(57)【要約】      （修正有）【課題】導線の冷却効率を向上させることができるコイル装置を提供する。【解決手段】コイル装置１は、導線１０と、導線１０を保持する保持部材２０と、を含むコイル部２を備えている。保持部材２０には、冷却流体が流れる冷却流路３０が設けられている。保持部材２０は、導線１０を保持する第１領域Ａと、第１領域Ａの外側の第２領域Ｂと、を有し、冷却流路３０は、第２領域Ｂに設けられている。この場合、第１領域Ａは、導線１０によって加熱され、第２領域Ｂは、冷却流体によって冷却される。このため、第１領域Ａと第２領域Ｂとの間には、温度勾配が生じる。この温度勾配によって、導線１０の熱は、冷却流体に円滑に伝達される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線と、前記導線を保持する保持部材と、を含むコイル部を備え、
前記保持部材には、冷却流体が流れる冷却流路が設けられている、コイル装置。
【請求項２】
前記保持部材は、前記導線を保持する第１領域と、前記第１領域の外側の第２領域と、を含み、
前記冷却流路は、前記第２領域に設けられている、請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記冷却流路は、前記第１領域を取り囲むように設けられている、請求項２に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記保持部材は、前記導線を保持する第１領域と、前記第１領域の外側の第２領域と、を含み、
前記冷却流路は、前記第１領域の中央部から前記第２領域に至るまで延びている、請求項１に記載のコイル装置。
【請求項５】
前記導線は、前記保持部材において巻回されて、互いに隣り合う複数の延在部を含み、
前記冷却流路は、前記導線の前記複数の延在部の間に設けられている、請求項１に記載のコイル装置。
【請求項６】
前記導線は、前記保持部材内で延在する複数の延在部を含み、
前記冷却流路は、少なくとも１つの前記延在部の外周面を取り囲むように設けられている、請求項１に記載のコイル装置。
【請求項７】
前記冷却流路は、流路径が異なる複数の流路部から構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項８】
前記コイル部を収容するハウジングを更に備え、
前記冷却流路は、前記ハウジングの外側と連通している、請求項１〜７のいずれか一項に記載のコイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触給電システムは、送電装置の一部である送電用のコイル装置と、受電装置の一部である受電用のコイル装置と、を備え、電磁誘導方式、磁界共鳴方式等のコイル間の磁気結合を利用して、非接触での給電を実現している。このようなコイル装置では、コイルの内部抵抗によって熱が発生し、コイル装置内の温度が上昇する。この結果、例えば、導線の被覆が劣化し電気絶縁性が低下してしまう。
【０００３】
従来のコイル装置として、コイルの温度上昇を抑制するコイル装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載のコイル装置は、コイルを収容するための筐体として保護部材を備えている。この保護部材には、発熱したコイルを冷却するために、水等の液体が流れる流路が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２８１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したようなコイル装置では、コイル（導線）で発生した熱は、導線と保護部材との間に存在する空気を経由した後に、保護部材の流路内の流体に伝達される。すなわち、導線から生じた熱の伝達経路には、空気が存在する。このため、導線の冷却効率の低下を招いていた。
【０００６】
本発明は、導線の冷却効率を向上させることができるコイル装置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】
【０００７】
本発明の一態様に係るコイル装置は、導線と、導線を保持する保持部材と、を含むコイル部を備え、保持部材には、冷却流体が流れる冷却流路が設けられている。
【０００８】
このコイル装置では、保持部材には、冷却流体が流れる冷却流路が設けられている。これにより、導線で発生した熱は、保持部材を介して冷却流路内の冷却流体に直接伝達される。よって、導線の冷却効率を向上させることができる。
【０００９】
いくつかの態様において、保持部材は、導線を保持する第１領域と、第１領域の外側の第２領域と、を有し、冷却流路は、第２領域に設けられている。この場合、第１領域は、導線によって加熱され、第２領域は、冷却流体によって冷却される。このため、第１領域と第２領域との間には、温度勾配が生じる。この温度勾配によって、導線の熱は、冷却流体に円滑に伝達される。これにより、導線の冷却効率を確実に向上させることができる。
【００１０】
いくつかの態様において、冷却流路は、第１領域を取り囲むように設けられている。この場合、第１領域の周囲を冷却流体が流れる。このため、導線の熱は、第１領域の周囲に向かって広がるように伝達される。よって、導線の冷却効率を一層向上させることができる。
【００１１】
