JP7196436B2 - Coil pair, power transmitting device, power receiving device, and power transmission system - Google Patents
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Description
本発明は、コイル対、送電装置及び受電装置並びに電力伝送システムの技術分野に属する。より詳細には、非接触型電力伝送用のコイル対並びに当該コイル対を用いた非接触型の送電装置及び受電装置並びに電力伝送システムの技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of coil pairs, power transmission devices, power reception devices, and power transmission systems. More specifically, it belongs to the technical field of a coil pair for non-contact power transmission, a non-contact power transmission device, power reception device, and power transmission system using the coil pair.
近年、例えばリチウムイオン電池等からなる蓄電池を搭載した電気自動車が普及しつつある。このような電気自動車では、蓄電池に蓄えた電力を使ってモータを駆動して移動することとなるため、蓄電池への効率のよい充電が求められる。そこで、電気自動車に対して充電用プラグ等を物理的に接続することなくそれに搭載されている蓄電池を充電する方法として、互いに離隔して対向された受電コイルと送電コイルを用いる、いわゆるワイヤレス電力伝送に関する研究が行われている。ワイヤレス電力伝送の方式としては、一般には、電界結合方式、電磁誘導方式及び磁界共鳴方式等がある。これらの方式を、例えば使用周波数、水平及び垂直それぞれの方向の位置自由度並びに伝送効率等の観点から比較した場合、電気自動車に搭載されている蓄電池を充電するためのワイヤレス電力伝送の方式としては、コンデンサを使った電界結合方式又はコイルを使った磁界共鳴方式が有望視されており、これらに対する研究開発も活発に行われている。このような背景技術を開示した先行技術文献としては、例えば下記特許文献1が挙げられる。この特許文献1には、一回巻き(1ターン)のループコイルと、五回転半巻き(5.5ターン)のオープンコイルと、を用いて磁界共鳴方式により電力伝送を行うコイルが開示されている。
2. Description of the Related Art In recent years, electric vehicles equipped with a storage battery such as a lithium ion battery have become popular. Since such an electric vehicle moves by driving a motor using electric power stored in a storage battery, efficient charging of the storage battery is required. Therefore, as a method of charging a storage battery mounted on an electric vehicle without physically connecting a charging plug or the like to the electric vehicle, a power receiving coil and a power transmitting coil that are separated from each other and facing each other are used, so-called wireless power transmission. Research is being conducted on Methods of wireless power transmission generally include an electric field coupling method, an electromagnetic induction method, a magnetic resonance method, and the like. When these methods are compared in terms of frequency used, horizontal and vertical positional freedom, and transmission efficiency, for example, wireless power transmission methods for charging storage batteries installed in electric vehicles , an electric field coupling method using a capacitor or a magnetic resonance method using a coil is considered promising, and research and development on these methods are being actively carried out. Prior art documents disclosing such background art include, for example,
しかしながら上記特許文献1では、コイル全体として伝送効率を向上させることは記載されているものの、コイル全体としての共振周波数を低周波数化することについては、何ら言及又は検討がされていない。よって、上記特許文献1に開示されている技術は、コイル全体としての共振周波数の低周波数化に寄与することがない。このことは、当該共振周波数の調整において各コイルの長さを短くすることができず、結果的に、各コイルの電気抵抗による電力損失や発熱を抑制することができないと言う問題点があった。
However, although
また上記共振周波数の低周波数化は、上記ワイヤレス電力伝送システムをそれが用いられる国等の法規や規制に適用させる際にも必要とされるところであるが、上記特許文献1に開示されている技術では、結果として上記法規等への適用についても寄与がない。
In addition, lowering the resonance frequency is also required when applying the wireless power transmission system to the laws and regulations of the countries where it is used, but the technology disclosed in the
そこで本発明は、上記の各問題点に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、共振周波数を低周波数化することが可能な非接触型電力伝送用のコイル対並びに当該コイル対を用いた非接触型の送電装置及び受電装置並びに電力伝送システムを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and one example of the problem is a coil pair for contactless power transmission capable of lowering the resonance frequency, and the coil pair. An object of the present invention is to provide a contactless power transmitting device, a power receiving device, and a power transmission system using the above.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、非接触型電力伝送用のコイル対において、送電又は受電用の第1コイルであって、第1コイル巻回線が巻回されてなる第1コイルと、送電時には当該送電すべき電力が供給され、受電時には受電された電力が出力される第2コイルであって、前記第1コイルに対して同心に積層された第2コイルと、を備え、前記第2コイルは、第2コイル巻回線が、同心且つ同一巻回方向且つ前記コイル対における同一径方向に、一の層内で二回以上巻回されて構成されており、前記第2コイル巻回線の両端部が外部接続用端子とされており、前記コイル対の前記径方向における前記第2コイルの位置が、当該径方向における前記第1コイルの位置に相当する位置であり、前記第2コイルの最外周に巻回された前記第2コイル巻回線の前記径方向における位置が、前記第1コイルの最外周に巻回された前記第1コイル巻回線の前記径方向における位置に相当する位置とされ、前記第2コイルの最内周に巻回された前記第2コイル巻回線の前記径方向における位置が、前記第1コイルの最内周に巻回された前記第1コイル巻回線の前記径方向における位置に相当する位置とされている。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、第1コイルに対して同心に積層される第2コイルが、第2コイル巻回線が、同心且つ同一巻回方向且つコイル対における同一径方向に、一の層内で二回以上巻回されて構成されており、第2コイル巻回線の両端部が外部接続用端子とされているので、コイル対全体としての共振周波数を低減することができる。
また、最外周に巻回された第2コイル巻回線のコイル対の径方向における位置が、最外周に巻回された第1コイル巻回線の当該径方向における位置に相当する位置とされ、最内周に巻回された第2コイル巻回線の当該径方向における位置が、最内周に巻回された第1コイル巻回線の当該径方向における位置に相当する位置とされている。よって、結果的に、最外周に巻回された第2コイル巻回線と、最内周に巻回された第2コイル巻回線と、が離れることとなり、効果的に共振周波数を低減することができる。
According to the first aspect of the present invention, the second coil, which is concentrically laminated with respect to the first coil, is arranged such that the second coil winding lines are arranged concentrically and in the same winding direction and in the same radial direction in the coil pair. Since both ends of the second coil winding line are used as external connection terminals, the resonance frequency of the coil pair as a whole can be reduced.
Further, the position of the second coil winding wound on the outermost circumference in the radial direction of the coil pair corresponds to the position in the radial direction of the first coil winding wound on the outermost circumference. The radial position of the second coil winding wound on the inner circumference corresponds to the radial position of the first coil winding wound on the innermost circumference. As a result, the second coil winding line wound on the outermost circumference is separated from the second coil winding line wound on the innermost circumference, and the resonance frequency can be effectively reduced. can.
上記の課題を解決するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のコイル対において、前記第1コイルは、それぞれが同心に巻回された複数の第1コイル巻回線が、絶縁部を挟んで積層されて構成されている。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 2 is the coil pair according to
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加えて、第1コイルが、それぞれが同心に巻回された複数の第1コイル巻回線が絶縁部を挟んで積層されて構成されているので、コイル対としての伝送効率及び反射率を向上させることができる。
According to the invention of claim 2, in addition to the effect of the invention of
上記の課題を解決するために、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のコイル対において、前記第1コイルは、それぞれが同心に巻回された二つの前記第1コイル巻回線が前記絶縁部を挟んで積層されて構成されており、一の前記第1コイル巻回線が前記第1コイルの外周側から内周側に向けて同心に巻回されており、他の前記第1コイル巻回線が前記第1コイルの内周側から外周側に向けて同心に且つ前記一の前記第1コイル巻回線と反対方向に巻回されており、前記一の前記第1コイル巻回線の最内周端部と、前記他の前記第1コイル巻回線の最内周端部と、が接続されており、前記一の前記第1コイル巻回線の最外周端部と、前記他の前記第1コイル巻回線の最外周端部と、が開放されている。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 3 provides the coil pair according to claim 2, wherein the first coil includes two first coil winding lines each of which is concentrically wound. are laminated with the insulating portion interposed therebetween, one of the first coil winding lines is concentrically wound from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the first coil, and the other of the first coil winding lines One coil winding line is wound concentrically from the inner peripheral side of the first coil toward the outer peripheral side thereof and in a direction opposite to the one of the first coil winding lines, and the one of the first coil winding lines and the innermost peripheral end of the other first coil winding line are connected, and the outermost peripheral end of the one first coil winding line and the other The outermost peripheral end of the first coil winding line is open.
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明の作用に加えて、一の第1コイル巻回線が第1コイルの外周側から内周側に向けて同心に巻回されており、他の第1コイル巻回線が第1コイルの内周側から外周側に向けて同心に且つ一の第1コイル巻回線と反対方向に巻回されており、一の第1コイル巻回線の最内周端部と、他の第1コイル巻回線の最内周端部と、が接続されており、一の第1コイル巻回線の最外周端部と、他の第1コイル巻回線の最外周端部と、が開放されているので、コイル対全体としての共振周波数を低減させつつ、コイル対としての伝送効率を向上させることができる。 According to the third aspect of the invention, in addition to the effects of the second aspect of the invention, one first coil winding line is concentrically wound from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the first coil. Another first coil winding line is wound concentrically from the inner circumference side to the outer circumference side of the first coil and in a direction opposite to the one first coil winding line, and the one first coil winding line The innermost peripheral end of the line and the innermost peripheral end of the other first coil winding line are connected, and the outermost peripheral end of the one first coil winding line and the other first coil winding line are connected. Since the outermost peripheral end of the line is open, the transmission efficiency of the coil pair can be improved while reducing the resonance frequency of the coil pair as a whole.
上記の課題を解決するために、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載のコイル対において、前記第1コイルは、それぞれが同心に巻回された二つの前記第1コイル巻回線が前記絶縁部を挟んで積層されて構成されており、一の前記第1コイル巻回線の両端部と、他の前記第1コイル巻回線の両端部と、がそれぞれ開放されており、前記一の前記第1コイル巻回線と、前記他の前記第1コイル巻回線と、が相互に絶縁されている。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 4 provides the coil pair according to claim 2, wherein the first coil includes two first coil winding lines each of which is concentrically wound. are laminated with the insulating portion interposed therebetween, and both ends of one of the first coil winding lines and both ends of the other first coil winding line are open, and the one and the other first coil winding line are insulated from each other.
請求項4に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明の作用に加えて、一の第1コイル巻回線の両端部と、他の第1コイル巻回線の両端部と、がそれぞれ開放されており、一の第1コイル巻回線と、他の第1コイル巻回線と、が相互に絶縁されているので、コイル対全体としての共振周波数を低減させつつ、コイル対としての伝送効率を向上させることができる。 According to the invention recited in claim 4, in addition to the effect of the invention recited in claim 2, both ends of one first coil winding line and both ends of the other first coil winding line are Since the first coil winding line is open and the other first coil winding line is insulated from each other, the transmission efficiency of the coil pair is improved while reducing the resonance frequency of the coil pair as a whole. can be improved.
上記の課題を解決するために、請求項5に記載の発明は、非接触型電力伝送用のコイル対において、送電又は受電用の第1コイルであって、それぞれが同心に巻回された二つの第1コイル巻回線が、絶縁部を挟んで積層されて構成された第1コイルと、送電時には当該送電すべき電力が供給され、受電時には受電された電力が出力される第2コイルであって、前記第1コイルに対して同心に積層された第2コイルと、を備え、前記第2コイルは、第2コイル巻回線が、同心且つ同一巻回方向且つ前記コイル対における同一径方向に、一の層内で二回以上巻回されて構成されており、前記第2コイル巻回線の両端部が外部接続用端子とされており、一の前記第1コイル巻回線の両端部と、他の前記第1コイル巻回線の両端部と、がそれぞれ開放されており、前記一の前記第1コイル巻回線と、前記他の前記第1コイル巻回線と、が相互に絶縁されている。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項5に記載の発明によれば、第1コイルに対して同心に積層される第2コイルが、第2コイル巻回線が、同心且つ同一巻回方向且つコイル対における同一径方向に、一の層内で二回以上巻回されて構成されており、第2コイル巻回線の両端部が外部接続用端子とされているので、コイル対全体としての共振周波数を低減することができる。
また、第1コイルが、それぞれが同心に巻回された二つの第1コイル巻回線が絶縁部を挟んで積層されて構成されているので、コイル対としての伝送効率及び反射率を向上させることができる。
更に、一の第1コイル巻回線の両端部と、他の第1コイル巻回線の両端部と、がそれぞれ開放されており、一の第1コイル巻回線と、他の第1コイル巻回線と、が相互に絶縁されているので、コイル対全体としての共振周波数を低減させつつ、コイル対としての伝送効率を向上させることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the second coil, which is concentrically laminated with respect to the first coil, is arranged such that the second coil winding lines are arranged concentrically, in the same winding direction, and in the same radial direction in the coil pair. Since both ends of the second coil winding line are used as external connection terminals, the resonance frequency of the coil pair as a whole can be reduced.
In addition, since the first coil is configured by laminating two first coil winding lines, each of which is concentrically wound, with an insulating portion interposed therebetween, the transmission efficiency and reflectance of the coil pair can be improved. can be done.
Furthermore, both ends of the one first coil winding line and both ends of the other first coil winding line are open, and the one first coil winding line and the other first coil winding line are open. , are insulated from each other, the transmission efficiency of the coil pair can be improved while reducing the resonance frequency of the coil pair as a whole.
上記の課題を解決するために、請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のコイル対において、前記第2コイルは、前記第2コイル巻回線が一回より多く五回以下に巻回されて構成されている。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 6 provides the coil pair according to any one of
請求項6に記載の発明によれば、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、第2コイル巻回線が一回より多く五回以下に巻回されて第2コイルが構成されているので、効果的に共振周波数を低減させつつ、伝送効率を向上させることができる。
According to the invention described in claim 6, in addition to the effects of the invention described in any one of
上記の課題を解決するために、請求項7に記載の発明は、送電装置と、当該送電装置から離隔した受電装置と、により構成され、前記送電装置から非接触で前記受電装置に電力を伝送する電力伝送システムに含まれる前記送電装置において、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の前記コイル対である送電コイル対と、伝送すべき電力を前記送電コイル対に出力する出力手段と、を備える。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 7 comprises a power transmitting device and a power receiving device separated from the power transmitting device, and transmits power from the power transmitting device to the power receiving device in a contactless manner. 7. In the power transmission device included in the power transmission system, a power transmission coil pair that is the coil pair according to any one of
上記の課題を解決するために、請求項8に記載の発明は、送電装置と、当該送電装置から離隔した受電装置と、により構成され、前記送電装置から非接触で前記受電装置に電力を伝送する電力伝送システムに含まれる前記受電装置において、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の前記コイル対であって、前記送電装置に対向して配置される受電コイル対と、当該受電コイル対に接続された入力手段と、を備える。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 8 comprises a power transmitting device and a power receiving device separated from the power transmitting device, and transmits power from the power transmitting device to the power receiving device in a contactless manner. 7. The power receiving device included in a power transmission system comprising: the coil pair according to any one of
上記の課題を解決するために、請求項9に記載の発明は、請求項7に記載の送電装置と、当該送電装置から離隔し、且つ前記送電コイル対に対向して配置される受電装置であって、前記送電装置から送信された電力を受電する受電装置と、を備える。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 9 is the power transmission device according to claim 7, and a power reception device that is separated from the power transmission device and arranged to face the power transmission coil pair. a power receiving device that receives power transmitted from the power transmitting device.
