(57)【要約】【課題】自己共振コイルが設けられたコイルユニットにおいて、自己共振コイルの温度を管理することで、電力の受け渡し効率の低下を抑制すると共に、コイルユニットの劣化を抑制する。【解決手段】コイルユニット１０３は、外部に設けられた第１自己共振コイルとの間で、電磁場の共鳴により電力の送電および受電の少なくとも一方が可能な二次共振コイル１１０と、二次共振コイル１１０を冷却する冷却装置１３１と、二次共振コイル１１０の温度を測定する測温部１２９と、測温部１２９の測定温度に基づいて、冷却装置１３１の駆動を制御する温度調整制御部１８１とを備える。【選択図】図５
2011135729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に設けられた第１自己共振コイルとの間で、電磁場の共鳴により電力の送電および受電の少なくとも一方が可能な第２自己共振コイルと、
前記第２自己共振コイルを冷却する冷却装置と、
前記第２自己共振コイルの温度を測定する測温部と、
前記測温部の測定温度に基づいて、前記冷却装置の駆動を制御する制御部と、
を備えた、コイルユニット。
【請求項２】
前記第２自己共振コイルを収容するコイル収容ケースをさらに備え、
前記冷却装置は、前記コイル収容ケースに冷媒を供給する供給管と、前記コイル収容ケース内の冷媒を排出する排出管とを含み、
前記測温部は、前記第２自己共振コイルのうち、前記コイル収容ケースに形成された前記排出管の排出口の近傍に位置する部分の温度を測定する、請求項１に記載のコイルユニット。
【請求項３】
前記コイル収容ケース内に配置されると共に、前記第２自己共振コイルが外周面に装着されるボビンをさらに備え、
前記ボビンと前記コイル収容ケースとの間に前記冷媒が流通する冷媒通路が形成され、
前記排出口は、前記冷媒通路に形成され、
前記供給管の供給口は、前記冷媒通路に形成され、
前記排出口は、前記ボビンに対して、前記供給口と反対側に配置された、請求項２に記載のコイルユニット。
【請求項４】
前記測温部は、前記ボビンの内周面に装着された、請求項３に記載のコイルユニット。
【請求項５】
前記制御部は、前記測温部の測定温度が所定の設定温度よりも高くなると、前記冷却装置を駆動する、請求項１から請求項４のいずれかに記載のコイルユニット。
【請求項６】
前記冷却装置は、冷媒を前記第２自己共振コイルに向けて供給する冷媒供給装置を含み、
前記制御部は、前記測定温度と前記設定温度との差が大きくなるにつれて、前記冷媒供給装置が供給する冷媒の供給量を増加させるように、前記冷媒供給装置の駆動を制御する、請求項５に記載のコイルユニット。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載されたコイルユニットを含み、車両に搭載された充電器を充電可能とされた、非接触電力受電装置。
【請求項８】
請求項７に記載の非接触電力受電装置と、前記充電器とを備えた、車両。
【請求項９】
請求項１から請求項６のいずれかに記載されたコイルユニットを含み、車両の外部の外部電源に接続された、非接触電力送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルユニット、非接触電力受電装置、非接触電力送電装置、および車両に関し、特に、電磁場の共鳴により電力を受電または送電の少なくとも一方が可能とされたコイルユニット等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載されたバッテリを充電する方式として、非接触による充電方式が着目されている。
【０００３】
たとえば、特開２００９−１０６１３６号公報に記載された電動車両は、車両外部の一次自己共振コイルと磁場の共鳴により磁気的に結合され、一次自己共振コイルから電力を受電可能に構成された二次自己共振コイルと、磁誘導によって二次自己共振コイルから受電可能に構成された二次コイルと、二次コイルが受電した電力を整流する整流器と、記整流器によって整流された電力を蓄える蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて車両駆動力を発生する電動機とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バッテリを充電する過程において、一次自己共振コイル、二次自己共振コイルおよび二次コイル等が発熱する。この熱によって、一次自己共振コイルが設けられたコイルユニットや、二次自己共振コイルおよび二次コイルが設けられたコイルユニットが劣化し、電力の受け渡し効率が低くなる。
【０００６】
発明者等は、一次自己共振コイルおよび二次自己共振コイルの方が、二次コイルよりも発熱量が高く、一次自己共振コイルおよび二次自己共振コイルの発熱量が電力の受け渡し効率に大きな影響を与えることを見出した。
【０００７】
