本發(fā)明涉及能夠無(wú)線地進(jìn)行電力傳輸?shù)墓╇娧b置以及無(wú)線電力傳輸裝置。
背景技術(shù):
不使用電源線(cord)來提供電力的無(wú)線電力傳輸技術(shù)受到矚目。無(wú)線電力傳輸技術(shù)因?yàn)槟軌驈墓╇妭?cè)無(wú)線地將電力提供給受電側(cè),所以期待應(yīng)用到電車、電動(dòng)汽車等運(yùn)輸設(shè)備、家電產(chǎn)品、電子設(shè)備、無(wú)線通信設(shè)備、玩具等的各種產(chǎn)品。
根據(jù)這樣的背景,向受電裝置無(wú)線傳輸電力的供電裝置的開發(fā)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(kuò)大受電裝置能夠受電的范圍,無(wú)論配置在供電裝置的哪里都能夠?qū)㈦娏鬏斀o受電裝置的供電裝置的開發(fā)要求日益提高。
例如,在專利文獻(xiàn)1中提出了一種對(duì)內(nèi)置電池和感應(yīng)線圈的電池內(nèi)置設(shè)備進(jìn)行充電的充電座,其具備在感應(yīng)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電源線圈、使電源線圈移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)感應(yīng)線圈的位置并控制移動(dòng)機(jī)構(gòu)而使電源線圈接近感應(yīng)線圈的位置檢測(cè)控制器。該充電座中,實(shí)現(xiàn)如果電池內(nèi)置設(shè)備被放置于盒子(case)的上面板的話則該電池內(nèi)置設(shè)備的位置被位置檢測(cè)控制器檢測(cè)出,檢測(cè)了電池內(nèi)置設(shè)備的位置的位置檢測(cè)控制器控制移動(dòng)機(jī)構(gòu)并由移動(dòng)機(jī)構(gòu)使電源線圈沿著上面板移動(dòng)并使其接近電池內(nèi)置設(shè)備的感應(yīng)線圈,從而無(wú)論將電池內(nèi)置設(shè)備放置于盒子上面的哪里都能夠?qū)?nèi)置電池進(jìn)行充電的充電座。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本專利申請(qǐng)公開2014-64460號(hào)公報(bào)
然而,在專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中,作為用于使電源線圈移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu),伺服電動(dòng)機(jī)等致動(dòng)器成為必要,所以會(huì)有電力被消耗于本來的無(wú)線電力傳輸以外的用途等的技術(shù)問題。另外,在專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中,因?yàn)樵谟晌恢脵z測(cè)控制器檢測(cè)電池內(nèi)置設(shè)備的位置之后控制移動(dòng)機(jī)構(gòu)并且以接近感應(yīng)線圈的方式使電源線圈移動(dòng),因此,自電池內(nèi)置設(shè)備被放置于充電座到開始向內(nèi)置電池充電為止需要進(jìn)行電源線圈與感應(yīng)線圈的定位的時(shí)間,因而還會(huì)有到充電開始為止的響應(yīng)速度遲緩等的技術(shù)問題。再有,專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)雖然將電池內(nèi)置設(shè)備放置于充電座的任意的位置來進(jìn)行充電,但是沒有設(shè)想一邊移動(dòng)電池內(nèi)置設(shè)備一邊進(jìn)行充電的情況,如果使放置于充電座的電池內(nèi)置設(shè)備移動(dòng)的話則電源線圈的移動(dòng)不能夠追隨于電池內(nèi)置設(shè)備的移動(dòng),從而會(huì)有變成充電不良的擔(dān)憂。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)問題而完成的發(fā)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?shù)捻憫?yīng)性高,能夠擴(kuò)大能夠進(jìn)行向受電裝置的電力傳輸?shù)呐渲梅秶?,即使相?duì)于受電裝置的位置一直變動(dòng)的那樣的狀況也能夠進(jìn)行電力傳輸?shù)墓╇娧b置以及無(wú)線電力傳輸裝置。
本發(fā)明所涉及的供電裝置,其特征在于,是無(wú)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(jié)構(gòu)體,具有2個(gè)磁性體;供電線圈裝置,接收來自電源的電力并使交流磁場(chǎng)產(chǎn)生;所述2個(gè)磁性體以相互的主面彼此相對(duì)并且分開規(guī)定距離的方式配置,所述供電線圈裝置被配置于所述2個(gè)磁性體之間的任意的位置,在電力傳輸時(shí),接收所述交流磁場(chǎng),在所述2個(gè)磁性體之間形成有能夠進(jìn)行向所述受電線圈裝置的電力傳輸?shù)墓╇妳^(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明,從被配置于磁性結(jié)構(gòu)體的2個(gè)磁性體之間的供電線圈裝置產(chǎn)生的磁通量流入到磁性結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體的另一方的磁性體流入而進(jìn)行繞轉(zhuǎn)。此時(shí),供電區(qū)域被形成于磁性結(jié)構(gòu)體的2個(gè)磁性體之間。然后,如果將受電線圈裝置配置于2個(gè)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(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因此,通過將受電線圈裝置配置于2個(gè)磁性體之間,從而不是通過致動(dòng)器來移動(dòng)供電線圈而是瞬時(shí)地開始向受電線圈裝置的電力傳輸。其結(jié)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(yīng)性。此外,從供電線圈裝置產(chǎn)生并向磁性結(jié)構(gòu)體的一方的磁性體流入的磁通量因?yàn)閺脑摯判泽w表面全體被放射到空氣中,所以在2個(gè)磁性體之間的所有區(qū)域形成供電區(qū)域。因此,即使受電線圈裝置在2個(gè)磁性體之間進(jìn)行移動(dòng)也能夠進(jìn)行電力傳輸。因此,能夠擴(kuò)大能夠進(jìn)行向受電裝置的電力傳輸?shù)呐渲梅秶?,即使相?duì)于受電裝置的位置一直變動(dòng)那樣的狀況也能夠進(jìn)行電力傳輸。
優(yōu)選所述2個(gè)磁性體分別由多個(gè)磁性板構(gòu)成。一般來說,因?yàn)榇判泽w如果形狀變大的話則在制造時(shí)會(huì)有容易變形的傾向,所以合格率降低而成本變高。相對(duì)于此,通過由多個(gè)磁性板來構(gòu)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(yōu)選在所述2個(gè)磁性體的相互的主面彼此相對(duì)的一側(cè)的相反面?zhèn)戎械闹辽偃我庖环骄哂须姶牌帘尾牧?。在此情況下,通過設(shè)置電磁屏蔽材料從而能夠降低向外部泄露的噪音。
優(yōu)選所述供電線圈裝置以經(jīng)由絕緣材料而與所述2個(gè)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(gè)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(gè)磁性體中的一方來進(jìn)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(chǎn)生的磁通量的偏差也能夠被抑制得較小。由此,穩(wěn)定的供電成為可能。
優(yōu)選所述供電線圈裝置能夠在所述2個(gè)磁性體之間移動(dòng)而構(gòu)成。在從供電線圈裝置較大地分開的供電區(qū)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(qū)域,能夠受電的電力量會(huì)降低。相對(duì)于此,通過可移動(dòng)地構(gòu)成供電線圈裝置,從而與供電線圈裝置的移動(dòng)聯(lián)動(dòng),供電區(qū)域也能夠進(jìn)行變化。即,能夠?qū)⒛軌蜻M(jìn)行一定程度以上的電力供給的供電區(qū)域形成于2個(gè)磁性體之間的任意的位置。
優(yōu)選所述2個(gè)磁性體以該2個(gè)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(qū)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(gè)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(gè)磁性體之間的距離的方式進(jìn)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(qū)域的從磁性體表面放出的磁通量的減少的量。其結(jié)果,能夠抑制由供電區(qū)域內(nèi)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(duì)于受電裝置的位置一直變動(dòng)的那樣的狀況也能夠穩(wěn)定提供一定程度以上的電力。
優(yōu)選所述2個(gè)磁性體以該2個(gè)磁性體之間的距離朝著所述供電線圈裝置移動(dòng)的目的地而變寬的方式被配置。供電線圈裝置移動(dòng)的目的地的區(qū)域與供電線圈裝置移動(dòng)之前相比如果供電線圈裝置移動(dòng)而接近的話則從2個(gè)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(dòng)的目的地的區(qū)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(gè)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(gè)磁性體之間的距離朝向供電線圈裝置移動(dòng)的目的地而變寬的方式配置該2個(gè)磁性體,從而能夠減小從供電線圈裝置的進(jìn)行移動(dòng)的目的地的區(qū)域的磁性體表面放出的磁通量的增加的量。其結(jié)果,在供電線圈裝置移動(dòng)的目的地的區(qū)域,能夠抑制供電線圈裝置的移動(dòng)前和移動(dòng)后的從2個(gè)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(huì)提供過大的電力并且能夠穩(wěn)定提供電力。
優(yōu)選所述供電線圈裝置包含從所述2個(gè)磁性體的相對(duì)方向看不相互重疊的多個(gè)線圈裝置。在從供電線圈裝置被配置的地方離開的場(chǎng)所的供電區(qū)域,從磁性體表面放出的磁通量的量減少。因此,通過將多個(gè)供電線圈裝置配置于從磁性體相對(duì)的方向看不相互重疊的位置,從而能夠擴(kuò)大一定量以上的磁通量從磁性體表面被放出的供電區(qū)域的范圍。
優(yōu)選進(jìn)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(gè)線圈裝置中根據(jù)欲供電的區(qū)域來選擇提供電力的線圈裝置。通過在多個(gè)線圈裝置中根據(jù)欲供電的區(qū)域來選擇提供電力的供電線圈裝置,從而能夠削減無(wú)用的電力消耗。
優(yōu)選所述供電線圈裝置包含導(dǎo)線以螺旋狀被卷繞于磁性芯而構(gòu)成的供電線圈。在制作相同電感值的線圈的時(shí)候如果具有磁性芯的話則能夠減少線圈的卷繞圈數(shù)。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(yōu)選進(jìn)一步具備經(jīng)由所述2個(gè)磁性體而與所述供電線圈裝置相磁耦合并且在所述2個(gè)磁性體之間的任意的位置上被配置的至少1個(gè)中繼線圈裝置。在從供電線圈裝置離開的供電區(qū)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(chǎn)生變化的話,則在中繼線圈裝置的線圈上產(chǎn)生電壓。電流由所產(chǎn)生的電壓而流到中繼線圈裝置,并且從中繼線圈裝置產(chǎn)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(qū)域也能夠減小從磁性體表面放出的磁通量的減少的量。
