CN107912077A

CN107912077A - 电力传输装置及天线

Info

Publication number: CN107912077A
Application number: CN201580082164.6A
Authority: CN
Inventors: 阿久泽好幸; 伊藤有基
Original assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2018-04-13
Also published as: US20180205264A1; EP3334008A1; EP3334008A4; JPWO2017022054A1; EP3334008B1; US10361592B2; JP6091701B1; WO2017022054A1

Abstract

本发明提供一种电力传输装置及天线，该电力传输装置包括收发部(12)，该收发部(12)具有发送天线(14)、以及在与发送天线(14)之间进行无线电力传输的接收天线(15)，发送天线(14)和接收天线(15)分别由如下形状的线圈构成：电流沿一个方向流过的部位的形状与电流沿相反方向流过的部位的形状相一致。

Description

电力传输装置及天线

技术领域

本发明涉及进行无线电力传输的电力传输装置及天线。

背景技术

以往，经由旋转体的无线电力传输装置已为公众所知(例如参照专利文献1)。在该专利文献1所公开的现有结构中，以旋转体(轴)的轴心作为大致中心设置收发部(发送天线及接收天线)，或在轴心周围设置收发部(发送天线及接收天线)，通过磁场耦合从发送天线向接收天线传输电力。此外，通过设置多个系统的收发部，能进行多重电力传输。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014－90648号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在专利文献1中公开的现有技术中，未设想轴为金属构件的情况。因此，存在以下问题：在轴为金属构件的情况下，受到该轴的影响，电力传输变得困难。即，会受到由于来自收发部的磁场导致在轴上有涡流流过从而产生涡流损耗等的影响。此外，在收纳有收发部的外壳(壳体)中含有金属构件的情况等也同样。

因此，以往存在以下问题：需要在收发部与上述金属构件之间设置空间，从而装置变得大型化。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种电力传输装置及天线，即使在周围存在金属构件的情况下，也能进行电力传输。

解决技术问题的技术方案

本发明的电力传输装置包括收发部，其具有发送天线、以及在与发送天线之间进行无线电力传输的接收天线，发送天线和接收天线分别由如下形状的线圈构成：电流沿一个方向流过的部位的形状与电流沿相反方向流过的部位的形状相一致。

发明效果

根据本发明，如上述那样构成，因此即使在周围存在金属构件的情况下，也能进行电力传输。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置的结构例的框图。

图2是示出本发明的实施方式1的收发部的结构例的示意图，其中，图2(a)是主视图，图2(b)是立体图，图2(c)是以往的天线形状的主视图。

图3是说明本发明的实施方式1的收发部的动作原理的示意图，其中，图3(a)是主视图，图3(b)是立体图。

图4是示出本发明的实施方式1的收发部的另一个结构例的示意图。

图5是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置的适用例(在轴附近设置有收发部的情况)的示意图。

图6是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置的适用例(在机械臂的旋转部附近设置有收发部的情况)的示意图。

图7是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置的适用例(在监视摄像机的旋转部附近设置有收发部的情况)的示意图。

图8是示出本发明的实施方式1的电力传输装置的适用例(向汽车供电)的示意图，其中，图8(a)是侧视图，图8(b)是主视图。

图9是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置的适用例(向轮毂电机供电)的示意图。

图10是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置的适用例(在雷达的旋转部附近设置有收发部的情况)的示意图。

图11是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置的适用例(在灯塔的遮光壁附近设置有收发部的情况)的示意图。

图12是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置的适用例(在风扇的旋转部附近设置有收发部的情况)的示意图。

图13是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置的适用例(为方向盘的转向供电)的示意图，其中，图13(a)是主视图，图13(b)是侧视图。

图14是示出本发明的实施方式1的电力传输装置的适用例(向自行车供电)的示意图，其中，图14(a)是侧视图，图14(b)是主视图。

图15是示出本发明的实施方式2的收发部的结构例的示意图，其中，图15(a)是将壳体设为金属制时的图，图15(b)是将壳体和轴设为金属制时的图。

图16是示出本发明的实施方式1的收发部的另一个结构例的示意图。

图17是示出本发明的实施方式2所涉及的电力传输装置的适用例(在发动机室的内部设置有收发部的情况)的示意图。

图18是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置的适用例(向汽车供电)的示意图。

图19是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置的适用例(向磁悬浮列车供电)的示意图。

图20是示出本发明的实施方式3的收发部的结构例的示意图。

图21是示出本发明的实施方式3的屏蔽构件的另一个结构例的示意图。

图22是示出本发明的实施方式4的收发部的结构例的示意图，其中，图22(a)是主视图，图22(b)是立体图。

图23是示出本发明的实施方式4的收发部的另一个结构例的示意图，其中，图23(a)是主视图，图23(b)是立体图。

图24是示出本发明的实施方式4的收发部的另一个结构例的示意图。

图25是示出本发明的实施方式5的收发部的结构例的图，其中，图25(a)是主视图，图25(b)是立体图，图25(c)是以往的天线形状的主视图。

图26是示出本发明的实施方式5的收发部的另一个结构例的示意图，其中，图26(a)是主视图，图26(b)是立体图。

图27是示出本发明的实施方式5的收发部的另一个结构例的示意图。

图28是示出本发明的实施方式6的收发部的结构例的示意图，其中，图28(a)是将壳体设为金属构件的情况，图28(b)是将壳体和轴设为金属构件的情况。

图29是示出本发明的实施方式7的收发部的结构例的示意图，其中，图29(a)是主视图，图29(b)是立体图。

图30是示出本发明的实施方式7的收发部的另一个结构例的示意图，其中，图30(a)是主视图，图30(b)是立体图。

图31是示出本发明的实施方式7的收发部的另一个结构例的示意图，其中，图31(a)是主视图，图31(b)是立体图。

图32是示出本发明的实施方式8所涉及的电力传输装置的动作例的图。

具体实施方式

以下，对于本发明的实施方式，参照附图进行详细说明。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的电力传输装置1的结构例的框图。