本発明の目的は、自己共振コイルが設けられたコイルユニットにおいて、自己共振コイルの温度を管理することで、電力の受け渡し効率の低下を抑制すると共に、コイルユニットの劣化を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るコイルユニットは、外部に設けられた第１自己共振コイルとの間で、電磁場の共鳴により電力の送電および受電の少なくとも一方が可能な第２自己共振コイルと、第２自己共振コイルを冷却する冷却装置と、第２自己共振コイルの温度を測定する測温部と、測温部の測定温度に基づいて、冷却装置の駆動を制御する制御部とを備える。
【０００９】
好ましくは、第２自己共振コイルを収容するコイル収容ケースをさらに備え、冷却装置は、コイル収容ケースに冷媒を供給する供給管と、コイル収容ケース内の冷媒を排出する排出管とを含む。上記測温部は、第２自己共振コイルのうち、コイル収容ケースに形成された排出管の排気口の近傍に位置する部分の温度を測定する。
【００１０】
好ましくは、コイル収容ケース内に配置されると共に、第２自己共振コイルが外周面に装着されるボビンをさらに備える。上記ボビンとコイル収容ケースとの間に冷媒が流通する冷媒通路が形成され、排出口は、冷媒通路に形成され、供給管の供給口は、冷媒通路に形成され、排出口は、ボビンに対して、供給口と反対側に配置される。
【００１１】
好ましくは、上記制御部は、測温部の測定温度が所定の設定温度よりも高くなると、冷却装置を駆動する。好ましくは、上記冷却装置は、第２自己共振コイルを冷却する冷媒を第２自己共振コイルに向けて供給する冷媒供給装置を含む。上記制御部は、測定温度が設定温度よりも高くなると、測定温度と設定温度との差が大きくなるにつれて、冷媒供給装置が供給する冷媒の供給量を増加させるように、冷媒供給装置の駆動を制御する。
【００１２】
本発明に係る非接触電力受電装置は、上記コイルユニットを含み、車両に搭載された充電器を充電可能とされる。
【００１３】
本発明に係る車両は、上記非接触電力受電装置と、上記充電器とを備える。本発明に係る非接触電力送電装置は、上記コイルユニットを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るコイルユニット、非接触電力受電装置、非接触電力送電装置および車両によれば、コイルユニットの劣化を抑制することができると共に、電力の受け渡し効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】非接触電力受電装置１０１を含む車両と、車両外部に設けられた非接触電力送電装置２００とを備えた非接触電力伝達システムの全体構成図である。
【図２】共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
【図３】電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。
【図４】シールド１２２の斜視図である。
【図５】シールド１２２およびコイルユニット１０３の断面図である。
【図６】ボビン１２８の一部を展開した一部展開図である。
【図７】コイルユニット１０３の側断面図である。
【図８】ボビン１２８の外周面の一部を平面視した平面図である。
【図９】電力を受け渡しているときにおける二次共振コイル１１０および二次コイル１２０の温度分布を示すグラフである。
【図１０】コイルユニット１０４の断面図である。
【図１１】本実施の形態に係るコイルユニット１０３の変形例を示す断面図である。
【図１２】コイルユニット１０３の第２変形例を示す断面図である。
【図１３】コイルユニット１０３の第３変形例を示す断面図である。
【図１４】図１３に示すコイルユニット１０３の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本実施の形態に係るコイルユニット１０３，１０４、非接触電力受電装置１０１、非接触電力送電装置２００、車両および非接触電力伝達システムについて、図１から図１４を用いて説明する。
【００１７】
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定
されている。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、非接触電力受電装置１０１を含む車両と、車両外部に設けられた非接触電力送電装置２００とを備えた非接触電力伝達システムの全体構成図である。図１を参照して、非接触電力伝達システムは、非接触電力受電装置１０１を搭載した車両１００と、車両１００の外部に設けられた非接触電力送電装置２００とを備えている。
【００１９】
車両１００は、非接触電力受電装置１０１と、蓄電装置１５０と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power  Control  Unit）」とも称する。）１６０と、モータ１７０と、車両ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１８０とを含む。非接触電力伝達装置１０１は、車両１００外部に設けられた非接触電力送電装置２００との間で電力の伝達を行う。
【００２０】
