(57)【要約】  励磁されるべきデバイスを収容するための囲いを含む誘導電力伝達トランスミッタ。囲いは、１つまたは複数の側壁と、囲い内に交流磁場を発生するための１つまたは複数のコイルとを有する。１つまたは複数のコイルの密度は、１つまたは複数の側壁の端からの距離に伴って変わる。また、１つまたは複数の磁気透過性層を備え、この１つまたは複数の磁気透過性層の結合厚さまたは透磁率が変わる誘導電力トランスミッタも開示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導電力伝達トランスミッタであって、
ａ．励磁されるべきデバイスを収容するための、１つまたは複数の側壁を有する囲いと、
ｂ．前記囲い内に交流磁場を発生するための１つまたは複数のコイルであって、前記１つまたは複数のコイルの密度は、前記１つまたは複数の側壁の端からの距離に伴って変わる１つまたは複数のコイルと、
ｃ．前記１つまたは複数のコイルを駆動するための駆動回路と、
を含む誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項２】
前記１つまたは複数のコイルは、前記囲いの周囲に対応して巻かれる、請求項１に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項３】
前記１つまたは複数のコイルの密度は、前記１つまたは複数の側壁の半分において概してより高い、請求項２に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項４】
前記囲いはベース部分を含み、前記１つまたは複数の側壁は前記ベース部分から延びる、請求項２に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項５】
前記１つまたは複数のコイルの密度は、前記ベース部分からの距離が増大するにつれて増大する、請求項４に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項６】
前記ベース部分は、磁気透過性層を含む、請求項５に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項７】
前記１つまたは複数のコイルは、直径が減少するワイヤで製造される、請求項６に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項８】
前記１つまたは複数のコイルは、リッツワイヤで製造される、請求項７に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項９】
誘導電力トランスミッタであって、
ａ．交流磁場を発生するための１つまたは複数のコイルと、
ｂ．前記１つまたは複数のコイルを駆動するための駆動回路と、
ｃ．前記１つまたは複数のコイルに関連づけられる１つまたは複数の磁気透過性層と、を含み、前記１つまたは複数の磁気透過性層の結合厚さは変化する誘導電力トランスミッタ。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の磁気透過性層は、異なる大きさを有する少なくとも２つの磁気透過性層を含み、よって、前記少なくとも２つの磁気透過性層が共に配置された場合の結合厚さは均一でない、請求項９に記載の誘導電力トランスミッタ。 
【請求項１１】
第１の磁気透過性層は第１の大きさを有し、かつ第２の磁気透過性層は、前記磁気透過性層より小さい大きさを有し、かつ前記第２の磁気透過性層は、前記第１の磁気透過性層の中心に置かれる、請求項１０に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項１２】
前記誘導電力トランスミッタは、ベース部分を含む充電囲いであり、前記ベース部分は、前記１つまたは複数の磁気透過性層を含む、請求項９に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の磁気透過性層の結合厚さは、前記ベース部分の中心に向かって略増大する、請求項１２に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項１４】
前記誘導電力トランスミッタは充電面であり、前記充電面は、前記１つまたは複数の磁気透過性層を含む、請求項９に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の磁気透過性層の結合厚さは、前記充電面の中心に向かって略増大する、請求項１４に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項１６】
