JP2013118737A - Non-contact electric power transmission apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、１次コイルを有する送電装置と、２次コイルおよび給電回路を有する受電装置とを備えること、および２次コイルに生じる電流を給電回路に供給することを条件とする非接触式電力伝送装置に関する。 The present invention includes a power transmission device having a primary coil, a power reception device having a secondary coil and a power feeding circuit, and contactless power provided that a current generated in the secondary coil is supplied to the power feeding circuit. The present invention relates to a transmission apparatus.
特許文献１の非接触式電力伝送装置は、１次コイルの磁束を２次コイルに鎖交させることにより２次コイルに電力を伝送する。そして、２次コイルの電流を給電回路に供給することにより２次電池を充電する。 The non-contact power transmission device of Patent Document 1 transmits power to the secondary coil by interlinking the magnetic flux of the primary coil with the secondary coil. The secondary battery is charged by supplying the current of the secondary coil to the power feeding circuit.
非接触式電力伝送装置においては、伝送距離を大きくすることが望まれている。なお、特許文献１の非接触式電力伝送装置は、伝送距離を大きくすることについて特に考慮されていない。 In a non-contact power transmission device, it is desired to increase the transmission distance. Note that the non-contact power transmission device of Patent Document 1 does not particularly take into account increasing the transmission distance.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、伝送距離を大きくすることが可能な非接触式電力伝送装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a non-contact power transmission apparatus that can increase the transmission distance.
・本発明の非接触式電力伝送装置は、１次コイルを有する送電装置と、２次コイルおよび給電回路を有する受電装置とを備えること、および前記２次コイルに生じる電流を前記給電回路に供給することを条件とし、前記受電装置は、前記給電回路と電気的に接続されていない補助コイルを有すること、ならびに、前記補助コイルおよび前記２次コイルの少なくとも一方は、磁性体を有することを特徴としている。 The non-contact power transmission device of the present invention includes a power transmission device having a primary coil, a power reception device having a secondary coil and a power feeding circuit, and supplies current generated in the secondary coil to the power feeding circuit. The power receiving device has an auxiliary coil that is not electrically connected to the power feeding circuit, and at least one of the auxiliary coil and the secondary coil has a magnetic material. It is said.
・本発明の非接触式電力伝送装置は、１次コイルを有する送電装置と、２次コイルおよび給電回路を有する受電装置とを備えること、および前記２次コイルに生じる電流を前記給電回路に供給することを条件とし、前記受電装置は、前記給電回路と電気的に接続されていない補助コイルを有すること、ならびに、前記２次コイルおよび前記補助コイルのうちの前記補助コイルにのみ磁性体を有することを特徴としている。 The non-contact power transmission device of the present invention includes a power transmission device having a primary coil, a power reception device having a secondary coil and a power feeding circuit, and supplies current generated in the secondary coil to the power feeding circuit. The power receiving device has an auxiliary coil that is not electrically connected to the power feeding circuit, and has a magnetic material only in the auxiliary coil of the secondary coil and the auxiliary coil. It is characterized by that.
・本発明の非接触式電力伝送装置は、１次コイルを有する送電装置と、２次コイルおよび給電回路を有する受電装置とを備えること、および前記２次コイルに生じる電流を前記給電回路に供給することを条件とし、前記受電装置は、前記給電回路と電気的に接続されていない補助コイルを有すること、ならびに、前記２次コイルおよび前記補助コイルのうちの前記２次コイルにのみ磁性体を有することを特徴としている。 The non-contact power transmission device of the present invention includes a power transmission device having a primary coil, a power reception device having a secondary coil and a power feeding circuit, and supplies current generated in the secondary coil to the power feeding circuit. The power receiving device has an auxiliary coil that is not electrically connected to the power feeding circuit, and the secondary coil and the secondary coil of the auxiliary coil are provided with a magnetic material only. It is characterized by having.
・本発明の非接触式電力伝送装置は、１次コイルを有する送電装置と、２次コイルおよび給電回路を有する受電装置とを備えること、および前記２次コイルに生じる電流を前記給電回路に供給することを条件とし、前記受電装置は、前記給電回路と電気的に接続されていない補助コイルを有すること、ならびに、前記補助コイルおよび前記２次コイルは、共通の磁性体を有することを特徴としている。 The non-contact power transmission device of the present invention includes a power transmission device having a primary coil, a power reception device having a secondary coil and a power feeding circuit, and supplies current generated in the secondary coil to the power feeding circuit. The power receiving device has an auxiliary coil that is not electrically connected to the power feeding circuit, and the auxiliary coil and the secondary coil have a common magnetic material. Yes.
・本発明の非接触式電力伝送装置は、１次コイルを有する送電装置と、２次コイルおよび給電回路を有する受電装置とを備えること、および前記２次コイルに生じる電流を前記給電回路に供給することを条件とし、前記受電装置は、前記給電回路と電気的に接続されていない補助コイルを有すること、ならびに、前記２次コイルおよび前記補助コイルは、個別の磁性体を有することを特徴としている。 The non-contact power transmission device of the present invention includes a power transmission device having a primary coil, a power reception device having a secondary coil and a power feeding circuit, and supplies current generated in the secondary coil to the power feeding circuit. The power receiving device has an auxiliary coil that is not electrically connected to the power feeding circuit, and the secondary coil and the auxiliary coil have individual magnetic bodies. Yes.
・この非接触式電力伝送装置においては、前記磁性体としてポットコアを用いることが好ましい。
・この非接触式電力伝送装置においては、前記磁性体としてＥコアを用いることが好ましい。
-In this non-contact-type electric power transmission apparatus, it is preferable to use a pot core as said magnetic body.
-In this non-contact-type electric power transmission apparatus, it is preferable to use E core as said magnetic body.
・この非接触式電力伝送装置においては、前記磁性体として前記補助コイルおよび前記２次コイルのうちの対応するコイルの中空部分に挿入される柱状のコアを用いることが好ましい。 -In this non-contact-type electric power transmission apparatus, it is preferable to use the columnar core inserted in the hollow part of the corresponding coil among the said auxiliary | assistant coil and the said secondary coil as said magnetic body.
本発明は、伝送距離を大きくすることが可能な非接触式電力伝送装置を提供する。 The present invention provides a contactless power transmission device capable of increasing a transmission distance.
（第１実施形態）
図１を参照して、非接触式電力伝送装置１０の全体構成について説明する。
非接触式電力伝送装置１０は、１次コイル２１を有する送電装置２０と、２次コイル４３を有する電動歯ブラシ４０とを有する。送電装置２０は、電磁誘導方式により電動歯ブラシ４０の２次コイル４３を介して２次電池４６に電力を伝送する。なお、電動歯ブラシ４０は「受電装置」に相当する。
(First embodiment)
With reference to FIG. 1, the whole structure of the non-contact-type electric power transmission apparatus 10 is demonstrated.
The non-contact power transmission device 10 includes a power transmission device 20 having a primary coil 21 and an electric toothbrush 40 having a secondary coil 43. The power transmission device 20 transmits electric power to the secondary battery 46 through the secondary coil 43 of the electric toothbrush 40 by an electromagnetic induction method. The electric toothbrush 40 corresponds to a “power receiving device”.
ここで、非接触式電力伝送装置１０についての各方向を以下のように定義する。
（Ａ）送電装置２０の１次コイル２１の軸方向を「軸方向Ｘ１」とする。
（Ｂ）電動歯ブラシ４０の長手方向を「軸方向Ｘ２」とする。
（Ｃ）電動歯ブラシ４０の正面視において軸方向Ｘ２の直交方向を「幅方向Ｙ」とする。
Here, each direction about the non-contact-type electric power transmission apparatus 10 is defined as follows.
(A) The axial direction of the primary coil 21 of the power transmission device 20 is defined as “axial direction X1”.
(B) The longitudinal direction of the electric toothbrush 40 is defined as “axial direction X2”.
(C) Let the orthogonal direction of the axial direction X2 be the "width direction Y" in the front view of the electric toothbrush 40.
送電装置２０は、この装置２０の本体を構成するハウジング２３と、１次コイル２１の磁束の漏れを抑制する磁性シート２２とを有する。磁性シート２２は、ハウジング２３の底壁と１次コイル２１との間、かつ送電装置２０の軸方向Ｘ１において１次コイル２１に対して電動歯ブラシ４０とは反対側に位置する。１次コイル２１は、平面視において円形を有する平面コイルとして形成されている。磁性シート２２の各辺の長さは、１次コイル２１の外径よりも大きい。 The power transmission device 20 includes a housing 23 that constitutes a main body of the device 20 and a magnetic sheet 22 that suppresses leakage of magnetic flux of the primary coil 21. The magnetic sheet 22 is located between the bottom wall of the housing 23 and the primary coil 21 and on the opposite side of the electric toothbrush 40 with respect to the primary coil 21 in the axial direction X1 of the power transmission device 20. The primary coil 21 is formed as a planar coil having a circular shape in plan view. The length of each side of the magnetic sheet 22 is larger than the outer diameter of the primary coil 21.
