CN103222019B - 线圈单元、非接触电力传送装置、车辆及非接触电力供电系统 - Google Patents

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Abstract

线圈单元（101）包括第二自谐振线圈（110），该第二自谐振线圈（110）通过与隔开间隔配置的第一自谐振线圈进行电磁谐振而在与第一自谐振线圈之间进行电力的传送和/或接收，其中，第二自谐振线圈（110）包括第一线圈（115）和配置在第一线圈（115）的内侧的多个第二线圈（111、112、113、114），第一线圈（115）形成的磁场的方向与第二线圈（111、112、113、114）形成的磁场的方向为相同方向。

Description

线圈单元、非接触电力传送装置、车辆及非接触电力供电系统
技术领域
本发明涉及一种线圈单元、非接触电力传送装置、车辆及非接触电力供电系统。
背景技术
以往，线圈单元正如在日本特开2003-79597号公报或日本特开2008-67807号公报中记载那样利用在磁谐振摄像装置中。近年来，由于对环境的关注的提高，而电动机动车或混合动力车辆引起关注，作为从外部以非接触的方式对搭载于车辆的蓄电池进行充电的方法，着眼于使用了线圈单元的电磁感应方式或谐振方式的充电方法。
并且，例如日本特开平7-67270号公报记载的非接触供电装置具备埋设于地面的一次线圈和搭载于车辆的二次线圈，利用二次线圈产生的感应电流，对搭载于车辆的蓄电池进行充电。
日本特开2010-73976号公报记载的无线电力传送装置具备搭载于电动机动车的受电装置、供电装置，供电装置包括电力传送用的通信线圈，受电装置包括电力接收用的通信线圈。电力传送用的通信线圈包括一次线圈和谐振线圈，电力接收用的通信线圈包括一次线圈和谐振线圈。电力接收用的通信线圈和电力传送用的通信线圈以谐振型电力传递方式，无线地传送电力。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-79597号公报
专利文献2：日本特开2008-67807号公报
专利文献3：日本特开平7-67270号公报
专利文献4：日本特开2010-73976号公报
发明内容
在电磁感应方式的非接触电力传送方法中，在一次线圈与二次线圈之间能够进行电力的传送的距离短，需要使一次线圈与二次线圈接近。因此，在需要某种程度的送电距离或受电距离时，是不适合的送电方式。另一方面，在日本特开2010-73976号公报记载的无线电力传送装置中，采用谐振型电力传递方式，与电磁感应方式相比，能够延长送电距离及受电距离。
然而，在采用谐振型电力传递方式的电力传送装置中，在电力传送用的谐振线圈与电力接收用的谐振线圈发生位置错动时，电力的传送效率及接收效率显著下降。
本发明鉴于上述那样的课题而作出，其目的在于，提供一种线圈单元、非接触电力传送装置、车辆及非接触电力供电系统，在该具备利用电磁谐振而能够进行电力的传送和/或接收的谐振线圈的线圈单元中，即使与对方侧的谐振线圈发生位置错动，也能实现电力的传送效率或接收效率的下降的抑制。
本发明的线圈单元是包括第二自谐振线圈的线圈单元，所述第二自谐振线圈通过与隔开间隔配置的第一自谐振线圈进行电磁谐振而在所述第二自谐振线圈与第一自谐振线圈之间进行电力的传送和/或接收。上述第二自谐振线圈包括第一线圈和配置在第一线圈的内侧的多个第二线圈。上述第一线圈形成的磁场的方向与第二线圈形成的磁场的方向为相同方向。上述第二线圈相互隔开间隔而配置。优选的是，上述第一线圈及第二线圈为单匝线圈。
优选的是，上述第二线圈以与第一线圈的内周缘部内切的方式配置。优选的是，上述第二自谐振线圈由一根导线形成。
优选的是，上述第二自谐振线圈以中心线为中心而形成为环状。上述线圈单元还具备从上述第二自谐振线圈沿着中心线延伸的方向隔开间隔配置的电磁感应线圈。上述第二自谐振线圈包括将第一线圈与第二线圈连接的连接线。上述连接线形成为以向电磁感应线圈侧鼓起的方式弯曲而跨过第二自谐振线圈的一部分。上述电磁感应线圈包括沿着连接线弯曲的弯曲部，从而所述电磁感应线圈与第二自谐振线圈之间的距离为恒定。
