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JP7550806B2 - Coil for non-contact power supply and variable diameter coil for non-contact power supply - Google Patents

Coil for non-contact power supply and variable diameter coil for non-contact power supply Download PDF

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JP7550806B2
JP7550806B2 JP2022019543A JP2022019543A JP7550806B2 JP 7550806 B2 JP7550806 B2 JP 7550806B2 JP 2022019543 A JP2022019543 A JP 2022019543A JP 2022019543 A JP2022019543 A JP 2022019543A JP 7550806 B2 JP7550806 B2 JP 7550806B2
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contact
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power supply
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拓磨 沢田
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大井電気株式会社
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Description

本発明は、非接触給電用コイルに関し、特に、渦巻き形状のコイルに関する。 The present invention relates to a coil for contactless power supply, and in particular to a coil having a spiral shape.

非接触給電装置につき広く研究開発が行われている。非接触給電装置(送電装置)は、受電装置に配線接続されない状態で受電装置に電力を供給する。非接触給電装置には、共振回路の共鳴によって受電装置に電力を供給する磁気共鳴方式のものがある。非接触給電装置は送電コイルを備え、受電装置は受電コイルを備えている。この方式では、送電コイル側に形成された共振回路と、受電コイル側に形成された共振回路との共鳴によって、非接触給電装置から受電装置に電力が供給される。 There has been extensive research and development into contactless power transfer devices. A contactless power transfer device (power transmission device) supplies power to a power receiving device without being wired to the power receiving device. Some contactless power transfer devices use a magnetic resonance method, which supplies power to a power receiving device by resonance of a resonant circuit. The contactless power transfer device includes a power transmission coil, and the power receiving device includes a power receiving coil. In this method, power is supplied from the contactless power transfer device to the power receiving device by resonance between a resonant circuit formed on the power transmission coil side and a resonant circuit formed on the power receiving coil side.

受電装置としては、携帯情報端末、電気自動車等、非接触給電装置から離れた位置に配置される装置がある。一般にこれらの装置は、繰り返し充放電が可能なバッテリ(二次電池)を備えており、バッテリが非接触給電装置によって充電される。充電の際には受電装置が非接触給電装置の所定の位置に配置され、非接触給電装置から受電装置のバッテリに充電電力が供給される。 Power receiving devices include devices that are placed at a distance from the contactless power supply device, such as mobile information terminals and electric vehicles. Generally, these devices are equipped with a battery (secondary battery) that can be repeatedly charged and discharged, and the battery is charged by the contactless power supply device. When charging, the power receiving device is placed at a specified position on the contactless power supply device, and charging power is supplied from the contactless power supply device to the battery of the power receiving device.

以下の特許文献1には、磁気共鳴方式による非接触給電装置に関する記載がある。また、特許文献2に記載されているように、非接触給電装置に設けられた共振回路の可変コンデンサの静電容量を調整し、携帯情報端末等の受電装置に伝送される電力の低下を防ぐ技術が考えられている。特許文献2には、さらに、中継用共振器を用いて、非接触給電装置から受電装置に電力を供給する技術が記載されている。 The following Patent Document 1 describes a contactless power supply device using a magnetic resonance method. Also, as described in Patent Document 2, a technology has been devised for adjusting the capacitance of a variable capacitor in a resonant circuit provided in a contactless power supply device to prevent a decrease in the power transmitted to a power receiving device such as a portable information terminal. Patent Document 2 further describes a technology for supplying power from a contactless power supply device to a power receiving device using a relay resonator.

特許文献3には、複数の直列LC回路を備え、複数の直列LC回路から1つを選択したもの、または複数を選択して直列接続したものによって、非接触給電を行う装置が記載されている。 Patent document 3 describes a device that has multiple series LC circuits and performs contactless power supply by selecting one of the multiple series LC circuits or by selecting multiple circuits and connecting them in series.

特開2018-110471号公報JP 2018-110471 A 特開2015-164398号公報JP 2015-164398 A 特開2017-5772号公報JP 2017-5772 A

非接触給電装置では、非接触給電装置と受電装置との間の距離や、非接触給電装置から見た受電装置の方向または姿勢等の位置関係によって受電装置に供給される電力が異なることがある。例えば、磁気共鳴方式の非接触給電装置では、非接触給電装置と受電装置との位置関係によって共振周波数が変化し、受電装置に供給される電力が変化してしまう場合がある。また、共振周波数の変化の他、送電コイルや受電コイルの大きさによって、受電装置に供給される電力が異なることもある。非接触給電装置と受電装置との位置関係や、送電コイルまたは受電コイルの大きさによっては、電力伝送効率が低下することがある。 In a non-contact power supply device, the power supplied to the power receiving device may differ depending on the positional relationship between the non-contact power supply device and the power receiving device, such as the distance between the non-contact power supply device and the power receiving device, and the direction or posture of the power receiving device as viewed from the non-contact power supply device. For example, in a non-contact power supply device using a magnetic resonance method, the resonance frequency may change depending on the positional relationship between the non-contact power supply device and the power receiving device, which may result in a change in the power supplied to the power receiving device. In addition to changes in the resonance frequency, the power supplied to the power receiving device may differ depending on the size of the power transmitting coil and the power receiving coil. Depending on the positional relationship between the non-contact power supply device and the power receiving device, and the size of the power transmitting coil or the power receiving coil, the power transmission efficiency may decrease.

本発明は、非接触給電装置から受電装置への電力伝送効率を高めることを目的とする。 The present invention aims to improve the efficiency of power transmission from a non-contact power supply device to a power receiving device.

本発明は、周回するごとに1ピッチだけ外側にずれるように渦巻き形状を描く導線と、前記導線におけるいずれかの第1位置で前記導線に接触し、前記導線を第1端子に接続する第1接点と、前記第1位置よりもN周だけ外側の位置で前記導線に接触し、前記導線を第2端子に接続する第2接点と、前記第1接点および前記第2接点を周方向に移動させる回転駆動機構と、を備えることを特徴とする。 The present invention is characterized by comprising a conductor that forms a spiral shape by shifting outward by one pitch for each revolution, a first contact that contacts the conductor at a first position on the conductor and connects the conductor to a first terminal, a second contact that contacts the conductor at a position N revolutions outside the first position and connects the conductor to a second terminal, and a rotation drive mechanism that moves the first contact and the second contact in the circumferential direction.

本発明は、周回するごとに1ピッチだけ外側にずれるように渦巻き形状を描く導線と、前記導線におけるいずれかの第1位置で前記導線に接触し、前記導線を第1端子に接続する第1接点と、前記第1位置よりもN周だけ外側の位置で前記導線に接触し、前記導線を第2端子に接続する第2接点と、前記第1接点および前記第2接点を前記導線の径方向に移動させる径方向駆動機構と、を備えることを特徴とする。望ましくは、基板を備え、前記導線は、基板の平坦な面に形成された溝に形成されている。 The present invention is characterized by comprising a conductor that forms a spiral shape so as to shift outward by one pitch for each revolution, a first contact that contacts the conductor at any first position on the conductor and connects the conductor to a first terminal, a second contact that contacts the conductor at a position N revolutions outward from the first position and connects the conductor to a second terminal, and a radial drive mechanism that moves the first contact and the second contact in the radial direction of the conductor. Preferably, the device comprises a substrate, and the conductor is formed in a groove formed in a flat surface of the substrate.

