非接触給電用コイル装置
【課題】磁気遮蔽板の磁気遮蔽効果を損なわずに、コイル巻線のリード線の引出し距離を短縮できる非接触給電用コイル装置を提供する。
【解決手段】Ｈ型コア３０１を有するコイル本体と、コイル本体を収容する樹脂製のケース本体１０１と、ケース本体が固定される磁気遮蔽用の非磁性導電体板２００とを備え、ケース本体１０１は、コイル本体の平行な磁極部３０２、３０３の間隔を二等分する中央線に近接して配置されたケース貫通孔１０３を有し、非磁性導電体板２００は、ケース貫通孔１０３に重なる連通貫通孔２０１を有し、コイル本体に巻回された電線のリード線が、ケース貫通孔１０３及び連通貫通孔２０１に挿通されて導出される。Ｈ型コアを備えるコイルの漏洩磁束分布は、磁極と磁極との中間部分において少ないため、この部分にリード線を通すための貫通孔を設けても、非磁性導電体板の磁気遮蔽効果は損なわれない。
【解決手段】Ｈ型コア３０１を有するコイル本体と、コイル本体を収容する樹脂製のケース本体１０１と、ケース本体が固定される磁気遮蔽用の非磁性導電体板２００とを備え、ケース本体１０１は、コイル本体の平行な磁極部３０２、３０３の間隔を二等分する中央線に近接して配置されたケース貫通孔１０３を有し、非磁性導電体板２００は、ケース貫通孔１０３に重なる連通貫通孔２０１を有し、コイル本体に巻回された電線のリード線が、ケース貫通孔１０３及び連通貫通孔２０１に挿通されて導出される。Ｈ型コアを備えるコイルの漏洩磁束分布は、磁極と磁極との中間部分において少ないため、この部分にリード線を通すための貫通孔を設けても、非磁性導電体板の磁気遮蔽効果は損なわれない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車などの移動体に非接触で給電する非接触給電用コイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触給電装置は、送電コイル（一次コイル）と受電コイル（二次コイル）との間の電磁誘導を利用して送電コイルから受電コイルに電力を供給する。この非接触給電装置は、電気自動車やプラグインハイブリッド車に搭載された二次電池を充電するための給電装置として、利用の拡大が見込まれている。
図１８は、非接触給電装置を用いたプラグインハイブリッド車の給電システムを示している。エンジン５４とモータ５３とを駆動源として搭載する車両は、モータ５３用の電源である二次電池５１と、二次電池５１の直流を交流に変換してモータ５３に供給するインバータ５２と、非接触給電トランス３０を通じて給電された交流を整流して二次電池５１に供給する整流器４０と、非接触給電トランス３０を構成する受電コイル３３及び二次側コンデンサ（受電コイル３３と並列接続する共振コンデンサ）３４とを備えており、受電コイル３３は、車体の床面の外側に設置される。
一方、給電ステーション側（地上側）は、商用周波数の交流を直流に変換する整流器１０と、直流から高周波交流を生成するインバータ２０と、非接触給電トランス３０を構成する送電コイル３１及び一次側コンデンサ３２とを備えており、運転者は、受電コイル３３が送電コイル３１の真上に来るように車両を停止させて、二次電池５１への給電を開始する。
【０００３】
この非接触給電装置では、送電コイル３１に対して受電コイル３３の位置が前後・左右にずれると、受電効率が低下する。しかし、受電コイル３３が送電コイル３１に正対するように車両を停めるには相当の運転技術が要求される。そのため、実際のシステムでは、送電コイル３１及び受電コイル３３の面積を拡げて給電位置の許容範囲を設定し、その許容範囲内に車を停めれば、受電コイル３３と送電コイル３１との間に所要の対向面積が確保でき、受電効率を落とさずに給電できるように構成されている。
しかしながら、車両にとって、大きくて重い受電コイル３３を搭載することは、負担になる。
【０００４】
車両用の非接触給電装置のコイルには、下記特許文献１に記載された、フラットなフェライトコアの片面に渦巻き状に電線を巻いて配置したコイル（片側巻コイル）と、下記特許文献２に記載された、コアの回りに電線を巻回したコイル（両側巻コイル）とが知られているが、コイル間の位置ずれに対しては、両側巻コイルの方が、小さな形状で対応できる利点があり、受電コイルの小型化が両側巻コイルによって可能になる。
【０００５】
本発明者等は、先に、図１９に示すように、小型化できるとともに、コア材量を減らして軽量化できるＨ字形状のコア８０（Ｈ型コア）を提案している（特願２００９−１９９４２５）。このＨ型コアの場合、Ｈの字の横棒部分８３に電線（複数の絶縁被覆した細線を撚り合わせた高周波用のリッツ線）５０が巻回され、平行する縦棒部分８１、８２が、磁束の出入する磁極部となる。
送電コイル３１及び受電コイル３３がＨ型コアにリッツ線を巻回した両側巻コイルから成る非接触給電トランスでは、図２０に示すように、主磁束３５が、送電コイル３１のＨ型コアの磁極部３１８１から受電コイル３３のＨ型コアの磁極部３３８１に進入し、リッツ線５０が巻回されたコア中を通り、他方の磁極部３３８２から送電コイル３１のＨ型コアの磁極部３１８２に進入し、リッツ線５０が巻回されたコア中を通って磁極部３１８１に達するように巡回する。そして、次の瞬間には逆ルートで巡回し、これを交互に繰り返す。
【０００６】
この両側巻コイルを用いる非接触給電トランスでは、片側巻コイルのようにコイルの非対向面側を覆うコア部材が無いため、コイルの非対向面側に迂回する漏洩磁束３６、３７が生じる。この漏洩磁束３６が車体の床の鉄板に侵入すると、誘導電流が流れて鉄板が加熱され、給電効率が大幅に低下する。そのため、両側巻コイルを用いる非接触給電トランスでは、コイルの背面にアルミ板６５、６６等の非磁性の良導電体を配置して、漏洩磁束３６を磁気遮蔽する必要がある。
受電コイル３３の背面に設けるアルミ板６６の面積は、受電コイル３３が位置ずれの許容範囲内のどこに位置しても、送電コイル３１の略全域がアルミ板６６の下方に位置する大きさに設定することが望ましい。そのため、アルミ板６６の面積は、受電コイル３３の平面形状の面積に比べて可なり大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−８７７３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７２０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この非接触給電装置では、車体床面の外側に設置した受電コイル３３の巻線のリード線（高周波用のリッツ線）を車内に引き込んで、二次側並列共振コンデンサ３４や整流器４０と電気的に接続する必要があるが、リード線を車内に引き込む際に、受電コイル３３の背面側（床面側）に置かれた磁気遮蔽板（アルミ板）６６が邪魔になる。
受電コイルのリード線をアルミ板の端まで延ばし、アルミ板を迂回してリード線を車内に引き込む場合は、高価なリッツ線の全長が長くなり、重量やコストが増加し、固有抵抗による熱損失が増大する。また、受電コイル３３で受電する交流は数十ｋＨｚの高周波であるため、高周波ノイズの発生などの問題が生じる。
そうかと言って、コイル巻線のリード線の引出し距離を短縮するためにアルミ板に孔を開けてリード線を通した場合は、その孔から漏れた漏洩磁束が車体の床鉄板に侵入し、床鉄板の加熱や給電効率の低下等が生じる虞がある。
