共鳴コイル保持部材、共鳴コイルユニット、及び、非接触電力伝送装置
【課題】共鳴コイルを大型化することなく安価に沿面放電を防止できる共鳴コイル保持部材、共鳴コイルユニット、及び、非接触電力伝送装置を提供する。
【解決手段】共鳴コイルユニット５０のコイルボビン５７には、共鳴コイル５１の複数の巻回部５５を互いに間隔をあけて固定する螺旋平面部５９と、この螺旋平面部５９の間に配置された螺旋凸条９８と、が設けられており、この螺旋凸条９８は、螺旋平面部５９によって固定された共鳴コイル５１の各巻回部５５の間の沿面距離がこれら各巻回部５５の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように形成されている。
【解決手段】共鳴コイルユニット５０のコイルボビン５７には、共鳴コイル５１の複数の巻回部５５を互いに間隔をあけて固定する螺旋平面部５９と、この螺旋平面部５９の間に配置された螺旋凸条９８と、が設けられており、この螺旋凸条９８は、螺旋平面部５９によって固定された共鳴コイル５１の各巻回部５５の間の沿面距離がこれら各巻回部５５の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共鳴現象によって相手方コイルに電力を送信し又は相手方コイルから送信された電力を受信する共鳴コイルを保持する共鳴コイル保持部材、その共鳴コイル保持部材を有する共鳴コイルユニット、及び、その共鳴コイルユニットを有する非接触電力伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、電気自動車等が備える二次電池（以下、単に「バッテリ」という）の充電などにおいて、充電作業を容易にするために、プラグ接続等の物理的接続を必要としないワイヤレス（非接触）での電力伝送技術が用いられている。
【０００３】
このようなワイヤレス電力伝送技術として、電磁誘導現象を利用した電磁誘導方式、電磁波を利用した電磁波送信方式、共鳴現象を利用した共鳴方式などが知られている。中でも、共鳴方式は、送信共鳴コイルに交流電力を供給して、電磁場を介して送信共鳴コイルと当該送信共鳴コイルに対向配置された受信共鳴コイルとを共鳴させて、電力を伝送する技術であり、数ｋＷの大電力を比較的離れた場所間で伝送することが可能である。
【０００４】
しかしながら、このような共鳴方式のワイヤレス電力伝送技術を、例えば、電気自動車のバッテリ充電システムなどの数ｋＷから数十ｋＷの大電力が伝送されるシステムに適用した場合、図１３に示すように、共鳴状態になると共鳴コイルが有する管状に巻回されたコイル導線の端部あるいは端部近傍において高電圧が生じ、当該共鳴コイルを収容する、アースされたケースなどとの間で絶縁破壊が起きて火花放電が発生してしまうなどの問題があった。そして、このような問題を解決する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００５】
特許文献１に開示されている共鳴コイル９０１は、図１４に示すように、コイル導線９１０と絶縁性の樹脂９２０とを備えている。コイル導線９１０は、管状に複数回巻回されている。そして、この絶縁性の樹脂９２０が、コイル導線９１０の長手方向の端部９１０ａに近いほど厚みが増すようにコイル導線９１０に被覆加工されているので、コイル導線９１０の端部９１０ａにおける絶縁耐力を高めて火花放電を防止することができた。また、この共鳴コイル９０１のコイル導線９１０には、コイル導線９１０の巻回部間に一定の導線間ギャップが設けられており、コイル導線９１０の巻回部間での絶縁破壊による火花放電を防いでいた。
【０００６】
そして、このような共鳴コイル９０１は、例えば、図１５に示すように、絶縁性の合成樹脂を材料として円筒形状に形成されたコイルボビン９４０の外周面９４０ａに、複数の巻回部９１５が互いに間隔をあけるように螺旋状に巻きつけられることにより保持され、コイルボビン９４０とともに電気自動車や充電装置に取り付けられていた。
【０００７】
または、共鳴コイル９０１は、図１６（ａ）に示すように、絶縁性の合成樹脂を材料として帯板状に形成された複数のリブ９５０によって、複数の巻回部９１５が互いに間隔をあけるようにそれら周方向の一部を数カ所保持されて、複数のリブ９５０とともに電気自動車や充電装置に取り付けられていた。このリブ９５０は、図１６（ｂ）に示すように、絶縁性の合成樹脂を材料として幅方向に二分割可能な帯板状に形成されており、長手方向に沿って共鳴コイル９０１の径と同一径の複数の固定孔９５３が設けられている。そして、共鳴コイル９０１は、このリブ９５０によって、それぞれの巻回部の周方向の一部がそれらに対応する孔９５３に嵌め込まれて、各巻回部間の導線間ギャップを保つようにして保持されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−７３８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、共鳴コイル９０１は、上述したようなコイルボビン９４０やリブ９５０（即ち、共鳴コイル保持部材）によって保持されていたので、共鳴コイル９０１の一の巻回部９１５における外表面と、それに隣接する他の巻回部９１５における外表面と、がコイルボビン９４０の外周面９４０ａやリブ９５０の表面を介して連なってしまい、そのため、これら巻回部間に生じる電圧によって、コイルボビン９４０の外周面９４０ａやリブ９５０の表面を伝う沿面放電が生じてしまうおそれがあるという問題があった。また、このような沿面放電を防ぐために、共鳴コイル９０１の巻回部９１５間の導線間ギャップを大きくすると、共鳴コイル９０１が大型化してしまい、または、共鳴コイル９０１を型枠にいれて溶融樹脂を流し込むことにより樹脂で封止（即ち、樹脂モールド）すると、製造コストがかかってしまうという別の問題があった。
【００１０】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、共鳴コイルを大型化することなく安価に沿面放電を防止できる共鳴コイル保持部材、共鳴コイルユニット、及び、非接触電力伝送装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、共鳴コイルの沿面放電の防止と小型化及び低コスト化とを両立すべく、共鳴コイル保持部材の構成について検討を重ねた結果、共鳴コイルの各巻回部間における電位差に基づいた適切な沿面距離を設けることで、小型形状でありながら安価に沿面放電を防止できることを見出し、本発明の完成に至った。
【００１２】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、共鳴現象によって相手方コイルに電力を送信し又は相手方コイルから送信された電力を受信する複数回巻回された共鳴コイルを保持する共鳴コイル保持部材であって、ベース部と、前記ベース部に設けられ、前記共鳴コイルの複数の巻回部を互いに間隔をあけて固定するコイル固定部と、前記ベース部における前記コイル固定部の間に設けられた凸形状、凹形状、又は、これらを組み合わせた形状からなる巻回部間沿面距離延伸部と、を有し、前記各巻回部の間の沿面距離が前記各巻回部の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように、前記巻回部間沿面距離延伸部が形成されていることを特徴とする共鳴コイル保持部材である。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記共鳴コイルが、管状に複数回巻回され、前記ベース部が、円筒形状又は円柱形状に形成され、前記コイル固定部が、前記ベース部の外周面又は内周面に螺旋状に設けられ、前記巻回部間沿面距離延伸部が、前記ベース部の外周面又は内周面に前記コイル固定部に平行な螺旋状に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記ベース部が、前記共鳴コイルの周方向に互いに間隔をあけて配置される、複数の部分ベース部を有し、前記複数の部分ベース部のそれぞれが、前記コイル固定部と前記巻回部間沿面距離延伸部と、を有していることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記共鳴コイルが、渦巻き状に複数回巻回され、前記ベース部が、互いに接合される第１平板部材と第２平板部材とを有し、前記コイル固定部が、前記第１平板部材の接合面に渦巻き状に設けられた第１固定部分と、前記第１固定部分に対応して前記第２平板部材の接合面に渦巻き状に設けられるとともに前記第１固定部分との間で前記各巻回部を狭持する第２固定部分と、を有し、前記巻回部間沿面距離延伸部が、前記第１平板部材の接合面に前記第１固定部分に平行な渦巻き状に設けられた第１延伸部分と、前記第１延伸部分に対応して前記第２平板部材の接合面に前記第２固定部分に平行な渦巻き状に設けられるとともに前記第１延伸部分と噛み合うように形成された第２延伸部分と、を有していることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載された発明は、上記目的を達成するために、共鳴現象によって相手方コイルに電力を送信し又は相手方コイルから送信された電力を受信する複数回巻回された共鳴コイルと、前記共鳴コイルを保持する共鳴コイル保持部材と、を有する共鳴コイルユニットにおいて、前記共鳴コイル保持部材が、請求項１〜４のいずれか一項に記載の共鳴コイル保持部材であることを特徴とする共鳴コイルユニットである。
【００１７】
