JP2017034029A - Resonator - Google Patents

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圭介 服田
Keisuke Fukuda
圭介 服田
真一郎 拮石
Shinichiro Haneishi
真一郎 拮石
哲治 杉浦
Tetsuji Sugiura
哲治 杉浦
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of suppressing reduction of power transmission efficiency due to Joule heat in a resonator.SOLUTION: A resonator 30 is used as a transmission side resonator 21 and a reception side resonator 25, in a noncontact power supply system 10 for use in wireless power supply. The resonator 30 includes a coil 33 for use in resonance of magnetic field, a reflector 34, i.e., a metal plate placed at a position where the magnetic flux generated in the coil 33 passes, and suppressing leakage of the magnetic flux, an insulation member 35, i.e., a ceramic member placed between the coil 33 and the reflector 34 in contact with at least the coil 33, and a resin housing 36 housing the coil 33, the reflector 34 and the insulation member 35.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、共振器に関する。   The present invention relates to a resonator.

非接触給電システムでは、共振器における磁場の共鳴を利用して無線給電がおこなわれる(例えば、下記特許文献1−3等)。共振器には、コイルで発生する磁束の漏洩を抑制するための金属製の反射板を備えるものがある。   In the non-contact power supply system, wireless power supply is performed by using magnetic field resonance in a resonator (for example, Patent Documents 1-3 below). Some resonators include a metallic reflector for suppressing leakage of magnetic flux generated in a coil.

特開2013−55229号公報JP 2013-55229 A 特開2014−146664号公報JP 2014-146664 A 特開2014−43115号公報JP 2014-43115 A

共振器では、コイル自体にジュール熱が生じる。また、反射板を通過する磁束によって、反射板に渦電流が生じ、その渦電流によって、反射板にジュール熱が生じてしまう場合がある。共振器で生じるジュール熱は、電力の伝送効率を低下させる原因となる。そのため、共振器では、ジュール熱の発生が抑制されることが望ましい。また、ジュール熱が効率的に放熱されることが望ましい。   In the resonator, Joule heat is generated in the coil itself. Further, an eddy current may be generated in the reflecting plate due to the magnetic flux passing through the reflecting plate, and Joule heat may be generated in the reflecting plate due to the eddy current. Joule heat generated in the resonator causes a reduction in power transmission efficiency. Therefore, in the resonator, it is desirable that generation of Joule heat is suppressed. It is also desirable that Joule heat be radiated efficiently.

本発明は、少なくとも上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.

[1]本発明の一形態によれば、共振器が提供される。この共振器は、無線給電に用いられてよい。前記共振器は、コイルと、金属板と、セラミック部材と、を備えてよい。前記コイルは、磁界の共鳴に用いられてよい。前記金属板は、前記コイルに発生する磁束が通過する位置に配置されてよい。前記セラミック部材は、少なくとも、前記コイルに接した状態で、前記コイルと前記金属板との間に配置されてよい。この形態の共振器によれば、セラミック部材を介した熱伝導によってコイルの放熱性が高められる。また、少なくとも、セラミック部材の厚みの分だけ、金属板とコイルとの間の距離が確保されるため、金属板に生じる渦電流に起因するジュール熱の発生が抑制される。従って、共振器で発生するジュール熱に起因するエネルギー損失が抑制され、電力の伝送効率の低下が抑制される。 [1] According to an aspect of the present invention, a resonator is provided. This resonator may be used for wireless power feeding. The resonator may include a coil, a metal plate, and a ceramic member. The coil may be used for magnetic field resonance. The metal plate may be disposed at a position where magnetic flux generated in the coil passes. The ceramic member may be disposed between the coil and the metal plate at least in contact with the coil. According to the resonator of this form, the heat dissipation of the coil is enhanced by heat conduction through the ceramic member. Further, since the distance between the metal plate and the coil is ensured at least by the thickness of the ceramic member, the generation of Joule heat due to the eddy current generated in the metal plate is suppressed. Therefore, energy loss caused by Joule heat generated in the resonator is suppressed, and a decrease in power transmission efficiency is suppressed.

[2]上記形態の共振器において、前記セラミック部材は、前記コイルと前記金属板の両方に接触した状態で配置されてよい。この形態の共振器によれば、コイルの放熱性がさらに高められる。また、共振器を小型化することもできる。 [2] In the resonator of the above aspect, the ceramic member may be disposed in contact with both the coil and the metal plate. According to the resonator of this form, the heat dissipation of the coil is further improved. In addition, the resonator can be reduced in size.

