CN102629782B - 无触点电力传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无触点电力传输装置，以无触点的方式传输电力，其特征在于，具有：输电部，其通过一次绕组传输电力；受电部，其装备在无线电通信设备中，并通过能够与所述一次绕组电磁耦合的二次绕组接收电力；箱体，其屏蔽电磁波，在该箱体的内部设置所述输电部，且该箱体形成能够收纳所述无线电通信设备的封闭空间；箱体天线部，其设置在所述箱体上，将从收纳在所述箱体的内部的所述无线电通信设备发出的通信信号向箱体的外部传输，或者，将从所述箱体的外部发出的通信信号向收纳在该箱体的内部的所述无线电通信设备传输。

Description

无触点电力传输装置

技术领域

本发明涉及无触点电力传输装置。

本申请以2011年2月1日提出申请的日本特愿2011-019443号及2011年11月9日提出申请的日本特愿2011-245707号为基础主张优先权，在此援用其内容。

背景技术

作为面向便携电话等的无线电通信设备的充电装置，已知无触点电力传输装置。无触点电力传输装置利用电磁感应等将某一频率的交流电从电力传输装置传输到内置于或附属于无线电通信设备的电力接收装置。例如，专利文献1中公开了一种搭载在车辆中的无触点电力传输装置。

专利文献1：美国专利申请公开第2008/0001572号说明书

发明内容

然而，在使用搭载在车辆中的无触点电力传输装置对无线电通信设备进行充电的情况下，当传输电力时，使用于电力传输的频率的交流电力的一部分、或者所述交流电的高次谐波或分谐波会成为电磁波、交流磁场、或交流电场，并经由空中或连接电缆而作为噪声窜入周围的车辆用设备中。其结果是，存在下述课题：由于所述噪声与车辆外部所进行的无线电通信或在车辆内部进行的无线电通信，会引起接收信息的装置接收所述信息时的S/N(SN比)恶化、或者引起接收灵敏度下降等。

例如，由于无触点电力传输的高次谐波频率成分(例如，十次谐波中为大约1Mz)与AM广播频带(0.5～1.6MHz)重迭，所以作为广播噪声出现。此外，有时也会对正在充电的无线电通信设备的无线电通信(通过单段(one-seg)接收、蓝牙(Bluetooth)与车载设备进行的通信)产生影响。

因此，本发明提供一种无触点电力传输装置，能够防止在无线电通信设备的充电中不必要的电磁波向外部辐射的情况，并且能够确保充电中的无线电通信设备的通信。

在本发明的无触点电力传输装置中，为了解决上述课题，采用了具有如下结构的装置。

在本发明的无触点电力传输装置中，具有：输电部，其通过一次绕组传输电力；受电部，其装备在无线电通信设备中，并通过能够与所述一次绕组电磁耦合的二次绕组接收电力；箱体，其屏蔽电磁波，在该箱体的内部设置所述输电部，且该箱体形成能够收纳所述无线电通信设备的封闭空间；箱体天线部，其设置在所述箱体上，将从收纳在所述箱体的内部的所述无线电通信设备发出的通信信号向箱体的外部传输，或者，将从所述箱体的外部发出的通信信号向收纳在该箱体的内部的所述无线电通信设备传输。

由于具有上述结构，当将无线电通信设备收纳在无触点电力传输装置的箱体内并对其进行充电时，能够降低电力传输时不必要的电磁波向箱体的外部辐射，因此，能够减轻所述电磁波带给外部的设备的不良影响。

并且，通过箱体天线部，在充电过程中也能够确保无线电通信设备的通信。

在本发明的无触点电力传输装置中，所述箱体天线部由内部天线部和外部天线部构成，其中，所述内部天线部设在所述箱体的内部，所述外部天线部与所述内部天线部连接并设在所述箱体的外部，所述内部天线部以如下方式设置：当将所述无线电通信设备收纳在所述箱体的内部时，所述内部天线部配置在与所述无线电通信设备的天线接近的位置上。由于具有上述结构，能够防止无线电通信设备的收发性能下降，能够确保良好的收发性能。

在本发明的无触点电力传输装置中，优选的是，所述外部天线部在所述箱体的外部设置在接近所述箱体的位置上。

由于具有上述结构，能够使充电中的无线电通信设备与设在箱体附近的设备在进行通信时具有良好的灵敏度。

在本发明的无触点电力传输装置中，优选的是，对于在所述箱体中屏蔽电磁波的屏蔽构造材料，使用与无线电通信设备在通信中使用的频带的电磁波衰减量相比增大用于电力传输的频带的电磁波衰减量的构造材料。

