JP2014011332A - Non-contact power transmission coil unit, power receiving apparatus, vehicle, and power transmitting apparatus - Google Patents

Non-contact power transmission coil unit, power receiving apparatus, vehicle, and power transmitting apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contact power transmission coil unit capable of improving a coupling coefficient in power transmission, power receiving apparatus, vehicle, and power transmitting apparatus including the coil unit.SOLUTION: A non-contact power transmission coil comprises: a first coil part 41 which surrounds a first winding axial line O1 and is formed by winding a coil wire so as to displace in an extending direction of the first winding axial line O1; and connected coil parts 42, 43 which are connected to the first coil part 41. The connected coil parts 42, 43 are formed to surround virtual lines O3, O4 which extend in a direction different from the extending direction of the first winding axial line O1.

Description

本発明は、非接触電力伝送用コイルユニット、受電装置、車両、および送電装置に関する。   The present invention relates to a coil unit for non-contact power transmission, a power receiving device, a vehicle, and a power transmission device.

近年、環境への配慮からバッテリなどの電力を用いて駆動輪を駆動させるハイブリッド車両や電気自動車などが着目されている。特に近年は、上記のようなバッテリを搭載した電動車両において、プラグなどを用いずに非接触でバッテリを充電可能なワイヤレス充電が着目されている。   In recent years, attention has been focused on hybrid vehicles, electric vehicles, and the like that drive wheels using electric power such as a battery in consideration of the environment. Particularly in recent years, attention has been focused on wireless charging capable of charging a battery in a non-contact manner without using a plug or the like in an electric vehicle equipped with the battery as described above.

たとえば、コアにコイルを巻回したユニットを用いて電力伝送をするシステムとして、特開2011−49230号公報、特開2011−97671号公報、特開2010−172084号公報、特開2011−50127号公報などが紹介されている。   For example, as a system for transmitting power using a unit in which a coil is wound around a core, JP 2011-49230 A, JP 2011-97671 A, JP 2010-172084 A, and JP 2011-50127 A. Gazettes are introduced.

さらに、国際公開第2011/016736号パンフレットや国際公開第2011/016737号パンフレットなどにも紹介されている。   Furthermore, it is also introduced in International Publication No. 2011/016736 pamphlet, International Publication No. 2011/016737 pamphlet and the like.

特開2011−49230号公報JP 2011-49230 A 特開2011−97671号公報JP 2011-97671 A 特開2010−172084号公報JP 2010-172084 A 特開2011−50127号公報JP 2011-50127 A 国際公開第2011/016736号パンフレットInternational Publication No. 2011/016736 Pamphlet 国際公開第2011/016737号パンフレットInternational Publication No. 2011/016737 Pamphlet

たとえば、特開2011−49230号公報に記載された非接触電力給電装置においては、送電装置と受電装置とを含み、送電装置および受電装置のいずれも四角形状のコアにコイルを巻回した構成となっている。コイルは、板状のコアの中央部に巻回されている。   For example, in the non-contact power feeding device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-49230, a power transmission device and a power receiving device are included, and each of the power transmitting device and the power receiving device has a configuration in which a coil is wound around a rectangular core. It has become. The coil is wound around the center of the plate-shaped core.

しかし、このような受電装置および送電装置においては、コアの端部から放射された磁束の一部が相手側のコアに向かわず、受電装置と送電装置との間の結合係数が低下するという問題があった。   However, in such a power receiving device and a power transmitting device, a part of the magnetic flux radiated from the end of the core does not go to the counterpart core, and the coupling coefficient between the power receiving device and the power transmitting device decreases. was there.

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電力伝送時の結合係数の向上を図ることができる非接触電力伝送用コイルユニット、当該コイルユニットを含む受電装置、車両、および送電装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a non-contact power transmission coil unit capable of improving the coupling coefficient during power transmission, and a power receiving device including the coil unit. An apparatus, a vehicle, and a power transmission device are provided.

本発明に係る非接触電力伝送用コイルユニットは、第1巻回軸線の周囲を取り囲むと共に第1巻回軸線の延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成された第1コイル部と、第1コイル部に接続された接続コイル部とを備える。上記接続コイル部は、第1巻回軸線の延びる方向と異なる方向に延びる仮想線の周囲を取り囲むように形成される。   The coil unit for non-contact power transmission according to the present invention includes a first coil portion formed by winding a coil wire so as to surround the first winding axis and to be displaced in the extending direction of the first winding axis. And a connection coil part connected to the first coil part. The connection coil portion is formed so as to surround a virtual line extending in a direction different from a direction in which the first winding axis extends.

好ましくは、非接触電力伝送用コイルユニットは、コアをさらに備える。上記コアは、
第1コイル部が巻回された板状の第1巻回部を含む。上記第1巻回部は、第1主表面と第2主表面とを含む。上記接続コイル部は、第1主表面に配置された主面コイルを含む。
Preferably, the non-contact power transmission coil unit further includes a core. The core is
A plate-like first winding part around which the first coil part is wound is included. The first winding part includes a first main surface and a second main surface. The connection coil portion includes a main surface coil disposed on the first main surface.

好ましくは、上記主面コイルの巻回軸線は、第1巻回軸線の延びる方向と直交する方向に延びる。好ましくは、上記接続コイル部は、仮想線が第1主表面と交差するように配置される。   Preferably, the winding axis of the main surface coil extends in a direction orthogonal to the direction in which the first winding axis extends. Preferably, the connecting coil portion is arranged so that the imaginary line intersects the first main surface.

好ましくは、上記第1コイル部は、第1端部と第2端部とを含む。上記接続コイル部は、第1端部に接続された第2コイル部と、第2端部に接続された第3コイル部とを含む。   Preferably, the first coil portion includes a first end portion and a second end portion. The connection coil part includes a second coil part connected to the first end part and a third coil part connected to the second end part.

好ましくは、上記第1主表面と第2主表面とを含む第1巻回部と、第1主表面から突出するように設けられ、第2コイル部が巻回された第2巻回部と、第1主表面から突出するように設けられ、第3コイル部が巻回された第3巻回部とを含むコアをさらに備える。   Preferably, a first winding part including the first main surface and the second main surface, a second winding part provided so as to protrude from the first main surface, and around which the second coil part is wound, And a core including a third winding portion provided so as to protrude from the first main surface and wound with the third coil portion.

好ましくは、上記第2巻回部は、第1端面と、第1端面から第1主表面に向けて延びる第1周面とを含む。上記第3巻回部は、第2端面と、第2端面から第1主表面に向けて延びる第2周面とを含む。上記第1端面の面積は、第1巻回軸線に垂直な方向における第1巻回部の断面の面積よりも広い。上記第2端面の面積は、第1巻回軸線に垂直な方向における第1巻回部の断面積よりも広い。   Preferably, the second winding part includes a first end surface and a first peripheral surface extending from the first end surface toward the first main surface. The third winding part includes a second end surface and a second peripheral surface extending from the second end surface toward the first main surface. The area of the first end face is larger than the area of the cross section of the first winding part in the direction perpendicular to the first winding axis. The area of the second end face is wider than the cross-sectional area of the first winding part in the direction perpendicular to the first winding axis.

好ましくは、上記第1主表面からの第2巻回部の高さと、第1主表面からの第3巻回部の高さとは、第1巻回部の厚さと実質的に等しい。好ましくは、上記主面コイルの巻回回数は、1巻き以下とされる。本発明に係る受電装置は、上記非接触電力伝送用コイルユニットを含む。   Preferably, the height of the second winding part from the first main surface and the height of the third winding part from the first main surface are substantially equal to the thickness of the first winding part. Preferably, the number of turns of the main surface coil is set to 1 turn or less. The power receiving device according to the present invention includes the non-contact power transmission coil unit.

好ましくは、上記受電装置は、送電装置と非接触で電力を受電する受電装置であって、仮想線が下方に向けて延びるように、非接触電力伝送用コイルユニットは配置される。   Preferably, the power receiving device is a power receiving device that receives power in a non-contact manner with the power transmitting device, and the non-contact power transmission coil unit is arranged so that the virtual line extends downward.

好ましくは、上記送電装置は、送電部を含む。上記受電装置は、非接触電力伝送用コイルユニットを含む受電部を含む。上記送電部の固有周波数と受電部の固有周波数との差は、受電部の固有周波数の10%以下である。   Preferably, the power transmission device includes a power transmission unit. The power receiving device includes a power receiving unit including a coil unit for non-contact power transmission. The difference between the natural frequency of the power transmission unit and the natural frequency of the power reception unit is 10% or less of the natural frequency of the power reception unit.

好ましくは、上記送電装置は、送電部を含む。上記受電装置は、非接触電力伝送用コイルユニットを含む受電部を含む。上記受電部と送電部との結合係数は、0.1以下である。   Preferably, the power transmission device includes a power transmission unit. The power receiving device includes a power receiving unit including a coil unit for non-contact power transmission. The coupling coefficient between the power reception unit and the power transmission unit is 0.1 or less.

好ましくは、上記送電装置は、送電部を含む。上記受電装置は、非接触電力伝送用コイルユニットを含む受電部を含む。上記受電部は、受電部と送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、受電部と送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて送電部から電力を受電する。   Preferably, the power transmission device includes a power transmission unit. The power receiving device includes a power receiving unit including a coil unit for non-contact power transmission. The power reception unit is formed between at least one of a magnetic field formed between the power reception unit and the power transmission unit and oscillating at a specific frequency, and an electric field formed between the power reception unit and the power transmission unit and oscillating at a specific frequency. Receives power from the power transmission unit.

本発明に係る車両は、上記受電装置を備え、上記仮想線が下方に向かうように、非接触電力伝送用コイルユニットが配置される。   The vehicle according to the present invention includes the power receiving device, and the coil unit for non-contact power transmission is arranged so that the virtual line is directed downward.

本発明に係る送電装置は、上記非接触電力伝送用コイルユニットを含む。好ましくは、上記仮想線が上方に向くように、非接触電力伝送用コイルユニットが配置される。   The power transmission device according to the present invention includes the coil unit for non-contact power transmission. Preferably, the non-contact power transmission coil unit is arranged so that the virtual line is directed upward.

本発明に係る非接触電力伝送用コイルユニット、当該コイルユニットを含む受電装置、車両、および送電装置によれば、電力伝送時の結合係数の向上を図ることができる。   According to the non-contact power transmission coil unit, the power receiving device including the coil unit, the vehicle, and the power transmission device according to the present invention, the coupling coefficient during power transmission can be improved.

実施の形態1に係る電力伝送システム、車両および送電装置などを模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the electric power transmission system, vehicle, power transmission apparatus, etc. which concern on Embodiment 1. FIG. 図1に示した電力伝送システムにおいて非接触電力伝送を実現する電気回路図である。It is an electric circuit diagram which implement | achieves non-contact electric power transmission in the electric power transmission system shown in FIG. 車両10の底面25を示す底面図である。2 is a bottom view showing a bottom surface 25 of the vehicle 10. FIG. 受電装置11を示す分解斜視図である。2 is an exploded perspective view showing a power receiving device 11. FIG. コイルユニット24を示す斜視図である。4 is a perspective view showing a coil unit 24. FIG. フェライトコア21を示す斜視図である。3 is a perspective view showing a ferrite core 21. FIG. 2次コイル22を模式的に示す斜視図である。2 is a perspective view schematically showing a secondary coil 22. FIG. 図5に示すVIII−VIII線における断面図である。It is sectional drawing in the VIII-VIII line shown in FIG. 送電部56と、受電部20とを対向させた状態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the state which made the power transmission part 56 and the power receiving part 20 face each other. 電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。It is a figure which shows the simulation model of an electric power transmission system. 固有周波数のズレ(%)と一定周波数での伝送効率(%)とを示すグラフである。It is a graph which shows the gap | deviation (%) of a natural frequency, and the transmission efficiency (%) in a fixed frequency. 固有周波数f0を固定した状態で、エアギャップAGを変化させたときの電力伝送効率と、第1コイル58に供給される電流の周波数f3との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the power transmission efficiency when the air gap AG is changed and the frequency f3 of the current supplied to the first coil 58 with the natural frequency f0 fixed. 電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the distance from an electric current source or a magnetic current source, and the intensity | strength of an electromagnetic field. 受電部20と送電部56との間で電力伝送を行っているときの様子を模式的に示す断面図である。4 is a cross-sectional view schematically showing a state when electric power transmission is performed between the power receiving unit 20 and the power transmission unit 56. FIG. 本実施の形態1に係るコイルユニット24Aを模式的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed typically the coil unit 24A which concerns on this Embodiment 1. FIG. 比較例1としてのコイルユニット24Bを模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the coil unit 24B as the comparative example 1. FIG. 比較例2としてのコイルユニット24Cを模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the coil unit 24C as the comparative example 2. FIG. 本実施の形態1に係るコイルユニット24Dを模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically coil unit 24D which concerns on this Embodiment 1. FIG. 比較例3としてのコイルユニット24Eを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the coil unit 24E as the comparative example 3. FIG. 本実施の形態1に係るコイルユニット24Aを2つ用いて、コイルユニット24A同士の間で電力伝送したときのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result when using two coil units 24A which concern on this Embodiment 1, and transmitted electric power between coil units 24A. コイルユニット24B同士間で電力伝送したときのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result when electric power transmission is carried out between coil units 24B. 本実施の形態2に係る受電部20を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the power receiving part 20 which concerns on this Embodiment 2. FIG. 本実施の形態3に係る受電装置11と、送電装置50とを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the power receiving apparatus 11 which concerns on this Embodiment 3, and the power transmission apparatus 50. FIG. 本実施の形態4に係る受電装置11を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a power receiving device 11 according to a fourth embodiment. 本実施の形態5に係る受電部20および送電部56を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a power reception unit 20 and a power transmission unit 56 according to the fifth embodiment. 本実施の形態6に係る受電部20と送電部56とを示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a power reception unit 20 and a power transmission unit 56 according to a sixth embodiment. 受電部20のコイルユニット24を模式的に示す斜視図である。3 is a perspective view schematically showing a coil unit 24 of a power reception unit 20. FIG.

図1から図25を用いて、実施の形態に係る電力伝送システム、車両、受電装置、受電用コイルユニット、送電装置およびコイルユニットについて説明する。なお、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。   A power transmission system, a vehicle, a power receiving device, a power receiving coil unit, a power transmitting device, and a coil unit according to the embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, about the same or substantially the same structure, the same code | symbol may be attached | subjected and the description may be abbreviate | omitted.

(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る電力伝送システム、車両および送電装置などを模式的に示
す模式図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the power transmission system, the vehicle, the power transmission device, and the like according to the first embodiment.

本実施の形態1に係る電力伝送システムは、受電装置11を含む電動車両10と、送電装置50を含む外部給電装置51とを有する。電動車両10の受電装置11は、送電装置50が設けられた駐車スペース52の所定位置に停車して、主に、送電装置50から電力を受電する。   The power transmission system according to the first embodiment includes an electric vehicle 10 including a power receiving device 11 and an external power feeding device 51 including a power transmission device 50. The power receiving device 11 of the electric vehicle 10 stops at a predetermined position of the parking space 52 in which the power transmission device 50 is provided, and mainly receives power from the power transmission device 50.

駐車スペース52には、電動車両10を所定の位置に停車させるように、輪止や駐車位置および駐車範囲を示すラインが設けられている。   The parking space 52 is provided with a line indicating a wheel stop, a parking position, and a parking range so that the electric vehicle 10 stops at a predetermined position.

外部給電装置51は、交流電源53に接続された高周波電力ドライバ54と、高周波電力ドライバ54などの駆動を制御する制御部55と、この高周波電力ドライバ54に接続された送電装置50とを含む。送電装置50は、送電部56を含み、送電部56は、コイルユニット60と、このコイルユニット60に接続されたキャパシタ59とを含む。コイルユニット60は、フェライトコア57と、このフェライトコア57に巻回された1次コイル58とを含む。第1コイル58は、高周波電力ドライバ54に接続されている。   The external power supply device 51 includes a high frequency power driver 54 connected to the AC power source 53, a control unit 55 that controls driving of the high frequency power driver 54 and the like, and a power transmission device 50 connected to the high frequency power driver 54. The power transmission device 50 includes a power transmission unit 56, and the power transmission unit 56 includes a coil unit 60 and a capacitor 59 connected to the coil unit 60. The coil unit 60 includes a ferrite core 57 and a primary coil 58 wound around the ferrite core 57. The first coil 58 is connected to the high frequency power driver 54.

