JP7001206B2 - コイル装置、給電装置、及び検知装置 - Google Patents

Description

本開示は、コイル装置、給電装置、及び検知装置に関する。

特許文献１及び特許文献２は、車両の走行路面に設置され、車両に対して非接触で送電するコイル装置に関する技術を開示する。具体的には、特許文献１及び特許文献２は、車両がコイル装置に接触することによるコイルユニットの損傷を抑制する技術を開示する。特許文献３は、電子機器を収容するケースの表面に孔が開けられたことを検知し得る技術を開示する。特許文献３が開示する技術は、ケースの内面に設けられた導電パターンが切断されたか否かを検知することによって、ケースに孔が開けられたか否かの検知を可能にする。

特開２０１６－１９４０号公報 特開２０１４－１９７９２６号公報 特開２０００－１５０６８５号公報

例えば車両又はドローンなどの移動体の充電設備としてコイル装置を利用するとき、受電側のコイル装置が移動体に設置される一方、送電側のコイル装置は屋外に設置されることがある。屋外に設置されたコイル装置が風雨に晒されると、コイル装置の筐体に雨水などが浸入し、筐体の内部の絶縁性の低下などのコイル装置の性能劣化を招き得る。このため、雨水などが筐体の内部に浸入しないよう筐体の密閉性を確保することが重要となる。

しかし、コイル装置に移動体が衝突すると、筐体が損傷することによって筐体の密閉性が損なわれてしまうことがある。このように性能が劣化し得る状態でコイル装置を稼働させると、コイル装置による送電又は受電が不安定になりやすい。特許文献１及び特許文献２では、このような移動体の衝突による筐体の損傷を抑制するための検討がなされている。しかし、特許文献１及び特許文献２では、筐体が万一損傷してしまった場合の対応についての具体的な検討はなされていない。

本開示の一態様に係るコイル装置は、磁界を発生するコイルと、コイルを収容する筐体と、入力部、出力部、及び、入力部と出力部とを接続する導電パターンを有し、筐体に設けられており、筐体に対して電気的に絶縁された導電部と、入力部及び出力部と電気的に接続されており、入力部及び出力部を介して導電パターンを通電し、導電パターンの通電状態に基づいて筐体の変形を検知する検知部と、を備える。

本開示によれば、安定した送電又は受電を実現できるコイル装置、給電装置、及び検知装置が提供される。

図１は、一実施形態に係るコイル装置を備える非接触給電システムを示す側面図である。 図２は、コイル装置を示す上面図である。 図３は、図２に示すIII－III線に沿った断面図である。 図４は、導電パターンによって囲まれる面領域を説明するための図である。 図５は、検知部の構成を示す図である。 図６は、検知部による検知方法を示すフローチャートの一例である。 図７は、検知部による検知方法を示すフローチャートの別の例である。 図８は、コイル装置の第１変形例を示す上面図である。 図９は、図８に示すIX－IX線に沿った断面図である。 図１０は、コイル装置の第２変形例を示す断面図である。 図１１は、コイル装置の第３変形例を示す断面図である。 図１２は、図１１に示すコイル装置の検知部側からカバーの内面を見た図である。 図１３は、コイル装置の第４変形例を示す断面図である。 図１４は、図１３に示すコイル装置の検知部側からカバーの内面を見た図である。 図１５は、コイル装置の第５変形例を示す上面図である。 図１６は、図１５に示すコイル装置の交差部分を示す断面図である。 図１７は、コイル装置の第６変形例を示す上面図である。 図１８は、導電パターンの変形例を示す上面図である。 図１９は、検知部の変形例を示す図である。 図２０は、導電パターンの別の変形例を示す拡大上面図である。 図２１（ａ）は、筐体の変形例を示す断面図である。図２１（ｂ）は、筐体の別の変形例を示す断面図である。

本開示の一態様に係るコイル装置は、磁界を発生するコイルと、コイルを収容する筐体と、入力部、出力部、及び、入力部と出力部とを接続する導電パターンを有し、筐体に設けられており、筐体に対して電気的に絶縁された導電部と、入力部及び出力部と電気的に接続されており、入力部及び出力部を介して導電パターンを通電し、導電パターンの通電状態に基づいて筐体の変形を検知する検知部と、を備える。

このコイル装置では、検知部は、筐体に設けられた導電部の導電パターンを通電する。この状態で導電パターンの損傷又は断線が生じると、導電パターンの通電状態が異常となる。例えば、導電パターンが断線すると、導電パターンに電流が流れなくなり、入力部及び出力部の間の電気抵抗値が無限大となる。このような場合、筐体に損傷又は亀裂などの変形が生じている可能性が高い。そこで、検知部は、導電パターンの通電状態に基づいて筐体の変形を検知する。筐体の変形を検知できれば、コイル装置の稼働を停止するなどの対応をとることができる。これにより、筐体に変形が生じた状態、すなわち性能が劣化し得る状態で、コイル装置が稼働する事態を抑制できる。その結果、コイルによる送電又は受電が不安定となる事態を抑制できる。

いくつかの態様において、導電パターンは、筐体のパターン配置面において互いに並んで配置された第１部分及び第２部分を含んでもよい。通電時において第１部分及び第２部分をそれぞれ流れる電流は、互いに逆向きであってもよい。この場合、第１部分及び第２部分によって囲まれる面領域の面積の増大を抑えることができる。磁界が面領域に鎖交することによって生じる誘起電圧は、面領域の法線方向における磁界の成分と面領域の面積との積によって規定される。このため、面領域の面積の増大を抑えることによって、誘起電圧の増大を抑えることができる。このように誘起電圧の増大を抑えることにより、誘起電圧が検知部の検知精度に及ぼす影響を抑えることができる。これにより、誘起電圧の発生に起因する検知部の誤検知の可能性を低下できる。

いくつかの態様において、第２部分は、パターン配置面の法線方向と交差する方向に沿って第１部分と並んで配置されると共に、第１部分の延在方向に沿って延在していてもよい。この場合、導電パターンの第１部分及び第２部分によって囲まれる面領域の面積の増大を効果的に抑えることができる。これにより、誘起電圧の増大を効果的に抑えることができ、検知部の検知精度に誘起電圧が及ぼす影響を効果的に抑えることができる。その結果、誘起電圧の発生に起因する検知部の誤検知の可能性を一層低下できる。

いくつかの態様において、第２部分は、パターン配置面の法線方向と交差する方向に沿って第１部分と並んで配置されると共に、第１部分の延在方向に沿って延在していてもよい。この場合、導電パターンの第１部分及び第２部分によって囲まれる面領域の法線方向を磁界の方向に対して略直角とすることができる。磁界が面領域に鎖交することによって生じる誘起電圧は、上述したように、面領域の法線方向における磁界の成分と面領域の面積との積によって規定される。このため、面領域の法線方向が磁界の方向に直角となる場合は、面領域の法線方向における磁界の成分が０となるので、誘起電圧も０となる。上記構成では、面領域の法線方向を磁界の方向に略直角とすることができるので、誘起電圧を０に近付けることができ、検知部の検知精度に誘起電圧が及ぼす影響を極めて小さくすることができる。これにより、誘起電圧の発生に起因する検知部の誤検知の可能性をより一層低下できる。

いくつかの態様において、第２部分は、パターン配置面の法線方向から見て第１部分と交差する交差部分を含んでもよく、交差部分においては法線方向に沿って第１部分と並んで配置されていてもよい。この場合、第２部分が交差部分を含むことによって、上述した誘起電圧が検知部の検知精度に及ぼす影響を一層小さくすることができる。つまり、誘起電圧の発生に起因する検知部の誤検知の可能性を一層低下できる。

いくつかの態様において、導電パターンは、パターン配置面の面内方向の一方向に延在する部分と、面内方向のうち一方向と交差する他方向に延在する部分とを含んでもよい。この構成によれば、パターン配置面の一方向に損傷又は亀裂が生じたときは、検知部は、導電パターンの他方向に延在する部分を用いて筐体の変形の検知を行うことができる。一方、パターン配置面の他方向に損傷又は亀裂が生じたときは、検知部は、導電パターンの一方向に延在する部分を用いて筐体の変形の検知を行うことができる。したがって、パターン配置面の一方向及び他方向のいずれの方向に損傷又は亀裂が生じた場合であっても、検知部は、導電パターンの通電状態に基づく筐体の変形の検知をより確実に行うことができる。

いくつかの態様において、パターン配置面は、筐体におけるコイル側を向く内面であってもよい。この場合、導電パターンが雨水などに晒されることで劣化する事態を回避できる。更に、導電パターンが筐体の内面に設けられているので、貫通孔を筐体に設けることなく導電パターンと検知部とを電気的に接続することができる。これにより、筐体の密閉性が損なわれる事態を抑制できる。その結果、性能が劣化し得る状態でコイル装置が稼働する事態をより確実に抑制でき、コイルによる送電又は受電が不安定となる事態をより確実に抑制できる。

