(57)【要約】【課題】電力伝送効率の低下を抑制できる非接触電力伝送ユニットを提供する。【解決手段】電力伝送コイル１は、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面において、隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓがお互いに正対向しない。また、好ましくは、電力伝送コイル１は、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面において、隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における全ての辺Ｓがお互いに正対向しない。また、さらに好ましくは、電力伝送コイル１は、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面において、隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。【選択図】図２
2017076704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル軸線回りに巻き回したコイル線からなり、非接触で電力の伝送を行う電力伝送コイルを備え、
前記コイル線は、
複数の素線から構成され、
コイル軸線方向に沿った断面であるコイル軸線方向断面が多角形であり、
前記電力伝送コイルは、
少なくとも、当該電力伝送コイルの前記コイル軸線方向断面における両端の前記コイル線を除いた部分に関し、
巻き回される巻回方向に隣接する前記コイル線において、当該コイル線の前記コイル軸線方向断面における最も長い辺がお互いに正対向しないことを特徴とする非接触電力伝送ユニット。
【請求項２】
前記電力伝送コイルは、
前記巻回方向に隣接する前記コイル線において、当該コイル線の前記コイル軸線方向断面における全ての辺がお互いに正対向しない請求項１に記載の非接触電力伝送ユニット。
【請求項３】
前記電力伝送コイルは、
前記巻回方向に隣接する前記コイル線において、当該コイル線の前記コイル軸線方向断面における辺が前記巻回方向に沿った同一直線上に位置し、当該コイル線の前記コイル軸線方向断面における頂点がお互いに対向する請求項１又は２に記載の非接触電力伝送ユニット。
【請求項４】
前記電力伝送コイルは、
前記コイル線が前記巻回方向に巻き回される第１層と、前記第１層のコイル線から連続して前記コイル線が前記巻回方向に巻き回される第２層とを有し、
前記第１層と前記第２層とが前記巻回方向に直交する積層方向に積層され、
少なくとも、当該電力伝送コイルの前記コイル軸線方向断面における両端の前記コイル線を除いた部分に関し、
前記積層方向に隣接する前記コイル線において、当該コイル線の前記コイル軸線方向断面における最も長い辺がお互いに正対向しない請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触電力伝送ユニット。
【請求項５】
前記電力伝送コイルと向かい合う磁性体を備え、
前記電力伝送コイルは、
少なくとも、当該電力伝送コイルの前記コイル軸線方向断面における両端の前記コイル線を除いた部分に関し、
前記コイル線が前記磁性体に近づくに従って先細り形状である請求項１〜４のいずれか１項に記載の非接触電力伝送ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触電力伝送ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触で電力を伝送する非接触電力伝送ユニットがある。非接触電力伝送ユニットは、リッツ線が巻き回され、非接触で電力の伝送を行う電力伝送コイルを備える。電力伝送コイルには、高周波電流が流れる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０４０６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電力伝送コイルは、高周波電流が流れると、近接効果により、流れる電流に偏りが生じる。このため、電力伝送コイルは、高周波電流の抵抗が増加し、電力伝送効率が低下する。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電力伝送効率の低下を抑制できる非接触電力伝送ユニット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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る非接触電力伝送ユニットは、コイル軸線回りに巻き回したコイル線からなり、非接触で電力の伝送を行う電力伝送コイルを備え、前記コイル線は、複数の素線から構成され、コイル軸線方向に沿った断面であるコイル軸線方向断面が多角形であり、前記電力伝送コイルは、少なくとも、当該電力伝送コイルの前記コイル軸線方向断面における両端の前記コイル線を除いた部分に関し、巻き回される巻回方向に隣接する前記コイル線において、当該コイル線の前記コイル軸線方向断面における最も長い辺がお互いに正対向しないことを特徴とする。
【０００７】
また、上記非接触電力伝送ユニットにおいて、前記電力伝送コイルは、前記巻回方向に隣接する前記コイル線において、当該コイル線の前記コイル軸線方向断面における全ての辺がお互いに正対向しないことが好ましい。
【０００８】
また、上記非接触電力伝送ユニットにおいて、前記電力伝送コイルは、前記巻回方向に隣接する前記コイル線において、当該コイル線の前記コイル軸線方向断面における辺が前記巻回方向に沿った同一直線上に位置し、当該コイル線の前記コイル軸線方向断面における頂点がお互いに対向することが好ましい。
【０００９】
また、上記非接触電力伝送ユニットにおいて、前記電力伝送コイルは、前記コイル線が前記巻回方向に巻き回される第１層と、前記第１層のコイル線から連続して前記コイル線が前記巻回方向に巻き回される第２層とを有し、前記第１層と前記第２層とが前記巻回方向に直交する積層方向に積層され、少なくとも、当該電力伝送コイルの前記コイル軸線方向断面における両端の前記コイル線を除いた部分に関し、前記積層方向に隣接する前記コイル線において、当該コイル線の前記コイル軸線方向断面における最も長い辺がお互いに正対向しないことが好ましい。
【００１０】
また、上記非接触電力伝送ユニットにおいて、前記電力伝送コイルと向かい合う磁性体を備え、前記電力伝送コイルは、少なくとも、当該電力伝送コイルの前記コイル軸線方向断面における両端の前記コイル線を除いた部分に関し、前記コイル線が前記磁性体に近づくに従って先細り形状であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る非接触電力伝送ユニットによれば、コイル線のコイル軸線方向断面が多角形であり、コイル線が巻き回された電力伝送コイルが、巻き回される巻回方向に隣接するコイル線において、当該コイル線のコイル軸線方向断面における最も長い辺が正対向しない。これにより、近接効果の影響を受け難くすることができるので、電力伝送効率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態１に係る電力伝送コイルの構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る電力伝送コイルの要部の構成例を示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態１の比較例としての電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図６】図６は、実施形態１の変形例１に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図７】図７は、実施形態１の変形例１の比較例としての電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図８】図８は、実施形態１の変形例１に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図９】図９は、実施形態１の変形例２に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態１の変形例２に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態１の変形例３に係る電力伝送コイルの構成例を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、実施形態１の変形例３に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図１３】図１３は、実施形態１の変形例３の比較例としての電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施形態１の変形例３に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態１の変形例４に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図１６】図１６は、実施形態１の変形例４の比較例としての電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図１７】図１７は、実施形態１の変形例４に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図１８】図１８は、実施形態１の変形例５に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図１９】図１９は、実施形態１の変形例５に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図２０】図２０は、実施形態２に係る電力伝送コイルの構成例を示す斜視図である。
【図２１】図２１は、実施形態２に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図２２】図２２は、実施形態２の比較例としての電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図２３】図２３は、実施形態２に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図２４】図２４は、実施形態２の変形例１に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図２５】図２５は、実施形態２の変形例１に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図２６】図２６は、実施形態２の変形例２に係る電力伝送コイルの構成例を示す斜視図である。
【図２７】図２７は、実施形態２の変形例２に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図２８】図２８は、実施形態２の変形例２に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図２９】図２９は、実施形態２の変形例３に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図３０】図３０は、実施形態２の変形例３に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図３１】図３１は、実施形態３に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図３２】図３２は、実施形態３に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図３３】図３３は、実施形態３の変形例１に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図３４】図３４は、実施形態３の変形例１に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【図３５】図３５は、実施形態４に係る電力伝送コイルのボビンの構成例を示す断面図である。
【図３６】図３６は、実施形態４に係る電力伝送コイルのボビンの使用例を示す断面図である。
【図３７】図３７は、実施形態５に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【図３８】図３８は、実施形態５に係る電力伝送コイルの要部の構成例を示す断面図である。
【図３９】図３９は、実施形態５の変形例１に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１４】
〔実施形態１〕
実施形態１に係る電力伝送コイルについて説明する。図１は、実施形態１に係る電力伝送コイルの構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図３は、実施形態１に係る電力伝送コイルの要部の構成例を示す断面図である。図４は、実施形態１の比較例としての電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図５は、実施形態１に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【００１５】
電力伝送コイル１は、非接触で電力を伝送するものである。電力伝送コイル１は、電力を送電する送電側、又は、電力を受電する受電側として機能する。受電側の電力伝送コイル１は、例えば、図示しない車両や電気設備などの蓄電池に接続される。また、送電側の電力伝送コイル１は、図示しない電源に接続される。送電側の電力伝送コイル１は、受電側の電力伝送コイル１と向かい合った状態で、電源から供給される高周波の電力を磁気共鳴などにより受電側の電力伝送コイル１に送電する。受電側の電力伝送コイル１は、送電側の電力伝送コイル１から送電された電力を受電し、受電した電力を車両の蓄電池などに出力する。
【００１６】
電力伝送コイル１は、図１に示すように、コイル軸線Ｘ１を中心としてコイル線１０が渦巻状に巻き回されたコイルである。例えば、電力伝送コイル１は、コイル線１０が巻き回されるに従ってコイル軸線Ｘ１から径方向外側に巻き回される。電力伝送コイル１は、コイル軸線方向から見た場合、例えば、略円形状に形成される。もちろん、電力伝送コイル１は、コイル軸線方向から見た場合、円形状に限定されない。ここで、電力伝送コイル１のコイル軸線Ｘ１に沿った方向をコイル軸線方向とする。また、コイル軸線方向に直交する方向をコイル軸線直交方向とする。また、電力伝送コイル１をコイル軸線方向に沿って切断した断面をコイル軸線方向断面とする。
【００１７】
電力伝送コイル１のコイル線１０は、図３に示すように、束ねられた複数の素線１１と、被覆部材１２とから構成される。コイル線１０は、例えば、リッツ線であり、素線１１が６本撚り合わされて構成されている。素線１１は、例えば、線状の導電体をエナメルなどの絶縁体で被覆した線である。被覆部材１２は、撚り合わされた素線１１の外周面を被覆する絶縁被膜である。なお、コイル線１０は、素線１１が撚り合わされずに平行線であってもよい。また、コイル線１０は、被覆部材１２により被覆しなくてもよい。また、素線１１と被覆部材１２との間に介在物が充填されていてもよいし、被覆部材１２が密実につまっていてもよい。コイル線１０は、コイル軸線方向に沿った断面であるコイル軸線方向断面が多角形である。例えば、コイル線１０は、コイル軸線方向断面が三角形や台形が典型例であるが、多角形であれば、その他の形状でもよい。本実施形態１では、コイル線１０のコイル軸線方向断面が正三角形である例について説明する。ここで、コイル線１０のコイル軸線方向断面の正三角形は、３つの頂点Ｖと、３本の辺Ｓとから構成される。後述するように、コイル線１０は、円形コイル線２０のコイル軸線方向断面を多角形、例えば正三角形に形成するので、コイル軸線方向断面の正三角形の各辺Ｓが若干湾曲したり、正三角形の頂点Ｖが丸みを帯びたりすることもあるが、正三角形の形状を有していれば、本発明は適用可能である。
