(57)【要約】      （修正有）【課題】必要となるフェライト量の低減と、電力伝送時のコイル間効率向上を図るコイルユニットを提供する。【解決手段】コイルユニット４０は、複数の第１分割フェライト４１を互いに間隔をあけて環状に配置して形成された外周環状フェライト２７と、外周環状フェライト２７の内周縁部に重なるように配置された中央フェライト２８とを含むフェライトと、外周環状フェライト２７に配置され、中央フェライト２８の周囲を取り囲むように配置されたコイルとを備える。中央フェライト２８は、複数の第２分割フェライト４２を配置して形成され、第２分割フェライト４２が、隣り合う第１分割フェライト４１に跨って配置されることで、全ての第１分割フェライト４１が中央フェライト２８を通して磁気的に接続される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１分割フェライトを互いに間隔をあけて環状に配置して形成された外周環状フェライトと、前記外周環状フェライトの内周縁部に重なるように配置された中央フェライトとを含むフェライトと、
前記外周環状フェライトに配置され、前記中央フェライトの周囲を取り囲むように配置されたコイルと、
を備え、
前記中央フェライトは、複数の第２分割フェライトを配置して形成され、
前記第２分割フェライトが、隣り合う前記第１分割フェライトに跨って配置されることで、全ての前記第１分割フェライトが前記中央フェライトを通して磁気的に接続された、コイルユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から送電用のコイルユニットから受電用のコイルユニットに非接触で電力を送電する非接触充電システムが各種提案されている。
【０００３】
特開２００８−１２０２３９号公報に記載されたコイルユニットは、Ｅ型コアと、このＥ型コアに装着されたコイルとを含み、Ｅ型コアは、複数の板状ブロックを積層することで形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１５４８１５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４６１５４号公報
【特許文献３】特開２０１３−１４６１４８号公報
【特許文献４】特開２０１３−１１０８２２号公報
【特許文献５】特開２０１３−１２６３２７号公報
【特許文献６】特開２００８−１２０２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記の従来技術においては、複数の分割フェライトを隙間なく積層することで、コイルが装着されるフェライトを形成している。
【０００６】
その一方で、フェライトは高価であるため、フェライトの使用量を低減するために分割フェライト同士を間隔をあけて形成することが考えられる。
【０００７】
しかし、分割フェライトの配置の仕方によっては、コイルのインダクタンスが変動し、コイル間の結合係数が低下して、コイル間効率が低下するおそれがある。コイル間効率は、非接触充電システムにおいて非常に重要なファクターであって、コイル間効率の向上をも図る必要がある。
【０００８】
本発明は、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、必要となるフェライト量との低減と、電力伝送時においてコイル間効率の向上とを図ることができる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】
【０００９】
本発明に係るコイルユニットは、複数の第１分割フェライトを互いに間隔をあけて環状に配置して形成された外周環状フェライトと、外周環状フェライトの内周縁部に重なるように配置された中央フェライトとを含むフェライトと、外周環状フェライトに配置され、中央フェライトの周囲を取り囲むように配置されたコイルとを備え。上記中央フェライトは、複数の第２分割フェライトを配置して形成される。上記第２分割フェライトが、隣り合う第１分割フェライトに跨って配置されることで、全ての第１分割フェライトが中央フェライトを通して磁気的に接続される。上記のコイルユニットによれば、フェライトの磁気抵抗を低減することができるので、電力伝送時の実効抵抗を低くすることができ、効率の向上を図ることができる。さらに、フェライトを複数の分割フェライトを間隔をあけて配置することで形成しているため、使用するフェライト量の低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るコイルユニットによれば、必要となるフェライト量を低減することができると共に、電力伝送時において、コイル間効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】非接触充電システム１を模式的に示す模式図である。
