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CN110326067B - 线圈装置 - Google Patents

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CN110326067B CN201880013398.9A CN201880013398A CN110326067B CN 110326067 B CN110326067 B CN 110326067B CN 201880013398 A CN201880013398 A CN 201880013398A CN 110326067 B CN110326067 B CN 110326067B
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Abstract

本发明涉及线圈装置，该线圈装置具备：基座；罩，其与基座对置，并在与基座之间形成收纳空间；框体，其配置于收纳空间内，并在内部收纳线圈；基板，其配置于收纳空间内，并具有沿着基座与罩的对置方向贯通的贯通孔；以及支柱部，其配置于贯通孔内，支柱部的强度高于基板的强度，支柱部的高度高于基板的厚度。

Description

线圈装置
技术领域
本发明涉及线圈装置。
背景技术
例如，存在一种线圈装置，其设置于车辆的行驶路面，并以非接触的方式对车辆进行送电。这种线圈装置例如记载于专利文献1。
专利文献1：国际公开第2013/061616号
例如，在车辆的轮胎爬上设置于行驶路面的线圈装置上的情况下等，存在对线圈装置施加较大的负载的情况。虽然在线圈装置内设置有搭载电子部件的基板，但即使在产生车辆的爬上等的情况下，也期望抑制对基板施加较大的负载的情况。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种能够抑制对基板施加负载的线圈装置。
本发明的一方式所涉及的该线圈装置具备：基座；罩，与基座对置，在与基座之间形成收纳空间；框体，配置于收纳空间内，将线圈收纳在内部；基板，配置于收纳空间内，具有沿着基座与罩的对置方向贯通的贯通孔；以及支柱部，配置于贯通孔内，支柱部的强度高于基板的强度，支柱部的高度高于基板的厚度。
根据本发明的一方式，对基板施加负载的情况得到抑制。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的非接触供电系统的简要结构的图。
图2是表示图1的第1线圈装置的结构的分解图。
图3是表示图2的线圈部的内部结构的俯视图。
图4是对图2的第1电路部进行放大来表示的立体图。
图5是绕图1的第1线圈装置中的支柱部的剖视图。
图6是绕第1变形例的第1线圈装置中的支柱部的剖视图。
图7是绕第2变形例的第1线圈装置中的支柱部的剖视图。
图8是绕第3变形例的第1线圈装置中的支柱部的剖视图。
具体实施方式
本发明的一方式所涉及的该线圈装置具备：基座；罩，与基座对置，在与基座之间形成收纳空间；框体，配置于收纳空间内，将线圈收纳在内部；基板，配置于收纳空间内，具有沿着基座与罩的对置方向贯通的贯通孔；以及支柱部，配置于贯通孔内，支柱部的强度高于基板的强度，支柱部的高度高于基板的厚度。
在该线圈装置中，支柱部的强度高于基板的强度，且支柱部的高度高于基板的厚度。例如在从罩朝向基座施加有较大的负载的情况下，朝向基板的负载被支柱部支撑。由此，线圈装置能够抑制施加至基板的负载。
在线圈装置中，也可以为：基板配置于罩与框体之间，支柱部由设置于罩并且朝向框体侧突出的第1凸部、以及设置于框体并且朝向罩侧突出的第2凸部中的至少任一个构成。在该情况下，无需将支柱部作为另外的部件配备，能够减少部件件数。另外，通常，从外部受到冲击的罩、以及收纳线圈的框体由强度高于基板的材料形成。因此，线圈装置不具备另外的部件，就能够使罩以及框体的至少任一个也作为支柱部发挥作用。