[3]上記形態の共振器において、前記金属板は、前記コイルと対向する面とは反対側の面に放熱フィンを有してよい。この形態の共振器によれば、金属板からの放熱性が、さらに高められる。 [3] In the resonator according to the above aspect, the metal plate may have a heat radiation fin on a surface opposite to a surface facing the coil. According to the resonator of this form, the heat dissipation from the metal plate is further enhanced.

[4]上記形態の共振器において、前記セラミック部材の熱伝導率は、33W/mK以上、かつ、200W/mK以下であってよい。この形態の共振器によれば、セラミック部材によるコイルの放熱性が、さらに高められる。 [4] In the resonator according to the above aspect, the ceramic member may have a thermal conductivity of 33 W / mK or more and 200 W / mK or less. According to the resonator of this form, the heat dissipation of the coil by the ceramic member is further enhanced.

[5]上記形態の共振器において、前記コイルと前記金属板との間の距離は、10mm以上、かつ、20mm以下であってよい。この形態の共振器によれば、金属板において生じる渦電流に起因するジュール損失が低減される。 [5] In the resonator according to the above aspect, a distance between the coil and the metal plate may be 10 mm or more and 20 mm or less. According to the resonator of this form, Joule loss due to eddy current generated in the metal plate is reduced.

[6]上記形態の共振器は、さらに、少なくとも、前記コイルと、前記セラミック部材と、前記金属板と、を収容する樹脂製の筐体部を備え、前記金属板の表面は、前記筐体部から外部に露出してよい。この形態の共振器によれば、構成のコンパクト化が可能である。 [6] The resonator according to the above aspect further includes a resin casing that accommodates at least the coil, the ceramic member, and the metal plate, and the surface of the metal plate is It may be exposed to the outside from the part. According to the resonator of this form, the configuration can be made compact.

上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除をおこなうことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。   A plurality of constituent elements of each aspect of the present invention described above are not indispensable, and some or all of the effects described in the present specification are to be solved to solve part or all of the above-described problems. In order to achieve the above, it is possible to appropriately change, delete, replace with another new component, and partially delete the limited contents of some of the plurality of components. In order to solve part or all of the above-described problems or to achieve part or all of the effects described in this specification, technical features included in one embodiment of the present invention described above. A part or all of the technical features included in the other aspects of the present invention described above may be combined to form an independent form of the present invention.

本発明は、共振器以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、共振器を備えた送電装置または受電装置、非接触給電装置、無線給電システム、少なくとも、送電装置や受電装置を備えた電子機器や移動体等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms other than the resonator. For example, it can be realized in the form of a power transmission device or power reception device including a resonator, a non-contact power supply device, a wireless power supply system, or an electronic device or a moving body including at least a power transmission device or a power reception device.

非接触給電システムの構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of a non-contact electric power feeding system. 共振器の外観を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the external appearance of a resonator. 共振器の内部構造を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the internal structure of a resonator. 共振器の内部構造を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the internal structure of a resonator.

A.実施形態:
図1は、本発明の一実施形態としての共振器21,25を備える非接触給電システム10の構成を示す概略図である。非接触給電システム10は、送電装置11と、受電装置12と、を備え、送電装置11から受電装置12に、磁界共鳴方式(磁界共振結合方式)によって、非接触な状態で電力を伝送する。本実施形態では、非接触給電システム10は、電気自動車に対する無線給電をおこなう給電設備に適用される。非接触給電システム10の送電装置11は、ガレージの床面などに設置され、受電装置12は、電気自動車の車両下部に搭載される。
A. Embodiment:
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a non-contact power feeding system 10 including resonators 21 and 25 as an embodiment of the present invention. The non-contact power supply system 10 includes a power transmission device 11 and a power reception device 12, and transmits electric power from the power transmission device 11 to the power reception device 12 in a non-contact state by a magnetic resonance method (magnetic resonance coupling method). In the present embodiment, the non-contact power supply system 10 is applied to a power supply facility that performs wireless power supply to an electric vehicle. The power transmission device 11 of the non-contact power supply system 10 is installed on the floor surface of a garage, and the power reception device 12 is mounted on the lower part of the electric vehicle.

送電装置11は、送電側共振器21と、高周波電源22と、整合回路23と、を備えている。送電側共振器21は、高周波電力の供給を受けることによって、所定の周波数で共振して電磁界エネルギーを生成する。送電側共振器21の構成の詳細については後述する。高周波電源22は、商用電源等から供給される電力を、所定の周波数の高周波電力に変換し、整合回路23を介して、送電側共振器21へと供給する。整合回路23は、高周波電源22のインピーダンスと、送電側共振器21のインピーダンスと、を合わせるインピーダンス整合をおこなう。   The power transmission device 11 includes a power transmission side resonator 21, a high frequency power source 22, and a matching circuit 23. The power transmission-side resonator 21 resonates at a predetermined frequency to generate electromagnetic energy by receiving supply of high-frequency power. Details of the configuration of the power transmission side resonator 21 will be described later. The high frequency power supply 22 converts power supplied from a commercial power supply or the like into high frequency power having a predetermined frequency, and supplies the high frequency power to the power transmission resonator 21 via the matching circuit 23. The matching circuit 23 performs impedance matching that matches the impedance of the high-frequency power source 22 with the impedance of the power transmission resonator 21.

