JP2019169529A - コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム - Google Patents
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Abstract
【課題】磁束を用いて電力及び信号が伝送される際に、信号伝送に与える電力伝送の影響を小さくすることができるコイルユニットを提供する。【解決手段】コイルユニット14aにおいて、第1面M1を有する第1磁性体B1と、第1面M1上に配置され、第1面M1上において第1導体が渦巻き状に設けられた第1コイル141と、第1面M1の一部を覆うソレノイドコイルとして第2導体が第1磁性体B1に巻回された第2コイル142と、を備える。第1コイル141または第2コイル142の少なくとも一方は、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側の形状と他方の側の形状とが異なる。【選択図】図2
Description
本発明は、コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システムに関する。
ワイヤレスによる電力の伝送であるワイヤレス電力伝送に関する技術の研究や開発が行われている。
ワイヤレス電力伝送では、アンテナとしてソレノイドコイルを用いることにより、電力を伝送する距離を長くできることが知られている。
一方、ワイヤレス電力伝送では、受電装置が送電装置から受電する電力を安定化させる方法として、受電装置が受電した電力を示す情報を送電装置に伝送し、当該情報に基づいて送電装置が受電装置に送電する電力を制御する方法が知られている。ここで、送電装置は、受電装置に電力を送電する送電側の装置である。受電装置は、送電装置から伝送された電力を受電する受電側の装置である。受電装置から送電装置への情報の伝送は、Wi−Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等の通信によって行われることが多い。しかしながら、当該通信を用いる場合、送電装置と受電装置とのそれぞれを製造する製造コストが増大してしまう。
以上のような事情から、ワイヤレス電力伝送を行う装置では、ソレノイドコイルによって電力の伝送を行うとともに、信号伝送用のコイルによって各種の情報を示す信号の伝送を行う方法が用いられる場合がある。これにより、当該装置は、電力を伝送する距離を長くすることができるとともに、受電装置が受電する電力の安定化を図ることができる。また、当該装置は、Wi−Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等の通信を用いる場合と比較して、製造コストの増大を抑制することができる。
特許文献1には、第1巻回軸の周りに巻回された第1コイル導体と、第1コイル導体に囲まれた第1コイル開口とを有する第1システム用コイルアンテナと、第1巻回軸の方向と異なる方向の第2巻回軸の周りに巻回された第2コイル導体と、第2コイル導体に囲まれた第2コイル開口とを有する第2システム用コイルアンテナと、を備え、第1巻回軸方向から視て、第2コイル導体は、第2巻回軸の方向における第1コイル導体及び第1コイル開口の形成領域内に位置するアンテナ装置が記載されている(特許文献1参照)。
ここで、当該アンテナ装置には、電力を伝送するためのソレノイドコイルと、各種の情報を示す信号を伝送するための渦巻きコイルとが搭載されている。渦巻きコイルは、ある面上において渦巻き状に巻回されたコイルである。
しかしながら、当該アンテナ装置では、信号伝送に電力伝送の影響が生じる場合があり、その影響を小さくすることが考慮されていなかった。
ここで、当該アンテナ装置には、電力を伝送するためのソレノイドコイルと、各種の情報を示す信号を伝送するための渦巻きコイルとが搭載されている。渦巻きコイルは、ある面上において渦巻き状に巻回されたコイルである。
しかしながら、当該アンテナ装置では、信号伝送に電力伝送の影響が生じる場合があり、その影響を小さくすることが考慮されていなかった。
また、特許文献2には、送電コイルまたは受電コイルが変形可能な非接触給電装置(ワイヤレス電力伝送システム)が記載されている(特許文献2参照)。特許文献2に記載された技術では、送電共振コイルまたは受電共振コイルのいずれか一方の共振コイルは、立体的に屈曲または湾曲した立体形状を有し、他方の共振コイルは平面形状を有する。立体形状の共振コイルは、コイルの巻き線の屈曲部分または湾曲部分により規定される部分平面領域が、少なくとも3箇所存在するように構成され、平面形状の共振コイルの平面に対する各々の部分平面領域の平面の方向が互いに異なっている。
しかしながら、当該非接触給電装置では、信号送受信用のコイルは配置されてない。例えば、磁束を用いて電力及び信号が伝送される構成において、信号伝送に電力伝送の影響が生じる場合があり、その影響を小さくすることが考慮されていなかった。
しかしながら、当該非接触給電装置では、信号送受信用のコイルは配置されてない。例えば、磁束を用いて電力及び信号が伝送される構成において、信号伝送に電力伝送の影響が生じる場合があり、その影響を小さくすることが考慮されていなかった。
上述のように、電力伝送用のコイルと信号伝送用のコイルを備えたコイルユニットにより、磁束を用いて電力及び信号が伝送される構成において、信号伝送に電力伝送の影響が生じる場合があり、従来では、その影響を小さくすることが考慮されていなかった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、磁束を用いて電力及び信号が伝送される際に、信号伝送に与える電力伝送の影響を小さくすることができるコイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システムを提供することを課題とする。
本発明の一態様は、第1面を有する第1磁性体と、前記第1面上に配置され、前記第1面上において第1導体が渦巻き状に設けられた第1コイルと、前記第1面の一部を覆うソレノイドコイルとして第2導体が前記第1磁性体に巻回された第2コイルと、を備え、前記第1コイルまたは前記第2コイルの少なくとも一方は、前記第2コイルの巻回軸に平行な方向において、前記第1磁性体の中心線に対して一方の側の形状と他方の側の形状とが異なる、コイルユニットである。
本発明によれば、磁束を用いて電力及び信号が伝送される際に、信号伝送に与える電力伝送の影響を小さくすることができる。
<第1実施形態>
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
<ワイヤレス電力伝送システムの概要>
実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム1の概要について説明する。図1は、実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム1の構成の一例を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、ワイヤレスによる電力の伝送をワイヤレス電力伝送と称して説明する。
実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム1の概要について説明する。図1は、実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム1の構成の一例を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、ワイヤレスによる電力の伝送をワイヤレス電力伝送と称して説明する。
ワイヤレス電力伝送システム1は、ワイヤレス送電装置10と、ワイヤレス受電装置20を備える。ワイヤレス電力伝送システム1では、ワイヤレス電力伝送によって電力がワイヤレス送電装置10からワイヤレス受電装置20に伝送される。
ワイヤレス送電装置10は、図1に示したように、直流電源11と接続されている。そして、ワイヤレス送電装置10は、送電回路12と、制御回路13と、コイルユニット14を備える。また、コイルユニット14は、第1コイル141と、第2コイル142を備える。ここで、本実施形態におけるコイルは、ある領域とある物体との少なくとも一方の周囲に巻回された導体、又は、ある領域とある物体との少なくとも一方の周囲に渦巻き状に設けられた導体のことを意味し、当該導体から他の回路へと接続される引き出し線としての導体を含んでいない。
直流電源11は、直流電圧を供給できる電源であれば如何なる電源であってもよく、例えば、商用電源を整流平滑した直流電源、二次電池、スイッチング電源等である。スイッチング電源は、スイッチングコンバーター等のことである。直流電源11は、直流電圧を送電回路12に供給する。なお、直流電源11は、ワイヤレス送電装置10に備えられる構成であってもよい。
送電回路12は、直流電源11から出力される直流電圧を駆動周波数の交流電圧に変換するインバーターを備える構成であってもよく、当該インバーターに加えて、直流電源11と当該インバーターとの間に設けられるDC(Direct Current)/DCコンバーターを備える構成であってもよく、直流電源11から出力される直流電圧を駆動周波数の交流電圧に変換する他の回路を備える構成であってもよい。当該インバーターは、例えば、スイッチング素子がブリッジ接続されたスイッチング回路(フルブリッジ回路、ハーフブリッジ回路等)のことである。以下では、一例として、送電回路12が、直流電源11から出力される直流電圧を駆動周波数の交流電圧に変換するインバーターと、直流電源11と当該インバーターとの間に設けられるDC/DCコンバーターを備える場合について説明する。送電回路12は、変換した交流電圧を、コイルユニット14が備える第2コイル142に供給する。
制御回路13は、送電回路12が備えるDC/DCコンバーターの出力直流電圧を制御する。なお、制御回路13は、当該DC/DCコンバーターの出力直流電圧を制御する構成に代えて、送電回路12が備えるインバーターの駆動周波数を制御する構成であってもよく、当該インバーターのデューティ比を制御する構成であってもよく、当該インバーターの駆動周波数を制御するとともに当該インバーターのデューティ比を制御する構成であってもよい。
また、制御回路13は、コイルユニット14が備える第1コイル141によってワイヤレス受電装置20から受信された制御信号を入力して取得する。この制御信号は、送電回路12が備えるDC/DCコンバーターの出力直流電圧の制御に関する信号である。制御回路13は、取得した制御信号に応じて、当該出力直流電圧を制御し、必要に応じて、当該出力直流電圧を変化させる。
また、制御回路13は、コイルユニット14が備える第1コイル141によってワイヤレス受電装置20から受信された制御信号を入力して取得する。この制御信号は、送電回路12が備えるDC/DCコンバーターの出力直流電圧の制御に関する信号である。制御回路13は、取得した制御信号に応じて、当該出力直流電圧を制御し、必要に応じて、当該出力直流電圧を変化させる。
第1コイル141は、通信用のアンテナとして機能するコイルである。第1コイル141は、ワイヤレス受電装置20から伝送される制御信号を受信する。
第2コイル142は、電力伝送用のアンテナとして機能するコイルである。第2コイル142は、ワイヤレス電力伝送によって電力をワイヤレス受電装置20に送電する。
