CN103988397A - 磁场空间的形成方法 - Google Patents

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畑中武藏
井上真弥
津田尚
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Abstract

通过共振现象从供电共振器(22)对受电共振器(32)供给电力，由此能够在供电共振器(22)与受电共振器(32)之间形成具有较小的磁场强度的磁场空间(Z)。此时，通过将从交流电源供给到供电模块(2)的交流电力的频率设定为反相共振模式或者设定为同相共振模式，能够变更磁场空间(Z)的形成位置，另外，通过变更供电线圈(21)与供电共振器(22)之间的距离(A)和受电共振器(32)与受电线圈(31)之间的距离(B)，能够变更磁场空间(Z)的大小。

Description

磁场空间的形成方法
技术领域
本发明涉及形成磁场强度较小的磁场空间的方法。
背景技术
近年来，笔记本型PC(personal computer：个人计算机)、平板型PC、数码相机、便携式电话等人们能够携带使用的小型的电子设备正迅速普及。而且，这些电子设备中的大部分装载有充电电池，并需要定期进行充电。为了使对这些电子设备的充电电池的充电作业变得简单，通过在供电装置与装载于电子设备的受电装置之间利用无线方式的电力传送供电技术(使磁场变化来进行电力传送的无线电力传送技术)对充电电池进行充电的设备正不断增加。
例如，作为无线电力传送技术，能够列举如下一种无线电力传送技术：利用供电装置和受电装置所具备的共振器间的共振现象使磁场耦合，由此进行电力传送(例如参照专利文献1)。
在上述无线电力传送技术中，在共振器间发生共振现象时，在供电装置和受电装置所具备的共振器周围产生磁场。其结果是存在以下问题：配置于供电装置、受电装置的内部、外部的整流器、可充电电池、其它电子部件等中产生由磁场引起的涡电流而发热，对整流器、可充电电池、电子部件等造成不良影响。
为了解决由上述磁场导致的问题，例如在专利文献2中公开了一种能够在以非接触供电方式进行电力传送的供电装置中减少泄露电磁场的电力传送系统。另外，在专利文献3中公开了一种能够将送电线圈与受电线圈间的磁场变小的送受电装置。
专利文献1：日本特开2010-239769号公报
专利文献2：日本特开2011-147213号公报
专利文献3：日本特开2010-239847号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献2的电力传送系统和专利文献3的送受电装置中，没有提及有意图地形成磁场强度小的磁场空间的内容，并且没有提及以下想法：在考虑在供电装置、受电装置中配置整流器、可充电电池、其它电子部件等的位置、大小等之后，使磁场强度小的磁场空间在何处、以怎样的大小、什么样的形状产生。
因此，本发明的目的在于提供如下一种磁场空间的形成方法：在供电模块中的线圈与受电模块中的线圈之间有意图地形成磁场强度小的磁场空间，并且能够控制磁场强度小的磁场空间的形成位置、磁场空间的大小、磁场空间的形状。
用于解决问题的方案
用于解决上述问题的发明之一是一种磁场空间的形成方法，其特征在于，当通过共振现象从供电模块中的线圈对受电模块中的线圈供给电力时，在上述供电模块中的线圈与上述受电模块中的线圈之间的期望位置处形成具有比该期望位置以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间。
根据上述方法，通过共振现象从供电模块中的线圈对受电模块中的线圈供给电力，由此能够在供电模块中的线圈与受电模块中的线圈之间的期望位置处形成具有比该期望位置以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间。
另外，用于解决上述问题的发明之一是一种磁场空间的形成方法，其特征在于，将上述供电模块中的线圈和上述受电模块中的线圈接近配置，以使得在上述供电模块中的线圈周围产生的磁场与在上述受电模块中的线圈周围产生的磁场抵消，由此在上述供电模块中的线圈与上述受电模块中的线圈之间的期望位置处形成具有比该期望位置以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间。
根据上述方法，在通过共振现象从供电模块中的线圈对受电模块中的线圈供给电力时，通过将供电模块中的线圈和受电模块中的线圈接近配置，能够使在供电模块中的线圈周围产生的磁场与在受电模块中的线圈周围产生的磁场抵消，从而能够在供电模块中的线圈与受电模块中的线圈之间的期望位置处形成具有比该期望位置以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间。
另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述磁场空间的形成方法中，当通过上述共振现象从上述供电模块中的线圈对上述受电模块中的线圈供给电力时，对供给到上述供电模块中的线圈的电力的频率进行设定，使得流经上述供电模块中的线圈的电流的方向与流经上述受电模块中的线圈的电流的方向为相反方向。
在上述方法中，在利用共振现象进行电力传送时，通过将供电模块中的线圈和受电模块中的线圈接近配置，使表示供电模块中的线圈与受电模块中的线圈的耦合强度的耦合系数变高。在像这样地在耦合系数高的状态下测量传送特性“S21”(作为从供电模块中的线圈对受电模块中的线圈输送电力时的送电效率指标的值)时，其测量波形为峰值在低频侧和高频侧分离。
而且，通过将供给到供电模块中的线圈的电力的频率设定为该高频侧的峰值附近的频率，使流经供电模块中的线圈的电流的方向与流经受电模块中的线圈的电流的方向为相反方向，从而在供电模块中的线圈的内周侧产生的磁场与在受电模块中的线圈的内周侧产生的磁场抵消，由此能够在供电模块中的线圈和受电模块中的线圈的内周侧形成受磁场的影响减少且具有比供电模块中的线圈和受电模块中的线圈的内周侧以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间。
另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述磁场空间的形成方法中，当通过上述共振现象从上述供电模块中的线圈对上述受电模块中的线圈供给电力时，对供给到上述供电模块中的线圈的电力的频率进行设定，使得流经上述供电模块中的线圈的电流的方向与流经上述受电模块中的线圈的电流的方向为相同方向。
在上述方法中，在利用共振现象进行电力传送时，通过将供电模块中的线圈和受电模块中的线圈接近配置，使表示供电模块中的线圈与受电模块中的线圈的耦合强度的耦合系数变高。在像这样地在耦合系数高的状态下测量传送特性“S21”(作为从供电模块中的线圈对受电模块中的线圈输送电力时的送电效率的指标的值)时，其测量波形是峰值在低频侧和高频侧分离。