いくつかの態様において、保持部材は、導線を保持する第１領域と、第１領域の外側の第２領域と、を有し、冷却流路は、第１領域の中央部から第２領域に至る。第１領域の中央部は、熱がこもりやすく、温度上昇しやすい傾向にある。このため、例えば第１領域の中央部側から冷却流体を供給することにより、冷却流体の冷却能力が高いうちに、温度上昇しやすい第１領域の中央部を冷却することができる。したがって、導線の冷却効率を一層向上させることができる。なお、第１領域の外周部は、第１領域の中央部よりも温度上昇しにくい。このため、第１領域の中央部を通過した後の冷却流体を用いても、第１領域の外周部は十分に冷却され得る。
【００１２】
いくつかの態様において、導線は、保持部材において巻回されて、互いに隣り合う複数の延在部を含み、冷却流路は、導線の複数の延在部の間に設けられている。この場合、導線（延在部）と冷却流路との距離（熱の伝達経路の長さ）が短くなるので、導線の冷却効率を一層向上させることができる。
【００１３】
いくつかの態様において、導線は、保持部材内で延在する複数の延在部を含み、冷却流路は、少なくとも１つの延在部の外周面を取り囲むように設けられている。この場合、導線の周囲を冷却流体が流れる。このため、導線の熱は、導線の周囲に向かって伝達される。これにより、導線の冷却効率を一層向上させることができる。
【００１４】
いくつかの態様において、冷却流路は、流路径が異なる複数の流路部から構成されている。この場合、保持部材の温度上昇しやすい領域では、流路部の流路径を小さくすることにより、冷却流体の流速を増大させ、導線の冷却効率を向上させることができる。その一方で、保持部材の温度上昇しにくい領域では、流路部の流路径を大きくすることにより、冷却流路の圧力損失を軽減させ、冷却流体の円滑な流通を担保することができる。
【００１５】
いくつかの態様において、コイル部を収容するハウジングを更に備え、冷却流路は、ハウジングの外側と連通している。この場合、冷却流体は、ハウジングの外側から供給されるため、ハウジングの外側で所望の温度に調整された冷却流体をハウジング内に供給することができる。これにより、導線の冷却効率を確実に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のいくつかの態様によれば、導線の冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るコイル装置の全体構成図である。
【図２】図１のコイル装置の平面図である。
【図３】図２のIII-III線に沿った断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るコイル装置の平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るコイル装置の平面図である。
【図６】図５のVI-VI線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係るコイル装置の平面図である。
【図８】図７のVIII-VIII線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係るコイル装置の平面図である。
【図１０】図９のX-X線に沿った断面図である。
【図１１】図４のコイル装置の変形例の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
［第１実施形態］
【００１９】
図１〜図３を参照して、第１実施形態に係るコイル装置１について説明する。コイル装置１は、例えば非接触給電システムに適用される。非接触給電システムは、送電装置から受電装置に電力を供給するためのシステムである。送電装置及び受電装置は、上下方向に離間している。送電装置は、駐車場等に設置され、受電装置は、電気自動車（Electric  Vehicle）ＥＶに搭載される。非接触給電システムは、駐車場等に到着した電気自動車ＥＶに対し、磁界共鳴方式又は電磁誘導方式等を利用して、電力を供給するように構成されている。コイル装置１は、このような送電装置の一部である送電用のコイル装置、及び／又は受電装置の一部である受電用のコイル装置として適用される。なお、図面中の座標は、送電用のコイル装置と受電用のコイル装置とが、給電時に対向する方向を上下方向Ｚとする。上下方向Ｚに直交する方向を、方向Ｘ及び方向Ｙとする。方向Ｘと方向Ｙとは互いに直交する。
【００２０】
コイル装置１は、図３に示されるように、平板状のコイル部２と、コイル部２が載置された平板状の磁性部材６と、コイル部２及び磁性部材６を収容するハウジング７と、を備えている。コイル部２は、導線１０と、導線１０を保持する保持部材２０と、を含んでいる。磁性部材６は、コイル部２から発生した磁力線の方向付け及び集約を行う。磁性部材６は、例えば、磁性体（フェライト板等）である。
【００２１】
ハウジング７は、例えば扁平な直方体状であって、平板状のベース７ａと、コイル部２を覆うカバー７ｂと、を含んでいる。ベース７ａ上には、磁性部材６を介してコイル部２が載置されている。ベース７ａは、コイル装置１の強度を確保し、コイル部２に因る磁束がベース７ａの裏側（カバー７ｂ側とは反対側）に漏れることを抑えている。ベース７ａは、例えば非磁性及び導電性の材料（銅、アルミニウム等）で形成されている。カバー７ｂは、ベース７ａ側に開口部を有し、コイル部２の表面（カバー７ｂ側の面）と対面している。カバー７ｂは、例えば非磁性及び絶縁性の材料（ポリフェニレンサルファイド樹脂等）で形成されている。ベース７ａの周縁部とカバー７ｂの開口部の周縁部とが合わさることにより、コイル部２及び磁性部材６の収容空間が形成される。
