アンテナ
【課題】高いＱにより電力伝送効率が向上するアンテナを提供する。
【解決手段】本発明のアンテナは、第１面３１１と、前第１面３１１の裏面である第２面３１２とを有する基材３１０と、前記基材３１０上の前記第１面３１１形成されると共に、第１面第１端部３３１と第１面第２端部３３２の２つの端部を有する第１面導電部３３０と、前記基材３１０上の前記第２面３１２に形成されると共に、第２面第１端部３５１と第２面第２端部３５２の２つの端部を有し、前記第１面３１１から前記第２面３１２に透過的にみたとき、前記第１面導電部３３０と重なる第２面導電部３５０と、前記第１面３１１と前記第２面３１２との間を貫通して前記第１面第１端部３３１と前記第２面第１端部３５１とを導通する第１スルーホール導通部３４１と、前記第１面３１１と前記第２面３１２との間を貫通して前記第１面第２端部３３２と前記第２面第２端部３５２とを導通する第２スルーホール導通部３４２と、を有することを特徴とする。
【解決手段】本発明のアンテナは、第１面３１１と、前第１面３１１の裏面である第２面３１２とを有する基材３１０と、前記基材３１０上の前記第１面３１１形成されると共に、第１面第１端部３３１と第１面第２端部３３２の２つの端部を有する第１面導電部３３０と、前記基材３１０上の前記第２面３１２に形成されると共に、第２面第１端部３５１と第２面第２端部３５２の２つの端部を有し、前記第１面３１１から前記第２面３１２に透過的にみたとき、前記第１面導電部３３０と重なる第２面導電部３５０と、前記第１面３１１と前記第２面３１２との間を貫通して前記第１面第１端部３３１と前記第２面第１端部３５１とを導通する第１スルーホール導通部３４１と、前記第１面３１１と前記第２面３１２との間を貫通して前記第１面第２端部３３２と前記第２面第２端部３５２とを導通する第２スルーホール導通部３４２と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムに用いられ、電力の受電又は送電を行うアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電源コードなどを用いることなく、ワイヤレスで電力（電気エネルギー）を伝送する技術の開発が盛んとなっている。ワイヤレスで電力を伝送する方式の中でも、特に注目されている技術として、磁気共鳴方式と呼ばれるものがある。この磁気共鳴方式は２００７年にマサチューセッツ工科大学の研究グループが提案したものであり、これに関連する技術は、例えば、特許文献１（特表２００９−５０１５１０号公報）に開示されている。
【０００３】
磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムは、送電側アンテナの共振周波数と、受電側アンテナの共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うものであり、電力伝送距離を数十ｃｍ〜数ｍとすることが可能であることが大きな特徴の一つである。
【０００４】
上記のような磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムに用いるアンテナの具体的な構成についてもこれまでいくつか提案がされてきた。例えば、特許文献２（特開２０１０−７３９７６号公報）には、ワイヤレスで給電回路から受電回路へ電力を送信するワイヤレス電力伝送装置の、前記給電回路及び受電回路にそれぞれ設けられる通信コイルの構造において、比誘電率が１よりも大きい材質のプリント基板と、前記プリント基板の第１の層に設けられ、少なくとも１ループをなす導電パターンで形成された一次コイルと、前記プリント基板の第２の層に設けられ、渦巻き形状をなす導電パターンで形成された共鳴コイルと、を備えることを特徴とするワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造が開示されている。
【特許文献１】特表２００９−５０１５１０号公報
【特許文献２】特開２０１０−７３９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の電力伝送システムで用いられている電力伝送用のアンテナにおいては、電力伝送にとって重要なパラメーターであるＱ（Ｑａｕｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）の値が必ずしも高くなく、電力伝送効率が低下する、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、請求項１に係る発明は、第１面と、前記第１面の裏面である第２面とを有する基材と、前記基材上の前記第１面に形成されると共に、第1面第１端
部と第１面第２端部の２つの端部を有する第１面導電部と、前記基材上の前記第２面に形成されると共に、第２面第１端部と第２面第２端部の２つの端部を有し、前記第１面から前記第２面に透過的にみたとき、前記第１面導電部と重なる第２面導電部と、前記第１面と前記第2面との間を貫通して前記第1面第１端部と前記第２面第１端部とを導通する第１スルーホール導通部と、前記第１面と前記第2面との間を貫通して前記第1面第２端部と前記第２面第２端部とを導通する第２スルーホール導通部と、を有することを特徴とするアンテナである。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、第１端部と第２端部とを有する導電部が基材を介して積
層されるようにして複数設けられ、前記導電部における前記第１端部同士は前記基材を貫通するスルーホール導通部により互いに導通され、前記導電部における前記第２端部同士は前記基材を貫通するスルーホール導通部により互いに導通され、積層方向から透過的にみたとき、複数の前記導電部は全て重なるように構成されることを特徴とするアンテナである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るアンテナは、第１面導電部と、これに重なるように形成される第２面導電部と、を両端部においてスルーホールで導通接続した構成であり、このような構成の本発明に係るアンテナによれば、インダクタンスを大幅に低下させることなく、抵抗値を下げてＱ（Ｑａｕｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）を向上させるので、アンテナ間の伝送効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るアンテナが用いられる電力伝送システムのブロック図である。
【図２】電力伝送システムのインバーター部を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る受電アンテナ２０１の分解斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る受電アンテナ２０１による電力伝送の様子を示す断面の模式図である。
【図５】アンテナの位置ずれに伴う伝送効率の変化を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る受電アンテナ２０１の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係るアンテナが用いられる電力伝送システムのブロック図である。なお、本発明に係るアンテナは、電力伝送システムを構成する受電側のアンテナと送電側のアンテナのいずれにも適用可能であるが、以下の実施形態においては受電側のアンテナに本発明のアンテナを適用した例につき説明する。
【００１１】