受電装置12は、受電側共振器25と、整合回路26と、整流器27と、バッテリー28と、を備えている。受電側共振器25は、送電側共振器21によって生成された電磁界エネルギーの所定の周波数に共振することによって高周波電力を発生させる。受電側共振器25は、送電側共振器21とほぼ同様な構成を有している。受電側共振器25の構成の詳細については後述する。   The power receiving device 12 includes a power receiving side resonator 25, a matching circuit 26, a rectifier 27, and a battery 28. The power receiving side resonator 25 generates high frequency power by resonating at a predetermined frequency of the electromagnetic field energy generated by the power transmitting side resonator 21. The power reception side resonator 25 has substantially the same configuration as the power transmission side resonator 21. Details of the configuration of the power receiving resonator 25 will be described later.

整合回路26は、受電側共振器25のインピーダンスと、整流器27のインピーダンスと、を合わせるインピーダンス整合をおこないつつ、受電側共振器25において発生した高周波電力を整流器27へと供給する。整流器27は、その高周波電力を整流して直流電力に変換し、バッテリー28へと供給する。バッテリー28は、整流器27から供給された直流電力を蓄電する。電気自動車は、バッテリー28に蓄えられた電力を駆動力として利用する。   The matching circuit 26 supplies the rectifier 27 with the high frequency power generated in the power receiving side resonator 25 while performing impedance matching that matches the impedance of the power receiving side resonator 25 and the impedance of the rectifier 27. The rectifier 27 rectifies the high-frequency power, converts it to DC power, and supplies it to the battery 28. The battery 28 stores the DC power supplied from the rectifier 27. The electric vehicle uses the electric power stored in the battery 28 as a driving force.

非接触給電システム10では、送電側共振器21と受電側共振器25とが所定の距離をおいて互いに対向するように配置されたときに、それら2つの共振器21,25が磁界共振結合することによって、送電装置11から受電装置12に電力が伝送される。送電装置11と受電装置12との間における電力の伝送は、送電装置11と受電装置12とがそれぞれ備えている制御部(図示は省略)が無線通信を介して互いに協働することによって制御される。   In the non-contact power feeding system 10, when the power transmission side resonator 21 and the power reception side resonator 25 are arranged so as to face each other with a predetermined distance, the two resonators 21 and 25 are magnetically resonance coupled. As a result, power is transmitted from the power transmission device 11 to the power reception device 12. The transmission of power between the power transmission device 11 and the power reception device 12 is controlled by the control units (not shown) included in the power transmission device 11 and the power reception device 12 cooperating with each other via wireless communication. The

図2〜図4を参照して、本実施形態における送電側共振器21および受電側共振器25の構成を説明する。上述したように、送電側共振器21と受電側共振器25とは、ほぼ同じ構成を有しているため、以下では、特に断らない限り、送電側共振器21と受電側共振器25とを区別することなく、併せて「共振器30」と呼ぶ。図2は、共振器30の外観を示す概略斜視図である。図3,図4は、共振器30の内部構造を示す概略斜視図である。図3では、共振器30の一部を取り除き、内部のコイル33の一部を露出させた状態が図示されている。図4では、図3における共振器30の内部構造の露出部位が拡大して図示されている。   With reference to FIGS. 2-4, the structure of the power transmission side resonator 21 and the power receiving side resonator 25 in this embodiment is demonstrated. As described above, since the power transmission side resonator 21 and the power reception side resonator 25 have substantially the same configuration, the power transmission side resonator 21 and the power reception side resonator 25 are hereinafter referred to unless otherwise specified. Without distinction, they are collectively referred to as “resonator 30”. FIG. 2 is a schematic perspective view showing the appearance of the resonator 30. 3 and 4 are schematic perspective views showing the internal structure of the resonator 30. FIG. FIG. 3 shows a state in which a part of the resonator 30 is removed and a part of the internal coil 33 is exposed. 4, the exposed part of the internal structure of the resonator 30 in FIG. 3 is shown enlarged.

