(57)【要約】【課題】フェライト板に形成された穴部にリブを挿入してフェライト板を支持するものにおいて、穴部の周辺における磁束の集中を低減して損失の発生を抑制する。【解決手段】コイルユニットは、フェライト板の板厚方向における一方の面側に配置される第１支持部材と、フェライト板の板厚方向における他方の面側に配置される第２支持部材と、を備える。フェライト板には、長手方向がフェライト板を流れる磁束の方向となるように形成された長穴を有し、第１支持部材には、長穴を貫通して第２支持部材に突き当たるように突出するリブを有する。長穴は、長手方向における中央部から両端部に向かうにつれて細くなるように形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容ケースにコイルとフェライト板とが収容されたコイルユニットであって、
前記フェライト板の板厚方向における一方の面側に配置される第１支持部材と、
前記フェライト板の板厚方向における他方の面側に配置される第２支持部材と、
を備え、
前記フェライト板は、長手方向が前記フェライト板を流れる磁束の方向となるように形成された長穴を有し、
前記第１支持部材は、前記長穴を貫通して前記第２支持部材に突き当たるように突出するリブを有し、
前記長穴は、長手方向における中央部から両端部に向かうにつれて細くなるように形成されている、
コイルユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収容ケースにコイルとフェライト板とが収容されたコイルユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のコイルユニットとしては、厚さ方向に配列する第１主表面および第２主表面を含むフェライト板と、フェライト板の第１主表面側に配置されたコイルと、コイルとフェライト板との間に配置された絶縁板と、フェライト板の第２主表面側に設けられた支持板と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このコイルユニットでは、絶縁板には、支持板に向かって突出する複数の支持部（リブ）が設けられ、フェライト板には、支持部が挿入される複数の穴部が形成される。これにより、外部から絶縁板に対して衝撃が加わっても、その衝撃がフェライト板に伝えられるのを抑制し、フェライト板の割れ等を防止することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２２８７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、フェライト板に穴部を設けると、穴部の周辺で磁束が集中し、損失の発生を招く場合がある。
【０００５】
本発明のコイルユニットは、フェライト板に形成された穴部にリブを挿入してフェライト板を支持するものにおいて、穴部の周辺における磁束の集中を低減して損失の発生を抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のコイルユニットは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のコイルユニットは、
収容ケースにコイルとフェライト板とが収容されたコイルユニットであって、
前記フェライト板の板厚方向における一方の面側に配置される第１支持部材と、
前記フェライト板の板厚方向における他方の面側に配置される第２支持部材と、
を備え、
前記フェライト板は、長手方向が前記フェライト板を流れる磁束の方向となるように形成された長穴を有し、
前記第１支持部材は、前記長穴を貫通して前記第２支持部材に突き当たるように突出するリブを有し、
前記長穴は、長手方向における中央部から両端部に向かうにつれて細くなるように形成されている、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のコイルユニットでは、フェライト板の板厚方向における一方の面側に配置される第１支持部材と、フェライト板の板厚方向における他方の面側に配置される第２支持部材と、を備える。フェライト板には、長手方向がフェライト板を流れる磁束の方向となるように形成された長穴を有し、第１支持部材には、長穴を貫通して第２支持部材に突き当たるように突出するリブを有する。これにより、外部からの衝撃がコイルユニットに加わっても、その衝撃がフェライト板に伝達されるのを抑制して、フェライト板を適切に保護することができる。また、長穴は、長手方向における中央部から両端部に向かうにつれて細くなるように形成される。このため、フェライト板における磁束の流れを円滑にして磁束の集中を低減することができる。これらの結果、フェライト板を適切に保護しつつ、損失の発生を抑制したコイルユニットとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例としてのコイルユニットを搭載する自動車１の概略構成図である。
【図２】コイルユニットの分解斜視図である。
