WO2012127936A1 - コイルモジュール、およびこれを備える非接触式給電装置の受電装置、およびこれを備える非接触式給電装置 - Google Patents

コイルモジュール、およびこれを備える非接触式給電装置の受電装置、およびこれを備える非接触式給電装置 Download PDF

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conductive wire
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coil portion
coil
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恭平 加田
鈴木　一敬
宇宙 松元
智史 山本
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パナソニック 株式会社
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    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/303—Clamping coils, windings or parts thereof together

Definitions

  • the present invention relates to a coil module, a power receiving device of a non-contact power feeding device including the same, and a non-contact power feeding device including the power receiving device.
  • the coil module described in this document uses a double-row conductive wire composed of a plurality of parallel conductive wires.
  • the coil module includes a first planar coil portion in which a double-row conductive wire is wound in one direction, and a second planar coil portion in which the double-row conductive wire is wound in a direction opposite to the one direction. Yes.
  • the first planar coil portion and the second planar coil portion are stacked and are continuous at the continuous portion.
  • the continuous portion is provided in a portion where the first planar coil portion and the second planar coil portion face each other. Further, the continuous portion is bent so that the loop current is reduced.
  • Coil modules are required to reduce loop current in order to increase power transmission efficiency.
  • the thickness of the first planar coil portion, the thickness of the second planar coil portion, and the thickness of the continuous portion is the thickness of the coil module. For this reason, thickness becomes large compared with the coil module which laminated
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a coil module capable of suppressing an increase in the thickness of the coil module while reducing a loop current, and the same.
  • An object of the present invention is to provide a power receiving device for a non-contact power feeding device and a non-contact power feeding device including the power receiving device.
  • One embodiment of the present invention is a coil module including a double-row conductive wire including a plurality of parallel conductive wires.
  • the coil module includes a first planar coil portion formed by winding a double row conductive wire in one direction, and is laminated on the first planar coil portion, and the double row conductive wire is wound in a direction opposite to the one direction.
  • a second planar coil portion formed on the first planar coil portion, and a folded portion formed by folding the double-row conductive wire, and the double-plane conductive portion in the plan view of the first planar coil portion.
  • wiring direction The direction in which the line extends is referred to as “wiring direction”
  • first wiring direction the direction from the first planar coil portion to the second planar coil portion in the wiring direction
  • second planar coil portion in the wiring direction.
  • the direction from the first planar coil portion toward the first planar coil portion is defined as a “second wiring direction”
  • one side in the width direction of the double-row conductive lines with respect to the first wiring direction is defined as a “first width side”.
  • first width side For one wiring direction
  • the other direction in the width direction of the double-row conductive line is defined as “second width side”
  • the direction in which the double-row conductive line is folded at the folded portion is defined as “folding direction”.
  • the folding directions are directions from the first wiring direction toward the second width side, and the plurality of conductive lines are folded at different positions in the wiring direction in the folded portion, A portion where each of the plurality of conductive lines is folded at the folded portion is referred to as a “folding point”, and each folding point of the plurality of conductive lines extends from the conductive line on the first width side to the second width side.
  • the coil module is further formed in a portion corresponding to the folded portion in the second planar coil portion, and the folded portion is disposed. Comprising an arrangement portion that.
  • the coil module includes a first planar coil portion formed by winding the double-row conductive wire in one direction, and is laminated on the first planar coil portion, and the double-row conductive wire is wound in a direction opposite to the one direction.
  • a second planar coil portion that is rotated, a folded portion that is provided in the first planar coil portion and is folded back on the double-row conductive wire, and a portion that corresponds to the folded portion in the second planar coil portion.
  • a portion where the folded portion is disposed, and a thickness of the portion where the first planar coil portion and the second planar coil portion are laminated is defined as a “lamination thickness”, and a thickness of the folded portion
  • the folded portion and the arrangement portion are formed so that the thickness of the stacked layer and the folded thickness are the same.
  • FIG. 2A is a perspective view showing the structure of the secondary coil module of one embodiment
  • FIG. 2B is a side view of the secondary coil module of FIG. 2A
  • FIG.2 (d) is sectional drawing which follows the XA-XA line
  • FIG. 4A is a schematic diagram modeling the secondary coil module of the embodiment
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of the secondary coil module in FIG.
  • FIG. 6 (a) is a perspective view showing the structure of another secondary coil module
  • FIG. 6 (b) is a side view of the secondary coil module of FIG. 6 (a)
  • FIG. 6D is a cross-sectional view taken along line XC-XC of the secondary coil of FIG. 6C.
  • the contactless power supply device 1 includes a power receiving device 20 having a secondary battery 22 and a power transmitting device 10 that transmits power to the power receiving device 20.
  • the power receiving device 20 is provided as a mobile phone.
  • the power transmission device 10 includes a primary coil module 30 that transmits power and signals to the power receiving device 20 and a housing 11 that houses various components including the primary coil module 30.
  • a mounting surface 11 ⁇ / b> A for mounting the power receiving device 20 is formed on the housing 11.
  • the primary side coil module 30 includes a primary side coil 31 that generates a magnetic flux when electric power is supplied, and a magnetic body 32 that suppresses leakage of magnetic flux from the primary side coil 31.
  • a planar coil in which a conductive wire is wound in the planar direction is used.
  • a litz wire constituted by a bundle of copper wires constituted by a plurality of copper wires and an insulator covering the outer periphery of the bundle of copper wires is used.
  • the magnetic body 32 a cylindrical body made of an amorphous material is used.
  • the magnetic body 32 is provided with a bottom wall portion facing the bottom surface of the primary side coil 31 and a peripheral wall portion surrounding the outer periphery of the primary side coil 31.
  • the power receiving device 20 includes a secondary coil module 40 that receives power and signals transmitted from the power transmitting device 10, and a housing 21 that houses various components including the secondary coil module 40 and the secondary battery 22. Is provided.
  • the secondary coil module 40 corresponds to a “power receiving coil module”.
  • the secondary coil module 40 includes a secondary coil 41 that generates a current by interlinking with the magnetic flux generated in the primary coil 31, and a magnetic body 42 that suppresses leakage of magnetic flux from the secondary coil 41.
  • the secondary coil 41 a planar coil in which a conductive wire is wound in the planar direction is used.
  • a litz wire constituted by a bundle of copper wires constituted by a plurality of copper wires and an insulator covering the outer periphery of the bundle of copper wires is used.
  • the magnetic body 42 a sheet-like material formed of an amorphous material is used.
  • the magnetic body 42 is provided with a contact surface with which the bottom surface (upper surface in FIG. 1) of the secondary coil 41 contacts.
  • the outer diameter of the magnetic body 42 is set larger than the outer diameter of the secondary coil 41.
  • the primary coil module 30 of the power transmission device 10 and the secondary coil module 40 of the power reception device 20 face each other.
  • an alternating current is supplied to the primary side coil 31
  • a high-frequency alternating magnetic flux is generated in the primary side coil 31.
  • the alternating magnetic flux is linked to the secondary coil 41 to generate alternating power in the secondary coil 41.
  • the alternating power is smoothed and rectified by a rectifier circuit (not shown) and supplied to the secondary battery 22.
  • a direction orthogonal to the center line C of the secondary coil module 40 is referred to as a “radial direction”.
  • the direction toward the center line C in the radial direction of the secondary coil module 40 is “inward”, and the direction away from the center line C in the radial direction is “outward”.
  • the secondary coil 41 is composed of a single double-row conductive wire 43.
  • the double-row conductive line 43 includes four thin conductive lines, that is, a first conductive line 43A, a second conductive line 43B, a third conductive line 43C, and a fourth conductive line 43D.
  • the conductive lines 43A to 43D are provided in parallel with each other.
  • Each of the conductive lines 43A to 43D is covered with a covering. Adjacent ones of the conductive wires 43A to 43D are welded to each other.
  • the secondary coil 41 includes a first planar coil portion 50 formed by winding a part of the double row conductive wire 43 and a second planar coil portion formed by winding the other portion of the double row conductive wire 43. 60.
  • the first planar coil portion 50 and the second planar coil portion 60 are stacked in the direction of the center line C of the secondary coil 41.
  • the first planar coil portion 50 is formed with a first winding portion 51 in which the double row conductive wires 43 are wound counterclockwise (counterclockwise).
  • a hollow portion 54 is formed on the inner peripheral side of the first winding portion 51.