前記１つまたは複数の磁気透過性層は、フェライト材料で製造される、請求項９から１５に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項１７】
誘導電力トランスミッタであって、
ａ．交流磁場を発生するための１つまたは複数のコイルと、
ｂ．前記１つまたは複数のコイルを駆動するための駆動回路と、
ｃ．前記１つまたは複数のコイルに関連づけられる１つまたは複数の磁気透過性層と、を含み、前記１つまたは複数の磁気透過性層の透磁率が変わる誘導電力トランスミッタ。
【請求項１８】
前記１つまたは複数の磁気透過性層は、異なる透磁率を有する少なくとも２つの磁気透過性層を含む、請求項１７に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項１９】
前記１つまたは複数の磁気透過性層は、不均一の透磁率を有する磁気透過性層を含む、請求項１７に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項２０】
前記誘導電力トランスミッタは、ベース部分を含む充電囲いであり、前記ベース部分は、前記１つまたは複数の磁気透過性層を含む、請求項１８または１９に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項２１】
前記１つまたは複数の磁気透過性層の透磁率は、前記ベース部分の中心に向かって略増大する、請求項２０に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項２２】
前記誘導電力トランスミッタは充電面であり、前記充電面は、前記１つまたは複数の磁気透過性層を含む、請求項１８または１９に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項２３】
前記１つまたは複数の磁気透過性層の透磁率は、前記充電面の中心に向かって略増大する、請求項２０に記載の誘導電力トランスミッタ。
【請求項２４】
前記１つまたは複数の磁気透過性層は、フェライト材料で製造される、請求項１７から２３に記載の誘導電力トランスミッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導電力伝達（ＩＰＴ）システムの分野に属する。より具体的には、本発明は、このようなシステムに用いるための、新規構造を有する電力トランスミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰＴシステムは、確立された技術における（例えば、電動歯ブラシのワイヤレス充電）、および開発中の技術における（例えば、手持ち式デバイスの「充電マット」上のワイヤレス充電）周知の一分野である。一般的に、一次側が、１つまたは複数の送電コイルから時変磁場を生成する。この磁場は、適切な受電コイルへ交流電流を誘導し、これにより次にバッテリの充電、またはデバイスまたは他の電気機器の給電を可能にする。一部の例では、トランスミッタコイルまたはレシーバコイルをキャパシタへ接続して、対応する共振周波数における給電量および効率を高めることができる共振回路を生成することが可能である。
【０００３】
ＩＰＴシステム設計において克服すべき基本的な課題は、効率的な電力伝達を保証することである。性能を高めるための１つの手法は、専用の充電マウントを用いる電動歯ブラシのワイヤレス充電の場合のように、トランスミッタコイルとレシーバコイルとの正確な位置調整を要求することであった。しかしながら、正確な位置調整を要求すれば、ユーザの関与を最小限にする、デバイスの複雑でない充電および給電という幾つかのＩＰＴシステムの主要な目的の１つを損なうことになる。
【０００４】
別のタイプのＩＰＴシステムは、充電（または給電）パッドである。一般に、これらのシステムは、磁場を生成するように構成される表面を提供し、この表面上に適切なデバイスが置かれると、デバイス内に配置された適切なレシーバコイルによって電力が引き出される。送電コイルの構造は、様々なものが知られている。ある例では、単一のコイルが、表面の下にかつ表面と共平面で置かれる。コイルは小さい場合があり、よってレシーバコイルは、電力伝達を達成すべくなおさら十分に位置合わせされなければならない。あるいは、コイルは大きく、表面全体を覆う場合もある。こうした例では、１つまたは複数のレシーバが表面上の任意の場所に置かれる可能性がある。これは、より自由なデバイスの充電または給電を可能にする（即ち、ユーザは、デバイスをマット上のどこかにセットするだけでよい）。しかしながら、このような構造により生成される磁場は均一でなく、特に、コイル中心へ向かうほど弱くなる可能性がある。したがって、レシーバコイルは、表面上のどの位置にあるかに応じて異なる電力量を導出する。
【０００５】