非接触電力受電装置１０１は、コイルユニット１０３と、コイルユニット１０３が内部に配置されたシールド１２２と、整流器１３０と、コンバータ１４０と蓄電装置１５０とを備える。コイルユニット１０３は、共鳴器１１２を含み、共鳴器１１２は、二次コイル１２０と、二次共振コイル１１０と、キャパシタ１１１とを含む。
【００２１】
シールド１２２は、電磁波が外部に漏洩することを抑制可能な電磁遮蔽材によって形成されている。シールド１２２の下面には、電磁遮蔽材は配置されていない。たとえば、シールド１２２の下面側の開口部は樹脂部材等によって閉塞されている。
【００２２】
二次コイル１２０および二次共振コイル１１０は、たとえば車体下部に配設される。二次共振コイル１１０の両端には、キャパシタ１１１が接続されており、二次共振コイル１１０およびキャパシタ１１１を含む共鳴器１１２（ＬＣ共振器）が、非接触電力送電装置２００の一次共振コイル２４０およびキャパシタ２３２を含む共鳴器２２１（ＬＣ共振器）と電磁場を介して共鳴することで、二次共振コイル１１０と非接触電力送電装置２００の一次共振コイル２４０との間で電力の授受が行われる。具体的には、二次共振コイル１１０が一次共振コイル２４０から電力を受電することと、一次共振コイル２４０が二次共振コイル１１０から電力を受電することとの少なくとも一方が行われる。
【００２３】
非接触電力送電装置２００の一次共振コイル２４０との距離や、一次共振コイル２４０を含む共鳴器２２１と二次共振コイル１１０を含む共鳴器１１２との共鳴周波数等に基づいて、一次共振コイル２４０と二次共振コイル１１０との共鳴強度を示すＱ値（たとえば、Ｑ＞１００）およびその結合度を示すκ等が大きくなるように二次共振コイル１１０の巻数が適宜設定される。
【００２４】
二次コイル１２０は、二次共振コイル１１０と同軸上に配設され、電磁誘導により二次共振コイル１１０と磁気的に結合可能である。この二次コイル１２０は、二次共振コイル１１０により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器１３０へ出力する。なお、二次共振コイル１１０から一次共振コイル２４０に電力を送電する際には、二次コイル１２０は、蓄電装置１５０から供給される電力を二次共振コイル１１０に送電する。
【００２５】
整流器１３０は、二次コイル１２０によって取出された交流電力を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、車両ＥＣＵ１８０からの制御信号に基づいて、整流器１３０によって整流された電力を蓄電装置１５０の電圧レベルに変換して蓄電装置１５０へ出力する。なお、車両の走行中に非接触電力送電装置２００から受電する場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、整流器１３０によって整流された電力をシステム電圧に変換してＰＣＵ１６０へ直接供給してもよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、必ずしも必要で
はなく、二次コイル１２０によって取出された交流電力が整流器１３０によって整流された後に直接蓄電装置１５０に与えられるようにしてもよい。
【００２６】
蓄電装置１５０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池から成る。蓄電装置１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０から供給される電力を蓄えるほか、モータ１７０によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置１５０は、その蓄えた電力をＰＣＵ１６０へ供給する。なお、蓄電装置１５０として大容量のキャパシタも採用可能であり、非接触電力送電装置２００から供給される電力やモータ１７０からの回生電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をＰＣＵ１６０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
【００２７】
ＰＣＵ１６０は、蓄電装置１５０から出力される電力あるいはＤＣ／ＤＣコンバータ１４０から直接供給される電力によってモータ１７０を駆動する。また、ＰＣＵ１６０は、モータ１７０により発電された回生電力を整流して蓄電装置１５０へ出力し、蓄電装置１５０を充電する。モータ１７０は、ＰＣＵ１６０によって駆動され、車両駆動力を発生して駆動輪へ出力する。また、モータ１７０は、駆動輪や図示されないエンジンから受ける運動エネルギーによって発電し、その発電した回生電力をＰＣＵ１６０へ出力する。
【００２８】
