CN106451817A - 送电装置以及受电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及送电装置以及受电装置。送电装置具有：送电线圈，形成为包围沿上下方向延伸的卷轴的周围，并且，在中央形成有中空部；铁氧体，在上表面配置送电线圈，形成有在从上方看时位于送电线圈的中空部的开口部；以及金属制的顶板部，在从送电线圈以及铁氧体的上方看时位于中空部内以及开口部内。

Description

送电装置以及受电装置
技术领域
本发明涉及送电装置以及受电装置。
背景技术
以往，关于将电力以非接触的方式从送电装置送到受电装置的非接触充电系统，提出了各种方案(日本特开2013-154815号公报、日本特开2013-146154号公报、日本特开2013-146148号公报、日本特开2013-110822号公报、日本特开2013-126327号公报)。
在日本特开2008-120239号公报中记载了送电装置以及受电装置。送电装置包括层积多个芯块(block core)而形成的E型芯以及安装于E型芯的送电线圈，采用螺旋线圈作为送电线圈。
受电装置具有层积多个芯块而形成的E型芯以及安装于E型芯的受电线圈，采用螺旋线圈作为受电线圈。
并且，在送电装置以及受电装置中都是，E型芯包括中央凸部和两端凸部，各线圈卷绕在各中央凸部。
发明内容
在日本特开2008-120239号公报所记载的送电装置以及受电装置中，在形成为突出状的中央凸部的周围安装线圈。本申请发明者们发现：在这样构成的送电装置以及受电装置之间传输电力的情况下，受电线圈和送电线圈离开预定距离时的耦合系数与受电线圈和送电线圈接近时的耦合系数之差大。因此，本申请发明者们努力地研究了产生上述现象的原因。
发明者们发现：在受电线圈和送电线圈离开预定距离时，通过送电装置的中央凸部的中央部和受电装置的中央凸部的中央部的磁通少。
具体地说，在送电线圈和受电线圈之间离开预定距离时，在送电装置中，从中央凸部的上表面中的送电线圈的内周缘部附近向受电装置射出磁通，在受电装置中，向中央凸部的下表面中的受电线圈的内周缘部附近入射磁通。
在受电线圈和送电线圈接近时，在送电装置中，从中央凸部的上表面的大致整个面射出磁通，在受电装置中，磁通从中央凸部的下表面的大致整个面入射。
结果发现：由于送电线圈和受电线圈的上下方向的距离变动，从而通过送电装置的中央凸部和受电装置的中央凸部的磁通量显著变动，受电线圈与送电线圈的耦合系数大幅变动。另外，若耦合系数大幅变动，则受电线圈的受电电压以及送电线圈的送电电流大幅变动，从而需要确保受电装置的耐电压范围、送电装置的耐电流范围大。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种送电装置以及受电装置，即使在送电线圈和受电线圈的上下方向的距离变动了时，也能够抑制耦合系数大幅变化。
本发明的送电装置具有：送电线圈，该送电线圈包括第1主表面、以及在送电方向上相对于所述第1主表面位于相反侧的第2主表面，并在中央形成有中空部；铁氧体，该铁氧体配置于所述送电线圈的所述第2主表面侧，形成有在沿所述送电线圈的卷轴延伸的方向看所述送电线圈时位于所述中空部的开口部；以及金属部，该金属部配置于由所述中空部以及所述开口部形成的空间内，并且，在沿所述送电线圈的卷轴延伸的方向看所述送电线圈时位于所述开口部内。
在送电线圈和受电线圈离开了预定距离的状态下，来自送电线圈的磁通以如下方式流动：通过送电线圈附近、朝向受电线圈，并且，在与受电线圈交链之后，返回送电线圈附近。
在送电线圈和受电线圈靠近了的情况下，送电线圈和受电线圈之间的磁路变短，会有大量的磁通流动。因此，从受电线圈返回的磁通不仅将通过送电线圈附近，还将通过送电线圈的中空部以及铁氧体的开口部，返回送电线圈。
另一方面，由于在开口部内设有金属部，因此，通过上述中空部以及开口部的磁通会被该金属部反射。
因此，从受电线圈返回送电线圈的磁通通过未设有金属部的磁路而返回送电线圈。
这样，磁通通过的路径受限，结果，会抑制通过送电线圈以及受电线圈的磁通量过大地增加。
结果，能够抑制送电线圈和受电线圈远离时的耦合系数与送电线圈和受电线圈靠近时的耦合系数之间产生较大的差异，能够抑制耦合系数根据受电线圈和送电线圈之间的距离而大幅变动。
优选的是，还具有：与所述送电线圈连接的设备；以及在内部收容设备的金属制的收容盒。所述金属部的至少一部分是收容盒。
通过使收容设备的盒为金属制成的，能够抑制从设备射出的噪声放射到外部。而且，收容盒兼作为上述金属部，因此，除了收容盒之外，无需设置金属物，能够实现零件数目的降低。
优选的是，上述收容盒包括从开口部朝向中空部突出的突出部。上述突出部包括周面、以及形成于周面的顶端部的顶板部。上述突出部的周面形成为弯曲成朝向突出部的中央部伸出的弯曲面状，并且形成为突出部的垂直于送电线圈的卷轴的方向上的宽度随着朝向送电方向而变窄。
从送电线圈的中空部的内表面射出的磁通随着靠近突出部而朝向送电方向前进。另一方面，突出部的周面形成为朝向突出部的中央部弯曲，因此，能够抑制送电线圈的磁通进入突出部的周面。由此，能够抑制突出部成为高温、送电效率的降低。
