天線線圈單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及傳輸電力等的天線線圈單元。
【背景技術(shù)】
[0002] 手機(jī)、信息終端（PDA)、電動輔助自行車、電動汽車、混合動力汽車等不是放置在一 個位置而是能夠移動的電氣設(shè)備、電動裝置，為了不用從外部供給電源就能夠動作，在內(nèi)部 具有電池等蓄電裝置。在多數(shù)情況下，蓄電裝置的充電，例如通過用電纜等將設(shè)置于設(shè)備、 裝置的充電口與電力供給裝置連接來進(jìn)行。但是，近幾年，不使用該樣的電纜而是W無線、 換句話說W非接觸的方式供給電力的技術(shù)受到關(guān)注。W非接觸的方式供給電力的技術(shù)之 一，是利用了電磁場諧振禪合（W下適當(dāng)?shù)睾喎Q為"磁場共振"）的技術(shù)。磁場共振是經(jīng)由磁 場使具有共同的固有頻率（諧振頻率）的一對諧振電路、例如電力供給設(shè)備側(cè)的諧振電路 和設(shè)備、裝置側(cè)的諧振電路發(fā)生共振，經(jīng)由該磁場來傳輸電力的技術(shù)。在日本特開2011 -234496號公報（專利文獻(xiàn)1)中，公開有利用該磁場共振來從車輛外部的電源對車輛W非接 觸的方式供電的技術(shù)。
[0003] 然而，在利用磁場共振的供電中，具有在包含諧振電路所具備且成為天線的諧振 線圈（天線線圈）的線圈單元的周圍產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生電磁噪聲的情況。由此，存在配置在 線圈單元的周圍的電子設(shè)備等受到電磁噪聲的影響的情況。例如，在向車輛的供電中，具有 在車載音響中產(chǎn)生可聽噪音的可能性。另外，若在磁場內(nèi)存在金屬等導(dǎo)電體，則也有通過電 磁噪聲而導(dǎo)電體被加熱的可能性。例如在車輛底部設(shè)置有線圈單元的情況下，存在車輛底 部的金屬部件被加熱的情況。因此，需要抑制該樣的電磁噪聲的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1所公開 的線圈單元具備多個諧振線圈，W-個諧振線圈所產(chǎn)生的磁場和其他的至少一個諧振線圈 所產(chǎn)生的磁場成為相互相反相位的方式配置。由此，諧振電路W外的場所中的磁場被抵消， 漏磁場降低（第5~12段等）。但是，磁場被抵消，所W在對供電側(cè)的諧振線圈給予相同電 力的情況下的磁場的強(qiáng)度降低，供電效率也降低。另外，將多個線圈的諧振頻率設(shè)定為相同 的值，所W在有效地抑制諧波噪聲方面不充分。
[0004] 在日本特開2012 - 115069號公報（專利文獻(xiàn)2)中，公開有構(gòu)成為由平面線圈和 配置在其內(nèi)側(cè)的環(huán)形線圈構(gòu)成的復(fù)合線圈的天線線圈。根據(jù)專利文獻(xiàn)2,該天線線圈構(gòu)成為 能夠通過環(huán)形線圈來抵消從平面線圈產(chǎn)生的磁通。在專利文獻(xiàn)2中記載有；在電流流過平 面線圈的情況下，僅在與該電流對應(yīng)的頻率與包含環(huán)形線圈的諧振電路的諧振頻率一致的 情況下，通過電磁感應(yīng)該環(huán)形線圈被勵磁，而產(chǎn)生與從平面線圈產(chǎn)生的磁通相反方向的磁 通。目P，在專利文獻(xiàn)2中，通過使噪聲消除用的包含環(huán)形線圈的諧振電路的諧振頻率與想要 除去的噪聲源的頻率一致，來減少噪聲（第39段等）。但是，發(fā)明者們通過實(shí)驗(yàn)等知道：例 如在利用磁場共振的無線電力傳輸中，即使像該樣使噪聲源的頻率與噪聲消除用的諧振電 路的諧振頻率一致，也未必能夠得到較大的噪聲降低效果。
[0005] 專利文獻(xiàn)1 ;日本特開2011 - 234496號公報
[0006] 專利文獻(xiàn)2 ;日本特開2012 - 115069號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 鑒于上述背景，希望得到抑制由流過作為天線發(fā)揮作用的主要的線圈的電流產(chǎn)生 的電磁波的基波分量的衰減，并且抑制該基波分量的諧波分量等噪聲分量的技術(shù)。
[0008] 鑒于上述課題的本發(fā)明的天線線圈單元，具備：
[0009] 主線圈，其通過繞第一基準(zhǔn)軸纏繞導(dǎo)體線而構(gòu)成；W及
[0010] 輔助線圈，其通過在與上述主線圈電路性絕緣的狀態(tài)下繞第二基準(zhǔn)軸纏繞導(dǎo)體線 而構(gòu)成，并且被配置在利用磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流的位置，上述磁場由流過上述主線圈的電流 產(chǎn)生，
[0011] 上述輔助線圈在從對象頻率向預(yù)先規(guī)定的偏移方向偏移了預(yù)先規(guī)定的偏移量的 頻率成為諧振頻率的狀態(tài)下被構(gòu)成，上述對象頻率是由流過上述主線圈的電流產(chǎn)生的電磁 波的相對于基波分量的諧波分量內(nèi)的預(yù)先規(guī)定的對象頻率，