【００２２】
コイル装置１は、図１に示されるように、熱交換器８と、熱交換器８に接続された供給管３及び排出管４と、ポンプ５と、を更に備えている。熱交換器８は、内部を流通する冷却流体を所望の温度に調整する。冷却流体としては、例えば絶縁油が用いられる。冷却流体は、これに限られず、熱伝達性を有する流体であればよい。冷却流体は、例えば水であってもよい。熱交換器８は、ハウジング７の外側に配置されている。供給管３及び排出管４の一方の端部は、熱交換器８内で連結されている。供給管３及び排出管４の他方の端部は、それぞれカバー７ｂを貫通している。供給管３及び排出管４と、保持部材２０に設けられた冷却流路３０とは、冷却流体を循環させる循環流路を構成している。ポンプ５は、当該循環流路のいずれかに設けられている。ポンプ５は、例えば排出管４に設けられている。ポンプ５が駆動すると、循環流路を冷却流体が循環する。
【００２３】
続いて、コイル部２に含まれる導線１０及び保持部材２０について詳細に説明する。
【００２４】
導線１０は、図２に示されるように、保持部材２０の表面側において平面渦巻状に巻回されている。なお、図２において、カバー７ｂの図示は省略されている。導線１０は、略矩形状に巻かれている。コイル部２は、サーキュラー型のコイル部である。サーキュラー型のコイル部２において、導線１０は、巻軸方向（上下方向Ｚ）から見て、矩形、円形、楕円形等の種々の形状に巻回され得る。導線１０としては、例えば銅もしくはアルミニウムの単線、リッツ線、又はバスバー等が用いられる。
【００２５】
導線１０は、リッツ線であることが好ましい。特に、非接触給電システムでは、電力伝送距離の拡張や伝送効率の向上等のために高周波（例えば、ｋＨｚオーダ以上）の電流をコイル装置１に流すことがある。一般的に導線１０に流れる電流が高周波であるほど、導線１０で生じる表皮効果が大きくなる。表皮効果が大きくなるほど、導線１０での抵抗が増加し、熱損失が増加してしまう。熱損失の増加は、非接触給電システム全体の電力効率（例えば、送電装置側の電源出力に対する受電装置側のバッテリ入力の割合）の低下につながる。表皮効果を抑えるために、リッツ線が用いられる。リッツ線は、互いに絶縁された複数の導体素線が撚り合わされたものである。
【００２６】
コイル部２における導線１０の配置について、より詳細に説明する。導線１０は、複数の第１延在部１１と、複数の第２延在部１２と、複数の第３延在部１３と、複数の第４延在部１４と、第１引出部１５と、第２引出部１６と、を含んでいる。第１延在部１１、第２延在部１２、第３延在部１３、及び第４延在部１４は、例えば直線状をなしており、順に連続することにより、導線１０の各周を構成している。第１延在部１１及び第３延在部１３は、方向Ｙに沿って延在している。第２延在部１２及び第４延在部１４は、方向Ｘに沿って延在している。第１延在部１１と第２延在部１２との間、第２延在部１２と第３延在部１３との間、第３延在部１３と第４延在部１４との間、第４延在部１４と第１延在部１１との間には、それぞれ略直角に湾曲した折曲部が設けられている。複数の第１延在部１１は、互いに平行であり、所定の間隔を有している。複数の第２延在部１２は、互いに平行であり、所定の間隔を有している。複数の第３延在部１３は、互いに平行であり、所定の間隔を有している。複数の第４延在部１４は、互いに平行であり、所定の間隔を有している。
【００２７】
第１引出部１５は、導線１０の最も内側に位置する第１延在部１１の先端から、保持部材２０の裏面（ベース７ａ側の面）側に引き出されている。第１引出部１５は、第１延在部１１の延在方向と略平行に延びており、保持部材２０の外側まで引き出されている。第２引出部１６は、最も外側に位置する第３延在部１３の先端から引き出されている。第２引出部１６は、第３延在部１３の延在方向と略平行に延びており、保持部材２０の外側まで引き出されている。第１引出部１５と第２引出部１６とは、同方向に、例えば第４延在部１４が位置する側に引き出されている。
【００２８】
保持部材２０は、例えば矩形平板状である。保持部材２０は、導線１０を保持する第１領域Ａと、第１領域Ａの外側の第２領域Ｂと、を含んでいる。第１領域Ａには、導線１０が巻回されており、第２領域Ｂには、導線１０は巻回されていない。第１領域Ａは、保持部材２０の中央部に位置しており、第２領域Ｂは、第１領域Ａを取り囲むように位置している。なお、第１領域Ａの中心は、保持部材２０の中心に厳密に一致していなくてもよい。第１領域Ａの中心は、保持部材２０の中心からずれていてもよい。
【００２９】
より具体的には、保持部材２０は、図３に示されるように、上部材２１と、下部材２２と、を含んでいる。上部材２１及び下部材２２は、同程度のサイズを有する一対の矩形平板状の部材である。上部材２１及び下部材２２は、二層構造である。上部材２１の裏面と下部材２２の表面とが対面し当接することにより、保持部材２０が構成されている。上部材２１の表面は、保持部材２０の表面であって、下部材２２の裏面は、保持部材２０の裏面である。上部材２１及び下部材２２は、例えば、非磁性及び絶縁性の材料（ポリフェニレンサルファイド樹脂等）で形成されている。保持部材２０の第１領域Ａは、上部材２１及び下部材２２の中央部で構成されており、保持部材２０の第２領域Ｂは、上部材２１及び下部材２２の外周部で構成されている。
【００３０】