また、車内に配置する二次側並列共振コンデンサ３４や整流器４０が分散している場合も、それらを接続する配線の全長が長くなり、そのため、車内に占める非接触給電装置の体積や重量が増大し、高周波ノイズの発生やコストの上昇などが問題になる。
【０００９】
本発明は、こうした事情を考慮して創案したものであり、配線の距離を短縮して、コンパクトに構成できる非接触給電用コイル装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、Ｈ字状のコアを有し、このコアの平行するコア部分が磁極部を構成し、各磁極部の中間部位を接続するコア部分に電線が巻回されたコイル本体と、コイル本体を収容する樹脂製のケース本体と、ケース本体が固定された磁気遮蔽用の非磁性導電体板と、を備える非接触給電用コイル装置であって、ケース本体が固定された非磁性導電体板の面の反対側の面に、コイル本体のコイルに並列接続する共振コンデンサ及び整流回路が収容された筐体を配置したことを特徴とする。
この非接触給電用コイル装置では、磁気遮蔽用の非磁性導電体板を挟んで、コイル本体と、並列共振コンデンサ及び整流回路とが一体化して配置されており、短い配線でコンパクトに構成することができる。
【００１１】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、非磁性導電体板の一方の面に並列共振コンデンサ及び整流回路と共に充電回路を一体化配置しても良い。
【００１２】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、コイル本体を収容したケース本体が、コイル本体の平行な磁極部の間隔を二等分する中央線に近接して配置されたケース貫通孔を有し、非磁性導電体板が、ケース貫通孔に重なる連通貫通孔を有し、コイル本体に巻回された電線のリード線が、ケース貫通孔及び連通貫通孔に挿通されて筐体内に導出され、共振コンデンサ及び整流回路に電気接続されることを特徴とする。
Ｈ型コアを備えるコイルの漏洩磁束分布は、磁極と磁極との中間部分において少ないため、この部分にリード線を通すための貫通孔を設けても、非磁性導電体板の磁気遮蔽効果は損なわれない。
【００１３】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、ケース本体のケース貫通孔を、中央線を間に挟んで対を成すように配置し、コイル本体に巻回された電線の一端に接続するリード線とこの電線の他端に接続するリード線とを、対を成すケース貫通孔のそれぞれに挿通する。
ケース貫通孔を中央線の両側に配置することで、コイル本体から最外側のケース貫通孔までの距離を短くでき、ケース本体をコンパクト化できる。
【００１４】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、ケース貫通孔に重なる非磁性導電体板の対を成す連通貫通孔を、スリットで繋ぐことが望ましい。
連通貫通孔の対を繋ぐスリットは、非磁性導電体板に発生する渦電流を遮断する。
【００１５】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、コイル本体に複数の本数の電線を並列に巻回する場合に、ケース本体の中央線を間に挟んで配置するケース貫通孔の対の数を、電線の本数に対応させる。
【００１６】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、この場合に、ケース本体の中央線を間に挟んで配置する複数対のケース貫通孔を、中央線の両側に複数列配置するようにしても良い。
こうすることで、複数対のケース貫通孔をケース本体に設ける場合でも、コイル本体から最外側のケース貫通孔までの距離を短くでき、ケース本体をコンパクト化できる。
【００１７】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、非磁性導電体板の面積を、ケース本体の非磁性導電体板への接触面積よりも大きくし、ケース本体は、収容したコイル本体の中心位置が非磁性導電体板の中心位置と一致するように、非磁性導電体板に固定する。
受電コイルが位置ずれの許容範囲内のどこに位置しても、送電コイルの略全域が非磁性導電体板の下方に位置するように、非磁性導電体板の面積を広く設定し、その非磁性導電体板の中央に受電コイルを固定する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の非接触給電用コイル装置は、短い配線でコンパクトに構成することができ、高周波ノイズの低減や、高周波用リッツ線の短縮による重量やコストの削減などを図ることができる。
また、磁気遮蔽板の磁気遮蔽効果を損なわずに、コイル巻線のリード線の引出し距離を短縮できるため、コイル装置の小型化・軽量化が可能になり、給電効率の低下が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】Ｈ型コアから発生する磁束の遮蔽板での損失を示す図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る非接触給電用コイル装置を示す図
【図３】図２のコイル装置の分解斜視図
【図４】図２のコイル装置のケース本体に収容されたＨ型コアを示す図
【図５】図２のコイル装置の非磁性導体板を示す図
【図６】図２のコイル装置での巻線のリード線導出形態を説明する図
【図７】図２のコイル装置を、透明と仮定した非磁性導体板の側から見た図
【図８】本発明の第２の実施形態に係るコイル装置のケース本体を示す図
【図９】図８のケース本体に収容されたＨ型コアを示す図
【図１０】図８のケース本体と組み合わされるケース蓋体を示す図
【図１１】図８のケース本体が固定される非磁性導体板を示す図
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るコイル装置を、透明と仮定した非磁性導体板の側から見た図
【図１３】非磁性導体板の連通貫通孔をスリットで繋いだ状態を示す図
【図１４】本発明の第３の実施形態に係るコイル装置の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）（ｃ）
【図１５】図１４のコイル装置を、非磁性導体板を透明と仮定して示した図
【図１６】図１５のコイル装置のケース蓋体を取り除いた図
【図１７】本発明のコイル装置を用いて二次電池を充電する給電システムの回路構成を示す図
【図１８】プラグインハイブリッド車の給電システムを示す図
【図１９】Ｈ型コアを有するコイルを示す図
【図２０】図１９のコイルを対向させた非接触給電トランスでの磁束の流れを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１７は、本発明のコイル装置を用いて二次電池を充電する給電システムの回路構成を示している。
この回路は、商用電源の交流を直流に変換する整流器、及び、その直流から高周波交流を生成するインバータから成る高周波電源４１と、送電コイル３１及びそれに直列接続された直列コンデンサ３２、並びに、受電コイル３３及びそれに並列接続された並列共振コンデンサ３４から成る給電トランス３０と、給電された交流を整流する倍電圧整流回路４２と、整流された直流電圧を所定レベルの直流電圧に変換して二次電池５１に供給する充電回路４４とを備えている。
