JP6369493B2 - 給電コイルユニット、ワイヤレス給電装置およびワイヤレス電力伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤレス電力伝送用の給電コイルユニット、ワイヤレス給電装置およびワイヤレス電力伝送装置に関するものである。

ワイヤレス電力伝送装置は、給電コイル（一次コイル）と受電コイル（二次コイル）との間の電磁誘導や磁場の共振現象を利用して給電コイルから受電コイルにワイヤレスで電力を供給する技術である。このワイヤレス電力伝送装置では、給受電コイル間の磁気結合を高め、電力伝送効率を向上させるべく、高透磁率の軟磁性体コアが用いられる。

ところで、上述のワイヤレス電力伝送装置を車両などの給電設備に適用した場合、給電コイルは地上に定置されることとなる。このとき、給電コイルに車両のタイヤなどが乗り上げてしまうと、給電コイルに搭載される軟磁性体コアにも荷重が加わってしまうため、軟磁性体コアを保護する技術の要求が高まってきている。例えば特許文献１では、上下一体設されたカバー部とベース部とを、有してなり、該カバー部およびベース部は、それぞれ、レジンコンクリート製よりなり、内部に収納スペースが形成され、該収納スペース内には、少なくとも内筒壁、該１次コイル、磁心コア、および低収縮性樹脂が収納されており、低収縮性樹脂は、１次コイルのコイル導線間の該隙間を中心に、充填されている配設構造が提案されている。

特開２０１２−８９６１８号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、１次コイルのコイル導線間の該隙間を中心に充填される低収縮性樹脂により磁心コアの保護を図っているが、荷重が加わるとこの低収縮性樹脂を介して分散された応力が磁心コアに加わることとなる。したがって、磁性材料で形成される磁心コアは脆性材料であることから衝撃や荷重に非常に弱く、特許文献１に開示されるような磁心コアに応力が加わる構造では磁心コアの保護が不十分であるといった課題が依然として残っている。

そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、給電コイルユニットが備える磁性体を荷重などの応力から確実に保護できる給電コイルユニット、ワイヤレス給電装置およびワイヤレス電力伝送装置を提供することを目的とする。

本発明に係る給電コイルユニットは、ワイヤレス電力伝送用の給電コイルユニットであって、上方端が開口した有底のベース部と、ベース部の底面上に配置され、複数の磁性板を有する磁性体と、磁性体上に導線が巻回されて構成される給電コイルと、ベース部の開口を覆うカバー部と、複数の磁性板の間および導線の線間を、ベース部からカバー部に向かって伸びるリブと、を備え、リブとカバー部との間の距離は、給電コイルとカバー部との間の距離よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、複数の磁性板の間および導線の線間を、ベース部からカバー部に向かって伸びるリブを備え、リブとカバー部との間の距離が、給電コイルとカバー部との間の距離よりも小さくなっている。そのため、給電コイルおよび磁性体とカバー部との間に空間が形成され、給電コイルユニットに荷重が加わっても、磁性体に荷重が加わらない。したがって、給電コイルユニットが備える磁性体を荷重などの応力から確実に保護できる。

好ましくは、給電コイルは、中央部に開口部を有し、開口部を囲繞するように導線が巻回されており、カバー部は、開口部に向かって突出する突出部を備えるとよい。この場合、給電コイルの開口部に電子部品等が収容可能な空間が形成される。ここで、開口部上のカバー部の突出部は断面二次モーメントが大きく、荷重による撓みが起きにくくなっているため、仮に空間に電子部品等を収容したとしてもカバー部が接触することによる応力負荷を防ぐことができる。

好ましくは、リブは、一方端がカバー部と接触しているとよい。この場合、リブがカバー部と接触していることで、外部応力がカバー部に負荷された場合、カバー部の撓みを抑制することができ、給電コイルや磁性体への応力負荷を確実に防ぐことができるとともに、給電コイルユニットが備える磁性体を荷重などの応力からより確実に保護できる。

本発明に係るワイヤレス給電装置は、上記給電コイルユニット有することを特徴とする。本発明によれば、給電コイルユニットが備える磁性体を荷重などの応力から確実に保護できるワイヤレス給電装置を得ることができる。

本発明に係るワイヤレス電力伝送装置は、ワイヤレス給電装置と、ワイヤレス受電装置と、を備え、ワイヤレス給電装置は、上記ワイヤレス給電装置であることを特徴とする。本発明によれば、給電コイルユニットが備える磁性体を荷重などの応力から確実に保護できるワイヤレス電力伝送装置を得ることができる。