図1において、電動車両10は、受電装置11と、受電装置11に接続された整流器13と、この整流器13に接続されたDC/DCコンバータ14と、このDC/DCコンバータ14に接続されたバッテリ15と、パワーコントロールユニット(PCU(Power Control Unit))16と、このパワーコントロールユニット16に接続されたモータユニット17と、DC/DCコンバータ14やパワーコントロールユニット16などの駆動を制御する車両ECU(Electronic Control Unit)12とを備える。なお、本実施の形態に係る電動車両10は、図示しないエンジンを備えたハイブリッド車両であるが、モータにより駆動される車両であれば、燃料電池車両も含む。   In FIG. 1, an electric vehicle 10 includes a power receiving device 11, a rectifier 13 connected to the power receiving device 11, a DC / DC converter 14 connected to the rectifier 13, and a battery connected to the DC / DC converter 14. 15, a power control unit (PCU (Power Control Unit)) 16, a motor unit 17 connected to the power control unit 16, and a vehicle ECU (a ECU for controlling driving of the DC / DC converter 14, the power control unit 16, etc. Electronic Control Unit) 12. Electric vehicle 10 according to the present embodiment is a hybrid vehicle including an engine (not shown), but includes a fuel cell vehicle as long as the vehicle is driven by a motor.

整流器13は、受電装置11に接続されており、受電装置11から供給される交流電流を直流電流に変換して、DC/DCコンバータ14に供給する。   The rectifier 13 is connected to the power receiving device 11, converts an alternating current supplied from the power receiving device 11 into a direct current, and supplies the direct current to the DC / DC converter 14.

DC/DCコンバータ14は、整流器13から供給された直流電流の電圧を調整して、バッテリ15に供給する。なお、DC/DCコンバータ14は必須の構成ではなく省略してもよい。この場合には、外部給電装置51にインピーダンスを整合するための整合器を送電装置50と高周波電力ドライバ54との間に設けることで、DC/DCコンバータ14の代用をすることができる。   The DC / DC converter 14 adjusts the voltage of the direct current supplied from the rectifier 13 and supplies it to the battery 15. The DC / DC converter 14 is not an essential component and may be omitted. In this case, the DC / DC converter 14 can be substituted by providing a matching unit for matching impedance with the external power feeding device 51 between the power transmission device 50 and the high frequency power driver 54.

パワーコントロールユニット16は、バッテリ15に接続されたコンバータと、このコンバータに接続されたインバータとを含み、コンバータは、バッテリ15から供給される直流電流を調整(昇圧)して、インバータに供給する。インバータは、コンバータから供給される直流電流を交流電流に変換して、モータユニット17に供給する。   The power control unit 16 includes a converter connected to the battery 15 and an inverter connected to the converter, and the converter adjusts (boosts) a direct current supplied from the battery 15 and supplies it to the inverter. The inverter converts the direct current supplied from the converter into an alternating current and supplies it to the motor unit 17.

モータユニット17は、たとえば、三相交流モータなどが採用されており、パワーコントロールユニット16のインバータから供給される交流電流によって駆動する。   The motor unit 17 employs, for example, a three-phase AC motor and is driven by an AC current supplied from an inverter of the power control unit 16.

なお、電動車両10は、エンジンまたは燃料電池をさらに備えてもよい。モータユニット17は、発電機として主に機能するモータジェネレータと、電動機として主に機能するモータジェネレータとを含む。   The electric vehicle 10 may further include an engine or a fuel cell. The motor unit 17 includes a motor generator that mainly functions as a generator and a motor generator that mainly functions as an electric motor.

受電装置11は、受電部20を含む。受電部20は、コイルユニット24と、このコイルユニット24に接続されたキャパシタ23とを含む。コイルユニット24は、フェライトコア21と、フェライトコア21に巻回された2次コイル22とを含む。なお、受電部
20においても、キャパシタ23は、必須の構成ではない。第2コイル22は、整流器13に接続されている。
The power receiving device 11 includes a power receiving unit 20. The power receiving unit 20 includes a coil unit 24 and a capacitor 23 connected to the coil unit 24. The coil unit 24 includes a ferrite core 21 and a secondary coil 22 wound around the ferrite core 21. In the power receiving unit 20 as well, the capacitor 23 is not an essential component. The second coil 22 is connected to the rectifier 13.

図2は、図1に示した電力伝送システムにおいて非接触電力伝送を実現する電気回路図である。なお、この図2に示される回路構成は一例であって、非接触電力伝送を実現するための構成が図2の構成に限定されるものではない。   FIG. 2 is an electric circuit diagram for realizing contactless power transmission in the power transmission system shown in FIG. The circuit configuration shown in FIG. 2 is an example, and the configuration for realizing non-contact power transmission is not limited to the configuration in FIG.

2次コイル22は、キャパシタ23とともに共振回路を形成し、外部給電装置51の送電部56から送出される電力を非接触で受電する。なお、特に図示しないが、2次コイル22およびキャパシタ23によって閉ループを形成し、2次コイル22により受電された交流電力を電磁誘導により2次コイル22から取出して整流器13へ出力するコイルを別途設けてもよい。   The secondary coil 22 forms a resonance circuit together with the capacitor 23 and receives the electric power sent from the power transmission unit 56 of the external power feeding device 51 in a non-contact manner. Although not particularly shown, a closed loop is formed by the secondary coil 22 and the capacitor 23, and a coil for taking out AC power received by the secondary coil 22 from the secondary coil 22 by electromagnetic induction and outputting it to the rectifier 13 is separately provided. May be.

一方、1次コイル58は、キャパシタ59とともに共振回路を形成し、交流電源53から供給される交流電力を受電部20へ非接触で送電する。なお、特に図示しないが、1次コイル58およびキャパシタ59によって閉ループを形成し、交流電源53から出力される交流電力を電磁誘導により1次コイル58へ供給するコイルを別途設けてもよい。   On the other hand, the primary coil 58 forms a resonance circuit together with the capacitor 59, and transmits AC power supplied from the AC power supply 53 to the power receiving unit 20 in a contactless manner. Although not particularly illustrated, a closed loop may be formed by the primary coil 58 and the capacitor 59, and a coil for supplying the AC power output from the AC power supply 53 to the primary coil 58 by electromagnetic induction may be separately provided.

なお、キャパシタ23,59は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、1次コイル58および2次コイル22の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ23,59を設けない構成としてもよい。   The capacitors 23 and 59 are provided to adjust the natural frequency of the resonance circuit. When a desired natural frequency is obtained using the stray capacitance of the primary coil 58 and the secondary coil 22, the capacitors 23 and 59 are provided. The capacitors 23 and 59 may be omitted.

図3は、車両10の底面25を示す底面図である。車両10は、車両10の底部に設けられたフロアパネル26を含む。フロアパネル26は、車両の内部と車両の外部とを区画する板状の部材である。   FIG. 3 is a bottom view showing the bottom surface 25 of the vehicle 10. Vehicle 10 includes a floor panel 26 provided at the bottom of vehicle 10. The floor panel 26 is a plate-like member that partitions the interior of the vehicle from the exterior of the vehicle.

車両10の底面25とは、車両10のタイヤが地面と接地された状態において、車両10に対して鉛直方向下方に離れた位置から車両10を見たときに見える面である。受電装置11は、車両10の底面25に設けられている。   The bottom surface 25 of the vehicle 10 is a surface that is visible when the vehicle 10 is viewed from a position that is vertically downward with respect to the vehicle 10 in a state where the tire of the vehicle 10 is in contact with the ground. The power receiving device 11 is provided on the bottom surface 25 of the vehicle 10.

図4は、受電装置11を示す分解斜視図である。この図4において、「D」は、鉛直方向下方Dを示す。「U」は、鉛直方向上方Uを示す。「L」は、車両左方向Lを示す。「R」は、車両右方向Rを示す。「F」は、車両前方向Fを示す。「B」は、車両後方向Bを示す。   FIG. 4 is an exploded perspective view showing the power receiving device 11. In FIG. 4, “D” indicates a downward direction D in the vertical direction. “U” indicates the upper U in the vertical direction. “L” indicates the left direction L of the vehicle. “R” indicates the vehicle right direction R. “F” indicates the vehicle front direction F. “B” indicates the vehicle rear direction B.

受電装置11は、受電部20と、受電部20を内部に収容する筐体27とを備える。筐体27は、開口部を有する有底状のシールド28と、シールド28の開口部を閉塞するように配置された蓋部29とを備える。シールド28は、フロアパネル26と対向する天板部と、天板部から鉛直方向下方Dに垂れ下がる環状の周壁部とを含む。シールド28は、たとえば、銅などの金属材料から形成されている。   The power receiving device 11 includes a power receiving unit 20 and a housing 27 that houses the power receiving unit 20 therein. The casing 27 includes a bottomed shield 28 having an opening, and a lid 29 arranged so as to close the opening of the shield 28. The shield 28 includes a top plate portion that faces the floor panel 26 and an annular peripheral wall portion that hangs downward in the vertical direction D from the top plate portion. The shield 28 is made of a metal material such as copper, for example.

蓋部29は、シールド28の開口部を閉塞するように形成されており、たとえば、樹脂材料などから形成されている。   The lid portion 29 is formed so as to close the opening portion of the shield 28, and is formed of, for example, a resin material.

図5は、コイルユニット24を示す斜視図である。フェライトコア21は、板状に形成された板部30と、板部30に設けられた突出部31と、板部30に設けられた突出部32とを含む。   FIG. 5 is a perspective view showing the coil unit 24. The ferrite core 21 includes a plate portion 30 formed in a plate shape, a protruding portion 31 provided on the plate portion 30, and a protruding portion 32 provided on the plate portion 30.

板部30は、厚さ方向に配列する主表面33および主表面34を含む。板部30は、平板状の直方体形状に形成されており、板部30の長手方向が車両の前後方向となるように
配置されている。主表面33は、鉛直方向下方Dに向けられており、主表面34は、鉛直方向上方Uに向けられている。
The plate portion 30 includes a main surface 33 and a main surface 34 arranged in the thickness direction. The plate part 30 is formed in a flat rectangular parallelepiped shape, and is arranged so that the longitudinal direction of the plate part 30 is the front-rear direction of the vehicle. The main surface 33 is directed downward D in the vertical direction, and the main surface 34 is directed upward U in the vertical direction.

図6は、フェライトコア21を示す斜視図である。この図6に示すように、板部30は、幅方向に配列する側面35および側面36と、長手方向に配列する側面37および側面38とを含む。   FIG. 6 is a perspective view showing the ferrite core 21. As shown in FIG. 6, the plate portion 30 includes side surfaces 35 and side surfaces 36 arranged in the width direction, and side surfaces 37 and side surfaces 38 arranged in the longitudinal direction.

突出部31は、主表面33のうち、側面37側の周縁部に沿って配置されている。突出部32は、主表面33のうち、側面38側の周縁部に沿って配置されている。   The protruding portion 31 is disposed along the peripheral portion on the side surface 37 side of the main surface 33. The projecting portion 32 is disposed along the peripheral portion on the side surface 38 side of the main surface 33.

突出部31は板状に形成されている。突出部31は、鉛直方向下方Dに向く端面39と、端面39の周囲に位置し、主表面33に向けて垂下する周面とを含む。突出部31の周面は、板部30の幅方向に配列する側面35aおよび側面36aと、板部30の長手方向に配列する側面37aおよび側面38aとを含む。   The protrusion 31 is formed in a plate shape. Projecting portion 31 includes an end surface 39 facing downward D in the vertical direction and a peripheral surface that is located around end surface 39 and hangs down toward main surface 33. The peripheral surface of the protruding portion 31 includes a side surface 35 a and a side surface 36 a arranged in the width direction of the plate portion 30, and a side surface 37 a and a side surface 38 a arranged in the longitudinal direction of the plate portion 30.

突出部32も板状に形成されている。突出部32は、鉛直方向下方Dに向く端面40と、端面40の周囲に位置し、主表面33に向けて垂下する周面とを含む。突出部32の周面は、板部30の幅方向に配列する側面35bおよび側面36bと、板部30の長手方向に配列する側面37bおよび側面38bとを含む。   The protrusion 32 is also formed in a plate shape. The protruding portion 32 includes an end surface 40 facing downward in the vertical direction D and a peripheral surface that is located around the end surface 40 and hangs down toward the main surface 33. The peripheral surface of the protruding portion 32 includes a side surface 35 b and a side surface 36 b arranged in the width direction of the plate portion 30, and a side surface 37 b and a side surface 38 b arranged in the longitudinal direction of the plate portion 30.

ここで、2次コイル22のうち、板部30に巻回される部分の巻回軸線を巻回軸線O1とし、巻回軸線O1に垂直な方向における板部30の断面積を断面積S1とする。端面39の面積は、断面積S1よりも広く、端面40の面積は、断面積S1よりも広い。巻回軸線O1の延びる方向の突出部31の長さL1は、板部30の厚さTよりも長い。   Here, the winding axis of the portion of the secondary coil 22 wound around the plate portion 30 is defined as the winding axis O1, and the cross-sectional area of the plate portion 30 in the direction perpendicular to the winding axis O1 is defined as the cross-sectional area S1. To do. The area of the end face 39 is larger than the cross-sectional area S1, and the area of the end face 40 is larger than the cross-sectional area S1. The length L1 of the protruding portion 31 in the extending direction of the winding axis O1 is longer than the thickness T of the plate portion 30.

突出部31の厚さT1と、突出部32の厚さT2は、板部30の厚さTと実質的に同じである。また、突出部31の厚さT1と、突出部32の厚さT2とは、2次コイル22の直径D1よりと実質的に同一である。突出部31の厚さT1とは、主表面33から端面39までの高さであり、突出部32の厚さT2とは主表面33から端面40までの高さである。   The thickness T1 of the protruding portion 31 and the thickness T2 of the protruding portion 32 are substantially the same as the thickness T of the plate portion 30. Further, the thickness T1 of the protrusion 31 and the thickness T2 of the protrusion 32 are substantially the same as the diameter D1 of the secondary coil 22. The thickness T1 of the protrusion 31 is the height from the main surface 33 to the end surface 39, and the thickness T2 of the protrusion 32 is the height from the main surface 33 to the end surface 40.

図5において、2次コイル22は、板部30の外周面に巻回された第1コイル41と、突出部31の周面に巻回された第2コイル42と、突出部32の周面に巻回された第3コイル43とを含む。   In FIG. 5, the secondary coil 22 includes a first coil 41 wound around the outer peripheral surface of the plate portion 30, a second coil 42 wound around the peripheral surface of the protruding portion 31, and a peripheral surface of the protruding portion 32. And the third coil 43 wound around.

図7は、2次コイル22を模式的に示す斜視図である。図7において、2次コイル22は、第1コイル41と、第1コイル41の第1端部44に接続された第2コイル42と、第1コイル41の第2端部45に接続された第3コイル43とを含む。   FIG. 7 is a perspective view schematically showing the secondary coil 22. In FIG. 7, the secondary coil 22 is connected to the first coil 41, the second coil 42 connected to the first end 44 of the first coil 41, and the second end 45 of the first coil 41. A third coil 43.

第1コイル41は、巻回軸線O1の延びる方向に配列する複数の単位コイル80を含む。第1コイル41は、第1端部44から第2端部45に向かうにつれて、巻回軸線O1の周囲を取り囲むと共に、巻回軸線O1の延びる方向に変位するようにコイル線を巻回するように形成されている。   The first coil 41 includes a plurality of unit coils 80 arranged in the extending direction of the winding axis O1. The first coil 41 surrounds the winding axis O1 as it goes from the first end 44 to the second end 45, and winds the coil wire so as to be displaced in the extending direction of the winding axis O1. Is formed.

第2コイル42は、仮想線O3の周囲を取り囲むように形成されており、仮想線O3の延びる方向は、巻回軸線O1の延びる方向と異なる。   The second coil 42 is formed so as to surround the imaginary line O3, and the extending direction of the imaginary line O3 is different from the extending direction of the winding axis O1.

第2コイル42は、第1コイル41の第1端部44に接続された傾斜単位コイル81と、傾斜単位コイル81に接続された主面コイル82とを含む。   The second coil 42 includes a tilt unit coil 81 connected to the first end 44 of the first coil 41 and a main surface coil 82 connected to the tilt unit coil 81.

傾斜単位コイル81は、巻回軸線O5の周囲を取り囲むように形成されている。巻回軸線O5の延びる方向は、巻回軸線O1と異なる方向である。傾斜単位コイル81は、図6に示すフェライトコア21の側面35に位置する部分と、主表面34に位置する部分と、側面36に位置する部分とを含む。   The tilt unit coil 81 is formed so as to surround the winding axis O5. The extending direction of the winding axis O5 is different from the winding axis O1. Inclined unit coil 81 includes a portion located on side surface 35 of ferrite core 21 shown in FIG. 6, a portion located on main surface 34, and a portion located on side surface 36.

主面コイル82は、主表面33上に配置されている。この実施の形態1においては、主面コイル82は、突出部31の周面に巻回されている。主面コイル82は、巻回軸線O6の周囲を取り囲むように形成されている。巻回軸線O6の延びる方向は、巻回軸線O1延びる方向と直交する方向であり、主表面33を通る。   Main surface coil 82 is arranged on main surface 33. In the first embodiment, the main surface coil 82 is wound around the peripheral surface of the protruding portion 31. The main surface coil 82 is formed to surround the winding axis O6. The extending direction of the winding axis O <b> 6 is a direction orthogonal to the extending direction of the winding axis O <b> 1 and passes through the main surface 33.

