無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及從送電裝置對(duì)受電裝置不經(jīng)由接點(diǎn)地傳輸電力的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線電力傳輸技術(shù)，一直以來(lái)在向電動(dòng)牙刷、電動(dòng)剃須刀、無(wú)繩電話等家庭用的小電力設(shè)備的供電中應(yīng)用。另外近年來(lái)，針對(duì)智能手機(jī)、便攜式電腦(筆記本型PC)、平板型終端等便攜設(shè)備的無(wú)線電力傳輸技術(shù)的應(yīng)用也不斷進(jìn)展。
[0003]作為無(wú)線電力傳輸技術(shù)的具體的方式，有使用線圈間的電磁感應(yīng)的電磁感應(yīng)方式、和使用電極間的電場(chǎng)耦合的電場(chǎng)耦合方式等。電磁感應(yīng)方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，是通過(guò)使送電線圈和受電線圈接近來(lái)產(chǎn)生電磁感應(yīng)的方式。在該方式中，對(duì)線圈的形狀和材質(zhì)的制約較大，另外有因送電線圈和受電線圈的位置偏離使電力傳輸特性劣化的問(wèn)題、因金屬異物進(jìn)入送電線圈與受電線圈間等而線圈發(fā)熱從而設(shè)備的問(wèn)題。
[0004]另一方面，電場(chǎng)耦合方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)是如下方式:設(shè)置由送電電極和受電電極構(gòu)成的2組耦合電極對(duì)，通過(guò)從送電側(cè)對(duì)使2組耦合電極對(duì)分別相互接近時(shí)形成的靜電容施加交流電壓，來(lái)使靜電感應(yīng)產(chǎn)生，從而向受電側(cè)傳遞電力。在該方式中，對(duì)電極形狀或材質(zhì)的制約較少，另外有對(duì)送電電極與受電電極的位置偏離的容許度較高，難以產(chǎn)生在供電部的發(fā)熱這樣的特征(例如參考專利文獻(xiàn)I?2)。
[0005]另外，在電場(chǎng)耦合方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中，將加在2組耦合電極對(duì)的電壓的振幅不同的情況稱作不平衡方式或非對(duì)稱方式，將施加高電壓的耦合電極稱作有源電極，將施加低電壓的耦合電極稱作無(wú)源電極。
[0006]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:JP特表2009-531009號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:JP特開2009-089520號(hào)公報(bào)
[0010]實(shí)用新型的概要
[0011]實(shí)用新型要解決的課題
[0012]在電場(chǎng)耦合方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中，根據(jù)送電電極和受電電極的對(duì)置面積不同，電力傳輸效率受到較大影響。為了對(duì)應(yīng)于在送電電極與受電電極間產(chǎn)生的耦合電容而在交流電壓的頻率下效率良好地傳輸電力，將送電裝置以及受電裝置內(nèi)部的電路常數(shù)確定，因此若耦合電容的值大幅改變，電力傳輸效率就會(huì)降低。因此，為了實(shí)現(xiàn)給定的電力傳輸效率，需要不發(fā)生變化地維持給定的對(duì)置面積。
