(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状をなすと共に受電アンテナ（１１〜１６）に対向して配置可能に構成され前記受電アンテナが設置されると当該受電アンテナを通じて電力供給対象（５〜１０）に非接触で電力を給電する給電アンテナ（１９）と、
前記電力供給対象を覆うカバー（１８）と、を備え、
前記給電アンテナは、前記受電アンテナが配置される可能性が存在する領域に対向すると共に前記カバーに沿って延伸して配置されており、
前記カバーはオイル液を貯留するオイルパン（１８）により構成され、
前記給電アンテナは、前記電力供給対象に非接触で給電するときに前記オイル液を挟んで給電することを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
請求項１記載の非接触給電装置において、
前記給電アンテナは、当該給電アンテナから発せられる電磁波が当該電磁波を感受する機器（１７）の配置領域を予め避けるように延伸して配置されていることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の非接触給電装置において、
前記給電アンテナは、前記受電アンテナが配置決定されている領域及び当該領域のバリエーションで配置変更を推測可能な領域に予め延伸して配置されていることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の非接触給電装置において、
前記給電アンテナは、前記受電アンテナが配置される可能性が存在する全面領域に対向するように延伸して配置されていることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の非接触給電装置において、
前記給電アンテナは、前記電力供給対象を覆う前記カバーの外側に当該カバーの外面に沿って配置されていることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項６】
請求項１から４の何れか一項に記載の非接触給電装置において、
前記給電アンテナは、前記電力供給対象を覆う前記カバーの内部に埋設されていることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項７】
請求項１から４の何れか一項に記載の非接触給電装置において、
前記給電アンテナは、前記電力供給対象を覆う前記カバーの内側に当該カバーの内面に沿って配置されていることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一項に記載の非接触給電装置において、
前記給電アンテナはワイヤハーネスにより構成されていることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項９】
請求項１から７の何れか一項に記載の非接触給電装置において、
前記給電アンテナはバスバーにより構成されていることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項１０】
請求項１から７の何れか一項に記載の非接触給電装置において、
前記給電アンテナはフレキシブル基板に配線がパターニングされることで構成されることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項１１】
請求項１から７の何れか一項に記載の非接触給電装置において、
前記給電アンテナはプリント配線基板に配線がパターニングされることで構成されることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか一項に記載の非接触給電装置において、
前記給電アンテナは、端部（２１ａ）が接続された撚り対線の形態で構成されることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の非接触給電装置において、
前記受電アンテナは開口（２４）を有するループ状のコイルにより構成され、
前記受電アンテナが配置される可能性が存在する領域は、前記撚り対線の隣接する撚部（２２）の間の開口（２３）の領域として構成されることを特徴とする非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電アンテナから電力供給対象に給電する非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、オートマチックトランスミッション（以下、トランスミッションと略す）は、ギアの多段化、省燃費、ドライブフィーリングの性能の向上が求められており、これらを達成するためには、油圧制御を高精度に行うと共に応答速度を向上することが望まれる。トランスミッションには、多くのセンサ、ソレノイド、モータなどのアクチュエータなどが搭載されている。このため、トランスミッションのボディ内部に設置されるセンサやアクチュエータと、ボディの外部に設置される制御ユニット（ＴＣＵ：Transmission Control Unit）とを接続するための配線が多くなりやすい。
【０００３】
