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JP2017118072A - Noncontact power supply device - Google Patents

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JP2017118072A
JP2017118072A JP2015255330A JP2015255330A JP2017118072A JP 2017118072 A JP2017118072 A JP 2017118072A JP 2015255330 A JP2015255330 A JP 2015255330A JP 2015255330 A JP2015255330 A JP 2015255330A JP 2017118072 A JP2017118072 A JP 2017118072A
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JP
Japan
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core
coil
gap
power feeding
feeding device
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JP2015255330A
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Japanese (ja)
Inventor
栄一郎 岩瀬
Eiichiro Iwase
栄一郎 岩瀬
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a noncontact power supply device in which change in the efficiency, due to change in the size of a gap in the axial direction, is less likely to occur.SOLUTION: A noncontact power supply device includes a first core, a second core, a first coil, a second coil, a protrusion formed in the first plane part of the first core or the second plane part of the second core, circumferentially around the axis, a housing section formed in the first plane part of the first core or the second plane part of the second core, and housing the protrusion, and a lap part that is the duplication part of the opposite surfaces of the protrusion and housing section, having two faces opposing with a clearance in the radial direction of the shaft.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、非接触給電装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a non-contact power feeding apparatus.

従来、相対的に回転可能な二つのコア間で、非接触で電気信号あるいは電力を伝達可能な非接触給電装置が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a non-contact power feeding device that can transmit an electric signal or power in a non-contact manner between two relatively rotatable cores is known.

特開2006−128397号公報JP 2006-128397 A

この種の技術では、コア間に生じる軸方向の隙間の大きさが変動すると、磁気結合が変動し、電力の伝達効率が変動する場合があった。   In this type of technology, when the size of the axial gap generated between the cores varies, the magnetic coupling varies, and the power transmission efficiency may vary.

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、軸方向の隙間の大きさの変動による伝達効率の変動を抑制する非接触給電装置を得ることである。   Then, one of the subjects of this invention is obtaining the non-contact electric power feeder which suppresses the fluctuation | variation of the transmission efficiency by the fluctuation | variation of the magnitude | size of the clearance gap of an axial direction, for example.

本発明の実施形態の非接触給電装置は、非接触状態で配置されたコアを軸の中心で回転させて電力を給電する非接触給電装置であって、上記軸中心に直交する平面である第一の平面部を有する磁性体の第一のコアと、上記第一のコアと対向に配置され、上記第一の平面部との間で間隙を形成する第二の平面部を有する磁性体の第二のコアと、上記第一のコアに固定され、上記第一のコアの上記軸の周方向に巻かれ、交番電流を流すと磁界を発生する第一のコイルと、上記第二のコアに固定され、上記第一のコアの上記軸の周方向に巻かれるとともに上記第一のコイルと対向する位置に配置され、上記磁界変化を受けて起電力を発生させる第二のコイルと、上記第一のコアの第一の平面部または上記第二のコアの第二の平面部に形成され、上記軸を中心に円周状に設けられた突部と、上記第一のコアの第一の平面部または上記第二のコアの第二の平面部に形成され、上記突部を収容する収容部と、上記突部と上記収容部との対向面の重複部分であり、上記軸の径方向に隙間をあけて対向する二つの面を有したラップ部と、を備える。   A non-contact power feeding device according to an embodiment of the present invention is a non-contact power feeding device that feeds electric power by rotating a core arranged in a non-contact state about the center of an axis, and is a plane orthogonal to the axis center. A magnetic body having a first planar portion and a magnetic body having a second planar portion that is disposed opposite to the first core and that forms a gap with the first planar portion. A second core, a first coil fixed to the first core, wound in the circumferential direction of the shaft of the first core, and generating a magnetic field when an alternating current is passed; and the second core A second coil that is wound in the circumferential direction of the shaft of the first core and disposed at a position facing the first coil, and generates an electromotive force upon receiving the magnetic field change, Formed on the first plane portion of the first core or the second plane portion of the second core, and And a housing portion that is formed on the first flat surface portion of the first core or the second flat surface portion of the second core and that houses the projecting portion. And a lap portion which is an overlapping portion of the facing surfaces of the protrusion and the housing portion and has two surfaces facing each other with a gap in the radial direction of the shaft.