[0013]但是，受電裝置和送電裝置的二維的相對(duì)位置關(guān)系并不一定是固定的，在兩裝置的相對(duì)位置關(guān)系中也有發(fā)生變動(dòng)的情況。例如，設(shè)想在用戶將具有受電裝置的便攜設(shè)備配置在送電裝置時(shí)，在相對(duì)于成為送電裝置的基準(zhǔn)配置的位置偏離的狀態(tài)下配置受電裝置的情況。然后，若在相對(duì)位置關(guān)系中發(fā)生變動(dòng)而送電側(cè)電極與受電側(cè)電極的對(duì)置面積變小，有時(shí)電力傳輸效率就會(huì)變得不再滿足需要水準(zhǔn)。另外，在不平衡電場(chǎng)耦合方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中，由于在受電裝置與送電裝置的相對(duì)位置關(guān)系中發(fā)生變動(dòng)而使送電側(cè)有源電極和受電側(cè)無(wú)源電極對(duì)置、或受電側(cè)有源電極和送電側(cè)無(wú)源電極對(duì)置，有時(shí)電力傳輸效率還是會(huì)不滿足需要水準(zhǔn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0014]因此，本實(shí)用新型的目的在于，提供即使送電裝置和受電裝置的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生變化也能壓抑電力傳輸效率的降低的電場(chǎng)耦合方式的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。
[0015]用于解決課題的手段
[0016]本實(shí)用新型所涉及的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)具備送電裝置和受電裝置。送電裝置具備第I送電電極、第2送電電極和交流電力發(fā)生電路。受電裝置具備第I受電電極、第2受電電極和負(fù)載電路。第I送電電極沿送受對(duì)置面而設(shè)。第2送電電極沿所述送受對(duì)置面與所述第I送電電極同心狀地設(shè)置，具有內(nèi)部開口以包圍所述第I送電電極。交流電力發(fā)生電路將一端與所述第I送電電極連接，將另一端與所述第2送電電極連接。第I受電電極沿所述送受對(duì)置面而設(shè)。第2受電電極沿所述送受對(duì)置面與所述第I受電電極同心狀地設(shè)置，具有內(nèi)部開口以包圍所述第I受電電極。負(fù)載電路將一端與所述第I受電電極連接，將另一端與所述第2受電電極連接。并且，將所述第I送電電極和所述第I受電電極設(shè)置為在使所述第I送電電極和所述第I受電電極的電極中心重合而對(duì)置的基準(zhǔn)配置中，俯視觀察下一方將另一方包含在內(nèi)。將所述第2送電電極和所述第2受電電極設(shè)置為在所述基準(zhǔn)配置中，俯視觀察下一方將另一方包含在內(nèi)。所述送電裝置和所述受電裝置，能從所述基準(zhǔn)配置起維持所述第I送電電極與所述第I受電電極的對(duì)置面積不變地沿所述送受對(duì)置面內(nèi)的給定軸移動(dòng)最大移動(dòng)距離。另外，在所述基準(zhǔn)配置中，所述第I送電電極和所述第I受電電極當(dāng)中的配置在外側(cè)的電極的緣、與所述第2送電電極和所述第2受電電極當(dāng)中的配置在內(nèi)側(cè)的電極的所述內(nèi)部開口的邊界線沿所述給定軸分離所述最大移動(dòng)距離以上。
[0017]在該構(gòu)成中，由于第I送電電極、受電電極被第2送電電極、受電電極包圍，因此減低了從第I送電電極、受電電極向外部輻射的噪聲。另外，送電裝置和受電裝置能使第I送電電極與第I受電電極的對(duì)置面積恒定不變地從基準(zhǔn)配置沿給定軸移動(dòng)最大移動(dòng)距離，因此即使從基準(zhǔn)配置沿給定軸移動(dòng)，也能在移動(dòng)到最大移動(dòng)距離的極限為止的期間抑制電力傳輸效率的變動(dòng)。另外，由于在基準(zhǔn)配置下，第2送電電極、受電電極從第I送電電極和第I受電電極當(dāng)中的沿給定軸更遠(yuǎn)離基準(zhǔn)位置的電極的邊緣起，沿給定軸空開最大移動(dòng)距離以上的間隔，因此即使出現(xiàn)沿給定軸從基準(zhǔn)配置的移動(dòng)，在直到移動(dòng)到最大移動(dòng)距離的極限為止的期間，第2送電電極、第2受電電極也不會(huì)與第I送電電極、第I受電電極對(duì)置，能防止由于這些電極間的對(duì)置而出現(xiàn)的電力傳輸效率的降低。因此，即使用戶將受電裝置配置在相對(duì)于送電裝置從基準(zhǔn)配置沿給定軸偏離到最大移動(dòng)距離的位置，也能防止電力傳輸效率的降低。