ボディ内外に配線を接続するため、当該ボディに貫通孔を設けなければならないが、配線数が多いと貫通孔の設計困難性が増してしまい、配線の配策などに設計制約を生じてしまう。また、組立、修理時などにコネクタやハーネスの処理工数も増加しやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０２６８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
背景技術欄に記載された課題を解決するため、発明者は例えば特許文献１記載の方式を用いて電力線通信を行うことを考えた。しかし特許文献１記載の方法を用いると、例えばＴＣＵと、電力供給対象となるセンサ又はアクチュエータとの間で通信する場合には、様々な受電アンテナの搭載レイアウトや機種バリエーションに応じた構成を準備しなければならない。また品番数の増加に伴い管理の手間が増してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、多種多様な搭載レイアウトや機種バリエーションに対応できるようにした非接触給電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、給電アンテナは受電アンテナに対応して配置され受電アンテナを通じて電力供給対象に非接触で電力を給電する。カバーは電力供給対象を覆うように構成されている。長尺状の給電アンテナは、受電アンテナが配置される可能性が存在する領域に対向すると共にカバーに沿って延伸して配置されている。これにより、搭載レイアウトの変更や機種バリエーションに伴い、受電アンテナの配置が変更されたとしても、給電アンテナが受電アンテナの配置可能性の存在する領域に予め延伸して配置されているため、電力供給対象に電力を給電できる。しかも給電アンテナはオイル液を挟んで給電することになり当該オイル液を挟んで電力供給対象に非接触で給電できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態におけるトランスミッションの内部構造を模式的に示す断面図
【図２】給電アンテナの設置形態を概略的に示す図（（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図）
【図３】給電アンテナおよび受電アンテナの構造の一部を概略的に示す斜視図
【図４】制御ユニットとセンサ、アクチュエータの電気的部分の構成の一部を概略的に示すブロック図
【図５】（ａ）（ｂ）は給電アンテナおよびセンサ、アクチュエータ（受電アンテナ）の配置関係を概略的に示す正面図（その１、その２）
【図６】第２実施形態における給電アンテナの設置形態を概略的に示す図（（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図）
【図７】第３実施形態における給電アンテナの設置形態を概略的に示す図（（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図）
【図８】第４実施形態における給電アンテナの配置関係を概略的に示す正面図
【図９】第５実施形態における給電アンテナの配置関係を概略的に示す正面図
【図１０】第６実施形態における給電アンテナおよびセンサ、アクチュエータ（受電アンテナ）の配置関係を概略的に示す正面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では、非接触給電装置の幾つかの実施形態を説明する。各実施形態間における構成要素が同一又は類似部分については同一又は類似符号を付して説明を必要に応じて省略し、第２実施形態以降では当該実施形態の特徴部分を中心に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１〜図５は第１実施形態の説明図を示す。図１はオートマチックトランスミッション（以下、トランスミッション）の内部の構造断面図を模式的に示している。
【００１１】
図１に示すように、トランスミッション１は、そのケース２の内部に、クラッチ機構やブレーキ機構を備えるギア３と共に、油圧制御機構（以下、バルブボディと称す）４が搭載されている。バルブボディ４は、トランスミッション１の内部のクラッチ機構やブレーキ機構の動作を油圧制御する。このバルブボディ４には、油圧センサ、回転センサ、油温センサ、ポジションセンサなどのセンサ５〜７、油圧コントロール用のソレノイドなどのアクチュエータ８〜１０が搭載され電気的接続されている。これらのセンサ５〜７、アクチュエータ８〜１０にはそれぞれ受電アンテナ１１〜１６が接続されている。これらの受電アンテナ１１〜１６は、センサ５〜７、アクチュエータ８〜１０に対応して例えばそれぞれ１つずつ設けられる。センサ５〜７及びアクチュエータ８〜１０は、ケース２の外側から電力が供給される電力供給対象となり、ケース２の外側から電力が供給されることにより動作する。
【００１２】
他方、制御ユニット（ＴＣＵ：Transmission Control Unit）１７が、センサ５〜７、アクチュエータ８〜１０を制御するために設けられる。この制御ユニット１７は、センサ５〜７によるセンサ信号に応じて情報を収集し、バルブボディ４のソレノイドバルブの切り替え制御を行うため等に設けられる。
