CN108886270B - 非接触供电装置和非接触电力传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种容易适当地配置供电对象设备的非接触供电装置及具备其的非接触电力传输装置。非接触供电装置(10)具备:具有能够收纳便携用电子设备(80)的至少一部分的凹部(12a)的壳体(12);以及收纳于壳体(12)的第一磁性体(20)、第一线圈(25)、第二磁性体(30)和第二线圈(35)。通过对第一线圈(25)通电而出现在第一磁性体(20)的一对磁极部隔着凹部(12a)相互相对。同样,通过对第二线圈(35)通电而出现在第二磁性体(30)的一对磁极部隔着凹部(12a)相互相对。
Description
技术领域
本发明涉及一种以非接触的方式对便携式电子设备等的供电对象设备进行供电的非接触供电装置及具备其的非接触电力传输装置。
背景技术
近年来,对于包括耳机(earphone)、头戴式耳机(headset)、助听器等的可穿戴(wearable)设备的便携式电子设备,在向小型化发展的同时,电源也向二次电池化发展。在电源为二次电池的情况下,考虑在便携式电子设备插入充电线缆(cable)的连接器(connector)来进行充电的方法,但是插入连接器的操作复杂。而且,若使连接器的插入为简单的结构,则就难以防水。相对于此,若为利用了非接触电力传输的充电,则不仅没有在便携式电子设备插入连接器的复杂操作,也容易采取防水结构。
下述的专利文献1涉及无线(wireless)充电装置,公开了以下内容:“充电器包括卷绕有供电线圈的供电半环形铁芯(cut core)、发送电路部和能够供电的电源,并收纳于第一外装盒,便携式设备包括卷绕有受电线圈的受电铁芯(core)、能够充放电的二次电池、受电电路部和系统(system)电路部,并收纳于第二外装盒,受电铁芯被供电半环形铁芯所包围,受电铁芯与供电半环形铁芯隔着第二外装盒彼此电磁耦合,供电线圈激发的交流磁场形成在从供电半环形铁芯至圆筒半环形铁芯,在受电线圈激发交流电流,从而用将来自充电器的电源的电力从供电线圈输送至受电线圈得到的电力,对便携式设备的电池进行充电”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-2580号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1的无线充电装置中,当将便携式设备安装在充电器时,若产生相对安装面的面内方向的旋转偏差,则受电铁芯不被供电半环形铁芯包围,在该状态下,受电铁芯与供电半环形铁芯不能够电磁耦合,而可能引起充电不良。在此,若做成用充电器侧的外壳将便携式设备的安装位置以受电铁芯与供电半环形铁芯能够电磁耦合的方式进行限制的结构,则产生对充电器安装便携式设备这件事本身变得困难的问题。即,在现有技术中,存在难以将便携式设备(供电对象设备)适当地配置于充电器(非接触供电装置),且用户的负担较大、损害便利性的技术问题。
本发明是认识到这样的状况而完成的,其目的在于提供容易适当地配置供电对象设备的非接触供电装置及具备该非接触供电装置的非接触电力传输装置。
解决问题的技术手段
本发明的一个方式为非接触供电装置。该非接触供电装置包括:
具有能够收纳供电对象设备的至少一部分的凹部的壳体;以及
收纳于所述壳体的第一磁性体、第二磁性体和供电线圈,
所述供电线圈包括在所述第一磁性体卷绕有导线的第一线圈和在所述第二磁性体卷绕有导线的第二线圈,
通过对所述第一线圈通电而出现在所述第一磁性体的一对磁极部隔着所述凹部相互相对,
通过对所述第二线圈通电而出现在所述第二磁性体的一对磁极部隔着所述凹部相互相对,
从所述凹部的开口方向观察,连接出现在所述第一磁性体的所述一对磁极部的第一假想线与连接出现在所述第二磁性体的所述一对磁极部的第二假想线相互交叉。
从所述凹部的开口方向观察,所述第一和第二假想线可以相互大致正交。
所述第一和第二磁性体可以分别以夹入所述凹部的方式配置。
