(57)【要約】  電力を伝達し、受信するためのワイヤレス電力伝達デバイス（１）、ワイヤレス電力伝達ユニット（３）、およびワイヤレス電力受信ユニット（５）。電力受信ユニット（５）は、交番磁界を受けるように適合され、それにより、交流電流が誘導コイル中に誘導される誘導コイル（１０）と、磁界を集中させるように適合された受信コンセントレータコア（１２）であって、受信コンセントレータコアが媒質によって包囲される、受信コンセントレータコア（１２）と、媒質とコンセントレータコアとの間で磁界をスムーズに遷移させるように構成され、受信コンセントレータコアに当接する受信ガイド部材（１４）とを備える。受信ガイド部材の透磁率は、受信コンセントレータコアの透磁率と媒質の透磁率との間の範囲である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導コイル（１０）であって、前記誘導コイル（１０）が電力伝達ユニット（３）から交番磁界の形態の電力を受けるように適合され、それにより、前記誘導コイル（１０）中に交流電流が誘導される、誘導コイル（１０）と、
前記誘導コイル（１０）に向かって磁界を集中させるための受信コンセントレータコア（１２）であって、前記受信コンセントレータコア（１２）が媒質によって包囲されている、受信コンセントレータコア（１２）と
を備える、電力を受信するためのワイヤレス電力受信ユニット（５）において、
前記電力受信ユニット（５）が、前記媒質と前記受信コンセントレータコア（１２）との間で前記磁界を遷移させるように構成され、前記受信コンセントレータコア（１２）に当接する、受信ガイド部材（１４）を備え、前記受信ガイド部材（１４）の透磁率が、前記受信コンセントレータコア（１２）の透磁率と前記媒質の透磁率との間の範囲となることを特徴とする、
ワイヤレス電力受信ユニット（５）。
【請求項２】
前記受信ガイド部材（１４）が、少なくとも部分的に前記受信コンセントレータコア（１２）を包囲することを特徴とする、請求項１に記載のワイヤレス電力受信ユニット（５）。
【請求項３】
前記受信ガイド部材（１４）が、前記受信コンセントレータコア（１２）に当接する内側部分（１９）と、前記包囲している媒質に当接する外側部分（２０）とを備えることを特徴とする、請求項１および２のいずれか一項に記載のワイヤレス電力受信ユニット（５）。
【請求項４】
前記受信ガイド部材（１４）の前記透磁率が、前記内側部分（１９）から前記外側部分（２０）まで減少していることを特徴とする、請求項３に記載のワイヤレス電力受信ユニット（５）。
【請求項５】
前記受信ガイド部材（１４）の前記透磁率が、前記内側部分（１９）から前記外側部分（２０）まで連続して減少していることを特徴とする、請求項３および４のいずれか一項に記載のワイヤレス電力受信ユニット（５）。
【請求項６】
前記受信ガイド部材（１４）が、前記受信コンセントレータコア（１２）に当接する内側リング（２６）と、前記包囲している媒質に当接する外側リング（２８）とを備え、前記内側リング（２６）の透磁率が前記外側リング（２８）よりも高いことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のワイヤレス電力受信ユニット（５）。
【請求項７】
前記誘導コイル（１０）が中心軸（１６）を備え、前記受信コンセントレータコア（１２）がエンベロープ表面（１８）を備え、前記エンベロープ表面（１８）が前記中心軸（１６）から離れるように方向づけられ、前記受信ガイド部材（１４）が、前記受信コンセントレータコア（１２）の前記エンベロープ表面（１８）に当接していることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のワイヤレス電力受信ユニット（５）。
【請求項８】
前記電力受信ユニット（５）が、前記磁界を遮蔽するように適合されたシールド部材（２２）を備え、前記シールド部材（２２）が非磁性導電材料を備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のワイヤレス電力受信ユニット（５）。