  • the first winding portion 51 includes an inner circumferential winding portion 51A located on the radial hollow portion 54 side of the first planar coil portion 50 and an outer circumference located on the radially outer side of the inner circumferential winding portion 51A.
  • a folded portion 46 is formed in a part of the inner circumferential side winding portion 51A. In other words, the folded portion 46 can be said to be a twisted portion where the double-row conductive wire 43 of the first planar coil portion 50 is twisted.
  • the inner circumferential side winding portion 51 ⁇ / b> A includes a first inner circumferential end portion 52 corresponding to the inner circumferential end portion of the first planar coil portion 50.
  • the outer peripheral winding portion 51 ⁇ / b> B includes a first outer peripheral end 53 corresponding to the outer peripheral end of the first planar coil portion 50.
  • the second planar coil portion 60 has a second winding portion 61 formed by winding the double-row conductive wire 43 clockwise (clockwise).
  • a hollow portion 64 is formed on the inner peripheral side of the second winding portion 61.
  • the second winding portion 61 includes an inner circumferential winding portion 61A located on the radial hollow portion 64 side of the second planar coil portion 60 and an outer circumference located on the radially outer side of the inner circumferential winding portion 61A. Side winding portion 61B.
  • the inner circumferential side winding portion 61 ⁇ / b> A includes a second inner circumferential end portion 62 corresponding to the inner circumferential end portion of the second planar coil portion 60.
  • the outer peripheral winding portion 61 ⁇ / b> B includes a second outer peripheral end portion 63 corresponding to the outer peripheral end portion of the second planar coil portion 60.
  • An arrangement portion 48 is formed in a portion corresponding to the folded portion 46 in the inner circumferential side winding portion 61A.
  • the folded portion 46 is arranged in the arrangement portion 48.
  • the arrangement portion 48 includes a bent portion 47 formed by bending the inner peripheral winding portion 61A inward in the radial direction, and an outer peripheral winding portion facing the bent portion 47 in the width direction of the double row conductive wire 43. It is formed as a gap between 61B.
  • the outer winding portion 61B of the second winding portion 61 corresponds to a “first conductive wire”
  • the inner winding portion 61A corresponds to a “second conductive wire”.
  • the secondary coil 41 the first planar coil portion 50 and the second planar coil portion 60 are laminated, and the winding direction of the double-row conductive wire 43 of the first planar coil portion 50 and the second planar coil.
  • the winding direction of the double-row conductive wire 43 of the portion 60 is set to be opposite to each other. That is, the secondary coil 41 is configured as a coil having an alpha winding structure.
  • the secondary coil 41 is divided into a first winding portion 51 and a second winding portion 61, and a continuous portion 45 that connects the first and second winding portions 51 and 61 to each other.
  • the continuous portion 45 includes a first inner peripheral end portion 52 and a second inner peripheral end portion 62.
  • the continuous portion 45 is provided in the hollow portion 44 of the secondary coil 41 constituted by the hollow portion 54 of the first planar coil portion 50 and the hollow portion 64 of the second planar coil portion 60.
  • the secondary side coil 41 is comprised by one double row conductive wire 43 as mentioned above, the boundary between the 1st winding part 51 and the continuous part 45, and the 2nd winding part 61 and the continuous part There is no break of the double-row conductive wire 43 at the boundary with 45.
  • each of the conductive lines 43A to 43D will be described.
  • the relationship between the conductive wires 43A to 43D in the first planar coil portion 50 is shown below.
  • the first conductive wire 43A is provided on the outermost side in the radial direction.
  • the second conductive wire 43B is adjacent to the first conductive wire 43A inward in the radial direction.
  • the third conductive wire 43C is adjacent to the second conductive wire 43B inward in the radial direction.
  • the fourth conductive line 43D is adjacent to the third conductive line 43C inward in the radial direction.
  • the relationship between the conductive wires 43A to 43D in the second planar coil portion 60 is shown below.
  • the first conductive wire 43A is provided on the innermost side in the radial direction.
  • the second conductive wire 43B is adjacent to the first conductive wire 43A on the outer side in the radial direction.
  • the third conductive wire 43C is adjacent to the second conductive wire 43B on the outer side in the radial direction.
  • the fourth conductive wire 43D is adjacent to the third conductive wire 43C on the outer side in the radial direction.
  • the dimension of the coil 41 in the direction along the center line C of the secondary coil 41 is “thickness H”
  • the thickness H of the first winding portion 51 is “first thickness H1”
  • the thickness H of the two-winding portion 61 is defined as “second thickness H2”.
  • the thickness H of the portion where the first winding portion 51 and the second winding portion 61 are laminated is referred to as “lamination portion thickness H3”.
  • the thickness H of the folded portion 46 is defined as “folded thickness H4”.
  • each thickness H is shown below.
  • the first thickness H1 is equal to the diameter of each of the conductive lines 43A to 43D.
  • the second thickness H2 is equal to the diameter of each of the conductive lines 43A to 43D.
  • the laminated portion thickness H3 is equal to the total thickness of the first thickness H1 and the second thickness H2.
  • the folded thickness H4 is equal to the combined thickness of the first thickness H1 and the second thickness H2.
  • winding surface 51 two annular conductive surfaces 43 are adjacent to each other in the radial direction, so that two annular-shaped uneven surfaces (hereinafter “winding surface 51 ⁇ / b> P”) are formed.
  • winding surface 61 two annular conductive surfaces 43 are adjacent to each other in the radial direction, thereby forming two annular-shaped uneven surfaces (hereinafter “winding surface 61 ⁇ / b> P”).
  • the first winding part 51 and the second winding part 61 are laminated, so that one of the two winding surfaces 51P of the first winding part 51 and One of the two winding surfaces 61P of the two winding part 61 is opposed to each other.
  • the other of the two winding surfaces 51P is regarded as a virtual plane orthogonal to the center line C, and the virtual plane is referred to as a “first reference plane P1”.
  • the other of the two winding surfaces 61P is regarded as a virtual plane orthogonal to the center line C, and the virtual plane is referred to as a “second reference plane P2.”
  • a cross section of the secondary coil 41 that passes through the center line C and is orthogonal to the first reference plane P1 and the second reference plane P2 is referred to as a “reference cross section”.
  • the folded portion 46 is provided between the first reference plane P1 and the second reference plane P2 on the reference cross section. For this reason, the distance from the first reference plane P1 to the second reference plane P2 on the reference section is the thickness H of the secondary side coil 41 as a whole, that is, the laminated portion thickness H3.
  • the extending direction of the double-row conductive wire 43 is referred to as “wiring direction”.
  • the direction from the first planar coil portion 50 to the second planar coil portion 60 in this wiring direction is referred to as a “first wiring direction”, and the direction from the second planar coil portion 60 to the first planar coil portion 50 in the wiring direction.
  • first wiring direction The direction from the first planar coil portion 50 to the second planar coil portion 60 in this wiring direction.
  • second wiring direction Is the “second wiring direction”.
  • one side of the double-row conductive line 43 in the width direction with respect to the first wiring direction is referred to as a “first width side 43P”, and the other side of the double-row conductive line 43 in the width direction with respect to the first wiring direction. Is “second width side 43Q”.
  • the inner circumferential side winding portion 51 ⁇ / b> A of the first winding portion 51 includes the above-described folded portion 46 and “first portion 51 ⁇ / b> X as a portion on the second wiring direction side from the folded portion 46. And a “second portion 51Y” as a portion closer to the first wiring direction than the folded portion 46. That is, the folded portion 46 is provided between the first and second portions 51X and 51Y.
  • the folded portion of the first conductive line 43A is referred to as a “first folding point 46A”.
  • the folded portion of the second conductive line 43B is defined as a “second folding point 46B”.
  • the folded portion of the third conductive line 43C is referred to as a “third folding point 46C”.
  • the folded portion of the fourth conductive line 43D is referred to as a “fourth folding point 46D”.
  • the first turning point 46A to the fourth turning point 46D correspond to “turning points”.
  • the relationship between the turning points 46A to 46D is shown below.
  • the first turning point 46A is formed closest to the first wiring direction.
  • the second turning point 46B is formed closer to the second wiring direction than the first turning point 46A.
  • the third turning point 46C is formed closer to the second wiring direction than the second turning point 46B.
  • the fourth turning point 46D is formed closer to the second wiring direction than the third turning point 46C.
  • the formation positions of the folding points 46A to 46D progress in the second wiring direction in order from the conductive line on the first width side 43P to the conductive line on the second width side 43Q.