優(yōu)選所述中繼線圈裝置包含導(dǎo)線以螺旋狀被卷繞于磁性芯而構(gòu)成的中繼線圈。在制作相同電感值的線圈的時(shí)候如果具有磁性芯的話則能夠減少線圈的卷繞圈數(shù)。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(yōu)選所述供電線圈裝置包含從所述2個(gè)磁性體的相對(duì)方向看相互重疊的2個(gè)線圈裝置,所述2個(gè)線圈裝置的一方以經(jīng)由絕緣材料而與所述2個(gè)磁性體的一方相接觸的方式被配置,所述2個(gè)線圈裝置的另一方以經(jīng)由絕緣材料而與所述2個(gè)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(chǎn)生的磁通量的偏差也能夠被減小到較小。由此,穩(wěn)定的供電成為可能。
優(yōu)選進(jìn)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(gè)線圈裝置的一方的交流電壓的相位與施加于所述2個(gè)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(jù)相位偏移量而控制在供電區(qū)域進(jìn)行受電的電力。
本發(fā)明所涉及的無(wú)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(jù)本發(fā)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?shù)捻憫?yīng)性高,能夠擴(kuò)大能夠進(jìn)行向受電裝置的電力傳輸?shù)呐渲梅秶?,即使相?duì)于受電裝置的位置一直變動(dòng)的那樣的狀況也能夠進(jìn)行電力傳輸?shù)臒o(wú)線電力傳輸裝置。
根據(jù)本發(fā)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?shù)捻憫?yīng)性高,能夠擴(kuò)大能夠進(jìn)行向受電裝置的電力傳輸?shù)呐渲梅秶?,即使相?duì)于受電裝置的位置一直變動(dòng)的那樣的狀況也能夠進(jìn)行電力傳輸?shù)墓╇娧b置以及無(wú)線電力傳輸裝置。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的概略立體圖。
圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(jié)構(gòu)體的截面圖。
圖5是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(dǎo)線的結(jié)構(gòu)的一個(gè)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(dǎo)線的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的模式立體圖。
圖8a是表示供電線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的模式電路結(jié)構(gòu)圖。
圖8b是表示供電線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)的第1變形例的模式電路結(jié)構(gòu)圖。
圖8c是表示供電線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)的第2變形例的模式電路結(jié)構(gòu)圖。
圖8d是表示供電線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)的第3變形例的模式電路結(jié)構(gòu)圖。
圖8e是表示供電線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)的第4變形例的模式電路結(jié)構(gòu)圖。
圖9是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置中的磁性結(jié)構(gòu)體的應(yīng)用例的概略立體圖。
圖13是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。
圖14是相當(dāng)于圖3所表示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。
圖15是相當(dāng)于圖3所表示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(dāng)于圖3所表示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發(fā)明的第6實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(dāng)于圖3所表示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發(fā)明的第7實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(fā)明的第8實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(guān)設(shè)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(shè)置了多個(gè)供電電源裝置的電力轉(zhuǎn)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(fā)明的第10實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(fā)明的第11實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。
圖22是相當(dāng)于圖3所表示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發(fā)明的第12實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。
符號(hào)的說明
10,14,16,18…磁性結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換電路、40…受電線圈裝置、50…輸出電路部、51…整流電路、52…負(fù)載、60…電磁屏蔽材料、70,71…中繼線圈裝置、80…導(dǎo)線、90…骨架、l1…線圈、l2…電感器、n…噪音濾波器、s1…無(wú)線電力傳輸裝置、s2…供電裝置、s3…受電裝置。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖,對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式(實(shí)施方式)進(jìn)行詳細(xì)的說明。但是,本發(fā)明并不限定于以下所述的實(shí)施方式。另外,以下所述的結(jié)構(gòu)要素可以適當(dāng)組合。還有,在說明中將相同符號(hào)用于相同要素或者具有相同功能的要素,省略重復(fù)的說明。
(第1實(shí)施方式)
首先,參照?qǐng)D1~6,對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置s1的全體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的概略立體圖。圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(jié)構(gòu)體的截面圖。圖5是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(chǎn)生的磁通量,用箭頭表示代表性的磁通量。
無(wú)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(jié)構(gòu)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(wú)線電力輸出裝置s1能夠適用于向便攜式設(shè)備等小型電子設(shè)備供電的供電設(shè)備、向電動(dòng)汽車或工廠用的傳輸裝置以及電梯等移動(dòng)體供電的供電設(shè)備等各種設(shè)備的供電設(shè)備。
首先,參照?qǐng)D6,對(duì)供電電源裝置30進(jìn)行說明。供電電源裝置30具有電源31、電力轉(zhuǎn)換電路32。
電源31將直流電力提供給電力轉(zhuǎn)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(duì)商用交流電源進(jìn)行整流·穩(wěn)壓的直流電源、二次電池、太陽(yáng)能發(fā)電的直流電源、ac-dc轉(zhuǎn)換電源輸出等。
電力轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成交流電力的功能。即,電力轉(zhuǎn)換電路32作為變流器(inverter)而發(fā)揮功能。電力轉(zhuǎn)換電路32由多個(gè)開關(guān)元件(沒有圖示)被橋式連接的開關(guān)電路構(gòu)成。作為這樣的電力轉(zhuǎn)換電路32,可以列舉全橋電路或半橋電路等。從該電力轉(zhuǎn)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?qǐng)D1~圖4,對(duì)磁性結(jié)構(gòu)體10、供電線圈裝置20進(jìn)行說明。
磁性結(jié)構(gòu)體10具有平板狀的2個(gè)磁性體11。2個(gè)磁性體11其外形形狀分別呈大致長(zhǎng)方體形狀,作為其外表面具有相對(duì)的大致長(zhǎng)方形的第1以及第2主面11a,11b、以連結(jié)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(zhǎng)邊方向上進(jìn)行延伸的第1以及第2側(cè)面、以連結(jié)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(jìn)行延伸的第1以及第2端面。該2個(gè)磁性體11其相互的主面彼此(第1主面11a彼此)相對(duì)并且以規(guī)定距離分開來進(jìn)行配置。在本實(shí)施方式中,2個(gè)磁性體11的相互的主面成為大致平行。即,以2個(gè)磁性體11之間的距離一直成為一定的方式進(jìn)行配置。還有,在本實(shí)施方式中,2個(gè)磁性體11呈大致長(zhǎng)方體形狀,但并不限定于此,能夠?qū)?yīng)于由供電裝置s2而進(jìn)行電力傳輸?shù)氖茈娧b置s3的形狀或形態(tài)設(shè)定成適當(dāng)任意的形狀。另外,2個(gè)磁性體11之間的距離對(duì)應(yīng)于由供電裝置s2而進(jìn)行電力傳輸?shù)氖茈娧b置s3的形狀或形態(tài)、以及提供給受電裝置s3的電力量來適當(dāng)設(shè)定。再有,2個(gè)磁性體11既可以以該2個(gè)磁性體11的相互的主面彼此的相對(duì)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(gòu)成的2個(gè)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(duì)磁導(dǎo)率越高越好,優(yōu)選使用相對(duì)磁導(dǎo)率1000以上的磁性材料。作為其理由,因?yàn)橄鄬?duì)于空氣的相對(duì)磁導(dǎo)率越高則供電線圈裝置20產(chǎn)生的磁通量有效通過2個(gè)磁性體11內(nèi)而越能夠提高電力傳輸效率。另外,磁性材料如果對(duì)應(yīng)于從電力轉(zhuǎn)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?yàn)樾緭p耗越小則越能夠抑制2個(gè)磁性體11的發(fā)熱。例如,在從電力轉(zhuǎn)換電路32提供給供電線圈裝置20的交流電流的頻率為數(shù)khz~數(shù)百khz的情況下,磁性材料優(yōu)選由鐵氧體構(gòu)成,在從電力轉(zhuǎn)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(yōu)選由硅鋼片構(gòu)成。
