JP2017041875A

JP2017041875A - 電力伝送通信ユニット

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Publication number: JP2017041875A
Application number: JP2016131662A
Authority: JP
Inventors: 辰夫戸羽; Tatsuo Toba; 杏子古橋; Kyoko Furuhashi; 健治松下; Kenji Matsushita; 雄太中川; Yuta Nakagawa; 田中　信吾; Shingo Tanaka; 信吾田中; 洋一井戸; Yoichi Ido; 範高田口; Noritaka Taguchi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2017-02-23
Anticipated expiration: 2036-07-01
Also published as: JP6490626B2

Abstract

【課題】通信モジュールの温度上昇を抑制することができる電力伝送通信ユニットを提供する。【解決手段】通信カプラ３０の結合電極３２は、基板１０の開口部１１に設置され、電力伝送コイル２０のコイル軸線方向に直交する直交方向から見た場合に、電力伝送コイル２０の基板１０と反対側におけるコイル端部２１よりも、コイル軸線方向において基板１０側に位置する。例えば、結合電極３２のコイル軸線方向における通信側の端部３２２は、直交方向から見た場合に、コイル軸線方向において、基板１０の電力伝送コイル２０と反対側の面１４と同じ位置に位置する。これにより、通信カプラ３０の結合電極３２を電力伝送コイル２０の磁界から離し、結合電極３２が電力伝送コイル２０の磁界から受ける影響を抑制し、通信カプラ３０の結合電極３２に流れる渦電流を抑制する。【選択図】図２

Description

本発明は、電力伝送通信ユニットに関する。

従来、非接触で電力の伝送を行う機能と無線で通信する機能とを備えた電力伝送通信ユニットがある。電力伝送通信ユニットは、通信モジュールと、通信モジュールの周りに渦巻状に形成された電力伝送用コイルと、が同一基板上に設けられている（例えば、特許文献１）。

特開２０１４−４９４７９号公報

しかしながら、通信モジュールは、電力伝送用コイルの磁界の影響を受けやすく、渦電流によって通信モジュールの温度が上昇する問題があった。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通信モジュールの温度上昇を抑制することができる電力伝送通信ユニットを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電力伝送通信ユニットは、開口部を有した基板と、前記開口部の周りに渦巻状に形成され、前記基板の一方の面に取り付けられて当該基板の回路と接続され、非接触で電力の伝送を行う電力伝送コイルと、前記開口部に設置され、導電部材を有し、当該導電部材を介して無線通信を行う通信モジュールと、を備え、前記通信モジュールの導電部材は、前記電力伝送コイルのコイル軸線方向に直交する直交方向から見た場合に、前記電力伝送コイルの前記基板と反対側におけるコイル端部よりも、前記コイル軸線方向において前記基板側に位置することを特徴とする。

また、上記電力伝送通信ユニットにおいて、前記基板は、磁性体を含み、前記導電部材の前記コイル軸線方向における通信側の端部は、前記直交方向から見た場合に、前記コイル軸線方向において、前記基板の前記電力伝送コイル側の面と、相手側通信モジュールと通信可能な位置と、の間に位置することが好ましい。

また、上記電力伝送通信ユニットにおいて、前記基板は、磁性体を含み、前記導電部材の前記コイル軸線方向における通信側の端部は、前記直交方向から見た場合に、前記コイル軸線方向において、前記基板の前記電力伝送コイルと反対側の面と同じ位置に位置することが好ましい。

また、相手側開口部を有した相手側基板と、前記相手側開口部の周りに渦巻状に形成され前記相手側基板の一方の面に取り付けられて当該相手側基板の回路と接続され非接触で電力の伝送を行う相手側電力伝送コイルと、前記相手側開口部に設置され相手側導電部材を有し当該相手側導電部材を介して無線通信を行う相手側通信モジュールと、を備える相手側電力伝送通信ユニットにおける前記相手側電力伝送コイルの前記相手側基板と反対側の相手側コイル端部と前記コイル端部との前記コイル軸線方向の間隔が１０ｍｍであり、前記導電部材の前記コイル軸線方向における通信側の端部は、前記直交方向から見た場合に、前記コイル軸線方向において、前記コイル端部から前記基板側に２ｍｍ離れた位置から、前記相手側通信モジュールと通信可能な位置までの範囲に位置することが好ましい。

