(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】
(24)【登録日】2024-11-05
(45)【発行日】2024-11-13
(54)【発明の名称】コイル装置
(51)【国際特許分類】
H01F 38/14 20060101AFI20241106BHJP
H02J 50/10 20160101ALI20241106BHJP
B60M 7/00 20060101ALN20241106BHJP
B60L 5/00 20060101ALN20241106BHJP
B60L 53/12 20190101ALN20241106BHJP
【ＦＩ】
H01F38/14
H02J50/10
B60M7/00 X
B60L5/00 B
B60L53/12
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2023514346
(86)(22)【出願日】2022-02-01
(86)【国際出願番号】 JP2022003832
(87)【国際公開番号】W WO2022219882
(87)【国際公開日】2022-10-20
【審査請求日】2023-08-10
(31)【優先権主張番号】P 2021067586
(32)【優先日】2021-04-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100170818
【弁理士】
【氏名又は名称】小松 秀輝
(72)【発明者】
【氏名】西村 賢二
(72)【発明者】
【氏名】徳良 晋
【審査官】五貫 昭一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－５０１６３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｆ ３８／１４
Ｈ０２Ｊ ５０／１０
Ｂ６０Ｍ ７／００
Ｂ６０Ｌ ５／００
Ｂ６０Ｌ ５３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力を非接触で送電又は受電するコイル、前記コイルを収容すると共に設置対象に設置されるメインハウジング及び前記コイルに関する第１磁路部を形成する第１磁性部材を有するメインユニットと、電気部品及び電子部品の少なくとも一方によって奏される電気的機能を前記メインユニットに提供する電気機能部、前記メインハウジングに着脱可能に取り付けられると共に、前記電気機能部を収容するサブハウジング及び前記第１磁路部に磁気的につながる第２磁路部を形成する第２磁性部材を有するサブユニットと、を備え、
前記メインユニットは、前記サブユニットを着脱可能に収容する収容部を有し、
前記メインハウジングは、前記設置対象に設置されるメインベースと、前記メインベースと共に前記コイルを収容する領域を形成するメインカバーと、を有し、
前記サブハウジングは、前記メインハウジングに取り付けられるサブベースと、前記サブベースと共に前記電気機能部を収容する領域を形成するサブカバーと、を有し、
前記第１磁性部材は、前記メインベースと前記コイルとの間に配置されて、前記メインベースと前記コイルとの間に前記第１磁路部を形成し、
前記第２磁性部材は、前記電気機能部と前記サブカバーとの間に配置されて、前記電気機能部と前記サブカバーとの間に前記第２磁路部を形成する、コイル装置。
【請求項2】
前記収容部は、前記メインカバーに形成された開口を含む凹部である、請求項１に記載のコイル装置。
【請求項3】
前記サブユニットが前記メインユニットに取り付けられた状態において、前記メインカバーの法線方向に対して直交する方向から見たとき、前記電気機能部は、前記第１磁性部材と前記メインベースとの間に配置されている、請求項２に記載のコイル装置。
【請求項4】
前記サブユニットが前記メインユニットに取り付けられた状態において、前記メインカバーの法線方向に対して直交する方向から見たとき、前記コイルは、前記第２磁性部材と前記サブカバーとの間に配置されている、請求項２に記載のコイル装置。
【請求項5】
前記第１磁性部材は、前記コイルと対面する平板部と、前記平板部において前記第２磁性部材と対面する端部から延びる接続部と、を含み、前記接続部は、前記第２磁性部材と前記サブベースとの間に配置された部分を含む、請求項１～４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】
本開示は、コイル装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電力を非接触で送電又は受電する技術が検討されている。電力を非接触で送電又は受電する装置は、いわゆる非接触給電装置と呼ばれている。非接触給電装置は、電力を送電又は受電する構成物として、コイル装置を備えている。送電側の装置が備えるコイルに交流電力を提供すると、その結果、コイルの周囲に電磁場が発生する。この電磁場が受電側の装置に達すると、その結果、受電側のコイルに誘導電流が発生する。
【0003】
特許文献１、２は、コイル装置を開示する。例えば、特許文献１は、非接触給電装置に用いられるコイルユニットを開示する。特許文献１の非接触給電装置は、対向配置されたコイル間の相互誘導により発生する誘導起電力を用いる。特許文献１は、送電側から受電側にワイヤレスで電力供給がなされる一対のコイルユニットを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１５－１７６８９８号公報
【文献】特開２０１５－１８６４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
非接触での送電及び受電に用いるコイル装置は、様々な場所に設置される。例えば、コイル装置は、地上面に設置されることがある。この場合、コイル装置は、車両によって踏みつけられ、又は、天候の影響等を受けることが考えられる。このような条件下でも、コイル装置は、長期的に使用可能な状態を維持することが要求される。したがって、コイル装置を長期的に使用可能な状態を維持するためには、コイル装置を構成する部品を必要に応じて交換するなどの保守作業を要する。
