[0090]综上所述，在本实施方式中的受电线圈单元Lru2中，磁性体Fe具有位于比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置的第I部分F1C、及位于比导体板Sa在受电线圈Lr的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置的第2部分F2C，由此可形成磁阻较低的磁路。即，与大圈环绕至远离受电线圈单元Lru2的地方的磁路的磁阻相比，通过磁性体Fe的磁路的磁阻变小，由此大圈环绕至远离受电线圈单元Lru2的地方的磁通Bn3减少，其结果，在远离受电线圈单元Lru2的地方形成的不必要的漏磁场强度会下降。并且，通过沿着受电线圈Lr的轴而配置的非磁性的导体板Sa，可抑制送电线圈Lt或受电线圈Lr与磁性体Fe的磁耦合变得过高，因此能够防止送电线圈Lt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。
[0091]并且，在本实施方式中的受电线圈单元Lru2中，磁性体Fe的第I以及第2部分F1C、F2C的磁导率的虚数成分值小于第3部分F3C的磁导率的虚数成分值。因而，在受电线圈单元Lru2位置偏移而位于比导体板Sa的外轮廓更靠外侧的位置的第I或第2部分F1C、F2C与和受电线圈单元Lru2对置的送电线圈Lt靠近时，即使第I或第2部分F1C、F2C的磁通密度局部变高，也能够抑制第I以及第2部分F1C、F2C中的损失以及发热。
[0092]下面，通过实施例1、2和比较例具体示出通过上述实施方式减小不必要的漏磁场，并且抑制电力传输效率下降。
[0093]作为实施例1使用了上述的第I实施方式所涉及的无线电力传输装置SI。作为实施例2使用了上述的第4实施方式所涉及的无线电力传输装置S3。还有，作为比较例，为了与实施例1、2比较特性，使用了在第I实施方式所涉及的无线电力传输装置SI中去除导体板Sa和第I以及第2磁性体Fa的无线电力传输装置。
[0094]首先，参照图7对比较例的无线电力传输装置中的送电线圈LtlO和受电线圈LrlO的结构进行说明。图7为比较例的受电线圈和送电线圈的截面图。送电线圈LtlO是在磁芯CtlO上以螺旋状卷绕有绕组WtlO的电磁铁线圈，受电线圈LrlO是在磁芯CrlO上卷绕有绕组WrlO的电磁铁线圈。S卩，比较例的无线电力传输装置是从第I实施方式所涉及的无线电力传输装置SI中去除导体板Sa和磁性体Fa而得到的。
[0095]在此，实施例1、2以及比较例中的送电线圈Lt、LtlO的绕组Wt、WtlO、以及受电线圈Lr、LrlO的绕组Wr、WrlO中使用了将大致4000根的用聚酰亚胺包覆的直径为0.05mm的铜线捻成一股的直径大约为6mm的绞合线。还有，送电线圈Lt、LtlO的磁芯Ct、CtlO、以及受电线圈Lr、LrlO的磁芯Cr、CrlO使用了长300mm、宽300mm、厚30mm的铁素体(相对磁导率大致为3000)。另外，送电线圈Lt、LtlO、以及受电线圈1^、1^10将绕组机、1衍0、听、WrlO以螺旋状卷绕30匝而构成。
[0096]还有，在实施例1、2的受电线圈单元Lrul、Lru2中，作为导体板Sa、Sb使用了长600mm、宽500mm、厚3mm的销板。并且，在实施例1的受电线圈单元Lrul中，作为磁性体Fa使用了长600mm、宽500mm、厚3mm的将磁性体粉末用树脂固化而成的板。另外，磁性体F被配置为向导体板Sa的受电线圈Lr轴向的两个外侧突出50mm。另一方面，在实施例2的受电线圈单元Lru2中，作为磁性体Fe的第I以及第2部分F1C、F2C使用了磁导率的虚数成分值比较小且损失更小的长50mm、宽50mm、厚40mm的铁素体(100kHz、200mT时的损失为350kW/m3以下)，作为第3部分F3C使用了长100mm、宽500mm、厚3mm的铁板。
[0097]接着，在实施例1、2以及比较例中，测定了电力传输效率和不必要的漏磁场。此时，送电线圈Lt、LtlO和受电线圈Lr、LrlO被配置为将送电线圈Lt、LtlO与受电线圈Lr、LrlO的距离设为10mm并从送电线圈Lt、LtlO与受电线圈Lr、LrlO的对置方向观察时，送电线圈Lt、LtlO的中心与受电线圈Lr、LrlO的中心一致。还有，为了调整电路的阻抗，以与送电线圈Lt、LtlO以及受电线圈Lr、LrlO串联的方式插入与送电线圈Lt、LtlO或受电线圈Lr、LrlO的阻抗相对应的容量的电容器进行了测定。另外，电源PW的供给电力调节为供给至负荷R的电力成为1.5kW。
[0098]电力传输效率是在考虑事先测定的变频器INV中的损失和整流电路DB中的损失，并且根据测定由电源PW供给的电力和供给至负荷R的电力的测定结果来算出送电线圈单元与受电线圈之间的效率的。