【００１８】
電力伝送コイル１の形成方法は、例えば、正三角形の形状の溝が形成された図示しない金型に、コイル軸線方向断面が円形である円形コイル線２０が被覆されていない状態、つまり素線１１が露出した状態で嵌め込まれる。そして、電力伝送コイル１は、円形コイル線２０が加熱され、円形コイル線２０に接着剤が塗布された状態でプレスされ、円形コイル線２０の外周面が３つの方向から円形コイル線２０の軸線に向けて圧縮される。電力伝送コイル１は、素線１１が露出した円形コイル線２０の外周面が３つの方向から圧縮されることにより、コイル軸線方向断面が正三角形に形成される。そして、電力伝送コイル１は、絶縁性の樹脂材などが押出成形され、素線１１が露出したコイル線１０が被覆部材１２により被覆される。電力伝送コイル１は、被覆部材１２により被覆されたコイル線１０のコイル軸線方向断面が正三角形に形成される。そして、電力伝送コイル１は、コイル軸線Ｘ１を中心として径方向外側に巻き回されて渦巻状に形成される。なお、電力伝送コイル１は、電力伝送コイル１を渦巻状の図示しない型枠に嵌めてプレスし、各コイル線１０のコイル軸線方向断面の向きが揃うようにしてもよい。また、電力伝送コイル１は、コイル線１０が被覆されていない場合、電力伝送コイル１を渦巻状の型枠に嵌めて高温で加熱しながらプレスし、各コイル線１０のコイル軸線方向断面の向きが揃うようにしてもよい。また、コイル軸線方向断面を正三角形に形成する方法は、金型を利用した方法以外であってもよい。その他のコイル線１０の形成方法は、後述する。
【００１９】
コイル線１０は、コイル軸線方向断面において、例えば、素線１１が頂点Ｖ側に１つずつ配置され、頂点Ｖと頂点Ｖとの間に１つずつ素線１１が配置される。なお、コイル線１０は、コイル軸線方向断面において、素線１１が配置される位置が、上述の例に限定されないものとして模式的に図示する。
【００２０】
電力伝送コイル１は、図２に示すように、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面において、例えば、各コイル線１０のコイル軸線方向断面が、当該コイル線１０が巻き回される巻回方向に一定間隔で並んで配置される。つまり、電力伝送コイル１は、コイル軸線方向断面において、各コイル線１０のコイル軸線方向断面が、コイル軸線方向に直交するコイル軸線直交方向に一定間隔で並んで配置される。なお、図２においては、説明の理解を容易にするために、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における被覆部材１２の図示を省略する。以下、各図面において、同様に、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における被覆部材１２の図示を適宜省略する。電力伝送コイル１は、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面において、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓがお互いに正対向しない。また、好ましくは、電力伝送コイル１は、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面において、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における全ての辺Ｓがお互いに正対向しない。また、さらに好ましくは、電力伝送コイル１は、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面において、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。例えば、電力伝送コイル１は、コイル軸線方向断面において、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１（３本の辺Ｓのうち、いずれか１つの辺Ｓ）がコイル軸線方向に直交する同一直線上に位置し、隣接するコイル線１０に関し、コイル線１０のコイル軸線方向断面における同一直線上の頂点Ｖがお互いに対向する。
【００２１】
なお、第１のコイル線１０と第２のコイル線１０とが隣接する場合において、コイル軸線方向断面における辺Ｓがお互いに正対向するとは、第１のコイル線１０の辺Ｓと第２のコイル線１０の辺Ｓとが真正面から相対することであり、具体的には、第１のコイル線１０の辺Ｓと第２のコイル線１０の辺Ｓとが平行であり、かつ、第１のコイル線１０の辺Ｓの両端に位置する頂点Ｖと第２のコイル線１０の辺Ｓの両端に位置する頂点Ｖとが辺Ｓに直交する方向に対向することである。また、コイル線１０のコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓは、例えば、コイル線１０のコイル軸線方向断面の形状が正三角形の場合、全ての辺Ｓが相当する。また、コイル線１０のコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓは、例えば、コイル線１０のコイル軸線方向断面の形状が直角二等辺三角形の場合、直角である頂点に対向する辺が相当する。
【００２２】
ここで、実施形態１に係る電力伝送コイル１の近接効果と図４に示す比較例としての電力伝送コイル２の近接効果について説明する。一般的に、電力伝送コイルは、隣接するコイル線において、コイル線とコイル線とが接近する領域が広くなると、近接効果により電流の分布が偏り電流が流れ難くなる。つまり、電力伝送コイルは、隣接するコイル線において、コイル線間の素線の間隔が短くなると、近接効果により電流が流れ難くなる。コイル線１０は、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に対して、例えば、３つの素線１１が向かい合う。具体的には、コイル線１０は、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に対して、底辺ｓ１側に位置する素線１１ａ同士が間隔Ｐ１で向かい合い、頂点Ｖと頂点Ｖとの間に位置する素線１１ｂ同士が間隔Ｐ２で向かい合い、頂点Ｖ側に位置する素線１１ｃ同士が間隔Ｐ３で向かい合う。一方、円形コイル線２０は、コイル軸線直交方向に隣接する円形コイル線２０に対して、例えば、３つの素線２１が向かい合う。具体的には、円形コイル線２０は、コイル軸線直交方向に隣接する円形コイル線２０に対して、素線２１ａ同士が間隔Ｑ１で向かい合い、素線２１ｂ同士が間隔Ｑ２で向かい合い、素線２１ｃ同士が間隔Ｑ３で向かい合う。コイル線１０の間隔Ｐ１は、円形コイル線２０の間隔Ｑ１と略同じ間隔であり、コイル線１０の間隔Ｐ２は、円形コイル線２０の間隔Ｑ２と略同じ間隔であり、コイル線１０の間隔Ｐ３は、円形コイル線２０の間隔Ｑ３よりも広い間隔である。これにより、電力伝送コイル１は、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０の素線１１とコイル線１０の素線１１との間隔が電力伝送ユニット２よりも長いので、近接効果の影響を抑制することができる。なお、コイル線１０は、絶縁のとれた各素線１１において、コイル軸線方向断面における各素線１１の位置が、上述したように、特定の態様に限定されない。コイル線１０は、コイル軸線方向断面における各素線１１の位置に関わらず、円形コイル線２０よりも、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０と接近する領域が狭いので、近接効果の影響を受け難くなる。
【００２３】
なお、電力伝送コイル１は、コイル軸線方向断面において、各コイル線１０のコイル軸線方向断面がコイル軸線直交方向に一定間隔で並んで配置されるが、図２に示すように、コイル線１０の位置を固定するために、コイル線１０とコイル線１０との間にスペーサ３を設けてもよい。例えば、スペーサ３は、コイル軸線方向から見た場合、渦巻状に形成される。また、スペーサ３は、コイル軸線方向断面において、正三角形の形状に形成される。スペーサ３は、コイル軸線方向断面において、コイル線１０とコイル線１０とで形成される正三角形の隙間に装着される。これにより、電力伝送コイル１は、コイル軸線直交方向におけるコイル線１０とコイル線１０との間隔を精度よく一定に保つことができる。
【００２４】
また、電力伝送コイル１は、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面のコイル軸線直交方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面のコイル軸線直交方向における両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、コイル軸線方向断面において異なる向きに配置してもよい。例えば、図５に示すように、電力伝送コイル１Ａの中央部のコイル線１０ｂは、コイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する同一直線上に位置する。また、電力伝送コイル１Ａの両端部のコイル線１０ａは、コイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する同一直線上に位置せず、底辺ｓ１に向かいう合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該同一直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。さらに、図５に示す例では、電力伝送コイル１Ｂの両端部のコイル線１０ａは、コイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する同一直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該同一直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。この場合でも、中央部のコイル線１０ｂの部分は、近接効果の影響を受け難くなる。
【００２５】
次に、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂのシミュレーションの結果について説明する。図５は、電力伝送コイル１に高周波の電流を流したときの電流密度の分布、電力の損失であるオームロス（Ｗ）、抵抗値（ｍΩ）を示すものである。電力伝送コイル１のシミュレーション条件は、例えば、周波数が１ＫＨｚであり、電流値が２０Ａｒｍｓである。また、図５は、高周波の電流密度が高い部分の濃淡を濃く図示している。なお、以下に説明する他のシミュレーションの結果についても、電力伝送コイルに高周波の電流を流したときの電流密度の分布、オームロス（Ｗ）、抵抗値（ｍΩ）を示すものであり、高周波の電流密度が高い部分の濃淡を濃く図示している。
【００２６】
図５に示すように、実施形態１の電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂは、比較例としての電力伝送コイル２と比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、高周波の電流密度がより均等に近いことが分かる。また、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂは、電力伝送コイル２よりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態１は、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ａのオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｂのオームロスが少なく、その次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１のオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態１は、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ａの抵抗値が最もが小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｂの抵抗値と両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１の抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態１は、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ａが最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｂが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１が有効であることが分かる。
【００２７】
以上のように、実施形態１に係る電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂは、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂが、コイル軸線直交方向（巻回方向）に隣接するコイル線１０において、少なくとも、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓがお互いに正対向しない。これにより、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂは、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０において、コイル線１０とコイル線１０とが接近する領域を狭くすることができるので、近接効果の影響を受け難くすることができる。従って、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂは、電力伝送効率の低下を抑制できると共に発熱量を低減することができる。このように、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂは、比較例としての電力伝送コイル２と同じ量の素線１１を利用しても、コイル軸線方向断面の形状を正三角形などの多角形にすることで、電力伝送効率を向上することができ、発熱量を低減することができる。
【００２８】
また、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂは、少なくとも、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０において、コイル線１０のコイル軸線方向断面における全ての辺Ｓがお互いに正対向しない。これにより、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂは、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０において、コイル線１０とコイル線１０とが接近する領域をさらに狭くすることができるので、近接効果の影響をより受け難くすることができる。
【００２９】