上記構成では、径方向の隙間の大きさは、コアとコアとが軸方向に相対的に移動した場合にあっても変化しない。また、径方向の隙間をあけて互いに面する側面同士、すなわちラップ部が径方向に重なり合う領域の面積の変化による隙間の磁気抵抗の変化は、重なる面積に比例的であり、軸方向の隙間による磁気抵抗変化に比べて緩やかである。よって、本実施形態によれば、コア間で、軸方向の相対的な位置の変化、すなわち、軸方向の相対的な近接または離間が生じた場合にあっても、コア間に軸方向の隙間だけが設けられる構成に比べて、磁気抵抗の変化、ひいては、電気信号あるいは電力の伝達効率の変動を抑制できる。   In the above configuration, the size of the gap in the radial direction does not change even when the core and the core move relative to each other in the axial direction. In addition, the change in the magnetoresistance of the gap due to the change in the area of the side surfaces facing each other with a gap in the radial direction, that is, the area where the lap portion overlaps in the radial direction is proportional to the overlapping area, and is due to the gap in the axial direction. It is gradual compared to the magnetoresistance change. Therefore, according to the present embodiment, the axial gap between the cores even when there is a change in the relative position in the axial direction between the cores, that is, when the relative proximity or separation in the axial direction occurs. As compared with the configuration in which only the circuit is provided, it is possible to suppress the change in the magnetic resistance, and hence the fluctuation in the transmission efficiency of the electric signal or power.

また、上記非接触給電装置では、例えば、上記ラップ部は、上記第一のコイルおよび上記第二のコイルの、上記径方向の外側に位置される。このような構成では、ラップ部は、磁束密度が比較的大きい場所である。よって、このような構成によれば、例えば、径方向の隙間が設けられたことによる効果が得られやすい。   Moreover, in the non-contact power feeding device, for example, the wrap portion is positioned outside the radial direction of the first coil and the second coil. In such a configuration, the wrap portion is a place where the magnetic flux density is relatively large. Therefore, according to such a configuration, for example, an effect due to the provision of the radial gap is easily obtained.

また、上記非接触給電装置では、例えば、上記ラップ部は、上記第一のコイルおよび上記第二のコイルの、上記径方向の内側に位置される。このような構成では、ラップ部は、磁束密度が比較的大きい場所である。よって、このような構成によれば、例えば、径方向の隙間が設けられたことによる上記効果が得られやすい。   Moreover, in the non-contact power feeding device, for example, the wrap portion is positioned inside the radial direction of the first coil and the second coil. In such a configuration, the wrap portion is a place where the magnetic flux density is relatively large. Therefore, according to such a configuration, for example, the above-described effect due to the provision of the radial gap is easily obtained.

また、上記非接触給電装置では、例えば、上記ラップ部は、上記軸の中心よりも上記第一のコイルおよび上記第二のコイルの上記径方向の内側の端部の近くに位置される。このような構成では、回転中心よりも第一のコイルおよび第二のコイルの径方向の内側の端部に近い位置は、磁束密度が比較的大きい場所である。よって、このような構成によれば、例えば、径方向の隙間が設けられたことによる上記効果が得られやすい。   Moreover, in the non-contact power feeding device, for example, the wrap portion is positioned closer to the radially inner ends of the first coil and the second coil than the center of the shaft. In such a configuration, the position closer to the radially inner ends of the first coil and the second coil than the center of rotation is a place where the magnetic flux density is relatively large. Therefore, according to such a configuration, for example, the above-described effect due to the provision of the radial gap is easily obtained.

また、上記非接触給電装置では、例えば、上記ラップ部は、上記第一のコイルの上記第二のコイルとは反対側の第一の端部と、上記第二のコイルの上記第一のコイルとは反対側の第二の端部と、の間に位置される。このような構成では、第一のコイルの第二のコイルとは反対側の第一の端部と、第二のコイルの第一のコイルとは反対側の第二の端部と、の間の位置は、磁束密度が比較的大きい場所である。よって、このような構成によれば、例えば、径方向の隙間が設けられたことによる上記効果が得られやすい。   In the non-contact power feeding device, for example, the wrap portion includes a first end portion of the first coil opposite to the second coil, and the first coil of the second coil. And the second end on the opposite side. In such a configuration, between the first end of the first coil opposite to the second coil and the second end of the second coil opposite to the first coil. The position of is a place where the magnetic flux density is relatively large. Therefore, according to such a configuration, for example, the above-described effect due to the provision of the radial gap is easily obtained.

図1は、実施形態の非接触給電装置の例示的かつ模式的な分解斜視図である。FIG. 1 is an exemplary schematic perspective view of a contactless power supply device according to an embodiment. 図2は、実施形態の非接触給電装置の例示的な断面図であって、回転中心の片側が示された図である。FIG. 2 is an exemplary cross-sectional view of the contactless power supply device of the embodiment, and is a view showing one side of the rotation center. 図3は、実施形態の変形例の非接触給電装置の例示的な断面図であって、回転中心の片側が示された図である。FIG. 3 is an exemplary cross-sectional view of a non-contact power feeding device according to a modification of the embodiment, in which one side of the rotation center is shown.