請求項６に記載された発明は、上記目的を達成するために、共鳴現象によって電力を送信する送信共鳴コイルユニットと、前記送信共鳴コイルユニットから送信された電力を受信する受信共鳴コイルユニットと、を有する非接触電力伝送装置において、前記送信共鳴コイルユニット及び前記受信共鳴コイルユニットの少なくとも一方が、請求項５に記載の共鳴コイルユニットであることを特徴とする非接触電力伝送装置である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載された発明によれば、ベース部には、共鳴コイルの複数の巻回部を互いに間隔をあけて固定するコイル固定部と、このコイル固定部の間に配置された凸形状、凹形状、又は、これらを組み合わせた形状からなる巻回部間沿面距離延伸部と、が設けられており、この巻回部間沿面距離延伸部は、コイル固定部によって固定された共鳴コイルの各巻回部の間の沿面距離がこれら各巻回部の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように形成されているので、巻回部間沿面距離延伸部によって、共鳴コイルの各巻回部間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができるとともに、一の基準（即ち、上記最大の電位差）に基づき巻回部間沿面距離延伸部の形状を同一形状として容易に形成することができ、そのため、共鳴コイルを大型化することなく、樹脂モールドなどを不要として安価に、沿面放電を防止できる。
【００１９】
請求項２に記載された発明によれば、円筒形状又は円柱形状に形成されたベース部の外周面又は内周面に、螺旋状のコイル固定部と、このコイル固定部に平行な螺旋状の巻回部間沿面距離延伸部と、が設けられているので、管状に複数回巻回された共鳴コイル全体をベース部の外周面又は内周面に保持し、そのため、各巻回部の間隔を維持した状態で共鳴コイルを確実に保持できる。
【００２０】
請求項３に記載された発明によれば、ベース部が、共鳴コイルの周方向に互いに間隔をあけて配置される、複数の部分ベース部を有し、これら複数の部分ベース部のそれぞれが、コイル固定部と巻回部間沿面距離延伸部と、を有しているので、これら複数の部分ベース部によって共鳴コイルの複数の巻回部の周方向の一部を数カ所保持することができ、そのため、共鳴コイル全体を保持する構成に比べて使用する材料を少なくすることができ、軽量化及び低コスト化できる。
【００２１】
請求項４に記載された発明によれば、ベース部が、互いに接合される第１平板部材と第２平板部材とを有し、コイル固定部が、第１平板部材の接合面に渦巻き状に設けられた第１固定部分と、第１固定部分に対応して前記第２平板部材の接合面に渦巻き状に設けられるとともにこの第１固定部分との間で渦巻き状の共鳴コイルの各巻回部を狭持する第２固定部分と、を有し、巻回部間沿面距離延伸部が、第１平板部材の接合面に第１固定部分に平行な渦巻き状に設けられた第１延伸部分と、第１延伸部分に対応して第２平板部材の接合面に第２固定部分に平行な渦巻き状に設けられるとともに第１延伸部分と噛み合うように形成された第２延伸部分と、を有しているので、渦巻き状に複数回巻回された共鳴コイルの各巻回部が第１固定部分と第２固定部分との間に狭持されて固定されるとともに、第１延伸部分と第２延伸部分とが互いに噛み合って各巻回部を仕切り、そのため、予め成形された第１平板部材と第２平板部材との間に共鳴コイルを挟むことにより、沿面距離を確保しつつ共鳴コイルを安価且つ簡易に封止することができ、そのため、共鳴コイルへの接触による感電事故などを防止できる。
【００２２】
請求項５に記載された発明によれば、共鳴コイルユニットが有する共鳴コイル保持部材が、請求項１〜４のいずれか一項に記載の共鳴コイル保持部材であるので、この共鳴コイル保持部材が有する巻回部間沿面距離延伸部によって、共鳴コイルの各巻回部間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができ、そのため、共鳴コイルを大型化することなく沿面放電を安価に防止できる。
【００２３】
請求項６に記載された発明によれば、非接触電力伝送装置が有する送信共鳴コイルユニット及び受信共鳴コイルユニットの少なくとも一方が、請求項５に記載の共鳴コイルユニットであるので、この共鳴コイルユニットの共鳴コイル保持部材が有する巻回部間沿面距離延伸部によって、共鳴コイルの各巻回部間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができ、そのため、共鳴コイルを大型化することなく沿面放電を安価に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態の共鳴コイルユニットを示す斜視図である。
【図２】図１の共鳴コイルユニットの軸方向に沿う断面図である。
【図３】（ａ）は、図１の共鳴コイルユニットの螺旋凸条の断面形状（くさび形状）を示す拡大断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の螺旋凸条の第１の変形例の構成（断面矩形状）を示す拡大断面図であり、（ｃ）は、（ａ）の螺旋凸条の第２の変形例の構成（先端が半円状で基端が方形状の断面形状）を示す拡大断面図であり、（ｄ）は、（ａ）の螺旋凸条に代わる螺旋溝部の断面形状を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の共鳴コイルユニットを示す斜視図である。
【図５】（ａ）は、図４の共鳴コイルユニットが備えるリブの正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のリブの背面図であり、（ｄ）は、（ａ）のリブの側面図である。
【図６】図４の共鳴コイルユニットの変形例の構成（平板状の共鳴コイル）を示す正面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の共鳴コイルユニットを示す斜視図である。
【図８】（ａ）は、図７の共鳴コイルユニットの第１平板部材をその接合面側から見た図であり、（ｂ）は、図７の共鳴コイルユニットの第２の平板部材をその接合面側から見た図である。
【図９】（ａ）は、図７のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図であり、（ｂ）は、図７の共鳴コイルユニットの第１延伸部分及び第２延伸部分の変形例の構成（断面凹凸形状を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の非接触電力伝送装置の一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の構成を示す説明図である。
【図１１】図１０のワイヤレス電力伝送装置のブロック図である。
【図１２】共鳴型電力伝送方式の原理を示す説明図である。
【図１３】共鳴コイルにおける、共鳴状態での電圧分布を模式的に示す図である。
【図１４】従来の共鳴コイルの構成を示す部分拡大断面図である。
【図１５】従来の共鳴コイルユニットの一例を示す斜視図である。
【図１６】（ａ）は、従来の共鳴コイルユニットの他の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の共鳴コイルユニットのリブを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（共鳴コイルユニットの第１の実施形態）
以下、本発明の共鳴コイルユニットの第１の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００２６】
共鳴コイルは、共鳴現象を利用して、対向配置された相手方コイルに電力を送信し又は前記相手方コイルから送信された電力を受信するのに用いられる。このような共鳴コイルは、共鳴コイル保持部材によって保持されることにより、電気自動車や充電装置に取り付けられる。
【００２７】
本発明の第１の実施形態に係る共鳴コイルユニット５０は、図１、図２に示すように、共鳴コイル５１と、共鳴コイル保持部材５６と、を備えている。
【００２８】
共鳴コイル５１は、例えば、直径５ｍｍの銅線を管状（ソレノイド）に複数回（ｎ回）巻回した、直径Ｄが６００ｍｍ、長さＬが２００ｍｍの空心の螺旋コイルである。この共鳴コイル５１には、複数の円形部分（１ターン）である巻回部５５［１］〜５５［ｎ］が設けられている。共鳴コイル５１の一の巻回部５５［ｋ］とそれに隣接する他の巻回部５５［ｋ＋１］（ｋ：１〜ｎ−１）との間（以下、単に巻回部５５間という）には、これら巻回部５５間で絶縁破壊（空気中の放電）が起きないようにするために必要な導線間ギャップが設けられている。この導線間ギャップの大きさは、各巻回部５５間で同一にされている。本実施形態において、共鳴コイル５１は銅線がむき出しの状態であるが、例えば、塩化ビニル系やポリアミド系などの合成樹脂からなる絶縁被覆で銅線の外周面を覆った構成としてもよい。
【００２９】
共振状態における共鳴コイル５１の電圧分布を図１３に示す。そして、この図１３から明らかなように、共鳴コイル５１における単位距離間の電位差（即ち、グラフの傾き）は、共鳴コイル５１の長手方向中央部（即ち、グラフの原点）ほど大きく、長手方向両端部に近づくにしたがって小さくなる。つまり、管状に巻回された共鳴コイル５１は、箇所によって巻回部５５間の電位差が異なり、具体的には、その軸方向（即ち、長さＬ方向）中央部ほど巻回部５５間の電位差が大きく、軸方向両端部に近づくにしたがって巻回部５５間の電位差が小さくなる。
【００３０】
共鳴コイル保持部材５６は、ベース部としてのコイルボビン５７と、巻回部間沿面距離延伸部としての螺旋凸条５８と、コイル固定部としての螺旋平面部５９と、を備えている。
【００３１】
コイルボビン５７は、絶縁性の合成樹脂を用いて円筒形状で、その外径が共鳴コイル５１の径と略同一に形成されている。コイルボビン５７は、その一端面が、電気自動車の車体や充電装置のケースなどの平面部である基部Ｋに取り付けられており、該基部Ｋに垂直に立設されている。なお、コイルボビン５７は、円柱形状であってもよい。
【００３２】
螺旋凸条５８は、コイルボビン５７の外周面５７ａを周方向に沿って旋回する螺旋状に設けられている。螺旋凸条５８の複数の螺旋部分（即ち、１ターン）５８ａは、等間隔に配置されている。螺旋凸条５８は、図３（ａ）に示すように、断面形状が全長にわたって同一のくさび形状となるように形成されている。なお、このような螺旋凸条５８に代えて、例えば、図３（ｂ）に示すように、断面矩形状の螺旋凸条５８Ａや、図３（ｃ）に示すように、先端が半円状で基端が方形状の断面形状の螺旋凸条５８Ｂなどを設けてもよく、本発明の目的に反しない限り、螺旋凸条５８の断面形状は任意である。
【００３３】