  • the folding direction is set in a direction from the first wiring direction toward the second width side 43Q. That is, the wiring direction and the folding direction are different from each other.
  • the conductive lines 43A to 43D are laminated as follows.
  • the fourth conductive line 43D passes over the third conductive line 43C, the second conductive line 43B, and the first conductive line 43A on the second portion 51Y side from the fourth turning point 46D.
  • the third conductive line 43C passes over the second conductive line 43B and the first conductive line 43A on the second portion 51Y side from the third turning point 46C.
  • the second conductive line 43B passes over the first conductive line 43A on the second portion 51Y side from the second turning point 46B.
  • the arrangement relationship of the conductive lines 43A to 43D in the first portion 51X is shown below.
  • the first conductive wire 43A is provided on the outermost side in the radial direction.
  • the second conductive wire 43B is adjacent to the first conductive wire 43A inward in the radial direction.
  • the third conductive wire 43C is adjacent to the second conductive wire 43B inward in the radial direction.
  • the fourth conductive line 43D is adjacent to the third conductive line 43C inward in the radial direction.
  • the arrangement relationship of the conductive lines 43A to 43D in the second portion 51Y is shown below.
  • the first conductive wire 43A is provided on the innermost side in the radial direction.
  • the second conductive wire 43B is adjacent to the first conductive wire 43A on the outer side in the radial direction.
  • the third conductive wire 43C is adjacent to the second conductive wire 43B on the outer side in the radial direction.
  • the fourth conductive wire 43D is adjacent to the third conductive wire 43C on the outer side in the radial direction.
  • the configuration of the secondary coil 41 of one embodiment will be described in a simplified manner as follows. That is, the number of conductive lines constituting the double-row conductive line 43 is changed from four to two. Further, the number of turns of the double row conductive wire 43 is changed from 2 turns to 1 turn.
  • the first planar coil portion is formed by the alternating magnetic flux from the primary coil 31 of FIG.
  • the induced current in the same direction flows through 50 and the second planar coil portion 60.
  • an induced current flows from the first planar coil portion 50 toward the second planar coil portion 60, as shown in FIG. 4B, the magnetic flux from the secondary coil 41 toward the primary coil 31 in FIG. MA and a magnetic flux MB that loops around the double row conductive wire 43 of the secondary coil 41 are formed.
  • the second planar coil portion 60 has a magnetic flux MA. And an induced current indicated by a broken line flows so as to prevent the change of the magnetic flux MB. That is, in the second planar coil portion 60, an induced current flows from the second outer peripheral end portion 63 toward the first outer peripheral end portion 53 of the first planar coil portion 50.
  • the flow of induced current flowing between the first and second planar coil portions 50 and 60 so as to prevent the change of the magnetic flux MA and the magnetic flux MB is shown below.
  • the second conductive wire 43 ⁇ / b> B of the first planar coil portion 50 it is assumed that the corresponding portion 43 ⁇ / b> X corresponding to the folded portion 46 is the starting point of the current flow of the coil portion 50.
  • the boundary portion 43Y of the second conductive wire 43B of the second planar coil portion 60 and the continuous portion 45 is assumed to be the starting point of the current flow of the coil portion 60.
  • an induced current flows as follows.
  • the second conductive line 43B flows counterclockwise from the corresponding portion 43X.
  • the first outer peripheral end portion 53 flows from the second conductive line 43B to the first conductive line 43A.
  • A3 It flows in the clockwise direction in the first conductive line 43A.
  • A4 It flows in the counterclockwise direction in the first conductive line 43A with the folded portion 46 as a boundary.
  • A5 It flows in the clockwise direction in the second conductive line 43B with the folded portion 46 as a boundary.
  • the outer peripheral end of the first conductive wire 43A and the outer peripheral end of the second conductive wire 43B are connected to each other. For this reason, the induced current of the second conductive wire 43B flows through the first outer peripheral end portion 53 and flows to the first conductive wire 43A.
  • the direction of the magnetic flux of the inner peripheral side conductive line, that is, the second conductive line 43B, and the direction of the outer peripheral side conductive line, ie, the magnetic flux of the first conductive line 43A, are opposite to each other. Become. For this reason, the induced current of the second conductive line 43B flows counterclockwise, and the induced current of the first conductive line 43A flows clockwise.
  • an induced current flows as follows.
  • the second conductive line 43B flows in the clockwise direction from the boundary portion 43Y.
  • the second outer peripheral end 63 flows from the second conductive line 43B to the first conductive line 43A.
  • the outer peripheral end of the first conductive wire 43A and the outer peripheral end of the second conductive wire 43B are connected to each other. For this reason, the induced current of the second conductive wire 43B passes through the second outer peripheral end 63 and flows into the first conductive wire 43A.
  • the direction of the magnetic flux of the inner peripheral side conductive line, that is, the first conductive line 43A, and the direction of the outer peripheral side conductive line, that is, the magnetic flux of the second conductive line 43B are opposite to each other. Become. For this reason, the induced current of the first conductive line 43A flows counterclockwise, and the induced current of the second conductive line 43B flows clockwise.
  • the folded portion 46 is formed in the secondary coil 41, the radial position of the first conductive wire 43 ⁇ / b> A in the first planar coil portion 50 and the first conductive wire in the second planar coil portion 60.
  • the positions in the radial direction of 43A are different from each other.
  • the first conductive wire 43A is located on the outer peripheral side of the second conductive wire 43B, and in the second planar coil, the first conductive wire 43A is on the inner periphery of the second conductive wire 43B. Located on the side.
  • the comparison coil 41X has a configuration in which the folded portion 46 of the continuous portion 45 is omitted from the secondary side coil 41 of the present embodiment.
  • the same reference numerals are given to the components common to the secondary coil 41 of the present embodiment.
  • a boundary portion between the first planar coil portion 50 and the continuous portion 45 in the second conductive wire 43B of the comparison coil 41X is referred to as a “boundary portion 43Z”.
  • an induced current flows as follows.
  • the second conductive line 43B flows in a counterclockwise direction from the boundary portion 43Z.
  • the first outer peripheral end portion 53 flows from the second conductive line 43B to the first conductive line 43A.
  • It flows in the clockwise direction in the first conductive line 43A.
  • the continuous portion 45 flows to the boundary portion 43Y of the second planar coil portion 60.
  • an induced current flows as follows.
  • the first conductive line 43A flows in a clockwise direction from the boundary portion 43Y.
  • the second outer peripheral end 63 flows from the first conductive line 43A to the second conductive line 43B.
  • It flows in the counterclockwise direction on the second conductive line 43B.
  • the continuous portion 45 flows to the boundary portion 43Z of the first planar coil portion 50.
  • an induced current flows again from the boundary portion 43Z of the first planar coil portion 50 to the boundary portion 43Z via the boundary portion 43Y of the second planar coil portion 60. That is, the induced current flows as a loop current in the comparison coil 41X.
  • the alternating magnetic flux from the primary side coil 31 of FIG. 1 is linked to the comparison coil 41X, so that, for example, the first planar coil portion 50 and the second planar coil portion 60 are guided in the direction of the arrow LX. Current flows.
  • the induced current (loop current) flowing in the first conductive wire 43A hinders the flow of the induced current based on the magnetic flux from the primary side coil 31.
  • the magnitude of the induced current generated based on the magnetic flux from the primary coil 31 is compared with a configuration in which a coil that does not generate a loop current or a coil that has a smaller loop current than the comparison coil 41X is used. Becomes smaller. Therefore, the amount of current taken out from the secondary coil 41 and supplied to the secondary battery 22 in FIG. 1 is reduced.
  • the contactless power supply device 1 of the present embodiment has the following advantages.
  • the folded portion 46 is formed in the first winding portion 51 of the first planar coil portion 50. According to this configuration, the loop current generated in the first planar coil portion 50 and the second planar coil portion 60 can be reduced. Moreover, the fall of the transmission efficiency of the electric power between the primary side coil module 30 and the secondary side coil module 40 can be suppressed.
  • the arrangement portion 48 is formed in the second winding portion 61 of the second planar coil portion 60. Further, the folded portion 46 of the first winding portion 51 is arranged in the arrangement portion 48 of the second winding portion 61. According to this configuration, since the folded portion 46 is not overlapped with the conductive wire of the second winding portion 61, the folded portion 46 is composed of the conductive wire of the first winding portion 51 and the conductive wire of the second winding portion 61. The thickness of the secondary side coil 41 becomes thin compared with the structure provided between.