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention are disclosed. The configuration of the embodiment shown below and the operations, results, and effects brought about by the configuration are examples. The present invention can be realized by configurations other than those disclosed in the following embodiments, and at least one of various effects based on the basic configuration and derivative effects can be obtained. .

図1,2に示すように、非接触給電装置100は、互いに回転中心Axの軸方向に隙間をあけて向き合った二つの要素1(コア12),2(コア22)を備えている。非接触給電装置100は、それら二つの要素1,2の間で、電磁誘導を利用して、非接触で、電気信号や電力等を伝達する。回転中心Axは、軸の中心の一例である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the non-contact power feeding apparatus 100 includes two elements 1 (core 12) and 2 (core 22) facing each other with a gap in the axial direction of the rotation center Ax. The non-contact power supply apparatus 100 transmits an electric signal, electric power, and the like between the two elements 1 and 2 using electromagnetic induction in a non-contact manner. The rotation center Ax is an example of an axis center.

非接触給電装置100は、一次側、すなわち送り側の要素1と、二次側、すなわち受け側の要素2と、を備えている。一次側の要素1および二次側の要素2のうち少なくとも一方、すなわち一方または両方は、回転中心Ax回りに回転可能に構成されている。非接触給電装置100は、回転トランスとも称されうる。なお、本実施形態では、説明の便宜上、各図の下方に一次側の要素1が配置され、各図の上方に二次側の要素2が配置された構成が例示されるが、本発明はこの配置には限定されない。また、非接触給電装置100は、回路(不図示)からの電気信号や、電力の供給の切り替えによっては、要素2が一次側となり、要素1が二次側となるようにも、構成されうる。   The non-contact power feeding apparatus 100 includes a primary side, that is, a feeding-side element 1 and a secondary side, that is, a receiving-side element 2. At least one of the primary side element 1 and the secondary side element 2, that is, one or both, is configured to be rotatable around the rotation center Ax. The non-contact power supply apparatus 100 can also be referred to as a rotary transformer. In the present embodiment, for convenience of explanation, a configuration in which the primary element 1 is arranged below each figure and the secondary element 2 is arranged above each figure is exemplified. The arrangement is not limited. Further, the non-contact power supply apparatus 100 can be configured such that the element 2 becomes the primary side and the element 1 becomes the secondary side depending on an electric signal from a circuit (not shown) or switching of power supply. .

要素1は、コイル11とコア12とを有している。要素1(コア12)は、回転中心Axの軸方向に短い円柱状または円盤状の外観を呈している。コイル11は、第一のコイルの一例であり、コア12は、第一のコアの一例である。   Element 1 has a coil 11 and a core 12. Element 1 (core 12) has a short columnar or disk-like appearance in the axial direction of rotation center Ax. The coil 11 is an example of a first coil, and the core 12 is an example of a first core.

コイル11は、回転中心Ax回りに巻かれ、円環状に構成されている。コイル11は、巻線11aと、巻線11aを巻き付けるガイドとしてのボビン11bと、を有している。一次側の要素1に含まれるコイル11には、入力信号や給電電力が供給される。   The coil 11 is wound around the rotation center Ax and has an annular shape. The coil 11 has a winding 11a and a bobbin 11b as a guide for winding the winding 11a. The coil 11 included in the element 1 on the primary side is supplied with an input signal and feed power.