また、上記電力伝送通信ユニットにおいて、前記通信モジュールは、プリント配線基板を備え、前記導電部材は、前記プリント配線基板の回路に接続され、当該プリント配線基板から突出して形成され、電荷を蓄積する結合電極を含むことが好ましい。

本発明に係る電力伝送通信ユニットによれば、通信モジュールの導電部材は、基板の開口部に設置され、電力伝送コイルの基板と反対側における端部よりも、コイル軸線方向において基板側に位置するので、通信モジュールの温度上昇を抑制することができる。

図１は、実施形態に係る電力伝送通信ユニットの構成例を示す底面図である。図２は、実施形態に係る電力伝送通信ユニットの構成例を示す断面図である。図３は、実施形態に係る送電側の電力伝送通信ユニットと受電側の電力伝送通信ユニットとの位置関係を示す断面図である。図４は、実施形態に係る電力伝送通信ユニットの使用例（その１）を示す断面図である。図５は、実施形態に係る電力伝送通信ユニットの使用例（その２）を示す断面図である。図６は、比較例に係る温度上昇例（距離：１０ｍｍ）を示す図である。図７は、実施形態に係る温度上昇例（距離：１０ｍｍ）を示す図である。図８は、比較例に係る温度上昇例（距離：５ｍｍ）を示す図である。図９は、実施形態に係る温度上昇例（距離：５ｍｍ）を示す図である。図１０は、実施形態に係る通信カプラの温度上昇例を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
実施形態に係る電力伝送通信ユニットについて説明する。図１は、実施形態に係る電力伝送通信ユニットの構成例を示す底面図である。図２は、実施形態に係る電力伝送通信ユニットの構成例を示す断面図である。図３は、実施形態に係る送電側の電力伝送通信ユニットと受電側の電力伝送通信ユニットとの位置関係を示す断面図である。

電力伝送通信ユニット１（１Ａ）は、相手側電力伝送通信ユニットとしての電力伝送通信ユニット１（１Ｂ）に対して非接触で電力を伝送すると共に無線で通信するものである。電力伝送通信ユニット１は、図１及び図２に示すように、基板１０と、電力伝送コイル２０と、通信モジュールである通信カプラ３０とを備えている。なお、説明の理解を容易にするために、電力伝送通信ユニット１は、筐体を取り外した状態で図示している。

基板１０は、絶縁素材１０ａと、開口部１１と、電力伝送用の回路１２とを備えている。絶縁素材１０ａは、直方体の形状を有した板状に形成され、透磁率の高い磁性体であるフェライトを含んでいる。絶縁素材１０ａは、中央に矩形の開口部１１が形成されている。開口部１１は、通信カプラ３０の通信を妨げない大きさに開口されている。絶縁素材１０ａの電力伝送コイル２０側の面１３には、電力伝送用の回路１２が形成されている。

電力伝送コイル２０は、非接触で電力の伝送を行うものである。電力伝送コイル２０は、基板１０の開口部１１の周りに中心軸線Ｘを中心として渦巻状に形成され、基板１０の電力伝送用の回路１２側の面１３に取り付けられている。電力伝送コイル２０は、基板１０に形成された回路１２に接続されている。例えば、電力伝送コイル２０の一方の端部は、回路１２ａに接続され、電力伝送コイル２０の他方の端部は、回路１２ｂに接続されている。

通信カプラ３０は、基板１０の開口部１１に設置され、相手側の通信カプラ３０と無線通信を行うものである。通信カプラ３０は、例えば、近接無線転送技術であるＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ（登録商標）を使用する。通信カプラ３０は、プリント配線基板３１と、結合電極３２と、同軸コネクタ３３とを備えている。結合電極３２は、導電部材に含まれる。

プリント配線基板３１は、直方体の形状を有した板状に形成されている。プリント配線基板３１には、回路３１０が形成されている。

結合電極３２は、通信に用いる電荷を蓄積するものである。結合電極３２は、プリント配線基板３１の回路３１０に接続され、当該プリント配線基板３１から突出して形成されている。例えば、結合電極３２は、円形の電極板３２０と、電極板３２０の略中央から電極板３２０のコイル軸線方向に延在した電極棒３２１と、を備えている。ここで、コイル軸線方向は、中心軸線Ｘに沿った方向である。電極棒３２１の電極板３２０と反対側の端部は、プリント配線基板３１の回路３１０に接続されている。電極板３２０は、プリント配線基板３１の回路３１０が形成された面と略平行に設けられている。

