CN102483981A - 电磁感应线圈单元以及电磁感应装置 - Google Patents

电磁感应线圈单元以及电磁感应装置 Download PDF

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宫下功宽
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Abstract

为了提供降低线圈损耗、实现高的电力传送效率、并降低制造成本的电磁感应线圈单元以及电磁感应装置，具有由螺旋状的导体形成的线圈(101)、以及由螺旋状的磁性体形成的、被配置为夹着线圈(101)的螺旋状导体的至少一部分的分隔壁磁性体(102)。

Description

电磁感应线圈单元以及电磁感应装置
技术领域
本发明涉及利用电磁感应原理的电磁感应装置，尤其涉及应用于例如一般家庭、餐厅以及工厂等中使用的感应加热装置、电子标签以及非接触型充电装置等的电磁感应线圈单元。
背景技术
近年来，以感应加热烹调器为代表的感应加热装置在一般家庭中普及。在现有的感应加热烹调器中使用的加热线圈为了减轻趋肤效应、抑制加热线圈的损耗，一般采用捻合数十根左右的细铜线而构成的绞合线(例如，参照专利文献1)。另外，作为不使用绞合线的简易低成本的线圈结构，研究了使用通过对金属板进行冲压而制成的平板线圈的结构(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本特开平9-245949号公报
【专利文献2】日本特开2002-75613号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，如上所述，在现有的感应加热烹调器中加热线圈由绞合线构成的情况下，由于是通过捻合细的漆包线来制造的，因此，存在制造成本高的问题。另外，在平板线圈的情况下，虽然制造容易、成本低，但是由于与由绞合线构成的情况相比，线圈的损耗大，因此，存在加热线圈的发热大，效率低的性能方面的问题。因此，在感应加热烹调器中，将平板线圈用作为加热线圈还没有被实用化。
本发明的目的在于，鉴于上述现有的电磁感应装置中的问题，针对利用了电磁感应原理的电磁感应装置中使用的电磁感应线圈，提供能够减少线圈损耗、实现高电力传送効率、并且降低制造成本且可靠性高的电磁感应线圈单元，同时提供使用该电磁感应线圈单元而能够高效率地进行电力传送、并且降低制造成本的电磁感应装置。
为了解决现有的电磁感应装置中存在的问题而实现上述目的，本发明具有以下结构。
本发明的第1方面的电磁感应线圈单元包括：由螺旋状的导体形成的线圈；分隔壁磁性体，该分隔壁磁性体由螺旋状的磁性体形成，被配置为夹着所述线圈的螺旋状的导体的至少一部分。这样构成的本发明的第1方面的电磁感应线圈单元能够减少线圈损耗，实现高的电力传送效率。
在本发明的第2方面的电磁感应线圈单元中，可以将所述第1方面的所述分隔壁磁性体配置为夹着从所述线圈的中心轴侧端部起预定长度的导体。这样构成的本发明第2方面的电磁感应线圈单元能够减少线圈损耗，实现高的电力传送效率。
本发明的第3方面的电磁感应线圈单元是在所述第1或第2方面中，设置有保持所述线圈的介电体。这样构成的本发明第3方面的电磁感应线圈单元能够提供易于制造的、可靠性高的电磁感应线圈单元，并且易于装配至电磁感应装置。
本发明的第四方面的电磁感应线圈单元可以采用如下结构：进一步具有被配置为覆盖所述第1或第2方面中的所述线圈的外周的外周分隔壁磁性体。这样构成的本发明第4方面的磁感应线圈单元能够提供防止磁场泄漏至外部、可靠性高的电磁感应线圈单元。
