JP2021126017A - Power transmission coil unit, power reception coil unit and wireless power transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、送電コイルユニット、受電コイルユニット、及びワイヤレス電力伝送システムに関する。 The present disclosure relates to a power transmission coil unit, a power reception coil unit, and a wireless power transmission system.
磁界を介したワイヤレス電力伝送を行うワイヤレス電力伝送システムに関する技術の研究、開発が行われている。なお、本明細書において、ワイヤレス電力伝送は、ワイヤレスによる電力の伝送のことである。 Research and development of technology related to wireless power transmission systems that perform wireless power transmission via magnetic fields are being carried out. In the present specification, wireless power transmission refers to wireless power transmission.
これに関し、水平面と平行な方向に向かってワイヤレス電力伝送を行うワイヤレス電力伝送システムが知られている(特許文献1参照)。なお、水平面は、例えば、重力方向と直交する仮想的な面のことである。 In this regard, a wireless power transmission system that transmits wireless power in a direction parallel to the horizontal plane is known (see Patent Document 1). The horizontal plane is, for example, a virtual plane orthogonal to the direction of gravity.
ここで、特許文献1に記載されたワイヤレス電力伝送システムでは、ワイヤレス電力伝送時において磁界が、拡がって欲しくない方向へも拡がってしまうことがある。例えば、水平面と平行な方向に向かってワイヤレス電力伝送を行う場合、当該磁界は、重力方向へも拡がってしまう。この場合において、ワイヤレス電力伝送システムは、地表面、地中等に金属が存在すると、当該金属を発熱させてしまうことがあった。また、例えば、水平面と直交する方向に向かってワイヤレス電力伝送を行う場合、当該磁界は、ワイヤレス電力伝送システムの周囲に拡がってしまう。この場合において、ワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス電力伝送システムの周囲に金属が存在すると、当該金属を発熱させてしまうことがあった。なお、水平面は、例えば、重力方向と直交する仮想的な面のことである。
Here, in the wireless power transmission system described in
本開示は、このような事情を考慮してなされたもので、磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる送電コイルユニット、受電コイルユニット、及びワイヤレス電力伝送システムを提供することを課題とする。 The present disclosure has been made in consideration of such circumstances, and provides a power transmission coil unit, a power reception coil unit, and a wireless power transmission system capable of suppressing the spread of the magnetic field in a direction in which the magnetic field is not desired to spread. The task is to do.
本開示の一態様は、送電側磁性体と、送電コイルと、前記送電側磁性体と前記送電コイルを収容する送電側筐体と、を備え、前記送電側磁性体と前記送電コイルとは、前記送電側筐体が有するベース部分の前記送電コイル側に面する面のうち最も面積が大きなベース面から離れる方向に向かって前記送電側磁性体、前記送電コイルの順に並んでおり、前記送電側磁性体が有する端部のうち所定の第1方向側の端部は、前記送電側磁性体が有する端部のうち前記第1方向と逆の第2方向側の端部よりも前記ベース面から遠くに位置している、送電コイルユニットである。 One aspect of the present disclosure includes a power transmission side magnetic material, a power transmission coil, and a power transmission side housing for accommodating the power transmission side magnetic material and the power transmission coil. The power transmission side magnetic material and the power transmission coil are arranged in this order in the direction away from the base surface having the largest area among the surfaces of the base portion of the power transmission side housing facing the power transmission coil side, and the power transmission side. Of the ends of the magnetic material, the predetermined end on the first direction side is from the base surface of the end of the power transmission side magnetic material rather than the end on the second direction opposite to the first direction. It is a power transmission coil unit located far away.
本開示によれば、磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress the spread of the magnetic field in a direction in which the magnetic field is not desired to spread.
<実施形態>
以下、本開示に係る技術の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、実施形態におけるコイルは、ある領域とある物体との少なくとも一方の周囲に巻回された導体、又は、ある領域とある物体との少なくとも一方の周囲に渦巻き状に巻回された導体のことを意味し、これらの導体から他の回路へと接続される引き出し線としての導体を含んでいない。
<Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the technique according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. Here, the coil in the embodiment is a conductor wound around at least one of a certain area and an object, or a conductor spirally wound around at least one of a certain area and an object. This means that it does not include conductors as lead wires that connect these conductors to other circuits.
<ワイヤレス電力伝送システムの構成>
以下、図1を参照し、ワイヤレス電力伝送システム1の構成について説明する。図1は、ワイヤレス電力伝送システム1の構成の一例を示す図である。
<Configuration of wireless power transmission system>
Hereinafter, the configuration of the wireless
ワイヤレス電力伝送システム1は、ワイヤレス送電装置10と、ワイヤレス受電装置20を備える。
The wireless
ワイヤレス送電装置10は、送電ユニット11と、送電コイルユニット12を備える。一方、ワイヤレス受電装置20は、受電コイルユニット21と、受電ユニット22を備える。そして、ワイヤレス受電装置20は、負荷と接続可能である。負荷は、電力の需要状態(貯蔵状態又は消費状態)に応じて、等価抵抗値が時間とともに変わる抵抗負荷である。図1に示した例では、ワイヤレス受電装置20は、このような負荷として、移動体に搭載されたバッテリーと接続されている。移動体は、例えば、AGV(Automated Guided vehicle;無人搬送車)である。なお、移動体は、AGVに代えて、電気により制御される他の装置であってもよい。また、ワイヤレス受電装置20は、当該バッテリーに代えて、移動体に搭載されたモーターに接続される構成であってもよく、他の負荷に接続される構成であってもよい。また、ワイヤレス受電装置20は、負荷を備える構成であってもよい。
The wireless
送電ユニット11は、送電コイルユニット12に接続されている。また、送電ユニット11は、送電ユニット11と別体の電源と接続される。送電ユニット11は、当該電源から入力される交流電圧を所望の電圧値の直流電圧に変換する。送電ユニット11は、変換した直流電圧を駆動周波数の交流電圧に変換する。そして、送電ユニット11は、駆動周波数の交流電圧を送電コイルユニット12に供給する。ここで、当該電源は、例えば、外部の商用電源等である。
The
送電ユニット11は、例えば、AC(Alternating Current)/DC(Direct Current)コンバータ、インバータ等を備える。ここで、当該インバータは、複数のスイッチング素子がブリッジ接続されたスイッチング回路等により構成される。なお、送電ユニット11は、AC/DCコンバータに代えて、交流電圧を所望の電圧値の直流電圧に変換する他の回路を備える構成であってもよい。当該他の回路は、整流平滑回路とPFC(Power Factor Correction)回路とを組み合わせた回路であってもよく、当該整流平滑回路とスイッチング回路とを組み合わせた回路であってもよい。当該整流平滑回路は、交流電圧を整流して直流電圧に変換する回路である。当該PFC回路は、力率改善を行う回路である。当該スイッチング回路は、スイッチングコンバータ等である。また、送電ユニット11は、当該インバータに代えて、直流電圧を交流電圧に変換する他の回路を備える構成であってもよい。
The
送電コイルユニット12は、図1において図示しない送電コイルL1として備える。送電コイルL1は、ワイヤレス電力伝送用のアンテナとして機能するコイルである。すなわち、送電コイルL1は、送電ユニット11から供給される交流電圧に応じて交流磁界を発生させる。これにより、送電コイルユニット12は、送電コイルL1を介したワイヤレス電力伝送によって電力をワイヤレス受電装置20に送電する。
The power
また、送電コイルユニット12は、図示しないコンデンサを備える。当該コンデンサは、送電コイルユニット12において、送電コイルL1とともに送電側共振回路を構成する。
Further, the power
また、送電コイルユニット12は、図1において図示しない磁性体を備える。以下では、説明の便宜上、当該磁性体を、送電側磁性体MB1と称して説明する。送電側磁性体MB1は、送電コイルL1と、後述する受電コイルL2との間の磁気的結合を高める物体である。送電側磁性体MB1には、図示しない絶縁体を介して送電コイルL1が設けられる。当該絶縁体は、例えば、空気であってもよく、空気以外の絶縁性を有する部材であってもよく、空気と当該部材との組み合わせであってもよい。以下では、説明の便宜上、送電側磁性体MB1が有する面のうち送電コイルL1側に面する面を、面MM1と称して説明する。なお、送電コイルL1は、送電コイルユニット12において、ボビン等の治具を介して設けられる構成であってもよい。
Further, the power
なお、送電コイルユニット12は、送電側磁性体MB1に加えて、送電コイルL1と受電コイルL2との間の磁気的結合を高める他の物体を備える構成であってもよい。
The power
また、送電コイルユニット12は、電磁気遮蔽体を備える構成であってもよく、当該電磁気遮蔽体を備えない構成であってもよい。ここで、当該電磁気遮蔽体は、送電コイルL1が発生させる磁界の外部への漏洩を抑制する物体である。当該電磁気遮蔽体は、例えば、金属板等である。
Further, the power
ここで、送電コイルL1は、例えば、リッツ線をスパイラル状に巻回したコイルである。リッツ線は、銅、アルミニウム等からなる導体である。このため、送電コイルL1は、開口部を有する。そして、送電コイルL1は、コイル面CM1を有すると見做すことができる。コイル面CM1は、送電コイルL1として巻回された導体と、送電コイルL1が有する開口部とを含む厚みを持った仮想的な面のことである。 Here, the power transmission coil L1 is, for example, a coil in which a litz wire is wound in a spiral shape. The litz wire is a conductor made of copper, aluminum, or the like. Therefore, the power transmission coil L1 has an opening. Then, the power transmission coil L1 can be regarded as having the coil surface CM1. The coil surface CM1 is a virtual surface having a thickness including a conductor wound as the power transmission coil L1 and an opening included in the power transmission coil L1.
