CN111725899B - 线圈单元、无线供电装置、无线受电装置及无线电力传输系统 - Google Patents

线圈单元、无线供电装置、无线受电装置及无线电力传输系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够减小漏磁通，并能够抑制无线电力传输引起的电力的传输效率降低的线圈单元。线圈单元具备：磁性体，其具有第一主面和与第一主面对置的第二主面；第一线圈，其绕第一轴呈涡卷状卷绕第一导体；第二线圈，其绕第二轴呈涡卷状卷绕一圈以上第二导体，第一线圈具有与第一轴交叉的第一线圈面，且第一线圈面以与第一主面对置的方式相对于磁性体配置，第二线圈具有与第二轴交叉的第二线圈面，且第二线圈面以与第二主面对置的方式相对于磁性体配置，第一线圈面及第二线圈面具有开口部，第二线圈面具有的开口部的内缘中的至少一部分离开磁性体，第二线圈产生与第一线圈产生的磁场反向的磁场。

Description

线圈单元、无线供电装置、无线受电装置及无线电力传输系统
技术领域
本发明涉及线圈单元、无线供电装置、无线受电装置及无线电力传输系统。
背景技术
涉及无线电力传输系统的技术的研究及开发正进行着。无线电力传输系统在具备供电线圈的无线供电装置和具备受电线圈的无线受电装置之间进行经由磁场的无线电力传输。此外，在本说明书中，无线电力传输是基于无线的电力的传输。
在经由基于无线电力传输系统的磁场的无线电力传输中产生漏磁通。漏磁通是对供电线圈和受电线圈之间经由磁场进行的无线电力传输无用的不必要的磁通量。漏磁通增加时，对无线电力传输系统的周边的电子设备的来自漏磁通的影响增大。因此，在无线电力传输中往往使用利用消除线圈减小漏磁通的技术。在此，消除线圈是产生与供电线圈或受电线圈产生的磁场反向的磁场的线圈。例如，无线供电装置具备的消除线圈产生与供电线圈产生的磁场反向的磁场。由此，该消除线圈能够减小根据供电线圈产生的磁场而产生的漏磁通。另外，例如，无线受电装置具备的消除线圈产生与受电线圈产生的磁场反向的磁场。由此，该消除线圈能够减小根据受电线圈产生的磁场而产生的漏磁通。
在这一点上，已知有具备与传输线圈同轴上配置的消除线圈的线圈天线(参照专利文献1)。在此，传输线圈在无线电力传输中是进行电力的传输的线圈，是供电线圈和受电线圈的总称。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015－015852号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在这种线圈天线中，漏磁通减小，另一方面，还减小有助于无线电力传输的磁通量。其结果，在该线圈天线中，基于无线电力传输的电力的传输效率往往降低。
本发明考虑该情况而开发，其课题在于，提供一种能够减小漏磁通，能够抑制基于无线电力传输的电力的传输效率降低的线圈单元、无线供电装置、无线受电装置及无线电力传输系统。
用于解决问题的技术方案
本发明的一方式提供一种线圈单元，其具备：磁性体，其具有第一主面和与所述第一主面对置的第二主面；第一线圈，其绕第一轴呈涡卷状卷绕第一导体；第二线圈，其绕第二轴呈涡卷状卷绕一圈以上第二导体，所述第一线圈具有与所述第一轴交叉的第一线圈面，且以所述第一线圈面以与所述第一主面对置的方式相对于所述磁性体配置，所述第二线圈具有与所述第二轴交叉的第二线圈面，且以所述第二线圈面与所述第二主面对置的方式相对于所述磁性体配置，所述第一线圈面及所述第二线圈面具有开口部，所述第二线圈面具有的开口部的内缘中的至少一部分从所述磁性体分开，所述第二线圈产生与所述第一线圈产生的磁场反向的磁场。
发明效果
根据本发明，能够减小漏磁通，并能够抑制基于无线电力传输的电力的传输效率降低。
附图说明
图1是表示实施方式的无线电力传输系统1的结构的一例的图。
图2是表示线圈单元CU的结构的一例的俯视图。
图3是将图2所示的线圈单元CU沿着图2所示的剖切面A剖切的情况的线圈单元CU的剖视图。
图4是表示具备第一电磁屏蔽体S1的线圈单元CU的结构的一例的图。
图5是表示第一电磁屏蔽体S1的绕第二轴A2的外周的一部分和第二导体之间存在间隙的情况的消除线圈CL和第一电磁屏蔽体S1的位置关系的一例的图。
图6是表示具备第一电磁屏蔽体S1的线圈单元CU的结构的另一例子的图。
图7是表示具备第一电磁屏蔽体S1的线圈单元CU的结构的又一例子的图。
图8是表示具备第一电磁屏蔽体S1及第二电磁屏蔽体S2的线圈单元CU的结构的一例的图。