車両ＥＣＵ１８０は、非接触電力送電装置２００から車両１００への給電時、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を制御する。車両ＥＣＵ１８０は、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を制御することによって、整流器１３０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４０との間の電圧を所定の目標電圧に制御する。また、車両ＥＣＵ１８０は、車両の走行時、車両の走行状況や蓄電装置１５０の充電状態（「ＳＯＣ（State  Of  Charge）」とも称される。）
に基づいてＰＣＵ１６０を制御する。
【００２９】
一方、非接触電力送電装置２００は、コイルユニット１０４と、内部にコイルユニット１０４が配置されたシールド２３１と、コイルユニット１０４に接続された高周波電力ドライバ２２０と、この高周波電力ドライバ２２０に電力を供給する交流電源２１０とを備える。コイルユニット１０４は、共鳴器２２１を含み、この共鳴器２２１は、一次共振コイル２４０と、キャパシタ２３２と、一次コイル２３０とを含む。図１に示す例では、シールド２３１は、地面に埋め込まれており、シールド２３１内に一次共振コイル２４０と一次コイル２３０とが収容されている。このシールド２３１は、電磁遮蔽材を含む。なお、シールド２３１の上面には、電磁遮蔽材は設けられておらず、板状の樹脂部材によって閉塞されている。
【００３０】
交流電源２１０は、車両外部の電源であり、たとえば系統電源である。高周波電力ドライバ２２０は、交流電源２１０から受ける電力を高周波の電力に変換し、その変換した高周波電力を一次コイル２３０へ供給する。なお、高周波電力ドライバ２２０が生成する高周波電力の周波数は、たとえば１Ｍ〜１０数ＭＨｚである。
【００３１】
一次コイル２３０は、一次共振コイル２４０と同軸上に配設され、電磁誘導により一次共振コイル２４０と磁気的に結合可能である。そして、一次コイル２３０は、高周波電力ドライバ２２０から供給される高周波電力を電磁誘導により一次共振コイル２４０へ給電する。なお、蓄電装置１５０の電力を外部負荷に供給する場合には、二次共振コイル１１０から一次共振コイル２４０に送電された電力を、一次コイル２３０が一次共振コイル２４０から取り出す。
【００３２】
一次共振コイル２４０は、たとえば地面近傍に配設される。図１に示す例では、二次共振コイル１１０および一次共振コイル２４０には、いずれにもキャパシタが接続されているが、いずれのコイルも両端がオープン（非接続）のＬＣ共振コイルとしてもよい。この
場合、二次共振コイル１１０および一次共振コイル２４０の容量成分は、コイルの浮遊容量である。
【００３３】
この一次共振コイル２４０も、車両１００の二次共振コイル１１０との距離や、一次共振コイル２４０および二次共振コイル１１０の共鳴周波数等に基づいて、Ｑ値（たとえば、Ｑ＞１００）および結合度κ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００３４】
図２は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。図２を参照して、この共鳴法では、２つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する２つのＬＣ共振コイルが電磁場（近接場）において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。
【００３５】
具体的には、高周波電源３１０に一次コイル３２０を接続し、電磁誘導により一次コイル３２０と磁気的に結合される一次共振コイル３３０へ１Ｍ〜１０数ＭＨｚの高周波電力を給電する。一次共振コイル３３０には、図示されないキャパシタが接続されており、この一次共振コイル３３０と図示されないキャパシタとによってＬＣ共振器が構成されている。なお、上記キャパシタは必須の構成ではなく、一次共振コイル３３０のインダクタンスと、一次共振コイル３３０自身の浮遊容量とによって、ＬＣ共振器を構成してもよい。
【００３６】
同様に、二次共振コイル３４０には、図示されないキャパシタが接続されており、この二次共振コイル３４０にとこのキャパシタとによってＬＣ共振器が構成されている。なお、二次共振コイル３４０に接続されたキャパシタは、必須の構成ではなく、二次共振コイル３４０自身のインダクタンスと、二次共振コイル３４０自身の浮遊容量とによってＬＣ共振器を構成してもよい。
【００３７】
一次共振コイル３３０を含むＬＣ共振器の共鳴周波数と、二次共振コイル３４０を含むＬＣ共振器の共鳴周波数とは一致している。
【００３８】
一次共振コイル３３０を含むＬＣ共振器は、電磁場（近接場）を介して二次共振コイル３４０を含むＬＣ共振器と共鳴する。そうすると、一次共振コイル３３０から二次共振コイル３４０へ電磁場を介してエネルギー（電力）が移動する。二次共振コイル３４０へ移動したエネルギー（電力）は、電磁誘導により二次共振コイル３４０と磁気的に結合される二次コイル３５０によって取出され、負荷３６０へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次共振コイル３３０と二次共振コイル３４０との共鳴強度を示すＱ値がたとえば１００よりも大きいときに実現される。
【００３９】