所述第一磁性体可以具有在两端部突出于所述凹部侧的第一和第二凸部。
所述第二磁性体可以具有在两端部突出于所述凹部侧的第三和第四凸部。
所述第一线圈可以包括在所述第一凸部卷绕有导线的第一卷线部和在所述第二凸部卷绕有导线的第二卷线部,
所述第二线圈可以包括在所述第三凸部卷绕有导线的第三卷线部和在所述第四凸部卷绕有导线的第四卷线部,
所述第一和第二卷线部可以以产生相互相同方向的磁场的方式相互连接,
所述第三和第四卷线部可以以产生相互相同方向的磁场的方式相互连接。
所述第一磁性体可以具有隔着所述凹部而端面彼此相互相对的棒状的第一和第二部分,
所述第二磁性体可以具有隔着所述凹部而端面彼此相互相对的棒状的第三和第四部分,
可以包括将所述第一至第四部分互相连结的第三磁性体,
所述第一线圈可以包括在所述第一部分卷绕有导线的第一卷线部和在所述第二部分卷绕有导线的第二卷线部,
所述第二线圈可以包括在所述第三部分卷绕有导线的第三卷线部和在所述第四部分卷绕有导线的第四卷线部,
所述第一和第二卷线部可以以产生相互相同方向的磁场的方式相互连接,
所述第三和第四卷线部可以以产生相互相同方向的磁场的方式相互连接。
可以包括对所述第一和第二线圈在不同的时刻进行通电的输电电路。
所述输电电路可以包括用于产生交流电流的电源装置,交流电流中的正方向的电流在所述第一线圈中流动,交流电流中的负方向的电流在所述第二线圈中流动。
可以具备在所述壳体内以螺旋状绕所述凹部的周围旋转的辅助线圈。
可以包括在所述壳体内设置于与所述凹部的底部相对的位置且平面地旋转的附加线圈。
在所述附加线圈的与所述凹部的底部相反侧,可以设置片状乃至板状的磁性体。
本发明的另一个方式为非接触电力传输装置。该非接触电力传输装置包括:所述非接触供电装置;和至少一部分收纳于所述非接触供电装置的所述凹部的便携式电子设备,所述便携式电子设备具有包括二次电池和受电线圈的非接触受电装置。
所述凹部的开口宽度可以短于所述便携式电子设备的长边方向的尺寸。
所述受电线圈的卷轴可以与所述二次电池的厚度方向大致平行且以螺旋状绕所述二次电池的周围旋转。
所述受电线圈的卷轴可以沿所述二次电池的外周侧面弯曲。
此外,将以上的构成要素的任意的组合、本发明的表现在方法或系统等之间变换而得的方式作为本发明的方式也是有效的。
发明效果
根据本发明,能够提供一种容易适当的配置供电对象设备的非接触供电装置及包括该非接触供电装置的非接触电力传输装置。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的作为供电对象设备的便携式电子设备80的立体图。
图2是便携式电子设备80的主要部分分解立体图。
图3是便携式电子设备80的非接触受电装置90的第一构成例的概略截面图。
图4是非接触受电装置90的第二构成例的概略截面图。
图5是表示本发明的实施方式1的非接触供电装置10和对其配置便携式电子设备80的方法的立体图。
图6是表示本发明的实施方式1的非接触电力传输装置1中的非接触受电装置90、第一磁性体20、第一线圈25、第二磁性体30和第二线圈35的配置例1的立体图。
图7是配置例1的俯视截面图。
图8是配置例1的正视截面图。
图9是表示非接触电力传输装置1中的非接触受电装置90、第一磁性体20、第一线圈25、第二磁性体30和第二线圈35的配置例2的立体图。
图10是配置例2的俯视截面图。
图11是配置例2的正视截面图。
图12是非接触受电装置90的第三构成例的安装说明图。
图13是非接触受电装置90的第三构成例的立体图。
图14是非接触受电装置90的第三构成例的俯视截面图。
图15是非接触受电装置90的第三构成例的正视图。
图16是表示非接触电力传输装置1中的非接触受电装置90、第一磁性体20、第一线圈25、第二磁性体30和第二线圈35的配置例3的立体图。
图17是配置例3的俯视截面图。
图18是配置例3的正视截面图。
图19是表示非接触电力传输装置1中的非接触受电装置90、第一磁性体20、第一线圈25、第二磁性体30和第二线圈35的配置例4的立体图。