【図２】非接触充電システム１を模式的に示す回路図である。
【図３】送電装置３を示す分解斜視図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【図５】フェライト２１を示す平面図である。
【図６】図５に示すＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図７】受電装置５を示す分解斜視図である。
【図８】図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
【図９】図８に示す矢印の方向からフェライト６１を視たときの底面図である。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ線における断面図である。
【図１１】受電コイル８と送電コイル１２とが位置ずれした状態を示す平面図である。
【図１２】図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。
【図１３】図１２のように、受電コイル８が送電コイル１２に対して位置ずれしたときにおけるコイルユニット７０の底面図である。
【図１４】比較例に係るコイルユニット４０Ａのフェライト２１Ａを示す平面図である。
【図１５】比較例に係るコイルユニット７０Ａのフェライト６１Ａを下方から見上げた時の平面図である。
【図１６】比較例に係るコイルユニット間で電力伝送したときの結合係数κと、実施例に係るコイルユニット間で電力伝送した場合における結合係数κを示すグラフである。
【図１７】比較例に係るコイルユニット間で電力伝送したときのＱ値と、実施例に係るコイルユニット間で電力伝送したときのＱ値とを示すグラフである。
【図１８】比較例に係るコイルユニット間で電力伝送したときの効率ηと、実施例に係るコイルユニット間で電力伝送したときの効率ηとを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、非接触充電システム１を模式的に示す模式図であり、図２は、非接触充電システム１を模式的に示す回路図である。図１および図２に示すように、非接触充電システム１は、車両２に搭載された受電ユニット４と、受電ユニット４に非接触で電力を送電する送電装置３とを備える。
【００１３】
受電ユニット４は、送電装置３から送電される電力を受電する受電装置５と、受電装置５が受電した交流電力を直流電力に変換すると共に電圧を調整する整流器６と、整流器６から供給される直流電力を蓄電するバッテリ７とを含む。
【００１４】
バッテリ７に蓄電された電力は、図示しない駆動用モータなどに供給され、駆動用モータは車輪を駆動する。
【００１５】
受電装置５は、整流器６に接続された受電コイル８およびコンデンサ９を含み、受電コイル８およびコンデンサ９によって直列ＬＣ共振回路が形成されている。
【００１６】
送電装置３は、電源１０に接続された周波数変換器１１と、周波数変換器１１に接続された送電コイル１２およびコンデンサ１３とを含む。
【００１７】
周波数変換器１１は、電源１０から供給される交流電力の周波数を調整して送電コイル１２およびコンデンサ１３に供給すると共に、送電コイル１２およびコンデンサ１３に供給する電圧を調整する。送電コイル１２およびコンデンサ１３によって直列ＬＣ共振回路が形成されている。
【００１８】
送電コイル１２およびコンデンサ１３によって形成された共振回路の共振周波数と、受電コイル８およびコンデンサ９によって形成された共振回路の共振周波数とは、一致または実質的に一致するように形成されている。
【００１９】
送電コイル１２およびコンデンサ１３によって形成された共振回路のＱ値と、受電コイル８およびコンデンサ９によって形成された共振回路のＱ値は、いずれも、１００以上である。
【００２０】
図３は、送電装置３を示す分解斜視図であり、送電装置３は、ケース２０と、ケース２０内に収容されたコイルユニット４０と、ケース２０内に収容された周波数変換器１１とを含む。
【００２１】
