CN106165246A - 非接触供电用线圈 - Google Patents

Abstract

将收容于线圈绕线架(57)内的磁性体芯(47)沿着与线圈轴向(X)交叉的线圈轴向交叉方向(Y)分割成多个，在多个分割磁性体芯(47a)相互间设有沿着线圈轴向(X)延伸的间隙(C)。在间隙(C)中插入配置有从芯基座(51)向上方突出的突起(51a)来确保刚性。通过设置间隙(C)，一边抑制磁性体芯(47)整体的重量，一边确保线圈的线圈轴向交叉方向(Y)的宽度较宽。通过确保线圈宽度较宽，容易进行送电侧线圈(11)和受电侧线圈(13)之间的对位。

Description

非接触供电用线圈

技术领域

本发明涉及以非接触方式进行电力的授受的非接触供电用线圈。

背景技术

在下述专利文献1中公开了如下技术：通过电磁感应作用从配置于地上的送电侧线圈向搭载于汽车的车身的下面的受电侧线圈进行电力供给。此时，送电侧线圈、受电侧线圈使用了将线圈卷绕于平板形状的磁性体而成的被称为电磁型的线圈。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013－172500号公报

发明内容

发明要解决的问题

不过，为了向车载的受电侧线圈高效地供电，需要将受电侧线圈相对于地上侧的送电侧线圈进行对位。为了容易地进行该对位，在增大车宽度方向的送电受电各线圈相互间的偏移量的容许量方面，扩宽产生磁通的线圈(磁性体)的宽度即可，但在该情况下，由于磁性体变大，导致重量增大。

因此，本发明的目的在于，一边抑制线圈的重量增大，一边容易进行受电侧线圈与送电侧线圈之间的对位。

用于解决问题的方案

本发明为非接触供电用线圈，其中，将配置于环状的导电线中的磁性体沿着与将导电线卷绕于磁性体而成的线圈的线圈轴向交叉的线圈轴向交叉方向分割成多个，在该分割的多个分割磁性体相互间设置有沿着线圈轴向延伸的间隙。

发明的效果

本发明通过在将磁性体沿着线圈轴向交叉方向分割成多个而成的分割磁性体相互间设置沿着线圈轴向延伸的间隙，一边抑制磁性体整体的重量，一边确保线圈轴向交叉方向的线圈的宽度较宽。通过确保线圈宽度较宽，受电侧线圈与送电侧线圈之间的对位变得容易，且能够与在分割磁性体相互间具有间隙相应地抑制重量增大。

在非接触供电中，对于在一次侧线圈与二次侧线圈之间形成的总磁通量，由于两线圈相互间的气隙作为磁阻发挥作用，因此，比变压器的总磁通量少。另一方面，在磁性体内流动的磁通朝向线圈轴向，但在总磁通量本来就少的非接触供电中，即使设置沿着线圈轴向延伸的间隙而使磁路稍微减少，对性能(自电感和耦合系数)也没有大的影响。相反，在将磁性体沿着线圈轴向分割成多个、使间隙沿着线圈轴向交叉方向延伸的的情况下，在磁通流动的方向(磁路)存在间隙，该间隙成为气隙而磁阻增大，导致大的损失。

附图说明

图1是具有本发明的一实施方式的非接触供电用线圈的非接触供电装置的整体构成图。

图2是图1的非接触供电用线圈的简化的俯视图。

图3是将分割磁性体芯设为两个并将本发明的实施方式(a)和比较例(b)简化来表示的俯视图。

图4是图3的实施方式(a)和比较例(b)中的间隙的宽度尺寸与线圈的自电感之间的相关图。

图5是本实施方式中的间隙的数量与线圈的自电感以及耦合系数之间的相关图。

图6的(a)是分割磁性体芯的线圈轴向交叉方向的宽度相同且间隙的宽度尺寸也相同的磁性体芯的立体图，图6的(b)是分割磁性体芯的线圈轴向交叉方向的宽度相同、间隙的宽度尺寸不同的磁性体芯的立体图。

图7的(a)是分割磁性体芯的线圈轴向交叉方向的宽度不同、间隙的宽度尺寸相同的磁性体芯的立体图，图7的(b)是分割磁性体芯的线圈轴向交叉方向的宽度不同、间隙的宽度尺寸也不同的磁性体芯的立体图。

图8的(a)是对应于图6的(a)的多个分割磁性体芯与向各分割磁性体芯流动的平均磁通密度之间的相关图，图8的(b)是对应于图6的(b)的多个分割磁性体芯与向各分割磁性体芯流动的平均磁通密度之间的相关图。

图9的(a)是对应于图7的(a)的多个分割磁性体芯与向各分割磁性体芯流动的平均磁通密度之间的相关图，图9的(b)是对应于图7的(b)的多个分割磁性体芯与向各分割磁性体芯流动的平均磁通密度之间的相关图。

图10的(a)是对应于图6的(a)的多个分割磁性体芯与各分割磁性体芯的发热密度之间的相关图，图10的(b)是对应于图6的(b)的多个分割磁性体芯与各分割磁性体芯的发热密度之间的相关图。

图11的(a)是对应于图7的(a)的多个分割磁性体芯与各分割磁性体芯的发热密度之间的相关图，图11的(b)是对应于图7的(b)的多个分割磁性体芯与各分割磁性体芯的发热密度之间的相关图。

