WO2015122344A1 - コイルユニット及びそれを有する給電システム - Google Patents

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WO2015122344A1
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power
power supply
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circuit board
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貴弘 中原
良平 西崎
曜 ▲柳▼田
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矢崎総業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a coil unit that receives or feeds electric power in a non-contact manner and a power feeding system having the coil unit.
  • a secondary battery included in a plug-in hybrid vehicle (PHEV), an electric vehicle (EV), or the like
  • PHEV plug-in hybrid vehicle
  • EV electric vehicle
  • Wireless (non-contact) power transmission technology that does not require physical connection such as the above is used.
  • one of a pair of coils that electromagnetically resonate with each other is installed on the ground of the power feeding equipment, and the other is mounted on the vehicle, and the coil installed on the ground of the power feeding equipment Electric power is supplied in a non-contact manner to the coil mounted on the vehicle.
  • the coil is housed in a case together with various components such as a capacitor for adjusting the resonance frequency.
  • the conventional power supply system has a problem that the temperature in the case rises, the power transmission efficiency decreases due to an increase in the resistance value of the coil, and the upper limit value of the operating temperature of the capacitor is exceeded.
  • an object of the present invention is to provide a coil unit that can suppress a temperature rise in the case and a power supply system including the coil unit.
  • the invention according to claim 1 is a coil unit comprising a coil for supplying or receiving electric power in a non-contact manner, a part at least partially made of metal, and a case for housing the coil and the part.
  • the component is not disposed near both ends in the central axis direction of the coil.
  • the invention according to claim 2 resides in the coil unit according to claim 1, wherein the parts are arranged so as to coincide with the center position of the coil in the central axis direction of the coil.
  • the component includes a board, and the case includes a plurality of the boards, and the plurality of boards are fed in a non-contact manner from the coil and the coil.
  • the coils are arranged side by side along a direction away from a counterpart coil that receives power in a non-contact manner with respect to the coil, or along a direction orthogonal to both the central axis direction and the separation direction. It exists in the coil unit of description.
  • the component in the coil according to the first aspect, is composed of a board, and the board is cut out in the vicinity of both ends in the central axis direction of the coil. Exists in the unit.
  • the invention according to claim 5 resides in the coil unit according to claim 1 or 2, wherein the component is formed of a substrate.
  • the substrate is provided with a connection portion with a terminal fitting attached to an end portion of the electric wire, and the connection portion is provided in the vicinity of the edge portion farthest from the coil on the substrate.
  • the coil unit according to any one of claims 3 to 5, wherein the coil unit is provided.
  • the invention according to claim 7 is a power feeding system having a power feeding unit provided on the ground and a power receiving unit provided on the vehicle, wherein the power receiving unit receives the power transmitted from the power feeding unit in a contactless manner.
  • the power receiving unit or the power feeding unit includes the coil unit according to any one of claims 1 to 3.
  • the parts are not arranged near both ends in the coil central axis direction where the magnetic flux density is high, eddy currents are generated in the metal of the parts. It is suppressed and temperature rise can be suppressed.
  • the magnetic flux density is low in the center of the coil in the central axis direction
  • the generation of eddy current in the metal of the component is suppressed and the temperature rise is suppressed. be able to.
  • a plurality of substrates can be arranged in the center of the coil having a low magnetic flux density in the central axis direction, and generation of eddy currents in the metal of the substrate is suppressed, and temperature rise is suppressed. Can do.
  • the parts are not arranged near both ends in the coil central axis direction with a high magnetic flux density, the generation of eddy currents in the metal of the parts is suppressed, and the temperature rise is suppressed. be able to.
  • the generation of eddy current at the connecting portion is suppressed, and the temperature rise can be suppressed.
  • FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of a power feeding unit and a power receiving unit in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a top view of the capacitor body and the coil shown in FIG. 3. It is a top view of the capacitor body and coil in a comparative example. It is a top view of the capacitor
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power feeding system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the arrangement of the power supply unit and the power reception unit included in the power supply system of FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the power supply unit and the power reception unit of FIG. In FIG. 3, the reference numerals of the parts constituting the power receiving unit are shown in parentheses.
  • the power supply system of this embodiment supplies electric power to the vehicle from the ground side in a non-contact manner using a magnetic field resonance method.
  • a method other than the magnetic field resonance method may be used as long as power is transmitted by electromagnetically coupling the power feeding side and the power receiving side.