送電コイルL1は、ワイヤレス電力伝送によって受電コイルユニット21に電力を送電する場合において、受電コイルユニット21と向き合うように設置される。図1に示した例では、送電コイルL1は、当該場合において、移動体が有する面のうち受電コイルユニット21が搭載された面と向かい合うように、地面Gの上に設置されている。また、当該例では、送電コイルL1を備えた送電コイルユニット12は、送電ユニット11とともに地面Gの上に設置されている。ただし、当該例では、送電ユニット11と送電コイルユニット12とは、別体である。なお、送電ユニット11と送電コイルユニット12とは、一体に構成されてもよい。
The power transmission coil L1 is installed so as to face the power receiving
なお、実施形態では、ワイヤレス送電装置10を制御する制御回路は、ワイヤレス送電装置10とワイヤレス受電装置20との間で行われるワイヤレス電力伝送を制御する。当該制御回路は、当該ワイヤレス電力伝送を制御可能な回路であれば、如何なる回路であってもよい。このため、実施形態では、ワイヤレス送電装置10を制御する制御回路についての説明を省略する。
In the embodiment, the control circuit that controls the wireless
受電コイルユニット21は、図1において図示しない受電コイルL2を備える。受電コイルL2は、ワイヤレス電力伝送用のアンテナとして機能するコイルである。すなわち、受電コイルユニット21は、受電コイルL2を介したワイヤレス電力伝送によって電力をワイヤレス送電装置10から受電する。
The power
また、受電コイルユニット21は、図示しないコンデンサを備える。当該コンデンサは、受電コイルユニット21において、受電コイルL2とともに受電側共振回路を構成する。
Further, the power receiving
また、受電コイルユニット21は、図1において図示しない磁性体を備える。以下では、説明の便宜上、当該磁性体を、受電側磁性体MB2と称して説明する。受電側磁性体MB2は、受電コイルL2と送電コイルL1との間の磁気的結合を高める物体である。受電側磁性体MB2には、図示しない絶縁体を介して受電コイルL2が設けられる。当該絶縁体は、例えば、空気であってもよく、空気以外の絶縁性を有する部材であってもよく、空気と当該部材との組み合わせであってもよい。以下では、説明の便宜上、受電側磁性体MB2が有する面のうち受電コイルL2側に面する面を、面MM2と称して説明する。なお、受電コイルL2は、受電コイルユニット21において、ボビン等の治具を介して設けられる構成であってもよい。
Further, the power receiving
なお、受電コイルユニット21は、受電側磁性体MB2に加えて、受電コイルL2と送電コイルL1との間の磁気的結合を高める他の物体を備える構成であってもよい。
The power
また、受電コイルユニット21は、電磁気遮蔽体を備える構成であってもよく、当該電磁気遮蔽体を備えない構成であってもよい。当該電磁気遮蔽体は、受電コイルL2が発生させる磁界の外部への漏洩を抑制する物体である。当該電磁気遮蔽体は、例えば、金属板等である。
Further, the power receiving
受電コイルL2は、例えば、送電コイルL1と同様に、前述のリッツ線をスパイラル状に巻回したコイルである。このため、受電コイルL2は、開口部を有する。そして、受電コイルL2は、コイル面CM2を有すると見做すことができる。コイル面CM2は、受電コイルL2として巻回された導体と、受電コイルL2が有する開口部とを含む厚みを持った仮想的な面のことである。 The power receiving coil L2 is, for example, a coil in which the above-mentioned litz wire is spirally wound like the power transmission coil L1. Therefore, the power receiving coil L2 has an opening. Then, the power receiving coil L2 can be regarded as having a coil surface CM2. The coil surface CM2 is a virtual surface having a thickness including a conductor wound as the power receiving coil L2 and an opening included in the power receiving coil L2.
受電コイルL2は、ワイヤレス電力伝送によって送電コイルユニット12から電力を受電する場合において、送電コイルユニット12と向き合うように設置される。図1に示した例では、受電コイルL2は、当該場合において、地面Gの上に設置された送電コイルユニット12の送電コイルL1と向かい合うように、移動体の側面に設置されている。また、当該例では、受電コイルL2を備えた受電コイルユニット21は、受電ユニット22とともに移動体の側面に設置されている。ただし、当該例では、受電コイルユニット21と受電ユニット22とは、別体である。なお、受電コイルユニット21と受電ユニット22とは、一体に構成されてもよい。
The power receiving coil L2 is installed so as to face the power
受電ユニット22は、受電コイルユニット21に接続される。また、実施形態では、受電ユニット22は、負荷(図1に示した例では、移動体)と接続される。また、受電ユニット22は、受電コイルL2から供給される交流電圧を整流して直流電圧に変換する。受電ユニット22は、負荷と接続されている場合、変換した直流電圧を負荷に供給する。なお、ワイヤレス受電装置20では、受電ユニット22は、充電回路を介して負荷と接続される構成であってもよい。
The
受電ユニット22は、例えば、整流回路、平滑化回路等を備える。ここで、当該整流回路は、交流電圧を整流する回路である。また、当該平滑化回路は、当該整流回路により整流された電圧を平滑化して直流電圧に変換する回路である。なお、受電ユニット22は、当該整流回路、当該平滑化回路に加えて、他の回路を備える構成であってもよい。
The
なお、実施形態では、ワイヤレス受電装置20を制御する制御回路は、ワイヤレス送電装置10とワイヤレス受電装置20との間で行われるワイヤレス電力伝送を制御する。当該制御回路は、当該ワイヤレス電力伝送を制御可能な回路であれば、如何なる回路であってもよい。このため、実施形態では、ワイヤレス受電装置20を制御する制御回路についての説明を省略する。
In the embodiment, the control circuit that controls the wireless
<送電コイルユニットと受電コイルユニットの構成の具体例1>
以下、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例1について説明する。
<Specific example 1 of the configuration of the power transmission coil unit and the power reception coil unit>
Hereinafter, a specific example 1 of the configuration of the power
ここで、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21はそれぞれ、以下において説明するように、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる構成を有している。そこで、以下では、一例として、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向が、重力方向である場合について説明する。なお、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向は、重力方向に代えて、他の方向であってもよい。
Here, the power
図2は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例1を示す図である。ここで、図2に示した矢印は、図2における重力方向を示す。また、図2に示した水平面M0は、図2において重力方向と直交する仮想的な面の一例を示す。図2に示した送電側筐体BX1は、送電コイルユニット12の筐体の一例を示す。また、図2に示した受電側筐体BX2は、受電コイルユニット21の筐体の一例を示す。また、以下では、説明の便宜上、重力方向を下方向又は単に下と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、重力方向と逆の方向を上方向又は単に上と称して説明する。
FIG. 2 is a diagram showing a specific example 1 of the configuration of the power
送電側筐体BX1は、凹部を有する送電側カバー部材CP1と、送電側カバー部材CP1が取り付けられる送電側ベース部材BP1を有する。 The power transmission side housing BX1 has a power transmission side cover member CP1 having a recess and a power transmission side base member BP1 to which the power transmission side cover member CP1 is attached.
送電側筐体BX1は、図2に示した例では、全体として直方体形状の容器である。すなわち、当該例では、送電側カバー部材CP1が送電側ベース部材BP1に取り付けられた場合において送電側筐体BX1の成す外形は、全体として直方体形状である。なお、送電側筐体BX1の外形は、直方体形状に代えて、如何なる形状であってもよい。 In the example shown in FIG. 2, the power transmission side housing BX1 is a rectangular parallelepiped container as a whole. That is, in this example, when the power transmission side cover member CP1 is attached to the power transmission side base member BP1, the outer shape of the power transmission side housing BX1 is a rectangular parallelepiped shape as a whole. The outer shape of the power transmission side housing BX1 may have any shape instead of the rectangular parallelepiped shape.
送電側筐体BX1の内部には、送電コイルユニット12を構成する各種の部材が配置されている。すなわち、前述した送電側磁性体MB1と送電コイルL1とは、送電側カバー部材CP1の凹部と送電側ベース部材BP1とによって囲まれた送電側空間内に収容されている。図2では、図が煩雑になるのを防ぐため、送電側筐体BX1の内部には、送電コイルL1と送電側磁性体MB1との2つの部材のみが示されている。また、図2では、図が煩雑になるのを防ぐため、送電コイルL1として巻回された導体から他の回路へと接続される引き出し線も省略されている。
Various members constituting the power
また、送電側ベース部材BP1は、送電側筐体BX1が有するベース部分であり、送電側ベース面を有する。送電側ベース面は、送電側ベース部材BP1の送電コイルL1側に面する面のうち、最も面積が大きな面である。送電側磁性体MB1と送電コイルL1とは、送電側空間内において、送電側ベース面から離れる方向に向かって送電側磁性体MB1、送電コイルL1の順に並んでいる。図2に示した例では、送電側磁性体MB1と送電コイルL1とは、送電側空間内において、第1法線方向N1に向かって送電側磁性体MB1、送電コイルL1の順に並んでいる。第1法線方向N1は、送電側ベース面から垂直に送電側空間内へ向かう方向のことである。ここで、送電側ベース面は、製造工程における誤差等によって生じた凹凸を除いて、平面である。これは、送電側ベース面に凹凸がある場合、送電コイルユニット12の特性にばらつきが生じる可能性が高くなるためである。ただし、送電側ベース部材BP1の送電コイルL1側に面する面のうち、最も面積が大きな面以外の面については、凹凸を有する構成であってもよく、凹凸を有さない構成であってもよい。なお、図2以降の図において、図を簡略化するため、送電側ベース部材BP1の送電コイルL1側に面する面を、凹凸のない平面として描いている。
Further, the power transmission side base member BP1 is a base portion of the power transmission side housing BX1 and has a power transmission side base surface. The power transmission side base surface is the surface having the largest area among the surfaces of the power transmission side base member BP1 facing the power transmission coil L1 side. The power transmission side magnetic material MB1 and the power transmission coil L1 are arranged in this order in the power transmission side space in the order of the power transmission side magnetic material MB1 and the power transmission coil L1 in the direction away from the power transmission side base surface. In the example shown in FIG. 2, the power transmission side magnetic body MB1 and the power transmission coil L1 are arranged in this order in the power transmission side space in the order of the power transmission side magnetic body MB1 and the power transmission coil L1 toward N1 in the first normal direction. The first normal direction N1 is a direction vertically from the power transmission side base plane toward the power transmission side space. Here, the power transmission side base surface is a flat surface except for irregularities caused by errors in the manufacturing process. This is because if the base surface on the power transmission side is uneven, there is a high possibility that the characteristics of the power
そして、送電側磁性体MB1が有する端部のうち所定の第1方向側の端部は、送電側磁性体MB1が有する端部のうち第1方向と逆の第2方向側の端部よりも送電側ベース部材BP1から遠くに位置している。第1方向は、如何なる方向であってもよい。ただし、第1方向は、所定の設置方法によって送電側筐体BX1が設置された場合(すなわち、所定の設置方法によって送電コイルユニット12が設置された場合)において、磁界が拡がって欲しくない方向であることが望ましい。例えば、磁界が拡がって欲しくない方向が重力方向である場合、第1方向は、重力方向の成分を有するベクトルによって示される方向であれば、如何なる方向を向いていたとしても、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。この場合、送電側筐体BX1は、第1方向が、重力方向の成分を有するベクトルによって示される方向を向く姿勢で設置される。なお、送電側筐体BX1の姿勢は、例えば、第1方向の向きによって表されてもよく、送電側ベース面が有する直線状の辺のうちのいずれかの辺の向きによって表されてもよく、送電側筐体BX1に対応付けられた他の直線、方向等の向きによって表されてもよい。ここで、以下では、一例として、磁界が拡がって欲しくない方向が重力方向である場合を例に挙げて説明する。この場合、送電側筐体BX1は、第1方向が、重力方向を向く姿勢で設置される。従って、当該場合、送電側磁性体MB1の第1方向側の端部は、重力方向において、送電側磁性体MB1の第2方向側の端部よりも下側に位置する。以下では、所定の設置方法によって送電側筐体BX1が設置される場合とは、第1方向が重力方向を向く姿勢で送電側筐体BX1が設置される場合のことを意味する。また、以下では、一例として、図2に示したように第1方向が、重力方向、すなわち、下方向を向いている場合について説明する。この場合、第2方向は、重力方向と逆の方向、すなわち、上方向を向いている。
The predetermined end of the power transmission side magnetic body MB1 on the first direction side is larger than the end of the power transmission side magnetic body MB1 on the second direction opposite to the first direction. It is located far from the power transmission side base member BP1. The first direction may be any direction. However, the first direction is a direction in which the magnetic field is not desired to spread when the power transmission side housing BX1 is installed by a predetermined installation method (that is, when the power
なお、所定の設置方法は、例えば、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21とのそれぞれの設置方法が記載されたマニュアルにおいて推奨される設置方法であるが、これに限られるわけではない。
The predetermined installation method is, for example, the installation method recommended in the manual describing the installation methods of the power
受電側筐体BX2は、凹部を有する受電側カバー部材CP2と、受電側カバー部材CP2が取り付けられる受電側ベース部材BP2を有する。 The power receiving side housing BX2 has a power receiving side cover member CP2 having a recess and a power receiving side base member BP2 to which the power receiving side cover member CP2 is attached.
