JP6814608B2 - コイルユニット、及び、非接触給電システム - Google Patents

Description

本発明は、コイルユニット、及び、非接触給電システムに関する。

従来の非接触給電システムとして、例えば、特許文献１には、 送電装置に対向した状態で送電装置から非接触で電力を受電する受電装置が開示されている。この受電装置は、第１主表面に凸部が形成され、第２主表面における前記凸部の反対側の位置に凹部が形成されたフェライトコアと、第１主表面において凸部の周囲を取り囲むように配置されたコイルと、コイルに電気的に接続されたコンデンサとを備える。

特開２０１５−１５３８６３号公報

ところで、上述の特許文献１に記載の受電装置は、例えば、非接触での電力伝送に用いるコイルを略矩形状に形成することで、送電側コイルと受電側コイルとの位置ズレがあっても適正な結合係数を維持し易い構成とする場合があるが、このような場合に当該コイルの形状が適正な形状となるように更なる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、コイルを適正な形状で構成することができるコイルユニット、及び、非接触給電システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るコイルユニットは、軸線周りに渦巻き状に設けられた導体線を介して非接触で電力を伝送可能であり、当該導体線がそれぞれ四角形状の仮想線の各辺に沿って直線状をなす４つの直線状部、及び、当該導体線が隣り合う前記直線状部の端部間で曲線状をなす部分であって相互に直交する方向に沿って延在する隣り合う２つの前記直線状部を曲線状に繋ぐように形成された部分である４つの曲線状角部を含んで構成されるコイルと、前記曲線状角部にて隣り合う前記導体線の間に介在し当該曲線状角部を構成する当該導体線の曲線に応じた曲面状に形成され前記導体線の前記軸線側で前記導体線と当接し当該曲線状角部における前記導体線の並び方向に対して前記導体線を位置決めする第１当接面を有する位置決め部とを備え、前記位置決め部は、前記曲線状角部における前記導体線の並び方向に沿って複数設けられ、それぞれ前記第１当接面が同等の曲率の曲面状に形成されることを特徴とすることを特徴とする。

また、上記コイルユニットでは、前記複数の位置決め部は、前記導体線の並び方向に対して複数周の前記導体線毎に設けられるものとすることができる。

また、上記コイルユニットでは、前記第１当接面は、予め定まる前記導体線の最小曲げ半径に応じた曲面状に形成されるものとすることができる。

また、上記コイルユニットでは、前記複数の位置決め部は、曲面状に形成され、前記導体線の前記軸線側とは反対側で前記導体線と当接する第２当接面を有するものとすることができる。

また、上記コイルユニットでは、前記コイルが設けられると共に前記位置決め部が前記軸線に沿って突出して設けられる保持面を備え、前記保持面は、平坦に形成され、前記直線状部は、前記導体線の並び方向に沿って隣り合う前記導体線同士が密着しているものとすることができる。

また、上記コイルユニットでは、前記位置決め部は、前記軸線に沿った軸線方向と交差する方向に突出し、前記軸線方向に対して前記導体線を保持する保持突起部を有するものとすることができる。

上記目的を達成するために、本発明に係る非接触給電システムは、電源からの電力を非接触で送電する送電コイルユニットと、前記送電コイルユニットから送電される電力を非接触で受電する受電コイルユニットとを備え、少なくとも前記送電コイルユニット、又は、前記受電コイルユニットの一方は、軸線周りに渦巻き状に設けられた導体線を介して非接触で電力を伝送可能であり、当該導体線がそれぞれ四角形状の仮想線の各辺に沿って直線状をなす４つの直線状部、及び、当該導体線が隣り合う前記直線状部の端部間で曲線状をなす部分であって相互に直交する方向に沿って延在する隣り合う２つの前記直線状部を曲線状に繋ぐように形成された部分である４つの曲線状角部を含んで構成されるコイルと、前記曲線状角部にて隣り合う前記導体線の間に介在し当該曲線状角部を構成する当該導体線の曲線に応じた曲面状に形成され前記導体線の前記軸線側で前記導体線と当接し当該曲線状角部における前記導体線の並び方向に対して前記導体線を位置決めする第１当接面を有する絶縁性の位置決め部とを備え、前記位置決め部は、前記曲線状角部における前記導体線の並び方向に沿って複数設けられ、それぞれ前記第１当接面が同等の曲率の曲面状に形成されることを特徴とする。