電動歯ブラシ４０は、使用者が把持する本体ケース４１と、本体ケース４１への取り付けおよび本体ケース４１からの取り外しが可能なアタッチメント４２とを有する。アタッチメント４２は、ブリッスル束が植毛されたブラシ部分４２Ａを有する。ブラシ部分４２Ａは、アタッチメント４２の先端部分に位置している。 The electric toothbrush 40 includes a main body case 41 held by a user, and an attachment 42 that can be attached to and detached from the main body case 41. The attachment 42 has a brush portion 42A in which a bristle bundle is implanted. The brush portion 42 </ b> A is located at the distal end portion of the attachment 42.
本体ケース４１は、１次コイル２１の磁束と鎖交する補助コイル４４と、補助コイル４４の磁束と鎖交する２次コイル４３と、磁性材料により形成されたコア４５とが備えられている。またこの他に、電動歯ブラシ４０の電源となる２次電池４６と、アタッチメント４２を振動させる電動モータ４７とを有する。補助コイル４４、２次コイル４３、コア４５、２次電池４６、および電動モータ４７は、本体ケース４１の内部に位置する。なお、コア４５は「磁性体」に相当する。 The main body case 41 includes an auxiliary coil 44 that links with the magnetic flux of the primary coil 21, a secondary coil 43 that links with the magnetic flux of the auxiliary coil 44, and a core 45 formed of a magnetic material. In addition to this, a secondary battery 46 serving as a power source for the electric toothbrush 40 and an electric motor 47 for vibrating the attachment 42 are provided. The auxiliary coil 44, the secondary coil 43, the core 45, the secondary battery 46, and the electric motor 47 are located inside the main body case 41. The core 45 corresponds to a “magnetic material”.
補助コイル４４は、平面視において円形を有する円筒形コイルとして形成されている。すなわち、補助コイル４４を構成する複数の円形部分は、軸方向Ｘ２において互いに積層された構造を有する。 The auxiliary coil 44 is formed as a cylindrical coil having a circular shape in plan view. That is, the plurality of circular portions constituting the auxiliary coil 44 have a structure in which they are stacked on each other in the axial direction X2.
２次コイル４３および補助コイル４４は、円柱形状のコア４５を有する。コア４５は、２次コイル４３および補助コイル４４の中空部分に位置する。すなわち、２次コイル４３および補助コイル４４は、共通する１つのコア４５を有するコア付きコイルとして構成されている。 The secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 have a cylindrical core 45. The core 45 is located in the hollow part of the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44. That is, the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 are configured as a cored coil having one common core 45.
各コイル２１，４３，４４の関係を以下に示す。
（Ａ）１次コイル２１の外径は、２次コイル４３の外径よりも大きい。
（Ｂ）１次コイル２１の外径は、補助コイル４４の外径よりも大きい。
（Ｃ）補助コイル４４の外径は、２次コイル４３の外径よりも大きい。
（Ｄ）１次コイル２１の導電線の径は、２次コイル４３の導電線の径よりも大きい。
（Ｅ）１次コイル２１の導電線の径は、補助コイル４４の導電線の径よりも大きい。
（Ｆ）補助コイル４４の導電線の径は、２次コイル４３の導電線の径よりも大きい。
（Ｇ）１次コイル２１の巻き数は、２次コイル４３の巻き数よりも大きい。
（Ｈ）１次コイル２１の巻き数は、補助コイル４４の巻き数と等しい。
（Ｉ）補助コイル４４は、２次コイル４３と同軸を有する。
（Ｊ）補助コイル４４の一方の端部は、２次コイル４３の一方の端部と接触している。
The relationship between the coils 21, 43, and 44 is shown below.
(A) The outer diameter of the primary coil 21 is larger than the outer diameter of the secondary coil 43.
(B) The outer diameter of the primary coil 21 is larger than the outer diameter of the auxiliary coil 44.
(C) The outer diameter of the auxiliary coil 44 is larger than the outer diameter of the secondary coil 43.
(D) The diameter of the conductive wire of the primary coil 21 is larger than the diameter of the conductive wire of the secondary coil 43.
(E) The diameter of the conductive wire of the primary coil 21 is larger than the diameter of the conductive wire of the auxiliary coil 44.
(F) The diameter of the conductive wire of the auxiliary coil 44 is larger than the diameter of the conductive wire of the secondary coil 43.
(G) The number of turns of the primary coil 21 is larger than the number of turns of the secondary coil 43.
(H) The number of turns of the primary coil 21 is equal to the number of turns of the auxiliary coil 44.
(I) The auxiliary coil 44 is coaxial with the secondary coil 43.
(J) One end of the auxiliary coil 44 is in contact with one end of the secondary coil 43.
上記（Ｄ）〜（Ｈ）の関係は、補助コイル４４のＱ値を２次コイル４３のＱ値よりも大きくしている。上記（Ｉ）の関係は、２次コイル４３と補助コイル４４とが同軸を有していない構成と比較して、２次コイル４３と補助コイル４４との結合係数（以下、「受電結合係数」）を大きくしている。 In relation to the above (D) to (H), the Q value of the auxiliary coil 44 is made larger than the Q value of the secondary coil 43. The relationship of (I) described above is that the coupling coefficient between the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 (hereinafter referred to as “power receiving coupling coefficient”) is compared with a configuration in which the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 do not have the same axis. ) Is enlarged.
図２を参照して、非接触式電力伝送装置１０の回路構成について説明する。
送電装置２０は、１次コイル２１に供給する電力を制御する１次回路３０を有する。電動歯ブラシ４０は、送電装置２０から伝送される電力を制御する２次回路５０を有する。
With reference to FIG. 2, the circuit configuration of the non-contact power transmission apparatus 10 will be described.
The power transmission device 20 includes a primary circuit 30 that controls power supplied to the primary coil 21. The electric toothbrush 40 includes a secondary circuit 50 that controls electric power transmitted from the power transmission device 20.
１次回路３０は、１次コイル２１に交番電力を供給する伝送回路３１と、伝送回路３１を制御する制御部３２と、伝送回路３１に接続された１次コイル２１と、１次コイル２１に直列に接続されたコンデンサ３３とを有する。伝送回路３１は、１次コイル２１に接続された複数のトランジスタを有する。１次コイル２１およびコンデンサ３３は、共振回路３４を構成している。 The primary circuit 30 includes a transmission circuit 31 that supplies alternating power to the primary coil 21, a control unit 32 that controls the transmission circuit 31, a primary coil 21 connected to the transmission circuit 31, and a primary coil 21. And a capacitor 33 connected in series. The transmission circuit 31 has a plurality of transistors connected to the primary coil 21. The primary coil 21 and the capacitor 33 constitute a resonance circuit 34.
２次回路５０は、１次コイル２１との間で磁気回路を形成する補助コイル４４と、補助コイル４４との間で磁気回路を形成する２次コイル４３と、２次コイル４３に生じる交番電力を直流電力に整流する整流回路５３とを有する。またこの他に、補助コイル４４に直列に接続されたコンデンサ５２を有する。なお整流回路５３は「給電回路」に相当する。 The secondary circuit 50 includes an auxiliary coil 44 that forms a magnetic circuit with the primary coil 21, a secondary coil 43 that forms a magnetic circuit with the auxiliary coil 44, and alternating power generated in the secondary coil 43. And a rectifier circuit 53 for rectifying the power to DC power. In addition, a capacitor 52 connected in series to the auxiliary coil 44 is provided. The rectifier circuit 53 corresponds to a “feed circuit”.
整流回路５３は、４つのダイオードを組み合わせて形成された整流ブリッジと、整流ブリッジを通過した電流を平滑化するコンデンサとを有する。補助コイル４４およびコンデンサ５２は、共振回路５１を構成している。コンデンサ５２の容量は、共振回路５１の共振周波数が基準周波数ＦＫと一致するように設定されている。 The rectifier circuit 53 includes a rectifier bridge formed by combining four diodes, and a capacitor that smoothes the current that has passed through the rectifier bridge. The auxiliary coil 44 and the capacitor 52 constitute a resonance circuit 51. The capacitance of the capacitor 52 is set so that the resonance frequency of the resonance circuit 51 matches the reference frequency FK.
整流回路５３は、２次コイル４３および２次電池４６と電気的に接続されている。一方、共振回路５１とは電気的に接続されていない。このため、共振回路５１が整流回路５３と電気的に接続された構成と比較して、補助コイル４４のインピーダンスが小さくなる。 The rectifier circuit 53 is electrically connected to the secondary coil 43 and the secondary battery 46. On the other hand, the resonance circuit 51 is not electrically connected. For this reason, the impedance of the auxiliary coil 44 is reduced as compared with the configuration in which the resonance circuit 51 is electrically connected to the rectification circuit 53.