在本发明的第5方面的磁感应线圈单元中，所述第1或第2方面中的所述分隔壁磁性体优选由相对磁导率为5以上1000以下的磁性体构成。这样构成的本发明第5方面的电磁感应线圈单元能够可靠地抑制由于邻近效应导致的线圈电阻值的增大，实现高的电力传送效率。
在在本发明的第6方面的电磁感应线圈单元中，可以将所述第2方面的所述分隔壁磁性体配置为从所述线圈的中心侧端部开始夹着所述线圈的总匝数的25％至75％的导体。这样构成的本发明第6方面的电磁感应线圈单元能够抑制由于邻近效应导致的线圈电阻值的增大，实现高的电力传送效率。
本发明的第七方面的电磁感应线圈单元优选地采用如下结构：在所述第1或第2方面中，所述线圈的中心轴方向上的所述分隔壁磁性体的尺寸比所述线圈的中心轴方向的尺寸大，所述线圈的在所述中心轴方向上的相对的面配置在与所述分隔壁磁性体的在所述中心轴方向上相对的面相距1.5mm以上的内侧。这样构成的本发明第7方面的电磁感应线圈单元能够可靠地抑制由于邻近效应导致的线圈电阻值的增大，实现高的电力传送效率。
本发明的第8方面的电磁感应线圈单元是：所述第1或第2方面的所述分隔壁磁性体可以是多重构造，该多重构造具有在所述线圈的中心轴方向上贯通的空隙。这样构成的本发明第8方面的电磁感应线圈单元能够增强分隔壁磁性体的磁屏蔽効果。
本发明的第9方面的电磁感应线圈单元是：所述第1或第2方面的所述线圈可以是在所述线圈的中心轴方向上层叠的多层构造。这样构成的本发明第9方面的电磁感应线圈单元具有高输出，并且能实现高的电力传送效率。
本发明的第10方面的电磁感应线圈单元可以采用如下的结构：在所述第1或第2方面中，通过向所述线圈附加介电体而具有并联电容。这样构成的本发明第10方面的电磁感应线圈单元能够防止与该电磁感应线圈单元连接的引线的损耗的影响。
本发明的第11方面的电磁感应线圈单元可以采用如下的结构：在所述第1或第2方面中，在所述线圈的两端连接有并联电容。这样构成的本发明第11方面的电磁感应线圈单元能够防止与该电磁感应线圈单元连接的引线的损耗的影响。
本发明的第12方面的电磁感应装置具有：所述第1至第11方面的电磁感应线圈单元、向所述电磁感应线圈单元的线圈供给高频电力的逆变器电路、以及实现所述线圈和所述逆变器电路之间的匹配的匹配电路。这样构成的本发明第12方面的电磁感应装置成为了电力传送效率高并且降低了制造成本的装置。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种电磁感应线圈单元，该电磁感应线圈单元降低了线圈损耗、实现了高的电力传送效率、降低了制造成本且可靠性高，并且还能够提供一种电力传送效率高并且降低了制造成本的电磁感应装置。
附图说明
图1为示出本发明实施方式1的电磁感应装置的概略结构的图。
图2为示出本发明实施方式1的感应加热装置中使用的电磁感应线圈单元的结构的立体图。
图3为示出本发明实施方式1的感应加热装置中使用的电磁感应线圈单元的结构的平面图。
图4为本发明实施方式1的感应加热装置中使用的电磁感应线圈单元的截面图。
图5为示出本发明实施方式1的感应加热装置中的分隔壁磁性体的相对磁导率、线圈的电阻值(mΩ)以及电力传送效率(％)之间的关系的曲线图。
图6为示出本发明实施方式1的感应加热装置中的从分隔壁磁性体的中心起的匝数、线圈的电阻值(mΩ)以及电力传送效率(％)之间的关系的曲线图。
图7为示出本发明实施方式1的感应加热装置中的线圈与被加热物的距离(mm)、线圈的电阻值(mΩ)以及电力传送效率(％)之间的关系的曲线图。
图8为示出本发明实施方式1的感应加热装置中的与电磁感应线圈单元的线圈相连接的匹配电路的结构一例的电路图。
