JP2015528273A - 充電式バッテリに対する無線エネルギー伝送 - Google Patents
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Abstract
Description
テリ寸法の容器(筐体)内で非対称に配置し、2つの無線エネルギー伝送対応バッテリが互いにすぐそばに配置された場合、これら2つのバッテリの共振器の結合が低くなるようにする。
共振器及び電子機器はバッテリと一体化させるか又はバッテリに隣接させて位置させ、バッテリに無線エネルギー伝送しうるようにし、これによりバッテリパックの無線充電を行い得るようにしうる。共振器及び制御回路を加えることにより、バッテリ及びバッテリパックを、充電器内に正確に配置する必要なしに電源からエネルギーを無線で捕捉し且つ再充電するようにしうる。無線式バッテリ及びバッテリパックは、ホスト機器を外部のエネルギー供給源内に物理的に差し込む必要なくホスト機器内で外部の無線電源から無線で再充電できる。
(無線式バッテリでの静的共振器同調による摂動の影響の低減化)
(無線式バッテリでの動的共振器同調による摂動の影響の低減化)
(無線式バッテリでの位置決めによる摂動の影響の低減化)
(他の適用分野)
(共振器アレイ)
(ビークルの分野に対するコンパクトな共振器)
Claims (52)
- 発振磁界を介して無線エネルギー伝送するために構成した第1の共振器コイルと、発振磁界を介して無線エネルギー伝送するために構成した第2の共振器コイルとを具えている少なくとも2つの共振器コイルのアセンブリにおいて、
このアセンブリは、(i)前記第1の共振器コイルが前記第2の共振器コイルのすぐそばに配置され、(ii)前記第1の共振器コイルが前記第2の共振器コイルに対し結合が弱くなる形態に指向されるように構成されているアセンブリ。 - 請求項1に記載のアセンブリにおいて、前記第1の共振器コイルは第1のバッテリ構造体内に一体化されており、前記第2の共振器コイルは第2のバッテリ構造体内に一体化されているアセンブリ。
- 請求項1に記載のアセンブリにおいて、前記第2の共振器コイルに対する前記第1の共振器コイルの配向が、結合を弱くするように予め決定されているアセンブリ。
- 請求項1に記載のアセンブリにおいて、前記第1の共振器コイルが、容量装荷導電性ループを有しているアセンブリ。
- 請求項1に記載のアセンブリにおいて、前記第1の共振器コイル及び前記第2の共振器コイルが、外部電源からエネルギーを受けるように構成されているアセンブリ。
- 請求項5に記載のアセンブリにおいて、前記第1の共振器コイル及び前記第2の共振器コイルが、発振磁界を発生する1つ以上の追加の共振器コイルからエネルギーを捕捉するように構成されているアセンブリ。
- 請求項1に記載のアセンブリにおいて、前記結合は、2つの共振器間の最大結合の20%よりも少なくなっているアセンブリ。
- 請求項1に記載のアセンブリにおいて、前記共振器の少なくとも1つが少なくとも100のクオリティファクタを有しているアセンブリ。
- 発振磁界を介して無線エネルギー伝送するために構成した第1の磁気共振器を有する第1のバッテリ寸法の容器を具える無線エネルギー伝送用のバッテリ構造体において、
前記第1の磁気共振器は前記バッテリ寸法の容器内で非対称に位置しており、他のバッテリ構造体がすぐそばに配置された場合に、これら2つのバッテリ構造体の磁気共振器の結合が弱くなるようになっているバッテリ構造体。 - 請求項9に記載のバッテリ構造体において、前記バッテリ寸法の容器は、ほぼ円筒形状であり、AA寸法のバッテリ、AAA寸法のバッテリ又はD寸法のバッテリの1種類のバッテリのフォームファクタに対する寸法としたバッテリ構造体。
- 請求項10に記載のバッテリ構造体において、前記磁気共振器は、前記バッテリ寸法の容器の円筒形状内でループを形成する導電体を有しているバッテリ構造体。
- 請求項11に記載のバッテリ構造体において、前記導電体は可撓性の基板上に形成されているバッテリ構造体。
- 請求項11に記載のバッテリ構造体において、このバッテリ構造体が更に磁気材料を有しており、この磁気材料は導電体のループにより少なくとも部分的に囲まれているバッテリ構造体。
- 請求項11に記載のバッテリ構造体において、このバッテリ構造体が更に再充電可能なバッテリを有しているバッテリ構造体。
- 請求項14に記載のバッテリ構造体において、前記磁気共振器により捕捉されるエネルギーは前記再充電可能なバッテリを再充電するのに用いられるようになっているバッテリ構造体。
- 請求項9に記載のバッテリ構造体において、前記結合は2つの磁気共振器間の最大結合の20%よりも少なくなるようにしたバッテリ構造体。
- 軸線を中心として対称的とした円筒状のバッテリ寸法の容器であって、このバッテリ寸法の容器は第1の端部及び第2の端部を有し、第1の端部には正端子があり、第2の端部には負端子があるようにした当該バッテリ寸法の容器と、
発振磁界を介して無線エネルギー伝送するために構成した磁気共振器であって、この磁気共振器は、前記バッテリ寸法の容器の前記軸線と同軸となるループを形成する導電体を有するようにした当該磁気共振器と
を具える無線式バッテリにおいて、
前記磁気共振器は前記バッテリ寸法の容器内で非対称に位置して、この磁気共振器が前記無線式バッテリの前記正端子のすぐそばに配置された他の無線式バッテリの磁気共振器に対する結合が弱くなるようになっているとともに、前記他の無線式バッテリの負端子は同一平面にあるようにした無線式バッテリ。 - 装着可能なエネルギー源のすぐそばにある機器と、
装着者により装着されるように構成された少なくとも1つの装着可能な電源共振器であって、前記エネルギー源から電気エネルギーを受けるとともに、装着可能な電子機器の装着者の少なくとも一人に無線によりエネルギー伝送するための発振磁界を発生するように構成された当該電源共振器と