ワイヤレス受電装置20は、コイルユニット21と、整流平滑回路22と、検出部24と、比較部25と、信号発生部26を備える。また、コイルユニット21は、第1コイル211と、第2コイル212を備える。
また、整流平滑回路22には、負荷23が接続されている。
また、整流平滑回路22には、負荷23が接続されている。
第1コイル211は、通信用のアンテナとして機能するコイルである。第1コイル211は、信号発生部26から供給された制御信号をワイヤレス送電装置10に送信する。本実施形態では、一例として、第1コイル211の構成が、第1コイル141の構成と同様の構成である場合について説明する。
第2コイル212は、電力伝送用のアンテナとして機能するコイルである。第2コイル212は、ワイヤレス電力伝送によってワイヤレス送電装置10から伝送された電力を受電する。本実施形態では、一例として、第2コイル212の構成が、第2コイル142の構成と同様の構成である場合について説明する。
本実施形態では、一例において、コイルユニット21の構成は、コイルユニット14の構成と同様の構成である。なお、第1コイル211の構成は、第1コイル141の構成と異なる構成であってもよい。また、第2コイル212の構成は、第2コイル142の構成と異なる構成であってもよい。すなわち、コイルユニット21の構成は、コイルユニット14の構成と同じ構成であってもよく、あるいは、異なる構成であってもよい。
整流平滑回路22は、第2コイル212に接続され、第2コイル212が受電した交流電圧を直流電圧に変換する。整流平滑回路22は、変換した直流電圧を負荷23に供給(出力)する。整流平滑回路22は、コンバーターであり、例えば、図示しないブリッジダイオードと、図示しない平滑用キャパシターとから構成される。整流平滑回路22は、例えば、第2コイル212によって受電された交流電圧を全波整流し、全波整流した電圧を平滑用キャパシターによって平滑にする。
負荷23は、整流平滑回路22から直流電圧が供給される。例えば、負荷23は、再充電可能な二次電池(例えば、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等)である。なお、負荷23は、二次電池に代えて、直流電圧に応じた動作を行う他の装置であってもよい。
なお、整流平滑回路22と負荷23との間には、整流平滑回路22の出力を変換する変換回路(例えば、DC/DCコンバーターやDC/AC(Alternating Current)インバーター等)が備えられる構成であってもよい。
なお、整流平滑回路22と負荷23との間には、整流平滑回路22の出力を変換する変換回路(例えば、DC/DCコンバーターやDC/AC(Alternating Current)インバーター等)が備えられる構成であってもよい。
検出部24は、整流平滑回路22から出力される電圧を検出する。検出部24は、検出した電圧を比較部25に出力する。ここで、本実施形態では、整流平滑回路22から出力される電圧の一部が検出部24に入力されて検出される。なお、検出部24は、整流平滑回路22から出力される電流を検出する構成であってもよく、整流平滑回路22から出力される電力を検出する構成であってもよい。
比較部25は、検出部24から出力された電圧と、基準電圧(目標電圧)とを比較し、当該電圧と当該基準電圧との差分を信号発生部26に出力する。
信号発生部26は、比較部25から出力された差分に基づき制御信号を生成する。信号発生部26は、生成した制御信号を、第1コイル211を介してワイヤレス送電装置10に送信する。すなわち、ワイヤレス送電装置10において、制御回路13は、第1コイル141を介して取得した制御信号が示す差分が小さくなるように送電回路12が備えるDC/DCコンバーターの出力直流電圧を制御する。
以上のような構成により、ワイヤレス電力伝送システム1では、ワイヤレス送電装置10からワイヤレス受電装置20に電力が伝送される。また、ワイヤレス送電装置10は、ワイヤレス受電装置20が受電して負荷23に出力する直流電圧がほぼ一定になるようにワイヤレス受電装置20に電力を伝送する。すなわち、ワイヤレス電力伝送システム1では、ワイヤレス送電装置10がワイヤレス受電装置20から制御信号を受信して送電電力量を制御することにより、ワイヤレス受電装置20が受電する電力を安定化させる。
<コイルユニットの構成>
ワイヤレス送電装置10のコイルユニット14の構成について説明する。なお、本実施形態では、ワイヤレス受電装置20のコイルユニット21の構成はワイヤレス送電装置10のコイルユニット14の構成と同様であるため、説明を省略する。
ワイヤレス送電装置10のコイルユニット14の構成について説明する。なお、本実施形態では、ワイヤレス受電装置20のコイルユニット21の構成はワイヤレス送電装置10のコイルユニット14の構成と同様であるため、説明を省略する。
図2は、実施形態に係るコイルユニット14aの構成の一例を示す斜視図である。コイルユニット14aは、コイルユニット14の一例である。
また、図2には、互いに直行するX軸、Y軸、Z軸を有する三次元座標系を示してある。本実施形態では、説明の便宜上、図2に示した三次元座標系におけるZ軸の正方向を上方向と称し、当該Z軸の負方向を下方向と称して説明する。また、本実施形態では、説明の便宜上、図2に示した三次元座標系におけるY軸の正方向を右方向と称し、当該Y軸の負方向を左方向と称して説明する。
また、図2には、互いに直行するX軸、Y軸、Z軸を有する三次元座標系を示してある。本実施形態では、説明の便宜上、図2に示した三次元座標系におけるZ軸の正方向を上方向と称し、当該Z軸の負方向を下方向と称して説明する。また、本実施形態では、説明の便宜上、図2に示した三次元座標系におけるY軸の正方向を右方向と称し、当該Y軸の負方向を左方向と称して説明する。
図2において、コイルユニット14aの上側は、当該コイルユニット14aを備えるワイヤレス送電装置10がワイヤレス受電装置20と対向する側、すなわち、ワイヤレス受電装置20が電力を受電する側である。そして、第2コイル142と第2コイル212とが対向させられた状態で電力が伝送されるとともに、第1コイル141と第1コイル211とが対向させられた状態で信号が伝送される。
コイルユニット14aは、第1磁性体B1と、第1フレキシブル基板F1と、第1コイル141と、第1ボビンC1と、第2コイル142を備える。
なお、コイルユニット14aは、これらの構成要素に加えて、共振回路を構成するキャパシター、コイル間の磁気的な結合を高める磁性体(第1磁性体B1とは異なる磁性体)、第2コイル142が発生させる磁界の外部への漏洩を抑制する電磁気遮蔽体(例えば、アルミニウム板)等を備える構成であってもよい。
なお、コイルユニット14aは、これらの構成要素に加えて、共振回路を構成するキャパシター、コイル間の磁気的な結合を高める磁性体(第1磁性体B1とは異なる磁性体)、第2コイル142が発生させる磁界の外部への漏洩を抑制する電磁気遮蔽体(例えば、アルミニウム板)等を備える構成であってもよい。
第1磁性体B1は、第1面M1を有する磁性体であり、例えば、フェライトであってもよい。第1面M1は、第1コイル141が配置される面である。本実施形態では、一例として、第1磁性体B1の形状が矩形板状である場合について説明する。この場合、第1面M1は、矩形状の平面である。図2の例では、第1面M1は、三次元座標系において、XY平面に平行な面であり、Z軸と直交している。すなわち、第1面M1は、第1磁性体B1の上面である。なお、第1面M1は、平面に代えて、曲面であってもよい。また、第1磁性体B1の形状は、矩形板状に代えて、他の形状であってもよく、円板状等の形状であってもよい。
本実施形態では、第1コイル141は、第1フレキシブル基板F1に設けられたコイルパターンである。第1フレキシブル基板F1の面は、第1コイル141の開口面のすべてを含む大きさを有する。第1フレキシブル基板F1は、第1面M1に接着剤等によって貼付されて配置される。これにより、コイルユニット14aは、製造が容易になるとともに製造コストを抑制することができる。その結果、コイルユニット14aは、量産し易くなる。
なお、通常、フレキシブル基板にコイルパターンが設けられる場合、同一平面上でコイルパターンが交差することはなく、例えば、コイルパターンはスルーホールを介して他の層を迂回して交差する。本実施形態では、このような構成を概略的に図示してある。
なお、通常、フレキシブル基板にコイルパターンが設けられる場合、同一平面上でコイルパターンが交差することはなく、例えば、コイルパターンはスルーホールを介して他の層を迂回して交差する。本実施形態では、このような構成を概略的に図示してある。
本実施形態では、第1フレキシブル基板F1を介して、第1コイル141は、第1面M1上に配置されている。第1コイル141は、第1面M1上において第1導体が渦巻き状に設けられた(スパイラル型の)コイルである。第1導体は、第1コイル141を構成する導体である。ここで、第1コイル141は、スパイラルコイル、あるいは、平面コイル等とも称される場合がある。第1導体の幅は、例えば、一定である。
本実施形態では、第1コイル141は、第1面M1に対して反対側(上側)に配置されるが、他の例として、第1面M1の側に配置されてもよい。
本実施形態では、第1コイル141は、第1面M1に対して反対側(上側)に配置されるが、他の例として、第1面M1の側に配置されてもよい。
第1ボビンC1は、中空の部分を有する中空部材である。当該中空の部分に、第1磁性体B1、第1フレキシブル基板F1および第1コイル141が収容されている。第1ボビンC1は、例えば、樹脂を用いて構成されている。
本実施形態では、第1ボビンC1は、中空の部分に収容された第1磁性体B1の第1面M1側の形状と反対の面側の形状とが対称となっている。
また、第1ボビンC1の中空の部分が延びる方向(図2の例では、Y軸に平行な方向)で見た場合、第1ボビンC1の中空の部分の断面(図2の例では、XZ平面に平行な矩形)と、第1ボビンC1の中空の部分に収容されるもの(第1磁性体B1、第1フレキシブル基板F1および第1コイル141を合わせたもの)の断面(図2の例では、XZ平面に平行な矩形)とがほぼ同じ形状になっている。
ここで、第1ボビンC1の中空の部分が延びる方向は、第2コイル142の巻回軸の方向と平行である。
本実施形態では、第1ボビンC1は、中空の部分に収容された第1磁性体B1の第1面M1側の形状と反対の面側の形状とが対称となっている。
また、第1ボビンC1の中空の部分が延びる方向(図2の例では、Y軸に平行な方向)で見た場合、第1ボビンC1の中空の部分の断面(図2の例では、XZ平面に平行な矩形)と、第1ボビンC1の中空の部分に収容されるもの(第1磁性体B1、第1フレキシブル基板F1および第1コイル141を合わせたもの)の断面(図2の例では、XZ平面に平行な矩形)とがほぼ同じ形状になっている。
ここで、第1ボビンC1の中空の部分が延びる方向は、第2コイル142の巻回軸の方向と平行である。
第1ボビンC1の中空の部分が延びる方向において、第1ボビンC1の一方の端の側面は、第1面M1に対して垂直な面となっている。当該面に中空の部分の一方の開口部が設けられている。
同様に、第1ボビンC1の中空の部分が延びる方向において、第1ボビンC1の他方の端の側面は、第1面M1に対して垂直な面となっている。当該面に中空の部分の他方の開口部が設けられている。
第1ボビンC1が有するこれらの両端の側面は、これらの両端に挟まれる部分の断面と比べて、第1面M1に対して垂直な方向に大きくなっている。
同様に、第1ボビンC1の中空の部分が延びる方向において、第1ボビンC1の他方の端の側面は、第1面M1に対して垂直な面となっている。当該面に中空の部分の他方の開口部が設けられている。