在一个方面，本发明的送电装置具有：送电线圈，该送电线圈包括第1主表面、以及在送电方向上相对于上述第1主表面位于相反侧的第2主表面，并在中央形成有中空部；铁氧体，该铁氧体配置于上述送电线圈的上述第2主表面侧，形成有在沿上述送电线圈的卷轴延伸的方向看上述送电线圈时位于上述中空部的开口部；以及高阻抗部件，该高阻抗部件配置于由上述中空部以及上述开口部形成的空间内，并且，在沿上述送电线圈的卷轴延伸的方向看上述送电线圈时配置于上述开口部内，磁阻比上述铁氧体高。
在送电线圈和受电线圈离开了预定距离的状态下，来自送电线圈的磁通以如下方式流动：通过送电线圈附近、朝向受电线圈，并且，在与受电线圈交链之后，返回送电线圈附近。
在送电线圈和受电线圈靠近了的情况下，送电线圈和受电线圈之间的磁路变短，会有大量的磁通流动。因此，从受电线圈返回的磁通不仅将通过送电线圈附近，还将通过送电线圈的中空部以及铁氧体的开口部，返回送电线圈。
另一方面，由于开口部内设有高阻抗部件，因此，通过送电线圈的中空部以及铁氧体的开口部的磁路的磁阻变高。结果，能够抑制通过送电线圈的中空部以及铁氧体的开口部的磁通量过大地变多。
由此，能够抑制送电线圈和受电线圈远离时的耦合系数与送电线圈和受电线圈靠近时的耦合系数之间产生较大的差异，能够抑制耦合系数根据受电线圈和送电线圈之间的距离而大幅变动。
在一个方面，本发明的受电装置具有：受电线圈，该受电线圈包括第1主表面、以及在受电方向上相对于上述第1主表面位于相反侧的第2主表面，并在中央形成有中空部；铁氧体，该铁氧体配置于上述受电线圈的上述第2主表面侧，形成有在沿上述受电线圈的卷轴延伸的方向看上述受电线圈时位于上述中空部的开口部；以及金属部，该金属部配置于由上述中空部以及上述开口部形成的空间内，并且，在沿上述受电线圈的卷轴延伸的方向看上述受电线圈时位于上述开口部内。
在送电线圈和受电线圈相互离开了的状态下，来自送电线圈的磁通通过受电线圈附近，返回送电线圈。
在送电线圈和受电线圈靠近了的情况下，送电线圈和受电线圈之间的磁路变短，会有大量的磁通与受电线圈交链。因此，从送电线圈朝向受电线圈的磁通不仅将通过受电线圈附近，还将通过受电线圈的中空部以及铁氧体的开口部。
另一方面，由于在开口部内设有金属部，因此，通过上述中空部以及开口部的磁通会被该金属部反射。
于是，来自送电线圈的磁通通过未设有金属部的磁路。
结果，能够抑制受电线圈和送电线圈离开预定距离时与受电线圈交链的磁通量与受电线圈和送电线圈靠近时与受电线圈交链的磁通量之间产生较大的差异。
因此，即使受电线圈和送电线圈之间的距离变动，也能够抑制耦合系数大幅变动。
在另一方面，本发明的受电装置具有：受电线圈，该受电线圈包括第1主表面、以及在受电方向上相对于上述第1主表面位于相反侧的第2主表面，并在中央形成有中空部；铁氧体，该铁氧体配置于上述受电线圈的上述第2主表面侧，形成有在沿上述受电线圈的卷轴延伸的方向看上述受电线圈时位于上述中空部的开口部；以及高阻抗部件，该高阻抗部件配置于由上述中空部以及上述开口部形成的空间内，并且，在沿上述受电线圈的卷轴延伸的方向看上述受电线圈时配置于上述开口部内，磁阻比上述铁氧体高。
根据上述受电装置，即使受电线圈和送电线圈之间的距离变动，也能够抑制与受电线圈交链的磁通大幅变动，能够抑制耦合系数大幅变动。
本发明的上述以及其他目的、特征、方式以及优点将通过与附图相关地被理解的本发明的接下来的详细说明来明确。
附图说明
图1是示意地表示非接触充电系统1的示意图。
图2是示意地表示非接触充电系统1的电路图。
图3是表示送电装置3的分解立体图。
图4是图3所示的IV–IV线的剖视图。
图5是从比送电线圈12以及铁氧体15靠上方的位置P1俯视送电线圈12以及铁氧体15时的平面图。
图6是表示受电装置5分解立体图。
图7是图6所示的VII-VII线的剖视图。
图8是从收容盒41、铁氧体43以及受电线圈8的下方的位置P2仰视收容盒41、铁氧体43以及受电线圈8时的平面图。
图9是送电装置3和受电装置5对位且离开了预定距离的状态下的剖视图。
图10是表示在图9所示的状态下流过铁氧体43的磁通MF的磁强度分布的平面图。
图11是表示在图9所示的状态下流过铁氧体15的磁通MF的磁强度分布的平面图。
图12是表示在与图9所示的状态相比将受电装置5向送电装置3靠近了的状态下、将电力从送电装置3送到受电装置5的状态的剖视图。
图13是表示在图12所示的状态下受电装置5正在受电时的铁氧体43的磁强度分布的平面图。
图14是表示在图12所示的状态下送电装置3正在送电时铁氧体15的磁强度分布的平面图。
图15是表示比较例的非接触充电系统1A的剖视图。
图16是表示受电装置5A的铁氧体43A的平面图。
图17是表示送电装置3A的铁氧体15A的平面图。
图18是表示受电线圈8A和送电线圈12A对位了且送电线圈12A和受电线圈8A之间的距离为距离L2的状态的剖视图。
图19是表示在图18所示的状态下铁氧体43A的磁强度分布的平面图。
图20是表示在图18所示的状态下铁氧体15A的磁强度分布的平面图。
图21是表示实施方式2的送电装置3的立体图。
图22是图21所示的XXII-XXII线的剖视图。
图23是表示受电装置5的分解立体图。
图24是图23所示的XXIV-XXIV线的剖视图。
图25是示意地表示受电装置5的变形例的平面图。
图26是表示送电装置3的变形例的平面图。
图27是表示实施方式3的受电装置5的剖视图。
图28是从磁性片80、受电线圈8以及铁氧体43的下方仰视磁性片80、受电线圈8和铁氧体43时的平面图。
图29是表示本实施方式3的送电装置3的剖视图。
图30是从磁性片85、送电线圈12、以及铁氧体15的上方的位置P1俯视时的平面图。