本発明に係るコイルユニット、及び、非接触給電システムは、非接触での電力伝送に用いるコイルが４つの直線状部、及び、４つの曲線状角部を含んで略四角形状に構成される。そして、コイルユニット、及び、非接触給電システムは、各曲線状角部において、それぞれ同等の曲率の曲面状に形成された複数の第１当接面が導体線の軸線側で当該導体線と当接し当該導体線の並び方向に対して導体線を位置決めするので、コイルを適正な形状で維持することができる。この構成により、コイルユニット、及び、非接触給電システムは、コイルを適正な形状で構成することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る非接触給電システムの概略構成を表すブロック図である。 図２は、実施形態に係る非接触給電システムが備えるコイルユニットの平面図である。 図３は、実施形態に係る非接触給電システムが備えるコイルユニットの位置決め部を含む部分断面図である。 図４は、実施形態に係る非接触給電システムが備えるコイルユニットの位置決め部を含む部分平面図である。 図５は、変形例に係る非接触給電システムが備えるコイルユニットの位置決め部を含む部分断面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１、図２、図３、図４に示す本実施形態に係るコイルユニット１は、非接触給電システム１００に適用される。非接触給電システム１００は、電源１２１からの電力を種々の電気負荷１３３に伝送する際に、少なくとも一部分を非接触（ワイヤレス）で伝送するワイヤレス給電システムである。本実施形態の非接触給電システム１００は、例えば、車両等に搭載され、当該車両に配置される種々の電気負荷１３３との間の電気的な接続をワイヤレス化し、非接触電力伝送とするものである。

具体的には、非接触給電システム１００は、送電装置１２０と、受電装置１３０とを備える。送電装置１２０は、電源１２１と、送電回路１２２と、送電コイルユニット１２３とを含んで構成される。受電装置１３０は、受電コイルユニット１３１と、受電回路１３２と、電気負荷１３３とを含んで構成される。

電源１２１は、電力の供給源であり、例えば、バッテリ等の蓄電装置、商用電源、自家発電機等によって構成される。電源１２１は、送電回路１２２、送電コイルユニット１２３に電力を供給する。送電回路１２２、送電コイルユニット１２３は、電源１２１に対して直列で電気的に接続される。送電回路１２２は、一方の端子が電源１２１の陽極（＋）と電気的に接続され、他方の端子が送電コイルユニット１２３の一方の端子と電気的に接続される。送電コイルユニット１２３は、他方の端子が電源１２１の陰極（−）と電気的に接続される。電源１２１は、陰極（−）が接地される。送電コイルユニット１２３は、磁界を発生させるものであり、電源１２１からの電力を受電装置１３０の受電コイルユニット１３１に非接触で送電する。送電回路１２２は、インバータ等を含んで構成され、送電コイルユニット１２３と電気的に接続される。送電コイルユニット１２３は、電源１２１からの電力が送電回路１２２等を介して供給される。

受電コイルユニット１３１、受電回路１３２、電気負荷１３３は、直列で電気的に接続される。受電コイルユニット１３１は、一方の端子が受電回路１３２の一方の端子と電気的に接続される。受電回路１３２は、他方の端子が電気負荷１３３の一方の端子と電気的に接続される。電気負荷１３３は、他方の端子が受電コイルユニット１３１の他方の端子と電気的に接続される。電気負荷１３３は、他方の端子が接地される。電気負荷１３３は、非接触給電システム１００から供給された電力を消費して駆動する種々の電気機器であり、複数が直列、あるいは、並列で接続されてもよい。受電コイルユニット１３１は、磁界を発生させるものであり、送電装置１２０の送電コイルユニット１２３から送電される電力を非接触で受電する。受電回路１３２は、整流器等を含んで構成され、受電コイルユニット１３１と電気的に接続される。電気負荷１３３は、受電コイルユニット１３１からの電力が受電回路１３２等を介して供給される。

