CN209767247U - 非接触供电装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种能够降低漏磁通的非接触供电装置。由金属板形成的屏蔽板(15、25)被固定于送电线圈(10)和受电线圈(20)，在送电线圈(10)与受电线圈(20)处于非接触供电位置时，包围送电线圈(10)和受电线圈(20)的面中的至少上侧的面、下侧的面、送电线圈的背面、受电线圈的背面被屏蔽板(15、25)封住。屏蔽板(15)与屏蔽板(25)在它们的端部附近彼此重叠。在该非接触供电装置中，在非接触供电时，产生很多漏磁通的面被屏蔽板覆盖，因此能够减少漏磁通。

Description

非接触供电装置

技术领域

本发明涉及以非接触的方式从送电线圈向受电线圈供给电力的非接触供电装置，是使得能够降低漏磁通的发明。

背景技术

不需要连接电源线、送电线缆的非接触供电被广泛地利用于对电动剃须刀等家电产品、移动设备的电池进行充电。另外，向需要大电力供电的无人搬运车、电动汽车等的非接触供电的利用也正在实用化。

本发明人等以前提出了一种对搭载于电动助力自行车的电池不从自行车上拆下而进行充电的非接触供电装置(下述专利文献1、专利文献2)。

在专利文献1的装置中，如图9a所示，在电动助力自行车的前轮的轴位置处安装长方形的固定板66，把被上锁部(锁定配件)61和非接触供电变压器的受电线圈65固定于该固定板66。该受电线圈65如图10所示那样是在圆柱状芯体上卷绕电线而构成的。

另外，在停车桩侧，如图10所示那样把卷绕线圈而成的非接触供电变压器的送电线圈73固定于截面为コ字状的芯体。

当使电动助力自行车移动直到锁定配件61到达停车桩的上锁机构的位置时，如图9d所示那样，受电线圈65进入到送电线圈73的コ字状芯体中，开始进行非接触供电。

另外，在专利文献2中，提出了如图11所示那样配置于停车桩的送电线圈与配置于电动助力自行车的受电线圈具有相同的平型构造的非接触供电变压器。平型构造的送电线圈和受电线圈是在由铁氧体形成的芯体构件41卷绕电线42而构成的，芯体构件41由具有矩形状的外形的板状部411和沿着该板状部411的相向的边平行地配置于板状部411的同一面侧的长方体状的磁极部412构成，电线42被卷绕在磁极部412之间的板状部411的部分上。

送电线圈和受电线圈以在它们正对时彼此的磁极部412相向的方式配置于停车桩和电动助力自行车。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特愿2014-27688 (日本特开2015-154648号公报)

专利文献2：日本特愿2015-54993 (日本特开2016-067186号公报)。

发明内容

发明要解决的问题

在非接触供电装置中，向送电线圈供给高频交流，与此同时穿过受电线圈的磁通以高频率变化，因此在受电线圈感应出高频交流来进行供电。

但是，在非接触供电装置中，不能避免对供电没有贡献的漏磁通的产生。

极大的漏磁通有对健康产生影响的可能性，国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)公布关于对一般公众的暴露的基准水平值，提出25Hz~400Hz的磁场强度不超过1.6×10²H、400Hz~3kHz的磁场强度不超过6.4×10⁴/f·H(f为Hz)、3kHz~10MHz的磁场强度不超过21H。

另外，漏磁通对邻接部件、周边电路也产生影响。

另外，漏磁通成为使受电线圈交链的主磁通减少并使供电效率降低的主要原因。

本发明是考虑这样的事情而创造出的发明，其目的在于提供一种能够降低漏磁通的非接触供电装置。

用于解决问题的方案

本发明是一种非接触供电装置，其具备构成非接触供电变压器的送电线圈和受电线圈，在该非接触供电装置中，送电线圈与受电线圈能够进行相对移动，送电线圈或受电线圈移动到送电线圈的绕组与受电线圈的绕组以它们的卷绕方向平行的状态相对置的非接触供电位置从而进行送电线圈与受电线圈之间的非接触供电。

