JP2010073976A - ワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造 - Google Patents

ワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造 Download PDF

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Abstract

【課題】給電装置１１及び受電装置１２を小型、軽量化することが可能なワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造を提供する。
【解決手段】通信コイル２４を、第１の層５１ａと第２の層５１ｂの２層構造をなすプリント基板５１で構成する。また、プリント基板５１は、例えば比誘電率が４．０、誘電正接が０．０００１程度の性質を有する材質を用いる。第１の層５１ａには、円形ループ形状の銅箔パターンにより形成された給電コイルＬ１を設け、第２の層５１ｂには、給電コイルＬ１と同心円状の銅箔パターンからなる渦巻き形状の共鳴コイルＸ１を設ける。このような構成とすることにより、従来の通信コイルに比べて小型、軽量化を図ることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、共鳴現象を利用して給電回路から受電回路に、ワイヤレスで電力を送信するワイヤレス電力伝送装置に係り、特に、電力の送受信に用いる通信コイルの構造に関する。
例えば、プラグ接続を必要とせずワイヤレスで電気自動車のバッテリに電力を充電する電力充電システムとして、特開２００６−７４８６８号公報（特許文献１）に記載されているものが知られている。該特許文献１に記載された充電システムでは、電磁誘導による非接触の充電方式を採用して、バッテリ充電用の電力を電気自動車に供給してバッテリを充電することができるので、プラグ接続等の操作を必要とせずに簡易にバッテリへの充電を行うことができる。
また、電磁誘導方式以外の非接触充電方式として、共鳴現象を利用したものが知られている。この共鳴現象を利用した充電方式では、給電装置に電力送信用の通信コイルを設け、受電装置に電力受信用の通信コイルを設ける。そして、バッテリ充電時には、２つの通信コイルを対向させた状態で、電力送信用の通信コイルに交流電力を供給すことにより、電力送信用の通信コイルと電力受信用の通信コイルとの間に共鳴が発生し、電力が電力受信用の通信コイルに伝達される。
このような共鳴現象を利用した充電方式に用いられる各通信コイルは、給電コイル（または受電コイル）及び共鳴コイルの２つのコイルを備えており、これらのコイルが同心状に近接して配置される。また、給電コイル（または受電コイル）は、通常１ターンのコイルであり、共鳴コイルは５〜６ターン程度の螺旋形状をなし、例えば、図１０に示すコイルＬ１１に示すように、直径６０cm程度の円形状をなす空芯コイルである。従って、通信コイルが大型化するという欠点がある。
特開２００６−７４８６８号公報
上述したように、従来におけるワイヤレス電力伝送装置では、給電装置及び受電装置にそれぞれ通信コイルを設けるために大きなスペースを必要とし、何とか小型化したいという要望が高まっていた。
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、給電装置及び受電装置を小型、軽量化することが可能なワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造を提供することにある。
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、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。
請求項２に記載の発明は、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、前記第１の層とは異なる複数の層にそれぞれ設けられた１ループをなす導電パターン、及び互いに隣接する層に設けられた導電パターンを端部どうしで接続する層間接続ホールからなる共鳴コイルと、を備えることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記導電パターンは、銅箔パターンに銀メッキを施して形成されることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３において、前記プリント基板は、前記導電パターンの中央部が切り欠かれ、且つ、導電パターンの外周部が該導電パターンの形状に沿って切り欠かれた形状を有することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記中央部の切り欠かれた部分に、磁性体を設けたことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５において、前記第１の層の、前記第２の層とは反対側となる層を、反磁性体の材質で構成されるアース層としたことを特徴とする。