  • the power feeding system 1 includes a power feeding device 20 as a power feeding unit arranged on the ground G (shown in FIG. 2) and a power receiving unit as a power receiving unit arranged in a vehicle V (shown in FIG. 2).
  • Device 30 As shown in FIG. 2, the vehicle V includes a drive unit DRV having an engine and a motor, and a power battery BATT that supplies electric power to the motor.
  • the power feeding device 20 includes a high-frequency power source 21, a power feeding unit 22 as a coil unit, a matching unit 27, and a control unit 28.
  • the high-frequency power source 21 generates, for example, high-frequency power from a commercial power source and supplies it to a power supply unit 22 described later.
  • the high frequency power generated by the high frequency power source 21 is set to a frequency equal to the resonance frequency of the power supply unit 22 and the resonance frequency of the power receiving unit 32 described later.
  • the power supply unit 22 includes a power supply side coil 23 as a coil, a power supply side capacitor body 24 as a component, and a power supply side case 25 as a box-shaped case that accommodates these. have.
  • the power supply unit 22 is installed on the ground G as shown in FIG.
  • the power supply unit 22 may be embedded in the ground G.
  • the power supply side coil 23 and the power supply side capacitor body 24 are connected in series with each other to form a resonance circuit that resonates at a predetermined resonance frequency.
  • the power supply side coil 23 and the power supply side capacitor body 24 are connected in series, but may be connected in parallel.
  • the matching unit 27 is a circuit for matching the impedance between the high-frequency power source 21 and the resonance circuit composed of the power supply side coil 23 and the power supply side capacitor body 24.
  • the control unit 28 includes a well-known microcomputer having a ROM, a RAM, and a CPU, and controls the entire power supply apparatus 20. For example, the control unit 28 performs on / off control of the high-frequency power source 21 in response to a request for power transmission.
  • the power receiving device 30 includes a power receiving unit 32 as a coil unit and a rectifier 38.
  • the power receiving unit 32 includes a power receiving side coil 33 as a coil, a power receiving side capacitor body 34 as a component, and a power receiving side case 35 as a box-shaped case for housing them. have.
  • the power receiving unit 32 is attached to the lower surface of the vehicle V as shown in FIG.
  • the power receiving side coil 33 and the power receiving side capacitor body 34 are connected to each other in series to form a resonance circuit that resonates at the same resonance frequency as the power supply unit 22.
  • the power receiving side coil 33 and the power receiving side capacitor body 34 are connected in series, but may be connected in parallel.
  • the rectifier 38 converts the high frequency power received by the power receiving unit 32 into DC power.
  • a load L such as a charging unit used for charging a power battery BATT mounted on the vehicle V is connected to the rectifier 38.
  • each of the power feeding and power receiving units 22 and 32 includes the power feeding side, the power receiving side coils 23 and 33, the power feeding side and the power receiving side capacitor bodies 24 and 34, and the power feeding side and the power receiving side cases 25 and 35. ing.
  • the control circuit board 9 as a board provided for performing communication between the power feeding unit 22 and the power receiving unit 32. May also be housed.
  • each of the power supply side and power reception side coils 23 and 33 includes a rectangular flat ferrite core 3A and a coil wire 3B made of a litz wire wound around the core 3A in a coil shape. is doing.
  • the cores 3A of the power supply side and power reception side coils 23 and 33 are horizontally disposed in a power supply side and power reception side cases 25 and 35 described later.
  • the coil wire 3 ⁇ / b> B is wound around the core 3 ⁇ / b> A with a direction perpendicular to the separation direction (the vertical direction Y ⁇ b> 1 in the present embodiment) between the power supply unit 22 and the power reception unit 32 as a central axis.
  • the cores 3A face each other in the vertical direction Y1 and the center of the coil wire 3B. It arrange
  • the power supply side and power reception side capacitor bodies 24 and 34 are mounted on a circuit board 4A as a rectangular flat board having a wiring pattern formed on the surface of a glass epoxy board, and the circuit board 4A, respectively.
  • a plurality of ceramic capacitors 4B As shown in FIG. 3, terminal fittings attached to one end of the coil wire 3 ⁇ / b> B are fastened to the circuit board 4 ⁇ / b> A by bolts B. Thereby, the coil wire 3B and the ceramic capacitor 4B are electrically connected. Further, a terminal fitting attached to one end of a lead wire 7 made of a litz wire is fastened to the circuit board 4A by a bolt B.