由于具有上述结构，因而能够发挥低频带中的磁场屏蔽效果，并且，能够减小高频带中的电磁波的衰减，能够抑制无线电通信设备的接收灵敏度的下降。

附图说明

图1是组装有本发明的无触点电力传输装置的车辆的扶手箱的立体图。

图2是组装有无触点电力传输装置的车辆的扶手箱在第一实施方式中的剖视图。

图3是天线的详细图。

图4是组装有无触点电力传输装置的车辆的扶手箱在第二实施方式中的剖视图。

附图标记的说明

1扶手箱(箱体)

7、14屏蔽体(屏蔽构造材料)

9一次绕组

16同轴电缆(箱体天线机构)

17内部天线(内部天线机构)

18外部天线(外部天线机构)

100便携电话(无线电通信设备)

101二次绕组

具体实施方式

以下，参照图1至图4说明本发明的无触点电力传输装置的实施方式。

<第一实施方式>

首先，参照图1至图3说明本发明的无触点电力传输装置的第一实施方式。

图1是设置在车辆的驾驶席与副驾驶席之间的扶手箱1和停车制动器2的外观立体图，在本实施方式中，在扶手箱1中组装有无触点电力传输装置。

扶手箱1相对于停车制动器2设置在车辆后方侧，具有：固定在车身上的树脂制成的箱主体3；经由设置在箱主体3的后部侧的铰链4而以能够在上下方向上开闭的方式安装的树脂制成的盖体5。

如图2所示，在箱主体3上形成有使上方开口的凹部6，在该凹部6的内表面的整个面上，无间隙地安装有能够屏蔽电磁波的屏蔽体7(屏蔽构造体)。在屏蔽体7的内侧设置有树脂制成的分隔板8，该分隔板8将形成在屏蔽体7内的空间上下分割，在分隔板8的背面侧安装有作为传输电力的输电部的一次绕组9。一次绕组9经由设在屏蔽体7内的发射电路而连接在车载电源(均省略图示)上。

与分隔板8相比位于上侧的屏蔽体7内的空间，是用于收纳作为无线电通信设备的便携电话100的收纳空间11。以使得当在收纳空间11的分隔板8上载置便携电话100时将便携电话100配置于一次绕组9的正上方的方式，在屏蔽体7的内壁面及分隔板8的上表面上固定有聚氨酯树脂制成的定位部件12。定位部件12具有形成有向下倾斜面的构造，以便容易将便携电话100插入，并且能够使一次绕组9与后述的二次绕组101的定位变得容易。此外，也可以使定位部件12相对于屏蔽体7及分隔板8能够拆装。通过这种方式，能够配合便携电话100的形状仅更换定位部件12，能够确保一次绕组9与二次绕组101的定位精度。此外，当不对便携电话100进行充电时，能够扩大扶手箱1的内部的收纳空间来进行使用，很便利。

在便携电话100中内置有作为受电部的二次绕组101，当收纳在收纳空间11内时一次绕组9和二次绕组101能够电磁耦合。并且，利用电磁感应以无触点的方式从一次绕组9向二次绕组101传输电力，由此，能够对便携电话100进行充电。

在盖体5上形成有使下方开口的凹部13，在凹部13的内表面的整个面上，无间隙地安装有能够屏蔽电磁波的屏蔽体14(箱体)。在屏蔽体14的内侧设有收纳空间15，并以如下方式构成：当闭合盖体5时，盖体5的屏蔽体14的开口和箱主体3的屏蔽体7的开口对合，箱主体3的收纳空间11和盖体5的收纳空间15形成一个封闭空间。

此外，在盖体5的后部以贯通屏蔽体14并将盖体5的内侧和外侧贯通的方式安装有同轴电缆(箱体天线部)16。该同轴电缆16的一端侧插入到设于盖体5内的收纳空间15中，并与固定于盖体5的内表面的内部天线(内部天线部)17连接。图3是表示在图2中简略示出的内部天线17的详细的图。上述内部天线17具有：固定在盖体5上的基板20；通过铜箔等形成于基板20的表面的规定形状的一对天线图案21、22，在一方的天线图案21上连接有同轴电缆16的内部导体16b，在另一方的天线图案22上连接有同轴电缆16的外部导体16b。此外，天线图案21、22包括：具有用于便携电话的天线特性的部分17a；具有用于蓝牙的天线特性的部分17b；用于阻抗匹配的微带线(microstripline)构造的平衡-不平衡变压器(balun)功能。

该内部天线17以如下方式配置：当关闭盖体5时，该内部天线17位于收纳在箱主体3的收纳空间11内的便携电话100的正上方。也就是说，内部天线17以如下方式设置，即，配置在与收纳于扶手箱1(箱体)的内部的便携电话100的天线接近的位置。