図２を参照して、非接触式電力伝送装置１０の電力伝送態様について説明する。
送電装置２０の制御部３２は、伝送回路３１を制御することにより１次コイル２１に基準周波数ＦＫの交番電力を供給する。これにより１次コイル２１に交番磁束が発生する。
With reference to FIG. 2, the power transmission mode of the non-contact power transmission device 10 will be described.
The control unit 32 of the power transmission device 20 supplies alternating power having the reference frequency FK to the primary coil 21 by controlling the transmission circuit 31. As a result, an alternating magnetic flux is generated in the primary coil 21.
補助コイル４４は、１次コイル２１の交番磁束と鎖交することにより基準周波数ＦＫの交番電力および交番磁束を発生する。このとき、整流回路５３と共振回路５１とが電気的に接続された構成と比較して、補助コイル４４に生じる交番電力および交番磁束が大きい。また、２次コイル４３のＱ値よりも補助コイル４４のＱ値が高いことにより、１次コイル２１の交番磁束は２次コイル４３と鎖交しない、または２次コイル４３とわずかに鎖交する。 The auxiliary coil 44 generates alternating power and alternating magnetic flux of the reference frequency FK by interlinking with the alternating magnetic flux of the primary coil 21. At this time, the alternating power and the alternating magnetic flux generated in the auxiliary coil 44 are larger than the configuration in which the rectifier circuit 53 and the resonance circuit 51 are electrically connected. Further, since the Q value of the auxiliary coil 44 is higher than the Q value of the secondary coil 43, the alternating magnetic flux of the primary coil 21 does not link with the secondary coil 43 or slightly links with the secondary coil 43. .
２次コイル４３は、補助コイル４４の交番磁束と鎖交することにより交番電力を発生する。整流回路５３は、２次コイル４３の交番電力を平滑化して直流電力に変換し、この直流電力を２次電池４６に供給する。 The secondary coil 43 generates alternating power by interlinking with the alternating magnetic flux of the auxiliary coil 44. The rectifier circuit 53 smoothes the alternating power of the secondary coil 43 and converts it into DC power, and supplies this DC power to the secondary battery 46.
（実施形態の効果）
本実施形態の非接触式電力伝送装置１０は、以下の効果を奏する。
（１）非接触式電力伝送装置１０の補助コイル４４および２次コイル４３は、共通のコア４５を有する。この構成によれば、補助コイル４４および２次コイル４３に対して個別にコアを備える構成と比較して、コアの点数を削減することができる。
(Effect of embodiment)
The non-contact power transmission device 10 of the present embodiment has the following effects.
(1) The auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the non-contact power transmission apparatus 10 have a common core 45. According to this configuration, the number of cores can be reduced as compared with the configuration in which the core is individually provided for the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43.
（２）非接触式電力伝送装置１０の補助コイル４４は、コア４５を有する。この構成によれば、補助コイル４４からコア４５が省略された構成と比較して、１次コイル２１と補助コイル４４との間の磁束の漏れ量が少なくなる。 (2) The auxiliary coil 44 of the non-contact power transmission device 10 has a core 45. According to this configuration, the amount of magnetic flux leakage between the primary coil 21 and the auxiliary coil 44 is reduced compared to the configuration in which the core 45 is omitted from the auxiliary coil 44.
（３）非接触式電力伝送装置１０の２次コイル４３は、コア４５を有する。この構成によれば、２次コイル４３からコア４５が省略された構成と比較して、補助コイル４４と２次コイル４３との間の磁束の漏れ量が少なくなる。 (3) The secondary coil 43 of the non-contact power transmission device 10 has a core 45. According to this configuration, compared to a configuration in which the core 45 is omitted from the secondary coil 43, the amount of magnetic flux leakage between the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 is reduced.
（４）非接触式電力伝送装置１０の補助コイル４４および２次コイル４３は、中空部分にコア４５を有する。この構成によれば、補助コイル４４および２次コイル４３を幅方向Ｙの外側から覆うコアを用いる構成と比較して、電動歯ブラシ４０の体格を小さくすることができる。 (4) The auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the non-contact power transmission apparatus 10 have a core 45 in the hollow portion. According to this configuration, the physique of the electric toothbrush 40 can be reduced as compared with a configuration using a core that covers the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 from the outside in the width direction Y.
（５）非接触式電力伝送装置１０の補助コイル４４は、整流回路５３に電気的に接続されていない。この構成によれば、補助コイル４４が整流回路５３に電気的に接続された構成と比較して、１次コイル２１の磁束が補助コイル４４に鎖交することにより発生する補助コイル４４の電流および磁束が大きくなる。すなわち、１次コイル２１の磁束を２次コイル４３に鎖交させる構成と比較して、電動歯ブラシ４０において１次コイル２１の磁束が最初に鎖交するコイル（補助コイル４４）に生じる電流および磁束が大きくなる。これにより、補助コイル４４の磁束が２次コイル４３に鎖交することにより発生する２次コイル４３の電流が大きくなるため、伝送距離を大きくすることができる。 (5) The auxiliary coil 44 of the non-contact power transmission device 10 is not electrically connected to the rectifier circuit 53. According to this configuration, as compared with the configuration in which the auxiliary coil 44 is electrically connected to the rectifier circuit 53, the current of the auxiliary coil 44 generated when the magnetic flux of the primary coil 21 is linked to the auxiliary coil 44, and Magnetic flux increases. That is, as compared with the configuration in which the magnetic flux of the primary coil 21 is linked to the secondary coil 43, the current and magnetic flux generated in the coil (auxiliary coil 44) in which the magnetic flux of the primary coil 21 is linked first in the electric toothbrush 40. Becomes larger. Thereby, since the electric current of the secondary coil 43 generated when the magnetic flux of the auxiliary coil 44 is linked to the secondary coil 43 increases, the transmission distance can be increased.
（６）非接触式電力伝送装置１０の補助コイル４４および２次コイル４３は、同軸を有する。この構成によれば、補助コイル４４および２次コイル４３が同軸を有していない構成と比較して、受電結合係数が大きくなる。このため、補助コイル４４を介して生じる２次コイル４３の電流が大きくなる。 (6) The auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the non-contact power transmission device 10 have a coaxial axis. According to this structure, compared with the structure in which the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 do not have a coaxial, a receiving coupling coefficient becomes large. For this reason, the current of the secondary coil 43 generated via the auxiliary coil 44 increases.
（７）非接触式電力伝送装置１０の補助コイル４４および２次コイル４３は、平面視において円形を有する。この構成によれば、平面視において円形以外の形状、例えば三角形または四角形を有するコイルを用いる構成と比較して、補助コイル４４および２次コイル４３のコストが低減される。 (7) The auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the non-contact power transmission device 10 have a circular shape in plan view. According to this configuration, the cost of the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 is reduced as compared with a configuration using a coil having a shape other than a circle in plan view, for example, a triangle or a quadrangle.
（第２実施形態）
図３に示される本実施形態の非接触式電力伝送装置１０は、図１に示される第１実施形態の非接触式電力伝送装置１０との主要な相違点として、次の相違点を有する。すなわち、第１実施形態の電動歯ブラシ４０の補助コイル４４および２次コイル４３は、同軸を有する。一方、本実施形態の電動歯ブラシ４０の補助コイル４４および２次コイル４３は、互いに平行する軸を有する。以下では、第１実施形態の非接触式電力伝送装置１０と異なる点の詳細を説明し、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を省略する。
(Second Embodiment)
The non-contact power transmission apparatus 10 of the present embodiment shown in FIG. 3 has the following differences as main differences from the non-contact power transmission apparatus 10 of the first embodiment shown in FIG. That is, the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the electric toothbrush 40 of the first embodiment are coaxial. On the other hand, the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the electric toothbrush 40 of the present embodiment have axes that are parallel to each other. In the following, details of differences from the contactless power transmission device 10 of the first embodiment will be described, and the same reference numerals will be given to components common to the first embodiment, and a part or all of the description will be omitted. To do.
電動歯ブラシ４０は、図１のコア４５に代えて、磁性材料により形成されたコア６０を有する。コア６０は、補助コイル４４の中空部分に挿入された円柱形状の第１コア６１と、２次コイル４３の中空部分に挿入された円柱形状の第２コア６２とを有する。なお、コア６０は「磁性体」に相当する。 The electric toothbrush 40 has a core 60 formed of a magnetic material instead of the core 45 of FIG. The core 60 includes a columnar first core 61 inserted into the hollow portion of the auxiliary coil 44 and a columnar second core 62 inserted into the hollow portion of the secondary coil 43. The core 60 corresponds to a “magnetic material”.
