共振器和无线电力传输设备制造技术

根据本发明专利技术的实施方式，提供一种共振器和无线电力传输设备。所述共振器包括：第一磁性材料芯，第一绕组和第一凸部。该第一磁性材料芯包括至少一个磁性材料的第一芯块。该第一绕组缠绕在第一磁性材料芯的周围。该第一凸部形成为从在该芯块的第一端和该第一绕组之间的芯块的一部分突出。

【技术实现步骤摘要】
共振器和无线电力传输设备
这里所述的实施方式涉及共振器和无线电力传输设备。
技术介绍
已知无线电力传输设备，其具有彼此相对的初级共振器和次级共振器，并进行无线电力传输。初级共振器和次级共振器每个通过将线圈缠绕在磁性材料芯的周围而构建。初级和次级磁性材料芯的每个包括在平面表面上间隔开的多个芯。该构造允许在与线圈在初级共振器和次级共振器之间的缠绕方向相同的方向上的位置偏移，并允许减小尺寸和重量。然而，在垂直于线圈缠绕方向的方向上(线圈的纵向方向)，存在允许的位置偏移范围较窄的问题。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种共振器，所述共振器包括:第一磁性材料芯，所述第一磁性材料芯包括至少一个磁性材料的芯块；第一绕组，所述第一绕组缠绕在所述第一磁性材料芯的周围；和第一凸部，所述第一凸部形成为从在所述芯块的第一端和所述第一绕组之间的芯块的一部分突出。 根据本专利技术的另一方面，提供一种在设置为彼此相对的第一共振器和第二共振器之间传输电力的无线电力传输设备，其中所述第一共振器包括:第一磁性材料芯，所述第一磁性材料芯包括至少一个磁性材料的芯块；第一绕组，所述第一绕组缠绕在所述第一磁性材料芯的周围；第一凸部，所述第一凸部形成为从在所述芯块的第一端和第一绕组之间的芯块的一部分突出，并且所述第二共振器包括:第二磁性材料芯，所述第二磁性材料芯包括至少一个磁性材料的芯块；第二绕组，所述第二绕组缠绕在所述第二磁性材料芯的周围；和第二凸部，所述第二凸部形成为从在所述第二绕组和所述第二磁性材料芯的芯块的第一端之间的第二磁性材料芯的芯块的一部分突出，所述第二磁性材料的芯块的第一端与所述第一磁性材料芯的芯块的第二端处于同一侧，所述第一磁性材料的芯块的第二端相对于所述第一绕组处于所述第一磁性材料的芯块的第一端的相对侧上。 根据本专利技术的另一方面，提供一种共振器，该共振器包括:第一磁性材料芯，所述第一磁性材料芯包括至少一个磁性材料的芯块；第一绕组，所述第一绕组缠绕在所述第一磁性材料芯的周围；和第一凸部，所述第一凸部形成为从在所述芯块的第一端和所述第一绕组之间的芯块的一部分突出，其中第一距离限定为在所述芯块的纵向方向上从由所述第一绕组缠绕的芯块部分的中心到所述芯块的第一端的距离，所述第一凸部形成在所述第一端和在所述芯块的纵向方向上与所述第一端分开所述第一距离的一半的位置之间。 【附图说明】 图1表根据第一实施方式的无线电力传输设备； 图2表示在第一实施方式中的线圈的纵向方向上的位置偏移； 图3表示共振器及其尺寸的顶视图； 图4表示在两个共振器之间存在位置偏移时，耦合系数的测量结果的图； 图5表示在初级共振器和次级共振器之间的位置偏移； 图6表示当初级共振器没有凸部时的磁场分布； 图7表示当初级共振器具有凸部时的磁场分布； 图8表示次级共振器的尺寸比初级共振器的尺寸略小时，在次级共振器和初级共振器之间的位置偏移； 图8A表示初级共振器的尺寸比次级共振器的尺寸略小时，在次级共振器和初级共振器之间的位置偏移； 图9表示在次级共振器和初级共振器之间的位置偏移，这些共振器的线圈均缠绕在从芯块中心偏置的位置处； 图10表示在次级共振器和初级共振器之间的位置偏移的另一个例子，这些共振器的线圈均缠绕在从芯块中心偏置的位置处； 图11表不根据第二实施方式的无线电力传输设备； 