图9为示出本发明实施方式1的匹配电路的另一结构例的电路图。
图10为示出本发明实施方式1的匹配电路的另一结构的电路图。
图11为示出本发明实施方式2的电磁感应装置中的电磁感应线圈单元的结构的截面图。
图12为示出安装有具有本发明的电磁感应线圈单元的非接触型充电装置的车辆等的图。
具体实施方式
以下，将参照附图，对作为本发明的电磁感应线圈单元的实施方式将电磁感应线圈单元作为加热线圈应用于感应加热装置的示例进行说明。本发明的电磁感应线圈单元并不限于以下的实施方式中所述的作为感应加热装置的加热线圈而使用的结构，也可以用作为基于与以下实施方式中说明的技术思想同等的技术思想以及本技术领域中的技术常识而构成的电磁感应装置的电磁感应线圈单元。
(实施方式1)
图1为示出作为实施方式1的电磁感应装置的感应加热装置的概略结构的图，该电磁感应装置使用本发明的电磁感应线圈单元。图1中，实施方式1的感应加热装置包括：载置被加热物105的顶板104、配置在顶板104的加热区域的正下方的作为加热线圈的电磁感应线圈单元100、向电磁感应线圈单元100供给高频电力的逆变器电路107、使电磁感应线圈单元100和逆变器电路107的阻抗匹配的匹配电路112以及对逆变器电路107进行驱动控制的控制部108。另外，实施方式1的感应加热装置包括：检测从被加热物105发出的红外线而检测该被加热物105的温度的温度传感器109、设置在顶板104上的操作部110等一般的感应加热装置中设置的结构要素。控制部108根据来自温度传感器109的检测信号、来自操作部110的操作信号以及逆变器电路107的输出信号等对逆变器电路107进行驱动控制而向电磁感应线圈单元100供给高频电流，将被加热物105加热到所期望的状态。
图2为示出本发明实施方式1的感应加热装置中使用的电磁感应线圈单元100的结构的立体图。图2中所示的箭头X、Y以及Z为示出图2中的X轴、Y轴以及Z轴的3轴方向的坐标轴。图3为示出电磁感应线圈单元100的结构的平面图，示出了X-Y轴面中的电磁感应线圈单元100。图4为电磁感应线圈单元100等的Z轴方向的截面图。
电磁感应线圈单元100具有由实际上平面的螺旋状的形状的导体，例如铜材形成的线圈101。并且，对于线圈101，截面可以不是如图4所示矩形的单线，截面可采用圆形、椭圆形等各种形状。另外，线圈101并不限于单线，可以为单线捻合而成的绞合线那样的结构。
线圈101被供给来自逆变器电路107的高频电力，从而产生高频的磁场。这样，通过产生磁场的线圈101，隔着由电绝缘材料构成的顶板104对被加热物105进行感应加热。
如图4所示，在电磁感应线圈单元100中，除了线圈101外，还设置有分隔壁磁性体102、外周分隔壁磁性体103以及介电体106。分隔壁磁性体102为具有实质上平面的螺旋状的形状的磁性体(铁素体)，被配置为插入到螺旋状的线圈101的导体间。外周分隔壁磁性体103为被配置为覆盖线圈101的周围的磁性体(铁素体)。通过设置外周分隔壁磁性体103，防止了磁场向线圈101的外部泄漏。
介电体106由相对介电常数超过1的介电材料形成，并安装在线圈101上。对于实施方式1的介电体106，虽然通过如图4的截面图所示安装为覆盖线圈101全体的示例进行了说明，但是介电体106没有必要覆盖线圈101全体，也可以是介电体106被安装在线圈101的一部分上而能够保持线圈101的形状的结构。例如，也可以是载置在形成为螺旋状的介电体106上的结构，或者由介电体106夹着线圈101的一部分的结构。
对如上构成的本发明实施方式1的感应加热装置中的电磁感应线圈单元的动作进行说明。