同軸コネクタ３３は、プリント配線基板３１の回路３１０と図示しないケーブルとを接続するものである。

通信カプラ３０の結合電極３２は、電力伝送コイル２０の磁界から受ける影響を抑制するために、電力伝送コイル２０よりも基板１０側に位置する。例えば、通信カプラ３０の結合電極３２は、電力伝送コイル２０のコイル軸線方向に直交する直交方向から見た場合に、電力伝送コイル２０の基板１０と反対側におけるコイル端部２１よりも、コイル軸線方向において基板１０側に位置する。好ましくは、結合電極３２のコイル軸線方向における通信側の端部３２２は、直交方向から見た場合に、コイル軸線方向において、基板１０の電力伝送コイル２０側の面１３と、相手側の通信カプラ３０と通信可能な位置と、の間に位置する。本実施形態では、結合電極３２のコイル軸線方向における通信側の端部３２２は、直交方向から見た場合に、コイル軸線方向において、基板１０の電力伝送コイル２０と反対側の面１４と同じ位置に位置する。

なお、電力伝送コイル２０は、製造時の誤差によりばらつきが生じることで、電力伝送コイル２０の線径は一定にならない場合がある。このため、電力伝送コイル２０のコイル端部２１は、直交方向から見た場合に、電力伝送コイル２０の線径の差異により、コイル軸線方向に凹凸が生じる場合がある。従って、電力伝送コイル２０のコイル端部２１は、直交方向から見た場合に、コイル軸線方向において基板１０と最も離れている部分を示す。

電力伝送通信ユニット１Ａは、図３に示すように、電力伝送通信ユニット１Ｂにコイル軸線方向において対向して配置される。つまり、電力伝送通信ユニット１Ａの通信カプラ３０と、電力伝送通信ユニット１Ｂの通信カプラ３０とが通信可能に対向して配置され、かつ、電力伝送通信ユニット１Ａの電力伝送コイル２０と、電力伝送通信ユニット１Ｂの電力伝送コイル２０とが電力伝送可能に対向して配置される。電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとは、略同様の構成であり、使用態様に応じて、電気信号を送信する送信側又は電気信号を受信する受信側として機能する。また、電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとは、使用態様に応じて、電力を送電する送電側又は電力を受電する受電側として機能する。電力伝送通信ユニット１Ｂは、相手側基板としての基板１０と、相手側開口部としての開口部１１と、相手側電力伝送コイルとしての電力伝送コイル２０と、相手側コイル端部としてのコイル端部２１と、相手側通信モジュールとしての通信カプラ３０と、相手側導電部材としての結合電極３２とを備える。

電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとにおける幾何学的な配置の一例を説明する。電力伝送通信ユニット１Ａの通信カプラ３０と電力伝送通信ユニット１Ｂの通信カプラ３０との通信距離は、例えば、最大２１０ｍｍ程度である。つまり、電力伝送通信ユニット１Ａの結合電極３２のコイル軸線方向における通信側の端部３２２と、電力伝送通信ユニット１Ｂの結合電極３２のコイル軸線方向における通信側の端部３２２との距離Ｄｃは、例えば、最大２１０ｍｍ程度である。

結合電極３２は、上述したように、電力伝送コイル２０の基板１０と反対側におけるコイル端部２１からコイル軸線方向において基板１０側にオフセットされている。例えば、電力伝送コイル２０のコイル端部２１と、結合電極３２のコイル軸線方向における通信側の端部３２２とのオフセット距離Ｄｅは、例えば、コイル軸線方向において１０ｍｍ程度である。

従って、通信カプラ３０同士の通信距離が最大２１０ｍｍ程度であるので、電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとが対向した状態で、電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとのコイル軸線方向における最大の距離Ｄｐは、１９０ｍｍ程度である。つまり、電力伝送通信ユニット１Ａの電力伝送コイル２０のコイル端部２１と、電力伝送通信ユニット１Ｂの電力伝送コイル２０のコイル端部２１との最大の距離Ｄｐは、１９０ｍｍ程度である。電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとのコイル軸線方向における距離が、最大の距離Ｄｐ（１９０ｍｍ程度）よりも離れると、通信カプラ３０間の距離が２１０ｍｍを超えるので、通信カプラ３０の通信に影響がでる。例えば、通信カプラ３０の通信速度が低下したり、通信カプラ３０の通信にエラーが生じたりする。電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとのコイル軸線方向における距離が、最大の距離Ｄｐ（１９０ｍｍ程度）以下であれば、通信カプラ３０の通信に影響はでない。