いくつかの態様において、筐体は、コイルを収容するための収容空間を規定するカバー及びベースを有してもよい。カバーは、ベースに取り外し可能に取り付けられてもよく、入力部及び出力部は、カバーに設けられてもよい。検知部は、ベースに設けられた一対の接続部を有してもよく、カバーがベースに取り付けられることによって、一対の接続部は入力部及び出力部とそれぞれ電気的に接続されてもよい。筐体のカバーに変形が生じた場合、変形が生じたカバーを取り外し、変形が生じていない新しいカバーをベースに取り付けることがある。上記の構成では、カバーがベースに取り付けられることによって、検知部の一対の接続部が、導電部の入力部及び出力部とそれぞれ電気的に接続される。したがって、新しいカバーをベースに取り付ける際の検知部と導電部との接続作業が容易となる。

本開示の一態様に係る給電装置は、上述したいずれかのコイル装置と、コイルへ電力供給する電源部と、を備え、電源部は、検知部が筐体の変形を検知した場合に、コイルへの電力供給を停止する。この給電装置では、筐体に変形が生じた状態、すなわち性能が劣化し得る状態でコイル装置が稼働する事態をより確実に抑制できる。これにより、コイルによる送電又は受電が不安定となる事態をより確実に抑制できる。

本開示の一態様に係る検知装置は、非接触給電のためのコイル装置の筐体の変形を検知する検知装置であって、入力部、出力部、及び、入力部と出力部とを接続する導電パターンを有し、筐体に設けられており、筐体に対して電気的に絶縁された導電部と、入力部及び出力部と電気的に接続されており、入力部及び出力部を介して導電パターンを通電し、導電パターンの通電状態に基づいて筐体の変形を検知する検知部と、を備える。

この検知装置では、検知部は、筐体に設けられた導電部の導電パターンを通電する。この状態で導電パターンの損傷又は断線が生じると、導電パターンの通電状態が異常となる。例えば、導電パターンが断線すると、導電パターンに電流が流れなくなり、入力部及び出力部の間の電気抵抗値が無限大となる。このような場合、筐体に損傷又は亀裂などの変形が生じている可能性が高い。そこで、検知部は、導電パターンの通電状態に基づいて筐体の変形を検知する。筐体の変形を検知できれば、コイル装置の稼働を停止するなどの対応をとることができる。これにより、筐体に変形が生じた状態、すなわちコイル装置の性能が劣化し得る状態で、コイル装置が稼働する事態を抑制できるその結果、送電又は受電が不安定となる事態を抑制できる。

以下、添付図面を参照しながら本開示の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示すように、コイル装置１０は、例えば、非接触給電システム１における受電装置１１又は送電装置１２に用いられる。非接触給電システム１は、例えば、車両又はドローンなどの移動体Ｖに搭載されたバッテリを充電する。コイル装置１０は、受電装置１１及び送電装置１２の両方に用いられてもよい。

コイル装置１０が送電装置１２に用いられる場合、送電装置１２としてのコイル装置１０は、例えば屋外の路面Ｇに固定される。コイル装置１０の送電コイルＣ２には、電源部５の駆動用電源３０（図２参照）が接続される。電源部５は、駆動用電源３０と、後述する検知用電源５１及び制御部５３（図２参照）とを含んで構成される。電源部５及びコイル装置１０は、給電装置２を構成する。一方、コイル装置１０が受電装置１１に用いられる場合、受電装置１１としてのコイル装置１０は、例えば車両のシャシー等に固定される。受電装置１１の受電コイルＣ１は、受電回路及び充電回路などを介して、バッテリに接続される。

送電装置１２と受電装置１１とが上下方向において対向する際、送電コイルＣ２と受電コイルＣ１とが電磁気的に結合して電磁結合回路を形成する。これにより、送電コイルＣ２から受電コイルＣ１へと非接触給電が行われる。言い換えれば、受電コイルＣ１は、送電コイルＣ２から非接触で電力を受け取る。電磁結合回路は、「電磁誘導方式」で送電及び受電を行う回路であってもよく、「磁界共鳴方式」で送電及び受電を行う回路であってもよい。

以下、コイル装置１０を送電装置１２として利用する態様を例に、コイル装置１０について更に詳細に説明する。以下の説明において、送電装置１２と受電装置１１とが対向する上下方向（例えば鉛直方向）をＺ方向といい、Ｚ方向と直交する面内方向の一方向をＸ方向といい、当該面内方向のうち当該一方向と直交する他方向をＹ方向という。

図２及び図３に示すように、コイル装置１０は、筐体２０と、送電コイルＣ２と、導電部４０と、検知部５２とを備えている。導電部４０及び検知部５２は、検知装置６０を構成する。筐体２０は、例えば、扁平な箱状の部材であり、少なくとも送電コイルＣ２を収容している。図３に示すように、筐体２０は、送電コイルＣ２を収容するための収容空間を規定するベース２１及びカバー２２を有している。

ベース２１は、路面Ｇに設置された板状部材である。ベース２１は、路面Ｇに固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。ベース２１には、送電コイルＣ２が設けられている。ベース２１は、Ｚ方向において送電コイルＣ２を介してカバー２２と対向している。ベース２１は、コイル装置１０の全体の剛性を確保する。ベース２１は、コイル装置１０の全体の剛性を確保できれば、樹脂材料又は金属材料などの様々な材料で構成可能である。ベース２１の全体若しくは一部を、アルミニウム又は銅などの透磁率の低い金属材料で構成することにより、ベース２１が、漏えい磁界の外部流出を遮蔽できるようにしてもよい。

カバー２２は、送電コイルＣ２を覆うようにベース２１に気密に取り付けられている。ベース２１とカバー２２との間は、例えばＯリング又はシール材によって封止されている。カバー２２は、ベース２１に対して取り外し可能に取り付けられてもよいし、ベース２１に対して取り外し不能に固定されてもよい。送電コイルＣ２と受電コイルＣ１との電磁気的結合は、カバー２２を透過して行われる。したがって、非接触給電が高効率で行われるようにするために、カバー２２は、電磁気的結合に影響しない非磁性且つ非導電性の材料により形成されている。非磁性且つ非導電性の材料は、例えば、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）などの樹脂材料である。カバー２２の全体が非磁性且つ非導電性の材料によって形成されていなくてもよい。例えば、送電コイルＣ２と受電コイルＣ１との電磁気的結合がカバー２２の一部のみを透過して行われる場合、当該一部のみが非磁性且つ非導電性の材料で形成されてもよい。この場合、カバー２２の当該一部以外の他の部分は、非磁性且つ非導電性ではない材料によって形成されてもよい。

カバー２２は、例えば、Ｚ方向におけるベース２１側に開口が形成されており、ベース２１上の送電コイルＣ２を覆っている。カバー２２のＸＺ断面は、図３に示す台形状に限らず、矩形状などの他の形状をなしてもよい。カバー２２は、送電コイルＣ２側を向く内面２２ａと、送電コイルＣ２とは反対側を向く外面２２ｂとを含んでいる。内面２２ａ及び外面２２ｂは、筐体２０の表面を構成する。例えば、内面２２ａ及び外面２２ｂのそれぞれは、ＸＹ平面に平行な部分と、ＸＹ平面に対して傾斜した部分とを有する。内面２２ａ及び外面２２ｂのそれぞれの法線方向は、Ｚ方向と一致しているか、若しくはＺ方向成分を有する。カバー２２は、例えば非導電性の材料によって形成される。このため、内面２２ａ及び外面２２ｂのそれぞれは、電気絶縁性を有する絶縁面を構成する。

送電コイルＣ２は、例えば、同一平面内で渦巻状に巻回された導線２５によって形成される。送電コイルＣ２は、例えばサーキュラー型のコイルである。サーキュラー型のコイルにおいて、導線２５は、巻軸（コイル軸）の周りを囲むように巻かれている。例えば、巻軸はＺ方向に延びており、導線２５の巻線方向は、ＸＹ平面において渦巻状に延びている。送電コイルＣ２は、駆動用電源３０から電力を供給されることにより磁界を発生する。送電コイルＣ２から発生した磁力線は、受電コイルＣ１へ向かって延び、受電コイルＣ１に鎖交する。この磁力線の方向は、カバー２２においてＺ方向の成分を有する。磁力線が受電コイルＣ１に鎖交することにより、受電コイルＣ１は誘導電流を発生する。これにより、受電装置１１は、送電装置１２から電力を非接触で受け取る。

送電コイルＣ２がサーキュラー型のコイルである場合、導線２５は一層であっても多層であってもよい。Ｚ方向から見た送電コイルＣ２の形状は、例えば矩形、円形、又は楕円形などの種々の形状を採り得る。導線２５としては、例えば、互いに絶縁された複数の導体素線が撚り合わされ、表皮効果又は近接効果による高周波抵抗を抑えたリッツ線が用いられてもよいし、銅又はアルミニウムの単線が用いられてもよい。