本発明によれば、給電コイルユニットが備える磁性体を荷重などの応力から確実に保護できる。

本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置を負荷とともに示す模式構成図である。 本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置における給電コイルユニットの構成を示した外観斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置における給電コイルユニットの内部構成を示した斜視図である。 図２における切断線Ｉ−Ｉに沿う給電コイルユニットの断面図である。 本発明の第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置における給電コイルユニットの内部構成を示した斜視図である。 図４に示した本発明の第１実施形態に係る給電コイルユニットの断面図に相当する、本発明の第２実施形態に係る給電コイルユニットの断面図である。 図４に示した本発明の第１実施形態に係る給電コイルユニットの断面図に相当する、本発明の第３実施形態に係る給電コイルユニットの断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置Ａの全体構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置を負荷とともに示す模式構成図である。

ワイヤレス電力伝送装置Ａは、図１に示されるように、ワイヤレス給電装置Ａ１と、ワイヤレス受電装置Ａ２と、を備える。本実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置Ａは、車両への充電設備に適用される。ワイヤレス電力伝送装置Ａが適用される車両としては、二次電池の電力を利用する電気自動車（ＢＥＶ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ：Ｐｌｕｇ−ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などが挙げられる。

ワイヤレス給電装置Ａ１は、図１に示されるように、電源３０と、インバータ２０と、給電コイルユニット１０と、を有する。ワイヤレス受電装置Ａ２は、図１に示されるように、受電コイルユニット４０と、整流部５０と、を有する。

電源３０は、直流電力を後述するインバータ２０に供給する。電源３０としては、直流電力を出力するものであれば特に制限されず、商用交流電源を整流・平滑した直流電源、二次電池、太陽光発電した直流電源、あるいは、スイッチングコンバータなどのスイッチング電源装置などが挙げられる。

インバータ２０は、電源３０から供給される入力直流電力を交流電力に変換する機能を有している。本実施形態では、インバータ２０は、電源３０から供給される入力直流電力を交流電力に変換し、給電コイルユニット１０に供給する。インバータ２０としては、複数のスイッチング素子がブリッジ接続されたスイッチング回路から構成される。このスイッチング回路を構成するスイッチング素子としては、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの素子が挙げられる。

給電コイルユニット１０は、インバータ２０から供給された交流電力を受電コイルユニット４０にワイヤレスで送電する機能を有する。すなわち、給電コイルユニット１０は、ワイヤレス電力伝送用のコイルユニットである。この給電コイルユニット１０は、車両が駐車される駐車スペース内の地面上に配設されることとなる。例えば、後述する受電コイルユニット４０が車両の略中央下部に搭載される場合、給電コイルユニット１０は、駐車スペースの略中央に配置され、後述する受電コイルユニット４０が車両の前方下部あるいは後方下部に搭載される場合、給電コイルユニット１０は、駐車スペース内の車両の進入開始側とは反対側寄りに設置されることとなる。なお、給電コイルユニット１０の具体的な構成は後述する。

受電コイルユニット４０は、給電コイルユニット１０から送電された交流電力を受電する機能を有する。受電コイルユニット４０としては、銅やアルミニウムなどの導線を巻回した受電コイルを少なくとも含み、絶縁性を有する筐体にパッケージングされている。なお、受電コイルを構成する導線は、単線であってもよく、細い導線を複数撚り合わせたリッツ線であっても構わない。また、受電コイルの巻数は、給電コイルユニット１０との間の離間距離や所望の電力伝送効率等に基づいて適宜設定される。ここで、受電コイルユニット４０は、受電コイルのみから構成されていてもよく、受電コイルに直列あるいは並列に接続されるキャパシタを備えていてもよく、コイル間の磁気結合を高める磁性体を備えていてもよく、電磁波を吸収する導体板を備えていてもよい。このように構成される受電コイルユニット４０は、車両の車両下部に搭載されることとなる。

整流部５０は、受電コイルユニット４０が受電した交流電力を直流電力に整流する機能を有する。整流部５０としては、ダイオードブリッジを用いた全波整流機能と、コンデンサおよび三端子レギュレータを用いた電力平滑化機能を備えた変換回路などが挙げられる。この整流部５０により整流された直流電力は、負荷Ｂに出力される。ここで、負荷Ｂとしては、車両が備える二次電池や回転機が挙げられる。なお、負荷Ｂが交流回転機の場合、ワイヤレス受電装置Ａ２の整流部５０と負荷Ｂとの間にインバータ（図示しない）を付加して交流回転機に交流電力を供給するように構成する必要がある。