[0012] 上述偏移方向W及上述偏移量被設(shè)定為成為反相狀態(tài)的方向W及量，上述反相狀 態(tài)是流過上述輔助線圈的交流電流的相位相對于在上述主線圈中流動的交流電流的諧波 分量的相位相反的狀態(tài)。
[0013] 該里，反相狀態(tài)是指流過主線圈的交流電流的相位與流過輔助線圈的交流電流的 相位的相位差小于180° ±90。巧0° <相位差< 270° )的狀態(tài)。
[0014] 若像該樣構(gòu)成天線線圈單元，則在由流過主線圈的電流產(chǎn)生的磁通內(nèi)成為噪聲分 量的頻率分量的磁通，被導(dǎo)入至輔助線圈，經(jīng)由輔助線圈返回到主線圈。換句話說，從主線 圈產(chǎn)生的噪聲分量的磁通不行進(jìn)到遠(yuǎn)方，而是朝向被配置在通過該磁通產(chǎn)生感應(yīng)電流的程 度的附近的輔助線圈行進(jìn)。其結(jié)果是，能夠抑制從主線圈觀察比輔助線圈更靠遠(yuǎn)方的噪聲 分量。另外，通過發(fā)明者們的驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)、模擬等確定出；輔助線圈的諧振頻率不是想要抑制 的噪聲分量的頻率，而是從想要抑制的噪聲分量的頻率偏移了某一程度的頻率的情況，噪 聲抑制效果較高。影響較大的噪聲分量多數(shù)情況是由流過主線圈的電流產(chǎn)生的電磁波的基 波分量的諧波分量，因此優(yōu)選輔助線圈的諧振頻率是相對于該諧波分量W預(yù)先規(guī)定的條件 偏移了的頻率。該樣，根據(jù)本發(fā)明的天線線圈單元，能夠抑制由流過作為天線發(fā)揮作用的主 要的線圈的電流產(chǎn)生的電磁波的基波分量的衰減，并且能夠抑制該基波分量的諧波分量等 噪聲分量。
[0015] W下，對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的例子進(jìn)行說明。
[0016] 作為一個實(shí)施方式的例子，優(yōu)選對于本發(fā)明的天線線圈單元而言，上述第一基準(zhǔn) 軸和上述第二基準(zhǔn)軸呈平行狀。若第一基準(zhǔn)軸和第二基準(zhǔn)軸呈平行狀，則能夠沿著幾乎相 同的平面配置主線圈和輔助線圈，所W能夠抑制天線線圈單元的大型化。
[0017] 優(yōu)選將本發(fā)明的天線線圈單元應(yīng)用于例如利用電磁場諧振禪合（W下適當(dāng)?shù)睾?稱為"磁場共振"），W非接觸的方式傳輸電力的裝置。目P，作為一個實(shí)施方式的例子，本發(fā) 明的天線線圈單元的上述主線圈能夠作為在通過電磁場諧振禪合從供電電路向受電電路 進(jìn)行電力傳輸?shù)墓╇娧b置中，構(gòu)成上述供電電路的一次線圈W及構(gòu)成上述受電電路的二次 線圈中的至少一方來應(yīng)用。
[0018] 為了形成上述的反相狀態(tài)，需要在主線圈的導(dǎo)體線W及輔助線圈的導(dǎo)體線中流動 的諧波分量的交流電流的方向?yàn)橄喾捶较颉Ｗ鳛閮?yōu)選的實(shí)施方式的例子，上述反相狀態(tài)是 從沿著上述第一基準(zhǔn)軸的方向觀察，在上述主線圈的導(dǎo)體線w及上述輔助線圈的導(dǎo)體線中 流動的上述諧波分量的交流電流的方向，在該諧波分量的峰值時，成為相互相反方向的狀 態(tài)即可。該里，峰值是指該諧波分量的正負(fù)兩個方向的峰值（波峰W及波谷）。另外，"在 諧波分量的峰值時，成為相互相反方向的狀態(tài)"是指，在上述主線圈的導(dǎo)體線中流動的上述 諧波分量的交流電流的峰值的相位與在上述輔助線圈的導(dǎo)體線中流動的上述諧波分量的 交流電流的峰值的相位偏移的情況下，在任意一方的上述諧波分量的交流電流的峰值時， 另一方的上述諧波分量的交流電流的方向?yàn)橄喾捶较?。最?yōu)選，該"成為相互相反方向的狀 態(tài)"是指，對于在上述主線圈的導(dǎo)體線中流動的上述諧波分量的交流電流的峰值和在上述 輔助線圈的導(dǎo)體線中流動的上述諧波分量的交流電流的峰值而言，成為在任意一方的上述 諧波分量的交流電流為正方向的峰值時，另一方的上述諧波分量的交流電流為負(fù)方向的峰 值的關(guān)系的狀態(tài)。
【附圖說明】
[0019] 圖1是示意性地表示無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖
[0020] 圖2是諧振電路的等效電路圖
[0021] 圖3是諧振電路單元的等效電路圖
[0022] 圖4是傳輸效率W及噪聲放射率的頻率特性
[0023] 圖5是表示噪聲抑制時的天線線圈單元的磁通的一個例子的說明圖
[0024] 圖6是表示噪聲非抑制時的天線線圈單元的磁通的一個例子的說明圖
[0025] 圖7是示意性地表示磁壁條件的電流與磁場之間的關(guān)系的圖
[0026] 圖8是示意性地表示電壁條件的電流與磁場之間的關(guān)系的圖
[0027] 圖9是表示噪聲抑制時的天線線圈單元的磁通的其他例子的說明圖 [002引圖10是傳輸效