磁耦合装置以及使用其的无线电力传输系统制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于抑制从第1以及第2线圈当中的一方产生的磁通波及到另一方的线圈的影响并提高电力或者信号的传输效率。本发明专利技术的磁耦合装置(1A)具备第1线圈单元(10)、在与第1线圈单元(10)之间无线地传输电力或者信号的第2线圈单元(20)，第1以及第2线圈单元(10,20)各自具备第1以及第2线圈、构成与第1线圈交链的第1磁通φ1的磁路的第1磁性体(13,23)、构成与第2线圈交链的第2磁通φ2的磁路的第2磁性体(15,25)，第2线圈的驱动频率比第1线圈的驱动频率高10倍以上，第1磁性体(13,23)的导磁率在第1线圈的驱动频率下高于第2磁性体(15,25)的导磁率，并且在第2线圈的驱动频率下低于第2磁性体(15,25)的导磁率。

【技术实现步骤摘要】
磁耦合装置以及使用其的无线电力传输系统
本专利技术涉及无线地传输信号或电力的磁耦合装置以及使用了该装置的无线电力传输系统。
技术介绍
不使用电源电缆(powercable)或电源线(powercord)就传输电力的无线电力传输技术不断受到人们关注。无线电力传输技术因为能够从输电侧无线地将电力提供给受电侧，所以期待应用到轨道线电车和电动汽车等的运输设备、家电产品、电子设备、无线通信设备、玩具、所谓产业设备的各种各样的产品。作为无线电力传输的方法有通过电流流到输电线圈而使磁通产生并且该磁通交链于受电线圈从而使电压产生于受电线圈来进行电力传输的方法。虽然变成了用受电线圈来进行受电的能量被提供给负载，但是在负载基本不限于其种类的情况下变得有必要提供稳定的电力、电压或者电流，并且要求以被提供的这些电力、电压或电流当中任意一个成为恒定的形式进行控制。为了实现如此控制而有必要从受电侧将控制信号传输到输电侧。作为传输控制信号的方法有使用磁场耦合来进行的方法。磁场耦合方式是一种以下所述的方法，即，用受电侧的信号发送线圈来使磁通产生并使那磁通交链于输电侧的信号接收线圈，从而使电压产生并传输信号。此时，因为电力传输的磁通也产生，所以会有如果该磁通交链于信号接收线圈的话则变得不能够控制的问题。在这种背景下，要构成不受电力传输的磁通影响的磁场耦合方式就成为了一个技术问题。例如，在专利文献1中有方案提出一种通过设置进行电力传输的线圈所产生的磁场的方向Hp相对于进行信号传输的线圈进行受电的磁场的方向Hs进行正交的结构从而信号传输难以受电力传输的磁通影响的磁场耦合方式的信号传输接受线圈结构。另外，在专利文献2中有方案提出一种电力传输线圈和NFC(NearFieldCommunication)用线圈被配置的线圈装置。有方案提出一种技术，即，电力传输频率和NFC的频率不同，另外，磁性材料也使用配合于其频率的材料。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利申请公开2011-3947号公报专利文献2：日本专利申请公开2013-169122号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，就专利文献1所公开的技术而言，进行电力传输的线圈和进行信号传输的线圈被配置于彼此近旁，因为担忧电力传输的磁通依然会影响到信号传输所以有改善的余地。另外，就专利文献2所公开的技术而言，NFC用线圈因为不与电力传输线圈同时进行工作所以不用考虑电力传输中的磁通给到信号传输的影响，因此有改善的余地。本专利技术就是借鉴了以上所述的技术问题而做出的不懈努力之结果，其目的在于提供一种能够确保将电力传输的磁通影响降低到极小的信号传输的磁耦合装置以及使用其的无线电力传输系统。解决技术问题的手段为了解决上述技术问题，本专利技术所涉及的磁耦合装置的特征在于：具备第1线圈单元(coilunit)、在与所述第1线圈单元之间无线地传输电力或者信号的第2线圈单元，所述第1以及第2线圈单元各自具有第1以及第2线圈，所述第1以及第2线圈单元中的至少一方具有构成与所述第1线圈交链的第1磁通的磁路的第1磁性体、构成与所述第2线圈交链的第2磁通的磁路的第2磁性体，所述第1磁性体的导磁率在所述第1线圈的驱动频率下高于所述第2磁性体的导磁率，并且在高于所述第1线圈的驱动频率下的第2线圈的驱动频率低于所述第2磁性体的导磁率。