具体实施方式
〈实施方式〉
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在本说明书中，线圈是指在某区域和某物体的至少的一方的周围呈涡卷状卷绕的导体，不含作为从该导体连接到其它的电路的引出线的导体。另外，在本说明书中，作为线圈卷绕的导体也可以是绝缘被覆导体，也可以是里茨线。
〈无线电力传输系统的结构〉
对于实施方式的无线电力传输系统1的结构进行说明。图1是表示实施方式的无线电力传输系统1的结构的一例的图。
无线电力传输系统1具备无线供电装置10、无线受电装置20。在无线电力传输系统1中，电力通过无线电力传输从无线供电装置10传输到无线受电装置20。
无线供电装置10与供给交流电压的交流电源11连接。无线供电装置10通过基于从交流电源11供给的交流电压的无线电力传输将电力传输到无线受电装置20。
交流电源11只要是供给交流电压即可，也可以是任何的电源，例如，是商用电源、开关电源等。开关电源是开关转换器等。交流电源11向无线供电装置10供给交流电压。
另外，无线供电装置10例如具备供电电路12、供电线圈部13、供电侧通信部14。此外，无线供电装置10也可以是除供电电路12、供电线圈部13、供电侧通信部14以外，还具备其它的电路的结构。
供电电路12将从交流电源11供给的交流电压转换为驱动频率的交流电压。供电电路12例如具备AC(Alternating Current)/DC(Direct Current)转换器121、逆变器122、控制电路123。此外，供电电路12代替具备AC/DC转换器121及逆变器122的结构，也可以是具备将从交流电源11供给的交流电压转换为驱动频率的交流电压的其它的电路的结构。另外，供电电路12除AC/DC转换器121、逆变器122、控制电路123以外，也可以是具备其它的电路的结构。
AC/DC转换器121将从交流电源11供给的交流电压转换为基于控制电路123的控制的大小的直流电压。AC/DC转换器121将转换后的直流电压供给逆变器122。AC/DC转换器121例如也可以由PFC电路(改善功率因数电路)和DC/DC转换器的组合构成，也可以由整流电路和DC/DC转换器的组合构成，也可以由其它的电路构成。
逆变器122例如是将开关元件桥接的开关电路(全桥电路、半桥电路等)。逆变器122将从AC/DC转换器121供给的直流电压转换为驱动频率的交流电压。逆变器122向供电线圈部13供给转换后的交流电压。
控制电路123控制AC/DC转换器121供给向逆变器122的直流电压。此外，控制电路123代替控制该直流电压的结构，也可以是控制逆变器122的驱动频率的结构，也可以是控制逆变器122的负荷比的结构，也可以是控制该驱动频率，同时控制该负荷比的结构。
另外，控制电路123通过后述的供电侧通信部14取得从无线受电装置20接收的控制信号。该控制信号是涉及AC/DC转换器121向逆变器122供给的直流电压的控制的信号。控制电路123根据取得的控制信号，控制该直流电压，根据需要使该直流电压的大小变化。
供电线圈部13例如具备供电线圈单元131。此外，供电线圈部13也可以是除了供电线圈单元131以外，还具备其它的电路的结构。
供电线圈单元131具备作为无线电力传输用的天线发挥功能的线圈作为在图1中未图示的供电线圈L1。供电线圈单元131通过经由供电线圈L1的无线电力传输向无线受电装置20供给电力。
供电侧通信部14例如是进行基于Wi－Fi(注册商标)等通信标准的无线通信的通信电路(或通信装置)。供电侧通信部14例如是向控制电路123输出从无线受电装置20接收的控制信号。
无线受电装置20可与负载24连接。在图1所示的例子中，无线受电装置20与负载24连接。而且，无线受电装置20具备受电线圈部21、受电电路22、受电侧通信部23。此外，无线受电装置20也可以是具备负载24的结构。
受电线圈部21例如具备受电线圈单元211。此外，受电线圈部21也可以是除受电线圈单元211以外，还具备其它电路的结构。
受电线圈单元211具备作为无线电力传输用的天线发挥功能的线圈作为图1中未图示的受电线圈L2。受电线圈单元211通过经由受电线圈L2的无线电力传输从无线供电装置10接收电力。
受电电路22例如具备整流电路221、控制比较部222。此外，受电电路22也可以是除整流电路221、控制比较部222以外，还具备其它电路的结构。