本発明のアンテナが用いられる電力伝送システムとしては、例えば、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの車両への充電のためのシステムが想定されている。電力伝送システムは、上記のような車両に対して電力を非接触で伝送するため、当該車両を停車させることが可能な停車スペースに設けられる。車両充電用のスペースである当該停車スペースには、送電アンテナ１０５などが地中部に埋設されるような構成となっている。車両のユーザーはこの電力伝送システムが設けられている停車スペースに車両を停車させて、車両に搭載されている受電アンテナ２０１と、前記送電アンテナ１０５とを対向させることによって電力伝送システムからの電力を受電する。車両を停車スペースに停車させる際には、車両搭載の受電アンテナ２０１が、送電アンテナ１０５に対して伝送効率が良い位置関係となるようにする。
【００１２】
電力伝送システムでは、電力伝送システム１００側の送電アンテナ１０５から、受電側システム２００側の受電アンテナ２０１へ効率的に電力を伝送する際、送電アンテナ１０５の共振周波数と、受電アンテナ２０１の共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うようにする。
【００１３】
送電側システム１００におけるＡＣ／ＤＣ変換部１０１は、入力される商用電源を一定の直流に変換するコンバータである。このＡＣ／ＤＣ変換部１０１からの出力は高電圧発生部１０２において、所定の電圧に昇圧されたりする。この高電圧発生部１０２で生成される電圧の設定は主制御部１１０から制御可能となっている。
【００１４】
インバーター部１０３は、高電圧発生部１０２から供給される高電圧から所定の交流電圧を生成して、整合器１０４に入力する。図２は電力伝送システムのインバーター部を示す図である。インバーター部１０３は、例えば図２に示すように、フルブリッジ方式で接続されたＱA乃至ＱDからなる４つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）によって構成されている。
【００１５】
本実施形態においては、直列接続されたスイッチング素子ＱAとスイッチング素子ＱBの間の接続部Ｔ１と、直列接続されたスイッチング素子ＱCとスイッチング素子ＱDとの間の接続部Ｔ２との間に整合器１０４が接続される構成となっており、スイッチング素子ＱA
とスイッチング素子ＱDがオンのとき、スイッチング素子ＱBとスイッチング素子ＱCがオ
フとされ、スイッチング素子ＱBとスイッチング素子ＱCがオンのとき、スイッチング素子ＱAとスイッチング素子ＱDがオフとされることで、接続部Ｔ１と接続部Ｔ２との間に矩形波の交流電圧を発生させる。なお、本実施形態においては、各スイッチング素子のスイッチングによって生成される矩形波の周波数の範囲は数１００ｋＨｚ〜数１０００ｋＨｚ程度である。
【００１６】
上記のようなインバーター部１０３を構成するスイッチング素子ＱA乃至ＱDに対する駆動信号は主制御部１１０から入力されるようになっている。また、インバーター部１０３を駆動させるための周波数は主制御部１１０から制御することができるようになっている。
【００１７】
整合器１０４は、所定の回路定数を有する受動素子から構成され、インバーター部１０３からの出力が入力される。そして、整合器１０４からの出力は送電アンテナ１０５に供給される。整合器１０４を構成する受動素子の回路定数は、主制御部１１０からの指令に基づいて調整することができるようになっている。主制御部１１０は、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１とが共振するように整合器１０４に対する指令を行う。
【００１８】
送電アンテナ１０５は、インダクタンス成分を有するコイルから構成されており、対向するようにして配置される車両搭載の受電アンテナ２０１と共鳴することで、送電アンテナ１０５から出力される電気エネルギーを受電アンテナ２０１に送ることができるようになっている。
【００１９】
電力伝送システム１００の主制御部１１０はＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部１１０は、図示されている主制御部１１０と接続される各構成と協働するように動作する。
【００２０】
また、通信部１２０は車両側の通信部２２０と無線通信を行い、車両との間でデータの送受を可能にする構成である。通信部１２０によって受信したデータは主制御部１１０に転送され、また、主制御部１１０は所定情報を通信部１２０を介して車両側に送信することができるようになっている。
【００２１】
次に、車両側に設けられている構成について説明する。車両の受電側のシステムにおいて、受電アンテナ２０１は、送電アンテナ１０５と共鳴することによって、送電アンテナ１０５から出力される電気エネルギーを受電するものである。このような受電アンテナ２０１は、車両の底面部に取り付けられるようになっている。
【００２２】
受電アンテナ２０１で受電された交流電力は、整流部２０２において整流され、整流された電力は充電制御部２０３を通してバッテリー２０４に蓄電されるようになっている。
充電制御部２０３は主制御部２１０からの指令に基づいてバッテリー２０５の蓄電を制御する。また、充電制御部２０３はバッテリー２０４の残量管理なども行い得るように構成される。
【００２３】
主制御部２１０はＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部２１０は、図示されている主制御部２１０と接続される各構成と協働するように動作する。
【００２４】
インターフェイス部２３０は、車両の運転席部に設けられ、ユーザー（運転者）に対し所定の情報などを提供したり、或いは、ユーザーからの操作・入力を受け付けたりするものであり、表示装置、ボタン類、タッチパネル、スピーカーなどで構成されるものである。ユーザーによる所定の操作が実行されると、インターフェイス部２３０から操作データとして主制御部２１０に送られ処理される。また、ユーザーに所定の情報を提供する際には、主制御部２１０からインターフェイス部２３０に対して、所定情報を表示するための表示指示データが送信される。
【００２５】
また、車両側の通信部２２０は送電側の通信部１２０と無線通信を行い、送電側のシステムとの間でデータの送受を可能にする構成である。通信部２２０によって受信したデータは主制御部２１０に転送され、また、主制御部２１０は所定情報を通信部２２０を介して送電システム側に送信することができるようになっている。
【００２６】
電力伝送システムで、電力を受電しようとするユーザーは、上記のような送電側のシステムが設けられている停車スペースに車両を停車させ、インターフェイス部２３０から充電を実行する旨の入力を行う。これを受けた主制御部２１０は、充電制御部２０３からのバッテリー２０５の残量を取得し、バッテリー２０５の充電に必要な電力量を算出する。算出された電力量と送電を依頼する旨の情報は、車両側の通信部２２０から送電側のシステムの通信部１２０に送信される。これを受信した送電側システムの主制御部１１０は高電圧発生部１０２、インバーター部１０３、整合器１０４を制御することで、車両側に電力を伝送するようになっている。
【００２７】
次に、以上のように構成される電力伝送システム１００で用いるアンテナの具体的な構成について説明する。以下、受電アンテナ２０１に本発明の構成を採用した例について説明するが、本発明のアンテナは送電アンテナ１０５に対しても適用し得るものである。
【００２８】