由于线圈101为螺旋状的导体，当线圈101中流过电流时，在线圈101的中心轴附近产生磁场的集中。因此，在线圈101的中心轴附近，由于受到由线圈101产生的磁场分布的影响，出现邻近效应。具体的，线圈101的导体截面(Z轴方向截面)的电流分布变为偏向中心轴侧的形态，线圈101的电阻值增大。由于通过在线圈101的导体间插入分隔壁磁性体102，磁场集中在分隔壁磁性体102中，因此线圈101中流过的电流不受线圈101产生的磁场分布的影响。由此，能够抑制邻近效应，防止线圈101的电阻值增大。也就是说，分隔壁磁性体102起到磁屏蔽的作用。
[分隔壁磁性体102的磁导率]
接着，对分隔壁磁性体102的详细情况进行说明。
首先，对分隔壁磁性体102的磁导率进行说明。图5为示出分隔壁磁性体102的相对磁导率、线圈101的电阻值[mΩ]以及电力传送效率[％]之间的关系的曲线图。图5所示的曲线图是设线圈101的匝数为5时的计算结果。此时的计算中，在线圈101的全部区域(导体间区域)中插入了分隔壁磁性体102。
在图5所示的曲线图中，电力传送效率是传递到被加热物105的电力相对于线圈101的输入电力的比例。在图5所示的曲线图中，分隔壁磁性体102的相对磁导率处的电力传送效率用白色圆圈(○)表示，分隔壁磁性体102的相对磁导率处的线圈101的电阻值用叉形符号(×)表示。
如图5的曲线图所示，当使分隔壁磁性体102的相对磁导率从1开始提高时，邻近效应由于分隔壁磁性体102而减轻，线圈101的电阻值减小，电力传送效率提高。在相对磁导率100附近，电力传送效率最大。然而，当相对磁导率超过100时，由于与被加热物105(例如锅)的磁耦合变弱，电力传送效率逐渐降低。为了确保电力传送效率在90％以上，分隔壁磁性体102的相对磁导率需要设定在5以上1000以下的范围。
[分隔壁磁性体102所应插入的区域]
接着对分隔壁磁性体102所应插入的区域进行说明。如图2及图3所示，从线圈101的中心轴端部侧起，在外侧的方向上以预定的长度沿着线圈101的内侧插入分隔壁磁性体102。在图2以及图3所示的电磁感应线圈单元100的情况中，从线圈101的中心轴开始，在直至线圈101的匝数为3为止的导体间区域中插入分隔壁磁性体102。这时，分隔壁磁性体102为3匝的螺旋形状。图6为示出分隔壁磁性体102的从中心开始的匝数、线圈101的电阻值[mΩ]以及电力传送效率[％]之间的关系的曲线图。图6所示的曲线图是设线圈101的匝数为19时的实验结果。图6所示曲线图中的电力传送效率与图5所示的电力传送效率相同，是传递到被加热物105的电力相对于线圈101的输入电力的比例。图6中，分隔壁磁性体102的匝数处的电力传送效率用白色圆圈(○)表示，分隔壁磁性体102的匝数处的线圈101的电阻值用叉形符号(×)表示。
如图6的曲线图所示，在分隔壁磁性体102的匝数从零到10的区域中，随着匝数的增加，线圈101的电阻值减小，电力传送效率提高。在图6所示的曲线图中，在分隔壁磁性体102的匝数约为线圈101的匝数(19)的一半，即10的时候，电力传送效率最大。然而，当分隔壁磁性体102的匝数超过10时，与被加热物105(例如锅)的磁耦合变弱，电力传送效率逐渐降低。从这个结果可知，分隔壁磁性体102最好从线圈101的中心轴开始插入到直至线圈101的匝数的4分之1(25％)至4分之3(75％)的导体间区域中。特别地，更好分隔壁磁性体102从线圈101的中心轴起插入到直至线圈101的匝数一半的导体间区域的附近，即直至线圈101的匝数的40％至60％的区域。
[分隔壁磁性体102的尺寸]