第1ボビンC1が有するこれらの両端の側面は、これらの両端に挟まれる部分の断面と比べて、第1面M1に対して垂直な方向に大きくなっている。
第1ボビンC1のうち第1磁性体B1等を覆っている部分の外周に、第2コイル142が設けられている。
第2コイル142は、第1ボビンC1の周囲(外周)に、第2導体がソレノイド状に巻回された(ソレノイド型の)コイルである。第2導体は、第2コイル142を構成する導体であり、本実施形態では、導線である。当該導線の幅は、例えば、一定である。
第2コイル142は、第1ボビンC1の周囲(外周)に、第2導体がソレノイド状に巻回された(ソレノイド型の)コイルである。第2導体は、第2コイル142を構成する導体であり、本実施形態では、導線である。当該導線の幅は、例えば、一定である。
本実施形態では、第1ボビンC1を介して、第2コイル142は、第1面M1の一部を覆うソレノイドコイルとして、第1磁性体B1に対して配置されている。
第1コイル141の開口部の一部は、第1面M1上において、第1ボビンC1により覆われており、第1ボビンC1上の第2導体に覆われている。第1コイル141の開口部のうち第2導体に覆われていない部分は、第1ボビンC1の中空の部分が延びる方向において、第1ボビンC1の一方の端よりも外側における第1開口部H1と、第1ボビンC1の他方の端よりも外側における第2開口部H2が存在する。
第1コイル141の開口部の一部は、第1面M1上において、第1ボビンC1により覆われており、第1ボビンC1上の第2導体に覆われている。第1コイル141の開口部のうち第2導体に覆われていない部分は、第1ボビンC1の中空の部分が延びる方向において、第1ボビンC1の一方の端よりも外側における第1開口部H1と、第1ボビンC1の他方の端よりも外側における第2開口部H2が存在する。
ここで、第1コイル141の開口部は、第1面M1上において第1導体によって囲まれた領域のことである。ここで、第1面M1上において第1導体によって囲まれた領域は、第1面M1と直交する方向から第1面M1上を見た場合において、第1導体が設けられた導体領域の内側の領域のことである。なお、第1面M1上において第1導体によって囲まれた領域は、第1面M1と直交する方向から第1面M1上を見た場合において、第1コイル141の最内周部分から内側の領域のことであってもよい。第1コイル141は、第1導体に電流が流された場合、開口部を通る磁束を発生させる。また、第1コイル141では、開口部を通る磁束が変化した場合、電磁誘導の法則によって第1導体に電流が流れる。
本実施形態では、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1コイル141の中心線または第2コイル142の中心線の少なくとも一方が、第1磁性体B1の中心線に対してずれている。この場合、第1開口部H1の面積(第1磁性体B1を覆う面積)と第2開口部H2の面積(第1磁性体B1を覆う面積)とは、同じになる構成と、異なる構成があり得るが、本実施形態では、第1開口部H1の面積(第1磁性体B1を覆う面積)と第2開口部H2の面積(第1磁性体B1を覆う面積)とが異なる構成としてある。ここで、本実施形態では、第1開口部H1のすべておよび第2開口部H2のすべてが第1磁性体B1の第1面M1上に存在するため、第1開口部H1の面積は当該第1開口部H1が第1磁性体B1の第1面M1を覆う面積に相当し、第2開口部H2の面積は当該第2開口部H2が第1磁性体B1の第1面M1を覆う面積に相当する。
本実施形態では、第2コイル142により発生する磁束が第1開口部H1を鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2を鎖交する量とが、等しくなるように、第1開口部H1の面積と第2開口部H2の面積が設定されている。なお、理論的には第1開口部H1の面積と第2開口部H2の面積とが等しいときに両者の鎖交量が等しくなるが、実際にはずれが生じ得るため、本実施形態では、実際の両者の鎖交量が等しくなるように、第1開口部H1の面積と第2開口部H2の面積が設定されている。
第2コイル142により発生する磁束が第1開口部H1を鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2を鎖交する量とが等しい場合、第2コイル142による電力伝送が第1コイル141による通信に与える影響を小さく(理想的にはゼロに)することができる。
つまり、2個の開口部(第1開口部H1、第2開口部H2)における電力伝送の磁束の鎖交量が異なると、信号伝送の受信電圧に電力伝送の影響が出るが、これらの鎖交量を等しくすることで当該影響を小さくすることができる。
つまり、2個の開口部(第1開口部H1、第2開口部H2)における電力伝送の磁束の鎖交量が異なると、信号伝送の受信電圧に電力伝送の影響が出るが、これらの鎖交量を等しくすることで当該影響を小さくすることができる。
図3は、第1実施形態に係るコイルユニット14aの構成の一例を示す正面図である。
図3には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図3の例では、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側における第1ボビンC1および第2コイル142の形状と、他方の側における第1ボビンC1および第2コイル142の形状とが異なる。本実施形態では、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して第1ボビンC1および第2コイル142が非対称となっており、実質的に、第1磁性体B1の中心線に対して第1ボビンC1および第2コイル142の中心線がずれている。
図3には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図3の例では、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側における第1ボビンC1および第2コイル142の形状と、他方の側における第1ボビンC1および第2コイル142の形状とが異なる。本実施形態では、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して第1ボビンC1および第2コイル142が非対称となっており、実質的に、第1磁性体B1の中心線に対して第1ボビンC1および第2コイル142の中心線がずれている。
なお、他の例として、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側における第1コイル141の形状と、他方の側における第1コイル141の形状とが異なる構成が用いられてもよい。
また、他の例として、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側における第1コイル141、第1ボビンC1および第2コイル142の形状と、他方の側における第1コイル141、第1ボビンC1および第2コイル142の形状とが異なる構成が用いられてもよい。
また、他の例として、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側における第1コイル141、第1ボビンC1および第2コイル142の形状と、他方の側における第1コイル141、第1ボビンC1および第2コイル142の形状とが異なる構成が用いられてもよい。
また、本実施形態では、第2コイル142は、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側における第2導体の間隔と他方の側における第2導体の間隔とが異なる。図3の例では、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側(左の側)における第2導体の間隔よりも、他方の側(右の側)における第2導体の間隔が大きい。
なお、図2の例では、第1コイル141が第1磁性体B1と第2コイル142との間に配置されている。この場合、第1コイル141は、第1面M1によって拘束され、変形が抑制される。その結果、第1コイル141の電磁気的な特性を安定化させることができる。
他の例として、第2コイル142が第1磁性体B1と第1コイル141との間に配置されてもよい。この場合、例えば、第1ボビンC1は、第1磁性体B1と第1コイル141との間に配置されてもよい。
他の例として、第2コイル142が第1磁性体B1と第1コイル141との間に配置されてもよい。この場合、例えば、第1ボビンC1は、第1磁性体B1と第1コイル141との間に配置されてもよい。
また、図2の例では、第2コイル142を構成する第2導体は、隣接する部分が互いに所定の間隔をあけて配置されている。
他の例として、第2コイル142を構成する第2導体は、例えば、当該第2導体の少なくとも一部において、隣接する部分が互いに接せられて配置されてもよい。
他の例として、第2コイル142を構成する第2導体は、例えば、当該第2導体の少なくとも一部において、隣接する部分が互いに接せられて配置されてもよい。
ここで、ワイヤレス送電装置10の第1コイル141とワイヤレス受電装置20の第1コイル211との間において行われる信号伝送の周波数は、例えば、ワイヤレス送電装置10の第2コイル142とワイヤレス受電装置20の第2コイル212との間において行われる電力伝送の周波数の10倍以上である。なお、第1コイル141と第1コイル211との間において行われる信号伝送の周波数は、第2コイル142と第2コイル212との間において行われる電力伝送の周波数の10倍未満であってもよい。
例えば、第1コイル141に対して、第1面M1の側に、高周波特性が良い磁性体が配置されてもよい。電力伝送の周波数に対して信号伝送の周波数が10倍以上である場合、信号伝送については、そのような高い周波数においても十分に高い透磁率が保持される磁性体が用いられることが好ましい。なお、このような磁性体としては、例えば、薄膜磁性体が用いられてもよい。
また、このような磁性体は、例えば、第1フレキシブル基板F1と一体化されてもよい。この場合、このような磁性体は、例えば、第1フレキシブル基板F1において、第1コイル141が形成される面とは反対の面に設けられる。
また、このような磁性体は、例えば、第1フレキシブル基板F1と一体化されてもよい。この場合、このような磁性体は、例えば、第1フレキシブル基板F1において、第1コイル141が形成される面とは反対の面に設けられる。
また、第2導体は、例えば、絶縁膜によって被覆されている。このため、本実施形態では、第2導体同士の離間は、当該第2導体の絶縁膜同士の離間を意味している。このため、本実施形態では、第2コイル142の変形により第2導体同士の離間距離が設定(調整)される場合、第2導体ばかりでなくその絶縁膜も変形し得る。そして、図3の例では、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側(左の側)における第2導体の間隔(つまり、第2導体の絶縁膜同士の間隔)よりも、他方の側(右の側)における第2導体の間隔(つまり、第2導体の絶縁膜同士の間隔)が大きい。なお、各図においては、図が煩雑になることを防ぐために、第2導体の絶縁膜の明示を省略して図示している。
また、コイルユニット14において、第1コイル141の構成と第2コイル142の構成とは、逆であってもよい。
同様に、コイルユニット21において、第1コイル211の構成と第2コイル212の構成とは、逆であってもよい。
