WO2018235898A1 - コイル装置 - Google Patents

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WO2018235898A1
WO2018235898A1 PCT/JP2018/023620 JP2018023620W WO2018235898A1 WO 2018235898 A1 WO2018235898 A1 WO 2018235898A1 JP 2018023620 W JP2018023620 W JP 2018023620W WO 2018235898 A1 WO2018235898 A1 WO 2018235898A1
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coil
heat dissipation
heat
coil device
unit
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賢二 西村
素直 新妻
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IHI Corp
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    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type

Definitions

  • the present disclosure relates to a coil device.
  • Patent Literatures 1 and 2 disclose a technology that focuses on heat generated by a coil in a non-contact power feeding device.
  • the non-contact power feeding device of Patent Document 1 has a liquid cooling mechanism.
  • the non-contact power feeding device of Patent Document 1 includes a flow path through which fluid flows. The heat generated by the coil is absorbed by the liquid flowing in the flow path.
  • the non-contact power feeding device of Patent Document 2 thermally protects an electronic component by using a partition having heat insulation.
  • the non-contact power feeding device of Patent Document 2 emits Joule heat generated by a power transmission coil to the outside using a member with high thermal conductivity.
  • the non-contact power feeding device of Patent Document 1 efficiently dissipates heat generated by the coil by a liquid cooling mechanism.
  • the liquid cooling mechanism needs to provide a flow path in the coil device.
  • liquid-type cooling mechanisms require additional equipment such as a pump for fluid flow. Therefore, there is a possibility that the miniaturization of the non-contact power feeding device may be hindered.
  • the present disclosure describes a coil device that can achieve both efficient heat dissipation and miniaturization.
  • the coil device accommodates the coil portion and includes a coil unit having a main surface and a heat dissipation unit thermally connected to the coil unit.
  • the heat dissipation unit drives a heat dissipation body thermally connected to the main surface, a heat dissipation member movable with respect to the heat dissipation body, and thermally coupled to the heat dissipation body.
  • a drive unit a drive unit.
  • the heat dissipating unit includes a first form in which the heat dissipating member protrudes in a direction along the main surface from the heat dissipating body, and a second form in which the heat dissipating member is accommodated in the heat dissipating body.
  • the coil device of the present disclosure it is possible to achieve both efficient heat dissipation and miniaturization.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the coil device.
  • FIG. 2 is a plan view of a heat dissipation unit provided in the coil device.
  • Part (a) of FIG. 3 is a perspective view showing a storage form, and part (b) of FIG. 3 is a perspective view showing a heat release form.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a non-contact power feeding system provided with a coil device.
  • FIG. 5 is a figure which shows the shift
  • FIG. 6 is a view showing a coil device according to a modification.
  • Part (a) of FIG. 7 is a view showing the state of use of the coil device shown in FIG. 6, and part (b) of FIG.
  • FIG. 7 is a view showing another state of use of the coil device shown in FIG. is there.
  • Part (a) of FIG. 8 is a view showing a storage form of a coil device according to another modification
  • part (b) of FIG. 8 is a view showing a heat release form of the coil device according to another modification.
  • . 9A is a plan view of the coil device shown in FIG. 8A
  • FIG. 9B is a plan view of the coil device shown in FIG.
  • FIG. (A) part of FIG. 10 is a figure which shows the state which folded the heat dissipation sheet
  • (b) part of FIG. 10 is a figure which shows the state which expanded the heat dissipation sheet.
  • Part (a) of FIG. 12 is a view showing the accommodation form of the coil device according to still another modification
  • part (b) of FIG. 12 is a view showing the heat dissipation form of the coil device according to still another modification.
  • Part (a) of FIG. 13 is a view showing a storage form of a coil device according to still another modification
  • part (b) of FIG. 13 is a view showing a heat release form of the coil device according to still another modification. is there.
  • the coil device accommodates the coil portion and includes a coil unit having a main surface and a heat dissipation unit thermally connected to the coil unit.
  • the heat dissipation unit drives a heat dissipation body thermally connected to the main surface, a heat dissipation member movable with respect to the heat dissipation body, and thermally coupled to the heat dissipation body.
  • a drive unit a drive unit.
  • the heat dissipating unit includes a first form in which the heat dissipating member protrudes in a direction along the main surface from the heat dissipating body, and a second form in which the heat dissipating member is accommodated in the heat dissipating body.
  • the heat dissipation body of the heat dissipation unit is thermally connected to the coil unit.
  • the heat dissipating member is thermally connected to the heat dissipating body. Therefore, the heat generated in the coil part accommodated in the coil unit is transmitted to the heat dissipation member via the heat dissipation body.
  • the heat dissipation member protrudes from the heat dissipation body in the direction along the main surface of the coil unit. Therefore, the heat dissipation area contributing to heat dissipation is expanded. As a result, the amount of heat release due to heat radiation and heat transfer to the air is increased. Therefore, the coil device can perform efficient heat dissipation.
  • the heat dissipating member is housed in the heat dissipating body. Therefore, the coil device can be miniaturized. In other words, since the coil device includes the heat dissipating member which can be inserted into and removed from the heat dissipating body, it is possible to achieve both efficient heat dissipation and miniaturization.
  • the heat dissipation unit When current is supplied to the coil portion, the heat dissipation unit may be in the first form. When current is supplied to the coil portion, the coil portion generates heat. When the coil portion generates heat, the heat dissipation unit is in the first form in which the heat dissipation member is protruded. Therefore, it is possible to efficiently dissipate the heat generated by the coil portion by the enlarged heat dissipation area. As a result, since the influence of heat on the coil unit is suppressed, the coil device can be operated stably.
  • the length of the heat dissipating member protruding from the heat dissipating body may be a predetermined desired protruding length. According to this configuration, it is possible to obtain a heat dissipation form according to the form of heat generation.
  • the coil device supplies power to the opposing coil device, or receives power from the opposing coil device, and when the heat dissipation unit is in the first form, the coil device has a length of the heat dissipation member protruding from the heat dissipation body It may be determined based on the amount of deviation between the coil portion and the coil portion provided in the opposing coil device.
  • the coil portions shift.
  • the displacement between the coil parts generates a leakage flux.
  • the leakage magnetic flux causes the coil portion to generate heat according to the amount of deviation.
  • the length of the heat dissipating member protruding from the heat dissipating body is determined based on the displacement between the coil portions. Therefore, the protrusion length of the heat dissipation member can be made to correspond to the temperature rise. As a result, the power required to drive the coil device can be reduced.
  • the coil device is used in a noncontact power feeding system. As shown in FIG. 1, the coil device 1 includes a coil unit 2 and a heat dissipation unit 3.
  • the coil unit 2 is a rectangular solid that has a rectangular shape in plan view.
  • the coil unit 2 has a power transmission surface 2a and a base connection surface 2b (main surface).
  • the power transmission surface 2 a faces another coil device 1.
  • the base connection surface 2 b is fixed to the heat dissipation unit 3.
  • the coil device 1 is overlapped in the order of the heat dissipation unit 3 and the coil unit 2 along the vertically upward direction (Z-axis direction). In other words, the coil unit 2 is disposed on the heat dissipation unit 3.
  • the coil unit 2 has a housing 4, a coil 6 (coil portion), a coil holding plate 7, and a ferrite plate 8.
  • the housing 4 has substantially the same shape as the heat dissipation unit 3 in plan view.
  • the housing 4 forms a space for housing the coil 6, the coil holding plate 7, and the ferrite plate 8.
  • the housing 4 has a case body 9 and a lid 11.
  • the coil 6 is formed of a substantially rectangular spirally wound wire in the same plane.
  • the coil 6 generates an induced current.
  • the coil 6 is a so-called circular coil.
  • a circular coil is a coil of the aspect by which conducting wire was wound around plane S in the plane spiral.
  • the plane spiral shape is a shape in which the wire is wound from the outside to the inside or from the inside to the outside so as to surround the winding axis S.
  • the coil 6 should just be an aspect by which the conducting wire was wound by plane spiral shape.
  • the coil 6 may be single or multi-layered. Further, a plurality of winding axes S and a spiral shape may be provided in the same plane.
  • the shape of the coil 6 viewed from the direction of the winding axis S may be various shapes such as a rectangle, a circle, and an ellipse.