【請求項９】
前記シールド部材（２２）が、前記誘導コイル（１０）と強磁性導電材料を備える構成（２４）との間に配置されるように適合されることを特徴とする、請求項８に記載のワイヤレス電力受信ユニット（５）。
【請求項１０】
前記電力受信ユニット（５）が、バッテリーユニット（２１）に接続されるように適合され、前記誘導コイル（１０）中に誘導された前記交流電流が、前記バッテリーユニット（２１）を充電するように適合されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のワイヤレス電力受信ユニット（５）。
【請求項１１】
前記電力受信ユニット（５）が、車両に配置され、地面に配置された前記電力伝達ユニット（３）に向かって方向づけられるように適合されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のワイヤレス電力受信ユニット（５）。
【請求項１２】
発生コイル（４０）であって、前記発生コイル（４０）が、電力受信ユニット（５）にかけられる交番磁界の形態の電力を生成するように適合される、発生コイル（４０）と、
前記磁界を前記電力受信ユニット（５）に向かって集中させるための伝達コンセントレータコア（４２）であって、前記伝達コンセントレータコア（４２）が媒質によって包囲されている、伝達コンセントレータコア（４２）と
を備える、電力を伝達するためのワイヤレス電力伝達ユニット（３）において、
前記電力伝達ユニット（３）が、前記媒質と前記伝達コンセントレータコア（４２）との間で前記磁界を遷移させるように構成され、前記伝達コンセントレータコア（４２）に少なくとも部分的に当接する、伝達ガイド部材（４４）を備え、前記伝達ガイド部材（４４）の透磁率が、前記伝達コンセントレータコア（４２）の透磁率と媒質の透磁率との間の範囲となることを特徴とする、
電力を伝達するためのワイヤレス電力伝達ユニット（３）。
【請求項１３】
前記伝達ガイド部材（４４）が、少なくとも部分的に前記伝達コンセントレータコア（４２）を包囲することを特徴とする、ワイヤレス電力伝達ユニット（３）。
【請求項１４】
請求項１２〜１３に記載のワイヤレス電力伝達ユニット（３）と、請求項１〜１１に記載のワイヤレス電力受信ユニット（５）とを備える、ワイヤレス電力伝達デバイス（１）。
【請求項１５】
車両に電力を伝達するための、請求項１４に記載のワイヤレス電力伝達デバイス（１）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載された電力を受信するためのワイヤレス電力受信ユニット、および請求項１２のプリアンブルに記載された電力を伝達するためのワイヤレス電力伝達ユニットに関する。
【０００２】
本発明はまた、ワイヤレス電力伝達ユニットとワイヤレス電力受信ユニットとを備える、請求項１４に記載のワイヤレス電力伝達デバイス、および請求項１５に記載のワイヤレス電力伝達デバイスの使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
誘導結合電力伝達（ＩＣＰＴ）システムなどのワイヤレス電力伝達デバイスは、電力伝達ユニットから電力受信ユニットに電力を伝達するために使用される。ワイヤレス電力伝達デバイスは、たとえば、電気自動車のバッテリーユニットを充電するために使用される。
【０００４】
電力伝達ユニットは、高周波の交番磁界を生成するように適合される。この磁界は、媒質を含むギャップを介して、電力伝達ユニットを電力受信ユニットに結合する。空気以外の媒質がギャップで使用されている場合でも、ギャップはしばしば「エアギャップ」と示される。
【０００５】
電力受信ユニットは、交番磁界を受け、交流電流を誘導するように適合される。誘導された交流電流は、たとえば、負荷に電力供給するために使用されるか、またはバッテリーを充電するために整流され、使用される。