また、本実施形態においては、螺旋凸条５８を設けるものであったが、このような螺旋凸条５８に代えて、図３（ｄ）に示すように、螺旋溝部５８Ｄを、コイルボビン５７の外周面５７ａを周方向に沿って旋回するように螺旋状に設けた構成でもよい。この螺旋溝部５８Ｄは、その内面が沿面距離確保のために機能するように、その幅が定められている（例えば、１ｍｍ以上など）。また、螺旋溝部５８Ｄの断面形状も、上記螺旋凸条５８と同様に任意である。なお、本明細書において、沿面距離とは、絶縁物の表面に沿って測定した２つの導電部間（巻回部間）の最短距離のことをいう。
【００３４】
螺旋平面部５９は、コイルボビン５７の外周面５７ａにおける螺旋凸条５８によって螺旋状に仕切られた部分である。螺旋平面部５９と螺旋凸条５８とは、それぞれコイルボビン５７の外周面５７ａに互いに平行な螺旋状に設けられている。つまり、螺旋凸条５８の螺旋部分５８ａと螺旋平面部５９の螺旋部分５９ａとは、コイルボビン５７の軸方向（図１の上下方向）に沿って交互に配置されており、換言すると、螺旋凸条５８は、螺旋平面部５９の間に設けられている。
【００３５】
螺旋平面部５９には、その幅方向中央部に、共鳴コイル５１の外周面の一部に密着するように断面円弧状の曲面に掘り下げて形成された螺旋状の溝部５９ｂが、全長にわたって設けられている。この溝部５９ｂにおける互いに隣接する螺旋部分の間隔は、共鳴コイル５１の巻回部５５の間隔に合わせられている。そして、共鳴コイル５１は、溝部５９ｂに沿って巻き付けられることにより、コイルボビン５７の外周面５７ａに固定される。つまり、螺旋平面部５９は、共鳴コイル５１の複数の巻回部５５を互いに間隔をあけて固定する。
【００３６】
上述した螺旋凸条５８は、図１３の共鳴コイル５１の電圧分布から求められる各巻回部５５間に生じる電位差のうち最大の電位差に応じて、コイルボビン５７の外周面５７ａからの高さや先端の角度など（即ち、形状）が定められている。即ち、各巻回部５５間の沿面距離が、各巻回部５５間に上記最大の電位差が生じた場合でも各巻回部５５間に沿面放電が生じない長さ、即ち、上記最大の電位差に応じた長さになるように、螺旋凸条５８が形成されている。このような沿面放電が生じない沿面距離としては、所定の安全規格（例えば、ＩＥＣ（国際電気標準会議）規格等）などで定められている値を用いている。
【００３７】
共鳴コイル保持部材５６は、コイルボビン５７の外周面５７ａに設けられた螺旋平面部５９の溝部５９ｂに沿って共鳴コイル５１が巻き付けられる。これにより、共鳴コイル５１の各巻回部５５は、外周面５７ａ上に互いに間隔をあけて固定されるとともに、螺旋凸条５８によって互いの間を仕切られて、各巻回部５５間の沿面距離が確保される。
【００３８】
以上より、本実施形態によれば、コイルボビン５７には、共鳴コイル５１の複数の巻回部５５を互いに間隔をあけて固定する螺旋平面部５９と、この螺旋平面部５９の間に配置された螺旋凸条５８と、が設けられており、この螺旋凸条５８は、螺旋平面部５９によって固定された共鳴コイル５１の各巻回部５５の間の沿面距離がこれら各巻回部５５の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように形成されているので、螺旋凸条５８によって、共鳴コイル５１の各巻回部５５間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができるとともに、一の基準（即ち、上記最大の電位差）に基づき螺旋凸条５８の断面形状を全長にわたって同一のくさび形状として容易に形成することができ、そのため、共鳴コイル５１を大型化することなく、樹脂モールドなどを不要として安価に、沿面放電を防止できる。
【００３９】
また、円筒形状に形成されたコイルボビン５７の外周面５７ａに、螺旋平面部５９と、この螺旋平面部５９に平行な螺旋凸条５８と、が設けられているので、コイルボビン５７の外周面５７ａに管状に複数回巻回された共鳴コイル５１全体を保持し、そのため、各巻回部５５の間隔を維持した状態で共鳴コイル５１を確実に保持できる。
【００４０】
本実施形態では、共鳴コイル５１を、コイルボビン５７の外周面５７ａに固定するものであったが、これに限定されるものではなく、コイルボビン５７の内周面５７ｂに、上述した螺旋凸条５８と螺旋平面部５９と同様のものを設けて、この内周面５７ｂに、共鳴コイル５１を固定するようにしてもよい。このようにすることで、共鳴コイル５１の露出がなくなり、共鳴コイル５１への接触による感電事故などを防止できる。また、円筒形状のコイルボビン５７に、円形管状の共鳴コイル５１を巻き付けて構成していたが、これに限定されるものではなく、例えば、角筒形状のコイルボビンに、当該角筒形状に沿った角形管状の共鳴コイルを巻き付けて構成するなど、本発明の目的に反しない限り、コイルボビンおよび共鳴コイルの形状は任意である。
【００４１】
（共鳴コイルユニットの第２の実施形態）
次に、本発明の共鳴コイルユニットの第２の実施形態について、図４〜図６を参照して説明する。
【００４２】
各図に示す本発明の第２の実施形態に係る共鳴コイルユニット５０Ｂは、共鳴コイル５１と、共鳴コイル保持部材６０と、を備えている。なお、共鳴コイル５１については、上述した第１の実施形態のものと同一であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
共鳴コイル保持部材６０は、図４に示すように、ベース部としてのベースユニット６１を備えている。このベースユニット６１は、電気自動車の車体や充電装置のケースに取り付けられる平板状の基部６２と、この基部６２に、共鳴コイル５１の各巻回部５５の周方向に沿って間隔をあけて立設される複数の部分ベース部としての複数のリブ６３と、を備えている。本実施形態においてリブ６３の数は４つで、これらは等間隔で配置される。勿論、リブ６３の数は、２、３、８等と、固定強度を保つことができるならば、その数は構成に応じて任意である。
【００４４】
リブ６３は、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、互いに組み合わされた第１部材６４と、第２部材６９と、を備えている。
【００４５】
第１部材６４は、第１本体部６５と、巻回部間沿面距離延伸部としての複数のフランジ部６７と、複数の固定平面部６８と、を備えている。
【００４６】
第１本体部６５は、絶縁性の合成樹脂を用いて帯板状（即ち、棒状）に形成されており、その長手方向の一端が基部６２の平面上に取り付けられて、該基部６２に垂直に立設されている。
【００４７】
複数のフランジ部６７は、第１本体部６５の外周面全周にわたり壁状（凸形状）に、即ち、フランジ状に設けられている。複数のフランジ部６７は、互いに等間隔に配置されている。複数のフランジ部６７は矩形板状で且つそれぞれが同一形状であり、第１本体部６５と一体に形成されている。
【００４８】
複数の固定平面部６８は、第１本体部６５の一平面部６５ａにおける複数のフランジ部６７によって仕切られた複数の部分である。複数の固定平面部６８は、一平面部６５ａの全長方向（図５（ａ）の上下方向）に沿って互いに間隔をあけて設けられている。
【００４９】
これら複数の固定平面部６８には、共鳴コイル５１の外周面の一部に密着するように断面円弧状の曲面に掘り下げて形成された溝部６８ａが設けられている。各溝部６８ａの間隔は、共鳴コイル５１の巻回部５５の間隔に合わせられている。また、固定平面部６８に巻回部５５が配置されたときに巻回部５５が当該固定平面部６８を仕切るフランジ部６７に接触しないように、固定平面部６８の幅（即ち、各フランジ部６７の間隔）が共鳴コイル５１の直径より大きく形成されている。
【００５０】
上述した複数のフランジ部６７は、図１３の共鳴コイル５１の電圧分布から求められる各巻回部５５間に生じる電位差のうち最大の電位差に応じて、第１本体部６５の外表面からの高さやその厚み（即ち、形状）が定められている。即ち、各巻回部５５間の沿面距離が、各巻回部５５間に上記最大の電位差が生じた場合でも各巻回部５５間に沿面放電が生じない長さ、即ち、上記最大の電位差に応じた長さになるように、複数のフランジ部６７が形成されている。このような沿面放電が生じない沿面距離としては、所定の安全規格（例えば、ＩＥＣ（国際電気標準会議）規格等）などで定められている値を用いている。
【００５１】
また、フランジ部６７は、その形状により、第１本体部６５の一平面部６５ａを経由した沿面距離以外にも、一平面部６５ａの幅方向に相対する端面６５ｂ、６５ｃや一平面部６５ａの反対側の他平面部６５ｄを経由した沿面距離についても適切に確保することができる。
【００５２】
第２部材６９は、絶縁性の合成樹脂を用いて第１部材６４の第１本体部６５と同一長さの帯板状（即ち、棒状）に形成された第２本体部７０を備えている。この第２本体部７０の一平面部７０ａには、全長方向に沿って複数の固定平面部６８に対応して配置された角柱状の複数の凸部７１が立設されている。複数の凸部７１は、それぞれが複数のフランジ部６７の間に挿入可能な大きさで且つ同一形状であり、第２本体部７０と一体に形成されている。また、複数の凸部７１によって、それらの間には溝７２が形成されている。
【００５３】
第１部材６４と第２部材６９とを組み合わせたときに、複数のフランジ部６７の間に複数の凸部７１が挿入されて、複数の固定平面部６８と複数の凸部７１とが互いに向き合い、固定平面部６８の溝部６８ａと凸部７１の先端面７１ａとの間に共鳴コイル５１の各巻回部５５を互いに間隔をあけて狭持（即ち、固定）する。つまり、複数の固定平面部６８と複数の凸部７１とで、請求項中のコイル固定部を構成している。また、複数のフランジ部６７は、複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１の各組と交互に配置されており、つまり、複数のフランジ部６７は、複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１の各組（即ち、コイル固定部）の間に設けられている。
【００５４】
上述したリブ６３は、第１部材６４の複数の固定平面部６８の溝部６８ａに、共鳴コイル５１の複数の巻回部５５を載置したのち、第１部材６４と第２部材６９とを、それぞれの一平面部６５ａと一平面部７０ａとが相対するようにして互いに組み合わせて、これらをネジや係止爪などの図示しない固定手段で互いに結合することにより組み立てられる。