受電側筐体BX2は、図2に示した例では、全体として直方体形状の容器である。すなわち、当該例では、受電側カバー部材CP2が受電側ベース部材BP2に取り付けられた場合において受電側筐体BX2の成す外形は、全体として直方体形状である。なお、受電側筐体BX2の外形は、直方体形状に代えて、如何なる形状であってもよい。 In the example shown in FIG. 2, the power receiving side housing BX2 is a container having a rectangular parallelepiped shape as a whole. That is, in this example, when the power receiving side cover member CP2 is attached to the power receiving side base member BP2, the outer shape formed by the power receiving side housing BX2 is a rectangular parallelepiped shape as a whole. The outer shape of the power receiving side housing BX2 may have any shape instead of the rectangular parallelepiped shape.
受電側筐体BX2の内部には、受電コイルユニット21を構成する各種の部材が配置されている。すなわち、前述した受電側磁性体MB2と受電コイルL2とは、受電側カバー部材CP2の凹部と受電側ベース部材BP2とによって囲まれた受電側空間内に収容されている。図2では、図が煩雑になるのを防ぐため、受電側筐体BX2の内部には、受電コイルL2と受電側磁性体MB2との2つの部材のみが示されている。また、図2では、図が煩雑になるのを防ぐため、受電コイルL2として巻回された導体から他の回路へと接続される引き出し線も省略されている。
Various members constituting the power receiving
また、受電側ベース部材BP2は、受電側筐体BX2が有するベース部分であり、受電側ベース面を有する。受電側ベース面は、受電側ベース部材BP2の受電コイルL2側に面する面のうち、最も面積が大きな面である。受電側磁性体MB2と受電コイルL2とは、受電側空間内において、受電側ベース面から離れる方向に向かって受電側磁性体MB2、受電コイルL2の順に並んでいる。図2に示した例では、受電側磁性体MB2と受電コイルL2とは、送電側空間内において、第2法線方向N2に向かって受電側磁性体MB2、受電コイルL2の順に並んでいる。第2法線方向N2は、受電側ベース面から垂直に受電側空間内へ向かう方向のことである。ここで、受電側ベース面は、製造工程における誤差等によって生じた凹凸を除いて、平面である。これは、受電側ベース面に凹凸がある場合、受電コイルユニット21の特性にばらつきが生じる可能性が高くなるためである。ただし、受電側ベース部材BP2の受電コイルL2側に面する面のうち、最も面積が大きな面以外の面については、凹凸を有する構成であってもよく、凹凸を有さない構成であってもよい。なお、図2以降の図において、図を簡略化するため、受電側ベース部材BP2の受電コイルL2側に面する面を、凹凸のない平面として描いている。
Further, the power receiving side base member BP2 is a base portion of the power receiving side housing BX2 and has a power receiving side base surface. The power receiving side base surface is the surface having the largest area among the surfaces of the power receiving side base member BP2 facing the power receiving coil L2 side. The power receiving side magnetic body MB2 and the power receiving coil L2 are arranged in this order in the power receiving side space in the order of the power receiving side magnetic body MB2 and the power receiving coil L2 in the direction away from the power receiving side base surface. In the example shown in FIG. 2, the power receiving side magnetic body MB2 and the power receiving coil L2 are arranged in this order in the power transmission side space in the order of the power receiving side magnetic body MB2 and the power receiving coil L2 in the second normal direction N2. The second normal direction N2 is a direction vertically from the power receiving side base surface toward the power receiving side space. Here, the power receiving side base surface is a flat surface except for irregularities caused by errors in the manufacturing process. This is because if the power receiving side base surface is uneven, there is a high possibility that the characteristics of the power receiving
ここで、所定の設置方法によって送電側筐体BX1が設置された場合において磁界が拡がって欲しくない方向は、所定の設置方法によって受電側筐体BX2が設置された場合(すなわち、所定の設置方法によって受電コイルユニット21が設置された場合)において磁界が拡がって欲しくない方向と同じ方向である。このため、受電側磁性体MB2が有する端部のうち第1方向(図2に示した例では、下方向)側の端部は、受電側磁性体MB2が有する端部のうち第2方向(図2に示した例では、上方向)側の端部よりも受電側ベース部材BP2から遠くに位置している。
Here, when the power transmission side housing BX1 is installed by the predetermined installation method, the direction in which the magnetic field is not desired to spread is when the power reception side housing BX2 is installed by the predetermined installation method (that is, the predetermined installation method). This is the same direction as the direction in which the magnetic field is not desired to spread in (when the power receiving
また、図2に示した例では、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21とは、所定の設置方法によって設置されている。また、この一例では、所定の設置方法によって送電コイルユニット12と受電コイルユニット21とが設置されている場合、前述した通り、第1方向は、重力方向と一致している。すなわち、当該場合、受電側筐体BX2は、第1方向が、重力方向を向く姿勢で設置される。従って、当該場合、受電側磁性体MB2の第1方向側の端部は、重力方向において、受電側磁性体MB2の第2方向側の端部よりも下側に位置する。以下では、所定の設置方法によって受電側筐体BX2が設置される場合とは、第1方向が重力方向を向く姿勢で受電側筐体BX2が設置される場合のことを意味する。なお、受電側筐体BX2の姿勢は、例えば、第1方向の向きによって表されてもよく、受電側ベース面が有する直線状の辺のうちのいずれかの辺の向きによって表されてもよく、受電側筐体BX2に対応付けられた他の直線、方向等の向きによって表されてもよい。また、受電側筐体BX2は、第1方向が重力方向の成分を有するベクトルによって示される方向を向く姿勢で設置されてもよい。
Further, in the example shown in FIG. 2, the power
以上のことから、図2に示した例では、第1方向は、重力方向と一致している。この場合、当該例では、送電側ベース面及び受電側ベース面との両方が重力方向と平行な面となる。 From the above, in the example shown in FIG. 2, the first direction coincides with the direction of gravity. In this case, in this example, both the power transmission side base surface and the power reception side base surface are parallel to the direction of gravity.
また、図2に示した例では、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21とが所定の設置方法によって設置されている場合、送電コイルL1のコイル面CM1と受電コイルL2のコイル面CM2との両方は、所定の第1面M1と直交している。第1面M1は、仮想的な面である。更に、第1面M1は、重力方向と平行な面である。なお、当該場合において、送電コイルL1のコイル面CM1と受電コイルL2のコイル面CM2との少なくとも一方は、所定の第1面M1と直交しない構成であってもよい。
Further, in the example shown in FIG. 2, when the power
なお、以下では、説明の便宜上、所定の設置方法によって送電コイルユニット12と受電コイルユニット21とが設置されている状態のことを、所定の状態と称して説明する。
In the following, for convenience of explanation, a state in which the power
図2に示した例では、所定の状態は、送電コイルL1のコイル面CM1と受電コイルL2のコイル面CM2との両方を、所定の直線AXが貫通可能な状態でもある。直線AXは、仮想的な直線である。当該例では、直線AXは、送電側ベース面と受電側ベース面との両方と直交する直線であって、第1法線方向N1と平行な直線である。なお、直線AXは、送電側ベース面と受電側ベース面との少なくとも一方と直交しない直線であってもよい。 In the example shown in FIG. 2, the predetermined state is also a state in which the predetermined straight line AX can penetrate both the coil surface CM1 of the power transmission coil L1 and the coil surface CM2 of the power reception coil L2. The straight line AX is a virtual straight line. In this example, the straight line AX is a straight line orthogonal to both the power transmission side base surface and the power reception side base surface, and is a straight line parallel to the first normal direction N1. The straight line AX may be a straight line that is not orthogonal to at least one of the power transmission side base surface and the power reception side base surface.
そして、以下では、一例として、ワイヤレス電力伝送システム1が、所定の状態が実現している場合において、送電側磁性体MB1の面MM1と受電側磁性体MB2の面MM2との両方が第1面M1と直交する構成である場合について説明する。なお、ワイヤレス電力伝送システム1は、所定の状態が実現している場合であっても、送電側磁性体MB1の面MM1と受電側磁性体MB2の面MM2とのうちのいずれか一方又は両方が、第1面M1と直交しない構成であってもよい。
In the following, as an example, when the wireless
なお、図2では、一例として、所定の状態において、受電コイルL2のコイル面CM2と、受電側磁性体MB2の面MM2との両方が、重力方向と平行な場合について説明する。 Note that FIG. 2 describes, as an example, a case where both the coil surface CM2 of the power receiving coil L2 and the surface MM2 of the power receiving side magnetic material MB2 are parallel to the direction of gravity in a predetermined state.
送電側磁性体MB1は、所定の状態において、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように配置されている。 The power transmission side magnetic material MB1 is arranged so that the distance DL1 between the first lower end portions is shorter than the distance UL1 between the first upper end portions in a predetermined state.
第1下端部間距離DL1は、第1法線方向N1における距離のうち、送電側磁性体MB1の下端部MD1と受電側磁性体MB2の下端部MD2との間の距離である。送電側磁性体MB1の下端部MD1は、送電側磁性体MB1の下方向側の端部である。受電側磁性体MB2の下端部MD2は、受電側磁性体MB2の下方向側の端部である。 The distance DL1 between the first lower ends is the distance between the lower end MD1 of the power transmitting side magnetic material MB1 and the lower end MD2 of the power receiving side magnetic material MB2 among the distances in the first normal direction N1. The lower end MD1 of the power transmission side magnetic material MB1 is the lower end portion of the power transmission side magnetic material MB1. The lower end MD2 of the power receiving side magnetic material MB2 is the lower end portion of the power receiving side magnetic material MB2.
第1上端部間距離UL1は、第1法線方向N1における距離のうち、送電側磁性体MB1の上端部MU1と受電側磁性体MB2の上端部MU2との間の距離である。送電側磁性体MB1の上端部MU1は、送電側磁性体MB1の上方向側の端部である。受電側磁性体MB2の上端部MU2は、受電側磁性体MB2の上方向側の端部である。 The distance between the first upper end portions UL1 is the distance between the upper end portion MU1 of the power transmitting side magnetic material MB1 and the upper end portion MU2 of the power receiving side magnetic material MB2 in the distance in the first normal direction N1. The upper end portion MU1 of the power transmission side magnetic material MB1 is an upper end portion of the power transmission side magnetic material MB1 on the upward side. The upper end portion MU2 of the power receiving side magnetic body MB2 is an upper end portion of the power receiving side magnetic body MB2 on the upward side.