具体实施方式
(实施方式1)
图1是示意地表示非接触充电系统1的示意图，图2是示意地表示非接触充电系统1的电路图。如图1以及图2所示，非接触充电系统1具有搭载于车辆2的受电单元4、以及以非接触的方式将电力送到受电单元4的送电装置3。
受电单元4包括：接受从送电装置3送来的电力的受电装置5；整流器6，将受电装置5所接受的交流电变换为直流电并调整电压；以及蓄积从整流器6供给的直流电的电池7。
蓄积于电池7的电力被供给到未图示的驱动用马达等，驱动用马达驱动车轮。
受电装置5包括与整流器6连接的受电线圈8以及电容器9，由受电线圈8以及电容器9形成LC串联谐振电路。
送电装置3包括与电源10连接的变频器11、以及与变频器11连接的送电线圈12和电容器13。
变频器11调整从电源10供给的交流电的频率并供给到送电线圈12以及电容器13，并且，调整供给到送电线圈12以及电容器13的电压。由送电线圈12以及电容器13形成LC串联谐振电路。
形成为：由送电线圈12以及电容器13形成的谐振电路的谐振频率与由受电线圈8以及电容器9形成的谐振电路的谐振频率一致或者实质上一致。
由送电线圈12以及电容器13形成的谐振电路的Q值、以及由受电线圈8以及电容器9形成的谐振电路的Q值都是100以上。
图3是表示送电装置3的分解立体图。如该图3所示，送电装置3包括壳体14、收容于壳体14内的送电线圈12、在上表面配置了送电线圈12的铁氧体15、以及变频器11。
壳体14包括在内部形成有用于收容电容器13等设备的空间的收容盒16、以及配置成覆盖收容盒16的盖17。
收容盒16包括：基板20；形成于基板20的上表面且在内部收容电容器13等设备的收容部21；以及形成于基板20的上表面的分隔板22。
分隔板22将基板20的上表面分隔成配置收容部21、送电线圈12和铁氧体15的区域、以及配置变频器11的区域。
盖17包括覆盖送电线圈12、铁氧体15和收容部21的树脂盖23、以及设置成覆盖变频器11的金属盖24。
另外，在该图3所示的例子中，变频器11并未被收容在收容部21内，但变频器11也可以被收容在收容部21内。在此情况下，可以省略分隔板22和金属盖24。
图4是图3所示的IV-IV线的剖视图。如该图4所示，收容部21包括顶板部25、以及连结顶板部25和基板20并形成收容各种设备的收容室的区划壁26。
另外，在该图4所示的剖面中，形成了收容室27A、27B、27C，在收容室27B中收容有电容器13以及低电压设备28。另外，在该图4中，送电方向TD1是送电线圈12送电的送电方向，在图4所示的例子中，送电方向TD1是朝向铅直方向上方的方向。另外，送电方向TD1根据送电线圈12的搭载姿势而不同，送电方向TD1的方向不限于铅直方向上方。
图5是从比送电线圈12以及铁氧体15靠上方的位置P1俯视送电线圈12以及铁氧体15时的平面图。
如该图5所示，铁氧体15包括相互隔开间隔而配置成环状的多个分割铁芯30。
由于分割铁芯30配置成环状，从而在铁氧体15的中央部形成开口部32。
送电线圈12，如图4以及图5所示，形成为包围卷轴O1的周围。另外，送电线圈12被配置成使得卷轴O1在沿着送电方向TD1的方向上延伸。送电线圈12包括在卷轴O1延伸的方向上排列的上表面(第1主表面)以及下表面(第2主表面)。送电线圈12的下表面在送电方向TD1上位于上表面的相反侧。送电线圈12形成为中空状，在送电线圈12的中央形成中空部31。在送电线圈12的下表面(第2主表面)侧配置铁氧体15。
若从位置P1沿着卷轴O1延伸的方向俯视送电线圈12以及铁氧体15的话，开口部32位于中空部31。顶板部25的上表面从开口部32露出。也就是说，若沿着卷轴O1在由中空部31以及开口部32形成的空间内看顶板部25的话，顶板部25的一部分位于开口部32内。
图6是表示受电装置5的分解立体图。如该图6所示，受电装置5包括：包含收容盒41以及树脂盖42的壳体40；收容于壳体40内的受电线圈8和铁氧体43；以及收容于收容盒41内的整流器6和电容器9。
图7是图6所示的VII-VII线的剖视图。如图7所示，收容盒41包括基板44、和形成于基板44的下表面的收容部47。收容部47包括平坦部46、以及连结平坦部46和基板44并形成收容多个设备的收容室的区划壁45。
在图7所示的例子中，在收容盒41内形成有收容室48A、48B、48C，电容器9收容于收容室48B内。
在各收容室48A、48B、48C收容有多个设备49，由多个设备49形成整流器6。
在平坦部46的上表面侧配置电容器9、设备49，在平坦部46的下表面侧配置铁氧体43。在该图7中，受电方向RD1是受电线圈8从送电线圈12接受电力的方向。在该图7所示的例子中，受电方向RD1是铅直方向下方，但受电方向RD1根据送电线圈12的搭载姿势等而改变。受电线圈8包括下表面(第1主表面)以及在受电方向RD1上位于下表面的相反侧的上表面(第2主表面)，铁氧体43配置于受电线圈8的上表面(第2主表面)侧。
图8是从收容盒41、铁氧体43以及受电线圈8的下方的位置P2仰视收容盒41、铁氧体43以及受电线圈8时的平面图。
如该图8所示，铁氧体43包括配置成环状的多个分割铁芯50，各分割铁芯50相互隔开间隔地配置。因此，在铁氧体43的中央部形成开口部51。
受电线圈8通过以包围沿上下方向延伸的卷轴O2的周围的方式卷绕线圈绕线而形成。受电线圈8形成为中空状，在受电线圈8的中央部形成中空部52。另外，受电线圈8被配置成使得卷轴O2沿着受电方向RD1延伸。