第３のタイプのＩＰＴシステムは、充電（または給電）用の囲いである。一般に、これらのシステムはボックスを提供し、ボックスの壁および／または基底にトランスミッタコイルが組み込まれる。コイルは、ボックス内に磁場を発生し、よってボックス内にデバイスが置かれると、デバイス内に配置された適切なレシーバコイルによって電力が引き出される。コイルは、複数の配列コイルである可能性もあれば、１つの大きいコイル、またはこれらの組合せである可能性もある。しかしながら、この場合も、充電パッドと同じ欠点が生じる可能性がある。即ち、磁場が容積内で均一でなく、具体的には、中心へ向かうほど弱くなる。したがって、デバイスが囲いの中心に置かれる場合でも十分な電力伝達を保証するためには、一次側の電力がより高くなければならず、その結果、損失は増大し、かつ効率は下がる。
【０００６】
上述の全事態においては、磁場でのエネルギー伝達を高めるために、トランスミッタまたはレシーバ内に導磁率が高い材料（フェライト等）で製造される層／コアを包含できることが知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、改良された電力伝達特性を有する磁場を生成するトランスミッタを提供すること、または少なくとも、公衆に有益な選択肢を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ある例示的な実施形態により提供される誘導電力伝達トランスミッタは、励磁されるべきデバイスを収容するための、１つまたは複数の側壁を有する囲いと、囲い内に交流磁場を発生するための１つまたは複数のコイルであって、その密度が１つまたは複数の側壁の端からの距離によって変わる１つまたは複数のコイルと、１つまたは複数のコイルを駆動するための駆動回路とを含む。
【０００９】
別の例示的な実施形態により提供される誘導電力トランスミッタは、交流磁場を発生するための１つまたは複数のコイルと、１つまたは複数のコイルを駆動するための駆動回路と、１つまたは複数のコイルに関連づけられる１つまたは複数の磁気透過性層とを含み、１つまたは複数の磁気透過性層の結合された厚さは変化する。
【００１０】
さらなる例示的な実施形態により提供される誘導電力トランスミッタは、交流磁場を発生するための１つまたは複数のコイルと、１つまたは複数のコイルを駆動するための駆動回路と、１つまたは複数のコイルに関連づけられる１つまたは複数の磁気透過性層とを含み、１つまたは複数の磁気透過性層の透磁率は変化する。
【００１１】
「備える」という用語の現在形および現在分詞形は、管轄権が変われば、排他的な意味を持つ場合もあれば、包含的な意味を持つ場合もあることは認識される。 本明細書の場合、別段の指摘のない限り、これらの用語は包含的な意味を持つものとされ、即ちこれらの用語は、用法が実際に言及している明記された構成要素を包含し、かつ明記されていない他の構成要素または部品も包含する可能性があることを意味するものとして理解される。
本明細書における先行技術の参照は何れも、このような先行技術が技術常識の一部であることを承認するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本明細書に組み込まれかつその一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、これまでに述べた本発明の概要および以下の実施形態に関する説明と共に、本発明の原理を説明する手助けとなる。
【００１３】
【図１】本発明の第１の態様の一実施形態によるトランスミッタを示す図である。
【図２】本発明の別の実施形態によるトランスミッタを示す図である。
【図３】図１に示されているトランスミッタの断面図を示す。
【図４】２つの異なるトランスミッタにより発生される磁力線を比較した概略図である。
【図５】本発明の第２の態様によるトランスミッタを示す断面図である。
【図６】図６は、２つの異なるトランスミッタにより発生される磁力線を比較した概略図である。
【図７】本発明の第３の態様によるトランスミッタを示す断面図である。
【図８】２つの異なるトランスミッタにより発生される磁力線を比較した概略図である。
【図９】本発明の第３の態様の別の実施形態によるトランスミッタを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（コイル装置）
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるＩＰＴシステムのためのトランスミッタ１が示されている。トランスミッタは、側壁３およびベース部分４を有する充電用の囲い２の形式である。トランスミッタは、囲いの内部に時変磁場を発生するコイル５を含む。囲いの内部に配置されるデバイス６はレシーバコイル７を含み、レシーバコイル７は、時変磁場と誘導結合して、デバイスの充電または給電に使用可能な電流を生成する。コイルは、図１において破線で示されているように、囲いの側壁に包含されて、囲いの周囲にベース部分と共平面で巻かれる。
