JPH0983414A

JPH0983414A - 無線電力伝送装置

Info

Publication number: JPH0983414A
Application number: JP7261004A
Authority: JP
Inventors: Keiji Takano; 慶二高野; Masashi Yamamoto; 昌史山元; Motoi Arakawa; 基荒川
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1997-03-28
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: JP3398880B2

Abstract

(57)【要約】【課題】固定部カップラ及び可動部カプラの組立性が
悪く、また、防水性及び放熱性が確保できず、長期の絶
縁性の保持が不可能になって、水、油が飛散する環境で
の使用が難しいものであった。【解決手段】固定部カップラ１及び可動部カプラ２
を、先端部にコイルケース２０を有するハウジング２１
に、伝送コイルユニット２２と、この伝送コイルユニッ
ト２２に接続された基板組立体２５とを収容すると共
に、ハウジング２１の後端部にクランプケース２６を取
り付けて前記基板組立体２５に接続されたリード線７２
を導出し且つハウジング２１の内部にモールド樹脂７０
を充填して構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁誘導を用い
て、非接触の二つの電気回路間で電力およびデータの伝
送を行う無線電力伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電力伝送装置においては、固定部
から可動部への電力伝送、および可動部から固定部への
データ伝送はスリップリングやコネクタなど有線で行っ
ており、可動部の繰り返し稼働によって、スリップリン
グの磨耗、コネクタの断線などの機械的寿命に起因する
トラブルが多かった。

【０００３】そのため、近年非接触で電磁誘導技術を用
いた無線電力伝送装置が提案された（特開平５−５９６
６０号公報）。この無線電力伝送装置は磁気結合してい
る一組の非接触のコイルを用い、磁力を電力伝送および
データ伝送の媒体とした装置である。

【０００４】このような無線電力伝送装置は、工業用の
ターンテーブルや搬送ラインを移動するパレットとの電
力伝送およびデータ伝送に応用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の無線電力伝送装置においては、固定部カプラ及び可動
部カプラの組立性が悪く、また、防水性及び放熱性が確
保できず、長期の絶縁性の保持が不可能になって、水、
油が飛散する環境での使用が難しいという問題点があっ
た。

【０００６】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るものであって、その目的とするところは、組立性が良
好になり、また、樹脂モールドにより防水性及び放熱性
を確保し、加えて長期の絶縁性の保持が可能になって、
水、油が飛散する環境での使用が可能になる無線電力伝
送装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明に係わる無線電力伝送装置は、送電
側の電力伝送コイル組立体を有して電力を送電する送電
手段と、受信側の信号伝送コイル組立体を有して送信さ
れたデータを受信するデータ受信手段とを備え且つ送電
側の電力伝送コイル組立体と受信側の信号伝送コイル組
立体とで伝送コイルユニットを構成した固定部カプラ
と、受電側の電力伝送コイル組立体を有し且つ前記送電
手段より送電された電力を受電しこの受電電力を検出器
に供給する受電手段と、送信側の信号伝送コイル組立体
を有して前記検出器より入力された検出データを前記デ
ータ受信手段に送信するデータ送信手段とを備え且つ受
電側の電力伝送コイル組立体と送信側の信号伝送コイル
組立体とで伝送コイルユニットを構成した可動部カプラ
とを備え、前記固定部カップラ及び前記可動部カプラ
を、先端部にコイルケースを有するハウジングに、前記
伝送コイルユニットと、この伝送コイルユニットに接続
された基板組立体とを収容すると共に、前記ハウジング
の後端部にクランプケースを取り付けて前記基板組立体
に接続されたリード線を導出し且つ前記ハウジングの内
部にモールド樹脂を充填して構成したこと特徴とする。

【０００８】したがって、前記固定部カップラ及び前記
可動部カプラの組立性が良好になりまた、樹脂モールド
により防水性及び放熱性を確保し、加えて長期の絶縁性
の保持が可能になって、水、油が飛散する環境での使用
が可能になる。

【０００９】また、上記目的を達成するために、請求項
２の発明に係わる無線電力伝送装置は、請求項１記載の
無線電力伝送装置において、前記伝送コイルユニット
を、前記電力伝送コイル組立体のスプールをフェライト
コアのスプール嵌合溝部に嵌合すると共に、前記スプー
ルに設けたリブを前記フェライトコアに設けた貫通孔に
貫通させてこの電力伝送コイル組立体にフェライトコア
を組み付け、前記電力伝送コイル組立体を組み付けた前
記フェライトコアを、前記信号伝送コイル組立体のコア
嵌合凹部に嵌合すると共に、前記リブを前記信号伝送コ
イル組立体に設けた圧入孔に圧入して構成した。

【００１０】したがって、上記した請求項１の発明の作
用と同様な作用を奏し得るばかりか、前記電力伝送コイ
ル組立体と前記フェライトコアと前記信号伝送コイル組
立体とを接着剤を用いることなく一体化することが容易
になり、これら３者の位置決め性と組立作業性とを向上
させることができる。

【００１１】また、上記目的を達成するために、請求項
３の発明に係わる無線電力伝送装置は、請求項２記載の
無線電力伝送装置において、前記電力伝送コイル組立体
を、スプールの後面側に挿入溝部を有する端子保持脚を
突出形成し、前記スプールにコイルを捲回すると共に、
前記端子保持脚の挿入溝部の後端側に端子を圧入し、こ
れらの端子に前記コイルの端末を絡げて構成し、前記信
号伝送コイル組立体を、スプールの外周部に挿入溝部を
形成し、前記スプールにコイルを捲回すると共に、前記
挿入溝部の後端側に端子を圧入し、これらの端子に前記
コイルの端末が絡げて構成して、前記電力伝送コイル組
立体のコイルと前記信号伝送コイル組立体のコイルとを
前記フェライトコアを挟んで同心で内外に位置させ、前
記信号伝送コイル組立体の後方に前記端子を並べて突出
させ、前記端子のそれぞれを、前記基板組立体の基板の
表面の接続パターンに半田付けして接続した。

