(57)【要約】【課題】直列接続するコイルの数を多くできず、ワイヤレス給電装置によって送電できる電力量を大きくできない問題があった。【解決手段】本発明の一つの態様の非接触給電用コイルユニットは、所定の中心軸周りに巻かれる複数のコイルと、複数のコイルを保持する保持部材と、を備え、複数のコイルは、互いに間隔を空けて径方向に沿って重ねて配置され、かつ、それぞれが径方向に積層された環状の層を構成し、隣り合う層を構成するコイル同士は、互いに直列に接続され、隣り合う層の間隔は、径方向外側に位置する間隔ほど大きくなる。【選択図】図３
2018062117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の中心軸周りに巻かれる複数のコイルと、
複数の前記コイルを保持する保持部材と、
を備え、
複数の前記コイルは、互いに間隔を空けて径方向に沿って重ねて配置され、かつ、それぞれが径方向に積層された環状の層を構成し、
隣り合う前記層を構成する前記コイル同士は、互いに直列に接続され、
隣り合う前記層の間隔は、径方向外側に位置する間隔ほど大きくなる、非接触給電用コイルユニット。
【請求項２】
前記保持部材は、
前記中心軸に沿って配置された芯部材と、
前記芯部材の径方向外側に間隔を空けて配置され、前記芯部材を囲む筒状の複数の筒部材と、
を有し、
複数の前記筒部材は、互いに間隔を空けて径方向に沿って重ねて配置され、
前記芯部材には、複数の前記コイルのうち最も径方向内側に配置された第１コイルが巻き回され、
複数の前記コイルのうち前記第１コイルよりも径方向外側に配置された他のコイルのそれぞれは、複数の前記筒部材のそれぞれに巻き回される、請求項１に記載の非接触給電用コイルユニット。
【請求項３】
前記筒部材は、前記筒部材の壁部を前記筒部材の径方向内側面から前記筒部材の径方向外側面まで貫通する第１貫通孔を有する、請求項２に記載の非接触給電用コイルユニット。
【請求項４】
前記保持部材は、コアを有し、
前記芯部材は、軸方向に窪む穴部を有し、
前記コアは、前記穴部に挿入されて保持される、請求項２または３に記載の非接触給電用コイルユニット。
【請求項５】
前記芯部材は、前記芯部材を軸方向と直交する方向に貫通する第２貫通孔を有する、請求項２から３のいずれか一項に記載の非接触給電用コイルユニット。
【請求項６】
前記芯部材および複数の前記筒部材は、径方向外側面から径方向内側に窪む複数の溝を有し、
前記複数の溝は、周方向に沿って延び、
前記コイルは、前記溝に沿って巻き回される、請求項２から５のいずれか一項に記載の非接触給電用コイルユニット。
【請求項７】
前記筒部材は、周方向に分割された複数の筒部材片が連結されて構成される、請求項２から６のいずれか一項に記載の非接触給電用コイルユニット。
【請求項８】
前記筒部材片同士が連結される連結部には、前記筒部材の壁部を前記筒部材の径方向内側面から前記筒部材の径方向外側面まで貫通する保持孔が設けられ、
前記保持孔には、前記コイル同士を繋ぐ導線が通されて保持される、請求項７に記載の非接触給電用コイルユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電用コイルユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源コードなしで電力を供給するワイヤレス給電装置が知られている。例えば、特許文献１には、コイル導体が配置される渦巻状の溝が形成された基板を複数積層する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０８６８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなワイヤレス給電装置において、コイルを径方向に多層化する構成が考えられる。この場合、径方向外側に巻かれるコイルほどコイルの内径が大きくなるため、コイルのインダクタンスおよび抵抗が大きくなる。したがって、径方向外側に配置されるコイル同士の間において電位差が大きくなり、放電現象が生じやすくなる。そのため、直列接続するコイルの数を多くできず、ワイヤレス給電装置によって送電できる電力量を大きくできない問題があった。【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みて、放電現象が生じることを抑制できる構造を有する非接触給電用コイルユニットを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの態様の非接触給電用コイルユニットは、所定の中心軸周りに巻かれる複数のコイルと、複数の前記コイルを保持する保持部材と、を備える。