WO2012102075A1 - 非接触給電装置の給電モジュール、非接触給電装置の給電モジュールの使用方法及び非接触給電装置の給電モジュールの製造方法 - Google Patents

非接触給電装置の給電モジュール、非接触給電装置の給電モジュールの使用方法及び非接触給電装置の給電モジュールの製造方法 Download PDF

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coil
unit
wiring board
printed wiring
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秀明 安倍
博之 柳生
田中 渉
安部 慎一
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パナソニック 株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a power supply module of a non-contact power supply device, a method of using the power supply module of the non-contact power supply device, and a method of manufacturing a power supply module of the non-contact power supply device.
  • a large number of power supply modules each having a plurality of power supply coils are laid on the transport path.
  • a moving body including a power receiving coil is disposed on the conveyance path.
  • the moving body generates secondary power in the power receiving coil by electromagnetic induction based on the excitation of the power feeding coil of the power feeding module laid in the transport path.
  • a motor is driven using the secondary power, and the moving body moves (Patent Document 1).
  • each of a large number of power supply modules laid on the conveyance path is configured by integrally forming one power supply coil and a power supply circuit that controls excitation of only the power supply coil.
  • the power supply circuit includes a central processing unit (CPU) and a read-only semiconductor memory (ROM) just for one power supply coil.
  • the power feeding circuit is a complicated and expensive power feeding module.
  • each power supply module since commercial power is input to each power supply module, each power supply module has a more complicated structure. Therefore, each power supply module is extremely expensive.
  • Patent Document 1 discloses a method of laying each power supply module on a conveyance path. Considering the work of assembling a plurality of complex power supply modules as described above into the transport path, it was very troublesome and required labor and time.
  • An object of the present invention is to provide a power supply module for a non-contact power supply apparatus that can be contactlessly fed in various forms with a high degree of design freedom, and that can be manufactured easily and in a short time. It is providing the manufacturing method of the electric power feeding module of a non-contact electric power feeder.
  • the power supply module of the non-contact power supply device of the present invention is a plurality of coil units, each of the plurality of coil units including a primary coil and one or more first terminals, and the primary coil is excited.
  • the plurality of coil units and a printed wiring board, each of the plurality of first arrangement region portions partitioned to arrange the plurality of coil units, respectively. Are formed on the printed wiring board, the plurality of first arrangement region portions, including one or more second terminals for connecting to the one or more first terminals of the corresponding coil unit.
  • the printed wiring board including one or more wirings for driving the coil units arranged in each of the printed wiring boards, and arranging the coil units in the first arrangement region portions of the printed wiring board,
  • the plurality of coil units are arranged on the printed wiring board by connecting the one or more first terminals of the first arrangement region portion and the one or more second terminals of the coil units.
  • the plurality of coil units are set such that the plurality of coil units are arranged on the printed wiring board in a line in either the front-rear direction or the left-right direction.
  • One placement area is defined.
  • the plurality of first arrangement region portions are partitioned so that a planar power supplyable region in which the plurality of coil units are arranged in the front-rear and left-right directions on the printed wiring board is set.
  • the plurality of coil units arranged in the front-rear and left-right directions on the printed circuit board are defined as “A” as the distance between two coil units adjacent in the left-right direction, and between the two coil units adjacent in the front-rear direction.
  • A the distance between two coil units adjacent in the left-right direction, and between the two coil units adjacent in the front-rear direction.
  • the secondary coil of the device including the secondary coil having the smallest coil area among the devices that can be used with respect to the power supply module, among the sides, diameters, or diagonals of the secondary coil.
  • long distance is “F”
  • the plurality of coil units are arranged on the printed circuit board so that “A” ⁇ “F” and “B” ⁇ “F”.
  • the plurality of first units are set such that a plurality of coil units are set in a circular or fan-shaped power supply possible area where the plurality of coil units are arranged on the printed wiring board at different arrangement angles with respect to the printed wiring board.
  • the arrangement area portion is partitioned.
  • the plurality of coil units have the same specifications.
  • each of the plurality of coil units includes a coil unit including the primary coil, a drive unit having an inverter circuit for exciting the primary coil, and an insulation for integrally molding the coil unit and the drive unit. Resin.
  • each of the plurality of coil units includes a receiving unit that receives a signal from the device.
  • each of the plurality of coil units includes at least one of a device authentication unit, a metal detection unit, and a data transmission / reception unit that transmits / receives data to / from the device.
  • each primary coil of the plurality of coil units is wound around a core made of a magnetic material.
  • each primary coil of the plurality of coil units has a rectangular parallelepiped shape.
  • an insulator disposed on the plurality of coil units disposed on the printed wiring board is provided, and power that can be supplied to the device is set by changing the thickness of the insulator. .
  • each of the plurality of first arrangement region portions formed on the printed wiring board is a coil unit fitting concave portion into which the coil unit is fitted, and each of the plurality of coil unit fitting concave portions is A bottom surface and the one or more second terminals connected to the one or more first terminals of the coil unit that are formed and fitted to the bottom surface of each of the plurality of coil unit fitting recesses.
  • each of the plurality of coil units is integrated and controlled, and includes a system unit including a plurality of third terminals, and a second arrangement in which the system unit is arranged and formed on the printed wiring board An area portion, and the second arrangement area portion includes a plurality of fourth terminals respectively connected to the plurality of third terminals of the system unit, and the plurality of third terminals of the system unit and each coil unit One or more first terminals are electrically connected to each other.
  • a power supplyable area section that is partitioned on the printed wiring board and can accommodate other standardized equipment is provided, and the power supplyable area section includes a plurality of coil units for other standardized equipment. Is placed.
  • a magnetic member for electromagnetic shielding of the coil unit provided in a plurality of coil units arranged on the printed wiring board is provided.
  • a plurality of identical power supply modules are arranged in a planar shape in accordance with the power supply available area.
  • a plurality of identical power supply modules are arranged in a three-dimensional manner in accordance with the power supply available area.
  • a method of manufacturing a power supply module for a non-contact power supply apparatus is to prepare a printed wiring board and a plurality of coil units, and each of the plurality of coil units includes a primary coil and one or more first coils.
  • the primary coil is energized and the secondary coil of the device is disposed adjacent to the primary coil, secondary power is generated by electromagnetic induction in the secondary coil.
  • Secondary power is supplied to the load of the device, and the printed wiring board includes a plurality of first arrangement area sections partitioned to arrange the plurality of coil units, and the plurality of first arrangement area sections. And one or more second terminals for connecting to the one or more first terminals of the corresponding coil unit, and formed on the printed wiring board, and the plurality of first arrangement region portions.
  • each Including at least one wiring for driving the coil unit to be prepared, arranging the coil unit in at least one of the plurality of first arrangement region portions of the printed wiring board, The one or more second terminals of the first arrangement region where the coil unit is arranged and the one or more first terminals of the corresponding coil unit are connected to the printed wiring board. Assemble the coil unit.
  • the arranging includes arranging the plurality of coil units in all of the plurality of first arrangement region portions formed on the printed wiring board, and arranging all of the plurality of the plurality of the printed wiring boards.
  • the plurality of coil units are respectively assembled to the first arrangement region portion.
  • the arranging may include one or a plurality of first arrangement region portions according to a preset power supply possible region from among the plurality of first arrangement region portions formed on the printed wiring board.
  • the coil unit is arranged in the first arrangement area on the selected printed wiring board, and the coil unit is assembled to the first arrangement area on the selected printed wiring board. Including that.
  • the plurality of coil units have the same specifications.
  • the plurality of first arrangement region portions formed on the printed wiring board are coil unit fitting recesses into which the coil units are fitted, and each of the plurality of coil unit fitting recesses is a bottom surface.
  • the one or more second terminals connected to the one or more first terminals of the coil unit that are formed and fitted on the bottom surface of each of the plurality of coil unit fitting recesses.
  • the connection with the terminal is made by flip chip.
  • the connection with the terminal is made with a male contact plug terminal and a female contact plug terminal.
  • the power supply module of the non-contact power supply apparatus has a high degree of design freedom, can perform various forms of contact power supply, and can be manufactured easily and in a short time.
  • the whole power supply module perspective view. The disassembled perspective view of an electric power feeding module. Sectional drawing of a coil unit. The whole perspective view of the coil part of a coil unit. Sectional drawing of a system unit. Explanatory drawing explaining the arrangement position of the coil unit on a printed wiring board.
  • the disassembled perspective view of the electric power feeding module which shows another example of 1st Embodiment.
  • the whole power supply module perspective view. The whole power supply module perspective view.
  • the whole power supply module perspective view. The whole power supply module perspective view.
  • the whole power supply module perspective view. The whole power supply module perspective view.
  • the whole power supply module perspective view. The whole power supply module perspective view.
  • (A) is a figure which shows arrangement
  • (b) is the figure which has arrange
  • (A) is a figure which shows arrangement
  • (b) is the figure which has arrange
  • FIG. 6 is an overall perspective view of a power supply module that can supply power to another standardized device. Similarly, an electric circuit diagram illustrating the electrical configuration of the power supply apparatus. Explanatory drawing for demonstrating another formation method of a coil unit fitting recessed part and a system unit fitting recessed part.
  • positioning method of a coil unit (A) The figure which shows the positional relationship with the secondary coil at the time of arrange
  • the non-contact power feeding device 1 includes a housing 2.
  • the housing 2 includes a rectangular box 3 that is open at the top, and a top plate 4 that is formed of an insulator and closes the opening of the box 3.
  • the top plate 4 includes a mounting surface 5 that is an upper surface of the non-contact power feeding device 1 on which a device E that performs non-contact power feeding is placed.
  • a power supply module M is accommodated in the housing 2.
  • the power supply module M includes a printed wiring board 10, a plurality of coil units CU, and a system unit SU.
  • the plurality of coil units CU are arranged on the printed wiring board 10 and are electrically connected to the printed wiring board 10.
  • the system unit SU is disposed on the printed wiring board 10 and is electrically connected to the printed wiring board 10. The system unit SU performs overall control of each coil unit CU.
  • the printed wiring board 10 is a multilayer printed wiring board. As shown in FIG. 3, the printed wiring board 10 includes an upper surface 10a. A total of 18 coil unit fitting recesses 11 are formed on the upper surface 10a, 3 in the front-rear direction and 6 in the left-right direction. In this embodiment, each coil unit fitting recessed part 11 is a rectangular recessed part which has a long side extended in the front-back direction. The intervals between adjacent coil unit fitting recesses 11 in the left-right direction are equal intervals. A coil unit CU is fitted into each coil unit fitting recess 11. The coil unit CU includes a plurality of external input / output terminal electrodes P (see FIG. 4).
  • a system unit fitting recess 12 is formed on the left rear side of the upper surface 10a of the printed wiring board 10.
  • the length of the system unit fitting recess 12 in the front-rear direction is the same as the length of the coil unit fitting recess 11 in the front-rear direction.
  • the length of the system unit fitting recess 12 in the left-right direction is longer than the length of the coil unit fitting recess 11 in the left-right direction.
  • a system unit SU for driving and controlling each coil unit CU is fitted.
  • the system unit SU includes a plurality of external input / output terminal electrodes P (see FIG. 6).
  • Each coil unit fitting recess 11 includes a bottom surface S1. On each bottom surface S1, a plurality of pads PD electrically connected to electrodes P (see FIG. 4) of a plurality of external input / output terminals of the coil unit CU are formed.
  • a plurality of pads PD electrically connected to electrodes P (see FIG. 6) of a plurality of external input / output terminals of the system unit SU are provided on the bottom surface S2 of the system unit fitting recess 12 of the printed wiring board 10. Is formed.
  • the printed wiring board 10 is formed with a plurality of wirings IN for electrically connecting the coil units CU and the system unit SU. As shown in FIG. 2, by fitting the system unit SU into the system unit fitting recess 12 and fitting the coil unit CU into each coil unit fitting recess 11, each coil unit CU and the system unit SU They are electrically connected through a plurality of wirings IN. (Coil unit CU) The material, shape, and size of each coil unit CU have the same specifications. As shown in FIG. 3, each coil unit CU is a rectangular parallelepiped that can fit each coil unit CU into the coil unit fitting recess 11. Each coil unit CU has an outer surface including a lower surface. As shown in FIG.
  • each coil unit CU includes a coil portion 14a and circuit elements of various circuits such as an inverter circuit for exciting and driving the primary coil L1 on the lower surface of the coil portion 14a.
  • the driving part 14b configured by resin molding the circuit board is integrally formed.
  • Each coil portion 14a includes a rectangular core C having a large magnetic permeability such as a ferrite core, a primary coil L1 around which the core C is wound, and a lower surface.
  • Each drive unit 14b includes a circuit board on which circuit elements of various circuits such as an inverter circuit for exciting and driving the primary coil L1 are mounted, and a lower surface.
  • Each circuit board is resin-molded on the lower surface of the coil portion 14a. That is, each coil unit CU of the present embodiment is an inverter-integrated coil unit.
  • Each coil portion 14a includes a signal receiving antenna AT1 and a metal detection antenna AT2.
  • Each signal receiving antenna AT1 is disposed outside the upper end of the primary coil L1 in the coil portion 14a so as to surround the primary coil L1, and is fixed to the primary coil L1.
  • Each metal detection antenna AT2 is disposed inside the upper end of the primary coil L1 so as to surround the core C, and is fixed to the primary coil L1.
  • a plurality of external input / output terminal electrodes P are formed on the lower surface of each drive portion 14b (the surface on the bottom surface S1 side of the coil unit fitting recess 11).
  • the electrodes P of the plurality of external input / output terminals are electrically connected to the plurality of pads PD on the printed wiring board 10, respectively. Accordingly, in each coil unit CU molded with the insulating resin 13, only a plurality of electrodes P are formed so as to protrude from the lower surface of each coil unit CU.
  • the plurality of electrodes P of each coil unit CU and the plurality of pads PD formed on the bottom surface S1 of each coil unit fitting recess 11 are formed on the bottom surface of the coil unit fitting recess 11 on the coil unit CU (for example, flip chip). They are joined by applying pressure and ultrasonic waves.
  • the power supplyable area AR is an area above the printed wiring board 10 and surrounding the coil unit CU, which is disposed on the printed wiring board 10 and includes a total of 18 coil units CU, three in the front-rear direction and six in the left-right direction. . That is, when it is desired to change the power supply area AR, it can be easily changed only by changing the arrangement positions of the plurality of coil units CU arranged on the printed wiring board 10.
  • a large number of coil unit fitting recesses 11 of the printed wiring board 10 are formed in advance, and a predetermined plurality of coil unit fittings are selected from among the many coil unit fitting recesses 11 in accordance with a user-desirable power supply area AR.
  • the joint recess 11 may be selected, and the plurality of coil units CU may be fitted into the selected plurality of coil unit fitting recesses 11, respectively.
  • the coil unit fitting concave portion 11 is selected, and the coil unit CU is fitted into the selected plurality of coil unit fitting concave portions 11, so that various power supply areas requested by the user can be obtained.
  • AR can be easily met.
  • the arrangement interval of the coil units CU can be simplified. For this reason, it is possible to easily respond to the power supply requested by the user simply by changing the arrangement interval of the coil units CU.
  • the system unit SU includes a system control unit 36 (see FIG. 8) including a microcomputer that performs overall control of the drive unit 14b of each coil unit CU.
  • the system unit SU includes a circuit board 18 on which a device 17 configured by resin-molding a power supply circuit or the like that requires a driving power source for each coil unit CU is mounted.
  • the circuit board 18 is molded with the insulating resin 15.
  • Each electrode P of the system unit SU and each pad PD formed on the bottom surface S2 of the system unit fitting recess 12 are arranged on the system unit SU (for example, flip chip) on the bottom surface of the system unit fitting recess 12 as described above. It joins by applying a pressure and an ultrasonic wave toward.
  • Each coil unit CU is driven based on the control of the system unit SU. That is, the primary coil L1 of each coil unit CU is excited alone or in cooperation with the other primary coil L1.
  • each coil unit CU has the same specification and can be mass-produced, it can be made inexpensive. Furthermore, compared to the assembly of coil units with different specifications, the number of parts of the coil unit CU and the manufacturing process are fewer, and parts management becomes easier.
  • system unit SU is simply fitted into the system unit fitting recess 12 formed in the printed wiring board 10 and the system unit fitting recess 12 is joined to the system unit SU. Can be assembled easily. Moreover, the system unit SU is electrically connected to each coil unit CU via a plurality of wirings IN of the printed wiring board 10. For this reason, the wiring process of system unit SU and each coil unit CU is simplified greatly, and the improvement of the manufacturing efficiency of the non-contact electric power feeder 1 can be aimed at.
  • the power supply module M including the printed wiring board 10 on which the system unit SU and the plurality of coil units CU are assembled is housed in the box 3 of the housing 2.
  • the box 3 of the housing 2 is closed by the top plate 4.
  • the upper surface of each coil unit CU is arranged at a position close to the lower surface of the top plate 4, and the device E is placed on the mounting surface 5 of the top plate 4. Placed.
  • Equipment E As shown in FIG. 1, the apparatus E mounted on the mounting surface 5 of the non-contact power feeding device 1 includes a secondary coil L2.
  • the secondary coil L2 of the device E is energized and fed through the excitation of the primary coil L1 of the non-contact power feeding device 1, and the fed secondary power is supplied to the load Z (see FIG. 8) of the device E. .
  • a transmission / reception antenna AT3 is disposed outside the secondary coil L2 of the device E so as to surround the secondary coil L2.
  • the coil unit CU is connected via the signal receiving antenna AT1 surrounding the primary coil L1 of the coil unit CU located immediately below the device E.
  • the data and information are exchanged by wireless communication with the drive unit 14b.
  • a metal detection antenna AT4 is arranged inside each secondary coil L2.
  • the metal detection antenna AT4 detects a metal piece arranged between the placement surface 5 and the device E when the device E is placed on the placement surface 5.
  • the relative arrangement of the plurality of coil units CU that is, the formation position (first arrangement region part) of each coil unit fitting recess 11 is the most among the devices E that can be used for the power supply module M. It is set based on the apparatus E provided with the secondary coil L2 with a small coil area.
  • the distance between two coil units CU adjacent in the left-right direction is “A”.
  • B be the distance between two adjacent coil units CU.
  • a device having the secondary coil L2 having the smallest coil area is selected among the devices E that can be used for the contactless power supply device 1 (power supply module M).
  • the longest distance among the sides, diameters, or diagonals of the secondary coil L2 having the smallest coil area is set to “F”.
  • the coil units CU are arranged on the printed wiring board 10 in a relationship of “A” ⁇ “F” and “B” ⁇ “F”.
  • the primary coil L1 overlaps immediately below the secondary coil L2 of the device E wherever the secondary coil L2 of the device E is placed on the power supplyable area AR.
  • the secondary coil L2 can generate a minimum induced electromotive force no matter where the secondary coil L2 is disposed on the power supplyable area AR. Thereby, the minimum voltage required for the apparatus E and a required output can be ensured.
  • the device E includes a rectifying / smoothing circuit 21, a voltage / current control circuit 22, an authentication signal generation circuit 23, a device-side transmission / reception circuit 24, an inverter adjustment control circuit 25, a metal detection circuit 26, and a load Z.
  • the secondary coil L2 of the device E is energized and fed through the excitation of the primary coil L1 of the power feeding module M (coil unit CU), and outputs the fed secondary power to the rectifying and smoothing circuit 21.
  • the rectifying / smoothing circuit 21 converts the secondary power into a DC voltage having no ripple, and outputs the DC voltage to the voltage / current control circuit 22.
  • the voltage / current control circuit 22 performs voltage / current control on the DC voltage and supplies the DC voltage to the load Z of the device E.
  • the authentication signal generation circuit 23 generates a device authentication signal ID for the non-contact power supply device 1 indicating that the device E can receive power from the non-contact power supply device 1.
  • the device authentication signal ID generated by the authentication signal generation circuit 23 is output to the device-side transmission / reception circuit 24.
  • the device-side transmission / reception circuit 24 is connected to the transmission / reception antenna AT3, and transmits the device authentication signal ID to the non-contact power feeding apparatus 1 via the transmission / reception antenna AT3.
  • the device-side transmitting / receiving circuit 24 exchanges data with the load Z, and acquires data on the electrical state of the load Z at that time.
  • the device-side transmitting / receiving circuit 24 transmits the acquired data to the non-contact power feeding device 1 via the transmitting / receiving antenna AT3.
  • the inverter adjustment control circuit 25 is connected to the device side transmission / reception circuit 24.
  • the inverter adjustment control circuit 25 controls the excitation state of the primary coil L ⁇ b> 1 of the power supply module M in accordance with the state of the voltage / current control circuit 22.
  • the inverter adjustment control circuit 25 calculates the driving capability of the voltage / current control circuit 22 for the load Z that changes from time to time, and transmits the data of the driving capability to the non-contact power feeding device 1 via the transmission / reception antenna AT3. To do.
  • the device-side transmission / reception circuit 24 is connected to the metal detection circuit 26.
  • the metal detection circuit 26 is connected to the metal detection antenna AT4.
  • the metal detection antenna AT4 detects a metal piece disposed between the placement surface 5 and the device E.
  • the metal detection circuit 26 transmits a metal presence signal ST to the device-side transmission / reception circuit 24.
  • the device-side transmitting / receiving circuit 24 transmits the metal presence signal ST to the non-contact power feeding device 1 via the transmitting / receiving antenna AT3.
  • the drive unit 14 b provided in each coil unit CU includes a device authentication reception circuit 31, a metal detection circuit 32, a data transmission / reception circuit 33, an excitation control circuit 34, and a high-frequency inverter circuit 35. Yes.