在此，若从位置P2沿着卷轴O2延伸的方向来看受电线圈8以及铁氧体43的话，开口部51位于中空部52。因此，收容盒41的平坦部46从开口部51露出。也就是说，在图7中，若沿着卷轴O2在由中空部52以及开口部51形成的空间内看收容盒41的话，平坦部46的一部分位于开口部51内。
对采用这样构成的受电装置5以及送电装置3将电力从送电装置3送到受电装置5时进行说明。
图9是送电装置3和受电装置5对位了且离开了预定距离的状态下的剖视图。
送电装置3和受电装置5对位了的状态是例如受电线圈8的卷轴O2和送电线圈12的卷轴O1一致了的状态。另外，在该图9中，受电线圈8和送电线圈12在铅直方向上的距离为距离L1。
若向送电装置3的送电线圈12供给电流，则在送电线圈12的周围产生磁通MF。
该磁通MF例如依次通过铁氧体15中比送电线圈12靠外周侧的部分、间隙、以及铁氧体43中比受电线圈8靠外周侧的部分。进而，磁通MF通过铁氧体43内，依次通过铁氧体43中比受电线圈8靠内周侧的部分、间隙、铁氧体15中比送电线圈12靠内周侧的部分、以及铁氧体15内。
另外，由于向送电线圈12供给的电力是交流电，所以磁通MF的流通方向周期性地切换上述路径和上述路径的相反方向的路径。
图10是表示在图9所示的状态下流过铁氧体43的磁通MF的磁强度分布的平面图。在该图10中，区域R2是磁强度比区域R1高的区域。
在该图10所示的例子中，在各分割铁芯50中，区域R1以及区域R2位于比受电线圈8靠内侧的部分。区域R2沿着受电线圈8的中空部52分布，区域R1分布在比该区域R2靠卷轴O2侧。
在各分割铁芯50中，在比受电线圈8靠外侧的部分也分布着区域R1以及区域R2。区域R2沿着受电线圈8的外周缘部分布，区域R1分布在区域R2的外侧。
图11是表示在图9所示的状态下流过铁氧体15的磁通MF的磁强度分布的平面图。如该图11所示，在各分割铁芯30中比送电线圈12靠内周侧的部分分布着区域R1以及区域R2。区域R2沿着送电线圈12的中空部31分布。区域R1分布在比区域R2靠卷轴O1侧。
图12是表示在与图9所示的状态相比将受电装置5向送电装置3靠近了的状态下、将电力从送电装置3送到受电装置5的状态的剖视图。另外，在该图12中，是使受电线圈8的卷轴O2和送电线圈12的卷轴O1一致了的状态，受电线圈8和送电线圈12之间的距离为距离L2。距离L2比距离L1短。
在该图12所示的状态下，若向送电线圈12供给电力，则在送电线圈12的周围形成磁通MF。在此，由于送电线圈12和受电线圈8之间的距离变短，送电线圈12和受电线圈8之间的间隙变短，所以，磁通MF通过的磁路的磁阻变小。
由此，通过受电线圈8和送电线圈12之间的磁通量比在图9所示的状态下通过受电线圈8和送电线圈12之间的磁通量变多。
另一方面，由于受电线圈8和送电线圈12靠近，入射到从开口部51露出的受电装置5的平坦部46的磁通MF也变多。
在此，由于平坦部46是由金属所形成的，因此，当磁通MF入射到平坦部46时，会在平坦部46的表面产生涡电流。由该涡电流产生磁场，该磁场在减少入射来的磁通MF的方向上分布。结果，向平坦部46入射来的磁通MF在平坦部46被反射。
这样被平坦部46反射的磁通MF不被受电线圈8所引导而向外部射出。
结果，通过入射到铁氧体43的磁通MF，受电线圈8接受电力。
另外，在受电线圈8和送电线圈12靠近时，在送电装置3中也同样地，从受电线圈8返回的磁通MF的一部分入射到顶板部25。
在这种情况下也同样地，由于顶板部25是由金属所形成的，因此，当磁通MF入射到顶板部25时，会在顶板部25的表面流过涡电流，磁通MF被反射。
这样，当磁通MF被反射的话，磁通MF向送电线圈12返回的路径长度变长。
若这样磁路的路径长度变长的话，磁路的磁阻变高，流过该路径的磁通量变少。
图13是表示在图12所示的状态下受电装置5正在受电时的铁氧体43的磁强度分布的平面图。另外，在该图13中，区域R3表示磁强度比区域R2高的区域。
如该图13所示，在各分割铁芯50中位于受电线圈8的内侧的部分，分布着区域R2以及区域R3。区域R3沿着受电线圈8的中空部52分布，区域R2比区域R3靠卷轴O2侧。
另外，在各分割铁芯50中，在位于比受电线圈8靠外侧的部分也分布着区域R2以及区域R3。区域R3沿着受电线圈8的外周缘部分布，区域R2分布在区域R3的外侧。
图14是表示在图12所示的状态下送电装置3正在送电时铁氧体15的磁强度分布的平面图。
如该图14所示，在各分割铁芯30中比送电线圈12靠卷轴O1侧的部分分布着区域R2以及区域R3，区域R3沿着送电线圈12的中空部31分布。区域R2分布在比该区域R3靠卷轴O1侧。
另外，在分割铁芯30中比送电线圈12靠外周侧的部分，分布着区域R2以及区域R3。区域R3沿着送电线圈12的外周缘部分布，区域R2分布在比该区域R3靠外侧。
接着，利用图15等，对用比较例的送电装置3A以及受电装置5A进行电力传输的情况与用本实施方式的送电装置3以及受电装置5进行电力传输的情况进行比较研究。
图15是表示比较例的非接触充电系统1A的剖视图。非接触充电系统1A包括送电装置3A以及受电装置5A。送电装置3A包括收容盒16A、配置于收容盒16A的顶板部25A上的铁氧体15A、以及配置于铁氧体15A上的送电线圈12A。送电线圈12A通过以包围卷轴O1A的周围的方式卷绕线圈绕线而形成。