ケース２０は、ベース板２２と、ベース板２２に設けられた仕切板２３と、ベース板２２を覆うように設けられた蓋２４とを含む。蓋２４は、樹脂蓋２５および金属蓋２６を含み、樹脂蓋２５がベース板２２に装着されることで、コイルユニット４０がケース２０内に収容される空間が形成される。金属蓋２６がベース板２２に装着されることで、周波数変換器１１がケース２０内に収容される空間が形成される。
【００２２】
仕切板２３は、ケース２０内の空間を周波数変換器１１を収容する空間と、コイルユニット４０などを収容する空間とに区画する。
【００２３】
金属蓋２６は、周波数変換器１１からのノイズが外部に漏れることを抑制する。また、金属蓋２６は、車両が送電装置３を踏みつけたときなどにおいて、外力から周波数変換器１１を保護する。なお、周波数変換器１１は、複数の高電圧素子２９によって形成されている。
【００２４】
樹脂蓋２５は、電力送電時に、コイルユニット４０の周囲に形成される電磁界を透過することができる材料によって形成されている。
【００２５】
図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線における断面図である。この図４に示すようにコイルユニット４０は、フェライト２１と、フェライト２１を支持する支持板１４と、フェライト２１に配置された送電コイル１２と、送電コイル１２に接続されたコンデンサ１３とを含む。
【００２６】
図５は、フェライト２１を示す平面図である。この図５に示すように、フェライト２１は、複数の分割フェライト４１を環状に間隔をあけて配置して形成された外周環状フェライト２７と、外周環状フェライト２７の内周縁部に重なるように配置された中央フェライト２８とを含む。各分割フェライト４１は、たとえば、樹脂などによって一体化されている。
【００２７】
中央フェライト２８は、複数の分割フェライト４２を間隔をあけて配置することで形成されており、中央フェライト２８は、外周環状フェライト２７の開口部を閉塞するように配置されている。なお、各分割フェライト４２同士は、たとえば、樹脂などによって一体化されている。
【００２８】
図６は、図５に示すＶＩ−ＶＩ線における断面図である。この図６に示すように、分割フェライト４２Ａは、間隔をあけて隣り合う分割フェライト４１Ａおよび分割フェライト４１Ｂに跨るように配置されている。具体的には、分割フェライト４１Ａの上面と分割フェライト４１Ｂの上面とのいずれにも接触するように分割フェライト４２Ａが配置されている。
【００２９】
同様に、分割フェライト４２Ｂが、隣り合う分割フェライト４１Ｂおよび分割フェライト４１Ｃに跨るように配置され、分割フェライト４２Ｃが隣り合う分割フェライト４１Ｃおよび分割フェライト４１に跨るように配置されている。また、分割フェライト４２Ｄが分割フェライト４１Ｄおよび分割フェライト４１Ｅに跨るように配置されている。
【００３０】
図５において、全ての分割フェライト４１において、互いに隣り合う分割フェライト４１を跨るように分割フェライト４２が配置されており、全ての分割フェライト４１が中央フェライト２８によって磁気的に接続されている。
【００３１】
図４において、支持板１４は、フェライト２１の下面側に配置されており、外周環状フェライト２７を支持する平坦部５０と、平坦部５０の中央部に形成されると共に上方に向けて突出する突出部５１とを含む。
【００３２】
突出部５１は、平坦部５０から上方に延びる周壁部５２と、周壁部５２の上端部に形成された天板部５３とを含む。天板部５３は、上面に中央フェライト２８が配置される。なお、中央フェライト２８は、天板部５３によって支持されつつも、外周環状フェライト２７の内周縁部と接触するように配置されている。
【００３３】
送電コイル１２は、外周環状フェライト２７の上面に配置され、中央フェライト２８の周囲を取り囲むように配置されている。
【００３４】
ベース板２２には、環状壁５５，５６が形成されており、この環状壁５５，５６によって支持板１４が支持されることで、支持板１４とベース板２２との間に空間が形成されている。コンデンサ１３は、天板部５３とベース板２２との間に配置されており、支持板１４とベース板２２との間には、複数の低電圧素子５４が配置されている。
【００３５】
図３に示すように、送電コイル１２の一端には、周波数変換器１１に接続された接続線３１が接続されている。送電コイル１２の他端には、コンデンサ１３に接続された接続線３２が接続されている。コンデンサ１３には、図３に示すように、周波数変換器１１に接続された接続線３３が接続されている。
【００３６】