また、本発明は、周回するごとに1ピッチだけ外側にずれるように、渦巻き形状を描く導線と、前記導線が所定周回するごとに設けられた複数のスイッチとを備え、前記導線は、各前記スイッチが設けられる位置に一対の切断端を形成するギャップを有し、複数の前記スイッチのうちの1つである内側スイッチは、前記一対の切断端のうち外側に向かう一方を第1端子に接続し、複数の前記スイッチのうち、前記内側スイッチよりも一定周回だけ外側にある外側スイッチは、内側に向かう他方を第2端子に接続し、複数の前記スイッチから前記内側スイッチおよび前記外側スイッチが選択され、前記第1端子と前記第2端子との間の実効コイルのコイル径が可変とされたことを特徴とする。 The present invention is also characterized in that it comprises a conductor that forms a spiral shape so as to shift outward by one pitch with each revolution, and a plurality of switches that are provided at each predetermined revolution of the conductor, the conductor having gaps that form a pair of cut ends at the positions where each of the switches is provided, an inner switch that is one of the plurality of switches connects one of the pair of cut ends that faces outward to a first terminal, and an outer switch among the plurality of switches that is a certain number of revolutions outward from the inner switch connects the other cut end that faces inward to a second terminal, the inner switch and the outer switch are selected from the plurality of switches, and a coil diameter of an effective coil between the first terminal and the second terminal is variable .

望ましくは、前記導線における前記内側スイッチと前記外側スイッチとの間の区間に他の前記スイッチがある場合には、他の前記スイッチは、前記一対の切断端を接続した状態となる。 Preferably, when another switch is present in the section of the conducting wire between the inner switch and the outer switch, the other switch is in a state in which the pair of cut ends are connected.

望ましくは、基板を備え、前記導線は、基板の平坦な面に形成された溝に形成されている。 Preferably, the device includes a substrate, and the conductive wire is formed in a groove formed in a flat surface of the substrate.

本発明によれば、非接触給電装置から受電装置への電力伝送効率を高めることができる。 The present invention can improve the efficiency of power transmission from a non-contact power supply device to a power receiving device.

非接触給電システムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a contactless power supply system. 第1実施例に係る可変径コイルを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a variable-diameter coil according to the first embodiment. 第1の構成例に係る接触部を示す図である。5A and 5B are diagrams illustrating a contact portion according to a first configuration example. 第2の構成例に係る接触部を示す図である。13A and 13B are diagrams illustrating a contact portion according to a second configuration example. 第2実施例に係る可変径コイルを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a variable-diameter coil according to a second embodiment. 渦巻き導線のうち2周回する区間に対して設けられた3つのループ選択スイッチの構成を模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of three loop selection switches provided for a section of a spiral conductor that makes two turns. 半径とインダクタンスとの関係を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between radius and inductance.

各図を参照して本発明の実施形態について説明する。複数の図面に示されている同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を簡略化する。本明細書における上下左右等の用語は、図面における方向を示す。方向を示すこれらの用語は、各構成要素を配置する際の姿勢を限定するものではない。 An embodiment of the present invention will be described with reference to each figure. Identical components shown in multiple figures are given the same reference numerals to simplify the description. Terms such as up, down, left, and right in this specification indicate directions in the figures. These directional terms do not limit the orientation of each component when it is placed.

図1には、本発明の実施形態に係る非接触給電システム100の構成が示されている。非接触給電システム100は、送電装置(非接触給電装置)1および受電装置2を備えている。送電装置1から受電装置2へは非接触で電力が供給され、受電装置2は、負荷回路36に電力を供給する。受電装置2が送電装置1から取得し負荷回路36に供給する電力を示す供給電力情報は、受電装置2から送電装置1に無線送信される。送電装置1は、供給電力情報に基づいて、送電装置1の状態を制御し、送電装置1から受電装置2に供給される電力を調整する。 Figure 1 shows the configuration of a contactless power supply system 100 according to an embodiment of the present invention. The contactless power supply system 100 includes a power transmission device (contactless power supply device) 1 and a power receiving device 2. Power is supplied contactlessly from the power transmission device 1 to the power receiving device 2, and the power receiving device 2 supplies power to a load circuit 36. Supply power information indicating the power that the power receiving device 2 acquires from the power transmission device 1 and supplies to the load circuit 36 is wirelessly transmitted from the power receiving device 2 to the power transmission device 1. The power transmission device 1 controls the state of the power transmission device 1 based on the supply power information, and adjusts the power supplied from the power transmission device 1 to the power receiving device 2.

非接触給電システム100の動作について具体的に説明する。送電装置1は、電源回路10、マッチング回路12、可変径コイル14、送電側無線部16および制御部18を備えている。電源回路10は、制御部18による制御に従って、マッチング回路12を介して可変径コイル14に電力を供給する。マッチング回路12は、制御部18による制御に従って電源回路10と可変径コイル14との間のインピーダンス整合状態を調整する。可変径コイル14は、マッチング回路12が備える容量性素子と共に、送電側の共振回路(送電側共振回路)を構成する。 The operation of the contactless power supply system 100 will be specifically described. The power transmission device 1 includes a power supply circuit 10, a matching circuit 12, a variable diameter coil 14, a power transmission side radio unit 16, and a control unit 18. The power supply circuit 10 supplies power to the variable diameter coil 14 via the matching circuit 12 according to the control of the control unit 18. The matching circuit 12 adjusts the impedance matching state between the power supply circuit 10 and the variable diameter coil 14 according to the control of the control unit 18. The variable diameter coil 14, together with a capacitive element included in the matching circuit 12, constitutes a power transmission side resonant circuit (power transmission side resonant circuit).

受電装置2は、受電コイル30、受電回路32、受電側無線部34を備えている。受電コイル30は、受電回路32が備える容量性素子と共に受電側の共振回路(受電側共振回路)を構成する。 The power receiving device 2 includes a power receiving coil 30, a power receiving circuit 32, and a power receiving side radio unit 34. The power receiving coil 30, together with a capacitive element included in the power receiving circuit 32, constitutes a power receiving side resonant circuit (power receiving side resonant circuit).

可変径コイル14および受電コイル30は、磁界によって、あるいは電磁波によって結合する。可変径コイル14および受電コイル30が結合することで、送電側共振回路と受電側共振回路が共鳴し、送電側共振回路から受電側共振回路へ非接触給電が行われる。受電回路32は、受電コイル30から電力を取得し、負荷回路36に出力する。 The variable diameter coil 14 and the power receiving coil 30 are coupled by a magnetic field or electromagnetic waves. When the variable diameter coil 14 and the power receiving coil 30 are coupled, the power transmitting resonant circuit and the power receiving resonant circuit resonate, and power is supplied contactlessly from the power transmitting resonant circuit to the power receiving resonant circuit. The power receiving circuit 32 obtains power from the power receiving coil 30 and outputs it to the load circuit 36.

受電回路32は、負荷回路36に供給される電力を測定し、負荷回路36への供給電力を示す供給電力値を受電側無線部34に出力する。受電側無線部34は、供給電力値を含む供給電力情報を、送電側無線部16に無線送信する。送電側無線部16は、供給電力情報を受信し、制御部18に出力する。 The power receiving circuit 32 measures the power supplied to the load circuit 36 and outputs a supply power value indicating the power supplied to the load circuit 36 to the power receiving side wireless unit 34. The power receiving side wireless unit 34 wirelessly transmits supply power information including the supply power value to the power transmitting side wireless unit 16. The power transmitting side wireless unit 16 receives the supply power information and outputs it to the control unit 18.

