JP2012199433A - コイルモジュール、およびこれを備える非接触式給電装置の受電装置、およびこれを備える非接触式給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ループ電流を低減すること、およびコイルモジュールの厚さが大きくなることを抑制することが可能な構造のコイルモジュール、およびこれを備える非接触式給電装置の受電装置、およびこれを備える非接触式給電装置を提供する。
【解決手段】２次側コイルモジュール４０の２次側コイル４１には、複列導電線４３が左巻きされた第１平面コイル部分５０と、複列導電線４３が右巻きされた第２平面コイル部分６０とが設けられている。第１平面コイル部分５０の第１巻回部分５１には、折返部分４６が形成されている。第２平面コイル部分６０の第２巻回部分６１には、配置部分４８が形成されている。配置部分４８には、折返部分４６が配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、並行する複数の導電線により構成される導電線を複列導電線として、この複列導電線が一方向に巻き回された平面コイル部分ＸＡと、複列導電線が一方向とは反対の方向に巻き回された平面コイル部分ＸＢとを含むこと、ならびに平面コイル部分ＸＡおよび平面コイル部分ＸＢが積層されていることを条件とするコイルモジュール、およびこれを備える非接触式給電装置の受電装置、およびこれを備える非接触式給電装置に関する。

上記非接触式給電装置として、特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１の装置においては、平面コイル部分ＸＡと平面コイル部分ＸＢとが互いに対向する部分に連続部分が設けられている。また、ループ電流が低減されるように連続部分が折り曲げられている。

特開２０１０―１６２３５号公報

上記非接触式給電装置においては、平面コイル部分ＸＡの厚さと平面コイル部分ＸＢの厚さと連続部分の厚さとを合わせたものがコイルモジュールの厚さとなる。このため、例えば個別に形成された２つの平面コイルを積層したコイルモジュールと比較して厚さが大きくなる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ループ電流を低減すること、およびコイルモジュールの厚さが大きくなることを抑制することが可能な構造のコイルモジュール、およびこれを備える非接触式給電装置の受電装置、およびこれを備える非接触式給電装置を提供することにある。

上記目的を達成するための手段を以下に記載する。
・本発明のコイルモジュールは、並行する複数の導電線により構成される導電線を複列導電線として、この複列導電線が一方向に巻き回された平面コイル部分ＸＡと、前記複列導電線が前記一方向とは反対の方向に巻き回された平面コイル部分ＸＢとを含むこと、ならびに前記平面コイル部分ＸＡおよび前記平面コイル部分ＸＢが積層されていることを条件とし、前記複列導電線が折り返された折返部分が前記平面コイル部分ＸＡに形成されていること、前記平面コイル部分ＸＡの平面視において、前記複列導電線の延びる方向を「配線方向」とし、この配線方向において前記平面コイル部分ＸＡ側から前記平面コイル部分ＸＢ側に向かう方向を「配線方向ＺＡ」とし、前記配線方向において前記平面コイル部分ＸＢ側から前記平面コイル部分ＸＡ側に向かう方向を「配線方向ＺＢ」とし、前記複列導電線の幅方向において前記配線方向ＺＡに対して一方の側を「幅側ＹＡ」とし、前記複列導電線の幅方向において前記配線方向ＺＡに対して他方の側を「幅側ＹＢ」とし、前記折返部分において前記複列導電線が折り返される方向を「折返方向」として、前記配線方向と前記折返方向とが互いに異なる方向であること、前記折返方向が前記配線方向ＺＡから前記幅側ＹＢに向かう方向であること、前記折返部分において前記複数の導電線が前記配線方向の互いに異なる位置で折り返されていること、前記複数の導電線のそれぞれにおいて折り返されている部分を「折返点」として、前記複数の導電線の折返点の形成位置が前記幅側ＹＡの導電線から前記幅側ＹＢの導電線となるにつれて順に前記配線方向ＺＡに進行していること、ならびに、前記平面コイル部分ＸＢにおいて前記折返部分に対応する部分には、前記折返部分が配置される配置部分が形成されていることを特徴としている。

・本発明のコイルモジュールは、並行する複数の導電線により構成される導電線を複列導電線として、この複列導電線が一方向に巻き回された平面コイル部分ＸＡと、前記複列導電線が前記一方向とは反対の方向に巻き回された平面コイル部分ＸＢとを含むこと、ならびに前記平面コイル部分ＸＡおよび前記平面コイル部分ＸＢが積層されていることを条件とするコイルモジュールにおいて、前記複列導電線が折り返された折返部分が前記平面コイル部分ＸＡに形成されていること、前記平面コイル部分ＸＢにおいて前記折返部分に対応する部分には、前記折返部分が配置される配置部分が形成されていること、ならびに、前記平面コイル部分ＸＡの導電線と前記平面コイル部分ＸＢの導電線とが積層された部分の厚さを「積層厚さ」とし、前記折返部分の厚さを「折返厚さ」として、前記積層厚さと前記折返厚さとが互いに同じ大きさとなるように前記折返部分および前記配置部分が形成されていることを特徴としている。