複数の前記コイルは、互いに間隔を空けて径方向に沿って重ねて配置され、かつ、それぞれが径方向に積層された環状の層を構成する。隣り合う前記層を構成する前記コイル同士は、互いに直列に接続される。隣り合う前記層の間隔は、径方向外側に位置する間隔ほど大きくなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一つの態様によれば、放電現象が生じることを抑制できる構造を有する非接触給電用コイルユニットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態の非接触給電用コイルユニットを示す斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態の非接触給電用コイルユニットを示す図であって、図１におけるII−II断面図である。
【図３】図３は、本実施形態のコイルを上側から視た模式図である。
【図４】図４は、本実施形態の非接触給電用コイルユニットの回路構成を示す模式図である。
【図５】図５は、本実施形態の保持部材の部分を示す分解斜視図である。
【図６】図６は、本実施形態の非接触給電用コイルユニットの組立途中を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１および図２に示すように、本実施形態の非接触給電用コイルユニット１０は、所定の中心軸Ｊ周りに巻かれる複数のコイル５０と、複数のコイル５０を保持する保持部材２０と、を備える。図１において中心軸Ｊは、上下方向に延びる。以下の説明においては、中心軸Ｊと平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、軸方向のうち図１の上側を単に「上側」と呼び、軸方向のうち図１の下側を単に「下側」と呼ぶ。本実施形態において下側は、軸方向一方側に相当する。本実施形態において上側は、軸方向他方側に相当する。なお、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等を限定しない。
【００１０】
また、各図において適宜示すＸＹＺ軸座標系において、Ｚ軸方向は、中心軸Ｊと平行な方向、すなわち軸方向である。Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向で、非接触給電用コイルユニット１０の長手方向と平行な方向とする。Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向およびＹ軸方向の両方と直交する方向で、非接触給電用コイルユニット１０の短手方向と平行な方向とする。以下の説明においては、Ｙ軸方向と平行な方向を単に「長手方向」と呼び、Ｘ軸方向と平方向な方向を単に「短手方向」と呼ぶ。なお、図１においては、コイル５０の図示を省略する。
【００１１】
図２および図３に示すように、複数のコイル５０は、互いに間隔を空けて径方向に沿って重ねて配置され、かつ、それぞれが径方向に積層された環状の層Ｆを構成する。本実施形態においてコイル５０は、例えば、第１コイル５１〜第５コイル５５の５つが設けられる。第１コイル５１〜第５コイル５５によって層Ｆは、第１層Ｆ１〜第５層Ｆ５の５層が設けられる。第１コイル５１は、第１層Ｆ１を構成する。第２コイル５２は、第２層Ｆ２を構成する。第３コイル５３は、第３層Ｆ３を構成する。第４コイル５４は、第４層Ｆ４を構成する。第５コイル５５は、第５層Ｆ５を構成する。第１コイル５１と第２コイル５２と第３コイル５３と第４コイル５４と第５コイル５５とは、径方向内側から径方向外側に向かってこの順に並んで配置される。
【００１２】
図３に示すように、本実施形態において各コイル５０および各層Ｆは、平面視において長手方向に長い矩形環状である。第２コイル５２および第２層Ｆ２は、第１コイル５１および第１層Ｆ１よりも径方向外側に配置され、第１コイル５１および第１層Ｆ１を囲む。第３コイル５３および第３層Ｆ３は、第２コイル５２および第２層Ｆ２よりも径方向外側に配置され、第２コイル５２および第２層Ｆ２を囲む。第４コイル５４および第４層Ｆ４は、第３コイル５３および第３層Ｆ３よりも径方向外側に配置され、第３コイル５３および第３層Ｆ３を囲む。第５コイル５５および第５層Ｆ５は、第４コイル５４および第４層Ｆ４よりも径方向外側に配置され、第４コイル５４および第４層Ｆ４を囲む。
【００１３】
各コイル５０の内径は、径方向外側に位置するコイル５０ほど、大きくなる。すなわち、第２コイル５２の内径は、第１コイル５１の内径よりも大きい。第３コイル５３の内径は、第２コイル５２の内径よりも大きい。第４コイル５４の内径は、第３コイル５３の内径よりも大きい。第５コイル５５の内径は、第４コイル５４の内径よりも大きい。
