电力中继装置、电力输送系统和制造电力中继装置的方法

专利名称：电力中继装置、电力输送系统和制造电力中继装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种电力中继装置、包括该电力中继装置的电力输送系统以及用于制造该电力中继装置的方法。该电力中继装置也被称作电力中继终端或转发器。更加具体地， 本公开涉及一种通过应用谐振技术来以也被称为无线方式的非接触方式输送电力的技术。
背景技术：
已提出了用于以非接触方式从电力供应装置(也被称为电力输送终端)向电力接收装置(也被称为电力接收终端)输送电力的多种方法。一种用于以非接触方式输送电力的方法也被称作非接触电力供应方法、无线电力供应方法或无线电力输送方法。传递到在电力接收侧充当电力接收装置的电子装置的电力可以被用作用于驱动该电子装置的电力。 可替换地，通过将电力接收装置配置为充当储能器，以无线方式传递到电力接收侧的电子装置的电力可以被用作用于对在电子装置中采用的蓄电池进行电气充电的电力。非接触电力输送的原理利用电磁能量。非接触电力输送被分类为两个大类，即辐射输送和非辐射输送。辐射输送也被称作电波接收或电波获取。辐射输送进一步被分类为微波辐射输送和激光辐射输送。另一方面，非辐射输送进一步被分类为电磁感应非辐射输送和谐振非辐射输送，其中谐振非辐射输送也被称作电磁谐振非辐射输送。现今，注意力转向利用电场谐振和磁场谐振任一个的谐振输送，其就包括效率、输送距离、位置偏移 (positional shift)和角度偏移(angular shift)的几个模式来看是有优势的。具体而言，注意力集中在被称为磁场谐振方法或磁谐振方法的方法上。磁场谐振方法或磁谐振方法利用仅稍受生物体造成的能量吸收的影响的磁场谐振。也就是说，磁场谐振具有较小的电介质损耗(dielectric-substance loss)。对于关于磁场谐振方法或磁谐振方法的更多信息，建议读者参考PCT专利公布No. W02009-140506。谐振方法是一种通过利用基于在电力供应装置中采用的谐振设备与在电力接收装置中采用的谐振设备之间的电场或磁场的耦合来从用于供应电力的电力供应装置向用于接收由电力供应装置输送的电力的电力接收装置输送电力的方法。在下面的描述中，利用电场的谐振的谐振方法被称作电场谐振方法，而利用磁场的谐振的谐振方法被称作磁场谐振方法。

发明内容
然而，在利用谐振的电力输送系统中，通过乘积kXQ来确定在电力输送系统的电力供应装置中采用的谐振设备与在电力输送系统的电力接收装置中采用的谐振设备之间的输送的最大效率，其中，参考符号Q表示谐振设备的Q值，而参考符号k表示谐振设备之间的耦合系数。耦合系数k也取决于谐振设备之间的距离。例如，谐振设备之间的距离越长，则耦合系数k越小，因此，电力输送的效率越低。作为上述问题的一种可能的解决方案，在所述谐振设备之间提供第三谐振设备， 以充当也被称为转发器的电力中继装置的谐振设备。第三谐振设备中继所输送的电力以便改进距离特性，即用于延长输送距离。然而，在这种情况下，产生如下问题即，关于将该电力中继装置放置于何处的问题以及如何确定该电力中继装置的最佳位置的问题。因而，本公开的目的是在应用利用谐振的电力输送技术的情况下提供一种用于通过采用适当方法来放置电力中继装置的技术和/或一种用于将电力中继装置放置在适当位置的技术。更具体而言，本公开的实施例提供了一种能够通过采用适当方法来放置电力中继装置(或者，具体地是其电力中继谐振设备)的技术和/或一种能够将电力中继装置 (或者，具体地是其电力中继谐振设备)放置在适当位置的技术。根据本公开的实施例，提供了一种非接触电力输送系统，其被配置为包括电力供应装置，具有电力供应谐振设备和电力供应电源部分，所述电力供应电源部分用于向所述电力供应谐振设备供应AC电流；电力接收装置，具有电力接收谐振设备，用于通过采用谐振方法从所述电力供应装置接收电力；以及电力中继装置，放置于所述电力供应装置和所述电力接收装置之间，并被提供有在所述电力供应谐振设备和所述电力接收谐振设备之间谐振的电力中继谐振设备。在也被称作电力中继终端的电力中继装置中，通过利用绝缘件将所述电力中继谐振设备提供在提前确定的位置处。绝缘件具有用于承载(bear)通过采用谐振方法而执行的电力输送的承载力。在制造这样的电力中继终端的过程中，通过利用绝缘件将在所述电力中继终端中采用的电力中继谐振设备固定在预定位置。该过程通常采用如下方法即，在所述电力中继谐振设备已被容纳在其中能够容纳所述电力中继谐振设备的容纳壳中之后，利用绝缘件来填充所述容纳壳的内部。可替换地，该过程通常采用另一方法即，在每个电力中继谐振设备已被提供在作为划分用于对准所述电力中继谐振设备的分段机构的结果而得到的区段之一中之后，通过利用所述绝缘件来固定所述电力中继谐振设备。根据本公开的实施例，通过在采用谐振方法的非接触电力输送的应用中利用所述电力中继装置，可以改进距离特性。此外，采用合适的方法来固定所述电力中继装置的电力中继谐振设备，使得通过利用所述电力中继谐振设备而得到的输送特性不会恶化。如果使用多个电力中继谐振设备，则采用合适的方法可以将每个电力中继谐振设备提供在合适的位置上，以使得通过利用所述电力中继谐振设备而得到的输送特性不会恶化。


图1是粗略示出根据本公开的实施例的非接触电力输送系统的整体配置的图；图2A至图2C是在描述关于不存在电力中继终端的情况下的谐振关系期间参照的示意图；图3A至图3C是在描述关于存在电力中继终端的情况下的谐振关系期间参照的示意图；图4A至图4C是在描述电磁谐振的电路分析期间参照的示意图；图5是在描述关于两个转发器分别被放置于彼此靠近的两个位置处的情况下的电特性期间参照的示意图；图6A、图6B、图6C和图6D是在描述根据本公开的第一实施例的第一典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的示意图；图7A和图7B是在描述根据第一实施例的第二典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的示意图；图8A和图8B是在描述根据第一实施例的第三典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的示意图；图9是在描述根据第一实施例的第四典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的示意图；图IOA至图IOC是在描述根据本公开的第二实施例的第一典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的示意图；图11是在描述根据第二实施例的第二典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的示意图；并且图12是在描述根据第二实施例的第三典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的示意图。