【００１２】したがって、上記した請求項１の発明の作
用と同様な作用を奏し得るばかりか、前記電力伝送コイ
ル組立体の端子と前記信号伝送コイル組立体の端子との
前記基板組立体の基板への接続が強固に行われると共
に、容易になって、組立作業性を向上させることができ
る。

【００１３】また、上記目的を達成するために、請求項
４の発明に係わる無線電力伝送装置は、請求項１又は請
求項２又は請求項３記載の無線電力伝送装置において、
前記伝送コイルユニットの裏側に熱遮蔽部材を配置し、
この熱遮蔽部材の一部を前記ハウジングの内面に当接さ
せた。

【００１４】したがって、上記した請求項１の発明の作
用と同様な作用を奏し得るばかりか、前記伝送コイルユ
ニットにおける前記電力伝送コイル組立体のコイルと前
記信号伝送コイル組立体のコイルの発熱による熱を熱遮
蔽部材を介して前記ハウジングに伝達（逃がして）し
て、回路部への熱による悪影響を低減させることができ
る。

【００１５】また、上記目的を達成するために、請求項
５の発明に係わる無線電力伝送装置は、請求項１又は請
求項２又は請求項３又は請求項４記載の無線電力伝送装
置において、前記クランプケースの内周部に、このクラ
ンプケースの軸方向に沿う係合溝部を一対形成し、これ
らの係合溝部をクランプケースの中心（センター位置）
Ｏを通る直線より一方に位置させ、前記クランプケース
の内周部に、クランプケースの中心Ｏを通って前記直線
に垂直な線上に位置させて発光体の監視部となる突起部
を形成した。

【００１６】したがって、上記した請求項１の発明の作
用と同様な作用を奏し得るばかりか、前記クランプケー
スに基板組立体を反対に挿入係合させることを防止する
と共に、前記クランプケースの突起部に基板組立体の裏
側に設けた発光体が自動的に正確に位置するようにな
り、この発光体の合わせが不要になり、発光体の点灯状
態を確実に見ることができる。

【００１７】また、上記目的を達成するために、請求項
６の発明に係わる無線電力伝送装置は、請求項１又は請
求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５記載の無
線電力伝送装置において、前記基板組立体の外方に、こ
の基板組立体に実装された電子部品を覆うようにして絶
縁テープを巻き、前記ハウジング内にモールド樹脂を数
回に別けて充填する場合の一回目と２回目の境界部に前
記絶縁テープを存在させた。

【００１８】したがって、上記した請求項１の発明の作
用と同様な作用を奏し得るばかりか、前記ハウジング内
にモールド樹脂を数回に別けて充填する場合、一回目と
２回目の境界部に前記絶縁テープが存在するために、モ
ールド樹脂の充填で発生した気泡を絶縁テープの中間部
に止めて、長期の使用の場合に、ハウジングとモールド
樹脂との間に水が入り、この水が気泡を伝わって基板組
立体の接続パターンに達して絶縁不良を起こすことを防
止することができる。このように絶縁テープで遮断する
ことで気泡が発生しても導通がなく長期に亘り使用が可
能になる。

【００１９】また、上記目的を達成するために、請求項
７の発明に係わる無線電力伝送装置は、請求項１又は請
求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求
項６記載の無線電力伝送装置において、前記ハウジング
の内周面の中間に、このハウジング内に充填されたモー
ルド樹脂が硬化状態で入り込む凹部を形成した。

【００２０】したがって、上記した請求項１の発明の作
用と同様な作用を奏し得るばかりか、前記ハウジング内
にモールド樹脂が充填されて硬化すると、樹脂の収縮
や、ハウジングとの線膨脹係数の差で樹脂成形部が抜け
落ちる不具合があるが、モールド樹脂が前記凹部に入り
込み、樹脂成形部が抜けない状態になる。

【００２１】また、上記目的を達成するために、請求項
８の発明に係わる無線電力伝送装置は、請求項１又は請
求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求
項６又は請求項７記載の無線電力伝送装置において、電
力伝送用の発振回路の周波数と電力伝送共振回路の周波
数を調整するためのボリューム調整器を前記ハウジング
の前記クランプケース取付側に配置した。

【００２２】したがって、上記した請求項１の発明の作
用と同様な作用を奏し得るばかりか、発振回路とコンデ
ンサとコイルによる共振回路を構成するが、樹脂をモー
ルドすると寄生容量が発生し、樹脂をモールドする前に
ボリューム調整しても樹脂のモールド後に再調整が必要
になる。このために、１回目のモールド樹脂を充填して
硬化した後に、ドライバー等の工具を用いて、ボリュー
ム調整器を再調整することが可能になり、コンデンサと
コイルの共振ずれを正確に微調整することができる。

【００２３】また、上記目的を達成するために、請求項
９の発明に係わる無線電力伝送装置は、請求項１又は請
求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求
項６又は請求項７又は請求項８記載の無線電力伝送装置
において、前記リード線の芯線を、前記基板組立体の基
板のスルーホールに挿通して、前記基板の裏側において
接続パターンに半田付けした。

【００２４】したがって、上記した請求項１の発明の作
用と同様な作用を奏し得るばかりか、水等がかかる悪環
境では、長期の使用においてリード線とモールド樹脂と
の接合部から水が入り、リード線を伝わって芯線の半田
付け部分に達するが、リード線の芯線を基板のスルーホ
ールに挿通して基板の裏側において接続パターンに半田
付けした場合には、絶縁不良になる時間を大幅に延ばす
ことができる。