上記のように構成される非接触給電システム１００において、一対の送電コイルユニット１２３と受電コイルユニット１３１とは、後述するコイル３が互いに対向することで、１組の非接触給電用トランス１４０を構成する。非接触給電用トランス１４０は、例えば、電磁誘導方式、電磁界共鳴方式（磁界結合方式）等、種々の方式によって送電コイルユニット１２３から受電コイルユニット１３１に非接触で電力を伝送することができる。ここで、電磁誘導方式とは、送電コイルユニット１２３のコイル３に交流電流を流すことで発生する磁束を媒体として受電コイルユニット１３１のコイル３に起電力を発生させる電磁誘導を用いて送電コイルユニット１２３のコイル３から受電コイルユニット１３１のコイル３に電力を伝送する方式である。また、電磁界共鳴方式とは、送電コイルユニット１２３のコイル３に交流電流を流すことで送電コイルユニット１２３のコイル３と受電コイルユニット１３１のコイル３とを特定の周波数で共鳴させ、当該電磁界の共鳴現象を用いて送電コイルユニット１２３のコイル３から受電コイルユニット１３１のコイル３に電力を伝送する方式である。より詳細には、非接触給電用トランス１４０は、送電コイルユニット１２３から受電コイルユニット１３１に電力を伝送する場合、各コイル３が互いに間隔をあけて対向した状態で、電源１２１からの電力が送電回路１２２等を介して、任意の周波数の交流電流に変換されて送電コイルユニット１２３のコイル３に供給される。非接触給電用トランス１４０は、送電回路１２２に交流電流が供給されると、例えば、送電コイルユニット１２３のコイル３と受電コイルユニット１３１のコイル３とが電磁誘導結合し、送電コイルユニット１２３のコイル３からの電力が電磁誘導や電磁界共鳴により非接触で受電コイルユニット１３１のコイル３に受電される。そして、受電コイルユニット１３１のコイル３が受電した電力は、受電回路１３２等を介して、交流電流から直流電流に変換されて電気負荷１３３で利用される。

そして、本実施形態の非接触給電システム１００は、送電コイルユニット１２３、又は、受電コイルユニット１３１の少なくとも一方に、図２、図３、図４に示すコイルユニット１が適用される。これにより、非接触給電システム１００は、非接触での電力伝送に用いる送電側のコイル３と受電側のコイル３との位置ズレがあっても適正な結合係数を維持し易い適正なコイル形状の実現を図っている。ここでは、非接触給電システム１００は、送電コイルユニット１２３、及び、受電コイルユニット１３１の双方にコイルユニット１が適用されるものとして説明する。以下、各図を参照してコイルユニット１の各構成について詳細に説明する。

なお、送電コイルユニット１２３として適用されるコイルユニット１と受電コイルユニット１３１として適用されるコイルユニット１とは、ここではほぼ同等の構成であるので以下では特に区別して説明する必要がない場合には共通の構成として説明する。また、以下の説明では、互いに交差する第１方向、第２方向、及び、第３方向のうち、第１方向を「軸線方向Ｘ」といい、第２方向を「第１幅方向Ｙ」といい、第３方向を「第２幅方向Ｚ」という。ここでは、軸線方向Ｘと第１幅方向Ｙと第２幅方向Ｚとは、相互に直交する。軸線方向Ｘは、典型的には、コイル３の軸線Ｃに沿った方向に相当する。以下の説明で用いる各方向は、特に断りのない限り、各部が相互に組み付けられた状態での方向を表すものとする。

