JP2018101725A - コイルユニット、送電装置、および、受電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気エネルギの損失を抑制することが可能な構成を備えるコイルユニット、そのコイルユニットを備える送電装置、および受電装置を提供する。【解決手段】このコイルユニットにおいて、フェライトコアは、複数の曲げ部２２Ｌ１の各々に対向配置される曲げ部フェライトコア３２１を含み、仮想直線Ｌ１が延びる方向を長さ方向Ｌ、仮想直線Ｌ１に直交する方向を幅方向Ｗとした場合に、曲げ部フェライトコア３２１は、コイル２２Ｌと対向する領域において、最も磁束密度が高くなる領域の幅が、他の領域の幅よりも大きく設けられている。【選択図】図９

Description

本発明は、受電装置に非接触で電力を送電する送電装置、および送電装置から非接触で電力を受電する受電装置に用いられるコイルユニットに関する。

特許文献１〜５に開示されているように、受電装置に非接触で電力を送電する送電装置、および、送電装置から非接触で電力を受電する受電装置が知られている。特許文献６（特開２０１６−１２９１６４号公報）に開示されているように、非接触で電力を送受電するこれらの装置は、対向面および背面を有する略板状のフェライトコア、環状に配置されたフェライトコアの対向面上に設けられた環状のコイルとを備える。対向面とは、送電装置の場合には送電側のフェライトコアのうちの受電装置に近い側の表面であり、受電装置の場合には受電側のフェライトコアのうちの送電装置に近い側の表面である。

特開２０１３−１５４８１５号公報 特開２０１３−１４６１５４号公報 特開２０１３−１４６１４８号公報 特開２０１３−１１０８２２号公報 特開２０１３−１２６３２７号公報 特開２０１６−１２９１６４号公報

一般的に、送電装置および受電装置には、同じ構造を有するコイルユニットが用いられている。コイルユニットは、板状のフェライトコアおよび環状に巻き回された環状のコイルを有する。コイルは、たとえば平面視においては略矩形となるように巻き回されている場合には、４つの直線部（辺部）と、四隅においては、９０°巻き回方向を変換するように曲げ部（角部）が設けられている。

この構成を有するコイルユニット２２０において、コイルは、その直線部においては、直線的にフェライトコアを横切り、曲げ部においては曲線的にフェライトコアを横切る。そのため、コイルの直線部と曲げ部とにおいて、フェライトコアを流れる単位長さ当たりの磁束を比較すると、直線部よりも曲げ部の方が多くの磁束が流れる。その結果、フェライトコアを流れる磁束の密度は、直線部よりも曲げ部の方が高くなる。さらに、曲げ部においては、コイルの径方向の中心部領域においてフェライトコアを流れる磁束の密度が高くなる。以上により、コイルの曲げ部に対向するフェライトコアは、コイルの径方向の中心部領域の磁束密度が最も高くなる。これにより、磁束密度が最も高くなる領域を中心にして放射状にフェライトコアの温度が高くなる。

一枚のフェライトコアにおいて温度の高い領域と低い領域とが生じると、フェライトコア内に温度勾配が生じ、フェライトコアの内部に熱応力が発生する。フェライトコアの内部に熱応力が発生すると、フェライトコアの磁気抵抗が大きくなる。磁気抵抗が大きくなったフェライトコアの領域に磁束が通ると、磁気エネルギが熱に変換される。そのため、フェライトコアのその部分の温度がさらに上昇し、磁気エネルギの損失が大きくなる。

本明細書に記載されたコイルユニットは、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気エネルギの損失を抑制することが可能なコイルユニット、そのコイルユニットを備える送電装置、および受電装置を提供することにある。

この明細書に記載のコイルユニットは、板状のフェライトコア、および、上記フェライトコアに対向配置され、上記フェライトコアの厚さ方向に延びる巻回軸の周囲を取り囲み、複数の曲げ部を有するコイルを備えるコイルユニットであって、以下の構成を備える。