図７は、受電装置５を示す分解斜視図であり、図８は、図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。この図７および図８に示すように、受電装置５は、ケース６０と、このケース６０内に収容されたコイルユニット７０とを含む。
【００３７】
ケース６０は、車両のフロアパネルの下方に配置されるベース板６４と、このベース板６４を下方から覆うように配置される樹脂蓋６５とを含み、樹脂蓋６５がベース板６４に装着されることで、コイルユニット７０を収容する空間が形成される。
【００３８】
コイルユニット７０は、ケース６０内に収容された受電コイル８、コンデンサ９およびフェライト６１を含む。
【００３９】
図９は、図８に示す矢印の方向からフェライト６１を視たときの底面図である。この図９に示すように、フェライト６１は、複数の分割フェライト７１を環状に間隔をあけて配置して形成された外周環状フェライト６２と、外周環状フェライト６２の内周縁部に重なるように配置された中央フェライト６３とを含む。各分割フェライト７１は、たとえば、樹脂などによって一体化されている。
【００４０】
中央フェライト６３は、複数の分割フェライト７２を間隔をあけて配置して形成されている。中央フェライト６３は、外周環状フェライト６２の開口部を閉塞するように配置されている。なお、中央フェライト６３は、外周環状フェライト６２の内周縁部において、下面側から接触するように配置されている。各分割フェライト７２は樹脂などによって一体化されている。受電コイル８は、外周環状フェライト６２の下面に配置されると共に中央フェライト６３の周囲を取り囲むように配置されている。
【００４１】
図８に示すように、中央フェライト６３と、ベース板６４との間に、空間が形成されており、この空間内にコンデンサ９が配置されている。
【００４２】
図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線における断面図である。この図１０に示すように、分割フェライト７２Ａが、間隔をあけて互いに隣り合う分割フェライト７１Ａおよび分割フェライト７１Ｂに跨って配置されている。具体的には、分割フェライト７２Ａが分割フェライト７１Ａの上面と、分割フェライト７１Ｂの上面とのいずれに接触するように配置されている。
【００４３】
同様に、分割フェライト７２Ｂが、互いに隣り合う分割フェライト７１Ｂおよび分割フェライト７１Ｃに跨るように配置され、分割フェライト７２Ｃが互いに隣り合う分割フェライト７１Ｃおよび分割フェライト７１Ｄに跨るように配置されている。また、分割フェライト７２Ｄが互いに隣り合う分割フェライト７１Ｄおよび分割フェライト７１Ｅに跨るように配置されている。
【００４４】
図９に示すように、全ての分割フェライト７１において、互いに隣り合う分割フェライト７１を跨るように分割フェライト７２が配置されており、全ての分割フェライト７１が中央フェライト６３にそって磁気的に接続されている。
【００４５】
上記のように構成された送電装置３および受電装置５の間で電力伝送したときについて説明する。
【００４６】
上記のように構成された送電装置３と受電装置５とが互いに位置すれした状態で電力伝送するときにおいて、送電装置３および受電装置５内の磁束の流れなどについて説明する。
【００４７】
図１１に示す例においては、受電コイル８が送電コイル１２に対して左方向Ｌ側に位置ずれした状態になっている。図１２は、図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。この図１１および図１２に示すように、受電コイル８が送電コイル１２に対して左方向Ｌに位置ずれすることで、受電コイル８のうち左方向Ｌ側に位置する部分と、送電コイル１２のうち左方向Ｌ側に位置する部分とが近接する。
【００４８】
その一方で、受電コイル８のうち右方向Ｒ側に位置する部分と、送電コイル１２のうち、右方向Ｒ側位置する部分とが離れる。その結果、電力伝送時において、受電コイル８の左方向Ｌ側の部分と、送電コイル１２の左方向Ｌ側の部分との間で多くの磁束ＭＦが流れる。その一方で、受電コイル８の右方向Ｒ側の部分と、送電コイル１２のうち右方向Ｒ側の部分との間を流れる磁束は少ない。
【００４９】
図１１において、送電コイル１２に対して受電コイル８が左方向Ｌに位置ずれすると、フェライト２１の左方向Ｌ側の部分の磁束密度は、フェライト２１の右方向Ｒ側の部分よりも高くなる。
【００５０】
その結果、中央フェライト２８内において、分割フェライト４２Ｄから分割フェライト４２Ａ側に向かうにつれて、各分割フェライト内の磁束密度が高くなる。