図３（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る受電アンテナ２０１の分解斜視図であり、図３（Ｂ）はコイル体３００を形成する基材３１０の厚さ方向を誇張的に表現した図である。また、図４は本発明の第１実施形態に係る受電アンテナ２０１による電力伝送の様子を示す断面の模式図である。なお、以下の実施形態では、コイル体２７０として矩形平板状のものを例に説明するが、本発明のアンテナはこのようなこのような形状のコイルに限定されるものではない。例えば、コイル体２７０として円形平板状のものなども利用し得る。
【００２９】
このようなコイル体２７０は、受電アンテナ２０１における磁気共鳴アンテナ部として機能する。この「磁気共鳴アンテナ部」は、コイル体２７０のインダクタンス成分のみならず、その浮游容量に基づくキャパシタンス成分、或いは意図的に追加したコンデンサに基づくキャパシタンス成分をも含むものである。
【００３０】
樹脂ケース２６０は、受電アンテナ２０１のインダクタンス成分を有するコイル体２７０を収容するために用いられるものである。この樹脂ケース２６０は、例えばポリカーボネートなどの樹脂により構成される開口を有する箱体の形状をなしている。
【００３１】
樹脂ケース２６０の矩形状の底板部２６１の各辺からは側板部２６２が、前記底板部２６１に対して垂直方向に延在するようにして設けられている。そして、樹脂ケース２６０の上方においては、側板部２６２に囲まれるような上方開口部２６３が構成されている。樹脂ケース２６０を車両本体部に取り付けるためには、従来周知の任意の方法を用いることができる。なお、上方開口部２６３の周囲には、車両本体部への取り付け性を向上するために、フランジ部材などを設けるようにしても良い。
【００３２】
コイル体３００は、ガラスエポキシ製の矩形平板状の基材３１０と、この表面側と裏面側に形成されている導電部により構成されている。より具体的には、基材３１０は主面として第１面３１１と、この第１面３１１と表裏の関係にある第２面３１２とを有しており、これら第１面３１１と第２面３１２の双方に渦巻き状の導電部が形成されることで、受電アンテナ２０１にインダクタンス成分が付与される。
【００３３】
基材３１０上の第１面３１１には渦巻き状の第１面導電部３３０が形成されており、第１面導電部３３０の内周側には第１面第１端部３３１が、また、外周側には第１面第２端部３３２がそれぞれ設けられている。
【００３４】
同様に、基材３１０上の第２面３１２には渦巻き状の第２面導電部３５０が形成されており、第２面導電部３５０の内周側には第２面第１端部３５１が、また外周側には第２面第２端部３５２がそれぞれ設けられている。
【００３５】
ここで、第１面導電部３３０と第２面導電部３５０とは、第１面３１１から第２面３１２に透過的にみたとき、ちょうど重なるように構成されている。このように構成することで、第１面３１１側の第１面導電部３３０に基づくインダクタンス成分と、第２面３１２側の第２面導電部３５０に基づくインダクタンス成分との相互インダクタンスを調整・設計することが容易となる。
【００３６】
基材３１０中においては、第１面３１１と第２面３１２との間を貫通する第１スルーホール導通部３４１が、第１面第１端部３３１と第２面第１端部３５１とを導通するようになっている。また、第１面３１１と第２面３１２との間を貫通第２スルーホール導通部３４２が、第１面第２端部３３２と第２面第２端部３５２とを導通するようになっている。
【００３７】
上記のような渦巻き状をなす第１面導電部３３０の内周側の第１面第１端部３３１、及び外周側の第１面第２端部３３２には不図示の導電線路が電気接続される。これにより、受電アンテナ２０１によって受電した電力を整流部２０２へと導けるようになっている。このようなコイル体３００は樹脂ケース２６０の矩形状の底板部２６１上に載置され、適当な固着手段によって底板部２６１上に固着される。
【００３８】
以上のような本発明に係るアンテナは、インダクタンス成分として、第１面３１１の第１面導電部３３０に基づくもの、及び、第２面３１２の第２面導電部３５０に基づくもの、及び第１面導電部３３０と、これに重なるように形成される第２面導電部３５０とによって相互に形成される相互インダクタンスに基づくもの、を有することとなり、インダクタンスを大幅に低下させることがなく、さらに、第１面導電部３３０と第２面導電部３５０とは並列接続の関係になるので、アンテナにおける電路の抵抗が減少する。以上によれば、Ｑ（Ｑａｕｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）を向上させることが可能となるので、アンテナ間の伝送効率が向上する。
【００３９】
磁性シールド２８０は、中抜き部２８５を有する平板状の磁性部材である。この磁性シールド２８０を構成するためには、フェライトなどの磁性材料を用いることができる。磁
性シールド２８０は、樹脂ケース２６０に対して適当な手段により固着されることで、コイル体３００の上方にある程度の空間を空けて配されるようになっている。このようなレイアウトにより、送電アンテナ１０５側で発生する磁力線は、磁性シールド２８０を透過する率が高くなり、送電アンテナ１０５から受電アンテナ２０１への電力伝送において、車両本体部を構成する金属物による磁力線への影響が軽微となる。
【００４０】
本発明に係るアンテナにおいては、コイル体２７０の上方に配される平板状の磁性シールド２８０には、中抜き部２８５を設けることが好ましい。磁性シールド２８０に中抜き部２８５を設けることにより、磁性シールド２８０自体の損失が低減され、磁性シールド２８０のシールド効果を最大限に引き出すことが可能となる。また、中抜き部２８５を有する磁性シールド２８０においては、部材面積が少なくてすみ、アンテナのコスト低減が可能となる。なお、中抜き部２８５の広さは、磁性シールド２８０自体とコイル体２７０の導電部２７２とが積層方向からみて重畳しなくならない程度の広さに留めることが好ましい。
【００４１】
図５はアンテナの位置ずれに伴う伝送効率の変化を示す図である。図５において、「本発明」では、送電アンテナ１０５及び受電アンテナ２０１のいずれに本発明に係るアンテナが用いられているのに対して、「比較例」では、送電アンテナ１０５及び受電アンテナ２０１に、第１面のみ（片面のみ）に導電部が設けられたアンテナが用いられている。
【００４２】
図５（Ａ）は、送電アンテナ１０５及び受電アンテナ２０１が所定対向位置から、受電アンテナ２０１（又は送電アンテナ１０５）がこれを含む水平面内における長辺方向にずれたときの効率の変化を示す図であり、また、図５（Ｂ）は、送電アンテナ１０５及び受電アンテナ２０１が所定対向位置から、受電アンテナ２０１（又は送電アンテナ１０５）がこれを含む水平面内における短辺方向にずれたときの効率の変化を示す図である。なお、長辺、短辺については図３（Ｂ）に示すように、矩形状の基材３１０の辺の長短に基づいて決めております。また、図５はＶＮＡ（Ｖｅｃｔｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｎａｌｙｚｅｒ）による測定結果に基づくものである。
【００４３】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、いずれの位置関係においても、本発明に係るアンテナを用いて電力伝送を実行した方が、比較例に係るアンテナを用いて電力伝送を実行した場合より伝送効率が向上することがわかる。
【００４４】
表１に、本発明に係るアンテナと、比較例に係るアンテナとの特性の特性表を示す。表中、上段側はアンテナ単体の特性を示しており、下段側は電力伝送時の特性を示している。
【００４５】
【表１】
また、表中のαと効率ηとの間には、下式（１）の関係がある。