【０００６】
ワイヤレス電力伝達デバイスに関する問題は、デバイスの近傍にある車両のスチールボディなどの強磁性材料が交番磁界を受け、強磁性材料が渦電流により加熱されることである。したがって、電力伝達ユニットと電力受信ユニットとの間のエネルギー伝達効率は最適でない。さらに、交番磁界の高い磁束は人々および動物に対して生物学的衝撃を与えることがあるので、周囲環境への交番磁界の拡散を制限することが重要である。
【０００７】
米国特許出願公開第２００９／０２６７５５８号明細書は、１次コアと２次コアとを備えるワイヤレス電力充電システムを開示している。１次コアは伝達シールドパネルを備える。２次コアは、渦電流低減部材と受信シールドパネルとを備える。
【０００８】
国際公開第２００８／１４０３３３号は、電気自動車を充電するための誘導電力伝達ユニットを開示している。当該ユニットはコイルとフェライトコアとを備え、フェライトコアは、ユニットの中心から離れるように突出している複数のバーを備える。バーの外側部分は、衝撃および振動によって生じる機械的応力からバーを保護するように適合された発泡材またはゴム製の絶縁パッドを備える。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の目的は、電力受信効率が改善されたワイヤレス電力受信ユニット、電力伝達効率が改善されたワイヤレス電力伝達ユニット、および電力伝達受信効率が改善されたワイヤレス電力伝達デバイスを提供することである。本発明のさらなる目的は、周囲環境への交番磁界の拡散を制限する、ワイヤレス電力受信ユニット、ワイヤレス電力伝達ユニット、およびワイヤレス電力伝達デバイスを提供することである。
【００１０】
本目的は、請求項１のプリアンブルで定義されるワイヤレス電力受信ユニットであって、ワイヤレス電力受信ユニットが、媒質と受信コンセントレータコアとの間で磁界を遷移させるように構成され、受信コンセントレータコアに当接する、受信ガイド部材を備え、受信ガイド部材の透磁率が、受信コンセントレータコアの透磁率と媒質の透磁率との間の範囲となることを特徴とする、ワイヤレス電力受信ユニットによって達成される。
【００１１】
受信コンセントレータコアは、誘導コイルの近傍に配置され、電力伝達ユニットから交番磁界を受けるように適合される。受信コンセントレータコアは、磁界を集中させ、電力伝達ユニットと電力受信ユニットとの間の磁気結合を向上させるように適合される。
【００１２】
受信ガイド部材は受信コンセントレータコアに当接しており、受信ガイド部材は、媒質と受信コンセントレータコアとの間で磁界を遷移させる。それにより、受信ガイド部材は、磁界への誘導コイルの露出が高まり、電力受信ユニットの効率が改善される。
【００１３】
「受信コンセントレータコア」という用語は、高い透磁率、高い磁気飽和点、低い導電率、およびヒステリシスが低い軟磁気特性の特質をもつ部材を指す。
【００１４】
媒質の透磁率は、受信コンセントレータコアの透磁率よりも低い。磁界は、電力受信ユニットと電力伝達ユニットとの間の媒質を介して結合される。
【００１５】
本発明の１つの実施形態によれば、媒質は非磁性であり、媒質の相対透磁率は約１である。
【００１６】
本発明の１つの実施形態によれば、受信ガイド部材の相対透磁率は５超である。
【００１７】
本発明の１つの実施形態によれば、受信ガイド部材は、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＭｎＯ、ＣｕＯなど、またはそれらの組合せとともにＦｅ２Ｏ３のような、金属酸化物を含む。好ましくは、受信コンセントレータコアは、いわゆるソフトフェライトを含み、ソフトフェライトは有意な磁性を保持しない。
【００１８】
本発明の１つの実施形態によれば、受信コンセントレータコアの相対透磁率は、１００〜２００００、好ましくは１０００〜３０００である。
【００１９】