  • the power feeding side and power receiving side cases 25 and 35 are configured to be divided into a main body portion 5A provided with an opening and a lid portion 5B covering the opening of the main body portion 5A.
  • the main body 5A is made of a material that can pass magnetism from the power supply device 20, such as fiber reinforced plastic (FRP).
  • the lid 5B is made of, for example, a material that does not transmit magnetism (becomes a magnetic shield) such as aluminum or an alloy.
  • the power feeding side and power receiving side cases 25 and 35 are combined with the main body portion 5A and the lid portion 5B and fixed by fixing means such as a screw (not shown), so that the power feeding side, the power receiving side coils 23 and 33 and the power feeding side, A space for accommodating the power receiving side capacitor bodies 24 and 34 is formed.
  • the power supply side case 25 is disposed on the ground G so that the lid 5B is on the ground G side and the main body 5A is on the vehicle V side.
  • the power receiving side case 35 is attached to the lower surface of the vehicle V so that the lid portion 5B is on the lower surface side of the vehicle V and the main body portion 5A is on the ground G side.
  • the circuit board 4A, the control circuit board 9, and the coils 23 and 33 are arranged horizontally along the width direction Y3 of the coils 23 and 33 (that is, the direction orthogonal to both the vertical direction Y1 and the central axis direction Y2). Has been.
  • the coils 23 and 33 are sandwiched between the circuit board 4A and the control circuit board 9 in the width direction Y3.
  • the circuit board 4A and the control circuit board 9 are arranged so as to coincide with the center positions of the coils 23 and 33 in the central axis direction Y2, as shown in FIGS. Is not arranged.
  • control circuit boards 9 are arranged as described above, in general, in order to reduce the power feeding and power receiving units 22 and 32, as shown in FIG. Normally, the control circuit boards 9 are arranged along the central axis direction Y2.
  • the temperature of the ceramic capacitor 4 ⁇ / b> B rises and may exceed the upper limit of the use temperature.
  • the present inventors diligently investigated the cause of this temperature rise, and as shown by the dotted lines in FIG. 5, a magnetic flux ⁇ from one end to the other end in the central axis direction Y1 is generated in the coils 23 and 33. .
  • the circuit board 4 ⁇ / b> A and the control circuit board 9 are arranged in a portion having a high magnetic flux density surrounded by a dotted line, and therefore the circuit board 4 ⁇ / b> A and the control circuit board 9 are caused by the magnetic flux ⁇ from the coils 23 and 33. It was found that a large eddy current flowed through the metal part of this metal, which caused the temperature to rise.
  • the circuit board 4A and the control circuit board 9 are arranged so as to coincide with the center positions of the coils 23 and 33 in the central axis direction Y2, and the coil 23 Are not arranged in the vicinity of both ends in the central axis direction Y2.
  • the circuit board 4A and the control circuit board 9 can be disposed in a place where the magnetic flux density is low, the generation of eddy currents in the metal of the circuit board 4A and the control circuit board 9 is suppressed, and the temperature rise is suppressed. it can.
  • the circuit board 4A and the control circuit board 9 are arranged along the width direction Y3, thereby arranging the plurality of boards 4A, 9 in the center of the central axis direction Y2 of the coil 23 having a low magnetic flux density.
  • the generation of eddy currents in the metals of the substrates 4A and 9 can be suppressed, and the temperature rise can be suppressed.
  • the bolt fastening portion (connection portion) is provided in the vicinity of the edge portion farthest from the coils 23 and 33 on the circuit board 4A. As the distance from the coils 23 and 33 increases, the magnetic flux density decreases. That is, the bolt fastening portion can be disposed at a place where the magnetic flux density on the circuit board 4A is low.
  • circuit board 4A and the control circuit board 9 were used as components, it is not restricted to this. Any component may be used as long as at least a part is made of metal.
  • control circuit board 9 may be a board having a function other than the control.
  • the circuit board 4A and the control circuit board 9 are arranged on both sides of the coils 23 and 33 in the width direction Y3, but the present invention is not limited to this.
  • the circuit board 4A and the control circuit board 9 may be arranged side by side in the width direction Y3 on one side of the coils 23 and 33 in the width direction Y3.
  • the circuit board 4A and the control circuit board 9 are arranged along the width direction Y3 in the center of the central axis direction Y2 of the coils 23 and 33.
  • the present invention is not limited to this. Absent.
