CN106463228A - 非接触供电用天线系统及电子设备 - Google Patents

非接触供电用天线系统及电子设备 Download PDF

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CN106463228A CN201580017224.6A CN201580017224A CN106463228A CN 106463228 A CN106463228 A CN 106463228A CN 201580017224 A CN201580017224 A CN 201580017224A CN 106463228 A CN106463228 A CN 106463228A
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Abstract

即便非接触供电用天线为非平面形状,也进行有效率的电力供给。非接触供电用天线系统(10),通过电磁感应从送电用天线装置(18)向与该送电用天线装置对置的受电用天线装置(22)以非接触方式供给电力,构成为具备:设在送电用天线装置并盘绕导线而构成的送电用螺旋线圈(20);以及设在受电用天线装置并盘绕导线而构成的受电用螺旋线圈(24),送电用螺旋线圈和受电用螺旋线圈的至少任意一个螺旋线圈以非平面形状构成,并且,成为从一个螺旋线圈向另一个螺旋线圈的投影的内缘部(n1)及外缘部(m1)与该另一个螺旋线圈的内缘部(B1’)及外缘部(A1’)大致重叠的配置。

Description

非接触供电用天线系统及电子设备
技术领域
本发明涉及通过电磁感应从送电侧向受电侧以非接触方式供给电力的非接触供电用天线系统及电子设备,特别涉及设在送电侧及受电侧的非接触供电用天线的构造及配置等。本申请以在日本于2014年3月28日申请的日本专利申请号特愿2014-067757为基础主张优先权,通过参照这些申请,引用至本申请。
背景技术
一直以来,以根据WPC(Wireless Power Consortium)制定的国际标准规格“Qi(注册商标)”为首,在便携终端、电动汽车等的各种领域中电磁感应型等的以非接触方式供给电力的非接触式供电的实用化得以进展。这种非接触供电,例如,通过可携带的具备与装入便携终端等的受电装置的受电侧线圈电磁耦合的送电侧线圈的充电器等的送电装置,从送电侧线圈向受电侧线圈进行供电。
虽然进行了成为受电装置的便携电话终端、PDA等的便携信息终端的高功能化、小型化,但是,随着该装置的小型化发展,担心无法安装用于确保受电功能的受电线圈的情况。作为进行受电装置的小型化也实现电力供给效率比送电侧好的供电的现有技术,在专利文献1中公开了用挠性绝缘部件形成天线的基体材料,能够进行折叠、卷边等的适合收纳到便携终端的变形的柔性受电线圈。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-165190号公报。
发明内容
发明要解决的课题
随着便携终端的高功能化、小型化,有不能充分地确保成为天线的平板型的螺旋线圈的设置空间的顾虑。另外,便携终端不仅进行高功能化、小型化,而且如能看到所谓的手表型便携终端等那样还进行该装置的形状的多样化。即,装置主体除了现有的平板型以外,还构成为具有R状的弯曲部、曲折为L字的曲折部的形状等,以谋求构成为非平面形状的受电装置的实用化。
因此,该受电装置所具备的构成受电用天线的螺旋线圈成为具有弯曲部、曲折部等的非平面形状,而面向现有的平板型的受电装置的充电器所具备的送电侧线圈成为平板型,所以从送电侧线圈向受电侧线圈供给的电力的损耗会变大。即,经由送电侧线圈和受电侧线圈,不能有效率地从充电器等的送电装置向便携终端等的受电装置进行电力供给。专利文献1公开的受电线圈虽然能够进行与装置的小型化对应的非接触供电,但是并未提及经由非平面形状的非接触供电用天线有效率地进行供电。
本发明鉴于上述课题而构思,其目的在于提供非接触供电用天线为非平面形状也能进行有效率的电力供给的、新颖且改良的非接触供电用天线系统及电子设备。
用于解决课题的方案
本发明的一个方式为一种非接触供电用天线系统,通过电磁感应从送电用天线装置向与该送电用天线装置对置的受电用天线装置以非接触方式供给电力,所述系统构成为具备:送电用螺旋线圈,设在所述送电用天线装置,盘绕导线而构成;以及受电用螺旋线圈,设在所述受电用天线装置,盘绕导线而构成,所述送电用螺旋线圈和所述受电用螺旋线圈的至少任意一个螺旋线圈以非平面形状构成,并且,成为从所述一个螺旋线圈向另一个螺旋线圈的投影的内缘部及外缘部与该另一个螺旋线圈的内缘部及外缘部大致重叠的配置。
