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公開番号2024127756
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2024007449
出願日2024-01-22
発明の名称コイルユニット
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H01F 38/14 20060101AFI20240912BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】給電性能を維持しつつ、収容ケースの強度を向上させることが可能なコイルユニットを提供する。
【解決手段】コイルユニット(10)は、フェライト板(13)と、交流電力を送電または受電するためのコイル(112)を実装しフェライト板に載置されるコイル基板(14)と、フェライト板およびコイル基板を積層方向に積層した状態で収容する収容ケース(11)と、フェライト板およびコイル基板を積層方向に貫通する開口部(41,42)に挿通される支柱(31,32)を有し、収容ケース内の積層方向の空間を保持する複数の支柱形成部であって、交流電力の送電または受電の際にコイルが発生させるフェライト板の外縁から中心軸へ向けて流れる磁束の流れ方向にそれぞれ沿って設けられ、かつ、積層方向に見て中心軸まわりに互いに離間して設けられる複数の支柱形成部(21,22,23,24)と、を備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
非接触給電システム（３００）に用いられるコイルユニットであって、
磁性材板（１３）と、
交流電力を送電または受電するためのコイル（１１２）を実装するコイル基板（１４）と、
前記磁性材板および前記コイル基板を積層方向に積層した状態で収容する収容ケース（１１）と、
前記磁性材板および前記コイル基板を前記積層方向に貫通する開口部（４１，４２）に挿通される支柱（３１，３２）を有し、前記収容ケース内の前記積層方向の空間を保持する複数の支柱形成部であって、前記交流電力の送電または受電の際に前記コイルが発生させる前記磁性材板の外縁から中心軸へ向けて流れる磁束の流れ方向にそれぞれ沿って設けられ、かつ、前記積層方向に見て前記中心軸まわりに互いに離間して設けられる複数の支柱形成部（２１，２２，２３，２４）と、
を備える、コイルユニット。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記開口部の前記中心軸側における前記積層方向に見た開口面積は、前記開口部の前記外縁側における前記積層方向に見た開口面積よりも小さい、請求項１に記載のコイルユニット。
【請求項３】
前記複数の支柱形成部のうち少なくとも一つは、複数の前記開口部に挿通される複数の前記支柱を有し、
前記中心軸側に形成される前記開口部の形成間隔は、前記外縁側に形成される前記開口部の形成間隔よりも広い、請求項１に記載のコイルユニット。
【請求項４】
複数の前記支柱形成部は、前記積層方向に見て、前記中心軸を対称中心とした点対称に設けられている、請求項１に記載のコイルユニット。
【請求項５】
前記支柱の前記積層方向に直交する平面における断面形状と、前記開口部の前記積層方向に直交する平面における断面形状とは、同じである、請求項１に記載のコイルユニット。
【請求項６】
前記支柱は、前記開口部を挿通して前記収容ケースの内壁まで前記積層方向に延びて前記収容ケースと一体に形成されている、請求項１～請求項５のうちいずれか一項に記載のコイルユニット。
【請求項７】
非接触給電システムに用いられるコイルユニットであって、
磁性材板と、
交流電力を送電または受電するためのコイルと、
前記磁性材板および前記コイルを積層方向に積層した状態で収容する収容ケースであって、前記積層方向に分割可能な第１カバー部材および第２カバー部材を有する収容ケースと、
前記磁性材板および前記コイルを前記積層方向に貫通して前記第１カバー部材から前記第２カバー部材まで至り、前記第１カバー部材と前記第２カバー部材とを連結させるための支柱を有する複数の支柱形成部であって、前記交流電力の送電または受電の際に前記コイルが発生させる磁束であって前記磁性材板の外縁から中心軸へ向けてまたは前記中心軸から前記外縁へ向けて流れる磁束の流れ方向にそれぞれ沿って設けられ、かつ、前記積層方向に見て前記中心軸まわりに互いに離間して設けられる複数の支柱形成部と、
を備える、コイルユニット。
【請求項８】
請求項７に記載のコイルユニットにおいて、
前記複数の支柱形成部に含まれる複数の前記支柱のうちの少なくとも一部は、支柱部材であって、前記積層方向の一端が前記第１カバー部材に接合され、他端が前記第２カバー部材に接合される支柱部材を含む、コイルユニット。
【請求項９】
請求項７に記載のコイルユニットであって、
前記磁性材板を挟んで前記コイルとは反対側に配置されて前記磁束の少なくとも一部をシールドする金属製のシールド板と、金属製のスペーサ部材と、を更に備え、
前記コイルと前記磁性材板と前記シールド板とは、前記積層方向に積層され、
前記第１カバー部材は、磁性と導電性とのうちの少なくとも磁性を有しない材料により形成されており、前記コイルに接し、前記積層方向に沿って突出して前記コイルおよび前記磁性材板を前記積層方向に貫く突出部を有し、
前記第２カバー部材は、前記シールド板に接し、
前記スペーサ部材は、前記突出部と前記積層方向に接し、前記シールド板を前記積層方向に貫くように配置され、
前記複数の支柱形成部に含まれる複数の前記支柱のうちの少なくとも一部は、前記突出部と前記スペーサ部材により構成される、コイルユニット。
【請求項１０】
請求項９に記載のコイルユニットにおいて、
前記第１カバー部材は、導電性を有する繊維を含む材料により生成されており、
前記突出部において、前記繊維の少なくとも一部は、前記コイルが発生させる前記突出部における磁束の方向に沿うように配置されている、コイルユニット。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、コイルユニットに関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車に対し、ＤＷＰＴ（ダイナミック・ワイヤレス・パワー・トランスファー：動的ワイヤレス充電）と呼ばれる技術を用いて、非接触で電力を供給する非接触給電システムが開発されている。この非接触給電システムでは、地上側に埋め込んだ送電用コイルから、車両の床下に搭載した受電コイルに非接触で電力を伝送している。例えば、特許文献１には、上記のような非接触給電システムに用いられるコイルユニットが開示されている。
