CN104521100B - 无线电力传输装置、供电装置以及受电装置 - Google Patents

无线电力传输装置、供电装置以及受电装置 Download PDF

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Abstract

本实施方式是一种在第一电感器与第二电感器之间通过谐振磁场耦合以非接触的方式传输电力的无线电力传输装置。该无线电力传输装置具有：第一电感器，其在中央具有开口部；第二电感器，其与第一电感器相间隔，并且比第一电感器的上述开口部小；以及磁体部件，其配置在第一电感器的与上述第二电感器相对置的一侧，并且覆盖上述第一电感器的至少一部分。第一电感器的上述至少一部分从第一电感器的内周端到达外周端。

Description

无线电力传输装置、供电装置以及受电装置
技术领域
本发明涉及一种利用谐振磁场耦合来无线传输电力的谐振磁场耦合型的非接触电力技术。
背景技术
专利文献1公开了一种在两个谐振器之间介由空间传输电力的新型无线电力传输装置。在该无线电力传输装置中，通过在谐振器的周围空间所产生的谐振频率的振荡功率的渗出(渐逝尾部)而将两个谐振器耦合，由此，无线(非接触)传输振荡功率。
专利文献2公开了一种其他的谐振磁场耦合型的无线电力传输装置。根据该无线电力传输装置，能够在以较低的耦合效率传输电力时有效地提高电压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2008/0278264号说明书(图10、图12)
专利文献2：JP特开2011-41464号公报
发明概要
发明要解决的技术课题
当通过谐振磁场耦合传输电力时，担心的是谐振磁场泄漏到外部对人产生影响。
发明内容
本发明的实施方式提供一种能够抑制泄漏磁场的无线电力传输装置以及供电装置。
解决技术课题的手段
在某一实施方式中，无线电力传输装置为在第一电感器与第二电感器之间通过谐振磁场耦合以非接触的方式传输电力的无线电力传输装置，具有：第一电感器，其在中央具有开口部；第二电感器，其与上述第一电感器相间隔，并且比上述第一电感器的上述开口部小；以及磁体部件，其配置在上述第一电感器的与上述第二电感器相对置的一侧，并且覆盖上述第一电感器的至少一部分，上述第一电感器的上述至少一部分从上述第一电感器的内周端到达外周端。
在某一实施方式中，供电装置为用于在第一电感器与第二电感器之间通过谐振磁场耦合以非接触的方式传输电力的无线电力传输装置中的供电装置，具有：第一电感器，其与上述第二电感器相间隔，并且在中央具有比上述第二电感器大的开口部；以及磁体部件，其配置在上述第一电感器的与上述第二电感器相对置的一侧，并且覆盖上述第一电感器的至少一部分，上述第一电感器的上述至少一部分从上述第一电感器的内周端到达外周端。
发明效果
根据本发明的实施方式中的无线电力传输装置以及供电装置，能够通过磁体部件抑制泄漏磁场。
附图说明
图1是表示本发明的无线电力传输装置的基本构成例的图。
图2是表示本发明的无线电力传输装置中的天线的等效电路的例子的图。
图3是表示本发明的其他的无线电力传输装置(带整流电路)的基本构成例的图。
图4是表示本发明的无线电力传输装置的一个例子的示意立体图。
图5是图4所示的无线电力传输装置的剖视图。
图6A是从背面侧观看到的在第一电感器107a与第二电感器109a之间未配置磁体部件200的构成例(比较例)的图。
图6B是从背面侧观看到的在第一电感器107a与第二电感器109a之间配置了磁体部件200的构成例(比较例)的图。
图7相当于将图5的右半部分放大了的剖视图，是表示第一电感器107a、第二电感器109a和磁体部件200的尺寸以及到中心轴的距离的图。
图8A是关于实施例2(Z=5cm)表示磁体部件200的内侧扩展部的宽度E1与泄漏磁场强度的关系的图表。
图8B是关于实施例(Z=12cm)表示磁体部件200的内侧扩展部的宽度E1与泄漏磁场强度的关系的图表。