图12是与图6的(a)、(b)、图7的(a)、(b)以及分割磁性体芯的厚度不同的情况相对应的磁性体芯的剖视图。

图13是送电侧线圈单元的立体图。

图14是表示图13的送电侧线圈单元的内部构造的立体剖视图。

图15是图14的送电侧线圈单元的分解立体图。

图16是将图15的磁性体芯和芯基座进一步分解的分解立体图。

图17是省略了图14的树脂罩的状态下的送电侧线圈单元的立体图。

图18是将图14的主要部分放大的立体图。

图19是与图18相对应的剖视图。

图20的(a)是图16所示的芯基座的立体图、图20的(b)是在图20的(a)的芯基座配置有分割磁性体芯的立体图。

图21的(a)是分割磁性体芯相互间的间隙相同的情况的芯基座的立体图，图21的(b)是在图21的(a)的芯基座配置有分割磁性体芯的立体图。

图22是表示在车辆的底面安装有受电侧线圈单元的状态的立体图。

图23是图22的受电侧线圈单元的分解立体图。

图24是表示图22的受电侧线圈单元所使用的线圈绕线架的一部分的立体图。

图25是从与图24相反的一侧观察图22的受电侧线圈单元所使用的线圈绕线架的一部分的立体图。

图26是表示图24的线圈绕线架中的上绕线架与下绕线架之间的紧固构造的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明用于实施本发明的形态。

图1所示的具有本实施方式的非接触供电用线圈的非接触供电装置包括作为地上侧单元的送电装置1和作为车辆侧单元的受电装置3。该非接触供电装置从配置于未图示的送电桩(日文：送電スタンド)等的送电装置1向搭载于电动汽车、混合动力车所代表的车辆5的受电装置3以非接触方式供给电力，对车载的电池7进行充电。送电装置1构成非接触送电装置，受电装置3构成非接触受电装置。此外，图1中的Wf是前轮，Wr是后轮，箭头FR所示的方向是车辆前方侧。

送电装置1具有配置于地上的送电桩附近的停车位9的作为送电部的送电侧线圈11。另一方面，受电装置3具有在使车辆5停于停车位9的规定的位置时以与送电侧线圈11相对的方式设置于车辆5的底面5a的作为受电部的受电侧线圈13。送电侧线圈11和受电侧线圈13均以包括导电线的线圈为主体。通过送电侧线圈11与受电侧线圈13之间的电磁感应作用，能够从送电侧线圈11向受电侧线圈13以非接触方式供给电力。

地上侧的送电装置1具有电力控制部15、上述的送电侧线圈11、无线通信部17以及控制部19。电力控制部15是用于将从交流电源21送电的交流电力转换成高频的交流电力并向送电侧线圈11送电的电路，具有整流部23、PFC电路25、转换器27以及传感器29。

整流部23与交流电源21电连接，是用于对来自交流电源21的输出交流电力进行整流的电路。PFC电路25是用于通过对来自整流部23的输出波形进行整形而改善功率因数的电路(Power Factor Correction功率因数校正)，连接于整流部23与转换器27之间。无线通信部17与设于车辆5侧的无线通信部31进行双向通信。

控制部19是对送电装置1的整体进行控制的部分，通过无线通信部17、31间的通信，将开始来自送电装置1的电力供给的内容的信号向车辆5侧发送、或从车辆5侧接收欲接受来自送电装置1的电力的供给的内容的信号。此外，控制部19基于传感器29的检测电流进行转换器27的开关控制，对从送电侧线圈11送电的电力进行控制。另外，在送电过程中基于来自异物传感器33的检测信号停止送电，或者经由无线通信部17、31向车辆5侧发送警告信号。

作为异物传感器33，例如能够使用金属检测线圈。异物传感器33在送电过程中在金属异物进入或者夹入到在送电侧线圈11与受电侧线圈13之间形成的磁场的情况下检测异物。此时，利用异物传感器33的检测电信号，控制部19立即发出警告或者促使送电停止，抑制由金属异物夹入磁场引起的送电不良等不良情况的产生于未然。

车辆5侧的受电装置3包括前述的电池7、受电侧线圈13和无线通信部31、充电控制部35、整流部37、继电器部39、转换器41、马达43以及通知部45。若车辆5停车于停车位9的规定的停止位置，则受电侧线圈13在送电侧线圈11的正上方与送电侧线圈11正对，与该送电侧线圈11保持距离地定位。

整流部37由与受电侧线圈13连接并将由受电侧线圈13受电到的交流电力整流成直流的整流电路构成。继电器部39具有通过充电控制部35的控制而切换连通和断开的继电开关。另外，继电器部39通过将继电开关断开而将包括电池7的主电路系统和作为充电的电路部的受电侧线圈13以及整流部37切断。

电池7是通过连接多个二次电池而构成的，成为车辆5的电力源。转换器41是具有IGBT等开关元件的PWM控制电路等控制电路，基于开关控制信号将从电池7输出的直流电力转换成交流电力，并向马达43供给。马达43由例如三相交流电动机构成，成为用于驱动车辆5的驱动源。通知部45由警告灯、导航系统的显示器或扬声器等构成，基于充电控制部35的控制向使用者输出光、图像或声音等。

充电控制部35是用于对电池7的充电进行控制的控制器，对无线通信部31、通知部45、继电器部39等进行控制。充电控制部35将开始充电的内容的信号通过无线通信部31、17的通信向控制部19发送。另外，充电控制部35通过CAN通信网与对车辆5的整体进行控制的未图示的控制器连接。该控制器对转换器41的开关控制、电池7的充电状态(SOC)进行管理。并且，充电控制部35利用该控制器在基于电池7的充电状态达到了满充电的情况下将结束充电的内容的信号向控制部19发送。

在本实施方式的非接触供电装置中，在送电侧线圈11与受电侧线圈13之间，通过电磁感应作用以非接触状态进行高频电力的送电和受电。换言之，若对送电侧线圈11施加电压，在送电侧线圈11与受电侧线圈13之间产生磁耦合，从送电侧线圈11向受电侧线圈13供给电力。

送电侧线圈11和受电侧线圈13均是电磁型的线圈，如图2的简化后的俯视图所示，具有作为磁性体的磁性体芯47、呈环状卷绕于磁性体芯47的作为导电线的线圈线49。即、送电侧线圈11和受电侧线圈13具有卷绕成环状的线圈线49和配置于环状的线圈线49中的磁性体芯47。磁性体芯47由例如铁氧体构成。