次に、電力伝送通信ユニット１の動作例について説明する。電力伝送通信ユニット１Ａは、電気信号の送信及び電力の受電を行い、電力伝送通信ユニット１Ｂは、電気信号の受信及び電力の送電を行うものとして説明する。

電力伝送通信ユニット１Ａの通信カプラ３０は、同軸コネクタ３３に接続されたケーブルから電気信号が入力されると、結合電極３２に電荷を蓄積する。電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとがコイル軸線方向において１０ｍｍ以下程度の間隔で対向した状態で、電力伝送通信ユニット１Ａの通信カプラ３０は、結合電極３２に蓄積された電荷を電気信号として電力伝送通信ユニット１Ｂの通信カプラ３０に送信する。電力伝送通信ユニット１Ｂの通信カプラ３０は、電力伝送通信ユニット１Ａの通信カプラ３０から送信された電気信号を受信し、同軸コネクタ３３に接続されたケーブルを介して電気信号を出力する。

また、電力伝送通信ユニット１Ｂの図示しない交流電源は、電力伝送用の回路１２を介して電力伝送コイル２０に電力を供給する。電力伝送コイル２０に電流が流れると磁界が発生し、この磁界により生じた誘導起電力によって電力伝送通信ユニット１Ａの電力伝送コイル２０に電流が流れる。

次に、電力伝送通信ユニット１の使用例について説明する。図４は、実施形態に係る電力伝送通信ユニットの使用例（その１）を示す断面図である。図５は、実施形態に係る電力伝送通信ユニットの使用例（その２）を示す断面図である。なお、図４及び図５に示す電力伝送通信ユニット１は、筐体４０が装着されている。筐体４０は、樹脂などから形成され、基板１０に取り付けられた電力伝送コイル２０と通信カプラ３０とを保護するものである。

電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとの間には、図４に示すように、障害物が介在しない状態で、電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとをコイル軸線方向に通信可能に対向させてもよい。そして、電力伝送通信ユニット１Ａの通信カプラ３０は、電気信号を電力伝送通信ユニット１Ｂの通信カプラ３０に送信する。電力伝送通信ユニット１Ｂの通信カプラ３０は、電力伝送通信ユニット１Ａの通信カプラ３０から送信された電気信号を受信する。また、電力伝送通信ユニット１Ｂの電力伝送コイル２０は、磁界結合により電力を電力伝送通信ユニット１Ａの電力伝送コイル２０に伝送する。電力伝送通信ユニット１Ａの電力伝送コイル２０は、電力伝送通信ユニット１Ｂの電力伝送コイル２０から伝送された電力を受電する。

また、図５に示すように、電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとの間に、非導電部材である障害物２が介在した状態で、電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとをコイル軸線方向に通信可能に対向させてもよい。

次に、通信カプラ３０と電力伝送コイル２０との温度変化について、比較例と比較しながら説明する。図６は、比較例に係る温度上昇例（距離：１０ｍｍ）を示す図である。図７は、実施形態に係る温度上昇例（距離：１０ｍｍ）を示す図である。図８は、比較例に係る温度上昇例（距離：５ｍｍ）を示す図である。図９は、実施形態に係る温度上昇例（距離：５ｍｍ）を示す図である。図６〜図９において、縦軸は温度を示し、横軸は時間（分）を示す。

比較例では、図示しない結合電極は、図示しない電力伝送コイルの基板と反対側における端部からコイル軸線方向にオフセットされていない。つまり、電力伝送コイルの基板と反対側における端部と、結合電極のコイル軸線方向における通信側の端部とが直交方向から見た場合にコイル軸線方向において並んでいる。比較例に係る図示しない送信側の電力伝送通信ユニットと受信側の電力伝送通信ユニットとのコイル軸線方向における間隔は、１０ｍｍ程度である。この場合、比較例に係る電力伝送通信ユニットでは、図６に示すように、電気信号の送信を開始してから１５分後において、送信側の通信カプラ３０の温度が９５℃であり、受信側の通信カプラ３０の温度が７３℃であった。また、電力の伝送を開始してから１５分後において、送電側の電力伝送コイル２０の温度が６３℃であり、受電側の電力伝送コイル２０の温度が４６℃であった。また、電力の伝送効率は、８４％であった。