图8C是关于实施例(Z=20cm)表示磁体部件200的内侧扩展部的宽度E1与泄漏磁场强度的关系的图表。
图8D是关于实施例(Z=27cm)表示磁体部件200的内侧扩展部的宽度E1与泄漏磁场强度的关系的图表。
图9是表示磁体部件200被分割成作为多个的四个部分的例子的图。
图10是表示磁体部件200未覆盖第一电感器107a的一部分的例子的图。
图11是表示磁体部件200的另一方式的图。
图12是表示磁体部件200的其他另一个方式的图。
图13是表示磁体部件200的其它另一个方式的图。
具体实施方式
在对本发明的无线电力传输装置以及发电装置的实施方式说明之前，先对本发明的基本构成进行简单说明。
根据本发明的一方面，无线电力传输装置具有第一电感器和第二电感器，在第一电感器与第二电感器之间通过谐振磁场耦合而非接触地传输电力。第一电感器在中央具有开口部。第二电感器与第一电感器相间隔，并且，比第一电感器的开口部小。第一电感器以及第二电感器的一方发挥供电天线的电感器的功能，另一方发挥受电天线的电感器的功能。
参照图1。图1表示本发明的无线电力传输装置的基本构成的一个例子。该无线电力传输装置的例子具有：振荡频率f0的振荡器103、谐振频率fT的供电天线107、谐振频率fR的受电天线109以及配置在天线之间的磁体部件200。谐振频率fT以及谐振频率fR典型地可设定为与频率f0相等，但是，谐振频率fT、谐振频率fR以及谐振频率f0没有必要设定为彼此相等。频率f0被设定为例如50Hz～300GHz，在某个例子中被设定为100kHz～10GHz，典型地被设定为500kHz～20MHz。另外，根据用途不同，被设定为10kHz～1GHz或20kHz～20MHz、100kHz～205kHz以及20kHz～100kHz的范围。在本说明书中，有时会将通过这种频率f0的振荡磁场所传输的电力称为“高频电力”或“RF电力”。另外，振荡器103的振荡频率f0、供电天线107的谐振频率fT以及受电天线109的谐振频率fR中的至少一者能够是可变的。
典型地，振荡器103接收直流电力，并将该直流电力变换成频率f0的RF电力(DC-RF变换)。在振荡器103中既能够使用D级、E级、F级等的能够实现高效率并且低失真特性的放大器，也可以使用多尔蒂放大器。也可以通过在生成包括失真分量的输出信号的开关元件的后级配置低通滤波器或带通滤波器、带阻滤波器来生成高效率的正弦波。振荡器103也可以接收交流电力并变换成RF电力。
从振荡器103输出的RF电力被输入到与振荡器103连接的供电天线107。供电天线107以及受电天线109通过彼此的谐振器所形成的谐振磁场而被耦合，受电天线109能够接收由供电天线107发出的RF电力。受电天线109不与供电天线107接触，而与供电天线107相间隔例如10cm～数m左右。
本发明的无线电力传输装置中的“天线”是使用利用了谐振器的电磁场的近场分量(渐逝尾部)的耦合来在两个物体之间进行电力传输的元件。根据利用了谐振磁场耦合的无线电力传输，由于不会产生当向远方传递电磁波时导致的电力损耗，因此，能够以极高的效率传输电力。在这种利用谐振磁场耦合的电力传输中，与利用法拉第电磁感应定律的众所周知的非接触电力传输相比损耗少。
接下来，参照图2。图2是表示供电天线107以及受电天线109的等效电路的一例的图。如图2所示，本发明中的供电天线107是第一电感器107a以及第一电容元件107b被串联连接的串联谐振电路；受电天线109是第二电感器109a以及第二电容元件109b被并联连接的并联谐振电路。另外，供电天线107的串联谐振电路具有寄生电阻分量R1，受电天线109的并联谐振电路具有寄生电阻分量R2。与上述例子不同，即存在供电天线构成并联谐振电路的情况，也存在受电天线构成串联谐振电路的情况。
图3是表示根据本发明的其他的无线电力传输装置的图。该无线电力传输装置与上述无线电力传输装置(图2)的不同之处在于，具有与受电天线109连接的整流电路(整流器)115。通过该整流电路115的作用，能够从无线电力传输装置输出直流电力。