具体实施例方式下面将通过参照附图来解释本公开的实施例。应当注意，按如下排列的章节来描述实施例1 总览(配置和谐振关系)2 对于布置问题的解决方案的原理(固定技术和用于放置转发器的技术)3 第一实施例(第一至第四典型示例)4 第二实施例(第一至第三典型示例)总览腿图1是粗略示出根据本公开的实施例的非接触电力输送系统1的整体配置的图。 根据本实施例的非接触电力输送系统1采用电力供应终端3 (也被称为电力供应装置或电力输送终端)、电力中继终端5 (也被称为电力中继装置)和电力接收终端7 (也被称为电力接收装置)。电力供应终端3具有电力供应电源部分32，用于产生AC电流；以及电力供应谐振设备38，用于接收由电力供应电源部分32产生的AC电流。电力供应谐振设备38充当电力供应谐振器。电力供应电源部分32包括电力供应激励设备34，用于通过电磁感应耦合来激励电力供应谐振设备38 ；以及AC电源部分36，用于向电力供应激励设备34供应AC电流。在该配置中，提供用于以AC电流形式向电力供应谐振设备38供应电力的电力供应激励设备 34。然而，应当注意，可以提供用于向电力供应谐振设备38供应电力的另一配置。如后面将描述的，在其它配置中，不使用电力供应激励设备34。通常，AC电源部分36采用调制部分和功率放大部分，这些在图中并未示出。调制部分包括振荡部分和混频部分。振荡部分产生AC电流形式的、具有提前确定的频率的AC 电力。混频部分通过采用多个公知调制方法中的任一个来将控制信号叠加在振荡部分产生的AC电力上。功率放大部分放大由调制部分调制的AC电力。如果不需要输送控制信号，则不必提供混频部分。在该情况下，振荡部分产生的、处于提前确定的频率的AC电力在被供应给电力供应激励设备34之前由功率放大部分放大。其上没有叠加控制信号的AC电力被称作所谓的未调制载波。振荡部分产生具有某一频率分量的电信号。然而，在该典型示例的情况下，振荡部分产生AC电流形式的、具有大约等于电力供应谐振设备38的自谐振频率的频率的AC电力。也就是说，在最佳状态中，振荡部分产生AC电流形式的、具有优选等于电力供应谐振设备38的自谐振频率的频率的AC电力。电力供应激励设备34被从AC电源部分36接收的电信号来激励，以操作为用于通过基于电磁感应效应的耦合向电力供应谐振设备38输送AC电力的设备。通过设置在AC 电源部分36和电力供应谐振设备38之间的阻抗匹配，电力供应激励设备34执行避免反射电信号的角色。取代电力供应激励设备34，也可以提供用于自动调节被提供给电力供应谐振设备38的电力以及电力供应谐振设备38的参数的功能部分。电力接收终端7具有电力接收电源部分72和充当电力接收谐振器的电力接收谐振设备78。电力接收谐振设备78采用磁场谐振方法来接收由电力供应终端3输送的电力。 电力接收电源部分72具有电力接收激励设备74，由电力接收谐振设备78通过电磁感应耦合来激励；以及电力获取部分76，用于接收基于由电力接收激励设备74产生的AC电流的电力。在该配置中，电力接收电源部分72具有电力接收激励设备74，用于从电力接收谐振设备78接收AC电流形式的电力。然而，应当注意，可以提供用于从电力接收谐振设备78 接收电力的另一配置。如后面将描述的，在其它配置中，不使用电力接收激励设备74。电力获取部分76典型地具有整流部分、蓄电池、DC-DC变换器和负载，这些在图中并未示出。整流部分将所接收的AC电流整流为DC电流，以产生DC电力。利用DC电力对蓄电池进行电气充电。DC-DC变换器升高或降低蓄电池的电压。负载的典型示例是电动机和电路。此外，如果在电力供应终端3中控制信号已被叠加到AC电力上，则电力接收电源部分72被提供有解调部分，用于解调其上叠加有控制信号的AC电力，以再现控制信号。电力接收激励设备74被电力接收谐振设备78产生的电信号来激励，以充当用于通过基于电磁感应效应的耦合向电力获取部分76输出电信号的设备。通过设置在电力接收谐振设备78和电力获取部分76之间的阻抗匹配，电力接收激励设备74执行避免反射电信号的角色。取代电力接收激励设备74，也可以提供用于自动调节从电力接收谐振设备78 接收的电力以及电力接收谐振设备78的参数的功能部分。电力中继终端5具有电力中继谐振设备58，该电力中继谐振设备58能够与在电力供应终端3中采用的电力供应谐振设备38和在电力接收终端7中采用的电力接收谐振设备78中的每一个谐振。电力中继谐振设备58也被称为电力中继谐振器或转发器。电力供应谐振设备38和电力接收谐振设备78中的每一个也被称为谐振器或天线。将被用于电场谐振的电场天线设计为使得电场集中于耦合表面上。也就是说，电场天线被设计为使得在耦合表面上不出现磁场。例如，使用平面天线(Planar antenna)。平面天线的典型示例是通过在平面形状上创建之字形半导体图案而制造的弯折线天线。另一方面，将被用于磁场谐振的磁场天线设计为使得磁场集中于耦合表面上。也就是说，磁场天线被设计为使得在耦合表面上不出现电场。例如，使用线圈状天线(coil-shaped antenna) 0 线圈状天线的典型示例是螺旋谐振器和通过缠绕导体以形成螺旋形状而制造的螺旋形天线。通过采用谐振方法，可以将电力中继谐振设备58耦合到电力供应谐振设备38和电力接收谐振设备78。例如，线圈状天线被用作电力中继谐振设备58。线圈状天线的典型示例是螺旋谐振器和通过缠绕导体以形成螺旋形状而制造的螺旋形天线。电力供应谐振设备38、电力中继谐振设备58和电力接收谐振设备78中的每一个具有电感组件L和电容组件C。可以基于公知表达(1/ V LXC)而找到自谐振频率(ω0禾口 fO = ω 0/2 π )。在与上述配置类似的装置配置中，当在电力供应终端3中采用的电力供应电源部分32向也在电力供应终端3中采用的电力供应谐振设备38供应AC电力时，AC电力经由在电力中继终端5中采用的电力中继谐振设备58而被输送到在电力接收终端7中采用的电力接收谐振设备78。也就是说，当AC电源部分36向电力供应激励设备34供应AC电流时，由于电磁感应在电力供应谐振设备38中通过激励而产生AC电流。因为在彼此相关的位置处提供电力供应谐振设备38、电力中继谐振设备58和电力接收谐振设备78以致容易发生相互磁谐振，所以经由电力中继谐振设备58以非接触方式按自谐振频率从电力供应谐振设备38向电力接收谐振设备78供应AC电力。然后，从电力接收谐振设备78向电力接收激励设备74供应电流，并且通过电力获取部分76从电力接收激励设备74得到电力。如果例如不使用电力中继终端5，则如通常所知的，因为在彼此相关的位置处提供电力供应谐振设备38和电力接收谐振设备78，以致容易发生相互磁谐振。在这种情况下， 当充当电力供应源的电力供应谐振设备38的自谐振频率与充当电力接收目的地的电力接收谐振设备78的自谐振频率匹配时，电力供应谐振设备38和电力接收谐振设备78处于谐振关系，提供最大量的传递电力以及最小的损失。该关系对于使用采用电力中继谐振设备58的电力中继终端5的情况也适用。也就是说，当在彼此相关的位置处提供电力供应谐振设备38、电力中继谐振设备58和电力接收谐振设备78以致容易发生相互磁谐振时，适用上述关系。在该情况下，如果充当电力供应源的电力供应谐振设备38的自谐振频率、充当电力中继手段的电力中继谐振设备58的自谐振频率与充当电力接收目的地的电力接收谐振设备78的自谐振频率彼此匹配，则电力供应谐振设备38、电力中继谐振设备58和电力接收谐振设备78处于谐振关系，提供最大量的传递电力以及最小的损失。