・このコイルモジュールにおいては、前記平面コイル部分ＸＢにおいて前記複列導電線を構成する一の導電線とこれに隣り合う他の導電線との間に隙間が形成されていること、前記隙間が前記平面コイル部分ＸＢの前記配置部分に相当すること、ならびに、前記一の導電線が前記平面コイル部分ＸＢの径方向の外側に位置し、前記他の導電線が前記平面コイル部分ＸＢの径方向の内側に位置し、前記他の導電線が前記平面コイル部分ＸＢの径方向の内側に向けて屈曲し、前記一の導電線が前記平面コイルＸＢの周方向に沿うように巻き回されていることが好ましい。

・本発明の非接触式給電装置の充電装置は、送電装置から伝送される電力を受電コイルモジュールにより受け、前記受電コイルモジュールとして上述のコイルモジュールが設けられていることを特徴としている。

・本発明の非接触式給電装置は、送電装置および受電装置を備え、前記受電装置として上述の受電装置が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、ループ電流を低減すること、およびコイルモジュールの厚さが大きくなることを抑制することが可能な構造のコイルモジュール、およびこれを備える非接触式給電装置の受電装置、およびこれを備える非接触式給電装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の非接触式給電装置についてその断面構造を示す断面図。 同実施形態の非接触式給電装置について、（ａ）は２次側コイルモジュールの斜視構造を示す斜視図、（ｂ）は同コイルモジュールの側面構造を示す側面図、（ｃ）は２次側コイルの平面構造を示す平面図、（ｄ）は同（ｃ）のＸＡ−ＸＡ線に沿う２次側コイルの断面構造を示す断面図。 同実施形態の非接触式給電装置について、２次側コイルモジュールの折返部分およびその周辺の平面構造を示す平面図。 同実施形態の非接触式給電装置について、（ａ）は２次側コイルモジュールをモデル化した模式図、（ｂ）は同（ａ）のＸＢ−ＸＢ線に沿う断面構造を示す断面図。 比較例の非接触式給電装置について、２次側コイルモジュールをモデル化した模式図。 本発明のその他の実施形態の非接触式給電装置について、（ａ）は２次側コイルモジュールの斜視構造を示す斜視図、（ｂ）は同コイルモジュールの側面構造を示す側面図、（ｃ）は２次側コイルの平面構造を示す平面図、（ｄ）は同（ｃ）のＸＣ−ＸＣ線に沿う２次側コイルの断面構造を示す断面図。

図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１に示されるように非接触式給電装置１には、２次電池２２を有する携帯電話としての受電装置２０と、受電装置２０に電力を電送する送電装置１０とが設けられている。

送電装置１０には、受電装置２０に電力および信号を伝送する１次側コイルモジュール３０と、１次側コイルモジュール３０をはじめとする各種の構成要素を収容するハウジング１１とが設けられている。ハウジング１１には、受電装置２０を載せるための搭載面１１Ａが形成されている。

１次側コイルモジュール３０には、電力が供給されることにより磁束を発生する１次側コイル３１と、１次側コイル３１からの磁束の漏れを抑制する磁性体３２とが設けられている。

１次側コイル３１としては、平面方向に導電線が巻き回された平面コイルが用いられている。導電線としては、複数の銅線により構成される銅線の束と、この銅線の束の外周を被覆する絶縁体とにより構成されたリッツ線が用いられている。

磁性体３２としては、アモルファス材料により形成された円筒形状のものが用いられている。磁性体３２には、１次側コイル３１の底面に対向する底壁部分と、１次側コイル３１の外周を取り囲む周壁部分とが設けられている。

受電装置２０には、送電装置１０から伝送される電力および信号を受ける２次側コイルモジュール４０と、２次側コイルモジュール４０および２次電池２２をはじめとする各種の構成要素を収容するハウジング２１とが設けられている。なお、２次側コイルモジュール４０は「受電コイルモジュール」に相当する。

２次側コイルモジュール４０には、１次側コイル３１で発生した磁束と鎖交することにより電流を発生する２次側コイル４１と、２次側コイル４１からの磁束の漏れを抑制する磁性体４２とが設けられている。

２次側コイル４１としては、平面方向に導電線が巻き回された平面コイルが用いられている。導電線としては、複数の銅線により構成される銅線の束と、この銅線の束の外周を被覆する絶縁体とにより構成されたリッツ線が用いられている。

磁性体４２としては、アモルファス材料により形成されたシート状のものが用いられている。磁性体４２には、２次側コイル４１の底面が接触する接触面が設けられている。磁性体４２の外径は、２次側コイル４１の外径よりも大きく設定されている。

非接触式給電装置１の給電態様について説明する。
受電装置２０が送電装置１０の搭載面１１Ａに搭載されているとき、送電装置１０の１次側コイルモジュール３０と受電装置２０の２次側コイルモジュール４０とが互いに対向する。この状態において、１次側コイル３１に交流電流が供給されることにより、１次側コイル３１に高周波の交番磁束が発生する。そして、この交番磁束が２次側コイル４１に鎖交することにより２次側コイル４１において交番電力が発生する。この交番電力は、整流回路（図示略）により平滑化および整流されて２次電池２２に供給される。

図２を参照して、２次側コイルモジュール４０の詳細な構成について説明する。以下では、２次側コイルモジュール４０において、中心線Ｃに直交する方向を「径方向」とする。また、径方向において中心線Ｃに向かう方向を「内方」とし、径方向において中心線Ｃから離れる方向を「外方」とする。