在本发明的无线电力传输装置中，如图1所示，磁体部件200被设置在供电天线107与受电天线109之间，这样一来，能够抑制泄漏磁场。磁体部件200的构成以及功能通过参照以下的实施方式来进行说明。
上述无线电力传输装置中的具有振荡器103以及供电天线107的部分发挥供电装置的功能。分别具有受电天线109的多个装置也可以被分配给一个供电装置。换言之，分别具有受电天线109的多个装置被依次按照与供电天线107相对置的方式配置，并可以逐次地执行无线电力传输。
(实施方式1)
以下，参照图4到图7对根据本发明的无线电力传输的第一实施方式进行说明。
首先，参照图4以及图5。图4是表示本实施方式的无线电力传输装置的构成的示意立体图，图5是其剖视图。在图4以及图5中，为了方便，记载了上述本发明的无线电力传输装置的构成要素中的第一电感器107a、第二电感器109a以及磁体部件200。第一电感器107a以及第二电感器109a实际上介由未图示的布线与图2所示的电路元件连接。
如图4以及图5所示，本实施方式中的第一电感器107a的形状是：由被卷成在中央具有开口部110的布线构成。另一方面，第二电感器109a与第一电感器107a相间隔，并且，由以比第一电感器107a的开口部110小的方式卷成的布线构成。在本说明书中，第一电感器107a以及第二电感器109a由导电材料的布线构成，该布线的一部分能够作为引出线而将各电感器107a、109a与其他的电路元件或电路连接。各电感器107a、109a的主体根据这种引出线以及不含开口部的区域进行规定。
另外，附图中的第一电感器107a、第二电感器109a以及磁体部件200的尺寸和间隔并不反映现实的尺寸和间隔。磁体部件200既可以与第一电感器107a接触，也可以相间隔例如数mm到数10cm的距离。
在实施方式中，第一电感器107a以及第二电感器109a都以平面状扩展，两者能够以彼此平行地相对置的方式配置。构成天线的电感器107a、109a的外形不一定是圆形，也可以是椭圆形、多角形或其他任意的形状。在图4以及图5的例子中，虽然电感器107a、109a都具有轴对称的形状，但是，电感器107a、109a中的一者或两者可以具有对称性低的形状(例如，椭圆、长方形、带形)。在某一实施方式中，第一电感器107a的第一方向上的尺寸也可以设定为比与第一方向垂直的方向上的尺寸大。
本实施方式中的第一电感器107a以及第二电感器109a分别具有匝数N1、N2的螺旋结构(N1>1，N2>1)，但也可以具有匝数为1的环形结构。这些电感器107a、109a无需由一层的导电体构成，也可以具有将层叠的多个导电体串联连接的结构。
第一电感器107a以及第二电感器109a能够由具有良好的导电率的铜或银等的导电体合适地形成。由于RF电力的高频电流在导电体的表面集中流动，所以提高了发电效率，因此，也可以用高电导率材料覆盖导电体的表面。如果以在导电体的剖面中央具有空洞的结构形成电感器107a、109a，则能够实现轻量化。而且，如果使用绞合线等的并联布线结构形成电感器107a、109a，则能够降低单位长度附近的导电体损耗，因此，能够提高串联谐振电路以及并联谐振电路的Q值，能够更高效地传输电力。
在第一电感器107a与第二电感器109a之间，如上所述，通过谐振磁场耦合来传输电力。在本发明的实施方式中，第二电感器109a可安装在电动车上，第一电感器107a可埋设于道路中。在这种情况下，由于电动车能够移动，因此，第二电感器109a的位置也能够相对于第一电感器107a变化。
