JP6361367B2 - 受電装置及び給電装置 - Google Patents
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Description
さらに、受電コイルが、受電装置の複数の表面のうち、給電装置が配置されることとなる一以上の表面に対して反対側に向かって突出する突出部を有する、又は、受電装置の複数の表面のうち、給電装置が配置されることとなる一以上の表面に向かって突出する突出部を有することにより、給電コイルから発生する磁束は、受電コイルの湾曲面又は屈曲面を通過するように鎖交する。これにより、電流は、湾曲又は屈曲した受電コイル内を、一方向だけに流れるように発生するため、受電装置は、給電コイルから発生した磁束によって効率よく電流が得られる表面を有することとなる。ゆえに、電力伝送効率の高い受電装置を得ることができる。
さらに、給電装置に含まれる給電コイルから発生する磁束は、給電コイルの開口部において、中央部から巻線部へ向けて密になる傾向がある。また、給電コイルから受電コイルに向かう磁束のうち、給電コイルの中央部以外で発生する磁束のベクトルは、受電コイルの外側へ広がっていく向きを持つ。そのため、上記構造を有する受電コイルと、給電装置に含まれる給電コイルとが対峙するように受電装置と給電装置とを配置した場合、給電コイルから発生する磁束は、受電コイルに鎖交し易い。これにより、受電装置は、給電コイルから発生する磁束をより効率的に受けることができる表面を有することとなり、さらに電力伝送効率の高い受電装置を得ることができる。
さらに、給電コイルは、湾曲又は屈曲しており、かつ、給電装置の複数の表面のうち、受電装置が配置されることとなる一以上の表面に向かって突出する突出部を有する、又は、給電装置の複数の表面のうち、受電装置が配置されることとなる一以上の表面に対して反対側に向かって突出する突出部を有することにより、給電コイルから発生する磁束の大部分が給電に寄与することとなる。これにより、給電装置は、給電コイルから発生する磁束を効率的に受電装置へ伝送することができる表面を有することとなり、電力伝送効率の高い給電装置を得ることができる。
また磁束は、給電コイルの有する湾曲面又は屈曲面に対して垂直方向に発生するため、給電コイルが上記構造を有することにより、給電コイル内で発生した磁束同士が打ち消し合うことがない。そのため、給電コイル内において、磁束の大きさが低減されることのない状態で、受電装置へ電力を伝送でき、給電装置は、給電コイルから発生する磁束をより一層効率的に受電装置へ伝送することができる表面を有することとなる。これにより、さらに電力伝送効率の高い給電装置を得ることができる。
[第一実施形態]
図1は、本発明に係る受電装置を備えた、第一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図であり、図2は、第一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線I−Iに沿った断面図である。図1及び2に示す、第一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置1は、本発明に係る受電装置9と、給電装置11と、を備える。受電装置9は、受電装置本体部6並びに、受電装置本体部6の内部に設けられた、磁場を受けて電流を発生させる受電部5、受電部5で発生した交流電流を直流電流に変換する整流器12、及び、整流器12で変換された直流電流を蓄積又は消費するバッテリやLED等の負荷装置13を有する。給電装置11は、給電装置本体部4並びに、給電装置本体部4の内部に設けられた、直流電流を蓄積するバッテリ(図示せず)、バッテリから受け取った直流電流を交流電流に変換する駆動回路(図示せず)、及び、駆動回路で変換された交流電流によって磁場を発生する給電部3を有する。受電部5は受電コイルL2から、給電部3は給電コイルL1からそれぞれ構成され、受電コイルL2と給電コイルL1とが電磁的に結合することによって、給電装置11から受電装置9へワイヤレスで電力が伝送される。
図4は、本発明に係る受電装置を備えた、第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置を示す斜視図であり、図5は、第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線IV−IVに沿った断面図である。第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置40は、第一実施形態における受電装置9の受電コイルL2の形状を、平面形状から湾曲形状に変えたものである。すなわち、本実施形態における湾曲形状の受電コイルL2は、第一実施形態における平面状の受電コイルL2を弓なりに曲げたものであって、少なくとも、一つの湾曲した突出部と当該突出部を挟む二つの平面部とから構成される。したがって、本実施形態においては、第一実施形態と異なる部分について説明し、重複する説明は省略する。なお、本発明において、「湾曲する」とは、受電面の接線の傾きが正から負に、または負から正に、連続的に変化することを意味する。