整流电路221与受电线圈单元211连接。整流电路221将经由受电线圈L2受电线圈单元211接收的交流电压转换为直流电压。整流电路221向负载24供给转换的直流电压。整流电路221是转换器，例如由未图示的桥式二极管、未图示的平滑用电容器构成。整流电路221例如对通过受电线圈单元211接收的交流电压进行全波整流，且通过平滑用电容器使全波整流的电压变得平滑。整流电路221向负载24供给整流后的直流电压。
控制比较部222检测从整流电路221供给向负载24的直流电压。控制比较部222比较检测出的直流电压和基准电压(目标电压)，生成基于该直流电压和该基准电压的差值的控制信号。控制比较部222经由受电侧通信部23将生成的控制信号发送到无线供电装置10。即，在无线供电装置10中，控制电路123以经由供电侧通信部14取得的控制信号所示的差值变小的方式控制AC/DC转换器121输出到逆变器122的直流电压。此外，控制比较部222可以是检测从整流电路221供给到负载24的电流的结构，也可以是检测从整流电路221供给到负载24的电力的结构。
受电侧通信部23例如是进行基于Wi－Fi(注册商标)等通信标准的无线通信的通信电路(或通信装置)。受电侧通信部23例如将从控制比较部222取得的控制信号发送到无线供电装置10。
负载24从整流电路221供给直流电压。负载24例如是可再充电的二次电池(例如，锂离子电池、锂聚合物电池等)。此外，负载24代替二次电池，也可以是进行与直流电压对应的动作的其它装置。
此外，在整流电路221和负载24之间具备转换整流电路221的输出的转换电路(例如，DC/DC转换器或DC/AC逆变器等)的结构。
在此，在本实施方式中，供电线圈单元131的结构也可以是与受电线圈单元211的结构相同的结构，也可以是与受电线圈单元211的结构不同的结构。以下，作为一例，对供电线圈单元131的结构是与受电线圈单元211的结构相同的结构的情况进行说明。即，以下，作为一例，对供电线圈L1的结构和受电线圈L2的结构是相同的结构的情况进行说明。因此，以下，为了方便说明，只要不需要区别供电线圈单元131和受电线圈单元211，则统称为线圈单元CU进行说明。另外，以下，为了方便说明，只要不需要区别供电线圈L1和受电线圈L2，则统称为传输线圈L进行说明。
根据以上的结构，在无线电力传输系统1中，从无线供电装置10向无线受电装置20传输电力。在此，在经由无线电力传输系统1的磁场的无线电力传输中产生漏磁通。漏磁通是无助于在供电线圈L1和受电线圈L2之间经由磁场进行无线电力传输的不需要的磁通量。漏磁通增加时，来自对无线电力传输系统1的周边的电子设备的漏磁通的影响增大。
因此，在无线电力传输系统1中，线圈单元CU具备传输线圈L，同时具备图1中未图示的消除线圈CL。消除线圈CL是在通电时产生与传输线圈L产生的磁场反向的磁场的线圈。线圈单元CU具备传输线圈L，同时具备消除线圈CL，由此线圈单元CU能够减小根据传输线圈L产生的磁场而产生的漏磁通。
然而，在线圈单元CU具备消除线圈CL的情况下，通过线圈单元CU及消除线圈CL的结构，线圈单元CU至有助于在供电线圈L1和受电线圈L2之间经由磁场进行的无线电力传输的磁通量为止也有减小的情况。
为了解决这种问题，无线电力传输系统1的线圈单元CU及消除线圈CL具有降低漏磁通，且能够抑制基于无线电力传输的电力的传输效率降低的结构。以下，对这种线圈单元CU及消除线圈CL的结构进行详细地说明。
〈线圈单元及消除线圈的结构〉
以下，对线圈单元CU及消除线圈CL的结构进行说明。
图2是表示线圈单元CU的结构的一例的俯视图。图3是沿着图2所示的剖切面A剖切图2所示的线圈单元CU的情况的线圈单元CU的剖视图。图2及图3所示的三维直交坐标系CC表示图2及图3的方向。以下，为了方便说明，将三维直交坐标系CC的X轴简单地称为X轴，将三维直交坐标系的Y轴简单地称为Y轴，将三维直交坐标系的Z轴简单地称为Z轴进行说明。
在图2及图3中，比线圈单元CU靠Z轴的正方向侧在线圈单元CU是供电线圈单元131的情况下，是具备线圈单元CU的无线供电装置10与无线受电装置20对置的一侧，即是无线受电装置20接收电力的一侧。另外，在图2及图3中，比线圈单元CU靠Z轴的正方向侧在线圈单元CU是受电线圈单元211的情况下，是具备线圈单元CU的无线受电装置20与无线供电装置10对置的一侧，即是无线供电装置10供给电力的一侧。
