JP2019169531A - Coil unit, wireless power transmission device, wireless power reception device, and wireless power transmission system - Google Patents

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Abstract

To provide a coil unit capable of achieving both long-distance transmission of power and stabilization of transmitted power.SOLUTION: A coil unit 14 includes a first magnetic body B1 having a first surface and a second surface that is the surface opposite to the first surface, a first coil 141 in which a first conductor is spirally disposed on the first surface, a second coil 142 in which a second conductor is wound around the first magnetic body B1 as a solenoid coil covering each of a part of the first surface and a part of the second surface, and a third coil 143 in which a third conductor is conductor spirally disposed on the second surface.SELECTED DRAWING: Figure 4

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。   The present invention relates to a coil unit, a wireless power transmission device, a wireless power reception device, and a wireless power transmission system.

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。   Research and development of technologies related to wireless power transmission, which is the transmission of power by wireless, are being conducted.

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。   In wireless power transmission, it is known that a distance for transmitting power can be increased by using a solenoid coil as an antenna.

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。   On the other hand, in wireless power transmission, as a method for stabilizing the power received by the power receiving device from the power transmitting device, information indicating the power received by the power receiving device is transmitted to the power transmitting device, and the power transmitting device is sent to the power receiving device based on the information. A method for controlling the power to be transmitted is known. Here, the power transmission device is a device on the power transmission side that transmits power to the power receiving device. The power receiving device is a device on the power receiving side that receives power transmitted from the power transmitting device. Transmission of information from the power receiving apparatus to the power transmitting apparatus is often performed by communication such as Wi-Fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark). However, when using the communication, the manufacturing cost for manufacturing each of the power transmission device and the power reception device increases.

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。   In view of the above circumstances, in a device that performs wireless power transmission, there is a case where a method is used in which power is transmitted by a solenoid coil and signals indicating various information are transmitted by a signal transmission coil. Accordingly, the device can increase the distance for transmitting power and can stabilize the power received by the power receiving device. In addition, the apparatus can suppress an increase in manufacturing cost as compared with a case where communication such as Wi-Fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark) is used.

これに関し、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)。   In this regard, a first system coil antenna having a first coil conductor wound around a first winding axis, a first coil opening surrounded by the first coil conductor, and a first winding axis A second system coil antenna having a second coil conductor wound around a second winding axis in a direction different from the direction, and a second coil opening surrounded by the second coil conductor, As viewed from the direction of the first winding axis, an antenna device is described in which the second coil conductor is positioned in the formation region of the first coil conductor and the first coil opening in the direction of the second winding axis (Patent Document 1). reference).

国際公開第2017/094355号International Publication No. 2017/094355

ここで、このようなアンテナ装置では、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。電力信号は、電力を伝送する電磁波のことである。渦巻きコイルは、ある面上において導体が渦巻き状に設けられたコイルである。しかしながら、当該アンテナ装置では、ソレノイドコイルによって伝送される電力信号が、渦巻きコイルによって伝送される信号に重畳してしまう場合があった。その結果、当該アンテナ装置は、当該アンテナ装置を備えた受電装置が受電する電力を安定化させることが困難な場合があった。   Here, in such an antenna device, a solenoid coil for transmitting power and a spiral coil for transmitting signals indicating various kinds of information are mounted. The power signal is an electromagnetic wave that transmits power. The spiral coil is a coil in which a conductor is provided in a spiral shape on a certain surface. However, in the antenna device, the power signal transmitted by the solenoid coil may be superimposed on the signal transmitted by the spiral coil. As a result, in some cases, it is difficult for the antenna device to stabilize the power received by the power receiving device including the antenna device.

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、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。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and a coil unit, a wireless power transmitting device, a wireless power receiving device, and wireless power that can achieve both long-distance transmission of power and stabilization of the transmitted power. It is an object to provide a transmission system.

本発明の一態様は、第1面と、前記第1面と反対側の面である第2面とを有する第1磁性体と、前記第1面上に配置され、前記第1面上において渦巻き状に第1導体が設けられた第1コイルと、前記第1面の一部と前記第2面の一部とのそれぞれを覆うソレノイドコイルとして前記第1磁性体に第2導体が巻回された第2コイルと、前記第2面上に配置され、前記第2面上において渦巻き状に第3導体が設けられた第3コイルと、を備えるコイルユニットである。   One aspect of the present invention includes a first magnetic body having a first surface and a second surface that is a surface opposite to the first surface, and is disposed on the first surface. The second conductor is wound around the first magnetic body as a solenoid coil that covers each of the first coil provided with the first conductor in a spiral shape and a part of the first surface and a part of the second surface. And a third coil disposed on the second surface and provided with a third conductor spirally on the second surface.

本発明によれば、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ことができる。   According to the present invention, it is possible to achieve both long-distance transmission of electric power and stabilization of electric power to be transmitted.

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。It is a figure showing an example of composition of wireless power transmission system 1 concerning an embodiment. コイルユニット14の構成の一例を示す上面図である。3 is a top view illustrating an example of a configuration of a coil unit 14. FIG. 図2に示したコイルユニット14の下面図である。It is a bottom view of the coil unit 14 shown in FIG. 図2に示したコイルユニット14の断面の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the cross section of the coil unit 14 shown in FIG. 第1コイル141と第1磁性体B1との間に第2磁性体B2が配置された場合におけるコイルユニット14の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the coil unit 14 in case the 2nd magnetic body B2 is arrange | positioned between the 1st coil 141 and 1st magnetic body B1. 第1コイル141と第1磁性体B1との間に第2磁性体B2が配置されるとともに、第3コイル143と第1磁性体B1との間に第3磁性体B3が配置される場合におけるコイルユニット14の一例を示す断面図である。When the second magnetic body B2 is disposed between the first coil 141 and the first magnetic body B1, and the third magnetic body B3 is disposed between the third coil 143 and the first magnetic body B1. 3 is a cross-sectional view showing an example of a coil unit 14. FIG. 第1コイル141と第3コイル143との両方がフレキシブル基板に設けられたコイルパターンである場合におけるコイルユニット14の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the coil unit 14 in case both the 1st coil 141 and the 3rd coil 143 are the coil patterns provided in the flexible substrate. 第2コイル142の巻回軸に沿った面であって上面M1と直交する面に沿ってコイルユニット14を切断した場合におけるコイルユニット14の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the coil unit 14 when the coil unit 14 is cut along a surface along the winding axis of the second coil 142 and perpendicular to the upper surface M1. 第1コイル141及び第3コイル143が設けられた1つのフレキシブル基板の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of one flexible substrate in which the 1st coil 141 and the 3rd coil 143 were provided.

<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。
<Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<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。
<Overview of wireless power transmission system>
An overview of the wireless power transmission system 1 according to the embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a wireless power transmission system 1 according to the embodiment. In the following, for convenience of explanation, wireless power transmission will be referred to as wireless power transmission.

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。   The wireless power transmission system 1 includes a wireless power transmission device 10 and a wireless power reception device 20. In the wireless power transmission system 1, power is transmitted from the wireless power transmission device 10 to the wireless power reception device 20 by wireless power transmission.

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(増幅部)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と、第3コイル143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。   As shown in FIG. 1, the wireless power transmission device 10 is connected to a DC power source 11. The wireless power transmission apparatus 10 includes a power transmission circuit 12 (amplifying unit), a control circuit 13, and a coil unit 14. The coil unit 14 includes a first coil 141, a second coil 142, and a third coil 143. Here, the coil in this embodiment is a conductor wound around at least one of a certain region and a certain object, or a conductor provided in a spiral shape around at least one of a certain region and a certain object. This means that a conductor as a lead line connected from the conductor to another circuit is not included.

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。   The DC power supply 11 may be any power supply as long as it can supply a DC voltage. For example, the DC power supply 11 is a DC power supply obtained by rectifying and smoothing a commercial power supply, a secondary battery, a switching power supply, or the like. A switching power supply is a switching converter or the like. The DC power supply 11 supplies a DC voltage to the power transmission circuit 12.

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。   The power transmission circuit 12 may be configured to include an inverter that converts a DC voltage output from the DC power supply 11 into an AC voltage having a driving frequency, and is provided between the DC power supply 11 and the inverter in addition to the inverter. It may be configured to include a DC (Direct Current) / DC converter, or may be configured to include another circuit that converts a DC voltage output from the DC power supply 11 into an AC voltage having a driving frequency. The inverter is, for example, a switching circuit (a full bridge circuit, a half bridge circuit, or the like) in which switching elements are bridge-connected. Hereinafter, as an example, the power transmission circuit 12 includes an inverter that converts a DC voltage output from the DC power supply 11 into an AC voltage having a driving frequency, and a DC / DC converter provided between the DC power supply 11 and the inverter. The case will be described. The power transmission circuit 12 supplies the converted AC voltage to the second coil 142 included in the coil unit 14.

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。
The control circuit 13 controls the output DC voltage of the DC / DC converter included in the power transmission circuit 12. The control circuit 13 may be configured to control the drive frequency of the inverter provided in the power transmission circuit 12 instead of the configuration to control the output DC voltage of the DC / DC converter, and control the duty ratio of the inverter. The structure which controls may be sufficient, and the structure which controls the duty ratio of the said inverter while controlling the drive frequency of the said inverter may be sufficient.
Further, the control circuit 13 inputs and acquires a control signal received from the wireless power receiving apparatus 20 by the first coil 141 included in the coil unit 14. This control signal is a signal related to the control of the output DC voltage of the DC / DC converter included in the power transmission circuit 12. The control circuit 13 controls the output DC voltage in accordance with the acquired control signal, and changes the output DC voltage as necessary.