具体的には、コイルユニット１は、図２、図３、図４に示すように、筐体２と、コイル３と、位置決め部４とを備える。

筐体２は、コイル３、位置決め部４等を収容するものであり、絶縁性の樹脂材料等によって構成される。筐体２は、例えば、コイルケース２１と、蓋体２２とを含んで構成される。コイルケース２１は、略矩形板状に形成された底体としての底部２３と、略ロの字型に形成された壁体としての矩形枠状部２４とを含んで構成される。底部２３は、板厚方向が軸線方向Ｘに沿い、第１幅方向Ｙ、及び、第２幅方向Ｚに沿って板状に延在する。矩形枠状部２４は、底部２３の縁部に立設されるようにして形成される。底部２３は、矩形枠状部２４の軸線方向Ｘの一方側を閉塞させる。これにより、コイルケース２１は、底部２３、及び、矩形枠状部２４によって軸線方向Ｘの他方側に開口を有し一方側が閉塞した略直方体箱状に形成される。蓋体２２は、底部２３と同様に略矩形板状に形成され、より詳細には、板厚方向が軸線方向Ｘに沿い、第１幅方向Ｙ、及び、第２幅方向Ｚに沿って板状に延在する。蓋体２２は、コイルケース２１の開口を閉塞させるような位置関係でコイルケース２１に組み付けられる。筐体２は、コイルケース２１と蓋体２２とによって略直方体箱状に形成され、これらによって区画される内部空間部内にコイル３、位置決め部４等が組み付けられこれらを収容する。筐体２は、コイルケース２１における底部２３の当該内部空間部側の面が保持面２３ａを構成する。保持面２３ａは、コイル３、及び、位置決め部４が設けられる面である。本実施形態の保持面２３ａは、平坦に形成される。また、筐体２は、コイルケース２１の矩形枠状部２４にコイル３の端部を引き出すための切り欠き部等が形成されている。

コイル３は、上述したように非接触で電力の伝送を行うものである。コイル３は、軸線方向Ｘに沿った軸線Ｃ周りに渦巻き状に設けられた導体線３１によって構成され、当該導体線３１を介して非接触で電力を伝送可能なものである。コイル３を構成する導体線３１は、導電性の金属電線であり、リッツ線などが用いられる場合もある。導体線３１は、例えば、断面形状が正円形状であるものが用いられるがこれに限らない。コイル３は、１本の導体線３１が軸線Ｃを中心として渦巻き状に巻き回されることによって形成される。送電コイルユニット１２３において、コイル３は、導体線３１の一方の端部が電源１２１に電気的に接続され、導体線３１の他方の端部が送電回路１２２に電気的に接続される。受電コイルユニット１３１において、コイル３は、導体線３１の一方の端部が受電回路１３２に電気的に接続され、導体線３１の他方の端部が電気負荷１３３に電気的に接続される。

そして、本実施形態のコイル３は、４つの直線状部３２、及び、４つの曲線状角部３３を含んで構成され、全体として角部が曲線状に形成された略四角形状に形成される。４つの直線状部３２は、予め設計的に設定される四角形状の仮想線Ｌに基づいて形成される。本実施形態の仮想線Ｌは、すべての角が直角をなす四角形状、すなわち、矩形状として仮想される。より詳細には、本実施形態の仮想線Ｌは、すべての辺が同等の長さである正方形状として仮想される。すなわち、本実施形態のコイル３は、全体として角部が曲線状に形成された略正方形状に形成される。４つの直線状部３２は、当該コイル３において、渦巻き状に形成された導体線３１がそれぞれ当該正方形状（四角形状）の仮想線Ｌの各辺に沿って直線状をなす部分である。各直線状部３２において、当該直線状部３２を構成する導体線３１は、仮想線Ｌの各辺に沿って直線状に延在する。ここでは、正方形状の仮想線Ｌは、２つの辺が第１幅方向Ｙに沿い、残りの２つの辺が第２幅方向Ｚに沿って想定される。したがって、４つの直線状部３２のうち２つの直線状部３２は、それぞれを構成する導体線３１が第１幅方向Ｙに沿って略平行に位置し、第２幅方向Ｚに対して対向して位置する。４つの直線状部３２のうち残りの２つの直線状部３２は、それぞれを構成する導体線３１が第２幅方向Ｚに沿って略平行に位置し、第１幅方向Ｙに対して対向して位置する。一方、４つの曲線状角部３３は、渦巻き状に形成された導体線３１が、隣り合う直線状部３２の端部間で曲線状をなす部分である。すなわち、曲線状角部３３は、相互に直交する方向に沿って延在する隣り合う２つの直線状部３２を曲線状に繋ぐように形成された部分であり、４つの直線状部３２のそれぞれの間に合計４つが形成される。