  • the device authentication receiving circuit 31 is connected to the signal receiving antenna AT1 of the coil unit 14a of the coil unit CU.
  • the device authentication receiving circuit 31 sends the transmission signal transmitted from the device-side transmitting / receiving circuit 24 of the device E via the signal receiving antenna AT1.
  • Receive. The device authentication receiving circuit 31 extracts, from the received transmission signal, a device authentication signal ID indicating that the device E can be supplied with power.
  • the device authentication signal receiving circuit 31 outputs the device authentication signal ID to the excitation control circuit 34.
  • the metal detection circuit 32 is connected to a metal detection antenna AT2 disposed in the coil portion 14a.
  • the metal detection circuit 32 detects whether or not a metal piece is placed on the placement surface 5 immediately above or near the coil unit CU via the metal detection antenna AT2.
  • the metal detection circuit 32 detects that a metal piece is placed on the placement surface 5, it outputs a metal presence signal ST to the excitation control circuit 34.
  • the metal detection circuit 32 transmits the transmission signal transmitted from the device-side transmission / reception circuit 24 of the device E via the signal receiving antenna AT1. Receive.
  • the metal detection circuit 32 extracts a metal presence signal ST from the received transmission signal.
  • the metal detection circuit 32 outputs the metal presence signal ST to the excitation control circuit 34.
  • the data transmitting / receiving circuit 33 is connected to the signal receiving antenna AT1 of the coil unit 14a.
  • the data transmission / reception circuit 33 receives the transmission signal transmitted from the device-side transmission / reception circuit 24 of the device E via the signal reception antenna AT1. To do.
  • the data transmission / reception circuit 33 extracts various data from the device E from the received transmission signal.
  • the data transmitting / receiving circuit 33 outputs the data to the excitation control circuit 34 when extracting various data from the transmission signal.
  • the excitation control circuit 34 receives the device authentication signal ID from the device authentication receiving circuit 31, the metal presence signal ST from the metal detection circuit 32, and various data from the data transmission / reception circuit 33 that are output from time to time.
  • the excitation control circuit 34 adds a position identification signal for identifying its own coil unit CU to the device authentication signal ID, the metal presence signal ST, and various data that are input at any time.
  • the excitation control circuit 34 outputs the device authentication signal ID, the metal presence signal ST, various data, and the position identification signal to the system control unit 36 provided in the system unit SU via the plurality of wirings IN of the printed wiring board 10. To do.
  • the excitation control circuit 34 waits for a permission signal from the system control unit 36 when outputting the device authentication signal ID, the metal presence signal ST, and various data.
  • the system control unit 36 When the device authentication signal ID is input, the system control unit 36 outputs a permission signal for exciting the primary coil L1 of the coil unit CU for power feeding to the excitation control circuit 34.
  • the excitation control circuit 34 supplies a drive control signal CT for exciting the primary coil L1 for power supply to the high frequency inverter circuit 35 provided in the drive unit 14b. Output.
  • the system control unit 36 does not output a permission signal when the metal presence signal ST is input from the excitation control circuit 34 even if the device authentication signal ID is input. Therefore, the excitation control circuit 34 does not output the drive control signal CT for exciting the primary coil L1 to the high frequency inverter circuit 35.
  • system control unit 36 stops outputting the permission signal when the device authentication signal ID from the excitation control circuit 34 is not input while the permission signal is being output. Therefore, also in this case, the excitation control circuit 34 does not output the drive control signal CT to the high frequency inverter circuit 35.
  • the high frequency inverter circuit 35 is connected to a primary coil L1 provided in the coil portion 14a of the coil unit CU. Then, the high frequency inverter circuit 35 oscillates at a predetermined frequency based on the drive control signal CT and drives the primary coil L1 to be excited.
  • the high frequency inverter circuit 35 excites the primary coil L1 when the drive control signal CT for exciting the primary coil L1 is input from the excitation control circuit 34.
  • the device E that can be fed by the non-contact power feeding device 1 (power feeding module M) is placed on the placement surface 5 immediately above the coil unit CU, and the device authentication signal ID is transmitted from the device E,
  • the primary coil L1 is excited and driven by the high-frequency inverter circuit 35. That is, the primary coil L1 is excited and driven to supply secondary power to the device E via the secondary coil L2 by non-contact power feeding.
  • the system control unit 36 provided in the system unit SU includes a microcomputer.
  • the system control unit 36 is electrically connected to the drive units 14 b of all the coil units CU via a plurality of wirings IN formed on the printed wiring board 10.
  • the system control unit 36 receives from the excitation control circuit 34 of each drive unit 14b a device authentication signal ID to which a position identification signal for identifying its own coil unit CU is added, a metal presence signal ST, and various data.
  • the system control unit 36 mounts the device E that can supply power and requests power supply directly above the drive unit 14b of the coil unit CU. It is determined whether it is placed.
  • the system control unit 36 When the device authentication signal ID is input from the excitation control circuit 34 of the drive unit 14b, the system control unit 36 outputs a permission signal to the excitation control circuit 34 of the drive unit 14b. That is, the system control unit 36 determines that the device E that can supply power and requests power supply is placed immediately above the drive unit 14b, and determines the excitation control circuit 34 of the drive unit 14b. Output a permission signal.
  • coil portions 14a When the size of the device E that can supply power and requests power supply is large and is placed on the placement surface 5 of the non-contact power feeding device 1, two or more coil units CU (coil portions 14a) May be located directly below.
  • each driving unit 14 b of each coil unit CU located immediately below the device E receives the device authentication signal ID of the device E. Then, each driving unit 14 b outputs the device authentication signal ID of the device E to the system control unit 36.
  • the system control unit 36 Based on the device authentication signal ID to which the position identification signal from the drive unit 14b of each coil unit CU is added, the system control unit 36 uses the device E placed immediately above each coil unit CU as the device authentication signal ID. Judge whether it is the same as the corresponding device.
  • each coil unit CU can be discriminated from an aggregate of adjacent coil units CU without being separated by the position identification signal and device authentication signal ID for identifying each coil unit CU.
  • the system control unit 36 is connected to the drive units 14b (excitation control circuit 34) of the plurality of coil units CU, which is an assembly located immediately below the mounted large-size device E and outputting the device authentication signal ID. On the other hand, a permission signal is output simultaneously.
  • the plurality of driving units 14b of the plurality of coil units CU cooperate to excite the plurality of primary coils L1 of the corresponding plurality of coil units CU, and supply power to one device E having a large size. Do.
  • the drive unit 14b corresponding to the coil unit CU (coil unit 14a) located immediately below each device E receives the device authentication signal ID for the corresponding device E and outputs it to the system control unit 36.
  • the system control unit 36 Based on the device authentication signal ID to which the position identification signal from the drive unit 14b of each coil unit CU is added, the system control unit 36 does not have one device E placed immediately above each coil unit CU. It is determined whether or not more than one are mounted.
  • the coil units CU are at positions separated from each other by the position identification signal and the device authentication signal ID from the drive unit 14b of each coil unit CU.
  • the system control unit 36 individually outputs a permission signal to the drive unit 14b of each coil unit CU that is located immediately below the two or more mounted devices E and has output the device authentication signal ID. . Therefore, the drive unit 14b of the coil unit CU corresponding to each device E excites the primary coil L1 of the coil unit 14a and supplies power to each device E individually.
  • the system control unit 36 determines that a metal piece is placed immediately above each coil unit CU based on the metal presence signal ST from the drive unit 14b (excitation control circuit 34) of each coil unit CU. To do.
  • the system control unit 36 does not output a permission signal to the excitation control circuit 34 of the drive unit 14b. That is, the system control unit 36 determines that a metal piece is placed immediately above the coil unit CU, and does not output a permission signal to the drive unit 14b (excitation control circuit 34) of the coil unit CU.
  • the system control unit 36 loads the load of the device E placed immediately above the coil unit CU.
  • the state of Z and the state of the voltage / current control circuit 22 are discriminated.
  • the system control unit 36 optimizes the primary coil L1 provided in the coil unit 14a of the coil unit CU in order to optimize the state of the load Z and the state of the voltage / current control circuit 22 of the device E.
  • An amplitude value for exciting at an amplitude and a frequency value for exciting at an optimum frequency are calculated.
  • the system control unit 36 outputs the amplitude value and the frequency value to the corresponding driving unit 14b (excitation control circuit 34).
  • the excitation control circuit 34 outputs the amplitude value and the frequency value calculated by the system control unit 36 to the high frequency inverter circuit 35.
  • the high frequency inverter circuit 35 oscillates based on the amplitude value and the frequency value and drives the primary coil L1 to be excited.
  • the device E placed directly above the coil unit CU can receive the optimum secondary power, and can control the state of the load Z and the state of the voltage / current control circuit 22 to the optimum state. . (Production method) Next, a method for manufacturing the power supply module M configured as described above will be described.
  • the size of the power supplyable area AR is set, and the number of coil units CU and these coils are set for the set power supplyable area AR.
  • the printed wiring board 10 having a size suitable for the layout is set.
  • the coil unit fitting recess 11 is formed at a position where each coil unit CU is desired to be placed, and the system unit is fitted at a position where the system unit SU is desired (second placement region).
  • a recess 12 is formed.
  • a pad PD is formed on the bottom surface of each coil unit fitting recess 11 in accordance with the electrode P of the coil unit CU, and the pad PD is formed on the bottom surface of the system unit fitting recess 12 in accordance with the electrode P of the system unit SU.
  • a flip chip coil unit CU is fitted into each coil unit fitting recess 11, and a plurality of pads PD of the printed wiring board 10 and a plurality of electrodes of each coil unit CU. P is joined to each.
  • a flip-chip system unit SU is fitted into the system unit fitting recess 12, and the plurality of pads PD of the printed wiring board 10 and the plurality of electrodes P of the system unit SU are respectively joined.
  • the power supply module M in which the system unit SU and the plurality of coil units CU are assembled to the printed wiring board 10 is housed in the box 3 of the housing 2 and is closed by the top plate 4. Thereby, the non-contact electric power feeder 1 is completed.
  • Manufacturing method; 2 First, the printed wiring board 10 including the system unit fitting recess 12 and the many coil unit fitting recesses 11 is formed in advance. At this time, a plurality of pads PD are formed on the bottom surface S2 of the system unit fitting recess 12, and a plurality of pads PD are formed on the bottom surfaces S1 of the many coil unit fitting recesses 11. Further, a plurality of wirings IN for electrically connecting the plurality of pads PD formed on the bottom surface S2 of the system unit fitting recess 12 and the plurality of pads PD formed on each coil unit fitting recess 11 are formed. .
  • the coil unit fitting recess 11 to be used from among the many coil unit fitting recesses 11 is formed using the printed wiring board 10 in which the system unit fitting recesses 12 and the many coil unit fitting recesses 11 are formed. Select. That is, for example, a plurality of coil unit fitting recesses 11 located in the power supply possible area AR set according to the user's request are selected.
  • Flip-chip coil units CU are fitted into the respective coil unit fitting recesses 11 in the desired power supplyable area AR of the selected user, and a plurality of pads PD of the printed wiring board 10 and a plurality of electrodes P of each coil unit CU are connected. Join each one.
  • a flip-chip system unit SU is fitted into the system unit fitting recess 12, and the plurality of pads PD of the printed wiring board 10 and the plurality of electrodes P of the system unit SU are respectively joined.
  • the necessary coil unit fitting recesses 11 are selected in the printed wiring board 10 on which a large number of coil unit fitting recesses 11 are formed by such a manufacturing method.
  • the coil unit CU is assembled to the selected coil unit fitting recess 11.
  • a system unit SU that performs overall control of each coil unit CU is assembled to the printed wiring board 10. Thereby, the power supply module M is manufactured.
  • one printed wiring board 10 can correspond to various power supply possible areas AR.
  • a plurality of coil units CU including primary coils L1 having the same specifications are provided.
  • Coil unit fitting recesses 11 were formed on the printed wiring board 10 provided in accordance with the plurality of coil units CU.
  • a plurality of pads PD respectively joined to the plurality of electrodes P formed on the coil unit CU are formed on the bottom surface S1 of each coil unit fitting recess 11.
  • each coil unit CU has the same specifications regarding the material, shape and size, and uses the coil unit CU having the same specifications. For this reason, the coil unit CU can be mass-produced, leading to cost reduction of the coil unit CU.
  • the primary coil L1 of each coil unit CU is configured to be wound around a core C made of a magnetic material. Therefore, the primary coil L1 can be reduced in size relative to the air-core coil, and the size of the non-contact power supply device 1 (power supply module M) can be reduced. Moreover, a small primary coil can increase the power supply capability and increase the power supply efficiency.
  • the system unit fitting recess 12 is formed in the printed wiring board 10.
  • a plurality of pads PD joined to a plurality of electrodes P formed in the system unit SU were formed on the bottom surface S2 of the system unit fitting recess 12. Then, a system unit SU that performs overall control of each coil unit CU is fitted into the system unit fitting recess 12, and the system unit fitting recess 12 and the system unit SU are joined. Therefore, the system unit SU can be easily assembled to the printed wiring board 10.
  • the system unit SU is electrically connected to each coil unit CU via a plurality of wirings IN of the printed wiring board 10. For this reason, the wiring process between the system unit SU and each coil unit CU is greatly simplified, and the production efficiency of the power supply module M can be improved.
  • the plurality of coil unit fitting recesses 11 and the system unit fitting recesses 12 are formed in the printed wiring board 10.
  • the plurality of coil units CU and the system unit SU are fitted into the plurality of coil unit fitting recesses 11 and the system unit fitting recess 12. Therefore, the assembling work for arranging the coil unit CU and the system unit SU on the printed wiring board 10 can be easily and accurately performed.
  • one power supply module M is manufactured by assembling the system unit SU and the plurality of coil units CU to the printed wiring board 10. Therefore, since the power supply module M includes the printed wiring board 10, the system unit SU, and the plurality of coil units CU, the power supply module M that can supply power at a time can be transported in large quantities. In addition, the process of storing in the box 3 of the housing 2 performed in another place only stores the power supply module M in the box 3. For this reason, the work process accommodated in the box 3 of the housing
  • the power supply module M can be formed by selecting a necessary coil unit fitting recess 11 according to the power supply possible area AR and assembling the same coil unit CU to the selected coil unit fitting recess 11. Therefore, one printed wiring board 10 can cope with various power supply possible areas AR, and the degree of freedom in design with one printed wiring board 10 is improved.
  • one power supply module M that can supply power is configured to assemble the system unit SU and the plurality of coil units CU on the printed wiring board 10. Therefore, the form of the power supply module M that can supply power, that is, the shape of the printed wiring board 10, the number of the coil units CU, and the arrangement state of the plurality of coil units CU can be easily and easily changed according to the power supplyable area AR can do.
  • each coil unit CU has a rectangular parallelepiped shape. Further, by arranging the longitudinal directions of the plurality of coil units CU in a horizontal row, the power supply module M in the linear power supply possible area AR can be made. Further, by arranging the short direction of the plurality of coil units CU in a horizontal row, it is possible to make a power supply module M having a wide and elongated planar power supply area. Accordingly, the power supply module M in the linear power supply enable area AR and the power supply module M in the wide and elongated planar power supply enable area AR can be realized using one type of coil unit CU.
  • a linear printed wiring board 10 that extends in the front-rear direction has a plurality of coil unit fitting recesses 11 that extend in the front-rear direction and fit a plurality of coil units CU.
  • the system unit fitting recess 12 into which the system unit SU is fitted is formed.
  • coil unit CU is engage
  • the system unit SU is fitted into the system unit fitting recess 12, and the system unit fitting recess 12 and the system unit SU are joined.
  • the power feeding module M having the linear power feedable area AR extending in the front-rear direction can be easily made.
  • a plurality of coils are arranged so that a plurality of coil units CU and a system unit SU whose longitudinal direction is directed in the left-right direction are adjacent to each other on a linear printed wiring board 10 extending in the left-right direction.
  • a unit fitting recess 11 and a system unit fitting recess 12 are formed.
  • the plurality of coil unit fitting recesses 11 formed on the linear printed wiring board 10 are respectively fitted with the plurality of coil units CU, and the plurality of coil unit fitting recesses 11 and the plurality of coil units CU are respectively joined.
  • the system unit SU is fitted into the system unit fitting recess 12, and the system unit fitting recess 12 and the system unit SU are joined.
  • the power supply module M having a linear power supply possible area AR extending in the left-right direction and having two coil units CU adjacent to each other can be easily manufactured.
  • a plurality of coils are arranged on a linear printed wiring board 10 extending in the left-right direction so that a plurality of coil units CU and a system unit SU whose longitudinal directions are in the front-rear direction are adjacent to each other.
  • the unit CU and the system unit SU are provided side by side in the left-right direction.
  • the power supply module M having the linear power supply available area AR arranged in the left-right direction so that the coil unit CU and the system unit SU whose longitudinal directions are in the front-rear direction are adjacent to each other can be easily manufactured. .
  • a plurality of coil units CU are arranged on a planar printed wiring board 10 extending in the front-rear and left-right directions so that a plurality of adjacent coil units CU in the front-rear direction are adjacent to each other in the left-right direction. It is attached.
  • the power supply module M having the planar power supplyable area AR so that the plurality of adjacent coil units CU in the front-rear direction are adjacent to each other.
  • a magnetic sheet 41 as a magnetic member made of a magnetic material for electromagnetic shielding may be disposed on the lower surface of the printed wiring board 10 of the power supply module M. Moreover, in the printed wiring board 10 of a multilayer printed wiring board, you may form a magnetic body film between layers.
  • the power supply module M having the linear power supply possible area AR shown in FIG. In this state, the power supply module M may be disposed along the wall 42, for example. Similarly, as shown in FIG. 16, the power supply module M having the linear power supply possible area AR shown in FIG. 11 is leveled. In this horizontal state, the power supply module M may be disposed along the wall 42, for example.
  • a plurality (two in FIG. 17) of power supply modules M each having a linear power supply available area AR are provided in the vertical direction.
  • a plurality of power supply modules M may be arranged along the wall 42.
  • the device E can supply power from the plurality of power supply modules M, and can receive a large amount of power.
  • the power supply module M may be installed on the wall 42 as it is, or may be installed in a state where the power supply module M is housed in the housing 2. Further, these power supply modules M may be installed in the wall 42.
  • a plurality (four in FIG. 15) of power supply modules M that can supply power may be installed adjacent to each other in the front-rear and left-right directions.
  • power can be supplied from a plurality of power supply modules M to one device E.
  • the apparatus E can receive large electric power.
  • the power supply module M in which the plurality of coil units CU are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction may be formed on the printed wiring board 10. .
  • a circular power supply possible area AR can be formed.
  • region AR with a breadth can be provided.
  • a power supply module M in which a plurality of coil units CU are arranged in a fan shape may be formed on the printed wiring board 10.
  • a fan-shaped power supply possible region can be formed.
  • region AR with a breadth can be provided.
  • the fan-shaped or circular power supply module M is arranged or embedded on a desk, power can be supplied simply by placing the device E in a place set as a power-feedable area on the desk.
  • a power supply module M in which a plurality of coil units CU arranged at equal angular intervals in the circumferential direction may be formed on a large-sized printed wiring board 10.
  • a plurality of power feedable areas AR can be formed.
  • FIGS. 21 (a) and 21 (b) in the figure, the printed wiring board 10 is not shown
  • a plurality of (four in the figure) printed wiring boards 10 are arranged in FIG.
  • the power supply modules M having the linear power supply possible area AR as shown may be combined three-dimensionally in the vertical direction.
  • a three-dimensional non-contact power feeding device including a plurality of power feeding modules M may be arranged or embedded in a columnar column 44. As a result, power can be supplied from the surface of the pillar 44.
  • the power supply module M shown in FIG. 12 has a left and right side so that a plurality of coil units CU and system units SU whose longitudinal directions are in the front-rear direction are adjacent to the printed wiring board 10 extending in the left-right direction. It is configured to be attached to the direction.
  • FIGS. 22A and 22B printed wiring board 10 is not shown in the figure
  • such a power supply module M has a plurality (four in the figure) of printed wiring boards 10 facing outward.
  • a three-dimensional (box-like) non-contact power feeding device composed of a plurality of power feeding modules M is placed on the plates 45a to 45e constituting the storage box 45, as shown in FIG. It may be arranged inside the plates 45a to 45e. As a result, power can be supplied in the storage box 45.
  • each coil unit CU has the same specification
  • the primary coil L1 of the coil portion 14a of each coil unit CU also has the same specification.
  • only the number of turns of the primary coil L1 may be changed without changing the outer shape of each coil unit CU.
  • interval between the coil units CU may be changed as appropriate in order to change the average magnetic flux density according to the power supply capability for supplying power.
  • An insulator having a thickness may be disposed on the plurality of coil units CU disposed on the printed circuit board 10.
  • the electric power that can be supplied to the device E can be set by changing the thickness of the insulator.
  • the non-contact power supply device power supply module M
  • the non-contact power supply device having the same power supply performance can change the received power and the received voltage. Can do. Thereby, it can respond to the electric power feeding to various apparatus E further.
  • a single insulator may be used for the entire upper surface of the plurality of coil units CU disposed on the printed wiring board 10.
  • the thickness of the top 4 may be changed.
  • the non-contact power supply device power supply module M
  • the interval between the floor plate 46 and the non-contact power supply device 1 power supply module M
  • the power that can be supplied to the device E can be set.