【００５５】
このとき、第１部材６４の複数のフランジ部６７の間に第２部材６９の複数の凸部７１が挿入されて、複数の固定平面部６８と複数の凸部７１との間に、共鳴コイル５１の各巻回部５５が互いに間隔をあけて狭持されて固定される。また、複数のフランジ部６７における一平面部７０ａを向く縁部が、第２部材６９の溝７２に挿入されて、互いに噛み合うように配置される。共鳴コイル５１の巻回部５５は、複数の固定平面部６８と複数の凸部７１とに狭持されたときに複数のフランジ部６７に接触しないように配置されている。このようにして、共鳴コイル５１の各巻回部５５の周方向の一部がリブ６３によって保持されるとともに、各巻回部５５が複数のフランジ部６７によって仕切られて、各巻回部５５間の沿面距離が確保される。
【００５６】
そして、複数のリブ６３は、共鳴コイル５１の周方向に沿って等間隔に配置されており、それぞれが共鳴コイル５１の巻回部５５の周方向の一部を保持することにより、共鳴コイル５１を基部６２に固定する。
【００５７】
以上より、本実施形態によれば、ベースユニット６１が備える複数のリブ６３には、共鳴コイル５１の複数の巻回部５５を互いに間隔をあけて固定する複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１と、複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１の各組の間に配置された複数のフランジ部６７と、が設けられており、複数のフランジ部６７は、複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１によって固定された共鳴コイル５１の各巻回部５５の間の沿面距離がこれら各巻回部５５の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように形成されているので、複数のフランジ部６７によって、共鳴コイル５１の各巻回部５５間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができるとともに、一の基準（即ち、上記最大の電位差）に基づき複数のフランジ部６７の形状をそれぞれ同一形状として容易に形成することができ、そのため、共鳴コイル５１を大型化することなく、樹脂モールドなどを不要として安価に、沿面放電を防止できる。
【００５８】
また、ベースユニット６１が、共鳴コイル５１の周方向に互いに間隔をあけて配置される、複数のリブ６３を有し、これら複数のリブ６３のそれぞれが、複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１と、複数のフランジ部６７と、を有しているので、これら複数のリブ６３によって共鳴コイル５１の複数の巻回部５５の周方向の一部を数カ所保持することができ、そのため、共鳴コイル５１全体を保持する構成に比べて使用する材料を少なくすることができ、軽量化及び低コスト化できる。
【００５９】
なお、複数のリブ６３は、上述した構成に限定されるものではない。リブ６３は、例えば、第１部材６４を、第２部材６９と同形状に形成し、そして、第１部材６４の凸部と第２部材６９の凸部７１とを互いに向き合わせてこれら凸部によって共鳴コイル５２の各巻回部５５を狭持するようにして、第１部材６４と第２部材６９とを固定手段で互いに結合する、ような構成でも良い。このときの、第１部材６４及び第２部材６９のそれぞれにおける各凸部が、請求項中のコイル固定部に相当し、各溝が、請求項中の巻回部間沿面距離延伸部に相当する。
【００６０】
本実施形態においては、管状（螺旋状）に複数回巻回された共鳴コイル５１を有するものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、平板状（渦巻き状）に複数回巻回された共鳴コイル５２を有するものであってもよい。この場合、上述した複数のリブ６３を、基部６２の平面に沿うように配置して、平板状の共鳴コイル５２を保持する。また、この場合、リブ６３の複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１や複数のフランジ部６７などを、共鳴コイル５２の各巻回部５５の円弧に沿って湾曲して設けるなどしてもよい。また、共鳴コイルは、角形管状や角形平板状に複数回巻回された共鳴コイルを有するものであってもよく、本発明の目的に反しない限り、共鳴コイルの形状は任意である。なお、「渦巻き状」とは、管状に対する言葉として用いており、「平板状」であることを意味する。
【００６１】
（共鳴コイルユニットの第３の実施形態）
次に、本発明の共鳴コイルユニットの第３の実施形態について、図７〜図９を参照して説明する。
【００６２】
各図に示す本発明の第３の実施形態に係る共鳴コイルユニット５０Ｄは、共鳴コイル５２と、共鳴コイル保持部材７６と、を備えている。
【００６３】
共鳴コイルユニットとして、共鳴コイル全体を絶縁材でモールドした構成がある。このような構成とした場合、製造後に共鳴コイルを取り出すことができないので、共振周波数等の調整のための共鳴コイルの長さ調整を行うことができない。そのため、共鳴コイルを内包する絶縁材を分割構造にすることで、製造後にも容易に共鳴コイルを取り外すことができるようにしていた。しかしながら、絶縁材を分割構造にすることで、各分割部分を互いに密着させても、分割面を経由して沿面放電が発生してしまうという問題があった。そして、本実施形態は、このような問題の解決に適したものである。
【００６４】
共鳴コイル５２は、図７に示すように、例えば、直径５ｍｍの銅線を平板状（渦巻き状）に複数回（ｎ回）巻回した、内径Ｄ１が４５０ｍｍ、外径Ｄ２が６００ｍｍ、空心コイルである。この共鳴コイル５２には、複数の円形部分（１ターン）である巻回部５５［１］〜５５［ｎ］が設けられている。共鳴コイル５２の一の巻回部５５［ｋ］とそれに隣接する他の巻回部５５［ｋ＋１］（ｋ：１〜ｎ−１）との間（以下、単に巻回部５５間という）には、これら巻回部５５間で絶縁破壊が起きないようにするために必要な導線間ギャップが設けられている。この導線間ギャップの大きさは、各巻回部５５間で同一にされている。本実施形態において、共鳴コイル５２は銅線がむき出しの状態であるが、例えば、塩化ビニル系やポリアミド系の材料からなる絶縁被覆で銅線の外周面を覆った構成としてもよい。
【００６５】
共振状態における共鳴コイル５２の電圧分布は、上述した共鳴コイル５１の電圧分布と同様であり、図１３に示す。そして、この図１３から明らかなように、共鳴コイル５２における単位距離間の電位差（即ち、グラフの傾き）は、共鳴コイル５２の半径方向中央部（即ち、グラフの原点であり、共鳴コイル５２の内縁と外縁との中間点）ほど大きく、半径方向両端部（即ち、グラフの両端であり、共鳴コイル５２の内縁又は外縁）に近づくにしたがって小さくなる。つまり、平板状に巻回された共鳴コイル５２は、箇所によって巻回部５５間の電位差が異なり、具体的には、その半径方向中央部ほど巻回部５５間の電位差が大きく、半径方向両端部に近づくにしたがって巻回部５５間の電位差が小さくなる。
【００６６】
共鳴コイル保持部材７６は、互いに接合される第１平板部材８１と第２平板部材９１とからなるベース部７７を備えている。
【００６７】
第１平板部材８１は、絶縁性の合成樹脂を用いて、平面視正方形状の平板状でその正方形状の一辺長さが共鳴コイル５２の外径より大きくなるように形成されている。つまり、第１平板部材８１は、その接合面８１ａに共鳴コイル５２を重ねたときに、共鳴コイル５２が接合面８１ａ内に含まれるように形成されている。第１平板部材８１の接合面８１ａには、図８（ａ）に示すように、第１延伸部分８２と、第１固定部分８５と、が設けられている。
【００６８】
第１延伸部分８２は、接合面８１ａに設けられた凸条であり、接合面８１ａの中央部から外縁に向かって旋回する渦巻き状に設けられている。第１延伸部分８２の複数の螺旋部分（即ち、１ターン）８２ａは、等間隔に配置されている。第１延伸部分８２は、図９（ａ）に示すように、断面形状が全長にわたって同一のくさび形状となるように形成されている。なお、このような第１延伸部分８２に代えて、例えば、図９（ｂ）に示すように、断面矩形状の凸条と断面矩形状の凹条とを組み合わせた形状の第１延伸部分８２Ａなどを設けてもよく、本発明の目的に反しない限り、第１延伸部分８２の形状は任意である。
【００６９】
第１固定部分８５は、接合面８１ａにおける第１延伸部分８２によって渦巻き状に仕切られた部分である。第１固定部分８５と第１延伸部分８２とは、それぞれ接合面８１ａに互いに平行な螺旋状に設けられている。つまり、第１延伸部分８２の螺旋部分８２ａと第１固定部分８５の螺旋部分８５ａとは、接合面８１ａの中心から外縁に向かう方向（即ち、半径方向）に沿って交互に配置されており、換言すると、第１延伸部分８２は、第１固定部分８５の間に設けられている。
【００７０】
第１固定部分８５には、その幅方向中央部に、共鳴コイル５２の外周面の一部に密着するように断面円弧状の局面に掘り下げて形成された渦巻き状の溝部８５ｂが、全長にわたって設けられている。この溝部８５ｂにおける互いに隣接する螺旋部分の間隔は、共鳴コイル５２の巻回部５５の間隔に合わせられている。そして、共鳴コイル５２は、溝部８５ｂに沿って第１固定部分８５上に配置される。
【００７１】
第２平板部材９１は、絶縁性の合成樹脂を用いて、第１平板部材８１と同一の平面視正方形状の平板状に形成されている。勿論、第１平板部材８１及び第２平板部材は、平面視正方形状の平板状以外の形状でも良い。第２平板部材９１の接合面９１ａには、図８（ｂ）に示すように、第２延伸部分９２と、第２固定部分９５と、が設けられている。
【００７２】
第２延伸部分９２は、接合面９１ａに設けられた凹条であり、上述した第１延伸部分８２に対応して接合面９１ａの中央部から外縁に向かって旋回する渦巻き状に設けられている。第２延伸部分９２の複数の螺旋部分（即ち、１ターン）９２ａは、等間隔に配置されている。第２延伸部分９２は、図９（ａ）に示すように、断面形状が全長にわたって同一で且つ上述した第１延伸部分８２と互いに噛み合うくさび形状となるように形成されている。なお、このような第２延伸部分９２に代えて、例えば、図９（ｂ）に示すように、断面矩形状の凸条と断面矩形状の凹条とを組み合わせた形状で且つ上述した第１延伸部分８２Ａと互いに噛み合うように形成された第２延伸部分９２Ａなどを設けてもよく、本発明の目的に反しない限り、第２延伸部分９２の形状は任意である。