【００１４】
図４に示すように、隣り合う層Ｆを構成するコイル５０同士は、互いに直列に接続される。すなわち、本実施形態において５つのコイル５０は、径方向に並ぶ順に、直列に接続される。各コイル５０は、インダクタンスＬと抵抗Ｒとを有する。図示は省略するが、直列接続された５つのコイル５０は、コンデンサおよび交流電源と接続され、ＲＬＣ直列共振回路を構成する。本実施形態の非接触給電用コイルユニット１０は、例えば、磁界共振方式の非接触給電装置に用いられる。
【００１５】
各コイル５０の巻数および線径が同じ場合、コイル５０の内径が大きいほど、各コイル５０のインダクタンスＬおよび抵抗Ｒは、大きくなる。すなわち、第２コイル５２のインダクタンスＬおよび抵抗Ｒは、第１コイル５１のインダクタンスＬおよび抵抗Ｒよりも大きい。第３コイル５３のインダクタンスＬおよび抵抗Ｒは、第２コイル５２のインダクタンスＬおよび抵抗Ｒよりも大きい。第４コイル５４のインダクタンスＬおよび抵抗Ｒは、第３コイル５３のインダクタンスＬおよび抵抗Ｒよりも大きい。第５コイル５５のインダクタンスＬおよび抵抗Ｒは、第４コイル５４のインダクタンスＬおよび抵抗Ｒよりも大きい。これにより、径方向外側に位置するコイル５０ほど各コイル５０に印加される電圧は、大きくなる。
【００１６】
図２および図３に示すように、第１層Ｆ１と第２層Ｆ２との間隔Ｄ１は、第１コイル５１の径方向外側面と第２コイル５２の径方向内側面との間の距離である。第２層Ｆ２と第３層Ｆ３との間隔Ｄ２は、第２コイル５２の径方向外側面と第３コイル５３の径方向内側面との間の距離である。第３層Ｆ３と第４層Ｆ４との間隔Ｄ３は、第３コイル５３の径方向外側面と第４コイル５４の径方向内側面との間の距離である。第４層Ｆ４と第５層Ｆ５との間隔Ｄ４は、第４コイル５４の径方向外側面と第５コイル５５の径方向内側面との間の距離である。本実施形態において各間隔Ｄ１〜Ｄ４は、それぞれ周方向の全体に亘ってほぼ均一である。隣り合う層Ｆの間隔Ｄ１〜Ｄ４は、径方向外側に位置する間隔ほど大きくなる。すなわち、間隔Ｄ２は、間隔Ｄ１よりも大きい。間隔Ｄ３は、間隔Ｄ２よりも大きい。間隔Ｄ４は、間隔Ｄ３よりも大きい。すなわち、間隔Ｄ１〜Ｄ４の大きさは、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４となる。
【００１７】
図４に示す第１コイル５１の巻き始めと第２コイル５２の巻き終わりとの間の電位差Ｖ１は、第１コイル５１に印加される電圧値と第２コイル５２に印加される電圧値との和である。第２コイル５２の巻き始めと第３コイル５３の巻き終わりとの間の電位差Ｖ２は、第２コイル５２に印加される電圧値と第３コイル５３に印加される電圧値との和である。第３コイル５３の巻き始めと第４コイル５４の巻き終わりとの間の電位差Ｖ３は、第３コイル５３に印加される電圧値と第４コイル５４に印加される電圧値との和である。第４コイル５４の巻き始めと第５コイル５５の巻き終わりとの間の電位差Ｖ４は、第４コイル５４に印加される電圧値と第５コイル５５に印加される電圧値との和である。
【００１８】
上述したように、各コイル５０に印加される電圧は、径方向外側に位置するコイル５０に印加される電圧ほど大きくなる。そのため、電位差Ｖ１と電位差Ｖ２と電位差Ｖ３と電位差Ｖ４とは、この順で大きくなる。これにより、径方向外側に位置するコイル５０同士の間ほど、放電現象が生じやすい。これに対して、本実施形態によれば、径方向外側に位置するコイル５０同士の間隔ほど大きいため、電位差が大きくなるほど、コイル５０を離して配置できる。したがって、放電現象が生じることを抑制できる。これにより、直列接続するコイル５０の数を多くすることができると共に、各コイル５０に印加できる電圧も大きくできる。そのため、非接触給電用コイルユニット１０が搭載される非接触給電装置によって送電できる電力量を大きくすることができる。
【００１９】
図１に示すように、保持部材２０は、芯部材３０と、複数の筒部材４０と、コア６０と、を有する。芯部材３０は、中心軸Ｊに沿って配置される。芯部材３０は、長手方向に長い略直方体状である。
【００２０】
複数の筒部材４０は、芯部材３０の径方向外側に間隔を空けて配置され、芯部材３０を囲む筒状である。図１に示すように、本実施形態において筒部材４０は、上下方向に開口し、長手方向に長い矩形筒状である。複数の筒部材４０は、互いに間隔を空けて径方向に沿って重ねて配置される。本実施形態において筒部材４０は、第１筒部材４１と、第２筒部材４２と、第３筒部材４３と、第４筒部材４４と、の４つが設けられる。第１筒部材４１から第４筒部材４４は、大きさが異なる点を除いてほぼ同様の構成である。そのため、以下の説明においては、代表して第１筒部材４１についてのみ説明する場合がある。