  • the depths of the plurality of coil unit fitting recesses 11 and the system unit fitting recess 12 are such that the plurality of coil units CU and the system unit SU protrude from the upper surface 10a.
  • the depth may be such that the upper surfaces of the plurality of coil units CU and the system unit SU are flush with the upper surface 10a of the printed wiring board 10 or the depth of immersion.
  • a plurality of coil unit fitting recesses 11 and system unit fitting recesses 12 are formed, the coil unit CU is fitted into each coil unit fitting recess 11, and the system unit SU is inserted into the system unit fitting recess 12.
  • the coil unit fitting recess 11 and the system unit fitting recess 12 may be omitted.
  • the system unit SU is assembled to the printed wiring board 10 as the power supply module M, but the power supply module M omits the system unit SU and assembles a plurality of coil units CU to the printed wiring board 10. It may be configured as follows.
  • the drive unit 14b of the coil unit CU includes a device authentication reception circuit 31, a metal detection circuit 32, a data transmission / reception circuit 33, an excitation control circuit 34, and a high frequency inverter circuit 35.
  • the drive unit 14 b of the coil unit CU may include a device authentication reception circuit 31, a metal detection circuit 32, a data transmission / reception circuit 33, and an excitation control circuit 34 except for the high frequency inverter circuit 35.
  • the drive unit 14b of the coil unit CU may be omitted entirely from the configuration of the first embodiment, or at least one may be omitted. When all of them are omitted, the detection of the device E is detected by another means, and the system control unit 36 drives and controls the high-frequency inverter circuit 35 based on the detection.
  • the coil unit CU of the first embodiment is configured by the coil unit 14a and the drive unit 14b, whereas the coil unit CU of the second embodiment omits the drive unit 14b from the coil unit CU of the first embodiment. ing.
  • вос unit fitting recesses 11a are formed in the left-right direction on the rear side of the upper surface 10a of the printed wiring board 10. Further, eight drive unit fitting recesses 11b and one system unit fitting recess 12 are formed in the left-right direction on the front side of the upper surface 10a of the printed wiring board 10.
  • Each coil unit fitting recess 11a has a rectangular shape extending in the front-rear direction, and is formed at the same pitch as the adjacent coil unit fitting recess 11a in the left-right direction.
  • Each drive unit fitting recess 11b has a rectangular shape extending in the front-rear direction, and is formed side by side with each coil unit fitting recess 11a formed on the front side of the upper surface 10a. Further, the system unit fitting recess 12 is formed adjacent to the left side of the plurality of drive unit fitting recesses 11b.
  • the coil unit CUa is fitted into each coil unit fitting recess 11a.
  • the drive unit CUb is fitted in each drive unit fitting recess 11b.
  • the system unit SU is fitted in the system unit fitting recess 12.
  • Each coil unit CUa of the second embodiment includes a rectangular parallelepiped coil portion 14a in which the drive unit 14b of the coil unit CU shown in the first embodiment is omitted. That is, each coil unit CUa of the second embodiment includes the coil portion 14a of the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5 and is molded with the insulating resin 13. A plurality of external input / output terminal electrodes P that are electrically connected to the drive unit CUb via a plurality of wirings IN formed on the printed wiring board 10 are formed on the lower surface of each coil unit CUa. .
  • Each coil unit CUa is made with the same specifications for material, shape and size.
  • each drive unit CUb includes a drive unit 14b in which the coil unit 14a of the coil unit CU shown in the first embodiment is omitted. That is, the drive unit CUb of the second embodiment includes the coil portion 14 a of the first embodiment shown in FIG. 4 and is molded with the insulating resin 13. A plurality of external input / output terminal electrodes P electrically connected to the coil unit CUa and the system unit SU via a plurality of wirings IN formed on the printed wiring board 10 are formed on the lower surface of each drive unit CUb. ing.
  • Each drive unit CUb, material, shape and size are made with the same specifications.
  • Each drive unit CUb is electrically connected to the coil unit CUa.
  • Each drive unit CUb drives the primary coil L1 of the coil unit CUa to be excited. Further, each drive unit CUb receives a reception signal received by the signal reception antenna AT1 provided in the coil unit CUa and a metal presence signal ST received by the metal detection antenna AT2.
  • the system unit SU includes a system control unit 36 composed of a microcomputer that performs overall control of each drive unit CUb, a power supply circuit, and the like.
  • a plurality of external input / output terminal electrodes P that are electrically connected to the drive unit CUb and a plurality of wirings IN formed on the printed wiring board 10 are formed on the lower surface of the system unit SU.
  • a plurality of external input / output terminal electrodes P of the coil unit CUa fitted in the coil unit fitting recess 11a are respectively connected to the bottom surface S1a of each coil unit fitting recess 11a of the printed wiring board 10.
  • a pad PD is formed.
  • a plurality of external input / output terminal electrodes P of the drive unit CUb fitted in the drive unit fitting recess 11b are respectively connected to the bottom surface S1b of each drive unit fitting recess 11b of the printed wiring board 10.
  • a pad PD is formed.
  • the bottom surface S2 of the system unit fitting recess 12 of the printed wiring board 10 is electrically connected to electrodes P of a plurality of external input / output terminals of the system unit SU fitted in the system unit fitting recess 12 respectively.
  • a plurality of pads PD are formed.
  • the coil unit CUa is fitted into the coil unit fitting recess 11a. Further, the drive unit CUb is fitted into each drive unit fitting recess 11b. For this reason, the corresponding electrode P and pad PD are joined. As a result, the coil unit CUa and the drive unit CUb extending in the front-rear direction are electrically connected via the plurality of wirings IN formed on the printed wiring board 10.
  • the system unit SU is fitted into the system unit fitting recess 12.
  • the system unit SU and each drive unit CUb are electrically connected via a plurality of wirings IN formed on the printed wiring board 10.
  • (Production method) Next, a method for manufacturing the power supply module M configured as described above will be described.
  • (Manufacturing method; 1) Now, for the power supply module M, the size of the power supply available area AR is set. Then, the number of coil units CUa, the number of drive units CUb, and the layout of these coil units CUa and drive units CUb are determined for the set size of the power supplyable area AR. When the number and layout of the coil units CUa and drive units CUb are determined, the printed wiring board 10 having a size suitable for the layout is set.
  • a plurality of pads PD are formed on the bottom surfaces S1a and S1b of each coil unit fitting recess 11a and each drive unit fitting recess 11b according to the plurality of electrodes P of the coil unit CUa and the drive unit CUb, and the system unit.
  • a plurality of pads PD are formed on the bottom surface of the fitting recess 12 in accordance with the plurality of electrodes P of the system unit SU.
  • a plurality of wirings for electrically connecting the coil unit CUa in which each coil unit fitting recess 11a is fitted and the drive unit CUb fitted in each drive unit fitting recess 11b respectively.
  • a plurality of wirings IN for electrically connecting the system unit SU in which the system unit fitting recess 12 is fitted and the drive unit CUb fitted in each drive unit fitting recess 11b are designed and manufactured.
  • the coil unit CUa of the flip chip is fitted into each coil unit fitting recess 11a, and a plurality of pads PD of the printed wiring board 10 and a plurality of electrodes of each coil unit CUa. Join P.
  • a flip-chip drive unit CUb is fitted into each drive unit fitting recess 11b, and a plurality of pads PD of the printed wiring board 10 and a plurality of electrodes P of each drive unit CUb are joined.
  • the flip-chip system unit SU is fitted into the system unit fitting recess 12, and the plurality of pads PD of the printed wiring board 10 and the plurality of electrodes P of the system unit SU are joined.
  • the plurality of coil units CUa and the plurality of drive units CUb are assembled to the printed wiring board 10.
  • a system unit SU that comprehensively controls each drive unit CUb (coil unit CUa) is assembled to the printed wiring board 10.
  • the power supply module M is manufactured.
  • Manufacturing method; 2) First, the printed wiring board 10 including the system unit fitting recess 12, the many coil unit fitting recesses 11a, and the many drive unit fitting recesses 11b is formed in advance.
  • a plurality of pads PD and a plurality of pads PD are formed on the bottom surfaces S1a and S1b of the multiple coil unit fitting recesses 11a and the multiple drive unit fitting recesses 11b on the bottom surface S2 of the system unit fitting recess 12. Further, a plurality of wirings IN are formed for electrically connecting the plurality of pads PD formed on the bottom surface S2 of the system unit fitting recess 12 and the plurality of pads PD formed on each drive unit fitting recess 11b. .
  • the printed circuit board 10 formed with the system unit fitting recesses 12, the many coil unit fitting recesses 11a, and the many drive unit fitting recesses 11b is used to select from among the many coil unit fitting recesses 11a.
  • the coil unit fitting recess 11a to be used is selected. That is, for example, the coil unit fitting recess 11a located in the power supply possible area AR set according to the user's request is selected.
  • the flip chip coil unit CUa is fitted into each coil unit fitting recess 11a in the desired power supplyable area AR of the selected user. Thereby, the plurality of pads PD of the printed wiring board 10 and the plurality of electrodes P of each coil unit CUa are joined.
  • the flip chip drive unit CUb corresponding to the coil unit CUa is fitted into the corresponding drive unit fitting recess 11b.
  • the plurality of pads PD of the printed wiring board 10 and the plurality of electrodes P of each drive unit CUb are bonded to each other.
  • the flip-chip system unit SU is fitted into the system unit fitting recess 12. Thereby, the plurality of pads PD of the printed wiring board 10 and the plurality of electrodes P of the system unit SU are bonded to each other.
  • the necessary coil unit fitting recess 11a and drive unit fitting recess 11b are selected in the printed circuit board 10 including a large number of coil unit fitting recesses 11a and a number of drive unit fitting recesses 11b.
  • the coil unit CUa is assembled to the selected coil unit fitting recess 11a.
  • the drive unit CUb is assembled to the selected drive unit fitting recess 11b.
  • a system unit SU that performs overall control of each coil unit CU is assembled to the printed wiring board 10. Thereby, the power supply module M is manufactured.
  • a large number of coil unit fitting recesses 11a and a large number of drive unit fitting recesses 11b are formed in the printed wiring board 10 in advance. It is only necessary to select the necessary coil unit fitting recess 11a and drive unit fitting recess 11b, and to assemble the coil unit CUa and drive unit CUb to the selected coil unit fitting recess 11a and drive unit fitting recess 11b. For this reason, one printed wiring board 10 can correspond to various power supply possible areas AR.
  • the plurality of coil units CUa each include a plurality of primary coils L1 having the same specifications of material, shape, and size.
  • the plurality of drive units CUb have the same specifications of material, shape, and size.
  • Each coil unit fitting recess 11a is formed in the printed wiring board 10
  • each drive unit fitting recess 11b is formed in the printed wiring board 10 provided in accordance with the drive unit CUb for exciting and driving the coil unit CUa. did.
  • a plurality of pads PD are formed on the bottom surfaces S1a and S1b of the coil unit fitting recesses 11a and the drive unit fitting recesses 11b, respectively, which are bonded to the electrodes P formed on the coil unit CUa and the drive unit CUb. did.
  • a plurality of coil units CUa can be easily assembled to the printed wiring board 10 simply by fitting each coil unit CUa into the coil unit fitting recess 11a and joining them, thereby improving the manufacturing efficiency of the non-contact power feeding device 1. Can be planned.
  • the drive unit CUb for each coil unit CUa can be easily assembled to the printed wiring board 10 by simply fitting each drive unit CUb into the drive unit fitting recess 11b and joining them. The production efficiency can be improved.
  • the plurality of coil units CUa and the plurality of drive units CUb are electrically connected to each other via the plurality of wirings IN of the printed wiring board 10. For this reason, the wiring process of each coil unit CUa and each drive unit CUb is greatly simplified, and the production efficiency of the non-contact power feeding device 1 can be improved.
  • the plurality of coil units CUa and the plurality of drive units CUb have the same specifications. For this reason, the plurality of coil units CUa and the plurality of drive units CUb can be mass-produced, and the cost of the coil units CUa and the drive units CUb can be reduced.
  • the primary coil L1 of each coil unit CUa is wound around the core C made of a magnetic material. Therefore, the primary coil L1 can be reduced in size relative to the air-core coil. As a result, the size of the non-contact power feeding device 1 (power feeding module M) can be reduced. In addition, a plurality of primary coils of the same size can increase the power supply capability and increase the power supply efficiency.
  • the system unit fitting recess 12 is formed in the printed wiring board 10. Then, the system unit SU can be easily assembled to the printed wiring board 10 simply by fitting and joining the system unit SU having the system control unit 36 that controls each drive unit CUb in the system unit fitting recess 12. Can do.
  • the system unit SU and each drive unit CUb are electrically connected via a plurality of wirings IN of the printed wiring board 10. For this reason, the wiring process between the system unit SU and each drive unit CUb is greatly simplified, and the production efficiency of the non-contact power feeding device 1 can be improved.
  • a plurality of coil unit fitting recesses 11 a, a plurality of drive unit fitting recesses 11 b, and a single system unit fitting recess 12 are formed in the printed wiring board 10.
  • the coil unit CUa, the drive unit CUb, and the system unit SU are fitted into the fitting recesses 11a, 11b, and 12, respectively.
  • one power supply module M is manufactured by assembling the system unit SU, the plurality of coil units CUa, and the plurality of drive units CUb to the printed wiring board 10. Therefore, in the power supply module M, the printed wiring board 10, the system unit SU, the plurality of coil units CUa, and the plurality of drive units CUb are integrated. For this reason, it is possible to transport a large number of power supply modules M that can supply power at a time.
  • a large number of coil unit fitting recesses 11a and a large number of drive unit fitting recesses 11b are formed in the printed wiring board 10 in advance, and the necessary coil unit fitting is performed according to the power feedable area AR.
  • the recess 11a and the multiple drive unit fitting recesses 11b are selected.
  • the power supply module M is manufactured by assembling the coil unit CUa and the drive unit CUb to the selected coil unit fitting recess 11a and the drive unit fitting recess 11b. Therefore, one printed wiring board 10 can cope with various power supply possible areas AR, and the degree of freedom in design with one printed wiring board 10 is improved.
  • one power supply module M that can supply power is configured to assemble the system unit SU, the plurality of coil units CUa, and the plurality of drive units CUb to the printed wiring board 10.
  • the form of the power supply module M that is, the shape of the printed wiring board 10, the number of the coil units CUa and the drive units CUb, and the arrangement state of the plurality of coil units CUa and the plurality of drive units CUb Can be changed easily and easily.
  • the plurality of coil units CUa have a rectangular shape, and a power supply module M in a linear power supply possible region can be made by arranging the longitudinal sides in a horizontal row. Further, by arranging the plurality of coil units CUa so that the sides in the short direction of the plurality of coil units CUa are arranged in a horizontal row, the power supply module M in the wide and elongated planar power supplyable area AR is made. Can do. Therefore, it is possible to realize the power supply module M in both power supply possible areas AR with one type of coil unit CUa.
  • various types of power supply modules M similar to those described in the first embodiment can be manufactured from the printed wiring board 10, the system unit SU, the plurality of coil units CUa, and the plurality of drive units CUb.
  • the coil unit CUa is different from the coil unit CU including the coil unit 14a and the drive unit 14b of the first embodiment, and the coil unit CU of the first embodiment.
  • the part corresponding to 14a was changed to the coil unit CUa.
  • the part corresponded to the coil part 14a of the coil unit CU of 1st Embodiment was changed into the drive unit CUb.
  • the coil unit 14a and the drive unit 14b are separated from each other and unitized with respect to the coil unit CU in which the coil unit 14a and the drive unit 14b of the first embodiment are integrated.
  • each coil unit CUa can be excited and driven in various forms.
  • FIG. 26A shows a form in which one drive unit CUb is driven to be excited with respect to one coil unit CUa.
  • FIG. 26B shows a form in which a plurality of coil units CUa are connected in series, and one drive unit CUb is excited to drive the plurality of coil units CUa connected in series.
  • FIG. 26C shows a form in which a plurality of coil units CUa are connected in parallel to one drive unit CUb, and one drive unit CUb is driven to be excited with respect to the plurality of coil units CUa connected in parallel. It is.
  • a capacitor 48 that resonates with the primary coil L1 is connected in series to the primary coil L1 of each coil unit CUa, or the secondary coil L2 of the device E resonates with the secondary coil L2.
  • the capacitors 49 may be connected in parallel.
  • a capacitor that resonates with the primary coil L1 is connected in parallel to each primary coil L1, or a capacitor that resonates with the secondary coil L2 is connected in series to the secondary coil L2. You may implement.
  • these resonant capacitors may be applied to the power supply module M of the first embodiment.
  • interval between the coil units CUa may be changed as appropriate in order to change the average magnetic flux density according to the power supply capability for supplying power.
  • the magnetic sheet 41 as a magnetic member made of a magnetic material for electromagnetic shielding is disposed on the lower surface of the printed wiring board 10 of the power supply module M described in another example of the first embodiment.
  • a magnetic film may be formed between the layers.
  • the power supply module M is formed with a power supplyable area ARx that can be supplied with power by another standardized device Ex on one side (right side in the figure) of the printed wiring board 10.
  • the standardized specification device Ex may be configured to be able to supply power.
  • a plurality of coil units CUa and a plurality of drive units CUb are arranged on the printed wiring board 10 in the power supplyable area ARx, and a transmission / reception antenna AT5 that receives transmission signals transmitted from other standardized equipment Ex (See FIG. 29).
  • a transmission / reception antenna AT5 that receives transmission signals transmitted from other standardized equipment Ex (See FIG. 29).
  • it decodes the transmission signal transmitted from the device Ex with other standardized specifications, determines what standard and characteristic power supply method the device Ex with other standardized specifications has, and the printed wiring board in the power supplyable area ARx It is necessary to provide a device selection circuit (see FIG. 29) for controlling the coil unit CUa provided in 10 via the drive unit CUb.
  • FIG. 29 shows an electrical circuit diagram applied to the power supply module M of the first embodiment.
  • the transmission signal transmitted from the transmission antenna AT6 of another standardized device Ex is received by the transmission / reception antenna AT5.
  • a transmission signal from another standardized device Ex received by the transmission / reception antenna AT5 is output to the device selection circuit 51 via the transmission / reception circuit 50.
  • the device selection circuit 51 determines what standard and characteristic power supply method the other standardized device Ex uses from the transmission signal, and outputs the determined information to the system control unit 36.
  • the system control unit 36 determines the coil unit CU via the drive unit 14b of the coil unit CU in the power supply available area ARx where the device Ex of other standardized specifications is arranged. Excitation control of the primary coil L1 is performed.
  • the non-contact power feeding device 1 (power feeding module M) can be compatible with other standardized equipment Ex, which increases convenience.
  • the non-contact power supply device 1 displays a mark or the like on a section where other standardized equipment Ex can be placed, and displays that it can support other standardized equipment Ex. May be.
  • the depths of the plurality of coil unit fitting recesses 11a, the plurality of drive unit fitting recesses 11b, and the single system unit fitting recess 12 are a plurality of coil units CUa and a plurality of drive units CUb.
  • the single system unit SU protrudes from the upper surface 10a, but the upper surfaces of the plurality of coil units CUa, the plurality of drive units CUb, and the single system unit SU are the same as the upper surface 10a of the printed wiring board 10. It may be a depth that becomes one or a depth that is immersive.
  • a plurality of coil unit fitting recesses 11a, a plurality of drive unit fitting recesses 11b, and a single system unit fitting recess 12 are formed, and a plurality of coil unit fitting recesses 11a and a plurality of drives are formed.
  • a plurality of coil units CUa, a plurality of drive units CUb, and a single system unit SU are respectively fitted in the unit fitting recess 11b and the single system unit fitting recess 12, but the plurality of coil unit fitting recesses 11a, The plurality of drive unit fitting recesses 11b and the single system unit fitting recess 12 may be omitted.
  • the system unit SU is assembled to the printed wiring board 10 as the power supply module M.
  • the power supply module M omits the system unit SU and includes a plurality of coil units CUa and a plurality of drive units CUb.
  • the printed wiring board 10 may be assembled.
  • the power supply module M in which the system unit SU and the drive unit CUb are omitted and a plurality of coil units CUa are assembled to the printed wiring board 10 may be used.
  • each drive unit CUb includes a device authentication reception circuit 31, a metal detection circuit 32, a data transmission / reception circuit 33, an excitation control circuit 34, and a high-frequency inverter circuit 35.
  • Each drive unit CUb may omit all or at least one of the device authentication reception circuit 31, the metal detection circuit 32, the data transmission / reception circuit 33, and the excitation control circuit 34 except for the high frequency inverter circuit 35.
  • the detection of the device E is detected by another means, and the system control unit 36 drives and controls the high-frequency inverter circuit 35 based on the detection.
  • a plurality of electrodes P are provided on the system unit SU, each coil unit CUa, and each drive unit CUb, and a plurality of pads PD are provided on the bottom surfaces S2, S1a, S1b of these fitting recesses 12, 11a, 11b. After forming, it was electrically joined by flip chip.
  • each coil unit CUa winds the primary coil L1 around the core C as in the first embodiment.
  • the primary coil L1 does not have to be wound around the core C.
  • each coil unit CU, CUa of the second embodiment is a rectangular parallelepiped, but is not limited thereto, and may have various shapes such as a cube, a cylinder, and a pot type. Accordingly, the shape of the core C around which each primary coil L1 is wound may be changed as appropriate.
  • the first embodiment may be similarly implemented by changing the shape of the coil unit CU.
  • the plurality of coil units CUa have the same specification, and the plurality of primary coils L1 of the plurality of coil units CUa also have the same specification. For example, without changing the outer shape of the plurality of coil units CUa, Only the number of turns of the primary coil L1 may be changed.