位置決め部４は、コイル３の各曲線状角部３３にて隣り合う導体線３１の間に介在し当該曲線状角部３３における導体線３１の並び方向に対して導体線３１を位置決めする部分である。位置決め部４は、曲線状角部３３を構成する導体線３１の軸線Ｃ側で導体線３１と当接し当該曲線状角部３３における導体線３１の並び方向に対して導体線３１を位置決めする第１当接面４１を有する。第１当接面４１は、位置決め部４において、軸線Ｃ側とは反対側に形成される面であり、曲線状角部３３を構成する導体線３１の曲線に応じた曲面状に形成される。また、位置決め部４は、曲線状角部３３を構成する導体線３１の軸線Ｃ側とは反対側で導体線３１と当接し曲線状角部３３における導体線３１の並び方向に対して導体線３１を位置決めする第２当接面４２も有する。第２当接面４２は、位置決め部４において、軸線Ｃ側に形成される面であり、曲線状角部３３を構成する導体線３１の曲線に応じた曲面状に形成される。本実施形態の位置決め部４は、コイルケース２１における底部２３の保持面２３ａから軸線Ｃに沿って突出して設けられる。すなわち、位置決め部４は、保持面２３ａから軸線方向Ｘに沿って突出して形成される突起部位を構成する。位置決め部４は、絶縁性の樹脂材料等によってコイルケース２１と一体で形成される。

位置決め部４は、各曲線状角部３３における導体線３１の並び方向に沿って複数設けられる。図２の例では、位置決め部４は、各曲線状角部３３において、それぞれ８つずつ設けられている。位置決め部４は、各曲線状角部３３における導体線３１の並び方向に対して複数周の導体線３１毎に設けられる。本実施形態の各位置決め部４は、導体線３１の並び方向に対して同周数の導体線３１毎、ここでは３周毎に設けられる。つまり、本実施形態の複数の位置決め部４は、各曲線状角部３３において、導体線３１の並び方向に対して隣り合う位置決め部４との間に介在する導体線３１の周数が複数でかつ同数、ここでは、３周分となるように設けられている。

そして、複数の位置決め部４は、それぞれ第１当接面４１が当該第１当接面４１同士で同等の曲率の曲面状に形成される。複数の位置決め部４は、それぞれ同等の曲率（半径）の曲面状に形成された第１当接面４１によって導体線３１の軸線Ｃ側で導体線３１と当接し当該導体線３１を位置決めする。言い換えれば、複数の位置決め部４は、曲線状角部３３を構成する導体線３１の並び方向に対して、導体線３１において各第１当接面４１と当接する各部位の相対位置を相互に固定するように位置決めする。各第１当接面４１は、上述したように曲線状角部３３を構成する導体線３１の曲線に応じた曲面状に形成される。本実施形態の各第１当接面４１は、予め定まる導体線３１の最小曲げ半径に応じた曲面状、すなわち、半径が当該最小曲げ半径である曲面状に形成される。ここで、導体線３１の最小曲げ半径とは、典型的には、当該導体線３１を適正な性能で使用可能な最小の曲げ半径であり、例えば、当該導体線３１が適正な性能を発揮することができる断面形状を維持することができる最小の曲げ半径である。

またここでは、複数の位置決め部４は、各曲線状角部３３において、導体線３１の並び方向に対して隣り合う位置決め部４との間に介在する導体線３１の周数が同数であるので、それぞれ第２当接面４２も当該第２当接面４２同士で同等の曲率の曲面状に形成される。当該各第２当接面４２も、上述したように曲線状角部３３を構成する導体線３１の曲線に応じた曲面状に形成される。各第２当接面４２は、導体線３１の並び方向に対して隣り合う位置決め部４との間に介在する導体線３１の周数に応じた半径（曲率）の曲面状に形成される。

なお、本実施形態の直線状部３２は、位置決め部４のような突起部位やガイド溝等を介さずに、導体線３１の並び方向に沿って隣り合う導体線３１同士が密着して密巻きで形成されている。