【００４６】
【数１】
ここでαは、送電アンテナ、受電アンテナのＱ値を各々Ｑ１、Ｑ２とすると、α＝ｋ2
＊Ｑ１＊Ｑ２であり送電アンテナ、受電アンテナがほぼ同一特性を有する時、即ち、Ｑ１≒Ｑ２＝Ｑと見なせる場合、α＝（ｋＱ）2と定義される。
【００４７】
本発明に係るアンテナにおいては、Rの減少によりアンテナ単体特性Qの向上が図れることがわかる。また、本発明に係るアンテナにおいては、基材３１０の表裏に設けた第１面導電部３３０によるインダクタンスと、第２面導電部３５０によるインダクタンスとが結合したインダクタンス（相互インダクタンス）の向上によりアンテナ全体のインダクタンスの低下は２ｕＨ（全体インダクタンスの１．５％程度）に抑えられる。以上から、本発明に係るアンテナは、アンテナ性能（効率）としての優位性があることがわかる。
【００４８】
以上、本発明に係るアンテナは、第１面導電部３３０と、これに重なるように形成される第２面導電部３５０とを両端部においてスルーホールで導通接続した構成であり、このような構成の本発明に係るアンテナによれば、インダクタンスを大幅に低下させることなく、抵抗値を下げてＱ（Ｑａｕｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）を向上させるので、アンテナ間の伝送効率が向上する。
【００４９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態においては、コイル体３００における導電部は基材３１０の表裏に設けられる構成となっていたが、第２実施形態においては、コイル体３００の導電部が基材３１０の中間層にも設けられている点で相違している。以下、この相違点であるコイル体３００の構成について説明する。
【００５０】
図３（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る受電アンテナ２０１の分解斜視図であり、図３（Ｂ）はコイル体３００を形成する基材３１０の厚さ方向を誇張的に表現した図である。
【００５１】
コイル体３００は、ガラスエポキシ製の矩形平板状の基材３１０と、この表面側と裏面側と中間層に形成されている導電部により構成されている。より具体的には、基材３１０は主面として第１面３１１と、この第１面３１１と表裏の関係にある第２面３１２と、これら第１面３１１と第２面３１２と間の中間層３１３を有しており、これら第１面３１１と第２面３１２と中間層３１３に渦巻き状の導電部が形成されることで、受電アンテナ２０１にインダクタンス成分が付与される。
【００５２】
基材３１０上の第１面３１１には渦巻き状の第１面導電部３３０が形成されており、第１面導電部３３０の内周側には第１面第１端部３３１が、また、外周側には第１面第２端部３３２がそれぞれ設けられている。
【００５３】
同様に、基材３１０上の中間層３１３には渦巻き状の中間層導電部３６０が形成されており、中間層導電部３６０の内周側には中間層第１端部３６１が、また、外周側には中間層第２端部３６２がそれぞれ設けられている。
【００５４】
同様に、基材３１０上の第２面３１２には渦巻き状の第２面導電部３５０が形成されており、第２面導電部３５０の内周側には第２面第１端部３５１が、また外周側には第２面第２端部３５２がそれぞれ設けられている。
【００５５】
ここで、第１面導電部３３０と中間層導電部３６０と第２面導電部３５０とは、第１面３１１から第２面３１２に透過的にみたとき、ちょうど重なるように構成されている。このように構成することで、第１面３１１側の第１面導電部３３０に基づくインダクタンス成分と、中間層３１３の中間層導電部３６０に基づくインダクタンス成分と、第２面３１２側の第２面導電部３５０に基づくインダクタンス成分と、の相互インダクタンスを調整・設計することが容易となる。
【００５６】
基材３１０中においては、第１面３１１と中間層３１３との間を貫通する第１スルーホール導通部３４１が、第１面第１端部３３１と中間層第１端部３６１とを導通するようになっている。また、第１面３１１と中間層３１３との間を貫通第２スルーホール導通部３４２が、第１面第２端部３３２と中間層第２端部３６２とを導通するようになっている。
【００５７】
また、中間層３１３と第２面３１２との間を貫通する第３スルーホール導通部３４３が、中間層第１端部３６１と第２面第１端部３５１とを導通するようになっている。また、中間層３１３と第２面３１２との間を貫通する第４スルーホール導通部３４４が、中間層第２端部３６２と第２面第２端部３５２とを導通するようになっている。
【００５８】
以上のような構成のコイル体３００を有する第２実施形態においても、先の実施形態と同様の効果を享受することができる。なお、第２実施形態においては、導電部が第１面３１１、中間層３１３、第２面３１２の３層に形成されて、それぞれの導電部の端部同士が基材を貫通するスルーホール導通部で導通される構成であったが、中間層を２層以上設けて、導電部を設ける層を４層以上とすることも可能である。
【００５９】
尚、本実施例においては、基材３１０にガラスエポキシ樹脂を用いた例について記述したが、より放熱効果の高いセラミック基材を用いても良く、更にはアルミなど金属基材に絶縁膜を施した基材を用いても良い。また、もちろんフレキシブルプリント基板などを用いた物であっても良い。
【００６０】
以上、本発明に係るアンテナは、第１面導電部と、これに重なるように形成される第２面導電部と、を両端部においてスルーホールで導通接続した構成であり、このような構成の本発明に係るアンテナによれば、インダクタンスを大幅に低下させることなく、抵抗値を下げてＱ（Ｑａｕｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）を向上させるので、アンテナ間の伝送効率が向上する。
【符号の説明】
【００６１】
１００・・・電力伝送システム
１０１・・・ＡＣ／ＤＣ変換部
１０２・・・高電圧発生部
１０３・・・インバーター部
１０４・・・整合器
１０５・・・送電アンテナ
１１０・・・主制御部
１２０・・・通信部
２０１・・・受電アンテナ
２０２・・・整流部
２０３・・・充電制御部
２０４・・・バッテリー
２１０・・・主制御部
２２０・・・通信部
２３０・・・インターフェイス部
２６０・・・樹脂ケース
２６１・・・底板部
２６２・・・側板部
２６３・・・上方開口部
２８０・・・磁性シールド
２８１・・・シールド保持板
２８２・・・磁性シールド分割片
２８５・・・中抜き部
３００・・・コイル体
３１０・・・基材
３１１・・・第１面
３１２・・・第２面
３１３・・・中間層
３３０・・・第１面導電部
３３１・・・第１面第１端部
３３２・・・第１面第２端部
３４１・・・第１スルーホール導通部
３４２・・・第２スルーホール導通部
３４３・・・第３スルーホール導通部
３４４・・・第４スルーホール導通部
３５０・・・第２面導電部
３５１・・・第２面第１端部
３５２・・・第２面第２端部
３６０・・・中間層導電部
３６１・・・中間層第１端部
３６２・・・中間層第２端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムに用いられ、電力の受電又は送電を行うアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電源コードなどを用いることなく、ワイヤレスで電力（電気エネルギー）を伝送する技術の開発が盛んとなっている。ワイヤレスで電力を伝送する方式の中でも、特に注目されている技術として、磁気共鳴方式と呼ばれるものがある。この磁気共鳴方式は２００７年にマサチューセッツ工科大学の研究グループが提案したものであり、これに関連する技術は、例えば、特許文献１（特表２００９−５０１５１０号公報）に開示されている。