  • the insulator which has thickness is arrange
  • the non-contact power feeding device 1 power feeding module M
  • the device E even the non-contact power feeding device 1 (power feeding module M) having the same power feeding power performance receives the received power of the device E. And the receiving voltage can be changed. Thereby, it can respond to the electric power feeding to various apparatus E further.
  • the distance between the non-contact power feeding device 1 (power feeding module M) and the device E may be changed by an insulator to change the received power or the received voltage of the device E.
  • positioning of the several coil unit CU (CUa) of the electric power feeding module M is the following. Variable. That is, if a plurality of coil units CU (CUa) are arranged closely, the magnetic flux density on the surface can be increased. Therefore, even if the secondary coil L2 has the same coil area, the distance (coil unit CU ( The distance from CUa) to the secondary coil L2 can be increased.
  • each coil unit CU (CUa) can supply power up to 10 W.
  • the magnetic flux density on the surface of the electric power feeding module M shown in FIG. 12 is the largest.
  • the magnetic flux density on the surface of the power supply module M shown in FIGS. 11 and 13 is smaller than the magnetic flux density on the surface of the power supply module M shown in FIG.
  • the secondary coil L2 of the left device E shown in FIG. 11, the secondary coil L2 of the right device E shown in FIG. 13, and the secondary coil L2 of the left device E shown in FIG. When the coil is for an area of 20 W, the distance that can be received while maintaining the secondary output voltage at 48 V is the largest when the power supply module M having the highest magnetic flux density on the surface of the power supply module M shown in FIG. 12 is used. become longer. That is, when the magnetic flux density on the surface of the power supply module M is large, the distance from the coil unit CU (CUa) that can obtain the same secondary power to the secondary coil L2 even if the secondary coil L2 has the same coil area. Can be long.
  • the wiring pattern is stretched on the printed wiring board 10 to electrically connect the system unit SU and each coil unit CU, but this wiring pattern is omitted. May be implemented.
  • a plurality (partially omitted) of connectors 60 are provided in one place of the printed wiring board 10 in order to electrically connect the system unit SU and each coil unit CU.
  • a lead wire 61 (partially omitted) is connected to each coil unit CU, and a plug 62 is provided at the tip of the lead wire 61.
  • Each coil unit CU inserts its own plug 62 into the corresponding connector 60 for connection. Thereby, each coil unit CU is controlled by the system unit SU via the lead wire 61.
  • the printed wiring board 10 can be manufactured easily and inexpensively, leading to cost reduction of the entire power supply module M.
  • the plurality of coil unit fitting recesses 11 and the system unit fitting recess 12 of the printed wiring board 10 are omitted, and a recess forming plate 65 made of an insulating plate such as a synthetic resin is provided instead. .
  • through holes 66 are formed at positions corresponding to the plurality of coil unit fitting recesses 11 and the system unit fitting recesses 12 and the connector 60 of the recess forming plate 65.
  • this recessed part formation board 65 is fixed to the upper surface of the printed wiring board 10 which abbreviate
  • FIG. 1 the coil unit fitting recess 11 is formed at a position where each coil unit CU is arranged, and the system unit fitting recess 12 is formed at a position where the system unit SU is arranged.
  • the formation of the plurality of coil unit fitting recesses 11 and the system unit fitting recesses 12 is omitted from the expensive printed wiring board 10, and an inexpensive recess forming plate 65 can be used instead, leading to cost reduction.
  • the coil units CU are arranged on the printed wiring board 10 in a grid pattern so that adjacent coil units CU in the left and right and front and rear directions face each other at equal intervals. did.
  • This may be implemented by arranging a plurality of rectangular parallelepiped coil units CU in a staggered manner on the upper surface of the printed wiring board 10 as shown in FIG. By arranging in this way, the device E can be reliably detected, and the power supply module M with higher power supply efficiency can be obtained.
  • FIG. 32A shows a case where a plurality of coil units CU are arranged in a grid pattern.
  • FIG. 32B shows a case where a plurality of coil units CU are arranged in a zigzag pattern.
  • the secondary coil L2 of the device E is arranged at a position indicated by a two-dot chain line in FIGS. 32 (a) and 32 (b).
  • the four coil units CU shown in FIG. 32A When the coil units CU shown in FIG. 32A are arranged in a grid pattern, it is necessary to excite the four coil units CU depending on the positions where they are placed, and an unnecessary magnetic flux increases, leading to a reduction in efficiency. Further, the four coil units CU have a small area for the four secondary coils L2, that is, only the end of the secondary coil L2 is applied, so that the secondary coil L2 is positioned directly above. May not be detected and power may not be supplied.
  • any one of the coil units CU shown in FIG. 32 (b) is arranged in a staggered manner, any one of the coil units CU has a large area on which the secondary coil L2 of the device E is applied. As a result, it can be reliably detected that the secondary coil L2 is located directly above, and power can be reliably supplied.
  • FIG. 31 a plurality of rectangular parallelepiped coil units CU are arranged in a staggered manner, but as shown in FIG. 33, a plurality of cylindrical (planar circular) coil units CU may be arranged in a staggered manner.
  • a connector (not shown) provided on the printed wiring board 10 and a connector (not shown) provided on the board (not shown) on which the system unit SU is mounted. (Not shown) may be electrically connected by the wire harness 68.
  • the size of the printed wiring board 10 of the power supply module M can be reduced correspondingly, and the system unit SU that is thicker than the coil unit CU is omitted.
  • the thickness can be reduced by just that much.
  • the power supply module M can be incorporated into the top of the desk and the housing building material without a sense of incongruity, and the somewhat thick system unit SU can be installed through the wire harness 68 at a location that does not get in the way. Thereby, the thickness of the power feeding surface can be reduced.
  • the coil unit CU and the system unit are arranged on the printed wiring board 10 for each coil unit CU.
  • the coil unit CU and the system unit may be arranged on a mold 70 made of an insulating plate such as a synthetic resin.
  • a plurality of coil unit fittings are fitted in positions corresponding to a plurality of coil unit fitting recesses 11 and a single system unit fitting recess 12 in a mold 70 made of an insulating plate such as a synthetic resin.
  • a recess 71 and a single system unit fitting recess 72 are formed.
  • each coil unit CU is connected to a lead wire 73, and a plug 74 is provided at the tip of each lead wire 73.
  • the system unit SU is mounted on a wiring board 77 on which a connector 76 to which each plug 74 is connected is mounted.
  • the coil unit CU to which the lead wire 73 is connected is fitted into and fixed to the plurality of coil unit fitting recesses 71. Further, the wiring board 77 on which the connector 76 and the system unit SU are mounted is fitted and fixed in the system unit fitting recess 72.
  • each coil unit CU inserts and connects its own plug 74 to the corresponding connector 76. Thereby, each coil unit CU is controlled by the system unit SU via the lead wire 73.
  • the inexpensive formwork 70 can be used instead of the expensive printed circuit board 10
  • the cost of the power supply module M can be reduced.
  • the cost can be further reduced as the power supply module M becomes larger.
  • device authentication receiving circuit device authentication unit
  • 32 metal detection circuit (metal detection unit)
  • 33 data transmission / reception Circuit (data transmission / reception unit)
  • excitation control circuit 35 ... high frequency inverter circuit 36
  • system control unit 41 ... magnetic sheet 42 ... wall 44 ... pillar 45 ... storage box 4 a to 45e ... plate, 46 ... floor plate, 48, 49 ... capacitor, 50 ... transmission / reception circuit, 51 ... device selection circuit, 60 ... connector, 61 ... lead wire, 62 ... plug, 65 ... recess forming plate, 66 ... through hole , 68 ... wire harness, 70 ... mold, 71 ... coil unit fitting recess, 72 ... system unit fitting recess, 73 ...

Abstract

同一仕様の1次コイルを備えたコイルユニット(CU)を設ける。そして、そのコイルユニット(CU)に合わせて、プリント配線基板(10)に各コイルユニット嵌合凹部(11)を形成する。また、各コイルユニット嵌合凹部(11)の底面(S1)には、コイルユニット(CU)に形成された電極と接合するパッド(PD)を形成する。そして、各コイルユニット(CU)をそれぞれのコイルユニット嵌合凹部(11)に嵌め込み、接合することにより、複数のコイルユニット(CU)を簡単にプリント配線基板(10)に組み付けることができ製造効率の向上を図ることができる。

Description

非接触給電装置の給電モジュール、非接触給電装置の給電モジュールの使用方法及び非接触給電装置の給電モジュールの製造方法
 本発明は、非接触給電装置の給電モジュール、非接触給電装置の給電モジュールの使用方法及び非接触給電装置の給電モジュールの製造方法に関する。
 近年、非接触給電技術を使った種々の実用化システムが提案されている。例えば、搬送経路に、複数の給電用コイルをそれぞれ有した多数の給電モジュールが敷設される。その搬送経路上には、受電用コイルを含む移動体が配置される。移動体は、搬送経路に敷設された給電モジュールの給電用コイルの励磁に基づいて、電磁誘導で受電用コイルに2次電力を発生させる。その2次電力を使って例えばモータが駆動されて、移動体が移動する(特許文献1)。
特開2006-121791号公報
 上記非接触給電システムにおいて、搬送経路に敷設された多数の給電モジュールの各々は、1つの給電用コイルと、その給電用コイルだけを励磁制御する給電回路とを一体に形成することにより構成されている。給電回路は、1つのその給電用コイルのためだけに、中央処理装置(CPU)や読み出し専用の半導体メモリ(ROM)を含む。このため、給電回路は、複雑且つ高価な給電モジュールであった。しかも、各給電モジュールに商用電源が入力されるため、各給電モジュールはさらに複雑な構造である。従って、各給電モジュールは、極めて高価である。
 また、特許文献1では、各給電モジュールを、搬送経路に敷設する方法が開示されている。上記のような複雑な複数の給電モジュールを搬送経路に組み付ける作業を考えると非常に面倒で、労力と時間とが必要だった。
 従って、これら給電モジュールを敷設して給電可能なエリアを自由に設計するのには限界があった。
 本発明の目的は、設計自由度が高く、種々の形態の非接触給電ができ、しかも、簡単且つ短時間に製造できる非接触給電装置の給電モジュール、非接触給電装置の給電モジュールの使用方法及び非接触給電装置の給電モジュールの製造方法を提供することにある。
 本発明の非接触給電装置の給電モジュールは、複数のコイルユニットであって、前記複数のコイルユニットの各々は、1次コイルと1以上の第1端子とを含み、前記1次コイルが励磁され、且つ前記1次コイルと隣接して機器の2次コイルが配置されたとき、該2次コイルに電磁誘導にて2次電力が発生して、2次電力が前記機器の負荷に供給される、前記複数のコイルユニットと、プリント配線基板であって、前記複数のコイルユニットをそれぞれ配置するために区画された複数の第1配置領域部であって、前記複数の第1配置領域部の各々は、対応する前記コイルユニットの前記1以上の第1端子と接続するための1以上の第2端子を含む、前記複数の第1配置領域部と、前記プリント配線基板上に形成され、前記複数の第1配置領域部の各々に配置される前記コイルユニットを駆動させるための1以上の配線とを含む前記プリント配線基板とを備え、前記プリント配線基板の各第1配置領域部に前記コイルユニットを配置し、前記各第1配置領域部の前記1以上の第1端子と前記各コイルユニットの前記1以上の第2端子とを接続して、前記プリント配線基板上に前記複数のコイルユニットが配置される。
 上記構成において、前記複数のコイルユニットが前記プリント配線基板上に前後方向又は左右方向のいずれか一方において1列に配置されている線状の給電可能領域が設定されるように、前記複数の第1配置領域部が区画される。
 上記構成において、前記複数のコイルユニットが前記プリント配線基板上に前後左右方向において配置されている面状の給電可能領域が設定されるように、前記複数の第1配置領域部が区画される。
 上記構成において、前記プリント配線基板上に前後左右方向において配置される複数のコイルユニットは、左右方向において隣接する2つのコイルユニット間の距離を「A」、前後方向において隣接する2つのコイルユニット間の距離を「B」とし、前記給電モジュールに対して、使用可能な前記機器のうち、最も小さいコイル面積を有する2次コイルを含む機器の前記2次コイルの辺、直径又は対角線の中で最も長い距離を「F」とするとき、