コア12は、コア22と対向する面である平面部1f(第一の平面部)と、平面部1fに設けられた回転中心Axを中心とする円環状かつ溝状の凹部1d(収容部)とで構成されている。コア12には、大きさ(半径)が異なる複数の凹部1dが同心円状に設けられるとともに、大きさ(半径)が異なる複数の平面部1fが同心円状に設けられている。本実施形態では、回転中心Axから径方向の外側に向かうにつれて、平面部1fと凹部1dとが交互に設けられている。凹部1dの回転中心Axを含む平面での断面形状は四角形状である。凹部1dは、側面を構成し径方向に間隔をあけて設けられた二つの周面1cと、軸方向と直交する底面となる端面1eと、によって構成されている。周面1cは、いずれも回転中心Axを中心とする円筒面状である。また、コア12の平面部1fには、一つの円環状の凹形状として、コイル11を収容するコイル収容部1iが設けられている。コイル収容部1iの径方向の両側には、平面部1fが配置されている。コア12は、例えば、ニッケル−マンガン系フェライト等の強磁性体で構成されうる。   The core 12 includes a planar portion 1f (first planar portion) that is a surface facing the core 22, and an annular and groove-shaped recess 1d (accommodating portion) centering on a rotation center Ax provided on the planar portion 1f. It consists of and. The core 12 is provided with a plurality of concave portions 1d having different sizes (radius) in a concentric manner, and a plurality of flat portions 1f having different sizes (radius) are provided in a concentric manner. In the present embodiment, the planar portions 1f and the recesses 1d are alternately provided from the rotation center Ax toward the outside in the radial direction. The cross-sectional shape in a plane including the rotation center Ax of the recess 1d is a quadrangle. The concave portion 1d is composed of two peripheral surfaces 1c that form side surfaces and are spaced apart in the radial direction, and an end surface 1e that is a bottom surface orthogonal to the axial direction. Each of the peripheral surfaces 1c has a cylindrical surface shape around the rotation center Ax. In addition, the flat portion 1 f of the core 12 is provided with a coil housing portion 1 i for housing the coil 11 as one annular concave shape. On both sides of the coil housing portion 1i in the radial direction, flat portions 1f are arranged. The core 12 can be made of a ferromagnetic material such as nickel-manganese ferrite.

要素2は、コイル21とコア22とを有している。要素2(コア22)は、回転中心Axの軸方向に短い円柱状または円盤状の外観を呈している。コイル21は、第二のコイルの一例であり、コア22は、第二のコアの一例である。   The element 2 has a coil 21 and a core 22. The element 2 (core 22) has a short cylindrical or disk-like appearance in the axial direction of the rotation center Ax. The coil 21 is an example of a second coil, and the core 22 is an example of a second core.

また、コイル21は、回転中心Ax回りに巻かれ、円環状に構成されている。コイル21は、巻線21aと、巻線21aを巻き付けるガイドとしてのボビン21bと、を有している。コイル11とコイル21とは、コア12,22を介さず、軸方向に隙間をあけて面している。二次側の要素2に含まれるコイル21からは、出力信号や受電電力が出力される。   The coil 21 is wound around the rotation center Ax and is formed in an annular shape. The coil 21 includes a winding 21a and a bobbin 21b as a guide for winding the winding 21a. The coil 11 and the coil 21 face each other with a gap in the axial direction without the cores 12 and 22 interposed therebetween. An output signal or received power is output from the coil 21 included in the secondary element 2.

コア22には、コア12の平面部1fと対向して設けられた平面部2f(第二の平面部)と、平面部2fに設けられた回転中心Axを中心とする円環状かつ壁状の凸部2p(突部)とで構成されている。コア22には、大きさ(半径)が異なる複数の平面部2fが同心円状に設けられるとともに、大きさ(半径)が異なる複数の凸部2pが同心円状に設けられている。本実施形態では、回転中心Axから径方向の外側に向かうにつれて、凸部2pと平面部2fとが交互に設けられている。平面部2fの回転中心Axを含む平面での断面形状は四角形状であり、凸部2pは、側面を構成し径方向に間隔をあけて設けられた二つの周面2cと、頂面を構成し軸方向と直交する端面2eと、を有している。周面2cは、いずれも回転中心Axを中心とする円筒面状である。また、コア22の平面部2fにおいて、一つの円環状の凹形状には、コイル21を収容するコイル収容部2iが設けられている。コイル収容部2iの径方向の両側には、凸部2pが配置されている。コア22は、例えば、ニッケル−マンガン系フェライト等の強磁性体で構成されうる。   The core 22 has an annular and wall-like shape centered on a plane portion 2f (second plane portion) provided opposite to the plane portion 1f of the core 12 and a rotation center Ax provided on the plane portion 2f. It is comprised by the convex part 2p (projection part). The core 22 is provided with a plurality of flat portions 2f having different sizes (radius) concentrically, and a plurality of convex portions 2p having different sizes (radius) are provided concentrically. In this embodiment, the convex part 2p and the plane part 2f are alternately provided as it goes to the outer side of radial direction from the rotation center Ax. The cross-sectional shape in a plane including the rotation center Ax of the plane part 2f is a quadrangle shape, and the convex part 2p constitutes two peripheral surfaces 2c that form side surfaces and are spaced apart in the radial direction, and a top surface. And an end surface 2e perpendicular to the axial direction. Each of the peripheral surfaces 2c has a cylindrical surface shape around the rotation center Ax. Further, in the planar portion 2 f of the core 22, a coil housing portion 2 i that houses the coil 21 is provided in one annular concave shape. Convex portions 2p are arranged on both sides in the radial direction of the coil housing portion 2i. The core 22 can be made of a ferromagnetic material such as nickel-manganese ferrite.