なお、主面コイル82は、図6に示す突出部31の側面38aに沿って延びる部分と、側面35aに沿って延びる部分と、側面37aに沿って延びる部分とを含む。このように、第2コイル42の巻回数は、1巻き以下とされている。そして、端面37aに沿って延びる部分が引き出されて、キャパシタ23に接続されている。   Main surface coil 82 includes a portion extending along side surface 38a of protrusion 31 shown in FIG. 6, a portion extending along side surface 35a, and a portion extending along side surface 37a. Thus, the number of turns of the second coil 42 is set to 1 turn or less. A portion extending along the end surface 37 a is drawn out and connected to the capacitor 23.

このように、仮想線O3は、巻回軸線O5と巻回軸線O6とを含み、仮想線O3は、直線に限られない。なお、本実施の形態に係る受電部20においては、第2コイル42は、傾斜単位コイル81と主面コイル82とを含むが、傾斜単位コイル81のみでもよく、主面コイル82のみでもよい。さらに、たとえば、第2コイル42は、複数の傾斜単位コイル81と、傾斜単位コイル81に接続された主面コイル82とを備えてもよい。このように、仮想線O3は、直線状、折れ線状、曲線状のいずれの場合もある。   Thus, the virtual line O3 includes the winding axis O5 and the winding axis O6, and the virtual line O3 is not limited to a straight line. In the power receiving unit 20 according to the present embodiment, the second coil 42 includes the tilt unit coil 81 and the main surface coil 82, but only the tilt unit coil 81 or only the main surface coil 82 may be used. Further, for example, the second coil 42 may include a plurality of tilt unit coils 81 and a main surface coil 82 connected to the tilt unit coils 81. Thus, the virtual line O3 may be any of a straight line, a broken line, and a curved line.

第3コイル43は、巻回軸線O4の周囲を取り囲むように形成されており、巻回軸線O4の延びる方向は、巻回軸線O1の延びる方向と異なる。   The third coil 43 is formed so as to surround the winding axis O4, and the extending direction of the winding axis O4 is different from the extending direction of the winding axis O1.

第1コイル41の第2端部45に接続された傾斜単位コイル83と、傾斜単位コイル83に接続された主面コイル84とを含む。   A tilt unit coil 83 connected to the second end 45 of the first coil 41 and a main surface coil 84 connected to the tilt unit coil 83 are included.

傾斜単位コイル83は、巻回軸線O7の周囲を取り囲むように形成されている。巻回軸線O7の延びる方向は、巻回軸線O1が延びる方向と異なる。   The tilt unit coil 83 is formed so as to surround the winding axis O7. The direction in which the winding axis O7 extends is different from the direction in which the winding axis O1 extends.

傾斜単位コイル83は、図6に示す板部30の側面36に位置する部分と、板部30の主表面34に位置する部分と、側面35に位置する部分と、主表面33に位置する部分とを含む。   Inclined unit coil 83 includes a portion located on side surface 36 of plate portion 30 shown in FIG. 6, a portion located on main surface 34 of plate portion 30, a portion located on side surface 35, and a portion located on main surface 33. Including.

主面コイル84は、図6に示す主表面33上に位置している。主面コイル84は、突出部32の周面を取り囲むように形成されている。主面コイル84は、図6に示す突出部32の側面36bに沿って延びる部分と、側面38bに沿って延びる部分と、側面35bに沿って延びる部分と、側面37bに沿って延びる部分とを含む。そして、側面37bに沿って延びる部分が引き出されて、キャパシタ23に接続されている。このように、主面コイル84の巻回数は、1巻きとされている。   Main surface coil 84 is located on main surface 33 shown in FIG. The main surface coil 84 is formed so as to surround the peripheral surface of the protruding portion 32. Main surface coil 84 includes a portion extending along side surface 36b of protrusion 32 shown in FIG. 6, a portion extending along side surface 38b, a portion extending along side surface 35b, and a portion extending along side surface 37b. Including. A portion extending along the side surface 37 b is drawn out and connected to the capacitor 23. Thus, the number of turns of the main surface coil 84 is one.

図8は、図5に示すVIII−VIII線における断面図である。この図8に示すように、主面コイル82の巻回数および主面コイル84の巻回数は、1巻き以下である。このため、主面コイル82および主面コイル84の高さは、実質的にコイル線の径である。また、突出部31および突出部32の高さも、コイル線の径と実質的に一致している。このため、コイルユニット24の厚さが厚くなることが抑制されている。   8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG. As shown in FIG. 8, the number of turns of main surface coil 82 and the number of turns of main surface coil 84 are one or less. For this reason, the height of the main surface coil 82 and the main surface coil 84 is substantially the diameter of the coil wire. Further, the heights of the protruding portion 31 and the protruding portion 32 also substantially coincide with the diameter of the coil wire. For this reason, it is suppressed that the thickness of the coil unit 24 becomes thick.

図9は、送電部56と、受電部20とを対向させた状態を模式的に示す斜視図である。送電部56と、受電部20とは略同一の構成となっている。この図9に示すように、送電
部56は、コイルユニット60とキャパシタ59とを含む。コイルユニット60は、1次コイル58と、フェライトコア57とを含み、フェライトコア57は、板状に形成された板部61と、板部61に設けられた突出部62と、板部61に設けられた突出部63とを含む。
FIG. 9 is a perspective view schematically illustrating a state in which the power transmission unit 56 and the power reception unit 20 are opposed to each other. The power transmission unit 56 and the power reception unit 20 have substantially the same configuration. As shown in FIG. 9, the power transmission unit 56 includes a coil unit 60 and a capacitor 59. The coil unit 60 includes a primary coil 58 and a ferrite core 57, and the ferrite core 57 includes a plate portion 61 formed in a plate shape, a protruding portion 62 provided on the plate portion 61, and a plate portion 61. And a protrusion 63 provided.

板部61は、直方体状の板状に形成されており、板部61は、鉛直方向上方Uに向けて配置された主表面64と、鉛直方向下方Dに向けて配置された主表面65とを含む。突出部62および突出部63は、主表面64上に配置されている。   The plate portion 61 is formed in a rectangular parallelepiped plate shape, and the plate portion 61 includes a main surface 64 arranged toward the upper vertical direction U and a main surface 65 arranged toward the lower vertical direction D. including. Protruding portion 62 and protruding portion 63 are arranged on main surface 64.

突出部62および突出部63は、板部61の長手方向に間隔をあけて配置されている。突出部62および突出部63は、長手方向に配列する主表面64の辺部に沿って配置されている。   The protruding part 62 and the protruding part 63 are arranged at intervals in the longitudinal direction of the plate part 61. Protruding part 62 and protruding part 63 are arranged along the side part of main surface 64 arranged in the longitudinal direction.

突出部62の高さは、1次コイル58のコイル線の断面径と実質的に等しく、突出部63の高さは、1次コイル58のコイル線の断面径と実質的に等しい。   The height of the protrusion 62 is substantially equal to the cross-sectional diameter of the coil wire of the primary coil 58, and the height of the protrusion 63 is substantially equal to the cross-sectional diameter of the coil wire of the primary coil 58.

1次コイル58は、板部61の周面に巻回された第4コイル部66と、突出部62の周面に巻回された第5コイル部67と、突出部63の周面に巻回された第6コイル部68とを含む。第4コイル部66は、巻回軸線O10の延びる方向に配列する複数の単位コイル70を含み、第4コイル部66は、一端から他端に向かうにつれて、巻回軸線O10の周囲を取り囲むと共に、巻回軸線O10の延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成されている。   The primary coil 58 includes a fourth coil portion 66 wound around the peripheral surface of the plate portion 61, a fifth coil portion 67 wound around the peripheral surface of the protruding portion 62, and a peripheral surface of the protruding portion 63. A rotated sixth coil portion 68. The fourth coil portion 66 includes a plurality of unit coils 70 arranged in the direction in which the winding axis O10 extends. The fourth coil portion 66 surrounds the winding axis O10 from one end to the other end, The coil wire is wound so as to be displaced in the extending direction of the winding axis O10.

第5コイル部67は、第4コイル部66の端部に接続された傾斜単位コイル71と、傾斜単位コイル71に接続された主面コイル72とを含む。傾斜単位コイル71の巻回軸線は、巻回軸線O10と交差する方向に延びる。主面コイル72は、突出部62の周面に巻回されており、板部61の主表面64上に位置している。主面コイル72は、巻回軸線O1と直交する方向に延びる巻回軸線O11の周囲を取り囲むように形成されている。主面コイル72の巻回数は、1巻きである。   The fifth coil unit 67 includes a tilt unit coil 71 connected to the end of the fourth coil unit 66 and a main surface coil 72 connected to the tilt unit coil 71. The winding axis of the tilt unit coil 71 extends in a direction crossing the winding axis O10. The main surface coil 72 is wound around the peripheral surface of the protruding portion 62 and is located on the main surface 64 of the plate portion 61. The main surface coil 72 is formed so as to surround the periphery of the winding axis O11 extending in a direction orthogonal to the winding axis O1. The number of turns of the main surface coil 72 is one.

第6コイル部68は、1次コイル58の端部に接続された傾斜単位コイル73と、傾斜単位コイル73に接続された主面コイル74とを含む。傾斜単位コイル73の巻回軸線は、巻回軸線O10と交差する方向に延びる。主面コイル74は、突出部63の周面に巻回されており、主表面64上に位置している。主面コイル74の巻回数は、略1巻きである。   The sixth coil unit 68 includes a gradient unit coil 73 connected to the end of the primary coil 58 and a main surface coil 74 connected to the gradient unit coil 73. The winding axis of the tilt unit coil 73 extends in a direction crossing the winding axis O10. The main surface coil 74 is wound around the peripheral surface of the protrusion 63 and is located on the main surface 64. The number of turns of the main surface coil 74 is approximately one.

このように、主面コイル72の巻回数と主面コイル74の巻回数とは、いずれも1巻き以下である。さらに、突出部62,63の高さがコイル線の断面径と実質的に等しいので、コイルユニット60の厚さが厚くなることが抑制されている。   Thus, the number of turns of the main surface coil 72 and the number of turns of the main surface coil 74 are both 1 turn or less. Furthermore, since the height of the protrusions 62 and 63 is substantially equal to the cross-sectional diameter of the coil wire, the thickness of the coil unit 60 is suppressed from increasing.

なお、突出部62の端面の面積は、巻回軸線O10に垂直な方向における板部61の断面の面積よりも広い。突出部63の端面の面積は、巻回軸線O10に垂直な方向における板部61の断面の面積よりも広い。   In addition, the area of the end surface of the protrusion part 62 is wider than the area of the cross section of the board part 61 in the direction perpendicular | vertical to winding axis O10. The area of the end face of the protruding part 63 is wider than the area of the cross section of the plate part 61 in the direction perpendicular to the winding axis O10.

ここで、コイルユニット60と、コイルユニット24とを対向配置させるとは、コイルユニット60の表面のうち、最も面積が広い部分(面)と、コイルユニット24の表面のうち、最も面積が広い部分(面)とが、向かい合うことを意味する。   Here, the coil unit 60 and the coil unit 24 are arranged so as to face each other. The portion (surface) having the largest area among the surfaces of the coil unit 60 and the portion having the largest area among the surfaces of the coil unit 24. (Face) means facing each other.

コイルユニット60の表面は、主に、上面と、下面と、4つの側面とを含む。そして、本実施の形態1においては、上面と下面との面積が他の面よりも面積が広い。同様に、コ
イルユニット24も、上面と、下面と、4つの側面とを含み、上面と下面とが他の面よりも面積が広い。
The surface of the coil unit 60 mainly includes an upper surface, a lower surface, and four side surfaces. And in this Embodiment 1, the area of an upper surface and a lower surface is wider than another surface. Similarly, the coil unit 24 also includes an upper surface, a lower surface, and four side surfaces, and the upper surface and the lower surface have a larger area than the other surfaces.

そして、本実施の形態1においては、電力伝送時には、コイルユニット24の下面と、コイルユニット60の上面とが向かい合うように配置される。   And in this Embodiment 1, at the time of electric power transmission, it arrange | positions so that the lower surface of the coil unit 24 and the upper surface of the coil unit 60 may face each other.

上記のように構成された電力伝送システムにおいて、電力伝送するときの各動作原理などについて説明する。   In the power transmission system configured as described above, each operation principle when power is transmitted will be described.

図1において、外部給電装置51から車両10に電力を伝送する際には、図9に示すように、受電部20と送電部56とが対向するように、車両10が停車する。   In FIG. 1, when electric power is transmitted from the external power supply device 51 to the vehicle 10, the vehicle 10 stops so that the power reception unit 20 and the power transmission unit 56 face each other as shown in FIG. 9.

本実施の形態に係る電力伝送システムにおいては、送電部56の固有周波数と、受電部20の固有周波数との差は、受電部20または送電部56の固有周波数の10%以下である。このような範囲に各送電部56および受電部20の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を高めることができる。その一方で、固有周波数の差が受電部20または送電部56の固有周波数の10%よりも大きくなると、電力伝送効率が10%より小さくなり、バッテリ15の充電時間が長くなるなどの弊害が生じる。   In the power transmission system according to the present embodiment, the difference between the natural frequency of power transmission unit 56 and the natural frequency of power reception unit 20 is 10% or less of the natural frequency of power reception unit 20 or power transmission unit 56. By setting the natural frequency of each power transmission unit 56 and power reception unit 20 in such a range, the power transmission efficiency can be increased. On the other hand, when the difference between the natural frequencies becomes larger than 10% of the natural frequency of the power receiving unit 20 or the power transmitting unit 56, the power transmission efficiency becomes smaller than 10%, and the adverse effects such as the charging time of the battery 15 become longer. .

ここで、送電部56の固有周波数とは、キャパシタ59が設けられていない場合には、第1コイル58のインダクタンスと、第1コイル58のキャパシタンスとから形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。キャパシタ59が設けられた場合には、送電部56の固有周波数とは、第1コイル58およびキャパシタ59のキャパシタンスと、第1コイル58のインダクタンスとによって形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。上記電気回路において、制動力および電気抵抗をゼロもしくは実質的にゼロとしたときの固有周波数は、送電部56の共振周波数とも呼ばれる。   Here, the natural frequency of the power transmission unit 56 is the case where the electric circuit formed by the inductance of the first coil 58 and the capacitance of the first coil 58 freely vibrates when the capacitor 59 is not provided. Means vibration frequency. In the case where the capacitor 59 is provided, the natural frequency of the power transmission unit 56 is vibration when the electric circuit formed by the capacitance of the first coil 58 and the capacitor 59 and the inductance of the first coil 58 freely vibrates. Means frequency. In the above electric circuit, the natural frequency when the braking force and the electric resistance are zero or substantially zero is also referred to as a resonance frequency of the power transmission unit 56.

同様に、受電部20の固有周波数とは、キャパシタ23が設けられていない場合には、第2コイル22のインダクタンスと、第2コイル22のキャパシタンスとから形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。キャパシタ23が設けられた場合には、受電部20の固有周波数とは、第2コイル22およびキャパシタ23のキャパシタンスと、第2コイル22のインダクタンスとによって形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。上記電気回路において、制動力および電気抵抗をゼロもしくは実質的にゼロとしたときの固有周波数は、受電部20の共振周波数とも呼ばれる。   Similarly, the natural frequency of the power receiving unit 20 is the case where the electric circuit formed by the inductance of the second coil 22 and the capacitance of the second coil 22 freely vibrates when the capacitor 23 is not provided. Means vibration frequency. In the case where the capacitor 23 is provided, the natural frequency of the power reception unit 20 is vibration when the electric circuit formed by the capacitance of the second coil 22 and the capacitor 23 and the inductance of the second coil 22 freely vibrates. Means frequency. In the electric circuit, the natural frequency when the braking force and the electric resistance are zero or substantially zero is also referred to as a resonance frequency of the power receiving unit 20.

図10および図11を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図10は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す。電力伝送システムは、送電装置190と、受電装置191とを備え、送電装置190は、コイル192(電磁誘導コイル)と、送電部193とを含む。送電部193は、コイル194(1次コイル)と、コイル194に設けられたキャパシタ195とを含む。   A simulation result obtained by analyzing the relationship between the natural frequency difference and the power transmission efficiency will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 shows a simulation model of the power transmission system. The power transmission system includes a power transmission device 190 and a power reception device 191, and the power transmission device 190 includes a coil 192 (electromagnetic induction coil) and a power transmission unit 193. The power transmission unit 193 includes a coil 194 (primary coil) and a capacitor 195 provided in the coil 194.

受電装置191は、受電部196と、コイル197(電磁誘導コイル)とを備える。受電部196は、コイル199とこのコイル199(2次コイル)に接続されたキャパシタ198とを含む。   The power receiving device 191 includes a power receiving unit 196 and a coil 197 (electromagnetic induction coil). Power receiving unit 196 includes a coil 199 and a capacitor 198 connected to this coil 199 (secondary coil).