【００７３】
第２固定部分９５は、接合面９１ａにおける第２延伸部分９２によって渦巻き状に仕切られた部分である。第２固定部分９５と第２延伸部分９２とは、それぞれ接合面９１ａに互いに平行な螺旋状に設けられている。つまり、第２延伸部分９２の螺旋部分９２ａと第２固定部分９５の螺旋部分９５ａとは、接合面９１ａの中心から外縁に向かう方向（即ち、半径方向）に沿って交互に配置されており、換言すると、第２延伸部分９２は、第２固定部分９５の間に設けられている。
【００７４】
第２固定部分９５には、その幅方向中央部に、共鳴コイル５２の外周面の一部に密着するように断面円弧状の局面に掘り下げて形成された渦巻き状の溝部９５ｂが、全長にわたって設けられている。この溝部９５ｂにおける互いに隣接する螺旋部分の間隔は、共鳴コイル５２の巻回部５５の間隔に合わせられている。そして、共鳴コイル５２は、溝部９５ｂに沿って第２固定部分９５上に配置される。
【００７５】
第１平板部材８１と第２平板部材９１とをそれぞれの接合面８１ａと接合面９１ａとを接合させたときに、第１固定部分８５と第２固定部分９５とが互いに向き合い、第１固定部分８５の溝部８５ｂと第２固定部分９５の溝部９５ｂとに配置された共鳴コイル５２を、それらの間に各巻回部５５を互いに間隔をあけて狭持（即ち、固定）する。つまり、第１固定部分８５と第２固定部分９５とで、請求項中のコイル固定部を構成している。また、第２延伸部分９２（即ち、渦巻き状の凹条）に第１延伸部分８２（即ち、渦巻き状の凸条）が挿入されて互いに噛み合い、これらによって共鳴コイル５２の各巻回部５５が仕切られて沿面距離が確保される。つまり、第１延伸部分８２と第２延伸部分９２とで、請求項中の巻回部沿面距離延伸部を構成している。なお、図７、図９において、第１平板部材８１の接合面８１ａと、第２平板部材９１の接合面９１ａと、の間には、説明の便宜上、隙間を設けているが、実際には、これら接合面８１ａと接合面９１ａとは密着される。または、図のように、接合面８１ａと接合面９１ａとの間に若干の隙間を設けた構成であってもよい。
【００７６】
上述した第１延伸部分８２は、図１３の共鳴コイル５２の電圧分布から求められる各巻回部５５間に生じる電位差のうち最大の電位差に応じて、接合面８１ａからの高さや先端の角度など（即ち、形状）が定められている。同様にして、上述した第２延伸部分９２は、図１３の共鳴コイル５２の電圧分布から求められる各巻回部５５間に生じる電位差のうち最大の電位差に応じて、接合面９１ａからの深さや先端の角度など（即ち、形状）が定められている。即ち、各巻回部５５間の沿面距離が、各巻回部５５間に上記最大の電位差が生じた場合でも各巻回部５５間に沿面放電が生じない長さ、即ち、上記最大の電位差に応じた長さになるように、第１延伸部分８２及び第２延伸部分９２が形成されている。このような沿面放電が生じない沿面距離としては、所定の安全規格（例えば、ＩＥＣ（国際電気標準会議）規格等）などで定められている値を用いている。
【００７７】
共鳴コイル保持部材７６は、第１平板部材８１の第１固定部分８５の溝部８５ｂに共鳴コイル５２を載置したのち、第１平板部材８１と第２平板部材９１とを、それぞれの接合面８１ａと接合面９１ａとが相対して互いに接合されるように組み合わせて、これらをネジＳなどの固定手段で互いに結合することにより組み立てられる。
【００７８】
このとき、共鳴コイル５２は、第１平板部材８１の溝部８５ｂと第２平板部材９１の溝部９５ｂとに配置されて、これらによって各巻回部５５が互いに間隔をあけて挟持されて固定される。また、第２平板部材９１の第２延伸部分９２に、第１平板部材８１の第１延伸部分８２が挿入されて互いに噛み合って嵌合する。このようにして、共鳴コイル５２の各巻回部５５が互いに間隔をあけて第１平板部材８１と第２平板部材９１とによって保持されるとともに、各巻回部５５が第１延伸部分８２と第２延伸部分９２とよって仕切られて、各巻回部５５間の沿面距離が確保される。
【００７９】
以上より、本実施形態によれば、ベース部７７が備える第１平板部材８１には、第１固定部分８５と、この第１固定部分８５の間に配置された第１延伸部分８２と、が設けられており、第２平板部材９１には、第１固定部分８５との間に共鳴コイル５２の複数の巻回部５５を互いに間隔をあけて固定する第２固定部分９５と、この第２固定部分９５の間に配置された第２延伸部分９２と、が設けられており、これら第１延伸部分８２及び第２延伸部分９２は、第１固定部分８５及び第２固定部分９５によって固定された共鳴コイル５２の各巻回部５５の間の沿面距離がこれら各巻回部５５の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように形成されているので、第１延伸部分８２及び第２延伸部分９２によって、共鳴コイル５２の各巻回部５５間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができるとともに、一の基準（即ち、上記最大の電位差）に基づき第１延伸部分８２及び第２延伸部分９２の形状をそれら全長にわたって同一形状として容易に形成することができ、そのため、共鳴コイル５２を大型化することなく、樹脂モールドなどを不要として安価に、沿面放電を防止できる。
【００８０】
また、ベース部７７が、互いに接合される第１平板部材８１と第２平板部材９１とを有し、第１平板部材８１の接合面８１ａに渦巻き状に設けられた第１固定部分８５と、第１固定部分８５に対応して第２平板部材９１の接合面９１ａに渦巻き状に設けられるとともにこの第１固定部分８５との間で渦巻き状の共鳴コイル５２の各巻回部５５を狭持する第２固定部分９５と、を有し、第１平板部材８１の接合面８１ａに第１固定部分８５に平行な渦巻き状に設けられた第１延伸部分８２と、第１延伸部分８２に対応して第２平板部材９１の接合面９１ａに第２固定部分９５に平行な渦巻き状に設けられるとともに第１延伸部分８２と噛み合うように形成された第２延伸部分９２と、を有しているので、渦巻き状に複数回巻回された共鳴コイル５２の各巻回部５５が第１固定部分８５と第２固定部分９５との間に狭持されて固定されるとともに、第１延伸部分８２と第２延伸部分９２とが互いに噛み合って各巻回部５５を仕切り、そのため、予め成形された第１平板部材８１と第２平板部材９１との間に共鳴コイル５２を挟むことにより、沿面距離を確保しつつ共鳴コイル５２を安価且つ簡易に封止することができ、そのため、共鳴コイル５２への接触による感電事故などを防止できる。
【００８１】
本実施形態において、共鳴コイル５２は、丸形平板状（丸形渦巻き状）に複数回巻回されて形成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、角形平板状（角形渦巻き状）に複数回巻回されて形成されているなど、本発明の目的に反しない限り、共鳴コイルの形状は任意である。
【００８２】
（非接触電力伝送装置の一実施形態）
次に、上述した共鳴コイルを備えた、本発明の非接触電力伝送装置の一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置ついて、図１０〜図１２を参照して説明する。
【００８３】
図１０は、本発明の実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の構成を示す説明図である。同図に示すように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１０は、電気自動車５に設けられる受電装置１２と、該受電装置１２に交流電力を供給する給電装置１１と、を備えており、給電装置１１より出力される交流電力を非接触（ワイヤレス）で受電装置１２に送信する。給電装置１１は、電力送信用の通信コイル２４を備えており、該通信コイル２４に交流電力が供給されると、この交流電力は、受電装置１２に設けられている電力受信用の通信コイル３１に伝達される。
【００８４】
電気自動車５に設けられる受電装置１２は、充電時に電気自動車５を給電装置１１の所定位置に置いたときに、電力送信用の通信コイル２４と接近する電力受信用の通信コイル３１と、整流器３３と、を備えている。更に、直流電力が充電されるバッテリ３５と、該バッテリ３５の電圧を降圧してサブバッテリ４１に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、バッテリ３５の出力電力を交流電力に変換するインバータ４３と、該インバータ４３より出力される交流電力により駆動するモータ４４を備えている。
【００８５】
図１１は、本発明の実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１０のブロック図であり、給電装置１１、及び電気自動車５に搭載される受電装置１２を備えている。
【００８６】
給電装置１１は、電力伝送用のキャリア信号を出力するキャリア発振器２１と、該キャリア発振器２１より出力されるキャリア信号（即ち、交流電力）を増幅する電力増幅器２３、及び電力増幅器２３で増幅された交流電力を出力する通信コイル２４を備えている。通信コイル２４は、後述するように給電コイル（一次コイル）Ｌ１と送信共鳴コイルＸ１から構成されている。そして、この送信共鳴コイルＸ１として、上述した共鳴コイルユニット５０（又は、共鳴コイルユニット５０Ｂ、５０Ｄ）を用いている。
【００８７】
キャリア発振器２１は、電力伝送用の交流信号として例えば周波数０．１［ＭＨｚ］〜１００［ＭＨｚ］の交流電力を出力する。
【００８８】
電力増幅器２３は、キャリア発振器２１より出力された交流電力を増幅する。そして、増幅した交流電力を通信コイル２４に出力する。通信コイル２４は、受電装置１２に設けられる通信コイル３１と連携し、共鳴型電力伝送方式によりワイヤレスで交流電力を通信コイル３１に伝送する。共鳴型電力伝送方式（即ち、共鳴方式）については後述する。
【００８９】