而且，通过将供给到供电模块中的线圈的电力的频率设定为该低频侧的峰值附近的频率，使流经供电模块中的线圈的电流的方向和流经受电模块中的线圈的电流的方向为相同方向，从而在供电模块中的线圈的外周侧产生的磁场与在受电模块中的线圈的外周侧产生的磁场抵消，由此能够在供电模块中的线圈和受电模块中的线圈的外周侧形成受磁场的影响减少且具有比供电模块中的线圈和受电模块中的线圈的外周侧以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间。
另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述磁场空间的形成方法中，使与上述供电模块中的线圈和上述受电模块中的线圈有关的调整参数改变，从而变更在上述供电模块中的线圈与上述受电模块中的线圈之间产生的磁场耦合的强度，由此变更上述磁场空间的大小。
根据上述方法，使与供电模块中的线圈和受电模块中的线圈有关的调整参数改变，从而变更在供电模块中的线圈与受电模块中的线圈之间产生的磁场耦合的强度，由此能够变更磁场空间的大小。例如，通过将在供电模块中的线圈与受电模块中的线圈之间产生的磁场耦合相对地减弱，能够扩大磁场空间的大小。另一方面，通过将在供电模块中的线圈与受电模块中的线圈之间产生的磁场耦合相对地增强，能够缩小磁场空间的大小。
另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述磁场空间的形成方法中，上述调整参数是上述供电模块中的线圈的配置关系以及上述受电模块中的线圈的配置关系。
根据上述方法，使供电模块中的线圈的配置关系以及受电模块中的线圈的配置关系改变，从而变更在供电模块中的线圈与受电模块中的线圈之间产生的磁场耦合的强度，由此能够变更磁场空间的大小。
另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述磁场空间的形成方法中，上述调整参数是上述供电模块中的线圈以及上述受电模块中的线圈的形状，使该线圈的形状改变为期望的形状，从而变更在上述供电模块中的线圈与上述受电模块中的线圈之间以及周围产生的磁场耦合的强度，由此使上述磁场空间的形状为上述期望的形状。
根据上述方法，通过使供电模块中的线圈和上述受电模块中的线圈为期望的形状，能够以按照线圈的形状的上述期望的形状来形成磁场强度相对弱的磁场空间。即，通过改变供电模块中的线圈和上述受电模块中的线圈的形状，能够改变(控制)磁场强度相对弱的磁场空间的形状。
另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述磁场空间的形成方法中，上述供电模块中的线圈是供电线圈和供电共振器，上述受电模块中的线圈是受电线圈和受电共振器，在通过电磁感应将被输送到上述供电线圈的电力输送到上述供电共振器，通过使上述供电共振器和上述受电共振器共振来将被输送到上述供电共振器的电力以磁场能方式从上述供电共振器传送到上述受电共振器，通过电磁感应将被传送到上述受电共振器的电力输送到上述受电线圈时，使与上述供电线圈和上述供电共振器以及上述受电线圈和上述受电共振器有关的调整参数改变，从而变更在上述供电共振器与上述受电共振器之间产生的磁场耦合的强度，由此变更上述磁场空间的大小。
根据上述方法，当利用磁场谐振状态进行无线电力传送时，通过使与供电线圈和供电共振器以及受电线圈和受电共振器有关的调整参数改变，能够变更磁场耦合的强度，从而能够变更磁场空间的大小。
另外，用于解决上述问题的发明之一的特征在于，在上述磁场空间的形成方法中，上述调整参数是上述供电线圈与上述供电共振器之间的第一距离以及上述受电共振器与上述受电线圈之间的第二距离中的至少一方。
根据上述方法，在利用磁场谐振状态进行无线电力传送时，通过对供电线圈与供电共振器之间的第一距离以及受电共振器与受电线圈之间的第二距离中的至少一方进行变更，能够变更磁场耦合的强度，从而能够变更磁场空间的大小。例如，通过将供电线圈与供电共振器之间的第一距离和受电共振器与受电线圈之间的第二距离相对地变短，能够相对地减弱磁场耦合，从而能够扩大磁场空间的大小。另一方面，通过将供电线圈与供电共振器之间的第一距离和受电共振器与受电线圈之间的第二距离相对地变长，能够相对地增强磁场耦合，从而能够缩小磁场空间的大小。
发明的效果
能够提供如下一种磁场空间的形成方法：在供电模块中的线圈与受电模块中的线圈之间有意图地形成磁场强度小的磁场空间，并且能够控制磁场强度小的磁场空间的形成位置、磁场空间的大小、磁场空间的形状。
附图说明
图1是磁场空间的形成方法的概要说明图。
图2是实施例所涉及的无线电力供给系统的结构图。
图3是示出使供给到无线电力供给系统的电力的频率变化时的传送特性S21的测量结果的曲线图。
图4的(A)是同相共振模式的说明图。图4的(B)是同相共振模式下的磁场矢量图。
图5是使用电磁场分析而测量出的同相共振模式下的磁场强度分布图。
图6的(A)是反相共振模式的说明图。图6的(B)是反相共振模式下的磁场矢量图。
图7是使用电磁场分析而测量出的反相共振模式下的磁场强度分布图。
图8是设定为反相共振模式时的实施例1～实施例4所涉及的磁场强度分布图。
图9是设定为同相共振模式时的实施例5～实施例7所涉及的磁场强度分布图。
图10是实施例8～11所涉及的无线电力供给系统的结构图。
图11是记载了实施例8～11的无铝片时的送电效率η0、插入了三种圆形铝片(直径：46mm、55mm、60mm)时的各自的送电效率ηm、送电效率的差Δη的测量结果的图。
图12是基于图11的测量结果，将横轴设为圆形的铝片的直径、将纵轴设为送电效率的差Δη(η0-ηm)并图表化而得到的图。
图13是磁场空间的形状变更时的实施例1的无线电力供给系统的结构图。
图14是磁场空间的形状变更时的实施例1的磁场强度分布图。
图15是磁场空间的形状变更时的实施例2的无线电力供给系统的结构图。
图16是磁场空间的形状变更时的实施例2的磁场强度分布图。
图17是磁场空间的形状变更时的实施例3的无线电力供给系统的结构图。
图18是磁场空间的形状变更时的实施例3的磁场强度分布图。
具体实施方式
下面，基于实施例和实施方式来说明本发明所涉及的磁场空间的形成方法。
(概要)
例如通过如图1所示的无线电力供给系统101来实现本发明所涉及的磁场空间的形成方法。无线电力供给系统101具备供电模块2和受电模块3来作为主要构成要素，其中，该供电模块2具备供电线圈21和供电共振器22，该受电模块3具备受电线圈31和受电共振器32。供电模块2的供电线圈21与后述的网络分析器110的输出端子111通过配线相连接，能够将交流电力以任意的频率从输出端子111输出到供电线圈21。另外，受电模块3的受电线圈31与网络分析器110的输入端子112通过配线相连接，能够对从受电线圈31输入到输入端子112的电力进行测量。而且，通过利用共振现象从供电模块2的供电共振器22对受电模块3的受电共振器32进行电力供给，而在供电共振器22与受电共振器32之间的期望位置处形成磁场强度比该期望位置以外的磁场强度小的磁场空间Z1和Z2。
在此，所谓供电共振器22和受电共振器32，例如是使用了线圈的共振器，能够列举出螺旋型、螺线管型、环形等的线圈。另外，共振现象是指两个以上的线圈以共振频率继续调谐。所谓期望的位置，其详细内容后述，但是指供电模块2中的线圈(供电共振器22)或者受电模块3中的线圈(受电共振器32)的内周侧或者外周侧的空间。
