天線線圈單元的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及傳輸電力等的天線線圈單元。
【背景技術】
[0002] 手機、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備、電動裝置，為了不用從外部供給電源就能夠動作，在內部 具有電池等蓄電裝置。在多數情況下，蓄電裝置的充電，例如通過用電纜等將設置于設備、 裝置的充電口與電力供給裝置連接來進行。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受到關注。W非接觸的方式供給電力的技術之 一，是利用了電磁場諧振禪合（W下適當地簡稱為"磁場共振"）的技術。磁場共振是經由磁 場使具有共同的固有頻率（諧振頻率）的一對諧振電路、例如電力供給設備側的諧振電路 和設備、裝置側的諧振電路發生共振，經由該磁場來傳輸電力的技術。在日本特開2011 -234496號公報（專利文獻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。
[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生的磁場產生電磁噪聲的情況。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 在車載音響中產生可聽噪音的可能性。另外，若在磁場內存在金屬等導電體，則也有通過電 磁噪聲而導電體被加熱的可能性。例如在車輛底部設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。專利文獻1所公開 的線圈單元具備多個諧振線圈，W-個諧振線圈所產生的磁場和其他的至少一個諧振線圈 所產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在對供電側的諧振線圈給予相同電 力的情況下的磁場的強度降低，供電效率也降低。另外，將多個線圈的諧振頻率設定為相同 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2)中，公開有構成為由平面線圈和 配置在其內側的環形線圈構成的復合線圈的天線線圈。根據專利文獻2,該天線線圈構成為 能夠通過環形線圈來抵消從平面線圈產生的磁通。在專利文獻2中記載有；在電流流過平 面線圈的情況下，僅在與該電流對應的頻率與包含環形線圈的諧振電路的諧振頻率一致的 情況下，通過電磁感應該環形線圈被勵磁，而產生與從平面線圈產生的磁通相反方向的磁 通。目P，在專利文獻2中，通過使噪聲消除用的包含環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，發明者們通過實驗等知道：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1 ;日本特開2011 - 234496號公報
[0006] 專利文獻2 ;日本特開2012 - 115069號公報
【發明內容】
[0007] 鑒于上述背景，希望得到抑制由流過作為天線發揮作用的主要的線圈的電流產生 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。
[0008] 鑒于上述課題的本發明的天線線圈單元，具備：
[0009] 主線圈，其通過繞第一基準軸纏繞導體線而構成；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下繞第二基準軸纏繞導體線 而構成，并且被配置在利用磁場產生感應電流的位置，上述磁場由流過上述主線圈的電流 產生，
[0011] 上述輔助線圈在從對象頻率向預先規定的偏移方向偏移了預先規定的偏移量的 頻率成為諧振頻率的狀態下被構成，上述對象頻率是由流過上述主線圈的電流產生的電磁 波的相對于基波分量的諧波分量內的預先規定的對象頻率，
[0012] 上述偏移方向W及上述偏移量被設定為成為反相狀態的方向W及量，上述反相狀 態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。
[0013] 該里，反相狀態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。
[0014] 若像該樣構成天線線圈單元，則在由流過主線圈的電流產生的磁通內成為噪聲分 量的頻率分量的磁通，被導入至輔助線圈，經由輔助線圈返回到主線圈。換句話說，從主線 圈產生的噪聲分量的磁通不行進到遠方，而是朝向被配置在通過該磁通產生感應電流的程 度的附近的輔助線圈行進。其結果是，能夠抑制從主線圈觀察比輔助線圈更靠遠方的噪聲 分量。另外，通過發明者們的驗證、實驗、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情況是由流過主線圈的電流產生的電磁波的基 波分量的諧波分量，因此優選輔助線圈的諧振頻率是相對于該諧波分量W預先規定的條件 偏移了的頻率。該樣，根據本發明的天線線圈單元，能夠抑制由流過作為天線發揮作用的主 要的線圈的電流產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，對本發明的優選的實施方式的例子進行說明。
[0016] 作為一個實施方式的例子，優選對于本發明的天線線圈單元而言，上述第一基準 軸和上述第二基準軸呈平行狀。若第一基準軸和第二基準軸呈平行狀，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] 優選將本發明的天線線圈單元應用于例如利用電磁場諧振禪合（W下適當地簡 稱為"磁場共振"），W非接觸的方式傳輸電力的裝置。目P，作為一個實施方式的例子，本發 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 進行電力傳輸的供電裝置中，構成上述供電電路的一次線圈W及構成上述受電電路的二次 線圈中的至少一方來應用。
[0018] 為了形成上述的反相狀態，需要在主線圈的導體線W及輔助線圈的導體線中流動 的諧波分量的交流電流的方向為相反方向。作為優選的實施方式的例子，上述反相狀態是 從沿著上述第一基準軸的方向觀察，在上述主線圈的導體線w及上述輔助線圈的導體線中 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 態即可。該里，峰值是指該諧波分量的正負兩個方向的峰值（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"是指，在上述主線圈的導體線中流動的上述 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為相反方向。最優選，該"成為相互相反方向的狀 態"是指，對于在上述主線圈的導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方向的峰 值的關系的狀態。
【附圖說明】
[0019] 圖1是示意性地表示無線供電系統的結構的框圖
[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