 演 の 内 容 1.ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 2.ワイヤレス 電 力 伝 送 の 方 式 の 比 較 3. 実 用 化 に 向 けた 課 題 4.WPT 技 術 の 標 準 化 への 視 点 5. 家 電 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 6. 電 気 自 動 車 応 用 におけるWPT 標 準 化 動 向 7. 人 体 防 護 指 針 に 関 する 標 準 化 組 織 の 関 係 8.BWFワイヤレス 電 力 伝 送 WGでの 取 り 組 み 9.まとめ 37/43 72

39 ま と め ワイヤレス 電 力 伝 送 への 期 待 は 大 きく 実 用 化 に 向 けた 開 発 は 今 後 もどんどん 加 速 並 行 して 標 準 化 の 動 きも 活 発 化 国 内 においても BWFが 中 心 となった 体 制 を 構 築 標 準 規 格 化 を 検 討 する 場 が 出 来 あがる 一 方 周 波 数 や 制 度 化 人 体 防 護 指 針 対 策 など まだまだ 課 題 は 多 い ワイヤレス 電 力 伝 送 技 術 に 関 わる 各 分 野 ( 技 術 開 発 制 度 標 準 化 など)の 関 係 者 の 今 後 の 活 躍 に 大 いに 期 待 73 参 考 資 料 BWF/WPT-WGからの 電 波 の 有 効 利 用 の 促 進 に 向 けた 検 討 課 題 の 意 見 ( 抜 粋 版 ) 電 波 有 効 利 用 の 促 進 に 関 する 検 討 会 にて 発 表 38/43 74

40 ワイヤレス 電 力 伝 送 技 術 の 実 用 化 に 向 けた 課 題 (1) 利 用 できる 周 波 数 帯 の 明 確 化 (2) 制 度 整 備 および 緩 和 (3) 技 術 基 準 認 証 方 法 の 明 確 化 (4) 電 波 防 護 指 針 への 適 用 方 法 測 定 法 の 明 確 化 安 全 基 準 およびその 測 定 法 の 明 確 化 (5)グローバルな 標 準 規 格 化 に 向 けた 積 極 的 な 取 り 組 みの 実 施 (6)WPT 技 術 で 国 際 協 調 をリードするために 75 (1) 利 用 できる 周 波 数 帯 の 明 確 化 利 用 者 製 造 者 およびサービス 提 供 者 がWPT 技 術 を 安 心 して 利 用 できるように するため WPTで 利 用 する 周 波 数 帯 を 明 確 化 することが 必 要 ( 現 状 の 課 題 ) 無 線 設 備 として WPT 機 器 としての 明 確 なカテゴリーは 無 く 従 って 利 用 できる 周 波 数 も 無 い 高 周 波 利 用 設 備 として 50W 以 下 であれば 許 可 不 要 で 利 用 可 能 この 場 合 10kHz 以 上 であれば 周 波 数 の 制 限 は 無 い 一 方 50Wを 越 える 場 合 には 設 置 許 可 の 受 ける 必 要 ISM 帯 の 利 用 も 想 定 されているが 既 存 の 他 システムとの 干 渉 対 策 が 必 要 特 にEV 応 用 など 大 電 力 伝 送 の 用 途 には 数 10kHz~ 数 100kHzの 利 用 が 考 えら れている 既 に 利 用 されている 周 波 数 帯 であり システム 共 存 対 策 干 渉 対 策 は 必 須 と 考 えられる 上 記 の 課 題 を 解 決 し WPT 機 器 として 利 用 できる 周 波 数 帯 の 明 確 化 ( 理 想 的 には 専 用 周 波 数 帯 の 確 保 )が 必 要 WPT 技 術 がグローバルに 展 開 できるよう 利 用 周 波 数 に 関 しては 国 際 的 な 整 合 が 必 要 ITU-Rへ 提 案 し WRCで 周 波 数 帯 獲 得 のための 活 動 を 39/43 76