(实施例)
接着，通过具体地测量磁场强度来对由上述无线电力供给系统101形成的磁场强度小的磁场空间Z1和Z2进行说明。
(无线电力供给系统101的结构)
如图2所示，本实施例中使用的无线电力供给系统101具备供电模块2和受电模块3，其中，该供电模块2具备供电线圈21和供电共振器22，该受电模块3具备受电线圈31和受电共振器32。而且，供电线圈21与网络分析器110(Agilent Technologies股份有限公司制)的输出端子111相连接。另外，受电线圈31与网络分析器110的输入端子112相连接。在像这样构成的无线电力供给系统101中，当对供电模块2供给电力时，通过共振现象将电力以磁场能方式从供电共振器22供给到受电共振器32。
网络分析器110能够将交流电力以任意的频率从输出端子111输出到供电线圈21。另外，网络分析器110能够对从受电线圈31输入到输入端子112的电力进行测量。并且，网络分析器110的详细内容后述，但设为能够测量图3所示的传送特性“S21”、图11和图12中的送电效率。
供电线圈21发挥以下作用：通过电磁感应将从网络分析器110得到的电力供给到供电共振器22。关于该供电线圈21，将线径为1mmφ的铜线材料(附有绝缘覆膜)盘绕一圈，并将线圈直径设定为80mmφ。
受电线圈31发挥以下作用：将以磁场能方式从供电共振器22传送到受电共振器32的电力通过电磁感应输出到网络分析器110的输入端子112。关于该受电线圈31，与供电线圈21同样地将线径为1mmφ的铜线材料(附有绝缘覆膜)盘绕一圈，并将线圈直径设定为80mmφ。
供电共振线圈22和受电共振线圈32分别是LC共振电路，发挥着创造出磁场谐振状态的作用。此外，在本实施方式中，通过元件来实现LC共振电路的电容器成分，但也可以将线圈的两端打开来通过寄生电容实现LC共振电路的电容器成分。在该LC共振电路中，当将电感设为L、将电容器容量设为C时，以(式1)决定的f为共振频率。
另外，供电共振器22和受电共振器32是将线径为1mmφ的铜线材料(附有绝缘覆膜)盘绕四圈而得到的线圈直径为80mmφ的螺线管型的线圈。另外，供电共振器22和受电共振器32将共振频率设为15.3MHz。
如上所述，在将供电共振器22的共振频率和受电共振器32的共振频率设为同一值的情况下(共振)，能够在供电共振器22与受电共振器32之间创造出磁场谐振状态。当在供电共振器22与受电共振器32共振的状态下创造出磁场谐振状态时，能够将电力以磁场能方式从供电共振器22传送到受电共振器32。
此外，将供电线圈21与供电共振器22之间的距离设为A，将受电线圈31与受电共振器32之间的距离设为B，将供电共振器22与受电共振器32之间的距离设为C(参照图2)。
(形成磁场空间Z的位置)
接着，使用连接于上述网络分析器110的无线电力供给系统101对形成磁场空间Z的位置进行说明。此外，将供电线圈21与供电共振器22之间的距离设为A=15mm，将受电线圈31与受电共振器32之间的距离设为B=15mm，将供电共振器22与受电共振器32之间的距离设定为C=30mm。另外，当测量磁场空间Z时，通过使用电磁场分析来进行分析，以色调显示磁场强度来进行测量。
首先，使用网络分析器110，一边改变对无线电力供给系统101供给的交流电力的频率一边测量传送特性“S21”。此时，如图3的曲线图所示，将横轴设为从输出端子111输出的交流电力的频率，将纵轴设为传送特性“S21”来进行测量。
在此，所谓传送特性“S21”，表示在从输出端子111输入了信号时通过输入端子112的信号，以分贝表示，数值越大意味着送电效率越高。另外，送电效率是指在将无线电力供给系统101连接于网络分析器110的状态下，输出到输入端子112的电力相对于从输出端子111供给到供电模块2的电力的比率。即，传送特性“S21”越高，意味着送电效率越高。
测量的结果、即测量出的传送特性“S21”的测量波形如图3所示那样，在低频侧和高频侧的峰值分离。在分离了的峰值中，将高频侧的频率表示为fe，将低频侧的频率表示为fm。
此外，在本实施例中，将供电共振器22与受电共振器32之间的距离C设定为30mm，但只要将供电共振器22和受电共振器32接近配置，以使得所测量出的传送特性“S21”的测量波形为在低频侧和高频侧的峰值分离的程度即可。
而且，在将供给到供电模块2的交流电力的频率设定为该低频侧的峰值附近的频率fm的情况下(同相共振模式)，供电共振器22和受电共振器32以相同相位成为共振状态，如图4的(A)所示，流经供电共振器22的电流的方向(22A)与流经受电共振器32的电流的方向(32A)为相同方向。其结果是如图4的(B)的磁场矢量图所示，在供电共振器22的外周侧产生的磁场与在受电共振器32的外周侧产生的磁场抵消，由此能够在供电共振器22和受电共振器32的外周侧形成受磁场的影响减少且具有比供电共振器22和受电共振器32的外周侧以外的磁场强度(例如，供电共振器22和受电共振器32的内周侧的磁场强度)小的磁场强度的磁场空间Z1。在此，将流经供电模块2中的线圈(供电共振器22)的电流的方向与流经受电模块3中的线圈(受电共振器32)的电流的方向为相同方向的共振状态称为同相共振模式。
使用电磁场分析对上述同相共振模式下的供电共振器22和受电共振器32周围的磁场强度分布进行分析，并作为以色调显示磁场强度的测量结果在图5中示出。根据该图5的磁场强度分布还能够在供电共振器22和受电共振器32的外周侧确认受磁场的影响减少且具有较小的磁场强度的磁场空间Z1。
另一方面，在将供给到供电模块2的交流电力的频率设定为高频侧的峰值附近的频率fe的情况下(反相共振模式)，供电共振器22和受电共振器32在反相位下为共振状态，如图6的(A)所示，流经供电共振器22的电流的方向(22A)与流经受电共振器32的电流的方向(32A)为相反方向。其结果是如图6的(B)的磁场矢量图所示，在供电共振器22的内周侧产生的磁场与在受电共振器32的内周侧产生的磁场抵消，由此能够在供电共振器22和受电共振器32的内周侧形成受磁场的影响减少且具有比供电共振器22和受电共振器32的内周侧以外的磁场强度(例如，供电共振器22和受电共振器32的外周侧的磁场强度)小的磁场强度的磁场空间Z2。在此，将流经供电模块2中的线圈(供电共振器22)的电流的方向与流经受电模块3中的线圈(受电共振器32)的电流的方向为相反方向的共振状态称为反相共振模式。
使用电磁场分析对上述反相共振模式下的供电共振器22和受电共振器32周围的磁场强度分布进行分析，并作为以色调显示磁场强度的测量结果在图7中示出。根据该图7的磁场强度分布还能够在供电共振器22和受电共振器32的内周侧确认受磁场的影响减少且具有较小的磁场强度的磁场空间Z2。
根据上述方法，当通过共振现象从供电模块2中的供电共振器22对受电模块3中的受电共振器32供给电力时，通过将供电共振器22和受电共振器32接近配置，能够使在供电共振器22周围产生的磁场与在受电共振器32周围产生的磁场抵消，从而能够在供电共振器22和受电共振器32的内周侧或者外周侧的期望位置形成具有比该期望位置以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间(Z1或者Z2)。