以上で説明したコイルユニット１、非接触給電システム１００は、非接触での電力伝送に用いるコイル３が４つの直線状部３２、及び、４つの曲線状角部３３を含んで略四角形状、ここでは略矩形状に構成される。この構成により、コイルユニット１は、非接触での電力伝送の際に、送電コイルユニット１２３側のコイル３と受電コイルユニット１３１側のコイル３とが軸線方向Ｘと直交する第１幅方向Ｙ、第２幅方向Ｚに対して位置ズレしている場合であっても適正な結合係数を維持し易い構成とすることができる。すなわち、コイルユニット１は、コイル３が略四角形状（略矩形状）に形成されることで、軸線方向Ｘに沿って対向する各コイル３の軸線Ｃが第１幅方向Ｙ、第２幅方向Ｚに対して位置ズレした場合であっても、例えば、コイル３が略円形状に形成される場合と比較して、軸線方向Ｘに対して互いに対応する領域の面積を相対的に広く確保することができる。これにより、コイルユニット１は、結合係数を相対的に高く維持することができる。

そして、コイルユニット１は、各曲線状角部３３において、それぞれ同等の曲率の曲面状に形成された複数の第１当接面４１が導体線３１の軸線Ｃ側で当該導体線３１と当接し当該導体線３１の並び方向に対して導体線３１を位置決めするので、コイル３を適正な形状、ここでは上記のような略矩形状で維持することができる。すなわち、コイルユニット１は、各第１当接面４１が当該第１当接面４１同士で同等の曲率の曲面状に形成されることで、各曲線状角部３３の導体線３１において各第１当接面４１が当接する部位の曲率が同等となるように当該導体線３１を位置決めすることができる。一方、導体線３１の並び方向に対して隣り合う複数の位置決め部４の間に位置する導体線３１の各部位（ここでは３周分）は、同心円状の曲線状となる。この構成により、コイルユニット１は、当該各第１当接面４１と当接する導体線３１の各曲線部位が適正な曲率（半径）の曲線状となるように規定、維持することができ、例えば、曲線状角部３３を構成する導体線３１の各部位が外側に広がりすぎたり、内側に撓んだりすることを抑制することができ、当該コイル３をきれいな略矩形状の渦巻き状に形成することができる。以上のように、コイルユニット１、非接触給電システム１００は、コイル３を適正な形状、ここでは、位置ズレしても相対的に高い結合係数を確保しやすい略四角形状（略矩形状）で構成することができる。

なお、コイルユニット１は、さらに、筐体２の内部空間部に充填材（ポッティング材）等が充填されていてもよい。充填材は、例えば、熱硬化性又は熱可塑性の合成樹脂等を用いることができる。コイルユニット１は、筐体２の内部空間部に充填材が充填されることで、筐体２の内部空間部に収容されたコイル３をより確実に適正な形状、適正な位置で維持することができる。

さらに、以上で説明したコイルユニット１、非接触給電システム１００は、導体線３１の並び方向に対して複数周の導体線３１毎に位置決め部４が設けられるので、位置決め部４が設けられることによるユニット全体の大型化の抑制と、コイル３の形状の適正化とを両立することができる。

さらに、以上で説明したコイルユニット１、非接触給電システム１００は、各決め部４の第１当接面４１が導体線３１の最小曲げ半径に応じた曲面状に形成されるので、導体線３１において適正な通電性能を確保できる断面形状を維持した上で、各曲線状角部３３の曲率を可能な限り大きくし、より鋭角に近い角部とすることができる。この構成により、コイルユニット１、非接触給電システム１００は、導体線３１において適正な通電性能を確保した上で、コイル３の形状をより適正な形状とすることができる。

さらに、以上で説明したコイルユニット１、非接触給電システム１００は、各位置決め部４において曲面状に形成された第２当接面４２が導体線３１の軸線Ｃ側とは反対側で導体線３１と当接するので、各曲線状角部３３においてより適正に導体線３１を位置決めすることができる。ここでは、コイルユニット１、非接触給電システム１００は、導体線３１の並び方向に対して隣り合う位置決め部４との間に介在する導体線３１の周数が同数であるので、各第２当接面４２も当該第２当接面４２同士で同等の曲率で形成することができる。これにより、コイルユニット１、非接触給電システム１００は、各位置決め部４の形状をすべて揃えることができるので、例えば、設計を容易化することができ、製造コストを抑制することができる。