上記コイルの上記曲げ部は、上記曲げ部の曲げ回転中心を通過する仮想直線を挟んで巻回されており、上記フェライトコアは、複数の上記曲げ部の各々に対向配置される曲げ部フェライトコアを含み、上記仮想直線が延びる方向を長さ方向、上記仮想直線に直交する方向を幅方向とした場合に、上記曲げ部フェライトコアは、上記コイルと対向する領域において、最も磁束密度が高くなる領域の幅が、他の領域の幅よりも大きく設けられている。

このように、最も磁束密度が高くなる領域は、フェライトコアの温度が高くなる領域となるが、この領域の幅を他の領域の幅よりも大きくすることで、発熱した熱を分散させることができる。これにより、当該領域が高温状態になることを回避することができる。

この明細書に記載のコイルユニットにおいては、コイルの曲げ部に対向する曲げ部フェライトコアは、フェライトコアの温度が高くなる領域の幅を他の領域よりも大きくすることで、発熱の状況に対応して熱が分散する構成となっている。これにより、フェライトコア全体として観察した場合には、発熱の均等化が図られていることになる。その結果、曲げ部フェライトコアの熱勾配の発生を抑制し、熱応力の発生を小さくすることができる。これにより、磁気エネルギの損失を小さくすることを可能とする。

非接触充電システム１を示す模式図である。 非接触充電システム１の回路構成を示す図である。 関連技術における送電装置および受電装置に用いられるコイルユニットに採用されるフェライトコアおよびコイルの平面図である。 関連技術におけるフェライトコアの発熱状態を示す模式図である。 図３中のＶ−Ｖ線矢視断面図である。 実施の形態１における送電装置および受電装置に用いられるコイルユニットに採用されるフェライトコアおよびコイルの平面図である。 図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。 実施の形態１におけるフェライトコアの発熱状態を示す模式図である。 図８中のＩＸで囲まれた領域の部分拡大図である。 他の実施の形態における送電装置および受電装置に用いられるコイルユニットに採用されるフェライトコアおよびコイルの部分拡大図である。 他の実施の形態における送電装置および受電装置に用いられるコイルユニットに採用されるフェライトコアおよびコイルの部分拡大図である。

以下、各実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。図においては、実際の寸法比率では記載しておらず、構造の理解を容易にするために、一部比率を異ならせて記載している。

図１は、非接触充電システム１を模式的に示している。非接触充電システム１は、受電装置１０および送電装置２０を備える。受電装置１０は、筐体１１と、筐体１１の中に収容されたコイルユニット１２とを含む。送電装置２０は、筐体２１と、筐体２１の中に収容されたコイルユニット２２とを含む。本実施の形態では、受電装置１０は車両２に搭載されており、送電装置２０は地面に設置されている。

図２は、非接触充電システム１の回路構成を示している。受電装置１０のコイルユニット１２は、受電用のコイル１２Ｌ、コンデンサ１２Ｃ、フィルタユニット１３，１４、および整流器１２Ｆを含む。整流器１２Ｆは、図示しない複数のスイッチング素子を含む。受電装置１０は、送電装置２０から非接触で電力を受電する。受電装置１０（受電用のコイル１２Ｌ）が受電した交流電力は、整流器１２Ｆによって直流電力に変換され、バッテリ１２Ｂに供給される。

受電装置１０のフィルタユニット１３は、コンデンサ１２Ｃと整流器１２Ｆとの間に設けられ、受電装置１０のフィルタユニット１４は、受電用のコイル１２Ｌと整流器１２Ｆとの間に設けられる。フィルタユニット１３，１４は、整流器１２Ｆが駆動することで生じるノイズが受電用のコイル１２Ｌから外部に放射されることを抑制する。

送電装置２０のコイルユニット２２は、送電用のコイル２２Ｌ、コンデンサ２２Ｃ、フィルタユニット２３，２４、および周波数変換器２２Ｆを含む。周波数変換器２２Ｆは、図示しない複数のスイッチング素子を含む。周波数変換器２２Ｆは、電源２２Ｂから供給される交流電流の周波数を変更し、電圧を昇圧して、送電用のコイル２２Ｌに供給する。

