特許 6372757 異物検出装置およびコイル装置

(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】6372757

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】異物検出装置およびコイル装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/60 20160101AFI20180806BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/60

   H02J50/10

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-50347(P2015-50347)

(22)【出願日】2015年3月13日

(65)【公開番号】特開2016-171687(P2016-171687A)

(43)【公開日】2016年9月23日

【審査請求日】2018年1月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100097515

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 実

(74)【代理人】

【識別番号】100136700

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 俊博

(72)【発明者】

【氏名】淺野 篤史

(72)【発明者】

【氏名】後藤 誠彦

(72)【発明者】

【氏名】降矢 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】荒木 淳

【審査官】 小池 堂夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１３５４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０１３６９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０２７１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３４２９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ５０／６０

Ｈ０２Ｊ ５０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非接触で第１コイルへ送電または前記第１コイルから受電するための第２コイルを備えるコイル装置用の異物検出装置であって、
前記第１コイルと前記第２コイルとの間に位置する異物検出コイルと、
前記異物検出コイルの上部を覆うカバーであって、前記カバーの上面は、前記第２コイルのコイル面に対して傾いた少なくとも１つの傾斜面を含み、前記傾斜面は、前記異物検出コイルの検出感度が相対的に低い低感度領域から、前記異物検出コイルの検出感度が相対的に高い高感度領域へ向かって下方に傾斜している前記カバーと、を備える異物検出装置。

【請求項2】

前記カバーの上面は、前記上面の端まで下方に傾斜している端部傾斜面を含む、請求項１に記載の異物検出装置。

【請求項3】

前記少なくとも１つの傾斜面は、互いに向きの異なる複数の傾斜面を含む、請求項１又は２に記載の異物検出装置。

【請求項4】

前記異物検出コイルは、前記傾斜面と平行に配置されている、請求項１、２又は３に記載の異物検出装置。

【請求項5】

前記カバーを振動させる振動装置を更に備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の異物検出装置。

【請求項6】

前記異物検出コイルは、導線をループ状に形成した検出ループを含み、
前記低感度領域は、前記検出ループの中心軸の方向に、前記導線と重複し、前記高感度領域は、前記検出ループの前記中心軸の方向に、前記検出ループの内側部分と重複している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の異物検出装置。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか一項に記載の異物検出装置と、前記第２コイルとを備えるコイル装置であって、
前記カバーは前記第２コイルを更に覆う、コイル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非接触給電システムに設けられる異物検出装置およびコイル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

非接触給電システムは、送電コイルおよび受電コイルを備える。送電コイルは、受電コイルに非接触で給電する。この非接触給電時に、受電コイルと送電コイルとは、隙間を隔てて上下に配列される場合が多い。この隙間に、導電性材料の異物（例えば、硬貨、鉄くぎなど）が入り込むと、非接触給電の効率は、低下する可能性がある。

【0003】

このような異物を検出するために、下記の特許文献１の非接触給電システムは、図１の構成を採用している。図１は、鉛直面による断面図である。

【0004】

図１の非接触給電システムは、上述したような送電コイル３１および受電コイル３３と、カバー３５と、検出ループ３７と、異物検出部３９とを備える。送電コイル３１および受電コイル３３の各々は、図１の紙面に直交する同一平面内で渦巻き状に形成されている。検出ループ３７は、図１のように鉛直方向に配列された送電コイル３１と受電コイル３３との間に位置する。カバー３５は、下側の送電コイル３１および検出ループ３７を上部から覆う。検出ループ３７は、図１の紙面に直交する平面に複数配置されている。検出ループ３７には、送電コイル３１に流れる電流（以下、送電用電流という）により生じる磁束が貫通する。検出ループ３７を貫通する磁束は、カバー３５の上面に導電性材料の異物が載ることにより変化する。異物検出部３９は、この変化を検出することにより、カバー３５の上面に異物が存在することを検出する。また、特許文献２には、異物検出コイルの種々の形状について開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−２４９４０１号公報

【特許文献2】特開２０１４−５２６８７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図２は、送電用電流による磁力線を示す。図２に示すように、送電用電流による磁力線は、カバー３５の水平な上面の位置によって異なるため、カバー３５上の異物を貫通する磁束（以下、鎖交磁束という）は、その位置によって異なる。鎖交磁束が小さいほど、異物による磁束の乱れが小さくなる。異物が、鎖交磁束の小さくなる位置でカバー３５上面に載った場合には、検出ループ３７の貫通磁束がこの異物により変化する量は小さくなる。したがって、この異物の検出精度が低くなる。

【0007】

これは、送電コイルが上側に位置し受電コイルが下側に位置する場合も同様である。すなわち、下側の受電コイルを上方から覆うカバーを設けた場合においても、異物が、鎖交磁束の小さくなる位置でカバー上面に載ったときにも、検出ループによる異物の検出精度が低くなる。