なお、コイルユニット14とコイルユニット21とは、電力伝送および信号伝送を行うことが可能なように、互いに対応した構成とされる。
同様に、コイルユニット21において、第1コイル211の構成と第2コイル212の構成とは、逆であってもよい。
なお、コイルユニット14とコイルユニット21とは、電力伝送および信号伝送を行うことが可能なように、互いに対応した構成とされる。
また、本実施形態では、第1面M1上に配置される態様は、第1面M1上の空間内に配置される態様を意味している。このため、例えば、コイルユニット14において、第1コイル141又は第2コイル142と第1面M1との間にスペーサー等が配置される構成であってもよい。当該スペーサーは、平板形状であってもよく、例えば凹凸を有する形状のように平板以外の形状であってもよい。
また、第1磁性体B1は、例えば、複数個の磁性体を組み合わせて構成されてもよい。この場合、複数の磁性体が組み合わされて第1磁性体B1が構成された状態で、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、複数の磁性体の区切り目が無い構成が好ましい。
また、第1フレキシブル基板F1は、例えば、単層のフレキシブル基板であってもよく、あるいは、多層のフレキシブル基板であってもよい。第1フレキシブル基板F1が多層のフレキシブル基板である場合、例えば、第1コイル141は第1フレキシブル基板F1の複数の層にわたって形成される。
また、フレキシブル基板に所定の形状を有する導体のパターンが形成されたコイルと、導線を所定の形状に配置したコイルとは、互いに代替が可能である。1個のコイルを構成する導体のパターンは、例えば、一定の幅を有してもよい。同様に、1個のコイルを構成する導線は、例えば、一定の幅(線径)を有してもよい。
また、フレキシブル基板に所定の形状を有する導体のパターンが形成されたコイルと、導線を所定の形状に配置したコイルとは、互いに代替が可能である。1個のコイルを構成する導体のパターンは、例えば、一定の幅を有してもよい。同様に、1個のコイルを構成する導線は、例えば、一定の幅(線径)を有してもよい。
以上のような構成により、コイルユニット14aは、電力伝送用の第2コイル142によって電力を送電することができる。
また、コイルユニット14aは、通信用の第1コイル141によって電力伝送のレベル制御のための制御信号を受信することができ、ワイヤレス送電装置10からワイヤレス受電装置20へ伝送する電力の安定化を図ることができる。
また、コイルユニット14aでは、第2コイル142をソレノイドコイルとすることにより、電力の長距離伝送を可能とする。
また、コイルユニット14aでは、第1コイル141のインダクタンスを増加させる磁性体として第1磁性体B1を用いているとともに、第2コイル142のインダクタンスを増加させる磁性体として第1磁性体B1(共通の磁性体)を用いている。これにより、コイルユニット14aは、第1コイル141のインダクタンスを増加させる磁性体と第2コイル142のインダクタンスを増加させる磁性体とのそれぞれに異なる磁性体を用いる場合と比較して、小型化することができる。
また、コイルユニット14aは、コイルを用いて制御信号を通信することから、安価な構成が可能となる。
このように、コイルユニット14aは、電力の長距離伝送と伝送する電力の安定化とを両立するとともに、安価、小型化することができる。
また、コイルユニット14aは、通信用の第1コイル141によって電力伝送のレベル制御のための制御信号を受信することができ、ワイヤレス送電装置10からワイヤレス受電装置20へ伝送する電力の安定化を図ることができる。
また、コイルユニット14aでは、第2コイル142をソレノイドコイルとすることにより、電力の長距離伝送を可能とする。
また、コイルユニット14aでは、第1コイル141のインダクタンスを増加させる磁性体として第1磁性体B1を用いているとともに、第2コイル142のインダクタンスを増加させる磁性体として第1磁性体B1(共通の磁性体)を用いている。これにより、コイルユニット14aは、第1コイル141のインダクタンスを増加させる磁性体と第2コイル142のインダクタンスを増加させる磁性体とのそれぞれに異なる磁性体を用いる場合と比較して、小型化することができる。
また、コイルユニット14aは、コイルを用いて制御信号を通信することから、安価な構成が可能となる。
このように、コイルユニット14aは、電力の長距離伝送と伝送する電力の安定化とを両立するとともに、安価、小型化することができる。
また、コイルユニット14aは、第2コイル142により発生する磁束が第1開口部H1を鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2を鎖交する量とが、等しくなるように、第1開口部H1の面積と第2開口部H2の面積が設定されているため、磁束を用いて電力及び信号が伝送される際に、信号伝送に与える電力伝送の影響を小さくすることができる。
本実施形態では、第2コイル142の巻回軸に平行な方向(Y軸に平行な方向)において、第1磁性体B1の中心線に対して、第1コイル141の中心線または第2コイル142の中心線のうちの少なくとも一方がずれている。
本実施形態では、第2コイル142の巻回軸に平行な方向(Y軸に平行な方向)において、第1磁性体B1の中心線に対して、第1コイル141の中心線または第2コイル142の中心線のうちの少なくとも一方がずれている。
なお、本実施形態では、好ましい構成例として、ワイヤレス送電装置10のコイルユニット14と、ワイヤレス受電装置20のコイルユニット21との両方に、図2に示されるようなコイルユニット(図2では、コイルユニット14を例示した。)の構成を適用した場合を示したが、他の例として、ワイヤレス送電装置10のコイルユニット14と、ワイヤレス受電装置20のコイルユニット21のうちの任意の一方のみに、図2に示されるようなコイルユニットの構成が適用されてもよい。この場合、他方のコイルユニットの構成は、例えば、一方のコイルユニットとの間で電力伝送および信号伝送を行うことが可能であればよい。
このように、コイルユニット14aでは、第1面M1を有する第1磁性体B1と、第1面M1上に配置され、第1面M1上において第1導体が渦巻き状に設けられた第1コイル141と、第1面M1の一部を覆うソレノイドコイルとして第2導体が第1磁性体B1に巻回された第2コイル142と、を備える。そして、第1コイル141または第2コイル142の少なくとも一方は、第2コイル142の巻回軸に平行な方向(図2および図3の例では、Y軸に平行な方向)において、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側の形状と他方の側の形状とが異なる。
また、コイルユニット14aでは、第2コイル142は、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側における第2導体の間隔と他方の側における第2導体の間隔とが異なる。図2および図3の例では、右側の方が当該間隔が大きい。
また、コイルユニット14aでは、第2コイル142は、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して一方の側における第2導体の間隔と他方の側における第2導体の間隔とが異なる。図2および図3の例では、右側の方が当該間隔が大きい。
本実施形態では、例えば、コイルユニット14aを備えるワイヤレス送電装置10を実施することができる。
また、本実施形態では、コイルユニット14aと同様なコイルユニット21を備えるワイヤレス受電装置20を実施することができる。
また、本実施形態では、コイルユニット14aを備えるワイヤレス送電装置10と、コイルユニット14aと同様なコイルユニット21を備えるワイヤレス受電装置20との少なくとも一方を備えるワイヤレス電力伝送システム1を実施することができる。
また、本実施形態では、コイルユニット14aと同様なコイルユニット21を備えるワイヤレス受電装置20を実施することができる。
また、本実施形態では、コイルユニット14aを備えるワイヤレス送電装置10と、コイルユニット14aと同様なコイルユニット21を備えるワイヤレス受電装置20との少なくとも一方を備えるワイヤレス電力伝送システム1を実施することができる。
<第2実施形態>
図4は、第2実施形態に係るコイルユニット14bの構成の一例を示す斜視図である。コイルユニット14bは、コイルユニット14の一例である。
図4には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図4では、図2および図3に示されるコイルユニット14aと同様な部分については、同じ符号を付してある。
なお、第2実施形態において説明する構成部分以外の点については、図2および図3に示されるコイルユニット14aと同様な構成が用いられてもよい。
図4は、第2実施形態に係るコイルユニット14bの構成の一例を示す斜視図である。コイルユニット14bは、コイルユニット14の一例である。
図4には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図4では、図2および図3に示されるコイルユニット14aと同様な部分については、同じ符号を付してある。
なお、第2実施形態において説明する構成部分以外の点については、図2および図3に示されるコイルユニット14aと同様な構成が用いられてもよい。
なお、図2および図3に示されるコイルユニット14aでは、第1コイル141は第1フレキシブル基板F1に設けられたコイルパターンであるが、図4に示されるコイルユニット14bでは、その代わりに、第1コイル141aは、第1導体である導線が渦巻き状に巻回されたコイルである。当該導線の幅は、例えば、一定である。第1コイル141aは、第1コイル141の変形例である。
また、第2実施形態では、第2コイル142aの巻回軸に平行な方向において、第1ボビンC1aは、第1磁性体B1に対して中央(ほぼ中央)に配置されている。なお、他の例として、第2コイル142aの巻回軸に平行な方向において、第1ボビンC1aは、第1磁性体B1に対して中央からずれた位置に配置されてもよい。第2コイル142aは、第2コイル142の変形例である。
また、第2実施形態では、第2コイル142aの巻回軸に平行な方向において、第2コイル142aの第2導体は、例えば、隣接する第2導体同士の間隔が一定となるように、設けられている。
また、第2実施形態では、第2コイル142aの巻回軸に平行な方向において、第2コイル142aの第2導体は、例えば、隣接する第2導体同士の間隔が一定となるように、設けられている。
また、第2実施形態では、図2および図3の例と比べて、第1ボビンC1aの構成が異なっている。
図4の例では、第1ボビンC1aは、第1面M1の側の外周の面において、第2コイル142aの巻回軸に平行な方向において、一方の端に、コイル端配置部311を備える。
コイル端配置部311は、第2コイル142aの第2導体の巻き始めまたは巻き終わりの部分を配置することが可能な複数の領域を有する。これにより、コイル端配置部311は、第2コイル142aの第2導体の巻き始めまたは巻き終わりの部分を異なる位置に誘導する機能を有する。なお、図4の例では、第2導体の巻き始めの部分と捉えられてもよく、あるいは、第2導体の巻き終わりの部分と捉えられてもよい。
図4の例では、コイル端配置部311は、このような複数の領域として、第2導体を配置することが可能な幅を持つ3個の経路領域を備える。コイル端配置部311は、第2コイル142aの巻回軸に平行な方向において3個の経路領域のそれぞれの両端を区切る突起部を備える。
