JP5952091B2 - Wireless power feeding device, wireless power receiving device, wireless power feeding system, and electrical equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ワイヤレス給電装置、ワイヤレス受電装置、およびこれらを備えたワイヤレス給電システム、ならびに、当該ワイヤレス受電装置を備えた電気機器に関する。 The present invention relates to a wireless power feeding device, a wireless power receiving device, a wireless power feeding system including these, and an electrical apparatus including the wireless power receiving device.
近年、コイル状の放射器間の電磁場結合により非接触で電力を伝送する、いわゆるワイヤレス給電技術が普及しつつある。2011年8月に発売されたスマートフォン「AQUOS PHONE（登録商標）SH-13C」で採用された「おくだけ充電（登録商標）」に関する技術は、その代表的なものである。 2. Description of the Related Art In recent years, so-called wireless power feeding technology that transmits electric power in a non-contact manner by electromagnetic field coupling between coiled radiators is becoming widespread. The technology related to “Okudashi Charging (registered trademark)” adopted in the smartphone “AQUOS PHONE (registered trademark) SH-13C” released in August 2011 is representative.
図８は、従来のワイヤレス給電システムの模式的なブロック図の一例であり、WPC（Wireless Power Consortium）発行の規格書（非特許文献１）に則った構成の例である。本図において給電装置９１１の中では、ACアダプタ等の外部電源９１０から供給された直流電力を、内部のインバータ回路９１４が110kHz〜205kHzの交流電力に変換し、給電コイル９１２を通じて交流磁場として放射する。
FIG. 8 is an example of a schematic block diagram of a conventional wireless power supply system, which is an example of a configuration according to a standard document (Non-patent Document 1) issued by WPC (Wireless Power Consortium). In this figure, in the
受電装置９２１の中では、受電コイル９２２が交流磁場を拾い、整流回路９２４がそれを直流電力に変換し、電圧安定化回路９２５を介してバッテリ９２６等に電力供給する。バッテリ９２６等への最終的な出力は、WPCのver.1.0〜1.1規格の場合は、最大５Ｗである。給電コイル９１２や受電コイル９２２の裏面には、通常、電磁シールドの目的で磁性体板（９１３、９２３）が貼り付けられている。
In the
図９は、電磁場の放射器となるコイル（９１２、９２２）の構造の模式図である。例えば現在最も標準的なコイルと考えられるWPC規格A1コイルでは、非特許文献１で開示されている通り、外形が43mmの円形コイルと定められている。本図において、その円形コイル５１１は線状信号経路を巻いて形成され、前述のように磁性体板５０４の表面に貼り付けられている。電子回路とコイル５１１との電気的接続は、コイル５１１を形成する線状信号経路の２つの端点を、回路基板５０３に半田付けすることで実現されるのが一般的である。
FIG. 9 is a schematic diagram of the structure of the coils (912, 922) serving as radiators of electromagnetic fields. For example, the WPC standard A1 coil, which is considered to be the most standard coil at present, is defined as a circular coil having an outer shape of 43 mm as disclosed in Non-Patent
しかしながら従来技術のワイヤレス給電装置では、給電コイルから放射されたＷ級電力の交流磁場が、受電コイルへ向かうだけではなく、周囲へ不必要に広がってしまう問題があった。図１０は、図９に示すコイル周囲の磁場の様子を表した模式図である。本図において、給電コイル９１２と受電コイル９２２は近接して対向している。交流磁場の磁力線は２つのコイル（９１２、９２２）を包むループ形状になるが、そのループ径は、何ら制約が無いために広範囲に伸びてしまう。
However, in the wireless power feeder of the prior art, there is a problem that the AC magnetic field of W class power radiated from the power feeding coil not only travels to the power receiving coil but unnecessarily spreads to the surroundings. FIG. 10 is a schematic diagram showing the state of the magnetic field around the coil shown in FIG. In this figure, the
大電力の交流磁場を受けると、周囲の電子機器の場合は、誤動作を起こしたり、ラジオなどの無線機器の場合は感度劣化を起こしたりする危険がある。また人体の場合は、強い磁界によって刺激作用等を受けることが知られており、健康への悪影響が懸念される。そのため、国際非電離放射線防護委員会（ICNIRP）では健康へ悪影響を及ぼさない磁界強度のガイドラインを定めており、これを遵守することが必須である。 When a high-power AC magnetic field is received, there is a risk of causing malfunctions in the case of surrounding electronic devices and sensitivity deterioration in the case of wireless devices such as radios. In the case of the human body, it is known that a strong magnetic field causes a stimulating action and the like, and there is a concern about adverse health effects. Therefore, the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) has established guidelines for magnetic field strengths that do not adversely affect health, and it is essential to comply with them.
このような不要電磁場放射の問題は、当然ながらワイヤレス給電装置の出力電力を大きくするほど深刻になる。既に市場に流通している携帯電話向け充電台は５Ｗ程度の小電力機器だが、今後もしパソコン・テレビ・冷蔵庫・掃除機・洗濯機等の一般家電製品にもワイヤレス給電技術が採用され始めると10Ｗ〜100Ｗへの高出力化が不可避であり、それに伴って不要電磁場放射の抑圧技術が重要課題となる。 Of course, the problem of unnecessary electromagnetic field radiation becomes more serious as the output power of the wireless power feeder is increased. The charging base for mobile phones already on the market is a low-power device of about 5W, but if power supply technology starts to be adopted in general household appliances such as PCs, TVs, refrigerators, vacuum cleaners, washing machines, etc., 10W High output to ˜100 W is inevitable, and accordingly, suppression technology of unnecessary electromagnetic field radiation becomes an important issue.
本発明は上述した問題に鑑み、不要電磁場放射を抑えることが可能となるワイヤレス給電装置の提供を目的とする。また本発明は、当該ワイヤレス給電装置の利用が可能となるワイヤレス受電装置、ワイヤレス給電システム、および電気機器の提供を目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a wireless power feeding apparatus that can suppress unnecessary electromagnetic field radiation. It is another object of the present invention to provide a wireless power receiving device, a wireless power feeding system, and an electric device that can use the wireless power feeding device.
本発明に係るワイヤレス給電装置は、給電コイルを有しており、受電コイルを有したワイヤレス受電装置に対して、前記給電コイルと前記受電コイルを用いた電磁誘導方式の電力伝送によって給電を行うワイヤレス給電装置であって、前記給電コイルの形態は、線状信号経路となっており、前記線状信号経路は、導電性材質の単線によって、略同一平面上に複数個のコイル部が形成された形態であり、前記単線の一方の端点から他方の端点へ電流が流れるときに、隣合う前記コイル部の各々には、互いに逆回りとなる方向へ電流が流れる構成とする。本構成によれば、不要電磁場放射を抑えることが可能となる。 A wireless power feeding apparatus according to the present invention includes a power feeding coil, and wirelessly feeds power to the wireless power receiving apparatus having a power receiving coil by electromagnetic induction power transmission using the power feeding coil and the power receiving coil. In the power supply device, the form of the power supply coil is a linear signal path, and the linear signal path has a plurality of coil portions formed on a substantially same plane by a single wire made of a conductive material. In this embodiment, when a current flows from one end point of the single wire to the other end point, a current flows in a direction opposite to each other in each of the adjacent coil portions. According to this configuration, unnecessary electromagnetic field radiation can be suppressed.
また上記構成としてより具体的には、前記線状信号経路は、前記複数個のコイル部の各々を構成する部分単線が、直列に接続されることによって形成されている構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記部分単線の各々は、所定の回路基板に半田付けされており、該回路基板の配線パターンを介して直列に接続されている構成としてもよい。 More specifically, the linear signal path may be formed by connecting partial single wires constituting each of the plurality of coil portions in series. More specifically, the partial single wires may be soldered to a predetermined circuit board and connected in series via a wiring pattern of the circuit board.