【００１３】
制御ユニット１７は、ケース２の外側に設置され、例えば車両前部に位置するオイルパン１８の前部に設置されている。このオイルパン１８は例えば樹脂成型品であり、例えばケース２の前部に位置して配置されると共に、バルブボディ４及び各種部品（センサ５〜７、アクチュエータ８〜１０）の前部を覆うカバーとして構成される。このバルブボディ４等の各種部品３〜１０、オイルパン１８をケース２に組付けした後、ケース２及びオイルパン１８の内側にオイル液（図示せず）が満たされる。また、制御ユニット１７には給電アンテナ１９が接続されている。受電アンテナ１１〜１６は、給電アンテナ１９に対向配置され給電アンテナ１９から発せられる電磁波を受信可能となっており、逆に、給電アンテナ１９は、受電アンテナ１１〜１６から発せられる電磁波を受信可能になっている。実使用状態においては、バルブボディ４の周囲には一部オイル液が充填され、オイルパン１８は当該オイル液を貯留する。このため、受電アンテナ１１〜１６はオイルパン１８の内面に極力近接して設置されていると良く、この場合、給電アンテナ１９は受電アンテナ１１〜１６に向けて良好に給電できる。受電アンテナ１１〜１６は、給電時の信頼性を高めるためオイルパン１８の内面に接触しない程度にオイルパン１８の内面から離間して配置されていると良い。この場合、給電アンテナ１９は受電アンテナ１１〜１６とオイル液を挟んで対向して配置されることになり当該オイル液を挟んで受電アンテナ１１〜１６に給電することになる。
【００１４】
図２（ａ）及び図２（ｂ）はオイルパン１８と給電アンテナ１９との関係を概略的に表している。この図２に示すように、オイルパン１８は、バルブボディ４の前方を覆う凹部１８ａを成型して構成されている。給電アンテナ１９は、オイルパン１８の外側でその外面に沿ってジグザグ且つ長尺状に設置されている。
【００１５】
組立時には、給電アンテナ１９及びオイルパン１８は固定化技術を用いてユニット化されており非接触給電装置２０を構成する。トランスミッション１の組立工程においては、ケース２の内部にギア３を収容し、その後バルブボディ４が取付けられる。このバルブボディ４の取付後、ユニット化されたオイルパン１８及び給電アンテナ１９を前方から装着することでケース２の前部が封止される。そしてその後、オイルパン１８の前部に制御ユニット１７が設置され当該制御ユニット１７と給電アンテナ１９とが接続される。これによりトランスミッション１が組立てられる。
【００１６】
図３に設置後の給電アンテナ１９と受電アンテナ１１〜１６（代表して受電アンテナ１１）の構成の一部を模式的に示す。給電アンテナ１９は、例えばワイヤハーネス２１によって構成した場合には、例えばループ状に構成したワイヤハーネス２１の途中部分を１又は複数回撚って構成する。この結果、この給電アンテナ１９は、電気的構造上、端部２１ａが電気的に接続された撚り対線（ツイストペアケーブル）により構成される。受電アンテナ１１は、給電アンテナ１９の撚部２２間の開口２３に対向した開口（ループ）２４が構成された受電用のコイルによるものであり、給電アンテナ１９からある周波数の電磁波が発せられると電磁誘導結合することで受電できる。
【００１７】
図４は制御ユニット１７およびセンサ５〜７、アクチュエータ８〜１０の電気的構成部分について本実施形態の特徴に関わる部分を概略的に示すブロック図である。制御ユニット１７は、給電部２５、データ送受信部２６、重畳／分離部２７を備えている。給電部２５は所定周波数の正弦波の電力信号を給電信号として生成し重畳／分離部２７に出力する。またデータ送受信部２６は例えばデジタルのデータ変調信号を生成し重畳／分離部２７に出力する。重畳／分離部２７はこれらの給電信号及びデータ変調信号をミキシングし給電アンテナ１９に出力する。給電アンテナ１９は、これらの給電信号及びデータ変調信号の混合信号を電磁波として出力する。
【００１８】
センサ５〜７、アクチュエータ８〜１０は同様の電気的構成を備えるため、センサ５を一例として挙げて説明し、他のセンサ６及び７、アクチュエータ８〜１０の電気的構成説明を省略する。センサ５は、受電アンテナ１１、重畳／分離部２８、電源部２９、データ送受信部３０を接続して構成され、センサ信号をデータとして制御ユニット１７に送信するよう構成されている。受電アンテナ１１は、例えばループコイルにより構成され、重畳／分離部２８に接続されている。重畳／分離部２８は、混合信号を受信するとデータ変調信号を分離しデータ送受信部３０に出力する。
【００１９】
電源部２９は、重畳／分離部２８を介して受信された混合信号から電源電力を取得しデータ送受信部３０に供給する。データ送受信部３０は、電源部２９から得られた電力により動作し、データ変調信号を復調しデータとする。そして、センサ５は、このデータを指令信号とし例えば自身への指令信号であるときにはセンシング動作しこのセンサ信号を制御ユニット１７に応答する。センサ５がセンサ信号を制御ユニット１７に応答するときには、データ送受信部３０は、データをデータ変調信号として重畳／分離部２８に出力することで受電アンテナ１１、給電アンテナ１９を通じて制御ユニット１７に送信する。制御ユニット１７は重畳／分離部２７によりデータ変調信号を分離し、データ送受信部２６に出力する。データ送受信部２６はこのデータ変調信号を復調することで応答データを取得する。このようにして、制御ユニット１７と、センサ５〜７及びアクチュエータ８〜１０とは互いにデジタル通信することで各種情報を相互に授受できる。給電処理及びデータ送受信処理を効率的に行うため、図３に示すように、給電アンテナ１９の開口２３及び受電アンテナ１１の開口２４は、互いに対向して設置されていると良く、これにより、これらのアンテナ１９及び１１間で授受する信号レベルを大きくできる。