在线圈装置中，也可以为：基板配置于框体与基座之间，支柱部由设置于框体并且朝向基座侧突出的第3凸部、以及设置于基座并且朝向框体侧突出的第4凸部中的至少任一个构成。在该情况下，无需将支柱部作为另外的部件来配备，能够减少部件件数。另外，通常，收纳线圈的框体、以及从外部受到冲击的基座由强度高于基板的材料形成。因此，线圈装置不具备另外的部件，就能够使框体以及基座的至少任一个也作为支柱部发挥作用。
在线圈装置中，也可以为，基板具备：第1基板，配置于罩与框体之间；以及第2基板，配置于框体与基座之间，配置于第1基板的贯通孔内的支柱部由设置于罩并且朝向框体侧突出的第1凸部、以及设置于框体并且朝向罩侧突出的第2凸部中的至少任一个构成，配置于第2基板的贯通孔内的支柱部由设置于框体并且朝向基座侧突出的第3凸部、以及设置于基座并且朝向框体侧突出的第4凸部中的至少任一个构成。在该情况下，无需将支柱部作为另外的部件来配备，能够减少部件件数。
在线圈装置中，在基板设置有环状的环形天线，当沿着基座与罩的对置方向观察时，贯通孔设置于环形天线的内侧。在线圈装置中，需要检测罩上的金属等各种异物。因此，在线圈装置中，在基板设置有环形天线。这样，在设置有环形天线的情况下，通过在环形天线的内侧设置有贯通孔，也可防止支柱部与环形天线干涉。
以下，参照附图，对将本发明所涉及的线圈装置应用于在非接触供电系统中输送电力的第1线圈装置的实施方式进行说明。此外，在附图的说明中，对相同的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
如图1所示，非接触供电系统100具备第1线圈装置(线圈装置)1和第2线圈装置2。第1线圈装置1设置于供车辆V行驶的路面W上。此外，第1线圈装置1也可以设置(埋设)于路面W下。第1线圈装置1利用从未图示的电路供给的交流电而产生磁场。第2线圈装置2例如搭载于作为电动汽车的车辆V。第1线圈装置1例如利用磁场共振方式或者电磁感应方式等的线圈间的磁耦合，以非接触的方式对到达电力供给位置(第1线圈装置1与第2线圈装置2对置的位置)的车辆V的第2线圈装置2进行送电。由此，第2线圈装置2接受电力。此外，非接触供电方式并不限定于利用磁耦合的情况，例如，也可以是电场共振方式。
如图2所示，第1线圈装置1具备罩10、第1电路部20、线圈部30、第2电路部40、以及基座50。基座50例如由铝等形成。基座50设置于设在路面W的设置面。罩10以与基座50的上表面对置的方式进行配置，并在与基座50之间形成收纳空间R(参照图5)。收纳空间R成为被罩10和基座50封闭的空间。罩10对收纳于收纳空间R内的线圈部30等进行保护。罩10例如由热固性树脂等形成。
线圈部30配置于收纳空间R内。如图2以及图3所示，线圈部30具备线圈31、铁氧体芯32、以及框体33。线圈31利用从未图示的电路供给的交流电而产生磁场。线圈31由卷绕为漩涡状的利兹线构成。铁氧体芯32是磁性体，进行由线圈31产生的磁力线的定向以及汇集。铁氧体芯32配置于比线圈31靠基座50侧。框体33将线圈31以及铁氧体芯32收纳在内部。框体33例如由PPS树脂形成。
第1电路部20在收纳空间R内配置于罩10与线圈部30之间。第1电路部20具备各种电子部件。在本实施方式中，第1电路部20具备环形天线22作为电子部件。具体而言，如图4所示，第1电路部20具备第1基板(基板)21、以及多个环形天线22。第1基板21是安装有电子部件(环形天线22)的部件。环形天线22由形成为环状的天线导线构成。环形天线22设置于第1基板21的表面。环形天线22对进入到第1线圈装置1上的金属制的异物进行检测。环形天线22连接于未图示的检测电路，判定检测电路中有无异物。
在第1基板21设置有多个贯通孔21a。贯通孔21a沿着基座50与罩10的对置方向(基座50与罩10的排列方向)将第1基板21贯通。贯通孔21a是圆形的孔。多个贯通孔21a相互空开规定的间隔进行排列。另外，贯通孔21a设置于避开设在第1基板21的电子部件的位置。在本实施方式中，当沿着基座50与罩10的对置方向观察时，贯通孔21a设置于环状的环形天线22的内侧。本实施方式的环形天线22具有四边框状的环状部。贯通孔21a设置于环形天线22中的四边框状的环状部的内侧。