而且，其特征在于，由金属板形成的屏蔽板被固定于送电线圈和受电线圈，在送电线圈与受电线圈处于非接触供电位置时，在包围送电线圈和受电线圈的与所述卷绕方向正交的上侧的第一面、与所述卷绕方向正交的下侧的第二面、在送电线圈的背面侧且与第一面和第二面连接的第三面、在受电线圈的背面侧且与第一面和第二面连接的第四面、在相向的送电线圈和受电线圈的侧方且与第一面和第二面连接的第五面以及第六面当中，至少第一面、第二面、第三面以及第四面被屏蔽板封住，并且固定于送电线圈的屏蔽板和固定于受电线圈的屏蔽板在它们的端部附近彼此重叠。

在该非接触供电装置中，至少在非接触供电时，产生很多漏磁通的面被屏蔽板覆盖，因此能够减少漏磁通。

另外，在本发明的非接触供电装置中，也可以构成为，在送电线圈和受电线圈处于非接触供电位置时，第一面、第二面、第三面、第四面、第五面以及第六面全部被屏蔽板封住。

通过这样，能够进一步减少漏磁通。

另外，在本发明的非接触供电装置中，优选的是由铝板构成屏蔽板。

铝板成形容易，磁屏蔽效果也高。

另外，在本发明的非接触供电装置中，其特征在于，送电线圈和受电线圈中的一方线圈具有：矩形状的板状芯体构件，其被卷绕有绕组；第一板状芯体，其与板状芯体构件的没有卷绕绕组的端面中的一方连接；以及第二板状芯体，其与板状芯体构件的没有卷绕绕组的端面中的另一方连接，其中，第一板状芯体和第二板状芯体与板状芯体构件以形成大致直角的方式交叉，

固定于所述一方线圈的一方的屏蔽板至少覆盖板状芯体构件的背面、第一板状芯体的外表面以及第二板状芯体的外表面，并且一方的屏蔽板的端部覆盖第一板状芯体和第二板状芯体的不与板状芯体构件连接的一侧的端面，

送电线圈和受电线圈中的另一方线圈具有柱状芯体构件和被卷绕于柱状芯体构件的绕组，

固定于所述另一方线圈的另一方的屏蔽板是覆盖另一方的线圈的背面的平板，该平板的外周与另一方的线圈的固着区域相比扩展到更外侧，

在送电线圈与受电线圈处于非接触供电位置时，一方的屏蔽板的覆盖第一板状芯体和第二板状芯体的端面的端部与构成另一方的屏蔽板的平板的外周重叠。

具备该送电线圈和受电线圈的非接触供电变压器即使送电线圈与受电线圈的位置偏移也能够维持高供电效率，通过对该送电线圈和受电线圈设置屏蔽板，能够减少该非接触供电变压器的漏磁通。

另外，在本发明的非接触供电装置中，其特征在于，送电线圈和受电线圈具有由铁氧体等磁性材料形成的芯体构件和被卷绕于芯体构件的绕组，芯体构件具有：板状部，其具有矩形状的外形；以及长方体状的磁极部，其沿着板状部的相向的边，平行地配置于板状部的同一面侧，其中，绕组被卷绕于磁极部间的板状部的部分，送电线圈和受电线圈在非接触供电位置处磁极部彼此相向，

被固定于送电线圈和受电线圈中的一方线圈的一方的屏蔽板至少覆盖板状部的背面、板状部的设置有磁极部中的一方磁极部的侧面以及板状部的设置有磁极部中的另一方磁极部的侧面，

被固定于送电线圈和受电线圈中的另一方线圈的另一方的屏蔽板至少覆盖板状部的背面、板状部的设置有磁极部中的一方磁极部的侧面以及板状部的设置有磁极部中的另一方磁极部的侧面，并且覆盖板状部的所述侧面中的每个的另一方的屏蔽板的端部超越所述侧面地进行延伸，

在送电线圈与受电线圈处于非接触供电位置时，一方的屏蔽板的覆盖板状部的侧面的端部与另一方的屏蔽板的超越所述侧面地延伸的端部重叠。

该平型构造的非接触供电变压器虽然存在在位置偏移方面弱的一面，但是能获得高的最大供电效率。通过对该送电线圈和受电线圈设置屏蔽板，从而能够减少平型构造的非接触供电变压器的漏磁通。

发明的效果

本发明的非接触供电装置能够减少漏磁通，并能够减弱对周边产生影响的磁场强度。另外，由于通过屏蔽板覆盖非接触供电变压器，因此能够防止异物混入。另外，由于人的手不能接触非接触供电面，因此能避免不小心地遭受强的电磁场暴露。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的非接触供电装置的送电线圈和受电线圈的立体图。