安装在电动车上的第二电感器109a具有装入例如一边为收纳于20～30cm的矩形区域内的大小。在这种情况下，第一电感器107a的开口部110可具有例如30～300cm的宽度(与电动车的行驶方向垂直的方向上的尺寸)。在用于行驶中的充电的情况下，第一电感器107a可具有向车辆的行驶方向延伸的结构。在具有这种结构的情况下，能够将第一电感器107a以及第二电感器109a的车辆行驶方向上的尺寸称为电感器的“长度”，将与上述车辆行驶方向垂直的方向上的尺寸称为电感器的“宽度”。第一电感器107a的宽度与第二电感器109a的宽度可设定为例如30～300cm与20～30cm。另外，在某一实施方式中，设定为(第一电感器107a的宽度、第二电感器109a的宽度)=(40～400cm、30～40cm)，也可以设定为(50～500cm、40～50cm)、(75～500cm、50～75cm)。
为了降低电力传输时的泄漏磁场，该无线电力传输装置具有配置在第一电感器107a的与第二电感器109a相对置一侧的磁体部件200。本实施方式中的磁体部件200具有在中央具有开口部210的圆盘形状，由铁素体等的磁性材料形成。该磁性材料只要是表现强磁性的材料，就既可以是软磁材料也可以是硬磁材料。在图中所示的例子中，磁体部件200覆盖第一电感器107a的整体。
磁体部件200至少覆盖第一电感器107a的整体，由此，在第一电感器的上部空间避免了磁通密度的极度上升。
在以往的电磁感应式的电力传输技术中，供电受电电感器的尺寸·形状被设定为大致相等，因此，没有人体能够进入第一电感器107a的上表面的余地。但是，在谐振磁场耦合方式中，如果是在谐振频率设置成大致相同的发送接收天线之间，则即使是在存在尺寸·形状差异的情况下也能够进行高效的能量传输。作为其结果，在第一电感器107a的尺寸比第二电感器109a大的情况下，能够进行不需要位置对准的能量传输。但是，特别是在第一电感器107a的布线周围，磁通可能会集中到超过安全指标的值。因此，在人体靠近第一电感器107a的布线附近的情况下，会产生暴露于高密度的磁场中的危险。根据本发明的实施方式的构成，在使用谐振磁场耦合方式的电力传输技术中，通过磁体部件的配置来调整第一电感器107a的周围的磁场分布，由此，解决了上述特有的课题。磁体部件200的厚度通常被设定为0.1～500mm的范围，优选可以设定在1～100mm的范围内。
图6A是从背面侧(Z轴的负值一侧)看到的在第一电感器107a与第二电感器109a之间未配置磁体部件200的构成例(比较例)的图。由图6A可知，将第二电感器109a在YX面垂直投影的区域完全包括在将第一电感器107a的开口部110在YX面垂直投影的区域的内部。第二电感器109a比第一电感器107a的开口部110充分地小，因此，即使第二电感器109a相对于第一电感器107a位置发生变化，将第二电感器109a在YX面垂直投影的区域也能够完全包括在将第一电感器107a的开口部110在YX面垂直投影的区域的内部。
图6B是从背面侧(Z轴的负值一侧)看到的在第一电感器107a与第二电感器109a之间配置了磁体部件200的构成例的图。由图6B可知，将第一电感器107a在YX面垂直投影的区域包括在将图示的磁体部件200在YX面垂直投影的区域的内部。换言之，在第一电感器107a中，由磁体部件200覆盖的部分从第一电感器107a的内周端172到达外周端174。
接下来，参照图7。图7相当于将图5的右半部分放大的剖视图，表示第一电感器107a、第二电感器109a以及磁体部件200的尺寸和到中心轴的距离。图7所示的符号的含义记载于以下表1中。
[表1]
T1 从中心轴到第一电感器107a的内周端172为止的距离
T2 从中心轴到第一电感器107a的外周端174为止的距离
T3 第一电感器107a的宽度
R1 从中心轴到第二电感器109a的内周端的距离
R2 从中心轴到第二电感器109a的外周端的距离
R3 第二电感器109a的宽度
M1 从中心轴到磁体部件200的内周端的距离
M2 从中心轴到磁体部件200的外周端的距离
M3 磁体部件200的宽度
E1 磁体部件200的内侧扩展部201的宽度
E2 磁体部件200的外侧扩展部202的宽度
在此，当从Z轴方向看时，磁体部件200的内侧扩展部201是磁体部件200中的从第一电感器107a的内周端172向开口部110的中心一侧扩展的部分。另外，当从Z轴方向看时，磁体部件200的外侧扩展部202是磁体部件200中的从第一电感器107a的外周端174向外侧扩展的部分。
