CN104953719A - 线圈单元以及无线电力传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种线圈单元以及无线电力传输装置,其能够抑制电力传输效率的下降,并且减少在远离线圈单元的地方形成的不必要的漏磁场。该线圈单元即受电线圈单元(Lru1)具备非磁性的导体板(Sa)和磁性体(Fa),该导体板沿着线圈即受电线圈(Lr)的轴而配置,该磁性体(Fa)具有第1部分(F1A)和第2部分(F2A),该第1部分位于比导体板(Sa)在线圈即受电线圈(Lr)的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置,该第2部分位于比导体板(Sa)在线圈(Lr)的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置,从线圈即受电线圈(Lr)的轴向观察时,第1以及第2部分(F1A、F2A)位于导体板(Sa)的与和线圈即受电线圈(Lr)对置的一侧相反的一侧。

Description

线圈单元以及无线电力传输装置
技术领域
本发明涉以及一种线圈单元以及无线电力传输装置。
背景技术
近年,为了在没有电缆等的机械接触的情况下供给电力,利用相互对置的1次(送电)线圈和2次(受电)线圈之间的电磁感应作用的无线电力传输技术引起了人们的关注,预测将作为用于对搭载于电动汽车(EV:Electric Vehicle)和插电式混合动力汽车(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)上的二次电池进行充电的馈电装置而被广泛利用。
然而,当无线电力传输技术作为向电动汽车等馈送电力的馈电装置而适用时,可以设想设置在地面等的送电线圈与搭载于电动汽车等的受电线圈之间的位置关系未必一定恒定。如此,当产生送电线圈与受电线圈的位置偏移时,线圈之间的磁耦合将显著下降,其结果,存在电力传输效率下降的问题。
针对于此,专利文献1(日本专利文献特开2010-172084号公报)中提出了一种使用在平面上隔开间隔配置的多个磁芯的非接触馈电装置的技术。专利文献1所记载的非接触馈电装置中公开了多个磁芯作为将间隙包含于尺寸的、大小被扩大的磁芯发挥作用,因此能够很好地应对位置偏移。
在专利文献1所公开的技术中,通过使用在平面上隔开间隔配置有多个磁芯且在多个磁芯上以螺旋状卷绕有绕组的线圈,能够提高电力传输效率。但是,在磁芯上以螺旋状卷绕有绕组的线圈的情况下,容易产生环绕至远离线圈的地方的磁通,因此存在在远离线圈的地方容易形成不必要的漏磁场的问题。尤其在无线电力传输技术适用于电动汽车等电力电子设备中的充电装置时,由于要求大电力传输,需要使大电流流过线圈,因此在远离线圈的地方形成的漏磁场强度也会变高,具有引起电磁波障碍而对周围的电子仪器等带来不良影响的忧虑。
因此,本发明是根据上述技术问题而提出的,其目的在于抑制电力传输效率的下降,并且减小在远离线圈单的地方形成的不必要的漏磁场。
发明内容
本发明所涉及的线圈单元为一种用于从送电侧向受电侧进行无线电力传输的线圈单元,其特征在于,具备:线圈,其以螺旋状卷绕有绕组;非磁性的导体板,其沿着线圈的轴而配置;以及磁性体,其中,磁性体具有第1部分和第2部分,该第1部分位于比导体板在线圈的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置,该第2部分位于比导体板在线圈的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置,从线圈的轴向观察时,第1以及第2部分位于导体板的与和线圈对置的一侧相反的一侧。
根据本发明,磁性体具有位于比导体板在线圈的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置的第1部分、以及位于比导体板在线圈的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置的第2部分,由此可形成磁阻较低的磁路。即,与大圈环绕至远离线圈单元的地方的磁路的磁阻相比,通过磁性体的磁路的磁阻会变小。因而,磁通容易形成通过磁性体的磁路,并且磁通难以形成大圈环绕至远离线圈单元的地方的磁路。其结果,远离线圈单元的地方的磁通密度会降低,因此在远离线圈单元的地方形成的不必要的漏磁场强度下降。并且,通过沿着线圈轴而配置的非磁性的导体板,可抑制线圈与磁性体的磁耦合变得过高,因此能够防止在无线电力传输中送电侧与受电侧的磁耦合显著下降,其结果,可抑制电力传输效率的下降。
优选为,磁性体还具备位于第1部分与第2部分之间的第3部分,第1以及第2部分的磁导率的虚数成分值小于第3部分的磁导率的虚数成分值为好。即,由于磁性体的第1以及第2部分磁导率的虚数成分值较小,因此即使在第1以及第2部分的磁通密度变高的情况下,第1以及第2部分中的损失以及发热也较小。因而,即使线圈单元位置偏移而位于比导体板的外轮廓更靠外侧的位置的第1或第2部分的磁通密度局部变高,也能够抑制第1以及第2部分中的损失以及发热。
本发明所涉及的无线电力传输装置为通过送电线圈与受电线圈单元对置以无线方式传输电力的无线电力传输装置,其特征在于,具备:送电线圈,其在磁芯上卷绕有绕组;以及受电线圈单元,其由上述线圈单元构成,其中,从送电线圈与受电线圈单元的对置方向观察时,受电线圈单元的导体板的外轮廓位于比送电线圈的磁芯的外轮廓更靠外侧的位置。
根据本发明,通过导体板,可更有效地抑制送电线圈与磁性体的磁耦合变得过高,在由送电线圈产生的磁通中不与受电线圈交链的磁通将形成选择性地通过磁性体的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减少漏磁场的效果进一步得到提高。
本发明所涉及的无线电力传输装置为通过第1以及第2送电线圈与受电线圈单元对置以无线方式传输电力的无线电力传输装置,其特征在于,具备:并列设置的第1以及第2送电线圈,其在电流流过时所产生的磁场的方向相互成为相反方向;磁芯,其沿着第1以及第2送电线圈的并列方向而配置;以及受电线圈单元,其由上述线圈单元构成,其中,从第1以及第2送电线圈与受电线圈单元的对置方向观察时,受电线圈单元的导体板的外轮廓位于比第1以及第2送电线圈的磁芯的外轮廓更靠外侧的位置。