图2是图1的送电线圈和受电线圈的截面图。

图3是示出图1的送电线圈和受电线圈的非接触供电时的状态的立体图。

图4是图3的送电线圈和受电线圈的截面图。

图5是示出如下的图：示出本发明的第二实施方式的非接触供电装置的送电线圈和受电线圈的立体图图3的送电侧装置。

图6是图5的送电线圈和受电线圈的截面图。

图7是示出图5的送电线圈和受电线圈的非接触供电时的状态的立体图。

图8是图7的送电线圈和受电线圈的截面图。

图9a是示出搭载于电动助力自行车的非接触供电装置的侧面图。

图9b是从上方查看图9a的电动助力自行车的图。

图9c是从前方查看图9a的电动助力自行车的图。

图9d是示出图9c的电动助力自行车的送电线圈相向于受电线圈的状态的图。

图10是构成图9c的非接触供电装置的送电线圈和受电线圈的截面图。

图11是示出不同的构造的非接触供电装置的送电线圈和受电线圈的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1示出了将屏蔽用的金属板15固定于将绕组卷绕于截面为コ字状的芯体而成的送电线圈10、将屏蔽用的金属板25固定于将绕组卷绕于柱状芯体构件而成的受电线圈20所得到的非接触供电装置。图2是其截面图。金属板15、25由铝等金属形成。

如图2所示，送电线圈10由如下构成：卷绕有绕组101的矩形状的板状芯体构件102；第一板状芯体103，其与板状芯体构件102的没有卷绕绕组101的上侧的端面连接；以及第二板状芯体104，其与板状芯体构件102的没有卷绕绕组101的下侧的端面连接，其中，第一板状芯体103与板状芯体构件102以及第二板状芯体104与板状芯体构件102各自呈直角地交叉。

送电线圈10的外周如图2所示那样被树脂的成形体16覆盖。此外，在图1中省略了成形体16的记载。

金属板15以覆盖送电线圈10的上表面、背面、下表面、第一板状芯体103的前端面以及第二板状芯体104的前端面的方式隔着成形体16被固定于送电线圈10。

另一方面，受电线圈20具有柱状芯体202和卷绕于柱状芯体202的绕组201，受电线圈20的外周如图2所示那样被树脂的成形体26覆盖。此外，在图1中省略了成形体26的记载。

金属板25由平板状的板形成，成形体26的一个面被固定于该金属板25的中央部分。

图3示出了送电线圈10与受电线圈20处于非接触供电位置时的状态。图4示出了其截面图。此外，在图3中省略了成形体16、26的记载。

在送电线圈10与受电线圈20处于非接触供电位置时，送电线圈10的绕组101与受电线圈20的绕组201相向，并且这些绕组101、201的卷绕方向(在图3、图4中为上下方向)平行。

此时，受电线圈20的金属板25封住送电线圈10的第一板状芯体103的前端与第二板状芯体104的前端之间的开口，另外金属板25的上侧的端部与覆盖第一板状芯体103的前端面的金属板15的端部重叠，金属板25的下侧的端部与覆盖第二板状芯体104的前端面的金属板15的端部重叠。

因此，如图3所示，处于非接触供电位置的送电线圈10和受电线圈20的上侧的面、下侧的面、送电线圈10的背面侧的面以及受电线圈20的背面侧的面被金属板15或金属板25覆盖。

金属板15、25当在非接触供电时遇到漏磁通时，感应出涡电流而产生相反方向的磁通。因此，漏磁通被抵消。

在该装置中，由金属板15、25覆盖在非接触供电时漏磁通的密度变高的面，因此能够有效地减少非接触供电时的漏磁通。另外，由于金属板15的端面与金属板25的端面重叠，因此也没有从金属板15与金属板25的接合部分泄露磁通的风险。

另外，在该装置中，只要使覆盖图3中没有被金属板覆盖的面(即，位于相向的送电线圈10和受电线圈20的侧方的两个面)的金属片自金属板15或金属板25延长而由金属板15、25覆盖处于非接触供电位置的送电线圈10和受电线圈20的上侧的面、下侧的面、送电线圈10的背面侧的面、受电线圈20的背面侧的面以及相向的送电线圈10和受电线圈20两方的侧面全部，就能够进一步减少非接触供电时的漏磁通。

此外，虽然在此将图1的右侧设为送电线圈，将左侧设为受电线圈，但是也可以将右侧设为受电线圈，将左侧设为送电线圈。

(第二实施方式)