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。ここで、第1コイル141には、後述する第2コイル142が発生させる磁束が鎖交する場合がある。   The first coil 141 is a coil that functions as a communication antenna. The first coil 141 receives a control signal transmitted from the wireless power receiving device 20. Here, the first coil 141 may be interlinked with magnetic flux generated by the second coil 142 described later.

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。   The second coil 142 is a coil that functions as an antenna for power transmission. The second coil 142 transmits power to the wireless power receiving device 20 by wireless power transmission.

第3コイル143は、第2コイル142が発生させる磁束が第1コイル141に鎖交することによって第1コイル141に流れる電流を打ち消す電流を生じさせる機能を有するコイルである。ここで、コイルユニット14において、第2コイル142が発生させる磁束のうち第1コイル141に鎖交する磁束は、第2コイル142が発生させる磁束のうち第3コイル143に鎖交する磁束と等しい(又は、ほぼ等しい)。このため、第2コイル142が発生させる磁束が鎖交することによって第1コイル141に流れる電流の大きさと、第2コイル142が発生させる磁束が鎖交することによって第3コイル143に流れる電流の大きさとが同じ大きさになる。このため、コイルユニット14が第3コイル143を備えることにより、コイルユニット14は、第2コイル142が発生させる磁束が鎖交することによって第1コイル141に流れる電流と、第2コイル142が発生させる磁束が鎖交することで第3コイル143に流れる電流とを打ち消し合わせることができる。なお、本実施形態では、第2コイル142が発生させる磁束のうち第1コイル141に鎖交する磁束と、第2コイル142が発生させる磁束のうち第3コイル143に鎖交する磁束との等しさは、ノイズ、組み付け誤差等によるずれを許容した場合における等しさであり、数値が完全に一致することを意味するものではない。図1に示した例では、第3コイル143は、第1コイル141と接続されている。この場合、コイルユニット14では、第2コイル142が発生させる磁束が鎖交することによって第1コイル141に流れる電流と、第2コイル142が発生させる磁束が鎖交することで第3コイル143に流れる電流とが打ち消し合う。すなわち、前述の制御回路13は、このような電流の打ち消しが行われた後の制御信号を第1コイル141から取得する。第3コイル143の詳細については、後述する。   The third coil 143 is a coil having a function of generating a current that cancels a current flowing through the first coil 141 when the magnetic flux generated by the second coil 142 is linked to the first coil 141. Here, in the coil unit 14, the magnetic flux linked to the first coil 141 among the magnetic flux generated by the second coil 142 is equal to the magnetic flux linked to the third coil 143 among the magnetic flux generated by the second coil 142. (Or almost equal). For this reason, the magnitude of the current flowing through the first coil 141 when the magnetic flux generated by the second coil 142 is linked and the current flowing through the third coil 143 when the magnetic flux generated by the second coil 142 is linked. The size is the same size. For this reason, when the coil unit 14 includes the third coil 143, the coil unit 14 generates the current flowing through the first coil 141 and the second coil 142 due to the linkage of the magnetic flux generated by the second coil 142. The magnetic flux to be linked can cancel out the current flowing through the third coil 143. In the present embodiment, the magnetic flux interlinked with the first coil 141 among the magnetic flux generated by the second coil 142, the magnetic flux interlinked with the third coil 143 among the magnetic flux generated by the second coil 142, and the like. The likelihood is equality when deviation due to noise, assembly error, etc. is allowed, and does not mean that the numerical values completely match. In the example illustrated in FIG. 1, the third coil 143 is connected to the first coil 141. In this case, in the coil unit 14, the current flowing through the first coil 141 due to the linkage of the magnetic flux generated by the second coil 142 and the magnetic flux generated by the second coil 142 are linked to the third coil 143. The flowing current cancels out. That is, the control circuit 13 described above obtains a control signal after such current cancellation has been performed from the first coil 141. Details of the third coil 143 will be described later.

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。
The wireless power receiving apparatus 20 includes a coil unit 21, a rectifying / smoothing circuit 22, a detection unit 24, a comparison unit 25, and a signal generation unit 26. The coil unit 21 includes a first coil 211 and a second coil 212.
A load 23 is connected to the rectifying / smoothing circuit 22.

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。   The first coil 211 is a coil that functions as a communication antenna. The first coil 211 transmits the control signal supplied from the signal generator 26 to the wireless power transmission apparatus 10. In the present embodiment, as an example, a case where the configuration of the first coil 211 is the same as the configuration of the first coil 141 will be described.

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。   The second coil 212 is a coil that functions as an antenna for power transmission. The second coil 212 receives power transmitted from the wireless power transmitting apparatus 10 by wireless power transmission. In the present embodiment, as an example, a case where the configuration of the second coil 212 is the same as the configuration of the second coil 142 will be described.

第3コイル213は、第2コイル212が発生させる磁束が第1コイル211に鎖交することによって第1コイル211に流れる電流を打ち消す電流を生じさせる機能を有するコイルである。ここで、コイルユニット14において、第2コイル212が発生させる磁束のうち第1コイル211に鎖交する磁束は、第2コイル212が発生させる磁束のうち第3コイル213に鎖交する磁束と等しい(又は、ほぼ等しい)。このため、第2コイル212が発生させる磁束が鎖交することによって第1コイル211に流れる電流の大きさと、第2コイル212が発生させる磁束が鎖交することによって第3コイル213に流れる電流の大きさとが同じ大きさになる。このため、コイルユニット21が第3コイル213を備えることにより、コイルユニット21は、第2コイル212が発生させる磁束が鎖交することによって第1コイル211に流れる電流と、第2コイル212が発生させる磁束が鎖交することで第3コイル213に流れる電流とを打ち消し合わせることができる。図1に示した例では、第3コイル213は、第1コイル211と接続されている。この場合、コイルユニット14では、第2コイル142が発生させる磁束が鎖交することによって第1コイル141に流れる電流と、第2コイル142が発生させる磁束が鎖交することで第3コイル143に流れる電流とが打ち消し合う。本実施形態では、一例として、第3コイル213の構成が、第3コイル213の構成と同様の構成である場合について説明する。なお、本実施形態では、第2コイル212が発生させる磁束のうち第1コイル211に鎖交する磁束と、第2コイル212が発生させる磁束のうち第3コイル213に鎖交する磁束との等しさは、ノイズ、誤差等によるずれを許容した場合における等しさであり、数値が完全に一致することを意味するものではない。   The third coil 213 is a coil having a function of generating a current that cancels the current flowing through the first coil 211 by interlinking the magnetic flux generated by the second coil 212 with the first coil 211. Here, in the coil unit 14, the magnetic flux linked to the first coil 211 among the magnetic flux generated by the second coil 212 is equal to the magnetic flux linked to the third coil 213 among the magnetic flux generated by the second coil 212. (Or almost equal). For this reason, the magnitude of the current that flows through the first coil 211 when the magnetic flux generated by the second coil 212 is linked and the current that flows through the third coil 213 when the magnetic flux generated by the second coil 212 is linked. The size is the same size. For this reason, when the coil unit 21 includes the third coil 213, the coil unit 21 generates a current flowing through the first coil 211 and a second coil 212 due to the linkage of the magnetic flux generated by the second coil 212. When the magnetic flux to be interlinked, the current flowing through the third coil 213 can be canceled out. In the example illustrated in FIG. 1, the third coil 213 is connected to the first coil 211. In this case, in the coil unit 14, the current flowing through the first coil 141 due to the linkage of the magnetic flux generated by the second coil 142 and the magnetic flux generated by the second coil 142 are linked to the third coil 143. The flowing current cancels out. In the present embodiment, as an example, a case where the configuration of the third coil 213 is the same as the configuration of the third coil 213 will be described. In the present embodiment, the magnetic flux interlinked with the first coil 211 among the magnetic flux generated by the second coil 212, the magnetic flux interlinked with the third coil 213 among the magnetic flux generated by the second coil 212, and the like. The likelihood is equality in the case where deviation due to noise, error, etc. is allowed, and does not mean that the numerical values completely match.

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。また、第3コイル213の構成は、第3コイル143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。   In the present embodiment, in one example, the configuration of the coil unit 21 is the same as the configuration of the coil unit 14. The configuration of the first coil 211 may be different from the configuration of the first coil 141. The configuration of the second coil 212 may be different from the configuration of the second coil 142. The configuration of the third coil 213 may be different from the configuration of the third coil 143. That is, the configuration of the coil unit 21 may be the same as the configuration of the coil unit 14 or may be a different configuration.

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。   The rectifying / smoothing circuit 22 is connected to the second coil 212 and converts the AC voltage received by the second coil 212 into a DC voltage. The rectifying / smoothing circuit 22 supplies (outputs) the converted DC voltage to the load 23. The rectifying / smoothing circuit 22 is a converter, and includes, for example, a bridge diode (not shown) and a smoothing capacitor (not shown). For example, the rectifying / smoothing circuit 22 performs full-wave rectification on the AC voltage received by the second coil 212, and smoothes the full-wave rectified voltage using a smoothing capacitor.

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。
The load 23 is supplied with a DC voltage from the rectifying and smoothing circuit 22. For example, the load 23 is a rechargeable secondary battery (for example, a lithium ion battery, a lithium polymer battery, or the like). Note that the load 23 may be another device that performs an operation corresponding to a DC voltage instead of the secondary battery.
A conversion circuit (for example, a DC / DC converter or a DC / AC (Alternating Current) inverter) that converts the output of the rectifying / smoothing circuit 22 is provided between the rectifying / smoothing circuit 22 and the load 23. May be.