ここで、所定の状態では、送電側磁性体MB1の面MM1は、上を向く。これは、前述した通り、送電側磁性体MB1が有する端部のうち下方向側の端部が、送電側空間内において、送電側磁性体MB1が有する端部のうち上方向側の端部よりも送電側ベース部材BP1の送電側ベース面から遠くに位置しているからである。そして、所定の状態では、送電側磁性体MB1の面MM1が上を向くことに加えて、第1下端部間距離DL1は、前述した通り、第1上端部間距離UL1よりも短い。これにより、送電コイルL1と受電コイルL2との間で結合される磁界の拡がりは、磁気抵抗が高い経路よりも低い経路を磁束が通るため、上方向に偏り、上下非対象となる。その結果、送電コイルユニット12は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、送電コイルユニット12は、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。ここで、図2に示した例では、面MM2が直線AXと直交しているが、面MM2は、直線AXと斜交する構成であってもよい。
Here, in a predetermined state, the surface MM1 of the magnetic material MB1 on the power transmission side faces upward. This is because, as described above, the lower end of the end of the power transmission side magnetic material MB1 is from the upper end of the end of the power transmission side magnetic material MB1 in the power transmission side space. This is because it is located far from the power transmission side base surface of the power transmission side base member BP1. Then, in a predetermined state, in addition to the surface MM1 of the magnetic material MB1 on the power transmission side facing upward, the distance DL1 between the first lower end portions is shorter than the distance UL1 between the first upper end portions as described above. As a result, the spread of the magnetic field coupled between the power transmitting coil L1 and the power receiving coil L2 is biased upward because the magnetic flux passes through a path having a lower magnetic resistance than a path having a high magnetic resistance, and is asymmetrical in the vertical direction. As a result, the power
なお、実施形態では、面MM1が上を向くことは、面MM1と直交する2つの方向のうち受電側磁性体MB2の面MM2へ近づく方向を向くベクトルが、上方向成分を有することを意味する。また、実施形態では、面MM1が下を向くことは、面MM1と直交する2つの方向のうち受電側磁性体MB2の面MM2へ近づく方向を向くベクトルが、下方向成分を有することを意味する。また、実施形態では、面MM2が上を向くことは、面MM2と直交する2つの方向のうち送電側磁性体MB1の面MM1へ近づく方向を向くベクトルが、上方向成分を有することを意味する。また、実施形態では、面MM2が下を向くことは、面MM2と直交する2つの方向のうち送電側磁性体MB1の面MM1へ近づく方向を向くベクトルが、下方向成分を有することを意味する。 In the embodiment, the fact that the surface MM1 faces upward means that the vector of the power receiving side magnetic material MB2 that faces the surface MM2 out of the two directions orthogonal to the surface MM1 has an upward component. .. Further, in the embodiment, the fact that the surface MM1 faces downward means that the vector that points in the direction approaching the surface MM2 of the power receiving side magnetic material MB2 out of the two directions orthogonal to the surface MM1 has a downward component. .. Further, in the embodiment, the upward direction of the surface MM2 means that the vector of the two directions orthogonal to the surface MM2, which is directed toward the surface MM1 of the power transmission side magnetic material MB1, has an upward component. .. Further, in the embodiment, the downward direction of the surface MM2 means that the vector of the two directions orthogonal to the surface MM2, which is directed toward the surface MM1 of the power transmission side magnetic material MB1, has a downward component. ..
また、図2に示した例では、送電コイルL1のコイル面CM1は、直線AXと直交している。また、当該例では、受電側磁性体MB2の面MM2も、直線AXと直交している。これらのため、当該例では、所定の状態において、第2下端部間距離DL2は、第2上端部間距離UL2と同じ距離である。ここで、第2下端部間距離DL2は、直線AXと平行な方向における距離のうち、送電コイルL1の下端部CD1と、受電側磁性体MB2の下端部MD2との間の距離である。送電コイルL1の下端部CD1は、送電コイルL1の下方向側の端部である。第2上端部間距離UL2は、直線AXと平行な方向における距離のうち、送電コイルL1の上端部CU1と受電側磁性体MB2の上端部MU2との間の距離である。送電コイルL1の上端部CU1は、送電コイルL1の上方向側の端部である。 Further, in the example shown in FIG. 2, the coil surface CM1 of the power transmission coil L1 is orthogonal to the straight line AX. Further, in this example, the surface MM2 of the power receiving side magnetic material MB2 is also orthogonal to the straight line AX. Therefore, in this example, the distance DL2 between the second lower end portions is the same as the distance UL2 between the second upper end portions in a predetermined state. Here, the distance DL2 between the second lower ends is the distance between the lower end CD1 of the power transmission coil L1 and the lower end MD2 of the power receiving side magnetic body MB2 in the direction parallel to the straight line AX. The lower end CD1 of the power transmission coil L1 is the lower end of the power transmission coil L1. The distance between the second upper end portions UL2 is the distance between the upper end portion CU1 of the power transmission coil L1 and the upper end portion MU2 of the power receiving side magnetic material MB2 in the direction parallel to the straight line AX. The upper end portion CU1 of the power transmission coil L1 is an upper end portion of the power transmission coil L1 on the upward side.
また、図2に示した例では、受電コイルL2のコイル面CM2は、直線AXと直交している。また、当該例では、送電側磁性体MB1の面MM1は、直線AXと直交していない。また、当該例では、前述した通り、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短い。これらのため、当該例では、所定の状態において、第3下端部間距離DL3は、第3上端部間距離UL3よりも短い。ここで、第3下端部間距離DL3は、直線AXと平行な方向における距離のうち、受電コイルL2の下端部CD2と送電側磁性体MB1の下端部MD1との間の距離である。受電コイルL2の下端部CD2は、受電コイルL2の下方向側の端部である。第3上端部間距離UL3は、直線AXと平行な方向における距離のうち、受電コイルL2の上端部CU2と送電側磁性体MB1の上端部MU1との間の距離である。受電コイルL2の上端部CU2は、受電コイルL2の上方向側の端部である。 Further, in the example shown in FIG. 2, the coil surface CM2 of the power receiving coil L2 is orthogonal to the straight line AX. Further, in this example, the surface MM1 of the magnetic material MB1 on the power transmission side is not orthogonal to the straight line AX. Further, in this example, as described above, the distance DL1 between the first lower end portions is shorter than the distance UL1 between the first upper end portions. Therefore, in this example, the distance DL3 between the third lower end portions is shorter than the distance UL3 between the third upper end portions in a predetermined state. Here, the third lower end distance DL3 is the distance between the lower end CD2 of the power receiving coil L2 and the lower end MD1 of the power transmission side magnetic material MB1 in the direction parallel to the straight line AX. The lower end CD2 of the power receiving coil L2 is the lower end of the power receiving coil L2. The third upper end distance UL3 is the distance between the upper end CU2 of the power receiving coil L2 and the upper end MU1 of the power transmission side magnetic material MB1 in the direction parallel to the straight line AX. The upper end portion CU2 of the power receiving coil L2 is an upper end portion of the power receiving coil L2 on the upward side.
なお、上記において説明した具体例1では、所定の状態において、受電側磁性体MB2の面MM2が直線AXと直交せずに下を向いていてもよい。この場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。このため、当該場合であっても、送電コイルL1と受電コイルL2との間で結合される磁界の拡がりは、磁気抵抗が高い経路よりも低い経路を磁束が通るため、上方向に偏り、上下非対象となる。すなわち、当該場合も、ワイヤレス電力伝送システム1は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。換言すると、当該場合も、送電コイルユニット12は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、送電コイルユニット12は、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
In the specific example 1 described above, in a predetermined state, the surface MM2 of the magnetic material MB2 on the power receiving side may face downward without being orthogonal to the straight line AX. Even in this case, in the wireless
また、上記において説明した具体例1では、所定の状態において、送電側磁性体MB1の面MM1が直線AXと直交し、且つ、受電側磁性体MB2の面MM2が直線AXと直交せずに上を向いていてもよい。すなわち、具体例1では、受電側磁性体MB2が有する端部のうち下方向側の端部は、受電側空間内において、受電側磁性体MB2が有する端部のうち上方向側の端部よりも受電側ベース部材BP2の受電側ベース面から遠くに位置していてもよい。この場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。このため、当該場合であっても、送電コイルL1と受電コイルL2との間で結合される磁界の拡がりは、磁気抵抗が高い経路よりも低い経路を磁束が通るため、上方向に偏り、上下非対象となる。すなわち、当該場合も、ワイヤレス電力伝送システム1は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。換言すると、当該場合、受電コイルユニット21は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、受電コイルユニット21は、当該場合、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
Further, in the specific example 1 described above, in a predetermined state, the surface MM1 of the power transmitting side magnetic body MB1 is orthogonal to the straight line AX, and the surface MM2 of the power receiving side magnetic body MB2 is not orthogonal to the straight line AX. You may be facing. That is, in Specific Example 1, the lower end of the end of the power receiving side magnetic material MB2 is from the upper end of the end of the power receiving side magnetic material MB2 in the power receiving side space. May be located far from the power receiving side base surface of the power receiving side base member BP2. Even in this case, in the wireless
<送電コイルユニットと受電コイルユニットの構成の具体例2>
以下、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例2について説明する。送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例2は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例1の変形例である。図3は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例2を示す図である。ここで、図3に示した矢印は、図3における重力方向を示す。また、図3に示した水平面M0は、図3において重力方向と直交する仮想的な面の一例を示す。
<Specific example 2 of the configuration of the power transmission coil unit and the power reception coil unit>
Hereinafter, a specific example 2 of the configuration of the power
送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例2では、送電コイルL1は、送電コイルL1のコイル面CM1が、送電側磁性体MB1の面MM1と平行になるように配置される。このため、具体例2では、所定の状態において、第2下端部間距離DL2は、第2上端部間距離UL2より短くなる。すなわち、具体例2では、送電コイルL1が有する端部のうち下方向側の端部(すなわち、送電コイルL1が有する端部のうち第1方向側の端部)は、送電側空間内において、送電コイルL1が有する端部のうち上方向側の端部(すなわち、送電コイルL1が有する端部のうち第2方向側の端部)よりも送電側ベース部材BP1の送電側ベース面から遠くに位置している。この送電コイルL1の配置以外については、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例2は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例1と同様である。図3に示した例では、コイル面CM1が面MM1と平行になるように配置されているため、所定の状態では、コイル面CM1は、上を向く。この場合も、送電コイルL1と受電コイルL2との間で結合される磁界の拡がりは、上方向に偏る。その結果、送電コイルユニット12は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、送電コイルユニット12は、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。なお、コイル面CM1が上を向くことは、コイル面CM1と直交する2つの方向のうち受電側磁性体MB2の面MM2へ近づく方向を向くベクトルが、上方向成分を有することを意味する。また、コイル面CM1が下を向くことは、コイル面CM1と直交する2つの方向のうち受電側磁性体MB2の面MM2へ近づく方向を向くベクトルが、下方向成分を有することを意味する。
In the second embodiment of the configuration of the power
ここで、送電コイルL1のコイル面CM1は、送電側磁性体MB1の面MM1と非平行であってもよい。しかしながら、面MM1が上を向いている状態であり、且つ、コイル面CM1が下を向いている状態では、ワイヤレス電力伝送における送電コイルL1と受電コイルL2との間の磁気的結合が弱くなり、伝送効率が低下する場合がある。このため、面MM1が上を向いている状態では、コイル面CM1も上を向いている状態であることが望ましい。 Here, the coil surface CM1 of the power transmission coil L1 may be non-parallel to the surface MM1 of the power transmission side magnetic material MB1. However, when the surface MM1 is facing upward and the coil surface CM1 is facing downward, the magnetic coupling between the power transmitting coil L1 and the power receiving coil L2 in wireless power transmission becomes weak. Transmission efficiency may decrease. Therefore, when the surface MM1 is facing upward, it is desirable that the coil surface CM1 is also facing upward.