第２コア６２は、電動歯ブラシ４０の軸方向Ｘ２において第１コア６１の端面から突出している。第２コア６２の中心軸は、第１コア６１の中心軸に対して偏心している。このため、２次コイル４３の中心軸は、補助コイル４４の中心軸に対して偏心している。 The second core 62 protrudes from the end surface of the first core 61 in the axial direction X2 of the electric toothbrush 40. The central axis of the second core 62 is eccentric with respect to the central axis of the first core 61. For this reason, the central axis of the secondary coil 43 is eccentric with respect to the central axis of the auxiliary coil 44.
各コイル２１，４３，４４の関係を以下に示す。なお、コイル間距離Ｇ１は、電動歯ブラシ４０の軸方向Ｘ２における補助コイル４４の端部と２次コイル４３の端部との距離を示す。またコイル間距離Ｇ２は、電動歯ブラシ４０の軸方向Ｘ２における補助コイル４４の端部と１次コイル２１の端部との距離を示す。
（Ａ）２次コイル４３の軸ＪＡおよび補助コイル４４の軸ＪＢは、互いに平行している。
（Ｂ）補助コイル４４の一方の端部は、２次コイル４３の一方の端部と接触していない。
（Ｃ）コイル間距離Ｇ１は、コイル間距離Ｇ２よりも小さい。
The relationship between the coils 21, 43, and 44 is shown below. The inter-coil distance G <b> 1 indicates the distance between the end of the auxiliary coil 44 and the end of the secondary coil 43 in the axial direction X <b> 2 of the electric toothbrush 40. The inter-coil distance G2 indicates the distance between the end of the auxiliary coil 44 and the end of the primary coil 21 in the axial direction X2 of the electric toothbrush 40.
(A) The axis JA of the secondary coil 43 and the axis JB of the auxiliary coil 44 are parallel to each other.
(B) One end of the auxiliary coil 44 is not in contact with one end of the secondary coil 43.
(C) The inter-coil distance G1 is smaller than the inter-coil distance G2.
上記（Ａ）の関係は、２次コイル４３および補助コイル４４が同軸を有する構成と比較して、受電結合係数を小さくしている。上記（Ｂ）の関係は、２次コイル４３の一方の端部が補助コイル４４の一方の端部と接触している構成と比較して、受電結合係数を小さくしている。 In the relationship (A), the power receiving coupling coefficient is made smaller than the configuration in which the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 are coaxial. The relationship (B) is such that the power receiving coupling coefficient is reduced as compared with the configuration in which one end of the secondary coil 43 is in contact with one end of the auxiliary coil 44.
受電結合係数は、２次コイル４３および補助コイル４４の径方向における２次コイル４３の軸ＪＡと補助コイル４４の軸ＪＢとの距離（以下、「径方向距離Ｒ」）、およびコイル間距離Ｇ１のそれぞれと相関を有する。具体的な関係を以下に示す。
（Ａ）受電結合係数は、径方向距離Ｒが大きくなるにつれて小さくなる。
（Ｂ）受電結合係数は、コイル間距離Ｇ１が大きくなるにつれて小さくなる。
The power receiving coupling coefficient is the distance between the axis JA of the secondary coil 43 and the axis JB of the auxiliary coil 44 in the radial direction of the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 (hereinafter, “radial distance R”), and the inter-coil distance G1. Correlation with each of the above. The specific relationship is shown below.
(A) The power receiving coupling coefficient decreases as the radial distance R increases.
(B) The power receiving coupling coefficient decreases as the inter-coil distance G1 increases.
このため、電動歯ブラシ４０の設計段階において径方向距離Ｒおよびコイル間距離Ｇ１の少なくとも一方を変更することにより、受電結合係数の大きさを各種の設計条件に応じて調整することができる。 For this reason, by changing at least one of the radial distance R and the inter-coil distance G1 in the design stage of the electric toothbrush 40, the magnitude of the power receiving coupling coefficient can be adjusted according to various design conditions.
図４を参照して、２次コイル４３の負荷抵抗と伝送効率との関係について説明する。図４の縦軸は、伝送効率すなわち、１次コイル２１に供給された電流と同電流により２次コイル４３に生じる電流との割合を示している。図４の横軸は、負荷抵抗の大きさを示している。 With reference to FIG. 4, the relationship between the load resistance of the secondary coil 43 and transmission efficiency is demonstrated. The vertical axis in FIG. 4 indicates the transmission efficiency, that is, the ratio between the current supplied to the primary coil 21 and the current generated in the secondary coil 43 due to the same current. The horizontal axis in FIG. 4 indicates the magnitude of the load resistance.
負荷抵抗としては、図２の整流回路５３、２次電池４６、および電動モータ４７が挙げられる。１次コイル２１の電圧を一定と仮定したとき、負荷抵抗が大きくなるにつれて整流回路５３，２次電池４６、および電動モータ４７に供給される電流が小さくなる。 Examples of the load resistance include the rectifier circuit 53, the secondary battery 46, and the electric motor 47 shown in FIG. Assuming that the voltage of the primary coil 21 is constant, the current supplied to the rectifier circuit 53, the secondary battery 46, and the electric motor 47 decreases as the load resistance increases.
ここで、２次コイル４３および補助コイル４４の関係により規定される構成として、「同軸構成」、「第１平行軸構成」、および「第２平行軸構成」をそれぞれ以下のように定義する。
（Ａ）同軸構成は、２次コイル４３と補助コイル４４とが同軸を有し、かつ２次コイル４３が補助コイル４４と接触している構成を示す。同軸構成の受電結合係数は、第１平行軸構成の受電結合係数よりも大きい。
（Ｂ）第１平行軸構成は、２次コイル４３の軸ＪＡと補助コイル４４の軸ＪＢとが互いに平行し、かつ２次コイル４３が補助コイル４４と接触していない構成を示す。
（Ｃ）第２平行軸構成は、２次コイル４３の軸ＪＡと補助コイル４４の軸ＪＢとが互いに平行し、かつ２次コイル４３が補助コイル４４と接触せず、かつ第１平行軸構成よりも受電結合係数が小さい構成を示す。
Here, as a configuration defined by the relationship between the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44, a “coaxial configuration”, a “first parallel axis configuration”, and a “second parallel axis configuration” are respectively defined as follows.
(A) The coaxial configuration indicates a configuration in which the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 are coaxial, and the secondary coil 43 is in contact with the auxiliary coil 44. The power reception coupling coefficient of the coaxial configuration is larger than the power reception coupling coefficient of the first parallel shaft configuration.
(B) The first parallel axis configuration indicates a configuration in which the axis JA of the secondary coil 43 and the axis JB of the auxiliary coil 44 are parallel to each other and the secondary coil 43 is not in contact with the auxiliary coil 44.
(C) The second parallel axis configuration is such that the axis JA of the secondary coil 43 and the axis JB of the auxiliary coil 44 are parallel to each other, the secondary coil 43 does not contact the auxiliary coil 44, and the first parallel axis configuration. A configuration with a smaller power receiving coupling coefficient is shown.
図４の各曲線Ｌ１〜Ｌ３は、それぞれ以下の関係を示す。
（Ａ）曲線Ｌ１は、同軸構成の負荷抵抗と伝送効率との関係を示す。
（Ｂ）曲線Ｌ２は、第１平行軸構成の負荷抵抗と伝送効率との関係を示す。
（Ｃ）曲線Ｌ３は、第２平行軸構成の負荷抵抗と伝送効率との関係を示す。
Each curve L1-L3 of FIG. 4 shows the following relationships, respectively.
(A) A curve L1 shows the relationship between the load resistance of the coaxial configuration and the transmission efficiency.
(B) Curve L2 shows the relationship between the load resistance and transmission efficiency of the first parallel shaft configuration.
(C) Curve L3 shows the relationship between the load resistance and the transmission efficiency of the second parallel axis configuration.
各曲線Ｌ１〜Ｌ３から確認される負荷抵抗および伝送効率の関係を以下に示す。なお、以下では任意の曲線においての最大の伝送効率を「最大伝送効率」とし、この最大伝送効率に対応する負荷抵抗を「最大負荷抵抗」としている。
（Ａ）曲線Ｌ２の最大負荷抵抗は、曲線Ｌ１の最大負荷抵抗よりも小さい。
（Ｂ）曲線Ｌ３の最大負荷抵抗は、曲線Ｌ２の最大負荷抵抗よりも小さい。
The relationship between the load resistance and transmission efficiency confirmed from the curves L1 to L3 is shown below. Hereinafter, the maximum transmission efficiency in an arbitrary curve is referred to as “maximum transmission efficiency”, and the load resistance corresponding to the maximum transmission efficiency is referred to as “maximum load resistance”.
(A) The maximum load resistance of the curve L2 is smaller than the maximum load resistance of the curve L1.
(B) The maximum load resistance of the curve L3 is smaller than the maximum load resistance of the curve L2.