电力传输装置1以无线的方式传输包含电信号的电力。如图1所示，该电力传输装置1包括发送电源11、收发部12、以及整流电路13。如图2(b)等所示，收发部12具有发送天线14、以及接收天线15。

发送电源11将输入的直流电或交流电提供给发送天线14。另外，在将高频用的电源用作为发送电源11的情况下，发送电源11将输入的直流电或交流电转换成高频电之后再提供给发送天线14。

发送天线14以无线的方式传输由发送电源11提供的电力。

接收天线15用于接收由发送天线14以无线的方式传输来的电力。

整流电路13将由接收天线15接收到的电力转换成直流电。由该整流电路13转换得到的直流电输出至负载设备等(未图示)。

另外，收发部12利用磁场共振、电场共振或电磁感应进行电力传输。

接着，对于发送天线14和接收天线15的结构例，参照图2(a)、图2(b)、图2(c)进行说明。另外，在图2(a)、图2(b)中，示出发送天线14和接收天线15在轴心方向上相对配置的情况。

如图2(a)、图2(b)所示，发送天线14和接收天线15分别由如下形状的线圈构成：电流沿一个方向流过的部位的形状与电流沿相反方向流过的部位的形状相一致。另外，在图2(a)、图2(b)中，发送天线14和接收天线15的环状面构成为圆弧状，间接地卷绕于作为金属构件的轴51上。即，图2(a)、图2(b)所示的发送天线14以及接收天线15构成为将图2(c)所示的现有的天线101的上部向下方凹下去的形状。

另外，在图中，示出将轴51设为机械结构上的旋转体且发送天线14和接收天线15能独立地旋转的情况，但轴51也可以是非旋转体。此外，在图中，示出仅1匝的发送天线14和接收天线15，但是通常是多匝卷绕成盘旋状或螺旋状。此外，发送天线14和接收天线15的引出到供电端子的引出部142、152不限于图示的部位，能设置于任意的部位。

通过将发送天线14和接收天线15设为图2(a)、图2(b)所示的天线形状，从而轴51位于环状面的外侧，因此不会阻止发送天线14和接收天线15之间的磁通交链。

此外，在该天线形状中，如图3(a)、图3(b)所示，靠近配置的2个线路中流过的电流的方向(图3(a)所示的箭头)相差180°。因此，在环状面的内侧的较窄区域中，磁通方向相同，磁通密集，利用该磁通密度较高的磁场，发送天线14向接收天线15进行电力传输。另一方面，在环状面的外侧磁通互相抵消，因此在天线周围不会有磁通密度较高的磁场扩展开，仅磁通密度较低的磁场会到达存在于天线周围的金属构件(轴51)。由此，能降低由于该轴51导致的影响(涡流损耗等)，能进行能量效率较高的电力传输。

如上所述，即使轴51为金属构件，在发送天线14和接收天线15之间也能进行电力传输。

另外，在图2(a)、图2(b)所示的环状面的两端部间的间隙141、151能任意地设定。此外，发送天线14和接收天线15相对的比例越大，电力传输效率越高。

此外，在轴51为旋转体，经由该旋转体将电源线连接至负载设备等的情况下，发送天线14和接收天线15独立地旋转。因此，发送天线14和接收天线15设有无论处于怎样的旋转状态都至少有一部分相对的间隙141、151。

另外，在图2(a)、图2(b)中，示出发送天线14和接收天线15在轴心方向上相对配置的情况。然而，并不限于此，例如如图4所示，也可以将发送天线14以及接收天线15嵌合配置在同一平面上。

此外，在图4中，示出了在发送天线14的内侧配置有接收天线15的情况，但也可以相反地在接收天线15的内侧配置发送天线14。

接着，示出实施方式1的电力传输装置1的适用例。

图5中，在轴611附近设置收发部12。

汽车(移动体)61的轴611为了确保作为结构体的强度，由金属构件构成。因此，以往的电力传输装置难以适用于经由该轴611的电力传输。对此，在本发明的电力传输装置1中，因为不容易受到由于金属构件导致的影响，因此例如能将发送天线14安装于主体部612，将接收天线15安装于轴611(图5所示的天线配置部位615)。由此，能对设置于轮胎613的传感器(空气压传感器、车速传感器)614等进行非接触供电。

另外，在图5中，例示了汽车61，但不限于此，同样能适用于其他移动体。

图6中，在机械臂62的旋转部621附近设置本发明的收发部12。

机械臂62的旋转部621也与上述相同，为了确保作为结构物的强度，由金属构件构成。因此，以往的电力传输装置难以适用于经由该旋转部621的电力传输。对此，在本发明的电力传输装置1中，因为不容易受到由于金属构件导致的影响，因此能将收发部12设置于图6所示的天线配置部位622。