なお、上記において説明した具体例2では、所定の状態において、受電側磁性体MB2の面MM2が直線AXと直交せずに下を向いていてもよい。この場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。このため、送電コイルL1と受電コイルL2との間で結合される磁界の拡がりは、磁気抵抗が高い経路よりも低い経路を磁束が通るため、上方向に偏り、上下非対象となる。すなわち、当該場合も、ワイヤレス電力伝送システム1は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。換言すると、当該場合も、送電コイルユニット12は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、送電コイルユニット12は、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
In the specific example 2 described above, in a predetermined state, the surface MM2 of the magnetic material MB2 on the power receiving side may face downward without being orthogonal to the straight line AX. Even in this case, in the wireless
また、上記において説明した具体例2では、所定の状態において、送電側磁性体MB1の面MM1が直線AXと直交し、且つ、受電側磁性体MB2の面MM2が直線AXと直交せずに上を向いていてもよい。この場合、具体例2では、送電コイルL1のコイル面CM1は、直線AXと直交する。また、当該場合、具体例2では、受電コイルL2のコイル面CM2は、直線AXと直交しない。すなわち、当該場合、具体例2では、受電コイルL2が有する端部のうち下方向側の端部は、受電側空間内において、受電コイルL2が有する端部のうち上方向側の端部よりも受電側ベース部材BP2の受電側ベース面から遠くに位置している。この場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。このため、当該場合であっても、送電コイルL1と受電コイルL2との間で結合される磁界の拡がりは、磁気抵抗が高い経路よりも低い経路を磁束が通るため、上方向に偏り、上下非対象となる。すなわち、当該場合も、ワイヤレス電力伝送システム1は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。換言すると、当該場合も、受電コイルユニット21は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、受電コイルユニット21は、当該場合も、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
Further, in the specific example 2 described above, in a predetermined state, the surface MM1 of the power transmitting side magnetic body MB1 is orthogonal to the straight line AX, and the surface MM2 of the power receiving side magnetic body MB2 is not orthogonal to the straight line AX. You may be facing. In this case, in the second embodiment, the coil surface CM1 of the power transmission coil L1 is orthogonal to the straight line AX. Further, in this case, in the specific example 2, the coil surface CM2 of the power receiving coil L2 is not orthogonal to the straight line AX. That is, in this case, in the specific example 2, the lower end of the end of the power receiving coil L2 is larger than the upper end of the end of the power receiving coil L2 in the power receiving space. It is located far from the power receiving side base surface of the power receiving side base member BP2. Even in this case, in the wireless
<送電コイルユニットと受電コイルユニットの構成の具体例3>
以下、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例3について説明する。送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例3は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例2の変形例である。図4は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例3を示す図である。ここで、図4に示した矢印は、図4における重力方向を示す。また、図4に示した水平面M0は、図4において重力方向と直交する仮想的な面の一例を示す。
<Specific example 3 of the configuration of the power transmission coil unit and the power reception coil unit>
Hereinafter, a specific example 3 of the configuration of the power
送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例3では、送電コイルL1は、所定の状態において、送電コイルL1のコイル面CM1が、送電側磁性体MB1の面MM1と非平行となるように配置される。また、当該具体例3では、送電コイルL1は、所定の状態において、送電コイルL1のコイル面CM1が、上を向くように配置される。すなわち、当該具体例3では、送電コイルL1が有する端部のうち下方向側の端部(すなわち、送電コイルL1が有する端部のうち第1方向側の端部)は、送電側空間内において、送電コイルL1が有する端部のうち上方向側の端部(すなわち、送電コイルL1が有する端部のうち第2方向側の端部)よりも送電側ベース部材BP1の送電側ベース面から遠くに位置している。この送電コイルL1の配置以外については、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例3は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例2と同様である。図4に示した例では、送電コイルL1のコイル面CM1は、送電側磁性体MB1の面MM1と非平行になるように配置されている。また、当該例では、面MM1と、送電側ベース面とが成す鋭角の角度θ1は、コイル面CM1と送電側ベース面とが成す鋭角の角度よりも大きい。なお、角度θ1は、コイル面CM1と送電側ベース面とが成す鋭角の角度よりも小さい構成であってもよい。
In the specific example 3 of the configuration of the power
ここで、送電側磁性体MB1の面MM1と送電側ベース面とが成す鋭角の角度θ1は、例えば、0°より大きく3°以下の角度である。この場合、送電コイルユニット12は、ワイヤレス電力伝送における伝送効率を低下してしまうことを抑制することができる。ここで、図5は、上端部側所定位置及び下端部側所定位置のそれぞれにおける磁束密度の最大値と角度θ1との関係の一例を示す図である。上端部側所定位置は、基準軸上の位置のうち中心軸から上方向に所定距離離れた位置のことである。中心軸は、送電コイルL1のコイル面CM1と受電コイルL2のコイル面CM2とのうちのいずれか一方又は両方の中心を通る仮想的な軸のことである。基準軸は、中心軸と直交し、且つ、水平面M0と直交する仮想的な軸のことである。下端部側所定位置は、基準軸上の位置のうち中心軸から下方向に所定距離離れた位置のことである。ここで、下端部側所定位置における磁束密度の最大値が上端部側所定位置における磁束密度の最大値より小さくなるほど、重力方向への磁界の拡がりは、抑制される。しかしながら、下端部側所定位置における磁束密度の最大値と上端部側所定位置における磁束密度の最大値との差が拡がるほど、磁束分布が磁性体(すなわち、送電側磁性体MB1及び受電側磁性体MB2)の下端部に集中して当該磁性体の温度が高まる。そして温度が高まり続けると、当該磁性体の特性は、低下する。その結果、ワイヤレス電力伝送における伝送効率が低下する。
Here, the acute angle θ1 formed by the surface MM1 of the magnetic material MB1 on the power transmission side and the base surface on the power transmission side is, for example, an angle larger than 0 ° and 3 ° or less. In this case, the power
図5に示したグラフの縦軸は、磁束密度の最大値を示す。また、当該グラフの横軸は、角度θ1を示す。なお、図5では、角度θ1を、「送電側磁性体の傾き」として示している。図5に示したように、角度θ1が0°<θ1≦3°の範囲内である場合、下端部所定位置における磁束密度の最大値と上端部所定位置における磁束密度の最大値とは、ほぼ同じ大きさである。一方、角度θ1が3°より大きい場合、下端部所定位置における磁束密度の最大値と上端部所定位置における磁束密度の最大値との差分は、増大する。このような傾向は、図6に示したグラフを見ることによって、より明確に理解できる。図6は、図5に示した2つの曲線の差分と、角度θ1との関係の一例を示す図である。なお、当該2つの曲線は、下端部所定位置における磁束密度の最大値についての曲線と、上端部所定位置における磁束密度の最大値についての曲線のことである。 The vertical axis of the graph shown in FIG. 5 indicates the maximum value of the magnetic flux density. The horizontal axis of the graph indicates the angle θ1. In FIG. 5, the angle θ1 is shown as “the inclination of the magnetic material on the power transmission side”. As shown in FIG. 5, when the angle θ1 is within the range of 0 ° <θ1 ≦ 3 °, the maximum value of the magnetic flux density at the lower end predetermined position and the maximum value of the magnetic flux density at the upper end predetermined position are approximately the same. It is the same size. On the other hand, when the angle θ1 is larger than 3 °, the difference between the maximum value of the magnetic flux density at the lower end predetermined position and the maximum value of the magnetic flux density at the upper end predetermined position increases. Such a tendency can be understood more clearly by looking at the graph shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example of the relationship between the difference between the two curves shown in FIG. 5 and the angle θ1. The two curves are a curve for the maximum value of the magnetic flux density at the predetermined position at the lower end and a curve for the maximum value of the magnetic flux density at the predetermined position at the upper end.