依据本发明的一个方式,即便送电用螺旋线圈和受电用螺旋线圈的至少任意一个构成为非平面形状,也成为对置的送电用及受电用螺旋线圈的外缘部与内缘部几乎没有位置偏离的状态。因此,通过电磁感应从送电侧向受电侧进行的电力供给的效率能够维持良好的状态。
此时,在本发明的一个方式中,也可以构成为:所述另一个螺旋线圈其内缘部比所述投影的内缘部更靠内侧配置,并且,其外缘部比所述投影的外缘部更靠外侧配置。
这样,即便送电用螺旋线圈和受电用螺旋线圈的至少任意一个以非平面形状构成,通过电磁感应从送电侧向受电侧进行的电力供给的效率也能更加可靠地维持良好的状态。
另外,本发明的一个方式中,所述送电用螺旋线圈及所述受电用螺旋线圈构成为具有大致相同的曲率的非平面形状也可以。
这样,即便送电用螺旋线圈和受电用螺旋线圈均以非平面形状构成,通过电磁感应从送电侧向受电侧进行的电力供给的效率也能更加可靠地维持良好的状态。
另外,本发明的一个方式中,所述送电用螺旋线圈及所述受电用螺旋线圈也可以构成为具有大致相同的曲率的弯曲部的形状。
这样,即便送电用螺旋线圈和受电用螺旋线圈均构成为具有大致相同的曲率的弯曲部的形状,通过电磁感应从送电侧向受电侧进行的电力供给的效率也能更加可靠地维持良好的状态。
另外,本发明的一个方式中,所述送电用螺旋线圈及所述受电用螺旋线圈也可以构成为具有以大致相同的角度曲折的曲折部的形状。
这样,即便送电用螺旋线圈和受电用螺旋线圈均构成为具有以大致相同的角度曲折的曲折部的形状,通过电磁感应从送电侧向受电侧进行的电力供给的效率也能更加可靠地维持良好的状态。
另外,本发明的其他方式为一种电子设备,设有前述的任意一种非接触供电用天线系统所备的受电用螺旋线圈或送电用螺旋线圈的一个。
依据本发明的其他方式,即便非接触供电用天线为非平面形状,通过具备该非接触供电用天线的充电器等的送电装置、便携终端等的受电装置等,也能实现有效率的电力供给。
发明效果
如以上说明的那样依据本发明,即便非接触供电用天线为非平面形状,也能做到成为使再者的天线可靠地对置的配置的结构,因此能有效率地进行通过电磁感应进行的从送电侧到受电侧的电力供给。
附图说明
图1是示出适用本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的非接触供电系统的概略结构的框图。
图2A至图2C是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的概略结构的立体图。
图3是图2C的A-A截面图。
图4是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的送电用螺旋线圈与受电用螺旋线圈的位置关系的说明图。
图5A至图5D是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的送电用螺旋线圈和受电用螺旋线圈的结构例的截面图。
图6是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的其他适用例的截面图。
图7A至图7C是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的实施例中的送电用螺旋线圈与受电用螺旋线圈的位置关系的说明图。
图8是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的依据实施例的送电用螺旋线圈和受电用螺旋线圈的位置关系与磁耦合系数的增减比例的关系的特性图。
具体实施方式
以下,对本发明的优选的实施方式进行详细说明。此外,以下说明的本实施方式并不是无理限定权利要求书所记载的本发明的内容,作为本发明的解决方案,在本实施方式中说明的构成的全部并不是必需的。
首先,一边使用附图,一边对适用本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的非接触供电系统的概略结构进行说明。图1是示出适用本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的非接触供电系统的概略结构的框图。
本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10,适用于从由充电器等的电子设备构成的送电装置12向由便携终端等的电子设备构成的受电装置14进行通过电磁感应的非接触供电的非接触供电系统1。