 「A」<「F」かつ「B」<「F」となるように前記複数のコイルユニットが前記プリント配線基板上に配置される。
 上記構成において、複数のコイルユニットが前記プリント配線基板に対して異なる配置角度で前記プリント配線基板上に配置されている円状又は扇状の給電可能領域が設定されるように、前記複数の第1配置領域部が区画される。
 上記構成において、前記複数のコイルユニットは、同一仕様を有する。
 上記構成において、前記複数のコイルユニットの各々は、前記1次コイルを含むコイル部と、前記1次コイルを励磁するインバータ回路を有する駆動部と、前記コイル部及び駆動部を一体にモールドする絶縁樹脂とを含む。
 上記構成において、前記複数のコイルユニットの各々は、前記機器からの信号を受信する受信ユニットを含む。
 上記構成において、前記複数のコイルユニットの各々は、機器認証ユニット、金属検出ユニット、機器とデータを送受信するデータ送受信ユニットのうちの少なくとも1つを含む。
 上記構成において、前記複数のコイルユニットの各々の1次コイルは、磁性体よりなるコアに巻回されている。
 上記構成において、前記複数のコイルユニットの各々の1次コイルに接続された共振用のコンデンサを備える。
 上記構成において、前記複数のコイルユニットの各々の1次コイルは、直方体形状を有する。
 上記構成において、前記プリント配線基板上に配置された複数のコイルユニットの上に配置される絶縁物を備え、前記絶縁物の厚さを変更することで前記機器への給電可能電力が設定される。
 上記構成において、前記プリント配線基板上に形成された前記複数の第1配置領域部の各々は、前記コイルユニットを嵌め込むコイルユニット嵌合凹部であり、前記複数のコイルユニット嵌合凹部の各々は、底面と、前記複数のコイルユニット嵌合凹部の各々の底面に形成され、嵌め込まれる前記コイルユニットの前記1以上の第1端子と接続される前記1以上の第2端子とを含む。
 上記構成において、前記複数のコイルユニットの各々を統括して駆動制御し、且つ複数の第3端子を含むシステムユニットと、前記プリント配線基板上に区画形成され、前記システムユニットを配置する第2配置領域部とを備え、前記第2配置領域部は、前記システムユニットの複数の第3端子とそれぞれ接続される複数の第4端子を含み、前記システムユニットの複数の第3端子と各コイルユニットの1以上の第1端子が電気的にそれぞれ接続される。
 上記構成において、前記プリント配線基板上に区画され、他の標準化仕様の機器に対応できる給電可能領域部を備え、前記給電可能領域部には、他の標準化仕様の機器のための複数のコイルユニットが配置される。
 上記構成において、前記プリント配線基板上に配置された複数のコイルユニットに設けられるコイルユニットの電磁シールドのための磁性部材を備える。
 上記構成において、給電可能領域に合わせて、複数の同一の給電モジュールを平面状に配置することを備える。
 上記構成において、給電可能領域に合わせて、複数の同一の給電モジュールを立体状に配置することを備える。
 本発明の非接触給電装置の給電モジュールの製造方法は、プリント配線基板と、複数のコイルユニットとを用意することであって、前記複数のコイルユニットの各々は、1次コイル及び1以上の第1端子を含み、前記1次コイルが励磁され、且つ1次コイルと隣接して前記機器の前記2次コイルが配置されたとき、該2次コイルに電磁誘導にて2次電力が発生して、2次電力が前記機器の負荷に供給され、前記プリント配線基板は、前記複数のコイルユニットをそれぞれ配置するために区画された複数の第1配置領域部と、前記複数の第1配置領域部の各々に形成され、対応する前記コイルユニットの前記1以上の第1端子と接続するための1以上の第2端子と、該プリント配線基板上に形成され、前記複数の第1配置領域部の各々に配置される前記コイルユニットを駆動させるための1以上の配線とを含む、前記用意すること、前記プリント配線基板の前記複数の第1配置領域部のうちの少なくとも一つに前記コイルユニットを配置すること、前記コイルユニットが配置された前記第1配置領域部の前記1以上の第2端子と、対応する前記コイルユニットの前記1以上の第1端子とを接続して、前記プリント配線基板に前記複数のコイルユニットを組み付ける。
 上記構成において、前記配置することは、前記プリント配線基板に形成された全ての前記複数の第1配置領域部に、前記複数のコイルユニットをそれぞれ配置して、前記プリント配線基板の全ての前記複数の第1配置領域部に前記複数のコイルユニットをそれぞれ組み付ける。
 上記構成において、前記配置することは、前記プリント配線基板に形成された前記複数の第1配置領域部の中から、予め設定された給電可能領域に応じて、1又は複数の第1配置領域部を選定し、その選定された前記プリント配線基板上の第1配置領域部に前記コイルユニットを配置して、前記選定された前記プリント配線基板上の前記第1配置領域部に前記コイルユニットを組み付けることを含む。
 上記構成において、前記複数のコイルユニットは、同一仕様を有する。
 上記構成において、前記プリント配線基板上に形成された前記複数の第1配置領域部は、前記コイルユニットを嵌め込むコイルユニット嵌合凹部であり、前記複数のコイルユニット嵌合凹部の各々は、底面と、前記複数のコイルユニット嵌合凹部の各々の底面に形成され、嵌め込まれる前記コイルユニットの前記1以上の第1端子と接続される前記1以上の第2端子とを含む。
 上記構成において、前記プリント配線基板上の前記複数の第1配置領域部の各々に形成された前記1以上の第2端子と、前記複数のコイルユニットの各々に形成された前記1以上の第1端子との接続は、フリップチップにて接続される。
 上記構成において、前記プリント配線基板上の前記複数の第1配置領域部の各々に形成された前記1以上の第2端子と、前記複数のコイルユニットの各々に形成された前記1以上の第1端子との接続は、雄型の接触プラグ端子と雌型の接触プラグ端子にて接続される。
 本発明によれば、非接触給電装置の給電モジュールは、設計自由度が高く、種々の形態の接触給電ができ、しかも、簡単且つ短時間で製造することができる。
第1実施形態の非接触給電装置の全体斜視図。 給電モジュールの全体斜視図。 給電モジュールの分解斜視図。 コイルユニットの断面図。 コイルユニットのコイル部の全体斜視図。 システムユニットの断面図。 プリント配線基板上のコイルユニットの配置位置を説明する説明図。 非接触給電装置の電気的構成を説明する電気回路図。 第1実施形態の別例を示す給電モジュールの分解斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 (a)は複数の給電モジュールの配置を示す図、(b)は複数の給電モジュールを柱内に配置した図。 (a)は複数の給電モジュールの配置を示す図、(b)は複数の給電モジュールをボックス内に配置した図。 給電モジュールを床下に配置した図。 第2実施形態の給電モジュールの分解斜視図。 同じく給電モジュールの全体斜視図。 (a)コイルユニットと駆動ユニットの接続状態を示す図、(b)直列に接続されたコイルユニットに対して駆動ユニットの接続状態を示す図、(c)並列接続されたコイルユニットに対して駆動ユニットの接続状態を示す図。 第2実施形態の別例を示す図であって、1次コイル及び2次コイルに共振用のコンデンサを接続した図。 他の標準化仕様の機器の給電が可能な給電モジュールの全体斜視図。 同じくその給電装置の電気的構成を説明する電気回路図。 コイルユニット嵌合凹部及びシステムユニット嵌合凹部の別の形成方法を説明するための説明図。 コイルユニットの別の配置方法を示す図。 (a)コイルユニットを格子状に配置した場合の2次コイルとの位置関係を示す図、(b)コイルユニットを千鳥状に配置した場合の2次コイルとの位置関係を示す図。 システムユニットをプリント配線基板から分離させた図。 コイルユニットとシステムユニットを型枠に配置した状態を示す側面図。
 (第1実施形態)
 以下、本発明の非接触給電システムを具体化した非接触給電装置の第1実施形態を図面に従って説明する。
 図1に示すように、非接触給電装置1は筐体2を含む。筐体2は、上方が開口した四角形状の箱体3と、絶縁体で形成され、箱体3の開口を閉塞する天板4とを含む。天板4は、非接触給電をする機器Eを載置する非接触給電装置1の上面である載置面5を含む。
 図2に示すように、筐体2内には、給電モジュールMが収納されている。給電モジュールMは、プリント配線基板10と、複数のコイルユニットCUと、システムユニットSUとを含む。複数のコイルユニットCUは、プリント配線基板10に配置され、プリント配線基板10に電気的に接続される。システムユニットSUは、プリント配線基板10に配置され、プリント配線基板10に電気的に接続される。システムユニットSUは、各コイルユニットCUを統括制御する。
 本実施形態では、プリント配線基板10は、多層プリント配線基板である。図3に示すように、プリント配線基板10は、上面10aを含む。上面10aには、前後方向に3個、左右方向に6個、合計18個のコイルユニット嵌合凹部11が形成されている。本実施形態では、各コイルユニット嵌合凹部11は、前後方向において延びる長辺を有する長方形の凹部である。左右方向において隣り合うコイルユニット嵌合凹部11同士の間隔は、等間隔である。各コイルユニット嵌合凹部11には、コイルユニットCUが嵌め込まれる。コイルユニットCUは、複数の外部入出力端子の電極P(図4参照)を含む。
 また、プリント配線基板10の上面10aの左後側には、システムユニット嵌合凹部12が形成されている。本実施形態では、システムユニット嵌合凹部12の前後方向の長さは、コイルユニット嵌合凹部11の前後方向の長さと同じである。また、システムユニット嵌合凹部12の左右方向の長さは、コイルユニット嵌合凹部11の左右方向の長さよりも長い。そして、システムユニット嵌合凹部12には、各コイルユニットCUを駆動制御するシステムユニットSUが嵌め込められる。システムユニットSUは、複数の外部入出力端子の電極P(図6参照)を含む。
 各コイルユニット嵌合凹部11は、底面S1を含む。各底面S1には、コイルユニットCUの複数の外部入出力端子の電極P(図4参照)と電気的にそれぞれ接続される複数のパッドPDが形成されている。
 また、プリント配線基板10のシステムユニット嵌合凹部12の底面S2には、システムユニットSUの複数の外部入出力端子の電極P(図6参照)と電気的にそれぞれ接続される複数のパッドPDが形成されている。
 プリント配線基板10には、各コイルユニットCUとシステムユニットSUとを電気的に接続するための複数の配線INが形成される。図2に示すように、システムユニット嵌合凹部12にシステムユニットSUを嵌め込み、及び、各コイルユニット嵌合凹部11にコイルユニットCUを嵌め込むことによって、各コイルユニットCUとシステムユニットSUとは、複数の配線INを介して電気的に接続される。
(コイルユニットCU)
 各コイルユニットCUの材料、形、及びサイズは、同一の仕様である。図3に示すように、各コイルユニットCUは、各コイルユニットCUをコイルユニット嵌合凹部11に嵌め込み可能な長方体である。各コイルユニットCUは、下面を含む外側面を有する。図4に示すように、各コイルユニットCUの下面を除く外側面は、絶縁樹脂13にてモールドされている。図4、図5に示すように、各コイルユニットCUは、コイル部14aと、そのコイル部14aの下面に当該1次コイルL1を励磁駆動させるためのインバータ回路等の各種回路の回路素子を実装した回路基板を樹脂モールドすることにより構成された駆動部14bとが一体となって形成されている。各コイル部14aは、フェライトコア等の大きい透磁率を有する長方体形状のコアCと、コアCを巻回する1次コイルL1と、下面とを含む。各駆動部14bは、1次コイルL1を励磁駆動させるためのインバータ回路等の各種回路の回路素子を実装した回路基板と、下面とを含む。各回路基板は、コイル部14aの下面に樹脂モールドされる。すなわち、本実施形態の各コイルユニットCUは、インバータ一体型のコイルユニットである。
 また、各コイル部14aは、信号受信アンテナAT1、及び金属検出アンテナAT2を含む。各信号受信アンテナAT1は、コイル部14aにおける1次コイルL1の上端外側に同1次コイルL1を囲むように配置され、1次コイルL1に固定されている。また、各金属検出アンテナAT2は、1次コイルL1の上端内側にコアCを囲むように配置され、1次コイルL1に固定されている。
 一方、図4に示すように、各駆動部14bの下面(コイルユニット嵌合凹部11の底面S1側の面)には、複数の外部入出力端子の電極Pが形成されている。複数の外部入出力端子の電極Pは、プリント配線基板10上の複数のパッドPDと電気的にそれぞれ接続される。従って、絶縁樹脂13にてモールドされた各コイルユニットCUにおいて、各コイルユニットCUの下面から複数の電極Pのみが突出形成されている。
 ちなみに、図2に示すように、各コイルユニット嵌合凹部11に嵌め込まれたインバータ一体型のコイルユニットCUが、プリント配線基板10に形成された配線INと電気的に接続される場合、コイルユニットCUの上面が、プリント配線基板10の上面10aから突出する。
 各コイルユニットCUの複数の電極Pと、各コイルユニット嵌合凹部11の底面S1に形成した複数のパッドPDとは、コイルユニットCU(例えば、フリップチップ)にコイルユニット嵌合凹部11の底面に向かって圧力と超音波を加えることとでそれぞれ接合される。
 給電可能領域ARは、プリント配線基板10の上方位置であって、プリント配線基板10に配置された、前後方向に3個、左右方向に6個、合計18個のコイルユニットCUを囲む領域である。つまり、給電可能領域ARを変更したい場合には、プリント配線基板10に配置される複数のコイルユニットCUの配置位置を変更するだけで容易に変更できる。
 また、プリント配線基板10の多数のコイルユニット嵌合凹部11を予め形成し、ユーザの所望の給電可能領域ARに応じて、多数のコイルユニット嵌合凹部11の中から所定の複数のコイルユニット嵌合凹部11を選定し、その選定した複数のコイルユニット嵌合凹部11に複数のコイルユニットCUをそれぞれ嵌め込むようにしてもよい。この場合、ユーザの要望に対して、コイルユニット嵌合凹部11を選定し、その選定した複数のコイルユニット嵌合凹部11にコイルユニットCUを嵌め込むだけで、ユーザの要求する種々の給電可能領域ARを簡単に応じることができる。
 また、各コイルユニットCUの配置間隔も簡単にできる。このため、各コイルユニットCUの配置間隔を変更するだけで、ユーザの要求する給電電力に簡単に応じることができる。
(システムユニットSU)
 図3に示すように、システムユニットSUは、システムユニットSUをシステムユニット嵌合凹部12に嵌め込み可能な長方体を有する。図6に示すように、システムユニットSUの下面を除く外側面が、絶縁樹脂15にてモールドされている。システムユニットSUは、各コイルユニットCUの駆動部14bを統括制御するマイクロコンピュータを含むシステム制御部36(図8参照)を含む。システムユニットSUは、各コイルユニットCUに駆動電源を要求する電源回路等を樹脂モールドすることにより構成されたデバイス17が実装された回路基板18を含む。回路基板18は、絶縁樹脂15にてモールドされる。
 システムユニットSU(回路基板18)の下面(システムユニット嵌合凹部12の底面S2側の面)には、当該システムユニットSUに対応して形成されたプリント配線基板10上の複数のパッドPDと電気的にそれぞれ接続する複数の外部入出力端子の電極Pが形成されている。従って、絶縁樹脂15にてモールドされたシステムユニットSUにおいて、システムユニットSUの下面から複数の電極Pのみが突出形成されている。そして、図2に示すように、システムユニット嵌合凹部12に嵌め込まれたシステムユニットSUが、プリント配線基板10と電気的に接続される場合、システムユニットSUの上面がプリント配線基板10の上面10aから突出する。
 システムユニットSUの各電極Pとシステムユニット嵌合凹部12の底面S2に形成された各パッドPDとは、前述と同様に、システムユニットSU(例えば、フリップチップ)にシステムユニット嵌合凹部12の底面に向かって圧力と超音波を加えることとで接合される。
 そして、各コイルユニットCUは、システムユニットSUの制御に基づいて駆動される。つまり、各コイルユニットCUの1次コイルL1は、単独で励磁されるか又は他の1次コイルL1と協働して励磁される。
 このように、プリント配線基板10に形成した各コイルユニット嵌合凹部11に、コイルユニットCUを嵌め込んで、各コイルユニット嵌合凹部11をコイルユニットCUと接合するだけで複数(本実施形態では18個)のコイルユニットCUを簡単にプリント配線基板10に組み付けることができる。従って、非接触給電装置1の製造効率の向上を図ることができる。しかも、各コイルユニットCUは、同一仕様であって、量産できることから、安価にできる。さらに、異なる仕様のコイルユニットの組み付けに比べて、コイルユニットCUの部品数、製造工程も少なく、部品管理も容易となる。
 また、プリント配線基板10に形成されたシステムユニット嵌合凹部12に、システムユニットSUを嵌め込んで、システムユニット嵌合凹部12をシステムユニットSUと接合するだけで、システムユニットSUをプリント配線基板10に簡単に組み付けることができる。しかも、システムユニットSUは、プリント配線基板10の複数の配線INを介して各コイルユニットCUに電気的接続される。このため、システムユニットSUと各コイルユニットCUの配線工程が非常に簡略され、非接触給電装置1の製造効率の向上を図ることができる。
 そして、システムユニットSU及び複数のコイルユニットCUが組み付けられたプリント配線基板10を含む給電モジュールMは、筐体2の箱体3内に収納される。筐体2の箱体3は、天板4にて閉塞される。箱体3が天板4にて閉塞された時、各コイルユニットCUの上面は、天板4の下面に近接する位置に配置される、そして、天板4の載置面5に機器Eが載置される。
(機器E)
 図1に示すように、非接触給電装置1の載置面5に載置される機器Eは、2次コイルL2を含む。機器Eの2次コイルL2は、非接触給電装置1の1次コイルL1の励磁を介して励磁給電され、その給電された2次電力を、機器Eの負荷Z(図8参照)に供給する。
 また、図1に示すように、機器Eの2次コイルL2の外側には、当該2次コイルL2を囲むように送受信アンテナAT3が配置されている。そして、機器Eは、非接触給電装置1の載置面5に載置したとき、機器Eの直下に位置するコイルユニットCUの1次コイルL1を囲む信号受信アンテナAT1を介して当該コイルユニットCUの駆動部14bとの間で、無線通信にてデータ・情報の授受を行う。
 また、各2次コイルL2の内側には、金属検出アンテナAT4が配置されている。そして、金属検出アンテナAT4は、載置面5に機器Eが載置された時、載置面5と機器Eの間に配置された金属片を検知する。
 ここで、複数のコイルユニットCUの相対配置は、すなわち、各コイルユニット嵌合凹部11の形成位置(第1配置領域部)は、当該給電モジュールMに対して使用可能な機器Eのうち、最もコイル面積の小さい2次コイルL2を備えた機器Eに基づいて設定されている。
 詳述すると、図7に示すように、前後左右方向、すなわち、面方向に複数のコイルユニットCUに配置した場合、左右方向において隣接する2つのコイルユニットCU間の距離を「A」、前後方向において隣接する2つのコイルユニットCU間の距離を「B」とする。
 これに対して、当該非接触給電装置1(給電モジュールM)に対して、使用可能な機器Eのうち、最もコイル面積の小さい2次コイルL2を備えた機器が選定される。そして、選定した機器Eにおいて、その最もコイル面積の小さい2次コイルL2の辺、直径又は対角線の中で最も長い距離が「F」に設定される。
 そして、「A」<「F」かつ「B」<「F」となる関係で各コイルユニットCUはプリント配線基板10に配置される。
 この条件を満たす場合、機器Eの2次コイルL2を給電可能領域AR上のどこに置いても、機器Eの2次コイルL2の直下に、少なくとも1次コイルL1の一部が重なる。このように、対象とする機器Eの2次コイルL2の直下に1次コイルL1が全くないような状態をなくせることで、給電面の磁束密度の大きな低下が防止される。2次コイルL2が給電可能領域AR上のどこに配置されても、2次コイルL2は最低限の誘導起電力を起こすことができる。これにより、機器Eに必要な最低の電圧、及び必要な出力が確保できる。
(電気的構成)
 次に、非接触給電装置1(給電モジュールM)と機器Eの電気的構成を図8に従って説明する。
 図8に示すように、機器Eは、整流平滑回路21、電圧・電流制御回路22、認証信号生成回路23、機器側送受信回路24、インバータ調整制御回路25、金属検出回路26、及び負荷Zを含む。機器Eの2次コイルL2は、給電モジュールM(コイルユニットCU)の1次コイルL1の励磁を介して励磁して給電され、その給電された2次電力を整流平滑回路21に出力する。整流平滑回路21は、2次電力をリップルのない直流電圧に変換し、その直流電圧を電圧・電流制御回路22に出力する。電圧・電流制御回路22は、直流電圧を電圧・電流制御し、その直流電圧を機器Eの負荷Zに供給する。
 認証信号生成回路23は、該非接触給電装置1にて給電を受けられる機器Eであることを示す非接触給電装置1に対する機器認証信号IDを生成する。認証信号生成回路23が生成した機器認証信号IDは、機器側送受信回路24に出力される。機器側送受信回路24は、送受信アンテナAT3と接続され、その機器認証信号IDを、送受信アンテナAT3を介して非接触給電装置1に送信する。
 また、機器側送受信回路24は、負荷Zとの間でデータの授受を行って、その時々の負荷Zの電気的状態のデータを取得する。機器側送受信回路24は、その取得したデータを、送受信アンテナAT3を介して非接触給電装置1に送信する。
 さらに、インバータ調整制御回路25は、機器側送受信回路24と接続される。インバータ調整制御回路25は、電圧・電流制御回路22の状態に応じて給電モジュールMの1次コイルL1の励磁状態を制御する。インバータ調整制御回路25は、例えば、その時々で変化する負荷Zに対する電圧・電流制御回路22の駆動能力を算出し、その駆動能力のデータを、送受信アンテナAT3を介して非接触給電装置1に送信する。
 また、機器側送受信回路24は、金属検出回路26と接続されている。金属検出回路26は、金属検出アンテナAT4と接続されている。金属検出アンテナAT4は、載置面5と機器Eの間に配置された金属片を検出する。金属検出アンテナAT4が載置面5と機器Eの間に配置された金属片を検出する場合、金属検出回路26は、金属有り信号STを機器側送受信回路24に送信する。機器側送受信回路24は、金属有り信号STを、送受信アンテナAT3を介して非接触給電装置1に送信する。
(給電モジュールM)
 一方、図8に示すように、各コイルユニットCUに設けられた駆動部14bは、機器認証受信回路31、金属検出回路32、データ送受信回路33、励磁制御回路34、高周波インバータ回路35を備えている。
 機器認証受信回路31は、コイルユニットCUのコイル部14aの信号受信アンテナAT1と接続される。機器EがコイルユニットCUの直上の載置面5に載置される場合、機器認証受信回路31は、機器Eの機器側送受信回路24から送信された送信信号を、信号受信アンテナAT1を介して受信する。機器認証受信回路31は、受信した送信信号から、給電が受けられる機器Eであることを示す機器認証信号IDを抽出する。そして、機器認証受信回路31は、送信信号から機器認証信号IDを抽出すると、その機器認証信号IDを励磁制御回路34に出力する。
 金属検出回路32は、コイル部14aに配置された金属検出アンテナAT2と接続されている。そして、金属検出回路32は、金属検出アンテナAT2を介してコイルユニットCUの直上または近傍の載置面5に金属片が載置されているかどうかを検知する。そして、金属検出回路32は、載置面5に金属片が載置されていることを検知する場合、金属有り信号STを励磁制御回路34に出力する。
 また、機器EがコイルユニットCUの直上の載置面5に載置される場合、金属検出回路32は、機器Eの機器側送受信回路24から送信された送信信号を、信号受信アンテナAT1を介して受信する。金属検出回路32は、受信した送信信号から金属有り信号STを抽出する。そして、送信信号から金属有り信号STを抽出する場合、金属検出回路32は、その金属有り信号STを励磁制御回路34に出力する。
 データ送受信回路33は、コイル部14aの信号受信アンテナAT1と接続される。機器EがコイルユニットCUの直上の載置面5に載置される場合、データ送受信回路33は、機器Eの機器側送受信回路24から送信された送信信号を、信号受信アンテナAT1を介して受信する。データ送受信回路33は、受信した送信信号から機器Eからの各種データを抽出する。そして、データ送受信回路33は、送信信号から各種データを抽出する場合、そのデータを励磁制御回路34に出力する。
