线圈单元以及无线电力传输装置的制造方法_3

文档序号:9237596阅读:来源:国知局
Bnlb、以及通过磁性体Fa的磁通Bf lb。
[0050]无线电力传输装置Slb具有无线送电装置Utlb和无线受电装置Urlb。并且,无线送电装置Utlb具有电源PW、变频器INV、第I以及第2送电线圈Lta、Ltb、以及磁芯Ctb。还有,无线受电装置Urlb具有受电线圈单元Lrul和整流电路DB。
[0051]在此,无线电力传输装置Slb的电源PW、变频器INV、受电线圈单元Lrul及整流电路DB的结构与第I实施方式所涉及的无线电力传输装置SI中的相应构件相同。在无线电力传输装置Slb中,替代送电线圈Lt而具备第I以及第2送电线圈Lta、Ltb、以及磁芯Ctb,在这一点上不同于无线电力传输装置SI。下面,重点说明与无线电力传输装置SI的不同点。
[0052]第I以及第2送电线圈Lta、Ltb并列设置在同一平面上,第I以及第2送电线圈Lta,Ltb的轴均与第I以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈单元Lrul的对置方向平行。第I以及第2送电线圈Lta、Ltb将由铜或铝等的绞合线构成的绕组卷绕成平面状而形成。根据与受电线圈单元Lrul之间的间距和所希望的电力传输效率等适当地设定第I以及第2送电线圈Lta、Ltb的匝数。第I送电线圈Lta和第2送电线圈Ltb被串联电连接。第I以及第2送电线圈Lta、Ltb与变频器INV连接。通过第I以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈单元Lrul对置以无线方式传输电力。
[0053]还有,第I送电线圈Lta和第2送电线圈Ltb的在电流流过时所产生的磁场的方向相互成为相反方向。即,当第I送电线圈Lta和第2送电线圈Ltb的卷绕方向为相同方向时,被连接为使流过第I送电线圈Lta的电流的方向和流过第2送电线圈Ltb的电流的方向相互成为相反方向即可。或者,当第I送电线圈Lta和第2送电线圈Ltb的卷绕方向相互为相反方向时,被连接为使流过第I送电线圈Lta的电流的方向和流过第2送电线圈Ltb的电流的方向相互成为相同方向即可。如此使所产生的磁场的方向相互成为相反方向,由此可通过彼此产生的磁场来有效地形成交链送电线圈Lta、Ltb双方的磁路。
[0054]磁芯Ctb沿着第I以及第2送电线圈Lta、Ltb的与和受电线圈单元Lrul对置的一侧相反的一侧而配置。磁芯Ctb使用铁素体等相对磁导率比较高的材料构成。通过磁芯Ctb,第I以及第2送电线圈Lta、Ltb的电感变高,并且第I送电线圈Lta与第2送电线圈Ltb的磁耦合变高,因此能够有效地产生磁通。
[0055]从第I以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈单元Lrul的对置方向观察时,磁芯Ctb的中心点与受电线圈单元Lrul的中心点重叠的情况下,磁芯Ctb的外轮廓位于比受电线圈单元Lrul的导体板Sa的外轮廓更靠内侧的位置。即,从第I以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈单元Lrul的对置方向观察时,受电线圈单元Lrul的导体板Sa的外轮廓位于比磁芯Ctb的外轮廓更靠外侧的位置。因此,通过导体板Sa,可更有效地抑制第I以及第2送电线圈Lta、Ltb与磁性体Fa的磁耦合变得过高,在由第I以及第2送电线圈Lta、Ltb产生的磁通中不与受电线圈Lr交链的磁通将形成选择性地通过磁性体Fa的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
[0056]接着,参照图3对由第I以及第2送电线圈Lta、Ltb产生的磁通及不必要的漏磁场的减小作用进行详细说明。
[0057]如图3所示,第I以及第2送电线圈Lta、Ltb产生与受电线圈Lr交链的磁通Btlb。通过该磁通Btlb与受电线圈Lr交链,在受电线圈Lr中产生电动势。
[0058]另一方面,如图3所示,第I以及第2送电线圈Lta、Ltb产生不与受电线圈Lr交链而大圈环绕至远离受电线圈单元Lrul的地方的磁通Bnlb、以及不与受电线圈Lr交链而通过磁性体Fa的磁通Bf lb。在此,通过磁导率高于周围空间的磁导率的磁性体Fa形成磁阻低于周围空间的磁阻的磁路,因此大圈环绕至远离受电线圈单元Lrul的地方的磁通Bnlb会减少,能够减少在远离受电线圈单元Lrul的地方形成的不必要的漏磁场。
[0059]在此,在受电线圈单元Lrul中,导体板Sa沿着受电线圈Lr的与和第I以及第2送电线圈Lta、Ltb对置的面相反的一侧的面而设置,因此可抑制因磁通Btlb形成通过磁性体Fa的磁路而使与受电线圈Lr交链的磁通减少。即,通过导体板Sa,可抑制第I以及第2送电线圈Lta、Ltb或受电线圈Lr与磁性体Fa的磁耦合变得过高,且能够防止第I以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈Lr的磁耦合显著下降。其结果,可抑制电力传输效率的下降。