また上記構成としてより具体的には、前記線状信号経路において、前記複数個のコイル部の各々は、略矩形状に巻かれている構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記線状信号経路において、隣合う前記コイル部の各々は、一方の該コイル部における外周の一辺が、他方の該コイル部における外周の一辺に沿うように、配置されている構成としてもよい。 More specifically, in the linear signal path, each of the plurality of coil portions may be wound in a substantially rectangular shape. More specifically, in the above-described configuration, in the linear signal path, each of the adjacent coil portions is arranged such that one side of the outer periphery of one of the coil portions is along one side of the outer periphery of the other coil portion. It is good also as a structure arranged.
また上記構成としてより具体的には、前記線状信号経路において、前記複数個のコイル部の各々は、略円形状に巻かれている構成としてもよい。 More specifically, in the linear signal path, each of the plurality of coil portions may be wound in a substantially circular shape.
また本発明に係るワイヤレス受電装置は、前記電力伝送に用いられる受電コイルを有しており、上記構成のワイヤレス給電装置から、前記給電を受けるように形成された構成とする。また当該構成としてより具体的には、前記受電コイルの形態は、前記線状信号経路となっている構成としてもよい。 Moreover, the wireless power receiving apparatus according to the present invention has a power receiving coil used for the power transmission, and is configured to receive the power supply from the wireless power feeding apparatus having the above configuration. More specifically, the configuration of the power receiving coil may be the configuration of the linear signal path.
また本発明に係るワイヤレス給電システムは、上記構成のワイヤレス給電装置と、前記電力伝送に用いられる受電コイルを有しており、前記ワイヤレス給電装置から前記給電を受けるように形成されたワイヤレス受電装置と、を有する構成とする。また当該構成としてより具体的には、前記受電コイルの形態は、前記線状信号経路となっている構成としてもよい。 A wireless power feeding system according to the present invention includes the wireless power feeding device having the above-described configuration, and a wireless power receiving device formed to receive the power feeding from the wireless power feeding device, including a power receiving coil used for the power transmission. It is set as the structure which has these. More specifically, the configuration of the power receiving coil may be the configuration of the linear signal path.
また本発明に係る電気機器は、上記構成のワイヤレス受電装置と、前記ワイヤレス受電装置によって得られた電力が充電されるバッテリと、を備え、前記バッテリに充電された電力を用いて駆動する構成とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided an electrical apparatus including the wireless power receiving apparatus having the above-described configuration and a battery charged with electric power obtained by the wireless power receiving apparatus, and driven using the electric power charged in the battery. To do.
本発明に係るワイヤレス給電装置によれば、不要電磁場放射を抑えることが可能となる。また本発明に係るワイヤレス受電装置、ワイヤレス給電システム、および電気機器によれば、本発明に係るワイヤレス給電装置を利用することが可能となる。 According to the wireless power feeder according to the present invention, it is possible to suppress unnecessary electromagnetic field radiation. Moreover, according to the wireless power receiving apparatus, the wireless power feeding system, and the electric device according to the present invention, the wireless power feeding apparatus according to the present invention can be used.
本発明の実施形態について、第１実施形態から第４実施形態の各々を例に挙げて、以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below by taking each of the first to fourth embodiments as an example.
１．第１実施形態
［ワイヤレス給電システムの全体構成］
まず第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るワイヤレス給電システム９に関するブロック図である。
1. First Embodiment [Overall Configuration of Wireless Power Supply System]
First, the first embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram relating to the wireless power feeding system 9 according to the present embodiment.
図１に示すように、ワイヤレス給電システム９は給電装置１（ワイヤレス給電装置）と受電装置２（ワイヤレス受電装置）を有している。給電装置１は、外部電源ＰＷ（例えば、商用電源に繋がったＡＣアダプタ等）に接続されており、受電装置２はバッテリＢＡＴ（蓄電池）に接続されている。ワイヤレス給電システム９は、電磁誘導方式の電力伝送により、給電装置１から受電装置２への給電を行うように構成されている。
As shown in FIG. 1, the wireless power feeding system 9 includes a power feeding device 1 (wireless power feeding device) and a power receiving device 2 (wireless power receiving device). The
給電装置１は、給電部１１およびインバータ回路１２を有している。インバータ回路１２は、外部電源ＰＷから供給された直流電力を、例えば110kHz〜205kHzの交流電力に変換し、給電部１１へ供給する。
The
給電部１１は、給電コイル１１ａ、磁性体板１１ｂ、および回路基板１１ｃを有している。給電コイル１１ａは、インバータ回路１２からの供給電力によって電流が流れることにより、交流磁場を発生させる。磁性体板１１ｂは、給電装置１における電磁シールドの役割を果たす。また回路基板１１ｃは、給電コイル１１ａをインバータ回路１２の出力側に繋げる役割を果たす。給電部１１のより詳細な構造については、改めて説明する。
The
受電装置２は、受電部２１、整流回路２２、および電圧安定化回路２３を有している。また受電部２１は、受電コイル２１ａ、磁性体板２１ｂ、および回路基板２１ｃを有している。
The
受電コイル２１ａは、給電コイル１１ａが発生させる交流磁場によって（つまり電磁誘導によって）起電力が生じ、交流電力を出力する。磁性体板２１ｂは、受電装置２における電磁シールドの役割を果たす。また回路基板２１ｃは、受電コイル２１ａを整流回路２２の入力側に繋げる役割を果たす。受電部２１のより詳細な構造については、改めて説明する。
The
整流回路２２は、受電コイル２１ａが出力する交流電力を直流電力に変換して出力する。整流回路２２から出力された直流電力は、電圧を安定させるための電圧安定化回路２３を介してバッテリＢＡＴに供給される。これによりバッテリＢＡＴには、受電装置２によって得られた電力が充電される。なお、本実施形態では受電装置２の出力電力はバッテリへ供給されるようになっているが、当該出力電力の供給先等はこのような形態に限られない。
The
ワイヤレス給電システム９は、例えば携帯型の電気機器に好適である。この場合、当該電気機器は受電装置２およびバッテリＢＡＴを備え、バッテリＢＡＴに充電された電力を用いて駆動するように構成される。また外部電源ＰＷおよび給電装置１は、当該電気機器に対応した充電器に備えられる。この形態によれば、電気機器を充電器に近づけてバッテリＢＡＴを充電することが可能である。但しワイヤレス給電システム９の適用対象等は、このような形態に限られない。