このような構成を備えることにより、ワイヤレス給電装置Ａ１の給電コイルユニット１０とワイヤレス受電装置Ａ２の受電コイルユニット４０が対向することで、ワイヤレスにて電力が伝送されるワイヤレス電力伝送装置Ａが実現される。

次に、図２〜図４を参照して、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置Ａにおける給電コイルユニット１０について詳細に説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置における給電コイルユニットの構成を示した外観斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置における給電コイルユニットの内部構成を示した斜視図である。図４は、図２における切断線Ｉ−Ｉに沿う給電コイルユニットの断面図である。

給電コイルユニット１０は、図２〜図４に示すように、ベース部１００Ａと、カバー部５００Ａと、中央突部１２０Ａと、リブ１１０Ａと、遮蔽部２００と、絶縁体３００と、磁性体４００と、給電コイル６００と、を有する。

ベース部１００Ａは、上方端が開口した有底の部材である。具体的には、ベース部１００Ａは、平板状の底面と、底面の外周縁に沿って立設される側面を有し、この底面と側面によって絶縁体３００、磁性体４００、給電コイル６００等が収容される空間が画定されている。本実施形態では、ベース部１００Ａの底面は、略正方形状を呈しているが、これに限られることなく、略円形状あるいは略長方形状であっても構わない。このように構成されるベース部１００Ａの材質としては、非磁性、且つ、非導電性の材料であるプラスチックであると好ましく、耐荷重性能に優れたガラス繊維強化プラスチックであるとより好ましい。なお、ベース部１００Ａの側面の一部には、給電コイル６００を外部に引き出すための配線孔が設けられている。

カバー部５００Ａは、平板状の一枚板の部材である。このカバー部５００Ａは、ベース部１００Ａの開口を覆うように配置されている。具体的には、カバー部５００Ａの周縁下部がベース部１００Ａの側面の上方端に載置されている。このように、ベース部１００Ａとカバー部５００Ａは、給電コイルユニット１０が備える絶縁体３００、磁性体４００、給電コイル６００などの部品を内部に収容して外部環境から保護する筐体としての役割を果たすこととなる。本実施形態では、カバー部５００Ａの主面は、略正方形状を呈しており、ベース部１００Ａの底面と略等しい大きさから構成されている。このように構成されるカバー部５００Ａの材質としては、非磁性、且つ、非導電性の材料であるプラスチックであると好ましく、耐荷重性能に優れたガラス繊維強化プラスチックであるとより好ましい。

中央凸部１２０Ａは、ベース部１００Ａの底面から鉛直上方に向かって伸びる部材である。すなわち、中央凸部１２０Ａは、ベース部１００Ａからカバー部５００Ａに向かって伸びている。具体的には、中央凸部１２０Ａは、ベース部１００Ａの底面における中央部に設けられ、略直方体形状を呈している。この中央凸部１２０Ａは、ベース部１００Ａの開口から見て（ベース部１００Ａとカバー部５００Ａの対向方向から見て）、上方端面が略正方形状を呈している。本実施形態では、中央凸部１２０Ａの突出高さは、ベース部１００Ａの側面の突出高さよりも低く設定されている。また、本実施形態では、中央凸部１２０Ａは、ベース部１００Ａの底面と一体化して設けられている。この中央凸部１２０Ａは、カバー部５００Ａに荷重が加わった際に支柱として機能する。つまり、給電コイルユニット１０の耐荷重性能を向上させる役割を果たすこととなる。このように構成される中央凸部１２０Ａの材質としては、非磁性、且つ、非導電性の材料であるプラスチックであると好ましく、耐荷重性能に優れたガラス繊維強化プラスチックであるとより好ましい。

