(57)【要約】【課題】非接触で電力を適正に伝送することができる電力伝送ユニットを提供する。【解決手段】第１及び第２コイルパターン群は、軸線方向における外側且つ交差方向における外側の上層外側パターン４２ｃと、軸線方向における外側且つ交差方向における内側の下層内側パターン４５ｇとを連結する。また、第１及び第２コイルパターン群は、軸線方向における内側且つ交差方向における外側の下層外側パターン４２ｉと、軸線方向における内側且つ交差方向における内側の上層内側パターン４５ａとを連結する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状に形成された第１基材、及び、複数の第１コイルパターンを前記第１基材に軸線周りに渦巻状に形成した第１コイルパターン群を有する第１層と、平板状に形成された第２基材、及び、複数の第２コイルパターンを前記第２基材に前記軸線周りに渦巻状に形成した第２コイルパターン群を有し前記第１層に積層される第２層と、を含んで構成される基板を備え、
前記第１コイルパターン群は、前記軸線に交差する交差方向に沿って配置された複数の前記第１コイルパターンを、軸線方向に沿って前記第１基材の各層に複数積層し、
前記第２コイルパターン群は、前記交差方向に沿って配置された複数の前記第２コイルパターンを、前記軸線方向に沿って前記第２基材の各層に複数積層し、
前記第１コイルパターン群及び前記第２コイルパターン群は、
前記軸線方向における外側且つ前記交差方向における外側の前記第１コイルパターンと、前記軸線方向における外側且つ前記交差方向における内側の前記第２コイルパターンとを連結し、
前記軸線方向における内側且つ前記交差方向における外側の前記第１コイルパターンと、前記軸線方向における内側且つ前記交差方向における内側の前記第２コイルパターンとを連結し、相手側の電力伝送コイルパターンと非接触で電力を伝送することを特徴とする電力伝送ユニット。
【請求項２】
前記第１コイルパターン群及び前記第２コイルパターン群は、
前記軸線方向における外側且つ前記交差方向における内側の前記第１コイルパターンと、前記軸線方向における外側且つ前記交差方向における外側の前記第２コイルパターンとを連結し、
前記軸線方向における内側且つ前記交差方向における内側の前記第１コイルパターンと、前記軸線方向における内側且つ前記交差方向における外側の前記第２コイルパターンとを連結する請求項１に記載の電力伝送ユニット。
【請求項３】
前記第１コイルパターン群は、複数の前記第１コイルパターンとして、第１上層内側パターン、前記第１上層内側パターンの前記交差方向における外側に設けられる第１上層外側パターン、第１上層内側パターンの前記第２コイルパターン群側に設けられる第１下層内側パターン、及び、前記第１下層内側パターンの前記交差方向における外側に設けられる第１下層外側パターンを有し、
前記第２コイルパターン群は、複数の前記第２コイルパターンとして、第２上層内側パターン、前記第２上層内側パターンの前記交差方向における外側に設けられる第２上層外側パターン、第２上層内側パターンの前記第１コイルパターン群とは反対側に設けられる第２下層内側パターン、及び、前記第２下層内側パターンの前記交差方向における外側に設けられる第２下層外側パターンを有し、
前記第１コイルパターン群及び前記第２コイルパターン群は、前記第１上層外側パターン及び前記第２下層内側パターンを連結し、前記第１上層内側パターン及び前記第２下層外側パターンを連結し、前記第１下層外側パターン及び前記第２上層内側パターンを連結し、前記第１下層内側パターン及び前記第２上層外側パターンを連結する請求項１又は２に記載の電力伝送ユニット。
【請求項４】
前記第１コイルパターン群及び前記第２コイルパターン群は、前記複数の第１コイルパターンの前記軸線側の端部及び前記複数の第２コイルパターンの前記軸線側の端部を連結する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力伝送ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力伝送ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力伝送ユニットとして、例えば、特許文献１には、非接触で電力を送電する送電装置が開示されている。送電装置は、電力を送電する送電コイルと、当該送電コイルに電力を供給する電力機器と、送電コイル及び電力機器を収容する筐体とを備える。送電装置は、送電コイルに相手側の受電コイルが対向配置された状態で、電磁誘導により非接触で送電コイルから受電コイルに電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９２２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１に記載の送電装置は、例えば、非接触で電力を伝送する際に電力伝送効率が低下するおそれがあり、この点で更なる改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、非接触で電力を適正に伝送することができる電力伝送ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電力伝送ユニットは、平板状に形成された第１基材、及び、複数