The wireless power feeding system 9 is suitable for portable electric devices, for example. In this case, the electric device includes the
［給電部および受電部の詳細構成］
次に、給電部１１および受電部２１のより詳細な構成について説明する。給電部１１と受電部２１は、基本的に共通の構造となっている。図２は、この共通の構造（便宜的に「共通構造３０」と称する）を模式的に示したものである。
[Detailed configuration of power feeding unit and power receiving unit]
Next, more detailed configurations of the
図２に示すように共通構造３０には、一本の長い銅線３１、磁性体板３２、および回路基板３３が含まれている。また回路基板３３には、第１端子３３−１と第２端子３３−２が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
銅線３１は導電性材質の単線であり、同一平面上に、第１コイル部Ｃ１と第２コイル部Ｃ２を、互いに隣合うように形成している。各コイル部（Ｃ１、Ｃ２）は、同一平面上において銅線３１の一部が同じ方向に巻かれた形態であることにより、コイルを形成している部分である。
The
銅線３１は、一方の端点から始まって、第１コイル部Ｃ１が形成される箇所と第２コイル部Ｃ２が形成される箇所との間を複数回行き来しながら「８」の字状に巻かれた後、他方の端点に至っている。このようにして銅線３１により、それぞれ円形状に巻かれた第１コイル部Ｃ１と第２コイル部Ｃ２の双方が、同一平面上で互いに近接するように形成されている。
The
また銅線３１は、磁性体板３２の上に置かれている。銅線３１の一方の端点は、第１端子３３−１に半田付けによって電気的に接続されており、銅線３１の他方の端点は、第２端子３３−２に半田付けによって電気的に接続されている。
The
なお銅線３１は、第１端子３３−１側から見て、第１コイル部Ｃ１では反時計回りに巻かれ、第２コイル部Ｃ２では時計回りに巻かれている。すなわち第１コイル部Ｃ１と第２コイル部Ｃ２は、互いに逆回りとなる方向へ巻かれている。
The
そのため銅線３１の一方の端点から他方の端点に電流が流れるときに、第１コイル部Ｃ１と第２コイル部Ｃ２には、互いに逆回りとなる方向へ電流が流れることになる。換言すれば、第１コイル部Ｃ１と第２コイル部Ｃ２が近接している部分（図２に示す近接部Ｐ１）において、銅線３１の電流方向が逆方向ではなく略同一方向となるように、第１コイル部Ｃ１と第２コイル部Ｃ２が配置されている。
Therefore, when a current flows from one end point of the
なお給電部１１においては、銅線３１が給電コイル１１ａに相当し、磁性体板３２が磁性体板１１ｂに相当し、回路基板３３が回路基板１１ｃに相当する。一方、受電部２１においては、銅線３１が受電コイル２１ａに相当し、磁性体板３２が磁性体板２１ｂに相当し、回路基板３３が回路基板２１ｃに相当する。
In the
なお給電部１１においては、第１端子３３−１と第２端子３３−２はインバータ回路１２の出力側に接続されており、インバータ回路１２からの供給電力によって銅線３１（給電コイル１１ａ）に電流が流れるようになっている。一方、受電部１１においては、第１端子３３−１と第２端子３３−２は整流回路２２の入力側に接続されており、銅線３１（受電コイル２１ａ）が出力する交流電力が整流回路２２に入力されるようになっている。
In the
給電装置１から受電装置２への給電を行わせる際には、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第１コイル部Ｃ１同士が向き合い、かつ、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第２コイル部Ｃ２同士が向き合うように（換言すれば、第１コイル部Ｃ１同士のコイル軸が一致し、かつ、第２コイル部Ｃ２同士のコイル軸が一致するように）、給電装置１と受電装置２が位置決めされる。そしてこのように位置決めされた状態で、給電コイル１１ａに電流を流すようにする。
When feeding power from the
これにより、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第１コイル部Ｃ１同士による電磁誘導、および、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第２コイル部Ｃ２同士による電磁誘導が効率良く行われ、良好な給電効率を得ることが可能である。
Thereby, electromagnetic induction by the first coil portions C1 of the
［不要電磁場放射の抑制について］
給電装置１から受電装置２への給電が行われる際には、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第１コイル部Ｃ１同士からなる部分（便宜的に「第１コイル結合部ＣＣ１」と称する）から磁力線が出るとともに、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第２コイル部Ｃ２同士からなる部分（便宜的に「第２コイル結合部ＣＣ２」と称する）から磁力線が出ることになる。
[About suppression of unnecessary electromagnetic field radiation]
When power feeding from the
しかし本実施形態では給電コイル１１ａに電流を流すと、隣合うコイル部同士（給電コイル１１ａにおける第１コイル部Ｃ１と第２コイル部Ｃ２）には、互いに逆回りとなる方向へ電流が流れる。
However, in the present embodiment, when a current is passed through the feeding
そのため給電装置１から受電装置２への給電が行われる際には、第１コイル結合部ＣＣ１から出た磁力線の一部（例えば、数分の一程度）は、進路を曲げられて第２コイル結合部ＣＣ２に吸い込まれ、第２コイル結合部ＣＣ２から出た磁力線の一部（例えば、数分の一程度）は、進路を曲げられて第１コイル結合部ＣＣ１に吸い込まれる。その結果、第１コイル結合部ＣＣ１と第２コイル結合部ＣＣ２が互いの磁力線を吸収し合うことで当該磁力線はコンパクトに折り畳まれ、遠くまで広がることは抑制される。
For this reason, when power is supplied from the
図３および図４は、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの周囲における磁場の様子を、模式的に示した図である。なお図３は、本実施形態の場合（給電コイルの第１コイル部と第２コイル部に、互いに逆回りとなる方向へ電流が流れる場合）の図を示しており、図４は、給電コイルの第１コイル部と第２コイル部に、同じ回りとなる方向へ電流が流れると仮定した場合（その他の条件は本実施形態と同様）の図を参考のために示している。
3 and 4 are diagrams schematically showing the state of the magnetic field around the
図４に示すように、給電コイル１１ａの第１コイル部Ｃ１と第２コイル部Ｃ２に同じ回りとなる方向へ電流が流れる場合には、従来の場合（図１０を参照）と同様に、不要な磁力線が遠くまで広がってしまう。一方で図３に示すように、本実施形態の場合には、図４に示す場合に比べて不要な磁力線の広がりは抑制されている。
As shown in FIG. 4, when a current flows in the same direction in the first coil portion C1 and the second coil portion C2 of the feeding
このように本実施形態のワイヤレス給電システム９（特に給電装置１）によれば、給電コイル１１ａの第１コイル部Ｃ１と第２コイル部Ｃ２に流す電流の方向が互いに逆周りとなっているため、給電コイル１１ａや受電コイル２１ａから周囲に漏れる不要電磁場放射が抑制される。そのため周囲の電子機器に対する電磁妨害や、周囲の人体に対する磁界曝露を軽減させることが可能である。なおこのような効果は、ワイヤレス給電システム９が大電力用のものである場合には、特に顕著となる。
As described above, according to the wireless power feeding system 9 (particularly, the power feeding device 1) of the present embodiment, the directions of currents flowing through the first coil portion C1 and the second coil portion C2 of the
２．第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。なお第２実施形態は、給電部１１および受電部２１の構造に関する部分を除き、基本的に第１実施形態と同様である。以下の説明では、第１実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、共通する部分については説明を省略することがある。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment will be described. In addition, 2nd Embodiment is the same as that of 1st Embodiment fundamentally except the part regarding the structure of the electric
給電部１１および受電部２１は、基本的に共通の構造となっている。図５は、この共通の構造（便宜的に「共通構造４０」と称する）を模式的に示したものである。図５に示すように共通構造４０には、一本の長い銅線４１、磁性体板４２、および回路基板４３が含まれている。また回路基板４３には、第１端子４３−１と第２端子４３−２が設けられている。
The
銅線４１は導電性材質の単線であり、同一平面上に、第１コイル部Ｃ１ａと第２コイル部Ｃ２ａを、互いに隣合うように形成している。なお各コイル部（Ｃ１ａ、Ｃ２ａ）は、同一平面上において銅線４１の一部が同じ方向に巻かれた形態であることにより、コイルを形成している部分である。