根据本发明,通过导体板,可更有效地抑制第1以及第2送电线圈与磁性体的磁耦合变得过高,在由第1以及第2送电线圈产生的磁通中不与受电线圈交链的磁通将形成选择性地通过磁性体的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
本发明所涉及的无线电力传输装置为通过送电线圈单元与受电线圈对置以无线方式传输电力的无线电力传输装置,其特征在于,具备:送电线圈单元,其由上述线圈单元构成;以及受电线圈,其中,送电线圈单元的线圈具有磁芯,从送电线圈单元与受电线圈的对置方向观察时,送电线圈单元的导体板的外轮廓位于比磁芯的外轮廓更靠外侧的位置。
根据本发明,通过导体板,可更有效地抑制送电线圈单元所具备的线圈与磁性体的磁耦合变得过高,在由送电线圈单元所具备的线圈产生的磁通中不与受电线圈交链的磁通将形成选择性地通过磁性体的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
综上所述,根据本发明,可提供一种能够抑制电力传输效率的下降,并且减小在远离线圈单元的地方形成的不必要的漏磁场的线圈单元。
附图说明
图1为将本发明的第1实施方式所涉及的无线电力传输装置与负荷一同显示的系统配置图。
图2为显示本发明的第1实施方式所涉及的无线电力传输装置中的送电线圈和受电线圈单元的示意截面图。
图3为在将本发明的第2实施方式所涉及的受电线圈单元与第1以及第2送电线圈和第1以及第2送电线圈的磁芯一同显示的截面图中,示意性地显示由第1以及第2送电线圈产生的磁通的图。
图4为在将本发明的第3实施方式所涉及的送电线圈单元与受电线圈一同显示的截面图中,示意性地显示由送电线圈产生的磁通的图。
图5为在将本发明的第4实施方式所涉及的受电线圈单元与送电线圈一同显示的截面图中,示意性地显示由送电线圈产生的磁通的图。
图6为示意性地显示图5中受电线圈单元和送电线圈发生位置偏移时由送电线圈产生的磁通的图。
图7为比较例的受电线圈和送电线圈的截面图。
图8为实施例1、2和比较例的漏磁场强度以及电力传输效率的测定结果。
具体实施方式
参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。另外,在说明中对具有相同的构件或相同的功能的构件使用相同的符号并省略重复说明。
(第1实施方式)
首先,参照图1以及图2对本发明的第1实施方式所涉及的无线电力传输装置S1的整体结构进行说明。另外,在本实施方式中,对本发明所涉及的线圈单元适用于无线电力传输装置中的受电线圈单元的例子进行说明。图1为将本发明的第1实施方式所涉及的无线电力传输装置与负荷一同显示的系统配置图。图2为显示本发明的第1实施方式所涉及的无线电力传输装置中的送电线圈和受电线圈单元的示意截面图。另外,图2中示意性地示出由送电线圈Lt产生的磁通,而省略了送电线圈Lt以及受电线圈Lr的磁芯Ct、Cr和磁性体Fa中的磁通的图示。还有,图2中,在由送电线圈Lt产生的磁通中,作为代表性的磁通示出与受电线圈Lr交链的磁通Bt1、大圈环绕至远离受电线圈单元Lru1的地方的磁通Bn1、以及通过磁性体Fa的磁通Bf1。
如图1所示,无线电力传输装置S1具有无线送电装置Ut1和无线受电装置Ur1。
无线送电装置Ut1具有电源PW、变频器INV及送电线圈Lt。无线受电装置Ur1具有受电线圈单元Lru1和整流电路DB。
首先,对无线送电装置Ut1的结构进行说明。电源PW将直流电力供给至后述的变频器INV。作为电源PW没有特别的限制,只要输出直流电力即可,可列举对商业用交流电源进行整流和平滑的直流电源、二次电池、太阳能光伏发电的直流电源、或者开关转换器等的开关电源装置等。
变频器INV具有将由电源PW供给的输入直流电力转换为交流电力的功能。在本实施方式中,变频器INV将由电源PW供给的输入直流电力转换为交流电力并供给至后述的送电线圈Lt。作为变频器INV由桥接多个开关元件的开关电路构成。作为构成该开关电路的开关元件,例如可列举MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor,金氧半场效晶体管)和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)等元件。
如图2所示,送电线圈Lt具备磁芯Ct和绕组Wt。送电线圈Lt是以螺旋状卷绕的电磁铁线圈并将由铜或铝等的绞合线构成的绕组Wt卷绕在板状或棒状的磁芯Ct上而形成。送电线圈Lt的轴向相对于送电线圈Lt与后述的受电线圈单元Lru1的对置方向正交。根据与后述的受电线圈Lr之间的间距和所希望的电力传输效率等而适当地设定送电线圈Lt的匝数。另外,当本实施方式所涉及的无线电力传输装置S1适用于向电动汽车等车辆馈送电力的馈电设备时,送电线圈Lt配设在地中或地面附近。
接着,对无线受电装置Ur1的结构进行说明。受电线圈单元Lru1具有接受由送电线圈Lt供给的交流电力的功能。另外,当本实施方式所涉及的无线电力传输装置S1适用于向电动汽车等车辆馈送电力的馈电设备时,受电线圈单元Lru1搭载于车辆下部。受电线圈单元Lru1具备受电线圈Lr、导体板Sa及磁性体Fa。
如图2所示,受电线圈Lr具备磁芯Cr和绕组Wr。受电线圈Lr是以螺旋状卷绕的电磁铁线圈并将由铜或铝等的绞合线构成的绕组Wr卷绕在板状或棒状的磁芯Cr而形成。受电线圈Lr的轴向相对于送电线圈Lt与受电线圈单元Lru1的对置方向正交。根据与送电线圈Lt之间的间距和所希望的电力传输效率等而适当地设定受电线圈Lr的匝数。