図２（ａ）に示されるように、２次側コイル４１は１本の複列導電線４３により構成されている。この複列導電線４３は、４本の細い導電線、すなわち第１導電線４３Ａ、第２導電線４３Ｂ、第３導電線４３Ｃ、および第４導電線４３Ｄにより構成されている。各導電線４３Ａ〜４３Ｄは、互いに並行して設けられている。各導電線４３Ａ〜４３Ｄのうちの隣り合うもの同士においては、被覆体が互いに溶着されている。

２次側コイル４１には、複列導電線４３を巻き回して形成された第１平面コイル部分５０と、複列導電線４３を巻き回して形成された第２平面コイル部分６０とが設けられている。第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０は、２次側コイル４１の中心線Ｃの方向において積層されている。なお、第１平面コイル部分５０は「平面コイル部分ＸＡ」に相当し、第２平面コイル部分６０は「平面コイル部分ＸＢ」に相当する。

第１平面コイル部分５０において、複列導電線４３が左回り（反時計回り）に巻き回された第１巻回部分５１が形成されている。また、この第１巻回部分５１の内周側には中空部分５４が形成されている。

第１巻回部分５１には、第１平面コイル部分５０の径方向の中空部分５４側において巻き回された内周側巻回部分５１Ａと、内周側巻回部分５１Ａの外側において巻き回された外周側巻回部分５１Ｂとが設けられている。内周側巻回部分５１Ａの一部分には、折返部分４６が形成されている。

内周側巻回部分５１Ａの端部は、第１平面コイル部分５０の内周側の端部（以下、「第１内周端部５２」）に相当する。また外周側巻回部分５１Ｂの端部は、第１平面コイル部分５０の外周側の端部（以下、「第１外周端部５３」）に相当する。

第２平面コイル部分６０においては、複列導電線４３が右回り（時計回り）に巻き回された第２巻回部分６１が形成されている。また、この第２巻回部分６１の内周側には中空部分６４が形成されている。

第２巻回部分６１には、第２平面コイル部分６０の径方向の中空部分６４側において巻き回された内周側巻回部分６１Ａと、内周側巻回部分６１Ａの外側において巻き回された外周側巻回部分６１Ｂとが設けられている。

内周側巻回部分６１Ａの端部は、第２平面コイル部分６０の内周側の端部（以下、「第２内周端部６２」）に相当する。また外周側巻回部分６１Ｂの端部は、第２平面コイル部分６０の外周側の端部（以下、「第２外周端部６３」）に相当する。

内周側巻回部分６１Ａにおいて折返部分４６に対応する部分には、折返部分４６が配置される配置部分４８が形成されている。配置部分４８は、内周側巻回部分６１Ａにおいて径方向の内方に向けて屈曲した屈曲部分４７と、複列導電線４３の幅方向において屈曲部分４７に対向する外周側巻回部分６１Ｂとの間の隙間として形成されている。なお、第２巻回部分６１の内周側巻回部分６１Ａは「他の導電線」に相当し、外周側巻回部分６１Ｂは「一の導電線」に相当する。

このように２次側コイル４１においては、第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０が積層され、かつ第１平面コイル部分５０の複列導電線４３の巻き回し方向と第２平面コイル部分６０の複列導電線４３の巻き回し方向とが互いに反対の方向に設定されている。すなわち、２次側コイル４１はアルファ巻き構造を有するコイルとして構成されている。

２次側コイル４１は、第１巻回部分５１および第２巻回部分６１と、これら巻回部分を互いに接続する連続部分４５とに区分される。連続部分４５は、第１内周端部５２および第２内周端部６２により構成されている。また、第１平面コイル部分５０の中空部分５４と第２平面コイル部分６０の中空部分６４とにより構成された２次側コイル４１の中空部分４４に設けられている。なお、上述のとおり１本の複列導電線４３により２次側コイル４１が構成されているため、第１巻回部分５１と連続部分４５との境界、および第２巻回部分６１と連続部分４５との境界に複列導電線４３の切れ目は存在していない。

図２（ｃ）を参照して、各導電線４３Ａ〜４３Ｄについて説明する。
第１平面コイル部分５０においての各導電線４３Ａ〜４３Ｄの関係を以下に示す。
（ａ）第１導電線４３Ａは径方向の最も外方に設けられている。
（ｂ）第２導電線４３Ｂは径方向の内方において第１導電線４３Ａに隣接している。
（ｃ）第３導電線４３Ｃは径方向の内方において第２導電線４３Ｂに隣接している。
（ｄ）第４導電線４３Ｄは径方向の内方において第３導電線４３Ｃに隣接している。

第２平面コイル部分６０においての各導電線４３Ａ〜４３Ｄの関係を以下に示す。
（ａ）第１導電線４３Ａは径方向の最も内方に設けられている。
（ｂ）第２導電線４３Ｂは径方向の外方において第１導電線４３Ａに隣接している。
（ｃ）第３導電線４３Ｃは径方向の外方において第２導電線４３Ｂに隣接している。
（ｄ）第４導電線４３Ｄは径方向の外方において第３導電線４３Ｃに隣接している。