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。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。   The detector 24 detects the voltage output from the rectifying / smoothing circuit 22. The detection unit 24 outputs the detected voltage to the comparison unit 25. The detector 24 may be configured to detect the current output from the rectifying / smoothing circuit 22 or may be configured to detect the power output from the rectifying / smoothing circuit 22.

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。   The comparison unit 25 compares the voltage output from the detection unit 24 with a reference voltage (target voltage), and outputs a difference between the voltage and the reference voltage to the signal generation unit 26.

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。   The signal generation unit 26 generates a control signal based on the difference output from the comparison unit 25. The signal generator 26 transmits the generated control signal to the wireless power transmitting apparatus 10 via the first coil 211. That is, in the wireless power transmission apparatus 10, the control circuit 13 controls the output DC voltage of the DC / DC converter included in the power transmission circuit 12 so that the difference indicated by the control signal acquired via the first coil 141 becomes small.

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。   With the configuration described above, in the wireless power transmission system 1, power is transmitted from the wireless power transmission device 10 to the wireless power reception device 20. Further, the wireless power transmitting apparatus 10 transmits power to the wireless power receiving apparatus 20 so that the DC voltage received by the wireless power receiving apparatus 20 and output to the load 23 is substantially constant. That is, in the wireless power transmission system 1, the wireless power transmitting apparatus 10 receives the control signal from the wireless power receiving apparatus 20 and controls the amount of transmitted power, thereby stabilizing the power received by the wireless power receiving apparatus 20.

<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。また、以下では、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。
<Configuration of coil unit>
The configuration of the coil unit 14 of the wireless power transmitting apparatus 10 will be described. In the present embodiment, the configuration of the coil unit 21 of the wireless power receiving device 20 is the same as the configuration of the coil unit 14 of the wireless power transmitting device 10, and thus the description thereof is omitted. Hereinafter, for convenience of explanation, the positive direction of the Z axis in the three-dimensional coordinate system shown in FIG. 2 will be referred to as the upward direction, and the negative direction of the Z axis will be referred to as the downward direction.

図2は、コイルユニット14の構成の一例を示す上面図である。図3は、図2に示したコイルユニット14の下面図である。   FIG. 2 is a top view illustrating an example of the configuration of the coil unit 14. FIG. 3 is a bottom view of the coil unit 14 shown in FIG.

図2において、コイルユニット14の上側は、コイルユニット14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。   In FIG. 2, the upper side of the coil unit 14 is the side where the wireless power transmitting apparatus 10 including the coil unit 14 faces the wireless power receiving apparatus 20, that is, the side on which the wireless power receiving apparatus 20 receives power.

図2及び図3に示したように、コイルユニット14は、第1磁性体B1と、第1コイル141と、第2コイル142と、第3コイル143を備える。なお、コイルユニット14は、第1磁性体B1と、第1コイル141と、第2コイル142と、第3コイル143に加えて、共振回路を構成するキャパシター、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)、コイル間の磁気的な結合を高める磁性体(第1磁性体B1と異なる磁性体)等を備える構成であってもよい。以下では、説明の便宜上、第1コイル141として設けられた導体(すなわち、第1コイル141を構成する導体)を第1導体と称し、第2コイル142として設けられた導体(すなわち、第2コイル142を構成する導体)を第2導体と称し、第3コイル143として設けられた導体(すなわち、第3コイル143を構成する導体)を第3導体と称して説明する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the coil unit 14 includes a first magnetic body B <b> 1, a first coil 141, a second coil 142, and a third coil 143. In addition to the first magnetic body B1, the first coil 141, the second coil 142, and the third coil 143, the coil unit 14 includes a capacitor that forms a resonance circuit, and a magnetic field generated by the second coil 142. An electromagnetic shielding body (for example, an aluminum plate) that suppresses leakage to the outside, a magnetic body that enhances magnetic coupling between coils (a magnetic body different from the first magnetic body B1), and the like may be used. Hereinafter, for convenience of explanation, a conductor provided as the first coil 141 (that is, a conductor constituting the first coil 141) is referred to as a first conductor, and a conductor provided as the second coil 142 (that is, the second coil). 142) is referred to as a second conductor, and a conductor provided as the third coil 143 (that is, a conductor constituting the third coil 143) is referred to as a third conductor.

第1磁性体B1は、上面M1と、上面M1と反対側の面である下面M3とを有する磁性体である。上面M1は、第1コイル141が配置される面である。下面M3は、第3コイル143が配置される面である。以下では、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、上面M1と下面M3とのそれぞれは、互いに対向している矩形状の平面である。   The first magnetic body B1 is a magnetic body having an upper surface M1 and a lower surface M3 that is a surface opposite to the upper surface M1. The upper surface M1 is a surface on which the first coil 141 is disposed. The lower surface M3 is a surface on which the third coil 143 is disposed. Below, the case where the shape of 1st magnetic body B1 is a rectangular plate shape is demonstrated as an example. In this case, each of the upper surface M1 and the lower surface M3 is a rectangular plane facing each other.

図2に示した例では、上面M1は、図2に示した三次元座標系におけるZ軸と直交している。すなわち、上面M1は、当該例において、第1磁性体B1の上面である。なお、上面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、上面M1を有する形状であれば如何なる形状であってもよく、円板状等の他の形状であってもよい。上面M1は、第1面の一例である。   In the example shown in FIG. 2, the upper surface M1 is orthogonal to the Z axis in the three-dimensional coordinate system shown in FIG. That is, the upper surface M1 is the upper surface of the first magnetic body B1 in the example. Note that the upper surface M1 may be a curved surface instead of a flat surface. The shape of the first magnetic body B1 may be any shape as long as it has a top surface M1 instead of a rectangular plate shape, and may be another shape such as a disk shape. The upper surface M1 is an example of a first surface.

また、図3に示した例では、下面M3は、図3に示した三次元座標系におけるZ軸と直交している。すなわち、下面M3は、当該例において、第1磁性体B1の下面である。また、当該例では、下面M3は、上面M1と平行な面である。なお、下面M3は、平面に代えて、曲面であってもよい。また、下面M3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、上面M1及び下面M3を有する形状であれば如何なる形状であってもよく、円板状等の他の形状であってもよい。下面M3は、第2面の一例である。   In the example shown in FIG. 3, the lower surface M3 is orthogonal to the Z axis in the three-dimensional coordinate system shown in FIG. That is, the lower surface M3 is the lower surface of the first magnetic body B1 in the example. In the example, the lower surface M3 is a surface parallel to the upper surface M1. Note that the lower surface M3 may be a curved surface instead of a flat surface. Further, the lower surface M3 may be a curved surface instead of a flat surface. The shape of the first magnetic body B1 may be any shape as long as it has a top surface M1 and a bottom surface M3 instead of a rectangular plate shape, and may be another shape such as a disk shape. . The lower surface M3 is an example of a second surface.

第1コイル141は、上面M1上に配置される。第1コイル141は、上面M1上において渦巻き状に第1導体が設けられた(スパイラル型の)コイルである。ここで、第1コイル141は、スパイラルコイル、平面コイル等とも称される場合がある。   The first coil 141 is disposed on the upper surface M1. The first coil 141 is a coil (spiral type) provided with a first conductor spirally on the upper surface M1. Here, the first coil 141 may be referred to as a spiral coil, a planar coil, or the like.

第1コイル141は、図2に示したように、上面M1上においてコイル開口部H1を有する。コイル開口部H1は、上面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、上面M1上において第1導体によって囲まれた領域は、上面M1と直交する方向から上面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、上面M1上において第1導体によって囲まれた領域は、上面M1と直交する方向から上面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、コイル開口部H1を通る磁束を発生させる。また、第1コイル141では、コイル開口部H1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。   As shown in FIG. 2, the first coil 141 has a coil opening H1 on the upper surface M1. The coil opening H1 is a region surrounded by the first conductor on the upper surface M1. Here, the region surrounded by the first conductor on the upper surface M1 is a region inside the conductor region in which the first conductor is provided when viewed on the upper surface M1 from a direction orthogonal to the upper surface M1. . The region surrounded by the first conductor on the upper surface M1 is a region on the inner side from the innermost peripheral portion of the first coil 141 when viewed on the upper surface M1 from a direction orthogonal to the upper surface M1. Also good. The first coil 141 generates a magnetic flux passing through the coil opening H1 when a current is passed through the first conductor. In the first coil 141, when the magnetic flux passing through the coil opening H1 changes, a current flows through the first conductor according to the law of electromagnetic induction.

以下では、一例として、第1コイル141が、上面M1に接着剤等によって動かないように固定された導線によって上面M1上に形成されている場合について説明する。当該導線は、前述の第1導体の一例である。   Below, the case where the 1st coil 141 is formed on the upper surface M1 by the conducting wire fixed so that it may not move to the upper surface M1 with an adhesive etc. is demonstrated as an example. The conducting wire is an example of the first conductor described above.

第2コイル142は、上面M1の一部と下面M3の一部とのそれぞれを覆うソレノイドコイルとして第1磁性体B1に第2導体が巻回されたコイルである。ここで、第2導体は、第1コイル141が設けられた上面M1及び第3コイル143が設けられた下面M3のそれぞれを有する第1磁性体B1の外周に巻回される。このため、コイル開口部H1の一部は、上面M1上において第2導体に覆われている。また、後述するコイル開口部H3の一部は、下面M3上において第2導体に覆われている。   The second coil 142 is a coil in which a second conductor is wound around the first magnetic body B1 as a solenoid coil that covers a part of the upper surface M1 and a part of the lower surface M3. Here, the second conductor is wound around the outer periphery of the first magnetic body B1 having the upper surface M1 provided with the first coil 141 and the lower surface M3 provided with the third coil 143. For this reason, a part of the coil opening H1 is covered with the second conductor on the upper surface M1. Further, a part of a coil opening H3 to be described later is covered with a second conductor on the lower surface M3.