优选的是，上述第二自谐振线圈以中心线为中心而形成为环状，上述线圈单元还具备从第二自谐振线圈沿着中心线延伸的方向隔开间隔配置的电磁感应线圈。上述第二自谐振线圈包括将第一线圈与第二线圈连接的连接线。上述连接线形成为，相对于第二自谐振线圈朝向与电磁感应线圈相反一侧弯曲而跨过第二自谐振线圈的一部分。
优选的是，上述第二自谐振线圈以中心线为中心而形成为环状。若沿上述中心线从上方的位置观察第二自谐振线圈和电磁感应线圈，则电磁感应线圈与第一线圈重合。本发明的非接触电力传送装置具备上述线圈单元。本发明的车辆具备上述线圈单元和蓄积电力的蓄电装置。
本发明的非接触电力供电装置具备：第一线圈单元，包括第一自谐振线圈；第二线圈单元，包括第二自谐振线圈，所述第二自谐振线圈通过与第一自谐振线圈之间的电磁谐振而进行电力的传送和/或接收。
上述第一自谐振线圈包括第一线圈和设置在第一线圈内的多个第二线圈。上述第二自谐振线圈包括第三线圈和设置在第三线圈内的多个第四线圈。上述第一线圈与第二线圈形成的磁场的方向为相同方向。第三线圈与第四线圈形成的磁场的方向为相同方向。
发明效果
根据本发明的线圈单元、非接触电力传送装置、车辆及非接触电力供电系统，即使谐振线圈彼此发生位置错动，也能够将电力的接收效率及传送效率维持得较高。
附图说明
图1是表示基本的非接触供电系统的整体结构图。
图2是用于说明基于谐振法的送电的原理的图。
图3是表示距电流源（磁流源）的距离与电磁场的强度的关系的图。
图4是示意性地表示搭载于车辆的线圈单元101的立体图。
图5是从图4所示的V方向观察二次谐振线圈110及二次电磁感应线圈120的俯视图。
图6是用于详细说明二次谐振线圈110的分解图，是按照构成二次谐振线圈110的各结构要素而将二次谐振线圈110切断时的分解图。
图7是表示连接线116及其周围的结构的立体图。
图8是表示二次谐振线圈110及二次电磁感应线圈120的一部分的侧视图。
图9是表示电流流过二次谐振线圈110时的状态的示意图。
图10是表示使谐振频率的电流流过二次谐振线圈110时的状态的示意图。
图11是示意性地表示线圈单元201的立体图。
图12是从图11所示的XII方向观察一次电磁感应线圈230及一次谐振线圈240时的俯视图。
图13是示意性地表示在一次谐振线圈240的周围形成的邻近场的强度较强的区域的示意图。
图14是表示对搭载于车辆100的蓄电装置150进行充电时的二次谐振线圈110及一次谐振线圈240的相对位置关系的示意图。
图15是在二次谐振线圈110与一次谐振线圈240沿着铅垂方向排列的状态下，表示二次谐振线圈110与邻近场NF2的位置关系的俯视图。
图16是表示二次谐振线圈110从图15所示的二次谐振线圈110的位置发生了位置错动的状态的俯视图。
图17是表示线圈单元101的第一变形例的立体图。
图18是表示线圈单元201的第一变形例的立体图。
图19是示意性地表示二次谐振线圈110和车辆100的俯视图。
图20是示意性地表示二次谐振线圈110和车辆100的俯视图。
图21是表示二次谐振线圈110的变形例的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，对于图中同一或相当部分，标注同一符号而不重复其说明。
图1是表示基本的非接触供电系统的整体结构图。参照图1，非接触供电系统具备作为受电装置发挥功能的车辆100和供电装置200。
车辆100包括线圈单元101、整流器130、DC/DC转换器140、蓄电装置150、功率控制单元（以下也称为“PCU（Power Control Unit）”）160、电动机170、车辆ECU（Electronic Control Unit）180。
需要说明的是，车辆100的结构只要是由电动机驱动的车辆即可，并不局限于图1所示的结构。例如，车辆100包括具备电动机和内燃机的混合动力车辆、具备燃料电池的燃料电池机动车、电动机动车等。
线圈单元101包括二次谐振线圈110和二次电磁感应线圈120。二次谐振线圈110例如设置在车身下部。二次谐振线圈110是LC谐振器，经由电磁场而与设于供电装置200的线圈单元201的一次谐振线圈240谐振，由此从供电装置200进行电力的接收和/或传送。需要说明的是，关于二次谐振线圈110的电容成分，为了得到规定的电容而将电容器设于二次谐振线圈110，在通过线圈的寄生电容能够应对时，也可以不设置电容器。