【００２０】
なお、センサ５〜７又はアクチュエータ８〜１０の内部の電気的構成と受電アンテナ１１〜１６との間は、給電損失の低減及び各種データ信号劣化を極力防ぐため距離を極力短くすると良く、図１などに示すように、当該センサ５〜７の本体又はアクチュエータ８〜１０の本体のすぐ傍、脇（前部）に設置されている。
【００２１】
図５（ａ）、図５（ｂ）に給電アンテナ１９及び受電アンテナ１１〜１６の設置状態をトランスミッション１の正面図で示す。ある機種のトランスミッション１の内部では、図５（ａ）に示すようにセンサ５が正面左上部に設置されたり、アクチュエータ１０が正面右下部に設置されたりする。また、ある機種のトランスミッション１の内部では、図５（ｂ）に示すように、センサ５が正面左中央部に設置されたり、アクチュエータ１０が正面右中央部に設置されたりする。
【００２２】
これらの給電状況に対応できるように、給電アンテナ１９は、オイルパン（カバー相当）の外側の外面の全面領域に例えばジグザグに延伸するように予め配置されている。すると、図５（ａ）又は図５（ｂ）に示すセンサ５〜７又はアクチュエータ８〜１０の配置状態が機種毎に変更されたとしても、給電アンテナ１９の延伸配置状態を変更することなく対応できる。
【００２３】
特に、受電アンテナ１１〜１６の開口２４が給電アンテナ１９の撚部２２間の開口に対向するように設置されることが望ましく、給電アンテナ１９は、これらのセンサ５〜７及びアクチュエータ８〜１０（特に受電アンテナ１１〜１６）の設置環境に対応するように予め延伸配置位置を設定しておくことが望ましい。
【００２４】
＜まとめ＞
一般的には、トランスミッション１のケース２の内側に設置されるセンサ５〜７及びアクチュエータ８〜１０と、ケース２の外側に設置される制御ユニット１７とは物理的には配線を接続しなければならない。これに対し、本実施形態によれば、オイルパン１８に設置された給電アンテナ１９とバルブボディ４の各種部品（センサ５〜７、アクチュエータ８〜１０）の受電アンテナ１１〜１６とが非接触通信技術を用いて電力（及びデータ）を送受信することで、物理的に接続するための配線（電力送電線）を不要にできる。しかも、ケース２に貫通孔を不要にでき配線数を削減できる。そして、設計、組付時の制約を減らすことができ、組立、修理の処理工数を削減することができる。しかも、コネクタ、ハーネス等を削減できるためコスト、重量を削減できる。
【００２５】
搭載レイアウトの変更や機種バリエーションに伴い、センサ５〜７又はアクチュエータ８〜１０（の特に受電アンテナ１１〜１６）の配置が変更されたとしても、給電アンテナ１９が受電アンテナ１１〜１６の配置可能性の存在する領域に予め延伸して配置されている。このため、受電アンテナ１１を通じて電力供給対象となるセンサ５〜７及びアクチュエータ８〜１０に通常通り非接触で電力を給電できる。この結果、センサ５〜７又はアクチュエータ８〜１０（の特に受電アンテナ１１〜１６）の位置が変更となったときでも、当該センサ５〜７及びアクチュエータ８〜１０（の特に受電アンテナ１１〜１６）を覆うオイルパン１８、給電アンテナ１９の配置設計変更を不要にでき、コストアップを抑えることができる。しかも、データ通信も可能となる。
【００２６】
受電アンテナ１１〜１６が配置される可能性が存在する領域は、ワイヤハーネス２１による撚り対線の隣接する撚部２２間の開口２３の領域として構成されていることが望ましい。これは、電力給電を効率よく行うためである。
【００２７】
（第２実施形態）
図６（ａ）及び図６（ｂ）は第２実施形態の追加説明図を示す。図２（ａ）及び図２（ｂ）に対応して図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、給電アンテナ１９は、樹脂成型されたオイルパン１８の内部に埋設されていても良い。この場合、樹脂製部材を前後方向に張り合わせて給電アンテナ１９を挟んで埋設しても良い。本実施形態においても前述実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００２８】
（第３実施形態）
図７（ａ）及び図７（ｂ）は第３実施形態の追加説明図を示す。図２（ａ）及び図２（ｂ）に対応して図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、給電アンテナ１９は、オイルパン１８の内側（オイルパン１８の後側のバルブボディ４側）に配置されていても良い。この配置形態の場合には、給電アンテナ１９と受電アンテナ１１〜１６はオイルパン１８を挟むことなく配置できる。したがって、オイルパン１８は樹脂製であっても良いが、金属製であっても良い。本実施形態においても前述実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００２９】