第3コイル143は、ソレノイドコイルである第2コイル142の磁束による電磁誘導によって第1コイル141に生じる電流を打ち消す電流を、当該磁束による電磁誘導によって生じさせるためのコイルである。コイルユニット14は、第3コイル143を備えることにより、ソレノイドコイルである第2コイル142によって伝送される電力が、渦巻きコイルである第1コイル141によって伝送される信号に重畳してしまうことを抑制することができる。   The third coil 143 is a coil for generating a current that cancels the current generated in the first coil 141 by the electromagnetic induction by the magnetic flux of the second coil 142 that is a solenoid coil, by the electromagnetic induction by the magnetic flux. The coil unit 14 includes the third coil 143, thereby suppressing the power transmitted by the second coil 142, which is a solenoid coil, from being superimposed on the signal transmitted by the first coil 141, which is a spiral coil. can do.

第3コイル143は、下面M3上に配置される。第3コイル143は、下面M3上において渦巻き状に第3導体が設けられた(スパイラル型の)コイルである。ここで、第3コイル143は、スパイラルコイル、平面コイル等とも称される場合がある。   The third coil 143 is disposed on the lower surface M3. The third coil 143 is a coil (spiral type) provided with a third conductor spirally on the lower surface M3. Here, the third coil 143 may also be referred to as a spiral coil, a planar coil, or the like.

第3コイル143は、図3に示したように、下面M3上において前述のコイル開口部H3を有する。コイル開口部H3は、下面M3上において第3導体によって囲まれた領域のことである。ここで、下面M3上において第3導体によって囲まれた領域は、下面M3と直交する方向から下面M3上を見た場合において、第3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、下面M3上において第3導体によって囲まれた領域は、下面M3と直交する方向から下面M3上を見た場合において、第3コイル143の最内周部分から内側の領域のことであってもよい。第3コイル143は、第3導体に電流が流された場合、コイル開口部H3を通る磁束を発生させる。また、第3コイル143では、コイル開口部H3を通る磁束が変化した場合、電磁誘導の法則によって第3導体に電流が流れる。   As shown in FIG. 3, the third coil 143 has the above-described coil opening H3 on the lower surface M3. The coil opening H3 is a region surrounded by the third conductor on the lower surface M3. Here, the region surrounded by the third conductor on the lower surface M3 is a region inside the conductor region where the third conductor is provided when viewed on the lower surface M3 from a direction orthogonal to the lower surface M3. . The region surrounded by the third conductor on the lower surface M3 is a region on the inner side from the innermost peripheral portion of the third coil 143 when viewed on the lower surface M3 from a direction orthogonal to the lower surface M3. Also good. The third coil 143 generates a magnetic flux passing through the coil opening H3 when a current is passed through the third conductor. In the third coil 143, when the magnetic flux passing through the coil opening H3 changes, a current flows through the third conductor according to the law of electromagnetic induction.

以下では、一例として、第3コイル143が、下面M3に接着剤等によって動かないように固定された導線によって下面M3上に形成されている場合について説明する。当該導線は、前述の第3導体の一例である。   Below, the case where the 3rd coil 143 is formed on the lower surface M3 by the conducting wire fixed so that it may not move to the lower surface M3 with an adhesive etc. is demonstrated as an example. The said conducting wire is an example of the above-mentioned 3rd conductor.

ここで、コイルユニット14において、上面M1と直交する方向から上面M1上を見た場合における第1コイル141の形状である第1形状と、当該方向から前記下面M3上を見た場合における第3コイル143の形状である第3形状とは、略同じ形状である。これにより、コイルユニット14では、第1コイル141を通過する磁束のうちの第2コイル142の磁束と、第3コイル143を通過する磁束のうちの第2コイル142の磁束とを、略同じにすることができる。なお、第1形状と第3形状とは、第1コイル141を通過する磁束のうちの第2コイル142の磁束と、第3コイル143を通過する磁束のうちの第2コイル142の磁束との差分の大きさが所定の大きさよりも小さくなる範囲において、互いに異なる形状であってもよい。当該所定の大きさは、第1コイル141によって伝送される信号の制御回路13による検出精度に応じて決定される大きさである。当該所定の大きさは、当該検出精度が高いほど、大きくすることができる。   Here, in the coil unit 14, the first shape that is the shape of the first coil 141 when the upper surface M1 is viewed from the direction orthogonal to the upper surface M1, and the third shape when the lower surface M3 is viewed from the direction. The third shape which is the shape of the coil 143 is substantially the same shape. Thereby, in the coil unit 14, the magnetic flux of the second coil 142 out of the magnetic flux passing through the first coil 141 and the magnetic flux of the second coil 142 out of the magnetic flux passing through the third coil 143 are substantially the same. can do. The first shape and the third shape are the magnetic flux of the second coil 142 out of the magnetic flux passing through the first coil 141 and the magnetic flux of the second coil 142 out of the magnetic flux passing through the third coil 143. Different shapes may be used as long as the difference is smaller than a predetermined size. The predetermined size is a size determined according to the detection accuracy of the signal transmitted by the first coil 141 by the control circuit 13. The predetermined size can be increased as the detection accuracy is higher.

また、第3コイル143は、第1コイル141と電気的に直列に接続されている構成であってもよく、第1コイル141と電気的に接続されていない構成であってもよい。ただし、第3コイル143が第1コイル141と電気的に直列に接続されている場合、上面M1と直交する方向から上面M1及び下面M3のそれぞれを見ると、上面M1上に第1コイル141として渦巻き状に設けられた第1導体の巻回方向が時計回り方向となる始点と、下面M3上に第3コイル143として渦巻き状に設けられた第3導体の巻回方向が時計回り方向となる始点とが接続される。あるいは、当該場合、上面M1上に第1コイル141として渦巻き状に設けられた第1導体の巻回方向が時計回り方向となる終点と、下面M3上に第3コイル143として渦巻き状に設けられた第3導体の巻回方向が時計回り方向となる終点とが接続される。これにより、コイルユニット14では、第2コイル142が発生させる磁束がコイル開口部H1を鎖交して第1導体に流れる電流と、第2コイル142が発生させる磁束がコイル開口部H3を鎖交して第3導体に流れる電流とが打ち消し合う。   The third coil 143 may be configured to be electrically connected in series with the first coil 141 or may be configured not to be electrically connected to the first coil 141. However, when the third coil 143 is electrically connected to the first coil 141 in series, when the upper surface M1 and the lower surface M3 are viewed from the direction orthogonal to the upper surface M1, the first coil 141 is formed on the upper surface M1. The starting point where the winding direction of the first conductor provided in a spiral shape is the clockwise direction, and the winding direction of the third conductor provided as a third coil 143 on the lower surface M3 is the clockwise direction. The start point is connected. Alternatively, in this case, the first conductor provided in a spiral shape on the upper surface M1 as the first coil 141 is wound in the clockwise direction, and the third coil 143 is provided in a spiral shape on the lower surface M3. Further, the end point where the winding direction of the third conductor is the clockwise direction is connected. Thereby, in the coil unit 14, the magnetic flux generated by the second coil 142 interlinks the coil opening H1 and the current flowing through the first conductor, and the magnetic flux generated by the second coil 142 interlinks the coil opening H3. Thus, the current flowing through the third conductor cancels out.

ここで、コイルユニット14における第1コイル141、第2コイル142、第3コイル143の相対的な位置関係について説明する。   Here, the relative positional relationship of the first coil 141, the second coil 142, and the third coil 143 in the coil unit 14 will be described.

図2に示した領域M11は、上面M1上の領域のうち、第2コイル142によって覆われた領域を示す。具体的には、領域M11は、上面M1と直交する方向から上面M1上を見た場合において、コイル開口部H1のうち第2コイル142の両端に挟まれた領域のことである。当該両端は、第2コイル142の巻回軸に沿った方向における両端であって上面M1上における第2コイル142の両端のことである。また、図2に示した例では、第2導体は、領域M12と領域M13の間に領域M11が挟まれるように第1磁性体B1に巻回されている。領域M12と領域M13のそれぞれは、コイル開口部H1のうち第2コイル142によって覆われていない領域を示す。具体的には、領域M12と領域M13はそれぞれ、上面M1と直交する方向から上面M1上を見た場合において、コイル開口部H1のうち第2コイル142の両端に挟まれていない領域のことである。   A region M11 illustrated in FIG. 2 indicates a region covered with the second coil 142 in the region on the upper surface M1. Specifically, the region M11 is a region sandwiched between both ends of the second coil 142 in the coil opening H1 when viewed on the upper surface M1 from a direction orthogonal to the upper surface M1. The both ends are both ends in the direction along the winding axis of the second coil 142 and both ends of the second coil 142 on the upper surface M1. In the example shown in FIG. 2, the second conductor is wound around the first magnetic body B1 so that the region M11 is sandwiched between the region M12 and the region M13. Each of the region M12 and the region M13 indicates a region that is not covered by the second coil 142 in the coil opening H1. Specifically, each of the region M12 and the region M13 is a region that is not sandwiched between both ends of the second coil 142 in the coil opening H1 when viewed on the upper surface M1 from a direction orthogonal to the upper surface M1. is there.