二次谐振线圈110基于与供电装置200的一次谐振线圈240之间的距离、一次谐振线圈240及二次谐振线圈110的谐振频率等，以表示一次谐振线圈240与二次谐振线圈110的谐振强度的Q值（例如，Q＞100）及表示其耦合度的κ等增大的方式形成。
二次电磁感应线圈120设置在与二次谐振线圈110同一轴上，通过电磁感应而能够与二次谐振线圈110进行磁耦合。该二次电磁感应线圈120通过电磁感应取出由二次谐振线圈110接收的电力而向整流器130输出。
整流器130对由二次电磁感应线圈120取出的交流电力进行整流而将直流电力向DC/DC转换器140输出。DC/DC转换器140基于来自车辆ECU180的控制信号，将由整流器130整流后的电力转换成蓄电装置150的电压等级而向蓄电装置150输出。需要说明的是，在使车辆边行驶边从供电装置200受电时，DC/DC转换器140也可以将由整流器130整流后的电力转换成系统电压而向PCU160直接供给。而且，DC/DC转换器140并非必须，也可以是由二次电磁感应线圈120取出的交流电力由整流器130整流之后向蓄电装置150直接施加。
蓄电装置150是可再充电的直流电源，例如包括锂离子或镍氢等二次电池而构成。蓄电装置150除了蓄积从DC/DC转换器140供给的电力之外，还蓄积由电动机170发电的再生电力。并且，蓄电装置150将其蓄积的电力向PCU160供给。需要说明的是，作为蓄电装置150，可以采用大电容的电容器，只要是暂时蓄积从供电装置200供给的电力或来自电动机170的再生电力，并能够将其蓄积的电力向PCU160供给的电力缓冲器即可，可以是任意的结构。
PCU160通过从蓄电装置150输出的电力或从DC/DC转换器140直接供给的电力来驱动电动机170。而且，PCU160将由电动机170发电的再生电力（交流电力）转换成直流电力而向蓄电装置150输出，对蓄电装置150进行充电。电动机170由PCU160驱动，产生车辆行驶用的驱动力而向驱动轮输出。而且，电动机170通过从驱动轮或在混合动力车辆的情况下从未图示的发动机接受的动能进行发电，并将该发电的再生电力向PCU160输出。
车辆ECU180包括在图1中均未图示的CPU（Central ProcessingUnit）、存储装置及输入输出缓冲器，进行来自各传感器等的信号的接收或向各设备的控制信号的输出，并且进行车辆100及各设备的控制。需要说明的是，关于这些控制，并不局限于基于软件的处理，也可以通过专用的硬件（电子电路）进行处理。需要说明的是，在图1中，车辆ECU180是进行车辆100的行驶控制、及来自供电装置200的电力的接收控制这双方的结构，但控制装置的结构并未限定于此。即，车辆100可以是分别具备与各设备或各功能对应的控制装置的结构。例如，可以是具备主要用于进行受电控制用的受电ECU的结构。
车辆ECU180在从供电装置200向车辆100的供电时，控制DC/DC转换器140。车辆ECU180例如控制DC/DC转换器140，由此将整流器130与DC/DC转换器140之间的电压控制成规定的目标电压。而且，车辆ECU180在车辆的行驶时，基于车辆的行驶状况或蓄电装置150的充电状态（也称为“SOC（State Of Charge）”）来控制PCU160。
另一方面，供电装置200包括交流电源210、高频电力驱动器220、线圈单元201。线圈单元201包括一次电磁感应线圈230、一次谐振线圈240、一次谐振线圈240。
交流电源210是车辆外部的电源，例如是商用电源。高频电力驱动器220将从交流电源210接受的电力转换成高频的电力，并将该转换后的高频电力向一次电磁感应线圈230供给。需要说明的是，高频电力驱动器220生成的高频电力的频率例如为1M～几十MHz。
一次电磁感应线圈230设置在与一次谐振线圈240同一轴上，通过电磁感应而能够与一次谐振线圈240进行磁耦合。并且，一次电磁感应线圈230将从高频电力驱动器220供给的高频电力通过电磁感应向一次谐振线圈240供电。