另外，如上所述，当通过共振现象从供电共振器22对受电共振器32供给电力时，通过将供给到供电模块2的交流电力的频率设定为同相共振模式，使流经供电模块2中的供电共振器22的电流的方向与流经受电模块3中的受电共振器32的电流的方向为相同方向，从而在供电共振器22的外周侧产生的磁场与在受电共振器32的外周侧产生的磁场抵消，由此能够在供电共振器22和受电共振器32的外周侧形成受磁场的影响减少且具有比供电共振器22和受电共振器32的外周侧以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间Z1。
另外，如上所述，当通过共振现象从供电共振器22对受电共振器32供给电力时，通过将供给到供电模块2的交流电力的频率设定为反相共振模式，使流经供电模块2中的供电共振器22的电流的方向与流经受电模块3中的受电共振器32的电流的方向为相反方向，从而在供电共振器22的内周侧产生的磁场与在受电共振器32的内周侧产生的磁场抵消，由此能够在供电共振器22和受电共振器32的内周侧形成受磁场的影响减少且具有比供电共振器22和受电共振器32的内周侧以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间Z2。
(磁场空间Z的大小的变更)
接着，使用连接于上述网络分析器110的无线电力供给系统101对能够变更磁场空间Z的大小的情况进行说明。
为了变更磁场空间Z的大小，通过对供电模块2中的供电共振器22与受电模块3中的受电共振器32之间的磁场的耦合度(磁场耦合)的强度进行变更来实现，但为了改变该磁场耦合，通过使与供电模块2中的供电线圈21、供电共振器22以及受电模块3中的受电线圈31、受电共振器32有关的调整参数改变来实现。在改变该调整参数的方式中，能够列举出以下方式：改变供电模块2中的供电线圈21与供电共振器22的配置关系以及受电模块3中的受电线圈31与受电共振器32的配置关系、改变供给到供电模块2的电力量、改变供电共振器22和受电共振器32的各元件(电容器、线圈)的容量、电感、改变供给到供电模块2的电力的频率。
根据上述方法，使与供电模块2中的供电线圈21、供电共振器22以及受电模块3中的受电线圈31、受电共振器32有关的调整参数改变，来变更供电共振器22与受电共振器32之间产生的磁场耦合的强度，由此能够变更磁场空间(Z1或者Z2)的大小。例如，通过将供电共振器22与受电共振器32之间产生的磁场耦合相对地减弱，能够扩大磁场空间(Z1或者Z2)的大小。另一方面，通过将供电共振器22与受电共振器32之间产生的磁场耦合相对地增强，能够缩小磁场空间(Z1或者Z2)的大小。
在本实施例中，列举出使供电模块2中的供电线圈21与供电共振器22的配置关系以及受电模块3中的受电线圈31与受电共振器32的配置关系改变的情况来作为例子，将供电线圈21与供电共振器22之间的距离A(第一距离)和受电共振器32与受电线圈31之间的距离B(第二距离)设为调整参数，通过改变该距离A和距离B能够变更磁场空间Z的大小，对这种情况进行说明。当测量磁场空间Z的大小时，使用电磁场分析来进行分析，并以色调显示磁场强度并进行测量。此外，在本实施例中，将供电共振器22与受电共振器32之间的距离C固定为30mm来进行测量。
在实施例1的无线电力供给系统101中，设定为反相共振模式，设定为距离A=距离B=15mm、距离C=30mm。在实施例2的无线电力供给系统101中，设定为反相共振模式，设定为距离A=距离B=20mm，距离C=30mm。在实施例3的无线电力供给系统101中，设定为反相共振模式，设定为距离A=距离B=25mm，距离C=30mm。在实施例4的无线电力供给系统101中，设定为反相共振模式，设定为距离A=距离B=30mm，距离C=30mm。
另外，在实施例5的无线电力供给系统101中，设定为同相共振模式，设定为距离A=距离B=20mm，距离C=30mm。在实施例6的无线电力供给系统101中，设定为同相共振模式，设定为距离A=距离B=25mm，距离C=30mm。在实施例7的无线电力供给系统101中，设定为同相共振模式，设定为距离A=距离B=30mm，距离C=30mm。
使用电磁场分析对设定为反相共振模式时的实施例1～实施例4的磁场强度分布进行分析，并作为以色调显示磁场强度的测量结果而在图8中示出。当观察图8的磁场分布时可知，距离A和距离B的值越小(30mm→25mm→20mm→15mm)则供电共振器22与受电共振器32之间的磁场强度越弱，供电共振器22与受电共振器32之间的磁场的耦合度(磁场耦合)也越弱。而且，可知供电共振器22与受电共振器32之间的磁场耦合变弱，另一方面，距离A和距离B的值越小则磁场空间Z2越大。反之，距离A和距离B的值越大(15mm→20mm→25mm→30mm)则供电共振器22与受电共振器32之间的磁场强度越强，供电共振器22与受电共振器32之间的磁场的耦合度(磁场耦合)也越强。而且，可知供电共振器22与受电共振器32之间的磁场耦合变强，另一方面，距离A和距离B的值越大则磁场空间Z2越小。
另外，使用电磁场分析对设定为同相共振模式时的实施例5～实施例7的磁场强度分布进行分析，并作为以色调显示磁场强度的测量结果在图9中示出。观察图9的磁场分布也获知，距离A和距离B的值越小(30mm→25mm→20mm)则供电共振器22与受电共振器32之间的磁场强度越弱，供电共振器22与受电共振器32之间的磁场的耦合度(磁场耦合)也越弱。而且，可知供电共振器22与受电共振器32之间的磁场耦合变弱，另一方面，距离A和距离B的值越小则磁场空间Z1越大。反之，距离A和距离B的值越大(20mm→25mm→30mm)则供电共振器22与受电共振器32之间的磁场强度越强，供电共振器22与受电共振器32之间的磁场的耦合度(磁场耦合)越强。而且，可知供电共振器22与受电共振器32之间的磁场耦合变强，另一方面，距离A和距离B的值越大则磁场空间Z1的越小。
(磁场空间Z的大小的变更：使用了金属片的验证)
上述，将供电线圈21与供电共振器22之间的距离A(第一距离)以及受电共振器32与受电线圈31之间的距离B(第二距离)设为调整参数，针对通过改变该距离A和距离B能够变更磁场空间Z的大小的情况，以使用电磁场分析来测量磁场分布的情况进行了说明。下面，通过分别测量在供电共振器22与受电共振器32之间插入了可改变大小的金属片(铝片60)时的送电效率，来验证磁场空间Z的大小是否变更(参照图10)。而且，如上所述，送电效率是指在将无线电力供给系统101连接于网络分析器110的状态下，输出到输入端子112的电力相对于从输出端子111供给到供电模块2的电力的比率，将供电共振器22与受电共振器32之间没有插入金属片时的送电效率设为η0，将供电共振器22与受电共振器32之间插入了金属片时的送电效率设为ηm，通过Δη(η0-ηm)来测量其送电效率的差。