以上のことから、角度θ1が0°<θ1≦3°の範囲内である場合、送電コイルユニット12は、ワイヤレス電力伝送における伝送効率の低下を抑制しつつ、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
From the above, when the angle θ1 is within the range of 0 ° <θ1 ≦ 3 °, the power
なお、上記において説明した具体例3では、所定の状態において、受電側磁性体MB2の面MM2が直線AXと直交せずに下を向いていてもよい。この場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。このため、送電コイルL1と受電コイルL2との間で結合される磁界の拡がりは、磁気抵抗が高い経路よりも低い経路を磁束が通るため、上方向に偏り、上下非対象となる。すなわち、当該場合も、ワイヤレス電力伝送システム1は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。換言すると、当該場合も、送電コイルユニット12は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、送電コイルユニット12は、当該場合も、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
In the specific example 3 described above, in a predetermined state, the surface MM2 of the magnetic material MB2 on the power receiving side may face downward without being orthogonal to the straight line AX. Even in this case, in the wireless
また、上記において説明した具体例3では、所定の状態において、送電側磁性体MB1の面MM1が直線AXと直交し、且つ、受電側磁性体MB2の面MM2が直線AXと直交せずに上を向いていてもよい。この場合、具体例3では、送電コイルL1のコイル面CM1は、直線AXと直交する。また、当該場合、具体例3では、受電コイルL2のコイル面CM2は、直線AXと直交しない。そして、当該場合、具体例3では、コイル面CM2は、面MM2と非平行である。すなわち、当該場合、具体例3では、受電側磁性体MB2が有する端部のうち下方向側の端部が、受電側空間内において、受電側磁性体MB2が有する端部のうち上方向側の端部よりも受電側ベース部材BP2の受電側ベース面から遠くに位置し、受電コイルL2が有する端部のうち下方向側の端部が、受電側空間内において、受電コイルL2が有する端部のうち上方向側の端部よりも受電側ベース部材BP2の受電側ベース面から遠くに位置している。また、当該場合、具体例3では、受電側ベース面と面MM2とが成す鋭角の角度は、0°より大きく3°以下の角度である。この場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。このため、当該場合であっても、送電コイルL1と受電コイルL2との間で結合される磁界の拡がりは、磁気抵抗が高い経路よりも低い経路を磁束が通るため、上方向に偏り、上下非対象となる。すなわち、当該場合も、ワイヤレス電力伝送システム1は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。換言すると、当該場合も、受電コイルユニット21は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、受電コイルユニット21は、当該場合も、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
Further, in the specific example 3 described above, in a predetermined state, the surface MM1 of the power transmitting side magnetic body MB1 is orthogonal to the straight line AX, and the surface MM2 of the power receiving side magnetic body MB2 is not orthogonal to the straight line AX. You may be facing. In this case, in Specific Example 3, the coil surface CM1 of the power transmission coil L1 is orthogonal to the straight line AX. Further, in this case, in the specific example 3, the coil surface CM2 of the power receiving coil L2 is not orthogonal to the straight line AX. Then, in this case, in the specific example 3, the coil surface CM2 is not parallel to the surface MM2. That is, in this case, in the specific example 3, the lower end of the end of the power receiving side magnetic material MB2 is on the upper side of the end of the power receiving side magnetic material MB2 in the power receiving side space. The end of the power receiving coil L2 is located farther from the power receiving side base surface of the power receiving side base member BP2 than the end, and the lower end of the end of the power receiving coil L2 is the end of the power receiving coil L2 in the power receiving side space. Of these, it is located farther from the power receiving side base surface of the power receiving side base member BP2 than the upper end. Further, in this case, in the specific example 3, the acute angle formed by the power receiving side base surface and the surface MM2 is an angle larger than 0 ° and 3 ° or less. Even in this case, in the wireless
<送電コイルユニットと受電コイルユニットの構成の具体例4>
以下、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例4について説明する。送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例4は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例1の変形例である。図7は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例4を示す図である。ここで、図7に示した矢印は、図7における重力方向を示す。また、図7に示した水平面M0は、図7において重力方向と直交する仮想的な面の一例を示す。
<Specific example 4 of the configuration of the power transmission coil unit and the power reception coil unit>
Hereinafter, a specific example 4 of the configuration of the power
送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例4では、受電側磁性体MB2が有する端部のうち下方向側の端部は、受電側空間内において、受電側磁性体MB2が有する端部のうち上方向側の端部よりも受電側ベース部材BP2から遠くに位置している。換言すると、当該具体例4では、受電側磁性体MB2は、受電側磁性体MB2の面MM2が上を向くように配置される。すなわち、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例4では、面MM2は、水平面M0と斜交し、上を向いている。この受電側磁性体MB2の配置以外については、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例4は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例1と同様である。すなわち、この場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。これらのため、この場合も、送電コイルL1と受電コイルL2との間で結合される磁界の拡がりは、上方向に偏る。その結果、送電コイルユニット12は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、送電コイルユニット12は、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。これは、受電コイルユニット21が、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができると換言することもできる。
In Specific Example 4 of the Configuration of the Power
なお、上記において説明した具体例4では、送電コイルL1のコイル面CM1は、上を向いていてもよい。すなわち、具体例4では、送電コイルL1が有する端部のうち下方向側の端部(すなわち、送電コイルL1が有する端部のうち第1方向側の端部)は、送電側空間内において、送電コイルL1が有する端部のうち上方向側の端部(すなわち、送電コイルL1が有する端部のうち第2方向側の端部)よりも送電側ベース部材BP1の送電側ベース面から遠くに位置していてもよい。この場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。このため、当該場合も、コイル面CM1は、送電側磁性体MB1の面MM1と平行であってもよく、送電側磁性体MB1の面MM1と非平行であってもよい。
In the specific example 4 described above, the coil surface CM1 of the power transmission coil L1 may face upward. That is, in the specific example 4, the lower end of the end of the power transmission coil L1 (that is, the first end of the end of the power transmission coil L1) is in the power transmission side space. Farther from the power transmission side base surface of the power transmission side base member BP1 than the upper end of the power transmission coil L1 (that is, the end of the power transmission coil L1 on the second direction side). It may be located. Even in this case, in the wireless
また、上記において説明した具体例4では、送電側磁性体MB1の面MM1は、直線AXと直交していてもよく、下を向いていてもよい。これらの場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。
Further, in the specific example 4 described above, the surface MM1 of the magnetic material MB1 on the power transmission side may be orthogonal to the straight line AX or may face downward. Even in these cases, in the wireless
<送電コイルユニットと受電コイルユニットの構成の具体例5>
以下、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例5について説明する。送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例5は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例4の変形例である。図8は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例5を示す図である。ここで、図8に示した矢印は、図8における重力方向を示す。また、図8に示した水平面M0は、図8において重力方向と直交する仮想的な面の一例を示す。
<Specific example 5 of the configuration of the power transmission coil unit and the power reception coil unit>
Hereinafter, a specific example 5 of the configuration of the power
送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例5では、受電コイルL2が有する端部のうち下方向側の端部(すなわち、受電コイルL2が有する端部のうち第1方向側の端部)は、受電側空間内において、受電コイルL2が有する端部のうち上方向側の端部(すなわち、受電コイルL2が有する端部のうち第2方向側の端部)よりも受電側ベース部材BP2の受電側ベース面から遠くに位置している。換言すると、当該具体例5では、受電コイルL2は、受電コイルL2のコイル面CM2が上を向くように配置される。すなわち、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例5では、コイル面CM2は、水平面M0と斜交し、上を向いている。この配置以外については、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例5は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例4と同様である。すなわち、この場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。また、図8に示した例では、コイル面CM2は、受電側磁性体MB2の面MM2と平行である。これらのため、この場合も、送電コイルL1と受電コイルL2との間で結合される磁界の拡がりは、上方向に偏る。その結果、送電コイルユニット12は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、送電コイルユニット12は、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。これは、受電コイルユニット21が、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができると換言することもできる。
In the specific example 5 of the configuration of the power transmitting
なお、上記において説明した具体例5では、送電コイルL1のコイル面CM1は、上を向いていてもよい。すなわち、具体例5では、送電コイルL1が有する端部のうち下方向側の端部は、送電側空間内において、送電コイルL1が有する端部のうち上方向側の端部よりも送電側ベース部材BP1の送電側ベース面から遠くに位置していてもよい。この場合、コイル面CM1は、送電側磁性体MB1の面MM1と平行であってもよく、送電側磁性体MB1の面MM1と非平行であってもよい。ただし、この場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。これにより、当該場合も、ワイヤレス電力伝送システム1は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。換言すると、送電コイルユニット12及び受電コイルユニット21のそれぞれは、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
In the specific example 5 described above, the coil surface CM1 of the power transmission coil L1 may face upward. That is, in the specific example 5, the lower end of the end of the power transmission coil L1 is the power transmission side base in the power transmission side space rather than the upper end of the end of the power transmission coil L1. It may be located far from the power transmission side base surface of the member BP1. In this case, the coil surface CM1 may be parallel to the surface MM1 of the power transmission side magnetic material MB1 or may be non-parallel to the surface MM1 of the power transmission side magnetic material MB1. However, even in this case, in the wireless
また、上記において説明した具体例5では、送電側磁性体MB1の面MM1は、直線AXと直交していてもよく、下を向いていてもよい。これらの場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。
Further, in the specific example 5 described above, the surface MM1 of the magnetic material MB1 on the power transmission side may be orthogonal to the straight line AX or may face downward. Even in these cases, in the wireless
<送電コイルユニットと受電コイルユニットの構成の具体例6>
以下、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例6について説明する。送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例6は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例5の変形例である。図9は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例6を示す図である。ここで、図9に示した矢印は、図9における重力方向を示す。また、図9に示した水平面M0は、図9において重力方向と直交する仮想的な面の一例を示す。
<Specific example 6 of the configuration of the power transmission coil unit and the power reception coil unit>
Hereinafter, a specific example 6 of the configuration of the power
送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例6では、受電コイルL2は、受電コイルL2のコイル面CM2が、受電側磁性体MB2の面MM2と非平行となるように配置される。また、具体例6では、受電コイルL2が有する端部のうち下方向側の端部(すなわち、受電コイルL2が有する端部のうち第1方向側の端部)が、受電側空間内において、受電コイルL2が有する端部のうち上方向側の端部(すなわち、受電コイルL2が有する端部のうち第2方向側の端部)よりも受電側ベース部材BP2の受電側ベース面から遠くに位置している。換言すると、具体例6では、受電コイルL2は、所定の状態において、受電コイルL2のコイル面CM2が、上を向くように配置される。この受電コイルL2の配置以外については、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例6は、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21の構成の具体例5と同様である。すなわち、この場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1では、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように送電側磁性体MB1と受電側磁性体MB2とのそれぞれが配置される。これらのため、この場合も、送電コイルL1と受電コイルL2との間で結合される磁界の拡がりは、上方向に偏る。その結果、送電コイルユニット12は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、送電コイルユニット12は、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。これは、受電コイルユニット21が、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができると換言することもできる。
In the specific example 6 of the configuration of the power transmitting
また、図9に示した例では、面MM2と、受電側ベース面とが成す鋭角の角度θ2は、コイル面CM2と受電側ベース面とが成す鋭角の角度よりも大きい。なお、角度θ2は、コイル面CM2と受電側ベース面とが成す鋭角の角度よりも小さい構成であってもよい。 Further, in the example shown in FIG. 9, the acute angle θ2 formed by the surface MM2 and the power receiving side base surface is larger than the acute angle angle formed by the coil surface CM2 and the power receiving side base surface. The angle θ2 may be smaller than the acute angle formed by the coil surface CM2 and the power receiving side base surface.