なお、図１との対応関係について説明すると、図１の交流電源２１０および高周波電力ドライバ２２０は、図２の高周波電源３１０に相当する。また、図１の一次コイル２３０および一次共振コイル２４０は、それぞれ図２の一次コイル３２０および一次共振コイル３３０に相当し、図１の二次共振コイル１１０および二次コイル１２０は、それぞれ図２の二次共振コイル３４０および二次コイル３５０に相当する。そして、図１の整流器１３０以降が負荷３６０として総括的に示されている。
【００４０】
図３は、電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図３を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。
【００４１】
「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、
共鳴法では、この「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギー（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、同じ固有振動数を有する一対の共鳴器（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、一方の共鳴器（一次共振コイル）から他方の共鳴器（二次共振コイル）へエネルギー（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギーを伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電磁界」によりエネルギー（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギー損失で送電することができる。
【００４２】
図４は、シールド１２２の斜視図である。この図４に示すように、シールド１２２は、中空状に形成されており、このシールド１２２内にコイルユニット１０３が収容されている。図５は、シールド１２２およびコイルユニット１０３の断面図である。この図５に示すように、シールド１２２は、外周面側に樹脂で形成された外壁部１２２Ａと、外壁部１２２Ａの内周面に装着された電磁遮蔽部材１２２Ｂとを含む。なお、コイルユニット１０４と対向するシールド１２２の下面には、電磁遮蔽部材１２２Ｂは配置されていない。
【００４３】
コイルユニット１０３は、二次共振コイル１１０と、二次共振コイル１１０を冷却する冷却装置１３１と、二次共振コイル１１０の温度を測定する測温部１２９と、車両ＥＣＵ１８０に設けられた温度調整制御部１８１とを含む。測温部１２９としては、温度計、温度センサ、圧電素子等を採用することができる。温度調整制御部１８１は、測温部１２９が測定した測定温度に基づいて、冷却装置１３１の駆動を制御する。
【００４４】
温度調整制御部１８１は、測温部１２９から出力された測定温度が、所定の温度よりも高くなると、冷却装置１３１を駆動させ、二次共振コイル１１０が高温となることを抑制する。
【００４５】
非接触電力受電装置１０１が非接触電力送電装置２００との間で電力の授受を行う際には、二次共振コイル１１０には、高電圧の電流が流れ、二次共振コイル１１０は、二次コイル１２０よりも高温となりやすい。
【００４６】
二次共振コイル１１０の温度に基づいて、冷却装置１３１を駆動させることで、二次共振コイル１１０が高温となることを抑制することができ、コイルユニット１０３の劣化および電力の受け渡し効率の向上を図ることができる。
【００４７】
コイルユニット１０３は、内部に二次共振コイル１１０が収容されたコイル収容ケース１３２をさらに備える。冷却装置１３１は、冷媒としての空気を送り出し、冷媒供給装置として機能する送風器１２７と、送風器１２７からの空気をコイル収容ケース１３２内に冷媒を供給する供給管１３３と、排出管１３４とを含む。送風器１２７は、冷媒としての空気を二次共振コイル１１０に向けて供給するように駆動する。冷媒としては、空気等の気体冷媒や水等の液冷媒のいずれでも採用することができ、この図５に示す例においては、冷媒として空気が採用されている。コイル収容ケース１３２には、供給管１３３の供給口１３８と、排出管１３４の排出口１３９とが形成されている。
【００４８】
測温部１２９は、二次共振コイル１１０のうち、排出口１３９の近傍に位置する部分の温度を測定する。
【００４９】
排出口１３９は、冷媒の流通経路の最も下流側に位置している。このため、二次共振コイル１１０のうち、排出口１３９の近傍に位置する部分は、冷媒によって冷却され難く、温度が高くなり易い。そこで、二次共振コイル１１０のうち、温度が高くなりやすい部位の温度を測定することで、二次共振コイル１１０に所定の温度を超える部位が生じることを抑制する。
【００５０】
さらに、二次共振コイル１１０のうち、最も高くなる部分の温度を測定することで、複数の測温部を設ける必要がなく、コストの低減を図ることができる。さらに、配線の引き回し等も簡素化することができ、コイルユニット１０３の構造の簡素化を図ることができる。