[0018]在上述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中，也可以所述送電裝置和所述受電裝置能沿以所述第I送電電極和所述第I受電電極的電極中心為基準(zhǔn)位置的第I給定軸，從所述基準(zhǔn)配置起保持所述第I送電電極與所述第I受電電極的對(duì)置面積不變地移動(dòng)，若所述第I送電電極和所述第I受電電極當(dāng)中的一方在所述第I給定軸上的尺寸為all，另一方在所述第I給定軸上的尺寸為al2，將兩者的尺寸差設(shè)為gll，則al2-all = gll > O，若所述第2送電電極和所述第2受電電極當(dāng)中的一方為在所述第I給定軸上的內(nèi)部開口的尺寸為al3，另一方在所述第I給定軸上的內(nèi)部開口的尺寸為al4，則al3 ( gll+al2，al4彡al3。
[0019]若考慮送電裝置和受電裝置能從基準(zhǔn)配置起在沿第I給定軸的兩方向上移動(dòng)，則第I送電電極與第I受電電極的尺寸差gll至少為前述的最大移動(dòng)距離的2倍以上。因此，即使在更小的尺寸al3的內(nèi)部開口成為al3 ( gll+al2地抑制尺寸al3，也能在第I送電電極、第I受電電極的沿第I給定軸的兩側(cè)，分別到第2送電電極、第2受電電極為止確保最大移動(dòng)距離以上的間隔。于是，即使將送電裝置和受電裝置從基準(zhǔn)配置起沿第I給定軸移動(dòng)最大移動(dòng)距離，也能防止第2送電電極或第2受電電極與第I送電電極或第I受電電極對(duì)置。即，能在防止第2送電電極或第2受電電極與第I送電電極或第I受電電極對(duì)置的同時(shí)抑制內(nèi)部開口的尺寸al3，能在受到限制的電極尺寸中將電極面積確保得較大。
[0020]在上述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中，也可以讓al4彡gll+al3o
[0021]由于如前述那樣尺寸差gll至少成為前述的最大移動(dòng)距離的2倍以上，因此通過(guò)使內(nèi)部開口的尺寸al4比內(nèi)部開口 13的尺寸al3大尺寸差gll的量，即使從基準(zhǔn)配置起沿第I給定軸產(chǎn)生最大移動(dòng)距離的移動(dòng)，也能防止由于第2送電電極和第2受電電極的位置偏離而讓第2送電電極與第2受電電極的對(duì)置面積減少的情況。
[0022]在上述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中，也可以所述第I送電電極在所述第I給定軸上的尺寸為all，所述第2送電電極在所述第I給定軸上的內(nèi)部開口的尺寸為al3，al3 =gll+al20或者，所述第I受電電極在所述第I給定軸上的尺寸為all，所述第2受電電極在所述第I給定軸上的內(nèi)部開口的尺寸為al3，al3 = gll+al2。
[0023]在這些構(gòu)成中，在出現(xiàn)上述的最大移動(dòng)距離的移動(dòng)時(shí)，第I送電電極或第I受電電極、和第2送電電極或第2受電電極的邊彼此變得重合。S卩，al3 = gll+al2成為防止第2送電電極或第2受電電極與第I送電電極或第I受電電極對(duì)置，同時(shí)將內(nèi)部開口的尺寸al3最小化的最佳點(diǎn)。因此，能在防止第2送電電極或第2受電電極與第I送電電極或第I受電電極對(duì)置，同時(shí)在受到限制的電極尺寸中將電極面積最大化。
[0024]在上述的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)中，所述送電裝置和所述受電裝置，能沿與所述第I給定軸在所述基準(zhǔn)位置正交的第2軸，從所述基準(zhǔn)配置起維持所述第I送電電極與所述第I受電電極的對(duì)置面積不變地移動(dòng)，若所述第I送電電極和所述第I受電電極當(dāng)中的一方在所述第2軸上的尺寸為a21，另一方在所述第2軸上的尺寸為a22，將兩者的尺寸差設(shè)為g21，則a22-a21 = g21 > O，若所述第2送電電極和所述第2受電電極當(dāng)中的一方在所述第2軸上的內(nèi)部開口的尺寸為a23，另一方在所述第2軸上的內(nèi)部開口的尺寸為a24，則a23 ( g21+a22，a24 彡 a23，是合適的。特別若 all =