（第４実施形態）
図８は第４実施形態の追加説明図を示す。図５（ａ）及び図５（ｂ）に対応して図８に示すように、給電アンテナ１９は長尺状に構成されているが、オイルパン１８の面（外面又は内面）に沿って渦巻き状に配置されていても良い。給電アンテナ１９は、センサ５〜７又はアクチュエータ８〜１０（の特に受電アンテナ１１〜１６）の配置可能性の存在する領域に延伸して配置すれば、オイルパン１８の前面の一部に配置しても全部に配置しても良い。本実施形態においても前述実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３０】
（第５実施形態）
図９は第５実施形態の追加説明図を示す。図５（ａ）又は図５（ｂ）に対応して図９に示すように、給電アンテナ１９は、例えば制御ユニット１７の配置領域を例えば平面的に避けるように配置することで、給電アンテナ１９から発せられる電磁波が当該電磁波を感受する制御ユニット（機器相当）１７の配置領域を予め避けるように延伸して配置されている。給電アンテナ１９は、撚部２２間の開口２３から電磁波を発すると当該開口２３の垂直方向に電磁波を主に伝播する。したがって、制御ユニット１７が給電アンテナ１９の配置領域（例えば撚部２２間の開口２３となる領域）を平面的に避けるように配置されていれば、当該給電アンテナ１９から発せられる電磁波が制御ユニット１７に影響を及ぼす虞を極力抑制できる。本実施形態においても前述実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３１】
（第６実施形態）
図１０は第６実施形態の追加説明図を示す。図５（ａ）及び図５（ｂ）に対応して図１０に示すように、給電アンテナ１９は、受電アンテナ１１が配置決定されている位置（領域）及び当該位置（領域）のバリエーションで配置変更を推測可能な位置（領域）に予め延伸して配置されていることが望ましい。ある個別の機種においても、将来的にはセンサ５〜７又はアクチュエータ８〜１０（の特に受電アンテナ１１〜１６）の配置変更が予定されている場合がある。このような場合、現在のセンサ５〜７及びアクチュエータ８〜１０（の特に受電アンテナ１１〜１６）に対応する領域Ａ１と、これらのセンサ５〜７及びアクチュエータ８〜１０（の特に受電アンテナ１１〜１６）の将来的に配置変更が予定される領域Ａ２と、に給電アンテナ１９を予め延伸して配置すると良い。この場合、将来的に必要な領域Ａ１、Ａ２に給電アンテナ１９を張り巡らせることができ、不必要な領域Ａ３に張り巡らせる必要がなくなる。
【００３２】
（他の実施形態）
前述実施形態に限られるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。前述した各実施形態の技術思想は矛盾ない限り組み合わせて適用できる。「カバー」は、オイルパン１８に限られず、センサ５〜７、アクチュエータ８〜１０を覆うように構成されていればどのような形態のものであっても良い。センサ５〜７だけに給電するようにしても良い。前述実施形態では、給電アンテナ１９はワイヤハーネス２１で構成した形態を示したが、バスバーにより構成したり、フレキシブル基板上に配線をパターニングして構成したり、プリント配線基板上にパターニングして構成しても良い。前述実施形態では端部２０ａが結合した途中部分が撚られたワイヤハーネス２１（撚り対線）により構成した形態を示したが、これに限られるものではなく、長尺状をなしており各種電力伝送可能な形態であれば、如何なる形状の給電アンテナを適用しても良い。また、給電アンテナ１９のワイヤハーネス２１は、端部２１ａが結合された撚り対線で構成された形態を示したが、給電アンテナは、同軸ケーブルを用いて長尺状に伸ばすと共に当該同軸ケーブルにコイルを局所的に接続することで構成しても良い。
【００３３】
センサ５〜７、アクチュエータ８〜１０の配置領域と受電アンテナ１１〜１６の配置領域を極力近接設置した形態を示したが、これに限定されるものではなく、これらは離間して設置されても良い。トランスミッション１に限らず、他の機器（例えば車両用機器）に適用できるものである。
【００３４】
オイルパン１８が、バルブボディ４、センサ５〜７、アクチュエータ８〜１０の前部を覆うように配置されている形態を示したが、これに限られず、バルブボディ４、センサ５〜７、アクチュエータ８〜１０の下部等を覆うように配置される形態に適用しても良い。なお、電磁波を介した給電及び通信を行う形態を説明したが、これは電界結合又は磁界結合による給電及び通信を行うものも包含されるものである。
【符号の説明】
【００３５】
図面中、１はトランスミッション、５〜７はセンサ（電力供給対象）、８〜１０はアクチュエータ（電力供給対象）、１１〜１６は受電アンテナ、１７は制御ユニット（機器）、１８はオイルパン（カバー）、１９は給電アンテナ、２０は非接触給電装置、を示す。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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