本發(fā)明涉及包括線圈、鐵氧體和濾波線圈的受電裝置和送電裝置。

背景技術(shù)：

一直以來(lái)針對(duì)以非接觸的方式從送電裝置向受電裝置輸送電力的非接觸充電系統(tǒng)提出了各種方案(日本特開(kāi)2013-154815號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)2013-146154號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)2013-146148號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)2013-110822號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)2013-126327號(hào)公報(bào))。

在日本特開(kāi)2008-120239號(hào)公報(bào)中，存在關(guān)于包括線圈和E型芯的線圈單元的記載。E型芯在從上方俯視時(shí)形成為長(zhǎng)方形形狀，并包括形成于兩邊部的凸部和形成于中央部的中央凸部。

該E型芯通過(guò)層疊多個(gè)區(qū)段芯而形成，區(qū)段芯彼此被配置成彼此接觸。并且，線圈被安裝在E型芯的中央凸部。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

送電裝置包括上述的線圈單元，該線圈單元大多連接有變頻器等。另外，受電裝置包括上述的線圈單元、以及整流器，所述整流器將線圈單元所接受的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力并向電池等直流負(fù)載供給。

送電裝置的變頻器和/或受電裝置的整流器包括多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，有時(shí)會(huì)因開(kāi)關(guān)而產(chǎn)生噪聲(noise)。為了抑制噪聲從線圈單元的線圈向外部輻射，在線圈與變頻器之間和/或線圈與整流器之間配置有濾波器。濾波器通常包括電感器芯和卷繞在該濾波器芯上的濾波線圈。

若將這樣的濾波器收納于受電裝置和/或送電裝置內(nèi)，則會(huì)產(chǎn)生受電裝置和送電裝置的體積變大這一問(wèn)題。

本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而做出的，其目的在于提供一種即使安裝濾波器也能夠抑制裝置的大型化的受電裝置和送電裝置。

本發(fā)明的受電裝置在一個(gè)方面是如下受電裝置，該受電裝置在與設(shè)置于外部的送電裝置相對(duì)配置的狀態(tài)下以非接觸的方式從送電裝置接受電力。該受電裝置具備：受電線圈，其形成為圍繞第1卷繞軸的周?chē)倚纬捎虚_(kāi)口部，所述第1卷繞軸沿著從與送電裝置相對(duì)的受電裝置朝向送電裝置的受電方向延伸；濾波線圈，其被設(shè)置于受電線圈的內(nèi)側(cè)，并且形成為圍繞沿著所述受電方向延伸的第2卷繞軸的周?chē)?；以及配置受電線圈和濾波線圈的鐵氧體。上述鐵氧體包括與送電裝置相對(duì)的相對(duì)面和位于相對(duì)面的相反側(cè)的背面。上述鐵氧體包括：環(huán)狀的線圈臺(tái)，在其相對(duì)面?zhèn)扰渲檬茈娋€圈；和突出部，其從線圈臺(tái)中的位于比受電線圈靠?jī)?nèi)側(cè)的位置的部分朝向受電方向突出。在上述鐵氧體的背面，由突出部和線圈臺(tái)形成中空部。上述受電線圈設(shè)置于突出部的外周面?zhèn)?，濾波線圈沿著中空部的內(nèi)周面設(shè)置。

根據(jù)上述受電裝置，能夠?qū)㈣F氧體裝入濾波線圈的磁路，并且即使將濾波線圈安裝于受電裝置內(nèi)，也能抑制受電裝置的大型化。另外，由于濾波線圈收納于在鐵氧體的背面形成的中空部?jī)?nèi)，受電線圈配置于鐵氧體的相對(duì)面?zhèn)?，因此可抑制濾波線圈與受電線圈磁耦合。而且，由于濾波線圈配置成沿著中空部的內(nèi)周面延伸，因此能夠在濾波線圈的中空部配置各種設(shè)備。

優(yōu)選的是，受電裝置還具備電感器芯，所述電感器芯設(shè)置于中空部?jī)?nèi)，且沿著中空部的內(nèi)周面延伸。上述電感器芯與線圈臺(tái)和突出部磁性連接，上述濾波線圈設(shè)置于電感器芯的外周面。