【０００３】
磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムは、送電側アンテナの共振周波数と、受電側アンテナの共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うものであり、電力伝送距離を数十ｃｍ〜数ｍとすることが可能であることが大きな特徴の一つである。
【０００４】
上記のような磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムに用いるアンテナの具体的な構成についてもこれまでいくつか提案がされてきた。例えば、特許文献２（特開２０１０−７３９７６号公報）には、ワイヤレスで給電回路から受電回路へ電力を送信するワイヤレス電力伝送装置の、前記給電回路及び受電回路にそれぞれ設けられる通信コイルの構造において、比誘電率が１よりも大きい材質のプリント基板と、前記プリント基板の第１の層に設けられ、少なくとも１ループをなす導電パターンで形成された一次コイルと、前記プリント基板の第２の層に設けられ、渦巻き形状をなす導電パターンで形成された共鳴コイルと、を備えることを特徴とするワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造が開示されている。
【特許文献１】特表２００９−５０１５１０号公報
【特許文献２】特開２０１０−７３９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の電力伝送システムで用いられている電力伝送用のアンテナにおいては、電力伝送にとって重要なパラメーターであるＱ（Ｑａｕｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）の値が必ずしも高くなく、電力伝送効率が低下する、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、請求項１に係る発明は、第１面と、前記第１面の裏面である第２面とを有する基材と、前記基材上の前記第１面に形成されると共に、第1面第１端
部と第１面第２端部の２つの端部を有する第１面導電部と、前記基材上の前記第２面に形成されると共に、第２面第１端部と第２面第２端部の２つの端部を有し、前記第１面から前記第２面に透過的にみたとき、前記第１面導電部と重なる第２面導電部と、前記第１面と前記第2面との間を貫通して前記第1面第１端部と前記第２面第１端部とを導通する第１スルーホール導通部と、前記第１面と前記第2面との間を貫通して前記第1面第２端部と前記第２面第２端部とを導通する第２スルーホール導通部と、を有することを特徴とするアンテナである。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、第１端部と第２端部とを有する導電部が基材を介して積
層されるようにして複数設けられ、前記導電部における前記第１端部同士は前記基材を貫通するスルーホール導通部により互いに導通され、前記導電部における前記第２端部同士は前記基材を貫通するスルーホール導通部により互いに導通され、積層方向から透過的にみたとき、複数の前記導電部は全て重なるように構成されることを特徴とするアンテナである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るアンテナは、第１面導電部と、これに重なるように形成される第２面導電部と、を両端部においてスルーホールで導通接続した構成であり、このような構成の本発明に係るアンテナによれば、インダクタンスを大幅に低下させることなく、抵抗値を下げてＱ（Ｑａｕｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）を向上させるので、アンテナ間の伝送効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るアンテナが用いられる電力伝送システムのブロック図である。
【図２】電力伝送システムのインバーター部を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る受電アンテナ２０１の分解斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る受電アンテナ２０１による電力伝送の様子を示す断面の模式図である。
【図５】アンテナの位置ずれに伴う伝送効率の変化を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る受電アンテナ２０１の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係るアンテナが用いられる電力伝送システムのブロック図である。なお、本発明に係るアンテナは、電力伝送システムを構成する受電側のアンテナと送電側のアンテナのいずれにも適用可能であるが、以下の実施形態においては受電側のアンテナに本発明のアンテナを適用した例につき説明する。
【００１１】
本発明のアンテナが用いられる電力伝送システムとしては、例えば、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの車両への充電のためのシステムが想定されている。電力伝送システムは、上記のような車両に対して電力を非接触で伝送するため、当該車両を停車させることが可能な停車スペースに設けられる。車両充電用のスペースである当該停車スペースには、送電アンテナ１０５などが地中部に埋設されるような構成となっている。車両のユーザーはこの電力伝送システムが設けられている停車スペースに車両を停車させて、車両に搭載されている受電アンテナ２０１と、前記送電アンテナ１０５とを対向させることによって電力伝送システムからの電力を受電する。車両を停車スペースに停車させる際には、車両搭載の受電アンテナ２０１が、送電アンテナ１０５に対して伝送効率が良い位置関係となるようにする。
【００１２】
電力伝送システムでは、電力伝送システム１００側の送電アンテナ１０５から、受電側システム２００側の受電アンテナ２０１へ効率的に電力を伝送する際、送電アンテナ１０５の共振周波数と、受電アンテナ２０１の共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うようにする。
【００１３】
送電側システム１００におけるＡＣ／ＤＣ変換部１０１は、入力される商用電源を一定の直流に変換するコンバータである。このＡＣ／ＤＣ変換部１０１からの出力は高電圧発生部１０２において、所定の電圧に昇圧されたりする。この高電圧発生部１０２で生成される電圧の設定は主制御部１１０から制御可能となっている。
【００１４】
インバーター部１０３は、高電圧発生部１０２から供給される高電圧から所定の交流電圧を生成して、整合器１０４に入力する。図２は電力伝送システムのインバーター部を示す図である。インバーター部１０３は、例えば図２に示すように、フルブリッジ方式で接続されたＱA乃至ＱDからなる４つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）によって構成されている。
【００１５】
本実施形態においては、直列接続されたスイッチング素子ＱAとスイッチング素子ＱBの間の接続部Ｔ１と、直列接続されたスイッチング素子ＱCとスイッチング素子ＱDとの間の接続部Ｔ２との間に整合器１０４が接続される構成となっており、スイッチング素子ＱA
とスイッチング素子ＱDがオンのとき、スイッチング素子ＱBとスイッチング素子ＱCがオ