如图2及图3所示，线圈单元CU具备磁性体B、线圈骨架BN、传输线圈L、消除线圈CL。此外，线圈单元CU也可以是不具备线圈骨架BN的结构。另外，线圈单元CU也可以是除了磁性体B、传输线圈L、消除线圈CL以外，还具备构成谐振电路的电容器、电磁屏蔽体(例如，铝板等)、提高传输线圈L间的磁性耦合(即，供电线圈L1和受电线圈L2之间的磁性耦合)的磁性体(与磁性体B不同的磁性体)等的结构。以下，为了方便说明，将作为传输线圈L卷绕的导体(即，构成传输线圈L的导体)称为第一导体，将作为消除线圈CL卷绕的导体(即，构成消除线圈CL的导体)称为第二导体进行说明。
磁性体B是具有第一主面M1、与第一主面M1对置的第二主面M2两个主面的磁性体。以下，作为一例，对磁性体B的形状为长方体形状的情况进行说明。该情况下，第一主面M1和第二主面M2的每一个是相互对置的矩形状的平面。此外，磁性体B的形状代替长方体形状，只要是具有第一主面M1及第二主面M2双方的形状，也可以是圆板状等的另外的形状。
在图2及图3所示的例子中，第一主面M1是线圈单元CU具有的面中的Z轴的正方向侧的面。另外，在该例中，第一主面M1是与Z轴正交的平面。此外，第一主面M1的一部分或全部代替该平面也可以是曲面。
另外，在图3所示的例子中，第二主面M2是线圈单元CU具有的面中的Z轴的负方向侧的面。另外，在该例中，第二主面M2是与Z轴正交的平面。即，在该例中，第二主面M2是与第一主面M1平行的面。此外，第二主面M2的一部分或全部代替该平面也可以是曲面。
传输线圈L是绕第一轴A1呈涡卷状卷绕第一导体的线圈(即，螺旋型的线圈)。在此，该线圈有时也称为螺旋线圈、平面线圈等。第一轴A1是假想的轴。另外，第一轴A1是与Z轴平行的轴。即，第一轴A1是与第一主面M1正交的轴。第一主面M1和第一轴A1交叉的位置只要是在第一主面M1上可将第一导体作为传输线圈L卷绕的位置即可，也可以是任何的位置。在图3所示的例子中，第一主面M1和第一轴A1交叉的位置是从Z轴的轴方向观察磁性体B的情况的磁性体B的图心的位置。
另外，传输线圈L具有开口部。因此，传输线圈L具有包含作为传输线圈L卷绕的第一导体、和传输线圈L具有的开口部的传输线圈面。传输线圈面是与第一轴A1交叉的面。
另外，传输线圈L以传输线圈面与第一主面M1对置的方式相对于磁性体B配置。在图2及图3所示的例子中，传输线圈L经由线圈骨架BN以传输线圈面与第一主面M1对置的方式相对于磁性体B配置。线圈骨架BN是将第一导体作为传输线圈L卷绕时固定第一导体的夹具。在图2及图3中，为了使图简单化，将线圈骨架BN表示为具有与磁性体B的形状同样的形状的物体。此外也可以是与传输线圈L的一部分或全部、第一主面M1相接的结构，也可以分开的结构。
另外，传输线圈L在从第一轴A1的轴方向观察传输线圈L及磁性体B的情况下，传输线圈L的轮廓含于比磁性体B的轮廓靠内侧。
另一方面，消除线圈CL是绕第二轴A2呈涡卷状卷绕一圈以上第二导体的线圈(即，螺旋型的线圈)。在此，该线圈有时也称为螺旋线圈、平面线圈等。第二轴A2是假想的轴。另外，第二轴A2是与Z轴平行的轴。即，第二轴A2是与第二主面M2正交的轴。第二主面M2和第二轴A2交叉的位置只要是在第二主面M2上可将第二导体作为消除线圈CL卷绕的位置，也可以是任何的位置。在图3所示的例子中，第二主面M2和第二轴A2交叉的位置是从Z轴的轴方向观察磁性体B的磁性体B的图心的位置。即，在该例中，第二轴A2是与第一轴A1一致的轴。但是，第二轴A2也可以是不与第一轴A1一致的轴。
另外，消除线圈CL具有开口部。因此，消除线圈CL具有包含作为消除线圈CL卷绕的第二导体、和消除线圈CL具有的开口部的消除线圈面。消除线圈面是与第二轴A2交叉的面。
另外，消除线圈CL以消除线圈面与第二主面M2对置的方式相对于磁性体B配置。
另外，在消除线圈CL中，消除线圈面具有开口部的内缘中的至少一部分从磁性体B分开。在图3所示的例子中，在从第二轴A2的轴方向观察线圈单元CU的情况下，消除线圈面具有开口部的内缘整体不与磁性体B重叠，从磁性体B分开。此外，消除线圈面具有的开口部中的至少一部分在该情况中，代替与磁性体B分开的结构，在从与第二轴A2的轴方向正交的方向(例如，X轴的轴方向)观察线圈单元CU的情况下，也可以是与磁性体B分开的结构。该情况下，例如线圈单元CU在从第二轴A2的轴方向观察线圈单元CU的情况下，也可以是消除线圈面具有的开口部的内缘的轮廓整体与磁性体B的轮廓重叠的结构，也可以是消除线圈面具有的开口部的内缘的轮廓的一部分与磁性体的轮廓重叠，且该轮廓的剩余的一部分不与磁性体B重叠与磁性体B分开的结构。