根據(jù)上述受電裝置，能夠謀求由濾波線圈產(chǎn)生的磁通所通過(guò)的磁路徑的低阻抗化，并且能夠減少濾波線圈的匝數(shù)。

本發(fā)明的送電裝置在一方面是如下送電裝置，該送電裝置在與設(shè)置于外部的受電裝置相對(duì)配置的狀態(tài)下以非接觸的方式向受電裝置輸送電力。送電裝置具備：中空的送電線圈，其形成為圍繞第1卷繞軸的周?chē)?，所? 第1卷繞軸沿著從與受電裝置相對(duì)的送電裝置朝向受電裝置的送電方向延伸；濾波線圈，其設(shè)置于送電線圈的內(nèi)側(cè)，并且形成為圍繞沿著送電方向延伸的第2卷繞軸的周?chē)?；以及配置送電線圈和濾波線圈的鐵氧體。上述鐵氧體包括與受電裝置相對(duì)的相對(duì)面和位于相對(duì)面的相反側(cè)的背面。

上述鐵氧體包括：環(huán)狀的線圈臺(tái)，在其相對(duì)面?zhèn)扰渲盟碗娋€圈；和突出部，其從線圈臺(tái)中的位于比送電線圈靠?jī)?nèi)側(cè)的位置的部分朝向送電方向突出。在上述鐵氧體的背面，由突出部和線圈臺(tái)形成中空部。上述送電線圈設(shè)置于突出部的外周面?zhèn)?，濾波線圈沿著中空部的內(nèi)周面設(shè)置。

根據(jù)上述送電裝置，即使將濾波線圈安裝于送電裝置內(nèi)，也能夠抑制送電裝置大型化。另外，能夠抑制濾波線圈與送電線圈磁耦合，并且能夠省略設(shè)置于濾波線圈的芯或者謀求該芯的緊湊化。

優(yōu)選的是，送電裝置還具備電感器芯，所述電感器芯設(shè)置于中空部?jī)?nèi)，且沿著中空部的內(nèi)周面延伸。上述電感器芯與線圈臺(tái)和突出部磁性連接。上述濾波線圈設(shè)置于電感器芯的外周面。

根據(jù)上述送電裝置，能夠謀求由濾波線圈產(chǎn)生的磁通所通過(guò)的磁路徑的低阻抗化，并且能夠減少濾波線圈的匝數(shù)。

根據(jù)與附圖相關(guān)聯(lián)地理解的與本發(fā)明相關(guān)的以下的詳細(xì)說(shuō)明，能夠明白本發(fā)明的上述以及其他的目的、特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是示意性地表示非接觸充電系統(tǒng)1的示意圖。

圖2是示意性地表示非接觸充電系統(tǒng)1的電路圖。

圖3是表示受電裝置5的分解立體圖。

圖4是沿著圖3的IV-IV線進(jìn)行剖切而得到的剖視圖，是表示受電裝置5的剖視圖。

圖5是從受電裝置5的下方仰視線圈臺(tái)30、受電線圈9以及濾波器11等時(shí)的仰視圖。

圖6是表示送電裝置3的分解立體圖。

圖7是沿著圖6的VII-VII線剖切而得到的剖視圖。

圖8是從送電裝置3的上方俯視鐵氧體58、送電線圈22、濾波器24等時(shí)的俯視圖。

具體實(shí)施方式

圖1是示意性地表示非接觸充電系統(tǒng)1的示意圖，圖2是示意性地表示非接觸充電系統(tǒng)1的電路圖。如圖1和圖2所示，非接觸充電系統(tǒng)1具備送電裝置3和搭載有受電單元4的車(chē)輛2。

受電單元4包括以非接觸的方式從送電裝置3接受電力的受電裝置5和對(duì)受電裝置5所接受的電力進(jìn)行存儲(chǔ)的電池6。

受電裝置5包括線圈單元7和收納線圈單元7的殼體8。線圈單元7包括受電線圈9、與受電線圈9串聯(lián)連接的電容器10、濾波器11以及整流器12。

整流器12將受電線圈9所接受的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力并向電池6供給。此外，作為整流器12，可以采用各種結(jié)構(gòu)，可以設(shè)為包括未圖示的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的結(jié)構(gòu)。

濾波器11包括連接于受電線圈9與整流器12之間的濾波線圈13和連接于電容器10與整流器12之間的濾波線圈14。濾波器11抑制受電線圈9接受到的接受電力所包含的噪聲被整流器12反射并從受電線圈9向外部出射。此外，在整流器12包含開(kāi)關(guān)元件的情況下，抑制因整流器12驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲從受電線圈9向外部輻射。

送電裝置3包括線圈單元20和收納線圈單元20的殼體21。

線圈單元20包括送電線圈22、連接于送電線圈22的電容器23、濾波器24以及變頻器25，變頻器25連接于電源26。

變頻器25包括未圖示的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，對(duì)從電源26供給的交流電流的頻率進(jìn)行變更，并且將電壓升壓并向送電線圈22供給。