【0008】

そこで、本発明の目的は、送電コイルまたは受電コイルを覆うカバーに載った異物の検出精度を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述の目的を達成するため、本発明の一態様によると、非接触で第１コイルへ送電または前記第１コイルから受電するための第２コイルを備えるコイル装置用の異物検出装置であって、
前記第１コイルと前記第２コイルとの間に位置する異物検出コイルと、
前記異物検出コイルの上部を覆うカバーであって、前記カバーの上面は、前記第２コイルのコイル面に対して傾いた少なくとも１つの傾斜面を含み、前記傾斜面は、前記異物検出コイルの検出感度が相対的に低い低感度領域から、前記異物検出コイルの検出感度が相対的に高い高感度領域へ向かって下方に傾斜している前記カバーと、を備える異物検出装置が提供される。

【0010】

本発明の一態様の異物検出装置は、例えば以下のように構成される。

【0011】

前記カバーの上面は、前記上面の端まで下方に傾斜している端部傾斜面を含むことができる。

【0012】

前記少なくとも１つの傾斜面は、互いに向きの異なる複数の傾斜面を含むことができる。

【0013】

前記異物検出コイルは、前記傾斜面と平行に配置されうる。

【0014】

前記異物検出装置は、前記カバーを振動させる振動装置を更に備えることができる。

【0015】

前記異物検出コイルは、導線をループ状に形成した検出ループを含むことができ、この場合、
前記低感度領域は、前記検出ループの中心軸の方向に、前記導線と重複し、前記高感度領域は、前記検出ループの前記中心軸の方向に、前記検出ループの内側部分と重複している。

【0016】

本発明の別態様によると、上述の異物検出装置と、前記第２コイルとを備えるコイル装置であって、
前記カバーは前記第２コイルを更に覆う、コイル装置が提供される。

【発明の効果】

【0017】

本発明によると、カバー上面の傾斜面が、異物検出コイルによる検出感度が相対的に低い低感度領域から、異物検出コイルによる検出感度が相対的に高い高感度領域へ向かって下方に傾斜しているので、傾斜面上の異物を重力により高感度領域へ移動させることができる。したがって、異物検出コイルによる異物検出の精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】従来の非接触給電システムを示す。

【図2】図１の場合における磁力線を示す。

【図3】本発明の第１実施形態による構成を示す。

【図4】（Ａ）は、図３の４Ａ−４Ａ線矢視図であり、（Ｂ）は、図３の４Ｂ−４Ｂ線矢視図であり、（Ｃ）は、図３の４Ｃ−４Ｃ線矢視図である。

【図5】送電コイルに流れる電流により発生する磁力線を示す。

【図6】異物検出コイルの低感度領域と高感度領域を示す。

【図7】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視図である。

【図8】本発明の第２実施形態の構成を示す。

【図9】本発明の第３実施形態による構成を示す。

【図10】第３実施形態の別の構成例を示す。

【図11】本発明の第４実施形態による構成を示す。

【図12】本発明の第４実施形態の説明図である。

【図13】本発明の第５実施形態による構成を示す。

【図14】本発明の第６実施形態による構成を示す。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

【0020】

［第１実施形態］
図３は、本発明の第１実施形態の構成を示す。図３は、鉛直面による断面図である。図４（Ａ）は、図３の４Ａ−４Ａ線矢視図であり、送電コイル３とコア７のみを示している。図４（Ｂ）は、図３の４Ｂ−４Ｂ線矢視図であり、受電コイル５とコア９のみを示している。図４（Ｃ）は、図３の４Ｃ−４Ｃ線矢視図であり、検出ループ１９ａのみを示している。

【0021】

図３の非接触給電システム２０は、送電用のコイル装置（以下、送電コイル装置という）３０Ａ及び受電用のコイル装置（以下、受電コイル装置という）３０Ｂを備える。送電コイル装置３０Ａは、送電コイル３及びコア７を備え、受電コイル装置３０Ｂは、受電コイル５及びコア９を備えている。送電コイル装置３０Ａは、本発明の第１実施形態によるカバー１０を備える。また、送電コイル装置３０Ａは、送電コイル３を支持するコイル支持体１１を備える。

【0022】

送電コイル３と受電コイル５の一方は、本発明の第１コイルに対応し、送電コイル３と受電コイル５の他方は、本発明の第２コイルに対応する。

【0023】

送電コイル３は、非接触で受電コイル５に送電する。送電コイル３が受電コイル５へ非接触で給電する時（以下、単に非接触給電時という）に、図３に示すように、送電コイル３と受電コイル５とは、鉛直方向に間隔をおいて配置される。送電コイル３の中心軸Ｃｔと、受電コイル５の中心軸Ｃｒとは、水平方向を向いており、互いに対して平行である。