図6は、本発明に係る受電装置を備えた、第三実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置を示す斜視図であり、図7は、第三実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線VI−VIに沿った断面図である。第三実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置60は、第一実施形態における受電装置9の受電コイルL2の形状を、平面形状から屈曲形状に変えたものである。すなわち、本実施形態における屈曲形状の受電コイルL2は、第一実施形態における平面状の受電コイルL2を折り曲げたものであって、少なくとも、一つの屈曲した突出部と、当該突出部を挟む二つの平面部とから構成される。したがって、本実施形態においては、第一実施形態と異なる部分について説明し、重複する説明は省略する。
[第四実施形態]
図8は、本発明の給電装置を備える、第四実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図であり、図9は、第四実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線VIII−VIIIに沿った断面図である。図8及び9に示す、第四実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置80は、受電装置9と、本発明に係る給電装置11と、を備える。受電装置9は、受電装置本体部6並びに、受電装置本体部6の内部に設けられた、磁場を受けて電流を発生させる受電部5、受電部5で発生した交流電流を直流電流に変換する整流器(図示せず)、及び、整流器で変換された直流電流を蓄積又は消費するバッテリやLED等の負荷装置(図示せず)を有する。給電装置11は、給電装置本体部4並びに、給電装置本体部4の内部に設けられた、直流電流を蓄積するバッテリ15、バッテリ15から受け取った直流電流を交流電流に変換する駆動回路14、及び、駆動回路14で変換された交流電流によって磁場を発生する給電部3を有する。受電部5は受電コイルL2から、給電部3は給電コイルL1からそれぞれ構成され、受電コイルL2と給電コイルL1とが電磁的に結合することによって、給電装置11から受電装置9へワイヤレスで電力が伝送される。
図10は、本発明の給電装置を備える、第五実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置を示す斜視図であり、図11は、第五実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線X−Xに沿った断面図である。第五実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置100は、第四実施形態における給電装置11の給電コイルL1の形状を、平面形状から湾曲形状に変えたものである。すなわち、本実施形態における湾曲形状の給電コイルL1は、第四実施形態における平面状の給電コイルL1を弓なりに曲げたものであって、少なくとも、一つの湾曲した突出部と、当該突出部を挟む二つの平面部とから構成される。したがって、本実施形態においては、第四実施形態と異なる部分について説明し、重複する説明は省略する。なお、本発明において、「湾曲する」とは、給電面の接線の傾きが正から負に、または負から正に、連続的に変化することを意味する。
図12は、本発明の給電装置を備える、第六実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置を示す斜視図であり、図13は、第六実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の切断線XII−XIIに沿った断面図である。第六実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置120は、第四実施形態における給電装置11の給電コイルL1の形状を、平面形状から屈曲形状に変えたものである。すなわち、本実施形態における屈曲形状の給電コイルL1は、第四実施形態における平面状の給電コイルL1を折り曲げたものであって、少なくとも、一つの屈曲した突出部と、当該突出部を挟む二つの平面部とから構成される。したがって、本実施形態においては、第四実施形態と異なる部分について説明し、重複する説明は省略する。