此外，图7中，在监视摄像机63的旋转部附近设置本发明的收发部12。

在间隙360°全方位监视的监视摄像机63中，具有用于转动摄像机主体部631的旋转部。因此，能在该旋转部附近(天线配置部位632)设置本发明的收发部12。

此外，图8(a)、图8(b)中，将本发明的电力传输装置1用于向汽车(移动体)64供电。

在图8(a)、图8(b)中，将本发明的发送天线14埋入汽车64行驶时或停止时与该汽车64相对的固定面(道路65)的下方，将本发明的接收天线15内置于汽车64的轮胎641的轮盖642。由此，即使将汽车64的金属制的轴(未图示)的轴心作为中心(包含大致中心的意思)来配置接收天线15，也能在汽车64在道路65上行驶或汽车64在道路65上停止时，从设置于道路65的发送天线14向设置于汽车64的接收天线15进行非接触供电。

另外，通过使用内置有接收天线15的轮盖642，从而能在现有的汽车上以后加的方式安装接收天线15。此外，如图8(b)所示，通过将发送天线14设为螺旋状，从而能在道路65的宽度方向产生较长的磁场，因此汽车64的位置即使稍许偏离行驶位置或停止位置，也能进行电力传输。

此外，设想实际上发送天线14和接收天线15在分别被树脂构件固定的基础上设置于汽车64和道路65的情况。因此，通过调节该树脂构件的厚度，从而即使在道路65上有积水的情况下，也能充分地进行电力传输。

此外，在图8(a)、图8(b)中，示出了将接收天线15内置于轮盖642的情况。然而，并不限于此，例如也可以将接收天线15内置于轮子643。

此外，在图8(a)、图8(b)中示出了向汽车64供电。然而，不限于此，同样也能适用于其他移动体(电车、无人运输车(AGV)等)。

此外，图9中，将本发明的电力传输装置1用于向轮毂电机661供电。

近年来，开发了每个轮胎662内置电动机(轮毂电机661)并通过该轮毂电机661进行驱动的汽车(移动体)66。因此，通过将本发明的发送天线14安装于轴663，将本发明的接收天线15安装于轮毂电机661，从而能从轴663侧对旋转的轮毂电机661进行非接触供电。

另外，在轮毂电机661的内部设置有逆变器，通过对该逆变器进行电子控制，能够调整汽车66的速度。由此，电力传输装置1传输单一频率的电力即可。

另外，在图9中，例示了汽车66，但不限于此，同样也能适用于其他移动体(微型车等)。

此外，图10中，在雷达装置67的旋转部附近设置本发明的收发部12。

在进行360°全方位监视的雷达装置67中，具有用于转动雷达主体671的旋转部。因此，能在该旋转部附近(天线配置部位672)设置本发明的收发部12。

此外，图11中，在灯塔68的遮光壁681附近设置本发明的收发部12。

在灯塔68中设置有发光体(未图示)和遮光壁681，遮光壁681会进行旋转并具有用于将来自发光体的光向外部投射的开口。因此，能在该遮光壁681附近(天线配置部位682)设置本发明的收发部12。

此外，图12中，在风扇69的旋转部附近设置本发明的收发部12。

在风扇69中，具有用于使叶片691进行旋转的旋转部。因此，能在该旋转部附近(天线配置部位692)设置本发明的收发部12。由此，能在改变叶片691的角度、或使安装于旋转部的前端侧的发光体发光等情况下进行非接触供电。

另外，在图12中，例示了风扇69，但不限于此，同样也能适用于其他具有叶片691的装置(风力发电机、直升机、螺旋桨飞机、船的螺旋桨等)。

此外，图13(a)、图13(b)中，将本发明的电力传输装置1用于为汽车70的方向盘701的转向进行供电。

在图13(a)、图13(b)中，在转向轴702的基座部分的旋转侧安装接收天线15，在固定侧安装发送天线14。由此，能对转向进行非接触供电

另外，在图13(a)、图13(b)中，例示了汽车70，但不限于此，同样也能适用于其他具有方向盘701的装置(摩托车、电动自行车等移动体、游戏机等)。

此外，图14(a)、图14(b)中，将本发明的电力传输装置1用于向电动自行车71供电。

在图14(a)、图14(b)中，在设置于电动自行车71的停车场的停车桩72安装本发明的发送天线14，在电动自行车71的辐条711安装本发明的接收天线15。此外，在图14(a)中，为了使附图看得清楚，省略发送天线14的图示。由此，当电动自行车71停在停车场时，能够从设置于停车桩72的发送天线14向设置于电动自行车71的接收天线15进行非接触供电，能对电动自行车71的电池(未图示)进行供电。此外，此时，能将本发明的发送天线14和接收天线15配置成与电动自行车71的金属制的轴712相对。

另外，在图14(a)、图14(b)中，示出了对电动自行车71进行供电，但不限于此，同样也能适用于电动轮椅或摩托车等。

由此，根据本实施方式1，电力传输装置1具备收发部12，该收发部12具有发送天线14、以及在与发送天线14之间进行无线电力传输的接收天线15，发送天线14和接收天线15分别由如下形状的线圈构成：电流沿一个方向流过的部位的形状与电流沿相反方向流过的部位的形状相一致，因此即使在周围存在金属构件(轴51)，也能进行电力传输。此外，相对于现有结构，能缩小金属构件与收发部12之间的空间，因此能实现装置的小型化。

实施方式2.