The
銅線４１は、一方の端点から始まって、第１コイル部Ｃ１ａが形成される箇所において円形状かつ反時計回りに複数回巻かれ、その後に第２コイル部Ｃ２ａが形成される箇所に移って円形状かつ時計回りに複数回巻かれ、その後に他方の端点に至っている。このようにして銅線４１により、それぞれ円形状に巻かれた第１コイル部Ｃ１ａと第２コイル部Ｃ２ａの双方が、同一平面上で互いに近接するように形成されている。
The
また銅線４１は、磁性体板４２の上に置かれている。銅線４１の一方の端点は、第１端子４３−１に半田付けによって電気的に接続されており、銅線４１の他方の端点は、第２端子４３−２に半田付けによって電気的に接続されている。
The
なお銅線４１は、第１端子４３−１側から見て、第１コイル部Ｃ１ａでは反時計回りに巻かれ、第２コイル部Ｃ２ａでは時計回りに巻かれている。すなわち第１コイル部Ｃ１ａと第２コイル部Ｃ２ａは、互いに逆回りとなる方向へ巻かれている。
The
そのため銅線４１の一方の端点から他方の端点に電流が流れるときに、第１コイル部Ｃ１ａと第２コイル部Ｃ２ａには、互いに逆回りとなる方向へ電流が流れることになる。換言すれば、第１コイル部Ｃ１ａと第２コイル部Ｃ２ａが近接している部分（図５に示す近接部Ｐ１ａ）において、銅線４１の電流方向が逆方向ではなく略同一方向となるように、第１コイル部Ｃ１ａと第２コイル部Ｃ２ａが配置されている。
Therefore, when a current flows from one end point of the
なお給電部１１においては、銅線４１が給電コイル１１ａに相当し、磁性体板４２が磁性体板１１ｂに相当し、回路基板４３が回路基板１１ｃに相当する。一方、受電部２１においては、銅線４１が受電コイル２１ａに相当し、磁性体板４２が磁性体板２１ｂに相当し、回路基板４３が回路基板２１ｃに相当する。
In the
また給電部１１においては、第１端子４３−１と第２端子４３−２はインバータ回路１２の出力側に接続されており、インバータ回路１２からの供給電力によって銅線４１（給電コイル１１ａ）に電流が流れるようになっている。一方、受電部１１においては、第１端子４３−１と第２端子４３−２は整流回路２２の入力側に接続されており、銅線４１（受電コイル２１ａ）が出力する交流電力が整流回路２２に入力されるようになっている。
Further, in the
給電装置１から受電装置２への給電を行わせる際には、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第１コイル部Ｃ１ａ同士が向き合い、かつ、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第２コイル部Ｃ２ａ同士が向き合うように（換言すれば、第１コイル部Ｃ１ａ同士のコイル軸が一致し、かつ、第２コイル部Ｃ２ａ同士のコイル軸が一致するように）、給電装置１と受電装置２が位置決めされる。そしてこのように位置決めされた状態で、給電コイル１１ａに電流を流すようにする。
When power is supplied from the
これにより、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第１コイル部Ｃ１ａ同士による電磁誘導、および、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第２コイル部Ｃ２ａ同士による電磁誘導が効率良く行われ、良好な給電効率を得ることが可能である。
Thereby, electromagnetic induction by the first coil portions C1a of the
以上に説明した通り第２実施形態では、第１実施形態と比較して、銅線の幾何学的な巻き方が異なっている。しかし銅線における電流分布の観点からは、第１実施形態と第２実施形態では殆ど同一であり、磁場回路としてはほぼ同一と見なすことが出来る。つまり、給電コイル１１ａに電流を流すと、隣合うコイル部同士（給電コイル１１ａにおける第１コイル部Ｃ１ａと第２コイル部Ｃ２ａ）には、互いに逆回りとなる方向へ電流が流れる。
As described above, in the second embodiment, the geometric winding method of the copper wire is different from that in the first embodiment. However, from the viewpoint of current distribution in the copper wire, the first embodiment and the second embodiment are almost the same, and can be regarded as almost the same as the magnetic field circuit. That is, when a current is passed through the
そのため第２実施形態のワイヤレス給電システム９（特に給電装置１）においても、第１実施形態の場合と同様の原理により、給電コイル１１ａや受電コイル２１ａから周囲に漏れる不要電磁場放射が抑制される。そのため周囲の電子機器に対する電磁妨害や、周囲の人体に対する磁界曝露を軽減させることが可能である。
Therefore, also in the wireless power feeding system 9 (particularly the power feeding device 1) of the second embodiment, unnecessary electromagnetic field radiation leaking to the surroundings from the
なお銅線の巻き方として、第１実施形態の巻き方と第２実施形態の巻き方の何れを採用するかについては、任意に選択可能である。例えば銅線の巻き方は、給電コイル１１ａや受電コイル２１ａの製造設備等に応じて、より好ましい方が採用され得る。
In addition, it can select arbitrarily about which of the winding method of 1st Embodiment and the winding method of 2nd Embodiment is adopted as a winding method of a copper wire. For example, a more preferable method of winding the copper wire may be employed depending on the manufacturing equipment of the
３．第３実施形態
次に第３実施形態について説明する。なお第３実施形態は、給電部１１および受電部２１の構造に関する部分を除き、基本的に第１実施形態と同様である。以下の説明では、第１実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、共通する部分については説明を省略することがある。
3. Third Embodiment Next, a third embodiment will be described. In addition, 3rd Embodiment is the same as that of 1st Embodiment fundamentally except the part regarding the structure of the electric
給電部１１および受電部２１は、基本的に共通の構造となっている。図６は、この共通の構造（便宜的に「共通構造５０」と称する）を模式的に示したものである。図６に示すように共通構造５０には、第１部分単線５１−１、第２部分単線５１−２、磁性体板５２、および回路基板５３が含まれている。
The
また回路基板５３には、第１端子５３−１、第２端子５３−２、第１中間端子５３−ｍ１、および第２中間端子５３−ｍ２が設けられている。第１中間端子５３−ｍ１と第２中間端子５３−ｍ２は、回路基板５３上の配線パターン５３−ｐによって電気的に接続されている。
The
第１部分単線５１−１は、銅などの導電性材質によって形成されている単線であり、略矩形状に巻かれた第１コイル部Ｃ１ｂを形成している。第１部分単線５１−１は、一方の端点が第１端子５３−１に半田付けによって電気的に接続されており、他方の端点が第１中間端子５３−ｍ１に半田付けによって電気的に接続されている。 The first partial single wire 51-1 is a single wire formed of a conductive material such as copper, and forms a first coil portion C1b wound in a substantially rectangular shape. One end point of the first partial single wire 51-1 is electrically connected to the first terminal 53-1 by soldering, and the other end point is electrically connected to the first intermediate terminal 53-m1 by soldering. Has been.
また第２部分単線５１−２は、銅などの導電性材質によって形成されている単線であり、略矩形状に巻かれた第２コイル部Ｃ２ｂを形成している。第２部分単線５１−２は、一方の端点が第２中間端子５３−ｍ２に半田付けによって電気的に接続されており、他方の端点が第２端子５３−２に半田付けによって電気的に接続されている。 The second partial single wire 51-2 is a single wire formed of a conductive material such as copper, and forms a second coil portion C2b wound in a substantially rectangular shape. One end point of the second partial single wire 51-2 is electrically connected to the second intermediate terminal 53-m2 by soldering, and the other end point is electrically connected to the second terminal 53-2 by soldering. Has been.