导体板Sa沿着受电线圈Lr的轴而配置。具体而言,导体板Sa沿着受电线圈Lr的与和送电线圈Lt对置的面相反的一侧的面,以与受电线圈Lr的轴平行的方式配置。该导体板Sa作为用于防止送电线圈Lt或受电线圈Lr与后述的磁性体Fa的磁耦合变得过高的电磁屏蔽材料发挥作用。具体而言,导体板Sa作为通过感应电流、涡电流等消除磁场来抑制磁通通过的屏蔽材料发挥作用。因而,作为导体板Sa没有特别的限制,只要是表面作为电磁屏蔽材料发挥作用的非磁性的导体即可,可列举铝和铜、或者表面实施了镀锌的钢板等。在本实施方式中,从送电线圈Lt与受电线圈单元Lru1的对置方向观察时,送电线圈Lt的中心点与受电线圈单元Lru1的中心点重叠的情况下,受电线圈单元Lru1的导体板Sa的外轮廓位于比送电线圈Lt的磁芯Ct的外轮廓更靠外侧的位置。因此,通过导体板Sa,可更有效地抑制送电线圈Lt与后述的磁性体Fa的磁耦合变得过高,在由送电线圈Lt产生的磁通中不与受电线圈Lr交链的磁通将形成选择性地通过后述的磁性体Fa的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
磁性体Fa沿着导体板Sa的与和受电线圈Lr对置的面相反的面而配置。还有,为了形成磁阻较低的磁路,由相对磁导率较高的材质构成磁性体Fa。具体而言,若磁性体Fa的相对磁导率为1以上,则与周围空间相比,磁性体Fa的磁阻率较低,因此磁性体Fa形成磁阻较低的磁路,从而可得到减小漏磁场的效果。在本实施方式中,为了更有效地减小漏磁场,由铁或铁素体等相对磁导率比较高的材料构成磁性体Fa。另外,在本实施方式中,磁性体Fa由一块板构成,但不限于此,例如也可以将多块板进行分割配置。在任一情况下,都能够通过磁性体Fa形成磁阻较低的磁路。并且,也可以用由磁性体构成的设置在车辆下部附近的车辆的零部件来代替磁性体Fa。
还有,磁性体Fa具有第1部分F1A,该第1部分F1A位于比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置,且从受电线圈Lr的轴向观察时,位于导体板Sa的与和受电线圈Lr对置的一侧相反的一侧。即,磁性体Fa比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向上的一侧的外轮廓(图示左端)更向外侧(图示左侧)突出。
还有,磁性体Fa具有第2部分F2A,该第2部分F2A位于比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置,且从受电线圈Lr的轴向观察时,位于导体板Sa的与和受电线圈Lr对置的一侧相反的一侧。即,磁性体Fa比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向上的另一侧的外轮廓(图示右端)更向外侧(图示右侧)突出。另外,在与受电线圈Lr的轴向正交的方向上,磁性体Fa可以比导体板Sa的外轮廓更向外侧突出,也可以不突出。在本实施方式中,在与受电线圈Lr的轴向正交的方向上,导体板Sa的长度与磁性体Fa的长度大致相等。
整流电路DB具有将受电线圈Lr接受的交流电力整流为直流电力的功能。作为整流电路DB,可列举具备使用二极管电桥的全波整流功能和使用电容器以及三端稳压器的电力平滑化功能的转换电路等。由该整流电路DB整流的直流电力输出至负荷R。在此,当本实施方式所涉及的无线电力传输装置S1适用于向电动汽车等车辆馈送电力的馈电设备时,作为负荷R可列举车辆所具有的二次电池。
接着,参照图2对本实施方式中的由送电线圈Lt产生的磁通和不必要的漏磁场的减小作用进行详细说明。
如图2所示,送电线圈Lt产生与受电线圈Lr交链的磁通Bt1。通过该磁通Bt1与受电线圈Lr交链,在受电线圈Lr的绕组Wr中产生电动势。而且,在受电线圈Lr中产生的电力通过整流电路DB进行整流并输出至负荷R。在此,导体板Sa沿着受电线圈Lr的与和送电线圈Lt对置的面相反的一侧的面而设置,因此可抑制因磁通Bt1形成通过磁性体Fa的磁路而使与受电线圈Lr交链的磁通减少。即,通过导体板Sa,可抑制送电线圈Lt或受电线圈Lr与磁性体Fa的磁耦合变得过高,且能够防止送电线圈Lt与受电线圈Lr的磁耦合显著下降。其结果,可抑制电力传输效率的下降。尤其在本实施方式中,从送电线圈Lt与受电线圈Lr的对置方向观察时,导体板Sa的外轮廓位于比送电线圈Lt的磁芯Ct的外轮廓更靠外侧的位置。因而,能够抑制因磁通Bt1形成通过磁性体Fa的磁路而使与受电线圈Lr交链的磁通减少。即,通过导体板Sa,可有效地抑制送电线圈Lt与磁性体Fa的磁耦合变得过高。
另一方面,如图2所示,送电线圈Lt产生不与受电线圈Lr交链而大圈环绕至远离受电线圈单元Lru1的地方的磁通Bn1。该大圈环绕至远离受电线圈单元Lru1的地方的磁通Bn1在远离受电线圈单元Lru1的地方形成不必要的漏磁场。还有,送电线圈Lt产生不与受电线圈Lr交链而通过磁性体Fa的磁通Bf1。该通过磁性体Fa的磁通Bf1在受电线圈单元Lru1的附近进行环绕,因此不会形成环绕至远离受电线圈单元Lru1的地方的磁路。
在此,磁性体Fa的磁阻率小于周围空间的磁阻率,因此通过磁性体Fa的磁路的磁阻变得小于大圈环绕至远离受电线圈单元Lru1的地方的磁路的磁阻。因而,通过磁性体Fa的磁通Bf1变多,而大圈环绕至远离受电线圈单元Lru1的地方的磁通Bn1变少。其结果,大圈环绕至远离受电线圈单元Lru1的磁通Bn1较少,因此远离受电线圈单元Lru1的地方的磁通密度较低,由远离受电线圈单元Lru1的地方的磁通密度表示的不必要的漏磁场的强度也会变低。
还有,磁性体Fa的第1以及第2部分F1A、F2A被配置为位于导体板Sa在受电线圈Lr轴向上的两端的外侧,因此在由送电线圈Lt产生的磁通中不与受电线圈Lr交链的磁通更容易形成通过磁性体Fa的磁路。即,第1以及第2部分F1A、F2A被配置为使通过磁性体Fa形成的磁路的磁阻变得更小。因而,能够更有效地减小不必要的漏磁场。
并且,在本实施方式中,从送电线圈Lt与受电线圈Lr的对置方向观察时,导体板Sa的外轮廓位于比送电线圈Lt的磁芯Ct的外轮廓更靠外侧的位置。因而,能够更有效地抑制与受电线圈Lr交链的磁通Bt1形成通过磁性体Fa的磁路,并且不与受电线圈Lr交链的磁通将形成选择性地通过磁性体Fa的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
