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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6241659
(24)【登録日】2017年11月17日
(45)【発行日】2017年12月6日
(54)【発明の名称】非接触給電装置
(51)【国際特許分類】
H01F 38/14 20060101AFI20171127BHJP
H02J 50/10 20160101ALI20171127BHJP
H02J 50/70 20160101ALI20171127BHJP
【ＦＩ】
H01F38/14
H02J50/10
H02J50/70
【請求項の数】7
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2014-39490(P2014-39490)
(22)【出願日】2014年2月28日
(65)【公開番号】特開2015-164152(P2015-164152A)
(43)【公開日】2015年9月10日
【審査請求日】2016年4月15日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110000604
【氏名又は名称】特許業務法人 共立
(72)【発明者】
【氏名】間崎 耕司
(72)【発明者】
【氏名】大林 和良
(72)【発明者】
【氏名】高橋 英介
(72)【発明者】
【氏名】筒井 拓朗
(72)【発明者】
【氏名】村里 和貴
【審査官】
馬場 慎
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１３−２１１４６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−３２４４９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−１０３９４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｆ ３８／１４
Ｈ０２Ｊ ５０／１０
Ｈ０２Ｊ ５０／７０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁性材からなる板状の給電用コア（１００、２００、３００、４００、５００）と、導線によって構成され、前記給電用コアに設けられ、前記給電用コアを磁路として用いる給電用コイル（１０１、１０２、２０１、２０２、３０１、３０２、４０１、４０２、５０１、５０２）とを有する給電パッド（１０、２０、３０、４０、５０）を備え、一方の前記給電パッドの前記給電用コアと他方の前記給電パッドの前記給電用コアの板厚方向に背向する面のうちいずれかの面を互いに対向させた状態で、一方の前記給電パッドから他方の前記給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置において、
少なくともいずれかの前記給電パッドの前記給電用コイルは、
当該給電パッドを構成する前記給電用コアの板厚方向に背向する面のうち他の前記給電用コアと対向する対向面に沿って前記対向面と平行な方向に並べられた導線によって構成される第１コイル部（１０１ｂ、１０２ｂ、２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ、４０１ｂ、４０２ｂ、５０１ｂ、５０２ｂ）と、
少なくともいずれかが前記給電用コアの外周面に沿って配置され、前記給電用コアの板厚方向に並べられた導線によって構成される第２コイル部（１０１ｃ、１０２ｃ、２０１ｃ、２０２ｃ、３０１ｃ、３０２ｃ、４０１ｃ、４０２ｃ、５０１ｃ、５０２ｃ）と、
を有し、
前記第２コイル部の板厚方向の寸法が、前記第１コイル部の板厚方向の寸法より大きいことを特徴とする非接触給電装置。
少なくともいずれかの前記給電パッドの前記給電用コイルは、
当該給電パッドを構成する前記給電用コアの板厚方向に背向する面のうち他の前記給電用コアと対向する対向面に沿って前記対向面と平行な方向に並べられた導線によって構成される第１コイル部（１０１ｂ、１０２ｂ、２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ、４０１ｂ、４０２ｂ、５０１ｂ、５０２ｂ）と、
少なくともいずれかが前記給電用コアの外周面に沿って配置され、前記給電用コアの板厚方向に並べられた導線によって構成される第２コイル部（１０１ｃ、１０２ｃ、２０１ｃ、２０２ｃ、３０１ｃ、３０２ｃ、４０１ｃ、４０２ｃ、５０１ｃ、５０２ｃ）と、
を有し、
前記第２コイル部の板厚方向の寸法が、前記第１コイル部の板厚方向の寸法より大きいことを特徴とする非接触給電装置。
【請求項2】
前記第２コイル部は、前記給電用コアの外周面を覆うように並べられた導線によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項3】
前記第２コイル部（２０１ｃ、２０２ｃ、５０１ｃ、５０２ｃ）は、前記給電用コアの外周面を覆うとともに、さらに対向する他の前記給電用コア側に向かって並べられた導線によって構成されることを特徴とする請求項２に記載の非接触給電装置。
【請求項4】
前記第２コイル部（３０１ｃ、３０２ｃ、４０１ｃ、４０２ｃ、５０１ｃ、５０２ｃ）は、前記給電用コアの板厚方向及び板厚方向と直交する方向に並べられた導線によって構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項5】
前記第１コイル部（５０１ｂ、５０２ｂ）は、前記給電用コアの対向面と平行な方向及び給電用コアの板厚方向に並べられた導線によって構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項6】
インダクタコイルを有し、前記給電パッドに接続されるフィルタ回路（１１１）を備え、
前記フィルタ回路の前記インダクタコイル（１１１０）は、前記フィルタ回路が接続される前記給電パッドの前記給電用コアに埋設され、前記給電用コアを磁路として用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
前記フィルタ回路の前記インダクタコイル（１１１０）は、前記フィルタ回路が接続される前記給電パッドの前記給電用コアに埋設され、前記給電用コアを磁路として用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項7】