共振器30は、平板な略直方体形状を有しており、第1面31と、その反対側の第2面32と、を有している(図2)。送電装置11と受電装置12との間で電力が伝送されるときには、2つの共振器30は、第1面31同士が正対するように対向して配置される。なお、送電側共振器21の第2面32は、地面または外気と接触し、受電側共振器25の第2面32は、電気自動車のボディまたは外気と接触する。   The resonator 30 has a flat, substantially rectangular parallelepiped shape, and includes a first surface 31 and a second surface 32 on the opposite side (FIG. 2). When power is transmitted between the power transmission device 11 and the power reception device 12, the two resonators 30 are arranged to face each other so that the first surfaces 31 face each other. The second surface 32 of the power transmission side resonator 21 is in contact with the ground or outside air, and the second surface 32 of the power reception side resonator 25 is in contact with the body of the electric vehicle or outside air.

共振器30は、コイル33と、反射板34と、絶縁部材35と、筐体部36と、を備えている(図3,図4)。共振器30では、筐体部36の内部空間に、コイル33と、反射板34と、絶縁部材35と、がコンパクトにまとめられて収容されている。本実施形態では、筐体部36は、絶縁性の樹脂によって構成されており、共振器30の外周端部と、第1面31側の全体と、を被覆するように、射出成形によって形成されている(図2)。筐体部36の第2面32側の中央領域には、反射板34の中央部位34cを露出させるための窓部36wが、略四角形状の開口部として形成されている。   The resonator 30 includes a coil 33, a reflecting plate 34, an insulating member 35, and a casing 36 (FIGS. 3 and 4). In the resonator 30, the coil 33, the reflection plate 34, and the insulating member 35 are housed in a compact manner in the internal space of the housing portion 36. In the present embodiment, the casing 36 is made of an insulating resin, and is formed by injection molding so as to cover the outer peripheral end of the resonator 30 and the entire first surface 31 side. (FIG. 2). In the central region on the second surface 32 side of the housing portion 36, a window portion 36w for exposing the central portion 34c of the reflecting plate 34 is formed as a substantially rectangular opening.

本実施形態では、コイル33は、外表面が絶縁体で被覆されている導線が略円環状に幾重にも巻き重ねられた構成を有している(図3,図4)。コイル33の中心軸に沿った方向における厚みは、3〜5mm程度である。コイル33は、導線が円環状に巻き重ねられている本体部33bと、本体部33bの外周端から径方向に延びている端子部33tと、を有している。本体部33bは、共振器30をその厚み方向に沿って見たときに、第1面31のほぼ中央の領域に配置されている。また、本体部33bは、共振器30の厚み方向におけるほぼ中央の位置に配置されている。   In the present embodiment, the coil 33 has a configuration in which a conductive wire whose outer surface is covered with an insulator is wound in an approximately annular shape many times (FIGS. 3 and 4). The thickness of the coil 33 in the direction along the central axis is about 3 to 5 mm. The coil 33 has a main body part 33b in which a conducting wire is wound in an annular shape, and a terminal part 33t extending in the radial direction from the outer peripheral end of the main body part 33b. The main body portion 33b is disposed in a substantially central region of the first surface 31 when the resonator 30 is viewed along its thickness direction. Further, the main body portion 33 b is disposed at a substantially central position in the thickness direction of the resonator 30.

端子部33tは、本体部33bの外周端から延びて、筐体部36の側面部において、外部に突出している(図2)。端子部33tは、コイル33の本体部33bを構成している導線の2つの端部と整合回路23(図1)の接続端子との電気的な接続を仲介する。   The terminal portion 33t extends from the outer peripheral end of the main body portion 33b and protrudes to the outside at the side surface portion of the housing portion 36 (FIG. 2). The terminal portion 33t mediates electrical connection between the two ends of the conductive wire constituting the main body portion 33b of the coil 33 and the connection terminal of the matching circuit 23 (FIG. 1).

反射板34は、コイル33に発生する磁束が厚み方向に通過する位置に配置される金属板であり、コイル33において発生する磁束の向きを整え、磁束の指向性を高めて、磁束の拡散・漏洩を抑制する。反射板34は、非磁性体によって構成されていることが望ましい。また、熱伝導率が高い金属によって構成されることが望ましい。本実施形態では、反射板34は、アルミニウムによって構成されている。反射板34は、コイル33に対して第2面32側の位置であって、コイル33から離間した位置に配置されている。   The reflection plate 34 is a metal plate disposed at a position where the magnetic flux generated in the coil 33 passes in the thickness direction. The reflection plate 34 adjusts the direction of the magnetic flux generated in the coil 33 and improves the directivity of the magnetic flux. Control leaks. The reflecting plate 34 is preferably made of a nonmagnetic material. Moreover, it is desirable to be comprised with the metal with high heat conductivity. In the present embodiment, the reflection plate 34 is made of aluminum. The reflection plate 34 is disposed at a position on the second surface 32 side with respect to the coil 33 and at a position separated from the coil 33.