[0060]尤其在本实施方式中,从第I以及第2送电线圈Lta、Ltb与受电线圈单元Lrul的对置方向观察时,导体板Sa的外轮廓位于比第I以及第2送电线圈Lta、Ltb的磁芯Ctb的外轮廓更靠外侧的位置。因而,磁通Btlb将形成通过磁性体Fa的磁路,由此能够有效地抑制与受电线圈Lr交链的磁通减少。即,通过导体板Sa,可有效地抑制第I以及第2送电线圈Lta、Ltb与磁性体Fa的磁親合变得过高。
[0061]综上所述,在本实施方式中的受电线圈单元Lrul中,从第I以及第2送电线圈Lta, Ltb与受电线圈Lr的对置方向观察时,导体板Sa的外轮廓位于比第I以及第2送电线圈Lta、Ltb的磁芯Ctb的外轮廓更靠外侧的位置。因而,通过导体板Sa,可更有效地抑制第I以及第2送电线圈Lta、Ltb与磁性体Fa的磁耦合变得过高,在由第I以及第2送电线圈Lta、Ltb产生的磁通中不与受电线圈Lr交链的磁通将形成选择性地通过磁性体Fa的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
[0062](第3实施方式)
[0063]接着,参照图4对本发明的第3实施方式所涉及的无线电力传输装置S2进行说明。另外,在本实施方式中,对本发明所涉及的线圈单元适用于无线电力传输装置中的送电线圈单元的例子进行说明。图4为在将本发明的第3实施方式所涉及的送电线圈单元与受电线圈一同显示的截面图中,示意性地显示由送电线圈产生的磁通的图。但是,在该图中省略送电线圈Lt以及受电线圈Lr的磁芯Ct、Cr、以及磁性体Fb中的磁通的图示。还有,图4中,在由送电线圈Lt产生的磁通中,作为代表性的磁通示出与受电线圈Lr交链的磁通Bt2、大圈环绕至远离送电线圈单元Ltul的地方的磁通Bn2、以及通过磁性体Fb的磁通Bf2。
[0064]无线电力传输装置S2具有无线送电装置Ut2和无线受电装置Ur2。无线送电装置Ut2具有电源PW、变频器INV及送电线圈单元Ltul,无线受电装置Ur2具有受电线圈Lr和整流电路DB。在此,电源PW、变频器INV及整流电路DB的结构与第I实施方式所涉及的无线电力传输装置SI中的相应构件相同。在本发明的第3实施方式所涉及的无线电力传输装置S2中,替代送电线圈Lt而具备送电线圈单元Ltul,且替代受电线圈单元Lrul而具备受电线圈Lr,在这一点上不同于第I实施方式。另外,本实施方式中的受电线圈Lr的结构与第I实施方式所涉及的受电线圈单元Lrul所具备的受电线圈Lr相同。即,本实施方式中的受电线圈Lr是从第I实施方式中的受电线圈单元Lrul中去除导体板Sa和磁性体Fa而得到的。下面,重点说明与第I实施方式的不同点。
[0065]首先,对送电线圈单元Ltul的结构进行说明。送电线圈单元Ltul具备送电线圈Lt、导体板Sb及磁性体Fb。另外,送电线圈Lt、导体板Sb及磁性体Fb各自的结构与第I实施方式中的无线电力传输装置SI所具备的无线送电装置Utl的送电线圈Lt、以及第I实施方式所涉及的受电线圈单元Lrul所具备的导体板Sa、磁性体Fa相同。
[0066]导体板Sb沿着送电线圈Lt的轴而配置。具体而言,导体板Sb沿着送电线圈Lt的与和受电线圈Lr对置的面相反的一侧的面而配置,从送电线圈单元Ltul与受电线圈Lr的对置方向观察时,导体板Sb的外轮廓位于比送电线圈Lt的磁芯Ct的外轮廓更靠外侧的位置。因此,通过导体板Sb,可更有效地抑制送电线圈Lt与磁性体Fb的磁耦合变得过高,在由送电线圈Lt产生的磁通中不与受电线圈Lr交链的磁通将形成选择性地通过磁性体Fb的磁路。其结果,抑制电力传输效率的下降且减小漏磁场的效果进一步得到提高。
[0067]磁性体Fb沿着导体板Sb的与和送电线圈Lt对置的面相反的面而配置。从受电线圈Lr观察送电线圈单元Ltul时,磁性体Fb比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的外轮廓更向两外侧突出。还有,为了形成磁阻较低的磁路,使用非磁导率比较高的铁或铁素体等构成磁性体Fb。另外,在本实施方式中,磁性体Fb由一块板构成,但不限于此,例如也可以将多块板进行分割配置。在任一情况下,都能够通过磁性体Fb形成磁阻较低的磁路。
[0068]还有,磁性体Fb具有第I部分F1B,该第I部分FlB位于比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置,且从送电线圈Lt的轴向观察时,位于导体板Sb的与和送电线圈Lt对置的一侧相反的一侧。S卩,磁性体Fb比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的一侧的外轮廓(图示左端)更向外侧(图示左侧)突出。
[0069]并且,磁性体Fb具有第2部分F2B,该第2部分F2B位于比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置,且从送电线圈Lt的轴向观察时,位于导体板Sb的与和送电线圈Lt对置的一侧相反的一侧。S卩,磁性体Fb比导体板Sb在送电线圈Lt的轴向上的另一侧的外轮廓(图示右端)更向外侧(图示右侧)突出。另外,在与送电线圈Lt的轴向正交的方向上,磁性体Fb可以比导体板Sb的外轮廓更向外侧突出,也可以不突出。在本实施
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