综上所述,在本实施方式中的受电线圈单元Lru1中,磁性体Fa具备位于比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置的第1部分F1A、以及位于比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置的第2部分F2A,由此可形成磁阻较低的磁路。即,与大圈环绕至远离受电线圈单元Lru1的地方的磁路的磁阻相比,通过磁性体Fa的磁路的磁阻变小,由此大圈环绕至远离受电线圈单元Lru1的地方的磁通Bn1变少,其结果,在远离受电线圈单元Lru1的地方形成的不必要的漏磁场强度会下降。并且,通过沿着受电线圈Lr的轴而配置的非磁性的导体板Sa,可抑制送电线圈Lt或受电线圈Lr与磁性体Fa的磁耦合变得过高,因此能够防止送电线圈Lt与受电线圈Lr的磁耦合显著下降,其结果,可抑制电力传输效率的下降。
还有,在本实施方式中的受电线圈单元Lru1中,从送电线圈Lt与受电线圈Lr的对置方向观察时,导体板Sa的外轮廓位于比送电线圈Lt的磁芯Ct的外轮廓更靠外侧的位置。因而,通过导体板Sa,可更有效地抑制送电线圈Lt与磁性体Fa的磁耦合变得过高,在由送电线圈Lt产生的磁通中不与受电线圈Lr交链的磁通将形成选择性地通过磁性体Fa的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
(第2实施方式)
接着,参照图3对本发明的第2实施方式所涉及的无线电力传输装置S1b进行说明。图3为在将本发明的第2实施方式所涉及的受电线圈单元与第1以及第2送电线圈和第1以及第2送电线圈的磁芯一同显示的截面图中,示意性地显示由第1以及第2送电线圈产生的磁通的图。但是,在该图中示意性地示出由第1以及第2送电线圈Lta、Ltb产生的磁通,而省略第1以及第2送电线圈Lta、Ltb以及受电线圈Lr的磁芯Ctb、Cr、以及磁性体Fa中的磁通的图示。还有,图3中,在由第1以及第2送电线圈Lta、Ltb产生的磁通中,作为代表性的磁通示出与受电线圈Lr交链的磁通Bt1b、大圈环绕至远离受电线圈单元Lru1的地方的磁通Bn1b、以及通过磁性体Fa的磁通Bf1b。
无线电力传输装置S1b具有无线送电装置Ut1b和无线受电装置Ur1b。并且,无线送电装置Ut1b具有电源PW、变频器INV、第1以及第2送电线圈Lta、Ltb、以及磁芯Ctb。还有,无线受电装置Ur1b具有受电线圈单元Lru1和整流电路DB。
在此,无线电力传输装置S1b的电源PW、变频器INV、受电线圈单元Lru1及整流电路DB的结构与第1实施方式所涉及的无线电力传输装置S1中的相应构件相同。在无线电力传输装置S1b中,替代送电线圈Lt而具备第1以及第2送电线圈Lta、Ltb、以及磁芯Ctb,在这一点上不同于无线电力传输装置S1。下面,重点说明与无线电力传输装置S1的不同点。
第1以及第2送电线圈Lta、Ltb并列设置在同一平面上,第1以及第2送电线圈Lta、Ltb的轴均与第1以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈单元Lru1的对置方向平行。第1以及第2送电线圈Lta、Ltb将由铜或铝等的绞合线构成的绕组卷绕成平面状而形成。根据与受电线圈单元Lru1之间的间距和所希望的电力传输效率等适当地设定第1以及第2送电线圈Lta、Ltb的匝数。第1送电线圈Lta和第2送电线圈Ltb被串联电连接。第1以及第2送电线圈Lta、Ltb与变频器INV连接。通过第1以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈单元Lru1对置以无线方式传输电力。
还有,第1送电线圈Lta和第2送电线圈Ltb的在电流流过时所产生的磁场的方向相互成为相反方向。即,当第1送电线圈Lta和第2送电线圈Ltb的卷绕方向为相同方向时,被连接为使流过第1送电线圈Lta的电流的方向和流过第2送电线圈Ltb的电流的方向相互成为相反方向即可。或者,当第1送电线圈Lta和第2送电线圈Ltb的卷绕方向相互为相反方向时,被连接为使流过第1送电线圈Lta的电流的方向和流过第2送电线圈Ltb的电流的方向相互成为相同方向即可。如此使所产生的磁场的方向相互成为相反方向,由此可通过彼此产生的磁场来有效地形成交链送电线圈Lta、Ltb双方的磁路。
磁芯Ctb沿着第1以及第2送电线圈Lta、Ltb的与和受电线圈单元Lru1对置的一侧相反的一侧而配置。磁芯Ctb使用铁素体等相对磁导率比较高的材料构成。通过磁芯Ctb,第1以及第2送电线圈Lta、Ltb的电感变高,并且第1送电线圈Lta与第2送电线圈Ltb的磁耦合变高,因此能够有效地产生磁通。
从第1以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈单元Lru1的对置方向观察时,磁芯Ctb的中心点与受电线圈单元Lru1的中心点重叠的情况下,磁芯Ctb的外轮廓位于比受电线圈单元Lru1的导体板Sa的外轮廓更靠内侧的位置。即,从第1以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈单元Lru1的对置方向观察时,受电线圈单元Lru1的导体板Sa的外轮廓位于比磁芯Ctb的外轮廓更靠外侧的位置。因此,通过导体板Sa,可更有效地抑制第1以及第2送电线圈Lta、Ltb与磁性体Fa的磁耦合变得过高,在由第1以及第2送电线圈Lta、Ltb产生的磁通中不与受电线圈Lr交链的磁通将形成选择性地通过磁性体Fa的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
接着,参照图3对由第1以及第2送电线圈Lta、Ltb产生的磁通及不必要的漏磁场的减小作用进行详细说明。
如图3所示,第1以及第2送电线圈Lta、Ltb产生与受电线圈Lr交链的磁通Bt1b。通过该磁通Bt1b与受电线圈Lr交链,在受电线圈Lr中产生电动势。