請求項１の発明では、一次コイル（給電コイル、受電コイル）及び共鳴コイルが、比誘電率が１よりも大きい材質のプリント基板上に銅箔パターンとして形成されるので、通信コイル全体を小型、軽量化することができる。また、プリント基板の層の厚さを適宜変更することにより、一次コイルと共鳴コイルとの間隔が最適になるように調整することができる。
請求項２の発明では、一次コイル（給電コイル、受電コイル）が、比誘電率が１よりも大きいプリント基板上に銅箔パターンとして形成される。また、共鳴コイルは、プリント基板の複数の層に形成されたループ状の銅箔パターンをそれぞれ層間接続ホールを用いて接続した螺旋状とされるので、通信コイル全体を小型、軽量化することができる。また、プリント基板の層の厚さを適宜変更することにより、一次コイルと共鳴コイルとの間隔が最適になるように調整することができる。
請求項３の発明では、一次コイル、及び共鳴コイルを構成する銅箔パターンの表面に銀メッキが施されるので、コイル表面の導電率を高めることができ、高周波電力を送信する際の電力損失を低減することができる。
請求項４の発明では、プリント基板の周囲を一次コイル及び共鳴コイルの導電パターンの周囲形状に沿って切り欠かれ、更に、中央が切り欠かれるのでプリント基板の材料を削減することができ、通信コイル全体の小型、軽量化を図ることができる。
請求項５の発明では、中央の切欠部にフェライト等の磁性体が挿入されるので、一次コイル及び共鳴コイルを通過する磁束を増大させることができ、電力の伝送効率を向上させることができる。
請求項６の発明では、第１の層の、第２の層とは反対側となる層を、アルミニウム等の反磁性体の材質で構成されるアース層としたので、片面側に生じる放射電界を抑制することができ、電力の伝送効率を向上させることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の構成を示す説明図である。同図に示すように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１０は、電気自動車５に設けられる受電装置１２と、該受電装置１２に交流電力を供給する給電装置１１を備えており、給電装置１１より出力される交流電力を非接触（ワイヤレス）で受電装置１２に送信する。給電装置１１は、電力送信用の通信コイル２４を備えており、該通信コイル２４に交流電力が供給されると、この交流電力は、受電装置１２に設けられている電力受信用の通信コイル３１に伝達される。
電気自動車５に設けられる受電装置１２は、充電時に電気自動車５を給電装置１１の所定位置に置いたときに、電力送信用の通信コイル２４と接近する電力受信用の通信コイル３１と、結合分配器３２と、整流器３３を備えている。更に、直流電力を充電するバッテリ３５と、該バッテリ３５の電圧を降圧してサブバッテリ４１に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、バッテリ３５の出力電力を交流電力に変換するインバータ４３と、該インバータ４３より出力される交流電力により駆動するモータ４４を備えている。
図２は、本発明の実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１０のブロック図であり、給電装置１１、及び電気自動車５に搭載される受電装置１２を備えている。
給電装置１１は、電力伝送用のキャリア信号を出力するキャリア発振器２１と、該キャリア発振器２１より出力されるキャリア信号に、例えばＡＳＫ変調等の変調方式で制御信号を重畳するＡＳＫ変調器２２と、ＡＳＫ変調器２２で変調された交流電力を増幅する電力増幅器２３、及び電力増幅器２３で増幅された交流電力を出力する通信コイル２４を備えている。通信コイル２４は、後述するように給電コイル（一次コイル）Ｌ１と共鳴コイルＸ１から構成されている。
キャリア発振器２１は、電力伝送用の交流信号として例えば周波数１〜１００［ＭＨｚ］の交流電力を出力する。