在本实施方式中，R2<T1，M1≤T1(0≤E1)、T2≤M2(0≤E2)成立。另外，虽然R2≤M1不是必须的，但在某一实施方式中，R2≤M1。
根据上述原理，在本实施方式中，能够将供电天线107与受电天线109的距离设定为例如数mm～数m的距离，即使在两者之间存在空气或其他的电介质，也能够高效地传输电力。由于磁体部件200具有开口部，因此，电力的传输效率不会因为磁体部件200而受到不好的影响。
图7所示的各部分的尺寸关系不局限于图5所示的天线具有轴对称的形状的情况。即使在第一电感器107a具有例如向第一方向延伸的结构的情况下，也能够规定与该第一方向垂直的剖面，并如图7所示对该剖面的各部分的尺寸进行定义。
在第一电感器107a以及第二电感器109a的某一方向的剖面上，图7所示的尺寸R2与T1的关系的例子为例如10％≤R2／T1<100％。在某一实施方式中可以是10％≤R2／T1<50％。
为了抑制电路块之间的RF电力的多重反射并改善综合发电效率，而在受电天线109的输出端子与负载连接的状态下，能够使从振荡器103输出的RF电力的输出阻抗Zoc与供电天线107的输入阻抗Zin相等。另外，同样地，在振荡器103与供电天线107连接的状态下，受电天线的输出阻抗Zout能够设置成与所连接的负载的电阻值R相等。另外，在本说明书中，两个阻抗“相等”不局限于阻抗严格地一致的情况，也包括大致相等的情况，具体而言，定义为：包括两个阻抗的差异为大的一方的阻抗的25％以下的情况。
也可以在第一电感器107a以及／或者第二电感器109a的周围配置磁体部件200之外的磁体。在第一、第二电容元件107b、109b中，能够使用具有例如芯片形状和引脚形状的所有类型的电容器。也能够使介由空气的两布线之间的电容发挥第一、第二电容元件107b、109b的功能。在由MIM电容器构成第一、第二电容元件107b、108b的情况下，能够使用众所周知的半导电体工艺或多层衬底工艺形成低损耗的电容电路。
从提高长期可靠性的观点来看，构成供电天线107以及受电天线109的部件(电感器以及电容元件等)能够装入保护装置内。另外，可以用树脂对周边进行成模。在这种情况下，能够以分散了磁体的树脂来兼用成模部件。另外，可以对保护装置实施防水加工。
为了将传输损耗降到最低，可以将供电天线107以及受电天线109尽量接近地配置。
(实施例1)
关于具有以下的表2所示的数值参数的实施例1，通过电磁场解析求出在空间内分布的磁场强度分布。由各数值参数规定的构成如图7所示。另外，作为比较例1，除了没有磁体部件这一点之外，与实施例1结构相同，通过模拟求出泄漏磁场的强度分布。
[表2]
T1 64cm
T2 75cm
T3 11cm
R1 18.5cm
R2 25cm
R3 6.5cm
M1 55cm
M2 90cm
M3 35cm
E1 9cm
E2 15cm
另外，第一电感器107a、第二电感器109a以及磁体部件200的各底面的在Z轴方向上的位置(Z坐标)分别是0cm、25cm和2cm。另外，第一电感器107a与磁体部件200的间隔是1.5cm。假定铁素体作为磁体，并将透磁率设定为1000，将导电率设定为0.01S／m。
当传输1.5kW的高频电力(频率：120kHz)时，在比较例1中，第一电感器107a的上方25cm的位置处的泄漏磁场强度为50.9A／m(与第一电感器中心轴半径相距70cm之处)。在实施例1中，第一电感器107a的上方25cm的位置处的泄漏磁场强度为27.1A／m。如上所述，在比较例1中，存在暴露于较高值的磁场中的担忧，而在实施例1中，则能够获得磁场强度降低了47％的改善效果(磁场抑制比1.9)。
另外，对与实施例1不同的M1=50cm、M3=14cm的比较例2进行了分析。即，在比较例2中，磁体部件200以环状存在于比第一电感器107a的内周端172更内侧的区域的上部，未设定成与构成第一电感器107a的布线部重合。在比较例2中获得的结果是，第一电感器107a上方25cm的位置处的泄漏磁场强度与比较例1相比，增大了12％。