【００５１】
同様に、外周環状フェライト２７内において、右方向Ｒ側から左方向Ｌ側に向かうにつれて、各分割フェライト内を通る磁束密度が高くなる。具体的には、分割フェライト４１Ａ内の磁束密度は、分割フェライト４１Ｂ内の磁束密度よりも高くなる。同様に、分割フェライト４１Ｂ内の磁束密度は、分割フェライト４１Ｃ内の磁束密度よりも高くなる。分割フェライト４１Ｃ内の磁束密度は、分割フェライト４１Ｂ内の磁束密度よりも高くなる。分割フェライト４１Ｄ内の磁束密度は、分割フェライト４１Ｅ内の磁束密度よりも高くなる。
【００５２】
フェライトなどの強磁性材料は、内部の磁束密度が飽和磁束密度に近づくと、内部の磁束密度が大きくなるにつれて磁気抵抗が大きくなる。
【００５３】
このため、中央フェライト２８内に入り込んだ磁束は、磁束密度の高い分割フェライト４１Ａ，４１Ｂ内に入り込み難いため、分割フェライト４１Ｃ〜４２Ｄに移ろうとする。
【００５４】
たとえば、分割フェライト４２Ｂに入り込んだ磁束は、分割フェライト４１Ｂまたは分割フェライト４１Ｃ内に入り込むことができる一方で、分割フェライト４１Ｂの磁束密度が高いため、分割フェライト４１Ｃ内に入り込む。
【００５５】
そして、分割フェライト４１Ｃ内においても、磁束密度が高い場合には、分割フェライト４１Ｄに移ろうとする。この際、分割フェライト４２Ｃが、分割フェライト４１Ｃおよび分割フェライト４１Ｄに跨るように配置されているため、分割フェライト４２Ｃ内に入り込んだ磁束は、分割フェライト４２Ｃを通って、分割フェライト４１Ｄに入り込むことができる。
【００５６】
また、分割フェライト４１Ｄ内に磁束が入り込んだ際においても、分割フェライト４１Ｄ内の磁束密度が高い場合には、当該磁束は、分割フェライト４２Ｄを通って分割フェライト４１Ｅ内に入り込む。
【００５７】
このように、受電コイル８と送電コイル１２とが位置ずれなどすることによって、外周環状フェライト２７内の磁束密度分布に偏りが生じたとしても、磁束は、中央フェライト２８を通して、外周環状フェライト２７のうち磁束密度の低い分割フェライトに移ることができる。
【００５８】
このように、空気に比べて磁気抵抗が低い中央フェライト２８（分割フェライト４２）を通して、磁束密度が高い分割フェライト４１から磁束密度の低い分割フェライト４１に移るため、磁束がフェライト２１内で移動する際の磁気抵抗を低く抑えることができる。
【００５９】
その結果、フェライト２１内で損失が生じることを抑制することができ、結果として、送電コイル１２から受電コイル８に送電する送電効率を向上させることができる。
【００６０】
図１３は、図１２のように、受電コイル８が送電コイル１２に対して位置ずれしたときにおけるコイルユニット７０の底面図である。なお、図１３において、コイルユニット７０を下方から上方に見上げた図であるため、紙面上において、左方向Ｌと右方向Ｒとが図１１に示す状態と反転した状態である。
【００６１】
この図１３において、送電コイル１２に対して受電コイル８が左方向Ｌに位置ずれすると、フェライト６１の左方向Ｌ側の部分の磁束密度は、フェライト６１内の左方向Ｌ側の部分よりも磁束密度が高くなる。
【００６２】
その結果、中央フェライト６３内において、分割フェライト７２Ａから分割フェライト７２Ｄに向かうにつれて、各分割フェライト内の磁束密度が高くなる。同様に、外周環状フェライト６２内において、右方向Ｒ側から左方向Ｌ側に向かうにつれて、各分割フェライト内の磁束密度が高くなる。
【００６３】
分割フェライト７１Ａ内の磁束密度は、分割フェライト７１Ｂ内の磁束密度よりも高くなり、分割フェライト７１Ｂ内の磁束密度は分割フェライト７１Ｃ内の磁束密度よりも高くなる。分割フェライト７１Ｃ内の磁束密度は、分割フェライト７１Ｄ内の磁束密度よりも高くなり、分割フェライト７１Ｄ内の磁束密度は分割フェライト７１Ｅ内の磁束密度よりも高くなる。
【００６４】
そのため、中央フェライト６３内に入り込んだ磁束ＭＦは、分割フェライト７１Ａ，７１Ｂ内に入り込みにくいため、分割フェライト７１Ｃ，７１Ｄ，７１Ｅに移ろうとする。
【００６５】
たとえば、分割フェライト７２Ｂ内に入り込んだ磁束ＭＦは、分割フェライト７１Ｂまたは分割フェライト７１Ｃ内に入り込むことができる一方で、分割フェライト７１Ｂ内の磁束密度が高いため、分割フェライト７１Ｃ内に入り込む。
【００６６】