送電装置２０のフィルタユニット２３は、コンデンサ２２Ｃと周波数変換器２２Ｆとの間に設けられ、送電装置２０のフィルタユニット２４は、送電用のコイル２２Ｌと周波数変換器２２Ｆとの間に設けられる。フィルタユニット２３，２４と周波数変換器２２Ｆとの間に、送電用のコイル２２Ｌに対して並列になるようにコンデンサを接続してもよい。フィルタユニット２３，２４は、周波数変換器２２Ｆが駆動することで生じるノイズが送電用のコイル２２Ｌから外部に放射されることを抑制する。

図１を再び参照して、送電装置２０は、受電装置１０に対向するように配置された状態で、受電装置１０に非接触で電力を送電する。受電装置１０は、送電装置２０に対向するように配置された状態で送電装置２０から非接触で電力を受電する。図１に示す例においては、受電装置１０が車両２の底面に配置され、送電装置２０が地面に設置されているため、電力伝送の際には、受電装置１０と送電装置２０とは上下方向に対向する。

本実施の形態においては、送電装置２０に対向する受電装置１０から送電装置２０に向かう方向は、下方向Ｄになる。受電装置１０に対向する送電装置２０から受電装置１０に向かう方向は、上方向Ｕになる。上記の各方向は、受電装置１０の搭載位置および送電装置２０の配置位置に応じて異なり得る。

（コイルユニットの詳細構成）
送電装置２０に用いられるコイルユニット２２、および、受電装置１０に用いられるコイルユニット１２の構成は同じである。以下では、関連技術のコイルユニット２２０、および、本実施の形態のコイルユニット３２０について説明する。

図３から図５を参照して、関連技術のコイルユニット２２０について説明する。図３は、関連技術におけるコイルユニット２２０に採用されるフェライトコアおよびコイルの平面図、図４は、関連技術におけるフェライトコアの発熱状態を示す模式図、図５は、図３中のＶ−Ｖ線矢視断面図、である。

図３を参照して、コイルユニット２２０は、板状のフェライトコア２２１，２２２、および、このフェライトコア２２１，２２２に対向配置され、フェライトコア２２１，２２２の厚さ方向（紙面に対して垂直方向）に延びる巻回軸Ｐ０の周囲を取り囲み、複数の曲げ部２２Ｌ１と複数の直線部２２Ｌ２とにより環状の形態を有するコイル２２Ｌを備える。

コイル２２Ｌは、巻回軸Ｐ０方向から見て矩形（長方形形状）の形態を有している。曲げ部２２Ｌ１は、コイル２２Ｌの四隅において、コイル２２Ｌが９０度の角度で巻回されている。直線部２２Ｌ２は、曲げ部２２Ｌ１の一方端と他方端とを連結している。

板状のフェライトコア２２１，２２２は、コイル２２Ｌの曲げ部２２Ｌ１に対向配置される曲げ部フェライトコア２２１と、コイル２２Ｌの直線部２２Ｌ２に対向配置される直線部フェライトコア２２２と、を含む。

曲げ部フェライトコア２２１は、３枚のフェライトコアを含み、中央に位置する中央部フェライトコア２２１ａと、この中央部フェライトコア２２１ａを両側から挟む２枚の側部フェライトコア２２１ｂとを有する。中央部フェライトコア２２１ａおよび側部フェライトコア２２１ｂは、いずれもコイル２２Ｌの曲げ部２２Ｌ１の内側から外側に延びる形態を有している。