供電線圈裝置20被連接于電力轉(zhuǎn)換電路32,并作為無(wú)線地將從電力轉(zhuǎn)換電路32提供的交流電力傳輸?shù)绞茈娋€圈裝置40的供電部來發(fā)揮功能。具體來說,供電線圈裝置20包含卷繞導(dǎo)線來構(gòu)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(zhuǎn)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(jìn)行流動(dòng)并使交流磁場(chǎng)產(chǎn)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(chǎng)產(chǎn)生。在此,參照?qǐng)D7以及圖8,對(duì)供電線圈裝置20的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)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(dǎo)線的結(jié)構(gòu)的一個(gè)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(dǎo)線的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的模式立體圖。圖8a是表示供電線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的模式電路結(jié)構(gòu)圖。圖8b是表示供電線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)的第1變形例的模式電路結(jié)構(gòu)圖。圖8c是表示供電線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)的第2變形例的模式電路結(jié)構(gòu)圖。圖8d是表示供電線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)的第3變形例的模式電路結(jié)構(gòu)圖。圖8e是表示供電線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)的第4變形例的模式電路結(jié)構(gòu)圖。供電線圈裝置20的供電線圈既可以是以平面狀卷繞導(dǎo)線的螺旋結(jié)構(gòu)的線圈,也可以是以螺旋狀卷繞導(dǎo)線的螺線管(solenoid)結(jié)構(gòu)的線圈。作為進(jìn)行構(gòu)成的導(dǎo)線可以列舉銅、銀、金、鋁等金屬繞線,導(dǎo)線既可以由單根金屬繞線構(gòu)成也可以由絞合了多根金屬繞線的絞合線(利茲線)來構(gòu)成。另外,供電線圈的導(dǎo)線的圈數(shù)根據(jù)所希望的電力傳輸效率等適當(dāng)設(shè)定??墒?,無(wú)線電力傳輸?shù)男蕰?huì)有線圈的q值越高越變得良好的傾向。在由螺線管結(jié)構(gòu)的線圈來構(gòu)成供電線圈的情況下,如圖7a所示,如果以螺旋狀將導(dǎo)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(shí)候具有磁性芯13的一方能夠減少供電線圈的導(dǎo)線80的圈數(shù)。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(gòu)成的話則有必要確保供電線圈的導(dǎo)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(dǎo)線80卷繞于其上來進(jìn)行構(gòu)成從而確保絕緣,也可以以通過由供電線圈的導(dǎo)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(dǎo)體構(gòu)成從而確保絕緣的方式進(jìn)行處理?;蛘撸鐖D7b所示通過將磁性芯13插入到由中空筒狀的絕緣材料構(gòu)成的骨架90的內(nèi)并將導(dǎo)線80卷繞于骨架90的外周面來構(gòu)成,從而能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)對(duì)供電線圈的導(dǎo)線80和磁性芯13進(jìn)行絕緣。此時(shí),如圖7b所示也可以將凸緣部設(shè)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(dǎo)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(gòu)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(jìn)行構(gòu)成?;蛘?,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(lián)連接于線圈l1并形成共振電路的方式進(jìn)行構(gòu)成,如圖8c所示以將電容器c1并聯(lián)連接于線圈l1并形成共振電路的方式進(jìn)行構(gòu)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(lián)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(lián)連接于這些電容器c1來進(jìn)行構(gòu)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(lián)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(shù)k來決定,并且以(1-k)×l1進(jìn)行表示。從該式也可以了解到,如果耦合系數(shù)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(lián)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(gè)程度的話則即使耦合系數(shù)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(lián)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(jìn)行構(gòu)成也是可以的。
該供電線圈裝置20被配置于2個(gè)磁性體11之間的任意的位置。由此,在電力傳輸時(shí)供電線圈裝置20產(chǎn)生的磁通量描繪出通過2個(gè)磁性體11而返回來的繞轉(zhuǎn)。此時(shí),從供電線圈裝置20產(chǎn)生并且流入到2個(gè)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(shí)接收供電線圈裝置20產(chǎn)生的交流磁場(chǎng),能夠進(jìn)行向后面所述的受電線圈裝置40的電力傳輸?shù)墓╇妳^(qū)域被形成于2個(gè)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(gè)磁性體11的觀點(diǎn)優(yōu)選以供電線圈裝置20的供電線圈的線圈軸的軸向與2個(gè)磁性體11的相互的主面彼此的相對(duì)方向大致相平行的方式進(jìn)行配置。
受電線圈裝置40作為無(wú)線地對(duì)來自供電線圈裝置20的交流電力進(jìn)行受電的受電部來發(fā)揮功能。具體來說,受電線圈裝置40包含卷繞導(dǎo)線來進(jìn)行構(gòu)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(jìn)行構(gòu)成的導(dǎo)線可以列舉銅、銀、金、鋁等金屬繞線,導(dǎo)線既可以由單根金屬繞線構(gòu)成也可以由絞合了多根金屬繞線的絞合線(利茲線)來構(gòu)成。另外,受電線圈的導(dǎo)線的圈數(shù)根據(jù)所希望的電力傳輸效率等適當(dāng)設(shè)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(dǎo)線的螺旋結(jié)構(gòu)的線圈也可以是以螺旋狀卷繞導(dǎo)線的螺線管結(jié)構(gòu)的線圈,在受電線圈為螺線管結(jié)構(gòu)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(gòu)成,既可以只由線圈來構(gòu)成也可以具備被串聯(lián)或者被并聯(lián)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(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)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(diǎn)出發(fā),優(yōu)選受電線圈裝置40的受電線圈的線圈軸的軸向以與2個(gè)磁性體11的相互的主面彼此的相對(duì)方向大致相平行的方式進(jìn)行配置。
接著,參照?qǐng)D9,對(duì)輸出電路部50進(jìn)行說明。圖9是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(fù)載52。
整流電路51被連接于受電線圈裝置40,并對(duì)受電線圈裝置40進(jìn)行受電的交流電力進(jìn)行整流并輸出至負(fù)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(gòu)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(fù)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(jié)構(gòu)。在此情況下,負(fù)載52被直接連接于受電線圈裝置40,受電線圈裝置40進(jìn)行受電的交流電力沒有整流平滑就被直接提供給負(fù)載52。另外,負(fù)載52由受電線圈裝置40進(jìn)行受電的交流電力的整流是必要的,但是在沒有必要進(jìn)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(jié)構(gòu)。在此情況下,負(fù)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(jìn)行受電的交流電力在被整流之后被提供給負(fù)載52。還有,在本實(shí)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(jīng)由變壓器而被連接于受電線圈裝置40也是可以的。
負(fù)載52被連接于整流電路51并根據(jù)從整流電路51輸出的直流電力進(jìn)行工作。具體來說,可以列舉電動(dòng)機(jī)等。另外,作為負(fù)載20也可以列舉儲(chǔ)存電能的電池等。對(duì)于作為負(fù)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(jié)構(gòu)從而能夠?qū)崿F(xiàn)從供電裝置s2無(wú)線地將電力傳輸至受電裝置s3的無(wú)線電力傳輸裝置s1。
接著,參照?qǐng)D3以及圖4,對(duì)本實(shí)施方式所涉及的供電線圈裝置20產(chǎn)生的磁通量進(jìn)行詳細(xì)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(dòng)并產(chǎn)生交流磁場(chǎng)。于是,從供電線圈裝置20產(chǎn)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(nèi),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(dá)供電線圈裝置20而進(jìn)行繞轉(zhuǎn)。此時(shí),由2個(gè)磁性體11形成的磁性結(jié)構(gòu)體10因?yàn)橛上鄬?duì)磁導(dǎo)率格外高于空氣的材質(zhì)構(gòu)成,所以從供電線圈裝置20產(chǎn)生的磁通量沿著2個(gè)磁性體11向遠(yuǎn)處擴(kuò)展。由此,在2個(gè)磁性體11的第1主面11a上形成可進(jìn)行寬范圍的電力傳輸?shù)墓╇妳^(qū)域。即,該供電區(qū)域成為能夠進(jìn)行向受電線圈裝置40的電力傳輸?shù)姆秶?。在本?shí)施方式中,在2個(gè)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(shí),即在對(duì)來自供電裝置s2的電力進(jìn)行受電的時(shí)候,如果受電線圈裝置40被配置于該空間(被形成于2個(gè)磁性體11之間的供電區(qū)域)的話則電力被傳輸?shù)绞茈娋€圈裝置40。另外,受電線圈裝置40即使在能夠進(jìn)行該電力傳輸?shù)目臻g內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)也能夠傳輸電力。