另一方面,如图3所示,第1以及第2送电线圈Lta、Ltb产生不与受电线圈Lr交链而大圈环绕至远离受电线圈单元Lru1的地方的磁通Bn1b、以及不与受电线圈Lr交链而通过磁性体Fa的磁通Bf1b。在此,通过磁导率高于周围空间的磁导率的磁性体Fa形成磁阻低于周围空间的磁阻的磁路,因此大圈环绕至远离受电线圈单元Lru1的地方的磁通Bn1b会减少,能够减少在远离受电线圈单元Lru1的地方形成的不必要的漏磁场。
在此,在受电线圈单元Lru1中,导体板Sa沿着受电线圈Lr的与和第1以及第2送电线圈Lta、Ltb对置的面相反的一侧的面而设置,因此可抑制因磁通Bt1b形成通过磁性体Fa的磁路而使与受电线圈Lr交链的磁通减少。即,通过导体板Sa,可抑制第1以及第2送电线圈Lta、Ltb或受电线圈Lr与磁性体Fa的磁耦合变得过高,且能够防止第1以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈Lr的磁耦合显著下降。其结果,可抑制电力传输效率的下降。
尤其在本实施方式中,从第1以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈单元Lru1的对置方向观察时,导体板Sa的外轮廓位于比第1以及第2送电线圈Lta、Ltb的磁芯Ctb的外轮廓更靠外侧的位置。因而,磁通Bt1b将形成通过磁性体Fa的磁路,由此能够有效地抑制与受电线圈Lr交链的磁通减少。即,通过导体板Sa,可有效地抑制第1以及第2送电线圈Lta、Ltb与磁性体Fa的磁耦合变得过高。
综上所述,在本实施方式中的受电线圈单元Lru1中,从第1以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈Lr的对置方向观察时,导体板Sa的外轮廓位于比第1以及第2送电线圈Lta、Ltb的磁芯Ctb的外轮廓更靠外侧的位置。因而,通过导体板Sa,可更有效地抑制第1以及第2送电线圈Lta、Ltb与磁性体Fa的磁耦合变得过高,在由第1以及第2送电线圈Lta、Ltb产生的磁通中不与受电线圈Lr交链的磁通将形成选择性地通过磁性体Fa的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
(第3实施方式)
接着,参照图4对本发明的第3实施方式所涉及的无线电力传输装置S2进行说明。另外,在本实施方式中,对本发明所涉及的线圈单元适用于无线电力传输装置中的送电线圈单元的例子进行说明。图4为在将本发明的第3实施方式所涉及的送电线圈单元与受电线圈一同显示的截面图中,示意性地显示由送电线圈产生的磁通的图。但是,在该图中省略送电线圈Lt以及受电线圈Lr的磁芯Ct、Cr、以及磁性体Fb中的磁通的图示。还有,图4中,在由送电线圈Lt产生的磁通中,作为代表性的磁通示出与受电线圈Lr交链的磁通Bt2、大圈环绕至远离送电线圈单元Ltu1的地方的磁通Bn2、以及通过磁性体Fb的磁通Bf2。
无线电力传输装置S2具有无线送电装置Ut2和无线受电装置Ur2。无线送电装置Ut2具有电源PW、变频器INV及送电线圈单元Ltu1,无线受电装置Ur2具有受电线圈Lr和整流电路DB。在此,电源PW、变频器INV及整流电路DB的结构与第1实施方式所涉及的无线电力传输装置S1中的相应构件相同。在本发明的第3实施方式所涉及的无线电力传输装置S2中,替代送电线圈Lt而具备送电线圈单元Ltu1,且替代受电线圈单元Lru1而具备受电线圈Lr,在这一点上不同于第1实施方式。另外,本实施方式中的受电线圈Lr的结构与第1实施方式所涉及的受电线圈单元Lru1所具备的受电线圈Lr相同。即,本实施方式中的受电线圈Lr是从第1实施方式中的受电线圈单元Lru1中去除导体板Sa和磁性体Fa而得到的。下面,重点说明与第1实施方式的不同点。
首先,对送电线圈单元Ltu1的结构进行说明。送电线圈单元Ltu1具备送电线圈Lt、导体板Sb及磁性体Fb。另外,送电线圈Lt、导体板Sb及磁性体Fb各自的结构与第1实施方式中的无线电力传输装置S1所具备的无线送电装置Ut1的送电线圈Lt、以及第1实施方式所涉及的受电线圈单元Lru1所具备的导体板Sa、磁性体Fa相同。
导体板Sb沿着送电线圈Lt的轴而配置。具体而言,导体板Sb沿着送电线圈Lt的与和受电线圈Lr对置的面相反的一侧的面而配置,从送电线圈单元Ltu1与受电线圈Lr的对置方向观察时,导体板Sb的外轮廓位于比送电线圈Lt的磁芯Ct的外轮廓更靠外侧的位置。因此,通过导体板Sb,可更有效地抑制送电线圈Lt与磁性体Fb的磁耦合变得过高,在由送电线圈Lt产生的磁通中不与受电线圈Lr交链的磁通将形成选择性地通过磁性体Fb的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
磁性体Fb沿着导体板Sb的与和送电线圈Lt对置的面相反的面而配置。从受电线圈Lr观察送电线圈单元Ltu1时,磁性体Fb比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的外轮廓更向两外侧突出。还有,为了形成磁阻较低的磁路,使用非磁导率比较高的铁或铁素体等构成磁性体Fb。另外,在本实施方式中,磁性体Fb由一块板构成,但不限于此,例如也可以将多块板进行分割配置。在任一情况下,都能够通过磁性体Fb形成磁阻较低的磁路。
还有,磁性体Fb具有第1部分F1B,该第1部分F1B位于比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置,且从送电线圈Lt的轴向观察时,位于导体板Sb的与和送电线圈Lt对置的一侧相反的一侧。即,磁性体Fb比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的一侧的外轮廓(图示左端)更向外侧(图示左侧)突出。
并且,磁性体Fb具有第2部分F2B,该第2部分F2B位于比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置,且从送电线圈Lt的轴向观察时,位于导体板Sb的与和送电线圈Lt对置的一侧相反的一侧。即,磁性体Fb比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的另一侧的外轮廓(图示右端)更向外侧(图示右侧)突出。另外,在与送电线圈Lt的轴向正交的方向上,磁性体Fb可以比导体板Sb的外轮廓更向外侧突出,也可以不突出。在本实施方式中,在与送电线圈Lt的轴向正交的方向上,导体板Sb的长度与磁性体Fb的长度大致相等。