【0006】
そこで、本開示は、保守が容易な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】
本開示の一形態であるコイル装置は、電力を非接触で送電又は受電するコイルが設置対象に固定されるメインハウジングに収容されたメインユニットを備える。本開示の一形態であるコイル装置は、メインハウジングに着脱可能に取り付けられるサブハウジングに、電気部品及び電子部品の少なくとも一方によって奏される電気的機能をメインユニットに提供する電気機能部が収容されたサブユニットを備える。メインユニットは、サブユニットを着脱可能に収容する収容部を有する。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、保守が容易なコイル装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示の一形態であるコイル装置は、電力を非接触で送電又は受電するコイルが設置対象に固定されるメインハウジングに収容されたメインユニットを備える。本開示の一形態であるコイル装置は、メインハウジングに着脱可能に取り付けられるサブハウジングに、電気部品及び電子部品の少なくとも一方によって奏される電気的機能をメインユニットに提供する電気機能部が収容されたサブユニットを備える。メインユニットは、サブユニットを着脱可能に収容する収容部を有する。
【0011】
このコイル装置は、複数の電気部品及び／又は電子部品を含む電気機能部がサブハウジングに収容されている。そして、サブハウジングは、コイルを収容するメインハウジングに対して着脱可能に収容される。この構成によると、サブハウジングをメインハウジングから取り外すことによって、電気機能部を取り外すことができる。つまり、電気機能部を取り外すためにコイルを収容したメインハウジングを開く必要がない。従って、コイル装置は保守が容易である。
【0012】
一形態のコイル装置のメインハウジングは、設置対象に固定されるメインベースと、メインベースと共にコイルを収容する領域を形成するメインカバーと、を含んでもよい。収容部は、メインカバーに形成された開口を含む凹部であってもよい。この構成によれば、渦巻き状のサーキュラー型コイルの内側に形成される領域に、サブユニットを収容することができる。
【0013】
一形態のコイル装置のメインユニットは、メインベースとコイルとの間に配置される第１磁性部材を有してもよい。第１磁性部材は、コイルとメインベースとの間にコイルに関する第１磁路部を形成してもよい。サブハウジングは、メインベースに取り付けられるサブベースと、サブベースと共に電気機能部を収容する領域を形成するサブカバーと、を含んでもよい。サブユニットは、電気機能部とサブカバーとの間に配置される第２磁性部材を有してもよい。第２磁性部材は、電気機能部とサブカバーとの間に、第１磁路部に磁気的につながる第２磁路部を形成してもよい。この構成によれば、第１磁性部材及び第２磁性部材を通る磁路が形成される。コイルが発する電磁場は、この磁路をとおる。その結果、第１磁性部材とメインベースとの間にコイルが発する電磁場が漏れることを抑制できる。さらに、第２磁性部材とサブベースとの間にコイルが発する電磁場が漏れることを抑制できる。
【0014】
一形態のコイル装置のサブユニットがメインユニットに取り付けられた状態において、メインカバーの法線方向に対して直交する方向から見たとき、電気機能部は、第１磁性部材とメインベースとの間に配置されてもよい。この配置によれば、コイルが発する電磁場が電気機能部に及ぶことを抑制できる。
【0015】
一形態のコイル装置のサブユニットがメインユニットに取り付けられた状態において、メインカバーの法線方向に対して直交する方向から見たとき、コイルは、第２磁性部材とサブカバーとの間に配置されてもよい。この配置によれば、コイルが発する電磁場が電気機能部に及ぶことをさらに抑制できる。
【0016】
一形態のコイル装置の第１磁性部材は、コイルと対面する平板部と、平板部において第２磁性部材と対面する端部から延びる接続部と、を含んでもよい。接続部は、第２磁性部材とサブベースとの間に配置された部分を含んでもよい。この配置によれば、第１磁性部材と第２磁性部材との隙間から、コイルが発する電磁場が電気機能部に及ぶことを抑制できる。
【0017】
以下、図面を参照して一実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、あるい、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
【0018】
まず、図１を用いて本実施形態に係る非接触給電システム１について説明する。
【0019】
図１に示すように、コイル装置１０は、非接触給電システム１に用いられる。非接触給電システム１は、移動体Ｖに搭載されたバッテリを非接触で充電する。移動体Ｖは、一例として、乗用車等の車両である。非接触給電システム１は、受電装置１２と、送電装置１１と、を含む。コイル装置１０は、受電装置１２及び送電装置１１の少なくとも一方に用いられる。なお、コイル装置１０は、受電装置１２及び送電装置１１の両方に用いられてもよい。本実施形態において、コイル装置１０は、送電装置１１に用いられている。
【0020】
送電装置１１として用いられるコイル装置１０は、例えば屋外の路面Ｇ（設置対象）に固定されている。コイル装置１０は、路面Ｇに固定されておらず、路面Ｇに載置されていてもよい。コイル装置１０の送電コイルＣ１には、高周波電源（不図示）が接続されている。なお、コイル装置１０が受電装置１２として用いられる場合、コイル装置１０は、例えば移動体Ｖのシャシー等に固定される。この場合、受電装置１２の受電コイルＣ２は、受電回路及び充電回路等を介して、移動体Ｖに搭載されたバッテリに接続されている。