また、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂは、少なくとも、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０において、コイル線１０のコイル軸線方向断面における辺Ｓがコイル軸線直交方向に沿った同一直線上に位置し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。これにより、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂは、コイル軸線直行方向に隣接するコイル線１０において、コイル線１０とコイル線１０とが接近する領域をさらに狭くすることができるので、近接効果の影響をより受け難くすることができる。
【００３０】
〔実施形態１の変形例１〕
次に、実施形態１の変形例１について説明する。実施形態１の変形例１は、電力伝送コイル１が２層から構成される点で実施形態１と異なる。以下、実施形態１の変形例１〜５において、実施形態１と同様の構成の説明は省略する。
【００３１】
図６は、実施形態１の変形例１に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図７は、実施形態１の変形例１の比較例としての電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図８は、実施形態１の変形例１に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【００３２】
電力伝送コイル１Ｃは、図６に示すように、コイル軸線Ｘ１を中心としてコイル線１０がコイル軸線方向に２層に渡って渦巻状に巻き回されたコイルである。例えば、電力伝送コイル１Ｃは、当該電力伝送コイル１Ｃの内周側から外周側に向けてコイル線１０が渦巻状に巻き回される第１層１３と、当該第１層１３のコイル線１０の終端部が外周側から内周側に向けて渦巻状に巻き回される第２層１４とから構成される。電力伝送コイル１Ｃは、第１層１３と第２層１４のコイル線１０が、コイル軸線方向に積層され、コイル軸線方向から見た場合、略同じ大きさである。
【００３３】
電力伝送コイル１Ｃの第１層１３は、実施形態１の電力伝送コイル１と同様の構成である。つまり、第１層１３のコイル線１０は、コイル軸線方向断面において、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１がコイル軸線方向に直交する第１直線上に位置し、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、コイル線１０のコイル軸線方向断面における第１直線上の頂点Ｖがお互いに対向する。また、第２層１４のコイル線１０は、コイル軸線方向断面において、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１がコイル軸線方向に直交する第２直線上に位置し、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、コイル線１０のコイル軸線方向断面における第２直線上の頂点Ｖがお互いに対向する。電力伝送コイル１Ｃは、コイル軸線方向において、当該第１層１３のコイル線１０が、第２層１４のコイル線１０と向かい合って配置される。このとき、電力伝送コイル１Ｃの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向断面において、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓがお互いに正対向しない。また、好ましくは、電力伝送コイル１Ｃの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向断面において、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における全ての辺Ｓがお互いに正対向しない。また、さらに好ましくは、電力伝送コイル１Ｃの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向断面において、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。
【００３４】
ここで、電力伝送コイル１Ｃの近接効果と図７に示す比較例としての電力伝送コイル２Ａの近接効果について説明する。比較例としての電力伝送コイル２Ａは、当該電力伝送コイル２の内周側から外周側に向けて円形コイル線２０が渦巻状に巻き回される第１層１３と、当該第１層１３の円形コイル線２０の終端部が外周側から内周側に向けて渦巻状に巻き回される第２層１４とから構成される。電力伝送コイル１Ｃのコイル軸線方向における第１層１３と第２層１４との間隔は、比較例としての電力伝送コイル２Ａのコイル軸線方向における第１層１３と第２層１４との間隔と略等しい。電力伝送コイル１Ｃの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０において、第１層１３のコイル軸線方向断面における頂点Ｖと第２層１４のコイル軸線方向断面における頂点Ｖとが対向する。一方、比較例としての電力伝送コイル２Ａの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向に隣接する円形コイル線２０において、第１層１３のコイル軸線方向断面における円弧部と第２層１４のコイル軸線方向断面における円弧部とが対向する。これにより、電力伝送コイル１Ｃは、コイル軸線方向においても、コイル線１０とコイル線１０とが接近する領域が狭くなるので、近接効果の影響を抑制できる。
【００３５】
なお、電力伝送コイル１Ｃは、コイル軸線方向断面において、第１層１３及び第２層１４の各コイル線１０のコイル軸線方向断面がコイル軸線直交方向に一定間隔で並んで配置されるが、図６に示すように、コイル線１０とコイル線１０との間にスペーサ３ａを設けてもよい。例えば、スペーサ３ａは、コイル軸線方向から見た場合、渦巻状に形成される。また、スペーサ３ａは、コイル軸線方向断面において、ひし形の形状に形成される。スペーサ３ａは、コイル軸線方向断面において、第１層１３のコイル線１０と第２層１４のコイル線１０とで形成されるひし形の隙間に装着される。これにより、電力伝送コイル１Ｃは、コイル軸線直交方向における第１層１３及び第２層１４のコイル線１０の間隔を精度よく一定に保つことができると共に、コイル軸線方向における第１層１３と第２層１４との間隔を精度よく一定に保つことができる。
【００３６】
また、電力伝送コイル１Ｃは、第１層１３及び第２層１４において、電力伝送コイル１Ｃのコイル軸線方向断面のコイル軸線直交方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１Ｃの両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、異なる向きに配置してもよい。例えば、電力伝送コイル１Ｄは、図８に示すように、第１層１３の中央部のコイル線１０ｂのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第１直線上に位置する。また、電力伝送コイル１Ｄは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。また、電力伝送コイル１Ｄは、第２層１４の中央部のコイル線１０ｂのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第２直線上に位置する。また、電力伝送コイル１Ｄは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。さらに、図８に示す例では、電力伝送コイル１Ｅは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。また、電力伝送コイル１Ｅは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。
【００３７】
次に、電力伝送コイル１Ｃ、１Ｄ、１Ｅのシミュレーションの結果について説明する。図８に示すように、電力伝送コイル１Ｃ、１Ｄ、１Ｅは、比較例としての電力伝送コイル２Ａと比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、電流密度がより均等に近いことが分かる。また、電力伝送コイル１Ｃ、１Ｄ、１Ｅは、電力伝送コイル２Ａよりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態１の変形例１は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｅと両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｃとのオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｄのオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態１の変形例１は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｅが最も抵抗値が小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｃの抵抗値が小さく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｄの抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態１の変形例１は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｅが最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｃが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｄが有効であることが分かる。
【００３８】
以上のように、実施形態１の変形例１の電力伝送コイル１Ｃ、１Ｄ、１Ｅは、コイル線１０がコイル軸線直交方向（巻回方向）に巻き回される第１層１３と、第１層１３のコイル線１０から連続してコイル線１０がコイル軸線直交方向（巻回方向）に巻き回される第２層１４とを有し、第１層１３と第２層１４とがコイル軸線直交方向（巻回方向）に直交するコイル軸線方向（積層方向）に積層され、少なくとも、電力伝送コイル１Ｃ、１Ｄ、１Ｅのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル軸線方向（積層方向）に隣接するコイル線１０において、コイル線１０のコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓがお互いに正対向しない。例えば、電力伝送コイル１Ｃ、１Ｄ、１Ｅは、電力伝送コイル１Ｃ、１Ｄ、１Ｅのコイル軸線方向断面におけるコイル軸線直交方向の両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル軸線方向（積層方向）に隣接するコイル線１０において、コイル線１０のコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。これにより、電力伝送コイル１Ｃ、１Ｄ、１Ｅは、積層方向に隣接するコイル線１０において、コイル線１０とコイル線１０とが接近する領域を狭くすることができるので、積層方向においても近接効果の影響を受け難くすることができる。
【００３９】
〔実施形態１の変形例２〕
次に、実施形態１の変形例２について説明する。実施形態１の変形例２は、電力伝送コイル１Ｆが２層から構成される点で実施形態１と異なる。また、実施形態１の変形例２は、電力伝送コイル１Ｆの第２層１４のコイル線１０の向きが実施形態１の変形例１と異なる。
【００４０】
図９は、実施形態１の変形例２に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図１０は、実施形態１の変形例２に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【００４１】
電力伝送コイル１Ｆは、図９に示すように、コイル軸線Ｘ１を中心としてコイル線１０が２層に渡って渦巻状に巻き回されたコイルである。例えば、電力伝送コイル１Ｆは、当該電力伝送コイル１Ｆの内周側から外周側に向けてコイル線１０が渦巻状に巻き回される第１層１３と、当該第１層１３のコイル線１０の終端部が外周側から内周側に向けて渦巻状に巻き回される第２層１４とから構成される。電力伝送コイル１Ｆは、第１層１３と第２層１４のコイル線１０が、コイル軸線方向に積層され、コイル軸線方向から見た場合、略同じ大きさである。
【００４２】
電力伝送コイル１Ｆの第１層１３は、実施形態１の電力伝送コイル１と同様の構成である。つまり、第１層１３のコイル線１０は、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１がコイル軸線方向に直交する第１直線上に位置し、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、コイル線１０のコイル軸線方向断面における第１直線上の頂点Ｖがお互いに対向する。また、第２層１４のコイル線１０は、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１がコイル軸線方向に直交する第２直線上に位置し、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、コイル線１０のコイル軸線方向断面における第２直線上の頂点Ｖがお互いに対向する。電力伝送コイル１Ｆは、コイル軸線方向において、第１層１３のコイル線１０が、第２層１４のコイル線１０と向かい合って配置される。このとき、電力伝送コイル１Ｆの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向断面において、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓがお互いに正対向しない。また、好ましくは、電力伝送コイル１Ｆの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向断面において、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における全ての辺Ｓがお互いに正対向しない。例えば、電力伝送コイル１Ｆの第１層１３は、コイル軸線方向において、当該第１層１３のコイル線１０のコイル軸線方向断面の頂点Ｖが、第２層１４のコイル線１０のコイル軸線方向断面の底辺ｓ１と対向する。
【００４３】
ここで、電力伝送コイル１Ｆの近接効果と比較例としての電力伝送コイル２Ａの近接効果について説明する。電力伝送コイル１Ｆの第１層１３と第２層１４とのコイル軸線方向における間隔は、比較例としての電力伝送コイル２Ａの第１層１３と第２層１４とのコイル軸線方向における間隔と略等しい。電力伝送コイル１Ｆの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０において、第１層１３のコイル軸線方向断面における頂点Ｖと第２層１４のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１とが対向する。一方、比較例としての電力伝送コイル２Ａの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０において、第１層１３のコイル軸線方向断面における円弧部と第２層１４のコイル軸線方向断面における円弧部とが対向する。これにより、電力伝送コイル１Ｆは、コイル軸線方向においても、コイル線１０とコイル線１０とが接近する領域が狭くなるので、近接効果の影響を抑制できる。