引出到盖体5的外部的同轴电缆16的另一端是外部天线，连接在未图示的车外天线或车内天线上。车外天线安装在车辆的车顶或车窗玻璃上，是能够接收来自车外的电波的天线，车内天线是以与车内的设备进行通信为目的的天线。

当使用组装在像这样构成的扶手箱1中的无触点电力传输装置对便携电话100进行充电时，将便携电话100收纳在设于箱主体3中的收纳空间11中，并闭合盖体5之后，利用电磁感应从一次绕组9向二次绕组101传输电力，从而对便携电话100进行充电。由于扶手箱1具有这样的结构，由此，能够将一次绕组9及二次绕组101收纳在通过屏蔽体7、14屏蔽了电磁波的封闭空间内，因此，能够减少当进行无触点电力传输时不必要的电磁波向扶手箱1的外部辐射的情况。其结果是，能够减轻所述电磁波带给扶手箱1的外部的设备的不良影响(例如，广播噪声或者单段接收不良等)。

此外，对于充电中的便携电话100，由于在接近便携电话100的位置上配置有内部天线17，该内部天线17经由同轴电缆16而连接在车外天线或车内天线上，因此，即使是在密封于扶手箱1内的充电过程中，也能够确保便携电话100与外部的设备的通信。也就是说，本发明能够将从收纳于扶手箱1的内部的便携电话100发出的通信信号向扶手箱1的外部传输，并且，能够将从扶手箱1的外部发出的通信信号向收纳于扶手箱1内的便携电话100传输。

<第二实施方式>

接着，参照图4说明本发明的无触点电力传输装置的第二实施方式。第二实施方式的无触点电力传输装置也和第一实施方式同样地、是组装在车辆的扶手箱1内的方式。

第二实施方式的无触点电力传输装置与第一实施方式的装置的不同点仅在于同轴电缆16的外部天线的形态。

同样在第二实施方式中，同轴电缆16以贯通屏蔽体14并将盖体5的内侧和外侧贯通的方式安装，同轴电缆16的一端侧插入到盖体5的收纳空间15中，并在收纳空间15内连接在内部天线17上，上述结构与第一实施方式的情况相同。

而在第二实施方式中，同轴电缆16贯通盖体5的顶板部5a，引出到盖体5的外部的同轴电缆16的另一端侧连接在固定于顶板部5a的外部天线(外部天线部)18上。此外，在图4中，简略示出了内部天线17及外部天线18。外部天线18的构造与内部天线17相同，援用图3进行说明，外部天线18具有：固定在盖体5的顶板部5a上的基板20；通过铜箔等形成于基板20的表面的规定形状的一对天线图案21、22，在一方的天线图案21上连接有同轴电缆16的内部导体16c，在另一方的天线图案22上连接有同轴电缆16的外部导体16d。此外，天线图案21、22包括：具有用于便携电话的天线特性的部分18a；具有用于蓝牙的天线特性的部分18b；用于阻抗匹配的微带线构造的平衡-不平衡变压器功能。

也就是说，在第二实施方式中，外部天线18在扶手箱1(箱体)的外部设置在接近扶手箱1的位置上。这是第二实施方式与第一实施方式的不同点。关于其他的结构，由于与第一实施方式的装置相同，因此对相同方式的部分标注相同标记并省略说明。

在第二实施方式的情况下，也能够减少在进行无触点电力传输时不必要的电磁波向扶手箱1的外部辐射，其结果是，能够减轻所述电磁波带给扶手箱1的外部的设备的不良影响。

此外，关于充电中的便携电话100，由于在接近便携电话100的位置上配置有内部天线17，该内部天线17经由同轴电缆16而连接在盖体5的顶板部5a上的外部天线18上，因此，与在扶手箱1上放置便携电话100时同样地，能够确保便携电话100与外部的设备之间的通信。也就是说，本发明能够将从收纳于扶手箱1内的便携电话100发出的通信信号向扶手箱1的外部传输，并且，能够将从扶手箱1的外部发出的通信信号向收纳于扶手箱1内的便携电话100传输。根据第二实施方式，在通过蓝牙(bluetooth)或无线LAN等方式使便携电话100与车辆内的AV设备或导航设备进行通信的情况下，能够缩短这些设备与外部天线18的距离，因此能够得到良好的灵敏度。

然而，无线电通信设备与外部的设备对信息进行通信的电波的频率例如在便携电话通信中为1GHz频带，在蓝牙中为几GHz频带，在无线LAN中为几GHz频带，而电力传输的交变磁场频率通常为几百kHz频带，即使高的情况下也仅为几十MHz频带。

