(57)【要約】【課題】電力伝送に寄与する主磁束の遮蔽を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減する。【解決手段】コイルユニット１０は、導線が渦巻き状に巻回されたコイル１１と、コイル１１のコイル軸方向の一端側に配置される磁性体１３と、磁性体１３の前記コイルとの対向面とは反対側に配置される第１金属シールド１４と、コイル１１の周囲を覆うように配置される第２金属シールド１５とを備えている。磁性体１３の端部と第２金属シールド１５との間の領域において、第１金属シールド１４は、磁性体１３のコイル１１との対向面とは反対側の面を含む基準平面ＳＳからコイル軸方向に離間して配置されている。磁性体１３よりもコイル１１のコイル軸方向の前方に突出する第２金属シールド１５の突出部分の長さＬｐは、磁性体１３の端部から第２金属シールド１５までの第１の距離Ｌｙよりも短い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線が渦巻き状に巻回されたコイルと、
前記コイルのコイル軸方向の一端側に配置される磁性体と、
前記磁性体の前記コイルとの対向面とは反対側に配置される第１金属シールドと、
前記コイルの周囲を覆うように配置される第２金属シールドとを備え、
前記磁性体の端部と前記第２金属シールドとの間の領域において、前記第１金属シールドは、前記磁性体の前記コイルとの対向面とは反対側の面を含む基準平面から前記コイル軸方向に離間して配置されており、
前記磁性体よりも前記コイルのコイル軸方向の前方に突出する前記第２金属シールドの突出部分の長さＬｐは、前記磁性体の端部から前記第２金属シールドまでの第１の距離Ｌｙよりも短いことを特徴とするコイルユニット。
【請求項２】
前記第１金属シールドは前記第２金属シールドと一体的に構成されている、請求項１に記載のコイルユニット。
【請求項３】
前記第２金属シールドの前記突出部分の長さＬｐは、前記磁性体から前記第１金属シールドまでの第２の距離Ｌｘよりも短い、請求項１又は２に記載のコイルユニット。
【請求項４】
前記第２の距離Ｌｘは、前記磁性体の端部と前記第２金属シールドとの間の前記第１の距離Ｌｙよりも短い、請求項３に記載のコイルユニット。
【請求項５】
０．６Ｌｙ≦Ｌｘ＜Ｌｙである、請求項４に記載のコイルユニット。
【請求項６】
前記磁性体と前記第１金属シールドとの間に配置され、前記磁性体の前記コイルとの対向面とは反対側の面と対向する第３金属シールドと、
前記第３金属シールドに接続され、前記コンデンサの周囲に配置される第４金属シールドとをさらに備え、
前記第３金属シールドは前記第４金属シールドを介して前記第１金属シールドと熱的に接続されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のコイルユニット。
【請求項７】
前記第１金属シールドの前記磁性体との対向面とは反対側にはヒートシンクが設けられている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコイルユニット。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のコイルユニットと、前記コイルユニットに接続されたインバータ回路とを備えることを特徴とする送電装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のコイルユニットと、前記コイルユニットに接続された整流回路とを備えることを特徴とする受電装置。
【請求項１０】
電力をワイヤレスで送電する送電装置と、前記送電装置から送電された電力をワイヤレスで受電する受電装置とを備え、前記送電装置及び前記受電装置の少なくとも一方は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のコイルユニットを含むことを特徴とするワイヤレス電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス電力伝送システムに好ましく用いられるコイルユニットの構造に関する。また本発明は、そのようなコイルユニットを用いた送電装置、受電装置並びにワイヤレス電力伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電源ケーブルや電源コードを用いずに電力を伝送するワイヤレス電力伝送技術が注目されている。ワイヤレス電力伝送技術は、送電側から受電側にワイヤレスで電力を供給できることから、電車、電気自動車、無人搬送車等の輸送機器、家電製品、電子機器、無線通信機器、玩具、産業機器といった様々な製品への応用が期待されている。