【0024】

送電コイル３と受電コイル５は、それぞれ、磁性材料で形成されたコア７，９に巻かれた導線である。第１実施形態では、送電コイル３及び受電コイル５は、ソレノイド型コイルである。図３では、コア７，９は板状である。図３に示す非接触給電時に、板状のコア７の面のうち最も広い面である上面は、板状のコア９の面のうち最も広い面である下面に鉛直方向に対向している。

【0025】

送電コイル装置３０Ａにおいて、磁界を遮蔽可能な材料（例えばアルミニウム）で形成された磁界遮蔽部が設けられる。この磁界遮蔽部は、送電コイル３を下方から覆う。図３の例では、コイル支持体１１が、上述の磁界遮蔽部となっている。

【0026】

受電コイル５は、カバー１３に下方から覆われている。図３において、受電コイル５の上方には、磁界を遮蔽可能な材料（例えばアルミニウム）で形成されたコイル支持部１５が設けられている。コイル支持部１５は、受電コイル５を上方から覆う。コイル支持部１５は、図３の例では、カバー１３に取り付けられている。

【0027】

カバー１０は、送電コイル３と受電コイル５との間に位置するように設けられる。カバー１０は、送電コイル３と受電コイル５の一方（図３の例では、送電コイル３）の上部を覆う。すなわち、カバー１０は、鉛直方向に重なるように配置された送電コイル３と受電コイル５のうち、下側のコイル（この例では、送電コイル３）の上部を覆うように、下側のコイルを支持するコイル支持体１１に設けられる。

【0028】

送電コイル装置３０Ａは、本発明の第１実施形態によるコイル装置用の異物検出装置１７を備える。

【0029】

異物検出装置１７は、カバー１０と異物検出コイル１９と異物検出部２１を有する。カバー１０は、異物検出コイル１９と異物検出部２１のうち、図３のように異物検出コイル１９のみを覆ってもよいし、図示を省略するが異物検出コイル１９と異物検出部２１の双方を覆ってもよい。また、本実施形態では、送電コイル装置３０Ａが、異物検出コイル１９を含んでいるため、送電コイル装置３０Ａのカバー１０と異物検出装置１７のカバー１０とは、一体となっている。図３の例では、カバー１０が、送電コイル装置３０Ａのカバーと、異物検出装置１７のカバーとの両方を兼ねている。カバー１０の上面（受電コイル５に対向する対向面）に異物が存在すると、送電コイル３を流れる交流電流（以下、送電用電流という）によって発生する磁場が乱れる。異物検出装置１７は、この乱れを検出することにより、異物の有無を判断する。

【0030】

異物検出コイル１９は、１つ又は複数の検出ループ１９ａで実現される。各検出ループ１９ａは、導線をループ状に形成したものである。図４（Ｃ）の例では、１本の導線を８の字状に配置することにより形成された２つの検出ループ１９ａを１対として、複数対（２０対）の検出ループ１９ａが設けられている。複数の検出ループ１９ａは、送電コイル３に関して、送電コイル装置３０Ａの上述の磁界遮蔽部（図３では、コイル支持体１１）の反対側に位置する。また、複数の検出ループ１９ａは、カバー１０と送電コイル３の間に位置する。つまり、異物検出コイル１９は、送電コイル３と受電コイル５との間に位置する。

【0031】

検出ループ１９ａを用いて、次のように異物を検出する。カバー１０の上面（以下、単にカバー上面ともいう）に、導電性材料の異物（例えば、硬貨、鉄くぎなど）が載ると、検出ループ１９ａを貫通する磁束が変化する。検出ループ１９ａに磁束が貫通すると、検出ループ１９ａは電気信号（誘起電圧、誘起電流）を異物検出部２１に出力するが、磁束の変化により、検出ループ１９ａからの出力信号が変化する。異物検出部２１は、この変化を検出し、この変化に基づいて、カバー上面に異物が存在するかを判断する。例えば、異物検出部２１は、検出ループ１９ａを貫通する磁束の変化による検出ループ１９ａの電流変化、または、この電流変化による電圧変化に基づいて、上述の異物検出信号を出力する。異物検出部２１は、例えばプロセッサ及びメモリを備えるコンピュータである。なお、異物検出部２１は、異物検出装置１７の構成要素ではなく、送電コイル装置３０Ａに設けられてもよい。

【0032】

カバー１０の上面は、少なくとも１つの傾斜面１０ａ，１０ｂを含む。第１実施形態によると、傾斜面１０ａ，１０ｂは、送電コイル３のコイル面に対して傾いている。送電コイル３のコイル面は、送電コイル３を構成する導線の巻軸方向（すなわち、中心軸Ｃｔの方向）と平行に延びている面（水平面）であり、板状のコア７の面のうち最も広い面に対応する。なお、カバー１０は、傾斜面を複数含むことに限定されず、少なくとも１つの傾斜面を含めばよい。