コイル194のインダクタンスをインダクタンスLtとし、キャパシタ195のキャパシタンスをキャパシタンスC1とする。コイル199のインダクタンスをインダクタンスLrとし、キャパシタ198のキャパシタンスをキャパシタンスC2とする。このように各パラメータを設定すると、送電部193の固有周波数f1は、下記の式(1)によって
示され、受電部196の固有周波数f2は、下記の式(2)によって示される。
The inductance of the coil 194 is defined as an inductance Lt, and the capacitance of the capacitor 195 is defined as a capacitance C1. The inductance of the coil 199 is defined as an inductance Lr, and the capacitance of the capacitor 198 is defined as a capacitance C2. When each parameter is set in this way, the natural frequency f1 of the power transmission unit 193 is represented by the following equation (1), and the natural frequency f2 of the power reception unit 196 is represented by the following equation (2).

f1=1/{2π(Lt×C1)1/2}・・・(1)
f2=1/{2π(Lr×C2)1/2}・・・(2)
ここで、インダクタンスLrおよびキャパシタンスC1,C2を固定して、インダクタンスLtのみを変化させた場合において、送電部193および受電部196の固有周波数のズレと、電力伝送効率との関係を図10に示す。なお、このシミュレーションにおいては、コイル194およびコイル199の相対的な位置関係は固定した状態であって、さらに、送電部193に供給される電流の周波数は一定である。
f1 = 1 / {2π (Lt × C1) 1/2 } (1)
f2 = 1 / {2π (Lr × C2) 1/2 } (2)
Here, when the inductance Lr and the capacitances C1 and C2 are fixed and only the inductance Lt is changed, the relationship between the deviation of the natural frequency of the power transmission unit 193 and the power reception unit 196 and the power transmission efficiency is shown in FIG. . In this simulation, the relative positional relationship between the coil 194 and the coil 199 is fixed, and the frequency of the current supplied to the power transmission unit 193 is constant.

図11に示すグラフのうち、横軸は、固有周波数のズレ(%)を示し、縦軸は、一定周波数での伝送効率(%)を示す。固有周波数のズレ(%)は、下記式(3)によって示される。   In the graph shown in FIG. 11, the horizontal axis indicates the deviation (%) of the natural frequency, and the vertical axis indicates the transmission efficiency (%) at a constant frequency. The deviation (%) in the natural frequency is expressed by the following equation (3).

(固有周波数のズレ)={(f1−f2)/f2}×100(%)・・・(3)
図11からも明らかなように、固有周波数のズレ(%)が±0%の場合には、電力伝送効率は、100%近くとなる。固有周波数のズレ(%)が±5%の場合には、電力伝送効率は、40%となる。固有周波数のズレ(%)が±10%の場合には、電力伝送効率は、10%となる。固有周波数のズレ(%)が±15%の場合には、電力伝送効率は、5%となる。すなわち、固有周波数のズレ(%)の絶対値(固有周波数の差)が、受電部196の固有周波数の10%以下の範囲となるように各送電部および受電部の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ(%)の絶対値が受電部196の固有周波数の5%以下となるように、各送電部および受電部の固有周波数を設定することで電力伝送効率をより高めることができることがわかる。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア(JMAG(登録商標):株式会社JSOL製)を採用している。
(Deviation of natural frequency) = {(f1-f2) / f2} × 100 (%) (3)
As is clear from FIG. 11, when the deviation (%) in natural frequency is ± 0%, the power transmission efficiency is close to 100%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 5%, the power transmission efficiency is 40%. When the deviation (%) of the natural frequency is ± 10%, the power transmission efficiency is 10%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 15%, the power transmission efficiency is 5%. That is, by setting the natural frequency of each power transmission unit and the power reception unit so that the absolute value (difference in natural frequency) of the deviation (%) of the natural frequency is within a range of 10% or less of the natural frequency of the power reception unit 196. It can be seen that the power transmission efficiency can be increased. Furthermore, the power transmission efficiency can be further improved by setting the natural frequency of each power transmitting unit and the power receiving unit so that the absolute value of the deviation (%) of the natural frequency is 5% or less of the natural frequency of the power receiving unit 196. I understand that I can do it. As simulation software, electromagnetic field analysis software (JMAG (registered trademark): manufactured by JSOL Corporation) is employed.

次に、本実施の形態に係る電力伝送システムの動作について説明する。
図1において、第1コイル58には、高周波電力ドライバ54から交流電力が供給される。この際、第1コイル58を流れる交流電流の周波数が特定の周波数となるように電力が供給されている。
Next, the operation of the power transmission system according to the present embodiment will be described.
In FIG. 1, the first coil 58 is supplied with AC power from the high frequency power driver 54. At this time, electric power is supplied so that the frequency of the alternating current flowing through the first coil 58 becomes a specific frequency.

第1コイル58に特定の周波数の電流が流れると、第1コイル58の周囲には特定の周波数で振動する電磁界が形成される。   When a current having a specific frequency flows through the first coil 58, an electromagnetic field that vibrates at the specific frequency is formed around the first coil 58.

第2コイル22は、第1コイル58から所定範囲内に配置されており、第2コイル22は第1コイル58の周囲に形成された電磁界から電力を受け取る。   The second coil 22 is disposed within a predetermined range from the first coil 58, and the second coil 22 receives electric power from an electromagnetic field formed around the first coil 58.

本実施の形態においては、第2コイル22および第1コイル58は、所謂、ヘリカルコイルが採用されている。このため、第1コイル58の周囲には、特定の周波数で振動する磁界および電界が形成され、第2コイル22は主に当該磁界から電力を受け取る。   In the present embodiment, so-called helical coils are employed for the second coil 22 and the first coil 58. For this reason, a magnetic field and an electric field that vibrate at a specific frequency are formed around the first coil 58, and the second coil 22 mainly receives electric power from the magnetic field.

ここで、第1コイル58の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と第1コイル58に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、第1コイル58に供給される電流の周波数との関係について説明する。第1コイル58から第2コイル22に電力を伝送するときの電力伝送効率は、第1コイル58および第2コイル22の間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部56および受電部20の固有周波数(共振周波数)を固有周波数f0とし、第1コイル58に供給される電流の周波数を周波数f3とし、第2コイル22および第1コイル58の間のエアギャップをエアギャップAGとす
る。
Here, a magnetic field having a specific frequency formed around the first coil 58 will be described. The “magnetic field of a specific frequency” typically has a relationship with the power transmission efficiency and the frequency of the current supplied to the first coil 58. First, the relationship between the power transmission efficiency and the frequency of the current supplied to the first coil 58 will be described. The power transmission efficiency when power is transmitted from the first coil 58 to the second coil 22 varies depending on various factors such as the distance between the first coil 58 and the second coil 22. For example, the natural frequency (resonance frequency) of the power transmission unit 56 and the power reception unit 20 is the natural frequency f0, the frequency of the current supplied to the first coil 58 is the frequency f3, and the frequency between the second coil 22 and the first coil 58 is Let the air gap be the air gap AG.

図12は、固有周波数f0を固定した状態で、エアギャップAGを変化させたときの電力伝送効率と、第1コイル58に供給される電流の周波数f3との関係を示すグラフである。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the power transmission efficiency and the frequency f3 of the current supplied to the first coil 58 when the air gap AG is changed with the natural frequency f0 fixed.

図12に示すグラフにおいて、横軸は、第1コイル58に供給する電流の周波数f3を示し、縦軸は、電力伝送効率(%)を示す。効率曲線L1は、エアギャップAGが小さいときの電力伝送効率と、第1コイル58に供給する電流の周波数f3との関係を模式的に示す。この効率曲線L1に示すように、エアギャップAGが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数f4,f5(f4<f5)において生じる。エアギャップAGを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの2つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線L2に示すように、エアギャップAGを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは1つとなり、第1コイル58に供給する電流の周波数が周波数f6のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップAGを効率曲線L2の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線L3に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。   In the graph shown in FIG. 12, the horizontal axis indicates the frequency f3 of the current supplied to the first coil 58, and the vertical axis indicates the power transmission efficiency (%). The efficiency curve L1 schematically shows the relationship between the power transmission efficiency when the air gap AG is small and the frequency f3 of the current supplied to the first coil 58. As shown in the efficiency curve L1, when the air gap AG is small, the peak of power transmission efficiency occurs at frequencies f4 and f5 (f4 <f5). When the air gap AG is increased, the two peaks when the power transmission efficiency is increased change so as to approach each other. As shown in the efficiency curve L2, when the air gap AG is larger than the predetermined distance, the peak of the power transmission efficiency is one, and the power transmission efficiency is obtained when the frequency of the current supplied to the first coil 58 is the frequency f6. Becomes a peak. When the air gap AG is further increased from the state of the efficiency curve L2, the peak of power transmission efficiency is reduced as shown by the efficiency curve L3.

たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような第1の手法が考えられる。第1の手法としては、図1に示す第1コイル58に供給する電流の周波数を一定として、エアギャップAGにあわせて、キャパシタ59やキャパシタ23のキャパシタンスを変化させることで、送電部56と受電部20との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が挙げられる。具体的には、第1コイル58に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ59およびキャパシタ23のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップAGの大きさに関係なく、第1コイル58および第2コイル22に流れる電流の周波数は一定である。なお、電力伝送効率の特性を変化させる手法としては、送電装置50と高周波電力ドライバ54との間に設けられた整合器を利用する手法や、コンバータ14を利用する手法などを採用することもできる。   For example, the following first method can be considered as a method for improving the power transmission efficiency. As a first method, the frequency of the current supplied to the first coil 58 shown in FIG. 1 is constant, and the capacitances of the capacitor 59 and the capacitor 23 are changed according to the air gap AG. A method of changing the characteristic of the power transmission efficiency with the unit 20 can be mentioned. Specifically, the capacitances of the capacitor 59 and the capacitor 23 are adjusted so that the power transmission efficiency reaches a peak in a state where the frequency of the current supplied to the first coil 58 is constant. In this method, the frequency of the current flowing through the first coil 58 and the second coil 22 is constant regardless of the size of the air gap AG. As a method for changing the characteristics of the power transmission efficiency, a method using a matching device provided between the power transmission device 50 and the high-frequency power driver 54, a method using the converter 14, or the like can be adopted. .

また、第2の手法としては、エアギャップAGの大きさに基づいて、第1コイル58に供給する電流の周波数を調整する手法である。たとえば、図11において、電力伝送特性が効率曲線L1となる場合には、第1コイル58には周波数が周波数f4または周波数f5の電流を第1コイル58に供給する。そして、周波数特性が効率曲線L2,L3となる場合には、周波数が周波数f6の電流を第1コイル58に供給する。この場合では、エアギャップAGの大きさに合わせて第1コイル58および第2コイル22に流れる電流の周波数を変化させることになる。   The second method is a method of adjusting the frequency of the current supplied to the first coil 58 based on the size of the air gap AG. For example, in FIG. 11, when the power transmission characteristic is the efficiency curve L <b> 1, a current having a frequency f <b> 4 or a frequency f <b> 5 is supplied to the first coil 58. When the frequency characteristic becomes the efficiency curves L 2 and L 3, a current having a frequency f 6 is supplied to the first coil 58. In this case, the frequency of the current flowing through the first coil 58 and the second coil 22 is changed in accordance with the size of the air gap AG.

第1の手法では、第1コイル58を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第2の手法では、第1コイル58を流れる周波数は、エアギャップAGによって適宜変化する周波数となる。第1の手法や第2の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が第1コイル58に供給される。第1コイル58に特定の周波数の電流が流れることで、第1コイル58の周囲には、特定の周波数で振動する磁界(電磁界)が形成される。受電部20は、受電部20と送電部56の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部56から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップAGに着目して、第1コイル58に供給する電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、第1コイル58および第2コイル22の水平方向のずれ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、第1コイル58に供給する電流の周波数を調整する場合がある。   In the first method, the frequency of the current flowing through the first coil 58 is a fixed constant frequency, and in the second method, the frequency flowing through the first coil 58 is a frequency that changes as appropriate according to the air gap AG. . The first coil 58 is supplied with a current having a specific frequency set so as to increase the power transmission efficiency by the first method, the second method, or the like. When a current having a specific frequency flows through the first coil 58, a magnetic field (electromagnetic field) that vibrates at a specific frequency is formed around the first coil 58. The power reception unit 20 receives power from the power transmission unit 56 through a magnetic field that is formed between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56 and vibrates at a specific frequency. Therefore, the “magnetic field oscillating at a specific frequency” is not necessarily a magnetic field having a fixed frequency. In the above example, focusing on the air gap AG, the frequency of the current supplied to the first coil 58 is set, but the power transmission efficiency is the horizontal of the first coil 58 and the second coil 22. It varies depending on other factors such as a shift in direction, and the frequency of the current supplied to the first coil 58 may be adjusted based on the other factors.

なお共鳴コイルとしてヘリカルコイルを採用した例について説明したが、共鳴コイルとして、メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、第1コイル58に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が第1コイル58の周囲に形成される。そして、この電界をとおして、送電部56と受電部20との間で電力伝送が行われる。   In addition, although the example which employ | adopted the helical coil as a resonance coil was demonstrated, when antennas, such as a meander line, are employ | adopted as a resonance coil, the electric current of a specific frequency flows into the 1st coil 58, and a specific frequency. Is formed around the first coil 58. And electric power transmission is performed between the power transmission part 56 and the power receiving part 20 through this electric field.

本実施の形態に係る電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場(エバネッセント場)を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。図13は、電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図13を参照して、電磁界は3つの成分から成る。曲線k1は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線k2は、波源からの距離の2乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線k3は、波源からの距離の3乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ/2πとあらわすことができる。   In the power transmission system according to the present embodiment, the efficiency of power transmission and power reception is improved by using a near field (evanescent field) in which the “electrostatic magnetic field” of the electromagnetic field is dominant. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the distance from the current source or the magnetic current source and the strength of the electromagnetic field. Referring to FIG. 13, the electromagnetic field is composed of three components. The curve k1 is a component that is inversely proportional to the distance from the wave source, and is referred to as a “radiated electromagnetic field”. A curve k2 is a component inversely proportional to the square of the distance from the wave source, and is referred to as an “induction electromagnetic field”. The curve k3 is a component inversely proportional to the cube of the distance from the wave source, and is referred to as an “electrostatic magnetic field”. When the wavelength of the electromagnetic field is “λ”, the distance at which the strengths of the “radiant electromagnetic field”, the “induction electromagnetic field”, and the “electrostatic magnetic field” are approximately equal can be expressed as λ / 2π.

「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、本実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場(エバネッセント場)を利用してエネルギー(電力)の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電部56および受電部20(たとえば一対のLC共振コイル)を共鳴させることにより、送電部56から他方の受電部20へエネルギー(電力)を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギーを伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギー(電力)を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギー損失で送電することができる。   The “electrostatic magnetic field” is a region where the intensity of electromagnetic waves suddenly decreases with the distance from the wave source. In the power transmission system according to the present embodiment, this “electrostatic magnetic field” is a dominant near field (evanescent field). ) Is used to transmit energy (electric power). That is, in the near field where the “electrostatic magnetic field” is dominant, by resonating the power transmitting unit 56 and the power receiving unit 20 (for example, a pair of LC resonance coils) having adjacent natural frequencies, the power receiving unit 56 and the other power receiving unit are resonated. Energy (electric power) is transmitted to 20. Since this "electrostatic magnetic field" does not propagate energy far away, the resonance method transmits power with less energy loss than electromagnetic waves that transmit energy (electric power) by "radiant electromagnetic field" that propagates energy far away. be able to.

このように、この電力伝送システムにおいては、送電部と受電部とを電磁界によって共振(共鳴)させることで送電部と受電部との間で非接触で電力が送電される。このような受電部と送電部との間に形成される電磁場は、たとえば、近接場共振(共鳴)結合場という場合がある。そして、送電部と受電部との間の結合係数κは、たとえば、0.3以下程度であり、好ましくは、0.1以下である。当然のことながら、結合係数κを0.1〜0.3程度の範囲も採用することができる。結合係数κは、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。   Thus, in this power transmission system, power is transmitted in a non-contact manner between the power transmission unit and the power reception unit by causing the power transmission unit and the power reception unit to resonate (resonate) with each other by an electromagnetic field. Such an electromagnetic field formed between the power reception unit and the power transmission unit may be referred to as a near-field resonance (resonance) coupling field, for example. And coupling coefficient (kappa) between a power transmission part and a power receiving part is about 0.3 or less, for example, Preferably, it is 0.1 or less. Naturally, a range of about 0.1 to 0.3 for the coupling coefficient κ can also be employed. The coupling coefficient κ is not limited to such a value, and may take various values that improve power transmission.

本実施の形態の電力伝送における送電部56と受電部20との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界(磁場)共鳴結合」、「磁場共振(共鳴)結合」、「近接場共振(共鳴)結合」、「電磁界(電磁場)共振結合」または「電界(電場)共振結合」という。   For example, “magnetic resonance coupling”, “magnetic field (magnetic field) resonance coupling”, “magnetic field resonance (resonance) coupling”, “near-field resonance” may be used as the coupling between the power transmitting unit 56 and the power receiving unit 20 in the power transmission of the present embodiment. (Resonant) coupling "," Electromagnetic field (electromagnetic field) resonant coupling "or" Electric field (electric field) resonant coupling ".