なお各部分単線（５１−１、５１−２）は、磁性体板５２の上に置かれている。各コイル部（Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ）は、同一平面上において部分単線が同じ方向に巻かれた形態であることにより、コイルを形成している部分である。各コイル部（Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ）は、同一平面上において互いに隣合っており、近接するように配置されている。
Each partial single wire (51-1, 51-2) is placed on the
上述の通り、第１部分単線５１−１と第２部分単線５１−２は別個の部品（別々に製造されたもの）であるが、回路基板５３に半田付けされることにより、配線パターン５３−ｐを介在させて電気的に直列に接続されている。
As described above, the first partial single wire 51-1 and the second partial single wire 51-2 are separate components (separately manufactured), but are soldered to the
すなわち第１部分単線５１−１、配線パターン５３−ｐ、および第２部分単線５１−２は、この順に直列に接続されることにより、一本の単線（便宜的に「結合単線Ｓ１」と称する）を形成している。結合単線Ｓ１は、第１コイル部Ｃ１ｂと第２コイル部Ｃ２ｂの双方を、同一平面上で互いに近接するように形成していると見ることが出来る。 That is, the first partial single line 51-1, the wiring pattern 53-p, and the second partial single line 51-2 are connected in series in this order, so that one single line (for convenience, referred to as “coupled single line S1”). ) Is formed. It can be seen that the coupled single wire S1 is formed so that both the first coil portion C1b and the second coil portion C2b are close to each other on the same plane.
なお第１端子５３−１側から見て、第１コイル部Ｃ１ｂは反時計回りに巻かれ、第２コイル部Ｃ２ｂは時計回りに巻かれている。すなわち第１コイル部Ｃ１ｂと第２コイル部Ｃ２ｂは、互いに逆回りとなる方向へ巻かれている。 As viewed from the first terminal 53-1, the first coil portion C1b is wound counterclockwise, and the second coil portion C2b is wound clockwise. That is, the first coil part C1b and the second coil part C2b are wound in directions opposite to each other.
そのため結合単線Ｓ１の一方の端点から他方の端点に電流が流れるときに、第１コイル部Ｃ１ｂと第２コイル部Ｃ２ｂには、互いに逆回りとなる方向へ電流が流れることになる。換言すれば、第１コイル部Ｃ１ｂと第２コイル部Ｃ２ｂが近接している部分（図６に示す近接部Ｐ１ｂ）において、結合単線Ｓ１の電流方向が逆方向ではなく略同一方向となるように、第１コイル部Ｃ１ｂと第２コイル部Ｃ２ｂが配置されている。 Therefore, when a current flows from one end point of the coupled single line S1 to the other end point, the current flows through the first coil portion C1b and the second coil portion C2b in directions opposite to each other. In other words, in the portion where the first coil portion C1b and the second coil portion C2b are close to each other (proximity portion P1b shown in FIG. 6), the current direction of the coupled single wire S1 is not the reverse direction but is substantially the same direction. The 1st coil part C1b and the 2nd coil part C2b are arranged.
なお給電部１１においては、結合単線Ｓ１が給電コイル１１ａに相当し、磁性体板５２が磁性体板１１ｂに相当し、回路基板５３が回路基板１１ｃに相当する。一方、受電部２１においては、結合単線Ｓ１が受電コイル２１ａに相当し、磁性体板５２が磁性体板２１ｂに相当し、回路基板５３が回路基板２１ｃに相当する。
In the
また給電部１１においては、第１端子５３−１と第２端子５３−２はインバータ回路１２の出力側に接続されており、インバータ回路１２からの供給電力によって結合単線Ｓ１（給電コイル１１ａ）に電流が流れるようになっている。一方、受電部１１においては、第１端子５３−１と第２端子５３−２は整流回路２２の入力側に接続されており、結合単線Ｓ１（受電コイル２１ａ）が出力する交流電力が整流回路２２に入力されるようになっている。
Further, in the
給電装置１から受電装置２への給電を行わせる際には、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第１コイル部Ｃ１ｂ同士が向き合い、かつ、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第２コイル部Ｃ２ｂ同士が向き合うように（換言すれば、第１コイル部Ｃ１ｂ同士のコイル軸が一致し、かつ、第２コイル部Ｃ２ｂ同士のコイル軸が一致するように）、給電装置１と受電装置２が位置決めされる。そしてこのように位置決めされた状態で、給電コイル１１ａに電流を流すようにする。
When feeding power from the
これにより、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第１コイル部Ｃ１ｂ同士による電磁誘導、および、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第２コイル部Ｃ２ｂ同士による電磁誘導が効率良く行われ、良好な給電効率を得ることが可能である。
Thereby, electromagnetic induction by the first coil portions C1b of the
以上に説明した通り、第３実施形態のワイヤレス給電システム９においても、給電コイル１１ａに電流を流すと、隣合うコイル部同士（給電コイル１１ａにおける第１コイル部Ｃ１ｂと第２コイル部Ｃ２ｂ）には、互いに逆回りとなる方向へ電流が流れる。そのため第３実施形態のワイヤレス給電システム９（特に給電装置１）によっても、第１実施形態の場合と同様の原理により、給電コイル１１ａや受電コイル２１ａから周囲に漏れる不要電磁場放射が抑制される。
As described above, also in the wireless power feeding system 9 of the third embodiment, when a current is passed through the
なお第３実施形態では、各コイル部（Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ）を形成するにあたって、銅線を複雑な形状に巻くような工程を要しない。各コイル部（Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ）はそれぞれ単体で見れば単なる矩形コイルに過ぎないため、各部分単線（５１−１、５１−２）の製造は容易である。そして更に、各部分単線（５１−１、５１−２）を回路基板５３に半田付けすることにより、給電コイル１１ａ或いは受電コイル２１ａを形成することが可能であるため、ワイヤレス給電システム９の製造は容易である。
In the third embodiment, when forming each coil part (C1b, C2b), a process of winding a copper wire into a complicated shape is not required. Since each coil part (C1b, C2b) is merely a rectangular coil when viewed individually, each partial single wire (51-1, 51-2) is easy to manufacture. Furthermore, the
また更に第３実施形態における各コイル部（Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ）は、第１コイル部Ｃ１ｂにおける外周の一辺（近接部Ｐ１ｂの一辺）が、第２コイル部Ｃ２ｂにおける外周の一辺（近接部Ｐ１ｂの一辺）に沿うように配置されている。そのため、各コイル部（Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ）同士の非常に近接する領域が、十分に（具体的には、これらの一辺が対向する長さの分だけ）確保されている。このように、近接部Ｐ１ｂにおける各コイル部同士の近接の度合が極大化されることにより、各コイル部同士の間の磁場結合は非常に強化されている。 Furthermore, in each coil part (C1b, C2b) in the third embodiment, one side of the outer periphery (one side of the proximity part P1b) of the first coil part C1b is one side of the outer periphery of the second coil part C2b (one side of the proximity part P1b). ). For this reason, a sufficiently close region between the coil portions (C1b, C2b) is secured (specifically, a length corresponding to the length of these one sides facing each other). Thus, the magnetic field coupling between each coil part is reinforce | strengthened very much by maximizing the degree of proximity | contact of each coil part in the proximity part P1b.
４．第４実施形態
次に第４実施形態について説明する。なお第４実施形態は、給電部１１および受電部２１の構造に関する部分を除き、基本的に第１実施形態と同様である。以下の説明では、第１実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、共通する部分については説明を省略することがある。
4). Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment will be described. In addition, 4th Embodiment is the same as that of 1st Embodiment fundamentally except the part regarding the structure of the electric
給電部１１および受電部２１は、基本的に共通の構造となっている。図７は、この共通の構造（便宜的に「共通構造６０」と称する）を模式的に示したものである。図７に示すように共通構造６０には、第１部分単線６１−１、第２部分単線６１−２、第３部分単線６１−３、磁性体板６２、および回路基板６３が含まれている。
The
また回路基板６３には、第１端子６３−１、第２端子６３−２、第１中間端子６３−ｍ１、第２中間端子６３−ｍ２、第３中間端子６３−ｍ３、および第４中間端子６３−ｍ４が設けられている。第１中間端子６３−ｍ１と第２中間端子６３−ｍ２は、回路基板６３上の第１配線パターン６３−ｐ１によって電気的に接続されている。また第３中間端子６３−ｍ３と第４中間端子６３−ｍ４は、回路基板６３上の第２配線パターン６３−ｐ２によって電気的に接続されている。なお第１配線パターン６３−ｐ１は回路基板６３の表側の面に設けられており、第２配線パターン６３−ｐ２は回路基板６３の裏側の面に設けられている。
The
第１部分単線６１−１は、銅などの導電性材質によって形成されている単線であり、略矩形状に巻かれた第１コイル部Ｃ１ｃを形成している。第１部分単線６１−１は、一方の端点が第１端子６３−１に半田付けによって電気的に接続されており、他方の端点が第１中間端子６３−ｍ１に半田付けによって電気的に接続されている。 The first partial single wire 61-1 is a single wire formed of a conductive material such as copper, and forms a first coil portion C1c wound in a substantially rectangular shape. The first partial single wire 61-1 has one end point electrically connected to the first terminal 63-1 by soldering, and the other end point electrically connected to the first intermediate terminal 63-m1. Has been.