在实施方式1中，示出了在作为金属构件的轴51上设置收发部12的情况。相对于此，在实施方式2中，示出在包含金属构件的壳体52的内部配置收发部12的情况。另外，电力传输装置1的整体结构与图1所示的结构相同，省略其说明。

在图15(a)中，示出在正面开放的金属制壳体52的内部配置收发部12的情况。另外，发送天线14和接收天线15的形状与图2(a)、图2(b)、图2(c)所示的形状相同。

在该情况下，与实施方式1相同，在本发明的天线形状中，靠近配置的2个线路中流过的电流方向相差180°。因此，在环状面的内侧的较窄区域中，磁通方向相同，磁通密集，利用该磁通密度较高的磁场，进行从发送天线14向接收天线15的电力传输。另一方面，在环状面的外侧磁通互相抵消，因此在天线周围不会有磁通密度较高的磁场扩展开，仅磁通密度较低的磁场到达存在于天线周围的金属构件(壳体52)。由此，能降低由于该壳体52导致的影响(涡流损耗等)，能进行能量效率较高的电力传输。

如上所述，即使壳体52为金属构件，在发送天线14和接收天线15之间也能进行电力输送。

另外，在图15(a)中，将发送天线14和接收天线15的环状面的形状与图2(a)、图2(b)、图2(c)相同地设为圆弧状。然而，在不将收发部12卷绕于轴51等的情况下，不需要设为圆弧状，也可以设为其他形状(四边形或棒状等)。

此外，在图15(b)中，示出在正面开放的金属制壳体52的内部配置间接地卷绕于金属制的轴51的收发部12的情况。

该情况也与实施方式1相同，轴51位于环状面的外侧，因此不会阻止发送天线14和接收天线15之间的磁通交链。

此外，在本发明的天线形状中，靠近配置的2个线路中流过的电流的方向相差180°。因此，在环状面的内侧的较窄区域中，磁通方向相同，磁通密集，利用该磁通密度较高的磁场，进行从发送天线14向接收天线15的电力传输。另一方面，在环状面的外侧磁通互相抵消，因此在天线周围不会有磁通密度较高的磁场扩展开，仅磁通密度较低的磁场到达存在于天线周围的金属构件(轴51和壳体52)。由此，能降低由于该轴51和壳体52导致的影响(涡流损耗等)，能进行能量效率较高的电力传输。

如上所述，即使轴51和壳体52为金属构件，在发送天线14和接收天线15之间也能进行电力输送。另外，在图15(b)的情况下，需要将收发部12配置在距离金属构件(轴51和壳体52)为发送天线14和接收天线15中的最小天线内径的10分之1以上。

另外，在图15(a)、图15(b)中，示出了在正面开放的金属制壳体52的内部配置收发部12的情况。然而，不限于此，在用金属构件覆盖所有面的壳体52的内部配置有收发部12的情况下、在一部分包含金属构件的壳体52的内部配置收发部12的情况下，也与上述相同。

另外，在图15(a)、图15(b)中，示出了在金属制的壳体52的内部配置收发部12的情况，但即使在收发部12的周围存在金属制的其他周边构件的情况下，也与上述相同。

另外，在图15(a)、图15(b)中，示出了将发送天线14和接收天线15的环状面朝向与轴心方向垂直的方向的情况。然而，并不限于此，例如如图16所示，也可以将发送天线14以及接收天线15的环状面朝向轴心方向。由此，能够进一步抑制由于存在于与轴心方向垂直的面上的金属构件导致的影响。

此外，在图16中，示出了在发送天线14的内侧配置接收天线15的情况，但也可以相反地在接收天线15的内侧配置发送天线14。另外，在图16中，示出了嵌合配置发送天线14和接收天线15的情况，但也可以沿着轴心方向相对配置。

接着，示出实施方式2的电力传输装置1的适用例。

图17中，将本发明的收发部12配置在汽车(移动体)73的发动机室731的内部。

汽车73的发动机室731由金属构件构成，此外在发动机室731的内部设置有很多由金属构件构成的设备732。因此，以往的电力传输装置难以配置在该发动机室731的内部。对此，本发明的电力传输装置1不容易受到由于金属构件导致的影响，因此能将收发部12配置于发动机室731的内部(天线配置部位734)。由此，例如能对设置于发动机室731的内部的传感器733等进行非接触供电。

另外，在图17中，例示了汽车73，但不限于此，同样也能适用于其他移动体。

此外，图18中，将本发明的电力传输装置1用于向汽车(移动体)74供电。

在图18中，将本发明的发送天线14埋入汽车74行驶时或停止时与该汽车74相对的固定面(道路75)的下方，将本发明的接收天线15内置于汽车74的轮胎741的胎面等。由此，当汽车74在道路75上行驶或汽车74在道路75上停止时，能够从设置于道路75的发送天线14向设置于汽车74的接收天线15进行非接触供电。

此外，设想实际上发送天线14和接收天线15在分别被树脂构件固定的基础上设置于汽车74和道路75的情况。因此，通过调节该树脂构件的厚度，从而即使在道路75上有积水的情况下，也能充分地进行电力传输。

此外，在图18中示出了向汽车74供电。然而，不限于此，同样也能适用于其他移动体(无人运输车(AGV)等)。

此外，图19中，将本发明的电力传输装置1用于向磁悬浮列车(移动体)76供电。

在图19中，将本发明的发送天线14设置于磁悬浮列车76行驶时或停止时与该磁悬浮列车76相对的固定面(路面77)，将本发明的接收天线15设置于磁悬浮列车76的底面。另外，发送天线14相对于路面77垂直地配置，接收天线15相对于磁悬浮列车76的底面垂直地配置。由此，当磁悬浮列车76在路面77上行驶或磁悬浮列车76在路面77上停止时，能够从设置于路面77的发送天线14向设置于磁悬浮列车76的接收天线15进行非接触供电。