【００５１】
コイルユニット１０３は、コイル収容ケース１３２内に収容され、外周面に二次共振コイル１１０が装着されたボビン１２８を含む。ボビン１２８は、円筒状に形成されている。ボビン１２８は、樹脂から形成されている。
【００５２】
排出口１３９は、ボビン１２８に対して供給口１３８と反対側に配置され、供給口１３８と排出口１３９との間にボビン１２８が位置している。
【００５３】
コイル収容ケース１３２の内周面とボビン１２８の外周面とは互いに間隔をあけて配置されており、コイル収容ケース１３２の内周面とボビン１２８の外周面とによって環状に延びる冷媒通路１５２が形成されている。
【００５４】
供給口１３８から入り込んだ冷媒としての空気は、二股に分かれて、排出口１３９に向けて流れる。この図５に示す例では、排出口１３９が二次共振コイル１１０に対して供給口１３８と反対側に配置されているため、二股に分かれた空気の流通量は略同一となる。
【００５５】
このため、二次共振コイル１１０のうち、供給口１３８および排出管１３４を通る仮想軸線に対して右側に位置する部分と、左側に位置する部分との温度分布は、略一致する。
【００５６】
そして、冷媒（空気）の流速は、冷媒通路１５２内を流れるにつれて遅くなると共に、冷媒の温度は高くなる。このため、二次共振コイル１１０のうち、排出口１３９と対向する部分は冷却され難く、温度が高くなり易い。
【００５７】
測温部１２９は、ボビン１２８の内周面のうち、排出管１３４と対向する部分に設けられており、測温部１２９は二次共振コイル１１０のうち、最も温度が高くなる温度を測定することができる。
【００５８】
測温部１２９は、ボビン１２８の内周面および外周面のうち、二次共振コイル１１０が装着された周面と異なる周面に設けられている。これにより、二次共振コイル１１０内を流れる高圧電流によって測温部１２９が損傷することを抑制することができると共に、測温部１２９が二次共振コイル１１０の共鳴周波数に影響を与えることを抑制することができる。
【００５９】
図６は、ボビン１２８の一部を展開した一部展開図であり、ボビン１２８の内周面および測温部１２９を示す。この図６に示すように、測温部１２９は、二次共振コイル１１０の背面側に配置されており、二次共振コイル１１０と測温部１２９とはボビン１２８の径方向に配列している。これにより、測温部１２９は、二次共振コイル１１０の正確な温度を検知可能となっている。
【００６０】
図７は、コイルユニット１０３の側断面図である。この図７に示すように、ボビン１２８の外周面には、二次コイル１２０が装着されている。二次コイル１２０は、二次共振コイル１１０から二次コイル１２０の軸方向に間隔をあけて配置されている。
【００６１】
供給口１３８、冷媒通路１５２、および排出口１３９は、ボビン１２８の軸方向の一方端側から他方端側に亘って延びている。このため、供給口１３８から冷媒通路１５２内に
入り込んだ冷媒は、二次コイル１２０も冷却する。
【００６２】
なお、二次共振コイル１１０および二次コイル１２０は、いずれも、単層巻コイルが採用されている。この図７等に示す例においては、二次共振コイル１１０および二次コイル１２０の巻数は、１巻き程度とされているが、それぞれ複数巻のコイルを採用してもよい。二次共振コイル１１０は、二次共振コイル１１０を構成するコイル線が接触しないように、間隔をあけて巻回されており、一次自己共振コイルも二次共振コイル１１０と同様に形成されている。二次コイル１２０も同様に、二次コイル１２０を構成するコイル線が接触しないように巻回されている。なお、一次コイルも二次コイル１２０と同様に形成されている。
【００６３】
図５において、二次共振コイル１１０は、バスバ１１７，１１８によって、キャパシタ１１１に接続されている。図８は、ボビン１２８の外周面の一部を平面視した平面図であり、バスバ１１７，１１８を示す。
【００６４】
図８において、バスバ１１７およびバスバ１１８には、二次共振コイル１１０の端部が接続される。ここで、バスバ１１７，１１８は、ボビン１２８に形成された開口部１１６，１１５内に挿入されている。
【００６５】
開口部１１６の開口縁部と、バスバ１１７との間には隙間が形成されており、開口部１１５の開口縁部とバスバ１１８との間にも隙間が形成されている。そして、冷媒がこの隙間を通って、ボビン１２８内に入り込み、キャパシタ１１１およびボビン１２８の内周面を冷却する。
【００６６】
特に、図５および図８において、開口部１１５，１１６は、ボビン１２８の周面のうち、開口部１１５と対向する部分に形成されており、上記隙間から冷媒がボビン１２８内に入り込みやすくなっている。
【００６７】
図９は、コイルユニット１０３とコイルユニット１０４との間で電力を受け渡しているときにおける二次共振コイル１１０および二次コイル１２０の温度分布を示すグラフである。図９において、縦軸は温度Ｔを示し、横軸は、二次コイル１２０および二次共振コイル１１０の位置を示す。グラフの実線は、二次共振コイル１１０の温度を示し、破線のグラフは、二次コイル１２０の温度を示す。この図９に示す温度分布は、冷却装置１３１が駆動しているときの温度分布である。
