ドローン搭載バッテリーへのワイヤレス充電システムを開発 ～2.4GHz帯でRF-DC変換効率70%以上の小型・軽量レクテナを製作～

株式会社エンルート（本社：埼玉県ふじみ野市うれし野1-3-29、代表取締役：伊豆 智幸、以下エンルート）と日本電業工作株式会社(本社：東京都千代田区九段南4-7-15、代表取締役社長：瀬川 純、以下DENGYO)は、ドローン（マルチコプター）搭載バッテリーへのマイクロ波を使用した軽量ワイヤレス充電システムを実用化に向け共同開発をしました。

ドローンが抱えている技術的な課題の一つと言えるのがバッテリー問題です。災害現場での調査、太陽光発電所でのパネル点検サービス、防犯監視や特撮映像撮影など様々な分野で注目が高まるドローンですが、都度、操縦者の傍でバッテリー交換・充電という手間のかかる作業が発生しており、頻繁に人間が立ち入ることができないエリアなどでの自動充電は難しい状況でした。これらの課題に対し、ドローンを置いておくだけで充電が開始されるワイヤレス電力伝送での充電システムが望まれておりました。

送電器・送電アンテナ・レクテナをパッケージ化した「MiRAC（ミラック）」に新たに2.4GHz帯の共鳴送電タイプをラインナップに加え、その受電装置をエンルート製の小型マルチコプターへ搭載し、送電装置を搭載したベース装置へ着陸時にワイヤレス充電を行うシステムの開発をすすめます。

1．受電装置は約30g。電磁誘導等で使用されるコイルと比較して圧倒的な軽量化を実現し、小型ドローンにも使用できます。

2．マイクロ波帯の共鳴結合方式を採用し、送受電結合器間の給電時の位置合わせの自由度が向上。伝送効率は横ズレ±10mmの範囲で80%以上を達成しました。

3．DENGYOのレクテナ技術を活用したRF-DC変換効率約70%以上の高効率整流回路を用いています。

充電時間は約60分。保管兼運搬用の機材を充電装置に用いるので別途機材を必要とすることがなく、非接触なので防水性・防塵性の高い機器となります。

非接触給電は、充電のための不要な金属面を露出しないので、火山地帯等での細かい微粒子による充電不良や、降雨等での水によるショートを防ぐことができ、安全・確実な運用をすることができます。

・災害状況調査における災害対応装備。
災害時長時間運用での利用。

・複数のマルチコプター使用時の待機充電用途。
大規模エリアの監視が可能。

・UGV（Unmanned Ground Vehicle）への応用・活用。
ドローンと組合せてのインフラメンテナンス支援など。