接着，对分隔壁磁性体102的尺寸进行说明。图7为示出线圈101与被加热物105的距离(mm)、线圈101的电阻值(mΩ)以及电力传送效率(％)之间的关系的曲线图。图7所示的曲线图为设线圈101的匝数为5，将分隔壁磁性体102的正面(与顶板104相对的面)与被加热物105之间的距离E(参照图4)固定为4.5mm，使线圈101的正面(与顶板104相对的面)与被加热物105之间的距离F变化(1～10mm)时的计算结果。此时的计算中，在线圈101的全部区域中插入了分隔壁磁性体102。
在图7所示的曲线图中，电力传送效率是传递到被加热物105的电力相对于线圈101的输入电力的比例。图7中，线圈101与被加热物105的距离处的电力传送效率用白色圆圈(○)表示，线圈101与被加热物105的距离处的线圈101的电阻值用叉形符号(×)表示。
如图7的曲线图所示，随着线圈101与被加热物105的距离变得短于10mm，相互的磁耦合增强，电力传送效率提高。然而，当线圈101与被加热物105的距离变得短于6mm时，由分隔壁磁性体102的磁屏蔽产生的邻近效应抑制効果逐渐消失，电力传送效率变得恶化。因此，可以理解，为了通过分隔壁磁性体102来抑制邻近效应，将分隔壁磁性体102与被加热物105的距离E(图4参照)固定在4.5mm，所以线圈101配置在与分隔壁磁性体102的正面相距1.5mm以上的内侧为好。因此，如图4所示，分隔壁磁性体102的厚度尺寸A被设定为比线圈101的厚度尺寸D大。另外，将分隔壁磁性体102的正面(与顶板104相对的面)与线圈101的正面(与顶板104相对的面)的距离B设定为1.5mm以上为好。可以理解，为了通过分隔壁磁性体102来抑制邻近效应，对于分隔壁磁性体102的背面(与正面侧相反的面)与线圈101的背面(与正面侧相反的面)的距离C，同样设置为1.5mm以上为好。
[分隔壁磁性体102的构造]
接着，对分隔壁磁性体102的构造进行说明。分隔壁磁性体102的构造为，由铁素体材料形成螺旋状，从线圈101的中心轴端部侧开始沿着线圈101的内侧部分设置预定的匝数。如图4所示，分隔壁磁性体102的厚度尺寸A(中心轴方向的长度)最好比线圈101的厚度尺寸D(中心轴方向的长度)大，另外，分隔壁磁性体102靠近顶板104配置为好。这样，通过设置分隔壁磁性体102，邻近效应的抑制効果增强，另外，由于缩短了与被加热物105的距离E，与被加热物105的磁耦合变强，电力传送效率提高。
[线圈101的构造]
对线圈101的构造进行说明。图4中，最好使没有插入分隔壁磁性体102的线圈101的导体间距离G尽可能的短。由于线圈101的中心轴附近邻近效应比较强，因此，插入分隔壁磁性体102来抑制邻近效应。可是，由于没有插入分隔壁磁性体102的外侧区域的线圈101邻近效应弱，可以使导体间距离G短些。另外，也可以采用增大未插入分隔壁磁性体102的外侧区域的线圈101的导体截面积的结构。这样，通过采用增大线圈101的外侧区域的导体截面积的结构，线圈101的电阻值减小，电力传送效率提高。
在实施方式1的感应加热装置的电磁感应线圈单元100中，通过分隔壁磁性体102使磁场变稀薄，因此，线圈101的侧面上流动的电流变得非常小。其结果是，线圈101中流动的电流集中在线圈101的正面和背面而流动，能够发挥高的电力传送效率。
关于实施方式1的感应加热装置的电磁感应线圈单元100的线圈101，虽然通过如图2至图4所示的导体截面为矩形状的单线的示例进行了说明，但是本发明并不限于这样的形状，也可以包括圆形、椭圆形等的任意的导体截面形状。
另外，本发明的电磁感应线圈单元的线圈不限于单线，也可以是多个单线捻合而成的绞合线那样的捻线构造。