以下，在本实施方式中，将送电侧线圈11和受电侧线圈13作为非接触供电用线圈10进行说明。在此，图2所示的非接触供电用线圈10配置成，与呈环状卷绕的线圈线49的环状部分的中心轴线相对应的线圈轴线P成为图1中的车辆前后方向。即、在图2中，线圈轴线P的延长方向与车辆前后方向相对应，在图2中，与纸面正交的方向与车辆上下方向相对应。

在这样的非接触供电用线圈10中，磁性体芯47沿着在图2中与上下方向相对应的车宽度方向被分割成多个(图2中，是7个)，由多个分割磁性体芯47a构成。即、在本实施方式中，磁性体芯47沿着与将线圈线49卷绕于该磁性体芯47而成的线圈的线圈轴向X交叉的线圈轴向交叉方向Y分割成多个。线圈轴向X与线圈轴向交叉方向Y交叉包括线圈轴向X和线圈轴向交叉方向Y彼此正交的情况。

并且，在多个分割磁性体芯47a相互间设有沿着线圈轴向X连续地延伸的间隙C作为磁隙。此处的多个分割磁性体芯47a的形状彼此相同，由与线圈轴向X平行地延伸的扁平的板状构件构成。另外，对于多个间隙C，线圈轴向交叉方向Y的宽度也是相同且形状也彼此相同，与线圈轴向X平行地形成为直线状。

在非接触供电用线圈10中，关于磁性体芯47的线圈轴向交叉方向Y的宽度W，针对不设置间隙而作为一个磁性体芯的情况(不是多个分割体磁性体)，只要使宽度W同等，能够与设有间隙C相应地轻量化。换言之，为了使图1中的送电侧线圈11与受电侧线圈13之间的对位变容易，且为了增大车宽度方向的送电受电各线圈11、13相互间的偏移量的容许量，即使增大宽度W，也能够通过设置间隙C来达成轻量化。

在非接触供电过程中，对于在一次侧线圈与二次侧线圈之间形成的总磁通量，两线圈相互间的气隙作为磁阻发挥作用，因此比变压器的总磁通量少。另一方面，在磁性体内流动的磁通朝向线圈轴向X，但在总磁通量本来就少的非接触供电过程中，即使如图2那样设置沿着线圈轴向X延伸的间隙C而使磁路稍微减少，对性能(自电感L和耦合系数k)也没有大的影响。

作为比较例，与本实施方式相反，在将磁性体沿着线圈轴向X分割成多个、使间隙沿着线圈轴向交叉方向Y延伸的情况下，在磁通集中地流动的方向(磁路)存在间隙。在该情况下，间隙成为气隙而磁阻增大，磁通难以流动而作为线圈导致较大的损失。此外，气隙的相对导磁率是铁氧体的相对导磁率的二千分之一以下程度，与铁氧体的磁阻相比较，气隙的磁阻极大。另外，作为磁性体的形状，如上述比较例那样，若相对于本实施方式而言磁通的流动的方向的长度较短，则在磁性体内产生的反磁场也增大。反磁场在磁通的流动的方向上磁性体越短越增大而成为提高磁阻的主要原因。

因而，如本实施方式那样，磁性体芯47沿着线圈轴向交叉方向Y被分割成多个、在该分割的多个分割磁性体芯47a相互间设置沿着线圈轴向X延伸的间隙C是有效的。即、通过在磁性体芯47设置沿着线圈轴向X延伸的间隙C，能够确保自电感L、耦合系数k，且能够确保轻量化、以及磁性体芯47的外径尺寸而达成送电侧线圈11与受电侧线圈13之间的对位的容易性。

图3将分割磁性体芯47a设为两个并将本实施方式(a)和比较例(b)简化来表示。这些本实施方式(a)和比较例(b)中的间隙C的宽度尺寸CW与线圈的自电感L之间的关系表示在图4中。本实施方式(a)沿着线圈轴向X形成有间隙C，比较例(b)沿着线圈轴向交叉方向Y形成有间隙C。

根据图4，在比较例(b)中，随着间隙C的宽度尺寸CW变大而自电感L减少。不过，在本实施方式(a)中，即使间隙C的宽度尺寸CW变大，自电感L也不会较大程度地减少而保持大致恒定。

图5示出了本实施方式中的间隙C的数量与自电感L以及耦合系数k之间的关系。在图5中，示出了间隙C的数量0个(没有间隙)～20个，但即使间隙C的数量增加，与没有间隙的情况相比较，自电感L和耦合系数k也不会较大程度地减少而保持大致恒定。因而，如图2那样即使例如将分割磁性体芯47a设为7个而将间隙C设为6个，也不会对自电感L和耦合系数k产生大的影响，能够维持线圈的性能。

另外，本实施方式中，将间隙C设为与线圈轴向X平行的直线状。因此，与例如将间隙C设为沿着线圈轴向X的曲线的情况相比较，在磁通流动的方向上难以存在气隙，磁阻进一步降低。另外，通过使间隙C与线圈轴向X平行，分割磁性体芯47a的形状也成为直线状，制造由陶瓷等形成的分割磁性体芯47a时的成形性提高，也能够达成产品的成品率提高。

图6、图7是表示将多个分割磁性体芯47a设为7个的情况下的各种例子。图6的(a)是与图2相对应的例子，分割磁性体芯47a的线圈轴向交叉方向Y的宽度相同且间隙C的宽度尺寸CW也相同。在该情况下，多个分割磁性体芯47a的与线圈轴向X和线圈轴向交叉方向Y分别正交的方向的厚度也相同且形状彼此相同。通过制作多个相同形状的分割磁性体芯47a，能够降低制造成本。