また、図3に示した領域M31は、下面M3上の領域のうち、第2コイル142によって覆われた領域を示す。具体的には、領域M31は、下面M3と直交する方向から下面M3上を見た場合において、コイル開口部H3のうち第2コイル142の両端に挟まれた領域のことである。当該両端は、第2コイル142の巻回軸に沿った方向における両端であって下面M3における第2コイル142の両端のことである。また、図3に示した例では、第2導体は、領域M32と領域M33の間に領域M31が挟まれるように第1磁性体B1に巻回されている。領域M32と領域M33のそれぞれは、コイル開口部H3のうち第2コイル142によって覆われていない領域を示す。具体的には、領域M32と領域M33はそれぞれ、下面M3と直交する方向から下面M3上を見た場合において、コイル開口部H3のうち第2コイル142の両端に挟まれていない領域のことである。   In addition, a region M31 illustrated in FIG. 3 indicates a region covered with the second coil 142 among regions on the lower surface M3. Specifically, the region M31 is a region sandwiched between both ends of the second coil 142 in the coil opening H3 when viewed on the lower surface M3 from a direction orthogonal to the lower surface M3. The both ends are both ends in the direction along the winding axis of the second coil 142 and both ends of the second coil 142 on the lower surface M3. In the example shown in FIG. 3, the second conductor is wound around the first magnetic body B1 so that the region M31 is sandwiched between the region M32 and the region M33. Each of the region M32 and the region M33 indicates a region that is not covered by the second coil 142 in the coil opening H3. Specifically, each of the region M32 and the region M33 is a region that is not sandwiched between both ends of the second coil 142 in the coil opening H3 when viewed on the lower surface M3 from a direction orthogonal to the lower surface M3. is there.

すなわち、図2及び図3に示した例では、第2コイル142は、コイル開口部H1を3つの領域(領域M11〜領域M13のそれぞれ)に分けるとともに、コイル開口部H3を3つの領域(領域M31〜領域M33のそれぞれ)に分けるように第1磁性体B1に第2導体が巻回されたコイルである。なお、第2コイル142は、上面M1の一部と下面M3の一部とのそれぞれを覆うソレノイドコイルとして第1磁性体B1に巻回されていれば、他の巻回方法によって第2導体が第1磁性体B1に巻回されたコイルであってもよい。   That is, in the example shown in FIGS. 2 and 3, the second coil 142 divides the coil opening H1 into three regions (each of the regions M11 to M13) and the coil opening H3 into three regions (regions). Each of the coils M31 to M33) is a coil in which the second conductor is wound around the first magnetic body B1. If the second coil 142 is wound around the first magnetic body B1 as a solenoid coil covering each of a part of the upper surface M1 and a part of the lower surface M3, the second conductor is formed by another winding method. A coil wound around the first magnetic body B1 may be used.

また、コイルユニット14では、図4に示したように、第1コイル141が第1磁性体B1と第2コイル142との間(より具体的には、上面M1と上面M1上に位置する第2導体との間)に配置されているとともに、第3コイル143が第1磁性体B1と第2コイル142との間(より具体的には、下面M3と下面M3上に位置する第2導体との間)に配置されている。図4は、図2に示したコイルユニット14の断面の一例を示す断面図である。具体的には、図4は、第2コイル142の巻回軸に沿った面であって上面M1と直交する面に沿ってコイルユニット14を切断した場合におけるコイルユニット14の断面図である。   Further, in the coil unit 14, as shown in FIG. 4, the first coil 141 is located between the first magnetic body B1 and the second coil 142 (more specifically, the first coil 141 located on the upper surface M1 and the upper surface M1). And the third coil 143 is located between the first magnetic body B1 and the second coil 142 (more specifically, the second conductor located on the lower surface M3 and the lower surface M3). Between). FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a cross section of the coil unit 14 shown in FIG. Specifically, FIG. 4 is a cross-sectional view of the coil unit 14 when the coil unit 14 is cut along a surface along the winding axis of the second coil 142 and perpendicular to the upper surface M1.

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場合、第1コイル141は、上面M1によって拘束され、変形が抑制される。その結果、コイルユニット14は、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。なお、第1コイル141は、第2導体が巻回された第1磁性体B1の上面M1上に、第2導体の上から配置される構成であってもよい。この際、上面M1上において第2導体が巻回されていない領域と第1導体との間には、例えば、図4において図示しないスペーサーが配置される。これにより、第1導体は、第2導体が巻回された第1磁性体B1の上面M1上に、第2導体の上から配置することができる。   When the 1st coil 141 is arrange | positioned between 1st magnetic body B1 and the 2nd coil 142, the 1st coil 141 is restrained by the upper surface M1, and a deformation | transformation is suppressed. As a result, the coil unit 14 can stabilize the electromagnetic characteristics of the first coil 141. The first coil 141 may be arranged on the upper surface M1 of the first magnetic body B1 around which the second conductor is wound, from above the second conductor. At this time, for example, a spacer not shown in FIG. 4 is arranged between the first conductor and the region where the second conductor is not wound on the upper surface M1. Thereby, a 1st conductor can be arrange | positioned from on the 2nd conductor on the upper surface M1 of 1st magnetic body B1 by which the 2nd conductor was wound.

また、第3コイル143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場合、第3コイル143は、下面M3によって拘束され、変形が抑制される。その結果、コイルユニット14は、第3コイル143の電磁気的な特性を安定化させることができる。なお、第3コイル143は、第2導体が巻回された第1磁性体B1の下面M3上に、第2導体の上から配置される構成であってもよい。この際、下面M3上において第2導体が巻回されていない領域と第3導体との間には、例えば、図4において図示しないスペーサーが配置される。これにより、第3導体は、第2導体が巻回された第1磁性体B1の下面M3上に、第2導体の上から配置することができる。   Moreover, when the 3rd coil 143 is arrange | positioned between 1st magnetic body B1 and the 2nd coil 142, the 3rd coil 143 is restrained by the lower surface M3, and a deformation | transformation is suppressed. As a result, the coil unit 14 can stabilize the electromagnetic characteristics of the third coil 143. The third coil 143 may be configured to be disposed from above the second conductor on the lower surface M3 of the first magnetic body B1 around which the second conductor is wound. At this time, for example, a spacer not shown in FIG. 4 is arranged between the region where the second conductor is not wound on the lower surface M3 and the third conductor. Thus, the third conductor can be disposed from above the second conductor on the lower surface M3 of the first magnetic body B1 around which the second conductor is wound.

ここで、コイルユニット14において、上面M1と直交する方向から上面M1上を見た場合における位置関係のうち上面M1上に位置する第2導体と第1コイル141との相対的な位置関係である第21位置関係と、下面M3と直交する方向から下面M3上を見た場合における位置関係のうち下面M3上に位置する第2導体と第3コイル143との相対的な位置関係である第23位置関係とは、略同じ位置関係である。これにより、コイルユニット14では、第1コイル141を通過する磁束のうちの第2コイル142の磁束と、第3コイル143を通過する磁束のうちの第2コイル142の磁束とを、略同じにすることができる。ここで、第21位置関係は、例えば、上面M1と直交する方向から上面M1上を見た場合における第2コイル142の重心の位置と、当該場合における第1コイル141の重心の位置との相対的な位置関係によって表される。また、第23位置関係は、例えば、下面M3と直交する方向から下面M3上を見た場合における第2コイル142の重心の位置と、当該場合における第3コイル143の重心の位置との相対的な位置関係によって表される。   Here, in the coil unit 14, the relative positional relationship between the second conductor located on the upper surface M <b> 1 and the first coil 141 in the positional relationship when the upper surface M <b> 1 is viewed from the direction orthogonal to the upper surface M <b> 1. The twenty-first positional relationship and the twenty-third positional relationship between the second conductor located on the lower surface M3 and the third coil 143 in the positional relationship when the lower surface M3 is viewed from the direction orthogonal to the lower surface M3. The positional relationship is substantially the same positional relationship. Thereby, in the coil unit 14, the magnetic flux of the second coil 142 out of the magnetic flux passing through the first coil 141 and the magnetic flux of the second coil 142 out of the magnetic flux passing through the third coil 143 are substantially the same. can do. Here, the twenty-first positional relationship is, for example, the relative relationship between the position of the center of gravity of the second coil 142 when the top surface M1 is viewed from the direction orthogonal to the top surface M1 and the position of the center of gravity of the first coil 141 in this case. It is expressed by a general positional relationship. The 23rd positional relationship is, for example, the relative position between the position of the center of gravity of the second coil 142 when viewed on the lower surface M3 from the direction orthogonal to the lower surface M3 and the position of the center of gravity of the third coil 143 in this case. Expressed by various positional relationships.