【０００３】
ワイヤレス電力伝送では磁界を利用して電力伝送を行うため、この磁界の一部が漏洩磁束となり、周辺機器に影響を及ぼす虞がある。これに対して、特許文献１では、１次側及び２次側は、それぞれエアギャップ側から順に、渦巻き状に巻回されたフラット構造のコイル、フラットな磁心コア、ベースプレートを備えており、該ベースプレートが強度サポート用兼磁気遮蔽用として機能し、漏洩磁束の外部漏出を遮蔽する非接触給電装置が提案されている。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示される技術のように、コイルの背面に磁心コアを備える場合、コイルから発生する磁束の一部は磁心コアを通過し、当該磁心コアの端部から外部に放出されるが、対向するコイルに鎖交することなく、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する成分が漏洩磁束となる虞があった。
【０００５】
また特許文献１に開示される技術では、磁心コアの背面側に漏洩する磁束がベースプレートにより遮蔽されるものの、上記のように対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束に対しては何ら考慮されておらず、漏洩磁束の低減が不十分である。
【０００６】
特許文献２には、送電コイルユニットが収容されるコイルユニット収容部と、電気機器が収容される電気機器収容部を区画するように設けられる金属の区画壁を有する送電装置において、外殻壁を構成する主面壁の導電率よりも高い金属材料で区画壁を形成することで、多くの磁束が区画壁を通過しても発熱を抑制する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−９３１８０号公報
【特許文献２】特開２０１６−４６８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示される技術は、外殻壁を構成する主面壁の導電率よりも高い導電率を有する金属材料を用いて区画壁を構成することで発熱を抑制する効果があるとしても、コイルから発生する磁束量が大きくなると、この発熱も無視できない虞がある。また、送電コイルから発生する磁束の磁路を構成するフェライト基板の端部が、区画壁側壁に覆われており、フェライト基板の端部と区画壁の側壁との間隔が非常に狭いので、区隔壁が電力伝送に寄与する磁束をも遮蔽してしまい、電力伝送効率の低下や区隔壁の発熱の問題がある。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、電力伝送に寄与する主磁束の遮蔽を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減することが可能なコイルユニット及びこれを用いた送電装置、受電装置並びにワイヤレス電力伝送システム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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明によるコイルユニットは、導線が渦巻き状に巻回されたコイルと、前記コイルのコイル軸方向の一端側に配置される磁性体と、前記磁性体の前記コイルとの対向面とは反対側に配置される第１金属シールドと、前記コイルの周囲を覆うように配置される第２金属シールドとを備え、前記磁性体の端部と前記第２金属シールドとの間の領域において、前記第１金属シールドは、前記磁性体の前記コイルとの対向面とは反対側の面を含む基準平面から前記コイル軸方向に離間して配置されており、前記磁性体よりも前記コイルのコイル軸方向の前方に突出する前記第２金属シールドの突出部分の長さＬｐは、前記磁性体の端部から前記第２金属シールドまでの第１の距離Ｌｙよりも短いことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、コイルの側面を覆う第２金属シールドが磁性体の端部に近すぎず、遠すぎず、磁性体の端部から適度に離れた位置に設けられているので、電力伝送に寄与する主磁束の遮蔽を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減することができる。
【００１２】
本発明において、前記第１金属シールドは前記第２金属シールドと一体的に構成されていることが好ましい。この構成によれば、第１及び第２の金属シールドを簡単に構成し配置することができる。
【００１３】