ＡＳＫ変調器２２は、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）方式により、キャリア信号である交流電力を変調する。なお、本実施形態では、変調方式としてＡＳＫ方式を用いる例について説明するが、ＡＭ（Amplitude Modulation）、ＦＭ（Frequency Modulation）、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＯＦＤＭ（Orthogonal frequency division multiplex）、ＳＳ（スペクトラム拡散）等の各変調方式を適用することも可能である。
電力増幅器２３は、ＡＳＫ変調器２２より出力される交流電力を増幅する。そして、増幅した交流電力を通信コイル２４に出力する。通信コイル２４は、受電装置１２に設けられる通信コイル３１と連携し、共鳴型電力伝送方式によりワイヤレスで交流電力を通信コイル３１に伝送する。共鳴型電力伝送方式については後述する。
また、受電装置１２は、電力送信用の通信コイル２４より送信される交流電力を受信する電力受信用の通信コイル３１と、この通信コイル３１で受信された交流電力を、大電力の交流電力、及び小電力の交流電力に分離する結合分配器３２と、結合分配器３２より出力される大電力の交流電力を整流して、直流電圧を生成する整流器３３と、該整流器３３より出力される電力で駆動し、結合分配器３２より出力される小電力の交流電力を復調して制御信号を取り出すＡＳＫ復調器３４を備える。また、車両駆動用のモータ４４（図１参照）に電力を供給するバッテリ３５を備え、該バッテリ３５は、整流器３３より出力される直流電力により充電される。
通信コイル３１は、後述するように受電コイル（一次コイル）Ｌ２と共鳴コイルＸ２から構成されている。
次に、共鳴型電力伝送方式について説明する。図３は、共鳴型電力伝送方式の原理を示す説明図である。図示のように、給電装置１１には、給電コイルＬ１、及び該給電コイルＬ１と同心円状に且つ近接して配置された共鳴コイルＸ１が設けられている。なお、給電コイルＬ１と共鳴コイルＸ１により図１，図２に示す通信コイル２４が構成される。また、受電装置１２には、受電コイルＬ２、及び該受電コイルＬ２と同心円状に且つ近接して配置された共鳴コイルＸ２が設けられている。なお、受電コイルＬ２と共鳴コイルＸ２により図１，図２に示す通信コイル３１が構成される。
そして、給電コイルＬ１に１次電流を流すと、電磁誘導により共鳴コイルＸ１に誘導電流が流れ、更に、該共鳴コイルＸ１のインダクタンスＬｓ、及び浮遊容量Ｃｓにより、該共鳴コイルＸ１が共鳴周波数ωｓ（＝１／√Ｌｓ・Ｃｓ）で共鳴する。すると、この共鳴コイルＸ１に近接して設けられた、受電装置１２側の共鳴コイルＸ２が共鳴周波数ωｓで共鳴し、共鳴コイルＸ２に２次電流が流れる。更に、電磁誘導により共鳴コイルＸ２に近接した受電コイルＬ２に２次電流が流れる。
上記の動作により、給電装置１１から受電装置１２に、ワイヤレスで電力を送信することができることとなる。
次に、図１，図２に示した本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の動作について説明する。図１に示すように、電気自動車５が給電装置１１の所定位置に置かれ、給電装置１１に設けられる通信コイル２４と、電気自動車５の受電装置１２に設けられる通信コイル３１が対向する位置となると、バッテリ３５への充電を行うことができる。
充電が開始されると、図２に示すキャリア発振器２１より、周波数１〜１００［ＭＨｚ］程度の交流電力が出力される。この交流電力はＡＳＫ変調器２２に供給されて、ＡＳＫ変調方式により、給電装置１１から受電装置１２へ送信する制御信号が交流電力に重畳される。即ち、交流電力がキャリア信号として用いられる。
そして、ＡＳＫ変調器２２より出力される交流電力は、電力増幅器２３にて増幅される。増幅された交流電力は、通信コイル２４，３１を介して、前述した共鳴型電力伝送の原理により、受電装置１２に伝送されることになる。
受電装置１２に伝送された交流電力は、結合分配器３２に供給される。該結合分配器３２は、入力された交流電力を大電力の交流電力と小電力の交流電力に分離し、このうち大電力の交流電力を整流器３３に出力する。他方、小電力の交流電力をＡＳＫ復調器３４に出力する。
そして、整流器３３では、大電力の交流電力を整流して所定電圧の直流電力に変換し、この電力をバッテリ３５に供給して、該バッテリ３５を充電する。これにより、バッテリ３５を充電することができる。更に、整流器３３より出力される直流電力は、ＡＳＫ復調器３４を駆動するための電力として該ＡＳＫ復調器３４に供給される。
また、ＡＳＫ復調器３４では、小電力の交流電力をＡＳＫ復調して、小電力の交流電力に重畳している制御信号を取り出す。こうして、給電装置１１より送信された制御信号を、受電装置１２で受信することができる。