根据本专利技术，因为第1磁性体的导磁率在第1线圈的驱动频带成为高于第2磁性体的导磁率并且第1磁性体的导磁率在第2线圈频带成为低于第2磁性体的导磁率，所以能够由第1以及第2磁性体来抑制从第1以及第2线圈中的一方产生的磁通波及到另一方的线圈的影响。因此，例如在第1以及第2线圈单元的第1线圈之间进行电力传输并且在第2线圈之间进行信号传输，在此情况下能够确保将电力传输的磁通的影响降低到极小的信号传输。在本专利技术中，所述第1线圈的线圈轴优选与所述第2线圈的线圈轴相正交。根据该结构，使与第1线圈交链的磁通的方向和与第2线圈交链的磁通的方向正交从而就能够将互相影响抑制到最小限。在本专利技术中，与所述第2线圈交链的磁通通过所述第2磁性体的方向上的所述第2磁性体的导磁率优选高于与所述第1线圈交链的磁通通过所述第2磁性体的方向上的所述第2磁性体的导磁率。就这样通过第2磁性体的导磁率具有各向异性，从而既抑制信号传输中的磁路的磁阻的增加又能够做到与第1线圈交链的磁通难以通过第2磁性体。因此，能够更进一步抑制从第1以及第2线圈中的一方产生的磁通影响到另一方的线圈。在本专利技术中，所述第2磁性体优选具有朝向与所述第1线圈交链的磁通通过所述第2磁性体的方向并且磁性层与非磁性层被交替层叠的多层结构。由此，既抑制与第2线圈交链的磁通的磁路磁阻的增加又能够做到与第1线圈交链的磁通难以通过第2磁性体。因此，就能够更进一步抑制从第1线圈产生的磁通波及到第2线圈的影响。在本专利技术中，优选：所述第1线圈为在第1方向上具有线圈轴的螺旋(spiral)线圈，所述第2线圈为在与所述第1方向相正交的第2方向上具有线圈轴的螺线管线圈(solenoidcoil)。根据该结构，能够使与第1线圈交链的磁通方向和与第2线圈交链的磁通方向正交从而将互相的影响抑制到最小限。在本专利技术中，从所述第1方向看的所述螺线管线圈的平面尺寸优选小于所述螺旋线圈的开口部的平面尺寸。由此，就能够抑制从螺旋线圈产生的磁通波及到螺线管线圈的影响。在本专利技术中，优选：所述螺旋线圈被形成于所述第1磁性体的主面，所述螺线管线圈被卷绕于所述第2磁性体，从所述第1方向看的所述第2磁性体的平面尺寸小于所述螺旋线圈的开口部的平面尺寸。由此，就能够抑制从螺旋线圈产生的磁通波及到螺线管线圈的影响。在本专利技术中，所述第1磁性体优选具有在俯视图中与所述螺旋线圈的开口部相重叠的贯通孔。由此，不仅仅能够谋求到第1磁性体的低成本化而且还能够谋求到凭靠将第2线圈插入到贯通孔的线圈单元的薄型化。在本专利技术中，所述第1磁性体和所述第2磁性体优选不被配置于同一平面上。由此，就能够抑制从螺旋线圈产生的磁通波及到螺线管线圈的影响并且能够提高一对螺线管线圈之间的传输效率。在本专利技术中，优选：从所述第1方向看的所述螺线管线圈的所述第2方向的尺寸大于所述螺旋线圈的开口部的所述第2方向的尺寸，且从所述第1方向看的所述螺线管线圈的与所述第1方向以及所述第2方向相正交的第3方向的尺寸小于所述螺旋线圈的开口部的所述第3方向的尺寸。即使是如此结构也能够抑制从螺旋线圈产生的磁通波及到螺线管线圈的影响。另外，能够通过增加螺线管线圈的圈数来增强两者的磁耦合，并且能够提高传输效率。在本专利技术中，优选：所述螺旋线圈被形成于所述第1磁性体的主面，所述螺线管线圈被卷绕于所述第2磁性体，从所述第1方向看的所述第2磁性体的所述第2方向的尺寸大于所述第1磁性体的所述第2方向的尺寸，且从所述第1方向看的所述第2磁性体的所述第3方向的尺寸小于所述螺旋线圈的开口部的所述第3方向的尺寸。即使是如此结构也能够抑制从螺旋线圈产生的磁通波及到螺线管线圈的影响。在本专利技术中，优选：所述第2线圈为在第1方向上具有线圈轴的螺旋线圈，所述第1线圈为在与所述第1方向相正交的第2方向上具有线圈轴的螺线管线圈，所述螺旋线圈的平面尺寸从所述第1方向看小于所述螺线管线圈的平面尺寸。根据该结构，能够使与第1线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁耦合装置，其特征在于：具备：第1线圈单元；以及在与所述第1线圈单元之间无线传输电力或者信号的第2线圈单元，所述第1以及第2线圈单元各自具有第1线圈以及第2线圈，所述第1以及第2线圈单元中的至少一方具有构成与所述第1线圈交链的第1磁通的磁路的第1磁性体、构成与所述第2线圈交链的第2磁通的磁路的第2磁性体，所述第1磁性体的导磁率在所述第1线圈的驱动频率下高于所述第2磁性体的导磁率，并且在高于所述第1线圈的驱动频率的第2线圈的驱动频率下低于所述第2磁性体的导磁率。

【技术特征摘要】