濾波器24抑制在變頻器25中產(chǎn)生的噪聲到達(dá)送電線圈22。濾波器24包括設(shè)置于電容器23與變頻器25之間的濾波線圈27和設(shè)置于變頻器25 與送電線圈22之間的濾波線圈28。

此外，在圖2所示的例子中，作為濾波器，舉出了包括濾波線圈的結(jié)構(gòu)，但也可以在該一對(duì)濾波線圈與變頻器25之間，以與送電線圈22并聯(lián)的方式配置電容器。

在此，在送電裝置3以非接觸的方式向受電單元4輸送電力，受電裝置5以非接觸的方式從送電裝置3接受電力時(shí)，如圖1所示，使送電裝置3與受電裝置5對(duì)位以使其彼此相對(duì)。

在該圖1所示的例子中，受電裝置5配置于車(chē)輛2的底面，送電裝置3配置于地面，因此受電裝置5與送電裝置3在上下方向上相對(duì)。

因此，在本實(shí)施方式中，從與送電裝置3相對(duì)的受電裝置5朝向送電裝置3的方向(受電方向)為下方D。另外，從與受電裝置5相對(duì)的送電裝置3朝向受電裝置5的方向(送電方向)為上方U。

此外，上述的各方向根據(jù)受電裝置5和送電裝置3的搭載位置而成為各種不同的方向。

圖3是表示受電裝置5的分解立體圖。如該圖3所示，受電裝置5包括線圈單元7和殼體8，殼體8包括金屬制的基板16和被設(shè)置成覆蓋基板16的樹(shù)脂蓋17。

線圈單元7包括鐵氧體(ferrite)15，在鐵氧體15的下表面配置受電線圈9。受電線圈9以圍繞向下方D延伸的卷繞軸O2(第1卷繞軸)的周?chē)姆绞叫纬蔀榄h(huán)狀，在受電線圈9的中央形成有開(kāi)口部。

圖4是沿圖3的IV-IV線剖切而得到的剖視圖，是表示受電裝置5的剖視圖。在該圖4中，在受電裝置5接受電力時(shí)，在受電裝置5的下方D配置送電裝置3。因此，鐵氧體15的下表面成為送電裝置3的相對(duì)面40，鐵氧體15的上表面成為背面41。鐵氧體15包括：環(huán)狀的線圈臺(tái)30，在其相對(duì)面40側(cè)配置受電線圈9；和中央鐵氧體31，其設(shè)置于線圈臺(tái)30中的位于比受電線圈9靠?jī)?nèi)側(cè)的位置的部分。

線圈臺(tái)30通過(guò)呈環(huán)狀隔有間隔地配置多個(gè)分割鐵氧體35而形成。并且，中央鐵氧體31通過(guò)將多個(gè)分割鐵氧體36彼此間隔開(kāi)并配置成陣列狀 而形成，且設(shè)置成封閉線圈臺(tái)30的開(kāi)口部。

并且，中央鐵氧體31(突出部)配置于線圈臺(tái)30中的比受電線圈9靠?jī)?nèi)側(cè)的位置，且設(shè)置成從線圈臺(tái)30向下方D突出。

因此，在鐵氧體15的背面41，由中央鐵氧體31和線圈臺(tái)30形成有中空部37。

受電裝置5具備在中空部37內(nèi)配置的濾波器芯(電感器芯)45。受電線圈9配置于線圈臺(tái)30的相對(duì)面40側(cè)，濾波器11配置于位于背面41側(cè)的中空部37內(nèi)。并且，濾波器11安裝于濾波器芯45的外周面。濾波器11包括濾波線圈13和濾波線圈14，濾波線圈13、14形成為圍繞向下方D延伸的卷繞軸O4的周?chē)?。此外，濾波線圈13和濾波線圈14以在上下方向上排列的方式安裝于濾波器芯45。

圖5是從受電裝置5的下方仰視線圈臺(tái)30、受電線圈9以及濾波器11等時(shí)的仰視圖。此外，在該圖5中，省略了中央鐵氧體31。

如該圖5所示，濾波線圈13、14以及濾波器芯45沿著中空部37的內(nèi)周面48延伸，形成為環(huán)狀。如圖4所示，濾波器芯45包括設(shè)置于濾波器11的上表面的頂板部50和從頂板部50的內(nèi)周緣部向下方D延伸的筒部51。并且，濾波線圈13、14卷繞于筒部51的外周面。