の第１コイルパターンを前記第１基材に軸線周りに渦巻状に形成した第１コイルパターン群を有する第１層と、平板状に形成された第２基材、及び、複数の第２コイルパターンを前記第２基材に前記軸線周りに渦巻状に形成した第２コイルパターン群を有し前記第１層に積層される第２層と、を含んで構成される基板を備え、前記第１コイルパターン群は、前記軸線に交差する交差方向に沿って配置された複数の前記第１コイルパターンを、軸線方向に沿って前記第１基材の各層に複数積層し、前記第２コイルパターン群は、前記交差方向に沿って配置された複数の前記第２コイルパターンを、前記軸線方向に沿って前記第２基材の各層に複数積層し、前記第１コイルパターン群及び前記第２コイルパターン群は、前記軸線方向における外側且つ前記交差方向における外側の前記第１コイルパターンと、前記軸線方向における外側且つ前記交差方向における内側の前記第２コイルパターンとを連結し、前記軸線方向における内側且つ前記交差方向における外側の前記第１コイルパターンと、前記軸線方向における内側且つ前記交差方向における内側の前記第２コイルパターンとを連結し、相手側の電力伝送コイルパターンと非接触で電力を伝送することを特徴とする。
【０００７】
上記電力伝送ユニットにおいて、前記第１コイルパターン群及び前記第２コイルパターン群は、前記軸線方向における外側且つ前記交差方向における内側の前記第１コイルパターンと、前記軸線方向における外側且つ前記交差方向における外側の前記第２コイルパターンとを連結し、前記軸線方向における内側且つ前記交差方向における内側の前記第１コイルパターンと、前記軸線方向における内側且つ前記交差方向における外側の前記第２コイルパターンとを連結することが好ましい。
【０００８】
上記電力伝送ユニットにおいて、前記第１コイルパターン群は、複数の前記第１コイルパターンとして、第１上層内側パターン、前記第１上層内側パターンの前記交差方向における外側に設けられる第１上層外側パターン、第１上層内側パターンの前記第２コイルパターン群側に設けられる第１下層内側パターン、及び、前記第１下層内側パターンの前記交差方向における外側に設けられる第１下層外側パターンを有し、前記第２コイルパターン群は、複数の前記第２コイルパターンとして、第２上層内側パターン、前記第２上層内側パターンの前記交差方向における外側に設けられる第２上層外側パターン、第２上層内側パターンの前記第１コイルパターン群とは反対側に設けられる第２下層内側パターン、及び、前記第２下層内側パターンの前記交差方向における外側に設けられる第２下層外側パターンを有し、前記第１コイルパターン群及び前記第２コイルパターン群は、前記第１上層外側パターン及び前記第２下層内側パターンを連結し、前記第１上層内側パターン及び前記第２下層外側パターンを連結し、前記第１下層外側パターン及び前記第２上層内側パターンを連結し、前記第１下層内側パターン及び前記第２上層外側パターンを連結することが好ましい。
【０００９】
上記電力伝送ユニットにおいて、前記第１コイルパターン群及び前記第２コイルパターン群は、前記複数の第１コイルパターンの前記軸線側の端部及び前記複数の第２コイルパターンの前記軸線側の端部を連結することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電力伝送ユニットは、第１コイルパターン群と第２コイルパターン群とを連結する場合に、交差方向において内側のコイルパターンと外側のコイルパターンとを入れ替えて連結し且つ軸線方向において外側のコイルパターン同士を連結するので、近接効果を抑制することができ、非接触で電力を適正に伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係る電力伝送装置の構成例を示す断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る多層基板の構成例を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施形態に係る送電コイルパターンの構成例を示す斜視図である。
【図４】図４は、実施形態に係る送電コイルパターンの構成例を示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係る送電コイルパターンの連結部の構成例を示す斜視図である。
【図６】図６は、実施形態に係る送電コイルパターンの連結例を示す模式図である。
【図７】図７は、実施形態に係る送電コイルパターンの高周波抵抗を示す図である。
【図８】図８は、比較例に係る送電コイルパターンの電流密度分布を示す図である。
【図９】図９は、実施形態に係る送電コイルパターンの電流密度分布を示す図である。
【図１０】図１０は、実施形態に係る送電コイルパターンの電力伝送効率を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態の第１変形例に係る送電コイルパターンの連結部の構成例を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、実施形態の第２変形例に係る送電コイルパターンの連結部の構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１３】
〔実施形態〕