また第２部分単線６１−２は、銅などの導電性材質によって形成されている単線であり、略矩形状に巻かれた第２コイル部Ｃ２ｃを形成している。第２部分単線６１−２は、一方の端点が第２中間端子６３−ｍ２に半田付けによって電気的に接続されており、他方の端点が第３中間端子６３−ｍ３に半田付けによって電気的に接続されている。 The second partial single wire 61-2 is a single wire formed of a conductive material such as copper, and forms a second coil portion C2c wound in a substantially rectangular shape. One end point of the second partial single wire 61-2 is electrically connected to the second intermediate terminal 63-m2 by soldering, and the other end point is electrically connected to the third intermediate terminal 63-m3 by soldering. It is connected.
また第３部分単線６１−３は、銅などの導電性材質によって形成されている単線であり、略矩形状に巻かれた第３コイル部Ｃ３ｃを形成している。第３部分単線６１−３は、一方の端点が第４中間端子６３−ｍ４に半田付けによって電気的に接続されており、他方の端点が第２端子６３−２に半田付けによって電気的に接続されている。 The third partial single wire 61-3 is a single wire formed of a conductive material such as copper, and forms a third coil portion C3c wound in a substantially rectangular shape. One end point of the third partial single wire 61-3 is electrically connected to the fourth intermediate terminal 63-m4 by soldering, and the other end point is electrically connected to the second terminal 63-2 by soldering. Has been.
なお各部分単線（６１−１、６１−２、６１−３）は、磁性体板６２の上に置かれている。各コイル部（Ｃ１ｃ、Ｃ２ｃ、Ｃ３ｃ）は、同一平面上において部分単線が同じ方向に巻かれた形態であることにより、コイルを形成している部分である。第１コイル部Ｃ１ｃと第２コイル部Ｃ２ｃは、同一平面上において互いに隣合っており、近接するように配置されている。また第２コイル部Ｃ２ｃと第３コイル部Ｃ３ｃは、同一平面上において互いに隣合っており、近接するように配置されている。
The partial single wires (61-1, 61-2, 61-3) are placed on the
上述の通り、各部分単線（６１−１、６１−２、６１−３）は別個の部品（別々に製造されたもの）であるが、回路基板６３に半田付けされることにより、各配線パターン（６３−ｐ１、６３−ｐ２）を介在させて電気的に直列に接続されている。
As described above, each partial single wire (61-1, 61-2, 61-3) is a separate component (manufactured separately), but each wiring pattern is soldered to the
すなわち第１部分単線６１−１、第１配線パターン６３−ｐ１、第２部分単線６１−２、第２配線パターン６３−ｐ２、および第３部分単線６１−３は、この順に直列に接続されることにより、一本の単線（便宜的に「結合単線Ｓ２」と称する）を形成している。結合単線Ｓ２は、第１コイル部Ｃ１ｃと第２コイル部Ｃ２ｃの双方を、同一平面上で互いに近接するように形成し、かつ、第２コイル部Ｃ２ｃと第３コイル部Ｃ３ｃの双方を、同一平面上で互いに近接するように形成していると見ることが出来る。 That is, the first partial single line 61-1, the first wiring pattern 63-p1, the second partial single line 61-2, the second wiring pattern 63-p2, and the third partial single line 61-3 are connected in series in this order. Thus, one single line (referred to as “coupled single line S2” for convenience) is formed. The coupled single wire S2 is formed so that both the first coil portion C1c and the second coil portion C2c are close to each other on the same plane, and both the second coil portion C2c and the third coil portion C3c are the same. It can be seen that they are formed so as to be close to each other on a plane.
なお第１端子６３−１側から見て、第１コイル部Ｃ１ｃは反時計回りに巻かれ、第２コイル部Ｃ２ｃは時計回りに巻かれ、第３コイル部Ｃ３ｃは反時計回りに巻かれている。すなわち、第１コイル部Ｃ１ｃと第２コイル部Ｃ２ｃは互いに逆回りとなる方向へ巻かれており、かつ、第２コイル部Ｃ２ｃと第３コイル部Ｃ３ｃは互いに逆回りとなる方向へ巻かれている。 As viewed from the first terminal 63-1, the first coil portion C1c is wound counterclockwise, the second coil portion C2c is wound clockwise, and the third coil portion C3c is wound counterclockwise. Yes. That is, the first coil portion C1c and the second coil portion C2c are wound in the directions opposite to each other, and the second coil portion C2c and the third coil portion C3c are wound in the directions opposite to each other. Yes.
そのため結合単線Ｓ２の一方の端点から他方の端点に電流が流れるときに、第１コイル部Ｃ１ｃと第２コイル部Ｃ２ｃには互いに逆回りとなる方向へ電流が流れ、かつ、第２コイル部Ｃ２ｃと第３コイル部Ｃ３ｃには互いに逆回りとなる方向へ電流が流れることになる。 Therefore, when a current flows from one end point of the coupled single wire S2 to the other end point, a current flows in the first coil portion C1c and the second coil portion C2c in directions opposite to each other, and the second coil portion C2c As a result, current flows through the third coil portion C3c in directions opposite to each other.
換言すれば、第１コイル部Ｃ１ｃと第２コイル部Ｃ２ｃが近接している部分（図７に示す近接部Ｐ１ｃ）において、結合単線Ｓ２の電流方向が逆方向ではなく略同一方向となるように、第１コイル部Ｃ１ｃと第２コイル部Ｃ２ｃが配置されている。また更に、第２コイル部Ｃ２ｃと第３コイル部Ｃ３ｃが近接している部分（図７に示す近接部Ｐ２ｃ）において、結合単線Ｓ２の電流方向が逆方向ではなく略同一方向となるように、第２コイル部Ｃ２ｃと第３コイル部Ｃ３ｃが配置されている。 In other words, in the portion where the first coil portion C1c and the second coil portion C2c are close to each other (proximity portion P1c shown in FIG. 7), the current direction of the coupled single wire S2 is not the reverse direction but is substantially the same direction. The 1st coil part C1c and the 2nd coil part C2c are arranged. Furthermore, in the portion where the second coil portion C2c and the third coil portion C3c are close to each other (proximity portion P2c shown in FIG. 7), the current direction of the coupled single line S2 is not the reverse direction but is substantially the same direction. A second coil part C2c and a third coil part C3c are arranged.