前記給電用コアに埋設される前記インダクタコイルは、軸心部及び軸心部の端部の少なくともいずれかが空気層又は非磁性材からなることを特徴とする請求項６に記載の非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、給電用コアと給電用コイルを有する給電パッドを備え、給電パッドを互いに対向させ、一方の給電パッドから他方の給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、給電用コアと給電用コイルを有する給電パッドを備え、給電パッドを互いに対向させ、一方の給電パッドから他方の給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置として、例えば以下に示す特許文献１に開示されている非接触給電装置がある。
【0003】
この非接触給電装置は、送電側パッドと受電側パッドを備えている。
【0004】
送電側パッドは、コアと、巻線と、導電部材とを備えている。コアは、磁性材からなる板状の部材である。巻線は、導線によって構成されており、第１巻線部と、第２巻線部とを備えている。第１巻線部は、コアの上面に沿って設けられている。第２巻線部は、コアの下側の外周面に沿って設けられている。導電部材は、導電材からなり、コアの下面側の漏れ磁束を抑えるための板状の部材である。導電部材は、コアの下面に当接するように配置されている。
【0005】
受電側パッドは、送電側パッドと同一構成であり、送電側パッドと上下逆向きに設けられている。
【0006】
非接触給電装置は、送電側パッドと受電側パッドを互いに対向させ、送電側パッドから受電側パッドに非接触で電力を供給する。ここで、コア及び巻線が給電用コア及び給電用コイルに、送電側パッド及び受電側パッドが給電パッドに相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０１３−２１１４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前述したように、第１巻線部は、コアの上面に沿って設けられている。そのため、巻線が導線を複数ターン巻いて構成されている場合、第１巻線部を構成する複数の導線は、コアの上面に沿って、コアの上面と平行な方向に並んで配置される。それに伴って、第２巻線部を構成する複数の導線も、コアの下側の外周面に沿って、コアの上面と平行な方向に並んで配置されることになる。そのため、コアの外周面の露出部分が大きくなってしまう。その結果、コアの外周面に対して垂直方向の磁束が発生し、空間に拡がる漏れ磁束が増加してしまう。また、露出したコアの外周面と導電部材の間の空間距離が小さいため、導電部材と鎖交する磁束が増加し、その磁束を打ち消すよう流れる渦電流が増加してしまい、渦電流損が増加してしまう。
【0009】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、給電用コアの外周面から空間に拡がる漏れ磁束を抑えるとともに、漏れ磁束を抑制するために導電部材を設けた場合、導電部材の渦電流損を抑えることができる給電パッドを備えた非接触給電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】
【0010】
上記課題を解決するためになされた本発明は、磁性材からなる板状の給電用コアと、導線によって構成され、給電用コアに設けられ、給電用コアを磁路として用いる給電用コイルとを有する給電パッドを備え、一方の給電パッドの給電用コアと他方の給電パッドの給電用コアの板厚方向に背向する面のうちいずれかの面を互いに対向させた状態で、一方の給電パッドから他方の給電パッドに非接触で電力を供給する非接触給電装置において、少なくともいずれかの給電パッドの給電用コイルは、当該給電パッドを構成する給電用コアの板厚方向に背向する面のうち他の給電用コアと対向する対向面に沿って、対向面と平行な方向に並べられた導線によって構成される第１コイル部と、少なくともいずれかが給電用コアの外周面に沿って配置され、給電用コアの板厚方向に並べられた導線によって構成される第２コイル部と、を有し、第２コイル部の板厚方向の寸法が、第１コイル部の板厚方向の寸法より大きいことを特徴とする。
【0011】
この構成によれば、第２コイル部を構成する導線は、少なくともいずれかが給電用コアの外周面に沿って配置され、給電用コアの板厚方向に並べられている。しかも、第２コイル部の板厚方向の寸法が、第１コイル部の板厚方向の寸法より大きい。そのため、給電用コアの外周面の露出部分が大きくなってしまうような事態を抑えることができる。従って、給電用コアの外周面からの漏れ磁束を抑えることができる。また、漏れ磁束を抑制するために導線部材を設けた場合、コアの外周面の露出部分と導電部材の空間距離を大きくできるため、導電部材に鎖交する漏れ磁束によって発生する渦電流損を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１実施形態における非接触給電装置の回路図である。
【図2】送電側パッドの上面図である。
【図3】送電側パッドの左側面図である。
【図4】送電側パッドの後面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る非接触給電装置を、電気自動車やハイブリッド車に搭載されたメインバッテリに非接触で送電する非接触給電装置に適用した例を示す。
【0015】
図１に示すように、電気自動車やハイブリッド車は、モータジェネレータＭＧと、メインバッテリＢ１と、インバータ回路ＩＮＶと、補機Ｓと、補機バッテリＢ２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路ＣＮＶと、制御器ＣＮＴとを備えている。
【0016】
モータジェネレータＭＧは、３相交流を供給することでモータとして動作し、車両の走行のための駆動力を発生する機器である。また、車両の減速時において、外部からの駆動力によって回転することでジェネレータとして動作し、３相交流を発生する機器でもある。
【0017】
メインバッテリＢ１は、直流高電圧を出力する充放電可能な電源である。
【0018】