  • a lead for example, a litz wire in which a plurality of conductor strands insulated from each other are twisted may be used.
  • the conducting wire may be a copper or aluminum single wire or a bus bar or the like.
  • the coil may be a solenoid coil.
  • the coil holding plate 7 is a flat member for holding the coil 6.
  • the coil holding plate 7 is a so-called bobbin.
  • the coil holding plate 7 has, for example, a groove in which the coil 6 is fitted.
  • a material of the coil holding plate 7 a material having electrical insulation (for example, silicone, polyphenylene sulfide resin, etc.) is used.
  • the groove in which the coil 6 is fitted may be provided in the lid 11.
  • the coil 6 may be cured with an adhesive and / or a varnish. In this case, the coil holding plate 7 may be omitted.
  • the ferrite plate 8 is, for example, a rectangular flat ferrite core.
  • the ferrite plate 8 is a magnetic body, and controls the direction of magnetic lines of force generated from the coil 6. Also, the ferrite plate 8 converges the magnetic lines of force.
  • the shape and size of the ferrite plate 8 may be substantially equal to the shape and size of the coil holding plate 7 in plan view, for example.
  • the shape and size of the ferrite plate 8 are not limited to square.
  • the ferrite plate 8 may be set to any shape and size that can be accommodated in the housing 4.
  • the heat dissipation unit 3 is thermally connected to the coil unit 2 on the lower side of the coil unit 2.
  • the heat dissipation unit 3 is disposed in contact with a road surface or the like.
  • the heat dissipation unit 3 is nonmagnetic and conductive.
  • the heat dissipation unit 3 is formed of a rigid material (for example, aluminum or copper).
  • the heat dissipation unit 3 secures the overall rigidity of the coil device 1.
  • the heat dissipation unit 3 shields the outflow of the leakage flux.
  • the heat dissipation unit 3 dissipates the heat generated in the coil unit 2. In other words, the heat dissipation unit 3 has a so-called heat sink function.
  • the heat dissipation unit 3 has a heat dissipation body 12, a pair of heat dissipation fins 13 (heat dissipation members), and a fin drive mechanism 14 (drive section).
  • the heat dissipating body 12 has a housing connecting surface 12a (first mounting surface), a road surface connecting surface 12b (second mounting surface), and a fin side surface 12c.
  • the heat dissipating body 12 has a fin accommodating portion 15 (see FIG. 2).
  • the housing connection surface 12a is an upper surface when disposed on a road surface.
  • the housing connection surface 12 a faces the base connection surface 2 b of the coil unit 2.
  • the road surface connection surface 12 b is a lower surface when disposed on the road surface.
  • the road surface connection surface 12b faces the road surface.
  • the fin side surface 12 c connects the housing connection surface 12 a and the road surface connection surface 12 b.
  • the fin housing portion 15 is a recess provided in the road surface connection surface 12b.
  • the fin housing portion 15 has a fin opening 15a provided on the fin side surface 12c. The shape of the fin opening 15 a follows the outer shape of the heat dissipating fin 13.
  • the heat dissipating fins 13 are movable relative to the heat dissipating body 12.
  • the radiation fin 13 has a radiation surface 13 a and a movable surface 13 b.
  • the heat dissipation surface 13 a has a plurality of convex portions D.
  • the plurality of convex portions D respectively extend in the Y-axis direction.
  • the plurality of convex portions D are separated from each other in the X-axis direction. According to such a shape, the surface area of the heat dissipation surface 13a is enlarged. As a result, efficient heat dissipation is performed.
  • the heat dissipation surface 13 a is provided slidably with respect to the heat dissipation body 12.
  • the heat dissipating surface 13 a always contacts the fin housing portion 15 of the heat dissipating body 12. This contact includes direct contact between the heat radiation surface 13a and the fin housing portion 15, and indirect contact via a member such as grease. For example, a slight gap is provided between the heat dissipation surface 13 a and the fin housing portion 15. Thermally conductive silicone and / or oil or the like that does not volatilize naturally may be disposed in this gap. A heat conductive silicone sheet having abrasion resistance may be inserted into the gap. According to such a configuration, the heat dissipating fins 13 can be smoothly inserted into and removed from the heat dissipating body 12, and heat can be efficiently transmitted from the heat dissipating body 12 to the heat dissipating fins 13.
  • the movable surface 13b is provided below the heat dissipation surface 13a. Movable surface 13 b faces the road surface. The movable surface 13b is not fixed to the road surface. Therefore, the movable surface 13b is movable relative to the road surface. For example, the movable surface 13 b is formed slightly above the road surface connecting surface 12 b of the heat dissipation body 12. That is, a gap may be formed between the movable surface 13b and the road surface G (see FIG. 4).
  • the fin drive mechanism 14 reciprocates the pair of heat dissipating fins 13 in the Y-axis direction.
  • the fin drive mechanism 14 has a worm gear 17 and a motor 18.
  • the worm gear 17 is a component in which a rod-shaped body extending in the Y-axis direction is provided with a spiral tooth shape.
  • One end of the worm gear 17 is screwed into one of the radiation fins 13.
  • the other end of the worm gear 17 is screwed into the other radiation fin 13.
  • the motor 18 has a gear 18 a that meshes with the tooth shape of the worm gear 17.
  • the motor 18 supplies torque to the worm gear 17 via the gear 18a.
  • the motor 18 can rotate in the forward and reverse directions.
  • the motor 18 rotates the worm gear 17 by a predetermined number of revolutions.
  • the desired overhang length is, for example, a length necessary for the temperature of a predetermined location of the power transmission coil device 24 to fall below a threshold.
  • the desired protruding length is, for example, a length necessary to suppress an increase in temperature of a predetermined location of the power transmission coil device 24.
  • the power consumption of the motor 18 can be reduced by setting the extension length to a minimum length to make the temperature be below the threshold and / or to suppress the temperature rise. Further, the possibility of the vehicle V stepping on the radiation fin 13 can be reduced.
  • the fin drive mechanism 14 shown in FIG. 1 drives the pair of heat dissipating fins 13 by one worm gear 17.
  • the projecting lengths of the pair of heat dissipating fins 13 are always the same.
  • the length of one of the radiation fins 13 may be different from the protruding length of the other radiation fin 13.
  • one heat dissipating fin 13 may be accommodated in the heat dissipating body 12 and only the other heat dissipating fin 13 may be protruded.
  • the fin drive mechanism 14 is provided on each of the heat radiation fin 13 and the other heat radiation fin 13. It suffices to have a fin drive mechanism for driving one of the radiation fins 13 and a fin drive mechanism for driving the other radiation fin.
  • the heat dissipation unit 3 has two or more different forms.
  • the part (a) of FIG. 3 shows the form (housing form, 2nd form) which accommodated the radiation fin 13 in the thermal radiation body 12.
  • FIG. The part (b) of FIG. 3 shows the form (heat radiation form, 1st form) which protruded the radiation fin 13 from the thermal radiation body 12.
  • the coil device 1 thermally connects the heat dissipation body 12 of the heat dissipation unit 3 to the coil unit 2.
  • the heat dissipating body 12 is thermally connected to the heat dissipating fins 13. Therefore, the heat generated in the coil 6 accommodated in the coil unit 2 is transmitted to the heat dissipating fins 13 via the heat dissipating body 12.
  • the heat dissipating fins 13 project from the heat dissipating body 12 in a direction (Y-axis direction) intersecting the winding axis S (see FIG. 1). Therefore, the heat dissipation area contributing to heat dissipation is expanded. As a result, efficient heat dissipation can be performed.
  • the radiation fin 13 is accommodated in the radiation body 12. Therefore, the coil device 1 can be miniaturized. Therefore, the coil device 1 can achieve both efficient heat dissipation and miniaturization by the heat dissipating fins 13 that can be taken in and out from the heat dissip
  • the operation of setting the housing mode and the operation of setting the heat radiation mode may correspond to the power feeding operation to another coil device 1.
  • the feeding operation when the feeding operation is not performed, no current is supplied to the coil 6. Accordingly, since the coil 6 does not generate heat, it is not necessary to actively dissipate heat. Then, the radiation fin 13 is accommodated in the radiation body 12 (housing form). According to the storage form, the coil device 1 can be miniaturized.