在此,如以上所述,從供電線圈裝置20產(chǎn)生的磁通量以流入到一方的磁性體11內(nèi)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(dá)供電線圈裝置20的方式進(jìn)行繞轉(zhuǎn)。此時(shí),如圖4所示,從2個(gè)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(cè)轉(zhuǎn)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(shí)不完全進(jìn)入到2個(gè)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(nèi)也能夠與磁通量鏈接,并且能夠?qū)﹄娏M(jìn)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(qū)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(gè)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(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置s1的供電裝置s2是無(wú)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(gè)磁性體11的磁性結(jié)構(gòu)體10、接收來自電源31的電力并使交流磁場(chǎng)產(chǎn)生的供電線圈裝置20,2個(gè)磁性體11以其相互的主面11a彼此相對(duì)并且分開規(guī)定距離的方式進(jìn)行配置,供電線圈裝置20被配置于2個(gè)磁性體11之間的任意的位置,在電力傳輸?shù)臅r(shí)候,接收交流磁場(chǎng),在2個(gè)磁性體11之間形成能夠進(jìn)行向受電線圈裝置40的電力傳輸?shù)墓╇妳^(qū)域。因此,從在磁性結(jié)構(gòu)體10的2個(gè)磁性體11之間被配置的供電線圈裝置20產(chǎn)生的磁通量流入到磁性結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體10的另一方的磁性體11流入而進(jìn)行繞轉(zhuǎn)。此時(shí),在磁性結(jié)構(gòu)體10的2個(gè)磁性體11之間形成供電區(qū)域。于是,如果將受電線圈裝置40配置于2個(gè)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(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因此,通過將受電線圈裝置40配置于2個(gè)磁性體11之間從而不用致動(dòng)器來移動(dòng)供電線圈,且瞬時(shí)地開始向受電線圈裝置40傳輸電力。其結(jié)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(yīng)性。除此之外,因?yàn)閺墓╇娋€圈裝置20產(chǎn)生并向磁性結(jié)構(gòu)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(gè)磁性體11之間的所有區(qū)域形成供電區(qū)域。因此,即使受電線圈裝置40在2個(gè)磁性體11之間進(jìn)行移動(dòng),電力傳輸也成為可能。因此,能夠擴(kuò)大能夠進(jìn)行向受電裝置s3的電力傳輸?shù)呐渲梅秶⑶壹词瓜鄬?duì)于受電裝置s3的位置一直變動(dòng)那樣的狀況電力傳輸也成為可能。
(第2實(shí)施方式)
接著,參照?qǐng)D10以及圖11,對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖10是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置s1相同。在本實(shí)施方式中,在取代磁性結(jié)構(gòu)體10而具備磁性結(jié)構(gòu)體14這一點(diǎn)上與第1實(shí)施方式不同。
磁性結(jié)構(gòu)體14具有2個(gè)磁性體15。2個(gè)磁性體15如圖10以及圖11所示通過分別連結(jié)多個(gè)磁性板12來構(gòu)成。具體來說,2個(gè)磁性體15分別通過以連結(jié)進(jìn)行相鄰的磁性板12的側(cè)面彼此的方式排列主面呈大致正方形的長(zhǎng)方體形狀的磁性板12并形成磁性板列并以各個(gè)磁性板12的主面彼此進(jìn)行相對(duì)的方式重疊配置多個(gè)(在本實(shí)施方式中為2個(gè))該磁性板列,從而作為整體以呈大致長(zhǎng)方體形狀的方式被構(gòu)成。2個(gè)磁性體15的主面由被配置于最外側(cè)的多個(gè)磁性板12的主面構(gòu)成。在此,如圖11所示,在被重疊配置的多個(gè)磁性板列中,構(gòu)成一方的磁性板列的磁性板12和構(gòu)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(chǎn)生的磁通量有效地通過2個(gè)磁性體15內(nèi)并提高電力傳輸效率。因此,即使重疊相互的中心部彼此,構(gòu)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(jìn)行配置。該2個(gè)磁性體15通過構(gòu)成各個(gè)磁性體的多個(gè)磁性板12的主面彼此進(jìn)行相對(duì)、即2個(gè)磁性體15的主面彼此進(jìn)行相對(duì)并且分開規(guī)定距離來進(jìn)行配置。在本實(shí)施方式中,2個(gè)磁性體15其相互的主面成為大致平行。還有,在本實(shí)施方式中,2個(gè)磁性體15呈大致長(zhǎng)方體形狀,但并不限定于此,能夠?qū)?yīng)于由供電裝置s2而進(jìn)行電力傳輸?shù)氖茈娧b置s3的形狀或形態(tài)來以適當(dāng)任意的形狀進(jìn)行設(shè)定。另外,2個(gè)磁性體15之間的距離對(duì)應(yīng)于由供電裝置s2而進(jìn)行電力傳輸?shù)氖茈娧b置s3的形狀或形態(tài)、以及提供給受電裝置s3的電力量來適當(dāng)設(shè)定。再有,2個(gè)磁性體15既可以以該2個(gè)磁性體15的相互的主面彼此的相對(duì)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(gòu)成2個(gè)磁性體15的多個(gè)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(duì)磁導(dǎo)率越高越好,優(yōu)選使用相對(duì)磁導(dǎo)率1000以上的磁性材料。另外,多個(gè)磁性板12既可以由單一的磁性材料構(gòu)成也可以由分別不同的磁性材料構(gòu)成??墒?,在本實(shí)施方式中,因?yàn)?個(gè)磁性體15由多個(gè)磁性板12構(gòu)成,所以能夠任意變更2個(gè)磁性體15的主面形狀。在此,參照?qǐng)D12,對(duì)變更2個(gè)磁性體15的主面的應(yīng)用例進(jìn)行說明。圖12是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置中的磁性結(jié)構(gòu)體的應(yīng)用例的概略立體圖。如圖12所示,對(duì)于構(gòu)成2個(gè)磁性體15的磁性板列來說,通過以使一部分進(jìn)行相鄰的磁性板12的側(cè)面彼此傾斜的狀態(tài)進(jìn)行連結(jié),從而能夠從平面狀將2個(gè)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(gòu)成2個(gè)磁性體15的多個(gè)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(gè)磁性體15的主面形狀。
如以上所述,本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置,其2個(gè)磁性體15分別由多個(gè)磁性板12構(gòu)成。一般來說,因?yàn)榇判泽w如果形狀變大的話則在制造時(shí)會(huì)有容易變形的傾向,所以合格率降低且成本上升。相對(duì)于此,通過由多個(gè)磁性板12來構(gòu)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(shí)施方式)
接著,參照?qǐng)D13,對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖13是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的概略立體圖。
第3實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置s1相同。在本實(shí)施方式中,在具備電磁屏蔽材料60這一點(diǎn)上與第1實(shí)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(shí)施方式中,電磁屏蔽材料60具有2個(gè)電磁屏蔽材料60。2個(gè)電磁屏蔽材料60分別被配置于與2個(gè)磁性體11的相互的主面彼此進(jìn)行相對(duì)的一側(cè)相反面?zhèn)?第2主面11b側(cè))。具體來說,2個(gè)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(jìn)行相對(duì)的一側(cè)的相反面?zhèn)群土硪环降拇判泽w11的與一方的磁性體11進(jìn)行相對(duì)的一側(cè)的相反面?zhèn)?。即?個(gè)電磁屏蔽材料60以從外側(cè)夾入2個(gè)磁性體11的方式被配置。該2個(gè)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(zhǎng)方體形狀。在本實(shí)施方式中,2個(gè)電磁屏蔽材料60各自呈與2個(gè)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(gè)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(gè)電磁屏蔽材料60各自的大小既可以大于2個(gè)磁性體11各自的尺寸,相反的,小于2個(gè)磁性體11各自的尺寸也是可以的。再有,2個(gè)電磁屏蔽材料60既可以以接觸于2個(gè)磁性體11的方式被配置,也可以分開規(guī)定距離而被配置于2個(gè)磁性體11之間,經(jīng)由絕緣構(gòu)件而被配置于2個(gè)磁性體11之間也是可以的。這樣進(jìn)行構(gòu)成的2個(gè)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(dǎo)電性的材料構(gòu)成也可以由抑制噪音的鐵氧體等磁性薄片構(gòu)成。還有,電磁屏蔽材料60優(yōu)選如本實(shí)施方式所述分別被配置于與2個(gè)磁性體11的相互的主面彼此進(jìn)行相對(duì)的一側(cè)相反面?zhèn)?,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?zhèn)?第2主面11b側(cè))也是可以的。
在此,對(duì)在由導(dǎo)電性的材料構(gòu)成電磁屏蔽材料60的情況下的減少噪音泄露的效果進(jìn)行詳細(xì)的說明。從供電線圈裝置20產(chǎn)生的磁通量以流入到一方的磁性體11內(nèi),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(dá)供電線圈裝置20的方式進(jìn)行繞轉(zhuǎn)。此時(shí),因?yàn)榇判泽w11的相對(duì)磁導(dǎo)率與空氣相比相對(duì)較高,所以磁通量多數(shù)通過磁性體11內(nèi)。但是,一部分的磁通量從與2個(gè)磁性體11的相對(duì)面即與第1主面11a相反面?zhèn)鹊牡?主面11b漏出。該漏出的磁通量會(huì)有成為噪音的情況。在本實(shí)施方式中,在與2個(gè)磁性體11的相對(duì)面即與第1主面11a相反面?zhèn)鹊牡?主面11b側(cè)設(shè)置導(dǎo)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(dǎo)電性的電磁屏蔽材料60。此時(shí),渦電流流到導(dǎo)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(huì)泄露到導(dǎo)電性的電磁屏蔽材料60的外側(cè),并且能夠減小噪音。
接著,對(duì)在由磁性薄片構(gòu)成電磁屏蔽材料60的情況下的減少噪音泄露的效果進(jìn)行說明。從與2個(gè)磁性體11的相對(duì)面即與第1主面11a相反側(cè)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(gòu)成的電磁屏蔽材料60。因?yàn)榇判员∑拇抛璧退源磐吭诖判员∑瑑?nèi)流動(dòng),并且再次流入到磁性體11的第2主面11b。因此,磁通量不會(huì)漏到電磁屏蔽材料60的外側(cè),并且能夠減小噪音。
如以上所述,本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置在與2個(gè)磁性體11的相互的主面彼此進(jìn)行相對(duì)的一側(cè)相反面?zhèn)确謩e具有導(dǎo)電性的電磁屏蔽材料60。因此,通過設(shè)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(shí)施方式)