直線部フェライトコア２２２は、３枚の直線部フェライトコア２２２ａを含み、いずれもコイル２２Ｌの直線部２２Ｌ２の内側から外側に延びる、矩形形状の形態を有している。

中央部フェライトコア２２１ａおよび側部フェライトコア２２１ｂの、コイル２２Ｌの曲げ部２２Ｌ１から外側に飛び出す領域の端部は、コイルユニット２２０を収容する矩形の筐体の内部形状に沿った外形輪郭（斜辺）を有する。側部フェライトコア２２１ｂのコイル２２Ｌの曲げ部２２Ｌ１から内側に飛び出す領域の端部は、隣接する直線部フェライトコア２２２ａの側辺に沿った外形輪郭（斜辺）を有する。

上記構成のコイルユニット２２０において、コイル２２Ｌは、その直線部２２Ｌ２においては、直線的に直線部フェライトコア２２２を横切り、曲げ部２２Ｌ１においては曲線的に曲げ部フェライトコア２２１を横切る。そのため、コイル２２Ｌの直線部２２Ｌ２と曲げ部２２Ｌ１とにおいて、フェライトコア２２１，２２２を流れる単位長さ当たりの磁束を比較すると、直線部よりも曲げ部の方が多くの磁束が流れる。その結果、フェライトコア２２１，２２２を流れる磁束の密度は、直線部よりも曲げ部の方が高くなる。さらに、曲げ部においては、コイル２２Ｌの径方向の中心部領域において曲げ部フェライトコア２２１を流れる磁束の密度が高くなる。

以上により、図４に示すように、コイル２２Ｌの曲げ部２２Ｌ１に対向する曲げ部フェライトコア２２１は、コイル２２Ｌの径方向の中心部領域Ｃ２の磁束密度が最も高くなる。これにより、磁束密度が最も高くなる中心部領域Ｃ２を中心にして放射状Ｃ１に曲げ部フェライトコア２２１の温度が高くなる。図４中において、ドットハッチングが付されていない領域は高温の領域を示し、ドットハッチングが付されている領域は低温の領域を示す。

また、本実施の形態のコイルユニット２２０においては、曲げ部フェライトコア２２１同士の間、および、曲げ部フェライトコア２２１と直線部フェライトコア２２２との間には、ギャップ２２３が設けられている。ギャップ２２３の領域には磁束は通過しない。これにより、磁束は曲げ部フェライトコア２２１が設けられた領域に集中して通過する。その結果、曲げ部フェライトコア２２１が設けられた領域での磁束密度をより高め、図５に示すように、磁力線ＭＬの中央部フェライトコア２２１ａの表面からの高さｈが高くなり、電力の送受電効率を高めることを可能としている。しかし、曲げ部フェライトコア２２１は、より高温の状態になる。

再び、図４を参照して、曲げ部フェライトコア２２１のコイル２２Ｌの曲げ部２２Ｌ１に対向する領域は、多くの磁束が流れることから、曲げ部フェライトコア２２１に対向するコイル２２Ｌの曲げ部２２Ｌ１からはみ出る内側および外側領域よりも高温の状態になる。特に、コイル２２Ｌの曲げ部２２Ｌ１においては、コイル２２Ｌの領域Ｃ２および領域Ｃ１には、多くの磁束が流れ磁束密度が高くなる。磁束密度が高くなった領域は、高温の状態になる。その結果、曲げ部２２Ｌ１に対向する曲げ部フェライトコア２２１の温度が、他の領域比べて高くなる。

ここで、一枚の中央部フェライトコア２２１ａの温度状態を観察すると、領域Ｃ２で最も高温となる一方で、中央部フェライトコア２２１ａの曲げ部２２Ｌ１からはみ出る内側および外側領域の温度は低温である。その結果、一枚の中央部フェライトコア２２１ａの中で大きな温度勾配が生じている。

フェライトコアの内部に大きな温度勾配が生じると、フェライトコアの内部に熱応力が発生する。フェライトコアの内部に熱応力が発生すると、フェライトコアの磁気抵抗が大きくなる。磁気抵抗が大きくなったフェライトコアの領域に磁束が通ると、磁気エネルギが熱に変換される。そのため、フェライトコアのその部分の温度がさらに上昇し、磁気エネルギの損失が大きくなる。