図4の例では、第1ボビンC1aにおける3個の経路領域のうちの1個(図4の例では、最も右側の経路領域)に第2導体が配置されている。
図4の例では、第1ボビンC1aは、第1面M1の側の外周の面において、第2コイル142aの巻回軸に平行な方向において、一方の端に、コイル端配置部311を備える。
コイル端配置部311は、第2コイル142aの第2導体の巻き始めまたは巻き終わりの部分を配置することが可能な複数の領域を有する。これにより、コイル端配置部311は、第2コイル142aの第2導体の巻き始めまたは巻き終わりの部分を異なる位置に誘導する機能を有する。なお、図4の例では、第2導体の巻き始めの部分と捉えられてもよく、あるいは、第2導体の巻き終わりの部分と捉えられてもよい。
図4の例では、コイル端配置部311は、このような複数の領域として、第2導体を配置することが可能な幅を持つ3個の経路領域を備える。コイル端配置部311は、第2コイル142aの巻回軸に平行な方向において3個の経路領域のそれぞれの両端を区切る突起部を備える。
図4の例では、第1ボビンC1aにおける3個の経路領域のうちの1個(図4の例では、最も右側の経路領域)に第2導体が配置されている。
図5は、第2実施形態に係るコイルユニット14b1の構成の他の一例を示す斜視図である。コイルユニット14b1は、コイルユニット14bの変形例である。
図5には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図5の例では、図4の例と比べて、第2コイル142aの第2導体の配置が異なっている。つまり、図5の例では、第1ボビンC1aにおける3個の経路領域のうちの1個(図5の例では、最も左側の経路領域)に第2導体が配置されている。
なお、他の例として、第1ボビンC1aにおける3個の経路領域のうちの1個(中央の経路領域)に第2導体が配置されたコイルユニットが実施されてもよい。
また、コイル端配置部311に備えられる経路領域の数としては、例えば、2個であってもよく、あるいは、4個以上であってもよい。
図5には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図5の例では、図4の例と比べて、第2コイル142aの第2導体の配置が異なっている。つまり、図5の例では、第1ボビンC1aにおける3個の経路領域のうちの1個(図5の例では、最も左側の経路領域)に第2導体が配置されている。
なお、他の例として、第1ボビンC1aにおける3個の経路領域のうちの1個(中央の経路領域)に第2導体が配置されたコイルユニットが実施されてもよい。
また、コイル端配置部311に備えられる経路領域の数としては、例えば、2個であってもよく、あるいは、4個以上であってもよい。
本実施形態に係るコイルユニット14b、14b1では、第2コイル142aの第2導体の配置によって、第2コイル142aにより発生する磁束が第1開口部H1aを鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2aを鎖交する量を調整することが可能である。ここで、第1開口部H1aは第1開口部H1の一例であり、第1開口部H2aは第1開口部H2の一例である。
なお、第1ボビンC1aは、第2導体の巻き始めの部分と、第2導体の巻き終わりの部分との両方に、コイル端配置部311のような構成を有してもよい。
また、第1ボビンC1aは、第1磁性体B1の第1面M1の側の外周面の代わりに、反対側の外周面に、コイル端配置部311のような構成を有してもよい。また、第1ボビンC1aは、これら両方の面に、コイル端配置部311のような構成を有してもよい。
また、第1ボビンC1aは、第1磁性体B1の第1面M1の側の外周面の代わりに、反対側の外周面に、コイル端配置部311のような構成を有してもよい。また、第1ボビンC1aは、これら両方の面に、コイル端配置部311のような構成を有してもよい。
このように、コイルユニット14bでは、中空の部分に第1磁性体B1を収容する中空部材(本実施形態では、第1ボビンC1a)を備える。本例では、第2コイル142の第2導体は、中空部材の外周に巻回されることで第1磁性体B1に巻回されている。中空部材は、第2導体の巻き始め(または、巻き終わり)の部分を配置することが可能な複数の領域を有するコイル端配置部311を備える。
<第3実施形態>
図6は、第3実施形態に係るコイルユニット14cの構成の一例を示す斜視図である。コイルユニット14cは、コイルユニット14の一例である。
図7は、第3実施形態に係るコイルユニット14cの構成の一例を示す側面断面図である。図7は、図6に対して、Q1−Q1矢視断面図である。
図6および図7には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図6および図7では、図2および図3に示されるコイルユニット14aと同様な部分については、同じ符号を付してある。
なお、第3実施形態において説明する構成部分以外の点については、図2および図3に示されるコイルユニット14aと同様な構成が用いられてもよい。
図6は、第3実施形態に係るコイルユニット14cの構成の一例を示す斜視図である。コイルユニット14cは、コイルユニット14の一例である。
図7は、第3実施形態に係るコイルユニット14cの構成の一例を示す側面断面図である。図7は、図6に対して、Q1−Q1矢視断面図である。
図6および図7には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図6および図7では、図2および図3に示されるコイルユニット14aと同様な部分については、同じ符号を付してある。
なお、第3実施形態において説明する構成部分以外の点については、図2および図3に示されるコイルユニット14aと同様な構成が用いられてもよい。
第3実施形態に係るコイルユニット14cは、第1磁性体B1と、第1フレキシブル基板F1aと、第1コイル141bと、第2コイル142bと、スペーサーR1を備える。
第1コイル141bは、第1フレキシブル基板F1aの一方の面に渦巻き状に設けられている。
第1フレキシブル基板F1aは、第1コイル141bが形成された面が第1磁性体B1の第1面M1と対向しない反対側の面となるように、当該第1面M1に配置されている。第1フレキシブル基板F1aは、第1フレキシブル基板F1の変形例である。
第1コイル141bは、第1フレキシブル基板F1aの一方の面に渦巻き状に設けられている。
第1フレキシブル基板F1aは、第1コイル141bが形成された面が第1磁性体B1の第1面M1と対向しない反対側の面となるように、当該第1面M1に配置されている。第1フレキシブル基板F1aは、第1フレキシブル基板F1の変形例である。
ここで、第1フレキシブル基板F1aは、第1磁性体B1の第1面M1および反対側の面ではない側面から見た場合(図7の例では、X軸に平行な視線で見た場合)に、第2コイル142bの巻回軸に平行な方向における両端のうちの一方の端の側(図7の例では、右側)の一部の面が、第1面M1に対して所定の角度θ1(θ1は0度よりも大きく180度よりも小さい角度)傾斜している。図7の例では、第1フレキシブル基板F1aは、第1面M1に平行な面の部分と、第1面M1に対して所定の角度θ1傾斜している面とで構成されており、これらの面の境界線は第2コイル142bの巻回軸に平行な方向に対して垂直な線となっている。
このように、第1フレキシブル基板F1aは、当該第1フレキシブル基板F1aの一部が第1面M1に対して所定の角度θ1傾斜するように、折れ曲がった部分を有する。
同様に、第1コイル141bについても、第1フレキシブル基板F1aとともに、当該第1コイル141bの一部が第1面M1に対して所定の角度θ1傾斜するように、折れ曲がった部分を有する。
第1フレキシブル基板F1aに第1コイル141bが形成されているため、これらの折れ曲がった部分は同じ位置である。
折れ曲がった部分では、第1磁性体B1と第1フレキシブル基板F1aとの間の空間に、当該空間と同じ(あるいは、ほぼ同じ)形状および大きさを有するスペーサーR1が設けられている。
同様に、第1コイル141bについても、第1フレキシブル基板F1aとともに、当該第1コイル141bの一部が第1面M1に対して所定の角度θ1傾斜するように、折れ曲がった部分を有する。
第1フレキシブル基板F1aに第1コイル141bが形成されているため、これらの折れ曲がった部分は同じ位置である。
折れ曲がった部分では、第1磁性体B1と第1フレキシブル基板F1aとの間の空間に、当該空間と同じ(あるいは、ほぼ同じ)形状および大きさを有するスペーサーR1が設けられている。
ここで、第3実施形態では、例えば、第2コイル142bの巻回軸に平行な方向において、第1磁性体B1の中心線に対して、第1コイル141bの中心線が一致(あるいは、ほぼ一致)しており、第2コイル142bの中心線が一致(あるいは、ほぼ一致)している。
なお、他の例として、これらの中心線のうちの1以上が他とずれていてもよい。
なお、他の例として、これらの中心線のうちの1以上が他とずれていてもよい。
図8は、第3実施形態に係るコイルユニット14c1の構成の他の一例を示す側面断面図である。コイルユニット14c1は、コイルユニット14cの変形例である。図8の側面断面は、図7の例と同じ視線の方向で見た側面断面である。
図8には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図8に示されるコイルユニット14c1では、図7の例と比べて、第1フレキシブル基板F1a1および第1コイル141b1が折れ曲がっている角度θ2(θ2は、0度よりも大きく180度よりも小さい角度であり、角度θ1とは異なる角度)が異なる。スペーサーR2は、折れ曲がった部分に応じた形状および大きさを有する。ここで、第1フレキシブル基板F1a1は第1フレキシブル基板F1aの変形例であり、第1コイル141b1は第1コイル141bの変形例である。
図8には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図8に示されるコイルユニット14c1では、図7の例と比べて、第1フレキシブル基板F1a1および第1コイル141b1が折れ曲がっている角度θ2(θ2は、0度よりも大きく180度よりも小さい角度であり、角度θ1とは異なる角度)が異なる。スペーサーR2は、折れ曲がった部分に応じた形状および大きさを有する。ここで、第1フレキシブル基板F1a1は第1フレキシブル基板F1aの変形例であり、第1コイル141b1は第1コイル141bの変形例である。
図9は、第3実施形態に係るコイルユニットを説明するための参考となる構成の一例を示すコイルユニット14c2の側面断面図である。コイルユニット14c2は、コイルユニット14cの変形例であるが、ここでは、図8および図9の例と対比するための参考例である。図9の側面断面は、図7の例と同じ視線の方向で見た側面断面である。
図9には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
すなわち、図9に示されるコイルユニット14c2では、図7および図8の例と比べて、第1フレキシブル基板F1a2および第1コイル141b2が折れ曲がっている角度θが0度であり、つまり、折れ曲がっていない。
図9には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