図３に示すように、送電コイルＣ２は、例えば、平板状の部材であるボビン２６の溝にはめ込まれている。ボビン２６は、非磁性且つ非導電性の材料によって形成されている。ボビン２６の材料として、例えばシリコーン又はポリフェニレンサルファイド樹脂などを採用してもよい。そして、ボビン２６がコイル保持部材２８を介してベース２１に固定されることにより、筐体２０の内部における送電コイルＣ２の位置が定まる。コイル保持部材２８は中空であり、ボビン２６とベース２１との間に設けられたフェライト板２７がコイル保持部材２８の中空箇所に保持されている。コイル保持部材２８は、例えばボビン２６と同じ材料で構成されている。フェライト板２７は、例えば矩形平板状のフェライトコアである。フェライト板２７は、磁性体であって、送電コイルＣ２から発生した磁力線の方向付け及び集約を行う。

駆動用電源３０は、送電コイルＣ２と電気的に接続されている。駆動用電源３０は、移動体Ｖに非接触給電するために必要となる電力を送電コイルＣ２に供給する。駆動用電源３０は、例えば商用交流電源のような単相交流電力を受電し、整流回路及び平滑化回路によって単相交流電力を直流電力に変換する。そして、駆動用電源３０は、インバータ回路によって直流電力を高周波交流電力に再度変換し、送電コイルＣ２に高周波交流電力を供給する。この高周波交流電力によって送電コイルＣ２から発生する磁界は、正弦波状に時間的に変化する交流磁界となる。高周波交流電力の周波数は、例えば１００ｋＨｚ程度であるが、特に限定はない。高周波交流電力の周波数は、１００ｋＨｚよりも低い周波数（例えば１０ｋＨｚ）でもよいし、１００ｋＨｚよりも高い周波数（例えば数ＭＨｚ）でもよい。

導電部４０は、筐体２０に設けられており、筐体２０に対して電気的に絶縁されている。導電部４０が筐体２０に対して電気的に絶縁されているとは、筐体２０において導電部４０が設けられる少なくとも一部分が絶縁体である場合と、筐体２０と導電部４０との間に、絶縁シートなどの絶縁部材が介在する場合との両方を含む。筐体２０と導電部４０との間に絶縁部材が介在する場合、絶縁部材は、筐体２０に設けられてもよく、導電部４０に設けられてもよい。

導電部４０は、例えば、筐体２０のカバー２２の内面２２ａに設けられている。導電部４０の一部が、内面２２ａにおけるベース２１側の縁部まで延びていてもよい。導電部４０は、内面２２ａに直接設けられてもよいし、他の部材を介して間接的に内面２２ａに設けられてもよい。筐体２０において導電部４０が設けられる位置は、特に限定されない。

図２及び図３に示すように、導電部４０は、入力部４１、出力部４２、及び導電パターン４３を有する。入力部４１及び出力部４２は、後述する検知部５２と電気的に接続される部分である。導電パターン４３は、入力部４１から出力部４２まで接続する一本の線状の配線パターンである。導電パターン４３は、例えば銅又はアルミニウムなどの導電性材料によって形成されている。導電パターン４３と検知部５２とは、電気的な閉回路を形成する。導電パターン４３は、例えば蒸着又は接着などの方法によって内面２２ａに形成され得る。蒸着又は接着などの方法を用いて内面２２ａに導電パターン４３を形成した場合、導電パターン４３を内面２２ａに密着させることができる。これにより、カバー２２にひび又は割れ（亀裂）などの変形が生じた場合に、導電パターン４３にも亀裂又は破断などが生じ易くなる。導電パターン４３は、内面２２ａにおいて所定の方向に蛇行するように張り巡らされている。入力部４１から延在する導電パターン４３は、内面２２ａの所定位置（折り返し位置ＲＰ）で折り返し、出力部４２に至っている。内面２２ａは、導電パターン４３が配置されるパターン配置面となっている。導電パターン４３が外面２２ｂに配置される場合は、外面２２ｂがパターン配置面となる。導電パターン４３が内面２２ａ及び外面２２ｂの両方に配置される場合は、内面２２ａ及び外面２２ｂの両方がパターン配置面となる。

導電パターン４３は、入力部４１に接続された第１部分４３ａと、出力部４２に接続された第２部分４３ｂとを含んでいる。第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂは、互いに近接している。第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂは、電気的絶縁に必要な距離だけ離間して並んで配置されている。第１部分４３ａは、入力部４１から折り返し位置ＲＰまで延在している。一方、第２部分４３ｂは、第１部分４３ａが入力部４１から折り返し位置ＲＰまで至る経路と同一の経路を、第１部分４３ａから離間距離だけ離れた状態で逆方向に辿るように、折り返し位置ＲＰから出力部４２まで延在している。したがって、通電時において、第２部分４３ｂと第１部分４３ａとの互いに近接した部位では、第２部分４３ｂに電流が流れる向きは、第１部分４３ａに電流が流れる向きとは逆向きとなる。第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂは、折り返し位置ＲＰに位置する導電パターン４３の別の部分４３ｘを介して互いに接続されている。第２部分４３ｂの幅方向（すなわち延在方向と直交する方向）の幅は、第１部分４３ａの幅方向の幅と同一であってもよいし、第１部分４３ａの幅とは異なってもよい。

第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂを含む導電パターン４３が延在する経路は、内面２２ａの全体にわたって導電パターン４３が存在するように蛇行している。カバー２２の任意の位置で変形が生じた場合、その位置を導電パターン４３が通過していれば、カバー２２の変形に伴って導電パターン４３の断線などが生じる。図２に示す例では、導電パターン４３は、Ｘ方向に沿って延在する部分Ｐ１と、Ｙ方向に沿って延在する部分Ｐ２とを含む。そして、Ｘ方向に沿って延在する部分Ｐ１と、Ｙ方向に沿って延在する部分Ｐ２とが、交互に接続されている。

図４に示すように、第１部分４３ａと第２部分４３ｂとの距離Ｗは、第１部分４３ａと第２部分４３ｂとの間の電気的絶縁が確保できる限りにおいて極力小さくされる。これにより、導電パターン４３によって囲まれる面領域Ｒの面積Ａを極力小さくすることができる。非接触給電を行うために送電コイルＣ２に高周波交流電力が供給されるとき、送電コイルＣ２から発生する磁力線が面領域Ｒに鎖交すると、入力部４１及び出力部４２の間に誘起電圧が発生する。この誘起電圧は、面領域Ｒの面積Ａと、面領域Ｒの法線方向における磁界の成分との積によって規定される。面領域Ｒの法線方向における磁界の成分とは、磁界の大きさ（強さ）を当該法線方向に分解した分解成分である。面領域Ｒの面積Ａは、図４に示すように、第１部分４３ａ又は第２部分４３ｂの延在方向の長さＬと、当該延在方向と直交する方向における第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂの間の距離Ｗとの積によって規定される。

送電コイルＣ２から発生する磁界を、周波数ｆで正弦波状に時間的に変化する空間的に均一な磁界と仮定すると、この磁界Ｈは、次の式（１）によって表される。式（１）において、Ｃは定数を示し、ｔは時間を示している。そして、面領域Ｒと磁界Ｈの方向とがなす角をθとすると、面領域Ｒの法線方向における磁界Ｈの成分はＨsinθと表される。したがって、誘起電圧Ｅｉは、次の式（２）のように、面領域Ｒの面積Ａと、面領域Ｒの法線方向における磁界Ｈの成分Ｈsinθとの積によって表される。本実施形態では、第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂによって囲まれる面領域ＲはＸＹ平面に沿っており、磁界Ｈの方向は概ねＺ方向に沿っている。そのため、磁界Ｈの方向は面領域Ｒに対して直角（θ＝９０°）若しくは直角に近い角度となる。このように磁界Ｈの方向が面領域Ｒに直交する場合、つまり磁界Ｈの方向が面領域Ｒの法線方向に沿う場合、誘起電圧Ｅｉは、面領域Ｒの面積Ａと磁界Ｈとの積によって規定される。一方、磁界Ｈの方向が面領域Ｒに沿う場合（θ＝０°）、つまり磁界Ｈの方向が面領域Ｒの法線方向に対して直角となる場合、誘起電圧Ｅｉは０となる。

このように規定される誘起電圧Ｅｉが大きい場合、後述するように、検知部５２が誤検知するおそれがある。このため、誘起電圧Ｅｉは、極力小さくなるように調整されるとよい。誘起電圧Ｅｉを小さくするためには、式（２）に示すように、面領域Ｒの面積Ａを小さくすればよい。したがって、面領域Ｒの面積Ａが小さくなるように導電パターン４３を内面２２ａに配置すれば、検知部５２が誤検知する可能性を低下することができる。

面領域Ｒの面積Ａを小さくするためには、第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂの延在方向の長さＬを短くすると共に、第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂの間の距離Ｗを小さくすればよい。しかし、第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂの延在方向の長さＬを短くした場合、内面２２ａのより広い領域に導電パターン４３を張り巡らせることが難しくなる。この場合、導電パターン４３が張り巡らされない箇所のカバー２２に変形が生じても、導電パターン４３の断線などが生じないため、カバー２２の変形を検知できないおそれがある。したがって、本実施形態では、第１部分４３ａと第２部分４３ｂとの距離Ｗを極力小さくすることによって、面領域Ｒの面積Ａを小さくしている。