そこで、このような磁気エネルギの損失を抑制することが可能な構成を備えるコイルユニットの各実施の形態について以下説明する。

（実施の形態１のコイルユニット３２０）
図６から図９を参照して、本実施の形態のコイルユニット３２０について説明する。このコイルユニット３２０は、図１に説明した非接触充電システム１において、受電装置１０のコイルユニット、および、送電装置２０のコイルユニットのいずれにも用いることができる。

図６は、送電装置および受電装置に用いられるコイルユニット３２０に採用されるフェライトコア３２１，３２２およびコイル２２Ｌの平面図、図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図、図８は、フェライトコア３２１，３２２の発熱状態を示す模式図、図９は、図８中のＩＸで囲まれた領域の部分拡大図である。

図６を参照して、コイルユニット３２０は、板状のフェライトコア３２１，３２２、および、このフェライトコア３２１，３２２に対向配置され、フェライトコア３２１，３２２の厚さ方向（紙面に対して垂直方向）に延びる巻回軸Ｐ０の周囲を取り囲み、複数の曲げ部２２Ｌ１と複数の直線部２２Ｌ２とにより環状の形態を有するコイル２２Ｌを備える。

コイル２２Ｌは、図３を用いて説明したコイル２２Ｌと同じであり、同一箇所には同一の参照番号を付して重複する説明は繰り返さない。コイル２２Ｌの曲げ部２２Ｌ１は、曲げ部２２Ｌ１の曲げ回転中心Ｒ１を通過する仮想直線Ｌ１を挟んで、一方の直線部２２Ｌ２に連結する一方側２２Ｌ１１と、他方の直線部２２Ｌ２に連結する他方側とを備える。四隅の曲げ部２２Ｌ１の各々においても、全て同様である。

本実施の形態では、コイル２２Ｌは、巻回軸Ｐ０方向から見て矩形（長方形）の形態を有し、曲げ部２２Ｌ１は、コイル２２Ｌの四隅において、コイル２２Ｌが９０度の角度で巻回されている。仮想直線Ｌ１は、曲げ部２２Ｌ１を４５度の角度で二分割する直線である。よって、仮想直線Ｌ１を挟んで、曲げ部２２Ｌ１は対称の形態となる。

フェライトコア３２１は、仮想直線Ｌ１を挟んで、コイル２２Ｌの一方側２２Ｌ１１に配置され、曲げ部２２Ｌ１の内側から外側に延びる、第１曲げ部フェライトコア３２１ａと、仮想直線Ｌ１を挟んで、コイル２２Ｌの他方側２２Ｌ１２に配置され、曲げ部２２Ｌ１の内側から外側に延びる、第２曲げ部フェライトコア３２１ｂとを含む。第１曲げ部フェライトコア３２１ａと、第２曲げ部フェライトコア３２１ｂは、仮想直線Ｌ１を挟んで線対称の形態を有している。

四隅において、第１曲げ部フェライトコア３２１ａおよび第２曲げ部フェライトコア３２１ｂを含むフェライトコア３２１は、いずれも同様の形態を有している。

四隅に位置するフェライトコア３２１の間には、コイル２２Ｌの直線部２２Ｌ２に対向配置され、直線部２２Ｌ２の内側から外側に延びる、直線部フェライトコア３２２が設けられている。コイル２２Ｌの短辺側（図示の上辺と下辺）には、フェライトコア３２１の間には、それぞれ１枚の直線部フェライトコア３２２が配置されている。コイル２２Ｌの長辺側（図示の左右辺）には、フェライトコア３２１の間には、それぞれ４枚の直線部フェライトコア３２２が配置されている。直線部フェライトコア３２２は、いずれも長方形形状である。