【００２５】また、上記目的を達成するために、請求項
１０の発明に係わる無線電力伝送装置は、請求項１又は
請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請
求項６又は請求項７又は請求項８又は請求項９記載の無
線電力伝送装置において、前記信号伝送コイル組立体の
コイルを一層巻きにした。

【００２６】したがって、上記した請求項１の発明の作
用と同様な作用を奏し得るばかりか、前記信号伝送のコ
イルを一層巻きにすることにより、樹脂をモールドした
時のコイル線間の寄生容量を少なくすることができる。

【００２７】また、上記目的を達成するために、請求項
１１の発明に係わる無線電力伝送装置は、請求項１又は
請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請
求項６又は請求項７又は請求項８又は請求項９又は請求
項１０記載の無線電力伝送装置において、前記電力伝送
コイル組立体のスプールの前面にコイルの覗き孔を設け
た。

【００２８】したがって、上記した請求項１の発明の作
用と同様な作用を奏し得るばかりか、電力伝送コイル組
立体をを前記フェライトコアと前記信号伝送コイル組立
体に組み付けた後においても、覗き孔よりコイルを見る
ことができて、このコイルの巻き数を確認することがで
きる。

【００２９】

【実施の形態】図１は本発明に係わる無線電力伝送装置
の送受電コイルおよびデータ送受信コイルの配置を示す
説明図である。

【００３０】図１において、１は固定部カップラ、２は
回転体や移動体のような可動体（図示せず）に取り付け
られる可動部カップラである。

【００３１】固定部カップラ１において、３は送電コイ
ル、４はデータ受信コイル、５は送電部、６はデータ受
信部、７はフェライトコアをそれぞれ示す。送電コイル
３および送電部５は送電手段を構成し、データ受信コイ
ル４およびデータ受信部６はデータ受信手段を構成す
る。

【００３２】可動部カップラ２において、８は受電コイ
ル、９はデータ送信コイル、１０は受電部、１１はデー
タ送信部、１２はフェライトコアをそれぞれ示す。受電
コイル８および受電部１０は受電手段を構成し、データ
送信コイル９およびデータ送信部１１はデータ送信手段
を構成する。

【００３３】送電コイル３はフェライトコア７に内蔵さ
れ、データ受信コイル４はフェライトコア７の外側に配
置される。また受電コイル８はフェライトコア１２に内
蔵され、データ送信コイル９はフェライトコア１２の外
側に配置される。

【００３４】上記の送受電コイルおよびデータ送受信コ
イルを有する本発明の無線電力伝送装置によれば、送電
コイル３より無線送電された電力は受電コイル８で受電
され、この受電電力を受電部によって、前記可動体に取
り付けられ、前記可動体の位置、前記可動体に物体が載
せられているか否か等を検出する検出器（図示せず）に
供給し、この検出器による検出データをデータ送信部１
１を介してデータ送信コイル９によって送信する。この
送信データはデータ受信コイル４によって受信され、デ
ータ受信部６を介して外部に出力される。

【００３５】尚、ここで電力伝送周波数、すなわち送電
コイル３より送電される電力の周波数は数百ｋＨｚを使
用し、データ伝送の搬送周波数、すなわちデータ送信コ
イル９より送信されるデータの搬送周波数は、電力伝送
の搬送周波数に対して一桁離れた数ＭＨｚを使用してい
る。

【００３６】また電力伝送およびデータ伝送が適正に行
われるのは、送受電コイルおよびデータ送受信コイルが
対向しており、その対向間隔が５〜１０［mm］のときで
ある。

【００３７】このように、送電コイル３および受電コイ
ル８をフェライトコア７、１２に内蔵し、データ受信コ
イル４およびデータ送信コイル９をフェライトコア７、
１２外側に配置することによって、データ受信コイル４
において、送電コイル３より電力を送電することによる
磁界の影響を受けにくくなり、データ送信コイル９より
送信された検出データの微弱な磁界を受信しやすくな
り、データ送信部１１内に設けられている、データ受信
コイル４によって受信された信号から前記検出データと
送電コイル３より回り込んだ送信電力成分を分離するフ
ィルター回路（図示せず）の構成を簡略化できる。また
固定部カップラ１および可動部カップラ２をコンパクト
化できる。

【００３８】次に本発明に係わる無線電力伝送装置の具
体的な構成を説明する。前記固定部カップラ１と可動部
カップラ２とはその内部構造は基板に実装される電子部
品の内容が異なり、その構成の大部分は同じであるため
に、固定部カップラ１を中心にしてその構成を説明す
る。

【００３９】固定部カップラ１は、図３に示すようにコ
イルケース２０と、円筒状のハウジング２１と、伝送コ
イルユニット（電力伝送コイル組立体２３、フェライト
コア７、信号伝送コイル組立体２４）２２と、基板組立
体２５と、クランプケース２６とから大略構成されてい
る。

【００４０】前記コイルケース２０は合成樹脂製のキャ
ップ形状をしており、その前端面が閉塞されており、そ
の後部に嵌合部２０ａを備えている。また、前記ハウジ
ング２１は中空円筒状のハウジング本体２１Ａを有して
おり、このハウジング本体２１Ａの外周面にはねじ部２
７が、前部内側にはコイルケース嵌合部２８が、また、
後部内側にはクランプケース嵌合部２９がそれぞれ形成
してあり、また、ハウジング本体２１Ａの内周面の中間
には周方向に沿うリング状の凹部３０が形成してある
（図８参照）。