图20是配置例4的俯视截面图。
图21是配置例4的正视截面图。
图22是非接触电力传输装置1的工作原理说明图。
图23是非接触供电装置10和便携式电子设备80的电路图。
图24是在任意的周期中在第一线圈25和第二线圈35中流动的电流的波形图。
图25是本发明的实施方式2的非接触电力传输装置2的正视截面图。
图26是本发明的实施方式3的非接触电力传输装置3的正视截面图。
图27是表示本发明的实施方式4的非接触供电装置10和对其配置便携式电子设备80的方法的立体图。
图28是表示本发明的实施方式4的非接触电力传输装置4中的非接触受电装置90、以及非接触供电装置10的各磁性体和各线圈的配置例的立体图。
图29是图28所示的配置例的俯视截面图。
图30是图28所示的配置例的正视截面图。
图31是表示非接触受电装置90、以及非接触供电装置10的各磁性体和各线圈的其它配置例的立体图。
图32是表示实施方式1的非接触供电装置10中的磁性体组的另一构成例1的立体图。
图33是表示实施方式1的非接触供电装置10中的磁性体组的另一构成例2的立体图。
图34是表示实施方式1的非接触供电装置10中的磁性体组和线圈组的另一构成例的立体图。
图35是实施方式4的非接触供电装置10中磁极数为6个的构成的磁性体组和线圈组的俯视图。
图36是实施方式4的非接触供电装置10中磁极数为8个的构成的磁性体组和线圈组的俯视图。
图37是实施方式4的非接触供电装置10中切除了第三磁性体40的一部分的构成的磁性体组和线圈组的俯视图。
附图标记说明
1~4……非接触电力传输装置,10……非接触供电装置,11……辅助线圈,12……壳体,12a……凹部,13……绕线筒,16……附加线圈,17……平板状磁性体,18……交流电源,20……第一磁性体,20a……第一部分,20b……第二部分,21……第一凸部,22……第二凸部,25……第一线圈,25a……第一卷线部,25b……第二卷线部,30……第二磁性体,30a……第三部分,30b……第四部分,31……第三凸部,32……第四凸部,35……第二线圈,35a……第三卷线部,35b……第四卷线部,40……第三磁性体,41……凸部,42……卷线部,80……便携式电子设备,81……外壳,82……线缆,83……插入部,84……二次电池,85……受电线圈,86……盒,86a……凸缘部,87……盖,87a……凸缘部,88、89a、89b……磁性片,90……非接触受电装置,92……DC-DC转换器(converter)(电压转换电路),93……受电电路,94……充电电路,95……主体,98……磁性片
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明优选的实施方式进行详细说明。此外,对各附图中表示的相同或者等同的构成要素、部件等标注相同的符号,并省略重复的说明。另外,实施方式不限定发明而是例示,在实施方式中说明的所有的特征或者及其组合未必是发明的本质。
实施方式1
参照图1~图24,说明本发明的实施方式1。如图1所示,便携式电子设备80在本实施方式中为助听器,具有将从外壳(housing)81引出的线缆(cable)82的前端插入耳朵的插入部83。外壳81能够通过未图示的夹子(clip)等的卡固件而固定在用户的衣服上。此外,便携式电子设备80也可以是耳挂式或者入耳式的类型。在便携式电子设备80的外壳81的内部设有图3或者图4所示的非接触受电装置90和未图示的麦克风(microphone)等的功能部件。此外,图2所示的非接触受电装置90是表示图3所示的第一构成例的概略分解立体图。