倍電圧整流回路４２は、電流の流れているダイオードが常に１個であるため、ダイオード順方向の電圧降下による損失分が少なく、フルブリッジ整流回路（常に二つのダイオードに電流が流れる。）に比べて効率が良い。しかし、整流回路には、フルブリッジ整流回路を用いても良い。
また、送電コイル３１及び受電コイル３３は、Ｈ型コアにリッツ線を巻回した両側巻コイルから成る。
【００２１】
図１は、Ｈ型コアに巻線５０を施したコイル８０を磁気遮蔽板６６上に置き、このコイル８０から発生する磁束が磁気遮蔽板６６によって受ける損失を解析した結果について示している。
図１から、Ｈ型コアの平行な磁極部８１、８２の中間部（特に、平行な磁極部８１、８２の間隔を二等分する（仮想）中央線８３の巻線５０から距離を置いた箇所）では、漏洩磁束分布が極めて少ないことが分かる。磁極部８１、８２の中間部で漏洩磁束分布が少ないことは、実験でも確かめられている。
本発明では、この事実を利用しており、磁気遮蔽板（アルミ板）に設ける巻線５０のリード導出孔を、中央線８３付近に配置して、アルミ板による磁気遮蔽効果を損なわずにリード線が導出できるようにしている。
【００２２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る受電コイル装置の外形を図２（下方から見た図）に示し、その分解斜視図を模式的に図３に示している。
この装置は、コイル本体を収容したケース１００と、ケース１００が固定される磁気遮蔽用のアルミ板２００とを備えている。
ケース１００は、樹脂製のケース本体１０１及びケース蓋体１０２で構成され、ケース本体１０１にコイル本体（図３では、そのＨ型コア３０１のみを示し、巻線を省略している。）が収納され、そのケース本体１０１にケース蓋体１０２が重ねられて、両者が結合される。
ケース本体１０１には、Ｈ型コア３０１に巻回された電線のリード線（リッツ線）を導出するケース貫通孔１０３が設けられている。このＨ型コア３０１には６本の電線を並列に巻回するようにしているため（６並列６ターン）、ケース本体１０１には、各電線の一端のリード線と他端のリード線とを挿通するための合計６対のケース貫通孔１０３が形成されている。
【００２３】
図４は、ケース本体１０１内に位置決めされて収容されたＨ型コア３０１を示している。このＨ型コア３０１は、６本の電線が並列に巻回されるコイル巻枠３０４を備えており、コイル巻枠３０４には、電線（リッツ線）を巻き易くするためのガイドが設けられている（コイルは省略）。平行な磁極部３０２、３０３は、複数の矩形のフェライトコアを配列して構成している。平行な磁極部３０２、３０３の中間部位を接続するコア部分は、コイル巻枠３０４の中に配置されている。
ケース本体１０１のケース貫通孔１０３は、磁極部３０２、３０３の間隔を二等分する中央凸条（中央線）１０４を間に挟んで、その両側に対を成して形成されている。
アルミ板２００は、その中心位置とケース本体１０１に収納されたＨ型コア３０１の中心位置とが重なるように、ケース本体１０１と固定される。
【００２４】
また、アルミ板２００には、ケース本体１０１のケース貫通孔１０３と連通する位置に連通貫通孔２０１が設けられている（図３）。図５には、連通貫通孔２０１を有するアルミ板２００を単独で示している。
アルミ板２００の面積は、Ｈ型コア３０１が位置ずれの許容範囲のどこに位置した場合でも、送電コイルの略全域がアルミ板２００の下方に入る広さを有している。
図６に示すように、コイル巻枠３０４に巻回された電線のリード線（リッツ線）３０５、３０６は、ケース本体１０１のケース貫通孔１０３及びアルミ板２００の連通貫通孔２０１を通って車内に導出される。
図７は、アルミ板２００に固定されたケース１００を、アルミ板２００が透明であると仮定して、アルミ板２００の側から示している。
【００２５】
この受電コイルでは、Ｈ型コア３０１に巻回した巻線のリード線３０５、３０６を、アルミ板２００に設けた孔（連通貫通孔２０１）から導出しているため、アルミ板２００を迂回する場合に比べて、リード線の長さを短くできる。
また、アルミ板２００に連通貫通孔２０１を開けた箇所は、Ｈ型コア３０１の磁極部３０２、３０３間の中間位置に当たり、漏洩磁束分布が少ない箇所であるため、連通貫通孔２０１から漏洩磁束が漏れる虞もない。
そのため、アルミ板２００の磁気遮蔽効果を損なわずに、リード線（リッツ線）を短縮化することができる。
【００２６】
なお、ここでは、ケース本体１０１に６対のケース貫通孔１０３を設けているが、磁極部３０２、３０３の間隔を二等分する中央線上に１２個のケース貫通孔を形成し、これらの孔から６本の並行巻線のリード線を導出するようにしても良い。ただ、この場合、Ｈ型コア３０１と、それから最も離れたケース貫通孔との間の距離が長くなり、ケース１００が大型化する。そのため、ケース１００の小型化を図る上では、ケース貫通孔１０３を対で設ける方が望ましい。
【００２７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、ケースの更なる小型化を可能にする受電コイル装置について説明する。
この装置は、図８に示すように、ケース本体１１１が、中央凸条（中央線）１１４の両側に二列のケース貫通孔１１３を有している。
図９は、このケース本体１１１内に位置決めされて収容されたＨ型コア３０１を示している。このＨ型コア３０１のコイル巻枠３０４には、第１の実施形態と同様に、６本の電線が並列に巻回されるが、各電線の一端のリード線を挿通する６個のケース貫通孔１１３が中央凸条１１４の右側に二列に配置され、また、各電線の他端のリード線を挿通する６個のケース貫通孔１１３が中央凸条１１４の左側に二列に配置されている。そのため、Ｈ型コア３０１と、それから最も離れたケース貫通孔１１３との間の距離が、第１の実施形態より短くなり、その分、ケース本体１１１が小型化できる。
【００２８】
図１０は、このケース本体１１１と結合されるケース蓋体１１２を示している。
また、図１１は、ケース本体１１１が固定されるアルミ板２１０を示しており、アルミ板２１０には、ケース本体１１１のケース貫通孔１１３に連通する４列の連通貫通孔２１１が形成されている。
図１２は、アルミ板２１０に固定されたケース１１０を、アルミ板２１０が透明であると仮定して、アルミ板２１０の側から示している。
アルミ板２１０に連通貫通孔２１１を開けた箇所は、Ｈ型コア３０１の磁極部３０２、３０３間の中間位置に当たり、漏洩磁束分布が少ない箇所であるため、連通貫通孔２１１から漏洩磁束が漏れる虞はない。
そのため、アルミ板２１０の磁気遮蔽効果を損なわずに、リード線を短縮化することができ、且つ、ケース１１０を小型化することができる。
【００２９】
また、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、アルミ板２００、２１０に形成した連通貫通孔２０１及び連通貫通孔２１１は、他の連通貫通孔との間にスリット２０３を設けるようにしても良い。
このスリット２０３は、リード線に高周波電流が流れるためにアルミ板２００、２１０の連通貫通孔２０１、２１１の回りに誘起される渦電流を遮断する。そのため、渦電流によるアルミ板２００、２１０の加熱が抑えられる。