另外，在图19中，示出了将发送天线14设置于路面77，将接收天线15设置于磁悬浮列车76的底面的情况。然而，不限于此，也可以将发送天线14设置在磁悬浮列车76行驶时或停止时与该磁悬浮列车76相对的固定面即侧壁，将接收天线15设置于磁悬浮列车76的侧面。

另外，在图18中，例示了向磁悬浮列车76进行供电，但不限于此，同样也能适用于其他悬浮物体(气垫船等)。

如上所述，根据本实施方式2，电力传输装置1具备收发部12，该收发部12具有发送天线14、以及在与发送天线14之间进行无线电力传输的接收天线15，发送天线14和接收天线15分别由如下形状的线圈构成：电流沿一个方向流过的部位的形状与电流沿相反方向流过的部位的形状相一致，因此即使在周围存在金属构件(壳体52及其他周边构件)，也能进行电力传输。此外，相对于现有结构，能缩小金属构件与收发部12之间的空间，因此能实现装置的小型化。

实施方式3.

在实施方式2中，示出了在包含金属构件的壳体52的内部配置收发部12的情况。相对于此，在实施方式3中，示出在收发部12与金属构件之间配置屏蔽构件53的情况。

如图20(a)、图20(b)、图20(c)所示，屏蔽构件53配置在收发部12与金属构件之间。此外，在图20(a)、图20(b)、图20(c)中省略金属构件的图示。能使用磁性片材或金属环作为屏蔽构件53。磁性片材是将如铁氧体或非晶硅等那样磁导率的实部较高且虚部较低的磁性体构成为片材状来得到的。该屏蔽构件53可以与周围的全部金属构件相对配置，也可以仅与一部分金属构件相对配置。另外，图20(a)示出用屏蔽构件53将除正面以外所有的面包围的情况，图20(b)示出仅在上下面上配置屏蔽构件53的情况，图20(c)示出仅在左右面上配置屏蔽构件53的情况。

由此，通过使用屏蔽构件53，能进一步减少来自收发部12的磁场泄漏到周围的金属构件的情况，能进一步提高电力传输效率。

此外，从收发部12不仅辐射磁场，还辐射电场。因此，为了防止该电场泄漏到金属构件侧，例如如图21所示，屏蔽构件53也可以由2块磁性片材531和导体532构成，该导体532具有自由电子并且配置在2块磁性片材531之间。另外，作为导体532例如能列举铜或铝等金属构件、碳纤维、导电性塑料等。另外，导体532例如能构成为片材状、网状或环状等形状。

此外，在图21中，示出了在导体532的两个面上设置磁性片材531的情况，但也可以仅在单面上设置磁性片材531。

由此，根据该实施方式3，具备配置在收发部12和金属构件之间的屏蔽构件53，因此相对于实施方式2，能进一步减少来自收发部12的磁场泄漏到金属构件的情况，能进一步提高电力传输效率。

实施方式4.

在实施方式1～3中，示出了设置有1个系统的收发部12的情况。相对于此，在实施方式4中，示出设置多个系统的收发部12的情况。另外，在图中，示出设置有3个系统的收发部12的情况，将后缀符a～c添加于各功能部的标号。

图22(a)、图22(b)中，在同一平面上的轴心周围设置多个系统的发送天线14，在同一平面上的轴心周围设置多个系统的接收天线15，沿着轴心方向相对配置各系统的发送天线14和接收天线15。此外，在图22(a)、图22(b)中省略到供电端子的引出部142、152的图示。

此处，在轴51为非旋转体的情况下，如图22(a)、图22(b)所示，通过使各系统的发送天线14和接收天线15一一相对，从而能在各系统中进行独立的电力传输。

另一方面，在轴51为旋转体并经由该旋转体进行多重电力传输的情况下，发送天线14和接收天线15分别独立地进行旋转。例如，如图22(a)、图22(b)所示，若从发送天线14a向接收天线15a进行电力传输的状态起，发送侧或接收侧旋转120°，则发送天线14a将与另一个系统的接收天线(15b或15c)相对。因此，在发送侧或接收侧设置伴随着上述旋转来切换发送天线14和接收天线15的系统的控制部。由此，即使是经由旋转体的多重电力传输，也能在各系统中进行独立的电力传输。

另外，若从图22(a)、图22(b)所示的状态起发送侧或接收侧旋转例如60°，则会有2个接收天线15与同一个发送天线14相对，从而无法进行系统切换。因此，例如可以在成为上述的状态的前后10°的范围内进行关闭所有系统的电力传输的控制。

此外，在不需要在各系统中进行独立的电力传输的情况下，不需要上述的系统的切换。

此外，图23(a)、图23(b)中，在同一平面上的轴心周围设置多个系统的发送天线14，在该同一平面上的轴心周围设置多个系统的接收天线15，且各系统的发送天线14和接收天线15嵌合地配置。此外，在图23(a)、图23(b)中省略到供电端子的引出部142、152的图示。即使是上述的天线配置，也能与图22(a)、图22(b)所示的结构的情况相同地进行多重电力传输。

此外，在图23(a)、图23(b)中，示出了在发送天线14的内侧配置接收天线15的情况，但也可以相反地在接收天线15的内侧配置发送天线14。

另外，在图24中，发送天线14和接收天线15沿着轴心方向相对配置，各系统的收发部12沿着轴心方向相对配置。即使是上述的天线配置，也能与图22(a)、图22(b)所示的结构的情况相同地进行多重电力传输。

另外，即使是图24所示的天线配置，在相邻的系统间(例如发送天线14b与接收天线15a之间等)也没有电力的泄漏。即，本发明中，将发送天线14和接收天线15的形状设为使现有的天线形状凹陷而得到的形状，使环状面(传输电力的区域)变窄。因此，即使将各系统的收发部12靠近地配置，也能避免各系统间的电力的泄漏。由此，不需要如现有结构的情况那样在系统间设置屏蔽构件。

实施方式5.