図面を参照しながら実施形態に係る電力伝送装置１について説明する。図１は、実施形態に係る電力伝送装置１の構成例を示す断面図である。図２は、実施形態に係る多層基板４０の構成例を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る送電コイルパターン４０ａの構成例を示す斜視図である。図４は、実施形態に係る送電コイルパターン４０ａの構成例を示す断面図である。図５は、実施形態に係る送電コイルパターン４０ａの連結部の構成例を示す斜視図である。図６は、実施形態に係る送電コイルパターン４０ａの連結例を示す模式図である。
【００１４】
実施形態に係る電力伝送装置１は、非接触で電力を伝送するものである。電力伝送装置１は、図１に示すように、電力伝送ニットとしての送電ユニット１Ａと、電力伝送ニットとしての受電ユニット１Ｂとを備える。送電ユニット１Ａは、受電ユニット１Ｂに対向して配置され、非接触で電力を送電するものである。受電ユニット１Ｂは、送電ユニット１Ａに対向して配置され、非接触で電力を受電するものである。送電ユニット１Ａ及び受電ユニット１Ｂは、同等の構成であるため、以下の説明では、送電ユニット１Ａについて説明し、受電ユニット１Ｂの詳細な説明を省略する。
【００１５】
送電ユニット１Ａは、図１に示すように、電線１０と、電子部品２０と、フェライト３０と、基板としての多層基板４０とを備える。電線１０は、電流を流す導線である。電線１０は、一端が電力を供給する電力供給部（図示省略）に接続され、他端が多層基板４０に接続されている。電線１０は、電力供給部から供給される電流を多層基板４０に流す。電子部品２０は、多層基板４０の実装面に実装され、電気的な処理を行う。
【００１６】
フェライト３０は、磁性材料を含む部材であり、例えば、酸化鉄と金属との複合酸化物である。フェライト３０は、例えば、円形の板状に形成され、送電コイルパターン４０ａ（図３等参照）と同等の大きさに形成されている。フェライト３０は、送電コイルパターン４０ａの軸線Ｘに沿った軸線方向において、送電コイルパターン４０ａと対向して配置される。フェライト３０は、送電コイルパターン４０ａにより発生する磁束を通過させて当該磁束の損失を抑制する。
【００１７】
多層基板４０は、種々の電子部品２０が実装され、当該電子部品２０を電気的に接続する電子回路を構成するものであり、いわゆるプリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）である。多層基板４０は、第１層４０Ａと、第２層４０Ｂと、ベリードビア４７（図３等参照）とを含んで構成され、当該第１層４０Ａ及び第２層４０Ｂが積層され多層化されている。
【００１８】
第１層４０Ａは、第１基材４１と、第１コイルパターン群４２とを有する。第１基材４１は、例えば、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂やセラミック等の絶縁性の材料から構成され、平板状（膜状）に形成されている。第１基材４１は、銅箔等の導電性部材によって第１コイルパターン群４２等の導体パターンが形成されている。
【００１９】
第１コイルパターン群４２は、銅箔等の導電性部材によって第１基材４１に形成された導体パターンである。第１コイルパターン群４２は、図２及び図３に示すように、軸線Ｘ周りに渦巻状に形成され且つ軸線方向から視て円形状に形成されている。第１コイルパターン群４２は、軸線方向に交差する交差方向に沿って配置された複数のコイルパターンを、軸線方向に沿って第１基材４１の各層に複数積層している。第１コイルパターン群４２は、例えば、図４に示すように、３層に構成され、上層パターン４２Ａと、中層パターン４２Ｂと、下層パターン４２Ｃとを有する。上層パターン４２Ａ、中層パターン４２Ｂ、及び、下層パターン４２Ｃは、複数の第１コイルパターンの一例であり、それぞれが第１基材４１の各層に形成され積層されている。下層パターン４２Ｃは、第２コイルパターン群４５側に位置し、中層パターン４２Ｂは、下層パターン４２Ｃの第２コイルパターン群４５側とは反対側に積層され、上層パターン４２Ａは、中層パターン４２Ｂの第２コイルパターン群４５側とは反対側に積層されている。
【００２０】
上層パターン４２Ａは、３つのコイルパターンが軸線Ｘ周りに渦巻状に形成されている。上層パターン４２Ａは、例えば、図５及び図６に示すように、３つのコイルパターンとして、上層内側パターン（第１上層内側パターン）４２ａ、上層中央パターン４２ｂ、及び、上層外側パターン（第１上層外側パターン）４２ｃを有している。上層内側パターン４２ａ、上層中央パターン４２ｂ、及び、上層外側パターン４２ｃは、交差方向に沿って並べて配置され、並列伝送路を形成している。上層内側パターン４２ａは、交差方向において、最も内側（軸線Ｘ側）に位置し、上層外側パターン４２ｃは、最も外側に位置し、上層中央パターン４２ｂは、上層内側パターン４２ａと上層外側パターン４２ｃとの間に位置する。
【００２１】