【００４４】
なお、電力伝送コイル１Ｆは、コイル軸線方向断面において、第１層１３及び第２層１４の各コイル線１０のコイル軸線方向断面におけるコイル軸線直交方向の位置を固定するために、図９に示すように、コイル線１０とコイル線１０との間にスペーサ３ｂを設けてもよい。例えば、スペーサ３ｂは、コイル軸線方向から見た場合、２層に渡って渦巻状に形成される。また、スペーサ３ｂは、コイル軸線方向断面において、正三角形の形状に形成される。スペーサ３ｂは、コイル軸線方向断面において、第１層１３のコイル線１０と第１層１３のコイル線１０とによりコイル軸線直交方向に形成される正三角形の隙間と、第２層１４のコイル線１０と第２層１４のコイル線１０とによりコイル軸線直交方向に形成される正三角形の隙間とに装着される。これにより、電力伝送コイル１Ｆは、コイル軸線直交方向における第１層１３及び第２層１４のコイル線１０の間隔を精度よく一定に保つことができると共に、コイル軸線方向における第１層１３と第２層１４との間隔を精度よく一定に保つことができる。
【００４５】
また、電力伝送コイル１Ｆは、第１層１３及び第２層１４において、電力伝送コイル１Ｆのコイル軸線方向断面のコイル軸線直交方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１Ｆのコイル軸線方向断面のコイル軸線直交方向における両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、異なる向きに配置してもよい。例えば、図１０に示すように、電力伝送コイル１Ｇは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。また、電力伝送コイル１Ｇは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。さらに、図１０に示すように、電力伝送コイル１Ｈは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。また、電力伝送コイル１Ｈは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。
【００４６】
次に、電力伝送コイル１Ｆ、１Ｇ、１Ｈのシミュレーションの結果について説明する。図１０に示すように、電力伝送コイル１Ｆ、１Ｇ、１Ｈは、比較例としての電力伝送コイル２Ａと比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、電流密度がより均等に近いことが分かる。また、電力伝送コイル１Ｆ、１Ｇ、１Ｈは、電力伝送コイル２Ａよりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態１の変形例２は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｈのオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｆのオームロスが少なく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｇのオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態１の変形例２は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｈが最も抵抗値が小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｆの抵抗値が小さく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｇの抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態１の変形例２において、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｈが最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｆが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｇが有効であることが分かる。
【００４７】
以上のように、実施形態１の変形例２に係る電力伝送コイル１Ｆ、１Ｇ、１Ｈは、コイル線１０が巻き回される第１層１３と第２層１４とを有し、少なくとも、電力伝送コイル１Ｆ、１Ｇ、１Ｈのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル軸線方向（積層方向）に隣接するコイル線１０において、コイル線１０のコイル軸線方向断面における辺Ｓと頂点Ｖとが対向する。これにより、電力伝送コイル１Ｆ、１Ｇ、１Ｈは、積層方向に隣接するコイル線１０においても、コイル線１０とコイル線１０とが接近する領域を狭くすることができるので、近接効果の影響を受け難くすることができる。
【００４８】
〔実施形態１の変形例３〕
次に、実施形態１の変形例３について説明する。実施形態１の変形例３は、図１１に示すように、電力伝送コイル１Ｉが螺旋状（ソレノイド状）に形成される点で実施形態１と異なる。
【００４９】
図１１は、実施形態１の変形例３に係る電力伝送コイルの構成例を示す斜視図である。図１２は、実施形態１の変形例３に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図１３は、実施形態１の変形例３の比較例としての電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図１４は、実施形態１の変形例３に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【００５０】
電力伝送コイル１Ｉは、コイル軸線Ｘ２を中心としてコイル線１０が螺旋状に巻き回されたコイルである。例えば、電力伝送コイル１Ｉは、コイル線１０が巻き回されながらコイル軸線Ｘ２に沿って前進して形成される。ここで、電力伝送コイル１Ｉのコイル軸線Ｘ２に沿った方向をコイル軸線方向とする。また、コイル軸線方向に直交する方向をコイル軸線直交方向とする。また、電力伝送コイル１Ｉをコイル軸線方向に沿って切断した断面をコイル軸線方向断面とする。電力伝送コイル１Ｉは、コイル軸線方向から見た場合、例えば、略円形状に形成される。もちろん、電力伝送コイル１Ｉは、コイル軸線方向から見た場合、円形状に限定されない。
【００５１】
電力伝送コイル１Ｉは、図１２に示すように、電力伝送コイル１Ｉのコイル軸線方向断面において、例えば、各コイル線１０のコイル軸線方向断面が、コイル軸線方向に一定間隔で並んで配置される。このとき、電力伝送コイル１Ｉは、電力伝送コイル１Ｉのコイル軸線方向断面において、隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓがお互いに正対向しない。また、好ましくは、電力伝送コイル１Ｉは、電力伝送コイル１Ｉのコイル軸線方向断面において、隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における全ての辺Ｓがお互いに正対向しない。また、さらに好ましくは、電力伝送コイル１Ｉは、電力伝送コイル１Ｉのコイル軸線方向断面において、隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。例えば、電力伝送コイル１Ｉは、コイル軸線方向断面において、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１がコイル軸線方向に平行である同一直線上に位置し、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０に関し、コイル線１０のコイル軸線方向断面における同一直線上の頂点Ｖがお互いに対向する。
【００５２】
ここで、電力伝送コイル１Ｉの近接効果と図１３に示す比較例としての電力伝送コイル２Ｂの近接効果について説明する。比較例としての電力伝送コイル２Ｂは、コイル軸線Ｘ２を中心として円形コイル線２０が螺旋状に巻き回されたコイルである。電力伝送コイル１Ｉは、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０において、コイル線１０のコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。一方、比較例としての電力伝送コイル２Ｂは、コイル軸線方向に隣接する円形コイル線２０において、円形コイル線２０のコイル軸線方向断面における円弧部がお互いに対向する。これにより、電力伝送コイル１Ｉは、コイル軸線方向において、比較例としての電力伝送コイル２Ｂよりもコイル線１０とコイル線１０とが接近する領域が狭くなるので、近接効果の影響を抑制できる。なお、電力伝送コイル１Ｉは、コイル線１０の位置を固定するために、コイル線１０とコイル線１０との間にスペーサ３ｃを設けてもよい。
【００５３】
また、電力伝送コイル１Ｉは、電力伝送コイル１Ｉのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１Ｉのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、異なる向きに配置してもよい。例えば、図１４に示すように、電力伝送コイル１Ｊは、中央部のコイル線１０ｂのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１（３本の辺Ｓのうち、いずれか１つの辺Ｓ）が、コイル軸線方向に平行する同一直線上に位置する。また、電力伝送コイル１Ｊは、両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する同一直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該同一直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。さらに、図１４に示す例では、電力伝送コイル１Ｋは、両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する同一直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該同一直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。
【００５４】
次に、電力伝送コイル１Ｉ、１Ｊ、１Ｋのシミュレーションの結果について説明する。図１４に示すように、電力伝送コイル１Ｉ、１Ｊ、１Ｋは、比較例としての電力伝送コイル２Ｂと比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、電流密度がより均等に近いことが分かる。また、電力伝送コイル１Ｊ、１Ｊ、１Ｋは、電力伝送コイル２Ｂよりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態１の変形例３は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｋのオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｉのオームロスが少なく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｊのオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態１の変形例３は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｋが最も抵抗値が小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｉの抵抗値が小さく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｊの抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態１の変形例３は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｋが最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｉが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｊが有効であることが分かる。
【００５５】
以上のように、実施形態１の変形例３に係る電力伝送コイル１Ｉ、１Ｊ、１Ｋは、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０において、少なくとも、電力伝送コイル１Ｉ、１Ｊ、１Ｋのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル線１０のコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。これにより、電力伝送コイル１Ｉ、１Ｊ、１Ｋは、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０において、コイル線１０とコイル線１０とが接近する領域を狭くすることができるので、近接効果の影響を受け難くすることができる。
【００５６】
〔実施形態１の変形例４〕
次に、実施形態１の変形例４について説明する。実施形態１の変形例４は、電力伝送コイル１Ｌが螺旋状（ソレノイド状）に形成される点で実施形態１と異なる。また、実施形態１の変形例４は、電力伝送コイル１Ｌが２層から構成される点で実施形態１の変形例３と異なる。
【００５７】
図１５は、実施形態１の変形例４に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図１６は、実施形態１の変形例４の比較例としての電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図１７は、実施形態１の変形例４に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【００５８】
電力伝送コイル１Ｌは、図１５に示すように、コイル軸線Ｘ２を中心としてコイル線１０が２層に渡ってコイル軸線方向に螺旋状に巻き回されたコイルである。例えば、電力伝送コイル１Ｌは、コイル軸線Ｘ２を中心としてコイル線１０が螺旋状に巻き回される第１層１３と、当該第１層１３のコイル線１０の終端部がコイル軸線Ｘ２を中心として第１層１３に重ねて螺旋状に巻き回される第２層１４とから構成される。電力伝送コイル１Ｌは、第１層１３と第２層１４のコイル線１０が、コイル軸線直交方向に積層される。
【００５９】