在实施方式5中，示出如下结构：使用与实施方式1～4不同的天线形状的发送天线14和接收天线15，来减小由于存在于周围的金属构件导致的影响。另外，电力传输装置1的整体结构与图1所示的结构相同，省略其说明。

对于发送天线14和接收天线15的结构例，参照图25(a)、图25(b)、图25(c)进行说明。另外，在图25(a)、图25(b)中，示出发送天线14和接收天线15在轴心方向上相对配置的情况。

如图25(a)、图25(b)所示，发送天线14和接收天线15分别由多个盘旋状的线圈143、153级联连接构成，该多个盘旋状的线圈143、153小于发送天线14和接收天线15自身的外径并且各自的环状面分别朝向同一平面上。另外，在图25(a)、图25(b)中，示出发送天线14和接收天线15的轴心配置有作为金属构件的轴51的情况。

另外，在图中，示出将轴51设为机械结构上的旋转体且发送天线14和接收天线15能独立地旋转的情况，但轴51也可以是非旋转体。此外，在图中，示出将线圈143、153设为盘旋状的情况，但也可以设为螺旋状。此外，线圈143、153的形状和匝数不限于图示的形状和匝数。

通过将发送天线14和接收天线15设为图25(a)、图25(b)所示的天线形状，从而在卷绕成盘旋状或螺旋状的小型的线圈143、153产生磁通密度较高的磁场，利用该磁通密度较高的磁场，进行从发送天线14向接收天线15的电力传输。另一方面，线圈143、153相对于发送天线14和接收天线15的尺寸足够小，因此在天线周围不会有磁通密度较高的磁场扩展开，仅磁通密度较低的磁场到达存在于天线周围的金属构件(轴51)。由此，能降低由于该轴51导致的影响(涡流损耗等)，能进行能量效率较高的电力传输。

如上所述，即使轴51为金属构件，在发送天线14和接收天线15之间也能进行电力输送。另外，通过使收发部12距离金属构件(轴51)为线圈143、153中的最小线圈半径以上，从而使电力传输效率变得最高。

此外，在轴51为旋转体且经由该旋转体将电源线连接至负载设备等的情况下，发送天线14和接收天线15独立地旋转。因此，通过增加设置线圈143、153的数量，从而能长期确保线圈143与线圈153的相对期间，电力传输效率变得更高。

另外，在图25(a)、图25(b)中，示出了发送天线14和接收天线15在轴心方向上相对配置的情况。然而，并不限于此，例如如图26(a)、图26(b)所示，也可以将发送天线14和接收天线15嵌合配置在同一平面上。

此外，在图26(a)、图26(b)中，示出了在发送天线14的内侧配置接收天线15的情况，但也可以相反地在接收天线15的内侧配置发送天线14。此外，在该情况下，通过使发送天线14的线圈143和接收天线15的线圈153靠近的距离比线圈143、153中的最小线圈半径更短，从而能提高电力传输效率。

另外，在图25(a)、图25(b)、图25(c)、图26(a)、图26(b)中，示出了发送天线14的线圈143和接收天线15的线圈153数量相同的情况，也可以设为不同数量。例如如图27所示，通过使发送天线14的线圈143的数量多于接收天线15的线圈153的数量，从而能进行更平滑的电力传输。

此外，实施方式5的电力传输装置1能适用于例如图5～14所示的结构。

由此，根据本实施方式5，电力传输装置1具备收发部12，该收发部12具有发送天线14、以及在与发送天线14之间进行无线电力传输的接收天线15，发送天线14和接收天线15分别由多个盘旋状或螺旋状的线圈143、153级联连接构成，该多个线圈143、153的直径小于发送天线14和接收天线15自身的外径，并且该多个线圈143、153的环状面分别朝向同一平面上，因此即使在周围存在金属构件(轴51)的情况下，也能进行电力传输。此外，相对于现有结构，能缩小金属构件与收发部12之间的空间，因此能实现装置的小型化。

实施方式6.

在实施方式5中，示出了在作为金属构件的轴51上设置收发部12的情况。相对于此，在实施方式6中，示出在包含金属构件的壳体52的内部配置收发部12的情况。另外，电力传输装置1的整体结构与图1所示的结构相同，省略其说明。

在图28(a)中，示出在正面开放的金属制壳体52的内部配置收发部12的情况。另外，发送天线14和接收天线15的形状与图25(b)所示的形状相同。

在该情况下，与实施方式5相同，本发明的天线形状中，在卷绕成盘旋状或螺旋状的小型的线圈143、153产生磁通密度较高的磁场，利用该磁通密度较高的磁场，进行从发送天线14向接收天线15的电力传输。另一方面，线圈143、153相对于发送天线14和接收天线15的尺寸足够小，因此在天线周围不会有磁通密度较高的磁场扩展开，仅磁通密度较低的磁场到达存在于天线周围的金属构件(壳体52)。由此，能降低由于该壳体52导致的影响(涡流损耗等)，能进行能量效率较高的电力传输。

如上所述，即使壳体52为金属构件，在发送天线14和接收天线15之间也能进行电力输送。另外，通过使收发部12距离金属构件(壳体52)为线圈143、153中的最小线圈半径以上，从而使电力传输效率变得最高。