【０００３】
このコイルユニットは、収容ケースを備えており、コイル、フェライト板、基板などが、収容ケースの中に配置されている。基板の表面には、コンデンサ等の電気素子が実装される。さらに、基板には、スリットが形成されており、収容ケースに外部からの衝撃が加わり撓み変形が生じた際でも、スリットにおいて衝撃を吸収して、基板自体に割れ等の損傷が生じることを抑制するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－２６４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載のコイルユニットでは、基板に加わる応力をスリットで吸収するのみであるため、収容ケース自体の強度を向上させるという点では不十分であった。なお、収容ケースのような筐体の強度を向上させる手段として、単純に内部空間に支柱を設けることが考えられるが、無作為に支柱を設ける構成では、フェライト板の磁束の流れを遮ってしまい、給電性能が低下する虞があった。本開示は、上記のような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、給電性能を維持しつつ、収容ケースの強度を向上させることが可能なコイルユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
本開示の一形態によれば、コイルユニットが提供される。このコイルユニットは、非接触給電システム（３００）に用いられるコイルユニットであって、フェライト板（１３）と、交流電力を送電または受電するためのコイル（１１２）を実装し、前記フェライト板に載置されるコイル基板（１４）と、前記フェライト板および前記コイル基板を積層方向に積層した状態で収容する収容ケース（１１）と、前記フェライト板および前記コイル基板を前記積層方向に貫通する開口部（４１，４２）に挿通される支柱（３１，３２）を有し、前記収容ケース内の前記積層方向の空間を保持する複数の支柱形成部であって、前記交流電流の送電または受電の際に前記コイルが発生させる前記フェライト板の外縁から中心軸へ向けて流れる磁束の流れ方向にそれぞれ沿って設けられ、かつ、前記積層方向に見て前記中心軸まわりに互いに離間して設けられる複数の支柱形成部（２１，２２，２３，２４）と、を備える。
上記構成によれば、複数の支柱形成部が、フェライト板の外縁から中心軸へ向けて流れる磁束の流れ方向に沿い、かつ、積層方向に見て中心軸まわりに互いに離間して設けられる。フェライト板において、支柱形成部が設けられる部分では、フェライト板の外縁から中心軸へ向けての磁束の流れが阻害されるが、中心軸まわりに離間して設けられる支柱形成部同士の間の領域では、フェライト板の外縁から中心軸への磁束の流れが確保できる。したがって、このコイルユニットによれば、給電性能を維持しつつ、収容ケースの強度を向上させることができる。
【０００８】
本開示の他の実施形態によれば、非接触給電システムに用いられるコイルユニットが提供される。このコイルユニットは、磁性材板と、交流電力を送電または受電するためのコイルであって、前記磁性材板に載置されるコイルと、前記磁性材板および前記コイルを積層方向に積層した状態で収容する収容ケースであって、前記積層方向に分割可能な第１カバー部材および第２カバー部材を有する収容ケースと、前記磁性材板および前記コイルを前記積層方向に貫通して前記第１カバー部材から前記第２カバー部材まで至り、前記第１カバー部材と前記第２カバー部材とを連結させるための支柱を有する複数の支柱形成部であって、前記交流電力の送電または受電の際に前記コイルが発生させる磁束であって前記磁性材板の外縁から中心軸へ向けてまたは前記中心軸から前記外縁へ向けて流れる磁束の流れ方向にそれぞれ沿って設けられ、かつ、前記積層方向に見て前記中心軸まわりに互いに離間して設けられる複数の支柱形成部と、を備える。
上記構成によれば、複数の支柱形成部が、磁性材板の外縁から中心軸へ向けてまたは中心軸から外縁へ向けて流れる磁束の流れ方向に沿い、かつ、積層方向に見て中心軸まわりに互いに離間して設けられる。磁性材板において、支柱形成部が設けられる部分では、磁性材板の外縁から中心軸へ向けてまたは中心軸から外縁へ向けての磁束の流れが阻害されるが、中心軸まわりに離間して設けられる支柱形成部同士の間の領域では、磁性材板の外縁から中心軸への磁束の流れが確保できる。したがって、このコイルユニットによれば、給電性能を維持しつつ、収容ケースの強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の第１実施形態における、走行中給電システムの概略構成を示す図である。
本開示の第１実施形態における、走行中給電システムの回路構成を示す図である。
本開示の第１実施形態における、コイルユニットの内部構成を示す分解斜視図である。
コイルユニットを模式的に示す平面図である。
コイルユニットを模式的に示す断面図であり、図４のＶ－Ｖ線断面図である。
フェライト板を示す平面図である。
コイル基板を示す平面図である。
本開示の第２実施形態における、フェライト板を示す平面図である。
本開示の第３実施形態における、フェライト板を示す平面図である。
本開示の第４実施形態における、フェライト板を示す平面図である。
本開示の第５実施形態における、コイルユニットの内部構成を示す分解斜視図である。
第５実施形態におけるコイルユニットを模式的に示す断面図であり、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図である。
本開示の第６実施形態におけるコイルユニットを模式的に示す断面図である。
本開示の第７実施形態におけるコイルユニットを模式的に示す部分断面図である。
本開示の第８実施形態におけるコイルユニットを模式的に示す断面図である。
本開示の第９実施形態におけるコイルを模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の複数の実施形態について図１～図１０に基づいて説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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