電力伝送コイル１Ｌの第１層１３は、実施形態１の変形例３の電力伝送コイル１Ｉと同様の構成である。つまり、第１層１３のコイル線１０は、コイル軸線方向断面において、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１がコイル軸線方向に平行である第１直線上に位置し、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０に関し、コイル線１０のコイル軸線方向断面における第１直線上の頂点Ｖがお互いに対向する。また、第２層１４のコイル線１０は、コイル軸線方向断面において、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１がコイル軸線方向に平行である第２直線上に位置し、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０に関し、コイル線１０のコイル軸線方向断面における第２直線上の頂点Ｖがお互いに対向する。電力伝送コイル１Ｌは、コイル軸線直交方向において、当該第１層１３のコイル線１０が、第２層１４のコイル線１０と向かい合って配置される。このとき、電力伝送コイル１Ｌの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向断面において、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓがお互いに正対向しない。また、好ましくは、電力伝送コイル１Ｌの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向断面において、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における全ての辺Ｓがお互いに正対向しない。また、さらに好ましくは、電力伝送コイル１Ｌの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向断面において、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。
【００６０】
ここで、電力伝送コイル１Ｌの近接効果と図１６に示す比較例としての電力伝送コイル２Ｃの近接効果について説明する。比較例としての電力伝送コイル２Ｃは、コイル軸線Ｘ２を中心として円形コイル線２０が螺旋状に巻き回される第１層１３と、当該第１層１３の円形コイル線２０の終端部がコイル軸線Ｘ２を中心として第１層１３に重ねて螺旋状に巻き回される第２層１４とから構成される。電力伝送コイル１Ｌの第１層１３と第２層１４とのコイル軸線直交方向における間隔は、比較例としての電力伝送コイル２Ｃの第１層１３と第２層１４とのコイル軸線直交方向における間隔と略等しい。電力伝送コイル１Ｌの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０において、コイル線１０のコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。一方、比較例としての電力伝送コイル２Ｃは、コイル軸線直交方向に隣接する円形コイル線２０において、円形コイル線２０のコイル軸線方向断面における円弧部がお互いに対向する。これにより、電力伝送コイル１Ｌは、コイル軸線直交方向において、比較例としての電力伝送コイル２Ｃよりもコイル線１０とコイル線１０とが接近する領域が狭くなるので、近接効果の影響を抑制できる。
【００６１】
なお、電力伝送コイル１Ｌは、コイル軸線方向断面において、第１層１３及び第２層１４の各コイル線１０のコイル軸線方向断面がコイル軸線方向に一定間隔で並んで配置されるが、コイル線１０とコイル線１０との間にスペーサ３ｄを設けてもよい。例えば、スペーサ３ｄは、コイル軸線方向から見た場合、螺旋状に形成される。また、スペーサ３ｄは、コイル軸線方向断面において、ひし形の形状に形成される。スペーサ３ｄは、コイル軸線方向断面において、第１層１３のコイル線１０と第２層１４のコイル線１０とで形成されるひし形の隙間に装着される。これにより、電力伝送コイル１Ｌは、コイル軸線直交方向における第１層１３と第２層１４との間隔を精度よく一定に保つことができると共に、コイル軸線方向における第１層１３及び第２層１４のコイル線１０の間隔を精度よく一定に保つことができる。
【００６２】
また、電力伝送コイル１Ｌは、第１層１３及び第２層１４において、電力伝送コイル１Ｌのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１Ｌのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、異なる向きに配置してもよい。例えば、図１７に示すように、電力伝送コイル１Ｍは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。また、電力伝送コイル１Ｍは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。さらに、図１７に示す例では、電力伝送コイル１Ｎは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。また、電力伝送コイル１Ｎは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。
【００６３】
次に、電力伝送コイル１Ｌ、１Ｍ、１Ｎのシミュレーションの結果について説明する。図１７に示すように、電力伝送コイル１Ｌ、１Ｍ、１Ｎは、比較例としての電力伝送コイル２Ｃと比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、電流密度がより均等に近いことが分かる。また、電力伝送コイル１Ｌ、１Ｍ、１Ｎは、電力伝送コイル２Ｃよりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態１の変形例４は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｎのオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｌのオームロスが少なく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｍのオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態１の変形例４は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｎが最も抵抗値が小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｌの抵抗値が小さく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｍの抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態１の変形例４は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｎが最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｌが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｍが有効であることが分かる。
【００６４】
以上のように、実施形態１の変形例４に係る螺旋状の電力伝送コイル１Ｌ、１Ｍ、１Ｎは、コイル線１０が巻き回される第１層１３と第２層１４とを有し、少なくとも、電力伝送コイル１Ｌ、１Ｍ、１Ｎのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル軸線直交方向（積層方向）に隣接するコイル線１０において、コイル線１０のコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。これにより、電力伝送コイル１Ｌ、１Ｍ、１Ｎは、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０において、コイル線１０とコイル線１０とが接近する領域を狭くすることができるので、コイル軸線直交方向においても近接効果の影響を受け難くすることができる。
【００６５】
〔実施形態１の変形例５〕
次に、実施形態１の変形例５について説明する。実施形態１の変形例５は、電力伝送コイル１Ｐが螺旋状に形成される点で実施形態１と異なる。また、実施形態１の変形例５は、電力伝送コイル１Ｐの第２層１４のコイル線１０の向きが実施形態１の変形例４と異なる。
【００６６】
図１８は、実施形態１の変形例５に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図１９は、実施形態１の変形例５に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【００６７】
電力伝送コイル１Ｐは、図１８に示すように、コイル軸線Ｘ２を中心としてコイル線１０が２層に渡ってコイル軸線方向に螺旋状に巻き回されたコイルである。例えば、電力伝送コイル１Ｐは、コイル軸線Ｘ２を中心としてコイル線１０が螺旋状に巻き回される第１層１３と、当該第１層１３のコイル線１０の終端部がコイル軸線Ｘ２を中心として第１層１３に重ねて螺旋状に巻き回される第２層１４とから構成される。
【００６８】
電力伝送コイル１Ｐの第２層１４は、実施形態１の変形例４の電力伝送コイル１Ｌの第２層１４と同様の構成である。つまり、電力伝送コイル１Ｐの第２層１４のコイル線１０は、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１がコイル軸線方向に平行する第１直線上に位置し、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、コイル線１０のコイル軸線方向断面における第１直線上の頂点Ｖがお互いに対向する。また、電力伝送コイル１Ｐの第１層１３のコイル線１０は、各コイル線１０のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１がコイル軸線方向に平行する第２直線上に位置し、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０に関し、コイル線１０のコイル軸線方向断面における第２直線上の頂点Ｖがお互いに対向する。電力伝送コイル１Ｐは、コイル軸線直交方向において、当該第１層１３のコイル線１０が、第２層１４のコイル線１０と向かい合って配置される。このとき、電力伝送コイル１Ｐの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向断面において、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓがお互いに正対向しない。また、好ましくは、電力伝送コイル１Ｐの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線方向断面において、コイル軸線方向に隣接するコイル線１０に関し、当該コイル線１０のコイル軸線方向断面における全ての辺Ｓがお互いに正対向しない。例えば、電力伝送コイル１Ｐの第２層１４は、コイル軸線直交方向において、当該第２層１４のコイル線１０のコイル軸線方向断面の頂点Ｖが、第１層１３のコイル線１０のコイル軸線方向断面の底辺ｓ１と対向する。
【００６９】
ここで、電力伝送コイル１Ｐの近接効果と比較例としての電力伝送コイル２Ｃの近接効果について説明する。電力伝送コイル１Ｐの第１層１３と第２層１４とのコイル軸線直交方向における間隔は、比較例としての電力伝送コイル２Ｃの第１層１３と第２層１４とのコイル軸線直交方向における間隔と略等しい。電力伝送コイル１Ｐの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０において、第２層１４のコイル軸線方向断面における頂点Ｖと第１層１３のコイル軸線方向断面における底辺ｓ１とが対向する。一方、比較例としての電力伝送コイル２Ｃの第１層１３と第２層１４とは、コイル軸線直交方向に隣接する円形コイル線２０において、円形コイル線２０のコイル軸線方向断面における円弧部がお互いに対向する。これにより、電力伝送コイル１Ｐは、コイル軸線直交方向において、比較例としての電力伝送コイル２Ｃよりもコイル線１０とコイル線１０とが接近する領域が狭くなるので、近接効果の影響を抑制できる。
【００７０】
なお、電力伝送コイル１Ｐは、コイル軸線方向断面において、第１層１３及び第２層１４の各コイル線１０のコイル軸線方向断面がコイル軸線方向に一定間隔で並んで配置されるが、コイル線１０の位置を固定するために、図１８に示すように、コイル線１０とコイル線１０との間にスペーサ３ｅを設けてもよい。例えば、スペーサは３ｅは、コイル軸線方向から見た場合、コイル軸線直交方向に２層に渡って螺旋状に形成される。また、スペーサ３ｅは、コイル軸線方向断面において、正三角形の形状に形成される。スペーサ３ｅは、コイル軸線方向断面において、コイル軸線方向に第１層１３のコイル線１０と第１層１３のコイル線１０とで形成される正三角形の隙間と、コイル軸線方向に第２層１４のコイル線１０と第２層１４のコイル線１０とで形成される正三角形の隙間とに装着される。これにより、電力伝送コイル１Ｐは、コイル軸線方向における第１層１３及び第２層１４のコイル線１０の間隔を精度よく一定に保つことができると共に、コイル軸線直交方向における第１層１３と第２層１４との間隔も精度よく一定に保つことができる。
【００７１】
また、電力伝送コイル１Ｐは、第１層１３及び第２層１４において、電力伝送コイル１Ｐのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１Ｐのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、異なる向きに配置してもよい。例えば、図１９に示すように、電力伝送コイル１Ｑは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。また、電力伝送コイル１Ｑは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。さらに、図１９に示す例では、電力伝送コイル１Ｒは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。また、電力伝送コイル１Ｒは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。
【００７２】
次に、電力伝送コイル１Ｐ、１Ｑ、１Ｒのシミュレーションの結果について説明する。図１９に示すように、電力伝送コイル１Ｐ、１Ｑ、１Ｒは、比較例としての電力伝送コイル２Ｃと比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、電流密度がより均等に近いことが分かる。また、電力伝送コイル１Ｐ、１Ｑ、１Ｒは、電力伝送コイル２Ｃよりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態１の変形例５は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｒのオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｐのオームロスが少なく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｑのオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態１の変形例５は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｒが最も抵抗値が小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｐの抵抗値が小さく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｑの抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態１の変形例５は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた電力伝送コイル１Ｒが最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない電力伝送コイル１Ｐが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた電力伝送コイル１Ｑが有効であることが分かる。