インバータ回路ＩＮＶは、モータジェネレータＭＧがモータとして動作するとき、メインバッテリＢ１の出力する直流を３相交流に変換してモータジェネレータＭＧに供給する回路である。また、モータジェネレータＭＧがジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータＭＧの出力する３相交流を直流に変換してメインバッテリＢ１に供給する回路でもある。
【0019】
補機Ｓは、直流低電圧を供給することで動作するワイパー装置や電動パワーステアリング装置等の周辺装置である。
【0020】
補機バッテリＢ２は、直流低電圧を出力する充放電可能な電源である。
【0021】
ＤＣ／ＤＣコンバータ回路ＣＮＶは、メインバッテリＢ１の出力する直流高電圧を直流低電圧に変換して補機バッテリＢ２及び補機Ｓに供給する回路である。
【0022】
制御器ＣＮＴは、メインバッテリＢ１、補機バッテリＢ２、モータジェネレータＭＧに関する情報に基づいてインバータ回路ＩＮＶ、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路ＣＮＶ及び補機Ｓを制御する装置である。
【0023】
非接触給電装置１は、車両の外部に設置された外部電源ＰＳから車両に搭載されたメインバッテリＢ１に非接触で電力を供給し、メインバッテリＢ１を充電する装置である。非接触給電装置１は、送電側パッド１０（給電パッド）と、送電回路１１と、受電側パッド１２と、受電回路１３とを備えている。
【0024】
送電側パッド１０は、駐車スペース内に車両を駐車したときに車両の底部に設置された受電側パッド１２と対向する駐車スペース内の地表面の所定位置に設置され、電流が流れることで磁束を発生する装置である。図２〜図７に示すように、送電側パッド１０は、コア１００（給電用コア）と、コイル１０１、１０２（給電用コイル）と、導電部材１０３とを備えている。
【0025】
コア１００は、磁性材からなり、磁路を構成する矩形板状の部材である。具体的には、フェライトやダストコアからなる部材である。コア１００の上面の前後方向の中央部近傍には、左右方向に延在する溝部１００ａが形成されている。
【0026】
コイル１０１、１０２は、電流が流れることで磁束を発生する略矩形環状の部材である。コイル１０１、１０２は、断面形状が略正方形状である導線１０１ａ、１０２ａを３ターンずつ巻いて構成されている。例えば、被覆細線が撚り合わされたリッツ線又はソリッドバスバーによって構成されている。コイル１０１、１０２は、第１コイル部１０１ｂ、１０２ｂと、第２コイル部１０１ｃ、１０２ｃとを備えている。
【0027】
第１コイル部１０１ｂは、コア１００の板厚方向に背向する上下面のうち受電側パッド１２のコアと対向する上面に沿って、上面と平行な前後方向に並べられた導線１０１ａによって構成される部位である。第１コイル部１０１ｂを構成する３本の導線１０１ａは、溝部１００ａの前側に、左右方向に延在するような状態で前後方向に１列に並んで配置されている。
【0028】
第２コイル部１０１ｃは、コア１００の外周面に沿ってコア１００の板厚方向である上下方向に並べられた導線１０１ａによって構成される部位である。第２コイル部１０１ｃを構成する３本の導線１０１ａは、前後方向に延在するような状態で、コア１００の前側の左右側面を覆うように、左右側面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。また、左右方向に延在するような状態で、コア１００の前面を覆うように、前面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。
【0029】
第１コイル部１０２ｂは、コア１００の板厚方向に背向する上下面のうち受電側パッド１２のコアと対向する上面に沿って、上面と平行な前後方向に並べられた導線１０２ａによって構成される部位である。第１コイル部１０２ｂを構成する３本の導線１０２ａは、溝部１００ａの後側に、左右方向に延在するような状態で前後方向に１列に並んで配置されている。
【0030】
第２コイル部１０２ｃは、コア１００の外周面に沿って上下方向に並べられた導線１０２ａによって構成される部位である。第２コイル部１０２ｃを構成する３本の導線１０２ａは、前後方向に延在するような状態で、コア１００の後側の左右側面を覆うように、左右側面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。また、左右方向に延在するような状態で、コア１００の後面を覆うように、後面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。
【0031】
その結果、図５に示すように、第２コイル部１０１ｃ、１０２ｃの上下方向の寸法Ｈ２が、第１コイル部１０１ｂ、１０２ｂの上下方向の寸法Ｈ１より大きくなり、コア１００の前後面及び左右側面が導線１０１ａ、１０２ａで全て覆われることになる。
【0032】
導電部材１０３は、導電材からなり、コア１００の下面側の漏れ磁束を抑えるための板状の部材である。導電部材は、コア１００の下面に当接するように配置されている。
【0033】
図１に示す送電回路１１は、受電回路１３との間で無線通信によって情報を送受信し、受信した情報に基づいて外部電源ＰＳの出力を高周波の交流に変換し、送電側パッド１０に供給する回路である。図８に示すように、送電回路１１は、電力変換回路１１０と、フィルタ回路１１１と、共振用コンデンサ１１２とを備え、車両の外部に設置されている。
【0034】
電力変換回路１１０は、外部電源ＰＳの出力を高周波の交流に変換し出力する回路である。電力変換回路１１０の入力端は外部電源ＰＳに、出力端はフィルタ回路１１１及び送電側パッド１０に接続されている。
【0035】
フィルタ回路１１１は、電力変換回路１１０から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する回路である。フィルタ回路１１１は、インダクタコイル１１１０と、コンデンサ１１１１とを備えている。
【0036】