【００１５】
トランスミッタ１は、適切な電源８へ接続され、駆動回路（不図示）は、磁場を発生すべくコイルを駆動するように構成される。駆動回路は、コイル５が特定の用途に適する時変磁場を発生するように構成される。このような駆動回路は当業者が知るものであるが、本発明はこれに限定されない。 
【００１６】
誘導伝達された電力を受け入れることができるデバイスは技術上周知であり、本発明は、任意の特定の種類に限定されない。ある好適な実施形態では、デバイスがベース部分と共平面であるレシーバコイルを含むが、それは、こうすることで、磁束がベース部分に対して垂直である場合に電力伝達が最大になることに起因する。  
【００１７】
図１に示されている囲い２の形状は、長方形の角柱形であるが、本発明はこれに限定されない。当業者には、囲いを画定する様々な三次元容積に本発明を適応させ得る方法が認識されるであろう。例として、図２が示すトランスミッタ９では、囲いが単一の連続する側壁１０を有する円筒形である。この例では、図２において破線で示されているように、コイル１１は略円形であって、囲いの周囲に巻かれる。
【００１８】
本発明の好適な一実施形態において、囲いは、ベース部分４を含む。後述するように、ベース部分に磁気透過性層（フェライト層等）を包含すれば、電力伝達を著しく高めることができる。しかしながら、囲い２がベース部分を含む必要はない。当業者には、ベース部分を持たない囲いを充電するように本発明を適応させ得る方法が認識されるであろう。
【００１９】
図３を参照すると、図１に示されているトランスミッタ１の縦断面が示されている。本図は、側壁３と、ベース部分４と、コイル５と、デバイス６とを示している。囲いは、場合により、トランスミッタの内部機能を囲んでトランスミッタに、より魅力的かつ流線形の外観を与える適切な外層１２（例えば、プラスチック製ハウジング）を含むことが可能である。コイルは、コイルの密度（単位高さ当たりのループ数）が概して高さに伴って高まるように配置される。これにより、側壁の上部に向かうほどループが「濃密に」なる。図３に示されているループの数は、本発明の原理を分かりやすく例示するために比較的少ない。実際には、ループの数は如何様にも限定されず、当業者には、用途次第でループの数は何百または何千にもなり得ることが認識されるであろう。
【００２０】
あるいは、本発明の別の実施形態において、コイルは、密度が高さに伴って別の様式で変わるように構成されることが可能である。例えば、コイルの密度が最初は高さに伴って増大し、次いで側壁上部へ向かって再び減少する場合でも、本発明に一致する。
【００２１】
コイル５は連続的であって、駆動回路（不図示）へ直列に接続される。本発明の一実施形態では、コイルは、繰返し巻かれて一連のループを形成する単一長さのワイヤで構成される。本発明の一実施形態において、単一長さのワイヤは、直径が異なる複数のワイヤセクションを備える。これらのワイヤセクションは、最大直径から最も狭い直径へとワイヤの長さが漸次変化するように、適切な方法で互いに接続されることが可能である。したがって、ワイヤが図３に示されているコイル形状に従って巻かれていれば、より狭いワイヤセクションは、より高い密度を有するループに対応する。より狭いワイヤは、ワイヤがより狭いことに起因して、一貫した直径を有する場合より占有スペースが少ない。ワイヤは、リッツ型ワイヤを含む任意の適切な電流伝送ワイヤであってもよい。リッツワイヤは、ＩＰＴシステムにおける高周波数での作動時に導体内の表皮効果および近接効果に起因して発生する電力損失を大幅に低減する、という理由で効果的である。本発明の別の実施形態では、２つ以上のコイルが存在する。各コイルは、直列、並列または他の適切な形状で接続可能である。それでも全体として、本発明によれば、コイルの正味密度（単位高さ当たりのループ数）は変わる可能性がある。
【００２２】
本発明の利点は、本発明の一実施形態によるトランスミッタ１の縦断面を示す図４ａおよび図４ｂにおいて見出すことができる。図４ａおよび図４ｂは、各々、密度が均一なコイル配置によって生成される磁場と、本発明によるコイル配置によって生成される磁場との比較を示している。図４ａにおける前者の事態では、磁束が囲い１３の壁へと集中され、中心部１４へ向かって磁束の低い領域が存在することが観察されるであろう。故に、この中心領域に置かれるレシーバへの十分な電力伝達を保証するためには、トランスミッタを介する電力潮流を増大させなければならない。その結果、供給電力の使用は非効率的になる。さらに、レシーバは、囲い側壁に近づけて置かれると、中心に置かれる場合より強い磁場に曝される。