【００４１】また、前記伝送コイルユニット２２は、電
力伝送コイル組立体２３とフェライトコア７と信号伝送
コイル組立体２４とから構成されている。すなわち、前
記電力伝送コイル組立体２３は、図１１乃至図１３に示
すスプール３１を有しており、このスプール３１は、筒
状部３１Ａの両端部にフランジ部３１Ｂ、３１Ｃを形成
したスプール本体３２を備えており、このスプール本体
３２の前面側のフランジ部３１Ｂには左右に覗き孔３３
が形成してあり、また、後面側のフランジ部３１Ｃには
左右にリブを構成する端子保持脚３４が突出形成してあ
り、これらの端子保持脚３４はその外面に開口する断面
アリ溝状の挿入溝部３５が形成してあり、この挿入溝部
３５の前端部は前記フランジ部３１Ｃに形成した切欠き
部３６を介してスプール本体３２内に連通している。そ
して、前記スプール本体３２の筒状部３１Ａにはコイル
３が捲回してあり、また、前記端子保持脚３４の挿入溝
部３５には、その後端側から端子３８が圧入してあっ
て、これらの端子３８には前記コイル３の端末が絡げて
ある。

【００４２】前記信号伝送コイル組立体２４は、図１４
乃至図１６に示すスプール３９を有しており、このスプ
ール３９は、筒状部３９Ａの内部に隔壁部３９Ｂを設け
てこの隔壁部３９Ｂより前方をコア嵌合凹部４２にした
スプール本体４１を備えており、前記筒状部３９Ａの外
周面部にはコイル捲回用溝部４３が形成してあり、ま
た、隔壁部３９Ｂには上下に位置させて四角形状の圧入
孔である端子保持脚挿入孔４４が形成してあり、これら
の端子保持脚挿入孔４４にはスプール本体４１の後端に
達する枠取り４５が形成されている。そして、スプール
本体４１の外周部には前記端子保持脚挿入孔４４の外方
に位置させて断面アリ溝状の挿入溝部４６が形成してあ
り、これらの挿入溝部４６の前端部は前記コイル捲回用
溝部４３に達しており、挿入溝部４６の後端部はスプー
ル本体４１の後端面に達している。また、前記隔壁部３
９Ｂには左右に位置させて丸形状の孔部４７が形成して
ある。

【００４３】そして、前記コイル捲回用溝部４３にはコ
イル４が一層捲回してあり、また、前記挿入溝部４６に
は、その後端側から端子４９が圧入してあって、これら
の端子４９には前記コイル４の端末が絡げてある。

【００４４】前記フェライトコア７は、図１７及び図１
８に示すように中実円筒体状のコア本体５０を有してお
り、このコア本体５０の前面部には、このコア本体５０
の中心を中心としたリング状のスプール嵌合溝部５１が
形成してあり、このスプール嵌合溝部５１の底面部の上
下には四角形状の貫通孔５２が形成してある。

【００４５】そして、前記電力伝送コイル組立体２３の
スプール３１をフェライトコア７のスプール嵌合溝部５
１に嵌合すると共に、前記端子保持脚３４を貫通孔５２
に貫通させてこの電力伝送コイル組立体２３にフェライ
トコア７を組み付け、電力伝送コイル組立体２３を組み
付けたフェライトコア７を、前記信号伝送コイル組立体
２４のコア嵌合凹部４２に嵌合すると共に、前記端子保
持脚３４を前記端子保持脚挿入孔４４に挿入（圧入）し
て前記伝送コイルユニット２２が構成されている。

【００４６】この場合、電力伝送コイル組立体２３のコ
イル３と信号伝送コイル組立体２４のコイル４とは前記
フェライトコア７を挟んで同心で内外に位置しており、
また、信号伝送コイル組立体２４の後方には前記端子３
８、４９がそれぞれ一対左右に並べて突出している。ま
た、前記覗き孔３３から前記コイル３の巻数を見ること
ができる。

【００４７】前記基板組立体２５は第１の基板５３と第
２の基板５４とを備えており、第１の基板５３の表面の
前端部の左右には接続パターン５５、５６がそれぞれ一
対形成してあるし、第１の基板５３にコネクタ５７を介
して第２の基板５４が接続してある。また、第１の基板
５３の後部の左右の角部は斜辺部５８に成されており、
また、第１の基板５３の表面の後端部にはボリューム調
整器５９が実装されている。なお、第１、第２の基板５
３、５４には、必要な電子部品（図示せず）がすべて実
装されている。

【００４８】前記クランプケース２６は透明な合成樹脂
製であり、図１９乃至図２２に示すように大径な嵌合部
６０と、小径なリード線挿通部６１と、嵌合部６０とリ
ード線挿通部６１との間にあって円錐状の渡り部６２と
からなり、前記嵌合部６０の内周部には左右に位置させ
て、クランプケース２６の軸方向に沿う係合溝部６３が
形成してあり、これらの係合溝部６３はクランプケース
２６の中心（センター位置）Ｏを通る水平線（直線）イ
より下方に位置している。そして、前記渡り部６２には
クランプケース２６の中心Ｏを通る垂直線ロ上に位置さ
せて内方に突出する突起部６４が形成してあり、この突
起部６４は第１の基板５３の裏側の後部に設けた発光体
である発光ダイオード６５の点灯状態を見るためのもの
である。

【００４９】そして、前記伝送コイルユニット２２の信
号伝送コイル組立体２４の後方に突出する前記端子３
８、４９のそれぞれが、第１の基板５３の表面の接続パ
ターン５５、５６に半田付けして接続してあって、伝送
コイルユニット２２に基板組立体２５が連結されてい
る。そして、伝送コイルユニット２２の裏側には図６に
示すように熱遮蔽部材６６が配置してあり、この熱遮蔽
部材６６は円筒体６７の端部に閉塞板部６８を配した構
成であって、この閉塞板部６８が電力伝送コイル組立体
２３のコイル３と信号伝送コイル組立体２４のコイル４
の後方に位置している。また、基板組立体２５の前部の
外方には、電子部品を覆うようにして絶縁テープ６９が
巻いてある。