図５〜図７に示すように、インダクタコイル１１１０は、断面形状が略正方形状である導線１１１０ａを巻いて構成される環状の素子である。例えば、被覆細線が撚り合わされたリッツ線又はソリッドバスバーによって構成される素子である。インダクタコイル１１１０は、送電側パッド１０のコア１００に設けられ、コア１００を磁路として用いている。インダクタコイル１１１０は、自らの軸心方向を前後方向にした状態で、コア１００の前後方向、左右方向及び上下方向の中央部近傍に埋設されている。柱状の軸心部１１１０ｂは、空気層によって構成されている。ここで、軸心方向とは、環状のインダクタコイル１１１０の軸心を通り、かつ、環状のインダクタコイル１１１０によって囲まれた内側平面に対する法線方向のことである。なお、軸心方向は、環状のインダクタコイル１１１０の重心点を通る。また、軸心部１１１０ｂとは、環状のインダクタコイル１１１０によって囲まれた内側部分であって、軸心方向に延在する柱状部分のことである。
【0037】
図８に示すように、インダクタコイル１１１０及びコンデンサ１１１１は直列接続されている。インダクタコイル１１１０の一端は電力変換回路１１０の出力端に、コンデンサ１１１１の一端は送電側パッド１０に接続されている。
【0038】
共振用コンデンサ１１２は、送電側パッド１０のコイル１０１、１０２とともに共振回路を構成する回路である。共振用コンデンサ１１２は送電側パッド１０に並列接続されている。
【0039】
図１に示す受電側パッド１２は、車両の底部に設置され、駐車スペースに車両を駐車したときに、上下方向に間隔をあけて送電側パッド１０と対向して配置され、送電側パッド１０の発生した交番磁束が鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する装置である。受電側パッド１２は、コアと、コイルとを備えている。受電側パッド１２は、送電側パッド１０と同一構成であり、上下逆向きに設置されている。
【0040】
受電回路１３は、送電回路１１との間で無線通信によって情報を送受信し、受信した情報に基づいて受電側パッド１２から供給される交流を直流に変換してメインバッテリＢ１を充電する回路である。図８に示すように、受電回路１３は、共振用コンデンサ１３０と、フィルタ回路１３１と、電力変換回路１３２とを備えている。
【0041】
共振用コンデンサ１３０は、受電側パッド１２のコイルとともに共振回路を構成する回路である。共振用コンデンサ１３０は、受電側パッド１２に並列接続されている。
【0042】
フィルタ回路１３１は、共振用コンデンサ１３０の接続された受電側パッド１２から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する回路である。フィルタ回路１３１は、コンデンサ１３１０と、インダクタコイル１３１１とを備えている。
【0043】
インダクタコイル１３１１は、インダクタコイル１１１０と同一構成であり、受電側パッド１２のコアに設けられ、コアを磁路として用いている。そのため、インダクタコイル１１１０と同様に、受電側パッド１２のコイルの発生した磁束の影響を極力抑えることができる。
【0044】
コンデンサ１３１０及びインダクタコイル１３１１は直列接続されている。コンデンサ１３１０の一端は受電側パッド１２に、インダクタコイル１３１１の一端は電力変換回路１３２に接続されている。
【0045】
電力変換回路１３２は、フィルタ回路１３１を介して供給される交流を直流に変換してメインバッテリＢ１に供給する回路である。電力変換回路１３２の入力端はフィルタ回路１３１及び受電側パッド１２に、出力端はメインバッテリＢ１に接続されている。
【0047】
図１に示すように、駐車スペースに車両を駐車すると、送電側パッド１０と受電側パッド１２が上下方向に所定の間隔をあけて対向する。この状態で充電開始ボタン（図略）が押され、充電の開始が指示されると、送電回路１１と受電回路１３は、無線通信によって情報を送受信する。
【0048】
図８に示す電力変換回路１１０は、外部電源ＰＳの出力を高周波の交流に変換し出力する。フィルタ回路１１１は、電力変換回路１１０から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する。共振用コンデンサ１１２の接続された送電側パッド１０は、フィルタ回路１１１介して交流が供給されることで交番磁束を発生する。
【0049】
送電側パッド１０の発生した磁束は、コア１００の内部及び周辺を流れる。
【0050】
図２〜図７に示すように、第２コイル部１０１ｃを構成する３本の導線１０１ａは、コア１００の前側の左右側面を覆うように、左右側面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。また、コア１００の前面を覆うように、前面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。第２コイル部１０２ｃを構成する３本の導線１０２ａは、コア１００の後側の左右側面を覆うように、左右側面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。また、コア１００の後面を覆うように、後面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。そのため、図５に示すように、第２コイル部１０１ｃ、１０２ｃの上下方向の寸法Ｈ２が、第１コイル部１０１ｂ、１０２ｂの上下方向の寸法Ｈ１より大きくなり、コア１００の前後面及び左右側面が導線１０１ａ、１０２ａで全て覆われることになる。従って、コア１００の外周面の露出部分が大きくなってしまうような事態を抑えることができる。これにより、コア１００の外周面からの漏れ磁束を抑えることができる。
【0051】
また、図５〜図７に示すように、インダクタコイル１１１０は、コア１００に埋設されている。そして、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ｂは、空気層によって構成されている。そのため、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ｂを磁束が流れることはほとんどない。従って、コイル１０１、１０２の発生した磁束の影響を受けることはほとんどない。これにより、フィルタ回路１１１の特性を確保することができる。
【0052】
共振用コンデンサ１３０の接続された受電側パッド１２は、送電側パッド１０の発生した交番磁束と鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する。フィルタ回路１３１は、共振用コンデンサ１３０の接続された受電側パッド１２から供給される交流に含まれる所定の周波数成分を除去する。