フとされ、スイッチング素子ＱBとスイッチング素子ＱCがオンのとき、スイッチング素子ＱAとスイッチング素子ＱDがオフとされることで、接続部Ｔ１と接続部Ｔ２との間に矩形波の交流電圧を発生させる。なお、本実施形態においては、各スイッチング素子のスイッチングによって生成される矩形波の周波数の範囲は数１００ｋＨｚ〜数１０００ｋＨｚ程度である。
【００１６】
上記のようなインバーター部１０３を構成するスイッチング素子ＱA乃至ＱDに対する駆動信号は主制御部１１０から入力されるようになっている。また、インバーター部１０３を駆動させるための周波数は主制御部１１０から制御することができるようになっている。
【００１７】
整合器１０４は、所定の回路定数を有する受動素子から構成され、インバーター部１０３からの出力が入力される。そして、整合器１０４からの出力は送電アンテナ１０５に供給される。整合器１０４を構成する受動素子の回路定数は、主制御部１１０からの指令に基づいて調整することができるようになっている。主制御部１１０は、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１とが共振するように整合器１０４に対する指令を行う。
【００１８】
送電アンテナ１０５は、インダクタンス成分を有するコイルから構成されており、対向するようにして配置される車両搭載の受電アンテナ２０１と共鳴することで、送電アンテナ１０５から出力される電気エネルギーを受電アンテナ２０１に送ることができるようになっている。
【００１９】
電力伝送システム１００の主制御部１１０はＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部１１０は、図示されている主制御部１１０と接続される各構成と協働するように動作する。
【００２０】
また、通信部１２０は車両側の通信部２２０と無線通信を行い、車両との間でデータの送受を可能にする構成である。通信部１２０によって受信したデータは主制御部１１０に転送され、また、主制御部１１０は所定情報を通信部１２０を介して車両側に送信することができるようになっている。
【００２１】
次に、車両側に設けられている構成について説明する。車両の受電側のシステムにおいて、受電アンテナ２０１は、送電アンテナ１０５と共鳴することによって、送電アンテナ１０５から出力される電気エネルギーを受電するものである。このような受電アンテナ２０１は、車両の底面部に取り付けられるようになっている。
【００２２】
受電アンテナ２０１で受電された交流電力は、整流部２０２において整流され、整流された電力は充電制御部２０３を通してバッテリー２０４に蓄電されるようになっている。
充電制御部２０３は主制御部２１０からの指令に基づいてバッテリー２０５の蓄電を制御する。また、充電制御部２０３はバッテリー２０４の残量管理なども行い得るように構成される。
【００２３】
主制御部２１０はＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部２１０は、図示されている主制御部２１０と接続される各構成と協働するように動作する。
【００２４】
インターフェイス部２３０は、車両の運転席部に設けられ、ユーザー（運転者）に対し所定の情報などを提供したり、或いは、ユーザーからの操作・入力を受け付けたりするものであり、表示装置、ボタン類、タッチパネル、スピーカーなどで構成されるものである。ユーザーによる所定の操作が実行されると、インターフェイス部２３０から操作データとして主制御部２１０に送られ処理される。また、ユーザーに所定の情報を提供する際には、主制御部２１０からインターフェイス部２３０に対して、所定情報を表示するための表示指示データが送信される。
【００２５】
また、車両側の通信部２２０は送電側の通信部１２０と無線通信を行い、送電側のシステムとの間でデータの送受を可能にする構成である。通信部２２０によって受信したデータは主制御部２１０に転送され、また、主制御部２１０は所定情報を通信部２２０を介して送電システム側に送信することができるようになっている。
【００２６】
電力伝送システムで、電力を受電しようとするユーザーは、上記のような送電側のシステムが設けられている停車スペースに車両を停車させ、インターフェイス部２３０から充電を実行する旨の入力を行う。これを受けた主制御部２１０は、充電制御部２０３からのバッテリー２０５の残量を取得し、バッテリー２０５の充電に必要な電力量を算出する。算出された電力量と送電を依頼する旨の情報は、車両側の通信部２２０から送電側のシステムの通信部１２０に送信される。これを受信した送電側システムの主制御部１１０は高電圧発生部１０２、インバーター部１０３、整合器１０４を制御することで、車両側に電力を伝送するようになっている。
【００２７】
次に、以上のように構成される電力伝送システム１００で用いるアンテナの具体的な構成について説明する。以下、受電アンテナ２０１に本発明の構成を採用した例について説明するが、本発明のアンテナは送電アンテナ１０５に対しても適用し得るものである。
【００２８】
図３（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る受電アンテナ２０１の分解斜視図であり、図３（Ｂ）はコイル体３００を形成する基材３１０の厚さ方向を誇張的に表現した図である。また、図４は本発明の第１実施形態に係る受電アンテナ２０１による電力伝送の様子を示す断面の模式図である。なお、以下の実施形態では、コイル体２７０として矩形平板状のものを例に説明するが、本発明のアンテナはこのようなこのような形状のコイルに限定されるものではない。例えば、コイル体２７０として円形平板状のものなども利用し得る。
【００２９】
このようなコイル体２７０は、受電アンテナ２０１における磁気共鳴アンテナ部として機能する。この「磁気共鳴アンテナ部」は、コイル体２７０のインダクタンス成分のみならず、その浮游容量に基づくキャパシタンス成分、或いは意図的に追加したコンデンサに基づくキャパシタンス成分をも含むものである。
【００３０】
樹脂ケース２６０は、受電アンテナ２０１のインダクタンス成分を有するコイル体２７０を収容するために用いられるものである。この樹脂ケース２６０は、例えばポリカーボネートなどの樹脂により構成される開口を有する箱体の形状をなしている。
【００３１】
樹脂ケース２６０の矩形状の底板部２６１の各辺からは側板部２６２が、前記底板部２６１に対して垂直方向に延在するようにして設けられている。そして、樹脂ケース２６０の上方においては、側板部２６２に囲まれるような上方開口部２６３が構成されている。樹脂ケース２６０を車両本体部に取り付けるためには、従来周知の任意の方法を用いることができる。なお、上方開口部２６３の周囲には、車両本体部への取り付け性を向上するために、フランジ部材などを設けるようにしても良い。
【００３２】
コイル体３００は、ガラスエポキシ製の矩形平板状の基材３１０と、この表面側と裏面側に形成されている導電部により構成されている。より具体的には、基材３１０は主面として第１面３１１と、この第１面３１１と表裏の関係にある第２面３１２とを有しており、これら第１面３１１と第２面３１２の双方に渦巻き状の導電部が形成されることで、受電アンテナ２０１にインダクタンス成分が付与される。
【００３３】
基材３１０上の第１面３１１には渦巻き状の第１面導電部３３０が形成されており、第１面導電部３３０の内周側には第１面第１端部３３１が、また、外周側には第１面第２端部３３２がそれぞれ設けられている。
【００３４】
同様に、基材３１０上の第２面３１２には渦巻き状の第２面導電部３５０が形成されており、第２面導電部３５０の内周側には第２面第１端部３５１が、また外周側には第２面第２端部３５２がそれぞれ設けられている。