41 (2) 制 度 整 備 および 緩 和 想 定 される 運 用 の 範 囲 内 で どこに 設 置 しても 他 の 無 線 局 等 に 妨 害 を 与 えない 周 波 数 ( 帯 )を 確 保 し 技 術 的 条 件 を 定 め それを 制 度 化 することによって 普 及 が 促 進 される 電 子 レンジ 電 磁 誘 導 式 加 熱 調 理 器 (IH 調 理 器 )は 型 式 確 認 無 電 極 放 電 ランプ 誘 導 式 読 み 書 き 通 信 設 備 広 帯 域 電 力 線 搬 送 通 信 設 備 などは 型 式 指 定 の 制 度 により 個 別 の 設 置 許 可 を 不 要 にして 普 及 させている 例 ワイヤレス 給 電 システムにも 同 様 の 制 度 の 適 用 が 望 まれる 77 (3) 技 術 基 準 認 証 方 法 の 明 確 化 前 述 の (1) 利 用 できる 周 波 数 帯 の 明 確 化 (2) 制 度 整 備 および 緩 和 の 課 題 と 関 連 し WPT 機 器 の 利 用 のための 技 術 基 準 を 実 態 に 合 わせて 決 定 し 明 確 化 する 必 要 がある 周 波 数 や 制 度 が 決 まらないと 進 まないところもあるが WPT 機 器 の 電 波 に 関 する 基 本 性 能 特 性 を 把 握 する 必 要 がある 上 記 課 題 に 合 わせ 機 器 認 証 のための 測 定 などの 方 法 についても 明 確 化 する 必 要 がある 40/43 78

42 (4) 電 波 防 護 指 針 への 適 用 方 法 測 定 法 の 明 確 化 安 全 基 準 およびその 測 定 法 の 明 確 化 WPT 機 器 は 利 用 周 波 数 帯 や 利 用 シーンが 新 しく 利 用 されている 無 線 機 器 と 異 なるため 既 存 の 評 価 法 がWPT 機 器 の 評 価 に 必 ずしも 有 用 であるか 明 確 でない 従 って 携 帯 電 話 端 末 などのSAR 測 定 法 のように 電 波 防 護 指 針 への 適 合 性 を 判 断 できるような 国 際 的 に 統 一 された 評 価 法 を 開 発 する 必 要 がある BWF/WPT-WGで 公 開 したガイドラインVer1.0 作 成 時 に 検 討 するも 具 体 的 な 評 価 法 測 定 法 まで 言 及 できず ガイドラインVer2.0では 具 体 的 な 評 価 法 測 定 法 まで 明 確 化 したい 一 方 そのための 関 連 データ 取 得 の 難 しさがある 評 価 法 測 定 法 はIEC TC106など 関 連 国 際 機 関 に 標 準 規 格 として 認 知 させる 必 要 がある 発 熱 や 感 電 などへの 対 策 を 明 確 化 する 必 要 がある 利 用 者 が 安 心 して 安 全 に 利 用 できるようにするために その 対 策 法 や 測 定 法 などを 明 確 化 し ガイドライン 等 で 公 表 する 必 要 がある BWF/WPT-WGで 公 開 したガイドラインVer1.0で 発 熱 対 策 の 実 施 や 試 験 方 法 を 明 記 Ver2.0に 向 けて 検 討 中 79 (5)グローバルな 標 準 規 格 化 に 向 けた 積 極 的 な 取 り 組 みの 実 施 ワイヤレス 電 力 伝 送 技 術 はわが 国 の 技 術 ポテンシャルを 活 かせる 領 域 研 究 開 発 活 動 学 会 活 動 など 活 発 米 国 や 韓 国 などは 既 に 積 極 的 な 標 準 化 活 動 米 国 家 電 協 会 (CEA) 米 国 自 動 車 技 術 会 (SAE)や 韓 国 情 報 通 信 技 術 協 会 (TTA)などが 積 極 的 に 活 動 IEC TC100などへの 提 案 活 動 も 行 っている 国 内 に 標 準 化 対 応 の 組 織 はあるものの 応 用 など 限 定 的 BWF/WPT-WGにおいて 全 ての 応 用 分 野 を 網 羅 し 電 波 関 連 制 度 も 含 めた 標 準 規 格 化 を 検 討 するWPT 標 準 開 発 部 会 を 設 置 し 2012 年 3 月 より 活 動 開 始 約 20 組 織 が 参 加 国 内 ではARIB 規 格 化 を 目 標 とする グローバル 対 応 のため 関 係 組 織 と 連 携 していく 当 面 の 活 動 は 1 候 補 周 波 数 の 検 討 と 決 定 2 標 準 化 を 希 望 するワイヤ レス 電 力 伝 送 技 術 の 調 査 し サブグループを 設 立 3 標 準 化 における 互 換 性 インターオペラビリティ の 定 義 の 検 討 など 民 間 団 体 のため 国 を 代 表 する 組 織 でない 対 応 リソースの 問 題 などあり 41/43 80