図２（ｄ）を参照して、２次側コイル４１の積層構造について説明する。
ここで、２次側コイル４１の中心線Ｃに沿う方向の同コイル４１の寸法を「厚さＨ」とし、第１巻回部分５１の厚さＨを「第１厚さＨ１」とし、第２巻回部分６１の厚さＨを「第２厚さＨ２」とする。また、第１巻回部分５１と第２巻回部分６１とを積層した状態の厚さＨを「積層部分厚さＨ３」とする。また、折返部分４６の厚さＨを「折返厚さＨ４」とする。

上記各厚さＨの大きさを以下に示す。
（ａ）第１厚さＨ１は各導電線４３Ａ〜４３Ｄのそれぞれの直径に等しい。
（ｂ）第２厚さＨ２は各導電線４３Ａ〜４３Ｄのそれぞれの直径に等しい。
（ｃ）積層部分厚さＨ３は、第１厚さＨ１と第２厚さＨ２とを合わせた厚さに等しい。
（ｄ）折返厚さＨ４は第１厚さＨ１と第２厚さＨ２とを合わせた厚さに等しい。

第１巻回部分５１においては、複列導電線４３が径方向に隣り合うことにより円環形状の凹凸面（以下、「巻回面５１Ｐ」）が形成されている。また第２巻回部分６１においても同様に、複列導電線４３が径方向に隣り合うことにより円環形状の凹凸面（以下、「巻回面６１Ｐ」）が形成されている。

２次側コイル４１においては、第１巻回部分５１と第２巻回部分６１とが積層されていることにより、第１巻回部分５１に形成された２つの巻回面５１Ｐの一方と、第２巻回部分６１に形成された２つの巻回面６１Ｐの一方とが互いに対向している。

ここで、巻回面５１Ｐの他方を平面と見立てた、そのうえで同平面を含みかつ中心線Ｃに直交する仮想の平面を「第１基準面Ｐ１」とする。また、巻回面６１Ｐの他方を平面と見立てた、そのうえで同平面を含みかつ中心線Ｃに直交する仮想の平面を「第２基準面Ｐ２」とする。また、中心線Ｃを通過し第１基準面Ｐ１および第２基準面Ｐ２と直交する２次側コイル４１の断面を「基準断面」とする。

折返部分４６は、基準断面上において第１基準面Ｐ１と第２基準面Ｐ２との間に設けられている。このため、基準断面上において第１基準面Ｐ１から第２基準面Ｐ２までの距離が２次側コイル４１全体としての厚さＨ、すなわち積層部分厚さＨ３となる。

図３を参照して、折返部分４６および配置部分４８の構成について説明する。
以下では、２次側コイル４１の平面視において、複列導電線４３の延びる方向を「配線方向」とする。また、この配線方向において第１平面コイル部分５０側から第２平面コイル部分６０側に向かう方向を「第１配線方向」とし、配線方向において第２平面コイル部分６０側から第１平面コイル部５０分側に向かう方向を「第２配線方向」とする。また、複列導電線４３の幅方向において第１配線方向に対して一方の側を「第１幅側４３Ｐ」とし、複列導電線４３の幅方向において第１配線方向に対して他方の側を「第２幅側４３Ｑ」とする。

なお、第１配線方向は「配線方向ＺＡ」に相当し、第２配線方向は「配線方向ＺＢ」に相当する。また、第１幅側４３Ｐは「幅側ＹＡ」に相当し、第２幅側４３Ｑは「幅側ＹＢ」に相当する。また、第１内周端部５２は「内周端部ＶＡ」に相当し、第１外周端部５３は「外周端部ＷＡ」に相当する。また、第２内周端部６２は「内周端部ＶＢ」に相当し、第２外周端部６３は「外周端部ＷＢ」に相当する。

第１平面コイル部分５０の第１巻回部分５１の内周側巻回部分５１Ａには、折返部分４６よりも第２配線方向側の部分としての「第１部分５１Ｘ」と、第１巻回部分５１において折返部分４６よりも第１配線方向側の部分としての「第２部分５１Ｙ」と、これら部分の間において複列導電線４３が折り返された折返部分４６とが設けられている。

以下では、折返部分４６において複列導電線４３が折り返される方向を「折返方向」とする。また、第１導電線４３Ａの折り返し部分を「第１折返点４６Ａ」とする。また、第２導電線４３Ｂの折り返し部分を「第２折返点４６Ｂ」とする。また、第３導電線４３Ｃの折り返し部分を「第３折返点４６Ｃ」とする。また、第４導電線４３Ｄの折り返し部分を「第４折返点４６Ｄ」とする。なお、第１折返点４６Ａ〜第４折返点４６Ｄは「折返点」に相当する。

各折返点４６Ａ〜４６Ｄの関係を以下に示す。
（ａ）第１折返点４６Ａは最も第１配線方向側に形成されている。
（ｂ）第２折返点４６Ｂは第１折返点４６Ａよりも第２配線方向側に形成されている。
（ｃ）第３折返点４６Ｃは第２折返点４６Ｂよりも第２配線方向側に形成されている。
（ｄ）第４折返点４６Ｄは第３折返点４６Ｃよりも第２配線方向側に形成されている。

このように、各折返点４６Ａ〜４６Ｄの形成位置は、第１幅側４３Ｐの導電線から第２幅側４３Ｑの導電線になるにつれて順に第２配線方向に進行している。また、折返方向が第１配線方向から第２幅側４３Ｑに向かう方向に設定されている。すなわち、配線方向と折返方向とが互いに異なる。

折返部分４６においては、各導電線４３Ａ〜４３Ｄが次のように積層されている。
（ａ）第４導電線４３Ｄは、第４折返点４６Ｄよりも第１部分５１Ｘ側において第３導電線４３Ｃ、第２導電線４３Ｂ、および第１導電線４３Ａ上を通過する。
（ｂ）第３導電線４３Ｃは、第３折返点４６Ｃよりも第１部分５１Ｘ側において第２導電線４３Ｂおよび第１導電線４３Ａ上を通過する。
（ｃ）第２導電線４３Ｂは、第２折返点４６Ｂよりも第１部分５１Ｘ側において第１導電線４３Ａ上を通過する。

第１部分５１Ｘにおいての各導電線４３Ａ〜４３Ｄの配列関係を以下に示す。
（ａ）第１導電線４３Ａは径方向の最も外方に設けられている。
（ｂ）第２導電線４３Ｂは径方向の内方において第１導電線４３Ａに隣接している。
（ｃ）第３導電線４３Ｃは径方向の内方において第２導電線４３Ｂに隣接している。
（ｄ）第４導電線４３Ｄは径方向の内方において第３導電線４３Ｃに隣接している。

第２部分５１Ｙにおいての各導電線４３Ａ〜４３Ｄの配列関係を以下に示す。
（ａ）第１導電線４３Ａは径方向の最も内方に設けられている。
（ｂ）第２導電線４３Ｂは径方向の外方において第１導電線４３Ａに隣接している。
（ｃ）第３導電線４３Ｃは径方向の外方において第２導電線４３Ｂに隣接している。
（ｄ）第４導電線４３Ｄは径方向の外方において第３導電線４３Ｃに隣接している。

図４および図５を参照して、２次側コイル４１に流れる誘導電流について説明する。
ここでは、本実施形態の２次側コイル４１の構成を次のように簡略化して説明を行なう。すなわち、複列導電線４３を構成する導電線の本数を４本から２本に変更する。また、複列導電線４３のターン数を２ターンから１ターンに変更する。

図４（ａ）に示されるように、２次側コイル４１においては図１の１次側コイル３１からの交番磁束と鎖交することにより、第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０に同じ方向の誘導電流が流れる。第１平面コイル部分５０から第２平面コイル部分６０に向けて電流が流れるときには、図４（ｂ）に示されるように、２次側コイル４１から図１の１次側コイル３１に向かう磁束ＭＡと、２次側コイル４１の複列導電線４３の周囲でループする磁束ＭＢとが形成される。

そして、１次側コイル３１の磁束の方向が切り替わるとき、２次側コイル４１に流れる誘導電流の方向が反対の方向となる。このとき、第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０には、磁束ＭＡおよび磁束ＭＢの変化を妨げるように誘導電流が流れる。

ここで、１次側コイル３１からの磁束と鎖交することにより２次側コイル４１に矢印Ｌで示される電流が流れていると仮定したとき、第２平面コイル部分６０には、磁束ＭＡおよび磁束ＭＢの変化を妨げる誘導電流として破線で示される誘導電流が流れる。すなわち、第２平面コイル部分６０においては、第２外周端部６３から第１平面コイル部分５０の第１外周端部５３に向けて誘導電流が流れる。

各平面コイル部分５０，６０間においての磁束ＭＡおよび磁束ＭＢの変化を妨げるように流れる誘導電流の流れを以下に示す。ここでは、第１平面コイル部分５０の第２導電線４３Ｂにおいて、折返部分４６に対応する対応部分４３Ｘを同コイル部分５０の電流の流れの起点と仮定している。また第２平面コイル部分６０の第２導電線４３Ｂにおいての連続部分４５との境界部分４３Ｙを同コイル部分６０の電流の流れの起点と仮定している。

第１平面コイル部分５０においては次のように誘導電流が流れる。
（Ａ１）第２導電線４３Ｂにおいて対応部分４３Ｘから左回りの方向に流れる。
（Ａ２）第１外周端部５３において第２導電線４３Ｂから第１導電線４３Ａに流れる。
（Ａ３）第１導電線４３Ａにおいて右回りの方向に流れる。
（Ａ４）折返部分４６において第１導電線４３Ａが左回りの方向に流れる。
（Ａ５）折返部分４６において第２導電線４３Ｂが右回りの方向に流れる。

第１平面コイル部分５０の第１外周端部５３においては、第１導電線４３Ａの外周端部と第２導電線４３Ｂの外周端部とが互いに接続されている。このため、第２導電線４３Ｂの誘導電流が第１外周端部５３を通過して第１導電線４３Ａに流れる。

また第１平面コイル部分５０においては、内周側の導電線すなわち第２導電線４３Ｂの磁束の方向と、外周側の導電線すなわち第１導電線４３Ａの磁束の方向とが互いに反対の方向となる。このため、第２導電線４３Ｂの誘導電流が左回りに流れ、第１導電線４３Ａの誘導電流が右回りに流れる。

第２平面コイル部分６０においては次のように誘導電流が流れる。
（Ｂ１）第２導電線４３Ｂにおいて境界部分４３Ｙから右回りの方向に流れる。
（Ｂ２）第２外周端部６３において第２導電線４３Ｂから第１導電線４３Ａに流れる。
（Ｂ３）第１導電線４３Ａにおいて左回りの方向に流れる。

第２平面コイル部分６０の第２外周端部６３においては、第１導電線４３Ａの外周端部と第２導電線４３Ｂの外周端部とが互いに接続されている。このため、第２導電線４３Ｂの誘導電流が第２外周端部６３を通過して第１導電線４３Ａに流れ込む。

また第２平面コイル部分６０においては、内周側の導電線すなわち第１導電線４３Ａの磁束の方向と、外周側の導電線すなわち第２導電線４３Ｂの磁束の方向とが互いに反対の方向となる。このため、第１導電線４３Ａの誘導電流が左回りに流れ、第２導電線４３Ｂの誘導電流が右回りに流れる。

そして、折返部分４６には、上記（Ａ３）および上記（Ａ４）に示されるように互いに反対方向の誘導電流が流れようとするため、上記（Ａ３）の誘導電流と上記（Ａ４）の誘導電流とが互いに打ち消し合う。

このような誘導電流の流れが形成されるしくみを以下に示す。
２次側コイル４１においては折返部分４６が形成されていることにより、第１平面コイル部分５０においての第１導電線４３Ａの径方向の位置と、第２平面コイル部分６０においての第１導電線４３Ａの径方向の位置とが互いに異なる。

すなわち、第１平面コイル部分５０においては第１導電線４３Ａが第２導電線４３Ｂよりも外周側に位置し、第２平面コイルにおいては第１導電線４３Ａが第２導電線４３Ｂよりも内周側に位置している。

これにより、第１平面コイル部分５０の第１導電線４３Ａの磁束の方向と、第２平面コイル部分６０の第１導電線４３Ａの磁束の方向とが互いに反対の方向となるため、各平面コイル部分５０，６０において第１導電線４３Ａに流れる誘導電流の方向が上記（Ａ３）および（Ａ４）のとおり互い反対の方向となる。

このため、同一の導電線（第１導電線４３Ａ）上において互いに反対方向の電流が折返部分４６に向けて流れることになるため、上記のとおり折返部分４６で上記（Ａ３）の誘導電流と上記（Ａ４）の誘導電流とが互いに打ち消しあう。なお、ここで説明した第１導電線４３Ａの誘導電流の流れは、電流の流れの方向が上記の内容とは反対となる点を除いては第２導電線４３Ｂにおいても同様に生じる。

図５を参照して、「比較コイル４１Ｘ」すなわち、本実施形態の２次側コイル４１から連続部分４５の折返部分４６が省略された構成の２次側コイルにおいての誘導電流の流れについて説明する。なお、以下の比較コイル４１Ｘの説明において、本実施形態の２次側コイル４１と共通する構成については同一の符号を付している。また、第２導電線４３Ｂにおいて第１平面コイル部分５０と連続部分４５との境界部分を「境界部分４３Ｚ」とする。

第１平面コイル部分５０においては次のように誘導電流が流れる。
（Ａ１）第２導電線４３Ｂにおいて境界部分４３Ｚから左回りの方向に流れる。
（Ａ２）第１外周端部５３において第２導電線４３Ｂから第１導電線４３Ａに流れる。
（Ａ３）第１導電線４３Ａにおいて右回りの方向に流れる。
（Ａ４）連続部分４５において第２平面コイル部分６０の境界部分４３Ｙに流れる。

第２平面コイル部分６０においては次のように誘導電流が流れる。
（Ｂ１）第１導電線４３Ａにおいて境界部分４３Ｙから右回りの方向に流れる。
（Ｂ２）第２外周端部６３において第１導電線４３Ａから第２導電線４３Ｂに流れる。
（Ｂ３）第２導電線４３Ｂにおいて左回りの方向に流れる。
（Ｂ４）連続部分４５において第１平面コイル部分５０の境界部分４３Ｚに流れる。

このように、比較コイル４１Ｘにおいては、第１平面コイル部分５０の境界部分４３Ｚから第２平面コイル部分６０の境界部分４３Ｙを介して再び境界部分４３Ｚに誘導電流が流れる。すなわち、誘導電流がループ電流として比較コイル４１Ｘ内を流れる。

比較コイル４１Ｘにおいては、上記のループ電流が流れることに起因して、図１の１次側コイル３１と比較コイル４１Ｘとの間の電力の伝送効率が低下する。その理由としては以下に示すものが挙げられる。

比較コイル４１Ｘにおいて、図１の１次側コイル３１からの交番磁束と鎖交することにより、例えば第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０に矢印ＬＸ方向の誘導電流が流れる状況を想定する。

このとき、ループ電流のうちの第１導電線４３Ａ内を流れる誘導電流は、１次側コイル３１からの磁束に基づく誘導電流の流れを妨げるものとなる。これにより、ループ電流が生じないコイル、またはループ電流の大きさが比較コイル４１Ｘよりも小さいコイルが用いられる構成と比較して、１次側コイル３１からの磁束に基づいて生じる誘導電流の大きさが小さくなる。このため、２次側コイル４１から取り出されて図１の２次電池２２に供給される電流量が小さくなる。

（実施形態の効果）
本実施形態の非接触式給電装置１によれば以下の効果が得られる。
（１）非接触式給電装置１においては、第１平面コイル部分５０の第１巻回部分５１に折返部分４６が形成されている。この構成によれば、第１平面コイル部分５０および第２平面コイル部分６０に生じるループ電流を小さくすることができる。また、１次側コイルモジュール３０および２次側コイルモジュール４０の間の電力の伝送効率の低下を抑制することができる。

（２）非接触式給電装置１においては、第２平面コイル部分６０の第２巻回部分６１に配置部分４８が形成されている。また、第１巻回部分５１の折返部分４６が配置部分４８に配置されている。この構成によれば、折返部分４６が第２巻回部分６１の導電線に重ね合わせられていないため、折返部分４６が第１巻回部分５１の導電線と第２巻回部分６１の導電線との間に設けられる構成と比較して、２次側コイル４１が薄くなる。

（３）非接触式給電装置１においては、第２平面コイル部分６０の内周側巻回部分６１Ａが内周側に屈曲することにより内周側巻回部分６１Ａと外周側巻回部分６１Ｂとの間に配置部分４８が形成されている。このため、外周側巻回部分６１Ｂが径方向外方に屈曲する構成と比較して、２次側コイル４１が径方向に小さくなる。

（４）非接触式給電装置１においては、２次側コイルモジュール４０に磁性体４２が設けられている。この構成によれば、２次側コイルモジュール４０からの漏れ磁束を少なくすることができる。

（その他の実施形態）
本発明の実施態様は、上記実施形態の内容に限定されるものではなく、例えば以下のように変更することもできる。また、以下の変形例は上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。

・上記実施形態（図２）では、１本の複列導電線４３により２次側コイル４１が形成されているが、図６に示されるように、２本の複列導電線を用いて２次側コイル４１を形成することもできる。この２次側コイル４１には、第１複列導電線７１により形成されて第１平面コイル部分５０に相当する第１平面コイル８０と、第２複列導電線７２により形成されて第２平面コイル部分６０に相当する第２平面コイル９０が設けられる。また、第１平面コイル８０の端部と第２平面コイル９０の端部とが半田７３により接合される。この場合にも、２次側コイル４１はアルファ巻き構造を有するコイルとして構成される。

上記２次側コイル４１によれば、各平面コイル８０，９０を製造する装置としてフライヤー方式の巻線機を用いることができる。このため、アルファ巻き専用の巻線機を用いなくともアルファ巻き構造を有する２次側コイルモジュール４０を製造することが可能となる。

・上記実施形態（図２）では、第１巻回部分５１に１つの折返部分４６が形成されているが、第１巻回部分５１に複数の折返部分４６を形成することもできる。
・上記実施形態（図２）では、第１巻回部分５１の内周側巻回部分５１Ａに折返部分４６が形成されているが、これに代えて、第１巻回部分５１の外周側巻回部分５１Ｂに折返部分４６を形成することもできる。この場合には、第２巻回部分６１の外周側巻回部分６１Ｂが径方向の外方に向けて屈曲することにより第２巻回部分６１に屈曲部分４７が形成される。また、第２巻回部分６１において屈曲部分４７と内周側巻回部分６１Ａとの間に配置部分４８が形成される。

・上記実施形態（図２）では、４本の導電線により構成される複列導電線４３を用いているが、２本、３本、または５本以上の導電線により構成される複列導電線を用いることもできる。

・上記実施形態（図２）では、第１平面コイル部分５０が左巻きされた部分として構成され、また第２平面コイル部分６０が右巻きされた部分として構成されているが、各平面コイル部分５０，６０の巻き回しの方向をそれぞれ反対の方向に変更することもできる。

・上記実施形態（図３）では、第２配線方向に対して第１幅側４３Ｐに向けて折返部分４６が形成されているが、第２配線方向に対して第２幅側４３Ｑに向けて折返部分４６を形成することもできる。

・上記実施形態（図２）および図６に示す変形例では、複列導電線４３、第１複列導電線７１および第２複列導電線７２として、リッツ線を用いていたが、これに代えて、単線の銅線と、この銅線を被覆する被覆体とにより構成される導電線を用いることもできる。

・上記実施形態（図２）では、複列導電線４３、第１複列導電線７１、および第２複列導電線７２として、断面丸型の導電線を用いられているが、これに代えて断面矩形状の導電線を用いることもできる。

・上記実施形態（図１）では、２次側コイルモジュール４０の磁性体４２として平板状のものが用いられているが、１次側コイルモジュール３０の磁性体３２と同じ形状の磁性体を用いることもできる。

・上記実施形態（図１）では、１次側コイルモジュール３０から送信された電力および信号を２次側コイルモジュール４０により受ける構成が用いられているが、これを次のように変更することもできる。すなわち、電力を受けるための第１の２次側コイルモジュール４０と、信号を受けるための第２の２次側コイルモジュール４０とを設けることもできる。この場合、送電装置１０においては、各２次側コイルモジュール４０のそれぞれに対応する２つの１次側コイルモジュール３０が設けられる。

・上記実施形態（図１）において、スマートフォン、携帯情報端末、ポータブルオーディオプレーヤー、ＩＣレコーダー、デジタルカメラ、電動歯ブラシ、およびシェーバーの少なくとも１つを受電装置２０として用いることもできる。この場合には、送電装置１０の大きさがこれらの受電装置に対応した大きさに変更される。

１…非接触式給電装置、１０…送電装置、２０…受電装置、４０…２次側コイルモジュール、４１…２次側コイル、４３…複列導電線、４３Ａ…第１導電線、４３Ｂ…第２導電線、４３Ｃ…第３導電線、４３Ｄ…第４導電線、４３Ｐ…第１幅側、４３Ｑ…第２幅側、４６…折返部分、４６Ａ…第１折返点、４６Ｂ…第２折返点、４６Ｃ…第３折返点、４６Ｄ…第４折返点、４７…屈曲部分、４８…配置部分、５０…第１平面コイル部分、５１…第１巻回部分、５１Ａ…内周側巻回部分、５１Ｂ…外周側巻回部分、６０…第２平面コイル部分、６１…第２巻回部分、６１Ａ…内周側巻回部分、６１Ｂ…外周側巻回部分、７１…第１複列導電線、７２…第２複列導電線、８０…第１平面コイル、９０…第２平面コイル。

Claims (5)

1. 並行する複数の導電線により構成される導電線を複列導電線として、この複列導電線が一方向に巻き回された平面コイル部分ＸＡと、前記複列導電線が前記一方向とは反対の方向に巻き回された平面コイル部分ＸＢとを含むこと、ならびに前記平面コイル部分ＸＡおよび前記平面コイル部分ＸＢが積層されていることを条件とするコイルモジュールにおいて、
   前記複列導電線が折り返された折返部分が前記平面コイル部分ＸＡに形成されていること、
   前記平面コイル部分ＸＡの平面視において、前記複列導電線の延びる方向を「配線方向」とし、この配線方向において前記平面コイル部分ＸＡ側から前記平面コイル部分ＸＢ側に向かう方向を「配線方向ＺＡ」とし、前記配線方向において前記平面コイル部分ＸＢ側から前記平面コイル部分ＸＡ側に向かう方向を「配線方向ＺＢ」とし、前記複列導電線の幅方向において前記配線方向ＺＡに対して一方の側を「幅側ＹＡ」とし、前記複列導電線の幅方向において前記配線方向ＺＡに対して他方の側を「幅側ＹＢ」とし、前記折返部分において前記複列導電線が折り返される方向を「折返方向」として、前記配線方向と前記折返方向とが互いに異なる方向であること、
   前記折返方向が前記配線方向ＺＡから前記幅側ＹＢに向かう方向であること、
   前記折返部分において前記複数の導電線が前記配線方向の互いに異なる位置で折り返されていること、
   前記複数の導電線のそれぞれにおいて折り返されている部分を「折返点」として、前記複数の導電線の折返点の形成位置が前記幅側ＹＡの導電線から前記幅側ＹＢの導電線となるにつれて順に前記配線方向ＺＡに進行していること、
   ならびに、前記平面コイル部分ＸＢにおいて前記折返部分に対応する部分には、前記折返部分が配置される配置部分が形成されていること
   を特徴とするコイルモジュール。
2. 並行する複数の導電線により構成される導電線を複列導電線として、この複列導電線が一方向に巻き回された平面コイル部分ＸＡと、前記複列導電線が前記一方向とは反対の方向に巻き回された平面コイル部分ＸＢとを含むこと、ならびに前記平面コイル部分ＸＡおよび前記平面コイル部分ＸＢが積層されていることを条件とするコイルモジュールにおいて、
   前記複列導電線が折り返された折返部分が前記平面コイル部分ＸＡに形成されていること、
   前記平面コイル部分ＸＢにおいて前記折返部分に対応する部分には、前記折返部分が配置される配置部分が形成されていること、
   ならびに、前記平面コイル部分ＸＡの導電線と前記平面コイル部分ＸＢの導電線とが積層された部分の厚さを「積層厚さ」とし、前記折返部分の厚さを「折返厚さ」として、
   前記積層厚さと前記折返厚さとが互いに同じ大きさとなるように前記折返部分および前記配置部分が形成されていること
   を特徴とするコイルモジュール。
3. 請求項１または２に記載のコイルモジュールにおいて、
   前記平面コイル部分ＸＢにおいて前記複列導電線を構成する一の導電線とこれに隣り合う他の導電線との間に隙間が形成されていること、
   前記隙間が前記平面コイル部分ＸＢの前記配置部分に相当すること、
   ならびに、前記一の導電線が前記平面コイル部分ＸＢの径方向の外側に位置し、前記他の導電線が前記平面コイル部分ＸＢの径方向の内側に位置し、前記他の導電線が前記平面コイル部分ＸＢの径方向の内側に向けて屈曲し、前記一の導電線が前記平面コイルＸＢの周方向に沿うように巻き回されていること
   を特徴とするコイルモジュール。
4. 送電装置から伝送される電力を受電コイルモジュールにより受ける非接触式給電装置の受電装置において、
   前記受電コイルモジュールとして請求項１〜３のいずれか一項に記載のコイルモジュールが設けられていること
   を特徴とする非接触式給電装置の受電装置。
5. 送電装置および受電装置を備える非接触式給電装置において、
   前記受電装置として請求項４に記載の受電装置が設けられていること
   を特徴とする非接触式給電装置。

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