【００２１】
図２に示すように、芯部材３０には、複数のコイル５０のうち最も径方向内側に配置された第１コイル５１が巻き回される。第１コイル５１は、芯部材３０の下端部から芯部材３０の上端部に向かって軸方向に沿って巻き回される。複数のコイル５０のうち第１コイル５１よりも径方向外側に配置された他のコイル５０のそれぞれは、複数の筒部材４０のそれぞれに巻き回される。具体的には、第２コイル５２は、第１筒部材４１に巻き回される。第３コイル５３は、第２筒部材４２に巻き回される。第４コイル５４は、第３筒部材４３に巻き回される。第５コイル５５は、第４筒部材４４に巻き回される。
【００２２】
そのため、複数のコイル５０を径方向に積層させて配置することが容易である。また、筒部材４０の内径および外径を調整することで、間隔Ｄ１〜Ｄ４を調整することができるため、間隔Ｄ１〜Ｄ４を径方向外側ほど大きくすることが容易である。また、例えば絶縁テープ等を介してコイル５０同士を積層する場合に比べて、コイル５０間に空気を通しやすく、非接触給電用コイルユニット１０内に熱がこもりにくい。これにより、非接触給電用コイルユニット１０が高温となることを抑制できる。また、筒部材４０の径方向内側に隣り合うコイル５０を、筒部材４０によって径方向外側から押さえることができるため、コイル５０が解けることを抑制できる。
【００２３】
第２コイル５２は、第１筒部材４１の上端部から第１筒部材４１の下端部に向かって軸方向に沿って巻き回される。第３コイル５３は、第２筒部材４２の下端部から第２筒部材４２の上端部に向かって軸方向に沿って巻き回される。第４コイル５４は、第３筒部材４３の上端部から第３筒部材４３の下端部に向かって軸方向に沿って巻き回される。第５コイル５５は、第４筒部材４４の下端部から第４筒部材４４の上端部に向かって軸方向に沿って巻き回される。すなわち、芯部材３０および複数の筒部材４０のうち、隣り合う２つの部材においては、巻き回されるコイル５０の巻き始めとなる軸方向端部と、巻き回されるコイル５０の巻き終わりとなる軸方向端部と、が互いに上下逆側に位置する。
【００２４】
図５に示すように、芯部材３０は、本体部３１と、上側鍔部３２と、下側鍔部３３と、を有する。本体部３１は、第１コイル５１が巻き回される部分である。本体部３１は、長手方向に長い略直方体状である。本体部３１は、軸方向に窪む穴部３１ｆを有する。すなわち、芯部材３０は、軸方向に窪む穴部３１ｆを有する。本実施形態において本体部３１は、有底角筒形状である。穴部３１ｆの平面視形状は、長手方向に長い長方形状である。穴部３１ｆは、平面視において芯部材３０の中心に配置される。なお、本体部３１は、筒状であってもよく、本体部３１は、軸方向に貫通する孔部を有してもよい。
【００２５】
本体部３１は、径方向外側面から径方向内側に窪む複数の溝３１ｃを有する。すなわち、芯部材３０は、径方向外側面から径方向内側に窪む複数の溝３１ｃを有する。複数の溝３１ｃは、周方向に沿って延びる。本実施形態においては、所定数の溝３１ｃが軸方向に並んで配置され、溝群３１ｅが構成される。溝群３１ｅは、周方向に沿って複数設けられる。溝群３１ｅを構成する溝３１ｃの数は、第１コイル５１の巻き数と同じである。
【００２６】
第１コイル５１、すなわちコイル５０は、溝３１ｃに沿って巻き回される。そのため、第１コイル５１を芯部材３０に対して巻き回しやすい。また、本実施形態の溝群３１ｅのように軸方向に並んで配置される数を第１コイル５１の巻き数と同じにすることで、第１コイル５１を巻く際に、巻き数を数える必要がなく、簡便である。
【００２７】
本体部３１は、径方向外側面から径方向内側に窪む凹部３１ａ，３１ｄを有する。凹部３１ａは、本体部３１の径方向外側面のうち長手方向に延びる面に配置され、短手方向に窪む。凹部３１ａは、本体部３１の上端から下端まで軸方向に延びる。凹部３１ａは、長手方向に沿って複数設けられ、長手方向に隣り合う溝群３１ｅ同士の間にそれぞれ配置される。凹部３１ａの平面視形状は、径方向外側に開口するＶ字状である。
【００２８】
凹部３１ａの窪み量の最大値は、溝３１ｃの窪み量の最大値よりも大きい。そのため、凹部３１ａにおいては、第１コイル５１と本体部３１との間に隙間を設けることができる。これにより、第１コイル５１の内側に空気を通すことができ、第１コイル５１を冷却しやすい。したがって、より非接触給電用コイルユニット１０内に熱がこもりにくく、非接触給電用コイルユニット１０が高温となることをより抑制できる。
【００２９】