さらに、以上で説明したコイルユニット１、非接触給電システム１００は、コイル３、及び、位置決め部４が設けられる保持面２３ａが平坦に形成されており、直線状部３２において隣り合う導体線３１同士が突起部位やガイド溝等を介さずに密着して密巻きで形成されている。この構成により、コイルユニット１、非接触給電システム１００は、コイル３を適正な形状で構成した上で、よりシンプルな構造とすることができ、小型化することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係るコイルユニット、及び、非接触給電システムは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

図５に示す変形例に係るコイルユニット１Ａは、各位置決め部４が保持突起部４３Ａを有する。保持突起部４３Ａは、各位置決め部４において軸線方向Ｘと交差する方向に突出し、軸線方向Ｘに対して導体線３１を保持する部分である。本実施形態の保持突起部４３Ａは、各位置決め部４の保持面２３ａ側とは反対側の先端部から導体線３１の並び方向に沿って両側に突出して形成される。そして、各保持突起部４３Ａは、軸線方向Ｘに対して保持面２３ａとの間に導体線３１を保持する。この場合、コイルユニット１Ａは、各保持突起部４３Ａが軸線方向Ｘに対して導体線３１を保持することで、当該導体線３１において各位置決め部４と当接する部位が適正な位置から外れてしまうことを抑制することができるので、より確実にコイル３を適正な形状で構成することができる。

以上で説明した非接触給電システム１００は、車両に搭載されるものとして説明したがこれに限らない。また、以上の説明では、非接触給電システム１００は、送電コイルユニット１２３、及び、受電コイルユニット１３１の双方にコイルユニット１が適用されるものとして説明したがこれに限らずいずれか一方であってもよい。

以上の説明では、直線状部３２を規定する仮想線Ｌは、すべての辺が同等の長さである正方形状として仮想されるものとして説明したがこれに限らず、長方形状として仮想されてもよい。すなわち、コイル３は、全体として角部が曲線状に形成された略長方形状に形成されてもよい。また、当該仮想線Ｌは、四角形状であれば矩形状でなくてもよく、例えば、平行四辺形状、ひし形状等として仮想されてもよい。

以上の説明では、各第１当接面４１は、導体線３１の最小曲げ半径に応じた曲面状に形成されるものとして説明したがこれに限らず、それぞれ第１当接面４１が当該第１当接面４１同士で同等の曲率の曲面状に形成されていればよい。

以上の説明では、保持面２３ａは、平坦に形成されるものとして説明したがこれに限らず、直線状部３２は、位置決め部４のような突起部位やガイド溝等を介して構成されてもよい。

以上の説明では、位置決め部４は、コイルケース２１と一体で形成されるものとして説明したがこれに限らず、コイルケース２１とは別体で形成された後、当該コイルケース２１に後付けされるものであってもよい。

以上の説明では、位置決め部４は、複数周の導体線３１毎に設けられるものとして説明したがこれに限らず、曲線状角部３３において隣り合う各導体線３１の間にそれぞれ設けられていてもよい。

以上で説明では、第２当接面４２は、曲面状でなくてもよいし、導体線３１と当接しなくてもよく、すなわち、位置決め部４は、第２当接面４２を有さない構成であってもよい。

以上で説明したコイル３は、軸線方向Ｘに対して複数段で渦巻き状に形成されてもよい。

なお、参考例として、例えば、上述した位置決め部４と同等のものをコイル製造用の治具に適用することも可能である。この場合、コイル３は、例えば、導体線３１をコイル製造用の治具において位置決め部４に相当する部分を介在させながら渦巻き状に巻き回すことによって４つの直線状部３２、及び、４つの曲線状角部３３が形成され、全体として角部が曲線状に形成された略四角形状に形成される。その後、コイル３は、各部が充填材（ポッティング材）等で固められることで形状が保持された後、当該位置決め部４に相当する部分を含むコイル製造用の治具が当該コイル３から引き抜かれることで適正な形状を維持した状態で完成される。この場合、コイル製造用の治具は、耐摩耗性、耐久性を考慮して位置決め部４に相当する部分が金属等によって構成されていてもよい。