也就是说，通过将电力供应谐振设备38的自谐振频率、 电力中继谐振设备58的自谐振频率和电力接收谐振设备78的自谐振频率全部设置为相同值，从电力供应终端3到电力接收终端7的电力输送的效率可以被提高为最佳值。也应当注意的是，如果仅使用一个电力中继谐振设备58，则可以通过在电力供应谐振设备38和电力接收谐振设备78之间的中间位置提供电力中继谐振设备58而获得电力输送效率的最佳值。通过参照图2Α至图4C来如下地解释谐振关系。图2Α至图2C是在下面描述关于不存在电力中继终端的情况下的谐振关系期间参照的多个示意图。图3Α至图3C是在下面描述关于存在电力中继终端的情况下的谐振关系期间参照的多个示意图。图4Α至图4C是在下面描述电磁谐振的电路分析期间参照的多个示意图。图2Β是示出对于其中如图2Α所示不存在电力中继终端5的情况下的输送特性的图，其表示由AC电源部分36产生的AC电流的频率与耦合量(quantity)之间的关系。如
8根据图2B所显然的，存在谐振频率。详细而言，该输送特性是在自谐振频率处具有峰的单峰特性。图2C是示出从一个谐振设备到另一个谐振设备的距离与耦合量或衰减量之间的关系的图。如根据图2C所显然的，对于某一谐振频率，存在耦合量等于最大值的谐振设备距离。此外，对于较低的谐振频率，可以通过增加谐振设备之间的距离来获得最大耦合量， 而另一方面，对于较高的谐振频率，可以通过减小谐振设备之间的距离来获得最大耦合量。 然而，在图中未示出这些现象。另一方面，对于其中如图3A所示存在电力中继终端5的情况，图;3B是示出由AC 电源部分36产生的AC电流的频率与耦合量或衰减量之间的关系的图，而图3C是示出从一个谐振设备到另一个谐振设备的距离与输送效率之间的关系的图。如根据图:3B所显然的， 衰减量根据频率而变化。另一方面，如根据图3C所显然的，存在输送效率等于最大值的谐振设备距离。更加清楚地说，通过在电力供应谐振设备38和电力接收谐振设备78之间的中间位置提供电力中继谐振设备58，在靠近也被简称为谐振频率的自谐振频率的频率处， 如图:3B所示衰减量可以被设置为最小值，而如图3C所示输送效率可以被设置为最大值。因而，可以延长允许电力供应谐振设备38和电力接收谐振设备78之间的输送效率被维持在固定值的输送距离。例如，如图4A所示，电力供应谐振设备38、电力中继谐振设备58和电力接收谐振设备78中的每个被设计为具有矩形环状线圈和外部附接电容器的矩
形环状天线。矩形环状线圈具有边a和线直径bcp，且由铜等制成。另一方面，外部附接电
容器具有电容C (cpF)。矩形环状天线具有自谐振频率f0 (MHz)。图4B是示出图4A中所示的配置的等效电路的图。可以由电阻组件R、电感组件L 和电容组件C来表示每一个矩形环状天线。在图4B中示出的等效电路处于磁场谐振的状态。磁场谐振提供在磁场中的耦合。在磁场谐振的状态下，可以由LC谐振器来表示充当谐振器的每个天线，而可以由具有耦合系数k的互感Lm来表示耦合。执行电路分析以找到电力供应谐振设备38和电力接收谐振设备78之间的输送的最大效率。通过进行如下假设并且通过将充当信号源的电力供应电源部分32和充当负载的电力接收电源部分72各自的阻抗Rs和IU进行匹配来执行电路分析，所述假设即电力供应谐振设备38与电力接收谐振设备78之间的耦合系数为k，每个矩形环状天线的电阻组件的电阻为R，每个矩形环状天线的电感组件的电感为L，且每个矩形环状天线的电容组件的电容为C。通过将具有与电力供应谐振设备38和电力接收谐振设备78的自谐振频率相等的自谐振频率的电力中继谐振设备58放置在电力供应谐振设备38与电力接收谐振设备 78之间的中间位置处，可以将等效电路配置为3级。在图4C中示出上述电路分析的结果。在图4C中，由箭头A指示的曲线表示对于包括被放置在电力供应谐振设备38与电力接收谐振设备78之间的中间位置处的电力中继谐振设备58的配置而获得的电路分析结果，而由箭头B指示的曲线表示对于不包括电力中继谐振设备58的配置而获得的电路分析结果。与不包括电力中继谐振设备58的配置相比，在包括电力中继谐振设备58的配置的情况下，即使对于较长的输送距离，衰减量也可以被抑制为较小值。因而，可以提高输送的效率。在包括电力中继谐振设备58的配置的情况下， 例如，在80%的输送效率处，距离特性是不包括电力中继谐振设备58的配置的距离特性的 1.7倍，显示出非常大的改进。在图中未示出用于电场谐振的等效电路和等效电路的特性。然而，可以以与磁场谐振的等效电路和等效电路的特性相同的方式来想像用于电场谐振的等效电路和等效电路的特性。也就是说，电场谐振提供电场中的耦合。在电场谐振的情况下，可以由LC谐振器来表示充当谐振器的每个天线，而可以由具有耦合系数k的互电容Cm来表示耦合。换句话说，电场谐振与磁场谐振的不同之处在于在电场谐振的情况下，由互电容Cm来表示耦合， 而在磁场谐振的情况下，由互感Lm来表示耦合。然而，电场谐振与磁场谐振在电磁上并不是非常不同。例如，可以以与磁场谐振的诸如功率损失和输送效率的特性相同的方式来想像电场谐振中诸如功率损失和输送效率的特性。如上所述，在电力供应谐振设备38和电力接收谐振设备78之间的中间位置处仅存在一个电力中继谐振设备58。然而，应当注意的是，可以使用多个电力中继谐振设备58。 在该情况下，可以进一步提高输送距离。此外，如所公知的，在无需以严格的方式来调节每一个谐振设备的角度的情况下， 可以将输送效率提高到某一程度。电力供应谐振设备38、电力中继谐振设备58和电力接收谐振设备78中的每一个的特性值由于电力供应谐振设备38、电力中继谐振设备58和电力接收谐振设备78的姿态(posture)而变化。姿态包括方向和角度。然而，电力供应谐振设备38、电力中继谐振设备58和电力接收谐振设备78的基本特性波形近似彼此相同。应当注意的是，如果任一特定谐振设备的轴与另一谐振设备的轴电磁垂直，也就是说如果任一特定谐振设备的轴相对于另一谐振设备的轴被电磁旋转90度，则几乎无法建立基于磁场旋转的耦合。因而，衰减量显著增加。然而，在实际中，在多数情况下任一特定谐振设备的轴不会相对于另一谐振设备的轴被电磁旋转正好90度。因此，可以在该特定谐振设备与另一谐振设备之间传递一部分电力。此外，即使电力中继谐振设备58没有被放置在连接电力供应谐振设备38与电力接收谐振设备78的轴上，也就是说，即使电力中继谐振设备58被放置在电力供应谐振设备38和/或电力接收谐振设备78的周边(periphery)，也可以在电力供应谐振设备38、电力中继谐振设备58和电力接收谐振设备78之间建立基于谐振的耦合。从而，可以提高从电力供应谐振设备38到电力接收谐振设备78的输送效率。对于布置问题的解决方案的原理 采用电力中继谐振设备58的配置产生了如何将电力中继谐振设备58放置在电力供应谐振设备38与电力接收谐振设备78之间的位置的问题。在仅有一个电力中继谐振设备58的情况下，电力供应谐振设备38与电力接收谐振设备78的中间位置是对于电力中继谐振设备58的最佳位置。存在两种模式的问题。