制御部18は、供給電力情報に含まれる供給電力値に基づいて、マッチング回路12および可変径コイル14の状態を調整する。制御部18は、例えば、供給電力値が所定の電力閾値を超えるように、マッチング回路12および可変径コイル14の状態を調整する。マッチング回路12は、可変コンデンサ、可変インダクタ等の可変定数素子を備えてよい。制御部18は、供給電力値に基づいて可変定数素子の定数を調整してよい。 The control unit 18 adjusts the state of the matching circuit 12 and the variable diameter coil 14 based on the supply power value included in the supply power information. The control unit 18 adjusts the state of the matching circuit 12 and the variable diameter coil 14, for example, so that the supply power value exceeds a predetermined power threshold. The matching circuit 12 may include a variable constant element such as a variable capacitor or a variable inductor. The control unit 18 may adjust the constant of the variable constant element based on the supply power value.

可変径コイル14は、後述するように、平坦な面を周回する半径(コイル径)が可変となっている。制御部18は、例えば、供給電力値が電力閾値を超えるように、コイル径を調整してよい。 As described below, the variable diameter coil 14 has a variable radius (coil diameter) around a flat surface. The control unit 18 may adjust the coil diameter, for example, so that the supplied power value exceeds a power threshold.

図2には、第1実施例に係る可変径コイル14-1が示されている。可変径コイル14-1は、基板40、渦巻き導線42および接触部44を備えている。基板40には、周回するごとに1ピッチだけ外側にずれるように渦巻き形状を描く溝43が形成されている。渦巻き導線42は、溝43の表面に形成され、溝43と同様、周回するごとに1ピッチだけ外側にずれるように渦巻き形状を描く。渦巻き導線42の内側の端には内側導体48が形成され、渦巻き導線42の外側には外側導体50が形成されている。内側導体48は、溝43の内側の端に結合する中心凹み49の表面に形成されてよい。中心凹み49は、溝43が描く渦巻き形状の中心において、略円形状に凹んだ領域であってよい。外側導体50は、溝43の外側の端に結合する外側溝51の表面に形成されてよい。外側溝51は、溝43の外側を1周回してよい。 Figure 2 shows a variable diameter coil 14-1 according to the first embodiment. The variable diameter coil 14-1 includes a substrate 40, a spiral conductor 42, and a contact portion 44. A groove 43 is formed on the substrate 40, which forms a spiral shape so as to shift outward by one pitch for each turn. The spiral conductor 42 is formed on the surface of the groove 43, and forms a spiral shape so as to shift outward by one pitch for each turn, just like the groove 43. An inner conductor 48 is formed on the inner end of the spiral conductor 42, and an outer conductor 50 is formed on the outside of the spiral conductor 42. The inner conductor 48 may be formed on the surface of a central recess 49 that is connected to the inner end of the groove 43. The central recess 49 may be a region that is recessed in a substantially circular shape at the center of the spiral shape formed by the groove 43. The outer conductor 50 may be formed on the surface of an outer groove 51 that is connected to the outer end of the groove 43. The outer groove 51 may make one turn around the outside of the groove 43.

図3には、接触部44の第1の構成例として、接触部44Aが、基板40、溝43および渦巻き導線42と共に示されている。接触部44Aは、案内棒52、第1端子58、第1導線60、第2端子62、第2導線64および可動部66を備えている。可動部66は、可動部筐体67、第1接点54および第2接点56を備えている。第1接点54および第2接点56は、可動部筐体67の下方に突出する導体によって形成されている。可動部筐体67には、第1接点54および第2接点56が、渦巻き導線42の径方向に一定の間隔を隔てて固定されている。 In FIG. 3, as a first configuration example of the contact portion 44, the contact portion 44A is shown together with the substrate 40, the groove 43, and the spiral conductor 42. The contact portion 44A includes a guide rod 52, a first terminal 58, a first conductor 60, a second terminal 62, a second conductor 64, and a movable portion 66. The movable portion 66 includes a movable portion housing 67, a first contact 54, and a second contact 56. The first contact 54 and the second contact 56 are formed by conductors that protrude downward from the movable portion housing 67. The first contact 54 and the second contact 56 are fixed to the movable portion housing 67 at a fixed interval in the radial direction of the spiral conductor 42.

第1接点54は、渦巻き導線42におけるいずれかの第1位置で渦巻き導線42に接触する。第1接点54は第1導線60を介して第1端子58に接続されており、渦巻き導線42を第1端子58に接続する。第2接点56は、第1位置よりもN周だけの外側の第2位置で渦巻き導線42に接触する。第2接点56は第2導線64を介して第2端子62に接続されており、渦巻き導線42を第2端子62に接続する。 The first contact 54 contacts the spiral conductor 42 at a first position on the spiral conductor 42. The first contact 54 is connected to a first terminal 58 via a first conductor 60, and connects the spiral conductor 42 to the first terminal 58. The second contact 56 contacts the spiral conductor 42 at a second position that is N turns outside the first position. The second contact 56 is connected to a second terminal 62 via a second conductor 64, and connects the spiral conductor 42 to the second terminal 62.

図3に示されている例では、N=2であり、第1接点54と第2接点56の間隔は、渦巻き導線42の2ピッチ分の間隔である。 In the example shown in FIG. 3, N=2, and the distance between the first contact 54 and the second contact 56 is two pitches of the spiral conductor 42.

案内棒52の一端は、溝43の渦巻き形状の中心部に設けられた回転駆動機構68に結合されている。案内棒52は、回転駆動機構68から、溝43の渦巻き形状の径方向外側(r軸正方向)に向かって延びている。案内棒52は、回転駆動機構68との結合部を中心とし、その長手方向を動径方向として、基板40の表面に沿って周方向(方位角θ方向)に回転自在となっている。 One end of the guide rod 52 is connected to a rotation drive mechanism 68 provided at the center of the spiral shape of the groove 43. The guide rod 52 extends from the rotation drive mechanism 68 toward the radial outside of the spiral shape of the groove 43 (positive direction of the r axis). The guide rod 52 is rotatable in the circumferential direction (azimuth angle θ direction) along the surface of the substrate 40, with the connection part with the rotation drive mechanism 68 as the center and its longitudinal direction as the radial direction.

第1導線60および第2導線64は、案内棒52の内部に設けられており、その長手方向に沿って延びている。第1導線60の径方向内側の一端は第1端子58に接続され、第2導線64の径方向内側の一端は第2端子62に接続されている。第1導線60および第2導線64のそれぞれの他端は開放されていてよい。 The first conducting wire 60 and the second conducting wire 64 are provided inside the guide rod 52 and extend along its longitudinal direction. One radially inner end of the first conducting wire 60 is connected to the first terminal 58, and one radially inner end of the second conducting wire 64 is connected to the second terminal 62. The other ends of the first conducting wire 60 and the second conducting wire 64 may be open.

可動部66は、可動部筐体67を案内棒52に沿って移動させる径方向駆動機構74を備えてよい。第1接点54に接続された導線は、案内棒52の内部で第1導線60に摺動自在に接触している。第2接点56に接続された導線は、案内棒52の内部で第2導線64に摺動自在に接触している。案内棒52が周方向に移動すると共に、第1接点54および第2接点56は、渦巻き導線42においてNピッチだけ離れた2箇所の位置に接触するように径方向に可動部66が移動する。第1接点54および第2接点56は、渦巻き導線42においてNピッチだけ離れた2箇所の位置を、渦巻き導線42に接触しながら径方向に摺動する。 The movable part 66 may include a radial drive mechanism 74 that moves the movable part housing 67 along the guide rod 52. The conductor connected to the first contact 54 is in slidable contact with the first conductor 60 inside the guide rod 52. The conductor connected to the second contact 56 is in slidable contact with the second conductor 64 inside the guide rod 52. As the guide rod 52 moves in the circumferential direction, the movable part 66 moves in the radial direction so that the first contact 54 and the second contact 56 come into contact with two positions on the spiral conductor 42 that are spaced apart by N pitches. The first contact 54 and the second contact 56 slide radially while in contact with the spiral conductor 42 between two positions on the spiral conductor 42 that are spaced apart by N pitches.