在图4等中，环形天线22被绘制为格子状的线，但各环形天线22的环状部分别将各贯通孔21a包围。此外，环形天线22可以是仅具有1个环状部的天线，也可以是具有2个环状部的8字状的天线。第1基板21例如由玻璃环氧树脂形成。
如图2所示，第2电路部40在收纳空间R内配置于线圈部30与基座50之间。第2电路部40具备各种电子部件。在本实施方式中，第2电路部40具备与第1电路部20相同的结构。即，第2电路部40具备第2基板(基板)41、以及多个环形天线42。在第2基板41，与第1基板21相同地设置有多个贯通孔41a。
贯通孔41a沿着基座50与罩10的对置方向将第2基板41贯通。贯通孔41a是圆形的孔。多个贯通孔41a相互空开规定的间隔进行排列。另外，贯通孔41a设置于避开设在第2基板41的电子部件的位置。在本实施方式中，当沿着基座50与罩10的对置方向观察时，贯通孔41a设置于环形天线42的内侧。环形天线42具有与环形天线22相同的结构。第2基板41例如由玻璃环氧树脂形成。
如图5所示，在第1电路部20的贯通孔21a内配置有支柱部A。在第2电路部40的贯通孔41a内配置有支柱部B。在本实施方式中，支柱部A以及B分别由框体33的一部分构成。具体而言，如图5所示，框体33具备框体主体部330、多个第1框体凸部331、以及多个第2框体凸部332。框体主体部330将线圈31以及铁氧体芯32收纳。
第1框体凸部331设置于框体主体部330中的罩10侧的面，并从框体主体部330朝向罩10侧突出。多个第1框体凸部331设置于与设在第1基板21的多个贯通孔21a对应的位置。即，当第1电路部20与框体33重叠时，第1框体凸部331进入贯通孔21a内。第1框体凸部331形成为圆柱状。第1框体凸部331的从框体主体部330突出的突出高度高于第1基板21的厚度。另外，第1框体凸部331的强度高于第1基板21的强度。第1框体凸部331中的突出方向的前端部与罩10抵接。
在本实施方式中，支柱部A由第1框体凸部331构成。即，支柱部A由设置于框体33并且朝向罩10侧突出的第1框体凸部(第2凸部)331构成。
第2框体凸部332设置于框体主体部330中的基座50侧的面，并从框体主体部330朝向基座50侧突出。多个第2框体凸部332设置于与设在第2基板41的多个贯通孔41a对应的位置。即，当框体33与第2电路部40重叠时，第2框体凸部332进入贯通孔41a内。第2框体凸部332形成为圆柱状。第2框体凸部332的从框体主体部330突出的突出高度高于第2基板41的厚度。另外，第2框体凸部332的强度高于第2基板41的强度。第2框体凸部332中的突出方向的前端部与基座50抵接。
在本实施方式中，支柱部B由第2框体凸部332构成。即，支柱部B由设置于框体33并且朝向基座50侧突出的第2框体凸部(第3凸部)332构成。
如以上那样，在第1线圈装置1中，对于配置于第1基板21的贯通孔21a内的支柱部A而言，其强度高于第1基板21的强度，其高度高于第1基板21的厚度。相同地，对于配置于第2基板41的贯通孔41a内的支柱部B而言，其强度高于第2基板41的强度，其高度高于第2基板41的厚度。因此，例如，在车辆V的轮胎爬上第1线圈装置1的情况下等、在从罩10朝向基座50施加有较大的负载的情况下，朝向第1电路部20以及第2电路部40的负载被支柱部A以及B分别支撑。由此，第1线圈装置1能够抑制施加至第1基板21以及第2基板41的负载。
通常，收纳线圈31以及铁氧体芯32的框体33由强度高于第1基板21以及第2基板41的材料形成。因此，第1线圈装置1不具备另外的部件，就能够使框体33的一部分也作为支柱部A以及B发挥作用。