再び、四隅に位置するフェライトコア３２１を構成する第１曲げ部フェライトコア３２１ａおよび第２曲げ部フェライトコア３２１ｂの形状について説明する。

第１曲げ部フェライトコア３２１ａは、仮想直線Ｌ１側に位置する直線辺３２１Ｌａと、直線辺３２１Ｌａの外側端および内側端からそれぞれコイル２２Ｌの内側に向うにしたがって直線辺３２１Ｌａから遠ざかる方向に傾斜する外側斜辺３２１Ｓａと、外側斜辺３２１Ｓａよりは緩やかに直線辺３２１Ｌａから遠ざかる方向に傾斜する内側斜辺３２１Ｔａと、を有する外形形態を有している。

第１曲げ部フェライトコア３２１ａのコイル２２Ｌの内側の領域には、直線辺３２１Ｌａの内側端から、直線部フェライトコア３２２に向って延びる延長辺３２１Ｐａが設けられ、この延長辺３２Ｐａは、外側斜辺３２１Ｓａと交差している。

第２曲げ部フェライトコア３２１ｂも、第１曲げ部フェライトコア３２１ａと同様の形態を有しており、仮想直線Ｌ１側に位置する直線辺３２１Ｌｂと、直線辺３２１Ｌｂの外側端および内側端からそれぞれコイル２２Ｌの内側に向うにしたがって直線辺３２１Ｌｂから遠ざかる方向に傾斜する外側斜辺３２１Ｓｂと、外側斜辺３２１Ｓｂよりは緩やかに直線辺３２１Ｌｂから遠ざかる方向に傾斜する内側斜辺３２１Ｔｂと、を有する外形形態を有している。

第２曲げ部フェライトコア３２１ｂのコイル２２Ｌの内側の領域には、直線辺３２１Ｌｂの内側端から、直線部フェライトコア３２２に向って延びる延長辺３２１Ｐｂが設けられ、この延長辺３２１Ｐｂは、外側斜辺３２１Ｓｂと交差している。

曲げ部フェライトコア３２１同士の間、および、曲げ部フェライトコア３２１と直線部フェライトコア３２２との間には、ギャップ（間隙）３２３が設けられている。具体的には、曲げ部フェライトコア３２１同士の間には、３枚の直線部フェライトコア３２２が設けられ、曲げ部フェライトコア３２１と直線部フェライトコア３２２との間にギャップ（間隙）３２３が設けられている。

このギャップ３２３は、コイル２２Ｌの内側から外側に向ってコイル２２Ｌの周方向に間隔が広がる形態である。ギャップ３２３の領域には磁束は通過しない。これにより、磁束はフェライトコア３２１，３２２が設けられた領域に、特に、曲げ部フェライトコア３２１に集中して通過させることができる。

その結果、曲げ部フェライトコア２２１が設けられた領域での磁束密度をより高め、図７に示すように、磁力線ＭＬの曲げ部フェライトコア２２１の表面からの高さｈが高くなり、電力の送受電効率を高めることを可能としている。

次に、図８および図９を参照して、上記構成を備えるコイルユニット３２０のフェライトコア３２１，３２２の発熱状態について説明する。図８は、フェライトコア３２１，３２２の発熱状態を示す模式図であり、図中のドットハッチングが付された領域は温度が低い領域を示し、ドットハッチングが無い領域は温度が高い領域を示している。

図８を参照して、本実施の形態におけるフェライトコア３２１の構成においては、第１曲げ部フェライトコア３２１ａの形態は、上記したように、仮想直線Ｌ１側に位置する直線辺３２１Ｌａ、外側斜辺３２１Ｓａ、内側斜辺３２１Ｔａ、および、延長辺３２１Ｐａを有する形態である。

第１曲げ部フェライトコア３２１ａの仮想直線Ｌ１が延びる方向を長さ方向Ｌ、仮想直線Ｌ１に直交する方向を幅方向Ｗとした場合に、第１曲げ部フェライトコア３２１ａは、長さ方向Ｌの中央に最大幅領域Ｗ１０を有する。この最大幅領域Ｗ１０は、２つの内側斜辺３２１Ｔａの交点Ｐ１０の位置であり、コイル２２Ｌの略中央領域に対応する位置となる。