在图6的(a)的例子中，如图8的(a)所示，磁通密度(平均磁通密度)B由于端效果的影响而越是线圈轴向交叉方向Y的外侧越比中央高。尤其是，位于最外侧的第1号和第7号的分割磁性体芯47a的磁通密度B突出地高。若磁通密度B较高，则如图10的(a)所示，发热密度也变高，线圈的损失也变大。为了使这样的磁通密度分布更均匀化而应对的是图6的(b)、图7的(a)、(b)的例子。图6的(b)、图7的(a)、(b)的例子是通过增加线圈轴向交叉方向Y的外侧的磁路而欲使磁通密度B整体上均匀化的例子。

图6的(b)是多个分割磁性体芯47a的线圈轴向交叉方向Y的宽度相同(厚度也相同)、但间隙C的宽度尺寸CW(以下也有时简称为“间隙C的大小”)越是线圈轴向交叉方向Y的外侧越比中央小的例子。也就是说，位于中央的第4号的分割磁性体芯47a的、两侧一对(两个)的间隙C最大，越是比其靠外侧，间隙C越小。此外，也可以是，中央第4号的分割磁性体芯47a的两侧一对(两个)的间隙C最大，将比该两个间隙C小的其外侧的四个间隙C设为彼此相同的大小。

图7的(a)是与图6的(b)相反的、多个间隙C的宽度尺寸CW相同、但多个分割磁性体芯47a的线圈轴向交叉方向Y的宽度在线圈轴向交叉方向Y的外侧比在线圈轴向交叉方向Y的中央大的例子。在该例子中，线圈轴向交叉方向Y的位于最靠外侧的一对(两个)第1号、第7号的分割磁性体芯47a的线圈轴向交叉方向Y的宽度比其他五个分割磁性体芯47a的同一宽度大。其他五个分割磁性体芯47a的线圈轴向交叉方向Y的宽度彼此相同。

图7的(b)是将图6的(b)和图7的(a)组合而成的例子。也就是说，多个间隙C的大小越是在线圈轴向交叉方向Y的外侧越比在线圈轴向交叉方向Y的中央小、且、多个分割磁性体芯47a的线圈轴向交叉方向Y的宽度在线圈轴向交叉方向Y的外侧比在线圈轴向交叉方向Y的中央大。具体而言，与图6的(b)同样地，位于中央的第4号分割磁性体芯47a的、两侧一对(两个)的间隙C最大，越比其靠外侧间隙C越小。而且，与图7的(a)同样地，线圈轴向交叉方向Y的位于最靠外侧的一对(两个)第1号、第7号的分割磁性体芯47a的线圈轴向交叉方向Y的宽度比其他五个分割磁性体芯47a的同一宽度大。

如图6的(b)、图7的(a)、(b)的例子那样，通过使线圈轴向交叉方向Y的外侧的磁路增大，对于磁通密度B，如图8的(b)、图9的(a)、(b)分别所示。即、关于磁通密度B，在图6的(b)、图7的(a)、(b)的例子中，与图8的(a)相比较，特别是在最靠外侧的第1号、第7号的分割磁性体芯47a中减少，而在中央侧的第3～5号的分割磁性体芯47a中增大，整体上更均匀化。

与这样的磁通密度B的变化相对应地，对于发热密度，也如图10的(b)、图11的(a)、(b)分别所示的那样，与图10的(a)相比较，更平均化。

如上所述，对于磁通密度B，磁通交叉方向Y的外侧部分与中央部分相比较变高。因此，关于磁通密度B的较高的外侧部分的分割磁性体芯47a，与中央部分相比较，通过使间隙C减小、或增大宽度，能够增大磁路，将自电感L和耦合系数k维持得更高。

此外，关于磁通密度B的较高的外侧部分的分割磁性体芯47a，与中央部分相比较，替代增大宽度，也可以增厚厚度。即、也可以是，对于多个分割磁性体芯47a的与线圈轴向X和线圈轴向交叉方向Y分别正交的方向的厚度，在线圈轴向交叉方向Y的外侧比在线圈轴向交叉方向Y的中央厚。

增大分割磁性体芯47a的宽度、增厚厚度是指分割磁性体芯47a的线圈轴向X的投影面积、即磁通的通过面积增大。换言之，以包括线圈轴向交叉方向Y和上下方向(与X和Y分别正交的方向)的平面剖切的截面积变大。图12是表示与图6的(a)、(b)、图7的(a)、(b)和、增厚厚度的情况相对应各自的上述投影面积的剖视图。其中，将分割磁性体芯47a的数量设为5个。

图6的(a)、(b)、图7的(a)、(b)和、增厚厚度的情况的各个分割磁性体芯47a的总截面积S是同等的。这样的总截面积S由下式决定。其中，L：电感值、I：电流值、N：匝数、B：磁通密度。在此，L、I、N是通过线圈设计决定的，因此是恒定的，磁通密度B设为170mT以下。

S＝L×I/(N×B)

对于间隙C的数量(分割磁性体芯47a的数量)与总磁通(＝B×S)之间的关系，若增加间隙C的数量(间隙C的宽度尺寸CW恒定)、减小总截面积S，则各分割磁性体芯47a的磁通密度变高，损失增大。因此，通过使总间隙为恒定以下(使总截面积S为恒定以上)，能够确保总磁通将总截面积S设为恒定以上也包括使体积为恒定以上。即、也可以是，对于多个分割磁性体芯47a的体积，在线圈轴向交叉方向Y的外侧比在线圈轴向交叉方向Y的中央大。

此外，在上述的实施方式中，间隙C设为与线圈轴向X平行的直线状，也可以设为不是平行而相对于线圈轴向X稍微倾斜的直线状。另外，间隙C也可以不是直线状、而是沿着线圈轴向X设为曲线状、波形状、或者锯齿形状。