如图3所示,第一构成例的非接触受电装置90包括锂离子二次电池等的二次电池84、受电线圈85、盒(case)86和盖87。盒86和盖87例如为铁氧体(ferrite)等的磁性粉的烧结体。受电线圈85的卷轴与二次电池84的厚度方向大致平行且以螺旋状绕二次电池84的周围旋转。受电线圈85的轴向与外壳81的厚度方向平行。不过也存在二次电池84在外壳81内相对厚度方向倾斜配置的情况,也存在包括这样的情况且受电线圈85的轴向与外壳81的厚度方向不平行的情况。盒86为具有用于收纳二次电池84的内部空间的箱形形状,覆盖二次电池84的底面和外周面(侧面)。盒86的侧面夹在受电线圈85与二次电池84的外周面之间。盖87盖在盒86上而覆盖盒86的上部开口(覆盖二次电池84的上表面)。盒86优选在底面部设有比侧面更靠外侧延伸的凸缘部86a。盖87优选具有比盒86的侧面更靠外侧延伸的凸缘部87a。凸缘部86a、87a分别位于受电线圈85的轴向的两端部外侧(图3中的受电线圈85的下侧和上侧),并防止在盒86的侧面卷绕受电线圈85时的偏移。
如图4所示,第二构成例的非接触受电装置90中,图3所示的盒86和盖87变为具有弹性的磁性片(sheet)88、89a、89b,在这一点上不同,其它地方一致。磁性片88为在内侧收纳二次电池84的两端开口的中空筒状(例如圆筒状)。磁性片88设置在受电线圈85与二次电池84的外周面之间。磁性片89a覆盖磁性片88的一个开口(此处为上部开口)。磁性片89b覆盖磁性片88的另一个开口(此处为下部开口)。
如图5所示,非接触供电装置10具备:具有能够收纳作为供电对象设备的例示的便携式电子设备80的至少一部分的凹部12a的壳体(外壳)12,以及收纳(例如一体化或者保持)于壳体12的第一磁性体20、第一线圈25、第二磁性体30和第二线圈35。壳体12例如为绝缘树脂制。凹部12a的开口宽度W短于便携式电子设备80的长边方向的尺寸L。第一线圈25和第二线圈35构成供电线圈。第一线圈25为在由铁氧体等的磁性材料构成的第一磁性体20上将导线以例如螺旋状卷绕而成的部件。第二线圈35为在由铁氧体等的磁性材料构成的第二磁性体30上将导线以例如螺旋状卷绕而成的部件。
通过对第一线圈25通电而出现在第一磁性体20的一对磁极部(第一磁性体20的端部彼此)隔着凹部12a相互相对。同样,通过对第二线圈35通电而出现在第二磁性体30的一对磁极部(第二磁性体30的两个端部彼此)隔着凹部12a相互相对。如图7所示,从凹部12a的开口方向观察(即俯视时),连接出现在第一磁性体20的一对磁极部(以下记为“第一磁性体20的磁极部”)彼此的第一假想线x1与连接出现在第二磁性体30的一对磁极部(下面记为“第二磁性体30的磁极部”)彼此的第二假想线x2相互交叉,优选大致正交。
如图6~图8所示,第一磁性体20和第二磁性体30分别为半环形状且以夹入凹部12a的方式配置。第一磁性体20为比第二磁性体30圈大的半环形状,在两端部具有向凹部12a侧突出的第一凸部21和第二凸部22。第一凸部21和第二凸部22起到增强第一磁性体20的磁极部之间的磁耦合的作用,和使该磁极部之间的距离与第二磁性体30的磁极部之间的距离一致的作用。
如图6~图11所示,在非接触电力传输装置1中,在便携式电子设备80的一部分收纳于壳体12的凹部12a的状态下,内设于便携式电子设备80的非接触受电装置90位于第一磁性体20的磁极部之间且位于第二磁性体30的磁极部之间。此外,在图6和图9中,省略了壳体12和外壳81的图示。图6~图8所示的配置例1与图9~图11所示的配置例2在俯视时便携式电子设备80(即非接触受电装置90)相对于凹部12a的配置角度彼此相差90°这一点上不同,其它地方一致。
在图6~图8所示的配置例1中,产生于第一磁性体20的磁极部之间的磁通与非接触受电装置90的受电线圈85交链,以根据该磁通的时间变化而在受电线圈85产生的感应电动势对二次电池84进行充电。在图9~图11所示的配置例2中,产生于第二磁性体30的磁极部之间的磁通与非接触受电装置90的受电线圈85交链,以根据该磁通的时间变化而在受电线圈85中产生的感应电动势对二次电池84进行充电。
