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供電裝置以及無線電力傳輸裝置的制作方法

文檔序號:11204869閱讀:888來源:國知局
供電裝置以及無線電力傳輸裝置的制造方法

本發明涉及能夠無線地進行電力傳輸的供電裝置以及無線電力傳輸裝置。



背景技術:

不使用電源線(cord)來提供電力的無線電力傳輸技術受到矚目。無線電力傳輸技術因為能夠從供電側無線地將電力提供給受電側,所以期待應用到電車、電動汽車等運輸設備、家電產品、電子設備、無線通信設備、玩具等的各種產品。

根據這樣的背景,向受電裝置無線傳輸電力的供電裝置的開發正活躍展開。該供電裝置中,為了提高使用者的便利性,要求擴大受電裝置能夠受電的范圍,無論配置在供電裝置的哪里都能夠將電力傳輸給受電裝置的供電裝置的開發要求日益提高。

例如,在專利文獻1中提出了一種對內置電池和感應線圈的電池內置設備進行充電的充電座,其具備在感應線圈感應電動勢的電源線圈、使電源線圈移動的移動機構、檢測感應線圈的位置并控制移動機構而使電源線圈接近感應線圈的位置檢測控制器。該充電座中,實現如果電池內置設備被放置于盒子(case)的上面板的話則該電池內置設備的位置被位置檢測控制器檢測出,檢測了電池內置設備的位置的位置檢測控制器控制移動機構并由移動機構使電源線圈沿著上面板移動并使其接近電池內置設備的感應線圈,從而無論將電池內置設備放置于盒子上面的哪里都能夠對內置電池進行充電的充電座。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本專利申請公開2014-64460號公報

然而,在專利文獻1所公開的技術中,作為用于使電源線圈移動的移動機構,伺服電動機等致動器成為必要,所以會有電力被消耗于本來的無線電力傳輸以外的用途等的技術問題。另外,在專利文獻1所公開的技術中,因為在由位置檢測控制器檢測電池內置設備的位置之后控制移動機構并且以接近感應線圈的方式使電源線圈移動,因此,自電池內置設備被放置于充電座到開始向內置電池充電為止需要進行電源線圈與感應線圈的定位的時間,因而還會有到充電開始為止的響應速度遲緩等的技術問題。再有,專利文獻1所公開的技術雖然將電池內置設備放置于充電座的任意的位置來進行充電,但是沒有設想一邊移動電池內置設備一邊進行充電的情況,如果使放置于充電座的電池內置設備移動的話則電源線圈的移動不能夠追隨于電池內置設備的移動,從而會有變成充電不良的擔憂。



技術實現要素:

本發明是鑒于上述技術問題而完成的發明,其目的在于,提供一種能夠抑制不需要的電力消耗并且直至向受電裝置開始電力傳輸的響應性高,能夠擴大能夠進行向受電裝置的電力傳輸的配置范圍,即使相對于受電裝置的位置一直變動的那樣的狀況也能夠進行電力傳輸的供電裝置以及無線電力傳輸裝置。

本發明所涉及的供電裝置,其特征在于,是無線地向搭載了受電線圈裝置的受電裝置傳輸電力的供電裝置,具備:磁性結構體,具有2個磁性體;供電線圈裝置,接收來自電源的電力并使交流磁場產生;所述2個磁性體以相互的主面彼此相對并且分開規定距離的方式配置,所述供電線圈裝置被配置于所述2個磁性體之間的任意的位置,在電力傳輸時,接收所述交流磁場,在所述2個磁性體之間形成有能夠進行向所述受電線圈裝置的電力傳輸的供電區域。

根據本發明,從被配置于磁性結構體的2個磁性體之間的供電線圈裝置產生的磁通量流入到磁性結構體的一方的磁性體并從一方的磁性體表面全體被放射到空氣中,向磁性結構體的另一方的磁性體流入而進行繞轉。此時,供電區域被形成于磁性結構體的2個磁性體之間。然后,如果將受電線圈裝置配置于2個磁性體之間的話則從磁性體被放射的磁通量與受電線圈裝置鏈接(interlink),并在受電線圈裝置產生感應電動勢。因此,通過將受電線圈裝置配置于2個磁性體之間,從而不是通過致動器來移動供電線圈而是瞬時地開始向受電線圈裝置的電力傳輸。其結果,能夠抑制不需要的電力消耗并且能夠提高直至開始向受電裝置傳輸電力的響應性。此外,從供電線圈裝置產生并向磁性結構體的一方的磁性體流入的磁通量因為從該磁性體表面全體被放射到空氣中,所以在2個磁性體之間的所有區域形成供電區域。因此,即使受電線圈裝置在2個磁性體之間進行移動也能夠進行電力傳輸。因此,能夠擴大能夠進行向受電裝置的電力傳輸的配置范圍,即使相對于受電裝置的位置一直變動那樣的狀況也能夠進行電力傳輸。

優選所述2個磁性體分別由多個磁性板構成。一般來說,因為磁性體如果形狀變大的話則在制造時會有容易變形的傾向,所以合格率降低而成本變高。相對于此,通過由多個磁性板來構成磁性體,從而能夠抑制合格率的降低并且能夠謀求低成本化。

優選在所述2個磁性體的相互的主面彼此相對的一側的相反面側中的至少任意一方具有電磁屏蔽材料。在此情況下,通過設置電磁屏蔽材料從而能夠降低向外部泄露的噪音。

優選所述供電線圈裝置以經由絕緣材料而與所述2個磁性體中的至少任意一方相接觸的方式被配置。供電線圈裝置以與2個磁性體的距離而使電感值變化。因此,通過使供電線圈裝置接觸于2個磁性體中的一方來進行配置,從而與磁性體的距離的偏差減小并且能夠減小由供電線圈裝置的配置引起的電感值的偏差。如果將電感值的偏差抑制得較小的話則所產生的磁通量的偏差也能夠被抑制得較小。由此,穩定的供電成為可能。

優選所述供電線圈裝置能夠在所述2個磁性體之間移動而構成。在從供電線圈裝置較大地分開的供電區域,從磁性體表面被放出的磁通量的量減少。因此,在從供電線圈裝置較大地離開的供電區域,能夠受電的電力量會降低。相對于此,通過可移動地構成供電線圈裝置,從而與供電線圈裝置的移動聯動,供電區域也能夠進行變化。即,能夠將能夠進行一定程度以上的電力供給的供電區域形成于2個磁性體之間的任意的位置。

優選所述2個磁性體以該2個磁性體之間的距離隨著從所述供電線圈裝置被配置的位置分開而變窄的方式被配置。在從供電線圈裝置離開的位置的供電區域,從磁性體表面放出的磁通量的量減少。另一方面,如果縮窄2個磁性體之間的距離的話則從縮窄了的部分的磁性體表面放出的磁通量的量增加。因此,通過以隨著從供電線圈裝置被配置的位置離開而縮窄2個磁性體之間的距離的方式進行配置,從而能夠減小從供電線圈裝置離開的位置的供電區域的從磁性體表面放出的磁通量的減少的量。其結果,能夠抑制由供電區域內的位置引起的從磁性體表面放出的磁通量的量的偏差,并且即使相對于受電裝置的位置一直變動的那樣的狀況也能夠穩定提供一定程度以上的電力。

優選所述2個磁性體以該2個磁性體之間的距離朝著所述供電線圈裝置移動的目的地而變寬的方式被配置。供電線圈裝置移動的目的地的區域與供電線圈裝置移動之前相比如果供電線圈裝置移動而接近的話則從2個磁性體之間的磁性體表面放出的磁通量的量增加。因此,在供電線圈裝置移動的目的地的區域,由于供電線圈裝置接近而電力的傳輸量增加而過大地傳輸電力。另外,如果加寬2個磁性體之間的距離的話則從被加寬的部分的磁性體表面放出的磁通量的量降低。因此,通過以2個磁性體之間的距離朝向供電線圈裝置移動的目的地而變寬的方式配置該2個磁性體,從而能夠減小從供電線圈裝置的進行移動的目的地的區域的磁性體表面放出的磁通量的增加的量。其結果,在供電線圈裝置移動的目的地的區域,能夠抑制供電線圈裝置的移動前和移動后的從2個磁性體之間的磁性體表面放出的磁通量的量的偏差,從而不會提供過大的電力并且能夠穩定提供電力。

優選所述供電線圈裝置包含從所述2個磁性體的相對方向看不相互重疊的多個線圈裝置。在從供電線圈裝置被配置的地方離開的場所的供電區域,從磁性體表面放出的磁通量的量減少。因此,通過將多個供電線圈裝置配置于從磁性體相對的方向看不相互重疊的位置,從而能夠擴大一定量以上的磁通量從磁性體表面被放出的供電區域的范圍。

優選進一步具備將電力提供給所述供電線圈裝置的供電電源裝置,所述供電電源裝置在所述多個線圈裝置中根據欲供電的區域來選擇提供電力的線圈裝置。通過在多個線圈裝置中根據欲供電的區域來選擇提供電力的供電線圈裝置,從而能夠削減無用的電力消耗。

優選所述供電線圈裝置包含導線以螺旋狀被卷繞于磁性芯而構成的供電線圈。在制作相同電感值的線圈的時候如果具有磁性芯的話則能夠減少線圈的卷繞圈數。因此,線圈的電阻值也能夠降低,并且能夠減少由電阻引起的電力損耗。

優選進一步具備經由所述2個磁性體而與所述供電線圈裝置相磁耦合并且在所述2個磁性體之間的任意的位置上被配置的至少1個中繼線圈裝置。在從供電線圈裝置離開的供電區域,從磁性體表面放出的磁通量的量降低。如果配置中繼線圈裝置的話,則從磁性體表面放出的磁通量與中繼線圈裝置鏈接并且磁通量產生變化的話,則在中繼線圈裝置的線圈上產生電壓。電流由所產生的電壓而流到中繼線圈裝置,并且從中繼線圈裝置產生磁通量。因此,通過配置中繼線圈裝置從而即使是在從供電線圈裝置離開的供電區域也能夠減小從磁性體表面放出的磁通量的減少的量。

優選所述中繼線圈裝置包含導線以螺旋狀被卷繞于磁性芯而構成的中繼線圈。在制作相同電感值的線圈的時候如果具有磁性芯的話則能夠減少線圈的卷繞圈數。因此,線圈的電阻值也能夠降低,并且能夠減少由電阻引起的電力損耗。