１、１Ａ コイルユニット
３ コイル
４ 位置決め部
２３ａ 保持面
３１ 導体線
３２ 直線状部
３３ 曲線状角部
４１ 第１当接面
４２ 第２当接面
４３Ａ 保持突起部
１００ 非接触給電システム
１２３ 送電コイルユニット（コイルユニット）
１３１ 受電コイルユニット（コイルユニット）
Ｃ 軸線
Ｌ 仮想線
Ｘ 軸線方向

Claims (7)

1. 軸線周りに渦巻き状に設けられた導体線を介して非接触で電力を伝送可能であり、当該導体線がそれぞれ四角形状の仮想線の各辺に沿って直線状をなす４つの直線状部、及び、当該導体線が隣り合う前記直線状部の端部間で曲線状をなす部分であって相互に直交する方向に沿って延在する隣り合う２つの前記直線状部を曲線状に繋ぐように形成された部分である４つの曲線状角部を含んで構成されるコイルと、
   前記曲線状角部にて隣り合う前記導体線の間に介在し当該曲線状角部を構成する当該導体線の曲線に応じた曲面状に形成され前記導体線の前記軸線側で前記導体線と当接し当該曲線状角部における前記導体線の並び方向に対して前記導体線を位置決めする第１当接面を有する位置決め部とを備え、
   前記位置決め部は、前記曲線状角部における前記導体線の並び方向に沿って複数設けられ、それぞれ前記第１当接面が同等の曲率の曲面状に形成されることを特徴とする、
   コイルユニット。
2. 前記複数の位置決め部は、前記導体線の並び方向に対して複数周の前記導体線毎に設けられる、
   請求項１に記載のコイルユニット。
3. 前記第１当接面は、予め定まる前記導体線の最小曲げ半径に応じた曲面状に形成される、
   請求項１又は請求項２に記載のコイルユニット。
4. 前記複数の位置決め部は、曲面状に形成され、前記導体線の前記軸線側とは反対側で前記導体線と当接する第２当接面を有する、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のコイルユニット。
5. 前記コイルが設けられると共に前記位置決め部が前記軸線に沿って突出して設けられる保持面を備え、
   前記保持面は、平坦に形成され、
   前記直線状部は、前記導体線の並び方向に沿って隣り合う前記導体線同士が密着している、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のコイルユニット。
6. 前記位置決め部は、前記軸線に沿った軸線方向と交差する方向に突出し、前記軸線方向に対して前記導体線を保持する保持突起部を有する、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のコイルユニット。
7. 電源からの電力を非接触で送電する送電コイルユニットと、
   前記送電コイルユニットから送電される電力を非接触で受電する受電コイルユニットとを備え、
   少なくとも前記送電コイルユニット、又は、前記受電コイルユニットの一方は、
   軸線周りに渦巻き状に設けられた導体線を介して非接触で電力を伝送可能であり、当該導体線がそれぞれ四角形状の仮想線の各辺に沿って直線状をなす４つの直線状部、及び、当該導体線が隣り合う前記直線状部の端部間で曲線状をなす部分であって相互に直交する方向に沿って延在する隣り合う２つの前記直線状部を曲線状に繋ぐように形成された部分である４つの曲線状角部を含んで構成されるコイルと、
   前記曲線状角部にて隣り合う前記導体線の間に介在し当該曲線状角部を構成する当該導体線の曲線に応じた曲面状に形成され前記導体線の前記軸線側で前記導体線と当接し当該曲線状角部における前記導体線の並び方向に対して前記導体線を位置決めする第１当接面を有する絶縁性の位置決め部とを備え、
   前記位置決め部は、前記曲線状角部における前記導体線の並び方向に沿って複数設けられ、それぞれ前記第１当接面が同等の曲率の曲面状に形成されることを特徴とする、
   非接触給電システム。

Images