第一种模式的问题是如何将电力中继谐振设备58固定在提前确定的位置处。当使用多个电力中继谐振设备58时产生第二种模式的问题，即如何确定放置电力中继谐振设备58的间隔的问题。固定技术首先，下面的描述解释第一种模式的问题以及对于作为固定技术问题的问题的解决方案的原理。如先前所述的，电力中继谐振设备58充当转发器。因为电力中继谐振设备 58自身具有诸如线圈结构之类的简单的天线结构，所以电力中继谐振设备58的配置也是简单的。如图4B所示，电力中继谐振设备58电气上包括确定自谐振频率的电感组件L和电容组件C。自谐振频率是电力中继谐振设备58唯一的电谐振频率。由电力中继谐振设备 58的线圈的形状和电力中继谐振设备58的线圈匝数来确定电感L，而由在电力中继谐振设备58的线圈周边存在的寄生电容来确定电容C。根据转发器的结构，必然可以通过利用固定电容器来配置寄生电容，以形成具有所需要的谐振频率的谐振电路。如果穿过转发器的磁力线Φ (或磁场H)根据自谐振频率随着时间的流逝而改变， 则由于转发器自身是谐振电路而在转发器上累积可观(apparent的电力。因而，转发器彼此谐振，使得电力从一个转发器传递到另一个。因为以较大功率谐振的转发器达到极高的电压，所以出现了如何建立一种用于固定转发器以使得在这样的状态下不会不经意地触碰到转发器的方法的问题。此外，因为转发器自身是具有极大Q值⑴值表示线圈谐振的程度)的谐振电路，所以可能由于用于固定转发器的材料的品质而降低Q值，以致恶化了电力输送的效率。因此，也出现了如何固定转发器而不会降低Q值的问题。例如，当转发器被不经意地放置在使得转发器自身与金属物品直接接触的位置时，谐振频率改变，降低了 Q值。结果，降低了电力输送的效率。也就是说，当在实际中利用转发器时，将转发器固定在适当的位置是很重要的。此时，想到有必要采用考虑转发器自身的特性的转发器固定方法。为了解决第一种模式的问题，根据本实施例，通过利用绝缘件，将充当转发器的电力中继谐振设备58提供在提前确定的位置处，该绝缘件具有用于承载通过采用谐振方法执行的电力输送的承载力。具有用于承载通过采用谐振方法执行的电力输送的承载力的绝缘件是具有电绝缘特性的元件。因而，绝缘件具有能够承载谐振时的高电压和高电流的电压/电流容量。 此外，提供不造成磁饱和的绝缘件也很重要。这是因为磁饱和恶化了绝缘特性。当然，谐振时间条件受到在非接触电力输送系统的规范中描述的应用条件的影响。例如，用于放置在普通空间中的转发器的绝缘件所需的承载力与用于嵌入到电路设备中的转发器的绝缘件所需的承载力不同。放置在普通空间中的转发器的典型示例是用于至少cm量级的较长输送距离的转发器。在下面的描述中，该用于较长输送距离的典型转发器被称为前者 (former)转发器。另一方面，嵌入到电路设备中的转发器的典型示例是用于不大于mm量级的较短输送距离的转发器。在下面的描述中，该用于较短输送距离的典型转发器被称为后者(latter)转发器。例如，在前者转发器的情况下，用玻璃或绝缘体材料制成的绝缘件是具有前者转发器所需的承载力的绝缘件。另一方面，在后者转发器的情况下，可以使用诸如电介质或半导体材料之类的基本材料(basic material)来制造具有后者转发器所需的承载力的绝缘件。在任一种情况下，在制造电力中继终端5的过程中，充当转发器的电力中继谐振设备58可以被固定在采用简单方法而确定的位置处。关注于被称为第一种模式的问题的上述问题的配置被称为第一实施例，后面将具体描述。例如，基于绝缘体被固定在高压电线上的假设，已通过考虑沿面放电(craping electrical discharge)并通过将绝缘体的形状和绝缘体的长度的每个设置为依据在高压电线上表现的电压而变化的值，而实际做出了绝缘体。未来，如果假定通过利用转发器以非接触方式来供应电力的操作，则可以非常有效地使用用于制作绝缘体的现有技术。也就是说，可以非常有效地利用现有技术，因为该技术允许减少新绝缘体的开发和制造成本。通过利用绝缘体来固定转发器，可以简化转发器固定方法以便能够创建非常有效的手段。例如， 在不久的将来，可以假定转发器技术也被应用于作为用于向电动车供应电力的方法而采用的非接触电力供应技术。利用这样的假设，转发器固定方法可被用作极为有效的手段。用于放置多个转发器的技术
接下来，下面的描述解释第二种模式的问题和对该问题的解决方案的原理，该第二种模式的问题是当应当放置多个转发器时出现的问题。如根据图3显然的，如果谐振器之间的距离太短，则谐振器之间的电力输送的效率恶化。在采用多个转发器的配置中电力输送的效率也恶化。也就是说，同样在采用多个转发器的配置的情况下，如果谐振器之间的距离太短，则谐振器之间的电力输送的效率也恶化。这是因为，如果谐振器之间的距离太短，则谐振器的谐振特性彼此重叠。因此，每个表示线圈谐振的程度的Q值降低。结果，谐振器之间的电力输送的效率恶化。电力输送效率的恶化使得通过考虑转发器的电特性来利用转发器的方法成为必要。具体而言，当将要放置多个转发器时，电力输送效率的恶化可以被解释为需要通过考虑转发器的电特性来利用转发器。图5是在下面描述关于两个转发器分别被放置于彼此靠近的两个位置处的情况下的电特性期间参照的示意图。因为转发器是具有极大Q值的谐振电路，所以由于转发器之间的电干扰，谐振频率从原始值分裂为2个或更多个频率。在图5示出的典型示例的情况下，谐振频率从原始值分裂为2个频率，指示在2个转发器之间存在电干扰。结果，降低了原始谐振频率处的Q值。在其中放置多个转发器并且可以利用较高的自由度来输送电力的假定空间(space)中，密集地放置转发器将反而降低电力输送的效率。例如，由于电力供应谐振器与电力接收谐振器之间的电耦合而发生磁场谐振。因而，如果延长谐振器之间的距离，则减弱电耦合，降低了互感。另一方面，如果缩短谐振器之间的距离，则电耦合变得更强，增加了互感。如图5所示，如果缩短谐振器之间的距离，增加了互感，则谐振频率分裂为2个值。随着逐渐延长谐振器之间的距离，降低互感，谐振频率的2个值彼此靠近，最终重合(merge)为一个值。当在谐振频率的2个值已经重合为一个值之后进一步延长谐振器之间的距离时，重合为一个值的2个谐振频率不再移动，并且仅仅是电力输送的效率降低。在电场谐振的情况下在谐振器之间的距离变化时产生的现象与在磁场谐振的情况下在谐振器之间的距离变换时产生的现象相同。也就是说，如果缩短谐振器之间的距离， 增加了互感，则谐振频率分裂为2个值。随着逐渐延长谐振器之间的距离，降低互感，谐振频率的2个值彼此靠近，最终重合为一个值。当在谐振频率的2个值已经重合为一个值之后进一步延长谐振器之间的距离时，重合为一个值的2个谐振频率不再移动，并且仅仅是电力输送的效率降低。在该过程中，如果Q值固定，也就是说如果例如不存在转发器，则在谐振频率的2 个值重合为一个值之前谐振频率处的电力输送效率近似固定。然而，在转发器的情况下，实际上，谐振器之间的距离越短，也即转发器与电力供应谐振器之间的距离越短和/或转发器与电力接收谐振器之间的距离越短，则Q值越小。因而，谐振器之间的距离越短，电力输送的效率越低。然而，从不知晓技术细节的普通人的观点看，当电力在空间中广泛分布时，出现了认知上的错误概念，即认为转发器的数量越大，也就是说，转发器的密度越高，则电力的分布越有效。