次に、本発明に係るワイヤレス電力伝送装置１０に用いられる通信コイル２４，３１の構成について説明する。
図４は、本発明の第１実施形態に係る通信コイル２４（３１）の構成を示す斜視図、図５は、同平面図である。なお、給電装置１１に設けられる電力送信用の通信コイル２４と、受電装置１２に設けられる電力受電用の通信コイル３１は同一の構成を有するので、以下電力送信用の通信コイル２４の構成について説明する。
図４に示すように、第１実施形態に係る通信コイル２４は、第１の層５１ａと第２の層５１ｂの２層構造をなすプリント基板５１で構成されている。該プリント基板５１は、例えば比誘電率（εｒ）が４．０、誘電正接（tanδ）が０．０００１程度の性質を有する材質を用いる。なお、プリント基板５１を構成する材料の比誘電率は、「１」よりも大きいものを用いることができる。
第１の層５１ａには、円形ループ形状の銅箔パターン（導電パターン）により形成された給電コイルＬ１が設けられている。該給電コイルＬ１の両端は、プリント基板５１の端部まで引き延ばされ、電力供給用の端子Ｔ１，Ｔ２とされている。各端子Ｔ１，Ｔ２には、図２に示した電力増幅器２３より交流電力が供給される。
また、第２の層５１ｂには、給電コイルＬ１と同心円状の銅箔パターンからなる渦巻き形状の共鳴コイルＸ１が形成されている。渦巻き形状をなす共鳴コイルＸ２は、例えば、５．５ターンの銅箔パターンからなり、その２つの端部は遮断されている。
そして、端子Ｔ１，Ｔ２に交流電力が供給されると、電磁誘導現象により給電コイルＬ１から共鳴コイルＸ１に電力が伝達され、該共鳴コイルＸ１が共鳴することになる。この際、プリント基板５１の各層の厚さ“ｔ”を適宜設定することにより、給電コイルＬ１と共鳴コイルＸ１との間の間隔を調整できるので、電力の伝送効率が最も高い間隔に設定することができる。例えば、ｔ＝０．１［ｍｍ］である場合には、プリント基板５１を多層化する枚数を調整することにより、間隔を調整できる。
このような構成を備える通信コイル２４は、図１０に示した空芯コイルＬ１１と対比してコイル径を小さくすることができる。具体的には、プリント基板５１を構成する材料の比誘電率が「４」の場合には、通信コイル２４（給電コイルＬ１、共鳴コイルＸ１）の直径を約１／２にすることができる。つまり、通信コイル２４の小型・軽量化を図ることができる。なお、受電装置１２に設けられる電力受電用の通信コイル３１も同様の構成であり、受電コイルＬ２、共鳴コイルＸ２が、それぞれ、給電コイルＬ１、共鳴コイルＸ１に対応する。
また、図４，図５に記載した通信コイル２４において、給電コイルＬ１、及び共鳴コイルＸ１を形成する銅箔パターンの表面に、銅よりも導電率の高い銀メッキを施す構成とすれば、高周波電力を送信する際の電力損失を低減することができる。
更に、図４，図５に記載した通信コイル２４において、第１の層５１ａの上面に被覆膜、或いは他の層を形成することにより、給電コイルＬ１を保護する構成とすることもできる。
次に、第２実施形態に係る通信コイルについて説明する。図６は、第２実施形態に係る通信コイル２４の平面図である。図６に示すように、第２実施形態に係る通信コイル２４は、図４，図５に示した通信コイル２４と対比して、給電コイルＬ１、及び共鳴コイルＸ１の周囲部及び中央部のプリント基板５２が切り欠かれた形状を成している。つまり、周囲が円形状で中央に切欠部Ｐ１を有する円形状のプリント基板５２を用いている。それ以外の構成は、前述した第１実施形態と同様である。
そして、このような構成とすることによりプリント基板５２の面積を削減することができ、ひいては通信コイル２４の小型・軽量化を図ることができる。
また、第２実施形態に係る通信コイル２４についても前述した第１実施形態と同様に、給電コイルＬ１、及び共鳴コイルＸ１を形成する銅箔パターンの表面に、銅よりも導電率の高い銀メッキを施す構成とすれば、高周波電力を送信する際の電力損失を低減することができる。更に、給電コイルＬ１の上面に被覆膜、或いは他の層を形成することにより、該給電コイルＬ１を保護する構成とすることもできる。
次に、第３実施形態に係る通信コイルについて説明する。図７は、第３実施形態に係る通信コイルの斜視図である。図７に示すように、第３実施形態に係る通信コイル２４-1は、プリント基板５３の第１の層５３ａに矩形状の銅箔パターンからなる給電コイルＬ１-1が形成され、第２の層５３ｂに給電コイルＬ１-1と同心で矩形渦巻き形状の銅箔パターンからなる共鳴コイルＸ１-1が形成されている。それ以外の構成は、図４，図５に示した通信コイル２４と同様である。
