(57)【要約】【課題】コイル、シールドおよびフェライト板を備えたコイルユニットにおいて、送電または受電時の効率低下が抑制されたコイルユニットを提供する。【解決手段】コイルユニットは、厚さ方向に配列する第１主表面４０および第２主表面４１を含み、板状に形成されたフェライト板３１と、第１主表面４０側に配置されたコイルと、第２主表面４１側に配置された電磁シールド３３とを備え、フェライト板３１には第１中空部４７が形成されており、電磁シールド３３には第２中空部４８が形成されており、電磁シールド３３と、フェライト板３１とを平面視すると、第１中空部４７の開口縁部に位置する端部は、第２中空部４８内に位置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に配列する第１主表面および第２主表面を含み、板状に形成されたフェライト板と、
前記第１主表面側に配置されたコイルと、
前記第２主表面側に配置された電磁シールドと、
を備え、
前記フェライト板には第１中空部が形成されており、
前記電磁シールドには第２中空部が形成されており、
前記電磁シールドと、前記フェライト板とを平面視すると、前記第１中空部の開口縁部に位置する端部は、前記第２中空部内に位置する、コイルユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、コイルユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触充電システムは、送電側のコイルユニットと、受電側のコイルユニットとを含み、送電側のコイルユニットから受電側のコイルユニットに非接触で電力を送電する。
【０００３】
たとえば、特開２０１８−０１８９２６号公報に記載されたコイルユニットは、コイルと、フェライト板と、シールドとを備える。
【０００４】
シールドは、板状に形成されており、シールドの中央部には、上方に向けて突出する突出部が形成されている。
【０００５】
フェライト板は、シールドの上面に配置されており、フェライト板は複数の分割フェライト板を含む。各分割フェライト板は、シールドの突出部の周囲を取り囲むように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−０１８９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように構成されたコイルユニットにおいて、コイルに電流が流れると、コイルの周囲に電磁界が形成される。
【０００８】
この際、フェライト板に形成された中空部を通るように磁束が流れる。その一方で、フェライト板の中空部には、シールドの突出部が配置されている。その結果、多くの磁束がシールドの突出部に入射する。シールドに磁束が入射すると、シールドの温度が上昇する一方で、コイルユニットの送電効率または受電効率が低下する。
【０００９】
本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、コイル、シールドおよびフェライト板を備えたコイルユニットにおいて、送電または受電時の効率低下が抑制されたコイルユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示に係るコイルユニットは、厚さ方向に配列する第１主表面および第２主表面を含み、板状に形成されたフェライト板と、第１主表面側に配置されたコイルと、第２主表面側に配置された電磁シールドとを備え、フェライト板には第１中空部が形成されており、電磁シールドには第２中空部が形成されており、電磁シールドと、フェライト板とを平面視すると、第１中空部の開口縁部に位置する端部は、第２中空部内に位置する。上記のコイルユニットによれば、電力を受電または送電する際に、電磁シールドに磁束が入射することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本開示に係るコイルユニットによれば、送電または受電時の効率低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】非接触充電システム１を示す模式図である。
【図２】コイルユニット３およびコイルユニット４の構成を示すブロック図である。
【図３】コイルユニット４を示す分解斜視図である。
【図４】コイルユニット４を示す断面図である。
【図５】電磁シールド３３およびフェライト板３１を上方から平面視したときの平面図である。