優選所述供電線圈裝置包含從所述2個磁性體的相對方向看相互重疊的2個線圈裝置,所述2個線圈裝置的一方以經由絕緣材料而與所述2個磁性體的一方相接觸的方式被配置,所述2個線圈裝置的另一方以經由絕緣材料而與所述2個磁性體的另一方相接觸的方式被配置。在此情況下,能夠減小由供電線圈裝置的配置引起的電感值的偏差。如果將電感值的偏差抑制到較小的話則所產生的磁通量的偏差也能夠被減小到較小。由此,穩定的供電成為可能。

優選進一步具備將電力提供給所述供電線圈裝置的供電電源裝置,所述供電電源裝置控制施加于所述2個線圈裝置的一方的交流電壓的相位與施加于所述2個線圈裝置的另一方的交流電壓的相位之間的相位偏移量。在此情況下,能夠根據相位偏移量而控制在供電區域進行受電的電力。

本發明所涉及的無線電力傳輸裝置,其特征在于,具備上述供電裝置、搭載有受電線圈裝置的受電裝置。根據本發明,能夠提供一種能夠抑制不需要的電力消耗并且直至向受電裝置開始電力傳輸的響應性高,能夠擴大能夠進行向受電裝置的電力傳輸的配置范圍,即使相對于受電裝置的位置一直變動的那樣的狀況也能夠進行電力傳輸的無線電力傳輸裝置。

根據本發明,能夠提供一種能夠抑制不需要的電力消耗并且直至向受電裝置開始電力傳輸的響應性高,能夠擴大能夠進行向受電裝置的電力傳輸的配置范圍,即使相對于受電裝置的位置一直變動的那樣的狀況也能夠進行電力傳輸的供電裝置以及無線電力傳輸裝置。

附圖說明

圖1是表示本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的概略立體圖。

圖2是表示本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。

圖3是沿著圖2中的切斷線i-i的供電裝置的截面圖。

圖4是沿著圖2中的切斷線ii-ii的磁性結構體的截面圖。

圖5是表示本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的受電裝置的概略立體圖。

圖6是表示本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置中的供電電源裝置的模式功能方塊圖。

圖7a是表示供電線圈裝置中的以螺旋狀卷繞供電線圈的導線的結構的一個例子的模式立體圖。

圖7b是表示供電線圈裝置中的以螺旋狀卷繞供電線圈的導線的結構的另一個例子的模式立體圖。

圖8a是表示供電線圈裝置的電路結構的一個例子的模式電路結構圖。

圖8b是表示供電線圈裝置的電路結構的第1變形例的模式電路結構圖。

圖8c是表示供電線圈裝置的電路結構的第2變形例的模式電路結構圖。

圖8d是表示供電線圈裝置的電路結構的第3變形例的模式電路結構圖。

圖8e是表示供電線圈裝置的電路結構的第4變形例的模式電路結構圖。

圖9是表示本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的受電裝置的模式功能方塊圖。

圖10是表示本發明的第2實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。

圖11是沿著圖10中的切斷線iii-iii的供電裝置的截面圖。

圖12是表示本發明的第2實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置中的磁性結構體的應用例的概略立體圖。

圖13是表示本發明的第3實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。

圖14是相當于圖3所表示的本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發明的第4實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。

圖15是相當于圖3所表示的本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發明的第4實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置變形例的截面圖。

圖16是與受電線圈裝置一起表示相當于圖3所表示的本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發明的第6實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。

圖17是與受電線圈裝置一起表示相當于圖3所表示的本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發明的第7實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。

圖18是與受電線圈裝置一起表示本發明的第8實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。

圖19a是表示將開關設置于供電電源裝置與供電線圈裝置之間的例子的模式功能方塊圖。

圖19b是表示設置了多個供電電源裝置的電力轉換電路的例子的模式功能方塊圖。

圖20是與受電線圈裝置一起表示本發明的第10實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。

圖21是與受電線圈裝置一起表示本發明的第11實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。

圖22是相當于圖3所表示的本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發明的第12實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。

符號的說明

10,14,16,18…磁性結構體、11,15,17,19…磁性體、11a…第1主面、11b…第2主面、12…磁性板、13…磁性芯、20,21,23…供電線圈裝置、30…供電電源裝置、31…電源、32,32a,32b…電力轉換電路、40…受電線圈裝置、50…輸出電路部、51…整流電路、52…負載、60…電磁屏蔽材料、70,71…中繼線圈裝置、80…導線、90…骨架、l1…線圈、l2…電感器、n…噪音濾波器、s1…無線電力傳輸裝置、s2…供電裝置、s3…受電裝置。

具體實施方式

以下,參照附圖,對用于實施本發明的方式(實施方式)進行詳細的說明。但是,本發明并不限定于以下所述的實施方式。另外,以下所述的結構要素可以適當組合。還有,在說明中將相同符號用于相同要素或者具有相同功能的要素,省略重復的說明。

(第1實施方式)

首先,參照圖1~6,對本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1的全體結構進行說明。圖1是表示本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的概略立體圖。圖2是表示本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。圖3是沿著圖2中的切斷線i-i的供電裝置的截面圖。圖4是沿著圖2中的切斷線ii-ii的磁性結構體的截面圖。圖5是表示本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的受電裝置的概略立體圖。圖6是表示本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置中的供電電源裝置的模式功能方塊圖。還有,在圖3以及圖4中,作為從供電線圈裝置20產生的磁通量,用箭頭表示代表性的磁通量。

無線電力傳輸裝置s1如圖1、圖2以及圖5所示具備供電裝置s2、受電裝置s3。供電裝置s2具有磁性結構體10、供電線圈裝置20、供電電源裝置30。受電裝置s3具有受電線圈裝置40、輸出電路部50。還有,無線電力輸出裝置s1能夠適用于向便攜式設備等小型電子設備供電的供電設備、向電動汽車或工廠用的傳輸裝置以及電梯等移動體供電的供電設備等各種設備的供電設備。

首先,參照圖6,對供電電源裝置30進行說明。供電電源裝置30具有電源31、電力轉換電路32。

電源31將直流電力提供給電力轉換電路32。作為電源31,只要是輸出直流電力的電源的話則沒有特別的限制,例如可以列舉對商用交流電源進行整流·穩壓的直流電源、二次電池、太陽能發電的直流電源、ac-dc轉換電源輸出等。

電力轉換電路32被連接于電源31,并具有將從電源31輸入的直流電力轉換成交流電力的功能。即,電力轉換電路32作為變流器(inverter)而發揮功能。電力轉換電路32由多個開關元件(沒有圖示)被橋式連接的開關電路構成。作為這樣的電力轉換電路32,可以列舉全橋電路或半橋電路等。從該電力轉換電路32輸出的交流電力被提供給供電線圈裝置20。

接著,參照圖1~圖4,對磁性結構體10、供電線圈裝置20進行說明。

磁性結構體10具有平板狀的2個磁性體11。2個磁性體11其外形形狀分別呈大致長方體形狀,作為其外表面具有相對的大致長方形的第1以及第2主面11a,11b、以連結第1以及第2主面11a,11b之間的方式在第1以及第2主面11a,11b的長邊方向上進行延伸的第1以及第2側面、以連結第1以及第2主面11a,11b之間的方式在第1以及第2主面11a,11b的短邊方向上進行延伸的第1以及第2端面。該2個磁性體11其相互的主面彼此(第1主面11a彼此)相對并且以規定距離分開來進行配置。在本實施方式中,2個磁性體11的相互的主面成為大致平行。即,以2個磁性體11之間的距離一直成為一定的方式進行配置。還有,在本實施方式中,2個磁性體11呈大致長方體形狀,但并不限定于此,能夠對應于由供電裝置s2而進行電力傳輸的受電裝置s3的形狀或形態設定成適當任意的形狀。另外,2個磁性體11之間的距離對應于由供電裝置s2而進行電力傳輸的受電裝置s3的形狀或形態、以及提供給受電裝置s3的電力量來適當設定。再有,2個磁性體11既可以以該2個磁性體11的相互的主面彼此的相對方向成為水平方向的方式被配置,也可以以成為垂直方向的方式被配置。作為這樣被構成的2個磁性體11可以列舉鐵氧體、坡莫合金、硅鋼片等磁性材料,相對磁導率越高越好,優選使用相對磁導率1000以上的磁性材料。作為其理由,因為相對于空氣的相對磁導率越高則供電線圈裝置20產生的磁通量有效通過2個磁性體11內而越能夠提高電力傳輸效率。另外,磁性材料如果對應于從電力轉換電路32提供給供電線圈裝置20的交流電流的頻率而選擇芯損耗小的磁性材料的話即可。作為理由,因為芯損耗越小則越能夠抑制2個磁性體11的發熱。例如,在從電力轉換電路32提供給供電線圈裝置20的交流電流的頻率為數khz~數百khz的情況下,磁性材料優選由鐵氧體構成,在從電力轉換電路32提供給供電線圈裝置20的交流電流的頻率為商用頻率的情況下,磁性材料優選由硅鋼片構成。