この場合、レシーバは、囲い内でのその正確な位置に依存して、その電力潮流を調整する必要がある。また、これにより、デバイス内の寄生加熱も増大する。図４ｂは、本発明のコイル配置による磁場を示している。観察されるように、可変性のコイル密度は、囲い全体により均一な磁場をもたらす。効果的には、巻数を増やせば、磁場は、囲い内部へとさらに延びる。これは、上述の不均一な磁場で生じる問題点を解決する手助けとなる。具体的には、囲い内部におけるレシーバの配置場所に関わらず、レシーバへの十分な電力伝達を依然として保証しながらトランスミッタを介する電力潮流を低減させることが可能である。トランスミッタ内の電力潮流を低減させると、非効率が最小限に抑えられ、かつ寄生加熱が小さくなる。当業者には、本発明の原理を実証するために、図４ｂに示されている磁場は定性的であることが理解されるであろう。実際には、所望される電場特性を達成するために必要とされる正確なコイル配置は、大きさおよび電力定格等の様々な変数に依存する。コイル配置の設計を、具体的な用途に合わせて調整する必要があることは認識されるであろう。 
【００２３】
図３に戻ると、充電囲いの側壁３およびベース部分４の内部にフェライト層１５も示されている。当業者には、磁気透過性層を包含して電力伝達性能を高めることができる方法が認識されるであろう。具体的には、ベース部分における磁気透過性層は、磁力線を「強制的に」中心近くへと分布させる。これにより、ベース部分全領域に渡る、より均一な磁場の提供および電力伝達の向上が促進される。
【００２４】
このような充電囲いは、自立装置である必要はなく、既存の構造体に組み込まれる可能性もある。例示として、机の引き出しが本発明に従って構成される可能性もあり、よってユーザは、その電子デバイスを引き出しの中に置くだけでその充電または給電を行なうことも可能である。
【００２５】
（磁気透過性層−可変厚さ）
図５を参照すると、本発明の別の態様によるトランスミッタ１の断面が示されている。この例におけるトランスミッタは、上述の充電囲い２に類似する充電囲いである。囲いは、側壁３と、囲いの周囲に巻かれるコイル５とを含み、これらは全て適切な外層１２内に収容される。ベース部分４には、主要な磁気透過性層１６が包含される。先に述べたように、磁気透過性層を包含すると、磁場の事実上の「再形成」によって電力伝達を向上させることができる。この主要な磁気透過性層に関しては、さらに、追加の磁気透過性層１７が主要な磁気透過性層に隣接して位置づけられている。 
【００２６】
追加の磁気透過性層１７を包含することで、結果的に、充電囲い２の中心へ向かって磁気透過性層の有効厚さは増大する。図５に示されている本発明の実施形態では、これは、磁場をさらに充電囲いの中心へと至らせることによって電力伝達の向上を促進し、より均一な磁場をもたらす。これは、図６ａおよび図６ｂに示されているような磁力線の比較によって実証される。図６ａにおける先の事態では、磁束を囲い１８の壁へと集中させ、中心部１９へ向かって磁束の低い領域が存在することが観察されるであろう。これは、図４ａに関連して先に述べたものと同じ問題を発生させる。図６ｂは、本発明の磁気透過性層による磁場を示している。図から観察されるように、磁気透過性層の厚さが囲い２の中心部２０へ向かって増大していることにより、磁場の均一さが高まる。その発生メカニズムは、追加の磁気透過性層を包含することで磁気透過性層の高さが増し、その結果、囲いの中心部まで届く磁力線の空中での磁路が短くなる、というものである。実際に、磁場は、中心部へと「引き付け」られる。同等に、磁気透過性層が厚いほど、磁路が含む磁気抵抗の低いセクションは長くなり、故に、磁場をこの領域へと至らしめる。図４ａおよび図４ｂに関連して先に述べたように、磁場がより均一であれば、不均一な磁場によって生じる問題点の解決が促進される。
【００２７】
再度図５を参照すると、磁気透過性層の有効厚さの増大は、補助ブロック１７を包含することにより達成できることが分かる。当業者には、補助ブロックの相対サイズは特定のトランスミッタの規模および大きさに依存することが認識されるであろう。また、当業者には、用途によって、徐々にサイズが減少する一連の（即ち、３つ以上）補助ブロックを上下に積み上げて、一連の不連続の階段で有効厚さが変わる「階段ピラミッド」型構造にすることが適切な場合もある点が認識されるであろう。
【００２８】
本発明の別の実施形態では、磁気透過性層は、もともと可変厚さで製造されてもよい。この例では、厚さの変化は、（「階段ピラミッド」構造の場合のように）不連続であっても、連続的であってもよい。当業者には、磁気透過性層の可変厚さを達成するための手法は他にも存在する可能性があり、本発明はこれに限定されないことが認識されるであろう。
【００２９】