另外，受电装置5A包括收容盒41A、配置于收容盒41A的平坦部46A的下表面的铁氧体43A、以及配置于铁氧体43A的下表面的受电线圈8A。受电线圈8A通过以包围卷轴O2A的周围的方式卷绕线圈绕线而形成。
向送电线圈12A供给电力，从而形成通过送电线圈12A和受电线圈8A的磁通MF。
图16是表示受电装置5A的铁氧体43A的平面图。如该图16所示，铁氧体43A包括配置成环状的多个分割铁芯50A、以及配置在该配置成环状的分割铁芯50A的内侧的分割铁芯50B。
这样，铁氧体43A在与图10等所示的开口部51对应的部分配置分割铁芯50B。
图17是表示送电装置3A的铁氧体15A的平面图。如该图17所示，铁氧体15A包括配置成环状的分割铁芯30A、以及配置在该配置成环状的分割铁芯30A的内侧的多个分割铁芯30B。
这样，铁氧体15A在与图11等所示的开口部32对应的部分配置分割铁芯30B。
在图15中，送电线圈12A和受电线圈8A之间的距离为距离L1，是送电线圈12A和受电线圈8A相互对位了的状态。
在此，若向送电线圈12A供给电力，则在送电线圈12A和受电线圈8A之间流过磁通MF，在铁氧体43A内也有磁通MF流过。
在图16中，区域R0表示磁强度比区域R1低的区域。在分割铁芯50B中，在位于卷轴O2A附近的部分分布着区域R0，在该区域R0的外周侧分布着区域R1。
在分割铁芯50A中，在分割铁芯50A中比受电线圈8A靠内侧的部分，分布着区域R1以及区域R2。区域R2沿着受电线圈8A的中空部52分布，区域R1比区域R2靠卷轴O2A侧。在分割铁芯50A中，沿着受电线圈8A的外周分布着区域R2，区域R1分布在区域R2的外侧。
在图17中，在分割铁芯30B中，在卷轴O1A附近分布着区域R0，在区域R0的外侧分布着区域R1。
在分割铁芯30A中比送电线圈12A靠卷轴O1侧的部分，分布着区域R1以及区域R2。区域R2沿着送电线圈12A的中空部31分布，区域R1分布在比区域R2靠卷轴O1A侧。
在分割铁芯30A中比送电线圈12A靠外侧的部分，也分布着区域R1和区域R2。区域R2沿着送电线圈12A的外周缘部分布，区域R1分布在区域R2的外周侧。
在此，对图16所示的磁强度分布和图10所示的磁强度分布进行比较。图10所示的分割铁芯50的磁强度分布和图16所示的分割铁芯50A的磁强度分布近似。而且，可知：也向图16所示的分割铁芯50B入射磁通MF，但分割铁芯50B的磁强度分布低，几乎没有磁通MF出入分割铁芯50B。
对图17所示的铁氧体15A的磁强度分布和图11所示的铁氧体15的磁强度分布进行比较。
可知图17所示的分割铁芯30A的磁强度分布和图11所示的分割铁芯30的磁强度分布大致近似。另一方面，可知向图17所示的分割铁芯30B入射等的磁通量少。
这样可知：图9中通过受电线圈8和送电线圈12的磁通量与图15中通过受电线圈8A和送电线圈12A的磁通量近似。因此，可知：图9中受电线圈8和送电线圈12之间的耦合系数与图15中受电线圈8A和送电线圈12A之间的耦合系数几乎没有差别。
接下来，图18是表示在受电线圈8A和送电线圈12A对位了的状态下、送电线圈12A和受电线圈8A之间的距离为距离L2的状态的剖视图。
在该图18中，受电线圈8A和送电线圈12A靠近，从而在受电线圈8A和送电线圈12A之间会有大量的磁通MF流过。
在该图18中，通过送电线圈12A和受电线圈8A的磁通主要通过两个磁路。
第一个磁路是依次通过分割铁芯30A、间隙、分割铁芯50A、间隙、以及分割铁芯30A的磁路。第二个磁路是依次通过分割铁芯30A、间隙、分割铁芯50A、分割铁芯50B、间隙、分割铁芯30B、以及分割铁芯30A的磁路。
图19是表示在图18所示的状态下铁氧体43A的磁强度分布的平面图。另外，在图19中，区域R3表示磁强度比区域R2高的区域，区域R4表示磁强度比区域R3高的区域。如图19所示，在分割铁芯50B的卷轴O2A附近分布着区域R1，在该区域R1的外侧分布着区域R2以及区域R3。
在分割铁芯50A中、受电线圈8A的内侧，分布着区域R3以及区域R4，在分割铁芯50A中、位于受电线圈8A的外侧的部分，依次分布着区域R4以及区域R3。
在此，对图16以及图19进行比较，可知：当受电线圈8A和送电线圈12A之间的距离变短时，流过铁氧体43A的磁通量会显著地变多。
产生上述现象的一个理由是：在铁氧体43A设置有分割铁芯50B，从而在受电线圈8A和送电线圈12A靠近了时，形成磁通MF进入分割铁芯50B、在与受电线圈8A交链之后朝向送电线圈12A返回的路径。
图20是表示在图18所示的状态下铁氧体15A的磁强度分布的平面图。如该图20所示，在分割铁芯30B中位于卷轴O1周围的部分，分布着区域R1。在该区域R1周围，依次分布着区域R2以及区域R3。而且，在分割铁芯30A中比送电线圈12A靠内侧的部分，分布着区域R3以及区域R4。区域R4沿着送电线圈12A的中空部31A分布，区域R3分布在比区域R4靠卷轴O1A侧。
在分割铁芯30A中比送电线圈12A靠外侧，分布着区域R3以及区域R4，区域R4沿着送电线圈12A的外周缘部分布。
接着，对图17以及图20进行比较，可知：当受电线圈8A和送电线圈12A之间的距离变短时，流过铁氧体15A的磁通量会显著地变多。
这是因为：形成由送电线圈12A形成的磁通MF通过分割铁芯30B、朝向受电线圈8A之后、返回分割铁芯30A的外周部分的磁路。