リブ１１０Ａは、ベース部１００Ａの底面から鉛直上方に伸びる部材である。すなわち、リブ１１０Ａは、ベース部１００Ａからカバー部５００Ａに向かって伸びている。具体的には、リブ１１０Ａは、ベース部１００Ａにおける収容空間を内側領域と外側領域に区画するように設けられている。ここで、本実施形態では、リブ１１０Ａから中央凸部１２０Ａまで離間距離とリブ１１０Ａからベース部１００Ａの側面までの離間距離は、略等しくなるように設定されている。このリブ１１０Ａは、ベース部１００Ａの開口から見て（ベース部１００Ａとカバー部５００Ａの対向方向から見て）、枠状を呈しており、一部に給電コイル６００の導線が通過可能な切欠きが設けられている。なお、本実施形態では、リブ１１０Ａは、ベース部１００Ａにおける収容空間を２つの領域に区画する１つの枠状部材から構成されているが、ベース部１００Ａにおける収容空間を３つ以上の領域に区画する多数の枠状部材から構成されていても構わない。また、本実施形態では、リブ１１０Ａの突出高さは、ベース部１００Ａの側面の突出高さよりも低く、中央凸部１２０Ａの突出高さと略等しく設定されている。またさらには、本実施形態では、リブ１１０Ａは、ベース部１００Ａの底面と一体化して設けられている。このように構成されるリブ１１０Ａの材質としては、非磁性、且つ、非導電性の材料であるプラスチックであると好ましく、耐荷重性能に優れたガラス繊維強化プラスチックであるとより好ましい。

遮蔽部２００は、平板状の部材であり、ベース部１００Ａの底面の外表面側に重ねて設置されている。すなわち、給電コイルユニット１０を駐車スペースの地面上に設置する際、遮蔽部２００は地面に接する部分となる。本実施形態では、遮蔽部２００は、略正方形状を呈しており、ベース部１００Ａの底面と略等しい大きさから構成されている。この遮蔽部２００は、給電コイル６００が発生する磁束の外部（主に地面側）への漏洩を遮蔽する機能を有する。このような遮蔽部２００の材質としては、導電性材料であればよく、例えばアルミニウム合金などが挙げられる。なお、本実施形態では、ベース部１００Ａの底面と遮蔽部２００をそれぞれ別々の部材から構成しているがこれに限られず、ベース部１００Ａの底面を導電性材料から構成し、遮蔽部２００として機能するように構成しても構わない。

絶縁体３００は、ベース部１００Ａの底面の内表面側に重ねて設けられている。本実施形態では、絶縁体３００は、ベース部１００Ａの内側領域における底面上に設けられる絶縁部材と、ベース部１００Ａの外側領域における底面上に設けられる絶縁部材を有する。すなわち、絶縁体３００は、リブ１１０Ａによって、複数に区画割りされている。このように構成される絶縁体３００の材質としては、絶縁性の樹脂が挙げられる。

磁性体４００は、絶縁体３００上に重ねて設けられている。言い換えれば、磁性体４００は、絶縁体３００を介して、ベース部１００Ａの底面上に配置されることとなる。本実施形態では、磁性体４００は、ベース部１００Ａの内側領域における底面上に絶縁体３００を介して設けられる磁性板と、ベース部１００Ａの外側領域における底面上に絶縁体３００を介して設けられる磁性板の複数の磁性板を有する。すなわち、磁性体４００は、リブ１１０Ａによって、複数に区画割りされている。このように構成される磁性体４００の材質としては、フェライト、パーマロイ、珪素鋼板などが挙げられる。なお、ベース部１００Ａの内側領域あるいは外側領域に設けられる磁性板は、それぞれ単一の磁性部材から構成されていてもよく、複数の磁性体個片から構成されていても構わない。

給電コイル６００は、磁性体４００上に導線が巻回されて構成されている。具体的には、給電コイル６００は、中央部に開口部を有し、この開口部を囲繞するように導線が平面状に巻回されたスパイラル構造のコイルである。本実施形態では、給電コイル６００は、開口部を中央凸部１２０Ａが貫通するように磁性体４００上に配置されている。したがって、給電コイル６００は、中央凸部１２０Ａを囲繞するように導線が巻回されて構成されている。また、給電コイル６００は、ベース部１００Ａの内側領域に設けられる磁性体４００の磁性板上に導線が巻回される巻回部と、ベース部１００Ａの外側領域に設けられる磁性体４００の磁性板上に導線が巻回される巻回部を有する。すなわち、給電コイル６００は、リブ１１０Ａによって、複数に区画割りされている。なお、ベース部１００Ａの内側領域における給電コイル６００の巻回部と、ベース部１００Ａの外側領域における給電コイル６００の巻回部は、リブ１１０Ａの切欠きを介して連結されている。言い換えれば、給電コイル６００は、ベース部１００Ａの内側領域からベース部１００Ａの外側領域に向けて連続的に巻回されている。このように構成される給電コイル６００の導線の材質としては、銅やアルミニウムなどが挙げられ、給電コイル６００には高周波の交流電流が流れることから、表皮効果を鑑み、細い導線を複数撚り合わせたリッツ線を用いると好ましい。なお、給電コイル６００と磁性体４００との間の絶縁は、給電コイル６００と磁性体４００との間に絶縁シートを介在させて絶縁を確保してもよく、給電コイル６００の導線自体を絶縁被覆導体から構成して絶縁を確保しても構わない。また、本実施形態では図示しないが、給電コイルユニット１０は、給電コイル６００に直列あるいは並列に接続され、給電コイル６００とともに共振回路を形成する共振コンデンサを備えていても構わない。