「電磁界(電磁場)共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界(磁場)共鳴結合」、「電界(電場)共振結合」のいずれも含む結合を意味する。   The “electromagnetic field (electromagnetic field) resonance coupling” means a coupling including any of “magnetic resonance coupling”, “magnetic field (magnetic field) resonance coupling”, and “electric field (electric field) resonance coupling”.

本明細書中で説明した送電部56の第1コイル58と受電部20の第2コイル22とは、コイル形状のアンテナが採用されているため、送電部56と受電部20とは主に、磁界によって結合しており、送電部56と受電部20とは、「磁気共鳴結合」または「磁界(磁場)共鳴結合」している。   Since the coil-shaped antenna is employed for the first coil 58 of the power transmission unit 56 and the second coil 22 of the power reception unit 20 described in this specification, the power transmission unit 56 and the power reception unit 20 are mainly used. The power transmission unit 56 and the power reception unit 20 are “magnetic resonance coupled” or “magnetic field (magnetic field) resonance coupled”.

なお、第1コイル58,22として、たとえば、メアンダラインなどのアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部56と受電部20とは主に、電界によって結合している。このときには、送電部56と受電部20とは、「電界(電場)共振結合」している。   For example, an antenna such as a meander line may be employed as the first coils 58 and 22. In this case, the power transmission unit 56 and the power reception unit 20 are mainly coupled by an electric field. At this time, the power transmission unit 56 and the power reception unit 20 are “electric field (electric field) resonance coupled”.

次に、図14などを用いて、本実施の形態に係る受電部20および送電部56の間で電力伝送を行ったときについて説明する。図14は、受電部20と送電部56との間で電力伝送を行っているときの様子を模式的に示す断面図である。   Next, the case where power transmission is performed between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56 according to the present embodiment will be described using FIG. 14 and the like. FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a state in which power transmission is performed between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56.

電力伝送を行う際には、受電部20の主表面33と、送電部56の主表面64とが対向する。受電部20の突出部32と送電部56の突出部62とが対向し、受電部20の突出部31と、送電部56の突出部63とが対向する。   When power transmission is performed, the main surface 33 of the power reception unit 20 and the main surface 64 of the power transmission unit 56 face each other. The protruding part 32 of the power receiving unit 20 and the protruding part 62 of the power transmitting unit 56 face each other, and the protruding part 31 of the power receiving unit 20 and the protruding part 63 of the power transmitting unit 56 face each other.

ここで、コイルユニット24とコイルユニット60とが対向した状態において、コイルユニット60がコイルユニット24と対向するコイルユニット60の対向面について説明する。コイルユニット60の対向面とは、コイルユニット60の表面のうち、巻回軸線O10よりもコイルユニット24側に位置する部分を意味する。なお、図14に示す例においては、コイルユニット60の対向面とは、主に、主表面64と、突出部62の端面と、突出部63の端面とを含む。   Here, the facing surface of the coil unit 60 where the coil unit 60 faces the coil unit 24 in a state where the coil unit 24 and the coil unit 60 face each other will be described. The facing surface of the coil unit 60 means a portion of the surface of the coil unit 60 that is located closer to the coil unit 24 than the winding axis O10. In the example illustrated in FIG. 14, the facing surface of the coil unit 60 mainly includes a main surface 64, an end surface of the protruding portion 62, and an end surface of the protruding portion 63.

同様に、コイルユニット24とコイルユニット60とが対向した状態において、コイルユニット24がコイルユニット60と対向するコイルユニット24の対向面とは、コイルユニット24の表面のうち、巻回軸線O1よりもコイルユニット60側に位置する部分を意味する。   Similarly, in the state where the coil unit 24 and the coil unit 60 face each other, the opposed surface of the coil unit 24 where the coil unit 24 faces the coil unit 60 is more than the winding axis O1 in the surface of the coil unit 24. The part located in the coil unit 60 side is meant.

なお、図14に示す例においては、コイルユニット24の対向面とは、主に、主表面33と、突出部32の端面と、突出部31の端面とを含む。   In the example shown in FIG. 14, the facing surface of the coil unit 24 mainly includes the main surface 33, the end surface of the protruding portion 32, and the end surface of the protruding portion 31.

このように、コイルユニット24とコイルユニット60とが対向した状態において、1次コイル58に所定の周波数の電流が流れると、たとえば、第4コイル部66(板部61)内を磁束が流れ、第5コイル部67に向けて磁束が流れる。   Thus, when a current of a predetermined frequency flows through the primary coil 58 in a state where the coil unit 24 and the coil unit 60 face each other, for example, a magnetic flux flows in the fourth coil portion 66 (plate portion 61), Magnetic flux flows toward the fifth coil portion 67.

第4コイル部66の巻回軸線O10は、水平方向に延びる。傾斜単位コイル71の巻回軸線は、巻回軸線O1から曲がり、第5コイル部67の巻回軸線O11は、鉛直方向上方Uに向けて延びる。このように、受電部20(コイルユニット24)と送電部56(コイルユニット60)とが対向した状態で、巻回軸線O11は、受電部20に向けて延びる。このため、磁束も第5コイル部67の巻回軸線に沿って曲げられ、磁束は、突出部62の端面から鉛直方向上方Uに放射される。   The winding axis O10 of the fourth coil portion 66 extends in the horizontal direction. The winding axis of the tilt unit coil 71 bends from the winding axis O1, and the winding axis O11 of the fifth coil portion 67 extends upward in the vertical direction U. In this manner, the winding axis O11 extends toward the power receiving unit 20 in a state where the power receiving unit 20 (coil unit 24) and the power transmission unit 56 (coil unit 60) face each other. For this reason, the magnetic flux is also bent along the winding axis of the fifth coil portion 67, and the magnetic flux is radiated vertically upward U from the end face of the protruding portion 62.

特に、主面コイル72は、突出部62の周面に巻回されているため、磁束は良好に鉛直方向上方Uに放射される。   In particular, since the main surface coil 72 is wound around the peripheral surface of the protrusion 62, the magnetic flux is well radiated upward U in the vertical direction.

受電部20の第1コイル41の巻回軸線O1は、水平方向に延びるように配置されている一方で、第3コイル43の巻回軸線O4も、巻回軸線O1から鉛直方向下方Dにのびるように曲げられている。すなわち、受電部20(コイルユニット24)と送電部56(コイルユニット60)とが対向した状態で、巻回軸線O4は、送電部56(コイルユニット60)に向けて延びる。そして、巻回軸線O4は、コイルユニット60の対向面を貫くように延びる。具体的には、巻回軸線O4は、コイルユニット60の対向面のうち、突出部62の端面を貫く。このため、磁束は、第3コイル43から2次コイル22内に良好に入り込む。そして、磁束は、第3コイル43の巻回軸線O4に沿って曲がり、第1コイル41内に入り込む。   While the winding axis O1 of the first coil 41 of the power receiving unit 20 is arranged to extend in the horizontal direction, the winding axis O4 of the third coil 43 also extends downward D from the winding axis O1. Is bent like so. That is, the winding axis O4 extends toward the power transmission unit 56 (coil unit 60) in a state where the power reception unit 20 (coil unit 24) and the power transmission unit 56 (coil unit 60) face each other. The winding axis O <b> 4 extends so as to penetrate the opposing surface of the coil unit 60. Specifically, the winding axis O <b> 4 penetrates the end surface of the protruding portion 62 among the opposing surfaces of the coil unit 60. For this reason, the magnetic flux enters the secondary coil 22 from the third coil 43 well. The magnetic flux bends along the winding axis O <b> 4 of the third coil 43 and enters the first coil 41.

特に、主面コイル84は、突出部32の周面に巻回されているので、磁束は、突出部32から良好に第3コイル43内に入り込む。そして、第3コイル43から入り込んだ磁束は、巻回軸線O4に沿って曲がり、第1コイル41内に入り込む。第1コイル41は板部
30に巻回されているため、磁気抵抗が小さく、磁束が良好に、第2コイル42に向けて流れる。
In particular, since the main surface coil 84 is wound around the peripheral surface of the protruding portion 32, the magnetic flux enters the third coil 43 well from the protruding portion 32. Then, the magnetic flux that has entered from the third coil 43 bends along the winding axis O <b> 4 and enters the first coil 41. Since the first coil 41 is wound around the plate portion 30, the magnetic resistance is small and the magnetic flux flows toward the second coil 42 in a favorable manner.

第2コイル42の仮想線O3も、巻回軸線O1から曲げられ、鉛直方向下方Dに向けて延びる。仮想線O3は、コイルユニット60の対向面のうち、突出部63の端面を貫くように延びる。このため、第1コイル41から第2コイル42内に入り込んだ磁束も、仮想線O3に沿って曲がり、第2コイル42から鉛直方向下方Dに向かう。   The imaginary line O3 of the second coil 42 is also bent from the winding axis O1 and extends toward the lower side D in the vertical direction. The imaginary line O <b> 3 extends so as to penetrate the end surface of the protruding portion 63 among the opposing surfaces of the coil unit 60. For this reason, the magnetic flux that has entered the second coil 42 from the first coil 41 also bends along the imaginary line O <b> 3 and travels downward in the vertical direction D from the second coil 42.

この際、主面コイル82は、突出部31の周面に巻回されているため、磁束は、突出部31の端面から良好に鉛直方向上方Uに向けて放射される。   At this time, since the main surface coil 82 is wound around the peripheral surface of the protruding portion 31, the magnetic flux is radiated from the end surface of the protruding portion 31 well upward U in the vertical direction.

第6コイル部68の巻回軸線O12は、巻回軸線O10から鉛直方向上方Uに向かうように延びている。すなわち、巻回軸線O12も、突出部31の端面を貫く方向に延びる。このため、第2コイル42から出てきた磁束は、良好に第6コイル部68内に入り込む。そして、巻回軸線O12に沿って曲がり、第4コイル部66内に入り込む。   The winding axis O12 of the sixth coil portion 68 extends from the winding axis O10 so as to be directed upward U in the vertical direction. That is, the winding axis O12 also extends in a direction penetrating the end surface of the protrusion 31. For this reason, the magnetic flux which came out of the 2nd coil 42 enters into the 6th coil part 68 favorably. Then, it bends along the winding axis O <b> 12 and enters the fourth coil portion 66.

磁束の流れは、上記のような流れに限られず、当然のことながら、経時的に磁束の流れは逆方向に切り替わる。このようにして、磁路85が形成される。磁路85は、第4コイル部66(板部61)内と、傾斜単位コイル71内と、主面コイル72(突出部62)内と、エアギャップと、主面コイル84(突出部32)内と、傾斜単位コイル83内と、第1コイル41(板部30)内と、傾斜単位コイル81内と、主面コイル82(突出部31)内と、エアギャップと、主面コイル74(突出部63)内と、傾斜単位コイル73内とを通る。   The flow of magnetic flux is not limited to the flow as described above, and naturally, the flow of magnetic flux is switched in the reverse direction over time. In this way, the magnetic path 85 is formed. The magnetic path 85 includes the fourth coil portion 66 (plate portion 61), the inclined unit coil 71, the main surface coil 72 (projecting portion 62), the air gap, and the main surface coil 84 (projecting portion 32). Inside, the gradient unit coil 83, the first coil 41 (plate portion 30), the gradient unit coil 81, the main surface coil 82 (projecting portion 31), the air gap, and the main surface coil 74 ( It passes through the protrusion 63) and the tilt unit coil 73.

上述のように、第5コイル部67および第3コイル43は、相互に磁束が通り易いように、磁束を案内している。   As described above, the fifth coil portion 67 and the third coil 43 guide the magnetic flux so that the magnetic flux can easily pass through each other.

このように、コイルユニット24を備えた受電部20とコイルユニット60を備えた送電部56とによれば、磁路を良好に形成することができ、受電部20と送電部56との間の結合係数を高めることができる。これにより、電力伝送を高効率に行うことができる。   As described above, according to the power reception unit 20 including the coil unit 24 and the power transmission unit 56 including the coil unit 60, a magnetic path can be formed satisfactorily, and between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56 is achieved. The coupling coefficient can be increased. Thereby, electric power transmission can be performed highly efficiently.

さらに、第2コイル42と第6コイル部68との間と、第3コイル43と第5コイル部67との間とで磁路が膨らむことが抑制されているので、車両10の周囲に形成される電磁界強度を低く抑えることができる。   Further, since the magnetic path is suppressed from expanding between the second coil 42 and the sixth coil portion 68 and between the third coil 43 and the fifth coil portion 67, it is formed around the vehicle 10. The electromagnetic field strength that is generated can be kept low.

コイルユニット24,60は、薄型化が図られており、受電部20および送電部56の小型化を図ることができる。   The coil units 24 and 60 are reduced in thickness, and the power receiving unit 20 and the power transmission unit 56 can be reduced in size.

また、突出部31の端面39の面積は、断面積S1よりも広く、さらに、突出部32の端面40の面積も断面積S1よりも広い。このため、受電部20と送電部56とが相対的に位置ずれしたとしても、高い電力伝送効率を維持することができる。特に、送電部56においても、突出部62,63の端面の面積が板部61の断面積よりも広いので、さらに、位置ずれ特性の向上を図ることができる。   Moreover, the area of the end surface 39 of the protrusion part 31 is larger than the cross-sectional area S1, and the area of the end surface 40 of the protrusion part 32 is also larger than the cross-sectional area S1. For this reason, even if the power reception unit 20 and the power transmission unit 56 are relatively displaced, high power transmission efficiency can be maintained. In particular, since the area of the end surfaces of the projecting portions 62 and 63 is wider than the cross-sectional area of the plate portion 61 also in the power transmission unit 56, it is possible to further improve the misalignment characteristics.

なお、上記図1から図14に示す例においては、突出部31および突出部32が設けられた例について説明したが、突出部31および突出部32は、必須の構成ではない。また、上記図1から図14に示す例においては、第2コイル42および第3コイル43のいずれも設けられた例について説明したが、第2コイル42および第3コイル43のいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。   In addition, in the example shown in the said FIG. 1 to FIG. 14, although the example in which the protrusion part 31 and the protrusion part 32 were provided was demonstrated, the protrusion part 31 and the protrusion part 32 are not an essential structure. In the example shown in FIGS. 1 to 14, the example in which both the second coil 42 and the third coil 43 are provided has been described. However, only one of the second coil 42 and the third coil 43 is provided. You may make it provide.

次に、図15から図19と、下記表1とを用いて、本実施の形態に係るコイルユニットと、比較例に係るコイルユニットとについて説明する。   Next, the coil unit according to the present embodiment and the coil unit according to the comparative example will be described with reference to FIGS. 15 to 19 and Table 1 below.

図15は、本実施の形態1に係るコイルユニット24Aを模式的に示した模式図である。図16は、比較例1としてのコイルユニット24Bを模式的に示す模式図である。図1
7は、比較例2としてのコイルユニット24Cを模式的に示す模式図である。図18は、本実施の形態1に係るコイルユニット24Dを模式的に示す模式図である。図19は、比較例3としてのコイルユニット24Eを示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram schematically showing the coil unit 24A according to the first embodiment. FIG. 16 is a schematic diagram schematically showing a coil unit 24B as the first comparative example. FIG.
7 is a schematic diagram schematically showing a coil unit 24C as the comparative example 2. FIG. FIG. 18 is a schematic diagram schematically showing the coil unit 24D according to the first embodiment. FIG. 19 is a schematic diagram showing a coil unit 24E as Comparative Example 3.

表1において、各コイルユニット24A〜24Eの「コイル形状」と、「巻き数」と、「コアの形状」とが記載されている。そして、同種の2つのコイルユニットの間で電力伝送を行った時のシミュレーション結果として、「Ls(インダクタンス)」と「Lo(無効インダクタンス)」と、「結合係数」とが記載されている。   In Table 1, “coil shape”, “number of turns”, and “core shape” of each of the coil units 24A to 24E are described. As a simulation result when electric power is transmitted between two coil units of the same type, “Ls (inductance)”, “Lo (invalid inductance)”, and “coupling coefficient” are described.

表1に示すように、比較例のコイルユニット24B,24C,24Eのうち、コイルユニット24Bが最も結合係数が高い。本実施の形態1に係るコイルユニット24Aは、コイルユニット24B,24C,24Eよりも結合係数が向上していることが分かる。さらに、本実施の形態1に係るコイルユニット24Dは、コイルユニット24B,24C,24Eよりも結合係数が向上していることが分かる。   As shown in Table 1, the coil unit 24B has the highest coupling coefficient among the coil units 24B, 24C, and 24E of the comparative example. It can be seen that the coupling coefficient of the coil unit 24A according to the first embodiment is improved compared to the coil units 24B, 24C, and 24E. Furthermore, it can be seen that the coupling coefficient of the coil unit 24D according to the first embodiment is improved as compared with the coil units 24B, 24C, and 24E.

このように、本実施の形態1に係るコイルユニットを用いることで、結合係数の向上を図ることができることが分かる。   Thus, it can be seen that the coupling coefficient can be improved by using the coil unit according to the first embodiment.