本発明の別の実施形態では、磁気透過性層の厚さは、他の何らかの方式で変わってもよく、必ずしも磁気透過性層の中心部へ向かって増大しなくてもよい。例えば、用途によっては、特定のトランスミッタの縁へ向かうほど磁気透過性層を厚くすることが有益である場合がある。
【００３０】
本発明の好適な一実施形態では、磁気透過性層はフェライト材料である。しかしながら、当業者には、同じ、または類似の効果を得るために他の適切な材料を用いる可能性もあることが認識されるであろう。
【００３１】
本発明を充電囲いのベース部分に関連して説明してきたが、本発明はこの用途に限定されない。当業者には、トランスミッタ内に磁気透過性層を包含することが有益である任意の例では、本発明に従って当該層の厚さが変わることが可能であって、実際にその価値があり得る、ということが認識されるであろう。例示として、表面と共平面である大きいコイルを含む充電面は、面の中心へ向かうほど厚さが増大する磁気透過性層を包含することによって効果を得る可能性もある。これは、このような充電面の中心部へ向かうほど磁場が弱くなる（かつ、電力伝達の効率が下がる）ことに付随する問題点を解決する手助けになると思われる。
【００３２】
（磁気透過性層−可変透磁率）
図７を参照すると、本発明の別の態様によるトランスミッタ１の断面が示されている。この例におけるトランスミッタは、先に述べた充電囲いに類似する充電囲い２である。囲いは、側壁３と、囲いの周囲に巻かれるコイル５とを含み、これらは全て適切な外層１２内に収容される。ベース部分４には、磁気透過性層２０が包含される。先に述べたように、磁気透過性層を包含すると、磁場の事実上の「再形成」によって電力伝達を向上させることができる。 
【００３３】
図７における対応するグラフに示されているように、磁気透過性層２０の透磁率は充電囲い２の幅に渡って変わり、透磁率は、概して充電囲いの中心部へ向かって最大になる。図７に示されている本発明の実施形態では、これは、磁場をさらに充電囲いの中心へと至らせることによって電力伝達の向上を促進し、より均一な磁場をもたらす。これは、図８ａおよび図８ｂに示されているような磁力線の比較によって実証される。図８ａにおける先のシナリオでは、磁束を囲い２１の壁へと集中させ、中心部２２へ向かって磁束の低い領域が存在することが観察されるであろう。これは、図４ａに関連して先に述べたものと同じ問題を発生させる。図８ｂは、本発明の磁気透過性層による磁場を示している。図から観察されるように、磁気透過性層の透磁率が囲いの中心部で増大していることにより、磁場の均一さは高まる。この発生メカニズムは、磁気透過性層の透磁率が中心部に向かって増大することで磁気抵抗が低減したセクションを有する磁路が生じ、よって磁場がこの領域へと押しやられる、というものである。図４ａおよび図４ｂに関連して先に述べたように、磁場がより均一であれば、不均一な磁場によって生じる問題点の解決が促進される。
【００３４】
再度図７を参照すると、磁気透過性層２０は厚さが一定であるが、透磁率は連続的に変わることが分かる。本発明の一実施形態では、磁気透過性層は、もともとその透磁特性をこのように連続的に変化させて製造される可能性もある。別の実施形態では、磁気透過性層は、もともとその透磁特性をこのように不連続に変化させて製造される可能性もある。
【００３５】
図９を参照すると、ベース部分４内に磁気透過性層の幾つかのセクション２３を隣接配置して含む、本発明によるトランスミッタ１の別の実施形態が示されている。この例では、各セクションの透磁率は異なる大きさである可能性もあり、透磁率に添付のグラフに示されている変動が生じる。本発明の一実施形態による囲いの場合、このような複数のセクションは、透磁性材料の同心リングから製造される可能性もある。
【００３６】
本発明の別の実施形態では、磁気透過性層の透磁率は、他の何らかの方式で変わってもよく、必ずしも磁気透過性層の中心部へ向かって増大しなくてもよい。例えば、用途によっては、特定のトランスミッタの縁へ向かうほど磁気透過性層の透磁率を高くすることが有益である場合がある。
【００３７】
本発明の好適な一実施形態では、磁気透過性層はフェライト材料である。しかしながら、当業者には、同じ、または類似の効果を得るために他の適切な材料を用いる可能性もあることが認識されるであろう。
【００３８】
本発明を充電囲いのベース部分に関連して説明してきたが、本発明はこの用途に限定されない。当業者には、トランスミッタ内に磁気透過性層を包含することが有益である任意の例では、本発明に従って前記層の透磁率が変わることが可能であって、実際にその価値があり得る、ということが認識されるであろう。例示として、表面と共平面である大きいコイルを含む充電面は、面の中心へ向かうほど透磁率が増大する磁気透過性層を包含することによって効果を得る可能性もある。これは、このような充電面の中心部へ向かうほど磁場が弱くなる（かつ、電力伝達の効率が下がる）ことに付随する問題点を解決する手助けになると思われる。