検知部５２は、導電部４０と電気的に接続されている。検知部５２は、導電部４０を利用して、筐体２０に生じる変形を検知する。図５に示すように、検知部５２には、一対の接続配線Ｃａ及びＣｂが接続されている。接続配線Ｃａは、検知部５２の正側端子と入力部４１とを接続する。接続配線Ｃｂは、検知部５２の負側端子と出力部４２とを接続する。

電源部５の検知用電源５１は、電源部５の制御部５３からの指示に従って、検知部５２に電源を供給する。検知用電源５１から電源が供給されると、導電パターン４３に電流が流れ、入力部４１及び出力部４２の間に電圧が発生する。この電源は、直流又は交流のいずれであってもよい。検知用電源５１が交流電源である場合、交流電源の周波数をｆ1、送電コイルＣ２から受電コイルＣ１へ非接触給電を行う磁界の変調周波数をｆ２とし、周波数ｆ１と変調周波数ｆ２とを互いに大きく異なる周波数に設定する。そして、周波数ｆ１の信号を通過させ変調周波数ｆ２の信号の通過を抑止する周波数選択性を有するフィルタを検知部５２に設ける。そうすると、導電パターン４３の通電状態に基づく筐体２０の変形の検出に対する、送電コイルＣ２から受電コイルＣ１へ非接触給電を行う磁界による影響を、小さくすることができる。

検知用電源５１は、筐体２０の内部に設けられてもよいし、筐体２０の外部に設けられてもよい。検知用電源５１は、筐体２０の外部に設けられる場合、筐体２０に近接してもよいし、筐体２０から離れてもよい。検知部５２は、筐体２０の内部に設けられることにより、筐体２０の外部の雨水等から保護される。更に、接続配線Ｃａ及び接続配線Ｃｂを筐体２０に貫通させることも不要となる。しかし、接続配線Ｃａ及び接続配線Ｃｂを筐体２０に貫通させるようにし、検知部５２が筐体２０の外部に設けられてもよい。同様に、制御部５３は、筐体２０の内部に設けられてもよいし、筐体２０の外部に設けられてもよい。制御部５３は、筐体２０の外部に設けられる場合、筐体２０に近接してもよいし、筐体２０から離れてもよい。

検知部５２は、例えばベース２１に設けられており、検知用電源５１から電源が供給されることにより動作する。検知部５２は、一対の接続配線Ｃａ及びＣｂのそれぞれの一端と電気的に接続されている。検知部５２は、導電パターン４３の通電状態に基づいて、筐体２０に生じる変形を検知する。導電パターン４３の「通電状態」は、導電パターン４３が接続される入力部４１及び出力部４２の間の電気抵抗値である。筐体２０の「変形」は、水或いは油などの液体、又は腐食性ガスなどの気体が筐体２０の外部から内部へと浸入する経路となりうるような、筐体２０に生じる亀裂、割れ、又は損傷などを含む。

検知部５２は、測定部５５と、判定部５７と、安定化電源５８とを含んでいる。安定化電源５８は、測定部５５及び判定部５７を動作させるために設けられる。安定化電源５８は、測定部５５及び判定部５７に一定の電圧の電力を供給する。測定部５５は、例えば、電流計５５ａと、電圧計５５ｂと、算出部５６とを含んでいる。電流計５５ａは、入力部４１及び出力部４２の間の導電パターン４３に流れる電流値を測定する。電圧計５５ｂは、入力部４１及び出力部４２の間の電圧値を測定する。測定された電流値及び電圧値は、算出部５６に出力される。図５に示す例では、測定部５５が、電流計５５ａと電圧計５５ｂとによって構成される場合を例示するが、測定部５５の構成は、図５に示す例に限られず、適宜変更可能である。

電流計５５ａは、導電部４０を経由して流れる電流値（Ｉｍとする）を測定する。電圧計５５ｂは、入力部４１に接続される接続配線Ｃａと、出力部４２に接続される接続配線Ｃｂとに接続され、入力部４１及び出力部４２の間の電圧値（Ｖｍとする）を測定する。算出部５６は、電圧値Ｖｍを電流値Ｉｍで割った値、すなわちＶｍ／Ｉｍの値を計算し、Ｖｍ／Ｉｍの値を判定部５７に出力する。Ｖｍ／Ｉｍの値は、入力部４１及び出力部４２の間の電気抵抗値に等しい。電流計５５ａとしては、例えばホール素子を用いて電流に伴って発生する磁場を測定する方式の電流計が挙げられる。電圧計５５ｂとしては、例えばＡ／Ｄ変換器を用いて測定する方式の電圧計が挙げられる。

導電部４０は筐体２０に対して電気的に絶縁されており、かつ、第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂの間も電気的に絶縁されている。したがって、検知用電源５１が入力部４１及び出力部４２の間に電圧を印加したとき、電流は、入力部４１から入り、第１部分４３ａに沿って流れ、折り返し位置ＲＰを通り、第２部分４３ｂに沿って戻り、出力部４２から出る、という経路に沿って流れる。このように、第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂの間が短絡することは無い。すなわち、第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂの間に短絡電流が流れることは無い。よって、電流計５５ａが導電パターン４３に流れる電流値Ｉｍを測定し、算出部５６がＶｍ／Ｉｍの値を計算することにより、導電パターン４３の電気抵抗値を測定することが可能である。

判定部５７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、及びＲＡＭ(Random Access Memory)等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとを含むコンピュータにより構成されている。判定部５７は、算出部５６から出力された電気抵抗値から導電パターン４３の通電状態が異常であるか否かを判定することにより、筐体２０に変形が生じたか否かを判定する。判定部５７は、例えば、予め設定された閾値と、電気抵抗値とを比較することによって、導電パターン４３の通電状態が異常であるか否かを判定する。この閾値は、導電パターン４３の通電状態を判定するための基準となる電気抵抗値である。電気抵抗値が閾値を越えた場合、判定部５７は、導電パターン４３の通電状態が異常であると判定する。一方、電気抵抗値が閾値を越えてない場合、判定部５７は、導電パターン４３の通電状態は異常でないと判定する。

例えば、導電パターン４３に断線が生じた場合、導電パターン４３に電流が流れなくなるので、電気抵抗値は無限大となり閾値を超える。導電パターン４３が断線せずに損傷した場合も、電気抵抗値が閾値を超えることがある。導電パターン４３が断線せずに損傷した場合とは、例えば、導電パターン４３の一部が裂けた場合、或いは、導電パターン４３が引っ張られて細くなった場合などである。このような場合、導電パターン４３の損傷部分では、導電パターン４３の延在方向に直交する断面積が小さくなる。これに応じて、電気抵抗値が大きくなり閾値を超えることがある。

電気抵抗値が閾値を超えた場合、判定部５７は、導電パターン４３の通電状態が異常であると判定し、導電パターン４３に損傷又は断線などが生じていると判定する。導電パターン４３は内面２２ａに密着して形成されているので、導電パターン４３の損傷又は断線などは、カバー２２の変形に伴って生じていると考えられる。したがって、電気抵抗値が閾値を超えた場合、判定部５７は、筐体２０に変形が生じたと判定し、筐体２０に変形が生じたことを示す検知信号Ｄ１を制御部５３に出力する。一方、電気抵抗値が閾値を超えていない場合、判定部５７は、導電パターン４３の通電状態が異常でないと判定し、導電パターン４３に損傷又は断線などが生じていないと判定する。この場合、判定部５７は、筐体２０に変形が生じていないと判定する。

送電コイルＣ２による送電が行われている間に検知部５２による検知が行われる場合には、入力部４１及び出力部４２の間には、検知用電源５１からの電圧に加えて、磁力線が面領域Ｒに鎖交することによって発生する誘起電圧Ｅｉが印加される。この場合、電圧計５５ｂが測定する電圧値は、検知用電源５１から印加される電圧Ｅｓと、誘起電圧Ｅｉと、が加算若しくは減算された値になる。そのため、送電コイルＣ２による送電が行われていない場合に比べ、測定される電気抵抗値が（１±Ｅｉ／Ｅｓ）倍にずれてしまう。このため、誘起電圧Ｅｉが大きくなると、判定部５７は、検知用電源５１から印加される電圧に応じた電気抵抗値と閾値との比較を正確に行うことが難しくなる。そこで、前述したように、面領域Ｒの面積Ａが小さくなるように導電パターン４３を内面２２ａに配置すれば、誘起電圧Ｅｉを小さくすることができる。これにより、誘起電圧Ｅｉが判定部５７の判定精度に与える影響を小さくすることができ、検知部５２が誤検知する可能性を低下することができる。