を具えている、周辺機器に対する無線エネルギー伝送用システム。 - 請求項18に記載の無線エネルギー伝送用システムにおいて、前記エネルギー源が再充電可能なバッテリである無線エネルギー伝送用システム。
- 請求項18に記載の無線エネルギー伝送用システムにおいて、この無線エネルギー伝送用システムが更に、少なくとも1つの前記電源共振器の前記発振磁界と相互作用して電気エネルギーを発生するように構成されているとともに位置している少なくとも1つの機器共振器を有している無線エネルギー伝送用システム。
- 請求項20に記載の無線エネルギー伝送用システムにおいて、前記少なくとも1つの機器共振器からの電気エネルギーを用いて少なくとも1つの装着可能な電子機器を附勢するようになっている無線エネルギー伝送用システム。
- 請求項20に記載の無線エネルギー伝送用システムにおいて、前記少なくとも1つの機器共振器はヘルメットに装着されている無線エネルギー伝送用システム。
- 請求項22に記載の無線エネルギー伝送用システムにおいて、前記少なくとも1つの装着可能な電源共振器はベストに装着されている無線エネルギー伝送用システム。
- 請求項23に記載の無線エネルギー伝送用システムにおいて、この無線エネルギー伝送用システムが、装着者の体との磁界の相互作用を低減させるように配置された導電体を有する遮蔽体を具えている無線エネルギー伝送用システム。
- 請求項23に記載の無線エネルギー伝送用システムにおいて、装着者の体と相互作用する磁界の大きさを制限するように前記電源共振器の電力出力が制御されるようになっている無線エネルギー伝送用システム。
- 請求項25に記載の無線エネルギー伝送用システムにおいて、装着者の体と相互作用する磁界の周波数を調整するために、前記電源共振器の周波数を制御するようになっている無線エネルギー伝送用システム。
- 請求項25に記載の無線エネルギー伝送用システムにおいて、前記電源共振器の電力出力は、電源のそばにある組織の種類に依存して調整するようになっている無線エネルギー伝送用システム。
- 請求項18に記載の無線エネルギー伝送用システムにおいて、前記電源共振器は、外部電源からのエネルギーを捕捉し、エネルギー源を再充電するように構成されている無線エネルギー伝送用システム。
- 装着可能な再充電可能なバッテリと、
ヘルメットと、
前記バッテリから電気エネルギーを受けて発振磁界を発生器するように構成された装着可能な電源共振器と、
前記ヘルメットに装着され、前記電源共振器の発振磁界と相互作用して、電気エネルギーを発生するように構成され且つ位置している機器共振器と
を具える、周辺機器に対する無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システム。 - 請求項29に記載の無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システムにおいて、前記機器共振器により発生された電気エネルギーを用いて、少なくとも1つのヘルメット装着式電子機器を附勢するようになっている無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システム。
- 請求項29に記載の無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システムにおいて、この無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システムが更に、前記バッテリから電気エネルギーを受けるように構成された少なくとも1つの追加の電源共振器を具えているようにした無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システム。
- 請求項31に記載の無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システムにおいて、この無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システムが更に、1つ以上の電源共振器を選択的に附勢するように構成されたコントローラを具えている無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システム。
- 請求項32に記載の無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システムにおいて、前記コントローラにより前記機器共振器に対する結合が最良となるように電源を附勢するようになっている無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システム。
- 請求項30に記載の無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システムにおいて、この無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システムが更に、少なくとも1つの追加の機器共振器を具え、機器共振器の少なくとも1つが人の頭部におけるヘルメットの移動中に前記電源共振器からエネルギーを受けるように、機器共振器が位置しているようにした無線エネルギー伝送用ヘルメット主体システム。
- 磁気材料のブロックと、
この磁気材料のブロックを囲んで巻回されて、この磁気材料のブロックを囲むループを形成している第1の導電体と、
前記磁気材料のブロックを囲んで巻回されて、この磁気材料のブロックを囲むループを形成している第2の導電体と
を具えている無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、