なお、周方向に移動する力を回転駆動機構68が第1接点54および第2接点56に与えることで、径方向に移動する力が溝43から第1接点54および第2接点56に与えられ、これによって第1接点54および第2接点56が径方向に移動する場合には、径方向駆動機構74は設けられなくてもよい。 In addition, if the rotation drive mechanism 68 applies a circumferential moving force to the first contact 54 and the second contact 56, which in turn applies a radial moving force to the first contact 54 and the second contact 56 from the groove 43, thereby moving the first contact 54 and the second contact 56 radially, then the radial drive mechanism 74 does not need to be provided.

図3に示されている例では、案内棒52が周方向に移動すると共に、第1接点54および第2接点56は、渦巻き導線42において2ピッチだけ離れた2箇所の位置に接触するように径方向に可動部66が移動する。第1接点54および第2接点56は、渦巻き導線42において2ピッチだけ離れた2箇所の位置を、渦巻き導線42に接触しながら径方向に摺動する。 In the example shown in FIG. 3, as the guide rod 52 moves in the circumferential direction, the movable part 66 moves in the radial direction so that the first contact 54 and the second contact 56 come into contact with two positions that are two pitches apart on the spiral conductor 42. The first contact 54 and the second contact 56 slide in the radial direction while in contact with the spiral conductor 42 at two positions that are two pitches apart on the spiral conductor 42.

第1接点54および第2接点56が、それぞれ、第1導線60および第2導線64との電気的接続を維持しながら周方向に摺動すると共に、第1接点54および第2接点56を備える可動部66は径方向に移動する。これによって、第1端子58から第1導線60を通って第1接点54に至り、渦巻き導線42におけるNピッチ離れた2つの位置のうちの一方の位置(第1位置)に至る電流経路が形成される。さらに、第1位置から渦巻き導線42を外側に向かってN周回した位置にある他方の位置(第2位置)に至る電流経路が形成される。さらに、第2位置に接触する第2接点56から第2導線64を通って第2端子62に至る電流経路が形成される。 The first contact 54 and the second contact 56 slide in the circumferential direction while maintaining electrical connection with the first conductor 60 and the second conductor 64, respectively, while the movable part 66 having the first contact 54 and the second contact 56 moves in the radial direction. As a result, a current path is formed from the first terminal 58 through the first conductor 60 to the first contact 54, and to one of two positions (first position) that are N pitches apart on the spiral conductor 42. Furthermore, a current path is formed from the first position to the other position (second position) that is N turns around the spiral conductor 42 toward the outside. Furthermore, a current path is formed from the second contact 56 that contacts the second position to the second terminal 62 through the second conductor 64.

すなわち、第1端子58と第2端子62との間には、渦巻き導線42のうち、第1位置から渦巻き導線42を外側に向かってN周回した第2位置に至るまでの区間が接続される。図3に示されている例では、第1端子58と第2端子62との間には、渦巻き導線42のうち、2周回した区間が接続される。 That is, a section of the spiral conductor 42 extending from the first position to the second position, which is N turns around the spiral conductor 42 toward the outside, is connected between the first terminal 58 and the second terminal 62. In the example shown in FIG. 3, a section of the spiral conductor 42 that has made two turns is connected between the first terminal 58 and the second terminal 62.

可動部66が径方向に移動することで、渦巻き導線42のうち電流が流れる区間、すなわち、渦巻き導線42が実効的にコイルとして動作する実効コイルの径が変化する。制御部18(図1)は、回転駆動機構68を制御して案内棒52を周方向に移動させると共に、径方向駆動機構74を制御して可動部66を径方向に移動させる。また、径方向駆動機構74が設けられていない場合には、制御部18(図1)は、回転駆動機構68を制御して案内棒52を周方向に移動させる。これによって、第1端子58と第2端子62との間に接続される実効コイルの径が調整される。 The movable part 66 moves in the radial direction, changing the section of the spiral conductor 42 through which current flows, i.e., the diameter of the effective coil in which the spiral conductor 42 effectively operates as a coil. The control unit 18 (Fig. 1) controls the rotation drive mechanism 68 to move the guide rod 52 in the circumferential direction, and controls the radial drive mechanism 74 to move the movable part 66 in the radial direction. Furthermore, if the radial drive mechanism 74 is not provided, the control unit 18 (Fig. 1) controls the rotation drive mechanism 68 to move the guide rod 52 in the circumferential direction. This adjusts the diameter of the effective coil connected between the first terminal 58 and the second terminal 62.

上記では、可動部66を渦巻き導線42の周方向に移動させつつ、渦巻き導線42の径方向に移動させることで、第1接点54および第2接点56を渦巻き導線42に沿って摺動させる実施形態が示された。このように、第1接点54および第2接点56が渦巻き導線42に沿って摺動するのではなく、第1接点54および第2接点56が、渦巻き導線42を横切る構成が採用されてもよい。この場合、可動部66は、第1接点54および第2接点56を上下方向に移動自在としながらも、下方に付勢する機構を備えてもよい。すなわち、第1接点54および第2接点56は、上方に押下されたときに、下方に押し戻す力を発生させる付勢機構に取り付けられてよい。また、第1接点54および第2接点56のそれぞれは、径方向かつ上下方向に広がる平面内での形状が下方に丸みを帯びて突出した形状を有してもよい。これによって、第1接点54および第2接点56は、渦巻き導線42を横切る方向に、1ピッチずつ径方向に移動自在となる。 In the above, an embodiment has been shown in which the first contact 54 and the second contact 56 slide along the spiral conductor 42 by moving the movable part 66 in the circumferential direction of the spiral conductor 42 while moving in the radial direction of the spiral conductor 42. In this way, a configuration in which the first contact 54 and the second contact 56 do not slide along the spiral conductor 42, but the first contact 54 and the second contact 56 cross the spiral conductor 42 may be adopted. In this case, the movable part 66 may be provided with a mechanism for biasing the first contact 54 and the second contact 56 downward while allowing them to move up and down. That is, the first contact 54 and the second contact 56 may be attached to a biasing mechanism that generates a force to push them back downward when pressed upward. In addition, each of the first contact 54 and the second contact 56 may have a shape that protrudes downward in a rounded shape in a plane extending in the radial and vertical directions. This allows the first contact 54 and the second contact 56 to move radially, one pitch at a time, across the spiral conductor 42.