本発明の１つの実施形態によれば、電力受信ユニットと電力伝達ユニットとは、媒質を備えるギャップによって分離されている。
【００２０】
本発明の１つの実施形態によれば、媒質は空気または水であり、受信ガイド部材の透磁率は、受信コンセントレータコアの透磁率と空気または水の透磁率との間の範囲となる。
【００２１】
本発明の１つの実施形態によれば、受信ガイド部材は、少なくとも部分的に受信コンセントレータコアを包囲している。
【００２２】
本発明の１つの実施形態によれば、受信ガイド部材は、受信コンセントレータコアに当接する内側部分と、包囲している媒質に当接する外側部分とを備える。したがって、受信ガイド部材は、受信コンセントレータコアと包囲している媒質との間にある。
【００２３】
本発明の１つの実施形態によれば、受信ガイド部材の透磁率は、内側部分から外側部分まで減少している。内側部分から外側部分に透磁率を減少させることにより、媒質から受信コンセントレータコアへの磁界の遷移が改善される。
【００２４】
本発明の１つの実施形態によれば、受信ガイド部材の透磁率は、内側部分から外側部分まで連続して減少している。内側部分から外側部分まで透磁率を連続して減少させることにより、媒質から受信コンセントレータコアへの磁界の遷移が改善される。
【００２５】
本発明の１つの実施形態によれば、受信ガイド部材は、受信コンセントレータコアに当接する内側リングと、包囲している媒質に当接する外側リングとを備え、内側リングの透磁率は外側リングよりも高い。
【００２６】
本発明の１つの実施形態によれば、受信ガイド部材は、内側リングと外側リングとの間に１つまたは複数の中間リングを備え、中間リングの透磁率は内側リングよりも低く、外側リングよりも高い。
【００２７】
本発明の１つの実施形態によれば、誘導コイルは中心軸を備え、受信コンセントレータコアはエンベロープ表面を備え、エンベロープ表面は中心軸から離れるように方向づけられ、受信ガイド部材は、受信コンセントレータコアのエンベロープ表面に当接している。
【００２８】
本発明の１つ実施形態によれば、受信ガイド部材は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂など、鉄粉を含む樹脂で製造される。それにより、導電率は低く、透磁率は、樹脂中の鉄粉濃度に依存する。
【００２９】
本発明の１つの実施形態によれば、電力受信ユニットは、磁界を遮蔽するように適合されたシールド部材を備え、このシールド部材は非磁性導電材料を含む。
【００３０】
本発明の１つの実施形態によれば、シールド部材は、誘導コイルと強磁性導電材料を備える構成との間に配置されるように適合される。
【００３１】
本発明の１つの実施形態によれば、電力受信ユニットは、バッテリーユニットに接続されるように適合され、誘導コイル中に誘導された交流電流は、バッテリーユニットを充電するように適合される。
【００３２】
本発明の１つの実施形態によれば、シールド部材は、アルミニウムまたは銅で作製される。
【００３３】
本発明の１つの実施形態によれば、電力受信ユニットは車両に配置され、地面に配置された電力伝達ユニットに向かって方向づけられるように適合される。
【００３４】
本発明の目的はさらに、請求項１２のプリアンブルで定義されるワイヤレス電力伝達ユニットであって、電力伝達ユニットが、媒質と伝達コンセントレータコアとの間で磁界を遷移させるように構成され、伝達コンセントレータコアに少なくとも部分的に当接する、伝達ガイド部材を備え、伝達ガイド部材の透磁率が、伝達コンセントレータコアの透磁率と媒質の透磁率との間の範囲となることを特徴とする、電力を伝達するためのワイヤレス電力伝達ユニットによって達成される。
【００３５】
伝達コンセントレータコアは、発生コイルの近傍に配置される。伝達コンセントレータコアは、発生コイルから交番磁界を受けるように適合される。
【００３６】