进一步的，本发明的电磁感应线圈单元的线圈的匝数不限于实施方式1中说明的匝数，可以根据利用电磁感应线圈单元的装置的规格等适当地設定。并且，虽然对实施方式1的线圈101的形状为圆形的情况进行了说明，但是本发明的线圈的形状不限于圆形的线圈，也可以包括四边形、三角形等的多边形。
如上所述，对于本发明的电磁感应线圈单元的线圈101不需要对形状及构造等进行限定的原因是，通过在线圈101的导体间插入分隔壁磁性体，抑制了线圈中的邻近效应。
另外，向线圈101输入的电流的频率不影响分隔壁磁性体102对邻近效应的抑制。这是由于邻近效应取决于导体间的距离，而不取决于频率。但是，一般地，由于频率越高损耗越大，因此希望磁性体在没有损耗影响的范围的频率下使用。
接着，对实施方式1的线圈101的阻抗进行说明。由于线圈101的匝数少等的原因，在线圈101的阻抗的实部非常小的情况下，连接线圈101与逆变器电路107间的引线、连接引线与线圈101的端子的接触电阻、以及连接引线与逆变器电路的端子的接触电阻等的影响变大，电力传送效率恶化。这是由于从逆变器电路107输出的高频电力输入至线圈101的比例降低。当线圈101的阻抗与逆变器电路107的输出阻抗匹配时，能够供给至线圈101的电力最大。
因此，需要使线圈101的阻抗增大至与逆变器电路107的输出阻抗的实部相同的程度。
图8为示出实施方式1的感应加热装置的电磁感应线圈单元100的线圈101与逆变器电路107间插入的匹配电路112的结构一例的电路图。该匹配电路112为频率设为23kHz，线圈101的阻抗ZL设为0.3+j1.5Ω，逆变器电路107的输出阻抗设为1Ω的情况下的示例。将具有2.2μF的并联电容Cp的匹配电路112与线圈101连接。由此，阻抗变换为1+j2.7Ω。之后，将2.6μF的串联电容Cs插入到匹配电路112与逆变器电路107之间。由此，能够实现线圈101与逆变器电路107间的匹配。通过将并联电容Cp的匹配电路112连接至线圈101，使得线圈101的阻抗实部没有损失而变大，由此，能够防止引线111的影响。
图9以及图10为示出匹配电路的另一结构例的电路图。如图9所示的匹配电路112A那样，也可以将串联电容Cs插入到引线111与并联电容Cp之间。另外，如图10所示的匹配电路112B那样，也可以将串联电容Cs插入到线圈101与并联电容Cp之间。
并且，如图4所示、在电磁感应线圈单元100中，由于在线圈101中安装了介电体106，所以能够实现有意地增加线圈101的导体间产生的寄生电容的结构，能够在电磁感应线圈单元100的结构的内部附加并联电容。结果，能够削减作为匹配电路的部件数。
如上所述，在实施方式1的电磁感应装置的电磁感应线圈单元100中，通过将插入到线圈101中的分隔壁磁性体102的磁导率、尺寸、插入区域等各参数设定为最合适的值，能够有效地抑制邻近效应，减少线圈损耗，实现高的电力传送效率。另外，由于实施方式1的电磁感应装置的电磁感应线圈单元100能够实现高的电力传送效率，因为能够实现线圈结构的简化，并能够实现制造成本的进一步降低。结果，实施方式1的电磁感应装置成为抑制了制造成本、具有高的电力传送效率的可靠性高的装置。
(实施方式2)
接着，参照附图11对使用本发明的电磁感应线圈单元的实施方式2的电磁感应装置进行说明。图11为示出本发明实施方式2的电磁感应装置中的电磁感应线圈单元100A的结构的截面图。
对于实施方式2的电磁感应装置，与前述的实施方式1的感应加热装置的不同点为电磁感应线圈单元100A的结构，其他方面与实施方式1的感应加热装置相同。因此，在实施方式2的说明中，对于具有与前述的实施方式1相同的功能、结构的部分标注了相同的标号，其说明适用实施方式1中的说明。