電動歯ブラシ４０においては、各曲線Ｌ１〜Ｌ３の関係を試験等により予め把握しておくことにより、２次コイル４３に接続される負荷抵抗の大きさに適した伝送効率が得られるように受電結合係数を設定することができる。例えば、負荷抵抗が一定の大きさの場合、負荷抵抗の大きさに対して各曲線Ｌ１〜Ｌ３のうちの伝送効率が最大となる構成を選択することができる。なお、負荷抵抗が一定の大きさの場合としては、２次電池４６の充電が一定電流により行われる場合が挙げられる。 In the electric toothbrush 40, the relationship between the curves L1 to L3 is grasped in advance by a test or the like so that the transmission coupling suitable for the magnitude of the load resistance connected to the secondary coil 43 is obtained. A coefficient can be set. For example, when the load resistance is constant, a configuration in which the transmission efficiency among the curves L1 to L3 is maximized with respect to the load resistance can be selected. In addition, as a case where load resistance is a fixed magnitude | size, the case where the charge of the secondary battery 46 is performed with a fixed electric current is mentioned.
図５を参照して、軸間距離と伝送効率との関係について説明する。図５の縦軸は、伝送効率を示している。図５の横軸は、軸間距離すなわち、図３の電動歯ブラシ４０の幅方向Ｙにおける１次コイル２１の軸ＪＣと補助コイル４４の軸ＪＢとの距離を示している。なお、図３の非接触式電力伝送装置１０は、軸間距離が「０」の状態を示している。 With reference to FIG. 5, the relationship between the inter-axis distance and the transmission efficiency will be described. The vertical axis in FIG. 5 indicates transmission efficiency. The horizontal axis in FIG. 5 indicates the inter-axis distance, that is, the distance between the axis JC of the primary coil 21 and the axis JB of the auxiliary coil 44 in the width direction Y of the electric toothbrush 40 in FIG. In addition, the non-contact power transmission device 10 of FIG. 3 shows a state in which the distance between the axes is “0”.
図５の各曲線Ｋ１〜Ｋ３は、それぞれ以下の関係を示す。
（Ａ）曲線Ｋ１は、同軸構成の軸間距離と伝送効率との関係を示す。
（Ｂ）曲線Ｋ２は、第１平行軸構成の軸間距離と伝送効率との関係を示す。
（Ｃ）曲線Ｋ３は、第２平行軸構成の軸間距離と伝送効率との関係を示す。
Each curve K1-K3 of FIG. 5 shows the following relationships, respectively.
(A) Curve K1 shows the relationship between the axial distance of a coaxial structure, and transmission efficiency.
(B) A curve K2 shows the relationship between the inter-axis distance and the transmission efficiency of the first parallel shaft configuration.
(C) Curve K3 shows the relationship between the inter-axis distance and the transmission efficiency of the second parallel axis configuration.
図５（ａ）は、コイル間距離Ｇ２が小さい構成の軸間距離と伝送効率との関係を示している。図５（ｂ）は、コイル間距離Ｇ２が図５（ａ）よりも大きい構成の軸間距離と伝送効率との関係を示している。図５（ｃ）は、コイル間距離Ｇ２が図５（ｂ）よりも大きい構成の軸間距離と伝送効率との関係を示している。 FIG. 5A shows the relationship between the inter-axis distance and the transmission efficiency in the configuration in which the inter-coil distance G2 is small. FIG. 5B shows the relationship between the inter-axis distance and the transmission efficiency in the configuration in which the inter-coil distance G2 is larger than that in FIG. FIG. 5C shows the relationship between the distance between the axes and the transmission efficiency in the configuration in which the inter-coil distance G2 is larger than that in FIG. 5B.
同軸構成、第１平行軸構成、および第２平行軸構成のそれぞれの軸間距離および伝送効率の関係（曲線Ｋ１〜Ｋ３）は、同一のコイル間距離Ｇ２において、おおむね同じ傾向を示す。 The relationship between the interaxial distances and the transmission efficiencies (curves K1 to K3) of the coaxial configuration, the first parallel axis configuration, and the second parallel axis configuration show almost the same tendency at the same inter-coil distance G2.
電動歯ブラシ４０においては、各曲線Ｋ１〜Ｋ３の関係を試験等により予め把握しておくことにより、コイル間距離Ｇ２に適した伝送効率が得られるように受電結合係数を設定することができる。例えば、コイル間距離Ｇ２が一定の大きさの場合、コイル間距離Ｇ２の大きさに対して各曲線Ｋ１〜Ｋ３のうちの伝送効率が最大となる構成を選択することができる。 In the electric toothbrush 40, the power receiving coupling coefficient can be set so that transmission efficiency suitable for the inter-coil distance G2 can be obtained by grasping the relationship between the curves K1 to K3 in advance by a test or the like. For example, when the inter-coil distance G2 is a constant size, a configuration in which the transmission efficiency among the curves K1 to K3 is the maximum with respect to the size of the inter-coil distance G2 can be selected.
（実施形態の効果）
本実施形態の非接触式電力伝送装置１０は、第１実施形態の非接触式電力伝送装置１０が奏する（１）〜（５）および（７）の効果に加え、以下の効果を奏する。
(Effect of embodiment)
In addition to the effects (1) to (5) and (7) exhibited by the contactless power transmission apparatus 10 of the first embodiment, the contactless power transmission apparatus 10 of the present embodiment has the following effects.
（８）非接触式電力伝送装置１０は、個別に形成された２次コイル４３および補助コイル４４を有する。この構成によれば、非接触式電力伝送装置１０の設計段階において、電動歯ブラシ４０の幅方向Ｙにおいて２次コイル４３の軸ＪＡと補助コイル４４の軸ＪＢとの幅方向Ｙの距離を調整することができる。また、電動歯ブラシ４０の軸方向Ｘ２において２次コイル４３と補助コイル４４との間隔を調整することができる。このため、負荷抵抗の大きさまたは軸間距離の大きさに適した受電結合係数を選択することができる。 (8) The non-contact power transmission apparatus 10 includes a secondary coil 43 and an auxiliary coil 44 that are individually formed. According to this configuration, the distance in the width direction Y between the axis JA of the secondary coil 43 and the axis JB of the auxiliary coil 44 in the width direction Y of the electric toothbrush 40 is adjusted in the design stage of the contactless power transmission device 10. be able to. In addition, the interval between the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 can be adjusted in the axial direction X2 of the electric toothbrush 40. For this reason, the power receiving coupling coefficient suitable for the magnitude of the load resistance or the distance between the axes can be selected.
（その他の実施形態）
本発明は、第１および第２実施形態以外の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての各実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
(Other embodiments)
The present invention includes embodiments other than the first and second embodiments. Hereinafter, the modification of each embodiment as other embodiment of the present invention is shown. The following modifications can be combined with each other.
・第１実施形態（図１）の２次コイル４３は、一方の端部が補助コイル４４と接触している。一方、変形例の２次コイル４３は、補助コイル４４と接触していない。
・第１実施形態（図１）の２次コイル４３および補助コイル４４は、同軸を有する。一方、変形例の２次コイル４３および補助コイル４４は、互いに平行する軸を有する。
In the secondary coil 43 of the first embodiment (FIG. 1), one end is in contact with the auxiliary coil 44. On the other hand, the modified secondary coil 43 is not in contact with the auxiliary coil 44.
-The secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 of 1st Embodiment (FIG. 1) have a coaxial. On the other hand, the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 of the modified example have axes parallel to each other.
・第２実施形態（図３）の２次コイル４３は、一方の端部が補助コイル４４と接触していない。一方、変形例の２次コイル４３は、一方の端部が補助コイル４４と接触した構成を有する。 In the secondary coil 43 of the second embodiment (FIG. 3), one end portion is not in contact with the auxiliary coil 44. On the other hand, the modified secondary coil 43 has a configuration in which one end portion is in contact with the auxiliary coil 44.
・第２実施形態（図３）の２次コイル４３および補助コイル４４は、互いに平行する軸を有する。一方、変形例の２次コイル４３および補助コイル４４は、同軸を有する。
・第１および第２実施形態（図１および図３）の２次コイル４３および補助コイル４４は、円筒形コイルとして形成されている。一方、変形例の補助コイル４４および２次コイル４３の少なくとも一方は、平面コイルとして形成されている。
-The secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 of 2nd Embodiment (FIG. 3) have a mutually parallel axis | shaft. On the other hand, the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 of the modified example have the same axis.
In the first and second embodiments (FIGS. 1 and 3), the secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 are formed as cylindrical coils. On the other hand, at least one of the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the modification is formed as a planar coil.
・第１および第２実施形態（図１および図３）の補助コイル４４の外径は、２次コイル４３の外径よりも大きい。一方、変形例の補助コイル４４の外径は、２次コイル４３の外径以下の大きさを有する。 The outer diameter of the auxiliary coil 44 in the first and second embodiments (FIGS. 1 and 3) is larger than the outer diameter of the secondary coil 43. On the other hand, the outer diameter of the auxiliary coil 44 of the modification has a size equal to or smaller than the outer diameter of the secondary coil 43.