伝達ガイド部材は伝達コンセントレータコアに当接しており、伝達ガイド部材は、伝達コンセントレータコアから包囲している媒質への磁界を遷移させる。それにより、伝達ガイド部材は、電力受信ユニットに向かって磁界をガイドする。
【００３７】
本発明の１つの実施形態によれば、伝達ガイド部材の相対透磁率は５超である。
【００３８】
本発明の１つの実施形態によれば、伝達ガイド部材は、少なくとも部分的に伝達コンセントレータコアを包囲している。
【００３９】
本発明の１つの実施形態によれば、伝達ガイド部材は、伝達コンセントレータコアに当接する内側部分と、包囲している媒質に当接する外側部分とを備える。
【００４０】
本発明の１つの実施形態によれば、伝達ガイド部材の透磁率は、内側部分から外側部分まで減少している。
【００４１】
本発明の１つの実施形態によれば、伝達ガイド部材の透磁率は、内側部分から外側部分まで連続して減少している。
【００４２】
本発明の１つの実施形態によれば、伝達ガイド部材は、伝達コンセントレータコアに当接する内側リングと、包囲している媒質に当接する外側リングとを備え、内側リングの透磁率は外側リングよりも高い。
【００４３】
本発明の１つの実施形態によれば、伝達ガイド部材は、内側リングと外側リングとの間に１つまたは複数の中間リングを備え、中間リングの透磁率は内側リングよりも低く、外側リングよりも高い。
【００４４】
本発明の１つの実施形態によれば、発生コイルは中心軸を備え、伝達コンセントレータコアはエンベロープ表面を備え、エンベロープ表面は中心軸から離れるように方向づけられ、伝達ガイド部材は、伝達コンセントレータコアのエンベロープ表面に当接している。
【００４５】
本発明の１つ実施形態によれば、伝達ガイド部材は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂など、鉄粉を含む樹脂で製造される。それにより、導電率は低く、透磁率は、樹脂中の鉄粉濃度に依存する。
【００４６】
本発明の１つの実施形態によれば、電力伝達ユニットは、磁界を遮蔽するように適合されたシールド部材を備え、このシールド部材は非磁性導電材料を含む。
【００４７】
本発明の１つの実施形態によれば、電力伝達ユニットは、電源に接続されるように適合され、この電源は発生コイルに電力を供給するように適合され、それにより、発生コイル中に交番磁界が発生する。
【００４８】
本発明の１つの実施形態によれば、電力伝達ユニットは、地面に配置され、地面の上方に配置された電力受信ユニットに向かって方向づけられるように適合される。
【００４９】
本発明の目的はさらに、請求項１４に記載のワイヤレス電力伝達デバイスと、請求項１５に記載のワイヤレス電力伝達デバイスの使用によって達成され、電力送信デバイスは、ワイヤレス電力伝達ユニットとワイヤレス電力受信ユニットとを備える。
【００５０】
添付の図面を参照しながら、本発明の様々な実施形態について記載することにより、本発明を以下により詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ワイヤレス電力伝達ユニットとワイヤレス電力受信ユニットとを備えるワイヤレス電力伝達デバイスを示す図である。
【図２ａ】ワイヤレス電力受信ユニットの第１の実施形態の断面を示す図である。
【図２ｂ】ワイヤレス電力受信ユニットの第２の実施形態の断面を示す図である。
【図３】ワイヤレス電力伝達ユニットの断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１に、ワイヤレス電力伝達ユニット３とワイヤレス電力受信ユニット５とを備えるワイヤレス電力伝達デバイス１を示す。ワイヤレス電力伝達デバイス１は、電力伝達ユニット３から電力受信ユニット５に電力を伝達するように適合される。電力伝達ユニット３と電力受信ユニット５とは、エアギャップ７によって分離されている。
【００５３】
電力伝達デバイス１は、車両に電力を伝達するように適合され、電力伝達ユニット３は地面に配置され、電力受信ユニット５は車両の下側部分に配置される。