 励磁制御回路34には、その時々に出力される機器認証受信回路31からの機器認証信号ID、金属検出回路32からの金属有り信号ST、及びデータ送受信回路33からの各種データが入力される。そして、励磁制御回路34は、その時々で入力される機器認証信号ID及び金属有り信号ST及び各種データに、自身のコイルユニットCUを識別する位置識別信号を付加する。励磁制御回路34は、機器認証信号ID、金属有り信号ST、各種データ、及び位置識別信号を、システムユニットSUに設けられたシステム制御部36にプリント配線基板10の複数の配線INを介して出力する。
 励磁制御回路34は、機器認証信号ID、金属有り信号ST及び各種データを出力する場合、システム制御部36から許可信号を待つ。
 システム制御部36は、機器認証信号IDを入力している場合には、当該コイルユニットCUの1次コイルL1を給電のために励磁駆動させる許可信号を、励磁制御回路34に出力する。そして、励磁制御回路34は、システム制御部36からの許可信号を入力する場合、給電のために1次コイルL1を励磁駆動させる駆動制御信号CTを、駆動部14bに設けた高周波インバータ回路35に出力する。
 なお、システム制御部36は、機器認証信号IDが入力されていても、励磁制御回路34から金属有り信号STが入力される場合、許可信号を出力しない。従って、励磁制御回路34は、1次コイルL1の励磁駆動せるための駆動制御信号CTを、高周波インバータ回路35に出力しない。
 さらに、システム制御部36は、許可信号を出力中に、励磁制御回路34からの機器認証信号IDが入力されなくなったときには、許可信号の出力を停止する。従って、この場合にも、励磁制御回路34は、駆動制御信号CTを高周波インバータ回路35に出力しない。
 高周波インバータ回路35は、コイルユニットCUのコイル部14aに設けた1次コイルL1と接続されている。そして、高周波インバータ回路35は、駆動制御信号CTに基づいて、所定の周波数で発振して、当該1次コイルL1を励磁駆動させる。
 詳述すると、高周波インバータ回路35は、励磁制御回路34から1次コイルL1を励磁駆動させるための駆動制御信号CTが入力される場合、1次コイルL1を励磁駆動させる。
 従って、非接触給電装置1(給電モジュールM)にて給電を受けられる機器Eが当該コイルユニットCUの直上の載置面5に載置されて、同機器Eから機器認証信号IDが送信され、且つ同機器Eの近傍に金属片が無い場合には、1次コイルL1は、高周波インバータ回路35にて励磁駆動される。即ち、1次コイルL1は、非接触給電により2次コイルL2を介して、機器Eに2次電力を供給すべく励磁駆動される。
 システムユニットSUに設けられたシステム制御部36は、マイクロコンピュータを備えている。システム制御部36は、全てのコイルユニットCUの駆動部14bと、プリント配線基板10に形成した複数の配線INを介して電気的に接続されている。システム制御部36は、各駆動部14bの励磁制御回路34から、自身のコイルユニットCUを識別する位置識別信号を付加した機器認証信号ID、金属有り信号ST及び各種データが入力される。
 システム制御部36は、駆動部14bの励磁制御回路34からの機器認証信号IDに基づいて、コイルユニットCUの駆動部14bの直上に、給電可能であって給電を要求している機器Eが載置されているかどうかを判断する。
 そして、システム制御部36は、駆動部14bの励磁制御回路34から機器認証信号IDが入力されたとき、その駆動部14bの励磁制御回路34に許可信号を出力する。つまり、システム制御部36は、その駆動部14bの直上に給電可能であって給電を要求している機器Eが載置されたことを判断して、その駆動部14bの励磁制御回路34に対して許可信号を出力する。
 なお、給電可能であって給電を要求している機器Eのサイズが大きく、且つ非接触給電装置1の載置面5に載置されるとき、2個以上のコイルユニットCU(コイル部14a)がその直下に位置する場合がある。
 この場合、機器Eの直下に位置する各コイルユニットCU(コイル部14a)の駆動部14bは、当該機器Eの機器認証信号IDを受信する。そして、各駆動部14bは、当該機器Eの機器認証信号IDをシステム制御部36に出力する。
 システム制御部36は、各コイルユニットCUの駆動部14bからの位置識別信号が付加された機器認証信号IDに基づいて、各コイルユニットCUの直上に載置された機器Eが機器認証信号IDに対応する機器と同一であるかどうかを判定する。
 このとき、機器Eのサイズが大きい場合、各コイルユニットCUを識別する位置識別信号及び機器認証信号IDによって、各コイルユニットCUは、離間しないで隣り合うコイルユニットCUの集合体から判別できる。
 そして、システム制御部36は、載置された大きいサイズの機器Eの直下に位置し機器認証信号IDを出力してきた集合体である複数のコイルユニットCUの駆動部14b(励磁制御回路34)に対して、許可信号を同時に出力する。
 従って、複数のコイルユニットCUの複数の駆動部14bが協働して対応する複数のコイルユニットCUの複数の1次コイルL1を励磁して、大きいサイズを有する1つの機器Eに対して給電を行う。
 また、2個以上の給電を要求している機器Eが、非接触給電装置1の載置面5に載置される場合がある。
 この場合、各機器Eの直下に位置するコイルユニットCU(コイル部14a)に対応する駆動部14bは、対応する機器Eに対する機器認証信号IDを受信して、システム制御部36に出力する。
 システム制御部36は、各コイルユニットCUの駆動部14bからの位置識別信号が付加された機器認証信号IDに基づいて、各コイルユニットCUの直上に載置された機器Eが1個ではなく2個以上載置されているかどうかを判定する。
 このとき、機器Eが2個以上の場合、各コイルユニットCUの駆動部14bからの位置識別信号及び機器認証信号IDによって、各コイルユニットCUが互いに離間した位置にあることが判別できる。
 そして、システム制御部36は、載置された2個以上の機器Eの直下に位置し機器認証信号IDを出力してきた各コイルユニットCUの駆動部14bに対して、個々に許可信号に出力する。従って、各機器Eに対応したコイルユニットCUの駆動部14bがコイル部14aの1次コイルL1を励磁して、各機器Eに対して個々に給電を行うことになる。
 また、システム制御部36は、各コイルユニットCUの駆動部14b(励磁制御回路34)からの金属有り信号STに基づいて、各コイルユニットCUの直上に金属片が載置されていることを判断する。そして、システム制御部36に、該駆動部14bの励磁制御回路34から金属有り信号STが入力される場合、システム制御部36は、該駆動部14bの励磁制御回路34に許可信号を出力しない。つまり、システム制御部36は、当該コイルユニットCUの直上に金属片が載置されていると判断して、当該コイルユニットCUの駆動部14b(励磁制御回路34)に許可信号を出力しない。
 各コイルユニットCUの駆動部14bからシステム制御部36に、位置識別信号が付加された各種データが入力される場合、システム制御部36は、コイルユニットCUの直上に載置された機器Eの負荷Zの状態及び電圧・電流制御回路22の状態を判別する。そして、システム制御部36は、当該機器Eの負荷Zの状態及び電圧・電流制御回路22の状態を最適にすべく、当該コイルユニットCUのコイル部14aに設けられた1次コイルL1を最適な振幅で励磁するための振幅値と、最適な周波数で励磁するための周波数値とを演算する。そして、システム制御部36は、振幅値及び周波数値を、対応する駆動部14b(励磁制御回路34)に出力する。
 そして、励磁制御回路34は、システム制御部36が演算した振幅値と周波数値を高周波インバータ回路35に出力する。高周波インバータ回路35は、振幅値と周波数値に基づいて発振して、1次コイルL1を励磁駆動させる。これによって、コイルユニットCUの真上に載置された機器Eは、最適な2次電力を受電でき、負荷Zの状態及び電圧・電流制御回路22の状態を最適な状態に制御することができる。
(製造方法)
 次に、上記のように構成した給電モジュールMの製造方法について説明する。
(製造方法;その1)
 今、非接触給電装置1の給電モジュールMについて、その給電可能領域ARの大きさを設定し、その設定した給電可能領域ARの大きさに対して、コイルユニットCUの数、及び、これらのコイルユニットCUのレイアウトを決める。コイルユニットCUの数及びレイアウトが決まると、そのレイアウトに合うサイズのプリント配線基板10を設定する。そして、サイズが決まったプリント配線基板10について、各コイルユニットCUを配置したい位置にコイルユニット嵌合凹部11を形成し、システムユニットSUを配置したい位置(第2配置領域部)にシステムユニット嵌合凹部12を形成する。
 また、各コイルユニット嵌合凹部11の底面に、コイルユニットCUの電極Pに合わせてパッドPDを形成し、システムユニット嵌合凹部12の底面に、システムユニットSUの電極Pに合わせてパッドPDを形成する。
 また、プリント配線基板10について、システムユニット嵌合凹部12の嵌め込まれたシステムユニットSUと、各コイルユニット嵌合凹部11に嵌め込まれたコイルユニットCUとを電気的に接続するための複数の配線INを設計し製造する。
 このように事前に形成されたプリント配線基板10について、各コイルユニット嵌合凹部11に、フリップチップのコイルユニットCUを嵌め込み、プリント配線基板10の複数のパッドPDと各コイルユニットCUの複数の電極Pとをそれぞれ接合する。同様に、システムユニット嵌合凹部12に、フリップチップのシステムユニットSUを嵌め込み、プリント配線基板10の複数のパッドPDとシステムユニットSUの複数の電極Pとをそれぞれ接合する。
 これによって、複数(本実施形態では18個)のコイルユニットCUがプリント配線基板10に組み付けられるとともに、各コイルユニットCUを統括制御するシステムユニットSUがプリント配線基板10に組み付けられる。これにより、給電モジュールMが製造される。
 そして、プリント配線基板10にシステムユニットSU及び複数のコイルユニットCUを組み付けた給電モジュールMは、筐体2の箱体3内に収納され天板4にて閉塞される。これにより、非接触給電装置1が完成する。
(製造方法;その2)
 まず、システムユニット嵌合凹部12及び多数のコイルユニット嵌合凹部11を含むプリント配線基板10を事前に形成する。このとき、システムユニット嵌合凹部12の底面S2に複数のパッドPDを形成し、また多数のコイルユニット嵌合凹部11の底面S1に複数のパッドPDを形成する。さらに、システムユニット嵌合凹部12の底面S2に形成された複数のパッドPDと各コイルユニット嵌合凹部11に形成された複数のパッドPDとを電気的にそれぞれ接続する複数の配線INを形成する。
 このように、システムユニット嵌合凹部12及び多数のコイルユニット嵌合凹部11を形成したプリント配線基板10を使って、多数のコイルユニット嵌合凹部11の中から使用するコイルユニット嵌合凹部11を選定する。つまり、例えば、ユーザの要求に応じて設定された給電可能領域AR内に位置する複数のコイルユニット嵌合凹部11を選定する。
 選定されたユーザの所望の給電可能領域AR内の各コイルユニット嵌合凹部11にフリップチップのコイルユニットCUを嵌め込み、プリント配線基板10の複数のパッドPDと各コイルユニットCUの複数の電極Pをそれぞれ接合する。同様に、システムユニット嵌合凹部12に、フリップチップのシステムユニットSUを嵌め込み、プリント配線基板10の複数のパッドPDとシステムユニットSUの複数の電極Pとをそれぞれ接合する。
 このような製造方法によって、多数のコイルユニット嵌合凹部11が形成されたプリント配線基板10において、必要なコイルユニット嵌合凹部11が選択される。その選択されたコイルユニット嵌合凹部11にコイルユニットCUが組み付けられる。各コイルユニットCUを統括制御するシステムユニットSUがプリント配線基板10に組み付けられる。これにより、給電モジュールMが製造される。
 この場合、プリント配線基板10に予め多数のコイルユニット嵌合凹部11が形成されていている。必要なコイルユニット嵌合凹部11を選択し、その選択したコイルユニット嵌合凹部11にコイルユニットCUを組み付ける。このため、1つのプリント配線基板10で、種々の給電可能領域ARに対応できる。
 次に、上記のように構成した第1実施形態の効果を以下に記載する。
(1)第1実施形態によれば、同一仕様の1次コイルL1を含む複数のコイルユニットCUを設ける。その複数のコイルユニットCUに合わせて設けられたプリント配線基板10に、コイルユニット嵌合凹部11を形成した。また、各コイルユニット嵌合凹部11の底面S1には、コイルユニットCUに形成された複数の電極Pとそれぞれ接合する複数のパッドPDを形成した。
 従って、各コイルユニットCUを、対応するコイルユニット嵌合凹部11に嵌め込んで接合するだけで複数のコイルユニットCUを簡単にプリント配線基板10に組み付けることができ、製造効率の向上を図ることができる。
 しかも、各コイルユニットCUは、材料、形及びサイズに関する同一の仕様を有し、その同一仕様のコイルユニットCUを使用する。このため、コイルユニットCUを量産できて、コイルユニットCUのコストダウンにつながる。
 さらに、同一仕様のコイルユニットCUを使用するため、コイルユニットCUの部品数、製造工程も少なく、部品管理も容易となる。
(2)第1実施形態によれば、各コイルユニットCUの1次コイルL1は、磁性体よりなるコアCに巻回されるように構成される。従って、空芯コイルに対して1次コイルL1を小型化でき、非接触給電装置1(給電モジュールM)のサイズを小さくできる。しかも、小型の1次コイルであれば給電能力を増大でき、給電効率を上げることができる。
(3)第1実施形態によれば、プリント配線基板10にシステムユニット嵌合凹部12を形成した。また、システムユニット嵌合凹部12の底面S2には、システムユニットSUに形成された複数の電極Pと接合する複数のパッドPDを形成した。そして、システムユニット嵌合凹部12に、各コイルユニットCUを統括制御するシステムユニットSUを、嵌め込んで、システムユニット嵌合凹部12とシステムユニットSUとを接合する。従って、システムユニットSUを簡単にプリント配線基板10に組み付けることができる。
 しかも、システムユニットSUは、プリント配線基板10の複数の配線INを介して各コイルユニットCUに電気的に接続される。このため、システムユニットSUと各コイルユニットCUの配線工程が非常に簡略され、給電モジュールMの製造効率の向上を図ることができる。
(4)第1実施形態によれば、プリント配線基板10に複数のコイルユニット嵌合凹部11及びシステムユニット嵌合凹部12を形成する。これら複数のコイルユニット嵌合凹部11及びシステムユニット嵌合凹部12に複数のコイルユニットCU及びシステムユニットSUを嵌め込むようにした。従って、コイルユニットCU及びシステムユニットSUをプリント配線基板10に配置する組み付け作業は、容易かつ精度よく行うことができる。
(5)第1実施形態によれば、プリント配線基板10にシステムユニットSU及び複数のコイルユニットCUを組み付けて1つの給電モジュールMを製造した。従って、給電モジュールMは、プリント配線基板10、システムユニットSU及び複数のコイルユニットCUが一体となっているため、一度に給電可能な給電モジュールMを大量に搬送することが可能となる。しかも、別の場所で行われる筐体2の箱体3内に収納する工程が、給電モジュールMのみを箱体3内に収納するだけである。このため、筐体2の箱体3内に収納する作業工程を非常に単純かつ短時間に完了させることができる。
(6)第1実施形態によれば、プリント配線基板10に予め多数のコイルユニット嵌合凹部11を形成する。給電可能領域ARに応じて、必要なコイルユニット嵌合凹部11を選択し、その選択したコイルユニット嵌合凹部11に同一のコイルユニットCUを組み付けて、給電モジュールMを形成することができる。従って、1つのプリント配線基板10で、種々の給電可能領域ARに対応でき、1つのプリント配線基板10での設計自由度が向上する。
 しかも、複数の同じコイルユニットCUを組み付けるため、複数の同じコイルユニットCUの量産化が可能となり、コイルユニットCUの価格を下げることもできる。また、複数の同じコイルユニットCUを組み付けるため、高度な組み付け作業はなく効率化が図れる。
(7)第1実施形態によれば、給電可能な1つの給電モジュールMは、プリント配線基板10にシステムユニットSU及び複数のコイルユニットCUを組み付けるように構成される。このため、給電可能領域ARに合わせて、給電可能な給電モジュールMの形態、すなわち、プリント配線基板10の形状、コイルユニットCUの個数、複数のコイルユニットCUの配置状態を、簡単かつ容易に変更することができる。
 しかも、本実施形態によれば、各コイルユニットCUは、長方体の形状を有する。また複数のコイルユニットCUの長手方向を横一列に並べることにより、線状の給電可能領域ARの給電モジュールMを作ることができる。また、複数のコイルユニットCUの短手方向を横一列に並べることにより、幅広の細長い面状の給電可能領域の給電モジュールMを作ることができる。従って、1種類のコイルユニットCUを使って、線状の給電可能領域ARの給電モジュールMと、幅広の細長い面状の給電可能領域ARの給電モジュールMとを実現できる。
 例えば、図9、図10に示すように、前後方向において延びた線状のプリント配線基板10には、前後方向において延び、且つ複数のコイルユニットCUを嵌め込む複数のコイルユニット嵌合凹部11と、システムユニットSUを嵌め込むシステムユニット嵌合凹部12とが形成される。そして、各コイルユニット嵌合凹部11にコイルユニットCUを嵌め込んで、複数のコイルユニット嵌合凹部11と複数のコイルユニットCUとをそれぞれ接合させる。システムユニット嵌合凹部12にシステムユニットSUを嵌め込んで、システムユニット嵌合凹部12とシステムユニットSUとを接合する。これにより、前後方向において延びた線状の給電可能領域ARを有する給電モジュールMを簡単に作ることもできる。
 また、図11に示すように、左右方向において延びた線状のプリント配線基板10に、長手方向が左右方向に向いた複数のコイルユニットCU及びシステムユニットSUが互いに隣接するように、複数のコイルユニット嵌合凹部11とシステムユニット嵌合凹部12を形成する。そして、線状のプリント配線基板10に形成した複数のコイルユニット嵌合凹部11に複数のコイルユニットCUをそれぞれ嵌め込んで、複数のコイルユニット嵌合凹部11と複数のコイルユニットCUとをそれぞれ接合する。システムユニット嵌合凹部12にシステムユニットSUを嵌め込んで、システムユニット嵌合凹部12とシステムユニットSUとを接合する。これにより、左右方向に延び、且つ2つのコイルユニットCUが互いに隣接した線状の給電可能領域ARを有する給電モジュールMは、簡単に製造可能である。
 また、図12に示すように、左右方向において延びた線状のプリント配線基板10に、長手方向が前後方向に向いた複数のコイルユニットCU及びシステムユニットSUを互いに隣接するように、複数のコイルユニットCU及びシステムユニットSUは、左右方向において併設される。これによって、長手方向が前後方向に向いたコイルユニットCU及びシステムユニットSUを互いに隣接するように、左右方向において併設した線状の給電可能領域ARを有する給電モジュールMは、簡単に製造可能である。
 さらに、図13に示すように、前後方向の隣り合う複数のコイルユニットCUを互いに左右方向において隣接するように、前後左右方向において延びた面状のプリント配線基板10に、複数のコイルユニットCUを併設する。これによって、前後方向の隣り合う複数のコイルユニットCUが互いに隣接するように面状の給電可能領域ARを有する給電モジュールMを簡単に製造可能である。
 尚、第1実施形態は、以下のように実施してもよい。
 ・図14に示すように、給電モジュールMのプリント配線基板10の下面に、電磁シールドのための磁性材料からなる磁性部材としての磁性シート41を配置してもよい。また、多層のプリント配線基板のプリント配線基板10にあっては、層と層の間に磁性体膜を形成してもよい。
 これによって、給電モジュールM(プリント配線基板10)のサイズを大きくせずに他へのノイズ障害を防止できる。
 ・図15に示すように、図11に示す線状の給電可能領域ARを有する給電モジュールMを縦にする。この状態において、給電モジュールMは、例えば、壁42に沿って配置してもよい。同様に、図16に示すように、図11に示す線状の給電可能領域ARを有する給電モジュールMを水平にする。この水平の状態において、給電モジュールMは、例えば、壁42に沿って配置してもよい。
 さらに、図17に示すように、線状の給電可能領域ARを有する複数(図17では2個)の給電モジュールMを、縦方向において併設する。例えば、複数の給電モジュールMを、壁42に沿って配置してもよい。この場合、機器Eは、複数の給電モジュールMからの給電が可能になり、大きな電力の受電が可能になる。
 因みに、これらの場合、給電モジュールMをそのまま壁42に設置してもよいし、給電モジュールMを筐体2に収納した状態で設置してもよい。また、これら給電モジュールMを壁42の中に設置してもよい。
 ・図18に示すように、第1実施形態の複数(図15では4個)の給電可能な給電モジュールMを、前後左右方向において隣接して設置してもよい。この場合、複数の給電モジュールMから一つの機器Eに給電が可能になる。これにより、機器Eは、大きな電力を受信可能である。
 ・図19に示すように、複数のコイルユニットCUの配置角度を変えて、プリント配線基板10に複数のコイルユニットCUを周方向に等角度の間隔で配置した給電モジュールMを形成してもよい。この場合、円状の給電可能領域ARが形成可能である。これにより、広がりを持った給電可能領域ARを含む給電モジュールMを提供できる。尚、プリント配線基板10に対して、複数のコイルユニットCUを扇状に配置した給電モジュールMを形成してもよい。この場合、扇状の給電可能領域を形成することができる。これにより、広がりを持った給電可能領域ARを含む給電モジュールMを提供できる。また、例えば、この扇状、円状の給電モジュールMを机上に配置又は埋め込めば、机上の給電可能領域として設定された場所に機器Eを置くだけで給電が可能となる。
 勿論、図20に示すように、サイズの大きいプリント配線基板10に対して、周方向に等角度の間隔で配置した複数のコイルユニットCUを複数配置した給電モジュールMを形成してもよい。この場合、複数の給電可能領域ARを形成することができる。
 ・また、図21(a)(b)(図ではプリント配線基板10は図示略)に示すように、複数(図では4個)のプリント配線基板10が内側に面するように、図15に示すような線状の給電可能領域ARを有する給電モジュールMは、縦方向において立体的に組み合わせてもよい。そして、例えば、図21(b)に示すように、複数の給電モジュールMを含む立体的な非接触給電装置を、円柱状の柱44に配置又は埋め込んでもよい。これによって、柱44の表面での給電が可能となる。
 ・また、上記のように図12に示す給電モジュールMは、左右方向において延びるプリント配線基板10に、長手方向が前後方向に向いた複数のコイルユニットCU及びシステムユニットSUを互いに隣接するように左右方向に併設されるように構成されている。図22(a)(b)(図ではプリント配線基板10は図示略)に示すように、このような給電モジュールMは、複数(図では4個)のプリント配線基板10が外側に面するように、箱状に立体的に組み合わせてもよい。
 そして、複数個の給電モジュールMからなる立体的(箱状)な非接触給電装置を、例えば、図22(b)に示すように、収納ボックス45を構成する板45a~45e上に、又は、板45a~45e内部に配置してもよい。これによって、収納ボックス45内での給電が可能になる。
 ・また、各コイルユニットCUは、同一仕様であり、各コイルユニットCUのコイル部14aの1次コイルL1も同一仕様であった。しかしながら、例えば各コイルユニットCUの外形は変更せずに、1次コイルL1の巻数のみが変更されてもよい。
 ・また、各コイルユニットCU間の間隔を、給電する給電能力に応じて、平均磁束密度を変えるために、適宜変更してもよい。
 ・プリント配線基板10に配置された複数のコイルユニットCUの上に、厚さを有する絶縁物を配置してもよい。この絶縁物の厚さを変えることで機器Eへの給電可能電力を設定することができる。つまり、絶縁物を介することで非接触給電装置(給電モジュールM)と機器Eとの距離が変わることで、同じ給電電力性能を持つ非接触給電装置であっても受電電力や受電電圧を変えることができる。これにより、さらに様々な機器Eへの給電に対応できる。
 勿論、プリント配線基板10に配置された複数のコイルユニットCUの上面全部に対して、1つの絶縁物で配置して実施してもよい。