【0021】
送電装置１１は、受電装置１２と移動体Ｖの高さ方向に対向する。送電コイルＣ１は、受電コイルＣ２と電磁気的に結合する。送電コイルＣ１と受電コイルＣ２との電磁気的な結合によって、送電コイルＣ１から受電コイルＣ２へと非接触の送電が行われる。送電コイルＣ１が受電コイルＣ２に対して電磁的に結合することにより、いわゆる電磁結合回路が形成される。電磁結合回路は、「電磁誘導方式」によって送電及び受電を行う回路であってもよい。電磁結合回路は、「磁界共鳴方式」によって送電及び受電を行う回路であってもよい。
【0022】
以下、コイル装置１０について詳細に説明する。以下の説明において、送電装置１１が受電装置１２と対向する方向をＺ方向といい、Ｚ方向と直交する面内方向の一方向をＸ方向といい、Ｚ方向と直交する面内方向のうち、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向という。Ｘ方向は、図１における左右方向と一致する。Ｙ方向は、図１において紙面と垂直な方向と一致する。Ｚ方向は、図１における上下方向と一致する。
【0023】
図２に示すように、コイル装置１０は、メインユニット２と、サブユニット３と、を有する。メインユニット２は、一例として、扁平な箱状を呈する。メインユニット２は、メインベース２１と、メインカバー２２と、送電コイルＣ１と、メインフェライト２３（第１磁性部材）と、メインセンサ２４と、メイン補強板２５と、を有する。メインユニット２は、上述した送電コイルＣ１を収容する。メインユニット２は、サブユニット３が収容される収容部Ｐを有する。本実施形態では、収容部Ｐは、Ｚ方向から見てメインユニット２の略中央に形成された凹部である。
【0024】
メインベース２１は、略矩形状且つ平板状の部材である。メインベース２１は、一例として路面Ｇ（図１参照）に設置されている。メインベース２１は、路面Ｇに固定されていてもよい。メインベース２１は、路面Ｇに固定されておらず、単に路面Ｇに載置されていてもよい。メインベース２１は、樹脂材料又は金属材料等の様々な材料で構成される。また、メインベース２１の全体もしくは一部は、アルミニウム又は銅等の透磁率の低い金属材料によって構成されてもよい。透磁率の低い金属材料を採用することより、メインユニット２の外部に電磁波が漏えいすることを抑制することができる。メインベース２１の略中央には、凹部２１ａが形成されている。
【0025】
メインカバー２２は、メインベース２１の上部を覆う。メインベース２１とメインカバー２２とは、メインハウジング２０Ｈを構成する。メインカバー２２は、メインベース２１に取り付けられる。すなわち、メインカバー２２は、送電コイルＣ１、メインフェライト２３、メインセンサ２４、及びメイン補強板２５を覆う。メインカバー２２の略中央には、凹部２２ａが形成されている。凹部２２ａは、メインユニット２の収容部Ｐを構成する。送電コイルＣ１が受電コイルＣ２と電磁気的に結合する際には、メインカバー２２を透過して電磁気的な結合が行われる。このため、メインカバー２２は、電磁気的な結合に影響しない材料により構成される。電磁気的な結合に影響しない材料として、非磁性且つ非導電性の材料を採用してよい。非磁性且つ非導電性の材料は、一例として、繊維強化樹脂（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）等の樹脂材料である。
【0026】
送電コイルＣ１は、一例として、同一平面内で渦巻き状に巻回された導線ＣＬによって構成される。送電コイルＣ１は、いわゆるサーキュラー型のコイルである。送電コイルＣ１は、Ｚ方向と垂直な平面内で、収容部Ｐを囲む。なお、送電コイルＣ１は、サーキュラー型には限定されない。例えば、送電コイルＣ１は、ソレノイド型であってもよい。
【0027】
メインフェライト２３は、送電コイルＣ１に配置されている。メインフェライト２３は、メインカバー２２と反対側に配置されている。換言すると、メインフェライト２３は、送電コイルＣ１の下部であって、且つ、メインベース２１と送電コイルＣ１との間に配置されている。メインフェライト２３は、一例として磁性材料によって構成された板状の部材である。
【0028】
メインセンサ２４は、送電コイルＣ１の上部であって、且つ、メインカバー２２と送電コイルＣ１との間に配置されている。メインセンサ２４は、メインカバー２２に載った金属製の異物を検知する。また、例えばメインカバー２２に移動体Ｖのタイヤが乗り上げた場合等に、メインセンサ２４は、荷重の検知を行ってもよい。
【0029】
メイン補強板２５は、メインベース２１の上部に配置される。メイン補強板２５は、矩形状且つ環状の部材である。メイン補強板２５は、メインベース２１とメインフェライト２３との間に配置される。メイン補強板２５は、低い透磁率を有する材料によって構成されている。低い透磁率を有する材料は、一例としてアルミニウム合金等である。
【0030】
サブユニット３は、メインユニット２の収容部Ｐに収容される。サブユニット３は、メインユニット２の上部から着脱可能である。図３に示すように、サブユニット３は、サブベース３１と、サブカバー３２と、サブフェライト３３（第２磁性部材）と、サブセンサ３４と、サブ補強板３５と、制御基板３６（電気機能部）と、を有する。
【0031】
サブベース３１は、上部が開口した箱状の部材である。サブベース３１は、制御基板３６と、サブフェライト３３と、サブセンサ３４と、サブ補強板３５と、を収容する。
【0032】
サブカバー３２は、矩形状の部材である。サブカバー３２は、サブベース３１に取り付けられている。サブベース３１とサブカバー３２とは、サブハウジング３０Ｈを構成する。サブカバー３２は、サブベース３１の上部の開口を覆う。すなわち、サブカバー３２は、サブベース３１に収容された制御基板３６等を覆う。
【0033】