【００５４】
ワイヤレス電力受信ユニット５は、電力伝達ユニット３から電力を受信するように適合される。ワイヤレス電力受信ユニット５は、誘導コイル１０と、受信コンセントレータコア１２と、受信ガイド部材１４とを備える。
【００５５】
誘導コイル１０は、電力伝達ユニット３から、交番磁界の形態の電力を受信するように適合される。それによって、誘導コイル１０に交流電流が誘導される。
【００５６】
高密度の磁界と高周波の交番磁界とが使用されている。交番磁界の周波数は、５〜２００ｋＨｚ、好ましくは１０〜１００ｋＨｚの範囲である。
【００５７】
受信コンセントレータコア１２は誘導コイル１０を包囲している。受信コンセントレータコア１２は、誘導コイル１０に向かって磁界を集中させるように適合される。受信コンセントレータコア１２は、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＭｎＯ、ＣｕＯなどとともにＦｅ２Ｏ３のような、導電率が低く透磁率が高い材料を含む。
【００５８】
受信ガイド部材１４は、エアギャップ７と受信コンセントレータコア１２との間の磁界の向きの線をガイドし、空気と受信コンセントレータコア１２との間でスムーズに遷移させるように適合される。
【００５９】
受信ガイド部材１４の透磁率は、受信コンセントレータコア１２の透磁率と空気の透磁率との間の範囲となる。
【００６０】
材料の透磁率は、材料の透磁率と真空での透磁率との比である相対透磁率によって表される。空気の相対透磁率は１に近い。受信コンセントレータコア１２の相対透磁率は、周囲空気と比較して高い。一実施形態では、受信コンセントレータコア１２の相対透磁率は、１００〜２００００、好ましくは１０００〜３０００となる。
【００６１】
誘導コイル１０は中心軸１６を備える。受信コンセントレータコア１２はエンベロープ表面１８を備える。受信コンセントレータコア１２は円盤であり、その外周がエンベロープ表面１８を形成する。受信コンセントレータコア１２のエンベロープ表面１８は、中心軸１６から離れるように方向づけられている。受信ガイド部材１４は、受信コンセントレータコア１２のエンベロープ表面１８に当接している。
【００６２】
受信コンセントレータコア１２は開示されている円筒形態には限定されず、中心軸１６と離れて向かい合っている複数の側部、中心軸１６から離れるように突出している複数のバー、リングなどを有する円盤など、磁界を集中させるように適合された他の形態が可能である。
【００６３】
受信ガイド部材１４は、内側部分１９と外側部分２０とを有する円筒チューブを備え、図２ａおよび図２ｂを参照されたい。受信ガイド部材１４の内側部分１９は、受信コンセントレータコア１２のエンベロープ表面１８に当接している内側表面を備える。受信ガイド部材１４は空気に包囲されている。受信ガイド部材１４の外側部分２０は、周囲空気に当接している外側表面２３を備える。
【００６４】
電力受信ユニット５は、バッテリーユニット２１に接続されている。誘導コイル１０中に誘導されている交流電流は整流され、バッテリーユニット２１を充電するように適合される。
【００６５】
電力受信ユニット５はシールド部材２２をさらに備える。シールド部材２２は、交番磁界から周囲を遮蔽し、電力伝達ユニットと電力受信ユニットとの間の区域に磁界を集中させるように適合される。シールド部材２２は、アルミニウム、銅などの導電性が高い材料を含む
【００６６】
ワイヤレス電力伝達ユニット３は、電力受信ユニット５に電力を伝達するように適合される。電力伝達ユニット３は、発生コイル４０と、伝達コンセントレータコア４２と、伝達ガイド部材４４とを備える。電力伝達ユニット３は、電力受信ユニット５に対応する構造を備える。
【００６７】
発生コイル４０は、電源４６からの交流電流が供給されるように適合される。発生コイル４０は、電力受信ユニット５に結合される交番磁界を生成するように適合される。
【００６８】
