JP2020080340A - コイルユニット - Google Patents

Abstract

【課題】非接触充電システムに用いられるコイルユニットにおいて、コイルの両端に設けられた端子間の絶縁性が確保されたコイルユニットを提供する。【解決手段】コイルユニットは、巻回軸線Ｏ１の周囲を取り囲むようにコイル線が巻回されており、中央部に中空部が形成されたコイルと、コイルに接続された機器とを備えたコイルユニットであって、コイル線は、導線と、導線を被覆する絶縁被膜とを含み、コイルは、コイルの第１端部に形成されており、絶縁被膜から露出した導電性の第１端子６０と、コイルの第２端部に形成されており、絶縁被膜から露出した導電性の第２端子６１とを含み、コイルの第１端部側に位置する部分と、第２端部側に位置する部分とは、中空部に引き出されており、第１端子６０は、機器に設けられた外部端子に接続される接続部７０と、接続部７０から張り出すと共に導線に接続された張出部７１とを含み、張出部７１は、接続部７０から離れるにつれて、第２端子６１から離れるように形成された。【選択図】図７

Description

本開示は、コイルユニットに関する。

従来から送電側のコイルユニットからコイルユニットに非接触で電力を送電する非接触充電システムについて各種提案されている。

特開２０１８−０８２０８８号公報に記載されたコイルユニットは、渦巻き型の受電コイルと、キャパシタと、整流器とを含む。

コイルは上下方向に延びる巻回軸線の周囲を取り囲むように形成されており、コイルの中央部には、上下方向に貫通する中空部が形成されている。キャパシタは、中空部の上方に配置されている。

特開２０１８−０８２０８８号公報

非接触充電に用いられるコイルユニットにおいて、コイルの両端は、キャパシタや整流器などの機器に接続される。この際、コイルの外周側にコイルの各端部を配置して、この各端部に機器を接続したのでは、コイルの外形が大きくなるおそれがある。そこで、コイルの中空部にコイルの各端部を配置して、各端部に機器を接続することが考えられる。

たとえば、キャパシタには、２つのピン端子が形成されている。この２つのピン端子にコイルの各端部を接続する場合には、コイルの各端部には、端子を形成する必要がある。

コイルは、コイル線を巻回することで形成されており、コイル線は、導線と、この導線を被覆する絶縁被膜とを含む。端子を形成する際には、たとえば、コイル線の端部において、絶縁被膜を取り外す。そして、露出した導線を加締めて端子を形成する。端子は、円環状の接続部と、この接続部から張り出す張出部とを含む。円環状に形成された接続部は、キャパシタに設けられたピン端子に配置される。張出部は、接続部と、コイル線の導線とを接続している。そして、両端子は、受電コイルの中空部に配置されたキャパシタに接続されている。

上記のように構成された受電コイルユニットにおいて、受電コイルが受電した際に、各端子間には、大きな電位差が生じる。そのため、コイルの各端子間の絶縁距離を確保する必要がある。

本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、非接触充電システムに用いられるコイルユニットにおいて、コイルの両端に設けられた端子間の絶縁性が確保されたコイルユニットを提供することである。

本開示に係るコイルユニットは、巻回軸線の周囲を取り囲むようにコイル線が巻回されており、中央部に中空部が形成されたコイルと、コイルに接続された機器とを備えたコイルユニットである。上記コイル線は、導線と、導線を被覆する絶縁被膜とを含む。上記コイルは、コイルの第１端部に形成されており、絶縁被膜から露出した導電性の第１端子と、コイルの第２端部に形成されており、絶縁被膜から露出した導電性の第２端子とを含む。上記コイルの第１端部側に位置する部分と、第２端部側に位置する部分とは、中空部に引き出されている。上記第１端子は、機器に設けられた外部端子に接続される接続部と、接続部から張り出すと共に導線に接続された張出部とを含む。上記張出部は、接続部から離れるにつれて、第２端子から離れるように形成された。

上記のコイルユニットは、第１端子の張出部と、第２端子との間の距離が確保されており、受電時においても、第１端子の張出部と、第２端子との絶縁性を確保しやすい。

上記コイルユニットは、内部に電気機器が収容された金属製の収容部をさらに備える。収容部は、コイルと隣り合う位置に設けられており、コイルのうち収容部側に位置する部分を第１部分とし、巻回軸線に対してと第１部分と反対側に位置する部分を第２部分とすると、第１部分の巻回回数は、第２部分の巻回回数よりも多い。

上記のコイルユニットによれば、電力を送受電する２つのコイルユニットが相対的に位置ずれした際に、位置ずれ方向によって結合係数が大きく変動することが抑制される。

上記のコイルユニットにおいて、上記コイルユニットの外部において、コイルユニットと隣り合う位置に金属部材が設けられており、コイルのうち金属部材側に位置する部分を第３部分とし、巻回軸線に対してと第３部分と反対側に位置する部分を第４部分とすると、第３部分の巻回回数は、第４部分の巻回回数よりも多い。

上記のコイルユニットによれば、電力を送受電する２つのコイルユニットが相対的に位置ずれした際に、位置ずれ方向によって結合係数が大きく変動することが抑制される。

本開示に係るコイルユニットによれば、非接触充電システムに用いられるコイルユニットにおいて、コイルの両端に設けられた端子間の絶縁性を確保することができる。

非接触充電システム１を示す模式図である。 送電側のコイルユニット３および受電側のコイルユニット４の回路構成を模式的に示す回路図である。 コイルユニット４およびその周囲の構成を示す分解斜視図である。 コイルユニット４の一部を示す断面図である。 下方から受電コイル１５と、フェライト２５と、金属板２８と、共振キャパシタ１６ａ，１６ｂを視たときの平面図である。 端子６０，６１およびその周囲の構成を示す斜視図である。 端子６０，６１と、ピン端子９０，９１とを示す平面図である。 受電コイル１５および金属板２８を示す平面図である。 コイルユニット４Ａを模式的に示す平面図である。 端子６０Ａ，６１Ａおよびその周囲の構成を示す平面図である。 コイルユニット４に対して、コイルユニット３が左側に位置ずれした状態を模式的に示す平面図である。 コイルユニット４に対して、コイルユニット３が右側に位置ずれした状態を模式的に示す平面図である。 送電コイル１０が受電コイル１５Ａに対して、左側に位置ずれした状態を示す平面図である。 送電コイル１０が受電コイル１５Ａに対して、右側に位置ずれした状態を示す平面図である。 送電コイル１０が受電コイル１５，１５Ａに対して左側に位置ずれしたときの結合係数と、右側に位置ずれしたときの結合係数との差を示したグラフである。 変形例に係るコイルユニット４Ｂを模式的に示す平面図である。 送電コイル１０が受電コイル１５Ｂに対して右側に位置ずれした状態を示す平面図である。

図１から図１７を用いて、本実施の形態に係るコイルユニットについて説明する。図１から図１７に示す構成のうち、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、実施の形態に示す構成において、請求項に記載された構成に対応する構成には、括弧書きで請求項の構成を併記する場合がある。

図１は、非接触充電システム１を示す模式図である。非接触充電システム１は、車両２に設けられた受電側のコイルユニット４と、送電側のコイルユニット３とを備える。

コイルユニット３は、電源９に接続されており、電源９からコイルユニット３に電力が供給される。

車両２は、フロアパネル６と、コイルユニット４と、バッテリ５とを含む。フロアパネル６は、車両２の底面を形成する金属板である。コイルユニット４およびバッテリ５は、フロアパネル６の下面に設けられている。コイルユニット４は、バッテリ５よりも前方側に設けられている。

図２は、送電側のコイルユニット３および受電側のコイルユニット４の回路構成を模式的に示す回路図である。コイルユニット３は、送電コイル１０と、共振キャパシタ１１ａ，１１ｂと、フィルタ１２と、インバータ１３とを含む。

送電コイル１０と、共振キャパシタ１１ａ，１１ｂとによって共振回路が形成されており、この共振回路のＱ値は、１００以上である。

コイルユニット４は、受電コイル１５と、共振キャパシタ１６ａ，１６ｂと、フィルタ１７と、整流器１８とを含む。

受電コイル１５と、共振キャパシタ１６ａ，１６ｂとによって共振回路が形成されており、この共振回路のＱ値は、１００以上である。

コイルユニット３からコイルユニット４に電力を非接触で送電する場合には、電源９からインバータ１３に交流電力が供給される。

インバータ１３は、供給された交流電流の周波数を調整して、フィルタ１２に供給する。フィルタ１２は、インバータ１３から供給された交流電流からノイズを除去して、送電コイル１０などに供給する。送電コイル１０に交流電流が供給されることで、送電コイル１０の周囲に電磁界が形成される。

受電コイル１５は、上記の電磁界から電力を受電する。これにより、受電コイル１５内にも電流が流れ、受電コイル１５の周囲にも電磁界が形成される。受電コイル１５が受電した交流電流は、フィルタ１７に供給される。フィルタ１７は、受電コイル１５から供給された交流電流からノイズを除去して、整流器１８に供給する。整流器１８は、供給された交流電力を直流電力に変換して、バッテリ５に供給する。

図３は、コイルユニット４およびその周囲の構成を示す分解斜視図であり、図４は、コイルユニット４の一部を示す断面図である。

コイルユニット４は、収容ケース２０と、保護シート２３と、受電コイル１５と、ボビン２４と、フェライト２５と、金属板２６，２８と、シール部材２７と、共振キャパシタ１６ａ，１６ｂと、フィルタ１７と、整流器１８とを含む。

収容ケース２０は、樹脂蓋２１と、本体２２とを含む。
本体２２は、図３に示すように、天板５０と、周壁５１と、冷却板５２と、区画壁５３とを含む。天板５０は、本体２２の上面側に配置されている。周壁５１は、天板５０の外周縁部から下方に向けて延びるように形成されている。なお、周壁５１は、天板５０の外周縁部に沿って環状に形成されている。冷却板５２は、天板５０の上面に複数形成されている。

図３において、樹脂蓋２１は、収容ケース２０の下面側に配置されている。樹脂蓋２１は、底板３０と、周壁３１と、枠壁３２とを含む。底板３０、周壁３１および枠壁３２は、樹脂などから形成されている。周壁３１は、底板３０の外周縁部から上方に立ち上がるように形成されている。

枠壁３２は、図４に示す区画壁５３と協働して、収容ケース２０内の空間をコイル収容空間３４と、機器収容空間３５とに区画している。

保護シート２３と、受電コイル１５と、ボビン２４と、フェライト２５と、金属板２６と、共振キャパシタ１６ａ，１６ｂは、コイル収容空間３４に配置されている。フィルタ１７および整流器１８は、機器収容空間３５に配置されている。

保護シート２３は、コイル収容空間３４内において底板３０の上面に配置されている。受電コイル１５は、保護シート２３上に配置されている。受電コイル１５は、上下方向に延びる巻回軸線Ｏ１の周囲を取り囲むように形成されている。なお、受電コイル１５の中央部には、中空部１９が形成されている。

ボビン２４は、受電コイル１５の上面側に配置されている。ボビン２４の下面には受電コイル１５が装着されるコイル溝３８が形成されている。なお、コイル溝３８も、受電コイル１５の形状と同様に、巻回軸線Ｏ１の周囲を取り囲むように形成されている。ボビン２４の上面には、支持壁３７が形成されている。

フェライト２５は、ボビン２４の上面に配置されている。フェライト２５は、複数の分割フェライト板３９を含み、各分割フェライト板３９は、巻回軸線Ｏ１の周囲を取り囲むように配置されている。各分割フェライト板３９の周面が支持壁３７によって支持されるように、各分割フェライト板３９は、ボビン２４の上面に配置されている。

金属板２６は、コイル収容空間３４内において、フェライト２５の上面側に配置されている。金属板２６は、たとえば、アルミニウムなどの金属材料によって形成されている。金属板２６は、板状に形成されており、金属板２６の中央部には凹部４２が形成されている。凹部４２は、下方に向けて突出するように形成されている。凹部４２の底面には、貫通孔４３，４４が形成されている。

共振キャパシタ１６ａ，１６ｂは、金属板２６の上面側に配置されており、共振キャパシタ１６ａ，１６ｂは、凹部４２内に配置されている。

金属板２８は、区画壁５３の下端面に固定されている。そして、フィルタ１７および整流器１８は、金属板２８の上面側に配置されている。整流器１８およびフィルタ１７は、区画壁５３と、天板５０と、金属板２８と、周壁５１とによって区画された空間内に配置されている。すなわち、図４において、金属板２８と、周壁５１と、区画壁５３と、天板５０とによって、整流器１８およびフィルタ１７などの機器を収容する収容部が形成されている。

シール部材２７は、樹脂蓋２１の周壁３１と、本体２２の周壁５１との間に配置されている。シール部材２７によって、水などの異物が収容ケース２０内に入り込むことが抑制されている。

図５は、下方から受電コイル１５と、フェライト２５と、金属板２８と、共振キャパシタ１６ａ，１６ｂを視たときの平面図である。

受電コイル１５は、巻回軸線Ｏ１の周囲を取り囲むようにコイル線４５を巻回することで形成されており、受電コイル１５は、渦巻き型のコイルである。

受電コイル１５は、受電コイル１５の端部６２に形成された端子６０と、受電コイル１５の端部６３に形成された端子６１とを含む。

ここで、端子６０，６１は、中空部１９内に位置している。コイル線４５は、配線５４と、湾曲部５５とを含む。配線５４の一端は、端子６０に接続されており、配線５４は、当該一端側から端子６０から中空部１９の内周面に向けて延びるように形成されている。湾曲部５５は、配線５４の他端に接続されており、湾曲部５５は中空部１９の内周に沿って延びるように形成されている。

そして、端部６３側において、受電コイル１５は配線５６と、湾曲部５７とを含む。配線５６の一端は端子６１に接続されており、配線５６は受電コイル１５の外周に向けて延びるように形成されている。配線５６の他端は受電コイル１５の外周に位置しており、湾曲部５７は配線５６の他端に接続されている。湾曲部５７は、受電コイル１５の外周に沿って延びるように形成されている。

そして、配線５４は、受電コイル１５の内周縁部から中空部１９に向けて延在方向Ｄ１に引き出されており、配線５６は受電コイル１５の外周縁部から中空部１９に向けて延在方向Ｄ２に引き出されている。そして、延在方向Ｄ１と、延在方向Ｄ２とは反対方向である。

図６は、端子６０，６１およびその周囲の構成を示す斜視図である。コイル線４５は、導線６５と、絶縁被膜６６とを含む。導線６５は、銅などの金属材料によって形成されており、絶縁被膜６６は、導線６５の表面を覆うように形成されており、樹脂などの絶縁材料によって形成されている。

端子６０および端子６１は、絶縁被膜６６から露出している。端子６０は、接続部７０と、張出部７１とを含む。接続部７０は、環状に形成されており、接続部７０には挿入孔７２が形成されている。張出部７１は、端部６２側において、接続部７０および導線６５を接続している。

端子６１は、端子６０と同様に形成されている。端子６１は、接続部７３と、張出部７４とを含む。接続部７３は、環状に形成されており、接続部７３には、挿入孔７５が形成されている。張出部７４は、端部６３側において、接続部７３および導線６５を接続している。

共振キャパシタ１６ａ，１６ｂは、基板６７の下面８５に設けられている。共振キャパシタ１６ａは、複数のキャパシタ素子８０と、外部端子６８と、外部端子８２とを含む。共振キャパシタ１６ｂは、複数のキャパシタ素子８１と、外部端子６９と、外部端子８３とを含む。キャパシタ素子８０，８１と、外部端子６８，６９は、基板６７の下面８５に形成されており、外部端子８２，８３は、基板６７の上面８６に形成されている。

外部端子６８は、接続部７０の挿入孔７２に挿入されるピン端子９０を含み、外部端子６９は、接続部７３の挿入孔７５に挿入されるピン端子９１を含む。

外部端子６８は金属板２６に形成された貫通孔４３に挿入されており、ピン端子９０は、貫通孔４３から突出している。ピン端子９０に接続部７０が装着されており、ナット９３はピン端子９０のうち、接続部７０から突出する部分に装着されている。これにより、接続部７０は、外部端子６８に固定されている。

外部端子６９は金属板２６に形成された貫通孔４４に挿入されており、ピン端子９１は、貫通孔４４から突出している。ピン端子９１に挿入孔７５が装着されており、ナット９４はピン端子９１のうち、張出部７１から突出する部分に装着されている。これにより、接続部７３は、外部端子６９に固定されている。

図７は、端子６０，６１と、ピン端子９０，９１とを示す平面図である。ここで、ピン端子９０およびピン端子９１の間の距離は、ピン端子９０およびピン端子９１に数ｋｖ程度の電圧が印加されたとしても、ピン端子９０およびピン端子９１の間の絶縁性が確保される距離に設定されている。

接続部７０，７３の周面は円周面であり、接続部７０および接続部７３の間の距離Ｌ１（接続部７０および接続部７３の間の最短距離）は、ピン端子９０およびピン端子９１の間の距離と大きな差はなく、接続部７０および接続部７３の間の距離の絶縁性は確保されている。

この図７において、距離Ｌ２は、張出部７４と、端子６０との間の距離である。張出部７４および端子６０の間の距離Ｌ２は、張出部７４が接続部７３から離れるにつれて長くなる。そして、図７において、距離Ｌ２１は、張出部７４および端子６０の最短距離を示す。図７からも明らかなように、距離Ｌ２１は、距離Ｌ１よりも長い。

このように、本実施の形態に係るコイルユニット４においては、端子６０および端子６１の間に数ｋＶの電圧差が生じたとしても、端子６０および端子６１の間の絶縁性が確保されている。

図８は、受電コイル１５および金属板２８を示す平面図である。この図８において、「部分Ｐ１」は、受電コイル１５のうち、金属板２８側に位置する部分を示す。「部分Ｐ２」は、巻回軸線Ｏ１に対して部分Ｐ１と反対側に位置する部分である。なお、図８においては、部分Ｐ１は、細いハッチングで示された部分であり、部分Ｐ２は、太ハッチングによって示された部分である。

この図８に示す例においては、部分Ｐ１におけるコイル線４５の巻回回数は、部分Ｐ２におけるコイル線４５の巻回回数よりも多い。

次に、比較例に係るコイルユニット４Ａと、本実施の形態に係るコイルユニット４とについて比較説明し、コイルユニット４の優位性について説明する。

図９は、コイルユニット４Ａを模式的に示す平面図である。コイルユニット４Ａは、受電コイル１５Ａを含む。なお、受電コイル１５Ａ以外の構成において、コイルユニット４Ａは、コイルユニット４と実質的に同じ構成である。

この図９に示すように、受電コイル１５Ａは、略全周に亘って、コイル線４５の巻回回数は同じである。

受電コイル１５Ａは、端子６０Ａおよび端子６１Ａと、配線５４Ａと、湾曲部５５Ａと、配線５６Ａと、湾曲部５７Ａとを含む。

端子６０Ａは受電コイル１５Ａの一端に設けられており、端子６１Ａは受電コイル１５Ａの他端に設けられている。

配線５４Ａの一端は、端子６０Ａに接続されており、配線５４Ａは、端子６１Ａから中空部１９Ａの内周面に向けて延びるように形成されている。

配線５６Ａの一端は、端子６１Ａに接続されており、配線５６Ａは、受電コイル１５Ａの外周に達するように形成されている。そして、湾曲部５７Ａは、配線５６Ａの他端に接続されており、湾曲部５７Ａは受電コイル１５Ａの外周に沿って延びるように形成されている。

コイルユニット４Ａにおいて、「部分Ｐ１Ａ」は、受電コイル１５Ａのうち、金属板２８Ａ側に位置する部分であり、「部分Ｐ２Ａ」は、受電コイル１５Ａのうち、巻回軸線Ｏ１に対して部分Ｐ１Ａと反対側に位置する部分である。

図１０は、端子６０Ａ，６１Ａおよびその周囲の構成を示す平面図である。端子６０Ａ，６１Ａは、端子６０，６１と同様に形成されている。端子６０Ａは、接続部７０Ａおよび張出部７１Ａを含む。端子６１Ａは、接続部７３Ａおよび張出部７４Ａを含む。

配線５４Ａは、配線５８Ａと、配線５９Ａとを含む。配線５９Ａは、配線５６Ａと平行に延びると共に、配線５９Ａおよび配線５６Ａは互いに隣り合うように配置されている。配線５８Ａは配線５９Ａの先端部から端子６０に向かうように傾斜している。具体的には、配線５８Ａが延びる方向は、配線５９Ａが延びる方向と交差する方向であり、配線５８Ａは、配線５９Ａの先端部から端子６０Ａに近づくように傾斜している。

端子６０Ａの張出部７１Ａは、接続部７０および配線５８Ａを接続しており、張出部７１Ａは、配線５８Ａと同様に配線５９Ａに対して傾斜するように延びている。

この図８において「距離Ｌ１Ａ」は、接続部７０Ａおよび接続部７３Ａの間の距離を示す。「距離Ｌ２Ａ」は、張出部７１Ａおよび端子６１Ｂの間の距離を示す。

なお、距離Ｌ１Ａは、図７に示す距離Ｌ１と同じである。その一方で、図１０からも明らかなように、距離Ｌ２Ａは、距離Ｌ１Ａおよび距離Ｌ１よりも短い。特に、張出部７１Ａが接続部７０Ａから配線５８Ａの先端部に向かうにつれて、距離Ｌ２Ａは小さくなる。

そのため、比較例に係るコイルユニット４Ａは、端子６０Ａおよび端子６１Ａの間の絶縁距離が短く、端子６０Ａおよび端子６１Ａの間に数ｋＶの電位差が生じると、端子６０Ａおよび端子６１Ａの間の絶縁性を確保し難くなる。

その一方で、図７に示すように、本実施の形態に係るコイルユニット４において、距離Ｌ２は、距離Ｌ１よりも長いため、端子６０および端子６１の間に数ｋＶの電位差が生じたとしても、端子６０および端子６１の間の絶縁性を確保することができる。

次に、コイルユニット４，４Ａにおいて、各コイルユニット４，４Ａがコイルユニット３に対して位置ずれしたときの結合係数の変動状態について説明する。

図１１は、コイルユニット４に対して、コイルユニット３が左側に位置ずれした状態を模式的に示す平面図である。

なお、コイルユニット３の送電コイル１０は、車両２の幅方向Ｗに長く形成されており、送電コイル１０は、略長方形形状に形成されている。

送電コイル１０は、上下方向に延びる巻回軸線の周囲を取り囲むように形成された渦巻き型コイルである。送電コイル１０は、長辺部９５，９６と、端辺部９７，９８とを含む。なお、長辺部９５は前側に位置しており、長辺部９６は後側に位置している。端辺部９７は右側に位置しており、端辺部９８は左側に位置している。

そして、図１１に示す状態においては、送電コイル１０は、受電コイル１５に対して左側に位置ずれしている。

そのため、送電コイル１０の端辺部９７と、受電コイル１５の部分Ｐ２とが近接しており、送電コイル１０から受電コイル１５に電力が送電される際には、端辺部９７と、受電コイル１５の部分Ｐ２との間で多くの磁束が鎖交する。

図１２は、コイルユニット４に対して、コイルユニット３が右側に位置ずれした状態を模式的に示す平面図である。

この図１２に示す状態においては、受電コイル１５の部分Ｐ１と、送電コイル１０の端辺部９８とが近接する。そのため、送電コイル１０から受電コイル１５に電力が送電されると、部分Ｐ１および端辺部９８の間で多くの磁束が鎖交する。

その一方で、部分Ｐ１と隣り合う位置には、金属板２８が配置されている。金属板２８は、金属材料によって形成されているため、金属板２８に磁束が入射すると、金属板２８の表面に渦電流が流れる。

金属板２８の表面に渦電流が流れると、この渦電流によって電磁界が発生する。この電磁界は、送電コイル１０から金属板２８に入射する磁束量が少なくなるように分布する。その結果、金属板２８と隣り合う部分Ｐ１と鎖交する磁束量も少なくなる。

その一方で、部分Ｐ１の巻回回数は、部分Ｐ２の巻回回数よりも多い。そのため、図１１のように位置ずれした際に、部分Ｐ２に生じる誘導起電圧と、図１２のように位置ずれした際に、部分Ｐ１に生じる誘導起電圧とに大きな差が生じることを抑制することができる。

次に、比較例の受電コイル１５Ａおよび送電コイル１０が位置ずれした場合について説明する。

図１３は、送電コイル１０が受電コイル１５Ａに対して、左側に位置ずれした状態を示す平面図である。この図１３に示す状態においては、送電コイル１０の端辺部９７と、受電コイル１５Ａの部分Ｐ２Ａとが近接している。これにより、送電コイル１０から受電コイル１５に電力が送電される際には、送電コイル１０の端辺部９７および受電コイル１５Ａの部分Ｐ２Ａの間で多くの磁束が鎖交する。

なお、図１３および図１４において、受電コイル１５Ａの部分Ｐ１Ａは、受電コイル１５の部分Ｐ１に対応する位置であり、受電コイル１５Ａの部分Ｐ２Ａは、受電コイル１５の部分Ｐ２に対応する位置である。

図１４は、送電コイル１０が受電コイル１５Ａに対して、右側に位置ずれした状態を示す平面図である。

この図１４に示す状態においては、送電コイル１０の端辺部９８と、部分Ｐ１Ａとが近接する。そのため、送電コイル１０から受電コイル１５に電力が送電される際には、送電コイル１０の端辺部９８と、部分Ｐ１Ａとの間で多くの磁束が鎖交する。

この際、金属板２８Ａが部分Ｐ１Ａと隣り合う位置に設けられている。部分Ｐ１Ａの周囲に多くの磁束が流れると、その一部が金属板２８Ａに入射する。金属板２８Ａに磁束が入射すると、金属板２８Ａの表面に渦電流が流れ、渦電流によって電磁界が形成される。この電磁界は、金属板２８Ａに入射する磁束量を低減するように分布するため、部分Ｐ１Ａと鎖交する磁束量も少なくなる。

ここで、比較例の受電コイル１５Ａにおいては、コイル線の巻回回数は、受電コイル１５Ａの略全周に亘って同じである。

そのため、図１３に示す状態において、部分Ｐ２Ａと鎖交する磁束量の方が、図１４に示す状態において、部分Ｐ１Ａと鎖交する磁束量よりも多くなる。その結果、図１３に示す状態における受電コイル１５Ａに生じる誘導起電圧の方が、図１４に示す状態における受電コイル１５Ａに生じる誘導起電圧よりも高くなる。

図１５は、送電コイル１０が受電コイル１５，１５Ａに対して左側に位置ずれしたときの結合係数と、右側に位置ずれしたときの結合係数との差を示したグラフである。

この図１５に示すように、本実施の形態に係る受電コイル１５の結合係数の差は、比較例に係る受電コイル１５Ａの結合係数の差よりも小さい。

すなわち、本実施の形態に係るコイルユニット４は、コイルユニット３に対して左右方向に位置ずれしたとしても、結合係数などの電気的な特性が変動することを抑制することができる。

図１６は、変形例に係るコイルユニット４Ｂを模式的に示す平面図である。コイルユニット４Ｂは、受電コイル１５Ｂと、金属板２８Ｂとを含む。

金属機器１００は、コイルユニット４Ｂに対して隣り合う位置に設けられており、金属機器１００は、たとえば、車両２に搭載された排気管などである。金属機器１００は、コイルユニット４Ｂに対して左側に隣り合う位置に設けられている。金属機器１００は、導電性の金属材料によって形成されている。

なお、図１６および図１７において、受電コイル１５Ｂの部分Ｐ１Ｂは、受電コイル１５の部分Ｐ１に対応する部分である。受電コイル１５Ｂの部分Ｐ２Ｂは、受電コイル１５の部分Ｐ２に対応する部分である。そして、部分Ｐ１Ｂの巻回回数は、部分Ｐ２Ｂの巻回回数よりも多い。

図１６に示す状態においては、送電コイル１０は、受電コイル１５Ｂに対して、左側に位置ずれしている。このため、受電コイル１５Ｂの部分Ｐ２Ｂと、送電コイル１０の端辺部９７とが近接しており、部分Ｐ２Ｂと端辺部９７との間で多くの磁束が鎖交している。

図１７は、送電コイル１０が受電コイル１５Ｂに対して右側に位置ずれした状態を示す平面図である。

この図１７に示す状態においては、送電コイル１０の端辺部９８と、受電コイル１５Ｂの部分Ｐ１Ｂとが近接している。

そのため、送電コイル１０から受電コイル１５Ｂに送電する際に、端辺部９８と部分Ｐ１Ｂとを多くの磁束が鎖交する。

この際、部分Ｐ１Ｂと鎖交する磁束量が多くなると、部分Ｐ１Ｂ側に位置する金属機器１００に入射する磁束量も多くなる。その結果、金属機器１００に入射する磁束量も多くなり、金属機器１００の表面で多くの渦電流が流れる。渦電流が多くなると、当該渦電流によって形成される電磁界の強度も大きくなる。この電磁界は、金属機器１００に入射する磁束量が少なくなるように分布する。そのため、受電コイル１５Ｂの部分Ｐ１Ｂと鎖交する磁束量も減少する。

そのため、図１７に示す状態において、受電コイル１５Ｂの部分Ｐ１Ｂと、送電コイル１０の端辺部９８と鎖交する磁束量は、図１６において、受電コイル１５Ｂの部分Ｐ２Ｂと送電コイル１０の端辺部９７と鎖交する磁束量よりも少ない。