ここで、受電側磁性体MB2の面MM2と受電側ベース面とが成す鋭角の角度θ2は、例えば、0°より大きく3°以下の角度である。この場合、受電コイルユニット21は、ワイヤレス電力伝送における伝送効率が低下してしまうことを抑制することができる。この理由は、図5及び図6において説明した理由と同様の理由であるため、説明を省略する。角度θ2が0°<θ1≦3°の範囲内である場合、受電コイルユニット21は、ワイヤレス電力伝送における伝送効率の低下を抑制しつつ、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
Here, the acute angle θ2 formed by the surface MM2 of the power receiving side magnetic material MB2 and the power receiving side base surface is, for example, an angle larger than 0 ° and 3 ° or less. In this case, the power receiving
なお、上記において説明した送電コイルユニット12では、送電側磁性体MB1は、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように配置されず、送電側磁性体MB1が有する端部のうち下方向側の端部が、送電側空間内において、送電側磁性体MB1が有する端部のうち上方向側の端部よりも送電側ベース部材BP1から遠くに位置するように配置される構成であってもよい。この場合であっても、送電コイルユニット12は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、送電コイルユニット12は、当該場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
In the power
換言すると、送電コイルユニット12の構成は、図10に示した構成であってもよい。図10は、送電コイルユニット12の構成の他の例を示す図である。図10に示した矢印は、第1方向と第2方向とのそれぞれを示す。
In other words, the configuration of the power
図10に示した例では、送電コイルユニット12は、送電側磁性体MB1と、送電コイルL1と、送電側筐体BX1を備える。また、当該例では、送電側筐体BX1は、凹部を有する送電側カバー部材CP1と、送電側カバー部材CP1が取り付けられる送電側ベース部材BP1とを有する。また、当該例では、送電側磁性体MB1と送電コイルL1とは、送電側カバー部材CP1の凹部と送電側ベース部材BP1とによって囲まれた送電側空間内に収容されている。また、当該例では、送電側磁性体MB1と送電コイルL1とは、送電側空間内において、送電側ベース面から離れる方向に向かって送電側磁性体MB1、送電コイルL1の順に並んでいる。図10に示した例では、送電側磁性体MB1と送電コイルL1とは、送電側空間内において、第1法線方向N1に向かって送電側磁性体MB1、送電コイルL1の順に並んでいる。また、当該例では、送電側磁性体MB1が有する端部のうち所定の第1方向側の端部は、送電側磁性体が有する端部のうち第2方向側の端部よりも送電側ベース部材BP1の送電側ベース面から遠くに位置している。このような構成を送電コイルユニット12が有する場合、送電コイルユニット12は、第1方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、送電コイルユニット12は、当該場合、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向と第1方向とが一致するように設置されることにより、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。以下でも、一例として、上記において説明した例と同様に、磁界が拡がって欲しくない方向が重力方向である場合を例に挙げて説明する。そして、以下でも、一例として、図10に示したように第1方向が、重力方向、すなわち、下方向を向いている場合について説明する。すなわち、第1方向は、この一例において、所定の設置方法において送電コイルユニット12が設置された場合において送電コイルユニット12から送電コイルユニット12が設置される設置面へと向かう方向のことである。この場合、第2方向は、重力方向と逆の方向、すなわち、上方向を向いている。
In the example shown in FIG. 10, the power
ここで、図10に示した例では、送電コイルL1のコイル面CM1は、送電側ベース部材BP1の送電側空間内に面する面のうち最も面積が大きな送電側ベース面と平行であるが、当該送電側ベース面と非平行であってもよい。換言すると、送電コイルL1が有する端部のうち所定の第1方向側の端部は、送電側空間内において、送電コイルL1が有する端部のうち第1方向と逆の第2方向側の端部よりも送電側ベース部材BP1の送電側ベース面から遠くに位置していてもよい。すなわち、例えば、送電コイルL1は、送電側空間内において、コイル面CM1が送電側磁性体MB1の面MM1と平行になるように配置されてもよく、コイル面CM1が送電側磁性体MB1の面MM1と非平行になるように配置されてもよい。 Here, in the example shown in FIG. 10, the coil surface CM1 of the power transmission coil L1 is parallel to the power transmission side base surface having the largest area among the surfaces of the power transmission side base member BP1 facing in the power transmission side space. It may be non-parallel to the power transmission side base surface. In other words, the predetermined end on the first direction side of the end of the power transmission coil L1 is the end of the end of the power transmission coil L1 on the second direction opposite to the first direction in the power transmission side space. It may be located farther from the power transmission side base surface of the power transmission side base member BP1 than the unit. That is, for example, the power transmission coil L1 may be arranged so that the coil surface CM1 is parallel to the surface MM1 of the power transmission side magnetic material MB1 in the power transmission side space, and the coil surface CM1 is the surface of the power transmission side magnetic material MB1. It may be arranged so as to be non-parallel to MM1.
また、上記において説明した受電コイルユニット21では、受電側磁性体MB2は、第1下端部間距離DL1が第1上端部間距離UL1よりも短くなるように配置されず、受電側磁性体MB2が有する端部のうち下方向側の端部が、受電側空間内において、受電側磁性体MB2が有する端部のうち上方向側の端部よりも受電側ベース部材BP2の受電側ベース面から遠くに位置するように配置される構成であってもよい。この場合であっても、受電コイルユニット21は、重力方向への磁界の拡がりを抑制することができる。すなわち、受電コイルユニット21は、当該場合であっても、ワイヤレス電力伝送システム1によるワイヤレス電力伝送において磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
Further, in the power receiving
換言すると、受電コイルユニット21の構成は、図11に示した構成であってもよい。図11は、受電コイルユニット21の構成の他の例を示す図である。図11に示した矢印は、所定の第1方向と、第1方向と逆の第2方向とのそれぞれを示す。
In other words, the configuration of the power receiving
図11に示した例では、受電コイルユニット21は、受電側磁性体MB2と、受電コイルL2と、受電側筐体BX2を備える。また、当該例では、受電側筐体BX2は、凹部を有する受電側カバー部材CP2と、受電側カバー部材CP2が取り付けられる受電側ベース部材BP2とを有する。また、当該例では、受電側磁性体MB2と受電コイルL2とは、受電側カバー部材CP2の凹部と受電側ベース部材BP2とによって囲まれた受電側空間内に収容されている。また、当該例では、受電側磁性体MB2と受電コイルL2とは、受電側空間内において、受電側ベース面から離れる方向に向かって受電側磁性体MB2、受電コイルL2の順に並んでいる。図11に示した例では、受電側磁性体MB2と受電コイルL2とは、受電側空間内において、第2法線方向N2向かって受電側磁性体MB2、受電コイルL2の順に並んでいる。また、当該例では、受電側磁性体MB2が有する端部のうち所定の第1方向側の端部は、受電側磁性体が有する端部のうち第1方向と逆の第2方向側の端部よりも受電側ベース部材BP2の受電側ベース面から遠くに位置している。このような構成を受電コイルユニット21が有する場合、受電コイルユニット21は、第1方向への磁界の拡がりを抑制することができる。以下でも、一例として、上記において説明した例と同様に、磁界が拡がって欲しくない方向が重力方向である場合を例に挙げて説明する。そして、以下でも、一例として、図11に示したように第1方向が、重力方向、すなわち、下方向を向いている場合について説明する。すなわち、第1方向は、この一例において、所定の設置方法において受電コイルユニット21が設置された場合において受電コイルユニット21から送電コイルユニット12が設置される設置面へと向かう方向のことである。この場合、第2方向は、重力方向と逆の方向、すなわち、上方向を向いている。
In the example shown in FIG. 11, the power receiving
なお、図11に示した例では、受電コイルL2のコイル面CM2は、受電側ベース部材BP2の受電側空間内に面する面のうち最も面積が大きな受電側ベース面と平行であるが、当該面と非平行であってもよい。換言すると、受電コイルL2が有する端部のうち所定の第1方向側の端部は、受電側空間内において、受電コイルL2が有する端部のうち第1方向と逆の第2方向側の端部よりも受電側ベース部材BP2の受電側ベース面から遠くに位置していてもよい。すなわち、例えば、受電コイルL2は、受電側空間内において、コイル面CM2が受電側磁性体MB2の面MM2と平行になるように配置されてもよく、コイル面CM2が受電側磁性体MB2の面MM2と非平行になるように配置されてもよい。 In the example shown in FIG. 11, the coil surface CM2 of the power receiving coil L2 is parallel to the power receiving side base surface having the largest area among the surfaces facing in the power receiving side space of the power receiving side base member BP2. It may be non-parallel to the surface. In other words, the predetermined end of the power receiving coil L2 on the first direction side is the end of the power receiving coil L2 on the second direction opposite to the first direction in the power receiving side space. It may be located farther from the power receiving side base surface of the power receiving side base member BP2 than the unit. That is, for example, the power receiving coil L2 may be arranged so that the coil surface CM2 is parallel to the surface MM2 of the power receiving side magnetic material MB2 in the power receiving side space, and the coil surface CM2 is the surface of the power receiving side magnetic material MB2. It may be arranged so as to be non-parallel to the MM2.
以上のように、実施形態に係る送電コイルユニット(上記において説明した例では、送電コイルユニット12)は、送電側磁性体(上記において説明した例では、送電側磁性体MB1)と、送電コイル(上記において説明した例では、送電コイルL1)と、送電側磁性体と送電コイルを収容する送電側筐体(上記において説明した例では、送電側筐体BX1)と、を備え、送電側磁性体と送電コイルとは、送電側筐体が有するベース部分(上記において説明した例では、送電側ベース部材BP1)の送電コイル側に面する面のうち最も面積が大きなベース面(上記において説明した例では、送電側ベース面)から離れる方向(上記において説明した例では、第1法線方向N1)に向かって送電側磁性体、送電コイルの順に並んでおり、送電側磁性体が有する端部のうち所定の第1方向側の端部(上記において説明した例では、下端部MD1)は、送電側磁性体が有する端部のうち第1方向と逆の第2方向側の端部(上記において説明した例では、上端部MU1)よりも当該ベース面から遠くに位置している。これにより、送電コイルユニットは、磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
As described above, the power transmission coil unit (
また、送電コイルユニットでは、送電側筐体は、第1方向が、重力方向の成分を有するベクトルによって示される方向を向く姿勢で設置される、構成が用いられてもよい。 Further, in the power transmission coil unit, a configuration may be used in which the power transmission side housing is installed in a posture in which the first direction faces the direction indicated by the vector having the component in the gravity direction.
また、送電コイルユニットでは、送電コイルの第1方向側の端部(上記において説明した例では、下端部CD1)は、送電コイルの第2方向側の端部(上記において説明した例では、上端部CU1)よりも、送電側筐体が有するベース部分のベース面から遠くに位置している、構成が用いられてもよい。 Further, in the power transmission coil unit, the end portion on the first direction side of the power transmission coil (lower end CD1 in the example described above) is the end portion on the second direction side of the power transmission coil (upper end in the example described above). A configuration may be used that is located farther from the base surface of the base portion of the power transmission side housing than the unit CU1).
また、送電コイルユニットでは、送電側磁性体が有する面のうちの送電コイル側に面する面(上記において説明した例では、面MM1)は、送電コイルのコイル面(上記において説明した例では、コイル面CM1)と平行である、構成が用いられてもよい。 Further, in the power transmission coil unit, the surface of the magnetic material on the power transmission side that faces the power transmission coil side (the surface MM1 in the example described above) is the coil surface of the power transmission coil (in the example described above, the surface MM1). A configuration may be used that is parallel to the coil surface CM1).
また、送電コイルユニットでは、送電側磁性体が有する面のうちの送電コイル側に面する面は、送電コイルのコイル面と非平行である、構成が用いられてもよい。 Further, in the power transmission coil unit, a configuration may be used in which the surface of the magnetic material on the power transmission side facing the power transmission coil side is not parallel to the coil surface of the power transmission coil.
また、送電コイルユニットでは、送電側磁性体が有する面のうちの送電コイル側に面する面と、送電側筐体が有するベース部分のベース面とが成す鋭角の角度は、0°より大きく3°以下の角度である、構成が用いられてもよい。 Further, in the power transmission coil unit, the acute angle formed by the surface of the power transmission side magnetic material facing the power transmission coil side and the base surface of the base portion of the power transmission side housing is larger than 0 ° and 3 Configurations with angles less than or equal to ° may be used.