供電線圈裝置20被連接于電力轉換電路32,并作為無線地將從電力轉換電路32提供的交流電力傳輸到受電線圈裝置40的供電部來發揮功能。具體來說,供電線圈裝置20包含卷繞導線來構成的供電線圈、容納該供電線圈的具有絕緣性的框體,如果從電力轉換電路32將交流電壓施加于該供電線圈的話則交流電流進行流動并使交流磁場產生。即,供電線圈裝置20接收來自電源31的電力并使交流磁場產生。在此,參照圖7以及圖8,對供電線圈裝置20的具體結構進行詳細敘述。圖7a是表示供電線圈裝置中的以螺旋狀卷繞供電線圈的導線的結構的一個例子的模式立體圖。圖7b是表示供電線圈裝置中的以螺旋狀卷繞供電線圈的導線的結構的另一個例子的模式立體圖。圖8a是表示供電線圈裝置的電路結構的一個例子的模式電路結構圖。圖8b是表示供電線圈裝置的電路結構的第1變形例的模式電路結構圖。圖8c是表示供電線圈裝置的電路結構的第2變形例的模式電路結構圖。圖8d是表示供電線圈裝置的電路結構的第3變形例的模式電路結構圖。圖8e是表示供電線圈裝置的電路結構的第4變形例的模式電路結構圖。供電線圈裝置20的供電線圈既可以是以平面狀卷繞導線的螺旋結構的線圈,也可以是以螺旋狀卷繞導線的螺線管(solenoid)結構的線圈。作為進行構成的導線可以列舉銅、銀、金、鋁等金屬繞線,導線既可以由單根金屬繞線構成也可以由絞合了多根金屬繞線的絞合線(利茲線)來構成。另外,供電線圈的導線的圈數根據所希望的電力傳輸效率等適當設定。可是,無線電力傳輸的效率會有線圈的q值越高越變得良好的傾向。在由螺線管結構的線圈來構成供電線圈的情況下,如圖7a所示,如果以螺旋狀將導線80卷繞于磁性芯13的話即可。這樣,通過將磁性芯13用于供電線圈從而能夠提高供電線圈的q值。具體來說,如果將供電線圈具有磁性芯13的情況與不具有磁性芯13的情況相比較的話則在制作相同電感值的供電線圈的時候具有磁性芯13的一方能夠減少供電線圈的導線80的圈數。因此,供電線圈的電阻值也能夠降低,并能夠減少由電阻引起的電力損耗。即,通過減小供電線圈的電阻值從而供電線圈的q值提高,并且能夠提高電力傳輸效率。還有,在供電線圈具有磁性芯13的情況下,如果該磁性芯13由非絕緣材料構成的話則有必要確保供電線圈的導線80與磁性芯13的絕緣。例如,既可以通過用絕緣膠帶(卡普頓膠帶(kaptontape)等)覆蓋磁性芯13并將導線80卷繞于其上來進行構成從而確保絕緣,也可以以通過由供電線圈的導線80自身被絕緣體覆蓋的聚乙烯絕緣電線或乙烯絕緣電線等絕緣覆蓋導體構成從而確保絕緣的方式進行處理。或者,如圖7b所示通過將磁性芯13插入到由中空筒狀的絕緣材料構成的骨架90的內并將導線80卷繞于骨架90的外周面來構成,從而能夠以簡單的結構對供電線圈的導線80和磁性芯13進行絕緣。此時,如圖7b所示也可以將凸緣部設置于骨架90的供電線圈的軸向兩端部。由此,能夠防止卷繞于骨架90的外周面的導線80從骨架90脫落。

另外,供電線圈裝置20由包含線圈l1的各種各樣的電路元件構成。例如,供電線圈裝置20如圖8a所示也可以只由線圈l1來進行構成。或者,供電線圈裝置20也可以具備被連接于線圈l1并且與線圈l1一起形成共振電路的電容器c1,例如如圖8表所示也可以以將電容器c1串聯連接于線圈l1并形成共振電路的方式進行構成,如圖8c所示以將電容器c1并聯連接于線圈l1并形成共振電路的方式進行構成也是可以的。再有,供電線圈裝置20如圖8d所示分別將電容器c1串聯連接于線圈l1的兩端并形成共振電路,并且分別將電感器l2串聯連接于這些電容器c1來進行構成也是可以的。共振電路的共振頻率由電感值和電容值來決定。在電感器l2沒有被串聯連接的情況下,共振頻率的電感值為線圈l1的漏電感值。漏電感值由表示供電線圈裝置20的線圈l1與受電線圈裝置40的線圈的耦合程度的耦合系數k來決定,并且以(1-k)×l1進行表示。從該式也可以了解到,如果耦合系數k大幅變化的話則漏電感值也大幅變化。因此,共振頻率也大幅變化。另一方面,如果將電感器l2串聯連接于共振電路的電容器c1的話則共振頻率的電感值成為((1-k)×l1+l2)。在此情況下,如果電感器l2的電感值大到某個程度的話則即使耦合系數k大幅變化也能夠某種程度抑制共振頻率的電感值的變化。即,通過具備電感器l2從而能夠減小共振頻率的變化。再有,供電線圈裝置20如圖8e所示通過將電容器c1串聯連接于供電線圈并形成共振電路并且連接以在該共振電路中降低噪音為目的共模扼流圈等噪音濾波器n來進行構成也是可以的。

該供電線圈裝置20被配置于2個磁性體11之間的任意的位置。由此,在電力傳輸時供電線圈裝置20產生的磁通量描繪出通過2個磁性體11而返回來的繞轉。此時,從供電線圈裝置20產生并且流入到2個磁性體11中的一方的磁通量從該磁性體11表面全體被放射到空氣中。即,在電力傳輸時接收供電線圈裝置20產生的交流磁場,能夠進行向后面所述的受電線圈裝置40的電力傳輸的供電區域被形成于2個磁性體11之間。還有,基于所謂從供電線圈裝置20有效地使磁通量流入到2個磁性體11的觀點優選以供電線圈裝置20的供電線圈的線圈軸的軸向與2個磁性體11的相互的主面彼此的相對方向大致相平行的方式進行配置。

受電線圈裝置40作為無線地對來自供電線圈裝置20的交流電力進行受電的受電部來發揮功能。具體來說,受電線圈裝置40包含卷繞導線來進行構成的受電線圈、容納該受電線圈的具有絕緣性的框體。作為進行構成的導線可以列舉銅、銀、金、鋁等金屬繞線,導線既可以由單根金屬繞線構成也可以由絞合了多根金屬繞線的絞合線(利茲線)來構成。另外,受電線圈的導線的圈數根據所希望的電力傳輸效率等適當設定。該受電線圈裝置40的受電線圈與供電線圈裝置20的供電線圈相同既可以是以平面狀卷繞導線的螺旋結構的線圈也可以是以螺旋狀卷繞導線的螺線管結構的線圈,在受電線圈為螺線管結構的線圈的情況下即使受電線圈具有磁性芯也是可以的。另外,受電線圈裝置40與供電線圈裝置20相同,由包含線圈的各種各樣電路元件構成,既可以只由線圈來構成也可以具備被串聯或者被并聯連接于線圈并且與線圈一起形成共振電路的電容器,具備線圈以外的電感器或噪音濾波器也是可以的。該受電線圈裝置40如果從磁性體11的表面被放射到空氣中的磁通量與受電線圈裝置40的受電線圈鏈接的話則在受電線圈上產生電動勢并且交流電流流過。流到受電線圈裝置40的受電線圈的交流電流被提供給后面所述的整流電路51。還有,從有效地鏈接磁通量的觀點出發,優選受電線圈裝置40的受電線圈的線圈軸的軸向以與2個磁性體11的相互的主面彼此的相對方向大致相平行的方式進行配置。

接著,參照圖9,對輸出電路部50進行說明。圖9是表示本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的受電裝置的模式功能方塊圖。輸出電路部50如圖9所示具有整流電路51和負載52。

整流電路51被連接于受電線圈裝置40,并對受電線圈裝置40進行受電的交流電力進行整流并輸出至負載52。整流電路51例如由沒有圖示的橋式二極管和平滑用電容器構成。具體來說,由橋式二極管,從受電線圈裝置40輸出的交流電壓被全波整流,再有,被全波整流的電壓由平滑用電容器而被平滑。但是,在負載52要求交流電力的情況下,整流電路51并不一定是必須的結構。在此情況下,負載52被直接連接于受電線圈裝置40,受電線圈裝置40進行受電的交流電力沒有整流平滑就被直接提供給負載52。另外,負載52由受電線圈裝置40進行受電的交流電力的整流是必要的,但是在沒有必要進行平滑的情況下整流電路51的平滑用電容器并不是必須的結構。在此情況下,負載52被直接連接于整流電路51的橋式二極管的輸出端,受電線圈裝置40進行受電的交流電力在被整流之后被提供給負載52。還有,在本實施方式中,整流電路51被連接于受電線圈裝置40,但是,并不限定于此,整流電路51經由變壓器而被連接于受電線圈裝置40也是可以的。

負載52被連接于整流電路51并根據從整流電路51輸出的直流電力進行工作。具體來說,可以列舉電動機等。另外,作為負載20也可以列舉儲存電能的電池等。對于作為負載20的電池來說可以列舉能夠再充電的二次電池(鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳氫電池)等。

通過具備這樣的結構從而能夠實現從供電裝置s2無線地將電力傳輸至受電裝置s3的無線電力傳輸裝置s1。

接著,參照圖3以及圖4,對本實施方式所涉及的供電線圈裝置20產生的磁通量進行詳細的說明。

如果從供電電源裝置30將交流電壓施加于供電線圈裝置20的話則基于交流電壓的交流電流流動并產生交流磁場。于是,從供電線圈裝置20產生的磁通量如圖3所示從供電線圈裝置20流入到一方的磁性體11內,從磁性體11的第1主面11a的所有部分被放射到空氣中,向另一方的磁性體11的第1主面11a流入,并到達供電線圈裝置20而進行繞轉。此時,由2個磁性體11形成的磁性結構體10因為由相對磁導率格外高于空氣的材質構成,所以從供電線圈裝置20產生的磁通量沿著2個磁性體11向遠處擴展。由此,在2個磁性體11的第1主面11a上形成可進行寬范圍的電力傳輸的供電區域。即,該供電區域成為能夠進行向受電線圈裝置40的電力傳輸的范圍。在本實施方式中,在2個磁性體11的相互的主面彼此(第1主面11a彼此)之間的空間電力傳輸成為可能。在電力傳輸時,即在對來自供電裝置s2的電力進行受電的時候,如果受電線圈裝置40被配置于該空間(被形成于2個磁性體11之間的供電區域)的話則電力被傳輸到受電線圈裝置40。另外,受電線圈裝置40即使在能夠進行該電力傳輸的空間內進行移動也能夠傳輸電力。