また、受電装置１２は、電力送信用の通信コイル２４より送信される交流電力を受信する電力受信用の通信コイル３１と、この通信コイル３１で受信された交流電力を整流して、直流電圧を生成する整流器３３と、を備える。また、車両駆動用のモータ４４（図１０参照）に電力を供給するバッテリ３５を備え、該バッテリ３５は、整流器３３より出力される直流電力により充電される。
【００９０】
通信コイル３１は、後述するように受電コイル（一次コイル）Ｌ２と受信共鳴コイルＸ２から構成されている。そして、この受信共鳴コイルＸ２として、上述した共鳴コイルユニット５０（又は、共鳴コイルユニット５０Ｂ、５０Ｄ）を用いている。
【００９１】
次に、共鳴型電力伝送方式について説明する。図１２は、共鳴型電力伝送方式の原理を示す説明図である。図示のように、給電装置１１には、給電コイルＬ１、及び該給電コイルＬ１と同心円状に且つ近接して配置された送信共鳴コイルＸ１（即ち、共鳴コイルユニット５０）が設けられている。なお、給電コイルＬ１と送信共鳴コイルＸ１により図１１、図１２に示す通信コイル２４が構成される。また、受電装置１２には、受電コイルＬ２、及び該受電コイルＬ２と同心円状に且つ近接して配置された受信共鳴コイルＸ２（即ち、共鳴コイルユニット５０）が設けられている。なお、受電コイルＬ２と受信共鳴コイルＸ２により図１１、図１２に示す通信コイル３１が構成される。
【００９２】
そして、給電コイルＬ１に１次電流を流すと、電磁誘導により送信共鳴コイルＸ１に誘導電流が流れ、更に、該送信共鳴コイルＸ１のインダクタンスＬｓ、及び浮遊容量Ｃｓにより、該送信共鳴コイルＸ１が共鳴周波数ωｓ（＝１／√Ｌｓ・Ｃｓ）で共鳴する。すると、この送信共鳴コイルＸ１に近接して設けられた、受電装置１２側の受信共鳴コイルＸ２が共鳴周波数ωｓで共鳴し、受信共鳴コイルＸ２に２次電流が流れる。更に、電磁誘導により受信共鳴コイルＸ２に近接した受電コイルＬ２に２次電流が流れる。
【００９３】
上記の動作により、給電装置１１から受電装置１２に、ワイヤレスで電力を送信することができることとなる。
【００９４】
次に、図１１、図１２に示した本発明のワイヤレス電力伝送装置の動作について説明する。図１０に示すように、電気自動車５が給電装置１１の所定位置に置かれ、給電装置１１に設けられる通信コイル２４と、電気自動車５の受電装置１２に設けられる通信コイル３１が対向する位置となると、バッテリ３５への充電を行うことができる。
【００９５】
充電が開始されると、図１１に示すキャリア発振器２１より、周波数０．１［ＭＨｚ］〜１００［ＭＨｚ］程度の交流電力が出力される。
【００９６】
そして、キャリア発振器２１より出力された交流電力は、電力増幅器２３にて増幅される。増幅された交流電力は、通信コイル２４，３１を介して、前述した共鳴型電力伝送の原理により、受電装置１２に伝送されることになる。
【００９７】
受電装置１２に伝送された交流電力は、通信コイル３１から整流器３３に出力される。
【００９８】
そして、整流器３３では、交流電力を整流して所定電圧の直流電力に変換し、この電力をバッテリ３５に供給して、該バッテリ３５を充電する。これにより、バッテリ３５を充電することができる。
【００９９】
以上より、本発明によれば、送信共鳴コイルＸ１及び受信共鳴コイルＸ２として、上述した共鳴コイルユニット５０を用いているので、この共鳴コイルユニット５０の螺旋凸条５８などの共鳴コイル保持部材５６が有する巻回部間沿面距離延伸部によって、共鳴コイル５１の各巻回部間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができ、そのため、共鳴コイル５１を大型化することなく沿面放電を安価に防止できる。
【０１００】
本実施形態においては、送信共鳴コイルＸ１及び受信共鳴コイルＸ２の両方とも上述した共鳴コイルユニット５０を用いていたが、これに限定されるものではなく、送信共鳴コイルＸ１及び受信共鳴コイルＸ２のうち少なくとも一方に共鳴コイルユニット５０を用いるものであればよい。
【０１０１】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
５ 電気自動車
１０ ワイヤレス電力伝送装置（非接触電力伝送装置）
５０、５０Ｂ、５０Ｄ 共鳴コイルユニット
５１、５２ 共鳴コイル
５５ 共鳴コイルの巻回部
５６ 共鳴コイル保持部材
５７ コイルボビン（ベース部）
５８ 螺旋凸条（巻回部間沿面距離延伸部）
５９ 螺旋平面部（コイル固定部）
６０ 共鳴コイル保持部材
６１ ベースユニット（ベース部）
６３ リブ（部分ベース部）
６７ フランジ部（巻回部間沿面距離延伸部）
６８ 固定平面部（コイル固定部）
７１ 凸部（コイル固定部）
７２ 溝（巻回部間沿面距離延伸部）
７６ 共鳴コイル保持部材
７７ ベース部
８１ 第１平板部材
８１ａ 接合面
８２ 第１延伸部分（巻回部間沿面距離延伸部）
８５ 第１固定部分（コイル固定部）
９１ 第２平板部材
９１ａ 接合面
９２ 第２延伸部分（巻回部間沿面距離延伸部）
９５ 第２固定部分（コイル固定部）
Ｘ１ 送信共鳴コイル（共鳴コイルユニット）
Ｘ２ 受信共鳴コイル（共鳴コイルユニット）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共鳴現象によって相手方コイルに電力を送信し又は相手方コイルから送信された電力を受信する共鳴コイルを保持する共鳴コイル保持部材、その共鳴コイル保持部材を有する共鳴コイルユニット、及び、その共鳴コイルユニットを有する非接触電力伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、電気自動車等が備える二次電池（以下、単に「バッテリ」という）の充電などにおいて、充電作業を容易にするために、プラグ接続等の物理的接続を必要としないワイヤレス（非接触）での電力伝送技術が用いられている。
【０００３】
このようなワイヤレス電力伝送技術として、電磁誘導現象を利用した電磁誘導方式、電磁波を利用した電磁波送信方式、共鳴現象を利用した共鳴方式などが知られている。中でも、共鳴方式は、送信共鳴コイルに交流電力を供給して、電磁場を介して送信共鳴コイルと当該送信共鳴コイルに対向配置された受信共鳴コイルとを共鳴させて、電力を伝送する技術であり、数ｋＷの大電力を比較的離れた場所間で伝送することが可能である。
【０００４】
しかしながら、このような共鳴方式のワイヤレス電力伝送技術を、例えば、電気自動車のバッテリ充電システムなどの数ｋＷから数十ｋＷの大電力が伝送されるシステムに適用した場合、図１３に示すように、共鳴状態になると共鳴コイルが有する管状に巻回されたコイル導線の端部あるいは端部近傍において高電圧が生じ、当該共鳴コイルを収容する、アースされたケースなどとの間で絶縁破壊が起きて火花放電が発生してしまうなどの問題があった。そして、このような問題を解決する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００５】
特許文献１に開示されている共鳴コイル９０１は、図１４に示すように、コイル導線９１０と絶縁性の樹脂９２０とを備えている。コイル導線９１０は、管状に複数回巻回されている。そして、この絶縁性の樹脂９２０が、コイル導線９１０の長手方向の端部９１０ａに近いほど厚みが増すようにコイル導線９１０に被覆加工されているので、コイル導線９１０の端部９１０ａにおける絶縁耐力を高めて火花放電を防止することができた。また、この共鳴コイル９０１のコイル導線９１０には、コイル導線９１０の巻回部間に一定の導線間ギャップが設けられており、コイル導線９１０の巻回部間での絶縁破壊による火花放電を防いでいた。
【０００６】
そして、このような共鳴コイル９０１は、例えば、図１５に示すように、絶縁性の合成樹脂を材料として円筒形状に形成されたコイルボビン９４０の外周面９４０ａに、複数の巻回部９１５が互いに間隔をあけるように螺旋状に巻きつけられることにより保持され、コイルボビン９４０とともに電気自動車や充電装置に取り付けられていた。
【０００７】
または、共鳴コイル９０１は、図１６（ａ）に示すように、絶縁性の合成樹脂を材料として帯板状に形成された複数のリブ９５０によって、複数の巻回部９１５が互いに間隔をあけるようにそれら周方向の一部を数カ所保持されて、複数のリブ９５０とともに電気自動車や充電装置に取り付けられていた。このリブ９５０は、図１６（ｂ）に示すように、絶縁性の合成樹脂を材料として幅方向に二分割可能な帯板状に形成されており、長手方向に沿って共鳴コイル９０１の径と同一径の複数の固定孔９５３が設けられている。そして、共鳴コイル９０１は、このリブ９５０によって、それぞれの巻回部の周方向の一部がそれらに対応する孔９５３に嵌め込まれて、各巻回部間の導線間ギャップを保つようにして保持されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−７３８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、共鳴コイル９０１は、上述したようなコイルボビン９４０やリブ９５０（即ち、共鳴コイル保持部材）によって保持されていたので、共鳴コイル９０１の一の巻回部９１５における外表面と、それに隣接する他の巻回部９１５における外表面と、がコイルボビン９４０の外周面９４０ａやリブ９５０の表面を介して連なってしまい、そのため、これら巻回部間に生じる電圧によって、コイルボビン９４０の外周面９４０ａやリブ９５０の表面を伝う沿面放電が生じてしまうおそれがあるという問題があった。また、このような沿面放電を防ぐために、共鳴コイル９０１の巻回部９１５間の導線間ギャップを大きくすると、共鳴コイル９０１が大型化してしまい、または、共鳴コイル９０１を型枠にいれて溶融樹脂を流し込むことにより樹脂で封止（即ち、樹脂モールド）すると、製造コストがかかってしまうという別の問題があった。
【００１０】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、共鳴コイルを大型化することなく安価に沿面放電を防止できる共鳴コイル保持部材、共鳴コイルユニット、及び、非接触電力伝送装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、共鳴コイルの沿面放電の防止と小型化及び低コスト化とを両立すべく、共鳴コイル保持部材の構成について検討を重ねた結果、共鳴コイルの各巻回部間における電位差に基づいた適切な沿面距離を設けることで、小型形状でありながら安価に沿面放電を防止できることを見出し、本発明の完成に至った。