すなわち、図9に示されるコイルユニット14c2では、図7および図8の例と比べて、第1フレキシブル基板F1a2および第1コイル141b2が折れ曲がっている角度θが0度であり、つまり、折れ曲がっていない。
図7および図8の例では、第1フレキシブル基板F1a、F1a1および第1コイル141b、141b1が折れ曲がっている側において、折れ曲がっている角度θ1、θ2に応じて、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1bを鎖交する量が異なる。そして、図7および図8の例では、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1bを鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2bを鎖交する量とが、等しくなるように、折り曲げの位置あるいは角度の少なくとも一方が設定されている。
本実施形態に係るコイルユニット14c、14c1では、第1フレキシブル基板F1a、F1a1および第1コイル141b、141b1が折れ曲がった構成によって、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1bを鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2bを鎖交する量を調整することが可能である。
なお、第1フレキシブル基板F1a、F1a1および第1コイル141b、141b1の折り曲げの角度としては、様々な角度が用いられてもよい。
また、第1フレキシブル基板F1a、F1a1および第1コイル141b、141b1が折り曲げられる部分は、2か所以上設けられてもよい。
また、第1フレキシブル基板F1a、F1a1および第1コイル141b、141b1が折り曲げられる部分は、2か所以上設けられてもよい。
このように、コイルユニット14c、14c1では、第1コイル141b、141b1は、平行ではない2以上の面にわたって配置されている。図7および図8の例では、これらの面は、第1面M1に平行な面と、第1面M1に対して所定の角度θ1、θ2傾いた面である。
<第4実施形態>
図10は、第4実施形態に係るコイルユニット14dの構成の一例を示す側面断面図である。コイルユニット14dは、コイルユニット14の一例である。
図10には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
ここで、第4実施形態に係るコイルユニット14dの構成の一例を示す斜視図は、概略的には、図6の例と同様であり、ここでは図示を省略する。図10の側面断面は、図7の例と同じ視線の方向で見た側面断面である。
図10では、図2および図3に示されるコイルユニット14aと同様な部分については、同じ符号を付してある。
なお、第4実施形態において説明する構成部分以外の点については、図6および図7に示されるコイルユニット14aと同様な構成が用いられてもよい。
図10は、第4実施形態に係るコイルユニット14dの構成の一例を示す側面断面図である。コイルユニット14dは、コイルユニット14の一例である。
図10には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
ここで、第4実施形態に係るコイルユニット14dの構成の一例を示す斜視図は、概略的には、図6の例と同様であり、ここでは図示を省略する。図10の側面断面は、図7の例と同じ視線の方向で見た側面断面である。
図10では、図2および図3に示されるコイルユニット14aと同様な部分については、同じ符号を付してある。
なお、第4実施形態において説明する構成部分以外の点については、図6および図7に示されるコイルユニット14aと同様な構成が用いられてもよい。
第4実施形態に係るコイルユニット14dに関し、図6および図7の例とは異なる点について説明する。
コイルユニット14dでは、図6および図7の例と比べて、第2コイル142bの巻回軸に平行な方向において、第1フレキシブル基板F1bおよび第1コイル141cが折れ曲がっている位置が異なる。当該位置は、第2コイル142bの巻回軸に平行な方向において、折れ曲がっている方の端から長さa1の位置である。ここで、第1フレキシブル基板F1bは第1フレキシブル基板F1aの変形例であり、第1コイル141cは第1コイル141bの変形例である。図10の例では、折れ曲がりの角度θ11(θ11は0度よりも大きく180度よりも小さい角度)は、例えば、一定の角度であってもよく、あるいは、可変な角度であってもよい。
コイルユニット14dでは、図6および図7の例と比べて、第2コイル142bの巻回軸に平行な方向において、第1フレキシブル基板F1bおよび第1コイル141cが折れ曲がっている位置が異なる。当該位置は、第2コイル142bの巻回軸に平行な方向において、折れ曲がっている方の端から長さa1の位置である。ここで、第1フレキシブル基板F1bは第1フレキシブル基板F1aの変形例であり、第1コイル141cは第1コイル141bの変形例である。図10の例では、折れ曲がりの角度θ11(θ11は0度よりも大きく180度よりも小さい角度)は、例えば、一定の角度であってもよく、あるいは、可変な角度であってもよい。
また、コイルユニット14dでは、図6および図7の例と比べて、スペーサーR11の形状および大きさが、第1磁性体B1と第1フレキシブル基板F1bとの間の空間と同程度ではなく一定の形状および大きさである点で異なる。
スペーサーR11は、三角柱の形状を有しており、上辺および下辺の三角形の面が第1磁性体B1の側面の側に配置される。そして、スペーサーR11によって、少なくとも、折れ曲がった位置の付近における第1磁性体B1と第1フレキシブル基板F1bとの間の空間が埋められている。
スペーサーR11は、三角柱の形状を有しており、上辺および下辺の三角形の面が第1磁性体B1の側面の側に配置される。そして、スペーサーR11によって、少なくとも、折れ曲がった位置の付近における第1磁性体B1と第1フレキシブル基板F1bとの間の空間が埋められている。
図11は、第4実施形態に係るコイルユニット14d1の構成の他の一例を示す側面断面図である。コイルユニット14d1は、コイルユニット14dの変形例である。
図11には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
コイルユニット14d1では、図10の例と比べて、第2コイル142bの巻回軸に平行な方向において、第1フレキシブル基板F1b1および第1コイル141c1が折れ曲がっている位置が異なる。当該位置は、第2コイル142b1の巻回軸に平行な方向において、折れ曲がっている方の端から長さa2(a2は、a1とは異なる長さ)の位置である。ここで、第1フレキシブル基板F1b1は第1フレキシブル基板F1bの変形例であり、第1コイル141c1は第1コイル141cの変形例である。
図11には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
コイルユニット14d1では、図10の例と比べて、第2コイル142bの巻回軸に平行な方向において、第1フレキシブル基板F1b1および第1コイル141c1が折れ曲がっている位置が異なる。当該位置は、第2コイル142b1の巻回軸に平行な方向において、折れ曲がっている方の端から長さa2(a2は、a1とは異なる長さ)の位置である。ここで、第1フレキシブル基板F1b1は第1フレキシブル基板F1bの変形例であり、第1コイル141c1は第1コイル141cの変形例である。
図10および図11の例では、第1フレキシブル基板F1b、F1b1および第1コイル141c、141c1が折れ曲がっている側において、折れ曲がっている位置(端からの長さa1、a2)に応じて、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1bを鎖交する量が異なる。そして、図10および図11の例では、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1bを鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2bを鎖交する量とが、等しくなるように、折り曲げの位置あるいは角度の少なくとも一方が設定されている。
本実施形態に係るコイルユニット14d、14d1では、第1フレキシブル基板F1b、F1b1および第1コイル141c、141c1が折れ曲がった構成によって、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1bを鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2bを鎖交する量を調整することが可能である。
ここで、図10の例と図11の例とでは、スペーサーR11を同一のスペーサーとしたが、他の例として、異なるスペーサーが用いられてもよい。
また、図10の例と図11の例とでは、角度θ11を同一の角度としたが、他の例として、異なる角度が用いられてもよい。
また、第1フレキシブル基板F1b、F1b1および第1コイル141c、141c1が折り曲げられる部分は、2か所以上設けられてもよい。
また、図10の例と図11の例とでは、角度θ11を同一の角度としたが、他の例として、異なる角度が用いられてもよい。
また、第1フレキシブル基板F1b、F1b1および第1コイル141c、141c1が折り曲げられる部分は、2か所以上設けられてもよい。
このように、コイルユニット14d、14d1では、第1コイル141c、141c1は、平行ではない2以上の面にわたって配置されている。図10および図11の例では、これらの面は、第1面M1に平行な面と、第1面M1に対して所定の角度θ11傾いた面である。
<第5実施形態>
図12は、第5実施形態に係るコイルユニット14eの構成の一例を示す正面図である。コイルユニット14eは、コイルユニット14の一例である。
図12には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
第5実施形態に係るコイルユニット14eでは、図6に示されるコイルユニット14cに対して、スペーサーを備えておらず、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dの形状が異なっている。第1フレキシブル基板F1cは第1フレキシブル基板F1の一例であり、第1コイル141dは第1コイル141の一例である。
なお、第5実施形態において説明する構成部分以外の点については、図6に示されるコイルユニット14cと同様な構成が用いられてもよい。
図12は、第5実施形態に係るコイルユニット14eの構成の一例を示す正面図である。コイルユニット14eは、コイルユニット14の一例である。
図12には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
第5実施形態に係るコイルユニット14eでは、図6に示されるコイルユニット14cに対して、スペーサーを備えておらず、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dの形状が異なっている。第1フレキシブル基板F1cは第1フレキシブル基板F1の一例であり、第1コイル141dは第1コイル141の一例である。
なお、第5実施形態において説明する構成部分以外の点については、図6に示されるコイルユニット14cと同様な構成が用いられてもよい。