一次谐振线圈240设置在例如地面附近。一次谐振线圈240与二次谐振线圈110同样为LC谐振器，经由电磁场而与车辆100的二次谐振线圈110谐振，由此向车辆100传送电力或从车辆100接收电力。需要说明的是，关于一次谐振线圈240的电容成分，为了得到规定的电容而可以将电容器设于一次谐振线圈240，在用一次谐振线圈240的寄生电容能够应对时，电容器并非必须。
该一次谐振线圈240也基于与车辆100的二次谐振线圈110之间的距离、一次谐振线圈240及二次谐振线圈110的谐振频率等，以Q值（例如，Q>100）及耦合度κ等增大的方式形成。
图2是用于说明基于谐振法的送电的原理的图。参照图2，在该谐振法中，与两个音叉谐振的情况同样地，具有相同的固有振动频率的两个LC谐振器在电磁场（邻近场）中谐振，由此经由电磁场从一方的线圈向另一方的线圈传送电力。
具体而言，在高频电源310上连接一次电磁感应线圈320，通过电磁感应，向与一次电磁感应线圈320磁耦合的一次谐振线圈330供给1M～几十MHz的高频电力。一次谐振线圈330是基于线圈自身的电感和寄生电容（在线圈上连接电容器时，包含电容器的电容）的LC谐振器，经由电磁场（邻近场）而与具有和一次谐振线圈330相同的谐振频率的二次谐振线圈340进行谐振。这样的话，能量（电力）经由电磁场而从一次谐振线圈330向二次谐振线圈340移动。向二次谐振线圈340移动的能量（电力）由通过电磁感应而与二次谐振线圈340磁耦合的二次电磁感应线圈350取出，向负载360供给。需要说明的是，基于谐振法的送电在表示一次谐振线圈330与二次谐振线圈340的谐振强度的Q值例如比100大时实现。
需要说明的是，当说明与图1的对应关系时，图1的交流电源210及高频电力驱动器220相当于图2的高频电源310。而且，图1的一次电磁感应线圈230及一次谐振线圈240分别相当于图2的一次电磁感应线圈320及一次谐振线圈330，图1的二次谐振线圈110及二次电磁感应线圈120分别相当于图2的二次谐振线圈340及二次电磁感应线圈350。并且，从图1的整流器130到电动机170总括性地表示为负载360。
图3是表示距电流源（磁流源）的距离与电磁场的强度的关系的图。参照图3，电磁场由3个成分构成。曲线k1是与距波源的距离成反比例的成分，被称为“辐射电磁场”。曲线k2是与距波源的距离的平方成反比例的成分，被称为“感应电磁场”。而且，曲线k3是与距波源的距离的立方成反比例的成分，被称为“静电磁场”。
“静电磁场”是伴随着距波源的距离而电磁场的强度急剧减少的区域，在谐振法中，利用该“静电磁场”为支配性的邻近场（消逝场）而进行能量（电力）的传送。即，在“静电磁场”为支配性的邻近场中，使具有相同固有振动频率的一对谐振器（例如一对LC谐振器）谐振，由此从一方的谐振器（一次谐振线圈）向另一方的谐振器（二次谐振线圈）传送能量（电力）。该“静电磁场”不向远方传播能量，因此与通过将能量传播到远方的“辐射电磁场”来传送能量（电力）的电磁场相比，谐振法能够以更少的能量损失进行送电。
图4是示意性地表示搭载于车辆的线圈单元101的立体图。如该图4所示，线圈单元101包括二次谐振线圈110和二次电磁感应线圈120。
图5是从图4所示的V方向观察二次谐振线圈110及二次电磁感应线圈120的俯视图。需要说明的是，在图5中，二次电磁感应线圈120由虚线表示。如该图5及图4所示，二次谐振线圈110配置在二次电磁感应线圈120的下方。二次谐振线圈110包括：以中心线O1为中心延伸形成的大径线圈115；在该大径线圈115内配置的多个小径线圈111、112、113、114；多个连接线116、117、118、119。
关于大径线圈115和二次电磁感应线圈120，在从位于中心线O1上的位置观察大径线圈115的中心点的方向上观察大径线圈115及二次电磁感应线圈120时，大径线圈115与二次电磁感应线圈120重合。
即，大径线圈115及二次电磁感应线圈120相互以一方沿着另一方的方式形成。
在此，在二次谐振线圈110与二次电磁感应线圈120之间，通过电磁感应进行电流的收发。
大径线圈115与二次电磁感应线圈120以重合的方式配置，因此在二次谐振线圈110与二次电磁感应线圈120之间进行电流的收发时，因电流流过二次谐振线圈110而产生的磁力线的大多数通过二次电磁感应线圈120，在二次电磁感应线圈120产生大的电动势。因此，在二次谐振线圈110与二次电磁感应线圈120之间能良好地进行电流的收发。