【００３５】
ここで、第１面導電部３３０と第２面導電部３５０とは、第１面３１１から第２面３１２に透過的にみたとき、ちょうど重なるように構成されている。このように構成することで、第１面３１１側の第１面導電部３３０に基づくインダクタンス成分と、第２面３１２側の第２面導電部３５０に基づくインダクタンス成分との相互インダクタンスを調整・設計することが容易となる。
【００３６】
基材３１０中においては、第１面３１１と第２面３１２との間を貫通する第１スルーホール導通部３４１が、第１面第１端部３３１と第２面第１端部３５１とを導通するようになっている。また、第１面３１１と第２面３１２との間を貫通第２スルーホール導通部３４２が、第１面第２端部３３２と第２面第２端部３５２とを導通するようになっている。
【００３７】
上記のような渦巻き状をなす第１面導電部３３０の内周側の第１面第１端部３３１、及び外周側の第１面第２端部３３２には不図示の導電線路が電気接続される。これにより、受電アンテナ２０１によって受電した電力を整流部２０２へと導けるようになっている。このようなコイル体３００は樹脂ケース２６０の矩形状の底板部２６１上に載置され、適当な固着手段によって底板部２６１上に固着される。
【００３８】
以上のような本発明に係るアンテナは、インダクタンス成分として、第１面３１１の第１面導電部３３０に基づくもの、及び、第２面３１２の第２面導電部３５０に基づくもの、及び第１面導電部３３０と、これに重なるように形成される第２面導電部３５０とによって相互に形成される相互インダクタンスに基づくもの、を有することとなり、インダクタンスを大幅に低下させることがなく、さらに、第１面導電部３３０と第２面導電部３５０とは並列接続の関係になるので、アンテナにおける電路の抵抗が減少する。以上によれば、Ｑ（Ｑａｕｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）を向上させることが可能となるので、アンテナ間の伝送効率が向上する。
【００３９】
磁性シールド２８０は、中抜き部２８５を有する平板状の磁性部材である。この磁性シールド２８０を構成するためには、フェライトなどの磁性材料を用いることができる。磁
性シールド２８０は、樹脂ケース２６０に対して適当な手段により固着されることで、コイル体３００の上方にある程度の空間を空けて配されるようになっている。このようなレイアウトにより、送電アンテナ１０５側で発生する磁力線は、磁性シールド２８０を透過する率が高くなり、送電アンテナ１０５から受電アンテナ２０１への電力伝送において、車両本体部を構成する金属物による磁力線への影響が軽微となる。
【００４０】
本発明に係るアンテナにおいては、コイル体２７０の上方に配される平板状の磁性シールド２８０には、中抜き部２８５を設けることが好ましい。磁性シールド２８０に中抜き部２８５を設けることにより、磁性シールド２８０自体の損失が低減され、磁性シールド２８０のシールド効果を最大限に引き出すことが可能となる。また、中抜き部２８５を有する磁性シールド２８０においては、部材面積が少なくてすみ、アンテナのコスト低減が可能となる。なお、中抜き部２８５の広さは、磁性シールド２８０自体とコイル体２７０の導電部２７２とが積層方向からみて重畳しなくならない程度の広さに留めることが好ましい。
【００４１】
図５はアンテナの位置ずれに伴う伝送効率の変化を示す図である。図５において、「本発明」では、送電アンテナ１０５及び受電アンテナ２０１のいずれに本発明に係るアンテナが用いられているのに対して、「比較例」では、送電アンテナ１０５及び受電アンテナ２０１に、第１面のみ（片面のみ）に導電部が設けられたアンテナが用いられている。
【００４２】
図５（Ａ）は、送電アンテナ１０５及び受電アンテナ２０１が所定対向位置から、受電アンテナ２０１（又は送電アンテナ１０５）がこれを含む水平面内における長辺方向にずれたときの効率の変化を示す図であり、また、図５（Ｂ）は、送電アンテナ１０５及び受電アンテナ２０１が所定対向位置から、受電アンテナ２０１（又は送電アンテナ１０５）がこれを含む水平面内における短辺方向にずれたときの効率の変化を示す図である。なお、長辺、短辺については図３（Ｂ）に示すように、矩形状の基材３１０の辺の長短に基づいて決めております。また、図５はＶＮＡ（Ｖｅｃｔｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｎａｌｙｚｅｒ）による測定結果に基づくものである。
【００４３】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、いずれの位置関係においても、本発明に係るアンテナを用いて電力伝送を実行した方が、比較例に係るアンテナを用いて電力伝送を実行した場合より伝送効率が向上することがわかる。
【００４４】
表１に、本発明に係るアンテナと、比較例に係るアンテナとの特性の特性表を示す。表中、上段側はアンテナ単体の特性を示しており、下段側は電力伝送時の特性を示している。
【００４５】
【表１】
また、表中のαと効率ηとの間には、下式（１）の関係がある。
【００４６】
【数１】
ここでαは、送電アンテナ、受電アンテナのＱ値を各々Ｑ１、Ｑ２とすると、α＝ｋ2
＊Ｑ１＊Ｑ２であり送電アンテナ、受電アンテナがほぼ同一特性を有する時、即ち、Ｑ１≒Ｑ２＝Ｑと見なせる場合、α＝（ｋＱ）2と定義される。
【００４７】
本発明に係るアンテナにおいては、Rの減少によりアンテナ単体特性Qの向上が図れることがわかる。また、本発明に係るアンテナにおいては、基材３１０の表裏に設けた第１面導電部３３０によるインダクタンスと、第２面導電部３５０によるインダクタンスとが結合したインダクタンス（相互インダクタンス）の向上によりアンテナ全体のインダクタンスの低下は２ｕＨ（全体インダクタンスの１．５％程度）に抑えられる。以上から、本発明に係るアンテナは、アンテナ性能（効率）としての優位性があることがわかる。
【００４８】
以上、本発明に係るアンテナは、第１面導電部３３０と、これに重なるように形成される第２面導電部３５０とを両端部においてスルーホールで導通接続した構成であり、このような構成の本発明に係るアンテナによれば、インダクタンスを大幅に低下させることなく、抵抗値を下げてＱ（Ｑａｕｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）を向上させるので、アンテナ間の伝送効率が向上する。
【００４９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態においては、コイル体３００における導電部は基材３１０の表裏に設けられる構成となっていたが、第２実施形態においては、コイル体３００の導電部が基材３１０の中間層にも設けられている点で相違している。以下、この相違点であるコイル体３００の構成について説明する。
【００５０】
図３（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る受電アンテナ２０１の分解斜視図であり、図３（Ｂ）はコイル体３００を形成する基材３１０の厚さ方向を誇張的に表現した図である。
【００５１】
コイル体３００は、ガラスエポキシ製の矩形平板状の基材３１０と、この表面側と裏面側と中間層に形成されている導電部により構成されている。より具体的には、基材３１０は主面として第１面３１１と、この第１面３１１と表裏の関係にある第２面３１２と、これら第１面３１１と第２面３１２と間の中間層３１３を有しており、これら第１面３１１と第２面３１２と中間層３１３に渦巻き状の導電部が形成されることで、受電アンテナ２０１にインダクタンス成分が付与される。