如图12~图15所示,第三构成例的非接触受电装置90为将导线以螺旋状绕磁性片98(具有弹性的磁性体)旋转的受电线圈85设置于二次电池84的外周面的一半的装置。即,受电线圈85的卷轴沿二次电池84的外周侧面弯曲。图16~图18所示的配置例3与图6~图8所示的配置例1相比较,在非接触受电装置90变为图12~图15所示的第三构成例这一点上不同,其它地方一致。图16~图18所示的配置例3与图19~图21所示的配置例4在俯视时便携式电子设备80(即非接触受电装置90)相对于凹部12a的配置角度彼此相差90°这一点上不同,其它地方一致。
在图16~图18所示的配置例3中,产生在第二磁性体30的磁极部之间的磁通与非接触受电装置90的受电线圈85交链,以根据该磁通的时间变化而在受电线圈85中产生的感应电动势对二次电池84进行充电。在图19~图21所示的配置例4中,产生在第一磁性体20的磁极部之间的磁通与非接触受电装置90的受电线圈85交链,以根据该磁通的时间变化而在受电线圈85产生的感应电动势对二次电池84进行充电。
利用图22(A)~图22(D),对俯视时的非接触受电装置90的角度与磁通的变化进行说明。图22(A)是与图20对应的配置。在图22(A)中,产生于第一磁性体20的磁极部之间的磁通与非接触受电装置90交链。图22(B)为从图22(A)使非接触受电装置90顺时针转动大约30°的状态。在图22(B)中,产生于第一磁性体20的磁极部之间的磁通与非接触受电装置90交链。图22(C)为从图22(B)再使非接触受电装置90顺时针旋转大约30°的状态。在图22(C)中,产生于第二磁性体30的磁极部之间的磁通与非接触受电装置90交链。图22(D)是与图17对应的配置。在图22(D)中,产生于第二磁性体30的磁极部之间的磁通与非接触受电装置90交链。这样,在根据俯视时的非接触受电装置90的角度不同而相对靠近非接触受电装置90的磁通的入口(受电线圈85的两端部)的磁极部之间产生磁通,该磁通与非接触受电装置90(受电线圈85)交链,并以根据该磁通的时间变化而在受电线圈85产生的感应电动势对二次电池84进行充电。图22(B)和图22(C)的情况与图22(A)和图22(D)相比较,虽然供电效率降低,但是能够无故障地对二次电池84进行充电。
图23是非接触电力传输装置1中的非接触供电装置10和便携式电子设备80的电路图。此外,在本电路图中,表示了第一线圈25产生的磁通与受电线圈85交链的情况,不过根据非接触受电装置90的配置方式的不同,第二线圈35产生的磁通与受电线圈85交链。非接触供电装置10具有作为对第一线圈25和第二线圈35进行通电的输电电路的交流电源18和二极管(diode)D1、D2。交流电源18产生高频的交流电压来供给交流电流。从交流电源18供给的正方向的电流经二极管D1向第一线圈25供给,但由二极管D2相对于第二线圈35被切断。从交流电源18供给的负方向的电流经二极管D2向第二线圈35供给,但由二极管D1相对于第一线圈25被切断。如此,第一线圈25和第二线圈35被交替地(在不同的时刻)通电。具体而言,从交流电源18供给的各周期的交流电流中,图24所示的时刻T0~T1的期间(前半周期)的电流在第一线圈25中流动而不在第二线圈35中流动,时刻T1~T2的期间(后半周期)的电流在第二线圈35中流动而不在第一线圈25中流动。
根据本实施方式,能够起到下述效果。
(1)在非接触电力传输装置1中,非接触供电装置10利用第一磁性体20、第一线圈25、第二磁性体30和第二线圈35,产生横穿壳体12的凹部12a内的彼此不同的2个方向的磁通,因此即使俯视时的非接触受电装置90的配置角度如图22(A)~图22(D)那样变化,也能够可靠地执行非接触电力传输。因此,不需要利用凹部12a的形状将俯视时的便携式电子设备80的角度限制较小,若用户在尺寸富余的凹部12a配置便携式电子设备80,则能够进行非接触的二次电池84的充电。即,容易将便携式电子设备80(供电对象设备)适当地(能够非接触供电地)配置于非接触供电装置10,减小用户的负担,且便利性提高。
(2)利用图23中例示的电路对第一线圈25和第二线圈35在不同的时刻进行通电,抑制了在凹部12a内的两线圈的产生磁通的混合,能够可靠地产生横穿凹部12a内的彼此不同的2个方向的磁通。