  • the inner peripheral winding portion 61A and the outer peripheral winding portion 61B are bent by the inner peripheral winding portion 61A of the second planar coil portion 60 being bent toward the inner peripheral side.
  • An arrangement portion 48 is formed between the two. For this reason, the secondary side coil 41 becomes small in radial direction compared with the structure which the outer peripheral side winding part 61B bends radially outward.
  • the secondary coil module 40 is provided with a magnetic body 42. According to this configuration, the leakage magnetic flux from the secondary coil module 40 can be reduced.
  • the secondary coil 41 is formed by one double row conductive wire 43.
  • the secondary coil 41 can also be formed.
  • the secondary coil 41 is formed of a first double row conductive wire 71 and is formed of a first flat coil 80 corresponding to the first flat coil portion 50 and a second double row conductive wire 72 and is formed of a second flat coil.
  • a second planar coil 90 corresponding to the portion 60.
  • the end portion of the first planar coil 80 and the end portion of the second planar coil 90 are joined by the solder 73.
  • the secondary coil 41 is configured as a coil having an alpha winding structure.
  • a flyer type winding machine can be used as an apparatus for manufacturing the planar coils 80 and 90. For this reason, it is possible to manufacture the secondary coil module 40 having an alpha winding structure without using a winding machine dedicated to alpha winding.
  • one folded portion 46 is formed in the first winding portion 51, but a plurality of folded portions 46 can be formed in the first winding portion 51.
  • the folded portion 46 is formed in the inner circumferential side winding portion 51A of the first winding portion 51. Instead, the outer circumferential side winding of the first winding portion 51 is performed.
  • the folded portion 46 can also be formed in the turning portion 51B.
  • a bent portion 47 is formed in the second winding portion 61 by bending the outer peripheral winding portion 61B of the second winding portion 61 outward in the radial direction.
  • an arrangement portion 48 is formed between the bent portion 47 and the inner circumferential side winding portion 61A.
  • the double-row conductive wire 43 constituted by four conductive wires is used, but the double-row conductive wire constituted by two, three, or five or more conductive wires is used. Lines can also be used.
  • the first planar coil portion 50 is configured as a left-handed portion and the second planar coil portion 60 is configured as a right-handed portion. , 60 can be changed to opposite directions.
  • the folded portion 46 is formed toward the first width side 43P with respect to the second wiring direction, but toward the second width side 43Q with respect to the second wiring direction.
  • a folded portion 46 can also be formed.
  • the litz wire is used as the double row conductive wire 43, the first double row conductive wire 71 and the second double row conductive wire 72.
  • a conductive wire composed of a single copper wire and a covering that covers the copper wire may be used.
  • the double-row conductive wire 43, the first double-row conductive wire 71, and the second double-row conductive wire 72 are round-shaped conductive wires.
  • a conductive wire having a rectangular cross section can also be used.
  • a flat plate is used as the magnetic body 42 of the secondary coil module 40, but a magnetic body having the same shape as the magnetic body 32 of the primary coil module 30 is used. You can also.
  • FIG. 1 a configuration is used in which the power and signals transmitted from the primary coil module 30 are received by the secondary coil module 40, but this may be changed as follows. It can. That is, a first secondary coil module 40 for receiving electric power and a second secondary coil module 40 for receiving signals can be provided. In this case, in the power transmission device 10, the first and second primary coil modules 30 corresponding to the first and second secondary coil modules 40 are provided.