接著,參照?qǐng)D14,對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖14是相當(dāng)于圖3所表示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。
第4實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置s1相同。在本實(shí)施方式中,在供電線圈裝置20的配置這一點(diǎn)上與第1實(shí)施方式不同。
在本實(shí)施方式中,供電線圈裝置20以經(jīng)由絕緣材料而與2個(gè)磁性體11的一方的磁性體11相接觸的方式被配置于2個(gè)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(jīng)由絕緣材料進(jìn)行接觸的方式被配置于2個(gè)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(jìn)行代用,也可以將另外設(shè)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(shè)置于磁性體11的情況下,也可以由絕緣覆蓋導(dǎo)體構(gòu)成構(gòu)成供電線圈的導(dǎo)線并且將該絕緣覆蓋作為絕緣材料來進(jìn)行代用。
接著,對(duì)由本實(shí)施方式起到的作用效果進(jìn)行詳細(xì)敘述。供電線圈裝置20的供電線圈的電感值會(huì)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(chǎn)生變化。因此,如果以不接觸于2個(gè)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(chǎn)生變化之后供電線圈的電感值也產(chǎn)生變化。如果供電線圈的電感值產(chǎn)生變化的話則能夠供電的電力會(huì)不同。在本實(shí)施方式中,以經(jīng)由絕緣材料而接觸于2個(gè)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(gè)磁性體11的相對(duì)方向相垂直的方向上產(chǎn)生變化也不會(huì)產(chǎn)生變化,所以能夠使供電線圈的電感值不產(chǎn)生變化。即,能夠?qū)⒂晒╇娋€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(shí)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?qū)⒂晒╇娋€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?qǐng)D15,對(duì)2個(gè)磁性體11之間的供電線圈裝置20的配置例的變形例進(jìn)行說明。圖15是相當(dāng)于圖3所表示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(jīng)由絕緣材料而與2個(gè)磁性體11的雙方的磁性體11相接觸的方式被配置于2個(gè)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(gè)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(gè)磁性體11的另一方的磁性體11的第1主面11a的方式進(jìn)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(chǎn)生變化。還有,本變形例的結(jié)構(gòu)能夠特別有效地適用于供電線圈裝置20的2個(gè)磁性體11的相對(duì)方向的長(zhǎng)度大的情況。作為這樣的供電線圈裝置20可以列舉使多個(gè)以平面狀卷繞導(dǎo)線的螺旋結(jié)構(gòu)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(dǎo)線的螺線管結(jié)構(gòu)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(dǎo)線并進(jìn)一步進(jìn)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(dǎo)線的螺旋結(jié)構(gòu)的供電線圈容納于2個(gè)磁性體11的相對(duì)方向成為長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)方體狀的框體的供電線圈裝置。
如以上所述,本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置其供電線圈裝置20以經(jīng)由絕緣材料而與2個(gè)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(gè)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(gè)磁性體11中的至少任意一方而進(jìn)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(chǎn)生的磁通量的偏差也能夠被抑制到較小。由此,穩(wěn)定的供電成為可能。
(第5實(shí)施方式)
接著,對(duì)本發(fā)明的第5實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。第5實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置所具備的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置相同。在第5實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置中,可移動(dòng)地構(gòu)成供電線圈裝置20。
如以上所述,在本實(shí)施方式中,可移動(dòng)地構(gòu)成供電線圈裝置20。具體來說,供電線圈裝置20以在2個(gè)磁性體11之間能夠移動(dòng)的方式構(gòu)成。更具體來說,供電線圈裝置20在與2個(gè)磁性體11的相對(duì)方向相垂直的方向上能夠移動(dòng)地構(gòu)成。即,供電線圈裝置20,如果是磁性體11的長(zhǎng)邊方向、短邊方向、對(duì)角線方向等與磁性體11的第1主面11a的面內(nèi)方向相平行的方向的話,則在所有方向上能夠移動(dòng)。還有,供電線圈裝置20也可以在2個(gè)磁性體11的相對(duì)方向上能夠移動(dòng)地構(gòu)成。在此情況下,因?yàn)槟軌蚴构╇娋€圈裝置20與2個(gè)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(dòng)可以由手動(dòng)來進(jìn)行移動(dòng),也可以是供電線圈裝置20本身以能夠自行移動(dòng)的方式進(jìn)行構(gòu)成,作為搭載供電線圈裝置20的供電裝置s2由移動(dòng)體來進(jìn)行構(gòu)成并且與該移動(dòng)體的移動(dòng)聯(lián)動(dòng)來進(jìn)行移動(dòng)的結(jié)構(gòu)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(jìn)行受電的電力會(huì)降低。在本實(shí)施方式中,供電線圈裝置20能夠移動(dòng)地構(gòu)成,所以相對(duì)于受電線圈裝置40能夠以接近供電線圈裝置20的方式進(jìn)行移動(dòng)。由此,受電線圈裝置40無(wú)論被配置于2個(gè)磁性體11之間的哪里也都能夠?qū)σ欢ǔ潭纫陨系碾娏M(jìn)行受電。
如以上所述,本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置其供電線圈裝置20以能夠在2個(gè)磁性體11之間進(jìn)行移動(dòng)的方式被構(gòu)成。在從供電線圈裝置20較大地分開的供電區(qū)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(qū)域,能夠受電的電力量會(huì)降低。相對(duì)于此,通過供電線圈裝置20能夠移動(dòng)地構(gòu)成,從而與供電線圈裝置20的移動(dòng)聯(lián)動(dòng),供電區(qū)域也能夠進(jìn)行變化。即,能夠?qū)⒛軌蜻M(jìn)行一定程度以上的電力供給的供電區(qū)域形成于2個(gè)磁性體之間的任意的位置。
(第6實(shí)施方式)
接著,參照?qǐng)D16,對(duì)本發(fā)明的第6實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖16是與受電線圈裝置一起表示相當(dāng)于圖3所表示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發(fā)明的第6實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。
第6實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置s1相同。在本實(shí)施方式中,在磁性結(jié)構(gòu)體10的配置這一點(diǎn)上與第1實(shí)施方式不同。
磁性結(jié)構(gòu)體10具有平板狀的2個(gè)磁性體11。該2個(gè)磁性體11其相互的主面彼此(第1主面11a彼此)進(jìn)行相對(duì)并且以規(guī)定距離分開來進(jìn)行配置。在本實(shí)施方式中,如圖16所示,2個(gè)磁性體11以該2個(gè)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(gè)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(zhǎng)邊方向進(jìn)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(zhǎng)邊方向進(jìn)行延伸的假想線所成的角成為銳角。還有,如本實(shí)施方式所述,在由單板的磁性體來構(gòu)成2個(gè)磁性體11的情況下,2個(gè)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(xù)變窄,但是如第2實(shí)施方式所述,在由多個(gè)磁性板12來構(gòu)成2個(gè)磁性體15的情況下,即使以2個(gè)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(jìn)行構(gòu)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(chǎn)生的磁通量所到達(dá)的量減少。另一方面,如果縮窄2個(gè)磁性體11之間的距離的話則磁通量變得容易流動(dòng)。在本實(shí)施方式中,2個(gè)磁性體11因?yàn)橐栽?個(gè)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(gè)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(chǎn)生的磁通量所到達(dá)的量的減少。
如以上所述,本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置其2個(gè)磁性體11以該2個(gè)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(qū)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(gè)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(gè)磁性體11之間的距離的方式進(jìn)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(qū)域的從磁性體11表面放出的磁通量的減少的量。其結(jié)果,抑制了由供電區(qū)域內(nèi)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(duì)于受電裝置s3的位置一直進(jìn)行變動(dòng)的那樣的狀況,也能夠穩(wěn)定地提供一定程度以上的電力。
(第7實(shí)施方式)