【００３９】
（コンビネーション）
以上、本発明によるトランスミッタの別々の３態様について、即ち可変性のコイル密度、可変厚さの磁気透過性層および可変透磁率の磁気透過性層について説明した。当業者には、これらの３つの態様が何れも任意数の方法で組み合わされ得ることが認識されるであろう。例えば、所定の充電囲いでは、囲い上部に向かって増大するコイル密度、およびベース部分の中心に向かって透磁率が増大する磁気透過性層を有するベース部分、を有することに価値があり得る。別の例では、充電面は、層の厚さおよび透磁率が充電面の中心に向かって漸次増大する磁気透過性層を含んでもよい。
【００４０】
このように、より均一な磁場を発生させる、ＩＰＴシステムのためのトランスミッタ装置が提供されている。磁場がより均一であることから、トランスミッタとレシーバとの間のカップリング品質が向上し、かつデバイスの給電または充電に必要な電力が低減し、結果としてＩＰＴシステムの効率が高まる。さらに、デバイスの給電に要する電流が低減することから、トランスミッタの近く、またはトランスミッタ上に置かれるデバイス内の寄生加熱に起因する損失が減少する。
【００４１】
本発明をその実施形態の説明によって例示し、かつ実施形態を詳細に説明したが、添付のクレームの範囲をこのような詳細に制限すること、または如何様にも限定することは出願人の意図ではない。当業者には、追加的な優位点および変更が容易に明らかであろう。したがって、本発明は、そのより広範な態様において、例示されかつ説明された特有の詳細、代表的な装置および方法および説明のための例に限定されない。したがって、このような詳細からの逸脱が、出願人の全体的な発明概念の精神または範囲を逸脱することなく行われてもよい。  
【図１】
2014534623.tif 000003
【図２】
2014534623.tif 000004
【図３】
2014534623.tif 000005
【図４ａ】
2014534623.tif 000006
【図４ｂ】
2014534623.tif 000007
【図５】
2014534623.tif 000008
【図６ａ】
2014534623.tif 000009
【図６ｂ】
2014534623.tif 000010
【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年6月19日(2014.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導電力伝達トランスミッタであって、
ａ．励磁されるべきデバイスを収容するための、１つまたは複数の側壁を有する囲いと、
ｂ．前記囲い内に交流磁場を発生するための１つまたは複数のコイルであって、前記１つまたは複数のコイルの密度は、前記１つまたは複数の側壁の端からの距離に伴って変わる１つまたは複数のコイルと、
ｃ．前記１つまたは複数のコイルを駆動するための駆動回路と、
を含む誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項２】
前記１つまたは複数のコイルは、前記囲いの周囲に対応して巻かれる、請求項１に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項３】
前記１つまたは複数のコイルの密度は、前記１つまたは複数の側壁の半分において概してより高い、請求項２に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項４】
前記囲いはベース部分を含み、前記１つまたは複数の側壁は前記ベース部分から延びる、請求項２に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項５】
前記１つまたは複数のコイルの密度は、前記ベース部分からの距離が増大するにつれて増大する、請求項４に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項６】
前記ベース部分は、磁気透過性層を含む、請求項５に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項７】
前記１つまたは複数のコイルは、直径が減少するワイヤで製造される、請求項６に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。
【請求項８】
前記１つまたは複数のコイルは、リッツワイヤで製造される、請求項７に記載の誘導電力伝達トランスミッタ。  
【国際調査報告】
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