【００６８】
この図９に示すように、二次共振コイル１１０の温度も二次コイル１２０の温度も供給口１３８から離れ、排出口１３９に向かうにしたがって、高くなることがわかる。そして、同じ位置においては、二次共振コイル１１０の温度の方が二次コイル１２０の温度よりも高いことがわかる。
【００６９】
そして、二次共振コイル１１０の排出口１３９側の測定温度Ｔ１が設定温度Ｔ０よりも高くなると、温度調整制御部１８１は、冷却装置１３１の送風器１２７を駆動させる。二次共振コイル１１０および二次コイル１２０のうち、最も温度が高い部分の温度が設定温度Ｔ０より低くなるまで冷却装置１３１を駆動することで、二次共振コイル１１０および二次コイル１２０の全体を設定温度Ｔ０よりも低くなる。
【００７０】
温度調整制御部１８１は、測定温度Ｔ１が、設定温度Ｔ０よりも高くなり、測定温度Ｔ１と設定温度Ｔ０との差が大きくなるにつれて、送風器２５１から供給される空気の供給量が多くなるように、送風器２５１を駆動する。これにより、二次共振コイル１１０が高くなり過ぎることを抑制することができる。
【００７１】
二次コイル１２０および二次共振コイル１１０は、銅線等が採用されており、二次コイル１２０および二次共振コイル１１０の内部抵抗は、キャパシタ１１１の抵抗値（ＥＳＲ）よりも大きい。このため、キャパシタ１１１の温度よりも、二次共振コイル１１０の温度の方が高くなる。このため、二次共振コイル１１０の温度に基づいて冷却装置１３１の駆動を制御することで、キャパシタ１１１の温度を測定する素子を省略することができる。
【００７２】
このように、本実施の形態に係るコイルユニット１０３においては、測温部１２９を１つとすることができ、配線の引き回しを簡素化することができると共に、部品点数の低減をも図ることができる。
【００７３】
図４から図９を用いて、本実施の形態に係るコイルユニット１０３について説明したが、本発明は、コイルユニット１０４にも適用することができる。コイルユニット１０４とコイルユニット１０３とは略同一の構成となっている。
【００７４】
図１０は、コイルユニット１０４の断面図である。この図１０に示すように、コイルユニット１０４は、シールド２３１内に配置されている。シールド２３１は、電磁遮蔽部材２３１Ｂと、この電磁遮蔽部材２３１Ｂの外周面に形成された外壁部２３２Ａとを含む。なお、電磁遮蔽部材２３１Ｂの上面は開放されており、この電磁遮蔽部材２３１Ｂの開口部を外壁部２３２Ａの上面が閉塞している。
【００７５】
コイルユニット１０４は、一次共振コイル２４０と、図示されていない一次コイル２３０と、一次共振コイル２４０および一次コイル２３０が外周面に装着されたボビン２２８と、このボビン２２８内に配置され、一次共振コイル２４０に接続されたキャパシタ２３２と、一次共振コイル２４０および一次コイル２３０を冷却する冷却装置２５０とを備える。
【００７６】
さらに、コイルユニット１０４は、ボビン２２８を収容するコイル収容ケース２６０と、一次共振コイル２４０の温度を測定する測温部２２９と、測温部２２９からの出力に基づいて、冷却装置２５０の駆動を制御する温度調整制御部２８１とを含み、コイル収容ケース２６０の内周面と、ボビン２２８の外周面との間には、環状に延びる冷媒通路が形成されている。冷却装置２５０は、送風器２５１と、送風器２５１に接続され、冷媒通路内に冷媒を供給する供給管２５２と、冷媒が排出される排出管２５３とを含む。排出口２５５は、ボビン２２８に対して供給口２５４と反対側に配置されている。測温部２２９は、ボビン２２８の内周面のうち、排出口２５５と対向する部分に設けられている。
【００７７】
このため、冷媒によって一次共振コイル２４０が冷却される過程において、一次共振コイル２４０のうち、排出管２５３の近傍に位置する部分が最も温度が高くなり、測温部２２９は、当該温度を測定する。
【００７８】
このように、コイルユニット１０４においても、最も温度が高くなる部分の温度に基づいて、冷却装置２５０を駆動させている。
【００７９】
これにより、コイルユニット１０４においても、上記コイルユニット１０３と同様に、コイルユニット１０４の劣化を抑制することができると共に、不品点数の増加を抑制することができる。
【００８０】
図１１は、本実施の形態に係るコイルユニット１０３の変形例を示す断面図である。この図１１に示す例においては、供給口１３８と排出口１３９とは互いに対向するようには
配置されていない。また、測温部１２９は、ボビン１２８の内周面に設けられている一方で、排出口１３９の近傍に設けられていない。
【００８１】
この図１１に示す例においては、予め、充電中であって、冷却装置１３１を駆動させた際ときにおける二次共振コイル１１０の温度分布を測定し、二次共振コイル１１０のうち、最も温度が熱くなる部分を特定する。
【００８２】
最も熱くなる部分の温度と、測温部１２９が検知する測定温度との相関関係を特定する。温度調整制御部１８１には、二次共振コイル１１０のうち、最も熱くなる部分の温度と、測温部１２９が検知する測定温度との相関関係に関するデータが格納されている。