【0053】
受電側パッド１２の発生した磁束は、コアの内部及び周辺を流れる。しかし、インダクタコイル１３１１は、インダクタコイル１１１０と同一構成である。そのため、インダクタコイル１３１１を磁束が鎖交することはほとんどない。従って、受電側パッド１２のコイルの発生した磁束の影響を極力抑えることができる。これにより、フィルタ回路１３１の特性を確保することができる。
【0054】
電力変換回路１３２は、フィルタ回路１３１を介して供給される交流を直流に変換してメインバッテリＢ１に供給する。このようにして、外部電源ＰＳからメインバッテリＢ１に非接触で電力を供給し、メインバッテリＢ１を充電することができる。
【0055】
次に、第１実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。
【0056】
第１実施形態によれば、第１コイル部１０１ｂ、１０２ｂを構成する導線１０１ａ、１０２ａは、コア１００の上面に沿って前後方向に並んで配置されている。第２コイル部１０１ｃ、１０２ｃを構成する導線１０１ａ、１０２ａは、コア１００の前後面及び左右側面に沿って上下方向に並んで配置されている。しかも、第２コイル部１０１ｃ、１０２ｃの上下方向の寸法Ｈ２が、第１コイル部１０１ｂ、１０２ｂの上下方向の寸法Ｈ１より大きい。そのため、コア１００の外周面の露出部分が大きくなってしまうような事態を抑えることができる。従って、コア１００と導電部材１０３の間の空間距離を充分に確保でき、コア１００の外周面からの漏れ磁束を抑えることができる。また、コア１００の外周面の露出部分と導電部材１０３の空間距離を大きくできるため、導電部材１０３に鎖交する漏れ磁束によって発生する渦電流損を抑えることができる。
【0057】
第１実施形態によれば、第２コイル部１０１ｃ、１０２ｃを構成する導線１０１ａ、１０２ａは、コア１００の前後面及び左右側面を覆うように、上下方向に並んで配置されている。そのため、コア１００の外周面の露出部分が大きくなってしまうような事態を確実に抑えることができる。従って、コア１００の外周面からの漏れ磁束を確実に抑えることができる。また、コア１００の外周面が覆われて露出部分がなくなるため、導電部材１０３に鎖交する漏れ磁束によって発生する渦電流損を確実に抑えることができる。
【0058】
第１実施形態によれば、フィルタ回路１１のインダクタコイル１１１０は、フィルタ回路１１が接続される送電側パッド１０のコア１００に埋設され、コア１００を磁路して用いている。つまり、インダクタコイル１１１０の磁路を構成するコアとして送電側パッド１０のコア１００を利用している。そのため、コアを有するインダクタコイルを別途設ける場合に比べ、非接触給電装置１を小型化することができる。
【0059】
第１実施形態によれば、フィルタ回路１１のインダクタコイル１１１０は、フィルタ回路１１が接続される送電側パッド１０のコア１００に埋設されるインダクタコイル１１１０は、軸心部１１１０ｂが空気層によって構成されている。そのため、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ｂを磁束が流れることはほとんどない。従って、コイル１０１、１０２の発生した磁束の影響を受けることはほとんどない。これにより、フィルタ回路１１１の特性を確保することができる。
【0060】
なお、第１実施形態では、コア１００の上面に溝部１００ａが形成され、この溝部１００ａに、第１コイル部１０１ｂ、１０２ｂを構成する導線１０１ａ、１０２ａが配置されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図９〜図１１に示すように、溝部がなく、コア１００の上面に、第１コイル部１０１ｂ、１０２ｂを構成する導線１０１ａ、１０２ａが直接配置されていてもよい。この場合も、第２コイル部１０１ｃ、１０２ｃの上下方向の寸法Ｈ２が、第１コイル部１０１ｂ、１０２ｂの上下方向の寸法Ｈ１より大きくなり、コア１００の前後面及び左右側面が導線１０１ａ、１０２ａで全て覆われることになる。そのため、同様の効果を得ることができる。
【0061】
第１実施形態では、インダクタコイル１１１０の軸心部１１１０ｂが空気層によって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。軸心部１１１０ｂは非磁性材によって構成されていてもよい。軸心部１１０ａの透磁率がコア１００の透磁率より低くなるように構成されていればよい。また、軸心部１１１０ｂの透磁率がコア１００の透磁率と同一であり、軸心部１１１０ｂの端部の透磁率がコア１００の透磁率より低くなるように構成されていてもよい。軸心部１１１０ｂ及び軸心部１１１０ｂの端部の少なくともいずれかの透磁率が、コア１００の透磁率より低くなるように構成されていればよい。
【0062】
（第２実施形態）次に、第２実施形態の非接触給電装置について説明する。第２実施形態の非接触給電装置は、第１実施形態の非接触給電装置に対して、送電側パッドのコアからインダクタコイルを取り除いてコアの板厚を薄くしたものである。送電側パッド、及び、送電側パッドと同一構成の受電側パッド以外は、第１実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図１２〜図１４を参照して送電側パッドの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。
【0063】
図１２〜図１４に示すように、送電側パッド２０は、コア２００（給電用コア）と、コイル２０１、２０２（給電用コイル）と、導電部材２０３とを備えている。コア２００、コイル２０１、２０２及び導電部材２０３は、第１実施形態のコア１００、コイル１０１、１０２及び導電部材１０３に対応するものである。
【0064】
コア２００は、第１実施形態のコア１００よりも板厚が薄い矩形板状の部材である。コア２００の上面の前後方向の中央部近傍には、左右方向に延在する溝部２００ａが形成されている。
【0065】
コイル２０１、２０２は、断面形状が略正方形状である導線２０１ａ、２０２ａを３ターンずつ巻いて構成されている。コイル２０１、２０２は、第１コイル部２０１ｂ、２０２ｂと、第２コイル部２０１ｃ、２０２ｃとを備えている。
【0066】
第１コイル部２０１ｂを構成する３本の導線２０１ａは、溝部２００ａの前側に、前後方向に１列に並んで配置されている。