また、実施形態に係る受電コイルユニット(上記において説明した例では、受電コイルユニット21)は、受電側磁性体(上記において説明した例では、受電側磁性体MB2)と、受電コイル(上記において説明した例では、受電コイルL2)と、受電側磁性体と受電コイルを収容する受電側筐体(上記において説明した例では、受電側筐体BX2)と、を備え、受電側磁性体と受電コイルとは、受電側筐体が有するベース部分(上記において説明した例では、受電側ベース部材BP2)の受電コイル側に面する面のうち最も面積が大きなベース面(上記において説明した例では、受電側ベース面)から離れる方向(上記において説明した例では、第2法線方向N2)に向かって受電側磁性体、受電コイルの順に並んでおり、受電側磁性体が有する端部のうち所定の第1方向側の端部(上記において説明した例では、下端部MD2)は、受電側磁性体が有する端部のうち第1方向と逆の第2方向側の端部(上記において説明した例では、上端部MU2)よりも当該ベース面から遠くに位置している。これにより、受電コイルユニットは、磁界が拡がって欲しくない方向への磁界の拡がりを抑制することができる。
Further, the power receiving coil unit (power receiving
また、受電コイルユニットでは、受電側筐体は、第1方向が、重力方向の成分を有するベクトルによって示される方向を向く姿勢で設置される、構成が用いられてもよい。 Further, in the power receiving coil unit, a configuration may be used in which the power receiving side housing is installed in a posture in which the first direction faces the direction indicated by the vector having the component in the gravity direction.
また、受電コイルユニットでは、受電コイルの第1方向側の端部(上記において説明した例では、下端部CD2)は、受電コイルの第2方向側の端部(上記において説明した例では、上端部CU2)よりも、受電側筐体が有するベース部分のベース面から遠くに位置している、構成が用いられてもよい。 Further, in the power receiving coil unit, the end portion on the first direction side of the power receiving coil (lower end CD2 in the example described above) is the end portion on the second direction side of the power receiving coil (upper end in the example described above). A configuration may be used in which the housing is located farther from the base surface of the base portion of the power receiving side housing than the portion CU2).
また、受電コイルユニットでは、受電側磁性体が有する面のうちの受電コイル側に面する面(上記において説明した例では、面MM2)は、受電コイルのコイル面(上記において説明した例では、コイル面CM2)と平行である、構成が用いられてもよい。 Further, in the power receiving coil unit, the surface of the power receiving side magnetic material facing the power receiving coil side (surface MM2 in the example described above) is the coil surface of the power receiving coil (in the example described above, the surface MM2). A configuration may be used that is parallel to the coil surface CM2).
また、受電コイルユニットでは、受電側磁性体が有する面のうちの受電コイル側に面する面は、受電コイルのコイル面と非平行である、構成が用いられてもよい。 Further, in the power receiving coil unit, a configuration may be used in which the surface of the power receiving side magnetic material facing the power receiving coil side is not parallel to the coil surface of the power receiving coil.
また、受電コイルユニットでは、受電側磁性体が有する面のうちの受電コイル側に面する面と、受電側筐体が有するベース部分のベース面とが成す鋭角の角度は、0°より大きく3°以下の角度である、構成が用いられてもよい。 Further, in the power receiving coil unit, the acute angle formed by the surface of the power receiving side magnetic material facing the power receiving coil side and the base surface of the base portion of the power receiving side housing is larger than 0 ° and 3 Configurations with angles less than or equal to ° may be used.
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and changes, substitutions, deletions, etc., are made as long as the gist of the present invention is not deviated. May be done.
1…ワイヤレス電力伝送システム、10…ワイヤレス送電装置、11…送電ユニット、12…送電コイルユニット、20…ワイヤレス受電装置、21…受電コイルユニット、22…受電ユニット、AX…直線、BP1…送電側ベース部材、BP2…受電側ベース部材、BX1…送電側筐体、BX2…受電側筐体、CD1、CD2、MD1、MD2…下端部、CM1、CM2…コイル面、CP1…送電側カバー部材、CP2…受電側カバー部材、CU1、CU2、MU1、MU2…上端部、DL1…第1下端部間距離、DL2…第2下端部間距離、DL3…第3下端部間距離、G…地面、L1…送電コイル、L2…受電コイル、M0…水平面、M1…第1面、M2…第2面、M3…第3面、MB1…送電側磁性体、MB2…受電側磁性体、MM1、MM2…面、N1…第1法線方向、N2…第2法線方向、UL1…第1上端部間距離、UL2…第2上端部間距離、UL3…第3上端部間距離、θ1…角度、θ2…角度 1 ... Wireless power transmission system, 10 ... Wireless power transmission device, 11 ... Power transmission unit, 12 ... Power transmission coil unit, 20 ... Wireless power transmission device, 21 ... Power reception coil unit, 22 ... Power reception unit, AX ... Straight line, BP1 ... Power transmission side base Member, BP2 ... Power receiving side base member, BX1 ... Power transmission side housing, BX2 ... Power receiving side housing, CD1, CD2, MD1, MD2 ... Lower end, CM1, CM2 ... Coil surface, CP1 ... Power transmission side cover member, CP2 ... Power receiving side cover member, CU1, CU2, MU1, MU2 ... upper end, DL1 ... first lower end distance, DL2 ... second lower end distance, DL3 ... third lower end distance, G ... ground, L1 ... power transmission Coil, L2 ... Power receiving coil, M0 ... Horizontal plane, M1 ... 1st surface, M2 ... 2nd surface, M3 ... 3rd surface, MB1 ... Power transmission side magnetic material, MB2 ... Power receiving side magnetic material, MM1, MM2 ... Surface, N1 ... 1st normal direction, N2 ... 2nd normal direction, UL1 ... distance between first upper ends, UL2 ... distance between 2nd upper ends, UL3 ... distance between 3rd upper ends, θ1 ... angle, θ2 ... angle
Claims (15)
送電コイルと、
前記送電側磁性体と前記送電コイルを収容する送電側筐体と、
を備え、
前記送電側磁性体と前記送電コイルとは、前記送電側筐体が有するベース部分の前記送電コイル側に面する面のうち最も面積が大きなベース面から離れる方向に向かって前記送電側磁性体、前記送電コイルの順に並んでおり、
前記送電側磁性体が有する端部のうち所定の第1方向側の端部は、前記送電側磁性体が有する端部のうち前記第1方向と逆の第2方向側の端部よりも前記ベース面から遠くに位置している、
送電コイルユニット。 With the magnetic material on the power transmission side,
With the power transmission coil
A power transmission side housing that houses the power transmission side magnetic body and the power transmission coil,
With
The power transmission side magnetic material and the power transmission coil are the power transmission side magnetic material in a direction away from the base surface having the largest area among the surfaces of the base portion of the power transmission side housing facing the power transmission coil side. They are arranged in the order of the power transmission coils.
The end of the power transmission side magnetic material on the predetermined first direction side is more than the end of the power transmission side magnetic material on the second direction opposite to the first direction. Located far from the base surface,
Power transmission coil unit.
請求項1に記載の送電コイルユニット。 The power transmission side housing is installed in a posture in which the first direction faces the direction indicated by the vector having a component in the direction of gravity.
The power transmission coil unit according to claim 1.
請求項1又は2に記載の送電コイルユニット。 The end of the power transmission coil on the first direction side is located farther from the base surface than the end of the power transmission coil on the second direction side.
The power transmission coil unit according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の送電コイルユニット。 Of the surfaces of the power transmission side magnetic material, the surface facing the power transmission coil side is parallel to the coil surface of the power transmission coil.
The power transmission coil unit according to claim 3.
請求項3に記載の送電コイルユニット。 Of the surfaces of the power transmission side magnetic material, the surface facing the power transmission coil side is non-parallel to the coil surface of the power transmission coil.
The power transmission coil unit according to claim 3.
請求項1から5のうちいずれか一項に記載の送電コイルユニット。 The acute angle formed by the surface of the magnetic material on the power transmission side facing the power transmission coil side and the base surface is an angle greater than 0 ° and not more than 3 °.
The power transmission coil unit according to any one of claims 1 to 5.
受電コイルと、
前記受電側磁性体と前記受電コイルを収容する受電側筐体と、
を備え、
前記受電側磁性体と前記受電コイルとは、前記受電側筐体が有するベース部分の前記受電コイル側に面する面のうち最も面積が大きなベース面から離れる方向に向かって前記受電側磁性体、前記受電コイルの順に並んでおり、
前記受電側磁性体が有する端部のうち所定の第1方向側の端部は、前記受電側磁性体が有する端部のうち前記第1方向と逆の第2方向側の端部よりも前記ベース面から遠くに位置している、
受電コイルユニット。 With the magnetic material on the receiving side,
With the power receiving coil
The power receiving side magnetic material, the power receiving side housing accommodating the power receiving coil, and
With
The power receiving side magnetic body and the power receiving coil are the power receiving side magnetic body, in a direction away from the base surface having the largest area among the surfaces of the base portion of the power receiving side housing facing the power receiving coil side. They are arranged in the order of the power receiving coils.
The end of the power receiving side magnetic material on the predetermined first direction side is more than the end of the power receiving side magnetic material on the second direction opposite to the first direction. Located far from the base surface,
Power receiving coil unit.
請求項7に記載の受電コイルユニット。 The power receiving side housing is installed in a posture in which the first direction faces the direction indicated by the vector having a component in the gravitational direction.
The power receiving coil unit according to claim 7.
請求項7又は8に記載の受電コイルユニット。 The end of the power receiving coil on the first direction side is located farther from the base surface than the end of the power receiving coil on the second direction side.
The power receiving coil unit according to claim 7 or 8.
請求項9に記載の受電コイルユニット。 Of the surfaces of the power receiving side magnetic material, the surface facing the power receiving coil side is parallel to the coil surface of the power receiving coil.
The power receiving coil unit according to claim 9.
請求項9に記載の受電コイルユニット。 Of the surfaces of the power receiving side magnetic material, the surface facing the power receiving coil side is non-parallel to the coil surface of the power receiving coil.
The power receiving coil unit according to claim 9.
請求項7から11のうちいずれか一項に記載の受電コイルユニット。 The acute angle formed by the surface of the magnetic material on the power receiving side facing the power receiving coil side and the base surface is an angle larger than 0 ° and 3 ° or less.
The power receiving coil unit according to any one of claims 7 to 11.
前記送電コイルユニットからワイヤレス電力伝送によって電力を受電する受電コイルユニットと、
を備えるワイヤレス電力伝送システム。 The power transmission coil unit according to any one of claims 1 to 6.
A power receiving coil unit that receives power from the power transmission coil unit by wireless power transmission, and a power receiving coil unit.
Wireless power transfer system with.
前記受電コイルユニットへワイヤレス電力伝送によって電力を送電する送電コイルユニットと、
を備えるワイヤレス電力伝送システム。 The power receiving coil unit according to any one of claims 7 to 12, and the power receiving coil unit.
A power transmission coil unit that transmits power to the power receiving coil unit by wireless power transmission,
Wireless power transfer system with.
請求項7から12のうちいずれか一項に記載の受電コイルユニットと、
を備えるワイヤレス電力伝送システム。 The power transmission coil unit according to any one of claims 1 to 6.
The power receiving coil unit according to any one of claims 7 to 12, and the power receiving coil unit.
Wireless power transfer system with.
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