上記の課題を解決するために、請求項10に記載の発明は、送電装置と、請求項8に記載の受電装置であって、前記送電装置から離隔し且つ前記受電コイル対が当該送電装置に対向して配置され、前記送電装置から送信された電力を受電する受電装置と、を備える。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項7から請求項10のいずれか一項に記載の発明によれば、電力伝送システムを構成する送電装置に備えられた送電コイル対又は受電装置に備えられた受電コイル対の少なくともいずれか一方が請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のコイル対であるので、電力伝送システム全体としての共振周波数を低減できることで電力損失や発熱を抑制することができる。
According to the invention of any one of claims 7 to 10, at least one of the power transmitting coil pair provided in the power transmitting device and the power receiving coil pair provided in the power receiving device constituting the power transmission system is the coil pair according to any one of
本発明の一側面によれば、第1コイルに対して同心に積層される第2コイルが、第2コイル巻回線が、同心且つ同一巻回方向且つコイル対における同一径方向に、一の層内で二回以上巻回されて構成されており、第2コイル巻回線の両端部が、コイル対の最外周部で外部接続用端子とされているので、コイル対全体としての共振周波数を低減することができる。
また、最外周に巻回された第2コイル巻回線のコイル対の径方向における位置が、最外周に巻回された第1コイル巻回線の当該径方向における位置に相当する位置とされ、最内周に巻回された第2コイル巻回線の当該径方向における位置が、最内周に巻回された第1コイル巻回線の当該径方向における位置に相当する位置とされている。よって、結果的に、最外周に巻回された第2コイル巻回線と、最内周に巻回された第2コイル巻回線と、が離れることとなり、効果的に共振周波数を低減することができる。
一方、本発明の他の側面によれば、第1コイルに対して同心に積層される第2コイルが、第2コイル巻回線が、同心且つ同一巻回方向且つコイル対における同一径方向に、一の層内で二回以上巻回されて構成されており、第2コイル巻回線の両端部が外部接続用端子とされているので、コイル対全体としての共振周波数を低減することができる。
また、第1コイルが、それぞれが同心に巻回された二つの第1コイル巻回線が絶縁部を挟んで積層されて構成されているので、コイル対としての伝送効率及び反射率を向上させることができる。
更に、一の第1コイル巻回線の両端部と、他の第1コイル巻回線の両端部と、がそれぞれ開放されており、一の第1コイル巻回線と、他の第1コイル巻回線と、が相互に絶縁されているので、コイル対全体としての共振周波数を低減させつつ、コイル対としての伝送効率を向上させることができる。
According to one aspect of the present invention, the second coil, which is concentrically laminated with respect to the first coil, is arranged such that the second coil winding line is concentrically and in the same winding direction and in the same radial direction in the coil pair. Since both ends of the second coil winding line are used as external connection terminals at the outermost periphery of the coil pair, the resonance frequency of the coil pair as a whole is reduced. can do.
Further, the position of the second coil winding wound on the outermost circumference in the radial direction of the coil pair corresponds to the position in the radial direction of the first coil winding wound on the outermost circumference. The radial position of the second coil winding wound on the inner circumference corresponds to the radial position of the first coil winding wound on the innermost circumference. As a result, the second coil winding line wound on the outermost circumference is separated from the second coil winding line wound on the innermost circumference, and the resonance frequency can be effectively reduced. can.
On the other hand, according to another aspect of the present invention, the second coil, which is concentrically laminated with respect to the first coil, the second coil winding line is concentric, in the same winding direction, and in the same radial direction in the coil pair, Since the coil is wound two or more times in one layer, and both ends of the second coil winding line are used as external connection terminals, the resonance frequency of the coil pair as a whole can be reduced.
In addition, since the first coil is configured by laminating two first coil winding lines, each of which is concentrically wound, with an insulating portion interposed therebetween, the transmission efficiency and reflectance of the coil pair can be improved. can be done.
Furthermore, both ends of the one first coil winding line and both ends of the other first coil winding line are open, and the one first coil winding line and the other first coil winding line are open. , are insulated from each other, the transmission efficiency of the coil pair can be improved while reducing the resonance frequency of the coil pair as a whole.
従って、コイル対としての共振周波数を調整する場合に、複数のコイルそれぞれの巻回線の長さを短くすることができ、巻回線の電気抵抗による電力損失や発熱を抑制することができる。 Therefore, when adjusting the resonance frequency of the coil pair, the length of the winding line of each of the plurality of coils can be shortened, and power loss and heat generation due to the electrical resistance of the winding line can be suppressed.
次に、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する各実施形態は、電気自動車に搭載されている充電池を充電するための電力を、当該充電池を備えた電気自動車に対して磁界共鳴方式により非接触で電送する電力伝送システムに対して、本発明を適用した場合の実施形態である。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing. In each embodiment described below, electric power for charging a rechargeable battery installed in an electric vehicle is wirelessly transmitted to an electric vehicle equipped with the rechargeable battery using a magnetic field resonance method. It is an embodiment when the present invention is applied to a system.
ここで、各実施形態の磁界共鳴方式による電力伝送システムは、電力を送る送電コイルと、当該送電コイルから離隔して向き合うように(即ち対向するように)配置され且つ送電コイルから送られた電力を受電する受電コイルと、を備える。そして上記送電コイルは、後述する送電ループコイルと、後述する送電オープンコイルと、が、同心に積層されて構成されている。また上記受電コイルは、後述する受電オープンコイルと、後述する受電ループコイルと、が、同心に積層されて構成されている。 Here, the power transmission system based on the magnetic resonance method of each embodiment includes a power transmission coil that transmits power, and the power transmitted from the power transmission coil. and a power receiving coil that receives power from the The power transmission coil is configured by concentrically stacking a power transmission loop coil, which will be described later, and a power transmission open coil, which will be described later. The power receiving coil is configured by concentrically laminating a power receiving open coil, which will be described later, and a power receiving loop coil, which will be described later.
(I)第1実施形態
初めに、本発明に係る第1実施形態について、図1乃至図6を用いて説明する。
(I) First embodiment
First, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.
(i)第1実施形態の電力伝送システムの全体構成及び動作について
第1実施形態の電力伝送システムの全体構成及び動作について、図1を用いて説明する。なお図1は、第1実施形態の電力伝送システムの概要構成を示すブロック図である。
(i) Regarding the overall configuration and operation of the power transmission system of the first embodiment
The overall configuration and operation of the power transmission system of the first embodiment will be described with reference to FIG. Note that FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the power transmission system of the first embodiment.
図1に示すように、第1実施形態の電力伝送システムSは、受電部RV及び上記受電コイルRCを備えた受電装置Rと、送電部TR及び上記送電コイルTCを備えた送電装置Tと、により構成されている。このとき受電装置Rは上記電気自動車に搭載され、且つ当該電気自動車に搭載されている図示しない蓄電池に接続されている。一方送電装置Tは、当該電気自動車が移動又は停車する位置の地面に設置されている。そして、当該蓄電池を充電する場合、受電装置Rの受電コイルRCと送電装置Tの送電コイルTCとが対向するように電気自動車が運転又は停車される。なお、第1実施形態の電力伝送システムSによる上記蓄電池の充電に際しては、停車している電気自動車に搭載されている受電装置Rに対して、その停車位置の下方の地面に設置された送電装置Tの送電コイルTCを介して、当該送電装置Tから電力を伝送するように構成することができる。またこの他、移動中の電気自動車に搭載されている受電装置Rに対して、その電気自動車が移動している道路の一定距離の区間に設置された複数の送電装置Tの送電コイルTCを介して、当該送電装置Tから連続的に電力を伝送するように構成してもよい。このとき、送電部TRが本発明の「出力手段」の一例に相当し、受電部RVが本発明の「入力手段」の一例に相当する。 As shown in FIG. 1, the power transmission system S of the first embodiment includes a power receiving device R including a power receiving unit RV and the power receiving coil RC, a power transmitting device T including a power transmitting unit TR and the power transmitting coil TC, It is composed of At this time, the power receiving device R is mounted on the electric vehicle and connected to a storage battery (not shown) mounted on the electric vehicle. On the other hand, the power transmission device T is installed on the ground at a position where the electric vehicle moves or stops. When charging the storage battery, the electric vehicle is driven or stopped so that the power receiving coil RC of the power receiving device R and the power transmitting coil TC of the power transmitting device T face each other. When charging the above storage battery by the power transmission system S of the first embodiment, the power transmission device installed on the ground below the stop position of the power receiving device R mounted on the stopped electric vehicle is charged. It can be configured to transmit power from the power transmission device T via the transmission coil TC of T. In addition, for a power receiving device R mounted on a moving electric vehicle, power transmission coils TC of a plurality of power transmitting devices T installed in a section of a certain distance on the road on which the electric vehicle is moving can be used. , the power transmission device T may be configured to transmit power continuously. In this case, the power transmission section TR corresponds to an example of the "output means" of the present invention, and the power reception section RV corresponds to an example of the "input means" of the present invention.
一方上記送電コイルTCは、送電ループコイルTLと、送電オープンコイルTOと、を備えている。また上記受電コイルRCは、受電オープンコイルROと、受電ループコイルRLと、を備えている。このとき送電ループコイルTLには、送電すべき電力が送電部TRから入力される。そして送電オープンコイルTOは、送電ループコイルTLに対して同心に積層され且つその両端が開放されている。他方受電オープンコイルROは、送電オープンコイルTOに対向するように配置され且つその両端が開放されている。そして受電ループコイルRLは、受電オープンコイルROに対して同心に積層され、且つ磁界共鳴方式により送電コイルTCから受電した電力を受電部RVに出力する。このとき、送電コイルTC又は受電コイルRCが本発明の「コイル対」の一例に相当し、送電オープンコイルTO又は受電オープンコイルROが本発明の「第1コイル」の一例に相当し、送電ループコイルTL又は受電ループコイルRLが本発明の「第2コイル」の一例に相当する。 On the other hand, the power transmission coil TC includes a power transmission loop coil TL and a power transmission open coil TO. The power receiving coil RC includes a power receiving open coil RO and a power receiving loop coil RL. At this time, the power to be transmitted is input from the power transmission unit TR to the power transmission loop coil TL. The power transmission open coil TO is laminated concentrically with the power transmission loop coil TL, and both ends thereof are open. On the other hand, the power receiving open coil RO is arranged to face the power transmitting open coil TO and has open ends. The power receiving loop coil RL is concentrically laminated with respect to the power receiving open coil RO, and outputs power received from the power transmitting coil TC by the magnetic resonance method to the power receiving unit RV. At this time, the power transmission coil TC or the power reception coil RC corresponds to an example of the "coil pair" of the present invention, the power transmission open coil TO or the power reception open coil RO corresponds to an example of the "first coil" of the present invention, and the power transmission loop The coil TL or the power receiving loop coil RL corresponds to an example of the "second coil" of the present invention.
以上の構成において、送電装置Tの送電部TRは、例えば電力伝送システムSが用いられる国における電波法等の法規等に対応しつつ、受電装置Rに伝送すべき電力を送電コイルTCに出力する。このとき上記法規等は、例えば人体への影響を考慮して漏洩磁界が予め決められた所定のレベル以下になるように規制している。また、全ての送電装置Tと上記受電装置Rとの間における相互接続利用が可能となるためには、結果的に、両者が予め決められた所定範囲の周波数を利用する必要があり、このため上記所定範囲の周波数又は周波数帯域は、上記法規等としてのISO(International Organization for Standardization)又はIEC(International Electrotechnical Commission)等の国際機関の推奨に従う必要がある。また、送電コイルTCと受電コイルRCとの間の所定の位置ずれも考慮した伝送効率の下限値も上記国際機関により規定されているため、高い電力伝送効率が要求される。 In the above configuration, the power transmission unit TR of the power transmission device T outputs power to be transmitted to the power reception device R to the power transmission coil TC while complying with regulations such as the Radio Law of the country where the power transmission system S is used. . At this time, the above-mentioned laws and regulations regulate the leakage magnetic field to be below a predetermined level in consideration of the influence on the human body, for example. Further, in order to enable interconnection between all the power transmitting devices T and the power receiving devices R, it is necessary for both of them to use frequencies within a predetermined range. The frequency or frequency band in the predetermined range must comply with the recommendations of international organizations such as ISO (International Organization for Standardization) or IEC (International Electrotechnical Commission) as the laws and regulations. In addition, since the above-mentioned international organization defines a lower limit value of transmission efficiency in consideration of a predetermined positional deviation between the power transmission coil TC and the power reception coil RC, high power transmission efficiency is required.
一方、上記磁界共鳴方式により送電コイルTCからの電力を受電した受電装置Rの受電コイルRCは、当該受電した電力を受電部RVに出力する。これにより受電部RVは、当該電力に対応した出力(例えば85キロヘルツの高周波電力となる)を、例えば図示しない電力変換ユニットによりDC(直流)電流に変換し、電気自動車の蓄電池に出力する。これにより当該蓄電池には、必要量の電力が充電される。 On the other hand, the power receiving coil RC of the power receiving device R that has received power from the power transmitting coil TC by the magnetic field resonance method outputs the received power to the power receiving unit RV. As a result, the power receiving unit RV converts an output corresponding to the power (e.g., high-frequency power of 85 kHz) into a DC (direct current) current by, e.g., a power conversion unit (not shown), and outputs it to the storage battery of the electric vehicle. As a result, the storage battery is charged with the necessary amount of electric power.
(ii)送電コイルTC(受電コイルRC)の構成について
次に、上述した第1実施形態の電力伝送システムSに用いられる、第1実施形態の送電コイルTC及び受電コイルRCの構成について、図2乃至図6を用いて説明する。なお、実施形態の送電コイルTCと受電コイルRCとは、基本的に同じ構成を備える。即ち、上記送電ループコイルTLの構成と上記受電ループコイルRLの構成とは基本的に同一である。また、上記送電オープンコイルTOの構成と上記受電オープンコイルROの構成とは基本的に同一である。更に、上記送電ループコイルTLと上記送電オープンコイルTOとの送電コイルTC内における位置関係と、上記受電ループコイルRLと上記受電オープンコイルROとの受電コイルRC内における位置関係と、は基本的に同一である。よって以下の説明では、送電コイルTCについて、その構造を説明する。また、図2乃至図5は実施形態の送電コイルTCの構造を示す平面図であり、図6は実施形態の送電コイルTCの構造を示す部分断面図である。なお図2乃至図5は、送電装置Tにおいて、送電部TR側から送電コイルTCを見た場合の平面図である。
(ii) Configuration of power transmitting coil TC (power receiving coil RC)
Next, configurations of the power transmission coil TC and the power reception coil RC of the first embodiment, which are used in the power transmission system S of the first embodiment described above, will be described with reference to FIGS. 2 to 6. FIG. Note that the power transmitting coil TC and the power receiving coil RC of the embodiment basically have the same configuration. That is, the configuration of the power transmission loop coil TL and the configuration of the power reception loop coil RL are basically the same. Further, the configuration of the power transmission open coil TO and the configuration of the power reception open coil RO are basically the same. Further, the positional relationship within the power transmitting coil TC between the power transmitting loop coil TL and the power transmitting open coil TO, and the positional relationship within the power receiving coil RC between the power receiving loop coil RL and the power receiving open coil RO are basically are identical. Therefore, in the following description, the structure of the power transmitting coil TC will be described. 2 to 5 are plan views showing the structure of the power transmission coil TC of the embodiment, and FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the structure of the power transmission coil TC of the embodiment. 2 to 5 are plan views of the power transmission device T when the power transmission coil TC is viewed from the power transmission unit TR side.