可知：结果，在比较例的非接触充电系统1A中，当受电线圈8A和送电线圈12A之间的距离变短时，受电线圈8A和送电线圈12A之间的耦合系数变大。
接下来，对图19所示的铁氧体43A的磁强度分布和图13所示的铁氧体43的磁强度分布进行比较。
首先，比较分割铁芯50、50A中比受电线圈8、8A靠内周侧的部分，可知分割铁芯50A的磁强度更高。
另外，比较分割铁芯50、50A中比受电线圈8、8A靠外侧的部分，可知分割铁芯50A的磁强度更高。
而且，可知在图19所示的分割铁芯50B也分布着区域R1、区域R2以及区域R3，在分割铁芯50B有大量的磁通流过。
也就是说，可知：流过图19所示的铁氧体43A的磁通量远远多于流过图13所示的铁氧体43的磁通量。
接下来，对图20所示的铁氧体15A的磁强度分布和图14所示的铁氧体15的磁强度分布进行比较。从图20以及图14明确可知，流过铁氧体15A的磁通量远远多于流过铁氧体15的磁通量。
从图10、图11、图13、图14、图16、图17、图18以及图19明确可知，在比较例的非接触充电系统1A中，当受电线圈8A和送电线圈12A之间的距离变短时，变化成：通过受电线圈8A和送电线圈12A之间的磁通量变多，线圈之间的耦合系数变大。另一方面，在本实施方式1的非接触充电系统1中，当受电线圈8和送电线圈12之间的距离变短时，通过受电线圈8和送电线圈12之间的磁通量的增加量比比较例的增加量少。因此，在线圈间的距离变短了的情况下，本实施方式1的非接触充电系统1的耦合系数的变化量(增加量)比比较例的小。
这是因为：在本实施方式的非接触充电系统1中，从图12也可知，当送电线圈12和受电线圈8之间的距离变短了时，磁通MF被从开口部51露出的平坦部46反射，或者磁通MF被从开口部32露出的顶板部25反射。
这也是因为：另一方面，在比较例的非接触充电系统1A中，当送电线圈12A和受电线圈8A的距离变短了时，入射到中空部52A以及中空部31A内的磁通MF能够在分割铁芯30B、50B内通过，并在送电线圈12A和受电线圈8A之间流动。
这样，在本实施方式1的非接触充电系统1中，例如在图1中，即使在车辆2停车并开始了充电之后使用者向车辆2装载货物或者从车辆2卸下货物而导致车辆2的车高变化，也能够抑制耦合系数的变动。
在送电装置3中，利用作为收容盒16的一部分的顶板部25反射磁通，从而抑制耦合系数的变动。收容盒16抑制来自收容在内部的低电压设备28等的噪声泄漏到外部，将该收容盒16的一部分作为反射磁通的金属物加以利用。因此，无需除了收容盒16之外另设金属物，从而能够实现零件数目的降低。
同样地，在受电装置5中，利用用来抑制来自设备49的噪声泄漏到外部的收容盒41的一部分来反射来自送电线圈12的磁通的一部分。因此，在受电装置5中也无需除了收容盒41之外另设用于反射磁通的部件，从而实现了零件数目的降低。
(实施方式2)
采用图21等对实施方式2的送电装置3以及受电装置5进行说明。另外，对于图21等所示的结构与上述图1至图20所示的结构相同或者实质相同的结构，标注相同的附图标记，有时省略其说明。
图21是表示实施方式2的送电装置3的立体图。如该图21所示，收容盒16包括基板20以及形成于基板20的上表面的收容部21，在收容部21形成有突出部55。
图22是图21所示的XXII-XXII线的剖视图。如该图22所示，收容部21包括在上表面配置铁氧体15的平坦部57、形成于平坦部57的中央部并向上方突出的突出部55、以及形成于平坦部57的下表面的多个区划壁26。
突出部55包括顶板部25、以及从顶板部25的外周缘部垂下并与平坦部57相连的周壁部56。突出部55形成为从开口部32朝向中空部31突出，位于开口部32以及中空部31内。突出部55被配置成使得卷轴O1通过该突出部55的中央部。
周壁部56以朝向位于突出部55的中央部的卷轴O1伸出的方式形成为弯曲面状。在此，周壁部56形成为环状，在与卷轴O1垂直的方向上的突出部55的宽度形成为随着朝向送电方向TD1而变小。
上述那样形成的突出部55形成为中空状，在该图22所示的例子中，在突出部55内配置着电容器13、变频器11以及低电压设备28。
这样，通过将变频器11也收容于收容部21内，如图21也可明确得知，能够缩小送电装置3的设置面积。
图23是表示受电装置5的分解立体图。如该图23所示，收容盒41包括基板44、形成于基板44的下表面的收容部47、以及形成于收容部47的突出部60。
图24是图23所示的XXIV-XXIV线的剖视图。如该图24所示，收容盒41包括基板44、以及形成于基板44的下表面的收容部47。收容部47包括在下表面配置铁氧体43的平坦部46、从平坦部46的中央部向下方突出的突出部60、以及形成于平坦部46的上表面并连结基板44和平坦部46的区划壁45。突出部60从开口部51向中空部52突出。另外，若在沿着卷轴O2的方向看突出部60的话，突出部60位于开口部51内。突出部60形成为使得卷轴O2位于突出部60的中央部。
突出部60包括底面部62、以及从底面部62的外周缘部向上方延伸并与平坦部46相连的周壁部63。
周壁部63形成为环状。周壁部63以朝向突出部60的中央部伸出的方式形成为弯曲面状。突出部60的宽度随着朝向受电方向RD1而变小。另外，受电线圈8被配置成使得卷轴O2沿着受电方向RD1。
上述那样形成的突出部60形成为中空状，在该图24所示的例子中，在突出部60内收容着电容器9以及多个设备49。这样，通过形成突出部60，能够确保收容设备的空间，能够将受电装置5的设置面积抑制得小。