另外，对与实施例1不同的M1=T2=75cm、M3=14cm的比较例3进行了分析。即，在比较例3中，磁体部件200以环状存在于比第一电感器107a的外周端174更外侧的区域的上部，未设定成与构成第一电感器107a的布线部重合。在比较例2中获得的结果是，第一电感器107a上方25cm的位置处的泄漏磁场强度与比较例1相比，增大了6％。
(实施例2)
图8A的图表表示的是：在上述实施例1中，如果使磁体部件200的外侧扩展部202的宽度M3变化，则泄漏磁场强度如何变化。纵轴是相对于导入磁体之前的值的磁场抑制比。横轴是所导入的磁体覆盖掩藏供电侧线圈的布线部的比例、也就是M3与T3的比。图8A表示Z=5cm的位置的特性。在此，将内部扩展部201与外部扩展部202的值设置为相等，即E1=E2。另外，M3以外的参数值与实施例1的参数值相等。三个特性表示到中心轴的距离X为T1、T1+T3／2和T1+T3之处的值。由图8A可知，即使在相当于布线最外缘的上部空间的X=T1+T3之处，在M3／T3<1的条件下也能够通过导入磁体而始终若干地抑制磁场强度。另外，在M3／T3≥1的条件下可知，随着M3的增大，能够获得高的改善比。另外，在X=T1、X=T1+T3／2的各条件下，能够始终获得比上述X=T1+T3的条件高的抑制比。即，与第一电感器的布线最外层的上部相比，在布线内层的上部能够更有效地获得本申请的泄漏磁场强度的抑制效果。
另外，图8B、图8C和图8D分别表示Z=12、20、27cm的各条件下的本实施例的效果。与表示第一电感器的布线部正上方的效果的图8A相比，虽然强度抑制比的值本身降低，但不存在由于导入本申请的磁体结构而使泄漏磁场强度增大的情况。
(实施方式2)
以下，参照图9对本发明的无线电力传输装置的第二实施方式进行说明。
本实施方式与上述实施方式的不同点仅仅在于磁体部件200的构成差异。因此，在此对磁体部件200进行说明，关于其他构成要素，不再重复说明。
本实施方式中的磁体部件200分成多个零件200a、200b、200c和200d。在这些零件200a、200b、200c和200d之间也可以存在缝隙220。在存在缝隙220的情况下，磁体部件200不覆盖第一电感器107a的整体，第一电感器107a的一部分未被磁体部件200覆盖。因此，存在从缝隙220泄漏磁场的可能性，但是，只要缝隙220的宽度相对于磁体部件200的厚度设定得充分短，例如在一半以下，就能够忽略其影响。多个零件200a、200b、200c和200d分别从第一电感器107a的内周端172起覆盖到外周端174为止的区域。更详细地讲，各零件200a、200b、200c和200d具有：从第一电感器107a的内周端172起向开口部110的中心侧扩展的部分201；以及从第一电感器107a的外周端174起向第一电感器107a的外侧扩展的部分202。
如上所述，即使在本实施方式中，也如图5所示，第一电感器107a中用磁体部件200覆盖的部分从第一电感器107a的内周端172到达外周端174。
(实施方式3)
以下，参照附图10对根据本发明的无线电力传输装置的第三实施方式进行说明。
在图10中，磁体部件200具有一部分切口(缝隙220)的形状，在该切口部分，第一电感器107a未被磁体部件200覆盖。第一电感器107a中被磁体部件200覆盖的部分如图5所示，从第一电感器107a的内周端172到达外周端174。
在未被磁体部件200覆盖的区域中，虽然会发生泄漏磁场，但只要不让人接近该区域以及其周围，就不会有问题。
上述各实施方式中的无线电力传输装置都作为整体具有平板状的磁体部件200，但磁体部件200的形状既可以是在表面上具有凹凸以及／或高低差，也可以是整体或一部分弯曲。
另外，磁体部件200的表面也可以为了保护而用非磁体材料膜覆盖。另外，也可以在磁体部件200的上表面或下表面配置金属或电介质层。
(实施方式4)