本発明において、前記第２金属シールドの前記突出部分の長さＬｐは、前記磁性体から前記第１金属シールドまでの第２の距離Ｌｘよりも短いことが好ましい。これにより、電力伝送に寄与する主磁束が第２金属シールドによって遮蔽されないようにすることができ、電力伝送効率を向上させることができる。したがって、第２金属シールドの発熱を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減することができる。
【００１４】
本発明において、前記第２の距離Ｌｘは、前記第１の距離Ｌｙよりも短いことが好ましい。これにより、第１金属シールドの発熱を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減するとともに、さらにコイルユニットの厚みの増大を抑制することができる。
【００１５】
本発明において、０．６Ｌｙ≦Ｌｘ＜Ｌｙであることが好ましい。第２の距離Ｌｘがこの範囲内であれば、磁性体の端部から適度に離れた位置に第１金属シールドが設けられることとなるため、第１金属シールドの発熱を抑制しつつ、コイルユニットの厚みの増大を抑制することができる。
【００１６】
本発明によるコイルユニットは、前記磁性体と前記第１金属シールドとの間に配置され、前記磁性体の前記コイルとの対向面とは反対側の面と対向する第３金属シールドと、前記第３金属シールドに接続され、前記コンデンサの周囲に配置される第４金属シールドとをさらに備え、前記第３金属シールドは前記第４金属シールドを介して前記第１金属シールドと熱的に接続されていることが好ましい。この構成によれば、電流が流れることによって発熱したコイルの放熱性を向上させることができる。
【００１７】
本発明において、前記コイルのコイル軸は略水平方向を向いており、前記磁性体との対向面とは反対側である前記第１金属シールドの背面側にはヒートシンクが設けられていることが好ましい。このように、略水平方向に電力伝送し、第１金属シールドの背面にヒートシンクを備える構造により、コイルユニットの低背化と電力伝送効率の向上を図ることができると共に、コイルユニットにおいて生じる熱をより一層効率的に放熱させることができる。
【００１８】
また、本発明による送電装置は、上述した本発明の特徴を有するコイルユニットと、前記コイルユニットに接続されたインバータ回路とを備えることを特徴とする。本発明によれば、電力伝送に寄与する主磁束の遮蔽を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減することが可能な送電装置を提供することができる。
【００１９】
また、本発明による受電装置は、上述した本発明の特徴を有するコイルユニットと、前記コイルユニットに接続された整流回路とを備えることを特徴とする。本発明によれば、電力伝送に寄与する主磁束の遮蔽を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減することが可能な受電装置を提供することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明によるワイヤレス電力伝送システムは、電力をワイヤレスで送電する送電装置と、前記送電装置から送電された電力をワイヤレスで受電する受電装置とを備え、前記送電装置及び前記受電装置の少なくとも一方は、上述した本発明の特徴を有するコイルユニットを含むことを特徴とする。本発明によれば、電力伝送に寄与する主磁束の遮蔽を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減することが可能なワイヤレス電力伝送システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電力伝送に寄与する主磁束の遮蔽を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減することが可能なコイルユニット及びこれを用いた送電装置、受電装置並びにワイヤレス電力伝送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施の形態によるワイヤレス電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態によるコイルユニットの構成を示す略断面図である。
【図３】図３は、コイルユニットの斜視図であって、樹脂カバーが取り外された状態を示している。