对在上述那样构成的送电装置3以及受电装置5之间进行电力传输时进行说明。
如图22所示，突出部55从开口部32露出。另外，如图24所示，突出部60从开口部51露出。因此，在本实施方式2的非接触充电系统1中，也与上述实施方式1同样地，即使受电线圈8和送电线圈12之间的距离变动，也能够抑制受电线圈8和送电线圈12之间的耦合系数变动。
在此，在将电力从送电装置3送到受电装置5时，如图22所示，磁通MF也从铁氧体15中比送电线圈12靠内侧的部分出入。并且磁通MF也从铁氧体15的开口部32射出等，该磁通MF通过随着从开口部32的内表面沿水平方向离开而朝向上方的曲线状的路径。
另一方面，如图22所示，周壁部56也沿着上述磁通MF的路径形成为弯曲面状。由此，能够抑制磁通MF入射到周壁部56。
同样地，在受电装置5接受电力时，磁通MF从图24所示的铁氧体43的开口部51的内表面出入。该磁通MF通过随着从铁氧体43的内周面沿水平方向离开而朝向下方的曲线状的路径。
另一方面，周壁部63也沿着上述磁通MF的路径形成为弯曲面状，因此，能够抑制磁通MF进入周壁部63内。
在上述实施方式1、2中，通过使金属制的收容盒16、41的一部分露出，使磁通反射，从而抑制送电线圈以及受电线圈的耦合系数变动。由此，能够抑制从收容于各收容盒16、41内的各种设备产生的噪声泄漏到外部，并且，能够不采用新的金属部件谋求抑制耦合系数的变动。另外，作为使磁通反射的结构，不必是收容盒的一部分，只要是设有配置在受电线圈的中空部内且铁氧体的开口部内的金属片(金属物)即可。
图25是示意地表示受电装置5的变形例的平面图。如该图25所示，受电装置5包括：形成有开口部51的铁氧体43；配置于该铁氧体43的下表面并在中央形成中空部52的受电线圈8；以及金属片70。
从金属片70、铁氧体43以及受电线圈8的下方仰视金属片70、铁氧体43以及受电线圈8的话，金属片70配置于开口部51内。
另外，图26是表示送电装置3的变形例的平面图。如该图26所示，送电装置3包括在中央部形成有开口部32的铁氧体15、配置于该铁氧体15的上表面的送电线圈12、以及金属片71。
从金属片71、铁氧体15以及送电线圈12的上方俯视金属片71、铁氧体15以及送电线圈12的话，金属片71位于开口部32内。
另外，金属片70以及金属片71例如由铝、铜等形成。这样的金属对磁通的电阻低，所以在磁通MF入射了时，会有大量的涡电流流动，能够提高由涡电流形成的磁场强度。由此，在金属片70以及金属片71中，能够良好地反射磁通MF。
这样，金属片70、71能够反射磁通MF，所以与上述实施方式1、2同样地，即使上下方向上的线圈间的距离变动，也能够抑制送电线圈12以及受电线圈8之间的耦合系数的变动。
(实施方式3)
在上述实施方式1、2中，通过反射入射到各线圈的中空部内的磁通，抑制耦合系数的变动。作为抑制耦合系数的变动的方法，不限于上述方法。
采用图27等对本实施方式3的送电装置以及受电装置进行说明。另外，对于与上述图1至图26所示的结构相同或者实质相同的结构，标注相同的附图标记，有时省略其说明。
图27是表示实施方式3的受电装置5的剖视图。如该图27所示，受电装置5包括被配置于从开口部51露出的平坦部46的下表面的磁性片80。
磁性片80包括粘结于平坦部46的下表面的粘结层81、以及形成于粘结层81的下表面的磁性层82。
在此，磁性层82的厚度与分割铁芯50(铁氧体43)的厚度相比，要薄得多。因此，在入射到磁性层82的磁通MF向铁氧体43流动时，磁通MF能够流动的流路面积要比磁通MF能够在分割铁芯50内流动的流路面积小得多。因此，磁通MF在磁性层82内流动时的磁阻比磁通MF在分割铁芯50内流动时的磁阻高。
另外，可以使形成磁性层82的铁氧体材料和形成分割铁芯50的铁氧体的材料不同。具体地说，使形成磁性层82的铁氧体材料的导磁率比形成分割铁芯50的铁氧体的导磁率低。例如由镍锌系的铁氧体形成磁性层82，由锰锌系的铁氧体形成分割铁芯50。
图28是从磁性片80、受电线圈8以及铁氧体43的下方仰视磁性片80、受电线圈8和铁氧体43时的平面图。如该图28所示，磁性片80位于受电线圈8的中空部52内且铁氧体43的开口部51内。
因此，在电力传输时，当磁通MF朝向开口部51内入射时，入射到磁性片80内。该磁通MF经过依次通过磁性片80、铁氧体43的内周面、分割铁芯50以及分割铁芯50的外周缘部而返回送电线圈12的路径。
但是，由于磁性片80的磁性层82的磁阻比铁氧体43的磁阻高，所以上述磁路的磁阻高。因此，通过上述磁路的磁通量少。
因此，即使在受电线圈8以及送电线圈12的距离变短了的情况下，也能够抑制通过开口部51内的磁通量增大。由此，结果是，即使受电线圈8和送电线圈12之间的距离变短，也能够抑制与受电线圈8交链的磁通量的增大，与上述比较例相比，能够抑制耦合系数变大。
另外，磁性片80的磁性层82由铁氧体形成，电阻比铝、铜要高得多。因此，即使磁通MF入射到磁性片80，也几乎没有涡电流流动。因此，几乎没有涡电流所导致的发热，能够抑制磁性片80自身成为高温。
图29是表示本实施方式3的送电装置3的剖视图。如图29所示，送电装置3包括设置于顶板部25的上表面的磁性片85，磁性片85包括粘结层86以及形成于该粘结层86的上表面的磁性层87。