凹部３１ｄは、本体部３１の径方向外側面のうち短手方向に延びる面に配置され、長手方向に窪む。凹部３１ｄは、本体部３１の上端から下端まで軸方向に延びる。凹部３１ｄの平面視形状は、径方向外側に開口するＶ字状である。凹部３１ｄの窪み量の最大値は、溝３１ｃの窪み量の最大値よりも大きい。そのため、凹部３１ｄにおいても、第１コイル５１と本体部３１との間に隙間を設けることができる。これにより、第１コイル５１の内側に空気をより通すことができ、第１コイル５１をより冷却しやすい。したがって、より非接触給電用コイルユニット１０内に熱がこもりにくく、非接触給電用コイルユニット１０が高温となることをより抑制できる。
【００３０】
本体部３１は、フック部３４を有する。フック部３４は、凹部３１ａの底面から突出する鉤状である。フック部３４には、コイル５０を構成する導線が引っ掛けられる。これにより、コイル５０を安定して芯部材３０に保持できる。
【００３１】
芯部材３０は、芯部材３０の本体部３１を軸方向と直交する方向に貫通する第２貫通孔３１ｂを有する。本実施形態において第２貫通孔３１ｂは、芯部材３０を短手方向に貫通する。第２貫通孔３１ｂは、複数設けられる。第２貫通孔３１ｂは、凹部３１ａに周方向に重なって配置される。第２貫通孔３１ｂは、１つの凹部３１ａごとに３つずつ設けられる。１つの凹部３１ａにおいて３つの第２貫通孔３１ｂは、軸方向に並んで配置される。第２貫通孔３１ｂの短手方向に沿って視た形状は、円形状である。第２貫通孔３１ｂによって、第１コイル５１が巻き回された芯部材３０に対して、短手方向に空気を通すことができる。したがって、第１コイル５１をより冷却しやすい。したがって、より非接触給電用コイルユニット１０内に熱がこもりにくく、非接触給電用コイルユニット１０が高温となることをより抑制できる。なお、第２貫通孔３１ｂは、芯部材３０を長手方向に貫通してもよい。
【００３２】
上側鍔部３２の外形は、枠状かつ矩形状である。上側鍔部３２は、本体部３１の上端部の径方向外側に固定され、本体部３１の上端部を囲む。下側鍔部３３の外形は、枠状かつ矩形状である。下側鍔部３３は、本体部３１の下端部の径方向外側に固定され、本体部３１の下端部を囲む。
【００３３】
第１筒部材４１は、壁部４１ｃと、上側鍔部４１ｄと、下側鍔部４１ｅと、を有する。壁部４１ｃは、第２コイル５２が巻き回される矩形筒状の部分である。上側鍔部４１ｄは、壁部４１ｃの上端部に接続される。上側鍔部４１ｄの外形は、枠状かつ矩形状である。上側鍔部４１ｄは、内側鍔部４５ａと、外側鍔部４５ｂと、を有する。
【００３４】
上側鍔部４１ｄは、内側鍔部４５ａと、外側鍔部４５ｂとを有する。外側鍔部４５ｂは、内側鍔部４５ａの径方向外側に連続して設けられる。外側鍔部４５ｂの軸方向位置は、内側鍔部４５ａの軸方向位置よりも下側である。内側鍔部４５ａと外側鍔部４５ｂとによって、径方向内側から径方向外側に向かって下側に下がる段差が構成される。
【００３５】
下側鍔部４１ｅは、壁部４１ｃの下端部に接続される。下側鍔部４１ｅは、枠状かつ矩形状である。図示は省略するが、下側鍔部４１ｅは、上側鍔部４１ｄと同様に、内側鍔部４５ａと、外側鍔部４５ｂと、を有する。下側鍔部４１ｅの内側鍔部４５ａおよび外側鍔部４５ｂは、上側鍔部４１ｄの内側鍔部４５ａおよび外側鍔部４５ｂに対して、上下反転している点を除いて同様である。
【００３６】
図１または図５に示すように、内側鍔部４５ａは、本体部３１の上端部に嵌め合わされる。内側鍔部４５ａは、芯部材３０の上側鍔部３２と軸方向に重なる。内側鍔部４５ａの下面は、上側鍔部３２の上面と接触する。内側鍔部４５ａの上面は、本体部３１の上面と軸方向において同じ位置に配置される。図示は省略するが、下側鍔部４１ｅの内側鍔部４５ａは、本体部３１の下端部に嵌め合わされる。下側鍔部４１ｅの内側鍔部４５ａは、芯部材３０の下側鍔部３３と軸方向に重なる。下側鍔部４１ｅの内側鍔部４５ａの上面は、下側鍔部３３の下面と接触する。下側鍔部４１ｅの内側鍔部４５ａの下面は、本体部３１の下面と軸方向において同じ位置に配置される。
【００３７】
第２筒部材４２の軸方向両側の各内側鍔部は、第１筒部材４１の軸方向両側の各内側鍔部４５ａをそれぞれ径方向外側から囲み、第１筒部材４１の内側鍔部４５ａに嵌め合わされる。第２筒部材４２の軸方向両側の各内側鍔部は、第１筒部材４１の軸方向両側の各外側鍔部４５ｂと軸方向に重なり、互いに接触する。第３筒部材４３の軸方向両側の各内側鍔部は、第２筒部材４２の軸方向両側の各内側鍔部をそれぞれ径方向外側から囲み、第２筒部材４２の内側鍔部に嵌め合わされる。第３筒部材４３の軸方向両側の各内側鍔部は、第２筒部材４２の軸方向両側の各外側鍔部と軸方向に重なり、互いに接触する。第４筒部材４４の軸方向両側の各内側鍔部は、第３筒部材４３の軸方向両側の各内側鍔部をそれぞれ径方向外側から囲み、第３筒部材４３の内側鍔部に嵌め合わされる。第４筒部材４４の軸方向両側の各内側鍔部は、第３筒部材４３の軸方向両側の各外側鍔部と軸方向に重なり、互いに接触する。以上のようにして、芯部材３０および各筒部材４０は、互いに接続される。この構成によると、各筒部材４０は、径方向内側に位置する芯部材３０または筒部材４０に対して、ガイドされながら組み付けられるため、組立者が組み付けやすい。