閾値である電気抵抗値をＲｔとし、筐体２０に変形が生じていない場合の導電部４０の電気抵抗値をＲｎとする。そして、筐体２０に変形が生じていない場合において、送電コイルＣ２による送電が行われて誘起電圧Ｅｉの影響を受けることで、検知部５２が検知した導電部４０の電気抵抗値の測定値が（Ｒｎ－Ｎ１）～（Ｒｎ＋Ｎ２）の範囲内でばらつくと仮定する。Ｎ１及びＮ２は、誘起電圧の周期的な変動に起因する電気抵抗値の誤差成分を示す。この場合、（Ｒｎ＋Ｎ２）＜Ｒｔとするためには、Ｎ２が小さくなるように誘起電圧Ｅｉを小さくすればよい。そのためには、誘起電圧Ｅｉが小さくなるように導電パターン４３を内面２２ａに配置すればよい。ここで、Ｎ１及びＮ２は、誘起電圧Ｅｉだけでなく、検知部５２の回路構成にも依存する。しかし、検知部５２の回路構成を決めてしまえば、誘起電圧Ｅｉを小さくすることでＮ１及びＮ２を小さくすることができる。

制御部５３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとを含むコンピュータにより構成されている。制御部５３は、検知用電源５１及び駆動用電源３０の動作を制御すると共に、コイル装置１０の稼働状況を管理する管理者１００への警報の発報を行う。制御部５３は、検知用電源５１及び駆動用電源３０と電気的に接続されており、検知用電源５１及び駆動用電源３０と制御信号の送受信が可能である。制御部５３は、検知用電源５１及び駆動用電源３０に対して、有線、無線又はネットワーク等の通信方式を用いて制御信号を送受信可能に接続されてもよい。制御部５３は、検知用電源５１からの電源供給の開始又は停止を指示する制御信号Ｄ２を、検知用電源５１に出力する。

更に、制御部５３は、駆動用電源３０からの電源供給の開始又は停止を指示する制御信号Ｄ４を検知用電源５１に出力する。制御部５３は、判定部５７から検知信号Ｄ１を受け取ると、管理者１００に警報Ｄ３を発報すると共に、送電コイルＣ２への電力供給の停止を指示する制御信号Ｄ４を駆動用電源３０に出力する。このように、制御部５３が、検知信号Ｄ１を受け取ったときに管理者１００に警報Ｄ３を発報することにより、管理者１００は、筐体２０に変形が生じたことを早期に知ることができる。これにより、管理者１００は、カバー２２又はコイル装置１０を交換するなどの対応を迅速に行うことができる。

制御部５３は、検知信号Ｄ１を受け取ったとき、管理者１００への警報Ｄ３の発報、及び、送電コイルＣ２への電力供給の停止を指示する制御信号Ｄ４の駆動用電源３０への出力のいずれか一方のみを行ってもよい。非接触給電システム１に複数のコイル装置１０が用いられる場合、制御部５３は、コイル装置１０を識別するための識別番号（ＩＤ）を付加した警報を管理者１００に発報してもよい。これにより、管理者１００は、どのコイル装置１０から警報が発報したのかを把握することができる。

続いて、検知部５２による検知方法について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６に示す例では、送電コイルＣ２への電力供給が行われている間に検知部５２による検知が行われる状況を主に想定している。図７に示す例では、送電コイルＣ２への電力供給が行われる前に検知部５２による検知が行われる状況を想定している。まず、図６に示す例について説明する。

図６に示すように、まず、検知用電源５１が、制御信号Ｄ２に従って、検知部５２へ電源を供給する（工程Ｓ１）。これにより、導電パターン４３に通電される。次に、判定部５７が、導電パターン４３の通電状態に基づいて筐体２０の変形の有無を判定する（工程Ｓ２）。具体的には、測定部５５が、入力部４１及び出力部４２の間の電気抵抗値を測定し、判定部５７が、その電気抵抗値が閾値を超えたか否かを判定する。判定部５７は、電気抵抗値が閾値を超えていないと判定した場合、筐体２０に変形が生じていないと判定する（工程Ｓ２においてＮｏ）。この場合、工程Ｓ１及び工程Ｓ２が繰り返される。

一方、判定部５７は、電気抵抗値が閾値を超えたと判定した場合、筐体２０に変形が生じていると判定する（工程Ｓ２においてＹｅｓ）。この場合、判定部５７は、筐体２０に変形が生じたことを示す検知信号Ｄ１を制御部５３に出力する。制御部５３は、検知信号Ｄ１を受け取ると、管理者１００に警報Ｄ３を発報する（工程Ｓ３）。その後、制御部５３は、駆動用電源３０が送電コイルＣ２に電力を供給しているか否かを確認する（工程Ｓ４）。駆動用電源３０が送電コイルＣ２に電力を供給していない場合には（工程Ｓ４においてＮｏ）、工程Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４が繰り返される。一方、駆動用電源３０が送電コイルＣ２に電力を供給している場合には（工程Ｓ４においてＹｅｓ）、制御部５３は、送電コイルＣ２への電力供給の停止を指示する制御信号Ｄ４を駆動用電源３０に出力し、駆動用電源３０は、制御信号Ｄ４を受けて送電コイルＣ２への電力供給を停止する（工程Ｓ５）。

次に、図７に示す例について説明する。この例では、まず、制御部５３は、駆動用電源３０が送電コイルＣ２に電力供給を開始するか否かを確認する（工程Ｓ１１）。駆動用電源３０が送電コイルＣ２に電力供給を開始しない場合には（工程Ｓ１１においてＮｏ）、工程Ｓ１１が繰り返される。一方、駆動用電源３０が送電コイルＣ２に電力供給を開始しようとしている場合には（工程Ｓ１１においてＹｅｓ）、制御部５３は、検知部５２への電源供給の開始を指示する制御信号Ｄ２を検知用電源５１に出力する。検知用電源５１は、制御信号Ｄ２を受けて検知部５２への電源供給を開始する（工程Ｓ１２）。これにより、導電パターン４３が通電される。

次に、判定部５７が、導電パターン４３の通電状態に基づいて筐体２０に変形が生じたか否かを判定する（工程Ｓ１３）。具体的には、測定部５５が、入力部４１及び出力部４２の間の電気抵抗値を測定し、判定部５７が、その電気抵抗値が閾値を超えたか否かを判定する。判定部５７は、電気抵抗値が閾値を超えていないと判定した場合、筐体２０に変形が生じていないと判定する（工程Ｓ１３においてＮｏ）。この場合、制御部５３は、検知部５２への電源供給の停止を指示する制御信号Ｄ２を検知用電源５１に出力する。検知用電源５１は、制御信号Ｄ２を受けると、検知部５２への電源供給を停止する（工程Ｓ１５）。

その後、制御部５３は、送電コイルＣ２への電力供給を開始する制御信号Ｄ４を駆動用電源３０に出力し、駆動用電源３０は、制御信号Ｄ４を受けると、送電コイルＣ２への電力供給を開始する（工程Ｓ１６）。車両のバッテリが満充電になった、或いは予め定めた充電時間が経過したなどの、電力供給を停止すべき事象が発生した場合、制御部５３は、送電コイルＣ２への電力供給を停止する制御信号Ｄ４を駆動用電源３０に出力する。駆動用電源３０は、制御信号Ｄ４を受けると、送電コイルＣ２への電力供給を停止する（工程Ｓ１７）。一方、判定部５７が、電気抵抗値が閾値を越えていると判定した場合、筐体２０に変形が生じていると判定する（工程Ｓ１３においてＹｅｓ）。この場合、判定部５７は、筐体２０に変形が生じたことを示す検知信号Ｄ１を制御部５３に出力する。制御部５３は、検知信号Ｄ１を受け取ると、管理者１００に警報Ｄ３を発報する。更に、制御部５３は、検知部５２への電源供給の停止を指示する制御信号Ｄ２を検知用電源５１に出力する。検知用電源５１は、制御信号Ｄ２を受けると、検知部５２への電源供給を停止する（工程Ｓ１４）。そして、送電コイルＣ２への電力供給を開始せずに工程Ｓ１１へ戻る。図７に示す例では、送電コイルＣ２への電力供給を開始する前に検知部５２による検知を行えばよいので、検知部５２による検知を行うために、検知用電源５１から検知部５２への電源供給を継続的に行う必要が無い。したがって、検知用電源５１から検知部５２への電源供給に要する消費電力を小さくできる。

以上に説明したコイル装置１０及び検知装置６０によって得られる作用・効果を説明する。コイル装置１０及び検知装置６０では、検知部５２は、筐体２０に設けられた導電部４０の導電パターン４３を通電する。この状態で導電パターン４３の損傷又は断線が生じると、導電パターン４３の通電状態が異常となる。例えば、導電パターン４３が断線すると、導電パターン４３に電流が流れなくなり、入力部４１及び出力部４２の間の電気抵抗値が無限大となる。若しくは、導電パターン４３が引っ張られて細くなると、入力部４１及び出力部４２の間の電気抵抗値が増大する。このような場合、筐体２０と導電パターン４３とは互いに密着しており筐体２０の変形と導電パターン４３の断線とは同時に発生するので、筐体２０に損傷又は亀裂などの変形が生じている可能性が高い。そこで、検知部５２は、導電パターン４３の通電状態に基づいて筐体２０の変形を検知する。すなわち、検知部５２は、入力部４１及び出力部４２の間の電気抵抗値を検出することによって、筐体２０に変形が生じたか否かを検知する。筐体２０の変形を検知できれば、コイル装置１０の稼働を停止するなどの対応をとることができる。これにより、筐体２０に変形が生じた状態、すなわち性能が劣化し得る状態で、コイル装置１０が稼働する事態を抑制できる。その結果、送電コイルＣ２による送電が不安定となる事態を抑制できる。