【図４】図４は、コイルユニットの斜視図であって、樹脂カバーが取り付けられた状態を示している。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態によるコイルユニットの構成を示す略断面図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態によるコイルユニットの構成を示す略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の好ましい実施の形態によるワイヤレス電力伝送システムの構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１に示すように、このワイヤレス電力伝送システム１は、送電装置２と受電装置３との組み合わせからなり、送電装置２から受電装置３に電力をワイヤレス伝送するものである。
【００２６】
送電装置２は、直流電源４と、直流電源４から供給される直流電圧を例えば１００ｋＨｚの交流電圧に変換するインバータ回路を含む送電回路５と、交流電圧により交流磁束を発生させる送電コイル６ａを含むコイルユニット１０とを備えている。本実施形態によるコイルユニット１０は、送電コイル６ａの両端にコンデンサ６ｂ，６ｃがそれぞれ直列接続されてなるＬＣ直列共振回路を構成しているが、ＬＣ並列共振回路であってもよく、ＬＣ直並列共振回路であってもよい。またコンデンサの数も特に限定されず、コンデンサ６ｂのみが接続された構成であってもよい。
【００２７】
受電装置３は、送電コイル６ａが発生させる交流磁束の少なくとも一部を受けて交流電圧を発生させる受電コイル７ａを含むコイルユニット１０と、受電コイル７ａに発生した交流電圧を直流電圧に変換する整流回路を含む受電回路８とを備えている。なお整流回路は平滑機能を含んでいてもよい。受電装置３から出力される直流電圧は負荷９に供給される。本実施形態によるコイルユニット１０は、受電コイル７ａの両端にコンデンサ７ｂ，７ｃがそれぞれ直列接続されてなるＬＣ直列共振回路を構成しているが、ＬＣ並列共振回路であってもよく、ＬＣ直並列共振回路であってもよい。またコンデンサの数も特に限定されず、コンデンサ７ｂのみが接続された構成であってもよい。
【００２８】
図２は、送電側及び受電側に用いられるコイルユニット１０の構成を示す略断面図である。また、図３及び図４は、コイルユニット１０の斜視図であって、特に図３は樹脂カバー１８が取り外され、サイドシールド１５の一部が破断された状態、図４は樹脂カバー１８が取り付けられた状態をそれぞれ示している。なお図２は、図４のＡ−Ａ線に沿った略断面図に対応している。
【００２９】
図２〜図４に示すように、このコイルユニット１０は、導線が渦巻き状に巻回されたコイル１１と、コイル１１と電気的に接続されてＬＣ共振回路を構成するコンデンサ１２と、コイル１１の背面側に配置される磁性体１３と、磁性体１３の背面側に配置されるベースシールド１４（第１金属シールド）と、コイル１１の周囲を覆うように配置されるサイドシールド１５（第２金属シールド）と、磁性体１３とベースシールド１４との間に配置され、コンデンサ１２が収納されるシールドボックス１６とを備えている。なおコイル１１の背面は、コイル１１のコイル軸Ｘ０の延在方向の一端側の面であって、電力伝送方向を向いたコイル１１の主面とは反対側の面である。
【００３０】
コイル１１は図１のコイル６ａ又は７ａに対応するものである。コイル１１は樹脂製のボビン１７に巻回されてなり、樹脂カバー１８内に収容されている。本実施形態によるコイル１１は単層構造であるが、多層構造であってもよい。コイル１１の平面形状は一方向に細長い楕円、長円、或いは略矩形であることが好ましいが、正円や略正方形であってもよい。
【００３１】
コンデンサ１２は図１のコンデンサ６ｂ，６ｃ又は７ｂ，７ｃに対応するものである。コンデンサ１２はコイル１１と共にパッケージングされて電力伝送用コイルユニットを構成している。本実施形態において、コンデンサ１２はシールドボックス１６に取り付けられているが、ベースシールド１４に取り付けられてもよい。コンデンサ１２は、磁性体１３及びシールドボックス１６を介してコイル１１の背面側に配置されているので、コンデンサ１２の金属部分（端子電極、内部電極等）が電力伝送を妨げることはない。コイル１１及びコンデンサ１２によって構成されるＬＣ共振回路の一対の端子には電力ケーブル１９が接続されている。
【００３２】
磁性体１３はフェライトなどの磁性材料からなるシート状又は板状の部材であり、コイル１１の背面全体を覆うように設けられている。磁性体１３は複数の磁性片の集合体であっても構わない。本実施形態において、磁性体１３はボビン１７の背面に貼り付けられている。このように、コイル１１の背面側に磁性体１３を設けることにより、コイル１１と鎖交する磁束φの磁路を確保して電力伝送効率を高めることができる。
【００３３】