以下，参照附图11对根据本发明的无线电力传输装置的第四实施方式进行说明。
在本实施方式中，在图7的构成中，与第一电感器107a的布线部分只在上表面相对置的磁体部件200具有与第一电感器107a的外周端174的侧面也相对置的追加磁体部件203。磁体部件200的部分203没有必要与第一电感器107a的外周端174的侧面的整个面相对置，但对置的比例越增加，效果越提高。追加磁体部件203可以用与第一电感器107a的内周端172的侧面相对置的方式构成。
(实施例3)
在实施例1中，针对进行了如下变更的实施例3进行评估。即，在从磁体部件200的外周端174起再向外围侧经过5cm距离的部分上，在下侧安装高为5cm的环状追加磁体部件。与实施例1相同，在以传输1.5kW的高频电力(频率：120kHz)的情况下的条件进行了比较的情况下，在实施例1中，第一电感器107a的上方25cm的位置处的泄漏磁场强度的抑制比为1.9，相比之下，在实施例3中，能够获得2.1的抑制比。
(实施方式5)
以下，参照附图12对根据本发明的无线电力传输装置的第五实施方式进行说明。
在本实施方式中，在图7的构成中，与第一电感器的布线部分只在上表面相对置的磁体部件200具有与第一电感器107a的内周端172的侧面以及外周端172的侧面分别相对置的追加磁体部件204、203。与实施方式4的差别在于：不局限于第一电感器107a的外周端174的一侧，而与内周端的172侧的侧面也相对置地设置磁体。根据该构成，第一电感器107a的布线形成区域的上表面的泄漏磁场强度的抑制效果得到提高。
(实施例4)
在实施例1中，在从磁体部件200的外周端174以及内周端172起分别再向内圆周长一侧经过5cm距离的部分上，在下侧安装高为5cm的环状追加磁体部件203、204。与实施例1相同，在以传输1.5kW的高频电力(频率：120kHz)的情况下的条件进行了比较的情况下，在实施例1中，第一电感器107a的上方25cm的位置处的泄漏磁场强度的抑制比为1.9，相比之下，在实施例4中，能够获得2.4的抑制比。
(实施方式6)
以下，参照附图13对根据本发明的无线电力传输装置的第六实施方式进行说明。
在本实施方式中，在图7的构成中，与第一电感器107a的布线部分只在上表面相对置的磁体部件200，具有覆盖第一电感器107a的周围的构成。根据该构成，第一电感器107a的布线形成区域的上表面的泄漏磁场强度的抑制效果得到提高。
(实施例5)
在实施例1中，在离磁体部件200的最外壳部分以及最内壳部分分别为厚度5cm之处，在下侧安装高为5cm的环状追加磁体部件。另外，不仅在第一电感器107a的上表面，在下表面也追加地设置追加磁体部件。厚度、宽度以及距第一电感器107a的距离与实施例1的磁体部件200的条件相同。与实施例1相同，在以传输1.5kW的高频电力(频率：120kHz)的情况下的条件进行了比较的情况下，在实施例1中，第一电感器107a的上方25cm位置处的泄漏磁场强度的抑制比为1.9，相比之下，在实施例5中，能够获得2.9的抑制比。
本发明的受电装置是在根据本发明的无线电力传输装置中所使用的受电装置，具有第一以及第二电感器中接收电力一侧的电感器。本发明的受电装置的实施方式能够安装在例如电动车、移动终端中。
产业上的可利用性
本发明的无线电力传输装置以及供电装置能够向比较大型的装置安全地传输电力，因此，能够合适地用于电动车这种大型移动装置的充电。另外，因为针对人体可能会接近装置附近的用途，会获得提高人体安全性的效果，因此也能够合适地用于对AV设备进行充电的座充装置等中。
附图标记的说明
103 振荡器
107 供电天线(供电侧的谐振器)
107a 第一电感器
107b 第一电容器
109 受电天线(受电侧的谐振器)
109a 第二电感器
109b 第二电容器
110 第一电感器的开口部
115 整流电路
119 输出端子
172 第一电感器的内周端
174 第一电感器的外周端
200 磁体部件