(3)利用二极管D1、D2的整流作用,从交流电源18供给的正方向的电流在第一线圈25中流动,负方向的电流在第二线圈35中流动,因此能够简化用于在不同的时刻对第一线圈25和第二线圈35进行通电的电路结构。
(4)由于第一磁性体20在两端部具有向凹部12a侧突出的第一凸部21和第二凸部22,因此能够强化第一磁性体20的磁极部彼此的磁耦合。另外,由于该磁极部彼此的距离与第二磁性体30的磁极部彼此的距离大致相等,因此在双方的磁极部之间产生的磁通(凹部12a内的磁通)的平衡变良好。
(5)如图5所示,由于凹部12a的开口宽度W短于便携式电子设备80的长边方向的尺寸L,因此能够抑制以不能非接触供电的姿势(连接非接触受电装置90的磁通的入口与出口的假想线为上下方向的姿势)将非接触受电装置90配置于凹部12a。
实施方式2
图25是本发明的实施方式2的非接触电力传输装置2的正视截面图。本实施方式的非接触电力传输装置2与实施方式1的非接触电力传输装置1相比较,在非接触供电装置10具备辅助线圈11和绕线筒(bobbin)13这一点上不同,其它地方一致。辅助线圈11在绕线筒13上卷绕有导线,并且被收纳(例如一体化或保持)于壳体12,在壳体12内以螺旋状绕凹部12a的周围旋转。辅助线圈11可以辅助性地用于非接触供电,也可以用于与便携式电子设备80的通信。本实施方式也能够起到与实施方式1同样的效果。
实施方式3
图26是本发明的实施方式3的非接触电力传输装置3的正视截面图。本实施方式的非接触电力传输装置3与实施方式1的非接触电力传输装置1相比较,在非接触供电装置10具备附加线圈16和平板状磁性体17这一点上不同,其它地方一致。附加线圈16被收纳(例如一体化或保持)于壳体12,并且在壳体12内与凹部12a的底部相对的位置平面地(螺旋(spiral)状地)旋转。平板状磁性体17(片状或者板状的磁性体)设置于附加线圈16的与凹部12a的底部相反的一侧。附加线圈16可以辅助性地用于非接触供电,也可以用于与便携式电子设备80的通信用。此外,附加线圈16可以与图25的辅助线圈11并存。本实施方式也能够起到与实施方式1相同的效果。
实施方式4
利用图27~图31,来说明本发明的实施方式4。利用图28~图31,对在图27中收纳于壳体12内的磁性体组和线圈组进行详细展示。在图28、图29和图31中,省略了壳体12和外壳81的图示。此外,图31所示的配置例与图28的配置例相比较,在便携式电子设备80(即非接触受电装置90)相对于凹部12a的配置角度在俯视时彼此相差90°这一点上不同,其它地方一致。
本实施方式中的磁性体组由构成第一磁性体的第一部分20a和第二部分20b;构成第二磁性体的第三部分30a和第四部分30b以及与将第一部分20a至第四部分30b互相连结的环状的第三磁性体40构成。第一部分20a和第二部分20b为从第三磁性体40向凹部12a侧突出,且隔着凹部12a而端面相互相对的棒状部分。同样,第三部分30a和第四部分30b为从第三磁性体40向凹部12a侧突出,且隔着凹部12a而端面相互相对的棒状部分。将第一部分20a和第二部分20b彼此连接的假想线与将第三部分30a和第四部分30b彼此连接的假想线互相大致正交。
本实施方式中的线圈组包括构成第一线圈的第一卷线部25a和第二卷线部25b,以及构成第二线圈的第三卷线部35a和第四卷线部35b。第一卷线部25a为在第一部分20a卷绕有导线的部分。第二卷线部25b为在第二部分20b卷绕有导线的部分。第三卷线部35a为在第三部分30a卷绕有导线的部分。第四卷线部35b为在第四部分30b卷绕有导线的部分。第一卷线部25a和第二卷线部25b以产生彼此方向相同的磁场的方向互相连接(例如串联连接)。同样,第三卷线部35a和第四卷线部35b以产生互相方向相同的磁场的方式相互连接(例如串联连接)。