なお、コイルユニット14において、第21位置関係と、第23位置関係とは、第1コイル141を通過する磁束のうちの第2コイル142の磁束と、第3コイル143を通過する磁束のうちの第2コイル142の磁束との差分の大きさが前述の所定の大きさよりも小さくなる範囲において、互いに異なる位置関係であってもよい。また、上面M1と直交する方向から上面M1上を見た場合における第1コイル141の位置は、第1コイル141の重心の位置に変えて、第1コイル141に応じた他の位置によって表される構成であってもよい。また、上面M1と直交する方向から上面M1上を見た場合における第2コイル142の位置は、第2コイル142の重心の位置に変えて、第2コイル142に応じた他の位置によって表される構成であってもよい。また、下面M3と直交する方向から下面M3上を見た場合における第2コイル142の位置は、第2コイル142の重心の位置に変えて、第2コイル142に応じた他の位置によって表される構成であってもよい。また、下面M3と直交する方向から下面M3上を見た場合における第3コイル143の位置は、第3コイル143の重心の位置に変えて、第3コイル143に応じた他の位置によって表される構成であってもよい。   In the coil unit 14, the twenty-first positional relationship and the twenty-third positional relationship are the magnetic flux of the second coil 142 among the magnetic flux that passes through the first coil 141 and the magnetic flux that passes through the third coil 143. The positional relationship may be different from each other within a range in which the magnitude of the difference from the magnetic flux of the second coil 142 is smaller than the predetermined magnitude. Further, the position of the first coil 141 when viewed on the upper surface M1 from a direction orthogonal to the upper surface M1 is represented by another position corresponding to the first coil 141, instead of the position of the center of gravity of the first coil 141. It may be a configuration. Further, the position of the second coil 142 when viewed on the upper surface M1 from a direction orthogonal to the upper surface M1 is represented by another position corresponding to the second coil 142 instead of the position of the center of gravity of the second coil 142. It may be a configuration. In addition, the position of the second coil 142 when viewed on the lower surface M3 from a direction orthogonal to the lower surface M3 is represented by another position corresponding to the second coil 142 instead of the position of the center of gravity of the second coil 142. It may be a configuration. Further, the position of the third coil 143 when viewed on the lower surface M3 from a direction orthogonal to the lower surface M3 is represented by another position corresponding to the third coil 143, instead of the position of the center of gravity of the third coil 143. It may be a configuration.

以上のような構成により、コイルユニット14は、第1コイル141によって前述の制御信号を受信するとともに、第2コイル142によって電力を送電する。コイルユニット14は、通信用のコイルとして第1コイル141を備えることにより、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14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。   With the configuration as described above, the coil unit 14 receives the control signal described above by the first coil 141 and transmits power by the second coil 142. The coil unit 14 includes the first coil 141 as a communication coil, so that the power transmitted from the wireless power transmitting apparatus 10 to the wireless power receiving apparatus 20 can be stabilized. Moreover, in the coil unit 14, long distance transmission of electric power is enabled by making the 2nd coil 142 into a solenoid coil.

また、コイルユニット14が第3コイル143を備えることにより、コイルユニット14では、ソレノイドコイルである第2コイル142の磁束による電磁誘導によって第1コイル141に生じる電流と、当該磁束による電磁誘導によって第3コイル143に生じる電流とは、互いに打ち消し合わせることができる。   In addition, since the coil unit 14 includes the third coil 143, the coil unit 14 has a current generated in the first coil 141 due to the electromagnetic induction by the magnetic flux of the second coil 142 that is a solenoid coil, and the first by the electromagnetic induction by the magnetic flux. The current generated in the three coils 143 can cancel each other.

具体的には、第1コイル141と第3コイル143とが前述したように電気的に直列に接続されている場合、ソレノイドコイルである第2コイル142の磁束による電磁誘導によって第1コイル141に生じる電流と、当該磁束による電磁誘導によって第3コイル143に生じる電流とは、互いに打ち消し合う。これにより、コイルユニット14は、ソレノイドコイルである第2コイル142によって伝送される電力が、渦巻きコイルである第1コイル141によって伝送される信号と干渉することによって生じる影響を抑制することができる。   Specifically, when the first coil 141 and the third coil 143 are electrically connected in series as described above, the first coil 141 is brought into contact with the first coil 141 by electromagnetic induction by the magnetic flux of the second coil 142 that is a solenoid coil. The generated current and the current generated in the third coil 143 by electromagnetic induction by the magnetic flux cancel each other. Thereby, the coil unit 14 can suppress the influence which arises when the electric power transmitted by the 2nd coil 142 which is a solenoid coil interferes with the signal transmitted by the 1st coil 141 which is a spiral coil.

また、第1コイル141と第3コイル143とが電気的に接続されていない場合、ソレノイドコイルである第2コイル142の磁束による電磁誘導によって第1コイル141に生じる電圧と、当該磁束による電磁誘導によって第3コイル143に生じる電圧とは、図示しない演算回路等の回路を用いて打ち消し合わせることができる。これにより、コイルユニット14は、当該場合であっても、ソレノイドコイルである第2コイル142によって伝送される電力が、渦巻きコイルである第1コイル141によって伝送される信号と干渉することによって生じる影響を抑制することができる。   Further, when the first coil 141 and the third coil 143 are not electrically connected, the voltage generated in the first coil 141 by the electromagnetic induction by the magnetic flux of the second coil 142 that is a solenoid coil, and the electromagnetic induction by the magnetic flux Thus, the voltage generated in the third coil 143 can be canceled out using a circuit such as an arithmetic circuit (not shown). Thereby, even in this case, the coil unit 14 has an effect caused by the power transmitted by the second coil 142, which is a solenoid coil, interfering with the signal transmitted by the first coil 141, which is a spiral coil. Can be suppressed.

このように、コイルユニット14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ことができる。   Thus, the coil unit 14 can achieve both long-distance transmission of electric power and stabilization of electric power to be transmitted.

また、コイルユニット14では、図2〜図4に示したように、第1コイル141及び第3コイル143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を用いている。これにより、コイルユニット14は、第1コイル141及び第3コイル143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。   In the coil unit 14, as shown in FIGS. 2 to 4, the first magnetic body B <b> 1 is used as a magnetic body that increases the inductance of the first coil 141 and the third coil 143, and the second coil 142 is used. The first magnetic body B1 is used as a magnetic body that increases the inductance of the first magnetic body B1. Thereby, the coil unit 14 is different from the case of using different magnetic bodies for the magnetic body that increases the inductance of the first coil 141 and the third coil 143 and the magnetic body that increases the inductance of the second coil 142. Can be downsized.

<コイルユニットの変形例1>
以下、上記において説明したコイルユニット14の変形例1について説明する。コイルユニット14の変形例1では、第1コイル141と第1磁性体B1との間には、予め決められた周波数帯において第1磁性体B1の透磁率よりも高い透磁率となる透磁率の周波数特性を有する第2磁性体B2が配置される。第2磁性体B2は、周波数特性を有する磁性体であれば、如何なる磁性体であってもよい。また、予め決められた周波数帯は、第1コイル141による信号伝送の周波数帯を含む周波数帯であれば如何なる周波数帯であってもよい。なお、本実施形態では、第2コイル142による電力伝送の周波数帯は、第1コイル141による信号伝送の周波数帯よりも低い周波数帯である。
<Variation 1 of coil unit>
Hereinafter, Modification 1 of the coil unit 14 described above will be described. In the first modification of the coil unit 14, the permeability between the first coil 141 and the first magnetic body B <b> 1 is higher than the permeability of the first magnetic body B <b> 1 in a predetermined frequency band. A second magnetic body B2 having frequency characteristics is disposed. The second magnetic body B2 may be any magnetic body as long as the magnetic body has frequency characteristics. The predetermined frequency band may be any frequency band as long as it includes a frequency band for signal transmission by the first coil 141. In the present embodiment, the frequency band of power transmission by the second coil 142 is a lower frequency band than the frequency band of signal transmission by the first coil 141.

図5は、第1コイル141と第1磁性体B1との間に第2磁性体B2が配置された場合におけるコイルユニット14の一例を示す断面図である。具体的には、図5は、第2コイル142の巻回軸に沿った面であって上面M1と直交する面に沿ってコイルユニット14を切断した場合におけるコイルユニット14の断面図である。当該場合、コイルユニット14は、コイル開口部H1を通る磁束が第1磁性体B1を通ってコイル開口部H3に入り込んでしまうことを第2磁性体B2によって抑制することができる。これにより、コイル開口部H3を通過する磁束は、ほぼ第2コイル142の磁束となる。その結果、コイルユニット14は、ソレノイドコイルである第2コイル142の磁束による電磁誘導によって第1コイル141に生じる電流と、当該磁束による電磁誘導によって第3コイル143に生じる電流とを、より確実に互いに打ち消し合わせることができる。これにより、コイルユニット14は、ソレノイドコイルである第2コイル142によって伝送される電力が、渦巻きコイルである第1コイル141によって伝送される信号と干渉することによって生じる影響を、より確実に抑制することができる。   FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of the coil unit 14 when the second magnetic body B2 is disposed between the first coil 141 and the first magnetic body B1. Specifically, FIG. 5 is a cross-sectional view of the coil unit 14 when the coil unit 14 is cut along a plane along the winding axis of the second coil 142 and perpendicular to the upper surface M1. In this case, the coil unit 14 can suppress the magnetic flux passing through the coil opening H1 from entering the coil opening H3 through the first magnetic body B1 by the second magnetic body B2. As a result, the magnetic flux passing through the coil opening H3 is substantially the magnetic flux of the second coil 142. As a result, the coil unit 14 more reliably generates a current generated in the first coil 141 due to electromagnetic induction by the magnetic flux of the second coil 142, which is a solenoid coil, and a current generated in the third coil 143 due to electromagnetic induction by the magnetic flux. Can cancel each other. As a result, the coil unit 14 more reliably suppresses the influence caused by the power transmitted by the second coil 142, which is a solenoid coil, interfering with the signal transmitted by the first coil 141, which is a spiral coil. be able to.

なお、第2磁性体B2は、第1コイル141と第1磁性体B1との間に配置される構成に変えて、第3コイル143と第1磁性体B1との間に配置される構成であってもよい。   The second magnetic body B2 is configured to be disposed between the third coil 143 and the first magnetic body B1 instead of the configuration disposed between the first coil 141 and the first magnetic body B1. There may be.