中層パターン４２Ｂは、３つのコイルパターンが軸線Ｘ周りに渦巻状に形成されている。中層パターン４２Ｂは、３つのコイルパターンとして、中層内側パターン４２ｄ、中層中央パターン４２ｅ、及び、中層外側パターン４２ｆを有している。中層内側パターン４２ｄ、中層中央パターン４２ｅ、及び、中層外側パターン４２ｆは、交差方向に沿って並べて配置され、並列伝送路を形成している。中層内側パターン４２ｄは、交差方向において、最も内側に位置し、中層外側パターン４２ｆは、最も外側に位置し、中層中央パターン４２ｅは、中層内側パターン４２ｄと中層外側パターン４２ｆとの間に位置する。また、中層内側パターン４２ｄは、軸線方向において、上層内側パターン４２ａの第２コイルパターン群４５側に位置し、中層中央パターン４２ｅは、上層中央パターン４２ｂの第２コイルパターン群４５側に位置し、中層外側パターン４２ｆは、上層外側パターン４２ｃの第２コイルパターン群４５側に位置する。
【００２２】
下層パターン４２Ｃは、３つのコイルパターンが軸線Ｘ周りに渦巻状に形成されている。下層パターン４２Ｃは、３つのコイルパターンとして、下層内側パターン（第１下層内側パターン）４２ｇ、下層中央パターン４２ｈ、及び、下層外側パターン（第１下層外側パターン）４２ｉを有している。下層内側パターン４２ｇ、下層中央パターン４２ｈ、及び、下層外側パターン４２ｉは、交差方向に沿って並べて配置され、並列伝送路を形成している。下層内側パターン４２ｇは、交差方向において、最も内側に位置し、下層外側パターン４２ｉは、最も外側に位置し、下層中央パターン４２ｈは、下層内側パターン４２ｇと下層外側パターン４２ｉとの間に位置する。また、下層内側パターン４２ｇは、軸線方向において、中層内側パターン４２ｄの第２コイルパターン群４５側に位置し、下層中央パターン４２ｈは、中層中央パターン４２ｅの第２コイルパターン群４５側に位置し、下層外側パターン４２ｉは、中層外側パターン４２ｆの第２コイルパターン群４５側に位置する。上層パターン４２Ａ、中層パターン４２Ｂ、及び、下層パターン４２Ｃは、第２層４０Ｂのコイルパターンに連結される。
【００２３】
第２層４０Ｂは、第２基材４４と、第２コイルパターン群４５とを有する。第２基材４４は、例えば、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂やセラミック等の絶縁性の材料から構成され、平板状（膜状）に形成されている。第２基材４４は、銅箔等の導電性部材によって第２コイルパターン群４５等の導体パターンが形成されている。
【００２４】
第２コイルパターン群４５は、銅箔等の導電性部材によって第２基材４４に形成された導体パターンである。第２コイルパターン群４５は、図２及び図３に示すように、軸線Ｘ周りに渦巻状に形成され且つ軸線方向から視て円形状に形成され、第１コイルパターン群４２に軸線方向に対向して配置されている。第２コイルパターン群４５は、交差方向に沿って配置された複数のコイルパターンを、軸線方向に沿って第２基材４４の各層に複数積層している。第２コイルパターン群４５は、例えば、図４に示すように、３層に構成され、上層パターン４５Ａと、中層パターン４５Ｂと、下層パターン４５Ｃとを有する。上層パターン４５Ａ、中層パターン４５Ｂ、及び、下層パターン４５Ｃは、複数の第２コイルパターンの一例であり、それぞれが第２基材４４の各層に形成され積層されている。上層パターン４５Ａは、第１コイルパターン群４２側に位置し、中層パターン４５Ｂは、上層パターン４５Ａの第１コイルパターン群４２側とは反対側に積層され、下層パターン４５Ｃは、中層パターン４５Ｂの第１コイルパターン群４２側とは反対側に積層されている。
【００２５】
上層パターン４５Ａは、３つのコイルパターンが軸線Ｘ周りに渦巻状に形成されている。上層パターン４５Ａは、例えば、図５及び図６に示すように、３つのコイルパターンとして、上層内側パターン（第２上層内側パターン）４５ａ、上層中央パターン４５ｂ、及び、上層外側パターン（第２上層外側パターン）４５ｃを有している。上層内側パターン４５ａ、上層中央パターン４５ｂ、及び、上層外側パターン４５ｃは、軸線方向に交差する交差方向に沿って並べて配置され、並列伝送路を形成している。上層内側パターン４５ａは、当該交差方向において、最も内側（軸線Ｘ側）に位置し、上層外側パターン４５ｃは、最も外側に位置し、上層中央パターン４５ｂは、上層内側パターン４５ａと上層外側パターン４５ｃとの間に位置する。
【００２６】
中層パターン４５Ｂは、３つのコイルパターンが軸線Ｘ周りに渦巻状に形成されている。中層パターン４５Ｂは、３つのコイルパターンとして、中層内側パターン４５ｄ、中層中央パターン４５ｅ、及び、中層外側パターン４５ｆを有している。中層内側パターン４５ｄ、中層中央パターン４５ｅ、及び、中層外側パターン４５ｆは、軸線方向に交差する交差方向に沿って並べて配置され、並列伝送路を形成している。中層内側パターン４５ｄは、当該交差方向において、最も内側に位置し、中層外側パターン４５ｆは、最も外側に位置し、中層中央パターン４５ｅは、中層内側パターン４５ｄと中層外側パターン４５ｆとの間に位置する。また、中層内側パターン４５ｄは、軸線方向において、上層内側パターン４５ａの第１コイルパターン群４２とは反対側に位置し、中層中央パターン４５ｅは、上層中央パターン４５ｂの第１コイルパターン群４２とは反対側に位置し、中層外側パターン４５ｆは、上層外側パターン４５ｃの第１コイルパターン群４２とは反対側に位置する。
【００２７】