・第１および第２実施形態（図１および図３）の補助コイル４４の巻き数は、２次コイル４３の巻き数よりも大きい。一方、変形例の補助コイル４４の巻き数は、２次コイル４３の巻き数以下の大きさを有する。 In the first and second embodiments (FIGS. 1 and 3), the number of turns of the auxiliary coil 44 is larger than the number of turns of the secondary coil 43. On the other hand, the number of turns of the auxiliary coil 44 of the modification has a size equal to or smaller than the number of turns of the secondary coil 43.
・第１および第２実施形態（図１および図３）の１次コイル２１の巻き数および補助コイル４４の巻き数は、互いに等しい。一方、変形例の１次コイル２１の巻き数および補助コイル４４の巻き数は、互いに異なる。 In the first and second embodiments (FIGS. 1 and 3), the number of turns of the primary coil 21 and the number of turns of the auxiliary coil 44 are equal to each other. On the other hand, the number of turns of the primary coil 21 and the number of turns of the auxiliary coil 44 are different from each other.
・第１および第２実施形態（図１および図３）の補助コイル４４の導電線の径は、２次コイル４３の導電線の径よりも大きい。一方、変形例の補助コイル４４の導電線の径は、２次コイル４３の導電線の径以下の大きさを有する。 The diameter of the conductive wire of the auxiliary coil 44 in the first and second embodiments (FIGS. 1 and 3) is larger than the diameter of the conductive wire of the secondary coil 43. On the other hand, the diameter of the conductive wire of the auxiliary coil 44 of the modification has a size equal to or smaller than the diameter of the conductive wire of the secondary coil 43.
・第１および第２実施形態（図１および図３）のコア４５，６０は、補助コイル４４および２次コイル４３の中空部分に位置する。一方、変形例のコア４５，６０は、補助コイル４４に対応する部分（第１コア６１）または２次コイル４３に対応する部分（第２コア６２）を省略している。 The cores 45 and 60 of the first and second embodiments (FIGS. 1 and 3) are located in the hollow portions of the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43. On the other hand, the cores 45 and 60 of the modified example omit a portion corresponding to the auxiliary coil 44 (first core 61) or a portion corresponding to the secondary coil 43 (second core 62).
・第１および第２実施形態（図１および図３）の補助コイル４４および２次コイル４３は、コア４５，６０を有する。一方、変形例の補助コイル４４および２次コイル４３は、コア４５，６０を省略している。 The auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the first and second embodiments (FIGS. 1 and 3) have cores 45 and 60. On the other hand, the cores 45 and 60 are omitted from the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the modification.
・第１および第２実施形態（図１および図３）の補助コイル４４および２次コイル４３は、円筒形状を有する。一方、変形例の補助コイル４４および２次コイル４３は、図６に示される形状を有する。
（Ａ１）図６（ａ）に示されるように、補助コイル４４は、平面視において四角形を有する。また２次コイル４３は、平面視において円形を有する。
（Ａ２）図６（ｂ）に示されるように、補助コイル４４は、平面視において四角形を有する。また２次コイル４３は、平面視において四角形を有する。
（Ａ３）図６（ｃ）に示されるように、補助コイル４４は、平面視において円形を有する。また２次コイル４３は、平面視において四角形を有する。
The auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 in the first and second embodiments (FIGS. 1 and 3) have a cylindrical shape. On the other hand, the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the modification have a shape shown in FIG.
(A1) As shown in FIG. 6A, the auxiliary coil 44 has a square shape in plan view. The secondary coil 43 has a circular shape in plan view.
(A2) As shown in FIG. 6B, the auxiliary coil 44 has a quadrangular shape in plan view. The secondary coil 43 has a quadrangle in plan view.
(A3) As shown in FIG. 6C, the auxiliary coil 44 has a circular shape in plan view. The secondary coil 43 has a quadrangle in plan view.
・上記（Ａ１）〜（Ａ３）の構成の変形例における２次コイル４３および補助コイル４４は、互いに平行する軸を有する。一方、上記（Ａ１）〜（Ａ３）の構成の変形例における補助コイル４４および２次コイル４３は、同軸を有する。 The secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 in the modified examples of the configurations (A1) to (A3) have axes parallel to each other. On the other hand, the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 in the modified examples of the configurations (A1) to (A3) have the same axis.
・上記（Ａ１）〜（Ａ３）の構成の変形例における補助コイル４４および２次コイル４３は、以下の形状を有する。
（Ｂ１）補助コイル４４は、平面視において三角形、四角形、および楕円形のいずれかの形状を有する。
（Ｂ２）２次コイル４３は、平面視において三角形、四角形、および楕円形のいずれかの形状を有する。
（Ｂ３）補助コイル４４として、上記（Ｂ１）のいずれかの形状のコイルを有し、かつ２次コイル４３として、上記（Ｂ２）のいずれかの形状のコイルを有する。
-The auxiliary | assistant coil 44 and the secondary coil 43 in the modification of the structure of said (A1)-(A3) have the following shapes.
(B1) The auxiliary coil 44 has a triangular shape, a square shape, or an elliptical shape in plan view.
(B2) The secondary coil 43 has any one of a triangle, a quadrangle, and an ellipse in plan view.
(B3) The auxiliary coil 44 has a coil having any one of the above shapes (B1), and the secondary coil 43 has a coil having any one of the above shapes (B2).
・第１および第２実施形態（図１および図３）の電動歯ブラシ４０は、コア４５，６０を有する。一方、変形例の電動歯ブラシ４０は、以下の（Ｃ１）〜（Ｃ４）のいずれかの構成を有する。 The electric toothbrush 40 of the first and second embodiments (FIGS. 1 and 3) has cores 45 and 60. On the other hand, the electric toothbrush 40 of a modification has one of the following configurations (C1) to (C4).
（Ｃ１）図７（ａ）に示されるように、補助コイル４４は、コア４５，６０に代えてポットコア７０を有する。２次コイル４３は、軸方向Ｘ２において補助コイル４４よりも１次コイル２１に近い側の空間に位置する。２次コイル４３の形状は、円形の平面コイルの形状を有する。 (C1) As shown in FIG. 7A, the auxiliary coil 44 has a pot core 70 instead of the cores 45 and 60. The secondary coil 43 is located in a space closer to the primary coil 21 than the auxiliary coil 44 in the axial direction X2. The secondary coil 43 has a circular planar coil shape.
図７（ｂ）に示されるように、ポットコア７０は、電動歯ブラシ４０の軸方向Ｘ２から補助コイル４４の全体を覆う底壁７１と、補助コイル４４の中空部分に挿入される内壁７２と、電動歯ブラシ４０の幅方向Ｙから補助コイル４４を覆う外壁７３とを有する。 As shown in FIG. 7B, the pot core 70 includes a bottom wall 71 that covers the entire auxiliary coil 44 from the axial direction X2 of the electric toothbrush 40, an inner wall 72 that is inserted into a hollow portion of the auxiliary coil 44, and an electric motor. And an outer wall 73 covering the auxiliary coil 44 from the width direction Y of the toothbrush 40.
この構成によれば、ポットコア７０が底壁７１および外壁７３を有するため、補助コイル４４がコア４５，６０を有する構成と比較して、１次コイル２１と補助コイル４４との間の磁束の漏れ量が少なくなる。 According to this configuration, since the pot core 70 has the bottom wall 71 and the outer wall 73, the magnetic flux leakage between the primary coil 21 and the auxiliary coil 44 compared to the configuration in which the auxiliary coil 44 has the cores 45 and 60. The amount is reduced.
（Ｃ２）上記（Ｃ１）の変形例としての補助コイル４４は、ポットコア７０に代えて、図８に示されるＥＥＲコア８０を有する。ＥＥＲコア８０は、図７（ａ）の補助コイル４４の一部を電動歯ブラシ４０の軸方向Ｘ２から覆う矩形状の底壁８１と、補助コイル４４の中空部分に挿入される円柱形状の内壁８２と、電動歯ブラシ４０の幅方向Ｙから補助コイル４４を外囲する一対の外壁８３とを有する。各外壁８３は、円弧状の内面を有する。なお、ＥＥＲコア８０は「Ｅコア」に相当する。 (C2) The auxiliary coil 44 as a modified example of the above (C1) has an EER core 80 shown in FIG. The EER core 80 includes a rectangular bottom wall 81 that covers a part of the auxiliary coil 44 in FIG. 7A from the axial direction X2 of the electric toothbrush 40, and a cylindrical inner wall 82 that is inserted into the hollow portion of the auxiliary coil 44. And a pair of outer walls 83 surrounding the auxiliary coil 44 from the width direction Y of the electric toothbrush 40. Each outer wall 83 has an arc-shaped inner surface. The EER core 80 corresponds to an “E core”.