在此,如以上所述,從供電線圈裝置20產生的磁通量以流入到一方的磁性體11內并從磁性體11的第1主面11a被放射到空氣中,向另一方的磁性體11的第1主面11a流入,并到達供電線圈裝置20的方式進行繞轉。此時,如圖4所示,從2個磁性體11的第1主面11a的端部(圖示上部或者下部)被放射的磁通量一邊在稍外側轉彎一邊流入到另一方的磁性體11。因此,受電線圈裝置40即使在電力傳輸時不完全進入到2個磁性體11的相互的主面彼此(第1主面11a彼此)之間的空間內也能夠與磁通量鏈接,并且能夠對電力進行受電。即,受電線圈裝置40如果是與從磁性體11的表面被放射到空氣中的磁通量鏈接的區域的話則該線圈裝置的一部分或者全部即使被配置于2個磁性體11的相互的主面彼此(第1主面11a彼此)之間的空間外也是可以的。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1的供電裝置s2是無線地向搭載了受電線圈裝置40的受電裝置s3傳輸電力的供電裝置s2,具備具有2個磁性體11的磁性結構體10、接收來自電源31的電力并使交流磁場產生的供電線圈裝置20,2個磁性體11以其相互的主面11a彼此相對并且分開規定距離的方式進行配置,供電線圈裝置20被配置于2個磁性體11之間的任意的位置,在電力傳輸的時候,接收交流磁場,在2個磁性體11之間形成能夠進行向受電線圈裝置40的電力傳輸的供電區域。因此,從在磁性結構體10的2個磁性體11之間被配置的供電線圈裝置20產生的磁通量流入到磁性結構體10的一方的磁性體11,從一方的磁性體11表面全體被放射到空氣中,向磁性結構體10的另一方的磁性體11流入而進行繞轉。此時,在磁性結構體10的2個磁性體11之間形成供電區域。于是,如果將受電線圈裝置40配置于2個磁性體11之間的話則從磁性體11被放射的磁通量與受電線圈裝置40鏈接,在受電線圈裝置40上產生感應電動勢。因此,通過將受電線圈裝置40配置于2個磁性體11之間從而不用致動器來移動供電線圈,且瞬時地開始向受電線圈裝置40傳輸電力。其結果,能夠抑制不需要的電力消耗并且能夠提高直至向受電裝置s3的電力傳輸開始的響應性。除此之外,因為從供電線圈裝置20產生并向磁性結構體10的一方的磁性體11流入的磁通量從該磁性體11的表面全體被放射到空氣中,所以在2個磁性體11之間的所有區域形成供電區域。因此,即使受電線圈裝置40在2個磁性體11之間進行移動,電力傳輸也成為可能。因此,能夠擴大能夠進行向受電裝置s3的電力傳輸的配置范圍并且即使相對于受電裝置s3的位置一直變動那樣的狀況電力傳輸也成為可能。

(第2實施方式)

接著,參照圖10以及圖11,對本發明的第2實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的結構進行說明。圖10是表示本發明的第2實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。圖11是沿著圖10中的切斷線iii-iii的供電裝置的截面圖。

第2實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同,具備供電裝置s2和受電裝置s3。供電裝置s2具有磁性結構體14、供電線圈裝置20、供電電源裝置30。受電裝置s3具有受電線圈裝置40、輸出電路部50。供電線圈裝置20、供電電源裝置30、受電線圈裝置40、輸出電路部50的結構與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同。在本實施方式中,在取代磁性結構體10而具備磁性結構體14這一點上與第1實施方式不同。

磁性結構體14具有2個磁性體15。2個磁性體15如圖10以及圖11所示通過分別連結多個磁性板12來構成。具體來說,2個磁性體15分別通過以連結進行相鄰的磁性板12的側面彼此的方式排列主面呈大致正方形的長方體形狀的磁性板12并形成磁性板列并以各個磁性板12的主面彼此進行相對的方式重疊配置多個(在本實施方式中為2個)該磁性板列,從而作為整體以呈大致長方體形狀的方式被構成。2個磁性體15的主面由被配置于最外側的多個磁性板12的主面構成。在此,如圖11所示,在被重疊配置的多個磁性板列中,構成一方的磁性板列的磁性板12和構成另一方的磁性板列的磁性板12以相互的中心部彼此不相互重疊的方式被配置。由此,能夠降低磁性體15的磁阻。通過降低磁阻從而從供電線圈裝置20產生的磁通量有效地通過2個磁性體15內并提高電力傳輸效率。因此,即使重疊相互的中心部彼此,構成也是可能的,但更好的是以相互的中心部彼此不相互重疊的方式進行配置。該2個磁性體15通過構成各個磁性體的多個磁性板12的主面彼此進行相對、即2個磁性體15的主面彼此進行相對并且分開規定距離來進行配置。在本實施方式中,2個磁性體15其相互的主面成為大致平行。還有,在本實施方式中,2個磁性體15呈大致長方體形狀,但并不限定于此,能夠對應于由供電裝置s2而進行電力傳輸的受電裝置s3的形狀或形態來以適當任意的形狀進行設定。另外,2個磁性體15之間的距離對應于由供電裝置s2而進行電力傳輸的受電裝置s3的形狀或形態、以及提供給受電裝置s3的電力量來適當設定。再有,2個磁性體15既可以以該2個磁性體15的相互的主面彼此的相對方向成為水平方向的方式被配置,也可以以成為垂直方向的方式被配置。作為構成2個磁性體15的多個磁性板12可以列舉鐵氧體、坡莫合金、硅鋼片等磁性材料,相對磁導率越高越好,優選使用相對磁導率1000以上的磁性材料。另外,多個磁性板12既可以由單一的磁性材料構成也可以由分別不同的磁性材料構成。可是,在本實施方式中,因為2個磁性體15由多個磁性板12構成,所以能夠任意變更2個磁性體15的主面形狀。在此,參照圖12,對變更2個磁性體15的主面的應用例進行說明。圖12是表示本發明的第2實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置中的磁性結構體的應用例的概略立體圖。如圖12所示,對于構成2個磁性體15的磁性板列來說,通過以使一部分進行相鄰的磁性板12的側面彼此傾斜的狀態進行連結,從而能夠從平面狀將2個磁性體15的主面變更成彎曲面狀。另外,雖沒有圖示,但是通過將構成2個磁性體15的多個磁性板12的主面本身制成彎曲面或者曲面,從而能夠變更2個磁性體15的主面形狀。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置,其2個磁性體15分別由多個磁性板12構成。一般來說,因為磁性體如果形狀變大的話則在制造時會有容易變形的傾向,所以合格率降低且成本上升。相對于此,通過由多個磁性板12來構成磁性體15,從而能夠抑制合格率的降低并且能夠謀求低成本化。

(第3實施方式)

接著,參照圖13,對本發明的第3實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的結構進行說明。圖13是表示本發明的第3實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。

第3實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同,具備供電裝置s2和受電裝置s3。供電裝置s2具有磁性結構體10、供電線圈裝置20、供電電源裝置30、電磁屏蔽材料60。受電裝置s3具有受電線圈裝置40、輸出電路部50。磁性結構體10、供電線圈裝置20、供電電源裝置30、受電線圈裝置40、輸出電路部50的結構與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同。在本實施方式中,在具備電磁屏蔽材料60這一點上與第1實施方式不同。

電磁屏蔽材料60具有減少向外部泄漏的噪音的功能。在本實施方式中,電磁屏蔽材料60具有2個電磁屏蔽材料60。2個電磁屏蔽材料60分別被配置于與2個磁性體11的相互的主面彼此進行相對的一側相反面側(第2主面11b側)。具體來說,2個電磁屏蔽材料60分別被配置于一方的磁性體11的與另一方的磁性體11進行相對的一側的相反面側和另一方的磁性體11的與一方的磁性體11進行相對的一側的相反面側。即,2個電磁屏蔽材料60以從外側夾入2個磁性體11的方式被配置。該2個電磁屏蔽材料60各自分別為平板狀并且其外形形狀呈大致長方體形狀。在本實施方式中,2個電磁屏蔽材料60各自呈與2個磁性體11各自相同的形狀,但是并不限定于此,如果是覆蓋2個磁性體11各自的第2主面11b的形狀的話則沒有特別的限制。另外,2個電磁屏蔽材料60各自的大小既可以大于2個磁性體11各自的尺寸,相反的,小于2個磁性體11各自的尺寸也是可以的。再有,2個電磁屏蔽材料60既可以以接觸于2個磁性體11的方式被配置,也可以分開規定距離而被配置于2個磁性體11之間,經由絕緣構件而被配置于2個磁性體11之間也是可以的。這樣進行構成的2個電磁屏蔽材料60如果是能夠減少噪音的向外部的泄露的材料的話則沒有特別的限制,例如既可以由鋁、鈦、鐵、銅等導電性的材料構成也可以由抑制噪音的鐵氧體等磁性薄片構成。還有,電磁屏蔽材料60優選如本實施方式所述分別被配置于與2個磁性體11的相互的主面彼此進行相對的一側相反面側,但是單單被配置于想要抑制噪音的泄露的磁性體11的相反面側(第2主面11b側)也是可以的。

在此,對在由導電性的材料構成電磁屏蔽材料60的情況下的減少噪音泄露的效果進行詳細的說明。從供電線圈裝置20產生的磁通量以流入到一方的磁性體11內,從磁性體11的第1主面11a所有部分被放射到空氣中,向另一方的磁性體11的第1主面11a流入,并到達供電線圈裝置20的方式進行繞轉。此時,因為磁性體11的相對磁導率與空氣相比相對較高,所以磁通量多數通過磁性體11內。但是,一部分的磁通量從與2個磁性體11的相對面即與第1主面11a相反面側的第2主面11b漏出。該漏出的磁通量會有成為噪音的情況。在本實施方式中,在與2個磁性體11的相對面即與第1主面11a相反面側的第2主面11b側設置導電性的電磁屏蔽材料60。因此,從磁性體11漏出的磁通量通過導電性的電磁屏蔽材料60。此時,渦電流流到導電性的電磁屏蔽材料60,并消除所通過的磁通量。因此,磁通量不會泄露到導電性的電磁屏蔽材料60的外側,并且能夠減小噪音。

接著,對在由磁性薄片構成電磁屏蔽材料60的情況下的減少噪音泄露的效果進行說明。從與2個磁性體11的相對面即與第1主面11a相反側的第2主面11b漏出的一部分的磁通量流入到由磁性薄片構成的電磁屏蔽材料60。因為磁性薄片的磁阻低所以磁通量在磁性薄片內流動,并且再次流入到磁性體11的第2主面11b。因此,磁通量不會漏到電磁屏蔽材料60的外側,并且能夠減小噪音。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置在與2個磁性體11的相互的主面彼此進行相對的一側相反面側分別具有導電性的電磁屏蔽材料60。因此,通過設置電磁屏蔽材料60從而能夠減少向外部泄漏的噪音。

(第4實施方式)

接著,參照圖14,對本發明的第4實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的結構進行說明。圖14是相當于圖3所表示的本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發明的第4實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。

第4實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同,具備供電裝置s2和受電裝置s3。供電裝置s2具有磁性結構體10、供電線圈裝置20、供電電源裝置30。受電裝置s3具有受電線圈裝置40、輸出電路部50。磁性結構體10、供電線圈裝置20、供電電源裝置30、受電線圈裝置40、輸出電路部50的結構與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同。在本實施方式中,在供電線圈裝置20的配置這一點上與第1實施方式不同。