下層パターン４５Ｃは、３つのコイルパターンが軸線Ｘ周りに渦巻状に形成されている。下層パターン４５Ｃは、３つのコイルパターンとして、下層内側パターン（第２下層内側パターン）４５ｇ、下層中央パターン４５ｈ、及び、下層外側パターン（第２下層外側パターン）４５ｉを有している。下層内側パターン４５ｇ、下層中央パターン４５ｈ、及び、下層外側パターン４５ｉは、軸線方向に交差する交差方向に沿って並べて配置され、並列伝送路を形成している。下層内側パターン４５ｇは、当該交差方向において、最も内側に位置し、下層外側パターン４５ｉは、最も外側に位置し、下層中央パターン４５ｈは、下層内側パターン４５ｇと下層外側パターン４５ｉとの間に位置する。また、下層内側パターン４５ｇは、軸線方向において、中層内側パターン４５ｄの第１コイルパターン群４２とは反対側に位置し、下層中央パターン４５ｈは、中層中央パターン４５ｅの第１コイルパターン群４２と反対側に位置し、下層外側パターン４５ｉは、中層外側パターン４５ｆの第１コイルパターン群４２とは反対側に位置する。
【００２８】
ベリードビア４７は、多層基板４０において内層に埋め込まれて形成され、各層に形成されたパターンを電気的に連結するものである。ベリードビア４７は、例えば、ベリードビア４７ａ〜４７ｉ（図５参照）を有し、第１層４０Ａに形成された第１コイルパターン群４２と、第２層４０Ｂに形成された第２コイルパターン群４５とを連結する。
【００２９】
第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、図４に示すように、第１コイルパターン群４２の軸線Ｘ側の端部４２０と、第２コイルパターン群４５の軸線Ｘ側の端部４５０とが連結される。第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、第１コイルパターン群４２の軸線方向における外側（第２コイルパターン群４５とは反対側）のコイルパターンと、第２コイルパターン群４５の軸線方向における外側（第１コイルパターン群４２とは反対側）のコイルパターンとを連結する。
【００３０】
また、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、例えば、第１コイルパターン群４２の軸線方向における内側（第２コイルパターン群４５側）のコイルパターンと、第２コイルパターン群４５の軸線方向における内側（第１コイルパターン群４２側）のコイルパターンとを連結する。第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、例えば、軸線方向の一方側（上層側）の端面からｎ番目のコイルパターンと、軸線方向の他方側（下層側）の端面からｎ番目のコイルパターンとを連結する。
【００３１】
また、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、第１コイルパターン群４２の交差方向における外側（軸線Ｘとは反対側）のコイルパターンと、第２コイルパターン群４５の交差方向における内側（軸線Ｘ側）のコイルパターンとを連結する。
【００３２】
また、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、第１コイルパターン群４２の交差方向における内側（軸線Ｘ側）のコイルパターンと、第２コイルパターン群４５の交差方向における外側（軸線Ｘとは反対側）のコイルパターンとを連結する。
【００３３】
具体的には、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、図５、図６に示すように、上層外側パターン４２ｃ及び下層内側パターン４５ｇをベリードビア４７ｃを介して連結し、上層中央パターン４２ｂ及び下層中央パターン４５ｈをベリードビア４７ｂを介して連結し、上層内側パターン４２ａ及び下層外側パターン４５ｉをベリードビア４７ａを介して連結する。また、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、中層外側パターン４２ｆ及び中層内側パターン４５ｄをベリードビア４７ｆを介して連結し、中層中央パターン４２ｅ及び中層中央パターン４５ｅをベリードビア４７ｅを介して連結し、中層内側パターン４２ｄ及び中層外側パターン４５ｆをベリードビア４７ｄを介して連結する。また、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、下層外側パターン４２ｉ及び上層内側パターン４５ａをベリードビア４７ｉを介して連結し、下層中央パターン４２ｈ及び上層中央パターン４５ｂをベリードビア４７ｈを介して連結し、下層内側パターン４２ｇ及び上層外側パターン４５ｃをベリードビア４７ｇを介して連結する。
【００３４】
第１コイルパターン群４２は、軸線Ｘとは反対側の端部が端子４３（図３等参照）に連結され、第２コイルパターン群４５は、軸線Ｘとは反対側の端部が端子４６に連結されている。そして、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、端子４３、４６を介して電力が供給され、受電ユニット１Ｂの電力伝送コイルパターンと非接触で電力を伝送する。
【００３５】