这样，由于消除线圈面具有的开口部的内缘中的至少一部分与磁性体B分开，所以在线圈单元CU中，消除线圈CL产生的磁通量的一部分与传输线圈L产生的磁通量中成为漏磁通的磁通量的一部分抵消。在图3所示的例子中，消除线圈CL产生的磁通量的一部分例如，通过沿着虚线的箭头的路径。另一方面，在该例中，传输线圈L产生的磁通量的一部分例如通过沿着图3所示的实线的箭头的路径。这样的情况下，在图3所示的虚线的框W1内，通过朝向X轴的负方向的虚线的箭头所示的路径的磁通量、和通过朝向X轴的正方向的实线的箭头所示的路径的磁通量相互抵消。另外，该情况下，在图3所示的虚线的框W1内，通过朝向Z轴的正方向的实线的箭头所示的路径的磁通量和通过朝向Z轴的负方向的虚线的箭头所示的路径的磁通量相互消除。这样，消除线圈CL产生的磁通量的一部分与传输线圈L产生的磁通量中成为漏磁通的磁通量的一部分抵消。在此，传输线圈L产生的磁通量中，比从第一轴A1的轴方向观察磁性体B的情况的磁性体B的外缘靠外侧的磁通量越远离第一轴A1，越表现为漏磁通。即，线圈单元CU可以通过消除线圈CL产生的磁通量消除这样的该磁通量的一部分。换句话说，线圈单元CU可以减小漏磁通。
另外，消除线圈CL产生的磁通量的磁通量密度距作为消除线圈CL卷绕的第二导体越近越高。而且，在从第一轴A1的轴方向观察线圈单元CU的情况下，在第二导体具有的部分中不与磁性体B重叠的部分中，第二导体位于第一导体的轮廓的外侧。因为这些，在第二导体具有的部分中不与磁性体B重叠的部分中，消除线圈CL产生的磁通量几乎不通过贯通传输线圈L的开口部的路径。另外，例如，在框W1内，通过朝向X轴的正方向的实线的箭头所示的路径的磁通量和通过朝向X轴的正方向的虚线的箭头所示的路径的磁通量不抵消。其结果，线圈单元CU几乎不抵消传输线圈L产生的磁通量中有助于无线电力传输的磁通量。即，线圈单元CU具备消除线圈CL，并通过抑制基于无线电力传输的电力的传输效率降低。
总之，根据这种理由，线圈单元CU减小漏磁通，并能够抑制基于无线电力传输的电力的传输效率降低下。
此外，线圈单元CU如图4所示，也可以是具备第一电磁屏蔽体S1的结构。图4是表示具备第一电磁屏蔽体S1的线圈单元CU的结构的一例的图。
第一电磁屏蔽体S1是屏蔽电磁的部件。第一电磁屏蔽体S1例如为铝。此外，第一电磁屏蔽体S1代替铝，也可以是能屏蔽电磁的其它的材质。
另外，第一电磁屏蔽体S1如图4所示，具有第三主面M3。第三主面M3在图4所示的例子中，是与第二主面M2平行的面。另外，第一电磁屏蔽体S1以第三主面M3与第二主面M2对置的方式相对于磁性体B配置。在图4所示的例子中，第一电磁屏蔽体S1与磁性体B相接。此外，第一电磁屏蔽体S1也可以与磁性体B分开的结构。另外，第三主面M3也可以是与第二主面M2非平行的面。
另外，在图4所示的例子中，第一电磁屏蔽体S1的至少一部分在消除线圈面具有的开口部被第二导体包围。另外，在该例子中，在从第二轴A2的轴方向观察线圈单元CU的情况下，第一电磁屏蔽体S1的轮廓包含于比消除线圈面具有的开口部(即，消除线圈CL具有的开口部)的轮廓靠内侧。但是，在第一电磁屏蔽体S1的绕第二轴A2的外周中的一部分或全部和第二导体之间存在用于通过消除线圈CL产生的磁通量的间隙。该例子中，在该外周的全部，在与第二导体之间存在间隙。
通过图4所示的结构，线圈单元CU能够减小向线圈单元CU的下方向延伸的磁通量，其结果，能够平衡地减小线圈单元CU的下侧的远方的漏磁通。
在此，图5是表示在第一电磁屏蔽体S1的绕第二轴A2的外周的一部分和第二导体之间存在间隙的情况的消除线圈CL和第一电磁屏蔽体S1的位置关系的一例的图。更具体而言，图5是表示朝向Z轴的负方向观察消除线圈CL及第一电磁屏蔽体S1的情况的该位置关系的一例的图。图5所示的消除线圈CL是形状与图4所示的消除线圈CL不同的线圈，是圆形状的线圈。因此，在图5中，为了使图简单化，通过圆表示消除线圈CL。在图5所示的例子中，消除线圈CL具有的开口部的轮廓为相对于第一电磁屏蔽体S1的轮廓的外接圆。即，图5所示的例子为第一电磁屏蔽体S1的绕第二轴A2的外周的一部分和第二导体之间存在间隙的情况的一例。即使是这种情况，具备第一电磁屏蔽体S1的线圈单元CU也减小漏磁通，并能够抑制基于无线电力传输的电力的传输效率降低。另外，线圈单元CU能够减小向线圈单元CU的下方向延伸的磁通量。其结果，线圈单元CU能够平衡地减小线圈单元CU的远方的漏磁通。