本质上，通过包括要处理的磁力线的频率、电力输送的距离、线圈的电特性(即阻抗匹配)和尺寸的因素来确定转发器的最佳密度。即使转发器被放置在适当的位置，转发器之间的距离也可能是不希望的短，则可想而知降低了电力输送的效率。为了解决第二种模式的问题，本实施例提供了一种进一步增加基于谐振的电力输送的距离的转发器技术。根据该技术，当使用其每个充当转发器的多个电力中继谐振设备 58时，转发器被固定在使得转发器之间的距离不太短的位置处。更具体地说，在本实施例中，转发器被固定在使得转发器之间的距离不短于被定义为所允许的最小间隔的可允许最小间隔的位置处。也就是说，希望应用用于解决第一种模式的问题的技术，以将转发器固定在使得转发器之间的距离不短于可允许最小间隔的位置处。关注于第二种模式的配置被称为第二实施例，后面将具体描述。例如，在通过将转发器间隔设置为不小于可允许最小间隔的值来制造电力中继终端5的过程中，采用第一种或第二种技术。根据第一种技术，对每个转发器使用提供不小于可允许最小间隔的转发器间隔的容纳壳。另一方面，根据第二种技术，使用也被称为托盘的平台(pallet)来放置转发器。在任一种技术中，罩住(cover)转发器，以便以适当的密度放置转发器。因此，可以以不短于可允许最小间隔的间隔来放置转发器。例如，根据第一种技术，充当转发器的电力中继谐振设备58被容纳在容纳壳中， 该容纳壳具有不小于可允许最小间隔的外尺寸，或者该电力中继谐振设备58被期望容纳在容纳壳的中心。在转发器已被容纳在容纳壳中的情况下，利用绝缘件来填充该容纳壳。在该容纳壳中，希望提供具有谐振时所需的承载力的、用于填充容纳壳的绝缘件。此外，如果用于填充容纳壳的绝缘件具有谐振时所需的足够的承载力，则可以利用诸如金属的导电材料来制作容纳壳。希望提供也具有谐振时所需的承载力的容纳壳。取代于被放置在其容纳壳的中心，转发器可以被放置在其容纳壳的一侧位置。然而，在将多个容纳壳彼此链接的过程中，只要每个容纳壳具有不小于可允许最小间隔的尺寸且每个转发器被放置在其容纳壳的相同的一侧位置，转发器之间的距离就可以被维持在不短于可允许最小间隔的值。此外，如果每个转发器被放置在其容纳壳的中心，则不管容纳壳的位置关系如何，在将多个容纳壳彼此链接的过程中，只要每个容纳壳具有不小于可允许最小间隔的尺寸，转发器之间的间隔就可以被维持在不小于可允许最小间隔的值。通过将每个转发器容纳在具有不小于可允许最小间隔的尺寸的容纳壳中，不管容纳壳是否被链接以形成阵列，转发器自身都可以防止与另一金属件接触，并且同时，从不直接触碰具有高电压的转发器。此外，可以防止以短于可允许最小间隔的间隔来放置多个转发器。结果可以防止电力输送的效率下降。因而，第一种技术是一种用于将每个转发器容纳在容纳壳中的简单的方法，因此可以被用作极为有效的手段。根据第二种技术，在制造电力中继终端5的过程中，通过利用固定框，将充当转发器的每个电力中继谐振设备58放置于作为划分分段机构的结果而得到的区段之一的希望位置处，所述固定框用于以不短于可允许最小间隔的间隔来固定各区段。希望将每个转发器置于其区段的中心。利用绝缘件来配置分段机构。作为用于定位每个电力中继谐振设备 58的机制，可以采用用于对准电力中继谐振设备58的诸如平台(也被称为托盘)之类的手段。通过采用这样的手段，可以降低制造电力中继终端5的过程的成本和执行该过程所花费的时间。此外，利用较高的可靠度将谐振器之间的距离维持在不短于可允许最小间隔的值。在这种情况下，谐振器之间的距离不仅是电力中继谐振设备58之间的距离，而且是电力中继谐振设备58与电力供应谐振设备38之间的距离以及电力中继谐振设备58与电力接收谐振设备78之间的距离。这是因为，因为区段间隙(pitch)不小于可允许最小间隔， 所以即使每个转发器被置于区段之一上，转发器之间的间隔也不短于可允许最小间隔。此外，如果每N个区段放置一个转发器，则转发器之间的间隔变为等于区段间隙的N倍，并且当然长于可允许最小间隔。第二种技术也是一种简单的方法，该方法根据考虑了每个转发器自身的特性以便防止由于转发器之间的干扰而导致电力输送的效率恶化。也就是说，第二种技术是用于防止转发器被放置在彼此太靠近的位置的手段。存在使用用于采用非接触技术来中继电力的转发器的各种方式。然而，如果没有很好地理解转发器的特性，则不能实现利用转发器的期望效果。转发器的Q值是转发器的特性的一个典型示例。然而，通过采用上述第一种技术或第二种技术，可以防止由于谐振器之间的距离太短而导致的Q值的下降或者至少使Q值的降低最小化，其中Q值表示通过谐振器之间的互耦合而引起的线圈谐振的程度。在这种情况下，谐振器之间的距离不仅是转发器的谐振器之间的距离，而且是转发器的谐振器与电力供应侧上的谐振器之间的距离以及转发器的谐振器与电力接收侧上的谐振器之间的距离。第一种技术和第二种技术是用于防止由于谐振器之间的距离太短而导致电力输送的效率下降的好手段。第一实施例的第一典型示例图6A至图6D是在下面描述根据本公开的第一实施例的第一典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的多个示意图。具体而言，图6A是示出与第一实施例的第一典型示例进行比较的比较示例的图，而图6B至图6D是示出第一实施例的第一典型示例的多个图。 在第一实施例的第一典型示例中，也被称为固定基体的保持体(holding body)典型地是诸如铁塔之类的金属体502。因此，第一实施例的第一典型示例是其中转发器被固定在固定基体上的典型应用。因为转发器是具有极高Q值的谐振电路，所以如果转发器被用作谐振方法中输送距离至少为cm量级的电力输送介质，则转发器自身将具有至少1，000V的极高电压。此外， 因为转发器自身需要具有较大Q值，所以必须小心放置和固定转发器，因为可以预料到用于固定转发器的材料和该材料周围的物品的品质的效果可能降低Q值。例如，当与电力中继谐振设备58对应的转发器558被固定在构造/建筑柱梁或如图6A所示的铁塔之类的金属体502上时，利用金属材料504将转发器558直接固定在金属体502上。在该情况下，因为铁塔自身充当地，所以转发器阳8自身被直接连接到地。结果，Q值降低，以致电力输送介质的功能损失。因此，有必要实际将转发器558从金属体502浮置或使转发器558实际上处于与金属体502电气断开的状态。然而，即使转发器558从金属体502浮置，也有必要设计一种能够承载谐振时的高电压和大电流的转发器。作为对于上述问题的一种典型的解决方案，如图6B所示，通过利用具有谐振时所需的承载力的绝缘件560将转发器558固定在金属体502上，来使用电力中继终端5。例如，绝缘体一般可被用作绝缘件560。在该情况下，绝缘体被用于固定和保持不具有绝缘膜的电力输送线缆。此外，如果绝缘件560应当具有电气上起到绝缘体作用的材料的品质，则也可以使用一片玻璃来作为绝缘件560。如果例如在诸如为电动车进行电气充电的操作之类的大功率环境下通过使用转发器558来配置非接触电力输送系统1，则认为第一实施例的第一典型示例提供了有效的基本技术。第一实施例的第二典型示例图7A和图7B是在下面描述根据第一实施例的第二典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的多个示意图。