電源４６は、共振周波数が５〜２００ｋＨｚ、好ましくは１０〜１００ｋＨｚの範囲内である共振回路を形成するように適合されたコンペンセータ（表示されていない）を備える。電力受信ユニット５は、好ましくはコンペンセータを備え、そのコンペンセータは、同一または同様の共振周波数を形成する。
【００６９】
伝達コンセントレータコア４２は発生コイルを包囲している。伝達コンセントレータコア４２は、電力受信ユニット５に向かって磁界を集中させるように適合される。伝達コンセントレータコア４２は、導電率がないに等しく透磁率が高い材料を含む。
【００７０】
伝達ガイド部材４４は、伝達コンセントレータコア４２を包囲している。伝達ガイド部材４４は、空気と伝達コンセントレータコア４２との間で遷移させるように適合される。伝達ガイド部材４４の透磁率は、伝達コンセントレータコア４２の透磁率と空気の透磁率との間の範囲となる。
【００７１】
発生コイル４０は中心軸４８を備える。伝達コンセントレータコア４２は、エンベロープ表面５０を備える。伝達コンセントレータコア４２は円盤であり、その外周がエンベロープ表面５０を形成する。エンベロープ表面５０は、中心軸４２から離れるように方向づけられている。伝達ガイド部材４４は、伝達コンセントレータコア４２のエンベロープ表面５０に当接している。
【００７２】
伝達コンセントレータコア４２は開示されている円筒形態には限定されず、中心軸４８と離れて向かい合っている複数の側部、中心軸４８から離れるように突出している複数のバー、リングなどを有する円盤など、磁界を集中させるように適合された他の形態が可能である。
【００７３】
伝達ガイド部材４４は、内側部分５２と外側部分５４とを有する円筒チューブを備え、図３を参照されたい。伝達ガイド部材４４の内側部分５２は、伝達コンセントレータコア４２のエンベロープ表面５０に当接している内側表面を備える。受信ガイド部材４４は空気に包囲されている。伝達ガイド部材４４の外側部分５４は、周囲空気に当接している外側表面５６を備える。
【００７４】
電力伝達ユニット３は、シールド部材２２をさらに備える。シールド部材２２は、交番磁界から周囲を遮蔽するように適合される。シールド部材２２は、アルミニウム、銅などの導電性が高い材料を含む。
【００７５】
図２ａに、電力受信ユニット５の断面の第１の実施例を示す。示された図では、誘導コイル１０はコンダクタの３つのループを備える。一実施形態では、コイル１０は、コンダクタの単一のループを備える。ただし、誘導コイル１０は、任意の数のループを備えることができる。
【００７６】
誘導コイル１０は、受信コンセントレータコア１２の近傍に配置される。誘導コイル１０の外側コンダクタは、第１の直径Ｄ１のループを形成する。誘導コイル１０は、中心軸１６を備える。誘導コイル１０の中心軸１６は、電力伝達ユニット３に向かって方向づけられている。
【００７７】
受信ガイド部材１４は、受信コンセントレータコア１２のエンベロープ表面１８に当接している。受信コンセントレータコア１２のエンベロープ表面１８は、中心軸１６から離れるように方向づけられている。
【００７８】
受信ガイド部材１４は外側表面２３を備え、外側表面２３は周囲空気に当接している。外側表面２３は、誘導コイル１０の中心軸から離れるように方向づけられている。したがって、受信ガイド部材１４は、受信コンセントレータコア１２と周囲空気との間に配置されている。
【００７９】
受信ガイド部材１４の透磁率は、受信コンセントレータ１２の透磁率と周囲空気の透磁率との間の範囲となる。それによって、受信ガイド部材１４は、受信コンセントレータコア１２の高い透磁率を周囲空気の透磁率へと遷移させる。
【００８０】
好ましい実施形態では、受信ガイド部材１４の透磁率は、内側部分から外側部分まで連続して減少している。受信ガイド部材の透磁率を連続して減少させることにより、交番磁界を理想的に遷移させる。
【００８１】
電力受信ユニット５は、シールド部材２２をさらに備える。シールド部材２２は、交番磁界から周囲を遮蔽するように適合される。