本実施形態では、磁性体４００および給電コイル６００は、ベース部１００Ａの内側領域と外側領域にそれぞれ設けられることから、リブ１１０Ａは、磁性体４００の複数の磁性板の間および給電コイル６００の導線の線間を、ベース部１００Ａからカバー部５００Ａに向かって伸びることとなる。また、本実施形態では、ベース部１００Ａの側面の突出高さと、リブ１１０Ａの突出高さと、中央凸部１２０Ａの突出高さは、それぞれ給電コイル６００の配置高さを越えて伸びている。したがって、リブ１１０Ａとカバー部５００Ａとの間の距離は、給電コイル６００とカバー部５００Ａとの間の距離よりも小さくなる。これにより、給電コイルユニット１０に車両のタイヤが乗り上げた際に、カバー部５００Ａが車両から受ける荷重により撓んだとしても、カバー部５００Ａの内表面は、リブ１１０Ａの上方端ならびに中央凸部１２０Ａの上方端に接触することとなる。したがって、車両から受ける荷重による応力は、直接磁性体４００や給電コイル６００に加わらない。

ここで、本実施形態に係る給電コイルユニット１０が備えるリブ１１０Ａの作用効果について詳述する。通常、カバー部５００Ａに荷重が負荷されると、カバー部５００Ａはベース部１００Ａに向かって撓むこととなる。このとき、中央凸部１２０Ａによって撓みが抑制されるが、給電コイルユニット１０が複数の平板状の磁性板を有する磁性体４００と、この磁性体４００上に導線が平面状に巻回されて構成される給電コイル６００を収容している場合、給電コイル６００の導線上のカバー部５００Ａは撓もうとする。本実施形態のように、給電コイルユニット１０が、磁性体４００の複数の磁性板の間および給電コイル６００の導線の線間を、ベース部１００Ａからカバー部５００Ａに向かって伸びるリブ１１０Ａを有することで、給電コイル６００の導線上のカバー部５００Ａの撓みを抑制することが可能となる。つまり、リブ１１０Ａによって、カバー部５００Ａに荷重が負荷された場合、カバー部５００Ａの梁の支持の長さを短くすることができるため、カバー部５００Ａの撓み量を小さくできる。これにより、カバー部５００Ａに荷重が負荷されたとしても、カバー部５００Ａが給電コイル６００に接触することを防ぐことができる。したがって、カバー部５００Ａに負荷された荷重が給電コイル６００や磁性体４００に負荷されることがない。

以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置Ａは、給電コイルユニット１０が、上方端が開口した有底のベース部１００Ａと、ベース部１００Ａの底面上に配置され、複数の磁性板を有する磁性体４００と、磁性体４００上に導線が巻回されて構成される給電コイル６００と、ベース部１００Ａの開口を覆うカバー部５００Ａと、複数の磁性板の間および導線の線間を、ベース部１００Ａからカバー部５００Ａに向かって伸びるリブ１１０Ａと、を備え、リブ１１０Ａとカバー部５００Ａとの間の距離は、給電コイル６００とカバー部５００Ａとの間の距離よりも小さくなっている。そのため、給電コイル６００および磁性体４００とカバー部５００Ａとの間に空間が形成され、給電コイルユニット１０に荷重が加わっても、磁性体４００に荷重が加わらない。したがって、給電コイルユニット１０が備える磁性体４００を荷重などの応力から確実に保護できる。