另外，在上述的实施方式中，各分割磁性体芯47a如图2、图6所示那样成为沿着线圈轴向X较长的形状。不过，也可以是，将该较长的形状的分割磁性体芯沿着线圈轴向X分割成多个，在从车辆上下方向观察的俯视时，形成为正方形或者长方形状那样的块状。在该情况下，将各单位块沿着线圈轴向X排列配置，使相邻的单位块相互之间彼此密合而不产生间隙。此外，在单位块彼此之间也有时考虑振动、热收缩等而设有较小的间隙，但通过使单位块彼此充分地接近配置，抑制磁阻的增加，因此，上述较小的间隙不成为磁阻较大的“磁隙”。

通过将分割磁性体芯47a设为块状，能够根据非接触供电用线圈的大小、形状配置相同形状的单位块，因此，与纵长的单位块相比较，能够使用通用性较高且廉价的磁性体芯，能够抑制零部件成本。

如前所述，在非接触供电用线圈10中，磁性体芯47沿着与将线圈线49卷绕于磁性体芯47而成的线圈的线圈轴向X交叉的线圈轴向交叉方向Y分割成多个。并且，在多个分割磁性体芯47a相互间设有沿着线圈轴向X延伸的间隙C作为磁隙。

若将上述间隙C设于磁性体芯47，则与没有间隙C的情况相比较，将磁性体芯47收容于线圈壳体等而形成线圈单元，如图1那样配置于地上、或搭载于车辆，在这样的情况下，需要进一步考虑强度、刚性。以下，对进一步考虑了该线圈单元的强度、刚性的具体的构造例进行说明。

图13～图17表示设置于地上的送电侧线圈11的送电侧线圈单元CU1作为非接触供电用线圈10。此外，图13～图17以相对于图6而言线圈轴向X和线圈轴向交叉方向Y彼此成为反方向的方式进行图示。另外，图13～图17的线圈单元CU1是与图6的(b)的分割磁性体芯47a的宽度相同的、间隙C的宽度尺寸CW越向外侧越小的例子相对应。

由多个分割磁性体芯47a构成的磁性体芯47在设有间隙C的状态下配置于图14～图16所示的平板状的芯基座51上，收容于具有上绕线架53和下绕线架55的线圈绕线架57内。上绕线架53、下绕线架55和芯基座51由以玻璃纤维织布为基材的玻璃纤维强化塑料(GFRP)构成。在线圈绕线架57的外侧卷绕有线圈线49。线圈绕线架57进一步收容于例如具有金属制的底板59和树脂罩61的外壳63内。另外，在下绕线架55与底板59之间配置有绝缘板65。上绕线架53构成了上壁，下绕线架55构成了下壁，线圈绕线架57构成了壳体。

接着，详细地说明送电侧线圈单元CU1中的各构件。如图16所示，芯基座51在与间隙C相对应的位置设有朝向上绕线架53突出的作为加强部的突起51a。突起51a具有与间隙C的宽度尺寸CW相对应的线圈轴向交叉方向Y的宽度，以填埋间隙C的方式朝向线圈轴向X延伸。突起51a的线圈轴向X的长度与分割磁性体芯47a的同方向的长度是同等的。此外，在图20的(a)中示出了芯基座51的整体，在图20的(b)中示出了在图20的(a)的芯基座51配置有分割磁性体芯47a的状态。

突起51a在与宽度尺寸CW最大的间隙C相对应的中央两个部位具有上壁51a1、两个侧壁51a2、51a3、从上壁51a1的位于侧壁51a2、51a3相互间的部分朝向下方延伸的中央壁51a4。位于这些中央两个部位的突起51a的外侧的两个突起51a具有上壁51a1和两个侧壁51a2、51a3。另外，与其外侧的最窄的间隙C相对应的两个突起51a形成为1张板状。

各突起51a的上壁51a1的上表面等上端面如图15、图20的(b)所示那样成为与分割磁性体芯47a的上端面大致相同的面。另外，与宽度尺寸CW最大的间隙C相对应的中央两个部位的突起51a的中央壁51a4的下端是与芯基座51的底面51b的下表面大致相同的面。

芯基座51具有周围四方的外周缘相对于用于载置固定分割磁性体芯47a的底面51b朝向上方弯折的外周凸缘部51c。该外周凸缘部51c如图14所示那样由上绕线架53和下绕线架55各自的外周缘部夹持固定。

上绕线架53和下绕线架55均形成为凹凸沿着线圈轴向X反复那样的波板形状。上绕线架53和下绕线架55的波板形状部的周围四方的外周缘部在线圈轴向X的两端两个部位具有沿着彼此接近的方向弯折之后沿着水平方向延伸的凸缘53a、55a。如图17所示，在这些凸缘53a、55a从上下夹持着芯基座51的外周凸缘部51c的状态下，例如利用与图26所示的夹子同样的夹子67等固定件将线圈轴向交叉方向Y的两端附近的两个部位固定。

关于上绕线架53、下绕线架55的波板形状部的周围四方的外周缘部中的线圈轴向交叉方向Y的两端两个部位，沿着彼此接近的方向弯曲的弯曲端部53b、55b从上下夹持着芯基座51的外周凸缘部51c。如图17所示，芯基座51在周围四部位的角部设置有安装支脚部51d，利用安装支脚部51d固定于绝缘板65上。

另外，在上绕线架53、下绕线架55的线圈轴向交叉方向Y的弯曲端部53b、55b的顶端设有朝向芯基座51突出的卡合突起53f、55f。另一方面，在芯基座51的外周凸缘部51c设有供卡合突起53f、55f卡合的卡合孔51e。因而，在将上绕线架53和下绕线架55以将芯基座51夹在中间的方式重叠时，卡合突起53f、55f与卡合孔51e卡合而将上绕线架53以及下绕线架55与芯基座51彼此连结起来。此时，在弯曲端部53b、55b分别设有供卡合突起53f、55f的从卡合孔51e突出的顶端进入的避让凹部53g、55g。