  • current is supplied to the coil 6. Therefore, since the coil 6 generates heat, it actively dissipates heat. Then, the radiation fin 13 is made to project from the thermal radiation body 12 (heat radiation form). According to the heat dissipation form, the heat dissipation area contributing to heat dissipation is expanded. As a result, the heat dissipation efficiency can be enhanced.
  • the non-contact electric power feeding system provided with the coil apparatus 1 which concerns on embodiment is demonstrated.
  • the non-contact power feeding system 21 charges a battery 29 mounted on a vehicle V such as an electric car and a hybrid car.
  • the non-contact power feeding system 21 supplies power directly to a drive source such as a motor.
  • the vehicle V includes components necessary for traveling such as a motor, an operation handle, and a brake. However, illustration of these configurations is omitted in FIG.
  • the non-contact power feeding system 21 includes a power transmission device 22 installed on the road surface G, and a power reception device 23 provided on the vehicle V side.
  • the power transmission device 22 and the power reception device 23 each include the coil device 1 according to the embodiment.
  • the coil device 1 included in the power transmission device 22 is referred to as a power transmission coil device 24.
  • the coil device 1 included in the power reception device 23 is referred to as a power reception coil device 26 (a counterpart coil device).
  • the coil 6 see FIG. 1 included in the power transmitting coil device 24 and the coil 6 included in the power receiving coil device 26 (counterpart coil portion) approach each other. In this proximity state, the pair of coils 6 form an electromagnetic coupling circuit.
  • the electromagnetic coupling circuit performs non-contact power supply from the coil 6 on the power transmission side to the coil 6 on the power reception side by electromagnetic coupling of the coils 6 with each other.
  • the electromagnetic coupling circuit may be an electromagnetic induction coupling circuit or a magnetic resonance coupling circuit.
  • the power transmission coil device 24 and the power reception coil device 26 face each other in the vertical direction, and are separated at a predetermined interval.
  • the power transmission coil device 24 protrudes upward from the road surface G.
  • the power receiving coil device 26 is attached to the lower surface of the chassis B of the vehicle V, for example.
  • the power receiving device 23 includes a power receiving coil device 26 (coil device), a power receiving circuit 27, and a charging circuit 28.
  • the power receiving coil device 26 receives the power (AC power) supplied contactlessly from the power transmission coil device 24 on the power transmission side.
  • the power receiving circuit 27 converts AC power from the power receiving coil device 26 into DC power. Then, the power receiving circuit 27 outputs DC power to the charging circuit 28.
  • the charging circuit 28 converts the power (DC power) from the power receiving circuit 27 into desired power.
  • the charging circuit 28 supplies the desired power to the battery 29.
  • the battery 29 is a rechargeable battery mounted on the vehicle V.
  • the battery 29 is, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery and a nickel hydrogen battery.
  • the battery 29 supplies power to a traveling motor (not shown) and the like.
  • the power transmission device 22 includes a power transmission coil device 24 (coil device), a power transmission circuit 31, a rectifier circuit 32, and a control device 34.
  • the power transmission coil device 24 is installed on the road surface G.
  • the power transmission circuit 31 converts the power supplied from the rectifier circuit 32 into alternating current power (high frequency power).
  • the power transmission circuit 31 provides AC power to the power transmission coil device 24.
  • the rectifier circuit 32 rectifies AC power supplied from the external power supply 33. In other words, the rectifier circuit 32 converts AC power into DC power.
  • the rectifier circuit 32 may be omitted when the external power supply 33 is a DC power supply.
  • the external power supply 33 supplies the vehicle V with the power necessary to generate the power to be transmitted.
  • the control device 34 which is an electronic control unit, includes, for example, a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and the like.
  • the control device 34 controls each circuit (the rectifier circuit 32, the power transmission circuit 31 and the like) of the power transmission device 22.
  • the control device 34 controls the heat dissipation operation of the power transmission coil device 24. Specifically, the controller 34 supplies a control signal to the motor 18 (see FIG. 1). The control signal is related to the protrusion length of the radiation fin 13. The protruding length of the radiation fin 13 is related to the number of rotations of the motor 18. Accordingly, the controller 34 rotates the motor 18 the number of rotations corresponding to the protrusion length.
  • the control device 34 controls the radiation fin 13 so as to be in the storage form (see part (a) of FIG. 3).
  • the outer end surface 13c of the heat dissipating fin 13 may be flush with the fin side surface 12c.
  • the outer end surface 13c may be disposed on the back side with respect to the fin side surface 12c.
  • the outer end surface 13c may slightly protrude from the fin side surface 12c.
  • the control device 34 controls the heat dissipating fins 13 so as to be in the heat dissipating mode (see part (b) of FIG. 3).
  • the heat radiation form means a form in which the heat radiation fin 13 protrudes from the fin side surface 12 c by a predetermined length.
  • the predetermined length may be a length when the heat dissipating fins 13 are mechanically most projected.
  • the predetermined length may be determined using various variables related to the non-contact power feeding system 21. For example, the predetermined length may be determined based on the amount of positional deviation between the power transmission coil device 24 and the power reception coil device 26. Alternatively, it may be determined based on the amount of positional deviation between the coil 6 of the power transmission coil device 24 and the coil 6 of the power reception coil device 26.
  • the positional deviation may be described by the transmission efficiency between the power transmission coil device 24 and the power reception coil device 26.
  • the absence of positional deviation may be described as the positional relation at which the maximum transmission efficiency is realized.
  • a state in which the center of the surface of one coil 6 in the front-rear direction (X-axis direction) coincides with the center of the surface of the other coil 6 in the front-rear direction in the vertical direction (Z-axis direction) It may be described that It may be described that the positional deviation does not occur is a positional relationship defined as no positional deviation in a specification or a use manual of the non-contact power feeding system in which the power transmission coil device 24 is used.
  • the difference between the reference position and the actual position indicating that no positional deviation has occurred may be defined as positional deviation.
  • the position of the power receiving coil device 26 is shifted in the horizontal direction (Y axis direction) with respect to the power transmitting coil device 24.
  • the radiation fin 13 is a soft magnetic material (for example, soft ferrite).
  • regions R1 and R2 in which the power transmission coil device 24 and the power reception coil device 26 do not overlap each other are generated. According to these regions R1 and R2, there is a possibility that leakage magnetic flux may occur between the power transmission coil device 24 and the power reception coil device 26. If leakage flux occurs, the desired transmission efficiency may not be obtained.
  • the control device 34 controls the projecting lengths L1 and L2 of the radiation fin 13 so as to eliminate the non-overlapping regions R1 and R2.
  • the protruding lengths L1 and L2 are lengths from the fin side surface 12c of the heat dissipation body 12 to the outer end surface 13c of the heat dissipation fin 13.
  • the control device 34 makes the protrusion length L1 of the other radiation fin 13 longer than the protrusion length L2 of the one radiation fin 13. According to such control, leakage flux can be suppressed. As a result, a reduction in transmission efficiency can be suppressed.
  • the power transmission coil device 24 also has a heat dissipation unit, similar control may be performed. In this case, the leakage flux can be further suppressed. Therefore, the decrease in transmission efficiency can be further suppressed.
  • the operation of switching between the storage form of the radiation fin 13 and the radiation form does not have to be strictly synchronized with the current supply operation to the coil 6.
  • the synchronization means that the current supply to the coil 6 is started and the operation of projecting the radiation fin 13 is started at the same time as the current supply to the coil 6 is continued, the heat radiation form is maintained.
  • the transition from the heat radiation form to the accommodation form is started, and the accommodation form is maintained while the current supply to the coil 6 is stopped.
  • the radiation fin 13 is stepped on. Can be suppressed.
  • the power transmission coil apparatus 24 should just be made into the thermal radiation form, at least, while the electric current supply to the coil 6 is continuing. Therefore, when the current supply to the coil 6 is stopped, it is not necessary to immediately shift from the heat radiation form to the accommodation form. For example, after the current supply to the coil 6 is stopped and a predetermined time has elapsed, the heat dissipation mode may be shifted to the accommodation mode. The timing of this transition may be, for example, when the temperature at a predetermined location of the power transmission coil device 24 falls below a threshold. According to such control, when the vehicle V which has been charged is moved and another vehicle V is immediately moved onto the power transmission coil device 24, the radiation fin 13 is maintained in the protruding state.