另外，线圈单元CU如图6所示，也可以是具备第一电磁屏蔽体S1的结构。图6是表示具备第一电磁屏蔽体S1的线圈单元CU的结构的另外的例子的图。
在图6所示的例子中，第一电磁屏蔽体S1以第三主面M3与第二主面M2对置的方式相对于磁性体B配置。另外，在该例子中，消除线圈CL位于第一电磁屏蔽体S1和第二主面M2之间。而且，在该例子中，从第二轴A2的轴方向观察线圈单元CU的情况下，第一电磁屏蔽体S1的轮廓包含在比消除线圈面具有的开口部的轮廓靠内侧。
通过图6所示的结构，线圈单元CU减小漏磁通，并能够抑制基于无线电力传输的电力的传输效率降低。另外，线圈单元CU能够减小向线圈单元CU的下方向延伸的磁通量。其结果，线圈单元CU能够平衡地减小线圈单元CU的远方的漏磁通。另外，通过该结构，线圈单元CU能够抑制消除线圈CL产生的磁通量中通过旋转到线圈单元CU的上方向的远方的路径的磁通量的减小，能够更平衡地减小线圈单元CU的远方的漏磁通。
另外，线圈单元CU如图7所示，也可以是具备第一电磁屏蔽体S1的结构。图7是表示具备第一电磁屏蔽体S1的线圈单元CU的结构的又一例子的图。
在图7所示的例子中，第一电磁屏蔽体S1以第三主面M3与第二主面M2对置的方式相对于磁性体B配置。另外，在该例子中，消除线圈CL位于第一电磁屏蔽体S1和第二主面M2之间。而且，在该例子中，在从第二轴A2的轴方向观察线圈单元CU的情况下，第一电磁屏蔽体S1具有位于比消除线圈CL的轮廓靠外侧的部分。在该例子中，该情况下，在第一电磁屏蔽体S1的轮廓内含有消除线圈CL的轮廓的整体。此外，图7中，在消除线圈CL和第一电磁屏蔽体S1之间存在间隙。在消除线圈CL不是绝缘被覆导体的情况下，如图7所示，需要在消除线圈CL和第一电磁屏蔽体S1之间设有间隙。另一方面，消除线圈CL为绝缘被覆导体的情况下，不用说在消除线圈CL和第一电磁屏蔽体S1之间不设置间隙。
通过图7所示的结构，线圈单元CU能够更可靠地减小向线圈单元CU的下方向延伸的磁通量。其结果，线圈单元CU能够更可靠平衡地减小线圈单元CU的远方的漏磁通。
另外，线圈单元CU如图8所地，也可以是具备第一电磁屏蔽体S1及第二电磁屏蔽体S2的结构。图8是表示具备第一电磁屏蔽体S1及第二电磁屏蔽体S2的线圈单元CU的结构的一例的图。
第二电磁屏蔽体S2是屏蔽电磁的部件。第二电磁屏蔽体S2例如为铝。此外，第二电磁屏蔽体S2代替铝，也可以是能屏蔽电磁的其它的材质。
第二电磁屏蔽体S2如图8所示，具有第四主面M4。第四主面M4在图8所示的例子中是与第二主面M2平行的面。另外，第二电磁屏蔽体S2以第四主面M4与第二主面M2对置的方式相对于磁性体B配置。在图8所示的例子中，第二电磁屏蔽体S2与磁性体B相接。此外，第二电磁屏蔽体S2也可以是与磁性体B分开的结构。另外，第四主面M4也可以是与第二主面M2非平行的面。
另外，第二电磁屏蔽体S2具有从与第二轴A2正交的方向中的第一方向的两端部朝向第二轴A2的轴方向中自第二主面M2朝向消除线圈CL的第二方向突出的突出部。在图8所示的例子中，第一方向是X轴的轴方向。此外，第一方向也可以是与第二轴A2正交的方向中与X轴的轴方向不同的方向。另外，在该例子中，第二方向是Z轴的负方向。图8中通过突出部T1表示第二电磁屏蔽体S2具有的突出部中X轴的负方向侧的突出部。另外，在图8中通过突出部T2表示第二电磁屏蔽体S2具有的突出部中X轴的正方向侧的突出部。
突出部T1及突出部T2也可以是第二电磁屏蔽体S2的一部分，也可以是与第二电磁屏蔽体S2异体的部件。但是，突出部T1及突出部T2是与第二电磁屏蔽体S2异体的部件的情况下，在突出部T1及突出部T2中含有与第一电磁屏蔽体S1及第二电磁屏蔽体S2不同的电磁屏蔽体。
另外，如图8所示，突出部T1的至少一部分及突出部T2的至少一部分配置于由第二导体包围的区域内。而且，在突出部T1及突出部T2各自的前端设置有第一电磁屏蔽体S1。另外，设置于该前端的第一电磁屏蔽体S1的结构是与图7所示的第一电磁屏蔽体S1的结构相同的结构。由此，在线圈单元CU形成有由第一电磁屏蔽体S1和第二电磁屏蔽体S2包围的空间R。由于通过第一电磁屏蔽体S1和第二电磁屏蔽体S2包围，因此传输线圈L及消除线圈CL的每一个产生的磁通量几乎没有进入到空间R内。因此，在空间R内能够配置一些电路。换句话说，在线圈单元CU中，在如果通常不能配置电路的成为无用空间的空间内可以配置电路，能够使线圈单元CU的多功能化和线圈单元CU的小型化并存。另外，线圈单元CU具备第一电磁屏蔽体S1及第二电磁屏蔽体S2，由此线圈单元CU减小漏磁通，并能够抑制基于无线电力传输的电力的传输效率降低。另外，线圈单元CU能够减小向线圈单元CU的下方向延伸的磁通量。其结果，线圈单元CU能够平衡地减小线圈单元CU的远方的漏磁通。此外，在图8所示的线圈单元CU中，在消除线圈CL和第一电磁屏蔽体S1之间设置有间隙。然而，该线圈单元CU也可以是在消除线圈CL和第一电磁屏蔽体S1之间不存在间隙的结构。