更具体而言，图7A是示出充当要与第一实施例的第二典型示例进行比较的比较示例的由第一实施例提供的第一典型示例的图，而图7B是示出第一实施例的第二典型示例的图。第一实施例的第二典型示例是如下典型应用，其中保持体512(也被称为固定基体)自身具有谐振时所需的承载力，且转发器558被固定在保持体512上。例如，保持体512 是一片玻璃或用于保持电力中继终端5的绝缘物。在该情况下，如图7B所示，转发器558 可被直接固定在保持体512上。例如，可以通过使用粘接物514或金属体504而将转发器 558固定在保持体512上。顺便提及，即使保持体512是绝缘体，但只要保持体512的材料品质具有大的电介质损耗，就不可将该转发器固定/使用方法应用于保持体512。第一实施例的第三典型示例 图8A和图8B是在下面描述根据第一实施例的第三典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的多个示意图。更具体而言，图8A是示出充当要与第一实施例的第三典型示例进行比较的比较示例的由第一实施例提供的第一典型示例的图，而图8B是示出第一实施例的第三典型示例的图。第一实施例的第三典型示例是如下典型应用，其中如果保持体522自身具有谐振时所需的承载力，则保持体522被形成为管子形状且在该管子中固定转发器558。例如， 电力中继终端5被提供有形成为管子形状的保持体522，利用具有谐振时所需的承载力的绝缘件来配置该保持体522。在该情况下，转发器558被嵌入在保持体522内部，直接固定在保持体522的内表面上提前确定的位置处。典型地，通过粘接物将转发器558固定在位置上。在第一实施例的第三典型示例中，作为电力供应手段，在使得人们很难进入转发器558的位置的位置处使用该转发器558。在该情况下，可想到第三典型示例可被应用为用于固定转发器阳8的方法。例如，建议读者假定极长管道的通道。这种通道的一个典型示例是直接移动到静止卫星或来自静止卫星的升降机(elevator)。通过使用配线吊起普通的升降机，并将其上下移动。在极长升降机的情况下，不执行配线控制。作为替代，读者可以假定沿管子的内部来回移动的火车的景象。当然，可以通过利用火车的铁轨来为火车供应电力。然而，如果配线由于某些问题而断开，则可以想到将转发器558用作用于向火车供应补充电力的手段。沿诸如由玻璃制成的管子之类的管子按相等间隔来放置和固定转发器 558，从而玻璃管子自身被视作电力输送介质。在该情况下，玻璃管子是假定的升降机，其极长且对应于保持体522。当然，电流不像在具有导电配线的情况中那样直接流到玻璃管子。如上所述，作为电力供应手段，可以在使得人们很难进入转发器558的位置的位置处使用该转发器阳8。作为用于固定转发器558的方法，第一实施例的第三典型示例极为有效。第一实施例的第四典型示例图9是在下面描述根据第一实施例的第四典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的示意图。第一实施例的第四典型示例应用于被嵌入在诸如半导体器件之类的电路器件中的非接触电力输送系统1。在该情况下，如果电力供应谐振设备38和电力接收谐振设备78之间的输送距离受到制造限制，则第一实施例的第四典型示例被应用于提供电力中继终端5的过程。例如，在被嵌入在半导体器件中的非接触电力输送系统1的情况下，第一实施例的第四典型示例被应用于创建半导体的层叠结构。
15
图9是示出电力供应谐振设备38、电力接收谐振设备78、包括在电力中继终端5 中的电力中继谐振设备58、衬底531-533和金属层M1-543的图。假设由于制造限制，在上级处，在衬底531上提供电力供应谐振设备38和金属层M1，而在中间级处，在衬底532 上提供金属层542和电力中继谐振设备58。在下级处，在衬底533上提供电力接收谐振设备78和金属层M3。以该结构，电力从电力供应谐振设备38传递到电力接收谐振设备78。 然后，所传递的电力被供应给金属层M3。在类似于图中所示结构的结构中，在电力供应谐振设备38与电力接收谐振设备 78之间的金属层542中创建电力中继终端5的电力中继谐振设备58，以增加电力供应谐振设备38与电力接收谐振设备78之间的电力输送的效率。衬底531和衬底532被用作用于保持和固定电力中继谐振设备58的绝缘件。第二实施例第二实施例的第一典型示例图IOA和图IOB是在下面描述根据本公开的第二实施例的第一典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的多个示意图。第二实施例的第一典型示例是如下的典型应用， 其中，每个转发器被容纳在具有不小于可允许最小间隔的外尺寸的容纳壳中。电力中继终端5具有如下结构，其中每个转发器558被容纳在容纳壳570中，容纳壳570具有不小于可允许最小间隔的外尺寸，或者希望每个转发器558被容纳在容纳壳 570的中心处。然后，在转发器558被容纳在容纳壳570中且不会接触容纳壳570的内壁的情况下，利用绝缘件574来填充该容纳壳570，以将转发器558固定在容纳壳570中。容纳壳570和充当填充材料的绝缘件574中的每个具有谐振时所需的承载力。应当注意的是， 在将转发器558放置在容纳壳570内部的过程中，取代利用绝缘件574来填充容纳壳570， 依据根据第一实施例的技术，以转发器558不会接触容纳壳壁表面的方式，通过利用绝缘件560来在容纳壳570中支撑和固定转发器558。在这样的过程中，希望利用绝缘件574来填充容纳壳570，以将绝缘特性增强到高于空气的绝缘特性的程度。为了以适当的密度来放置转发器558，如上所述，每个转发器558自身被容纳在容纳壳570中。换句话说，转发器558由充当外罩的容纳壳570罩住。然后，利用绝缘件574 来填充容纳壳570的内部以将转发器558固定在容纳壳570中。以这种方式，可以按照不短于提前确定的可允许最小间隔的间隔来放置转发器558。应当注意的是，在转发器558被容纳在容纳壳570中的情况下，转发器558自身的自谐振频率被置于最佳状态，该最佳状态被定义为其中转发器阳8的自谐振频率与电力供应谐振设备38的自谐振频率以及电力接收谐振设备78的自谐振频率匹配的状态。当输送电力时，转发器558自身产生极高的电压。然而，因为转发器558被容纳在容纳壳570中，所以不能从容纳壳570的外部直接接触到转发器558。在转发器558自身被容纳在容纳壳570中的情况下，当不经意地与金属片等直接接触时，转发器558的自谐振频率改变，降低了转发器558的Q值。结果，也降低了电力输送的效率。然而，可以作出努力来解决该问题。例如，通过以下而作出努力使得充当容纳转发器阳8的容纳壳570的外表面的材料的品质与绝缘体的品质相同，并且此外利用绝缘件574来填充容纳壳570的内部以实质降低电介质损耗。建议读者记住的是，希望提供一种配置，其中利于磁性材料来制作容纳壳570的外表面和绝缘件574，以使得转发器558能够以较高的Q值提供较大的电力。然而，在某些情况下这样的配置并不是绝对重要的。关键是取决于磁性材料的磁饱和。