送电装置12具备:设有谐振用电容器(未图示)等的送电电路16;以及设有成为盘绕导线(未图示)而构成的送电线圈的送电用螺旋线圈20的送电用天线装置18。另一方面,受电装置14具备:设有成为盘绕导线(未图示)而构成的受电线圈的受电用螺旋线圈24的受电用天线装置22;设有整流电路(未图示)等的受电电路26;以及电池28。
送电电路16经由构成非接触供电用天线的送电用天线装置18,向受电装置14供给从商用交流电源等的电源30供给的电力。受电电路26经由构成非接触供电用天线的受电用天线装置22,接受从送电装置12送来的电力,作为充电用而向电池28供给电力。
在本实施方式中,通过改变因流过送电用螺旋线圈20的电流而产生的磁场,使得在与送电用螺旋线圈20以近距离对置的受电用螺旋线圈24产生电动势。而且,将来自电源30的电力从送电装置12向受电装置14的电池28供给。这样,在非接触供电系统1中,通过本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10,利用电磁感应以以非接触方式从送电用天线装置18向受电用天线装置22供给电力。
在以非接触供电系统1从送电装置12向受电装置14进行电力供给时,为了提高供电效率,送电用螺旋线圈20与受电用螺旋线圈24的对位显得重要。即,若送电用螺旋线圈20从受电用螺旋线圈24显著偏离,则送电用螺旋线圈20与受电用螺旋线圈24的磁耦合变弱,因此供电效率下降。
特别是,在本实施方式中,送电用螺旋线圈20或受电用螺旋线圈24的至少任一个以具有弯曲部或曲折部的形状构成的情况下,为了不降低供电效率而进行有效率的电力供给,也对送电侧及受电侧的非接触供电用天线的构造及配置施加技术特征。
如前所述,进行小型化的诸如便携电话终端、便携信息终端等的电子设备中,因为设置空间的关系而难以确保用于配置非接触供电用天线的较大的平坦部。因此,若在小型化的电子设备的较窄的部分搭载非接触供电用天线,则其供电效率变差,成为将适用于非接触供电系统1的非接触供电用天线系统10搭载到小型化的电子设备12、14时的较大的课题。
因此,在本实施方式中,为了解决有关课题,通过设置能够对应于无法确保平坦部的曲折的或具有曲率的非平面形状部分的形状的非接触供电用天线,即便无法确保平坦部的情况下,也能进行有效率的供电。本发明人为达到前述的本发明的目的而专心致力于研究的结果,在具有曲折或曲率的非接触供电用天线中,发现了不妨碍供电效率确保这样的送电用天线装置18与受电用天线装置22的螺旋线圈20、24的相对大小(对置面的线圈宽度)和相对配置关系上最佳区域。
接着,一边使用附图,一边对本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的概略结构进行说明。图2A至图2C是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的概略结构的立体图,图2A示出本实施方式的非接触供电用天线系统所具备的受电用天线装置的立体图,图2B示出本实施方式的非接触供电用天线系统所具备的送电用天线装置的立体图,图2C示出本实施方式的非接触供电用天线系统的供电状态下的立体图。
本实施方式的非接触供电用天线系统10,如图2C所示,送电用天线装置18及受电用天线装置22分别以具有以大致相同的角度曲折的曲折部19、23的形状构成。即,特征在于:对置的送电用螺旋线圈20和受电用螺旋线圈24以具有以大致相同的角度曲折的曲折部19、23的形状构成。
如图2A所示,受电用天线装置22在大致以L字型曲折的磁性体25的外表面侧即曲折表面侧经由未图示的接合部件等而接合了受电用螺旋线圈24。即,受电用天线装置22中受电用螺旋线圈24配置在曲折部23的曲折表面侧。此外,曲折表面侧表示的是以凸状曲折的曲折部23的外表面侧。
另一方面,如图2B所示,送电用天线装置18在大致以L字型曲折的磁性体21的内面侧即曲折背面侧经由未图示的接合部件等而接合了送电用螺旋线圈20。即,送电用天线装置18中,送电用螺旋线圈20配置在曲折部19的曲折背面侧。此外,曲折背面侧表示的是以凸状曲折的曲折部19的内面侧。
这样,在本实施方式中,送电用天线装置18和受电用天线装置22以使送电用螺旋线圈20、受电用螺旋线圈24具有大致相同的曲率的非平面形状构成。因此,在进行非接触供电时,如图2C所示,送电用天线装置18和受电用天线装置22使得送电用螺旋线圈20、受电用螺旋线圈24对置。