【0067】
第２コイル部２０１ｃを構成する３本の導線２０１ａは、コア２００の前側の左右側面を覆うとともに、さらに対向する受電側パッドのコア側である上側に向かい、コア２００の左右側面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。また、コア２００の前面を覆うとともに、さらに上側に向かい、コア２００の前面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。
【0068】
第１コイル部２０２ｂを構成する３本の導線２０２ａは、溝部２００ａの後側に、前後方向に１列に並んで配置されている。
【0069】
第２コイル部２０２ｃを構成する３本の導線２０２ａは、コア２００の後側の左右側面を覆うとともに、さらに上側に向かい、コア２００の左右側面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。また、コア２００の後面を覆うとともに、さらに上側に向かい、コア２００の後面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。
【0070】
その結果、第２コイル部２０１ｃ、２０２ｃの上下方向の寸法Ｈ２が、第１コイル部２０１ｂ、２０２ｂの上下方向の寸法Ｈ１より大きくなり、コア２００の前後面及び左右側面が導線２０１ａ、２０２ａで覆われるとともに、コア２００の上面が導線２０１ａ、２０２ａで囲まれることになる。
【0071】
次に、第２実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。
【0072】
第２実施形態によれば、第２コイル部２０１ｃ、２０２ｃを構成する導線２０１ａ、２０２ａは、コア２００の前後面及び左右側面を覆うように、上下方向に並んで配置されている。そして、さらに上側に向かい、コア２００の前後面及び左右側面に沿って並んで配置されている。そのため、コア２００の前後面及び左右側面が導線２０１ａ、２０２ａで覆われるだけでなく、コア２００の上面が導線２０１ａ、２０２ａで囲まれることになる。従って、コア２００の外周面からの漏れ磁束をより確実に抑えることができる。また、コア２００の外周面が覆われて露出部分がなくなるとともに、漏れ磁束がより確実に抑えられるため、導電部材１０３に鎖交する漏れ磁束によって発生する渦電流損をより確実に抑えることができる。
【0073】
なお、第２実施形態では、コア２００の上面に溝部２００ａが形成され、この溝部２００ａに、第１コイル部２０１ｂ、２０２ｂを構成する導線２０１ａ、２０２ａが配置されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図１５〜図１７に示すように、溝部がなく、コア２００の上面に、第１コイル部２０１ｂ、２０２ｂを構成する導線２０１ａ、２０２ａが直接配置されていてもよい。この場合も、第２コイル部２０１ｃ、２０２ｃの上下方向の寸法Ｈ２が、第１コイル部２０１ｂ、２０２ｂの上下方向の寸法Ｈ１より大きくなり、コア２００の前後面及び左右側面が導線２０１ａ、２０２ａで覆われるとともに、コア２００の上面が導線２０１ａ、２０２ａで囲まれることになる。そのため、同様の効果を得ることができる。
【0074】
（第３実施形態）次に、第３実施形態の非接触給電装置について説明する。第３実施形態の非接触給電装置は、第１実施形態の非接触給電装置に対して、送電側パッドのコアからインダクタコイルを取り除いてコアの板厚を薄くし、それに伴って第２コイル部の構成を変更したものである。送電側パッド、及び、送電側パッドと同一構成の受電側パッド以外は、第１実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図１８〜図２０を参照して送電側パッドの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。
【0075】
図１８〜図２０に示すように、送電側パッド３０は、コア３００（給電用コア）と、コイル３０１、３０２（給電用コイル）と、導電部材３０３とを備えている。コア３００、コイル３０１、３０２及び導電部材３０３は、第１実施形態のコア１００、コイル１０１、１０２及び導電部材１０３に対応するものである。
【0076】
コア３００は、第１実施形態のコア１００よりも板厚が薄い矩形板状の部材である。コア３００の上面の前後方向の中央部近傍には、左右方向に延在する溝部３００ａが形成されている。
【0077】
コイル３０１、３０２は、断面形状が略正方形状である導線３０１ａ、３０２ａを３ターンずつ巻いて構成されている。コイル３０１、３０２は、第１コイル部３０１ｂ、３０２ｂと、第２コイル部３０１ｃ、３０２ｃとを備えている。
【0078】
第１コイル部３０１ｂを構成する３本の導線３０１ａは、溝部３００ａの前側に、前後方向に１列に並んで配置されている。
【0079】
第２コイル部３０１ｃを構成する３本の導線３０１ａは、コア３００の前側の左右側面を覆うように、左右側面に沿って上下方向に１列に並ぶとともに、コア３００の下側において左右方向に並んで配置されている。また、コア３００の前面を覆うように、コア３００の前面に沿って上下方向に１列に並ぶとともに、コア３００の下側において前後方向に並んで配置されている。
【0080】
第１コイル部３０２ｂを構成する３本の導線３０２ａは、溝部３００ａの後側に、前後方向に１列に並んで配置されている。
【0081】
第２コイル部３０２ｃを構成する３本の導線３０２ａは、コア３００の後側の左右側面を覆うように、左右側面に沿って上下方向に１列に並ぶとともに、コア３００の下側において左右方向に並んで配置されている。また、コア３００の後面を覆うように、コア３００の後面に沿って上下方向に１列に並ぶとともに、コア３００の下側において前後方向に並んで配置されている。
【0082】
その結果、第２コイル部３０１ｃ、３０２ｃの上下方向の寸法Ｈ２が、第１コイル部３０１ｂ、３０２ｂの上下方向の寸法Ｈ１より大きくなり、コア３００の前後面及び左右側面が導線３０１ａ、３０２ａで全て覆われることになる。
【0083】
次に、第３実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。
【0084】