  • At least one of a smartphone, a portable information terminal, a portable audio player, an IC recorder, a digital camera, an electric toothbrush, and a shaver can be used as the power receiving device 20.
  • the size of the power transmission device 10 is changed to a size corresponding to these power reception devices.

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Abstract

　コイルモジュール（40）は、複列導電線（43）を右回りに巻回してなる第１平面コイル部分（50）と、第１平面コイル部分（50）に積層され、複列導電線（43）を左回りに巻回してなる第２平面コイル部分（60）とを含む。コイルモジュール（40）は更に、第１平面コイル部分（50）に設けられ、複列導電線（43）を折り返してなる折返部分（46）と、第２平面コイル部分（60）において折返部分（46）に対応する部分に形成された配置部分（48）とを含む。折返部分（46）は、配置部分（48）配置されている。

Description

コイルモジュール、およびこれを備える非接触式給電装置の受電装置、およびこれを備える非接触式給電装置
　本発明は、コイルモジュール、およびこれを備える非接触式給電装置の受電装置、およびこれを備える非接触式給電装置に関する。
　従来、非接触式給電装置に備えられるコイルモジュールの一つとして、特許文献１に記載のものが知られている。同文献に記載のコイルモジュールは、並行する複数の導電線よりなる複列導電線を用いている。このコイルモジュールは、複列導電線が一方向に巻き回された第１平面コイル部分と、複列導電線が一方向とは反対の方向に巻き回された第２平面コイル部分とを含んでいる。第１平面コイル部分と第２平面コイル部分とは積層され、連続部分において連続している。
　特許文献１の装置のコイルモジュールにおいては、連続部分は、第１平面コイル部分と第２平面コイル部分とが互いに対向する部分に設けられている。また、ループ電流が低減されるように連続部分が折り曲げられている。
特開２０１０―１６２３５号公報
　コイルモジュールにおいては、電力電送効率を高めるために、ループ電流の低減が求められている。また、上記コイルモジュールにおいては、第１平面コイル部分の厚さと第２平面コイル部分の厚さと連続部分の厚さとを合わせたものがコイルモジュールの厚さとなる。このため、例えば個別に形成された２つの平面コイルを積層したコイルモジュールと比較して厚さが大きくなる。
　本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ループ電流を低減しつつ、コイルモジュールの厚さが大きくなることを抑制することが可能なコイルモジュール、およびこれを備える非接触式給電装置の受電装置、およびこれを備える非接触式給電装置を提供することにある。
　本発明の一態様は、並行する複数の導電線よりなる複列導電線を備えたコイルモジュールである。コイルモジュールは、複列導電線を一方向に巻回してなる第１平面コイル部分と、前記第１平面コイル部分に積層され、前記複列導電線を前記一方向とは反対の方向に巻回してなる第２平面コイル部分と、前記第１平面コイル部分に設けられ、前記複列導電線を折り返してなる折返部分と、を備え、前記第１平面コイル部分の平面視において、前記複列導電線の延びる方向を「配線方向」とし、前記配線方向において前記第１平面コイル部分から前記第２平面コイル部分に向かう方向を「第１配線方向」とし、前記配線方向において前記第２平面コイル部分から前記第１平面コイル部分に向かう方向を「第２配線方向」とし、前記第１配線方向に対して前記複列導電線の幅方向において一方の側を「第１幅側」とし、前記第１配線方向に対して前記複列導電線の幅方向において他方の側を「第２幅側」とし、前記折返部分において前記複列導電線が折り返される方向を「折返方向」として、前記配線方向と前記折返方向とが互いに異なる方向であり、前記折返方向が前記第１配線方向から前記第２幅側に向かう方向であり、前記折返部分において前記複数の導電線が前記配線方向の互いに異なる位置で折り返されており、前記折返部分において前記複数の導電線の各々が折り返されている部分を「折返点」として、前記複数の導電線の各々の折返点が、前記第１幅側の導電線から前記第２幅側の導電線の順に前記第１配線方向に沿って位置しており、前記コイルモジュールはさらに、前記第２平面コイル部分において前記折返部分に対応する部分に形成され、前記折返部分が配置される配置部分を備える。
　本発明の他の態様は、並行する複数の導電線よりなる複列導電線を備えたコイルモジュールである。コイルモジュールは、前記複列導電線を一方向に巻回してなる第１平面コイル部分と、前記第１平面コイル部分に積層され、前記複列導電線を前記一方向とは反対の方向に巻回してなる第２平面コイル部分と、前記第１平面コイル部分に設けられ、前記複列導電線を折り返してなる折返部分と、前記第２平面コイル部分において前記折返部分に対応する部分に形成され、前記折返部分が配置される配置部分と、を備え、前記第１平面コイル部分と前記第２平面コイル部分とが積層された部分の厚さを「積層厚さ」とし、前記折返部分の厚さを「折返厚さ」として、前記積層厚さと前記折返厚さとが互いに同じ大きさとなるように前記折返部分および前記配置部分が形成されている。
本発明の一実施形態の非接触式給電装置の構造を示す断面図。 図２（ａ）は一実施形態の２次側コイルモジュールの構造を示す斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）の２次側コイルモジュールの側面図、図２（ｃ）は一実施形態の２次側コイルの構造を示す平面図、図２（ｄ）は図２（ｃ）の２次側コイルのＸＡ－ＸＡ線に沿う断面図。 一実施形態の２次側コイルモジュールの折返部分およびその周辺の構造を示す平面図。 図４（ａ）は一実施形態の２次側コイルモジュールをモデル化した模式図、図４（ｂ）は図４（ａ）の２次側コイルモジュールのＸＢ－ＸＢ線に沿う断面図。 比較例の２次側コイルモジュールをモデル化した模式図。 図６（ａ）は他の２次側コイルモジュールの構造を示す斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）の２次側コイルモジュールの側面図、図６（ｃ）は他の２次側コイルの構造を示す平面図、図６（ｄ）は図６（ｃ）の２次側コイルのＸＣ－ＸＣ線に沿う断面図。
　図１～図５を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
　図１に示されるように、非接触式給電装置１は、２次電池２２を有する受電装置２０と、受電装置２０に電力を電送する送電装置１０とを備える。本実施形態では、受電装置２０は携帯電話として設けられている。
　送電装置１０は、受電装置２０に電力および信号を伝送する１次側コイルモジュール３０と、１次側コイルモジュール３０をはじめとする各種の構成要素を収容するハウジング１１とを備える。ハウジング１１には、受電装置２０を載せるための搭載面１１Ａが形成されている。
　１次側コイルモジュール３０は、電力が供給されることにより磁束を発生する１次側コイル３１と、１次側コイル３１からの磁束の漏れを抑制する磁性体３２とを備える。
　１次側コイル３１としては、平面方向に導電線が巻き回された平面コイルが用いられている。導電線としては、複数の銅線により構成される銅線の束と、この銅線の束の外周を被覆する絶縁体とにより構成されたリッツ線が用いられている。
　磁性体３２としては、アモルファス材料により形成された円筒形状のものが用いられている。磁性体３２には、１次側コイル３１の底面に対向する底壁部分と、１次側コイル３１の外周を取り囲む周壁部分とが設けられている。
　受電装置２０は、送電装置１０から伝送される電力および信号を受ける２次側コイルモジュール４０と、２次側コイルモジュール４０および２次電池２２をはじめとする各種の構成要素を収容するハウジング２１とを備える。なお、２次側コイルモジュール４０は「受電コイルモジュール」に相当する。
　２次側コイルモジュール４０は、１次側コイル３１で発生した磁束と鎖交することにより電流を発生する２次側コイル４１と、２次側コイル４１からの磁束の漏れを抑制する磁性体４２とを備える。
　２次側コイル４１としては、平面方向に導電線が巻き回された平面コイルが用いられている。導電線としては、複数の銅線により構成される銅線の束と、この銅線の束の外周を被覆する絶縁体とにより構成されたリッツ線が用いられている。
　磁性体４２としては、アモルファス材料により形成されたシート状のものが用いられている。磁性体４２には、２次側コイル４１の底面（図１では上面）が接触する接触面が設けられている。磁性体４２の外径は、２次側コイル４１の外径よりも大きく設定されている。
　非接触式給電装置１の給電動作について説明する。
　受電装置２０が送電装置１０の搭載面１１Ａに搭載されているとき、送電装置１０の１次側コイルモジュール３０と受電装置２０の２次側コイルモジュール４０とが互いに対向する。この状態において、１次側コイル３１に交流電流が供給されることにより、１次側コイル３１に高周波の交番磁束が発生する。そして、この交番磁束が２次側コイル４１に鎖交することにより２次側コイル４１において交番電力が発生する。この交番電力は、整流回路（図示略）により平滑化および整流されて２次電池２２に供給される。