【００７３】
以上のように、実施形態１の変形例５に係る螺旋状の電力伝送コイル１Ｐ、１Ｑ、１Ｒは、コイル線１０が巻き回される第１層１３と第２層１４とを有し、少なくとも、電力伝送コイル１Ｐ、１Ｑ、１Ｒのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル軸線直交方向（積層方向）に隣接するコイル線１０において、コイル線１０のコイル軸線方向断面における辺Ｓと頂点Ｖとがお互いに対向する。これにより、電力伝送コイル１Ｐ、１Ｑ、１Ｒは、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０においても、コイル線１０とコイル線１０とが接近する領域を狭くすることができるので、近接効果の影響を受け難くすることができる。
【００７４】
〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る非接触電力伝送ユニットについて説明する。実施形態２は、フェライト部材４を備える点で実施形態１と異なる。以下、実施形態２において、実施形態１と同様の構成の説明は省略する。
【００７５】
図２０は、実施形態２に係る電力伝送コイルの構成例を示す斜視図である。図２１は、実施形態２に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図２２は、実施形態２の比較例としての電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図２３は、実施形態２に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【００７６】
実施形態２に係る非接触電力伝送ユニット１００は、図２０に示すように、電力伝送コイル１と、フェライト部材４とを備える。フェライト部材４は、磁性体であり、環状の板状に形成される。なお、磁性体は、フェライト部材４以外に、例えば、酸化鉄、酸化クロム、コバルトなどであってもよい。フェライト部材４は、電力伝送コイル１の内周側に設けられ、電力伝送コイル１と向かい合って設置される。このとき、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面は、図２１に示すように、コイル線１０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状である。つまり、電力伝送コイル１は、コイル線１０がフェライト部材４から遠ざかるに従って末広形状である。これにより、電力伝送コイル１は、磁界の強いフェライト部材４に近い素線１１の数を相対的に少なくすることができる。従って、電力伝送コイル１は、磁界の影響を軽減できる。なお、比較例としての非接触電力伝送ユニット２Ｄは、図２２に示すように、電力伝送コイル２と、フェライト部材４とを備え、フェライト部材４と電力伝送コイル２とが向かい合って設置される。電力伝送コイル２は、上述したように、円形コイル線２０から構成されているので、円形コイル線２０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状にはならない。この結果、電力伝送コイル２は、フェライト部材４に近い素線１１の数を相対的に少なくすることができず、磁界の影響を軽減できない。
【００７７】
また、非接触電力伝送ユニット１００の電力伝送コイル１は、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面のコイル軸線直交方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１のコイル軸線方向断面のコイル軸線直交方向における両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、異なる向きに配置してもよい。例えば、図２３に示すように、非接触電力伝送ユニット１００Ａの中央部のコイル線１０ｂは、コイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する同一直線上に位置する。また、非接触電力伝送ユニット１００Ａの両端部のコイル線１０ａは、コイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する同一直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該同一直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ａは、中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状であり、両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状ではない。また、図２３に示す例では、非接触電力伝送ユニット１００Ｂは、両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する同一直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該同一直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ｂは、中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状であり、両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状ではない。
【００７８】
次に、非接触電力伝送ユニット１００、１００Ａ、１００Ｂのシミュレーションの結果について説明する。図２３に示すように、非接触電力伝送ユニット１００、１００Ａ、１００Ｂは、比較例としての非接触電力伝送ユニット２Ｄと比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、電流密度がより均等に近いことが分かる。また、非接触電力伝送ユニット１００、１００Ａ、１００Ｂは、非接触電力伝送ユニット２Ｄよりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態２は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００のオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｂのオームロスが少なく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ａのオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態２は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００の抵抗値が最も小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｂの抵抗値が小さく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ａの抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態２は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００が最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｂが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ａが有効であることが分かる。
【００７９】
以上のように、実施形態２に係る非接触電力伝送ユニット１００、１００Ａ、１００Ｂは、渦巻状の電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂと向かい合うフェライト部材４を備え、少なくとも、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル線１０がフェライト部材４に近づくに従って先細り形状である。これにより、非接触電力伝送ユニット１００、１００Ａ、１００Ｂは、磁界の強いフェライト部材４に近い素線１１の数を相対的に少なくすることができる。従って、非接触電力伝送ユニット１００、１００Ａ、１００Ｂは、電力伝送コイル１、１Ａ、１Ｂが受ける磁界の影響を軽減できる。
【００８０】
〔実施形態２の変形例１〕
次に、実施形態２の変形例１について説明する。実施形態２の変形例１は、非接触電力伝送ユニット１００Ｃの電力伝送コイル１Ｅが２層から構成される点で実施形態２と異なる。以下、実施形態２の変形例１〜５において、実施形態２と同様の構成の説明は省略する。
【００８１】
図２４は、実施形態２の変形例１に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図２５は、実施形態２の変形例１に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【００８２】
フェライト部材４は、図２４に示すように、電力伝送コイル１Ｆと向かい合って設置される。このとき、電力伝送コイル１Ｆは、第１層１３及び第２層１４のコイル線１０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状である。
【００８３】
また、電力伝送コイル１Ｆは、第１層１３及び第２層１４において、電力伝送コイル１Ｆのコイル軸線方向断面のコイル軸線直交方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１Ｆのコイル軸線方向断面のコイル軸線直交方向における両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、異なる向きに配置してもよい。例えば、図２５に示すように、非接触電力伝送ユニット１００Ｄは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｄは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ｄは、第１層１３及び第２層１４の中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状であり、第１層１３及び第２層１４の両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状ではない。さらに、図２５に示す例では、非接触電力伝送ユニット１００Ｅは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｅは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ｅは、第１層１３及び第２層１４の中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状であり、第１層１３及び第２層１４の両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状ではない。
【００８４】
次に、非接触電力伝送ユニット１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅのシミュレーションの結果について説明する。図２５に示すように、非接触電力伝送ユニット１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅは、図２５に示す比較例としての非接触電力伝送ユニット２Ｅと比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、電流密度がより均等に近いことが分かる。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅは、非接触電力伝送ユニット２Ｅよりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態２の変形例１は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｃのオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｅのオームロスが少なく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｄのオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態２の変形例１は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｃの抵抗値が最も小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｅの抵抗値が小さく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｄの抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態２の変形例１は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｃが最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｅが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｄが有効であることが分かる。
【００８５】
以上のように、実施形態２の変形例１に係る非接触電力伝送ユニット１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅは、渦巻状の２層からなる電力伝送コイル１Ｆ、１Ｇ、１Ｈと向かい合うフェライト部材４を備え、少なくとも、電力伝送コイル１Ｆ、１Ｇ、１Ｈのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル線１０がフェライト部材４に近づくに従って先細り形状である。これにより、非接触電力伝送ユニット１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅは、磁界の強いフェライト部材４に近い素線１１の数を相対的に少なくすることができる。従って、非接触電力伝送ユニット１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅは、電力伝送コイル１Ｆ、１Ｇ、１Ｈが受ける磁界の影響を軽減できる。
【００８６】
〔実施形態２の変形例２〕
次に、実施形態２の変形例２について説明する。実施形態２の変形例２は、非接触電力伝送ユニット１００Ｆの電力伝送コイル１Ｉが螺旋状に形成される点で実施形態２の変形例１と異なる。
【００８７】
図２６は、実施形態２の変形例２に係る電力伝送コイルの構成例を示す斜視図である。図２７は、実施形態２の変形例２に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図２８は、実施形態２の変形例２に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【００８８】
フェライト部材４ａは、図２６及び図２７に示すように、電力伝送コイル１Ｉと向かい合って設置される。例えば、フェライト部材４ａは、円筒状に形成され、螺旋状の電力伝送コイル１Ｉの内周面に沿って設置される。このとき、電力伝送コイル１Ｉは、コイル線１０がコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状である。