（第２実施形態）
次に、図５および図６を参照して、本発明の第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置における給電コイルユニットの内部構成を示した斜視図である。図６は、図４に示した本発明の第１実施形態に係る給電コイルユニットの断面図に相当する、本発明の第２実施形態に係る給電コイルユニットの断面図である。第２実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置は、給電コイルユニット１０において、中央凸部１２０Ａに代えて中央凸部１２０Ｂを備えている点、カバー部５００Ａが突出部５００Ｂを備えている点において、第１実施形態と相違し、その他の構成は第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

中央凸部１２０Ｂは、中央凸部１２０Ａと同様、ベース部１００Ａの底面から鉛直上方に向かって伸びる部材である。すなわち、中央凸部１２０Ｂは、ベース部１００Ａからカバー部５００Ａに向かって伸びている。具体的には、中央凸部１２０Ｂは、ベース部１００Ａにおける収容空間を中央部と内側領域に区画するように設けられている。これにより、本実施形態では、ベース部１００Ａにおける収容空間が中央部、内側領域、外側領域の３つの領域に区画されていることとなる。ここで、給電コイル６００は、第１実施形態と同様、中央部に開口部を有し、この開口部を囲繞するように導線が平面状に巻回されたスパイラル構造のコイルであり、中央凸部１２０Ｂは、ベース部１００Ａの開口から見て（ベース部１００Ａとカバー部５００Ａの対向方向から見て）、枠状を呈しており、給電コイル６００の開口部を貫通するように設けられている。したがって、給電コイル６００の開口部であって、ベース部１００Ａの中央部には、枠状の中央凸部１２０Ｂに囲まれた電子部品７００が収容可能な空間が形成されることとなる。ここで、空間に収容される電子部品７００としては、給電コイル６００に直列あるいは並列に接続され、給電コイル６００とともに共振回路を形成する共振コンデンサなどが挙げられる。本実施形態では、中央凸部１２０Ｂの突出高さは、ベース部１００Ａの側面の突出高さよりも低く、リブ１１０Ａの突出高さと略等しく設定されている。また、本実施形態では、中央凸部１２０Ｂは、ベース部１００Ａの底面と一体化して設けられている。この中央凸部１２０Ｂは、カバー部５００Ａに荷重が加わった際に支柱として機能するとともに、電子部品７００を収容する空間を画定する機能を有する。このように構成される中央凸部１２０Ｂの材質としては、非磁性、且つ、非導電性の材料であるプラスチックであると好ましく、耐荷重性能に優れたガラス繊維強化プラスチックであるとより好ましい。

本実施形態では、カバー部５００Ａは、突出部５００Ｂを備えている。突出部５００Ｂは、カバー部５００Ａの内表面から鉛直下方に向かって伸びる部材である。すなわち、突出部５００Ｂは、カバー部５００Ａからベース部１００Ａに向かって伸びている。具体的には、突出部５００Ｂは、カバー部５００Ａの内表面における中央部に設けられており、ベース部１００Ａの底面における中央凸部１２０Ｂに囲まれる中央部と対向している。つまり、突出部５００Ｂは、給電コイル６００の開口部に向かって突出している。ここで、突出部５００Ｂのカバー部５００Ａからベース部１００Ａに向かって伸びる突出高さは、ベース部１００Ａの中央部に形成される電子部品７００を収容する空間が保たれるように設定される。この突出部５００Ｂは、鉛直方向から見て（ベース部１００Ａとカバー部５００Ａの対向方向から見て）、下方端面が略正方形状を呈している。本実施形態では、突出部５００Ｂは、カバー部５００Ａの内表面と一体化して設けられている。このように構成される突出部５００Ｂの材質としては、非磁性、且つ、非導電性の材料であるプラスチックであると好ましく、耐荷重性能に優れたガラス繊維強化プラスチックであるとより好ましい。なお、カバー部５００Ａの厚みを厚くすればするほど荷重による撓みを起きにくくすることが可能なため、耐荷重性能を向上させるという観点からは、突出部５００Ｂは、給電コイル６００の開口部と対向するカバー部５００Ａの内表面の全面からベース部１００Ａに向かって突出するように構成するとよい。

以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置は、給電コイルユニット１０において、給電コイル６００は、中央部に開口部を有し、開口部を囲繞するように導線が巻回されており、カバー部５００Ａは、開口部に向かって突出する突出部５００Ｂを備えている。そのため、給電コイル６００の開口部に電子部品７００が収容可能な空間が形成される。ここで、開口部上のカバー部５００Ａの突出部５００Ｂは断面二次モーメントが大きく、荷重による撓みが起きにくくなっているため、仮に空間に電子部品７００を収容したとしてもカバー部５００Ａが接触することによる応力負荷を防ぐことができる。