ベースシールド１４はコイル１１や磁性体１３よりも大きな外形寸法を有する銅やアルミニウムなどの金属製の支持体であり、コイル１１の背面側の漏洩磁束を遮蔽するために設けられている。シールドボックス１６との対向面とは反対側であるベースシールド１４の背面側にはヒートシンク２０が設けられている。ヒートシンク２０は、延びる複数のフィン２０ａと、複数のフィン２０ａが設けられる平板部２０ｂから構成されており、平板部２０ｂがベースシールド１４の背面に接続されている。大電力を取り扱うコイルユニットでは、コイル１１及び磁性体１３の発熱量も非常に大きいものとなるが、コイル１１の電力伝送方向と反対側のベースシールド１４の背面側をヒートシンク構造とすることにより、コイルユニット１０の放熱性を高めることができる。本実施形態において、ヒートシンク２０はベースシールド１４と別部材で構成されているが、ベースシールド１４とヒートシンク２０の平板部２０ｂを共通化し、両者を一体的に形成することも可能である。
【００３４】
サイドシールド１５は、コイル１１の周囲を取り囲むように配置されている。なお図３はサイドシールド１５の一部破断図である。サイドシールド１５は例えば銅板やアルミニウム板などの一枚の金属板の折り曲げ加工によりベースシールド１４と一体的に構成されている。サイドシールド１５は平板部２１と別部材で構成されていても構わない。サイドシールド１５は磁性体１３の端部１３ｅからＹ軸方向に離間して配置されており、磁性体１３からサイドシールド１５までのＹ軸方向の距離Ｌｙ（第１の距離）は、少なくともゼロよりも大きく、コイル１１の中心からコイル１１の最内周の最も近接する導線部分までの距離よりも大きいことが好ましい。これにより、電力伝送に寄与する主磁束の遮蔽を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減することができ、これにより所望の電力伝送効率を維持しながら漏洩磁束を低減することができる。
【００３５】
シールドボックス１６は、コイル１１の背面側にコンデンサ１２の収納スペースを確保するために設けられた略箱状の金属フレームである。本実施形態によるシールドボックス１６は、銅板やアルミニウム板などの一枚の金属板を折り曲げて簡易に成形されており、略直方体の外形を有している。具体的には、シールドボックス１６は、磁性体１３の背面に対向して配置される平板部１６ａ（第３金属シールド）と、平板部１６ａの幅方向の両端部から延びる側壁１６ｂ（第４金属シールド）と、側壁１６ｂの先端部が内側（又は外側）に折り曲げられてなる鍔部１６ｃとを有している。またベースシールド１４と対向するシールドボックス１６の背面側にはコンデンサ１２の収納口１６ｄが設けられている。このように、本実施形態によるシールドボックス１６は、コイル軸方向から見て一方向に細長い平面形状を有している。
【００３６】
シールドボックス１６の平板部１６ａは、直接或いはサーマルコンパウンドなどの中間材を介して磁性体１３の背面に接触しており、磁性体１３と熱的に接続されている。また、シールドボックス１６の鍔部１６ｃは、直接或いはサーマルコンパウンドなどの中間材を介してベースシールド１４の主面１４ａと接触している。このような構成により、シールドボックス１６の平板部１６ａは、側壁１６ｂ及び鍔部１６ｃを介してベースシールド１４と熱的に接続されている。特に、鍔部１６ｃの平面部がベースシールド１４の主面と対向しており、ベースシールド１４とシールドボックス１６は面接触しているので、伝熱性を高めることができる。
【００３７】
本実施形態において、コイル軸Ｘ０の進行方向から見たシールドボックス１６の平板部１６ａの外形寸法は、磁性体１３の外形寸法以下であることが好ましい。すなわち、平板部１６ａの輪郭は磁性体１３の輪郭と一致するかそれよりも内側に収まっており、磁性体１３の輪郭よりも外側にはみ出さないように構成されている。このような構成により、磁性体１３の端部１３ｅから出射した磁束φｅが平板部１６ａと鎖交しないので、平板部１６ａの発熱を防止することができる。
【００３８】
磁性体１３及びシールドボックス１６の平板部１６ａは図示のように全面的な平板形状であってもよく、コイル１１の開口部に合わせて中央に開口部を有する形状であってもよく、開口部から外側に向かうスリットがさらに形成された形状であってもよい。この場合も、平板部１６ａの発熱を防止するため、平板部１６ａの開口部の輪郭が磁性体１３の輪郭よりも外側にはみ出さないことが必要である。
【００３９】
図３に示すように、コンデンサ１２の周囲を取り囲むシールドボックス１６の側壁１６ｂの一部には開口部１６ｅが設けられており、コイル１１又はコンデンサ１２に接続された電力ケーブル１９は、開口部１６ｅからシールドボックス１６の外側に引き出されている。さらに図４に示すように、電力ケーブル１９は、サイドシールド１５に形成された貫通孔を通じてサイドシールド１５の外側に引き出されている。なお一対の電力ケーブル１９の先端部は、送電装置２であればインバータ回路に接続され、また受電装置３であれば整流回路に接続される。