  • the circuit board 4A and the control circuit board 9 may be arranged side by side along the vertical direction Y1 in the center in the central axis direction Y2 of the coils 23 and 33.
  • the circuit board 4A and the control circuit board 9 are arranged so as to face the center in the central axis direction Y2 of the coils 23 and 33. It is not limited to this. Only one of the power feeding and power receiving units 22 and 32 may be used.
  • the substrates 4A and 9 are arranged so as to coincide with the center position of the coils 23 and 33 in the central axis direction Y2 of the coils 23 and 33. is not.
  • the central axes of the coils 23 and 33 are arranged.
  • Notches C may be provided in the vicinity of both ends in the direction Y2, and the substrates 4A and 9 may not be disposed in the vicinity of both ends in the central axis direction Y2 of the coils 23 and 33 having a high magnetic flux density.
  • Power supply system 3B Coil wire (electric wire) 4A circuit board (board) 7 Lead wire (electric wire) 9 Control circuit board (component, board) 20 Power supply device (power supply unit) 22 Power supply unit (coil unit) 23 Power supply coil (coil) 24 Power supply capacitor body (parts) 25 Power supply side case 30 Power receiving device (power receiving unit) 32 Power receiving unit (coil unit) 33 Power receiving coil (coil) 34 Power-receiving-side capacitor body (parts) 35 Power receiving case (case) G Ground V Vehicle Y1 Vertical direction (separate direction) Y2 Central axis direction Y3 Width direction (direction orthogonal to both the separation direction and the central axis direction)

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Abstract

　給電、受電ユニット（２２）、（３２）は、非接触で電力を給電又は受電する給電側、受電側コイル（２３）、（３３）と、回路基板（４Ａ）及びこの回路基板（４Ａ）に実装されたセラミックコンデンサ（４Ｂ）を有する給電側、受電側コンデンサ体（２４）、（３４）と、が給電側、受電側ケース（２５）、（３５）内に収容されている。この給電側、受電側コンデンサ体（２４）、（３４）を、コイル（２３）、（３３）の中心軸方向（Ｙ２）において、コイル（２３）、（３３）の中央位置と一致するように配置する。

Description

コイルユニット及びそれを有する給電システム
　本発明は、非接触で電力を受電又は給電するコイルユニット及びこのコイルユニットを有する給電システムに関するものである。
　近年、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）等が備える二次電池（以下、単に「動力用バッテリ」という）の充電などにおいて、充電作業を容易にするために、プラグ接続等の物理的接続を必要としないワイヤレス（非接触）での電力伝送技術が用いられている。