【００８９】
また、非接触電力伝送ユニット１００Ｆは、電力伝送コイル１Ｉのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１Ｉのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、異なる向きに配置してもよい。例えば、図２８に示すように、非接触電力伝送ユニット１００Ｇは、両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する同一直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該同一直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ｇは、中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状であり、両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状ではない。また、図２８に示す例では、非接触電力伝送ユニット１００Ｈは、両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する同一直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該同一直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ｈは、中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状であり、両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状ではない。
【００９０】
次に、非接触電力伝送ユニット１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈのシミュレーションの結果について説明する。図２８に示すように、非接触電力伝送ユニット１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈは、図２８に示す比較例としての非接触電力伝送ユニット２Ｆと比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、電流密度がより均等に近いことが分かる。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈは、非接触電力伝送ユニット２Ｆよりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態２の変形例２は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｆのオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｇのオームロスが少なく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｈのオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態２の変形例２は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｆの抵抗値が最も小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｇの抵抗値が小さく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｈの抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態２の変形例２は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｆが最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｇが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｈが有効であることが分かる。
【００９１】
以上のように、実施形態２の変形例２に係る非接触電力伝送ユニット１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈは、螺旋状の電力伝送コイル１Ｉ、１Ｊ、１Ｋと向かい合うフェライト部材４ａを備え、少なくとも、電力伝送コイル１Ｉ、１Ｊ、１Ｋのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル線１０がフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状である。これにより、非接触電力伝送ユニット１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈは、磁界の強いフェライト部材４ａに近い素線１１の数を相対的に少なくすることができる。従って、非接触電力伝送ユニット１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈは、電力伝送コイル１Ｉ、１Ｊ、１Ｋが受ける磁界の影響を軽減できる。
【００９２】
〔実施形態２の変形例３〕
次に、実施形態２の変形例３について説明する。実施形態２の変形例３は、非接触電力伝送ユニット１００Ｉの電力伝送コイル１Ｐが２層に渡って螺旋状に形成される点で実施形態２の変形例２と異なる。
【００９３】
図２９は、実施形態２の変形例３に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図３０は、実施形態２の変形例３に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【００９４】
フェライト部材４ａは、図２９に示すように、電力伝送コイル１Ｐと向かい合って設置される。例えば、フェライト部材４ａは、螺旋状の電力伝送コイル１Ｐの内周面に沿って設置される。このとき、電力伝送コイル１Ｐは、第１層１３及び第２層１４のコイル線１０がコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状である。
【００９５】
また、非接触電力伝送ユニット１００Ｉは、第１層１３及び第２層１４において、電力伝送コイル１Ｐのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１Ｐのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、異なる向きに配置してもよい。例えば、図３０に示すように、非接触電力伝送ユニット１００Ｊは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｊは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ｊは、第１層１３及び第２層１４の中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状であり、第１層１３及び第２層１４の両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状ではない。また、図３０に示す例では、非接触電力伝送ユニット１００Ｋは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｋは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ｋは、第１層１３及び第２層１４の中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状であり、第１層１３及び第２層１４の両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状ではない。
【００９６】
次に、非接触電力伝送ユニット１００Ｉ、１００Ｊ、１００Ｋのシミュレーションの結果について説明する。図３０に示すように、非接触電力伝送ユニット１００Ｉ、１００Ｊ、１００Ｋは、図３０に示す比較例としての非接触電力伝送ユニット２Ｇと比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、電流密度がより均等に近いことが分かる。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｉ、１００Ｊ、１００Ｋは、非接触電力伝送ユニット２Ｇよりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態２の変形例３は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｉのオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｋのオームロスが少なく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｊのオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態２の変形例３は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｉの抵抗値が最も小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｋの抵抗値が小さく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｊの抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態２の変形例３は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｉが最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｋが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｊが有効であることが分かる。
【００９７】
以上のように、実施形態２の変形例３に係る非接触電力伝送ユニット１００Ｉ、１００Ｊ、１００Ｋは、螺旋状の２層からなる電力伝送コイル１Ｐ、１Ｑ、１Ｒと向かい合うフェライト部材４ａを備え、少なくとも、電力伝送コイル１Ｐ、１Ｑ、１Ｒのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル線１０がフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状である。これにより、非接触電力伝送ユニット１００Ｉ、１００Ｊ、１００Ｋは、磁界の強いフェライト部材４ａに近い素線１１の数を相対的に少なくすることができる。従って、非接触電力伝送ユニット１００Ｉ、１００Ｊ、１００Ｋは、電力伝送コイル１Ｐ、１Ｑ、１Ｒが受ける磁界の影響を軽減できる。
【００９８】
〔実施形態３〕
次に、実施形態３について説明する。実施形態３は、非接触電力伝送ユニット１００Ｌの電力伝送コイル１Ｃが２層に渡って渦巻状に形成される点で実施形態２と異なる。
【００９９】
図３１は、実施形態３に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図３２は、実施形態３に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【０１００】
フェライト部材４は、図３１に示すように、渦巻状の電力伝送コイル１Ｃと向かい合って設置される。このとき、電力伝送コイル１Ｃは、第１層１３のコイル線１０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状であり、第２層１４のコイル線１０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って末広形状である。つまり、この例では、電力伝送コイル１Ｃは、第２層１４のコイル線１０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状ではない。
【０１０１】
また、非接触電力伝送ユニット１００Ｌは、第１層１３及び第２層１４において、電力伝送コイル１Ｃのコイル軸線方向断面のコイル軸線直交方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１Ｃのコイル軸線方向断面のコイル軸線直交方向における両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、異なる向きに配置してもよい。例えば、図３２に示すように、非接触電力伝送ユニット１００Ｍは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｍは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ｍは、第１層１３の中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状に形成され、第２層１４の中央部のコイル線１０ｂ、第１層１３の両端部、及び、第２層１４の両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状ではない。また、図３２に示す例では、非接触電力伝送ユニット１００Ｎは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｎは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に直交する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ｎは、第１層１３の中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状であり、第２層１４の中央部のコイル線１０ｂ、第１層１３の両端部、及び、第２層１４の両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線方向にフェライト部材４に近づくに従って先細り形状ではない。
【０１０２】
次に、非接触電力伝送ユニット１００Ｌ、１００Ｍ、１００Ｎのシミュレーションの結果について説明する。図３２に示すように、非接触電力伝送ユニット１００Ｌ、１００Ｍ、１００Ｎは、比較例としての非接触電力伝送ユニット２Ｅと比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、電流密度がより均等に近いことが分かる。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｌ、１００Ｍ、１００Ｎは、非接触電力伝送ユニット２Ｅよりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態３は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｎのオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｌのオームロスが少なく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｍのオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態３は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｎが最も抵抗値が小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｌの抵抗値が小さく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｍの抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態３は、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｎが最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｌが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｍが有効であることが分かる。