上部材２１には、導線１０を収容する溝部２１ａが設けられている。溝部２１ａは、保持部材２０の表面側に開放されている。溝部２１ａの延在方向に垂直な断面の形状は、例えば、一辺が開放された略矩形状である。溝部２１ａの断面形状は、これに限られず、略Ｕ字形状等であってもよい。溝部２１ａの側面及び底面のいずれかは、収容された導線１０と接触している。
【００３１】
保持部材２０には、冷却流体が流れる冷却流路３０が設けられている。冷却流路３０は、図２に示されるように、１本の流路であって、第１領域Ａを取り囲むようにして、第２領域Ｂに設けられている。冷却流路３０の延在方向に垂直な断面の形状は、例えば略矩形状である。冷却流路３０の断面形状は、これに限られず、略Ｕ字形状等であってもよい。
【００３２】
冷却流路３０は、第１延在部１１側に設けられた流入部３１及び流出部３７と、第１領域Ａを取り囲むように連続して延びている第１直線部３２、第２直線部３３、第３直線部３４、第４直線部３５、及び第５直線部３６と、を含んでいる。第１直線部３２、第２直線部３３、第３直線部３４、第４直線部３５、及び第５直線部３６は、流入部３１と流出部３７との間で順に連続しており、全体として矩形状に延びている。
【００３３】
第１直線部３２及び第５直線部３６は、最も外側に位置する第１延在部１１に沿って延在している。第２直線部３３は、最も外側に位置する第２延在部１２に沿って延在している。第３直線部３４は、最も外側に位置する第３延在部１３に沿って延在している。第４直線部３５は、最も外側に位置する第４延在部１４に沿って延在している。流入部３１、流出部３７、及び各直線部３２，３３，３４，３５，３６の各連結部分（すなわち折れ曲がった部分）は、冷却流体の流通抵抗を低減するために湾曲形状となっている。流入部３１は、ハウジング７内に位置する供給管３の一端と連通している。流出部３７は、ハウジング７内に位置する排出管４の一端と連通している。
【００３４】
冷却流路３０は、下部材２２に設けられた溝部と、当該溝部の表面側の開放部分を閉鎖する上部材２１の裏面部分と、によって形成されている。冷却流路３０は、保持部材２０に内蔵されている。上部材２１と下部材２２との間には、保持部材２０から冷却流体が漏れないように冷却流路３０に沿ってパッキン、Ｏリング等の封止部材（図示省略）が設けられている。このように、冷却流路３０は下部材２２に設けられている一方で、導線１０は上部材２１に設けられている。したがって、導線１０の巻軸方向における導線１０と冷却流路３０と位置は、互いに異なっている。
【００３５】
以上のように構成されたコイル装置１においては、供給管３及び排出管４と、保持部材２０に設けられた冷却流路３０との間で、冷却流体が循環する。具体的には、熱交換器８内から流出した冷却流体は、まず、供給管３を流れ、続いて、流入部３１、各直線部３２，３３，３４，３５，３６、及び流出部３７の順で流れる。冷却流路３０から流出した冷却流体は、排出管４を通じて熱交換器８内に戻る。このとき、導線１０で発生した熱は、溝部２１ａの側面及び底面の少なくともいずれかを介して保持部材２０に伝達される。保持部材２０に伝達した熱は、冷却流路３０内を流れる冷却流体に伝達される。導線１０の熱が伝達されて温度が上昇した冷却流体は、熱交換器８で再び冷却される。
【００３６】
以上説明したように、コイル装置１では、保持部材２０には、冷却流体が流れる冷却流路３０が設けられている。これにより、導線１０で発生した熱は、保持部材２０を介して冷却流路３０内の冷却流体に直接伝達される。特に、コイル装置１では、溝部２１ａの側面及び底面のいずれかは、導線１０と接触している。このため、導線１０で発生した熱の伝達経路に空気が介在しない。また、熱の伝達経路に空気が介在した場合であっても、伝達経路における空気の割合は少なくて済む。よって、導線１０の冷却効率を向上させることができる。
【００３７】
また、保持部材２０は、導線１０を保持する第１領域Ａと、第１領域Ａの外側の第２領域Ｂと、を有し、冷却流路３０は、第２領域Ｂに設けられている。第１領域Ａは、導線１０によって加熱され、第２領域Ｂは、冷却流体によって冷却される。このため、第１領域Ａと第２領域Ｂとの間には、温度勾配が生じる。この温度勾配によって、導線１０の熱は、冷却流体に円滑に伝達される。これにより、導線１０の冷却効率を確実に向上させることができる。
【００３８】
また、冷却流路３０は、第１領域Ａを取り囲むように設けられている。これにより、第１領域Ａの周囲を冷却流体が流れる。このため、導線１０の熱は、第１領域Ａの周囲に向かって広がるように伝達される。よって、導線１０の冷却効率を一層向上させることができる。
【００３９】
また、冷却流路３０は、ハウジング７の外側と連通している。これにより、冷却流体は、ハウジング７の外側から供給されるため、ハウジング７の外側で所望の温度に調整された冷却流体をハウジング７内に供給することができる。よって、導線１０の冷却効率を確実に向上させることができる。
【００４０】
また、冷却流路３０が第２領域Ｂに設けられている。これにより、第１領域Ａにおいて導線１０を密に巻回することが可能となる。この結果、インダクタンスを大きくして、所望の電力伝送性能を実現することができる。
【００４１】