  • the power for driving the radiation fins 13 can be reduced. Furthermore, there is no time for the heat dissipating fins 13 to move in and out. As a result, the use efficiency of the non-contact power feeding system 21 can be enhanced.
  • the coil device of the present disclosure has been described above in detail based on the embodiments. However, the coil device of the present disclosure is not limited to the above embodiment. The coil device of the present disclosure can be variously modified without departing from the scope of the invention.
  • the heat dissipating member is not limited to a metal material as long as the material has good thermal conductivity. In addition to good thermal conductivity, a material further having flexibility and shape memory characteristics may be adopted as the material constituting the heat dissipation member. Such materials include shape memory alloys and silicon.
  • the coil device 1A includes a coil unit 2 and a heat dissipation unit 3A.
  • the heat dissipation unit 3A has a heat dissipation fin 13A (heat dissipation member).
  • the radiation fin 13A has a convex portion DA extending parallel to the fin side surface 12c.
  • the plurality of convex portions DA are provided to be separated from each other in the drive direction (Y-axis direction).
  • the heat dissipating fins 13A employing such a material, as shown in the portion (a) of FIG. 7, since the heat dissipating fins 13A deform when the heat dissipating fins 13A are stepped on the tire T, the tire T The influence to the vehicle V which it has can be suppressed. Therefore, the vehicle V will not be injured. As shown in part (b) of FIG. 7, the heat radiation fin 13A recovers a predetermined shape after a predetermined time has elapsed.
  • the heat dissipation member is not limited to one that maintains a predetermined shape by having a predetermined rigidity.
  • the coil device 1B has a coil unit 2 and a heat dissipation unit 3B.
  • the heat release unit 3B has a heat release sheet 37 (heat release member).
  • the heat dissipation sheet 37 may be made of a flexible material such as a sheet member.
  • the heat-radiating sheet 37 formed of such a material has a folded shape for storage (see the form in FIG. 8A) and an extended shape for heat radiation (the form of heat radiation in FIG. b) see section).
  • the heat dissipation unit 3B shown in (a) of FIG. 9 and (b) of FIG. 9 includes a heat dissipation sheet 37, a support 38, a guide bar 39, a rack 41, and a motor 42.
  • the support 38 is attached to the leading edge of the heat dissipation sheet 37.
  • the tip of the guide bar 39 is fixed to one end of the support 38.
  • the proximal end side of the guide bar 39 is slidably supported by a guide rail 43 provided on the heat dissipation body 12A.
  • the tip of the rack 41 is fixed to the other end of the support 38.
  • the rack 41 meshes with the pinion gear 44 of the motor 42 attached to the heat dissipation body 12A.
  • the pinion gear 44 is rotated.
  • the rack 41 moves linearly.
  • the columns 38 attached to the rack 41 move. Therefore, the heat dissipation sheet 37 can be deployed and accommodated.
  • the heat dissipation sheet 37 can be compactly accommodated (see part (a) of FIG. 9). Therefore, the space P for mounting various components on the heat dissipation body 12A can be secured.
  • the configuration for folding the heat dissipation sheet is not particularly limited. As shown in FIGS. 8 and 9, in addition to the configuration in which the heat-radiating sheet is folded in an accordion manner, the heat radiation shown in FIG. 10 (a) (accommodated state) and FIG. 10 (b) (heat radiated). As in the case of the sheet 37A, a so-called Miura fold may be employed.
  • the direction in which the heat dissipation member protrudes is not limited to one axial direction.
  • the coil device 1C has a coil unit 2 and a heat dissipation unit 3C.
  • the heat radiation unit 3C is a second heat radiation fin that can protrude in the direction of the second axis A2 (X axis direction) in addition to the pair of first heat radiation fins 46 that can protrude in the direction of the first axis A1 (Y axis direction). It may have 47.