即,在本实施方式中,在受电装置14(参照图1)为如以往那样设置平板型的受电用天线的空间没有富余程度的小型的情况下,或者,如所谓的手表型等那样,因该装置主体的形状本身为非平面形状而所设置的受电用天线本身也不得不非平面形状的情况下,设在送电装置12(参照图1)所具备的送电用天线装置18的送电用螺旋线圈20也以具有同样的曲率的非平面形状构成。因此,通过电磁感应从送电装置12向受电装置14进行的电力供给的效率能够维持良好的状态。
此外,图2A至图2C所示的实施方式中,受电用天线装置22的受电用螺旋线圈24配置在曲折部23的曲折表面侧,送电用天线装置18的送电用螺旋线圈20配置在曲折部19的曲折背面侧,但各自为相反的结构也可。即,作成受电用天线装置的受电用螺旋线圈配置在曲折部的曲折背面侧,并且送电用天线装置的送电用螺旋线圈配置在曲折部的曲折表面侧的结构也可。
接着,一边使用附图,一边对本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10中的送电用天线装置18和受电用天线装置22的位置关系进行说明。图3是图2C的A-A截面图。
送电用螺旋线圈20和受电用螺旋线圈24具有大致相同的形状和大小,且成为彼此大致重叠的配置。即,送电用螺旋线圈20和受电用螺旋线圈24以具有以大致相同的角度曲折的曲折部19、23的形状构成,以具有大致相同的曲率的非平面形状构成。
另外,在本实施方式中,送电用螺旋线圈20成为尺寸比受电用螺旋线圈24稍大一些的结构。此外,在本实施方式中,将尺寸稍大一些的设为送电用天线装置18的螺旋线圈20,但是将天线装置18、22的哪一个用于送电用途、受电用途均可。一般而言,送电侧的一方在空间上有富余的情况较多,因此优选增大送电用天线装置18的螺旋线圈20,此时,相应地也增大磁性体21。
为了使利用电磁感应进行的从送电装置12到受电装置14的电力供给效率维持良好的状态,需要将设在构成非接触供电用天线系统10的双方的天线装置18、22的各自螺旋线圈20、24以彼此不偏离的方式对置配置。因此,在本实施方式中,如图3所示,构成为使得从受电用螺旋线圈24到送电用螺旋线圈20的投影的内缘部n1、n2及外缘部m1、m2与送电用螺旋线圈20的内缘部B1’、B2’及外缘部A1’、A2’成为大致重叠的配置。
具体而言,如图3所示,送电用螺旋线圈20构成为其内缘部B1’、B2’比投影的内缘部n1、n2更靠内侧配置,并且,送电用螺旋线圈20的外缘部A1’、A2’比投影的外缘部m1、m2更靠外侧配置。即,送电用螺旋线圈20成为尺寸比受电用螺旋线圈24稍大一些的结构,其内缘部B1’、B2’比受电用螺旋线圈24的内缘部B1、B2更靠内侧配置,并且,其外缘部A1’、A2’比受电用螺旋线圈24的外缘部A1、A2更靠外侧配置。此外,该配置关系优选在线圈全周得到满足,但是,例如送电用螺旋线圈20的内缘部B2’的位置比投影内缘部n2的位置更靠外周侧配置,或者送电用螺旋线圈20的外缘部A2’的位置比投影外缘部m2的位置更靠内周侧配置等,在一部分的局部未满足的状态也可。
接着,一边使用附图,一边对本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的送电用螺旋线圈和受电用螺旋线圈的位置关系进行说明。图4是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的送电用螺旋线圈和受电用螺旋线圈的位置关系的说明图。
本发明人为了达到前述的本发明的目的而专心致力于研究的结果,发现了在非平面形状的非接触供电用天线中,不会妨碍供电效率确保的受电用螺旋线圈24与送电用螺旋线圈20的相对配置关系上最佳区域。
如图4所示,在送电用螺旋线圈20-1的内缘部B2’-1比受电用螺旋线圈24的外缘部A2更靠外侧配置的情况下,供电效率差。另外,在送电用螺旋线圈20-2的内缘部B2’-2比受电用螺旋线圈24的外缘部A2更靠内侧配置,并且,比受电用螺旋线圈24的内缘部B2更靠外侧配置的情况下,供电效率依然较差。
相对于此,在送电用螺旋线圈20-3的内缘部B2’-3比受电用螺旋线圈24的内缘部B2更靠内侧配置,并且,送电用螺旋线圈20-3的外缘部A2’-3比受电用螺旋线圈24的外缘部A2更靠外侧配置的情况下,供电效率变好。即,若送电用螺旋线圈20-3的内缘部B2’-3比投影内缘部n2-3更靠内侧配置,并且,送电用螺旋线圈20-3的外缘部A2’-3比投影外缘部m2-3更靠外侧配置,则供电效率会变好。