コア12の凹部1dには、コア22の凸部2pが収容されている。コア12とコア22とは、互いに間隔(空間)をあけて面している。コア12の平面部1fは、コア22の平面部2fと隙間gaをあけて面している。コア12の凹部1dの底面としての端面1eは、コア22の凸部2pの頂面としての端面2eと隙間gaをあけて面している。コア12の凹部1dの側面としての内径側の周面1cは、コア22の凸部2pの側面としての内径側の周面2cと隙間grをあけて面している。コア12の凹部1dの側面としての外径側の周面1cは、コア22の凸部2pの側面としての外径側の周面2cと隙間grをあけて面している。また、凸部2pは、突部の一例であり、凹部1dは、収容部の一例であるため、これに限られることなく、例えば、コア12に凸部が形成され、コア22に凹部が形成されていてもよい。また、ラップ部は、周面1cと周面2cとを含む。ラップ部は、重複部分や対向部分等とも称されうる。   A convex portion 2 p of the core 22 is accommodated in the concave portion 1 d of the core 12. The core 12 and the core 22 face each other with a space (space) therebetween. The flat portion 1f of the core 12 faces the flat portion 2f of the core 22 with a gap ga. The end surface 1e as the bottom surface of the concave portion 1d of the core 12 faces the end surface 2e as the top surface of the convex portion 2p of the core 22 with a gap ga. The inner peripheral surface 1c as the side surface of the concave portion 1d of the core 12 faces the inner peripheral surface 2c as the side surface of the convex portion 2p of the core 22 with a gap gr therebetween. The outer peripheral surface 1c as the side surface of the concave portion 1d of the core 12 faces the outer peripheral surface 2c as the side surface of the convex portion 2p of the core 22 with a gap gr therebetween. Moreover, since the convex part 2p is an example of a protrusion and the recessed part 1d is an example of an accommodating part, it is not restricted to this, For example, a convex part is formed in the core 12, and a recessed part is formed in the core 22. May be. Further, the wrap portion includes a peripheral surface 1c and a peripheral surface 2c. The wrap portion may also be referred to as an overlapping portion or an opposing portion.

このような構成において、一次側のコイル11に電流が流れると、コア12,22に、コイル11とコイル21とを取り囲む磁界(不図示)が生じる。この磁界による磁束は、コア12,22の内周部12i,22iから隙間ga,grを通じて回転中心Axの軸方向の一方側を回ってコア12,22の外周部12o,22oへ至り、当該外周部12o,22oからコア12,22の軸方向の他方側を回って隙間ga,grを通じて内周部12i,22iに戻る。すなわち、磁界による磁束は、回転中心Axを含む平面に略沿ってコイル11,21の回りを回る。コイル11に交番電流を流すと当該磁界による磁束の流れは、当該経路の交流状に流れる。この磁束の時間変化によってこの磁界による磁束は、二次側のコイル21に起電力が発生し電流が流れる。このようにして、コイル11とコイル21との間で、電気信号あるいは電力が、非接触で伝達される。外周部12oは、第一の外周部の一例であり、外周部22oは、第二の外周部の一例であり、内周部12iは、第一の内周部の一例であり、内周部22iは、第二の内周部の一例である。   In such a configuration, when a current flows through the primary coil 11, a magnetic field (not shown) surrounding the coil 11 and the coil 21 is generated in the cores 12 and 22. The magnetic flux generated by the magnetic field travels from the inner peripheral portions 12i and 22i of the cores 12 and 22 to the outer peripheral portions 12o and 22o of the cores 12 and 22 through the gaps ga and gr along the one side in the axial direction of the rotation center Ax. From the portions 12o and 22o, the other side in the axial direction of the cores 12 and 22 is returned to the inner peripheral portions 12i and 22i through the gaps ga and gr. That is, the magnetic flux generated by the magnetic field rotates around the coils 11 and 21 substantially along a plane including the rotation center Ax. When an alternating current is passed through the coil 11, the flow of magnetic flux due to the magnetic field flows in an alternating manner along the path. Due to the time variation of the magnetic flux, the magnetic flux generated by the magnetic field generates an electromotive force in the secondary coil 21 and a current flows. In this way, an electrical signal or power is transmitted in a non-contact manner between the coil 11 and the coil 21. The outer peripheral portion 12o is an example of a first outer peripheral portion, the outer peripheral portion 22o is an example of a second outer peripheral portion, the inner peripheral portion 12i is an example of a first inner peripheral portion, and an inner peripheral portion 22i is an example of the second inner periphery.