受電部5又は給電部3は、上記実施形態においてはコイルを用いているが、コイルの代わりに、電極を用いてもよい。以下、コイルの代わりに、電極を用いた場合について簡単に説明する。なお、第一〜第六実施形態と重複する説明は省略する。
本変形態様に係る受電装置9は、二以上の給電電極E1を含む給電装置11から、ワイヤレスで電力が伝送される受電装置9であって、受電装置9は、複数の表面を有し、内部に二以上の受電電極E2を備え、受電電極E2は、導電体によって形成された受電面を有し、受電電極E2の少なくとも一つは、当該受電電極の有する受電面が受電装置9の表面の少なくとも一つに対して向かい合うように配置され、上記受電電極E2以外の受電電極の少なくとも一つは、当該受電電極E2の有する受電面が、受電装置9の二以上の表面に対して非平行となるように配置され、受電装置9の上記二以上の表面に、給電装置11からの電力を受電可能な受電領域が形成される。ここで、「受電電極の受電面」とは、「電極の最も面積の広い面」を意味する。
本変形態様に係る給電装置11は、二以上の受電電極E2を含む受電装置9へワイヤレスで電力を伝送する給電電極E1を含む給電装置11であって、給電装置11は、複数の表面を有し、内部に二以上の給電電極E1を備え、給電電極E1は、導電体よって形成された給電面を有し、給電電極E1の少なくとも一つは、当該給電電極E1の有する給電面が給電装置11の表面の少なくとも一つに対して向かい合うように配置され、上記給電電極E1以外の給電電極E1の少なくとも一つは、当該給電電極E1の有する給電面が、給電装置11の二以上の表面に対して非平行となるように配置され、給電装置11の上記二以上の表面に受電装置9へ電力を伝送可能な給電領域が形成される。ここで、「給電電極の受電面」とは、「電極の最も面積の広い面」を意味する。
Claims (6)
- 給電コイルを含む給電装置から、ワイヤレスで電力が伝送される受電装置であって、
前記受電装置は、複数の表面を有し、内部に受電コイルを備え、
前記受電コイルは、湾曲又は屈曲しており、導線が巻回された巻線部と、前記巻線部によって囲まれた、対向する二つの開口端を有する開口部とを含み、かつ、前記受電装置の前記複数の表面のうち、前記給電装置が配置されることとなる一以上の表面に対して反対側に向かって突出する突出部を有し、又は、前記受電装置の前記複数の表面のうち、前記給電装置が配置されることとなる一以上の表面に向かって突出する突出部を有し、
前記二つの開口端のうち少なくとも一つの開口端の端面が、前記受電装置の二以上の表面に対して非平行(ただし、垂直を除く)に配置されることによって、前記受電装置の二以上の表面に、前記給電装置からの電力を受電可能な受電領域が形成される、受電装置。 - 前記受電コイルは平面状コイルである、請求項1記載の受電装置。
- 前記受電コイルは、湾曲又は屈曲しており、かつ、前記受電装置の前記複数の表面のうち、前記給電装置が配置されることとなる一以上の表面に対して反対側に向かって突出する突出部を有する、請求項1記載の受電装置。
- 受電コイルを含む受電装置へ、ワイヤレスで電力を伝送する給電装置であって、
前記給電装置は、複数の表面を有し、内部に給電コイルを備え、
前記給電コイルは、湾曲又は屈曲しており、導線が巻回された巻線部と、前記巻線部によって囲まれた、対向する二つの開口端を有する開口部とを含み、かつ、前記給電装置の前記複数の表面のうち、前記受電装置が配置されることとなる一以上の表面に向かって突出する突出部を有し、又は、前記給電装置の前記複数の表面のうち、前記受電装置が配置されることとなる一以上の表面に対して反対側に向かって突出する突出部を有し、
前記二つの開口端のうち少なくとも一つの開口端の端面が、前記給電装置の前記二以上の表面に対して非平行(ただし、垂直を除く)に配置されることによって、前記給電装置の前記二以上の表面に、前記受電装置へ電力伝送可能な給電領域が形成される、給電装置。 - 前記給電コイルは平面状コイルである、請求項4記載の給電装置。
- 前記給電コイルは、湾曲又は屈曲しており、かつ、前記給電装置の前記複数の表面のうち、前記受電装置が配置されることとなる一以上の表面に向かって突出する突出部を有する、請求項4記載の給電装置。
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