（第３実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置について説明する。図７は、図４に示した本発明の第１実施形態に係る給電コイルユニットの断面図に相当する、本発明の第３実施形態に係る給電コイルユニットの断面図である。第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置は、給電コイルユニット１０において、中央凸部１２０Ｂの突出高さおよびリブ１１０Ａの突出高さの点において、第２実施形態と相違し、その他の構成は第２実施形態と同様である。以下、第２実施形態と異なる点を中心に説明する。

本実施形態では、中央凸部１２０Ｂの突出高さは、ベース部１００Ａの側面の突出高さと略等しく設定されている。したがって、中央凸部１２０Ｂの上方端（一方端）がカバー部５００Ａと接触している。また、本実施形態では、リブ１１０Ａの突出高さは、ベース部１００Ａの側面の突出高さと略等しく設定されている。したがって、リブ１１０Ａの上方端（一方端）がカバー部５００Ａと接触している。これにより、カバー部５００Ａは、ベース部１００Ａの側面、中央凸部１２０Ｂ、リブ１１０Ａによって支えられる構造となる。

以上のように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置は、給電コイルユニット１０において、リブ１１０Ａは、一方端がカバー部５００Ａと接触している。そのため、リブ１１０Ａがカバー部５００Ａと接触していることで、外部応力がカバー部５００Ａに負荷された場合、カバー部５００Ａの撓みを抑制することができ、給電コイル６００や磁性体４００への応力負荷を確実に防ぐことができるとともに、給電コイルユニット１０が備える磁性体４００を荷重などの応力からより確実に保護できる。同様に、中央凸部１２０ＢＢの一方端もカバー部５００Ａと接触していることから、中央突部１２０Ｂは、外部応力がカバー部５００Ａに負荷された場合のカバー部５００Ａの撓みを抑制する役割を果たすこととなる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明したが、本発明は上述の実施形態に限られることなく、様々な変形や変更が可能である。例えば、上述の第３実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置における特徴的構成ならびに機能は、第１実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置Ａに適用しても構わない。この場合においても、リブ１１０Ａがカバー部５００Ａと接触していることで、外部応力がカバー部５００Ａに負荷された場合、カバー部５００Ａの撓みを抑制することができ、給電コイル６００や磁性体４００への応力負荷を確実に防ぐことができるとともに、給電コイルユニット１０が備える磁性体４００を荷重などの応力からより確実に保護できる。

Ａ…ワイヤレス電力伝送装置、Ａ１…ワイヤレス給電装置、Ａ２…ワイヤレス受電装置、Ｂ…負荷、１０…給電コイルユニット、２０…インバータ、３０…電源、４０…受電コイルユニット、５０…整流部、１００Ａ…ベース部、１１０Ａ…リブ、１２０Ａ，１２０Ｂ…中央凸部、２００…遮蔽部、３００…絶縁体、４００…磁性体、５００Ａ…カバー部、５００Ｂ…突出部、６００…給電コイル、７００…電子部品。

Claims (5)

1. ワイヤレス電力伝送用の給電コイルユニットであって、
   上方端が開口した有底のベース部と、
   前記ベース部の底面上に配置され、複数の磁性板を有する磁性体と、
   前記磁性体上に導線が巻回されて構成される給電コイルと、
   前記ベース部の開口を覆うカバー部と、
   前記複数の磁性板の間および前記導線の線間を、前記ベース部から前記カバー部に向かって伸びるリブと、を備え、
   前記リブと前記カバー部との間の距離は、前記給電コイルと前記カバー部との間の距離よりも小さいことを特徴とする給電コイルユニット。
2. 前記給電コイルは、中央部に開口部を有し、前記開口部を囲繞するように前記導線が巻回されており、
   前記カバー部は、前記開口部に向かって突出する突出部を備えることを特徴とする請求項１に記載の給電コイルユニット。
3. 前記リブは、一方端が前記カバー部と接触していることを特徴とする請求項１または２に記載の給電コイルユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の給電コイルユニットを有することを特徴とするワイヤレス給電装置。
5. ワイヤレス給電装置と、
   ワイヤレス受電装置と、を備え、
   前記ワイヤレス給電装置は、請求項４に記載のワイヤレス給電装置であることを特徴とするワイヤレス電力伝送装置。

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