【００５２】
基材３１０上の第１面３１１には渦巻き状の第１面導電部３３０が形成されており、第１面導電部３３０の内周側には第１面第１端部３３１が、また、外周側には第１面第２端部３３２がそれぞれ設けられている。
【００５３】
同様に、基材３１０上の中間層３１３には渦巻き状の中間層導電部３６０が形成されており、中間層導電部３６０の内周側には中間層第１端部３６１が、また、外周側には中間層第２端部３６２がそれぞれ設けられている。
【００５４】
同様に、基材３１０上の第２面３１２には渦巻き状の第２面導電部３５０が形成されており、第２面導電部３５０の内周側には第２面第１端部３５１が、また外周側には第２面第２端部３５２がそれぞれ設けられている。
【００５５】
ここで、第１面導電部３３０と中間層導電部３６０と第２面導電部３５０とは、第１面３１１から第２面３１２に透過的にみたとき、ちょうど重なるように構成されている。このように構成することで、第１面３１１側の第１面導電部３３０に基づくインダクタンス成分と、中間層３１３の中間層導電部３６０に基づくインダクタンス成分と、第２面３１２側の第２面導電部３５０に基づくインダクタンス成分と、の相互インダクタンスを調整・設計することが容易となる。
【００５６】
基材３１０中においては、第１面３１１と中間層３１３との間を貫通する第１スルーホール導通部３４１が、第１面第１端部３３１と中間層第１端部３６１とを導通するようになっている。また、第１面３１１と中間層３１３との間を貫通第２スルーホール導通部３４２が、第１面第２端部３３２と中間層第２端部３６２とを導通するようになっている。
【００５７】
また、中間層３１３と第２面３１２との間を貫通する第３スルーホール導通部３４３が、中間層第１端部３６１と第２面第１端部３５１とを導通するようになっている。また、中間層３１３と第２面３１２との間を貫通する第４スルーホール導通部３４４が、中間層第２端部３６２と第２面第２端部３５２とを導通するようになっている。
【００５８】
以上のような構成のコイル体３００を有する第２実施形態においても、先の実施形態と同様の効果を享受することができる。なお、第２実施形態においては、導電部が第１面３１１、中間層３１３、第２面３１２の３層に形成されて、それぞれの導電部の端部同士が基材を貫通するスルーホール導通部で導通される構成であったが、中間層を２層以上設けて、導電部を設ける層を４層以上とすることも可能である。
【００５９】
尚、本実施例においては、基材３１０にガラスエポキシ樹脂を用いた例について記述したが、より放熱効果の高いセラミック基材を用いても良く、更にはアルミなど金属基材に絶縁膜を施した基材を用いても良い。また、もちろんフレキシブルプリント基板などを用いた物であっても良い。
【００６０】
以上、本発明に係るアンテナは、第１面導電部と、これに重なるように形成される第２面導電部と、を両端部においてスルーホールで導通接続した構成であり、このような構成の本発明に係るアンテナによれば、インダクタンスを大幅に低下させることなく、抵抗値を下げてＱ（Ｑａｕｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）を向上させるので、アンテナ間の伝送効率が向上する。
【符号の説明】
【００６１】
１００・・・電力伝送システム
１０１・・・ＡＣ／ＤＣ変換部
１０２・・・高電圧発生部
１０３・・・インバーター部
１０４・・・整合器
１０５・・・送電アンテナ
１１０・・・主制御部
１２０・・・通信部
２０１・・・受電アンテナ
２０２・・・整流部
２０３・・・充電制御部
２０４・・・バッテリー
２１０・・・主制御部
２２０・・・通信部
２３０・・・インターフェイス部
２６０・・・樹脂ケース
２６１・・・底板部
２６２・・・側板部
２６３・・・上方開口部
２８０・・・磁性シールド
２８１・・・シールド保持板
２８２・・・磁性シールド分割片
２８５・・・中抜き部
３００・・・コイル体
３１０・・・基材
３１１・・・第１面
３１２・・・第２面
３１３・・・中間層
３３０・・・第１面導電部
３３１・・・第１面第１端部
３３２・・・第１面第２端部
３４１・・・第１スルーホール導通部
３４２・・・第２スルーホール導通部
３４３・・・第３スルーホール導通部
３４４・・・第４スルーホール導通部
３５０・・・第２面導電部
３５１・・・第２面第１端部
３５２・・・第２面第２端部
３６０・・・中間層導電部
３６１・・・中間層第１端部
３６２・・・中間層第２端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と、前記第１面の裏面である第２面とを有する基材と、
前記基材上の前記第１面に形成されると共に、第1面第１端部と第１面第２端部の２つの
端部を有する第１面導電部と、
前記基材上の前記第２面に形成されると共に、第２面第１端部と第２面第２端部の２つの端部を有し、前記第１面から前記第２面に透過的にみたとき、前記第１面導電部と重なる第２面導電部と、
前記第１面と前記第2面との間を貫通して前記第1面第１端部と前記第２面第１端部とを導通する第１スルーホール導通部と、
前記第１面と前記第2面との間を貫通して前記第1面第２端部と前記第２面第２端部とを導通する第２スルーホール導通部と、を有することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
第１端部と第２端部とを有する導電部が基材を介して積層されるようにして複数設けられ、
前記導電部における前記第１端部同士は前記基材を貫通するスルーホール導通部により互いに導通され、
前記導電部における前記第２端部同士は前記基材を貫通するスルーホール導通部により互いに導通され、
積層方向から透過的にみたとき、複数の前記導電部は全て重なるように構成されることを特徴とするアンテナ。
【請求項１】
第１面と、前記第１面の裏面である第２面とを有する基材と、
前記基材上の前記第１面に形成されると共に、第1面第１端部と第１面第２端部の２つの
端部を有する第１面導電部と、
前記基材上の前記第２面に形成されると共に、第２面第１端部と第２面第２端部の２つの端部を有し、前記第１面から前記第２面に透過的にみたとき、前記第１面導電部と重なる第２面導電部と、
前記第１面と前記第2面との間を貫通して前記第1面第１端部と前記第２面第１端部とを導通する第１スルーホール導通部と、
前記第１面と前記第2面との間を貫通して前記第1面第２端部と前記第２面第２端部とを導通する第２スルーホール導通部と、を有することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
第１端部と第２端部とを有する導電部が基材を介して積層されるようにして複数設けられ、
前記導電部における前記第１端部同士は前記基材を貫通するスルーホール導通部により互いに導通され、
前記導電部における前記第２端部同士は前記基材を貫通するスルーホール導通部により互いに導通され、
積層方向から透過的にみたとき、複数の前記導電部は全て重なるように構成されることを特徴とするアンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１７８９６０（Ｐ２０１２−１７８９６０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１９４７（Ｐ２０１１−４１９４７）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
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