在第1线圈装置1中，需要检测罩10上的金属等各种异物。因此，在第1线圈装置1中，在第1基板21设置有环形天线22。这样，在设置有环形天线22的情况下，通过在环形天线22的内侧设置有贯通孔21a，也可防止支柱部A与环形天线22干涉。在第2基板41侧也相同地，通过在环形天线42的内侧设置有贯通孔41a，防止支柱部B与环形天线42干涉。
(第1变形例)
接下来，对支柱部的第1变形例进行说明。此外，在以下的说明中，对与实施方式相同的构成要素标注相同附图标记而省略详细的说明。如图6所示，第1变形例所涉及的第1线圈装置1A具备罩10A、第1电路部20、线圈部30A、第2电路部40、以及基座50A。
线圈部30A与实施方式相同，具备线圈、铁氧体芯、以及框体33A。框体33A具有收纳线圈以及铁氧体芯的框体主体部330。此外，框体33A不具有实施方式中的第1框体凸部331以及第2框体凸部332。
罩10A具备罩主体部11、以及多个第1罩凸部12。罩主体部11与基座50A对置，并在与基座50A之间形成收纳空间R。第1罩凸部12设置于罩主体部11中的基座50A侧的面，并从罩主体部11朝向基座50A侧突出。多个第1罩凸部12设置于与设在第1基板21的多个贯通孔21a对应的位置。即，当罩10A与第1电路部20重叠时，第1罩凸部12进入贯通孔21a内。第1罩凸部12形成为圆柱状。第1罩凸部12的从罩主体部11突出的突出高度高于第1基板21的厚度。另外，第1罩凸部12的强度高于第1基板21的强度。第1罩凸部12中的突出方向的前端部与框体33A抵接。
在本实施方式中，由第1罩凸部12构成支柱部A1。即，支柱部A1由设置于罩10A并且朝向框体33A侧突出的第1罩凸部(第1凸部)12构成。罩10A例如由热固性树脂等形成。
基座50A具备基座主体部51、以及多个第1基座凸部52。基座主体部51与罩10A对置，并在与罩10A之间形成收纳空间R。第1基座凸部52设置于基座主体部51中的罩10A侧的面，并从基座主体部51朝向罩10A侧突出。多个第1基座凸部52设置于与设在第2基板41的多个贯通孔41a对应的位置。即，当第2电路部40与基座50A重叠时，第1基座凸部52进入贯通孔41a内。第1基座凸部52形成为圆柱状。第1基座凸部52的从基座主体部51突出的突出高度高于第2基板41的厚度。另外，第1基座凸部52的强度高于第2基板41的强度。第1基座凸部52中的突出方向的前端部与框体33A抵接。
在本实施方式中，由第1基座凸部52构成支柱部B1。即，支柱部B1由设置于基座50A并且朝向框体33A侧突出的第1基座凸部(第4凸部)52构成。基座50A例如由铝等形成。
如以上那样，配置于第1基板21的贯通孔21a内的支柱部A1由罩10A的第1罩凸部12构成。即，第1线圈装置1A能够使罩10A的一部分作为支柱部A1发挥作用。相同地，配置于第2基板41的贯通孔41a内的支柱部B1由基座50A的第1基座凸部52构成。即，第1线圈装置1A能够使基座50A的一部分作为支柱部B1发挥作用。在该情况下，第1线圈装置1A也与实施方式相同地能够抑制施加至第1基板21以及第2基板41的负载。
(第2变形例)
接下来，对支柱部的第2变形例进行说明。此外，在以下的说明中，对与实施方式以及上述变形例相同的构成要素标注相同附图标记并省略详细的说明。如图7所示，第2变形例所涉及的第1线圈装置1B具备罩10B、第1电路部20、线圈部30B、第2电路部40、以及基座50B。
线圈部30B与实施方式相同地具备线圈、铁氧体芯、以及框体33B。框体33B将线圈以及铁氧体芯收纳在内部。框体33B例如由PPS树脂形成。具体而言，框体33B具备框体主体部330、多个第3框体凸部333、以及多个第4框体凸部334。框体主体部330收纳线圈以及铁氧体芯。
第3框体凸部333设置于框体主体部330中的罩10B侧的面，并从框体主体部330朝向罩10B侧突出。多个第3框体凸部333设置于与设在第1基板21的多个贯通孔21a对应的位置。即，当第1电路部20与框体33B重叠时，第3框体凸部333进入贯通孔21a内。第3框体凸部333形成为圆柱状。第3框体凸部333的强度高于第1基板21的强度。