第３実施形態によれば、第２コイル部３０１ｃ、３０２ｃを構成する導線３０１ａ、３０２ａは、コア３００の前後面及び左右側面を覆うように上下方向に並んで配置されている。そのため、コア３００の外周面の露出部分が大きくなってしまうような事態を確実に抑えることができる。従って、コア３００の外周面からの漏れ磁束を確実に抑えることができる。しかも、第２コイル部３０１ｃ、３０２ｃを構成する導線３０１ａ、３０２ａは、コア３００の下側において前後方向及び左右方向にも並んで配置されている。そのため、コイル３０１，３０２の上下方向の寸法を抑えることができる。
【0085】
なお、第３実施形態では、第２コイル部３０１ｃ、３０２ｃを構成する導線３０１ａ、３０２ａが、コア３００の下側において前後方向及び左右方向に並んで配置されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図２１〜図２３に示すように、第２コイル部３０１ｃ、３０２ｃを構成する導線３０１ａ、３０２ａは、コア３００の上側において前後方向及び左右方向に並んで配置されていてもよい。また、図２４〜図２６に示すように、第２コイル部３０１ｃ、３０２ｃを構成する導線３０１ａ、３０２ａは、コア３００の上側において前後面及び左右側面に沿って配置されるとともに、上下方向に並んで配置され、コア３００の下側において前後方向及び左右方向に並んで配置されていてもよい。つまり、第２コイル部３０１ｃ、３０２ｃを構成する導線３０１ａ、３０２ａは、少なくともいずれかがコア３００の外周面に沿って配設され、上下方向に並んで配設されていればよい。この場合も、同様の効果を得ることができる。
【0086】
（第４実施形態）次に、第４実施形態の非接触給電装置について説明する。第４実施形態の非接触給電装置は、第３実施形態の非接触給電装置に対して、送電側パッド及び受電側パッドのコイルのターン数を増加させたものである。送電側パッド、及び、送電側パッドと同一構成の受電側パッド以外は、第３実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図２７〜２９を参照して送電側パッドの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。
【0087】
図２７〜図２９に示すように、送電側パッド４０は、コア４００（給電用コア）と、コイル４０１、４０２（給電用コイル）と、導電部材４０３とを備えている。コア４００、コイル４０１、４０２及び導電部材４０３は、第３実施形態のコア３００、コイル３０１、３０２及び導電部材３０３に対応するものである。
【0088】
コア４００の上面の前後方向の中央部近傍には、左右方向に延在する溝部４００ａが形成されている。
【0089】
コイル４０１、４０２は、断面形状が略正方形状である導線４０１ａ、４０２ａを４ターンずつ巻いて構成されている。コイル４０１、４０２は、第１コイル部４０１ｂ、４０２ｂと、第２コイル部４０１ｃ、４０２ｃとを備えている。
【0090】
第１コイル部４０１ｂを構成する４本の導線４０１ａは、溝部４００ａの前側に、前後方向に１列に並んで配置されている。
【0091】
第２コイル部４０１ｃを構成する４本の導線４０１ａは、コア４００の前側の左右側面を覆うように、左右側面に沿って上下方向に１列に並ぶとともに、それぞれさらに左右方向に並んで配置されている。つまり、前側の左右側面に沿って上下方向に２列に並んで配置されている。また、コア４００の前面を覆うように、コア４００の前面に沿って上下方向に１列に並ぶとともに、それぞれさらに左右方向に並んで配置されている。つまり、前面に沿って上下方向に２列に並んで配置されている。
【0092】
第１コイル部４０２ｂを構成する４本の導線４０２ａは、溝部４００ａの後側に、前後方向に１列に並んで配置されている。
【0093】
第２コイル部４０２ｃを構成する４本の導線４０２ａは、コア４００の後側の左右側面を覆うように、左右側面に沿って上下方向に１列に並ぶとともに、それぞれさらに左右方向に並んで配置されている。つまり、後側の左右側面に沿って上下方向に２列に並んで配置されている。また、コア４００の後面を覆うように、コア４００の後面に沿って上下方向に１列に並ぶとともに、それぞれさらに前後方向に並んで配置されている。つまり、後面に沿って上下方向に２列に並んで配置されている。
【0094】
その結果、第２コイル部４０１ｃ、４０２ｃの上下方向の寸法Ｈ２が、第１コイル部４０１ｂ、４０２ｂの上下方向の寸法Ｈ１より大きくなり、コア４００の前後面及び左右側面が導線４０１ａ、４０２ａで全て覆われることになる。
【0095】
次に、第４実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第４実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0096】
なお、第４実施形態では、第２コイル部４０１ｃ、４０２ｃを構成する導線４０１ａ、４０２ａが、コア４００の前後面及び左右側面に沿って上下方向に２列に並んで配置されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図３０〜図３２に示すように、第２コイル部４０１ｃ、４０２ｃを構成する導線４０１ａ、４０２ａは、コア４００の上側において前後面及び左右側面に沿って配置されるとともに、上下方向に並んで配置され、コア４００の下側において前後方向及び左右方向に並んで配置されていてもよい。つまり、第２コイル部４０１ｃ、４０２ｃを構成する導線４０１ａ、４０２ａは、少なくともいずれかがコア４００の外周面に沿って配設され、上下方向に並んで配設されていればよい。この場合も、同様の効果を得ることができる。
【0097】
（第５実施形態）次に、第５実施形態の非接触給電装置について説明する。第５実施形態の非接触給電装置は、第２実施形態の非接触給電装置に対して、送電側パッド及び受電側パッドのコイルのターン数を増加させたものである。送電側パッド、及び、送電側パッドと同一構成の受電側パッド以外は、第２実施形態の非接触給電装置と同一である。そのため、図３３〜図３５を参照して送電側パッドの構成についてのみ説明し、動作については説明を省略する。
【0098】
図３３〜図３５に示すように、送電側パッド５０は、コア５００（給電用コア）と、コイル５０１、５０２（給電用コイル）と、導電部材５０３とを備えている。コア５００、コイル５０１、５０２及び導電部材５０３は、第２実施形態のコア２００、コイル２０１、２０２及び導電部材２０３に対応するものである。
【0099】
コア５００の上面の前後方向の中央部近傍には、左右方向に延在する溝部５００ａが形成されている。
【0100】
コイル５０１、５０２は、断面形状が略正方形状である導線５０１ａ、５０２ａを４ターンずつ巻いて構成されている。コイル５０１、５０２は、第１コイル部５０１ｂ、５０２ｂと、第２コイル部５０１ｃ、５０２ｃとを備えている。
【0101】
第１コイル部５０１ｂを構成する４本の導線５０１ａは、溝部５００ａの前側に、前後方向に１列に並んで配置されている。
【0102】
第２コイル部５０１ｃを構成する４本の導線５０１ａは、コア５００の前側の左右側面を覆うとともに、さらに上側に向かい、コア５００の左右側面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。また、コア５００の下側において左右方向に並んで配置されている。第２コイル部５０１ｃを構成する４本の導線５０１ａは、コア５００の前面を覆うとともに、さらに上側に向かい、コア５００の前面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。また、コア５００の下側において前後方向に並んで配置されている。
【0103】
第１コイル部５０２ｂを構成する４本の導線５０２ａは、溝部５００ａの後側に、前後方向に１列に並んで配置されている。
【0104】
第２コイル部５０２ｃを構成する４本の導線５０２ａは、コア５００の後側の左右側面を覆うとともに、さらに上側に向かい、コア５００の左右側面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。また、コア５００の下側において左右方向に並んで配置されている。第２コイル部５０２ｃを構成する４本の導線５０２ａは、コア５００の後面を覆うとともに、さらに上側に向かい、コア５００の後面に沿って上下方向に１列に並んで配置されている。また、コア５００の下側において前後方向に並んで配置されている。
【0105】
その結果、第２コイル部５０１ｃ、５０２ｃの上下方向の寸法Ｈ２が、第１コイル部５０１ｂ、５０２ｂの上下方向の寸法Ｈ１より大きくなり、コア５００の前後面及び左右側面が導線５０１ａ、５０２ａで覆われるとともに、コア５００の上面が導線５０１ａ、５０２ａで囲まれることになる。
【0106】
次に、第５実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。第５実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0107】
なお、第５実施形態では、第１コイル部５０１ｂ、５０２ｂを構成する導線５０１ａ、５０２ａが、溝部５００ａに、前後方向に１列に並んで配置されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図３６〜図３８に示すように、第１コイル部５０１ｂ、５０２ｂを構成する導線５０１ａ、５０２ａは、前後方向に１列に並ぶとともにそれぞれさらに上下方向に並んで配置されていてもよい。つまり、前後方向に２列に並んで配置されていてもよい。この場合も、同様の効果を得ることができる。
【0108】
最後に、複数の実施形態に関連する変形形態について説明する。
【0109】
第１〜第５実施形態では、送電側パッド及び受電側パッドを構成するコイル、及び、インダクタコイルが、略正方形状の断面の導線で構成されている例を挙げているが、これに限られるものはない。送電側パッド及び受電側パッドを構成するコイル、及び、インダクタコイルは、略長方形状、略円形状又は略楕円形状の断面の導線で構成されていてもよい。どのような断面形状の導線で構成されていてもよい。第２コイル部のコアの板厚方向の寸法が、第１コイル部のコアの板厚方向の寸法より大きければよい。
【0110】
第１〜第５実施形態では、第２コイル部が、コアの外周面を全て覆う例を挙げているが、これに限られるものはない。第２コイル部の上下方向の寸法Ｈ２が、第１コイル部の上下方向の寸法Ｈ１より大きければよい。このようにすることで、コアの外周面の露出部分が大きくなってしまうような事態を抑えることができる。そのため、コアの外周面からの漏れ磁束を抑えることができる。
【0111】
第１〜第５実施形態では、送電側パッドと受電側パッドが同一構成である例を挙げているが、これに限られるものではない。送電側パッド及び受電側パッドの少なくともいずれかが、本実施形態に挙げた構成であればよい。
【0112】
第１〜第５実施形態では、送電側パッド及び受電側パッドのコイルが、略矩形環状である例を挙げているが、これに限られるものではない。送電側パッドや受電側パッドのコイルは、円環状や半円環状であってもよい。環状であればよい。
【0113】
第１〜第５実施形態では、コアが矩形板状である例を挙げているが、これに限られるものではない。コアは、円板状や半円板状であってもよい。板状であればよい。
【0114】
第１〜第５実施形態では、コアがフェライトやダストコアによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。硅素鋼板や板状のアモルファスを板厚方向に積層することによって構成されていてもよい。
【0115】
第１〜第５実施形態では、送電側パッドが、３ターン又は４ターンの２つのコイルによって構成される例を挙げているが、これに限られるものはない。送電側パッドは、１つのコイルによって構成されていてもよい。また、ターン数に関して制限はない。どのようなターン数に対しても適用できる。
【0116】
第１〜第３実施形態では、送電側パッド及び受電側パッドを構成する２つのコイルが導線を３ターンずつ巻いて構成され、第４及び第５実施形態では、導線を４ターンずつ巻いて構成される例を挙げているが、これに限られるものはない。１ターン巻かれた導線を直列接続して３ターン又は４ターンのコイルを構成するのではなく、１ターン巻かれた導線を並列接続してコイルを構成してもよい。
【符号の説明】
【0117】
１・・・非接触給電装置、１０・・・送電側パッド（給電パッド）、１００・・・コア（給電用コア）、１０１、１０２・・・コイル（給電用コイル）、１０１ａ、１０２ａ・・・導線、１０１ｂ、１０２ｂ・・・第１コイル部、１０１ｃ、１０２ｃ・・・第２コイル部、１０３・・・導電部材