また、冷却流路３０が第２領域Ｂに設けられる場合、第２領域Ｂは導線１０を保持していないため、導線１０と冷却流路３０とが互いに干渉することはない。そのため、冷却流路３０を、下部材２２ではなく、上部材２１に設けることができる。例えば、上部材２１の裏面が開放されるような溝部が上部材２１に設けられ、下部材２２の表面により、上部材２１の開放部分が閉鎖されていてもよい。この場合、下部材２２には冷却流路３０が設けられていないので、下部材２２の厚みを薄くすることができる。よって、保持部材２０に保持された導線１０と磁性部材６とを近づけることができる。このように、導線１０と冷却流路３０とが、上下方向Ｚにおいて同程度の位置に設けられている場合（冷却流路３０が、上下方向Ｚにおいて導線１０と磁性部材６との間に設けられていない場合）には、導線１０と磁性部材６とを近づけることができる。これにより、インダクタンスを大きくして、所望の電力伝送性能を実現することができる。
【００４２】
また、冷却流路３０は、保持部材２０に内蔵されており、カバー７ｂ側に突出していない。つまり、上下方向Ｚにおいてカバー７ｂと導線１０との間に冷却流路３０が設けられていない。カバー７ｂと導線１０との間に冷却流路３０が設けられていると、冷却流路３０がカバー７ｂ側に突出した分、カバー７ｂと導線１０との間を離す必要がある。つまり、ベース７ａとカバー７ｂとの収容空間を拡げる必要があり、カバー７ｂの上下方向Ｚにおける厚みが増える。この場合、送電側のコイル装置が、歩行者の通行妨げとなったり、受電側のコイル装置が、縁石及び道路上の障害物等にぶつかったりしやすくなる。冷却流路３０がカバー７ｂ側に突出していないことにより、カバー７ｂの厚みを薄くでき、通行妨げや障害物との接触を抑えることができる。また、送電用のコイル装置と受電用のコイル装置との間隔を所望の値に設定する場合、これらのコイル装置のカバー同士の距離がコイル装置間の距離として測定されることがある。この場合、カバー７ｂと導線１０との間が離れると、送電側のコイル装置の導線１０と、受電側のコイル装置の導線１０とが離れることになり、コイル装置間の結合係数が小さくなる。そのため、電力効率が低下する。冷却流路３０がカバー７ｂ側に突出していないことにより、電力効率の低下も抑えられる。
［第２実施形態］
【００４３】
図４を参照して、第２実施形態に係るコイル装置１Ａについて説明する。なお、図４において、カバー７ｂの図示は省略されている。第１実施形態の冷却流路３０は、第１領域Ａを取り囲むようにして、第２領域Ｂに設けられていた。本実施形態では、コイル装置１は、２本の冷却流路４０を備えている。冷却流路４０は、第２領域Ｂにおいて、第１延在部１１側と第３延在部１３側とにそれぞれ設けられている。この点で、コイル装置１Ａはコイル装置１と相違する。
【００４４】
冷却流路４０は、略Ｕ字状の流路である。具体的には、第１延在部１１側の冷却流路４０は、最も外側に位置する第１延在部１１に沿って延在する直線部４２と、直線部４２の一端から保持部材２０の第１延在部１１側の縁部に向かって延在する流入部４１と、直線部４２の他端から保持部材２０の第１延在部１１側の縁部に向かって延在する流出部４３と、を含んでいる。第３延在部１３側の冷却流路４０は、最も外側に位置する第３延在部１３に沿って延在する直線部４２と、直線部４２の一端から保持部材２０の第３延在部１３側の縁部に向かって延在する流入部４１と、直線部４２の他端から保持部材２０の第３延在部１３側の縁部に向かって延在する流出部４３と、を含んでいる。各流入部４１は、供給管３の一端部と連通し、各流出部４３は、排出管４の一端部と連通している。これにより、流入部４１から流入した冷却流体は、直線部４２を通じて流出部４３から流出する。
【００４５】
本実施形態においても、上記の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、導線１０で発生した熱は、保持部材２０を介して冷却流路４０内の冷却流体に直接伝達され、この結果、導線１０の冷却効率を向上させることができる。また、冷却流路４０は、第１実施形態と同様、第２領域Ｂに設けられている。このため、第１領域Ａと第２領域Ｂとの間には、温度勾配が生じる。この温度勾配によって、導線１０の熱は、冷却流体に円滑に伝達される。これにより、導線１０の冷却効率を確実に向上させることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、冷却流路４０は、第２領域Ｂにおいて、第１延在部１１側と第３延在部１３側とにそれぞれ設けられていることとしたが、これに限られず、例えば、第２領域Ｂのいずれの位置に設けられていてもよい。
［第３実施形態］
【００４７】
図５及び図６を参照して、第３実施形態に係るコイル装置１Ｂについて説明する。なお、図５において、カバー７ｂの図示は省略されている。第１実施形態の冷却流路３０は、第１領域Ａを取り囲むようにして、第２領域Ｂに位置していたが、本実施形態の冷却流路５０は、第１領域Ａの中央部から第２領域Ｂに至るまで延びている。第１領域Ａの中央部とは、最も内側に位置する各延在部１１，１２，１３，１４で囲まれた領域であり、第１領域Ａの外周部とは、第１領域Ａにおける当該中央部以外の領域である。また、第１実施形態の導線１０は、上部材２１の表面側に開放された溝部２１ａに収容されていたが、本実施形態の導線１０は、上部材２１に例えばインサート成形によって内蔵されており、保持部材２０から露出していない。これらの点で、コイル装置１Ｂはコイル装置１と相違する。
【００４８】
冷却流路５０は、保持部材２０の表面（上面）から内部を通って側面まで連通する流路である。冷却流路５０は、保持部材２０の内部の導線１０上において保持部材２０の表面と略平行に平面放射状に広がる放射部５２と、保持部材２０の内部において放射部５２の各先端を取り囲む枠状の外周部５３と、放射部５２の中心部分から保持部材２０の表面に至る流入部５１と、外周部５３から側方に延びて保持部材２０の端面に至る流出部５４と、を含んでいる。放射部５２の中心部分から放射状に広がる各直線部分は、第１領域Ａの中央部から第２領域Ｂに至るまで延びている。