 また、筐体2に給電モジュールMが収納されて使用される場合、天板4の厚さが変更されてもよい。また、図23に示すように、非接触給電装置(給電モジュールM)が床板46の下に設置される場合には、床板46と非接触給電装置1(給電モジュールM)との間隔を設定することで、機器Eへの給電可能電力を設定することができる。
 ・第1実施形態では、複数のコイルユニット嵌合凹部11及びシステムユニット嵌合凹部12の深さは、複数のコイルユニットCU及びシステムユニットSUが上面10aから突出する深さであった。しかしながら、複数のコイルユニットCU及びシステムユニットSUの上面がプリント配線基板10の上面10aと面一となる深さ、又は、没入する深さであってもよい。
 ・第1実施形態では、複数のコイルユニット嵌合凹部11及びシステムユニット嵌合凹部12を形成し、各コイルユニット嵌合凹部11にコイルユニットCUを嵌め込み、システムユニット嵌合凹部12にシステムユニットSUを嵌め込んだが、コイルユニット嵌合凹部11及びシステムユニット嵌合凹部12を省略してもよい。
 ・第1実施形態では、給電モジュールMとしてプリント配線基板10にシステムユニットSUを組付けたが、その給電モジュールMは、システムユニットSUを省略し複数のコイルユニットCUをプリント配線基板10に組付けるように構成されてもよい。
 ・第1実施形態では、コイルユニットCUの駆動部14bは、機器認証受信回路31、金属検出回路32、データ送受信回路33、励磁制御回路34、高周波インバータ回路35を含む。これに限らず、コイルユニットCUの駆動部14bは、高周波インバータ回路35を除いて、機器認証受信回路31、金属検出回路32、データ送受信回路33及び励磁制御回路34を含んでもよい。また、コイルユニットCUの駆動部14bは、第1実施形態の構成から全部を省略してもよく、又は少なくとも1つを省略してもよい。全部を省略した場合、機器Eの検知を別の手段で検知し、その検知に基づいてシステム制御部36が高周波インバータ回路35を駆動制御することになる。
 (第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。
 第1実施形態のコイルユニットCUが、コイル部14aと駆動部14bから構成されたのに対し、第2実施形態のコイルユニットCUは、第1実施形態のコイルユニットCUから駆動部14bを省略している。
 図24に示すように、プリント配線基板10の上面10aの後側には、左右方向において8個のコイルユニット嵌合凹部11aが形成されている。また、プリント配線基板10の上面10aの前側には、左右方向において8個の駆動ユニット嵌合凹部11bと、1個のシステムユニット嵌合凹部12が形成されている。
 各コイルユニット嵌合凹部11aは、前後方向において延びる長方形状を有し、隣り合う左右方向のコイルユニット嵌合凹部11aと等ピッチで形成されている。各駆動ユニット嵌合凹部11bは、前後方向において延びる長方形状を有し、上面10aの前側に形成した各コイルユニット嵌合凹部11aと並んで形成されている。また、システムユニット嵌合凹部12は、複数の駆動ユニット嵌合凹部11bの左側に隣接して形成されている。
 そして、各コイルユニット嵌合凹部11aにはコイルユニットCUaが嵌め込まれる。各駆動ユニット嵌合凹部11bには駆動ユニットCUbが嵌め込まれる。また、システムユニット嵌合凹部12にはシステムユニットSUが嵌め込まれる。
 第2実施形態の各コイルユニットCUaは、第1実施形態で示したコイルユニットCUの駆動部14bを省略した直方体形状のコイル部14aを含む。つまり、第2実施形態の各コイルユニットCUaは、図4、図5に示す第1実施形態のコイル部14aを含み、絶縁樹脂13にてモールドされている。そして、各コイルユニットCUaの下面には、駆動ユニットCUbとプリント配線基板10に形成した複数の配線INを介して電気的にそれぞれ接続される複数の外部入出力端子の電極Pが形成されている。
 尚、各コイルユニットCUaは、材料、形及びサイズは同一の仕様で作られている。
 一方、各駆動ユニットCUbは、第1実施形態で示したコイルユニットCUのコイル部14aを省略した駆動部14bを含む。つまり、第2実施形態の駆動ユニットCUbは、図4に示す第1実施形態のコイル部14aを含み、絶縁樹脂13にてモールドされている。各駆動ユニットCUbの下面には、コイルユニットCUa及びシステムユニットSUとプリント配線基板10に形成した複数の配線INを介して電気的にそれぞれ接続される複数の外部入出力端子の電極Pが形成されている。
 尚、各駆動ユニットCUb、材料、形及びサイズは同一の仕様で作られている。
 そして、各駆動ユニットCUbは、コイルユニットCUaと電気的に接続される。各駆動ユニットCUbは、コイルユニットCUaの1次コイルL1を励磁駆動させる。また、各駆動ユニットCUbは、コイルユニットCUaに設けられた信号受信アンテナAT1が受信した受信信号や、金属検出アンテナAT2が受信した金属有り信号STを入力する。
 システムユニットSUは、第1実施形態と同様に、各駆動ユニットCUbを統括制御するマイクロコンピュータよりなるシステム制御部36及び電源回路等を含む。システムユニットSUの下面には、駆動ユニットCUbとプリント配線基板10に形成した複数の配線INを介して電気的にそれぞれ接続される複数の外部入出力端子の電極Pが形成されている。
 プリント配線基板10の各コイルユニット嵌合凹部11aの底面S1aには、コイルユニット嵌合凹部11aに嵌め込まれるコイルユニットCUaが有する複数の外部入出力端子の電極Pと電気的にそれぞれ接続する複数のパッドPDが形成されている。プリント配線基板10の各駆動ユニット嵌合凹部11bの底面S1bには、駆動ユニット嵌合凹部11bに嵌め込まれる駆動ユニットCUbが有する複数の外部入出力端子の電極Pと電気的にそれぞれ接続する複数のパッドPDが形成されている。
 また、プリント配線基板10のシステムユニット嵌合凹部12の底面S2には、当該システムユニット嵌合凹部12に嵌め込まれるシステムユニットSUが有する複数の外部入出力端子の電極Pと電気的にそれぞれ接続する複数のパッドPDが形成されている。
 そして、図25に示すように、コイルユニット嵌合凹部11aにコイルユニットCUaが嵌め込まれる。また、各駆動ユニット嵌合凹部11bに駆動ユニットCUbが嵌め込まれる。このため、対応する電極PとパッドPDとが接合される。これによって、前後方向において延びるコイルユニットCUaと駆動ユニットCUbとが、プリント配線基板10に形成した複数の配線INを介して電気的に接続される。
 また、システムユニット嵌合凹部12にシステムユニットSUが嵌め込まれる。電極PとパッドPDとを接合することによって、システムユニットSUと各駆動ユニットCUbとが、プリント配線基板10に形成した複数の配線INを介して電気的に接続される。
(製造方法)
 次に、上記のように構成した給電モジュールMの製造方法について説明する。
(製造方法;その1)
 今、給電モジュールMについて、その給電可能領域ARの大きさを設定する。そして、その設定した給電可能領域ARの大きさに対して、コイルユニットCUaの数、駆動ユニットCUbの数、及び、これらのコイルユニットCUa及び駆動ユニットCUbのレイアウトを決める。コイルユニットCUa及び駆動ユニットCUbの数とレイアウトが決まると、そのレイアウトに合うサイズのプリント配線基板10を設定する。
 そして、サイズが決まったプリント配線基板10について、各コイルユニットCUa及び各駆動ユニットCUbを配置したい位置にコイルユニット嵌合凹部11a及び駆動ユニット嵌合凹部11bを形成するとともに、システムユニットSUを配置したい位置にシステムユニット嵌合凹部12を形成する。
 また、各コイルユニット嵌合凹部11a及び各駆動ユニット嵌合凹部11bの底面S1a,S1bに、コイルユニットCUa及び駆動ユニットCUbの複数の電極Pに合わせて複数のパッドPDを形成するとともに、システムユニット嵌合凹部12の底面に、システムユニットSUの複数の電極Pに合わせて複数のパッドPDを形成する。
 また、プリント配線基板10について、各コイルユニット嵌合凹部11aの嵌め込まれたコイルユニットCUaと、各駆動ユニット嵌合凹部11bに嵌め込まれた駆動ユニットCUbを電気的にそれぞれ接続するための複数の配線INを設計し製造する。また、システムユニット嵌合凹部12の嵌め込まれたシステムユニットSUと、各駆動ユニット嵌合凹部11bに嵌め込まれた駆動ユニットCUbを電気的に接続するための複数の配線INを設計し製造する。
 このように事前に形成されたプリント配線基板10について、各コイルユニット嵌合凹部11aに、フリップチップのコイルユニットCUaを嵌め込み、プリント配線基板10の複数のパッドPDと各コイルユニットCUaの複数の電極Pを接合する。同様に、各駆動ユニット嵌合凹部11bに、フリップチップの駆動ユニットCUbを嵌め込み、プリント配線基板10の複数のパッドPDと各駆動ユニットCUbの複数の電極Pとを接合する。さらに、同様に、システムユニット嵌合凹部12に、フリップチップのシステムユニットSUを嵌め込み、プリント配線基板10の複数のパッドPDとシステムユニットSUの複数の電極Pとを接合する。
 このような製造方法により、複数のコイルユニットCUa及び複数の駆動ユニットCUbがプリント配線基板10に組み付けられる。各駆動ユニットCUb(コイルユニットCUa)を統括制御するシステムユニットSUがプリント配線基板10に組み付けられる。これにより、給電モジュールMが製造される。
(製造方法;その2)
 まず、システムユニット嵌合凹部12、多数のコイルユニット嵌合凹部11a及び多数の駆動ユニット嵌合凹部11bを含むプリント配線基板10を事前に形成する。このとき、システムユニット嵌合凹部12の底面S2に複数のパッドPD及び多数のコイルユニット嵌合凹部11a及び多数の駆動ユニット嵌合凹部11bの底面S1a、S1bに複数のパッドPDを形成する。また、システムユニット嵌合凹部12の底面S2に形成された複数のパッドPDと各駆動ユニット嵌合凹部11bに形成された複数のパッドPDとを電気的にそれぞれ接続する複数の配線INを形成する。さらに、各コイルユニット嵌合凹部11aの底面S1aに形成された複数のパッドPDと、対応する駆動ユニット嵌合凹部11bに形成された複数のパッドPDとを電気的にそれぞれ接続する複数の配線INも形成する。
 このように、システムユニット嵌合凹部12、多数のコイルユニット嵌合凹部11a及び多数の駆動ユニット嵌合凹部11bを形成したプリント配線基板10を使って、多数のコイルユニット嵌合凹部11aの中から使用するコイルユニット嵌合凹部11aを選定する。つまり、例えば、ユーザの要求に応じて設定された給電可能領域AR内に位置するコイルユニット嵌合凹部11aを選定する。
 選定されたユーザの所望の給電可能領域AR内の各コイルユニット嵌合凹部11aにフリップチップのコイルユニットCUaを嵌め込む。これにより、プリント配線基板10の複数のパッドPDと各コイルユニットCUaの複数の電極Pがそれぞれ接合される。また、この時、コイルユニットCUaに対応するフリップチップの駆動ユニットCUbを、対応した駆動ユニット嵌合凹部11bに嵌め込む。これにより、プリント配線基板10の複数のパッドPDと各駆動ユニットCUbの複数の電極Pとがそれぞれ接合される。同様に、システムユニット嵌合凹部12に、フリップチップのシステムユニットSUを嵌め込む。これにより、プリント配線基板10の複数のパッドPDとシステムユニットSUの複数の電極Pとがそれぞれ接合される。
 このような製造方法によって、多数のコイルユニット嵌合凹部11a及び多数の駆動ユニット嵌合凹部11bを含むプリント配線基板10において、必要なコイルユニット嵌合凹部11a及び駆動ユニット嵌合凹部11bが選択される。選択されたコイルユニット嵌合凹部11aにコイルユニットCUaが組み付けられる。選択された駆動ユニット嵌合凹部11bに駆動ユニットCUbが組み付けられる。また、各コイルユニットCUを統括制御するシステムユニットSUがプリント配線基板10に組み付けられる。これにより、給電モジュールMが製造される。
 この場合、プリント配線基板10に予め多数のコイルユニット嵌合凹部11a及び多数の駆動ユニット嵌合凹部11bが形成されている。必要なコイルユニット嵌合凹部11a及び駆動ユニット嵌合凹部11bを選択し、その選択したコイルユニット嵌合凹部11a及び駆動ユニット嵌合凹部11bにコイルユニットCUa及び駆動ユニットCUbを組み付けるだけである。このため、1つのプリント配線基板10で、種々の給電可能領域ARに対応できる。
 次に、上記のように構成した第2実施形態の効果を以下に記載する。
(1)第2実施形態によれば、複数のコイルユニットCUaは、材料、形、サイズの同一仕様を有する複数の1次コイルL1をそれぞれ含む。また、複数の駆動ユニットCUbは、材料、形、サイズの同一仕様を有する。プリント配線基板10に、各コイルユニット嵌合凹部11aを形成するともに、そのコイルユニットCUaを励磁駆動する駆動ユニットCUbに合わせて設けられたプリント配線基板10に、各駆動ユニット嵌合凹部11bを形成した。
 また、各コイルユニット嵌合凹部11a及び各駆動ユニット嵌合凹部11bの底面S1a,S1bには、コイルユニットCUa及び駆動ユニットCUbに形成された複数の電極Pとそれぞれ接合する複数のパッドPDを形成した。
 従って、各コイルユニットCUaをコイルユニット嵌合凹部11aに嵌め込んで接合するだけで複数のコイルユニットCUaを簡単にプリント配線基板10に組み付けることができ、非接触給電装置1の製造効率の向上を図ることができる。
 同様に、各駆動ユニットCUbを駆動ユニット嵌合凹部11bに嵌め込んで接合するだけで、各コイルユニットCUaに対する駆動ユニットCUbを簡単にプリント配線基板10に組み付けることができ、非接触給電装置1の製造効率の向上を図ることができる。
 しかも、複数のコイルユニットCUaと複数の駆動ユニットCUbとは、プリント配線基板10の複数の配線INを介して電気的にそれぞれ接続される。このため、各コイルユニットCUaと各駆動ユニットCUbの配線工程が非常に簡略され、非接触給電装置1の製造効率の向上を図ることができる。
 さらに、複数のコイルユニットCUa及び複数の駆動ユニットCUbは、同一仕様である。このため、複数のコイルユニットCUa及び複数の駆動ユニットCUbを量産することができ、コイルユニットCUa及び駆動ユニットCUbの低価格化を図ることができる。
 また、複数のコイルユニットCUaは同一仕様を有し、また複数の駆動ユニットCUbは同一仕様を有するため、部品数、製造工程も少なく、部品管理も容易となる。
(2)第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、各コイルユニットCUaの1次コイルL1は、磁性体よりなるコアCに巻回される。従って、空芯コイルに対して1次コイルL1を小型化できる。その結果、非接触給電装置1(給電モジュールM)のサイズを小さくできる。しかも、同一サイズの複数の1次コイルであれば給電能力を増大でき、給電効率を上げることができる。
(3)第2実施形態によれば、プリント配線基板10にシステムユニット嵌合凹部12を形成した。そして、システムユニット嵌合凹部12に、各駆動ユニットCUbを統括制御するシステム制御部36を有するシステムユニットSUを、嵌め込んで接合するだけで、システムユニットSUを簡単にプリント配線基板10に組み付けることができる。
 しかも、システムユニットSUと各駆動ユニットCUbは、プリント配線基板10の複数の配線INを介して電気的に接続される。このため、システムユニットSUと各駆動ユニットCUbの配線工程が非常に簡略され、非接触給電装置1の製造効率の向上を図ることができる。
(4)第2実施形態によれば、プリント配線基板10に複数のコイルユニット嵌合凹部11a、複数の駆動ユニット嵌合凹部11b、及び単一のシステムユニット嵌合凹部12を形成する。これら嵌合凹部11a,11b,12にコイルユニットCUa、駆動ユニットCUb及びシステムユニットSUをそれぞれ嵌め込む。従って、複数のコイルユニットCUa、複数の駆動ユニットCUb及び単一のシステムユニットSUを位置決めしてプリント配線基板10に配置する組み付け作業は、容易かつ精度よく行うことができる。
(5)第2実施形態によれば、プリント配線基板10にシステムユニットSU、複数のコイルユニットCUa及び複数の駆動ユニットCUbを組み付けて1つの給電モジュールMを製造する。従って、給電モジュールMは、プリント配線基板10、システムユニットSU及複数のコイルユニットCUa及び複数の駆動ユニットCUbが一体となっている。このため、一度に給電可能な給電モジュールMを大量に搬送することが可能となる。しかも、別の場所で行われる筐体2の箱体3内に収納する工程が、給電モジュールMのみを箱体3内に収納するだけなので、その作業工程を非常に単純かつ短時間に完了させることができる。
(6)実施形態によれば、プリント配線基板10に予め多数のコイルユニット嵌合凹部11a及び多数の駆動ユニット嵌合凹部11bを形成し、給電可能領域ARに応じて、必要なコイルユニット嵌合凹部11a及び多数の駆動ユニット嵌合凹部11bを選択する。その選択したコイルユニット嵌合凹部11a及び駆動ユニット嵌合凹部11bにコイルユニットCUa及び駆動ユニットCUbを組み付けて給電モジュールMを製造する。従って、1つのプリント配線基板10で、種々の給電可能領域ARに対応でき、1つのプリント配線基板10での設計自由度が向上する。
 しかも、複数のコイルユニットCUaは同一仕様を有し、また複数の駆動ユニットCUbは同一仕様を有するため、複数のコイルユニットCUa及び複数の駆動ユニットCUbの量産化が可能となり、コイルユニットCUの価格を下げることもできる。また、同一仕様を有する複数のコイルユニットCUを組み付けるため、高度な組み付け作業はなく効率化が図れる。
(7)第2実施形態によれば、給電可能な1つの給電モジュールMは、プリント配線基板10にシステムユニットSU、複数のコイルユニットCUa及び複数の駆動ユニットCUbを組み付けるように構成される。このため、給電可能領域ARに合わせて、給電モジュールMの形態、すなわち、プリント配線基板10の形状、コイルユニットCUa及び駆動ユニットCUbの個数、複数のコイルユニットCUa及び複数の駆動ユニットCUbの配置状態を、簡単かつ容易に変更することができる。
 しかも、複数のコイルユニットCUaは長方体の形状を有し、長手方向の辺を横一列に並べることにより、線状の給電可能領域の給電モジュールMを作ることができる。また、複数のコイルユニットCUaを、該複数のコイルユニットCUaの短手方向の辺を横一列に並べるように配置することにより、幅広の細長い面状の給電可能領域ARの給電モジュールMを作ることができる。従って、1種類のコイルユニットCUaで両方の給電可能領域ARの給電モジュールMを実現できる。
 これによって、第1実施形態で説明したと同様な種々の形態の給電モジュールMを、プリント配線基板10、システムユニットSU、複数のコイルユニットCUa及び複数の駆動ユニットCUbから製造することができる。
(8)第2実施形態によれば、コイルユニットCUaについて、第1実施形態のコイル部14aと駆動部14bとを含むコイルユニットCUと相違させて、第1実施形態のコイルユニットCUのコイル部14aに相当する部分をコイルユニットCUaに変更した。そして、第1実施形態のコイルユニットCUのコイル部14aに相当する部分を駆動ユニットCUbに変更した。
 つまり、第1実施形態のコイル部14aと駆動部14bとが一体になったコイルユニットCUに対して、本実施形態では、コイル部14aと駆動部14bを分離しそれぞれをユニット化した。
 従って、図26(a)(b)(c)に示すように、各コイルユニットCUaを種々の形態で励磁駆動できる。ちなみに、図26(a)は、1つのコイルユニットCUaに対して1つの駆動ユニットCUbが励磁駆動する形態である。図26(b)は、複数のコイルユニットCUaを直列に接続し、その直列に接続された複数のコイルユニットCUaに対して1つの駆動ユニットCUbが励磁駆動する形態である。また、図26(c)は、複数のコイルユニットCUaを1つの駆動ユニットCUbに並列に接続し、その並列に接続された複数のコイルユニットCUaに対して1つの駆動ユニットCUbが励磁駆動する形態である。
 尚、上記第2実施形態は、以下のように実施してもよい。
 ・図27に示すように、各コイルユニットCUaの1次コイルL1に同1次コイルL1と共振するコンデンサ48を直列に接続したり、機器Eの2次コイルL2に同2次コイルL2と共振するコンデンサ49を並列に接続したりしてもよい。これによって、インピーダンスが小さくなり、入出力電流を増やしたり、並列共振を利用してコイル端子電圧を大幅に増大させたりすることができ、受電可能な電力や電圧が大きくできる。その結果、効率も向上し、給電距離や給電エリアも増大する。
 また、各1次コイルL1に対して同1次コイルL1と共振するコンデンサを並列に接続したり、2次コイルL2に対して同2次コイルL2と共振するコンデンサを直列に接続したりして実施してもよい。
 これら共振コンデンサを、第1実施形態の給電モジュールMに応用してもよいことは勿論である。
 ・また、各コイルユニットCUa間の間隔を、給電する給電能力に応じて、平均磁束密度を変えるために、適宜変更してもよい。
 ・第2実施形態において、第1実施形態の別例で記載した給電モジュールMのプリント配線基板10の下面に、電磁シールドのための磁性材料からなる磁性部材としての磁性シート41を配置したり、層と層の間に磁性体膜を形成したりして実施してもよい。
 ・また、図28に示すように、給電モジュールMであって、プリント配線基板10の一側(図では右側)に他の標準化仕様の機器Exが給電できる給電可能領域ARxを形成して、他の標準化仕様の機器Exが給電できるようにして実施してもよい。
 この場合、その給電可能領域ARx内のプリント配線基板10に複数のコイルユニットCUaと複数の駆動ユニットCUbを配置するとともに、他の標準化仕様の機器Exから送信される送信信号を受信する送受信アンテナAT5(図29参照)を設ける。また、他の標準化仕様の機器Exから送信された送信信号を解読し、他の標準化仕様の機器Exがどの様な規格、特性の給電方式かを判別し、給電可能領域ARx内のプリント配線基板10に設けられたコイルユニットCUaを、駆動ユニットCUbを介して制御する機器選定回路(図29参照)を設ける必要がある。
 ちなみに、図29は、第1実施形態の給電モジュールMに応用した電気的回路図を示す。他の標準化仕様の機器Exの送信アンテナAT6から送信された送信信号は、送受信アンテナAT5によって受信される。送受信アンテナAT5が受信した他の標準化仕様の機器Exからの送信信号は、送受信回路50を介して機器選定回路51に出力される。機器選定回路51は、送信信号から他の標準化仕様の機器Exがどの様な規格、特性の給電方式かを判別し、その判別した情報をシステム制御部36に出力する。
 システム制御部36は、機器選定回路51が判別した給電方式に基づいて、他の標準化仕様の機器Exが配置された給電可能領域ARx内のコイルユニットCUの駆動部14bを介してコイルユニットCUの1次コイルL1を励磁制御する。
 これによって、非接触給電装置1(給電モジュールM)が他の標準化仕様の機器Exに対応できるため、利便性が増す。
 なお、非接触給電装置1(給電モジュールM)は、他の標準化仕様の機器Exが配置可能な一区画にマーク等を付して、他の標準化仕様の機器Exに対応できることを表示するようにしてもよい。
 ・第2実施形態では、複数のコイルユニット嵌合凹部11a、複数の駆動ユニット嵌合凹部11b及び単一のシステムユニット嵌合凹部12の深さは、複数のコイルユニットCUa、複数の駆動ユニットCUb及び単一のシステムユニットSUが上面10aから突出する深さであったが、複数のコイルユニットCUa、複数の駆動ユニットCUb及び単一のシステムユニットSUの上面がプリント配線基板10の上面10aと面一となる深さ、又は、没入する深さであってもよい。
 ・第2実施形態では、複数のコイルユニット嵌合凹部11a、複数の駆動ユニット嵌合凹部11b及び単一のシステムユニット嵌合凹部12を形成し、複数のコイルユニット嵌合凹部11a、複数の駆動ユニット嵌合凹部11b及び単一のシステムユニット嵌合凹部12に、複数のコイルユニットCUa、複数の駆動ユニットCUb及び単一のシステムユニットSUをそれぞれ嵌め込んだが、複数のコイルユニット嵌合凹部11a、複数の駆動ユニット嵌合凹部11b及び単一のシステムユニット嵌合凹部12を省略して実施してもよい。
 ・第2実施形態では、給電モジュールMとしてプリント配線基板10にシステムユニットSUを組付けたが、その給電モジュールMは、システムユニットSUを省略し複数のコイルユニットCUaと複数の駆動ユニットCUbとをプリント配線基板10に組付けるように構成されてもよい。
 さらに、システムユニットSUと駆動ユニットCUbを省略し複数のコイルユニットCUaをプリント配線基板10に組付けた給電モジュールMであってもよい。