その一方で、部分Ｐ１Ｂの巻回回数は、部分Ｐ２Ｂの巻回回数よりも多い。そのため、コイルユニット４Ｂにおいても、コイルユニット３がコイルユニット４に対して左右方向に位置ずれしたとしても、結合係数が大きく変動することを抑制することができる。なお、上記の実施の形態においては、受電側のコイルユニット４に適用した例について説明したが、送電側のコイルユニット３にも適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 非接触充電システム、２ 車両、３，４，４Ａ，４Ｂ コイルユニット、５ バッテリ、６ フロアパネル、９ 電源、１０ 送電コイル、１１ａ，１１ｂ，１６ａ，１６ｂ 共振キャパシタ、１２，１７ フィルタ、１３ インバータ、１５，１５Ａ，１５Ｂ 受電コイル、１８ 整流器、１９，１９Ａ 中空部、２０ 収容ケース、２１ 樹脂蓋、２２ 本体、２３ 保護シート、２４ ボビン、２５ フェライト、２６，２８，２８Ａ，２８Ｂ 金属板、２７ シール部材、３０ 底板、３１，５１ 周壁、３２ 枠壁、３４ コイル収容空間、３５ 機器収容空間、３７ 支持壁、３８ コイル溝、３９ 分割フェライト板、４２ 凹部、４３，４４ 貫通孔、４５ コイル線、５０ 天板、５２ 冷却板、５３ 区画壁、５４，５４Ａ，５６，５６Ａ，５８Ａ，５９Ａ 配線、５５，５５Ａ，５７，５７Ａ 湾曲部、６０，６０Ａ，６１，６１Ａ，６１Ｂ 端子、６２，６３ 端部、６５ 導線、６６ 絶縁被膜、６７ 基板、６８，６９，８２，８３ 外部端子、７０，７０Ａ，７３，７３Ａ 接続部、７１，７１Ａ，７４，７４Ａ 張出部、７２，７５ 挿入孔、８０，８１ キャパシタ素子、８５ 下面、８６ 上面、９０，９１ ピン端子、９３，９４ ナット、９５，９６ 長辺部、９７，９８ 端辺部、１００ 金属機器、Ｄ１，Ｄ２ 延在方向、Ｌ１Ａ，Ｌ１，Ｌ２Ａ，Ｌ２，Ｌ２１ 距離、Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ１，Ｐ２Ｂ，Ｐ２Ａ，Ｐ２ 部分、Ｗ 幅方向。

Claims (3)

1. 巻回軸線の周囲を取り囲むようにコイル線が巻回されており、中央部に中空部が形成されたコイルと、
   前記コイルに接続された機器と
   を備えたコイルユニットであって、
   前記コイル線は、導線と、前記導線を被覆する絶縁被膜とを含み、
   前記コイルは、
   前記コイルの第１端部に形成されており、前記絶縁被膜から露出した導電性の第１端子と、
   前記コイルの第２端部に形成されており、前記絶縁被膜から露出した導電性の第２端子とを含み、
   前記コイルの前記第１端部側に位置する部分と、前記第２端部側に位置する部分とは、前記中空部に引き出されており、
   前記第１端子は、前記機器に設けられた外部端子に接続される接続部と、前記接続部から張り出すと共に前記導線に接続された張出部とを含み、
   前記張出部は、前記接続部から離れるにつれて、前記第２端子から離れるように形成された、コイルユニット。
2. 前記コイルユニットは、内部に電気機器が収容された金属製の収容部をさらに備え、
   前記収容部は、前記コイルと隣り合う位置に設けられており、
   前記コイルのうち前記収容部側に位置する部分を第１部分とし、前記巻回軸線に対してと前記第１部分と反対側に位置する部分を第２部分とすると、
   前記第１部分の巻回回数は、前記第２部分の巻回回数よりも多い、請求項１に記載のコイルユニット。
3. 前記コイルユニットの外部において、前記コイルユニットと隣り合う位置に金属部材が設けられており、
   前記コイルのうち前記金属部材側に位置する部分を第３部分とし、前記巻回軸線に対してと前記第３部分と反対側に位置する部分を第４部分とすると、
   前記第３部分の巻回回数は、前記第４部分の巻回回数よりも多い、請求項１に記載のコイルユニット。