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公開番号2024072603
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-28
出願番号2022183536
出願日2022-11-16
発明の名称異物検知装置及びコイル装置
出願人オムロン株式会社
代理人個人,個人
主分類H02J 50/60 20160101AFI20240521BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】異物検知困難な領域を減らすためにサーチコイルに重ねて配置する追加のサーチコイルのサイズを小さくする。
【解決手段】異物検知装置は、複数の第1コイルを有する第1サーチコイルと、複数の第2コイルを有する第2サーチコイルと、制御部とを備える。隣り合う第1コイルに流れる電流が逆向きとなるように複数の第1コイルは電気的に直列接続され、隣り合う第2コイルに流れる電流が逆向きとなるように第2コイルは電気的に直列接続されている。隣り合う第1コイルの境界部には、各第1コイルが有する配線が互いに平行且つ近接して配置されている。制御部は、各サーチコイルに電圧を印加して異物の有無を判定する。第2コイルの配線に囲まれた領域が第1コイルの境界部の端部と重なるように第2サーチコイルが配置されている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
平面視において配列された複数の第１コイルを有する第１サーチコイルと、
平面視において配列された複数の第２コイルを有する少なくとも１つの第２サーチコイルと、
前記第１サーチコイル及び前記第２サーチコイルに電圧を印加可能な制御部と、を備え、
前記第１サーチコイルにおいて、隣り合う２つの前記第１コイルの一方に第１巻回方向の電流が流れるときに、隣り合う２つの前記第１コイルの他方に前記第１巻回方向と逆方向の第２巻回方向の電流が流れるように、複数の前記第１コイルは電気的に直列接続され、
前記第２サーチコイルにおいて、隣り合う２つの前記第２コイルの一方に前記第１巻回方向の電流が流れるときに、隣り合う２つの前記第２コイルの他方に前記第２巻回方向の電流が流れるように、複数の前記第２コイルは電気的に直列接続され、
前記第１サーチコイルにおいて、隣り合う２つの前記第１コイルの境界部には、２つの前記第１コイルの一方が有する配線と、２つの前記第１コイルの他方が有する配線とが互いに平行且つ近接して配置され、
前記制御部は、前記第１サーチコイルに電圧を印加することによって前記第１サーチコイル上の異物の有無を判定し、前記第２サーチコイルに電圧を印加することによって前記第２サーチコイル上の異物の有無を判定し、
平面視において、前記第２コイルの配線に囲まれた領域が前記第１コイルの前記境界部の端部を含む前記第１コイルの前記境界部の一部と重なるように、前記第２サーチコイルが配置されている異物検知装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
平面視において、前記第２コイルの配線に囲まれた領域が重なっている前記第１コイルの前記境界部の端部は、複数の前記第１コイルに囲まれている請求項１に記載の異物検知装置。
【請求項３】
前記第１サーチコイルは、平面視において２行２列に配列された４つの前記第１コイルを有し、
平面視において、前記第２コイルの配線に囲まれた領域が４つの前記第１コイルの中央部に位置する前記境界部と重なるように、前記第２サーチコイルが配置されている請求項２に記載の異物検知装置。
【請求項４】
平面視において、１つの前記第２サーチコイルは、前記第１サーチコイルより小さい請求項１に記載の異物検知装置。
【請求項５】
平面視において、前記第１サーチコイルの外縁部と重なっている前記第２サーチコイルにおいて、隣り合う２つの前記第２コイルの境界部は、前記第１サーチコイルの外方に位置している請求項１に記載の異物検知装置。
【請求項６】
前記第２サーチコイルは、２つの前記第２コイルを有する請求項１に記載の異物検知装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１サーチコイル及び前記第２サーチコイルに対して選択的に電圧を印加する請求項１から６のいずれか１項に記載の異物検知装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１サーチコイルに電圧を印加して前記第１サーチコイル上の異物の有無を判定した後、前記第２サーチコイルに電圧を印加して前記第２サーチコイル上の異物の有無を判定する請求項７に記載の異物検知装置。
【請求項９】
平面視において配列された複数の第１コイルを有する第１サーチコイルと、
平面視において配列された複数の第２コイルを有する少なくとも１つの第２サーチコイルと、を備え、
前記第１サーチコイルにおいて、隣り合う２つの前記第１コイルの一方に第１巻回方向の電流が流れるときに、隣り合う２つの前記第１コイルの他方に前記第１巻回方向と逆方向の第２巻回方向の電流が流れるように、複数の前記第１コイルは電気的に直列接続され、
前記第２サーチコイルにおいて、隣り合う２つの前記第２コイルの一方に前記第１巻回方向の電流が流れるときに、隣り合う２つの前記第２コイルの他方に前記第２巻回方向の電流が流れるように、複数の前記第２コイルは電気的に直列接続され、
前記第１サーチコイルにおいて、隣り合う２つの前記第１コイルの境界部には、２つの前記第１コイルの一方が有する配線と、２つの前記第１コイルの他方が有する配線とが互いに平行且つ近接して配置され、