【００４０】
開口部１６ｅは、シールドボックス１６の長手方向の両端に設けられていることが好ましく、電力ケーブル１９は２つの開口部１６ｅのどちらか一方から引き出されている。コイル面を垂直に立てて略水平方向の電力伝送を行う方式では、コイルユニット１０を横向きに設置することで低背化することができるが、シールドボックス１６の短手方向の一端側の側壁に開口部を設けた場合、シールドボックス１６の短手方向の一端側から引き出された電力ケーブル１９の分だけコイルユニット１０の高さが高くなってしまう。しかし、コイルユニット１０の長手方向の一端側から電力ケーブル１９を引き出した場合には、電力ケーブル１９によってコイルユニット１０の低背化が妨げられることはなく、コイルユニット全体の低背化が可能となる。
【００４１】
側壁１６ｂ及び鍔部１６ｃはシールドボックス１６（平板部１６ａ）の長手方向に沿って設けられていることが好ましい。この構造によれば、伝熱経路の断面積を大きくすることができ、またシールドボックス１６がベースシールド１４と接触する面積をできるだけ広く確保することができ、これにより熱抵抗を下げて放熱性を向上させることができる。また、シールドボックス１６の長手方向の両端に開口部１６ｅを設けることができ、電力ケーブル１９を横から引き出すことができる。したがって、図３のようにコイル面を垂直に立てて略水平方向の電力伝送を行う場合にコイルユニット１０を横向きに配置することができ、コイルユニット１０の低背化を図ることができる。
【００４２】
コイル１１のコイル軸Ｘ０は略水平方向を向いており、ワイヤレス電力伝送システムは略水平方向の電力伝送を行うことが好ましい。送電コイル及び受電コイルを上下方向に対向させて垂直方向の電力伝送を行う場合には、上向きのコイルの上面に金属の異物が乗った状態が継続する場合があり、金属の異物によって電力伝送効率が低下し、電力伝送できなくなるおそれがある。しかし、コイル面を垂直に立てて略水平方向の電力伝送を行う場合には、垂直なコイル面に付着しようとする金属は当該コイル面から落下するので、電力伝送効率の低下を回避することができる。また金属異物の発熱を回避することも可能である。
【００４３】
磁性体１３とベースシールド１４との間にはシールドボックス１６が設けられているので、ベースシールド１４も磁性体１３からＸ軸方向（コイル軸方向）に離間して配置されている。すなわち、磁性体１３のコイル１１との対向面とは反対側の背面を含む基準平面ＳＳからベースシールド１４までのＸ軸方向の距離Ｌｘ（第２の距離）は、ゼロよりも大きい。なお、ベースシールド１４は、少なくとも磁性体１３の端部１３ｅとサイドシールド１５との間の領域において、基準平面ＳＳからＸ軸方向に離間していればよい。このような構成により、電力伝送に寄与する主磁束がベースシールド１４によって遮蔽されないようにすることができる。したがって、ベースシールド１４の発熱を抑制しつつ電力伝送効率を向上させることができる。
【００４４】
磁性体１３よりもコイル１１のコイル軸Ｘ０の延在方向の前方に突出するサイドシールド１５の突出部分の長さＬｐは、少なくともゼロよりも大きく、磁性体１３の端部１３ｅからサイドシールド１５までのＹ軸方向の距離Ｌｙよりも短く、且つ、磁性体１３からベースシールド１４までの距離Ｌｘよりも短いことが好ましい。また、磁性体１３からベースシールド１４までの距離Ｌｘは、磁性体１３の端部からサイドシールド１５までの距離Ｌｙよりも短く、Ｌｙの０．６倍以上１倍未満（０．６Ｌｙ≦Ｌｘ＜Ｌｙ）であることが好ましい。このような構成によれば、磁性体１３の端部１３ｅから適度に離れた位置に適度な大きさのサイドシールド１５を設けることができる。したがって、電力伝送に寄与する主磁束の遮蔽を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減することができ、所望の電力伝送効率を維持しながらノイズを抑制することができる。またサイドシールド１５だけでなく、ベースシールド１４も磁性体１３の端部１３ｅから適度に離れた位置に設けることができる。したがって、ベースシールド１４の発熱を抑制しつつ、コイルユニットの厚みの増大を抑制することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態によるコイルユニット１０は、磁性体１３を介してコイル１１の背面側に配置されるベースシールド１４と、コイル１１の周囲を取り囲むように配置されるサイドシールド１５を備え、ベースシールド１４及びサイドシールド１５は磁性体１３の端部１３ｅから適度に離れているので、発熱を抑制しつつ、対向するコイルから離れた領域を大きく周回する漏洩磁束を低減することができる。