【００８３】
温度調整制御部１８１は、測温部１２９が検知した温度に基づいて、二次共振コイル１１０のうち、最も熱くなる部位の温度を算出し、この算出された温度が設定温度Ｔ０を超えたときに、冷却装置１３１を駆動する。
【００８４】
この図１１に示す例においては、測温部１２９の装着位置が限定されず、測温部１２９の配線に引き回し等が簡易となる部分に測温部１２９を装着することができる。
【００８５】
図１２は、コイルユニット１０３の第２変形例を示す断面図である。この図１２に示す例においては、ボビン１２８の内周面に複数の測温部１２９を配置している。温度調整制御部１８１は、各測温部１２９が測定した測定温度のうち、最も高い測定温度に基づいて、冷却装置１３１の駆動を制御する。
【００８６】
図１３は、コイルユニット１０３の第３変形例を示す断面図であり、図１４は、図１３に示すコイルユニット１０３の斜視図である。
【００８７】
図１３および図１４に示すように、コイルユニット１０３は、二次共振コイル１１０と、二次コイル１２０と、二次共振コイル１１０および二次コイル１２０が内周面に装着されたボビン１２８と、このボビン１２８内に配置された内筒部１５１とを備えている。
【００８８】
ボビン１２８の下端部と内筒部１５１の下端部との間の隙間は、閉塞板１５５によって閉塞されている。ボビン１２８の上端部と内筒部１５１の上端部との間の隙間は、閉塞板１５６によって覆われている。
【００８９】
そして、内筒部１５１、ボビン１２８、閉塞板１５５、および閉塞板１５６によって、ボビン１２８内に冷媒通路１５２が規定されている。
【００９０】
閉塞板１５６には、冷媒供給管１５３および冷媒排出管１５４が接続されている。内筒部１５１およびボビン１２８は、仮想中心線を中心とする円筒形状とされており、冷媒供給管１５３と冷媒排出管１５４とは、上記仮想中心線を挟んで反対側に配置されている。
【００９１】
測温部１２９は、ボビン１２８の外周面であって、冷媒排出管１５４の排出口近傍に装着されている。さらに、二次共振コイル１１０と測温部１２９とは、ボビン１２８の径方向に配列している。
【００９２】
電力を受け渡しの過程において、二次共振コイル１１０を冷却すると、二次共振コイル１１０のうち、冷媒排出管１５４の近傍に位置する部分の温度が最も高くなる。
【００９３】
測温部１２９は、上記のように冷媒排出管１５４の近傍であって、二次共振コイル１１０に対して径方向外側に配置されているため、二次共振コイル１１０のうち最も温度が高
くなる部位の温度を測定することができる。
【００９４】
このため、この図１３および図１４に示す例においても、上記図５等に示す例と同様の作用・効果を得ることができる。
【００９５】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、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。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での０および範囲にかぎられない。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、コイルユニット、非接触電力受電装置、非接触電力送電装置、および車両に適用することができ、特に、電磁場の共鳴により電力を受電または送電の少なくとも一方が可能とされたコイルユニット等に好適である。
【符号の説明】
【００９７】
１００  車両、１０１  非接触電力受電装置、１０３，１０４  コイルユニット、１１０  二次共振コイル、１１１  キャパシタ、１１２，２２１  共鳴器、１１５，１１６  開口部、１１７，１１８  バスバ、１２０  二次コイル、１２２，２３１  シールド、１２７，２５１  送風器、１２８，２２８  ボビン、１２９，２２９  測温部、１３０  整流器、１３１，２５０  冷却装置、１３２，２６０  コイル収容ケース、１３３，２５２
供給管、１３４，２５３  排出管、１３８，２５４  供給口、１３９，２５５  排出口、１４０  コンバータ、１５０  蓄電装置、１５１  内筒部、１５２  冷媒通路、１５３
冷媒供給管、１５４  冷媒排出管、１５５，１５６  閉塞板、１７０  モータ、１８１，２８１  温度調整制御部、２００  非接触電力送電装置、２１０  交流電源、２２０  高周波電力ドライバ、２３０  一次コイル、２４０  一次共振コイル、３１０  高周波電源、３２０  一次コイル、３３０  一次共振コイル、３４０  二次共振コイル、３５０  二次コイル、３６０  負荷。
【図１】
2011135729.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2011135729.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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