【００４９】
より具体的には、流入部５１は、上部材２１の中央部に設けられた貫通孔である。流入部５１は、供給管３の一端部と連通している。放射部５２、外周部５３、及び流出部５４は、下部材２２の表面側に設けられた溝部と、当該溝部の表面側の開放部分を閉鎖する上部材２１の裏面部分と、によって形成されている。流出部３７は、排出管４の一端部と連通している。
【００５０】
本実施形態においても、上記の第１実施形態の効果を奏することができる。すなわち、導線１０で発生した熱は、保持部材２０を介して冷却流路５０内の冷却流体に直接伝達され、この結果、導線１０の冷却効率を向上させることができる。
【００５１】
加えて、本実施形態では、冷却流路５０は、第１領域Ａの中央部から第２領域Ｂに至る。より具体的には、放射部５２の中心部分から放射状に広がる各直線部分が、第１領域Ａの中央部から第２領域Ｂに至るまで延びている。第１領域Ａの中央部は、熱がこもりやすく、温度上昇しやすい傾向にある。このため、第１領域Ａの中央部側から冷却流体を供給することにより、冷却流体の冷却能力が高いうちに、温度上昇しやすい第１領域Ａの中央部を冷却することができる。したがって、導線１０の冷却効率を一層向上させることができる。なお、第１領域Ａの外周部は、第１領域Ａの中央部よりも温度上昇しにくい。このため、第１領域Ａの中央部を通過した後の冷却流体を用いても、第１領域Ａの外周部は十分に冷却され得る。
【００５２】
冷却流体の流通方向は、保持部材２０の温度分布に応じて、適宜変更してもよい。例えば、導線１０の巻き方等に起因して、第１領域Ａの外周部が、第１領域Ａの中央部よりも温度が上昇し易い場合には、流出部５４から冷却流体を供給し、流入部５１から冷却流体を排出してもよい。
［第４実施形態］
【００５３】
図７及び図８を参照して、第４実施形態に係るコイル装置１Ｃについて説明する。なお、図７において、カバー７ｂの図示は省略されている。第１実施形態の冷却流路３０は、第１領域Ａを取り囲むようにして、第２領域Ｂに位置していたが、本実施形態の冷却流路６０は、隣り合う第１延在部１１の間、隣り合う第２延在部１２の間、隣り合う第３延在部１３の間、隣り合う第４延在部１４の間にそれぞれ設けられている。また、第１実施形態の導線１０は、上部材２１の表面側に開放された溝部２１ａに収容されていたが、本実施形態の導線１０は、上部材２１の裏面側に開放された溝部と、当該溝部と対向する位置で下部材２２の表面側に開放された溝部と、によって覆われている。このため、導線１０は、保持部材２０に内蔵されており、保持部材２０から露出していない。これらの点で、コイル装置１Ｃはコイル装置１と相違する。
【００５４】
冷却流路６０は、保持部材２０の内部において、保持部材２０の表面と略平行に平面渦巻状に設けられている。冷却流路６０は、例えば略矩形状に巻かれている。より具体的には、冷却流路６０は、複数の第１直線部６１と、複数の第２直線部６２と、複数の第３直線部６３と、複数の第４直線部６４と、流出部６５と、を含んでいる。第１直線部６１、第２直線部６２、第３直線部６３、及び第４直線部６４は、例えば、直線状をなしており、順に連続することにより、冷却流路６０の各周を構成している。第１直線部６１と第２直線部６２との間、第２直線部６２と第３直線部６３との間、第３直線部６３と第４直線部６４との間には、それぞれ略直角に湾曲する折曲部が設けられている。第１直線部６１は、隣り合う第３延在部１３間に延在し、第２直線部６２は、隣り合う第２延在部１２間に延在し、第３直線部６３は、隣り合う第１延在部１１間に延在し、第４直線部６４は、隣り合う第４延在部１４間に延在している。
【００５５】
最も外側に位置する第１直線部６１は、例えば保持部材２０における第４延在部１４側の端面まで延びている。この第１直線部６１は、供給管３の一端部と連通している。最も内側に位置する第３直線部６３は、流出部６５と連通している。流出部６５は、保持部材２０の内部において、第１領域Ａの中央部まで延びている。流出部６５は、磁性部材６の中央部に位置する孔部６ａと、ベース７ａの中央部に位置する孔部７ｃとを通じて、ベース７ａの下方に位置する排出管４と連通している。第１直線部６１、第２直線部６２、第３直線部６３、第４直線部６４、及び流出部６５は、下部材２２に設けられた溝部と、当該溝部の表面側の開放部分を閉鎖する上部材２１の裏面部分と、によって形成されている。
【００５６】
本実施形態においても、上記の第１実施形態の効果を奏することができる。すなわち、導線１０で発生した熱は、保持部材２０を介して冷却流路６０内の冷却流体に直接伝達され、この結果、導線１０の冷却効率を向上させることができる。
【００５７】
加えて、冷却流路６０は、隣り合う第１延在部１１の間、隣り合う第２延在部１２の間、隣り合う第３延在部１３の間、隣り合う第４延在部１４の間にそれぞれ設けられている。これにより、冷却流路６０が第２領域Ｂのみに設けられている場合よりも、第１領域Ａ内の冷却流路６０と導線１０との距離（熱の伝達経路の長さ）が短くなるので、導線１０の冷却効率を一層向上させることができる。
【００５８】
なお、冷却流路６０は、隣り合う第１延在部１１の間、隣り合う第２延在部１２の間、隣り合う第３延在部１３の間、隣り合う第４延在部１４の間の少なくともいずれかに設けられていてもよい。
［第５実施形態］