因而，利用具有不进入磁饱和的品质的磁材料来制作容纳壳570的外表面和绝缘件574是合意的。这样的第二实施例的第一典型示例可以被适当应用于下述情况。当转发器558被用作电力输送介质时，可通过采用下述方法来利用转发器阳8。例如，假设第二实施例的第一典型示例可被适当应用于人们几乎不能够进行维护工作的位置。这样的位置的典型示例是如下环境，其中电力被输送到用于拍摄诸如火山的喷发口之类的明确观测点的照片的照相机，并且电力输送线缆几乎不能从照相机的电源中拔出；诸如人造卫星的位置的宇宙空间；以及用于埋藏地雷的地点。例如，在用于拍摄诸如火山的喷发口之类的明确观测点的照片的照相机的情况下，想象到电力输送线缆可能由于喷射的岩浆等而被不经意地损坏。此外，一旦坏掉，则无法容易地修复电力输送线缆。对于其中应当向在宇宙空间中飘浮的人造卫星的外表面供应一些电力的情况也是如此，首要的是，因为人造卫星漂浮在宇宙空间中，所以人们不能容易地进行维护工作。此外，不能完全确定电力输送线缆决不会由于宇宙空间碎片等而受到破坏。也很难向用于埋藏地雷的地点供应电力。通过能够显著增加非接触电力输送距离的极有效的技术，使得转发器558可以应用于这些环境。然而，根据依据转发器558的电特性来利用转发器558的方法，具体而言是根据用于使用多个转发器558的方法，应当通过考虑每一个转发器558的特性来放置转发器558。 如上所述，这是因为，转发器558是具有极高电压的谐振器。因此，由于转发器558之间的干扰，谐振频率从其原始值分裂为两个值。结果，降低了原始谐振频率处的Q值。具体而言， 当假定其中放置多个转发器阳8并且可以以较高的自由度来汲取电力的空间时，以太短的间隔密集地放置转发器558将导致电力输送的效率下降。例如，如下设想用于向用来拍摄在诸如火山的喷发口之类的位置处的明确观测点的照片的照相机供应电力的方法。在该情况下，假。设照相机自身具有用于发送由照相机产生的图像数据的无线电装置功能。因而，不需要用于发送图像数据的线缆。然而，通常， 使用电力供应线缆来将安全电源连接到充当具有无线电装置功能的照相机的、被放置于火山的喷发口的照相机。然而，因为具有无线电装置功能的照相机被放置于火山的喷发口，所以在照相机的周围，火山可能正喷射出热蒸汽等。结果，电力供应线缆的套子(cover)可能由于火山所产生的热而熔化和破坏，以致无法执行线缆的功能。在这样的情况下中，不能容易地替换电力供应线缆。为了解决上述问题，依据第二实施例的第一典型示例，设计了一种用于从空中向照相机的周围分布(distribute)电力中继谐振设备58的方法，所述电力中继谐振设备58 的每一个在电力中继终端5中被容纳在容纳壳570中。从空中向照相机的周围分布的、充当电力中继谐振设备58的容纳壳的容纳壳570形成用于在照相机的周围向照相机传递电力的空间。当然，转发器558的间隔不能太短。此外，不存在与火山喷发所扩散的金属材料的相互干扰。结果，可以向照相机施加电力。当然，即使容纳壳570被岩浆等熔化或即使电力的供应由于滚落的岩石等的破坏而中断，也可以从空中向照相机的周围再次分布其每一个在电力中继终端5中被容纳在容纳壳570中的所述电力中继谐振设备58，而无需冒直接将电力供应线缆连接到照相机的风险。
第二实施例的第二典型示例图11是在下面描述根据第二实施例的第二典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的示意图。第二实施例的第二典型示例应用于如下配置，其中每个转发器被容纳在具有不短于可允许最小间隔的外尺寸的容纳壳中，且将多个这样的容纳壳链接以形成阵列。在图11所示的配置中，电力中继子终端fe是用于容纳转发器558的容纳壳570。 将多个这样的电力中继子终端fe适当链接，以形成电力中继终端5。通过以该方式形成电力中继终端5，可以实现电力输送空间。容纳壳570自身具有用于将转发器558之间的间隔适当维持在至少可允许最小间隔的足够尺寸。也就是说，只要容纳壳570自身具有这样的尺寸，则可以使得转发器558之间的间隔不短于可允许最小间隔。因而，即使由根本不知晓转发器阳8的特性的工人来执行转发器558的安装工作，第二实施例的第二典型示例也基于有效的技术提供了用于制作电力中继终端5而不会以太短的间隔放置转发器558的技术。第二实施例的第三典型示例图12是在下面描述根据第二实施例的第三典型示例的用于放置转发器的方法期间参照的示意图。第二实施例的第三典型示例被应用于如下配置，其中每个转发器被放在作为分段的结果而获得的、且按照不短于可允许最小间隔的间隔由固定框固定的区段之一的希望位置处。如图中所示，电力中继终端5支持分段机构580，在该分段机构580上，提供其每个具有也被称为托盘形的平台形的多个区段582。每一个区段582能够容纳容纳壳570，该容纳壳570用于容纳转发器558或电力供应谐振设备38 (或转发器558)。在区段582中单独放置电力供应谐振设备38的过程中，采用根据第一实施例的技术以便以电力供应谐振设备38不会与壁表面584接触的方式利用绝缘件560来支撑并固定电力供应谐振设备 38。希望进一步以与第二实施例的第一典型示例相同的方式利用绝缘件574来填充容纳壳 570，以将绝缘特性增强到高于空气的绝缘特性的程度。在容纳用于容纳转发器558的容纳壳570的过程中，通过采用根据第二实施例的第一典型示例的技术来提前固定转发器558。在分段机构580中，假定已利用绝缘件来配置用于创建区段582的壁表面584。壁表面584不仅包括侧表面，而且包括顶表面和底表面。应当注意的是，实际上，多个区段582 中的一个被用于电力供应终端3。换句话说，制造具有电力供应终端3和电力中继终端5的非接触电力输送系统1的半成本。如稍后将要描述的，这样的产品被配置为地板等，并且在地板上放置充当电力接收终端7的电子装置和其它装置，以产生非接触电力输送系统1的完成品。区段间隙被设置为不短于可允许最小间隔的值。在区段间隙被设置为这样值的情况下，转发器558或用于容纳转发器558的容纳壳570被放在每个区段582上，以完成制造电力中继终端5的过程，该电力中继终端5包括按照每个等于或长于可允许最小间隔的间隔来放置的转发器阳8。如果每N个区段放置一个转发器558，则转发器558的间隔等于区段间隙的N倍，当然长于可允许最小间隔。第二实施例的第三典型示例可以被很好地应用于下述情况。例如，在用于以非接触方式供应电力的现有方法中存在的电磁感应类型。该方法是利用线圈的电介质耦合的方法。采用该方法来向主要用于水中的电气产品供应电力。这样的电气产品的典型示例是电动牙刷和电动剃须刀。该方法的特征在于不需要电接触。另一方面，根据该实施例的利用转发器558的非接触电力供应方法具有展示出不能通过电磁感应类型获得的效果的谐振类型。也就是说，两种方法都是利用AC磁力线或AC 磁场的空间电力输送方法。然而，与电磁感应类型相比，谐振类型通过提供具有较高Q值的谐振器或谐振设备来以无源方式输送电力。因而，与电磁感应类型相比，谐振类型能够向被放置于远离电力供应装置的位置处的电力接收装置供应电力。此外，谐振类型也采用诸如利用转发器阳8的技术之类的技术。当然，谐振类型不需要电接触点。