在本實施方式中,供電線圈裝置20以經由絕緣材料而與2個磁性體11的一方的磁性體11相接觸的方式被配置于2個磁性體11之間的任意的位置。具體來說,供電線圈裝置20的供電線圈的線圈軸方向的一方的端面以經由絕緣材料進行接觸的方式被配置于2個磁性體11的一方的磁性體11的第1主面11a。介于供電線圈裝置20與磁性體11之間的絕緣材料既可以將容納供電線圈裝置20的供電線圈的具有絕緣性的框體作為絕緣材料來進行代用,也可以將另外設置于供電線圈裝置20與磁性體11之間的絕緣性的樹脂作為絕緣材料。另外,在將供電線圈裝置20的供電線圈直接設置于磁性體11的情況下,也可以由絕緣覆蓋導體構成構成供電線圈的導線并且將該絕緣覆蓋作為絕緣材料來進行代用。

接著,對由本實施方式起到的作用效果進行詳細敘述。供電線圈裝置20的供電線圈的電感值會受磁性體11的影響。即,供電線圈的電感值由供電線圈裝置20與磁性體11的距離而產生變化。因此,如果以不接觸于2個磁性體11之間的方式配置供電線圈裝置20的話則在供電線圈裝置20的配置位置稍微產生變化之后供電線圈的電感值也產生變化。如果供電線圈的電感值產生變化的話則能夠供電的電力會不同。在本實施方式中,以經由絕緣材料而接觸于2個磁性體11的一方的磁性體11的方式配置供電線圈裝置20,因此,供電線圈裝置20的供電線圈與磁性體11之間的距離即使供電線圈裝置20的配置位置在與2個磁性體11的相對方向相垂直的方向上產生變化也不會產生變化,所以能夠使供電線圈的電感值不產生變化。即,能夠將由供電線圈裝置20的配置引起的供電線圈的電感值的偏差抑制到較小。還有,在供電線圈裝置20具備與供電線圈一起形成共振電路的電容器的情況下,如果如本實施方式那樣將供電線圈的電感值的偏差抑制到較小的話則也能夠將由供電線圈和電容器形成的共振電路的共振頻率的偏差抑制到較小。

在此,參照圖15,對2個磁性體11之間的供電線圈裝置20的配置例的變形例進行說明。圖15是相當于圖3所表示的本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發明的第4實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置變形例的截面圖。在本變形例中,如圖15所示,供電線圈裝置20以經由絕緣材料而與2個磁性體11的雙方的磁性體11相接觸的方式被配置于2個磁性體11之間的任意的位置。具體來說,以供電線圈裝置20的供電線圈的線圈軸方向的一方的端面通過絕緣材料接觸于2個磁性體11的一方的磁性體11的第1主面11a,供電線圈裝置20的供電線圈的線圈軸方向的另一方的端面通過絕緣材料接觸于2個磁性體11的另一方的磁性體11的第1主面11a的方式進行配置。即使在本變形例中也能夠使供電線圈的電感值不產生變化。還有,本變形例的結構能夠特別有效地適用于供電線圈裝置20的2個磁性體11的相對方向的長度大的情況。作為這樣的供電線圈裝置20可以列舉使多個以平面狀卷繞導線的螺旋結構的供電線圈相互重疊并將其容納于框體的供電線圈裝置、將以螺旋狀卷繞導線的螺線管結構的供電線圈容納于框體的供電線圈裝置、將以平面狀卷繞導線并進一步進行多層卷繞的線圈容納于框體的供電線圈裝置。除此之外也可以是將以平面狀卷繞導線的螺旋結構的供電線圈容納于2個磁性體11的相對方向成為長邊方向的長方體狀的框體的供電線圈裝置。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置其供電線圈裝置20以經由絕緣材料而與2個磁性體11中的至少任意一方相接觸的方式被配置。供電線圈裝置20以與2個磁性體11的距離而使電感值變化。因此,通過使供電線圈裝置20接觸于2個磁性體11中的至少任意一方而進行配置,從而與磁性體11的距離的偏差減小,并且能夠減小由供電線圈裝置20的配置引起的電感值的偏差。如果將電感值的偏差抑制到較小的話則所產生的磁通量的偏差也能夠被抑制到較小。由此,穩定的供電成為可能。

(第5實施方式)

接著,對本發明的第5實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的結構進行說明。第5實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置所具備的結構與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置相同。在第5實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置中,可移動地構成供電線圈裝置20。

如以上所述,在本實施方式中,可移動地構成供電線圈裝置20。具體來說,供電線圈裝置20以在2個磁性體11之間能夠移動的方式構成。更具體來說,供電線圈裝置20在與2個磁性體11的相對方向相垂直的方向上能夠移動地構成。即,供電線圈裝置20,如果是磁性體11的長邊方向、短邊方向、對角線方向等與磁性體11的第1主面11a的面內方向相平行的方向的話,則在所有方向上能夠移動。還有,供電線圈裝置20也可以在2個磁性體11的相對方向上能夠移動地構成。在此情況下,因為能夠使供電線圈裝置20與2個磁性體11之間的距離變化,所以能夠使供電線圈裝置20的供電線圈的電感值變化。該供電線圈裝置20的移動可以由手動來進行移動,也可以是供電線圈裝置20本身以能夠自行移動的方式進行構成,作為搭載供電線圈裝置20的供電裝置s2由移動體來進行構成并且與該移動體的移動聯動來進行移動的結構也是可以的。

在此,如果供電線圈裝置20與受電線圈裝置40之間的距離離開的話則能夠由受電線圈裝置40從供電線圈裝置20進行受電的電力會降低。在本實施方式中,供電線圈裝置20能夠移動地構成,所以相對于受電線圈裝置40能夠以接近供電線圈裝置20的方式進行移動。由此,受電線圈裝置40無論被配置于2個磁性體11之間的哪里也都能夠對一定程度以上的電力進行受電。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置其供電線圈裝置20以能夠在2個磁性體11之間進行移動的方式被構成。在從供電線圈裝置20較大地分開的供電區域,從磁性體11表面放出的磁通量的量減少。因此,在從供電線圈裝置20較大地分開的供電區域,能夠受電的電力量會降低。相對于此,通過供電線圈裝置20能夠移動地構成,從而與供電線圈裝置20的移動聯動,供電區域也能夠進行變化。即,能夠將能夠進行一定程度以上的電力供給的供電區域形成于2個磁性體之間的任意的位置。

(第6實施方式)

接著,參照圖16,對本發明的第6實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的結構進行說明。圖16是與受電線圈裝置一起表示相當于圖3所表示的本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發明的第6實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。

第6實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同,具備供電裝置s2和受電裝置s3。供電裝置s2具有磁性結構體10、供電線圈裝置20、供電電源裝置30。受電裝置s3具有受電線圈裝置40、輸出電路部50。磁性結構體10、供電線圈裝置20、供電電源裝置30、受電線圈裝置40、輸出電路部50的結構與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同。在本實施方式中,在磁性結構體10的配置這一點上與第1實施方式不同。

磁性結構體10具有平板狀的2個磁性體11。該2個磁性體11其相互的主面彼此(第1主面11a彼此)進行相對并且以規定距離分開來進行配置。在本實施方式中,如圖16所示,2個磁性體11以該2個磁性體11之間的距離隨著從供電線圈裝置20被配置的位置離開而變窄的方式被配置。因此,2個磁性體11以一方的磁性體11的第1主面11a和另一方的磁性體11的第1主面11a成為非平行的方式被配置。即,沿著一方的磁性體11的第1主面11a的長邊方向進行延伸的假想線與沿著另一方的磁性體11的第1主面11a的長邊方向進行延伸的假想線所成的角成為銳角。還有,如本實施方式所述,在由單板的磁性體來構成2個磁性體11的情況下,2個磁性體11之間的距離隨著從供電線圈裝置20被配置的位置離開而連續變窄,但是如第2實施方式所述,在由多個磁性板12來構成2個磁性體15的情況下,即使以2個磁性體15之間的距離隨著從供電線圈裝置20被配置的位置離開而階梯性地變窄的方式進行構成也是可以的。

可是,從供電線圈裝置20離開的位置的話,則從供電線圈裝置20產生的磁通量所到達的量減少。另一方面,如果縮窄2個磁性體11之間的距離的話則磁通量變得容易流動。在本實施方式中,2個磁性體11因為以該2個磁性體11之間的距離隨著從供電線圈裝置20被配置的位置離開而變窄的方式被配置,因而2個磁性體11之間的距離即使在從供電線圈裝置20離開的位置也變窄,所以能夠抑制從供電線圈裝置20產生的磁通量所到達的量的減少。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置其2個磁性體11以該2個磁性體11之間的距離隨著從供電線圈裝置20被配置的位置離開而變窄的方式被配置。在從供電線圈裝置20離開的位置的供電區域,從磁性體11表面放出的磁通量的量減少。另一方面,如果縮窄2個磁性體11之間的距離的話則從縮窄了的部分的磁性體11表面放出的磁通量的量增加。因此,通過以隨著從供電線圈裝置20被配置的位置離開而縮窄2個磁性體11之間的距離的方式進行配置,從而能夠減小從供電線圈裝置20離開的位置的供電區域的從磁性體11表面放出的磁通量的減少的量。其結果,抑制了由供電區域內的位置引起的從磁性體11表面放出的磁通量的量的偏差,并且即使相對于受電裝置s3的位置一直進行變動的那樣的狀況,也能夠穩定地提供一定程度以上的電力。

(第7實施方式)

接著,參照圖17,對本發明的第7實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的結構進行說明。圖17是與受電線圈裝置一起表示相當于圖3所表示的本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發明的第7實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。第7實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置所具備的結構與第5實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置相同。在第7實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置中,在磁性結構體10的配置這一點上與第5實施方式不同。