コイル２２Ｌの略中央領域に対応する位置は、上述の図４を用いて説明したように磁束が集中するため磁束密度が大きくなる領域である。その結果、コイル２２Ｌの略中央領域に対応する位置は、第１曲げ部フェライトコア３２１ａにおける最も高温になり易い領域となる。そこで、コイル２２Ｌの略中央領域に対応する位置において第１曲げ部フェライトコア３２１ａの幅（Ｗ方向：Ｗ１０）を最大にし、コイル２２Ｌの磁束密度が減少する両側方向（Ｌ方向）に向うにしたがって、第１曲げ部フェライトコア３２１ａの幅（Ｗ方向：Ｗ１１、Ｗ２１）を小さくする。つまり、発熱の多い領域は、第１曲げ部フェライトコア３２１ａの幅（Ｗ方向）を大きくし、発熱の小さい領域は、第１曲げ部フェライトコア３２１ａの幅（Ｗ方向）を小さくしている。第２曲げ部フェライトコア３２１ｂも同様である。

この構成を採用することで、発熱した熱を分散させることができる。これにより、当該領域が高温状態になることを回避することができ、コイル２２Ｌの曲げ部２２Ｌ１に対向する曲げ部フェライトコア３２１は、フェライトコアの温度が高くなる領域の幅を他の領域よりも大きくすることで、発熱の状況に対応して熱が分散する構成となっている。これにより、曲げ部フェライトコア３２１を全体として観察した場合には、発熱の均等化が図られていることになる。その結果、曲げ部フェライトコアの熱勾配の発生を抑制し、熱応力の発生を小さくすることができる。これにより、磁気エネルギの損失を小さくすることを可能とする。本実施の形態においては、上記の図４および図５に示したフェライトコア２２１の構成比べ熱応力を約７５％低減させることを可能としている。

また、曲げ部フェライトコア３２１と直線部フェライトコア３２２との間には、ギャップ３２３が設けられていることから、磁束は曲げ部フェライトコア３２１が設けられた領域に集中して通過するため曲げ部フェライトコア３２１が高温になり易い状況となる。しかし、本実施の形態では、上記構成採用することで、発熱の均等化が図られていることから、磁力線ＭＬの曲げ部フェライトコア３２１の表面からの高さｈを維持して電力の送受電効率を高めることを維持したまま、曲げ部フェライトコアの熱勾配の発生を抑制し、熱応力の発生を小さくすることができ、磁気エネルギの損失を小さくすることを可能とする。

さらに、第１曲げ部フェライトコア３２１ａと第２曲げ部フェライトコア３２１ｂとは、仮想直線を挟んで間隙を隔てて配置されていることから、発熱を二枚のフェライトコアに分散させることができ、この点においてもフェライトコアが局所的に発熱することを避けることができる。

（他の実施の形態）
上記した実施の形態においては、角部に位置する曲げ部フェライトコア３２１において、第１曲げ部フェライトコア３２１ａと第２曲げ部フェライトコア３２１ｂとの２枚構成としたが、図１０に示すように、曲げ部フェライトコア３２１を一枚のフェライトコアで構成してもよい。

さらに、他の実施の形態としては、図８および図９に示す第１曲げ部フェライトコア３２１ａの外側斜辺３２１Ｓａおよび内側斜辺３２１Ｔａは、徐々に傾斜することで、第１曲げ部フェライトコア３２１ａの幅（Ｗ方向）を変化させていたが、図１１に示すように、階段状の外形輪郭を採用することによって、第１曲げ部フェライトコア３２１ａの幅（Ｗ方向）を変化させてもよい。第２曲げ部フェライトコア３２１ｂの幅も同様である。

上記実施の形態では、第１曲げ部フェライトコア３２１ａと第２曲げ部フェライトコア３２１ｂとは、仮想直線Ｌ１を挟んで線対称となる形態を採用しているが、必要に応じて、第１曲げ部フェライトコア３２１ａと第２曲げ部フェライトコア３２１ｂとの形状を異ならせてもよい。