接着,参照图4对本实施方式中的由送电线圈Lt产生的磁通及不必要的漏磁场的减小作用进行详细说明。
如图4所示,送电线圈Lt产生与受电线圈Lr交链的磁通Bt2。通过该磁通Bt2与受电线圈Lr交链,在受电线圈Lr的绕组Wr中产生电动势。而且,在受电线圈Lr中产生的电力通过整流电路DB进行整流并输出至负荷R。在此,导体板Sb沿着送电线圈Lt的与和受电线圈Lr对置的面相反的一侧的面而设置,因此可抑制因磁通Bt2形成通过磁性体Fb的磁路而使与受电线圈Lr交链的磁通减少。即,通过导体板Sb,可抑制送电线圈Lt与磁性体Fb的磁耦合变得过高,且能够防止送电线圈Lt与受电线圈Lr的磁耦合显著下降。其结果,可抑制电力传输效率的下降。尤其在本实施方式中,从送电线圈Lt与受电线圈Lr的对置方向观察时,导体板Sb的外轮廓位于比送电线圈Lt的磁芯Ct的外轮廓更靠外侧的位置。因而,能够有效地抑制因磁通Bt2产生通过磁性体Fb的磁路而使与受电线圈Lr交链的磁通减少。即,通过导体板Sb,可有效地抑制送电线圈Lt与磁性体Fb的磁耦合变得过高。
另一方面,如图4所示,送电线圈Lt产生不与受电线圈Lr交链而大圈环绕至远离送电线圈单元Ltu1的地方的磁通Bn2。该大圈环绕至远离送电线圈单元Ltu1的地方的磁通Bn2在远离送电线圈单元Ltu1的地方形成不必要的漏磁场。还有,送电线圈Lt产生不与受电线圈Lr交链而通过磁性体Fb的磁通Bf2。该通过磁性体Fb的磁通Bf2在送电线圈单元Ltu1的附近进行环绕,因此不会形成环绕至远离送电线圈单元Ltu1的地方的磁路。
在此,在送电线圈单元Ltu1中,通过磁导率高于周围空间的磁导率的磁性体Fb形成磁阻低于周围空间的磁阻的磁路,因此大圈环绕至远离送电线圈单元Ltu1的地方的磁通Bn2会减少,能够减少在远离送电线圈单元Ltu1的地方形成的不必要的漏磁场。并且,磁性体Fb的第1以及第2部分F1B、F2B被配置为位于导体板Sb在送电线圈Lt轴向上的两端的外侧,因此通过磁性体Fb形成的磁路的磁阻进一步变小,能够有效地减小不必要的漏磁场。
还有,在本实施方式中,从送电线圈Lt与受电线圈Lr的对置方向观察导体板Sb和送电线圈Lt时,导体板Sb的外轮廓位于比送电线圈Lt的磁芯Ct的外轮廓更靠外侧的位置。因而,能够更有效地抑制与受电线圈Lr交链的磁通Bt2形成通过磁性体Fb的磁路,并且不与受电线圈Lr交链的磁通将形成选择性地通过磁性体Fb的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
综上所述,在本实施方式中的送电线圈单元Ltu1中,磁性体Fb具有位于比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置的第1部分F1B、以及位于比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置的第2部分F2B,由此可形成磁阻较低的磁路。即,与大圈环绕至远离送电线圈单元Ltu1的地方的磁路的磁阻相比,通过磁性体Fb的磁路的磁阻变小,由此大圈环绕至远离送电线圈单元Ltu1的地方的磁通Bn2减少,其结果,在远离送电线圈单元Ltu1的地方形成的不必要的漏磁场强度会下降。并且,通过沿着送电线圈Lt的轴而配置非磁性的导体板Sb,可抑制送电线圈Lt与磁性体Fb的磁耦合变得过高,因此能够防止送电线圈Lt与受电线圈Lr的磁耦合显著下降,其结果,可抑制电力传输效率的下降。
还有,在本实施方式中的送电线圈单元Ltu1中,从送电线圈Lt与受电线圈Lr的对置方向观察时,导体板Sb的外轮廓位于比送电线圈Lt的磁芯Ct的外轮廓更靠外侧的位置。因而,通过导体板Sb,可更有效地抑制送电线圈Lt与磁性体Fb的磁耦合变得过高,在由送电线圈Lt产生的磁通中不与后述的受电线圈Lr交链的磁通将形成选择性地通过磁性体Fb的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
(第4实施方式)
接着,参照图5以及图6对本发明的第4实施方式所涉及的无线电力传输装置S3进行说明。另外,在本实施方式中,对本发明所涉及的线圈单元适用于无线电力传输装置中的受电线圈单元的例子进行说明。图5为在将本发明的第4实施方式所涉及的受电线圈单元与送电线圈一同显示的截面图中,示意性地显示由送电线圈产生的磁通的图。图6为示意性地显示图5中受电线圈单元和送电线圈发生位置偏移时由送电线圈产生的磁通的图。另外,在图5以及图6中省略送电线圈Lt以及受电线圈Lr的磁芯Ct、Cr、以及磁性体Fc中的磁通的图示。还有,图5中,在由送电线圈Lt产生的磁通中,作为代表性的磁通示出与受电线圈Lr交链的磁通Bt3、大圈环绕至远离受电线圈单元Lru2的地方的磁通Bn3、以及通过磁性体Fc的磁通Bf3。
无线电力传输装置S3具有无线送电装置Ut1和无线受电装置Ur3。并且,无线受电装置Ur3具有受电线圈单元Lru2和整流电路DB。在此,无线送电装置Ut1和整流电路DB的结构与第1实施方式所涉及的无线电力传输装置S1中的相应构件相同。在本发明的第4实施方式所涉及的无线电力传输装置S3的无线送电装置Ur3中替代受电线圈单元Lru1而具备受电线圈单元Lru2,在这一点上不同于第1实施方式。下面,对于本发明的第4实施方式所涉及的线圈单元,重点说明与第1实施方式的不同点。
首先,参照图5对受电线圈单元Lru2的结构进行说明。受电线圈单元Lru2具备受电线圈Lr、导体板Sa及磁性体Fc。在此,受电线圈Lr和导体板Sa的结构与第1实施方式所涉及的受电线圈单元Lru1所具备的受电线圈Lr、导体板Sa相同。本实施方式所涉及的受电线圈单元Lru2替代磁性体Fa而具备磁性体Fc,在这一点上不同于第1实施方式所涉及的受电线圈单元Lru1。