また、コイルユニット14は、図6に示したように、第1コイル141と第1磁性体B1との間に第2磁性体B2が配置されるとともに、第3コイル143と第1磁性体B1との間に第3磁性体B3が配置される構成であってもよい。図6は、第1コイル141と第1磁性体B1との間に第2磁性体B2が配置されるとともに、第3コイル143と第1磁性体B1との間に第3磁性体B3が配置される場合におけるコイルユニット14の一例を示す断面図である。具体的には、図6は、第2コイル142の巻回軸に沿った面であって上面M1と直交する面に沿ってコイルユニット14を切断した場合におけるコイルユニット14の断面図である。第3磁性体B3は、予め決められた周波数帯において第1磁性体B1の透磁率よりも高い透磁率となる透磁率の周波数特性を有する磁性体であれば如何なる磁性体であってもよい。これにより、コイルユニット14は、コイル開口部H1を通る磁束が第1磁性体B1を通ってコイル開口部H3に入り込んでしまうことを、第2磁性体B2及び第3磁性体B3によって、より確実に抑制することができる。   Further, as shown in FIG. 6, the coil unit 14 includes a second magnetic body B2 disposed between the first coil 141 and the first magnetic body B1, and a third coil 143 and the first magnetic body B1. The third magnetic body B3 may be arranged between the two. In FIG. 6, the second magnetic body B2 is disposed between the first coil 141 and the first magnetic body B1, and the third magnetic body B3 is disposed between the third coil 143 and the first magnetic body B1. It is sectional drawing which shows an example of the coil unit 14 in the case where it is done. Specifically, FIG. 6 is a cross-sectional view of the coil unit 14 when the coil unit 14 is cut along a plane along the winding axis of the second coil 142 and orthogonal to the upper surface M1. The third magnetic body B3 may be any magnetic body as long as the magnetic body has a frequency characteristic of magnetic permeability that is higher than the magnetic permeability of the first magnetic body B1 in a predetermined frequency band. As a result, the coil unit 14 is more reliable that the magnetic flux passing through the coil opening H1 enters the coil opening H3 through the first magnetic body B1 by the second magnetic body B2 and the third magnetic body B3. Can be suppressed.

<コイルユニットの変形例2>
以下、図7及び図8を参照し、上記において説明したコイルユニット14の変形例2について説明する。コイルユニット14の変形例2では、第1コイル141と第3コイル143との少なくとも一方は、フレキシブル基板に設けられたコイルパターンである。以下では、一例として、第1コイル141と第3コイル143との両方が、フレキシブル基板に設けられたコイルパターンである場合について説明する。
<Modification Example 2 of Coil Unit>
Hereinafter, a second modification of the coil unit 14 described above will be described with reference to FIGS. In the second modification of the coil unit 14, at least one of the first coil 141 and the third coil 143 is a coil pattern provided on a flexible substrate. Below, the case where both the 1st coil 141 and the 3rd coil 143 are coil patterns provided in the flexible substrate as an example is demonstrated.

図7は、第1コイル141と第3コイル143との両方がフレキシブル基板に設けられたコイルパターンである場合におけるコイルユニット14の一例を示す図である。図8は、図7に示したコイルユニット14の一例を示す断面図である。具体的には、図8は、第2コイル142の巻回軸に沿った面であって上面M1と直交する面に沿ってコイルユニット14を切断した場合におけるコイルユニット14の断面図である。なお、図8では、図が煩雑になるのを避けるため、フレキシブル基板を省略し、第1コイル141及び第3コイル143としてフレキシブル基板に設けられたコイルパターンのみ(すなわち、第1導体及び第3導体のみ)が、第1コイル141及び第3コイル143として示されている。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the coil unit 14 when both the first coil 141 and the third coil 143 are coil patterns provided on a flexible substrate. 8 is a cross-sectional view showing an example of the coil unit 14 shown in FIG. Specifically, FIG. 8 is a cross-sectional view of the coil unit 14 when the coil unit 14 is cut along a surface along the winding axis of the second coil 142 and orthogonal to the upper surface M1. In FIG. 8, the flexible substrate is omitted in order to avoid complication of the drawing, and only the coil patterns provided on the flexible substrate as the first coil 141 and the third coil 143 (that is, the first conductor and the third conductor). Conductors only) are shown as first coil 141 and third coil 143.

図7及び図8に示したように、第1コイル141がフレキシブル基板に設けられたコイルパターンである場合、当該フレキシブル基板は、上面M1に配置(貼付)される。また、第3コイル143がフレキシブル基板に設けられたコイルパターンである場合、当該フレキシブル基板は、下面M3に配置(貼付)される。これにより、コイルユニット14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14は、量産し易くなる。   As shown in FIGS. 7 and 8, when the first coil 141 is a coil pattern provided on the flexible substrate, the flexible substrate is disposed (attached) on the upper surface M1. In addition, when the third coil 143 is a coil pattern provided on the flexible substrate, the flexible substrate is disposed (attached) on the lower surface M3. Thereby, the coil unit 14 can be manufactured easily and the manufacturing cost can be suppressed. As a result, the coil unit 14 is easily mass-produced.

また、第1コイル141と第3コイル143との両方は、図9に示したように、1つのフレキシブル基板に設けられたコイルパターンであってもよい。図9は、第1コイル141及び第3コイル143が設けられた1つのフレキシブル基板の一例を示す図である。図9に示した例では、第1コイル141と第3コイル143とは、電気的に直列に接続されている。また、図9に示した当該フレキシブル基板は、コイルユニット14に貼付される当該フレキシブル基板を展開した展開図である。すなわち、コイルユニット14では、当該フレキシブル基板は、上面M1上に第1コイル141のコイルパターンが設けられた部分が貼付され、下面M3上に第3コイル143のコイルパターンが設けられた部分が貼付されるように折り曲げて、第1磁性体B1に貼付される。これにより、コイルユニット14は、製造が更に容易になるとともに製造コストを更に抑制することができる。   Further, both the first coil 141 and the third coil 143 may be coil patterns provided on one flexible substrate as shown in FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of one flexible substrate on which the first coil 141 and the third coil 143 are provided. In the example shown in FIG. 9, the first coil 141 and the third coil 143 are electrically connected in series. Further, the flexible substrate shown in FIG. 9 is a developed view of the flexible substrate attached to the coil unit 14. That is, in the coil unit 14, the flexible substrate has a portion where the coil pattern of the first coil 141 is provided on the upper surface M1, and a portion where the coil pattern of the third coil 143 is provided on the lower surface M3. Is bent and attached to the first magnetic body B1. Thereby, the coil unit 14 can be manufactured more easily and the manufacturing cost can be further suppressed.

ここで、上記において説明した第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、例えば、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。   Here, the frequency of signal transmission performed between the first coil 141 and the first coil 211 described above is, for example, the frequency of power transmission performed between the second coil 142 and the second coil 212. 10 times or more. Note that the frequency of signal transmission performed between the first coil 141 and the first coil 211 may be less than 10 times the frequency of power transmission performed between the second coil 142 and the second coil 212. Good.

なお、上記において説明した第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、送電コイル301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。   The first magnetic body B1 described above may be configured by combining a plurality of magnetic bodies, for example. In this case, in a state where the first magnetic body B1 is configured by combining the plurality of magnetic bodies, a configuration in which there is no break between the plurality of magnetic bodies in the direction parallel to the winding axis of the power transmission coil 301 is preferable.

また、上記において説明したコイルユニット14では、第2コイル142の一部又は全部において、隣接する第2導体同士(絶縁膜同士)を離間させて(つまり、接触させずに)配置する構成が用いられてもよい。   Moreover, in the coil unit 14 demonstrated above, the structure which arrange | positions adjacent 2nd conductors (insulating films) mutually spaced apart (that is, without contacting) is used in a part or all of the 2nd coil 142. May be.

また、上記において説明した第1導体、第2導体、第3導体のそれぞれは、例えば、絶縁膜によって被覆されている。しかし、図2〜図9のそれぞれでは、図が煩雑になることを防ぐために、第1導体、第2導体、第3導体それぞれの絶縁膜を省略して図示している。   Further, each of the first conductor, the second conductor, and the third conductor described above is covered with, for example, an insulating film. However, in each of FIGS. 2 to 9, the insulating films of the first conductor, the second conductor, and the third conductor are omitted in order to prevent the drawings from becoming complicated.

また、上記の説明において、上面M1上に配置されるとは、上面M1上の空間内に配置されることを意味している。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と上面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。また、当該スペーサーは、平板形状であってもよく、凹凸を有する平板以外の形状であってもよい。
また、上記の説明において、下面M3上に配置されるとは、下面M3上の空間内に配置されることを意味している。このため、例えば、コイルユニット14において、第3コイル143、又は第2コイル142と下面M3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。また、当該スペーサーは、平板形状であってもよく、凹凸を有する平板以外の形状であってもよい。
Further, in the above description, being arranged on the upper surface M1 means being arranged in a space on the upper surface M1. For this reason, for example, in the coil unit 14, the structure by which a spacer etc. are arrange | positioned between the 1st coil 141 or the 2nd coil 142, and the upper surface M1 may be sufficient. Further, the spacer may have a flat plate shape, or may have a shape other than a flat plate having unevenness.
In the above description, being arranged on the lower surface M3 means being arranged in a space on the lower surface M3. For this reason, for example, in the coil unit 14, the structure by which a spacer etc. are arrange | positioned between the 3rd coil 143 or the 2nd coil 142, and the lower surface M3 may be sufficient. Further, the spacer may have a flat plate shape, or may have a shape other than a flat plate having unevenness.