另一方面,如图4所示,在送电用螺旋线圈20-5的外缘部A2’-5比受电用螺旋线圈24的内缘部B2更靠内侧配置的情况下,供电效率差。另外,在送电用螺旋线圈20-4的外缘部A2’-4比受电用螺旋线圈24的外缘部A2更靠内侧配置,并且,比受电用螺旋线圈24的内缘部B2更靠外侧配置的情况下,供电效率也依然较差。
这样,可知为了维持良好的供电效率,优选作成使送电用螺旋线圈20的内缘部B2’比投影内缘部n2更靠内侧配置,并且,使送电用螺旋线圈20的外缘部A2’比投影外缘部m2更靠外侧配置的结构。即,在送电用螺旋线圈20和受电用螺旋线圈24以非平面形状构成的情况下,也为了使供电效率良好,需要满足上述条件的送电用螺旋线圈20与受电用螺旋线圈24的配置关系。
此外,在本实施方式中,送电用螺旋线圈20和受电用螺旋线圈24两者以具有大致L字型的曲折部19、23的形状构成,但是本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10并不限于有关结构。即,送电用螺旋线圈20和受电用螺旋线圈24的至少任一个以非平面形状构成,并且,构成为从一个螺旋线圈到另一个螺旋线圈的投影的内缘部及外缘部与该另一个螺旋线圈的内缘部及外缘部成为大致重叠的配置即可。
接着,一边使用附图,一边对本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的其他实施方式进行说明。图5A至图5D是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的送电用螺旋线圈和受电用螺旋线圈的结构例的截面图。另外,图6是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的其他适用例的截面图。
如图5A所示,在非接触供电用天线系统110中,即便送电用天线装置118和受电用天线装置122以具有大致相同的曲率的弯曲部119、123的形状构成,也能适用本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10。即,即便贴附在磁性片121的送电用螺旋线圈120和贴附在磁性片125的受电用螺旋线圈124以具有大致相同的曲率的弯曲部119、123的形状构成,也能更加可靠地使通过电磁感应从送电侧向受电侧进行的电力供给的效率维持良好的状态。
另外,如图5B所示,在非接触供电用天线系统210中,即便为送电用天线装置218和受电用天线装置222以大致相同的角度曲折的曲折部219a、219b、223a、223b分别各设两处的结构,也能适用本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10。即,即便为贴附在磁性片221的送电用螺旋线圈220和贴附在磁性片225的受电用螺旋线圈224分别各设两处以大致相同的角度曲折的曲折部219a、219b、223a、223b的结构,也能更加可靠地使通过电磁感应从送电侧向受电侧进行的电力供给的效率维持良好的状态。
进而,如图5C所示,在非接触供电用天线系统310中,即便只有送电用天线装置318和受电用天线装置322的一个以非平面形状构成,也能适用本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10。例如,即便使送电用天线装置318为平板型,只有受电用天线装置322以非平面形状构成,也能适用本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10。
即,即便受电用天线装置322构成为如图5C所示的具有两处曲折部323a、323b的形状,只要送电用螺旋线圈320和受电用螺旋线圈324成为几乎没有偏离地对置的结构即可。换言之,如果贴附在磁性片321的送电用螺旋线圈320和贴附在磁性片325的受电用螺旋线圈324在图5C所示的宽度方向上几乎没有偏离,而成为分别对置的结构,就能更加可靠地使通过电磁感应从送电侧向受电侧进行的电力供给的效率维持良好的状态。