　図２（ａ）～（ｄ）を参照して、２次側コイルモジュール４０の詳細な構成について説明する。以下では、２次側コイルモジュール４０の中心線Ｃに直交する方向を「径方向」とする。また、２次側コイルモジュール４０の径方向において中心線Ｃに向かう方向を「内方」とし、径方向において中心線Ｃから離れる方向を「外方」とする。
　図２（ａ）に示されるように、２次側コイル４１は１本の複列導電線４３により構成されている。この複列導電線４３は、４本の細い導電線、すなわち第１導電線４３Ａ、第２導電線４３Ｂ、第３導電線４３Ｃ、および第４導電線４３Ｄにより構成されている。導電線４３Ａ～４３Ｄは、互いに並行して設けられている。各導電線４３Ａ～４３Ｄは、被覆体によって被覆されている。導電線４３Ａ～４３Ｄのうちの隣り合うもの同士においては、被覆体が互いに溶着されている。
　２次側コイル４１は、複列導電線４３の一部を巻き回して形成された第１平面コイル部分５０と、複列導電線４３の他部を巻き回して形成された第２平面コイル部分６０とを含む。第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０は、２次側コイル４１の中心線Ｃの方向において積層されている。
　第１平面コイル部分５０には、複列導電線４３が左回り（反時計回り）に巻き回されてなる第１巻回部分５１が形成されている。また、この第１巻回部分５１の内周側には中空部分５４が形成されている。
　第１巻回部分５１は、第１平面コイル部分５０の径方向の中空部分５４側に位置する内周側巻回部分５１Ａと、内周側巻回部分５１Ａの径方向の外側に位置する外周側巻回部分５１Ｂとを含む。内周側巻回部分５１Ａの一部分には、折返部分４６が形成されている。なお、この折返部分４６は、別の言い方をすれば、第１平面コイル部分５０の複列導電線４３が捻られた捻り部分とも言えるものである。
　内周側巻回部分５１Ａは、第１平面コイル部分５０の内周端部に相当する第１内周端部５２を含む。また外周側巻回部分５１Ｂは、第１平面コイル部分５０の外周端部に相当する第１外周端部５３を含む。
　第２平面コイル部分６０には、複列導電線４３が右回り（時計回り）に巻き回されてなる第２巻回部分６１が形成されている。また、この第２巻回部分６１の内周側には中空部分６４が形成されている。
　第２巻回部分６１は、第２平面コイル部分６０の径方向の中空部分６４側に位置する内周側巻回部分６１Ａと、内周側巻回部分６１Ａの径方向の外側に位置する外周側巻回部分６１Ｂとを含む。
　内周側巻回部分６１Ａは、第２平面コイル部分６０の内周端部に相当する第２内周端部６２を含む。また外周側巻回部分６１Ｂは、第２平面コイル部分６０の外周端部に相当する第２外周端部６３を含む。
　内周側巻回部分６１Ａにおいて折返部分４６に対応する部分には、配置部分４８が形成されている。この配置部分４８に折返部分４６が配置される。配置部分４８は、内周側巻回部分６１Ａを径方向の内方に向けて屈曲してなる屈曲部分４７と、複列導電線４３の幅方向において屈曲部分４７に対向する外周側巻回部分６１Ｂとの間の隙間として形成されている。なお、第２巻回部分６１の外周側巻回部分６１Ｂは「第１導電線」に相当し、内周側巻回部分６１Ａは「第２導電線」に相当する。
　このように２次側コイル４１においては、第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０が積層され、かつ第１平面コイル部分５０の複列導電線４３の巻き回し方向と第２平面コイル部分６０の複列導電線４３の巻き回し方向とが互いに反対の方向に設定されている。すなわち、２次側コイル４１はアルファ巻き構造を有するコイルとして構成されている。
　２次側コイル４１は、第１巻回部分５１および第２巻回部分６１と、これら第１及び第２巻回部分５１，６１を互いに接続する連続部分４５とに区分される。本例では、図２（ｃ）に示すように、連続部分４５は、第１内周端部５２および第２内周端部６２により構成されている。また、連続部分４５は、第１平面コイル部分５０の中空部分５４と第２平面コイル部分６０の中空部分６４とにより構成された２次側コイル４１の中空部分４４に設けられている。なお、上述のとおり１本の複列導電線４３により２次側コイル４１が構成されているため、第１巻回部分５１と連続部分４５との境界、および第２巻回部分６１と連続部分４５との境界に複列導電線４３の切れ目は存在していない。
　図２（ｃ）を参照して、各導電線４３Ａ～４３Ｄについて説明する。
　第１平面コイル部分５０においての各導電線４３Ａ～４３Ｄの関係を以下に示す。
（ａ）第１導電線４３Ａは径方向の最も外方に設けられている。
（ｂ）第２導電線４３Ｂは径方向の内方において第１導電線４３Ａに隣接している。
（ｃ）第３導電線４３Ｃは径方向の内方において第２導電線４３Ｂに隣接している。
（ｄ）第４導電線４３Ｄは径方向の内方において第３導電線４３Ｃに隣接している。
　第２平面コイル部分６０においての各導電線４３Ａ～４３Ｄの関係を以下に示す。
（ａ）第１導電線４３Ａは径方向の最も内方に設けられている。
（ｂ）第２導電線４３Ｂは径方向の外方において第１導電線４３Ａに隣接している。
（ｃ）第３導電線４３Ｃは径方向の外方において第２導電線４３Ｂに隣接している。
（ｄ）第４導電線４３Ｄは径方向の外方において第３導電線４３Ｃに隣接している。
　図２（ｄ）を参照して、２次側コイル４１の積層構造について説明する。
　ここで、２次側コイル４１の中心線Ｃに沿う方向の同コイル４１の寸法を「厚さＨ」とし、第１巻回部分５１の厚さＨを「第１厚さＨ１」とし、第２巻回部分６１の厚さＨを「第２厚さＨ２」とする。また、第１巻回部分５１と第２巻回部分６１とを積層した部分の厚さＨを「積層部分厚さＨ３」とする。また、折返部分４６の厚さＨを「折返厚さＨ４」とする。
　上記各厚さＨの大きさを以下に示す。
（ａ）第１厚さＨ１は各導電線４３Ａ～４３Ｄの直径に等しい。
（ｂ）第２厚さＨ２は各導電線４３Ａ～４３Ｄの直径に等しい。
（ｃ）積層部分厚さＨ３は、第１厚さＨ１と第２厚さＨ２とを合わせた厚さに等しい。
（ｄ）折返厚さＨ４は第１厚さＨ１と第２厚さＨ２とを合わせた厚さに等しい。
　第１巻回部分５１においては、複列導電線４３が径方向に隣り合うことにより円環形状の２つの凹凸面（以下、「巻回面５１Ｐ」）が形成されている。また第２巻回部分６１においても同様に、複列導電線４３が径方向に隣り合うことにより円環形状の２つの凹凸面（以下、「巻回面６１Ｐ」）が形成されている。
　２次側コイル４１においては、第１巻回部分５１と第２巻回部分６１とが積層されていることにより、第１巻回部分５１の２つの巻回面５１Ｐのうちの一方と、第２巻回部分６１の２つの巻回面６１Ｐのうちの一方とが互いに対向している。
　ここで、２つの巻回面５１Ｐのうちの他方を、中心線Ｃに直交する仮想の平面と見立て、その仮想の平面を「第１基準面Ｐ１」とする。また、２つの巻回面６１Ｐのうちの他方を、中心線Ｃに直交する仮想の平面と見立て、その仮想の平面を「第２基準面Ｐ２」とする。また、中心線Ｃを通過し第１基準面Ｐ１および第２基準面Ｐ２と直交する２次側コイル４１の断面を「基準断面」とする。
　折返部分４６は、基準断面上において第１基準面Ｐ１と第２基準面Ｐ２との間に設けられている。このため、基準断面上において第１基準面Ｐ１から第２基準面Ｐ２までの距離が２次側コイル４１全体としての厚さＨ、すなわち積層部分厚さＨ３となる。
　図３を参照して、折返部分４６および配置部分４８の構成について説明する。
　以下では、２次側コイル４１の平面視において、複列導電線４３の延びる方向を「配線方向」とする。また、この配線方向において第１平面コイル部分５０から第２平面コイル部分６０に向かう方向を「第１配線方向」とし、配線方向において第２平面コイル部分６０から第１平面コイル部分５０に向かう方向を「第２配線方向」とする。また、複列導電線４３の幅方向において第１配線方向に対して一方の側を「第１幅側４３Ｐ」とし、複列導電線４３の幅方向において第１配線方向に対して他方の側を「第２幅側４３Ｑ」とする。
　第１平面コイル部分５０において、第１巻回部分５１の内周側巻回部分５１Ａは、上記した折返部分４６と、折返部分４６よりも第２配線方向側の部分としての「第１部分５１Ｘ」と、折返部分４６よりも第１配線方向側の部分としての「第２部分５１Ｙ」とを含む。即ち、折返部分４６は、第１及び第２部分５１Ｘ，５１Ｙの間に設けられている。
　以下では、折返部分４６において複列導電線４３が折り返される方向を「折返方向」とする。また、第１導電線４３Ａの折り返し部分を「第１折返点４６Ａ」とする。また、第２導電線４３Ｂの折り返し部分を「第２折返点４６Ｂ」とする。また、第３導電線４３Ｃの折り返し部分を「第３折返点４６Ｃ」とする。また、第４導電線４３Ｄの折り返し部分を「第４折返点４６Ｄ」とする。なお、第１折返点４６Ａ～第４折返点４６Ｄは「折返点」に相当する。
　各折返点４６Ａ～４６Ｄの関係を以下に示す。
（ａ）第１折返点４６Ａは最も第１配線方向側に形成されている。
（ｂ）第２折返点４６Ｂは第１折返点４６Ａよりも第２配線方向側に形成されている。
（ｃ）第３折返点４６Ｃは第２折返点４６Ｂよりも第２配線方向側に形成されている。
（ｄ）第４折返点４６Ｄは第３折返点４６Ｃよりも第２配線方向側に形成されている。
　このように、各折返点４６Ａ～４６Ｄの形成位置は、第１幅側４３Ｐの導電線から第２幅側４３Ｑの導電線になるにつれて順に第２配線方向に進行している。また、折返方向が第１配線方向から第２幅側４３Ｑに向かう方向に設定されている。すなわち、配線方向と折返方向とが互いに異なる。
　折返部分４６においては、各導電線４３Ａ～４３Ｄが次のように積層されている。