図2にその平面図を示すように、実施形態の送電コイルTCは、送電ループコイルTLと、図2において図示されない送電オープンコイルTOと、が、絶縁性のフィルムBF1(詳細は後述する)を介して図2の紙面方向に積層されて構成される。また送電オープンコイルTOは、後述する二つのコイルCL1及びコイルCL2が、それぞれに絶縁性のフィルムBF2(詳細は後述する)を介して図2の紙面方向に積層されて構成される。なお第1実施形態では、送電ループコイルTLと送電オープンコイルTOとの間の絶縁のためにフィルムBF1を用い、コイルCL1とコイルCL2との間の絶縁のためにフィルムBF2を用いているが、これらの他に、ガラスエポキシ材料等の絶縁性の材料を用いることもできる。また、送電コイルTCとして発生した熱を効率良く放熱するため、例えばセラミック粒子等を分散した薄膜化材料を用いることもできる。更に、送電ループコイルTL、コイルCL1及びコイルCL2をそれぞれ構成する後述の銅薄膜線の巻回の中心は、相互に同一又は略同一とされている。なお、コイルCL1又はコイルCL2を構成する銅薄膜線が本発明の「第1コイル巻回線」の一例に相当する。 As shown in the plan view of FIG. 2, in the power transmission coil TC of the embodiment, a power transmission loop coil TL and a power transmission open coil TO (not shown in FIG. 2) are combined with an insulating film BF1 (described in detail later). 2 are laminated in the paper surface direction of FIG. The power transmission open coil TO is configured by laminating two coils CL1 and CL2, which will be described later, in the paper surface direction of FIG. 2 via an insulating film BF2 (described in detail later). In the first embodiment, the film BF1 is used for insulation between the power transmission loop coil TL and the power transmission open coil TO, and the film BF2 is used for insulation between the coil CL1 and the coil CL2. In addition to these, an insulating material such as a glass epoxy material can also be used. Also, in order to efficiently dissipate the heat generated by the power transmission coil TC, a thin film material in which ceramic particles or the like are dispersed may be used. Furthermore, the winding centers of the copper thin film wires, which will be described later, constituting the power transmission loop coil TL, the coil CL1, and the coil CL2, respectively, are the same or substantially the same. The copper thin film wire forming the coil CL1 or the coil CL2 corresponds to an example of the "first coil winding line" of the present invention.
そして図2に示すように、送電ループコイルTLは、例えば銅薄膜線が、同じ巻回方向且つ送電コイルTCの径方向の一方(即ち、その外周側から内周側に向けた方向又はその内周側から外周側に向けた方向のいずれか一方)に二回転(2ターン)巻回されて構成されており、その両端部(図2に示す場合は右辺部の中央上部)が送電コイルTCの最外周部に引き出されて、送電部TRに接続される接続用端子O1及び接続用端子O2とされている。この、送電ループコイルTLを構成する銅薄膜線が、本発明の「第2コイル巻回線」の一例に相当する。また、送電ループコイルTLを構成する銅薄膜線が、図2に示す右辺部中央において相互に絶縁されつつ例えばジャンパー線を用いて交差されることで、上記同じ巻回方向の二回転が形成されている。更に、送電ループコイルTLを構成する上記銅薄膜線は、送電ループコイルTLの全周に渡って例えば同一幅及び同一厚さとされている。更にまた送電ループコイルTLでは、図2におけるその上辺部、下辺部、左辺部及び右辺部それぞれに直線部が設けられており、それぞれの直線部が曲線部により接続されている。ここで、送電ループコイルTLを構成する上記銅薄膜線における一巻回目の銅薄膜線と、二巻回目の銅薄膜線との間の距離wは、送電ループコイルTL自体の位置が積層方向においてコイルCL1及びコイルCL2に重なる位置となる範囲において、なるべく長いことが望ましい。 As shown in FIG. 2, the power transmission loop coil TL is configured so that, for example, the copper thin film wire is wound in the same winding direction and in one of the radial directions of the power transmission coil TC (that is, in the direction from the outer peripheral side to the inner peripheral side or in the inner peripheral side). Either one of the directions from the peripheral side to the outer peripheral side) is wound twice (2 turns), and both ends (in the case shown in FIG. 2, the upper center of the right side) are the power transmission coil TC , and are connected to the power transmission unit TR as connection terminals O1 and O2. The copper thin film wire forming the power transmission loop coil TL corresponds to an example of the "second coil winding line" of the present invention. In addition, the copper thin film wires forming the power transmission loop coil TL are mutually insulated at the center of the right side shown in FIG. ing. Further, the copper thin-film wire forming the power transmission loop coil TL has, for example, the same width and the same thickness over the entire circumference of the power transmission loop coil TL. Furthermore, in the power transmission loop coil TL, straight portions are provided on each of the upper, lower, left, and right sides in FIG. 2, and the straight portions are connected by curved portions. Here, the distance w between the first turn copper thin film wire and the second turn copper thin film wire in the copper thin film wire constituting the power transmission loop coil TL is the position of the power transmission loop coil TL itself in the stacking direction. It is desirable that the length is as long as possible within the range where it overlaps with the coil CL1 and the coil CL2.
次に、上記フィルムBF1を介して上記送電ループコイルTLの直下に積層されている、送電オープンコイルTOを構成するコイルCL1の構成について、図3を用いて説明する。なお図3は、当該コイルCL1のみを取り出して示す平面図である。また図3では、図面の明確化のため、コイルCL1を構成する銅薄膜線の巻回の一部の記載を省略している。 Next, the configuration of the coil CL1 constituting the power transmission open coil TO, which is laminated directly below the power transmission loop coil TL via the film BF1, will be described with reference to FIG. Note that FIG. 3 is a plan view showing only the coil CL1. Also, in FIG. 3, for the sake of clarity of the drawing, part of the windings of the copper thin film wire forming the coil CL1 is omitted.
図3に示すように、送電オープンコイルTOを構成するコイルCL1は、その最外周部が開放端T1とされている。そしてコイルCL1は、当該開放端T1から始まる反時計回りに、その最外周部から最内周部に向けて、例えば銅薄膜線が渦巻き状に十七回転半(17.5ターン)巻回されて構成されている。またその最内周部には、図3の紙面方向においてその直下に積層されているコイルCL2との間の電気的接続を構成するためのビアVが接続されている。なおコイルCL1を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL1の全周に渡って例えば同一厚さとされているが、その幅は、コイルCL1の内側になるに従って太くなるように形成されている。更にコイルCL1では、図3におけるその上辺部、下辺部、左辺部及び右辺部それぞれに、互いに平行な直線部が設けられており、各直線部が、略同心円弧状の曲線部によりそれぞれ接続されている。そして、コイルCL1を構成する銅薄膜線の幅は、上記直線部では一定とされ、上記曲線部において、コイルCL1の内側になるに従って太くなるように形成されている。 As shown in FIG. 3, a coil CL1 that constitutes the power transmission open coil TO has an open end T1 at its outermost peripheral portion. The coil CL1 is counterclockwise starting from the open end T1, and from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion, for example, a copper thin film wire is spirally wound 17 and a half turns (17.5 turns). configured as follows. A via V is connected to the innermost peripheral portion of the coil CL2 for forming an electrical connection with the coil CL2 which is stacked directly under the coil CL2 in the paper surface direction of FIG. The copper thin film wire forming the coil CL1 has, for example, the same thickness over the entire circumference of the coil CL1, but its width is formed so as to increase toward the inner side of the coil CL1. Furthermore, in the coil CL1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. there is The width of the copper thin film wire that constitutes the coil CL1 is constant in the linear portion, and is formed so as to increase in width in the curved portion toward the inner side of the coil CL1.
次に、上記フィルムBF2を介して上記コイルCL1の直下に積層されているコイルCL2の構成について、図4を用いて説明する。なお図4は、当該コイルCL2のみを取り出して示す平面図である。また図4では、図面の明確化のため、コイルCL2を構成する銅薄膜線の巻回の一部の記載を省略している。 Next, the configuration of the coil CL2 layered directly below the coil CL1 via the film BF2 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 4 is a plan view showing only the coil CL2. Also, in FIG. 4, for the sake of clarity of the drawing, a part of windings of the copper thin film wire forming the coil CL2 is omitted.
図4に示すように、上記コイルCL1と共に送電オープンコイルTOを構成するコイルCL2は、その最内周部に、上記コイルCL1との電気的接続を構成するための上記ビアVが接続されている。即ち、コイルCL1とコイルCL2との接続は直列接続とされている。そしてコイルCL2は、当該ビアVから始まる時計回りに(即ち、コイルCL1と反対の方向に)、その最内周部から最外周部に向けて、例えば銅薄膜線が渦巻き状に十七回転半(17.5ターン)巻回されて構成されている。またその最外周部が開放端T2とされている。なおコイルCL2を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL2の全周に渡って例えば同一厚さとされているが、その幅は、コイルCL2の外側になるに従って細くなるように形成されている。更にコイルCL2では、図4におけるその上辺部、下辺部、左辺部及び右辺部それぞれに、互いに平行な直線部が設けられており、各直線部が、略同心円弧状の曲線部によりそれぞれ接続されている。そして、コイルCL2を構成する銅薄膜線の幅は、上記直線部では一定とされ、上記曲線部において、コイルCL2の外側になるに従って細くなるように形成されている。 As shown in FIG. 4, the coil CL2, which together with the coil CL1 constitutes the power transmission open coil TO, is connected to the innermost peripheral portion thereof with the via V for forming an electrical connection with the coil CL1. . That is, the coil CL1 and the coil CL2 are connected in series. Then, the coil CL2 is rotated clockwise (that is, in the direction opposite to the coil CL1) starting from the via V, from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion, for example, a copper thin film wire is spirally rotated seventeen and a half times. (17.5 turns) is wound. Further, the outermost peripheral portion thereof is an open end T2. The copper thin film wire forming the coil CL2 has, for example, the same thickness over the entire circumference of the coil CL2, but its width is formed so as to become thinner toward the outside of the coil CL2. Furthermore, in the coil CL2, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. there is The width of the copper thin film wire that constitutes the coil CL2 is constant in the straight line portion, and is tapered toward the outer side of the coil CL2 in the curved portion.
ここで、上記コイルCL1及び上記コイルCL2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係としては、それぞれの巻回数が十七回転半で同じことから、上記反時計方向に巻回されているコイルCL1の銅薄膜線の位置と、上記時計方向に巻回されているコイルCL2の銅薄膜線の位置と、が、コイルCL1及びコイルCL2それぞれの巻回の中心から見て一致するように、それぞれの銅薄膜線が巻回されている。そして、それぞれの最内周部に接続されているビアVにより、コイルCL1とコイルCL2とが直列に接続されている。これにより、コイルCL1の最外周部から最内周部への巻回を当該最内周部で反対方向に切り返す(折り返す)ことで、コイルCL2が最内周部から最外周部へ巻回されていることになる。 Here, as for the positional relationship between the copper thin-film wires constituting the coil CL1 and the coil CL2, since the number of turns of each is 17 and a half turns, the coil CL1 is wound counterclockwise. and the position of the copper thin film wire of the coil CL2, which is wound clockwise, coincide with each other when viewed from the center of the winding of each of the coils CL1 and CL2. A copper thin film wire is wound. The coil CL1 and the coil CL2 are connected in series by vias V connected to their innermost peripheral portions. As a result, the winding of the coil CL1 from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion is reversed (folded back) at the innermost peripheral portion, so that the coil CL2 is wound from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion. It means that
次に、上記送電ループコイルTL並びに上記送電オープンコイルTO(即ち上記コイルCL1及び上記コイルCL2)をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係について、図5を用いて説明する。なお図5は、送電ループコイルTLと、コイルCL1と、の重なり状況を示す平面図であり、送電ループコイルTLを実線で、その直下にフィルムBF1(図5において図示を省略している)を介して積層されている送電オープンコイルTOのコイルCL1を破線で、それぞれ示している。なお上述したように、コイルCL1及びコイルCL2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係は、図5においては全く同一となる。 Next, the positional relationship between the copper thin film wires forming the power transmission loop coil TL and the power transmission open coil TO (that is, the coil CL1 and the coil CL2) will be described with reference to FIG. Note that FIG. 5 is a plan view showing how the power transmission loop coil TL and the coil CL1 overlap. The coils CL1 of the power transmission open coil TO that are stacked via the power transmission open coils TO are indicated by dashed lines. As described above, the positional relationship between the copper thin film wires forming the coil CL1 and the coil CL2 is exactly the same in FIG.
図5に破線で示すように、外周から内周に向けて巻回され且つその最内周部でビアVによりコイルCL2と接続されるコイルCL1では、その四分の一周ごとに、銅薄膜線の巻回におけるピッチ(即ち、各辺において隣り合う銅薄膜線の中心線の、巻回における径方向の距離。以下、同様。)の四分の一ずつその直線部の位置が内周側にずれるように、各曲線部が形成されて銅薄膜線が巻回されている。一方図5に実線で示すように、送電ループコイルTLを構成する銅薄膜線(図2に示すように二回転巻回される)は、図2に示す交差位置を除いて、コイルCL1の外縁付近及び内縁付近にそれぞれ沿って積層されており、接続用端子O1及び接続用端子O2がそれぞれ巻回の外側に突出する形状とされている。これらにより、送電ループコイルTLと送電オープンコイルTO(コイルCL1及びコイルCL2)とが積層されている送電コイルTCでは、図5に示すように、上下左右それぞれの辺では、送電ループコイルTLと送電オープンコイルTO(コイルCL1及びコイルCL2)を構成する銅薄膜線が重なるように積層されている。
As shown by the dashed line in FIG. 5, in the coil CL1 wound from the outer circumference to the inner circumference and connected to the coil CL2 by the via V at the innermost circumference, the copper
次に、上記送電ループコイルTLとコイルCL1及びコイルCL2との積層状態、及びコイルCL1とコイルCL2との接続状態について、図5に示すA-A’部分の断面図として、図6を用いて説明する。 Next, the lamination state of the power transmission loop coil TL, the coils CL1 and CL2, and the connection state of the coils CL1 and CL2 will be described with reference to FIG. explain.