此外，筒部51靠近中央鐵氧體31，并且筒部51與中央鐵氧體31磁性連接。頂板部50的外周緣部也靠近中空部37的內(nèi)周面，并且頂板部50與線圈臺(tái)30磁性連接。

并且，在接受電力時(shí)，在濾波線圈13和濾波線圈14中流有交流電流時(shí)，在濾波線圈13和濾波線圈14的周?chē)纬纱磐?。該磁通例如在?jīng)過(guò)頂板部50、線圈臺(tái)30、中央鐵氧體31以及筒部51的磁路CL1流通。這樣，由濾波線圈13、14形成的磁通良好地流通，因此能夠確保濾波線圈13、14的L值(電感值)較大。

此處，鐵氧體15是在接受電力時(shí)來(lái)自送電裝置3的磁通所流入和流出的部分，在本實(shí)施方式的受電裝置5中，將該鐵氧體15用作濾波線圈13、14的磁通的磁路徑。因此，能夠減少濾波器芯45所需的鐵氧體量，能夠 謀求受電裝置5的小型化。此外，在接受電力時(shí)，來(lái)自送電裝置3的磁通MF主要通過(guò)中央鐵氧體31的外周面?zhèn)?。因此，因在濾波線圈13、14中流動(dòng)的電流而形成的磁通與來(lái)自送電裝置3的磁通MF基本不發(fā)生干涉。

此外，在本實(shí)施方式中，對(duì)設(shè)置有濾波器芯45的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但濾波器芯45不一定是必需的結(jié)構(gòu)。

例如，中空部37的內(nèi)周面48在濾波線圈13、14的線圈線所延伸的方向上長(zhǎng)，因此能夠通過(guò)增加濾波線圈13、14的匝數(shù)來(lái)確保足夠的L值。

由于受電線圈9配置于線圈臺(tái)30的相對(duì)面40側(cè)并被設(shè)置于中央鐵氧體31的外周面?zhèn)?，濾波線圈13、14被收納于鐵氧體15的背面41側(cè)的中空部37內(nèi)，因此可抑制受電線圈9與濾波線圈13、14磁耦合。

在圖4中，形成中央鐵氧體31的分割鐵氧體36間隔的距離L1遠(yuǎn)小于分割鐵氧體36的寬度W1。例如，寬度W1形成為距離L1的5倍至30倍。此外，為了抑制濾波線圈13、14與受電線圈9磁耦合，也可以將中央鐵氧體31與線圈臺(tái)30配置成在上下方向上彼此隔有間隔，在中央鐵氧體31和線圈臺(tái)30之間配置呈環(huán)狀延伸的環(huán)狀壁。環(huán)狀壁的水平方向上的厚度比線圈臺(tái)30和中央鐵氧體31的上下方向上的厚度厚。

濾波線圈13、14以及濾波器芯45如上所述沿著中空部37的內(nèi)周面48配置，在濾波線圈13、濾波線圈14以及濾波器芯45的各中央部形成有開(kāi)口部，在濾波線圈13、濾波線圈14以及濾波器芯45內(nèi)形成有能夠收納各種設(shè)備的空間。

在該圖4所示的例子中，整流器12和電容器10配置于濾波器芯45內(nèi)。

即，在本實(shí)施方式的受電裝置5中，通過(guò)將濾波線圈13、14沿著分割鐵氧體36配置，從而確保了收納如整流器12等那樣設(shè)備的外形形狀方面設(shè)計(jì)的自由度小的設(shè)備的空間。由此，通過(guò)將各種設(shè)備收納于受電裝置5內(nèi)，能夠謀求減少將受電裝置5搭載于車(chē)輛2時(shí)所花費(fèi)的工夫，并且可謀求抑制受電裝置5的大型化。

圖6是表示送電裝置3的分解立體圖。如該圖6所示，送電裝置3包 括線圈單元20和收納線圈單元20的殼體21。殼體21包括金屬制的基板56和被設(shè)置成覆蓋該基板56的樹(shù)脂蓋57。

線圈單元20包括鐵氧體58，在鐵氧體58的上表面配置有送電線圈22。送電線圈22形成為圍繞向上方U延伸的卷繞軸O1的周?chē)?，且形成有開(kāi)口部。

圖7是沿著圖6的VII-VII線剖切而得到的剖視圖。在該圖7中，在送電裝置3以非接觸的方式向受電裝置5輸送電力時(shí)，受電裝置5被配置于送電裝置3的上方U。因此，鐵氧體58的上表面成為相對(duì)面60，鐵氧體58的下表面成為背面61。