上绕线架53和下绕线架55的波板形状中的凹部(或凸部)以不与线圈轴向交叉方向Y平行而相对于线圈轴向交叉方向Y具有微小角度地倾斜的状态设置。线圈线49在进入到该倾斜状态的凹部的状态下卷成螺旋状。芯基座51的线圈轴向交叉方向Y的两端部如图14所示那样从上绕线架53和下绕线架55向外侧突出，如图15、图16所示，在该突出来的端部形成有供线圈线49进入的缺口51f。此时，缺口51f与上绕线架53以及下绕线架55的波板形状的凹部相对应地形成。

在上绕线架53的与下绕线架55相对的内壁面上，设有在与芯基座51的突起51a相对应的位置朝向突起51a向下方突出的上绕线架肋53c。上绕线架肋53c与突起51a同样地沿着线圈轴向X延伸。如图18所示，针对与最大的间隙C相对应的突起51a，上绕线架肋53c与侧壁51a2、51a3和中央壁51a4分别对应地设有三个，上绕线架肋53c的下端均与上壁51a1的上表面抵接。

如图14所示，对于图18所示的上绕线架肋53c，沿着线圈轴向交叉方向Y相邻的上绕线架肋53c的下端与上壁51a1的上表面的位于突起51a的两个侧壁51a2、51a3相互间的部分抵接。在上绕线架肋53c的下端与突起51a的上表面抵接的状态下，上绕线架53的波板形状的向下方凸的部分未与突起51a的上表面和分割磁性体芯47a的上表面抵接而稍微分开。

如图15、图16所示，在下绕线架55的与上绕线架53相对的内壁面上，设有在与芯基座51的突起51a相对应的位置朝向突起51a向上方突出的下绕线架肋55c。下绕线架肋55c也与突起51a同样地沿着线圈轴向X延伸，针对与最大的间隙C相对应的突起51a，与三个上绕线架肋53c同样地设有三个。该三个下绕线架肋55c的上端分别与突起51a的侧壁51a2、51a3和中央壁51a4的下端抵接。

对于上述三个下绕线架肋55c，沿着线圈轴向交叉方向Y相邻的下绕线架肋55c形成为能够从下方与突起51a的两个侧壁51a2、51a3这两者抵接那样的宽度、或者与侧壁51a2、51a3分别对应地设有两个。在下绕线架肋55c与突起51a的下表面、底面51b的下表面抵接了的状态下，下绕线架55的波板形状的向上方凸的部分不与突起51a的下表面和底面51b的下表面抵接而稍微分开。

如图15所示，上绕线架53和下绕线架55除了具有上述的上绕线架肋53c和下绕线架肋55c之外，还具有上下方向长度比上绕线架肋53c和下绕线架肋55c的上下方向长度短的上肋53h和下肋55h。上肋53h的顶端位于比波板形状的凸的部分靠内侧(与分割磁性体芯47a分开的一侧)的位置，与分割磁性体芯47a、板状的突起51a分开。下肋55h的顶端位于比波板形状的凸的部分靠内侧(与分割磁性体芯47a分开的一侧)的位置，与芯基座51的底面51b的下表面分开。

如图17所示，卷绕于线圈绕线架57的线圈线49在芯基座51的线圈轴向交叉方向Y的一方的端部且在线圈轴向X的两端附近引出两末端49a。也如图20的(a)所示，在该两末端49a所引出的附近的芯基座51分别设有供线圈线49卡挂的一对卡定突起51g。从线圈绕线架57的下方引出来的线圈线49以在一对卡定突起51g中的一个的上部铺设之后向另一个的下部铺设的方式交错铺设而被保持。

如上述那样引出的线圈线49的末端49a与设置于树脂罩61内的底板59上的未图示的电容器连接，与设于图13所示的树脂罩61的一侧部的连接器69连接。如图14、图15所示，树脂罩61具有以覆盖线圈绕线架57的方式形成的罩部61a和位于罩部61a的周围四方的安装凸缘61b。将安装凸缘61b载置于底板59的外周缘的上表面，利用螺栓71等紧固件紧固，从而将树脂罩61固定于底板59。

罩部61a具有：位于与线圈绕线架57相对应的位置且呈大致平板状的平板部61a1；弯曲部61a2，其与平板部61a1的外缘部连续，以朝向安装凸缘61b弯曲的方式弯折而与安装凸缘61b连续。并且，在罩部61a的与底板59相对的内壁面设有朝向底板59突出的罩肋61c。

罩肋61c具有：位于平板部61a1且下端与上绕线架53抵接的绕线架抵接肋61c1；位于弯曲部61a2且下端与底板59抵接的底板抵接肋61c2。而且，罩肋61c主要具有位于平板部61a1且下端与上绕线架53分开的绕线架分开肋61c3。绕线架抵接肋61c1和底板抵接肋61c2沿着线圈轴向X延伸，绕线架分开肋61c3在绕线架抵接肋61c1相互间沿着线圈轴向交叉方向Y延伸。在线圈轴向X的端部形成的底板抵接肋61c2沿着线圈轴向交叉方向Y延伸。

绕线架抵接肋61c1在与上绕线架53的上绕线架肋53c相对应的位置和、上绕线架53的弯曲端部53b的附近位置设有一个或两个。针对其中的与最大的间隙C相对应地设置的三个上绕线架肋53c，与两侧两个上绕线架肋53c相对应地设有两个绕线架抵接肋61c1。另外，针对与和最大的间隙C相邻的间隙C相对应地设置的一个上绕线架肋53c，设有一个绕线架抵接肋61c1。而且，在上绕线架53的弯曲端部53b的附近位置设有一个绕线架抵接肋61c1。

位于与上绕线架肋53c相对应的位置的绕线架抵接肋61c1与上绕线架肋53c、芯基座51的突起51a、下绕线架肋55c相对应。因此，这些绕线架抵接肋61c1、上绕线架肋53c、突起51a、下绕线架肋55c以位于与间隙C相对应的位置且形成沿着上下方向延伸的柱的方式配置于上下方向的相同位置。