次に、送電コイルパターン４０ａの高周波抵抗について説明する。図７は、実施形態に係る送電コイルパターン４０ａの高周波抵抗を示す図である。図７では、縦軸が高周波抵抗（Ω）を表し、横軸が周波数を表す。図７において、第１比較例に係る送電コイルパターン（図示省略）は、交差方向において内側のコイルパターンと外側のコイルパターンとを入れ替えずに連結している。つまり、第１比較例に係る送電コイルパターンは、交差方向において内側同士のコイルパターンを連結し且つ交差方向において外側同士のコイルパターンを連結している。また、第１比較例に係る送電コイルパターンは、軸線方向において、上層、中層、下層のコイルパターンを入れ替えずに連結している。つまり、第１比較例に係る送電コイルパターンは、軸線方向において、上層、中層、下層のコイルパターンを共通のビアで連結している。
【００３６】
第２比較例に係る送電コイルパターン（図示省略）は、交差方向において内側のコイルパターンと外側のコイルパターンとを入れ替えて連結している。つまり、第２比較例に係る送電コイルパターンは、交差方向において内側のコイルパターンを外側のコイルパターンに連結している。また、第２比較例に係る送電コイルパターンは、軸線方向において、上層、中層、下層のコイルパターンを入れ替えずに連結している。つまり、第２比較例に係る送電コイルパターンは、軸線方向において、上層、中層、下層のコイルパターンを共通のビアで連結している。
【００３７】
図７に示すように、例えば、周波数が１００ｋＨｚ周辺において、実施形態に係る送電コイルパターン４０ａの高周波抵抗が最も小さく、第２変形例に係る送電コイルパターンの高周波抵抗が２番目に小さいことが分かる。そして、この傾向は、周波数が大きくなるにつれて顕著になることが分かる。
【００３８】
次に、送電コイルパターン４０ａの電流密度分布について説明する。図８は、比較例に係る送電コイルパターン４０ｄの電流密度分布を示す図である。図９は、実施形態に係る送電コイルパターン４０ａの電流密度分布を示す図である。比較例に係る送電コイルパターン４０ｄは、交差方向において内側のコイルパターンと外側のコイルパターンとを入れ替えずに連結し且つ軸線方向において上層、中層、下層のコイルパターンを入れ替えずに連結している。比較例に係る送電コイルパターン４０ｄ、図８に示すように、近接効果により電流がコイルパターンの端部に集中しコイルパターンの中央部に流れ難くなっている。これにより、送電コイルパターン４０ｄは、電流が流れる有効導体面積が相対的に小さくなり、高周波抵抗が相対的に大きくなる。一方、実施形態に係る送電コイルパターン４０ａは、図９に示すように、コイルパターンの一部に集中せずに均等に流れている。これにより、送電コイルパターン４０ａは、電流が流れる有効導体面積を維持することができ、高周波抵抗が大きくなることを抑制できる。この結果、送電コイルパターン４０ａは、近接効果を抑制することができる。
【００３９】
次に、送電コイルパターン４０ａの電力伝送効率について説明する。図１０は、実施形態に係る送電コイルパターン４０ａの電力伝送効率を示す図である。図１０では、縦軸が電力伝送効率を表し、横軸が周波数を表す。図７において、第１比較例に係る送電コイルは、リッツ線により構成されている。リッツ線は、素線の線径が０．０８ｍｍであり、素線を２４本束ねて形成されている。第２比較例に係る送電コイルパターンは、交差方向において内側のコイルパターンと外側のコイルパターンとを入れ替えずに連結し且つ軸線方向において上層、中層、下層のコイルパターンを入れ替えずに連結している。図１０に示すように、例えば、周波数が１００ｋＨｚ周辺において、第１比較例に係る送電コイル（リッツ線）は、電力伝送効率が９０％程度であり、実施形態に係る送電コイルパターン４０ａは、電力伝送効率が８９％程度であり、第２比較例に係る送電コイルパターンは、電力伝送効率が８４％程度である。これにより、実施形態に係る送電コイルパターン４０ａは、周波数が１００ｋＨｚ周辺において、第１比較例に係る送電コイル（リッツ線）と略同等の電力伝送効率を実現できることが分かる。
【００４０】
以上のように、実施形態に係る送電ユニット１Ａは、第１層４０Ａと、当該第１層４０Ａに積層される第２層４０Ｂとを含んで構成される多層基板４０を備える。第１層４０Ａは、平板状に形成された第１基材４１、及び、複数の第１コイルパターンを第１基材４１に軸線Ｘ周りに渦巻状に形成した第１コイルパターン群４２を有する。複数の第１コイルパターンは、上層パターン４２Ａ、中層パターン４２Ｂ、及び、下層パターン４２Ｃを含んで構成される。第２層４０Ｂは、平板状に形成された第２基材４４、及び、複数の第２コイルパターンを第２基材４４に軸線Ｘ周りに渦巻状に形成した第２コイルパターン群４５を有する。複数の第２コイルパターンは、上層パターン４５Ａ、中層パターン４５Ｂ、及び、下層パターン４５Ｃを含んで構成される。第１コイルパターン群４２は、軸線Ｘに交差する交差方向に沿って配置された複数の第１コイルパターンを、軸線方向に沿って第１基材４１の各層に複数積層する。第２コイルパターン群４５は、交差方向に沿って配置された複数の第２コイルパターンを、軸線方向に沿って第２基材４４の各層に複数積層する。
【００４１】
そして、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、軸線方向における外側且つ交差方向における外側の上層外側パターン４２ｃと、軸線方向における外側且つ交差方向における内側の下層内側パターン４５ｇとを連結する。また、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、軸線方向における内側且つ交差方向における外側の下層外側パターン４２ｉと、軸線方向における内側且つ交差方向における内側の上層内側パターン４５ａとを連結する。第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、相手側の電力伝送コイルパターンと非接触で電力を伝送する。