図4には、第2の構成例に係る接触部44Bが、基板40、溝43および渦巻き導線42と共に示されている。接触部44Bは、図3に示された接触部44Aに対し、案内棒52をスリット付き搬送部材70に置き換えた点と、図3に示された可動部66に対し、可動部72の形状をスリット付き搬送部材70に適合させた点が異なっている。スリット付き搬送部材70は、径方向を長手方向とする略直方体状の部材に、上面から下面に切り込まれ径方向に延びるスリット71が設けられたものである。可動部72は、スリット付き搬送部材70のスリット71に係合しており、スリット71に沿って径方向に移動自在である。 Figure 4 shows contact part 44B according to the second configuration example together with substrate 40, groove 43, and spiral conductor 42. Contact part 44B differs from contact part 44A shown in Figure 3 in that guide rod 52 is replaced with slitted conveying member 70, and that the shape of movable part 72 is adapted to slitted conveying member 70 compared to movable part 66 shown in Figure 3. Slitted conveying member 70 is a roughly rectangular parallelepiped member with the radial direction as the longitudinal direction, with slits 71 cut from the top to the bottom and extending in the radial direction. Movable part 72 engages with slits 71 of slitted conveying member 70 and is freely movable in the radial direction along slits 71.

スリット付き搬送部材70の一端は、基板40に形成された溝43の渦巻き形状の中心部に設けられた回転駆動機構68に結合されている。スリット付き搬送部材70は、回転駆動機構68から、溝43の渦巻き形状の径方向外側(r軸正方向)に向かって延びている。スリット付き搬送部材70は、回転駆動機構68との結合部を中心とし、その長手方向を動径方向として、基板40の表面に沿って周方向(方位角θ方向)に回転自在となっている。 One end of the slitted transport member 70 is coupled to a rotation drive mechanism 68 provided at the center of the spiral shape of the groove 43 formed in the substrate 40. The slitted transport member 70 extends from the rotation drive mechanism 68 toward the radial outside (positive direction of the r-axis) of the spiral shape of the groove 43. The slitted transport member 70 is rotatable in the circumferential direction (azimuth angle θ direction) along the surface of the substrate 40, with the connection part with the rotation drive mechanism 68 as the center and its longitudinal direction as the radial direction.

第1導線60および第2導線64は、スリット付き搬送部材70の内部に設けられており、その長手方向に沿って延びている。第1導線60の径方向内側の一端は第1端子58に接続され、第2導線64の径方向内側の一端は第2端子62に接続されている。第1導線60および第2導線64のそれぞれの他端は開放されてよい。 The first conducting wire 60 and the second conducting wire 64 are provided inside the slitted conveying member 70 and extend along its longitudinal direction. One radially inner end of the first conducting wire 60 is connected to the first terminal 58, and one radially inner end of the second conducting wire 64 is connected to the second terminal 62. The other ends of the first conducting wire 60 and the second conducting wire 64 may be open.

第1接点54に接続された導線は、スリット付き搬送部材70の内部において第1導線60に摺動自在に接触している。第2接点56に接続された導線は、スリット付き搬送部材70の内部において第2導線64に摺動自在に接触している。スリット付き搬送部材70が周方向に移動すると共に、第1接点54および第2接点56は、渦巻き導線42においてNピッチだけ離れた2箇所の位置に接触するように径方向に可動部72が移動する。第1接点54および第2接点56は、渦巻き導線42においてNピッチだけ離れた2箇所の位置を、渦巻き導線42に接触しながら径方向に摺動する。 The conductor connected to the first contact 54 is in slidable contact with the first conductor 60 inside the slitted conveying member 70. The conductor connected to the second contact 56 is in slidable contact with the second conductor 64 inside the slitted conveying member 70. As the slitted conveying member 70 moves in the circumferential direction, the movable part 72 moves in the radial direction so that the first contact 54 and the second contact 56 come into contact with two positions on the spiral conductor 42 that are N pitches apart. The first contact 54 and the second contact 56 slide in the radial direction while in contact with the spiral conductor 42 between two positions on the spiral conductor 42 that are N pitches apart.

可動部72は、自らを径方向に移動させる径方向駆動機構74を備えてもよい。周方向に移動する力を回転駆動機構68が第1接点54および第2接点56に与えることで、径方向に移動する力が溝43から第1接点54および第2接点56に与えられ、これによって第1接点54および第2接点56が径方向に移動する場合には、径方向駆動機構74は設けられなくてもよい。 The movable part 72 may be provided with a radial drive mechanism 74 that moves the movable part 72 in the radial direction. When the rotation drive mechanism 68 applies a circumferential moving force to the first contact 54 and the second contact 56, which causes a radial moving force to be applied from the groove 43 to the first contact 54 and the second contact 56, thereby moving the first contact 54 and the second contact 56 in the radial direction, the radial drive mechanism 74 does not need to be provided.

図3に示された接触部44Aと同様の原理によって、第1端子58と第2端子62との間には、渦巻き導線42のうち、第1位置から渦巻き導線42を外側に向かってN周回した第2位置に至るまでの区間が接続される。図4に示されている例では、第1端子58と第2端子62との間には、渦巻き導線42のうち、2周回した区間が接続される。 Using the same principle as the contact portion 44A shown in FIG. 3, a section of the spiral conductor 42 from a first position to a second position N turns outward around the spiral conductor 42 is connected between the first terminal 58 and the second terminal 62. In the example shown in FIG. 4, a section of the spiral conductor 42 that has made two turns is connected between the first terminal 58 and the second terminal 62.

第1接点54および第2接点56が、それぞれ、第1導線60および第2導線64に接触しながら周方向に摺動すると共に、第1接点54および第2接点56を備える可動部72は径方向に移動する。これによって、渦巻き導線42のうち電流が流れる区間、すなわち、渦巻き導線42が実効的にコイルとして動作する実効コイルの径が変化する。 The first contact 54 and the second contact 56 slide in the circumferential direction while in contact with the first conductor 60 and the second conductor 64, respectively, and the movable part 72 including the first contact 54 and the second contact 56 moves in the radial direction. This changes the section of the spiral conductor 42 through which current flows, i.e., the diameter of the effective coil where the spiral conductor 42 effectively operates as a coil.

上記では、可動部72を渦巻き導線45の周方向に移動させつつ、渦巻き導線45の径方向に移動させることで、第1接点54および第2接点56を渦巻き導線45に沿って摺動させる実施形態が示された。このように、第1接点54および第2接点56が渦巻き導線45に沿って摺動するのではなく、第1接点54および第2接点56が、渦巻き導線45を横切る構成が採用されてもよい。この場合、可動部72は、第1接点54および第2接点56を上下方向に移動自在としながらも、下方に付勢する機構を備えてもよい。すなわち、第1接点54および第2接点56は、上方に押下されたときに、下方に押し戻す力を発生させる付勢機構に取り付けられてよい。また、第1接点54および第2接点56のそれぞれは、径方向かつ上下方向に広がる平面内での形状が下方に丸みを帯びて突出した形状を有してもよい。これによって、第1接点54および第2接点56は、渦巻き導線42を横切る方向に、1ピッチずつ径方向に移動自在となる。 In the above, an embodiment has been shown in which the first contact 54 and the second contact 56 slide along the spiral conductor 45 by moving the movable part 72 in the circumferential direction of the spiral conductor 45 while moving it in the radial direction of the spiral conductor 45. In this way, a configuration in which the first contact 54 and the second contact 56 do not slide along the spiral conductor 45, but the first contact 54 and the second contact 56 cross the spiral conductor 45 may be adopted. In this case, the movable part 72 may be provided with a mechanism for biasing the first contact 54 and the second contact 56 downward while allowing them to move up and down. That is, the first contact 54 and the second contact 56 may be attached to a biasing mechanism that generates a force to push them back downward when pressed upward. In addition, each of the first contact 54 and the second contact 56 may have a shape that protrudes downward in a rounded shape in a plane extending in the radial and vertical directions. This allows the first contact 54 and the second contact 56 to move radially, one pitch at a time, across the spiral conductor 42.