サブフェライト３３は、制御基板３６とサブカバー３２との間に配置されている。換言すると、制御基板３６は、サブベース３１とサブフェライト３３との間に配置されている。サブフェライト３３は、矩形状の部材である。サブフェライト３３は、例えばメインフェライト２３と同じ材料によって構成されてもよい。サブフェライト３３は、メインフェライト２３と協働する。メインフェライト２３と協働することにより、サブフェライト３３は、送電コイルＣ１が発生する電磁場のための磁路を構成する。
【0034】
サブセンサ３４は、サブカバー３２とサブフェライト３３との間に配置される。サブセンサ３４は、サブカバー３２に載った金属製の異物を検知するためのセンサを含む。サブ補強板３５は、制御基板３６とサブフェライト３３との間に配置されている。サブ補強板３５は、矩形状の部材である。
【0035】
制御基板３６は、種々の電気機能をメインユニット２に提供する。つまり、制御基板３６は、所定の処理を行う。制御基板３６は、一例として、送電コイルＣ１に供給される電力を制御する。高周波電源は、制御基板３６を介して送電コイルＣ１に交流電力を供給する。制御基板３６は、高周波電源から供給された交流電力を、送受電に最適な周波数の交流電力に変換する。制御基板３６は、必要に応じて交流電力を直流電力に変換してもよい。制御基板３６は、再度直流電力を交流電力に変換してもよい。制御基板３６は、電圧変換や電流変換をしてもよい。制御基板３６は、高周波電源の機能を含んでもよい。この場合、商用電源と制御基板３６とを備えるコイル装置１０との間には、高周波電源等の筐体装置は存在しない。従って、商用電源を制御基板３６に直接接続することができる。また、制御基板３６は、メインセンサ２４及びサブセンサ３４による異物検知の制御処理を行ってもよい。
【0036】
制御基板３６は、パターン配線が設けられた電気基板と、電気基板に取り付けられた複数の電気部品Ｅ１および電子部品Ｅ２を有する。なお、制御基板３６を構成する部品は、電力変換のための電気部品Ｅ１のみであってもよい。制御基板３６を構成する部品は、制御機能のための電子部品Ｅ２のみであってもよい。
【0037】
図４に示すように、コイル装置１０は、軸ＡＸに対して対称に構成されている。図４に示す例では、軸ＡＸの一方側のみ図示されている。本実施形態では、メインベース２１、メイン補強板２５、メインフェライト２３、送電コイルＣ１、メインセンサ２４、及びメインカバー２２は、この順にＺ方向に積層される。
【0038】
メインカバー２２の凹部２２ａは、収容部Ｐとして構成されている。メインカバー２２は、凹部２２ａにおいて、第１壁部４１と、当接部４２と、第２壁部４３と、底部４４と、を有する。第１壁部４１は、メインカバー上面２２ｂの内側の端部からメインベース２１側（下方側）に向かって延びる。当接部４２は、第１壁部４１のメインベース２１側の端部からメインベース２１の内側に向かって延びる。第２壁部４３は、当接部４２の先端部からメインベース２１側に向かって延びる。底部４４は、第２壁部４３の先端部同士を繋ぐ。メインカバー２２の底部４４は、メインベース２１の凹部２１ａに嵌め込まれている。
【0039】
送電コイルＣ１の内側において、送電コイルＣ１を構成する導線ＣＬは、メインベース２１側に向かって延びる。導線ＣＬは、Ｚ方向に延びると共に、メインフェライト２３及びメイン補強板２５を貫通する。導線ＣＬは、メインベース２１の内部に挿通される。導線ＣＬは、Ｚ方向から見てメインベース２１の内側に向かって屈曲される。導線ＣＬは、メイン防水コネクタ２７に接続される。
【0040】
メインフェライト２３は、平板部６１と、第１部分６２と、第２部分６３と、を有する。第１部分６２及び第２部分６３は、接続部６５を構成する。平板部６１は、メイン補強板２５上に配置される。また、平板部６１は、送電コイルＣ１と対面する。第１部分６２は、平板部６１の内側の端部６１ｃからメイン補強板２５の側に向かって突出する。第２部分６３は、第１部分６２の先端から内側に向かって突出する。平板部６１、第１部分６２、及び第２部分６３のそれぞれは、一体として形成されている。なお、平板部６１、第１部分６２、及び第２部分６３のそれぞれは、別体として形成されてもよい。第１部分６２は、第１壁部４１に沿っており、第２部分６３は、当接部４２に沿う。
【0041】
サブベース３１、制御基板３６、サブ補強板３５、サブフェライト３３、サブセンサ３４、及びサブカバー３２は、この順にＺ方向に積層される。サブベース３１は、第１壁部５１と、当接部５２と、第２壁部５３と、底部５４と、を有する。第１壁部５１は、サブベース３１の開口を形成する。第１壁部５１は、メインベース２１側に向かって延びる。当接部５２は、第１壁部５１におけるメインベース２１側の端部からサブベース３１の内側に向かって延びる。第２壁部５３は、当接部５２の先端部からメインベース２１側に向かって延びる。底部５４は、第２壁部５３の先端部同士を繋ぐ。サブベース３１の底部５４は、メインカバー２２の底部４４と接する。
【0042】
制御基板３６は、サブベース３１内に収容される。制御基板３６には、サブ防水コネクタ３７が接続される。サブ防水コネクタ３７は、メイン防水コネクタ２７に着脱可能に接続される。これにより、サブユニット３の制御基板３６は、メインユニット２の送電コイルＣ１に接続されている。より詳細には、高周波電源は、メイン防水コネクタ２７及びサブ防水コネクタ３７を介して送電コイルＣ１に交流電力を供給する。
【0043】
上述したようにコイル装置１０では、サブユニット３は、メインユニット２の収容部Ｐに収容される。より具体的には、サブユニット３がメインユニット２に収容された状態では、メインカバー２２の第１壁部４１は、サブベース３１の第１壁部５１に沿う。メインカバー２２の当接部４２は、サブベース３１の当接部５２に沿う。メインカバー２２の第２壁部４３は、サブベース３１の第２壁部５３に沿う。メインカバー２２の底部４４は、サブベース３１の底部５４に沿う。
【0044】
第１壁部４１は、第１壁部５１と離間する。当接部４２は、当接部５２と離間する。第２壁部４３は、第２壁部５３と離間する。しかし、第１壁部４１は、第１壁部５１と接してもよい。当接部４２は、当接部５２と接してもよい。第２壁部４３は、第２壁部５３と接してもよい。
【0045】
図５（ａ）に示すように、メイン防水コネクタ２７は、メインカバー２２の底部４４から露出する。また、サブ防水コネクタ３７は、サブベース３１の底部５４から露出する。図５（ｂ）に示すように、メインユニット２にサブユニット３が収容された状態であるとき、メインユニット２側のメイン防水コネクタ２７は、サブユニット３側のサブ防水コネクタ３７と電気的に接続される。
【0046】
送電コイルＣ１が発生する電磁場の一部は、メインフェライト２３がサブフェライト３３と離間している部分から、路面Ｇ側に向かって入り込む可能性がある。この場合、送電装置１１から受電装置１２に向かう電磁場の大きさが小さくなる。その結果、送電コイルＣ１から受電コイルＣ２への送電の効率が低下する可能性がある。
【0047】
したがって、電磁場が路面Ｇ側に向かって漏れ出ないようにコイル装置１０を構成することが望まれる。より具体的には、図６に示すように、コイル装置１０は、電磁場を磁場禁止領域ＤＡに生じさせない構成を備える。磁場禁止領域ＤＡとは、メインユニット２のメイン補強板２５及びサブユニット３の制御基板３６よりもＺ方向において路面Ｇ側の領域を言う。
【0048】
続いて、図７、８を用いて、メインフェライト２３及びサブフェライト３３について詳細に説明する。図７には、メインフェライト２３、サブフェライト３３、及び送電コイルＣ１のみ図示する。図７では、コイル装置１０を構成するその他の部品は、図示を省略する。また、図７は、メインフェライト２３の平板部６１のみを図示する。図７は、メインフェライト２３の第１部分６２及び第２部分６３の図示を省略する。メインフェライト２３は、送電コイルＣ１とメインベース２１との間に磁路Ｂ１（第１磁路部）を形成する。メインフェライト２３は、送電コイルＣ１側を向くメインフェライト主面２３ａと、メインフェライト主面２３ａと反対側のメインフェライト裏面２３ｂと、を有する。サブフェライト３３は、制御基板３６とサブカバー３２との間に磁路Ｂ２（第２磁路部）を形成する。サブフェライト３３は、Ｚ方向において送電コイルＣ１側を向くサブフェライト主面３３ａと、サブフェライト主面３３ａと反対側のサブフェライト裏面３３ｂと、を有する。
【0049】
メインフェライト２３及びサブフェライト３３は、磁気回路の視点からすれば、物理的な隙間を形成しないことが望ましい。メインフェライト２３は、サブフェライト３３に接触していることが望ましい。従って、メインフェライト２３は、サブフェライト３３に接触していてもよい。
【0050】
しかし、メインフェライト２３は、サブフェライト３３に磁気的につながっていればよい。磁気的につながるとは、メインフェライト２３の磁路Ｂ１とサブフェライト３３の磁路Ｂ２とが、ひとつの磁気回路ＢＳを形成することであると定義してもよい。つまり、メインフェライト２３は、サブフェライト３３に必ずしも直接に接触してなくてもよい。例えば、メインフェライト２３とサブフェライト３３との間には、空気が存在する隙間や、メインハウジング２０Ｈ、サブハウジング３０Ｈなどが存在する。メインフェライト２３とサブフェライト３３との間に、これらの要素がある場合でも、メインフェライト２３からサブフェライト３３までの距離によっては、メインフェライト２３はサブフェライト３３と磁気的につながり得る。したがって、メインフェライト２３からサブフェライト３３までの距離が重要である。以下、メインフェライト２３からサブフェライト３３までの距離について説明する。
【0051】
メインフェライト主面２３ａから路面Ｇまでの距離Ｈｍａｎ［ｍｍ］は、サブフェライト主面３３ａから路面Ｇまでの距離Ｈｓｕｂ［ｍｍ］以上である。この構成によると、サブユニット３におけるＺ方向の高さをメインユニット２におけるＺ方向の高さよりも小さくすることができる。サブユニット３におけるＺ方向の高さをメインユニット２におけるＺ方向の高さよりも小さくすることにより、歩行者又は乗用車等の通行の障害となりにくいようにコイル装置１０を構成できる。メインフェライト２３における平板部６１の内側の端部６１ｃからサブフェライト３３の内側の端部３３ｃまでの距離ΔＤ［ｍｍ］は、５ｍｍ以下である。要するに、コイル装置１０は、Ｈｍａｎ≧Ｈｓｕｂ、かつ、ΔＤ≧５ｍｍの関係式を満たす。図７は、一例としてメインフェライト主面２３ａは、サブフェライト主面３３ａと面一である構成を図示する。すなわち、Ｈｍａｎ＝Ｈｓｕｂである。
【0052】
なお、上記の説明では、距離Ｈｍａｎ及び距離Ｈｓｕｂは、路面Ｇを基準としていた。例えば、距離Ｈｍａｎ及び距離Ｈｓｕｂを規定する要素は、路面Ｇに限定されない。例えば、路面Ｇに代えてメインベース２１のメインベース裏面２１ｂを採用してもよい。この場合には、距離Ｈｍａｎは、メインフェライト主面２３ａからメインベース裏面２１ｂまでの距離と定義してもよい。距離Ｈｓｕｂは、サブフェライト主面３３ａからメインベース裏面２１ｂまでの距離と定義してもよい。
【0053】
図８は、メインフェライト２３、サブフェライト３３、及び送電コイルＣ１のみ図示する。図８は、コイル装置１０を構成するその他の部品の図示を省略する。メインフェライト２３の第２部分６３は、Ｚ方向において送電コイルＣ１側を向く表面６３ａを有する。
【0054】
距離ΔＨ［ｍｍ］を定義する。距離ΔＨ［ｍｍ］は、メインフェライト２３の第２部分６３の表面６３ａからサブフェライト３３のサブフェライト裏面３３ｂまでの距離である。距離ΔＨ［ｍｍ］は、５ｍｍ以下である。また、距離Ｄｍａｎを定義する。距離Ｄｍａｎは、メインフェライト２３の平板部６１の内側の端部６１ｃから第２部分６３の先端部６３ｃまでの距離である。距離Ｄｍａｎは、距離ΔＨ［ｍｍ］よりも大きい。コイル装置１０は、０［ｍｍ］≦ΔＨ≦５［ｍｍ］、かつ、０［ｍｍ］≦ΔＤ＜Ｄｍａｎの関係式を満たす。そして、第２部分６３の先端部の表面６３ａでは、サブフェライト裏面３３ｂと対面する。つまり、第２部分６３は、サブフェライト裏面３３ｂに対面する領域と、サブフェライト裏面３３ｂに対面しない領域と、を含む。
【0055】
上記実施形態のようにメインフェライト２３とサブフェライト３３とを配置することにより、メインフェライト２３の磁路Ｂ１と、サブフェライト３３の磁路Ｂ２が磁気的につながっているといえる構成を実現できる。
【0056】
【0057】
図９に示すように、メイン防水コネクタ２７は、メインユニット２の収容部Ｐ内で、Ｙ方向の一方側に配置される。メイン防水コネクタ２７は、メインカバー２２の底部４４から露出する。また、メインユニット２の収容部Ｐ内で、Ｙ方向の他方側には、位置決め部２８が設けられる。位置決め部２８は、２分割された略円柱状を呈する突起である。位置決め部２８は、メインカバー２２の底部４４に接する。
【0058】
図１０に示すように、サブ防水コネクタ３７は、サブベース３１の底部５４において、Ｙ方向の一方側に配置される。サブ防水コネクタ３７は、サブベース３１の底部５４から露出する。また、サブベース３１の底部５４において、Ｙ方向の他方側には、位置決め溝３８が設けられる。位置決め溝３８の形状は、位置決め部２８の形状と対応する。メインユニット２の位置決め部２８は、サブユニット３の位置決め溝３８に嵌め込まれることが可能である。
【0059】
【0060】
図１１に示すように、メインユニット２は、メイン防水パッキン２９を有する。メイン防水パッキン２９の外形は、メインベース２１の外形に対応する。メイン防水パッキン２９は、メインベース２１の周縁部に配置される。メイン防水パッキン２９は、メインベース２１とメインカバー２２とに挟まれる。より詳細には、メイン防水パッキン２９は、メインベース２１のメイン主面２１ｓとメインカバー２２のカバー裏面２２ｃに設けられたパッキン溝２２ｄとに挟まれる。メイン防水パッキン２９の形状は、矩形状且つ環状である（図２参照）。メイン防水パッキン２９が配置されていることにより、メインカバー２２は、メインベース２１に対して水密に取り付けられている。さらに、メイン防水パッキン２９によれば、メインハウジング２０Ｈの内部に、ほこりや砂といった微小な異物が侵入することも抑制できる。つまり、メイン防水パッキン２９は、防水性及び防塵性を発揮する。
【0061】
なお、メイン防水パッキン２９は、独立した１個の部品である。例えば、防水性及び防塵性を発揮する構成として、メイン防水パッキン２９を、樹脂製の接着剤に置き換えることも可能である。特に、コイル装置１０では、制御基板３６の保守のために、少なくともメインハウジング２０Ｈを開くことを必要としない。メインハウジング２０Ｈを開くとは、メインベース２１からメインカバー２２を取り外すことである。この取り外しを行う視点からすれば、防水性及び防塵性のための構成として、メイン防水パッキン２９に限定されてしまう。しかし、取り外す必要性が低いので、メインベース２１とメインカバー２２とを接着材によって接合する構成も採用することが可能になる。
【0062】
図１２に示すように、サブユニット３は、サブ防水パッキン３９を有する。サブ防水パッキン３９の外形は、サブベース３１の外形に対応する。サブ防水パッキン３９は、サブベース３１の第１壁部５１とサブカバー３２との間に配置される。サブ防水パッキン３９の形状は、矩形状且つ環状である。サブ防水パッキン３９が配置されていることにより、サブカバー３２は、サブベース３１に対して水密に取り付けられている。サブ防水パッキン３９も、メイン防水パッキン２９のように、防水性及び防塵性を発揮する。
【0063】
メインカバー２２の当接部４２と、サブベース３１の当接部５２との間には、防水パッキン４９が配置される（図２参照）。防水パッキン４９が配置されていることにより、サブベース３１は、メインカバー２２に対して水密に装着される。サブベース３１がメインカバー２２に対して水密に装着されることにより、メインカバー２２とサブベース３１との間に水が入り込むことを抑制できる。
【0064】
図１３に示すように、メインユニット２には、水抜き穴８１が形成される。水抜き穴８１は、貫通孔である。水抜き穴８１は、収容部Ｐ内に侵入した液体を排出する。より具体的には、水抜き穴８１は、メインカバー２２の底部４４から、メインベース裏面２１ｂへ向かってＺ方向に延びる。換言すると、水抜き穴８１は、メインカバー２２の底部４４及びメインベース２１を貫通する。つまり、水抜き穴８１は、メインベース２１に設けられた孔８１ａと、メインカバー２２に設けられた穴８１ｂと、により構成される。これにより、収容部Ｐ内に例えば雨水等の液体が侵入した場合、液体は、水抜き穴８１を通ることによりコイル装置１０の外部に排出される。メインカバー２２の底部４４は、水抜き穴８１に向かって傾斜してもよい。この場合、収容部Ｐ内に侵入した液体が水抜き穴８１に導かれる。これにより、収容部Ｐ内の水はけをより良好に保つことができる。
【0065】
【0066】
図１４に示すように、サブカバー３２の内部には、着脱ボタン７１と、ロックバー７２と、が配置される。着脱ボタン７１及びロックバー７２は、サブカバー３２のＸ方向の一端側に配置される。
【0067】
着脱ボタン７１は、ボタン本体７１ａと、ボタンフランジ７１ｂと、を有する。ボタン本体７１ａは、サブカバー３２のカバー上面３２ｂから露出する。ボタンフランジ７１ｂは、ボタン本体７１ａにおけるＺ方向の端部から略垂直に張り出す。ボタンフランジ７１ｂとサブカバー３２との間には、可撓性を有するジャバラ７６が配置されてもよい。ボタン上面７１ａｂは、カバー上面３２ｂと面一であってもよい。ボタン上面７１ａｂに対して反対側のボタン下面７１ｃには、ボタン斜面７１ａｃが形成される。ボタン斜面７１ａｃが形成されていることにより、ボタン本体７１ａの厚さは、メインカバー２２側に向かうにつれて厚くなる。厚さとは、Ｚ方向の長さを言う。また、ボタン下面７１ｃとサブカバー３２との間には、Ｚ方向に伸縮可能なバネ７３が配置される。バネ７３は、例えば圧縮ばねである。
【0068】
ロックバー７２は、Ｘ方向に沿って延びる。ロックバー７２は、サブカバー３２からメインカバー２２に向かって摺動可能である。ロックバー７２はバー先端７２ａと、バー後端７２ｂと、を有する。バー先端７２ａは、メインカバー２２側を向く。バー後端７２ｂは、バー先端７２ａと反対側に形成される。バー先端７２ａは、サブカバー３２の側面３２ｃから露出する。バー先端７２ａは、メインカバー２２の第１壁部４１に設けられた差込孔Ｈ１に差し込まれる。バー後端７２ｂは、ボタン斜面７１ａｃと接する。より具体的には、バー後端７２ｂには、ボタン斜面７１ａｃと同方向に形成されたバー斜面７２ｂｃが形成される。バー斜面７２ｂｃは、ボタン斜面７１ａｃに接する。バー後端７２ｂ側には、Ｘ方向に伸縮可能なバネ７４が配置される。バネ７４は、例えば圧縮ばねである。バー先端７２ａは、バネ７４の弾性力によって、第１壁部４１の差込孔Ｈ１に差し込まれる。これにより、サブユニット３は、メインユニット２に対して固定される。
【0069】
図１５は、コイル装置１０の管理者等によって着脱ボタン７１を押下された状態を図示する。着脱ボタン７１は、バネ７３の弾性力に逆らって押下されることによって、Ｚ方向に移動する。着脱ボタン７１を押下すると、ロックバー７２は、リンク機構によってメインカバー２２から離れる方向へ移動する。より具体的には、バー斜面７２ｂｃは、ボタン斜面７１ａｃと接する。この状態で、着脱ボタン７１を押下すると、バー後端７２ｂは、ボタン斜面７１ａｃに沿ってメインカバー２２から離れる方向へ摺動する。これにより、バー先端７２ａは、メインカバー２２における第１壁部４１の差込孔Ｈ１から引き抜かれる。その結果、サブユニット３は、メインユニット２に対して取り外しが可能となる。
【0070】
図１６に示すように、サブカバー３２におけるＸ方向の他端側には、突起７５が設けられている。突起７５は、サブカバー３２の側面３２ｃからメインカバー２２に向かって突出する。突起７５は、メインカバー２２の第１壁部４１に設けられた差込孔Ｈ２に差し込まれる。
【0071】
図１７（ａ）に示すように、例えば管理者等のユーザがサブユニット３をメインユニット２に収容する際には、サブユニット３におけるロックバー７２側を差込孔Ｈ１側に配置する。そして、ユーザは、サブユニット３における突起７５側を差込孔Ｈ２側に配置する。続いて、図１７（ｂ）に示すように、サブユニット３は、Ｙ方向に沿った軸周りに回転されながら、突起７５は、差込孔Ｈ２に差し込まれる。続いて、図１７（ｃ）に示すように、ロックバー７２は、差込孔Ｈ１に差し込まれる。これにより、サブユニット３は、メインユニット２に収容される。また、ユーザがサブユニット３をメインユニット２から取り外す際には、例えばコイル装置１０の管理者等のユーザが着脱ボタン７１を押下する。その結果、ロックバー７２は、差込孔Ｈ１から引き抜かれる。この状態で、図１７（ａ）～（ｃ）に示した手順と逆の手順により、ユーザは、サブユニット３をメインユニット２から取り外すことができる。
【0072】
以上説明したコイル装置１０は、電力を非接触で送電する送電コイルＣ１が路面Ｇに固定されるメインハウジング２０Ｈに収容されたメインユニット２を備える。コイル装置１０は、メインハウジング２０Ｈに着脱可能に取り付けられるサブハウジング３０Ｈに、電気部品Ｅ１及び電子部品Ｅ２の少なくとも一方によって奏される電気的機能をメインユニット２に提供する制御基板３６が収容されたサブユニット３を備える。メインユニット２は、サブユニット３を着脱可能に収容する収容部Ｐを有する。
【0073】
コイル装置１０は、複数の電気部品Ｅ１及び電子部品Ｅ２を含む制御基板３６がサブハウジング３０Ｈに収容されている。そして、サブハウジング３０Ｈは、送電コイルＣ１を収容するメインハウジング２０Ｈに対して着脱可能に収容される。この構成によると、サブハウジング３０Ｈをメインハウジング２０Ｈから取り外すことによって、制御基板３６を取り外すことができる。つまり、制御基板３６を取り外すために送電コイルＣ１を収容したメインハウジング２０Ｈを開く必要がない。従って、コイル装置１０は保守が容易である。
【0074】
つまり、制御基板３６を修理する又は交換する場合に、メインハウジング２０Ｈを設置場所から取り外す必要がない。さらに、メインハウジング２０Ｈを開く必要がないので、メインユニット２を反転させたりする必要もない。そのうえ、制御基板３６の修理が現場で行えない場合には、サブユニット３のみをサービス拠点などに輸送するだけでよく、送電コイルＣ１を収容するメインユニット２を輸送する必要もない。
【0075】
コイル装置１０のメインハウジング２０Ｈは、路面Ｇに固定されるメインベース２１と、メインベース２１と共に送電コイルＣ１を収容する領域を形成するメインカバー２２と、を含む。収容部Ｐは、メインカバー２２に形成された開口２２ｅを含む凹部２２ａである。この構成によれば、渦巻き状のサーキュラー型の送電コイルＣ１の内側に形成される領域に、サブユニット３を収容することができる。
【0076】
コイル装置１０のメインユニット２は、メインベース２１と送電コイルＣ１との間に配置される。メインユニット２は、送電コイルＣ１とメインベース２１との間に送電コイルＣ１に関する磁路Ｂ１を形成するメインフェライト２３を有する。サブハウジング３０Ｈは、メインベース２１に取り付けられるサブベース３１と、サブベース３１と共に制御基板３６を収容する領域を形成するサブカバー３２と、を含む。サブユニット３は、制御基板３６とサブカバー３２との間に配置されるサブフェライト３３を有する。この構成によれば、メインフェライト２３及びサブフェライト３３を通る磁路Ｂ１，Ｂ２が形成される。送電コイルＣ１が発する電磁場は、この磁路Ｂ１，Ｂ２をとおる。その結果、メインフェライト２３とメインベース２１との間で送電コイルＣ１が発する電磁場が漏れることを抑制できる。さらに、サブフェライト３３とサブベース３１との間で送電コイルＣ１が発する電磁場が漏れることを抑制できる。
【0077】
コイル装置１０のサブユニット３がメインユニット２に取り付けられた状態で、メインカバー２２の法線方向に対して直交するＺ方向から見たとき、制御基板３６は、メインフェライト２３とメインベース２１との間に配置される。この配置によれば、送電コイルＣ１が発する電磁場が制御基板３６に及ぶことを抑制できる。
【0078】
コイル装置１０のサブユニット３がメインユニット２に取り付けられた状態で、メインカバー２２の法線方向に対して直交するＺ方向から見たとき、送電コイルＣ１は、サブフェライト３３とサブカバー３２との間に配置される。この配置によれば、送電コイルＣ１が発する電磁場が制御基板３６に及ぶことをさらに抑制できる。
【0079】
コイル装置１０のメインフェライト２３は、送電コイルＣ１と対面する平板部６１と、平板部６１においてサブフェライト３３と対面する端部から延びる接続部６５と、を含む。接続部６５は、サブフェライト３３とサブベース３１との間に配置された第２部分６３を含む。この配置によれば、メインフェライト２３とサブフェライト３３との隙間から、送電コイルＣ１が発する電磁場が制御基板３６に及ぶことを抑制できる。
【0080】
電気的な機能を奏する部品を容易に取り外せる構成によれば、保守とは異なる有利な効果を奏することもできる。
【0081】
例えば、複数のサブユニット３を準備する。複数のサブユニット３は、それぞれ電気的特性及び定数が互いに異なっている。そして、コイル装置１０に要求される仕様に応じて、メインユニット２は共通としながら、適するサブユニット３を取り付けることによって、様々な仕様に対応することができる。つまり、仕様に対応するためには、複数の種類のサブユニット３を準備すればよく、メインユニット２は、複数の種類のサブユニット３に共通の構成を採用することができる。また、コイル装置１０の特性を変更する場合でも、サブユニット３だけを交換すればよい。つまり、コイル装置１０の設置後に、コイル装置１０に要求される仕様が変更された場合でも、メインユニット２に手を加えることなく、サブユニット３の交換だけで対応できる。
【0082】
また、移動体Ｖに配置された受電装置１２の種類に応じて、サブユニット３を適宜変更したい場合がある。サブユニット３を適宜変更したい場合、受電装置１２の種類に合わせて、適切なサブユニット３を選択すると共に、メインユニット２に装着することが望まれる。したがって、このコイル装置１０によれば、給電の対象となる受電装置１２の種類に応じて、コイル装置１０の構成を容易に変更することが可能となる。
【0083】
続いて、図１８を用いて、本実施形態に係るコイル装置１０の変形例について説明する。
【0084】
図１８（ａ）に示すように、第１変形例のコイル装置１０Ａは、メインフェライト２３Ａを有する。メインフェライト２３Ａは、平板部６１、第１部分６２、第２部分６３に加え、第３部分６４を含む。第３部分６４は、第２部分６３の先端部６３ｃからサブフェライト３３に向かって延びる。第３部分６４を含むことによって、第２部分６３からサブフェライト３３までの隙間を小さくすることができる。また、図１８（ｂ）に示すように、第２変形例のコイル装置１０Ｂは、サブフェライト３３Ｂを有する。サブフェライト３３Ｂは、第１部分８２を含む。第１部分８２は、サブフェライト３３Ｂの内側の端部３３ｃからメインフェライト２３の第２部分６３に向かって突出する。
【0085】
さらに、図１８（ｃ）に示すように、第３変形例のコイル装置１０Ｃは、メインフェライト２３Ａと、サブフェライト３３Ｂと、を有する。メインフェライト２３Ａとサブフェライト３３Ｂとが互いに離間している部分から、送電コイルＣ１から生じた電磁場が上述した磁場禁止領域ＤＡ（図６参照）に入り込むことをより確実に抑制できる。
【0086】
位置決め部２８及び位置決め溝３８の形状は、実施形態に示す形状に限定されない。この場合、位置決め溝３８の形状は、位置決め部２８の形状と対応すればよい。
【0087】
収容部Ｐの態様は、上述したものに限られない。例えば、収容部Ｐは、メインカバー２２の周縁部に形成された凹部によって構成されていてもよい。また、収容部Ｐは、送電コイルＣ１の外側に設けられていてもよい。
【0088】
また、上記実施形態では、メインフェライト主面２３ａから路面Ｇまでの距離Ｈｍａｎ［ｍｍ］は、サブフェライト主面３３ａから路面Ｇまでの距離Ｈｓｕｂ［ｍｍ］以上である。しかし、メインフェライト主面２３ａから路面Ｇまでの距離Ｈｍａｎ［ｍｍ］は、サブフェライト主面３３ａから路面Ｇまでの距離Ｈｓｕｂ［ｍｍ］以下であってもよい。
【符号の説明】
【0089】
１０ コイル装置
２ メインユニット
３ サブユニット
２０Ｈ メインハウジング
２１ メインベース
２２ メインカバー
２２ｅ 開口
２３ メインフェライト（第１磁性部材）
３０Ｈ サブハウジング
２７ メイン防水コネクタ
３１ サブベース
３２ サブカバー
３３ サブフェライト（第２磁性部材）
３６ 制御基板（電気機能部）
３７ サブ防水コネクタ
６３ｃ 先端部
６５ 接続部
Ｃ１ 送電コイル（コイル）
Ｂ１ 磁路（第１磁路部）
Ｂ２ 磁路（第２磁路部）
Ｅ１ 電気部品
Ｅ２ 電子部品
Ｇ 路面（設置対象）
Ｐ 収容部
２ メインユニット
３ サブユニット
２０Ｈ メインハウジング
２１ メインベース
２２ メインカバー
２２ｅ 開口
２３ メインフェライト（第１磁性部材）
３０Ｈ サブハウジング
２７ メイン防水コネクタ
３１ サブベース
３２ サブカバー
３３ サブフェライト（第２磁性部材）
３６ 制御基板（電気機能部）
３７ サブ防水コネクタ
６３ｃ 先端部
６５ 接続部
Ｃ１ 送電コイル（コイル）
Ｂ１ 磁路（第１磁路部）
Ｂ２ 磁路（第２磁路部）
Ｅ１ 電気部品
Ｅ２ 電子部品
Ｇ 路面（設置対象）
Ｐ 収容部
【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】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】