導電パターン４３は、内面２２ａの全体にわたって蛇行するように張り巡らされている。これにより、カバー２２におけるどの位置で変形が生じたとしても、その位置に導電パターン４３を存在させることができ、カバー２２の変形に伴う導電パターン４３の損傷又は断線がより確実に生じるようになる。その結果、導電パターン４３の通電状態に基づくカバー２２の変形の検出をより確実に行うことができる。つまり、カバー２２の変形が生じる位置に依存してカバー２２の変形を検出し損ねてしまう事態を抑制できる。

導電部４０は筐体２０に対して電気的に絶縁されており、かつ、第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂの間も電気的に絶縁されている。このため、入力部４１及び出力部４２の間には電源を供給したときに、電流は導電パターン４３の延在方向に沿って流れる。つまり、第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂの間に短絡電流が流れることは無い。よって、電圧計５５ｂが入力部４１及び出力部４２の間の電圧値Ｖｍを測定し、電流計５５ａが導電パターン４３に流れる電流値Ｉｍを測定し、算出部５６がＶｍ／Ｉｍの値を算出すれば、導電パターン４３の電気抵抗値を正しく測定することができる。

コイル装置１０では、導電パターン４３は、内面２２ａにおいて互いに並んで配置された第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂを含み、通電時において第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂをそれぞれ流れる電流は、互いに逆向きである。この構成によれば、第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂによって囲まれる面領域Ｒの面積Ａの増大を抑えることができる。上述したように、磁界が面領域Ｒに鎖交することによって生じる誘起電圧Ｅｉは、面領域Ｒの法線方向における磁界の成分と面領域Ｒの面積Ａとの積によって規定される。このため、面領域Ｒの面積Ａの増大を抑えることによって、誘起電圧Ｅｉの増大を抑えることができる。このように誘起電圧Ｅｉの増大を抑えることにより、検知部５２による導電部４０の電気抵抗値測定の精度に誘起電圧Ｅｉが及ぼす影響を抑えることができる。これにより、誘起電圧Ｅｉの発生に起因する検知部５２の誤検知の可能性を低下できる。非接触給電に伴い、送電コイルＣ２と受電コイルＣ１とを電磁気的に結合する磁界が発生するが、非接触給電中であっても、検知部５２の誤検知の可能性を低下できる。

コイル装置１０では、導電パターン４３の第２部分４３ｂは、内面２２ａの法線方向と交差する方向（すなわちＸ方向又はＹ方向）に沿って第１部分４３ａと並んで配置されると共に、第１部分４３ａの延在方向に沿って延在している。この構成によれば、導電パターン４３の第１部分４３ａ及び第２部分４３ｂによって囲まれる面領域Ｒの面積Ａの増大を効果的に抑えることができる。これにより、誘起電圧Ｅｉの増大を効果的に抑えることができる。このように誘起電圧Ｅｉの増大を抑えることにより、検知部５２による導電部４０の電気抵抗値測定の精度に誘起電圧Ｅｉが及ぼす影響を効果的に抑えることができる。これにより、誘起電圧Ｅｉの発生に起因する検知部５２の誤検知の可能性を一層低下できる。

コイル装置１０では、導電パターン４３は、Ｘ方向に延在する部分Ｐ１と、Ｙ方向に延在する部分Ｐ２とを含んでいる。この構成によれば、内面２２ａにおいてＹ方向に損傷又は亀裂が生じたときは、検知部５２は、導電パターン４３の部分Ｐ１を用いて筐体２０の変形の検知を行うことができる。一方、内面２２ａにおいてＸ方向に損傷又は亀裂が生じたときは、検知部５２は、導電パターン４３の部分Ｐ２を用いて筐体２０の変形の検知を行うことができる。したがって、内面２２ａにおいてＸ方向及びＹ方向のいずれの方向に損傷又は亀裂が生じた場合であっても、検知部５２は、導電パターン４３の通電状態に基づく筐体２０の変形の検知をより確実に行うことができる。

コイル装置１０では、導電部４０は、カバー２２の内面２２ａに設けられている。これにより、導電部４０が雨水などに晒されて劣化する事態を回避できる。更に、導電部４０が筐体２０の内面２２ａに設けられているので、検知部５２を筐体２０の内部に設けることにより、貫通孔を筐体２０に設けることなく導電部４０と検知部５２とを電気的に接続することができる。これにより、筐体２０の密閉性が損なわれる事態を抑制できる。その結果、性能が劣化し得る状態でコイル装置１０が稼働する事態をより確実に抑制でき、送電コイルＣ２による送電が不安定となる事態をより確実に抑制できる。

給電装置２では、電源部５の制御部５３は、検知部５２が変形を検知した場合に、送電コイルＣ２への電力供給を停止する。この構成によれば、筐体２０に変形が生じた状態、すなわち性能が劣化し得る状態でコイル装置１０が稼働する事態をより確実に抑制できる。これにより、送電コイルＣ２による送電が不安定となる事態をより確実に抑制できる。

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。図８及び図９は、コイル装置１０の第１変形例を示している。本変形例に係るコイル装置１０Ａと上記実施形態に係るコイル装置１０との相違点は、導電パターンの第１部分及び第２部分の配置関係である。コイル装置１０Ａの導電部４０Ａでは、導電パターン４３Ａの第２部分４３ｄが、Ｚ方向に沿って第１部分４３ｃと離間して並んで配置されており、Ｚ方向から見て第１部分４３ｃと重なるように延在している。

第２部分４３ｄは、Ｚ方向において第１部分４３ｃに対して送電コイルＣ２側に配置されている。第１部分４３ｃと第２部分４３ｄとの間には、絶縁フィルムなどの絶縁部材Ｆが介在している。絶縁部材Ｆによって、第１部分４３ｃと第２部分４３ｄとの間が電気的に絶縁されている。このようにＺ方向において第１部分４３ｃと第２部分４３ｄとが互いに重なるように配置される場合、導電パターン４３Ａによって囲まれる面領域Ｒ（図４参照）の法線方向は、磁力線の延在方向と直交する。

磁力線が面領域Ｒに鎖交することによって入力部４１及び出力部４２の間に生じる誘起電圧Ｅｉは、面領域Ｒの面積Ａと、面領域Ｒの法線方向における磁界Ｈの成分Ｈsinθとの積によって規定される。したがって、面領域Ｒの法線方向が磁力線の延在方向と直交する場合、面領域Ｒの法線方向における磁界Ｈの成分Ｈsinθが０となるので、誘起電圧Ｅｉも０となる。コイル装置１０Ａの構成によれば、導電パターン４３Ａによって囲まれる面領域Ｒの法線方向を磁界Ｈの方向に対して略直角とすることができるので、誘起電圧Ｅｉを０に近付けることができる。したがって、コイル装置１０Ａによれば、誘起電圧Ｅｉの発生に起因する検知部５２の誤検知の可能性をより一層低下できる。更に、第１部分４３ｃは筐体２０に密着している。このため、コイル装置１０と同様、筐体２０に変形が生じた場合、第１部分４３ｃにも断線が生じるので、導電パターン４３Ａの導通状態から筐体２０の変形を検知することができる。第１部分４３ｃと第２部分４３ｄとが互いに入れ替わって配置されていてもよい。この場合、第２部分４３ｄが筐体２０（具体的にはカバー２２の内面２２ａ）に密着し、第１部分４３ｃが、Ｚ方向において第２部分４３ｄに対して送電コイルＣ２側に配置される。図９では絶縁部材Ｆの厚みが均一である場合を例示しているが、第１部分４３ｃと第２部分４３ｄとの間が電気的に絶縁されていれば、絶縁部材Ｆの厚みが場所によって変化してもよい。

図１０は、コイル装置１０の第２変形例を示している。本変形例に係るコイル装置１０Ｂでは、コイル装置１０Ａと同様、導電パターン４３Ｂの第２部分４３ｆが、Ｚ方向に沿って第１部分４３ｅと離間して並んでいる。しかし、コイル装置１０Ｂは、第２部分４３ｆが外面２２ｂに設けられる点で、コイル装置１０Ａとは相違している。図１０に示すように、第２部分４３ｆが外面２２ｂに設けられる場合、第２部分４３ｆが雨水などに晒され得る。したがって、雨水などが接触することによる第２部分４３ｆの劣化を抑制するために、第２部分４３ｆを上方から防水性のフィルムで覆ってもよい。本変形例に係るコイル装置１０Ｂの態様であっても、Ｚ方向において第２部分４３ｆが第１部分４３ｅに重なるように延在する構成を実現できるので、コイル装置１０Ａと同様の効果が得られる。