今回開示された実施の形態は全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全ての変更が含まれることが意図される。

本発明は、受電装置に非接触で電力を送電する送電装置、および送電装置から非接触で電力を受電する受電装置に適用することができる。

１ 非接触充電システム、２ 車両、１０ 受電装置、１１，２１ 筐体、１２，２２，２２０，３２０ コイルユニット、１２Ｂ バッテリ、１２Ｃ，２２Ｃ コンデンサ、１２Ｆ 整流器、１２Ｌ，２２Ｌ コイル、１３，１４，２３，２４ フィルタユニット、２０ 送電装置、２２Ｂ 電源、２２Ｆ 周波数変換器、２２Ｌ１ 曲げ部、２２Ｌ２ 直線部、２２Ｌ１１ 一方側、２２Ｌ１２ 他方側、２２１，３２１ 曲げ部フェライトコア、２２１ａ 中央部フェライトコア、２２１ｂ 側部フェライトコア、２２２ａ，３２２ 直線部フェライトコア、２２３，３２３ ギャップ、３２１Ｌａ，３２１Ｌｂ 直線辺、３２１Ｐａ，３２１Ｐｂ 延長辺、３２１Ｓａ，３２１Ｓｂ 外側斜辺、３２１Ｔａ，３２１Ｔｂ 内側斜辺、３２１ａ 第１曲げ部フェライトコア、３２１ｂ 第２曲げ部フェライトコア。

Claims (8)

1. 板状のフェライトコア、および、前記フェライトコアに対向配置され、前記フェライトコアの厚さ方向に延びる巻回軸の周囲を取り囲み、複数の曲げ部を有するコイルを備えるコイルユニットであって、
   前記コイルの前記曲げ部は、前記曲げ部の曲げ回転中心を通過する仮想直線を挟んで巻回されており、
   前記フェライトコアは、複数の前記曲げ部の各々に対向配置される曲げ部フェライトコアを含み、
   前記仮想直線が延びる方向を長さ方向、前記仮想直線に直交する方向を幅方向とした場合に、
   前記曲げ部フェライトコアは、前記コイルと対向する領域において、最も磁束密度が高くなる領域の幅が、他の領域の幅よりも大きく設けられている、コイルユニット。
2. 前記曲げ部フェライトコアの最も磁束密度が高くなる領域は、前記長さ方向の中央であり、前記中央の幅が両端の幅よりも大きく設けられている、請求項１に記載のコイルユニット。
3. 前記曲げ部フェライトコア同士の間には、前記コイルの内側から外側に向って前記コイルの周方向の間隔が広がる間隙が設けられている、請求項１または請求項２に記載のコイルユニット。
4. 前記曲げ部フェライトコアは、
   前記仮想直線を挟んで、前記コイルの前記一方側に配置され、前記曲げ部の内側から外側に延びる、第１曲げ部フェライトコアと、
   前記仮想直線を挟んで、前記コイルの前記他方側に配置され、前記曲げ部の内側から外側に延びる、第２曲げ部フェライトコアと、を含み、
   前記第１曲げ部フェライトコアと前記第２曲げ部フェライトコアとは、前記仮想直線を挟んで間隙を隔てて配置されている、請求項３に記載のコイルユニット。
5. 前記第１曲げ部フェライトコアと前記第２曲げ部フェライトコアとは、前記仮想直線を挟んで線対称の形態を有している、請求項４に記載のコイルユニット。
6. 前記コイルは、前記巻回軸方向から見て矩形の形態を有し、
   前記曲げ部は、前記コイルの四隅において、前記コイルが９０度の角度で巻回されており、
   前記仮想直線は、前記曲げ部を４５度の角度で二分割する直線である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコイルユニット。
7. 受電装置に非接触で電力を送電する送電装置であって、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のコイルユニットを備える、送電装置。
8. 送電装置から非接触で電力を受電する受電装置であって、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のコイルユニットを備える、受電装置。

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