【００５０】そして、前記ハウジング２１の先部には、
これのコイルケース嵌合部２８に嵌合部２０ａを嵌合し
てコイルケース２０が装着してあり、このハウジング２
１内に前記伝送コイルユニット２２と基板組立体２５と
が挿入されていて、前記熱遮蔽部材６６の円筒体６７が
ハウジング２１の内面に当接している。この状態で、ハ
ウジング２１内に１回目のモールド樹脂７０が充填され
て、伝送コイルユニット２２と基板組立体２５の一部と
熱遮蔽部材６６とが硬化したモールド樹脂７０で固めら
れている。この場合、１回目のモールド樹脂７０の充填
は、前記絶縁テープ６９の中間のレベルａまでである。
これは、１回目のモールド樹脂７０の充填で発生した気
泡７１を絶縁テープ６９の中間部に止めるためと、第１
の基板５３に実装したボリューム調整器５９を再調整で
きるようにするためである（図８参照）。

【００５１】このようにレベルａまで１回目のモールド
樹脂７０を充填して硬化した後に、ボリューム調整器５
９を再調整し、前記クランプケース２６のリード線挿通
部６１にリード線７２をグロメット７３Ａを介して挿通
して、このリード線７２の芯線７３を図１０の（１）に
示すように第１の基板５３のスルーホール７４の挿通し
て基板５３の裏側において芯線７３を接続パターン７５
に半田付けする。

【００５２】そして、前記クランプケース２６の係合溝
部６３に第１の基板５３の左、右縁部を差し込んで係合
して、クランプケース２６の嵌合部６０を前記ハウジン
グ２１のクランプケース嵌合部２９に嵌合しクランプケ
ース２６のリード線挿通部６１から２回目のモールド樹
脂７０を充填して硬化させる。

【００５３】上記した実施の形態によれば、前記固定部
カップラ１及び前記可動部カプラ２の組立性が良好にな
り、また、樹脂モールドにより防水性及び放熱性を確保
し、加えて長期の絶縁性の保持が可能になって、水、油
が飛散する環境での使用が可能になる。また、前記電力
伝送コイル組立体２３と前記フェライトコア７と前記信
号伝送コイル組立体２４とを接着剤を用いることなく一
体化することが容易になり、これら３者の位置決め性と
組立作業性とを向上させることができる。

【００５４】前記ハウジング２１内にモールド樹脂７０
を２回に別けて充填する場合、一回目と２回目の境界部
に前記絶縁テープ６９を存在させて、その中間のレベル
ａとすることは、モールド樹脂７０の充填で発生した気
泡７１を絶縁テープ６９の中間部に止めて、長期の使用
の場合に、ハウジング２１とモールド樹脂７０との間に
水が入り、この水が気泡７１を伝わって基板５３の接続
パターンに達して絶縁不良を起こすことを防止するよう
にするためである。このように絶縁テープ６９で遮断す
ることで気泡７１が発生しても導通がなく長期に亘り使
用が可能になる。

【００５５】また、前記ボリューム調整器５９は図９に
示すように電力伝送用の発振回路７６の周波数と電力伝
送共振回路の周波数を調整するためのものである。すな
わち、図９に示すように発振回路７６とコンデンサ７７
とコイル３による共振回路を構成するが、上記のように
樹脂をモールドすると寄生容量７８が発生し、樹脂をモ
ールドする前にボリューム調整しても樹脂のモールド後
に再調整が必要になる。このために、図８に示すように
レベルａまで１回目のモールド樹脂７０を充填して硬化
した後に、ドライバー等の工具を用いて、ボリューム調
整器５９を再調整するようにすれば、コンデンサ７７と
コイル３の共振ずれを正確に微調整することができる。

【００５６】また、前記ハウジング本体２１Ａの内周面
の中間には周方向に沿うリング状の凹部３０が形成して
あるが、１回目のモールド樹脂７０が充填されて硬化す
ると、このモールド樹脂７０が前記凹部３０に入り込
み、樹脂成形部が抜けない状態になる。すなわち、１回
目のモールド樹脂７０が充填されて硬化すると、樹脂の
収縮や、ハウジングとの線膨脹係数の差で樹脂成形部が
抜け落ちる不具合があるが、モールド樹脂７０が前記凹
部３０に入り込み、樹脂成形部が抜けない状態になる。

【００５７】また、前記リード線７２の芯線７３は、図
１０の（１）に示すように第１の基板５３のスルーホー
ル７４に挿通された後に、基板５３の裏側において接続
パターン７５に半田付けされている。なお、図１０の
（２）に示すものは、従来のリード線７２の芯線７３の
接続構造であって、この芯線７３を基板５３の表側に接
続パターン７５に直接半田付けしている。

【００５８】水等がかかる悪環境では、長期の使用にお
いてリード線７２とモールド樹脂７０との接合部から水
が入り、リード線７２を伝わって芯線７３の半田付け部
分に達するが、従来のように芯線７３を基板５３の表側
の接続パターン７５に直接半田付けしたものでは絶縁不
良が早期に生じるのに対して、リード線７２の芯線７３
を基板５３のスルーホール７４に挿通して基板５３の裏
側において接続パターン７５に半田付けした場合には、
絶縁不良になる時間を大幅に延ばすことができる。