図5には、第2実施例に係る可変径コイル14-2が示されている。可変径コイル14-2は、基板40、渦巻き導線45およびスイッチユニット80を備えている。基板40には、周回するごとに1ピッチだけ外側にずれるように渦巻き形状を描く溝43が形成されている。渦巻き導線45は、溝43の表面に形成されている。渦巻き導線45の内側の端には内側導体48が形成され、渦巻き導線45の外側には外側導体50が形成されている。可変径コイル14-2における渦巻き導線45は、1周回する位置ごとにギャップGが形成されている点が、図2に示された可変径コイル14-1の渦巻き導線42と異なっている。ここでギャップとは、渦巻き導線45が切断され、切断によって形成される一対の切断端が対向している構造をいう。図5に示されている例では、溝43が描く渦巻き形状の中心から径方向外側に向かう直線上に、各ピッチごとにギャップGが形成されている。 Figure 5 shows the variable-diameter coil 14-2 according to the second embodiment. The variable-diameter coil 14-2 includes a substrate 40, a spiral conductor 45, and a switch unit 80. The substrate 40 has a groove 43 formed thereon, which forms a spiral shape so as to shift outward by one pitch for each turn. The spiral conductor 45 is formed on the surface of the groove 43. An inner conductor 48 is formed at the inner end of the spiral conductor 45, and an outer conductor 50 is formed on the outer side of the spiral conductor 45. The spiral conductor 45 in the variable-diameter coil 14-2 differs from the spiral conductor 42 of the variable-diameter coil 14-1 shown in Figure 2 in that a gap G is formed at each turn. Here, the gap refers to a structure in which the spiral conductor 45 is cut and a pair of cut ends formed by the cut face each other. In the example shown in Figure 5, a gap G is formed at each pitch on a straight line extending from the center of the spiral shape formed by the groove 43 toward the radially outward direction.

スイッチユニット80は、各ギャップGに対して設けられたループ選択スイッチSWと、第1パターン導線82および第2パターン導線84を備えている。図6には、渦巻き導線45のうち2周回する区間に対して設けられた3つのループ選択スイッチSW(j-1)、SW(j)およびSW(j+1)の構成が模式的に示されている。各ループ選択スイッチSWは、制御部18(図1)によって制御される。 The switch unit 80 includes a loop selection switch SW provided for each gap G, a first patterned conductor 82, and a second patterned conductor 84. Figure 6 shows a schematic configuration of three loop selection switches SW(j-1), SW(j), and SW(j+1) provided for two turns of the spiral conductor 45. Each loop selection switch SW is controlled by the control unit 18 (Figure 1).

ループ選択スイッチSW(J)は、内側から数えて第J周目の区間における第J位置に形成されたギャップGに設けられている。ここで、Jは整数j-1、jまたはj+1である。各ループ選択スイッチSW(J)は接点T1、接点T2、接点TM、第1切片S1および第2切片S2を備えている。接点T1は一対の切断端のうちの外側に向かう側の一端に接続され、接点T2は一対の切断端のうちの内側に向かう側の他端に接続されている。接点TMは、渦巻き導線45から絶縁された位置に設けられている。 The loop selection switch SW(J) is provided in a gap G formed at the Jth position in the Jth section counting from the inside. Here, J is an integer j-1, j or j+1. Each loop selection switch SW(J) has a contact T1, a contact T2, a contact TM, a first segment S1 and a second segment S2. The contact T1 is connected to one end of the pair of cut ends facing the outside, and the contact T2 is connected to the other end of the pair of cut ends facing the inside. The contact TM is provided in a position insulated from the spiral conductor 45.

第1パターン導線82および第2パターン導線84は、基板40の内層または裏面に設けられてよい。第1パターン導線82および第2パターン導線84は、渦巻き導線45に形成された複数のギャップGが配列された方向と同一方向に平行に延びている。第1パターン導線82の径方向外側の一端には第1端子58が接続され、第2パターン導線84の径方向外側の一端には第2端子62が接続されている。第1パターン導線82および第2パターン導線84のそれぞれの径方向内側の他端は開放されてよい。 The first patterned conductor 82 and the second patterned conductor 84 may be provided on an inner layer or a back surface of the substrate 40. The first patterned conductor 82 and the second patterned conductor 84 extend parallel to the same direction as the direction in which the multiple gaps G formed in the spiral conductor 45 are arranged. A first terminal 58 is connected to one radially outer end of the first patterned conductor 82, and a second terminal 62 is connected to one radially outer end of the second patterned conductor 84. The other radially inner ends of the first patterned conductor 82 and the second patterned conductor 84 may be open.

ループ選択スイッチSW(J)の第1切片S1の一端は接点T1に接続され、他端は接点TMまたは第1パターン導線82の一方に選択的に接触する。図6に示されている例では、ループ選択スイッチSW(j-1)の第1切片S1の他端は第1パターン導線82に接触している。第1パターン導線82には、第1パターン導線82から基板40の表面に至るスルーホールが設けられてもよい。この場合、ループ選択スイッチSW(j-1)の第1切片S1の他端は、第1パターン導線82に接続されたスルーホールに接触する。また、ループ選択スイッチSW(j)の第1切片S1の他端は接点TMに接触している。 One end of the first segment S1 of the loop selection switch SW(J) is connected to the contact T1, and the other end selectively contacts either the contact TM or the first pattern conductor 82. In the example shown in FIG. 6, the other end of the first segment S1 of the loop selection switch SW(j-1) contacts the first pattern conductor 82. The first pattern conductor 82 may be provided with a through hole that extends from the first pattern conductor 82 to the surface of the substrate 40. In this case, the other end of the first segment S1 of the loop selection switch SW(j-1) contacts the through hole connected to the first pattern conductor 82. Also, the other end of the first segment S1 of the loop selection switch SW(j) contacts the contact TM.

ループ選択スイッチSW(J)の第2切片S2の一端は接点T2に接続され、他端は接点TMまたは第2パターン導線84の一方に選択的に接触する。図6に示されている例では、ループ選択スイッチSW(j+1)の第2切片S2の他端は第2パターン導線84に接触している。第2パターン導線84には、第2パターン導線84から基板40の表面に至るスルーホールが設けられてもよい。この場合、ループ選択スイッチSW(j+1)の第2切片S2の他端は、第2パターン導線84に接続されたスルーホールに接触する。また、ループ選択スイッチSW(j)の第2切片S2の他端は接点TMに接触している。 One end of the second segment S2 of the loop selection switch SW(J) is connected to the contact T2, and the other end selectively contacts either the contact TM or the second pattern conductor 84. In the example shown in FIG. 6, the other end of the second segment S2 of the loop selection switch SW(j+1) contacts the second pattern conductor 84. The second pattern conductor 84 may be provided with a through hole that extends from the second pattern conductor 84 to the surface of the substrate 40. In this case, the other end of the second segment S2 of the loop selection switch SW(j+1) contacts the through hole connected to the second pattern conductor 84. Also, the other end of the second segment S2 of the loop selection switch SW(j) contacts the contact TM.