【００３８】
各筒部材４０の上側鍔部における内側鍔部の上面は、互いに軸方向において同じ位置に配置される。各筒部材４０の下側鍔部における内側鍔部の下面は、互いに軸方向において同じ位置に配置される。
【００３９】
図５に示すように、壁部４１ｃは、壁部４１ｃを径方向内側面から径方向外側面まで貫通する第１貫通孔４１ｆを有する。すなわち、筒部材４０は、筒部材４０の壁部４１ｃを筒部材４０の径方向内側面から筒部材４０の径方向外側面まで貫通する第１貫通孔４１ｆを有する。そのため、第１貫通孔４１ｆを介して第１筒部材４１の内側に空気を通すことができ、第１コイル５１および第２コイル５２を冷却しやすい。したがって、より非接触給電用コイルユニット１０内に熱がこもりにくく、非接触給電用コイルユニット１０が高温となることをより抑制できる。
【００４０】
本実施形態において第１貫通孔４１ｆは、周方向に沿って複数設けられる。第１貫通孔４１ｆは、壁部４１ｃを長手方向に貫通する第１貫通孔４１ｆと、壁部４１ｃを短手方向に貫通する第１貫通孔４１ｆと、を含む。第１貫通孔４１ｆの形状は、長手方向あるいは短手方向に沿って視て、矩形状である。第１貫通孔４１ｆは、壁部４１ｃの上端部から下端部まで、壁部４１ｃの軸方向の全体に亘って延びる。本実施形態では、壁部４１ｃにおいて第１貫通孔４１ｆが設けられる領域は、壁部４１ｃにおいて第１貫通孔４１ｆが設けられない領域よりも大きい。このように第１貫通孔４１ｆが設けられることで、本実施形態において壁部４１ｃは、上側鍔部４１ｄと下側鍔部４１ｅとを軸方向に連結する板状の複数の柱形状である。
【００４１】
壁部４１ｃは、径方向外側面から径方向内側に窪む複数の溝４１ｇを有する。すなわち、複数の筒部材４０は、径方向外側面から径方向内側に窪む複数の溝４１ｇを有する。複数の溝４１ｇは、周方向に沿って延びる。本実施形態においては、所定数の溝４１ｇが軸方向に並んで配置され、溝群４１ｉが構成される。溝群４１ｉは、壁部４１ｃに設けられる。溝４１ｇは、周方向の一端から他端まで延びる。溝群４１ｉを構成する溝４１ｇの数は、第２コイル５２の巻き数と同じである。
【００４２】
第２コイル５２、すなわちコイル５０は、溝４１ｇに沿って巻き回される。そのため、第２コイル５２を第１筒部材４１に対して巻き回しやすい。また、本実施形態の溝群４１ｉのように軸方向に並んで配置される数を第２コイル５２の巻き数と同じにすることで、第２コイル５２を巻く際に、巻き数を数える必要がなく、簡便である。
【００４３】
本実施形態において筒部材４０は、周方向に分割された複数の筒部材片が連結されて構成される。そのため、芯部材３０あるいは筒部材４０にコイル５０を巻き回した後に、そのコイル５０の径方向外側から筒部材片同士を互いに近づけて組み合わせることで、筒部材４０を構成することができる。これにより、非接触給電用コイルユニット１０を組み立てやすい。
【００４４】
本実施形態において各筒部材４０は、長手方向に対向する２つの筒部材片が連結されて構成される。図１に示すように、第１筒部材４１は、筒部材片４１ａと筒部材片４１ｂとが連結されて構成される。第２筒部材４２は、筒部材片４２ａと筒部材片４２ｂとが連結されて構成される。第３筒部材４３は、筒部材片４３ａと筒部材片４３ｂとが連結されて構成される。第４筒部材４４は、筒部材片４４ａと筒部材片４４ｂとが連結されて構成される。
【００４５】
図１に示すように、第１筒部材４１において、筒部材片４１ａ，４１ｂ同士が連結される２箇所の連結部４１ｊ，４１ｋは、互いに長手方向の位置が異なる。第２筒部材４２において、筒部材片４２ａ，４２ｂ同士が連結される２箇所の連結部４２ｊ，４２ｋは、互いに長手方向の位置が異なる。第３筒部材４３において、筒部材片４３ａ，４３ｂ同士が連結される２箇所の連結部４３ｊ，４３ｋは、互いに長手方向の位置が異なる。第４筒部材４４において、筒部材片４４ａ，４４ｂ同士が連結される２箇所の連結部４４ｊ，４４ｋは、互いに長手方向の位置が異なる。
【００４６】
隣り合う筒部材４０における一方の筒部材４０の連結部と他方の筒部材４０の連結部とは、周方向、すなわち本実施形態では長手方向において異なる位置に配置される。具体的には、例えば、第１筒部材４１の連結部４１ｊは、第２筒部材４２の連結部４２ｊと長手方向において異なる位置に配置される。