これに対して、本発明に係る電力伝送通信ユニット１では、電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとのコイル軸線方向における間隔が１０ｍｍ程度の場合、図７に示すように、電気信号の送信を開始してから１５分後において、送信側の通信カプラ３０の温度が３５℃であり、受信側の通信カプラ３０の温度が３３℃であった。また、電力の伝送を開始してから１５分後において、送電側の電力伝送コイル２０の温度が５２℃であり、受電側の電力伝送コイル２０の温度が４２℃であった。また、電力の伝送効率は、８９％であった。

本発明に係る電力伝送通信ユニット１では、比較例の電力伝送通信ユニットと比較して、送信側の通信カプラ３０の温度が６０℃低下し、受信側の通信カプラ３０の温度が４０℃低下した。また、本発明に係る電力伝送通信ユニット１では、比較例の電力伝送通信ユニットと比較して、送電側の電力伝送コイル２０の温度が１１℃低下し、受電側の電力伝送コイル２０の温度が４℃低下した。また、本発明に係る電力伝送通信ユニット１では、比較例の電力伝送通信ユニットと比較して、電力の伝送効率が５％向上した。

比較例に係る送信側の電力伝送通信ユニットと受信側の電力伝送通信ユニットのコイル軸線方向における間隔が５ｍｍ程度である場合、比較例に係る電力伝送通信ユニットでは、図８に示すように、電気信号の送信を開始してから１５分後において、送信側の通信カプラ３０の温度が５９℃であり、受信側の通信カプラ３０の温度が８０℃であった。また、電力の伝送を開始してから１５分後において、送電側の電力伝送コイル２０の温度が６８℃であり、受電側の電力伝送コイル２０の温度が５７℃であった。また、電力の伝送効率は、８４％であった。

これに対して、本発明に係る電力伝送通信ユニット１では、電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとのコイル軸線方向における間隔が５ｍｍ程度の場合、図９に示すように、電気信号の送信を開始してから１５分後において、送信側の通信カプラ３０の温度が３４℃であり、受信側の通信カプラ３０の温度が３３℃であった。また、電力の伝送を開始してから１５分後において、送電側の電力伝送コイル２０の温度が５３℃であり、受電側の電力伝送コイル２０の温度が５０℃であった。また、電力の伝送効率は、８８％であった。

本発明に係る電力伝送通信ユニット１では、比較例の電力伝送通信ユニットと比較して、送信側の通信カプラ３０の温度が２５℃低下し、受信側の通信カプラ３０の温度が４７℃低下した。また、本発明に係る電力伝送通信ユニット１では、比較例の電力伝送通信ユニットと比較して、送電側の電力伝送コイル２０の温度が１５℃低下し、受電側の電力伝送コイル２０の温度が７℃低下した。また、本発明に係る電力伝送通信ユニット１では、比較例の電力伝送通信ユニットと比較して、電力の伝送効率が４％向上した。

次に、通信カプラ３０をオフセットさせたときの通信カプラ３０の温度上昇例について説明する。図１０は、実施形態に係る通信カプラの温度上昇例を示す図である。図１０の縦軸は上昇温度を示し、横軸は電力伝送通信ユニット１Ａの通信カプラ３０と電力伝送通信ユニット１Ｂの通信カプラ３０との通信距離を示す。この例では、電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、電力伝送コイル２０の基板１０と反対側におけるコイル端部２１と、結合電極３２のコイル軸線方向における通信側の端部３２２とのオフセット距離Ｄｅを１ｍｍ〜２５ｍｍまで変化させたときの通信カプラ３０の上昇温度を測定した。また、電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、電力伝送通信ユニット１Ａのコイル端部２１と電力伝送通信ユニット１Ｂのコイル端部２１とのコイル軸線方向における間隔を１０ｍｍとした。