接著,參照?qǐng)D17,對(duì)本發(fā)明的第7實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖17是與受電線圈裝置一起表示相當(dāng)于圖3所表示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發(fā)明的第7實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖。第7實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置所具備的結(jié)構(gòu)與第5實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置相同。在第7實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置中,在磁性結(jié)構(gòu)體10的配置這一點(diǎn)上與第5實(shí)施方式不同。
磁性結(jié)構(gòu)體10具有平板狀的2個(gè)磁性體11。該2個(gè)磁性體11其相互的主面彼此(第1主面11a彼此)進(jìn)行相對(duì)并且以規(guī)定距離分開來進(jìn)行配置。在此,供電線圈裝置20與第5實(shí)施方式相同,能夠移動(dòng)地構(gòu)成,圖17所表示的例子是供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)之前的狀態(tài),供電線圈裝置20能夠以接近受電線圈裝置40的方式進(jìn)行移動(dòng)。即,在本實(shí)施方式中,如圖17所示,2個(gè)磁性體11以該2個(gè)磁性體11之間的距離朝向供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)的目的地而變寬的方式被配置。因此,2個(gè)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(shí)施方式所述,在由單板的磁性體來構(gòu)成2個(gè)磁性體11的情況下,2個(gè)磁性體11之間的距離從供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)之前的位置朝向供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)的目的地而連續(xù)變寬,但是,如第2實(shí)施方式所述,在由多個(gè)磁性板12來構(gòu)成2個(gè)磁性體15的情況下,2個(gè)磁性體15之間的距離即使以從供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)之前的位置朝向供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)的目的地而階梯性地加寬的方式進(jìn)行構(gòu)成也是可以的。
如本實(shí)施方式所述,在供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)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(chǎn)生的磁通量所到達(dá)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(gè)磁性體11之間的距離的話則磁通量變得難以流動(dòng)。在本實(shí)施方式中,2個(gè)磁性體11因?yàn)橐栽?個(gè)磁性體11之間的距離朝向供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)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(jìn)行移動(dòng)從而2個(gè)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(tài)被配置也比較寬,所以能夠抑制從供電線圈裝置20產(chǎn)生的磁通量所到達(dá)的量的增加。
如以上所述,本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置其2個(gè)磁性體11以該2個(gè)磁性體11之間的距離朝向供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)的目的地而變寬的方式被配置。供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)的目的地的區(qū)域與供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)之前相比,如果供電線圈裝置20移動(dòng)而接近的話則從2個(gè)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(jìn)行移動(dòng)的目的地的區(qū)域通過供電線圈裝置20進(jìn)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(gè)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(gè)磁性體11之間的距離朝向供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)的目的地而變寬的方式配置2個(gè)磁性體11,從而能夠減小從供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)的目的地的區(qū)域的磁性體11表面放出的磁通量增加的量。其結(jié)果,在供電線圈裝置20進(jìn)行移動(dòng)的目的地的區(qū)域供電線圈裝置20的移動(dòng)前和移動(dòng)后的從2個(gè)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(huì)提供過大的電力并且能夠穩(wěn)定地提供電力。
(第8實(shí)施方式)
接著,參照?qǐng)D18,對(duì)本發(fā)明的第8實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖18是與受電線圈裝置一起表示本發(fā)明的第8實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置s1相同。在本實(shí)施方式中,在替代磁性結(jié)構(gòu)體10而具備磁性結(jié)構(gòu)體16這一點(diǎn)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(diǎn)上與第1實(shí)施方式不同。
磁性結(jié)構(gòu)體16具有平板狀的2個(gè)磁性體17。2個(gè)磁性體17呈具有分別在水平方向上以直線狀進(jìn)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(jìn)行延伸的突出部分的大致e字形狀。即,在本實(shí)施方式中,2個(gè)磁性體17的主面呈大致e字形狀。該2個(gè)磁性體17其相互的主面彼此進(jìn)行相對(duì)并且分開規(guī)定距離而被配置。在本實(shí)施方式中,2個(gè)磁性體17的相互的主面成為大致平行。即,2個(gè)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(shí)施方式中,2個(gè)磁性體17呈大致e字形狀,但是并不限定于此,對(duì)應(yīng)于由供電裝置來進(jìn)行電力傳輸?shù)氖茈娧b置s3的形狀或形態(tài)能夠設(shè)定成適當(dāng)?shù)娜我獾男螤睢A硗猓?個(gè)磁性體17之間的距離對(duì)應(yīng)于由供電裝置s2來進(jìn)行電力傳輸?shù)氖茈娧b置s3的形狀或形態(tài)、以及提供給受電裝置s3的電力量而適當(dāng)設(shè)定。再有,2個(gè)磁性體17以該2個(gè)磁性體17的相互的主面彼此進(jìn)行相對(duì)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(gòu)成的2個(gè)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(duì)磁導(dǎo)率越高越好,優(yōu)選使用相對(duì)磁導(dǎo)率1000以上的磁性材料。
供電線圈裝置21被連接于電力轉(zhuǎn)換電路32,并作為無(wú)線地將從電力轉(zhuǎn)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(fā)揮功能。供電線圈裝置21包含多個(gè)線圈裝置,在本實(shí)施方式中由2個(gè)線圈裝置22a,22b構(gòu)成。各個(gè)線圈裝置22a,22b與供電線圈裝置20相同,以包含卷繞導(dǎo)線來進(jìn)行構(gòu)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(zhuǎn)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(dòng)并使交流磁場(chǎng)產(chǎn)生。作為該供電線圈既可以是以平面狀卷繞導(dǎo)線的螺旋結(jié)構(gòu)的線圈也可以是以螺旋狀卷繞導(dǎo)線的螺線管結(jié)構(gòu)的線圈,在供電線圈為螺線管結(jié)構(gòu)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(gòu)成的導(dǎo)線可以列舉銅、銀、金、鋁等金屬繞線,導(dǎo)線既可以由單根的金屬繞線構(gòu)成也可以由絞合了多根金屬繞線的絞合線(利茲線)來構(gòu)成。另外,供電線圈的導(dǎo)線的圈數(shù)根據(jù)所希望的電力傳輸效率等適當(dāng)設(shè)定。另外,各個(gè)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(gòu)成,也可以只由線圈來進(jìn)行構(gòu)成,也可以具備被串聯(lián)或者被并聯(lián)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(gè)線圈裝置22a,22b分別被配置于2個(gè)磁性體17之間的任意的位置。在本實(shí)施方式中,線圈裝置22a被配置于2個(gè)磁性體17上的從直線部分的一方的端部的下部進(jìn)行延伸的突出部的主面彼此進(jìn)行相對(duì)之間的位置,線圈裝置22b被配置于從2個(gè)磁性體17的另一方的端部下部進(jìn)行延伸的突出部的主面彼此進(jìn)行相對(duì)之間的位置。即,2個(gè)線圈裝置22a,22b從2個(gè)磁性體17的進(jìn)行相對(duì)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(shí),2個(gè)線圈裝置22a,22b產(chǎn)生的磁通量描繪出通過2個(gè)磁性體17并返回的繞轉(zhuǎn)。此時(shí),從線圈裝置22a產(chǎn)生并向2個(gè)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(nèi),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(chǎn)生并向2個(gè)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(nèi),并從該磁性體17表面被放射到空氣中。即,在電力傳輸時(shí),接收線圈裝置22a產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)并在2個(gè)磁性體17之間的區(qū)域形成能夠進(jìn)行向受電線圈裝置40的電力傳輸?shù)墓╇妳^(qū)域,并且接收線圈裝置22b產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)并在2個(gè)磁性體17之間的區(qū)域形成能夠進(jìn)行向受電線圈裝置40的電力傳輸?shù)墓╇妳^(qū)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(chǎn)生并流入到磁性體的磁通量和從線圈裝置22b產(chǎn)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(qū)域的范圍擴(kuò)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(chǎn)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(shí)施方式中,供電線圈裝置21包含從2個(gè)磁性體17的相對(duì)方向看相互不重疊的多個(gè)線圈裝置,因而受電線圈裝置40分別從這多個(gè)線圈裝置進(jìn)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(shí)施方式中,供電線圈裝置21由2個(gè)線圈裝置22a,22b構(gòu)成,但是也可以由3個(gè)以上線圈裝置構(gòu)成。