【００８２】
シールド部材２２は、受信コンセントレータコア１２と比較して電力伝達ユニット３からさらに離れるように配置される。電力受信ユニット５は、車両の下側スチールボディなど、強磁性材料を備える構成２４に取り付けられるように適合される。
【００８３】
シールド部材２２は、受信コンセントレータコア１２と強磁性体を備える構成２４との間に配置されるように適合される。それにより、シールド部材２２は、交番磁界から構成２４を遮蔽する。
【００８４】
図２ｂに、電力受信ユニット５の断面の第２の実施形態を示す。図２ｂの電力受信ユニット５の受信ガイド部材１４は、図２ａの受信ガイド部材１４とは異なる構造を有する。図２ａの受信ガイド部材１４と図２ｂの受信ガイド部材１４とはその他の点では同じである。
【００８５】
受信ガイド部材１４は、内側リング２６と、外部リング２８と、中間リング２９とを備える。内側リング２６は、受信コンセントレータコア１２のエンベロープ表面１８に当接している内側表面を備える。外側リング２８は、周囲空気に当接している外側表面５２を備える。中間リング２９は、内側リング２６と外側リング２８との間にある。中間リング２９は、内側リング２６と外側リング２８とに当接している。
【００８６】
内側リング２６の透磁率は、外側リング２８および中間リング２９よりも高い。中間リング２９の透磁率は、内側リング２６と外側リング２８との間の範囲となる。
【００８７】
したがって、受信ガイド部材１４の透磁率は、受信コンセントレータコア１２から周囲空気まで段階的に減少している。それにより、受信ガイド部材１４は、受信コンセントレータコア１２の高い透磁率を周囲空気の透磁率まで段階的に遷移させる。
【００８８】
図３に、電力伝達ユニット３の断面を示す。電力伝達ユニット３は、発生コイル４０と、伝達コンセントレータコア４２と、伝達ガイド部材４４とを備える。
【００８９】
伝達ガイド部材４４は、生成された磁界をエアギャップ７と伝達コンセントレータコア４２との間に集中させ、空気と伝達コンセントレータコア４２との間でスムーズに遷移させるように構成される。
【００９０】
電力伝達ユニット３の構造は、電力受信ユニット５と同じ、または実質的に同じである。
【００９１】
発生コイル４０は、伝達コア４２の近傍に配置される。発生コイル４０のコンダクタ１０は３つのループを形成し、コンダクタ１０の外部ループは第２の直径Ｄ２を有する。ただし、発生コイル４０は任意の数のループを備え得る。発生コイル４０は中心軸４８を備える。発生コイル４０の中心の軸４８は電力受信ユニット５に向いている。
【００９２】
伝達ガイド部材４４は、伝達コンセントレータコア４２のエンベロープ表面５０に当接している。伝達コンセントレータコア４２のエンベロープ表面５０は、中心軸５０から離れるように方向づけられている。伝達ガイド部材４４は周囲空気に当接している。したがって、伝達ガイド部材４４は、伝達コンセントレータコア４２と周囲空気との間に放射状に配置されている。
【００９３】
伝達ガイド部材４４の透磁率は、伝達コンセントレータコア４２の透磁率と周囲空気の透磁率との間の範囲となる。それにより、伝達ガイド部材４４は、伝達コンセントレータコア４２の高い透磁率と周囲空気の透磁率との間でスムーズに遷移する。
【００９４】
本発明は、開示された実施形態には限定されず、添付の特許請求の範囲内で変更および修正することができる。
【００９５】
たとえば、電力伝達デバイス１は、電力伝達ユニット３と電力受信ユニット５との間の双方向で電力を伝達するように適合される。一実施形態では、電力伝達ユニット３と電力受信ユニット５とは、同一の、または実質的に同一のユニットである。
【図１】
2013534041.tif 000003
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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