　例えば、特許文献１に開示されている給電システムでは、互いに電磁共鳴する一対のコイルの一方を給電設備の地面に設置し、他方を車両に搭載して、給電設備の地面に設置されたコイルから車両に搭載されたコイルに非接触で電力を供給している。
　一般的に、上記コイルは、小型化を図るため、共振周波数を調整するためのコンデンサなどの各種部品と共にケース内に収容されている。しかしながら、従来の給電システムにおいては、ケース内の温度が上昇し、コイルの抵抗値増加による電力の伝送効率の低下や、コンデンサの使用温度の上限値を越える、という問題があった。
特開２０１２－１８６９０９号公報
　そこで、本発明は、ケース内での温度上昇を抑制することができるコイルユニット及びそれを備える給電システムを提供することを課題とする。
　本発明者らは、鋭意探求した結果、コイルから発生する磁界により、ケース内に収容された、例えばコンデンサの電極などの金属に渦電流が発生し、これによって温度が上昇していることを見出し、本発明に至った。
　即ち、請求項１記載の発明は、非接触で電力を給電又は受電するコイルと、少なくとも一部が金属から構成された部品と、前記コイル及び前記部品を収容するケースと、を備えたコイルユニットであって、前記部品を、前記コイルの中心軸方向の両端部近傍に配置しないことを特徴とするコイルユニットに存する。
　請求項２記載の発明は、前記部品を、前記コイルの中心軸方向において、前記コイルの中央位置と一致するように配置することを特徴とする請求項１に記載のコイルユニットに存する。
　請求項３記載の発明は、前記部品は、基板から構成され、前記ケース内には、複数の前記基板が収容され、前記複数の基板が、前記コイルと当該コイルから非接触で給電される又は当該コイルに対して非接触で受電する相手方コイルとの離隔方向、又は、前記中心軸方向及び前記離隔方向の双方に直交する方向に沿って並べて配置されていることを特徴とする請求項２に記載のコイルユニットに存する。
　請求項４記載の発明は、前記部品は、基板から構成され、前記基板は、前記コイルの中心軸方向の両端部近傍部分が切り欠かれていることを特徴とする請求項１に記載のコイルユニットに存する。
　請求項５記載の発明は、前記部品は、基板から構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイルユニットに存する。
　請求項６記載の発明は、前記基板には、電線の端部に取り付けた端子金具との接続部が設けられ、前記接続部が、前記基板上の前記コイルから最も離れた縁部近傍に設けられたことを特徴とする請求項３～５何れか１項に記載のコイルユニットに存する。
　請求項７記載の発明は、地面に設けられた給電部と車両に設けられた受電部とを有し、前記受電部が前記給電部から伝送された電力を非接触で受電する給電システムであって、前記受電部又は前記給電部が、請求項１～３何れか１項に記載のコイルユニットを有していることを特徴とする給電システムに存する。
　以上説明したように請求項１、７記載の発明によれば、磁束密度の高いコイル中心軸方向の両端部付近に部品が配置されることがないので、部品の金属での渦電流の発生が抑制され、温度上昇を抑えることができる。
　請求項２記載の発明によれば、コイルの中心軸方向の中央は磁束密度が低いので、ここに部品を配置することにより、部品の金属での渦電流の発生が抑制され、温度上昇を抑えることができる。
　請求項３記載の発明によれば、複数の基板を磁束密度の低いコイルの中心軸方向の中央に配置することができ、基板の金属での渦電流の発生が抑制され、温度上昇を抑えることができる。
　請求項４記載の発明によれば、磁束密度の高いコイル中心軸方向の両端部付近に部品が配置されることがないので、部品の金属での渦電流の発生が抑制され、温度上昇を抑えることができる。
　請求項５記載の発明によれば、基板の金属での渦電流の発生が抑制され、温度上昇を抑えることができる。
　請求項６記載の発明によれば、接続部での渦電流の発生が抑制され、温度上昇を抑えることができる。
本発明の一実施形態の給電システムの概略構成を示す図である。 図１の給電システムが備える給電ユニット及び受電ユニットの配置を説明する図である。 図２の給電ユニット及び受電ユニットの概略分解斜視図である。 図３に示すコンデンサ体及びコイルの上面図である。 比較例におけるコンデンサ体及びコイルの上面図である。 他の実施形態における図３に示すコンデンサ体及びコイルの上面図である。
　以下、本発明の一実施形態の給電システムについて、図１～図４を参照して説明する。