そして、分割フェライト７１Ｃ内においても、磁束密度が高い場合には、磁束ＭＦは、分割フェライト７１Ｄに移ろうとする。この際、分割フェライト７２Ｃが分割フェライト７１Ｃおよび分割フェライト７１Ｄに跨るように配置されているため、磁束ＭＦは、分割フェライト７２Ｃを通って、分割フェライト７１Ｄ内に入り込むことができる。
【００６７】
同様に、分割フェライト７１Ｄ内の磁束密度が高い場合には、分割フェライト７２Ｄを通って分割フェライト７１Ｅ内に入り込むことができる。
【００６８】
このように、受電コイル８が送電コイル１２に対して位置ずれなどすることによって、外周環状フェライト６２内の磁束密度に偏りが生じたとしても、中央フェライト６３（分割フェライト７２）を通して、磁束密度が低い分割フェライト７１に磁束ＭＦが移ることができる。
【００６９】
このように、透磁率の低い中央フェライト６３によって、外周環状フェライト６２の全ての分割フェライト７１が磁気的に接続されているため、各分割フェライト７１間を磁束ＭＦが移る際の磁気抵抗を低減することができる。これに伴い、受電コイル８と送電コイル１２との間の磁気抵抗が高くなることを抑制することができ、受電コイル８および送電コイル１２間の磁気的結合を向上させることができる。
【００７０】
次に、比較例に係るコイルユニット４０Ａおよびコイルユニット７０Ａとの間で電力伝送した場合と、本実施の形態に係るコイルユニット４０およびコイルユニット７０の間で電力伝送した場合とを比較する。
【００７１】
図１４は、比較例に係るコイルユニット４０Ａのフェライト２１Ａを示す平面図である。この図１４に示すコイルユニット４０Ａのフェライト２１Ａは、複数の分割フェライト８５を間隔をあけて配置して形成された環状の外周環状フェライト２７Ａと、複数の分割フェライト８６を間隔をあけて配置して形成された中央フェライト２８Ａとを含む。なお、中央フェライト２８Ａは、外周環状フェライト２７Ａの内周縁部と接触するように配置されている。
【００７２】
ここで、外周環状フェライト２７Ａは、前方向Ｆ側および後方向Ｂに位置し、右方向Ｒに配列する分割フェライト８５Ａ，８５Ｂ，８９Ｃ，８５Ｄ，８５Ｅと、分割フェライト８５Ａ〜８５Ｅ間に位置する分割フェライト８５Ｆ，８５Ｇ，８５Ｈ，８５Ｉ，８５Ｊ，８５Ｋとを含む。
【００７３】
分割フェライト８５Ｆ，８５Ｈ，８５Ｊは左方向Ｌ側に設けられ、分割フェライト８５Ｋ，８５Ｉ，８５Ｇは、右方向Ｒ側に設けられている。
【００７４】
中央フェライト２８Ａは、前方向Ｆ側および後方向Ｂ側に位置すると共に右方向Ｒに配列する分割フェライト８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃと、分割フェライト８６Ａ〜８６Ｅ間に配置された分割フェライト８６Ｄ，８６Ｅ，８６Ｆを含む。
【００７５】
そして、分割フェライト８６Ａは、分割フェライト８５Ａおよび分割フェライト８５Ｂに跨るように配置される。その一方で、分割フェライト８６Ｂは、分割フェライト８５Ｃのみに接触するように配置され、分割フェライト８６Ｃは、８５Ｄ，８５Ｅ，８５Ｇと接触するように配置されている。
【００７６】
図１５は、比較例に係るコイルユニット７０Ａのフェライト６１Ａを下方から見上げた時の平面図である。このため、図１５に示す左右方向と図１６に示す左右方向とは反対方向となっている。
【００７７】
この図１５において、フェライト６１Ａは、複数の分割フェライト８７が間隔をあけて環状に配置された外周環状フェライト６２Ａと、複数の分割フェライト８８を間隔をあけて配置して形成された中央フェライト６３Ａとを含む。なお、中央フェライト６３Ａは、外周環状フェライト６２Ａの内周縁部に接触するように配置されている。
【００７８】
ここで、外周環状フェライト６２Ａは、前方向Ｆ側および後方向Ｂに位置し、右方向Ｒに配列する分割フェライト８７Ａ，８７Ｂ，８９Ｃ，８７Ｄ，８７Ｅと、分割フェライト８７Ａ〜８７Ｅ間に位置する分割フェライト８７Ｆ，８７Ｇ，８７Ｈ，８７Ｉ，８７Ｊ，８７Ｋとを含む。
【００７９】
分割フェライト８７Ｆ，８７Ｈ，８７Ｊは右方向Ｒ側に設けられ、分割フェライト８７Ｋ，８７Ｉ，８７Ｇは、左方向Ｌ側に設けられている。
【００８０】
中央フェライト６３Ａは、前方向Ｆ側および後方向Ｂ側に位置し、右方向Ｒに配列する分割フェライト８８Ａ，８８Ｂ，８８Ｃと、分割フェライト８８Ａ〜８８Ｅ間に配置された分割フェライト８８Ｄ，８８Ｅ，８８Ｆを含む。
【００８１】
そして、分割フェライト８８Ａは、分割フェライト８７Ａおよび分割フェライト８７Ｂに跨るように配置される。その一方で、分割フェライト８８Ｂは、分割フェライト８７Ｃのみに接触するように配置され、分割フェライト８８Ｃは、８７Ｄ，８７Ｅ，８７Ｇと接触するように配置されている。