ループ選択スイッチSW(j-1)~SW(j+1)のそれぞれの第1切片S1および第2切片S2が、図6に示された状態となることで、次のような電流経路が形成される。すなわち、第1端子58から第1パターン導線82を通って渦巻き導線45の第j-1位置に至り、第j-1位置から渦巻き導線45を外側に向かって2周回した位置にある第j+1位置に至る電流経路が形成される。さらに、第j+1位置から第2パターン導線84を通って第2端子62に至る電流経路が形成される。 When the first segment S1 and second segment S2 of each of the loop selection switches SW(j-1) to SW(j+1) are in the state shown in FIG. 6, the following current path is formed. That is, a current path is formed from the first terminal 58 through the first pattern conductor 82 to the j-1th position of the spiral conductor 45, and from the j-1th position to the j+1th position, which is located two turns around the spiral conductor 45 toward the outside. Furthermore, a current path is formed from the j+1th position to the second terminal 62 through the second pattern conductor 84.

すなわち、第1端子58と第2端子62との間には、渦巻き導線45のうち、第j-1位置から渦巻き導線45を外側に向かって2周回した第j+1位置に至るまでの区間が接続される。 In other words, the section of the spiral conductor 45 that extends from the j-1 position to the j+1 position, which is two turns around the spiral conductor 45 toward the outside, is connected between the first terminal 58 and the second terminal 62.

渦巻き導線45が、内側の一端から外側に向かってK周し、外側の他端に至る場合、jは1~K-1のうちのいずれかの整数であってよい。jの値が小さい程、第1端子58と第2端子62との間に接続される実効コイルの径は小さくなり、jの値が大きい程、第1端子58と第2端子62との間に接続される実効コイルの径は大きくなる。 When the spiral conductor 45 makes K turns from one end on the inside to the other end on the outside, j may be any integer between 1 and K-1. The smaller the value of j, the smaller the diameter of the effective coil connected between the first terminal 58 and the second terminal 62, and the larger the value of j, the larger the diameter of the effective coil connected between the first terminal 58 and the second terminal 62.

上記では、2周の実効コイルが形成される動作例が示された。この動作例では、ループ選択スイッチSW(j-1)の第1切片S1の他端が第1パターン導線82に接触し、第2切片S2の他端が接点TMに接触する。また、ループ選択スイッチSW(j)の第1切片S1および第2切片S2のそれぞれの他端が、接点TMに接触する。さらに、ループ選択スイッチSW(j+1)の第1切片S1の他端が接点TMに接触し、第2切片S2の他端が第2パターン導線84に接触する。 The above shows an example of operation in which an effective coil of two turns is formed. In this example of operation, the other end of the first segment S1 of the loop selection switch SW(j-1) contacts the first pattern conductor 82, and the other end of the second segment S2 contacts the contact TM. Also, the other ends of the first segment S1 and the second segment S2 of the loop selection switch SW(j) contact the contact TM. Furthermore, the other end of the first segment S1 of the loop selection switch SW(j+1) contacts the contact TM, and the other end of the second segment S2 contacts the second pattern conductor 84.

可変径コイル14-2では、Mを3以上の整数として、M周の実効コイルが形成されてもよい。この場合、ループ選択スイッチSW(j-1)の第1切片S1の他端が第1パターン導線82に接触し、第2切片S2の他端が接点TMに接触する。また、ループ選択スイッチSW(j)~SW(j+M-2)の第1切片S1および第2切片S2のそれぞれの他端が、接点TMに接触する。さらに、ループ選択スイッチSW(j+M-1)の第1切片S1の他端が接点TMに接触し、第2切片S2の他端が第2パターン導線84に接触する。 In the variable diameter coil 14-2, an effective coil of M turns may be formed, where M is an integer equal to or greater than 3. In this case, the other end of the first segment S1 of the loop selection switch SW(j-1) contacts the first patterned conductor 82, and the other end of the second segment S2 contacts the contact TM. Also, the other ends of the first segment S1 and second segment S2 of the loop selection switches SW(j) to SW(j+M-2) contact the contact TM. Furthermore, the other end of the first segment S1 of the loop selection switch SW(j+M-1) contacts the contact TM, and the other end of the second segment S2 contacts the second patterned conductor 84.

また、可変径コイル14-2では、1周の実効コイルが形成されてもよい。この場合、ループ選択スイッチSW(j-1)の第1切片S1の他端が第1パターン導線82に接触し、第2切片S2の他端が接点TMに接触する。また、ループ選択スイッチSW(j)の第1切片S1の他端が接点TMに接触し、第2切片S2の他端が第2パターン導線84に接触する。 Also, the variable diameter coil 14-2 may form an effective coil of one turn. In this case, the other end of the first segment S1 of the loop selection switch SW(j-1) contacts the first pattern conductor 82, and the other end of the second segment S2 contacts the contact point TM. Also, the other end of the first segment S1 of the loop selection switch SW(j) contacts the contact point TM, and the other end of the second segment S2 contacts the second pattern conductor 84.

このように、可変径コイル14-2では、複数のループ選択スイッチのうちの1つである内側スイッチは、一対の切断端のうち外側に向かう一方を第1端子58に接続する。また、複数のループ選択スイッチのうち内側スイッチよりも外側にある外側スイッチは、一対の切断端のうち内側に向かう一方を第2端子62に接続する。また、渦巻き導線45における内側スイッチと外側スイッチとの間の区間にある他のループ選択スイッチは、一対の切断端を接続した状態となる。 In this way, in the variable-diameter coil 14-2, the inner switch, which is one of the multiple loop selection switches, connects one of the pair of cut ends facing outward to the first terminal 58. Also, the outer switch, which is one of the multiple loop selection switches and is located outside the inner switch, connects one of the pair of cut ends facing inward to the second terminal 62. Also, the other loop selection switches in the section between the inner switch and the outer switch in the spiral conductor 45 have their pair of cut ends connected.

上記では、各周回ごとにギャップGおよびループ選択スイッチSWが設けられた構成が示された。ギャップGおよびループ選択スイッチSWは、最も内側の周回区間と最も外側の周回区間に設けられる他、所定周回ごとに設けられてもよい。 In the above, a configuration in which a gap G and a loop selection switch SW are provided for each revolution has been shown. The gap G and the loop selection switch SW may be provided in the innermost revolution section and the outermost revolution section, or may be provided for each predetermined revolution.

図7には、可変径コイル14-1および14-2における渦巻き導線42および45の周回数を12周とした場合において、渦巻き導線のうち2周回分の区間を実効コイルとしたときの半径とインダクタンスとの関係が示されている。実効コイルに流れる電流が一定であるという条件の下では、実効コイルの半径が大きくなる程、発生する磁束が大きくなるため、インダクタンスが大きくなる。 Figure 7 shows the relationship between the radius and inductance when the number of turns of the spiral conductor 42 and 45 in the variable-diameter coils 14-1 and 14-2 is 12 turns, and a section of the spiral conductor with two turns is used as the effective coil. Under the condition that the current flowing through the effective coil is constant, the larger the radius of the effective coil, the larger the generated magnetic flux, and therefore the larger the inductance.

上記では、可変径コイル14-1および14-2が、送電装置1における送電コイルとして用いられる実施形態が示された。可変径コイル14-1および14-2は、受電装置2における受電コイル30として用いられてもよい。この場合、受電装置2では、受信された電力が所定の電力閾値を超えるように、可動部(66,72)の径方向または周方向の位置を調整することで、実効コイルの径が調整されてもよい。また、図1に示されている受電コイル30と受電回路32との間に可変定数素子を備えるマッチング回路が挿入されている場合には、受信された電力が所定の電力閾値を超えるように可変定数素子の素子定数が調整されてもよい。このように、可変径コイル14-1および14-2は、非接触給電システムにおける非接触給電用コイルとして、すなわち、送電コイルおよび受電コイルのいずれとしても用いられてよい。 In the above, an embodiment in which the variable diameter coils 14-1 and 14-2 are used as a power transmission coil in the power transmission device 1 has been shown. The variable diameter coils 14-1 and 14-2 may be used as a power reception coil 30 in the power reception device 2. In this case, the effective coil diameter may be adjusted by adjusting the radial or circumferential position of the movable part (66, 72) in the power reception device 2 so that the received power exceeds a predetermined power threshold. In addition, when a matching circuit including a variable constant element is inserted between the power reception coil 30 and the power reception circuit 32 shown in FIG. 1, the element constant of the variable constant element may be adjusted so that the received power exceeds a predetermined power threshold. In this way, the variable diameter coils 14-1 and 14-2 may be used as a non-contact power supply coil in a non-contact power supply system, that is, as either a power transmission coil or a power reception coil.

上記の各実施形態に係る可変径コイル14によれば、可変径コイル14からの距離が異なる様々な受電装置2の状態についても、コイル径を適切な大きさとしつつ、可変径コイル14と電源回路10との間のマッチング状態が適切な状態となる。これによって、送電装置1から受電装置2への電力伝送効率が向上する。 According to the variable diameter coil 14 of each of the above embodiments, even in various states of the power receiving device 2 where the distance from the variable diameter coil 14 is different, the coil diameter is kept at an appropriate size, and the matching state between the variable diameter coil 14 and the power supply circuit 10 is appropriately maintained. This improves the efficiency of power transmission from the power transmitting device 1 to the power receiving device 2.

1 送電装置、2 受電装置、10 電源回路、12 マッチング回路、14,14-1,14-2 可変径コイル、16 送電側無線部、18 制御部、30 受電コイル、32 受電回路、34 受電側無線部、36 負荷回路、40 基板、42,45 渦巻き導線、43 溝、44 接触部、48 内側導体、49 中心凹み、50 外側導体、51 外側溝、52 案内棒、54 第1接点、56 第2接点、58 第1端子、60 第1導線、62 第2端子、64 第2導線、66,72 可動部、67 可動部筐体、68 回転駆動機構、70 スリット付き搬送部材、71 スリット、74 径方向駆動機構、80 スイッチユニット、82 第1パターン導線、84 第2パターン導線。 1 Power transmitting device, 2 Power receiving device, 10 Power supply circuit, 12 Matching circuit, 14, 14-1, 14-2 Variable diameter coil, 16 Power transmitting side radio unit, 18 Control unit, 30 Power receiving coil, 32 Power receiving circuit, 34 Power receiving side radio unit, 36 Load circuit, 40 Substrate, 42, 45 Spiral conductor, 43 Groove, 44 Contact portion, 48 Inner conductor, 49 Central recess, 50 Outer conductor, 51 Outer groove, 52 Guide rod, 54 First contact, 56 Second contact, 58 First terminal, 60 First conductor, 62 Second terminal, 64 Second conductor, 66, 72 Movable part, 67 Movable part housing, 68 Rotation drive mechanism, 70 Slitted conveying member, 71 Slit, 74 Radial drive mechanism, 80 Switch unit, 82 First pattern conductor, 84 Second pattern conductor.

Claims (6)

周回するごとに1ピッチだけ外側にずれるように渦巻き形状を描く導線と、
前記導線におけるいずれかの第1位置で前記導線に接触し、前記導線を第1端子に接続する第1接点と、
前記第1位置よりもN周だけ外側の位置で前記導線に接触し、前記導線を第2端子に接続する第2接点と、
前記第1接点および前記第2接点を周方向に移動させる回転駆動機構と、
を備えることを特徴とする非接触給電用コイル。
A conductor that draws a spiral shape by shifting one pitch outward each time it goes around.
a first contact that contacts the conductor at a first location on the conductor to connect the conductor to a first terminal;
a second contact that contacts the conductor at a position N circumferences outside the first position and connects the conductor to a second terminal;
a rotation drive mechanism that moves the first contact point and the second contact point in a circumferential direction;
A coil for contactless power supply comprising:
周回するごとに1ピッチだけ外側にずれるように渦巻き形状を描く導線と、
前記導線におけるいずれかの第1位置で前記導線に接触し、前記導線を第1端子に接続する第1接点と、
前記第1位置よりもN周だけ外側の位置で前記導線に接触し、前記導線を第2端子に接続する第2接点と、
前記第1接点および前記第2接点を前記導線の径方向に移動させる径方向駆動機構と、
を備えることを特徴とする非接触給電用コイル。
A conductor that draws a spiral shape by shifting one pitch outward each time it goes around.
a first contact that contacts the conductor at a first location on the conductor to connect the conductor to a first terminal;
a second contact that contacts the conductor at a position N circumferences outside the first position and connects the conductor to a second terminal;
a radial drive mechanism that moves the first contact and the second contact in a radial direction of the conductor;
A coil for contactless power supply comprising:
請求項1または請求項2に記載の非接触給電用コイルであって、The coil for contactless power supply according to claim 1 or 2,
基板を備え、A substrate is provided.
前記導線は、基板の平坦な面に形成された溝に形成されていることを特徴とする非接触給電用コイル。The coil for contactless power supply, wherein the conductive wire is formed in a groove formed in a flat surface of a substrate.
周回するごとに1ピッチだけ外側にずれるように、渦巻き形状を描く導線と、
前記導線が所定周回するごとに設けられた複数のスイッチとを備え、
前記導線は、
各前記スイッチが設けられる位置に一対の切断端を形成するギャップを有し、
複数の前記スイッチのうちの1つである内側スイッチは、
前記一対の切断端のうち外側に向かう一方を第1端子に接続し、
複数の前記スイッチのうち、前記内側スイッチよりも一定周回だけ外側にある外側スイッチは、
内側に向かう他方を第2端子に接続し、
複数の前記スイッチから前記内側スイッチおよび前記外側スイッチが選択され、
前記第1端子と前記第2端子との間の実効コイルのコイル径が可変とされたことを特徴とする非接触給電用可変径コイル。
The conductor is spiral-shaped, shifting outward by one pitch each time it goes around.
a plurality of switches provided at predetermined intervals around the conductor wire;
The conductive wire is
a gap defining a pair of cut ends at each of the switches;
An inner switch of the plurality of switches includes:
One of the pair of cut ends facing outward is connected to a first terminal;
Among the plurality of switches, an outer switch that is located a certain number of revolutions outward from the inner switch is
The other end facing inward is connected to the second terminal ;
The inner switch and the outer switch are selected from a plurality of the switches;
A variable diameter coil for contactless power supply , wherein an effective coil diameter between the first terminal and the second terminal is variable .
請求項に記載の非接触給電用可変径コイルであって、
前記導線における前記内側スイッチと前記外側スイッチとの間の区間に他の前記スイッチがある場合には、他の前記スイッチは、前記一対の切断端を接続した状態となることを特徴とする非接触給電用可変径コイル。
The variable-diameter coil for contactless power supply according to claim 4 ,
A variable-diameter coil for contactless power supply, characterized in that when there is another switch in the section of the conductor between the inner switch and the outer switch, the other switch is in a state where the pair of cut ends are connected.
請求項4または請求項5に記載の非接触給電用可変径コイルであって、The variable diameter coil for contactless power supply according to claim 4 or 5,
基板を備え、A substrate is provided.
前記導線は、基板の平坦な面に形成された溝に形成されていることを特徴とする非接触給電用可変径コイル。The variable diameter coil for contactless power supply, wherein the conductive wire is formed in a groove formed in a flat surface of a substrate.
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