【００３０】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、磁気遮蔽用のアルミ板を挟んで、コイル本体と、並列共振コンデンサ及び整流回路とを一体化したコイル装置について説明する。
図１４は、このコイル装置の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）（ｃ）を示している。
磁気遮蔽用アルミ板２００の一面には、Ｈ型コアを収容したケース１００が固定され、アルミ板２００の反対面の対応する位置には、並列共振コンデンサ３４及び整流回路４２（図１７）を収容した筐体４００が固定されている。
筐体４００は、アルミ製であり、発熱部を有する整流回路４２を内蔵するため、冷却用のフィン４０１を備えている。
【００３１】
図１５は、アルミ板２００の一面に固定されたケース１００とアルミ板２００の反対面に固定された筐体４００とを、アルミ板２００が透明であると仮定して、ケース１００の側から示している。
また、図１６は、図１５のケース１００のケース本体１０１内が見えるように、ケース蓋体１０２を取り除いた状態を示している。ケース本体１０１に形成されたケース貫通孔１０３、及び、このケース貫通孔１０３に連通するようにアルミ板２００に開けられた連通貫通孔２０１は、筐体４００が配置された位置に設けられており、コイル巻枠３０４に巻回されたコイル（図１６では省略）のリード線は、ケース貫通孔１０３及び連通貫通孔２０１を通って筐体４００内に導出され、筐体４００内の並列共振コンデンサ３４に電気接続される。
【００３２】
この構成では、アルミ板２００を挟んで、コイル本体と、並列共振コンデンサ及び整流回路とを一体化しているため、コイルのリード線（リッツ線）を短くでき、また、筐体４００に内蔵された並列共振コンデンサ３４と整流回路４２との配線を短縮できる。
給電トランスの二次側で受電する交流は数十ｋＨｚの高周波であるため、受電コイル３３と並列共振コンデンサ３４との間、及び、並列共振コンデンサ３４と整流回路４２との間を出来る限り短距離で接続することが実用的に重要であり、そうすることで、高周波ノイズの抑制、熱損失の低減、高価なリッツ線の短縮などを図ることができ、コイル装置の小型・軽量化、低コストが実現できる。
なお、ここでは、筐体４００内に並列共振コンデンサ３４と整流回路４２とを収容する場合について説明したが、さらに、筐体４００内に充電回路４４を収容しても良い。充電回路４４も、整流回路４２と同様に、発熱部を有しているが、筐体４００が熱伝導率の高いアルミで構成され、且つ、放熱フィン４０１を有しているため、充電回路４４の温度上昇が回避できる。
【００３３】
また、ここでは、磁気遮蔽用にアルミ板を使用したが、アルミ以外の非磁性導電体を用いても良い。
また、ここでは、Ｈ型コアに複数本の電線を並列に巻回する場合について説明したが、巻回する電線は１本でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によるコイル装置は、小型・軽量化が可能であり、自動車や搬送車や移動ロボットなど、多くの移動体に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０ 整流器
２０ インバータ
３０ 非接触給電トランス
３１ 送電コイル
３２ 一次側コンデンサ
３３ 受電コイル
３４ 二次側コンデンサ
３５ 主磁束
３６ 漏洩磁束
３７ 漏洩磁束
４０ 整流器
４１ 高周波電源
４２ 倍電圧整流回路
４４ 充電回路
５０ 電線（リッツ線）
５１ 二次電池
５２ インバータ
５３ モータ
５４ エンジン
６５ アルミ板（磁気遮蔽板）
６６ アルミ板（磁気遮蔽板）
８０ Ｈ型コア
８１ 磁極部
８２ 磁極部
８３ 中央線
１００ ケース
１０１ ケース本体
１０２ ケース蓋体
１０３ ケース貫通孔
１０４ 中央凸条
１１１ ケース本体
１１２ ケース蓋体
１１３ ケース貫通孔
１１４ 中央凸条
２００ アルミ板（磁気遮蔽板）
２０１ 連通貫通孔
２０３ スリット
２１０ アルミ板（磁気遮蔽板）
２１１ 連通貫通孔
３０１ Ｈ型コア
３０２ 磁極部
３０３ 磁極部
３０４ コイル巻枠
３０５ リード線（リッツ線）
３０６ リード線（リッツ線）
４００ 筐体
４０１ 冷却フィン
３１８１ 磁極部
３１８２ 磁極部
３３８１ 磁極部
３３８２ 磁極部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車などの移動体に非接触で給電する非接触給電用コイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触給電装置は、送電コイル（一次コイル）と受電コイル（二次コイル）との間の電磁誘導を利用して送電コイルから受電コイルに電力を供給する。この非接触給電装置は、電気自動車やプラグインハイブリッド車に搭載された二次電池を充電するための給電装置として、利用の拡大が見込まれている。
図１８は、非接触給電装置を用いたプラグインハイブリッド車の給電システムを示している。エンジン５４とモータ５３とを駆動源として搭載する車両は、モータ５３用の電源である二次電池５１と、二次電池５１の直流を交流に変換してモータ５３に供給するインバータ５２と、非接触給電トランス３０を通じて給電された交流を整流して二次電池５１に供給する整流器４０と、非接触給電トランス３０を構成する受電コイル３３及び二次側コンデンサ（受電コイル３３と並列接続する共振コンデンサ）３４とを備えており、受電コイル３３は、車体の床面の外側に設置される。
一方、給電ステーション側（地上側）は、商用周波数の交流を直流に変換する整流器１０と、直流から高周波交流を生成するインバータ２０と、非接触給電トランス３０を構成する送電コイル３１及び一次側コンデンサ３２とを備えており、運転者は、受電コイル３３が送電コイル３１の真上に来るように車両を停止させて、二次電池５１への給電を開始する。
【０００３】
この非接触給電装置では、送電コイル３１に対して受電コイル３３の位置が前後・左右にずれると、受電効率が低下する。しかし、受電コイル３３が送電コイル３１に正対するように車両を停めるには相当の運転技術が要求される。そのため、実際のシステムでは、送電コイル３１及び受電コイル３３の面積を拡げて給電位置の許容範囲を設定し、その許容範囲内に車を停めれば、受電コイル３３と送電コイル３１との間に所要の対向面積が確保でき、受電効率を落とさずに給電できるように構成されている。
しかしながら、車両にとって、大きくて重い受電コイル３３を搭載することは、負担になる。
【０００４】
車両用の非接触給電装置のコイルには、下記特許文献１に記載された、フラットなフェライトコアの片面に渦巻き状に電線を巻いて配置したコイル（片側巻コイル）と、下記特許文献２に記載された、コアの回りに電線を巻回したコイル（両側巻コイル）とが知られているが、コイル間の位置ずれに対しては、両側巻コイルの方が、小さな形状で対応できる利点があり、受電コイルの小型化が両側巻コイルによって可能になる。
【０００５】