因此，考虑到无线电通信设备和外部的设备对信息进行通信的电波的频率与电力传输的交变磁场频率之间的频带差异，利用如下材料来构成第一实施方式或第二实施方式中的屏蔽体7，14，即，高频带的交流磁场磁导率比低频带的交流磁场磁导率小的材料、换言之、高频带的电磁波衰减量比低频带的电磁波衰减量小的材料(例如坡莫合金(permalloy))。该情况下，能够屏蔽由电路传输引起的低频带的电磁波，同时能够减小在通信中使用的高频带的电磁波的衰减。例如，当在电力传输中使用几百kHz的交变磁场的情况下，若作为屏蔽体7、14的构造材料使用电磁钢板或坡莫合金，则在低频带中的磁场屏蔽效果好但在高频带中磁场屏蔽效果弱，因此，在高频带中的便携电话100的接收灵敏度不会相对大幅下降，而在低频带中得到磁场屏蔽效果。

[其他实施方式]

此外，本发明并不限于上述各实施方式。

例如，也可以是，在闭合盖体5时，内部天线17与收纳于收纳空间11内的便携电话100直接接触。

在上述各实施方式中，以将无触点电力传输装置组装在车辆的扶手箱1中的方式进行了说明，但并不特别限于此，也可以在不与其他设备兼用的情况下作为独立的箱体构成。再有，本发明的无触点电力传输装置不限于车载用途。

此外，无线电通信设备不限于便携电话。

Claims (8)

1.一种无触点电力传输装置，以无触点的方式传输电力，其特征在于，具有：

输电部，其通过一次绕组传输电力；

受电部，其装备在无线电通信设备中，并通过能够与所述一次绕组电磁耦合的二次绕组接收电力；

箱体，其屏蔽电磁波，在该箱体的内部设置所述输电部，且该箱体形成能够收纳所述无线电通信设备的封闭空间；

箱体天线部，其设置在所述箱体上，将从收纳在所述箱体的内部的所述无线电通信设备发出的通信信号向箱体的外部传输，或者，将从所述箱体的外部发出的通信信号向收纳在该箱体的内部的所述无线电通信设备传输，

所述箱体是车辆的扶手箱，所述箱体由固定于车辆内部的箱主体和以能够开闭的方式安装于所述箱主体上的盖体构成，在所述扶手箱的内部设有使以将所述无线电通信设备配置于相对于所述一次绕组的正上方的方式定位的定位部件，

所述定位部件被构成为能够相对于所述扶手箱拆装，

所述箱体天线部是由内部天线部和外部天线部构成的同轴电缆，所述内部天线部固定在所述盖体的内表面，所述外部天线部与所述内部天线部连接并设在所述箱体的外部，

所述内部天线部具有：固定在所述盖体上的基板、和形成于所述基板的表面上的规定形状的一对天线图案，在所述一对天线图案中的一方的天线图案上连接有所述同轴电缆的内部导体，在所述一对天线图案中的另一方的天线图案上连接有所述同轴电缆的外部导体。

2.如权利要求1所述的无触点电力传输装置，其特征在于，

所述内部天线部以如下方式设置：当将所述无线电通信设备收纳在所述箱体的内部时，所述内部天线部配置在与所述无线电通信设备的天线接近的位置上。

3.如权利要求1所述的无触点电力传输装置，其特征在于，

所述外部天线部在所述箱体的外部设置在接近所述箱体的位置上。

4.如权利要求1至3的任一项所述的无触点电力传输装置，其特征在于，

对于在所述箱体中屏蔽电磁波的屏蔽构造材料，使用与无线电通信设备在通信中使用的频带的电磁波衰减量相比增大用于电力传输的频带的电磁波衰减量的构造材料。

5.如权利要求1所述的无触点电力传输装置，其特征在于，

所述内部天线部以如下方式配置：当关闭所述盖体时，所述内部天线部位于收纳在所述箱体的内部的所述无线电通信设备的正上方。

6.如权利要求1至3的任一项所述的无触点电力传输装置，其特征在于，

所述定位部件在所述箱体的内壁面呈向下倾斜的锥构造。

7.如权利要求1所述的无触点电力传输装置，其特征在于，

所述外部天线部是安装于车辆的外部的车外天线，

所述箱体天线部的一端侧与所述内部天线部连接，并且另一端侧与所述车外天线连接。

8.如权利要求1至3的任一项所述的无触点电力传输装置，其特征在于，

所述一对天线图案包括：具有用于便携电话的天线特性的部分；具有用于蓝牙的天线特性的部分；用于阻抗匹配的微带线构造的平衡-不平衡变压器功能。