【００４７】
図６に示すように、連結部４１ｊには、第１筒部材４１の壁部４１ｃを第１筒部材４１の径方向内側面から第１筒部材４１の径方向外側面まで貫通する保持孔４１ｈが設けられる。本実施形態において保持孔４１ｈは、壁部４１ｃを短手方向に貫通する。保持孔４１ｈは、壁部４１ｃの上端部と壁部４１ｃの下端部とにそれぞれ設けられる。保持孔４１ｈは、筒部材片４１ａと筒部材片４１ｂとに跨って設けられる。図示は省略するが、連結部４１ｋについても同様に、保持孔が設けられる。
【００４８】
保持孔４１ｈには、コイル５０同士を繋ぐ導線５６が通される。すなわち、保持孔４１ｈは、導線５６を保持する。具体的に、図６では、第１コイル５１の巻き終わりから延びる導線５６が保持孔４１ｈに保持される。そのため、第１コイル５１を巻き回した後、次に巻き回されて第２コイル５２となるコイル導線部５７を安定して保持できる。これにより、第２コイル５２を巻き回しやすい。また、第１コイル５１が解けることを抑制できる。
【００４９】
図５に示すコア６０は、軸方向に延びる直方体状である。コア６０の平面視形状は、長手方向に長い長方形状である。コア６０は、各コイル５０の径方向内側に通される。コア６０は、穴部３１ｆに挿入されて保持される。本実施形態においてコア６０は、穴部３１ｆに嵌め合わされる。コア６０は、磁性体である。コア６０は、例えば、フェライトコアである。コア６０が設けられることで、非接触給電用コイルユニット１０が搭載される非接触給電装置の送電効率を向上できる。
【００５０】
次に、本実施形態の非接触給電用コイルユニット１０の組み立て方法について説明する。組立者は、下側から上側に向かって芯部材３０に導線を巻き回し、第１コイル５１を作製する。そして、図５に示すように、組立者は、長手方向両側から筒部材片４１ａと筒部材片４１ｂとを芯部材３０に近づけ、図６に示すように組み合わせる。このとき、組立者は、第１筒部材４１の上側鍔部４１ｄおよび下側鍔部４１ｅを本体部３１に嵌め合わせる。これにより、第１筒部材４１が作製され、第１コイル５１が径方向外側から押さえられる。第１コイル５１の巻き終わり側のコイル導線部５７は、上側の保持孔４１ｈから第１筒部材４１の外部に引き出される。コイル導線部５７の根元、すなわちコイル５０同士を繋ぐ導線５６は、保持孔４１ｈに保持される。
【００５１】
その後、組立者は、上側から下側に向かって第１筒部材４１にコイル導線部５７を巻き回し、第２コイル５２を作製する。そして、組立者は、長手方向両側から筒部材片４２ａと筒部材片４２ｂとを第１筒部材４１に近づけ組み合わせる。このとき、組立者は、第２筒部材４２の上側鍔部および下側鍔部を第１筒部材４１の内側鍔部に嵌め合わせる。これにより、第２筒部材４２が作製され、第２コイル５２が径方向外側から押さえられる。以下、同様にして、コイル５０と筒部材４０とを交互に作製し、組立者は、非接触給電用コイルユニット１０を組み立てる。この構成によると、組立者は、コイル５０を巻回する作業を止めることなく、各筒部材４０を組み立てることができる。
【００５２】
本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。間隔Ｄ１〜Ｄ４は、径方向外側に位置する間隔ほど大きくなるならば、どのような値であってもよい。例えば、間隔Ｄ１と間隔Ｄ２との差、間隔Ｄ２と間隔Ｄ３との差、および間隔Ｄ３と間隔Ｄ４との差は、互いに同じであってもよいし、異なってもよい。また、コイル５０の数は、２つ以上、４つ以下であってもよいし、６つ以上であってもよい。
【００５３】
また、他の実施形態では、各筒部材４０は、軸方向に対向する２つの筒部材片が連結されて構成されてもよい。組立者は、下側から上側に向かって芯部材３０に導線を巻き回し、第１コイル５１を作製する。そして、組立者は、軸方向両側から軸方向上側の筒部材片４１ａと軸方向下側の筒部材片４１ｂとを芯部材３０に近づけ組み合わせる。このとき、壁部４１ｃは、２つの筒部材片によって構成される。壁部４１ｃは、２つの筒部材片がチャッキングすることによって、組み付けられる。これにより、第１筒部材４１が作製され、第１コイル５１が径方向外側から押さえられる。第１コイル５１の巻き終わり側のコイル導線部５７は、上側の保持孔４１ｈから第１筒部材４１の外部に引き出される。コイル導線部５７の根元、すなわちコイル５０同士を繋ぐ導線５６は、保持孔４１ｈに保持される。ここで、壁部４１ｃは、導線５６を保持する保持孔４１ｈを有する。保持孔４１ｈは、２つの筒部材片によって構成される。その後、組立者は、上側から下側に向かって第１筒部材４１にコイル導線部５７を巻き回し、第２コイル５２を作製する。以下、同様にして、コイル５０と筒部材４０とを交互に作製し、組立者は、非接触給電用コイルユニット１０を組み立てる。したがって、この構成によると、組立者は、コイル５０を巻回する作業を止めることなく、各筒部材４０を組み立てることができる。