在实施方式2的电磁感应线圈单元100A中，与实施方式1的电磁感应线圈单元100同样地设置有线圈101A、分隔壁磁性体102A、外周分隔壁磁性体103以及介电体106。在实施方式2的电磁感应线圈单元100A中，只有线圈101A以及分隔壁磁性体102A的结构不同，其他的结构相同。
[分隔壁磁性体102A的构造]
对实施方式2的分隔壁磁性体102A的构造进行说明。
如图11所示，实质上平面的螺旋状的线圈101A是在上下方向(线圈101A的中心轴方向)上层叠了多个线圈状体的多层构造。分隔壁磁性体102A由实质上平面的螺旋状的磁性体层叠多个而构成，在各磁性体之间有空隙。即，实施方式2的分隔壁磁性体102A具有螺旋状的磁性体重叠而成的多重构造，与前述的实施方式1同样地插入在线圈101A的导体间。实施方式2的电磁感应线圈单元100A中的分隔壁磁性体102A的磁导率、线圈101A的匝数、以及分隔壁磁性体102A与线圈101A的位置关系与前述的实施方式1的感应加热装置中的电磁感应线圈单元100相同。
并且，虽然在图11所示的电磁感应线圈单元100A中示出了线圈101A为2层构造、分隔壁磁性体102A为3重构造的示例，但是本发明并不限于该结构，可以根据感应加热装置的规格等适当地设定。因此，在以下的说明中，设线圈101A为2层以上的多层构造，分隔壁磁性体102A为2重以上的多重构造。
如图11所示，分隔壁磁性体102A为具有在线圈101A的中心轴方向上贯通的空隙的多重构造。由此，通过使分隔壁磁性体102A成为具有空隙的多重构造，使得磁屏蔽効果增强，邻近效应的抑制效果增强。作为设线圈101A的匝数为5而进行计算的结果，通过加入空隙，线圈101A的电阻值大幅减小，电力传送效率提高。
另外，由于实施方式2的线圈101A为多层构造，在线圈101A的截面内部流动的电流由于趋肤效应而变得非常小。由于分隔壁磁性体102A使磁场变得稀薄，在线圈101A的侧面流动的电流变得非常小。结果，线圈101A中流动的电流集中在线圈101A的正面和背面而流动。由于线圈101A为多层构造，电流集中在最上层的正面(图11中最上层的上侧面)和最下层的背面(图11中最下层的下侧面)流动。因此，即使如实施方式2的线圈101A那样成为多层构造，电力传送效率也几乎没有变化。
并且，在实施方式2的感应加热装置的电磁感应线圈单元100A中，关于在线圈101A的导体间插入的分隔壁磁性体102A的磁导率、尺寸以及插入区域等各条件，适用与在前述的实施方式1中说明的条件相同的条件。因此，在实施方式2的感应加热装置的电磁感应线圈单元100A中，通过将插入到线圈101A中的分隔壁磁性体102A的磁导率、尺寸、插入区域等各种参数设定为最合适的值，能够有效地抑制邻近效应，减少线圈损耗，实现高的电力传送效率。另外，由于实施方式2的电磁感应装置的电磁感应线圈单元100A能够实现高的电力传送效率，所以能实现线圈结构的简化，并实现制造成本的降低。结果，实施方式2的电磁感应装置成为抑制了制造成本、具有高的电力传送效率且可靠性高的装置。
并且，本发明的电磁感应装置的电磁感应线圈单元能够适用于非接触型充电装置。例如在用于电动汽车(EV)的二次电池充电的非接触型充电装置中，使用了电磁感应装置，该电磁感应装置可使用前述的实施方式中说明的电磁感应线圈单元。图12为示出安装有具有本发明的电磁感应线圈单元的非接触型充电装置的车辆200以及停车场的图。图12所示的车辆200为电动汽车(EV)，示出了在停车场中停車的状態。如图12所示，车辆200的本体下部设置有第1电磁感应线圈单元100B，在车辆200停车的停车场的停车区域中设置有第2电磁感应线圈单元100C。第2电磁感应线圈单元100C从停车面上突出设置，以与车辆200的第1电磁感应线圈单元100B接近配置。并且，第2电磁感应线圈单元100C也可采用如下结构：在车辆200停在预定的停车区域而变为可充电状态时升起，移动至与第1电磁感应线圈单元100B接近的位置。