上述したように、反射板34の第2面32側の中央部位34cは、筐体部36に設けられた窓部36wを介して、外部に露出している(図2)。共振器30をその厚み方向に沿って見たときに、反射板34の中央部位34cの領域内には、コイル33の本体部33b全体が収まる。反射板34の中央部位34cの表面には、放熱フィン34fが全体にわたって設けられている。本実施形態では、放熱フィン34fは複数の並列な線状の凸部(リブ)として形成されている。   As described above, the central portion 34c on the second surface 32 side of the reflecting plate 34 is exposed to the outside through the window portion 36w provided in the housing portion 36 (FIG. 2). When the resonator 30 is viewed along its thickness direction, the entire body 33b of the coil 33 is accommodated in the region of the central portion 34c of the reflector 34. On the surface of the central portion 34c of the reflecting plate 34, heat radiating fins 34f are provided over the entire surface. In the present embodiment, the heat radiating fins 34f are formed as a plurality of parallel linear protrusions (ribs).

絶縁部材35は、例えば、アルミナを主成分とするセラミック部材によって構成される。絶縁部材35は、板状に成形されている。絶縁部材35の一方の面は平坦に構成されている。絶縁部材35の他方の面は、コイル33の本体部33bおよび端子部33tの形状を象った凹部35cが形成されている。絶縁部材35は、共振器30において、平坦な面側が第2面32側とし、凹部35cを有する面側を第1面31側として配置される。絶縁部材35の平坦な面は、反射板34に面接触する。絶縁部材35の凹部35cには、コイル33が嵌め込まれて保持され、凹部35cの外側の領域は筐体部36と接触する。絶縁部材35は、凹部35cの形成領域において、コイル33と反射板34とに挟まれ、その外側の領域において、反射板34と筐体部36の第1面31側の壁部とに挟まれる。   The insulating member 35 is made of, for example, a ceramic member whose main component is alumina. The insulating member 35 is formed in a plate shape. One surface of the insulating member 35 is configured to be flat. On the other surface of the insulating member 35, a concave portion 35c is formed in the shape of the main body portion 33b and the terminal portion 33t of the coil 33. In the resonator 30, the insulating member 35 is arranged such that the flat surface side is the second surface 32 side and the surface side having the recess 35 c is the first surface 31 side. The flat surface of the insulating member 35 is in surface contact with the reflecting plate 34. The coil 33 is fitted and held in the concave portion 35 c of the insulating member 35, and the region outside the concave portion 35 c is in contact with the housing portion 36. The insulating member 35 is sandwiched between the coil 33 and the reflecting plate 34 in the formation region of the recess 35c, and is sandwiched between the reflecting plate 34 and the wall portion on the first surface 31 side of the housing portion 36 in the outer region. .

以上のように、本実施形態の共振器30は、コイル33と反射板34との間に、絶縁部材35が、コイル33と反射板34の両方に接触するように配置されている構成を有している。本実施形態の共振器30によれば、反射板34を備えていることによって、電力の伝送時の磁束の漏洩が抑制されるため、磁束の漏洩による電力の伝送効率の低下が抑制される。また、コイル33と反射板34との間に絶縁部材35が介在する分だけ、コイル33と反射板34との間の離間距離Lが確保されている(図4)。この離間距離Lが確保されていることによって、コイル33で発生した磁束が反射板34を通過するときに反射板34に生じる渦電流が大きくなりすぎてしまうことが抑制され、反射板34にジュール熱が生じることが抑制される。従って、反射板34におけるジュール熱の発生に起因するエネルギー損失が低減され、電力の伝送効率の低下が抑制される。   As described above, the resonator 30 of the present embodiment has a configuration in which the insulating member 35 is disposed between the coil 33 and the reflecting plate 34 so as to contact both the coil 33 and the reflecting plate 34. doing. According to the resonator 30 of the present embodiment, since the reflection plate 34 is provided, leakage of magnetic flux at the time of power transmission is suppressed, so that reduction in power transmission efficiency due to leakage of magnetic flux is suppressed. Further, a separation distance L between the coil 33 and the reflecting plate 34 is ensured by the amount of the insulating member 35 interposed between the coil 33 and the reflecting plate 34 (FIG. 4). By ensuring the separation distance L, the eddy current generated in the reflecting plate 34 when the magnetic flux generated in the coil 33 passes through the reflecting plate 34 is suppressed from being excessively increased. Heat generation is suppressed. Therefore, energy loss due to generation of Joule heat in the reflector 34 is reduced, and a reduction in power transmission efficiency is suppressed.