接着，设想车辆等开上图13所示的设置于地上的状态的线圈单元CU1而对线圈单元CU1施加了载荷的情况。在该情况下，树脂罩61所受到的载荷首先向多个罩肋61c传递。向多个罩肋61c中的位于弯曲部61a2的底板抵接肋61c2传递的载荷直接向底板59传递而确保耐载荷性。

另一方面，向多个罩肋61c中的位于平板部61a1的绕线架抵接肋61c1传递的载荷向线圈绕线架57传递。向其中的位于与上绕线架肋53c相对应的位置的绕线架抵接肋61c1传递的载荷如图18、图19清楚地可知那样按照上绕线架肋53c、芯基座51的突起51a、下绕线架55的下绕线架肋55c、底板59的顺序传递。在该情况下，在树脂罩61的平板部61a1与底板59之间由绕线架抵接肋61c1、上绕线架肋53c、突起51a和下绕线架肋55c形成沿着上下方向延伸的柱，因此，可确保耐载荷性。

另外，对于向多个罩肋61c中的位于线圈轴向交叉方向Y的两端部的绕线架抵接肋61c1传递的载荷，以上绕线架53和下绕线架55彼此相对的方式弯折的弯曲端部53b、55b朝向下方传递载荷，从而可确保耐载荷性。

而且，对于向位于平板部61a1的多个绕线架抵接肋61c1传递的载荷，由于上绕线架53和下绕线架55成为波板形状，因此可凭上绕线架53和下绕线架55自身确保耐载荷性。而且，上绕线架53、下绕线架55和芯基座51由玻璃纤维强化塑料(GFRP)构成，因此，可更进一步确保耐载荷性。

此时，将玻璃纤维强化塑料的纤维的取向方向设为线圈轴向X和线圈轴向交叉方向Y。玻璃纤维强化塑料在纤维的取向方向上发挥更高的强度。在本实施方式中，通过将纤维的取向方向设为线圈轴向交叉方向Y，如图19所示，在芯基座51的突起51a，纤维的取向方向朝向上下方向，针对树脂罩61所受到的载荷，耐载荷性提高。

另外，通过将纤维的取向方向设为线圈轴向X，在上绕线架53和下绕线架55中，如图18所示，在波板形状中的表背两侧的凸部相连的部分，纤维沿着其相连的方向取向。在该情况下，树脂罩61所受到的载荷沿着表背两侧的凸部相互施加，因此，针对树脂罩61所受到的载荷，耐载荷性提高。而且，线圈线49在进入到波板形状的凹部的状态下卷绕，因此，难以错位，并且，也具有对线圈线49进行保护的功能，难以受到损伤。

另外，针对线圈轴向X上的线圈绕线架57的弯折变形，能够利用由均沿着线圈轴向X延伸的上绕线架肋53c、突起51a和下绕线架肋55c形成的柱对抗。另一方面，针对线圈轴向交叉方向Y上的线圈绕线架57的弯折变形，能够利用上绕线架53和下绕线架55的波板形状对抗。

如以上那样在本实施方式中，通过在磁性体芯47设置有沿着线圈轴向X延伸的间隙C，能够确保自电感L和耦合系数k，且能够确保轻量化、以及磁性体芯47的外径尺寸而达成送电侧线圈11与受电侧线圈13之间的对位的容易性。此时，能够利用设于间隙C的成为加强部的突起51a、绕线架抵接肋61c1、上绕线架肋53c、下绕线架肋55c确保送电侧线圈单元CU1的强度、刚性。

图20的(a)是表示图16的芯基座51的整体的立体图，图20的(b)是表示在图20的(a)的芯基座51配置有分割磁性体芯47a的状态的立体图。这些图是与间隙C的间隔越在线圈轴向交叉方向Y的外侧越小的例子相对应。相对于此，图21的(a)、(b)示出了间隙C的间隔全部相等的例子。在图21的(a)、(b)中，芯基座51的多个突起51a的宽度全部相等。

图22表示了在车辆5的底面5a安装有受电侧线圈单元CU2的状态。如图23所示，受电侧线圈单元CU2在车辆5的底面5a安装有与图13的送电侧线圈单元CU1的底板59相对应的底板73。在底板73的下表面隔着绝缘板77安装线圈绕线架75，还以覆盖线圈绕线架75的方式将树脂罩79紧固固定于底板73。

在图24、图25中示出线圈绕线架75的一部分。图24示出了与车辆5的底面5a相对的面。图25将同与图24相反的一侧的地面相对的面与绝缘板77一起进行图示。线圈绕线架75与图14的线圈绕线架57同样地在内部收容有磁性体芯47，在外部卷绕有线圈线49。

线圈绕线架75具有位于车辆5侧的上绕线架81和位于地面侧的下绕线架83。这些上绕线架81和下绕线架83与图14的上绕线架53和下绕线架55同样地设为凹凸沿着线圈轴向X反复那样的波板形状。并且，在线圈线49进入该波板形状的外表面的凹部的状态下卷绕线圈线49。

如图24、图25所示，上绕线架81与图17的芯基座51同样地在周围四部位的角部设置有用于隔着绝缘板77安装于底板73的安装支脚部81a。而且，上绕线架81与图17的芯基座51同样地分别具有供线圈轴向交叉方向Y的两端部的线圈线49进入的缺口81b和卡挂线圈线49的一对卡定突起81c。如图24所示，这些缺口81b和卡定突起81c形成为线圈轴向交叉方向Y的两端部向下方弯折而水平地延伸的凸缘81d。

上绕线架81的凸缘81d与以下绕线架83的线圈轴向交叉方向Y的两端部朝向上绕线架81弯曲的方式弯折的弯曲端部83a抵接。在该抵接状态下，在线圈轴向X的两端部，利用与图17中的夹子同样的夹子67固定上绕线架81和下绕线架83。