【００４２】
この構成により、送電ユニット１Ａは、第１コイルパターン群４２及び第２コイルパターン群４５のそれぞれが複数のパターンを有することにより表皮効果を抑制できる。また、送電ユニット１Ａは、第１コイルパターン群４２と第２コイルパターン群４５とを連結することにより巻き数を増加することができる。送電ユニット１Ａは、パターン連結において内側と外側とを連結することにより磁束の影響を減少することができ近接効果を抑制できる。また、送電ユニット１Ａは、パターン連結において上層同士を連結することにより磁束の影響を減少することができ、近接効果を抑制できる。これにより、送電ユニット１Ａは、高周波抵抗を抑制することができ、発熱ロスを低減できる。この結果、送電ユニット１Ａは、電力伝送効率を向上することができ、非接触で電力を適正に伝送することができる。
【００４３】
また、送電ユニット１Ａは、リッツ線により形成したコイルと比較して、素線製造、エナメルコーティング工程、撚り工程、コイル巻工程、端末処理工程コイル接着工程を削減することができ、製造工程を簡素化することができる。従来のリッツ線により形成したコイルの場合には、電子部品２０を搭載する基板とコイルを搭載する基板とを別々の基板とし、これらの基板を連結する必要があった。これに対して、送電ユニット１Ａは、電子部品２０及び送電コイルパターン４０ａを同じ多層基板４０に形成することができ、多層基板４０を連結する工程を削減することができる。これにより、送電ユニット１Ａは、製造コスト及び検査コストを抑制することができる。
【００４４】
上記送電ユニット１Ａにおいて、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、軸線方向における外側且つ交差方向における内側の上層内側パターン４２ａと、軸線方向における外側且つ交差方向における外側の下層外側パターン４５ｉとを連結する。また、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、軸線方向における内側且つ交差方向における内側の下層内側パターン４２ｇと、軸線方向における内側且つ交差方向における外側の上層外側パターン４５ｃとを連結する。この構成により、送電ユニット１Ａは、近接効果を抑制することができ、非接触で電力を適正に伝送することができる。
【００４５】
上記送電ユニット１Ａにおいて、第１コイルパターン群４２は、複数の第１コイルパターンとして、上層内側パターン４２ａ、上層内側パターン４２ａの交差方向における外側に設けられる上層外側パターン４２ｃ、上層内側パターン４２ａの第２コイルパターン群４５側に設けられる下層内側パターン４２ｇ、及び、下層内側パターン４２ｇの交差方向における外側に設けられる下層外側パターン４２ｉを有する。第２コイルパターン群４５は、複数の第２コイルパターンとして、上層内側パターン４５ａ、当該上層内側パターン４５ａの交差方向における外側に設けられる上層外側パターン４５ｃ、上層内側パターン４５ａの第１コイルパターン群４２とは反対側に設けられる下層内側パターン４５ｇ、及び、当該下層内側パターン４５ｇの交差方向における外側に設けられる下層外側パターン４５ｉを有する。第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、上層外側パターン４２ｃ及び下層内側パターン４５ｇを連結し、上層内側パターン４２ａ及び下層外側パターン４５ｉを連結し、下層外側パターン４２ｉ及び上層内側パターン４５ａを連結し、下層内側パターン４２ｇ及び上層外側パターン４５ｃを連結する。この構成により、送電ユニット１Ａは、近接効果を抑制することができ、非接触で電力を適正に伝送することができる。
【００４６】
上記送電ユニット１Ａにおいて、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、上層パターン４２Ａ、中層パターン４２Ｂ、及び、下層パターン４２Ｃの軸線Ｘ側の端部４２０と、上層パターン４５Ａ、中層パターン４５Ｂ、及び、下層パターン４５Ｃの軸線Ｘ側の端部４５０とを連結する。この構成により、送電ユニット１Ａは、送電コイルパターン４０ａの軸線Ｘ側で第１コイルパターン群４２と第２コイルパターン群４５とを連結することができる。
【００４７】
〔変形例〕
次に、実施形態の第１及び第２変形例について説明する。図１１は、実施形態の第１変形例に係る送電コイルパターン４０ｂの連結部の構成例を示す斜視図である。第１変形例に係る送電コイルパターン４０ｂは、ベリードビア４７の代わりにスルーホールビア４８により第１コイルパターン群４２及び第２コイルパターン群４５を連結する点で実施形態に係る送電コイルパターン４０ａと異なる。第１コイルパターン群４２の各パターン４２ａ〜４２ｉは、それぞれの連結端部が軸線方向においてパターンに重ならないように配置されている。同様に、第２コイルパターン群４５の各パターン４５ａ〜４５ｉも、それぞれの連結端部が軸線方向においてパターンに重ならないように配置されている。スルーホールビア４８は、図１１に示すように、送電コイルパターン４０ｂの内周に沿って配置され、多層基板４０において全ての層に貫通して形成されている。スルーホールビア４８は、各層に形成されたパターンを電気的に連結する。スルーホールビア４８は、例えば、スルーホールビア４８ａ〜４８ｉを有し、第１コイルパターン群４２の各パターン４２ａ〜４２ｉと、第２コイルパターン群４５の各パターン４５ａ〜４５ｉとを連結する。