43 (6)WPT 技 術 で 国 際 協 調 をリードするために WPTは 技 術 的 にも 市 場 的 にも 全 く 新 しい 分 野 である これまでの 電 波 法 や 諸 規 則 にうまくはまらない 部 分 が 多 くある 米 国 欧 州 韓 国 ではWPT 技 術 のための 周 波 数 や 規 則 策 定 のための 検 討 がすでに 進 行 中 である 2012 年 4 月 アジア 太 平 洋 電 気 通 信 共 同 体 (APT) 無 線 グループは 韓 国 提 案 によりWPTの 検 討 グループ(Task Group)を 設 立 した 国 内 関 係 省 庁 ではWPTの 電 波 法 や 諸 規 則 への 具 体 的 な 検 討 は 今 からである BWF WPT-WGでは 独 自 に 調 査 検 討 を 進 めてきた 早 期 にWPT 検 討 体 制 を 立 ち 上 げ BWF WPT-WGなどからの 入 力 を 元 に 検 討 が 速 やかに 開 始 され ることを 切 望 する 規 則 体 系 未 整 備 のままでは 日 本 がグローバルなWPT 技 術 と 諸 規 則 の 国 際 協 調 をリードするのは 難 しく 最 終 的 に 国 際 競 争 を 勝 ち 抜 けなくなる 恐 れが ある そのようなことにならないような 施 策 を 進 めて 欲 しい 81 ( 参 考 ) 代 表 的 な 機 関 団 体 のWPT 検 討 状 況 機 関 団 体 1 IEC TC100 (および ISO/IEC JTC1) 2 GSC (Global Standards Collaboration) 3 CJK (China, Japan, Korea Standards Orgs Coordination Group) 4 APT Wireless Group(ア ジア 太 平 洋 電 気 通 信 共 同 体 無 線 グループ) WPT 関 連 の 活 動 状 況 WPT 関 連 のWork Itemを 設 定 し 初 期 の 検 討 (Stage-0)を 開 始 WPTを 議 事 項 目 に 加 えた 2012 年 3 月 会 合 で 韓 国 提 案 をもとにWPTのSpecial Interest Groupを 設 立 韓 国 が 議 論 をリード 2012 年 4 月 会 合 で 韓 国 提 案 をもとにWPTのTask Group を 設 立 しTerms of Referenceを 定 めた 韓 国 が 議 論 を リード 5 フォーラム WPC 他 多 くのフォーラムが 立 ち 上 がり 独 自 規 格 をもとに グローバルな 展 開 および 標 準 化 を 考 えている 42/43 82

44 ( 参 考 ) 代 表 的 な 国 地 域 のWPT 検 討 状 況 国 地 域 WPT 関 連 活 動 状 況 1 米 国 標 準 規 格 化 と 規 則 策 定 のための 活 動 がCEAなどを 中 心 に 進 行 中 グロー バルに 見 てWPT 諸 議 論 の 牽 引 役 2 韓 国 TTAはWPT 標 準 規 格 化 のためのプロジェクトグループを 構 成 し CEAとの 連 携 を 視 野 に 活 動 中 要 求 条 件 のTechnical Reportをまとめた TTAを 中 心 に 積 極 的 にWPT 標 準 化 を 提 案 し リードしている 韓 国 政 府 (KCC)は 20kHzと60kHzをOLEV (On-Line-Electric Vehicle) WPTに 割 り 当 てた 3 中 国 CCSAがWPT 関 連 のふたつの 新 たなワークアイテム(EMCと 安 全 評 価 方 法 関 連 )を 承 認 4 欧 州 規 則 に 焦 点 を 当 て 検 討 中 それを 受 け ETSIは 早 期 の 標 準 化 活 動 開 始 を 想 定 5 日 本 BWFはARIBなど 標 準 化 機 関 と 連 携 し 標 準 化 活 動 を 開 始 周 波 数 や 規 則 のための 調 査 と 検 討 を 進 めている 83 43/43