この構成によれば、ＥＥＲコア８０が底壁８１および外壁８３を有するため、補助コイル４４がコア４５，６０を有する構成と比較して、１次コイル２１と補助コイル４４との間の磁束の漏れ量が少なくなる。 According to this configuration, since the EER core 80 has the bottom wall 81 and the outer wall 83, the magnetic flux between the primary coil 21 and the auxiliary coil 44 is reduced compared to the configuration in which the auxiliary coil 44 has the cores 45 and 60. Leakage is reduced.
（Ｃ３）図９（ａ）に示されるように、補助コイル４４は、コア４５，６０に代えてＥＥコア９０を有する。２次コイル４３は、電動歯ブラシ４０の軸方向Ｘ２において補助コイル４４よりも１次コイル２１に近い側の空間に位置する。２次コイル４３の一部は、ＥＥコア９０に挿入される。なお、ＥＥコア９０は「Ｅコア」に相当する。 (C3) As shown in FIG. 9A, the auxiliary coil 44 has an EE core 90 instead of the cores 45 and 60. The secondary coil 43 is located in a space closer to the primary coil 21 than the auxiliary coil 44 in the axial direction X2 of the electric toothbrush 40. A part of the secondary coil 43 is inserted into the EE core 90. The EE core 90 corresponds to an “E core”.
図９（ｂ）に示されるように、ＥＥコア９０は、補助コイル４４の一部を電動歯ブラシ４０の軸方向Ｘ２から覆う矩形状の底壁９１と、補助コイル４４の中空部分に挿入される矩形状の内壁９２と、電動歯ブラシ４０の幅方向Ｙから補助コイル４４を覆う矩形状の一対の外壁９３とを有する。 As shown in FIG. 9B, the EE core 90 is inserted into a rectangular bottom wall 91 that covers a part of the auxiliary coil 44 from the axial direction X <b> 2 of the electric toothbrush 40 and a hollow portion of the auxiliary coil 44. A rectangular inner wall 92 and a pair of rectangular outer walls 93 covering the auxiliary coil 44 from the width direction Y of the electric toothbrush 40 are provided.
この構成によれば、ＥＥコア９０が底壁９１および外壁９３を有するため、補助コイル４４がコア４５，６０を有する構成と比較して、１次コイル２１と補助コイル４４との間の磁束の漏れ量が少なくなる。また、２次コイル４３がＥＥコア９０の外壁９３に挿入されるため、２次コイル４３が外壁９３に挿入されない構成と比較して、補助コイル４４と２次コイル４３との間の磁束の漏れ量が少なくなる。 According to this configuration, since the EE core 90 has the bottom wall 91 and the outer wall 93, the magnetic flux between the primary coil 21 and the auxiliary coil 44 can be reduced compared to the configuration in which the auxiliary coil 44 has the cores 45 and 60. Leakage is reduced. Further, since the secondary coil 43 is inserted into the outer wall 93 of the EE core 90, the leakage of magnetic flux between the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 compared to a configuration in which the secondary coil 43 is not inserted into the outer wall 93. The amount is reduced.
（Ｃ４）図１０に示されるように、２次コイル４３は、コア４５，６０に代えて磁性シート１００を有する。補助コイル４４は、電動歯ブラシ４０の軸方向Ｘ２において２次コイル４３よりも１次コイル２１に近い側の空間に位置する。補助コイル４４の外径は、２次コイル４３の外径よりも大きい。 (C4) As shown in FIG. 10, the secondary coil 43 includes a magnetic sheet 100 instead of the cores 45 and 60. The auxiliary coil 44 is located in a space closer to the primary coil 21 than the secondary coil 43 in the axial direction X2 of the electric toothbrush 40. The outer diameter of the auxiliary coil 44 is larger than the outer diameter of the secondary coil 43.
・上記（Ｃ１）〜（Ｃ４）の構成の変形例における補助コイル４４および２次コイル４３は、同軸を有する。
・上記（Ｃ１）〜（Ｃ３）の構成の変形例における補助コイル４４に２次コイル４３は、それぞれのコイルの端部が互いに接触した構成を有する。
-The auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 in the modification of the structure of said (C1)-(C4) have a coaxial.
The secondary coil 43 and the auxiliary coil 44 in the modified examples of the configurations (C1) to (C3) have a configuration in which end portions of the respective coils are in contact with each other.
・上記（Ｃ４）の構成の変形例における補助コイル４４を２次コイル４３は、それぞれの端部が互いに接触していない構成を有する。
・第１および第２実施形態（図１および図３）の補助コイル４４および２次コイル４３は、コア４５，６０を有する。一方、変形例の補助コイル４４および２次コイル４３は、図１１に示されるコア１１０を有する。
The auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 in the modified example of the configuration (C4) have a configuration in which the respective end portions are not in contact with each other.
The auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the first and second embodiments (FIGS. 1 and 3) have cores 45 and 60. On the other hand, the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 of the modified example have a core 110 shown in FIG.
コア１１０は、補助コイル４４の中空部分に挿入される第１コア１１１と、２次コイル４３の中空部分に挿入される第２コア１１２とを有する。第１コア１１１および第２コア１１２は、個別に形成されている。第２コア１１２は、電動歯ブラシ４０の軸方向Ｘ２において第１コア１１１の端面に固定される。第１コア１１１および第２コア１１２の材料としては、磁性材料が用いられる。第２コア１１２の透磁率は、第１コア１１１の透磁率よりも小さい。 The core 110 includes a first core 111 that is inserted into the hollow portion of the auxiliary coil 44 and a second core 112 that is inserted into the hollow portion of the secondary coil 43. The first core 111 and the second core 112 are individually formed. The second core 112 is fixed to the end surface of the first core 111 in the axial direction X2 of the electric toothbrush 40. A magnetic material is used as the material of the first core 111 and the second core 112. The permeability of the second core 112 is smaller than the permeability of the first core 111.
コア１１０を有する非接触式電力伝送装置１０は、第１コア１１１の透磁率を大きくすることにより、補助コイル４４のＱ値を高くすることができる。そして、補助コイル４４のＱ値を高くした場合には、２次コイル４３のＱ値を高くする必要はないため、第２コア１１２として透磁率が低いものを用いることが許容される。透磁率の低い第２コア１１２を用いた場合には、コアについてのコストが低減される。 The non-contact power transmission apparatus 10 having the core 110 can increase the Q value of the auxiliary coil 44 by increasing the magnetic permeability of the first core 111. When the Q value of the auxiliary coil 44 is increased, it is not necessary to increase the Q value of the secondary coil 43, so that the second core 112 having a low magnetic permeability is allowed to be used. When the second core 112 having a low magnetic permeability is used, the cost for the core is reduced.
このように、上記非接触式電力伝送装置１０は、第１コア１１１および第２コア１１２を個別に形成しているため、Ｑ値およびコストの観点から補助コイル４４および２次コイル４３に適したコアを選択することができる。 As described above, the non-contact power transmission device 10 is suitable for the auxiliary coil 44 and the secondary coil 43 from the viewpoint of Q value and cost because the first core 111 and the second core 112 are individually formed. A core can be selected.
・第１および第２実施形態（図１および図３）の送電装置２０は、平面視の形状が円形の１次コイル２１を有する。一方、変形例の送電装置２０は、１次コイル２１に代えて、図１２（ａ）に示される非渦巻状のコイルを１次コイル１２０を有する。 -The power transmission apparatus 20 of 1st and 2nd embodiment (FIG. 1 and FIG. 3) has the primary coil 21 with a circular shape of planar view. On the other hand, the power transmission device 20 of the modified example includes a primary coil 120 in place of the primary coil 21 and a non-spiral coil shown in FIG.
図１２（ａ）に示されるように、１次コイル１２０は、互いに平行する複数の直線部分１２１と、隣り合う直線部分１２１の端部を互いに接続するとともに直線部分１２１と直交する接続部分１２２とを有する。 As shown in FIG. 12A, the primary coil 120 includes a plurality of linear portions 121 that are parallel to each other, and connecting portions 122 that connect the ends of adjacent linear portions 121 to each other and are orthogonal to the linear portions 121. Have
図１２（ｂ）に示されるように、１次コイル１２０に流れる電流は、隣り合う直線部分１２１において流れの方向が互いに反対となる。このため、隣り合う直線部分１２１に生じる磁束が互いに強め合う。また、図１２の１次コイル１２０を有する非接触式電力伝送装置１０は、以下の効果を奏する。 As shown in FIG. 12 (b), the directions of the currents flowing through the primary coil 120 are opposite to each other in the adjacent linear portions 121. For this reason, the magnetic fluxes generated in the adjacent linear portions 121 strengthen each other. Moreover, the non-contact power transmission apparatus 10 having the primary coil 120 of FIG. 12 has the following effects.