特に、コイルユニット24Aに示すように、突出部31および突出部32を設けることで、結合係数の向上を図ることができることが分かる。   In particular, as shown in the coil unit 24A, it can be seen that the provision of the protrusion 31 and the protrusion 32 can improve the coupling coefficient.

図20は、本実施の形態1に係るコイルユニット24Aを2つ用いて、コイルユニット24A同士の間で電力伝送したときのシミュレーション結果を示す図である。この図20においては、磁界分布と、磁界ベクトルとを示す。   FIG. 20 is a diagram illustrating a simulation result when power is transmitted between the coil units 24A using the two coil units 24A according to the first embodiment. In FIG. 20, a magnetic field distribution and a magnetic field vector are shown.

図21は、コイルユニット24B同士間で電力伝送したときのシミュレーション結果を示す図である。この図21においても、磁界分布と磁界ベクトルとを示す。   FIG. 21 is a diagram illustrating a simulation result when power is transmitted between the coil units 24B. FIG. 21 also shows the magnetic field distribution and the magnetic field vector.

(実施の形態2)
図22を用いて、本実施の形態2に係るコイルユニットなどについて説明する。図22は、本実施の形態2に係る受電部20を示す斜視図である。なお、この図22に示す例においては、筐体の蓋部を省略している。
(Embodiment 2)
A coil unit and the like according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a perspective view showing power reception unit 20 according to the second embodiment. In the example shown in FIG. 22, the lid of the housing is omitted.

図22に示すように、受電装置11は、コイルユニット24とキャパシタ23と、これらコイルユニット24およびキャパシタ23を収容する筐体27とを含む。筐体27内には、整流器13も収容されている。   As illustrated in FIG. 22, the power receiving device 11 includes a coil unit 24, a capacitor 23, and a housing 27 that houses the coil unit 24 and the capacitor 23. The rectifier 13 is also accommodated in the housing 27.

コイルユニット24は、フェライトコア21と、このフェライトコア21に巻回された2次コイル22とを含む。フェライトコア21は、主表面33および主表面34を含み板状に形成された板部30と、主表面33に設けられた磁極部46と、主表面33に設けられた磁極部47とを含む。   The coil unit 24 includes a ferrite core 21 and a secondary coil 22 wound around the ferrite core 21. Ferrite core 21 includes a plate portion 30 formed in a plate shape including main surface 33 and main surface 34, a magnetic pole portion 46 provided on main surface 33, and a magnetic pole portion 47 provided on main surface 33. .

磁極部46と磁極部47とは、巻回軸線O1の延びる方向に間隔をあけて配置されている。巻回軸線O1に垂直な方向における板部30の幅を幅L10とし、巻回軸線O1に垂直な方向における磁極部46の長さを長さL11とすると、長さL11は、幅L10よりも長い。   The magnetic pole part 46 and the magnetic pole part 47 are arranged at an interval in the extending direction of the winding axis O1. If the width of the plate portion 30 in the direction perpendicular to the winding axis O1 is the width L10 and the length of the magnetic pole portion 46 in the direction perpendicular to the winding axis O1 is the length L11, the length L11 is larger than the width L10. long.

巻回軸線O1に垂直な方向における板部30の中央部を中央部P1とし、巻回軸線O1に垂直な方向における磁極部46の中央部を中央部P2とする。同様に、巻回軸線O1に垂直な方向における磁極部47の中央部を中央部P3とする。巻回軸線O1に垂直な方向
において、中央部P2および中央部P3は、中央部P1から同じ方向にずれている。このように、フェライトコア21は、巻回軸線O1に対して非対称となるように形成されている。
A central portion of the plate portion 30 in a direction perpendicular to the winding axis O1 is defined as a central portion P1, and a central portion of the magnetic pole portion 46 in a direction perpendicular to the winding axis O1 is defined as a central portion P2. Similarly, the central part of the magnetic pole part 47 in the direction perpendicular to the winding axis O1 is defined as a central part P3. In the direction perpendicular to the winding axis O1, the central portion P2 and the central portion P3 are displaced from the central portion P1 in the same direction. Thus, the ferrite core 21 is formed to be asymmetric with respect to the winding axis O1.

そして、凹部48および凹部49が板部30と磁極部46と磁極部47とによって形成される。凹部48は、板部30に対して一方側に隣り合う位置に形成され、凹部49が板部30に対して他方側に隣り合う位置に形成されている。凹部48の収容容積の方が凹部49の収容容積よりも大きく、凹部48内に整流器13とキャパシタ23とが収容されている。   A recess 48 and a recess 49 are formed by the plate portion 30, the magnetic pole portion 46 and the magnetic pole portion 47. The concave portion 48 is formed at a position adjacent to one side with respect to the plate portion 30, and the concave portion 49 is formed at a position adjacent to the other side with respect to the plate portion 30. The accommodation volume of the recess 48 is larger than the accommodation volume of the recess 49, and the rectifier 13 and the capacitor 23 are accommodated in the recess 48.

磁極部46は、端面75と、端面75から主表面33に向けて延びる周面とを含む。磁極部47は、端面76と、端面76から主表面33に向けて延びる周面とを含む。   The magnetic pole portion 46 includes an end surface 75 and a peripheral surface extending from the end surface 75 toward the main surface 33. The magnetic pole portion 47 includes an end surface 76 and a peripheral surface extending from the end surface 76 toward the main surface 33.

端面75の面積と、端面76の面積とは、巻回軸線O1に垂直な方向における板部30の断面の面積よりも広い。受電部20は、端面75および端面76が鉛直方向下方Dに向けて配置されるように車両10の底面に搭載される。   The area of the end surface 75 and the area of the end surface 76 are larger than the area of the cross section of the plate part 30 in the direction perpendicular to the winding axis O1. The power receiving unit 20 is mounted on the bottom surface of the vehicle 10 such that the end surface 75 and the end surface 76 are arranged in the vertical direction downward D.

2次コイル22は、板部30に巻回された第1コイル41と、第1コイル41の一方の端部に接続された第2コイル42と、第1コイル41の他方の端部に接続された第3コイル43とを含む。   The secondary coil 22 is connected to the first coil 41 wound around the plate portion 30, the second coil 42 connected to one end of the first coil 41, and the other end of the first coil 41. Third coil 43 formed.

第2コイル42は、磁極部46の周面に巻回された主面コイル82を含み、第3コイル43は、磁極部47の周面に巻回された主面コイル84を含む。このように形成された受電部20においても、主面コイル82の仮想線O3が鉛直方向下方Dに向けて延びる。   The second coil 42 includes a main surface coil 82 wound around the peripheral surface of the magnetic pole portion 46, and the third coil 43 includes a main surface coil 84 wound around the peripheral surface of the magnetic pole portion 47. Also in the power reception unit 20 formed in this way, the virtual line O3 of the main surface coil 82 extends toward the lower side D in the vertical direction.

上記のように構成された受電部20においても、第2コイル42および第3コイル43を備えているので、対向配置される送電部に向けて磁束を案内することができる。   Also in the power receiving unit 20 configured as described above, the second coil 42 and the third coil 43 are provided, so that the magnetic flux can be guided toward the power transmitting units arranged to face each other.

磁極部46の端面75と、磁極部47の端面76とが対向配置される送電部に向けられているので、磁路が良好に形成される。   Since the end face 75 of the magnetic pole part 46 and the end face 76 of the magnetic pole part 47 are directed to the power transmission part arranged to face each other, the magnetic path is well formed.

長さの長い磁極部46および磁極部47が設けられているため、受電部20と送電部とが、車両左方向Lまたは車両右方向Rに位置ずれしたとしても、受電部20と受電部との間で磁路を形成し易く、高い電力伝送効率を維持することができる。   Since the long magnetic pole part 46 and the magnetic pole part 47 are provided, even if the power reception unit 20 and the power transmission unit are displaced in the vehicle left direction L or the vehicle right direction R, the power reception unit 20 and the power reception unit It is easy to form a magnetic path between them, and high power transmission efficiency can be maintained.

また、フェライトコア21を非対称に形成することで、整流器13およびキャパシタ23を凹部48内に収容することができ、受電部20のコンパクト化を図ることができる。   Moreover, by forming the ferrite core 21 asymmetrically, the rectifier 13 and the capacitor 23 can be accommodated in the recess 48, and the power receiving unit 20 can be made compact.

なお、受電装置11について主に説明したが、当然のことながら、受電装置11の構成を送電装置50にも適用することができる。   In addition, although the power receiving apparatus 11 was mainly demonstrated, naturally, the structure of the power receiving apparatus 11 can also be applied to the power transmitting apparatus 50.

(実施の形態3)
図23は、本実施の形態3に係る受電装置11と、送電装置50とを模式的に示す斜視図である。なお、この図23においては、キャパシタ23,59と、筐体27と、送電部56を収容する筐体とについては、図示していない。
(Embodiment 3)
FIG. 23 is a perspective view schematically showing power reception device 11 and power transmission device 50 according to the third embodiment. In FIG. 23, the capacitors 23 and 59, the casing 27, and the casing that houses the power transmission unit 56 are not shown.

図23において、受電装置11は、アレイ状に配置された複数のコイルユニット86A〜86Dを含む。なお、この図23に示す例においては、コイルユニット86Aとコイルユニット86Bとは、車両10の前後方向に配列し、コイルユニット86Bとコイルユニット86Dも車両10の幅方向に配列している。   In FIG. 23, the power receiving apparatus 11 includes a plurality of coil units 86A to 86D arranged in an array. In the example shown in FIG. 23, the coil unit 86A and the coil unit 86B are arranged in the front-rear direction of the vehicle 10, and the coil unit 86B and the coil unit 86D are also arranged in the width direction of the vehicle 10.

コイルユニット86Aは、コイルユニット86Bから車両後方向B側に配置されており、コイルユニット86Cは、コイルユニット86Dから車両後方向B側に配置されている。   The coil unit 86A is arranged on the vehicle rear direction B side from the coil unit 86B, and the coil unit 86C is arranged on the vehicle rear direction B side from the coil unit 86D.

コイルユニット86Aは、2次コイル22Aと、この2次コイル22Aが巻回されたフェライトコア21Aとを含む。フェライトコア21Aは、板部30Aと、板部30Aの下面に形成された突出部32Aとを含む。突出部32Aは、板部30Aの下面のうち、車両後方向B側の辺部に沿って配置されている。なお、コイルユニット86Aは、板部30Aの下面のうち、車両前方向F側の辺部には突出部は設けられていない。2次コイル22Aは、板部30Aの周面に巻回された第1コイル41Aと、突出部32Aの周面に巻回された第3コイル43Aとを含む。   The coil unit 86A includes a secondary coil 22A and a ferrite core 21A around which the secondary coil 22A is wound. The ferrite core 21A includes a plate portion 30A and a protruding portion 32A formed on the lower surface of the plate portion 30A. The protruding portion 32A is arranged along the side portion on the vehicle rear direction B side in the lower surface of the plate portion 30A. In the coil unit 86A, no protrusion is provided on the side of the lower surface of the plate 30A on the vehicle front direction F side. The secondary coil 22A includes a first coil 41A wound around the peripheral surface of the plate portion 30A and a third coil 43A wound around the peripheral surface of the protruding portion 32A.

コイルユニット86Cは、コイルユニット86Aと同様に形成されている。コイルユニット86Cは、2次コイル22Cと、この2次コイル22Cが巻回されたフェライトコア21Cとを含む。フェライトコア21Cは、板部30Cと、板部30Aの下面に形成された突出部32Cとを含む。突出部32Cは、板部30Cの下面のうち、車両10の車両後方向B側の辺部に沿って配置されている。なお、コイルユニット86Cも、板部30Cの下面のうち、車両前方向F側の辺部には突出部は設けられていない。   The coil unit 86C is formed in the same manner as the coil unit 86A. The coil unit 86C includes a secondary coil 22C and a ferrite core 21C around which the secondary coil 22C is wound. The ferrite core 21C includes a plate portion 30C and a protruding portion 32C formed on the lower surface of the plate portion 30A. The protruding portion 32C is disposed along the side portion on the vehicle rear direction B side of the vehicle 10 in the lower surface of the plate portion 30C. Note that the coil unit 86C is also provided with no protruding portion on the side on the vehicle front direction F side in the lower surface of the plate portion 30C.

2次コイル22Cは、板部30Cの周面に巻回された第1コイル41Cと、突出部32Cの周面に巻回された第3コイル43Cとを含む。   The secondary coil 22C includes a first coil 41C wound around the peripheral surface of the plate portion 30C and a third coil 43C wound around the peripheral surface of the protruding portion 32C.

コイルユニット86Bは、2次コイル22Bと、この2次コイル22Bが巻回されたフェライトコア21Bとを含む。フェライトコア21Bは、板部30Bと、板部30Bの下面に形成された突出部31Bとを含む。突出部31Bは、板部30Bの下面のうち、車両10の車両前方向F側の辺部に沿って配置されている。なお、コイルユニット86Bは、板部30Bの下面のうち、車両後方向B側の辺部には、突出部は設けられていない。   The coil unit 86B includes a secondary coil 22B and a ferrite core 21B around which the secondary coil 22B is wound. The ferrite core 21B includes a plate portion 30B and a protruding portion 31B formed on the lower surface of the plate portion 30B. The protruding portion 31B is disposed along the side portion on the vehicle front direction F side of the vehicle 10 in the lower surface of the plate portion 30B. Note that the coil unit 86B is not provided with a protruding portion on a side portion on the vehicle rear direction B side in the lower surface of the plate portion 30B.

2次コイル22Bは、板部30Bの周面に巻回された第1コイル41Bと、突出部31Bの周面に巻回された第2コイル42Bとを含む。   The secondary coil 22B includes a first coil 41B wound around the peripheral surface of the plate portion 30B and a second coil 42B wound around the peripheral surface of the protruding portion 31B.

コイルユニット86Dは、2次コイル22Dと、この2次コイル22Dが巻回されたフェライトコア21Dとを含む。フェライトコア21Dは、板部30Dと、板部30Dの下面に形成された突出部31Dとを含む。突出部31Dは、板部30Dの下面のうち、車両10の車両前方向F側の辺部に沿って配置されている。なお、コイルユニット86Dは、板部30Dの下面のうち、車両後方向B側の辺部には、突出部は設けられていない。   The coil unit 86D includes a secondary coil 22D and a ferrite core 21D around which the secondary coil 22D is wound. The ferrite core 21D includes a plate portion 30D and a protruding portion 31D formed on the lower surface of the plate portion 30D. The protrusion 31D is disposed along the side of the vehicle 10 in the vehicle front direction F side in the lower surface of the plate 30D. Note that the coil unit 86D is not provided with a protruding portion on the side portion on the vehicle rear direction B side in the lower surface of the plate portion 30D.

2次コイル22Dは、板部30Dの周面に巻回された第1コイル41Dと、突出部31Dの周面に巻回された第2コイル42Dとを含む。   The secondary coil 22D includes a first coil 41D wound around the peripheral surface of the plate portion 30D and a second coil 42D wound around the peripheral surface of the protruding portion 31D.

このように、受電部20は、複数のコイルユニット86A〜86Dによって形成されている。   Thus, the power receiving unit 20 is formed by a plurality of coil units 86A to 86D.

このように形成された受電部20と、送電部56との間で電力伝送する際には、送電部56の突出部62の上方に、コイルユニット86A,86Cの突出部32A,32Cが配置される。また、送電部56の突出部63の上方に、突出部31B,31Dが配置される。   When power is transmitted between the power receiving unit 20 formed in this way and the power transmission unit 56, the protrusions 32A and 32C of the coil units 86A and 86C are disposed above the protrusion 62 of the power transmission unit 56. The Further, the protruding portions 31 </ b> B and 31 </ b> D are disposed above the protruding portion 63 of the power transmission unit 56.

そして、1次コイル58に特定の周波数の電流が流れる。
この際、突出部32Aと突出部32Cとが、突出部62と対向するように配置されているため、磁束がコイルユニット86A,86Cと送電部56との間で良好に授受される。
A current having a specific frequency flows through the primary coil 58.
At this time, since the projecting portion 32A and the projecting portion 32C are arranged to face the projecting portion 62, the magnetic flux is satisfactorily transferred between the coil units 86A and 86C and the power transmitting unit 56.

コイルユニット86Aとコイルユニット86Bとは、互いに近接しているため、コイルユニット86Aとコイルユニット86Bとの間で良好に磁束の授受が行われる。   Since the coil unit 86A and the coil unit 86B are close to each other, the magnetic flux is satisfactorily exchanged between the coil unit 86A and the coil unit 86B.

コイルユニット86Cとコイルユニット86Dとは、互いに近接しているため、磁束がコイルユニット86Cとコイルユニット86Dとの間で良好に授受される。   Since the coil unit 86C and the coil unit 86D are close to each other, the magnetic flux is favorably transferred between the coil unit 86C and the coil unit 86D.

そして、突出部31B,31Dとが、突出部63と対向しているため、突出部31B,31Dとの間と突出部63との間で良好に磁束の授受が行われる。   Since the protrusions 31B and 31D are opposed to the protrusion 63, magnetic flux is exchanged favorably between the protrusions 31B and 31D and between the protrusions 63.