【００５９】また、前記クランプケース２６において、
このクランプケース２６に第１の基板５３を係合させる
係合溝部６３を、クランプケース２６の中心（センター
位置）Ｏを通る水平線イより下方に位置させたことによ
り、基板組立体２５を反対に挿入係合させることを防止
すると共に、前記クランプケース２６の突起部６４に第
１の基板５３の裏側の後部に設けた発光ダイオード６５
が自動的に正確に位置するようになる。このために、発
光ダイオード６５の合わせが不要になり、発光ダイオー
ド６５の点灯状態を確実に見ることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係わる無線電力伝送装置によれば、送電側の電力伝送コ
イル組立体を有して電力を送電する送電手段と、受信側
の信号伝送コイル組立体を有して送信されたデータを受
信するデータ受信手段とを備え且つ送電側の電力伝送コ
イル組立体と受信側の信号伝送コイル組立体とで伝送コ
イルユニットを構成した固定部カプラと、受電側の電力
伝送コイル組立体を有し且つ前記送電手段より送電され
た電力を受電しこの受電電力を検出器に供給する受電手
段と、送信側の信号伝送コイル組立体を有して前記検出
器より入力された検出データを前記データ受信手段に送
信するデータ送信手段とを備え且つ受電側の電力伝送コ
イル組立体と送信側の信号伝送コイル組立体とで伝送コ
イルユニットを構成した可動部カプラとを備え、前記固
定部カップラ及び前記可動部カプラを、先端部にコイル
ケースを有するハウジングに、前記伝送コイルユニット
と、この伝送コイルユニットに接続された基板組立体と
を収容すると共に、前記ハウジングの後端部にクランプ
ケースを取り付けて前記基板組立体に接続されたリード
線を導出し且つ前記ハウジングの内部にモールド樹脂を
充填して構成したことにより、前記固定部カップラ及び
前記可動部カプラの組立性が良好になり、また、樹脂モ
ールドにより防水性及び放熱性を確保し、加えて長期の
絶縁性の保持が可能になって、水、油が飛散する環境で
の使用が可能になる。

【００６１】また、請求項２の発明に係わる無線電力伝
送装置によれば、請求項１記載の無線電力伝送装置にお
いて、前記伝送コイルユニットを、前記電力伝送コイル
組立体のスプールをフェライトコアのスプール嵌合溝部
に嵌合すると共に、前記スプールに設けたリブを前記フ
ェライトコアに設けた貫通孔に貫通させてこの電力伝送
コイル組立体にフェライトコアを組み付け、前記電力伝
送コイル組立体を組み付けた前記フェライトコアを、前
記信号伝送コイル組立体のコア嵌合凹部に嵌合すると共
に、前記リブを前記信号伝送コイル組立体に設けた圧入
孔に圧入して構成したことにより、上記した請求項１の
発明の効果と同様な効果を奏し得るばかりか、前記電力
伝送コイル組立体と前記フェライトコアと前記信号伝送
コイル組立体とを接着剤を用いることなく一体化するこ
とが容易になり、これら３者の位置決め性と組立作業性
とを向上させることができる。

【００６２】また、請求項３の発明に係わる無線電力伝
送装置によれば、請求項２記載の無線電力伝送装置にお
いて、前記電力伝送コイル組立体を、スプールの後面側
に挿入溝部を有する端子保持脚を突出形成し、前記スプ
ールにコイルを捲回すると共に、前記端子保持脚の挿入
溝部の後端側に端子を圧入し、これらの端子に前記コイ
ルの端末を絡げて構成し、前記信号伝送コイル組立体
を、スプールの外周部に挿入溝部を形成し、前記スプー
ルにコイルを捲回すると共に、前記挿入溝部の後端側に
端子を圧入し、これらの端子に前記コイルの端末が絡げ
て構成して、前記電力伝送コイル組立体のコイルと前記
信号伝送コイル組立体のコイルとを前記フェライトコア
を挟んで同心で内外に位置させ、前記信号伝送コイル組
立体の後方に前記端子を並べて突出させ、前記端子のそ
れぞれを、前記基板組立体の基板の表面の接続パターン
に半田付けして接続したことにより、上記した請求項１
の発明の効果と同様な効果を奏し得るばかりか、前記電
力伝送コイル組立体の端子と前記信号伝送コイル組立体
の端子との前記基板組立体の基板への接続が強固に行わ
れると共に、容易になって、組立作業性を向上させるこ
とができる。

【００６３】また、請求項４の発明に係わる無線電力伝
送装置によれば、請求項１又は請求項２又は請求項３記
載の無線電力伝送装置において、前記伝送コイルユニッ
トの裏側に熱遮蔽部材を配置し、この熱遮蔽部材の一部
を前記ハウジングの内面に当接させたことにより、上記
した請求項１の発明の効果と同様な効果を奏し得るばか
りか、前記伝送コイルユニットにおける前記電力伝送コ
イル組立体のコイルと前記信号伝送コイル組立体のコイ
ルの発熱による熱を熱遮蔽部材を介して前記ハウジング
に伝達（逃がして）して、回路部への熱による悪影響を
低減させることができる。

【００６４】また、請求項５の発明に係わる無線電力伝
送装置によれば、請求項１又は請求項２又は請求項３又
は請求項４記載の無線電力伝送装置において、前記クラ
ンプケースの内周部に、このクランプケースの軸方向に
沿う係合溝部を一対形成し、これらの係合溝部をクラン
プケースの中心（センター位置）Ｏを通る直線より一方
に位置させ、前記クランプケースの内周部に、クランプ
ケースの中心Ｏを通って前記直線に垂直な線上に位置さ
せて発光体の監視部となる突起部を形成したことによ
り、上記した請求項１の発明の効果と同様な効果を奏し
得るばかりか、前記クランプケースに基板組立体を反対
に挿入係合させることを防止すると共に、前記クランプ
ケースの突起部に基板組立体の裏側に設けた発光体が自
動的に正確に位置するようになり、この発光体の合わせ
が不要になり、発光体の点灯状態を確実に見ることがで
きる。