具体地说，如图10所示，使用连接于网络分析器110的无线电力供给系统101，在各实施例8～实施例11中设定为反相共振模式来测量送电效率。在实施例8中，将距离A和距离B设定为5mm，将距离C设定为30mm，对供电共振器22与受电共振器32之间没有插入铝片60时的送电效率η0以及供电共振器22与受电共振器32之间插入了厚度为1mm且直径分别为46mm、55mm、60mm这三种圆形的铝片60时的各自的送电效率ηm和送电效率的差Δη(η0-ηm)进行测量。同样地，在实施例9中，将距离A和距离B设定为10mm，将距离C设定为30mm，对送电效率η0以及插入了三种圆形的铝片60时的各自的送电效率ηm和送电效率的差Δη(η0-ηm)进行测量。同样地，在实施例10中，将距离A和距离B设定为15mm，将距离C设定为30mm，对送电效率η0以及插入了三种圆形的铝片60时的各自的送电效率ηm和送电效率的差Δη(η0-ηm)进行测量。同样地，在实施例11中，将距离A和距离B设定为20mm，将距离C设定为30mm，对送电效率η0以及插入了三种圆形的铝片60时的各自的送电效率ηm和送电效率的差Δη(η0-ηm)进行测量。
在图11中记载了实施例8～11的送电效率η0以及插入了三种圆形的铝片60(直径：46mm、55mm、60mm)时的各自的送电效率ηm和送电效率的差Δη(η0-ηm)的测量结果。并且，基于该测量结果，在图12中示出将横轴设为圆形的铝片60的直径、将纵轴设为送电效率的差Δη(η0-ηm)并进行图表化而得到的表。
如图11和图12所示，距离A和距离B的值越小(图12：●20mm→▲15mm→■10mm→◆5mm)，则在供电共振器22和受电共振器32之间没有插入金属片时的送电效率η0与在供电共振器22和受电共振器32之间插入了金属片时的送电效率ηm的差Δη(η0-ηm)的值越小。这意味着在距离A和距离B的值变小的情形下，送电效率ηm没有受到铝片60的影响，换句话说，可知在距离A和距离B的值变小的情形下，不易受到铝片60的影响(具有较小的磁场强度)的磁场空间Z2扩大。这样，根据使用了该金属片(铝片60)的验证结果也获知：距离A和距离B的值越小则磁场空间Z2越大。
根据上述方法，当在供电共振器22与受电共振器32之间利用磁场谐振状态进行无线电力传送时，通过使与供电线圈21和供电共振器22以及受电线圈31和受电共振器32有关的调整参数改变，能够变更磁场耦合的强度，从而能够变更磁场空间(Z1或者Z2)的大小。
具体地说，当在供电共振器22与受电共振器32之间利用磁场谐振状态进行无线电力传送时，通过对供电线圈21与供电共振器22之间的距离A(第一距离)和受电共振器32与受电线圈31之间的距离B(第二距离)进行变更，能够变更磁场耦合的强度，从而能够变更磁场空间(Z1或者Z2)的大小。例如，通过将距离A和距离B相对地变短，能够相对地减弱磁场耦合，从而能够扩大磁场空间(Z1或者Z2)的大小。另一方面，通过将距离A和距离B相对地变长，能够相对地增强磁场耦合，从而能够缩小磁场空间(Z1或者Z2)的大小。
(磁场空间Z的形状的变更)
接着，使用连接于网络分析器110的无线电力供给系统201、301、401对能够变更磁场空间Z的形状的情况进行说明。
例如，为了变更磁场空间Z的形状，例如如果是图2所示的无线电力供给系统101，则通过对供电模块2中的供电线圈21和供电共振器22与受电模块3中的受电线圈31和受电共振器32之间及周围的磁场的耦合度(磁场耦合)的强度进行变更来实现，但为了改变该磁场耦合，通过改变供电模块2中的供电线圈21和供电共振器22以及受电模块3中的受电线圈31和受电共振器32的线圈形状来实现。
根据上述方法，通过将供电模块2中的供电线圈21和供电共振器22以及受电模块3中的受电线圈31和受电共振器32变为期望的形状，能够以按照供电线圈21和供电共振器22以及受电模块3中的受电线圈31和受电共振器32的形状的期望的形状来形成磁场强度相对弱的磁场空间Z。即，通过改变供电线圈21和供电共振器22以及受电模块3中的受电线圈31和受电共振器32的形状，能够改变(控制)磁场强度相对弱的磁场空间Z的形状。
在本实施例中，将线圈形状作为使供电模块中的线圈与受电模块中的线圈之间以及周围产生的磁场耦合的强度发生变更的调整参数来进行处理。而且，对线圈形状呈圆形的实施例1(参照图13的无线电力供给系统201)、线圈形状呈方形的实施例2(参照图15的无线电力供给系统301)以及线圈形状呈新月形的实施例3(参照图17的无线电力供给系统401)中的、通过测量磁场空间Z的形状能够变更磁场空间Z的形状的情况进行说明。此外，当测量磁场空间Z的形状时，使用电磁场分析来进行分析，以色调显示磁场强度来进行测量。
(磁场空间Z的形状变更时的实施例1：呈圆形的线圈)
如图13所示，在实施例1的无线电力供给系统201中具备供电模块202和受电模块203，其中，该供电模块202具备呈圆形的供电线圈221和呈圆筒形的供电共振器222，该受电模块203具备呈圆形的受电线圈231和呈圆筒形的受电共振器232。而且，供电线圈221与网络分析器110的输出端子111相连接，受电线圈231与网络分析器110的输入端子112相连接。
供电线圈221和受电线圈231呈将线径为1mmφ的铜线材料(附有绝缘覆膜)盘绕一圈而得到的内径为100mm的圆形。
供电共振器222和受电共振器232分别为LC共振电路，呈将线径为1mmφ的铜线材料(附有绝缘覆膜)盘绕三圈而得到的内径为100mm的圆筒形。
另外，将供电线圈221与供电共振器222之间的距离A设定为15mm，将供电共振器222与受电共振器232之间的距离C设定为30mm，将受电共振器232与受电线圈231之间的距离B设定为15mm。另外，供电共振器222和受电共振器232将共振频率设为14.2MHz。另外，供电线圈221、供电共振器222、受电共振器232以及受电线圈231被配置为使各自的线圈面平行地相向。
而且，如图13所示，使用连接于上述网络分析器110的无线电力供给系统201对从箭头S方向观察供电共振器222与受电共振器232之间的截面D时的磁场强度分布进行测量。在设定为上述同相共振模式和反相共振模式的情况下对磁场强度分布进行了测量。
首先，使用电磁场分析对设定为同相共振模式时的磁场强度分布进行分析，并作为以色调显示磁场强度的测量结果在图14的(A)中示出。根据该图14的(A)的磁场强度分布能够确认沿着受电共振器232的外周侧周围形成受磁场的影响减少且具有较小(弱)的磁场强度的磁场空间Z251。该磁场空间Z251为按照截面呈圆形的受电共振器232的圆形。
接着，在使用电磁场分析对设定为反相共振模式时的磁场强度分布进行分析，并作为以色调显示磁场强度的测量结果在图14的(B)中示出。根据该图14的(B)的磁场强度分布能够确认在受电共振器232的内周侧沿着受电共振器232形成了受磁场的影响减少且具有较小(弱)的磁场强度的磁场空间Z252。可清楚地获知该磁场空间Z252成为沿着截面呈圆形的受电共振器232的圆形(圆柱形)。
(磁场空间Z的形状变更时的实施例2：呈方形的线圈)