【００８２】
このように構成されたコイルユニット４０Ａおよびコイルユニット７０Ａの間で非接触で電力伝送する際に、受電コイル８Ａが送電コイル１２Ａに対して右方向Ｒに位置ずれした状態となった場合について磁束の流れについて説明する。
【００８３】
図１４において、受電コイル８Ａが送電コイル１２Ａに対して右方向Ｒに位置ずれすることで、受電コイル８Ａの右方向Ｒ側の部分と、送電コイル１２Ａの右方向Ｒ側の部分とが互いに近接した状態になる。
【００８４】
その結果、電力伝送時に、フェライト２１Ａの分割フェライト８５Ａ，８５Ｉ，８５Ｈ８５Ｊ内の磁束密度が高くなる。そして、分割フェライト８５Ｅ，８５Ｄ，８５Ｃ，８５Ｂに向かうにつれて、各分割フェライト内の磁束密度が低くなる。
【００８５】
そのため、たとえば、分割フェライト８６Ａに入射した磁束ＭＦは、分割フェライト８５Ｂ内に入り込む。この際、分割フェライト８５Ｂ内の磁束密度が高いと、磁束ＭＦは、内部の磁束密度が比較的低い分割フェライト８５Ｃに入り込もうとする。
【００８６】
しかし、分割フェライト８５Ｂと分割フェライト８５Ｃとは、分割フェライト８６Ｂによって磁気的に接続されていないため、磁束ＭＦは、分割フェライト８５Ｂおよび分割フェライト８５Ｃ間の空隙を通ることになる。
【００８７】
空気や樹脂の透磁率は、分割フェライトの透磁率よりも遥かに低いため、磁気抵抗は高くなる。
【００８８】
同様に、分割フェライト８５Ｃの磁束密度が高い場合には、分割フェライト８５Ｄ内に入り込もうとするが、分割フェライト８５Ｃと分割フェライト８５Ｄとは、分割フェライト８６Ｃによって磁気的に接続されていない。このため、分割フェライト８５Ｄから分割フェライト８５Ｅに磁束ＭＦが流れる際にも、磁束ＭＦは分割フェライト８５Ｄおよび分割フェライト８５Ｅ間の空隙を通ることになる。
【００８９】
このように、受電コイル８と送電コイル１２とが位置ずれした際におけるフェライト２１Ａの磁気的抵抗は、高いものとなっている。
【００９０】
図１５において、電力伝送時に、フェライト６１Ａの分割フェライト８７Ａ，８７Ｉ，８７Ｈ，８７Ｊ内の磁束密度が高くなる。そして、分割フェライト８７Ｅ，８７Ｄ，８７Ｃ，８７Ｂに向かうにつれて、各分割フェライト内の磁束密度が低くなる。
【００９１】
そのため、たとえば、分割フェライト８８Ａに入射した磁束ＭＦは、分割フェライト８７Ｂ内に入り込む。この際、分割フェライト８７Ｂ内の磁束密度が高いと、磁束ＭＦは、内部の磁束密度が比較的低い分割フェライト８７Ｃに入り込もうとする。
【００９２】
しかし、分割フェライト８７Ｂと分割フェライト８７Ｃとは、分割フェライト８８Ｂによって磁気的に接続されていないため、磁束ＭＦは、分割フェライト８７Ｂおよび分割フェライト８７Ｃ間の空隙を通ることになる。
【００９３】
空気や樹脂の透磁率は、分割フェライトの透磁率よりも遥かに低いため、磁気抵抗は高くなる。
【００９４】
同様に、分割フェライト８７Ｃの磁束密度が高い場合には、分割フェライト８７Ｄ内に入り込もうとするが、分割フェライト８７Ｃと分割フェライト８７Ｄとは、分割フェライト８８Ｃによって磁気的に接続されていない。このため、分割フェライト８７Ｃから分割フェライト８７Ｄに磁束ＭＦが流れる際にも、磁束ＭＦは分割フェライト８７Ｃおよび分割フェライト８７Ｄ間の空隙を通ることになる。
【００９５】
このように、受電コイル８と送電コイル１２とが位置ずれした際におけるフェライト６１Ａの磁気的抵抗は、高いものとなっている。
【００９６】
このため、図１４および図１５に示すコイルユニット４０Ａおよびコイルユニット７０Ａで電力伝送すると、フェライト２１Ａおよびフェライト６１Ａ内の磁気的抵抗は、本実施の形態に係るコイルユニット４０およびコイルユニット７０の間で電力伝送したときの磁気抵抗よりも高くなる。
【００９７】
ここで、コイルユニット４０Ａの磁気抵抗は、コイルユニット４０の磁気抵抗よりも高いため、コイルユニット４０Ａに設けられた送電コイル１２Ａの実効抵抗は、コイルユニット４０の送電コイル１２の実効抵抗よりも大きくなる。一般に、コイルのＱ値は、下記式（１）で示すことができる。
【００９８】
一般に、Ｑ＝２πｆＬ／Ｒ・・・（１）（但し、ｆ：周波数、Ｌ：インダクタンス、Ｒ：コイルの実効抵抗）
その結果、コイルユニット４０のＱ値は、コイルユニット４０ＡのＱ値よりも大きくなる。同様に、コイルユニット７０のＱ値は、コイルユニット７０ＡのＱ値よりも大きくなる。