平面視において円形を有する平面コイルは、径方向において導電線が積層される形態を有するため、巻線機または手作業によるコイルの製造時には、径方向において隣り合う導電線同士の接触状態がコイル全体にわたり均一になるように曲線部分の形状を保ちながら作業することが求められる。一方、１次コイル１２０は、複数の直線部分１２１および複数の接続部分１２２により形成されている。すなわち、上記円形を有する平面コイルとは異なり、渦巻状の部分を有していない。 Since a planar coil having a circular shape in plan view has a configuration in which conductive wires are laminated in the radial direction, when the coil is manufactured by a winding machine or by manual work, the contact state between adjacent conductive wires in the radial direction is the entire coil. It is required to work while maintaining the shape of the curved portion so as to be uniform over the entire area. On the other hand, the primary coil 120 is formed by a plurality of linear portions 121 and a plurality of connection portions 122. That is, unlike the circular coil having the circular shape, it does not have a spiral portion.
このため、１次コイル１２０の製造時には、隣り合う導電線同士の接触状態がコイル全体にわたり均一になるように曲線部分の形状を保ちながら作業をすすめる必要が生じない。すなわち、上記円形を有する平面コイルと比較して、製造時の作業に求められる正確さが低くなるため、製造にかかる手間が低減される。 For this reason, at the time of manufacturing the primary coil 120, it is not necessary to proceed with work while maintaining the shape of the curved portion so that the contact state between adjacent conductive wires is uniform over the entire coil. That is, since the accuracy required for the work at the time of manufacture is lower than that of the flat coil having the circular shape, labor for manufacturing is reduced.
・図１２の１次コイル１２０を有する構成の変形例は、直線部分１２１に代えて、波形状、蛇腹形状、または円弧形状の部分を有する。すなわち、同変形例の１次コイル１２０は、非渦巻状の配線形態を有する。なお、非渦巻状の配線形態は、平面視において渦巻形状を有する平面コイルの配線形態以外の配線形態を含む。渦巻状は、導電線により複数の環状の部分が形成された形状を含む。環状の部分は、円形、これに類似する形状、多角形、およびこれに類似する形状を含む。 -The modification of the structure which has the primary coil 120 of FIG. That is, the primary coil 120 of the modification has a non-spiral wiring configuration. Note that the non-spiral wiring form includes a wiring form other than the planar coil wiring form having a spiral shape in plan view. The spiral shape includes a shape in which a plurality of annular portions are formed by conductive wires. The annular portion includes a circle, a similar shape, a polygon, and a similar shape.
・第１および第２実施形態（図１および図３）の電動歯ブラシ４０は、２次電池４６を有する。一方、変形例の電動歯ブラシ４０は、２次電池４６を省略している。この電動歯ブラシ４０の２次コイル４３は、電動モータ４７に直接的に電流を供給する。また送電装置２０は、電動モータ４７が駆動しているとき、電動歯ブラシ４０に電力を伝送する。 -The electric toothbrush 40 of 1st and 2nd embodiment (FIG. 1 and FIG. 3) has the secondary battery 46. FIG. On the other hand, in the modified electric toothbrush 40, the secondary battery 46 is omitted. The secondary coil 43 of the electric toothbrush 40 supplies current directly to the electric motor 47. The power transmission device 20 transmits electric power to the electric toothbrush 40 when the electric motor 47 is driven.
・本発明は、第１および第２実施形態（図１および図３）に例示される電動歯ブラシ４０以外の他の受電装置に適用することもできる。他の受電装置としては、例えば電動かみそり、鼻毛カッター、またはドライヤー等が挙げられる。この受電装置は、第１および第２実施形態に準じた構成を有する。また、第１および第２実施形態の効果に準じた効果を奏する。 The present invention can also be applied to other power receiving devices other than the electric toothbrush 40 exemplified in the first and second embodiments (FIGS. 1 and 3). Examples of other power receiving devices include an electric razor, a nose hair cutter, and a dryer. This power receiving apparatus has a configuration according to the first and second embodiments. Moreover, the effect according to the effect of 1st and 2nd embodiment is show | played.
１０…非接触式電力伝送装置、２０…送電装置、２１…１次コイル、４０…電動歯ブラシ（受電装置）、４３…２次コイル、４４…補助コイル、４５…コア（磁性体）、５３…整流回路（給電回路）、６０…コア（磁性体）、７０…ポットコア（磁性体）、８０…ＥＥＲコア（Ｅコア）、９０…ＥＥコア（Ｅコア）、１００…磁性シート（磁性体）、１１０…コア（磁性体）、１２０…１次コイル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Non-contact-type power transmission device, 20 ... Power transmission device, 21 ... Primary coil, 40 ... Electric toothbrush (power receiving device), 43 ... Secondary coil, 44 ... Auxiliary coil, 45 ... Core (magnetic body), 53 ... Rectifier circuit (feed circuit), 60 ... core (magnetic material), 70 ... pot core (magnetic material), 80 ... EER core (E core), 90 ... EE core (E core), 100 ... magnetic sheet (magnetic material), 110: Core (magnetic material), 120: Primary coil.
Claims (8)
前記受電装置は、前記給電回路と電気的に接続されていない補助コイルを有すること、
ならびに、前記補助コイルおよび前記２次コイルの少なくとも一方は、磁性体を有すること
を特徴とする非接触式電力伝送装置。 A non-contact power transmission device provided with a power transmission device having a primary coil, a power reception device having a secondary coil and a power feeding circuit, and supplying a current generated in the secondary coil to the power feeding circuit In
The power receiving device has an auxiliary coil that is not electrically connected to the power feeding circuit;
Also, at least one of the auxiliary coil and the secondary coil has a magnetic material.
前記受電装置は、前記給電回路と電気的に接続されていない補助コイルを有すること、
ならびに、前記２次コイルおよび前記補助コイルのうちの前記補助コイルにのみ磁性体を有すること
を特徴とする非接触式電力伝送装置。 A non-contact power transmission device provided with a power transmission device having a primary coil, a power reception device having a secondary coil and a power feeding circuit, and supplying a current generated in the secondary coil to the power feeding circuit In
The power receiving device has an auxiliary coil that is not electrically connected to the power feeding circuit;
In addition, the non-contact power transmission device is characterized in that only the auxiliary coil of the secondary coil and the auxiliary coil has a magnetic material.
前記受電装置は、前記給電回路と電気的に接続されていない補助コイルを有すること、
ならびに、前記２次コイルおよび前記補助コイルのうちの前記２次コイルにのみ磁性体を有すること
を特徴とする非接触式電力伝送装置。 A non-contact power transmission device provided with a power transmission device having a primary coil, a power reception device having a secondary coil and a power feeding circuit, and supplying a current generated in the secondary coil to the power feeding circuit In
The power receiving device has an auxiliary coil that is not electrically connected to the power feeding circuit;
In addition, the non-contact power transmission device is characterized in that only the secondary coil of the secondary coil and the auxiliary coil has a magnetic material.
前記受電装置は、前記給電回路と電気的に接続されていない補助コイルを有すること、
ならびに、前記補助コイルおよび前記２次コイルは、共通の磁性体を有すること
を特徴とする非接触式電力伝送装置。 A non-contact power transmission device provided with a power transmission device having a primary coil, a power reception device having a secondary coil and a power feeding circuit, and supplying a current generated in the secondary coil to the power feeding circuit In
The power receiving device has an auxiliary coil that is not electrically connected to the power feeding circuit;
And the said auxiliary | assistant coil and the said secondary coil have a common magnetic body. The non-contact-type power transmission device characterized by the above-mentioned.
前記受電装置は、前記給電回路と電気的に接続されていない補助コイルを有すること、
ならびに、前記２次コイルおよび前記補助コイルは、個別の磁性体を有すること
を特徴とする非接触式電力伝送装置。 A non-contact power transmission device provided with a power transmission device having a primary coil, a power reception device having a secondary coil and a power feeding circuit, and supplying a current generated in the secondary coil to the power feeding circuit In
The power receiving device has an auxiliary coil that is not electrically connected to the power feeding circuit;
And the said secondary coil and the said auxiliary | assistant coil have a separate magnetic body. The non-contact-type electric power transmission apparatus characterized by the above-mentioned.
前記磁性体としてポットコアを用いること
を特徴とする非接触式電力伝送装置。 In the non-contact power transmission device according to any one of claims 1 to 5,
A non-contact power transmission device using a pot core as the magnetic body.
前記磁性体としてＥコアを用いること
を特徴とする非接触式電力伝送装置。 In the non-contact power transmission device according to any one of claims 1 to 5,
An E-core is used as the magnetic body.
前記磁性体として前記補助コイルおよび前記２次コイルのうちの対応するコイルの中空部分に挿入される柱状のコアを用いること
を特徴とする非接触式電力伝送装置。 In the non-contact power transmission device according to any one of claims 1 to 5,
A non-contact power transmission device using a columnar core inserted into a hollow portion of a corresponding coil of the auxiliary coil and the secondary coil as the magnetic body.
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