このような構成とすることにより、矩形状のプリント基板５３全体を有効に利用することができ、プリント基板５３の使用効率を向上させることができる。また、前述した第２実施形態で示したように、給電コイルＬ１-1の中央部となるプリント基板５３を切り欠く構成として、プリント基板５３の面積を削減することも可能である。
また、第３実施形態に係る通信コイル２４-1についても前述した第１実施形態と同様に、給電コイルＬ１-1、及び共鳴コイルＸ１-1を形成する銅箔パターンの表面に、銅よりも導電率の高い銀メッキを施す構成とすれば、高周波電力を送信する際の電力損失を低減することができる。更に、給電コイルＬ１-1の上面に被覆膜、或いは他の層を形成することにより、該給電コイルＬ１-1を保護する構成とすることもできる。
また、第３実施形態では、コイル形状を四角形とする例について説明したが、四角形以外の多角形とすることも可能である。
次に、第４実施形態に係る通信コイルについて説明する。図８は、第４実施形態に係る通信コイル２４-2の構成を示す斜視図である。この通信コイル２４-2は、多層構造をなすプリント基板５５の、最も上側となる層に、ループ形状をなす銅箔パターンで構成された給電コイルＬ１-2が形成されている。
また、給電コイルＬ１-2とは異なる複数の層にそれぞれ、１ターンのループ形状をなす銅箔パターンが形成され、各銅箔パターンの端部どうしが層間を接続するビアホールを介して電気的に接続されている。即ち、図９に示すように、互いに隣接する層に形成された銅箔パターンどうしが、ビアホールｑ１，ｑ２（層間接続ホール）により電気的に接続され、全体として螺旋状の共鳴コイルＸ１-2が形成されている。また、プリント基板５５を構成する材質は、第１実施形態と同様に、比誘電率が４．０、誘電正接が０．０００１程度のものを用いる。
そして、このような構成とした通信コイル２４-2を用いることにより、前述した第１実施形態と同様に、通信コイル２４-2全体を小型・軽量化することができることになる。具体的には、プリント基板５５の比誘電率を「４」としたことにより、通信コイル２４-2（給電コイルＬ１-2、共鳴コイルＸ１-2）の直径を約１／２にすることができる。即ち、通信コイル２４-2の小型・軽量化を図ることができる。なお、受電装置１２に設けられる電力受電用の通信コイル３１も同様の構成であり、受電コイルＬ２、共鳴コイルＸ２が、それぞれ、給電コイルＬ１-2、共鳴コイルＸ１-2に対応する。
また、図８に記載した通信コイル２４-2において、給電コイルＬ１-2、及び共鳴コイルＸ１-2を形成する銅箔パターンの表面に、銅よりも導電率の高い銀メッキを施す構成とすれば、高周波電力を送信する際の電力損失を低減することができる。更に、図８に記載した通信コイル２４-2において、給電コイルＬ１-2の上面に被覆膜、或いは他の層を形成することにより、給電コイルＬ１-2を保護する構成とすることもできる。
次に、第５実施形態に係る通信コイルについて説明する。図１１は、第５実施形態に係る通信コイル２４の構成を示す断面図である。図１１に示すように、給電コイルＬ１を形成する給電コイルパターン層６２の下側の層に、共鳴コイルＸ１を形成する共鳴コイルパターン層６３が形成されている。そして、第５実施形態では、更に、給電コイルパターン層６２の上側の層（即ち、共鳴コイルパターン層６３とは反対側となる層）の全体に、例えばアルミニウム箔パターン等の、反磁性体の材質で構成されるベタアース層（アース層）６１を形成する。このような構成とすることにより、片面側（受電側の通信コイル３１と対向する面と反対の面側）に生じる放射電界を抑制することができ、より効率良く電力を給電コイルＬ１から共鳴コイルＸ１に電力を伝送することができる。
次に、第６実施形態に係る通信コイルについて説明する。図１２は、第６実施形態に係る通信コイル２４の構成を示す平面図、図１３は、同断面図である。図１２に示すように、第６実施形態に係る通信コイル２４-3は、図６に示した通信コイル２４と同様に、プリント基板７１の中央に円形状の切欠部を形成し、更に、この切欠部にフェライト等の磁性体７３が挿入されている。
また、図１３に示すように、プリント基板７１は、給電コイルＬ１-3の銅箔パターンが形成される第１の層７１ａと、共鳴コイルＸ１-3の銅箔パターンが形成される第２の層７１ｂ、及び給電コイルＬ１-3保護するための保護層７１ｃを備えた多層構造とされている。そして、中央の切欠部に磁性体７３が挿入されている。
このような構成とすることにより、給電コイルＬ１-3及び共鳴コイルＸ１-3を通過する磁束Ｂ１を増大させることができ、磁気的な結合を強めることができるので、給電コイルＬ１-3に供給された電流を効率良く共鳴コイルＸ１-3に伝送することができる。