本实施方式的非接触电力传输的原理与实施方式1相同。本实施方式也能够起到与实施方式1相同的效果。另外,关于本实施方式,由于磁性体组的高度方向的尺寸较小,与实施方式1相比较,在欲抑制壳体12的高度的情况下有优势。此外,在本实施方式中,可以增加图25的辅助线圈11和图26的附加线圈16的至少任一者。
以上,以实施方式为例对本发明进行了说明,不过实施方式的各构成要素或者各处理程序可以是在权利要求中记载的范围内的各种变形,这是本领域技术人员所能理解的。下面,对变形例进行说明。
在实施方式1中,例示了第一磁性体20和第二磁性体30一同从下方夹入凹部12a的配置的情况,不过也可以为第一磁性体20和第二磁性体30的任一者从侧方夹入凹部12a的配置。图32表示了第一磁性体20从侧方夹入凹部12a的例子。图32所示的磁性体组的结构与图6所示的磁性体组的结构相比较,第一磁性体20以自身的两端部为支点转动了90°,在这一点上和第一磁性体20没有第一凸部21和第二凸部22这一点上不同,其它地方一致。如果没有第一凸部21和第二凸部22,虽然第一磁性体20的磁极部之间的磁耦合变弱,但是在原理上能够进行非接触电力传输。此外,在图32中,可以在第一磁性体20和第二磁性体30的至少一者的两端部设置有向凹部12a侧突出的凸部。
在实施方式1中,例示了第一磁性体20和第二磁性体30均为半圆弧形状的情况,不过第一磁性体20和第二磁性体30的任一者或者两者也可以为U字形状或者V字形状。图33表示了第一磁性体20和第二磁性体30这两者为U字形状的例子。此外,在图33中,可以在第一磁性体20和第二磁性体30的至少一者的两端部设置有突出于凹部12a侧的凸部。
在实施方式1中,说明了在第二磁性体30的两端部不设置凸部的例子,不过如图34所示,也可以在第二磁性体30的两端部设置突出于凹部12a侧的第三凸部31和第四凸部32。另外,在实施方式1中,说明了将第一线圈25和第二线圈35设置在第一磁性体20和第二磁性体30的环状部的例子,不过也可以如图34所示的那样,将构成第一线圈的第一卷线部25a和第二卷线部25b设置在第一磁性体20的第一凸部21和第二凸部22,将构成第二线圈的第三卷线部35a和第四卷线部35b设置在第二磁性体30的第三凸部31和第四凸部32。根据图34的结构,能够一并提高第一磁性体20的磁极部彼此的磁耦合和第二磁性体30的磁极部彼此的磁耦合,提高非接触供电的效率。
在实施方式4中,说明了如图29所示的那样,将4个从圆环状的第三磁性体40向凹部12a侧突出的凸部以90°间隔设置的例子,不过凸部的数量也可以为6个以上的偶数个。图35表示将从第三磁性体40向凹部12a侧突出的凸部41以60°间隔设置6个的例子。图36表示将凸部41以45°间隔设置8个的例子。在任一情况下,在各凸部41设置构成供电线圈的一部分的卷线部42,并以任意的顺序对一对共用卷轴的卷线部42进行通电,从而能够产生横穿凹部12a内的互相不同的3~4个方向的磁通。另外,在实施方式4中,说明了以第三磁性体40为封闭的环状的例子,不过也可以如图37所示的那样,第三磁性体40为切除了一部分的环状。
在实施方式中,说明了仅将便携式电子设备80的一部分收纳于凹部12a的例子,在便携式电子设备80为耳挂式或者入耳式的类型的情况等之下,也可以将便携式电子设备80整体收纳于凹部12a。
Claims (21)
1.一种非接触供电装置,其特征在于:
具备:
具有能够收纳供电对象设备的至少一部分的凹部的壳体;以及
收纳于所述壳体的第一磁性体、第二磁性体和供电线圈,
所述供电线圈包括在所述第一磁性体卷绕有导线的第一线圈和在所述第二磁性体卷绕有导线的第二线圈,
通过对所述第一线圈通电而出现在所述第一磁性体的一对磁极部隔着所述凹部相互相对,
通过对所述第二线圈通电而出现在所述第二磁性体的一对磁极部隔着所述凹部相互相对,
从所述凹部的开口方向观察,连接出现在所述第一磁性体的所述一对磁极部彼此的第一假想线与连接出现在所述第二磁性体的所述一对磁极部彼此的第二假想线相互交叉。
2.如权利要求1所述的非接触供电装置,其特征在于:
从所述凹部的开口方向观察,所述第一假想线和第二假想线相互大致正交。
3.如权利要求1或2所述的非接触供电装置,其特征在于:
所述第一磁性体和第二磁性体以夹着所述凹部的方式配置。
4.如权利要求3所述的非接触供电装置,其特征在于:
所述第一磁性体具有在两端部向所述凹部侧突出的第一凸部和第二凸部。
5.如权利要求4所述的非接触供电装置,其特征在于:
所述第二磁性体具有在两端部向所述凹部侧突出的第三凸部和第四凸部。
6.如权利要求5所述的非接触供电装置,其特征在于:
所述第一线圈包括在所述第一凸部卷绕有导线的第一卷线部和在所述第二凸部卷绕有导线的第二卷线部,
所述第二线圈包括在所述第三凸部卷绕有导线的第三卷线部和在所述第四凸部卷绕有导线的第四卷线部,
所述第一卷线部和第二卷线部以产生相同方向的磁场的方式互相连接,
所述第三卷线部和第四卷线部以产生相同方向的磁场的方式互相连接。
7.如权利要求1或2所述的非接触供电装置,其特征在于:
包括:
所述第一磁性体具有隔着所述凹部而端面彼此相互相对的棒状的第一和第二部分;
所述第二磁性体具有隔着所述凹部而端面彼此相互相对的棒状的第三和第四部分;
具备将所述第一部分至第四部分相互连结的第三磁性体,
所述第一线圈包括在所述第一部分卷绕有导线的第一卷线部和在所述第二部分卷绕有导线的第二卷线部,
所述第二线圈包括在所述第三部分卷绕有导线的第三卷线部和在所述第四部分卷绕有导线的第四卷线部,
所述第一和第二卷线部以产生相同方向的磁场的方式互相连接,
所述第三和第四卷线部以产生相同方向的磁场的方式互相连接。
8.如权利要求1所述的非接触供电装置,其特征在于:
包括在互相不同的时刻对所述第一和第二线圈进行通电的输电电路。
9.如权利要求8所述的非接触供电装置,其特征在于:
所述输电电路具有用于产生交流电流的电源装置,交流电流中的正方向的电流在所述第一线圈中流动,交流电流中的负方向的电流在所述第二线圈中流动。
10.如权利要求1所述的非接触供电装置,其特征在于:
包括在所述壳体内以螺旋状绕所述凹部的周围旋转的辅助线圈。
11.如权利要求1所述的非接触供电装置,其特征在于:
包括在所述壳体内设置于与所述凹部的底部相对的位置且平面地旋转的附加线圈。
12.如权利要求11所述的非接触供电装置,其特征在于:
在所述附加线圈的与所述凹部的底部相反的一侧,具备片状或者板状的磁性体。
13.如权利要求7所述的非接触供电装置,其特征在于:
包括在互相不同的时刻对所述第一和第二线圈进行通电的输电电路。
14.如权利要求13所述的非接触供电装置,其特征在于:
所述输电电路具有用于产生交流电流的电源装置,交流电流中的正方向的电流在所述第一线圈中流动,交流电流中的负方向的电流在所述第二线圈中流动。
15.如权利要求7所述的非接触供电装置,其特征在于:
包括在所述壳体内以螺旋状绕所述凹部的周围旋转的辅助线圈。
16.如权利要求7所述的非接触供电装置,其特征在于:
包括在所述壳体内设置于与所述凹部的底部相对的位置且平面地旋转的附加线圈。
17.如权利要求16所述的非接触供电装置,其特征在于:
在所述附加线圈的与所述凹部的底部相反的一侧,具备片状或者板状的磁性体。
18.一种非接触电力传输装置,其特征在于:
具备:
如权利要求1~17中任一项所述的非接触供电装置以及至少一部分收纳于所述非接触供电装置的所述凹部的便携式电子设备,
所述便携式电子设备具有包括二次电池和受电线圈的非接触受电装置。
19.如权利要求18所述的非接触电力传输装置,其特征在于:
所述凹部的开口宽度短于所述便携式电子设备的长边方向的尺寸。
20.如权利要求18或19所述的非接触电力传输装置,其特征在于:
所述受电线圈的卷轴与所述二次电池的厚度方向大致平行且所述受电线圈以螺旋状绕所述二次电池的周围旋转。
21.如权利要求18或19所述的非接触电力传输装置,其特征在于:
所述受电线圈的卷轴沿所述二次电池的外周侧面弯曲。
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