【００５９】
図９及び図１０を参照して、第５実施形態に係るコイル装置１Ｄについて説明する。なお、図９において、カバー７ｂの図示は省略されている。第１実施形態の冷却流路３０は、第１領域Ａを取り囲むようにして、第２領域Ｂに位置していたが、本実施形態の冷却流路７０は、各延在部１１，１２，１３，１４の外周面１０ａを取り囲むように設けられている。また、第１実施形態の導線１０は、上部材２１の表面側に開放された溝部２１ａに収容されていた。本実施形態の保持部材２０は、上部材２１と下部材２２との間に中部材２３を更に含んでおり、導線１０は、中部材２３に例えばインサート成形によって内蔵されている。すなわち、導線１０は、保持部材２０から露出していない。これらの点で、コイル装置１Ｄはコイル装置１と相違する。
【００６０】
冷却流路７０は、保持部材２０の内部に位置している。具体的には、冷却流路７０は、導線１０の上方に位置する複数の流入部７１と、導線１０の側方に位置する複数の中継部７２と、導線１０の下方に位置する複数の流出部７３と、を含んでいる。流入部７１、中継部７２、及び流出部７３は、順に連続している。
【００６１】
複数の流入部７１は、第１延在部１１上から第３延在部１３上に向けて直線状に略水平（方向Ｘ）に延びており、第１延在部１１及び第３延在部１３の延在方向（方向Ｙ）に沿って所定の間隔で設けられている。複数の中継部７２は、隣り合う第１延在部１１の間、及び隣り合う第３延在部１３の間をそれぞれ経由するようにして流入部７１から下方に向かって略鉛直（上下方向Ｚ）に延びている。流出部７３は、第１延在部１１下から第３延在部下に向けて直線状に略水平（方向Ｘ）に延びており、第１延在部１１及び第３延在部１３の延在方向（方向Ｙ）に沿って所定の間隔で設けられている。このように、第１延在部１１及び第３延在部１３のそれぞれの外周面１０ａは、流入部７１、中継部７２、及び流出部７３によって取り囲まれている。
【００６２】
流入部７１は、上部材２１に設けられた直線状の溝部と、当該溝部の裏面側の開放部分を閉鎖する中部材２３の表面部分と、によって形成されている。複数の中継部７２は、中部材２３を厚み方向に貫通する所定の径を有する貫通孔である。流出部７３は、下部材２２に設けられた直線状の溝部と、当該溝部の表面側の開放部分を閉鎖する中部材２３の裏面部分と、によって形成されている。
【００６３】
複数の流入部７１は、複数の分岐路３ａの一端部と連通し、複数の流出部７３は、複数の分岐路４ａの一端部と連通している。分岐路３ａ，４ａは、ベース７ａを貫通してハウジング７の外側に露出している。分岐路３ａは、ハウジング７の外側において、コネクタ９を介して供給管３と連通し、分岐路４ａは、ハウジング７の外側において、コネクタ９を介して排出管４と連通している。
【００６４】
本実施形態においても、上記の第１実施形態の効果を奏することができる。すなわち、導線１０で発生した熱は、保持部材２０を介して冷却流路７０内の冷却流体に直接伝達され、この結果、導線１０の冷却効率を向上させることができる。
【００６５】
加えて、冷却流路７０は、各延在部１１，１３の外周面１０ａを取り囲むように設けられている。これにより、導線１０の周囲を冷却流体が流れる。このため、導線１０の熱は、導線１０の周囲に向かって伝達される。よって、導線１０の冷却効率を一層向上させることができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、冷却流路７０は、各延在部１１，１３の外周面１０ａを取り囲むように設けられているとしたが、全ての延在部１１，１２，１３，１４の外周面１０ａを取り囲むように設けられていてもよい。或いは、冷却流路７０は、少なくとも１つの延在部（更には、当該延在部の一部のみ）を取り囲むように設けられていてもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、各中継部７２は所定の径を有するとしたが、例えば、各中継部７２は、分岐路３ａに近い側の中継部７２の径ほど小さくし、分岐路３ａに遠い側の中継部７２の径ほど大きくしてもよい。これにより、各中継部７２に流入する冷却流体の流量の均一化を図ることができ、この結果、導線１０の冷却効率の位置バラツキを抑制することができる。
【００６８】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００６９】
第２実施形態（図４を参照）では、冷却流路４０は、第２領域Ｂのうち、第１延在部１１側と第３延在部１３側とにそれぞれ設けられているとした。しかしながら、例えば、図１１の（ａ）に示されるように、第１延在部１１側の冷却流路４０を二重に並設し、第３延在部１３側の冷却流路４０を二重に並設してもよい。これにより、導線１０の冷却効率を一層向上させることができる。
【００７０】
また、第２実施形態では、冷却流路４０は、直線部４２の一端側に位置する流入部４１と、直線部４２の他端側に位置する流出部４３と、を含んでいるとしたが、例えば、図１１の（ｂ）に示されるように、流出部４３が直線部４２の中央部に設けられ、２つの流出部４３が直線部４２の各端にそれぞれ設けられてもよい。これにより、流入部４１から流出部４３までの距離が、第２実施形態の場合と比べて半分程度となる。よって、冷却流体は、流出部４３の近傍であっても、高い冷却能力を維持することができる。
【００７１】