　図１は、本発明の一実施形態の給電システムの概略構成を示す図である。図２は、図１の給電システムが備える給電ユニット及び受電ユニットの配置を説明する図である。図３は、図２の給電ユニット及び受電ユニットの分解斜視図である。なお、図３において、受電ユニットを構成する部分の引用符号は括弧内に記載している。
　本実施形態の給電システムは、磁界共鳴方式を用いて非接触で地面側から車両に電力を供給する。なお、給電側と受電側とを電磁的に結合させることにより電力を伝送するものであれば、磁界共鳴方式以外の方式を用いてもよい。
　まず、給電システム１の一般的な構成について説明する。図１に示すように、給電システム１は、地面Ｇ（図２に示す）に配置される給電部としての給電装置２０と、車両Ｖ（図２に示す）に配置される受電部としての受電装置３０と、を備えている。この車両Ｖは、図２に示すように、エンジン及びモータを有するドライブユニットＤＲＶと、モータに電力を供給する動力用バッテリＢＡＴＴと、を備えている。
　給電装置２０は、図１に示すように、高周波電源２１と、コイルユニットとしての給電ユニット２２と、整合器２７と、制御部２８と、を備えている。
　高周波電源２１は、例えば、商用電源から高周波電力を生成して、後述する給電ユニット２２に供給している。この高周波電源２１により生成される高周波電力は、給電ユニット２２の共振周波数及び後述する受電ユニット３２の共振周波数と等しい周波数に設定されている。
　給電ユニット２２は、図２、図３に示すように、コイルとしての給電側コイル２３と、部品としての給電側コンデンサ体２４と、これらを収容する箱型のケースとしての給電側ケース２５と、を有している。給電ユニット２２は、図２に示すように、地面Ｇ上に設置されている。給電ユニット２２は、地面Ｇに埋設されていてもよい。
　給電側コイル２３と給電側コンデンサ体２４とは、互いに直列接続されて所定の共振周波数で共振する共振回路を形成している。本実施形態では、給電側コイル２３と給電側コンデンサ体２４とは、直列接続されているが、並列接続されていてもよい。
　整合器２７は、高周波電源２１と給電側コイル２３及び給電側コンデンサ体２４からなる共振回路との間のインピーダンスを整合させるための回路である。
　制御部２８は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵを有する周知のマイクロコンピュータなどで構成され、給電装置２０全体の制御を司る。制御部２８は、例えば、電力伝送の要求に応じて、高周波電源２１のオンオフ制御を行う。
　受電装置３０は、コイルユニットとしての受電ユニット３２と、整流器３８と、を備えている。
　受電ユニット３２は、図２、図３に示すように、コイルとしての受電側コイル３３と、部品としての受電側コンデンサ体３４と、これらを収容する箱型のケースとしての受電側ケース３５と、を有している。受電ユニット３２は、図２に示すように、車両Ｖの下面に取り付けられている。
　受電側コイル３３と、受電側コンデンサ体３４とは、互いに直列接続されて給電ユニット２２と同一の共振周波数で共振する共振回路を形成している。本実施形態では、受電側コイル３３と受電側コンデンサ体３４とは、直列接続されているが、並列接続されていてもよい。
　整流器３８は、受電ユニット３２が受電した高周波電力を直流電力に変換する。この整流器３８には、例えば、車両Ｖに搭載された動力用バッテリＢＡＴＴの充電に用いられる充電ユニットなどの負荷Ｌが接続される。
　次に、上記概略で説明した給電ユニット２２及び受電ユニット３２の詳細な構成について、図３などを参照して説明する。給電、受電ユニット２２、３２は、上述したようにそれぞれ給電側、受電側コイル２３、３３と、給電側、受電側コンデンサ体２４、３４と、給電側、受電側ケース２５、３５と、を備えている。また、ケース２５、３５内には、これらコイル２３、３３及びコンデンサ体２４、３４に加えて、例えば給電ユニット２２及び受電ユニット３２間で通信を行うために設けられた基板としての制御回路基板９も収容されていることがある。
　給電側、受電側コイル２３、３３はそれぞれ、図３に示すように、矩形平板状のフェライト製のコア３Ａと、コア３Ａにコイル状に巻き付けられたリッツ線から成るコイル線３Ｂと、を有している。
　給電側、受電側コイル２３、３３のコア３Ａは、後述する給電側、受電側ケース２５、３５内に水平に配置されている。コイル線３Ｂは、給電ユニット２２と受電ユニット３２との離隔方向（本実施形態では上下方向Ｙ１）に対して直交する方向を中心軸としてコア３Ａに巻き付けられている。これら給電側、受電側コイル２３、３３は、図２に示すように、車両Ｖが所定の給電位置に駐車したときに、コア３Ａ同士が上下方向Ｙ１に対向し、かつ、コイル線３Ｂの中心軸方向Ｙ２が互いに平行になるように配置される。