本発明者等は、先に、図１９に示すように、小型化できるとともに、コア材量を減らして軽量化できるＨ字形状のコア８０（Ｈ型コア）を提案している（特願２００９−１９９４２５）。このＨ型コアの場合、Ｈの字の横棒部分８３に電線（複数の絶縁被覆した細線を撚り合わせた高周波用のリッツ線）５０が巻回され、平行する縦棒部分８１、８２が、磁束の出入する磁極部となる。
送電コイル３１及び受電コイル３３がＨ型コアにリッツ線を巻回した両側巻コイルから成る非接触給電トランスでは、図２０に示すように、主磁束３５が、送電コイル３１のＨ型コアの磁極部３１８１から受電コイル３３のＨ型コアの磁極部３３８１に進入し、リッツ線５０が巻回されたコア中を通り、他方の磁極部３３８２から送電コイル３１のＨ型コアの磁極部３１８２に進入し、リッツ線５０が巻回されたコア中を通って磁極部３１８１に達するように巡回する。そして、次の瞬間には逆ルートで巡回し、これを交互に繰り返す。
【０００６】
この両側巻コイルを用いる非接触給電トランスでは、片側巻コイルのようにコイルの非対向面側を覆うコア部材が無いため、コイルの非対向面側に迂回する漏洩磁束３６、３７が生じる。この漏洩磁束３６が車体の床の鉄板に侵入すると、誘導電流が流れて鉄板が加熱され、給電効率が大幅に低下する。そのため、両側巻コイルを用いる非接触給電トランスでは、コイルの背面にアルミ板６５、６６等の非磁性の良導電体を配置して、漏洩磁束３６を磁気遮蔽する必要がある。
受電コイル３３の背面に設けるアルミ板６６の面積は、受電コイル３３が位置ずれの許容範囲内のどこに位置しても、送電コイル３１の略全域がアルミ板６６の下方に位置する大きさに設定することが望ましい。そのため、アルミ板６６の面積は、受電コイル３３の平面形状の面積に比べて可なり大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−８７７３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７２０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この非接触給電装置では、車体床面の外側に設置した受電コイル３３の巻線のリード線（高周波用のリッツ線）を車内に引き込んで、二次側並列共振コンデンサ３４や整流器４０と電気的に接続する必要があるが、リード線を車内に引き込む際に、受電コイル３３の背面側（床面側）に置かれた磁気遮蔽板（アルミ板）６６が邪魔になる。
受電コイルのリード線をアルミ板の端まで延ばし、アルミ板を迂回してリード線を車内に引き込む場合は、高価なリッツ線の全長が長くなり、重量やコストが増加し、固有抵抗による熱損失が増大する。また、受電コイル３３で受電する交流は数十ｋＨｚの高周波であるため、高周波ノイズの発生などの問題が生じる。
そうかと言って、コイル巻線のリード線の引出し距離を短縮するためにアルミ板に孔を開けてリード線を通した場合は、その孔から漏れた漏洩磁束が車体の床鉄板に侵入し、床鉄板の加熱や給電効率の低下等が生じる虞がある。
また、車内に配置する二次側並列共振コンデンサ３４や整流器４０が分散している場合も、それらを接続する配線の全長が長くなり、そのため、車内に占める非接触給電装置の体積や重量が増大し、高周波ノイズの発生やコストの上昇などが問題になる。
【０００９】
本発明は、こうした事情を考慮して創案したものであり、配線の距離を短縮して、コンパクトに構成できる非接触給電用コイル装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、Ｈ字状のコアを有し、このコアの平行するコア部分が磁極部を構成し、各磁極部の中間部位を接続するコア部分に電線が巻回されたコイル本体と、コイル本体を収容する樹脂製のケース本体と、ケース本体が固定された磁気遮蔽用の非磁性導電体板と、を備える非接触給電用コイル装置であって、ケース本体が固定された非磁性導電体板の面の反対側の面に、コイル本体のコイルに並列接続する共振コンデンサ及び整流回路が収容された筐体を配置したことを特徴とする。
この非接触給電用コイル装置では、磁気遮蔽用の非磁性導電体板を挟んで、コイル本体と、並列共振コンデンサ及び整流回路とが一体化して配置されており、短い配線でコンパクトに構成することができる。
【００１１】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、非磁性導電体板の一方の面に並列共振コンデンサ及び整流回路と共に充電回路を一体化配置しても良い。
【００１２】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、コイル本体を収容したケース本体が、コイル本体の平行な磁極部の間隔を二等分する中央線に近接して配置されたケース貫通孔を有し、非磁性導電体板が、ケース貫通孔に重なる連通貫通孔を有し、コイル本体に巻回された電線のリード線が、ケース貫通孔及び連通貫通孔に挿通されて筐体内に導出され、共振コンデンサ及び整流回路に電気接続されることを特徴とする。
Ｈ型コアを備えるコイルの漏洩磁束分布は、磁極と磁極との中間部分において少ないため、この部分にリード線を通すための貫通孔を設けても、非磁性導電体板の磁気遮蔽効果は損なわれない。
【００１３】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、ケース本体のケース貫通孔を、中央線を間に挟んで対を成すように配置し、コイル本体に巻回された電線の一端に接続するリード線とこの電線の他端に接続するリード線とを、対を成すケース貫通孔のそれぞれに挿通する。
ケース貫通孔を中央線の両側に配置することで、コイル本体から最外側のケース貫通孔までの距離を短くでき、ケース本体をコンパクト化できる。
【００１４】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、ケース貫通孔に重なる非磁性導電体板の対を成す連通貫通孔を、スリットで繋ぐことが望ましい。
連通貫通孔の対を繋ぐスリットは、非磁性導電体板に発生する渦電流を遮断する。
【００１５】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、コイル本体に複数の本数の電線を並列に巻回する場合に、ケース本体の中央線を間に挟んで配置するケース貫通孔の対の数を、電線の本数に対応させる。
【００１６】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、この場合に、ケース本体の中央線を間に挟んで配置する複数対のケース貫通孔を、中央線の両側に複数列配置するようにしても良い。
こうすることで、複数対のケース貫通孔をケース本体に設ける場合でも、コイル本体から最外側のケース貫通孔までの距離を短くでき、ケース本体をコンパクト化できる。
【００１７】
また、本発明の非接触給電用コイル装置では、非磁性導電体板の面積を、ケース本体の非磁性導電体板への接触面積よりも大きくし、ケース本体は、収容したコイル本体の中心位置が非磁性導電体板の中心位置と一致するように、非磁性導電体板に固定する。
受電コイルが位置ずれの許容範囲内のどこに位置しても、送電コイルの略全域が非磁性導電体板の下方に位置するように、非磁性導電体板の面積を広く設定し、その非磁性導電体板の中央に受電コイルを固定する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の非接触給電用コイル装置は、短い配線でコンパクトに構成することができ、高周波ノイズの低減や、高周波用リッツ線の短縮による重量やコストの削減などを図ることができる。