磁性結構體10具有平板狀的2個磁性體11。該2個磁性體11其相互的主面彼此(第1主面11a彼此)進行相對并且以規定距離分開來進行配置。在此,供電線圈裝置20與第5實施方式相同,能夠移動地構成,圖17所表示的例子是供電線圈裝置20進行移動之前的狀態,供電線圈裝置20能夠以接近受電線圈裝置40的方式進行移動。即,在本實施方式中,如圖17所示,2個磁性體11以該2個磁性體11之間的距離朝向供電線圈裝置20進行移動的目的地而變寬的方式被配置。因此,2個磁性體11以一方的磁性體11的第1主面11a與另一方的磁性體11的第1主面11a成為非平行的方式被配置。還有,如本實施方式所述,在由單板的磁性體來構成2個磁性體11的情況下,2個磁性體11之間的距離從供電線圈裝置20進行移動之前的位置朝向供電線圈裝置20進行移動的目的地而連續變寬,但是,如第2實施方式所述,在由多個磁性板12來構成2個磁性體15的情況下,2個磁性體15之間的距離即使以從供電線圈裝置20進行移動之前的位置朝向供電線圈裝置20進行移動的目的地而階梯性地加寬的方式進行構成也是可以的。

如本實施方式所述,在供電線圈裝置20進行移動的情況下,如果供電線圈裝置20接近受電線圈裝置40的話則從供電線圈裝置20產生的磁通量所到達的增加。即,電力傳輸量增加并且過大地傳輸電力。另一方面,如果加寬2個磁性體11之間的距離的話則磁通量變得難以流動。在本實施方式中,2個磁性體11因為以該2個磁性體11之間的距離朝向供電線圈裝置20進行移動的目的地而變寬的方式被配置,因而通過供電線圈裝置20進行移動從而2個磁性體11之間的距離即使供電線圈裝置20以接近受電線圈裝置40的狀態被配置也比較寬,所以能夠抑制從供電線圈裝置20產生的磁通量所到達的量的增加。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置其2個磁性體11以該2個磁性體11之間的距離朝向供電線圈裝置20進行移動的目的地而變寬的方式被配置。供電線圈裝置20進行移動的目的地的區域與供電線圈裝置20進行移動之前相比,如果供電線圈裝置20移動而接近的話則從2個磁性體11之間的磁性體11表面放出的磁通量的量增加。因此,在供電線圈裝置20進行移動的目的地的區域通過供電線圈裝置20進行接近從而電力的傳輸量增加并且過大地傳輸電力。另一方面,如果加寬2個磁性體11之間的距離的話則從加寬了的部分的磁性體11表面放出的磁通量的量減少。因此,通過以該2個磁性體11之間的距離朝向供電線圈裝置20進行移動的目的地而變寬的方式配置2個磁性體11,從而能夠減小從供電線圈裝置20進行移動的目的地的區域的磁性體11表面放出的磁通量增加的量。其結果,在供電線圈裝置20進行移動的目的地的區域供電線圈裝置20的移動前和移動后的從2個磁性體11之間的磁性體11表面放出的磁通量的量的偏差被抑制,不會提供過大的電力并且能夠穩定地提供電力。

(第8實施方式)

接著,參照圖18,對本發明的第8實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的結構進行說明。圖18是與受電線圈裝置一起表示本發明的第8實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。在圖18中,為了便于說明,省略供電電源裝置的圖示。

第8實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置與第1實施方式所涉及的無線電傳輸裝置s1相同,具備供電裝置s2、受電裝置s3。供電裝置s2具有磁性結構體16、供電線圈裝置21、供電電源裝置30。受電裝置s3具有受電線圈裝置40、輸出電路部50。供電電源裝置30、受電線圈裝置40、輸出電路部50的結構與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同。在本實施方式中,在替代磁性結構體10而具備磁性結構體16這一點上以及替代供電線圈裝置20而具備供電線圈裝置21這一點上與第1實施方式不同。

磁性結構體16具有平板狀的2個磁性體17。2個磁性體17呈具有分別在水平方向上以直線狀進行延伸的直線部分、從該直線部分的中央下部、兩端下部以垂直方向進行延伸的突出部分的大致e字形狀。即,在本實施方式中,2個磁性體17的主面呈大致e字形狀。該2個磁性體17其相互的主面彼此進行相對并且分開規定距離而被配置。在本實施方式中,2個磁性體17的相互的主面成為大致平行。即,2個磁性體17之間的距離以一直成為一定的方式被配置。還有,在本實施方式中,2個磁性體17呈大致e字形狀,但是并不限定于此,對應于由供電裝置來進行電力傳輸的受電裝置s3的形狀或形態能夠設定成適當的任意的形狀。另外,2個磁性體17之間的距離對應于由供電裝置s2來進行電力傳輸的受電裝置s3的形狀或形態、以及提供給受電裝置s3的電力量而適當設定。再有,2個磁性體17以該2個磁性體17的相互的主面彼此進行相對的方向成為水平方向的方式被配置,但是也可以以成為垂直方向的方式被配置。作為這樣被構成的2個磁性體17的材料可以列舉鐵氧體、坡莫合金、硅鋼片等磁性材料,相對磁導率越高越好,優選使用相對磁導率1000以上的磁性材料。

供電線圈裝置21被連接于電力轉換電路32,并作為無線地將從電力轉換電路32提供的交流電力傳輸至受電線圈裝置40的供電部來發揮功能。供電線圈裝置21包含多個線圈裝置,在本實施方式中由2個線圈裝置22a,22b構成。各個線圈裝置22a,22b與供電線圈裝置20相同,以包含卷繞導線來進行構成的供電線圈和容納該供電線圈的具有絕緣性的框體,如果從電力轉換電路32將交流電壓施加于該供電線圈的話則交流電流流動并使交流磁場產生。作為該供電線圈既可以是以平面狀卷繞導線的螺旋結構的線圈也可以是以螺旋狀卷繞導線的螺線管結構的線圈,在供電線圈為螺線管結構的線圈的情況下即使供電線圈具有磁性芯也是可以的。作為所構成的導線可以列舉銅、銀、金、鋁等金屬繞線,導線既可以由單根的金屬繞線構成也可以由絞合了多根金屬繞線的絞合線(利茲線)來構成。另外,供電線圈的導線的圈數根據所希望的電力傳輸效率等適當設定。另外,各個線圈裝置22a,22b與供電線圈裝置20相同,由包含線圈的各種各樣的電路元件構成,也可以只由線圈來進行構成,也可以具備被串聯或者被并聯連接于線圈并與線圈一起形成共振電路的電容器,除了線圈之外即使具備電感器或噪音濾波器也是可以的。這2個線圈裝置22a,22b分別被配置于2個磁性體17之間的任意的位置。在本實施方式中,線圈裝置22a被配置于2個磁性體17上的從直線部分的一方的端部的下部進行延伸的突出部的主面彼此進行相對之間的位置,線圈裝置22b被配置于從2個磁性體17的另一方的端部下部進行延伸的突出部的主面彼此進行相對之間的位置。即,2個線圈裝置22a,22b從2個磁性體17的進行相對的方向來看以相互不重疊的方式被配置。由此,在電力傳輸時,2個線圈裝置22a,22b產生的磁通量描繪出通過2個磁性體17并返回的繞轉。此時,從線圈裝置22a產生并向2個磁性體17的一方的磁性體17流入的磁通量從磁性體17上的直線部分的一方的端部朝著另一方的端部通過磁性體17內,并從該磁性體17表面被放射到空氣中。另一方面,從線圈裝置22b產生并向2個磁性體17的一方的磁性體17流入的磁通量從磁性體17上的直線部分的另一方的端部朝著一方的端部通過磁性體17內,并從該磁性體17表面被放射到空氣中。即,在電力傳輸時,接收線圈裝置22a產生的交流磁場并在2個磁性體17之間的區域形成能夠進行向受電線圈裝置40的電力傳輸的供電區域,并且接收線圈裝置22b產生的交流磁場并在2個磁性體17之間的區域形成能夠進行向受電線圈裝置40的電力傳輸的供電區域。因此,從磁性體表面放出的磁通量的量成為從線圈裝置22a產生并流入到磁性體的磁通量和從線圈裝置22b產生并流入到磁性體的磁通量合并起來的量,所以一定程度以上的磁通量從磁性體表面放出的供電區域的范圍擴大。

可是,如果將受電線圈裝置40配置于從供電線圈裝置21分開的位置的話則從供電線圈裝置21產生的磁通量中與受電線圈裝置40鏈接的磁通量的量減少。在本實施方式中,供電線圈裝置21包含從2個磁性體17的相對方向看相互不重疊的多個線圈裝置,因而受電線圈裝置40分別從這多個線圈裝置進行電力傳輸,所以能夠使處于受電線圈裝置40的一定程度以上的磁通量鏈接,并且能夠使一定程度以上的電力受電。在本實施方式中,供電線圈裝置21由2個線圈裝置22a,22b構成,但是也可以由3個以上線圈裝置構成。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置其供電線圈裝置21包含從2個磁性體17的相對方向看相互不重疊的多個線圈裝置。在從供電線圈裝置21被配置的地方分開的場所的供電區域,從磁性體17表面放出的磁通量的量減少。因此,通過將多個供電線圈裝置21配置于從磁性體17進行相對的方向看相互不重疊的位置,從而能夠擴大一定量以上的磁通量從磁性體1表面放出的供電區域的范圍。

(第9實施方式)

接著,對本發明的第9實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的結構進行說明。第9實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置所具備的結構與第8實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置相同。在第9實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置中,供電電源裝置30以能夠選擇提供電力的線圈裝置22a,22b的方式被構成。