図6に示すように、図2乃至図5における左辺部では、コイルCL1とコイルCL2とがフィルムBF2を挟んで積層されており、それぞれがビアVにより電気的に接続されている。このビアVの位置で、コイルCL1の上記反時計方向の巻回が切り返されて(折り返されて)、コイルCL2の上記時計方向の巻回が形成されている。一方、コイルCL1及びコイルCL2からなる送電オープンコイルTOと送電ループコイルTLとは、フィルムBF1(図2参照)を挟んで積層されている。 As shown in FIG. 6, on the left side of FIGS. 2 to 5, the coil CL1 and the coil CL2 are stacked with the film BF2 interposed therebetween, and are electrically connected to each other through vias V. As shown in FIG. At the position of the via V, the counterclockwise winding of the coil CL1 is cut back (folded back) to form the clockwise winding of the coil CL2. On the other hand, the power transmission open coil TO and the power transmission loop coil TL composed of the coil CL1 and the coil CL2 are laminated with the film BF1 (see FIG. 2) interposed therebetween.
(iii)送電コイルTC及び受電コイルRCの製造方法について
次に、第1実施形態の送電コイルTC及び受電コイルRCの製造方法について説明する。
(iii) Manufacturing method of power transmitting coil TC and power receiving coil RC
Next, a method for manufacturing the power transmitting coil TC and the power receiving coil RC of the first embodiment will be described.
当該製造方法としては、基本的には従来と同様の、下記(a)-1乃至(a)-11の各工程を含む第1製造方法、又は下記(b)-1乃至(b)-12の各工程を含む第2製造方法等を用いることができる。
(a)第1製造方法
(a)-1:フィルムBF2の両面全体に銅薄膜を形成する。
(a)-2:上記(a)-1で形成された銅薄膜(両面)の上にそれぞれレジストを塗布する。
(a)-3:上記(a)-2で塗布したレジストを、それぞれの面についてコイルCL1及びコイルCL2の銅薄膜線にパターニングする。
(a)-4:上記(a)-3のパターニング後にエッチング処理を施し、コイルCL1及びコイルCL2としての銅薄膜線を形成する。
(a)-5:上記ビアVを形成して送電オープンコイルTOとする。
(a)-6:フィルムBF1の片面全体に銅薄膜を形成する。
(a)-7:上記(a)-6で形成された銅薄膜の上にレジストを塗布する。
(a)-8:上記(a)-7で塗布したレジストを送電ループコイルTLの銅薄膜線にパターニングする。
(a)-9:上記(a)-8のパターニング後にエッチング処理を施し、送電ループコイルTLとしての銅薄膜線を形成する。
(a)-10:上記(a)-5の送電オープンコイルTOと、上記(a)-9の送電ループコイルTLと、を貼り合わせて送電コイルTCを形成する。
(a)-11:接続用端子O1及び接続用端子O2と、送電部TR(送電装置Tの場合)又は受電部RV(受電装置Rの場合)とを接続する。
(b)第2製造方法
(b)-1:フィルムBF2の両面全体に銅薄膜を形成する。
(b)-2:ビアVに相当する位置にレーザ等により貫通穴形成する。
(b)-3:貫通穴を含む全体に対して無電解銅めっき法および電解銅めっき法による銅めっき処理を施し、ビアVを形成する。
(b)-4:上記(b)-3で形成された銅めっきの片面にレジストを塗布する。
(b)-5:上記(b)-4で塗布したレジストをコイルCL1の銅薄膜線にパターニングする。
(b)-6:上記(b)-5のパターニング後にエッチング処理を施し、コイルCL1としての銅薄膜線を形成する。
(b)-7:フィルムBF1の片面全体に銅薄膜を形成する。
(b)-8:上記(b)-7の銅薄膜を形成した面の反対の面と上記(b)-6のコイルCL1面を、フィルムBF1を介して貼り合わせる(図6参照)。
(b)-9:上記(b)-8で貼り合わせたものの両面の銅薄膜の上にレジストを塗布する。
(b)-10:上記(b)-9で両面に塗布したレジストのそれぞれを、コイルCL2の銅薄膜線及び送電ループコイルTLの銅薄膜線にそれぞれパターニングする(図6参照)。
(b)-11:上記(b)-10のパターニング後にエッチング処理を施し、コイルCL2の銅薄膜線及び送電ループコイルTLの銅薄膜線をそれぞれ形成する。
(b)-12:接続用端子O1及び接続用端子O2と送電部TR(送電装置Tの場合)又は受電部RV(受電装置Rの場合)とを接続する。
As the manufacturing method, basically the same as the conventional method, the first manufacturing method including the following steps (a)-1 to (a)-11, or the following (b)-1 to (b)-12 It is possible to use a second manufacturing method or the like including each step of .
(a) First manufacturing method
(a)-1: Copper thin films are formed on both sides of the film BF2.
(a)-2: A resist is applied to each of the copper thin films (both sides) formed in (a)-1 above.
(a)-3: The resist applied in the above (a)-2 is patterned on the copper thin film wires of the coil CL1 and the coil CL2 on each side.
(a)-4: After the patterning of (a)-3 above, an etching process is performed to form copper thin film wires as the coil CL1 and the coil CL2.
(a)-5: The via V is formed to form the power transmission open coil TO.
(a)-6: A copper thin film is formed over one side of the film BF1.
(a)-7: A resist is applied on the copper thin film formed in (a)-6 above.
(a)-8: The resist applied in (a)-7 above is patterned on the copper thin film wire of the transmission loop coil TL.
(a)-9: Etching is performed after the patterning of (a)-8 above to form a copper thin film wire as the power transmission loop coil TL.
(a)-10: The power transmission open coil TO of (a)-5 above and the power transmission loop coil TL of (a)-9 above are pasted together to form a power transmission coil TC.
(a)-11: The connection terminals O1 and O2 are connected to the power transmission unit TR (in the case of the power transmission device T) or the power reception unit RV (in the case of the power reception device R).
(b) Second manufacturing method
(b)-1: Copper thin films are formed on both sides of the film BF2.
(b)-2: A through hole is formed at a position corresponding to the via V by laser or the like.
(b)-3: Copper plating is applied to the entire structure including the through holes by electroless copper plating and electrolytic copper plating to form vias V. FIG.
(b)-4: A resist is applied to one side of the copper plating formed in (b)-3 above.
(b)-5: The resist applied in (b)-4 above is patterned on the copper thin film wire of the coil CL1.
(b)-6: Etching is performed after the patterning of (b)-5 to form a copper thin film wire as the coil CL1.
(b)-7: A copper thin film is formed over one side of the film BF1.
(b)-8: The surface of (b)-7 opposite to the surface on which the copper thin film is formed and the surface of the coil CL1 of (b)-6 are pasted together via the film BF1 (see FIG. 6).
(b)-9: A resist is applied to the thin copper films on both sides of the laminate bonded in (b)-8.
(b)-10: Each of the resists applied on both sides in (b)-9 is patterned on the copper thin film wire of the coil CL2 and the copper thin film wire of the transmission loop coil TL (see FIG. 6).
(b)-11: After the patterning of (b)-10, an etching process is performed to form the copper thin film wire of the coil CL2 and the copper thin film wire of the transmission loop coil TL.
(b)-12: The connection terminals O1 and O2 are connected to the power transmission unit TR (in the case of the power transmission device T) or the power reception unit RV (in the case of the power reception device R).
(iv)第1実施形態の電力伝送システムの効果について
次に、第1実施形態の送電コイルTC及び受電コイルRCを含む第1実施形態の電力伝送システムSを用いて電力伝送を行った場合の効果について、本願の発明者による実験結果(シミュレーション結果)を踏まえて、図7を用いて説明する。なお以下の説明では、第1実施形態の電力伝送システムSを用いて電力伝送を行った場合の効果のシミュレーション結果を、比較例の電力伝送システムを用いて電力伝送を行った場合の効果のシミュレーション結果に対比させつつ、説明する。ここで上記比較例としては、一辺が100ミリメートルの正方形形状で一回転(1ターン)巻き構造のループコイルと、当該ループコイルの中心軸と同軸に配置され且つ当該ループコイルと同じ一辺100ミリメートルの正方形形状で筒状に十七回転半(17.5ターン)巻き構造の二つのコイルを含むオープンコイル(即ち、第1実施形態の送電オープンコイルTO又は受電オープンコイルROと同一構造のオープンコイル)と、からなる送電コイル及び受電コイルを含む電力伝送システムを用いた。
(iv) Effects of the power transmission system of the first embodiment
Next, experimental results (simulation results) by the inventors of the present application with respect to the effect of power transmission using the power transmission system S of the first embodiment including the power transmission coil TC and the power reception coil RC of the first embodiment. will be described with reference to FIG. Note that in the following description, simulation results of effects when power transmission is performed using the power transmission system S of the first embodiment are compared with simulation results of effects when power transmission is performed using the power transmission system of the comparative example. This will be explained while comparing the results. Here, as the above comparative example, a loop coil having a square shape with a side of 100 mm and a one-turn (one-turn) winding structure, and a loop coil having a side of 100 mm arranged coaxially with the central axis of the loop coil and having the same side as the loop coil An open coil including two square-shaped cylindrical coils with a structure of seventeen and a half turns (17.5 turns) (that is, an open coil with the same structure as the power transmission open coil TO or the power reception open coil RO in the first embodiment) and a power transmission system including a power transmission coil and a power reception coil.
図7に、反射率を示すSパラメータ(S11)と周波数との関係を◆マーク(第1実施形態)及び▲マーク(比較例)で示すと共に、伝送効率を示すSパラメータ(S21)と共振周波数との関係を■マーク(第1実施形態)及び●マーク(比較例)で示すように、第1実施形態の送電コイルTC及び受電コイルRCを含む第1実施形態の電力伝送システムSを用いた場合では、伝送効率(SパラメータS21)が高くなると共に反射率(SパラメータS11)が低くなる共振周波数が、比較例に比べて低減されていることが判る。 In FIG. 7, the relationship between the S parameter (S11) indicating reflectance and the frequency is indicated by the mark (first embodiment) and the ▲ mark (comparative example), and the S parameter (S21) indicating the transmission efficiency and the resonance frequency. The power transmission system S of the first embodiment including the power transmission coil TC and the power reception coil RC of the first embodiment is used, as indicated by the ■ mark (first embodiment) and the ● mark (comparative example). In the case, it can be seen that the resonance frequency at which the transmission efficiency (S parameter S21) increases and the reflectance (S parameter S11) decreases compared to the comparative example.
以上説明したように、第1実施形態の送電コイルTC及び受電コイルRCを含む第1実施形態の電力伝送システムSを用いた電力伝送によれば、送電オープンコイルTO(又は受電オープンコイルRO)に対して同心に積層される送電ループコイルTL(又は受電ループコイルRT)が、それを構成する銅薄膜線が、同心且つ同一巻回方向且つ送電コイルTC(又は受電コイルRC)における同一径方向に、一の層内で二回以上巻回されて構成されており、更に、送電オープンコイルTO(又は受電オープンコイルRO)を構成する銅薄膜線の両端部が、送電コイルTC(又は受電コイルRC)の最外周部で接続用端子O1及び接続用端子O2とされているので、送電コイルTC(又は受電コイルRC)全体としての共振周波数を低減することができる。 As described above, according to power transmission using the power transmission system S of the first embodiment including the power transmission coil TC and the power reception coil RC of the first embodiment, the power transmission open coil TO (or the power reception open coil RO) Concentrically stacked power transmitting loop coil TL (or power receiving loop coil RT) is configured such that the copper thin-film wires forming it are concentrically and in the same winding direction and in the same radial direction in the power transmitting coil TC (or power receiving coil RC). , and is configured by winding two or more times within one layer, and further, both ends of the copper thin film wire that constitutes the power transmission open coil TO (or the power reception open coil RO) are connected to the power transmission coil TC (or the power reception coil RC ) are formed as the connection terminal O1 and the connection terminal O2, the resonance frequency of the entire power transmission coil TC (or power reception coil RC) can be reduced.
また、送電オープンコイルTO(又は受電オープンコイルRO)、それぞれが同心に巻回されたコイルCL1及びコイルCL2がフィルムBF2を挟んで積層されて構成されているので、送電コイルTC(又は受電コイルRC)としての伝送効率及び反射率を向上させることができる。 In addition, since the power transmission open coil TO (or the power reception open coil RO), the coil CL1 and the coil CL2, which are respectively wound concentrically, are laminated with the film BF2 interposed therebetween, the power transmission coil TC (or the power reception coil RC) ), the transmission efficiency and reflectance can be improved.
更に、コイルCL1の最内周部とコイルCL2の最内周部とがビアVにより接続されており、一方コイルCL1の最外周端部とコイルCL2の最外周端部がそれぞれ開放端T1及び開放端T2とされているので、送電コイルTC(又は受電コイルRC)としての共振周波数を低減させつつ、電力伝送における伝送効率を向上させることができる。 Further, the innermost peripheral portion of the coil CL1 and the innermost peripheral portion of the coil CL2 are connected by a via V, while the outermost peripheral end portion of the coil CL1 and the outermost peripheral end portion of the coil CL2 are respectively open end T1 and open end T1. Since it is the end T2, it is possible to improve the transmission efficiency in power transmission while reducing the resonance frequency of the power transmission coil TC (or the power reception coil RC).
更にまた、最外周に巻回された送電ループコイルTL(又は受電ループコイルRL)の銅薄膜線の送電コイルTC(又は受電コイルRC)の径方向における位置が、最外周に巻回された送電オープンコイルTO(又は受電オープンコイルRO)の銅薄膜線の当該径方向における位置に対応する位置とされ、最内周に巻回された送電ループコイルTL(又は受電ループコイルRL)の銅薄膜線の送電コイルTC(又は受電コイルRC)の径方向における位置が、最内周に巻回された送電オープンコイルTO(又は受電オープンコイルRO)の銅薄膜線の当該径方向における位置に対応する位置とされているので、結果的に、送電ループコイルTL(又は受電ループコイルRL)における最外周に巻回された銅薄膜線と、最内周に巻回された銅薄膜線と、が図2に示す距離wだけ離れることとなり、効果的に共振周波数を低減することができる。 Furthermore, the position in the radial direction of the power transmitting coil TC (or the receiving coil RC) of the copper thin film wire of the power transmitting loop coil TL (or the power receiving loop coil RL) wound on the outermost periphery is the power transmitting loop wound on the outermost periphery. The thin copper wire of the power transmitting loop coil TL (or the power receiving loop coil RL) wound on the innermost circumference at a position corresponding to the position in the radial direction of the copper thin film wire of the open coil TO (or the power receiving open coil RO). corresponds to the position in the radial direction of the copper thin film wire of the power transmission open coil TO (or power reception open coil RO) wound on the innermost circumference. As a result, the copper thin film wire wound on the outermost circumference and the copper thin film wire wound on the innermost circumference of the power transmitting loop coil TL (or the power receiving loop coil RL) are as shown in FIG. , the resonance frequency can be effectively reduced.
(II)第2実施形態
次に、本発明の他の実施形態である第2実施形態について、図8乃至図12を用いて説明する。
(II) Second embodiment
Next, a second embodiment, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 8 to 12. FIG.
以下に説明する第2実施形態の電力伝送システムは、上述した第1実施形態の電力伝送システムSに対して、第2実施形態の送電コイル及び受電コイルの構成のみが異なっており、その他の構成及びその製造方法は第1実施形態の電力伝送システムと同様である。よって以下の説明では、当該構成が異なる部分についてのみ説明し、その他の当該同様の構成及び製造方法については説明を省略する。また、第1実施形態の電力伝送システムSと同様に、第2実施形態の送電オープンコイルの構成と第2実施形態の受電オープンコイルの構成とは基本的に同一である。よって以下の説明では、第2実施形態の送電オープンコイルについて、その構造を説明する。更に、図8乃至図12は第2実施形態の送電オープンコイルの構造を示す平面図であり、第2実施形態の送電装置において、第2実施形態の送電部側から第2実施形態の送電コイルを見た場合の平面図である。このとき、図8乃至図12では、第1実施形態の電力伝送システムSと同様の構成部材については、同様の部材番号を付している。 The power transmission system of the second embodiment described below differs from the power transmission system S of the first embodiment described above only in the configuration of the power transmission coil and the power reception coil of the second embodiment, and other configurations. And its manufacturing method is the same as that of the power transmission system of the first embodiment. Therefore, in the following description, only the portions with different configurations will be described, and descriptions of other similar configurations and manufacturing methods will be omitted. Further, similarly to the power transmission system S of the first embodiment, the configuration of the power transmission open coil of the second embodiment and the configuration of the power reception open coil of the second embodiment are basically the same. Therefore, in the following description, the structure of the power transmission open coil of the second embodiment will be described. Furthermore, FIGS. 8 to 12 are plan views showing the structure of the power transmission open coil of the second embodiment. 1 is a plan view when looking at . At this time, in FIGS. 8 to 12, the same member numbers are assigned to the same constituent members as in the power transmission system S of the first embodiment.
図8にその平面図を示すように、第2実施形態の送電コイルTC1は、送電ループコイルTL1と、図2において図示されない第2実施形態の送電オープンコイルと、が、第1実施形態の送電コイルTCと同様の絶縁性のフィルムBF1を介して図8の紙面方向に積層されて構成される。また第2実施形態の送電オープンコイルは、後述する二つのコイルCL11及びコイルCL12が、第1実施形態のフィルムBF2を介して図8の紙面方向に積層されて構成される。なお第2実施形態でも、フィルムBF1又はフィルムBF2の他に絶縁用として、ガラスエポキシ材料等の絶縁性の材料やセラミック粒子等を分散した薄膜化材料を用いることもできる。更に、第2実施形態の送電ループコイル並びにコイルCL11及びコイルCL12をそれぞれ構成する銅薄膜線の巻回の中心は、相互に同一又は略同一とされている。 As shown in the plan view of FIG. 8, the power transmission coil TC1 of the second embodiment includes the power transmission loop coil TL1 and the power transmission open coil of the second embodiment, not shown in FIG. It is laminated in the paper surface direction of FIG. 8 via an insulating film BF1 similar to that of the coil TC. The power transmission open coil of the second embodiment is configured by laminating two coils CL11 and CL12, which will be described later, in the plane direction of FIG. 8 with the film BF2 of the first embodiment interposed therebetween. Also in the second embodiment, in addition to the film BF1 or the film BF2, an insulating material such as a glass epoxy material or a thin film material in which ceramic particles or the like are dispersed may be used for insulation. Furthermore, the winding centers of the copper thin film wires that respectively constitute the power transmission loop coil and the coils CL11 and CL12 of the second embodiment are the same or substantially the same.
そして図8に示すように、送電ループコイルTL1は、例えば銅薄膜線が、同じ巻回方向且つ送電コイルTC1の径方向の一方に三回転(3ターン)巻回されて構成されており、その両端部(図8に示す場合は右辺部の中央上部)が送電コイルTC1の最外周部に引き出されて、送電部TRに接続される接続用端子O1及び接続用端子O2とされている。また、送電ループコイルTL1を構成する銅薄膜線が、図8に示す右辺部中央において相互に絶縁されつつ例えばジャンパー線を用いて交差されることで、上記同じ巻回方向の三回転が形成されている。更に、送電ループコイルTL1を構成する上記銅薄膜線は、送電ループコイルTL1の全周に渡って例えば同一幅及び同一厚さとされている。更にまた送電ループコイルTL1では、図8におけるその上辺部、下辺部、左辺部及び右辺部それぞれに直線部が設けられており、それぞれの直線部が曲線部により接続されている。ここで、送電ループコイルTL1を構成する上記銅薄膜線における各巻回の銅薄膜線間の距離は、送電ループコイルTL1自体の位置が積層方向においてコイルCL11及びコイルCL12に重なる位置となる範囲において、第1実施形態の送電ループコイルTLと同様に、なるべく長いことが望ましい。 As shown in FIG. 8, the power transmission loop coil TL1 is configured by, for example, winding a copper thin film wire three turns (three turns) in the same winding direction and one of the radial directions of the power transmission coil TC1. Both end portions (in the case shown in FIG. 8, the upper center portion of the right side portion) are drawn out to the outermost peripheral portion of the power transmission coil TC1 to form connection terminals O1 and O2 connected to the power transmission section TR. In addition, the copper thin-film wires forming the power transmission loop coil TL1 are mutually insulated at the center of the right side shown in FIG. ing. Furthermore, the copper thin film wire that constitutes the power transmission loop coil TL1 has, for example, the same width and the same thickness over the entire circumference of the power transmission loop coil TL1. Furthermore, in the power transmission loop coil TL1, straight lines are provided on each of the upper side, lower side, left side, and right side in FIG. 8, and the straight lines are connected by curved lines. Here, the distance between each turn of the thin copper film wire constituting the power transmission loop coil TL1 is within the range where the position of the power transmission loop coil TL1 itself overlaps with the coil CL11 and the coil CL12 in the stacking direction. As with the power transmission loop coil TL of the first embodiment, it is desirable that the length is as long as possible.
次に、上記フィルムBF1を介して上記送電ループコイルTL1の直下に積層されている、第2実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL11の構成について、図9を用いて説明する。なお図9は、当該コイルCL11のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL11 constituting the power transmission open coil of the second embodiment, which is laminated directly below the power transmission loop coil TL1 via the film BF1, will be described with reference to FIG. 9 is a plan view showing only the coil CL11.
図9に示すように、第2実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL11は、その最外周部が開放端T11とされている。そしてコイルCL1は、当該開放端T11から始まる反時計回りに、その最外周部から最内周部に向けて、例えば銅薄膜線が渦巻き状に十回転半(10.5ターン)巻回されて構成されている。またその最内周部には、図9の紙面方向においてその直下に積層されているコイルCL12との間の電気的接続を構成するためのビアVが接続されている。なおコイルCL1を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL1の全周に渡って例えば同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL11では、図9におけるその上辺部、下辺部、左辺部及び右辺部それぞれに、互いに平行な直線部が設けられており、各直線部が、略同心円弧状の曲線部によりそれぞれ接続されている。 As shown in FIG. 9, a coil CL11 that constitutes the power transmission open coil of the second embodiment has an open end T11 at the outermost peripheral portion thereof. In the coil CL1, for example, a copper thin film wire is spirally wound ten and a half turns (10.5 turns) counterclockwise starting from the open end T11, from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion. It is configured. Further, a via V is connected to the innermost peripheral portion thereof for forming an electrical connection with the coil CL12 which is layered directly under the coil CL12 in the paper surface direction of FIG. The copper thin film wire forming the coil CL1 has, for example, the same width and the same thickness over the entire circumference of the coil CL1. Furthermore, in the coil CL11, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. there is
次に、上記フィルムBF2を介して上記コイルCL11の直下に積層されているコイルCL12の構成について、図10を用いて説明する。なお図10は、当該コイルCL12のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL12 laminated directly below the coil CL11 via the film BF2 will be described with reference to FIG. 10 is a plan view showing only the coil CL12.
図10に示すように、上記コイルCL11と共に第2実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL12は、その最内周部に、上記コイルCL11との電気的接続を構成するための上記ビアVが接続されている。即ち、コイルCL11とコイルCL12との接続は直列接続とされている。そしてコイルCL12は、当該ビアVから始まる時計回りに(即ち、コイルCL11と反対の方向に)、その最内周部から最外周部に向けて、例えば銅薄膜線が渦巻き状に五回転半(5.5ターン)巻回されて構成されている。またその最外周部が開放端T12とされている。なおコイルCL12を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL2の全周に渡って例えば同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL12では、図10におけるその上辺部、下辺部、左辺部及び右辺部それぞれに、互いに平行な直線部が設けられており、各直線部が、略同心円弧状の曲線部によりそれぞれ接続されている。 As shown in FIG. 10, the coil CL12, which together with the coil CL11 constitutes the power transmission open coil of the second embodiment, has the via V for forming an electrical connection with the coil CL11 at its innermost peripheral portion. It is connected. That is, the coil CL11 and the coil CL12 are connected in series. Then, the coil CL12 is rotated clockwise starting from the via V (that is, in the direction opposite to the coil CL11), from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion, for example, a copper thin film wire spirals five and a half turns ( 5.5 turns). Further, the outermost peripheral portion thereof is an open end T12. The copper thin film wire forming the coil CL12 has, for example, the same width and the same thickness over the entire circumference of the coil CL2. Furthermore, in the coil CL12, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. there is
ここで、上記コイルCL11及び上記コイルCL12をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係としては、それらの巻回数が十回転半と五回転半で異なっているが、上記反時計方向に巻回されているコイルCL11の銅薄膜線の位置と、上記時計方向に巻回されているコイルCL12の銅薄膜線の位置と、が、コイルCL11及びコイルCL12それぞれの巻回の中心から見て一致するように、それぞれの銅薄膜線が巻回されている。そして、それぞれの最内周部に接続されているビアVにより、コイルCL11とコイルCL12とが直列に接続されている。これにより、コイルCL11の最外周部から最内周部への巻回を当該最内周部で反対方向に切り返す(折り返す)ことで、コイルCL12が最内周部から最外周部へ巻回されていることになる。このため結果として、図9及び図10に示すように、コイルCL11を構成する銅薄膜線の幅は、コイルCL12を構成する銅薄膜線の幅よりも狭くなっている。 Here, regarding the positional relationship between the copper thin film wires constituting the coil CL11 and the coil CL12, the number of turns of the thin copper wires is different between ten and a half turns and five and a half turns, but they are wound in the counterclockwise direction. The position of the copper thin film wire of the coil CL11 that is wound in the clockwise direction is aligned with the position of the copper thin film wire of the coil CL12 that is wound in the clockwise direction when viewed from the winding center of each of the coils CL11 and CL12. , each copper thin film wire is wound. The coil CL11 and the coil CL12 are connected in series by vias V connected to their innermost peripheral portions. As a result, the winding of the coil CL11 from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion is reversed (folded back) at the innermost peripheral portion, thereby winding the coil CL12 from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion. It means that As a result, as shown in FIGS. 9 and 10, the width of the copper thin film wire forming the coil CL11 is narrower than the width of the copper thin film wire forming the coil CL12.
次に、上記送電ループコイルTL1並びに第2実施形態の送電オープンコイル(即ち上記コイルCL11及び上記コイルCL12)をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係について、図11及び図12を用いて説明する。なお図11は、送電ループコイルTL1と、コイルCL11と、の重なり状況を示す平面図であり、送電ループコイルTL1を実線で、その直下にフィルムBF1(図11において図示を省略している)を介して積層されているコイルCL11を破線で、それぞれ示している。また図12は、第2実施形態の送電オープンコイルのコイルCL11と、コイルCL12と、の重なり状況を示す平面図であり、コイルCL11を実線で、その直下にフィルムBF2(図12において図示を省略している)を介して積層されているコイルCL12を破線で、それぞれ示している。 Next, the positional relationship between the copper thin-film wires respectively constituting the power transmission loop coil TL1 and the power transmission open coil of the second embodiment (that is, the coil CL11 and the coil CL12) will be described with reference to FIGS. 11 and 12. . Note that FIG. 11 is a plan view showing the overlapping state of the power transmission loop coil TL1 and the coil CL11. The coils CL11 that are stacked in between are indicated by dashed lines. FIG. 12 is a plan view showing the overlapping state of the coil CL11 and the coil CL12 of the power transmission open coil of the second embodiment. The coils CL12 that are stacked via the coils CL12 are indicated by dashed lines.
図11に破線で示すように、外周から内周に向けて巻回され且つその最内周部でビアVによりコイルCL12と接続されるコイルCL11では、その四分の一周ごとに、銅薄膜線の巻回におけるピッチの四分の一ずつその直線部の位置が内周側にずれるように、各曲線部が形成されて銅薄膜線が巻回されている。一方図11に実線で示すように、送電ループコイルTL1はコイルCL11の幅に沿って積層されており、接続用端子O1及び接続用端子O2がそれぞれ巻回の外側に突出する形状とされている。 As indicated by the dashed line in FIG. 11, in the coil CL11 wound from the outer circumference to the inner circumference and connected to the coil CL12 by the via V at the innermost circumference, the copper thin film wire Each curved portion is formed and the copper thin film wire is wound so that the position of the straight portion is shifted toward the inner peripheral side by a quarter of the pitch of the winding. On the other hand, as indicated by the solid line in FIG. 11, the power transmitting loop coil TL1 is laminated along the width of the coil CL11, and the connecting terminal O1 and the connecting terminal O2 are shaped to protrude outward from the winding. .
次に図12に破線で示すように、内周から外周に向けて巻回され且つその最内周部でビアVによりコイルCL11と接続されるコイルCL12でも、その四分の一周ごとに、銅薄膜線の巻回におけるピッチの四分の一ずつその直線部の位置が内周側にずれるように、各曲線部が形成されて銅薄膜線が巻回されている。一方図12に実線で示すように、上記コイルCL11はコイルCL12の外縁に沿って積層されており、ビアVによりそれらが直列に接続されている。 Next, as shown by the dashed line in FIG. 12, even in the coil CL12 wound from the inner circumference to the outer circumference and connected to the coil CL11 by the via V at the innermost circumference, copper The copper thin film wire is wound so that each curved portion is formed so that the position of the straight portion is shifted toward the inner peripheral side by a quarter of the pitch of the winding of the thin film wire. On the other hand, as indicated by the solid line in FIG. 12, the coil CL11 is laminated along the outer edge of the coil CL12, and vias V connect them in series.
以上の図11及び図12に示したとおり、送電ループコイルTL1と第2実施形態の送電オープンコイルのコイルCL11及びコイルCL12とが積層されている送電コイルTC1では、上下左右それぞれの辺では、送電ループコイルTL1とコイルCL11及びコイルCL12を構成する各銅薄膜線がそれぞれ略重なるように積層されている。 As shown in FIGS. 11 and 12 above, in the power transmission coil TC1 in which the power transmission loop coil TL1 and the coils CL11 and CL12 of the power transmission open coil of the second embodiment are stacked, the power transmission The copper thin film wires forming the loop coil TL1, the coil CL11, and the coil CL12 are laminated so as to substantially overlap each other.
以上説明したように、第2実施形態の送電コイルTC1及び受電コイルRC1を含む第2実施形態の電力伝送システムを用いた電力伝送によれば、第1実施形態の電力伝送システムSを用いた電力伝送の効果に加えて、送電ループコイルTL1を構成する銅薄膜線の巻回数が三回であるので、効果的に共振周波数を低減させつつ、伝送効率を向上させることができる。 As described above, according to the power transmission using the power transmission system of the second embodiment including the power transmission coil TC1 and the power reception coil RC1 of the second embodiment, power using the power transmission system S of the first embodiment In addition to the effect of transmission, the number of turns of the copper thin film wire that constitutes the power transmission loop coil TL1 is three, so it is possible to effectively reduce the resonance frequency and improve the transmission efficiency.
(III)第3実施形態
次に、本発明の更に他の実施形態である第3実施形態について、図13及び図14を用いて説明する。
(III) Third embodiment
Next, a third embodiment, which is still another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG.
以下に説明する第3実施形態の電力伝送システムは、上述した第2実施形態の電力伝送システムに対して、第3実施形態の送電コイル(及び受電コイル)における送電ループコイル(及び受電ループコイル)の構成のみが異なっており、第3実施形態の送電オープンコイル(及び受電オープンコイル)を含むその他の構成及びその製造方法は、第2実施形態の電力伝送システムと同様である。よって以下の説明では、当該構成が異なる部分についてのみ説明し、その他の当該同様の構成及び製造方法については説明を省略する。また、第1実施形態の電力伝送システムSと同様に、第3実施形態の送電ループコイルの構成と第3実施形態の受電ループコイルの構成とは基本的に同一である。よって以下の説明では、第3実施形態の送電ループコイルについて、その構造を説明する。更に、図13は第3実施形態の送電ループコイルの構造を示す平面図であり、第3実施形態の送電装置において、第3実施形態の送電部側から第3実施形態の送電コイルを見た場合の平面図である。このとき、図13では、第1実施形態の電力伝送システムSと同様の構成部材については、同様の部材番号を付している。 In the power transmission system of the third embodiment described below, the power transmission loop coil (and the power receiving loop coil) in the power transmission coil (and the power receiving coil) of the third embodiment is different from the power transmission system of the second embodiment described above. , and other configurations including the power transmission open coil (and power reception open coil) of the third embodiment and the manufacturing method thereof are the same as those of the power transmission system of the second embodiment. Therefore, in the following description, only the portions with different configurations will be described, and descriptions of other similar configurations and manufacturing methods will be omitted. Further, similarly to the power transmission system S of the first embodiment, the configuration of the power transmission loop coil of the third embodiment and the configuration of the power reception loop coil of the third embodiment are basically the same. Therefore, in the following description, the structure of the power transmission loop coil of the third embodiment will be described. Furthermore, FIG. 13 is a plan view showing the structure of the power transmission loop coil of the third embodiment, in which the power transmission coil of the third embodiment is viewed from the power transmission section side of the third embodiment in the power transmission device of the third embodiment. It is a plan view of the case. At this time, in FIG. 13, the same member numbers are assigned to the same constituent members as in the power transmission system S of the first embodiment.
図13にその平面図を示すように、第3実施形態の送電コイルTC2は、送電ループコイルTL2と、図13において図示されない第3実施形態の送電オープンコイルと、が、第1実施形態の送電コイルTCと同様の絶縁性のフィルムBF1を介して図13の紙面方向に積層されて構成される。なお第3実施形態でも、フィルムの他に絶縁用として、ガラスエポキシ材料等の絶縁性の材料やセラミック粒子等を分散した薄膜化材料を用いることもできる。更に、送電ループコイルTL2並びに第3実施形態の送電オープンコイルのコイルCL11及びコイルCL12をそれぞれ構成する銅薄膜線の巻回の中心は、相互に同一又は略同一とされている。 As shown in the plan view of FIG. 13, the power transmission coil TC2 of the third embodiment includes the power transmission loop coil TL2 and the power transmission open coil of the third embodiment (not shown in FIG. 13). It is laminated in the paper surface direction of FIG. 13 via an insulating film BF1 similar to that of the coil TC. Also in the third embodiment, an insulating material such as a glass epoxy material or a thin film material in which ceramic particles or the like are dispersed can be used for insulation other than the film. Furthermore, the winding centers of the copper thin film wires forming the power transmission loop coil TL2 and the coils CL11 and CL12 of the power transmission open coils of the third embodiment are made the same or substantially the same.
そして図13に示すように、送電ループコイルTL2は、例えば銅薄膜線が、同じ巻回方向且つ送電コイルTC2の径方向の一方に五回転(5ターン)巻回されて構成されており、その両端部(図13に示す場合は右辺部の中央上部)が送電コイルTC2の最外周部に引き出されて、送電部TRに接続される接続用端子O1及び接続用端子O2とされている。また、送電ループコイルTL2を構成する銅薄膜線が、図13に示す右辺部中央において相互に絶縁されつつ例えばジャンパー線を用いて交差されることで、上記同じ巻回方向の五回転が形成されている。更に、送電ループコイルTL2を構成する上記銅薄膜線は、送電ループコイルTL2の全周に渡って例えば同一幅及び同一厚さとされている。更にまた送電ループコイルTL2では、図13におけるその上辺部、下辺部、左辺部及び右辺部それぞれに直線部が設けられており、それぞれの直線部が曲線部により接続されている。ここで、送電ループコイルTL2を構成する上記銅薄膜線における各巻回の銅薄膜線間の距離は、送電ループコイルTL2自体の位置が積層方向において第3実施形態のコイルCL11及びコイルCL12に重なる位置となる範囲において、第1実施形態の送電ループコイルTLと同様に、なるべく長いことが望ましい。 As shown in FIG. 13, the power transmission loop coil TL2 is configured by, for example, winding a copper thin film wire in the same winding direction and one of the radial directions of the power transmission coil TC2 for five turns (five turns). Both end portions (in the case shown in FIG. 13, the upper center portion of the right side portion) are drawn out to the outermost peripheral portion of the power transmission coil TC2 to serve as connection terminals O1 and O2 connected to the power transmission section TR. In addition, the copper thin-film wires constituting the power transmission loop coil TL2 are mutually insulated at the center of the right side shown in FIG. ing. Furthermore, the copper thin film wire forming the power transmission loop coil TL2 has, for example, the same width and the same thickness over the entire circumference of the power transmission loop coil TL2. Furthermore, in the power transmission loop coil TL2, straight lines are provided in each of the upper side, lower side, left side, and right side in FIG. 13, and the respective straight lines are connected by curved lines. Here, the distance between each turn of the copper thin film wire constituting the power transmission loop coil TL2 is such that the position of the power transmission loop coil TL2 itself overlaps the coils CL11 and CL12 of the third embodiment in the stacking direction. Within this range, it is desirable that it is as long as possible, like the power transmission loop coil TL of the first embodiment.
以上説明したように、第3実施形態の送電コイルTC2及び受電コイルRC2を含む第3実施形態の電力伝送システムを用いた電力伝送によれば、第1実施形態の電力伝送システムSを用いた電力伝送の効果に加えて、送電ループコイルTL2を構成する銅薄膜線の巻回数が五回であるので、更に効果的に共振周波数を低減させつつ、伝送効率を向上させることができる。 As described above, according to power transmission using the power transmission system of the third embodiment that includes the power transmission coil TC2 and the power reception coil RC2 of the third embodiment, power using the power transmission system S of the first embodiment In addition to the effect of transmission, since the number of turns of the copper thin film wire forming the power transmission loop coil TL2 is five, it is possible to further effectively reduce the resonance frequency and improve the transmission efficiency.
(IV)第2実施形態の電力伝送システム及び第3実施形態の電力伝送システムの効果について
次に、第2実施形態の送電コイルTC1及び受電コイルRC1を含む第2実施形態の電力伝送システムを用いて電力伝送を行った場合の効果、及び、第3実施形態の送電コイルTC2及び受電コイルRC2を含む第3実施形態の電力伝送システムを用いて電力伝送を行った場合の効果について、本願の発明者による実験結果(シミュレーション結果)を踏まえて、それぞれ図14を用いて説明する。なお以下の説明では、第2実施形態の電力伝送システムを用いて電力伝送を行った場合の効果のシミュレーション結果、及び第3実施形態の電力伝送システムを用いて電力伝送を行った場合の効果のシミュレーション結果を、それぞれ、比較例の電力伝送システムを用いて電力伝送を行った場合の効果のシミュレーション結果に対比させつつ、説明する。ここで上記比較例としては、一辺が100ミリメートルの正方形形状で一回転(1ターン)巻き構造のループコイルと、当該ループコイルの中心軸と同軸に配置され且つ当該ループコイルと同じ一辺100ミリメートルの正方形形状を有し、且つ第2実施形態又は第3実施形態の送電オープンコイルと同様の構成のオープンコイルと、からなる送電コイル及び受電コイルを含む電力伝送システムを用いた。
(IV) Effects of the power transmission system of the second embodiment and the power transmission system of the third embodiment
Next, the effect of performing power transmission using the power transmission system of the second embodiment including the power transmission coil TC1 and the power reception coil RC1 of the second embodiment, and the power transmission coil TC2 and the power reception coil of the third embodiment The effects of power transmission using the power transmission system of the third embodiment including RC2 will be described based on experimental results (simulation results) by the inventors of the present application with reference to FIG. 14 . Note that in the following description, simulation results of effects when power transmission is performed using the power transmission system of the second embodiment and effects when power transmission is performed using the power transmission system of the third embodiment are described. The simulation results will be described while comparing them with the simulation results of the effect when power transmission is performed using the power transmission system of the comparative example. Here, as the above comparative example, a loop coil having a square shape with a side of 100 mm and a one-turn (one-turn) winding structure, and a loop coil having a side of 100 mm arranged coaxially with the central axis of the loop coil and having the same side as the loop coil A power transmission system including a power transmission coil and a power reception coil having a square shape and having the same configuration as the power transmission open coil of the second embodiment or the third embodiment was used.
図14に、反射率を示すSパラメータ(S11)と周波数との関係を▲マーク(第2実施形態)及び★マーク(第3実施形態)並びに◆マーク(比較例)で示すと共に、伝送効率を示すSパラメータ(S21)と共振周波数との関係を▼マーク(第2実施形態)及び●マーク(第3実施形態)並びに■マーク(比較例)で示すように、第2実施形態の送電コイルTC1及び受電コイルRC1を含む第2実施形態の電力伝送システムを用いた場合、及び第3実施形態の送電コイルTC2及び受電コイルRC2を含む第3実施形態の電力伝送システムを用いた場合共に、伝送効率(SパラメータS21)が比較例よりも高くなると共に反射率(SパラメータS11)が比較例より低くなり、全体的に比較例に比して伝送効率として向上していることが判る。 In FIG. 14, the relationship between the S parameter (S11) indicating the reflectance and the frequency is indicated by ▲ mark (second embodiment), ★ mark (third embodiment) and ◆ mark (comparative example), and the transmission efficiency is shown. The relationship between the S parameter (S21) and the resonance frequency shown in the power transmitting coil TC1 of the second embodiment is indicated by the ▼ mark (second embodiment), the ● mark (third embodiment), and the ■ mark (comparative example). and power receiving coil RC1 of the second embodiment, and when using the power transmission system of the third embodiment including the power transmitting coil TC2 and the power receiving coil RC2 of the third embodiment, the transmission efficiency (S parameter S21) is higher than that of the comparative example, and the reflectance (S parameter S11) is lower than that of the comparative example.
(V)第4実施形態
最後に、本発明の更に他の実施形態である第4実施形態について、図15乃至図18を用いて説明する。
(V) Fourth embodiment
Finally, a fourth embodiment, which is still another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 15 to 18. FIG.
(i)第4実施形態の送電コイル(受電コイル)の構成について
以下に説明する第4実施形態の電力伝送システムは、上述した第1実施形態の電力伝送システム又は第2実施形態の電力伝送システムに対して、第4実施形態の送電コイル(及び受電コイル)における送電オープンコイル(及び受電オープンコイル)の構成のみが異なっており、第4実施形態の送電ループコイル(及び受電ループコイル)を含むその他の構成及びその製造方法は、第1実施形態の電力伝送システム又は第2実施形態の電力伝送システムと同様である。よって以下の説明では、当該構成が異なる部分についてのみ説明し、その他の当該同様の構成及び製造方法については説明を省略する。また、第1実施形態の電力伝送システムS又は第2実施形態の電力伝送システムと同様に、第4実施形態の送電オープンコイルの構成と第4実施形態の受電オープンコイルの構成とは基本的に同一である。よって以下の説明では、第4実施形態の送電オープンコイルについて、その構造を説明する。更に、図15乃至図17は第4実施形態の送電オープンコイルの構造を示す平面図であり、第4実施形態の送電装置において、第4実施形態の送電部側から第4実施形態の送電コイルを見た場合の平面図である。このとき、図15乃至図17では、第1実施形態の電力伝送システムS又は第2実施形態の電力伝送システムと同様の構成部材については、同様の部材番号を付している。
(i) Concerning the configuration of the power transmitting coil (power receiving coil) of the fourth embodiment
In the power transmission system of the fourth embodiment described below, in contrast to the power transmission system of the first embodiment or the power transmission system of the second embodiment, the power transmission coil (and the power reception coil) of the fourth embodiment Only the configuration of the power transmission open coil (and power reception open coil) is different, and other configurations including the power transmission loop coil (and power reception loop coil) of the fourth embodiment and the manufacturing method thereof are the same as those of the power transmission system of the first embodiment. Or it is the same as the power transmission system of the second embodiment. Therefore, in the following description, only the portions with different configurations will be described, and descriptions of other similar configurations and manufacturing methods will be omitted. Further, similarly to the power transmission system S of the first embodiment or the power transmission system of the second embodiment, the configuration of the power transmission open coil of the fourth embodiment and the configuration of the power reception open coil of the fourth embodiment are basically are identical. Therefore, in the following description, the structure of the power transmission open coil of the fourth embodiment will be described. Further, FIGS. 15 to 17 are plan views showing the structure of the power transmission open coil of the fourth embodiment. 1 is a plan view when looking at . At this time, in FIGS. 15 to 17, the same member numbers are assigned to the same constituent members as those of the power transmission system S of the first embodiment or the power transmission system of the second embodiment.
初めに、第1実施形態の電力伝送システムS又は第2実施形態の電力伝送システムと同様のフィルムBF1を介して第4実施形態の送電ループコイルの直下に積層されている、第4実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL21の構造について、図15を用いて説明する。なお図15は、当該コイルCL21のみを取り出して示す平面図である。 First, the power transmission system S of the first embodiment or the power transmission system S of the fourth embodiment, which is laminated directly below the power transmission loop coil of the fourth embodiment via the film BF1 similar to that of the power transmission system of the second embodiment. The structure of the coil CL21 that constitutes the power transmission open coil will be described with reference to FIG. 15 . 15 is a plan view showing only the coil CL21.
図15に示すように、第4実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL21は、その最外周部及び最内周部が、それぞれに開放端T21-1及び開放端T21-2とされている。そしてコイルCL21は、開放端T21-1から始まる反時計回りに、その最外周部から最内周部に向けて、例えば銅薄膜線が渦巻き状に約十回転半(約10.5ターン)巻回されて構成されており、その最内周部が上記開放端T21-2とされている。即ち、第4実施形態の送電オープンコイルでは、上記コイルCL21と、当該コイルCL21と共に第4実施形態の送電オープンコイルを構成する後述のコイルCL22と、が、相互に絶縁されており、第1実施形態乃至第3実施形態のビアVは、第4実施形態の送電オープンコイルには存在しない。一方コイルCL21を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL21の全周に渡って例えば同一厚さとされているが、その幅は、第1実施形態のコイルCL1と同様に、コイルCL21の内側になるに従って太くなるように形成されている。更にコイルCL21では、図15におけるその上辺部、下辺部、左辺部及び右辺部それぞれに、互いに平行な直線部が設けられており、各直線部が、略同心円弧状の曲線部によりそれぞれ接続されている。そして、コイルCL21を構成する銅薄膜線の幅は、上記直線部では一定とされ、上記曲線部において、コイルCL21の内側になるに従って太くなるように形成されている。 As shown in FIG. 15, the coil CL21 constituting the power transmission open coil of the fourth embodiment has open ends T21-1 and T21-2 at the outermost and innermost peripheral portions, respectively. . The coil CL21 is counterclockwise starting from the open end T21-1, from the outermost periphery to the innermost periphery, for example, a copper thin film wire spirally wound about ten and a half turns (about 10.5 turns). It is configured to be turned, and its innermost peripheral portion is the open end T21-2. That is, in the power transmission open coil of the fourth embodiment, the coil CL21 and a later-described coil CL22, which constitutes the power transmission open coil of the fourth embodiment together with the coil CL21, are insulated from each other. The via V in the modes and third embodiment does not exist in the power transmission open coil of the fourth embodiment. On the other hand, the copper thin film wire constituting the coil CL21 has, for example, the same thickness over the entire circumference of the coil CL21, but its width is inside the coil CL21, like the coil CL1 of the first embodiment. It is formed to be thicker according to Furthermore, in the coil CL21, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. there is The width of the copper thin film wire forming the coil CL21 is constant in the straight line portion, and is formed so as to increase in width toward the inner side of the coil CL21 in the curved portion.
次に、第1実施形態の電力伝送システムS又は第2実施形態の電力伝送システムと同様のフィルムBF2を介して上記コイルCL21の直下に積層されているコイルCL22の構成について、図16を用いて説明する。なお図16は、当該コイルCL22のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL22 stacked directly below the coil CL21 via the film BF2 similar to that of the power transmission system S of the first embodiment or the power transmission system of the second embodiment will be described with reference to FIG. explain. FIG. 16 is a plan view showing only the coil CL22.
図16に示すように、上記コイルCL21と共に第4実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL22は、その最内周部及び最外周部が、それぞれに開放端T22-2及び開放端T22-1とされている。そしてコイルCL22は、開放端T22-2から始まる時計回りに(即ち、コイルCL21と反対の方向に)、その最内周部から最外周部に向けて、例えば銅薄膜線が渦巻き状に約二回転半(約2.5ターン)巻回されて構成されており、その最外周部が上記開放端T22-1とされている。またコイルCL22を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL22の全周に渡って例えば同一厚さとされているが、その幅は、第1実施形態のコイルCL2と同様に、コイルCL22の外側になるに従って細くなるように形成されている。更にコイルCL22では、図16におけるその上辺部、下辺部、左辺部及び右辺部それぞれに、互いに平行な直線部が設けられており、各直線部が、略同心円弧状の曲線部によりそれぞれ接続されている。そして、コイルCL22を構成する銅薄膜線の幅は、上記直線部では一定とされ、上記曲線部において、コイルCL22の外側になるに従って細くなるように形成されている。 As shown in FIG. 16, the coil CL22, which constitutes the power transmission open coil of the fourth embodiment together with the coil CL21, has an innermost peripheral portion and an outermost peripheral portion, respectively, which are open ends T22-2 and T22-1. It is said that Then, the coil CL22 rotates clockwise starting from the open end T22-2 (that is, in the opposite direction to the coil CL21), from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion, for example, a copper thin film wire spirally spirals about two times. It is wound by half a turn (approximately 2.5 turns), and the outermost peripheral portion thereof is the open end T22-1. In addition, the copper thin film wire forming the coil CL22 has, for example, the same thickness over the entire circumference of the coil CL22, but its width is outside the coil CL22 as in the case of the coil CL2 of the first embodiment. It is formed to be thinner according to Furthermore, in the coil CL22, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. there is The width of the copper thin film wire that constitutes the coil CL22 is constant in the straight line portion, and is tapered toward the outer side of the coil CL22 in the curved portion.
他方、上記コイルCL21及び上記コイルCL22をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係としては、当該コイルCL21の巻回の中心の位置と、コイルCL22の巻回の中心の位置と、が一致又は略一致するように、当該コイルCL21とコイルCL22とが積層されている。また、コイルCL21とコイルCL22とでは、それらの巻回数が約十回転半と約二回転半で異なっているが、コイルCL21の銅薄膜線部分の当該コイルCL21の径方向の位置(範囲)と、コイルCL22の銅薄膜線部分の当該コイルCL22の径方向の位置(範囲)と、が、コイルCL21及びコイルCL22それぞれの巻回の中心から見て一致又は略一致するように、それぞれの銅薄膜線が巻回されている。 On the other hand, as for the positional relationship between the copper thin-film wires respectively constituting the coil CL21 and the coil CL22, the position of the center of winding of the coil CL21 and the position of the center of winding of the coil CL22 are coincident or approximately equal to each other. The coil CL21 and the coil CL22 are stacked so as to match. In addition, the coil CL21 and the coil CL22 have different numbers of turns, about ten and a half turns and about two and a half turns. , and the position (range) of the copper thin film wire portion of the coil CL22 in the radial direction of the coil CL22 match or substantially match each other when viewed from the winding center of each of the coils CL21 and CL22. Wire is wound.
次に、第4実施形態の送電オープンコイル(即ち上記コイルCL21及び上記コイルCL22)を構成する銅薄膜線同士の位置関係について、図17を用いて説明する。なお図17は、第4実施形態の送電オープンコイルのコイルCL21と、コイルCL22と、の重なり状況を示す平面図であり、コイルCL21を実線で、その直下にフィルムBF2(図17において図示を省略している)を介して積層されているコイルCL22を破線で、それぞれ示している。 Next, the positional relationship between the copper thin film wires forming the power transmission open coils (that is, the coil CL21 and the coil CL22) of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Note that FIG. 17 is a plan view showing the overlapping state of the coil CL21 and the coil CL22 of the power transmission open coil of the fourth embodiment. The coils CL22 stacked via the coils CL22 are indicated by dashed lines.
図17に実線で示すように、外周から内周に向けて巻回され且つその両端部が開放端T21-1及び開放端21-2とされているコイルCL21では、その四分の一周ごとに、銅薄膜線の巻回におけるピッチの四分の一ずつその直線部の位置が内周側にずれるように、各曲線部が形成されて銅薄膜線が巻回されている。また図17に破線で示すように、内周から外周に向けて巻回され且つその両端部が開放端T22-2及び開放端T22-1とされているコイルCL22でも、その四分の一周ごとに、銅薄膜線の巻回におけるピッチの四分の一ずつその直線部の位置が外周側にずれるように、各曲線部が形成されて銅薄膜線が巻回されている。 As shown by the solid line in FIG. 17, in the coil CL21 wound from the outer circumference to the inner circumference and having open ends T21-1 and T21-2 at both ends, , and the thin film copper wire is wound such that each curved portion is formed such that the position of the linear portion is shifted toward the inner peripheral side by a quarter of the pitch of the winding of the thin copper film wire. Further, as shown by the dashed line in FIG. 17, even with the coil CL22 wound from the inner circumference to the outer circumference and having open ends T22-2 and T22-1 at both ends, Then, the thin copper wire is wound with each curved portion so that the position of the straight portion is shifted to the outer peripheral side by a quarter of the pitch of the winding of the thin copper wire.
以上の図17に示した通り、第4実施形態の送電オープンコイルのコイルCL21及びコイルCL22が積層されている第4実施形態の送電コイルでは、上下左右それぞれの辺では、コイルCL21及びコイルCL22を構成する各銅薄膜線がそれぞれ略重なるように積層されている。 As shown in FIG. 17 above, in the power transmission coil of the fourth embodiment in which the coil CL21 and the coil CL22 of the power transmission open coil of the fourth embodiment are stacked, the coil CL21 and the coil CL22 are arranged on the top, bottom, left, and right sides, respectively. Each copper thin film wire is laminated so as to be substantially overlapped with each other.
(ii)第4実施形態の電力伝送システムの効果について
次に、上記第4実施形態の送電コイルを備える第4実施形態の送電コイルと、当該第4実施形態の送電コイルと同様の構成を備える第4実施形態の受電コイルと、を含む第4実施形態の電力伝送システムを用いて電力伝送を行った場合の効果について、本願の発明者による実験結果(シミュレーション結果)を踏まえて、図18を用いて説明する。なお以下の説明では、第4実施形態の電力伝送システムを用いて電力伝送を行った場合の効果のシミュレーション結果を、比較例の電力伝送システムを用いて電力伝送を行った場合の効果のシミュレーション結果に対比させつつ、説明する。
(ii) Effects of the power transmission system of the fourth embodiment
Next, a fourth embodiment including the power transmitting coil of the fourth embodiment including the power transmitting coil of the fourth embodiment and the power receiving coil of the fourth embodiment having the same configuration as the power transmitting coil of the fourth embodiment. The effect of power transmission using the power transmission system of the embodiment will be described based on the experimental results (simulation results) by the inventors of the present application with reference to FIG. 18 . Note that in the following description, the simulation results of the effect when power transmission is performed using the power transmission system of the fourth embodiment are compared with the simulation results of the effect when power transmission is performed using the power transmission system of the comparative example. I will explain while comparing with.
ここで以下の図18を用いた説明では、第4実施形態の送電オープンコイル(図15乃至図17参照)と第1実施形態の送電ループコイルTLとが同心に積層された送電コイルと、第4実施形態の送電オープンコイルと同様の構成の受電オープンコイルと当該送電ループコイルTLと同様の構成の受電ループコイルとが同心に積層された受電コイルと、を用いて電力伝送を行った場合の実験結果を、第1実施例として説明する。また、第4実施形態の送電オープンコイルと第2実施形態の送電ループコイルTL1とが同心に積層された送電コイルと、第4実施形態の送電オープンコイルと同様の構成の受電オープンコイルと当該送電ループコイルTL1と同様の構成の受電ループコイルとが同心に積層された受電コイルと、を用いて電力伝送を行った場合の実験結果を、第2実施例として説明する。更に上記比較例としては、一辺が150ミリメートルの正方形形状で一回転(1ターン)巻き構造のループコイルと、当該ループコイルの中心軸と同軸に配置され且つ当該ループコイルと同じ一辺150ミリメートルの正方形形状を有し更に第4実施形態の送電オープンコイルと同様の構成のオープンコイルと、からなる送電コイル及び受電コイルを含む電力伝送システムを用いた。 Here, in the following description using FIG. 18, a power transmission coil in which the power transmission open coil of the fourth embodiment (see FIGS. 15 to 17) and the power transmission loop coil TL of the first embodiment are concentrically laminated, When power transmission is performed using a power receiving coil in which a power receiving open coil having the same configuration as the power transmitting open coil of the fourth embodiment and a power receiving loop coil having the same configuration as the power transmitting loop coil TL are concentrically laminated. Experimental results will be described as a first example. Further, a power transmission coil in which the power transmission open coil of the fourth embodiment and the power transmission loop coil TL1 of the second embodiment are concentrically laminated, a power reception open coil having the same configuration as the power transmission open coil of the fourth embodiment, and the power transmission Experimental results in the case of performing power transmission using a power receiving coil in which a power receiving loop coil having the same configuration as the loop coil TL1 is concentrically laminated will be described as a second example. Furthermore, as the above comparative example, a loop coil having a square shape with a side of 150 mm and a one-turn (one-turn) winding structure, and a square with a side of 150 mm arranged coaxially with the central axis of the loop coil and having the same side as the loop coil A power transmission system including a power transmission coil and a power reception coil, each having a shape and an open coil having a configuration similar to that of the power transmission open coil of the fourth embodiment, was used.
図18に、反射率を示すSパラメータ(S11)と共振周波数との関係を◆マーク(第1実施例)及び★マーク(第2実施例)並びに▲マーク(比較例)でそれぞれ示すと共に、伝送効率を示すSパラメータ(S21)と共振周波数との関係を■マーク(第1実施例)及び●マーク(第2実施例)並びに▼マーク(比較例)でそれぞれ示すように、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第4実施形態の電力伝送システムを用いた場合は、伝送効率(SパラメータS21)が比較例よりも高くなると共に反射率(SパラメータS11)が比較例より概ね低くなり、全体的に比較例に比して伝送効率として向上していることが判る。これに加えて、上記第4実施形態の電力伝送システムを用いた場合は、共振周波数としても低周波数化が実現されており、これにより、第4実施形態の電力伝送システムとしての共振周波数を調整する場合に、コイルCL21及びコイルCL22それぞれの銅薄膜線の長さを短くすることができ、当該銅薄膜線の電気抵抗による電力損失や発熱を抑制することができる。 In FIG. 18, the relationship between the S parameter (S11) indicating the reflectance and the resonance frequency is indicated by a mark (first embodiment), a star (second embodiment), and a mark (comparative example). The relationship between the S parameter (S21) indicating the efficiency and the resonance frequency is indicated by the ▪ mark (first embodiment), the ● mark (second embodiment), and the ▼ mark (comparative example). When the power transmission system of the fourth embodiment including the power transmission coil and the power reception coil is used, the transmission efficiency (S parameter S21) is higher than that of the comparative example and the reflectance (S parameter S11) is generally lower than that of the comparative example. , it can be seen that the transmission efficiency is improved as a whole compared to the comparative example. In addition to this, when the power transmission system of the fourth embodiment is used, the resonance frequency is also lowered, thereby adjusting the resonance frequency as the power transmission system of the fourth embodiment. In this case, the length of each of the copper thin film wires of the coil CL21 and the coil CL22 can be shortened, and power loss and heat generation due to the electrical resistance of the copper thin film wires can be suppressed.
以上説明したように、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第4実施形態の電力伝送システムを用いた電力伝送によれば、第1実施形態の電力伝送システムSを用いた電力伝送の効果(第1実施形態のコイルCL1及びコイルCL2それぞれの最内周部が接続されると共に、コイルCL1及びコイルCL2それぞれの最外周端部が開放端T1及び開放端T2とされていることによる共振周波数の低減化と伝送効率の向上との両立の効果を除く)に加えて、送電オープンコイル(又は受電オープンコイル)を構成するコイルCL21及びコイルCL22それぞれの両端部が開放端T21-1、開放端T21-2、開放端T22-1及び開放端T22-2とされているので、効果的に共振周波数を低減させつつ、伝送効率を向上させることができる。 As described above, according to power transmission using the power transmission system of the fourth embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the fourth embodiment, power transmission using the power transmission system S of the first embodiment Effect (resonance by connecting the innermost peripheral portions of the coil CL1 and the coil CL2 of the first embodiment and making the outermost peripheral end portions of the coil CL1 and the coil CL2 the open end T1 and the open end T2) In addition to the effect of achieving both frequency reduction and transmission efficiency improvement), both ends of the coil CL21 and the coil CL22 that constitute the power transmission open coil (or the power reception open coil) are open ends T21-1 and open Since the end T21-2, the open end T22-1, and the open end T22-2 are provided, it is possible to effectively reduce the resonance frequency and improve the transmission efficiency.
なお、上記第2実施形態の電力伝送システムでは銅薄膜線が三回転巻回されて送電ループコイルTL1が構成されており、また上記第3実施形態の電力伝送システムでは銅薄膜線が五回転巻回されて送電ループコイルTL2が構成されていたが、これ以外に、銅薄膜線が一回転より多く、五回転以下に巻回されて送電ループコイルが構成されている場合にも、上記第2実施形態の電力伝送システム乃至上記第4実施形態の電力伝送システムと同様の効果を奏し得ることが本発明の発明者により確認されている(図14及び図18参照)。 In the power transmission system of the second embodiment, the power transmission loop coil TL1 is formed by winding the thin copper wire three times, and in the power transmission system of the third embodiment, the thin copper wire is wound five times. Although the power transmission loop coil TL2 is formed by winding the copper thin-film wire in more than one turn, the power transmission loop coil may also be formed by winding the thin copper wire in more than one turn and five turns or less. The inventors of the present invention have confirmed that the power transmission system of the embodiment or the power transmission system of the fourth embodiment can achieve the same effects (see FIGS. 14 and 18).
また上述した各実施形態では、送電オープンコイルを構成する各コイルについて、それぞれの最外周部の開放端が巻回における同じ位置となり、それぞれの最内周部も巻回における同じ位置となるように構成したが、これ以外に、開放端の位置並びに最内周部の位置のいずれか又は双方が異なる位置に形成されていてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, for each coil that constitutes the power transmission open coil, the open end of each outermost peripheral portion is at the same position in the winding, and the innermost peripheral portion is also at the same position in the winding. However, in addition to this, either or both of the position of the open end and the position of the innermost peripheral portion may be formed at different positions.
更に、上述した各実施形態における送電オープンコイル又は受電オープンコイルそれぞれを構成する各コイルが形成されている層を入れ換えても(即ち、送電ループコイル又は受電ループコイルから見た当該各コイルの位置(順番)を入れ換えても)、各実施形態と同様の効果を得ることができる。 Furthermore, even if the layers in which the coils constituting the power transmitting open coil or the power receiving open coil in each of the above-described embodiments are formed are replaced (that is, the position of each coil viewed from the power transmitting loop coil or the power receiving loop coil ( Even if the order ) is exchanged), the same effect as each embodiment can be obtained.
更にまた、上述した各実施形態において、送電ループコイル又は受電ループコイル、或いは、開放端とされている送電オープンコイル又は受電オープンコイルの端部に対して、直列又は並列にコンデンサを更に接続して、送電ループコイル又は受電ループコイル、或いは、送電オープンコイル又は受電オープンコイルとしての寄生容量を調整することで、共振周波数の更なる低周波数化を図るように構成してもよい。このとき、送電オープンコイル又は受電オープンコイルとのいずれかの開放端に対して直列にコンデンサを接続する場合は、当該開放端のいずれかに接続されていないコンデンサの端子を開放端とすればよい。 Furthermore, in each of the above-described embodiments, a capacitor is further connected in series or in parallel to the power transmitting loop coil or the power receiving loop coil, or the open end of the power transmitting open coil or power receiving open coil. , the power transmitting loop coil or the power receiving loop coil, or the parasitic capacitance of the power transmitting open coil or the power receiving open coil may be adjusted to further lower the resonance frequency. At this time, when a capacitor is connected in series with the open end of either the power transmission open coil or the power reception open coil, the terminal of the capacitor that is not connected to either of the open ends may be the open end. .
以上それぞれ説明したように、本発明は非接触の電力伝送の分野に利用することが可能であり、特に電気自動車に搭載された蓄電池を充電するための電力伝送の分野に適用すれば特に顕著な効果が得られる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention can be used in the field of non-contact power transmission, and is particularly remarkable when applied to the field of power transmission for charging storage batteries mounted on electric vehicles. effect is obtained.
S 電力伝送システム
R 受電装置
T 送電装置
V ビア
RV 受電部
RC、RC1、RC2 受電コイル
TR 送電部
TC、TC1、TC2 送電コイル
TL、TL1、TL2 送電ループコイル
TO 送電オープンコイル
RO 受電オープンコイル
RL 受電ループコイル
O1、O2 接続用端子
BF1、BF2 フィルム
CL1、CL2、CL11、CL12、CL21、CL22 コイル
T1、T2、T11、T12、T21-1、T21-2、T22-1、T22-2 開放端
S Power transmission system R Power receiving device T Power transmitting device V Via RV Power receiving unit RC, RC1, RC2 Power receiving coil TR Power transmitting unit TC, TC1, TC2 Power transmitting coil TL, TL1, TL2 Power transmitting loop coil TO Power transmitting open coil RO Power receiving open coil RL Power receiving Loop coil O1, O2 Connection terminal BF1, BF2 Film CL1, CL2, CL11, CL12, CL21, CL22 Coil T1, T2, T11, T12, T21-1, T21-2, T22-1, T22-2 Open end
Claims (10)
送電又は受電用の第1コイルであって、第1コイル巻回線が巻回されてなる第1コイルと、
送電時には当該送電すべき電力が供給され、受電時には受電された電力が出力される第2コイルであって、前記第1コイルに対して同心に積層された第2コイルと、
を備え、
前記第2コイルは、第2コイル巻回線が、同心且つ同一巻回方向且つ前記コイル対における同一径方向に、一の層内で二回以上巻回されて構成されており、
前記第2コイル巻回線の両端部が外部接続用端子とされており、
前記コイル対の前記径方向における前記第2コイルの位置が、当該径方向における前記第1コイルの位置に相当する位置であり、
前記第2コイルの最外周に巻回された前記第2コイル巻回線の前記径方向における位置が、前記第1コイルの最外周に巻回された前記第1コイル巻回線の前記径方向における位置に相当する位置とされ、
前記第2コイルの最内周に巻回された前記第2コイル巻回線の前記径方向における位置が、前記第1コイルの最内周に巻回された前記第1コイル巻回線の前記径方向における位置に相当する位置とされていることを特徴とするコイル対。 In a coil pair for contactless power transmission,
a first coil for power transmission or power reception , which is formed by winding a first coil winding line ;
a second coil, which is concentrically laminated with respect to the first coil, to which the power to be transmitted is supplied during power transmission and to which the received power is output during power reception;
with
The second coil is configured such that the second coil winding line is wound two or more times in one layer concentrically, in the same winding direction, and in the same radial direction in the coil pair,
Both ends of the second coil winding line are terminals for external connection ,
The position of the second coil in the radial direction of the coil pair corresponds to the position of the first coil in the radial direction,
The radial position of the second coil winding wound around the outermost circumference of the second coil corresponds to the radial position of the first coil winding wound around the outermost circumference of the first coil. is assumed to be equivalent to
The position in the radial direction of the second coil winding wound on the innermost circumference of the second coil corresponds to the radial direction of the first coil winding wound on the innermost circumference of the first coil. A coil pair characterized in that the position corresponds to the position in .
前記第1コイルは、それぞれが同心に巻回された複数の前記第1コイル巻回線が、絶縁部を挟んで積層されて構成されていることを特徴とするコイル対。 In the coil pair according to claim 1,
A coil pair, wherein the first coil is configured by laminating a plurality of the first coil winding lines, each of which is concentrically wound, with an insulating portion interposed therebetween.
前記第1コイルは、それぞれが同心に巻回された二つの前記第1コイル巻回線が前記絶縁部を挟んで積層されて構成されており、
一の前記第1コイル巻回線が前記第1コイルの外周側から内周側に向けて同心に巻回されており、
他の前記第1コイル巻回線が前記第1コイルの内周側から外周側に向けて同心に且つ前記一の前記第1コイル巻回線と反対方向に巻回されており、
前記一の前記第1コイル巻回線の最内周端部と、前記他の前記第1コイル巻回線の最内周端部と、が接続されており、
前記一の前記第1コイル巻回線の最外周端部と、前記他の前記第1コイル巻回線の最外周端部と、が開放されていることを特徴とするコイル対。 In the coil pair according to claim 2,
The first coil is configured by stacking two concentrically wound first coil winding lines with the insulating portion sandwiched therebetween,
one of the first coil winding lines is concentrically wound from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the first coil,
another of the first coil winding lines is wound concentrically from the inner peripheral side of the first coil toward the outer peripheral side thereof in a direction opposite to the one of the first coil winding lines;
the innermost peripheral end portion of the one of the first coil winding lines and the innermost peripheral end portion of the other first coil winding line are connected,
A coil pair, wherein an outermost peripheral end portion of the one of the first coil winding lines and an outermost peripheral end portion of the other of the first coil winding lines are open.
前記第1コイルは、それぞれが同心に巻回された二つの前記第1コイル巻回線が前記絶縁部を挟んで積層されて構成されており、
一の前記第1コイル巻回線の両端部と、他の前記第1コイル巻回線の両端部と、それぞれ開放されており、
前記一の前記第1コイル巻回線と、前記他の前記第1コイル巻回線と、が相互に絶縁されていることを特徴とするコイル対。 In the coil pair according to claim 2,
The first coil is configured by stacking two concentrically wound first coil winding lines with the insulating portion sandwiched therebetween,
Both ends of one of the first coil winding lines and both ends of the other first coil winding line are open,
A coil pair, wherein the one of the first coil winding lines and the other of the first coil winding lines are insulated from each other.
送電又は受電用の第1コイルであって、それぞれが同心に巻回された二つの第1コイル巻回線が、絶縁部を挟んで積層されて構成された第1コイルと、
送電時には当該送電すべき電力が供給され、受電時には受電された電力が出力される第2コイルであって、前記第1コイルに対して同心に積層された第2コイルと、
を備え、
前記第2コイルは、第2コイル巻回線が、同心且つ同一巻回方向且つ前記コイル対における同一径方向に、一の層内で二回以上巻回されて構成されており、
前記第2コイル巻回線の両端部が外部接続用端子とされており、
一の前記第1コイル巻回線の両端部と、他の前記第1コイル巻回線の両端部と、がそれぞれ開放されており、
前記一の前記第1コイル巻回線と、前記他の前記第1コイル巻回線と、が相互に絶縁されていることを特徴とするコイル対。 In a coil pair for contactless power transmission,
a first coil for power transmission or power reception, the first coil configured by stacking two concentric first coil winding lines with an insulating portion sandwiched therebetween ;
a second coil, which is concentrically laminated with respect to the first coil, to which the power to be transmitted is supplied during power transmission and to which the received power is output during power reception;
with
The second coil is configured such that the second coil winding line is wound two or more times in one layer concentrically, in the same winding direction, and in the same radial direction in the coil pair,
Both ends of the second coil winding line are terminals for external connection ,
Both ends of one of the first coil winding lines and both ends of the other first coil winding line are open,
A coil pair , wherein the one of the first coil winding lines and the other of the first coil winding lines are insulated from each other .
前記第2コイルは、前記第2コイル巻回線が一回より多く五回以下に巻回されて構成されていることを特徴とするコイル対。 In the coil pair according to any one of claims 1 to 5,
A coil pair, wherein the second coil is configured by winding the second coil winding line more than once but not more than five times.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の前記コイル対である送電コイル対と、
伝送すべき電力を前記送電コイル対に出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする送電装置。 The power transmitting device included in a power transmission system configured by a power transmitting device and a power receiving device separated from the power transmitting device and transmitting power from the power transmitting device to the power receiving device in a contactless manner,
A power transmission coil pair that is the coil pair according to any one of claims 1 to 6;
output means for outputting power to be transmitted to the pair of power transmission coils;
A power transmission device comprising:
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の前記コイル対であって、前記送電装置に対向して配置される受電コイル対と、
当該受電コイル対に接続された入力手段と、
を備えることを特徴とする受電装置。 The power receiving device included in a power transmission system that includes a power transmitting device and a power receiving device that is remote from the power transmitting device and that transmits power from the power transmitting device to the power receiving device in a contactless manner,
The coil pair according to any one of claims 1 to 6, wherein the power receiving coil pair is arranged to face the power transmitting device;
input means connected to the receiving coil pair;
A power receiving device comprising:
当該送電装置から離隔し、且つ前記送電コイル対に対向して配置される受電装置であって、前記送電装置から送信された電力を受電する受電装置と、
を備えることを特徴とする非接触型の電力伝送システム。 The power transmission device according to claim 7;
a power receiving device that is spaced apart from the power transmitting device and arranged to face the pair of power transmitting coils, the power receiving device receiving power transmitted from the power transmitting device;
A contactless power transmission system comprising:
請求項8に記載の受電装置であって、前記送電装置から離隔し且つ前記受電コイル対が当該送電装置に対向して配置され、前記送電装置から送信された電力を受電する受電装置と、
を備えることを特徴とする非接触型の電力伝送システム。 a power transmission device;
9. The power receiving device according to claim 8, wherein the power receiving device is separated from the power transmitting device and the power receiving coil pair is arranged to face the power transmitting device, and receives power transmitted from the power transmitting device;
A contactless power transmission system comprising:
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010073976A (en) | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Yazaki Corp | Communication coil structure of wireless power transmission device |
| JP2012120411A (en) | 2010-12-03 | 2012-06-21 | Fujitsu Ten Ltd | Power reception device, power transmission device, and wireless power transmission system |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010073976A (en) | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Yazaki Corp | Communication coil structure of wireless power transmission device |
| JP2012120411A (en) | 2010-12-03 | 2012-06-21 | Fujitsu Ten Ltd | Power reception device, power transmission device, and wireless power transmission system |
| JP2012190882A (en) | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Hitachi Maxell Energy Ltd | Coil device, and non-contact power transmission device using the same |
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