小径线圈111、112、113、114相互沿着大径线圈115的周向隔开间隔配置。小径线圈111、112、113、114以中心线O1为中心排列成环状，小径线圈111、112、113、114以与大径线圈115的内周缘部内切的方式配置。因此，能够将小径线圈111、112、113、114的各直径确保得较大，能够实现电力的接收及传送效率的提高。
二次谐振线圈110由一根导线形成，大径线圈115、小径线圈111、112、113、114及连接线116、117、118、119由一根导线一体地形成。
通过使二次谐振线圈110由一根导线构成，而能够将在与二次谐振线圈110之间进行电力的收发的二次电磁感应线圈120汇集为一个，能够减少部件个数。需要说明的是，大径线圈115及小径线圈111、112、113、114是单匝线圈，能实现二次谐振线圈110的紧凑化。
图6是用于详细说明二次谐振线圈110的分解图，是按照构成二次谐振线圈110的结构要素而将二次谐振线圈110切断时的分解图。
如该图6所示，大径线圈115包含多个圆弧部115a～115d。各圆弧部115a～115d以图4、5所示的中心线O1为中心呈圆弧状地延伸形成。
需要说明的是，作为大径线圈115的形状，并不局限于圆形形状，可以采用方形形状、多边形形状、椭圆形状等各种形状。
小径线圈111、112、113、114也为大致圆形形状，但并不局限于圆形形状，可以采用方形形状、多边形形状、椭圆形状等各种形状。需要说明的是，小径线圈111、112、113、114的各中心线从中心线O1分离，以中心线O1为中心排列。
连接线116、117、118、119将小径线圈111、112、113、114与圆弧部115a、115b、115c、115d连接。
连接线116将圆弧部115a的一端与小径线圈111的一端连接，圆弧部115a的另一端与小径线圈112的一端连接。
连接线117将小径线圈112的另一端与圆弧部115b的一端连接，圆弧部115b的另一端与小径线圈113的一端连接。连接线118将小径线圈113的另一端与圆弧部115c的一端连接，圆弧部115c的另一端与小径线圈114的一端连接。连接线119将小径线圈114的另一端与圆弧部115d的一端连接。圆弧部115d的另一端与小径线圈111的另一端连接。
需要说明的是，图6为了便于说明二次谐振线圈110而表示将二次谐振线圈110分解的状态，但二次谐振线圈110由一根导线形成。
图7是表示连接线116及其周围的结构的立体图。如该图7及图4所示，连接线116以跨过作为二次谐振线圈110的一部分的小径线圈111的方式形成。
连接线116以朝向二次电磁感应线圈120侧鼓起的方式弯曲。需要说明的是，其他的连接线117、118、119也与二次电磁感应线圈120同样地形成，以跨过各个二次谐振线圈110的一部分的方式形成。
此时，连接线116、117、118、119与二次谐振线圈110的一部分之间的距离L2例如设定得比构成二次谐振线圈110的导线的直径大，抑制在连接线116、117、118、119与二次谐振线圈110之间发生放电的情况。
图8是表示二次谐振线圈110及二次电磁感应线圈120的一部分的侧视图。如该图8所示，二次电磁感应线圈120包括沿着连接线116延伸的弯曲部121。
连接线116以弯曲部121与连接线116之间的距离L1等于二次电磁感应线圈120中的弯曲部121以外的部分与二次谐振线圈110之间的距离的方式弯曲。
如图4所示，二次电磁感应线圈120包括沿着二次谐振线圈110的连接线117、118、119延伸的弯曲部122、123、124。
由此，二次电磁感应线圈120与二次谐振线圈110彼此在整周以彼此的距离成为恒定距离L1的方式形成。
如此，由于没有二次谐振线圈110与二次电磁感应线圈120之间的距离变短的部分，因此即使高电压的电流流过二次谐振线圈110及二次电磁感应线圈120，也能够抑制在二次谐振线圈110及二次电磁感应线圈120之间发生放电的情况。
而且，通过将二次电磁感应线圈120及二次谐振线圈110之间的距离保持为恒定间隔，而能够使二次电磁感应线圈120良好地产生电动势，能够良好地进行二次谐振线圈110及二次电磁感应线圈120之间的电力的收发。