ここで、図12の例では、説明の便宜上、コイルユニット14eの構成要素として、第1磁性体B1、第2コイル142b、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dのみを示してあるが、スペーサー以外の他の構成要素としては図6に示されるものと同様な構成要素を備える。
コイルユニット14eは、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dの一部が180度折り返された形状を有する部分(折り返し部411)を備える。図12の例では、第1磁性体B1の第1面M1の矩形が有する1個の角を挟む三角形の部分が、第1面M1の側に、折り返されている。第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dは、同じ境界線で、折り返されている。
コイルユニット14eは、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dの一部が180度折り返された形状を有する部分(折り返し部411)を備える。図12の例では、第1磁性体B1の第1面M1の矩形が有する1個の角を挟む三角形の部分が、第1面M1の側に、折り返されている。第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dは、同じ境界線で、折り返されている。
図13は、第5実施形態に係るコイルユニット14eを説明するための参考となる構成の一例を示すコイルユニット14e1の正面図である。
図13には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図13では、コイルユニット14e1の構成要素として図12に示される構成要素と同様なものを示してあるが、折り返し部411が折り返されていない状態を示してある。
コイルユニット14e1の所定の線P1を境界線として第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dが折り返された構成のものが、コイルユニット14eに相当する。図13の例では、当該線P1は、第1磁性体B1の第1面M1の矩形が有する1個の角を挟む2個の辺のうちの一方の途中の点と他方の途中の点とを結ぶ線である。
図13には、図2と同様なXYZ三次元座標系を示してある。
図13では、コイルユニット14e1の構成要素として図12に示される構成要素と同様なものを示してあるが、折り返し部411が折り返されていない状態を示してある。
コイルユニット14e1の所定の線P1を境界線として第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dが折り返された構成のものが、コイルユニット14eに相当する。図13の例では、当該線P1は、第1磁性体B1の第1面M1の矩形が有する1個の角を挟む2個の辺のうちの一方の途中の点と他方の途中の点とを結ぶ線である。
図12の例では、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dが折り返されている側において、折り返し部411に応じて、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1cを鎖交する量が異なる。そして、図12の例では、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1cを鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2cを鎖交する量とが、等しくなるように、折り返しの位置が設定されている。
本実施形態に係るコイルユニット14eでは、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dが折り返された構成によって、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1cを鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2cを鎖交する量を調整することが可能である。
なお、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dが折り返される部分の形状あるいは大きさとしては、様々な態様が用いられてもよい。
また、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dが折り返される部分は、2か所以上設けられてもよい。
また、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dが折り返される部分は、2か所以上設けられてもよい。
このように、コイルユニット14eでは、第1コイル141dは、互いに対向する2つの面にわたって配置されている、図12の例では、これらの面は、第1面M1に平行な面と、第1面M1に対して180度(あるいは、ほぼ180度)折り返された面である。
<変形例>
以上に示したようなコイルユニットにおいて、当該コイルユニットの一部が変形可能な構成が用いられてもよい。また、当該コイルユニットの一部が固定可能な構成が用いられてもよい。
この場合、例えば、当該コイルユニットを備える製品の出荷前に、当該コイルユニットの一部が変形させられて調整された状態で固定され、当該コイルユニットの一部が固定された状態で当該製品が出荷されてもよい。例えば、出荷前に第2コイルにより電力伝送を行って、第1コイルによる受信信号の波形をモニターして、自動または手動で、当該波形が理想的な波形に近付くように、当該コイルユニットの一部が変形させられて固定されてもよい。
以上に示したようなコイルユニットにおいて、当該コイルユニットの一部が変形可能な構成が用いられてもよい。また、当該コイルユニットの一部が固定可能な構成が用いられてもよい。
この場合、例えば、当該コイルユニットを備える製品の出荷前に、当該コイルユニットの一部が変形させられて調整された状態で固定され、当該コイルユニットの一部が固定された状態で当該製品が出荷されてもよい。例えば、出荷前に第2コイルにより電力伝送を行って、第1コイルによる受信信号の波形をモニターして、自動または手動で、当該波形が理想的な波形に近付くように、当該コイルユニットの一部が変形させられて固定されてもよい。
さらに、当該コイルユニットの一部が固定された後に再び変形可能な構成が用いられてもよい。
この場合、例えば、当該コイルユニットを備える製品の出荷後に、ユーザにより、当該コイルユニットの一部が変形(再変形)させられて調整(再調整)された状態で固定されてもよい。
このような変形により、第1コイルの第1開口部の面積(例えば、第1磁性体B1の第1面M1を覆う面積)および第2開口部の面積(例えば、第1磁性体B1の第1面M1を覆う面積)を変化させることが可能である。
この場合、例えば、当該コイルユニットを備える製品の出荷後に、ユーザにより、当該コイルユニットの一部が変形(再変形)させられて調整(再調整)された状態で固定されてもよい。
このような変形により、第1コイルの第1開口部の面積(例えば、第1磁性体B1の第1面M1を覆う面積)および第2開口部の面積(例えば、第1磁性体B1の第1面M1を覆う面積)を変化させることが可能である。
(図2および図3に示されるコイルユニット14aの変形例)
第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1ボビンC1が伸び縮みすることが可能な構成が用いられてもよい。この場合、第2コイル142の巻回軸に平行な方向における第1ボビンC1の両端について、当該両端の一方側には第2コイル142の第2導体の一方側がずれないように固定されており、当該両端の他方側には第2コイル142の第2導体の他方側がずれないように固定されている。当該両端の間において第1ボビンC1に巻回された第2導体によりソレノイドが形成される。このような構成では、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1ボビンC1の伸び縮みの度合いに応じて、第2コイル142も伸び縮みすることで、第2コイル142において隣接する第2導体同士の間隔がずれ、ソレノイドが変形し得る。
第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1ボビンC1が伸び縮みすることが可能な構成が用いられてもよい。この場合、第2コイル142の巻回軸に平行な方向における第1ボビンC1の両端について、当該両端の一方側には第2コイル142の第2導体の一方側がずれないように固定されており、当該両端の他方側には第2コイル142の第2導体の他方側がずれないように固定されている。当該両端の間において第1ボビンC1に巻回された第2導体によりソレノイドが形成される。このような構成では、第2コイル142の巻回軸に平行な方向において、第1ボビンC1の伸び縮みの度合いに応じて、第2コイル142も伸び縮みすることで、第2コイル142において隣接する第2導体同士の間隔がずれ、ソレノイドが変形し得る。
ここで、例えば、第2コイル142の巻回軸に平行な方向における第1ボビンC1の中心線などの位置が第1磁性体B1に固定されると、当該位置の両側のそれぞれにおいて独立に、第1ボビンC1の伸び縮みを調整することが可能である。
これにより、第2コイル142により発生する磁束が第1開口部H1を鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2を鎖交する量とが等しくなるように、第1ボビンC1の伸び縮みの度合いを調整することが可能である。また、第1コイル141が第1フレキシブル基板F1に形成されているため、第1ボビンC1の伸び縮みの変化が容易である。
第1ボビンC1と第2コイル142の第2導体とは、例えば、接着剤などを用いて固定されてもよい。
他の例として、第1ボビンC1と第2コイル142の第2導体とは、コイルユニット14aに設けられた任意の機構によって固定されてもよい。また、当該機構は、第1ボビンC1と第2コイル142の第2導体との位置関係を固定した後に再び移動可能とする構成であってもよい。
他の例として、第1ボビンC1と第2コイル142の第2導体とは、コイルユニット14aに設けられた任意の機構によって固定されてもよい。また、当該機構は、第1ボビンC1と第2コイル142の第2導体との位置関係を固定した後に再び移動可能とする構成であってもよい。
第1ボビンC1と第1磁性体B1とは、例えば、接着剤などを用いて固定されてもよい。
他の例として、第1ボビンC1と第1磁性体B1とは、コイルユニット14aに設けられた任意の機構によって固定されてもよい。また、当該機構は、第1ボビンC1と第1磁性体B1との位置関係を固定した後に再び移動可能とする構成であってもよい。
他の例として、第1ボビンC1と第1磁性体B1とは、コイルユニット14aに設けられた任意の機構によって固定されてもよい。また、当該機構は、第1ボビンC1と第1磁性体B1との位置関係を固定した後に再び移動可能とする構成であってもよい。
(図4および図5に示されるコイルユニット14bの変形例)
第1ボビンC1aのコイル端配置部311において、第2コイル142aの第2導体の位置を複数の経路のなかから選択的に設定することが可能な構成とする。例えば、第2コイル142aであるソレノイドコイルの巻き始めまたは巻き終わりの少なくとも一方の部分の位置を変更することが可能であり、これにより、当該ソレノイドコイルの形状を変更することが可能である。