　給電側、受電側コンデンサ体２４、３４はそれぞれ、図３に示すように、ガラスエポキシ基板の表面に配線パターンを形成した矩形平板状の基板としての回路基板４Ａと、回路基板４Ａに実装された複数のセラミックコンデンサ４Ｂと、を有している。上記回路基板４Ａには、図３に示すように、上記コイル線３Ｂの一端に取り付けた端子金具がボルトＢにより締結されている。これにより、コイル線３Ｂとセラミックコンデンサ４Ｂとが電気的に接続される。また、回路基板４Ａには、リッツ線からなる引き出し線７の一端に取り付けた端子金具がボルトＢにより締結されている。上述したコイル線３Ｂの他端及び引き出し線７の他端は、後述する給電側、受電側ケース２５、３５の内側から外側に引き出されて配索された一対のリード線８の端末とボルトＢにより締結されている。
　給電側、受電側ケース２５、３５は、開口が設けられた本体部５Ａと、該本体部５Ａの開口を覆う蓋部５Ｂと、に分割可能に構成されている。本体部５Ａは、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの給電装置２０からの磁気を通すことが可能な材料で構成されている。蓋部５Ｂは、例えば、アルミニウム又は合金などの磁気を通さない（磁気シールドとなる）材料で構成されている。給電側、受電側ケース２５、３５は、本体部５Ａと蓋部５Ｂとを組み合わせて図示しないねじ等の固定手段により固定することで、内側に給電側、受電側コイル２３、３３及び給電側、受電側コンデンサ体２４、３４を収容する空間を形成する。また、給電側ケース２５は、蓋部５Ｂが地面Ｇ側、本体部５Ａが車両Ｖ側となるように地面Ｇに配置される。受電側ケース３５は、蓋部５Ｂが車両Ｖの下面側、本体部５Ａが地面Ｇ側となるように車両Ｖの下面に取付けられる。
　次に、上記コンデンサ体２４、３４を構成する回路基板４Ａや制御回路基板９の配置位置について説明する。上記回路基板４Ａ、制御回路基板９及びコイル２３、３３は、コイル２３、３３の幅方向Ｙ３（即ち、上下方向Ｙ１及び中心軸方向Ｙ２の双方に直交する方向）に沿って並べて、水平に配置されている。本実施形態では、コイル２３、３３は、回路基板４Ａと制御回路基板９とにより幅方向Ｙ３が挟まれている。また、回路基板４Ａ及び制御回路基板９は、図３、図４に示すように、中心軸方向Ｙ２において、コイル２３、３３の中央位置と一致するように配置され、コイル２３、３３の両端部には配置されていない。
　例えば、上述したように２つの回路基板４Ａ、制御回路基板９を配置する場合、一般的には、給電、受電ユニット２２、３２を小さくするために、図５に示すように、回路基板４Ａ及び制御回路基板９を中心軸方向Ｙ２に沿って並べるのが普通である。
　しかしながら、図６に示すような配置では、セラミックコンデンサ４Ｂの温度が上昇し、使用温度の上限値を越えてしまう恐れがあった。本発明者らは、この温度が上昇する原因について鋭意探究したところ、コイル２３、３３には、図５の点線で示すように、中心軸方向Ｙ１の一端から他端に向かう磁束φが発生する。
　コイル２３、３３周辺の磁束密度について検討したところ、点線で囲んだ中心軸方向Ｙ２の両端部近傍が最も高く、中心軸方向Ｙ２の中央位置が最も低いことが分かった。また、回路基板４Ａや制御回路基板９には例えばセラミックコンデンサ４Ｂなどの素子が搭載され、素子に電極が設けられている。また、その表面には導電パターンも形成されている。即ち、回路基板４Ａや制御回路基板９の一部は金属から構成されている。図５に示す比較例では、点線で囲んだ磁束密度の高い部分に回路基板４Ａ、制御回路基板９が配置されているため、コイル２３、３３からの磁束φにより回路基板４Ａや制御回路基板９の金属部分に大きな渦電流が流れ、これにより温度が上昇していることが分かった。
　そこで、本実施形態では、図３、図４に示すように、回路基板４Ａ及び制御回路基板９を、中心軸方向Ｙ２において、コイル２３、３３の中央位置に一致するように配置し、コイル２３の中心軸方向Ｙ２の両端部近傍には配置していない。これにより、磁束密度の低い場所に回路基板４Ａ及び制御回路基板９を配置することができ、回路基板４Ａ及び制御回路基板９の金属での渦電流の発生が抑制され、温度上昇を抑えることができる。
　また、本実施形態では、回路基板４Ａ及び制御回路基板９を幅方向Ｙ３に沿って並べて配置することにより、複数の基板４Ａ、９を磁束密度の低いコイル２３の中心軸方向Ｙ２の中央に配置することができ、基板４Ａ、９の金属での渦電流の発生が抑制され、温度上昇を抑えることができる。
　また、本実施形態では、渦電流の発生を抑制して、温度上昇を抑えるため、図３、図４に示すように、回路基板４Ａとコイル線３Ｂ（電線）及び引き出し線７（電線）とのボルト締結部（接続部）を、回路基板４Ａ上のコイル２３、３３から最も離れた縁部近傍に設けられている。コイル２３、３３から離れるに従って、磁束密度は低くなる。つまり、ボルト締結部を、回路基板４Ａ上の磁束密度が低い場所に配置することができる。これにより、ボルト締結部、即ちコイル線３Ｂや引き出し線７の端部に取り付けた端子金具や、ボルトＢでの渦電流の発生が抑制され、温度上昇を抑えることができる。