  • the second axis A2 is orthogonal to the first axis A1. According to such a configuration, since the heat radiation area can be increased, the heat radiation efficiency can be further improved.
  • the shape of the heat dissipation body 12 is not limited to a rectangular shape in plan view.
  • the coil device 1D includes a coil unit 2D and a heat dissipation unit 3D.
  • the heat dissipation body 12D of the heat dissipation unit 3D may have a circular shape in plan view.
  • coil apparatus 1D may have the 1st radiation fin 48 and the 2nd radiation fin 49 which protrude in a mutually different direction.
  • the operation of taking the heat dissipating member into and out of the heat dissipating body is not limited to the operation of moving the heat dissipating member in a linear manner as in the coil device 1 of the first embodiment.
  • the coil device 1E has a coil unit 2E and a heat dissipation unit 3E.
  • the heat dissipation member of the heat dissipation unit 3E is a plate-shaped heat dissipation plate 51.
  • the heat dissipating plate 51 is rotated around the drive shaft S1 and spreads like a fan.
  • the heat dissipation unit 3E of the coil device 1E has a plurality of heat dissipation plates 51.
  • a drive shaft mechanism (not shown) is provided at the corner of the heat dissipation plate 51. The drive shaft mechanism drives each of the heat dissipation plates 51 to a different rotational position.
  • the above embodiment has described the case where the coil device of the present disclosure is applied to a non-contact power feeding system.
  • the coil device of the present disclosure is not limited to the application to the noncontact power feeding system.
  • the coil device of the present disclosure can also be applied to a coil device used in an environment where there is no counterpart coil device.
  • the coil devices of the present disclosure may be applied to induction heating systems and / or eddy current flaw detection systems.
  • the coil device of the present disclosure can achieve both efficient heat dissipation and miniaturization.

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Abstract

コイル装置は、コイルを収容するコイルユニットと、コイルユニットに対して熱的に接続された放熱ユニットと、を備える。放熱ユニットは、放熱ボディと、放熱ボディに対して移動可能である放熱フィンと、放熱フィンを駆動するフィン駆動機構と、を有する。放熱ユニットは、放熱フィンが放熱ボディから巻軸に対して交差する方向に突出した放熱形態と、放熱フィンが放熱ボディに収容された収容形態と、を含む。

Description

コイル装置
　本開示は、コイル装置に関する。
　特許文献１，２は、非接触給電装置において、コイルが発する熱に注目した技術を開示する。特許文献１の非接触給電装置は、液体式の冷却機構を有する。具体的には、特許文献１の非接触給電装置は、流体を流通させる流路を備える。コイルが発する熱は、流路を流れる液体に吸収される。特許文献２の非接触給電装置は、断熱性を有する隔壁を利用して電子部品を熱的に保護する。特許文献２の非接触給電装置は、熱伝導率が高い部材を利用して送電コイルが発するジュール熱を外部に放出する。
特開２０１２－２２８１２３号公報 特開２０１６－１０３６４５号公報
　非接触給電装置に関する分野においては、導電中のコイルが発する熱を効率よく放出することが望まれている。特許文献１の非接触給電装置は、液体式の冷却機構によって、コイルが発する熱を効率よく放熱する。しかし、液体式の冷却機構は、コイル装置内に流路を設ける必要がある。さらに、液体式の冷却機構は、液体を流動させるためのポンプといった付帯装置を要する。従って、非接触給電装置の小型化を阻害するおそれがある。
　本開示は、効率のよい放熱と小型化との両立が可能なコイル装置を説明する。
　本開示の一形態は、コイル装置である。コイル装置は、コイル部を収容すると共に、主面を有するコイルユニットと、コイルユニットに対して熱的に接続された放熱ユニットと、を備える。放熱ユニットは、主面に対して熱的に接続された放熱ボディと、放熱ボディに対して移動可能であると共に、放熱ボディに対して熱的に接続された放熱部材と、放熱部材を駆動する駆動部と、を有する。放熱ユニットは、放熱部材が放熱ボディから主面に沿う方向に突出した第１形態と、放熱部材が放熱ボディに収容された第２形態と、を含む。
　本開示のコイル装置によれば、効率のよい放熱と小型化との両立が可能である。
図１は、コイル装置を分解して示す斜視図である。 図２は、コイル装置が備える放熱ユニットの平面図である。 図３の（ａ）部は収容形態を示す斜視図であり、図３の（ｂ）部は放熱形態を示す斜視図である。 図４は、コイル装置を備える非接触給電システムの構成を示す図である。 図５は、コイル装置のずれを示す図である。 図６は、変形例に係るコイル装置を示す図である。 図７の（ａ）部は図６に示されたコイル装置の使用状態を示す図であり、図７の（ｂ）部は図６に示されたコイル装置の別の使用状態を示す図である。 図８の（ａ）部は別の変形例に係るコイル装置の収容形態を示す図であり、図８の（ｂ）部は、別の変形例に係るコイル装置の放熱形態を示す図である。 図９の（ａ）部は図８の（ａ）部に示されたコイル装置の平面図であり、図９の（ｂ）部は図８の（ｂ）部に示されたコイル装置の平面図である。 図１０の（ａ）部は放熱シートを畳んだ状態を示す図であり、図１０の（ｂ）部は放熱シートを広げた状態を示す図である。 図１１の（ａ）部はさらに別の変形例に係るコイル装置の収容形態を示す図であり、図１１の（ｂ）部はさらに別の変形例に係るコイル装置の放熱形態を示す図である。 図１２の（ａ）部はさらに別の変形例に係るコイル装置の収容形態を示す図であり、図１２の（ｂ）部は、さらに別の変形例に係るコイル装置の放熱形態を示す図である。 図１３の（ａ）部はさらに別の変形例に係るコイル装置の収容形態を示す図であり、図１３の（ｂ）部はさらに別の変形例に係るコイル装置の放熱形態を示す図である。
　本開示の一形態は、コイル装置である。コイル装置は、コイル部を収容すると共に、主面を有するコイルユニットと、コイルユニットに対して熱的に接続された放熱ユニットと、を備える。放熱ユニットは、主面に対して熱的に接続された放熱ボディと、放熱ボディに対して移動可能であると共に、放熱ボディに対して熱的に接続された放熱部材と、放熱部材を駆動する駆動部と、を有する。放熱ユニットは、放熱部材が放熱ボディから主面に沿う方向に突出した第１形態と、放熱部材が放熱ボディに収容された第２形態と、を含む。