なお給電部１１においては、結合単線Ｓ２が給電コイル１１ａに相当し、磁性体板６２が磁性体板１１ｂに相当し、回路基板６３が回路基板１１ｃに相当する。一方、受電部２１においては、結合単線Ｓ２が受電コイル２１ａに相当し、磁性体板６２が磁性体板２１ｂに相当し、回路基板６３が回路基板２１ｃに相当する。
In the
また給電部１１においては、第１端子６３−１と第２端子６３−２はインバータ回路１２の出力側に接続されており、インバータ回路１２からの供給電力によって結合単線Ｓ２（給電コイル１１ａ）に電流が流れるようになっている。一方、受電部１１においては、第１端子６３−１と第２端子６３−２は整流回路２２の入力側に接続されており、結合単線Ｓ２（受電コイル２１ａ）が出力する交流電力が整流回路２２に入力されるようになっている。
In the
給電装置１から受電装置２への給電を行わせる際には、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第１コイル部Ｃ１ｃ同士が向き合い、かつ、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第２コイル部Ｃ２ｃ同士が向き合い、かつ、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第３コイル部Ｃ３ｃ同士が向き合うように（換言すれば、第１コイル部Ｃ１ｃ同士のコイル軸が一致し、かつ、第２コイル部Ｃ２ｃ同士のコイル軸が一致し、かつ、第３コイル部Ｃ３ｃ同士のコイル軸が一致するように）、給電装置１と受電装置２が位置決めされる。そしてこのように位置決めされた状態で、給電コイル１１ａに電流を流すようにする。
When feeding power from the
これにより、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第１コイル部Ｃ１ｃ同士による電磁誘導、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第２コイル部Ｃ２ｃ同士による電磁誘導、および、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａの第３コイル部Ｃ３ｃ同士による電磁誘導が効率良く行われ、良好な給電効率を得ることが可能である。
Thereby, the electromagnetic induction by the 1st coil part C1c of the feeding
以上に説明した通り、第４実施形態のワイヤレス給電システム９においても、給電コイル１１ａに電流を流すと、隣合うコイル部同士（給電コイル１１ａにおける第１コイル部Ｃ１ｃと第２コイル部Ｃ２ｃ、および、第２コイル部Ｃ２ｃと第３コイル部Ｃ３ｃ）には、互いに逆回りとなる方向へ電流が流れる。そのため第４実施形態のワイヤレス給電システム９（特に給電装置１）によっても、第１実施形態の場合と同様の原理により、給電コイル１１ａや受電コイル２１ａから周囲に漏れる不要電磁場放射が抑制される。
As described above, also in the wireless power feeding system 9 of the fourth embodiment, when a current is passed through the
なお第４実施形態ではコイル部の個数は３個であるが、４個以上とすることも可能である。この場合であっても第４実施形態に準じた構成を採用し、給電コイル１１ａに電流を流したときに、隣合うコイル部同士に互いに逆回りとなる方向へ電流が流れるようにしておくことで、不要電磁場放射を抑制する効果が得られる。コイル部の個数は、ワイヤレス給電システム９が備えられる製品仕様等に応じ、２個以上で任意に設定可能である。
In the fourth embodiment, the number of coil portions is three, but may be four or more. Even in this case, the configuration according to the fourth embodiment is adopted, and when a current is passed through the feeding
なお第４実施形態では、各コイル部（Ｃ１ｃ、Ｃ２ｃ、Ｃ３ｃ）を形成するにあたって、銅線を複雑な形状に巻くような工程を要しない。各コイル部（Ｃ１ｃ、Ｃ２ｃ、Ｃ３ｃ）はそれぞれ単体で見れば単なる矩形コイルに過ぎないため、各部分単線（６１−１、６１−２、６１−３）の製造は容易である。そして更に、各部分単線（６１−１、６１−２、６１−３）を回路基板６３に半田付けすることにより、給電コイル１１ａ或いは受電コイル２１ａを形成することが可能であるため、ワイヤレス給電システム９の製造は容易である。
In addition, in 4th Embodiment, in forming each coil part (C1c, C2c, C3c), the process of winding a copper wire in a complicated shape is not required. Since each coil part (C1c, C2c, C3c) is a simple rectangular coil when viewed as a single unit, each partial single wire (61-1, 61-2, 61-3) is easy to manufacture. Further, since each of the partial single wires (61-1, 61-2, 61-3) is soldered to the
また更に第４実施形態における第１コイル部Ｃ１ｃと第２コイル部Ｃ２ｃは、第１コイル部Ｃ１ｃにおける外周の一辺（近接部Ｐ１ｃの一辺）が、第２コイル部Ｃ２ｃにおける外周の一辺（近接部Ｐ１ｃの一辺）に沿うように配置されている。そのため、各コイル部（Ｃ１ｃ、Ｃ２ｃ）同士の非常に近接する領域が、十分に（具体的には、これらの一辺が対向する長さの分だけ）確保されている。このように、近接部Ｐ１ｃにおける各コイル部同士の近接の度合が極大化されることにより、各コイル部同士の間の磁場結合は非常に強化されている。 Further, in the first coil portion C1c and the second coil portion C2c in the fourth embodiment, one side of the outer periphery (one side of the proximity portion P1c) of the first coil portion C1c is one side of the outer periphery of the second coil portion C2c (proximity portion). It is arranged along one side of P1c. Therefore, a region in which the coil portions (C1c, C2c) are very close to each other is sufficiently secured (specifically, a length corresponding to the length of these one sides facing each other). Thus, the magnetic field coupling between each coil part is reinforce | strengthened very much by maximizing the degree of proximity | contact of each coil part in the proximity part P1c.
また更に第４実施形態における第２コイル部Ｃ２ｃと第３コイル部Ｃ３ｃは、第２コイル部Ｃ２ｃにおける外周の一辺（近接部Ｐ２ｃの一辺）が、第３コイル部Ｃ３ｃにおける外周の一辺（近接部Ｐ２ｃの一辺）に沿うように配置されている。そのため、各コイル部（Ｃ２ｃ、Ｃ３ｃ）同士の非常に近接する領域が、十分に（具体的には、これらの一辺が対向する長さの分だけ）確保されている。このように、近接部Ｐ２ｃにおける各コイル部同士の近接の度合が極大化されることにより、各コイル部同士の間の磁場結合は非常に強化されている。 Still further, in the second coil portion C2c and the third coil portion C3c in the fourth embodiment, one side of the outer periphery of the second coil portion C2c (one side of the proximity portion P2c) is one side of the outer periphery of the third coil portion C3c (proximity portion). It is arranged along one side of P2c. Therefore, a sufficiently close region between the coil portions (C2c, C3c) is ensured (specifically, a length corresponding to the length of one side of the coils). Thus, the magnetic field coupling between each coil part is reinforce | strengthened very much by maximizing the degree of proximity | contact of each coil part in the proximity part P2c.