このような構成において、コア12,22間で、軸方向の相対的な位置の変化、すなわち、近接または離間が生じると、軸方向の隙間gaの大きさが変化し、当該隙間gaにおける磁気抵抗が大きく変化し、ひいては、電気信号あるいは電力の伝達効率が変化するという現象が観測される。   In such a configuration, when the relative position change in the axial direction between the cores 12 and 22 occurs, that is, the proximity or separation occurs, the size of the axial gap ga changes, and the magnetoresistance in the gap ga is changed. Is greatly changed, and as a result, the phenomenon that the transmission efficiency of electric signals or electric power changes is observed.

そこで、本実施形態では、コア12,22の互いに対向する面に、互いにフィットする凹凸構造が設けられ、コア12,22間に、軸方向の隙間gaに加えて、径方向の隙間grが設けられるよう、非接触給電装置100が構成されている。径方向の隙間grは、コア12,22が軸方向に相対的に移動した場合にあっても変化せず、互いに面する周面1c,2c同士が径方向に重なり合う領域の面積の変化による隙間の磁気抵抗の変化は、重なる面積に比例的であり、軸方向の隙間による磁気抵抗変化に比べて緩やかである。   Therefore, in the present embodiment, a concave and convex structure that fits each other is provided on the surfaces of the cores 12 and 22 that face each other, and a radial gap gr is provided between the cores 12 and 22 in addition to the axial gap ga. Thus, the non-contact power feeding apparatus 100 is configured. The radial gap gr does not change even when the cores 12 and 22 move relative to each other in the axial direction, and the gap due to the change in the area of the region where the circumferential surfaces 1c and 2c facing each other overlap in the radial direction. The change in magnetoresistance is proportional to the overlapping area and is gradual compared to the change in magnetoresistance due to the axial gap.

このように、本実施形態によれば、コア12,22に、径方向に隙間grを介して互いに面する周面1c,2c(ラップ部)が設けられた。そして、本実施形態では、コア12,22の軸方向の相対位置の変化が生じても、周面1c,2cが径方向に隙間grを介して互いに対向する状態が保持されるよう構成されている。よって、本実施形態によれば、要素1,2間、すなわちコア12,22間で、軸方向の相対的な位置の変化、すなわち、軸方向の相対的な近接または離間が生じた場合にあっても、コア12,22間に軸方向の隙間gaだけが設けられる構成に比べて、磁気抵抗の変化、ひいては、電気信号あるいは電力の伝達効率の変化を抑制できる。   As described above, according to the present embodiment, the cores 12 and 22 are provided with the peripheral surfaces 1c and 2c (lap portions) facing each other via the gap gr in the radial direction. And in this embodiment, even if the relative position change of the axial direction of the cores 12 and 22 arises, the surrounding surfaces 1c and 2c are comprised so that the state which mutually opposes via the clearance gap gr may be maintained. Yes. Therefore, according to this embodiment, there is a change in the relative position in the axial direction between the elements 1 and 2, that is, between the cores 12 and 22, that is, when relative proximity or separation in the axial direction occurs. However, as compared with the configuration in which only the axial gap ga is provided between the cores 12 and 22, it is possible to suppress the change in the magnetic resistance, and thus the change in the transmission efficiency of the electric signal or power.

また、径方向の隙間grは、磁束密度がより高い場所に設けるのがより効果的である。そこで、本実施形態では、[1]径方向の隙間gr、すなわち周面1c,2c(ラップ部)は、コア12,22の外周部12o,22oおよびコア12,22の内周部12i,22iに設けられている。   It is more effective to provide the radial gap gr in a place where the magnetic flux density is higher. Therefore, in the present embodiment, [1] the radial gap gr, that is, the peripheral surfaces 1c and 2c (wrapped portions) are the outer peripheral portions 12o and 22o of the cores 12 and 22, and the inner peripheral portions 12i and 22i of the cores 12 and 22, respectively. Is provided.

また、本実施形態では、[2]径方向の隙間gr、すなわち周面1c,2c(ラップ部)は、内周部12i,22iのうち、回転中心Axよりもコイル11,21の径方向の内側の端部11c,21cに近い位置、すなわち、図2の範囲S1に、少なくとも一部が含まれるように、設けられている。なお、コア12,22の外周部12o,22oにおいても、コイル11,21の径方向の外側の端部から上記範囲S1と略等しい径方向の幅となる位置までの区間に、径方向の隙間gr(周面1c,2c)が設けられるのが良い。   Further, in the present embodiment, [2] the radial gap gr, that is, the peripheral surfaces 1c and 2c (wrapped portions), in the inner peripheral portions 12i and 22i, is more in the radial direction of the coils 11 and 21 than the rotation center Ax. It is provided so that at least a part is included in a position near the inner ends 11c and 21c, that is, the range S1 in FIG. In the outer peripheral portions 12o and 22o of the cores 12 and 22, a radial gap is provided in a section from a radially outer end of the coils 11 and 21 to a position having a radial width substantially equal to the range S1. It is preferable to provide gr (circumferential surfaces 1c and 2c).