如图15所示，在实施例2的无线电力供给系统301中具备供电模块302和受电模块303，其中，该供电模块302具备呈方形的供电线圈321和呈方柱型的筒状线圈构造的供电共振器322，该受电模块303具备呈方形的受电线圈331和呈方柱型的筒状线圈构造的受电共振器332。而且，供电线圈321与网络分析器110的输出端子111相连接，受电线圈331与网络分析器110的输入端子112相连接。
供电线圈321和受电线圈331呈将线径为1mmφ的铜线材料(附有绝缘覆膜)盘绕一圈而得到的一边为100mm的正方形。
供电共振器322和受电共振器332分别是LC共振电路，呈将线径1mmφ的铜线材料(附有绝缘覆膜)盘绕三圈而得到的一边为100mm的方柱型的筒状线圈构造。
另外，将供电线圈321与供电共振器322之间的距离A设定为15mm，将供电共振器322与受电共振器332之间的距离C设定为30mm，将受电共振器332与受电线圈331之间的距离B设定为15mm。另外，供电共振器322和受电共振器332将共振频率设为14.2MHz。另外，供电线圈321、供电共振器322、受电共振器332以及受电线圈331被配置为使各自的线圈面之间平行地相向。
而且，如图15所示，使用连接于上述网络分析器110的无线电力供给系统301，对从箭头S方向观察供电共振器322与受电共振器332之间的截面D时的磁场强度分布进行测量。在设定为上述同相共振模式和反相共振模式的情况下对磁场强度分布进行了测量。
首先，使用电磁场分析对设定为同相共振模式时的磁场强度分布进行分析，并作为以色调显示磁场强度的测量结果在图16的(A)中示出。根据该图16的(A)的磁场强度分布，能够确认沿着受电共振器332的外周侧周围形成了受磁场的影响减少且具有较小(弱)的磁场强度的磁场空间Z351。可知该磁场空间Z351成为沿着截面呈方形的受电共振器332的方形。
接着，使用电磁场分析对设定为反相共振模式时的磁场强度分布进行分析，并作为以色调显示磁场强度的测量结果在图16的(B)中示出。根据该图16的(B)的磁场强度分布，能够确认在受电共振器332的内周侧沿着受电共振器332形成了受磁场的影响减少且具有较小(弱)的磁场强度的磁场空间Z352。可清楚地获知该磁场空间Z352成为沿着截面呈方形的受电共振器332的方形(方柱形)
(磁场空间Z的形状变更时的实施例3：呈新月形的线圈)
如图17所示，在实施例3的无线电力供给系统401中具备供电模块402和受电模块403，其中，该供电模块402具备呈新月形的供电线圈421和呈新月型的筒状线圈构造的供电共振器422，该受电模块403具备呈新月形的受电线圈431和呈新月型的筒状线圈构造的受电共振器432。而且，供电线圈421与网络分析器110的输出端子111相连接，受电线圈431与网络分析器110的输入端子112相连接。
供电线圈421和受电线圈431将线径为1mmφ的铜线材料(附有绝缘覆膜)盘绕一圈，从而呈供电线圈421的线圈的外圆的直径为60mm、内圆的直径为30mm的新月形。
供电共振器422和受电共振器432分别是LC共振电路，将线径为1mmφ的铜线材料(附有绝缘覆膜)盘绕三圈(设为线间为0.1mm)，从而呈线圈的外圆的直径为60mm、内圆的直径为30mm的新月型的筒状线圈构造。
另外，将供电线圈421与供电共振器422之间的距离A设定为10mm，将供电共振器422与受电共振器432之间的距离C设定为8mm，将受电共振器432与受电线圈431之间的距离B设定为10mm。另外，供电共振器422和受电共振器432将共振频率设为15.5MHz。另外，供电线圈421、供电共振器422、受电共振器432以及受电线圈431被配置为使各自的线圈面之间平行地相向。
而且，如图17所示，使用连接于上述网络分析器110的无线电力供给系统401对从箭头S方向观察供电共振器422与受电共振器432之间的截面D时的磁场强度分布进行测量。在设定为上述同相共振模式和反相共振模式的情况下对磁场强度分布进行了测量。
首先，使用电磁场分析对设定为同相共振模式时的磁场强度分布进行分析，并作为以色调显示磁场强度的测量结果在图18的(A)中示出。根据该图18的(A)的磁场强度分布能够确认沿着供电共振器422的外周侧周围形成了受磁场的影响减少且具有较小(弱)的磁场强度的磁场空间Z451。可知该磁场空间Z451成为沿着截面呈新月形的供电共振器422的新月形。
接着，使用电磁场分析对设定为反相共振模式时的磁场强度分布进行分析，并作为以色调显示磁场强度的测量结果在图18的(B)中示出。根据该图的18(B)的磁场强度分布能够确认在供电共振器422的内周侧沿着供电共振器422形成了受磁场的影响减少且具有较小(弱)的磁场强度的磁场空间Z452。可清楚地获知该磁场空间Z452成为沿着截面呈新月形的供电共振器422的新月形(新月型的筒形)。
根据上述磁场空间Z的形状的变更时的实施例1～3，通过使供电模块中的供电线圈和供电共振器以及受电模块中的受电线圈和受电共振器为期望的形状(例如，圆形、方形、新月形)，能够以按照供电线圈和供电共振器以及受电模块中的受电线圈和受电共振器的形状的期望的形状来形成磁场强度相对弱的磁场空间Z。即，可知通过改变供电线圈和供电共振器以及受电模块中的受电线圈和受电共振器的形状，能够改变(控制)磁场强度相对弱的磁场空间Z的形状。
另外，根据上述方法，例如在无线电力供给系统中，当将供电模块、受电模块装载于电子设备时，通过使用与在该电子设备、该无线电力供给系统中使用的电子电路的形状一致的线圈形状的供电线圈和供电共振器以及受电线圈和受电共振器，能够形成与电子电路的形状一致的磁场空间Z。因此，能够更为可靠且高效地减少和防止在电子电路中产生由磁场引起的涡电流，从而能够抑制由于发热造成的不良影响。
(实施方式)
接着，将在上述实施例中说明的磁场空间Z的形成方法的应用例作为实施方式并进行简单地说明。
例如，在上述无线电力供给系统101中，将具备供电线圈21和供电共振器22的供电模块2以及具备受电线圈31和受电共振器32的受电模块3作为主要结构要素，代替网络分析器110的输出端子111，而经由用于对供给到供电模块2的电力的频率进行调整的振荡电路来将交流电源与供电模块2的供电线圈21相连接，代替网络分析器110的输入端子112，而经由用于对所接收到的交流电力进行整流的整流/稳定化电路和用于防止过充电的充电电路来将可充电电池与受电模块3的受电线圈31相连接。
而且，在供电模块2侧的供电共振器22的内周侧、即形成磁场空间Z2的位置处收纳振荡电路，在受电模块3侧的受电共振器32的内周侧、即形成磁场空间Z2的位置处收纳整流/稳定化电路。此外，也可以将充电电路和可充电电池收纳到受电模块3的受电共振器32的内周侧。
另外，将供电共振器22与受电共振器32之间的距离C设定为30mm。供电共振器22和受电共振器32只要接近配置在供电共振器22与受电共振器32的内周侧以使得能够形成磁场空间Z2即可，例如只要接近配置供电共振器22和受电共振器32，以使得在无线电力供给系统101中测量的传送特性“S21”的测量波形为在低频侧和高频侧的峰值分离即可。