前記第1の導電体及び前記第2の導電体が平行であり、物理的に互いに分離されている無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。 - 請求項35に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体が電気的に互いに分離されている無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 請求項35に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体が電気的に互いに並列である無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 請求項37に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体がこれらの端部で電気的に互いに接続されている無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 請求項35に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体が電気的に互いに絶縁されている無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 請求項35に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体が互いにほぼ同じ電気特性を有している無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 請求項40に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体が互いにほぼ同じ長さを有している無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 請求項40に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体が互いにほぼ同じワイヤゲージを有している無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 請求項35に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体の各々がリッツワイヤを有している無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 請求項35に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、この無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体が更に、前記第1の導電体及び前記第2の導電体と平行に巻回され、これら第1の導電体及び第2の導電体の少なくとも一方と同じ電気特性を有している少なくとも1つの追加の導電体を具えている無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 請求項35に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体が互いにほぼ同じインピーダンスを有している無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 請求項42に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体と、少なくとももう1つの追加の導電体とが互いにほぼ同じ電気特性を有し、前記第1の導電体及び前記第2の導電体と、少なくとももう1つの追加の導電体とが互いに電気的に並列であり、前記第1の導電体及び前記第2の導電体と、少なくとももう1つの追加の導電体とがこれら導電体の端部で互いに電気的に接続されているとともにこれらの長手部分に沿って互いに電気的に絶縁されている無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 請求項46に記載の無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体において、この無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体が更に、電気的に制御しうる少なくとも1つのスイッチを具えている無線エネルギー伝送用共振器コイル構造体。
- 軸線と、この軸線に対しほぼ直交する高さ寸法とを有するほぼ方形とした磁気材料のブロックと、
前記高さ寸法よりも大きい曲げ半径を有する第1の導電体と
を具える無線エネルギー伝送用の共振器コイル構造体において、
前記第1の導電体は前記磁気材料のブロックを囲んで巻回されて、この磁気材料のブロックの前記軸線を囲むループを形成し、且つ
前記第1の導電体は前記磁気材料のブロックの前記高さ寸法の方向に対して斜めに巻回されているようにした
共振器コイル構造体。 - 請求項48に記載の共振器コイル構造体において、この共振器コイル構造体が更に、前記磁気材料のブロックを囲んで巻回され且つ前記第1の導電体と平行に位置している第2の導電体を具えている共振器コイル構造体。
- 請求項48に記載の共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び第2の導電体が互いにほぼ同じ電気特性を有している共振器コイル構造体。
- 請求項50に記載の共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体が互いにほぼ同じ長さを有している共振器コイル構造体。
- 請求項50に記載の共振器コイル構造体において、前記第1の導電体及び前記第2の導電体が互いにほぼ同じワイヤゲージを有している共振器コイル構造体。
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