【0033】

なお、送電コイル３のコイル面に平行に、各検出ループ１９ａが配置されている。図３では、各検出ループ１９ａは、同じ平面内に配置されている。

【0034】

各傾斜面１０ａ，１０ｂは、図３では平面であるが、曲面であってもよい。

【0035】

図５（Ａ）は、図３において、送電コイル３に流れる送電用電流により発生する磁力線を示している。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の部分拡大図である。

【0036】

異物（例えば、板状の異物）がカバー上面に載る時、多くの場合、安定性の観点から、この異物は、その面積が最も大きい最大面をカバー上面に接触させて静止する。この場合、カバー上面が水平であるときには、異物のより小さい面が水平方向を向く。図５（Ｂ）において、実線で示す異物Ｘ１は、その最大面を傾斜面１０ａに接触させて静止している。図５（Ｂ）において、一点鎖線は、その最大面を水平なカバー上面に接触させて静止した場合の異物Ｘ２を示す。異物Ｘ１と異物Ｘ２とは同じものである。図５（Ａ）のように、カバー１０の付近では、磁力線の向きは、水平に近づくため、カバー１０が傾斜面１０ａを有していない場合、異物Ｘ２の小さい面に磁束（図５（Ｂ）では１本の磁力線）が鎖交することになる。カバー１０が傾斜面１０ａを有することにより、異物Ｘ１の大きい面に磁束が鎖交することになる（異物において磁束が鎖交する面積を大きくすることができる）。図５（Ｂ）では、異物Ｘ１に４本の磁力線が鎖交するようになる。このように異物を鎖交する磁力線の数が増えるので、異物によって検出ループ１９ａを鎖交する磁束の変化が大きくなり、その結果、異物検出装置１７（検出ループ１９ａ）による異物検出の精度が向上する。

【0037】

棒状の異物が傾斜面１０ａ，１０ｂに載った場合にも、この異物を貫通する磁力線の数は、この異物が水平なカバー上面に載った場合よりも多くなる。したがって、棒状の異物についても、傾斜面１０ａ，１０ｂにより、異物検出装置１７（検出ループ１９ａ）による異物検出の精度が向上する。

【0038】

図６（Ａ）は、図４（Ｃ）において、検出ループ１９ａによる検出感度が相対的に低い低感度領域Ｒ_ＬＳと、検出ループ１９ａによる検出感度が相対的に高い高感度領域Ｒ_ＨＳを示した図である。図６（Ｂ）は、図６（Ｂ）の部分拡大図であり、１本の導線で形成された１対の検出ループ１９ａを示す。図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）において、異物がカバー上面に載った状態を示す。

【0039】

第１実施形態によると、傾斜面１０ａ，１０ｂは、検出ループ１９ａによる検出感度が相対的に低い低感度領域Ｒ_ＬＳから、検出ループ１９ａによる検出感度が相対的に高い高感度領域Ｒ_ＨＳに向かって下方に傾斜している。

【0040】

低感度領域Ｒ_ＬＳとして、第１の低感度領域Ｒ_ＬＳ１と第２の低感度領域Ｒ_ＬＳ２がある。

【0041】

第１の低感度領域Ｒ_ＬＳ１は、図６（Ａ）（Ｂ）において編み目が描かれている領域と、各検出ループ１９ａの中心軸方向（鉛直方向）に重複している。すなわち、各検出ループ１９ａの中心軸方向から見た場合に、第１の低感度領域Ｒ_ＬＳ１は、１本の導線で形成された複数個（好ましくは、偶数個）の検出ループ１９ａのうち、同じ向き（例えば、図６（Ａ）（Ｂ）の紙面裏側から紙面表側への向き）の磁束が貫通した場合に互いに打ち消し合う電流が流れることになる検出ループ１９ａ同士の境界、または、この境界とその近傍である。このような低感度領域が存在することは、例えば上記特許文献２にも示されている。

【0042】

第２の低感度領域Ｒ_ＬＳ２は、図６（Ａ）（Ｂ）においてハッチングした領域と、各検出ループ１９ａの中心軸方向（図７では鉛直方向）に重複している。すなわち、第２の低感度領域Ｒ_ＬＳ２は、検出ループ１９ａを構成する導線と、この検出ループ１９ａの中心軸方向（図６（Ａ）（Ｂ）では、この図の紙面に垂直な方向）に重複している。ただし、第１の低感度領域Ｒ_ＬＳ１が存在する場合には、第２の低感度領域Ｒ_ＬＳ２は、第１の低感度領域Ｒ_ＬＳ１を除いた領域である。

【0043】

高感度領域Ｒ_ＨＳは、各検出ループ１９ａの内側の領域と、この検出ループ１９ａの中心軸方向に重複している。

【0044】

図６（Ｃ）に示すように、第１の低感度領域Ｒ_ＬＳ１に異物Ｘ１が存在する場合、検出ループ１９ａの中心軸方向に見て、この異物Ｘ１の位置が、互いに隣接する検出ループ１９ａの境界またはその近傍であるので、この異物Ｘ１が、これらの検出ループ１９ａを貫通する磁束に略同じ影響を与える。したがって、これらの影響による検出ループ１９ａの電流変化も打ち消されて、異物を検出できない可能性がある。

【0045】

図６（Ｃ）に示すように、第２の低感度領域Ｒ_ＬＳ２に異物Ｘ２（実線で示す異物Ｘ２）が存在する場合に、この異物Ｘ２が検出ループ１９ａを貫通する磁束に与える影響は、同じ異物（一点鎖線で示す異物Ｘ３）が高感度領域Ｒ_ＨＳに存在する場合に、この異物Ｘ３が検出ループ１９ａを貫通する磁束に与える影響よりも小さい。したがって、第２の低感度領域Ｒ_ＬＳ２に異物が存在する場合には、この異物が高感度領域Ｒ_ＨＳに存在する場合よりも、異物の検出精度が低くなる。

【0046】

図７は、図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視図である。図７において、網目が描かれた領域は、第１の低感度領域Ｒ_ＬＳ１であり、ハッチングされた領域は、第２の低感度領域Ｒ_ＬＳ２である。

【0047】

図７の構成例では、各傾斜面１０ａ，１０ｂは、図７の左右方向において高感度領域Ｒ_ＨＳに整合している第１の低感度領域Ｒ_ＬＳ１から高感度領域Ｒ_ＨＳまで、送電コイル３の中心軸Ｃｔ方向（水平方向）に下方へ傾斜している。より具体的には、各傾斜面１０ａは、図３の紙面と垂直な方向に直線状に延びる頂部２から、図３の紙面と垂直な方向に直線状に延びる底部４まで図３の左下方に傾斜している。各傾斜面１０ｂは、図３の紙面と垂直な方向に直線状に延びる頂部２から、図３の紙面と垂直な方向に直線状に延びる底部４まで図３の右下方に傾斜している。各頂部２は、低感度領域Ｒ_ＬＳにあり、各底部４は、高感度領域Ｒ_ＨＳにある。また、各頂部２は、隣接する傾斜面１０ａ，１０ｂに共有され、各底部４は、隣接する傾斜面１０ａ，１０ｂに共有されている。

【0048】

図７の構成例によると、第１または第２の低感度領域Ｒ_ＬＳ１，Ｒ_ＬＳ２において、図７の左右方向に高感度領域Ｒ_ＨＳに整合している位置で、異物が傾斜面１０ａ，１０ｂに載った場合に、この異物は、自重により、傾斜面１０ａまたは１０ｂに沿って高感度領域Ｒ_ＨＳへ移動して高感度領域Ｒ_ＨＳの底部４または底部４近傍で静止する。

【0049】

また、図３において、各傾斜面１０ａ，１０ｂに異物が載った場合、図５（Ｂ）のように、この異物に鎖交する磁力線（磁束）が多くなる。したがって、異物が、これらの傾斜面１０ａ，１０ｂのいずれかに載った状態で、高感度領域Ｒ_ＨＳで静止すると、さらに、異物の検出精度が向上する。

【0050】

また、図３において、カバー１０の上面は、互いに向きの異なる多数の傾斜面１０ａ，１０ｂを有し、これらの傾斜面１０ａ，１０ｂは、カバー１０の上面に（規則正しい）多数の凹凸（頂部２と底部４）を形成している。これにより、カバー１０の上面に、重いもの（例えば、人）が載った場合に、カバー１０に作用する力が分散されるので、カバー１０の強度が高まる。

【0051】

[第２実施形態]
図８（Ａ）は、本発明の第２実施形態による異物検出装置１７と送電コイル装置３０Ａを示す。図８（Ａ）は、鉛直面による断面図である。第２実施形態において、以下で説明しない点は、上述の第１実施形態の場合と同じである。

【0052】

図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。図８（Ｂ）において、網目が描かれた領域は、第１の低感度領域Ｒ_ＬＳ１であり、ハッチングされた領域は、第２の低感度領域Ｒ_ＬＳ２である。

【0053】

図８では、４つの傾斜面１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを１組として、各組の傾斜面１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆは、対応する１つの検出ループ１９ａの中心軸方向（図８では、鉛直方向）に、この検出ループ１９ａの内側領域と重なる位置に設けられている。各組において、傾斜面１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆは、それぞれ、水平方向に直線状に延びる頂部２から検出ループ１９ａの中心軸上にある底部４まで下方に傾斜している。傾斜面１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆの各々は、図８（Ｂ）のように、検出ループ１９ａの中心軸方向（図８では、鉛直方向）から見た場合に三角形状である。

【0054】

上述の各組において、図８の例では、傾斜面１０ｃは、図８（Ｂ）において右側の頂部２から左側の底部４まで下方に傾斜し、傾斜面１０ｄは、図８（Ｂ）において左側の頂部２から右側の底部４まで下方に傾斜し、傾斜面１０ｅは、図８（Ｂ）において上側の頂部２から下側の底部４まで下方に傾斜し、傾斜面１０ｆは、図８（Ｂ）において下側の頂部２から上側の底部４まで下方に傾斜している。

【0055】

第２実施形態によると、カバー上面のどの傾斜面１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆに異物が載っても、異物は、自重により傾斜面１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆに高感度領域の底部４へ案内されて、底部４に静止する。したがって、カバー上面のどの傾斜面１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆに異物が載っても、異物を高い感度で検出できる。

【0056】

また、好ましくは、図８のように、隣接する上述の組同士の間に間隔をおくことなく、カバー１０の上面全体を、隙間なく多数の組の傾斜面１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆで形成する。

【0057】

図８において、カバー１０の上面は、互いに向きの異なる多数の傾斜面１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを有し、これらの傾斜面は、カバー１０の上面に（規則正しい）多数の凹凸（頂部２と底部４）を形成している。これにより、カバー１０の強度が高まる。

【0058】

[第３実施形態]
図９（Ａ）は、本発明の第３実施形態の構成を示す図である。図９（Ａ）は、鉛直面による断面図である。第３実施形態において、以下で説明しない点は、上述の第１実施形態の場合と同じである。

【0059】

図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。図９（Ｂ）において、網目が描かれた領域は、第１の低感度領域Ｒ_ＬＳ１であり、ハッチングされた領域は、第２の低感度領域Ｒ_ＬＳ２である。

【0060】

第３実施形態では、各傾斜面１０ａは、図９（Ａ）の紙面と垂直な方向に直線状に延びる頂部２から、図９（Ａ）の紙面と垂直な方向に直線状に延びる底部４まで図９（Ａ）の左下方に傾斜している。各傾斜面１０ａは、１つの検出ループ１９ａの全体または複数の検出ループ１９ａを跨ぐように、送電コイル３の中心軸Ｃｔ方向（図９（Ａ）の左方向）に対して下方へ傾斜している。すなわち、各傾斜面１０ａの中心軸Ｃｔ方向の寸法は、１つの検出ループ１９ａの中心軸Ｃｔ方向における寸法よりも大きく、または、複数の検出ループ１９ａの中心軸Ｃｔ方向における寸法の合計よりも大きい。隣接する傾斜面１０ａのうち、一方の頂部２と、他方の底部４とは、鉛直面６により結合されている。

【0061】

第３実施形態において、送電コイル装置３０Ａのカバー１０の上面は、送電コイル３のコイル面に対して傾いた端部傾斜面１０ｇを含む。端部傾斜面１０ｇは、カバー１０の上面の端まで下方に傾斜している。端部傾斜面１０ｇは、その斜め下方端（図９（Ａ）の左端）において水平方向に開放されている。したがって、この端部傾斜面１０ｇに載った異物を、その自重により端部傾斜面１０ｇ上を斜め下方に移動させ、端部傾斜面１０ｇにおける図９（Ａ）の左端から落下させることができる。

【0062】

図１０は、図９（Ａ）の送電コイル装置３０Ａにおいて、一部の検出ループ１９ａを省略した構成を示す。

【0063】

第３実施形態において、図１０のように、鉛直方向から見た場合に、各傾斜面１０ａの底部４に重複する検出ループ１９ａ以外の検出ループ１９ａを省略してもよい。例えば、鉛直方向から見た場合に、各傾斜面１０ａの底部４に重複する位置にのみ検出ループ１９ａを設けてもよい。

【0064】

第３実施形態においても、異物が傾斜面１０ａに載った場合に、この異物は、自重により、傾斜面１０ａに沿って高感度領域Ｒ_ＨＳへ移動して高感度領域Ｒ_ＨＳの底部４で静止する。したがって、この異物を高精度に検出できる。

【0065】

［第４実施形態］
図１１は、本発明の第４実施形態による構成を示す。図１１（Ａ）は、鉛直面による断面図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図であり、送電コイル３と検出ループ１９ａのみを示している。図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）における多数の検出ループ１９ａのうちの一部のみを図示している。第４実施形態において、以下で説明しない点は、上述の第１実施形態の場合と同じである。

【0066】

第４実施形態では、送電コイル３と受電コイル５の各々は、渦巻き状の導線である。例えば、送電コイル３と受電コイル５の各々は、同一平面内で渦巻き状に形成されている。

【0067】

図１１（Ｂ）（Ｃ）に示すように、１本の導線を略８の字状に配置することにより形成された２つの検出ループ１９ａを１対として、複数対（８対）の検出ループ１９ａが設けられている。図１１（Ｃ）において、実線は、１対の検出ループ１９ａを示し、破線は、別の１対の検出ループ１９ａを示し、他の対の検出ループ１９ａの図示を省略している。検出ループ１９ａの各対において、２つの検出ループ１９ａは、図１１（Ｂ）（Ｃ）のように、中心軸Ｃｔの方向から見た場合に、互いに点対称である。ここで、点対称の中心は、中心軸Ｃｔ上に、または、中心軸Ｃｔの近傍に位置する。ただし、検出ループ１９ａの配置や形状は、図１１の例に限定されず、任意である。

【0068】

図１２（Ａ）は、図１１（Ａ）において、送電コイル３を流れる送電用電流による磁力線を示した図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の１２Ｂ−１２Ｂ線矢視図であり、図１２（Ｃ）は、図１２（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。

【0069】

第４実施形態では、送電コイル３のコイル面は、送電コイル３の中心軸Ｃｔと直交する面（図１１（Ａ）では水平面）である。第４実施形態によると、カバー１０の上面は、送電コイル３のコイル面に対して傾いた傾斜面１０ｈを含む。

【0070】

低感度領域Ｒ_ＬＳは、図１２（Ｂ）のハッチング部分である。第１実施形態と同様、各検出ループ１９ａの中心軸方向から見た場合に、図１２（Ｂ）のハッチング部分で示すように、図１１（Ｂ）における各対の検出ループ１９ａ同士の境界、または、この境界とその近傍（つまり、本実施形態では中心軸Ｃｔの近傍領域）は、低感度領域Ｒ_ＬＳとなる。また、各検出ループ１９ａの中心軸方向から見た場合に、図１２（Ｂ）のハッチング部分で示すように、中心軸Ｃｔ回りの水平な周方向において、図１１（Ｂ）における隣接する検出ループ１９ａ同士の境界、または、この境界とその近傍は、低感度領域Ｒ_ＬＳとなる。

【0071】

傾斜面１０ｈは、検出ループ１９ａによる検出感度が相対的に低い低感度領域Ｒ_ＬＳ（図１２（Ｂ）のハッチング部分）から、検出ループ１９ａによる検出感度が相対的に高い高感度領域Ｒ_ＨＳに向かって下方へ傾斜している。低感度領域Ｒ_ＬＳは、各検出ループ１９ａを形成する導線と、この検出ループ１９ａの中心軸方向に重複する。高感度領域Ｒ_ＨＳは、各検出ループ１９ａの内側部分と、この検出ループ１９ａの中心軸方向に重複する。

【0072】

第４実施形態によると、各傾斜面１０ｈは、低感度領域Ｒ_ＬＳに位置する頂部２から高感度領域Ｒ_ＨＳに位置する底部４まで、中心軸Ｃｔ回りの水平な周方向に対して送電コイル３側（図１２（Ａ）では、下方）へ傾斜している。各頂部２と各底部４は、中心軸Ｃｔに対する半径方向（径方向）に直線状に延びる。各頂部２は、互いに隣接する傾斜面１０ｈに共有されている。互いに隣接する傾斜面１０ｈは、共有する頂部２から別々の底部４まで互いに反対側に延びている。

【0073】

第４実施形態では、図１１（Ａ）のように、カバー１０の上面は、送電コイル３のコイル面に対して傾いた傾斜面１０ｉを含む。傾斜面１０ｉは、円錐面である。傾斜面１０ｉに異物が載ると、高感度領域Ｒ_ＨＳが周方向に間隔をおいて存在する径方向外側へ異物を案内する。すなわち、傾斜面１０ｉの上記円錐面は、中心軸Ｃｔ上に位置する頂点を有し、傾斜面１０ｉは、この頂点の低感度領域Ｒ_ＬＳから、高感度領域Ｒ_ＨＳが周方向に間隔をおいて存在する径方向外側まで下方に傾斜している。

【0074】

［第５実施形態］
第５実施形態によると、第１〜第４実施形態において、送電コイル装置３０Ａは、カバー１０を振動させる振動装置２３を有する。

【0075】

図１３は、第１実施形態の図３において振動装置２３を設けた場合を示す。以下、図１３に基づいて説明するが、第２〜第４実施形態において振動装置２３を設けた場合も以下と同様である。

【0076】

振動装置２３は、カバー１０に取り付けられた振動発生機構（例えば、偏心モータ）２３ａと、電源から振動発生機構２３ａへ電力を供給させる閉状態と、電源から振動発生機構２３ａへ電力を供給させない開状態と間で切り替えられるスイッチ２３ｂとを有する。スイッチ２３ｂは、手動または自動で切り換えられる。

【0077】

手動の場合、スイッチ２３ｂを閉状態と開状態との間で切り換えるための操作部が設けられる。この操作部（ボタンやレバーなど）を人が操作することにより、スイッチ２３ｂは、閉状態と開状態との間で切り換えられる。

【0078】

自動の場合、送電コイル３への電流供給を開始する時に、スイッチ２３ｂは、自動的に、開状態から閉状態に切り換えられる。例えば、送電コイル３への電流供給を開始するための操作部が設けられる。この操作部（ボタンやレバーなど）を人が操作することにより、送電コイル３への送電用電流の供給が開始されるとともに、スイッチ２３ｂが、自動的に、開状態から閉状態に切り換えられる。このようにスイッチ２３ｂが構成されている。

【0079】

第５実施形態によると、カバー１０に取り付けられた振動発生機構２３ａに電力を供給すると、振動発生機構２３ａが振動してカバー１０が振動する。これにより、カバー上面の異物を、より確実に底部４へ移動させ、または、カバー上面から落下させることができる。

【0080】

［第６実施形態］
第６実施形態によると、第３実施形態において、検出ループ１９ａを傾斜面と平行に配置する。

【0081】

図１４（Ａ）は、図９（Ａ）に示す送電コイル装置３０Ａにおいて、各検出ループ１９ａを傾斜面１０ａと平行に配置した場合を示す。
図１４（Ｂ）は、図１０に示す送電コイル装置３０Ａにおいて、各検出ループ１９ａを傾斜面１０ａと平行に配置した場合を示す。
図１４（Ａ）において、各検出ループ１９ａ（検出ループ１９ａの中心軸に直交する平面）は、この検出ループ１９ａと鉛直方向に重複する傾斜面１０ａまたは端部傾斜面１０ｇに平行になっている。図１４（Ｂ）において、各検出ループ１９ａは、この検出ループ１９ａと鉛直方向に重複する傾斜面１０ａに平行になっている。

【0082】

第６実施形態によると、傾斜面に載った異物と検出ループ１９ａとの距離を減らすことができる。したがって、傾斜面上の異物により、検出ループ１９ａを貫通する磁束の変化が大きくなり、検出ループ１９ａによる検出精度が向上する。

【0083】

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変更例１〜３のいずれかを採用してもよいし、以下の変更例１〜３の２つ以上を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、他の点は上述と同じである。

【0084】

（変更例１）
上述では、送電コイル３が受電コイル５の下方に位置し、カバー１０は、送電コイル３を上方から覆うように設けられていた。しかし、本発明によると、受電コイル５が送電コイル３の下方に位置し、カバー１０が、受電コイル５を上方から覆うように設けられていてもよい。この場合、上述の内容や各図面の内容は、送電コイル３と受電コイル５の位置が互いに入れ替えられて適用される。
したがって、送電コイル３と受電コイル５の一方を第１コイルとし、送電コイル３と受電コイル５の他方を第２コイルとして、本発明のコイル装置は、非接触で第１コイルへ送電または第１コイルから受電するための第２コイルを備えるものである。

【0085】

（変更例２）
上述では、送電コイル装置３０Ａのカバー１０が異物検出装置１７のカバー１０と一体となっているが、本発明はこの態様に限定されない。例えば、送電コイル装置３０Ａと異物検出装置１７とが別体で実現されていてもよい。この場合、送電コイル装置３０Ａの上方に、もしくは送電コイル装置３０Ａのカバー１０の上面に、異物検出装置１７（異物検出コイル１９）が配置されることになる。

【0086】

（変更例３）
上述した実施形態と各図の構成は、本発明の例示に過ぎない。本発明は、送電コイルと受電コイルと異物検出コイルの間の様々な位置関係に適用できる、すなわち、本発明によると、カバー１０の上面に含まれる傾斜面は、異物検出コイルの検出感度が相対的に低い低感度領域から、異物検出コイルの検出感度が相対的に高い高感度領域へ向かって下方に傾斜してさえいればよい。

【符号の説明】

【0087】

２ 頂部、３ 送電コイル、４ 底部、５ 受電コイル、６ 鉛直面、７ コア、９ コア、１０ カバー、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ 傾斜面、１１ コイル支持体、１３ カバー、１５ コイル支持部、１７ 異物検出装置、１９ 異物検出コイル、１９ａ 検出ループ、２０ 非接触給電システム、２１ 異物検出部、２３ 振動装置、２３ａ 振動発生機構、２３ｂ スイッチ、３０Ａ 送電コイル装置、３０Ｂ 受電コイル装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】