【００９９】
さらに、効率ηは、一般に、下記式（２）で示すことができます。
η＝κ√（Ｑ１×Ｑ２）×定数・・・（２）
なお、Ｑ１は、送電側のコイルユニットのＱ値を示し、Ｑ２は、受電側のコイルユニットのＱ値を示す。
【０１００】
このため、送電側のコイルユニットまたは受電側のコイルユニットの少なくとも一方のＱ値が大きいと、効率ηは大きくなることが分かる。
【０１０１】
したがって、本実施の形態に係るコイルユニット４０またはコイルユニット７０を用いることで、効率ηを向上させることができることが分かる。また、コイルユニット４０およびコイルユニット７０のいずれにおいても、分割フェライトを間隔をあけて配置することで、使用するフェライト量の低減を図ることができる。
【０１０２】
図１６は、比較例に係るコイルユニット間で電力伝送したときの結合係数κと、実施例に係るコイルユニット間で電力伝送した場合における結合係数κを示すグラフである。
【０１０３】
「比較例」とは、図１４に示すコイルユニット４０Ａと、図１５に示すコイルユニット７０Ａとの間で電力伝送した場合を意味し、「実施例」とは、図１１に示すコイルユニット４０と、図１３に示すコイルユニット７０との間で電力伝送した場合を意味する。
【０１０４】
この図１４に示すように、実施例に係るコイルユニット間で電力伝送したときの結合係数κは、比較例に係るコイルユニット間で電力伝送したときの結合係数κよりも高いことが分かる。
【０１０５】
図１７は、比較例に係るコイルユニット間で電力伝送したときのＱ値と、実施例に係るコイルユニット間で電力伝送したときのＱ値とを示すグラフである。この図１７に示すように、実施例に係るコイルユニット間で電力伝送したときのＱ値の方が、比較例に係るコイルユニット間で電力伝送したときのＱ値の方が高いことが分かる。
【０１０６】
図１８は、比較例に係るコイルユニット間で電力伝送したときの効率ηと、実施例に係るコイルユニット間で電力伝送したときの効率ηとを示すグラフである。
【０１０７】
この図１８に示すように、実施例に係るコイルユニット間で電力伝送したときの効率ηの方が、実施例に係るコイルユニット間で電力伝送したときの効率ηよりも高いことが分かる。
【０１０８】
以上、本発明に基づいた各実施の形態および各実施例について説明したが、今回開示された事項はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的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すべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０９】
１  非接触充電システム、２  車両、３  送電装置、４  受電ユニット、５  受電装置、６  整流器、７  バッテリ、８，８Ａ  受電コイル、９，１３  コンデンサ、１０  電源、１１  周波数変換器、１２，１２Ａ  送電コイル、１４  支持板、２０，６０  ケース、２１，２１Ａ，６１，６１Ａ  フェライト、２２，６４  ベース板、２３  仕切板、２４  蓋、２５，６５  樹脂蓋、２６  金属蓋、２７，２７Ａ，６２，６２Ａ  外周環状フェライト、２８，２８Ａ，６３，６３Ａ  中央フェライト、２９  高電圧素子、３１，３２，３３  接続線、４０，４０Ａ，７０，７０Ａ  コイルユニット、４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，７１，７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ，７１Ｅ，７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ，８５，８５Ａ，８５Ｂ，８５Ｃ，８５Ｄ，８５Ｅ，８５Ｆ，８５Ｇ，８５Ｈ，８５Ｉ，８５Ｊ，８５Ｋ，８６，８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ，８６Ｄ，８６Ｅ，８６Ｆ，８７，８７Ａ，８７Ｂ，８７Ｃ，８７Ｄ，８７Ｅ，８７Ｆ，８７Ｇ，８７Ｈ，８７Ｉ，８７Ｊ，８７Ｋ，８８，８８Ａ，８８Ｂ，８８Ｃ，８８Ｄ，８８Ｅ，８８Ｆ，８９Ｃ  分割フェライト。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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