ここで、コイル33と反射板34との間の離間距離Lは、10mm以上であることが望ましい。離間距離Lが10mmより小さくなると、例えば、コイル33に数kW以上の電流が流れた場合に、反射板34に生じる渦電流が大きくなりすぎてしまう可能性があるためである。また、離間距離Lは、20mm以下であることが望ましい。離間距離Lが20mmより大きくなると、例えば、コイル33に数kW以上の電流が流れた場合に、反射板34による磁束の漏洩が十分に抑制されなくなってしまう可能性があるためである。従って、コイル33と反射板34との間の離間距離Lは、10mm以上、かつ、20mm以下であることが、より望ましい。   Here, the separation distance L between the coil 33 and the reflecting plate 34 is preferably 10 mm or more. This is because, if the separation distance L is smaller than 10 mm, for example, when a current of several kW or more flows through the coil 33, the eddy current generated in the reflection plate 34 may become too large. The separation distance L is desirably 20 mm or less. This is because when the separation distance L is greater than 20 mm, for example, when a current of several kW or more flows through the coil 33, the leakage of magnetic flux by the reflecting plate 34 may not be sufficiently suppressed. Therefore, the separation distance L between the coil 33 and the reflecting plate 34 is more preferably 10 mm or more and 20 mm or less.

本実施形態の共振器30では、絶縁部材35がコイル33と反射板34とに直接的に接触している。これによって、コイル33で発生したジュール熱を、熱伝導性が高いセラミック部材で構成されている絶縁部材35を介して、効率的に反射板34へと伝達させることができる。従って、コイル33の放熱性が高められ、電力の伝送時にコイル33に生じるジュール熱に起因するエネルギー損失の発生が抑制される。また、コイル33や筐体部36の熱劣化が抑制される。その他にも、絶縁部材35によって、コイル33と反射板34との間の絶縁性が高められている。   In the resonator 30 of the present embodiment, the insulating member 35 is in direct contact with the coil 33 and the reflecting plate 34. Thereby, the Joule heat generated in the coil 33 can be efficiently transmitted to the reflecting plate 34 via the insulating member 35 made of a ceramic member having high thermal conductivity. Therefore, the heat dissipation of the coil 33 is enhanced, and the generation of energy loss due to Joule heat generated in the coil 33 during power transmission is suppressed. In addition, thermal deterioration of the coil 33 and the casing 36 is suppressed. In addition, the insulation between the coil 33 and the reflecting plate 34 is enhanced by the insulating member 35.

ここで、絶縁部材35は、33W/mK以上の熱伝導率を有するセラミック部材によって構成されていることが望ましい。このセラミック部材であれば、コイル33の放熱性が確保される。また、絶縁部材35は、200W/mK以下の熱伝導率を有するセラミック部材によって構成されることが望ましい。一般に、熱伝導率が高いセラミック部材は低い電気抵抗を有する傾向がある。200W/mK以下の熱伝導率を有するセラミック部材であれば、コイル33の放熱性を高めつつ、コイル33と反射板34との間の高い絶縁性を確保することができる。従って、絶縁部材35は、33W/mK以上、かつ、200W/mK以下の熱伝導率を有するセラミック部材によって構成されることが、より望ましい。なお、アルミナを主成分とするセラミック部材や、窒化アルミを主成分とするセラミック部材であれば、33W/mK以上、かつ、200W/mK以下の熱伝導率を得ることができる。アルミナを主成分とするセラミック部材であれば、比較的安価であり、コスト性に優れている。窒化アルミを主成分とするセラミック部材であれば、アルミナを主成分とするセラミック部材よりも高い熱伝導率を確保することができる。   Here, the insulating member 35 is preferably made of a ceramic member having a thermal conductivity of 33 W / mK or more. If it is this ceramic member, the heat dissipation of the coil 33 is ensured. The insulating member 35 is preferably composed of a ceramic member having a thermal conductivity of 200 W / mK or less. In general, ceramic members with high thermal conductivity tend to have low electrical resistance. A ceramic member having a thermal conductivity of 200 W / mK or less can ensure high insulation between the coil 33 and the reflecting plate 34 while improving the heat dissipation of the coil 33. Therefore, it is more desirable that the insulating member 35 is composed of a ceramic member having a thermal conductivity of 33 W / mK or more and 200 W / mK or less. Note that a thermal conductivity of 33 W / mK or more and 200 W / mK or less can be obtained by using a ceramic member mainly composed of alumina or a ceramic member mainly composed of aluminum nitride. A ceramic member mainly composed of alumina is relatively inexpensive and has excellent cost. A ceramic member mainly composed of aluminum nitride can ensure a higher thermal conductivity than a ceramic member mainly composed of alumina.