なお、プリント基板の中央の切欠部に磁性体を挿入する構成は、第４実施形態で示した図８の構成を有する通信コイルについても適用することができる。
以上、本発明のワイヤレス電力伝送装置の通信コイルを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
給電装置より出力される電力をワイヤレスで受電装置に送信する際に用いられる通信コイルを小型・軽量化する上で極めて有用である。
本発明の実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の、電気自動車及び給電装置を示す説明図である。 本発明の実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の、給電装置と受電装置の電気的な構成を示すブロック図である。 共鳴型電力伝送方式の原理を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る通信コイルの構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る通信コイルの構成を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る通信コイルの構成を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る通信コイルの構成を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る通信コイルの構成を示す斜視図である。 図８に示した通信コイルの、各層に形成されたパターンどうしを接続する状態を示す説明図である。 従来における共鳴コイルの構造を示す斜視図である。 本発明の第５実施形態に係る通信コイルの構成を示す断面図である。 本発明の第６実施形態に係る通信コイルの構成を示す平面図である。 図１２に示した通信コイルの断面図である。
符号の説明
５ 電気自動車
１０ ワイヤレス電力送信装置
１１ 給電装置
１２ 受電装置
２１ キャリア発振器
２２ ＡＳＫ変調器
２３ 電力増幅器
２４ 通信コイル
３１ 通信コイル
３２ 結合分配器
３３ 整流器
３４ ＡＳＫ復調器
３５ バッテリ
４１ サブバッテリ
４２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４３ インバータ
４４ モータ
５１，５２，５３，５５，７１ プリント基板
５１ａ，５３ａ，７１ａ 第１の層
５１ｂ，５３ｂ，７１ｂ 第２の層
６１ ベタアース層
６２ 給電コイルパターン層
６３ 共鳴コイルパターン層
７１ｃ 保護層
７３ 磁性体
Ｌ１ 給電コイル（一次コイル）
Ｌ２ 受電コイル（一次コイル）
Ｘ１，Ｘ２ 共鳴コイル
Ｐ１ 切欠部
Ｔ１，Ｔ２ 端子
ｑ１，ｑ２ ビアホール（層間接続ホール）

Claims (6)

  1. 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。
  2. 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、前記第１の層とは異なる複数の層にそれぞれ設けられた１ループをなす導電パターン、及び互いに隣接する層に設けられた導電パターンを端部どうしで接続する層間接続ホールからなる共鳴コイルと、
    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。
  3. 前記導電パターンは、銅箔パターンに銀メッキを施して形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造。
  4. 前記プリント基板は、前記導電パターンの中央部が切り欠かれ、且つ、導電パターンの外周部が該導電パターンの形状に沿って切り欠かれた形状を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造。
  5. 前記中央部の切り欠かれた部分に、磁性体を設けたことを特徴とする請求項４に記載のワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造。
  6. 前記第１の層の、前記第２の層とは反対側となる層を、反磁性体の材質で構成されるアース層としたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造。
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