５．その他
以上に説明した通り、各実施形態の給電装置１は給電コイル１１ａを有しており、受電コイル２１ａを有した受電装置２に対して、給電コイル１１ａと受電コイル２１ａを用いた電磁誘導方式の電力伝送によって給電を行うようになっている。
5). Others As described above, the
また給電コイル１１ａの形態は、線状信号経路となっている。なお線状信号経路は、第１実施形態の場合には銅線３１が該当し、第２実施形態の場合には銅線４１が該当し、第３実施形態の場合には結合単線Ｓ１が該当し、第４実施形態の場合には結合単線Ｓ２が該当する。
The form of the feeding
線状信号経路は、導電性材質の単線によって、同一平面上に複数個のコイル部が形成された形態であり、この単線の一方の端点から他方の端点へ電流が流れるときに、隣合うコイル部の各々には、互いに逆回りとなる方向へ電流が流れるようになっている。そのため各実施形態の給電装置１によれば、既に説明した通り、不要電磁場放射を抑えることが可能となっている。
The linear signal path is a form in which a plurality of coil portions are formed on the same plane by a single wire made of a conductive material, and when a current flows from one end point of this single wire to the other end point, adjacent coils In each part, current flows in directions opposite to each other. Therefore, according to the
なお各コイル部は、必ずしも完全な同一平面上に形成される必要は無く、正常なワイヤレス給電を阻害しない範囲内で位置ズレ等があっても構わない。また給電コイル側のコイル部と受電コイル側のコイル部の形態（特に形状や位置）は、必ずしも完全に同一である必要は無く、正常なワイヤレス給電を阻害しない範囲内で差異があっても構わない。但し当該形態が大きく異なると、各コイル部の磁場が互いに阻害し合って、給電効率の低下を招く虞がある。そのため当該形態の差異は、出来るだけ小さくなっていることが好ましい。また各実施形態の受電装置２は受電コイル２１ａを有しており、給電装置１から給電を受けるように形成されている。なお受電コイル２１ａの形態も、給電コイル１１ａの形態と同様に、上述した線状信号経路となっている。
Note that the coil portions are not necessarily formed on the same plane, and may be misaligned within a range that does not hinder normal wireless power feeding. The form (particularly the shape and position) of the coil part on the power feeding coil side and the coil part on the power receiving coil side do not necessarily have to be completely the same, and may differ within a range that does not hinder normal wireless power feeding. Absent. However, if the forms are greatly different, the magnetic fields of the coil portions may interfere with each other, leading to a reduction in power supply efficiency. Therefore, it is preferable that the difference in the form is as small as possible. The
また給電部１１と受電部２１は、同じ仕様の部品によって形成されても良い。このようになっていれば、給電部１１用の部品と受電部２１用の部品を別々に用意する必要が無く、ワイヤレス給電システム９の製造コスト削減等を図ることが容易となる。
The
また本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。 The configuration of the present invention can be variously modified in addition to the above embodiment without departing from the spirit of the invention. That is, the above-described embodiment is an example in all respects, and should be considered not restrictive. The technical scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of the claims, and is understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims. Should.
本発明は、電磁誘導方式のワイヤレス給電システム等に利用可能である。 The present invention is applicable to an electromagnetic induction type wireless power feeding system and the like.
１ 給電装置
１１ 給電部
１１ａ 給電コイル
１１ｂ 磁性体板
１１ｃ 回路基板
１２ インバータ回路
２ 受電装置
２１ 受電部
２１ａ 受電コイル
２１ｂ 磁性体板
２１ｃ 回路基板
２２ 整流回路
２３ 電圧安定化回路
３０、４０、５０、６０ 共通構造
３１、３２ 銅線
３２、４２、５２、６２ 磁性体板
３３、４３、５３、６３ 回路基板
５１−１、６１−１ 第１部分単線
５１−２、６１−２ 第２部分単線
９ ワイヤレス給電システム
ＢＡＴ バッテリ
ＰＷ 外部電源
Ｓ１、Ｓ２ 結合単線
ＣＣ１ 第１コイル結合部
ＣＣ２ 第２コイル結合部
Ｃ１、Ｃ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ１ｃ 第１コイル部
Ｃ２、Ｃ２ａ、Ｃ２ｂ、Ｃ２ｃ 第２コイル部
Ｃ３ｃ 第３コイル部
Ｐ１、Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ２ｃ 近接部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
受電コイルを有したワイヤレス受電装置に対して、前記給電コイルと前記受電コイルを用いた電磁誘導方式の電力伝送によって給電を行うワイヤレス給電装置であって、
前記給電コイルの形態は、線状信号経路となっており、
前記線状信号経路は、
導電性材質の単線によって、略同一平面上に複数個のコイル部が形成された形態であり、
前記単線の一方の端点から他方の端点へ電流が流れるときに、隣合う前記コイル部の各々には、互いに逆回りとなる方向へ電流が流れ、
複数個の前記コイル部はそれぞれ、前記単線が各々の前記コイル部が形成される箇所を順番に複数回行き来しながら巻かれたコイルであることを特徴とするワイヤレス給電装置。 Has a feeding coil,
A wireless power feeder having a power receiving coil, which is powered by electromagnetic induction power transmission using the power feeding coil and the power receiving coil.
The form of the feeding coil is a linear signal path,
The linear signal path is:
A plurality of coil portions are formed on substantially the same plane by a single wire made of a conductive material,
When a current flows from one end point of the single wire to the other end point, each of the adjacent coil portions flows in a direction opposite to each other ,
Each plurality of said coil unit, the wireless power supply apparatus in which the single wire is characterized Oh Rukoto in coil wound while traversing multiple times sequentially place said coil portions of each is formed.
２個の前記コイル部は、８の字状に巻かれたコイルであることを特徴とする請求項１に記載のワイヤレス給電装置。The wireless power feeding apparatus according to claim 1, wherein the two coil portions are coils wound in an 8-shape.
前記複数個のコイル部の各々を構成する部分単線が、直列に接続されることによって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイヤレス給電装置。 The linear signal path is:
Wherein a portion single wire constituting each of the plurality of coil portions, the wireless power supply apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that it is formed by being connected in series.
所定の回路基板に半田付けされており、該回路基板の配線パターンを介して直列に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のワイヤレス給電装置。 Each of the partial single wires is
The wireless power feeding apparatus according to claim 3 , wherein the wireless power feeding apparatus is soldered to a predetermined circuit board and connected in series via a wiring pattern of the circuit board.
前記複数個のコイル部の各々は、略円形状に巻かれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイヤレス給電装置。 In the linear signal path,
Wherein each of the plurality of coil sections, the wireless power supply apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that it is wound in a substantially circular shape.
請求項１から請求項５の何れかに記載のワイヤレス給電装置から、前記給電を受けるように形成され、
前記受電コイルは、導電性材質の単線によって、略同一平面上に複数個のコイル部が形成された形態の前記線状信号経路となっており、
複数個の前記コイル部はそれぞれ、前記単線が各々の前記コイル部が形成される箇所を順番に複数回行き来しながら巻かれたコイルであることを特徴とするワイヤレス受電装置。 Having a power receiving coil used for the power transmission;
From the wireless power supply device according to any one of claims 1 to 5 , formed to receive the power supply ,
The power receiving coil is a linear signal path in a form in which a plurality of coil portions are formed on substantially the same plane by a single wire made of a conductive material.
Each plurality of said coil unit, the wireless power receiving apparatus wherein the single wire is characterized Oh Rukoto in coil wound while traversing multiple times sequentially place said coil portions of each is formed.
２個の前記コイル部は、８の字状に巻かれたコイルであることを特徴とする請求項６に記載のワイヤレス受電装置。The wireless power receiving apparatus according to claim 6, wherein the two coil portions are coils wound in an 8-shape.
前記電力伝送に用いられる受電コイルを有しており、前記ワイヤレス給電装置から前記給電を受けるように形成されたワイヤレス受電装置と、
を有することを特徴とするワイヤレス給電システム。 A wireless power feeder according to any one of claims 1 to 5 ,
A power receiving coil used for the power transmission, and a wireless power receiving device formed to receive the power feeding from the wireless power feeding device;
A wireless power feeding system comprising:
前記線状信号経路となっていることを特徴とする請求項８に記載のワイヤレス給電システム。 The form of the receiving coil is:
The wireless power feeding system according to claim 8 , wherein the linear signal path is used.
前記ワイヤレス受電装置によって得られた電力が充電されるバッテリと、を備え、
前記バッテリに充電された電力を用いて駆動することを特徴とする電気機器。 A wireless power receiving device according to claim 6 or 7 ,
A battery charged with the electric power obtained by the wireless power receiving device,
An electric device that is driven using electric power charged in the battery.
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