　コイル装置は、コイルユニットに対して放熱ユニットの放熱ボディが熱的に接続される。放熱ボディには、放熱部材が熱的に接続される。従って、コイルユニットに収容されたコイル部において生じた熱は、放熱ボディを介して放熱部材に伝わる。放熱部材は、放熱ボディからコイルユニットの主面に沿う方向に突出する。従って、放熱に寄与する放熱面積が拡大する。その結果、熱放射と空気への熱伝達とによる放熱量が増大する。従って、コイル装置は、効率のよい放熱を行うことができる。放熱部材は、放熱ボディに収容される。従って、コイル装置は、小型化することができる。換言すると、コイル装置は、放熱ボディに対して出し入れ可能な放熱部材を備えるので、効率のよい放熱と小型化とを両立させることができる。
　コイル部に電流が供給されているとき、放熱ユニットは第１形態であってもよい。コイル部に電流が供給されているとき、コイル部は発熱する。コイル部が発熱しているとき、放熱ユニットは、放熱部材を突出させた第１形態である。従って、拡大された放熱面積により、コイル部が発生させる熱を効率よく放熱することが可能になる。その結果、コイルユニットへの熱の影響が抑制されるので、コイル装置を安定して動作させることができる。
　放熱ユニットが第１形態であるとき、放熱ボディから突出した放熱部材の長さは、予め設定された所望の突出し長さとされてもよい。この構成によれば、発熱の態様に応じた放熱形態を得ることができる。
　コイル装置は、相手方コイル装置に対して電力供給し、又は、相手方コイル装置から電力を受け取り、放熱ユニットが第１形態であるとき、放熱ボディから突出した放熱部材の長さは、コイル装置が備えるコイル部と相手方コイル装置が備えるコイル部とのずれ量に基づいて決定されてもよい。コイル装置と相手方コイル装置との間にずれが生じると、コイル部同士のずれが生じる。コイル部同士のずれは、漏れ磁束を発生させる。漏れ磁束は、ずれ量に応じたコイル部の発熱を生じさせる。放熱ボディから突出した放熱部材の長さは、コイル部同士のずれに基づいて決定される。従って、放熱部材の突出し長さを、温度上昇に応じた長さとすることが可能になる。その結果、コイル装置の駆動に要する動力を低減することができる。
　以下、添付図面を参照しながら本開示のコイル装置について説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し重複する説明を省略する。また、図面の説明において、図中に示す直交座標系を用いる場合がある。以下の説明において、「前」は、Ｘ方向正の向きと対応する。「後」は、Ｘ方向負の向きと対応する。「左」は、Ｙ方向正の向きと対応する。「右」は、Ｙ方向負の向きと対応する。「上」は、Ｚ方向正の向きと対応する。「下」は、Ｚ方向負の向きと対応する。
　コイル装置は、非接触給電システムに用いられる。図１に示されるように、コイル装置１は、コイルユニット２と、放熱ユニット３と、を有する。
　コイルユニット２は、平面視して矩形を呈する直方体である。コイルユニット２は、送電面２ａとベース連結面２ｂ（主面）とを有する。送電面２ａは、別のコイル装置１に対面する。ベース連結面２ｂは、放熱ユニット３に固定される。コイル装置１は、鉛直上向き方向（Ｚ軸方向）に沿って、放熱ユニット３、コイルユニット２の順に重なっている。換言すると、コイルユニット２は、放熱ユニット３の上に配置されている。コイルユニット２は、ハウジング４と、コイル６（コイル部）と、コイル保持板７と、フェライト板８と、を有する。
　ハウジング４は、平面視して放熱ユニット３と略同じ形状を有する。ハウジング４は、コイル６と、コイル保持板７と、フェライト板８と、を収容する空間を形成する。ハウジング４は、ケース本体９と、蓋体１１と、を有する。
　コイル６は、同一平面内で略矩形の渦巻状に巻回された導線によって形成される。コイル６は、誘導電流を発生させる。コイル６は、いわゆるサーキュラーコイルである。サーキュラーコイルとは、導線が巻軸Ｓのまわりに平面渦巻状に巻回された態様のコイルである。平面渦巻状とは、巻軸Ｓを囲むように外側から内側へ、もしくは内側から外側へ導線が巻かれている形状である。コイル６は、導線が平面渦巻状に巻回された態様であればよい。従って、コイル６は、一層であっても多層であってもよい。また、巻軸Ｓおよび渦巻状は、同一平面内に複数個設けられてもよい。巻軸Ｓの方向から見たコイル６の形状は、矩形、円形、楕円形等の種々の形状であってもよい。導線としては、例えば、互いに絶縁された複数の導体素線が撚り合わされたリッツ線を用いてもよい。導線は、銅もしくはアルミニウムの単線、又はバスバー等であってもよい。なお、コイルは、ソレノイドコイルであってもよい。
　コイル保持板７は、コイル６を保持するための平板状部材である。コイル保持板７は、いわゆるボビンである。コイル保持板７は、例えば、コイル６が嵌め込まれる溝部を有する。コイル保持板７の材料としては、電気絶縁性を有する材料（例えばシリコーン、ポリフェニレンサルファイド樹脂等）が用いられる。コイル６が嵌め込まれる溝部は、蓋体１１に設けられてもよい。また、コイル６を接着材及び／又はワニスで硬化させてもよい。この場合にはコイル保持板７を略しても良い。
　フェライト板８は、例えば矩形平板状のフェライトコアである。フェライト板８は、磁性体であって、コイル６から発生した磁力線の方向を制御する。また、フェライト板８は、磁力線を収束する。フェライト板８の形状及び大きさは、例えば、平面視において、コイル保持板７の形状及び大きさに略等しくてもよい。フェライト板８の形状及び大きさは、正方形に限定されない。フェライト板８は、ハウジング４に収容可能である任意の形状及び大きさに設定してよい。
　放熱ユニット３は、コイルユニット２の下側においてコイルユニット２に対して熱的に接続される。放熱ユニット３は、路面などに接するように配置される。放熱ユニット３は、非磁性及び導電性を有する。放熱ユニット３は、剛性の高い材料（例えばアルミニウム又は銅等）で形成されている。放熱ユニット３は、コイル装置１の全体としての剛性を確保する。放熱ユニット３は、漏れ磁束の外部流出を遮蔽する。放熱ユニット３は、コイルユニット２において生じる熱を放熱する。換言すると、放熱ユニット３は、いわゆるヒートシンクの機能を有する。
　図１及び図２に示されるように、放熱ユニット３は、放熱ボディ１２と、一対の放熱フィン１３（放熱部材）と、フィン駆動機構１４（駆動部）と、を有する。放熱ボディ１２は、ハウジング連結面１２ａ（第１取付面）と、路面連結面１２ｂ（第２取付面）と、フィン側面１２ｃと、を有する。放熱ボディ１２は、フィン収容部１５（図２参照）を有する。ハウジング連結面１２ａは、路面に配置された場合における上側の面である。ハウジング連結面１２ａは、コイルユニット２のベース連結面２ｂに対面する。路面連結面１２ｂは、路面に配置された場合における下側の面である。路面連結面１２ｂは、路面に対面する。フィン側面１２ｃは、ハウジング連結面１２ａと、路面連結面１２ｂと、を連結する。フィン収容部１５は、路面連結面１２ｂに設けられた凹部である。フィン収容部１５は、フィン側面１２ｃに設けられたフィン開口１５ａを有する。フィン開口１５ａの形状は、放熱フィン１３の外形形状に倣う。
　放熱フィン１３は、放熱ボディ１２に対して相対的に移動可能である。放熱フィン１３は、放熱面１３ａと可動面１３ｂとを有する。放熱面１３ａは、複数の凸部Ｄを有する。複数の凸部Ｄは、それぞれＹ軸方向に延在する。複数の凸部Ｄは、Ｘ軸方向に互いに離間する。このような形状によれば、放熱面１３ａの表面積が拡大される。その結果、効率のよい放熱が行われる。放熱面１３ａは、放熱ボディ１２に対して摺動可能に設けられる。放熱面１３ａは、放熱ボディ１２のフィン収容部１５に常に接触する。この接触には、放熱面１３ａとフィン収容部１５との直接的な接触と、グリスといった部材を介した間接的な接触と、を含む。例えば、放熱面１３ａとフィン収容部１５との間には、僅かな隙間が設けられる。この隙間には、自然揮発しない熱伝導性シリコーン及び／又はオイルなどが配置されてもよい。隙間には、耐摩耗性を有する熱伝導性シリコーンシートが挟み込まれてもよい。このような構成によれば、放熱ボディ１２に対する放熱フィン１３の出し入れを円滑に行うことが可能であると共に、放熱ボディ１２から放熱フィン１３へ熱を効率よく伝えることができる。
　可動面１３ｂは、放熱面１３ａに対して下側に設けられる。可動面１３ｂは、路面と対面する。可動面１３ｂは、路面に対して固定されていない。従って、可動面１３ｂは路面に対して相対的に移動可能である。例えば、可動面１３ｂは、放熱ボディ１２の路面連結面１２ｂよりも僅かに上側に形成される。つまり、可動面１３ｂと路面Ｇ（図４参照）との間には、隙間が形成されてもよい。
　フィン駆動機構１４は、一対の放熱フィン１３をＹ軸方向に往復移動させる。フィン駆動機構１４は、ウォームギヤ１７とモータ１８とを有する。ウォームギヤ１７は、Ｙ軸方向に延在する棒体にらせん状の歯型を設けた部品である。ウォームギヤ１７の一端は、一方の放熱フィン１３にねじ込まれる。ウォームギヤ１７の他端は、他方の放熱フィン１３にねじ込まれる。モータ１８は、ウォームギヤ１７の歯形に噛み合うギヤ１８ａを有する。モータ１８は、当該ギヤ１８ａを介してトルクをウォームギヤ１７に供給する。モータ１８は、正回転及び逆回転が可能である。また、モータ１８は、所定の回転数だけウォームギヤ１７を回転させる。ウォームギヤ１７の回転数を所定の回数に設定することにより、放熱フィン１３の突出し長さを所望の長さに制御することができる。所望の突出し長さとは、例えば、送電コイル装置２４の所定箇所の温度が閾値を下回るために必要な長さである。また、所望の突出し長さとは、例えば、送電コイル装置２４の所定箇所の温度の上昇を抑えるために必要な長さである。突出し長さを、温度を閾値以下にするため及び／又は温度上昇を抑えるために必要最低限の長さにすることにより、モータ１８の消費電力の低減を実現できる。また、車両Ｖが放熱フィン１３を踏む可能性を低減することができる。