第4框体凸部334设置于框体主体部330中的基座50B侧的面，并从框体主体部330朝向基座50B侧突出。多个第4框体凸部334设置于与设在第2基板41的多个贯通孔41a对应的位置。即，当线圈部30B与第2电路部40重叠时，第4框体凸部334进入贯通孔21a内。第4框体凸部334形成为圆柱状。第4框体凸部334的强度高于第2基板41的强度。
罩10B具备罩主体部11、以及多个第2罩凸部13。第2罩凸部13设置于罩主体部11中的基座50B侧的面，并从罩主体部11朝向基座50B侧突出。多个第2罩凸部13设置于与设在第1基板21的多个贯通孔21a对应的位置。即，当罩10B与第1电路部20重叠时，第2罩凸部13进入贯通孔21a内。第2罩凸部13形成为圆柱状。第2罩凸部13的强度高于第1基板21的强度。罩10B例如由热固性树脂等形成。
第2罩凸部13的前端部与第3框体凸部333的前端部相互抵接。在本实施方式中，由第2罩凸部13以及第3框体凸部333构成支柱部A2。即，支柱部A2由设置于罩10B并且朝向框体33B侧突出的第2罩凸部(第1凸部)13、以及设置于框体33B并且朝向罩10B侧突出的第3框体凸部(第2凸部)333构成。支柱部A2的高度(罩10B与基座50B的对置方向上的长度)高于第1基板21的厚度。
基座50B具备基座主体部51、以及多个第2基座凸部53。第2基座凸部53设置于基座主体部51中的罩10B侧的面，并从基座主体部51朝向罩10B侧突出。多个第2基座凸部53设置于与设在第2基板41的多个贯通孔41a对应的位置。即，当第2电路部40与基座50B重叠时，第2基座凸部53进入贯通孔41a内。第2基座凸部53形成为圆柱状。第2基座凸部53的强度高于第2基板41的强度。基座50B例如由铝等形成。
第2基座凸部53的前端部与第4框体凸部334的前端部相互抵接。在本实施方式中，由第4框体凸部334以及第2基座凸部53构成支柱部B2。即，支柱部B2由设置于框体33B并且朝向基座50B侧突出的第4框体凸部(第3凸部)334、以及设置于基座50B并且朝向框体33B侧突出的第2基座凸部(第4凸部)53构成。支柱部B2的高度(罩10B与基座50B的对置方向上的长度)高于第2基板41的厚度。
如以上那样，配置于第1基板21的贯通孔21a内的支柱部A2由罩10B的第2罩凸部13以及框体33B的第3框体凸部333构成。即，第1线圈装置1B能够使罩10B的一部分以及框体33B的一部分作为支柱部A2发挥作用。相同地，配置于第2基板41的贯通孔41a内的支柱部B2由框体33B的第4框体凸部334以及基座50B的第2基座凸部53构成。即，第1线圈装置1B能够使框体33B的一部分以及基座50B的一部分作为支柱部B1发挥作用。在该情况下，第1线圈装置1B也与实施方式相同地能够抑制施加至第1基板21以及第2基板41的负载。
(第3变形例)
接下来，对支柱部的第3变形例进行说明。此外，在以下的说明中，对与实施方式以及上述变形例相同的构成要素标注相同附图标记并省略详细的说明。如图8所示，第3变形例所涉及的第1线圈装置1C具备罩10、第1电路部20、线圈部30A、第2电路部40、基座50、多个支柱部A3、以及多个支柱部B3。
支柱部A3配置于第1基板21的贯通孔21a内。支柱部A3形成为圆柱状。支柱部A3的强度高于第1基板21的强度。支柱部A3例如由PC树脂等具有强度的绝缘材料形成。支柱部A3的高度(罩10以及基座50的对置方向上的长度)高于第1基板21的厚度。
支柱部B3配置于第2基板41的贯通孔41a内。支柱部B3形成为圆柱状。支柱部B3的强度高于第2基板41的强度。支柱部B3例如由PC树脂等具有强度的绝缘材料形成。支柱部B3的高度(罩10以及基座50的对置方向上的长度)高于第2基板41的厚度。
如以上那样，支柱部A3以及B3构成为与罩10等不同的部件。在该情况下，第1线圈装置1C也与实施方式相同地能够抑制施加至第1基板21以及第2基板41的负载。