さらに、本実施形態の共振器30では、反射板34に放熱フィン34fが設けられているため、反射板34による放熱性が高められている。また、反射板34が熱伝導性の高いアルミニウムによって構成されていることによっても、反射板34による放熱性が高められている。その他に、本実施形態の共振器30であれば、上述のように、コイル33と反射板34とが絶縁部材35に直接的に接触しており、コイル33と反射板34と絶縁部材35のそれぞれの間に無駄な空間が形成されておらず、共振器30が薄型化されている。また、コイル33が絶縁部材35の凹部35cに保持されていることによって、コイル33の固定性や保護性が高められている。本実施形態の共振器30では、筐体部36によって、コイル33と、反射板34と、絶縁部材35と、がコンパクトに一体的化されて、小型化されている。   Furthermore, in the resonator 30 according to the present embodiment, since the heat radiating fins 34f are provided on the reflection plate 34, the heat dissipation by the reflection plate 34 is enhanced. Moreover, the heat dissipation by the reflecting plate 34 is also improved by the reflecting plate 34 being made of aluminum having high thermal conductivity. In addition, in the resonator 30 of this embodiment, as described above, the coil 33 and the reflecting plate 34 are in direct contact with the insulating member 35, and the coil 33, the reflecting plate 34, and the insulating member 35 are in contact with each other. There is no useless space between them, and the resonator 30 is thinned. Further, since the coil 33 is held in the concave portion 35 c of the insulating member 35, the fixing property and the protection property of the coil 33 are enhanced. In the resonator 30 of this embodiment, the coil 33, the reflection plate 34, and the insulating member 35 are integrated in a compact manner by the housing unit 36, and the size is reduced.

以上のように、本実施形態の共振器30(送電側共振器21および受電側共振器25)であれば、コイル33や反射板34に生じるジュール熱に起因するエネルギー損失が低減され、非接触給電システム10における電力の伝送効率の低下が抑制される。その他にも、上述した種々の作用効果を奏することが可能である。   As described above, with the resonator 30 (the power transmission side resonator 21 and the power reception side resonator 25) of the present embodiment, energy loss due to Joule heat generated in the coil 33 and the reflection plate 34 is reduced, and contactlessness is achieved. A decrease in power transmission efficiency in the power feeding system 10 is suppressed. In addition, the various functions and effects described above can be achieved.

B.変形例:
B1.変形例1:
上記実施形態では、絶縁部材35は、コイル33と反射板34の両方に直接的に接触している。これに対して、絶縁部材35は、反射板34には接していなくてもよく、少なくとも、コイル33に接した状態で、コイル33と反射板34との間に配置されていればよい。絶縁部材35と反射板34との間には、例えば、シリコンなどの熱伝導性の高い部材が介挿されていてもよい。上記実施形態では、絶縁部材35はコイル33を勘合的に配置するための凹部35cを有している。これに対して、凹部35cは省略されてもよい。
B. Variations:
B1. Modification 1:
In the above embodiment, the insulating member 35 is in direct contact with both the coil 33 and the reflecting plate 34. On the other hand, the insulating member 35 may not be in contact with the reflection plate 34, and may be disposed between the coil 33 and the reflection plate 34 at least in contact with the coil 33. For example, a member having high thermal conductivity such as silicon may be interposed between the insulating member 35 and the reflecting plate 34. In the said embodiment, the insulating member 35 has the recessed part 35c for arrange | positioning the coil 33 fittingly. On the other hand, the recess 35c may be omitted.

B2.変形例2:
上記実施形態では、反射板34はリブ状の放熱フィン34fを有している。これに対して、反射板34は放熱フィン34fを有していなくてもよい。また、リブ状の放熱フィン34fに代えて、他の形状を有する放熱フィンが設けられていても良い。放熱フィンは、反射板34の表面積が増大するように、反射板の厚み方向に突出した形状を有していればよい。上記実施形態では、反射板34は、アルミニウムによって構成されている。これに対して、反射板34は、アルミニウム以外の金属によって構成されてもよい。反射板34は、例えば、ステンレスや銅によって構成されてもよい。上記実施形態では、反射板34の中央部位34cは、筐体部36の窓部36wを介して外部に露出している。これに対して、反射板34の中央部位34cは、外部に露出していなくてもよく、例えば、筐体部36の壁部によって被覆されていてもよい。
B2. Modification 2:
In the above embodiment, the reflecting plate 34 has the rib-shaped heat radiation fins 34f. On the other hand, the reflecting plate 34 may not have the heat radiating fins 34f. Further, instead of the rib-shaped heat radiation fins 34f, heat radiation fins having other shapes may be provided. The radiation fins only need to have a shape protruding in the thickness direction of the reflector so that the surface area of the reflector 34 increases. In the above embodiment, the reflecting plate 34 is made of aluminum. On the other hand, the reflecting plate 34 may be made of a metal other than aluminum. The reflecting plate 34 may be made of, for example, stainless steel or copper. In the above embodiment, the central portion 34 c of the reflecting plate 34 is exposed to the outside through the window portion 36 w of the housing portion 36. On the other hand, the central portion 34c of the reflecting plate 34 may not be exposed to the outside, and may be covered by the wall portion of the housing portion 36, for example.