图9是表示电流流过二次谐振线圈110时的状态的示意图。如该图9所示，当电流流过二次谐振线圈110时，电流沿着电流方向D0流过大径线圈115。电流沿着电流方向D1、D2、D3、D4流过小径线圈111、112、113、114。
当电流沿着上述那样的方向流过大径线圈115及小径线圈111、112、113、114时，通过大径线圈115及小径线圈111、112、113、114而产生磁场。此时，大径线圈115及小径线圈111、112、113、114以通过大径线圈115及小径线圈111、112、113、114产生的磁场的方向均朝向相同方向的方式卷绕。
并且，通过使规定的谐振频率的电流流过二次谐振线圈110，而在二次谐振线圈110的周围形成邻近场。
图10是表示谐振频率的电流流过二次谐振线圈110时的状态的示意图。通过使谐振频率的电流流过二次谐振线圈110，而在二次谐振线圈110的周围形成邻近场NF1。
需要说明的是，图10示意性地表示在二次谐振线圈110的周围形成的邻近场中的强度强的区域。
在大径线圈115的周围形成单位邻近场UNF0，在小径线圈111、112、113、114的周围形成单位邻近场UNF1、UNF2、UNF3、UNF4。小径线圈111、112、113、114分别隔开间隔配置。在此如果存在小径线圈111、112、113、114彼此重合的部分，则在该重叠部分，邻近场不能良好地产生，一次电磁感应线圈230及二次谐振线圈110之间的电力接收及传送效率下降。
因此，在本实施方式中，将各小径线圈111、112、113、114彼此隔开间隔配置，由此能实现电力的接收效率的提高。
图11是示意性地表示线圈单元201的立体图，图12是从图11所示的XII方向观察一次电磁感应线圈230及一次谐振线圈240时的俯视图。
如图11及图12所示，线圈单元201包括：一次谐振线圈240；在该一次谐振线圈240的下方配置的一次电磁感应线圈230。
一次谐振线圈240形成为与二次谐振线圈110实质上相同的形状。一次谐振线圈240包括：大径线圈245；在该大径线圈245的内侧配置的多个小径线圈241、242、243、244；将大径线圈245及各小径线圈241、242、243、244连接的连接线246、247、248、249。
需要说明的是，一次谐振线圈240也与二次谐振线圈110同样地由一根导线形成。因此，在与一次谐振线圈240之间进行电力的收发的一次电磁感应线圈230等可以设为一个，能够实现装置的简化。
在图11中，在从中心线O2上的点观察一次谐振线圈240的中心点的方向上，当观察到一次谐振线圈240及一次电磁感应线圈230时，一次电磁感应线圈230以与大径线圈245重合的方式形成。因此，能高效地进行一次谐振线圈240与一次电磁感应线圈230之间的电力的收发。
在图11中，大径线圈245包括以中心线O2为中心延伸的圆弧状的圆弧部245a、245b、245c、245d，通过连接线246、247、248、249，将圆弧部245a、245b、245c、245d与小径线圈241、242、243、244连接。
在该图11所示的例子中，连接线246、247、248、249以跨过一次谐振线圈240的一部分的方式形成，并以朝向一次电磁感应线圈230鼓起的方式弯曲。
一次电磁感应线圈230包括对应于连接线246、247、248、249的形状而弯曲的弯曲部231、232、233、234，能抑制在一次电磁感应线圈230及一次谐振线圈240之间产生放电的情况。
而且，通过将一次电磁感应线圈230与一次谐振线圈240之间的距离设为恒定，而能够良好地使一次电磁感应线圈230产生电动势，能实现一次电磁感应线圈230与一次谐振线圈240之间的电力的收发效率的提高。
在图12中，在电流沿着电流方向D10流过大径线圈245时，电流沿着电流方向D11、D12、D13、D14流过小径线圈241、242、243、244。因此，通过大径线圈245形成的磁场的方向与通过各小径线圈241、242、243、244形成的磁场的方向一致。
并且，通过使谐振频率的电流流过一次谐振线圈240，而如图13所示，在一次谐振线圈240的周围形成邻近场NF2。此外，图13是示意性地表示在一次谐振线圈240的周围形成的邻近场的强度强的区域的示意图。