图5示出了将屏蔽用的金属板(铝板)85固定于平型构造的送电线圈80、将屏蔽用的金属板(铝板)95固定于平型构造的受电线圈90而得到的非接触供电装置。图6是其截面图。

如图6所示，平型构造的送电线圈80由如下构成：卷绕有绕组801的矩形状的板状芯体构件802；以及长方体状的磁极部803、804，其沿着板状芯体构件802的上边和下边进行配置。

如图6所示，送电线圈80的外周被树脂的成形体86覆盖。此外，在图5中省略了成形体86的记载。

金属板85以覆盖送电线圈80的上表面、背面以及下表面的方式隔着成形体86被固定于送电线圈80。

另一方面，平型构造的受电线圈90与送电线圈80同样地由卷绕有绕组901的矩形状的板状芯体构件902以及长方体状的磁极部903、904构成，受电线圈90的外周被树脂的成形体96覆盖。此外，在图5中省略了成形体96的记载。

虽然金属板95以覆盖受电线圈90的上表面、背面以及下表面的方式隔着成形体96被固定于受电线圈90，但是覆盖上表面的金属板和覆盖下表面的金属板不同于送电线圈80的金属板85，超越成形体96而以单独的金属板延伸。

图7示出了平型构造的送电线圈80与受电线圈90处于非接触供电位置时的状态。图8示出了其截面图。此外，在图7中省略了成形体86、96的记载。

在送电线圈80与受电线圈90处于非接触供电位置时，送电线圈80的绕组801与受电线圈90的绕组901相向，并且这些绕组801、901的卷绕方向平行。

此时，受电线圈90的金属板95中的上侧的端部与覆盖送电线圈80的上表面的金属板85的端部重叠，金属板95的下侧的端部与覆盖送电线圈80的下表面的金属板85的端部重叠。

因此，如图7所示，处于非接触供电位置的送电线圈80和受电线圈90的上侧的面、下侧的面、送电线圈80的背面侧的面以及受电线圈90的背面侧的面被金属板85或金属板95覆盖。

在该装置中，由金属板85、95覆盖在非接触供电时漏磁通的密度变高的面，因此能够有效地减少非接触供电时的漏磁通。另外，由于金属板85的端面与金属板95的端面重叠，因此也没有从金属板85与金属板95的接合部分泄露磁通的风险。

另外，在该装置中，只要使覆盖图7中没有被金属板覆盖的面(即，位于相向的送电线圈80和受电线圈90的侧方的两个面)的金属片自金属板85或金属板95延长而由金属板85、95覆盖处于非接触供电位置的送电线圈80和受电线圈90的上侧的面、下侧的面、送电线圈80的背面侧的面、受电线圈90的背面侧的面以及相向的送电线圈80和受电线圈90两方的侧面全部，就能够进一步减少非接触供电时的漏磁通。

此外，虽然在此将图5的右侧设为送电线圈，将左侧设为受电线圈，但是也可以反过来。

另外，虽然在此作为屏蔽用的金属板使用了富有成形性的铝板，但是也可以使用铜板、黄铜板等其它金属板、合金板。

像这样，本发明的非接触供电装置能够将漏磁通减少到充分满足ICNIRP的准则的水平。另外，由于通过屏蔽板覆盖了非接触供电变压器，因此能够防止异物混入，另外能够防止人的手接触到非接触供电面。

产业上的可利用性

本发明的非接触供电装置能够减少供电时的漏磁通，能够广泛地利用于具备充电电池的电动助力自行车、电动助力三轮车、电动摩托车、无人搬运车等移动用工业设备、在前面或背面具备供电机构的电动汽车等的供电。

附图标记说明

10：送电线圈；15：金属板；16：成形体；20：受电线圈；25：金属板；26：成形体；41：芯体构件；42：电线；61：被上锁部；65：受电线圈；66：固定板；73：送电线圈；80：送电线圈；85：金属板；86：成形体；90：受电线圈；95：金属板；96：成形体；101：绕组；102：板状芯体构件；103：第一板状芯体；104：第二板状芯体；201：绕组；202：柱状芯体；411：板状部；412：磁极部；801：绕组；802：板状芯体构件；803：磁极部；804：磁极部；901：绕组；902：板状芯体构件；903：磁极部；904：磁极部。

Claims (5)