以上，对本发明的实施方式以及各种变形例进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式以及各种变形例。
第1电路部20以及第2电路部40并不限定于作为检测金属制的异物的天线来发挥作用的情况，也可以作为检测生物体的天线、或者检测与第1线圈装置1对置的第2线圈装置2的位置的天线等来发挥作用。另外，第1电路部20作为电子部件而具备环形天线22，但也可以作为环形天线22以外的电子部件而在第1基板21安装有集成电路等的元件。第2电路部40也相同地，可以作为电子部件而在第2基板41安装有集成电路等的元件。
支柱部A、A1～A3以及B、B1～B3形成为圆柱状，但也可以形成为四棱柱等圆柱以外的其他形状。另外，支柱部A等也可以不在高度方向(罩10与基座50的对置方向)上具有一样的剖面。例如，支柱部A等也可以形成为剖面的大小随着朝向罩10侧或者基座50侧而变小的锥状。
第1线圈装置1、1A～1C具有第1电路部20以及第2电路部40，但也可以是仅具有第1电路部20以及第2电路部40的任一方的结构。
本发明所涉及的线圈装置也可以应用于用于对水中航行体这样的除车辆以外的移动体的电池进行充电的非接触供电系统。另外，本发明所涉及的线圈装置除移动体以外，也可以应用于用于对家用电器等的电池进行充电的非接触供电系统。本发明所涉及的线圈装置也可以应用于感应加热系统、涡流探伤系统。
本发明所涉及的线圈装置也可以应用于在非接触供电系统中接受电力的第2线圈装置。另外，上述的第1线圈装置并不限定于设置于路面W的情况，也可以搭载于车辆V。在该情况下，第2线圈装置可设置于路面W侧。并且，第1线圈装置以及第2线圈装置并不限定于仅进行送电或者受电的一方，也可以进行送电以及受电双方。
本发明所涉及的线圈也可以由呈螺旋状(三维)卷绕于铁氧体芯的利兹线构成。换句话说，线圈也可以为螺线管型线圈。
工业上的可利用性
根据本发明的线圈装置，能够抑制对基板施加负载。
附图标记说明：
1、1A～1C…第1线圈装置；2…第2线圈装置；10、10A、10B…罩；12…第1罩凸部(第1凸部)；13…第2罩凸部(第1凸部)；21…第1基板(基板)；21a、41a…贯通孔；22、42…环形天线；31…线圈；33、33A、33B…框体；331…第1框体凸部(第2凸部)；332…第2框体凸部(第3凸部)；333…第3框体凸部(第2凸部)；334…第4框体凸部(第3凸部)；41…第2基板(基板)；50、50A、50B…基座；52…第1基座凸部(第4凸部)；53…第2基座凸部(第4凸部)；A、A1～A3、B、B1～B3…支柱部；R…收纳空间。

Claims (2)

1.一种线圈装置，其特征在于，具备：
基座；
罩，与所述基座对置，在与所述基座之间形成收纳空间；
框体，配置于所述收纳空间内，将线圈以及铁氧体芯收纳在内部；
基板，配置于所述收纳空间内，具有沿着所述基座与所述罩的对置方向贯通的贯通孔；以及
支柱部，配置于所述贯通孔内，
所述支柱部与所述基板相比强度更高，
所述支柱部的高度比所述基板的厚度高，
所述基板具备：
第1基板，配置于所述罩与所述框体之间；以及
第2基板，配置于所述框体与所述基座之间，
配置于所述第1基板的所述贯通孔内的所述支柱部由设置于所述罩并且朝向所述框体侧突出的第1凸部、以及设置于所述框体并且朝向所述罩侧突出的第2凸部中的至少任一个构成，
配置于所述第2基板的所述贯通孔内的所述支柱部由设置于所述框体并且朝向所述基座侧突出的第3凸部、以及设置于所述基座并且朝向所述框体侧突出的第4凸部中的至少任一个构成，
在所述基板设置有环状的环形天线。
2.根据权利要求1所述的线圈装置，其特征在于，
当沿着所述基座与所述罩的对置方向观察时，所述贯通孔设置于所述环形天线的内侧。
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