また、磁気遮蔽板の磁気遮蔽効果を損なわずに、コイル巻線のリード線の引出し距離を短縮できるため、コイル装置の小型化・軽量化が可能になり、給電効率の低下が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】Ｈ型コアから発生する磁束の遮蔽板での損失を示す図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る非接触給電用コイル装置を示す図
【図３】図２のコイル装置の分解斜視図
【図４】図２のコイル装置のケース本体に収容されたＨ型コアを示す図
【図５】図２のコイル装置の非磁性導体板を示す図
【図６】図２のコイル装置での巻線のリード線導出形態を説明する図
【図７】図２のコイル装置を、透明と仮定した非磁性導体板の側から見た図
【図８】本発明の第２の実施形態に係るコイル装置のケース本体を示す図
【図９】図８のケース本体に収容されたＨ型コアを示す図
【図１０】図８のケース本体と組み合わされるケース蓋体を示す図
【図１１】図８のケース本体が固定される非磁性導体板を示す図
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るコイル装置を、透明と仮定した非磁性導体板の側から見た図
【図１３】非磁性導体板の連通貫通孔をスリットで繋いだ状態を示す図
【図１４】本発明の第３の実施形態に係るコイル装置の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）（ｃ）
【図１５】図１４のコイル装置を、非磁性導体板を透明と仮定して示した図
【図１６】図１５のコイル装置のケース蓋体を取り除いた図
【図１７】本発明のコイル装置を用いて二次電池を充電する給電システムの回路構成を示す図
【図１８】プラグインハイブリッド車の給電システムを示す図
【図１９】Ｈ型コアを有するコイルを示す図
【図２０】図１９のコイルを対向させた非接触給電トランスでの磁束の流れを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１７は、本発明のコイル装置を用いて二次電池を充電する給電システムの回路構成を示している。
この回路は、商用電源の交流を直流に変換する整流器、及び、その直流から高周波交流を生成するインバータから成る高周波電源４１と、送電コイル３１及びそれに直列接続された直列コンデンサ３２、並びに、受電コイル３３及びそれに並列接続された並列共振コンデンサ３４から成る給電トランス３０と、給電された交流を整流する倍電圧整流回路４２と、整流された直流電圧を所定レベルの直流電圧に変換して二次電池５１に供給する充電回路４４とを備えている。
倍電圧整流回路４２は、電流の流れているダイオードが常に１個であるため、ダイオード順方向の電圧降下による損失分が少なく、フルブリッジ整流回路（常に二つのダイオードに電流が流れる。）に比べて効率が良い。しかし、整流回路には、フルブリッジ整流回路を用いても良い。
また、送電コイル３１及び受電コイル３３は、Ｈ型コアにリッツ線を巻回した両側巻コイルから成る。
【００２１】
図１は、Ｈ型コアに巻線５０を施したコイル８０を磁気遮蔽板６６上に置き、このコイル８０から発生する磁束が磁気遮蔽板６６によって受ける損失を解析した結果について示している。
図１から、Ｈ型コアの平行な磁極部８１、８２の中間部（特に、平行な磁極部８１、８２の間隔を二等分する（仮想）中央線８３の巻線５０から距離を置いた箇所）では、漏洩磁束分布が極めて少ないことが分かる。磁極部８１、８２の中間部で漏洩磁束分布が少ないことは、実験でも確かめられている。
本発明では、この事実を利用しており、磁気遮蔽板（アルミ板）に設ける巻線５０のリード導出孔を、中央線８３付近に配置して、アルミ板による磁気遮蔽効果を損なわずにリード線が導出できるようにしている。
【００２２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る受電コイル装置の外形を図２（下方から見た図）に示し、その分解斜視図を模式的に図３に示している。
この装置は、コイル本体を収容したケース１００と、ケース１００が固定される磁気遮蔽用のアルミ板２００とを備えている。
ケース１００は、樹脂製のケース本体１０１及びケース蓋体１０２で構成され、ケース本体１０１にコイル本体（図３では、そのＨ型コア３０１のみを示し、巻線を省略している。）が収納され、そのケース本体１０１にケース蓋体１０２が重ねられて、両者が結合される。
ケース本体１０１には、Ｈ型コア３０１に巻回された電線のリード線（リッツ線）を導出するケース貫通孔１０３が設けられている。このＨ型コア３０１には６本の電線を並列に巻回するようにしているため（６並列６ターン）、ケース本体１０１には、各電線の一端のリード線と他端のリード線とを挿通するための合計６対のケース貫通孔１０３が形成されている。
【００２３】
図４は、ケース本体１０１内に位置決めされて収容されたＨ型コア３０１を示している。このＨ型コア３０１は、６本の電線が並列に巻回されるコイル巻枠３０４を備えており、コイル巻枠３０４には、電線（リッツ線）を巻き易くするためのガイドが設けられている（コイルは省略）。平行な磁極部３０２、３０３は、複数の矩形のフェライトコアを配列して構成している。平行な磁極部３０２、３０３の中間部位を接続するコア部分は、コイル巻枠３０４の中に配置されている。
ケース本体１０１のケース貫通孔１０３は、磁極部３０２、３０３の間隔を二等分する中央凸条（中央線）１０４を間に挟んで、その両側に対を成して形成されている。
アルミ板２００は、その中心位置とケース本体１０１に収納されたＨ型コア３０１の中心位置とが重なるように、ケース本体１０１と固定される。
【００２４】
また、アルミ板２００には、ケース本体１０１のケース貫通孔１０３と連通する位置に連通貫通孔２０１が設けられている（図３）。図５には、連通貫通孔２０１を有するアルミ板２００を単独で示している。
アルミ板２００の面積は、Ｈ型コア３０１が位置ずれの許容範囲のどこに位置した場合でも、送電コイルの略全域がアルミ板２００の下方に入る広さを有している。
図６に示すように、コイル巻枠３０４に巻回された電線のリード線（リッツ線）３０５、３０６は、ケース本体１０１のケース貫通孔１０３及びアルミ板２００の連通貫通孔２０１を通って車内に導出される。
図７は、アルミ板２００に固定されたケース１００を、アルミ板２００が透明であると仮定して、アルミ板２００の側から示している。
【００２５】
この受電コイルでは、Ｈ型コア３０１に巻回した巻線のリード線３０５、３０６を、アルミ板２００に設けた孔（連通貫通孔２０１）から導出しているため、アルミ板２００を迂回する場合に比べて、リード線の長さを短くできる。
また、アルミ板２００に連通貫通孔２０１を開けた箇所は、Ｈ型コア３０１の磁極部３０２、３０３間の中間位置に当たり、漏洩磁束分布が少ない箇所であるため、連通貫通孔２０１から漏洩磁束が漏れる虞もない。
そのため、アルミ板２００の磁気遮蔽効果を損なわずに、リード線（リッツ線）を短縮化することができる。
【００２６】