【図６】コイルユニット４が受電している状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１から図６を用いて、本実施の形態に係るコイルユニットについて説明する。図１から図６に示す構成のうち、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、実施の形態に示す構成において、請求項に記載された構成に対応する構成には、括弧書きで請求項の構成を併記する場合がある。
【００１４】
図１は、非接触充電システム１を示す模式図である。非接触充電システム１は、受電側のコイルユニット４を備えた車両２と、送電側のコイルユニット３とを備える。
【００１５】
車両２は、コイルユニット４と、バッテリ５とを含み、コイルユニット４およびバッテリ５は、フロアパネル６の下面に設けられている。
【００１６】
コイルユニット３は、地面に設けられており、コイルユニット３は電源７に接続されている。図２は、コイルユニット３およびコイルユニット４の構成を示すブロック図である。コイルユニット３は、フィルタ２０と、インバータ２４と、キャパシタ２２と、コイル２３とを含む。
【００１７】
フィルタ２０は、電源７に接続されており、インバータ２４はフィルタ２０に接続されている。キャパシタ２２およびコイル２３は、互いに直列に接続されている。キャパシタ２２の一方の電極は、インバータ２４に接続されており、キャパシタ２２の他方の電極は、コイル２３の一端に接続されている。コイル２３の他端はインバータ２４に接続されている。そして、キャパシタ２２およびコイル２３によって形成されるＬＣ共振器のＱ値は、たとえば、１００以上である。
【００１８】
コイルユニット４は、フィルタ１５と、変換器１４と、コイル１６と、キャパシタ１７とを含む。フィルタ１５は、バッテリ５に接続されており、変換器１４はフィルタ１５に接続されている。キャパシタ１７およびコイル１６は、互いに直列に接続されている。そして、キャパシタ１７の一方の電極は、変換器１４に接続されており、他方の電極はコイル１６の一端に接続されている。コイル１６の他端は、変換器１４に接続されている。
【００１９】
ここで、コイルユニット３からコイルユニット４に電力を送電する際には、上記の電源７からフィルタ２０に電力が供給される。フィルタ２０は、電源７から供給される電力に含まれるノイズを除去して、インバータ２４に供給する。インバータ２４は、供給された交流電力の周波数および電圧を調整して、キャパシタ２２およびコイル２３に供給する。
【００２０】
コイル２３に電力が供給されると、コイル２３の周囲に電磁界が形成される。
コイル１６は、コイル２３の周囲に形成される電磁界を通して、電力を受電する。コイル１６が電力を受電すると、コイル１６にも交流電流が流れ、コイル１６の周囲に電磁界が形成される。変換器１４には、コイル１６が受電した交流電力が供給され、変換器１４は、交流電力を直流電力に変換する。フィルタ１５は、変換器１４から供給される直流電力に含まれるノイズを除去して、バッテリ５に供給する。
【００２１】
図３は、コイルユニット４を示す分解斜視図である。
コイルユニット４は、筐体３０と、フェライト板３１と、コイル３２と、電磁シールド３３と、金属ケース３４，３５とを含む。
【００２２】
筐体３０は、ケース本体３６および樹脂蓋３７を含む。ケース本体３６は、たとえば、金属などによって形成されている。ケース本体３６は、下方に向けて開口する開口部が形成されており、樹脂蓋３７はケース本体３６の開口部を閉塞するように設けられている。コイル３２と、電磁シールド３３と、金属ケース３４，３５は、筐体３０内に収容されている。
【００２３】
フェライト板３１は、板状に形成されており、フェライト板３１は、下面（第１主表面）４０と、上面（第２主表面）４１とを含む。下面４０および上面４１は、フェライト板３１の厚さ方向に配列している。
【００２４】
フェライト板３１は、複数の分割フェライト板４２を含む。複数の分割フェライト板４２は、上下方向に延びる仮想軸線Ｏ１の周囲を取り囲むように配置されている。フェライト板３１の中央には、下面４０から上面４１に達する中空部４７が形成されている。
【００２５】
各分割フェライト板４２は、一対のフェライトピース４３を含む。各フェライトピース４３は、隙間４５を空けて配置されている。各分割フェライト板４２に形成された隙間４５は、仮想軸線Ｏ１を中心として放射状に延びている。
【００２６】