另外,如图5D所示,在非接触供电用天线系统410中,即便送电用天线装置418和受电用天线装置422为具有大致相同的曲率的3维曲面形状,也能适用本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10。即,即便贴附在磁性片421的内面侧的送电用螺旋线圈420和贴附在磁性片425的外表面侧的受电用螺旋线圈424为分别具有大致相同的曲率的3维曲面形状,也能更加可靠地使通过电磁感应从送电侧向受电侧进行的电力供给的效率维持良好的状态。
进而,如图6所示,在非接触供电用天线系统510中,送电用天线装置518和受电用天线装置522不只是非接触供电用天线520、524,对于采用并列NFC等的通信天线526、527的结构的天线装置,也能适用本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10。即,即便贴附在磁性片521的送电用螺旋线圈520及通信天线526和贴附在磁性片525的受电用螺旋线圈524及通信天线527以具有大致相同的曲率的弯曲部519、523的形状构成,也能更加可靠地使通过电磁感应从送电侧向受电侧进行的的电力供给的效率维持良好的状态。
这样,在本实施方式中,即便成为非接触供电用天线的送电用天线装置18和受电用天线装置22所具备的螺旋线圈20、24的至少任一个为非平面形状,也能作成成为将双方的天线装置18、22的螺旋线圈20、24可靠地对置的配置的结构。因此,不管天线装置18、22的形状、设置方式如何,都能有效率地进行利用电磁感应的从送电侧到受电侧的电力供给。
另外,对应于电子设备的装置主体的小型化或其形状的多样化,能够维持非接触供电系统中的较高的电力供给效率。即,装置主体除了现有的平板型以外,还能通过适用构成为具有R状的弯曲部或曲折为L字的曲折部的形状等、需要对应于以非平面形状构成的受电装置的实用化的,本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统,确保非接触供电中的较高的供电效率。
因此,今后,再进行电子设备的高功能化、小型化、装置主体的多样化等,也能实现可以对应于这些的效率良好的非接触供电。另外,通过适用本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10,还提高使用于非接触供电的便携终端、充电器等的电子设备的设计自由度。
实施例
接着,一边使用附图,一边对本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的实施例进行说明。图7A至图7C是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的实施例中的送电用螺旋线圈与受电用螺旋线圈的位置关系的说明图。另外,图8是示出本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统的依据实施例的送电用螺旋线圈与受电用螺旋线圈的位置关系和磁耦合系数的增减比例的关系的特性图。
本实施例为了证实本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10(参照图1)的作用/效果,使用了图7A至图7C所示的非接触供电用天线系统610、710、810。
各实施例中,准备二个天线装置618、622(718、722、818、822),将一个设为以使螺旋线圈624(724、824)的设置面成为曲折表面侧的方式曲折的天线装置622(722、822),将另一个设为以使螺旋线圈620(720、820)的设置面成为曲折背面侧的方式曲折的天线装置618(718、818)。在本实施例中,将天线装置622(722、822)设为受电用天线装置,将天线装置618(718、818)设为送电用天线装置。
图7A示出使以同一形状曲折而作成的天线装置618、622沿着天线装置618、622的中心轴对置的状态。在天线装置618、622为以90度弯曲的结构的情况下,相对于天线装置622的螺旋线圈624,天线装置618的螺旋线圈620会成为在螺旋线圈620的中心侧仅偏离ΔL的结构。
接着,在图7B、图7C示出改变天线装置的形状而使之曲折,并同样使之对置的状态。图7B是天线装置722的螺旋线圈724和天线装置718的螺旋线圈720的内周位置、外周位置在螺旋线圈724、720的卷绕部垂直方向一致的例,即,位置偏离ΔL为零的例。另一方面,图7C是相对于天线装置822的螺旋线圈824,天线装置818的螺旋线圈820向外侧偏离的例。