鐵氧體58包括：線圈臺(tái)62，在其相對(duì)面60側(cè)配置送電線圈22；和中央鐵氧體63，其設(shè)置于線圈臺(tái)62中的位于比送電線圈22靠?jī)?nèi)側(cè)的位置的部分。

線圈臺(tái)62包括多個(gè)分割鐵氧體64，各分割鐵氧體64配置成彼此隔有間隔。并且，中央鐵氧體63包括配置成陣列狀的多個(gè)分割鐵氧體65。該中央鐵氧體63被配置成封閉線圈臺(tái)62的開(kāi)口部，并被設(shè)置成從線圈臺(tái)62的上表面向上方U突出。

因此，在鐵氧體58的背面61，由線圈臺(tái)62和中央鐵氧體63形成有中空部66。并且，送電裝置3包括設(shè)置于中空部66內(nèi)的濾波器芯67。

并且，濾波線圈27和濾波線圈28安裝于濾波器芯67，濾波線圈27和濾波線圈28也收納于中空部66內(nèi)。

此外，濾波線圈27、28形成為圍繞向上方U延伸的卷繞軸O3的周?chē)?，且形成有開(kāi)口部。此外，濾波線圈27和濾波線圈28設(shè)置成在上下方向上排列。

圖8是從送電裝置3的上方俯視鐵氧體58、送電線圈22、濾波器24等時(shí)的俯視圖。在該圖8中，未圖示中央鐵氧體63。

如該圖8所示，濾波線圈27、28和濾波器芯67沿著中空部66的內(nèi)周面68配置。如圖7所示，濾波器芯67包括配置于送電線圈22的下表面?zhèn)鹊南卤砻娌?0和從下表面部70的內(nèi)周緣部朝向上方U延伸的筒部71。在 筒部71的外周面卷繞有濾波線圈27、28。

此外，筒部71被設(shè)置成靠近中央鐵氧體63，筒部71與中央鐵氧體63磁耦合。另外，下表面部70靠近分割鐵氧體64的內(nèi)周面，下表面部70與分割鐵氧體64磁耦合。

此處，在輸送電力時(shí)，在濾波線圈27和濾波線圈28中流有交流電流，在各濾波線圈27、28的周?chē)纬纱磐?。該磁通例如在?jīng)過(guò)從筒部71、中央鐵氧體63、線圈臺(tái)62以及下表面部70的磁路CL2流通。

這樣，由濾波器24形成的磁通良好地流通，因此能夠確保濾波線圈27、28的L值較大。

在此，在輸送電力時(shí)，鐵氧體58中流有在送電線圈22的周?chē)纬傻拇磐ā＿@樣，鐵氧體58是用于向送電裝置3送電的磁通所通過(guò)的部件，將該鐵氧體58用作濾波線圈27、28的磁通所通過(guò)的磁路的一部分。

因此，能夠?qū)⒋_保濾波線圈27、28的L值所需的芯抑制得小。由此，能夠謀求濾波器11的小型化和部件件數(shù)的減少，能夠謀求送電裝置3的小型化和成本削減。

此外，在圖7等所示的例子中，對(duì)設(shè)置有濾波器芯67的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但濾波器芯67不是必需的構(gòu)成要件，能夠通過(guò)增加濾波線圈27、28的匝數(shù)而省略濾波器芯67。

送電線圈22被配置于鐵氧體58的相對(duì)面60側(cè)，并且被設(shè)置于中央鐵氧體63的外周面?zhèn)?。另一方面，濾波線圈27、28被收納于鐵氧體58的背面61側(cè)的中空部66內(nèi)。因此，可抑制濾波線圈27、28與送電線圈22磁耦合。

另外，在送電裝置3中，分割鐵氧體65之間的間隙的長(zhǎng)度L2也遠(yuǎn)小于分割鐵氧體65的寬度W2，因此可抑制送電線圈22與濾波線圈27、28磁耦合。

如圖8和圖7所示，濾波線圈27、28和濾波器芯67形成為沿著內(nèi)周面68延伸，因此可確保將各種設(shè)備收納于形成為中空狀的濾波器芯67內(nèi)的空間。

在本實(shí)施方式中，在上述的空間中收納有電容器23和變頻器25。由此，能夠減少設(shè)置送電裝置3時(shí)所花費(fèi)的工夫，并且能夠抑制送電裝置3的大型化。

雖然對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)該認(rèn)為，本次公開(kāi)的實(shí)施方式的所有點(diǎn)都是例示而不是限制性的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書(shū)來(lái)表示，意在包括與權(quán)利要求書(shū)均等的含義以及范圍內(nèi)的所有變更。