【００６５】また、請求項６の発明に係わる無線電力伝
送装置によれば、請求項１又は請求項２又は請求項３又
は請求項４又は請求項５記載の無線電力伝送装置におい
て、前記基板組立体の外方に、この基板組立体に実装さ
れた電子部品を覆うようにして絶縁テープを巻き、前記
ハウジング内にモールド樹脂を数回に別けて充填する場
合の一回目と２回目の境界部に前記絶縁テープを存在さ
せたことにより、上記した請求項１の発明の効果と同様
な効果を奏し得るばかりか、前記ハウジング内にモール
ド樹脂を数回に別けて充填する場合、一回目と２回目の
境界部に前記絶縁テープが存在するために、モールド樹
脂の充填で発生した気泡を絶縁テープの中間部に止め
て、長期の使用の場合に、ハウジングとモールド樹脂と
の間に水が入り、この水が気泡を伝わって基板組立体の
接続パターンに達して絶縁不良を起こすことを防止する
ことができる。このように絶縁テープで遮断することで
気泡が発生しても導通がなく長期に亘り使用が可能にな
る。

【００６６】また、請求項７の発明に係わる無線電力伝
送装置によれば、請求項１又は請求項２又は請求項３又
は請求項４又は請求項５又は請求項６記載の無線電力伝
送装置において、前記ハウジングの内周面の中間に、こ
のハウジング内に充填されたモールド樹脂が硬化状態で
入り込む凹部を形成したことにより、上記した請求項１
の発明の効果と同様な効果を奏し得るばかりか、前記ハ
ウジング内にモールド樹脂が充填されて硬化すると、樹
脂の収縮や、ハウジングとの線膨脹係数の差で樹脂成形
部が抜け落ちる不具合があるが、モールド樹脂が前記凹
部に入り込み、樹脂成形部が抜けない状態になる。

【００６７】また、請求項８の発明に係わる無線電力伝
送装置は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求
項４又は請求項５又は請求項６又は請求項７記載の無線
電力伝送装置において、電力伝送用の発振回路の周波数
と電力伝送共振回路の周波数を調整するためのボリュー
ム調整器を前記ハウジングの前記クランプケース取付側
に配置したにより、上記した請求項１の発明の効果と同
様な効果を奏し得るばかりか、発振回路とコンデンサと
コイルによる共振回路を構成するが、樹脂をモールドす
ると寄生容量が発生し、樹脂をモールドする前にボリュ
ーム調整しても樹脂のモールド後に再調整が必要にな
る。このために、１回目のモールド樹脂を充填して硬化
した後に、ドライバー等の工具を用いて、ボリューム調
整器を再調整することが可能になり、コンデンサとコイ
ルの共振ずれを正確に微調整することができる。

【００６８】また、請求項９の発明に係わる無線電力伝
送装置によれば、請求項１又は請求項２又は請求項３又
は請求項４又は請求項５又は請求項６又は請求項７又は
請求項８記載の無線電力伝送装置において、前記リード
線の芯線を、前記基板組立体の基板のスルーホールに挿
通して、前記基板の裏側において接続パターンに半田付
けしたことにより、上記した請求項１の発明の効果と同
様な効果を奏し得るばかりか、水等がかかる悪環境で
は、長期の使用においてリード線とモールド樹脂との接
合部から水が入り、リード線を伝わって芯線の半田付け
部分に達するが、リード線の芯線を基板のスルーホール
に挿通して基板の裏側において接続パターンに半田付け
した場合には、絶縁不良になる時間を大幅に延ばすこと
ができる。

【００６９】また、請求項１０の発明に係わる無線電力
伝送装置によれば、請求項１又は請求項２又は請求項３
又は請求項４又は請求項５又は請求項６又は請求項７又
は請求項８又は請求項９記載の無線電力伝送装置におい
て、前記信号伝送コイルを一層巻きにしたことにより、
上記した請求項１の発明の効果と同様な効果を奏し得る
ばかりか、前記信号伝送コイル組立体のコイルを一層巻
きにすることにより、樹脂をモールドした時のコイル線
間の寄生容量を少なくすることができる。

【００７０】また、請求項１１の発明に係わる無線電力
伝送装置は、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請
求項４又は請求項５又は請求項６又は請求項７又は請求
項８又は請求項９又は請求項１０記載の無線電力伝送装
置において、前記電力伝送コイル組立体のスプールの前
面にコイルの覗き孔を設けたことにより、上記した請求
項１の発明の効果と同様な効果を奏し得るばかりか、電
力伝送コイル組立体をを前記フェライトコアと前記信号
伝送コイル組立体に組み付けた後においても、覗き孔よ
りコイルを見ることができて、このコイルの巻き数を確
認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる無線電力伝送装置の送受電コイ
ル及びデータ送受信コイルの配置を示す説明図である。

【図２】（１）は本発明に係わる無線電力伝送装置の側
面図である。（２）は（１）のＡ方向からの矢視図であ
る。

【図３】本発明に係わる無線電力伝送装置の分解状態の
斜視図である。

【図４】同無線電力伝送装置の固定部カプラの一部断面
した平面図である。

【図５】図４のＢ方向からの矢視図である。

【図６】同無線電力伝送装置の固定部カプラの一部断面
した側面図である。

【図７】図６のＣ部の拡大図である。

【図８】同無線電力伝送装置の固定部カプラにおけるモ
ールド樹脂の充填を説明するための説明図である。

【図９】同無線電力伝送装置における電力伝送用の発振
回路と電力伝送共振回路とボリューム調整器とを回路図
である。

【図１０】（１）は本発明の無線電力伝送装置における
リード線の基板への接続構造の説明図である。（２）は
従来の無線電力伝送装置におけるリード線の基板への接
続構造の説明図である。