如以上所述,在本實施方式中,供電電源裝置30以能夠選擇提供電力的線圈裝置22a,22b的方式被構成。在此,參照圖19a以及圖19b,對使供電電源裝置30能夠選擇提供電力的線圈裝置22a,22b的結構進行詳細敘述。圖19a是表示將開關設置于供電電源裝置與供電線圈裝置之間的例子模式功能方塊圖。圖19b是表示設置了多個供電電源裝置的電力轉換電路的例子的模式功能方塊圖。例如,也可以以設置切換供電電源裝置30的電力轉換電路32與2個線圈裝置22a,22b之間的連接的開關sw并且供電電源裝置30選擇提供電力的線圈裝置22a,22b的方式進行構成。具體來說,如圖19a所示,以電力轉換電路32的輸出的一端通過開關sw1而被連接于線圈裝置22a的一端并且通過開關sw2而被連接于線圈裝置22b的一端,電力轉換電路32的輸出的另一端被連接于線圈裝置22a的另一端和線圈裝置22b的另一端的方式構成。即,在供電電源裝置30選擇線圈裝置22a來提供電力的情況下,以連接電力轉換電路32和線圈裝置22a的供電線圈的方式導通(on)開關sw1并關斷(off)開關sw2來進行控制,在供電電源裝置30選擇線圈裝置22b來提供電力的情況下,以連接電力轉換電路32和線圈裝置22b的供電線圈的方式關斷開關sw1并導通開關sw2來進行控制。或者,如圖19b所示,供電電源裝置30具備被連接于線圈裝置22a的電力轉換電路32a和被連接于線圈裝置22b的電力轉換電路32b,以通過控制這兩個電力轉換電路32a,32b的動作從而供電電源裝置30選擇提供電力的線圈裝置22a,22b的方式進行構成也是可以的。即,在供電電源裝置30選擇線圈裝置22a來提供電力的情況下,以使電力轉換電路32a工作并且使電力轉換電路32b停止工作的方式進行控制,在供電電源裝置30選擇線圈裝置22b來提供電力的情況下,以使電力轉換電路32b工作并且使電力轉換電路32a停止工作的方式進行控制。這樣被構成的供電電源裝置30在多個線圈裝置中根據欲供電的區域而選擇提供電力的線圈裝置22a,22b。具體來說,供電電源裝置30對應于被配置于2個磁性體17之間的受電線圈裝置40與2個線圈裝置22a,22b的距離選擇提供電力的線圈裝置22a,22b。更加具體來說,供電電源裝置30選擇多個線圈裝置中被配置于接近受電線圈裝置40的位置的線圈裝置來提供電力。例如,在上述圖18所表示的例子中,因為線圈裝置22b被配置于比線圈裝置22a更接近受電線圈裝置40的位置,所以供電電源裝置30選擇線圈裝置22b來提供電力。這樣,即使只從被配置于接近受電線圈裝置40的位置的線圈裝置進行供電,受電線圈裝置40也能夠對一定程度以上的電力進行受電。因此,通過停止來自被配置于遠離受電線圈裝置40的位置的線圈裝置的供電從而高效率的電力傳輸成為可能。還有,在本實施方式中,對供電線圈裝置21由2個線圈裝置22a,22b構成的情況進行了說明,但是供電線圈裝置21由3個以上的線圈裝置構成的情況也相同。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置進一步具備將電力提供給供電線圈裝置21的供電電源裝置30,供電電源裝置30在多個線圈裝置中根據欲供電的區域來選擇提供電力的線圈裝置22a,22b。這樣,通過在多個線圈裝置中根據欲供電的區域來選擇提供電力的供電線圈裝置21,從而能夠削減無用的電力消耗。

(第10實施方式)

接著,參照圖20,對本發明的第10實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的結構進行說明。圖20是與受電線圈裝置一起表示本發明的第10實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。還有,在圖20中,為了方便說明,省略供電電源裝置的圖示。

第10實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同,具備供電裝置s2和受電裝置s3。供電裝置s2具有磁性結構體10、供電線圈裝置20、供電電源裝置30、中繼線圈裝置70。受電裝置s3具有受電線圈裝置40、輸出電路部50。供電線圈裝置20、供電電源裝置30、受電線圈裝置40、輸出電路部50的結構與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同,磁性結構體16的結構與第8實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置相同。在本實施方式中,在具備中繼線圈裝置70這一點上與第1以及第8實施方式不同。

優選中繼線圈裝置70具有卷繞導線而被構成的中繼線圈,通過包含容納該中繼線圈的絕緣性的框體來進行構成。作為該中繼線圈,與供電線圈裝置20的供電線圈相同,既可以是以平面狀卷繞導線的螺旋結構的線圈也可以是以螺旋狀卷繞導線的螺線管結構的線圈,在中繼線圈為螺線管結構的線圈的情況下,與圖7a以及圖7b所表示的供電線圈相同,中繼線圈優選具有磁性芯。在制作相同電感值的中繼線圈的時候,如果具有磁性芯的話則能夠減少中繼線圈的卷繞圈數。因此,中繼線圈的電阻值也能夠降低并且能夠降低由電阻引起的電力損耗。另外,中繼線圈裝置70由包含線圈的各種各樣的電路元件構成。具體來說,中繼線圈裝置70也可以只由線圈構成,但是如果考慮中繼線圈裝置70的作用的話則優選具備被串聯或者并聯連接于線圈并與線圈一起形成共振電路的電容器。該中繼線圈裝置70被配置于2個磁性體17之間的任意的位置。在本實施方式中,中繼線圈裝置70被配置于從2個磁性體17上的直線部分的中央下部進行延伸的突出部的主面彼此進行相對之間的位置,供電線圈裝置20被配置于從2個磁性體17上的直線部分的一方的端部下部進行延伸的突出部的主面彼此進行相對之間的位置。由此,中繼線圈裝置70不被電連接于電力供給源即供電電源裝置30,但是如果供電線圈裝置20產生的磁通量進行鏈接的話則會在中繼線圈裝置70的中繼線圈上產生電壓,基于該電壓的電流流到中繼線圈而產生磁通量。即,中繼線圈裝置70經由2個磁性體17而與供電線圈裝置20的供電線圈相磁耦合。具體來說,在電力傳輸時,從供電線圈裝置20產生并向2個磁性體17的一方的磁性體17流入的磁通量從磁性體17上的直線部分的一方的端部朝向中央部通過磁性體17內,從該磁性體17表面被放射到空氣中,并與中繼線圈裝置70的中繼線圈鏈接,在中繼線圈裝置70的中繼線圈上產生電壓,基于該電壓的電流流到中繼線圈并產生磁通量。于是,從中繼線圈裝置70產生并向2個磁性體17的一方的磁性體17流入的磁通量從磁性體17上的直線部分的中央部朝向另一方的端部通過磁性體17內并從該磁性體17表面被放射到空氣中。即,中繼線圈裝置70接收供電線圈裝置20產生的磁通量并產生擴展到更遠的磁通量,從而作為傳遞供電線圈裝置20與受電線圈裝置40之間的無線電力傳輸的中繼線圈來發揮功能。

可是,如果將受電線圈裝置40配置于從供電線圈裝置20分開的位置的話則從供電線圈裝置20產生的磁通量中與受電線圈裝置40鏈接的磁通量的量減少。即,能夠由受電線圈裝置40來進行受電的電力變小。在本實施方式中,因為具備通過2個磁性體17與供電線圈裝置20相磁耦合的中繼線圈裝置70,所以接收從供電線圈裝置20產生的磁通量并從中繼線圈裝置70產生擴展到更遠的磁通量,能夠使處于受電線圈裝置40的一定程度以上的磁通量鏈接,并且能夠使一定程度以上的電力受電。換言之,由中繼線圈裝置70,能夠抑制能夠由受電線圈裝置40進行受電的電力的降低。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置具備通過2個磁性體17與供電線圈裝置20相磁耦合并且被配置于2個磁性體17之間的任意的位置的中繼線圈裝置70。在從供電線圈裝置20分開的供電區域,從磁性體17表面放出的磁通量降低。如果配置中繼線圈裝置70的話則從磁性體17表面放出的磁通量與中繼線圈裝置70鏈接并且磁通量產生變化之后在中繼線圈裝置70的線圈上產生電壓。電流由所產生的電壓而流到中繼線圈裝置70,并且磁通量由中繼線圈裝置70而產生。因此,通過配置中繼線圈裝置70從而即使在從供電線圈裝置20分開的供電區域中也能夠減小從磁性體17表面放出的磁通量的減少的量。

(第11實施方式)

接著,參照圖21,對本發明的第11實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的結構進行說明。圖21是與受電線圈裝置一起表示本發明的第11實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。還有,在圖21中,為了方便說明,省略供電電源裝置的圖示。

第11實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置與第10實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置相同,具備供電裝置s2和受電裝置s3。供電裝置s2具有磁性結構體18、供電線圈裝置20、供電電源裝置30、中繼線圈裝置71。受電裝置s3具有受電線圈裝置40、輸出電路部50。供電線圈裝置20、供電電源裝置30、受電線圈裝置40、輸出電路部50的結構與第10實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置相同。在本實施方式中,在取代磁性結構體16而具備磁性結構體18這一點和在中繼線圈裝置71具備多個線圈裝置71a,71b這一點上與實施方式10不同。

磁性結構體18具有平板狀的2個磁性體19。2個磁性體19呈具有分別在水平方向上以直線狀進行延伸的直線部分、靠近該直線部分的一方的端部的中央下部、靠近另一方的端部的中央下部、從兩端下部以垂直方向進行延伸的突出部分的大致梳齒形狀。即,在本實施方式中,2個磁性體19的主面呈大致梳齒形狀。該2個磁性體19其相互的主面彼此進行相對并且分開規定距離而被配置。在本實施方式中,2個磁性體19的相互的主面成為大致平行。即,2個磁性體19之間的距離以一直成為一定的方式被配置。還有,在本實施方式中,2個磁性體19呈大致梳齒形狀,但是并不限定于此,能夠對應于由供電裝置s2來進行電力傳輸的受電裝置s3的形狀或形態設定成適當任意的形狀。另外,2個磁性體19之間的距離對應于由供電裝置s2來進行電力傳輸的受電裝置s3的形狀或形態、以及提供給受電裝置s3的電能來適當設定。再有,2個磁性體19以該2個磁性體19的相互的主面彼此的相對方向成為水平方向的方式被配置,但是也可以以成為垂直方向的方式被配置。作為這樣被構成的2個磁性體19可以列舉鐵氧體、坡莫合金、硅鋼片等磁性材料,相對磁導率越高越好,優選使用相對磁導率1000以上的磁性材料。