图12表示在第二实施方式中，在线圈的纵向方向上的位置偏移； 图13表示当初级共振器和次级共振器具有相同尺寸时的位置偏移； 图14表示当次级共振器的尺寸比初级共振器的尺寸略小时的位置偏移； 图15表示在次级共振器和初级共振器之间的位置偏移，所述共振器的线圈均缠绕在从芯块的中心偏置的位置处； 图16表示在次级共振器和初级共振器之间的位置偏移的另一个例子，所述共振器的线圈均缠绕在从芯块中心偏置的位置处； 图17表示共振器的变形； 图18表示共振器的可选变形； 图19表示共振器的另一个可选变形；和 图20表示在缠绕着两个线圈的初级共振器和缠绕着一个线圈的次级共振器之间的位置偏移的示例。 【具体实施方式】 根据该实施方式，提供一种共振器，包括:第一磁性材料芯、第一线圈和第一凸部。 第一磁性材料芯包括至少一个磁性材料的芯块。 第一线圈缠绕在第一磁性材料芯的周围。 第一凸部形成为从在芯块的第一端和第一线圈之间的芯块的一部分突出。 下文中将参考附图详细描述实施方式。 第一实施例 图1表根据第一实施方式的无线电力传输设备。该无线电力传输设备包括初级共振器和次级共振器。 图1 (A)表示初级共振器和次级共振器的平面图。图1 (B)表示初级共振器和次级共振器的侧视图，图1 (C)表示初级共振器和次级共振器的正视图。 初级共振器11包括磁性材料芯12和缠绕在磁性材料芯12周围的线圈13。磁性材料芯12包括互相间隔开的芯块14、15。芯块14、15具有大致平坦的板状，并靠近线圈13内部的左右端。线圈13缠绕成使得线圈13的中心与芯块14、15的中心一致或几乎一致。在芯块14、15中，线圈缠绕在其周围的部分和该部分附近向内加宽。由于在电力传输时磁通量集中在这些部分，宽度被加宽以减小芯损失。而且，通过使线圈缠绕部分之外的部分变窄，磁性材料的量显著减少，致使重量减小。 凸部14a、14b形成为从在线圈13和芯块14的一端之间以及线圈13和芯块14的另一端之间的芯块部分突出。类似地，凸部15a、15b形成为从在线圈13和芯块15的一端之间以及线圈13和芯块15的另一端之间的芯块部分突出。在每个芯块的面中，这些凸部形成在当初级共振器与次级共振器相对时与次级共振器相对的面上。凸部14a、14b可以由比芯块14具有更大矫顽力的磁性材料形成。凸部15a、15b可以由比芯块15具有更大矫顽力的磁性材料形成。 次级共振器51具有与初级共振器相同的构造，除了不具有凸部之外。也即，次级共振器51包括磁性材料芯52和缠绕在磁性材料芯52周围的线圈53。磁性材料芯52包括互相间隔开的芯块54、55。芯块54、55靠近线圈53内部的左端和右端。芯块54、55具有大致平坦的板状。线圈53缠绕为使得其中心与芯块的中心一致或几乎一致。在芯块14、15中，线圈缠绕在其周围的部分及该部分附近向内加宽。 在图1中，附图标记“D1”表示从初级共振器的芯块的一端或另一端到其中心(更具体地，在芯块的纵向方向上，线圈缠绕着的芯块部分的中心)的尺寸(距离)，而附图标记“D2”表示从次级共振器的芯块的一端或另一端到其中心(更具体地，在芯块的纵向方向上，线圈缠绕着的芯块部分的中心)的尺寸(距离)。 现在可以描述当初级共振器和次级共振器在电力传输时相对时，可能发生在初级共振器和次级共振器之间的位置偏移。该位置偏移包括在线圈宽度方向上(在线圈缠绕方向上)的位置偏移和在线圈纵向方向上(在垂直于线圈缠绕方向的方向上)的位置偏移。当初级共振器和次级共振器相对，使得在线圈的纵向方向和宽度方向上的中心相应地重合时，初级共振器和次级共振器处于在任一方向上都没有位置偏移的状态。 图2表示位置偏移发生在初级共振器11和次级共振器51之间的线圈的纵向方向上的状态。在实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共振器，所述共振器包括：第一磁性材料芯，所述第一磁性材料芯包括至少一个磁性材料的芯块；第一绕组，所述第一绕组缠绕在所述第一磁性材料芯的周围；和第一凸部，所述第一凸部形成为从在所述芯块的第一端和所述第一绕组之间的芯块的一部分突出。