【０１０３】
以上のように、実施形態３に係る非接触電力伝送ユニット１００Ｌ、１００Ｍ、１００Ｎは、渦巻状の２層からなる電力伝送コイル１Ｃ、１Ｄ、１Ｅと向かい合うフェライト部材４を備え、少なくとも、電力伝送コイル１Ｃ、１Ｄ、１Ｅのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル線１０がフェライト部材４に近づくに従って先細り形状と末広形状の両方を含むものである。非接触電力伝送ユニット１００Ｌ、１００Ｍ、１００Ｎは、フェライト部材４に近づくに従って末広形状のコイル線１０を含むが、上述のように、近接効果の影響を受け難くすることができるので、オームロス及び抵抗値を少なくすることができる。
【０１０４】
〔実施形態３の変形例１〕
次に、実施形態３に係る変形例１の非接触電力伝送ユニットについて説明する。実施形態３の変形例１は、非接触電力伝送ユニット１００Ｐの電力伝送コイル１Ｌが２層に渡って螺旋状に形成される点で実施形態３と異なる。
【０１０５】
図３３は、実施形態３の変形例１に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図３４は、実施形態３の変形例１に係る電力伝送コイルのシミュレーションの結果を示す図である。
【０１０６】
フェライト部材４ａは、図３３に示すように、螺旋状の電力伝送コイル１Ｌと向かい合って設置される。このとき、電力伝送コイル１Ｌは、第２層１４のコイル線１０がコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状であり、第１層１３のコイル線１０がコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って末広形状である。つまり、この例では、電力伝送コイル１Ｌは、第１層１３のコイル線１０がコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状ではない。
【０１０７】
また、非接触電力伝送ユニット１００Ｐは、第１層１３及び第２層１４において、電力伝送コイル１Ｌのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａ（以下、両端部のコイル線１０ａともいう。）と、電力伝送コイル１Ｌのコイル軸線方向断面のコイル軸線方向における両端のコイル線１０ａを除いた部分のコイル線１０ｂ（以下、中央部のコイル線１０ｂともいう。）とは、異なる向きに配置してもよい。例えば、図３４に示すように、非接触電力伝送ユニット１００Ｑは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｑは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して４５°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ｑは、第２層１４の中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状であり、第１層１３の中央部のコイル線１０ｂ、第１層１３の両端部、及び、第２層１４の両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状ではない。また、図３４に示す例では、非接触電力伝送ユニット１００Ｒは、第１層１３の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第１直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第１直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｒは、第２層１４の両端部のコイル線１０ａのコイル軸線方向断面における底辺ｓ１が、コイル軸線方向に平行する第２直線上に位置せず、底辺ｓ１と向かい合う頂点Ｖが中央部のコイル線１０ｂを向くように当該第２直線に対して９０°程度の傾きを有して配置される。この場合、非接触電力伝送ユニット１００Ｒは、第２層１４の中央部のコイル線１０ｂのみがコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状であり、第１層１３の中央部のコイル線１０ｂ、第１層１３の両端部、及び、第２層１４の両端部のコイル線１０ａに関しては、コイル線１０がコイル軸線直交方向にフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状ではない。
【０１０８】
次に、非接触電力伝送ユニット１００Ｐ、１００Ｑ、１００Ｒのシミュレーションの結果について説明する。図３４に示すように、非接触電力伝送ユニット１００Ｐ、１００Ｑ、１００Ｒは、比較例としての非接触電力伝送ユニット２Ｇと比較して、高周波の電流がコイル線１０の素線１１の局部に集中せず、電流密度がより均等に近いことが分かる。また、非接触電力伝送ユニット１００Ｐ、１００Ｑ、１００Ｒは、非接触電力伝送ユニット２Ｇよりも、オームロスが少なく、抵抗値が小さいことが分かる。また、実施形態３の変形例１は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｐのオームロスが最も少なく、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｒのオームロスが少なく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｑのオームロスが少ないことが分かる。また、実施形態３の変形例１は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｐの抵抗値が最も小さく、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｒの抵抗値が小さく、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｑの抵抗値が小さいことが分かる。これにより、実施形態３の変形例１は、両端部のコイル線１０ａが傾いていない非接触電力伝送ユニット１００Ｐが最も有効であり、次に、両端部のコイル線１０ａが約９０°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｒが有効であり、その次に、両端部のコイル線１０ａが約４５°傾いた非接触電力伝送ユニット１００Ｑが有効であることが分かる。
【０１０９】
以上のように、実施形態３の変形例１に係る非接触電力伝送ユニット１００Ｐ、１００Ｑ、１００Ｒは、螺旋状の２層からなる電力伝送コイル１Ｌ、１Ｍ、１Ｎと向かい合うフェライト部材４ａを備え、少なくとも、電力伝送コイル１Ｌ、１Ｍ、１Ｎのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ａを除いた部分に関し、コイル線１０がフェライト部材４ａに近づくに従って先細り形状と末広形状の両方を含むものである。非接触電力伝送ユニット１００Ｐ、１００Ｑ、１００Ｒは、フェライト部材４ａに近づくに従って末広形状のコイル線１０を含むが、上述のように、近接効果の影響を受け難くすることができるので、オームロス及び抵抗値を少なくすることができる。
【０１１０】
〔実施形態４〕
次に、実施形態４に係る非接触電力伝送ユニットについて説明する。実施形態４は、ボビンを使用してコイル軸線方向断面が多角形、例えば、正三角形の電力伝送コイル１を形成する点で実施形態１と異なる。実施形態４は、１つの層からなる渦巻状の電力伝送コイル１を形成する例について説明する。図３５は、実施形態４に係る電力伝送コイルのボビンの構成例を示す断面図である。図３６は、実施形態４に係る電力伝送コイルのボビンの使用例を示す断面図である。
【０１１１】
非接触電力伝送ユニット１００Ｓは、図３５に示すように、板状のボビン５を備える。ボビン５は、絶縁材から形成され、渦巻状のボビン溝部５ａを有する。ボビン溝部５ａは、例えば、当該ボビン溝部５を溝部軸線方向（コイル軸線方向）に沿って切断した断面が正三角形に形成される。具体的には、ボビン溝部５ａは、当該ボビン溝部５を溝部軸線方向に切断した断面である溝部軸線断面において、例えば、溝部軸線方向に１つの頂点Ｖ１が位置し、溝部軸線方向に直交する溝部軸線直交方向（コイル軸線直交方向）に２つの頂点Ｖ２が位置する。ボビン５は、円形コイル線２０からなる電力伝送コイル２がボビン溝部５ａに圧入される。ボビン５は、図３６に示すように、ボビン溝部５ａに圧入された円形コイル線２０をボビン溝部５ａの溝部軸線断面における正三角形の形状に沿って、円形コイル線２０のコイル軸線方向断面の形状を正三角形に形成すると共に、渦巻状の電力伝送コイル１Ｓを形成する。電力伝送コイル１Ｓは、コイル軸線方向断面が正三角形であるコイル線１０がボビン５のボビン溝部５ａに圧入された状態で車両や電気設備などに組み付けられ、電力伝送を行う。また、電力伝送コイル１Ｓは、コイル線１０がボビン溝部５ａに圧入された状態でフェライト部材４と向かい合って設置してもよい。なお、実施形態４は、渦巻状の電力伝送コイル１Ｓを形成する例について説明したが、螺旋状の電力伝送コイルを形成する場合にも適用可能である。
【０１１２】
以上のように、実施形態４に係る非接触電力伝送ユニット１００Ｓは、渦巻状のボビン溝部５ａを有するボビン５を備え、ボビン溝部５ａに圧入された円形コイル線２０をボビン溝部５ａの溝部軸線断面における正三角形の形状に沿って、円形コイル線２０のコイル軸線方向断面の形状が正三角形に形成された電力伝送コイル１Ｓを備える。これにより、非接触電力伝送ユニット１００Ｓは、コイル軸線方向断面が正三角形のコイル線１０を容易に形成することができる。
【０１１３】
なお、実施形態４に係る非接触電力伝送ユニット１００Ｓは、絶縁性のボビン５の代わりにフェライトなどの磁性体で形成してもよい。フェライトなどの磁性体の場合は、ボビン５のように、フェライト部材４と向かい合って設置する必要はない。
【０１１４】
また、電力伝送コイル１Ｓは、円形コイル線２０を図示しない正三角形の断面形状のシースに押し出し、コイル軸線方向断面が正三角形であるコイル線１０を形成してもよい。シースは、例えば、絶縁性の樹脂材を押出成形することによって形成される。
【０１１５】
〔実施形態５〕
実施形態５に係る電力伝送コイルについて説明する。実施形態５は、コイル軸線方向断面が台形である点で、実施形態１と異なる。図３７は、実施形態５に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。図３８は、実施形態５に係る電力伝送コイルの要部の構成例を示す断面図である。図３９は、実施形態５の変形例１に係る電力伝送コイルの構成例を示す断面図である。
【０１１６】
電力伝送コイル１Ｕは、図３７及び図３８に示すように、例えば、コイル線１０ｃが渦巻状に巻き回されて形成される。電力伝送コイル１Ｕは、コイル線１０ｃのコイル軸線方向断面が台形である。電力伝送コイル１Ｕは、電力伝送コイル１Ｕのコイル軸線方向断面において、例えば、辺ｓ２と辺ｓ３とがお互いに平行であり、辺ｓ２が最も長い辺である。電力伝送コイル１Ｕは、電力伝送コイル１Ｕのコイル軸線方向断面において、例えば、各コイル線１０ｃのコイル軸線方向断面が、コイル軸線直交方向（巻回方向）に一定間隔で並んで配置される。このとき、電力伝送コイル１Ｕは、電力伝送コイル１Ｕのコイル軸線方向断面において、コイル軸線直交方向（巻回方向）に隣接するコイル線１０ｃに関し、当該コイル線１０ｃのコイル軸線方向断面における台形の最も長い辺ｓ２がお互いに正対向しない。また、好ましくは、電力伝送コイル１Ｕは、コイル軸線直交方向（巻回方向）に隣接するコイル線１０ｃにおいて、コイル線１０ｃのコイル軸線方向断面における辺Ｓ（例えば、辺ｓ２、辺ｓ３）がコイル軸線直交方向（巻回方向）に沿った同一直線上に位置し、コイル線１０ｃのコイル軸線方向断面における頂点Ｖがお互いに対向する。
【０１１７】
また、電力伝送コイル１Ｕは、図３９に示すように、コイル線１０ｃがコイル軸線直交方向（巻回方向）に巻き回される第１層１３と、第１層１３のコイル線１０ｃから連続してコイル線１０ｃがコイル軸線直交方向（巻回方向）に巻き回される第２層１４とを有し、少なくとも、当該電力伝送コイル１Ｕのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ｃを除いた部分に関し、第１層１３と第２層１４とがコイル軸線直交方向（巻回方向）に直交する積層方向に積層され、積層方向に隣接するコイル線１０ｃにおいて、当該コイル線１０ｃのコイル軸線方向断面における最も長い辺Ｓ（例えば、辺ｓ２）がお互いに正対向しない。実施形態５では、電力伝送コイル１Ｕの第１層１３は、コイル軸線方向（積層方向）において、当該第１層１３のコイル線１０ｃのコイル軸線方向断面の辺ｓ３が、第２層１４のコイル線１０ｃのコイル軸線方向断面の辺ｓ３と正対向する。
【０１１８】
以上のように、実施形態５に係る電力伝送コイル１Ｕは、電力伝送コイル１Ｕのコイル軸線方向断面において、コイル軸線直交方向（巻回方向）に隣接するコイル線１０ｃに関し、当該コイル線１０ｃのコイル軸線方向断面における台形の最も長い辺ｓ２がお互いに正対向しない。これにより、電力伝送コイル１Ｕは、コイル軸線直交方向に隣接するコイル線１０ｃにおいて、コイル線１０ｃとコイル線１０ｃとが接近する領域を狭くすることができるので、近接効果の影響を受け難くすることができる。
【０１１９】
なお、図示しないが、コイル線１０ｃが螺旋状に巻き回されていても、実施形態５と同様の効果を得ることができる。また、図示しないが、非接触電力伝送ユニットは、コイル線１０ｃが渦巻状又は螺旋状に巻き回された電力伝送コイルを備え、電力伝送コイルと向かい合うフェライト部材を備え、電力伝送コイルは、少なくとも、当該電力伝送コイルのコイル軸線方向断面における両端のコイル線１０ｃを除いた部分に関し、コイル線１０ｃがフェライト部材に近づくに従って先細り形状である。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍ、１Ｎ、１Ｐ、１Ｑ、１Ｒ、１Ｓ、１Ｕ  電力伝送コイル
１０、１０ｃ  コイル線
１０ａ  両端部のコイル線
１０ｂ  中央部のコイル線
１１  素線
１２  被覆部材
１３  第１層
１４  第２層
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ  スペーサ
４、４ａ、４０  フェライト部材
５  ボビン
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈ、１００Ｉ、１００Ｊ、１００Ｋ、１００Ｌ、１００Ｍ、１００Ｎ、１００Ｐ、１００Ｑ、１００Ｒ、１００Ｓ  非接触電力伝送ユニット
Ｓ  辺
ｓ１  底辺
Ｖ  頂点
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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