（ａ）第４導電線４３Ｄは、第４折返点４６Ｄよりも第２部分５１Ｙ側において第３導電線４３Ｃ、第２導電線４３Ｂ、および第１導電線４３Ａ上を通過する。
（ｂ）第３導電線４３Ｃは、第３折返点４６Ｃよりも第２部分５１Ｙ側において第２導電線４３Ｂおよび第１導電線４３Ａ上を通過する。
（ｃ）第２導電線４３Ｂは、第２折返点４６Ｂよりも第２部分５１Ｙ側において第１導電線４３Ａ上を通過する。
　第１部分５１Ｘにおいての各導電線４３Ａ～４３Ｄの配列関係を以下に示す。
（ａ）第１導電線４３Ａは径方向の最も外方に設けられている。
（ｂ）第２導電線４３Ｂは径方向の内方において第１導電線４３Ａに隣接している。
（ｃ）第３導電線４３Ｃは径方向の内方において第２導電線４３Ｂに隣接している。
（ｄ）第４導電線４３Ｄは径方向の内方において第３導電線４３Ｃに隣接している。
　第２部分５１Ｙにおいての各導電線４３Ａ～４３Ｄの配列関係を以下に示す。
（ａ）第１導電線４３Ａは径方向の最も内方に設けられている。
（ｂ）第２導電線４３Ｂは径方向の外方において第１導電線４３Ａに隣接している。
（ｃ）第３導電線４３Ｃは径方向の外方において第２導電線４３Ｂに隣接している。
（ｄ）第４導電線４３Ｄは径方向の外方において第３導電線４３Ｃに隣接している。
　図４（ａ）（ｂ）および図５を参照して、２次側コイル４１に流れる誘導電流について説明する。
　ここでは、一実施形態の２次側コイル４１の構成を次のように簡略化して説明を行なう。すなわち、複列導電線４３を構成する導電線の本数を４本から２本に変更する。また、複列導電線４３のターン数を２ターンから１ターンに変更する。
　図４（ａ）に示されるように、２次側コイル４１においては、同２次側コイル４１に図１の１次側コイル３１からの交番磁束が鎖交することにより、第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０に同じ方向の誘導電流が流れる。第１平面コイル部分５０から第２平面コイル部分６０に向けて誘導電流が流れるときには、図４（ｂ）に示されるように、２次側コイル４１から図１の１次側コイル３１に向かう磁束ＭＡと、２次側コイル４１の複列導電線４３の周囲でループする磁束ＭＢとが形成される。
　そして、１次側コイル３１の磁束の方向が切り替わるとき、２次側コイル４１に流れる誘導電流の方向が反対の方向となる。このとき、第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０には、磁束ＭＡおよび磁束ＭＢの変化を妨げるように誘導電流が流れる。
　ここで、１次側コイル３１からの磁束と鎖交することにより２次側コイル４１に矢印Ｌで示される誘導電流が流れていると仮定したとき、第２平面コイル部分６０には、磁束ＭＡおよび磁束ＭＢの変化を妨げるように破線で示される誘導電流が流れる。すなわち、第２平面コイル部分６０においては、第２外周端部６３から第１平面コイル部分５０の第１外周端部５３に向けて誘導電流が流れる。
　第１及び第２平面コイル部分５０，６０間において磁束ＭＡおよび磁束ＭＢの変化を妨げるように流れる誘導電流の流れを以下に示す。ここでは、第１平面コイル部分５０の第２導電線４３Ｂにおいて、折返部分４６に対応する対応部分４３Ｘを同コイル部分５０の電流の流れの起点と仮定している。また第２平面コイル部分６０の第２導電線４３Ｂにおいて連続部分４５との境界部分４３Ｙを同コイル部分６０の電流の流れの起点と仮定している。
　第１平面コイル部分５０においては次のように誘導電流が流れる。
（Ａ１）第２導電線４３Ｂにおいて対応部分４３Ｘから左回りの方向に流れる。
（Ａ２）第１外周端部５３において第２導電線４３Ｂから第１導電線４３Ａに流れる。
（Ａ３）第１導電線４３Ａにおいて右回りの方向に流れる。
（Ａ４）折返部分４６を境に第１導電線４３Ａにおいて左回りの方向に流れる。
（Ａ５）折返部分４６を境に第２導電線４３Ｂにおいて右回りの方向に流れる。
　第１平面コイル部分５０の第１外周端部５３においては、第１導電線４３Ａの外周端部と第２導電線４３Ｂの外周端部とが互いに接続されている。このため、第２導電線４３Ｂの誘導電流が第１外周端部５３を通過して第１導電線４３Ａに流れる。
　また第１平面コイル部分５０においては、内周側の導電線すなわち第２導電線４３Ｂの磁束の方向と、外周側の導電線すなわち第１導電線４３Ａの磁束の方向とが互いに反対の方向となる。このため、第２導電線４３Ｂの誘導電流が左回りに流れ、第１導電線４３Ａの誘導電流が右回りに流れる。
　第２平面コイル部分６０においては次のように誘導電流が流れる。
（Ｂ１）第２導電線４３Ｂにおいて境界部分４３Ｙから右回りの方向に流れる。
（Ｂ２）第２外周端部６３において第２導電線４３Ｂから第１導電線４３Ａに流れる。
（Ｂ３）第１導電線４３Ａにおいて左回りの方向に流れる。
　第２平面コイル部分６０の第２外周端部６３においては、第１導電線４３Ａの外周端部と第２導電線４３Ｂの外周端部とが互いに接続されている。このため、第２導電線４３Ｂの誘導電流が第２外周端部６３を通過して第１導電線４３Ａに流れ込む。
　また第２平面コイル部分６０においては、内周側の導電線すなわち第１導電線４３Ａの磁束の方向と、外周側の導電線すなわち第２導電線４３Ｂの磁束の方向とが互いに反対の方向となる。このため、第１導電線４３Ａの誘導電流が左回りに流れ、第２導電線４３Ｂの誘導電流が右回りに流れる。
　そして、各導電線４３Ａ，４３Ｂの折返部分４６には、上記（Ａ３）および上記（Ａ４）に示されるように互いに反対方向の誘導電流が流れようとする。このため、上記（Ａ３）の誘導電流と上記（Ａ４）の誘導電流とが互いに打ち消し合う。
　このような誘導電流の流れが生じるしくみを以下に示す。
　２次側コイル４１には折返部分４６が形成されていることにより、第１平面コイル部分５０においての第１導電線４３Ａの径方向の位置と、第２平面コイル部分６０においての第１導電線４３Ａの径方向の位置とが互いに異なる。
　すなわち、第１平面コイル部分５０においては第１導電線４３Ａが第２導電線４３Ｂよりも外周側に位置し、第２平面コイルにおいては第１導電線４３Ａが第２導電線４３Ｂよりも内周側に位置している。
　これにより、第１平面コイル部分５０の第１導電線４３Ａの磁束の方向と、第２平面コイル部分６０の第１導電線４３Ａの磁束の方向とが互いに反対の方向となる。このため、各平面コイル部分５０，６０において第１導電線４３Ａに流れる誘導電流の方向が上記（Ａ３）および（Ａ４）のとおり互いに反対の方向となる。
　このため、同一の導電線（第１導電線４３Ａ）上において互いに反対方向の電流が折返部分４６に向けて流れることになる。その結果、上記のとおり折返部分４６で上記（Ａ３）の誘導電流と上記（Ａ４）の誘導電流とが互いに打ち消しあう。なお、ここで説明した第１導電線４３Ａの誘導電流の流れは、電流の流れの方向が上記の内容とは反対となる点を除いては第２導電線４３Ｂにおいても同様に生じる。
　図５を参照して、「比較コイル４１Ｘ」における誘導電流の流れについて説明する。比較コイル４１Ｘは、本実施形態の２次側コイル４１から連続部分４５の折返部分４６が省略された構成である。なお、以下の比較コイル４１Ｘの説明において、本実施形態の２次側コイル４１と共通する構成については同一の符号を付している。また、比較コイル４１Ｘの第２導電線４３Ｂにおいて第１平面コイル部分５０と連続部分４５との境界部分を「境界部分４３Ｚ」とする。
　第１平面コイル部分５０においては次のように誘導電流が流れる。
（Ａ１）第２導電線４３Ｂにおいて境界部分４３Ｚから左回りの方向に流れる。
（Ａ２）第１外周端部５３において第２導電線４３Ｂから第１導電線４３Ａに流れる。
（Ａ３）第１導電線４３Ａにおいて右回りの方向に流れる。
（Ａ４）連続部分４５において第２平面コイル部分６０の境界部分４３Ｙに流れる。
　第２平面コイル部分６０においては次のように誘導電流が流れる。
（Ｂ１）第１導電線４３Ａにおいて境界部分４３Ｙから右回りの方向に流れる。
（Ｂ２）第２外周端部６３において第１導電線４３Ａから第２導電線４３Ｂに流れる。
（Ｂ３）第２導電線４３Ｂにおいて左回りの方向に流れる。
（Ｂ４）連続部分４５において第１平面コイル部分５０の境界部分４３Ｚに流れる。
　このように、比較コイル４１Ｘにおいては、第１平面コイル部分５０の境界部分４３Ｚから第２平面コイル部分６０の境界部分４３Ｙを介して再び境界部分４３Ｚに誘導電流が流れる。すなわち、誘導電流がループ電流として比較コイル４１Ｘ内を流れる。
　比較コイル４１Ｘにおいては、上記のループ電流が流れることに起因して、図１の１次側コイル３１と比較コイル４１Ｘとの間の電力の伝送効率が低下する。その理由としては以下に示すものが挙げられる。
　比較コイル４１Ｘにおいては、同比較コイル４１Ｘに図１の１次側コイル３１からの交番磁束が鎖交することにより、例えば第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０に矢印ＬＸ方向の誘導電流が流れる。
　このとき、第１導電線４３Ａ内を流れる誘導電流（ループ電流）は、１次側コイル３１からの磁束に基づく誘導電流の流れを妨げるものとなる。これにより、ループ電流が生じないコイル、またはループ電流の大きさが比較コイル４１Ｘよりも小さいコイルが用いられる構成と比較して、１次側コイル３１からの磁束に基づいて生じる誘導電流の大きさが小さくなる。このため、２次側コイル４１から取り出されて図１の２次電池２２に供給される電流量が小さくなる。
　（本実施形態の効果）
　本実施形態の非接触式給電装置１は以下の利点を有する。