在此，优选在上述说明的消除线圈CL中卷绕第二导体的次数比在传输线圈L中卷绕第一导体的次数少一方。
例如，优选在图6所示的线圈单元CU中，在消除线圈CL中卷绕第二导体的次数为在传输线圈L中卷绕第一导体的次数的1/3以下。由此，该线圈单元CU减小漏磁通，并能够更可靠地抑制基于无线电力传输的电力的传输效率降低。另外，该线圈单元CU由于第二导体的长度变短，因此能够实现抑制该线圈单元CU的发热、抑制该线圈单元CU的制造成本、该线圈单元CU的小型化中的至少一种。
另外，例如，优选在图7所示的线圈单元CU中，在消除线圈CL卷绕第二导体的次数为在传输线圈L中卷绕第一导体的1/2以下(更优选为该次数3/10以下)。由此，该线圈单元CU减小漏磁通，并能够更可靠地抑制基于无线电力传输的电力的传输效率降低。另外，该线圈单元CU由于第二导体的长度变短，因此能够实现抑制该线圈单元CU的发热、抑制该线圈单元CU的制造成本、该线圈单元CU的小型化中的至少一种。
另外，上述中说明的传输线圈L的形状代替传输线圈面的形状为矩形状的形状，也可以是圆形状、椭圆形状、其它的多角形状等其它形状。
另外，上述中说明的消除线圈CL的形状代替消除线圈面的形状为矩形状的形状，也可以是圆形状、椭圆形状、其它的多角形状等其它形状。
如上，实施方式的线圈单元(在上述说明的例子中，线圈单元CU、供电线圈单元131、受电线圈单元211)具备具有第一主面(在上述说明的例子中，第一主面M1)和与第一主面对置的第二主面(在上述说明的例子中，第二主面M2)的磁性体(在上述说明的例子中，磁性体B)、绕第一轴(在上述说明的例子中，第一轴A1)呈涡卷状卷绕第一导体的第一线圈(在上述说明的例子中，传输线圈L、供电线圈L1、受电线圈L2)、绕第二轴(在上述说明的例子中，第二轴A2)呈涡卷状卷绕一圈以上第二导体的第二线圈(在上述说明的例子中，消除线圈CL)，第一线圈具有与第一轴交叉的第一线圈面(在上述说明的例子中，传输线圈面)，且以第一线圈面与第一主面对置的方式相对于磁性体配置，第二线圈具有与第二轴交叉的第二线圈面(在上述说明的例子中，消除线圈面)，且以第二线圈面与第二主面对置的方式相对于磁性体配置，第一线圈面及第二线圈面具有开口部，第二线圈面具有的开口部的内缘中的至少一部分与磁性体分开，第二线圈产生与第一线圈产生的磁场反向的磁场。由此，线圈单元减小漏磁通，并能够抑制基于无线电力传输的电力的传输效率降低。
另外，线圈单元也可以使用下述结构：还具备具有第三主面(在上述说明的例子中，第三主面M3)，且以第三主面与第二主面对置的方式相对于磁性体配置的第一电磁屏蔽体(在上述说明的例子中，第一电磁屏蔽体S1)，第一电磁屏蔽体的至少一部分在第二线圈面具有的开口部由第二导体包围，从第二轴的轴方向观察的情况下，第一电磁屏蔽体的轮廓包含在比第二线圈面具有的开口部的轮廓靠内侧。
另外，线圈单元也可以使用下述结构：还具备具有第三主面，且以第三主面与第二主面对置的方式相对于磁性体配置的第一电磁屏蔽体，第二线圈位于第一电磁屏蔽体和第二主面之间，从第二轴的轴方向观察的情况下，第一电磁屏蔽体的轮廓包含在比第二线圈面具有的开口部的轮廓靠内侧。
另外，线圈单元也可以使用下述结构：还具备具有第三主面，且以第三主面与第二主面对置的方式相对于磁性体配置的第一电磁屏蔽体，第二线圈位于第一电磁屏蔽体和第二主面之间，在从第二轴的轴方向观察的情况下，第一电磁屏蔽体具有位于比第二线圈的轮廓靠外侧的部分。
另外，线圈单元也可以使用下述结构：还具备具有第四主面(在上述说明的例子中，第四主面M4)，且以第四主面与第二主面对置的方式相对于磁性体配置的第二电磁屏蔽体(在上述说明的例子中，第二电磁屏蔽体S2)，第二电磁屏蔽体具有从与第二轴正交的方向中的第一方向(在上述说明的例子中，X轴的轴方向)的两端部朝向自第二轴的轴方向中从第二主面朝向第二线圈的第二方向突出的突出部(在上述说明的例子中，突出部T1、突出部T2)，突出部包含电磁屏蔽体，上述突出部的至少一部分是配置于由第二导体包围的区域内的电磁屏蔽体，在突出部的前端设置有第一电磁屏蔽体。