また、本実施形態では、[3]径方向の隙間gr、すなわち周面1c,2c(ラップ部)は、外周部12o,22oおよび内周部12i,22iのうち、軸方向において、コイル11のコイル21とは反対側の軸方向の端部11eと、コイル21のコイル11とは反対側の軸方向の端部21eとの間の範囲、すなわち、図2の範囲S2に、少なくとも一部が含まれるように、設けられている。   Further, in the present embodiment, [3] the radial gap gr, that is, the peripheral surfaces 1c and 2c (wrapped portions) of the coil 11 in the axial direction of the outer peripheral portions 12o and 22o and the inner peripheral portions 12i and 22i. At least a part of the range between the end 11e in the axial direction opposite to the coil 21 and the end 21e in the axial direction opposite to the coil 11 of the coil 21, that is, the range S2 in FIG. It is provided to be included.

上記[1]〜[3]の単独あるいは組み合わせによれば、径方向の隙間gr、すなわち周面1c,2c(ラップ部)を設けたことによる上述した効果がより高まりやすい。また、本実施形態では、径方向の隙間gr、すなわち周面1c,2c(ラップ部)は、範囲S1内でありかつ範囲S2内となる範囲に、含まれている。よって、本実施形態によれば、径方向の隙間gr(周面1c,2c)を設けたことによる効果がより一層高まりやすい。   According to the above [1] to [3] alone or in combination, the above-described effects due to the provision of the radial gap gr, that is, the peripheral surfaces 1c and 2c (lap portions) are more likely to increase. Further, in the present embodiment, the radial gap gr, that is, the peripheral surfaces 1c and 2c (wrapped portion) is included in the range within the range S1 and within the range S2. Therefore, according to the present embodiment, the effect of providing the radial gap gr (circumferential surfaces 1c, 2c) can be further enhanced.

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック(構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、高さ、数、配置、位置等)は、適宜に変更して実施することができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was illustrated, the said embodiment is an example and is not intending limiting the range of invention. The embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, combinations, and changes can be made without departing from the scope of the invention. In addition, the configuration and shape of each example can be partially exchanged. In addition, the specifications (structure, type, direction, shape, size, length, width, height, number, arrangement, position, etc.) of each configuration and shape can be changed as appropriate.

例えば、図3に示すように、コア12,22の中央部に、貫通孔12h,22hが設けられた変形例にあっても、同様の効果が得られる。これは、コア12,22の中央部では磁界が比較的弱いからである。また、径方向の隙間gr、すなわち周面1c,2c(ラップ部)を設ける位置は、適宜に変更することができる。また、一方のコアで、凸部(他方のコアでは凹部)の径方向の外側に凸部(他方のコアでは凹部)が設けられるなど、凸部と凹部との配置も適宜に変更することができる。   For example, as shown in FIG. 3, the same effect can be obtained even in the modification in which the through holes 12 h and 22 h are provided in the central portions of the cores 12 and 22. This is because the magnetic field is relatively weak at the center of the cores 12 and 22. In addition, the radial gap gr, that is, the position where the peripheral surfaces 1c and 2c (lap portions) are provided can be changed as appropriate. In addition, the arrangement of the convex portions and the concave portions can be changed as appropriate, such as one core having a convex portion (a concave portion in the other core) provided outside the radial direction of the convex portion (the concave portion in the other core). it can.

100…非接触給電装置、1c…周面(面、ラップ部)、1d…凹部(収容部)、1e…端面、1f…平面部(第一の平面部)、2c…周面(面、ラップ部)、2f…平面部(第二の平面部)、2e…端面、2p…凸部(突部)、11…コイル(第一のコイル)、11c…(コイルの径方向の内側の)端部、11e…端部(第一の端部)、12…コア(第一のコア)、21…コイル(第二のコイル)、21c…(コイルの径方向の内側の)端部、21e…端部(第二の端部)、22…コア(第二のコア)、Ax…回転中心(軸の中心)、ga,gr…隙間。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Non-contact electric power feeder, 1c ... Peripheral surface (surface, lap | wrap part), 1d ... Recessed part (accommodating part), 1e ... End surface, 1f ... Planar part (1st plane part), 2c ... Peripheral surface (surface, lap | wrap) Part), 2f ... plane part (second plane part), 2e ... end face, 2p ... convex part (projection part), 11 ... coil (first coil), 11c ... (inner side in the radial direction of the coil) 11e ... end (first end), 12 ... core (first core), 21 ... coil (second coil), 21c ... end (inside the radial direction of the coil), 21e ... End (second end), 22 ... core (second core), Ax ... rotation center (shaft center), ga, gr ... gap.