【００５４】
また、コイル５０の平面視形状は、コイル５０が中心軸Ｊ周りに巻かれるならば、特に限定されず、円環状であってもよいし、楕円環状であってもよいし、三角形状であってもよいし、五角形以上の角環状であってもよい。また、筒部材４０の平面視形状は、コイル５０の平面視形状に合わせて適宜変更できる。
【００５５】
また、複数の筒部材４０を構成する筒部材片の数は、３つ以上であってもよい。また、複数の筒部材４０は、それぞれ単一の部材であってもよい。この場合、組立者は、筒状の筒部材４０を軸方向に移動させて芯部材３０あるいは筒部材４０の径方向外側に配置し、筒部材４０を組み付ける。また、筒部材４０は、設けられなくてもよい。この場合、例えば、絶縁テープ等によってコイル５０間の間隔Ｄ１〜Ｄ４を空けてもよい。この場合、絶縁テープ等が保持部材に相当する。
【００５６】
上記実施形態の非接触給電用コイルユニットを搭載する非接触給電装置の用途は、特に限定されず、例えば、無人搬送車の給電用に用いられる。
【００５７】
上記の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
【００５８】
（特徴１）
所定の中心軸周りに巻かれる複数のコイルと、複数の前記コイルを保持する保持部材と、を備え、複数のコイルは、互いに間隔を空けて径方向に沿って重ねて配置され、かつ、それぞれが径方向に積層された環状の層を構成し、隣り合う層を構成するコイル同士は、互いに直列に接続され、隣り合う層の間隔は、径方向外側に位置する間隔ほど大きくなる、接触給電用コイルユニット。
（特徴２）
保持部材は、中心軸に沿って配置された芯部材と、芯部材の径方向外側に間隔を空けて配置され、芯部材を囲む筒状の複数の筒部材と、を有し、複数の筒部材は、互いに間隔を空けて径方向に沿って重ねて配置され、芯部材には、複数のコイルのうち最も径方向内側に配置された第１コイルが巻き回され、複数のコイルのうち第１コイルよりも径方向外側に配置された他のコイルのそれぞれは、複数の筒部材のそれぞれに巻き回される、特徴１に記載の非接触給電用コイルユニット。
（特徴３）
筒部材は、筒部材の壁部を筒部材の径方向内側面から筒部材の径方向外側面まで貫通する第１貫通孔を有する、特徴２に記載の非接触給電用コイルユニット。
（特徴４）
保持部材は、コアを有し、芯部材は、軸方向に窪む穴部を有し、コアは、穴部に挿入されて保持される、特徴２または３に記載の非接触給電用コイルユニット。
（特徴５）
芯部材は、芯部材を軸方向と直交する方向に貫通する第２貫通孔を有する、特徴２から３のいずれか一項に記載の非接触給電用コイルユニット。
（特徴６）
芯部材および複数の筒部材は、径方向外側面から径方向内側に窪む複数の溝を有し、複数の溝は、周方向に沿って延び、コイルは、溝に沿って巻き回される、特徴２から５のいずれか一項に記載の非接触給電用コイルユニット。
（特徴７）
筒部材は、周方向に分割された複数の筒部材片が連結されて構成される、特徴２から６のいずれか一項に記載の非接触給電用コイルユニット。
（特徴８）
筒部材片同士が連結される連結部には、筒部材の壁部を筒部材の径方向内側面から筒部材の径方向外側面まで貫通する保持孔が設けられ、保持孔には、コイル同士を繋ぐ導線が通されて保持される、特徴７に記載の非接触給電用コイルユニット。
【符号の説明】
【００５９】
１０…非接触給電用コイルユニット、２０…保持部材、３０…芯部材、３１ｂ…第２貫通孔、３１ｃ，４１ｇ…溝、３１ｆ…穴部、４０…筒部材、４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ…筒部材片、４１ｃ…壁部、４１ｆ…第１貫通孔、４１ｈ…保持孔、４１ｊ，４１ｋ，４２ｊ，４２ｋ，４３ｊ，４３ｋ，４４ｊ，４４ｋ…連結部、５０…コイル、５１…第１コイル、５６…導線、６０…コア、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４…間隔、Ｆ…層、Ｊ…中心軸
【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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【国際調査報告】
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