　図１に示されたフィン駆動機構１４は、１本のウォームギヤ１７によって一対の放熱フィン１３を駆動した。この構成によれば、一対の放熱フィン１３の突出長さは、常に同じである。しかし、一方の放熱フィン１３の長さを、他方の放熱フィン１３の突出し長さと異ならせてもよい。例えば、一方の放熱フィン１３を放熱ボディ１２に収容した状態とし、他方の放熱フィン１３だけ突出させてもよい。このような動作をさせる場合には、一方の放熱フィン１３及び他方の放熱フィン１３のそれぞれに、フィン駆動機構１４を設ける。一方の放熱フィン１３を駆動するためのフィン駆動機構と、他方の放熱フィンを駆動するためのフィン駆動機構とを有していればよい。
　図３の（ａ）部及び図３の（ｂ）部に示されるように、放熱ユニット３は、互いに異なる２以上の形態を有する。図３の（ａ）部は、放熱フィン１３を放熱ボディ１２に収容した形態（収容形態、第２形態）を示す。図３の（ｂ）部は、放熱フィン１３を放熱ボディ１２から突き出した形態（放熱形態、第１形態）を示す。
　コイル装置１は、コイルユニット２に対して放熱ユニット３の放熱ボディ１２を熱的に接続する。放熱ボディ１２は、放熱フィン１３に熱的に接続される。従って、コイルユニット２に収容されたコイル６において生じた熱は、放熱ボディ１２を介して放熱フィン１３に伝わる。放熱フィン１３は、放熱ボディ１２から巻軸Ｓ（図１参照）に対して交差する方向（Ｙ軸方向）に突出する。従って、放熱に寄与する放熱面積が拡大する。その結果、効率のよい放熱を行うことができる。そして、放熱フィン１３は、放熱ボディ１２に収容される。従って、コイル装置１を小型化することができる。従って、放熱ボディ１２に対して出し入れ可能な放熱フィン１３により、コイル装置１は、効率のよい放熱と小型化とを両立させることができる。
　収容形態に設定する動作と放熱形態に設定する動作とは、別のコイル装置１への給電動作に対応させてよい。例えば、給電動作を行わないときには、コイル６に電流が供給されない。従って、コイル６は発熱しないので、積極的な放熱を行う必要がない。そこで、放熱フィン１３を放熱ボディ１２に収容する（収容形態）。収容形態によれば、コイル装置１を小型化できる。一方、給電動作を行うときには、コイル６に電流が供給される。従って、コイル６が発熱するので、積極的な放熱を行う。そこで、放熱フィン１３を放熱ボディ１２から突出させる（放熱形態）。放熱形態によれば、放熱に寄与する放熱面積が拡大される。その結果、放熱効率を高めることができる。
　実施形態に係るコイル装置１を備えた非接触給電システムについて説明する。図４に示されるように、非接触給電システム２１は、電気自動車及びハイブリッド自動車等の車両Ｖに搭載されたバッテリ２９を充電する。非接触給電システム２１は、モータ等の駆動源に対して直接に電力を供給する。車両Ｖは、モータ、操作ハンドル、及びブレーキ等の走行に必要な構成を含む。しかし、図４ではこれらの構成の図示を省略する。
　非接触給電システム２１は、路面Ｇに設置された送電装置２２と、車両Ｖ側に設けられる受電装置２３と、を含む。送電装置２２及び受電装置２３は、それぞれ実施形態に係るコイル装置１を有する。以下、送電装置２２が有するコイル装置１を送電コイル装置２４と称する。受電装置２３が有するコイル装置１を受電コイル装置２６（相手方コイル装置）と称する。送電コイル装置２４と受電コイル装置２６とが近接すると、送電コイル装置２４に含まれるコイル６（図１参照）と受電コイル装置２６（相手方コイル部）に含まれるコイル６とが互いに近接する。この近接状態では、一対のコイル６によって電磁結合回路が形成される。電磁結合回路は、コイル６同士の電磁気的な結合によって、送電側のコイル６から受電側のコイル６への非接触の給電を行う。電磁結合回路は、電磁誘導方式の結合回路であってもよく、磁界共鳴方式の結合回路であってもよい。
　送電コイル装置２４及び受電コイル装置２６は、上下方向において互いに向き合うと共に、所定の間隔で離間する。送電コイル装置２４は、路面Ｇから上方に突出する。受電コイル装置２６は、例えば車両ＶのシャシーＢの下面に取り付けられる。
　受電装置２３は、受電コイル装置２６（コイル装置）と、受電回路２７と、充電回路２８と、を含む。受電コイル装置２６は、送電側の送電コイル装置２４から非接触で供給される電力（交流電力）を受け取る。受電回路２７は、受電コイル装置２６からの交流電力を直流電力に変換する。そして、受電回路２７は、直流電力を充電回路２８に出力する。充電回路２８は、受電回路２７からの電力（直流電力）を所望電力に変換する。充電回路２８は、所望電力をバッテリ２９に供給する。バッテリ２９は、車両Ｖに搭載された再充電が可能な電池である。バッテリ２９は、例えば、リチウムイオン電池及びニッケル水素電池等の二次電池である。バッテリ２９は、図示しない走行モータ等に電力を供給する。
　送電装置２２は、送電コイル装置２４（コイル装置）と、送電回路３１と、整流回路３２と、制御装置３４と、を有する。
　送電コイル装置２４は、路面Ｇに設置される。
　送電回路３１は、整流回路３２から供給される電力を交流電力（高周波電力）に変換する。送電回路３１は、交流電力を送電コイル装置２４に提供する。
　整流回路３２は、外部電源３３から供給される交流電力を整流する。換言すると、整流回路３２は、交流電力を直流電力に変換する。整流回路３２は、外部電源３３が直流電源である場合には、省略してもよい。
　外部電源３３は、車両Ｖに伝送すべき電力を生成するために必要となる電力を供給する。
　電子制御ユニットである制御装置３４は、例えば、ＣＰＵ［Central Processing Unit］、ＲＯＭ［Read Only Memory］、ＲＡＭ［Random Access Memory］等を含む。制御装置３４は、送電装置２２の各回路（整流回路３２、送電回路３１等）を制御する。
　制御装置３４は、送電コイル装置２４の放熱動作を制御する。具体的には、制御装置３４は、制御信号をモータ１８（図１参照）に供給する。制御信号は、放熱フィン１３の突出し長さに関連する。放熱フィン１３の突出し長さは、モータ１８の回転回数に関連する。従って、制御装置３４は、突出し長さに対応する回転回数だけモータ１８を回転させる。
　制御装置３４は、送電コイル装置２４へ電流が供給されていないとき、収容形態（図３の（ａ）部参照）となるように放熱フィン１３を制御する。収容形態であるとき、放熱フィン１３の外側端面１３ｃは、フィン側面１２ｃと面一であってもよい。なお、外側端面１３ｃは、フィン側面１２ｃに対して奥側に配置されてもよい。外側端面１３ｃは、フィン側面１２ｃから僅かに突出してもよい。
　制御装置３４は、送電コイル装置２４へ電流が供給されているとき、放熱形態（図３の（ｂ）部参照）となるように放熱フィン１３を制御する。放熱形態とは、放熱フィン１３がフィン側面１２ｃから所定長さだけ突出した形態をいう。所定長さは、機構的に放熱フィン１３を最も突出させたときの長さであってもよい。所定長さは、非接触給電システム２１に関する種々の変数を用いて決定してもよい。例えば、所定長さは、送電コイル装置２４と受電コイル装置２６との位置ずれ量に基づいて決定してもよい。また、送電コイル装置２４のコイル６と受電コイル装置２６のコイル６との位置ずれ量に基づいて決定してもよい。
　位置ずれは、送電コイル装置２４と受電コイル装置２６との間における伝送効率により説明してもよい。例えば、位置ずれが生じていないとは、最大伝送効率が実現される位置関係であると説明してもよい。位置ずれが生じていないとは、一方のコイル６の前後方向（Ｘ軸方向）における面の中心と他方のコイル６の前後方向における面の中心とが上下方向（Ｚ軸方向）において一致した状態であると説明してもよい。位置ずれが生じていないとは、送電コイル装置２４が用いられる非接触給電システムの仕様書もしくは使用マニュアル等に位置ずれ無しとして規定される位置関係であると説明してもよい。位置ずれが生じていないことを示すこれらの基準位置と実際の位置との相違を、位置ずれと定義してよい。
　図５に示されるように、送電コイル装置２４に対して受電コイル装置２６の位置が水平方向（Ｙ軸方向）にずれた場合を仮定する。この構成においては、放熱フィン１３は、軟磁性材料（例えばソフトフェライト）であると仮定する。このとき、鉛直方向（Ｚ軸方向）から見ると、送電コイル装置２４と受電コイル装置２６とが互いに重複しない領域Ｒ１，Ｒ２が生じる。これら領域Ｒ１，Ｒ２によれば、送電コイル装置２４と受電コイル装置２６との間に漏れ磁束が生じる可能性がある。漏れ磁束が生じると、所望の伝送効率が得られなくなるおそれがある。そこで、制御装置３４は、重複しない領域Ｒ１，Ｒ２を解消するように、放熱フィン１３の突出し長さＬ１，Ｌ２を制御する。突出し長さＬ１，Ｌ２とは、放熱ボディ１２のフィン側面１２ｃから放熱フィン１３の外側端面１３ｃまでの長さである。制御装置３４は、他方の放熱フィン１３の突出し長さＬ１を一方の放熱フィン１３の突出し長さＬ２よりも長くする。このような制御によれば、漏れ磁束を抑制し得る。その結果、伝送効率の低下を抑制することができる。
　送電コイル装置２４も放熱ユニットを有する場合は、同様の制御を行ってもよい。この場合には、漏れ磁束をさらに抑制することが可能になる。従って、伝送効率の低下をさらに抑制することができる。
　放熱フィン１３の収容形態と放熱形態とを切り替える動作は、コイル６への電流供給動作と厳密に同期する必要はない。ここでいう同期とは、コイル６への電流供給が開始されると同時に放熱フィン１３を突き出す動作が開始され、コイル６への電流供給が継続している間は放熱形態が維持され、コイル６への電流供給が停止されると同時に放熱形態から収容形態への移行が開始され、コイル６への電流供給が停止している間は収容形態が維持されることをいう。コイル６への電流供給が停止されたときに放熱形態から収容形態へ直ちに移行する制御を採用する場合、充電が完了した車両Ｖが送電コイル装置２４上から移動する際に、放熱フィン１３を踏みつけることを抑制できる。
　送電コイル装置２４は、少なくともコイル６への電流供給が継続している間に放熱形態とされていればよい。従って、コイル６への電流供給が停止された場合に、放熱形態から収容形態へ直ちに移行しなくてもよい。例えば、コイル６への電流供給が停止されて、所定の時間が経過した後に、放熱形態から収容形態へ移行してもよい。この移行のタイミングは、例えば、送電コイル装置２４の所定箇所の温度が閾値を下回ったときとしてもよい。このような制御によれば、充電が完了した車両Ｖが移動し、その後直ちに別の車両Ｖが送電コイル装置２４上に移動する場合に、放熱フィン１３が突き出された状態が維持される。従って、放熱動作を継続することが可能である。また、放熱フィン１３を駆動するための電力を削減できる。さらに、放熱フィン１３を出入りさせる時間がなくなる。その結果、非接触給電システム２１の使用効率を高めることができる。
　以上、本開示のコイル装置をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本開示のコイル装置は上記実施形態に限定されない。本開示のコイル装置は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
　放熱部材は、良好な熱伝導性を有する材料であれば、金属材料に限定されない。放熱部材を構成する材料として、良好な熱伝導性に加えて、柔軟性と形状記憶特性とをさらに有する材料を採用してもよい。このような材料として、形状記憶合金及びシリコンなどが挙げられる。図６に示されるように、コイル装置１Ａは、コイルユニット２と、放熱ユニット３Ａとを有する。放熱ユニット３Ａは、放熱フィン１３Ａ（放熱部材）を有する。放熱フィン１３Ａは、フィン側面１２ｃに対して平行に延びる凸部ＤＡを有する。複数の凸部ＤＡは、駆動方向（Ｙ軸方向）に互いに離間するように設けられる。このような材料を採用した放熱フィン１３Ａによれば、図７の（ａ）部に示されるように、放熱フィン１３ＡがタイヤＴに踏まれた場合に放熱フィン１３Ａが変形するので、タイヤＴを有する車両Ｖへの影響を抑制できる。従って、車両Ｖを傷つけることがない。図７の（ｂ）部に示されるように、所定の時間が経過した後に、放熱フィン１３Ａは、所定の形状を回復する。
　放熱部材は、所定の剛性を有することにより、所定の形状を保つものに限定されない。例えば、図８の（ａ）部及び図８の（ｂ）部に示されるように、コイル装置１Ｂは、コイルユニット２と、放熱ユニット３Ｂとを有する。放熱ユニット３Ｂは、放熱シート３７（放熱部材）を有する。放熱シート３７は、シート部材のように柔軟性を有する材料により構成してもよい。このような材料により形成された放熱シート３７は、収容のために折り畳んだ形状（収容形態、図８の（ａ）部参照）と、放熱のために広げた形状（放熱形態、図８の（ｂ）部参照）と、を有する。
　図９の（ａ）部及び図９の（ｂ）部に示された放熱ユニット３Ｂは、放熱シート３７と、支柱３８と、ガイドバー３９と、ラック４１と、モータ４２とを有する。支柱３８は、放熱シート３７の先端縁に取り付けられる。支柱３８の一端には、ガイドバー３９の先端が固定される。ガイドバー３９の基端側は、放熱ボディ１２Ａに設けられたガイドレール４３に摺動可能に支持される。支柱３８の他端には、ラック４１の先端が固定される。ラック４１は、放熱ボディ１２Ａに取り付けられたモータ４２のピニオンギヤ４４に噛み合う。このような構成によれば、モータ４２を回転させることにより、ピニオンギヤ４４が回転する。ピニオンギヤ４４が回転すると、ラック４１が直線状に移動する。ラック４１が移動すると、ラック４１に取り付けられた支柱３８が移動する。従って、放熱シート３７を展開及び収容することができる。このような構成によれば、放熱シート３７をコンパクトに収容することが可能になる（図９の（ａ）部参照）。従って、放熱ボディ１２Ａに種々の部品を搭載するためのスペースＰを確保することができる。
　放熱シートを折り畳む構成も特に限定されない。図８及び図９に示されるように、アコーディオン状に放熱シートを折り畳む構成の他に、図１０の（ａ）部（収容状態）及び図１０の（ｂ）部（放熱状態）に示される放熱シート３７Ａのように、いわゆるミウラ折りと呼ばれる折り畳み構成を採用してもよい。
　放熱部材が突出する方向は、一本の軸方向に限定されない。例えば、図１１の（ａ）部及び図１１の（ｂ）部に示されるように、コイル装置１Ｃは、コイルユニット２と、放熱ユニット３Ｃとを有する。放熱ユニット３Ｃは、第１軸Ａ１（Ｙ軸方向）の方向に突出可能な一対の第１放熱フィン４６に加えて、第２軸Ａ２（Ｘ軸方向）の方向に突出可能な第２放熱フィン４７を有してもよい。第２軸Ａ２は、第１軸Ａ１に対して直交する。このような構成によれば、放熱面積を増大できるので、放熱効率をさらに向上させることができる。
　放熱ボディ１２の形状は、平面視して矩形状に限定されない。例えば、図１２の（ａ）部及び図１２の（ｂ）部に示されるように、コイル装置１Ｄは、コイルユニット２Ｄと、放熱ユニット３Ｄとを有する。放熱ユニット３Ｄの放熱ボディ１２Ｄは、平面視して円形状であってもよい。この構成によっても、コイル装置１Ｄは、互いに異なる方向に突出する第１放熱フィン４８と第２放熱フィン４９とを有してよい。
　放熱部材を放熱ボディに対して出し入れする動作は、第１実施形態のコイル装置１のように放熱部材を直線状に移動させる動作に限定されない。例えば、図１３の（ａ）部及び図１３の（ｂ）部に示されるように、コイル装置１Ｅは、コイルユニット２Ｅと、放熱ユニット３Ｅとを有する。放熱ユニット３Ｅの放熱部材は板状の放熱プレート５１である。放熱プレート５１は、駆動軸Ｓ１のまわりに回転させられて、扇状に広がる。コイル装置１Ｅの放熱ユニット３Ｅは、複数の放熱プレート５１を有する。放熱プレート５１の角部には、駆動軸機構（図示しない）が設けられる。駆動軸機構は、放熱プレート５１毎に異なる回転位置まで駆動する。
　上記実施形態では、本開示のコイル装置を非接触給電システムに適用する場合について説明した。本開示のコイル装置は、非接触給電システムへの適用に限定されない。本開示のコイル装置は、相手方コイル装置が存在しない環境で使用されるコイル装置にも適用できる。例えば、本開示のコイル装置は、誘導加熱システム及び／又は渦流探傷システムに適用されてもよい。
　本開示のコイル装置は、効率のよい放熱と小型化との両立が可能である。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ　コイル装置
２，２Ｄ，２Ｅ　コイルユニット
２ａ　送電面
２ｂ　ベース連結面（主面）
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ　放熱ユニット
４　ハウジング（コイルユニット）
６　コイル（コイル部）
７　コイル保持板
８　フェライト板
９　ケース本体
１１　蓋体
１２，１２Ａ　放熱ボディ
１２ａ　ハウジング連結面
１２ｂ　路面連結面
１２ｃ　フィン側面
１３，１３Ａ　放熱フィン（放熱部材）
１３ａ　放熱面
１３ｂ　可動面
１３ｃ　外側端面
１４　フィン駆動機構（駆動部）
１５　フィン収容部
１５ａ　フィン開口
１７　ウォームギヤ
１８　モータ
２１　非接触給電システム
２２　送電装置
２３　受電装置
２４　送電コイル装置
２６　受電コイル装置（相手方コイル装置）
２７　受電回路
２８　充電回路
２９　バッテリ
３１　送電回路
３２　整流回路
３３　外部電源
３４　制御装置
３７，３７Ａ　放熱シート（放熱部材）
３８　支柱
３９　ガイドバー
４１　ラック
４２　モータ
４３　ガイドレール
４４　ピニオンギヤ
４６，４８　第１放熱フィン
４７，４９　第２放熱フィン
５１　放熱プレート
Ａ１　第１軸
Ａ２　第２軸
Ｂ　シャシー
Ｄ，ＤＡ　凸部
Ｇ　路面
Ｌ１，Ｌ２　突出し長さ
Ｒ１，Ｒ２　領域
Ｓ　巻軸
Ｓ１　駆動軸
Ｔ　タイヤ
Ｖ　車両

Claims (4)

  1. 　コイル装置であって、
    　コイル部を収容すると共に、主面を有するコイルユニットと、
    　前記コイルユニットに対して熱的に接続された放熱ユニットと、を備え、
    　前記放熱ユニットは、前記主面に対して熱的に接続された放熱ボディと、前記放熱ボディに対して移動可能であると共に、前記放熱ボディに対して熱的に接続された放熱部材と、前記放熱部材を駆動する駆動部と、を有し、
    　前記放熱ユニットは、前記放熱部材が前記放熱ボディから前記主面に沿う方向に突出した第１形態と、前記放熱部材が前記放熱ボディに収容された第２形態と、を含む、コイル装置。
  2. 　前記コイル部に電流が供給されているとき、前記放熱ユニットは前記第１形態である、請求項１に記載のコイル装置。
  3. 　前記放熱ユニットが前記第１形態であるとき、前記放熱ボディから突出した前記放熱部材の長さは、予め設定された所望の突出し長さとされる、請求項２に記載のコイル装置。
  4. 　前記コイル装置は、相手方コイル装置に対して電力供給し、又は、前記相手方コイル装置から電力を受け取り、
    　前記放熱ユニットが前記第１形態であるとき、前記放熱ボディから突出した前記放熱部材の長さは、前記コイル装置が備えるコイル部と前記相手方コイル装置が備えるコイル部とのずれ量に基づいて決定される、請求項２に記載のコイル装置。
     
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