【００４６】
図５は、本発明の第２の実施の形態によるコイルユニットの構成を示す略断面図である。
【００４７】
図５に示すように、本実施形態によるコイルユニット１０の特徴は、サイドシールド１５がベースシールド１４と別部材で構成されている点にある。サイドシールド１５は例えば一枚の金属板の折り曲げ加工によりベースシールド１４と平行な平板部２１と一体的に構成されている。またベースシールド１４はサイドシールド１５と一体化された金属製の平板部２１上に設けられており、ヒートシンク２０は平板部２１を介してベースシールド１４上に実装されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００４８】
本実施形態において、ヒートシンク２０はベースシールド１４の背面に接触していないが、平板部２１を介してベースシールド１４と熱的に接続されている。したがって、コイル１１や磁性体１３で発生した熱をヒートシンク２０に伝えて放熱性を高めることができ、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。なお、本実施形態において平板部２１はベースシールド１４と別部材で構成されているが、ベースシールド１４と平板部２１を共通化し、両者を一体化して構成してもよい。
【００４９】
図６は、第３の実施の形態によるコイルユニットの構成を示す略断面図である。
【００５０】
図６に示すように、本実施形態によるコイルユニット１０の特徴は、シールドボックスと共にコンデンサ１２が省略されている点にある。その他の構成は第１の実施形態と同様である。このように、コイルユニット１０は受動素子としてコイル１１のみを用い、コンデンサ１２を省略した構成であってもよく、本実施形態も第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００５１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００５２】
例えば、上記実施形態においては、送電装置２及び受電装置３の両方が本発明によるコイルユニット１０を用いて構成されている場合について説明したが、本発明はそのような場合に限定されるものではなく、送電装置２及び受電装置３のどちらか一方のみが本発明によるコイルユニット１０を用いて構成されていてもよい。
【００５３】
また上記実施形態においてシールドボックス１６は鍔部１６ｃを有しているが、鍔部１６ｃが省略されたものであってもよい。また鍔部１６ｃは内側に折り曲げられて形成されたものであるが、外側に折り曲げられて形成されたものであってもよい。
【００５４】
また、上記実施形態においては、シールドボックス１６は、平板部１６ａ（第３金属シールド）と、側壁１６ｂ（第４金属シールド）とが一枚の金属板で構成されているが、別部材を組み合わせて構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１    ワイヤレス電力伝送システム
２    送電装置
３    受電装置
４    直流電源
５    送電回路
６ａ    送電コイル
６ｂ，６ｃ    コンデンサ
７ａ    受電コイル
７ｂ，７ｃ    コンデンサ
８    受電回路
９    負荷
１０    コイルユニット
１１    コイル
１２    コンデンサ
１３    磁性体
１３ｅ    磁性体の端部
１４    ベースシールド
１４ａ    ベースシールドの主面
１４ｆ    ヒートシンク
１５    サイドシールド
１６    シールドボックス
１６ａ    平板部
１６ｂ    側壁
１６ｃ    鍔部
１６ｄ    コンデンサ収納口
１６ｅ    開口部
１７    ボビン
１８    樹脂カバー
１９    電力ケーブル
２０    ヒートシンク
２０ａ    フィン
２０ｂ    平板部
２１    平板部
Ｌｘ    第２の距離
Ｌｙ    第１の距離
ＳＳ    基準平面
Ｘ０    コイル軸
φ，φｅ    磁束
【図１】
2019029462.tif 000003
【図２】
2019029462.tif 000004
【図３】
2019029462.tif 000005
【図４】
2019029462.tif 000006
【図５】
2019029462.tif 000007
【図６】
2019029462.tif 000008