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JP7264150B2 - Coil, coil pair, power transmitting device, power receiving device, and power transmission system - Google Patents
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Coil, coil pair, power transmitting device, power receiving device, and power transmission system Download PDF

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Description

本発明は、コイル、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し、より詳細には、非接触型電力伝送用のコイル又はコイル対、当該コイル又は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 coils, coil pairs, power transmission devices, power reception devices, and power transmission systems, and more specifically, coils or coil pairs for contactless power transmission, and non-contact coils using the coils or coil pairs. It belongs to the technical field of contact-type power transmitting devices, power receiving devices, and power transmission systems.

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に開示されている技術では、複数の薄膜線が巻回されて形成されたコイルが積層され、当該各コイルが、当該コイル全体に渡って配置されたビアで接続された構成とされている。 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, Patent Document 1 below. In the technique disclosed in Patent Document 1, a coil formed by winding a plurality of thin-film wires is laminated, and each coil is connected by vias arranged over the entire coil. It is

特表2015-512155号公報Japanese Patent Publication No. 2015-512155

しかしながら、上記特許文献1に開示されている技術では、各コイルがそれぞれ含まれる各平面内の同じ位置では、当該コイル間が等電位となり、この結果、積層された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, in the technique disclosed in Patent Document 1, the coils are equipotential at the same position in each plane in which each coil is included, and as a result, the resonance frequency of the laminated coil as a whole is lowered. It does not contribute to frequency conversion. This poses a problem that the length of each coil cannot be shortened in adjusting the resonance frequency, and as a result, power loss and heat generation due to the electrical resistance of each coil cannot be suppressed. .

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、コイルとしての共振周波数を効果的に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及びコイル対、当該コイル又は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 for contactless power transmission that can effectively lower the resonance frequency of the coil. and a coil pair, a non-contact power transmitting device, a power receiving device, and a power transmission system using the coil or the coil pair.

また、上記特許文献1に開示されている技術では、各コイルから発せられる漏洩電磁界の抑制については、何ら検討されていない。従って、電気自動車へのワイヤレス電力伝送を、漏洩電磁界を抑制しつつ効率的に行う手法が求められている。 Further, in the technique disclosed in Patent Document 1, suppression of leakage electromagnetic fields emitted from each coil is not considered at all. Therefore, there is a demand for a method of efficiently performing wireless power transmission to an electric vehicle while suppressing leakage electromagnetic fields.

そこで本発明は、上記の要請にも鑑みて為されたもので、その課題の他の一例は、ワイヤレス電力伝送における漏洩磁界を抑制することが可能な非接触型電力伝送用のコイル及びコイル対、当該コイル又は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 requirements, and another example of the problem is a coil and a coil pair for non-contact power transmission that can suppress leakage magnetic fields in wireless power transmission. , to provide a non-contact power transmission device, power reception device, and power transmission system using the coil or coil pair.

上記の課題を解決するために、請求項に記載の発明は、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コイルに対して積層される第2コイルと、を備え、前記第1コイルは、前記第1コイルの外周側から内周側に向けて巻回された外内巻回線と、前記第1コイルの内周側から外周側に向けて前記外内巻回線と同じ巻回方向に巻回された内外巻回線と、を備え、前記外内巻回線は一平面上に巻回されており、前記内外巻回線は、前記外内巻回線が巻回されている平面とは異なる一平面上に巻回されており、前記第1コイルにおいて、前記外内巻回線の巻回と、前記内外巻回線の巻回と、が重なるように、当該外内巻回線と当該内外巻回線とが絶縁部を挟んで重ねられており、前記外内巻回線の最外周端部と、前記内外巻回線の最外周端部と、が開放されており、前記第2コイルを構成する巻回線の断面積が、前記第1コイルを構成する巻回線の断面積より広く、前記第2コイルに対向する位置に積層される前記第1コイルを構成する巻回線である対向巻回線の断面積が、当該対向巻回線以外の前記第1コイルの前記巻回線の断面積よりも大きいように構成されるIn order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a coil pair for contactless power transmission, in which a first coil for transmitting or receiving power is supplied with the power to be transmitted at the time of power transmission, a second coil for outputting received power when power is received, the second coil being laminated on the first coil, wherein the first coil extends inward from the outer circumference of the first coil; An outer and inner winding line wound toward the circumferential side, and an inner and outer winding line wound from the inner circumferential side of the first coil toward the outer circumferential side in the same winding direction as the outer and inner winding lines. wherein the outer and inner winding lines are wound on one plane, the inner and outer winding lines are wound on a plane different from the plane on which the outer and inner winding lines are wound, and In the first coil, the outer and inner winding lines and the inner and outer winding lines are overlapped with an insulating portion interposed therebetween so that the windings of the outer and inner winding lines and the windings of the inner and outer winding lines overlap. , the outermost peripheral end portion of the outer and inner winding lines and the outermost peripheral end portion of the inner and outer winding lines are open, and the cross-sectional area of the winding line that constitutes the second coil constitutes the first coil. The cross-sectional area of the facing winding line, which is the winding line that constitutes the first coil laminated at the position facing the second coil, is larger than the cross-sectional area of the winding line that is the first coil other than the facing winding line. is larger than the cross-sectional area of the winding line .

請求項に記載の発明によれば、第2コイルと共にコイル対を構成する第1コイルにおいて、内外巻回線の巻回方向と内外巻回線の巻回方向とが同じとされ、外内巻回線と内外巻回線とが異なる一平面上にそれぞれ巻回されており、外内巻回線の巻回と内外巻回線の巻回とが重なるように外内巻回線と内外巻回線とが重ねられており、外内巻回線の最外周端部と、内外巻回線の最外周端部と、が開放されている。よって、コイル対を対向させて非接触型の電力伝送を行った場合に、コイル対としての共振周波数を効果的に低減することができるので、当該共振周波数を調整する場合に各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。
また、第1コイルを構成する巻回線の断面積より広い断面積の巻回線により構成される第2コイルに対向する位置に積層される第1コイルの対向巻回線の断面積が、当該対向巻回線以外の第1コイルの巻回線の断面積よりも大きいので、電流密度が高くなる対向巻回線の断面積を相対的に増大させることで、当該電流密度を第2コイル内で平準化してコイル対としての配置の自由度及び巻回線材料の利用効率を向上させることができると共に、コイル対としての発熱も抑制することができる。
According to the invention of claim 1 , in the first coil that forms the coil pair together with the second coil, the winding direction of the inner and outer winding lines is the same as the winding direction of the inner and outer winding lines, and the outer and inner winding lines are wound in the same direction. and the inner and outer winding lines are wound on different planes, and the outer and inner winding lines and the inner and outer winding lines are overlapped so that the winding of the outer and inner winding lines and the winding of the inner and outer winding lines overlap. The outermost peripheral end portions of the outer and inner winding lines and the outermost peripheral end portions of the inner and outer winding lines are open. Therefore, when non-contact power transmission is performed with the coil pair facing each other, the resonance frequency of the coil pair can be effectively reduced, so when adjusting the resonance frequency, the length of each winding line can be shortened, and power loss and heat generation due to the electrical resistance of the winding line can be suppressed.
Further, the cross-sectional area of the facing winding line of the first coil laminated at a position facing the second coil formed by the winding line having a cross-sectional area larger than that of the winding line constituting the first coil is equal to the cross-sectional area of the facing winding line. Since it is larger than the cross-sectional area of the winding line of the first coil other than the line, the current density is increased relatively by increasing the cross-sectional area of the opposing winding line, so that the current density is leveled in the second coil. It is possible to improve the degree of freedom in the arrangement of the pair and the efficiency of using the winding material, and also to suppress the heat generation of the coil pair.

上記の課題を解決するために、請求項に記載の発明は、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コイルと、送電時には当該送電すべき電力を前記第1コイルに供給し、受電時には前記第1コイルにより受電された電力が当該第1コイルから供給される第2コイルであって、前記第1コイルに対して積層される第2コイルと、を備え、前記第1コイルは、前記第1コイルの外周側から内周側に向けて巻回された外内巻回線と、前記第1コイルの内周側から外周側に向けて前記外内巻回線と反対方向に巻回された内外巻回線と、が絶縁部を挟んで積層されて構成されており、前記外内巻回線の最内周端部と、前記内外巻回線の最内周端部と、が接続されており、前記外内巻回線の最外周端部と、前記内外巻回線の最外周端部と、が開放されており、前記第2コイルを構成する巻回線の断面積が、前記第1コイルを構成する巻回線の断面積より広く、前記第2コイルに対向する位置に積層される前記第1コイルを構成する巻回線である対向巻回線の断面積が、当該対向巻回線以外の前記第1コイルの前記巻回線の断面積よりも大きいように構成されるIn order to solve the above problems, the invention according to claim 2 provides a coil pair for contactless power transmission, in which a first coil for transmitting or receiving power and the power to be transmitted at the time of power transmission are transmitted to the first coil. a second coil to which electric power supplied to the coil and received by the first coil when receiving electric power is supplied from the first coil, the second coil being laminated on the first coil; The first coil includes outer and inner winding lines wound from the outer circumference side to the inner circumference side of the first coil, and outer and inner winding lines wound from the inner circumference side to the outer circumference side of the first coil. Inner and outer winding lines wound in opposite directions are laminated with an insulating portion interposed therebetween, and the innermost peripheral end portion of the outer and inner winding lines and the innermost peripheral end portion of the inner and outer winding lines. , are connected, the outermost peripheral end portion of the outer and inner winding lines and the outermost peripheral end portion of the inner and outer winding lines are open, and the cross-sectional area of the winding line that constitutes the second coil is The cross-sectional area of the facing winding line, which is the winding line that constitutes the first coil laminated at a position facing the second coil, is larger than the cross-sectional area of the winding line that constitutes the first coil. It is configured to be larger than the cross-sectional area of the winding lines of the first coil other than the first coil .

請求項に記載の発明によれば、第2コイルと共にコイル対を構成する第1コイルにおいて、外内巻回線と内外巻回線とが重ねられており、外内巻回線の最内周端部と、当該外内巻回線と反対方向に巻回された内外巻回線の最内周端部と、が接続されており、外内巻回線の最外周端部と、内外巻回線の最外周端部と、が開放されている。よって、当該第1コイルを対向させて非接触型の電力伝送を行った場合に、電力伝送におけるコイル対間の距離の変化の周波数依存性が小さいことから、当該距離が変わっても、周波数を変えることなく高い伝送効率での電力伝送が可能となる。また、コイル対外への漏洩磁界を低減できると共に、共振周波数における反射を抑えて伝送効率を上げることができる。更に、各巻回線間の寄生容量に起因して第1コイルとしての共振周波数を低減することができるので、コイル対としての共振周波数を調整する場合に各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。
また、第1コイルを構成する巻回線の断面積より広い断面積の巻回線により構成される第2コイルに対向する位置に積層される第1コイルの対向巻回線の断面積が、当該対向巻回線以外の第1コイルの巻回線の断面積よりも大きいので、電流密度が高くなる対向巻回線の断面積を相対的に増大させることで、当該電流密度を第2コイル内で平準化してコイル対としての配置の自由度及び巻回線材料の利用効率を向上させることができると共に、コイル対としての発熱も抑制することができる。
According to the second aspect of the invention, in the first coil that forms a coil pair together with the second coil, the outer and inner winding lines and the inner and outer winding lines are overlapped, and the innermost peripheral end portions of the outer and inner winding lines and the innermost peripheral ends of the inner and outer winding lines wound in the opposite direction to the outer and inner winding lines are connected, and the outermost peripheral ends of the outer and inner winding lines and the outermost peripheral ends of the inner and outer winding lines are connected. and are open. Therefore, when non-contact power transmission is performed with the first coils facing each other, the frequency dependence of the change in the distance between the coil pairs in power transmission is small, so even if the distance changes, the frequency Power transmission with high transmission efficiency becomes possible without changing. In addition, the leakage magnetic field to the outside of the coil pair can be reduced, and the transmission efficiency can be increased by suppressing the reflection at the resonance frequency. Furthermore, since the resonance frequency of the first coil can be reduced due to the parasitic capacitance between the windings, the length of each winding can be shortened when adjusting the resonance frequency of the coil pair. Power loss and heat generation due to the electrical resistance of the winding line can be suppressed.
Further, the cross-sectional area of the facing winding line of the first coil laminated at a position facing the second coil formed by the winding line having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the winding line constituting the first coil is equal to the cross-sectional area of the facing winding line. Since it is larger than the cross-sectional area of the winding line of the first coil other than the line, the current density is increased relatively by increasing the cross-sectional area of the opposing winding line, so that the current density is leveled in the second coil. It is possible to improve the degree of freedom in the arrangement of the pair and the efficiency of use of the winding line material, and also to suppress the heat generation of the coil pair.

上記の課題を解決するために、請求項に記載の発明は、請求項又は請求項に記載のコイル対において、前記外内巻回線の自己共振周波数と、前記内外巻回線の自己共振周波数と、が相互に異なっている。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 3 provides the coil pair according to claim 1 or claim 2 , wherein the self-resonance frequencies of the outer and inner windings and the self-resonance frequencies of the inner and outer windings are different from each other.

請求項に記載の発明によれば、請求項又は請求項の記載の発明の作用に加えて、外内巻回線の自己共振周波数と、内外巻回線の自己共振周波数と、が相互に異なっているので、外内巻回線と内外巻回線との間の相互共振周波数の低下により、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。 According to the invention of claim 3 , in addition to the effects of the invention of claim 1 or claim 2 , the self-resonant frequencies of the outer and inner windings and the self-resonant frequencies of the inner and outer windings mutually Since they are different, the resonance frequency of the coil pair as a whole can be reduced by lowering the mutual resonance frequency between the outer and inner windings and the inner and outer windings.

上記の課題を解決するために、請求項に記載の発明は、請求項から請求項のいずれか一項に記載のコイル対において、前記第2コイルを構成する巻回線である第2コイル巻回線の前記コイル対の径方向における位置が、前記外内巻回線及び前記内外巻回線の巻回の最外縁部と最内縁部との間にあり、前記第2コイル巻回線の幅が、前記外内巻回線及び前記内外巻回線の巻回における当該外内巻回線及び当該内外巻回線の中心線の前記径方向の間隔よりも広くなっている。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 4 provides the coil pair according to any one of claims 1 to 3 , wherein the second coil is a winding line that constitutes the second coil. The position of the coil winding in the radial direction of the coil pair is between the outermost and innermost windings and the innermost and innermost windings of the outer and inner windings, and the width of the second coil winding is , the distance in the radial direction between the center lines of the outer/inner winding lines and the inner/outer winding lines.

請求項に記載の発明によれば、請求項から請求項のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、第2コイル巻回線の径方向における位置が、外内巻回線及び内外巻回線の巻回の最外縁部と最内縁部との間にあり、第2コイル巻回線の幅が、外内巻回線及び内外巻回線の巻回における当該外内巻回線及び当該内外巻回線の中心線の径方向の間隔よりも広い。よって、外内巻回線及び当該内外巻回線と第2コイル巻回線との間の寄生容量の増大により、コイル対としての共振周波数を低周波数化することができる。従って、コイル対としての共振周波数を調整する場合に各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。 According to the invention recited in claim 4 , in addition to the effects of the invention recited in any one of claims 1 to 3 , the radial positions of the second coil winding lines It is between the outermost edge and the innermost edge of the winding of the inner and outer winding lines, and the width of the second coil winding line is the outer and inner winding lines and the inner and outer winding lines of the inner and outer winding lines Wider than the radial spacing of the line centerlines. Therefore, the resonance frequency of the coil pair can be lowered by increasing the parasitic capacitance between the outer and inner windings and between the inner and outer windings and the second coil winding. Therefore, when adjusting the resonance frequency of the coil pair, the length of each winding can be shortened, and power loss and heat generation due to the electrical resistance of the winding can be suppressed.

上記の課題を解決するために、請求項に記載の発明は、請求項から請求項のいずれか一項に記載のコイル対において、前記絶縁部が誘電体であるように構成される。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 5 is the coil pair according to any one of claims 1 to 4 , wherein the insulating part is a dielectric. .

請求項に記載の発明によれば、請求項から請求項のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、絶縁部が誘電体であるので、コイル全体又は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。 According to the invention of claim 5 , in addition to the effects of the invention of any one of claims 1 to 4 , since the insulating part is a dielectric, the coil as a whole or the coil pair as a whole can reduce the resonance frequency of

上記の課題を解決するために、請求項に記載の発明は、請求項から請求項のいずれか一項に記載のコイル対において、前記第1コイルに接続される第3コイルが、当該コイル対における前記第2コイルと同じ層内に形成されており、前記外内巻回線、前記内外巻回線及び前記第3コイルのそれぞれが前記コイル対の径方向に平たい薄膜線の巻回により形成されている。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 6 provides the coil pair according to any one of claims 1 to 5 , wherein the third coil connected to the first coil is The outer and inner winding lines, the inner and outer winding lines, and the third coil are each formed in the same layer as the second coil in the coil pair by winding a thin film wire that is flat in the radial direction of the coil pair. formed.

請求項に記載の発明によれば、請求項から請求項のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、送電又は受電用の第1コイルに接続される第3コイルが、コイル対における第2コイルと同じ層内に形成されているので、コイル対としての伝送効率の向上と、コイル対としての小型化及び製造(材料)コストの低減と、を両立させることができる。 According to the invention of claim 6 , in addition to the effect of the invention of any one of claims 1 to 5 , the third coil connected to the first coil for power transmission or power reception is Since it is formed in the same layer as the second coil in the coil pair, it is possible to improve the transmission efficiency of the coil pair, reduce the size of the coil pair, and reduce the manufacturing (material) cost.

また、外内巻回線、内外巻回線及び第3コイルの巻回線のそれぞれがコイル対の径方向に平たい薄膜線の巻回により形成されているので、各コイル間の共振周波数の調整を有効に行うことができる。 In addition, since each of the outer and inner windings , the inner and outer windings, and the windings of the third coil is formed by winding a flat thin film wire in the radial direction of the coil pair, it is possible to effectively adjust the resonance frequency between the coils. can be done.

上記の課題を解決するために、請求項に記載の発明は、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、請求項から請求項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であって、前記受電装置に対向して配置される送電コイル対と、伝送すべき電力を前記送電コイル対の前記第2コイル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. 6. In the power transmission device included in the power transmission system, the power transmission coil pair being the coil pair according to any one of claims 1 to 5 , wherein the power transmission coil pair is arranged to face the power reception device. a coil pair; and output means for outputting power to be transmitted to the second coil of the power transmission coil pair.

上記の課題を解決するために、請求項に記載の発明は、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、請求項から請求項のいずれか一項に記載の前記コイル対である受電コイル対であって、前記送電装置に対向して配置される受電コイル対と、当該受電コイル対の前記第2コイル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. 6. In the power receiving device included in the power transmission system, the power receiving coil pair being the coil pair according to any one of claims 1 to 5 , wherein the power receiving device is arranged to face the power transmitting device. a coil pair; and input means connected to the second coil of the receiving coil pair.

上記の課題を解決するために、請求項に記載の発明は、請求項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。
発明の効果
In order to solve the above problems, the invention according to claim 10 provides a power transmission device and a power reception device according to claim 8 , wherein the power transmission device is separated from the power transmission device and the power reception coil pair is connected to the power transmission device. and a power receiving device arranged to face each other and receiving power transmitted from the power transmitting device.
Effect of the invention

本発明の一側面によれば、第2コイルと共にコイル対を構成する第1コイルにおいて、内外巻回線の巻回方向と内外巻回線の巻回方向とが同じとされ、外内巻回線と内外巻回線とが異なる一平面上にそれぞれ巻回されており、外内巻回線の巻回と内外巻回線の巻回とが重なるように外内巻回線と内外巻回線とが重ねられており、外内巻回線の最外周端部と、内外巻回線の最外周端部と、が開放されている。 According to one aspect of the present invention, in the first coil that forms a coil pair together with the second coil, the winding direction of the inner and outer winding lines is the same as the winding direction of the inner and outer winding lines, and the outer and inner winding lines and the inner and outer winding lines are wound in the same direction. The winding lines are wound on different planes, and the outer and inner winding lines and the inner and outer winding lines are overlapped so that the winding of the outer and inner winding lines and the winding of the inner and outer winding lines overlap, The outermost peripheral end portions of the outer and inner winding lines and the outermost peripheral end portions of the inner and outer winding lines are open.

従って、コイル対を対向させて非接触型の電力伝送を行った場合に、コイル対としての共振周波数を効果的に低減することができるので、当該共振周波数を調整する場合に各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。
また、第1コイルを構成する巻回線の断面積より広い断面積の巻回線により構成される第2コイルに対向する位置に積層される第1コイルの対向巻回線の断面積が、当該対向巻回線以外の第1コイルの巻回線の断面積よりも大きいので、電流密度が高くなる対向巻回線の断面積を相対的に増大させることで、当該電流密度を第2コイル内で平準化してコイル対としての配置の自由度及び巻回線材料の利用効率を向上させることができると共に、コイル対としての発熱も抑制することができる。
Therefore, when non-contact power transmission is performed with the coil pair facing each other, the resonance frequency of the coil pair can be effectively reduced. can be shortened, and power loss and heat generation due to the electrical resistance of the winding line can be suppressed.
Further, the cross-sectional area of the facing winding line of the first coil laminated at a position facing the second coil formed by the winding line having a cross-sectional area larger than that of the winding line constituting the first coil is equal to the cross-sectional area of the facing winding line. Since it is larger than the cross-sectional area of the winding line of the first coil other than the line, the current density is increased relatively by increasing the cross-sectional area of the opposing winding line, so that the current density is leveled in the second coil. It is possible to improve the degree of freedom in the arrangement of the pair and the efficiency of using the winding material, and also to suppress the heat generation of the coil pair.

また、本発明の他の側面によれば、第2コイルと共にコイル対を構成する第1コイルにおいて、外内巻回線と内外巻回線とが重ねられており、外内巻回線の最内周端部と、当該外内巻回線と反対方向に巻回された内外巻回線の最内周端部と、が接続されており、外内巻回線の最外周端部と、内外巻回線の最外周端部と、が開放されている。 According to another aspect of the present invention, in the first coil forming a coil pair together with the second coil, the outer and inner winding lines and the inner and outer winding lines are overlapped, and the innermost peripheral ends of the outer and inner winding lines and the innermost peripheral end portions of the inner and outer winding lines wound in the opposite direction to the outer and inner winding lines are connected, and and are open.

従って、当該第1コイルを対向させて非接触型の電力伝送を行った場合に、電力伝送におけるコイル対間の距離の変化の周波数依存性が小さいことから、当該距離が変わっても、周波数を変えることなく高い伝送効率での電力伝送が可能となる。また、コイル対外への漏洩磁界を低減できると共に、共振周波数における反射を抑えて伝送効率を上げることができる。更に、各巻回線間の寄生容量に起因して第1コイルとしての共振周波数を低減することができるので、コイル対としての共振周波数を調整する場合に各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。
また、第1コイルを構成する巻回線の断面積より広い断面積の巻回線により構成される第2コイルに対向する位置に積層される第1コイルの対向巻回線の断面積が、当該対向巻回線以外の第1コイルの巻回線の断面積よりも大きいので、電流密度が高くなる対向巻回線の断面積を相対的に増大させることで、当該電流密度を第2コイル内で平準化してコイル対としての配置の自由度及び巻回線材料の利用効率を向上させることができると共に、コイル対としての発熱も抑制することができる。
Therefore, when non-contact power transmission is performed with the first coils facing each other, the frequency dependence of the change in the distance between the coil pairs in power transmission is small, so even if the distance changes, the frequency can be changed. Power transmission with high transmission efficiency becomes possible without changing. In addition, the leakage magnetic field to the outside of the coil pair can be reduced, and the reflection at the resonance frequency can be suppressed to increase the transmission efficiency. Furthermore, since the resonance frequency of the first coil can be reduced due to the parasitic capacitance between the windings, the length of each winding can be shortened when adjusting the resonance frequency of the coil pair. Power loss and heat generation due to the electrical resistance of the winding line can be suppressed.
Further, the cross-sectional area of the facing winding line of the first coil laminated at a position facing the second coil formed by the winding line having a cross-sectional area larger than that of the winding line constituting the first coil is equal to the cross-sectional area of the facing winding line. Since it is larger than the cross-sectional area of the winding line of the first coil other than the line, the current density is increased relatively by increasing the cross-sectional area of the opposing winding line, so that the current density is leveled in the second coil. It is possible to improve the degree of freedom in the arrangement of the pair and the efficiency of using the winding material, and also to suppress the heat generation of the coil pair.

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。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power transmission system according to a first embodiment; FIG. 第1実施形態のコイルの構造を示す平面図(i)である。It is a top view (i) which shows the structure of the coil of 1st Embodiment. 第1実施形態のコイルの構造を示す平面図(ii)である。It is a top view (ii) which shows the structure of the coil of 1st Embodiment. 第1実施形態のコイルの構造を示す平面図(iii)である。It is a top view (iii) which shows the structure of the coil of 1st Embodiment. 第1実施形態のコイルの構造を示す平面図(iv)である。It is a top view (iv) which shows the structure of the coil of 1st Embodiment. 第1実施形態のコイルの構造を示す平面図(v)である。It is a top view (v) which shows the structure of the coil of 1st Embodiment. 第1実施形態のコイルの構造を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view showing the structure of the coil of the first embodiment. 第1実施形態のコイルの構造による効果等を示す図であり、(a)は当該効果を示す図であり、(b)は当該効果についての比較例(従来例)を示す図である。It is a figure which shows the effect etc. by the structure of the coil of 1st Embodiment, (a) is a figure which shows the said effect, (b) is a figure which shows the comparative example (conventional example) about the said effect. 第2実施形態のコイルの構造を示す平面図(i)である。It is a top view (i) which shows the structure of the coil of 2nd Embodiment. 第2実施形態のコイルの構造を示す平面図(ii)である。It is a top view (ii) which shows the structure of the coil of 2nd Embodiment. 第2実施形態のコイルの構造を示す部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the structure of the coil of the second embodiment; 第2実施形態のコイルの構造による効果等を示す図であり、(a)は当該効果を示す図であり、(b)は当該効果についての比較例(従来例)を示す図である。It is a figure which shows the effect etc. by the structure of the coil of 2nd Embodiment, (a) is a figure which shows the said effect, (b) is a figure which shows the comparative example (conventional example) about the said effect. 第2実施形態のコイルの構造による効果を示す図である。It is a figure which shows the effect by the structure of the coil of 2nd Embodiment. 第3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。It is a block diagram which shows the schematic structure of the power transmission system of 3rd Embodiment. 第3実施形態のコイルの構造を示す平面図(i)である。It is a top view (i) which shows the structure of the coil of 3rd Embodiment. 第3実施形態のコイルの構造を示す平面図(ii)である。It is a top view (ii) which shows the structure of the coil of 3rd Embodiment. 第3実施形態のコイルの構造を示す平面図(iii)である。It is a top view (iii) which shows the structure of the coil of 3rd Embodiment. 第3実施形態のコイルの構造を示す平面図(iv)である。It is a top view (iv) which shows the structure of the coil of 3rd Embodiment. 第3実施形態のコイルの構造を示す平面図(v)である。It is a top view (v) which shows the structure of the coil of 3rd Embodiment. 第3実施形態のコイルの構造を示す部分断面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the structure of the coil of the third embodiment; 第3実施形態のコイルの構造による効果等を示す図であり、(a)は当該効果についての従来例を示す図であり、(b)は当該効果としての共振周波数とSパラメータの値との関係を示す図である。FIG. 10A is a diagram showing an effect of the structure of the coil of the third embodiment, etc. FIG. 11A is a diagram showing a conventional example of the effect, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing relationships; 第3実施形態のコイルの構造による効果としてのSパラメータ-周波数の関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the S parameter-frequency relationship as an effect of the coil structure of the third embodiment; 第4実施形態のコイルの構造を示す平面図(i)である。It is a top view (i) which shows the structure of the coil of 4th Embodiment. 第4実施形態のコイルの構造を示す平面図(ii)である。It is a top view (ii) which shows the structure of the coil of 4th Embodiment. 第4実施形態のコイルの構造を示す平面図(iii)である。It is a top view (iii) which shows the structure of the coil of 4th Embodiment. 第4実施形態のコイルの構造を示す平面図(iv)である。It is a top view (iv) which shows the structure of the coil of 4th Embodiment. 第4実施形態のコイルの構造を示す部分断面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the structure of the coil of the fourth embodiment; 第4実施形態のコイルの構造による効果等を示す図であり、(a)は当該効果としての共振周波数とSパラメータの値との関係を示す図であり、(b)は当該効果についての従来例を示す図である。It is a diagram showing the effect of the structure of the coil of the fourth embodiment, etc., (a) is a diagram showing the relationship between the resonance frequency and the value of the S parameter as the effect, (b) is a conventional FIG. 4 is a diagram showing an example; 第4実施形態のコイルの構造による効果を示す図であり、(a)は当該効果としての反射・伝送効率-周波数の関係を示す図であり、(b)は当該効果としてのSパラメータ-周波数の関係を示す図である。It is a diagram showing the effect of the structure of the coil of the fourth embodiment, (a) is a diagram showing the relationship between the reflection / transmission efficiency - frequency as the effect, (b) is the S parameter - frequency as the effect is a diagram showing the relationship of 第4実施形態のコイルの構造による効果としての磁界強度-距離の関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between magnetic field intensity and distance as an effect of the coil structure of the fourth embodiment; 第5-1実施形態のコイルの構造を示す平面図(i)である。It is a plan view (i) showing the structure of the coil of the 5-1 embodiment. 第5-1実施形態のコイルの構造を示す平面図(ii)である。It is a plan view (ii) showing the structure of the coil of the 5-1 embodiment. 第5-1実施形態のコイルの構造を示す平面図(iii)である。It is a plan view (iii) showing the structure of the coil of the 5-1 embodiment. 第5-1実施形態のコイルの構造を示す平面図(iv)である。It is a plan view (iv) showing the structure of the coil of the 5-1 embodiment. 第5-1実施形態のコイルの構造を示す平面図(v)である。It is a plan view (v) showing the structure of the coil of the 5-1 embodiment. 第5-1実施形態のコイルの構造を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view showing the structure of the coil of the 5-1 embodiment. 第5-1実施形態のコイルの構造による効果としての反射・伝送効率-周波数の関係を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the relationship between reflection/transmission efficiency and frequency as an effect of the coil structure of the 5-1 embodiment. 第5-2実施形態のコイルの構造を示す平面図(i)である。It is a plan view (i) showing the structure of the coil of the 5-2 embodiment. 第5-2実施形態のコイルの構造を示す平面図(ii)である。It is a plan view (ii) showing the structure of the coil of the 5-2 embodiment. 第5-2実施形態のコイルの構造を示す平面図(iii)である。It is a plan view (iii) showing the structure of the coil of the 5-2 embodiment. 第5-2実施形態のコイルの構造による効果としての反射・伝送効率-周波数の関係を示す図(i)である。FIG. 12(i) is a diagram (i) showing the relationship between reflection/transmission efficiency and frequency as an effect of the coil structure of the 5-2 embodiment. 第5-2実施形態のコイルの構造による効果としての反射・伝送効率-周波数の関係を示す図(ii)である。FIG. 12B is a diagram (ii) showing the relationship between reflection/transmission efficiency and frequency as an effect of the coil structure of the 5-2 embodiment. 第5-2実施形態のコイルの構造による効果としての反射・伝送効率-周波数の関係を示す図(iii)である。FIG. 14 is a diagram (iii) showing the relationship between reflection/transmission efficiency and frequency as an effect of the coil structure of the 5-2 embodiment. 第5-3実施形態のコイルの構造を示す平面図(i)である。It is a plan view (i) showing the structure of the coil of the 5-3rd embodiment. 第5-3実施形態のコイルの構造を示す平面図(ii)である。It is a plan view (ii) showing the structure of the coil of the 5-3rd embodiment. 第6実施形態のコイルの構造を示す平面図(i)である。It is a top view (i) which shows the structure of the coil of 6th Embodiment. 第6実施形態のコイルの構造を示す平面図(ii)である。It is a top view (ii) which shows the structure of the coil of 6th Embodiment. 第6実施形態のコイルの構造を示す平面図(iii)である。It is a top view (iii) which shows the structure of the coil of 6th Embodiment. 第6実施形態のコイルの構造を示す平面図(iv)である。It is a top view (iv) which shows the structure of the coil of 6th Embodiment. 第6実施形態のコイルの構造を示す部分断面図である。FIG. 14 is a partial cross-sectional view showing the structure of the coil of the sixth embodiment; 第6実施形態のコイルの構造による効果等を示す図であり、(a)は当該効果としての共振周波数と反射率に関連するSパラメータの値との関係を示す図であり、(b)は当該効果としての共振周波数と伝送効率に関連するSパラメータの値との関係を示す図である。It is a diagram showing the effect of the structure of the coil of the sixth embodiment, etc., (a) is a diagram showing the relationship between the resonance frequency and the value of the S parameter related to the reflectance as the effect, (b) FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the resonance frequency as the effect and the value of the S parameter related to transmission efficiency; 第6実施形態のコイルの構造による効果としてのループコイルを構成する銅薄膜線の幅と共振周波数との関係を、実施形態のオープンコイルを構成する銅薄膜線の一辺の全体幅との関係で示すグラフ図である。The relationship between the width of the copper thin film wire that constitutes the loop coil and the resonance frequency as an effect of the coil structure of the sixth embodiment is shown by the relationship with the overall width of one side of the copper thin film wire that constitutes the open coil of the embodiment. FIG. 10 is a graph diagram showing FIG. 第7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。FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of a power transmission system according to a seventh embodiment; FIG. 第7実施形態のコイルの構造を示す平面図(i)である。It is a top view (i) which shows the structure of the coil of 7th Embodiment. 第7実施形態のコイルの構造を示す平面図(ii)である。It is a top view (ii) which shows the structure of the coil of 7th Embodiment. 第7実施形態のコイルの構造を示す平面図(iii)である。It is a top view (iii) which shows the structure of the coil of 7th Embodiment. 第7実施形態のコイルの構造を示す部分断面図である。FIG. 21 is a partial cross-sectional view showing the structure of the coil of the seventh embodiment; 第7実施形態のコイルの構造による効果としての巻回線番号と電流密度との関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the winding line number and the current density as an effect of the coil structure of the seventh embodiment; 第8実施形態のコイルの構造を示す平面図(i)である。It is a top view (i) which shows the structure of the coil of 8th Embodiment. 第8実施形態のコイルの構造を示す平面図(ii)である。It is a top view (ii) which shows the structure of the coil of 8th Embodiment. 第8実施形態のコイルの構造を示す平面図(iii)である。It is a top view (iii) which shows the structure of the coil of 8th Embodiment. 第8実施形態のコイルの構造を示す平面図(iv)である。FIG. 22 is a plan view (iv) showing the structure of the coil of the eighth embodiment; 第8実施形態のコイルの構造を示す平面図(v)である。FIG. 21 is a plan view (v) showing the structure of the coil of the eighth embodiment; 図62及び図63のA-A’部分の断面図である。FIG. 64 is a cross-sectional view of the A-A' portion of FIGS. 62 and 63; 図59、図62及び図63のB-B’部分の断面図である。FIG. 64 is a cross-sectional view of the B-B' portion of FIGS. 59, 62 and 63; 第8実施形態のコイルにおける誘電体の材質の違いによる効果を示すグラフ図である。FIG. 20 is a graph showing the effects of different dielectric materials in the coil of the eighth embodiment; 第8実施形態及び比較形態それぞれのコイルの構造を示す断面図であり、(a)は図1、図5及び図6のB-B’部分の断面図であり、(b)は第1比較形態のコイルにおける対応する部分の断面図であり、(c)は第2比較形態のコイルにおける対応する部分の断面図であり、(d)は第3比較形態のコイルにおける対応する部分の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of each coil of an eighth embodiment and a comparative form, where (a) is a cross-sectional view taken along line BB′ of FIGS. 1, 5 and 6, and (b) is a first comparison; FIG. 4C is a cross-sectional view of the corresponding portion in the coil of the second comparative example, and (d) is a cross-sectional view of the corresponding portion in the coil of the third comparative example. is. 第8実施形態のコイルの構造の違いによる効果の相違を示すグラフ図である。FIG. 21 is a graph showing differences in effects due to differences in the structure of the coils of the eighth embodiment; 第9-1実施形態のコイルの構造を示す平面図(i)である。It is a plan view (i) showing the structure of the coil of the 9-1 embodiment. 第9-1実施形態のコイルの構造を示す平面図(ii)である。It is a plan view (ii) showing the structure of the coil of the 9-1 embodiment. 第9-1実施形態のコイルの構造を示す平面図(iii)である。It is a plan view (iii) showing the structure of the coil of the 9-1 embodiment. 第9-1実施形態のコイルの構造を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view showing the structure of the coil of the 9-1 embodiment. 第9-1実施形態のコイルの構造による効果としての反射・伝送効率-周波数の関係を示すグラフ図である。FIG. 20 is a graph showing the relationship between reflection/transmission efficiency and frequency as an effect of the coil structure of the 9-1 embodiment. 第9-1実施形態のコイルの構造による効果としての漏洩磁界と距離との関係を示すグラフ図である。FIG. 20 is a graph showing the relationship between the leakage magnetic field and the distance as an effect of the coil structure of the 9-1 embodiment. 第9-2実施形態のコイルの構造を示す平面図である。It is a plan view showing the structure of the coil of the 9-2 embodiment.

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及び各変形形態は、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に対して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及び変形形態である。このとき、当該非接触による電力伝送は、例えば上記磁界共鳴方式により行われる。なお本発明は、磁界共鳴方式以外の他の電力伝送方式にも適用可能である。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing. It should be noted that each embodiment and each modification described below are applied to a power transmission system for wirelessly transmitting power for charging a rechargeable battery mounted on an electric vehicle to the rechargeable battery according to the present invention. It is an embodiment and a modification when applying. At this time, the non-contact power transmission is performed by, for example, the magnetic resonance method. The present invention can also be applied to power transmission methods other than the magnetic resonance method.

(ア)第1実施形態
(I)電力伝送システムの全体構成及び動作について
初めに、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。
(a) First embodiment
(I) Overall configuration and operation of power transmission system
First, 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S1は、受電部RV及び受電用の受電コイルRC1を備えた受電装置Rと、送電部TR及び送電用の送電コイルTC1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(埋設を含む。以下、同様。)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RC1と送電装置Tの送電コイルTC1とが向き合うように(即ち対向するように)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S1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TC1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埋設された複数の送電装置Tの送電コイルTC1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。なお、上記送電装置T及び受電装置Rそれぞれの設置態様、及び停止又は移動している電気自動車に対する電力伝送の態様は、後述する他の実施形態及び変形形態において全て同一に適用される。 As shown in FIG. 1, the power transmission system S1 of the first embodiment includes a power receiving device R including a power receiving unit RV and a power receiving coil RC1 for receiving power, and a power transmitting device R including a power transmitting unit TR and a power transmitting coil TC1 for power transmission. It is configured by a device T and 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 (including buried, hereinafter the same) on the ground 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 RC1 of the power receiving device R and the power transmitting coil TC1 of the power transmitting device T face each other (that is, face each other). When charging the above-described storage battery by the power transmission system S1 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 power transmission coil TC1 of T. In addition, a power receiving device R mounted on a moving electric vehicle may be supplied with electric power through the power transmitting coils TC1 of a plurality of power transmitting devices T embedded in a section of a certain distance on the road on which the electric vehicle is moving. , 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. The manner in which the power transmitting device T and the power receiving device R are installed, and the manner in which electric power is transmitted to an electric vehicle that is stopped or moving are all equally applied to other embodiments and modifications described later.

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S1が用いられる国における電波法等の法規に対応しつつ、受電装置Rに伝送すべき電力を送電コイルTC1に出力する。このとき上記法規は、例えば人体や周辺の電子機器への影響を考慮した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を可能にするためには、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、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TC1と受電コイルRC1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。なお、以上の法規に関連する事情も、後述する他の実施形態及び変形形態において全て同一に適用される。 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 TC1 while complying with regulations such as the Radio Law of the country where the power transmission system S1 is used. At this time, the above regulations regulate that the leakage magnetic field, which takes into account the influence on the human body and peripheral electronic devices, is below a predetermined level. Further, in order to enable interconnection between all the power transmitting devices T and the power receiving devices R, it is necessary for both to use frequencies within a predetermined range. Therefore, 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). In addition, since the above-mentioned international organization also defines the lower limit of the transmission efficiency in consideration of the predetermined positional deviation between the power transmission coil TC1 and the power reception coil RC1, high power transmission efficiency is required. It should be noted that the circumstances related to the above laws and regulations are all equally applied to other embodiments and modifications described later.

一方、上記磁界共鳴方式により送電コイルTC1からの電力を受電した受電装置Rの受電コイルRC1は、当該受電した電力に対応する受電電流を受電部RVに出力する。これにより受電部RVは、当該受電電流に対応した出力(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。なお、上記蓄電池への電力の充電の仕組みについても、後述する他の実施形態及び変形形態において全て同一に適用される。 On the other hand, the power receiving coil RC1 of the power receiving device R that has received power from the power transmitting coil TC1 by the magnetic field resonance method outputs a power receiving current corresponding to the received power to the power receiving unit RV. As a result, the power receiving unit RV converts an output corresponding to the received current (e.g., high frequency power of 85 kHz) into a DC (direct current) current by a power conversion unit (not shown), for example, 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. It should be noted that the mechanism of charging the storage battery with electric power is also applied in the same way to other embodiments and modifications described later.

(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S1に用いられる、第1実施形態の送電コイルTC1及び受電コイルRC1の構成について、図2乃至図7を用いて説明する。なお、第1実施形態の送電コイルTC1と受電コイルRC1とは、基本的に同じ構成を備えるので、以下の説明では、送電コイルTC1について説明する。また、図2乃至図6は第1実施形態の送電コイルTC1の構造をそれぞれ示す平面図であり、図7は第1実施形態の送電コイルTC1の構造を示す部分断面図である。
(II) Configuration of power transmitting coil TC (power receiving coil RC)
Next, configurations of the power transmission coil TC1 and the power reception coil RC1 of the first embodiment, which are used in the power transmission system S1 of the first embodiment described above, will be described with reference to FIGS. 2 to 7. FIG. Since the power transmitting coil TC1 and the power receiving coil RC1 of the first embodiment basically have the same configuration, the power transmitting coil TC1 will be described below. 2 to 6 are plan views respectively showing the structure of the power transmission coil TC1 of the first embodiment, and FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the structure of the power transmission coil TC1 of the first embodiment.

図2にその平面図を示すように、第1実施形態の送電コイルTC1は、後述する四つのコイルCL1-1乃至コイルCL1-4が、それぞれに絶縁性のフィルムBF1を介して積層されて構成される。なお本第1実施形態では、コイルCL1-1乃至コイルCL1-4それぞれの間の絶縁のためにフィルムBF1を用いているが、こ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TC1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て薄膜化材料を用いることもできる。 As shown in the plan view of FIG. 2, the power transmission coil TC1 of the first embodiment is configured by laminating four coils CL1-1 to CL1-4, which will be described later, with an insulating film BF1 interposed therebetween. be done. In the first embodiment, the film BF1 is used for insulation between the coils CL1-1 to CL1-4, but an insulating material such as a glass epoxy material can also be used. . Further, in order to efficiently dissipate the heat generated by the power transmission coil TC1, for example, ceramic particles or the like may be dispersed to use a thin film material.

ここで送電コイルTC1では、図2の紙面手前側から、コイルCL1-1→コイルCL1-3→コイルCL1-2→コイルCL1-4の順で各コイルが積層されている。また、コイルCL1-1乃至コイルCL1-4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。このとき、コイルCL1-1及びコイルCL1-2が本発明の「外内巻回線」の一例に相当し、コイルCL1-3及びコイルCL1-4が本発明の「内外巻回線」の一例に相当する。また、以下に説明する接続用端子O1-1及び接続用端子O1-2が、本発明の「外部接続用端子」の一例にそれぞれ相当する。 Here, in the power transmission coil TC1, the coils are stacked in the order of coil CL1-1→coil CL1-3→coil CL1-2→coil CL1-4 from the front side of the paper surface of FIG. Further, the winding centers of the thin copper film wires, which will be described later, constituting the coils CL1-1 to CL1-4, respectively, are the same or substantially the same. At this time, the coils CL1-1 and CL1-2 correspond to an example of the "outer/inner winding lines" of the present invention, and the coils CL1-3 and CL1-4 correspond to an example of the "inner/outer winding lines" of the present invention. do. Also, the connection terminal O1-1 and the connection terminal O1-2 described below each correspond to an example of the "external connection terminal" of the present invention.

そして図2にその平面図を示すように、送電コイルTC1を構成するコイルCL1-1は、その最外周部に、外部接続用の接続用端子O1-1を有している。そしてコイルCL1-1は、当該接続用端子O1-1から始まる反時計回りに、例えば銅薄膜線が渦巻き状に三回転半巻回されて構成されている。またその最内周部には、図2においてその直下に積層されているコイルCL1-3との間の電気的接続を構成するためのビアV1-1-3が接続されている。なおコイルCL1-1を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL1-1の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL1-1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、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 the plan view of FIG. 2, the coil CL1-1 forming the power transmission coil TC1 has a connection terminal O1-1 for external connection on its outermost periphery. The coil CL1-1 is formed by winding, for example, a copper thin film wire in a spiral shape three and a half turns counterclockwise starting from the connection terminal O1-1. In addition, vias V1-1-3 are connected to the innermost peripheral portion thereof for forming an electrical connection with the coils CL1-3 layered directly under them in FIG. The copper thin film wire forming the coil CL1-1 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL1-1. Further, in the coil CL1-1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. It is

次に、上記フィルムBF1を介して上記コイルCL1-1の直下に積層されているコイルCL1-3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CL1-3のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL1-3 laminated directly below the coil CL1-1 via the film BF1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a plan view showing only the coils CL1-3.

図3に示すように、送電コイルTC1を構成するコイルCL1-3は、その最内周部に、上記コイルCL1-1との電気的接続を構成するための上記ビアV1-1-3が接続されている。即ち、コイルCL1-1とコイルCL1-3との接続は直列接続とされている。そしてコイルCL1-3は、当該ビアV1-1-3から始まる反時計回りに(即ち、コイルCL1-1と同じ方向に)、コイルCL1-1と同様に例えば銅薄膜線が渦巻き状に三回転半巻回されて構成されている。またその最外周部には、図3においてその直下に積層されているコイルCL1-2との間の電気的接続を構成するためのビアV1-3-2が接続されている。なおコイルCL1-2を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL1-1と同様に、コイルCL1-2の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL1-2では、コイルCL1-1と同様に、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。 As shown in FIG. 3, the via V1-1-3 for forming an electrical connection with the coil CL1-1 is connected to the innermost circumference of the coil CL1-3 that constitutes the power transmission coil TC1. It is That is, the coil CL1-1 and the coil CL1-3 are connected in series. Then, the coil CL1-3 rotates counterclockwise starting from the via V1-1-3 (that is, in the same direction as the coil CL1-1), for example, the copper thin film wire spirals three times in the same manner as the coil CL1-1. It is configured by being half-wound. In addition, vias V1-3-2 are connected to the outermost periphery thereof for forming an electrical connection with the coil CL1-2 layered directly under it in FIG. The copper thin film wire forming the coil CL1-2 has the same width and the same thickness over the entire circumference of the coil CL1-2, like the coil CL1-1. Furthermore, in the coil CL1-2, like the coil CL1-1, parallel straight lines are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. Each is connected by an arcuate curve.

ここで、上記コイルCL1-1と上記コイルCL1-3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4を用いて説明する。なお図4は、コイルCL1-1とコイルCL1-3との重なり状況を示す平面図であり、コイルCL1-1を実線で、その直下にフィルムBF1(図4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CL1-3を破線で、それぞれ示している。 Here, the positional relationship between the copper thin film wires forming the coil CL1-1 and the coil CL1-3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a plan view showing how the coil CL1-1 and the coil CL1-3 are overlapped. The coils CL1-3 stacked in between are indicated by dashed lines.

図4に示すように、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V1-1-3によりコイルCL1-3と接続されるコイルCL1-1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、各辺の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。一方内周から外周に向けてコイルCL1-1と同じ方向に巻回され且つその最外周部でビアV1-3-2によりコイルCL2と接続されるコイルCL1-3では、その四分の一周ごとに、上記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。これらにより、コイルCL1-1とコイルCL1-3とが積層されている送電コイルTC1では、図4に示すように、図4の上下方向に延びる辺では、コイルCL1-1とコイルCL1-3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 in FIG. 4, the coil CL1-1 wound from the outer circumference to the inner circumference and connected to the coil CL1-3 by the via V1-1-3 at its innermost circumference has a quarter turn. Each time, the position of the straight part is 1/4 of the winding pitch of the copper thin film wire (that is, the distance in the radial direction of the winding of the center line of the copper thin film wire on each side; the same applies hereinafter) Each curved part is formed and the copper thin film wire is wound so as to shift toward the inner peripheral side. On the other hand, in the coil CL1-3 wound in the same direction as the coil CL1-1 from the inner circumference to the outer circumference and connected to the coil CL2 by the via V1-3-2 at the outermost circumference, every quarter turn Then, the copper thin film wire is wound with each curved portion formed so that the position of the straight portion is shifted to the outer peripheral side by a quarter of the pitch. As a result, in the power transmitting coil TC1 in which the coil CL1-1 and the coil CL1-3 are stacked, the coil CL1-1 and the coil CL1-3 are arranged on the side extending in the vertical direction in FIG. It is laminated so that the copper thin film wire|line which comprises is overlapped.

次に、上記フィルムBF1を介して上記コイルCL1-3の直下に積層されているコイルCL1-2の構成について、図5を用いて説明する。なお図5は、当該コイルCL1-2のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL1-2 laminated directly below the coil CL1-3 via the film BF1 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a plan view showing only the coil CL1-2.

図5に示すように、送電コイルTC1を構成するコイルCL1-2は、基本的には上記コイルCL1-1と同様の構成を備えており、その最外周部には、上記コイルCL1-3との間の電気的接続を構成するための上記ビアV1-3-2が接続されている。即ち、コイルCL1-2とコイルCL1-3との接続は直列接続とされている。そしてコイルCL1-2は、当該ビアV1-3-2から始まる反時計回りに、コイルCL1-1と同様に例えば銅薄膜線が渦巻き状に三回転半巻回されて構成されている。またその最内周部には、図5においてその直下に積層されているコイルCL1-4との間の電気的接続を構成するためのビアV1-2-4が接続されている。なおコイルCL1-2を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL1-1及びコイルCL1-3と同様に、コイルCL1-2の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL1-2では、コイルCL1-1及びコイルCL1-3と同様に、図5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接続されている。 As shown in FIG. 5, the coil CL1-2 constituting the power transmission coil TC1 basically has the same configuration as the coil CL1-1, and the coil CL1-3 and the The vias V1-3-2 are connected to form an electrical connection between. That is, the coils CL1-2 and CL1-3 are connected in series. Similarly to the coil CL1-1, the coil CL1-2 is formed by spirally winding a thin copper wire three and a half times counterclockwise starting from the via V1-3-2. Further, vias V1-2-4 are connected to the innermost peripheral portion thereof for forming electrical connection with the coils CL1-4 stacked directly under them in FIG. The copper thin film wire forming the coil CL1-2 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL1-2, like the coils CL1-1 and CL1-3. Furthermore, in the coil CL1-2, like the coils CL1-1 and CL1-3, parallel straight lines are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. are connected by substantially concentric arc-shaped curved portions.

次に、上記フィルムBF1を介して上記コイルCL1-2の直下に積層されているコイルCL1-4の構成について、図6を用いて説明する。なお図6は、当該コイルCL1-4のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coils CL1-4 stacked immediately below the coils CL1-2 via the film BF1 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a plan view showing only the coils CL1-4.

図6に示すように、送電コイルTC1を構成するコイルCL1-4は、その最内周部に、上記コイルCL1-2との電気的接続を構成するための上記ビアV1-2-4が接続されている。即ち、コイルCL1-3とコイルCL1-4との接続は直列接続とされている。そしてコイルCL1-4は、当該ビアV1-2-4から始まる反時計回りに(即ち、コイルCL1-2と同じ方向に)、コイルCL1-1乃至コイルCL1-3と同様に例えば銅薄膜線が渦巻き状に三回転半巻回されて構成されている。またその最外周部には、外部接続用の接続用端子O1-2を有している。なおコイルCL1-4を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL1-1乃至コイルCL1-3と同様に、コイルCL1-4の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL1-4では、コイルCL1-1乃至コイルCL1-3と同様に、図6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接続されている。 As shown in FIG. 6, the coil CL1-4 constituting the power transmission coil TC1 is connected to the via V1-2-4 at the innermost peripheral portion thereof for forming an electrical connection with the coil CL1-2. It is That is, the coils CL1-3 and CL1-4 are connected in series. The coil CL1-4 then rotates counterclockwise starting from the via V1-2-4 (that is, in the same direction as the coil CL1-2), like the coils CL1-1 to CL1-3. It is spirally wound three and a half turns. In addition, it has a connection terminal O1-2 for external connection on its outermost periphery. The copper thin-film wires forming the coils CL1-4 have the same width and thickness over the entire circumference of the coils CL1-4, like the coils CL1-1 to CL1-3. Further, in the coil CL1-4, similarly to the coils CL1-1 to CL1-3, the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. are connected by substantially concentric arc-shaped curved portions.

ここで、上記コイルCL1-2と上記コイルCL1-4をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係については、図4を用いて説明したコイルCL1-1とコイルCL1-3における当該位置関係と同様である。 Here, the positional relationship between the copper thin film wires constituting the coil CL1-2 and the coil CL1-4 is the same as the positional relationship between the coil CL1-1 and the coil CL1-3 described with reference to FIG. is.

次に、上記コイルCL1-1乃至コイルCL1-4の接続状態について、図2に示すA-A’部分の断面図として、図7を用いて説明する。 Next, the connection state of the coils CL1-1 to CL1-4 will be described with reference to FIG. 7 as a cross-sectional view taken along the line A-A' shown in FIG.

図7に示すように、図2乃至図6における左辺部では、コイルCL1-1とコイルCL1-3とがフィルムBF1を挟んで積層されており、コイルCL1-1とコイルCL1-3とがビアV1-1-3により電気的に接続されている。一方、同じ左辺部では、コイルCL1-2とコイルCL1-4とがフィルムBF1を挟んで積層されており、コイルCL1-2とコイルCL1-4とがビアV1-2-4により電気的に接続されている。これに対し、図2乃至図6における右辺部では、図示を省略するが同様に、コイルCL1-1乃至コイルCL1-4がフィルムBF1を挟んで積層されており、ビアV1-3-2によりコイルCL1-3とコイルCL1-2とが電気的に接続されている。そして、コイルCL1-1とコイルCL1-4とは、それぞれの最外周部に、接続用端子O1-1及び接続用端子O1-2をそれぞれ有している。これら接続用端子O1-1及び接続用端子O1-2は、送電コイルTC1の場合は送電部TRに接続され、受電コイルRC1の場合は受電部RCに接続されている。なお、第1実施形態の送電コイルTC1としては、上述したコイルCL1-1乃至コイルCL1-4からなる4層構成の構造について説明したが、これ以外に、少なくとも2層のコイルが積層されていれば期待された効果を得ることができることが本発明の発明者の実験により確認されている。よって、送電コイルTC1(又は受電コイルRC1)を構成するコイルの数(層数)としては、第1実施形態の電力伝送システムS1としての目的やコストを考慮して、適切なコイルの数(層数)の構成が選択される。 As shown in FIG. 7, on the left side of FIGS. 2 to 6, the coil CL1-1 and the coil CL1-3 are laminated with the film BF1 interposed therebetween, and the coil CL1-1 and the coil CL1-3 are separated by vias. are electrically connected by V1-1-3. On the other hand, on the same left side, the coil CL1-2 and the coil CL1-4 are laminated with the film BF1 interposed therebetween, and the coil CL1-2 and the coil CL1-4 are electrically connected by the via V1-2-4. It is On the other hand, on the right side of FIGS. 2 to 6, although not shown, the coils CL1-1 to CL1-4 are similarly stacked with the film BF1 interposed therebetween. CL1-3 and coil CL1-2 are electrically connected. The coil CL1-1 and the coil CL1-4 each have a connection terminal O1-1 and a connection terminal O1-2 on the outermost periphery. These connection terminal O1-1 and connection terminal O1-2 are connected to the power transmission section TR in the case of the power transmission coil TC1, and are connected to the power reception section RC in the case of the power reception coil RC1. As the power transmission coil TC1 of the first embodiment, a four-layer structure composed of the coils CL1-1 to CL1-4 described above has been described. It has been confirmed by experiments by the inventors of the present invention that the expected effect can be obtained if Therefore, the number of coils (the number of layers) constituting the power transmission coil TC1 (or the power reception coil RC1) is determined in consideration of the purpose and cost of the power transmission system S1 of the first embodiment. number) configuration is selected.

(III)送電コイルTC1及び受電コイルRC1の製造方法について
次に、第1実施形態の送電コイルTC1及び受電コイルRC1の製造方法について説明する。
(III) Manufacturing method of power transmitting coil TC1 and power receiving coil RC1
Next, a method for manufacturing the power transmitting coil TC1 and the power receiving coil RC1 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)-7の各工程を含む第1製造方法、又は下記(b)-1乃至(b)-9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BF1の両面全体に銅薄膜を形成(二組形成)
(a)-2:上記各組について、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
(a)-3:上記各組について、塗布したレジストを各コイルCL1-1等の銅薄膜線にパターニング
(a)-4:上記各組について、上記パターニング後にエッチング処理を施し、各コイルCL1-1等としての銅薄膜線を形成
(a)-5:上記(a)-1乃至(a)-4によりコイルCL1-1及びコイルCL1-3がその両面に形成された組と、上記(a)-1乃至(a)-4によりコイルCL1-2及びコイルCL1-4がその両面に形成された組と、を、新たなフィルムBF1を挟んで貼り付け
(a)-6:上記ビアV1-1-3、上記ビアV1-2-3及び上記ビアV1-2-4を形成
(a)-7:接続用端子O1-1及び接続用端子O1-2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、の接続
(b)第2製造方法
(b)-1:フィルムBF1の両面全体に銅薄膜を形成(二組形成)
(b)-2:上記各組について、ビアV1-1-3又はビアV1-2-4に相当する位置にレーザ等により貫通穴形成
(b)-3:上記各組について、貫通穴を含む全体に対して無電解銅めっき法及び電界銅めっき法による銅めっき処理を施し、ビアV1-1-3及びビアV1-2-4を形成
(b)-4:上記各組について、上記(b)-3で形成された銅めっき(両面)の上にそれぞれレジストを塗布
(b)-5:上記各組について、塗布したレジストを各コイルCL1-1等の銅薄膜線にパターニング
(b)-6:上記各組について、上記パターニング後にエッチング処理を施し、各コイルCL1-1等としての銅薄膜線を形成
(b)-7:上記(b)-1乃至(b)-6によりコイルCL1-1及びコイルCL1-3がその両面に形成された組と、上記(b)-1乃至(b)-6によりコイルCL1-2及びコイルCL1-4がその両面に形成された組と、を、新たなフィルムBF1を挟んで貼り付け
(b)-8:上記ビアV1-2-3を形成
(b)-9:接続用端子O1-1及び接続用端子O1-2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)との接続
As the manufacturing method, basically the same as the conventional method, the first manufacturing method including the following steps (a)-1 to (a)-7, or the following (b)-1 to (b)-9 It is possible to use a second manufacturing method or the like including each step of .
(a) First manufacturing method
(a)-1: Forming a thin copper film on both sides of the film BF1 (formation of two sets)
(a)-2: For each set, apply a resist on the copper thin film (both sides) formed in (a)-1 above. (a)-3: For each set, apply the resist to each coil. Patterning of copper thin-film wires such as CL1-1 (a)-4: For each of the above sets, etching is performed after the patterning to form copper thin-film wires as each coil CL1-1 etc. (a)-5: Above ( a)-1 to (a)-4 forming a set of the coil CL1-1 and the coil CL1-3 on both sides thereof, and the above-mentioned (a)-1 to (a)-4 forming the coil CL1-2 and the coil CL1 -4 is formed on both sides thereof, and a new film BF1 is sandwiched between them (a)-6: the via V1-1-3, the via V1-2-3, and the via V1-2 -4 is formed (a)-7: Connection between the connection terminal O1-1 and the connection terminal O1-2 and 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: Forming a thin copper film on both sides of the film BF1 (formation of two sets)
(b)-2: For each of the above pairs, through holes are formed at positions corresponding to the vias V1-1-3 or V1-2-4 using a laser or the like. (b)-3: For each of the above pairs, the through holes are formed. Copper plating treatment by electroless copper plating method and electrolytic copper plating method is applied to the whole to form vias V1-1-3 and vias V1-2-4 (b)-4: For each of the above sets, the above (b )-3: Applying a resist to each of the copper plating (both sides) formed in step (b)-5: For each of the above groups, patterning the applied resist on the copper thin-film wires of each coil CL1-1, etc. (b)- 6: Each set is subjected to an etching process after the patterning to form a copper thin film wire as each coil CL1-1, etc. (b)-7: Coil CL1- by the above (b)-1 to (b)-6 1 and coils CL1-3 formed on both sides thereof, and a set having coils CL1-2 and coils CL1-4 formed on both sides thereof by the above (b)-1 to (b)-6, Paste with a new film BF1 sandwiched (b)-8: Form the vias V1-2-3 (b)-9: Connection terminal O1-1 and connection terminal O1-2 and power transmission unit TR (power transmission device T) or connection with the power receiving unit RV (in the case of power receiving device R)

(IV)第1実施例
次に、第1実施形態の送電コイルTC1及び受電コイルRC1を含む第1実施形態の電力伝送システムS1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を踏まえて、図8及び表1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S1を用いて電力伝送を行った場合の効果を、従来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に対比させつつ、説明する。なお以下に説明する場合の従来例としては、一層で6回巻き構造のコイルからなる送電コイル及び受電コイルであって、最内周のコイル端からコイル自体を跨いだ引出線により外部との接続を行う構造の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) First embodiment
Next, regarding the effect of performing power transmission using the power transmission system S1 of the first embodiment including the power transmission coil TC1 and the power reception coil RC1 of the first embodiment, based on the results of experiments conducted by the inventors of the present application, Description will be made with reference to FIG. 8 and Table 1. Note that in the following description, the effect of performing power transmission using the power transmission system S1 of the first embodiment will be compared with the effect of performing power transmission using the power transmission system of the conventional example. explain. As a conventional example in the case described below, a power transmitting coil and a power receiving coil each composed of a coil having a six-turn structure in one layer are connected to the outside by a lead wire extending from the innermost coil end to the coil itself. A power transmission system including a power transmission coil and a power reception coil having a structure for performing

また、図8及び表1にその効果が示されている第1実施形態の送電コイルTC1及び受電コイルRC1の構造は、図2乃至図7を用いて説明したコイルCL1-1乃至コイルCL1-4を含む四層構造ではなく、上記コイルCL1-1及び上記コイルCL1-4のみを備え、当該コイルCL1-1及び当該コイルCL1-4が、それぞれの最内周部で電気的に接続された二層構造とされている。 Also, the structures of the power transmitting coil TC1 and the power receiving coil RC1 of the first embodiment whose effects are shown in FIG. is provided with only the coil CL1-1 and the coil CL1-4, and the coil CL1-1 and the coil CL1-4 are electrically connected at their innermost peripheral portions. It has a layered structure.

Figure 0007264150000001
即ち、第1実施形態の送電コイルTC1及び受電コイルRC1を含む第1実施形態の電力伝送システムS1を用いた電力伝送と、従来例の電力伝送システムを用いた電力伝送と、を、それぞれ、「共振周波数(MHz)」、「Sパラメータ」、「入射率」、「伝送効率(全体)」及び「伝送効率(コイル間)」の各諸元について比較した。ここで上記入射率とは、送電コイルTC1への供給電力(即ち送電コイルTC1への入力電力-送電コイルTC1での反射電力)を当該入力電力で除したパラメータ(供給電力/入力電力)である。また上記伝送効率(全体)とは、受電コイルRC1から出力される伝送電力を送電コイルTC1に対する入力電力で除したパラメータ(伝送電力/入力電力)である。更に上記伝送効率(コイル間)とは、受電コイルRC1から出力される伝送電力を送電コイルTC1への供給電力で除したパラメータ(伝送電力/供給電力)である。
Figure 0007264150000001
That is, the power transmission using the power transmission system S1 of the first embodiment including the power transmission coil TC1 and the power reception coil RC1 of the first embodiment and the power transmission using the power transmission system of the conventional example are each referred to as " Comparison was made with respect to each item of resonance frequency (MHz), S parameter, incidence rate, transmission efficiency (overall), and transmission efficiency (between coils). Here, the incidence rate is a parameter (supplied power/input power) obtained by dividing the power supplied to the power transmission coil TC1 (that is, the input power to the power transmission coil TC1−the reflected power at the power transmission coil TC1) by the input power. . The transmission efficiency (overall) is a parameter (transmission power/input power) obtained by dividing the transmission power output from the power receiving coil RC1 by the input power to the power transmission coil TC1. Further, the transmission efficiency (between coils) is a parameter (transmission power/supply power) obtained by dividing the transmission power output from the power receiving coil RC1 by the power supplied to the power transmission coil TC1.

図8及び表1に示すように、第1実施形態の送電コイルTC1及び受電コイルRC1を含む第1実施形態の電力伝送システムS1を用いた電力伝送は、従来例の電力伝送システムを用いた電力伝送に対して、SパラメータにおけるパラメータS11の低下(即ち送電コイルTC1における反射電力の低減)による入射率の向上、並びにSパラメータにおけるパラメータS21の低下による伝送効率(全体)及び伝送効率(コイル間)の向上と共に、共振周波数の低周波数化が実現されている。 As shown in FIG. 8 and Table 1, the power transmission using the power transmission system S1 of the first embodiment including the power transmission coil TC1 and the power reception coil RC1 of the first embodiment is similar to that of the conventional power transmission system. For transmission, an improvement in the incidence rate due to a reduction in the parameter S11 in the S-parameters (i.e. a reduction in the reflected power in the transmitting coil TC1), and a reduction in the parameter S21 in the S-parameters for transmission efficiency (overall) and transmission efficiency (between coils) Along with the improvement of the resonance frequency, a lower resonance frequency is realized.

以上それぞれ説明したように、第1実施形態の送電コイルTC1及び受電コイルRC1を含む第1実施形態の電力伝送システムS1を用いた電力伝送によれば、コイルCL1-1及びコイルCL1-2の巻回の中心と、当該コイルCL1-1及びコイルCL1-2と同じ巻回方向に巻回されたコイルCL1-3及びコイルCL1-4の当該巻回の中心と、が一致するように各コイルがフィルムBF1を挟んで重ねられており、コイルCL1-1及びコイルCL1-4の最外周部のそれぞれが、接続用端子O1-1及び接続用端子O1-2とされている。よって、送電コイルTC1及び受電コイルRC1を対向させて非接触型の電力伝送を行った場合に、送電コイルTC1又は受電コイルRC1外への漏洩磁界を低減できると共に、接続用端子O1-1及び接続用端子O1-2間における反射を抑えて伝送効率を上げることができる。また、各コイルCL1-1等が積層されていることに起因した当該コイルCL1-1等間の寄生容量の増大に起因して送電コイルTC1又は受電コイルRC1としての共振周波数を低周波数化することができるので、送電コイルTC1又は受電コイルRC1としての共振周波数を調整する場合に各銅薄膜線の長さを短くすることができ、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。 As described above, according to the power transmission using the power transmission system S1 of the first embodiment including the power transmission coil TC1 and the power reception coil RC1 of the first embodiment, the windings of the coil CL1-1 and the coil CL1-2 Each coil is arranged so that the center of the winding coincides with the center of the winding of the coil CL1-3 and the coil CL1-4 wound in the same winding direction as the coil CL1-1 and the coil CL1-2. The coil CL1-1 and the coil CL1-4 are stacked with the film BF1 interposed therebetween, and the outermost peripheral portions of the coil CL1-1 and the coil CL1-4 are used as the connection terminal O1-1 and the connection terminal O1-2, respectively. Therefore, when the power transmission coil TC1 and the power reception coil RC1 are opposed to each other to perform non-contact power transmission, the leakage magnetic field to the outside of the power transmission coil TC1 or the power reception coil RC1 can be reduced. The transmission efficiency can be increased by suppressing the reflection between the terminals O1 and O2. Also, the resonance frequency of the power transmitting coil TC1 or the power receiving coil RC1 is lowered due to an increase in parasitic capacitance between the coils CL1-1 and the like due to the stacking of the coils CL1-1 and the like. Therefore, when adjusting the resonance frequency of the power transmission coil TC1 or the power reception coil RC1, the length of each copper thin film wire can be shortened, and power loss and heat generation due to the electrical resistance of the copper thin film wire can be suppressed. can.

また、コイルCL1-1(コイルCL1-2)の最内周端と、コイルCL1-3(コイルCL1-4)の最内周端部と、が接続されて直列接続が構成されており、コイルCL1-1及びコイルCL1-4それぞれの最外周端部が接続用端子O1-1及び接続用端子O1-2とされているので、いずれかの銅薄膜線を跨いで接続用端子を引き出す必要がないことから、当該跨ぐことによる漏洩磁界を低減することができる。 In addition, the innermost peripheral end of the coil CL1-1 (coil CL1-2) and the innermost peripheral end of the coil CL1-3 (coil CL1-4) are connected to form a series connection. Since the outermost peripheral ends of the CL1-1 and the coil CL1-4 are used as the connection terminal O1-1 and the connection terminal O1-2, respectively, it is necessary to straddle one of the copper thin film wires to pull out the connection terminal. Therefore, it is possible to reduce the leakage magnetic field caused by the straddling.

更に、コイルCL1-1の最内周端部とコイルCL1-3の最内周端部とが接続されて構成された直列接続と、コイルCL1-2の最内周端部とコイルCL1-4の最内周端部とが接続されて構成された直列接続と、の二つの直列接続を備え、コイルCL1-3の最外周端部と、コイルCL1-2の最外周端部と、が接続されており、コイルCL1-1の最外周端部と、コイルCL1-4の最外周端部と、のそれぞれが接続用端子O1-1及び接続用端子O1-2とされているので、送電コイルTC1及び受電コイルRC1外への漏洩磁界をより低減しつつ、多くの電力を非接触で伝送することができる。 Further, a series connection configured by connecting the innermost peripheral end of the coil CL1-1 and the innermost peripheral end of the coil CL1-3, the innermost peripheral end of the coil CL1-2 and the coil CL1-4. and a series connection configured by connecting the innermost peripheral end of the coil CL1-3 to the outermost peripheral end of the coil CL1-2. Since the outermost peripheral end of the coil CL1-1 and the outermost peripheral end of the coil CL1-4 are the connection terminal O1-1 and the connection terminal O1-2, respectively, the power transmission coil A large amount of electric power can be transmitted in a contactless manner while further reducing the leakage magnetic field to the outside of the TC1 and the receiving coil RC1.

更にまた、コイルCL1-1乃至コイルCL1-4のそれぞれが、その径方向に平たい銅薄膜線の巻回により形成されている。よって、銅薄膜線の巻回により形成されているコイルCL1-1乃至コイルCL1-4それぞれの巻回の中心が一致するようにコイルCL1-1乃至コイルCL1-4がフィルムBF1を挟んで重ねられていることで、各コイル間の寄生容量をより大きくして、その共振周波数をより低周波数化することができる。 Furthermore, each of the coils CL1-1 to CL1-4 is formed by winding a flat copper thin film wire in its radial direction. Therefore, the coils CL1-1 to CL1-4 formed by winding thin copper wires are overlapped with the film BF1 interposed therebetween so that the winding centers of the coils CL1-1 to CL1-4 are aligned. As a result, the parasitic capacitance between the coils can be increased, and the resonance frequency can be lowered.

なお、上述した第1実施形態では、各コイルCL1-1等がそれぞれ反時計回りに巻回されている場合について説明した。しかしながらこれ以外に、各コイルがそれぞれ時計回りに巻回されて積層されている送電コイル又は受電コイルの構成に対して本発明を適用することも可能である。 In the above-described first embodiment, the case where each coil CL1-1 and the like is wound counterclockwise has been described. However, other than this, it is also possible to apply the present invention to a configuration of a power transmitting coil or a power receiving coil in which each coil is wound clockwise and stacked.

また上述した第1実施形態では、送電コイルTC1と受電コイルRC1のそれぞれがコイルCL1-1等を備える場合について説明したが、これ以外に、送電コイルTC1又は受電コイルRC1のいずれか一方のみがコイルCL1-1等を備えていてもよい。この場合でも、第1実施形態の電力伝送システムS1と同様の効果を奏し得る。 Further, in the above-described first embodiment, the case where each of the power transmitting coil TC1 and the power receiving coil RC1 includes the coil CL1-1 and the like has been described. CL1-1 and the like may be provided. Even in this case, the same effect as the power transmission system S1 of the first embodiment can be obtained.

(イ)第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について、図9乃至図13を用いて説明する。
(I)電力伝送システムの全体構成及び動作について
第2実施形態の電力伝送システム全体の構成及び動作は、基本的に、第1実施形態の電力伝送システムSの全体構成及び動作と同様であるので、詳細な説明を省略する。
(b) Second embodiment
Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 9 to 13. FIG.
(I) Overall configuration and operation of power transmission system
Since the overall configuration and operation of the power transmission system of the second embodiment are basically the same as the overall configuration and operation of the power transmission system S of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

(II)送電コイル(受電コイル)の構成につい
次に、第2実施形態の電力伝送システムに用いられる、第2実施形態の送電コイル及び受電コイルの構成について、図9乃至図11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ので、以下の説明では、送電コイルTCについて説明する。また、図9及び図10は第2実施形態の送電コイルの構造をそれぞれ示す平面図であり、図11は第2実施形態の送電コイルの構造を示す部分断面図である。
(II) Configuration of Power Transmission Coil (Power Reception Coil) Next, the configuration of the power transmission coil and the power reception coil of the second embodiment, which are used in the power transmission system of the second embodiment, will be described with reference to FIGS. 9 to 11. explain. Since the power transmitting coil TC and the power receiving coil RC of the embodiment basically have the same configuration, the power transmitting coil TC will be described below. 9 and 10 are plan views respectively showing the structure of the power transmission coil of the second embodiment, and FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the structure of the power transmission coil of the second embodiment.

図9にその平面図を示すように、第2実施形態の送電コイルTCは、後述する二つのコイルCL2-1及びコイルCL2-2が、それぞれに絶縁性のフィルムBF2を介して図9の紙面方向に積層されて構成される。なお本第2実施形態では、コイルCL2-1とコイルCL2-2との間の絶縁のためにフィルムBF2を用いているが、こ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、第2実施形態の送電コイル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て薄膜化材料を用いることもできる。ここで、コイルCL2-1及びコイルCL2-2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。 As shown in the plan view of FIG. 9, in the power transmission coil TC of the second embodiment, two coils CL2-1 and CL2-2, which will be described later, are arranged on the page of FIG. It is configured by being laminated in the direction. Although the film BF2 is used for insulation between the coil CL2-1 and the coil CL2-2 in the second embodiment, an insulating material such as a glass epoxy material can also be used. . Further, in order to efficiently dissipate the heat generated by the power transmission coil of the second embodiment, for example, ceramic particles or the like may be dispersed to use a thin film material. Here, the winding centers of the copper thin film wires, which will be described later, constituting the coil CL2-1 and the coil CL2-2, respectively, are the same or substantially the same.

そして図9にその平面図を示すように、第2実施形態の送電コイルを構成するコイルCL2-1は、その最外周部に、外部接続用の接続用端子O2-1を有している。そしてコイルCL2-1は、当該接続用端子O2-1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三回転半巻回されて構成されている。またその最内周部には、図9においてその直下に積層されているコイルCL2-2との間の電気的接続を構成するためのビアV2が接続されている。なおコイルCL2-1を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL2-1の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL2-1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 the plan view of FIG. 9, the coil CL2-1 constituting the power transmission coil of the second embodiment has a connection terminal O2-1 for external connection on its outermost periphery. The coil CL2-1 is configured by, for example, a copper thin film wire spirally wound three and a half turns counterclockwise starting from the connection terminal O2-1, from the outermost circumference toward the innermost circumference. It is A via V2 is connected to the innermost peripheral portion thereof for forming an electrical connection with the coil CL2-2 which is laminated directly under it in FIG. The copper thin film wire forming the coil CL2-1 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL2-1. Furthermore, in the coil CL2-1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. It is

次に、上記フィルムBF2を介して上記コイルCL2-2の直下に積層されているコイルCL2-2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CL2-2のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL2-2 laminated directly below the coil CL2-2 via the film BF2 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a plan view showing only the coil CL2-2.

図10に示すように、第2実施形態の送電コイルを構成するコイルCL2-2は、その最内周部に、上記コイルCL2-1との電気的接続を構成するための上記ビアV2が接続されている。即ち、コイルCL2-1とコイルCL2-2との接続は直列接続とされている。そしてコイルCL2-2は、当該ビアV2から始まる時計回りに(即ち、コイルCL2-1と反対の方向に)、その最内周部から最外周部に向けて、コイルCL2-1と同様に例えば銅薄膜線が渦巻き状に三回転半巻回されて構成されている。またその最外周部に、外部接続用の接続用端子O2-2を有している。なおコイルCL2-2を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL2-1と同様に、コイルCL2-2の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL2-2では、コイルCL2-1と同様に、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。 As shown in FIG. 10, the coil CL2-2 that constitutes the power transmission coil of the second embodiment is connected to the via V2 for forming an electrical connection with the coil CL2-1 at its innermost circumference. It is That is, the connection between the coil CL2-1 and the coil CL2-2 is a series connection. Then, the coil CL2-2 rotates clockwise (that is, in the direction opposite to the coil CL2-1) starting from the via V2, from its innermost periphery to its outermost periphery, similarly to the coil CL2-1, for example A copper thin film wire is spirally wound three and a half turns. It also has a connection terminal O2-2 for external connection on its outermost periphery. The copper thin film wire forming the coil CL2-2 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL2-2, like the coil CL2-1. Further, in the coil CL2-2, as in the coil CL2-1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. Each is connected by an arcuate curve.

ここで、上記コイルCL2-1及び上記コイルCL2-2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係としては、上記反時計方向に巻回されているコイルCL2-1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CL2-2の銅薄膜線の位置と、が、コイルCL2-1及びコイルCL2-2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V2により、コイルCL2-1とコイルCL2-2とが接続されている。これにより、コイルCL2-1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CL2-2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, the positional relationship between the copper thin film wires constituting the coil CL2-1 and the coil CL2-2, respectively, is the position of the copper thin film wire of the coil CL2-1 wound counterclockwise, The position of the copper thin film wire of the coil CL2-2 wound in the clockwise direction is aligned with the position of the copper thin film wire of the coil CL2-1 and the coil CL2-2 when viewed from the winding center of each of the coils CL2-1 and CL2-2. Wire is wound. The coil CL2-1 and the coil CL2-2 are connected by a via V2 connected to the innermost circumference of each. As a result, the winding from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion of the coil CL2-1 is reversed (turned back) at the innermost peripheral portion in the opposite direction, so that the coil CL2-2 is turned from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion. is wound to

次に、上記コイルCL2-1とコイルCL2-2との接続状態について、図9に示すA-A’部分の断面図として、図11を用いて説明する。 Next, the state of connection between the coil CL2-1 and the coil CL2-2 will be described with reference to FIG. 11 as a cross-sectional view taken along the line A-A' shown in FIG.

図11に示すように、図9及び図10における左辺部では、コイルCL2-1とコイルCL2-2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V2により電気的に接続されている。このビアV2の位置で、コイルCL2-1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CL2-2の上記時計方向の巻回が形成されている。 As shown in FIG. 11, on the left side of FIGS. 9 and 10, the coil CL2-1 and the coil CL2-2 are stacked with the film BF2 interposed therebetween, and are electrically connected to each other by vias V2. . At the position of the via V2, the counterclockwise winding of the coil CL2-1 is cut back (folded back) to form the clockwise winding of the coil CL2-2.

(III)第2実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法について
次に、第2実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法について説明する。
(III) Method for manufacturing the power transmitting coil and the power receiving coil of the second embodiment
Next, a method for manufacturing the power transmitting coil and the power receiving coil of the second 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)-6の各工程を含む第1製造方法、又は下記(b)-1乃至(b)-9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
(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
(a)-3:塗布したレジストをコイルCL2-1及びコイルCL2-2の銅薄膜線にパターニング
(a)-4:上記パターニング後にエッチング処理を施し、コイルCL2-1及びコイルCL2-2としての銅薄膜線を形成
(a)-5:上記ビアV2を形成
(a)-6:接続用端子O2-1及び接続用端子O2-2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、の接続
(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
(b)-2:ビアV2に相当する位置にレーザ等により貫通穴形成
(b)-3:貫通穴を含む全体に対して無電解銅めっき法及び電界銅めっき法による銅めっき処理を施し、ビアV2を形成
(b)-4:上記(b)-3で形成された銅めっき(両面)の上にそれぞれレジストを塗布
(b)-5:塗布したレジストをコイルCL2-1及びコイルCL2-2の銅薄膜線にパターニング
(b)-6:上記パターニング後にエッチング処理を施し、コイルCL2-1及びコイルCL2-2としての銅薄膜線を形成
(b)-7:接続用端子O2-1及び接続用端子O2-2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)との接続
As the manufacturing method, basically the same as the conventional method, the first manufacturing method including the following steps (a)-1 to (a)-6, or the following (b)-1 to (b)-9 It is possible to use a second manufacturing method or the like including each step of .
(a) First manufacturing method
(a)-1: Form a copper thin film on both sides of the film BF2 (a)-2: Apply a resist on each of the copper thin films (both sides) formed in (a)-1 above (a)-3: Patterning the applied resist on the copper thin film wires of the coil CL2-1 and the coil CL2-2 (a)-4: Etching is performed after the above patterning to form the copper thin film wires as the coil CL2-1 and the coil CL2-2 ( a)-5: Form the via V2. case) and connection (b) second manufacturing method
(b)-1: Copper thin films are formed on both sides of the film BF2. (b)-2: Through holes are formed at positions corresponding to the vias V2 by using a laser or the like. Electrolytic copper plating and electrolytic copper plating are applied to form vias V2 (b)-4: A resist is applied to each of the copper plating (both sides) formed in (b)-3 above (b )-5: The applied resist is patterned on the copper thin film wires of the coil CL2-1 and the coil CL2-2. Form a line (b)-7: Connection between connection terminal O2-1 and connection terminal O2-2 and power transmission unit TR (in the case of power transmission device T) or power reception unit RV (in the case of power reception device R)

(IV)第2実施例
次に、第2実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第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について、本願の発明者による実験結果を踏まえて、図12及び図13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を、従来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に対比させつつ、説明する。なお以下に説明する場合の従来例としては、一層で6回巻き構造のコイルからなる送電コイル及び受電コイルであって、最内周のコイル端からコイル自体を跨いだ引出線により外部との接続を行う構造の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。また図13は、第2実施形態の送電コイル又は受電コイルに対して1ワットの電力を入力した際の漏洩磁界を示している。更に、図13の横軸はコイルCL1及びコイルCL2の中心を基準とした距離を示しており、縦軸は1マイクロアンペア/メートルを0デシベルとしたときの漏洩磁界を示している。
(IV) Second embodiment
Next, based on the results of experiments conducted by the inventors of the present application, the effect of performing power transmission using the power transmission system of the second embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the second embodiment will be described with reference to FIGS. Description will be made with reference to FIG. Note that in the following description, the effect of performing power transmission using the power transmission system of the second embodiment will be compared with the effect of performing power transmission using the power transmission system of the conventional example. do. As a conventional example in the case described below, a power transmitting coil and a power receiving coil each composed of a coil having a six-turn structure in one layer are connected to the outside by a lead wire extending from the innermost coil end to the coil itself. A power transmission system including a power transmission coil and a power reception coil having a structure for performing Also, FIG. 13 shows the leakage magnetic field when power of 1 watt is input to the power transmitting coil or the power receiving coil of the second embodiment. Furthermore, the horizontal axis of FIG. 13 indicates the distance relative to the center of the coil CL1 and the coil CL2, and the vertical axis indicates the leakage magnetic field when 1 microampere/meter is 0 decibel.

先ず図12(a)に示すように、第2実施形態の送電コイル及び受電コイルを用いた場合、その自己共振周波数である60メガヘルツ付近でSパラメータ(S11)が極端に小さくなっている。これは即ち、上記自己共振周波数において第2実施形態の送電コイル及び受電コイルとしての反射が小さく、よって、当該送電コイルへの供給電力(即ち当該送電コイルへの入力電力-当該送電コイルでの反射電力)を当該入力電力で除したパラメータ(供給電力/入力電力)である入射率が極めて高いことを意味している。これに対して図12(b)に示すように、従来例の電力伝送システムにおけるコイルでは、その自己共振周波数である30メガヘルツ付近でのSパラメータが大きい。よってこのことは、当該コイルの入力側から見た場合の反射が大きい(即ち、上記入射率及び電力伝送システム全体としての効率が低い)ことを示している。 First, as shown in FIG. 12A, when the power transmitting coil and power receiving coil of the second embodiment are used, the S parameter (S11) is extremely small near the self-resonant frequency of 60 megahertz. That is, at the self-resonant frequency, the reflection from the power transmitting coil and the power receiving coil of the second embodiment is small, so that the power supplied to the power transmitting coil (that is, the input power to the power transmitting coil - the power reflected at the power transmitting coil power) divided by the input power (supplied power/input power) is extremely high. On the other hand, as shown in FIG. 12B, the coil in the conventional power transmission system has a large S-parameter around 30 MHz, which is its self-resonance frequency. This therefore indicates that the reflection seen from the input side of the coil is large (ie, the incidence rate and the efficiency of the power transfer system as a whole are low).

一方、第2実施形態の送電コイル及び受電コイルと、従来例の電力伝送システムにおけるコイルとを、漏洩電磁界の観点から比較すると、図13に示すように、図13に白矢印で示すコイルの中心位置から見て、第2実施形態の送電コイル及び受電コイルによる漏洩電磁界(漏洩磁束)の方が、従来例の電力伝送システムにおけるコイルによる漏洩電磁界よりも低く抑えられている。これは、第2実施形態の送電コイル及び受電コイルにおいては、フィルムBF2を挟んで同じ位置に重ねられるコイルCL2-1及びコイルCL2-2の銅薄膜線のそれぞれに相互に反対方向の電流が流れることとなることから、それらにより発生する漏洩電磁界(漏洩磁束)の方向がコイルCL2-1及びコイルCL2-2それぞれの中心方向となり、結果として、外部への漏洩電磁界が抑制されていると考えられる。なおこのことは、本発明の発明者による漏洩磁束の三次元シミュレーションによっても確認されている。 On the other hand, when comparing the power transmitting coil and the power receiving coil of the second embodiment with the coil in the power transmission system of the conventional example from the viewpoint of leakage electromagnetic field, as shown in FIG. When viewed from the center position, the leakage electromagnetic field (leakage magnetic flux) by the power transmission coil and the power reception coil of the second embodiment is suppressed to be lower than the leakage electromagnetic field by the coil in the power transmission system of the conventional example. This is because, in the power transmitting coil and the power receiving coil of the second embodiment, currents in opposite directions flow through the copper thin-film wires of the coil CL2-1 and the coil CL2-2, which are stacked at the same position with the film BF2 interposed therebetween. Therefore, the direction of the leakage electromagnetic field (leakage magnetic flux) generated by them becomes the center direction of each of the coils CL2-1 and CL2-2, and as a result, the leakage electromagnetic field to the outside is suppressed. Conceivable. This fact has also been confirmed by the inventor of the present invention through a three-dimensional simulation of leakage magnetic flux.

以上の図12及び図13を用いた説明により、コイルを流れる電流は従来例の電力伝送システムにおけるコイルの方が小さいのにも拘わらず、コイルの巻回の中心から見た同じ位置で比較すると、第2実施形態の送電コイル及び受電コイルにおける漏洩電磁界(漏洩磁束)がかなり低く抑えられていることになる。 12 and 13, although the current flowing through the coil in the conventional power transmission system is smaller, when compared at the same position viewed from the center of the winding of the coil, , the leakage electromagnetic field (leakage magnetic flux) in the power transmitting coil and the power receiving coil of the second embodiment is suppressed to a considerably low level.

以上それぞれ説明したように、第2実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第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、コイルCL2-1の巻回を構成する各銅薄膜線のコイル径方向の位置と、コイルCL2-2の巻回を構成する各銅薄膜線のコイル径方向の位置と、が、一致又は略一致するようにコイルCL2-1とコイルCL2-2とが重ねられており、コイルCL2-1の最内周端部と、コイルCL2-1と反対方向(反対の巻回方向)に巻回されたコイルCL2-2の最内周端部と、がビアV2により接続されており、コイルCL2-1の最外周端部が接続用端子O2-1とされ、コイルCL2-2の最外周端部が接続用端子O2-2とされている。よって、第2実施形態の送電コイル及び受電コイルを対向させて非接触型の電力伝送を行った場合に、外部への漏洩電磁界を低減できると共に、共振周波数における反射を抑えて伝送効率を上げることができる。また、コイルCL2-1の最外周端部とコイルCL2-2の最外周端部とが接続用端子O2-1及び接続用端子O2-2とされているので、銅薄膜線を跨いで接続用端子を引き出す必要がなく、当該跨ぐことによる漏洩電磁界を低減することができる。更に、コイルCL2-1及びコイルCL2-2間の寄生容量に起因してコイルとしての共振周波数を低減することができるので、コイルとしての共振周波数を調整する場合に各銅薄膜線の長さを短くすることができ、そ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。 As described above, according to power transmission using the power transmission system of the second embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the second embodiment, each copper thin film wire forming the winding of the coil CL2-1 The coil CL2-1 and the coil CL2-2 are arranged such that the radial position of the coil CL2-1 and the coil CL2-2 coincide with or substantially coincide with the radial position of each copper thin film wire that constitutes the winding of the coil CL2-2. The innermost peripheral end of the coil CL2-1 and the innermost peripheral end of the coil CL2-2 wound in the opposite direction (opposite winding direction) to the coil CL2-1 are overlapped, and the via is formed. The outermost peripheral end of coil CL2-1 is used as connection terminal O2-1, and the outermost peripheral end of coil CL2-2 is used as connection terminal O2-2. Therefore, when non-contact power transmission is performed with the power transmitting coil and the power receiving coil of the second embodiment facing each other, the leakage electromagnetic field to the outside can be reduced, and the reflection at the resonance frequency is suppressed to increase the transmission efficiency. be able to. In addition, since the outermost peripheral end of the coil CL2-1 and the outermost peripheral end of the coil CL2-2 are used as the connection terminal O2-1 and the connection terminal O2-2, the connection terminal straddles the copper thin film wire. It is not necessary to pull out the terminal, and the leakage electromagnetic field due to the straddling can be reduced. Furthermore, the resonance frequency of the coil can be reduced due to the parasitic capacitance between the coil CL2-1 and the coil CL2-2. It can be shortened, and power loss and heat generation due to its electrical resistance can be suppressed.

また、コイルCL2-1及びコイルCL2-2のそれぞれが、その径方向に平たい銅薄膜線の巻回により形成されているので、コイルCL2-1とコイルCL2-2それぞれの銅薄膜線のコイル径方向の位置が一致するようにフィルムBFを挟んで重ねられていることで、コイルCL2-1とコイルCL2-2との間の寄生容量をより大きくしてコイルとしての共振周波数をより低減することができる。 In addition, since each of the coil CL2-1 and the coil CL2-2 is formed by winding a copper thin film wire that is flat in its radial direction, the coil diameter of the copper thin film wire of each of the coil CL2-1 and the coil CL2-2 is By sandwiching the film BF so that the positions of the directions match, the parasitic capacitance between the coil CL2-1 and the coil CL2-2 is increased to further reduce the resonance frequency of the coil. can be done.

なお、上述した第2実施形態では、コイルCL2-1が反時計回りに巻回され、コイルCL2-2が時計回りに巻回されている場合について説明した。しかしながらこれ以外に、コイルCL2-1が時計回りに巻回され、コイルCL2-2が反時計回りに巻回されて積層されている送電コイル又は受電コイルの構成に対して本発明を適用することも可能である。 In the second embodiment described above, the case where the coil CL2-1 is wound counterclockwise and the coil CL2-2 is wound clockwise has been described. However, in addition to this, the present invention can be applied to a configuration of a power transmitting coil or a power receiving coil in which the coil CL2-1 is wound clockwise and the coil CL2-2 is wound counterclockwise and laminated. is also possible.

また上述した第2実施形態では、第2実施形態の送電コイルと受電コイルのそれぞれがコイルCL2-1及びコイルCL2-2を備える場合について説明したが、これ以外に、当該送電コイル又は当該受電コイルのいずれか一方のみがコイルCL2-1及びコイルCL2-2を備えていてもよい。この場合でも、第2実施形態の電力伝送システムと同様の効果を奏し得る。 Further, in the second embodiment described above, the case where each of the power transmitting coil and the power receiving coil of the second embodiment includes the coil CL2-1 and the coil CL2-2 has been described. may include the coil CL2-1 and the coil CL2-2. Even in this case, the same effect as the power transmission system of the second embodiment can be obtained.

(ウ)第3実施形態
次に、本発明の第3実施形態について、図14乃至図22を用いて説明する。
(c) Third embodiment
Next, a third embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 14 to 22. FIG.

ここで第3実施形態及びこれに対応する各変形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、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、積層されて構成されている。 Here, the power transmission system by the magnetic field resonance method of the third embodiment and each modification corresponding thereto is arranged to face (that is, face) a power transmission coil that is separated from the power transmission coil. and a power receiving coil that receives power sent from the power transmitting coil. The power transmission coil is configured by 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 laminating a power receiving open coil, which will be described later, and a power receiving loop coil, which will be described later.

(I)第3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
初めに、第3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14を用いて説明する。なお図14は、第3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) About the overall configuration and operation of the power transmission system of the third embodiment
First, the overall configuration and operation of the power transmission system of the third embodiment will be described using FIG. Note that FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of the power transmission system of the third embodiment.

図14に示すように、第3実施形態の電力伝送システムS3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。 As shown in FIG. 14, the power transmission system S3 of the third 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

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、且つ受電オープンコイルROを介して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」の一例に相当する。 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 to the power receiving unit RV via the power receiving open coil RO by the magnetic resonance method. At this time, the power transmitting coil TC or the power receiving coil RC corresponds to an example of the "coil pair" of the present invention.

(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3実施形態の電力伝送システムS3に用いられる、第3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15乃至図20を用いて説明する。なお、第3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15乃至図19は第3実施形態の送電コイルTCの構造を示す平面図であり、図20は第3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15乃至図20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 third embodiment, which are used in the power transmission system S3 of the third embodiment described above, will be described with reference to FIGS. 15 to 20. FIG. Note that the power transmitting coil TC and the power receiving coil RC of the third 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. 15 to 19 are plan views showing the structure of the power transmission coil TC of the third embodiment, and FIG. 20 is a partial cross-sectional view showing the structure of the power transmission coil TC of the third embodiment. 15 to 20 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15にその平面図を示すように、第3実施形態の送電コイルTCは、送電ループコイルTLと、図15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BF3-1(詳細は後述する)を介して図15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CL3-1及びコイルCL3-2が、それぞれに絶縁性のフィルムBF3-2(詳細は後述する)を介して図15の紙面方向に積層されて構成される。なお、上記絶縁用のフィルムBF3-1及びフィルムBF3-2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ことや、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こと、或いは適切な空隙保持材を用いて、必要な空隙を介して積層するように構成してもよいことは、上記第1実施形態又は第2実施形態と同様であり、更に後述する第4実施形態乃至第9実施形態においても同様である。また、送電ループコイルTL、コイルCL3-1及びコイルCL3-2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。 As shown in the plan view of FIG. 15, in the power transmission coil TC of the third embodiment, the power transmission loop coil TL and the power transmission open coil TO not shown in FIG. (to be described later) are stacked in the paper surface direction of FIG. The power transmission open coil TO is configured by laminating two coils CL3-1 and CL3-2, which will be described later, in the paper plane direction of FIG. be done. In addition to the insulating film BF3-1 and film BF3-2, it is also possible to use an insulating material such as a glass epoxy material or, for example, a thin film material in which ceramic particles or the like are dispersed. Alternatively, it is the same as the first embodiment or the second embodiment that it may be configured to be laminated with a necessary gap by using an appropriate gap holding material, and a fourth embodiment to be described later. The same applies to the modes to the ninth embodiment. In addition, the winding centers of the copper thin film wires, which will be described later, constituting the power transmission loop coil TL, the coil CL3-1, and the coil CL3-2, respectively, are the same or substantially the same.

図15に示すように、送電ループコイルTLは、その最外周部の一辺に、送電部TRに接続される接続用端子O3-1及び接続用端子O3-2を有している。そして送電ループコイルTLは、例えば銅薄膜線が一回転(1ターン)巻回されて構成されており、その両端部(図15に示す場合は右辺部の中央)が上記接続用端子O3-1及び上記接続用端子O3-2とされている。なお送電ループコイルTLを構成する上記銅薄膜線は、送電ループコイルTLの全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更に送電ループコイルTL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。 As shown in FIG. 15, the power transmission loop coil TL has a connection terminal O3-1 and a connection terminal O3-2 connected to the power transmission section TR on one side of the outermost peripheral portion thereof. The power transmission loop coil TL is formed by, for example, winding a copper thin film wire one turn (one turn). and the connection terminal O3-2. The copper thin-film wire forming the power transmission loop coil TL has 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. 15, and the straight portions are connected by curved portions.

次に、上記フィルムBF3-1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CL3-1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CL3-1のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL3-1 constituting the power transmission open coil TO, which is laminated directly below the power transmission loop coil TL via the film BF3-1, will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a plan view showing only the coil CL3-1.

図16に示すように、送電オープンコイルTOを構成するコイルCL3-1は、その最外周部が開放端T3-1とされている。そしてコイルCL3-1は、当該開放端T3-1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七回転半(7.5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16の紙面方向においてその直下に積層されているコイルCL3-2との間の電気的接続を構成するためのビアV3が接続されている。なおコイルCL3-1を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL3-1の全周に渡って同一の厚さとされている。一方当該銅薄膜線の幅は、図3に示すように、コイルCL3-1の最外周端部にある開放端T3-1から最内周端部においてビアV3が接続されている部分にかけて広くなっている。このコイルCL3-1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CL3-1を構成する銅薄膜線の幅は、各直線部では一定となっている一方、それらを接続する各曲線部において、その最内周端部に向けて広くなっている。このとき、コイルCL3-1を構成する銅薄膜線の幅は、コイルCL3-1全体としてその最外周端部から最内周端部に向けて広くなっていればよく、当該最外周端部から当該最内周端部にかけて例えば一時的に(部分的に)狭くなっていても、第3実施形態の電力伝送システムS3を用いた電力伝送による効果に対する影響はない。 As shown in FIG. 16, the coil CL3-1 forming the power transmission open coil TO has an open end T3-1 at its outermost periphery. The coil CL3-1 is rotated counterclockwise starting from the open end T3-1, from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion, for example, a copper thin film wire spirally turns seven and a half turns (7.5 turns). It is configured by winding. A via V3 is connected to the innermost peripheral portion thereof for forming an electrical connection with the coil CL3-2 which is laminated directly under it in the paper surface direction of FIG. The copper thin film wire forming the coil CL3-1 has the same thickness over the entire circumference of the coil CL3-1. On the other hand, as shown in FIG. 3, the width of the copper thin film wire increases from the open end T3-1 at the outermost peripheral end of the coil CL3-1 to the portion connected to the via V3 at the innermost peripheral end. ing. In this coil CL3-1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. It is The width of the copper thin film wire that constitutes the coil CL3-1 is constant at each straight line portion, but widens toward the innermost peripheral end at each curved line portion connecting them. At this time, the width of the copper thin film wire that constitutes the coil CL3-1 should be widened from the outermost peripheral end to the innermost peripheral end of the coil CL3-1 as a whole. Even if it is temporarily (partially) narrowed toward the innermost peripheral edge, there is no effect on the effect of power transmission using the power transmission system S3 of the third embodiment.

次に、上記フィルムBF3-2を介して上記コイルCL3-1の直下に積層されているコイルCL3-2の構成について、図17を用いて説明する。なお図17は、当該コイルCL3-2のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL3-2 laminated directly below the coil CL3-1 via the film BF3-2 will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a plan view showing only the coil CL3-2.

図17に示すように、上記コイルCL3-1と共に送電オープンコイルTOを構成するコイルCL3-2は、その最内周部に、上記コイルCL3-1との電気的接続を構成するための上記ビアV3が接続されている。即ち、コイルCL3-1とコイルCL3-2との接続は直列接続とされている。そしてコイルCL3-2は、当該ビアV3から始まる反時計回りに(即ち、コイルCL3-1と同じ方向に)、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七回転半(7.5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T3-2とされている。なおコイルCL3-2を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL3-2の全周に渡って同一の厚さとされている。一方当該銅薄膜線の幅は、図17に示すように、コイルCL3-2の最外周端部にある開放端T3-2から最内周端部においてビアV3が接続されている部分にかけて広くなっている。このコイルCL3-2では、コイルCL3-1と同様に、図17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CL3-2を構成する銅薄膜線の幅は、各直線部では一定となっている一方、それらを接続する各曲線部において、その最内周端部に向けて広くなっている。このとき、コイルCL3-2を構成する銅薄膜線の幅も、上記コイルCL3-1を構成する銅薄膜線の幅と同様に、コイルCL3-2全体としてその最外周端部から最内周端部に向けて広くなっていればよく、当該最外周端部から当該最内周端部にかけて例えば一時的に(部分的に)狭くなっていてもよい。 As shown in FIG. 17, the coil CL3-2, which together with the coil CL3-1 constitutes the power transmitting open coil TO, has the via for forming an electrical connection with the coil CL3-1 at its innermost circumference. V3 is connected. That is, the coil CL3-1 and the coil CL3-2 are connected in series. Then, the coil CL3-2 starts from the via V3 in the counterclockwise direction (that is, in the same direction as the coil CL3-1), from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion, for example, a copper thin film wire spirally. It is wound seven and a half turns (7.5 turns). Further, the outermost peripheral portion thereof is defined as an open end T3-2. The copper thin film wire forming the coil CL3-2 has the same thickness over the entire circumference of the coil CL3-2. On the other hand, as shown in FIG. 17, the width of the copper thin film wire increases from the open end T3-2 at the outermost peripheral end of the coil CL3-2 to the portion connected to the via V3 at the innermost peripheral end. ing. Similar to the coil CL3-1, the coil CL3-2 has straight lines parallel to each other on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. Each is connected by an arcuate curve. The width of the copper thin film wire that constitutes the coil CL3-2 is constant at each straight line portion, but widens toward the innermost peripheral end at each curved line portion connecting them. At this time, the width of the copper thin film wire forming the coil CL3-2 is the same as the width of the copper thin film wire forming the coil CL3-1, and the coil CL3-2 as a whole has a width from the outermost end to the innermost end. However, it may be temporarily (partially) narrowed from the outermost peripheral end to the innermost peripheral end.

ここで、上記コイルCL3-1及び上記コイルCL3-2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係としては、上記反時計方向に巻回されているコイルCL3-1及びコイルCL3-2それぞれの銅薄膜線の位置が、コイルCL3-1及びコイルCL3-2それぞれの巻回の中心から見て略一致するように、それぞれの銅薄膜線が巻回されている。そして、それぞれの最内周部に接続されているビアV3により、コイルCL3-1とコイルCL3-2とが直列に接続されている。これにより、コイルCL3-1の最外周部から最内周部への巻回に対して、同じ巻回方向により当該最内周部でコイルCL3-2が接続され、その巻回方向を維持したまま、コイルCL3-2が最内周部から最外周部へ巻回されていることになる。この構造により、第3実施形態の送電オープンコイルTOとしては、コイルCL3-1において最外周部から最内周部に向けて反時計方向に電流が流れ、その電流が、コイルCL3-2において最内周部から最外周部に向けて同じ反時計方向に流れることになる。 Here, as for the positional relationship between the copper thin-film wires constituting the coil CL3-1 and the coil CL3-2, respectively, the copper of the coil CL3-1 and the coil CL3-2 wound counterclockwise is The copper thin-film wires are wound such that the positions of the thin-film wires of the coils CL3-1 and CL3-2 substantially coincide when viewed from the winding center of each. The coil CL3-1 and the coil CL3-2 are connected in series by the via V3 connected to the innermost circumference of each. As a result, the coil CL3-2 is connected at the innermost circumference in the same winding direction as the coil CL3-1 is wound from the outermost circumference to the innermost circumference, and the winding direction is maintained. As it is, the coil CL3-2 is wound from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion. Due to this structure, in the power transmission open coil TO of the third embodiment, a current flows counterclockwise from the outermost circumference to the innermost circumference in the coil CL3-1, and the current flows to the maximum in the coil CL3-2. It flows in the same counterclockwise direction from the inner peripheral portion to the outermost peripheral portion.

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CL3-1及び上記コイルCL3-2)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18及び図19を用いて説明する。なお図18は、送電ループコイルTLと、コイルCL3-1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BF3-1(図18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CL3-1を破線で、それぞれ示している。また図19は、送電オープンコイルTOのコイルCL3-1と、コイルCL3-2と、の重なり状況を示す平面図であり、コイルCL3-1を実線で、その直下にフィルムBF3-2(図19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CL3-2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 TL and the power transmission open coil TO (that is, the coil CL3-1 and the coil CL3-2) will be described with reference to FIGS. 18 and 19. do. Note that FIG. 18 is a plan view showing the overlapping state of the power transmission loop coil TL and the coil CL3-1. The coils CL3-1 of the power transmission open coil TO stacked via the coils CL3-1 are indicated by dashed lines. Also, FIG. 19 is a plan view showing the overlapping state of the coil CL3-1 and the coil CL3-2 of the power transmission open coil TO. (illustration is omitted in )) are indicated by dashed lines.

図18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V3によりコイルCL3-2と接続されるコイルCL3-1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18に実線で示すように、送電ループコイルTLはコイルCL3-1の外縁に沿って積層されており、接続用端子O3-1及び接続用端子O3-2がそれぞれ巻回の外側に突出する形状とされている。 As shown by the dashed line in FIG. 18, the coil CL3-1 wound from the outer circumference to the inner circumference and connected to the coil CL3-2 by the via V3 at the innermost circumference has Then, the thin copper wire is wound with curved portions so that the positions of the straight portions are deviated inwardly by a quarter of the winding pitch of the thin copper wire. On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 18, the power transmission loop coil TL is laminated along the outer edge of the coil CL3-1, and the connection terminal O3-1 and the connection terminal O3-2 protrude outside the winding. It is considered to be a shape that

次に図19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V3によりコイルCL3-1と接続されるコイルCL3-2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。一方図19に実線で示すように、コイルCL3-1はコイルCL3-2と略同じ位置となるように積層されており、開放端T3-1及び開放端T3-2がそれぞれ巻回の外側に形成されている。 Next, as indicated by the dashed line in FIG. 19, the coil CL3-2 wound from the inner circumference to the outer circumference and connected to the coil CL3-1 by the via V3 at the innermost circumference has a quarter of the coil CL3-2. Each round, the thin copper wire is wound with curved portions so that the position of the straight portion is shifted to the outer peripheral side by a quarter of the winding pitch of the thin copper wire. On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 19, the coil CL3-1 is laminated so as to be at approximately the same position as the coil CL3-2, and the open end T3-1 and the open end T3-2 are outside the winding. formed.

以上の図18及び図19に示した通り、送電ループコイルTLと送電オープンコイルTOのコイルCL3-1及びコイルCL3-2とが積層されている送電コイルTCでは、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CL3-1及びコイルCL3-2)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. 18 and 19 above, in the power transmission coil TC in which the power transmission loop coil TL and the coils CL3-1 and CL3-2 of the power transmission open coil TO are stacked, the power transmission Each copper thin film wire constituting the loop coil TL and the power transmission open coil TO (the coil CL3-1 and the coil CL3-2) are laminated so as to overlap each other.

次に、上記送電ループコイルTLとコイルCL3-1及びコイルCL3-2との積層状態、及びコイルCL3-1とコイルCL3-2との接続状態について、図18及び図19に示すA-A’部分の断面図として、図20を用いて説明する。 Next, the lamination state of the power transmission loop coil TL, the coils CL3-1 and CL3-2, and the connection state of the coils CL3-1 and CL3-2 are shown in FIGS. Description will be made with reference to FIG. 20 as a partial cross-sectional view.

図20に示すように、図15乃至図19における左辺部では、コイルCL3-1とコイルCL3-2とがフィルムBF3-2を挟んで積層されており、それぞれがビアV3により電気的に接続されている。このビアV3の位置から、コイルCL3-1の上記反時計方向の巻回に対して同じ巻回方向となるように、コイルCL3-2の上記反時計方向の巻回が形成されている。一方、コイルCL3-1及びコイルCL3-2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、フィル部BF3-1(図15参照)を挟んで積層されている。 As shown in FIG. 20, on the left side of FIGS. 15 to 19, a coil CL3-1 and a coil CL3-2 are laminated with a film BF3-2 interposed therebetween, and electrically connected to each other by a via V3. ing. From the position of the via V3, the counterclockwise winding of the coil CL3-2 is formed in the same winding direction as the counterclockwise winding of the coil CL3-1. On the other hand, the power transmission open coil TO composed of the coil CL3-1 and the coil CL3-2 and the power transmission loop coil TL are laminated with the fill portion BF3-1 (see FIG. 15) 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3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 of manufacturing the power transmitting coil TC and the power receiving coil RC of the third 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BF3-2の両面全体に銅薄膜を形成
(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
(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CL3-1及びコイルCL3-2の銅薄膜線にパターニング(このとき、第3実施形態のコイルCL3-1(コイルCL3-2)を構成する銅薄膜線の幅が、上述したように、コイルCL3-1(コイルCL3-2)の最外周端部にある開放端T3-1(開放端T3-2)から最内周端部においてビアV3が接続されている部分にかけて広くなるようにパターニングされる。)
(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CL3-1及びコイルCL3-2としての銅薄膜線を形成
(a)-5:上記ビアV3を形成して送電オープンコイルTOとする。
(a)-6:フィルムBF3-1の片面全体に銅薄膜を形成
(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
(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
(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
(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
(a)-11:接続用端子O3-1及び接続用端子O3-2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
(b)第2製造方法
(b)-1:フィルムBF3-2の両面全体に銅薄膜を形成
(b)-2:ビアV3に相当する位置にレーザ等により貫通穴形成
(b)-3:貫通穴を含む全体に対して無電解銅めっき法及び電解銅めっき法による銅めっき処理を施し、ビアV3を形成
(b)-4:上記(b)-3で形成された銅めっき(両面)の上にそれぞれレジストを塗布
(b)-5:上記(b)-4で塗布したレジストをコイルCL3-1及びコイルCL3-2の銅薄膜線にパターニング(このとき、第3実施形態のコイルCL3-1(コイルCL3-2)を構成する銅薄膜線の幅が、上述したように、コイルCL3-1(コイルCL3-2)の最外周端部にある開放端T3-1(開放端T3-2)から最内周端部においてビアV3が接続されている部分にかけて広くなるようにパターニングされる。)
(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CL3-1及びコイルCL3-2としての銅薄膜線を形成して送電オープンコイルTOとする。
(b)-7:フィルムBF3-1の片面全体に銅薄膜を形成
(b)-8:上記(b)-7で形成された銅薄膜の上にレジストを塗布
(b)-9:上記(b)-8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
(b)-10:上記(b)-9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
(b)-11:上記(b)-6の送電オープンコイルTOと、上記(b)-10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
(b)-12:接続用端子O3-1及び接続用端子O3-2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
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: Form a copper thin film on both sides of the film BF3-2 (a)-2: Apply a resist on each of the copper thin films (both sides) formed in (a)-1 above (a)- 3: The resist applied in (a)-2 above is patterned on the copper thin film wires of the coil CL3-1 and the coil CL3-2 on each surface (at this time, the coil CL3-1 (coil CL3- 2), as described above, the width of the copper thin film wire that constitutes the It is patterned so as to widen to the part where the via V3 is connected at the end.)
(a)-4: After the patterning of (a)-3 above, an etching process is performed to form copper thin film wires as the coil CL3-1 and the coil CL3-2. (a)-5: The via V3 is formed to transmit electricity. Let open coil TO.
(a)-6: Form a copper thin film on the entire one side of the film BF3-1 (a)-7: Apply a resist on the copper thin film formed in (a)-6 above (a)-8: Above ( a) Patterning the resist applied in-7 to the thin copper wire of the power 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 bonded together to form a power transmission coil TC (a)-11: Connection terminal (b) second manufacturing method
(b)-1: Copper thin films are formed on both sides of the film BF3-2. (b)-2: Through-holes are formed at positions corresponding to vias V3 by laser or the like. copper plating by electroless copper plating and electrolytic copper plating to form vias V3 (b)-4: Resist is applied to the copper plating (both sides) formed in (b)-3 above. (b)-5: The resist applied in (b)-4 above is patterned on the copper thin film wires of the coil CL3-1 and the coil CL3-2 (at this time, the coil CL3-1 of the third embodiment (coil CL3-2 ) is, as described above, the width of the open end T3-1 (open end T3-2) at the outermost end of the coil CL3-1 (coil CL3-2) to the innermost end patterned so as to widen to the part where the via V3 is connected in the part.)
(b)-6: After the patterning of (b)-5 above, an etching process is performed to form copper thin film wires as the coil CL3-1 and the coil CL3-2 to form the power transmission open coil TO.
(b)-7: Form a copper thin film on the entire one side of the film BF3-1 (b)-8: Apply a resist on the copper thin film formed in (b)-7 above (b)-9: Above ( b) Patterning the resist applied in -8 to the copper thin film wire of the power transmission loop coil TL (b) -10: Etching is performed after the patterning of (b) -9 above to form a copper thin film wire as the power transmission loop coil TL. (b)-11: The power transmission open coil TO of (b)-6 above and the power transmission loop coil TL of (b)-10 above are bonded together to form a power transmission coil TC. (b)-12: Connection terminal O3-1 and connection terminal O3-2 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3実施例
次に、第3実施形態の送電コイルTC及び受電コイルRCを含む第3実施形態の電力伝送システムS3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21及び図22を用いて説明する。なお、図21は第3実施形態のコイルの構造による効果等を示す図であり、図22は当該効果としてのSパラメータ-周波数の関係を示す図である。また以下の説明では、第3実施形態の電力伝送システムS3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、従来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。更に上記実験に当たっては、実施例及び比較例のそれぞれにつき、同一の構成を有する送電コイルと受電コイルとを備える電力伝送システムを用い、送電コイルと受電コイルとの間隔を37.5ミリメートル離して対向させた上で実験を行った。なお、図22に示す実験結果を得た第2実施例及び第2比較例では、第3実施形態に係る送電コイルTCにおける銅薄膜線に代えて、断面が円形の銅線を用いている。
(IV) Third embodiment
Next, experimental results (simulation results) by the inventors of the present application with respect to the effect of performing power transmission using the power transmission system S3 of the third embodiment including the power transmission coil TC and the power reception coil RC of the third embodiment. will be described with reference to FIGS. 21 and 22. FIG. FIG. 21 is a diagram showing the effects and the like of the coil structure of the third embodiment, and FIG. 22 is a diagram showing the S parameter-frequency relationship as the effect. Further, in the following description, the simulation result of the effect when power transmission is performed using the power transmission system S3 of the third embodiment is compared with the simulation result of the effect when power transmission is performed using the power transmission system of the conventional example. This will be explained while comparing the results. Furthermore, in the above experiments, a power transmission system including a power transmission coil and a power reception coil having the same configuration was used for each of the examples and the comparative examples, and the power transmission coil and the power reception coil were opposed to each other with a distance of 37.5 mm. The experiment was conducted after In addition, in the second example and the second comparative example for which the experimental results shown in FIG. 22 were obtained, a copper wire with a circular cross section was used instead of the copper thin film wire in the power transmission coil TC according to the third embodiment.

ここで、図21及び図22に結果が示される実験における諸元を以下に示す。なお以下の説明では、送電コイルについての諸元を説明するが、実験に用いられた受電コイルの諸元も同一である。 Here, the specifications in the experiments whose results are shown in FIGS. 21 and 22 are shown below. In the following description, the specifications of the power transmission coil are described, but the specifications of the power reception coil used in the experiment are also the same.

(1)第3-1実施例(図21参照)として実験結果が示される送電コイルTCの諸元
・全体の大きさ及び形状:一辺が150ミリメートルの略正方形
・送電ループコイルTLの巻回数:1(図2及び図5参照)
・送電ループコイルTLにおける銅薄膜線幅:3ミリメートル
・コイルCL3-1及びコイルCL3-2の巻回数:7.5(図16乃至図19参照)
・コイルCL3-1及びコイルCL3-2における銅薄膜線幅:最外周部で2.0ミリメートル、最内周部で6.5ミリメートル
・送電ループコイルTL並びにコイルCL3-1及びコイルCL3-2それぞれにおける銅薄膜線の厚さ:0.2ミリメートル
(1) Specifications of the power transmission coil TC whose experimental results are shown as the 3-1 embodiment (see FIG. 21)
・Overall size and shape: approximately square with one side of 150 mm ・Number of turns of power transmission loop coil TL: 1 (see FIGS. 2 and 5)
- Copper thin film line width in the transmission loop coil TL: 3 mm - Number of turns of coil CL3-1 and coil CL3-2: 7.5 (see FIGS. 16 to 19)
・Copper thin film line width in coil CL3-1 and coil CL3-2: 2.0 mm at the outermost periphery, 6.5 mm at the innermost periphery ・Power transmission loop coil TL and coil CL3-1 and coil CL3-2 respectively Copper thin film wire thickness in: 0.2mm

(2)第3-1比較例(図21参照)として実験結果が示される送電コイルの諸元
・全体の大きさ及び形状:一辺が150ミリメートルの略正方形
・送電オープンコイルは、銅薄膜線が15.5回(15.5ターン)巻回された一のコイルのみを備える構造
・一のコイルおける銅薄膜線幅:最外周部で1.0ミリメートル、最内周部で3.2ミリメートル(第3実施形態のコイルCL3-1及びコイルCL3-2の半分の幅)
・送電ループコイルの形状は第3実施形態の送電ループコイルTLと同じ
なお、第3-1比較例の受電コイルの構造は、上記第3-1比較例の送電コイルと同一である。
(2) Specifications of the power transmission coil whose experimental results are shown as the 3-1 comparative example (see Fig. 21)
・Overall size and shape: approximately square with a side of 150 mm ・Transmission open coil has a structure with only one coil in which a copper thin film wire is wound 15.5 times (15.5 turns) ・One coil Copper thin film line width in: 1.0 mm at the outermost circumference, 3.2 mm at the innermost circumference (half width of coil CL3-1 and coil CL3-2 in the third embodiment)
The shape of the power transmitting loop coil is the same as that of the power transmitting loop coil TL of the third embodiment. The structure of the power receiving coil of Comparative Example 3-1 is the same as that of the power transmitting coil of Comparative Example 3-1.

(3)第3-2実施例(図22参照)として実験結果が示される送電コイルTCの諸元
・全体の大きさ及び形状:一辺が75ミリメートルの略正方形
・送電ループコイルTLの巻回数:1
・送電ループコイルTLにおける銅線直径:1.5ミリメートル
・コイルCL3-1及びコイルCL3-2の巻回数:5.5
・コイルCL3-1及びコイルCL3-2における銅薄線直径:1.5ミリメートル
(3) Specifications of the power transmission coil TC whose experimental results are shown as the 3-2 embodiment (see FIG. 22)
・ Overall size and shape: approximately square with one side of 75 mm ・ Number of turns of power transmission loop coil TL: 1
・Copper wire diameter in transmission loop coil TL: 1.5 mm ・Number of turns of coil CL3-1 and coil CL3-2: 5.5
・Copper thin wire diameter in coil CL3-1 and coil CL3-2: 1.5 mm

(4)第3-2比較例(図22参照)として実験結果が示される送電コイルの諸元
・全体の大きさ及び形状:一辺が75ミリメートルの略正方形
・送電オープンコイルは、銅線が5.5回(5.5ターン)巻回された一のコイルのみを備える構造
・一のコイルおける銅線直径:1.5ミリメートル、
・送電ループコイルの形状は第3実施形態の送電ループコイルTLと同じ
なお、第3-2比較例の受電コイルの構造は、上記第2比較例の送電コイルと同一である。
(4) Specifications of the power transmission coil whose experimental results are shown as a 3-2 comparative example (see Fig. 22)
・Overall size and shape: approximately square with one side of 75 mm ・Transmission open coil is a structure with only one coil in which copper wire is wound 5.5 times (5.5 turns) ・One coil can be placed Copper wire diameter: 1.5mm,
- The shape of the power transmitting loop coil is the same as that of the power transmitting loop coil TL of the third embodiment. The structure of the power receiving coil of the 3-2 comparative example is the same as that of the power transmitting coil of the second comparative example.

そして図21に示すように、第3-1比較例における送電コイル及び受電コイルの共振周波数が約9.6メガヘルツ程度であるのに対し、第3-1実施例の送電コイルTC及び受電コイルRCの共振周波数は約1.0メガヘルツ程度であり、結果として、第3実施形態の電力伝送システムS3における共振周波数を、第3-1比較例の電力伝送システムにおける共振周波数に対して約十分の一とすることができた。 Then, as shown in FIG. 21, the resonance frequency of the power transmitting coil and the power receiving coil in Comparative Example 3-1 is about 9.6 MHz, whereas the power transmitting coil TC and power receiving coil RC in Example 3-1 is about 1.0 megahertz, and as a result, the resonance frequency in the power transmission system S3 of the third embodiment is about one tenth of the resonance frequency in the power transmission system of the 3-1 comparative example. I was able to

また図22に示すように、第3-2比較例における送電コイル及び受電コイルの共振周波数が約85メガヘルツ程度であるのに対し、第3-2実施例の送電コイルTC及び受電コイルRCの共振周波数は約19メガヘルツ程度であり、結果として、第3実施形態の電力伝送システムS3における共振周波数を、第3-2比較例の電力伝送システムにおける共振周波数に対して約四分の一とすることができた。 Further, as shown in FIG. 22, the resonance frequency of the power transmitting coil and the power receiving coil in Comparative Example 3-2 is about 85 MHz, whereas the resonance frequency of the power transmitting coil TC and the power receiving coil RC in Example 3-2 is about 85 MHz. The frequency is about 19 megahertz, and as a result, the resonance frequency in the power transmission system S3 of the third embodiment is set to about 1/4 of the resonance frequency in the power transmission system of the 3-2 comparative example. was made.

以上それぞれ説明したように、第3実施形態の送電コイルTC及び受電コイルRCを含む第3実施形態の電力伝送システムS3を用いた電力伝送によれば、送電ループコイルTL(受電ループコイルRL)と共に送電コイルTC(受電コイルRC)を構成する送電オープンコイルTO(受電オープンコイルRO)において、コイルCL3-1の銅薄膜線の巻回方向とコイルCL3-2の銅薄膜線の巻回方向とが同じとされ(図16、図17及び図19参照)、コイルCL3-1とコイルCL3-2とが異なる一平面上にそれぞれ巻回されており、コイルCL3-1の巻回の中心とコイルCL3-2の巻回の中心とが一致するようにコイルCL3-1とコイルCL3-2とが重ねられており、コイルCL3-1及びコイルCL3-2それぞれの最外周端部が開放端T3-1及び開放端T3-2とされている。よって、送電コイルTCと受電コイルRCを対向させて非接触型の電力伝送を行った場合に、送電コイルTC(受電コイルRC)としての共振周波数を効果的に低減することができるので、当該共振周波数を調整する場合に各銅薄膜線の長さを短くすることができ、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。 As described above, according to the power transmission using the power transmission system S3 of the third embodiment including the power transmission coil TC and the power reception coil RC of the third embodiment, both the power transmission loop coil TL (the power reception loop coil RL) and In the power transmitting open coil TO (power receiving open coil RO) constituting the power transmitting coil TC (power receiving coil RC), the winding direction of the copper thin film wire of the coil CL3-1 and the winding direction of the copper thin film wire of the coil CL3-2 16, 17 and 19), the coil CL3-1 and the coil CL3-2 are wound on different planes, and the center of the winding of the coil CL3-1 and the coil CL3 The coil CL3-1 and the coil CL3-2 are overlapped so that the winding center of the coil CL3-1 and the coil CL3-2 are aligned with each other, and the outermost peripheral ends of the coils CL3-1 and CL3-2 are the open ends T3-1. and an open end T3-2. Therefore, when the power transmission coil TC and the power reception coil RC are opposed to each other to perform contactless power transmission, the resonance frequency of the power transmission coil TC (power reception coil RC) can be effectively reduced. When adjusting the frequency, the length of each copper thin film wire can be shortened, and power loss and heat generation due to the electrical resistance of the copper thin film wire can be suppressed.

また、コイルCL3-1の最内周部とコイルCL3-2の最内周部とがビアV3により接続されているので、送電コイルTC(受電コイルRC)としての伝送効率を向上させつつ、その共振周波数を効果的に低減することができる。 Further, since the innermost peripheral portion of the coil CL3-1 and the innermost peripheral portion of the coil CL3-2 are connected by the via V3, the transmission efficiency of the power transmitting coil TC (power receiving coil RC) is improved, and the The resonance frequency can be effectively reduced.

更に、コイルCL3-1及びコイルCL3-2のそれぞれが、その径方向に平たい銅薄膜線の巻回により形成されているので、銅薄膜線の巻回により形成されているコイルCL3-1及びコイルCL3-2それぞれの巻回の中心が一致するようにコイルCL3-1及びコイルCL3-2が重ねられていることで、コイルCL3-1及びコイルCL3-2間の寄生容量をより大きくして送電コイルTC(受電コイルRC)としての共振周波数をより低周波数化することができる。 Furthermore, since each of the coil CL3-1 and the coil CL3-2 is formed by winding a copper thin film wire that is flat in its radial direction, the coil CL3-1 and the coil CL3-1 formed by winding the copper thin film wire By overlapping the coils CL3-1 and CL3-2 so that the centers of the windings of the coils CL3-2 coincide with each other, the parasitic capacitance between the coils CL3-1 and CL3-2 is increased to transmit power. The resonance frequency of the coil TC (receiving coil RC) can be further lowered.

(V)第3変形形態
次に、第3実施形態の本発明の変形形態について説明する。上述した第3実施形態の電力伝送システムS3の構成については、以下の(A)乃至(I)に示すような変形を加えてもよい。本発明の発明者は、当該各変形を加えても、上記電力伝送システムS3と同等の効果を奏し得ることを確認している。
(V) Third Modification
Next, a modification of the third embodiment of the invention will be described. The configuration of the power transmission system S3 of the third embodiment described above may be modified as shown in (A) to (I) below. The inventors of the present invention have confirmed that the same effects as those of the power transmission system S3 can be obtained even if each modification is added.

(A)第3-1変形形
先ず第3-1変形形態として、例えば第3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)では、それぞれを構成するコイルCL3-1及びコイルCL3-2それぞれの巻回数を七回転半(7.5ターン)としたが、これら以外に、コイルCL3-1とコイルCL3-2が上記と異なる巻回数であってもよいし、コイルCL3-1の巻回数とコイルCL3-2の巻回数とが異なっていてもよい。
(A) 3-1 Modification First, as a 3-1 modification, for example, in the power transmission open coil TO (or power reception open coil RO) of the third embodiment, the coil CL3-1 and the coil CL3- 2. The number of turns of each of the coils CL3-1 and CL3-2 is seven and a half turns (7.5 turns). The number of turns may differ from the number of turns of coil CL3-2.

(B)第3-2変形形態
次に第3-2変形形態として、第3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)では、例えば送電ループコイルTL(又は受電ループコイルRL)とコイルCL3-1とを異なる層内に形成したが、これらを同じ層内に形成し、且つ送電ループコイルTL(又は受電ループコイルRL)とコイルCL3-1とを同心に積層してもよい。
(B) 3-2 variant
Next, as a 3-2 modification, in the power transmitting open coil TO (or power receiving open coil RO) of the third embodiment, for example, the power transmitting loop coil TL (or power receiving loop coil RL) and the coil CL3-1 are arranged in different layers. However, they may be formed in the same layer, and the power transmitting loop coil TL (or power receiving loop coil RL) and the coil CL3-1 may be concentrically stacked.

(C)第3-3変形形態
次に第3-3変形形態として、第3実施形態のコイルCL3-1とコイルCL3-2とは、それぞれの最内周部でビアV3により接続されていたが、これら以外に、コイルCL3-1とコイルCL3-2とが相互に絶縁されていてもよい。
(C) 3-3 modified form
Next, as a 3-3 modification, the coil CL3-1 and the coil CL3-2 of the third embodiment were connected by the via V3 at their innermost peripheral portions. 1 and the coil CL3-2 may be insulated from each other.

(D)第3-4変形形態
次に第3-4変形形態として、第3実施形態の送電ループコイルTL(又は受電ループコイルRL)の側から見た第3実施形態のコイルCL3-1及びコイルCL3-2の順番を入れ換えてもよい。
(D) 3rd-4th variant
Next, as a 3-4 modification, the order of the coil CL3-1 and the coil CL3-2 of the third embodiment viewed from the power transmitting loop coil TL (or the power receiving loop coil RL) of the third embodiment is reversed. good too.

(E)第3-5変形形態
次に第3-5変形形態として、第3実施形態の送電コイルTCにおける送電ループコイルTLの位置と送電オープンコイルTOの位置とを入れ換え、また、第3実施形態の受電コイルRCにおける受電ループコイルRLの位置と受電オープンコイルROの位置とを入れ換えてもよい。この第3-5変形形態の場合、第3-5変形形態の電力伝送システム全体としては、送電コイルの送電ループコイルTLと受電コイルの受電ループコイルRLとが相互に対向して配置されることになる。
(E) 3rd-5th variant
Next, as a third-fifth modification, the position of the power transmitting loop coil TL and the position of the power transmitting open coil TO in the power transmitting coil TC of the third embodiment are exchanged, and the power receiving loop coil in the power receiving coil RC of the third embodiment The position of RL and the position of power receiving open coil RO may be interchanged. In the case of the 3-5 modification, in the power transmission system of the 3-5 modification as a whole, the power transmission loop coil TL of the power transmission coil and the power reception loop coil RL of the power reception coil are arranged to face each other. become.

(F)第3-6変形形態
次に第3-6変形形態として、第3実施形態のコイルCL3-1及びコイルCL3-2では、それらの幅を、その外周から内周にかけて広くする構成としたが、これら以外に、コイルCL3-1及びコイルCL3-2の幅が全周に渡って同じでもよい。
(F) 3rd-6th variant
Next, as a 3-6 modification, the coil CL3-1 and the coil CL3-2 of the third embodiment are configured so that their widths are widened from the outer circumference to the inner circumference, but in addition to these, the coil CL3 -1 and the width of the coil CL3-2 may be the same over the entire circumference.

(G)第3-7変形形態
次に第3-7変形形態として、第3実施形態の送電オープンコイルTO(受電オープンコイルRO)がコイルCL3-1及びコイルCL3-2の二層積層構造とされていたところ、巻回方向が同じ四つのコイルを積層することにより送電オープンコイル(受電オープンコイル)を構成してもよい。この場合、第1のコイルについては最外周部から最内周部に反時計方向に銅薄膜線を巻回させ、当該最内周部で第2のコイルに接続し、第2のコイルについては第1のコイルと接続された最内周部から最外周部に反時計方向に銅薄膜線を巻回させ、当該最外周部で第3のコイルに接続する。更に、第3のコイルについては最外周部から最内周部に反時計方向に銅薄膜線を巻回させ、当該最内周部で第4のコイルに接続し、第4のコイルについては第3のコイルと接続された最内周部から最外周部に反時計方向に銅薄膜線を巻回させる。また、第1のコイルの最外周端部と第4のコイルの最外周端部はそれぞれ開放端として構成するのが好ましい。
(G) 3rd-7th variant
Next, as a 3-7 modification, the power transmission open coil TO (power reception open coil RO) of the third embodiment has a two-layer laminated structure of the coil CL3-1 and the coil CL3-2, but the winding direction is A power transmitting open coil (power receiving open coil) may be configured by stacking the same four coils. In this case, for the first coil, the copper thin film wire is wound counterclockwise from the outermost circumference to the innermost circumference, and is connected to the second coil at the innermost circumference. A copper thin film wire is wound counterclockwise from the innermost peripheral portion connected to the first coil to the outermost peripheral portion, and the outermost peripheral portion is connected to the third coil. Furthermore, for the third coil, the copper thin film wire is wound counterclockwise from the outermost circumference to the innermost circumference, and is connected to the fourth coil at the innermost circumference. A copper thin film wire is wound counterclockwise from the innermost peripheral portion connected to the coil No. 3 to the outermost peripheral portion. Further, it is preferable that the outermost peripheral end portion of the first coil and the outermost peripheral end portion of the fourth coil are respectively configured as open ends.

(H)第3-8変形形態
次に第3-8変形形態として、上述した第3実施形態では、送電オープンコイルTO(受電オープンコイルRO)において、コイルCL3-1の各巻回の径方向の位置と、コイルCL3-2の各巻回の径方向の位置と、が、一致するように構成したが(図16、図17及び図19参照)、これに限らず、当該各巻回の径方向の位置が異なっていても、コイルCL3-1とコイルCL3-2とが積層されていれば、所望される寄生容量の調整が可能となり、上記第3実施形態の電力伝送システムSと同等の効果を奏し得る。
(H) 3rd-8th variant
Next, as a 3-8 modification, in the above-described third embodiment, in the power transmission open coil TO (power reception open coil RO), the radial position of each turn of the coil CL3-1 and each turn of the coil CL3-2 Although the positions of the turns in the radial direction are configured to match (see FIGS. 16, 17 and 19), this is not limiting, and even if the positions of the turns in the radial direction are different, the coil CL3 -1 and the coil CL3-2 are laminated, it is possible to adjust the desired parasitic capacitance, and the same effect as that of the power transmission system S of the third embodiment can be obtained.

(I)第3-9変形形態
最後に第3-9変形形態として、第3実施形態において、開放端とされている送電オープンコイルTO又は受電オープンコイルTOの端部に対して直列又は並列に、或いは送電ループコイルTL又は受電ループコイルRLに対して並列に、それぞれコンデンサを更に接続して、送電ループコイルTO又は受電ループコイルRO、或いは送電オープンコイルTL又は受電オープンコイルRLとしての共振周波数の低周波数化を図るように構成してもよい。
(I) 3rd-9th variant
Finally, as a third-ninth modification, in the third embodiment, in series or parallel with the end of the open end of the power transmission open coil TO or the power reception open coil TO, or the power transmission loop coil TL or the power reception loop Capacitors are further connected in parallel with the coil RL to lower the resonance frequency of the power transmitting loop coil TO or the power receiving loop coil RO, or the power transmitting open coil TL or the power receiving open coil RL. may

(エ)第4実施形態
次に、本発明の第4実施形態について、図23乃至図30を用いて説明する。
(I)電力伝送システムの全体構成及び動作について
第4実施形態の電力伝送システム全体の構成及び動作は、基本的に、第3実施形態の電力伝送システムS3の全体構成及び動作と同様であるので、詳細な説明を省略する。このとき、送電ループコイルTL及び受電ループコイルRLが本発明の「第2コイル」の一例に相当し、送電オープンコイルTO及び受電オープンコイルROが本発明の「第1コイル」の一例に相当する。
(d) Fourth embodiment
Next, a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 23 to 30. FIG.
(I) Overall configuration and operation of power transmission system
Since the overall configuration and operation of the power transmission system of the fourth embodiment are basically the same as the overall configuration and operation of the power transmission system S3 of the third embodiment, detailed description thereof will be omitted. At this time, the power transmitting loop coil TL and the power receiving loop coil RL correspond to an example of the "second coil" of the present invention, and the power transmitting open coil TO and the power receiving open coil RO correspond to an example of the "first coil" of the present invention. .

(II)第4実施形態の送電コイル(受電コイル)の構成について
次に、上述した第4実施形態の電力伝送システムに用いられる、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルの構成について、図23乃至図27を用いて説明する。なお、第4実施形態の送電コイルと受電コイルとは、基本的に同じ構成を備える。即ち、第4実施形態の送電ループコイルの構成と、第4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。また、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。更に、第4実施形態の送電ループコイルと第4実施形態の送電オープンコイルとの第4実施形態の送電コイル内における位置関係と、第4実施形態の受電ループコイルと第4実施形態の受電オープンコイルとの第4実施形態の受電コイル内における位置関係とも、基本的に同一である。よって以下の説明では、第4実施形態の送電コイルについて、その構造を説明する。また、図23乃至図26は第4実施形態の送電コイルの構造をそれぞれ示す平面図であり、図27は第4実施形態の送電コイルの構造を示す部分断面図である。なお図23乃至図26は、第4実施形態の送電装置において第4実施形態の送電コイルを第4実施形態の送電部側から見た平面図である。
(II) Configuration of power transmitting coil (power receiving coil) of the fourth embodiment
Next, configurations of the power transmission coil and the power reception coil of the fourth embodiment, which are used in the power transmission system of the fourth embodiment described above, will be described with reference to FIGS. 23 to 27. FIG. Note that the power transmitting coil and the power receiving coil of the fourth embodiment basically have the same configuration. That is, the configuration of the power transmitting loop coil of the fourth embodiment and the configuration of the power receiving loop coil of the fourth embodiment are basically the same. Also, 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 the same. Furthermore, the positional relationship in the power transmission coil of the fourth embodiment between the power transmission loop coil of the fourth embodiment and the power transmission open coil of the fourth embodiment, the power reception loop coil of the fourth embodiment and the power reception open coil of the fourth embodiment The positional relationship within the power receiving coil of the fourth embodiment with the coil is also basically the same. Therefore, in the following description, the structure of the power transmission coil of the fourth embodiment will be described. 23 to 26 are plan views respectively showing the structure of the power transmission coil of the fourth embodiment, and FIG. 27 is a partial cross-sectional view showing the structure of the power transmission coil of the fourth embodiment. 23 to 26 are plan views of the power transmission coil of the fourth embodiment viewed from the power transmission section side of the fourth embodiment in the power transmission device of the fourth embodiment.

図23にその平面図を示すように、第4実施形態の送電コイルは、第4実施形態の送電ループコイルTL4と、図23において図示されない第4実施形態の送電オープンコイルと、が、絶縁性のフィルムBF4-1を介して図23の紙面方向に積層されて構成される。また第4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CL4-1及びコイルCL4-2が、それぞれに絶縁性のフィルムBF4-2を介して積層されて構成される。また、送電ループコイルTL4、コイルCL4-1及びコイルCL4-2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。 As shown in the plan view of FIG. 23, in the power transmission coil of the fourth embodiment, the power transmission loop coil TL4 of the fourth embodiment and the power transmission open coil of the fourth embodiment not shown in FIG. 23 through the film BF4-1. Further, the power transmission open coil of the fourth embodiment is configured by laminating two coils CL4-1 and CL4-2, which will be described later, with an insulating film BF4-2 interposed therebetween. In addition, the winding centers of the copper thin film wires, which will be described later and which respectively constitute the power transmission loop coil TL4, the coil CL4-1, and the coil CL4-2, are the same or substantially the same.

そして図23に示すように、送電ループコイルTL4は、その最外周部の一辺に、第4実施形態の送電部に接続される接続用端子O4-1及び接続用端子O4-2を有している。そして送電ループコイルTL4は、例えば銅薄膜線が一回転巻回されて構成されており、その両端部(図に示す場合は右辺部の中央)が上記接続用端子O4-1及び上記接続用端子O4-2とされている。なお送電ループコイルTL4を構成する上記銅薄膜線は、送電オープンコイルTL4の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更に送電オープンコイルTL4では、図23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。 As shown in FIG. 23, the power transmission loop coil TL4 has a connection terminal O4-1 and a connection terminal O4-2, which are connected to the power transmission section of the fourth embodiment, on one side of its outermost periphery. there is The power transmission loop coil TL4 is formed by winding a copper thin film wire, for example, one turn, and both ends (the center of the right side in the figure) are connected to the connection terminal O4-1 and the connection terminal O4-1. It is designated as O4-2. The copper thin film wire forming the power transmission loop coil TL4 has the same width and thickness over the entire circumference of the power transmission open coil TL4. Furthermore, in the power transmission open coil TL4, straight lines are provided on each of the upper side, lower side, left side, and right side in FIG. 23, and the respective straight lines are connected by curved lines.

次に、上記フィルムBF4-1を介して上記送電ループコイルTL4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CL4-1の構成について、図24を用いて説明する。なお図24は、当該コイルCL4-1のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL4-1 constituting the power transmission open coil of the fourth embodiment, which is laminated directly below the power transmission loop coil TL4 via the film BF4-1, will be described using FIG. . FIG. 24 is a plan view showing only the coil CL4-1.

図24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CL4-1は、その最外周部が開放端T4-1とされている。そしてコイルCL4-1は、当該開放端T4-1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三回転半巻回されて構成されている。またその最内周部には、図24においてその直下に積層されているコイルCL4-2との間の電気的接続を構成するためのビアV4が接続されている。なおコイルCL4-1を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL4-1の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL4-1では、図24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. 24, the coil CL4-1 that constitutes the power transmission open coil of the fourth embodiment has an open end T4-1 at the outermost peripheral portion thereof. The coil CL4-1 is configured by, for example, a copper thin film wire spirally wound three and a half turns counterclockwise starting from the open end T4-1, from the outermost periphery toward the innermost periphery. ing. Further, a via V4 is connected to the innermost peripheral portion thereof for forming an electrical connection with the coil CL4-2 layered directly under it in FIG. The copper thin film wire forming the coil CL4-1 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL4-1. Furthermore, in the coil CL4-1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. It is

次に、上記フィルムBF4-2を介して上記コイルCL4-1の直下に積層されているコイルCL4-2の構成について、図25を用いて説明する。なお図25は、当該コイルCL4-2のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL4-2 laminated directly below the coil CL4-1 via the film BF4-2 will be described with reference to FIG. FIG. 25 is a plan view showing only the coil CL4-2.

図25に示すように、上記コイルCL4-1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CL4-2は、その最内周部に、上記コイルCL4-1との電気的接続を構成するための上記ビアV4が接続されている。即ち、コイルCL4-1とコイルCL4-2との接続は直列接続とされている。そしてコイルCL4-2は、当該ビアV4から始まる時計回りに(即ち、コイルCL4-1と反対の方向に)、その最内周部から最外周部に向けて、コイルCL4-1と同様に例えば銅薄膜線が渦巻き状に三回転半巻回されて構成されている。またその最外周部が開放端T4-2とされている。なおコイルCL4-2を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL4-1と同様に、コイルCL4-2の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL4-2では、コイルCL4-1と同様に、図25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. 25, the coil CL4-2, which together with the coil CL4-1 constitutes the power transmission open coil of the fourth embodiment, has an electrical connection with the coil CL4-1 at its innermost peripheral portion. is connected to the via V4 for That is, the coil CL4-1 and the coil CL4-2 are connected in series. Then, the coil CL4-2 starts from the via V4 in the clockwise direction (that is, in the direction opposite to the coil CL4-1), from its innermost circumference to its outermost circumference, similarly to the coil CL4-1, for example A copper thin film wire is spirally wound three and a half turns. Further, the outermost peripheral portion thereof is an open end T4-2. The copper thin film wire forming the coil CL4-2 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL4-2, like the coil CL4-1. Furthermore, in the coil CL4-2, like the coil CL4-1, parallel straight lines are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. Each is connected by an arcuate curve.

ここで、上記コイルCL4-1及び上記コイルCL4-2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係としては、上記反時計方向に巻回されているコイルCL4-1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CL4-2の銅薄膜線の位置と、が、コイルCL4-1及びコイルCL4-2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V4により、コイルCL4-1とコイルCL4-2とが直列に接続されている。これにより、コイルCL4-1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CL4-2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, the positional relationship between the copper thin film wires constituting the coil CL4-1 and the coil CL4-2 is as follows: the position of the copper thin film wire of the coil CL4-1 wound counterclockwise; The position of the copper thin film wire of the coil CL4-2 wound in the clockwise direction coincides with the position of the copper thin film wire of the coil CL4-1 and the coil CL4-2 when viewed from the winding center of each copper thin film. Wire is wound. The coil CL4-1 and the coil CL4-2 are connected in series by the via V4 connected to the innermost circumference of each. As a result, the winding from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion of the coil CL4-1 is reversed (turned back) at the innermost peripheral portion in the opposite direction, so that the coil CL4-2 is turned from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion. is wound to

次に、上記送電ループコイルTL4並びに第4実施形態の送電オープンコイル(即ち上記コイルCL4-1及び上記コイルCL4-2)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26を用いて説明する。なお図26は、送電ループコイルTL4と、コイルCL4-1及びコイルCL4-2と、の重なり状況を示す平面図であり、送電ループコイルTL4を実線で、その直下にフィルムBF4-1(図26において図示を省略している)を介して積層されている第4実施形態の送電オープンコイルのコイルCL4-1及びコイルCL4-2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CL4-1及びコイルCL4-2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係は、図26においては全く同一となる。 Next, the positional relationship between the copper thin film wires constituting the power transmission loop coil TL4 and the power transmission open coil (that is, the coil CL4-1 and the coil CL4-2) of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. do. FIG. 26 is a plan view showing how the power transmission loop coil TL4 and the coils CL4-1 and CL4-2 overlap. (illustration is omitted in )) are indicated by dashed lines, respectively, of the power transmission open coils CL4-1 and CL4-2 of the fourth embodiment. As described above, the positional relationship between the copper thin film wires forming the coil CL4-1 and the coil CL4-2 are exactly the same in FIG.

図26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V4によりコイルCL4-2と接続されるコイルCL4-1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26に実線で示すように、送電ループコイルTL4は、コイルCL4-1の外縁に沿って積層されており、接続用端子O4-1及び接続用端子O4-2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TL4と第4実施形態の送電オープンコイル(コイルCL4-1及びコイルCL4-2)とが積層されている第4実施形態の送電コイルでは、図26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TL4と第4実施形態の送電オープンコイル(コイルCL4-1及びコイルCL4-2)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. 26, the coil CL4-1 wound from the outer circumference to the inner circumference and connected to the coil CL4-2 by the via V4 at its innermost circumference has , 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. On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 26, the power transmission loop coil TL4 is laminated along the outer edge of the coil CL4-1, and the connection terminal O4-1 and the connection terminal O4-2 are arranged outside the winding. It has a protruding shape. As a result, as shown in FIG. On each of the left and right sides, the copper thin film wires forming the power transmission loop coil TL4 and the power transmission open coils (coil CL4-1 and coil CL4-2) of the fourth embodiment are laminated so as to overlap each other.

次に、上記送電ループコイルTL4とコイルCL4-1及びコイルCL4-2との積層状態、及びコイルCL4-1とコイルCL4-2との接続状態について、図26に示すA-A’部分の断面図として、図27を用いて説明する。 Next, regarding the lamination state of the power transmission loop coil TL4, the coils CL4-1 and CL4-2, and the connection state of the coils CL4-1 and CL4-2, the cross section of the AA' portion shown in FIG. Description will be made with reference to FIG. 27 as a diagram.

図27に示すように、図23乃至図26における左辺部では、コイルCL4-1とコイルCL4-2とがフィルムBF4-2を挟んで積層されており、それぞれがビアにより電気的に接続されている。このビアV4の位置で、コイルCL4-1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CL4-2の上記時計方向の巻回が形成されている。一方、コイルCL4-1及びコイルCL4-2からなる第4実施形態の送電オープンコイルと送電ループコイルTL4とは、フィルムBF4-1(図23参照)を挟んで積層されている。 As shown in FIG. 27, on the left side of FIGS. 23 to 26, a coil CL4-1 and a coil CL4-2 are laminated with a film BF4-2 interposed therebetween, and are electrically connected to each other by vias. there is At the position of the via V4, the counterclockwise winding of the coil CL4-1 is cut back (folded back) to form the clockwise winding of the coil CL4-2. On the other hand, the power transmission open coil and the power transmission loop coil TL4 of the fourth embodiment composed of the coil CL4-1 and the coil CL4-2 are laminated with the film BF4-1 (see FIG. 23) 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4実施形態の送電コイル及び受電コイル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 and the power receiving coil of the fourth 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BF4-2の両面全体に銅薄膜を形成
(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
(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CL4-1及びコイルCL4-2の銅薄膜線にパターニング
(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CL4-1及びコイルCL4-2としての銅薄膜線を形成
(a)-5:上記ビアV4を形成して第4実施形態の送電オープンコイルとする。
(a)-6:フィルムBF4-1の片面全体に銅薄膜を形成
(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
(a)-8:上記(a)-7で塗布したレジストを送電ループコイルTL4の銅薄膜線にパターニング
(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TL4としての銅薄膜線を形成
(a)-10:上記(a)-5の送電オープンコイルと、上記(a)-9の送電ループコイルTL4と、を貼り合わせて第4実施形態の送電コイルを形成
(a)-11:接続用端子O4-1及び接続用端子O4-2と、第4実施形態の送電部(第4実施形態の送電装置T場合)又は第4実施形態の受電部(第4実施形態の受電装置の場合)とを接続
(b)第2製造方法
(b)-1:フィルムBF4-2の両面全体に銅薄膜を形成
(b)-2:ビアV4に相当する位置にレーザ等により貫通穴形成
(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V4を形成
(b)-4:上記(b)-3で形成された銅めっき(両面)の上にそれぞれレジストを塗布
(b)-5:上記(b)-4で塗布したレジストをコイルCL4-1及びコイルCL4-2の銅薄膜線にパターニング
(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CL4-1及びコイルCL4-2としての銅薄膜線を形成して第4実施形態の送電オープンコイルとする。
(b)-7:フィルムBF4-1の片面全体に銅薄膜を形成
(b)-8:上記(b)-7で形成された銅薄膜の上にレジストを塗布
(b)-9:上記(b)-8で塗布したレジストを送電ループコイルTL4の銅薄膜線にパターニング
(b)-10:上記(b)-9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TL4としての銅薄膜線を形成
(b)-11:上記(b)-6の送電オープンコイルと、上記(b)-10の送電ループコイルTL4と、を貼り合わせて第4実施形態の送電コイルを形成
(b)-12:接続用端子O4-1及び接続用端子O4-2と第4実施形態の送電部(第4実施形態の送電装置の場合)又は第4実施形態の受電部(第4実施形態の受電装置の場合)とを接続
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: Form a copper thin film on both sides of the film BF4-2 (a)-2: Apply a resist on each of the copper thin films (both sides) formed in (a)-1 above (a)- 3: Patterning the resist applied in (a)-2 above to the copper thin film wires of coil CL4-1 and coil CL4-2 on each side (a)-4: Etching treatment after patterning in (a)-3 above to form copper thin film wires as coils CL4-1 and CL4-2.
(a)-6: Form a copper thin film on the entire one side of the film BF4-1 (a)-7: Apply a resist on the copper thin film formed in (a)-6 above (a)-8: Above ( Patterning the resist applied in a)-7 to the copper thin film wire of the power transmission loop coil TL4 (a)-9: After the patterning of (a)-8 above, an etching treatment is performed to form a copper thin film wire as the power transmission loop coil TL4. (a)-10: The power transmission open coil of (a)-5 above and the power transmission loop coil TL4 of (a)-9 above are bonded together to form the power transmission coil of the fourth embodiment (a)-11: The connection terminal O4-1 and the connection terminal O4-2 and the power transmission unit of the fourth embodiment (for the power transmission device T of the fourth embodiment) or the power reception unit of the fourth embodiment (for the power reception device of the fourth embodiment) case) and (b) Second manufacturing method
(b)-1: Copper thin films are formed on both sides of the film BF4-2. (b)-2: Through-holes are formed at positions corresponding to vias V4 by laser or the like. copper plating by electroless copper plating and electrolytic copper plating to form vias V4 (b)-4: Resist is applied to the copper plating (both sides) formed in (b)-3 above. (b)-5: Patterning the resist applied in (b)-4 above to the copper thin film wires of coil CL4-1 and coil CL4-2 (b)-6: Etching treatment after patterning in (b)-5 above Then, copper thin film wires are formed as the coil CL4-1 and the coil CL4-2 to form the power transmission open coil of the fourth embodiment.
(b)-7: Form a copper thin film on the entire one side of the film BF4-1 (b)-8: Apply a resist on the copper thin film formed in (b)-7 above (b)-9: Above ( b) Patterning the resist applied in -8 to the thin copper wire of the power transmission loop coil TL4 (b)-10: After the patterning in (b)-9 above, etching is performed to form a thin copper wire as the power transmission loop coil TL4. (b)-11: The power transmission open coil of (b)-6 above and the power transmission loop coil TL4 of (b)-10 above are bonded together to form the power transmission coil of the fourth embodiment (b)-12: The connection terminal O4-1 and the connection terminal O4-2 and the power transmission unit of the fourth embodiment (in the case of the power transmission device of the fourth embodiment) or the power reception unit of the fourth embodiment (in the case of the power reception device of the fourth embodiment) ) and

(IV)第4実施例
次に、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を踏まえて、図28乃至図30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、従来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。
(IV) Fourth embodiment
Next, based on the experimental results by the inventors of the present application, the effect of performing 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 is shown in FIGS. Description will be made with reference to FIG. Note that in the following description, simulation results of the effect of power transmission using the power transmission system of the fourth embodiment will be used instead of simulation results of the effect of power transmission using the power transmission system of the conventional example. I will explain while comparing with.

なお以下に説明する場合の従来例としては、一辺が100ミリメートルの正方形形状(図23参照)で1回巻き(1ターン)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オープンコイルと同じ一辺100ミリメートルの正方形形状で筒状5.5回巻き(5.5ターン)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。 In the case described below, as a conventional example, a loop coil having a square shape (see FIG. 23) with a side of 100 mm and having a one-turn (one-turn) structure is arranged coaxially with the central axis of the loop coil and A power transmission system including a power transmission coil and a power reception coil was used, which was composed of an open coil having a square shape with a side of 100 mm and a tubular 5.5-turn (5.5 turns) structure, which was the same as the open coil.

(1)第4-1実施例
初めに、第4実施形態の送電コイルと受電コイルとの距離を変化させた場合の、共振周波数とSパラメータ(S21)の値との関係について、図28を用いて説明する。なお図28に示すシミュレーション結果を得るに当たり、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルそれぞれの大きさは、一辺が100ミリメートルとしている。ここで、第4実施形態の送電コイルと受電コイルとの距離とは、即ち、第4実施形態の送電オープンコイルと受電オープンコイルとの距離であり、換言すれば上記伝送距離でもある。以下の説明では、当該送電コイルと受電コイルとの距離を「伝送距離d」と称する。
(1) 4-1 Example
First, the relationship between the resonance frequency and the value of the S parameter (S21) when changing the distance between the power transmitting coil and the power receiving coil in the fourth embodiment will be described using FIG. In obtaining the simulation results shown in FIG. 28, the size of each of the power transmitting coil and the power receiving coil in the fourth embodiment is assumed to be 100 millimeters on each side. Here, the distance between the power transmitting coil and the power receiving coil in the fourth embodiment is the distance between the power transmitting open coil and the power receiving open coil in the fourth embodiment, in other words, it is also the transmission distance. In the following description, the distance between the power transmitting coil and the power receiving coil will be referred to as "transmission distance d".

図28(a)に示すように、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルを用いた場合、一定の周波数(図28(a)に示す場合は35メガヘルツ乃至40メガヘルツ)周辺では、伝送距離dを変化させてもSパラメータの値がほぼ変化しない。このことは、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルを用いた場合には、伝送距離dが38ミリメートル乃至50ミリメートルの間では、当該伝送距離dが変化しても、高い伝送効率(高いSパラメータの値)を示す共振周波数が殆ど変化しないことを意味している。これは即ち、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルを用いた場合には、例えば電気自動車へのワイヤレス電力伝送システムのように伝送距離dを常に一定値に維持することが難しい用途でも、共振周波数の調整をすることなく、高い伝送効率が得られることを示している。なお図28(a)に示す場合に対して、図28(b)に示す従来例の場合は、伝送距離dを変化させたとき、Sパラメータの値が一定となる共振周波数はほぼ存在しない。これは即ち、従来例の場合には、伝送距離dを常に一定値に維持することが難しい用途では、高い伝送効率を得るためには共振周波数の調整が必要であり、上記電波法等の法規への適応が難しくなることを示している。 As shown in FIG. 28(a), when the power transmitting coil and the power receiving coil of the fourth embodiment are used, the transmission distance d is changed, the value of the S parameter hardly changes. This means that when the power transmitting coil and the power receiving coil of the fourth embodiment are used, high transmission efficiency (high S This means that the resonance frequency indicating the parameter value) hardly changes. That is, when the power transmitting coil and the power receiving coil of the fourth embodiment are used, even in applications where it is difficult to always maintain the transmission distance d at a constant value, such as a wireless power transmission system for electric vehicles, resonance It shows that high transmission efficiency can be obtained without frequency adjustment. In contrast to the case shown in FIG. 28(a), in the case of the conventional example shown in FIG. 28(b), when the transmission distance d is changed, there is almost no resonance frequency at which the value of the S parameter is constant. In other words, in the case of the conventional example, it is necessary to adjust the resonance frequency in order to obtain high transmission efficiency in applications where it is difficult to always maintain the transmission distance d at a constant value. This indicates that adaptation to

また図28(a)に示すように、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルを用いた場合には、伝送距離dが38ミリメートル乃至50ミリメートルの間において高い伝送効率が得られている。よってこのことから、当該伝送距離dでは第4実施形態の送電コイル又は受電コイルにおける反射も少なく、従っていわゆるインピーダンス調整用回路を用いなく、高い伝送効率を得ることが判る。 Also, as shown in FIG. 28(a), when the power transmitting coil and the power receiving coil of the fourth embodiment are used, high transmission efficiency is obtained when the transmission distance d is between 38 mm and 50 mm. Therefore, it can be seen from this that at the transmission distance d, there is little reflection in the power transmitting coil or the power receiving coil of the fourth embodiment, and therefore high transmission efficiency can be obtained without using a so-called impedance adjustment circuit.

(2)第4-2実施例
次に、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルを用いた場合の、伝送効率と共振周波数との関係について、図29を用いて説明する。
(2) 4-2 Example
Next, the relationship between the transmission efficiency and the resonance frequency when using the power transmitting coil and the power receiving coil of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 29 .

図29(a)に共振周波数と伝送効率との関係を、図29(b)に共振周波数とSパラメータ(S11及びS21)との関係を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では、それぞれの共振周波数である30メガヘルツ乃至40メガヘルツ付近でSパラメータ(S11)が極端に小さくなっている。これは即ち、上記共振周波数において第4実施形態の送電コイル及び受電コイルとしての反射が小さく、よって、当該送電コイルへの供給電力(即ち[当該送電コイルへの入力電力]-[当該送電コイルでの反射電力])を当該入力電力で除したパラメータ(供給電力/入力電力)である入射率が極めて高いことを意味している。また、伝送効率の観点からは、図29(b)に示されるSパラメータ(S21)の変化と、図29(a)に示される効率(全体)の変化を見ると、上記共振周波数で高い伝送効率が得られていることが判る。 As shown in FIG. 29(a) for the relationship between the resonance frequency and the transmission efficiency, and in FIG. In the coil, the S parameter (S11) is extremely small near the resonance frequencies of 30 MHz to 40 MHz. That is, at the resonance frequency, the reflection from the power transmitting coil and the power receiving coil of the fourth embodiment is small, so that the power supplied to the power transmitting coil (that is, [input power to the power transmitting coil] - [power at the power transmitting coil reflected power]) divided by the input power (supply power/input power), which means that the incidence rate is extremely high. From the viewpoint of transmission efficiency, looking at the change in the S parameter (S21) shown in FIG. 29(b) and the change in efficiency (overall) shown in FIG. It can be seen that efficiency is obtained.

(3)第4-3実施例
最後に、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルを用いた場合の、当該送電コイル及び受電コイルの中心からの距離と漏洩電磁界との関係について、図30を用いて説明する。なお図30は、第4実施形態の送電コイル又は受電コイルに対して1ワットの電力を入力した際の漏洩磁界を示している。更に、図30の横軸はコイルCL4-1及びコイルCL4-2の中心を基準とした距離を示しており、縦軸は1マイクロアンペア/メートルを0デシベルとしたときの漏洩磁界を示している。更にまた、図30に示す「本発明1」は共振周波数が37メガヘルツの場合における当該中心からの距離と漏洩電磁界との関係を示し、「本発明2」共振周波数が32メガヘルツの場合における当該中心からの距離と漏洩電磁界との関係を示している。また、「従来例1」は共振周波数が38メガヘルツの場合の従来例における当該中心からの距離と漏洩電磁界との関係を示し、「従来例2」は共振周波数が33メガヘルツの場合の従来例における当該中心からの距離と漏洩電磁界との関係を示している。
(3) 4-3 embodiment
Finally, the relationship between the distance from the center of the power transmitting coil and the power receiving coil and the leakage electromagnetic field when the power transmitting coil and the power receiving coil of the fourth embodiment are used will be described with reference to FIG. Note that FIG. 30 shows the leakage magnetic field when power of 1 watt is input to the power transmitting coil or the power receiving coil of the fourth embodiment. Furthermore, the horizontal axis of FIG. 30 indicates the distance based on the center of the coil CL4-1 and the coil CL4-2, and the vertical axis indicates the leakage magnetic field when 1 microampere/meter is 0 decibel. . Furthermore, "Invention 1" shown in FIG. 30 shows the relationship between the distance from the center and the leakage electromagnetic field when the resonance frequency is 37 MHz, and "Invention 2" shows the relationship when the resonance frequency is 32 MHz. It shows the relationship between the distance from the center and the leakage electromagnetic field. "Conventional example 1" shows the relationship between the distance from the center and the leakage electromagnetic field in the conventional example when the resonance frequency is 38 MHz, and "Conventional example 2" shows the conventional example when the resonance frequency is 33 MHz. shows the relationship between the distance from the center and the leakage electromagnetic field.

第4実施形態の送電コイル及び受電コイルと、従来例の電力伝送システムにおけるコイルとを、漏洩電磁界の観点から比較すると、図30に示すように、図30に白矢印で示す中心位置から見て、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルによる漏洩電磁界(漏洩磁束)の方が、各従来例の電力伝送システムにおけるコイルによる漏洩電磁界よりも低く抑えられている。これは、第4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においては、フィルムBF4-2を挟んで同じ位置に重ねられるコイルCL4-1及びコイルCL4-2の銅薄膜線のそれぞれに相互に反対方向の電流が流れることとなることから、それらにより発生する漏洩電磁界(漏洩磁束)の方向がコイルCL4-1及びコイルCL4-2それぞれの中心方向となり、結果として、外部への漏洩電磁界が抑制されていると考えられる。なおこのことは、本発明の発明者による漏洩磁束の三次元シミュレーションによっても確認されている。 Comparing the power transmission coil and the power reception coil of the fourth embodiment with the coil in the power transmission system of the conventional example from the viewpoint of leakage electromagnetic field, as shown in FIG. Therefore, the leakage electromagnetic field (leakage magnetic flux) by the power transmission coil and the power reception coil of the fourth embodiment is suppressed to be lower than the leakage electromagnetic field by the coils in the power transmission systems of the respective conventional examples. This is because in the power transmission open coil and the power reception open coil of the fourth embodiment, the copper thin-film wires of the coil CL4-1 and the coil CL4-2, which are stacked at the same position with the film BF4-2 interposed therebetween, are oriented in opposite directions. Since the current flows, the direction of the leakage electromagnetic field (leakage magnetic flux) generated by them becomes the center direction of each of the coils CL4-1 and CL4-2, and as a result, the leakage electromagnetic field to the outside is suppressed. It is considered that This fact has also been confirmed by the inventor of the present invention through a three-dimensional simulation of leakage magnetic flux.

従って、図30に示すシミュレーション結果からは、巻回の中心から見た同じ位置で比較すると、第4実施形態の送電コイル及び受電コイルにおける漏洩電磁界(漏洩磁束)が、従来例に比べてかなり低く抑えられていることが判る。 Therefore, from the simulation results shown in FIG. 30, when compared at the same position viewed from the center of the winding, the leakage electromagnetic field (leakage magnetic flux) in the power transmission coil and the power reception coil of the fourth embodiment is significantly higher than that in the conventional example. It turns out that it is kept low.

以上それぞれ説明したように、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4実施形態の送電オープンコイル(受電オープンコイル)と共に第4実施形態の送電コイル(受電コイル)を構成する第4実施形態の送電オープンコイル(受電オープンコイル)において、コイルCL4-1とコイルCL4-2とが積層されており、コイルCL4-1の最内周端部と、コイルCL4-1と反対方向に巻回されたコイルCL4-2の最内周端部と、がビアV4により接続されている。また、コイルCL4-1の最外周端部が開放端T4-1とされ、コイルCL4-2の最外周端部が開放端T4-2とされている。よって、第4実施形態の送電オープンコイルと受電オープンコイルを対向させて非接触型の電力伝送を行った場合に、上記伝送距離dの変化の周波数依存性が小さいことから(図28参照)、当該伝送距離dが変わっても、共振周波数を変えることなく高い伝送効率での電力伝送が可能となる。また、第4実施形態の送電コイル又は受電コイル外への漏洩電磁界を低減できると共に、共振周波数における反射を抑えて伝送効率を上げることができる(図29及び図30参照)。更に、コイルCL4-1及びコイルCL4-2の間の寄生容量に起因して第4実施形態の送電オープンコイル又は受電オープンコイルとしての共振周波数を低減することができるので、第4実施形態の送電コイル又は受電コイルとしての共振周波数を調整する場合にコイルCL4-1及びコイルCL4-2の長さを短くすることができ、コイルCL4-1及びコイルCL4-2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。 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, together with the power transmission open coil (power reception open coil) of the fourth embodiment, In the power transmitting open coil (power receiving open coil) of the fourth embodiment that constitutes the power transmitting coil (power receiving coil) of the fourth embodiment, the coil CL4-1 and the coil CL4-2 are stacked, and the coil CL4-1 The innermost peripheral end portion and the innermost peripheral end portion of the coil CL4-2 wound in the opposite direction to the coil CL4-1 are connected by the via V4. Further, the outermost peripheral end of the coil CL4-1 is an open end T4-1, and the outermost peripheral end of the coil CL4-2 is an open end T4-2. Therefore, when non-contact power transmission is performed with the power transmission open coil and the power reception open coil of the fourth embodiment facing each other, the frequency dependence of the change in the transmission distance d is small (see FIG. 28). Even if the transmission distance d changes, power can be transmitted with high transmission efficiency without changing the resonance frequency. In addition, it is possible to reduce the leakage electromagnetic field to the outside of the power transmitting coil or the power receiving coil of the fourth embodiment, and to suppress the reflection at the resonance frequency to increase the transmission efficiency (see FIGS. 29 and 30). Furthermore, due to the parasitic capacitance between the coil CL4-1 and the coil CL4-2, the resonance frequency of the power transmission open coil or the power reception open coil of the fourth embodiment can be reduced, so the power transmission of the fourth embodiment When adjusting the resonance frequency of the coil or power receiving coil, the length of the coil CL4-1 and the coil CL4-2 can be shortened, and power loss and heat generation due to the electrical resistance of the coil CL4-1 and the coil CL4-2 can be reduced. can be suppressed.

更にまた、コイルCL4-1及びコイルCL4-2のそれぞれが、コイルCL4-1又はコイルCL4-2の径方向に平たい銅薄膜線の巻回により形成されており、且つ銅薄膜線の巻回により形成されているコイルCL4-1及びコイルCL4-2それぞれの巻回の径方向の位置が一致するようにコイルCL4-1及びコイルCL4-2が積層されているので、コイルCL4-1とコイルCL4-2との間の寄生容量をより大きくして第4実施形態の送電オープンコイル又は受電オープンコイルとしての共振周波数をより低減することができる。 Furthermore, each of the coil CL4-1 and the coil CL4-2 is formed by winding a copper thin film wire that is flat in the radial direction of the coil CL4-1 or the coil CL4-2, and by winding the copper thin film wire Since the coil CL4-1 and the coil CL4-2 are laminated so that the positions of the windings of the coil CL4-1 and the coil CL4-2 are aligned in the radial direction, the coil CL4-1 and the coil CL4-2 are stacked. −2, the resonance frequency of the power transmission open coil or the power reception open coil of the fourth embodiment can be further reduced.

なお上述した第4実施形態及び各実施例では、第4実施形態の送電オープンコイル(受電オープンコイル)において、コイルCL4-1の各巻回の径方向の位置と、コイルCL4-2の各巻回の径方向の位置と、が、一致するように構成したが(図24乃至図26参照)、これに限らず、当該各巻回の径方向の位置が異なっていても、コイルCL4-1とコイルCL4-2とが積層されていれば、所望される寄生容量の調整が可能となる。 In the fourth embodiment and each example described above, in the power transmitting open coil (power receiving open coil) of the fourth embodiment, the radial position of each turn of the coil CL4-1 and the position of each turn of the coil CL4-2 Although the positions in the radial direction are configured to match (see FIGS. 24 to 26), the coil CL4-1 and the coil CL4 are not limited to this. -2, it is possible to adjust the desired parasitic capacitance.

また、上述した第4実施形態及び各実施例においては、共振周波数の調整に寄与する寄生容量を、第4実施形態の送電オープンコイルと送電ループコイルTL4との間の寄生容量、及び、第4実施形態の受電オープンコイルと受電ループコイルとの間の寄生容量、を用いてそれぞれ調整する構成とした。しかしながらこれ以外に、第4実施形態の送電オープンコイルの開放端T4-1又は開放端T4-2のいずれか、及び/又は、第4実施形態の受電オープンコイルの開放端T4-1又は開放端T4-2のいずれか、或いはビアV4に対して直列又は並列にコンデンサを更に接続して、共振周波数を調整するように構成してもよい。また、送電ループコイルTL4の接続用端子O4-1又は接続用端子O4-2のいずれかに並列にコンデンサを更に接続するように構成してもよい。 Further, in the above-described fourth embodiment and each example, the parasitic capacitance that contributes to the adjustment of the resonance frequency is the parasitic capacitance between the power transmission open coil and the power transmission loop coil TL4 in the fourth embodiment and the parasitic capacitance between the power transmission open coil and the power transmission loop coil TL4. The parasitic capacitance between the power receiving open coil and the power receiving loop coil of the embodiment is used for adjustment. However, in addition to this, either the open end T4-1 or the open end T4-2 of the power transmission open coil of the fourth embodiment and / or the open end T4-1 or the open end of the power reception open coil of the fourth embodiment A capacitor may be further connected in series or parallel to either T4-2 or via V4 to adjust the resonance frequency. Alternatively, a capacitor may be further connected in parallel to either the connection terminal O4-1 or the connection terminal O4-2 of the power transmission loop coil TL4.

(オ)第5実施形態
次に、本発明の第5実施形態について、図31乃至図45を用いて説明する。
(I)第5-1実施形態
初めに、本発明に係る第5-1実施形態について、図31乃至図37を用いて説明する。
(E) Fifth embodiment
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 31 to 45. FIG.
(I) 5-1 embodiment
First, the 5-1 embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 31 to 37. FIG.

(i)第5-1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5-1実施形態の電力伝送システム全体の構成及び動作は、基本的に、第3実施形態の電力伝送システムS3の全体構成及び動作と同様であるので、詳細な説明を省略する。
(i) Regarding the overall configuration and operation of the power transmission system of the 5-1 embodiment
Since the overall configuration and operation of the power transmission system of the 5-1 embodiment are basically the same as the overall configuration and operation of the power transmission system S3 of the third embodiment, detailed description will be omitted.

(ii)第5-1実施形態の送電コイル(受電コイル)の構成について
次に、上述した第5-1実施形態の電力伝送システムに用いられる、第5-1実施形態の送電コイル及び受電コイルの構成について、図31乃至図36を用いて説明する。なお、第5-1実施形態の送電コイルと受電コイルとは、基本的に同じ構成を備える。即ち、第5-1実施形態の送電ループコイルの構成と、第5-1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。また、第5-1実施形態の送電オープンコイルの構成と、第5-1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。更に、第5-1実施形態の送電ループコイルと第5-1実施形態の送電オープンコイルとの第5-1実施形態の送電コイル内における位置関係と、第5-1実施形態の受電ループコイルと第5-1実施形態の受電オープンコイルとの第5-1実施形態の受電コイル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、第5-1実施形態の送電コイルについて、その構造を説明する。また、図31乃至図35は第5-1実施形態の送電コイルの構造を示す平面図であり、図36は第5-1実施形態の送電コイルの構造を示す部分断面図である。なお図31乃至図35は、第5-1実施形態の送電装置において、第5-1実施形態の送電部側から第5-1実施形態の送電コイルを見た場合の平面図である。
(ii) Configuration of the power transmitting coil (power receiving coil) of the 5-1 embodiment
Next, configurations of the power transmitting coil and the power receiving coil of the 5-1 embodiment, which are used in the power transmission system of the 5-1 embodiment described above, will be described with reference to FIGS. 31 to 36. FIG. Note that the power transmitting coil and the power receiving coil of the 5-1 embodiment basically have the same configuration. That is, the configuration of the power transmitting loop coil of the 5-1 embodiment and the configuration of the power receiving loop coil of the 5-1 embodiment are basically the same. Also, the configuration of the power transmission open coil of the 5-1 embodiment and the configuration of the power reception open coil of the 5-1 embodiment are basically the same. Further, the positional relationship in the power transmitting coil of the 5-1 embodiment between the power transmitting loop coil of the 5-1 embodiment and the power transmitting open coil of the 5-1 embodiment, and the power receiving loop coil of the 5-1 embodiment and the power receiving open coil of the 5-1 embodiment in the power receiving coil of the 5-1 embodiment are basically the same. Therefore, in the following description, the structure of the power transmitting coil of the 5-1 embodiment will be described. 31 to 35 are plan views showing the structure of the power transmission coil of Embodiment 5-1, and FIG. 36 is a partial cross-sectional view showing the structure of the power transmission coil of Embodiment 5-1. 31 to 35 are plan views of the power transmission coil of the 5-1 embodiment viewed from the power transmission unit side of the 5-1 embodiment in the power transmission device of the 5-1 embodiment.

図31にその平面図を示すように、第5-1実施形態の送電コイルは、送電ループコイルTL5と、図31において図示されない第5-1実施形態の送電オープンコイルと、が、絶縁性のフィルムBF5-1を介して図31の紙面方向に積層されて構成される。また第5-1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CL5-1及びコイルCL5-2が、それぞれに絶縁性のフィルムBF5-2を介して図31の紙面方向に積層されて構成される。また、送電ループコイルTL5、コイルCL5-1及びコイルCL5-2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。 As shown in the plan view of FIG. 31, in the power transmission coil of the 5-1 embodiment, the power transmission loop coil TL5 and the power transmission open coil of the 5-1 embodiment not shown in FIG. The films are laminated in the paper surface direction of FIG. 31 via the film BF5-1. In addition, the power transmission open coil of the 5-1 embodiment is configured by laminating two coils CL5-1 and CL5-2, which will be described later, in the paper surface direction of FIG. 31 via an insulating film BF5-2. be done. Further, the winding centers of the copper thin film wires, which will be described later and which respectively constitute the power transmission loop coil TL5, the coil CL5-1, and the coil CL5-2, are the same or substantially the same.

そして図31に示すように、送電ループコイルTL5は、その最外周部の一辺に、第5-1実施形態の送電部に接続される接続用端子O5-1及び接続用端子O5-2を有している。そして送電ループコイルTL5は、例えば銅薄膜線が一回転(1ターン)巻回されて構成されており、その両端部(図31に示す場合は右辺部の中央)が上記接続用端子O5-1及び上記接続用端子O5-2とされている。なお送電ループコイルTL5を構成する上記銅薄膜線は、送電ループコイルTL5の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更に送電ループコイルTL5では、図31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。 As shown in FIG. 31, the power transmission loop coil TL5 has a connection terminal O5-1 and a connection terminal O5-2 connected to the power transmission section of the 5-1 embodiment on one side of the outermost periphery. are doing. The power transmission loop coil TL5 is formed by, for example, winding a copper thin film wire once (one turn), and both ends thereof (in the case shown in FIG. 31, the center of the right side portion) are connected to the connection terminals O5-1. and the connection terminal O5-2. The copper thin-film wire forming the power transmission loop coil TL5 has the same width and the same thickness over the entire circumference of the power transmission loop coil TL5. Further, in the power transmission loop coil TL5, straight lines are provided on each of the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. 31, and the respective straight lines are connected by curved lines.

次に、上記フィルムBF5-1を介して上記送電ループコイルTL5の直下に積層されている、第5-1実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL5-1の構成について、図32を用いて説明する。なお図32は、当該コイルCL5-1のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL5-1 constituting the power transmission open coil of the 5-1 embodiment, which is laminated directly below the power transmission loop coil TL5 via the film BF5-1, will be described using FIG. explain. FIG. 32 is a plan view showing only the coil CL5-1.

図32に示すように、第5-1実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL5-1は、その最外周部が開放端T5-1とされている。そしてコイルCL5-1は、当該開放端T5-1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。またその最内周部には、図32の紙面方向においてその直下に積層されているコイルCL5-2との間の電気的接続を構成するためのビアV5が接続されている。なおコイルCL5-1を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL5-1の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL5-1では、図32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. 32, the coil CL5-1 that constitutes the power transmission open coil of the 5-1 embodiment has an open end T5-1 at its outermost peripheral portion. The coil CL5-1 is rotated counterclockwise starting from the open end T5-1, from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion, for example, a copper thin film wire is spirally rotated five and a half turns (5.5 turns). It is configured by winding. A via V5 is connected to the innermost peripheral portion thereof for forming an electrical connection with the coil CL5-2 which is laminated directly under it in the paper surface direction of FIG. The copper thin film wire forming the coil CL5-1 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL5-1. Furthermore, in the coil CL5-1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. It is

次に、上記フィルムBF5-2を介して上記コイルCL5-1の直下に積層されているコイルCL5-2の構成について、図33を用いて説明する。なお図33は、当該コイルCL5-2のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL5-2 laminated directly below the coil CL5-1 via the film BF5-2 will be described with reference to FIG. FIG. 33 is a plan view showing only the coil CL5-2.

図33に示すように、上記コイルCL5-1と共に第5-1実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL5-2は、その最内周部に、上記コイルCL5-1との電気的接続を構成するための上記ビアV5が接続されている。即ち、コイルCL5-1とコイルCL5-2との接続は直列接続とされている。そしてコイルCL5-2は、当該ビアV5から始まる時計回りに(即ち、コイルCL5-1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三回転半(3.5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T5-2とされている。なおコイルCL5-2を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL5-2の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL5-2では、コイルCL5-1と同様に、図33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. 33, the coil CL5-2, which together with the coil CL5-1 constitutes the power transmission open coil of the 5-1 embodiment, has an electrical connection with the coil CL5-1 at its innermost peripheral portion. The via V5 for configuration is connected. That is, the coil CL5-1 and the coil CL5-2 are connected in series. Then, the coil CL5-2 starts from the via V5 and rotates clockwise (that is, in the direction opposite to the coil CL5-1) from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion, for example, a copper thin film wire spirally. It is configured by winding three and a half turns (3.5 turns). Further, the outermost peripheral portion thereof is defined as an open end T5-2. The copper thin film wire forming the coil CL5-2 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL5-2. Furthermore, in the coil CL5-2, similarly to the coil CL5-1, the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. Each is connected by an arcuate curve.

ここで、上記コイルCL5-1及び上記コイルCL5-2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の関係としては、上記反時計方向に巻回されているコイルCL5-1の銅薄膜線の巻回数(五回転半)と、上記時計方向に巻回されているコイルCL5-2の銅薄膜線の巻回数(三回転半)と、が異なるように、それぞれの銅薄膜線が巻回されている。また、コイルCL5-1の巻回における一辺全体の幅(図32において符号「W1」で示す)と、コイルCL5-2の巻回における一辺全体の幅(図33において符号「W2」で示す)と、が略同一となるように、コイルCL5-2の銅薄膜線の幅(図33において符号「WW2」で示す)は、コイルCL5-1の銅薄膜線の幅(図32において符号「WW1」で示す)より広くなっている。そして、それぞれの最内周部に接続されているビアV5により、コイルCL5-1とコイルCL5-2とが直列に接続されている。これにより、コイルCL5-1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CL5-2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, the relationship between the copper thin film wires constituting the coil CL5-1 and the coil CL5-2 is determined by the number of turns (5 Each copper thin film wire is wound such that the number of turns (three and a half turns) of the copper thin film wire of the coil CL5-2 wound clockwise is different from the number of turns (three and a half turns). Also, the width of the entire side of the winding of the coil CL5-1 (indicated by symbol "W1" in FIG. 32) and the width of the entire side of the winding of the coil CL5-2 (indicated by symbol "W2" of FIG. 33). and are substantially the same, the width of the copper thin film wire of the coil CL5-2 (indicated by symbol “WW2” in FIG. 33) is the same as the width of the copper thin film wire of the coil CL5-1 (indicated by symbol “WW1” in FIG. 32). ) is wider. The coil CL5-1 and the coil CL5-2 are connected in series by the via V5 connected to the innermost circumference of each. As a result, the winding from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion of the coil CL5-1 is cut back (folded back) in the opposite direction at the innermost peripheral portion, so that the coil CL5-2 is wound from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion. is wound to

次に、上記送電ループコイルTL5並びに第5-1実施形態の送電オープンコイル(即ち上記コイルCL5-1及び上記コイルCL5-2)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34及び図35を用いて説明する。なお図34は、送電ループコイルTL5と、コイルCL5-1と、の重なり状況を示す平面図であり、送電ループコイルTL5を実線で、その直下にフィルムBF5-1(図34において図示を省略している)を介して積層されている第5-1実施形態の送電オープンコイルのコイルCL5-1を破線で、それぞれ示している。また図35は、第5-1実施形態の送電オープンコイルのコイルCL5-1と、コイルCL5-2と、の重なり状況を示す平面図であり、コイルCL5-1を実線で、その直下にフィルムBF5-2(図35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CL5-2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 TL5 and the power transmission open coil (that is, the coil CL5-1 and the coil CL5-2) of the 5-1 embodiment is shown in FIGS. 35 will be used. Note that FIG. 34 is a plan view showing the overlapping state of the power transmission loop coil TL5 and the coil CL5-1. The coil CL5-1 of the power transmission open coil of the 5-1 embodiment, which is laminated via the coil CL5-1, is indicated by a dashed line. FIG. 35 is a plan view showing the overlapping state of the coil CL5-1 and the coil CL5-2 of the power transmission open coil of the 5-1 embodiment. Coils CL5-2 stacked via BF5-2 (illustration is omitted in FIG. 35) are indicated by dashed lines.

図34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V5によりコイルCL5-2と接続されるコイルCL5-1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34に実線で示すように、送電ループコイルTL5はコイルCL5-1の外縁に沿って積層されており、接続用端子O5-1及び接続用端子O5-2がそれぞれ巻回の外側に突出する形状とされている。 As shown by the dashed line in FIG. 34, the coil CL5-1 wound from the outer circumference to the inner circumference and connected to the coil CL5-2 by the via V5 at its innermost circumference has , 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. On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 34, the power transmission loop coil TL5 is laminated along the outer edge of the coil CL5-1, and the connection terminal O5-1 and the connection terminal O5-2 protrude outside the winding. It is considered to be a shape that

次に図35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V5によりコイルCL5-1と接続されるコイルCL5-2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35に実線で示すように、上記コイルCL5-1はコイルCL5-2の外縁に沿って積層されており、ビアV5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. 35, even the coil CL5-2 wound from the inner circumference to the outer circumference and connected to the coil CL5-1 by the via V5 at the innermost circumference is a quarter turn. Each curved part is formed and the thin copper film wire is wound so that the position of the straight part is shifted to the inner peripheral side by a quarter of the winding pitch of the thin copper film wire. On the other hand, as indicated by the solid line in FIG. 35, the coil CL5-1 is laminated along the outer edge of the coil CL5-2, and they are connected in series by a via V5.

以上の図34及び図35に示したとおり、送電ループコイルTL5と第5-1実施形態の送電オープンコイルのコイルCL5-1及びコイルCL5-2とが積層されている第5-1実施形態の送電コイルでは、上下左右それぞれの辺では、送電ループコイルTL5と第5-1実施形態の送電オープンコイル(コイルCL5-1及びコイルCL5-2)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. 34 and 35 above, in the 5-1 embodiment in which the power transmission loop coil TL5 and the coil CL5-1 and the coil CL5-2 of the power transmission open coil of the 5-1 embodiment are stacked In the power transmission coil, the copper thin-film wires constituting the power transmission loop coil TL5 and the power transmission open coil (coil CL5-1 and coil CL5-2) of the 5-1 embodiment are substantially overlapped on each of the upper, lower, left, and right sides. Laminated.

次に、上記送電ループコイルTL5とコイルCL5-1及びコイルCL5-2との積層状態、及びコイルCL5-1とコイルCL5-2との接続状態について、図34及び図35に示すA-A’部分の断面図として、図36を用いて説明する。 Next, the lamination state of the power transmission loop coil TL5, the coils CL5-1 and CL5-2, and the connection state of the coils CL5-1 and CL5-2 are shown in FIGS. Description will be made with reference to FIG. 36 as a partial cross-sectional view.

図36に示すように、図31乃至図35における左辺部では、コイルCL5-1とコイルCL5-2とがフィルムBF5-2を挟んで積層されており、それぞれがビアV5により電気的に接続されている。このビアV5の位置で、コイルCL5-1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CL5-2の上記時計方向の巻回が形成されている。一方、コイルCL5-1及びコイルCL5-2からなる第5-1実施形態の送電オープンコイルと送電ループコイルTL5とは、フィルムBF5-1(図31参照)を挟んで積層されている。 As shown in FIG. 36, on the left side of FIGS. 31 to 35, a coil CL5-1 and a coil CL5-2 are laminated with a film BF5-2 interposed therebetween, and electrically connected to each other by a via V5. ing. At the position of the via V5, the counterclockwise winding of the coil CL5-1 is cut back (folded back) to form the clockwise winding of the coil CL5-2. On the other hand, the power transmission open coil and the power transmission loop coil TL5 of the 5-1 embodiment composed of the coil CL5-1 and the coil CL5-2 are laminated with the film BF5-1 (see FIG. 31) interposed therebetween.

(iii)第5-1実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法について
第5-1実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法は、基本的に第4実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法と同一であるので、細部の説明を省略する。
(iv)第5-1実施例
次に、第5-1実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第5-1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等について、本願の発明者による実験結果を踏まえて、図37を用いて説明する。なお図37は、第5-1実施形態のコイルの構造による効果としての反射・伝送効率-周波数の関係を示す図である。また以下の説明では、上記送電ループコイルTL5及び第5-1実施形態の受電ループコイルそれぞれを構成する銅薄膜線を、単に「ループコイル銅薄膜線」と称し、第5-1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それぞれを構成する銅薄膜線を、単に「オープンコイル銅薄膜線」と称する。また、図37は当該効果としての共振周波数と反射率に関連するSパラメータ(S11)の値との関係、及び、当該効果としての共振周波数と伝送効率に関連するSパラメータ(S21)の値との関係を示す図である。なお、図37に示す実験結果を得たループコイル銅薄膜線及びオープンコイル銅薄膜線それぞれの諸元は以下の通りである。
・ループコイル銅薄膜線の幅:2.0ミリメートル
・第5-1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並びに送電ループコイルTL5及び第5-1実施形態の受電ループコイルそれぞれの図31乃至図35に示す平面における外形寸法:縦約100ミリメートル×横約100ミリメートル
・オープンコイル銅薄膜線並びにループコイル銅薄膜線の厚さ:全て一定且つ同一
・コイルCL5-1の銅薄膜線の巻回数:五回転半(5.5ターン。図32及び図34参照)
・コイルCL5-2の銅薄膜線の巻回数:三回転半(3.5ターン。図33及び図34参照)
・コイルCL5-1におけるピッチ:2ミリメートル
・コイルCL5-2におけるピッチ:3.2ミリメートル
・隣り合うオープンコイル銅薄膜線同士の間隔:コイルCL5-1及びコイルCL5-2共に0.6ミリメートル
一方、図37に示す従来例の送電コイル又は受電コイルとしては、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二つのコイルの巻回数(五回転半)及び銅薄膜線の幅が同一であり、その他の諸元は上記ループコイル銅薄膜線及びオープンコイル銅薄膜線それぞれの諸元と同一のものを用いている。
(iii) Method for manufacturing the power transmitting coil and the power receiving coil of the 5-1 embodiment
The manufacturing method of the power transmitting coil and the power receiving coil of the 5-1 embodiment is basically the same as the manufacturing method of the power transmitting coil and the power receiving coil of the fourth embodiment, so the detailed description is omitted.
(iv) 5-1 Example
Next, based on the results of experiments by the inventors of the present application, the effect of performing power transmission using the power transmission system of the 5-1 embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the 5-1 embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 37 is a diagram showing the relationship between reflection/transmission efficiency and frequency as an effect of the coil structure of the 5-1 embodiment. Further, in the following description, the copper thin film wires constituting the power transmitting loop coil TL5 and the power receiving loop coil of the 5-1 embodiment are simply referred to as “loop coil thin copper film wires”, and the power transmitting loop coil of the 5-1 embodiment A copper thin film wire that constitutes each of the open coil and the power receiving open coil is simply referred to as an "open coil copper thin film wire". Also, FIG. 37 shows the relationship between the resonance frequency as the effect and the value of the S parameter (S11) related to reflectance, and the value of the S parameter (S21) related to the resonance frequency and transmission efficiency as the effect. is a diagram showing the relationship of The specifications of the loop-coil thin-film copper wire and the open-coil thin-film copper wire for which the experimental results shown in FIG. 37 were obtained are as follows.
・Width of loop coil copper thin film wire: 2.0 mm ・Figs. External dimensions on the plane indicated by 35: about 100 mm long x about 100 mm wide ・Thicknesses of open coil copper thin film wire and loop coil copper thin film wire: all constant and the same ・Number of turns of copper thin film wire of coil CL5-1: Five and a half turns (5.5 turns. See Figures 32 and 34)
・The number of turns of the copper thin film wire of the coil CL5-2: three and a half turns (3.5 turns. See Figs. 33 and 34)
・Pitch in coil CL5-1: 2 mm ・Pitch in coil CL5-2: 3.2 mm ・Interval between adjacent open coil copper thin film wires: 0.6 mm for both coil CL5-1 and coil CL5-2 As for the conventional power transmission coil or power reception coil shown in FIG. Originally, the same specifications as those of the loop coil thin film copper wire and the open coil thin film copper wire are used.

そして図37にそれぞれ示すように、第5-1実施形態の送電コイル(受電コイル)及び従来例の送電コイル(受電コイル)は、いずれも高い伝送効率(パラメータS21)を示すが、コイルCL5-1とコイルCL5-2とで巻回数を変えている第5-1実施形態の場合は、その共振周波数が従来例の約半分と低くなっている。また共振周波数については、反射率(パラメータS11)についても同様である。このような実験結果が得られた理由は、異なる自己共振周波数の二つのコイル(コイルCL5-1とコイルCL5-2)同士が積層されていることから、結果として相互共振周波数が低下するためと考えられる。 As shown in FIG. 37, both the power transmitting coil (power receiving coil) of the 5-1 embodiment and the power transmitting coil (power receiving coil) of the conventional example exhibit high transmission efficiency (parameter S21), but the coil CL5- In the case of the 5-1 embodiment in which the number of turns is changed between the coil CL5-2 and the coil CL5-2, the resonance frequency is as low as about half that of the conventional example. As for the resonance frequency, the same applies to the reflectance (parameter S11). The reason why such experimental results were obtained is that two coils (coil CL5-1 and coil CL5-2) with different self-resonant frequencies are stacked, resulting in a decrease in the mutual resonance frequency. Conceivable.

なお上述した第5-1実施形態では、コイルCL5-1及びコイルCL5-2について、それぞれの最外周部の開放端T5-1及び開放端T5-2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T5-1及び開放端T5-2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。また、第5-1実施形態のコイルCL5-1とコイルCL5-2とは、それぞれの最内周部がビアV5により接続されているが、これ以外に、コイルCL5-1とコイルCL5-2とがいずれの位置でも接続されておらず、互いに電気的に独立していてもよい。 In the 5-1 embodiment described above, the open end T5-1 and the open end T5-2 of the outermost circumference of each of the coil CL5-1 and the coil CL5-2 are at the same winding position. Although the inner circumference is also configured to be at the same position in the winding, in addition to this, either or both of the positions of the open end T5-1 and the open end T5-2 and the position of the innermost circumference are different. may be formed. In addition, the coil CL5-1 and the coil CL5-2 of the 5-1 embodiment are connected at their innermost peripheral portions by vias V5. and may be electrically independent of each other without being connected at any position.

以上説明したように、第5-1実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第5-1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、送電ループコイルTL5(第5-1実施形態の受電ループコイル)と共に第5-1実施形態の送電コイル又は受電コイルを構成する第5-1実施形態の送電オープンコイル又は受電オープンコイルが、自己共振周波数が相互に異なるコイルCL5-1及びコイルCL5-2が同心に積層されて構成されているので、当該コイルCL5-1とコイルCL5-2との間の相互共振周波数の低下により、第5-1実施形態の送電コイル又は受電コイル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 of the 5-1 embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the 5-1 embodiment, the power transmission loop coil TL5 (5-1 embodiment The power transmitting open coil or the power receiving open coil of the 5-1 embodiment, which constitutes the power transmitting coil or the power receiving coil of the 5-1 embodiment together with the power receiving loop coil of the 5-1 embodiment, is the coil CL5-1 and the coil CL5-1 with mutually different self-resonant frequencies Since the CL5-2 is concentrically laminated, the mutual resonance frequency between the coil CL5-1 and the coil CL5-2 is lowered, so that the entire power transmitting coil or power receiving coil of the 5-1 embodiment can reduce the resonance frequency of

また、コイルCL5-1及びコイルCL5-2それぞれを構成する銅薄膜線の巻回数を異ならせること、又は、コイルCL5-1におけるピッチと、コイルCL5-2におけるピッチと、を異ならせること、の何れか一方又は双方により、コイルCL5-1及びコイルCL5-2それぞれの自己共振周波数を異ならせているので(図32乃至図34参照)、所望される自己共振周波数を選択することにより、第5-1実施形態の送電コイル又は受電コイル全体の共振周波数を所望の値に低周波数化することができる。 Also, the number of turns of the copper thin film wires constituting the coil CL5-1 and the coil CL5-2 are made different, or the pitch of the coil CL5-1 and the pitch of the coil CL5-2 are made different. Since the self-resonant frequencies of the coils CL5-1 and CL5-2 are made different by one or both of them (see FIGS. 32 to 34), by selecting a desired self-resonant frequency, the fifth -1 The resonance frequency of the entire power transmitting coil or power receiving coil of the embodiment can be lowered to a desired value.

更に、コイルCL5-1及びコイルCL5-2のそれぞれが、第5-1実施形態の送電コイル又は受電コイルの径方向に平たい銅薄膜線の巻回により形成されているので、コイルCL5-1とコイルCL5-2との間の相互共振周波数の低下を有効に行うことにより、第5-1実施形態の送電コイル又は受電コイル全体としての共振周波数を低減することができる。 Furthermore, since each of the coil CL5-1 and the coil CL5-2 is formed by winding the copper thin film wire that is flat in the radial direction of the power transmitting coil or the power receiving coil of the 5-1 embodiment, the coil CL5-1 and the coil CL5-2 By effectively lowering the mutual resonance frequency with the coil CL5-2, it is possible to reduce the resonance frequency of the power transmitting coil or the power receiving coil as a whole in the 5-1 embodiment.

更にまた、コイルCL5-1の最外周端部が開放端T5-1とされ、コイルCL5-2の最外周端部が開放端T5-2とされており、コイルCL5-1の最内周端部とコイルCL5-2の最内周端部とがビアV5により接続されており、コイルCL5-1等に同心に配置される送電ループコイルTL5が積層されているので、コイルCL5-1及びコイルCL5-2並びに送電ループコイルTL5を備える第5-1実施形態の送電コイル及び受電コイルを備える非接触型の電力伝送システムにおいて、当該電力伝送システム全体としての共振周波数を低減することができる。なお、上述したように、コイルCL5-1とコイルCL5-2とがいずれの位置でも接続されておらず、互いに電気的に独立している場合でも、上記と同様の効果が得られる。 Furthermore, the outermost peripheral end of the coil CL5-1 is an open end T5-1, the outermost peripheral end of the coil CL5-2 is an open end T5-2, and the innermost peripheral end of the coil CL5-1 and the innermost peripheral end of the coil CL5-2 are connected by the via V5, and the power transmission loop coil TL5 arranged concentrically with the coil CL5-1 and the like is laminated, so that the coil CL5-1 and the coil In the contactless power transmission system including the power transmission coil and the power reception coil of the 5-1 embodiment, which includes CL5-2 and the power transmission loop coil TL5, the resonance frequency of the power transmission system as a whole can be reduced. As described above, even if the coils CL5-1 and CL5-2 are not connected at any position and are electrically independent of each other, the same effect as described above can be obtained.

(II)第5-2実施形態
次に、本発明の他の実施形態である第5-2実施形態について、図38乃至図43を用いて説明する。
(II) 5-2 embodiment
Next, a 5-2 embodiment, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 38 to 43. FIG.

以下に説明する第5-2実施形態の電力伝送システムは、上述した第5-1実施形態の電力伝送システムに対して、第5-2実施形態の送電コイル及び受電コイルをそれぞれ構成する第5-2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5-1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5-1実施形態の電力伝送システムと同様に、第5-2実施形態の送電オープンコイルの構成と第5-2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5-2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。また、図38乃至図40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5-2実施形態の送電装置において、第5-2実施形態の送電部側から第5-2実施形態の送電コイルを見た場合の平面図である。 The power transmission system of the 5-2 embodiment described below is the power transmission system of the 5-1 embodiment described above. Only the configurations of the power transmission open coil and the power reception open coil of the -2 embodiment are different, and the other configurations and the manufacturing method thereof are the same as those of the power transmission system of the 5-1 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. Also, similarly to the power transmission system of the 5-1 embodiment, the configuration of the power transmission open coil of the 5-2 embodiment and the configuration of the power reception open coil of the 5-2 embodiment are basically the same. Therefore, in the following description, the structure of the power transmission open coil of the 5-2 embodiment will be described. 38 to 40 are plan views showing the structure of the power transmission open coil of the second embodiment. It is a top view at the time of looking at the power transmission coil of 2 embodiment.

図38乃至図40にその平面図を示すように、第5-2実施形態の送電コイルの送電オープンコイルは、後述する二つのコイルCL5-11及びコイルCL5-21が、それぞれに絶縁性のフィルムを介して図38の紙面方向に積層されて構成される。なお、第5-2実施形態の送電ループコイル並びにコイルCL5-11及びコイルCL5-21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 views of FIGS. 38 to 40, the power transmission open coil of the power transmission coil of the 5-2 embodiment includes two coils CL5-11 and CL5-21, which will be described later, each having an insulating film. are laminated in the paper plane direction of FIG. It should be noted that the winding centers of the copper thin film wires constituting the power transmission loop coil and the coils CL5-11 and CL5-21 of the 5-2 embodiment are the same or substantially the same.

そして図38に示すように、第5-2実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL5-11は、その最外周部が開放端T5-11とされている。そしてコイルCL5-11は、当該開放端T5-11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38の紙面方向においてその直下に積層されているコイルCL5-21との間の電気的接続を構成するためのビアV5が接続されている。なおコイルCL5-11を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL5-11の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL5-11では、図38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。 Then, as shown in FIG. 38, the coil CL5-11 constituting the power transmission open coil of the 5-2 embodiment has an open end T5-11 at the outermost peripheral portion. Then, the coil CL5-11 is counterclockwise starting from the open end T5-11, from the outermost periphery to the innermost periphery, for example, a copper thin film wire is spirally turned ten and a half turns (10.5 turns). It is configured by winding. A via V5 is connected to the innermost peripheral portion thereof for forming an electrical connection with the coil CL5-21 which is laminated directly under it in the paper surface direction of FIG. The copper thin film wire forming the coil CL5-11 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL5-11. Furthermore, in the coil CL5-11, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. It is

次に、上記コイルCL5-11の直下に積層されているコイルCL5-21の構成について、図39を用いて説明する。なお図39は、当該コイルCL5-21のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL5-21 layered directly below the coil CL5-11 will be described with reference to FIG. FIG. 39 is a plan view showing only the coil CL5-21.

図39に示すように、上記コイルCL5-11と共に第5-2実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL5-21は、その最内周部に、上記コイルCL5-11との電気的接続を構成するための上記ビアV5が接続されている。即ち、コイルCL5-11とコイルCL5-21との接続は、第5-1実施形態のコイルCL5-1及びコイルCL5-2と同様に直列接続とされている。そしてコイルCL5-21は、当該ビアVから始まる時計回りに(即ち、コイルCL5-11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二回転半(2.5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T5-21とされている。なおコイルCL5-21を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL5-21の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL5-21では、コイルCL5-11と同様に、図39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. 39, the coil CL5-21, which together with the coil CL5-11 constitutes the power transmission open coil of the 5-2 embodiment, has an electrical connection with the coil CL5-11 at its innermost peripheral portion. The via V5 for configuration is connected. That is, the connection between the coil CL5-11 and the coil CL5-21 is a series connection, like the coil CL5-1 and the coil CL5-2 of the 5-1 embodiment. Then, the coil CL5-21 starts from the via V and rotates clockwise (that is, in the direction opposite to the coil CL5-11) from its innermost circumference to its outermost circumference, for example, a copper thin film wire is wound in a spiral shape. It is configured by being wound two and a half turns (2.5 turns). Further, the outermost peripheral portion is an open end T5-21. The copper thin film wire forming the coil CL5-21 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL5-21. Furthermore, in the coil CL5-21, similarly to the coil CL5-11, the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. Each is connected by an arcuate curve.

ここで、上記コイルCL5-11及び上記コイルCL5-21をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の関係としては、上記反時計方向に巻回されているコイルCL5-11の銅薄膜線の巻回数(十回転半)と、上記時計方向に巻回されているコイルCL5-21の銅薄膜線の巻回数(二回転半)と、が異なるように、それぞれの銅薄膜線が巻回されている。また、コイルCL5-11の巻回における一辺全体の幅(図38において符号「W11」で示す)と、コイルCL5-21の巻回における一辺全体の幅(図39において符号「W21」で示す)と、が略同一となるように、コイルCL5-21の銅薄膜線の幅(図39において符号「WW21」で示す)は、コイルCL5-11の銅薄膜線の幅(図38において符号「WW11」で示す)より広くなっている。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CL5-11とコイルCL5-21とが直列に接続されている。これにより、コイルCL5-11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CL5-21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, the relationship between the copper thin film wires constituting the coil CL5-11 and the coil CL5-21 is the number of turns of the copper thin film wire of the coil CL5-11 wound counterclockwise (ten Each copper thin film wire is wound such that the number of turns (two and a half turns) of the copper thin film wire of the coil CL5-21 wound clockwise is different. In addition, the width of the entire side of the winding of the coil CL5-11 (indicated by symbol "W11" in FIG. 38) and the width of the entire side of the winding of the coil CL5-21 (indicated by symbol "W21" of FIG. 39). and are substantially the same, the width of the copper thin film wire of the coil CL5-21 (indicated by the symbol "WW21" in FIG. 39) is the same as the width of the copper thin film wire of the coil CL5-11 (indicated by the symbol "WW11" in FIG. ) is wider. The coil CL5-11 and the coil CL5-21 are connected in series by vias V connected to their innermost peripheral portions. As a result, the winding from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion of the coil CL5-11 is reversed (turned back) at the innermost peripheral portion in the opposite direction, so that the coil CL5-21 is wound from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion. is wound to

更に図39に示すように、第5-2実施形態のコイルCL5-21(換言すれば、第2実施形態の送電オープンコイルを構成する二つのコイルCL5-11及びコイルCL5-21のうち、銅薄膜線の巻回数が少ない方)における銅薄膜線のコイルCL5-21の径方向の間隔(図39において符号「V21」で示す)が、当該銅薄膜線の幅(図39において符号「WW21」で示す)以上とされている。 Furthermore, as shown in FIG. 39, the coil CL5-21 of the 5-2 embodiment (in other words, the copper The radial interval of the coil CL5-21 of the copper thin film wire (indicated by the symbol "V21" in FIG. 39) is the width of the copper thin film wire (the symbol "WW21" in FIG. 39) (indicated by ).

次に、第5-2実施形態の送電オープンコイル(即ち上記コイルCL5-11及び上記コイルCL5-21)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40を用いて説明する。なお図40は、第5-2実施形態のコイルCL5-11と、コイルCL5-21と、の重なり状況を示す平面図であり、コイルCL5-11を実線で、その直下にフィルムを介して積層されているコイルCL5-21を破線で、それぞれ示している。 Next, the positional relationship between the copper thin film wires constituting the power transmission open coils (that is, the coil CL5-11 and the coil CL5-21) of the 5-2 embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 40 is a plan view showing the overlapping state of the coil CL5-11 and the coil CL5-21 of the 5-2 embodiment. The coils CL5-21, which are connected to each other, are indicated by dashed lines.

図40に示すように、最内周部でビアV5により接続されるコイルCL5-11及びコイルCL5-21では、それぞれ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れぞれ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それぞれ巻回されている。以上の図39に示したとおり、図示しない第5-2実施形態の送電ループコイルと第5-2実施形態の送電オープンコイルのコイルCL5-11及びコイルCL5-21とが積層されている第5-2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CL5-11及びコイルCL5-21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。なお、第5-2実施形態のコイルCL5-11とコイルCL5-21との積層状態及び接続状態は、第5-1実施形態のコイルCL5-1とコイルCL5-2の積層状態及び接続状態と基本的に同様であるので、細部の説明は省略する。 As shown in FIG. 40, in the coil CL5-11 and the coil CL5-21 connected by the via V5 at the innermost circumference, each quarter turn has a quarter of the winding pitch of the copper thin film wire. Each curved portion is formed and the copper thin film wire is wound so that the positions of the respective straight portions are shifted one by one toward the inner peripheral side. As shown in FIG. 39 above, the power transmission loop coil of the 5-2 embodiment (not shown) and the coil CL5-11 and the coil CL5-21 of the power transmission open coil of the 5-2 embodiment are stacked in the fifth -2 In the power transmitting coil of the embodiment, the copper thin film wires forming the coil CL5-11 and the coil CL5-21 are laminated so as to overlap each other on the upper, lower, left, and right sides. The lamination state and connection state of the coil CL5-11 and the coil CL5-21 in the 5-2 embodiment are the same as the lamination state and connection state of the coil CL5-1 and the coil CL5-2 in the 5-1 embodiment. Since they are basically the same, a detailed description is omitted.

(i)第5-2実施例
次に、第5-2実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第5-2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等について、本願の発明者による実験結果を踏まえて、図41乃至図43を用いて説明する。なお図41乃至図43は第5-2実施形態のコイルの構造による効果としての反射・伝送効率-周波数の関係を示す図である。また以下の第5-2実施形態では、上記第5-1実施例と同様に、第5-2実施形態の送電ループコイル及び受電ループコイルそれぞれを構成する銅薄膜線を、単に「ループコイル銅薄膜線」と称し、第5-2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それぞれを構成する銅薄膜線を、単に「オープンコイル銅薄膜線」と称する。また、図41及び図42は上記効果としての共振周波数と反射率に関連するSパラメータ(S11)の値との関係、及び、上記効果としての共振周波数と伝送効率に関連するSパラメータ(S21)の値との関係をそれぞれ示す図である。ここで図42は、図41における横軸(周波数軸)を拡大して示す図であり、図41における周波数3メガヘルツまでの実験結果が図42の左部分に(周波数軸後方に)圧縮されて表示されている。一方図43は、上記効果としての共振周波数と伝送効率に関連するSパラメータ(S21)の値との関係を、送電ループコイル又は受電ループコイルから遠い位置に積層された送電オープンコイル又は受電オープンコイル(第5-2実施形態のコイルCL5-21を含む)の巻回数を変えた場合について示す図である。
(i) 5-2 embodiment
Next, based on the results of experiments by the inventors of the present application, the effect of performing power transmission using the power transmission system of the 5-2 embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the 5-2 embodiment 41 through 43. FIG. 41 to 43 are diagrams showing the relationship between reflection/transmission efficiency and frequency as an effect of the coil structure of the 5-2 embodiment. Further, in the following 5-2 embodiment, similarly to the 5-1 embodiment above, the copper thin film wires constituting the power transmitting loop coil and the power receiving loop coil of the 5-2 embodiment are simply referred to as "loop coil copper The copper thin film wires constituting the power transmitting open coil and the power receiving open coil of the 5-2 embodiment are simply referred to as "open coil copper thin film wires". 41 and 42 show the relationship between the resonance frequency as the above effect and the value of the S parameter (S11) related to the reflectance, and the resonance frequency as the above effect and the S parameter (S21) related to the transmission efficiency. is a diagram showing the relationship with the value of . Here, FIG. 42 is a diagram showing an enlarged horizontal axis (frequency axis) in FIG. 41, and the experimental results up to a frequency of 3 MHz in FIG. 41 are compressed in the left part of FIG. is displayed. On the other hand, FIG. 43 shows the relationship between the resonance frequency as the above effect and the value of the S parameter (S21) related to the transmission efficiency. FIG. 13 is a diagram showing a case where the number of turns of (including the coil CL5-21 of the 5-2 embodiment) is changed.

なお、図41及び図42に示す実験結果を得るためのループコイル銅薄膜線及びオープンコイル銅薄膜線それぞれの諸元は以下の通りである。
・ループコイル銅薄膜線の線幅:2ミリメートル
・各コイルの銅薄膜線の厚さ:全て一定且つ同一
・コイルCL5-11の巻回数:十回転半(10.5ターン。図38参照。)
・コイルCL5-21の巻回数:二回転半(2.5ターン。図39参照。)
・コイルCL5-11におけるピッチ:2ミリメートル
・コイルCL5-21におけるピッチ:8ミリメートル
・コイルCL5-11の銅薄膜線の線幅:1.4ミリメートル
・コイルCL5-21の銅薄膜線の線幅:4ミリメートル
・コイルCL5-11において隣り合う銅薄膜線同士の間隔:0.6ミリメートル
・コイルCL5-21において隣り合う銅薄膜線同士の間隔:4ミリメートル
一方、図41及び図42に示す従来例1及び従来例2の送電コイル又は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並びに送電オープンコイル及び受電オープンコイルそれぞれを構成する銅薄膜線の諸元は以下の通りである。なお以下の従来例1についての諸元において、従来例1の送電コイル又は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を単に「従来例1のループコイル」と称し、従来例1の送電コイル又は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うち従来例1のループコイルに近い位置に積層されているオープンコイルを単に「従来例1の第1オープンコイル」と称する。更に、従来例1の送電コイル又は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うち従来例1のループコイルから遠い位置に積層されているオープンコイルを単に「従来例1の第2オープンコイル」と称する。また以下の従来例2についての諸元において、従来例2の送電コイル又は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を単に「従来例2のループコイル」と称し、従来例2の送電コイル又は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うち従来例2のループコイルに近い位置に積層されているオープンコイルを単に「従来例2の第1オープンコイル」と称する。更に、従来例2の送電コイル又は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うち従来例2のループコイルから遠い位置に積層されているオープンコイルを単に「従来例2の第2オープンコイル」と称する。
・従来例1のループコイル及び従来例2のループコイルそれぞれの銅薄膜線の線幅:6ミリメートル
・各コイルそれぞれの銅薄膜線の厚さ:全て一定且つ同一
・従来例1の第1オープンコイル及び従来例2の第1オープンコイル並びに従来例2の第2オープンコイルそれぞれの巻回数:十回転半(10.5ターン)
・従来例1の第2オープンコイルの巻回数:二回転半(2.5ターン)
・従来例1の第1オープンコイル及び従来例2の第1オープンコイル並びに従来例2の第2オープンコイルそれぞれにおけるピッチ:2ミリメートル
・従来例1の第2オープンコイルにおけるピッチ:8ミリメートル
・従来例1の第1オープンコイル及び従来例2の第1オープンコイル並びに従来例2の第2オープンコイルそれぞれの銅薄膜線の線幅:1.4ミリメートル
・従来例1の第2オープンコイルの銅薄膜線の線幅:7.4ミリメートル
・各コイルそれぞれにおいて隣り合う銅薄膜線同士の間隔:0.6ミリメートル
また図43において、符号「2.5T(間隔4mm)」はコイルCL5-21を用いた場合の実験結果であり、符号「2.5T(間隔0.6mm)」は上記従来例1の第2オープンコイルを用いた場合の実験結果である。
The specifications of the loop-coil thin-film copper wire and the open-coil thin-film copper wire for obtaining the experimental results shown in FIGS. 41 and 42 are as follows.
・Line width of loop coil copper thin film wire: 2 millimeters ・Thickness of copper thin film wire for each coil: all constant and the same
・Number of turns of coil CL5-21: Two and a half turns (2.5 turns. See Fig. 39.)
・Pitch in coil CL5-11: 2 mm ・Pitch in coil CL5-21: 8 mm ・Line width of copper thin film wire of coil CL5-11: 1.4 mm ・Line width of copper thin film wire of coil CL5-21: Spacing between adjacent copper thin film wires in 4 mm coil CL5-11: 0.6 mm Spacing between adjacent copper thin film wires in coil CL5-21: 4 mm On the other hand, conventional example 1 shown in FIGS. The specifications of the copper thin film wires constituting the power transmitting loop coil, the power receiving loop coil, the power transmitting open coil and the power receiving open coil in the power transmitting coil or the power receiving coil of Conventional Example 2 are as follows. In the following specifications of Conventional Example 1, the power transmitting loop coil and the power receiving loop coil in the power transmitting coil or the power receiving coil of Conventional Example 1 are simply referred to as "the loop coil of Conventional Example 1". Of the power transmitting open coil and the power receiving open coil in the coil, the open coil stacked at a position close to the loop coil of the conventional example 1 is simply referred to as the "first open coil of the conventional example 1". Furthermore, among the power transmitting open coil and the power receiving open coil of the power transmitting coil or the power receiving coil of Conventional Example 1, the open coil that is stacked farther from the loop coil of Conventional Example 1 is simply referred to as the "second open coil of Conventional Example 1." called. In addition, in the following specifications of Conventional Example 2, the power transmitting loop coil and the power receiving loop coil in the power transmitting coil or the power receiving coil of Conventional Example 2 are simply referred to as "the loop coil of Conventional Example 2". Among the power transmitting open coil and the power receiving open coil in the coil, the open coil that is stacked at a position close to the loop coil of the conventional example 2 is simply referred to as the "first open coil of the conventional example 2". Further, among the power transmitting open coil and the power receiving open coil of the power transmitting coil or the power receiving coil of Conventional Example 2, the open coil that is stacked farther from the loop coil of Conventional Example 2 is simply referred to as the "second open coil of Conventional Example 2." called.
・Line width of each copper thin film wire of loop coil of conventional example 1 and loop coil of conventional example 2: 6 mm ・Thickness of each copper thin film wire of each coil: all constant and the same ・First open coil of conventional example 1 And the number of turns of each of the first open coil of Conventional Example 2 and the second open coil of Conventional Example 2: ten and a half turns (10.5 turns)
・The number of turns of the second open coil of Conventional Example 1: two and a half turns (2.5 turns)
・Pitch of the first open coil of Conventional Example 1, the first open coil of Conventional Example 2, and the second open coil of Conventional Example 2: 2 mm ・Pitch of the second open coil of Conventional Example 1: 8 mm ・Conventional Example Width of the copper thin film wires of the first open coil of No. 1, the first open coil of Conventional Example 2, and the second open coil of Conventional Example 2: 1.4 mm ・The copper thin film wire of the second open coil of Conventional Example 1 Line width: 7.4 mm Spacing between adjacent copper thin film wires in each coil: 0.6 mm In addition, in FIG. , and the symbol "2.5T (interval 0.6 mm)" is the experimental result when the second open coil of Conventional Example 1 is used.

そして図41及び図42にそれぞれ示されるように、第5-2実施形態のコイルCL5-11及びコイルCL5-21を積層する、即ち、異なる巻回数のオープンコイルを積層することで、相互共振による共振周波数の低周波数化が可能となっており、更に、反射率の低減及び伝送効率向上が図られている。特に、図42に示す従来例2(即ち、同じ巻回数のオープンコイルが積層されている場合)と比べると、共振周波数の低周波化の効果が顕著である。 Then, as shown in FIGS. 41 and 42, respectively, by stacking the coil CL5-11 and the coil CL5-21 of the 5-2 embodiment, that is, by stacking open coils with different numbers of turns, mutual resonance It is possible to lower the resonance frequency, and furthermore, the reflectance is reduced and the transmission efficiency is improved. In particular, compared with the conventional example 2 shown in FIG. 42 (that is, when open coils with the same number of turns are laminated), the effect of lowering the resonance frequency is remarkable.

一方図43に示すように、共振周波数と伝送効率に関連するSパラメータ(S21)の値との関係では、一方のオープンコイルとしての巻回数が少ないほど共振周波数が低周波数化されていることが判る。そして、同じ巻回数(二回転半(2.5ターン))の場合は、コイルCL5-21のように、巻回数が少ない方における銅薄膜線の径方向の間隔が、当該銅薄膜線の幅以上とすることで伝送効率の向上が図られている。 On the other hand, as shown in FIG. 43, in the relationship between the resonance frequency and the value of the S parameter (S21) related to the transmission efficiency, it can be seen that the resonance frequency is lowered as the number of turns of one open coil is smaller. I understand. In the case of the same number of turns (two and a half turns (2.5 turns)), the radial spacing of the copper thin film wire with the smaller number of turns, such as coil CL5-21, is the width of the copper thin film wire. By doing so, the transmission efficiency is improved.

以上説明したように、第5-2実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第5-2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5-1実施形態の電力伝送システムの作用効果に加えて、巻回数が少ないコイルCL5-21における銅薄膜線の径方向の間隔V21が、当該銅薄膜線の幅W21以上であるので(図39参照)、第5-2実施形態の送電コイル又は受電コイル全体の共振周波数を低周波数化すると共に、その伝送効率の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 5-2 embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the 5-2 embodiment, the power transmission system of the 5-1 embodiment In addition to the effect, since the radial interval V21 of the copper thin film wire in the coil CL5-21 having a small number of turns is equal to or larger than the width W21 of the copper thin film wire (see FIG. 39), The resonance frequency of the power transmitting coil or the power receiving coil as a whole can be lowered, and the transmission efficiency can be improved.

(III)第5-3実施形態
次に、本発明の更に他の実施形態である第5-3実施形態について、図44及び図45を用いて説明する。
(III) 5-3rd embodiment
Next, a fifth-third embodiment, which is still another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 44 and 45. FIG.

以下に説明する第5-3実施形態の電力伝送システムも、上述した第5-1実施形態の電力伝送システムに対して、第5-3実施形態の送電コイル及び受電コイルをそれぞれ構成する第5-3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5-1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5-1実施形態の電力伝送システムと同様に、第5-3実施形態の送電オープンコイルの構成と第5-3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5-3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。また、図44及び図45は第5-3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5-3実施形態の送電装置において、第5-3実施形態の送電部側から第5-3実施形態の送電コイルを見た場合の平面図である。 In the power transmission system of the 5-3 embodiment described below, the power transmission system of the 5-1 embodiment described above also has the power transmission coil and the power reception coil of the 5-3 embodiment. Only the configuration of the power transmission open coil and the power reception open coil of the -3 embodiment is different, and the other configuration and manufacturing method thereof are the same as those of the power transmission system of the 5-1 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. Also, similarly to the power transmission system of the 5-1 embodiment, the configuration of the power transmission open coil of the 5-3 embodiment and the configuration of the power reception open coil of the 5-3 embodiment are basically the same. Therefore, in the following description, the structure of the power transmission open coil of the 5-3 embodiment will be described. 44 and 45 are plan views showing the structure of the power transmission open coil of Embodiment 5-3. 5-3 It is a plan view of the power transmission coil of the embodiment.

図44及び図45にその平面図を示すように、第5-3実施形態の送電コイルの送電オープンコイルは、後述する二つのコイルCL5-31及びコイルCL5-32が、それぞれに絶縁性のフィルムを介して図44の紙面方向に積層されて構成される。このとき第5-3実施形態の送電オープンコイルでは、第5-3実施形態のコイルCL5-31が積層されている層に、第5-3実施形態のコイルCL5-32を構成する銅薄膜線の一部が形成されている。即ち、第5-3実施形態のコイルCL5-32は、コイルCL5-31が形成されている層と、コイルCL5-32の残りの銅薄膜線が形成されている層と、の二つの層に渡って形成されており、当該二つの層間が後述するビアV5で接続されている。また第5-3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、第5-3実施形態の送電ループコイル並びにコイルCL5-31及びコイルCL5-32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 plan views in FIGS. 44 and 45, the power transmission open coil of the power transmission coil of the 5-3 embodiment includes two coils CL5-31 and CL5-32, which will be described later, each having an insulating film. are laminated in the paper plane direction of FIG. At this time, in the power transmission open coil of the 5-3 embodiment, the copper thin film wire constituting the coil CL5-32 of the 5-3 embodiment is placed in the layer on which the coil CL5-31 of the 5-3 embodiment is laminated. part of is formed. That is, the coil CL5-32 of the 5-3rd embodiment is composed of two layers, a layer in which the coil CL5-31 is formed and a layer in which the remaining copper thin film wires of the coil CL5-32 are formed. The two layers are connected by a via V5, which will be described later. Also in the 5-3 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 and the coils CL5-31 and CL5-32 of the 5-3rd embodiment are the same or substantially the same.

そして図44に示すように、第5-3実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL5-31は、その最外周部が開放端T5-12とされている。そしてコイルCL5-31は、当該開放端T5-12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七回転半(7.5ターン)巻回されて構成されており、その最内周部が開放端T5-13とされている。なおコイルCL5-31を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL5-31の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL5-31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。一方、第5-3実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL5-32は、コイルCL5-31の開放端T5-13に隣接する巻回の位置が開放端T5-23とされており、開放端T5-13と開放端T5-23との間は、ギャップGとして絶縁されている。そしてコイルCL5-32は、開放端T5-23の位置から反時計方向に、その最内周部に向けて、例えば銅薄膜線が渦巻き状に三回(3ターン)巻回されて構成されており、当該最内周部には、図44の紙面方向においてその直下に積層されているコイルCL5-32の残りの巻回を構成する銅薄膜線との間の電気的接続を構成するためのビアV5が接続されている。 Then, as shown in FIG. 44, the coil CL5-31 constituting the power transmission open coil of the 5-3rd embodiment has an open end T5-12 at the outermost peripheral portion thereof. The coil CL5-31 is counterclockwise starting from the open end T5-12, from the outermost circumference to the innermost circumference, for example, a copper thin film wire spirals seven and a half turns (7.5 turns). It is wound and configured, and its innermost peripheral portion is an open end T5-13. The copper thin film wire forming the coil CL5-31 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL5-31. Furthermore, in the coil CL5-31, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. It is On the other hand, in the coil CL5-32 that constitutes the power transmission open coil of the 5-3 embodiment, the winding position adjacent to the open end T5-13 of the coil CL5-31 is the open end T5-23. A gap G is insulated between the end T5-13 and the open end T5-23. The coil CL5-32 is composed of, for example, a copper thin film wire spirally wound three times (three turns) counterclockwise from the position of the open end T5-23 toward its innermost peripheral portion. In the innermost peripheral portion, there is provided an electrical connection between the copper thin film wire that constitutes the remaining winding of the coil CL5-32 that is laminated directly under it in the direction of the paper surface of FIG. Via V5 is connected.

次に、コイルCL5-32の上記残りの巻回の構成について、図45を用いて説明する。なお図45は、コイルCL5-32の当該残りの巻回のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the remaining windings of the coil CL5-32 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 45 is a plan view showing only the remaining windings of the coil CL5-32.

図45に示すように、上記コイルCL5-32の残りの巻回では、その最内周部に、上記コイルCL5-31と同じ層内に形成されたコイルCL5-32との電気的接続を構成するための上記ビアV5が接続されている。即ち、コイルCL5-31と同じ層内に形成されたコイルCL5-32と、その直下に形成されたコイルCL5-32の残りの巻回と、は、ビアV5を挟んで直列接続とされている。そして図45に示されるコイルCL5-32は、当該ビアV5から始まる時計回りに、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。またその最外周部が開放端T5-22とされている。なおコイルCL5-32を構成する上記銅薄膜線は、二層に渡り且つコイルCL5-32の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更に二つの層に分かれて形成されているコイルCL5-32では、それぞれの層において、図44及び図45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。なお、二つの層に分かれて形成されているコイルCL5-32の当該層間における接続状態は、第5-1実施形態のコイルCL5-1とコイルCL5-2の接続状態と基本的に同様であるので、細部の説明は省略する。 As shown in FIG. 45, the remaining windings of the coil CL5-32 are electrically connected to the coil CL5-32 formed in the same layer as the coil CL5-31 at its innermost circumference. is connected to the via V5 for That is, the coil CL5-32 formed in the same layer as the coil CL5-31 and the remaining turns of the coil CL5-32 formed immediately below it are connected in series with the via V5 interposed therebetween. . Then, the coil CL5-32 shown in FIG. 45 is rotated clockwise starting from the via V5, from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion, for example, a copper thin film wire spirally turns ten and a half turns (10.5 turns). ) is wound. Further, the outermost peripheral portion thereof is an open end T5-22. The copper thin film wire forming the coil CL5-32 has the same width and thickness over the two layers and over the entire circumference of the coil CL5-32. Further, in the coil CL5-32 which is formed in two layers, each layer is provided with parallel linear portions on the upper side, lower side, left side and right side in FIGS. Each linear portion is connected by a substantially concentric arc-shaped curved portion. The connection state between the layers of the coil CL5-32 formed in two layers is basically the same as the connection state between the coil CL5-1 and the coil CL5-2 in the 5-1 embodiment. Therefore, detailed description is omitted.

以上説明した第5-3実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第5-3実施形態の電力伝送システムを用いた電力伝送によっても、第5-1実施形態の電力伝送システムSと同様の作用効果を奏することができる。 Even with power transmission using the power transmission system of the 5-3 embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the 5-3 embodiment described above, the same operation as the power transmission system S of the 5-1 embodiment It can be effective.

なお、上述した第5-3実施形態では、コイルCL5-31と同じ層内にコイルCL5-32の巻回の一部が形成されている場合について説明したが、これ以外に、コイルCL5-32としての全ての巻回を一の層内に形成するように構成してもよい。 In the above-described 5-3 embodiment, the case where a part of the winding of the coil CL5-32 is formed in the same layer as the coil CL5-31 has been described, but in addition to this, the coil CL5-32 It may also be configured to form all the turns as in one layer.

また、上述した各第5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二つの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二つのコイルの位置(順番)を入れ換えても)、各第5実施形態と同様の効果を得ることができる。 Further, even if the layers in which the two coils constituting the power transmitting open coil or the power receiving open coil in each of the fifth embodiments described above are formed are replaced (that is, the two coils viewed from the power transmitting loop coil or the power receiving loop coil) Even if the positions (orders) of the coils are exchanged), the same effects as those of the fifth embodiment can be obtained.

更に、上述した各第5実施形態においては、ループコイルと二層のオープンコイルをそれぞれに備える送電コイル及び/又は受電コイルを含む電力伝送システムに本発明を適用した場合について説明したが、これ以外に、ループコイルを備えず、二層のオープンコイルが最内周端部で接続され、且つ各オープンコイルの最外周部がそれぞれに接続用端子とされている送電コイル及び/又は受電コイルを備える電力伝送システムに本発明を適用することもできる。この場合でも、上記各第5実施形態の電力伝送システムと同様の作用効果を奏することができる。 Furthermore, in each of the fifth embodiments described above, the case where the present invention is applied to a power transmission system including a power transmission coil and/or a power reception coil each having a loop coil and a two-layer open coil has been described. In addition, a power transmitting coil and/or a power receiving coil having no loop coil, two layers of open coils connected at the innermost peripheral end, and the outermost peripheral portion of each open coil serving as a connection terminal respectively The present invention can also be applied to power transmission systems. Even in this case, the same effects as those of the power transmission systems of the fifth embodiments can be obtained.

更にまた、上述した各第5実施形態において、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、送電オープンコイル又は受電オープンコイルとしての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。 Furthermore, in each of the fifth embodiments described above, a capacitor is further connected in series or in parallel to the end of the open end of the power transmission open coil or the power reception open coil, so that the power transmission open coil or the power reception open coil may be configured to further lower the resonance frequency of the .

(カ)第6実施形態
次に、本発明の第6実施形態について、図46乃至図52を用いて説明する。
(I)第6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6実施形態の電力伝送システム全体の構成及び動作は、基本的に、第3実施形態の電力伝送システムS3の全体構成及び動作と同様であるので、詳細な説明を省略する。
(f) Sixth embodiment
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 46 to 52. FIG.
(I) Regarding the overall configuration and operation of the power transmission system of the sixth embodiment
Since the overall configuration and operation of the power transmission system of the sixth embodiment are basically the same as the overall configuration and operation of the power transmission system S3 of the third embodiment, detailed description thereof will be omitted.

(II)第6実施形態の送電コイル(受電コイル)の構成について
次に、第6実施形態の電力伝送システムに用いられる、第6実施形態の送電コイル及び受電コイルの構成について、図46乃至図50を用いて説明する。なお、第6実施形態の送電コイルと受電コイルとは、基本的に同じ構成を備える。即ち、第6実施形態の送電ループコイルの構成と、第6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。また、第6実施形態の送電オープンコイルの構成と、第6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。更に、第6実施形態の送電ループコイルと第6実施形態の送電オープンコイルとの第6実施形態の送電コイル内における位置関係と、第6実施形態の受電ループコイルと第6実施形態の受電オープンコイルとの第6実施形態の受電コイル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、第6実施形態の送電コイルについて、その構造を説明する。また、図46乃至図49は第6実施形態の送電コイルの構造をそれぞれ示す平面図であり、図50は第6実施形態の送電コイルの構造を示す部分断面図である。なお図46乃至図49は、第6実施形態の送電装置において、第6実施形態の送電部側から第6実施形態の送電コイルを見た場合の平面図である。
(II) Configuration of the power transmitting coil (power receiving coil) of the sixth embodiment
Next, configurations of the power transmission coil and the power reception coil of the sixth embodiment, which are used in the power transmission system of the sixth embodiment, will be described with reference to FIGS. 46 to 50. FIG. Note that the power transmitting coil and the power receiving coil of the sixth embodiment basically have the same configuration. That is, the configuration of the power transmitting loop coil of the sixth embodiment and the configuration of the power receiving loop coil of the sixth embodiment are basically the same. Also, the configuration of the power transmission open coil of the sixth embodiment and the configuration of the power reception open coil of the sixth embodiment are basically the same. Furthermore, the positional relationship in the power transmission coil of the sixth embodiment between the power transmission loop coil of the sixth embodiment and the power transmission open coil of the sixth embodiment, the power reception loop coil of the sixth embodiment and the power reception open coil of the sixth embodiment The positional relationship with the coil in the power receiving coil of the sixth embodiment is basically the same. Therefore, in the following description, the structure of the power transmission coil of the sixth embodiment will be described. 46 to 49 are plan views respectively showing the structure of the power transmission coil of the sixth embodiment, and FIG. 50 is a partial cross-sectional view showing the structure of the power transmission coil of the sixth embodiment. 46 to 49 are plan views of the power transmission coil of the sixth embodiment when viewed from the power transmission unit side of the sixth embodiment in the power transmission device of the sixth embodiment.

図46にその平面図を示すように、第6実施形態の送電コイルは、第6実施形態の送電ループコイルTL6と、図46において図示されない第6実施形態の送電オープンコイルと、が、絶縁性のフィルムBF6-1を介して図46の紙面方向に積層されて構成される。また第6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CL6-1及びコイルCL6-2が、それぞれに絶縁性のフィルムBF6-2を介して図46の紙面方向に積層されて構成される。なお、送電ループコイルTL6、コイルCL6-1及びコイルCL6-2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。 As shown in the plan view of FIG. 46, in the power transmission coil of the sixth embodiment, the power transmission loop coil TL6 of the sixth embodiment and the power transmission open coil of the sixth embodiment, not shown in FIG. 46 are laminated in the paper surface direction of FIG. 46 via the film BF6-1. In addition, the power transmission open coil of the sixth embodiment is configured by laminating two coils CL6-1 and CL6-2, which will be described later, in the paper surface direction of FIG. 46 via an insulating film BF6-2. . Note that the centers of the windings of the copper thin film wires, which will be described later, which respectively constitute the power transmission loop coil TL6, the coil CL6-1, and the coil CL6-2 are the same or substantially the same.

そして図46に示すように、送電ループコイルTL6は、その最外周部の一辺に、第6実施形態の送電部に接続される接続用端子O6-1及び接続用端子O6-2を有している。そして送電ループコイルTL6は、例えば銅薄膜線が一回転巻回されて構成されており、その両端部(図46に示す場合は右辺部の中央)が上記接続用端子O6-1及び上記接続用端子O6-2とされている。なお送電ループコイルTL6を構成する上記銅薄膜線は、送電ループコイルTL6の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更に送電ループコイルTL6では、図46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。なお、送電ループコイルTL6を構成する上記銅薄膜線の幅については、後ほど詳述する。 As shown in FIG. 46, the power transmission loop coil TL6 has a connection terminal O6-1 and a connection terminal O6-2, which are connected to the power transmission section of the sixth embodiment, on one side of its outermost peripheral portion. there is The power transmission loop coil TL6 is formed by, for example, winding a copper thin film wire one turn, and both ends thereof (in the case shown in FIG. 46, the center of the right side portion) are the connection terminal O6-1 and the connection terminal O6-1. A terminal O6-2 is provided. The copper thin film wire forming the power transmission loop coil TL6 has the same width and the same thickness over the entire circumference of the power transmission loop coil TL6. Furthermore, in the power transmission loop coil TL6, straight lines are provided on each of the upper side, lower side, left side, and right side in FIG. 46, and the straight lines are connected by curved lines. The width of the copper thin film wire forming the power transmission loop coil TL6 will be described in detail later.

次に、上記フィルムBF6-1を介して上記送電ループコイルTL6の直下に積層されている、第6実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL6-1の構成について、図47を用いて説明する。なお図47は、当該コイルCL6-1のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL6-1 constituting the power transmission open coil of the sixth embodiment, which is laminated directly below the power transmission loop coil TL6 via the film BF6-1, will be described using FIG. . FIG. 47 is a plan view showing only the coil CL6-1.

図47に示すように、第6実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL6-1は、その最外周部が開放端T6-1とされている。そしてコイルCL6-1は、当該開放端T6-1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三回転半巻回されて構成されている。またその最内周部には、図47の紙面方向においてその直下に積層されているコイルCL6-2との間の電気的接続を構成するためのビアV6が接続されている。なおコイルCL6-1を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL6-1の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL6-1では、図47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. 47, the coil CL6-1 constituting the power transmitting open coil of the sixth embodiment has an open end T6-1 at the outermost peripheral portion. The coil CL6-1 is configured by, for example, a copper thin film wire spirally wound three and a half turns counterclockwise starting from the open end T6-1, from the outermost periphery toward the innermost periphery. ing. A via V6 is connected to the innermost peripheral portion thereof for forming an electrical connection with the coil CL6-2 which is laminated directly under it in the paper surface direction of FIG. The copper thin film wire forming the coil CL6-1 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL6-1. Furthermore, in the coil CL6-1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. It is

次に、上記フィルムBF6-2を介して上記コイルCL6-1の直下に積層されているコイルCL6-2の構成について、図48を用いて説明する。なお図48は、当該コイルCL6-2のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL6-2 laminated directly below the coil CL6-1 via the film BF6-2 will be described with reference to FIG. FIG. 48 is a plan view showing only the coil CL6-2.

図48に示すように、上記コイルCL6-1と共に第6実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL6-2は、その最内周部に、上記コイルCL6-1との電気的接続を構成するための上記ビアV6が接続されている。即ち、コイルCL6-1とコイルCL6-2との接続は直列接続とされている。そしてコイルCL6-2は、当該ビアV6から始まる時計回りに(即ち、コイルCL6-1と反対の方向に)、その最内周部から最外周部に向けて、コイルCL6-1と同様に例えば銅薄膜線が渦巻き状に三回転半巻回されて構成されている。またその最外周部が開放端T6-2とされている。なおコイルCL6-2を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL6-1と同様に、コイルCL6-2の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL6-2では、コイルCL6-1と同様に、図48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. 48, the coil CL6-2, which together with the coil CL6-1 constitutes the power transmission open coil of the sixth embodiment, is electrically connected to the coil CL6-1 at its innermost circumference. is connected to the via V6 for That is, the coil CL6-1 and the coil CL6-2 are connected in series. Then, the coil CL6-2 rotates clockwise (that is, in the direction opposite to the coil CL6-1) starting from the via V6, from its innermost periphery to its outermost periphery, similarly to the coil CL6-1, for example A copper thin film wire is spirally wound three and a half turns. Further, the outermost peripheral portion thereof is an open end T6-2. The copper thin film wire forming the coil CL6-2 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL6-2, like the coil CL6-1. Furthermore, in the coil CL6-2, like the coil CL6-1, parallel straight lines are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. Each is connected by an arcuate curve.

ここで、上記コイルCL6-1及び上記コイルCL6-2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係としては、上記反時計方向に巻回されているコイルCL6-1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CL6-2の銅薄膜線の位置と、が、コイルCL6-1及びコイルCL6-2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V6により、コイルCL6-1とコイルCL6-2とが直列に接続されている。これにより、コイルCL6-1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CL6-2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, the positional relationship between the copper thin film wires forming the coil CL6-1 and the coil CL6-2 is as follows: The position of the copper thin film wire of the coil CL6-2 wound in the clockwise direction is aligned with the position of the copper thin film wire of the coil CL6-1 and the coil CL6-2 when viewed from the winding center of each copper thin film. Wire is wound. The coil CL6-1 and the coil CL6-2 are connected in series by the via V6 connected to the innermost circumference of each. As a result, the winding from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion of the coil CL6-1 is reversed (turned back) at the innermost peripheral portion in the opposite direction, so that the coil CL6-2 is turned from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion. is wound to

次に、上記送電ループコイルTL6並びに第6実施形態の送電オープンコイル(即ち上記コイルCL6-1及び上記コイルCL6-2)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49を用いて説明する。なお図49は、送電ループコイルTL6と、コイルCL6-1及びコイルCL6-2と、の重なり状況を示す平面図であり、送電ループコイルTL6を実線で、その直下にフィルムBF6-1(図49において図示を省略している)を介して積層されている第6実施形態の送電オープンコイルTOのコイルCL6-1及びコイルCL6-2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CL6-1及びコイルCL6-2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の位置関係は、図49においては全く同一となる。 Next, the positional relationship between the copper thin film wires constituting the power transmission loop coil TL6 and the power transmission open coil (that is, the coil CL6-1 and the coil CL6-2) of the sixth embodiment will be described with reference to FIG. do. FIG. 49 is a plan view showing how the power transmission loop coil TL6 and the coils CL6-1 and CL6-2 overlap. (illustration is omitted in )), the coils CL6-1 and CL6-2 of the power transmission open coil TO of the sixth embodiment are shown by dashed lines. As described above, the positional relationship between the copper thin film wires forming the coil CL6-1 and the coil CL6-2 are exactly the same in FIG.

図49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V6によりコイルCL6-2と接続されるコイルCL6-1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49に実線で示すように、送電ループコイルT6は、コイルCL6-1の外縁に沿って積層されており、接続用端子O6-1及び接続用端子O6-2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TL6と第6実施形態の送電オープンコイル(コイルCL6-1及びコイルCL6-2)とが積層されている第6実施形態の送電コイルでは、図49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TL6と第6実施形態の送電オープンコイル(コイルCL6-1及びコイルCL6-2)を構成する銅薄膜線が重なるように積層されている。このとき、送電ループコイルTL6の位置は、第6実施形態の送電オープンコイルを構成する銅薄膜線全体の幅(図49において符号「WTO」で示す)の範囲内に重なるように積層されている。As indicated by the dashed line in FIG. 49, the coil CL6-1 wound from the outer circumference to the inner circumference and connected to the coil CL6-2 by the via V6 at its innermost circumference has , 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. On the other hand, as indicated by the solid line in FIG. 49, the power transmission loop coil T6 is laminated along the outer edge of the coil CL6-1, and the connection terminal O6-1 and the connection terminal O6-2 are arranged outside the winding. It has a protruding shape. As a result, the power transmission coil of the sixth embodiment, in which the power transmission loop coil TL6 and the power transmission open coils (coil CL6-1 and coil CL6-2) of the sixth embodiment are stacked, are vertically arranged as shown in FIG. On each of the left and right sides, the copper thin film wires forming the power transmission loop coil TL6 and the power transmission open coils (coil CL6-1 and coil CL6-2) of the sixth embodiment are laminated so as to overlap each other. At this time, the power transmission loop coil TL6 is positioned so as to overlap within the range of the width of the entire copper thin film wire that constitutes the power transmission open coil of the sixth embodiment (indicated by the symbol “W TO ” in FIG. 49). there is

一方、送電ループコイルTL6を構成する銅薄膜線の幅WTLは、図49に示すように、第6実施形態の送電オープンコイル(コイルCL6-1及びコイルCL6-2)を構成する銅薄膜線のピッチPTO(即ち、当該銅薄膜線の中心線の、巻回における半径方向の距離)より太くなるように当該送電ループコイルTL6が形成されている。より具体的には、上記幅WTLが上記ピッチPTOの1.5倍以上となるように送電ループコイルTL6が形成されている。更に図49に示すように、上記幅WTLは、第6実施形態の送電オープンコイルを構成する銅薄膜線全体の幅WTO以下(即ち、第6実施形態の送電オープンコイルの最外縁部と第6実施形態の送電コイルの中心との距離と、第6実施形態の送電オープンコイルの最内縁部と第6実施形態の送電コイルの中心との距離との差以下)とされている。On the other hand, as shown in FIG. 49, the width W TL of the copper thin film wire forming the power transmission loop coil TL6 is The power transmission loop coil TL6 is formed to be thicker than the pitch P TO of the copper thin film wire (that is, the distance in the radial direction of the winding of the center line of the copper thin film wire). More specifically, the power transmission loop coil TL6 is formed such that the width WTL is 1.5 times or more the pitch PTO . Furthermore, as shown in FIG. 49, the width W TL is equal to or less than the width W TO of the entire copper thin film wire constituting the power transmission open coil of the sixth embodiment (that is, the width of the outermost edge of the power transmission open coil of the sixth embodiment). difference between the distance to the center of the power transmission coil of the sixth embodiment and the distance between the innermost edge of the power transmission open coil of the sixth embodiment and the center of the power transmission coil of the sixth embodiment).

次に、上記送電ループコイルTL6とコイルCL6-1及びコイルCL6-2との積層状態、及びコイルCL6-1とコイルCL6-2との接続状態について、図49に示すA-A’部分の断面図として、図50を用いて説明する。 Next, regarding the lamination state of the power transmission loop coil TL6, the coils CL6-1 and CL6-2, and the connection state of the coils CL6-1 and CL6-2, the cross section of the AA' portion shown in FIG. This will be explained using FIG. 50 as a diagram.

図50に示すように、図46乃至図49における左辺部では、コイルCL6-1とコイルCL6-2とがフィルムBF6-2を挟んで積層されており、それぞれがビアV6により電気的に接続されている。このビアV6の位置で、コイルCL6-1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CL6-2の上記時計方向の巻回が形成されている。一方、コイルCL6-1及びコイルCL6-2からなる第6実施形態の送電オープンコイルと送電ループコイルTL6とは、フィルムBF6-1(図46参照)を挟んで積層されている。 As shown in FIG. 50, on the left side of FIGS. 46 to 49, the coil CL6-1 and the coil CL6-2 are laminated with the film BF6-2 interposed therebetween, and electrically connected to each other by the via V6. ing. At the position of the via V6, the counterclockwise winding of the coil CL6-1 is cut back (folded back) to form the clockwise winding of the coil CL6-2. On the other hand, the power transmission open coil and the power transmission loop coil TL6 of the sixth embodiment composed of the coil CL6-1 and the coil CL6-2 are laminated with the film BF6-1 (see FIG. 46) interposed therebetween.

(III)第6実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法について
第6実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法は、基本的に第4実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法と同一であるので、細部の説明を省略する。
(III) About the method for manufacturing the power transmitting coil and the power receiving coil of the sixth embodiment
A method for manufacturing the power transmitting coil and the power receiving coil according to the sixth embodiment is basically the same as the method for manufacturing the power transmitting coil and the power receiving coil according to the fourth embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

(IV)第6実施例
次に、第6実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第6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等について、本願の発明者による実験結果を踏まえて、図51及び図52を用いて説明する。
(IV) Sixth embodiment
Next, based on the results of experiments conducted by the inventors of the present application, the effect of performing power transmission using the power transmission system of the sixth embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the sixth embodiment will be described with reference to FIG. and FIG. 52 .

(1)第6-1実施例
初めに、第6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の一例を、送電ループコイルTL6及び第6実施形態の受電ループコイルそれぞれを構成する銅薄膜線の幅のみを変えた場合について、図51を用いて説明する。なお以下の説明では、上記送電ループコイルTL6及び第6実施形態の受電ループコイルそれぞれを構成する銅薄膜線を、単に「ループコイル銅薄膜線」と称し、第6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それぞれを構成する銅薄膜線を、単に「オープンコイル銅薄膜線」と称する。また、図51(a)は当該効果としての共振周波数と反射率に関連するSパラメータ(S11)の値との関係を示す図であり、図51(b)は当該効果としての共振周波数と伝送効率に関連するSパラメータ(S21)の値との関係を示す図である。そして、図51(a)及び図51(b)のそれぞれにおいて、■を含むグラフはループコイル銅薄膜線の幅が4ミリメートルである場合の各関係を示しており、◆を含むグラフはループコイル銅薄膜線の幅が2ミリメートルである場合の各関係を示している。また、ループコイル銅薄膜線の幅以外の諸元については、図51(a)及び図51(b)のそれぞれについて、以下の通りである。
・第6実施形態の送電オープンコイル及び第6実施形態の受電オープンコイル並びに第6実施形態の送電ループコイル及び第6実施形態の受電ループコイルそれぞれの図46乃至図49に示す平面における外形寸法:縦約150ミリメートル×横約150ミリメートル
・オープンコイル銅薄膜線並びにループコイル銅薄膜線の厚さ:全て同一
・オープンコイル銅薄膜線の巻き数:3.5回巻き(3.5ターン)(図47乃至図49参照)
・オープンコイル銅薄膜線の幅:1.7ミリメートル
・オープンコイル銅薄膜線のうち、隣り合う銅薄膜線の中心線の間隔(上記ピッチPTO):2.0ミリメートル
そして、図51(a)及び図51(b)それぞれに示すように、送電ループコイルTL6及び第6実施形態の受電ループコイルそれぞれを構成する銅薄膜線の幅を太くすると、それ以外の諸元が同一であれば、共振周波数をより低周波数化できている。また図51(a)及び図51(b)それぞれに示すように、共振周波数において、全体として高い伝送効率が得られている。
(1) 6-1 Example
First, an example of a simulation result of the effect when power transmission is performed using the power transmission system of the sixth embodiment is shown for the copper thin film wires that constitute the power transmission loop coil TL6 and the power reception loop coil of the sixth embodiment, respectively. A case where only the width is changed will be described with reference to FIG. In the following description, the copper thin film wires constituting the power transmitting loop coil TL6 and the power receiving loop coil of the sixth embodiment are simply referred to as "loop coil copper thin film wires". A copper thin film wire forming each open coil is simply referred to as an "open coil copper thin film wire". FIG. 51(a) is a diagram showing the relationship between the resonance frequency as the effect and the value of the S parameter (S11) related to reflectance, and FIG. 51(b) is the resonance frequency as the effect and the transmission FIG. 4 is a diagram showing the relationship with the value of an S parameter (S21) related to efficiency; In each of FIGS. 51(a) and 51(b), the graphs containing ▪ show the respective relationships when the width of the loop coil copper thin film wire is 4 mm, and the graphs containing ♦ show the loop coil Each relationship is shown when the width of the copper thin film line is 2 millimeters. Further, the specifications other than the width of the loop coil copper thin film wire are as follows for each of FIGS. 51(a) and 51(b).
External dimensions of the power transmitting open coil of the sixth embodiment, the power receiving open coil of the sixth embodiment, the power transmitting loop coil of the sixth embodiment, and the power receiving loop coil of the sixth embodiment on the plane shown in FIGS. 46 to 49: Approximately 150 mm long x 150 mm wide ・Thickness of open coil copper thin film wire and loop coil copper thin film wire: all the same ・Number of turns of open coil copper thin film wire: 3.5 turns (3.5 turns) (Fig. 47 to 49)
・Width of open coil copper thin film wire: 1.7 mm ・Out of open coil copper thin film wire, the distance between the center lines of adjacent copper thin film wires (pitch P TO ): 2.0 mm And Fig. 51(a) and FIG. 51(b) , when the width of the copper thin film wire constituting each of the power transmitting loop coil TL6 and the power receiving loop coil of the sixth embodiment is increased, resonance The frequency can be made lower. Also, as shown in FIGS. 51(a) and 51(b), overall high transmission efficiency is obtained at the resonance frequency.

(2)第6-2実施例
次に、第6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の他の例として、ループコイル銅薄膜線の幅と共振周波数との関係を、図52を用いて説明する。なお図52は、当該他の例としてのループコイル銅薄膜線の幅と共振周波数との関係を、オープンコイル銅薄膜線の一辺の全体幅(即ち、オープンコイル銅薄膜線の最外縁部と第6実施形態の送電オープンコイル(第6実施形態の送電コイル)又は第6実施形態の受電オープンコイル(第6実施形態の受電コイル)の中心軸との距離と、当該オープンコイル銅薄膜線の最内縁部と当該中心軸との距離と、の差。図49符号「WTO」参照)との関係で示すグラフ図である。また図52において、ループコイル銅薄膜線の幅以外の諸元については、上記実施例6-1の場合と同様である。更に図52において、「オープンコイル銅薄膜線幅」は、オープンコイル銅薄膜線が三本並行している部分(例えば図47に示すコイルCL6-1及び図48に示すコイルCL6-2それぞれの、図47及び図48における左辺部及び右辺部それぞれの中央より下側並びに下辺部)では6ミリメートルとなることを示し、第6実施形態の送電オープンコイルと受電オープンコイル銅薄膜線が四本並行している部分(例えば図47に示すコイルCL6-1及び図48に示すコイルCL6-2それぞれの、図47及び図48における左辺部及び右辺部それぞれの中央より上側並びに上辺部)では8ミリメートルとなることを示している。
(2) 6-2 Example
Next, as another example of the simulation result of the effect when power transmission is performed using the power transmission system of the sixth embodiment, the relationship between the width of the loop coil copper thin film wire and the resonance frequency is shown in FIG. to explain. Note that FIG. 52 shows the relationship between the width of the loop coil thin film copper wire and the resonance frequency as another example, in terms of the overall width of one side of the open coil thin film copper wire (that is, the outermost edge of the open coil thin film copper wire and the first The distance from the central axis of the power transmission open coil of the sixth embodiment (the power transmission coil of the sixth embodiment) or the power reception open coil of the sixth embodiment (the power reception coil of the sixth embodiment) and the maximum distance of the open coil copper thin film wire 49 is a graph showing the relationship between the difference between the distance between the inner edge portion and the center axis, and the difference (see FIG. 49 symbol “W TO ”). In FIG. 52, the specifications other than the width of the loop coil copper thin film wire are the same as in the case of the above embodiment 6-1. Furthermore, in FIG. 52, the “open coil copper thin film line width” is the portion where three open coil copper thin film wires are parallel (for example, the coil CL6-1 shown in FIG. 47 and the coil CL6-2 shown in FIG. 47 and 48 (below the center of each of the left side and right side and the lower side) is 6 mm. (For example, the coil CL6-1 shown in FIG. 47 and the coil CL6-2 shown in FIG. 48, respectively, above the center and upper side of the left side and right side in FIGS. 47 and 48) are 8 mm It is shown that.

そして図52に示すように、第6実施形態のループコイル銅薄膜線の幅を変えた場合、第6実施形態の送電オープンコイルと受電オープンコイルそれぞれの各辺の銅薄膜線の全体幅よりも細い範囲では、ループコイル銅薄膜線の幅を太くするほど共振周波数を低周波数化することができる。これに対し、ループコイル銅薄膜線の幅が第6実施形態の送電オープンコイルと受電オープンコイルそれぞれの各辺の銅薄膜線全体幅以上となった場合、そのことは共振周波数の低周波数化には殆ど寄与しないことが判る。 As shown in FIG. 52, when the width of the loop coil copper thin film wire of the sixth embodiment is changed, the total width of the copper thin film wire on each side of the power transmission open coil and the power reception open coil of the sixth embodiment is larger than the total width of the copper thin film wire. In the narrow range, the resonance frequency can be lowered as the width of the loop coil copper thin film wire is increased. On the other hand, if the width of the loop coil copper thin film wire is equal to or greater than the total width of the copper thin film wire on each side of the power transmission open coil and the power reception open coil of the sixth embodiment, this will lead to a reduction in the resonance frequency. appears to make little contribution.

なお、上述したようなループコイル銅薄膜線の幅を太くすることによる共振周波数の低周波数化の効果は、当該幅が太くなったことで、第6実施形態の送電オープンコイル又は受電オープンコイルとの間の寄生容量が増大し、これにより共振周波数が低周波数化されたものと考えられる。 The effect of lowering the resonance frequency by increasing the width of the loop coil copper thin film wire as described above is that the width is increased, which is different from the power transmission open coil or the power reception open coil of the sixth embodiment. It is considered that the parasitic capacitance between 1 and 2 increases, thereby lowering the resonance frequency.

以上それぞれ説明したように、第6実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第6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、ループコイル銅薄膜線の第6実施形態の送電コイル及び受電コイルの径方向における位置が、オープンコイル銅薄膜線の巻回の最外縁部と最内縁部との間にあり(図49参照)、ループコイル銅薄膜線の幅が、オープンコイル銅薄膜線の巻回におけるピッチよりも広いので、オープンコイル銅薄膜線とループコイル銅薄膜線との間の寄生容量の増大により、第6実施形態の送電コイル又は受電コイルとしての共振周波数を低周波数化することができる。 As described above, according to power transmission using the power transmission system of the sixth embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the sixth embodiment, the power transmission coil and the power transmission coil of the sixth embodiment of the loop coil copper thin film wire The position in the radial direction of the receiving coil is between the outermost edge and the innermost edge of the winding of the open coil copper thin film wire (see FIG. 49), and the width of the loop coil thin copper thin film wire is the width of the open coil thin copper thin film wire. Since the winding pitch is wider than the pitch of the winding, the resonance frequency as the power transmission coil or the power reception coil of the sixth embodiment is lowered due to the increase in the parasitic capacitance between the open coil thin copper film wire and the loop coil thin copper film wire. be able to.

従って、第6実施形態の送電コイル又は受電コイルとしての共振周波数を調整する場合に各銅薄膜線の長さを短くすることができ、各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。 Therefore, when adjusting the resonance frequency of the power transmitting coil or the power receiving coil of the sixth embodiment, the length of each copper thin film wire can be shortened, and power loss and heat generation due to the electrical resistance of each copper thin film wire can be suppressed. be able to.

また、ループコイル銅薄膜線の幅が、オープンコイル銅薄膜線の巻回の一辺の全体幅以下であるので、送電ループコイルTL6又は第6実施形態の受電ループコイル全体としての有効面積が小さくなることを防止しつつ、第6実施形態の送電コイル及び受電コイルとしての共振周波数を低周波数化することができる。 In addition, since the width of the loop coil thin copper film wire is equal to or less than the overall width of one side of the winding of the open coil thin copper film wire, the effective area of the power transmitting loop coil TL6 or the power receiving loop coil of the sixth embodiment as a whole becomes small. While preventing this, the resonance frequencies of the power transmitting coil and the power receiving coil of the sixth embodiment can be lowered.

更に、ループコイル銅薄膜線の幅が、第6実施形態の送電オープンコイル又は受電オープンコイルにおけるオープンコイル銅薄膜線の径方向の間隔の1.5倍以上であるので、オープンコイル銅薄膜線とループコイル銅薄膜線との間の寄生容量を有効に増大させることができる。 Furthermore, since the width of the loop coil copper thin film wire is 1.5 times or more the radial interval of the open coil thin copper film wire in the power transmitting open coil or the power receiving open coil of the sixth embodiment, the open coil copper thin film wire and the The parasitic capacitance between the loop coil copper thin film wire can be effectively increased.

更にまた、オープンコイル銅薄膜線が第6実施形態の送電オープンコイル又は受電オープンコイルの径方向に平たい薄膜線とされ、更にループコイル巻回線が第6実施形態の送電ループコイルTL6又は第6実施形態の受電ループコイルの径方向に平たい薄膜線とされているので、第6実施形態の送電オープンコイルと送電ループコイルTL6間、及び第6実施形態の受電オープンコイルと受電ループコイル間それぞれの寄生容量をより大きくして第6実施形態の送電コイル及び受電コイルとしての共振周波数をより低減することができる。 Furthermore, the open coil copper thin film wire is a thin film wire that is flat in the radial direction of the power transmission open coil or the power reception open coil of the sixth embodiment, and the loop coil winding line is the power transmission loop coil TL6 of the sixth embodiment or the sixth embodiment. Since the thin film wire is flat in the radial direction of the power receiving loop coil of the embodiment, parasitics between the power transmitting open coil and the power transmitting loop coil TL6 in the sixth embodiment and between the power receiving open coil and the power receiving loop coil in the sixth embodiment are reduced. By increasing the capacity, it is possible to further reduce the resonance frequency of the power transmitting coil and the power receiving coil of the sixth embodiment.

なお、上述した第6実施形態及び各実施例においては、共振周波数の低周波数化に寄与する寄生容量を、第6実施形態の送電オープンコイルと送電ループコイルTL6との間の寄生容量、及び、第6実施形態の受電オープンコイルと受電ループコイルとの間の寄生容量、でそれぞれ調整する構成とした。しかしながらこれ以外に、第6実施形態の送電オープンコイルの開放端T6-1又は開放端T6-2のいずれか、及び/又は、第6実施形態の受電オープンコイルの開放端T6-1又は開放端T6-2のいずれか、或いはビアV6に対して直列又は並列にコンデンサを更に接続して、共振周波数を調整するように構成してもよい。また、送電ループコイルTL6の接続用端子O6-1又は接続用端子O6-2のいずれかに並列にコンデンサを更に接続して寄生容量を更に調整するように構成してもよい。 In the sixth embodiment and each example described above, the parasitic capacitance that contributes to lowering the resonance frequency is the parasitic capacitance between the power transmission open coil and the power transmission loop coil TL6 of the sixth embodiment, The configuration is such that the parasitic capacitances between the power receiving open coil and the power receiving loop coil of the sixth embodiment are adjusted respectively. However, in addition to this, either the open end T6-1 or the open end T6-2 of the power transmission open coil of the sixth embodiment and/or the open end T6-1 or the open end of the power reception open coil of the sixth embodiment A capacitor may be further connected in series or parallel to either T6-2 or via V6 to adjust the resonance frequency. Further, a capacitor may be further connected in parallel to either the connection terminal O6-1 or the connection terminal O6-2 of the power transmission loop coil TL6 to further adjust the parasitic capacitance.

(キ)第7実施形態
次に、本発明の第7実施形態について、図53乃至図58を用いて説明する。
(I)第7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
初めに、第7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53を用いて説明する。なお図53は、第7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。
(g) Seventh embodiment
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 53 to 58. FIG.
(I) Regarding the overall configuration and operation of the power transmission system of the seventh embodiment
First, the overall configuration and operation of the power transmission system of the seventh embodiment will be described using FIG. Note that FIG. 53 is a block diagram showing a schematic configuration of the power transmission system of the seventh embodiment.

図53に示すように、第7実施形態の電力伝送システムS7は、第3実施形態と同様の受電部RV及び第7実施形態の受電コイルRC7を備えた受電装置R7と、第3実施形態と同様の送電部TR及び第7実施形態の送電コイルTC7を備えた送電装置T7と、により構成されている。このとき受電装置R7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T7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R7の受電コイルRC7と送電装置T7の送電コイルTC7とが対向するように電気自動車が運転又は停車される。 As shown in FIG. 53, the power transmission system S7 of the seventh embodiment includes a power receiving device R7 including the same power receiving unit RV as in the third embodiment and the power receiving coil RC7 of the seventh embodiment, and It is composed of a similar power transmission unit TR and a power transmission device T7 including the power transmission coil TC7 of the seventh embodiment. At this time, the power receiving device R7 is mounted on the electric vehicle and is connected to a storage battery (not shown) mounted on the electric vehicle. On the other hand, the power transmission device T7 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 RC7 of the power receiving device R7 and the power transmitting coil TC7 of the power transmitting device T7 face each other.

一方上記送電コイルTC7は、送電ループコイルTL7と、送電オープンコイルTCL7と、を備えている。また上記受電コイルRC7は、受電オープンコイルRCL7と、受電ループコイルRL7と、を備えている。このとき送電ループコイルTL7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TCL7は、送電ループコイルTL7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RCL7は、送電オープンコイルTCL7に対向するように積層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RL7は、受電オープンコイルRCL7に対して同心に積層され、且つ受電オープンコイルRCL7を介して磁界共鳴方式により送電コイルTC7から受電した電力を受電部RVに出力する。 On the other hand, the power transmission coil TC7 includes a power transmission loop coil TL7 and a power transmission open coil TCL7. The power receiving coil RC7 includes a power receiving open coil RCL7 and a power receiving loop coil RL7. At this time, power to be transmitted is input from the power transmission unit TR to the power transmission loop coil TL7. The power transmission open coil TCL7 is concentrically laminated with respect to the power transmission loop coil TL7, and both ends thereof are open. On the other hand, the power receiving open coil RCL7 is laminated so as to face the power transmitting open coil TCL7 and has open ends. The power receiving loop coil RL7 is concentrically laminated with respect to the power receiving open coil RCL7, and outputs the power received from the power transmitting coil TC7 by the magnetic resonance method to the power receiving unit RV via the power receiving open coil RCL7.

以上の構成において、送電装置T7の送電部TRは、例えば電力伝送システムS7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R7に伝送すべき電力を送電コイルTCに出力する。 In the above configuration, the power transmission unit TR of the power transmission device T7 outputs power to be transmitted to the power reception device R7 to the power transmission coil TC while complying with regulations such as the Radio Law of the country where the power transmission system S7 is used. .

一方、上記磁界共鳴方式により送電コイルTC7からの電力を受電した受電装置R7の受電コイルRC7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 RC7 of the power receiving device R7 that has received power from the power transmitting coil TC7 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 (for example, high frequency power of 85 kHz) into a DC (direct current) current by a power conversion unit (not shown), for example, 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TC7(受電コイルRC7)の構成について
次に、上述した第7実施形態の電力伝送システムS7に用いられる、第7実施形態の送電コイルTC7及び受電コイルRC7の構成について、図54乃至図57を用いて説明する。なお、第7実施形態の送電コイルTC7と受電コイルRC7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TL7の構成と上記受電ループコイルRL7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TCL7の構成と上記受電オープンコイルRCL7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TL7と上記送電オープンコイルTCL7との送電コイルTC7内における位置関係と、上記受電ループコイルRL7と上記受電オープンコイルRCL7との受電コイルRC7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TC7について、その構造を説明する。また、図54乃至図56は実施形態の送電コイルTC7の構造を示す平面図であり、図57は実施形態の送電コイルTC7の構造を示す部分断面図である。なお図54乃至図56は、送電装置T7において、送電部TR側から送電コイルTC7を見た場合の平面図である。
(II) Configuration of power transmitting coil TC7 (power receiving coil RC7)
Next, configurations of the power transmission coil TC7 and the power reception coil RC7 of the seventh embodiment, which are used in the power transmission system S7 of the seventh embodiment described above, will be described with reference to FIGS. 54 to 57. FIG. Note that the power transmission coil TC7 and the power reception coil RC7 of the seventh embodiment basically have the same configuration. That is, the configuration of the power transmission loop coil TL7 and the configuration of the power reception loop coil RL7 are basically the same. Further, the configuration of the power transmission open coil TCL7 and the configuration of the power reception open coil RCL7 are basically the same. Further, the positional relationship in the power transmitting coil TC7 between the power transmitting loop coil TL7 and the power transmitting open coil TCL7 and the positional relationship in the power receiving coil RC7 between the power receiving loop coil RL7 and the power receiving open coil RCL7 are basically are identical. Therefore, in the following description, the structure of the power transmitting coil TC7 will be described. 54 to 56 are plan views showing the structure of the power transmission coil TC7 of the embodiment, and FIG. 57 is a partial cross-sectional view showing the structure of the power transmission coil TC7 of the embodiment. 54 to 56 are plan views of the power transmission coil TC7 viewed from the power transmission unit TR side in the power transmission device T7.

図54にその平面図を示すように、第7実施形態の送電コイルTC7は、送電ループコイルTL7と、図54において図示されない送電オープンコイルTCL7と、が、絶縁性のフィルムBF7を介して図54の紙面方向に積層されて構成される。また、送電ループコイルTL7及び送電オープンコイルTCL7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。 As shown in the plan view of FIG. 54, in the power transmission coil TC7 of the seventh embodiment, a power transmission loop coil TL7 and a power transmission open coil TCL7 not shown in FIG. are stacked in the paper surface direction. Further, the centers of the windings of the copper thin film wires, which will be described later, constituting the power transmission loop coil TL7 and the power transmission open coil TCL7, respectively, are the same or substantially the same.

そして図54に示すように、送電ループコイルTL7は、その最外周部の一辺に、送電部TRに接続される接続用端子O7ー1及び接続用端子O7ー2を有している。そして送電ループコイルTL7は、例えば銅薄膜線が一回転(1ターン)巻回されて構成されており、その両端部(図54に示す場合は右辺部の中央)が上記接続用端子O7ー1及び上記接続用端子O7ー2とされている。なお送電ループコイルTL7を構成する上記銅薄膜線は、送電ループコイルTL7の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更に送電ループコイルTL7では、図54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。 As shown in FIG. 54, the power transmission loop coil TL7 has a connection terminal O7-1 and a connection terminal O7-2 connected to the power transmission section TR on one side of the outermost peripheral portion thereof. The power transmission loop coil TL7 is formed by, for example, winding a copper thin film wire one turn (one turn), and both ends thereof (in the case shown in FIG. 54, the center of the right side portion) are connected to the connection terminals O7-1. and the connection terminal O7-2. The copper thin-film wire forming the power transmission loop coil TL7 has the same width and thickness over the entire circumference of the power transmission loop coil TL7. Furthermore, in the power transmission loop coil TL7, straight lines are provided on each of the upper side, lower side, left side, and right side in FIG. 54, and the respective straight lines are connected by curved lines.

次に、上記フィルムBF7を介して上記送電ループコイルTL7の直下に積層されている、送電オープンコイルTCL7の構成について、図55を用いて説明する。なお図55は、当該送電オープンコイルTCL7のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the power transmission open coil TCL7, which is laminated directly below the power transmission loop coil TL7 via the film BF7, will be described with reference to FIG. Note that FIG. 55 is a plan view showing only the power transmission open coil TCL7.

図55に示すように、送電オープンコイルTCL7は、その最外周部が開放端T7ー1とされており、その最内周部が開放端T7ー2とされている。そして送電オープンコイルTCL7は、開放端T7ー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五回転半(5.5ターン)巻回されて構成されており、当該巻回の終端が上記開放端T7ー2とされている。また送電オープンコイルTCL7を構成する上記銅薄膜線は、その全周に渡って同一の厚さとされている。更に送電オープンコイルTCL7では、図55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. 55, the power transmission open coil TCL7 has an open end T7-1 at its outermost periphery and an open end T7-2 at its innermost periphery. Then, the power transmission open coil TCL7 is counterclockwise starting from the open end T7-1, and the copper thin film wire is spirally wound five and a half turns (5.5 turns) from the outermost circumference to the innermost circumference. It is configured to be wound, and the end of the winding is the open end T7-2. The copper thin film wire forming the power transmission open coil TCL7 has the same thickness over the entire circumference. Furthermore, in the power transmission open coil TCL7, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. It is

一方、第7実施形態の送電オープンコイルTCL7を構成する上記銅薄膜線の幅は、図55に示すように、実施形態の送電コイルTC7において送電ループコイルTL7に対向する位置に積層されることとなる銅薄膜線の幅(図55及び後述の図56において符号「W1」で示す)が、当該対向する位置以外の位置に積層されることとなる銅薄膜線の幅(図55及び図56において符号「WW1」で示す)よりも広くなっている。なお図55に例示する場合は、同心に積層される送電ループコイルTL7を構成する銅薄膜線の幅及び当該銅薄膜線との位置関係から、送電オープンコイルTCL7における内周寄り二本分の銅薄膜線の幅W1が、それ以外の場所の銅薄膜線の幅WW1よりも広くなっている(後記図56参照)。 On the other hand, as shown in FIG. 55, the width of the thin copper film wire constituting the power transmission open coil TCL7 of the seventh embodiment is such that it is laminated at a position facing the power transmission loop coil TL7 in the power transmission coil TC7 of the embodiment. The width of the copper thin film line (indicated by the symbol “W1” in FIG. 55 and FIG. 56 described later) is the width of the copper thin film line to be laminated at a position other than the facing position (in FIGS. 55 and 56 indicated by the symbol "WW1"). In addition, in the case illustrated in FIG. 55, the width of the copper thin film wire that constitutes the power transmission loop coil TL7 that is concentrically laminated and the positional relationship with the copper thin film wire, the copper for two wires near the inner circumference of the power transmission open coil TCL7 The width W1 of the thin film line is wider than the width WW1 of the copper thin film line at other locations (see FIG. 56 described later).

次に、上記送電ループコイルTL7並びに上記送電オープンコイルTCL7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56を用いて説明する。なお図56は、送電ループコイルTL7と、送電オープンコイルTCL7と、の重なり状況を示す平面図であり、送電ループコイルTL7を実線で、その直下にフィルムBF7(図56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TCL7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 loop coil TL7 and the power transmission open coil TCL7 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 56 is a plan view showing the overlapping state of the power transmission loop coil TL7 and the power transmission open coil TCL7. ) are indicated by dashed lines.

図56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両端部が開放端T7ー1及び開放端T7ー2とされている送電オープンコイルTCL7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56に実線で示すように、送電ループコイルTL7は送電オープンコイルTCL7の内周寄りで当該送電オープンコイルTCL7に沿って積層されており、接続用端子O7ー1及び接続用端子O7ー2がそれぞれ巻回の外側に突出する形状とされている。そして上述したように、図56に示す送電オープンコイルTCL7において送電ループコイルTL7に対向する内周寄りの位置に積層されることとなる銅薄膜線の幅W1が、当該対向する位置以外の位置に積層されることとなる銅薄膜線の幅WW1よりも広くなっている。 As shown by the dashed line in FIG. 56, the power transmission open coil TCL7, which is wound from the outer circumference to the inner circumference and has an open end T7-1 and an open end T7-2 at both ends, has a quarter turn. Each curved part is formed and the thin copper film wire is wound so that the position of the straight part is shifted to the inner peripheral side by a quarter of the winding pitch of the thin copper film wire. On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 56, the power transmission loop coil TL7 is laminated along the inner periphery of the power transmission open coil TCL7, and the connection terminal O7-1 and the connection terminal O7-2 are stacked. are shaped so as to protrude outward from the windings. As described above, in the power transmission open coil TCL7 shown in FIG. It is wider than the width WW1 of the copper thin film wire to be laminated.

以上の図56に示したとおり、送電ループコイルTL7と送電オープンコイルTCL7とが積層されている送電コイルTC7では、上下左右それぞれの辺では、送電ループコイルTL7と送電オープンコイルTCL7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. 56 above, in the power transmission coil TC7 in which the power transmission loop coil TL7 and the power transmission open coil TCL7 are stacked, each of the copper coils constituting the power transmission loop coil TL7 and the power transmission open coil TCL7 The thin film lines are laminated so as to substantially overlap each other.

次に、上記送電ループコイルTL7と送電オープンコイルTCL7との積層状態について、図55及び図56に示すA-A’部分の断面図として、図57を用いて説明する。 Next, the lamination state of the power transmission loop coil TL7 and the power transmission open coil TCL7 will be described with reference to FIG. 57 as a cross-sectional view taken along line A-A' shown in FIGS.

図57に示すように、図54乃至図56における左辺部では、送電ループコイルTL7と送電オープンコイルTCL7とがフィルムBF7を挟んで積層されており、送電オープンコイルTCL7の一方の端部が開放端T7ー2とされている。 As shown in FIG. 57, on the left side of FIGS. 54 to 56, a power transmission loop coil TL7 and a power transmission open coil TCL7 are laminated with a film BF7 interposed therebetween, and one end of the power transmission open coil TCL7 is an open end. It is designated as T7-2.

(III)送電コイルTC7及び受電コイルRC7の製造方法について
次に、第7実施形態の送電コイルTC7及び受電コイルRC7の製造方法について説明する。
(III) Manufacturing method of power transmitting coil TC7 and power receiving coil RC7
Next, a method for manufacturing the power transmitting coil TC7 and the power receiving coil RC7 of the seventh 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)乃至(e)の各程を含む製造方法等を用いることができる。
(a):フィルムBF7の両面全体に銅薄膜を形成
(b):上記(a)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
(c):上記(b)で塗布したレジストを、それぞれの面について送電ループコイルTL7及び送電オープンコイルTCL7の銅薄膜線にパターニング(このとき上述したように、実施形態の送電オープンコイルTCL7を構成する銅薄膜線のうち、送電ループコイルTL7に対向する内周寄りの位置に積層されることとなる銅薄膜線の幅が、当該対向する位置以外の位置に積層されることとなる銅薄膜線の幅よりも広くなるようにパターニングされる。)
(d):上記(c)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TL7及び送電オープンコイルTCL7それぞれとしての銅薄膜線を形成
(e):送電ループコイルTL7の接続用端子O7ー1及び接続用端子O7ー2と、送電部TR(送電装置T7の場合)又は受電部RV(受電装置R7の場合)とを接続
As the manufacturing method, a manufacturing method including each of the following (a) to (e), which is basically the same as the conventional one, can be used.
(a): Form a copper thin film on both sides of the film BF7. (b): Apply a resist on each of the copper thin films (both sides) formed in (a) above. (c): Resist applied in (b) above. are patterned on the copper thin-film wires of the power transmission loop coil TL7 and the power transmission open coil TCL7 on each surface (at this time, as described above, among the copper thin-film wires that constitute the power transmission open coil TCL7 of the embodiment, the power transmission loop coil TL7 Patterning is performed so that the width of the copper thin film line to be laminated at the opposing position closer to the inner periphery is wider than the width of the copper thin film line to be laminated at a position other than the opposing position. )
(d): Etching is performed after the patterning of (c) above to form copper thin film wires as the power transmission loop coil TL7 and the power transmission open coil TCL7, respectively. (e): The connection terminal O7-1 and the connection of the power transmission loop coil TL7. terminal O7-2 and the power transmission unit TR (in the case of the power transmission device T7) or the power reception unit RV (in the case of the power reception device R7).

(IV)第7実施例
次に、第7実施形態の送電コイルTC7及び受電コイルRC7を含む第7実施形態の電力伝送システムS7を用いて電力伝送を行った場合の効果等について、本願の発明者による実験結果を踏まえて、図58を用いて説明する。なお図58は、第7実施形態のコイルの構造による効果としての銅薄膜線の番号と電流密度との関係を示す図である。
(IV) Seventh embodiment
Next, based on the results of experiments conducted by the inventors of the present application, the effect of performing power transmission using the power transmission system S7 of the seventh embodiment including the power transmission coil TC7 and the power reception coil RC7 of the seventh embodiment will be discussed. , will be described with reference to FIG. FIG. 58 is a diagram showing the relationship between the numbers of copper thin film wires and the current density as an effect of the coil structure of the seventh embodiment.

ここで、図58に示す効果を得た送電オープンコイルTCL7又は受電オープンコイルRCL7の巻回数は、後述するように五回転半(5.5ターン)である。また、当該送電オープンコイルTCL7又は受電オープンコイルRCL7の構造に対応した図58の「銅薄膜線番号」とは、当該送電オープンコイルTCL7又は受電オープンコイルRCL7の開放端T7ー1及び開放端T7ー2を結ぶ直線上に並ぶこととなる銅薄膜線(上記巻回数が五回転半であることから、当該銅薄膜線の数は12本となる)について、例えば図55に示す送電オープンコイルTCL7の開放端T7ー2側の最外周部に並ぶ銅薄膜線の番号を「1」とし、当該開放端T7ー2の位置にある銅薄膜線の番号を「6」とし、更に、図55に示す送電オープンコイルTCL7の開放端T7ー1側の最内周部に並ぶ銅薄膜線の番号を「6」とし、当該開放端T7ー1側の最外周部に並ぶ銅薄膜線の番号を「1」として、この順で番号付けをしたものである。つまり、図55に示す送電オープンコイルTCL7において、開放端T7ー2及び開放端T7ー1を結ぶ直線上に並ぶこととなる銅薄膜線に対して、図55中左から、「1」(開放端T7ー2側の最外周部に並ぶ銅薄膜線)→「6」(開放端T7ー2の位置にある銅薄膜線)→「6」(開放端T7ー1側の最内周部に並ぶ銅薄膜線)→「1」(開放端T7ー1側の最外周部に並ぶ銅薄膜線)として番号を付したものが、図58の銅薄膜線番号である。そして、図58に示す実験結果を得た第7実施形態の送電オープンコイルTCL7及び受電オープンコイルRCL7それぞれの構造上の諸元は以下の通りである。
・送電オープンコイルTCL7及び受電オープンコイルRCL7それぞれの図54乃至図56に示す平面における外形寸法:縦約100ミリメートル×横約100ミリメートル
・送電オープンコイルTCL7の銅薄膜線の厚さ:全て一定且つ同一
・送電オープンコイルTCL7の銅薄膜線の巻回数:五回転半
・送電オープンコイルTCL7の銅薄膜線の幅:送電ループコイルTL7に対応する位置に積層される部分で5ミリメートル。その他の送電オープンコイルTCL7の部分で1.5ミリメートル。
Here, the number of windings of the power transmission open coil TCL7 or the power reception open coil RCL7 that produces the effect shown in FIG. 58 is five and a half turns (5.5 turns) as described later. 58 corresponding to the structure of the power transmission open coil TCL7 or the power reception open coil RCL7 refers to the open end T7-1 and the open end T7- of the power transmission open coil TCL7 or the power reception open coil RCL7. 2 (because the number of windings is five and a half turns, the number of copper thin film wires is 12), for example, the transmission open coil TCL7 shown in FIG. The number of the copper thin film line arranged in the outermost periphery on the open end T7-2 side is "1", and the number of the copper thin film line at the position of the open end T7-2 is "6". The number of the copper thin film wires lined up on the innermost circumference on the open end T7-1 side of the power transmission open coil TCL7 is "6", and the number of the copper thin film wires lined up on the outermost circumference on the open end T7-1 side is "1". , and are numbered in this order. That is, in the power transmission open coil TCL7 shown in FIG. 55, "1" (open Copper thin film line lined up on the outermost periphery on the end T7-2 side) → "6" (copper thin film line at the position of the open end T7-2) → "6" (On the innermost periphery on the open end T7-1 side 58 are the copper thin film wire numbers shown in FIG. The structural specifications of each of the power transmitting open coil TCL7 and the power receiving open coil RCL7 of the seventh embodiment from which the experimental results shown in FIG. 58 were obtained are as follows.
54 to 56 of the power transmitting open coil TCL7 and the power receiving open coil RCL7: about 100 mm long x about 100 mm wide The thickness of the copper thin film wire of the power transmitting open coil TCL7: all constant and the same - The number of turns of the copper thin film wire of the power transmission open coil TCL7: Five and a half turns - The width of the copper thin film wire of the power transmission open coil TCL7: 5 millimeters at the part laminated at the position corresponding to the power transmission loop coil TL7. 1.5mm in the other transmission open coil TCL7 part.

一方、図58に「従来例」として示す実験結果を得たオープンコイル(ループコイルに積層されて従来例としての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オープンコイル)それぞれの構造上の諸元は以下の通りである。なお、従来例としての送電オープンコイル又は受電オープンコイルそれぞれにおけるループコイルとオープンコイルとの間の位置関係は、第7実施形態の送電コイルTC7及び受電コイルRC7と同様である(図56参照)
・従来例としてのオープンコイルの外形寸法:縦約100ミリメートル×横約100ミリメートル
・従来例としてのオープンコイルの銅薄膜線の厚さ:全て一定且つ同一
・従来例としての各コイルの銅薄膜線の巻回数:五回転半
・従来例としての各コイルの銅薄膜線の幅:最内周端部から最外周端部にかけて1.5ミリメートルで一定
そして図58にそれぞれ示すように、従来例の場合(図58において「■」印で示す)は、ループコイルに対向する位置で電流密度が突出して大きくなっているのに対し、第7実施例の場合(図58において「◆」印で示す)はこのような傾向になく、送電オープンコイルTCL7の全体に渡って電流密度の平準化が実現されている。
On the other hand, the structural specifications of each open coil (an open coil stacked on a loop coil to constitute a power transmission open coil or a power reception open coil as a conventional example) for which the experimental results shown in FIG. 58 as a "conventional example" were obtained They are as follows. The positional relationship between the loop coil and the open coil in each of the power transmitting open coil and the power receiving open coil as the conventional example is the same as that of the power transmitting coil TC7 and the power receiving coil RC7 of the seventh embodiment (see FIG. 56).
・External dimensions of conventional open coil: Approximately 100 mm long x Approximately 100 mm wide ・Thickness of open coil copper thin film wire as conventional example: all uniform and identical ・Copper thin film wire for each coil as conventional example Number of turns: Five and a half turns Width of copper thin film wire for each coil as a conventional example: Constant at 1.5 mm from the innermost peripheral end to the outermost peripheral end As shown in FIG. In the case of the seventh embodiment (indicated by the "■" mark in FIG. 58), the current density is prominently increased at the position facing the loop coil, whereas in the seventh embodiment (indicated by the "♦" mark in ) does not have such a tendency, and equalization of the current density is realized over the entire power transmission open coil TCL7.

以上説明したように、第7実施形態の送電コイルTC7及び受電コイルRC7を含む電力伝送システムS7を用いた電力伝送によれば、送電オープンコイルTCL7(受電オープンコイルRCL7)を構成する銅薄膜線の幅より広い幅の銅薄膜線により構成される送電ループコイルTL7(受電ループコイルRL7)に対向する位置に積層される送電オープンコイルTCL7(受電オープンコイルRCL7)の銅薄膜線の幅W1が、当該対向する位置に積層される銅薄膜線以外の送電オープンコイルTCL7(受電オープンコイルRCL7)の銅薄膜線の幅WW1よりも広いので、電流密度が高くなる位置の銅薄膜線の幅を相対的に増大させることで、当該電流密度を送電オープンコイルTCL7(受電オープンコイルRCL7)で平準化して送電コイルTC7(受電コイルRC7)としての配置の自由度及び銅薄膜線の材料たる銅の利用効率を向上させることができると共に、送電コイルTC7(受電コイルRC7)としての発熱も抑制することができる。 As described above, according to the power transmission using the power transmission system S7 including the power transmission coil TC7 and the power reception coil RC7 of the seventh embodiment, the copper thin film wire constituting the power transmission open coil TCL7 (the power reception open coil RCL7) Width W1 of the copper thin film wire of the power transmission open coil TCL7 (power reception open coil RCL7) laminated at a position facing the power transmission loop coil TL7 (power reception loop coil RL7) configured by a copper thin film wire having a width greater than the width is Since it is wider than the width WW1 of the copper thin film wire of the power transmission open coil TCL7 (receiving open coil RCL7) other than the copper thin film wire laminated at the position facing each other, the width of the copper thin film wire at the position where the current density is high is relatively By increasing the current density, the current density is leveled by the power transmission open coil TCL7 (power reception open coil RCL7) to improve the degree of freedom of placement as the power transmission coil TC7 (power reception coil RC7) and the utilization efficiency of copper, which is the material of the copper thin film wire. In addition, the heat generation of the power transmission coil TC7 (the power reception coil RC7) can be suppressed.

また、送電ループコイルTL7(受電ループコイルRL7)に対向する位置に積層される送電オープンコイルTCL7(受電オープンコイルRCL7)の銅薄膜線の幅を、それ以外の位置の銅薄膜線の幅よりも広くしているので、送電コイルTC7(受電コイルRC7)としての製造工程を簡素化しつつ電流密度を平準化することができる。 In addition, the width of the copper thin film wire of the power transmission open coil TCL7 (power reception open coil RCL7) laminated at the position facing the power transmission loop coil TL7 (power reception loop coil RL7) is made larger than the width of the copper thin film wire at other positions. Since it is wide, it is possible to level the current density while simplifying the manufacturing process of the power transmitting coil TC7 (power receiving coil RC7).

更に、送電オープンコイルTCL7及び送電ループコイルTL7(受電オープンコイルRCL7及び受電ループコイルRL7)を構成する銅薄膜線のそれぞれが送電コイルTC7(受電コイルRC7)の径方向に平たい銅薄膜線であるので、各銅薄膜線間の寄生容量を有効に活用して送電コイルTC7(受電コイルRC7)全体としての共振周波数を調整することができる。 Furthermore, since each of the copper thin film wires constituting the power transmission open coil TCL7 and the power transmission loop coil TL7 (the power reception open coil RCL7 and the power reception loop coil RL7) is a flat copper thin film wire in the radial direction of the power transmission coil TC7 (the power reception coil RC7) , the resonance frequency of the power transmitting coil TC7 (power receiving coil RC7) as a whole can be adjusted by effectively utilizing the parasitic capacitance between the copper thin film wires.

なお上述した第7実施形態においては、送電オープンコイルTCL7を構成する銅薄膜線の厚さを一定としつつその幅を変えることにより当該銅薄膜線としての断面積を変える構成としたが、これ以外に、送電オープンコイルを構成する銅薄膜線のうち、送電ループコイルTL7に対向する内周寄りの位置に積層されることとなる銅薄膜線の厚さを、当該対向する位置以外の位置に積層されることとなる銅薄膜線の厚さよりも厚くするように構成してもよい。この場合でも、実施形態の送電オープンコイルTCL7と同様に、送電コイルTC7(受電コイルRC7)としての製造工程を簡素化しつつ電流密度を平準化することができる。 In the seventh embodiment described above, the cross-sectional area of the copper thin film wire constituting the power transmission open coil TCL 7 is changed by changing the width while keeping the thickness of the copper thin film wire constant, but other than this. Then, among the copper thin-film wires constituting the power transmission open coil, the thickness of the copper thin-film wire that will be laminated at a position closer to the inner circumference facing the power transmission loop coil TL7 is laminated at a position other than the facing position. It may be configured to be thicker than the thickness of the copper thin film wire to be formed. Even in this case, like the power transmission open coil TCL7 of the embodiment, the current density can be leveled while simplifying the manufacturing process of the power transmission coil TC7 (power reception coil RC7).

また、上述した第7実施形態では、送電オープンコイルTCL7(受電オープンコイルRCL7)として一層に巻回されたコイルからなる送電オープンコイルTCL7(受電オープンコイルRCL7)に対して本発明を適用した場合について説明したが、これ以外に、複数層に渡って巻回されたコイルからなる送電オープンコイル(受電オープンコイル)において、各層のコイルにおける、送電ループコイル(受電ループコイル)に対向する位置に積層されることとなる銅薄膜線の幅又は厚さを、当該対向する位置以外の位置に積層されることとなる銅薄膜線の幅又は厚さよりも広く又は厚くするように構成してもよい。 Further, in the seventh embodiment described above, the present invention is applied to the power transmission open coil TCL7 (power reception open coil RCL7) composed of a coil wound in one layer as the power transmission open coil TCL7 (power reception open coil RCL7). In addition to this, in the power transmitting open coil (power receiving open coil) composed of coils wound over a plurality of layers, the coils of each layer may be laminated at a position facing the power transmitting loop coil (power receiving loop coil). The width or thickness of the copper thin film wires to be different may be made wider or thicker than the width or thickness of the copper thin film wires to be laminated at positions other than the facing position.

更に、上述した実施形態において、開放端T7ー1及び開放端T7ー2とされている送電オープンコイルTCL7又は受電オープンコイルRCL7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、送電オープンコイルTCL7又は受電オープンコイルRCL7としての共振周波数の低周波数化を図るように構成してもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, capacitors are further connected in series or parallel to the ends of the power transmitting open coil TCL7 or the power receiving open coil RCL7, which are the open ends T7-1 and T7-2. The open coil TCL7 or the power receiving open coil RCL7 may be configured to lower the resonance frequency.

(ク)第8実施形態
次に、本発明の第8実施形態について、図59乃至図68を用いて説明する。
(I)第8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8実施形態の電力伝送システム全体の構成及び動作は、基本的に、第3実施形態の電力伝送システムS3の全体構成及び動作と同様であるので、詳細な説明を省略する。
(h) Eighth embodiment
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 59 to 68. FIG.
(I) Regarding the overall configuration and operation of the power transmission system of the eighth embodiment
Since the overall configuration and operation of the power transmission system of the eighth embodiment are basically the same as the overall configuration and operation of the power transmission system S3 of the third embodiment, detailed description thereof will be omitted.

(II)第8実施形態の送電コイル(受電コイル)の構成について
次に、第8実施形態の電力伝送システムに用いられる、第8実施形態の送電コイル及び受電コイルの構成について、図59乃至図65を用いて説明する。なお、第8実施形態の送電コイルと受電コイルとは、基本的に同じ構成を備える。即ち、第8実施形態の送電ループコイルの構成と、第8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。また、第8実施形態の送電オープンコイルの構成と第8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。更に、第8実施形態の送電ループコイルと第8実施形態の送電オープンコイルとの第8実施形態の送電コイル内における位置関係と、第8実施形態の受電ループコイルと第8実施形態の受電オープンコイルとの第8実施形態の受電コイル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、第8実施形態の送電コイルについて、その構造を説明する。また、図59乃至図63は第8実施形態の送電コイルの構造を示す平面図であり、図64及び図65は第8実施形態の送電コイルの構造を示す部分断面図である。なお図59乃至図63は、第8実施形態の送電装置において、第8実施形態の送電部側から第8実施形態の送電コイルを見た場合の平面図である。
(II) Concerning the configuration of the power transmitting coil (power receiving coil) of the eighth embodiment
Next, configurations of the power transmitting coil and the power receiving coil of the eighth embodiment, which are used in the power transmission system of the eighth embodiment, will be described with reference to FIGS. 59 to 65. FIG. Note that the power transmitting coil and the power receiving coil of the eighth embodiment basically have the same configuration. That is, the configuration of the power transmitting loop coil of the eighth embodiment and the configuration of the power receiving loop coil of the eighth embodiment are basically the same. Also, the configuration of the power transmission open coil of the eighth embodiment and the configuration of the power reception open coil of the eighth embodiment are basically the same. Furthermore, the positional relationship in the power transmission coil of the eighth embodiment between the power transmission loop coil of the eighth embodiment and the power transmission open coil of the eighth embodiment, the power reception loop coil of the eighth embodiment and the power reception open coil of the eighth embodiment The positional relationship with the coil in the power receiving coil of the eighth embodiment is basically the same. Therefore, in the following description, the structure of the power transmission coil of the eighth embodiment will be described. 59 to 63 are plan views showing the structure of the power transmission coil of the eighth embodiment, and FIGS. 64 and 65 are partial cross-sectional views showing the structure of the power transmission coil of the eighth embodiment. 59 to 63 are plan views of the power transmission coil of the eighth embodiment viewed from the power transmission unit side of the eighth embodiment in the power transmission device of the eighth embodiment.

図59にその平面図を示すように、第8実施形態の送電コイルは、送電ループコイルTL8と、図59において図示されない第8実施形態の送電オープンコイルと、が、誘電体MM(詳細は後述する)を用いてその形状及び位置が固定されつつ、図59の紙面方向に積層されて構成される。また第8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CL8-1及びコイルCL8-2が、それぞれに上記誘電体MMを用いてその形状及び位置が固定されつつ、図59の紙面方向に積層されて構成される。ここで第8実施形態では、送電ループコイルTL8と第8実施形態の送電オープンコイルとの間の絶縁、及びコイルCL8-1とコイルCL8-2との間の絶縁のために上記誘電体MMを用いるが、この誘電体MMの材料として具体的には、例えば、PETや、ガラス粒子分散エポキシ樹脂(以下、単に「ガラスエポキシ樹脂」と称する)、セラミック粒子分散エポキシ樹脂或いはフッ素系樹脂材料等を用いることができる。このとき、誘電体MMとしてセラミック粒子分散エポキシ樹脂を用いれば、例えば、第8実施形態の送電コイルとして発生した熱を効率良く放熱することができるという効果を奏し得る。更に、送電ループコイルTL8、コイルCL8-1及びコイルCL8-2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。 As shown in the plan view of FIG. 59, the power transmission coil of the eighth embodiment includes a power transmission loop coil TL8 and a power transmission open coil of the eighth embodiment not shown in FIG. ) is used to fix its shape and position, and it is laminated in the paper surface direction of FIG. 59 . Further, in the power transmission open coil of the eighth embodiment, two coils CL8-1 and CL8-2, which will be described later, are fixed in shape and position using the dielectric MM, respectively, in the direction of the paper surface of FIG. It is constructed by stacking. Here, in the eighth embodiment, the dielectric MM is used for insulation between the power transmission loop coil TL8 and the power transmission open coil of the eighth embodiment, and for insulation between the coil CL8-1 and the coil CL8-2. Specific examples of materials for the dielectric MM include PET, glass-particle-dispersed epoxy resin (hereinafter simply referred to as "glass-epoxy resin"), ceramic-particle-dispersed epoxy resin, fluorine resin material, and the like. can be used. At this time, if a ceramic particle-dispersed epoxy resin is used as the dielectric MM, for example, the heat generated by the power transmission coil of the eighth embodiment can be efficiently dissipated. Furthermore, the winding centers of the copper thin film wires, which will be described later and which respectively constitute the power transmission loop coil TL8, the coil CL8-1, and the coil CL8-2, are the same or substantially the same.

そして図59に示すように、送電ループコイルTL8は、その一辺(図59に示す場合は右辺)の中央で、相互に絶縁されつつ、例えばジャンパ線を用いること等により上下に(即ち図59の紙面に垂直な方向に)交差するようにして、例えば銅薄膜線が二回転(2ターン)巻回されて構成されている。また送電ループコイルTL8では、図59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。更に送電ループコイルTL8を構成する上記銅薄膜線の両端部が、外周側の巻回における特定の位置(図59に示す場合は右辺部の交差位置の上部)で、第8実施形態の送電部に接続される接続用端子O8-1及び接続用端子O8-2とされている。更にまた、上記銅薄膜線の第8実施形態の送電コイルの径方向の位置は、後述するコイルCL8-1及びコイルCL8-2の最外周部及び最内周部にそれぞれ相当する位置とされている。また上記銅薄膜線は、送電ループコイルTL8の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。なお、図59に示すB-B’部分の断面については、後ほど図65を用いて詳説する。 Then, as shown in FIG. 59, the power transmission loop coil TL8 is insulated from each other at the center of one side (the right side in the case shown in FIG. 59), for example, by using a jumper wire or the like so as to extend vertically (that is, For example, a copper thin film wire is wound twice (two turns) so as to intersect in the direction perpendicular to the paper surface. Further, in the power transmission loop coil TL8, linear portions are provided in each of the upper, lower, left, and right side portions in FIG. 59, and the respective linear portions are connected by curved portions. Furthermore, both ends of the thin copper wire that constitutes the power transmission loop coil TL8 are placed at a specific position (above the crossing position of the right side in the case shown in FIG. 59) in the winding on the outer peripheral side. A connection terminal O8-1 and a connection terminal O8-2 are connected to the . Furthermore, the position of the thin copper film wire in the radial direction of the power transmission coil of the eighth embodiment corresponds to the outermost and innermost peripheral portions of the coil CL8-1 and the coil CL8-2, respectively, which will be described later. there is Further, the copper thin film wire has the same width and the same thickness over the entire circumference of the power transmission loop coil TL8. Note that the cross section of the B-B' portion shown in FIG. 59 will be described later in detail with reference to FIG.

次に、上記誘電体MMを介して上記送電ループコイルTL8の直下に積層されている、第8実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL8-1の構成について、図60を用いて説明する。なお図60は、当該コイルCL8-1のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL8-1 that constitutes the power transmission open coil of the eighth embodiment, which is stacked directly below the power transmission loop coil TL8 via the dielectric MM, will be described with reference to FIG. FIG. 60 is a plan view showing only the coil CL8-1.

図60に示すように、第8実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL8-1は、その最外周部が開放端T8-1とされている。そしてコイルCL8-1は、当該開放端T8-1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三回転半(3.5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60の紙面方向においてその直下に積層されているコイルCL8-2との間の電気的接続を構成するためのビアV8が接続されている。なおコイルCL8-1を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL8-1の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL8-1では、図60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。また、コイルCL8-1全体の図60における横の長さHCL1及び縦の長さVCL1は、上記送電ループコイルTL8全体の図59における横の長さHTL及び縦の長さVTLにそれぞれ略一致している。更に、コイルCL8-1の一辺の幅(コイルCL8-1を構成する銅薄膜線三本又は四本を含む一辺の幅)WCL1は、送電ループコイルTL8の図59における一辺の幅WTLに略一致している。As shown in FIG. 60, the coil CL8-1 that constitutes the power transmission open coil of the eighth embodiment has an open end T8-1 at the outermost peripheral portion thereof. Then, the coil CL8-1 is counterclockwise starting from the open end T8-1, and from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion, for example, the copper thin film wire spirals three and a half turns (3.5 turns). It is configured by winding. A via V8 is connected to the innermost peripheral portion thereof for forming an electrical connection with the coil CL8-2 which is laminated directly under it in the paper surface direction of FIG. The copper thin film wire forming the coil CL8-1 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL8-1. Furthermore, in the coil CL8-1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. It is Also, the horizontal length H CL1 and vertical length V CL1 of the entire coil CL8-1 in FIG. 60 correspond to the horizontal length H TL and vertical length V TL of the entire power transmission loop coil TL8 in FIG. They are approximately the same. Furthermore, the width of one side of the coil CL8-1 (the width of one side including three or four copper thin film wires forming the coil CL8-1) W CL1 is equal to the width W TL of one side of the power transmission loop coil TL8 in FIG. Almost match.

次に、上記誘電体MMを介して上記コイルCL8-1の直下に積層されているコイルCL8-2の構成について、図61を用いて説明する。なお図61は、当該コイルCL8-2のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL8-2 layered directly below the coil CL8-1 via the dielectric MM will be described with reference to FIG. FIG. 61 is a plan view showing only the coil CL8-2.

図61に示すように、上記コイルCL8-1と共に第8実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL8-2は、その最内周部に、上記コイルCL8-1との電気的接続を構成するための上記ビアV8が接続されている。即ち、コイルCL8-1とコイルCL8-2との接続は直列接続とされている。そしてコイルCL8-2は、当該ビアV8から始まる時計回りに(即ち、コイルCL8-1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七回転半(7.5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T8-2とされている。なおコイルCL8-2を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL8-2の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL8-2では、コイルCL8-1と同様に、図61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。また、コイルCL8-2全体の図61における横の長さHCL2及び縦の長さVCL2は、上記コイルCL8-1と同様に、上記送電ループコイルTL8全体の図59における横の長さHTL及び縦の長さVTLにそれぞれ略一致している。更に、コイルCL8-2の一辺の幅(コイルCL8-2を構成する銅薄膜線三本又は四本を含む一辺の幅)WCL2は、上記コイルCL8-1と同様に、送電ループコイルTL8の図59における一辺の幅WTLに略一致している。As shown in FIG. 61, the coil CL8-2, which together with the coil CL8-1 constitutes the power transmission open coil of the eighth embodiment, has an electrical connection with the coil CL8-1 at its innermost circumference. is connected to the via V8 for That is, the coil CL8-1 and the coil CL8-2 are connected in series. Then, the coil CL8-2 starts from the via V8 and rotates clockwise (that is, in the opposite direction to the coil CL8-1) from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion, for example, a copper thin film wire spirally. It is wound seven and a half turns (7.5 turns). Further, the outermost peripheral portion thereof is an open end T8-2. The copper thin film wire forming the coil CL8-2 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL8-2. Furthermore, in the coil CL8-2, as in the coil CL8-1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. Each is connected by an arcuate curve. Further, the horizontal length H CL2 and the vertical length V CL2 of the entire coil CL8-2 in FIG. 61 correspond to the horizontal length H CL2 of the entire power transmission loop coil TL8 in FIG. TL and the vertical length VTL are substantially matched. Furthermore, the width of one side of the coil CL8-2 (the width of one side including three or four copper thin film wires forming the coil CL8-2) W CL2 is the width of the power transmission loop coil TL8, similarly to the coil CL8-1. It substantially matches the width WTL of one side in FIG.

ここで、上記コイルCL8-1及び上記コイルCL8-2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の関係としては、上記反時計方向に巻回されているコイルCL8-1の銅薄膜線の巻回数(三回転半)と、上記時計方向に巻回されているコイルCL8-2の銅薄膜線の巻回数(七回転半)と、が異なるように、それぞれの銅薄膜線が巻回されている。このとき、コイルCL8-1の銅薄膜線とコイルCL8-2の銅薄膜線とは、それぞれの巻回数が異なることから、図60及び図61に示すように、コイルCL8-1の銅薄膜線一本の幅がコイルCL8-2の銅薄膜線一本の幅よりも広くなっている。そして、それぞれの最内周部に接続されているビアV8により、コイルCL8-1とコイルCL8-2とが直列に接続されている。これにより、コイルCL8-1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CL8-2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, the relationship between the copper thin film wires constituting the coil CL8-1 and the coil CL8-2 is the number of turns of the copper thin film wire of the coil CL8-1 wound counterclockwise (three Each copper thin film wire is wound such that the number of turns (seven and a half turns) of the copper thin film wire of the coil CL8-2 wound clockwise is different from the number of turns (seven and a half turns) of the copper thin film wire. At this time, the copper thin film wire of the coil CL8-1 and the copper thin film wire of the coil CL8-2 are different in the number of turns, so that the copper thin film wire of the coil CL8-1 is formed as shown in FIGS. The width of one wire is wider than the width of one copper thin film wire of the coil CL8-2. The coil CL8-1 and the coil CL8-2 are connected in series by the via V8 connected to the innermost circumference of each. As a result, the winding from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion of the coil CL8-1 is reversed (turned back) at the innermost peripheral portion in the opposite direction, so that the coil CL8-2 is wound from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion. is wound to

次に、上記送電ループコイルTL8並びに第8実施形態の送電オープンコイル(即ち上記コイルCL8-1及び上記コイルCL8-2)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62及び図63を用いて説明する。なお図62は、送電ループコイルTL8と、コイルCL8-1と、の重なり状況を示す平面図であり、送電ループコイルTL8を実線で、その直下に誘電体MM(図62において図示を省略している)を介して積層されている第8実施形態の送電オープンコイルのコイルCL8-1を破線で、それぞれ示している。また図63は、第8実施形態の送電オープンコイルのコイルCL8-1と、コイルCL8-2と、の重なり状況を示す平面図であり、コイルCL8-1を実線で、その直下に誘電体MM(図63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CL8-2を破線で、それぞれ示している。 Next, referring to FIGS. 62 and 63, the positional relationship between the copper thin-film wires respectively constituting the power transmission loop coil TL8 and the power transmission open coil (that is, the coil CL8-1 and the coil CL8-2) of the eighth embodiment. will be used for explanation. Note that FIG. 62 is a plan view showing the overlapping state of the power transmission loop coil TL8 and the coil CL8-1. The coils CL8-1 of the power transmission open coils of the eighth embodiment, which are stacked via the coils CL8-1, are indicated by dashed lines. Further, FIG. 63 is a plan view showing the overlapping state of the coil CL8-1 and the coil CL8-2 of the power transmission open coil of the eighth embodiment. (illustration is omitted in FIG. 63) are indicated by dashed lines.

図62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V8によりコイルCL8-2と接続されるコイルCL8-1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62に実線で示すように、送電ループコイルTL8を構成する銅薄膜線(図59に示すように二回転巻回される)は、図59に示す交差位置を除いて、コイルCL8-1の外縁及び内縁にそれぞれ沿って積層されており、接続用端子O8-1及び接続用端子O8-2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. 62, the coil CL8-1 wound from the outer circumference to the inner circumference and connected to the coil CL8-2 by the via V8 at its innermost circumference has , 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. On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 62, the thin copper wire (which is wound twice as shown in FIG. 59) that constitutes the power transmission loop coil TL8 is the coil CL8-1 except for the intersection position shown in FIG. are laminated along the outer edge and the inner edge of the winding, respectively, and the connecting terminal O8-1 and the connecting terminal O8-2 are shaped to protrude to the outside of the winding.

次に図63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V8によりコイルCL8-1と接続されるコイルCL8-2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63に実線で示すように、上記コイルCL8-1はコイルCL8-2の外縁に沿って積層されており、ビアV8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. 63, the coil CL8-2 wound from the inner circumference to the outer circumference and connected to the coil CL8-1 by the via V8 at the innermost circumference also has a quarter turn. Each curved portion is formed and the thin copper film wire is wound such 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 copper film wire. On the other hand, as indicated by the solid line in FIG. 63, the coil CL8-1 is laminated along the outer edge of the coil CL8-2, and they are connected in series by the via V8.

以上の図62及び図63に示したとおり、送電ループコイルTL8と第8実施形態の送電オープンコイルのコイルCL8-1及びコイルCL8-2とが積層されている第8実施形態の送電コイルでは、上下左右それぞれの辺では、送電ループコイルTL8と第8実施形態の送電オープンコイル(コイルCL8-1及びコイルCL8-2)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. 62 and 63 above, in the power transmission coil of the eighth embodiment in which the power transmission loop coil TL8 and the coil CL8-1 and the coil CL8-2 of the power transmission open coil of the eighth embodiment are stacked, On the top, bottom, left, and right sides, the copper thin-film wires forming the power transmission loop coil TL8 and the power transmission open coils (coil CL8-1 and coil CL8-2) of the eighth embodiment are laminated so as to overlap each other.

次に、上記送電ループコイルTL8とコイルCL8-1及びコイルCL8-2との積層状態、コイルCL8-1とコイルCL8-2との接続状態について、当該送電ループコイルTL8、コイルCL8-1及びコイルCL8-2それぞれの間に充填されている誘電体MMの状態と共に、図62及び図63に示すA-A’部分の断面図である図64と、図59並びに図62及び図63に示すB-B’部分の断面図である図65と、を用いてそれぞれ説明する。 Next, regarding the lamination state of the power transmission loop coil TL8, the coil CL8-1 and the coil CL8-2, and the connection state of the coil CL8-1 and the coil CL8-2, the power transmission loop coil TL8, the coil CL8-1 and the coil FIG. 64, which is a cross-sectional view of the AA' portion shown in FIGS. 62 and 63, and B shown in FIGS. 65, which is a cross-sectional view of the -B' portion, will be described.

先ず、図62及び図63に示すA-A’部分について図64にその断面図を示すように、図59乃至図63における左辺部では、コイルCL8-1とコイルCL8-2とが誘電体MMを挟んで積層されており、それぞれがビアV8により電気的に接続されている。このビアV8の位置で、コイルCL8-1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CL8-2の上記時計方向の巻回が形成されている。一方、コイルCL8-1及びコイルCL8-2からなる第8実施形態の送電オープンコイルと送電ループコイルTL8とは、こちらも誘電体MM(図59参照)を挟んで積層されている。 First, as shown in FIG. 64 for the cross-sectional view of the AA' portion shown in FIGS. 62 and 63, in the left side portion of FIGS. , and are electrically connected to each other by vias V8. At the position of the via V8, the counterclockwise winding of the coil CL8-1 is cut back (folded back) to form the clockwise winding of the coil CL8-2. On the other hand, the power transmission open coil and the power transmission loop coil TL8 of the eighth embodiment composed of the coil CL8-1 and the coil CL8-2 are also laminated with the dielectric MM (see FIG. 59) interposed therebetween.

次に、図59並びに図62及び図63に示すB-B’部分について図65にその断面図を示すように、送電ループコイルTL8並びに第8実施形態の送電オープンコイルは、それぞれの銅薄膜線の間の全てに誘電体MMが充填されて形成されている。即ち、送電ループコイルTL8並びにコイルCL8-1及びコイルCL8-2それぞれの層間に誘電体MMが充填されていると共に、送電ループコイルTL8の銅薄膜線間、コイルCL8-1の銅薄膜線間及びコイルCL8-2の銅薄膜線間のそれぞれにも、誘電体MMが充填されている。これにより、送電ループコイルTL8と第8実施形態の送電オープンコイルとの間の位置関係、並びに第8実施形態の送電オープンコイル内のコイルCL8-1とコイルCL8-2との間の位置関係が固定され、結果的に、第8実施形態の送電コイル全体としての形状が維持されている。これに加えて、第8実施形態の送電コイルでは、その中心部分、即ち、送電ループコイルTL8及び第8実施形態の送電オープンコイルそれぞれにおける最内周部の銅薄膜線と第8実施形態の送電コイル全体の中心との間が、図59並びに図62及び図63に示すように空間(誘電体MMもコイルも存在しない空気層の空間)とされている。 Next, as shown in FIG. 65 for the cross-sectional view of the BB' portion shown in FIGS. A dielectric MM is filled in the entire space between . That is, the dielectric MM is filled between the layers of the power transmission loop coil TL8 and the coils CL8-1 and CL8-2, and between the copper thin film wires of the power transmission loop coil TL8, between the copper thin film wires of the coil CL8-1 and A dielectric MM is also filled between each of the copper thin film wires of the coil CL8-2. As a result, the positional relationship between the power transmission loop coil TL8 and the power transmission open coil of the eighth embodiment, and the positional relationship between the coil CL8-1 and the coil CL8-2 in the power transmission open coil of the eighth embodiment are It is fixed, and as a result, the overall shape of the power transmission coil of the eighth embodiment is maintained. In addition to this, in the power transmission coil of the eighth embodiment, the center portion, that is, the innermost copper thin film wire of each of the power transmission loop coil TL8 and the power transmission open coil of the eighth embodiment and the power transmission of the eighth embodiment A space (a space of an air layer in which neither the dielectric MM nor the coil exists) is provided between the center of the coil as a whole, as shown in FIGS. 59, 62 and 63 .

また図64及び図65に示すように、コイルCL8-2を構成する銅薄膜線は誘電体MMに埋められているが、コイルCL8-2の第8実施形態の受電コイルに対向する側(図64及び図65において下側)の表面は、外部に露出されている。なお、送電ループコイルTL8を構成する銅薄膜線も誘電体MMに埋められているが、図64及び図65に示すようにその一の面が外部に露出されていてもよい。 Also, as shown in FIGS. 64 and 65, the copper thin film wire forming the coil CL8-2 is buried in the dielectric MM, but the side of the coil CL8-2 facing the receiving coil of the eighth embodiment (see FIG. 65) 64 and 65) is exposed to the outside. Although the copper thin film wire forming the power transmission loop coil TL8 is also buried in the dielectric MM, one surface thereof may be exposed to the outside as shown in FIGS. 64 and 65 .

(III)第8実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法について
次に、第8実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法について説明する。
(III) Method for manufacturing the power transmitting coil and the power receiving coil of the eighth embodiment
Next, a method for manufacturing the power transmitting coil and the power receiving coil of the eighth 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)-13の各工程を含む第1製造方法、又は下記(b)-1乃至(b)-14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:誘電体MMとなる例えばフィルム状のガラスエポキシ樹脂等の両面全体に銅薄膜を形成
(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CL8-1及びコイルCL8-2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CL8-1及びコイルCL8-2としての銅薄膜線を形成する。
(a)-5:上記(a)-4の銅薄膜線間に誘電体MMで充填すべく、当該誘電体MMとなるガラスエポキシ樹脂等を当該銅薄膜線間に流し込んで硬化させる。このとき、コイルCL8-2の銅薄膜線の、第8実施形態の受電コイルに対向する側の表面は、外部に露出させる。
(a)-6:上記ビアV8を形成して第8実施形態の送電オープンコイルとする。
(a)-7:送電ループコイルTL8が形成される上記フィルム状のガラスエポキシ樹脂等の片面全体に銅薄膜を形成する。
(a)-8:上記(a)-7で形成された銅薄膜の上にレジストを塗布する。
(a)-9:上記(a)-8で塗布したレジストを送電ループコイルTL8の銅薄膜線にパターニングする。
(a)-10:上記(a)-9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TL8としての銅薄膜線を形成する。
(a)-11:上記(a)-10の銅薄膜線間に誘電体MMで充填すべく、当該誘電体MMとなるガラスエポキシ樹脂等を当該銅薄膜線間に流し込んで硬化させる。
(a)-12:上記(a)-6の第8実施形態の送電オープンコイルと、上記(a)-11の送電ループコイルTL8と、を貼り合わせて第8実施形態の送電コイルを形成する。
(a)-13:接続用端子O8-1及び接続用端子O8-2と、第8実施形態の送電部(第8実施形態の送電装置の場合)又は第8実施形態の受電部(第8実施形態の受電装置の場合)とを接続する。
(b)第2製造方法
(b)-1:誘電体MMとなる例えばフィルム状のガラスエポキシ樹脂等の両面全体に銅薄膜を形成する。
(b)-2:ビアV8に相当する位置にレーザ等により貫通穴を形成する。
(b)-3:貫通穴を含む全体に対して無電解銅めっき法及び電解銅めっき法による銅めっき処理を施し、ビアV8を形成する。
(b)-4:上記(b)-3で形成された銅めっき(両面)の上にそれぞれ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CL8-1及びコイルCL8-2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CL8-1及びコイルCL8-2としての銅薄膜線を形成して第8実施形態の送電オープンコイルとする。
(b)-7:上記(b)-6の銅薄膜線間に誘電体MMで充填すべく、当該誘電体MMとなるガラスエポキシ樹脂等を当該銅薄膜線間に流し込んで硬化させる。このとき、コイルCL8-2の銅薄膜線の、第8実施形態の受電コイルに対向する側の表面は、外部に露出させる。
(b)-8:送電ループコイルTL8が形成される上記フィルム状のガラスエポキシ樹脂等の片面全体に銅薄膜を形成する。
(b)-9:上記(b)-8で形成された銅薄膜の上にレジストを塗布する。
(b)-10:上記(b)-9で塗布したレジストを送電ループコイルTL8の銅薄膜線にパターニングする。
(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、送電ループコイルTL8としての銅薄膜線を形成する。
(b)-12:上記(b)-11の銅薄膜線間に誘電体MMで充填すべく、当該誘電体MMとなるガラスエポキシ樹脂等を当該銅薄膜線間に流し込んで硬化させる。
(b)-13:上記(b)-7の第8実施形態の送電オープンコイルと、上記(b)-12の送電ループコイルTL8と、を貼り合わせて第8実施形態の送電コイルを形成
(b)-14:接続用端子O8-1及び接続用端子O8-2と第8実施形態の送電部(第8実施形態の送電装置の場合)又は第8実施形態の受電部(第8実施形態の受電装置の場合)とを接続
As the manufacturing method, basically the same as the conventional method, the first manufacturing method including the following steps (a)-1 to (a)-13, or the following (b)-1 to (b)-14 It is possible to use a second manufacturing method or the like including each step of .
(a) First manufacturing method
(a)-1: Form a copper thin film on both sides of the dielectric MM, such as a film-like glass epoxy resin (a)-2: On the copper thin film (both sides) formed in (a)-1 above are each coated with a resist.
(a)-3: The resist applied in (a)-2 above is patterned on the copper thin film wires of the coils CL8-1 and CL8-2 on each side.
(a)-4: After the patterning of (a)-3 above, an etching process is performed to form copper thin film wires as coils CL8-1 and CL8-2.
(a)-5: In order to fill the space between the copper thin film wires of (a)-4 with the dielectric MM, a glass epoxy resin or the like to be the dielectric MM is poured between the copper thin film wires and cured. At this time, the surface of the copper thin film wire of the coil CL8-2 facing the receiving coil of the eighth embodiment is exposed to the outside.
(a)-6: The via V8 is formed to form the power transmission open coil of the eighth embodiment.
(a)-7: A copper thin film is formed on the entire surface of the film-like glass epoxy resin or the like on which the power transmission loop coil TL8 is formed.
(a)-8: A resist is applied on the copper thin film formed in (a)-7 above.
(a)-9: The resist applied in (a)-8 above is patterned on the copper thin film wire of the transmission loop coil TL8.
(a)-10: After the patterning of (a)-9 above, an etching process is performed to form a copper thin film wire as the power transmission loop coil TL8.
(a)-11: In order to fill the space between the copper thin film lines of (a)-10 with the dielectric MM, a glass epoxy resin or the like to be the dielectric MM is poured between the copper thin film lines and cured.
(a)-12: The power transmission open coil of the eighth embodiment of (a)-6 above and the power transmission loop coil TL8 of the above (a)-11 are bonded together to form the power transmission coil of the eighth embodiment. .
(a)-13: Connection terminal O8-1 and connection terminal O8-2, the power transmission unit of the eighth embodiment (in the case of the power transmission device of the eighth embodiment) or the power reception unit of the eighth embodiment (eighth in the case of the power receiving device of the embodiment).
(b) Second manufacturing method
(b)-1: A copper thin film is formed on both sides of a dielectric MM such as a glass epoxy resin film.
(b)-2: A through hole is formed by a laser or the like at a position corresponding to the via V8.
(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 V8.
(b)-4: A resist is applied to each of the copper plating (both sides) formed in (b)-3 above.
(b)-5: The resist applied in (b)-4 above is patterned on the copper thin film wires of the coils CL8-1 and CL8-2.
(b)-6: Etching is performed after the patterning of (b)-5 above to form copper thin film wires as the coil CL8-1 and the coil CL8-2 to form the power transmission open coil of the eighth embodiment.
(b)-7: In order to fill the space between the copper thin film wires of (b)-6 with the dielectric MM, a glass epoxy resin or the like to be the dielectric MM is poured between the copper thin film wires and cured. At this time, the surface of the copper thin film wire of the coil CL8-2 facing the receiving coil of the eighth embodiment is exposed to the outside.
(b)-8: A copper thin film is formed on the entire surface of the film-like glass epoxy resin or the like on which the power transmission loop coil TL8 is formed.
(b)-9: A resist is applied on the copper thin film formed in (b)-8 above.
(b)-10: The resist applied in (b)-9 above is patterned on the copper thin film wire of the transmission loop coil TL8.
(b)-11: After the patterning of (b)-10, etching is performed to form a copper thin film wire as the power transmission loop coil TL8.
(b)-12: In order to fill the space between the copper thin film wires of (b)-11 with the dielectric MM, a glass epoxy resin or the like to be the dielectric MM is poured between the copper thin film wires and cured.
(b)-13: The power transmission open coil of the eighth embodiment of (b)-7 above and the power transmission loop coil TL8 of (b)-12 above are bonded together to form the power transmission coil of the eighth embodiment ( b)-14: Connection terminal O8-1 and connection terminal O8-2 and the power transmission unit of the eighth embodiment (in the case of the power transmission device of the eighth embodiment) or the power reception unit of the eighth embodiment (eighth embodiment for powered devices) and

(IV)第8実施例
次に、第8実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第8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66乃至図68を用いて説明する。
(IV) Eighth embodiment
Next, regarding the effect of performing power transmission using the power transmission system of the eighth embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the eighth embodiment, based on experimental results (simulation results) by the inventors of the present application. 66 to 68. FIG.

(1)第8-1実施例
初めに、第8実施形態の送電コイルにおける誘電体MMの材料を変えた場合と誘電体MMが充填されていない場合についての上記効果について、図66を用いて説明する。なお図66は、第8実施形態のコイルにおける誘電体の材質の違いによる効果を示すグラフ図であり、当該材質を変えた場合の、反射率に関連するSパラメータ(S11)の値と共振周波数との関係、及び、伝送効率に関連するSパラメータ(S21)の値と共振周波数との関係を示している。また、第8-1実施例として用いた材質は、上記PETと上記ガラスエポキシ樹脂の二種類である。このとき、PETの比誘電率は2.9~3.2程度であり、ガラスエポキシ樹脂の比誘電率は4.5~5.2程度である。更に、図66における「誘電体なし」とは、第8実施形態の送電コイルTCにおける誘電体MMの部分が空気とされていることを意味している。更にまた、実験に用いた第8実施形態の送電コイルの諸元は、以下の通りである。
・各銅薄膜線の厚さ:0.2ミリメートル
・第8実施形態の送電コイルの平面における外形寸法:縦約100ミリメートル×横約100ミリメートル
・送電ループコイルTL8の巻回数:二回転(2ターン。図59及び図62参照)
・コイルCL8-1の銅薄膜線の巻回数:三回転半(3.5ターン。図60及び図62参照)
・コイルCL8-2の銅薄膜線の巻回数:七回転半(7.5ターン。図61及び図63参照)
そして図66にそれぞれ示すように、第8実施形態の送電コイル(受電コイル)としては、伝送効率(パラメータS21)及び反射率(パラメータS11)のいずれの場合も、送電ループコイルTL8及び第8実施形態の送電オープンコイルそれぞれの層間及び送電ループコイルTL8等をそれぞれ構成する銅薄膜線間に誘電体MMが充填されている方が、共振周波数を低減することができることが判る。更に、誘電体MMが充填されている場合でも、比誘電率が高い材料を用いた方が、共振周波数をより低減することができることが判る。
(1) 8-1 Example
First, the above effects in the case where the material of the dielectric MM in the power transmitting coil of the eighth embodiment is changed and in the case where the dielectric MM is not filled will be described with reference to FIG. 66 . FIG. 66 is a graph showing the effect of the difference in the material of the dielectric in the coil of the eighth embodiment. and the relationship between the value of the S parameter (S21) related to transmission efficiency and the resonance frequency. In addition, the materials used in Example 8-1 are the above PET and the above glass epoxy resin. At this time, the dielectric constant of PET is about 2.9 to 3.2, and the dielectric constant of glass epoxy resin is about 4.5 to 5.2. Furthermore, "no dielectric" in FIG. 66 means that the dielectric MM in the power transmission coil TC of the eighth embodiment is air. Furthermore, the specifications of the power transmission coil of the eighth embodiment used in the experiment are as follows.
・Thickness of each copper thin film wire: 0.2 mm ・External dimensions in the plane of the power transmission coil of the eighth embodiment: about 100 mm in length × about 100 mm in width ・Number of turns of power transmission loop coil TL8: 2 turns (2 turns) (see Figures 59 and 62)
・The number of turns of the copper thin film wire of the coil CL8-1: three and a half turns (3.5 turns. See Figs. 60 and 62)
・The number of turns of the copper thin film wire of the coil CL8-2: Seven and a half turns (7.5 turns. See Figs. 61 and 63)
Then, as shown in FIG. 66, as the power transmitting coil (power receiving coil) of the eighth embodiment, both the transmission efficiency (parameter S21) and the reflectance (parameter S11) of the power transmission loop coil TL8 and It can be seen that the resonance frequency can be reduced by filling the dielectric MM between the layers of each of the power transmission open coils and between the copper thin film wires constituting the power transmission loop coil TL8 and the like. Furthermore, even when the dielectric MM is filled, it can be seen that the resonance frequency can be further reduced by using a material with a high dielectric constant.

(2)第8-2実施例
次に、第8実施形態の送電コイルを用いた場合の効果と、当該送電コイルに対して誘電体MMの構造を異ならせた複数の比較形態の送電コイルを用いた場合の効果と、の違いについて、図67及び図68を用いて説明する。なお、図67は第8実施形態及び比較形態それぞれのコイルの構造を示す断面図であり、図68は第8実施形態のコイルの構造の違いによる効果の相違を示すグラフ図である。このとき、図67及び図68はそれぞれ、第8実施形態の送電コイル及び各比較形態の送電コイルそれぞれを用いた場合の、上記Sパラメータ(S11)の値と共振周波数との関係、及び、上記Sパラメータ(S21)の値と共振周波数との関係を示している。また、以下に説明する第8-2実施例では、第8実施形態の送電コイルの各構成部材にそれぞれ対応する各比較形態の構成部材については、第8実施形態の送電コイルと同じ部材番号を付して細部の説明を省略する。
(2) 8-2 Example
Next, the difference between the effect when using the power transmitting coil of the eighth embodiment and the effect when using a plurality of comparative power transmitting coils in which the structure of the dielectric MM is different from that of the power transmitting coil will be described with reference to FIGS. 67 and 68. FIG. FIG. 67 is a cross-sectional view showing the structure of the coils of the eighth embodiment and the comparative example, and FIG. 68 is a graph showing the difference in effect due to the difference in the structure of the coils of the eighth embodiment. At this time, FIGS. 67 and 68 respectively show the relationship between the value of the S parameter (S11) and the resonance frequency when the power transmission coil of the eighth embodiment and the power transmission coils of the respective comparative embodiments are used, and the above It shows the relationship between the value of the S parameter (S21) and the resonance frequency. Further, in Example 8-2 described below, the constituent members of each comparative form corresponding to the constituent members of the power transmission coil of the eighth embodiment are assigned the same member numbers as those of the power transmission coil of the eighth embodiment. , and the detailed description is omitted.

初めに、第8-2実施例の上記各比較形態の送電コイルの構造について、図67を用いてそれぞれ説明する。先ず図67(b)にその断面図を示すように、第8-1比較形態の送電コイルTC8-1では、上記図65と同様の図67(a)に断面図を示す構造を有する第8実施形態の送電コイルTC8とは異なり、送電コイルTC8-1における最内周部の銅薄膜線と送電コイルTC8-1全体の中心との間が誘電体MM1で充填されている。即ち、第8-1比較形態の送電コイルTC8-1には、第8実施形態の送電コイルTC8における中央部分の空間がない。次に、第8-2比較形態の送電コイルTC8-2は、図67(c)にその断面図を示すように、当該送電コイルTC8-2の誘電体MM2において、当該送電コイルTC8-2における送電ループコイルTL8を構成する銅薄膜線の間、及びコイルCL8-2を構成する銅薄膜線の間が、それぞれ空間とされている。最後に、第8-3比較形態の送電コイルTC8-3は、図67(d)にその断面図を示すように、当該送電コイルTC8-3におけるコイルCL8-2を構成する銅薄膜線の全体が誘電体MM3に埋没している。即ち、第8-3比較形態のコイルCL8-2の銅薄膜線の第8実施形態の受電コイルに対向する側の表面が露出していない。一方、各比較形態の送電コイルに共通の諸元は、第8実施形態の送電コイルTC8と同様に以下の通りである。
・各銅薄膜線の厚さ:0.2ミリメートル
・送電コイルTC8-1乃至送電コイルTC8-3それぞれの平面における外形寸法:縦約100ミリメートル×横約100ミリメートル
・送電ループコイルTL8の巻回数:二回転(2ターン)
・コイルCL8-1の銅薄膜線の巻回数:三回転半(3.5ターン)
・コイルCL8-2の銅薄膜線の巻回数:七回転半(7.5ターン)
そして図68にそれぞれ示すように、伝送効率(パラメータS21)及び反射率(パラメータS11)のいずれの場合も、第8実施形態の送電コイルTC8が最も性能がよく(即ち、伝送効率が最も高く、反射率が最も低い。)、以下、第8-1比較形態の送電コイルTC8-1→第8-3比較形態の送電コイルTC8-3→第8-2比較形態の送電コイルTC8-2、の順で上記性能が高いことが判る。なお、図68から判る通り、第8実施形態の送電コイルTC8及び各比較形態の送電コイルTC8-1乃至送電コイルTC8-3のいずれでも、共振周波数は余り変わらない。以上のことから、第一に、第8実施形態の送電コイルTC8における中央部分には空間があった方がよいことか判る。これは、当該中央部分に誘電体が充填されていると、当該誘電体により送電ループコイルTL8と第8実施形態の送電オープンコイルとの間の電界が妨げられることによるものと考えられる。また第二に、第8-2比較形態と第8実施形態及び他の比較形態との対比結果によれば、充填される誘電体の断面上の範囲は広い方がよいが、コイルCL8-2の銅薄膜線の第8実施形態の受電コイルに対向する側の表面は露出していた方がよいことが判る。
First, the structures of the power transmitting coils of the above-described comparative forms of Example 8-2 will be described with reference to FIG. First, as shown in the cross-sectional view of FIG. 67(b), in the power transmitting coil TC8-1 of the 8-1 comparative example, the eighth coil having the structure shown in the cross-sectional view of FIG. 67(a) similar to FIG. Unlike the power transmission coil TC8 of the embodiment, the dielectric MM1 is filled between the innermost copper thin film wire of the power transmission coil TC8-1 and the center of the entire power transmission coil TC8-1. That is, the power transmission coil TC8-1 of the 8-1 comparative example does not have the central space of the power transmission coil TC8 of the eighth embodiment. Next, the power transmission coil TC8-2 of the 8-2 comparative example has a dielectric MM2 of the power transmission coil TC8-2, as shown in FIG. Spaces are provided between the copper thin film wires forming the power transmission loop coil TL8 and between the copper thin film wires forming the coil CL8-2. Finally, in the power transmission coil TC8-3 of the 8-3rd comparative example, as shown in the cross-sectional view of FIG. is buried in the dielectric MM3. That is, the surface of the copper thin film wire of the coil CL8-2 of the 8-3 comparative example on the side facing the receiving coil of the eighth embodiment is not exposed. On the other hand, the specifications common to the power transmission coils of each comparative form are as follows, similarly to the power transmission coil TC8 of the eighth embodiment.
・Thickness of each copper thin film wire: 0.2 mm ・External dimensions in plane of each of the power transmission coils TC8-1 to TC8-3: about 100 mm long x about 100 mm wide ・Number of turns of the power transmission loop coil TL8: Double rotation (2 turns)
・The number of turns of the copper thin film wire of the coil CL8-1: three and a half turns (3.5 turns)
・The number of turns of the copper thin film wire of the coil CL8-2: Seven and a half turns (7.5 turns)
Then, as shown in FIG. 68, in both the transmission efficiency (parameter S21) and the reflectance (parameter S11), the power transmission coil TC8 of the eighth embodiment has the best performance (that is, the transmission efficiency is the highest, The reflectance is the lowest.), hereinafter, the power transmitting coil TC8-1 of the 8-1 comparative form → the power transmitting coil TC8-3 of the 8-3 comparative form → the power transmitting coil TC8-2 of the 8-2 comparative form It can be seen that the above performance is higher in order. As can be seen from FIG. 68, the resonance frequency does not change much in any of the power transmitting coil TC8 of the eighth embodiment and the power transmitting coils TC8-1 to TC8-3 of the comparative examples. From the above, firstly, it is understood that it is better to have a space in the central portion of the power transmission coil TC8 of the eighth embodiment. This is probably because, if the central portion is filled with a dielectric, the dielectric interferes with the electric field between the power transmitting loop coil TL8 and the power transmitting open coil of the eighth embodiment. Secondly, according to the results of comparison between the 8-2 comparative example, the 8th embodiment, and other comparative examples, it is preferable that the range on the cross-section of the dielectric to be filled is wide, but the coil CL8-2 It can be seen that the surface of the copper thin film wire in the eighth embodiment facing the power receiving coil should be exposed.

以上説明したように、第8実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第8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、銅薄膜線がそれぞれ同心に巻回されてなる送電ループコイルTL8(第8実施形態の受電ループコイル)及び第8実施形態の送電オープンコイル(第8実施形態の受電オープンコイル)が同心に積層されており、少なくともそれらの層間が誘電体MMにより充填されているので、第8実施形態の送電コイル(第8実施形態の受電コイル)全体としての共振周波数を低減することができる。従って、当該共振周波数を調整する場合に、各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。 As described above, according to the power transmission using the power transmission system of the eighth embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the eighth embodiment, the power transmission loop coil formed by concentrically winding the copper thin film wires TL8 (the power receiving loop coil of the eighth embodiment) and the power transmitting open coil of the eighth embodiment (the power receiving open coil of the eighth embodiment) are concentrically laminated, and at least the interlayer between them is filled with the dielectric MM. Therefore, it is possible to reduce the resonance frequency of the power transmitting coil of the eighth embodiment (the power receiving coil of the eighth embodiment) as a whole. Therefore, when adjusting the resonance frequency, the length of each copper thin film wire can be shortened, and power loss and heat generation due to the electrical resistance of the copper thin film wire can be suppressed.

また、第8実施形態の送電コイル(第8実施形態の受電コイル)において相隣接する銅薄膜線の間も誘電体MMにより充填されているので、効果的に共振周波数を低減することができる。 Further, in the power transmitting coil of the eighth embodiment (the power receiving coil of the eighth embodiment), the dielectric MM is also filled between adjacent copper thin film wires, so that the resonance frequency can be effectively reduced.

更に、非接触電力伝送時においてコイルCL8-2を構成する銅薄膜線の対向する相手側の面が露出している(図64、図65及び図67(a)参照)ので、非接触電力伝送時の伝送効率を向上させることができる。 Furthermore, during non-contact power transmission, the opposing surface of the copper thin film wire constituting the coil CL8-2 is exposed (see FIGS. 64, 65 and 67 (a)), so that non-contact power transmission It can improve the transmission efficiency of time.

更にまた、誘電体MMの材料が、PET、ガラス粒子分散エポキシ樹脂、セラミック粒子分散エポキシ樹脂又はフッ素系樹脂材料のいずれかである場合は、上記共振周波数を有効に低減することができる。 Furthermore, when the material of the dielectric MM is any one of PET, glass particle-dispersed epoxy resin, ceramic particle-dispersed epoxy resin, and fluororesin material, the resonance frequency can be effectively reduced.

また、送電ループコイルTL8(第8実施形態の受電ループコイル)及び第8実施形態の送電オープンコイル(第8実施形態の受電オープンコイル)それぞれにおける最内周部の銅薄膜線と第8実施形態の送電コイル(第8実施形態の受電コイル)全体の中心との間が空間とされているので、非接触電力伝送時の伝送効率の向上と第8実施形態の送電コイル(第8実施形態の受電コイル)としての軽量化を両立させることができる。 In addition, the copper thin film wire of the innermost peripheral part of each of the power transmission loop coil TL8 (power receiving loop coil of the eighth embodiment) and the power transmission open coil of the eighth embodiment (power receiving open coil of the eighth embodiment) and the eighth embodiment and the center of the entire power transmission coil (receiving coil of the eighth embodiment). It is possible to achieve both weight reduction as a power receiving coil).

なお上述した第8実施形態では、コイルCL8-1及びコイルCL8-2について、それぞれの最外周部の開放端T8-1及び開放端T8-2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T8-1及び開放端T8-2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。 In the eighth embodiment described above, the open end T8-1 and the open end T8-2 of the outermost circumference of each of the coil CL8-1 and the coil CL8-2 are at the same position in the winding, and the innermost circumference In addition, the positions of the open end T8-1 and the open end T8-2 and the position of the innermost peripheral part or both are formed at different positions. may be

また、上述した第8実施形態では、送電ループコイルTL8(第8実施形態の受電ループコイル)及び第8実施形態の送電オープンコイル(第8実施形態の受電オープンコイル)それぞれにおける最内周部の銅薄膜線と第8実施形態の送電コイル(第8実施形態の受電コイル)全体の中心との間が空間とされていたが、このことを含めて、当該最内周部の銅薄膜線と当該中心との間は、その比誘電率が空気に相当する比誘電率とされていればよい。より具体的には、当該最内周部の銅薄膜線と当該中心との間が、空気に相当する比誘電率の誘電体(例えば発泡スチロール等)で充填されていてもよい。この場合には、非接触電力伝送時の伝送効率の向上と第8実施形態の送電コイル(第8実施形態の受電コイル)としての強度の向上を両立させることができる。 Further, in the eighth embodiment described above, the innermost circumferential portion of each of the power transmission loop coil TL8 (the power receiving loop coil of the eighth embodiment) and the power transmission open coil of the eighth embodiment (the power receiving open coil of the eighth embodiment) A space is provided between the copper thin film wire and the center of the entire power transmission coil (receiving coil of the eighth embodiment) of the eighth embodiment. It is sufficient that the relative permittivity between the center and the center is set to a relative permittivity corresponding to that of air. More specifically, the space between the innermost peripheral copper thin film wire and the center may be filled with a dielectric material (for example, polystyrene foam) having a dielectric constant equivalent to that of air. In this case, it is possible to achieve both an improvement in transmission efficiency during contactless power transmission and an improvement in strength as the power transmitting coil of the eighth embodiment (power receiving coil of the eighth embodiment).

更に、上述した第8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コイルCL8-1及びコイルCL8-2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TL8又は第8実施形態の受電ループコイルから見た当該コイルCL8-1及びコイルCL8-2の位置(順番)を入れ換えても)、第8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 coil CL8-1 and the coil CL8-2 that constitute the power transmitting open coil and the power receiving open coil in the eighth embodiment are exchanged (that is, the power transmitting loop coil TL8 or the eighth embodiment (Even if the positions (order) of the coils CL8-1 and CL8-2 viewed from the power receiving loop coil of the embodiment are exchanged), the same effects as those of the eighth embodiment can be obtained.

更にまた、第8実施形態の上記コイルCL8-1とコイルCL8-2とは、それぞれの最内周部でビアV8により接続されていたが、これ以外に、コイルCL8-1とコイルCL8-2とが相互に絶縁されていてもよい。 Furthermore, the coil CL8-1 and the coil CL8-2 of the eighth embodiment are connected by the via V8 at their innermost peripheral portions. may be insulated from each other.

また、上述した第8実施形態においては、送電ループコイルTL8(第8実施形態の受電ループコイル)と、コイルCL8-1及びコイルCL8-2を備える第8実施形態の送電オープンコイル(第8実施形態の受電オープンコイル)と、をそれぞれに備える第8実施形態の送電コイル及び/又は第8実施形態の受電コイルを含む第8実施形態の電力伝送システムに本発明を適用した場合について説明したが、これ以外に、送電ループコイルTL8(第8実施形態の受電ループコイル)を備えず、送電オープンコイル(受電オープンコイル)を構成する二層のコイルがそれぞれの最内周端部で接続され、且つ各コイルの最外周部がそれぞれに接続用端子とされている送電コイル及び/又は受電コイルを備える電力伝送システムに本発明を適用することもできる。この場合でも、上記第8実施形態の電力伝送システムと同様の作用効果を奏することができる。 Further, in the eighth embodiment described above, the power transmission loop coil TL8 (the power receiving loop coil of the eighth embodiment), the power transmission open coil of the eighth embodiment (eighth embodiment The case where the present invention is applied to the power transmission system of the eighth embodiment that includes the power transmission coil of the eighth embodiment and/or the power reception coil of the eighth embodiment that includes the power receiving open coil of the eighth embodiment, respectively. , In addition to this, two-layer coils that do not include a power transmission loop coil TL8 (power reception loop coil of the eighth embodiment) and constitute a power transmission open coil (power reception open coil) are connected at their innermost peripheral ends, Moreover, the present invention can also be applied to a power transmission system provided with power transmission coils and/or power reception coils in which the outermost periphery of each coil serves as a connection terminal. Even in this case, the same effects as those of the power transmission system of the eighth embodiment can be obtained.

また、上述した第8実施形態において、送電ループコイルTL8又は第8実施形態の受電ループコイル、或いは、開放端とされている第8実施形態の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TL8又は第8実施形態の受電ループコイル、或いは、第8実施形態の送電オープンコイル又は第8実施形態の受電オープンコイルとしての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。 Further, in the eighth embodiment described above, for the power transmission loop coil TL8 or the power reception loop coil of the eighth embodiment, or the end of the open end of the power transmission open coil or the power reception open coil of the eighth embodiment, , a capacitor is further connected in series or in parallel, and the resonance frequency of the power transmission loop coil TL8 or the power reception loop coil of the eighth embodiment, or the power transmission open coil of the eighth embodiment or the power reception open coil of the eighth embodiment. It may be configured to further lower the frequency.

(ケ)第9実施形態
次に、本発明の第9実施形態について、図69乃至図75を用いて説明する。
(I)第9-1実施形態
本発明に係る第9-1実施形態について、図69乃至図73を用いて説明する。
(i)第9-1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9-1実施形態の電力伝送システム全体の構成及び動作は、基本的に、第3実施形態の電力伝送システムS3の全体構成及び動作と同様であるので、詳細な説明を省略する。
(i) Ninth embodiment
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 69 to 75. FIG.
(I) 9-1 embodiment
A ninth-1 embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 69 to 73. FIG.
(i) Regarding the overall configuration and operation of the power transmission system of the 9-1 embodiment
Since the overall configuration and operation of the power transmission system of the 9-1 embodiment are basically the same as the overall configuration and operation of the power transmission system S3 of the third embodiment, detailed description will be omitted.

(ii)第9-1実施形態の送電コイル(受電コイル)の構成について
次に、第9-1実施形態の電力伝送システムに用いられる、第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイルの構成について、図69乃至図72を用いて説明する。なお、第9-1実施形態の送電コイルと受電コイルとは、基本的に同じ構成を備える。即ち、第9-1実施形態の送電ループコイルの構成と第9-1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。また、第9-1実施形態の送電オープンコイルの構成と第9-1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。更に、第9-1実施形態の送電ループコイルと第9-1実施形態の送電オープンコイルとの第9-1実施形態の送電コイル内における位置関係と、第9-1実施形態の受電ループコイルと第9-1実施形態の受電オープンコイルとの第9-1実施形態の受電コイル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、第9-1実施形態の送電コイルについて、その構造を説明する。なおこの点は、以下に説明する第9-2実施形態において同様である。また、図69乃至図71は第9-1実施形態の送電コイルの構造を示す平面図であり、図72は第9-1実施形態の送電コイルの構造を示す部分断面図である。このとき図69乃至図71は、第9-1実施形態の送電装置において、第9-1実施形態の送電部側から第9-1実施形態の送電コイルを見た場合の平面図である。
(ii) Regarding the configuration of the power transmitting coil (power receiving coil) of the 9-1 embodiment
Next, configurations of the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-1 embodiment, which are used in the power transmission system of the 9-1 embodiment, will be described with reference to FIGS. 69 to 72. FIG. Note that the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-1 embodiment basically have the same configuration. That is, the configuration of the power transmitting loop coil of the 9-1 embodiment and the configuration of the power receiving loop coil of the 9-1 embodiment are basically the same. Also, the configuration of the power transmission open coil of the 9-1 embodiment and the configuration of the power reception open coil of the 9-1 embodiment are basically the same. Furthermore, the positional relationship in the power transmitting coil of the 9-1 embodiment between the power transmitting loop coil of the 9-1 embodiment and the power transmitting open coil of the 9-1 embodiment, and the power receiving loop coil of the 9-1 embodiment and the power receiving open coil of the 9-1 embodiment in the power receiving coil of the 9-1 embodiment are basically the same. Therefore, in the following description, the structure of the power transmission coil of the 9-1 embodiment will be described. This point is the same as in the 9-2 embodiment described below. 69 to 71 are plan views showing the structure of the power transmission coil of Embodiment 9-1, and FIG. 72 is a partial cross-sectional view showing the structure of the power transmission coil of Embodiment 9-1. At this time, FIGS. 69 to 71 are plan views of the power transmission coil of the 9-1 embodiment viewed from the power transmission unit side of the 9-1 embodiment in the power transmission device of the 9-1 embodiment.

図69にその平面図を示すように、第9-1実施形態の送電コイルは、送電ループコイルTL9と、その一部がコイルCL9-1として図69に示されている第9実施形態の送電オープンコイルと、が、絶縁性のフィルムBF9を介して図69の紙面方向に積層されて構成されている。また第9-1実施形態の送電オープンコイルは、上記コイルCL9-1と、図69において図示されないコイルCL9-2と、が、上記フィルムBF9を介して図69の紙面方向に積層されて構成される。また、送電ループコイルTL9、コイルCL9-1及びコイルCL9-2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。 As shown in a plan view in FIG. 69, the power transmission coils of the 9-1 embodiment include a power transmission loop coil TL9 and a power transmission loop coil TL9 of the ninth embodiment, a part of which is shown in FIG. 69 as a coil CL9-1. The open coil and are laminated in the paper surface direction of FIG. 69 via an insulating film BF9. In addition, the power transmission open coil of the 9-1 embodiment is configured by stacking the coil CL9-1 and the coil CL9-2 not shown in FIG. 69 in the paper surface direction of FIG. 69 via the film BF9. be. In addition, the winding centers of the copper thin film wires, which will be described later and which respectively constitute the power transmission loop coil TL9, the coil CL9-1, and the coil CL9-2, are the same or substantially the same.

そして図69に示すように、送電ループコイルTL9は、その最外周部の一辺に、第9-1実施形態の送電部に接続される接続用端子O9-1及び接続用端子O9-2を有している。そして送電ループコイルTL9は、例えば銅薄膜線が一回転(1ターン)巻回されて構成されており、その両端部(図69に示す場合は右辺部の中央)が上記接続用端子O9-1及び上記接続用端子O9-2とされている。なお送電ループコイルTL9を構成する上記銅薄膜線は、送電ループコイルTL9の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更に送電ループコイルTL9では、図69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。 Then, as shown in FIG. 69, the power transmission loop coil TL9 has a connection terminal O9-1 and a connection terminal O9-2 connected to the power transmission section of the 9-1 embodiment on one side of the outermost periphery. are doing. The power transmission loop coil TL9 is formed by winding a copper thin film wire for one turn, for example, and its both ends (in the case shown in FIG. 69, the center of the right side) are connected to the connection terminals O9-1. and the connection terminal O9-2. The copper thin film wire forming the power transmission loop coil TL9 has the same width and the same thickness over the entire circumference of the power transmission loop coil TL9. Furthermore, in the power transmission loop coil TL9, straight lines are provided on each of the upper side, lower side, left side, and right side in FIG. 69, and the respective straight lines are connected by curved lines.

一方、上記送電ループコイルTL9と同じ第9-1実施形態の送電コイルの層に形成されている、第9-1実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL9-1は、図69に示すように、その最外周部が開放端T9-1とされている。そしてコイルCL9-1は、当該開放端T9-1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二回転半(2.5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69の紙面方向においてその直下に積層されているコイルCL9-2との間の電気的接続を構成するためのビアV9が接続されている。なおコイルCL9-1を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL9-1の全周に渡って同一厚さとされている。これに対して当該銅薄膜線の幅は、図69に示すように、コイルCL9-1の最外周端部にある開放端T9-1から最内周端部においてビアV9が接続されている部分にかけて広くなっている。更にコイルCL9-1では、図69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CL9-1を構成する銅薄膜線の幅は、各直線部では一定となっている一方、それらを接続する各曲線部において、その最内周端部に向けて広くなっている。このとき、コイルCL9-1を構成する銅薄膜線の幅は、コイルCL9-1全体としてその最外周端部から最内周端部に向けて広くなっていればよく、当該最外周端部から当該最内周端部にかけて例えば一時的に(部分的に)狭くなっていても、第9-1実施形態の電力伝送システムを用いた電力伝送による効果に対する影響はない。 On the other hand, the coil CL9-1 constituting the power transmission open coil of the 9-1 embodiment, which is formed in the same layer of the power transmission coil of the 9-1 embodiment as the power transmission loop coil TL9, is as shown in FIG. Furthermore, the outermost peripheral portion thereof is an open end T9-1. Then, the coil CL9-1 is counterclockwise starting from the open end T9-1, from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion, for example, the copper thin film wire spirally turns two and a half turns (2.5 turns). It is configured by winding. A via V9 is connected to the innermost peripheral portion thereof for forming an electrical connection with the coil CL9-2 which is laminated directly under it in the paper surface direction of FIG. The copper thin film wire forming the coil CL9-1 has the same thickness over the entire circumference of the coil CL9-1. On the other hand, the width of the copper thin film wire is, as shown in FIG. spreads out over Furthermore, in the coil CL9-1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. It is The width of the copper thin film wire that constitutes the coil CL9-1 is constant at each straight line portion, while at each curved line portion connecting them, the width is widened toward the innermost peripheral end. At this time, the width of the copper thin film wire that constitutes the coil CL9-1 should be widened from the outermost peripheral end to the innermost peripheral end of the coil CL9-1 as a whole. Even if it is temporarily (partially) narrowed toward the innermost peripheral edge, it does not affect the effect of power transmission using the power transmission system of the 9-1 embodiment.

次に、上記フィルムBF9を介して上記送電ループコイルTL9及びコイルCL9-1の直下に積層されている、第9-1実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL9-2の構成について、図70を用いて説明する。なお図70は、当該コイルCL9-2のみを取り出して示す平面図である。 Next, the configuration of the coil CL9-2 constituting the power transmission open coil of the 9-1 embodiment, which is laminated directly below the power transmission loop coil TL9 and the coil CL9-1 via the film BF9, is shown in FIG. will be used to explain. FIG. 70 is a plan view showing only the coil CL9-2.

図70に示すように、上記コイルCL9-1と共に第9-1実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL9-2は、その最内周部に、上記コイルCL9-1との電気的接続を構成するための上記ビアV9が接続されている。即ち、コイルCL9-1とコイルCL9-2との接続は、第9-1実施形態の送電コイルの層を跨いた直列接続とされている。そしてコイルCL9-2は、当該ビアV9から始まる時計回りに(即ち、コイルCL9-1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。またその最外周部が開放端T9-2とされている。なおコイルCL9-2を構成する上記銅薄膜線は、コイルCL9-2の全周に渡って同一幅及び同一厚さとされている。更にコイルCL9-2では、コイルCL9-1と同様に、図70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. 70, the coil CL9-2, which together with the coil CL9-1 constitutes the power transmission open coil of the 9-1 embodiment, has an electrical connection with the coil CL9-1 at its innermost peripheral portion. The via V9 for configuring is connected. That is, the connection between the coil CL9-1 and the coil CL9-2 is a series connection across the layers of the power transmission coils of the 9-1 embodiment. Then, the coil CL9-2 starts from the via V9 in the clockwise direction (that is, in the direction opposite to the coil CL9-1), and extends from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion, for example, a copper thin film wire spirally. It is configured by being wound ten and a half turns (10.5 turns). Further, the outermost peripheral portion thereof is an open end T9-2. The copper thin film wire forming the coil CL9-2 has the same width and thickness over the entire circumference of the coil CL9-2. Furthermore, in the coil CL9-2, as in the coil CL9-1, straight lines parallel to each other are provided on the upper side, the lower side, the left side, and the right side in FIG. Each is connected by an arcuate curve.

ここで、上記送電ループコイルTL9、上記コイルCL9-1及び上記コイルCL9-2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の関係としては、送電ループコイルTL9と同じ層内で上記反時計方向に巻回されているコイルCL9-1の銅薄膜線の巻回数(二回転半(2.5ターン))と、上記時計方向に巻回されているコイルCL9-2の銅薄膜線の巻回数(十回転半(10.5ターン))と、が異なるように、それぞれの銅薄膜線が巻回されている。また、送電ループコイルTL9を構成する銅薄膜線の幅とコイルCL9-1の巻回における一辺全体の幅とを加えた幅(図69において符号「W1」で示す)と、コイルCL9-2の巻回における対応する一辺全体の幅(図70において符号「W2」で示す)と、が略同一となるように、コイルCL9-2の銅薄膜線の幅は、コイルCL9-1の銅薄膜線の幅より全体的に狭くなっている。そして、それぞれの最内周部に接続されているビアV9により、コイルCL9-1とコイルCL9-2とが直列に接続されている。これにより、コイルCL9-1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CL9-2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, the relationship between the copper thin-film wires constituting the power transmission loop coil TL9, the coil CL9-1, and the coil CL9-2 is such that they are wound in the counterclockwise direction in the same layer as the power transmission loop coil TL9. The number of turns of the copper thin film wire of the coil CL9-1 (two and a half turns (2.5 turns)) of the coil CL9-1 that is wound in the clockwise direction and the number of turns of the copper thin film wire of the coil CL9-2 that is wound clockwise (ten and a half turns) (10.5 turns)) and each copper thin film wire is wound differently. In addition, the width obtained by adding the width of the copper thin film wire forming the power transmission loop coil TL9 and the width of the entire winding side of the coil CL9-1 (indicated by the symbol “W1” in FIG. 69), and the width of the coil CL9-2 The width of the copper thin film wire of the coil CL9-2 is substantially the same as the width of the entire corresponding side of the winding (indicated by symbol “W2” in FIG. 70). is narrower overall than the width of The coil CL9-1 and the coil CL9-2 are connected in series by the via V9 connected to the innermost circumference of each. As a result, the winding from the outermost peripheral portion to the innermost peripheral portion of the coil CL9-1 is cut back (folded back) in the opposite direction at the innermost peripheral portion, so that the coil CL9-2 is turned from the innermost peripheral portion to the outermost peripheral portion. is wound to

次に、上記送電ループコイルTL9並びに第9-1実施形態の送電オープンコイル(即ち上記コイルCL9-1及び上記コイルCL9-2)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71を用いて説明する。なお図71は、送電ループコイルTL9及びコイルCL9-1と、コイルCL9-2と、の重なり状況を示す平面図であり、送電ループコイルTL9及びコイルCL9-1を実線で、その直下にフィルムBF9(図71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CL9-2を破線で、それぞれ示している。 Next, referring to FIG. 71, the positional relationship between the copper thin-film wires respectively constituting the power transmission loop coil TL9 and the power transmission open coil (that is, the coil CL9-1 and the coil CL9-2) of the 9-1 embodiment. to explain. FIG. 71 is a plan view showing how the power transmission loop coil TL9 and the coil CL9-1 are overlapped with the coil CL9-2. (illustration is omitted in FIG. 71) are indicated by dashed lines.

図71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最内周部でビアV9によりコイルCL9-2と接続されるコイルCL9-1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。 As shown by the solid line in FIG. 71, in the coil CL9-1 wound from the outer circumference to the inner circumference and connected to the coil CL9-2 by the via V9 at the innermost circumference, , 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.

一方図71に実線で示すように、送電ループコイルTL9はコイルCL9-2の外縁に沿って積層されており、接続用端子O9-1及び接続用端子O9-2がそれぞれ巻回の外側に突出する形状とされている。更に図71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V9によりコイルCL9-1と直列に接続されるコイルCL9-2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。そして図71に示すように、上記コイルCL9-1がその内周側に巻回されている送電ループコイルTL9は、コイルCL9-2の外縁に沿って積層されている。 On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 71, the power transmission loop coil TL9 is laminated along the outer edge of the coil CL9-2, and the connection terminal O9-1 and the connection terminal O9-2 protrude outside the winding. It is considered to be a shape that Further, as shown by the dashed line in FIG. 71, even the coil CL9-2 wound from the inner circumference to the outer circumference and connected in series with the coil CL9-1 by the via V9 at the innermost circumference is a quarter of that. Each round, the thin copper wire is wound with curved portions so that the position of the straight portion is shifted to the outer peripheral side by a quarter of the winding pitch of the thin copper wire. As shown in FIG. 71, the power transmission loop coil TL9 having the coil CL9-1 wound on its inner peripheral side is laminated along the outer edge of the coil CL9-2.

以上の図71に示したとおり、送電ループコイルTL9及びコイルCL9-1とコイルCL9-2とが積層されている第9-1実施形態の送電コイルでは、上下左右それぞれの辺では、送電ループコイルTL9と第9-1実施形態の送電オープンコイル(コイルCL9-1及びコイルCL9-2)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. 71 above, in the power transmitting coil of the 9-1 embodiment in which the power transmitting loop coil TL9, the coil CL9-1, and the coil CL9-2 are stacked, the power transmitting loop coil The copper thin film wires forming the TL9 and the power transmission open coils (the coil CL9-1 and the coil CL9-2) of the 9-1 embodiment are laminated so as to substantially overlap each other.

次に、上記送電ループコイルTL9及びコイルCL9-1とコイルCL9-2との積層状態、及びコイルCL9-1とコイルCL9-2との接続状態について、図71に示すA-A’部分の断面図として、図72を用いて説明する。 Next, regarding the lamination state of the power transmission loop coil TL9, the coil CL9-1, and the coil CL9-2, and the connection state of the coil CL9-1 and the coil CL9-2, the cross section of the AA' portion shown in FIG. This will be explained using FIG. 72 as a diagram.

図72に示すように、図69乃至図71における左辺部では、コイルCL9-1とコイルCL9-2とがフィルムBF9を挟んで積層されており、それぞれがビアV9により電気的に接続されている。このビアV9の位置で、コイルCL9-1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CL9-2の上記時計方向の巻回が形成されている。一方、図72には図示されていないが、送電ループコイルTL9は、コイルCL9-1と同じ層内に積層されており、当該コイルCL9-1と送電ループコイルTL9とは絶縁されている。 As shown in FIG. 72, on the left side of FIGS. 69 to 71, a coil CL9-1 and a coil CL9-2 are laminated with a film BF9 interposed therebetween, and are electrically connected to each other by a via V9. . At the position of the via V9, the counterclockwise winding of the coil CL9-1 is cut back (folded back) to form the clockwise winding of the coil CL9-2. On the other hand, although not shown in FIG. 72, the power transmission loop coil TL9 is laminated in the same layer as the coil CL9-1, and the coil CL9-1 and the power transmission loop coil TL9 are insulated.

(iii)第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法について
次に、第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイルの製造方法について説明する。
(iii) About the method for manufacturing the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-1 embodiment
Next, a method for manufacturing the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-1 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)-6の各工程を含む第1製造方法、又は下記(b)-1乃至(b)-7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BF9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、送電ループコイルTL9及びコイルCL9-1の銅薄膜線(一方の面)と、コイルCL9-2の銅薄膜線(他方の面)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、送電ループコイルTL9及びコイルCL9-1並びにコイルCL9-2としての銅薄膜線を形成する。
(a)-5:上記ビアV9を形成してコイルCL9-1とコイルCL9-2を接続して第9-1実施形態の送電オープンコイルとし、全体として第9-1実施形態の送電コイルを形成する。
(a)-6:接続用端子O9-1及び接続用端子O9-2と、第9-1実施形態の送電部(第9-1実施形態の送電装置の場合)又は第9-1実施形態の受電部(第9-1実施形態の受電装置の場合)とを接続する。
(b)第2製造方法
(b)-1:フィルムBF9の両面全体に銅薄膜を形成する。
(b)-2:ビアV9に相当する位置にレーザ等により貫通穴を形成する。
(b)-3:貫通穴を含む全体に対して無電解銅めっき法及び電解銅めっき法による銅めっき処理を施し、ビアV9を形成する。
(b)-4:上記(b)-3で形成された銅めっき(両面)の上にそれぞれ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、それぞれの面について、送電ループコイルTL9及びコイルCL9-1の銅薄膜線(一方の面)と、コイルCL9-2の銅薄膜線(他方の面)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、送電ループコイルTL9としての銅薄膜線を形成すると共に、コイルCL9-1及びコイルCL9-2としての銅薄膜線を形成して第9実施形態の送電オープンコイルとし、全体として第9実施形態の送電コイルを形成する。
(b)-7:接続用端子O9-1及び接続用端子O9-2と第9-1実施形態の送電部(第9-1実施形態の送電装置の場合)又は第9-1実施形態の受電部(第9-1実施形態の受電装置の場合)とを接続
The manufacturing method is basically the same as the conventional first manufacturing method including the following steps (a)-1 to (a)-6, or the following (b)-1 to (b)-7 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 BF9.
(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 (a)-2 above is applied to each surface of the copper thin film wires of the power transmission loop coil TL9 and the coil CL9-1 (one surface), and the copper thin film of the coil CL9-2. Pattern in lines (other side).
(a)-4: After the patterning in (a)-3 above, an etching process is performed to form copper thin-film wires as the power transmission loop coil TL9, the coil CL9-1, and the coil CL9-2.
(a)-5: The via V9 is formed to connect the coil CL9-1 and the coil CL9-2 to form the power transmission open coil of the 9-1 embodiment, and the power transmission coil of the 9-1 embodiment as a whole is formed. Form.
(a)-6: The connection terminal O9-1 and the connection terminal O9-2, and the power transmission unit of the 9-1 embodiment (in the case of the power transmission device of the 9-1 embodiment) or the 9-1 embodiment (in the case of the power receiving device of the 9-1 embodiment).
(b) Second manufacturing method
(b)-1: A thin copper film is formed on both sides of the film BF9.
(b)-2: A through hole is formed by a laser or the like at a position corresponding to the via V9.
(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 V9.
(b)-4: A resist is applied to each of the copper plating (both sides) formed in (b)-3 above.
(b)-5: The resist applied in (b)-4 above is applied to each surface of the copper thin film wires of the power transmission loop coil TL9 and the coil CL9-1 (one surface), and the copper thin film of the coil CL9-2. Pattern in lines (other side).
(b)-6: Etching is performed after the patterning of (b)-5 above to form a copper thin film wire as the power transmission loop coil TL9 and a copper thin film wire as the coil CL9-1 and the coil CL9-2. to form the power transmission open coil of the ninth embodiment, and form the power transmission coil of the ninth embodiment as a whole.
(b)-7: Connection terminal O9-1 and connection terminal O9-2 and the power transmission unit of the 9-1 embodiment (in the case of the power transmission device of the 9-1 embodiment) or the power transmission device of the 9-1 embodiment Connect the power receiving unit (in the case of the power receiving device of the 9-1st embodiment)

(iv)第9-1実施例
次に、第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第9-1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等について、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73及び図74を用いて説明する。なお、図73は第9-1実施形態のコイルの構造による効果としての反射・伝送効率-周波数の関係を示すグラフ図であり、図74は第9-1実施形態のコイルの構造による効果としての漏洩磁界と距離との関係を示すグラフ図である。また以下の説明では、上記送電ループコイルTL9及び第9-1実施形態の受電ループコイルそれぞれを構成する銅薄膜線を、単に「ループコイル銅薄膜線」と称し、第9-1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それぞれを構成する銅薄膜線を、単に「オープンコイル銅薄膜線」と称する。また、図73は当該効果としての共振周波数と反射率に関連するSパラメータ(S11)の値との関係、及び、当該効果としての共振周波数と伝送効率に関連するSパラメータ(S21)の値との関係を示す図である。更に図74は、第9-1実施形態の送電コイル又は受電コイルに対して1キロワットの電力を入力した際の漏洩磁界を示している。このとき、図74の横軸は第9-1実施形態の送電コイル又は受電コイルの中心を基準とした距離を示しており、縦軸は1マイクロアンペア/メートルを0デシベルとしたときの漏洩磁界を示している。更にまた、図73及び図74に示す実験結果を得た第9-1実施形態のループコイル銅薄膜線及びオープンコイル銅薄膜線それぞれの諸元は以下の通りである。
・第9-1実施形態の送電コイルと受電コイルとの距離:50ミリメートル
・第9-1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並びに送電ループコイルTL9及び第9実施形態の受電ループコイルそれぞれの図69乃至図71に示す平面における外形寸法:縦約100ミリメートル×横約100ミリメートル
・オープンコイル銅薄膜線並びにループコイル銅薄膜線の厚さ:全て一定で0.2ミリメートル
・コイルCL9-1の銅薄膜線の巻回数:二回転半(2.5ターン。図69及び図71参照)
・コイルCL9-2の銅薄膜線の巻回数:十回転半(10.5ターン。図70及び図71参照)
・隣り合う各銅薄膜線同士の間隔:送電ループコイルTL9並びにコイルCL9-1及びコイルCL9-2共に0.2ミリメートル
一方、図73及び図74に示す従来例の送電コイル及び受電コイルとしては、送電オープンコイル及び受電オープンコイルの一部が送電ループコイル及び受電ループコイルと同じ層に形成されていない送電コイル及び受電コイルを用いている。即ち、従来例の送電コイル及び受電コイルでは、送電ループコイル及び受電ループコイルのみが形成された層と、一のコイルからなる送電オープンコイル及び受電オープンコイルが形成された層と、により送電コイル及び受電コイルが形成されている。一方、従来例の送電コイル及び受電コイルにおけるその他の諸元は、第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイルそれぞれの諸元と同一とされている。
(iv) 9-1 Example
Next, experimental results (simulation Results) will be described with reference to FIGS. 73 and 74. FIG. FIG. 73 is a graph showing the relationship between reflection/transmission efficiency and frequency as an effect of the coil structure of the 9-1 embodiment, and FIG. 74 is an effect of the coil structure of the 9-1 embodiment. is a graph showing the relationship between the leakage magnetic field and the distance. Further, in the following description, the copper thin film wires constituting the power transmitting loop coil TL9 and the power receiving loop coil of the 9-1 embodiment are simply referred to as "loop coil thin copper film wires", and the power transmitting loop coil of the 9-1 embodiment A copper thin film wire that constitutes each of the open coil and the power receiving open coil is simply referred to as an "open coil copper thin film wire". Further, FIG. 73 shows the relationship between the resonance frequency as the effect and the value of the S parameter (S11) related to the reflectance, and the value of the S parameter (S21) related to the resonance frequency and the transmission efficiency as the effect. is a diagram showing the relationship of Furthermore, FIG. 74 shows the leakage magnetic field when power of 1 kilowatt is input to the power transmitting coil or power receiving coil of the 9-1 embodiment. At this time, the horizontal axis of FIG. 74 indicates the distance based on the center of the power transmitting coil or the power receiving coil of the 9-1 embodiment, and the vertical axis indicates the leakage magnetic field when 1 microampere/meter is 0 decibel. is shown. Furthermore, the respective specifications of the loop coil thin film copper wire and the open coil thin copper film wire of the 9-1 embodiment for which the experimental results shown in FIGS. 73 and 74 were obtained are as follows.
・The distance between the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-1 embodiment: 50 mm External dimensions on the plane shown in FIGS. 69 to 71: about 100 mm long x about 100 mm wide ・Thicknesses of open coil copper thin film wire and loop coil copper thin film wire: all constant 0.2 mm ・Coil CL9-1 Number of turns of copper thin film wire: 2 and a half turns (2.5 turns. See FIGS. 69 and 71)
・The number of turns of the copper thin film wire of the coil CL9-2: ten and a half turns (10.5 turns. See FIGS. 70 and 71)
- Spacing between adjacent copper thin-film wires: 0.2 mm for both power transmission loop coil TL9 and coil CL9-1 and coil CL9-2. Part of the power transmission open coil and the power reception open coil uses a power transmission coil and a power reception coil that are not formed in the same layer as the power transmission loop coil and the power reception loop coil. That is, in the conventional power transmitting coil and the power receiving coil, the power transmitting coil and the power receiving coil are formed by a layer in which only the power transmitting loop coil and the power receiving loop coil are formed and a layer in which the power transmitting open coil and the power receiving open coil made of one coil are formed. A receiving coil is formed. On the other hand, other specifications of the power transmitting coil and the power receiving coil of the conventional example are the same as those of the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-1 embodiment.

そして図73にそれぞれ示すように、第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイルを用いた場合は、従来例の送電コイル及び受電コイルを用いた場合に比して、伝送効率(Sパラメータ(S21))及び反射率(Sパラメータ(S11))のいずれについても、それぞれの共振周波数が低減していることが判る。即ち、従来例の送電コイル及び受電コイルを用いた場合は共振周波数が約23メガヘルツであるのに対し、第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイルを用いた場合は14.8メガヘルツと16メガヘルツに低減している。この効果は、第9-1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構成するコイルCL9-1とコイルCL9-2との間の相互共振周波数の低下により、第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイル全体として共振周波数が低減されているものと考えられる。またこの効果により、第9-1実施形態の送電コイル又は受電コイルとしての共振周波数を調整する場合に、コイルCL9-1及びコイルCL9-2それぞれの銅薄膜線自体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。 Then, as shown in FIG. 73, when the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-1 embodiment are used, the transmission efficiency (S parameter ( It can be seen that the resonance frequencies of both S21)) and reflectance (S parameter (S11)) are reduced. That is, when the power transmitting coil and the power receiving coil of the conventional example are used, the resonance frequency is about 23 MHz, whereas when the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-1 embodiment are used, the resonance frequency is 14.8 MHz and 16 MHz. It's down to megahertz. This effect is obtained by lowering the mutual resonance frequency between the coil CL9-1 and the coil CL9-2 that constitute the power transmitting open coil and the power receiving open coil of the 9-1 embodiment, and the power transmitting coil of the 9-1 embodiment. and the resonance frequency of the power receiving coil as a whole is considered to be reduced. In addition, due to this effect, when adjusting the resonance frequency of the power transmitting coil or the power receiving coil of the 9-1 embodiment, the length of the copper thin film wire itself of each of the coil CL9-1 and the coil CL9-2 can be shortened. It is possible to suppress power loss and heat generation due to the electrical resistance of the copper thin film wire.

一方、第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイルと、従来例の送電コイル及び受電コイルとを、漏洩電磁界の観点から比較すると、図74に示すように、図74に白矢印で示すコイルの中心位置から見て、第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイルによる漏洩電磁界(漏洩磁束)の方が、従来例の送電コイル及び受電コイルによる漏洩電磁界よりも低く抑えられている。これは、第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイルにおいては、フィルムBF9を挟んで略同じ位置に重ねられるコイルCL9-1及びコイルCL9-2の銅薄膜線のそれぞれに相互に反対方向の電流が流れることとなることから、それらにより発生する漏洩電磁界(漏洩磁束)の方向がコイルCL9-1及びコイルCL9-2それぞれの中心方向となり、結果として、外部への漏洩電磁界が抑制されていると考えられる。なおこのことは、本発明の発明者による漏洩磁束の三次元シミュレーションによっても確認されている。 On the other hand, when comparing the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-1 embodiment and the power transmitting coil and the power receiving coil of the conventional example from the viewpoint of leakage electromagnetic field, as shown in FIG. 74, indicated by white arrows in FIG. When viewed from the center position of the coil, the leakage electromagnetic field (leakage magnetic flux) by the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-1 embodiment is suppressed lower than the leakage electromagnetic field by the power transmitting coil and the power receiving coil of the conventional example. there is This is because, in the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-1 embodiment, the copper thin-film wires of the coil CL9-1 and the coil CL9-2, which are superimposed at substantially the same position with the film BF9 interposed therebetween, are oriented in opposite directions. Since the current flows, the direction of the leakage electromagnetic field (leakage magnetic flux) generated by them becomes the center direction of each of the coils CL9-1 and CL9-2, and as a result, the leakage electromagnetic field to the outside is suppressed. It is thought that This fact has also been confirmed by the inventor of the present invention through a three-dimensional simulation of leakage magnetic flux.

以上説明したように、第9-1実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第9-1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、複数のコイルCL9-1及びコイルCL9-2が同心に積層されて構成されている第9-1実施形態の送電オープンコイル(又は受電オープンコイル)における一のコイルCL9-1が、第9-1実施形態の送電オープンコイル(又は受電オープンコイル)に対して同心に積層される送電ループコイルTL9(又は第9-1実施形態の受電ループコイル)と同じ層内に形成されているので、第9-1実施形態の送電コイル(又は第9-1実施形態の受電コイル)としての伝送効率の向上と、第9-1実施形態の送電コイル(又は第9-1実施形態の受電コイル)全体としての層数の低減によるその小型化及び製造(材料)コストの低減と、を両立させることができる。 As described above, according to power transmission using the power transmission system of the 9-1 embodiment including the power transmission coil and the power reception coil of the 9-1 embodiment, a plurality of coils CL9-1 and coils CL9-2 One coil CL9-1 in the power transmitting open coil (or power receiving open coil) of the 9-1 embodiment, which is concentrically laminated, is the power transmitting open coil (or power receiving open coil) of the 9-1 embodiment ) concentrically with the power transmitting loop coil TL9 (or the power receiving loop coil of the 9-1 embodiment), so that the power transmitting coil of the 9-1 embodiment (or the 9th -Improvement of transmission efficiency as the power receiving coil of the 1st embodiment) and reduction in size and manufacturing by reducing the number of layers of the power transmitting coil of the 9-1 embodiment (or the power receiving coil of the 9-1 embodiment) as a whole (Material) cost can be reduced at the same time.

また、コイルCL9-1及びコイルCL9-2それぞれの最内周端部同士がビアV9により接続されており、当該コイルCL9-1及びコイルCL9-2それぞれの最外周端部が開放端T9-1及び開放端T9-2とされているので、第9-1実施形態の送電コイル(又は第9-1実施形態の受電コイル)としての伝送効率をより向上させることができる。なお、第9-1実施形態のコイルCL9-1及びコイルCL9-2としては、それぞれの最内周部(最内周端部ではないが、当該最内周端部に近い最内周部)同士がビアV9により接続されていてもよいし、また、当該コイルCL9-1及びコイルCL9-2それぞれの最外周部(最外周端部ではないが、当該最外周端部に近い最外周部)が開放されていてもよい。 In addition, the innermost peripheral ends of the coil CL9-1 and the coil CL9-2 are connected to each other by a via V9, and the outermost peripheral ends of the coil CL9-1 and the coil CL9-2 are the open ends T9-1. and the open end T9-2, the transmission efficiency of the power transmitting coil of the 9-1 embodiment (or the power receiving coil of the 9-1 embodiment) can be further improved. In addition, as the coil CL9-1 and the coil CL9-2 of the 9-1 embodiment, each innermost peripheral portion (not the innermost peripheral end, but the innermost peripheral portion close to the innermost peripheral end) may be connected by a via V9, or the outermost periphery of each of the coil CL9-1 and the coil CL9-2 (not the outermost periphery, but the outermost periphery near the outermost periphery) may be open.

更に、コイルCL9-1及びコイルCL9-2を構成する銅薄膜線、及び送電ループコイルTL9(又は第9-1実施形態の受電ループコイル)を構成する銅薄膜線のそれぞれが第9-1実施形態の送電コイル(又は第9-1実施形態の受電コイル)の径方向に平たい銅薄膜線であるので、各コイル間の共振周波数の調整を有効に行うことができる。 Furthermore, each of the copper thin film wires constituting the coil CL9-1 and the coil CL9-2 and the copper thin film wire constituting the power transmitting loop coil TL9 (or the power receiving loop coil of the 9-1 embodiment) is the 9-1 implementation Since it is a flat copper thin film wire in the radial direction of the power transmission coil (or the power reception coil of the 9-1 embodiment), it is possible to effectively adjust the resonance frequency between the coils.

(II)第9-2実施形態
次に、本発明の他の実施形態である第9-2実施形態について、図75を用いて説明する。なお、図75は第9-2実施形態のコイルの構造を示す平面図である。このとき図75は、第9-2実施形態の送電装置において、第9-2実施形態の送電部側から第9-2実施形態の送電コイルを見た場合の平面図である。また以下に説明する第9-2実施形態において、第9-1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細部の説明は省略する。
(II) 9-2nd embodiment
Next, a ninth-2 embodiment, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. It should be noted that FIG. 75 is a plan view showing the structure of the coil of the 9-2 embodiment. At this time, FIG. 75 is a plan view when the power transmission coil of the 9-2 embodiment is seen from the power transmission unit side of the 9-2 embodiment in the power transmission device of the 9-2 embodiment. Further, in the 9-2 embodiment described below, the same member numbers are attached to the same constituent members as in the power transmission system of the 9-1 embodiment, and the detailed explanation is omitted.

以下に説明する第9-2実施形態の電力伝送システムは、上述した第9-1実施形態の電力伝送システムに対して、第9-2実施形態の送電コイル及び第9-2実施形態の受電コイルをそれぞれ構成する第9-2実施形態の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、その他の構成及びその製造方法は第9-1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9-1実施形態の電力伝送システムと同様に、第9-2実施形態の送電ループコイルの構成と第9-2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9-2実施形態の送電ループコイルについて、図75を用いてその構成を説明する。なお図75では、第9-2実施形態の送電コイルの送電ループコイルと、当該送電コイルにおける同じ層内に形成されているコイルCL9-1を破線で示している。 The power transmission system of the 9-2 embodiment described below is the power transmission coil of the 9-2 embodiment and the power reception coil of the 9-2 embodiment in contrast to the power transmission system of the 9-1 embodiment described above. Only the configurations of the power transmission loop coil and the power reception loop coil of the 9-2 embodiment, which respectively configure the coils, are different, and the other configurations and the manufacturing method thereof are the same as those of the power transmission system of the 9-1 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. Also, similarly to the power transmission system of the 9-1 embodiment, the configuration of the power transmission loop coil of the 9-2 embodiment and the configuration of the power reception loop coil of the 9-2 embodiment are basically the same. Therefore, in the following description, the configuration of the power transmission loop coil of the 9-2 embodiment will be described using FIG. Note that in FIG. 75, the power transmission loop coil of the power transmission coil of the 9-2 embodiment and the coil CL9-1 formed in the same layer in the power transmission coil are indicated by dashed lines.

図75にその平面図を示すように、第9-2実施形態の送電ループコイルTL9-1が形成されている第9-2実施形態の送電コイルの層内には、第9-1実施形態の送電コイルと同様に、第9-2実施形態の送電オープンコイルを構成するコイルCL9-1(図75破線参照)が形成されている。そして送電ループコイルTL9-1は、その最外周部の一辺(図75に示す場合は右辺部の中央)に、第9-2実施形態の送電部に接続される接続用端子O9-1及び接続用端子O9-2を有している。また送電ループコイルTL9-1は、例えば銅薄膜線が、コイルCL9-1と同じ第9-2実施形態の送電コイルの層内で三回転(3ターン)巻回されて構成されており、その両端部が上記接続用端子O9-1及び上記接続用端子O9-2とされている。更に送電ループコイルTL9-1を構成する上記銅薄膜線は、送電ループコイルTL9-1の全周に渡って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TL9-1では、図75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。また、送電ループコイルTL9-1並びにコイルCL9-1及びコイルCL9-2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. 75, in the layer of the power transmission coil of the 9-2 embodiment in which the power transmission loop coil TL9-1 of the 9-2 embodiment is formed, the power transmission coil of the 9-1 embodiment is formed. A coil CL9-1 (see the dashed line in FIG. 75) that constitutes the power transmission open coil of the 9-2 embodiment is formed in the same manner as the power transmission coil of FIG. The power transmission loop coil TL9-1 has a connection terminal O9-1 connected to the power transmission section of the 9-2 embodiment and a connection has a terminal O9-2 for In addition, the power transmission loop coil TL9-1 is configured by, for example, winding a copper thin film wire three turns (three turns) within the same layer of the power transmission coil of the 9-2 embodiment as the coil CL9-1. Both ends are used as the connection terminal O9-1 and the connection terminal O9-2. Further, the copper thin-film wire constituting the power transmission loop coil TL9-1 has the same width and thickness over the entire circumference of the power transmission loop coil TL9-1. Furthermore, in the power transmission loop coil TL9-1, straight portions are provided on each of the upper, lower, left and right sides in FIG. 75, and the respective straight portions are connected by curved portions. Further, the winding centers of the copper thin film wires forming the power transmission loop coil TL9-1 and the coils CL9-1 and CL9-2 are made to be the same or substantially the same.

このとき、送電ループコイルTL9-1とコイルCL9-1とが交差する位置における相互の絶縁、及び送電ループコイルTL9-1を構成する銅薄膜線自体が交差する位置における相互の絶縁は、それぞれ、例えばジャンパ線を用いて一方が他方を越えるように形成することで維持されている。 At this time, the mutual insulation at the position where the power transmission loop coil TL9-1 and the coil CL9-1 intersect, and the mutual insulation at the position where the copper thin film wire itself constituting the power transmission loop coil TL9-1 intersects are as follows. It is maintained by forming one over the other, for example using jumper wires.

一方、上記送電ループコイルTL9-1、上記コイルCL9-1及び上記コイルCL9-2をそれぞれ構成する銅薄膜線同士の関係としては、送電ループコイルTL9-1を構成する銅薄膜線の幅とコイルCL9-1の巻回における一辺全体の幅とを加えた幅と、コイルCL9-2の巻回における対応する一辺全体の幅と、が、第9-1実施形態の場合と同様に略同一となるように形成されている。 On the other hand, the relationship between the copper thin film wires forming the power transmission loop coil TL9-1, the coil CL9-1, and the coil CL9-2, respectively, is that the width of the copper thin film wire forming the power transmission loop coil TL9-1 and the coil The width obtained by adding the width of the entire side of the winding of the coil CL9-1 and the corresponding width of the entire side of the winding of the coil CL9-2 are substantially the same as in the case of the 9-1 embodiment. It is formed to be

以上説明したように、第9-2実施形態の送電コイル及び受電コイルを含む第9-2実施形態の電力システムを用いた電力伝送によれば、第9-1実施形態の電力伝送システムを用いた電力伝送による効果に加えて、送電ループコイルTL9-1(又は第2実施形態の受電ループコイル)を構成する銅薄膜線が複数回(図75に示す場合は三回転(3ターン))巻回されているので、第9-2実施形態の送電コイル(又は第9-2実施形態の受電コイル)としての伝送効率をより向上させることができる。 As described above, according to power transmission using the power system of the 9-2 embodiment including the power transmitting coil and the power receiving coil of the 9-2 embodiment, the power transmission system of the 9-1 embodiment can be used. In addition to the effect of power transmission, the copper thin film wire that constitutes the power transmission loop coil TL9-1 (or the power reception loop coil of the second embodiment) is wound multiple times (three turns (three turns) in the case shown in FIG. 75). Since it is rotated, it is possible to further improve the transmission efficiency of the power transmitting coil of the 9-2 embodiment (or the power receiving coil of the 9-2 embodiment).

なお、上述した各第9実施形態では、コイルCL9-1及びコイルCL9-2について、それぞれの最内周部が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、最内周部の位置が異なる位置に形成されていてもよい。 In each of the ninth embodiments described above, the coil CL9-1 and the coil CL9-2 are configured so that the innermost peripheral portions of the coils CL9-1 and CL9-2 are at the same winding position. may be formed at different positions.

また、上述した第9-2実施形態のコイルCL9-1とコイルCL9-2とは、それぞれの最内周部でビアV9により接続されていたが、これ以外に、コイルCL9-1とコイルCL9-2とが相互に絶縁されていてもよい。 In addition, the coil CL9-1 and the coil CL9-2 in the above-described 9-2 embodiment were connected by the via V9 at their innermost peripheral portions, but in addition to this, the coil CL9-1 and the coil CL9 -2 may be insulated from each other.

また、上述した各第9実施形態の送電コイルにおける送電ループコイルの位置と送電オープンコイルの位置とを入れ換え、また、各第9実施形態の受電コイルにおける受電ループコイルの位置と受電オープンコイルの位置とを入れ換えてもよい。この場合の電力伝送システム全体としては、各第9実施形態の送電コイルの送電ループコイルと受電コイルの受電ループコイルとが、電力伝送システムの内側で相互に対向して配置されることになる。 Further, the position of the power transmitting loop coil and the position of the power transmitting open coil in the power transmitting coil of each of the ninth embodiments described above are exchanged, and the position of the power receiving loop coil and the position of the power receiving open coil in the power receiving coil of each of the ninth embodiments are exchanged. can be interchanged with In this case, in the power transmission system as a whole, the power transmission loop coils of the power transmission coils and the power reception loop coils of the power reception coils of each ninth embodiment are arranged to face each other inside the power transmission system.

更に、上述した各第9実施形態において、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、又は送電ループコイル又は受電ループコイルに対して並列に、それぞれ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。 Furthermore, in each of the ninth embodiments described above, in series or parallel with the end of the open end of the power transmitting open coil or power receiving open coil, or in parallel with the power transmitting loop coil or power receiving loop coil, A capacitor may be further connected to further lower the resonance frequency as a power transmission loop coil or a power reception loop coil, or a power transmission open coil or a power reception open coil.

なお、各実施形態及び各変形形態のコイルについては、各図から明らかな通り、当該コイルが同一層内に形成された銅薄膜線により構成されているのが好ましい。 As is clear from each drawing, the coils of each embodiment and each modification are preferably made of copper thin film wires formed in the same layer.

S、S1、S3、S7 電力伝送システム
T、T7 送電装置
R、R7 受電装置
G ギャップ
TR 送電部
RV 受電部
TC、TC1、TC7、TC8、TC8-1、TC8-2、TC8-3 送電コイル
TL、TL1、TL4、TL5、TL6、TL7、TL8、TL9 送電ループコイル
TO、TCL7 送電オープンコイル
RC、RC1、RC7 受電コイル
RL、RL7 受電ループコイル
RO、RCL7 受電オープンコイル
CL1-1、CL1-2、CL2-1、CL2-2、CL1-3、CL1-4、CL3-1、CL3-2、CL4-1、CL4-2、CL5-1、CL5-2、CL5-11、CL5-21、CL5-31、CL5-32、CL6-1、CL6-2、CL8-1、CL8-2、CL9-1、CL9-2 コイル
BF1、BF2、BF3-1、BF3-2、BF4-1、BF4-2、BF5-1、BF5-2、BF6-1、BF6-2、BF7、BF9 フィルム
O1-1、O1-2、O2-1、O2-2、O3-1、O3-2、O4-1、O4-2、O5-1、O5-2、O6-1、O6-2、O7ー1、O7ー2、O8-1、O8-2、O9-1、O9-2 接続用端子
V1-1-3、V1-3-2、V1-2-4、V2、V3、V4、V5、V6、V8、V9 ビア
T3-1、T3-2、T4-1、T4-2、T5-1、T5-2、T5-11、T5-12、T5-13、T5-21、T5-22、T5-23、T6-1、T6-2、T7ー1、T7ー2、T8-1、T8-2、T9-1、T9-2 開放端
MM、MM1、MM2、MM3 誘電体
S, S1, S3, S7 Power transmission system T, T7 Power transmission device R, R7 Power reception device G Gap TR Power transmission unit RV Power reception unit TC, TC1, TC7, TC8, TC8-1, TC8-2, TC8-3 Power transmission coil TL , TL1, TL4, TL5, TL6, TL7, TL8, TL9 Transmitting loop coil TO, TCL7 Transmitting open coil RC, RC1, RC7 Receiving coil RL, RL7 Receiving loop coil RO, RCL7 Receiving open coil CL1-1, CL1-2, CL2-1, CL2-2, CL1-3, CL1-4, CL3-1, CL3-2, CL4-1, CL4-2, CL5-1, CL5-2, CL5-11, CL5-21, CL5- 31, CL5-32, CL6-1, CL6-2, CL8-1, CL8-2, CL9-1, CL9-2 Coil BF1, BF2, BF3-1, BF3-2, BF4-1, BF4-2, BF5-1, BF5-2, BF6-1, BF6-2, BF7, BF9 Film O1-1, O1-2, O2-1, O2-2, O3-1, O3-2, O4-1, O4- 2, O5-1, O5-2, O6-1, O6-2, O7-1, O7-2, O8-1, O8-2, O9-1, O9-2 Connection terminal V1-1-3, V1-3-2, V1-2-4, V2, V3, V4, V5, V6, V8, V9 Via T3-1, T3-2, T4-1, T4-2, T5-1, T5-2, T5-11, T5-12, T5-13, T5-21, T5-22, T5-23, T6-1, T6-2, T7-1, T7-2, T8-1, T8-2, T9- 1, T9-2 open end MM, MM1, MM2, MM3 dielectric

Claims (10)

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コイルに対して積層される第2コイルと、
を備え、
前記第1コイルは、
前記第1コイルの外周側から内周側に向けて巻回された外内巻回線と、
前記第1コイルの内周側から外周側に向けて前記外内巻回線と同じ巻回方向に巻回された内外巻回線と、
を備え、
前記外内巻回線は一平面上に巻回されており、
前記内外巻回線は、前記外内巻回線が巻回されている平面とは異なる一平面上に巻回されており、
前記第1コイルにおいて、前記外内巻回線の巻回と、前記内外巻回線の巻回と、が重なるように、当該外内巻回線と当該内外巻回線とが絶縁部を挟んで重ねられており、
前記外内巻回線の最外周端部と、前記内外巻回線の最外周端部と、が開放されており、
前記第2コイルを構成する巻回線の断面積が、前記第1コイルを構成する巻回線の断面積より広く、
前記第2コイルに対向する位置に積層される前記第1コイルを構成する巻回線である対向巻回線の断面積が、当該対向巻回線以外の前記第1コイルの前記巻回線の断面積よりも大きい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;
a second coil, which is laminated on 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 first coil is
an outer and inner winding line wound from the outer peripheral side toward the inner peripheral side of the first coil;
an inner/outer winding line wound in the same winding direction as the outer/inner winding line from the inner circumference side toward the outer circumference side of the first coil;
with
The outer and inner winding lines are wound on one plane,
The inner and outer winding lines are wound on a plane different from the plane on which the outer and inner winding lines are wound,
In the first coil, the outer/inner winding lines and the inner/outer winding lines are overlapped with an insulating portion interposed therebetween such that the windings of the outer/inner winding lines and the windings of the inner/outer winding lines are overlapped. cage,
The outermost peripheral end portions of the outer and inner winding lines and the outermost peripheral end portions of the inner and outer winding lines are open,
The cross-sectional area of the winding line that constitutes the second coil is larger than the cross-sectional area of the winding line that constitutes the first coil,
The cross-sectional area of the facing winding line, which is the winding line forming the first coil laminated at the position facing the second coil, is larger than the cross-sectional area of the winding line of the first coil other than the facing winding line. A coil pair characterized by being large .
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コイルと、
送電時には当該送電すべき電力を前記第1コイルに供給し、受電時には前記第1コイルにより受電された電力が当該第1コイルから供給される第2コイルであって、前記第1コイルに対して積層される第2コイルと、
を備え、
前記第1コイルは、前記第1コイルの外周側から内周側に向けて巻回された外内巻回線と、前記第1コイルの内周側から外周側に向けて前記外内巻回線と反対方向に巻回された内外巻回線と、が絶縁部を挟んで積層されて構成されており、
前記外内巻回線の最内周端部と、前記内外巻回線の最内周端部と、が接続されており、
前記外内巻回線の最外周端部と、前記内外巻回線の最外周端部と、が開放されており、
前記第2コイルを構成する巻回線の断面積が、前記第1コイルを構成する巻回線の断面積より広く、
前記第2コイルに対向する位置に積層される前記第1コイルを構成する巻回線である対向巻回線の断面積が、当該対向巻回線以外の前記第1コイルの前記巻回線の断面積よりも大きい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;
A second coil that supplies the power to be transmitted to the first coil during power transmission and that receives power from the first coil during power reception, wherein the power is supplied from the first coil to the first coil. a second coil to be laminated;
with
The first coil includes outer and inner winding lines wound from the outer circumference side to the inner circumference side of the first coil, and outer and inner winding lines wound from the inner circumference side to the outer circumference side of the first coil. Inner and outer winding lines wound in opposite directions are laminated with an insulating part in between,
the innermost peripheral end portions of the outer and inner winding lines and the innermost peripheral end portions of the inner and outer winding lines are connected,
The outermost peripheral end portions of the outer and inner winding lines and the outermost peripheral end portions of the inner and outer winding lines are open,
The cross-sectional area of the winding line that constitutes the second coil is larger than the cross-sectional area of the winding line that constitutes the first coil,
The cross-sectional area of the facing winding line, which is the winding line forming the first coil laminated at the position facing the second coil, is larger than the cross-sectional area of the winding line of the first coil other than the facing winding line. A coil pair characterized by being large .
請求項1又は請求項2に記載のコイル対において、
前記外内巻回線の自己共振周波数と、前記内外巻回線の自己共振周波数と、が相互に異なっていることを特徴とするコイル対。
In the coil pair according to claim 1 or claim 2,
A coil pair , wherein the self-resonant frequencies of the outer and inner windings and the self-resonant frequencies of the inner and outer windings are different from each other .
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のコイル対において、
前記第2コイルを構成する巻回線である第2コイル巻回線の前記コイル対の径方向における位置が、前記外内巻回線及び前記内外巻回線の巻回の最外縁部と最内縁部との間にあり、
前記第2コイル巻回線の幅が、前記外内巻回線及び前記内外巻回線の巻回における当該外内巻回線及び当該内外巻回線の中心線の前記径方向の間隔よりも広くなっ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 3,
The position of the second coil winding line, which is the winding line forming the second coil, in the radial direction of the coil pair is the distance between the outermost edge portion and the innermost edge portion of the windings of the outer/inner winding line and the inner/outer winding line. between
The width of the second coil winding line is wider than the radial interval between the center lines of the outer/inner winding line and the inner/outer winding line in the windings of the outer/inner winding line and the inner/outer winding line. A coil pair characterized by:
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のコイル対において、
前記絶縁部が誘電体であ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 4,
A coil pair, wherein the insulating portion is a dielectric .
請求項から請求項のいずれか一項に記載のコイル対において、
前記第1コイルに接続される第3コイルが、当該コイル対における前記第2コイルと同じ層内に形成されており、
前記外内巻回線、前記内外巻回線及び前記第3コイルのそれぞれが前記コイル対の径方向に平たい薄膜線の巻回により形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 third coil connected to the first coil is formed in the same layer as the second coil in the coil pair,
A coil pair, wherein each of the outer and inner winding lines, the inner and outer winding lines, and the third coil is formed by winding a thin film wire that is flat in the radial direction of the coil pair.
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5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であって、前記受電装置に対向して配置される送電コイル対と、
伝送すべき電力を前記送電コイル対の前記第2コイル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 5, the power transmission coil pair being arranged to face the power receiving device;
output means for outputting power to be transmitted to the second coil of the power transmission coil pair;
A power transmission device comprising :
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5のいずれか一項に記載の前記コイル対である受電コイル対であって、前記送電装置に対向して配置される受電コイル対と、
当該受電コイル対の前記第2コイル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
In the power receiving 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 configured to wirelessly transmit power from the power transmitting device to the power receiving device,
a power receiving coil pair that is the coil pair according to any one of claims 1 to 5, the power receiving coil pair being arranged to face the power transmission device;
input means connected to the second coil of the receiving coil pair;
A power receiving device comprising :
請求項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 :
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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