【図３】フェライト板の外観図である。
【図４】コイルユニットの部分断面図である。
【図５】変形例のコイルユニットが備えるフェライト板とコイルの概略構成図である。
【図６】変形例のコイルユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例としてのコイルユニットを搭載する自動車１の概略構成図であり、図２は、本発明の一実施例としてのコイルユニットの分解斜視図であり、図３は、フェライト板の外観図であり、図４は、コイルユニットの部分断面図である。なお、図２中、Ｘ方向は車両の幅方向を示し、Ｙ方向は車両の前後方向を示し、Ｚ方向は車両の高さ方向を示す。自動車１は、電動機やバッテリ２を搭載する電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車両として構成される。この自動車１は、駐車場などの停車スペースに設置された非接触式送電装置（以下、「送電装置」という）１００から送電される電力を受電してバッテリ２を充電可能な非接触式受電装置（以下、「受電装置」という）としてのコイルユニット１０を備える。送電装置１００と受電装置（コイルユニット１０）とにより非接触充電システムが構成される。
【００１２】
受電装置としての実施例のコイルユニット１０は、図２に示すように、受電コイル２０と、複数のフェライト板３０と、ボビン４０と、シールド板５０と、を備える。これらは、ケース１１とカバー１２とを含むハウジング（筐体）内に収容されている。また、コイルユニット１０は、図示しないが、受電コイル２０に直列接続されて共振回路を構成するコンデンサや、受電コイル２０で発生した交流電力を整流してバッテリ２を充電する整流回路等も備える。一方、送電装置１００は、図示しないが、受電装置と同様の送電コイルとフェライト板とボビンとシールド板とを備える。また、送電装置１００は、送電コイルに直列接続されて共振回路を構成するコンデンサや、商用電源などの交流電源２００からの交流電力を変換して送電コイルに供給する変換回路等も備える。
【００１３】
受電コイル２０は、図２に示すように、巻き線を同一平面上で略正方形状に巻回することにより形成された平板状の渦巻き型コイルであり、巻き線により囲まれた空芯部を有する。なお、受電コイル２０は、巻き線を同一平面上で円形状や長方形状に巻回することにより形成されてもよい。
【００１４】
複数のフェライト板３０は、いずれも酸化鉄を主成分としてコバルトやニッケル等を混合した混合物を焼成することにより形成される磁性体であり、図２に示すように、受電コイル２０の上方に巻き線に沿うように配置される。複数のフェライト板３０は、図３に示すように、２枚で一対として略矢羽形状に組み合わせられ、その先端が受電コイル２０の径方向における外側を向くように受電コイル２０の角部の上方にそれぞれ配置される。フェライト板３０の板面の中央部には、板厚方向に貫通すると共に直線状に延出される長穴３１が形成されている。長穴３１は、その長手方向が送電装置１００側で発生した磁束がフェライト板３０を流れる際の磁束の方向と一致するように形成されている。すなわち、複数のフェライト板３０の各長穴３１は、受電コイル２０の径方向に放射状に延出される。そして、長穴３１の穴幅は、長手方向おける中央部から両端部に向かうにつれて細くなるように形成されている。この理由については後述する。
【００１５】
シールド板５０は、磁束を遮断可能な金属板（例えばアルミニウム合金などの非磁性導電材料により形成される板状部材）である。このシールド板５０は、図２に示すように、フェライト板３０の上面側に配置されている。
【００１６】
ボビン４０は、絶縁性を有する板状部材として形成されており、受電コイル２０と複数のフェライト板３０との間に配置される。ボビン４０の下面には、図４に示すように、渦巻き状のコイル溝４１が形成されている。受電コイル２０は、コイル溝４１に嵌め込まれる。
【００１７】
また、ボビン４０の上面には、図２に示すように、複数のフェライト板３０が配置される。すなわち、ボビン４０の上面には、フェライト板３０の外周を囲むように立設された側壁部４２と、フェライト板３０の長穴３１を貫通するように突出したリブ４３とが形成されている。リブ４３は、シールド板５０に向かって突出しており、フェライト板３０の長穴３１を貫通した状態でシールド板５０に突き当てられる。これにより、フェライト板３０とシールド板５０との間には、図４に示すように、リブ４３による隙間Ｇが形成されるため、コイルユニット１０の下側（ケース１１側）に外部からの衝撃が加わっても、その衝撃がフェライト板３０に伝達されるのを抑制することができ、フェライト板３０に割れやクラックが生じるのを抑止することができる。
【００１８】
ここで、送電装置１００側で発生した磁束が受電装置（コイルユニット１０）側のフェライト板３０を流れる際、フェライト板に穴部が形成されていると、穴部の周囲で磁束が集中しやすい。そして、磁束が集中すると、損失の増加を招く。本実施例では、フェライト板３０の長穴３１は長手方向が磁束の方向となるように形成され、且つ、長穴３１の穴幅は、長手方向における中央部から両端部に向かうにつれて細くなるように形成されている。これにより、磁束の流れを円滑にして磁束の集中を低減することができる。
【００１９】
以上説明した本実施例のコイルユニット１０では、ボビン４０の下面に配置される受電コイル２０と、ボビン４０の上面に配置されるフェライト板３０と、フェライト板３０の上面に配置されるシールド板５０と、を備える。フェライト板３０には長穴３１が形成され、ボビン４０には長穴３１を貫通してシールド板５０に突き当たるように突出するリブ４３が形成される。これにより、フェライト板３０とシールド板５０との間にはリブ４３による隙間Ｇが形成されるため、外部からの衝撃がコイルユニット１０に加わっても、その衝撃がフェライト板３０に伝達されるのを抑制して、フェライト板３０を適切に保護することができる。また、長穴３１の穴幅は、長手方向における中央部から両端部に向かうにつれて細くなるように形成される。このため、フェライト板３０での磁束の流れを円滑して磁束の集中を低減することができ、損失の発生を抑制することができる。これらの結果、外部からの衝撃に対してフェライト板３０を適切に保護しつつ、損失の発生を抑制したコイルユニット１０とすることができる。
【００２０】
実施例では、受電コイル２０および送電コイルとして渦巻き型のコイルを用いるものとしたが、巻回型のコイルを用いるものとしてもよい。図５は、変形例のコイルユニットが備えるフェライト板とコイルの概略構成図であり、図６は、変形例のコイルユニットの断面図である。変形例のコイルユニット１１０は、図示するように、巻回型の受電コイル１２０と、フェライト板１３０と、上下に分割されたボビン１４０，１４５と、シールド板１５０と、を備える。これらは、ケース１１１とカバー１１２とを含むハウジング（筐体）内に収容されている。受電コイル１２０は、巻き線を螺旋状に巻回することにより形成された巻回型コイルである。下側のボビン１４０の上面（内面）および上側のボビン１４５の下面（内面）には螺旋状につながるコイル溝１４１，１４６が形成されている。受電コイル１２０はコイル溝１４１，１４６に嵌め込まれてボビン１４０，１４５に支持される。フェライト板１３０は、受電コイル１２０の中空部に挿通される板状かつ矩形状の部材である。フェライト板１３０の板面における受電コイル１２０の巻回部分を避けた位置には、板厚方向に貫通すると共に直線状に延出される複数の長穴１３１が形成されている。複数の長穴１３１は、いずれも、長手方向がフェライト板１３０を流れる磁束の方向と一致するように形成されている。そして、複数の長穴１３１の各穴幅は、長手方向における中央部から両端部に向かうにつれて細くなるように形成されている。シールド板１５０は、上側のボビン１４５の上面（外面）に配置されている。下側のボビン１４１の上面には、フェライト板１３０の長穴１３１を貫通するように突出したリブ１４３が形成されている。リブ１４３は、上側のボビン１４５に向かって突出しており、フェライト板１３０の長穴１３１を貫通した状態でボビン１４５の下面に突き当てられる。これにより、コイルユニット１１０に下側（ケース１１１側）に外部からの衝撃が加わっても、その衝撃がフェライト板１３０に伝達するのを抑制することができる。この結果、フェライト板１３０に割れやクラックが生じるのを抑止することができる。
【００２１】
実施例では、本発明のコイルユニットを、受電装置のコイルユニットに適用するものとしたが、送電装置のコイルユニットに適用するものとしてもよい。
【００２２】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ケース１１およびカバー１２が「収容ケース」に相当し、受電コイル２０が「コイル」に相当し、フェライト板３０が「フェライト板」に相当し、ボビン４０，１４０が「第１支持部材」に相当し、シールド板５０やボビン１４５が「第２支持部材」に相当し、長穴３１，１３１が「長穴」に相当し、リブ４３，１４３が「リブ」に相当する。
【００２３】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２４】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、コイルユニットの製造産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１  自動車、２  バッテリ、１０，１１０  コイルユニット、１１，１１１  ケース、１２、１１２  カバー、２０，１２０  受電コイル、３０，１３０  フェライト板、３１  長穴、４０，１４０，１４５  ボビン、４１，１４１  コイル溝、４２  側壁部、４３，１４３  リブ、５０，１５０  シールド板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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