第1ボビンC1aのコイル端配置部311において、第2コイル142aの第2導体の位置を複数の経路のなかから選択的に設定することが可能な構成とする。例えば、第2コイル142aであるソレノイドコイルの巻き始めまたは巻き終わりの少なくとも一方の部分の位置を変更することが可能であり、これにより、当該ソレノイドコイルの形状を変更することが可能である。
これにより、第2コイル142aにより発生する磁束が第1開口部H1aを鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2aを鎖交する量とが等しくなるように、第1ボビンC1aのコイル端配置部311における第2導体の位置を調整することが可能である。
(図6〜図8に示されるコイルユニット14c、14c1の変形例)
第1フレキシブル基板F1a、F1a1および第1コイル141b、141b1が折り曲げられる角度θ1、θ2を変更することが可能な構成とする。例えば、折り曲げの角度θ1、θ2に応じて、適した大きさを有するスペーサーR1、R2が使用されるように切り替えることが可能であってもよい。スペーサーR1、R2としては、折り曲げの角度θ1、θ2を維持することが可能な形状および大きさを有するものが用いられる。
第1フレキシブル基板F1a、F1a1および第1コイル141b、141b1が折り曲げられる角度θ1、θ2を変更することが可能な構成とする。例えば、折り曲げの角度θ1、θ2に応じて、適した大きさを有するスペーサーR1、R2が使用されるように切り替えることが可能であってもよい。スペーサーR1、R2としては、折り曲げの角度θ1、θ2を維持することが可能な形状および大きさを有するものが用いられる。
これにより、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1bを鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2bを鎖交する量とが等しくなるように、第1フレキシブル基板F1a、F1a1および第1コイル141b、141b1の折り曲げの角度を調整することが可能である。
なお、第1フレキシブル基板F1a、F1a1および第1コイル141b、141b1は、それぞれ、折り曲げの角度θ1、θ2が変化しても、破断しない部材が用いられると好ましい。このような部材としては、例えば、破断せずに折り曲げられることが可能な程度でやわらかい材質を有する部材が用いられてもよい。
なお、第1フレキシブル基板F1a、F1a1および第1コイル141b、141b1は、それぞれ、折り曲げの角度θ1、θ2が変化しても、破断しない部材が用いられると好ましい。このような部材としては、例えば、破断せずに折り曲げられることが可能な程度でやわらかい材質を有する部材が用いられてもよい。
(図10および図11に示されるコイルユニット14d、14d1の変形例)
第1フレキシブル基板F1b、F1b1および第1コイル141c、141c1が折り曲げられる位置(長さa1、a2)を変更することが可能な構成とする。
第1フレキシブル基板F1b、F1b1および第1コイル141c、141c1が折り曲げられる位置(長さa1、a2)を変更することが可能な構成とする。
これにより、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1bを鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2bを鎖交する量とが等しくなるように、第1フレキシブル基板F1b、F1b1および第1コイル141c、141c1の折り曲げの位置を調整することが可能である。
なお、第1フレキシブル基板F1b、F1b1および第1コイル141c、141c1は、それぞれ、折り曲げの位置(長さa1,a2)が変化しても、破断しない部材が用いられると好ましい。このような部材としては、例えば、破断せずに折り曲げられることが可能な程度でやわらかい材質を有する部材が用いられてもよい。
なお、第1フレキシブル基板F1b、F1b1および第1コイル141c、141c1は、それぞれ、折り曲げの位置(長さa1,a2)が変化しても、破断しない部材が用いられると好ましい。このような部材としては、例えば、破断せずに折り曲げられることが可能な程度でやわらかい材質を有する部材が用いられてもよい。
(図12および図13に示されるコイルユニット14eの変形例)
第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dの折り返し部411の形状、大きさ、位置、あるいは、数などを変更することが可能な構成とする。
第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dの折り返し部411の形状、大きさ、位置、あるいは、数などを変更することが可能な構成とする。
これにより、第2コイル142bにより発生する磁束が第1開口部H1bを鎖交する量と、当該磁束が第2開口部H2bを鎖交する量とが等しくなるように、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dの折り返し部411の態様を調整することが可能である。
なお、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dは、それぞれ、折り返し部411の態様が変化しても、破断しない部材が用いられると好ましい。このような部材としては、例えば、破断せずに折り曲げられることが可能な程度でやわらかい材質を有する部材が用いられてもよい。
なお、第1フレキシブル基板F1cおよび第1コイル141dは、それぞれ、折り返し部411の態様が変化しても、破断しない部材が用いられると好ましい。このような部材としては、例えば、破断せずに折り曲げられることが可能な程度でやわらかい材質を有する部材が用いられてもよい。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。
例えば、ソレノイド形状のコイル以外に、2個の渦巻き状のコイル部分(2個の平面コイル部分)を有するコイルであって当該2個の渦巻きが互いに逆向きであるコイルが用いられる場合にも、小型で伝送距離を長くすることが可能である。発明の要旨を逸脱しない限り、例えば、ソレノイド形状のコイルなどの代わりに、このようなコイルが用いられてもよい。
例えば、ソレノイド形状のコイル以外に、2個の渦巻き状のコイル部分(2個の平面コイル部分)を有するコイルであって当該2個の渦巻きが互いに逆向きであるコイルが用いられる場合にも、小型で伝送距離を長くすることが可能である。発明の要旨を逸脱しない限り、例えば、ソレノイド形状のコイルなどの代わりに、このようなコイルが用いられてもよい。
1…ワイヤレス電力伝送システム、10…ワイヤレス送電装置、11…直流電源、12…送電回路、13…制御回路、14、14a、14b、14b1、14c、14c1、14c2、14d、14e、14e1、21…コイルユニット、20…ワイヤレス受電装置、22…整流平滑回路、23…負荷、24…検出部、25…比較部、26…信号発生部、141、141a、141b、141b1、141b2、141c、141c1、141d、211…第1コイル、142、142a、142b、212…第2コイル、311…コイル端配置部、411…折り返し部、B1…第1磁性体、M1…第1面、C1、C1a…第1ボビン、F1、F1a、F1a1、F1a2、F1b、F1b1、F1c…第1フレキシブル基板、H1、H1a、H1b、H1c…第1開口部、H2、H2a、H2b、H2c…第2開口部、R1、R2、R11…スペーサー、a1、a2…長さ、P1…線
Claims (8)
- 第1面を有する第1磁性体と、
前記第1面上に配置され、前記第1面上において第1導体が渦巻き状に設けられた第1コイルと、
前記第1面の一部を覆うソレノイドコイルとして第2導体が前記第1磁性体に巻回された第2コイルと、を備え、
前記第1コイルまたは前記第2コイルの少なくとも一方は、前記第2コイルの巻回軸に平行な方向において、前記第1磁性体の中心線に対して一方の側の形状と他方の側の形状とが異なる、
コイルユニット。 - 前記第2コイルは、前記第2コイルの巻回軸に平行な方向において、前記第1磁性体の中心線に対して一方の側における前記第2導体の間隔と他方の側における前記第2導体の間隔とが異なる、
請求項1に記載のコイルユニット。 - 中空の部分に前記第1磁性体を収容する中空部材を備え、
前記第2コイルの前記第2導体は、前記中空部材の外周に巻回されることで前記第1磁性体に巻回されており、
前記中空部材は、前記第2導体の巻き始めまたは巻き終わりの部分を配置することが可能な複数の領域を有するコイル端配置部を備える、
請求項1または請求項2に記載のコイルユニット。 - 前記第1コイルは、平行ではない2以上の面にわたって配置されている、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のコイルユニット。 - 前記第1コイルは、互いに対向する2つの面にわたって配置されている、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のコイルユニット。 - 請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載のコイルユニットを備える、
ワイヤレス送電装置。 - 請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載のコイルユニットを備える、
ワイヤレス受電装置。 - ワイヤレス送電装置と、ワイヤレス受電装置と、を備えるワイヤレス電力伝送システムであって、
前記ワイヤレス送電装置と前記ワイヤレス受電装置との少なくとも一方は、請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載のコイルユニットを備える、
ワイヤレス電力伝送システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018054567A JP2019169529A (ja) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018054567A JP2019169529A (ja) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム |
Publications (1)
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JP2019169529A true JP2019169529A (ja) | 2019-10-03 |
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ID=68106909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018054567A Pending JP2019169529A (ja) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2019169529A (ja) |
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2018
- 2018-03-22 JP JP2018054567A patent/JP2019169529A/ja active Pending
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