コイル装置１０Ｂでは、第１部分４３ｅと第２部分４３ｆとを電気的に接続するために、ビアを形成するための貫通孔をカバー２２に形成する必要がある。例えば、導電パターン４３Ｂの折り返し位置ＲＰ（図８参照）に、Ｚ方向に貫通する貫通孔をカバー２２に形成し、その貫通孔の内部に、導電性材料によって形成されるビアを設けてもよい。このようなビアを設けることによって、内面２２ａに設けられる第１部分４３ｅと、外面２２ｂに設けられる第２部分４３ｆとを電気的に接続することができる。第２部分４３ｆに接続される接続配線Ｃｂは、例えば、カバー２２に形成される貫通孔を介して筐体２０の内部の検知部５２に接続される。もし、検知部５２が筐体２０の外部に設けられている場合には、第２部分４３ｆに接続される接続配線Ｃｂを貫通させる貫通孔を設ける代わりに、カバー２２に形成される別の貫通孔を設け、当該別の貫通孔を介して、第１部分４３ｅに接続される接続配線Ｃａを検知部５２に接続してもよい。第１部分４３ｅと第２部分４３ｆとが互いに入れ替わって配置されていてもよい。すなわち、第１部分４３ｅが外面２２ｂに配置され、第２部分４３ｆが内面２２ａに配置されてもよい。

図１１及び図１２は、コイル装置１０の第３変形例を示している。本変形例に係るコイル装置１０Ｃでは、コイル装置１０とは異なり、導電パターン４３Ｃの第１部分４３ｇ及び第２部分４３ｈが内面２２ａにおけるベース２１側の縁部まで延びている。図１２に示すように、第１部分４３ｇ及び第２部分４３ｈは、内面２２ａにおいて、Ｙ方向に沿って並んで配置されており、ベース２１に向かってＺ方向に沿って延在している。コイル装置１０Ｃでは、カバー２２はベース２１に対して取り外し可能に取り付けられている。

コイル装置１０Ｃでは、検知部５２Ａは、一対の接続部Ｃｄ及びＣｅを有している。接続部Ｃｄ及びＣｅのそれぞれは、例えば、検知部５２Ａから内面２２ａに向かって突出するバネ状の金属端子である。接続部Ｃｄ及びＣｅは、バネ圧によって第１部分４３ｇ及び第２部分４３ｈにそれぞれ接触する。これにより、接続部Ｃｄ及びＣｅは、第１部分４３ｇ及び第２部分４３ｈとそれぞれ電気的に接続される。接続部Ｃｄと第１部分４３ｇとの接点が入力部４１となり、接続部Ｃｅと第２部分４３ｈとの接点が出力部４２となる。更に、接続部Ｃｄ及びＣｅは、検知用電源５１の正側端子及び負側端子とそれぞれ電気的に接続される。

接続部Ｃｄ及びＣｅは、カバー２２がベース２１に取り付けられることによって、入力部４１及び出力部４２とそれぞれ電気的に接続される。具体的には、カバー２２がベース２１に取り付けられるとき、接続部Ｃｄ及びＣｅは、第１部分４３ｇ及び第２部分４３ｈとそれぞれ接触する。これにより、接続部Ｃｄ及びＣｅは、入力部４１及び出力部４２とそれぞれ電気的に接続される。一方、カバー２２がベース２１に取り外されるとき、接続部Ｃｄ及びＣｅは、第１部分４３ｇ及び第２部分４３ｈとの接触がそれぞれ解除される。これにより、接続部Ｃｄ及びＣｅは、入力部４１及び出力部４２とそれぞれ電気的に切断される。

筐体２０のカバー２２に変形が生じた場合、変形が生じたカバー２２を取り外し、変形が生じていない新しいカバー２２をベース２１に取り付けることがある。コイル装置１０Ｃによれば、カバー２２がベース２１に取り付けられることによって、一対の接続部Ｃｄ及びＣｅが、入力部４１及び出力部４２とそれぞれ電気的に接続される。したがって、新しいカバー２２をベース２１に取り付ける際の検知部５２Ａと導電パターン４３Ｃとの接続作業が容易となる。

図１３及び図１４は、コイル装置１０の第４変形例を示している。本変形例に係るコイル装置１０Ｄは、図１１及び図１２に示すコイル装置１０Ｃの構成に、図８及び図９に示すコイル装置１０Ａの構成を組み合わせた構成を有している。コイル装置１０Ｄでは、第１部分４３ｉ、絶縁部材Ｆ、及び第２部分４３ｊが、内面２２ａにおけるベース２１側の縁部まで延びている。図１３及び図１４に示すように、コイル装置１０Ｄでは、内面２２ａと第１部分４３ｉとの間に、金属フィルムなどの導電体Ｐが介在している。導電体Ｐは、例えば銅又はアルミニウムなどの金属材料によって形成されている。導電体Ｐは、内面２２ａに接して設けられている。更に、導電体Ｐは、第１部分４３ｉに接触しており、第１部分４３ｉと電気的に接続されている。

導電体Ｐは、図１４に示すように、内面２２ａと第１部分４３ｉとのＸ方向の間の領域からＹ方向に延在している。導電体Ｐの延在部分に検知部５２Ａの接続部Ｃｄが接触することで、接続部Ｃｄは導電体Ｐを介して第１部分４３ｉと電気的に接続される。更に、接続部Ｃｅは、第２部分４３ｊと接触することによって、第２部分４３ｊと電気的に接続される。このような態様によれば、上述したコイル装置１０Ａ及びコイル装置１０Ｃの両方の効果が得られる。

図１５は、コイル装置１０の第５変形例を示している。本変形例に係るコイル装置１０Ｅの導電部４０Ｅでは、上記実施形態に係るコイル装置１０の導電部４０とは異なり、導電パターン４３Ｅの第２部分４３ｍが、第１部分４３ｋと立体交差する交差部分ＣＰを含んでいる。図１６は、交差部分ＣＰのＸＺ断面を示している。図１６に示すように、交差部分ＣＰは、Ｚ方向において第１部分４３ｋと離間して並んで配置されており、Ｚ方向から見て第１部分４３ｋと交差している。交差部分ＣＰと第１部分４３ｋとは、互いに離間することにより絶縁されていてもよいし、交差部分ＣＰと第１部分４３ｋとの間に絶縁シートなどの絶縁部材が介在することにより絶縁されていてもよい。第２部分４３ｍの交差部分ＣＰ以外の他の部分は、Ｚ方向と交差する方向（図１５に示す例ではＸ方向又はＹ方向）に沿って第１部分４３ｋと並んで配置されると共に、第１部分４３ｋの延在方向に沿って延在している。

第２部分４３ｍが交差部分ＣＰを含むことによって、第１部分４３ｋと第２部分４３ｍとを交互に並べることができる。図１５に示す例では、第１部分４３ｋと第２部分４３ｍとが、Ｘ方向に沿って交互に並んでいる。Ｘ方向において互いに近接する第１部分４３ｋ及び第２部分４３ｍの組を一組とすると、複数組（図１５では１１組）がＸ方向に並んでいる。各組において、第１部分４３ｋ及び第２部分４３ｍによって囲まれる面領域Ｒに磁力線が鎖交すると、上述したように誘起電圧が生じる。この場合、互いに隣り合う２つの組のうち一方の組に生じる誘起電圧の向きは、他方の組に生じる誘起電圧の向きとは逆向きになるので、これらの組に生じる誘起電圧は相殺される。その結果、入力部４１及び出力部４２の間に生じる全体の誘起電圧Ｅｉを小さく抑えることができ、検知部５２による導電部４０の電気抵抗値測定の精度に誘起電圧Ｅｉが及ぼす影響を小さくすることができる。つまり、誘起電圧Ｅｉの発生に起因する検知部５２の誤検知の可能性を一層低下できる。交差部分ＣＰにおいては、第１部分４３ｋと第２部分４３ｍとがＺ方向に沿って離間して並んでいるので、第１変形例に係るコイル装置１０Ａと同様に、導電パターン４３Ｅによって囲まれる面領域Ｒの法線方向が磁界Ｈの方向に対して略直角となる。そのため、交差部分ＣＰで生じる誘起電圧Ｅｉは非常に小さい。図１５には、複数の交差部分ＣＰが示されているが、複数の交差部分ＣＰのうちの一部（いくつか）若しくは全てにおいて、図１６に示す断面図の構成とは逆に、第２部分４３ｍが内面２２ａに密着しており第１部分４３ｋがＺ方向において第２部分４３ｍと離間して並んで配置されていてもよい。