【図１１】電力伝送コイル組立体のスプールの正面図で
ある。

【図１２】同スプールの平面図である。

【図１３】同スプールの背面図である。

【図１４】信号伝送コイル組立体のスプールの正面図で
ある。

【図１５】同スプールの背面図である。

【図１６】同スプールの一部断面した平面図である。

【図１７】フェライトコアの正面図である。

【図１８】同フェライトコアの一部断面した平面図であ
る。

【図１９】クランプケースの正面図である。

【図２０】同クランプケースの背面図である。

【図２１】同クランプケースの縦断面図である。

【図２２】図２１のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１固定部カップラ２可動部カプラ２０コイルケース２１ハウジング２２伝送コイルユニット２５基板組立体２６クランプケース７０モールド樹脂７２リード線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送電側の電力伝送コイル組立体を有して
電力を送電する送電手段と、受信側の信号伝送コイル組
立体を有して送信されたデータを受信するデータ受信手
段とを備え且つ送電側の電力伝送コイル組立体と受信側
の信号伝送コイル組立体とで伝送コイルユニットを構成
した固定部カプラと、受電側の電力伝送コイル組立体を有し且つ前記送電手段
より送電された電力を受電しこの受電電力を検出器に供
給する受電手段と、送信側の信号伝送コイル組立体を有
して前記検出器より入力された検出データを前記データ
受信手段に送信するデータ送信手段とを備え且つ受電側
の電力伝送コイル組立体と送信側の信号伝送コイル組立
体とで伝送コイルユニットを構成した可動部カプラとを
備え、前記固定部カップラ及び前記可動部カプラを、先端部に
コイルケースを有するハウジングに、前記伝送コイルユ
ニットと、この伝送コイルユニットに接続された基板組
立体とを収容すると共に、前記ハウジングの後端部にク
ランプケースを取り付けて前記基板組立体に接続された
リード線を導出し且つ前記ハウジングの内部にモールド
樹脂を充填して構成したこと特徴とする無線電力伝送装
置。
【請求項２】前記伝送コイルユニットを、前記電力伝
送コイル組立体のスプールをフェライトコアのスプール
嵌合溝部に嵌合すると共に、前記スプールに設けたリブ
を前記フェライトコアに設けた貫通孔に貫通させてこの
電力伝送コイル組立体にフェライトコアを組み付け、前
記電力伝送コイル組立体を組み付けた前記フェライトコ
アを、前記信号伝送コイル組立体のコア嵌合凹部に嵌合
すると共に、前記リブを前記信号伝送コイル組立体に設
けた圧入孔に圧入して構成した請求項１記載の無線電力
伝送装置。
【請求項３】前記電力伝送コイル組立体を、スプール
の後面側に挿入溝部を有する端子保持脚を突出形成し、
前記スプールにコイルを捲回すると共に、前記端子保持
脚の挿入溝部の後端側に端子を圧入し、これらの端子に
前記コイルの端末を絡げて構成し、前記信号伝送コイル
組立体を、スプールの外周部に挿入溝部を形成し、前記
スプールにコイルを捲回すると共に、前記挿入溝部の後
端側に端子を圧入し、これらの端子に前記コイルの端末
が絡げて構成して、前記電力伝送コイル組立体のコイル
と前記信号伝送コイル組立体のコイルとを前記フェライ
トコアを挟んで同心で内外に位置させ、前記信号伝送コ
イル組立体の後方に前記端子を並べて突出させ、前記端
子のそれぞれを、前記基板組立体の基板の表面の接続パ
ターンに半田付けして接続した請求項２記載の無線電力
伝送装置。
【請求項４】前記伝送コイルユニットの裏側に熱遮蔽
部材を配置し、この熱遮蔽部材の一部を前記ハウジング
の内面に当接させた請求項１又は請求項２又は請求項３
記載の無線電力伝送装置。
【請求項５】前記クランプケースの内周部に、このク
ランプケースの軸方向に沿う係合溝部を一対形成し、こ
れらの係合溝部をクランプケースの中心（センター位
置）Ｏを通る直線より一方に位置させ、前記クランプケ
ースの内周部に、クランプケースの中心Ｏを通って前記
直線に垂直な線上に位置させて発光体の監視部となる突
起部を形成した請求項１又は請求項２又は請求項３又は
請求項４記載の無線電力伝送装置。
【請求項６】前記基板組立体の外方に、この基板組立
体に実装された電子部品を覆うようにして絶縁テープを
巻き、前記ハウジング内にモールド樹脂を数回に別けて
充填する場合の一回目と２回目の境界部に前記絶縁テー
プを存在させた請求項１又は請求項２又は請求項３又は
請求項４又は請求項５記載の無線電力伝送装置。
【請求項７】前記ハウジングの内周面の中間に、この
ハウジング内に充填されたモールド樹脂が硬化状態で入
り込む凹部を形成した請求項１又は請求項２又は請求項
３又は請求項４又は請求項５又は請求項６記載の無線電
力伝送装置。
【請求項８】電力伝送用の発振回路の周波数と電力伝
送共振回路の周波数を調整するためのボリューム調整器
を前記ハウジングの前記クランプケース取付側に配置し
た請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は
請求項５又は請求項６又は請求項７記載の無線電力伝送
装置。
【請求項９】前記リード線の芯線を、前記基板組立体
の基板のスルーホールに挿通して、前記基板の裏側にお
いて接続パターンに半田付けした請求項１又は請求項２
又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６又
は請求項７又は請求項８記載の無線電力伝送装置。
【請求項１０】前記信号伝送コイル組立体のコイルを
一層巻きにした請求項１又は請求項２又は請求項３又は
請求項４又は請求項５又は請求項６又は請求項７又は請
求項８又は請求項９記載の無線電力伝送装置。
【請求項１１】前記電力伝送コイル組立体のスプール
の前面にコイルの覗き孔を設けた請求項１又は請求項２
又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６又
は請求項７又は請求項８又は請求項９又は請求項１０記
載の無線電力伝送装置。