なお、ここでは、ケース本体１０１に６対のケース貫通孔１０３を設けているが、磁極部３０２、３０３の間隔を二等分する中央線上に１２個のケース貫通孔を形成し、これらの孔から６本の並行巻線のリード線を導出するようにしても良い。ただ、この場合、Ｈ型コア３０１と、それから最も離れたケース貫通孔との間の距離が長くなり、ケース１００が大型化する。そのため、ケース１００の小型化を図る上では、ケース貫通孔１０３を対で設ける方が望ましい。
【００２７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、ケースの更なる小型化を可能にする受電コイル装置について説明する。
この装置は、図８に示すように、ケース本体１１１が、中央凸条（中央線）１１４の両側に二列のケース貫通孔１１３を有している。
図９は、このケース本体１１１内に位置決めされて収容されたＨ型コア３０１を示している。このＨ型コア３０１のコイル巻枠３０４には、第１の実施形態と同様に、６本の電線が並列に巻回されるが、各電線の一端のリード線を挿通する６個のケース貫通孔１１３が中央凸条１１４の右側に二列に配置され、また、各電線の他端のリード線を挿通する６個のケース貫通孔１１３が中央凸条１１４の左側に二列に配置されている。そのため、Ｈ型コア３０１と、それから最も離れたケース貫通孔１１３との間の距離が、第１の実施形態より短くなり、その分、ケース本体１１１が小型化できる。
【００２８】
図１０は、このケース本体１１１と結合されるケース蓋体１１２を示している。
また、図１１は、ケース本体１１１が固定されるアルミ板２１０を示しており、アルミ板２１０には、ケース本体１１１のケース貫通孔１１３に連通する４列の連通貫通孔２１１が形成されている。
図１２は、アルミ板２１０に固定されたケース１１０を、アルミ板２１０が透明であると仮定して、アルミ板２１０の側から示している。
アルミ板２１０に連通貫通孔２１１を開けた箇所は、Ｈ型コア３０１の磁極部３０２、３０３間の中間位置に当たり、漏洩磁束分布が少ない箇所であるため、連通貫通孔２１１から漏洩磁束が漏れる虞はない。
そのため、アルミ板２１０の磁気遮蔽効果を損なわずに、リード線を短縮化することができ、且つ、ケース１１０を小型化することができる。
【００２９】
また、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、アルミ板２００、２１０に形成した連通貫通孔２０１及び連通貫通孔２１１は、他の連通貫通孔との間にスリット２０３を設けるようにしても良い。
このスリット２０３は、リード線に高周波電流が流れるためにアルミ板２００、２１０の連通貫通孔２０１、２１１の回りに誘起される渦電流を遮断する。そのため、渦電流によるアルミ板２００、２１０の加熱が抑えられる。
【００３０】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、磁気遮蔽用のアルミ板を挟んで、コイル本体と、並列共振コンデンサ及び整流回路とを一体化したコイル装置について説明する。
図１４は、このコイル装置の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）（ｃ）を示している。
磁気遮蔽用アルミ板２００の一面には、Ｈ型コアを収容したケース１００が固定され、アルミ板２００の反対面の対応する位置には、並列共振コンデンサ３４及び整流回路４２（図１７）を収容した筐体４００が固定されている。
筐体４００は、アルミ製であり、発熱部を有する整流回路４２を内蔵するため、冷却用のフィン４０１を備えている。
【００３１】
図１５は、アルミ板２００の一面に固定されたケース１００とアルミ板２００の反対面に固定された筐体４００とを、アルミ板２００が透明であると仮定して、ケース１００の側から示している。
また、図１６は、図１５のケース１００のケース本体１０１内が見えるように、ケース蓋体１０２を取り除いた状態を示している。ケース本体１０１に形成されたケース貫通孔１０３、及び、このケース貫通孔１０３に連通するようにアルミ板２００に開けられた連通貫通孔２０１は、筐体４００が配置された位置に設けられており、コイル巻枠３０４に巻回されたコイル（図１６では省略）のリード線は、ケース貫通孔１０３及び連通貫通孔２０１を通って筐体４００内に導出され、筐体４００内の並列共振コンデンサ３４に電気接続される。
【００３２】
この構成では、アルミ板２００を挟んで、コイル本体と、並列共振コンデンサ及び整流回路とを一体化しているため、コイルのリード線（リッツ線）を短くでき、また、筐体４００に内蔵された並列共振コンデンサ３４と整流回路４２との配線を短縮できる。
給電トランスの二次側で受電する交流は数十ｋＨｚの高周波であるため、受電コイル３３と並列共振コンデンサ３４との間、及び、並列共振コンデンサ３４と整流回路４２との間を出来る限り短距離で接続することが実用的に重要であり、そうすることで、高周波ノイズの抑制、熱損失の低減、高価なリッツ線の短縮などを図ることができ、コイル装置の小型・軽量化、低コストが実現できる。
なお、ここでは、筐体４００内に並列共振コンデンサ３４と整流回路４２とを収容する場合について説明したが、さらに、筐体４００内に充電回路４４を収容しても良い。充電回路４４も、整流回路４２と同様に、発熱部を有しているが、筐体４００が熱伝導率の高いアルミで構成され、且つ、放熱フィン４０１を有しているため、充電回路４４の温度上昇が回避できる。
【００３３】
また、ここでは、磁気遮蔽用にアルミ板を使用したが、アルミ以外の非磁性導電体を用いても良い。
また、ここでは、Ｈ型コアに複数本の電線を並列に巻回する場合について説明したが、巻回する電線は１本でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によるコイル装置は、小型・軽量化が可能であり、自動車や搬送車や移動ロボットなど、多くの移動体に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０ 整流器
２０ インバータ
３０ 非接触給電トランス
３１ 送電コイル
３２ 一次側コンデンサ
３３ 受電コイル
３４ 二次側コンデンサ
３５ 主磁束
３６ 漏洩磁束
３７ 漏洩磁束
４０ 整流器
４１ 高周波電源
４２ 倍電圧整流回路
４４ 充電回路
５０ 電線（リッツ線）
５１ 二次電池
５２ インバータ
５３ モータ
５４ エンジン
６５ アルミ板（磁気遮蔽板）
６６ アルミ板（磁気遮蔽板）
８０ Ｈ型コア
８１ 磁極部
８２ 磁極部
８３ 中央線
１００ ケース
１０１ ケース本体
１０２ ケース蓋体
１０３ ケース貫通孔
１０４ 中央凸条
１１１ ケース本体
１１２ ケース蓋体
１１３ ケース貫通孔
１１４ 中央凸条
２００ アルミ板（磁気遮蔽板）
２０１ 連通貫通孔
２０３ スリット
２１０ アルミ板（磁気遮蔽板）
２１１ 連通貫通孔
３０１ Ｈ型コア
３０２ 磁極部
３０３ 磁極部
３０４ コイル巻枠
３０５ リード線（リッツ線）
３０６ リード線（リッツ線）
４００ 筐体
４０１ 冷却フィン
３１８１ 磁極部
３１８２ 磁極部
３３８１ 磁極部