另外，通过振荡电路将从交流电源供给到供电模块2的交流电力的频率设定为反相共振模式。由此，能够在供电共振器22和受电共振器32的内周侧形成受磁场的影响减少且具有较小的磁场强度的磁场空间Z2。此外，在想要在供电共振器22和受电共振器32的外周侧配置振荡电路、整流/稳定化电路的情况下，通过振荡电路将从交流电源供给到供电模块2的交流电力的频率设定为同相共振模式。由此，能够在供电共振器22和受电共振器32的外周侧形成受磁场的影响减少且具有较小的磁场强度的磁场空间Z1。
另外，将供电线圈21与供电共振器22之间的距离A以及受电线圈31与受电共振器32之间的距离B设为能够在20mm→15mm→10mm→5mm之间自如变更的结构。在本实施方式中，在供电共振器22的内周侧收纳振荡电路，在受电共振器32的内周侧收纳整流/稳定化电路，因此需要确保磁场空间Z2较大，因此将距离A和距离B的值设定为最小的5mm。由此，能够与振荡电路和整流/稳定化电路的尺寸相应地将磁场空间Z2变得较大。
在如上述那样设定的无线电力供给系统101中，从交流电源经由振荡电路被供给到供电线圈21的交流电力通过供电线圈21与供电共振器22之间的电磁感应、利用了供电共振器22与受电共振器32之间的共振(磁场谐振状态)的无线传送、受电共振器32与受电线圈31之间的电磁感应，经由整流/稳定化电路和充电电路被供给到可充电电池。而且，当像这样从供电共振器22对受电共振器32进行利用了共振的电力供给时，能够形成对配置于供电共振器22和受电共振器32的内周侧的振荡电路、整流/稳定化电路造成的磁场的影响减少、且具有较小的磁场强度的磁场空间Z2。另外，将距离A和距离B的值设定为5mm，因此能够与振荡电路和整流/稳定化电路的尺寸相应地较大地形成磁场空间Z2。
另外，在上述实施方式中，在供电共振器22和受电共振器32的内周侧形成的磁场空间Z2内或者磁场空间Z2附近收纳有想要减少磁场的影响的振荡电路和整流/稳定化电路，因此能够针对振荡电路和整流/稳定化电路减少和防止由磁场引起的涡电流的产生，从而能够抑制由于发热导致的不良影响。
另外，在上述实施方式中，即使在供电共振器22和受电共振器32之间、内周侧、外周侧，即形成磁场空间Z1、磁场空间Z2的位置处存在金属异物，磁场也不会受到金属异物的影响，从而能够高效且安全地利用共振现象从供电模块2对受电模块3进行电力供给。
在以上详细说明中，为了能够为了更加容易地理解本发明，以特征性的部分为中心进行了说明，但本发明并不限定于以上详细说明中所记载的实施方式、实施例，还能够应用于其它实施方式、实施例，应该理解为其适用范围尽可能地广泛。另外，本说明书中使用的用语和语法是为了可靠地说明本发明而使用的，而并不是为了限制本发明的解释而使用的。另外，如果是本领域的技术人员，想必能够容易地从本说明书所记载的发明的概念推出本发明的概念所包含的其它结构、系统、方法等。因而，应该视为权利要求书的记载在不脱离本发明的技术思想的范围内还包括相等的结构。另外，为了充分理解本发明的目的和本发明的效果，希望充分地参考已经公开的文献等。
附图标记说明
2：供电模块；3：受电模块；21：供电线圈；22：供电共振器；31：受电线圈；32：受电共振器；101：无线电力供给系统；110：网络分析器；111：输出端子；112：输入端子；Z、Z1、Z2：磁场空间。

Claims (9)

1.一种磁场空间的形成方法，其特征在于，
当通过共振现象从供电模块中的线圈对受电模块中的线圈供给电力时，
在上述供电模块中的线圈与上述受电模块中的线圈之间的期望位置处形成具有比该期望位置以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间。
2.根据权利要求1所述的磁场空间的形成方法，其特征在于，
将上述供电模块中的线圈和上述受电模块中的线圈接近配置，以使得在上述供电模块中的线圈周围产生的磁场与在上述受电模块中的线圈周围产生的磁场抵消，由此在上述供电模块中的线圈与上述受电模块中的线圈之间的期望位置处形成具有比该期望位置以外的磁场强度小的磁场强度的磁场空间。
3.根据权利要求2所述的磁场空间的形成方法，其特征在于，
当通过上述共振现象从上述供电模块中的线圈对上述受电模块中的线圈供给电力时，
对供给到上述供电模块中的线圈的电力的频率进行设定，使得流经上述供电模块中的线圈的电流的方向与流经上述受电模块中的线圈的电流的方向为相反方向。
4.根据权利要求2所述的磁场空间的形成方法，其特征在于，
当通过上述共振现象从上述供电模块中的线圈对上述受电模块中的线圈供给电力时，
对供给到上述供电模块中的线圈的电力的频率进行设定，使得流经上述供电模块中的线圈的电流的方向与流经上述受电模块中的线圈的电流的方向为相同方向。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的磁场空间的形成方法，其特征在于，
使与上述供电模块中的线圈和上述受电模块中的线圈有关的调整参数改变，从而变更在上述供电模块中的线圈与上述受电模块中的线圈之间产生的磁场耦合的强度，由此变更上述磁场空间的大小。
6.根据权利要求5所述的磁场空间的形成方法，其特征在于，
上述调整参数是上述供电模块中的线圈的配置关系以及上述受电模块中的线圈的配置关系。
7.根据权利要求5所述的磁场空间的形成方法，其特征在于，
上述调整参数是上述供电模块中的线圈以及上述受电模块中的线圈的形状，
使该线圈的形状改变为期望的形状，从而变更在上述供电模块中的线圈与上述受电模块中的线圈之间以及周围产生的磁场耦合的强度，由此使上述磁场空间的形状为上述期望的形状。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的磁场空间的形成方法，其特征在于，
上述供电模块中的线圈是供电线圈和供电共振器，
上述受电模块中的线圈是受电线圈和受电共振器，
在通过电磁感应将被输送到上述供电线圈的电力输送到上述供电共振器，通过使上述供电共振器和上述受电共振器共振来将被输送到上述供电共振器的电力以磁场能方式从上述供电共振器传送到上述受电共振器，通过电磁感应将被传送到上述受电共振器的电力输送到上述受电线圈时，
使与上述供电线圈和上述供电共振器以及上述受电线圈和上述受电共振器有关的调整参数改变，从而变更在上述供电共振器与上述受电共振器之间产生的磁场耦合的强度，由此变更上述磁场空间的大小。
9.根据权利要求8所述的磁场空间的形成方法，其特征在于，
上述调整参数是上述供电线圈与上述供电共振器之间的第一距离以及上述受电共振器与上述受电线圈之间的第二距离中的至少一方。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5865822B2 (ja) * 2012-04-17 2016-02-17 日東電工株式会社 磁界空間の形成方法
JP2015126691A (ja) * 2013-12-27 2015-07-06 日東電工株式会社 回路装置、携帯機器、及び充電システム等
JP2015146723A (ja) * 2014-01-06 2015-08-13 日東電工株式会社 無線電力伝送装置
JP2016034214A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非接触給電装置及びそれを用いた非接触給電システム