如以上所述,本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置其供電線圈裝置21包含從2個(gè)磁性體17的相對(duì)方向看相互不重疊的多個(gè)線圈裝置。在從供電線圈裝置21被配置的地方分開的場(chǎng)所的供電區(qū)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(gè)供電線圈裝置21配置于從磁性體17進(jìn)行相對(duì)的方向看相互不重疊的位置,從而能夠擴(kuò)大一定量以上的磁通量從磁性體1表面放出的供電區(qū)域的范圍。
(第9實(shí)施方式)
接著,對(duì)本發(fā)明的第9實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。第9實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置所具備的結(jié)構(gòu)與第8實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置相同。在第9實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(gòu)成。
如以上所述,在本實(shí)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(gòu)成。在此,參照?qǐng)D19a以及圖19b,對(duì)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(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)敘述。圖19a是表示將開關(guān)設(shè)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(shè)置了多個(gè)供電電源裝置的電力轉(zhuǎn)換電路的例子的模式功能方塊圖。例如,也可以以設(shè)置切換供電電源裝置30的電力轉(zhuǎn)換電路32與2個(gè)線圈裝置22a,22b之間的連接的開關(guān)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(jìn)行構(gòu)成。具體來說,如圖19a所示,以電力轉(zhuǎn)換電路32的輸出的一端通過開關(guān)sw1而被連接于線圈裝置22a的一端并且通過開關(guān)sw2而被連接于線圈裝置22b的一端,電力轉(zhuǎn)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(gòu)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(zhuǎn)換電路32和線圈裝置22a的供電線圈的方式導(dǎo)通(on)開關(guān)sw1并關(guān)斷(off)開關(guān)sw2來進(jìn)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(zhuǎn)換電路32和線圈裝置22b的供電線圈的方式關(guān)斷開關(guān)sw1并導(dǎo)通開關(guān)sw2來進(jìn)行控制?;蛘?,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(zhuǎn)換電路32a和被連接于線圈裝置22b的電力轉(zhuǎn)換電路32b,以通過控制這兩個(gè)電力轉(zhuǎn)換電路32a,32b的動(dòng)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(jìn)行構(gòu)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(zhuǎn)換電路32a工作并且使電力轉(zhuǎn)換電路32b停止工作的方式進(jìn)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(zhuǎn)換電路32b工作并且使電力轉(zhuǎn)換電路32a停止工作的方式進(jìn)行控制。這樣被構(gòu)成的供電電源裝置30在多個(gè)線圈裝置中根據(jù)欲供電的區(qū)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(duì)應(yīng)于被配置于2個(gè)磁性體17之間的受電線圈裝置40與2個(gè)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(gè)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?yàn)榫€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(jìn)行供電,受電線圈裝置40也能夠?qū)σ欢ǔ潭纫陨系碾娏M(jìn)行受電。因此,通過停止來自被配置于遠(yuǎn)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(shí)施方式中,對(duì)供電線圈裝置21由2個(gè)線圈裝置22a,22b構(gòu)成的情況進(jìn)行了說明,但是供電線圈裝置21由3個(gè)以上的線圈裝置構(gòu)成的情況也相同。
如以上所述,本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置進(jìn)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(gè)線圈裝置中根據(jù)欲供電的區(qū)域來選擇提供電力的線圈裝置22a,22b。這樣,通過在多個(gè)線圈裝置中根據(jù)欲供電的區(qū)域來選擇提供電力的供電線圈裝置21,從而能夠削減無(wú)用的電力消耗。
(第10實(shí)施方式)
接著,參照?qǐng)D20,對(duì)本發(fā)明的第10實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖20是與受電線圈裝置一起表示本發(fā)明的第10實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置s1相同,磁性結(jié)構(gòu)體16的結(jié)構(gòu)與第8實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置相同。在本實(shí)施方式中,在具備中繼線圈裝置70這一點(diǎn)上與第1以及第8實(shí)施方式不同。
優(yōu)選中繼線圈裝置70具有卷繞導(dǎo)線而被構(gòu)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(jìn)行構(gòu)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(dǎo)線的螺旋結(jié)構(gòu)的線圈也可以是以螺旋狀卷繞導(dǎo)線的螺線管結(jié)構(gòu)的線圈,在中繼線圈為螺線管結(jié)構(gòu)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(yōu)選具有磁性芯。在制作相同電感值的中繼線圈的時(shí)候,如果具有磁性芯的話則能夠減少中繼線圈的卷繞圈數(shù)。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(gòu)成。具體來說,中繼線圈裝置70也可以只由線圈構(gòu)成,但是如果考慮中繼線圈裝置70的作用的話則優(yōu)選具備被串聯(lián)或者并聯(lián)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(gè)磁性體17之間的任意的位置。在本實(shí)施方式中,中繼線圈裝置70被配置于從2個(gè)磁性體17上的直線部分的中央下部進(jìn)行延伸的突出部的主面彼此進(jìn)行相對(duì)之間的位置,供電線圈裝置20被配置于從2個(gè)磁性體17上的直線部分的一方的端部下部進(jìn)行延伸的突出部的主面彼此進(jìn)行相對(duì)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(chǎn)生的磁通量進(jìn)行鏈接的話則會(huì)在中繼線圈裝置70的中繼線圈上產(chǎn)生電壓,基于該電壓的電流流到中繼線圈而產(chǎn)生磁通量。即,中繼線圈裝置70經(jīng)由2個(gè)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(shí),從供電線圈裝置20產(chǎn)生并向2個(gè)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(nèi),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(chǎn)生電壓,基于該電壓的電流流到中繼線圈并產(chǎn)生磁通量。于是,從中繼線圈裝置70產(chǎn)生并向2個(gè)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(nèi)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(chǎn)生的磁通量并產(chǎn)生擴(kuò)展到更遠(yuǎn)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(wú)線電力傳輸?shù)闹欣^線圈來發(fā)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(chǎn)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(jìn)行受電的電力變小。在本實(shí)施方式中,因?yàn)榫邆渫ㄟ^2個(gè)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(chǎn)生的磁通量并從中繼線圈裝置70產(chǎn)生擴(kuò)展到更遠(yuǎn)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(jìn)行受電的電力的降低。
如以上所述,本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置具備通過2個(gè)磁性體17與供電線圈裝置20相磁耦合并且被配置于2個(gè)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(qū)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(chǎn)生變化之后在中繼線圈裝置70的線圈上產(chǎn)生電壓。電流由所產(chǎn)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(chǎn)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(qū)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(shí)施方式)
接著,參照?qǐng)D21,對(duì)本發(fā)明的第11實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖21是與受電線圈裝置一起表示本發(fā)明的第11實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置與第10實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與第10實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置相同。在本實(shí)施方式中,在取代磁性結(jié)構(gòu)體16而具備磁性結(jié)構(gòu)體18這一點(diǎn)和在中繼線圈裝置71具備多個(gè)線圈裝置71a,71b這一點(diǎn)上與實(shí)施方式10不同。
磁性結(jié)構(gòu)體18具有平板狀的2個(gè)磁性體19。2個(gè)磁性體19呈具有分別在水平方向上以直線狀進(jìn)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(jìn)行延伸的突出部分的大致梳齒形狀。即,在本實(shí)施方式中,2個(gè)磁性體19的主面呈大致梳齒形狀。該2個(gè)磁性體19其相互的主面彼此進(jìn)行相對(duì)并且分開規(guī)定距離而被配置。在本實(shí)施方式中,2個(gè)磁性體19的相互的主面成為大致平行。即,2個(gè)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(shí)施方式中,2個(gè)磁性體19呈大致梳齒形狀,但是并不限定于此,能夠?qū)?yīng)于由供電裝置s2來進(jìn)行電力傳輸?shù)氖茈娧b置s3的形狀或形態(tài)設(shè)定成適當(dāng)任意的形狀。另外,2個(gè)磁性體19之間的距離對(duì)應(yīng)于由供電裝置s2來進(jìn)行電力傳輸?shù)氖茈娧b置s3的形狀或形態(tài)、以及提供給受電裝置s3的電能來適當(dāng)設(shè)定。再有,2個(gè)磁性體19以該2個(gè)磁性體19的相互的主面彼此的相對(duì)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(gòu)成的2個(gè)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(duì)磁導(dǎo)率越高越好,優(yōu)選使用相對(duì)磁導(dǎo)率1000以上的磁性材料。