【００１２】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、共鳴現象によって相手方コイルに電力を送信し又は相手方コイルから送信された電力を受信する複数回巻回された共鳴コイルを保持する共鳴コイル保持部材であって、ベース部と、前記ベース部に設けられ、前記共鳴コイルの複数の巻回部を互いに間隔をあけて固定するコイル固定部と、前記ベース部における前記コイル固定部の間に設けられた凸形状、凹形状、又は、これらを組み合わせた形状からなる巻回部間沿面距離延伸部と、を有し、前記各巻回部の間の沿面距離が前記各巻回部の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように、前記巻回部間沿面距離延伸部が形成されていることを特徴とする共鳴コイル保持部材である。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記共鳴コイルが、管状に複数回巻回され、前記ベース部が、円筒形状又は円柱形状に形成され、前記コイル固定部が、前記ベース部の外周面又は内周面に螺旋状に設けられ、前記巻回部間沿面距離延伸部が、前記ベース部の外周面又は内周面に前記コイル固定部に平行な螺旋状に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記ベース部が、前記共鳴コイルの周方向に互いに間隔をあけて配置される、複数の部分ベース部を有し、前記複数の部分ベース部のそれぞれが、前記コイル固定部と前記巻回部間沿面距離延伸部と、を有していることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記共鳴コイルが、渦巻き状に複数回巻回され、前記ベース部が、互いに接合される第１平板部材と第２平板部材とを有し、前記コイル固定部が、前記第１平板部材の接合面に渦巻き状に設けられた第１固定部分と、前記第１固定部分に対応して前記第２平板部材の接合面に渦巻き状に設けられるとともに前記第１固定部分との間で前記各巻回部を狭持する第２固定部分と、を有し、前記巻回部間沿面距離延伸部が、前記第１平板部材の接合面に前記第１固定部分に平行な渦巻き状に設けられた第１延伸部分と、前記第１延伸部分に対応して前記第２平板部材の接合面に前記第２固定部分に平行な渦巻き状に設けられるとともに前記第１延伸部分と噛み合うように形成された第２延伸部分と、を有していることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載された発明は、上記目的を達成するために、共鳴現象によって相手方コイルに電力を送信し又は相手方コイルから送信された電力を受信する複数回巻回された共鳴コイルと、前記共鳴コイルを保持する共鳴コイル保持部材と、を有する共鳴コイルユニットにおいて、前記共鳴コイル保持部材が、請求項１〜４のいずれか一項に記載の共鳴コイル保持部材であることを特徴とする共鳴コイルユニットである。
【００１７】
請求項６に記載された発明は、上記目的を達成するために、共鳴現象によって電力を送信する送信共鳴コイルユニットと、前記送信共鳴コイルユニットから送信された電力を受信する受信共鳴コイルユニットと、を有する非接触電力伝送装置において、前記送信共鳴コイルユニット及び前記受信共鳴コイルユニットの少なくとも一方が、請求項５に記載の共鳴コイルユニットであることを特徴とする非接触電力伝送装置である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載された発明によれば、ベース部には、共鳴コイルの複数の巻回部を互いに間隔をあけて固定するコイル固定部と、このコイル固定部の間に配置された凸形状、凹形状、又は、これらを組み合わせた形状からなる巻回部間沿面距離延伸部と、が設けられており、この巻回部間沿面距離延伸部は、コイル固定部によって固定された共鳴コイルの各巻回部の間の沿面距離がこれら各巻回部の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように形成されているので、巻回部間沿面距離延伸部によって、共鳴コイルの各巻回部間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができるとともに、一の基準（即ち、上記最大の電位差）に基づき巻回部間沿面距離延伸部の形状を同一形状として容易に形成することができ、そのため、共鳴コイルを大型化することなく、樹脂モールドなどを不要として安価に、沿面放電を防止できる。
【００１９】
請求項２に記載された発明によれば、円筒形状又は円柱形状に形成されたベース部の外周面又は内周面に、螺旋状のコイル固定部と、このコイル固定部に平行な螺旋状の巻回部間沿面距離延伸部と、が設けられているので、管状に複数回巻回された共鳴コイル全体をベース部の外周面又は内周面に保持し、そのため、各巻回部の間隔を維持した状態で共鳴コイルを確実に保持できる。
【００２０】
請求項３に記載された発明によれば、ベース部が、共鳴コイルの周方向に互いに間隔をあけて配置される、複数の部分ベース部を有し、これら複数の部分ベース部のそれぞれが、コイル固定部と巻回部間沿面距離延伸部と、を有しているので、これら複数の部分ベース部によって共鳴コイルの複数の巻回部の周方向の一部を数カ所保持することができ、そのため、共鳴コイル全体を保持する構成に比べて使用する材料を少なくすることができ、軽量化及び低コスト化できる。
【００２１】
請求項４に記載された発明によれば、ベース部が、互いに接合される第１平板部材と第２平板部材とを有し、コイル固定部が、第１平板部材の接合面に渦巻き状に設けられた第１固定部分と、第１固定部分に対応して前記第２平板部材の接合面に渦巻き状に設けられるとともにこの第１固定部分との間で渦巻き状の共鳴コイルの各巻回部を狭持する第２固定部分と、を有し、巻回部間沿面距離延伸部が、第１平板部材の接合面に第１固定部分に平行な渦巻き状に設けられた第１延伸部分と、第１延伸部分に対応して第２平板部材の接合面に第２固定部分に平行な渦巻き状に設けられるとともに第１延伸部分と噛み合うように形成された第２延伸部分と、を有しているので、渦巻き状に複数回巻回された共鳴コイルの各巻回部が第１固定部分と第２固定部分との間に狭持されて固定されるとともに、第１延伸部分と第２延伸部分とが互いに噛み合って各巻回部を仕切り、そのため、予め成形された第１平板部材と第２平板部材との間に共鳴コイルを挟むことにより、沿面距離を確保しつつ共鳴コイルを安価且つ簡易に封止することができ、そのため、共鳴コイルへの接触による感電事故などを防止できる。
【００２２】
請求項５に記載された発明によれば、共鳴コイルユニットが有する共鳴コイル保持部材が、請求項１〜４のいずれか一項に記載の共鳴コイル保持部材であるので、この共鳴コイル保持部材が有する巻回部間沿面距離延伸部によって、共鳴コイルの各巻回部間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができ、そのため、共鳴コイルを大型化することなく沿面放電を安価に防止できる。
【００２３】
請求項６に記載された発明によれば、非接触電力伝送装置が有する送信共鳴コイルユニット及び受信共鳴コイルユニットの少なくとも一方が、請求項５に記載の共鳴コイルユニットであるので、この共鳴コイルユニットの共鳴コイル保持部材が有する巻回部間沿面距離延伸部によって、共鳴コイルの各巻回部間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができ、そのため、共鳴コイルを大型化することなく沿面放電を安価に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態の共鳴コイルユニットを示す斜視図である。
【図２】図１の共鳴コイルユニットの軸方向に沿う断面図である。
【図３】（ａ）は、図１の共鳴コイルユニットの螺旋凸条の断面形状（くさび形状）を示す拡大断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の螺旋凸条の第１の変形例の構成（断面矩形状）を示す拡大断面図であり、（ｃ）は、（ａ）の螺旋凸条の第２の変形例の構成（先端が半円状で基端が方形状の断面形状）を示す拡大断面図であり、（ｄ）は、（ａ）の螺旋凸条に代わる螺旋溝部の断面形状を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の共鳴コイルユニットを示す斜視図である。
【図５】（ａ）は、図４の共鳴コイルユニットが備えるリブの正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のリブの背面図であり、（ｄ）は、（ａ）のリブの側面図である。
【図６】図４の共鳴コイルユニットの変形例の構成（平板状の共鳴コイル）を示す正面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の共鳴コイルユニットを示す斜視図である。
【図８】（ａ）は、図７の共鳴コイルユニットの第１平板部材をその接合面側から見た図であり、（ｂ）は、図７の共鳴コイルユニットの第２の平板部材をその接合面側から見た図である。
【図９】（ａ）は、図７のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図であり、（ｂ）は、図７の共鳴コイルユニットの第１延伸部分及び第２延伸部分の変形例の構成（断面凹凸形状を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の非接触電力伝送装置の一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の構成を示す説明図である。
【図１１】図１０のワイヤレス電力伝送装置のブロック図である。
【図１２】共鳴型電力伝送方式の原理を示す説明図である。
【図１３】共鳴コイルにおける、共鳴状態での電圧分布を模式的に示す図である。