　（１）非接触式給電装置１においては、第１平面コイル部分５０の第１巻回部分５１に折返部分４６が形成されている。この構成によれば、第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０に生じるループ電流を小さくすることができる。また、１次側コイルモジュール３０および２次側コイルモジュール４０の間の電力の伝送効率の低下を抑制することができる。
　（２）非接触式給電装置１においては、第２平面コイル部分６０の第２巻回部分６１に配置部分４８が形成されている。また、第１巻回部分５１の折返部分４６が第２巻回部分６１の配置部分４８に配置されている。この構成によれば、折返部分４６が第２巻回部分６１の導電線に重ね合わせられていないため、折返部分４６が第１巻回部分５１の導電線と第２巻回部分６１の導電線との間に設けられる構成と比較して、２次側コイル４１の厚さが薄くなる。
　（３）非接触式給電装置１においては、第２平面コイル部分６０の内周側巻回部分６１Ａが内周側に屈曲することにより内周側巻回部分６１Ａと外周側巻回部分６１Ｂとの間に配置部分４８が形成されている。このため、外周側巻回部分６１Ｂが径方向外方に屈曲する構成と比較して、２次側コイル４１が径方向に小さくなる。
　（４）非接触式給電装置１においては、２次側コイルモジュール４０に磁性体４２が設けられている。この構成によれば、２次側コイルモジュール４０からの漏れ磁束を少なくすることができる。
　（その他の実施形態）
　本発明の実施態様は、上記実施形態の内容に限定されるものではなく、例えば以下のように変更することもできる。また、以下の変形例は上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
　・上記実施形態（図２）では、１本の複列導電線４３により２次側コイル４１が形成されているが、図６に示されるように、２本の複列導電線を用いて２次側コイル４１を形成することもできる。この２次側コイル４１は、第１複列導電線７１により形成されて第１平面コイル部分５０に相当する第１平面コイル８０と、第２複列導電線７２により形成されて第２平面コイル部分６０に相当する第２平面コイル９０とを含む。また、第１平面コイル８０の端部と第２平面コイル９０の端部とが半田７３により接合される。この場合にも、２次側コイル４１はアルファ巻き構造を有するコイルとして構成される。
　上記２次側コイル４１によれば、各平面コイル８０，９０を製造する装置としてフライヤー方式の巻線機を用いることができる。このため、アルファ巻き専用の巻線機を用いなくともアルファ巻き構造を有する２次側コイルモジュール４０を製造することが可能となる。
　・上記実施形態（図２）では、第１巻回部分５１に１つの折返部分４６が形成されているが、第１巻回部分５１に複数の折返部分４６を形成することもできる。
　・上記実施形態（図２）では、第１巻回部分５１の内周側巻回部分５１Ａに折返部分４６が形成されているが、これに代えて、第１巻回部分５１の外周側巻回部分５１Ｂに折返部分４６を形成することもできる。この場合には、第２巻回部分６１の外周側巻回部分６１Ｂが径方向の外方に向けて屈曲することにより第２巻回部分６１に屈曲部分４７が形成される。また、第２巻回部分６１において屈曲部分４７と内周側巻回部分６１Ａとの間に配置部分４８が形成される。
　・上記実施形態（図２）では、４本の導電線により構成される複列導電線４３を用いているが、２本、３本、または５本以上の導電線により構成される複列導電線を用いることもできる。
　・上記実施形態（図２）では、第１平面コイル部分５０が左巻きされた部分として構成され、また第２平面コイル部分６０が右巻きされた部分として構成されているが、各平面コイル部分５０，６０の巻き回しの方向をそれぞれ反対の方向に変更することもできる。
　・上記実施形態（図３）では、第２配線方向に対して第１幅側４３Ｐに向けて折返部分４６が形成されているが、第２配線方向に対して第２幅側４３Ｑに向けて折返部分４６を形成することもできる。
　・上記実施形態（図２）および図６に示す変形例では、複列導電線４３、第１複列導電線７１および第２複列導電線７２として、リッツ線を用いていたが、これに代えて、単線の銅線と、この銅線を被覆する被覆体とにより構成される導電線を用いることもできる。
　・上記実施形態（図２）では、複列導電線４３、第１複列導電線７１、および第２複列導電線７２として、断面丸型の導電線を用いられているが、これに代えて断面矩形状の導電線を用いることもできる。
　・上記実施形態（図１）では、２次側コイルモジュール４０の磁性体４２として平板状のものが用いられているが、１次側コイルモジュール３０の磁性体３２と同じ形状の磁性体を用いることもできる。
　・上記実施形態（図１）では、１次側コイルモジュール３０から送信された電力および信号を２次側コイルモジュール４０により受ける構成が用いられているが、これを次のように変更することもできる。すなわち、電力を受けるための第１の２次側コイルモジュール４０と、信号を受けるための第２の２次側コイルモジュール４０とを設けることもできる。この場合、送電装置１０においては、第１及び第２の２次側コイルモジュール４０にそれぞれ対応する第１及び第２の１次側コイルモジュール３０が設けられる。
　・上記実施形態（図１）において、スマートフォン、携帯情報端末、ポータブルオーディオプレーヤー、ＩＣレコーダー、デジタルカメラ、電動歯ブラシ、およびシェーバーの少なくとも１つを受電装置２０として用いることもできる。この場合には、送電装置１０の大きさがこれらの受電装置に対応した大きさに変更される。

Claims (5)

  1. 　並行する複数の導電線により構成される複列導電線を備えたコイルモジュールであって、
    　前記複列導電線を一方向に巻回してなる第１平面コイル部分と、
    　前記第１平面コイル部分に積層され、前記複列導電線を前記一方向とは反対の方向に巻回してなる第２平面コイル部分と、
    　前記第１平面コイル部分に設けられ、前記複列導電線を折り返してなる折返部分と、を備え、
    　前記第１平面コイル部分の平面視において、前記複列導電線の延びる方向を「配線方向」とし、前記配線方向において前記第１平面コイル部分から前記第２平面コイル部分に向かう方向を「第１配線方向」とし、前記配線方向において前記第２平面コイル部分から前記第１平面コイル部分に向かう方向を「第２配線方向」とし、前記第１配線方向に対して前記複列導電線の幅方向において一方の側を「第１幅側」とし、前記第１配線方向に対して前記複列導電線の幅方向において他方の側を「第２幅側」とし、前記折返部分において前記複列導電線が折り返される方向を「折返方向」として、前記配線方向と前記折返方向とが互いに異なる方向であり、
    　前記折返方向が前記第１配線方向から前記第２幅側に向かう方向であり、
    　前記折返部分において前記複数の導電線が前記配線方向の互いに異なる位置で折り返されており、
    　前記折返部分において前記複数の導電線の各々が折り返されている部分を「折返点」として、前記複数の導電線の各々の折返点が、前記第１幅側の導電線から前記第２幅側の導電線の順に前記第１配線方向に沿って位置しており、
    　前記コイルモジュールはさらに、前記第２平面コイル部分において前記折返部分に対応する部分に形成され、前記折返部分が配置される配置部分を備えることを特徴とするコイルモジュール。
  2. 　並行する複数の導電線により構成される複列導電線を備えたコイルモジュールであって、
    　前記複列導電線を一方向に巻回してなる第１平面コイル部分と、
    　前記第１平面コイル部分に積層され、前記複列導電線を前記一方向とは反対の方向に巻回してなる第２平面コイル部分と、
    　前記第１平面コイル部分に設けられ、前記複列導電線を折り返してなる折返部分と、
    　前記第２平面コイル部分において前記折返部分に対応する部分に形成され、前記折返部分が配置される配置部分と、を備え、
    　前記第１平面コイル部分と前記第２平面コイル部分とが積層された部分の厚さを「積層厚さ」とし、前記折返部分の厚さを「折返厚さ」として、
    　前記積層厚さと前記折返厚さとが互いに同じ大きさとなるように前記折返部分および前記配置部分が形成されていることを特徴とするコイルモジュール。
  3. 　請求項１または２に記載のコイルモジュールにおいて、
    　前記第２平面コイル部分の前記複列導電線は、
    　　前記第２平面コイル部分の径方向の外側に位置する第１導電線と、
    　　前記第２平面コイル部分の径方向の内側に位置し、前記第１導電線との間に隙間が形成されるように前記第１導電線に隣り合う第２導電線と、を含み、
    　前記隙間が前記第２平面コイル部分の前記配置部分に相当し、
    　前記第２導電線が前記第２平面コイル部分の径方向の内側に向けて屈曲し、前記第１導電線が前記第２平面コイルの周方向に沿うように巻回されていることを特徴とするコイルモジュール。
  4. 　送電装置を備える非接触式給電装置の受電装置であって、
    　前記送電装置から伝送される電力を受け取る受電コイルモジュールを備え、前記受電コイルモジュールが請求項１または２に記載のコイルモジュールによって構成されていることを特徴とする非接触式給電装置の受電装置。
  5. 　非接触式給電装置であって、
    　送電装置と、
    　前記送電装置から伝送される電力を受け取る受電装置とを備え、
    　前記受電装置が請求項４に記載の受電装置によって構成されていることを特徴とする非接触式給電装置。
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