中繼線圈裝置71包含多個(gè)線圈裝置,在本實(shí)施方式中由2個(gè)線圈裝置71a,71b構(gòu)成。各個(gè)線圈裝置71a,71b與中繼線圈裝置70相同,具有通過卷繞導(dǎo)線來構(gòu)成的中繼線圈,優(yōu)選通過包含容納該中繼線圈的絕緣性的框體來構(gòu)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(dǎo)線的螺旋結(jié)構(gòu)的線圈并且也可以是以螺旋狀卷繞導(dǎo)線的螺線管結(jié)構(gòu)的線圈,在中繼線圈為螺線管結(jié)構(gòu)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(gè)線圈裝置71a,71b由包含線圈的各種各樣電路元件構(gòu)成,也可以只由線圈構(gòu)成,具備被串聯(lián)或者并聯(lián)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(gè)線圈裝置71a,71b被配置于2個(gè)磁性體19之間的任意的位置。在本實(shí)施方式中,供電線圈裝置20被配置于從2個(gè)磁性體19上的直線部分的一方的端部下部進(jìn)行延伸的突出部的主面彼此進(jìn)行相對(duì)之間的位置,線圈裝置71a被配置于從2個(gè)磁性體19上的靠近直線部分的一方的端部的中央下部進(jìn)行延伸的突出部的主面彼此進(jìn)行相對(duì)之間的位置,線圈裝置71b被配置于從2個(gè)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(jìn)行延伸的突出部的主面彼此進(jìn)行相對(duì)之間的位置。由此,在電力傳輸時(shí),從供電線圈裝置20產(chǎn)生并向2個(gè)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(nèi),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(chǎn)生電壓,基于該電壓的電流流到中繼線圈并產(chǎn)生磁通量。接著,從線圈裝置71a產(chǎn)生并向2個(gè)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(nèi)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(chǎn)生電壓,基于該電壓的電流流到中繼線圈并產(chǎn)生磁通量。于是,從線圈裝置71b產(chǎn)生并向2個(gè)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(jìn)一步朝向另一方的端部通過磁性體19內(nèi)并從該磁性體19表面被放射到空氣中。即,在本實(shí)施方式中,從供電線圈裝置20產(chǎn)生的磁通量由線圈裝置71a而被中繼并進(jìn)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(jìn)一步分開的位置也能夠抑制能夠由受電線圈裝置40進(jìn)行受電的電力的降低。還有,在本實(shí)施方式中,使用中繼線圈裝置71具備2個(gè)線圈裝置71a,71b的例子來進(jìn)行了說明,但是中繼線圈裝置71所具備的線圈裝置的數(shù)量也可以為3個(gè)以上。
如以上所述,本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置具備通過2個(gè)磁性體19與供電線圈裝置20相磁耦合并且被配置于2個(gè)磁性體19之間的任意的位置的多個(gè)中繼線圈裝置71。在從供電線圈裝置20分開的供電區(qū)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(chǎn)生變化之后在中繼線圈裝置71線圈上產(chǎn)生電壓。電流由所產(chǎn)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(chǎn)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(qū)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(shí)施方式)
接著,參照?qǐng)D22,對(duì)本發(fā)明的第12實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖22是相當(dāng)于圖3所表示的本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置的供電裝置的截面圖的本發(fā)明的第12實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置相同。在本實(shí)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(diǎn)上以及在供電電源裝置30的電力轉(zhuǎn)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(diǎn)上與第1實(shí)施方式不同。
供電線圈裝置23被連接于電力轉(zhuǎn)換電路32,并作為無(wú)線地將從電力轉(zhuǎn)換電路32提供的交流電力傳輸?shù)绞茈娋€圈裝置40的供電部來發(fā)揮功能。供電線圈裝置23包含多個(gè)線圈裝置,在本實(shí)施方式中由2個(gè)線圈裝置24a,24b構(gòu)成。各個(gè)線圈裝置24a,24b與供電線圈裝置20相同,以包含卷繞導(dǎo)線來構(gòu)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(zhuǎn)換電路32被施加于該供電線圈的話則交流電流流動(dòng)并產(chǎn)生交流磁場(chǎng)的方式構(gòu)成。作為該供電線圈既可以是以平面狀卷繞導(dǎo)線的螺旋結(jié)構(gòu)的線圈也可以是以螺旋狀卷繞導(dǎo)線的螺線管結(jié)構(gòu)的線圈,在供電線圈為螺線管結(jié)構(gòu)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(gòu)成的導(dǎo)線可以列舉銅、銀、金、鋁等金屬導(dǎo)線,導(dǎo)線既可以由單根的金屬繞線構(gòu)成也可以由絞合了多根金屬繞線的絞合線(利茲線)來構(gòu)成。另外,供電線圈的導(dǎo)線的圈數(shù)根據(jù)所希望的電力傳輸效率等適當(dāng)設(shè)定。另外,各個(gè)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(gòu)成,也可以只由線圈來進(jìn)行構(gòu)成,也可以具備被串聯(lián)或者被并聯(lián)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(shí)施方式中,各個(gè)線圈裝置24a,24b以從2個(gè)磁性體11的相對(duì)方向看相互重疊的方式被配置。具體來說,以各個(gè)線圈裝置24a,24b的各個(gè)的供電線圈的線圈軸的軸向成為與2個(gè)磁性體11的相互的主面彼此的相對(duì)方向相大致平行的方式進(jìn)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(jìn)行配置。這樣,通過供電線圈裝置23具備2個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(jìn)行代用,也可以將另外設(shè)置于各個(gè)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(gè)線圈裝置24a,24b的各個(gè)的供電線圈直接設(shè)置于磁性體11的情況下,也可以由絕緣覆蓋導(dǎo)體構(gòu)成構(gòu)成各個(gè)供電線圈的導(dǎo)線并且將該絕緣覆蓋作為絕緣材料來進(jìn)行代用。這樣,因?yàn)橐酝ㄟ^絕緣材料將線圈裝置24a接觸于2個(gè)磁性體11的一方的磁性體11的方式進(jìn)行配置,并且以通過絕緣材料將線圈裝置24b接觸于2個(gè)磁性體11的另一方的磁性體11的方式進(jìn)行配置,因而各個(gè)線圈裝置24a,24b的各個(gè)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(gè)供電線圈的電感值不變化。即,能夠?qū)⒂筛鱾€(gè)線圈裝置24a,24b的配置引起的各個(gè)供電線圈的電感值的偏差抑制到較小。還有,在具備各個(gè)線圈裝置24a,24b與各個(gè)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(shí)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(gòu)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(shí)施方式中,供電電源裝置30的電力轉(zhuǎn)換電路32以能夠控制施加于供電線圈裝置23的各個(gè)線圈裝置24a,24b的交流電壓的相位的方式被構(gòu)成。如果交流電壓從供電電源裝置30的電力轉(zhuǎn)換電路32被施加于各個(gè)線圈裝置24a,24b的話則基于交流電壓的交流電流流動(dòng)并產(chǎn)生交流磁場(chǎng),從而產(chǎn)生磁通量。在此,如果同相位的交流電流流到各個(gè)線圈裝置24a,24b的話則因?yàn)閺母鱾€(gè)線圈裝置24a,24b產(chǎn)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(gè)線圈裝置24a,24b的話則對(duì)于從各個(gè)線圈裝置24a,24b產(chǎn)生的磁通量產(chǎn)生相互抵消,能夠供電的電力變小。因此,通過使流到各個(gè)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(shí)施方式中,供電電源裝置30的電力轉(zhuǎn)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(gòu)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(zhuǎn)換電路32和被連接于線圈裝置24b的電力轉(zhuǎn)換電路32來實(shí)現(xiàn)。即,通過控制被連接于線圈裝置24a的電力轉(zhuǎn)換電路32進(jìn)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(zhuǎn)換電路32進(jìn)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(gè)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?qū)?yīng)于受電裝置s3要求的電力量而適當(dāng)調(diào)整。
如以上所述,本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置其供電線圈裝置23包含從2個(gè)磁性體11的相對(duì)方向看相互重疊的2個(gè)線圈裝置24a,24b,2個(gè)線圈裝置24a,24b的一方以經(jīng)由絕緣材料而與2個(gè)磁性體11的一方相接觸的方式被配置,2個(gè)線圈裝置24a,24b的另一方以經(jīng)由絕緣材料而與2個(gè)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(duì)于電感值來說將偏差抑制到較小的話則所產(chǎn)生的磁通量的偏差也能夠被抑制到較小。由此,穩(wěn)定的供電成為可能。
另外,在本實(shí)施方式所涉及的無(wú)線電力傳輸裝置中,進(jìn)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(gè)線圈裝置24a,24b的一方的交流電壓的相位與施加于2個(gè)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?qū)?yīng)于相位偏移量來控制在供電區(qū)域進(jìn)行受電的電力。