コイル３２は、フェライト板３１の下面４０に配置されている。コイル３２は、仮想軸線Ｏ１の周囲を取り囲むように形成されている。コイル３２は、たとえば、渦巻き型のコイルである。
【００２７】
電磁シールド３３は板状に形成されており、電磁シールド３３は下面５０および上面５１を含む。電磁シールド３３はフェライト板３１の上面４１に配置されている。電磁シールド３３は、たとえば、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属によって形成されている。
【００２８】
電磁シールド３３の中央部には、中空部４８が形成されている。なお、中空部４８は、仮想軸線Ｏ１が通る位置に形成されている。電磁シールド３３の下面５０側にフェライト板３１が配置されている。
【００２９】
ケース本体３６は、天板５２と、周壁部５３とを含む。天板５２は下面５４および上面５５を含む。周壁部５３は、天板５２の下面５４に形成されており、環状に延びるように形成されている。
【００３０】
金属ケース３４，３５と、キャパシタ１７とは、下面５４に配置されている。図４は、コイルユニット４を示す断面図である。キャパシタ１７は、電磁シールド３３の上面５１上に配置されている。金属ケース３４，３５は、電磁シールド３３に対して水平方向に隣り合う位置に配置されている。
【００３１】
図５は、電磁シールド３３およびフェライト板３１を上方から平面視したときの平面図である。
【００３２】
フェライト板３１のフェライトピース４３は、中空部４７の縁部を形成する内端辺（端部）５６を含む。そして、環状に配列するフェライトピース４３の各内端辺５６によって、中空部４７が形成されている。
【００３３】
そして、電磁シールド３３およびフェライト板３１を平面視すると、各フェライトピース４３の内端辺５６は、中空部４８内に位置しており、各フェライトピース４３は、中空部４８の開口縁部よりも仮想軸線Ｏ１側に位置している。
【００３４】
電磁シールド３３およびフェライト板３１を平面視覚すると、電磁シールド３３の中空部４８の開口縁部は、フェライト板３１の中空部４７の外側に位置している。
【００３５】
図６は、コイルユニット４が受電している状態を示す断面図である。コイルユニット４が電力を受電するときには、コイル３２内に交流電流が流れ、コイル３２の周囲に磁束ＭＦが形成される。
【００３６】
フェライト板３１の中空部４７においては、磁束ＭＦは、下方から上方に向けて延び、さらに、磁束ＭＦの少なくとも一部は、フェライト板３１の上面４１に入射する。
【００３７】
この際、電磁シールド３３は、フェライト板３１の上面４１側において、フェライト板３１の中空部４７から離れており、磁束ＭＦが電磁シールド３３に入射することが抑制されている。
【００３８】
仮に、電磁シールド３３に磁束ＭＦが入射すると、電磁シールド３３の表面に渦電流が流れ、電磁シールド３３で損失が発生する。その結果、コイルユニット４が受電する電力が小さくなり、コイルユニット４の受電効率が低下する。
【００３９】
その一方で、本実施の形態に係るコイルユニット４においては、電磁シールド３３の開口縁部がフェライト板３１の中空部４７から離れており、電磁シールド３３に磁束ＭＦが入射することが抑制されているので、受電効率の低下を抑制することができる。
【００４０】
なお、上記の実施の形態においては、コイルユニット４について詳細に説明したが、コイルユニット４のコイル３２と、フェライト板３１と、電磁シールド３３との構成をコイルユニット３に適用することができる。
【００４１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４２】
１  非接触充電システム、２  車両、３，４  コイルユニット、５  バッテリ、６  フロアパネル、７  電源、１４  変換器、１５，２０  フィルタ、１６，２３，３２  コイル、１７，２２  キャパシタ、２４  インバータ、３０  筐体、３１  フェライト板、３３  電磁シールド、３４，３５  金属ケース、３６  ケース本体、３７  樹脂蓋、４０，５０，５４  下面、４１，５１，５５  上面、４２  分割フェライト板、４３  フェライトピース、４５  隙間、４７，４８  中空部、５２  天板、５３  周壁部、５６  内端辺。
【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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