電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、図１０に示すように、通信カプラ３０の通信距離が長くなるに従って通信カプラ３０の送信側及び受信側の温度上昇が抑制されることが分かる。電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、通信カプラ３０の通信距離が１４ｍｍ程度、つまり各オフセット距離Ｄｅが２ｍｍ程度のときに、通信カプラ３０の上昇温度が４０℃程度となった。電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、通信カプラ３０が実用上４０℃程度以下であることが妥当であると考えられるので、通信カプラ３０のオフセット距離Ｄｅを２ｍｍ程度以上とすることが好ましい。また、電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、通信カプラ３０の通信距離が５０ｍｍ程度、つまりオフセット距離Ｄｅが２０ｍｍ程度で上昇温度が最も低くなった。そして、電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、通信カプラ３０の通信距離が５０ｍｍ程度を超えると、通信カプラ３０の温度変化がほとんど見られなくなった。これにより、電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、通信カプラ３０のオフセット距離Ｄｅを２０ｍｍ程度以下とすることが好ましい。つまり、電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、コイル端部２１の間の距離Ｄｐが１０ｍｍの場合に、通信カプラ３０のオフセット距離Ｄｅを２ｍｍ程度以上から２０ｍｍ程度以下とすることが好ましい。これにより、電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、通信カプラ３０の温度上昇を抑制できると共に小型化することができる。電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、例えば、通信カプラ３０の温度上昇をできるだけ低く抑えたい場合にはオフセット距離Ｄｅを２０ｍｍ程度に設定し、より小型化したい場合にはオフセット距離Ｄｅを２ｍｍ程度に設定することが好ましい。なお、電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、通信カプラ３０のオフセット距離Ｄｅが２０ｍｍを超えて通信カプラ３０が相手側の通信カプラ３０と通信可能な位置、例えば、オフセット距離Ｄｅが１００ｍｍ程度の位置に通信カプラ３０を設定してもよい。この場合、電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、サイズが大きくなるが温度上昇は抑制されている。

以上のように、実施形態に係る電力伝送通信ユニット１によれば、通信カプラ３０の結合電極３２は、開口部１１に設置され、電力伝送コイル２０のコイル軸線方向に直交する直交方向から見た場合に、電力伝送コイル２０の基板１０と反対側におけるコイル端部２１よりも、コイル軸線方向において基板１０側に位置する。

これにより、通信カプラ３０と電力伝送コイル２０とを同一基板上に設置する場合と比較して、通信カプラ３０の結合電極３２を電力伝送コイル２０の磁界が強い領域、つまり中央部から任意の位置に離すことができるので、結合電極３２が電力伝送コイル２０の磁界から受ける影響を効果的に抑制できる。従って、結合電極３２に流れる渦電流を抑制できるので、結合電極３２の温度上昇を抑制することができる。また、電力伝送コイル２０は、結合電極３２の磁界から受ける影響を抑制できるので、電力伝送コイル２０に流れる渦電流を抑制することができ、電力伝送コイル２０の温度上昇を抑制することができる。また、電力伝送コイル２０は、結合電極３２の磁界から受ける影響を抑制できるので、電力の伝送効率を向上できる。

また、好ましくは、結合電極３２のコイル軸線方向における通信側の端部３２２は、直交方向から見た場合に、コイル軸線方向において、基板１０の電力伝送コイル２０側の面１３と、相手側の通信カプラ３０と通信可能な位置と、の間に位置する。

これにより、通信カプラ３０の結合電極３２を電力伝送コイル２０の磁界からより離すことができるので、結合電極３２が電力伝送コイル２０の磁界から受ける影響を抑制できる。また、磁性体を含む基板１０により電力伝送コイル２０の磁束が吸収されるので、結合電極３２が電力伝送コイル２０の磁界から受ける影響を抑制できる。

また、好ましくは、結合電極３２のコイル軸線方向における通信側の端部３２２は、直交方向から見た場合に、コイル軸線方向において、基板１０の電力伝送コイル２０と反対側の面１４と同じ位置に位置する。

これにより、通信カプラ３０の結合電極３２を電力伝送コイル２０の磁界から離すことができると共に、通信を確実に行うことができる位置に通信カプラ３０を配置できる。

また、好ましくは、電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、電力伝送通信ユニット１Ａのコイル端部２１と電力伝送通信ユニット１Ｂのコイル端部２１とのコイル軸線方向における間隔が１０ｍｍであり、通信カプラ３０のコイル軸線方向における通信側の端部３２２が、直交方向から見た場合に、コイル軸線方向において、コイル端部２１から基板１０側に２ｍｍ離れた位置から、相手側の通信カプラ３０と通信可能な位置までの範囲に位置する。

これにより、電力伝送通信ユニット１Ａ、１Ｂは、通信カプラ３０の上昇温度を通信カプラ３０が実用上耐えることができる範囲内に抑えることができる。

また、通信カプラ３０の周りに電力伝送コイル２０が渦巻状に配置されているので、電力伝送通信ユニット１Ａと電力伝送通信ユニット１Ｂとの位置合わせを容易に行うことができる。つまり、電力伝送通信ユニット１Ａの通信カプラ３０と、電力伝送通信ユニット１Ｂの通信カプラ３０とをコイル軸線方向において通信可能に対向して配置すればよく、コイル軸線方向を中心軸として回転する方向への位置合わせは行わなくてもよい。