 ・第2実施形態では、各駆動ユニットCUbは、機器認証受信回路31、金属検出回路32、データ送受信回路33、励磁制御回路34、高周波インバータ回路35を含む。各駆動ユニットCUbは、高周波インバータ回路35を除いて、機器認証受信回路31、金属検出回路32、データ送受信回路33及び励磁制御回路34のうちの全部又は少なくとも1つを省略してよい。上記の構成要素全てを省略した場合、機器Eの検知を別の手段で検知し、その検知に基づいてシステム制御部36が高周波インバータ回路35を駆動制御することになる。
 ・第2実施形態では、システムユニットSU、各コイルユニットCUa及び各駆動ユニットCUbに複数の電極Pを設け、これら嵌合凹部12,11a,11bの底面S2,S1a,S1bに複数のパッドPDを形成して、フリップチップにて電気的に接合した。
 これを、システムユニットSU、各コイルユニットCUa及び各駆動ユニットCUbの複数の電極Pを、雄型の接触プラグ端子に変更する。一方、プリント配線基板10のこれら嵌合凹部12,11a,11bの底面S2,S1a,S1bに、雌型の接触プラグ端子に取り付ける。そして、雄型の接触プラグ端子を雌型の接触プラグ端子に嵌め込んで電気的に接続させてもよい。
 勿論、第1実施形態の給電モジュールMに応用してもよいことは言うまでもない。
 ・第2実施形態では、各コイルユニットCUaは、第1実施形態と同様に、1次コイルL1をコアCに巻回したが、コアCに1次コイルL1を巻回しなくてもよい。勿論、第1実施形態の各1次コイルL1も同様である。
 また、第2実施形態の各コイルユニットCU,CUaは、直方体であったが、これに限定されるものではなく、立方体、円柱体、ポット型等、種々の形状を有してもよい。それにあわせて、各1次コイルL1が巻回されるコアCの形状を適宜変更して実施してもよい。勿論、第1実施形態も同様に、コイルユニットCUの形状を変更して実施してもよい。
 ・複数のコイルユニットCUaは、同一仕様を有し、複数のコイルユニットCUaの複数の1次コイルL1も同一仕様を有したが、例えば複数のコイルユニットCUaの外形は変更せずに、複数の1次コイルL1の巻数のみが変更されてもよい。
 ・第2実施形態において、プリント配線基板10に配置された複数のコイルユニットCUaの上に、厚さを有する絶縁物を配置し、この絶縁物の厚さを変えて、機器Eへの給電可能電力を調整するようにしてもよい。また、各コイルユニットCUaをモールドした絶縁樹脂13において、コイルユニットCUaの上面部分の厚さを適宜変更して実施してもよい。
 これによって、非接触給電装置1(給電モジュールM)と機器Eとの距離を変えることで、同じ給電電力性能を持つ非接触給電装置1(給電モジュールM)であっても、機器Eの受電電力や受電電圧を変えることができる。これにより、さらに様々な機器Eへの給電に対応できる。
 同様に、第1実施形態においても、非接触給電装置1(給電モジュールM)と機器Eとの距離を絶縁物にて変えて、機器Eの受電電力や受電電圧を変えてもよい。
 ・また、第1実施形態及び第2実施形態において、給電モジュールMの複数のコイルユニットCU(CUa)の配置に対する機器EのコイルユニットCU(CUa)の配置組み合わせによる2次電力の大きさは、可変できる。すなわち、複数のコイルユニットCU(CUa)を密に並べれば表面上の磁束密度が大きくできるため、同じコイル面積の2次コイルL2であっても、同じ2次電力得られる距離(コイルユニットCU(CUa)から2次コイルL2までの距離)を長くすることができる。
 例えば、図11、図12及び、図13に示す給電モジュールMにおいて、各コイルユニットCU(CUa)は、最大10Wまで給電可能である。そして、図12に示す給電モジュールMの表面上の磁束密度が最も大きい。図11及び図13に示す給電モジュールMの表面上の磁束密度が、図12に示す給電モジュールMの表面上の磁束密度より小さく、同じである。
 さらに、図11に示す左側の機器Eの2次コイルL2、図13に示す右側の機器Eの2次コイルL2、及び、図13に示す左側の機器Eの2次コイルL2が、それぞれ同じコイル面積であって20W用のコイルである場合、2次出力電圧を48Vに保ちながら受電できる距離は、図12に示す給電モジュールMの表面上の磁束密度が最も大きい給電モジュールMを用いる際に最も長くなる。つまり、給電モジュールMの表面上の磁束密度が大きい場合、同じコイル面積の2次コイルL2であっても、同じ2次電力を得られるコイルユニットCU(CUa)から2次コイルL2までの距離を長くすることができる。
 ・第1実施形態において(第2実施形態も同様)、システムユニットSUと各コイルユニットCUと電気的に接続するために配線パターンをプリント配線基板10上に張り巡らしたが、この配線パターンを省略して実施してもよい。
 この場合、図30に示すように、プリント配線基板10の一箇所に、システムユニットSUと各コイルユニットCUとを電気的に接続するために複数(一部省略)のコネクタ60を設ける。一方、各コイルユニットCUには、リード線61(一部省略)が接続され、そのリード線61の先端にプラグ62を設ける。そして、各コイルユニットCUは、自身のプラグ62を、対応するコネクタ60に差し込んで接続させる。これによって、各コイルユニットCUは、リード線61を介してシステムユニットSUにて制御される。
 この場合、システムユニットSUと各コイルユニットCUとがリード線61を介して電気的に接続されるために複雑な配線パターンがプリント配線基板10上に形成されない。従って、プリント配線基板10の製造が容易となり安価となり、給電モジュールM全体のコストダウンにつながる。
 さらに、図30に示すように、プリント配線基板10の複数のコイルユニット嵌合凹部11及びシステムユニット嵌合凹部12を省略し、代わりに、合成樹脂等の絶縁板からなる凹部形成板65を設ける。そして、その凹部形成板65の複数のコイルユニット嵌合凹部11及びシステムユニット嵌合凹部12、及び、コネクタ60に相当する位置に、貫通穴66を形成する。
 そして、この凹部形成板65を複数のコイルユニット嵌合凹部11及びシステムユニット嵌合凹部12を省略したプリント配線基板10の上面に固着する。これによって、各コイルユニットCUが配置される位置にコイルユニット嵌合凹部11が形成されるとともに、システムユニットSUが配置される位置にシステムユニット嵌合凹部12が形成される。
 この場合、高価なプリント配線基板10に、複数のコイルユニット嵌合凹部11及びシステムユニット嵌合凹部12の形成が省略され、安価な凹部形成板65にて代用できることから、コストダウンにつながる。特に、プリント配線基板10のサイズが大きくなればなるほど、コストダウンにつながる。
 ・第1実施形態において(第2実施形態も同様)、各コイルユニットCUをプリント配線基板10に、左右及び前後方向の隣り合うコイルユニットCU同士が等間隔に相対向するように格子状に配置した。
 これを、図31に示すように、プリント配線基板10の上面に、直方体の複数のコイルユニットCUを、千鳥状に配置して実施してもよい。このように配置することによって、機器Eを確実に検知でき、より給電効率の高い給電モジュールMとすることができる。
 すなわち、複数のコイルユニットCUを格子状に配置した場合を図32(a)で示す。複数のコイルユニットCUを千鳥状に配置した場合を図32(b)で示す。
 今、図32(a)及び図32(b)の2点鎖線で示す位置に機器Eの2次コイルL2が配置される。
 図32(a)で示すコイルユニットCUを格子状に配置した場合、置かれた位置により4個のコイルユニットCUを励磁する必要があり、しかも、不要な磁束が増えて効率低下につながる。また、4個のコイルユニットCUには、2次コイルL2がかかる面積が4個とも小さく、すなわち、2次コイルL2の端しかかからないことから、2次コイルL2が真上に位置していることを検知できず、給電できない場合が生ずる。
 これに対して、図32(b)で示す複数のコイルユニットCUを千鳥状に配置した場合、どれか1個のコイルユニットCUは、機器Eの2次コイルL2がかかる面積が大きくなる。その結果、2次コイルL2が真上に位置していることを確実に検知でき、給電を確実に行うことができる。
 なお、図31では直方体の複数のコイルユニットCUを千鳥状に配置したが、図33に示すように、円柱体(平面円形)の複数のコイルユニットCUを千鳥状に配置して実施してもよい。この場合、システムユニットSUをプリント配線基板10に組付けを省略し、プリント配線基板10に設けたコネクタ(図示せず)と、システムユニットSUを実装した基板(図示せず)に設けたコネクタ(図示せず)を、ワイヤーハーネス68で電気的に接続するようにして実施してもよい。
 このように、システムユニットSUをプリント配線基板10から分離することによって、給電モジュールMのプリント配線基板10のその分だけサイズを小さくできるとともに、コイルユニットCUよりも厚みのあるシステムユニットSUが省略された分だけ厚さを薄くできる。その結果、給電モジュールMを机の天板や、住宅建材に違和感なく組み入れることができ、多少とも厚みのあるシステムユニットSUはワイヤーハーネス68を介して厚くても邪魔にならない箇所に設置できる。これによって、給電面に厚さを薄くできる。
 ・第1実施形態において(第2実施形態も同様)、各コイルユニットCUをプリント配線基板10に、コイルユニットCU及びシステムユニットを配置した。
 これを、図34に示すように、プリント配線基板10に代えて、合成樹脂等の絶縁板からなる型枠70にコイルユニットCU及びシステムユニットを配置してもよい。
 つまり、図34に示すように、合成樹脂等の絶縁板からなる型枠70に複数のコイルユニット嵌合凹部11及び単一のシステムユニット嵌合凹部12に相当する位置に複数のコイルユニット嵌合凹部71及び単一のシステムユニット嵌合凹部72を形成する。
 また、各コイルユニットCUは、リード線73が接続され、各リード線73の先端にプラグ74を設ける。一方、システムユニットSUは、各プラグ74が接続されるコネクタ76を実装した配線基板77に実装する。
 そして、複数のコイルユニット嵌合凹部71に、リード線73が接続されたコイルユニットCUを嵌め込み固着する。また、システムユニット嵌合凹部72に、コネクタ76及びシステムユニットSUを実装した配線基板77を嵌め込み固着する。
 続いて、各コイルユニットCUは、自身のプラグ74をそれぞれ対応するコネクタ76に差し込み接続させる。これによって、各コイルユニットCUは、リード線73を介してシステムユニットSUにて制御される。
 この場合、高価なプリント配線基板10に、代えて、安価な型枠70にて代用できるため、給電モジュールMのコストダウンを図ることができる。特に、給電モジュールMが大型化するほど、よりコストダウンを図ることができる。
 1…非接触給電装置、2…筐体、3…箱体、4…天板、5…載置面、10…プリント配線基板、10a…上面、11,11a…コイルユニット嵌合凹部、12…システムユニット嵌合凹部、13,15…絶縁樹脂、14a…コイル部、14b…駆動部、17…デバイス、18…回路基板、21…整流平滑回路、22…電圧・電流制御回路、23…認証信号生成回路、24…機器側送受信回路、25…インバータ調整制御回路、26…金属検出回路、31…機器認証受信回路(機器認証ユニット)、32…金属検出回路(金属検出ユニット)、33…データ送受信回路(データ送受信ユニット)、34…励磁制御回路、35…高周波インバータ回路、36…システム制御部、41…磁性シート、42…壁、44…柱、45…収納ボックス、45a~45e…板、46…床板、48,49…コンデンサ、50…送受信回路、51…機器選定回路、60…コネクタ、61…リード線、62…プラグ、65…凹部形成板、66…貫通穴、68…ワイヤーハーネス、70…型枠、71…コイルユニット嵌合凹部、72…システムユニット嵌合凹部、73…リード線、74…プラグ、76…コネクタ、77…配線基板、AT1…信号受信アンテナ(受信ユニット)、AT2…金属検出アンテナ(金属検出手段)、AT3…送受信アンテナ、AT4…金属検出アンテナ、AT4…送受信アンテナ、AT6…送信アンテナ、AR,ARx…給電可能領域、E,Ex…機器、M…給電モジュール、C…コア、CU,CUa…コイルユニット、CUb…駆動部、SU…システムユニット、IN…配線、L1…1次コイル、L2…2次コイル、P…電極、PD…パッド、S1,S1a,S1b,S2…底面、ID…機器認証信号、ST…金属有り信号、Z…負荷。

Claims (26)

  1.  非接触給電装置の給電モジュールであって、
     複数のコイルユニットであって、前記複数のコイルユニットの各々は、1次コイルと1以上の第1端子とを含み、前記1次コイルが励磁され、且つ前記1次コイルと隣接して機器の2次コイルが配置されたとき、該2次コイルに電磁誘導にて2次電力が発生して、2次電力が前記機器の負荷に供給される、前記複数のコイルユニットと、
     プリント配線基板であって、
     前記複数のコイルユニットをそれぞれ配置するために区画された複数の第1配置領域部であって、前記複数の第1配置領域部の各々は、対応する前記コイルユニットの前記1以上の第1端子と接続するための1以上の第2端子を含む、前記複数の第1配置領域部と、
     前記プリント配線基板上に形成され、前記複数の第1配置領域部の各々に配置される前記コイルユニットを駆動させるための1以上の配線と
    を含む前記プリント配線基板とを備え、
     前記プリント配線基板の各第1配置領域部に前記コイルユニットを配置し、前記各第1配置領域部の前記1以上の第1端子と前記各コイルユニットの前記1以上の第2端子とを接続して、前記プリント配線基板上に前記複数のコイルユニットが配置される、非接触給電装置の給電モジュール。
  2.  請求項1に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記複数のコイルユニットが前記プリント配線基板上に前後方向又は左右方向のいずれか一方において1列に配置されている線状の給電可能領域が設定されるように、前記複数の第1配置領域部が区画される、非接触給電装置の給電モジュール。
  3.  請求項1に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記複数のコイルユニットが前記プリント配線基板上に前後左右方向において配置されている面状の給電可能領域が設定されるように、前記複数の第1配置領域部が区画される、非接触給電装置の給電モジュール。
  4.  請求項3に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記プリント配線基板上に前後左右方向において配置される複数のコイルユニットは、
     左右方向において隣接する2つのコイルユニット間の距離を「A」、前後方向において隣接する2つのコイルユニット間の距離を「B」とし、
     前記給電モジュールに対して、使用可能な前記機器のうち、最も小さいコイル面積を有する2次コイルを含む機器の前記2次コイルの辺、直径又は対角線の中で最も長い距離を「F」とするとき、
     「A」<「F」かつ「B」<「F」となるように前記複数のコイルユニットが前記プリント配線基板上に配置される、非接触給電装置の給電モジュール。
  5.  請求項1に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     複数のコイルユニットが前記プリント配線基板に対して異なる配置角度で前記プリント配線基板上に配置されている円状又は扇状の給電可能領域が設定されるように、前記複数の第1配置領域部が区画される、非接触給電装置の給電モジュール。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記複数のコイルユニットは、同一仕様を有する、非接触給電装置の給電モジュール。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記複数のコイルユニットの各々は、前記1次コイルを含むコイル部と、前記1次コイルを励磁するインバータ回路を有する駆動部と、前記コイル部及び駆動部を一体にモールドする絶縁樹脂とを含む、非接触給電装置の給電モジュール。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記複数のコイルユニットの各々は、前記機器からの信号を受信する受信ユニットを含む、非接触給電装置の給電モジュール。
  9.  請求項1~8のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記複数のコイルユニットの各々は、機器認証ユニット、金属検出ユニット、機器とデータを送受信するデータ送受信ユニットのうちの少なくとも1つを含む、非接触給電装置の給電モジュール。
  10.  請求項1~9のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記複数のコイルユニットの各々の1次コイルは、磁性体よりなるコアに巻回されている、非接触給電装置の給電モジュール。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記複数のコイルユニットの各々の1次コイルに接続された共振用のコンデンサを備える、非接触給電装置の給電モジュール。
  12.  請求項1~11のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記複数のコイルユニットの各々の1次コイルは、直方体形状を有する、非接触給電装置の給電モジュール。
  13.  請求項1~12のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記プリント配線基板上に配置された複数のコイルユニットの上に配置される絶縁物を備え、前記絶縁物の厚さを変更することで前記機器への給電可能電力が設定される、非接触給電装置の給電モジュール。
  14.  請求項1~13のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記プリント配線基板上に形成された前記複数の第1配置領域部の各々は、前記コイルユニットを嵌め込むコイルユニット嵌合凹部であり、
     前記複数のコイルユニット嵌合凹部の各々は、底面と、
     前記複数のコイルユニット嵌合凹部の各々の底面に形成され、嵌め込まれる前記コイルユニットの前記1以上の第1端子と接続される前記1以上の第2端子とを含む、非接触給電装置の給電モジュール。
  15.  請求項1~14のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記複数のコイルユニットの各々を統括して駆動制御し、且つ複数の第3端子を含むシステムユニットと、
     前記プリント配線基板上に区画形成され、前記システムユニットを配置する第2配置領域部とを備え、
     前記第2配置領域部は、前記システムユニットの複数の第3端子とそれぞれ接続される複数の第4端子を含み、
     前記システムユニットの複数の第3端子と各コイルユニットの1以上の第1端子が電気的にそれぞれ接続される、非接触給電装置の給電モジュール。
  16.  請求項1~15のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記プリント配線基板上に区画され、他の標準化仕様の機器に対応できる給電可能領域部を備え、
     前記給電可能領域部には、他の標準化仕様の機器のための複数のコイルユニットが配置される、非接触給電装置の給電モジュール。
  17.  請求項1~16のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールにおいて、
     前記プリント配線基板上に配置された複数のコイルユニットに設けられるコイルユニットの電磁シールドのための磁性部材を備える、非接触給電装置の給電モジュール。
  18.  請求項1~17のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールの使用方法であって、
     給電可能領域に合わせて、複数の同一の給電モジュールを平面状に配置することを備える、非接触給電装置の給電モジュールの使用方法。
  19.  請求項1~17のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールの使用方法であって、
     給電可能領域に合わせて、複数の同一の給電モジュールを立体状に配置することを備える、非接触給電装置の給電モジュールの使用方法。
  20.  非接触給電装置の給電モジュールの製造方法であって、
     プリント配線基板と、複数のコイルユニットとを用意することであって、
     前記複数のコイルユニットの各々は、
     1次コイル及び1以上の第1端子を含み、前記1次コイルが励磁され、且つ1次コイルと隣接して前記機器の前記2次コイルが配置されたとき、該2次コイルに電磁誘導にて2次電力が発生して、2次電力が前記機器の負荷に供給され、
     前記プリント配線基板は、
     前記複数のコイルユニットをそれぞれ配置するために区画された複数の第1配置領域部と、前記複数の第1配置領域部の各々に形成され、対応する前記コイルユニットの前記1以上の第1端子と接続するための1以上の第2端子と、該プリント配線基板上に形成され、前記複数の第1配置領域部の各々に配置される前記コイルユニットを駆動させるための1以上の配線とを含む、前記用意すること、
     前記プリント配線基板の前記複数の第1配置領域部のうちの少なくとも一つに前記コイルユニットを配置すること、
     前記コイルユニットが配置された前記第1配置領域部の前記1以上の第2端子と、対応する前記コイルユニットの前記1以上の第1端子とを接続して、
     前記プリント配線基板に前記複数のコイルユニットを組み付ける、給電モジュールの製造方法。
  21.  請求項20に記載の非接触給電装置の給電モジュールの製造方法において、
     前記配置することは、
     前記プリント配線基板に形成された全ての前記複数の第1配置領域部に、前記複数のコイルユニットをそれぞれ配置して、前記プリント配線基板の全ての前記複数の第1配置領域部に前記複数のコイルユニットをそれぞれ組み付けることを含む、給電モジュールの製造方法。
  22.  請求項20に記載の非接触給電装置の給電モジュールの製造方法において、
     前記配置することは、
     前記プリント配線基板に形成された前記複数の第1配置領域部の中から、予め設定された給電可能領域に応じて、1又は複数の第1配置領域部を選定し、その選定された前記プリント配線基板上の第1配置領域部に前記コイルユニットを配置して、前記選定された前記プリント配線基板上の前記第1配置領域部に前記コイルユニットを組み付けることを含む、給電モジュールの製造方法。
  23.  請求項20~22のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールの製造方法において、
     前記複数のコイルユニットは、同一仕様を有する、非接触給電装置の給電モジュールの製造方法。
  24.  請求項20~23のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールの製造方法において、
     前記プリント配線基板上に形成された前記複数の第1配置領域部は、前記コイルユニットを嵌め込むコイルユニット嵌合凹部であり、
     前記複数のコイルユニット嵌合凹部の各々は、底面と、
     前記複数のコイルユニット嵌合凹部の各々の底面に形成され、嵌め込まれる前記コイルユニットの前記1以上の第1端子と接続される前記1以上の第2端子とを含む、非接触給電装置の給電モジュールの製造方法。
  25.  請求項20~24のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールの製造方法において、
     前記プリント配線基板上の前記複数の第1配置領域部の各々に形成された前記1以上の第2端子と、前記複数のコイルユニットの各々に形成された前記1以上の第1端子との接続は、フリップチップにて接続される、非接触給電装置の給電モジュールの製造方法。
  26.  請求項20~25のいずれか1項に記載の非接触給電装置の給電モジュールの製造方法において、
     前記プリント配線基板上の前記複数の第1配置領域部の各々に形成された前記1以上の第2端子と、前記複数のコイルユニットの各々に形成された前記1以上の第1端子との接続は、雄型の接触プラグ端子と雌型の接触プラグ端子にて接続される、非接触給電装置の給電モジュールの製造方法。
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