如该图13所示，邻近场NF2包括：在大径线圈245的周围形成的单位邻近场UNF10；在各小径线圈241、242、243、244的周围形成的单位邻近场UNF11、UNF12、UNF13、UNF14。
在对搭载于车辆100的蓄电装置150进行充电时，如图14所示，二次谐振线圈110位于一次谐振线圈240的上方。
并且，谐振频率的高频电流流过一次谐振线圈240。并且，如图13所示，在一次谐振线圈240的周围形成邻近场NF2。
图15是在二次谐振线圈110与一次谐振线圈240沿着铅垂方向排列的状态下，表示二次谐振线圈110与邻近场NF2的位置关系的俯视图。
在该图15所示的状态下，二次谐振线圈110位于邻近场NF2内，从一次谐振线圈240向二次谐振线圈110良好地传递电力。
图16是表示二次谐振线圈110从图15所以示的二次谐振线圈110的位置发生了位置错动的状态的俯视图。
在该图16中，如图15所示，二次谐振线圈110从正常的位置开始发生位置错动。另一方面，在俯视时，二次谐振线圈110具备多个小径线圈111、112、113、114，因此，二次谐振线圈110在多个位置处与邻近场NF2交叉。因此，如该图16所示，即使二次谐振线圈110发生位置错动，也能从一次谐振线圈240向二次谐振线圈110传递电力，从而抑制电力的传递效率的减少。
而且，由于将多个小径线圈111、112、113、114配置在大径线圈115的内侧，因此能抑制二次谐振线圈110自身的尺寸变大。
图17是表示线圈单元101的第一变形例的立体图，图18是表示线圈单元201的第一变形例的立体图。在图17所示的例子中，连接线116、117、118、119形成为，以相对于二次谐振线圈110朝向二次电磁感应线圈120的相反侧鼓起的方式弯曲，而跨过二次谐振线圈110的一部分。另一方面，在二次电磁感应线圈120中，如上述图4等所示，未形成弯曲部121、122、123、124，而成为简易的形状。
同样地，在图18所示的例子中，连接线246、247、248、249也形成为，以相对于一次谐振线圈240朝向一次电磁感应线圈230的相反侧鼓起的方式弯曲，而跨过一次谐振线圈240的一部分。并且，一次电磁感应线圈230未形成上述图11所示的弯曲部231、232、233、234，而一次电磁感应线圈230的形状成为简易的形状。
图19是示意性地表示二次谐振线圈110和车辆100的俯视图。在该图19所示的例子中，小径线圈111及小径线圈113沿着车辆的前后方向排列，小径线圈112及小径线圈114沿着车辆100的宽度方向排列。在图20所示的例子中，设通过车辆100的宽度方向中央部且沿着车辆100的前后方向延伸的中心线为中心线O3。小径线圈111及小径线圈112以隔着中心线O3的方式沿着车辆100的宽度方向排列。而且，小径线圈113及小径线圈114也以隔着中心线O3的方式沿着车辆100的宽度方向排列。需要说明的是，小径线圈112及小径线圈113沿着车辆100的前后方向排列，小径线圈111及小径线圈114也沿着车辆100的前后方向排列。如此，二次谐振线圈110的搭载姿态可以采用各种姿态。
需要说明的是，在上述图1至图20所示的例子中，说明了由一根导线形成二次谐振线圈110的例子，但如图21所示，大径线圈115、小径线圈111、小径线圈112、小径线圈113、小径线圈114也可以分别由不同的导线形成。
此外，说明了将小径线圈111、112、113、114设置四个的例子，但小径线圈111、112、113、114的个数并不局限于四个。
应考虑的是本次公开的实施方式全部的点是例示而并未受限制。本发明的范围不是由上述的说明而由权利要求书公开，并包括与权利要求书均等的意思及范围内的全部的变更。
工业上的可利用性
本发明可以适用于线圈单元、非接触电力传送装置、车辆及非接触电力供电系统。
标号说明