このようにして、コイルユニット86Aとコイルユニット86Bと送電部56とを通る磁路85Aと、コイルユニット86Cとコイルユニット86Dと送電部56とを通る磁路85Bとが形成される。   Thus, the magnetic path 85A passing through the coil unit 86A, the coil unit 86B, and the power transmission unit 56, and the magnetic path 85B passing through the coil unit 86C, the coil unit 86D, and the power transmission unit 56 are formed.

このように、磁路85A,85Bが形成されることで、受電部20と送電部56との間で良好に電力伝送がなされる。   As described above, the magnetic paths 85 </ b> A and 85 </ b> B are formed, so that power can be transmitted favorably between the power receiving unit 20 and the power transmitting unit 56.

(実施の形態4)
図24を用いて、本実施の形態に係る受電装置11について説明する。図24は、本実施の形態4に係る受電装置11を示す平面図であり、この図24においては、キャパシタ23や筐体については図示していない。
(Embodiment 4)
The power receiving device 11 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 24 is a plan view showing power reception device 11 according to the fourth embodiment. In FIG. 24, capacitor 23 and the housing are not shown.

この図24に示す例においても、受電部20は、フェライトコア21と、このフェライトコア21の周面に巻回された2次コイル22とを含む。   Also in the example shown in FIG. 24, the power reception unit 20 includes a ferrite core 21 and a secondary coil 22 wound around the peripheral surface of the ferrite core 21.

フェライトコア21は、巻回軸線O1の延びる方向に長尺な板状に形成されている。2次コイル22は、フェライトコア21の周面に巻回された第1コイル41と、第1コイル41の一方の端部に接続された第2コイル42と、第1コイル41の他方の端部に接続された第3コイル43とを含む。   The ferrite core 21 is formed in a long plate shape in the extending direction of the winding axis O1. The secondary coil 22 includes a first coil 41 wound around the peripheral surface of the ferrite core 21, a second coil 42 connected to one end of the first coil 41, and the other end of the first coil 41. 3rd coil 43 connected to the part.

第1コイル41は、巻回軸線O1の周囲を取り囲むと共に、一方の端部から他方の端部に向かうにつれて、巻回軸線O1の延びる方向に変位するようにコイル線を巻回することで形成されている。   The first coil 41 surrounds the winding axis O1 and is formed by winding the coil wire so as to be displaced in the extending direction of the winding axis O1 from one end to the other end. Has been.

第2コイル42および第3コイル43は、フェライトコア21の下面に配置されている。第2コイル42と第3コイル43とは、互いに間隔をあけて配置されている。そして、第2コイル42は、仮想線O3の周囲を取り囲むと共に、第1コイル41に接続された端部から他方の端部に向かうにつれて、巻径が小さくなるようにコイル線を巻き回して形成されている。   The second coil 42 and the third coil 43 are disposed on the lower surface of the ferrite core 21. The second coil 42 and the third coil 43 are arranged with a space therebetween. The second coil 42 surrounds the imaginary line O3 and is formed by winding the coil wire so that the winding diameter decreases from the end connected to the first coil 41 toward the other end. Has been.

第3コイル43は、巻回軸線O4の周囲を取り囲むと共に、第1コイル41に接続された端部から他方の端部に向かうにつれて、巻径が小さくなるように形成されている。   The third coil 43 surrounds the winding axis O4 and is formed so that the winding diameter decreases from the end connected to the first coil 41 toward the other end.

このように、第2コイル42および第3コイル43の厚さは、実質的にコイル線の断面径と実質的に同じとされている。このため、この図コイルユニット24に示す例においても、ユニットの薄型化が図られている。   Thus, the thickness of the second coil 42 and the third coil 43 is substantially the same as the cross-sectional diameter of the coil wire. For this reason, also in the example shown to this figure coil unit 24, thickness reduction of the unit is achieved.

なお、本実施の形態4に係る受電部20においても、2次コイル22に電流が流れた時
に、第3コイル43によって形成される磁束の向きと、第2コイル42によって形成される磁束の向きとは反対方向となっている。
In the power receiving unit 20 according to the fourth embodiment, the direction of the magnetic flux formed by the third coil 43 and the direction of the magnetic flux formed by the second coil 42 when a current flows through the secondary coil 22. It is the opposite direction.

このように形成された受電部20によれば、下方に配置された送電部56から送られてくる磁束を第2コイル42または第3コイル43の一方によって良好に受け止めることができる。そして、第2コイル42または第3コイル43で受け止められた磁束は、フェライトコア21および第1コイル41内を通り、第2コイル42と第3コイル43との他方側から送電部56に向けて良好に送り出される。   According to the power receiving unit 20 formed as described above, the magnetic flux transmitted from the power transmitting unit 56 disposed below can be satisfactorily received by one of the second coil 42 or the third coil 43. Then, the magnetic flux received by the second coil 42 or the third coil 43 passes through the ferrite core 21 and the first coil 41, toward the power transmission unit 56 from the other side of the second coil 42 and the third coil 43. It is sent out well.

このように、本実施の形態4に係る受電部20によれば、送電部56との間で良好に電力伝送を行うことができる。なお、本実施の形態4においては、受電部20について説明したが、当該受電部20の構成を送電部56に適用することができるのはいうまでもない。   Thus, according to the power receiving unit 20 according to the fourth embodiment, it is possible to perform power transmission with the power transmission unit 56 satisfactorily. Although the power receiving unit 20 has been described in the fourth embodiment, it goes without saying that the configuration of the power receiving unit 20 can be applied to the power transmitting unit 56.

(実施の形態5)
図25を用いて、本実施の形態5に係る受電部20および送電部56について説明する。図25に示すように、受電部20は、フェライトコア21と、フェライトコア21に巻回された2次コイル22とを含む。
(Embodiment 5)
The power reception unit 20 and the power transmission unit 56 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 25, the power reception unit 20 includes a ferrite core 21 and a secondary coil 22 wound around the ferrite core 21.

フェライトコア21は、+形状となるように形成されている。フェライトコア21は、複数のコア片95A〜95Dと、各コア片95A〜95Dの下面に形成された突出部96A〜96Dとを含む。各コア片95A〜95Dの一方の端部が互いに接続されており、各コア片95A〜95Dの他方の端部が自由端とされている。   The ferrite core 21 is formed in a + shape. The ferrite core 21 includes a plurality of core pieces 95A to 95D and protrusions 96A to 96D formed on the lower surfaces of the core pieces 95A to 95D. One end portions of the core pieces 95A to 95D are connected to each other, and the other end portions of the core pieces 95A to 95D are free ends.

突出部96A〜96Dは、各コア片95A〜95Dの下面のうち、自由端側の辺部に沿って配置されている。   The protrusions 96A to 96D are arranged along the free end side of the lower surface of each of the core pieces 95A to 95D.

2次コイル22は、コア片95Aに巻回されたコイル89Aと、コア片95Bに巻回されたコイル89Bと、コア片95Cに巻回されたコイル89Cと、コア片95Dに巻回されたコイル89Dとを含む。   The secondary coil 22 is wound around the coil 89A wound around the core piece 95A, the coil 89B wound around the core piece 95B, the coil 89C wound around the core piece 95C, and the core piece 95D. Coil 89D.

コイル89A,89B,89C,89Dは、コア片95A,95B,95C,95Dの周面に巻回された第1コイル41A、41B,41C,41Dと、突出部96A,96B,96C,96Dの周面に巻回された第2コイル88A,88B,88C,88Dとを含む。   The coils 89A, 89B, 89C, and 89D are the first coils 41A, 41B, 41C, and 41D wound around the peripheral surfaces of the core pieces 95A, 95B, 95C, and 95D, and the protrusions 96A, 96B, 96C, and 96D. And second coils 88A, 88B, 88C, 88D wound around the surface.

第1コイル41Bと第1コイル41Dとは、巻回軸線O1aの周囲を取り囲むと共に、一端側から他端に向かうにつれて、巻回軸線O1aの延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成されている。   The first coil 41B and the first coil 41D are formed by winding a coil wire so as to surround the winding axis O1a and to be displaced in a direction in which the winding axis O1a extends from one end side to the other end. Has been.

第1コイル41Aおよび第1コイル41Cは、巻回軸線O1bの周囲を取り囲むと共に、一端側から他端側に向かうにつれて巻回軸線O1bの延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成されている。   The first coil 41A and the first coil 41C are formed by winding a coil wire so as to surround the winding axis O1b and to be displaced in the extending direction of the winding axis O1b from the one end side toward the other end side. ing.

第2コイル88A、88B,88C、88Dは、各々鉛直方向上方Uに向けて延びる巻回軸の周囲を取り囲むようにコイル線を巻回して形成されている。   The second coils 88A, 88B, 88C, and 88D are each formed by winding a coil wire so as to surround the periphery of a winding shaft that extends upward U in the vertical direction.

送電部56は、フェライトコア57と、このフェライトコア57に巻回された1次コイル58とを含む。フェライトコア57も、+形状に形成されている。フェライトコア57は、複数のコア片97A,97B,97C,97Dと、各コア片97A,97B97C,
97Dの上面に形成された突出部96A,96B,96C,96Dとを含む。
The power transmission unit 56 includes a ferrite core 57 and a primary coil 58 wound around the ferrite core 57. The ferrite core 57 is also formed in a + shape. The ferrite core 57 includes a plurality of core pieces 97A, 97B, 97C, and 97D, and the core pieces 97A, 97B97C,
And protrusions 96A, 96B, 96C, 96D formed on the upper surface of 97D.

1次コイル58は、各コア片97A,97B,97C,97Dに巻回されたコイル91A,91B、91C,91Dを含む。各コイル91A,91B、91C,91Dは、各コア片97A,97B,97C,97Dに巻回された第4コイル部66A,66B、66C,66Dと、各突出部98A,98B,98C,98Dに巻回された第5コイル90A,90B,90C,90Dとを含む。   The primary coil 58 includes coils 91A, 91B, 91C, 91D wound around the core pieces 97A, 97B, 97C, 97D. The coils 91A, 91B, 91C, 91D are respectively connected to the fourth coil portions 66A, 66B, 66C, 66D wound around the core pieces 97A, 97B, 97C, 97D and the protruding portions 98A, 98B, 98C, 98D. 5th coil 90A, 90B, 90C, 90D wound is included.

第4コイル部66B,66Dは、巻回軸線O8aの周囲を取り囲むように形成されると共に、一端側から他端側に向かうにつれて、巻回軸線O8aの延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成されている。第4コイル部66A,66Cは、巻回軸線O8bの周囲を取り囲むように形成されると共に、一端側から他端側に向かうにつれて、巻回軸線O8bの延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成されている。   The fourth coil portions 66B and 66D are formed so as to surround the winding axis O8a and wind the coil wire so as to be displaced in the extending direction of the winding axis O8a from the one end side toward the other end side. It is formed by turning. The fourth coil portions 66A and 66C are formed so as to surround the winding axis O8b and wind the coil wire so as to be displaced in the extending direction of the winding axis O8b from the one end side toward the other end side. It is formed by turning.

そして、第5コイル90A,90B,90C,90Dは、鉛直方向上方Uに延びる巻回軸線の周囲を取り囲むように形成されている。   And 5th coil 90A, 90B, 90C, 90D is formed so that the circumference | surroundings of the winding axis line extended to the perpendicular direction upper direction U may be surrounded.

このように、形成された受電部20と送電部56との間で電力伝送する場合について説明する。   A case where power is transmitted between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56 thus formed will be described.

受電部20と送電部56との間で電力伝送する際には、受電部20の各突出部96A,96B,96C,96Dおよび各第2コイル88A,88B,88C,88Dが、送電部56の突出部98A,98B,98C,98Dおよび第5コイル90A,90B,90C,90Dの上方に配置される。   When power is transmitted between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56, the protrusions 96 </ b> A, 96 </ b> B, 96 </ b> C, 96 </ b> D and the second coils 88 </ b> A, 88 </ b> B, 88 </ b> C, 88 </ b> D of the power reception unit 20 It arrange | positions above protrusion part 98A, 98B, 98C, 98D and 5th coil 90A, 90B, 90C, 90D.

そして、送電部56のコイル91A,91B、91C,91Dに所定周波数の電流が流れると、コイル89Aとコイル91Aとを通る磁路99Aと、コイル89Bとコイル91Bとを通る磁路99Bと、コイル89Cとコイル91Cとを通る磁路99Cと、コイル89Dとコイル91Dとを通る磁路99Dとが形成される。   When a current of a predetermined frequency flows through the coils 91A, 91B, 91C, 91D of the power transmission unit 56, the magnetic path 99A passing through the coils 89A and 91A, the magnetic path 99B passing through the coils 89B and 91B, and the coil A magnetic path 99C passing through 89C and the coil 91C and a magnetic path 99D passing through the coil 89D and the coil 91D are formed.

この際、突出部96A,96B,96C,96Dの端面と、突出部98A,98B,98C,98Dの端面とは互いに対向するように配置されている。   At this time, the end surfaces of the projecting portions 96A, 96B, 96C, and 96D and the end surfaces of the projecting portions 98A, 98B, 98C, and 98D are arranged to face each other.

また、第2コイル88A,88B,88C,88Dの巻回軸線は、鉛直方向下方Dに向けて延びており、第5コイル90A,90B,90C,90Dの巻回軸線は鉛直方向上方Uに向けて延びている。   The winding axes of the second coils 88A, 88B, 88C, 88D extend toward the lower vertical direction D, and the winding axes of the fifth coils 90A, 90B, 90C, 90D are directed upward U in the vertical direction. It extends.

このため、受電部20と送電部56との間で良好に磁路が形成され、受電部20と送電部56との間で良好に電力伝送を行うことができる。   For this reason, a magnetic path is satisfactorily formed between the power receiving unit 20 and the power transmitting unit 56, and power can be transmitted between the power receiving unit 20 and the power transmitting unit 56 satisfactorily.

(実施の形態6)
図26と、図27とを用いて、本実施の形態6に係る受電部20などについて説明する。図26は、本実施の形態6に係る受電部20と送電部56とを示す断面図である。この図26に示すように、送電部56の大きさは、受電部20よりも大きい。
(Embodiment 6)
The power receiving unit 20 according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 26 and FIG. FIG. 26 is a cross-sectional view showing power reception unit 20 and power transmission unit 56 according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 26, the size of the power transmission unit 56 is larger than that of the power reception unit 20.

送電部56は、コイルユニット60を含み、コイルユニット60は、フェライトコア57と、このフェライトコア57に巻回された1次コイル58とを含む。   The power transmission unit 56 includes a coil unit 60, and the coil unit 60 includes a ferrite core 57 and a primary coil 58 wound around the ferrite core 57.

1次コイル58は、フェライトコア57の周面に巻回されている。1次コイル58は、一端部から他端部に向かうにつれて、巻回軸線O10の周囲を取り囲むと共に、巻回軸線
O10の延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成されている。巻回軸線O10の延びる方向において、1次コイル58の長さは、フェライトコア57の長さよりも短い。このため、フェライトコア57の両端は、1次コイル58から突出している。フェライトコア57のうち、1次コイル58から突出した部分は磁極部92および磁極部93である。
The primary coil 58 is wound around the peripheral surface of the ferrite core 57. The primary coil 58 is formed by winding a coil wire so as to surround the winding axis O10 and displace in the extending direction of the winding axis O10 from one end to the other end. In the direction in which the winding axis O <b> 10 extends, the length of the primary coil 58 is shorter than the length of the ferrite core 57. For this reason, both ends of the ferrite core 57 protrude from the primary coil 58. Portions of the ferrite core 57 that protrude from the primary coil 58 are a magnetic pole portion 92 and a magnetic pole portion 93.

図27は、受電部20のコイルユニット24を模式的に示す斜視図である。この図27に示すように、フェライトコア21は、板部30と、板部30の主表面33に設けられた突出部31および突出部32とを含む。なお、突出部31および突出部32は、後述する巻回軸線O1の延びる方向に配列しており、突出部31および突出部32は、主表面33の端部側に配置されている。   FIG. 27 is a perspective view schematically showing the coil unit 24 of the power reception unit 20. As shown in FIG. 27, the ferrite core 21 includes a plate portion 30, and a protruding portion 31 and a protruding portion 32 provided on the main surface 33 of the plate portion 30. The protruding portion 31 and the protruding portion 32 are arranged in a direction in which a winding axis O <b> 1 described later extends, and the protruding portion 31 and the protruding portion 32 are arranged on the end side of the main surface 33.

なお、本実施の形態のおいては、突出部31および突出部32は、傾斜するように配置されている。具体的には、突出部31と突出部32とは、主表面33から離れるにつれて、互いの間隔が広がるように形成されている。   In the present embodiment, the protruding portion 31 and the protruding portion 32 are arranged so as to be inclined. Specifically, the protruding portion 31 and the protruding portion 32 are formed such that the distance between them increases as the distance from the main surface 33 increases.