对于这些图7A至图7C所示的实施例,通过电磁场模拟来调查了天线装置间的磁耦合状态如何改变。此时的天线装置622、722、822的形状,将磁性体625、725、825的大小设为45mm(长边的长度)×35mm(短边的长度),将螺旋线圈624、724、824、620的外径设为36mm×32mm、内径设为21mm×17mm。
在图8示出电磁场模拟结果。在图8中,图7A对应于位置偏离ΔL=-2.8mm、图7B对应于位置偏离ΔL=0mm、图7C对应于位置偏离ΔL=1.4mm。此外,图8表示对置的天线装置间的磁耦合系数的增减比例,示出磁耦合系数相对于图7A的状态下的值的增减比例。
如图8所示,在将图7A所示的使受电侧和送电侧的线圈为大致相同的大小、形状的线圈按照原样曲折并对置的情况下,两者的螺旋线圈620、624的位置偏离。因此,从送电侧向受电侧供给的电力会产生损耗,相应地,磁耦合系数下降。
相对于此,如图8所示,可知在使图7B所示的天线装置722的螺旋线圈724和天线装置718的螺旋线圈720的内周位置、外周位置在螺旋线圈724、720的卷绕部垂直方向上一致的情况下,磁耦合系数表示最大的值。即,可知在非接触供电用的天线装置718、722的螺旋线圈720、724为具有曲折部719、723的非平面形状的情况下,为了提高非接触供电的电极供给效率,需要以使两者的螺旋线圈720、724成为彼此不偏离地对置的配置的方式进行设置。
此外,如图8所示,可知即便位置偏离ΔL不是0mm,而在ΔL=±2.0mm不到的范围内,则增减比例为4%以上,即,表示较高的磁耦合系数。由此可知,如果送电侧和受电侧的天线装置间的位置偏离在一些微差的范围内,就能确保非接触式的较高的供电效率。换言之,可知只要从一个螺旋线圈到另一个螺旋线圈的投影的内缘部及外缘部成为与该另一个螺旋线圈的内缘部及外缘部大致重叠的配置,就能确保非接触式的较高的供电效率。
在实际的使用中,考虑到送电侧与受电侧的天线装置间的位置偏离,如前述的图3所示的本发明的一个实施方式所涉及的非接触供电用天线系统10那样,采用使一个螺旋线圈20比另一个螺旋线圈24稍大的结构。即,采用了另一个螺旋线圈使其内缘部比投影的内缘部更靠内侧配置,并且,使其外缘部比投影的外缘部更靠外侧配置的结构。
此外,如上所述对本发明的各实施方式及各实施例进行了详细说明,但是本领域技术人员能够容易理解到从本发明的新事项及效果可以进行实质上没有脱离的许多变形。因此,这样的变形例会全部包括在本发明的范围。
例如,说明书或附图中,至少一次、与更加广义或同义的不同术语一起记载的术语,在说明书或附图的任何部位中,也能替换成该不同术语。另外,非接触供电用天线系统及电子设备的结构、动作也不限于本发明的各实施方式及各实施例中的说明,可进行各种变形实施。
标号说明
1 非接触供电系统;10 非接触供电用天线系统;12 送电装置(电子设备);14 受电装置(电子设备);16 送电电路;18 送电用天线装置;19、23 曲折部;20 送电用螺旋线圈;22 受电用天线装置;24 受电用螺旋线圈;26 受电电路;28 电池;30 电源;119、123、519、523 弯曲部。

Claims (6)

1. 一种非接触供电用天线系统,通过电磁感应从送电用天线装置向与该送电用天线装置对置的受电用天线装置以非接触方式供给电力,所述系统构成为具备:
送电用螺旋线圈,设在所述送电用天线装置,盘绕导线而构成;以及
受电用螺旋线圈,设在所述受电用天线装置,盘绕导线而构成,
所述送电用螺旋线圈和所述受电用螺旋线圈的至少任意一个螺旋线圈以非平面形状构成,并且,成为从所述一个螺旋线圈向另一个螺旋线圈的投影的内缘部及外缘部与该另一个螺旋线圈的内缘部及外缘部大致重叠的配置。
2.如权利要求1所述的非接触供电用天线系统,其中,所述另一个螺旋线圈其内缘部比所述投影的内缘部更靠内侧配置,并且,其外缘部比所述投影的外缘部更靠外侧配置。
3.如权利要求1或2所述的非接触供电用天线系统,其中,所述送电用螺旋线圈及所述受电用螺旋线圈构成为具有大致相同的曲率的非平面形状。
4.如权利要求3所述的非接触供电用天线系统,其中,所述送电用螺旋线圈及所述受电用螺旋线圈构成为具有大致相同的曲率的弯曲部的形状。
5.如权利要求3所述的非接触供电用天线系统,其中,所述送电用螺旋线圈及所述受电用螺旋线圈构成为具有以大致相同的角度曲折的曲折部的形状。
6.一种电子设备,设有权利要求1至权利要求5的任一项所述的非接触供电用天线系统所具备的受电用螺旋线圈或送电用螺旋线圈的一个。
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