例如，依据两种方法中的每个，存在一种假设配置，其中线圈被放在地板的表面， 以配置与图12中示出的电力输送空间类似的电力输送空间。在假设配置中，使用不需要 100V AC插头的清洁器(cleaner)。在该情况下，因为本实施例实现谐振类型，所以可以减少其每个在该实施例中充当谐振器的线圈的数量。此外，在电磁感应类型的情况下，有必要对每个线圈提供用于向线圈供应电力的电路或能够向线圈供应电力的部分。需要电力供应电路或电力供应部分以恰好与清洁器正在线圈上移动的时刻对应的定时来向线圈供应电力。也就是说，在具有通常已采用的电磁感应类型的非接触电力供应系统的情况下，电力供应源和电力接收方有必要共享磁通量。 因而，为了以高度的效率来输送电力，电力供应源和电力接收方必须被放置在彼此靠近的相应位置处。此外，对准耦合轴也很重要。另一方面，在根据实施例的谐振类型的情况下，所放置的线圈执行充当转发器558 的谐振器的功能。因而，如果向用作谐振器的任一个线圈供应电力，则可以执行相同的功能。与电磁感应类型相比，实施例所提供的、作为利用谐振现象的方法的非接触电力供应方法能够利用谐振现象的原理的优点来在较长距离上输送电力。此外，实施例所提供的非接触电力供应方法具有如下优点即，即使耦合轴在一定程度上未对准，电力输送的效率也不会恶化很多。已经通过描述实施例而示意了本公开。然而，本公开的技术领域绝不受对于实施例所解释的范围的限制。也就是说，在不背离本公开的要旨的范围内，可以以各种方式将实施例修改和/或改进为多个改进修改。在该情况下，包括修改以及改进的配置也包括在本公开的技术领域内。此外，上述实施例绝不限制本公开的范围，由该公开的本说明书所附的权利要求中描述上述范围。关键在于，在实施例的描述中解释的特征的所有组合从来就不是作为用于解决问题的手段的、本公开所提供的手段所绝对需要的。上述实施例包括在各个阶段发生的公开，并且利用多个公开配置先决条件中的适当组合，可以提取各种公开。即使去掉在实施例中示出的所有配置先决条件中的一些，可以将不具有去掉的配置先决条件的配置提取为公开，只要该配置展示出效果。本公开包括涉及在2010年7月15日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-160412中公开的主题，其整体内容通过引用而被合并于此。本领域技术人员应当明白，取决于设计需求和其它因素，可以产生各种修改、组合、子组合和替换，只要它们在所附权利要求及其等同物的范围内。
权利要求
1.一种电力中继装置，被提供在电力供应装置与电力接收装置之间所述电力供应装置包括电力供应谐振设备和电力供应电源部分，所述电力供应电源部分用于向所述电力供应谐振设备供应AC电流；并且所述电力接收装置具有电力接收谐振设备，用于通过采用谐振方法从所述电力供应装置接收电力，所述电力中继装置包括在所述电力供应谐振设备和所述电力接收谐振设备之间谐振的电力中继谐振设备，其中通过利用绝缘件而将所述电力中继谐振设备固定在预定位置处。
2.根据权利要求1所述的电力中继装置，其中，用玻璃或绝缘材料制成所述绝缘件。
3.根据权利要求1所述的电力中继装置，其中，所述电力中继装置还包括支撑体，其被配置为充当所述绝缘件，用于将所述电力中继谐振设备支撑在导电保持体上的预定位置处。
4.根据权利要求1所述的电力中继装置，所述电力中继装置还包括保持体，其被配置为充当所述绝缘件，其中当所述电力中继谐振设备被封装到所述保持体内时，所述电力中继谐振设备被固定在所述保持体的封装表面上的预定位置处。
5.根据权利要求1所述的电力中继装置，所述电力中继装置包括容纳壳，用于容纳所述电力中继谐振设备，其中当所述电力中继谐振设备被容纳到所述容纳壳的内部时，利用所述绝缘件来填充所述容纳壳。
6.根据权利要求5所述的电力中继装置，其中，利用所述绝缘件来配置所述容纳壳。
7.根据权利要求5所述的电力中继装置，其中，所述电力中继谐振设备被容纳在所述容纳壳的中心。
8.根据权利要求5所述的电力中继装置，所述电力中继装置具有多个容纳壳，每个容纳壳用于容纳多个所述电力中继谐振设备中的一个。
9.根据权利要求1所述的电力中继装置，所述电力中继装置包括多个所述电力中继谐振设备，其中所述电力供应谐振设备与每一个所述电力中继谐振设备之间的距离、任两个所述电力中继谐振设备之间的距离以及所述电力接收谐振设备与每一个所述电力中继谐振设备之间的距离被设置为相同的值。
10.根据权利要求2所述的电力中继装置，所述电力中继装置包括分段机构，用于对准所述电力中继谐振设备，其中所述电力中继谐振设备中的每一个能够被放置在由所述分段机构的分段而得到的区段之一处。
11.根据权利要求10所述的电力中继装置，其中，所述电力中继谐振设备中的每一个能够被放置在所述区段之一的中心处。
12.根据权利要求10所述的电力中继装置，其中，利用所述绝缘件来配置所述分段机构。
13.一种电力输送系统，包括电力供应装置，包含电力供应谐振设备和电力供应电源部分，所述电力供应电源部分用于向所述电力供应谐振设备供应AC电流；电力接收装置，具有电力接收谐振设备，用于通过采用谐振方法从所述电力供应装置接收电力；以及电力中继装置，放置于所述电力供应装置和所述电力接收装置之间，并被提供有在所述电力供应谐振设备和所述电力接收谐振设备之间谐振的电力中继谐振设备，其中通过利用绝缘件将所述电力中继谐振设备固定在所述电力中继装置中的预定位置处。
14.一种用于制造电力中继装置的方法，所述电力中继装置被提供在电力供应装置与电力接收装置之间所述电力供应装置包括电力供应谐振设备和电力供应电源部分，所述电力供应电源部分用于向所述电力供应谐振设备供应AC电流；并且所述电力接收装置具有电力接收谐振设备，用于通过采用谐振方法从所述电力供应装置接收电力，使得所述电力中继装置具有在所述电力供应谐振设备和所述电力接收谐振设备之间谐振的电力中继谐振设备，其中通过利用绝缘件而将所述电力中继谐振设备固定在预定位置处。
15.根据权利要求14所述的用于制造电力中继装置的方法，其中，在所述电力中继谐振设备已被容纳在用于容纳所述电力中继谐振设备的容纳壳中之后，利用所述绝缘件来填充所述容纳壳的内部。
16.根据权利要求14所述的用于制造电力中继装置的方法，其中，在所述电力中继谐振设备中的每一个已被放置在由用于对准所述电力中继谐振设备的分段机构的分段而得到的区段之一处之后，通过利用所述绝缘件来填充所述电力中继谐振设备。
全文摘要
这里公开了一种电力中继装置，被提供在电力供应装置与电力接收装置之间所述电力供应装置包括电力供应谐振设备和电力供应电源部分，所述电力供应电源部分用于向所述电力供应谐振设备供应AC电流；并且所述电力接收装置具有电力接收谐振设备，用于通过采用谐振方法从所述电力供应装置接收电力，所述电力中继装置包括在所述电力供应谐振设备和所述电力接收谐振设备之间谐振的电力中继谐振设备，其中通过利用绝缘件而将所述电力中继谐振设备固定在预定位置处。
文档编号H02J17/00GK102340186SQ20111019121
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月8日 优先权日2010年7月15日
发明者成清隆, 浦本洋一 申请人:索尼公司