３３８２ 磁極部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ字状のコアを有し、該コアの平行するコア部分が磁極部を構成し、各磁極部の中間部位を接続するコア部分に電線が巻回されたコイル本体と、該コイル本体を収容する樹脂製のケース本体と、該ケース本体が固定された磁気遮蔽用の非磁性導電体板と、を備える非接触給電用コイル装置であって、
前記ケース本体が固定された前記非磁性導電体板の面の反対側の面に、前記コイル本体のコイルに並列接続する共振コンデンサ及び整流回路が収容された筐体を配置したことを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電用コイル装置であって、前記筐体に、さらに、充電回路が収容されていることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の非接触給電用コイル装置であって、
前記コイル本体を収容した前記ケース本体は、前記コイル本体の平行な前記磁極部の間隔を二等分する中央線に近接して配置されたケース貫通孔を有し、
前記非磁性導電体板は、前記ケース貫通孔に重なる連通貫通孔を有し、
前記コイル本体に巻回された前記電線のリード線が、前記ケース貫通孔及び連通貫通孔に挿通されて前記筐体内に導出され、前記共振コンデンサ及び整流回路に電気接続されることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項４】
請求項３に記載のコイル装置であって、前記ケース本体の前記ケース貫通孔が、前記中央線を間に挟んで対を成して配置され、前記コイル本体に巻回された前記電線の一端に接続するリード線と該電線の他端に接続するリード線とが、対を成す前記ケース貫通孔のそれぞれに挿通されることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項５】
請求項４に記載のコイル装置であって、前記ケース貫通孔に重なる前記非磁性導電体板の対を成す前記連通貫通孔が、スリットで繋がれていることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項６】
請求項４に記載のコイル装置であって、前記コイル本体に複数の本数の前記電線が並列に巻回され、前記ケース本体の前記中央線を間に挟んで配置されている前記ケース貫通孔の対の数が、前記本数に対応していることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項７】
請求項６に記載のコイル装置であって、前記ケース本体の前記中央線を間に挟んで配置されている複数対の前記ケース貫通孔が、前記中央線の両側に複数列配置されていることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のコイル装置であって、前記非磁性導電体板の面積は、前記ケース本体の前記非磁性導電体板への接触面積よりも大きく、前記ケース本体は、収容した前記コイル本体の中心位置が前記非磁性導電体板の中心位置と一致するように、該非磁性導電体板に固定されることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項１】
Ｈ字状のコアを有し、該コアの平行するコア部分が磁極部を構成し、各磁極部の中間部位を接続するコア部分に電線が巻回されたコイル本体と、該コイル本体を収容する樹脂製のケース本体と、該ケース本体が固定された磁気遮蔽用の非磁性導電体板と、を備える非接触給電用コイル装置であって、
前記ケース本体が固定された前記非磁性導電体板の面の反対側の面に、前記コイル本体のコイルに並列接続する共振コンデンサ及び整流回路が収容された筐体を配置したことを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電用コイル装置であって、前記筐体に、さらに、充電回路が収容されていることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の非接触給電用コイル装置であって、
前記コイル本体を収容した前記ケース本体は、前記コイル本体の平行な前記磁極部の間隔を二等分する中央線に近接して配置されたケース貫通孔を有し、
前記非磁性導電体板は、前記ケース貫通孔に重なる連通貫通孔を有し、
前記コイル本体に巻回された前記電線のリード線が、前記ケース貫通孔及び連通貫通孔に挿通されて前記筐体内に導出され、前記共振コンデンサ及び整流回路に電気接続されることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項４】
請求項３に記載のコイル装置であって、前記ケース本体の前記ケース貫通孔が、前記中央線を間に挟んで対を成して配置され、前記コイル本体に巻回された前記電線の一端に接続するリード線と該電線の他端に接続するリード線とが、対を成す前記ケース貫通孔のそれぞれに挿通されることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項５】
請求項４に記載のコイル装置であって、前記ケース貫通孔に重なる前記非磁性導電体板の対を成す前記連通貫通孔が、スリットで繋がれていることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項６】
請求項４に記載のコイル装置であって、前記コイル本体に複数の本数の前記電線が並列に巻回され、前記ケース本体の前記中央線を間に挟んで配置されている前記ケース貫通孔の対の数が、前記本数に対応していることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項７】
請求項６に記載のコイル装置であって、前記ケース本体の前記中央線を間に挟んで配置されている複数対の前記ケース貫通孔が、前記中央線の両側に複数列配置されていることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のコイル装置であって、前記非磁性導電体板の面積は、前記ケース本体の前記非磁性導電体板への接触面積よりも大きく、前記ケース本体は、収容した前記コイル本体の中心位置が前記非磁性導電体板の中心位置と一致するように、該非磁性導電体板に固定されることを特徴とする非接触給電用コイル装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−２０４４６９（Ｐ２０１２−２０４４６９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６５８９９（Ｐ２０１１−６５８９９）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（５９１２０６８８７）株式会社テクノバ (20)
【出願人】（５０４１９０５４８）国立大学法人埼玉大学 (292)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（５９１２０６８８７）株式会社テクノバ (20)
【出願人】（５０４１９０５４８）国立大学法人埼玉大学 (292)
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
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