Claims (6)

非接触状態で配置されたコアを軸の中心で回転させて電力を給電する非接触給電装置であって、
前記軸中心に直交する平面である第一の平面部を有する磁性体の第一のコアと、
前記第一のコアと対向に配置され、前記第一の平面部との間で間隙を形成する第二の平面部を有する磁性体の第二のコアと、
前記第一のコアに固定され、前記第一のコアの前記軸の周方向に巻かれ、交番電流を流すと磁界を発生する第一のコイルと、
前記第二のコアに固定され、前記第一のコアの前記軸の周方向に巻かれるとともに前記第一のコイルと対向する位置に配置され、前記磁界変化を受けて起電力を発生させる第二のコイルと、
前記第一のコアの第一の平面部または前記第二のコアの第二の平面部に形成され、前記軸を中心に円周状に設けられた突部と、
前記第一のコアの第一の平面部または前記第二のコアの第二の平面部に形成され、前記突部を収容する収容部と、
前記突部と前記収容部との対向面の重複部分であり、前記軸の径方向に隙間をあけて対向する二つの面を有したラップ部と、
を備えた、非接触給電装置。
A non-contact power feeding device that feeds power by rotating a core arranged in a non-contact state around the center of an axis,
A first core of a magnetic body having a first plane portion that is a plane orthogonal to the axis center;
A second core of a magnetic body having a second planar portion disposed opposite to the first core and forming a gap with the first planar portion;
A first coil fixed to the first core, wound in the circumferential direction of the axis of the first core, and generating a magnetic field when an alternating current is passed;
A second core fixed to the second core, wound in the circumferential direction of the shaft of the first core and disposed at a position facing the first coil, and generates an electromotive force in response to the magnetic field change. Coil of
Protrusions formed on the first plane portion of the first core or the second plane portion of the second core, and provided circumferentially around the axis;
An accommodating portion that is formed on the first planar portion of the first core or the second planar portion of the second core, and accommodates the protrusion;
A lap portion having two surfaces facing each other with a gap in the radial direction of the shaft, which is an overlapping portion of opposing surfaces of the protrusion and the accommodating portion,
A non-contact power feeding device.
前記軸方向の前記間隙の変動に対し、前記ラップ部で、前記二つの面が前記径方向に隙間をあけて対向した状態が保持される、請求項1に記載の非接触給電装置。   2. The non-contact power feeding device according to claim 1, wherein a state in which the two surfaces face each other with a gap in the radial direction is maintained at the wrap portion with respect to the variation in the gap in the axial direction. 前記ラップ部は、前記第一のコイルおよび前記第二のコイルの、前記径方向の外側に位置された、請求項1または2に記載の非接触給電装置。   3. The non-contact power feeding device according to claim 1, wherein the wrap portion is positioned outside the radial direction of the first coil and the second coil. 前記ラップ部は、前記第一のコイルおよび前記第二のコイルの、前記径方向の内側に位置された、請求項1〜3のうちいずれか一つに記載の非接触給電装置。   The non-contact power feeding device according to any one of claims 1 to 3, wherein the wrap portion is positioned inside the radial direction of the first coil and the second coil. 前記ラップ部は、前記軸の中心よりも前記第一のコイルおよび前記第二のコイルの前記径方向の内側の端部の近くに位置された、請求項4に記載の非接触給電装置。   5. The non-contact power feeding device according to claim 4, wherein the wrap portion is positioned closer to the radially inner ends of the first coil and the second coil than a center of the shaft. 前記ラップ部は、前記第一のコイルの前記第二のコイルとは反対側の第一の端部と、前記第二のコイルの前記第一のコイルとは反対側の第二の端部と、の間に位置された、請求項1〜5のうちいずれか一つに記載の非接触給電装置。   The wrap portion includes a first end portion of the first coil opposite to the second coil, and a second end portion of the second coil opposite to the first coil. The non-contact power feeding device according to claim 1, which is located between the first and second devices.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022161255A (en) * 2021-04-08 2022-10-21 株式会社東芝 Non-contact power supply device

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