図１７は、コイル装置１０の第６変形例を示している。本変形例に係るコイル装置１０Ｆと上記実施形態に係るコイル装置１０との相違点は、コイル装置が備える導電部及び検知部の数である。図１７に示すように、コイル装置１０Ｆは、複数（図１７に示す例では２つ）の導電部４０Ｆ及び４０Ｇと、複数（図１７に示す例では２つ）の検知部５２Ｂ及び５２Ｃとを備えている。導電部４０Ｆの導電パターン４３Ｆは、カバー２２のＸ方向における一方側の領域に設けられ、導電部４０Ｇの導電パターン４３Ｇは、カバー２２のＸ方向における他方側の領域に設けられている。導電部４０Ｆの入力部４１及び出力部４２は、検知部５２Ｂと電気的に接続されており、導電部４０Ｇの入力部４１及び出力部４２は、検知部５２Ｃと電気的に接続されている。コイル装置１０Ｆでは、カバー２２のＸ方向における一方側の領域に変形が生じた場合は、検知部５２Ｂが検知し、カバー２２のＸ方向における他方側の領域に変形が生じた場合は、検知部５２Ｃが検知する。このような態様であっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。以上では、導電パターン４３Ｆが設けられる領域と、導電パターン４３Ｇが設けられる領域とが、Ｘ方向に分割される場合を例示した。しかし、導電パターン４３Ｆ及び導電パターン４３Ｇがカバー２２の領域全体に設けられる構成であれば、導電パターン４３Ｆが設けられる領域と、導電パターン４３Ｇが設けられる領域と、がＹ方向に分割されてもよいし、他の任意の方向又は位置で分割されてもよい。導電部及び検知部はそれぞれ３個以上設けられてもよく、これら導電部及び検知部は、カバー２２の領域全体に設けられてもよい。

上記実施形態及び各変形例では、車両のバッテリを充電するための非接触給電システム１にコイル装置１０が適用される場合について説明した。しかし、コイル装置は、水中航走体といった車両以外の移動体のバッテリを充電するための非接触給電システムに適用されてもよい。コイル装置は、移動体以外にも、家電製品等のバッテリを充電するための非接触給電システムに適用されてもよいし、誘導加熱システムや渦流探傷システムに適用されてもよい。導電部及び検知部によって構成される検知装置は、コイル装置以外に適用されてもよく、コイルを含まない他の装置に適用されてもよい。

コイル装置の構成は、上記実施形態及び各変形例に限られず、特許請求の範囲の記載の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記実施形態及び各変形例では、送電コイルがサーキュラー型のコイルである例について説明した。しかし、送電コイルは、他の形式のコイル、例えば、導線を三次元空間的に螺旋状に巻回したソレノイド型のコイルであってもよい。コイルの形式に応じて、フェライト板の形状、位置、及び配置を変えてもよい。

上記実施形態及び各変形例では、導電パターン４３は、Ｘ方向に延在する部分Ｐ１とＹ方向に延在する部分Ｐ２とを含む構成である例について説明した。しかし、導電パターン４３が延在する方向は、この例に限定されず、適宜変更可能である。例えば、図１８に示すコイル装置１０Ｈの導電部４０Ｈの導電パターン４３Ｈのように、内面２２ａの全体を覆っていれば、Ｘ方向及びＹ方向に対して傾斜する方向に沿って延在していてもよい。

検知部の構成は、上記実施形態及び各変形例に限られない。例えば、図１９に示すように、検知部５２Ｄは、電力変換器５９を有していてもよい。この場合、電力変換器５９は、検知用電源５１と導電部４０との間に設けられ、接続配線Ｃａ及びＣｂに接続される。電力変換器５９は、検知用電源５１から受けた電力を、導電部４０による異常検知に適した電力に変換する。電力変換器５９は、例えば、検知用電源５１から供給される直流電力を、当該直流電力の電圧とは異なる電圧を有する直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。或いは、電力変換器５９は、検知用電源５１から供給される交流電力を、当該交流電力の電圧とは異なる電圧を有する交流電力に変換するトランスであってもよい。或いは、電力変換器５９は、検知用電源５１から供給される直流電力を、駆動用電源３０が供給する高周波交流電力（すなわち、送電コイルＣ２が発生する磁界を時間的に変化させる周波数）の周波数とは異なる周波数を有する交流電力に変換するインバータであってもよい。

ガラス繊維強化樹脂などの繊維を含む樹脂によって筐体２０が形成される場合、図２０に示すように、導電部４０Ｊの導電パターン４３Ｊは、当該繊維の延在方向と交差する方向に沿って延在する部分を有してもよい。図２０は、導電パターン４３Ｊの一部を拡大して示す上面図である。図２０に示す例では、導電パターン４３Ｊは、繊維の延在方向と直交する方向に沿うように、Ｘ方向又はＹ方向にジグザグ状に延在している。筐体２０の亀裂の方向は、繊維の延在方向に沿う傾向がある。そこで、導電パターン４３Ｊが、当該繊維の延在方向と交差する方向に沿って延在する部分を有することにより、上述したように、導電パターン４３Ｊの通電状態に基づく筐体２０の変形の検知をより確実に行うことができる。

筐体の構成は、上記実施形態及び各変形例に限られない。例えば、ベースは、コイル装置全体の剛性を確保する板状部材に限られない。ベースとカバーとの組み合わせによってコイル装置の全体の剛性を確保でき、且つコイル装置としての機能を発揮できれば、カバーが剛性を有してもよい。或いは、図２１（ａ）に示すように、筐体２０Ａは、Ｚ方向に深さを有する有底矩形筒状のベース２１Ａと、板状のカバー２２Ａと、の組み合わせによって構成されていてもよい。或いは、ベース及びカバーは、その他の形状を有してもよい。例えば、図２１（ｂ）に示すように、筐体２０Ｂは、ベース２１Ａよりも深さの浅い有底矩形筒状のベース２１Ｂと、ベース２１Ｂの開口を塞ぐように設けられる椀状のカバー２２Ｂと、の組み合わせによって構成されてもよい。

２ 給電装置
５ 電源部
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｈ コイル装置
２０ 筐体
２１ ベース
２２ カバー
２２ａ 内面
４０，４０Ａ，４０Ｅ，４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｊ 導電部
４１ 入力部
４２ 出力部
４３，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｅ，４３Ｆ，４３Ｇ，４３Ｈ，４３Ｊ 導電パターン
４３ａ，４３ｃ，４３ｅ，４３ｇ，４３ｉ，４３ｋ 第１部分
４３ｂ，４３ｄ，４３ｆ，４３ｈ，４３ｊ，４３ｍ 第２部分
５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ 検知部
５３ 制御部
６０ 検知装置
Ｃｄ，Ｃｅ 接続部
ＣＰ 交差部分
Ｐ１，Ｐ２ 部分
Ｒ 面領域

Claims (9)

1. 磁界を発生するコイルと、
   前記コイルを収容する筐体と、
   入力部、出力部、及び、前記入力部と前記出力部とを接続する導電パターンを有し、前記筐体に設けられており、前記筐体に対して電気的に絶縁された導電部と、
   前記入力部及び前記出力部と電気的に接続されており、前記入力部及び前記出力部を介して前記導電パターンを通電し、前記導電パターンの通電状態に基づいて前記筐体の変形を検知する検知部と、を備える、コイル装置。
2. 前記導電パターンは、前記筐体のパターン配置面において互いに並んで配置された第１部分及び第２部分を含み、
   通電時において前記第１部分及び前記第２部分をそれぞれ流れる電流は、互いに逆向きである、請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記第２部分は、前記パターン配置面の法線方向と交差する方向に沿って前記第１部分と並んで配置されると共に、前記第１部分の延在方向に沿って延在している、請求項２に記載のコイル装置。
4. 前記第２部分は、前記パターン配置面の法線方向に沿って前記第１部分と並んで配置されると共に、前記法線方向から見て前記第１部分と重なるように延在している、請求項２に記載のコイル装置。
5. 前記第２部分は、前記パターン配置面の法線方向から見て前記第１部分と交差する交差部分を含み、前記交差部分においては前記法線方向に沿って前記第１部分と並んで配置されている、請求項２に記載のコイル装置。
6. 前記導電パターンは、前記パターン配置面の面内方向の一方向に延在する部分と、前記面内方向のうち前記一方向と交差する他方向に延在する部分とを含む、請求項２～５のいずれか一項に記載のコイル装置。
7. 前記パターン配置面は、前記筐体における前記コイル側を向く内面である、請求項２～６のいずれか一項に記載のコイル装置。
8. 前記筐体は、前記コイルを収容するための収容空間を規定するカバー及びベースを有し、
   前記カバーは、前記ベースに取り外し可能に取り付けられ、
   前記入力部及び前記出力部は、前記カバーに設けられており、
   前記検知部は、前記ベースに設けられた一対の接続部を有し、
   前記カバーが前記ベースに取り付けられることによって、前記一対の接続部は前記入力部及び前記出力部とそれぞれ電気的に接続される、請求項１～７のいずれか一項に記載のコイル装置。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載のコイル装置と、
   前記コイルへ電力供給する電源部と、を備え、
   前記電源部は、前記検知部が前記筐体の変形を検知した場合に、前記コイルへの電力供給を停止する、給電装置。

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