なお、結合電極３２のコイル軸線方向における通信側の端部３２２は、直交方向から見た場合に、コイル軸線方向において、基板１０の電力伝送コイル２０側の面１３と、基板１０の電力伝送コイル２０と反対側の面１４との間に位置してもよい。また、結合電極３２のコイル軸線方向における通信側の端部３２２は、直交方向から見た場合に、コイル軸線方向において、基板１０の電力伝送コイル２０と反対側の面１４と、相手側の通信カプラ３０と通信可能な位置との間に位置してもよい。

〔変形例〕
次に、実施形態の変形例について説明する。近接無線転送技術としてＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ（登録商標）を使用する例について説明したが、他の近接無線転送技術を使用してもよい。

また、結合電極３２は、円形の電極板３２０と、電極板３２０の略中央から電極板３２０のコイル軸線方向に延在した電極棒３２１と、を備える例について説明したが、結合電極３２は、無線通信が可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。

また、通信カプラ３０の導電部材は、結合電極３２を含む例について説明したが、結合電極３２に加えて、さらに、プリント配線基板３１の回路３１０を含んでもよい。

また、基板１０は、磁性体であるフェライトを含む絶縁素材１０ａを使用したが、磁性体を含まない絶縁素材であってもよい。また、絶縁素材１０ａは、磁性体を含む場合、フェライトに限定されない。

１，１Ａ，１Ｂ電力伝送通信ユニット
１０基板
１１開口部
１２回路
１３，１４面
２０電力伝送コイル
２１コイル端部
３０通信カプラ（通信モジュール）
３１プリント配線基板
３１０回路（導電部材）
３２結合電極（導電部材）
３２０電極板
３２１電極棒
３２２端部
３３同軸コネクタ

Claims

開口部を有した基板と、
前記開口部の周りに渦巻状に形成され、前記基板の一方の面に取り付けられて当該基板の回路と接続され、非接触で電力の伝送を行う電力伝送コイルと、
前記開口部に設置され、導電部材を有し、当該導電部材を介して無線通信を行う通信モジュールと、を備え、
前記通信モジュールの導電部材は、
前記電力伝送コイルのコイル軸線方向に直交する直交方向から見た場合に、前記電力伝送コイルの前記基板と反対側におけるコイル端部よりも、前記コイル軸線方向において前記基板側に位置することを特徴とする電力伝送通信ユニット。
前記基板は、磁性体を含み、
前記導電部材の前記コイル軸線方向における通信側の端部は、
前記直交方向から見た場合に、前記コイル軸線方向において、前記基板の前記電力伝送コイル側の面と、相手側通信モジュールと通信可能な位置と、の間に位置する請求項１に記載の電力伝送通信ユニット。
前記基板は、磁性体を含み、
前記導電部材の前記コイル軸線方向における通信側の端部は、
前記直交方向から見た場合に、前記コイル軸線方向において、前記基板の前記電力伝送コイルと反対側の面と同じ位置に位置する請求項１又は２に記載の電力伝送通信ユニット。
相手側開口部を有した相手側基板と、前記相手側開口部の周りに渦巻状に形成され前記相手側基板の一方の面に取り付けられて当該相手側基板の回路と接続され非接触で電力の伝送を行う相手側電力伝送コイルと、前記相手側開口部に設置され相手側導電部材を有し当該相手側導電部材を介して無線通信を行う相手側通信モジュールと、を備える相手側電力伝送通信ユニットにおける前記相手側電力伝送コイルの前記相手側基板と反対側の相手側コイル端部と前記コイル端部との前記コイル軸線方向の間隔が１０ｍｍであり、
前記導電部材の前記コイル軸線方向における通信側の端部は、
前記直交方向から見た場合に、前記コイル軸線方向において、前記コイル端部から前記基板側に２ｍｍ離れた位置から、前記相手側通信モジュールと通信可能な位置までの範囲に位置する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力伝送通信ユニット。
前記通信モジュールは、プリント配線基板を備え、
前記導電部材は、
前記プリント配線基板の回路に接続され、当該プリント配線基板から突出して形成され、電荷を蓄積する結合電極を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力伝送通信ユニット。