100车辆，101、201线圈单元，110二次谐振线圈，111、112、113、114、241、242、243、244小径线圈，115、245大径线圈，115a、115b、115c、115d、245a、245b圆弧部，116、117、118、119、246连接线，120、350二次电磁感应线圈，121、122、123、124、231弯曲部，130整流器，140转换器，150蓄电装置，170电动机，200供电装置，210交流电源，220高频电力驱动器，230、320一次电磁感应线圈，240、330一次谐振线圈，310高频电源，340二次谐振线圈，360负载，2D0、D1、D2、D3、D4、D10、D11、D12、D13、D14电流方向，L距离，NF1、NF2邻近场，O1、O2、O3中心线，UNF0、UNF1、UNF2、UNF3、UNF4、UNF10、UNF11单位邻近场。

Claims (10)

1.一种线圈单元，包括第二自谐振线圈(110)，所述第二自谐振线圈(110)通过与隔开间隔配置的第一自谐振线圈(240)进行电磁谐振而在所述第二自谐振线圈(110)与第一自谐振线圈(240)之间进行电力的传送和/或接收，其中，
所述第二自谐振线圈(110)包括第一线圈(115)和形成为环状且以与所述第一线圈(115)的内周缘部内切的方式配置的多个第二线圈(111、112、113、114)，
所述第一线圈(115)形成的磁场的方向与所述第二线圈(111、112、113、114)形成的磁场的方向为相同方向。
2.根据权利要求1所述的线圈单元，其中，
所述第二线圈(111、112、113、114)相互隔开间隔而配置。
3.根据权利要求1所述的线圈单元，其中，
所述第一线圈(115)及所述第二线圈(111、112、113、114)为单匝线圈。
4.根据权利要求1所述的线圈单元，其中，
所述第二自谐振线圈(110)由一根导线形成。
5.根据权利要求1所述的线圈单元，其中，
所述第二自谐振线圈(110)以中心线为中心而形成为环状，
所述线圈单元还具备从所述第二自谐振线圈(110)沿着所述中心线延伸的方向隔开间隔配置的电磁感应线圈，
所述第二自谐振线圈(110)包括将所述第一线圈(115)与所述第二线圈(111、112、113、114)连接的连接线，
所述连接线形成为以向所述电磁感应线圈侧鼓起的方式弯曲而跨过所述第二自谐振线圈(110)的一部分，
所述电磁感应线圈包括沿着所述连接线弯曲的弯曲部，从而所述电磁感应线圈与所述第二自谐振线圈(110)之间的距离为恒定。
6.根据权利要求1所述的线圈单元，其中，
所述第二自谐振线圈(110)以中心线为中心而形成为环状，
所述线圈单元还具备从所述第二自谐振线圈(110)沿着所述中心线延伸的方向隔开间隔配置的电磁感应线圈，
所述第二自谐振线圈(110)包括将所述第一线圈(115)与所述第二线圈(111、112、113、114)连接的连接线，
所述连接线形成为，相对于所述第二自谐振线圈(110)朝向与所述电磁感应线圈相反一侧弯曲而跨过所述第二自谐振线圈(110)的一部分。
7.根据权利要求1所述的线圈单元，其中，
所述第二自谐振线圈(110)以中心线为中心而形成为环状，
所述线圈单元还具备从所述第二自谐振线圈(110)沿着所述中心线延伸的方向隔开间隔配置的电磁感应线圈，
若沿所述中心线从上方的位置观察所述第二自谐振线圈(110)和所述电磁感应线圈，则所述电磁感应线圈与所述第一线圈(115)重合。
8.一种非接触电力传送装置，具备权利要求1所述的线圈单元。
9.一种车辆，具备：
权利要求1所述的线圈单元；
蓄积电力的蓄电装置。
10.一种非接触电力供给系统，具备：
第一线圈单元，包括第一自谐振线圈(240)；
第二线圈单元，包括第二自谐振线圈(110)，所述第二自谐振线圈(110)通过与所述第一自谐振线圈(240)之间的电磁谐振而进行电力的传送和/或接收，
所述非接触电力供给系统中，
所述第一自谐振线圈(240)包括第一线圈(115)和形成为环状且以与所述第一线圈(115)的内周缘部内切的方式设置的多个第二线圈(111、112、113、114)，
所述第二自谐振线圈(110)包括第三线圈和形成为环状且以与所述第三线圈的内周缘部内切的方式设置的多个第四线圈，
所述第一线圈(115)与所述第二线圈(111、112、113、114)形成的磁场的方向为相同方向，
所述第三线圈与所述第四线圈形成的磁场的方向为相同方向。
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