【技术特征摘要】
2013.03.15 JP 2013-0534581.一种共振器，所述共振器包括: 第一磁性材料芯，所述第一磁性材料芯包括至少一个磁性材料的芯块； 第一绕组，所述第一绕组缠绕在所述第一磁性材料芯的周围；和第一凸部，所述第一凸部形成为从在所述芯块的第一端和所述第一绕组之间的芯块的一部分突出。2.根据权利要求1所述的共振器，其中 所述共振器设置为与不同的共振器相对，该不同的共振器包括含有至少一个磁性材料的芯块的磁性材料芯和缠绕在该磁性材料芯的周围的绕组， 第一距离限定为在所述共振器的芯块的纵向方向上从由所述第一绕组缠绕的芯块部分的中心到该芯块的第一端的距离， 第二距离限定为在所述不同的共振器的芯块的纵向方向上从由所述绕组缠绕的芯块部分的中心到所述不同的共振器中的芯块的一端的距离，所述不同的共振器的芯块的所述一端与位于所述第一端相对于所述第一绕组的相对侧上的第一磁性材料芯的芯块的第二端处于同一侧，和 所述第一凸部形成在所述第一端和在所述第一磁性材料芯的芯块的纵向方向上与所述第一端分开一个距离的位 置之间，该距离通过从所述第一距离减去第二距离的一半而获得。3.根据权利要求1所述的共振器，其中 所述第一凸部由比所述芯块具有更大的矫顽力的磁性材料形成。4.根据权利要求1所述的共振器，还包括 第二凸部，所述第二凸部形成为从在所述第一绕组和所述芯块的第二端之间的芯块的一部分突出，所述第二端相对于第一绕组在所述第一端的相对侧上。5.根据权利要求4所述的共振器，其中 该共振器设置为与包括含有至少一个磁性材料的芯块的磁性材料芯和缠绕在该磁性材料芯周围的绕组的不同的共振器相对， 第三距离限定为在所述共振器的芯块的纵向方向上从由所述第一绕组缠绕的芯块部分的中心到所述芯块的第二端的距离，和 第四距离限定为在所述不同的共振器中的芯块的纵向方向上从由所述绕组缠绕的芯块部分的中心到所述不同的共振器中的磁性材料芯的芯块的一端的距离，所述不同的共振器中的所述芯块的一端与所述第一磁性材料芯的芯块的第一端处于同一侧， 所述第二凸部形成在所述第二端和在所述第一磁性材料芯的芯块的纵向方向上与所述第二端分开一定距离的位置之间，该距离通过从所述第三距离减去第四距离的一半而获得。6.根据权利要求4所述的共振器，其中 所述第二凸部由比所述第一磁性材料芯的芯块具有更大矫顽力的磁性材料形成。7.一种在设置为彼此相对的第一共振器和第二共振器之间传输电力的无线电力传输设备，其中 所述第一共振器包括: 第一磁性材料芯，所述第一磁性材料芯包括至少一个磁性材料的芯块；第一绕组，所述第一绕组缠绕在所述第一磁性材料芯的周围； 第一凸部，所述第一凸部形成为从在所述芯块的第一端和第一绕组之间的芯块的一部分突出，并且 所述第二共振器包括: 第二磁性材料芯，所述第二磁性材料芯包括至少一个磁性材料的芯块； 第二绕组，所述第二绕组缠绕在所述第二磁性材料芯的周围；和第二凸部，所述第二凸部形成为从在所述第二绕组和所述第二磁性材料芯的芯块的第一端之间的第二磁性材料芯的芯块的一部分突出，所述第二磁性材料的芯块的第一端与所述第一磁性材料芯的芯块的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾林秀一，山田亚希子，司城彻，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP