JP6111645B2 - コイル装置及びそれを用いたワイヤレス電力伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、コイル装置及びそれを用いたワイヤレス電力伝送システムに関するものである。

近年、電力伝送方法として、電源コードや送電ケーブルを用いないワイヤレス送電が注目されている。このワイヤレス送電技術としては、有力なものとして電磁誘導を用いた送電及び磁界の共鳴を用いた送電の２つの技術が知られている。

磁界の共鳴を用いたワイヤレス送電の手法は、電磁誘導を用いたワイヤレス送電の手法と比較して、大電力を長距離送電することができるという特徴がある。具体的には、数ｋＷの大電力を数ｍの距離送電できる。

ところで、ワイヤレスによる大電力送電を行った場合、電磁波の不要な輻射がコイル装置外部の空間中に発生してしまい、周辺の電子機器に悪影響を及ぼすという問題があった。

上記の問題点を解決するために、特許文献１では、２つの３回転巻部がそれぞれＥコアの２つの凹部に配置され、シールドがＥコア／巻部システムの周りを角度方向に包む構造によって、Ｅコア空気ギャップ（コイル間の空間）の周縁から出るフリンジ場（磁場）を、空気ギャップに隣接するシールド（電気伝導性材料）にぶつけて場を相殺する電流を流す事により、不要な輻射を低減する技術が提案されている。

特表２０１０−５１７３０９号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、シールドがＥコア／巻部システムの周りを角度方向に包む構造の為、給電部と受電部との間に空間を設けて電力伝送するワイヤレス送電に用いると、Ｅコア両端から発生する不要な輻射が空気ギャップの周縁に漏れてしまうという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、コイル装置の外部に発生する不要な輻射を低減させることと、不要な輻射を低減したワイヤレス電力伝送システムを提供することを目的とする。

本発明に係るコイル装置は、少なくとも、コイルとシールド部を備えるワイヤレス電力伝送用のコイル装置であって、シールド部は、少なくとも磁性体部及び導電体部を備え、磁性体部は、コイルと対向するように設けられた磁性体基部と、磁性体基部からコイルを囲むように構成された磁性体周縁部とを有し、導電体部は、磁性体基部のコイルと対向する面とは反対側の面に沿って設けられる導電体基部と、導電体基部から磁性体周縁部を囲むように構成された導電体周縁部とを有し、さらに導電体周縁部に連結され、コイルから遠ざかる方向に延びる導電体突出部を有する。

本発明によれば、シールド部は、少なくとも磁性体部及び導電体部を備えている。ここで、導電体部は、外部に漏れた磁束を吸収する作用がある。その結果、コイル装置外部に発生する、電磁波の不要な輻射を低減することができる。なお、外部に漏れた磁束を吸収する作用とは、導電体部に鎖交する磁束の渦電流効果により、当該磁束が相殺される現象のことを言う。

また、本発明に係るコイル装置は、導電体部が磁性体基部のコイルと対向する面とは反対側の面に沿って設けられる導電体基部と、導電体基部から磁性体周縁部を囲むように構成された導電体周縁部とを有し、さらに導電体周縁部に連結され、コイルから遠ざかる方向に延びる導電体突出部を有している。そのため、磁路を構成する磁性体部の磁性体周縁部の先端からコイル装置の外部へ放射状に漏れる磁束が、磁束の向きを遮るように配置された導電体突出部に鎖交することとなる。そして、導電体部に発生する渦電流で磁束が相殺され、外部に漏れた磁束が吸収される。その結果、コイル装置の外部に発生する電磁波の不要な輻射を低減することができる。

好ましくは、磁性体部は、磁性体周縁部に連結され、導電体突出部に沿って設けられる磁性体突出部をさらに備える。この場合、磁性体部が磁性体突出部を有することで、磁路の磁気抵抗が減少し、コイル間の結合が高まる。その結果、コイル間の電力伝送効率を向上させることができる。

より好ましくは、導電体部は、導電体突出部に連結される導電体延長部をさらに備え、導電体突出部と導電体延長部は異なる方向に延びる。この場合、シールド部の導電体突出部から回り込む磁束を遮るように導電体延長部を配置することにより、漏れ磁束をさらに吸収することができる。その結果、コイルから漏れる不要な輻射の低減効果を一層向上させることができる。

より好ましくは、シールド部のコイルと対向する面とは反対側に他のシールド部をさらに備え、他のシールド部は、導電体から構成される。この場合、シールド部では吸収しきれなかった磁束を遮るように他のシールド部を配置することにより、漏れ磁束をさらに吸収することができる。その結果、コイルから漏れる不要な輻射の低減効果をより一層向上させることができる。

本発明に係るワイヤレス電力伝送システムは、上記記載のコイル装置を給電側及び受電側のいずれか一方に備える。この場合、不要な輻射を低減したワイヤレス電力伝送システムを得ることができる。

好ましくは、上記記載のコイル装置を給電側及び受電側の他方に備え、給電側及び受電側の一方に備えられたコイル装置のコイル構成領域は、給電側及び受電側の他方に備えられたコイル装置のコイル構成領域よりも大きく、さらに給電側及び受電側の一方に備えられたシールド部を構成する領域は、給電側及び受電側の他方に備えられたシールド部を構成する領域よりも大きい。この場合、給電側及び受電側の他方に備えられたコイル装置のコイルから漏れる磁束を給電側及び受電側の一方に備えられたシールド部が遮ることにより、漏れ磁束を吸収することができる。その結果、コイルから漏れる不要な輻射の低減効果を向上させることができる。

本発明によれば、コイル装置の外部に発生する不要な輻射を低減させることができるとともに、不要な輻射を低減したワイヤレス電力伝送システムを得ることができる。

本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムのシステム構成図である。 本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 図２におけるＩ−Ｉ線に沿うワイヤレス電力伝送装置の構成を示す模式切断部端面図である。 本発明の第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 図４におけるＩＩ−ＩＩ線に沿うワイヤレス電力伝送装置の構成を示す模式切断部端面図である。 本発明の第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 図６におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うワイヤレス電力伝送装置の構成を示す模式切断部端面図である。 本発明の第４実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 図８におけるＩＶ−ＩＶ線に沿うワイヤレス電力伝送装置の構成を示す模式切断部端面図である。 本発明の第５実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムにおけるワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。 図１０におけるＶ−Ｖ線に沿うワイヤレス電力伝送装置の構成を示す模式切断部端面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１の全体構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１のシステム構成図である。

ワイヤレス電力伝送システムＳ１は、図１に示されるように、ワイヤレス電力伝送装置Ｌ１と、電源回路Ｄ１と、負荷回路Ｄ２とを含む。

ワイヤレス電力伝送装置Ｌ１は、ワイヤレス電力伝送用のコイル装置Ｌ１１、Ｌ１２から構成される。本実施形態において、コイル装置Ｌ１１は、ワイヤレス電力伝送システムにおける給電側に設けられて給電部を構成し、コイル装置Ｌ１２は、ワイヤレス電力伝送システムにおける受電側に設けられて受電部を構成している。これら給電部と受電部との間でワイヤレスにて電力の送受電が行われる。

電源回路Ｄ１は、コイル装置Ｌ１１に交流電力を供給する。電源回路Ｄ１としては、交流電力を出力する回路構成であれば特に制限されず、例えば、電源、ＤＣ−ＤＣコンバータ、インバータなどから構成される。

負荷回路Ｄ２は、コイル装置Ｌ１２から交流電力が供給される。負荷回路Ｄ２としては、整流器、ＤＣ−ＤＣコンバータ、二次電池などから構成される。

続いて、図２及び図３を参照して、本発明の第１実施形態に係るコイル装置Ｌ１１、Ｌ１２の構成について詳細に説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ１におけるワイヤレス電力伝送装置Ｌ１の斜視図である。図３は、図２におけるＩ−Ｉ線に沿うワイヤレス電力伝送装置Ｌ１の構成を示す模式切断部端面図である。

ワイヤレス電力伝送装置Ｌ１は、コイル装置Ｌ１１、Ｌ１２を有する。コイル装置Ｌ１１は、コイル１０と、シールド部３０とを含む。コイル装置Ｌ１２は、コイル２０と、シールド部６０とを有する。コイル１０とコイル２０とが、その間に距離を空けて配置されるとともに、コイル同士が対向することによりワイヤレスにて電力の送受電が行われる。

コイル１０は、コイル装置Ｌ１１がワイヤレス電力伝送システムにおける給電側に設けられて給電部を構成する場合、地中または地面近傍に配設される。ここで、コイル１０は、コイル２０との電力伝送効率を高めるため、コイル１０とコイル２０との結合度が大きくなるように、巻数が適宜設定される。コイル１０の形状は特に制限されず、例えば、コイル１０とコイル２０の対向方向から見て、略円形形状、略多角形形状などが挙げられる。なお、コイルの占める面積を大きくするという観点から、略多角形形状を採用すると好ましい。

コイル２０は、コイル装置Ｌ１２がワイヤレス電力伝送システムにおける受電側に設けられて受電部を構成する場合、コイル１０からの電力を受電可能に構成され、好ましくはコイル１０と同軸上に配設される。ここで、コイル２０は、コイル１０との電力伝送効率を高めるため、コイル１０とコイル２０との結合度が大きくなるように、巻数が適宜設定される。コイル２０の形状は特に制限されず、例えば、コイル１０とコイル２０の対向方向から見て、略円形形状、略多角形形状などが挙げられる。なお、コイルの占める面積を大きくするという観点から、略多角形形状を採用すると好ましい。

コイル装置Ｌ１１のコイル１０を構成する領域（コイル構成領域）は、コイル装置Ｌ１２のコイル２０を構成する領域（コイル構成領域）よりも大きい。具体的には、コイル１０とコイル２０が同軸上に配置された場合、コイル１０とコイル２０の対向方向から見て、コイル１０の外輪郭は、コイル２０の外輪郭より外側に位置している。

シールド部３０は、コイル１０のコイル２０と対向する面とは反対側に設けられている。シールド部３０は、磁性体部４０と導電体部５０を有する。具体的には、コイル１０とコイル２０との対向方向において、コイル２０からコイル１０に向かう方向で、コイル１０、磁性体部４０、導電体部５０の順で設けられている。ここで、磁性体部４０と導電体部５０とは、接触して配置される必要はなく、その間に空隙または絶縁体を設けてもよい。

磁性体部４０は、磁性体から構成され、磁路の磁気抵抗を減らし、コイル間の磁気的な結合を高める作用を有する。磁性体としては、例えばセンダスト、ＭｎＺｎフェライト、パーマロイなどが挙げられる。磁性体の透磁率及び電気抵抗は高ければ高いほど好ましく、これらの中では、特にＭｎＺｎフェライトが好ましい。磁性体部４０は、磁性体基部４１と磁性体周縁部４２とをさらに有する。

磁性体基部４１は、コイル１０と対向するように設けられている。具体的には、コイル１０のコイル２０と対向する面とは反対側の面に沿って設けられている。本実施形態では、磁性体基部４１は、コイル１０とコイル２０との対向方向と直交する方向に沿って延びている。また、コイル１０とコイル２０の対向方向から見て、磁性体基部４１の外輪郭は、コイル１０の外輪郭よりも外側に位置している。

磁性体周縁部４２は、磁性体基部４１からコイル１０を囲むように構成されている。具体的には、磁性体基部４１の周縁端からコイル１０の周囲を囲むように延びている。言い換えると、磁性体周縁部４２は、磁性体基部４１に対して、コイル１０の方向に傾く勾配を有している。

磁性体周縁部４２の一方の縁部は、磁性体基部４１の外周縁に連結されている。磁性体周縁部４２の他方の縁部は、コイル１０とコイル２０との間、すなわち、磁性体基部４１から見て、コイル１０よりも磁性体周縁部４２の他方の縁部が高い位置（図示上方）に位置していてもよく、磁性体基部４１から見て、コイル１０と磁性体周縁部４２の他方の縁部が同じ位置に位置していてもよい。これにより、コイル１０は、磁性体基部４１と磁性体周縁部４２によって画定される空間内部に位置することとなる。

導電体部５０は、導電体から構成され、電磁波を吸収する作用を有する。導電体としては、例えばアルミニウム、銅、銀などが挙げられる。導電体は、非磁性でも良く、その導電率は高ければ高いほど好ましい。導電体部５０は、導電体基部５１と、導電体周縁部５２と、導電体突出部５３とを含む。本実施形態では、導電体基部５１と導電体周縁部５２と導電体突出部５３は、一体的に形成されている。

導電体基部５１は、磁性体基部４１のコイル１０と対向する面とは反対側の面に沿って設けられている。本実施形態では、導電体基部５１は、コイル１０とコイル２０との対向方向と直交する方向に沿って延びている。また、コイル１０とコイル２０の対向方向から見て、導電体基部５１の外輪郭は、コイル１０の外輪郭よりも外側に位置している。

導電体周縁部５２は、導電体基部５１から磁性体周縁部４２を囲むように構成されている。具体的には、導電体基部５１の周縁端から磁性体周縁部４２の周囲を囲むように延びている。言い換えると、導電体周縁部５２は、導電体基部５１に対して、コイル１０の方向に傾く勾配を有している。

導電体周縁部５２の一方の縁部は、導電体基部５１の外周縁に連結されている。導電体周縁部５２の他方の縁部は、コイル１０とコイル２０との間、すなわち、導電体基部５１から見て、コイル１０よりも導電体周縁部５２の他方の縁部が高い位置（図示上方）に位置していてもよく、導電体基部５１から見て、コイル１０と導電体周縁部５２の他方の縁部が同じ位置に位置していてもよい。これにより、コイル１０は、導電体基部５１と導電体周縁部５２によって画定される空間内部に位置することとなる。

導電体突出部５３は、コイル１０から遠ざかる方向に延びている。具体的には、導電体突出部５３は、導電体基部５１の延在方向と略平行な方向に延びている。

導電体突出部５３の一方の縁部は、導電体周縁部５２の他方の縁部に連結されている。導電体突出部５３の他方の縁部は、導電体基部５１と導電体周縁部５２によって画定される空間外部に位置している。

シールド部６０は、コイル２０のコイル１０と対向する面とは反対側に設けられている。シールド部６０は、磁性体部７０と導電体部８０を有する。具体的には、コイル１０とコイル２０との対向方向において、コイル１０からコイル２０に向かう方向で、コイル２０、磁性体部７０、導電体部８０の順で設けられている。ここで、磁性体部７０と導電体部８０とは、接触して配置される必要はなく、その間に空隙または絶縁体を設けてもよい。ここで、シールド部３０を構成する領域は、シールド部６０を構成する領域よりも大きい。具体的には、シールド部３０とシールド部６０が同軸上に配置された場合、コイル１０とコイル２０の対向方向から見て、シールド部３０の外輪郭は、シールド部６０の外輪郭よりも外側に位置している。

磁性体部７０は、磁性体から構成され、磁路の磁気抵抗を減らし、コイル間の磁気的な結合を高める作用を有する。磁性体としては、例えばセンダスト、ＭｎＺｎフェライト、パーマロイなどが挙げられる。磁性体の透磁率及び電気抵抗は高ければ高いほど好ましく、これらの中では、特にＭｎＺｎフェライトが好ましい。磁性体部７０は、磁性体基部７１と、磁性体周縁部７２とをさらに有する。

磁性体基部７１は、コイル２０と対向するように設けられている。具体的には、コイル２０のコイル１０と対向する対向面とは反対側の面に沿って設けられている。本実施形態では、磁性体基部７１は、コイル１０とコイル２０との対向方向と直交する方向に沿って延びている。また、コイル１０とコイル２０の対向方向から見て、磁性体基部７１の外輪郭は、コイル２０の外輪郭よりも外側に位置している。

磁性体周縁部７２は、磁性体基部７１からコイル２０を囲むように構成されている。具体的には、磁性体基部７１の周縁端からコイル２０の周囲を囲むように延びている。言い換えると、磁性体周縁部７２は、磁性体基部７１に対して、コイル２０の方向に傾く勾配を有している。

磁性体周縁部７２の一方の縁部は、磁性体基部７１の外周縁に連結されている。磁性体周縁部７２の他方の縁部は、コイル１０とコイル２０との間、すなわち、磁性体基部７１から見て、コイル２０よりも磁性体周縁部７２の他方の縁部が低い位置（図示下方）に位置していてもよく、磁性体基部７１から見て、コイル２０と磁性体周縁部７２の他方の縁部が同じ位置に位置していてもよい。これにより、コイル２０は、磁性体基部７１と磁性体周縁部７２によって画定される空間内部に位置することとなる。

導電体部８０は、導電体から構成され、電磁波を吸収する作用を有する。導電体としては、例えばアルミニウム、銅、銀などが挙げられる。導電体は、非磁性でも良く、その導電率は高ければ高いほど好ましい。導電体部８０は、導電体基部８１と、導電体周縁部８２と、導電体突出部８３とを含む。本実施形態では、導電体基部８１と導電体周縁部８２と導電体突出部８３は、一体的に形成されている。

導電体基部８１は、磁性体基部７１のコイル２０と対向する面とは反対側の面に沿って設けられている。本実施形態では、導電体基部８１は、コイル１０とコイル２０との対向方向と直交する方向に沿って延びている。また、コイル１０とコイル２０の対向方向から見て、導電体基部８１の外輪郭は、コイル２０の外輪郭よりも外側に位置している。

導電体周縁部８２は、導電体基部８１から磁性体周縁部７２を囲むように構成されている。具体的には、導電体基部８１の周縁端から磁性体周縁部７２の周囲を囲むように延びている。言い換えると、導電体周縁部８２は、導電体基部８１に対して、コイル２０の方向に傾く勾配を有している。

導電体周縁部８２の一方の縁部は、導電体基部８１の外周縁に連結されている。導電体周縁部８２の他方の縁部は、コイル１０とコイル２０との間、すなわち、導電体基部８１から見て、コイル２０よりも導電体周縁部８２の他方の縁部が低い位置（図示下方）に位置していてもよく、導電体基部８１から見て、コイル２０と導電体周縁部８２の他方の縁部が同じ位置に位置していてもよい。これにより、コイル２０は、導電体基部８１と導電体周縁部８２によって画定される空間内部に位置することとなる。

導電体突出部８３は、コイル２０から遠ざかる方向に延びている。具体的には、導電体突出部８３は、導電体基部８１の延在方向と略平行な方向に延びている。

導電体突出部８３の一方の縁部は、導電体周縁部８２の他方の縁部に連結されている。導電体突出部８３の他方の縁部は、導電体基部８１と導電体周縁部８２によって画定される空間外部に位置している。

以上のように、本実施形態に係るコイル装置Ｌ１１（Ｌ１２）では、シールド部３０（６０）は、少なくとも磁性体部４０（７０）及び導電体部５０（８０）をえている。ここで、導電体部５０（８０）は、外部に漏れた磁束を吸収する作用がある。その結果、コイル装置Ｌ１１（Ｌ１２）外部に発生する、電磁波の不要な輻射を低減することができる。

また、本発明に係るコイル装置Ｌ１１（Ｌ１２）は、導電体部５０（８０）が磁性体基部４１（７１）のコイル１０（２０）と対向する面とは反対側の面に沿って設けられる導電体基部５１（８１）と、導電体基部５１（８１）から磁性体周縁部４２（７２）を囲むように構成された導電体周縁部５２（８２）とを有し、さらに導電体周縁部５２（８２）に連結され、コイル１０（２０）から遠ざかる方向に延びる導電体突出部５３（８３）を有している。そのため、磁路を構成する磁性体部４０（７０）の磁性体周縁部４２（７２）の先端からコイル装置Ｌ１１（Ｌ１２）の外部へ放射状に漏れる磁束が、磁束の向きを遮るように配置された導電体突出部５３（８３）に鎖交することとなる。そして、導電体部５０（８０）に発生する渦電流で磁束が相殺され、外部に漏れた磁束が吸収される。その結果、コイル装置Ｌ１１（Ｌ１２）の外部に発生する電磁波の不要な輻射を低減することができる。

本実施形態に係るコイル装置Ｌ１１（Ｌ１２）においては、コイル装置Ｌ１１のコイル１０を構成する領域（コイル構成領域）は、コイル装置Ｌ１２のコイル２０を構成する領域（コイル構成領域）よりも大きく、さらにシールド部３０を構成する領域は、シールド部６０を構成する領域よりも大きい。この場合、コイル装置Ｌ１２のコイル２０から漏れる磁束をシールド部３０が遮ることにより、漏れ磁束を吸収することができる。その結果、コイルから漏れる不要な輻射の低減効果を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施形態に係るコイル装置Ｌ２１、Ｌ２２の構成について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ２におけるワイヤレス電力伝送装置Ｌ２の斜視図である。図５は、図４におけるＩＩ−ＩＩ線に沿うワイヤレス電力伝送装置Ｌ２の構成を示す模式切断部端面図である。第２実施形態に係るコイル装置Ｌ２１（Ｌ２２）は、磁性体部１４０（１７０）が磁性体突出部１４３（１７３）を備えている点において、第１実施形態に係るコイル装置Ｌ１１（Ｌ１２）と異なっている。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

ワイヤレス電力伝送装置Ｌ２は、第１実施形態のワイヤレス電力伝送装置Ｌ１と同様に、コイル装置Ｌ２１、Ｌ２２を有する。コイル装置Ｌ２１は、コイル１０と、シールド部１３０とを有する。コイル装置Ｌ２２は、コイル２０と、シールド部１６０とを有する。

シールド部１３０は、図４及び図５に示されるように、コイル１０のコイル２０と対向する面とは反対側に設けられている。シールド部１３０は、磁性体部１４０と導電体部５０とを有する。具体的には、コイル１０とコイル２０との対向方向において、コイル２０からコイル１０に向かう方向で、コイル１０、磁性体部１４０、導電体部５０の順で設けられている。但し、本実施形態では、磁性体部１４０が、磁性体基部４１と、磁性体周縁部４２と、磁性体突出部１４３を備えており、この点が第１実施形態と相違する。

磁性体突出部１４３は、導電体突出部５３に沿って設けられている。言い換えると、コイル１０から遠ざかる方向に延びている。具体的には、磁性体突出部１４３は、磁性体基部４１の延在方向と略平行な方向に延びている。

磁性体突出部１４３の一方の縁部は、磁性体周縁部４２の他方の縁部に連結されている。磁性体突出部１４３の他方の縁部は、磁性体基部４１と磁性体周縁部４２によって画定される空間外部に位置している。

シールド部１６０は、図４及び図５に示されるように、コイル２０のコイル１０と対向する面とは反対側に設けられている。シールド部１６０は、磁性体部１７０と導電体部８０とを有する。具体的には、コイル１０とコイル２０との対向方向において、コイル１０からコイル２０に向かう方向で、コイル２０、磁性体１７０、導電体８０の順で設けられている。但し、本実施形態では、磁性体部１７０が、磁性体基部７１と、磁性体周縁部７２と、磁性体突出部１７３を備えており、この点が第１実施形態と相違する。

磁性体突出部１７３は、導電体突出部８３に沿って設けられている。言い換えると、コイル２０から遠ざかる方向に延びている。具体的には、磁性体突出部１７３は、磁性体基部７１の延在方向と略平行な方向に延びている。

磁性体突出部１７３の一方の縁部は、磁性体周縁部７２の他方の縁部に連結されている。磁性体突出部１７３の他方の縁部は、磁性体基部７１と磁性体周縁部７２によって画定される空間外部に位置している。

以上のように、本実施形態に係るコイル装置Ｌ２１（Ｌ２２）では、磁性体部１４０（１７０）は、磁性体周縁部４２（７２）に連結され、導電体突出部５３（８３）に沿って設けられる磁性体突出部１４３（１７３）をさらに備えている。そのため、磁路の磁気抵抗が減少し、コイル間の結合が高まる。その結果、コイル間の電力伝送効率を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、図６及び図７を参照して、本発明の第３実施形態に係るコイル装置Ｌ３１、Ｌ３２の構成について説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ３におけるワイヤレス電力伝送装置Ｌ３の斜視図である。図７は、図６におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うワイヤレス電力伝送装置Ｌ３の構成を示す模式切断部端面図である。第３実施形態に係るコイル装置Ｌ３１（Ｌ３２）は、導電体部２５０（２８０）が導電体延長部２５４（２８４）を備えている点において、第１実施形態に係るコイル装置Ｌ１１（Ｌ１２）と異なっている。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

ワイヤレス電力伝送装置Ｌ３は、第１実施形態のワイヤレス電力伝送装置Ｌ１と同様に、コイル装置Ｌ３１、Ｌ３２を有する。コイル装置Ｌ３１は、コイル１０と、シールド部２３０とを有する。コイル装置Ｌ３２は、コイル２０と、シールド部２６０とを有する。

シールド部２３０は、図６及び図７に示されるように、コイル１０のコイル２０と対向する面とは反対側に設けられている。シールド部２３０は、磁性体部４０と導電体部２５０とを有する。具体的には、コイル１０とコイル２０との対向方向において、コイル２０からコイル１０に向かう方向で、コイル１０、磁性体４０、導電体２５０の順で設けられている。但し、本実施形態では、導電体部２５０が、導電体基部５１と、導電体周縁部５２と、導電体突出部５３と、導電体延長部２５４を備えており、この点が第１実施形態と相違する。

導電体延長部２５４は、導電体突出部５３とは異なる方向に延びている。本実施形態では、導電体延長部２５４と導電体周縁部５２の延在方向が略平行となっている。ここで、導電体延長部２５４の延在方向と導電体突出部５３の延在方向は異なっていれば特に制限されない。なお、コイル装置Ｌ３１の大型化を防止するという観点から、導電体延長部２５４と導電体突出部５３とのなす角度は８０°〜１００°が好ましい。

導電体延長部２５４の一方の縁部は、導電体突出部５３の他方の縁部に連結されている。導電体延長部２５４の他方の縁部は、導電体基部５１と導電体周縁部５２によって画定される空間外部に位置している。

シールド部２６０は、図６及び図７に示されるように、コイル２０のコイル１０と対向する面とは反対側に設けられている。シールド部２６０は、磁性体部７０と導電体部２８０とを有する。具体的には、コイル１０とコイル２０との対向方向において、コイル１０からコイル２０に向かう方向で、コイル２０、磁性体部７０、導電体部２８０の順で設けられている。但し、本実施形態では、導電体部２８０が、導電体基部８１と、導電体周縁部８２と、導電体突出部８３と、導電体延長部２８４を備えており、この点が第１実施形態と相違する。

導電体延長部２８４は、導電体突出部８３とは異なる方向に延びている。本実施形態では、導電体延長部２８４と導電体周縁部８２の延在方向が略平行となっている。ここで、導電体延長部２８４の延在方向と導電体突出部８３の延在方向は異なっていれば特に制限されない。なお、コイル装置Ｌ３２の大型化を防止するという観点から、導電体延長部２８４と導電体突出部８３とのなす角度は８０°〜１００°が好ましい。

導電体延長部２８４の一方の縁部は、導電体突出部８３の他方の縁部に連結されている。導電体延長部２８４の他方の縁部は、導電体基部８１と導電体周縁部８２によって画定される空間外部に位置している。

以上のように、本実施形態に係るコイル装置Ｌ３１（Ｌ３２）では、導電体部２５０（２８０）は、導電体突出部５３（８３）に連結される導電体延長部２５４（２８４）をさらに備え、導電体突出部５３（８３）と導電体延長部２５４（２８４）は異なる方向に延びている。そのため、漏れ磁束をさらに吸収することができる。その結果、コイルから漏れる不要な輻射の低減効果を一層向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、図８及び図９を参照して、本発明の第４実施形態に係るコイル装置Ｌ４１の構成について説明する。図８は、本発明の第４実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ４におけるワイヤレス電力伝送装置Ｌ４の斜視図である。図９は、図８におけるＩＶ−ＩＶ線に沿うワイヤレス電力伝送装置Ｌ４の構成を示す模式切断部端面図である。第４実施形態に係るコイル装置Ｌ４１は、他のシールド部９０を備えている点において、第３実施形態に係るコイル装置Ｌ３１と異なっている。以下、第３実施形態と異なる点を中心に説明する。

ワイヤレス電力伝送装置Ｌ４は、第３実施形態のワイヤレス電力伝送装置Ｌ３と同様に、コイル装置Ｌ４１、Ｌ４２を有する。但し、本実施形態では、コイル装置Ｌ４１が、コイル１０と、シールド部２３０と、他のシールド部９０を備えており、この点が第３実施形態と相違する。

他のシールド部９０は、シールド部２３０のコイル１０と対向する面とは反対側に設けられている。具体的には、コイル１０とコイル２０との対向方向において、コイル２０からコイル１０に向かう方向で、コイル１０、磁性体部４０、導電体部２５０、他のシールド部９０の順で設けられている。

また、他のシールド部９０は、導電体基部５１の延在方向及び導電体突出部５３の延在方向と略平行な方向に延びている。コイル１０とコイル２０との対向方向から見て、他のシールド部９０の外輪郭は、シールド部２３０の外輪郭よりも外側に位置している。

他のシールド部９０は、導電体から構成され、電磁波を吸収する作用を有する。導電体としては、例えばアルミニウム、銅、銀などが挙げられる。導電体は、非磁性でも良く、その導電率は高ければ高いほど好ましい。他のシールド部９０と導電体部２５０とは、一体的に形成も可能であるが、接触して配置される必要はなく、その間に空隙または絶縁体を設けても良い。

以上のように、本実施形態に係るコイル装置Ｌ４１では、シールド部２３０のコイル１０と対向する面とは反対側に他のシールド部９０をさらに備え、他のシールド部９０は、導電体から構成されている。このように、シールド部２３０では吸収しきれなかった磁束を遮るように他のシールド部９０を配置することで、漏れ磁束をさらに吸収することができる。その結果、コイルから漏れる不要な輻射の低減効果をより一層向上させることができる。

（第５実施形態）
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第５実施形態に係るコイル装置Ｌ５１、Ｌ５２の構成について説明する。図１０は、本発明の第５実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムＳ５におけるワイヤレス電力伝送装置Ｌ５の斜視図である。図１１は、図１０におけるＶ−Ｖ線に沿うワイヤレス電力伝送装置Ｌ５の構成を示す模式切断部端面図である。第５実施形態に係るコイル装置Ｌ５２は、他のシールド部１９０を備えている点において、第４実施形態に係るコイル装置Ｌ４２と異なっている。以下、第４実施形態と異なる点を中心に説明する。

ワイヤレス電力伝送装置Ｌ５は、第４実施形態のワイヤレス電力伝送装置Ｌ４と同様に、コイル装置Ｌ５１、Ｌ５２を有する。但し、本実施形態では、コイル装置Ｌ５２が、コイル２０と、シールド部２６０と、他のシールド部１９０を備えており、この点が第４実施形態と相違する。

他のシールド部１９０は、シールド部２６０のコイル２０と対向する面とは反対側に設けられている。具体的には、コイル１０とコイル２０との対向方向において、コイル１０からコイル２０に向かう方向で、コイル２０、磁性体部７０、導電体部２８０、他のシールド部１９０の順で配置されている。

また、他のシールド部１９０は、導電体基部８１の延在方向及び導電体突出部８３の延在方向と略平行な方向に延びている。コイル１０とコイル２０との対向方向から見て、他のシールド部１９０の外輪郭は、シールド部２６０の外輪郭よりも外側に位置している。

他のシールド部１９０は、導電体から構成され、電磁波を吸収する作用を有する。導電体としては、例えばアルミニウム、銅、銀などが挙げられる。導電体は、非磁性でも良く、その導電率は高ければ高いほど好ましい。他のシールド部１９０と導電体部２８０とは、一体的に形成も可能であるが、接触して配置される必要はなく、その間に空隙または絶縁体を設けても良い。

以上のように、本実施形態に係るコイル装置Ｌ５１（Ｌ５２）では、シールド部２３０（２６０）のコイル１０（２０）と対向する面とは反対側に他のシールド部９０（１９０）をさらに備え、他のシールド部９０（１９０）は、導電体から構成される。このように、シールド部２３０（２６０）では吸収しきれなかった磁束を遮るように他のシールド部９０（１９０）を配置することで、漏れ磁束をさらに吸収することができる。その結果、コイルから漏れる不要な輻射の低減効果をより一層向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。また、記載した構成要素は、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一なものが含まれる。さらに、記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

例えば、本実施形態において、コイル装置Ｌ１１は、ワイヤレス電力伝送システムにおける給電側に設けられて給電部を構成し、コイル装置Ｌ１２は、ワイヤレス電力伝送システムにおける受電側に設けられて受電部を構成していると説明したがこれに限られない。コイル装置Ｌ１２がワイヤレス電力伝送システムにおける給電側に設けられて給電部を構成し、コイル装置Ｌ１１がワイヤレス電力伝送システムにおける受電側に設けられて受電部を構成してもよい。

また、本実施形態において、コイル装置Ｌ１１がコイル１０とシールド部３０を有し、コイル装置Ｌ１２がコイル２０とシールド部６０を有すると説明したがこれに限られない。すなわち、コイル装置Ｌ１１がコイル１０とシールド部３０を有し、コイル装置Ｌ１２がコイル２０を有する構成であってもよく、コイル装置Ｌ１１がコイル１０を有し、コイル装置Ｌ１２がコイル２０とシールド部６０を有する構成であってもよい。このように、コイル装置Ｌ１１及びコイル装置Ｌ１２のいずれか一方のみがシールド部を有する場合でも、コイル装置の外部に発生する不要な輻射を低減させることができる。

１０，２０…コイル、３０，６０，１３０，１６０，２３０，２６０…シールド部、４０，７０，１４０，１７０…磁性体部、４１，７１…磁性体基部、４２，７２…磁性体周縁部、５０，８０，２５０，２８０…導電体部、５１，８１…導電体基部、５２，８２…導電体周縁部、５３，８３…導電体突出部、９０，１９０…他のシールド部、１４３，１７３…磁性体突出部、２５４，２８４…導電体延長部、Ｄ１…電源回路、Ｄ２…負荷回路、Ｌ１〜Ｌ５…ワイヤレス電力伝送装置、Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ４１，Ｌ４２，Ｌ５１，Ｌ５２…コイル装置、Ｓ１〜Ｓ５…ワイヤレス電力伝送システム。

Claims (5)

1. 少なくとも、コイルとシールド部を備えるワイヤレス電力伝送用のコイル装置であって、
   前記シールド部は、少なくとも磁性体部及び導電体部を備え、
   前記磁性体部は、前記コイルと対向するように設けられた磁性体基部と、前記磁性体基部から前記コイルを囲むように構成された磁性体周縁部とを有し、
   前記導電体部は、前記磁性体基部の前記コイルと対向する面とは反対側の面に沿って設けられる導電体基部と、前記導電体基部から前記磁性体周縁部を囲むように構成された導電体周縁部とを有し、さらに前記導電体周縁部に連結され、前記コイルから遠ざかる方向に延びる導電体突出部と、前記導電体突出部に連結される導電体延長部を有し、
   前記磁性体部は、前記磁性体周縁部に連結され、前記導電体突出部に沿って設けられる磁性体突出部をさらに備え、
   前記導電体突出部と前記導電体延長部は異なる方向に延びるコイル装置。
2. 前記導電体延長部と前記導電体突出部とのなす角度は、８０°〜１００°である請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記シールド部の前記コイルと対向する面とは反対側に他のシールド部をさらに備え、前記他のシールド部は、導電体から構成される請求項１または２に記載のコイル装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のコイル装置を給電側及び受電側のいずれか一方に備えるワイヤレス電力伝送システム。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のコイル装置を前記給電側及び受電側の他方に備え、
   前記給電側及び受電側の一方に備えられたコイル装置のコイル構成領域は、前記給電側及び受電側の他方に備えられたコイル装置のコイル構成領域よりも大きく、さらに前記給電側及び受電側の一方に備えられたシールド部を構成する領域は、前記給電側及び受電側の他方に備えられたシールド部を構成する領域よりも大きい請求項４に記載のワイヤレス電力伝送システム。

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