另外，在线圈单元中也可以使用下述结构：在第二线圈中卷绕第二导体的次数比在第一线圈中卷绕第一导体的次数少。
以上，参照附图详述本发明的实施方式，但具体的结构不限于该实施方式，只要不脱离本发明的主旨，也可以变更、置换、删除等。
符号说明
1…无线电力传输系统、10…无线供电装置、11…交流电源、12…供电电路、13…供电线圈部、14…供电侧通信部、20…无线受电装置、21…受电线圈部、22…受电电路、23…受电侧通信部、24…负载、121…AC/DC转换器、122…逆变器、123…控制电路、131…供电线圈单元、211…受电线圈单元、221…整流电路、222…控制比较部、A1…第一轴、A2…第二轴、B…磁性体、CL…消除线圈、CU…线圈单元、L…传输线圈、L1…供电线圈、L2…受电线圈、M1…第一主面、M2…第二主面、R…空间、S1…第一电磁屏蔽体、S2…第二电磁屏蔽体、T1…突出部、T2…突出部。

Claims (6)

1.一种线圈单元，其特征在于，具备：
磁性体，其具有第一主面和与第一主面对置的第二主面；
第一线圈，其绕第一轴呈涡卷状卷绕第一导体；
第二线圈，其绕第二轴呈涡卷状以一圈以上来卷绕第二导体；
第一电磁屏蔽体，其具有第三主面，以所述第三主面与所述第二主面对置的方式相对于所述磁性体配置；
第二电磁屏蔽体，其具有第四主面，以所述第四主面与所述第二主面对置的方式相对于所述磁性体配置，
所述第一线圈具有与所述第一轴交叉的第一线圈面，且以使所述第一线圈面与所述第一主面对置的方式相对于所述磁性体配置，
所述第二线圈具有与所述第二轴交叉的第二线圈面，且以使所述第二线圈面与所述第二主面对置的方式相对于所述磁性体配置，
所述第一线圈面和所述第二线圈面具有开口部，
所述第二线圈面具有的开口部的内缘中的至少一部分离开所述磁性体，
所述第二线圈位于所述第一电磁屏蔽体与所述第二主面之间，产生与所述第一线圈产生的磁场反向的磁场，
在从所述第二轴的轴向观察时，所述第一电磁屏蔽体的轮廓比所述第二线圈面具有的开口部的轮廓靠内侧，
所述第二电磁屏蔽体具有从与所述第二轴正交的方向中的第一方向上的两端部朝向所述第二轴的轴向中自所述第二主面朝向所述第二线圈的第二方向突出的突出部，
所述突出部包含电磁屏蔽体，
所述突出部的至少一部分配置于由所述第二导体包围的区域内，
在所述突出部的前端设置所述第一电磁屏蔽体。
2.一种线圈单元，其特征在于，具备：
磁性体，其具有第一主面和与第一主面对置的第二主面；
第一线圈，其绕第一轴呈涡卷状卷绕第一导体；
第二线圈，其绕第二轴呈涡卷状以一圈以上来卷绕第二导体；
第一电磁屏蔽体，其具有第三主面，以所述第三主面与所述第二主面对置的方式相对于所述磁性体配置；
第二电磁屏蔽体，其具有第四主面，以所述第四主面与所述第二主面对置的方式相对于所述磁性体配置，
所述第一线圈具有与所述第一轴交叉的第一线圈面，且以使所述第一线圈面与所述第一主面对置的方式相对于所述磁性体配置，
所述第二线圈具有与所述第二轴交叉的第二线圈面，且以使所述第二线圈面与所述第二主面对置的方式相对于所述磁性体配置，
所述第一线圈面和所述第二线圈面具有开口部，
所述第二线圈面具有的开口部的内缘中的至少一部分离开所述磁性体，
所述第二线圈位于所述第一电磁屏蔽体与所述第二主面之间，产生与所述第一线圈产生的磁场反向的磁场，
在从所述第二轴的轴向观察时，所述第一电磁屏蔽体具有位于比所述第二线圈的轮廓靠外侧的部分，
所述第二电磁屏蔽体具有从与所述第二轴正交的方向中的第一方向上的两端部朝向所述第二轴的轴向中自所述第二主面朝向所述第二线圈的第二方向突出的突出部，
所述突出部包含电磁屏蔽体，
所述突出部的至少一部分配置于由所述第二导体包围的区域内，
在所述突出部的前端设置所述第一电磁屏蔽体。
3.根据权利要求1或2所述的线圈单元，其特征在于，
在所述第二线圈中卷绕所述第二导体的次数比在所述第一线圈中卷绕所述第一导体的次数少。
4.一种无线供电装置，其特征在于，
具备权利要求1～3中任一项所述的线圈单元。
5.一种无线受电装置，其特征在于，
具备权利要求1～3中任一项所述的线圈单元。
6.一种无线电力传输系统，具备无线供电装置和无线受电装置，其特征在于，
所述无线供电装置和所述无线受电装置的至少一放具备权利要求1～3中任一项所述的线圈单元。
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