JP2022117840A - コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム - Google Patents
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Abstract
【課題】製造工程におけるコイルユニットの放熱性の低下を、より確実に抑制することができるコイルユニットを提供する。【解決手段】第1軸周りに導体が巻回されるコイルと、前記導体が巻回される巻芯部と、前記第1軸の軸方向における前記巻芯部の両端部のうちの少なくとも一方の第1端部に設けられた第1鍔部とを有するボビンと、前記コイルと前記ボビンとを収容する筐体と、前記筐体内の少なくとも一部に充填される樹脂と、を備え、前記コイルは、前記第1軸の軸方向から前記第1鍔部を見た場合、前記第1鍔部の輪郭内に含まれており、前記第1鍔部には、前記第1軸の軸方向から前記第1鍔部を見た場合における前記コイルの外周縁と前記第1鍔部の輪郭との間に第1開孔が形成されている、コイルユニット。【選択図】図2
Description
本発明は、コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システムに関する。
磁界を介したワイヤレス電力伝送により電力の送電又は受電を行うコイルユニットに関する技術の研究、開発が行われている。なお、本明細書において、ワイヤレス電力伝送は、ワイヤレスによる電力の伝送のことである。
コイルユニット内には、放熱性を向上させるため、樹脂が充填されることがある。コイルユニット内に樹脂を充填する場合、樹脂が空気を巻き込むことがある。コイルユニット内において、空気を巻き込んだまま樹脂が固まると、樹脂内において気泡が形成される。樹脂内に形成された気泡は、コイルユニット内において熱の伝導を阻害する。その結果、樹脂内に形成された気泡は、コイルユニットの放熱性を低下させてしまうことがある。このような事情から、コイルユニットは、充填された樹脂に巻き込まれた空気が樹脂から抜け出易い構造を有していることが望ましい。換言すると、コイルユニットは、充填される樹脂についての脱泡性が高い構造を有することが望ましい。
これに関し、コイルが巻回される巻芯部と、コイルの巻回軸の軸方向における巻芯部の両端部に設けられた鍔部とを有するボビンであって、コイルの巻回軸の軸方向からボビンを見た場合において、鍔部が有する領域のうちのコイルと重なっている領域内に開孔が形成されているボビンが知られている(特許文献1参照)。
特許文献1に記載されたようなボビンに巻回されたコイルを備えるコイルユニットでは、当該コイルユニット内に樹脂が充填された場合、樹脂が巻き込んだ空気は、ボビンの鍔部に形成された開孔から樹脂の外へ抜け出る。このため、当該コイルユニットは、製造工程において放熱性が低下してしまうことを抑制することができる。しかしながら、当該コイルユニットでは、前述した通り、当該コイルの巻回軸の軸方向から当該ボビンを見た場合において、当該ボビンの鍔部が有する領域のうちのコイルと重なっている領域内に開孔が形成されている。このため、当該コイルユニットでは、樹脂が巻き込んだ空気が樹脂から抜け出ていくことを、当該コイルが阻害してしまう場合がある。その結果、当該コイルユニットは、樹脂が巻き込んだ空気が樹脂内から抜け出ず、製造工程における放熱性の低下を抑制することができない場合があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、製造工程におけるコイルユニットの放熱性の低下を、より確実に抑制することができるコイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システムを提供することを課題とする。
本発明の一態様は、第1軸周りに導体が巻回されるコイルと、前記導体が巻回される巻芯部と、前記第1軸の軸方向における前記巻芯部の両端部のうちの少なくとも一方の第1端部に設けられた第1鍔部とを有するボビンと、前記コイルと前記ボビンとを収容する筐体と、前記筐体内の少なくとも一部に充填される樹脂と、を備え、前記コイルは、前記第1軸の軸方向から前記第1鍔部を見た場合、前記第1鍔部の輪郭内に含まれており、前記第1鍔部には、前記第1軸の軸方向から前記第1鍔部を見た場合における前記コイルの外周縁と前記第1鍔部の輪郭との間に第1開孔が形成されている、コイルユニットである。
本発明によれば、製造工程におけるコイルユニットの放熱性の低下を、より確実に抑制することができる。
<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。ここで、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線のことを意味し、これらの導線から他の回路へと接続される引き出し線としての導線を含んでいない。しかしながら、当該コイルは、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線から他の回路へと接続される引き出し線としての導線を含む構成であってもよい。また、本明細書において参照する複数の図のうちの一部の図に示した三次元座標系TCは、各図における方向を示す三次元直交座標系である。以下では、説明の便宜上、三次元座標系TCにおけるX軸を、単にX軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、三次元座標系TCにおけるY軸を、単にY軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、三次元座標系TCにおけるZ軸を、単にZ軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、Z軸の正方向を上又は上方向と称し、Z軸の負方向を下又は下方向と称して説明する。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、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線のことを意味し、これらの導線から他の回路へと接続される引き出し線としての導線を含んでいない。しかしながら、当該コイルは、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線から他の回路へと接続される引き出し線としての導線を含む構成であってもよい。また、本明細書において参照する複数の図のうちの一部の図に示した三次元座標系TCは、各図における方向を示す三次元直交座標系である。以下では、説明の便宜上、三次元座標系TCにおけるX軸を、単にX軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、三次元座標系TCにおけるY軸を、単にY軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、三次元座標系TCにおけるZ軸を、単にZ軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、Z軸の正方向を上又は上方向と称し、Z軸の負方向を下又は下方向と称して説明する。
<ワイヤレス電力伝送システムの構成>
以下、図1を参照し、ワイヤレス電力伝送システム1の構成について説明する。図1は、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。
以下、図1を参照し、ワイヤレス電力伝送システム1の構成について説明する。図1は、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。
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。
ワイヤレス送電装置10は、送電ユニット11と、送電コイルユニット12を備える。一方、ワイヤレス受電装置20は、受電コイルユニット21と、受電ユニット22を備える。そして、ワイヤレス受電装置20は、負荷と接続可能である。負荷は、電力の需要状態(貯蔵状態又は消費状態)に応じて、等価抵抗値が時間とともに変わる抵抗負荷である。図1に示した例では、ワイヤレス受電装置20は、このような負荷として、移動体に搭載されたバッテリーと接続されている。移動体は、例えば、AGV(Automated Guided vehicle;無人搬送車)である。なお、移動体は、AGVに代えて、電気により制御される他の装置であってもよい。また、ワイヤレス受電装置20は、当該バッテリーに代えて、移動体に搭載されたモーターに接続される構成であってもよく、他の負荷に接続される構成であってもよい。また、ワイヤレス受電装置20は、負荷を備える構成であってもよい。
送電ユニット11は、送電コイルユニット12に接続されている。また、送電ユニット11は、送電ユニット11と別体の電源と接続される。送電ユニット11は、当該電源から入力される交流電圧を所望の電圧値の直流電圧に変換する。送電ユニット11は、変換した直流電圧を駆動周波数の交流電圧に変換する。そして、送電ユニット11は、駆動周波数の交流電圧を送電コイルユニット12に供給する。ここで、当該電源は、例えば、外部の商用電源等である。
送電ユニット11は、例えば、AC(Alternating Current)/DC(Direct Current)コンバータ、インバータ等を備える。ここで、当該インバータは、複数の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等により構成される。なお、送電ユニット11は、AC/DCコンバータに代えて、交流電圧を所望の電圧値の直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。当該他の回路は、整流平滑回路とPFC(Power Factor Correction)回路とを組み合わせた回路であってもよく、当該整流平滑回路とスイッチング回路とを組み合わせた回路であってもよい。当該整流平滑回路は、交流電圧を整流して直流電圧に変換する回路である。当該PFC回路は、力率改善を行う回路である。当該スイッチング回路は、スイッチングコンバータ等である。また、送電ユニット11は、当該インバータに代えて、直流電圧を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。
送電コイルユニット12は、送電コイルL1を備える。
送電コイルL1は、ワイヤレス電力伝送用のアンテナとして機能するコイルである。すなわち、送電コイルL1は、送電ユニット11から供給される交流電圧に応じて交流磁界を発生させる。これにより、送電コイルユニット12は、送電コイルL1を介した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。また、送電コイルL1は、所定の第1軸AX1周りに導体が巻き回されるコイルである。第1軸AX1は、仮想的な軸であり、送電コイルL1の巻回軸である。なお、図1では、図を簡略化するため、第1軸AX1を省略している。また、図1では、図を簡略化するため、送電コイルL1が直方体形状の物体として描かれている。
ここで、送電コイルL1として巻回される導線は、例えば、リッツ線である。リッツ線は、銅、アルミニウム等からなる導線である。なお、送電コイルL1として巻回される導線は、リッツ線に代えて、他の素材により構成された導線であってもよい。
送電コイルL1は、ワイヤレス電力伝送によって受電コイルユニット21に電力を送電する場合において、受電コイルユニット21と向き合うように設置される。図1に示した例では、送電コイルL1は、当該場合において、移動体が有する面のうち受電コイルユニット21が搭載された面と向かい合うように、送電コイルユニット12内に設置されている。また、当該例では、送電コイルL1を備えた送電コイルユニット12は、送電ユニット11とともに地面Gの上に設置されている。ただし、当該例では、送電ユニット11と送電コイルユニット12とは、別体である。なお、送電ユニット11と送電コイルユニット12とは、一体に構成されてもよい。
なお、実施形態では、ワイヤレス送電装置10を制御する制御回路は、ワイヤレス送電装置10とワイヤレス受電装置20との間で行われるワイヤレス電力伝送を制御する。当該制御回路は、当該ワイヤレス電力伝送を制御可能な回路であれば、如何なる回路であってもよい。このため、実施形態では、ワイヤレス送電装置10を制御する制御回路についての説明を省略する。
受電コイルユニット21は、受電コイルL2を備える。受電コイルL2は、ワイヤレス電力伝送用のアンテナとして機能するコイルである。すなわち、受電コイルユニット21は、受電コイルL2を介したワイヤレス電力伝送によって電力をワイヤレス送電装置10から受電する。そして、受電コイルL2は、受電した電力に応じた交流電圧を、受電ユニット22に供給する。受電コイルL2は、所定の第2軸AX2周りに導体が巻き回されるコイルである。第2軸AX2は、仮想的な軸であり、受電コイルL2の巻回軸である。なお、図1では、図を簡略化するため、第2軸AX2を省略している。また、図1では、図を簡略化するため、受電コイルL2が直方体形状の物体として描かれている。
受電コイルL2として巻回される導線は、例えば、リッツ線である。なお、受電コイルL2として巻回される導線は、リッツ線に代えて、他の素材により構成された導線であってもよい。
受電コイルL2は、ワイヤレス電力伝送によって送電コイルユニット12から電力を受電する場合において、送電コイルユニット12と向き合うように設置される。図1に示した例では、受電コイルL2は、当該場合において、地面Gの上に設置された送電コイルユニット12の送電コイルL1と向かい合うように、移動体の側面に設置されている。また、当該例では、受電コイルL2を備えた受電コイルユニット21は、受電ユニット22とともに移動体の側面に設置されている。ただし、当該例では、受電コイルユニット21と受電ユニット22とは、別体である。なお、受電コイルユニット21と受電ユニット22とは、一体に構成されてもよい。また、受電コイルユニット21は、移動体の底面に設置される構成であってもよい。
受電ユニット22は、受電コイルユニット21に接続される。また、実施形態では、受電ユニット22は、負荷(図1に示した例では、移動体)と接続される。また、受電ユニット22は、受電コイルL2から供給される交流電圧を整流して直流電圧に変換する。受電ユニット22は、負荷と接続されている場合、変換した直流電圧を負荷に供給する。なお、ワイヤレス受電装置20では、受電ユニット22は、充電回路を介して負荷と接続される構成であってもよい。
受電ユニット22は、例えば、整流回路、平滑化回路等を備える。ここで、当該整流回路は、交流電圧を整流する回路である。また、当該平滑化回路は、当該整流回路により整流された電圧を平滑化して直流電圧に変換する回路である。なお、受電ユニット22は、当該整流回路、当該平滑化回路に加えて、過電圧防止回路等の他の回路を備える構成であってもよい。
なお、実施形態では、ワイヤレス受電装置20を制御する制御回路は、ワイヤレス送電装置10とワイヤレス受電装置20との間で行われるワイヤレス電力伝送を制御する。当該制御回路は、当該ワイヤレス電力伝送を制御可能な回路であれば、如何なる回路であってもよい。このため、実施形態では、ワイヤレス受電装置20を制御する制御回路についての説明を省略する。
ここで、実施形態では、送電コイルユニット12の構成は、受電コイルユニット21の構成と同じ構成であってもよく、受電コイルユニット21の構成と異なる構成であってもよい。以下では、一例として、送電コイルユニット12の構成が、受電コイルユニット21の構成と同じ構成である場合について説明する。そして、以下では、説明の便宜上、送電コイルユニット12と受電コイルユニット21とを区別する必要がない限り、まとめてコイルユニットCUと称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、送電コイルL1と受電コイルL2とを区別する必要がない限り、まとめてコイルLと称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、送電コイルL1の巻回軸である第1軸AX1と、受電コイルL2の巻回軸である第2軸AX2とを区別する必要が無い限り、まとめて巻回軸AXと称して説明する。
<コイルユニットの構成>
以下、図2及び図3を参照し、コイルユニットCUの構成について説明する。
以下、図2及び図3を参照し、コイルユニットCUの構成について説明する。
図2は、実施形態に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す断面斜視図である。より具体的には、図2は、巻回軸AXを含む平面に沿ってコイルユニットCUを切断した場合における断面斜視図である。図3は、実施形態に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す上面図である。換言すると、図3は、図2に示したコイルユニットCUの上面図である。なお、図2及び図3では、巻回軸AXがZ軸と平行となるようにコイルユニットCUが描かれている。
コイルユニットCUは、コイルLと、筐体BXと、ボビンBNと、樹脂RSを備える。なお、図2では、コイルユニットCU内の構成を明確にするため、筐体BXとコイルLとボビンBNとの3つの部材以外の部材について省略されている。このため、コイルユニットCUは、コイルLと筐体BXとボビンBNとに加えて、当該3つの部材以外の他の部材を備える構成であってもよく、当該他の部材を備えない構成であってもよい。コイルユニットCUが当該他の部材を備える場合、当該他の部材としては、例えば、共振回路を構成するコンデンサ、コイルLの磁気的結合を強くする磁性体、コイルL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、各種の回路素子が設けられた基板等が挙げられる。また、図3では、コイルユニットCU内の様子を明確に示すため、樹脂RSが省略されている。
筐体BXは、コイルユニットCUの筐体である。筐体BXは、コイルユニットCU内に設けられる各部材が収容される凹部を有する収容部と、当該凹部を塞ぐ蓋部との2つの部材により構成される。しかしながら、図2及び図3では、コイルユニットCU内の構成を明確にするため、当該蓋部について省略されている。また、図2及び図3では、当該凹部は、Z軸の正方向、すなわち、上方向に向かって開いている。このため、図2及び図3では、当該蓋部が省略されているため、当該凹部と当該蓋部とによって形成される空間内が描かれている。当該空間は、コイルユニットCU内に設けられる各部材が収容される空間である。
ボビンBNは、導体がコイルLとして巻回されたボビンのことである。換言すると、ボビンBNは、コイルLが巻回されたボビンのことである。ボビンBNは、巻芯部BN0と、第1鍔部BN1と、第2鍔部BN2を有する。なお、ボビンBNは、第2鍔部BN2を有さない構成であってもよい。
巻芯部BN0は、ボビンBNが有する部分のうち、コイルLを構成する導体が巻回される部分のことである。
第1鍔部BN1は、巻芯部BN0の第1端部に設けられたフランジ状の部材である。第1端部は、コイルLの巻回軸AXの軸方向における巻芯部BN0の両端部のうちの一方の端部のことである。図2に示した例では、第1端部は、コイルLの巻回軸AXの軸方向における巻芯部BN0の両端部のうち、図2において図示しない蓋部(すなわち、筐体BXの蓋部)側に位置する端部である。換言すると、当該例では、第1端部は、コイルLの巻回軸AXの軸方向における巻芯部BN0の両端部のうちの上側の端部のことである。
第1鍔部BN1の輪郭は、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、コイルLの外周縁よりも外側に拡がっている。このため、当該場合、第1鍔部BN1の輪郭内には、コイルLが含まれている。換言すると、コイルLは、当該場合、第1鍔部BN1の輪郭内に含まれている。ここで、図3に示した領域R1は、当該場合におけるコイルLの外周縁と第1鍔部BN1の輪郭との間の領域の一例を示す。また、図3に示した領域R2は、当該場合における第1鍔部BN1上の領域のうちのコイルLと重なっている領域の一例を示す。図3に示した例では、当該場合における第1鍔部BN1の輪郭は、コイルLの外周縁と重なる部分を有していない。なお、当該場合における第1鍔部BN1の輪郭の一部は、コイルLの外周縁と重なる構成であってもよい。
巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合におけるコイルLの外周縁と第1鍔部BN1の輪郭との間の領域(すなわち、領域R1)には、1つ以上の第1開孔H1が形成されている。すなわち、図2に示した領域R1には、1つ以上の第1開孔H1が形成されている。図3に示した例では、領域R1には、8つの第1開孔H1が形成されている。これら8つの第1開孔H1は、巻回軸AXの軸方向に第1鍔部BN1を貫く開孔である。なお、図2及び図3に示した例では、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合における第1開孔H1の形状は、円形状であるが、矩形状等の他の形状であってもよい。また、8つの第1開孔H1のうちの一部又は全部は、巻回軸AXの軸方向と非平行な方向に第1鍔部BN1を貫く開孔であってもよい。
ここで、図2及び図3に示した例では、8つの第1開孔H1それぞれの輪郭内の領域は、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、コイルLと重なっていない。これにより、コイルユニットCUの筐体BX内では、筐体BX内の空間のうち、第1鍔部BN1の下面より下側の空間内に充填された樹脂RSに巻き込まれた空気は、樹脂RSが固まる前に、コイルLに阻害されることなく第1開孔H1を通って樹脂RS内から抜け出ていくことができる。その結果、コイルユニットCUは、製造工程におけるコイルユニットCUの放熱性の低下を、より確実に抑制することができる。
第2鍔部BN2は、巻芯部BN0の第2端部に設けられたフランジ状の部材である。第2端部は、コイルLの巻回軸AXの軸方向における巻芯部BN0の両端部のうち第1端部と反対側の端部のことである。図2に示した例では、第2端部は、コイルLの巻回軸AXの軸方向における巻芯部BN0の両端部のうち、図2において図示しない蓋部(すなわち、筐体BXの蓋部)と反対側に位置する端部である。換言すると、当該例では、第2端部は、コイルLの巻回軸AXの軸方向における巻芯部BN0の両端部のうちの下側の端部のことである。
第2鍔部BN2の構成は、第1鍔部BN1と同様の構成であってもよく、第1鍔部BN1と異なる構成であってもよい。例えば、第2鍔部BN2の構成が第1鍔部BN1の構成と同じ構成であった場合、第2鍔部BN2は、巻回軸AXの軸方向から第2鍔部BN2を見た場合、第2鍔部BN2の輪郭内には、コイルLが含まれている。換言すると、コイルLは、当該場合、第2鍔部BN2の輪郭内に含まれている。そして、第2鍔部BN2には、当該場合におけるコイルLの外周縁と第2鍔部BN2の輪郭との間に1つ以上の図示しない第2開孔H2が形成されていてもよい。1つ以上の第2開孔H2は、第2鍔部BN2を巻回軸AXの軸方向に貫く開孔である。第2鍔部BN2に1つ以上の第2開孔H2が形成される場合、コイルユニットCUは、第1鍔部BN1の下面より下側の空間内に充填された樹脂RSに巻き込まれた空気についての脱泡性を更に向上させることができる。
樹脂RSは、筐体BX内の少なくとも一部に充填される。より具体的には、樹脂RSは少なくとも、筐体BX内の空間のうち、第1鍔部BN1の下面よりも下側の空間内に充填される。換言すると、樹脂RSは少なくとも、筐体BX内の空間のうち、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルL側の面よりもコイルL側の空間内に充填される。これにより、コイルユニットCUは、コイルLから発生する熱を樹脂RSによって放散させることができる。このような樹脂RSによるコイルユニットCUの放熱性をより向上させるため、樹脂RSは、ボビンBNの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する樹脂であることが望ましい。なお、樹脂RSは、ボビンBNの熱伝導率以下の熱伝導率を有する樹脂であってもよい。図1に示した例では、樹脂RSは、コイルL等の各部材が配置された筐体BX内の空間の全体に充填されている。
以上のように、コイルユニットCUは、巻回軸AX周りに導体が巻回されるコイルLと、コイルLを構成する導体が巻回される巻芯部BN0と、巻回軸AXの軸方向における巻芯部BN0の両端部のうちの少なくとも一方の第1端部に設けられた第1鍔部BN1とを有するボビンBNと、コイルLとボビンBNとを収容する筐体BXと、筐体BX内の少なくとも一部に充填される樹脂RSと、を備え、コイルLは、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、第1鍔部BN1の輪郭内に含まれており、第1鍔部BN1には、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合におけるコイルLの外周縁と第1鍔部BN1の輪郭との間に第1開孔H1が形成されている。これにより、コイルユニットCUは、製造工程におけるコイルユニットCUの放熱性の低下を、より確実に抑制することができる。
<実施形態の変形例1>
以下、実施形態の変形例1について説明する。実施形態の変形例1では、第1鍔部BN1上には、磁性体MBが配置される。
以下、実施形態の変形例1について説明する。実施形態の変形例1では、第1鍔部BN1上には、磁性体MBが配置される。
図4は、実施形態の変形例1に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す断面斜視図である。より具体的には、図4は、巻回軸AXを含む平面に沿ってコイルユニットCUを切断した場合における断面斜視図である。また、図4に示したコイルユニットCUは、図2に示したコイルユニットCUの変形例である。なお、図4では、巻回軸AXがZ軸と平行となるようにコイルユニットCUが描かれている。また、図4では、コイルユニットCU内の様子を明確に示すため、樹脂RSが省略されている。図4に示した例では、磁性体MBは、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルLと反対側の面上に配置されている。そして、当該例では、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、8つの第1開孔H1のそれぞれについて、第1開孔H1の輪郭内の領域の少なくとも一部は、磁性体MBと重なっていない。これにより、コイルユニットCUでは、磁性体MBは、樹脂RSに巻き込まれた空気が樹脂RSから抜け出ていくことを阻害しない。その結果、コイルユニットCUは、製造工程におけるコイルユニットCUの放熱性の低下を抑制しつつ、ワイヤレス電力伝送における送電コイルL1と受電コイルL2との間の磁気的結合を強くすることができる。なお、8つの第1開孔H1のうちの一部の第1開孔H1それぞれの輪郭内の領域は、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、全体が磁性体MBと重なっていてもよい。また、図4では、磁性体MBは、単一の磁性体として描かれている。しかしながら、磁性体MBは、複数の磁性体片を含む構成であってもよい。換言すると、磁性体MBは、複数の磁性体片によって構成されてもよい。
ここで、図4に示したように、第1鍔部BN1上に磁性体MBを配置する場合、コイルユニットCUでは、コイルLと磁性体MBとの間の絶縁性を確保する必要がある。これは、磁性体MBとコイルLとの間の絶縁性が確保されていない場合、磁性体MBとコイルLとの間において放電が発生することがあるためである。ボビンBNと接触している磁性体MBとコイルLとの間の絶縁性を確保する方法として、ボビンBNが有する部分のうち磁性体MBとコイルLとの間に位置する部分の厚みを厚くすることと、磁性体MBとコイルLとの間の沿面距離を長くすることとの2つの方法が知られている。磁性体MBとコイルLとの間の沿面距離は、ボビンBNの表面に沿って磁性体MBとコイルLとを繋ぐ仮想的な線のうち最も短い線の長さのことである。
従って、第1鍔部BN1上に磁性体MBを配置する場合、コイルユニットCUでは、ボビンBNが有する部分のうち磁性体MBとコイルLとの間に位置する部分の厚みを、最小放電抑制厚み以上の厚みに厚くする必要がある。最小放電抑制厚みは、ボビンBNが有する部分のうち磁性体MBとコイルLとの間に位置する部分の厚みのうち、コイルLと磁性体MBとの間の放電が起こらない最小の厚みのことである。また、当該場合、コイルユニットCUでは、磁性体MBとコイルLとの間の沿面距離を、最小放電抑制距離以上の距離に長くする必要がある。最小放電抑制距離は、磁性体MBとコイルLとの間の沿面距離のうち、コイルLと磁性体MBとの間の放電が起こらない最小の距離のことである。磁性体MBとコイルLとの間の沿面距離を最小放電抑制距離以上の距離に長くする方法としては、例えば、各第1開孔H1の位置を巻回軸AXから離す方法が挙げられる。
なお、コイルユニットCUにおいて磁性体MBとコイルLとの間の絶縁性を確保する方法として、コイルLとしてボビンBNに巻回される導体の絶縁被覆の厚みを、当該導体のボビンBNへの巻回による絶縁被覆の剥がれが起きない程度の厚みに厚くする方法を採用することもできる。この方法を採用する場合、ボビンBNが有する部分のうち磁性体MBとコイルLとの間に位置する部分の厚みは、最小放電抑制厚み未満の厚みであってもよい。また、当該場合、磁性体MBとコイルLとの間の沿面距離は、最小放電抑制距離未満の距離であってもよい。
また、第1鍔部BN1上に磁性体MBを配置する場合、樹脂RSは、磁性体MBの少なくとも一部を覆うように、筐体BX内に充填される。例えば、当該場合、樹脂RSは、巻回軸AXの軸方向における磁性体MBの下半分が樹脂内に埋まるように、コイルL等の各部材が配置された筐体BX内の空間に充填される。これにより、コイルユニットCUは、コイルユニットCU内において発生する熱を、より効果的に放散させることができる。
<実施形態の変形例2>
以下、実施形態の変形例2について説明する。実施形態の変形例2では、第1鍔部BN1上には、磁性体MBとともに、磁性体MBを支持する支持部STが設けられる。
以下、実施形態の変形例2について説明する。実施形態の変形例2では、第1鍔部BN1上には、磁性体MBとともに、磁性体MBを支持する支持部STが設けられる。
図5は、実施形態の変形例2に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す断面斜視図である。より具体的には、図5は、巻回軸AXを含む平面に沿ってコイルユニットCUを切断した場合における断面斜視図である。また、図5に示したコイルユニットCUは、図2に示したコイルユニットCUの変形例である。なお、図5では、巻回軸AXがZ軸と平行となるようにコイルユニットCUが描かれている。また、図5では、コイルユニットCU内の様子を明確に示すため、樹脂RSが省略されている。また、図5では、筐体BXの収容部の形状は、円筒形状ではなく、直方体形状である。また、図5では、磁性体MBの形状は、円柱形状ではなく、直方体形状である。また、図5では、第1鍔部BN1に形成された第1開孔H1の数は、8つより多い。しかしながら、図5では、8つより多い複数の第1開孔H1のうちの一部は、磁性体MBの後ろに位置している等の理由により、見えていない。また、図5では、磁性体MBは、直方体形状の複数の磁性体片を含む。換言すると、図5では、磁性体MBは、直方体形状の複数の磁性体片により構成されている。そして、このような磁性体MBは、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルLと反対側の面上に配置されている。また、磁性体MBは、第1鍔部BN1上に設けられた支持部STにより支持される。図5に示した例では、第1鍔部BN1上には、第1鍔部BN1の上面から上に向かって延伸する複数の平板状の部材が、複数の支持部STとして設けられている。そして、当該例では、これら複数の支持部STは、磁性体MBを構成する複数の磁性体片を取り囲むことにより、磁性体MBを支持している。なお、磁性体MBは、複数の磁性体片を含む構成に代えて、単一の磁性体片により構成されてもよい。
また、図5に示した例では、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、第1鍔部BN1に形成された複数の第1開孔H1のそれぞれについて、第1開孔H1の輪郭内の領域の少なくとも一部は、磁性体MBと重なっていない。これにより、コイルユニットCUでは、磁性体MBは、樹脂RSに巻き込まれた空気が樹脂RSから抜け出ていくことを阻害しない。その結果、コイルユニットCUは、製造工程におけるコイルユニットCUの放熱性の低下を抑制しつつ、ワイヤレス電力伝送における送電コイルL1と受電コイルL2との間の磁気的結合を強くすることができる。なお、これら複数の第1開孔H1のうちの一部の第1開孔H1それぞれの輪郭内の領域は、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、全体が磁性体MBと重なっていてもよい。
ここで、図5に示したように、第1鍔部BN1上に磁性体MBを配置する場合、コイルユニットCUでは、コイルLと磁性体MBとの間の絶縁性を確保する必要がある。コイルLと磁性体MBとの間の絶縁性を確保する方法については、実施形態の変形例1において説明済であるため、ここでの詳細な説明を省略する。
また、図5に示したように第1鍔部BN1上に磁性体MBを配置する場合も、樹脂RSは、実施形態の変形例1と同様に、磁性体MBの少なくとも一部を覆うように、筐体BX内に充填される。例えば、当該場合、樹脂RSは、巻回軸AXの軸方向における磁性体MBの下半分が樹脂内に埋まるように、コイルL等の各部材が配置された筐体BX内の空間に充填される。これにより、コイルユニットCUは、コイルユニットCU内において発生する熱を、より効果的に放散させることができる。
<実施形態の変形例3>
以下、実施形態の変形例3について説明する。実施形態の変形例3では、第1鍔部BN1に形成された8つの第1開孔H1のうちの少なくとも1つの輪郭内の領域は、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、一部がコイルLと重なる。
以下、実施形態の変形例3について説明する。実施形態の変形例3では、第1鍔部BN1に形成された8つの第1開孔H1のうちの少なくとも1つの輪郭内の領域は、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、一部がコイルLと重なる。
ここで、図6は、実施形態の変形例3に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す上面図である。より具体的には、図6に示したコイルユニットCUは、図3に示したコイルユニットCUの変形例である。なお、図6では、巻回軸AXがZ軸と平行となるようにコイルユニットCUが描かれている。また、図6では、コイルユニットCU内の様子を明確に示すため、樹脂RSが省略されている。図6に示した例では、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、8つの第1開孔H1のそれぞれについて、第1開孔H1の輪郭内の領域の一部が、コイルLと重なっている。これにより、コイルユニットCUは、設計の自由度を向上させることができるとともに、第1鍔部BN1に形成された第1開孔H1の位置を、巻回軸AXに近づけることができる。その結果、コイルユニットCUは、製造工程におけるコイルユニットCUの放熱性の低下を、より確実に抑制することができるとともに、小型化を図ることができる。
なお、図6に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、且つ、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置する場合、コイルユニットCU内では、コイルLと磁性体MBとの間の沿面距離を、前述の最小放電抑制距離以上の距離にすることが困難である。このため、図6に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、且つ、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置する場合、コイルユニットCUでは、コイルLとしてボビンBNに巻回される導体の絶縁被覆を、当該導体のボビンBNへの巻回による絶縁被覆の剥がれが起きない程度の厚みに厚くすることが望ましい。これにより、コイルユニットCUは、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置した場合であっても、コイルLと磁性体MBとの間の放電を抑制しつつ、製造工程におけるコイルユニットCUの放熱性の低下を抑制することができ、更に、小型化も図ることができる。
<実施形態の変形例4>
以下、実施形態の変形例4について説明する。実施形態の変形例4では、第1鍔部BN1に形成された8つの第1開孔H1のうちの少なくとも1つは、第1鍔部BN1に形成された切り欠きである。
以下、実施形態の変形例4について説明する。実施形態の変形例4では、第1鍔部BN1に形成された8つの第1開孔H1のうちの少なくとも1つは、第1鍔部BN1に形成された切り欠きである。
ここで、図7は、実施形態の変形例4に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す上面図である。より具体的には、図7に示したコイルユニットCUは、図3に示したコイルユニットCUの変形例である。なお、図7では、巻回軸AXがZ軸と平行となるようにコイルユニットCUが描かれている。また、図7では、コイルユニットCU内の様子を明確に示すため、樹脂RSが省略されている。図7に示した例では、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、8つの第1開孔H1のそれぞれについて、第1開孔H1が、第1鍔部BN1に形成された切り欠きになっている。換言すると、当該例では、当該場合、8つの第1開孔H1それぞれの内縁は、第1鍔部BN1の輪郭の一部を形成している。これにより、コイルユニットCUは、設計の自由度を向上させることができるとともに、第1鍔部BN1の強度の低下を抑制しつつ、樹脂RSの脱泡性を向上させることができる。
なお、図7に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、且つ、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置する場合、コイルユニットCU内では、コイルLと磁性体MBとの間の沿面距離を、前述の最小放電抑制距離以上の距離にすることができる。また、図7に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、且つ、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置する場合、コイルユニットCUでは、コイルLとしてボビンBNに巻回される導体の絶縁被覆を、当該導体のボビンBNへの巻回による絶縁被覆の剥がれが起きない程度の厚みに厚くすることもできる。これらにより、コイルユニットCUは、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置した場合であっても、コイルLと磁性体MBとの間の放電を抑制しつつ、製造工程におけるコイルユニットCUの放熱性の低下を抑制することができ、更に、小型化も図ることができる。
<実施形態の変形例5>
以下、実施形態の変形例5について説明する。実施形態の変形例5では、第1鍔部BN1に形成された8つの第1開孔H1のうちの少なくとも1つの輪郭は、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、コイルLの外周縁と接する。
以下、実施形態の変形例5について説明する。実施形態の変形例5では、第1鍔部BN1に形成された8つの第1開孔H1のうちの少なくとも1つの輪郭は、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、コイルLの外周縁と接する。
ここで、図8は、実施形態の変形例5に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す上面図である。より具体的には、図8に示したコイルユニットCUは、図3に示したコイルユニットCUの変形例である。また、図9は、実施形態の変形例5に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す断面斜視図である。より具体的には、図9は、巻回軸AXを含む平面に沿ってコイルユニットCUを切断した場合における断面斜視図である。また、図9に示したコイルユニットCUは、図2に示したコイルユニットCUの変形例である。なお、図8及び図9では、巻回軸AXがZ軸と平行となるようにコイルユニットCUが描かれている。また、図8及び図9では、コイルユニットCU内の様子を明確に示すため、樹脂RSが省略されている。図8及び図9に示した例では、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、8つの第1開孔H1のそれぞれについて、第1開孔H1の輪郭が、コイルLの外周縁と接している。これにより、コイルユニットCUは、設計の自由度を向上させることができるとともに、樹脂RSの脱泡性を確保しつつ、小型化を図ることができる。
なお、図8及び図9に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、且つ、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置する場合、コイルユニットCU内では、コイルLと磁性体MBとの間の沿面距離を、前述の最小放電抑制距離以上の距離にすることが困難である。このため、図8及び図9に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、且つ、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置する場合、コイルユニットCUでは、コイルLとしてボビンBNに巻回される導体の絶縁被覆を、当該導体のボビンBNへの巻回による絶縁被覆の剥がれが起きない程度の厚みに厚くすることが望ましい。これにより、コイルユニットCUは、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置した場合であっても、コイルLと磁性体MBとの間の放電を抑制しつつ、設計の自由度を向上させることができ、樹脂RSの脱泡性を確保でき、小型化を図ることができる。
<実施形態の変形例6>
以下、実施形態の変形例6について説明する。実施形態の変形例6では、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合において第1鍔部BN1が有する領域のうち、コイルLと重なる領域R1には、巻回軸AXの軸方向における厚みが第1厚みT1の領域と、巻回軸AXの軸方向における厚みが第1厚みT1よりも薄い第2厚みT2の領域とが含まれる。
以下、実施形態の変形例6について説明する。実施形態の変形例6では、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合において第1鍔部BN1が有する領域のうち、コイルLと重なる領域R1には、巻回軸AXの軸方向における厚みが第1厚みT1の領域と、巻回軸AXの軸方向における厚みが第1厚みT1よりも薄い第2厚みT2の領域とが含まれる。
ここで、図10は、実施形態の変形例6に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す断面斜視図である。より具体的には、図10は、巻回軸AXを含む平面に沿ってコイルユニットCUを切断した場合における断面斜視図である。また、図10に示したコイルユニットCUは、図2に示したコイルユニットCUの変形例である。なお、図10では、巻回軸AXがZ軸と平行となるようにコイルユニットCUが描かれている。また、図10では、コイルユニットCU内の様子を明確に示すため、樹脂RSが省略されている。図10に示した例では、領域R2には、巻回軸AXの軸方向における厚みが第2厚みT2の凹部C1が8個形成されている。なお、領域R2のうち凹部C1が形成されている領域以外の領域の当該軸方向における厚みは、第1厚みT1である。このように、コイルユニットCUでは、第1鍔部BN1に凹部C1が形成されることにより、コイルユニットCUの放熱性を向上させることができる。
なお、図10に示したコイルユニットCUでは、樹脂RSは、8個の凹部C1のうちの少なくとも1つの凹部C1の一部を覆うように、筐体BX内に充填される構成であってもよい。これにより、コイルユニットCUは、図10に示したコイルユニットCUの放熱性を、より確実に向上させることができる。
また、図10に示した例では、8個の凹部C1のそれぞれと巻回軸AXとの間の距離は、互いに同じ距離である。また、当該例では、8個の凹部C1のそれぞれは、互いに等間隔で巻回軸AXの周りに並んでいる。そして、当該例では、8個の凹部C1のそれぞれは、互いに繋がっていない。これにより、コイルユニットCUは、コイルユニットCUの放熱性を向上させつつ、第1鍔部BN1の強度が低下してしまうことを抑制することができる。なお、8個の凹部C1のうちの一部は、互いに繋がっている構成であってもよい。
また、図10に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、且つ、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置する場合、コイルユニットCU内では、コイルLと磁性体MBとの間の沿面距離を、前述の最小放電抑制距離以上の距離にすることができる。また、図10に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、且つ、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置する場合、コイルユニットCUでは、コイルLとしてボビンBNに巻回される導体の絶縁被覆を、当該導体のボビンBNへの巻回による絶縁被覆の剥がれが起きない程度の厚みに厚くすることもできる。これらにより、コイルユニットCUは、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置した場合であっても、コイルLと磁性体MBとの間の放電を抑制しつつ、コイルユニットCUの放熱性を、より確実に向上させることができる。
<実施形態の変形例7>
以下、実施形態の変形例7について説明する。実施形態の変形例7では、第1鍔部BN1は、巻回軸AXから離れる方向に向かって、厚みが薄くなる部分を有する。
以下、実施形態の変形例7について説明する。実施形態の変形例7では、第1鍔部BN1は、巻回軸AXから離れる方向に向かって、厚みが薄くなる部分を有する。
ここで、図11は、実施形態の変形例7に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す断面斜視図である。より具体的には、図11は、巻回軸AXを含む平面に沿ってコイルユニットCUを切断した場合における断面斜視図である。また、図11に示したコイルユニットCUは、図2に示したコイルユニットCUの変形例である。なお、図11では、巻回軸AXがZ軸と平行となるようにコイルユニットCUが描かれている。また、図11では、コイルユニットCU内の様子を明確に示すため、樹脂RSが省略されている。
図11に示した例では、第1鍔部BN1は、巻回軸AXから離れる方向に向かって放射状に、厚みが薄くなっている。これにより、コイルユニットCUは、コイルユニットCUの放熱性を、より確実に向上させることができる。なお、第1鍔部BN1は、巻回軸AXから近づく方向に向かって放射状に、厚みが薄くなる構成であってもよい。また、第1鍔部BN1の上面には、凹凸が形成されている構成であってもよい。
なお、図11に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、且つ、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置する場合、コイルユニットCU内では、コイルLと磁性体MBとの間の沿面距離を、前述の最小放電抑制距離以上の距離にすることができる。また、図11に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、且つ、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置する場合、コイルユニットCUでは、コイルLとしてボビンBNに巻回される導体の絶縁被覆を、当該導体のボビンBNへの巻回による絶縁被覆の剥がれが起きない程度の厚みに厚くすることもできる。これらにより、コイルユニットCUは、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置した場合であっても、コイルLと磁性体MBとの間の放電を抑制しつつ、コイルユニットCUの放熱性を、より確実に向上させることができる。
<実施形態の変形例8>
以下、実施形態の変形例8について説明する。実施形態の変形例8では、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルLと反対側の面上における第1開孔H1の輪郭内の領域の面積が、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルL側の面上における第1開孔H1の輪郭内の領域の面積と異なる。
以下、実施形態の変形例8について説明する。実施形態の変形例8では、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルLと反対側の面上における第1開孔H1の輪郭内の領域の面積が、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルL側の面上における第1開孔H1の輪郭内の領域の面積と異なる。
ここで、図12は、実施形態の変形例8に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す断面斜視図である。より具体的には、図12は、巻回軸AXを含む平面に沿ってコイルユニットCUを切断した場合における断面斜視図である。なお、図12では、巻回軸AXがZ軸と平行となるようにコイルユニットCUが描かれている。また、図12では、コイルユニットCU内の様子を明確に示すため、樹脂RSが省略されている。また、図12に示した第1開孔H11は、第1鍔部BN1に形成された8つの第1開孔H1のうちの1つである。
図12に示した例では、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルLと反対側の面上における第1開孔H11の輪郭内の領域の面積は、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルL側の面上における第1開孔H11の輪郭内の領域の面積と異なる。この一例において、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルLと反対側の面上における第1開孔H11の輪郭の形状は、円形状である。また、この一例において、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルL側の面上における第1開孔H11の輪郭の形状も、円形状である。これら2つの輪郭は、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、同心円を形成している。そして、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルLと反対側の面上における第1開孔H11の輪郭の直径は、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルL側の面上における第1開孔H11の輪郭の直径よりも大きい。その結果、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルLと反対側の面上における第1開孔H11の輪郭内の領域の面積は、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルL側の面上における第1開孔H11の輪郭内の領域の面積よりも大きい。また、図12に示した例では、第1鍔部BN1に形成された8つの第1開孔H1のうち第1開孔H11以外の7つの第1開孔H1は、このような第1開孔H11の構成と同様の構成を有する。これにより、コイルユニットCUは、第1開孔H1の位置を巻回軸AXに近づけつつ、コイルLと磁性体MBとの間の沿面距離を長くすることができる。すなわち、コイルユニットCUは、磁性体MBを備えることによってワイヤレス電力伝送における送電コイルL1と受電コイルL2との間の磁気的結合を強くでき、製造工程におけるコイルユニットCUの放熱性の低下を、より確実に抑制することができ、更に小型化を図ることができる。
ここで、図13は、図12に示した第1開孔H11の断面の拡大図である。図13に示したように、第1開孔H1の内周面は、巻回軸AXの軸方向に沿って第1鍔部BN1側から第2鍔部BN2側に近づくほど、第1開孔H1の中心軸に向かって近づいていく。すなわち、第1開孔H11の内周面には、巻回軸AXの軸方向に対して非平行な面が含まれている。これにより、コイルユニットCUでは、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルLと反対側の面上における第1開孔H11の輪郭内の領域の面積を、第1鍔部BN1が有する面のうちのコイルL側の面上における第1開孔H11の輪郭内の領域の面積よりも大きくすることができる。
なお、第1開孔H1の内周面は、巻回軸AXの軸方向に沿って第1鍔部BN1側から第2鍔部BN2側に近づくほど、第1開孔H1の中心軸から遠ざかっていく構成であってもよい。また、第1開孔H1の内周面は、凹凸を有する構成であってもよい。これらの場合も、コイルユニットCUは、コイルLと磁性体MBとの間の沿面距離を長くすることができる。
<実施形態の変形例9>
以下、実施形態の変形例9について説明する。実施形態の変形例9では、ボビンBNの巻芯部BN0には、巻回軸AXの軸方向に貫通する第3開孔H3が形成されている。そして、実施形態の変形例9では、第3開孔H3の内壁は、巻回軸AXの軸方向に沿って磁性体MBに近づくほど巻回軸AXから遠ざかっている。
以下、実施形態の変形例9について説明する。実施形態の変形例9では、ボビンBNの巻芯部BN0には、巻回軸AXの軸方向に貫通する第3開孔H3が形成されている。そして、実施形態の変形例9では、第3開孔H3の内壁は、巻回軸AXの軸方向に沿って磁性体MBに近づくほど巻回軸AXから遠ざかっている。
ここで、図14は、実施形態の変形例9に係るコイルユニットCUの構成の一例を示す断面斜視図である。より具体的には、図14は、巻回軸AXを含む平面に沿ってコイルユニットCUを切断した場合における断面斜視図である。なお、図14では、巻回軸AXがZ軸と平行となるようにコイルユニットCUが描かれている。また、図14では、コイルユニットCU内の様子を明確に示すため、樹脂RSが省略されている。そして、図14に示した例では、コイルユニットCUは、図4に示した構成例と同様に、第1鍔部BN1上に設けられる磁性体MBを備える。
第3開孔H3は、巻回軸AXの軸方向にボビンBNの巻芯部BN0を貫通する孔である。図14に示した例では、巻回軸AXの軸方向から第1鍔部BN1を見た場合、第3開孔H3の輪郭の形状は、円形状である。そして、当該例では、巻回軸AXは、第3開孔H3の中心を通る軸である。図14に示したように、第3開孔H3の内壁は、巻回軸AXの軸方向に沿って磁性体MBに近づくほど巻回軸AXから遠ざかっている。換言すると、第3開孔H3の内壁は、巻回軸AXの軸方向に沿って磁性体MBに近づくほど厚みが薄くなる薄肉状に形成されている。これにより、コイルユニットCUは、磁性体MBの熱が、ボビンBNを介して筐体BXの下面、すなわち、筐体BXの表面に伝わってしまうことを抑制することができる。なお、第3開孔H3の内壁は、巻回軸AXの軸方向に沿って磁性体MBに近づくほど巻回軸AXに近づく構成であってもよい。
なお、図14に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、コイルユニットCU内では、コイルLと磁性体MBとの間の沿面距離を、前述の最小放電抑制距離以上の距離にすることができる。また、図14に示したような構成をコイルユニットCUが有する場合、コイルユニットCUでは、コイルLとしてボビンBNに巻回される導体の絶縁被覆を、当該導体のボビンBNへの巻回による絶縁被覆の剥がれが起きない程度の厚みに厚くすることもできる。これらにより、コイルユニットCUは、磁性体MBを第1鍔部BN1上に配置した場合であっても、コイルLと磁性体MBとの間の放電を抑制しつつ、磁性体MBの熱がボビンBNを介して筐体BXの下面に伝わってしまうことを抑制することができる。
なお、上記において説明したコイルL、ボビンBN、磁性体MB、筐体BXそれぞれの形状は、一例に過ぎず、上記において説明したコイルユニットCUの機能を損なわない限り、如何なる形状であってもよい。
以上のように、実施形態に係るコイルユニット(上記において説明した例では、コイルユニットCU)は、第1軸(上記において説明した例では、巻回軸AX、第1軸AX1、第2軸AX2)周りに導体が巻回されるコイル(上記において説明した例では、コイルL、送電コイルL1、受電コイルL2)と、導体が巻回される巻芯部(上記において説明した例では、巻芯部BN0)と、第1軸の軸方向における巻芯部の両端部のうちの少なくとも一方の第1端部に設けられた第1鍔部(上記において説明した例では、第1鍔部BN1)とを有するボビン(上記において説明した例では、ボビンBN)と、コイルとボビンとを収容する筐体(上記において説明した例では、筐体BX)と、筐体内の少なくとも一部に充填される樹脂(上記において説明した例では、樹脂RS)と、を備え、コイルは、第1軸の軸方向から第1鍔部を見た場合、第1鍔部の輪郭内に含まれており、第1鍔部には、第1軸の軸方向から第1鍔部を見た場合におけるコイルの外周縁と第1鍔部の輪郭との間に第1開孔(上記において説明した例では、第1開孔H1)が形成されている。これにより、コイルユニットは、製造工程におけるコイルユニットの放熱性の低下を、より確実に抑制することができる。
また、コイルユニットでは、樹脂は、ボビンの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、ボビンは、第1軸の軸方向における巻芯部の両端部のうち第1端部と反対側の第2端部に設けられた第2鍔部(上記において説明した例では、第2鍔部BN2)を有し、コイルは、第1軸の軸方向から第2鍔部を見た場合、第2鍔部の輪郭内に含まれており、第2鍔部には、第1軸の軸方向から第2鍔部を見た場合におけるコイルの外周縁と第2鍔部の輪郭との間に第2開孔(上記において説明した例では、第2開孔H2)が形成されている、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、第1軸の軸方向から第1鍔部を見た場合、第1開孔の輪郭内の領域の一部は、コイルと重なっている、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、第1軸の軸方向から第1鍔部を見た場合、第1開孔の輪郭内の領域は、コイルと重なっていない、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、第1軸の軸方向から第1鍔部を見た場合、第1開孔の輪郭は、コイルの外周縁と接している、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、第1開孔は、第1鍔部に形成された切り欠きである、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、樹脂は少なくとも、筐体内の空間のうち、第1鍔部が有する面のうちのコイル側の面よりもコイル側の空間内に充填されている、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、第1軸の軸方向から第1鍔部を見た場合において第1鍔部が有する領域のうち、コイルと重なる第1領域(上記において説明した例では、領域R1)には、第1軸の軸方向における厚みが第1厚み(上記において説明した例では、第1厚みT1)の領域と、第1軸の軸方向における厚みが第1厚みよりも薄い第2厚み(上記において説明した例では、第2厚みT2)の領域とが含まれている、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、樹脂は、第2厚みの領域の少なくとも一部を覆っている、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、第1鍔部が有する面のうちのコイルと反対側の面上における第1開孔の輪郭内の領域の面積は、第1鍔部が有する面のうちのコイル側の面上における第1開孔の輪郭内の領域の面積と異なる、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、第1開孔の内周面には、第1軸の軸方向に対して非平行な面が含まれている、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、第1鍔部は、第1軸から離れる方向に向かって、厚みが薄くなる部分を有する、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットは、磁性体(上記において説明した例では、磁性体MB)を更に備え、磁性体は、第1鍔部が有する面のうちのコイルと反対側の面上に配置されており、第1軸の軸方向から第1鍔部を見た場合、第1開孔の輪郭内の領域の少なくとも一部は、磁性体と重なっていない、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、第1鍔部には、磁性体を支持する支持部(上記において説明した例では、支持部ST)が設けられている、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、磁性体は、複数の磁性体片を含む、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、樹脂は、磁性体の少なくとも一部を覆っている、構成が用いられてもよい。
また、コイルユニットでは、巻芯部には、第1軸の軸方向に貫通する第3開孔(上記において説明した例では、第3開孔H3)が形成されており、第3開孔の内壁は、第1軸の軸方向に沿って磁性体に近づくほど第1軸から遠ざかっている、構成が用いられてもよい。
以上、本発明の実施形態を、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。
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…送電ユニット、12…送電コイルユニット、20…ワイヤレス受電装置、21…受電コイルユニット、22…受電ユニット、AX…巻回軸、AX1…第1軸、AX2…第2軸、BN…ボビン、BN0…巻芯部、BN1…第1鍔部、BN2…第2鍔部、BX…筐体、C1…凹部、CU…コイルユニット、H1、H11…第1開孔、H2…第2開孔、H3…第3開孔、L…コイル、L1…送電コイル、L2…受電コイル、MB…磁性体、RS…樹脂、ST…支持部、TC…三次元座標系
Claims (21)
- 第1軸周りに導体が巻回されるコイルと、
前記導体が巻回される巻芯部と、前記第1軸の軸方向における前記巻芯部の両端部のうちの少なくとも一方の第1端部に設けられた第1鍔部とを有するボビンと、
前記コイルと前記ボビンとを収容する筐体と、
前記筐体内の少なくとも一部に充填される樹脂と、
を備え、
前記コイルは、前記第1軸の軸方向から前記第1鍔部を見た場合、前記第1鍔部の輪郭内に含まれており、
前記第1鍔部には、前記第1軸の軸方向から前記第1鍔部を見た場合における前記コイルの外周縁と前記第1鍔部の輪郭との間に第1開孔が形成されている、
コイルユニット。 - 前記樹脂は、前記ボビンの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する、
請求項1に記載のコイルユニット。 - 前記ボビンは、前記第1軸の軸方向における前記巻芯部の両端部のうち前記第1端部と反対側の第2端部に設けられた第2鍔部を有し、
前記コイルは、前記第1軸の軸方向から前記第2鍔部を見た場合、前記第2鍔部の輪郭内に含まれており、
前記第2鍔部には、前記第1軸の軸方向から前記第2鍔部を見た場合における前記コイルの外周縁と前記第2鍔部の輪郭との間に第2開孔が形成されている、
請求項1又は2に記載のコイルユニット。 - 前記第1軸の軸方向から前記第1鍔部を見た場合、前記第1開孔の輪郭内の領域の一部は、前記コイルと重なっている、
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。 - 前記第1軸の軸方向から前記第1鍔部を見た場合、前記第1開孔の輪郭内の領域は、前記コイルと重なっていない、
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。 - 前記第1軸の軸方向から前記第1鍔部を見た場合、前記第1開孔の輪郭は、前記コイルの外周縁と接している、
請求項5に記載のコイルユニット。 - 前記第1開孔は、前記第1鍔部に形成された切り欠きである、
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。 - 前記樹脂は少なくとも、前記筐体内の空間のうち、前記第1鍔部が有する面のうちの前記コイル側の面よりも前記コイル側の空間内に充填されている、
請求項1から7のうちいずれか一項に記載のコイルユニット。 - 前記第1軸の軸方向から前記第1鍔部を見た場合において前記第1鍔部が有する領域のうち、前記コイルと重なる第1領域には、前記第1軸の軸方向における厚みが第1厚みの領域と、前記第1軸の軸方向における厚みが前記第1厚みよりも薄い第2厚みの領域とが含まれている、
請求項1から8のうちいずれか一項に記載のコイルユニット。 - 前記樹脂は、前記第2厚みの領域の少なくとも一部を覆っている、
請求項9に記載のコイルユニット。 - 前記第1鍔部が有する面のうちの前記コイルと反対側の面上における前記第1開孔の輪郭内の領域の面積は、前記第1鍔部が有する面のうちの前記コイル側の面上における前記第1開孔の輪郭内の領域の面積と異なる、
請求項1から10のうちいずれか一項に記載のコイルユニット。 - 前記第1開孔の内周面には、前記第1軸の軸方向に対して非平行な面が含まれている、
請求項1から11のうちいずれか一項に記載のコイルユニット。 - 前記第1鍔部は、前記第1軸から離れる方向に向かって、厚みが薄くなる部分を有する、
請求項1から12のうちいずれか一項に記載のコイルユニット。 - 磁性体を更に備え、
前記磁性体は、前記第1鍔部が有する面のうちの前記コイルと反対側の面上に配置されており、
前記第1軸の軸方向から前記第1鍔部を見た場合、前記第1開孔の輪郭内の領域の少なくとも一部は、前記磁性体と重なっていない、
請求項1から13のうちいずれか一項に記載のコイルユニット。 - 前記第1鍔部には、前記磁性体を支持する支持部が設けられている、
請求項14に記載のコイルユニット。 - 前記磁性体は、複数の磁性体片を含む、
請求項14又は15に記載のコイルユニット。 - 前記樹脂は、前記磁性体の少なくとも一部を覆っている、
請求項14から16のうちいずれか一項に記載のコイルユニット。 - 前記巻芯部には、前記第1軸の軸方向に貫通する第3開孔が形成されており、
前記第3開孔の内壁は、前記第1軸の軸方向に沿って前記磁性体に近づくほど前記第1軸から遠ざかっている、
請求項14から17のうちいずれか一項に記載のコイルユニット。 - ワイヤレス電力伝送によってワイヤレス受電装置に電力を送電するワイヤレス送電装置であって、
請求項1から18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。 - ワイヤレス電力伝送によってワイヤレス送電装置から電力を受電するワイヤレス受電装置であって、
請求項1から18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。 - 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18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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021014570A JP2022117840A (ja) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2021014570A JP2022117840A (ja) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム |
Publications (1)
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JP2022117840A true JP2022117840A (ja) | 2022-08-12 |
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ID=82750561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2021014570A Pending JP2022117840A (ja) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2022117840A (ja) |
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2021
- 2021-02-01 JP JP2021014570A patent/JP2022117840A/ja active Pending
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