　なお、上述した実施形態によれば、回路基板４Ａや制御回路基板９を部品としていたが、これに限ったものではない。部品としては、少なくとも一部が金属から構成されたものであればよい。また、上述した実施形態で、制御回路基板９としたものは、制御以外の機能を持つ基板でもよい。
　また、上述した実施形態によれば、コイル２３、３３の幅方向Ｙ３の両側それぞれに、回路基板４Ａと制御回路基板９とを配置していたが、これに限ったものではない。例えば、コイル２３、３３の幅方向Ｙ３の一方側に回路基板４Ａ及び制御回路基板９を幅方向Ｙ３に並べて配置するようにしてもよい。
　また、上述した実施形態によれば、コイル２３、３３の中心軸方向Ｙ２の中央において回路基板４Ａ及び制御回路基板９を幅方向Ｙ３に沿って並べて配置していたが、これに限ったものではない。コイル２３、３３の中心軸方向Ｙ２の中央において回路基板４Ａ及び制御回路基板９を上下方向Ｙ１に沿って並べて配置するようにしてもよい。
　また、上述した実施形態によれば、給電、受電ユニット２２、３２において、回路基板４Ａや制御回路基板９をコイル２３、３３の中心軸方向Ｙ２の中央に対向するように配置していたが、これに限ったものではない。給電、受電ユニット２２、３２の何れか一方だけでもよい。
　また、上述した実施形態によれば、基板４Ａ、９を、コイル２３、３３の中心軸方向Ｙ２において、コイル２３、３３の中央位置と一致するように配置していたが、これに限ったものではない。例えば、図６に示すように、ケース２５、３５内のスペースの関係上、複数の基板４Ａ、９を中心軸方向Ｙ２に沿って並べて配置しなければならない場合は、コイル２３、３３の中心軸方向Ｙ２の両端部付近部分に切り欠きＣを設けて、基板４Ａ、９を磁束密度の高いコイル２３、３３の中心軸方向Ｙ２の両端近傍に配置しないようにしてもよい。
　また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
　１　給電システム
　３Ｂ　コイル線（電線）
　４Ａ　回路基板（基板）
　７　引き出し線（電線）
　９　制御回路基板（部品、基板）
　２０　給電装置（給電部）
　２２　給電ユニット（コイルユニット）
　２３　給電側コイル（コイル）
　２４　給電側コンデンサ体（部品）
　２５　給電側ケース（ケース）
　３０　受電装置（受電部）
　３２　受電ユニット（コイルユニット）
　３３　受電側コイル（コイル）
　３４　受電側コンデンサ体（部品）
　３５　受電側ケース（ケース）
　Ｇ　地面
　Ｖ　車両
　Ｙ１　上下方向（離隔方向）
　Ｙ２　中心軸方向
　Ｙ３　幅方向（離隔方向及び中心軸方向の双方に直交する方向）

Claims (7)

  1. 　非接触で電力を給電又は受電するコイルと、少なくとも一部が金属から構成された部品と、前記コイル及び前記部品を収容するケースと、を備えたコイルユニットであって、
    　前記部品を、前記コイルの中心軸方向の両端部近傍に配置しない
    　ことを特徴とするコイルユニット。
  2. 　前記部品を、前記コイルの中心軸方向において、前記コイルの中央位置と一致するように配置する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のコイルユニット。
  3. 　前記部品は、基板から構成され、
    　前記ケース内には、複数の前記基板が収容され、
    　前記複数の基板が、前記コイルと当該コイルから非接触で給電される又は当該コイルに対して非接触で受電する相手方コイルとの離隔方向、又は、前記中心軸方向及び前記離隔方向の双方に直交する方向に沿って並べて配置されている
    　ことを特徴とする請求項２に記載のコイルユニット。
  4. 　前記部品は、基板から構成され、
    　前記基板は、前記コイルの中心軸方向の両端部近傍部分が切り欠かれている
    　ことを特徴とする請求項１に記載のコイルユニット。
  5. 　前記部品は、基板から構成されている
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコイルユニット。
  6. 　前記基板には、電線の端部に取り付けた端子金具との接続部が設けられ、
    　前記接続部が、前記基板上の前記コイルから最も離れた縁部近傍に設けられた
    　ことを特徴とする請求項３～５何れか１項に記載のコイルユニット。
  7. 　地面に設けられた給電部と車両に設けられた受電部とを有し、前記受電部が前記給電部から伝送された電力を非接触で受電する給電システムであって、
    　前記受電部又は前記給電部が、請求項１～３何れか１項に記載のコイルユニットを有していることを特徴とする給電システム。
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