B3.変形例3:
上記実施形態では、コイル33は、導体が円環状に多重に巻かれた構成を有している。これに対して、コイル33は他の構成を有していてもよく、例えば、ソレノイドコイルによって構成されていてもよい。
B3. Modification 3:
In the said embodiment, the coil 33 has the structure by which the conductor was wound by multiple rings in the annular | circular shape. On the other hand, the coil 33 may have other configurations, for example, a solenoid coil.

B4.変形例4:
上記実施形態の共振器30は、電気自動車の給電設備に用いられる非接触給電システム10に適用されている。これに対して、共振器30は、電気自動車以外の移動体や、ノートパソコンや携帯電話などの携帯機器に対する給電システムに適用されてもよい。
B4. Modification 4:
The resonator 30 of the above embodiment is applied to the non-contact power feeding system 10 used in the power feeding facility of the electric vehicle. On the other hand, the resonator 30 may be applied to a power feeding system for a mobile body other than an electric vehicle, or a portable device such as a notebook computer or a mobile phone.

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせをおこなうことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above-described effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

10…非接触給電システム
11…送電装置
12…受電装置
21…受電側共振器
22…高周波電源
23…整合回路
25…送電側共振器
26…整合回路
27…整流器
28…バッテリー
30…共振器
31…第1面
32…第2面
33…コイル
33b…本体部
33t…端子部
34…反射板
34c…中央部位
34f…放熱フィン
35…絶縁部材
35c…凹部
36…筐体部
36w…窓部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Non-contact electric power feeding system 11 ... Power transmission apparatus 12 ... Power receiving apparatus 21 ... Power receiving side resonator 22 ... High frequency power supply 23 ... Matching circuit 25 ... Power transmission side resonator 26 ... Matching circuit 27 ... Rectifier 28 ... Battery 30 ... Resonator 31 ... 1st surface 32 ... 2nd surface 33 ... Coil 33b ... Body part 33t ... Terminal part 34 ... Reflector 34c ... Central part 34f ... Radiation fin 35 ... Insulating member 35c ... Recess 36 ... Housing part 36w ... Window part

Claims (6)

無線給電に用いられる共振器であって、
磁界の共鳴に用いられるコイルと、
前記コイルに発生する磁束が通過する位置に配置される金属板と、
少なくとも、前記コイルに接した状態で、前記コイルと前記金属板との間に配置されるセラミック部材と、
を備える、共振器。
A resonator used for wireless power feeding,
A coil used for magnetic field resonance;
A metal plate disposed at a position where magnetic flux generated in the coil passes;
At least a ceramic member disposed between the coil and the metal plate in contact with the coil;
A resonator comprising:
請求項1記載の共振器であって、
前記セラミック部材は、前記コイルと前記金属板の両方に接触した状態で配置されている、共振器。
The resonator according to claim 1,
The ceramic member is a resonator arranged in contact with both the coil and the metal plate.
請求項1または請求項2記載の共振器であって、
前記金属板は、前記コイルと対向する面とは反対側の面に放熱フィンを有している、共振器。
The resonator according to claim 1 or 2, wherein
The said metal plate is a resonator which has a radiation fin in the surface on the opposite side to the surface facing the said coil.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の共振器であって、
前記セラミック部材の熱伝導率は、33W/mK以上、かつ、200W/mK以下である、共振器。
The resonator according to any one of claims 1 to 3,
The ceramic member has a thermal conductivity of 33 W / mK or more and 200 W / mK or less.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の共振器であって、
前記コイルと前記金属板との間の距離は、10mm以上、かつ、20mm以下である、共振器。
The resonator according to any one of claims 1 to 4, wherein:
The resonator between the coil and the metal plate is 10 mm or more and 20 mm or less.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の共振器であって、さらに、
少なくとも、前記コイルと、前記セラミック部材と、前記金属板と、を収容する樹脂製の筐体部を備え、
前記金属板の表面は、前記筐体部から外部に露出している、共振器。
The resonator according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
At least, comprising a resin casing that accommodates the coil, the ceramic member, and the metal plate,
The surface of the said metal plate is a resonator exposed outside from the said housing | casing part.
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