磁性层87的厚度比分割铁芯30的厚度薄得多。因此，磁通MF能够通过磁性层87内的流通面积要比磁通MF在分割铁芯30内流动时的磁通MF的流通面积小。
因此，磁通MF通过磁性层87时的磁阻要比磁通MF在分割铁芯30内流动时的分割铁芯30的磁阻大得多。
图30是从磁性片85、送电线圈12、以及铁氧体15的上方的位置P1俯视磁性片85、送电线圈12、以及铁氧体15时的平面图。如该图30所示，磁性片85位于送电线圈12的中空部31以及铁氧体15的开口部32内。
因此，在磁通MF朝向开口部32内入射的情况下，该磁通MF入射到磁性片85内。
如上所述，由于磁性片85的磁阻比分割铁芯30的磁阻高，所以，通过磁性片85、分割铁芯30的内周面、分割铁芯30内以及分割铁芯30的外周缘部的路径的磁阻高。
因此，即使送电线圈12和受电线圈8靠近，也能够抑制通过开口部32、通过送电线圈12以及受电线圈8的磁通的增加。
由此，即使送电线圈12以及受电线圈8以从离开预定距离的位置起靠近的方式位移，与上述比较例的情况相比，也能够抑制送电线圈12以及受电线圈8之间的耦合系数变动。
另外，在本实施方式中，对采用磁性片作为磁通通过时的磁阻比铁氧体15、43等高的高阻抗部件的例子进行了说明，但是磁阻高的高阻抗部件不限于磁性片，也可以配置钕磁铁等。
另外，应当理解为，此次公开的实施方式的所有方面只是例示而并非限制性的。本发明的范围并非由上述说明而是由权利要求书的范围来表示，包括与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。

Claims (14)

1.一种送电装置，具有：
送电线圈，该送电线圈包括第1主表面、以及在送电方向上相对于所述第1主表面位于相反侧的第2主表面，并在中央形成有中空部；
铁氧体，该铁氧体配置于所述送电线圈的所述第2主表面侧，形成有在沿所述送电线圈的卷轴延伸的方向看所述送电线圈时位于所述中空部的开口部；以及
金属部，该金属部配置于由所述中空部以及所述开口部形成的空间内，并且，在沿所述送电线圈的卷轴延伸的方向看所述送电线圈时位于所述开口部内。
2.如权利要求1所述的送电装置，还具有：
与所述送电线圈连接的设备；以及
在内部收容所述设备的金属制的收容盒；
所述金属部的至少一部分是所述收容盒。
3.如权利要求2所述的送电装置，
所述收容盒包括从所述开口部朝向所述中空部突出的突出部；
所述突出部包括周面、以及形成于所述周面的顶端部的顶板部；
所述突出部的周面形成为弯曲成朝向所述突出部的中央部伸出的弯曲面状，并且形成为所述突出部的垂直于所述送电线圈的卷轴的方向上的宽度随着朝向所述送电方向而变窄。
4.如权利要求1～3中任一项所述的送电装置，
所述铁氧体形成为环状，在中央形成所述开口部。
5.一种送电装置，具有：
送电线圈，该送电线圈包括第1主表面、以及在送电方向上相对于所述第1主表面位于相反侧的第2主表面，并在中央形成有中空部；
铁氧体，该铁氧体配置于所述送电线圈的所述第2主表面侧，形成有在沿所述送电线圈的卷轴延伸的方向看所述送电线圈时位于所述中空部的开口部；以及
高阻抗部件，该高阻抗部件配置于由所述中空部以及所述开口部形成的空间内，并且，在沿所述送电线圈的卷轴延伸的方向看所述送电线圈时配置于所述开口部内，磁阻比所述铁氧体高。
6.如权利要求5所述的送电装置，
所述铁氧体形成为环状，在中央形成所述开口部。
7.如权利要求5或6所述的送电装置，
所述高阻抗部件的厚度比所述铁氧体的厚度薄。
8.一种受电装置，具有：
受电线圈，该受电线圈包括第1主表面、以及在受电方向上相对于所述第1主表面位于相反侧的第2主表面，并在中央形成有中空部；
铁氧体，该铁氧体配置于所述受电线圈的所述第2主表面侧，形成有在沿所述受电线圈的卷轴延伸的方向看所述受电线圈时位于所述中空部的开口部；以及
金属部，该金属部配置于由所述中空部以及所述开口部形成的空间内，并且，在沿所述受电线圈的卷轴延伸的方向看所述受电线圈时位于所述开口部内。
9.如权利要求8所述的受电装置，还具有：
与所述受电线圈连接的设备；以及
在内部收容所述设备的金属制的收容盒；
所述金属部的至少一部分是所述收容盒。
10.如权利要求9所述的受电装置，
所述收容盒包括从所述开口部朝向所述中空部突出的突出部；
所述突出部包括周面、以及形成于所述周面的顶端部的底面部；
所述突出部的周面形成为弯曲成朝向所述突出部的中央部伸出的弯曲面状，并且形成为所述突出部的垂直于所述受电线圈的所述卷轴的方向上的宽度随着朝向所述受电方向而变窄。
11.如权利要求8～10中任一项所述的受电装置，
所述铁氧体形成为环状，在中央形成所述开口部。
12.一种受电装置，具有：
受电线圈，该受电线圈包括第1主表面、以及在受电方向上相对于所述第1主表面位于相反侧的第2主表面，并在中央形成有中空部；
铁氧体，该铁氧体配置于所述受电线圈的所述第2主表面侧，形成有在沿所述受电线圈的卷轴延伸的方向看所述受电线圈时位于所述中空部的开口部；以及
高阻抗部件，该高阻抗部件配置于由所述中空部以及所述开口部形成的空间内，并且，在沿所述受电线圈的卷轴延伸的方向看所述受电线圈时配置于所述开口部内，磁阻比所述铁氧体高。
13.如权利要求12所述的受电装置，
所述铁氧体形成为环状，在中央形成所述开口部。
14.如权利要求12或13所述的受电装置，
所述高阻抗部件的厚度比所述铁氧体的厚度薄。
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