200a、200b、200c、200d、 磁体部件的零件
200a、200b、200c、200d、 磁体部件的零件
201 磁体部件的内侧扩展部
202 磁体部件的外侧扩展部
210 磁体部件的开口部
220 磁体部件的缝隙

Claims (17)

1.一种无线电力传输装置，是在作为供电侧的第一电感器与作为受电侧的第二电感器之间通过谐振磁场耦合以非接触的方式传输电力的无线电力传输装置，具有：
第一电感器，其在中央具有开口部；
第二电感器，其与上述第一电感器相间隔，并且上述第二电感器比上述第一电感器的上述开口部小；以及
磁体部件，其配置在上述第一电感器与上述第二电感器之间，并且仅覆盖上述第一电感器的一部分或覆盖上述第一电感器的整体，且呈圆弧状或圆形状，当从上述第二电感器观察上述第一电感器的方向时，上述第一电感器的上述一部分或整体的内周端设置在上述磁体部件的内周端与外周端之间，上述第一电感器的上述一部分或整体的外周端设置在上述磁体部件的内周端与外周端之间。
2.根据权利要求1所述的无线电力传输装置，其中，
上述磁体部件具有分别覆盖从上述第一电感器的内周端到外周端的区域的多个部分。
3.根据权利要求1或2所述的无线电力传输装置，其中，
上述磁体部件具有：从上述第一电感器的内周端向上述开口部的中心侧扩展的部分、以及从上述第二电感器的外周端向上述第一电感器的外侧扩展的部分。
4.根据权利要求1或2所述的无线电力传输装置，其中，
上述磁体部件在中央具有比上述第二电感器大的开口部。
5.根据权利要求1或2所述的无线电力传输装置，其中，
上述磁体部件具有与上述第一电感器的内周端的侧面以及外周端的侧面的至少一方相对置的部分。
6.根据权利要求5所述的无线电力传输装置，其中，
上述磁体部件包围上述第一电感器的周围。
7.根据权利要求1或2所述的无线电力传输装置，其中，
上述第二电感器安装在电动车中。
8.根据权利要求1或2所述的无线电力传输装置，其中，
上述第一电感器埋设在道路上。
9.根据权利要求1或2所述的无线电力传输装置，其中，
上述第一电感器的第一方向上的尺寸比与上述第一方向垂直的方向上的尺寸大。
10.一种供电装置，是用于在作为供电侧的第一电感器与作为受电侧的第二电感器之间通过谐振磁场耦合以非接触的方式传输电力的无线电力传输装置中的供电装置，具有：
第一电感器，其与上述第二电感器相间隔，并且上述第一电感器在中央具有比上述第二电感器大的开口部；以及
磁体部件，其配置在上述第一电感器与上述第二电感器之间，并且仅覆盖上述第一电感器的一部分或覆盖上述第一电感器的整体，且呈圆弧状或圆形状，当从上述第二电感器观察上述第一电感器的方向时，上述第一电感器的上述一部分或整体的内周端设置在上述磁体部件的内周端与外周端之间，上述第一电感器的上述一部分或整体的外周端设置在上述磁体部件的内周端与外周端之间。
11.根据权利要求10所述的供电装置，其中，
上述磁体部件具有分别覆盖从上述第一电感器的内周端到外周端的区域的多个部分。
12.根据权利要求10或11所述的供电装置，其中，
上述磁体部件具有：从上述第一电感器的内周端向上述开口部的中心侧扩展的部分、以及从上述第一电感器的外周端向上述第一电感器的外侧扩展的部分。
13.根据权利要求10或11所述的供电装置，其中，
上述磁体部件具有与上述第一电感器的内周端的侧面以及外周端的侧面的至少一方相对置的追加部分。
14.根据权利要求13所述的供电装置，其中，
上述磁体部件包围上述第一电感器的周围。
15.根据权利要求10或11所述的供电装置，其中，
上述第一电感器埋设在道路上。
16.根据权利要求10或11所述的供电装置，其中，
上述第一电感器的第一方向上的尺寸比与上述第一方向垂直的方向上的尺寸大。
17.一种受电装置，其用于权利要求1至9的任意一项所述的无线电力传输装置，
具有上述第一电感器以及上述第二电感器中的接收电力一侧的电感器。
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