此外，在图28(b)中，示出在正面开放的金属制壳体52的内部配置在轴心具有金属制的轴51的收发部12的情况。

在该情况下，与实施方式5相同，本发明的天线形状中，在卷绕成盘旋状或螺旋状的小型的线圈143、153产生磁通密度较高的磁场，利用该磁通密度较高的磁场，进行从发送天线14向接收天线15的电力传输。另一方面，线圈143、153相对于发送天线14和接收天线15的尺寸足够小，因此在天线周围不会有磁通密度较高的磁场扩展开，仅磁通密度较低的磁场到达存在于天线周围的金属构件(轴51和壳体52)。由此，能降低由于该轴51和壳体52导致的影响(涡流损耗等)，能进行能量效率较高的电力传输。

如上所述，即使轴51和壳体52为金属构件，在发送天线14和接收天线15之间也能进行电力输送。另外，在图28(b)的情况下，需要将收发部12配置在距离金属构件(轴51和壳体52)为发送天线14和接收天线15中的最小天线内径的10分之1以上。

另外，在图28(a)、图28(b)中，示出了在正面开放的金属制壳体52的内部配置收发部12的情况。然而，不限于此，在用金属构件覆盖所有面的壳体52的内部配置有收发部12的情况下、在一部分包含金属构件的壳体52的内部配置收发部12的情况下，也与上述相同。

另外，在图28(a)、图28(b)中，示出了在金属制的壳体52的内部配置收发部12的情况，但即使在收发部12的周围存在金属制的其他周边构件的情况也与上述相同。

此外，与实施方式3相同，也可以在收发部12与金属构件之间配置屏蔽构件53。这样，通过使用屏蔽构件53，能进一步减少来自收发部12的磁场泄漏到金属构件的情况，能进一步提高电力传输效率。

此外，还可以与实施方式3的图21相同，屏蔽构件53由2块磁性片材531和导体532构成，该导体532具有自由电子并且配置在2块磁性片材531之间。由此，能防止来自收发部12的电场泄漏至金属构件。此外，在图21中，示出了在导体532的两个面上设置磁性片材531的情况，但也可以仅在单面上设置磁性片材531。

此外，实施方式6的电力传输装置1能适用于例如图17、18所示的结构。

如上所述，根据本实施方式6，电力传输装置1具备收发部12，该收发部12具有发送天线14、以及在与发送天线14之间进行无线电力传输的接收天线15，发送天线14和接收天线15分别由多个盘旋状或螺旋状的线圈143、153级联连接构成，该多个线圈143、153的直径小于发送天线14和接收天线15自身的外径，并且该多个线圈143、153的环状面各自朝向同一平面上，因此即使在周围存在金属构件(壳体52或其他周边构件)的情况下，也能进行电力传输。此外，相对于现有结构，能缩小金属构件与收发部12之间的空间，因此能实现装置的小型化。

实施方式7.

在实施方式5、6中，示出了设置有1个系统的收发部12的情况。相对于此，在实施方式7中，示出设置多个系统的收发部12的情况。另外，在图中，示出设置有3个系统的收发部12的情况，将后缀符a～c添加于各功能部的标号。

图29(a)、图29(b)中，在同一平面上的轴心周围设置多个系统的发送天线14，在同一平面上的轴心周围设置多个系统的接收天线15，沿着轴心方向相对配置各系统的发送天线14和接收天线15。

此处，在轴51为非旋转体的情况下，如图29(a)、图29(b)所示，通过使各系统的发送天线14和接收天线15一一相对，从而能在各系统中进行独立的电力输送。

另一方面，在轴51为旋转体且经由该旋转体进行多重电力传输的情况下，发送天线14和接收天线15分别独立地进行旋转。例如，如图29(a)、图29(b)所示，若从发送天线14a向接收天线15a进行电力传输的状态起，发送侧或接收侧旋转120°，则发送天线14a将与另一个系统的接收天线(15b或15c)相对。因此，在发送侧或接收侧设置伴随着上述旋转来切换发送天线14和接收天线15的系统的控制部。由此，即使是经由了旋转体的多重电力传输，也能在各系统中进行独立的电力传输。

另外，若从图29(a)、图29(b)所示的状态起发送侧或接收侧旋转例如60°，则会有2个接收天线15与同一个发送天线14相对，从而无法进行系统切换。因此，例如可以在成为上述的状态的前后10°的范围内进行关闭所有系统的电力传输的控制。

此外，图30(a)、图30(b)是相对于图29(a)、图29(b)的结构变更天线形状后得到的。即，在图30(a)、图30(b)所示的天线中，仅在环形天线的一部分(与轴51相对的部分)设置线圈143、153。即使是上述的天线形状，也能与上述相同地进行电力传输。即，这是因为在多个盘旋状或螺旋状地卷绕的线圈143、153产生磁通密度较高的磁场，在环形天线的直线部144、154不产生磁通密度较高的磁场。

此外，图31(a)、图31(b)中，在同一平面上的轴心周围设置多个系统的发送天线14，在该同一平面上的轴心周围设置多个系统的接收天线15，且各系统的发送天线14和接收天线15嵌合地配置。即使是上述的天线配置，也能与图29(a)、图29(b)所示的结构的情况相同地进行多重电力传输。

此外，在图31(a)、图31(b)中，示出了在发送天线14的内侧配置接收天线15的情况，但也可以相反地在接收天线15的内侧配置发送天线14。

实施方式8.