磁性体芯47的与图14同样的分割磁性体芯47a隔着间隙C沿着线圈轴向交叉方向Y在上绕线架81与下绕线架83之间配置有多个。间隙C的间隔与图14同样地越在线圈轴向交叉方向Y的外侧越窄。并且，在该间隙C中插入配置有从上绕线架81朝向下绕线架83突出的上绕线架突起81e。在中央两个部位的最大的间隙C中，也插入配置有从下绕线架83朝向上绕线架81突出的下绕线架突起83b。这些上绕线架突起81e和下绕线架突起83b沿着线圈轴向X延伸。

如图26放大表示，上绕线架突起81e具有与分割磁性体芯47a的侧面相对的两侧壁81e1和将两侧壁81e1的顶端相连的底壁81e2。下绕线架突起83b也同样地具有与分割磁性体芯47a的侧面相对的两侧壁83b1和将两侧壁83b1的顶端相连的底壁83b2。

插入到中央两个部位的最大的间隙C的上绕线架突起81e和下绕线架突起83b的底壁81e2、83b2彼此抵接。也就是说，上绕线架突起81e的下端与下绕线架突起83b的上端彼此抵接。并且，在该抵接了的状态下，如图26所示，利用夹子67固定而设为固定部。将圆筒形状的凹夹子67a插入被设于底壁81e2、83b2的贯通孔，将凸夹子67b插入凹夹子67a，从而凹夹子67a的外径扩大，夹子67卡定于贯通孔。

插入下绕线架突起83b没有插入的间隙C的上绕线架突起81e的图24中的底壁81e2的下表面与下绕线架83的上表面抵接。另外，在上绕线架81的上绕线架突起81e相互间形成有与图14的上肋53h同样的上肋81f。上肋81f位于与磁性体芯47相对应的位置，但与磁性体芯47分开。

图22～图25所示的安装于车辆5侧的受电侧线圈单元CU2在形成于分割磁性体芯47a相互间的间隙C插入配置有作为加强部的上绕线架突起81e、下绕线架突起83b。因此，针对车辆行驶时等的振动，可利用上绕线架突起81e、下绕线架突起83b确保刚性。

在上述的受电侧线圈单元CU2中，也在磁性体芯47设有沿着线圈轴向X延伸的间隙C。因此，能够确保自电感L和耦合系数k，且能够确保轻量化、以及磁性体芯47的外径尺寸而达成送电侧线圈11与受电侧线圈13之间的对位的容易性。此时，由于设于间隙C的作为加强部的上绕线架突起81e和下绕线架突起83b，线圈绕线架75中的上绕线架81与下绕线架83之间的上下方向的耐载荷特性得以提高。

而且，上绕线架81和下绕线架83成为波板形状，因此，可凭上绕线架81和下绕线架83自身确保耐载荷性。而且，上绕线架81和下绕线架83由玻璃纤维强化塑料(GFRP)构成，因此，可获得更进一步确保耐载荷性等与图14的线圈绕线架57同样的效果。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只不过是为了容易理解本发明而记载的简单的例示，本发明并不限定于该实施方式。本发明的保护范围并不限于由上述实施方式公开的具体的技术特征，也包括从此容易导出的各种变形、变更、代替技术等。

例如，也可以是，将图13所示的送电侧线圈单元CU1安装于车辆5的底面5a，用作受电侧线圈单元。

产业上的可利用性

本发明可适用于以非接触方式进行电力的授受的非接触供电用线圈。

附图标记说明

X、线圈轴向；Y、线圈轴向交叉方向；C、分割磁性体相互间的间隙；11、送电侧线圈；13、受电侧线圈；47、磁性体芯(磁性体)；47a、分割磁性体芯(分割磁性体)；49、线圈线(导电线)。

Claims (8)

1.一种非接触供电用线圈，其特征在于，

以非接触方式进行电力的授受的送电侧线圈和受电侧线圈中的至少一者具有卷绕成环状的导电线和配置于所述环状的导电线中的磁性体，

所述磁性体沿着与将所述导电线卷绕于该磁性体而成的线圈的线圈轴向交叉的线圈轴向交叉方向被分割成多个，在该分割出的多个分割磁性体相互间设有沿着所述线圈轴向延伸的间隙。

2.根据权利要求1所述的非接触供电用线圈，其特征在于，

所述间隙与所述线圈轴向平行。

3.根据权利要求1或2所述的非接触供电用线圈，其特征在于，

所述间隙沿着所述线圈轴向交叉方向设有多个，对于该多个间隙，所述线圈轴向交叉方向的外侧的间隙比所述线圈轴向交叉方向的中央的间隙小。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的非接触供电用线圈，其特征在于，

对于所述多个分割磁性体，所述线圈轴向交叉方向的外侧的分割磁性体的线圈轴向的投影面积比所述线圈轴向交叉方向的中央的分割磁性体的线圈轴向的投影面积大。

5.根据权利要求4所述的非接触供电用线圈，其特征在于，

对于所述多个分割磁性体，所述线圈轴向交叉方向的外侧的分割磁性体的线圈轴向交叉方向的宽度比所述线圈轴向交叉方向的中央的分割磁性体的线圈轴向交叉方向的宽度宽。

6.根据权利要求4或5所述的非接触供电用线圈，其特征在于，

对于所述多个分割磁性体，在所述线圈轴向交叉方向的外侧的分割磁性体的与所述线圈轴向和线圈轴向交叉方向分别正交的方向的厚度比所述线圈轴向交叉方向的中央的分割磁性体的与所述线圈轴向和线圈轴向交叉方向分别正交的方向的厚度厚。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的非接触供电用线圈，其特征在于，

对于所述多个分割磁性体，所述线圈轴向交叉方向的外侧的分割磁性体的体积比所述线圈轴向交叉方向的中央的分割磁性体的体积大。

8.根据权利要求1或2所述的非接触供电用线圈，其特征在于，

所述多个分割磁性体的形状彼此相同。