2017.03.31 JP 2017-0699541.一种磁耦合装置，其特征在于：具备：第1线圈单元；以及在与所述第1线圈单元之间无线传输电力或者信号的第2线圈单元，所述第1以及第2线圈单元各自具有第1线圈以及第2线圈，所述第1以及第2线圈单元中的至少一方具有构成与所述第1线圈交链的第1磁通的磁路的第1磁性体、构成与所述第2线圈交链的第2磁通的磁路的第2磁性体，所述第1磁性体的导磁率在所述第1线圈的驱动频率下高于所述第2磁性体的导磁率，并且在高于所述第1线圈的驱动频率的第2线圈的驱动频率下低于所述第2磁性体的导磁率。2.如权利要求1所述的磁耦合装置，其特征在于：所述第1线圈的线圈轴与所述第2线圈的线圈轴相正交。3.如权利要求2所述的磁耦合装置，其特征在于：所述第2磁性体的导磁率具有各向异性，与所述第2线圈交链的磁通通过所述第2磁性体的方向上的所述第2磁性体的导磁率高于与所述第1线圈交链的磁通通过所述第2磁性体的方向上的所述第2磁性体的导磁率。4.如权利要求3所述的磁耦合装置，其特征在于：所述第2磁性体具有朝向与所述第1线圈交链的磁通通过所述第2磁性体的方向并且磁性层与非磁性层被交替层叠的多层结构。5.如权利要求2～4中任意一项所述的磁耦合装置，其特征在于：所述第1线圈为在第1方向上具有线圈轴的螺旋线圈，所述第2线圈为在与所述第1方向相正交的第2方向上具有线圈轴的螺线管线圈。6.如权利要求5所述的磁耦合装置，其特征在于：从所述第1方向看，所述螺线管线圈的平面尺寸小于所述螺旋线圈的开口部的平面尺寸。7.如权利要求5或者6所述的磁耦合装置，其特征在于：所述螺旋线圈形成于所述第1磁性体的主面，所述螺线管线圈卷绕于所述第2磁性体，从所述第1方向看，所述第2磁性体的平面尺寸小于所述螺旋线圈的开口部的平面尺寸。8.如权利要求5～7中任意一项所述的磁耦合装置，其特征在于：所述第1磁性体具有在俯视时与所述螺旋线圈的开口部相重叠的贯通孔。9.如权利要求8所述的磁耦合装置，其特征在于：所述第1磁性体和所述第2磁性体不配置于同一平面上。10.如权利要求5所述的磁耦合装置，其特征在于：从所述第1方向看，所述螺线管线圈的所述第2方向的尺寸大于所述螺旋线圈的开口部的所述第2方向的尺寸，从所述第1方向看，所述螺线管线圈的与所述第1方向以及所述第2方向相正交的第3方向的尺寸小于所述螺旋线圈的开口部的所述第3方向的尺寸。11.如权利要求10所述的磁耦合装置，其特征在于：所述螺旋线圈形成于所述第1磁性体的主面，所述螺线管线圈卷绕于所述第2磁性体，从所述第1方向看，所述第2磁性体的所述第2方向的尺寸大于所述第1磁性体的所述第2方向的尺寸，从所述第1方向看，所述第2磁性体的所述第3方向的尺寸小于所述螺旋线圈的开口部的所述第3方向的尺寸。12.如权利要求1～4中任意一项所述的磁耦合装置，其特征在于：所述第2线圈为在第1方向上具有线圈轴的螺旋线圈，所述第1线圈为在与所述第1方向相正交的第2方向上具有线圈轴的螺线管线圈，从所述第1方向看，所述螺旋线圈的平面尺寸小于所述螺线管线圈的平面尺寸。13.如权利要求5～11中任意一项所述的磁耦合装置，其特征在于：所述第1线圈单元的所述螺线管线圈以及所述第2线圈单元的所述螺线管线圈被设置于被所述第1线圈单元的所述螺旋线圈和所述第2线圈单元的所述螺旋线圈所夹的空间内。14.如权利要求5～12中任意一项所述的磁耦合装置，其特征在于：所述第1线圈单元的所述螺线管线圈以及所述第2线圈单元的所述螺线管线圈被设置于被所述第1线圈单元的所述螺旋线圈和所述第2线圈单元的所述螺旋线圈所夹的空间的外侧。15.如权利要求1～4中任意一项所述的磁耦合装置，其特征在于：所述第1线圈为在第1方向上具有线圈轴的第1螺线管线圈，所述第2线圈为在与所述第1方向相正交的第2方向上具有线圈轴的第2螺线管线圈。16.如权利要求15所述的磁耦合装置，其特征在于：从与所述第1方向以及所述第2方向相正交的第3方向看，所述第1螺线管线圈的所述第1方向的尺寸大于所述第2螺线管线圈的所述第1方向的尺寸，从所述第3方向看，所述第1螺线管线圈的所述第2方向的尺寸小于所述第2螺线管线圈的所述第2方向的尺寸。17.如权利要求16所述的磁耦合装置，其特征在于：所述第1螺线管线圈被卷绕于所述第1磁性体，所述第2螺线管线圈被卷绕于所述第2磁性体，从所述第3方向看，所述第1磁性...

【专利技术属性】
技术研发人员：花房一义，浦野高志，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP