(57)【要約】【課題】本発明は、車載用のコイルを固定する部材の構造を単純化することを目的とする。【解決手段】車載用コイルモジュールは、コイルベース１０、コイル巻線部第１段目、コイル巻線部第２段目およびコイル巻線部第３段目から構成されるコイル、ならびにカバーを備えている。コイルベース１０は、板状のベース部１２と、同心状に形成された複数の隔壁１４を備えている。コイル巻線部第１段目は第１隔壁１４１の内側に配置される。コイル巻線部第２段目は第１隔壁１４１の外側、すなわち、第２隔壁１４２の内側に配置される。コイル巻線部第３段目は第２隔壁１４２の外側、すなわち、第３隔壁１４３の内側に配置される。第１隔壁１４１および第２隔壁１４２は、それぞれ、隔壁欠損部２１２および２２３を有している。隔離構造の内側にあるコイル巻線部から隔離構造の外側にあるコイル巻線部に至る導線は、隔壁欠損部（２１２，２２３）を通る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルベースであって、板状のベース部と、
前記ベース部の板面に環状に立設する隔離構造と、を備えるコイルベースと、
前記隔離構造の内側および外側に設けられ、前記隔離構造に沿って巻き回された導線によって形成されたコイル巻線部と、を備え、
前記隔離構造は欠損部を有し、
前記隔離構造の内側にある前記コイル巻線部と前隔離構造の外側にある前記コイル巻線部との間の導線が、前記欠損部を通っていることを特徴とする車載用コイルモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の車載用コイルモジュールにおいて、
前記隔離構造の上端部の側から前記コイルベースおよび各前記コイル巻線部を覆うカバーを備え、前記コイル巻線部によって構成されるコイルは、各前記隔離構造の高さよりも薄い単層スパイラル巻きコイルであることを特徴とする車載用コイルモジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車載用コイルモジュールにおいて、
前記ベース部は、
各前記コイル巻線部の内外方向に延伸し、前記導線が通される導線溝を有することを特徴とする車載用コイルモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用コイルモジュールに関し、特に、コイルの導線を配置する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよびモータジェネレータを用いて走行するハイブリッド自動車、モータジェネレータを用いて走行する電気自動車等の電動車両が広く用いられている。電動車両には、繰り返し充放電が可能な二次電池が搭載される。電動車両のモータジェネレータは、二次電池から供給される電力によって車両を駆動する。
【０００３】
近年では、電動車両に搭載された二次電池を充電するシステムとして、特許文献１および２に記載されているような非接触給電システムの研究開発が行われている。非接触給電システムを構成する電力供給装置は、電力伝送用の電磁波を発生する送電コイルを備える。この送電コイルは、電動車両が駐車する位置に配置される。一方、電動車両には、電力伝送用の電磁波を受波する受電コイルが設けられる。二次電池の充電の際には、受電コイルが送電コイルに対向するように電動車両が駐車する。電力供給装置から電動車両には、送電コイル側の回路と受電コイル側の回路との共鳴によって電力が伝送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０７４１０６号パンフレット
【特許文献２】特開２０１０−１１４９６４号公報
【特許文献３】特開２０１７−１０３３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動車両に搭載される受電コイルについては、走行時に与えられる衝撃に対して十分な機械的強度を有することが望まれている。そのため、受電コイルを固定する部材（コイルベース）を用いることが提案されている。コイルベースについては、例えば特許文献３に記載されているように、コイルの導線が配置される面に、１周ごとに導線を固定する複数の突起部を設けることも考えられる。しかし、１周ごとに導線を固定したのでは、コイルベースの構造が複雑になってしまう。
【０００６】
本発明は、車載用のコイルを固定する部材の構造を単純化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、コイルベースであって、板状のベース部と、前記ベース部の板面に環状に立設する隔離構造と、を備えるコイルベースと、前記隔離構造の内側および外側に設けられ、前記隔離構造に沿って巻き回された導線によって形成されたコイル巻線部と、を備え、前記隔離構造は欠損部を有し、前記隔離構造の内側にある前記コイル巻線部と前記隔離構造の外側にある前記コイル巻線部との間の導線が、前記欠損部を通っていることを特徴とする。
【０００８】
望ましくは、前記隔離構造の上端部の側から前記コイルベースおよび各前記コイル巻線部を覆うカバーを備え、前記コイル巻線部によって構成されるコイルは、各前記隔離構造の高さよりも薄い単層スパイラル巻きコイルである。
【０００９】
望ましくは、前記ベース部は、各前記コイル巻線部の内外方向に延伸し、前記導線が通される導線溝を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車載用のコイルを固定する部材の構造を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るコイルベースの斜視図である。
【図２】コイルの斜視図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係るコイルベースの斜視図である。
【図４】車載コイルモジュールの斜視図である。
【図５】車載コイルモジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１には本発明の実施形態に係るコイルベース１０の斜視図が示されている。図１では、手前から奥に向かう方向がｘ軸正方向として定義されている。また、図面の上方向がｙ軸正方向として定義され、ｘ軸およびｙ軸に垂直な方向がｚ軸方向として定義されている。コイルベース１０は、コイルを形成する導線が配置される部材であり、板状のベース部１２、段差構造１４０、第１隔壁１４１、第２隔壁１４２および第３隔壁１４３から構成されている。コイルベース１０は、ガラス、プラスチック樹脂等の電磁波を透過する材料で形成されてよい。
【００１４】
段差構造１４０は、ベース部１２の中央に位置し、ベース部１２の板面よりも高い表面を形成している。すなわち、段差構造１４０は四隅が丸められた略矩形形状を有し、ベース部１２の板面から立ち上がる側壁を有している。このような壁構造としての段差構造１４０は、ベース部１２から厚みを持たせた領域であってもよいし、下面側が中空の領域であってもよい。段差構造１４０の形状は、側壁を有するその他の形状であってもよい。例えば、段差構造１４０は、側壁よりも内側の領域において下方に凹んだ領域を有してもよい。
【００１５】
第１隔壁１４１は、段差構造１４０の外側においてベース部１２の板面に環状に立設している。第１隔壁１４１は、段差構造１４０の側壁に対して同心状に形成されている。第２隔壁１４２は、第１隔壁１４１の外側においてベース部１２の板面に環状に立設している。第２隔壁１４２は、第１隔壁１４１に対して同心状に形成されている。第３隔壁１４３は、第２隔壁１４２の外側においてベース部１２の板面に環状に立設している。第３隔壁１４３は、第２隔壁１４２に対して同心状に形成されている。第１隔壁１４１〜第３隔壁１４３は四隅が丸められた略矩形形状を有している。なお、以下の説明では、第１隔壁１４１〜第３隔壁１４３のうち特定しないものを指す共通の符号として「１４」を用いる。なお、第３隔壁１４３に代えて、第３隔壁１４３と同一の高さで外側に広がる板状の外周領域が設けられてもよい。この外周領域は、第３隔壁１４３と同様の内壁面を形成し、ベース部１２の底面から内壁面で立ち上がって外側に広がる領域である。
【００１６】
各隔壁１４は、角が丸められた矩形の四隅を形成する４つの弧状区間１６と、隣接する弧状区間１６の間を結ぶ略直線区間１８とを含む。１つの隔壁１４において対向する一対の略直線区間１８はｚ軸方向に延伸し、対向する別の一対の略直線区間１８はｘ軸方向に延伸している。本実施形態における略直線区間１８は、外側に凸となる曲線状に形成されているが、各略直線区間１８は直線状に形成されてもよい。
【００１７】
段差構造１４０の中央には、ｙ軸方向に見通される導線引き出し穴２０が開けられている。段差構造１４０には、導線引き出し穴２０から手前側の側壁に向かって導線溝３０が形成されている。また、導線引き出し穴２０から奥側の側壁に向かって導線溝３６が形成されている。導線溝３０は、その最深部がベース部１２の板面の高さと同一となるまで掘り下げられている。導線溝３６は、その最深部がベース部１２の板面よりも下に位置するまで掘り下げられている。
【００１８】
第１隔壁１４１においてｚ軸方向に延伸する奥側の略直線区間１８には、第１隔壁１４１が欠損した部分である隔壁欠損部２１２が設けられている。また、第２隔壁１４２においてｚ軸方向に延伸する手前側の略直線区間１８には、第２隔壁１４２が欠損した部分である隔壁欠損部２２３が設けられている。
【００１９】
第１隔壁１４１、第２隔壁１４２および第３隔壁１４３のそれぞれにおいてｚ軸方向に延伸する奥側の各略直線区間１８には、各隔壁が欠損した部分である切り欠き３４が形成されている。さらに、ベース部１２の上面には、第３隔壁１４３の内側から第１隔壁１４１および第２隔壁１４２に形成された切り欠き３４を通って、導線引き出し穴２０に至る導線溝３６が形成されている。
【００２０】
図２には、コイルベース１０に配置されるコイル５０の斜視図が示されている。コイル５０は１本の導線５２によって形成され、コイル巻線部第１段目５４１、コイル巻線部第２段目５４２およびコイル巻線部第３段目５４３を含む。コイル５０は、導線５２を１層構造で渦巻き状に巻き回した単層スパイラル巻きコイルである。コイル巻線部第１段目５４１を形成した導線５２は、コイル巻線部第１段目５４１の外側でコイル巻線部第２段目５４２を形成し、コイル巻線部第２段目５４２を形成した導線５２は、コイル巻線部第２段目５４２の外側でコイル巻線部第３段目５４３を形成する。
【００２１】
図１および図２を参照してコイルベース１０の構造と、コイル巻線部第１段目５４１、コイル巻線部第２段目５４２およびコイル巻線部第３段目５４３の構造について説明する。段差構造１４０の側壁と第１隔壁１４１との間にはコイル巻線部第１段目５４１が配置される。コイル巻線部第１段目５４１を形成する導線５２は、導線引き出し穴２０から導線溝３０を通って段差構造１４０の側壁に至り、段差構造１４０と第１隔壁１４１との間を反時計回りに１周するごとに外側にずれるように渦を描く。そして、段差構造１４０と第１隔壁１４１との間の領域の外周部に達し、さらに、隔壁欠損部２１２に至ったところで、導線５２は隔壁欠損部２１２から第１隔壁１４１の外側に至る。
【００２２】
第１隔壁１４１と第２隔壁１４２との間にはコイル巻線部第２段目５４２が配置される。コイル巻線部第１段目５４１を形成し、隔壁欠損部２１２から第１隔壁１４１の外側に至った導線５２は、引き続きコイル巻線部第２段目５４２を形成する。導線５２は、第１隔壁１４１と第２隔壁１４２との間を反時計回りに１周するごとに外側にずれるように渦を描く。そして、第１隔壁１４１と第２隔壁１４２との間の領域の外周部に達し、さらに、隔壁欠損部２２３に至ったところで、導線５２は隔壁欠損部２２３から第２隔壁１４２の外側に至る。
【００２３】
第２隔壁１４２と第３隔壁１４３との間にはコイル巻線部第３段目５４３が配置される。コイル巻線部第２段目５４２を形成し、隔壁欠損部２２３から第２隔壁１４２の外側に至った導線５２は、引き続きコイル巻線部第３段目５４３を形成する。導線５２は、第２隔壁１４２と第３隔壁１４３との間を反時計回りに１周するごとに外側にずれるように渦を描く。そして、第２隔壁１４２と第３隔壁１４３との間の領域の外周部における導線溝３６の位置に至ったところで、導線溝３６を通って導線引き出し穴２０に至る。導線溝３６は、コイル５０の下を、コイル５０の外側から内側に向かって延伸している。すなわち、コイル巻線部第３段目５４３を形成した導線５２は、コイル巻線部第３段目５４３からコイル巻線部第２段目５４２およびコイル巻線部第１段目５４１の下側を通って、コイル巻線部第１段目５４１の内側に至る。
【００２４】
上記では、導線５２が反時計回りに１周するごとに外側にずれるように渦を描くコイル５０の構成について説明した。導線５２は時計回りに周回してもよい。すなわち、導線５２は、段差構造１４０と第１隔壁１４１との間を時計回りに１周するごとに外側にずれるように渦を描き、第１隔壁１４１と第２隔壁１４２との間を時計回りに１周するごとに外側にずれるように渦を描き、第２隔壁１４２と第３隔壁１４３との間を時計回りに１周するごとに外側にずれるように渦を描いてもよい。
【００２５】
この場合においても、導線５２は、段差構造１４０と第１隔壁１４１との間の領域の外周部に達し、さらに、隔壁欠損部２１２に至ったところで、隔壁欠損部２１２から第１隔壁１４１の外側に至る。また、導線５２は、第１隔壁１４１と第２隔壁１４２との間の領域の外周部に達し、さらに、隔壁欠損部２２３に至ったところで、隔壁欠損部２２３から第２隔壁１４２の外側に至る。導線５２は、さらに、第２隔壁１４２と第３隔壁１４３との間の領域の外周部における導線溝３６の位置に至ったところで、導線溝３６を通って導線引き出し穴２０に至る。
【００２６】
また、上記では、コイル５０の内側にある導線引き出し穴２０に、コイル５０を形成する導線５２の両端が引き出された構成について説明した。導線５２はコイル５０の外側に引き出されてもよい。図３にはそのようなコイルを構成するためのコイルベース４２が示されている。このコイルベース４２では、第３隔壁１４３においてｚ軸方向に延伸する奥側の略直線区間１８に、第３隔壁１４３が欠損した部分である隔壁欠損部２４が設けられている。導線溝３６は、隔壁欠損部２４から段差構造１４０に向かって延伸している。コイルベース４２には、図１のコイルベース１０が有している導線引き出し穴２０が設けられていなくてもよい。また、段差構造１４０には、導線溝３０および３６が形成されていなくてもよい。
【００２７】
導線５２は、隔壁欠損部２４から導線溝３６を通って段差構造１４０の傍らに至り、そこから反時計回りまたは時計回りに１周するごとに外側にずれるように渦を描き、コイル巻線部第１段目５４１を形成する。導線５２が、コイル巻線部第２段目５４２を形成する態様は、図１および図２に示されたものと同様である。導線５２は、第２隔壁１４２と第３隔壁１４３との間を反時計回りまたは時計回りに１周するごとに外側にずれるように渦を描く。そして、第２隔壁１４２と第３隔壁１４３との間の領域の外周部における隔壁欠損部２４に至ったところでコイルベース４２の外側に引き出される。
【００２８】
図４には、コイルベース１０およびコイル５０が、カバー６０によって覆われた車載用コイルモジュール７０の斜視図が示されている。車載用コイルモジュール７０は、非接触給電システムにおいて電磁波を受波するデバイスとして用いられてよい。カバー６０は、コイルベース１０およびコイル５０を覆うカバー板６２と、カバー板６２を囲む側壁６４から構成されている。カバー６０は、ガラス、プラスチック樹脂等の電磁波を透過する材料で形成されてよい。
【００２９】
図５には、図４のＡＡ線における断面が示されている。導線５２は、導体の芯線５２１と、芯線５２１を被覆する絶縁体５２２によって構成されている。芯線５２１は１本の導体線からなる単芯であってもよいし、複数本の導体線からなる撚り線であってもよい。また、導線５２は、ホルマル線やエナメル線等、導体線に絶縁物質を塗布したものであってもよい。各隔壁１４の縁とカバー６０の内面との間には、隙間が設けられている。隔壁１４の高さは導線５２の高さよりも高い。段差構造１４０と第１隔壁１４１との間にはコイル巻線部第１段目５４１が配置されている。また、第１隔壁１４１と第２隔壁１４２との間にはコイル巻線部第２段目５４２が配置され、第２隔壁１４２と第３隔壁１４３との間にはコイル巻線部第３段目５４３が配置されている。各コイル巻線部において導線５２は密着している。
【００３０】
このような構成によれば、各隔壁１４の高さが導線５２の高さよりも高いため、カバー６０が導線５２に接触しない。そのため、搭載先の自動車の振動等によってコイルベース１０およびカバー６０が歪んだとしても、導線５２に与えられる力は小さい。また、導線５２は各コイル巻線部において密に巻かれており、各コイル巻線部は隔壁１４に挟まれた位置にある。したがって、１周ごとに導線５２を固定しなくとも、簡単な構成によって十分な機械的強度が得られる。さらに、導線５２は各コイル巻線部において密に巻かれるため、コイル５０を機械によって形成することが容易である。
【００３１】
このように、本発明に係る車載用コイルモジュール７０は、コイルベース１０、コイル巻線部第１段目５４１、コイル巻線部第２段目５４２およびコイル巻線部第３段目５４３を備えるコイル５０、ならびにカバー６０を備えている。
【００３２】
コイルベース１０は、板状のベース部１２と、ベース部１２の板面に環状に立設し、同心状に形成された複数の隔離構造としての複数の隔壁１４を備えている。コイル巻線部は、隔壁１４（隔離構造）の内側および外側に設けられ、隔壁１４に沿って巻き回された導線５２によって形成されている。具体的には、コイル巻線部第１段目５４１は、第１隔壁１４１の内側に配置されている。コイル巻線部第２段目５４２は、第１隔壁１４１の外側、すなわち、第２隔壁１４２の内側に配置されている。コイル巻線第３段目５４３は、第２隔壁１４２の外側、すなわち、第３隔壁１４３の内側に配置されている。
【００３３】
カバー６０は、各隔壁１４の縁（上端部）の側からコイルベース１０および各コイル巻線部を覆っている。第１隔壁１４１および第２隔壁１４２は、それぞれ、隔壁欠損部２１２および２２３（欠損部）を有している。隔離構造の内側にあるコイル巻線部と隔離構造の外側にあるコイル巻線部との間の導線５２は、隔壁欠損部（２１２，２２３）を通っている。コイルは、各隔壁１４の高さよりも薄い単層スパイラル巻きコイルである。ベース部１２は導線５２が通される導線溝３６を有し、導線溝３６は、コイルモジュール５０の外側から内側に向かって延伸している。すなわち、導線溝３６は、コイルモジュール５０の内外方向に延伸している。
【００３４】
上記では、隔離構造として隔壁１４がコイルベース１０に形成された実施形態について説明した。隔離構造は、隔壁１４の代わりに、複数の柱を配列したものであってもよい。また、上記では、コイルベース１０に、段差構造１４０および３つの隔壁１４１〜１４３が設けられ、コイルベース１０にコイル巻線部第１段目５４１〜コイル巻線部第３段目５４３を配置した実施形態について説明した。コイルベースに配置されるコイル巻線部の数は２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。すなわち、同心状に形成されたＮ−１個の隔壁が設けられ、各隔壁の内側および外側にコイル巻線部が配置され、Ｎ個のコイル巻線部がコイルベースに配置されてよい。ただし、Ｎは２以上の整数である。
【符号の説明】
【００３５】
１０，４２  コイルベース、１２  ベース部、１４  隔壁、１４０  段差構造、１４１  第１隔壁、１４２  第２隔壁、１４３  第３隔壁、１６  弧状区間、１８  略直線区間、２０  導線引き出し穴、２４，２１２，２２３  隔壁欠損部、３０，３６  導線溝、５０  コイル、５２  導線、５２１  芯線、５２２  絶縁体、５４１  コイル巻線部第１段目、５４２  コイル巻線部第２段目、５４３  コイル巻線部第３段目、６０  カバー、６２  カバー板、６４  側壁、７０  車載用コイルモジュール。
【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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