中繼線圈裝置71包含多個線圈裝置,在本實施方式中由2個線圈裝置71a,71b構成。各個線圈裝置71a,71b與中繼線圈裝置70相同,具有通過卷繞導線來構成的中繼線圈,優選通過包含容納該中繼線圈的絕緣性的框體來構成。作為該中繼線圈,與供電線圈裝置20的供電線圈相同,也可以是以平面狀卷繞導線的螺旋結構的線圈并且也可以是以螺旋狀卷繞導線的螺線管結構的線圈,在中繼線圈為螺線管結構的線圈的情況下中繼線圈具備磁性芯也是可以的。另外,各個線圈裝置71a,71b由包含線圈的各種各樣電路元件構成,也可以只由線圈構成,具備被串聯或者并聯連接于線圈并且與線圈一起形成共振電路的電容器也是可以的。各個線圈裝置71a,71b被配置于2個磁性體19之間的任意的位置。在本實施方式中,供電線圈裝置20被配置于從2個磁性體19上的直線部分的一方的端部下部進行延伸的突出部的主面彼此進行相對之間的位置,線圈裝置71a被配置于從2個磁性體19上的靠近直線部分的一方的端部的中央下部進行延伸的突出部的主面彼此進行相對之間的位置,線圈裝置71b被配置于從2個磁性體19上的靠近直線部分的另一方的端部的中央下部進行延伸的突出部的主面彼此進行相對之間的位置。由此,在電力傳輸時,從供電線圈裝置20產生并向2個磁性體19的一方的磁性體19流入的磁通量從磁性體19上的直線部分的一方的端部朝向靠近一方的端部的中央部通過磁性體19內,從該磁性體19表面被放射到空氣中并與線圈裝置71a的中繼線圈鏈接,在線圈裝置71a的中繼線圈上產生電壓,基于該電壓的電流流到中繼線圈并產生磁通量。接著,從線圈裝置71a產生并向2個磁性體19的一方的磁性體19流入的磁通量從磁性體19上的靠近直線部分的一方的端部的中央部朝向靠近另一方的端部的中央部通過磁性體19內并從該磁性體19表面被放射到空氣中并與線圈裝置71b的中繼線圈鏈接,在線圈裝置71b的中繼線圈上產生電壓,基于該電壓的電流流到中繼線圈并產生磁通量。于是,從線圈裝置71b產生并向2個磁性體19的一方的磁性體19流入的磁通量從磁性體19上的靠近直線部分的另一方的端部的中央部進一步朝向另一方的端部通過磁性體19內并從該磁性體19表面被放射到空氣中。即,在本實施方式中,從供電線圈裝置20產生的磁通量由線圈裝置71a而被中繼并進一步從線圈裝置71a被中繼到線圈裝置71b,從而與受電線圈裝置40鏈接。因此,即使將受電線圈裝置40配置于從供電線圈裝置20進一步分開的位置也能夠抑制能夠由受電線圈裝置40進行受電的電力的降低。還有,在本實施方式中,使用中繼線圈裝置71具備2個線圈裝置71a,71b的例子來進行了說明,但是中繼線圈裝置71所具備的線圈裝置的數量也可以為3個以上。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置具備通過2個磁性體19與供電線圈裝置20相磁耦合并且被配置于2個磁性體19之間的任意的位置的多個中繼線圈裝置71。在從供電線圈裝置20分開的供電區域,從磁性體19表面放出的磁通量降低。如果配置中繼線圈裝置71的話則從磁性體19表面放出的磁通量與中繼線圈裝置71鏈接并且磁通量產生變化之后在中繼線圈裝置71線圈上產生電壓。電流由所產生的電壓而流到中繼線圈裝置71,并且磁通量由中繼線圈裝置71而產生。因此,通過配置中繼線圈裝置71從而即使在從供電線圈裝置20分開的供電區域中也能夠減小從磁性體19表面放出的磁通量的減少的量。

(第12實施方式)

接著,參照圖22,對本發明的第12實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的結構進行說明。圖22是相當于圖3所表示的本發明的第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發明的第12實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。還有,在圖22中,為了方便說明,省略供電線圈裝置的圖示。

第12實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置s1相同,具備供電裝置s2、受電裝置s3。供電裝置s2具有磁性結構體10、供電線圈裝置23、供電電源裝置30。受電裝置s3具有受電線圈裝置40、輸出電路部50。供電線圈裝置20、供電電源裝置30、受電線圈裝置40、輸出電路部50的結構與第1實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置相同。在本實施方式中,在取代供電線圈裝置20而具備供電線圈裝置23這一點上以及在供電電源裝置30的電力轉換電路32能夠控制施加于供電線圈裝置23的交流電壓的相位這一點上與第1實施方式不同。

供電線圈裝置23被連接于電力轉換電路32,并作為無線地將從電力轉換電路32提供的交流電力傳輸到受電線圈裝置40的供電部來發揮功能。供電線圈裝置23包含多個線圈裝置,在本實施方式中由2個線圈裝置24a,24b構成。各個線圈裝置24a,24b與供電線圈裝置20相同,以包含卷繞導線來構成的供電線圈和容納該供電線圈的具有絕緣性的框體,如果交流電壓從電力轉換電路32被施加于該供電線圈的話則交流電流流動并產生交流磁場的方式構成。作為該供電線圈既可以是以平面狀卷繞導線的螺旋結構的線圈也可以是以螺旋狀卷繞導線的螺線管結構的線圈,在供電線圈為螺線管結構的線圈的情況下即使供電線圈具有磁性芯也是可以的。作為所構成的導線可以列舉銅、銀、金、鋁等金屬導線,導線既可以由單根的金屬繞線構成也可以由絞合了多根金屬繞線的絞合線(利茲線)來構成。另外,供電線圈的導線的圈數根據所希望的電力傳輸效率等適當設定。另外,各個線圈裝置24a,24b與供電線圈裝置20相同,由包含線圈的各種各樣的電路元件構成,也可以只由線圈來進行構成,也可以具備被串聯或者被并聯連接于線圈并與線圈一起形成共振電路的電容器,除了線圈之外即使具備電感器或噪音濾波器也是可以的。

在本實施方式中,各個線圈裝置24a,24b以從2個磁性體11的相對方向看相互重疊的方式被配置。具體來說,以各個線圈裝置24a,24b的各個的供電線圈的線圈軸的軸向成為與2個磁性體11的相互的主面彼此的相對方向相大致平行的方式進行配置,并且以線圈裝置24a的供電線圈的線圈軸的軸向與線圈裝置24b的供電線圈的線圈軸的軸向相一致的方式進行配置。這樣,通過供電線圈裝置23具備2個線圈裝置24a,24b,從而能夠增大能夠供電的電力。另外,線圈裝置24a以通過絕緣材料與2個磁性體11的一方的磁性體11相接觸的方式被配置,線圈裝置24b以通過絕緣材料與2個磁性體11的另一方的磁性體11相接觸的方式被配置。更加具體來說,線圈裝置24a的供電線圈的線圈軸方向的一方的端面以通過絕緣材料接觸于2個磁性體11的一方的磁性體11的第1主面11a的方式被配置,線圈裝置24b的供電線圈的線圈軸方向的一方的端面以通過絕緣材料接觸于2個磁性體11的另一方的磁性體11的第1主面11a的方式被配置。介于各個線圈裝置24a,24b與磁性體11之間的絕緣材料既可以將容納各個線圈裝置24a,24b的供電線圈的具有絕緣性的框體作為絕緣材料來進行代用,也可以將另外設置于各個線圈裝置24a,24b與磁性體11之間的絕緣性的樹脂作為絕緣材料。另外,在將各個線圈裝置24a,24b的各個的供電線圈直接設置于磁性體11的情況下,也可以由絕緣覆蓋導體構成構成各個供電線圈的導線并且將該絕緣覆蓋作為絕緣材料來進行代用。這樣,因為以通過絕緣材料將線圈裝置24a接觸于2個磁性體11的一方的磁性體11的方式進行配置,并且以通過絕緣材料將線圈裝置24b接觸于2個磁性體11的另一方的磁性體11的方式進行配置,因而各個線圈裝置24a,24b的各個的供電線圈與磁性體11之間的距離不變化,所以能夠使各個供電線圈的電感值不變化。即,能夠將由各個線圈裝置24a,24b的配置引起的各個供電線圈的電感值的偏差抑制到較小。還有,在具備各個線圈裝置24a,24b與各個供電線圈一起形成共振電路的電容器的情況下,如果如本實施方式所述將供電線圈的電感值的偏差抑制到較小的話則由供電線圈和電容器構成的共振電路的共振頻率的偏差也能夠被抑制到較小。

另外,在本實施方式中,供電電源裝置30的電力轉換電路32以能夠控制施加于供電線圈裝置23的各個線圈裝置24a,24b的交流電壓的相位的方式被構成。如果交流電壓從供電電源裝置30的電力轉換電路32被施加于各個線圈裝置24a,24b的話則基于交流電壓的交流電流流動并產生交流磁場,從而產生磁通量。在此,如果同相位的交流電流流到各個線圈裝置24a,24b的話則因為從各個線圈裝置24a,24b產生的磁通量被加在一起,所以能夠供電的電力變大。另一方面,如果相位相差180度的相反相位的交流電流流到各個線圈裝置24a,24b的話則對于從各個線圈裝置24a,24b產生的磁通量產生相互抵消,能夠供電的電力變小。因此,通過使流到各個線圈裝置24a,24b的交流電流的相位變化,從而能夠控制能夠供電的電力。在本實施方式中,供電電源裝置30的電力轉換電路32以能夠控制施加于線圈裝置24a的交流電壓的相位與施加于線圈裝置24b的交流電壓的相位之間的相位偏移量的方式被構成。具體來說,供電電源裝置30能夠通過具備被連接于線圈裝置24a的電力轉換電路32和被連接于線圈裝置24b的電力轉換電路32來實現。即,通過控制被連接于線圈裝置24a的電力轉換電路32進行施加的交流電壓的相位與被連接于線圈裝置24b的電力轉換電路32進行施加的交流電壓的相位的相位偏移量,從而能夠使流到各個線圈裝置24a,24b的交流電流的相位變化。還有,施加于線圈裝置24a的交流電壓的相位與施加于線圈裝置24b的交流電壓的相位之間的相位偏移量能夠對應于受電裝置s3要求的電力量而適當調整。

如以上所述,本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置其供電線圈裝置23包含從2個磁性體11的相對方向看相互重疊的2個線圈裝置24a,24b,2個線圈裝置24a,24b的一方以經由絕緣材料而與2個磁性體11的一方相接觸的方式被配置,2個線圈裝置24a,24b的另一方以經由絕緣材料而與2個磁性體11的另一方相接觸的方式被配置。因此,能夠減小由供電線圈裝置23的配置引起的電感值的偏差。如果對于電感值來說將偏差抑制到較小的話則所產生的磁通量的偏差也能夠被抑制到較小。由此,穩定的供電成為可能。

另外,在本實施方式所涉及的無線電力傳輸裝置中,進一步具備將電力提供給供電線圈裝置23的供電電源裝置30,供電電源裝置30控制施加于2個線圈裝置24a,24b的一方的交流電壓的相位與施加于2個線圈裝置24a,24b的另一方的交流電壓的相位之間的相位偏移量。因此,能夠對應于相位偏移量來控制在供電區域進行受電的電力。

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