图12中，设置在车辆200以及停车区域的电磁感应线圈单元(100B，100C)为与前述实施方式1或实施方式2中分别说明的电磁感应线圈单元相同的结构。也可以是在图12所示的两个电磁感应线圈单元(100B，100C)中，至少一方为与前述的实施方式1或实施方式2中分别说明的电磁感应线圈单元相同的结构。
如上所述，通过在非接触型充电装置中应用本发明的电磁感应装置的电磁感应线圈单元，并将插入到线圈中的分隔壁磁性体的磁导率、尺寸、插入区域等各参数设为最合适的值，能够有效地抑制邻近效应，减少线圈损耗，实现高的电力传送效率。
【产业上的利用可能性】
本发明的电磁感应线圈单元不限于在一般家庭、餐厅或者工厂等中使用的感应加热装置，还可应用于电子标签、非接触型充电装置等应用电磁感应原理的任何电磁感应装置。
【标号说明】
101线圈
102分隔壁磁性体
103外周分隔壁磁性体
104顶板
105被加热物
106介电体

Claims (12)

1.一种电磁感应线圈单元，其包括：
由螺旋状导体形成的线圈；以及
分隔壁磁性体，其由螺旋状的磁性体形成，被配置为夹着所述线圈的螺旋状导体的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的电磁感应线圈单元，其中，所述分隔壁磁性体被配置为从所述线圈的中心轴侧端部开始夹着预定长度的导体。
3.根据权利要求1或2所述的电磁感应线圈单元，其中，该电磁感应线圈单元设有保持所述线圈的介电体。
4.根据权利要求1或2所述的电磁感应线圈单元，其中，该电磁感应线圈单元进一步包括被配置为覆盖所述线圈的外周的外周分隔壁磁性体。
5.根据权利要求1或2所述的电磁感应线圈单元，其中，所述分隔壁磁性体由相对磁导率为5以上1000以下的磁性体构成。
6.根据权利要求2所述的电磁感应线圈单元，其中，所述分隔壁磁性体被配置为从所述线圈的中心侧端部开始夹着所述线圈的总匝数的25％至75％的导体。
7.根据权利要求1或2所述的电磁感应线圈单元，其中，
所述分隔壁磁性体在所述线圈的中心轴方向上的尺寸比所述线圈的中心轴方向上的尺寸大，
所述线圈的在所述中心轴方向上相对的面配置在与所述分隔壁磁性体的在所述中心轴方向上相对的面相距1.5mm以上的内侧。
8.根据权利要求1或2所述的电磁感应线圈单元，其中，所述分隔壁磁性体具有多重构造，该多重构造具有在所述线圈的中心轴方向上贯通的空隙。
9.根据权利要求1或2所述的电磁感应线圈单元，其中，所述线圈具有在所述线圈的中心轴方向上层叠的多层构造。
10.根据权利要求1或2所述的电磁感应线圈单元，其中，该电磁感应线圈单元是如下结构：向所述线圈附加介电体而具有并联电容。
11.根据权利要求1或2所述的电磁感应线圈单元，其中，该电磁感应线圈单元具有在所述线圈的两端连接有并联电容的结构。
12.一种电磁感应装置，其包括：
权利要求1至11中任意一项所述的电磁感应线圈单元；
向所述电磁感应线圈单元的线圈供给高频电力的逆变器电路；以及
实现所述线圈与所述逆变器电路之间的匹配的匹配电路。
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