以上のように、実施形態に係るコイルユニット(この一例において、コイルユニット14、コイルユニット21のそれぞれ)は、第1面(この一例において、上面M1)と、第1面と反対側の面である第2面(この一例において、下面M3)とを有する第1磁性体(この一例において、第1磁性体B1)と、第1面上に配置され、第1面上において渦巻き状に第1導体が設けられた第1コイル(この一例において、第1コイル141、第1コイル211)と、第1面の一部と第2面の一部とのそれぞれを覆うソレノイドコイルとして第1磁性体に第2導体が巻回された第2コイル(この一例において、第2コイル142、第2コイル212)と、第2面上に配置され、第2面上において渦巻き状に第3導体が設けられた第3コイル(この一例において、第3コイル143、コイルユニット21が備える図示しない第3コイル)と、を備える。これにより、コイルユニット14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ことができる。   As described above, the coil unit according to the embodiment (in this example, each of the coil unit 14 and the coil unit 21) has the first surface (in this example, the upper surface M1) and the surface opposite to the first surface. A first magnetic body (in this example, the first magnetic body B1) having a second surface (in this example, the lower surface M3) and a first magnetic body disposed on the first surface and spirally on the first surface. A first magnetic body as a solenoid coil that covers a first coil provided with a conductor (in this example, the first coil 141 and the first coil 211) and a part of the first surface and a part of the second surface The second coil (in this example, the second coil 142 and the second coil 212) wound with the second conductor is disposed on the second surface, and the third conductor is provided in a spiral shape on the second surface. Third coil (an example of this) Comprising Oite, third coil 143, a third coil) not shown coil unit 21 comprises, a. Thereby, the coil unit 14 can achieve both long-distance transmission of electric power and stabilization of electric power to be transmitted.

なお、コイルユニットにおいて、第1面と直交する方向から第1面上を見た場合における第1コイルの形状と、第1面と直交する方向から第2面上を見た場合における第3コイルの形状とは、略同じ形状であり、第1面と直交する方向から第1面上を見た場合における位置関係のうち第1面上に位置する第2導体と第1コイルとの相対的な位置関係と、第2面と直交する方向から第2面上を見た場合における位置関係のうち第2面上に位置する第2導体と第3コイルとの相対的な位置関係とは、略同じ位置関係である、構成が用いられてもよい。   In the coil unit, the shape of the first coil when viewed on the first surface from the direction orthogonal to the first surface and the third coil when viewed on the second surface from the direction orthogonal to the first surface Is substantially the same shape, and the relative relationship between the second conductor and the first coil located on the first surface in the positional relationship when the first surface is viewed from the direction orthogonal to the first surface. The relative positional relationship between the second conductor located on the second surface and the third coil among the positional relationships when the second surface is viewed from the direction orthogonal to the second surface is: A configuration having substantially the same positional relationship may be used.

また、コイルユニットにおいて、第1コイルと第1磁性体との間には、第1コイルによる伝送の周波数帯において第1磁性体の透磁率よりも高い透磁率となる透磁率の周波数特性を有する第2磁性体(この一例において、第2磁性体B2)が配置されている、構成が用いられてもよい。   Further, in the coil unit, between the first coil and the first magnetic body, there is a frequency characteristic of magnetic permeability that is higher in permeability than the magnetic permeability of the first magnetic body in the frequency band of transmission by the first coil. A configuration in which the second magnetic body (in this example, the second magnetic body B2) is disposed may be used.

また、コイルユニットにおいて、第3コイルと第1磁性体との間には、前記第1コイルによる伝送の周波数帯において第1磁性体の透磁率よりも高い透磁率となる透磁率の周波数特性を有する第3磁性体(この一例において、第3磁性体B3)が配置されている、構成が用いられてもよい。   Further, in the coil unit, a frequency characteristic of permeability between the third coil and the first magnetic body has a permeability that is higher in permeability than the permeability of the first magnetic body in the frequency band of transmission by the first coil. A configuration in which the third magnetic body (in this example, the third magnetic body B3) is disposed may be used.

また、コイルユニットにおいて、第1コイルと第3コイルとの少なくとも一方は、フレキシブル基板に設けられたコイルパターンである、構成が用いられてもよい。   In the coil unit, a configuration in which at least one of the first coil and the third coil is a coil pattern provided on the flexible substrate may be used.

また、コイルユニットにおいて、第1コイルと第3コイルとの両方は、1つのフレキシブル基板に設けられたコイルパターンである、構成が用いられてもよい。   In the coil unit, a configuration in which both the first coil and the third coil are coil patterns provided on one flexible substrate may be used.

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。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and changes, substitutions, deletions, and the like are possible without departing from the gist of the present invention. May be.

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…コイルユニット、20…ワイヤレス受電装置、21…コイルユニット、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、211…第1コイル、142、212…第2コイル、143…第3コイル、B1…第1磁性体、B2…第2磁性体、B3…第3磁性体、H1、H3…コイル開口部、M1…上面、M3…下面、M11…領域、M12…領域、M13…領域、M31…領域、M32…領域、M33…領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless power transmission system, 10 ... Wireless power transmission device, 11 ... DC power supply, 12 ... Power transmission circuit, 13 ... Control circuit, 14 ... Coil unit, 20 ... Wireless power receiving device, 21 ... Coil unit, 22 ... Rectification smoothing circuit, 23 ... Load, 24 ... Detector, 25 ... Comparator, 26 ... Signal generator, 141, 211 ... First coil, 142, 212 ... Second coil, 143 ... Third coil, B1 ... First magnetic body, B2 ... second magnetic body, B3 ... third magnetic body, H1, H3 ... coil opening, M1 ... upper surface, M3 ... lower surface, M11 ... region, M12 ... region, M13 ... region, M31 ... region, M32 ... region, M33 …region

Claims (9)

第1面と、前記第1面と反対側の面である第2面とを有する第1磁性体と、
前記第1面上に配置され、前記第1面上において渦巻き状に第1導体が設けられた第1コイルと、
前記第1面の一部と前記第2面の一部とのそれぞれを覆うソレノイドコイルとして前記第1磁性体に第2導体が巻回された第2コイルと、
前記第2面上に配置され、前記第2面上において渦巻き状に第3導体が設けられた第3コイルと、
を備えるコイルユニット。
A first magnetic body having a first surface and a second surface which is a surface opposite to the first surface;
A first coil disposed on the first surface and provided with a first conductor spirally on the first surface;
A second coil in which a second conductor is wound around the first magnetic body as a solenoid coil covering each of a part of the first surface and a part of the second surface;
A third coil disposed on the second surface and provided with a third conductor spirally on the second surface;
A coil unit comprising:
前記第1面と直交する方向から前記第1面上を見た場合における前記第1コイルの形状と、前記第1面と直交する方向から前記第2面上を見た場合における前記第3コイルの形状とは、略同じ形状であり、
前記第1面と直交する方向から前記第1面上を見た場合における位置関係のうち前記第1面上に位置する前記第2導体と前記第1コイルとの相対的な位置関係と、前記第2面と直交する方向から前記第2面上を見た場合における位置関係のうち前記第2面上に位置する前記第2導体と前記第3コイルとの相対的な位置関係とは、略同じ位置関係である、
請求項1に記載のコイルユニット。
The shape of the first coil when viewed on the first surface from a direction orthogonal to the first surface, and the third coil when viewed on the second surface from a direction orthogonal to the first surface Is almost the same shape as
A relative positional relationship between the second conductor located on the first surface and the first coil in a positional relationship when viewed on the first surface from a direction orthogonal to the first surface; Of the positional relationships when the second surface is viewed from the direction orthogonal to the second surface, the relative positional relationship between the second conductor positioned on the second surface and the third coil is approximately The same positional relationship,
The coil unit according to claim 1.
前記第1コイルと前記第1磁性体との間には、前記第1コイルによる伝送の周波数帯において前記第1磁性体の透磁率よりも高い透磁率となる透磁率の周波数特性を有する第2磁性体が配置されている、
請求項1又は2に記載のコイルユニット。
Between the first coil and the first magnetic body, there is a second frequency characteristic of magnetic permeability that is higher in permeability than the magnetic permeability of the first magnetic body in the frequency band of transmission by the first coil. Magnetic material is arranged,
The coil unit according to claim 1 or 2.
前記第3コイルと前記第1磁性体との間には、前記第1コイルによる伝送の周波数帯において前記第1磁性体の透磁率よりも高い透磁率となる透磁率の周波数特性を有する第3磁性体が配置されている、
請求項1から3のうちいずれか一項に記載のコイルユニット。
Between the third coil and the first magnetic body, there is a third frequency characteristic of magnetic permeability that has a magnetic permeability higher than the magnetic permeability of the first magnetic body in the frequency band of transmission by the first coil. Magnetic material is arranged,
The coil unit according to any one of claims 1 to 3.
前記第1コイルと前記第3コイルとの少なくとも一方は、フレキシブル基板に設けられたコイルパターンである、
請求項1から4のうちいずれか一項に記載のコイルユニット。
At least one of the first coil and the third coil is a coil pattern provided on a flexible substrate.
The coil unit according to any one of claims 1 to 4.
前記第1コイルと前記第3コイルとの両方は、1つのフレキシブル基板に設けられたコイルパターンである、
請求項5に記載のコイルユニット。
Both the first coil and the third coil are coil patterns provided on one flexible substrate.
The coil unit according to claim 5.
請求項1から6のうちいずれか一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。
The coil unit according to any one of claims 1 to 6,
A wireless power transmission device comprising:
請求項1から6のうちいずれか一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。
The coil unit according to any one of claims 1 to 6,
A wireless power receiving apparatus comprising:
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6のうちいずれか一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。
A wireless power transmission system comprising a wireless power transmission device and a wireless power reception device,
At least one of the wireless power transmitting device and the wireless power receiving device includes the coil unit according to any one of claims 1 to 6.
Wireless power transmission system.
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