【００４８】
図１２は、実施形態の第２変形例に係る送電コイルパターン４０ｃの連結部の構成例を示す斜視図である。第２変形例に係る送電コイルパターン４０ｃは、ベリードビア４７の代わりにベリードビア４９により第１コイルパターン群４２及び第２コイルパターン群４５を連結する点で実施形態に係る送電コイルパターン４０ａと異なる。ベリードビア４９は、図１２に示すように、多層基板４０において内層に埋め込まれて形成され、各層に形成されたパターンを電気的に連結する。ベリードビア４９は、例えば、ベリードビア４９ａ〜４９ｉを有し、第１コイルパターン群４２の各パターン４２ａ〜４２ｉと、第２コイルパターン群４５の各パターン４５ａ〜４５ｉとを連結する。ベリードビア４９は、第１及び第２コイルパターン群４２、４５（各パターン４２ａ〜４２ｉ、各パターン４５ａ〜４５ｉ）の連結端部が軸線方向においてパターンに重なる場合でも、当該ベリードビア４９が内層に埋め込まれているので連結することができる。送電コイルパターン４０ｃは、ベリードビア４９を用いることにより、多層基板４０上における送電コイルパターン４０ｃの占有面積を小さくすることができる。
【００４９】
なお、上記説明では、多層基板４０は、第１層４０Ａ及び第２層４０Ｂが積層された２層の構成例について説明したが、これに限定されず、３層以上積層されてもよい。
【００５０】
また、多層基板４０は、第１層４０Ａ及び第２層４０Ｂが積層され多層化されている例について説明したが、これに限定されず、第１層４０Ａと第２層４０Ｂとが別々の基板であってもよい。
【００５１】
また、第１コイルパターン群４２は、上層パターン４２Ａ、中層パターン４２Ｂ、及び、下層パターン４２Ｃを有する３層の構成としたが、これに限定されず、２層の構成又は４層以上の構成としてもよい。同様に、第２コイルパターン群４５は、上層パターン４５Ａ、中層パターン４５Ｂ、及び、下層パターン４５Ｃを有する３層の構成としたが、これに限定されず、２層の構成又は４層以上の構成としてもよい。
【００５２】
また、上層パターン４２Ａ、中層パターン４２Ｂ、及び、下層パターン４２Ｃは、それぞれ、３つのコイルパターンを含んで構成される例について説明したが、これに限定されず、２つのコイルパターン又は４つ以上のコイルパターンを含んで構成されてもよい。
【００５３】
また、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、軸線方向から視て円形状に形成される例について説明したが、これに限定されず、例えば、軸線方向から視て円形状等の形状に形成されてもよい。
【００５４】
また、第１及び第２コイルパターン群４２、４５は、Ｘ軸側の端部４２０、４５０を連結する例について説明したが、これに限定されず、Ｘ軸側とは反対側の端部を連結してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１Ａ  送電ユニット（電力伝送ユニット）
４０  多層基板（基板）
４０Ａ  第１層
４０Ｂ  第２層
４１  第１基材
４２  第１コイルパターン群
４２Ａ  上層パターン（第１コイルパターン）
４２Ｂ  中層パターン（第１コイルパターン）
４２Ｃ  下層パターン（第１コイルパターン）
４２ａ  上層内側パターン（第１上層内側パターン）
４２ｂ  上層中央パターン
４２ｃ  上層外側パターン（第１上層外側パターン）
４２ｄ  中層内側パターン
４２ｅ  中層中央パターン
４２ｆ  中層外側パターン
４２ｇ  下層内側パターン（第１下層内側パターン）
４２ｈ  下層中央パターン
４２ｉ  下層外側パターン（第１下層外側パターン）
４４  第２基材
４５  第２コイルパターン群
４５Ａ  上層パターン（第２コイルパターン）
４５Ｂ  中層パターン（第２コイルパターン）
４５Ｃ  下層パターン（第２コイルパターン）
４５ａ  上層内側パターン（第２上層内側パターン）
４５ｂ  上層中央パターン
４５ｃ  上層外側パターン（第２上層外側パターン）
４５ｄ  中層内側パターン
４５ｅ  中層中央パターン
４５ｆ  中層外側パターン
４５ｇ  下層内側パターン（第２下層内側パターン）
４５ｈ  下層中央パターン
４５ｉ  下層外側パターン（第２下層外側パターン）
４２０、４５０  端部
Ｘ  軸線
【図１】
2020053522.tif 000003
【図２】
2020053522.tif 000004
【図３】
2020053522.tif 000005
【図４】
2020053522.tif 000006
【図５】
2020053522.tif 000007
【図６】
2020053522.tif 000008
【図７】
2020053522.tif 000009
【図８】
2020053522.tif 000010
【図９】
2020053522.tif 000011
【図１０】
2020053522.tif 000012
【図１１】
2020053522.tif 000013
【図１２】
2020053522.tif 000014