突出部31は、端面39と、端面39の外周縁部から板部30に向かう周面とを含む。突出部31の周面は、側面35a,36a、37a、38aを含む。側面37aと、側面38aとは互い反対側に位置しており、側面37aと側面38aとが、板部30に対して傾斜するように配置されている。   The protruding portion 31 includes an end surface 39 and a peripheral surface from the outer peripheral edge portion of the end surface 39 toward the plate portion 30. The peripheral surface of the protrusion 31 includes side surfaces 35a, 36a, 37a, and 38a. The side surface 37 a and the side surface 38 a are located on opposite sides, and the side surface 37 a and the side surface 38 a are disposed so as to be inclined with respect to the plate portion 30.

突出部32は、端面40と、端面40の外周縁部から板部30に向かう周面とを含む。突出部32の周面は、側面35b、36b、37b、38bを含む。側面37bと側面38bとは互いに反対側に位置している。そして、側面38aと、側面37bとが対向するように配置されている。側面38aと側面37bとは、板部30に対して傾斜するように配置されている。そして、側面38aと側面37bとの間の距離は、主表面33から離れるにつれて、大きくなる。   The protrusion 32 includes an end surface 40 and a peripheral surface from the outer peripheral edge portion of the end surface 40 toward the plate portion 30. The peripheral surface of the protrusion 32 includes side surfaces 35b, 36b, 37b, and 38b. The side surface 37b and the side surface 38b are located on opposite sides. The side surface 38a and the side surface 37b are disposed so as to face each other. The side surface 38 a and the side surface 37 b are disposed so as to be inclined with respect to the plate portion 30. The distance between the side surface 38a and the side surface 37b increases as the distance from the main surface 33 increases.

2次コイル22は、第1コイル41と、第1コイル41の一方の端部に接続された第2コイル42と、第1コイル41の他方の端部に接続された第3コイル43とを含む。   The secondary coil 22 includes a first coil 41, a second coil 42 connected to one end of the first coil 41, and a third coil 43 connected to the other end of the first coil 41. Including.

第1コイル41は、板部30の周面に巻回されている。第1コイル41は、第1コイル41の一方の端部から他方の端部に向かうにつれて、巻回軸線O1の周囲を取り囲むと共に、巻回軸線O1の延びる方向に変位するように、コイル線を巻回して形成されている。   The first coil 41 is wound around the peripheral surface of the plate part 30. The first coil 41 surrounds the winding axis O1 and moves in the extending direction of the winding axis O1 as it goes from one end of the first coil 41 to the other end. It is formed by winding.

第2コイル42は、傾斜単位コイル81と、傾斜単位コイル81に接続された主面コイル82とを含む。主面コイル82は、突出部31の周面に巻回されている。主面コイル82は、巻回軸線O20の周囲を取り囲むように形成されている。主面コイル82は、一方の端部から他方の端部に向かうにつれて、巻回軸線O20の周囲を取り囲むと共に、巻回軸線O20の延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成されている。なお、本実施の形態においては、主面コイル82は、螺旋状に突出部31の周面に複数巻回されている。   The second coil 42 includes a tilt unit coil 81 and a main surface coil 82 connected to the tilt unit coil 81. The main surface coil 82 is wound around the peripheral surface of the protruding portion 31. Main surface coil 82 is formed to surround winding axis O20. The main surface coil 82 is formed by winding a coil wire so as to surround the winding axis O20 and displace in the extending direction of the winding axis O20 as it goes from one end to the other end. Yes. In the present embodiment, the main surface coil 82 is spirally wound around the peripheral surface of the protruding portion 31.

第3コイル43は、傾斜単位コイル83と、主面コイル84とを含む。主面コイル84は、突出部32の周面に巻回されている。主面コイル84は、一方の端部から他方の端部に向かうにつれて、巻回軸線O21の延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成されている。なお、本実施の形態においては、主面コイル84は、複数回、巻回されている。ここで、図26および図27に示されるように、巻回軸線O20と、巻回軸線O21とは、受電部20から下方に向かうにつれて互いの距離が大きくなるように延びる。すなわち、巻回軸線O20は、下方に向かうにつれて、受電部20から水平方向に離れるよ
うに延びる。なお、この図26に示す例においては、下方に向かうにつれて、巻回軸線O1の延びる方向に変位するように延びる。巻回軸線O21は、下方に向かうにつれて、受電部20から水平方向に離れるように延びる。なお、この図26に示す例においては、下方に向かうにつれて、巻回軸線O1の延びる方向に変位するように延びる。
The third coil 43 includes a tilt unit coil 83 and a main surface coil 84. The main surface coil 84 is wound around the peripheral surface of the protruding portion 32. The main surface coil 84 is formed by winding a coil wire so as to be displaced in the extending direction of the winding axis O21 from one end to the other end. In the present embodiment, main surface coil 84 is wound a plurality of times. Here, as shown in FIG. 26 and FIG. 27, the winding axis O20 and the winding axis O21 extend so that the distance from each other increases from the power receiving unit 20 downward. That is, the winding axis O20 extends away from the power receiving unit 20 in the horizontal direction as it goes downward. In addition, in the example shown in FIG. 26, it extends so as to be displaced in the extending direction of the winding axis O1 as it goes downward. The winding axis O21 extends away from the power receiving unit 20 in the horizontal direction as it goes downward. In addition, in the example shown in FIG. 26, it extends so as to be displaced in the extending direction of the winding axis O1 as it goes downward.

そして、図26に示すように、受電部20と送電部56との間で非接触で電力を伝送する際には、コイルユニット24とコイルユニット60とが対向する。   Then, as shown in FIG. 26, when power is transmitted in a non-contact manner between the power receiving unit 20 and the power transmission unit 56, the coil unit 24 and the coil unit 60 face each other.

なお、本実施の形態においても、コイルユニット24とコイルユニット60とが対向した状態において、コイルユニット60の対向面とは、コイルユニット60の表面のうち、巻回軸線O10よりも、コイルユニット24側に位置する部分である。この実施の形態6においては、コイルユニット60の対向面とは主に主表面64と、磁極部92の上面と、磁極部93の上面とを含む。   Also in the present embodiment, in a state where the coil unit 24 and the coil unit 60 face each other, the opposed surface of the coil unit 60 is the coil unit 24 in the surface of the coil unit 60 rather than the winding axis O10. It is a part located on the side. In the sixth embodiment, the opposing surface of coil unit 60 mainly includes main surface 64, the upper surface of magnetic pole portion 92, and the upper surface of magnetic pole portion 93.

同様に、コイルユニット24の対向面とは、コイルユニット24とコイルユニット60とが対向した状態において、コイルユニット24の表面のうち、巻回軸線O1よりもコイルユニット60側に位置する部分である。   Similarly, the facing surface of the coil unit 24 is a portion located on the coil unit 60 side of the winding axis O1 in the surface of the coil unit 24 in a state where the coil unit 24 and the coil unit 60 face each other. .

具体的には、コイルユニット24の対向面とは、主に、突出部32の端面と、主表面33と、突出部31の端面とを含む。   Specifically, the facing surface of the coil unit 24 mainly includes the end surface of the protruding portion 32, the main surface 33, and the end surface of the protruding portion 31.

巻回軸線O21は、磁極部92を通り、巻回軸線O20は、磁極部93を通る。このため、受電部20と送電部56との間で電力伝送がなされると、受電部20と送電部56との間で良好に磁路85が形成される。   The winding axis O21 passes through the magnetic pole part 92, and the winding axis O20 passes through the magnetic pole part 93. For this reason, when power transmission is performed between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56, the magnetic path 85 is favorably formed between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56.

フェライトコア21の主表面33に対する突出部31の傾斜角度や突出部32の傾斜角度は、送電部56の磁極部92および磁極部93との関係によって適宜設定することができる。   The inclination angle of the protrusion 31 and the inclination angle of the protrusion 32 with respect to the main surface 33 of the ferrite core 21 can be appropriately set depending on the relationship between the magnetic pole part 92 and the magnetic pole part 93 of the power transmission part 56.

なお、本実施の形態において、フェライトコア21の主表面33に対する突出部32の傾斜角度と、主表面33に対する突出部32の傾斜角度とは、実質的に同一とされているが、突出部32の傾斜角度と、突出部31の傾斜角度とを異ならせてもよい。   In the present embodiment, the inclination angle of the protrusion 32 with respect to the main surface 33 of the ferrite core 21 and the inclination angle of the protrusion 32 with respect to the main surface 33 are substantially the same. And the inclination angle of the protrusion 31 may be different.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10 車両、11 受電装置、13 整流器、14 コンバータ、15 バッテリ、16 パワーコントロールユニット、17 モータユニット、20 受電部、21,57 フェライトコア、22 第2コイル、23,59 キャパシタ、50 送電装置、51 外部給電装置、52 駐車スペース、53 交流電源、54 高周波電力ドライバ、55
制御部、56 送電部、58 第1コイル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle, 11 Power receiving apparatus, 13 Rectifier, 14 Converter, 15 Battery, 16 Power control unit, 17 Motor unit, 20 Power receiving part, 21, 57 Ferrite core, 22 2nd coil, 23, 59 Capacitor, 50 Power transmitting apparatus, 51 External power supply device, 52 parking space, 53 AC power source, 54 high frequency power driver, 55
Control unit, 56 power transmission unit, 58 first coil.

Claims (19)

第1巻回軸線の周囲を取り囲むと共に前記第1巻回軸線の延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成された第1コイル部と、
前記第1コイル部に接続された接続コイル部と、
を備えた非接触電力伝送用コイルユニットであって、
前記接続コイル部は、前記第1巻回軸線の延びる方向と異なる方向に延びる仮想線の周囲を取り囲むように形成された、非接触電力伝送用コイルユニット。
A first coil portion formed by winding a coil wire so as to surround the first winding axis and be displaced in the extending direction of the first winding axis;
A connecting coil portion connected to the first coil portion;
A non-contact power transmission coil unit comprising:
The connection coil portion is a non-contact power transmission coil unit formed so as to surround a virtual line extending in a direction different from a direction in which the first winding axis extends.
コアをさらに備え、
前記コアは、前記第1コイル部が巻回された板状の第1巻回部を含み、
前記第1巻回部は、第1主表面と第2主表面とを含み、
前記接続コイル部は、前記第1主表面に配置された主面コイルを含む、請求項1に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。
A core,
The core includes a plate-like first winding part around which the first coil part is wound,
The first winding part includes a first main surface and a second main surface,
The said connection coil part is a coil unit for non-contact electric power transmission of Claim 1 containing the main surface coil arrange | positioned at the said 1st main surface.
送電用コイルユニットから非接触で電力を受電する非接触電力伝送用コイルユニットであって、
前記仮想線は、前記非接触電力伝送用コイルユニットと対向配置された前記送電用コイルユニットに向けて延びる、請求項1または請求項2に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。
A coil unit for non-contact power transmission that receives power in a non-contact manner from a coil unit for power transmission,
3. The non-contact power transmission coil unit according to claim 1, wherein the virtual line extends toward the power transmission coil unit arranged to face the non-contact power transmission coil unit.
前記送電用コイルユニットは、電力伝送時に前記非接触電力伝送用コイルユニットの下方に配置され、前記仮想線は下方に向けて延びる、請求項3に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。   The non-contact power transmission coil unit according to claim 3, wherein the power transmission coil unit is disposed below the non-contact power transmission coil unit during power transmission, and the virtual line extends downward. 送電用コイルユニットと非接触で電力を受電する非接触電力伝送用コイルユニットであって、
前記送電用コイルユニットは、前記非接触電力伝送用コイルユニットと対向配置されたときに前記非接触電力伝送用コイルユニットと対向する対向面を有し、前記仮想線は、前記対向面を貫く方向に延びる、請求項1から請求項4のいずれかに記載の非接触電力伝送用コイルユニット。
A coil unit for non-contact power transmission that receives power in a non-contact manner with a coil unit for power transmission,
The coil unit for power transmission has a facing surface that faces the coil unit for non-contact power transmission when the coil unit for power transmission is disposed facing the coil unit for non-contact power transmission, and the virtual line passes through the facing surface. The coil unit for non-contact power transmission according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記主面コイルの巻回軸線は、前記第1巻回軸線の延びる方向と直交する方向に延びる、請求項2に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。   The coil unit for non-contact power transmission according to claim 2, wherein a winding axis of the main surface coil extends in a direction orthogonal to a direction in which the first winding axis extends. 前記接続コイル部は、前記仮想線が前記第1主表面と交差するように配置された、請求項2に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。   The said connection coil part is a coil unit for non-contact electric power transmission of Claim 2 arrange | positioned so that the said virtual line may cross | intersect the said 1st main surface. 前記第1コイル部は、第1端部と第2端部とを含み、
前記接続コイル部は、前記第1端部に接続された第2コイル部と、前記第2端部に接続された第3コイル部とを含む、請求項1から請求項7のいずれかに記載の非接触電力伝送用コイルユニット。
The first coil portion includes a first end and a second end,
The said connection coil part contains the 2nd coil part connected to the said 1st end part, and the 3rd coil part connected to the said 2nd end part, The claim 1 in any one of Claims 1-7. Coil unit for non-contact power transmission.
第1主表面と第2主表面とを含む第1巻回部と、前記第1主表面から突出するように設けられ、前記第2コイル部が巻回された第2巻回部と、前記第1主表面から突出するように設けられ、前記第3コイル部が巻回された第3巻回部とを含むコアをさらに備えた、請求項8に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。   A first winding portion including a first main surface and a second main surface; a second winding portion provided so as to protrude from the first main surface and wound with the second coil portion; The coil unit for non-contact power transmission according to claim 8, further comprising a core provided so as to protrude from the first main surface and including a third winding part around which the third coil part is wound. 前記第2巻回部は、第1端面と、前記第1端面から前記第1主表面に向けて延びる第1周面とを含み、
前記第3巻回部は、第2端面と、前記第2端面から前記第1主表面に向けて延びる第2周面とを含み、
前記第1端面の面積は、前記第1巻回軸線に垂直な方向における前記第1巻回部の断面の面積よりも広く、
前記第2端面の面積は、前記第1巻回軸線に垂直な方向における前記第1巻回部の断面積よりも広い、請求項9に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。
The second winding part includes a first end surface and a first peripheral surface extending from the first end surface toward the first main surface,
The third winding part includes a second end surface and a second peripheral surface extending from the second end surface toward the first main surface,
The area of the first end face is larger than the area of the cross section of the first winding portion in the direction perpendicular to the first winding axis.
10. The non-contact power transmission coil unit according to claim 9, wherein an area of the second end face is wider than a cross-sectional area of the first winding portion in a direction perpendicular to the first winding axis.
前記第1主表面からの前記第2巻回部の高さと、前記第1主表面からの前記第3巻回部の高さとは、前記第1巻回部の厚さと実質的に等しい、請求項9または請求項10に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。   The height of the second winding part from the first main surface and the height of the third winding part from the first main surface are substantially equal to the thickness of the first winding part. The coil unit for non-contact power transmission according to claim 9 or claim 10. 前記主面コイルの巻回回数は、1巻き以下とされた、請求項2に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。   The coil unit for non-contact power transmission according to claim 2, wherein the number of windings of the main surface coil is 1 or less. 請求項1から請求項12のいずれかに記載された非接触電力伝送用コイルユニットを含む受電部を有し、送電部を有する送電装置から非接触で電力を受電する受電装置。   A power receiving device that includes a power receiving unit including the coil unit for non-contact power transmission according to any one of claims 1 to 12, and that receives power in a non-contact manner from a power transmitting device including the power transmitting unit. 前記送電部の固有周波数と前記受電部の固有周波数との差は、前記受電部の固有周波数の10%以下である、請求項13に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 13, wherein a difference between the natural frequency of the power transmitting unit and the natural frequency of the power receiving unit is 10% or less of the natural frequency of the power receiving unit. 前記受電部と前記送電部との結合係数は、0.1以下である、請求項13に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 13, wherein a coupling coefficient between the power receiving unit and the power transmitting unit is 0.1 or less. 前記受電部は、前記受電部と前記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、前記受電部と前記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて前記送電部から電力を受電する、請求項13に記載の受電装置。   The power reception unit is formed between the power reception unit and the power transmission unit and vibrates at a specific frequency, and an electric field formed between the power reception unit and the power transmission unit and vibrates at a specific frequency. The power receiving device according to claim 13, wherein power is received from the power transmission unit through at least one of the power transmission unit. 請求項13から請求項16のいずれかに記載の受電装置を備え、
前記仮想線が下方に向かうように、非接触電力伝送用コイルユニットが配置された、車両。
A power receiving device according to any one of claims 13 to 16, comprising:
A vehicle in which a coil unit for non-contact power transmission is arranged so that the virtual line is directed downward.
請求項1または請求項2に記載された非接触電力伝送用コイルユニットを含む送電装置。   A power transmission apparatus including the coil unit for non-contact power transmission according to claim 1. 前記仮想線が上方に向くように、前記非接触電力伝送用コイルユニットが配置された、請求項18に記載の送電装置。   The power transmission device according to claim 18, wherein the non-contact power transmission coil unit is arranged so that the virtual line is directed upward.
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