1.一种非接触供电装置，具备构成非接触供电变压器的送电线圈和受电线圈，该非接触供电装置的特征在于，

所述送电线圈与所述受电线圈能够进行相对移动，

所述送电线圈或所述受电线圈移动到所述送电线圈的绕组与所述受电线圈的绕组以它们的卷绕方向平行的状态相对置的非接触供电位置从而进行所述送电线圈与所述受电线圈之间的非接触供电，

由金属板形成的屏蔽板被固定于所述送电线圈和所述受电线圈，

在所述送电线圈与所述受电线圈处于所述非接触供电位置时，在包围所述送电线圈和所述受电线圈的与所述卷绕方向正交的上侧的第一面、与所述卷绕方向正交的下侧的第二面、在所述送电线圈的背面侧且与所述第一面和所述第二面连接的第三面、在所述受电线圈的背面侧且与所述第一面和所述第二面连接的第四面、在相向的所述送电线圈和所述受电线圈的侧方且与所述第一面和所述第二面连接的第五面以及第六面当中，至少所述第一面、所述第二面、所述第三面以及所述第四面被所述屏蔽板封住，并且固定于所述送电线圈的所述屏蔽板和固定于所述受电线圈的所述屏蔽板在它们的端部附近彼此重叠。

2.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其特征在于，

在所述送电线圈和所述受电线圈处于所述非接触供电位置时，所述第一面、所述第二面、所述第三面、所述第四面、所述第五面以及所述第六面被所述屏蔽板封住。

3.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其特征在于，

所述屏蔽板由铝板、铜板或者黄铜板形成。

4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的非接触供电装置，其特征在于，

所述送电线圈和所述受电线圈中的一方的线圈具有：矩形状的板状芯体构件，其被卷绕有绕组；第一板状芯体，其与所述板状芯体构件的没有卷绕绕组的端面中的一方端面连接；以及第二板状芯体，其与所述板状芯体构件的没有卷绕绕组的端面中的另一方端面连接，其中，所述第一板状芯体和所述第二板状芯体与所述板状芯体构件以形成大致直角的方式交叉，

固定于所述一方的线圈的一方所述屏蔽板至少覆盖所述板状芯体构件的背面、所述第一板状芯体的外表面以及所述第二板状芯体的外表面，并且所述一方的屏蔽板的端部覆盖所述第一板状芯体和所述第二板状芯体的不与所述板状芯体构件连接的一侧的端面，

所述送电线圈和所述受电线圈中的另一方的线圈具有柱状芯体构件和被卷绕于该柱状芯体构件的绕组，

固定于所述另一方的线圈的另一方所述屏蔽板是覆盖所述另一方的线圈的背面的平板，该平板的外周与所述另一方的线圈的固着区域相比扩展到更外侧，

在所述送电线圈与所述受电线圈处于所述非接触供电位置时，所述一方的屏蔽板的覆盖所述第一板状芯体和所述第二板状芯体的端面的端部与构成所述另一方的屏蔽板的所述平板的外周重叠。

5.根据权利要求1至3中的任何一项所述的非接触供电装置，其特征在于，

所述送电线圈和所述受电线圈具有由铁氧体形成的芯体构件和被卷绕于该芯体构件的绕组，

所述芯体构件具有：板状部，其具有矩形状的外形；以及长方体状的磁极部，其沿着该板状部的相向的边平行地配置于该板状部的同一面侧，

所述绕组被卷绕于所述磁极部间的所述板状部的部分，

所述送电线圈和所述受电线圈在所述非接触供电位置处所述磁极部彼此相向，

被固定于所述送电线圈和所述受电线圈中的一方的线圈的一方所述屏蔽板至少覆盖所述板状部的背面、设置有所述磁极部中的一方磁极部的所述板状部的侧面以及设置有所述磁极部中的另一方磁极部的所述板状部的侧面，

被固定于所述送电线圈和所述受电线圈中的另一方的线圈的另一方所述屏蔽板至少覆盖所述板状部的背面、设置有所述磁极部中的一方磁极部的所述板状部的侧面以及设置有所述磁极部中的另一方磁极部的所述板状部的侧面，并且覆盖所述板状部的各个所述侧面的所述另一方的屏蔽板的端部超越所述侧面地进行延伸，

在所述送电线圈与所述受电线圈处于所述非接触供电位置时，所述一方的屏蔽板的覆盖所述板状部的所述侧面的端部与所述另一方的屏蔽板的超越所述侧面地延伸的端部重叠。