また、冷却流路４０は、流路径が異なる複数の流路部から構成されていてもよい。具体的には、図１１の（ｂ）に示されるように、直線部４２の流路径が、流入部４１の流路径よりも小さくなっていてもよい。保持部材２０の温度上昇しやすい領域（導線１０に近い領域）では、直線部４２の流路径を小さくすることにより、冷却流体の流速を増大させ、導線１０の冷却効率を向上させることができる。その一方で、保持部材２０の温度上昇しにくい領域（導線１０から遠い領域）では、流入部４１の流路径を大きくすることにより、冷却流路４０の圧力損失を軽減させ、冷却流体の円滑な流通を担保することができる。
【００７２】
また、図１１の（ｃ）に示されるように、図１１の（ｂ）の冷却流路４０において、直線部４２を二重に並設してもよい。すなわち、一方の流出部４３から他方の流出部４３に２本の直線部４２を延在させてもよい。流入部４１は、２本の直線部４２のいずれにも各直線部４２の中央部で連通している。これにより、導線１０の冷却効率を一層向上させることができる。
【００７３】
上記では第２実施形態における変形例のみを示したが、これらの技術思想は、第２実施形態に限られるものではなく、他の上記実施形態において適用してもよい。
【００７４】
また、第１及び第２実施形態では、上部材２１及び下部材２２は、二層構造であることとしたが、例えば、保持部材２０は、第２領域Ｂのみを二層構造としてもよい。この場合、例えば、下部材は、矩形平板状の本体部と、当該本体部の中央部分から突出する矩形状の突出部と、を含む部材である。上部材は、当該突出部の側部を取り囲む矩形枠状の部材である。
【００７５】
上記実施形態では、サーキュラー型のコイル部２としたが、これに限られない。例えば、導線を三次元空間的に螺旋状に巻回したソレノイド型のコイル部であってもよい。この場合、導線を保持する保持部材の形状は、扁平な四角筒状、円筒状、楕円筒状等のいずれであってもよい。
【００７６】
上記実施形態では、ポンプ５が設けられおり、冷却流体を強制的に流しているが、水頭差等を利用してもよく、必ずしもポンプ５が設けられている必要はない。また、ポンプ５の電源は、専用の電源線を引いても良いが、非接触給電の電力を用いてもよい。ポンプ５を回す必要があるのは、発熱するとき、すなわち給電中に限られるため、給電に合わせて、ポンプ５を駆動するのは効率的である。
【００７７】
上記実施形態では、供給管３及び排出管４と、保持部材に設けられた冷却流路とは、冷却流体を循環させる循環流路を構成しているとしたが、これらが、冷却流体が循環しない流路を構成していてもよい。また、冷却流路は、上記の各実施形態の構成に限られず、保持部材に設けられていれば、いかなる構成であってもよい。
【００７８】
車両に設置されるコイル装置の冷却の場合、冷却流体として、車両（例えば、エンジン）の冷却用の冷却液を利用してもよい。また、水中移動体に設置されるコイル装置の冷却の場合、水中移動体の周囲に存在する水（海水）を取り込んでもよい。また、コイル装置間の位置ずれ等に対応して、冷却能力を調整することにより意図的に温度を調整して、給電に適したコイル特性に近づけてもよい。
【００７９】
また、二枚の金属板と、その間に設けられた金属電極及び半導体と、を含むペルチェ素子が設けられていてもよい。この場合、送電側のコイル装置の冷却流路に一方の金属板を接触させる。すると、熱を吸収した冷却流体から熱が一方の金属板に伝わる。他方の金属板は、周囲環境にさらす。これにより、２枚の金属板間に温度差が生まれ、ゼーベック効果を利用した発電が行われる。よって、熱エネルギーを電気エネルギーに変換でき、エネルギーの有効活用が可能になる。
【００８０】
また、上記実施形態では、本発明のコイル装置が非接触給電システムに適用される場合について説明したが、非接触給電システムに限定されるものではなく、例えば、本発明のコイル装置が誘導加熱システムや渦流探傷システムに適用されもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１  コイル装置
２  コイル部
３  供給管
４  排出管
５  ポンプ
６  磁性部材
６ａ  孔部
７  ハウジング
７ａ  ベース
７ｂ  カバー
７ｃ  孔部
８  熱交換器
９  コネクタ
１０  導線
１０ａ  外周面
１１  第１延在部
１２  第２延在部
１３  第３延在部
１４  第４延在部
１５  第１引出部
１６  第２引出部
２０  保持部材
２１  上部材
２１ａ  溝部
２２  下部材
２３  中部材
３０  冷却流路
３１  流入部
３２  第１直線部
３３  第２直線部
３４  第３直線部
３５  第４直線部
３６  第５直線部
３７  流出部
４０  冷却流路
４１  流入部
４２  直線部
４３  流出部
５０  冷却流路
５１  流入部
５２  放射部
５３  外周部
５４  流出部
６０  冷却流路
６１  第１直線部
６２  第２直線部
６３  第３直線部
６４  第４直線部
６５  流出部
７０  冷却流路
７１  流入部
７２  中継部
７３  流出部
Ａ  第１領域
Ｂ  第２領域
【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】
2017045792.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017045792.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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