[0099]不必要的漏磁场以距离受电线圈Lr、LrlO的中心1m的位置的磁场强度为指标。磁场强度是通过从受电线圈Lr、LrlO的中心向受电线圈Lr、LrlO的轴向距离1m的位置设置环形天线来测定的。在此，在环形天线中测定正交的三个方向(X、Y、Z方向)的磁场强度并通过将这些磁场强度进行合成以算出漏磁场强度。另外，送电线圈Lt、LtlO设置在离地板面500mm的高处并将传输电力的面朝上，受电线圈Lr、LrlO设置在送电线圈Lt、LtlO的上部并间隔10mm配置。还有，环形天线设置为其中心位于离电波暗室的地板1.5m的高处。
[0100]实施例1、2和比较例的测定结果显示在图8。图中，棒状图表表示漏磁场强度，折线图表表不电力传输效率。
[0101]首先，对实施例1、2的测定结果进行比较，实施例1和实施例2的电力传输效率及漏磁场强度均大致相同。接着，对实施例1、2的测定结果与比较例的测定结果进行比较，实施例1、2的电力传输效率与比较例的电力传输效率大致相同，相对于此，实施例1、2的漏磁场强度显著低于比较例的漏磁场强度。即，可以认为在实施例1、2中，电力传输效率未下降，而漏磁场强度得到降低。综上所述，可以确认实施例1、2的受电线圈单元Lrul、Lru2不使电力传输效率下降而能够减小在远离的地方形成的不必要的漏磁场。
[0102]以上，根据实施方式对本发明进行了说明。实施方式是示例，在本发明的权利要求范围内可以进行种种变形和修改，本领域的技术人员应该理解这种变形例和修改都属于本发明的权利要求范围之内。因而，本说明书中的描述以及附图不具有局限性而应该作为例证来理解。
【主权项】
1.一种线圈单元，用于从送电侧向受电侧进行无线电力传输，其特征在于，具备: 线圈，其以螺旋状卷绕有绕组； 非磁性的导体板，其沿着所述线圈的轴而配置；以及 磁性体， 其中，所述磁性体具有第I部分和第2部分，所述第I部分位于比所述导体板在所述线圈的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置，所述第2部分位于比所述导体板在所述线圈的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置， 从所述线圈的轴向观察时，所述第I以及第2部分位于所述导体板的与和所述线圈对置的一侧相反的一侧。2.根据权利要求1所述的线圈单元，其特征在于， 所述磁性体还具备位于所述第I部分与所述第2部分之间的第3部分， 所述第I以及第2部分的磁导率的虚数成分值小于所述第3部分的磁导率的虚数成分值。3.—种无线电力传输装置，通过送电线圈与受电线圈单元对置以无线方式传输电力，其特征在于，具备: 所述送电线圈，其在磁芯上卷绕有绕组；以及 所述受电线圈单元，其由权利要求1或2所述的线圈单元构成， 其中，从所述送电线圈与所述受电线圈单元的对置方向观察时，所述受电线圈单元的所述导体板的外轮廓位于比所述磁芯的外轮廓更靠外侧的位置。4.一种无线电力传输装置，通过第I以及第2送电线圈与受电线圈单元对置以无线方式传输电力，其特征在于，具备: 并列设置的所述第I以及第2送电线圈，其在电流流过时所产生的磁场的方向相互成为相反方向； 磁芯，其沿着所述第I以及第2送电线圈的并列方向而配置；以及 所述受电线圈单元，其由权利要求1或2所述的线圈单元构成， 其中，从所述第I以及第2送电线圈与所述受电线圈单元的对置方向观察时，所述受电线圈单元的所述导体板的外轮廓位于比所述磁芯的外轮廓更靠外侧的位置。5.—种无线电力传输装置，通过送电线圈单元与受电线圈对置以无线方式传输电力，其特征在于，具备: 所述送电线圈单元，其由权利要求1或2所述的线圈单元构成；以及 所述受电线圈， 其中，所述送电线圈单元的所述线圈具有磁芯， 从所述送电线圈单元与所述受电线圈的对置方向观察时，所述送电线圈单元的所述导体板的外轮廓位于比所述磁芯的外轮廓更靠外侧的位置。
【专利摘要】本发明提供一种线圈单元以及无线电力传输装置，其能够抑制电力传输效率的下降，并且减少在远离线圈单元的地方形成的不必要的漏磁场。该线圈单元即受电线圈单元(Lru1)具备非磁性的导体板(Sa)和磁性体(Fa)，该导体板沿着线圈即受电线圈(Lr)的轴而配置，该磁性体(Fa)具有第1部分(F1A)和第2部分(F2A)，该第1部分位于比导体板(Sa)在线圈即受电线圈(Lr)的轴向上的一侧的外轮廓更靠外侧的位置，该第2部分位于比导体板(Sa)在线圈(Lr)的轴向上的另一侧的外轮廓更靠外侧的位置，从线圈即受电线圈(Lr)的轴向观察时，第1以及第2部分(F1A、F2A)位于导体板(Sa)的与和线圈即受电线圈(Lr)对置的一侧相反的一侧。
【IPC分类】H01F38/14, H02J17/00
【公开号】CN104953719
【申请号】CN201510134279
【发明人】千代宪隆, 西山哲哉, 寺崎泰弘, 铃木满成
【申请人】Tdk株式会社
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年3月25日
【公告号】EP2953143A1, US20150279555