JP2016034213A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非接触給電装置及びそれを用いた非接触給電システム
US10406925B2 (en) 2014-10-06 2019-09-10 Robert Bosch Gmbh Wireless charging system for devices in a vehicle
DE102015113723A1 (de) * 2015-04-09 2016-10-13 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Vorrichtung zur kontaktlosen induktiven Energieübertragung und Betriebsverfahren für eine derartige Vorrichtung
US10714960B2 (en) * 2015-12-22 2020-07-14 Intel Corporation Uniform wireless charging device
EP3226431B1 (en) * 2016-04-01 2019-09-04 Intel IP Corporation Apparatus and method for aligning a wireless chargeable device with a wireless charger
US10530177B2 (en) * 2017-03-09 2020-01-07 Cochlear Limited Multi-loop implant charger
WO2021091336A1 (ko) * 2019-11-08 2021-05-14 한국전기연구원 무선 전력 전송 장치 및 코일 구조물

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100244839A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Fujitsu Limited Power transmitting apparatus
WO2011086445A2 (en) * 2010-01-12 2011-07-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power transmission system and power supply device for vehicles
CN102177042A (zh) * 2008-10-09 2011-09-07 丰田自动车株式会社 非接触电力传递装置及具有非接触电力传递装置的车辆
CN104025423A (zh) * 2012-04-17 2014-09-03 日东电工株式会社 磁场空间的形成方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4011875B2 (ja) * 2001-09-04 2007-11-21 富士フイルム株式会社 撮像素子内蔵携帯装置
CN102076518B (zh) * 2008-07-04 2013-06-26 村田机械株式会社 移动车非接触供电系统及其磁场降低方法
US20120256494A1 (en) 2008-09-27 2012-10-11 Kesler Morris P Tunable wireless energy transfer for medical applications
JP5365306B2 (ja) 2009-03-31 2013-12-11 富士通株式会社 無線電力供給システム
JP5417942B2 (ja) 2009-03-31 2014-02-19 富士通株式会社 送電装置、送受電装置および送電方法
JP2011048794A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Tdk Corp Ｒｆｉｄインレット
JP5526796B2 (ja) * 2010-01-15 2014-06-18 ソニー株式会社 ワイヤレス給電ラック
JP2012019648A (ja) 2010-07-09 2012-01-26 Sony Corp 給電装置およびワイヤレス給電システム
KR101174400B1 (ko) * 2010-11-08 2012-08-17 한국전기연구원 공명형 무선전력전송을 위한 공간 적응형 자기 공진기
CN103347730B (zh) * 2011-02-04 2016-01-20 丰田自动车株式会社 车辆及外部供电装置
US9035500B2 (en) * 2011-03-01 2015-05-19 Tdk Corporation Wireless power feeder, wireless power receiver, and wireless power transmission system, and coil
JP2012191697A (ja) 2011-03-09 2012-10-04 Hitachi Maxell Energy Ltd 非接触電力伝送装置
CN202103463U (zh) * 2011-07-04 2012-01-04 中国科学院沈阳自动化研究所 磁谐振无线充电装置
CN102611206A (zh) * 2012-03-13 2012-07-25 崔玉龙 一种千瓦级无线电能传输装置
JP6169380B2 (ja) * 2013-03-19 2017-07-26 日東電工株式会社 無線電力伝送装置、無線電力伝送装置の発熱制御方法、及び、無線電力伝送装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102177042A (zh) * 2008-10-09 2011-09-07 丰田自动车株式会社 非接触电力传递装置及具有非接触电力传递装置的车辆
US20100244839A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Fujitsu Limited Power transmitting apparatus
WO2011086445A2 (en) * 2010-01-12 2011-07-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power transmission system and power supply device for vehicles
CN104025423A (zh) * 2012-04-17 2014-09-03 日东电工株式会社 磁场空间的形成方法

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