平面視において、前記第２コイルの配線に囲まれた領域が前記第１コイルの前記境界部の端部を含む前記第１コイルの前記境界部の一部と重なるように、前記第２サーチコイルが配置されているコイル装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、コイルを有するコイル装置と当該コイル装置を有する異物検知装置とに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
コイルを有する異物検知装置の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された異物検知装置は、セットセンサコイルと、セットセンサコイルの電圧に応じて異物を検出する判定装置とを備える。セットセンサコイルは、第１巻き方向の複数の第１ユニットセンサコイルと、第１巻き方向と逆の方向の第２巻き方向の複数の第２ユニットセンサコイルとを備える。
【０００３】
特許文献１に開示された異物検知装置では、セットセンサコイル上に異物が存在しない場合、外部からの磁束に貫かれた第１ユニットセンサコイルと第２ユニットセンサコイルとの各々に、同じ大きさ且つ逆符号の起電力が生じる。第１ユニットセンサコイルに生じた起電力と第２ユニットセンサコイルに生じた起電力とは相殺される。よって、異物が存在しない場合、セットセンサコイルに生じる起電力はゼロである。
【０００４】
一方、特許文献１に開示された異物検知装置では、セットセンサコイル上に異物が存在する場合、各ユニットセンサコイルを貫く外部からの磁束に偏りが生じる。これにより、セットセンサコイルに生じる起電力はゼロでなくなる。判定装置は、セットセンサコイルの電力がゼロであるか否かによって異物の存在の有無を判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１６／０３１２０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された異物検知装置の検知方式は、外部からの磁束によってセットセンサコイルに発生する起電力に基づいて異物の有無を検知する他励方式である。他励方式の異物検知装置では、隣り合う第１ユニットセンサコイルと第２ユニットセンサコイルとの境界線上に異物が存在すると、異物が存在しない場合と同様に起電力が相殺され、セットセンサコイルに生じる起電力がゼロとなるおそれがある。つまり、他励方式の異物検知装置では、隣り合う第１ユニットセンサコイルと第２ユニットセンサコイルとの境界線の全域が、異物検知困難な領域である低感度領域である。
【０００７】
特許文献１には、２つのセットセンサコイルが互いにずれた位置に重ねて配置された異物検知装置が開示されている。この異物検知装置では、一方のセットセンサコイルにおいて低感度領域上に異物が存在して異物検知ができない場合であっても、他方のセットセンサコイルにおいて異物検知が可能である。
【０００８】
しかしながら、他励方式の異物検知装置では、前述したように、低感度領域が第１ユニットセンサコイルと第２ユニットセンサコイルとの境界線の全域に亘っている。そのため、１つのセットセンサコイルの低感度領域に追加のセットセンサコイルを重ねる場合、追加のセットセンサコイルのサイズが大きくなってしまう。例えば、異物検知装置が無線電力伝送に適用される場合に、セットセンサコイルの存在によって無線電力伝送の給電量が小さくなるおそれがあるため、セットセンサコイルのサイズは出来るだけ小さい方がよい。
【０００９】
従って、本開示の目的は、前記課題を解決することにあって、異物検知困難な低感度領域を減らすために１つのサーチコイルに重ねて配置する追加のサーチコイルのサイズを小さくすることができる異物検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一態様に係る異物検知装置は、
平面視において配列された複数の第１コイルを有する第１サーチコイルと、
平面視において配列された複数の第２コイルを有する少なくとも１つの第２サーチコイルと、
前記第１サーチコイル及び前記第２サーチコイルに電圧を印加可能な制御部と、を備え、
前記第１サーチコイルにおいて、隣り合う２つの前記第１コイルの一方に第１巻回方向の電流が流れるときに、隣り合う２つの前記第１コイルの他方に前記第１巻回方向と逆方向の第２巻回方向の電流が流れるように、複数の前記第１コイルは電気的に直列接続され、
前記第２サーチコイルにおいて、隣り合う２つの前記第２コイルの一方に前記第１巻回方向の電流が流れるときに、隣り合う２つの前記第２コイルの他方に前記第２巻回方向の電流が流れるように、複数の前記第２コイルは電気的に直列接続され、
前記第１サーチコイルにおいて、隣り合う２つの前記第１コイルの境界部には、２つの前記第１コイルの一方が有する配線と、２つの前記第１コイルの他方が有する配線とが互いに平行且つ近接して配置され、
前記制御部は、前記第１サーチコイルに電圧を印加することによって前記第１サーチコイル上の異物の有無を判定し、前記第２サーチコイルに電圧を印加することによって前記第２サーチコイル上の異物の有無を判定し、
平面視において、前記第２コイルの配線に囲まれた領域が前記第１コイルの前記境界部の端部を含む前記第１コイルの前記境界部の一部と重なるように、前記第２サーチコイルが配置されている。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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