在实施方式1～7中，示出了通过改进天线形状从而能配置在金属构件的附近的结构。在该结构的基础上，如图32所示，通过在系统间改变收发部12的磁场相位，从而能减小系统间的相互干扰。在图32的示例中，实线表示图24所示的3个系统的收发部12中外侧的2个收发部12a、12c的磁场相位，虚线表示正当中的收发部12b的磁场相位，并示出了两者相差180°的情况

另外，在实施方式1～8中，示出发送天线14和接收天线15分别由单一的线圈构成的情况。然而，并不限于此，各线圈可以分别由例如供电用线圈和共振用线圈构成，也可以由2个以上的线圈构成。

此外，本申请发明在其发明的范围内，能进行各实施方式的自由组合或者进行各实施方式的任意的构成要素的变形、或者在各实施方式中能省略任意的构成要素。

工业上的实用性

根据本发明的电力传输装置1，即使在周围存在金属构件的情况下，能进行电力传输，适用于进行无线电力传输的电力传输装置等。

标号说明

1 电力传输装置

11 发送电源

12 收发部

13 整流电路

14 发送天线

15 接收天线

51 轴

52 壳体

53 屏蔽构件

61 汽车(移动体)

62 机械臂

63 监视摄像机

64 汽车(移动体)

65 道路(固定面)

66 汽车(移动体)

67 雷达装置

68 灯塔

69 风扇

70 汽车

71 电动自行车

72 停车桩

73 汽车(移动体)

74 汽车(移动体)

75 道路(固定面)

76 磁悬浮列车(移动体)

77 路面(固定面)

141、151 间隙

142、152 引出部

143、153 线圈

144、154 直线部

531 磁性片材

532 导体

611 轴

612 主体部

613 轮胎

614 传感器

615 天线配置部位

621 旋转部

622 天线配置部位

631 摄像机主体部

632 天线配置部位

641 轮胎

642 轮盖

643 轮子

661 轮毂电机

662 轮胎

663 轴

671 雷达主体部

672 天线配置部位

681 遮光壁

682 天线配置部位

691 叶片

692 天线配置部位

701 方向盘

702 转向轴

711 辐条

712 轴

731 发动机室

732 设备

733 传感器

734 天线配置部位

741 轮胎。

Claims

1.一种电力传输装置，其特征在于，

具备收发部，该收发部具有发送天线、以及在与所述发送天线之间进行无线电力传输的接收天线，

所述发送天线和所述接收天线分别由如下形状的线圈构成：电流沿一个方向流过的部位的形状与电流沿相反方向流过的部位的形状相一致。

2.如权利要求1所述的电力传输装置，其特征在于，

所述收发部距离金属构件为所述发送天线和所述接收天线中的最小天线内径的10分之1以上来进行配置。

3.如权利要求1所述的电力传输装置，其特征在于，

包括配置在所述收发部和金属构件之间的屏蔽构件。

4.如权利要求3所述的电力传输装置，其特征在于，

所述屏蔽构件是磁性片材或金属环。

5.如权利要求3所述的电力传输装置，其特征在于，所述屏蔽构件包括：

磁性片材；以及

具有自由电子并与所述磁性片材相对的导体。

6.如权利要求1所述的电力传输装置，其特征在于，

设置多个系统的所述收发部。

7.如权利要求1所述的电力传输装置，其特征在于，

所述收发部通过磁场共振、电场共振或电磁感应进行无线电力传输。

8.如权利要求6所述的电力传输装置，其特征在于，

所述收发部在相邻的系统间具有不同的磁场相位。

9.如权利要求1所述的电力传输装置，其特征在于，

所述发送天线和所述接收天线分别由2个以上的线圈构成。

10.如权利要求1所述的电力传输装置，其特征在于，

所述接收天线设置于移动体，

所述发送天线设置于在所述移动体行驶时或停止时与该移动体相对的固定面。

11.一种电力传输装置，其特征在于，

所述发送天线和所述接收天线分别由多个盘旋状或螺旋状的线圈级联连接构成，该多个盘旋状或螺旋状的线圈小于所述发送天线和所述接收天线自身的外径，并且所述多个盘旋状或螺旋状的线圈的环状面朝向同一平面上。

12.如权利要求11所述的电力传输装置，其特征在于，

13.如权利要求11所述的电力传输装置，其特征在于，

包括配置在所述收发部和金属构件之间的屏蔽构件。

14.如权利要求13所述的电力传输装置，其特征在于，

所述屏蔽构件是磁性片材或金属环。

15.如权利要求13所述的电力传输装置，其特征在于，

所述屏蔽构件包括：

磁性片材；以及

具有自由电子并与所述磁性片材相对配置的导体。

16.如权利要求11所述的电力传输装置，其特征在于，

设置多个系统的所述收发部。

17.如权利要求11所述的电力传输装置，其特征在于，

18.如权利要求16所述的电力传输装置，其特征在于，

所述收发部在相邻的系统间具有不同的磁场相位。

19.如权利要求11所述的电力传输装置，其特征在于，

所述发送天线和所述接收天线分别由2个以上的线圈构成。

20.如权利要求11所述的电力传输装置，其特征在于，

所述接收天线设置于移动体，

21.一种天线，其特征在于，

由如下形状的线圈构成：电流沿一个方向流过的部位的形状与电流沿相反方向流过的部位的形状相一致。

22.一种天线，其特征在于，

由多个盘旋状或螺旋状的线圈级联连接构成，该多个盘旋状或螺旋状的线圈小于所述天线自身的外径，并且所述多个盘旋状或螺旋状的线圈的环状面朝向同一平面上。