磁性体Fc具有第1部分F1C、第2部分F2C及第3部分F3C。第1部分F1C被配置为从受电线圈Lr的轴向观察时位于导体板Sa的与和受电线圈Lr对置的面相反的面侧。还有,第1部分F1C被配置为位于比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向的一侧的外轮廓更靠外侧的位置。第1部分F1C由磁导率较高的磁性体中磁导率的虚数成分值比较低的铁素体等构成。
第2部分F2C被配置为从受电线圈Lr的轴向观察时位于导体板Sa的与和受电线圈Lr对置的面相反的面侧。还有,第2部分F2C被配置为比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置。第2部分F2C由磁导率较高的磁性体中磁导率的虚数成分值比较低的铁素体等构成。
第3部分F3C沿着导体板Sa的与和受电线圈Lr对置的面相反的面而配置。还有,在本实施方式中,第3部分F3C在受电线圈Lr的轴向上的一侧的端部(图示左端)与第1部分F1C连结,第3部分F3C的另一侧的端部(图示右端)与第2部分F2C连结。即,第1以及第2部分F1C、F2C经由第3部分F3C连结。此时,由通过磁性体Fc的磁通形成的磁路的磁阻进一步降低,因此能够更可靠地提高漏磁场减小效果。第3部分F3C由使用非磁导率比较高的铁等的材料构成。
在此,与第1以及第2部分F1C、F2C一样,第3部分F3C即使由磁导率的虚数成分值比较低的铁素体等构成也能够得到漏磁场减小效果。但是,如图5所示,第3部分F3C比受电线圈Lr更长且为具有较薄的形状,因此当本实施方式中的受电线圈单元Lru2搭载于车辆下部等的移动体时,若由铁素体构成第3部分F3C,则担心第3部分F3C的机械强度无法承受移动体的振动。因而,第3部分F3C优选由机械强度比较高的磁性体构成。
接着,参照图5对本实施方式中的由送电线圈Lt产生的磁通和不必要的漏磁场的减小作用进行详细说明。
如图5所示,送电线圈Lt产生与受电线圈Lr交链的磁通Bt3。通过该磁通Bt3与受电线圈Lr交链,在受电线圈Lr的绕组Wr中产生电动势。在此,导体板Sa沿着受电线圈Lr的与受电面相反的一侧而设置,因此可抑制送电线圈Lt或受电线圈Lr与磁性体Fc的磁耦合变得过高,且能够防止送电线圈Lt与受电线圈Lr的磁耦合显著下降。
另一方面,如图5所示,送电线圈Lt产生不与受电线圈Lr交链而大圈环绕至远离受电线圈单元Lru2的地方的磁通Bn3、以及不与受电线圈Lr交链而通过磁性体Fc的磁通Bf3。在此,通过磁导率高于周围空间的磁导率的磁性体Fc形成磁阻低于周围空间的磁阻的磁路,因此大圈环绕至远离受电线圈单元Lru2的地方的磁通Bn3会减少,能够减小在远离受电线圈单元Lru2的地方形成的不必要的漏磁场。
接着,参照图6对送电线圈Lt和受电线圈单元Lru2发生位置偏移的情况进行说明。图6中示出受电线圈单元Lru2相对于送电线圈Lt位置偏移而磁性体Fc的第1部分F1C与送电线圈Lt的端部靠近的情况。
如图6所示,在磁性体Fc的第1部分F1C与送电线圈Lt的端部靠近时,通过第1部分F1C的磁通显著增加。即,在第1部分F1C中,局部磁通密度变高。若磁性体中的磁通密度如此变高,则具有损失以及发热会显著增加的忧虑。相对于此,在本实施方式中,通过由磁导率的虚数成分值比较小的铁素体等构成第1部分F1C,即使第1部分F1C的磁通密度变高,也能够抑制显著的损失以及发热。还有,在受电线圈单元Lru2向与图6所示的情况相反的方向位置偏移而磁性体Fc的第2部分F2C与送电线圈Lt的端部靠近的情况下,也与上述一样,由于第2部分F2C由磁导率的虚数成分值比较小的铁素体等构成,因此即使第2部分F2C的磁通密度变高,也能够抑制显著的损失以及发热。
综上所述,在本实施方式中的受电线圈单元Lru2中,磁性体Fc具有位于比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置的第1部分F1C、及位于比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置的第2部分F2C,由此可形成磁阻较低的磁路。即,与大圈环绕至远离受电线圈单元Lru2的地方的磁路的磁阻相比,通过磁性体Fc的磁路的磁阻变小,由此大圈环绕至远离受电线圈单元Lru2的地方的磁通Bn3减少,其结果,在远离受电线圈单元Lru2的地方形成的不必要的漏磁场强度会下降。并且,通过沿着受电线圈Lr的轴而配置的非磁性的导体板Sa,可抑制送电线圈Lt或受电线圈Lr与磁性体Fc的磁耦合变得过高,因此能够防止送电线圈Lt与受电线圈Lr的磁耦合显著下降,其结果,可抑制电力传输效率的下降。
并且,在本实施方式中的受电线圈单元Lru2中,磁性体Fc的第1以及第2部分F1C、F2C的磁导率的虚数成分值小于第3部分F3C的磁导率的虚数成分值。因而,在受电线圈单元Lru2位置偏移而位于比导体板Sa的外轮廓更靠外侧的位置的第1或第2部分F1C、F2C与和受电线圈单元Lru2对置的送电线圈Lt靠近时,即使第1或第2部分F1C、F2C的磁通密度局部变高,也能够抑制第1以及第2部分F1C、F2C中的损失以及发热。
下面,通过实施例1、2和比较例具体示出通过上述实施方式减小不必要的漏磁场,并且抑制电力传输效率下降。
作为实施例1使用了上述的第1实施方式所涉及的无线电力传输装置S1。作为实施例2使用了上述的第4实施方式所涉及的无线电力传输装置S3。还有,作为比较例,为了与实施例1、2比较特性,使用了在第1实施方式所涉及的无线电力传输装置S1中去除导体板Sa和第1以及第2磁性体Fa的无线电力传输装置。
首先,参照图7对比较例的无线电力传输装置中的送电线圈Lt10和受电线圈Lr10的结构进行说明。图7为比较例的受电线圈和送电线圈的截面图。送电线圈Lt10是在磁芯Ct10上以螺旋状卷绕有绕组Wt10的电磁铁线圈,受电线圈Lr10是在磁芯Cr10上卷绕有绕组Wr10的电磁铁线圈。即,比较例的无线电力传输装置是从第1实施方式所涉及的无线电力传输装置S1中去除导体板Sa和磁性体Fa而得到的。
在此,实施例1、2以及比较例中的送电线圈Lt、Lt10的绕组Wt、Wt10、以及受电线圈Lr、Lr10的绕组Wr、Wr10中使用了将大致4000根的用聚酰亚胺包覆的直径为0.05mm的铜线捻成一股的直径大约为6mm的绞合线。还有,送电线圈Lt、Lt10的磁芯Ct、Ct10、以及受电线圈Lr、Lr10的磁芯Cr、Cr10使用了长300mm、宽300mm、厚30mm的铁素体(相对磁导率大致为3000)。另外,送电线圈Lt、Lt10、以及受电线圈Lr、Lr10将绕组Wt、Wt10、Wr、Wr10以螺旋状卷绕30匝而构成。
还有,在实施例1、2的受电线圈单元Lru1、Lru2中,作为导体板Sa、Sb使用了长600mm、宽500mm、厚3mm的铝板。并且,在实施例1的受电线圈单元Lru1中,作为磁性体Fa使用了长600mm、宽500mm、厚3mm的将磁性体粉末用树脂固化而成的板。另外,磁性体F被配置为向导体板Sa的受电线圈Lr轴向的两个外侧突出50mm。另一方面,在实施例2的受电线圈单元Lru2中,作为磁性体Fc的第1以及第2部分F1C、F2C使用了磁导率的虚数成分值比较小且损失更小的长50mm、宽50mm、厚40mm的铁素体(100kHz、200mT时的损失为350kW/m3以下),作为第3部分F3C使用了长100mm、宽500mm、厚3mm的铁板。
接着,在实施例1、2以及比较例中,测定了电力传输效率和不必要的漏磁场。此时,送电线圈Lt、Lt10和受电线圈Lr、Lr10被配置为将送电线圈Lt、Lt10与受电线圈Lr、Lr10的距离设为100mm并从送电线圈Lt、Lt10与受电线圈Lr、Lr10的对置方向观察时,送电线圈Lt、Lt10的中心与受电线圈Lr、Lr10的中心一致。还有,为了调整电路的阻抗,以与送电线圈Lt、Lt10以及受电线圈Lr、Lr10串联的方式插入与送电线圈Lt、Lt10或受电线圈Lr、Lr10的阻抗相对应的容量的电容器进行了测定。另外,电源PW的供给电力调节为供给至负荷R的电力成为1.5kW。
电力传输效率是在考虑事先测定的变频器INV中的损失和整流电路DB中的损失,并且根据测定由电源PW供给的电力和供给至负荷R的电力的测定结果来算出送电线圈单元与受电线圈之间的效率的。
不必要的漏磁场以距离受电线圈Lr、Lr10的中心10m的位置的磁场强度为指标。磁场强度是通过从受电线圈Lr、Lr10的中心向受电线圈Lr、Lr10的轴向距离10m的位置设置环形天线来测定的。在此,在环形天线中测定正交的三个方向(X、Y、Z方向)的磁场强度并通过将这些磁场强度进行合成以算出漏磁场强度。另外,送电线圈Lt、Lt10设置在离地板面500mm的高处并将传输电力的面朝上,受电线圈Lr、Lr10设置在送电线圈Lt、Lt10的上部并间隔100mm配置。还有,环形天线设置为其中心位于离电波暗室的地板1.5m的高处。
实施例1、2和比较例的测定结果显示在图8。图中,棒状图表表示漏磁场强度,折线图表表示电力传输效率。
首先,对实施例1、2的测定结果进行比较,实施例1和实施例2的电力传输效率及漏磁场强度均大致相同。接着,对实施例1、2的测定结果与比较例的测定结果进行比较,实施例1、2的电力传输效率与比较例的电力传输效率大致相同,相对于此,实施例1、2的漏磁场强度显著低于比较例的漏磁场强度。即,可以认为在实施例1、2中,电力传输效率未下降,而漏磁场强度得到降低。综上所述,可以确认实施例1、2的受电线圈单元Lru1、Lru2不使电力传输效率下降而能够减小在远离的地方形成的不必要的漏磁场。
以上,根据实施方式对本发明进行了说明。实施方式是示例,在本发明的权利要求范围内可以进行种种变形和修改,本领域的技术人员应该理解这种变形例和修改都属于本发明的权利要求范围之内。因而,本说明书中的描述以及附图不具有局限性而应该作为例证来理解。

Claims (5)

1.一种线圈单元,用于从送电侧向受电侧进行无线电力传输,其特征在于,具备:
线圈,其以螺旋状卷绕有绕组;
非磁性的导体板,其沿着所述线圈的轴而配置;以及
磁性体,
其中,所述磁性体具有第1部分和第2部分,所述第1部分位于比所述导体板在所述线圈的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置,所述第2部分位于比所述导体板在所述线圈的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置,
从所述线圈的轴向观察时,所述第1以及第2部分位于所述导体板的与和所述线圈对置的一侧相反的一侧。
2.根据权利要求1所述的线圈单元,其特征在于,
所述磁性体还具备位于所述第1部分与所述第2部分之间的第3部分,
所述第1以及第2部分的磁导率的虚数成分值小于所述第3部分的磁导率的虚数成分值。
3.一种无线电力传输装置,通过送电线圈与受电线圈单元对置以无线方式传输电力,其特征在于,具备:
所述送电线圈,其在磁芯上卷绕有绕组;以及
所述受电线圈单元,其由权利要求1或2所述的线圈单元构成,
其中,从所述送电线圈与所述受电线圈单元的对置方向观察时,所述受电线圈单元的所述导体板的外轮廓位于比所述磁芯的外轮廓更靠外侧的位置。
4.一种无线电力传输装置,通过第1以及第2送电线圈与受电线圈单元对置以无线方式传输电力,其特征在于,具备:
并列设置的所述第1以及第2送电线圈,其在电流流过时所产生的磁场的方向相互成为相反方向;
磁芯,其沿着所述第1以及第2送电线圈的并列方向而配置;以及
所述受电线圈单元,其由权利要求1或2所述的线圈单元构成,
其中,从所述第1以及第2送电线圈与所述受电线圈单元的对置方向观察时,所述受电线圈单元的所述导体板的外轮廓位于比所述磁芯的外轮廓更靠外侧的位置。
5.一种无线电力传输装置,通过送电线圈单元与受电线圈对置以无线方式传输电力,其特征在于,具备:
所述送电线圈单元,其由权利要求1或2所述的线圈单元构成;以及
所述受电线圈,
其中,所述送电线圈单元的所述线圈具有磁芯,
从所述送电线圈单元与所述受电线圈的对置方向观察时,所述送电线圈单元的所述导体板的外轮廓位于比所述磁芯的外轮廓更靠外侧的位置。
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