【図１４】従来の共鳴コイルの構成を示す部分拡大断面図である。
【図１５】従来の共鳴コイルユニットの一例を示す斜視図である。
【図１６】（ａ）は、従来の共鳴コイルユニットの他の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の共鳴コイルユニットのリブを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（共鳴コイルユニットの第１の実施形態）
以下、本発明の共鳴コイルユニットの第１の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００２６】
共鳴コイルは、共鳴現象を利用して、対向配置された相手方コイルに電力を送信し又は前記相手方コイルから送信された電力を受信するのに用いられる。このような共鳴コイルは、共鳴コイル保持部材によって保持されることにより、電気自動車や充電装置に取り付けられる。
【００２７】
本発明の第１の実施形態に係る共鳴コイルユニット５０は、図１、図２に示すように、共鳴コイル５１と、共鳴コイル保持部材５６と、を備えている。
【００２８】
共鳴コイル５１は、例えば、直径５ｍｍの銅線を管状（ソレノイド）に複数回（ｎ回）巻回した、直径Ｄが６００ｍｍ、長さＬが２００ｍｍの空心の螺旋コイルである。この共鳴コイル５１には、複数の円形部分（１ターン）である巻回部５５［１］〜５５［ｎ］が設けられている。共鳴コイル５１の一の巻回部５５［ｋ］とそれに隣接する他の巻回部５５［ｋ＋１］（ｋ：１〜ｎ−１）との間（以下、単に巻回部５５間という）には、これら巻回部５５間で絶縁破壊（空気中の放電）が起きないようにするために必要な導線間ギャップが設けられている。この導線間ギャップの大きさは、各巻回部５５間で同一にされている。本実施形態において、共鳴コイル５１は銅線がむき出しの状態であるが、例えば、塩化ビニル系やポリアミド系などの合成樹脂からなる絶縁被覆で銅線の外周面を覆った構成としてもよい。
【００２９】
共振状態における共鳴コイル５１の電圧分布を図１３に示す。そして、この図１３から明らかなように、共鳴コイル５１における単位距離間の電位差（即ち、グラフの傾き）は、共鳴コイル５１の長手方向中央部（即ち、グラフの原点）ほど大きく、長手方向両端部に近づくにしたがって小さくなる。つまり、管状に巻回された共鳴コイル５１は、箇所によって巻回部５５間の電位差が異なり、具体的には、その軸方向（即ち、長さＬ方向）中央部ほど巻回部５５間の電位差が大きく、軸方向両端部に近づくにしたがって巻回部５５間の電位差が小さくなる。
【００３０】
共鳴コイル保持部材５６は、ベース部としてのコイルボビン５７と、巻回部間沿面距離延伸部としての螺旋凸条５８と、コイル固定部としての螺旋平面部５９と、を備えている。
【００３１】
コイルボビン５７は、絶縁性の合成樹脂を用いて円筒形状で、その外径が共鳴コイル５１の径と略同一に形成されている。コイルボビン５７は、その一端面が、電気自動車の車体や充電装置のケースなどの平面部である基部Ｋに取り付けられており、該基部Ｋに垂直に立設されている。なお、コイルボビン５７は、円柱形状であってもよい。
【００３２】
螺旋凸条５８は、コイルボビン５７の外周面５７ａを周方向に沿って旋回する螺旋状に設けられている。螺旋凸条５８の複数の螺旋部分（即ち、１ターン）５８ａは、等間隔に配置されている。螺旋凸条５８は、図３（ａ）に示すように、断面形状が全長にわたって同一のくさび形状となるように形成されている。なお、このような螺旋凸条５８に代えて、例えば、図３（ｂ）に示すように、断面矩形状の螺旋凸条５８Ａや、図３（ｃ）に示すように、先端が半円状で基端が方形状の断面形状の螺旋凸条５８Ｂなどを設けてもよく、本発明の目的に反しない限り、螺旋凸条５８の断面形状は任意である。
【００３３】
また、本実施形態においては、螺旋凸条５８を設けるものであったが、このような螺旋凸条５８に代えて、図３（ｄ）に示すように、螺旋溝部５８Ｄを、コイルボビン５７の外周面５７ａを周方向に沿って旋回するように螺旋状に設けた構成でもよい。この螺旋溝部５８Ｄは、その内面が沿面距離確保のために機能するように、その幅が定められている（例えば、１ｍｍ以上など）。また、螺旋溝部５８Ｄの断面形状も、上記螺旋凸条５８と同様に任意である。なお、本明細書において、沿面距離とは、絶縁物の表面に沿って測定した２つの導電部間（巻回部間）の最短距離のことをいう。
【００３４】
螺旋平面部５９は、コイルボビン５７の外周面５７ａにおける螺旋凸条５８によって螺旋状に仕切られた部分である。螺旋平面部５９と螺旋凸条５８とは、それぞれコイルボビン５７の外周面５７ａに互いに平行な螺旋状に設けられている。つまり、螺旋凸条５８の螺旋部分５８ａと螺旋平面部５９の螺旋部分５９ａとは、コイルボビン５７の軸方向（図１の上下方向）に沿って交互に配置されており、換言すると、螺旋凸条５８は、螺旋平面部５９の間に設けられている。
【００３５】
螺旋平面部５９には、その幅方向中央部に、共鳴コイル５１の外周面の一部に密着するように断面円弧状の曲面に掘り下げて形成された螺旋状の溝部５９ｂが、全長にわたって設けられている。この溝部５９ｂにおける互いに隣接する螺旋部分の間隔は、共鳴コイル５１の巻回部５５の間隔に合わせられている。そして、共鳴コイル５１は、溝部５９ｂに沿って巻き付けられることにより、コイルボビン５７の外周面５７ａに固定される。つまり、螺旋平面部５９は、共鳴コイル５１の複数の巻回部５５を互いに間隔をあけて固定する。
【００３６】
上述した螺旋凸条５８は、図１３の共鳴コイル５１の電圧分布から求められる各巻回部５５間に生じる電位差のうち最大の電位差に応じて、コイルボビン５７の外周面５７ａからの高さや先端の角度など（即ち、形状）が定められている。即ち、各巻回部５５間の沿面距離が、各巻回部５５間に上記最大の電位差が生じた場合でも各巻回部５５間に沿面放電が生じない長さ、即ち、上記最大の電位差に応じた長さになるように、螺旋凸条５８が形成されている。このような沿面放電が生じない沿面距離としては、所定の安全規格（例えば、ＩＥＣ（国際電気標準会議）規格等）などで定められている値を用いている。
【００３７】
共鳴コイル保持部材５６は、コイルボビン５７の外周面５７ａに設けられた螺旋平面部５９の溝部５９ｂに沿って共鳴コイル５１が巻き付けられる。これにより、共鳴コイル５１の各巻回部５５は、外周面５７ａ上に互いに間隔をあけて固定されるとともに、螺旋凸条５８によって互いの間を仕切られて、各巻回部５５間の沿面距離が確保される。
【００３８】
以上より、本実施形態によれば、コイルボビン５７には、共鳴コイル５１の複数の巻回部５５を互いに間隔をあけて固定する螺旋平面部５９と、この螺旋平面部５９の間に配置された螺旋凸条５８と、が設けられており、この螺旋凸条５８は、螺旋平面部５９によって固定された共鳴コイル５１の各巻回部５５の間の沿面距離がこれら各巻回部５５の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように形成されているので、螺旋凸条５８によって、共鳴コイル５１の各巻回部５５間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができるとともに、一の基準（即ち、上記最大の電位差）に基づき螺旋凸条５８の断面形状を全長にわたって同一のくさび形状として容易に形成することができ、そのため、共鳴コイル５１を大型化することなく、樹脂モールドなどを不要として安価に、沿面放電を防止できる。
【００３９】
また、円筒形状に形成されたコイルボビン５７の外周面５７ａに、螺旋平面部５９と、この螺旋平面部５９に平行な螺旋凸条５８と、が設けられているので、コイルボビン５７の外周面５７ａに管状に複数回巻回された共鳴コイル５１全体を保持し、そのため、各巻回部５５の間隔を維持した状態で共鳴コイル５１を確実に保持できる。
【００４０】
本実施形態では、共鳴コイル５１を、コイルボビン５７の外周面５７ａに固定するものであったが、これに限定されるものではなく、コイルボビン５７の内周面５７ｂに、上述した螺旋凸条５８と螺旋平面部５９と同様のものを設けて、この内周面５７ｂに、共鳴コイル５１を固定するようにしてもよい。このようにすることで、共鳴コイル５１の露出がなくなり、共鳴コイル５１への接触による感電事故などを防止できる。また、円筒形状のコイルボビン５７に、円形管状の共鳴コイル５１を巻き付けて構成していたが、これに限定されるものではなく、例えば、角筒形状のコイルボビンに、当該角筒形状に沿った角形管状の共鳴コイルを巻き付けて構成するなど、本発明の目的に反しない限り、コイルボビンおよび共鳴コイルの形状は任意である。
【００４１】
（共鳴コイルユニットの第２の実施形態）
次に、本発明の共鳴コイルユニットの第２の実施形態について、図４〜図６を参照して説明する。
【００４２】
各図に示す本発明の第２の実施形態に係る共鳴コイルユニット５０Ｂは、共鳴コイル５１と、共鳴コイル保持部材６０と、を備えている。なお、共鳴コイル５１については、上述した第１の実施形態のものと同一であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
共鳴コイル保持部材６０は、図４に示すように、ベース部としてのベースユニット６１を備えている。このベースユニット６１は、電気自動車の車体や充電装置のケースに取り付けられる平板状の基部６２と、この基部６２に、共鳴コイル５１の各巻回部５５の周方向に沿って間隔をあけて立設される複数の部分ベース部としての複数のリブ６３と、を備えている。本実施形態においてリブ６３の数は４つで、これらは等間隔で配置される。勿論、リブ６３の数は、２、３、８等と、固定強度を保つことができるならば、その数は構成に応じて任意である。
【００４４】
リブ６３は、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、互いに組み合わされた第１部材６４と、第２部材６９と、を備えている。
【００４５】
第１部材６４は、第１本体部６５と、巻回部間沿面距離延伸部としての複数のフランジ部６７と、複数の固定平面部６８と、を備えている。
【００４６】
第１本体部６５は、絶縁性の合成樹脂を用いて帯板状（即ち、棒状）に形成されており、その長手方向の一端が基部６２の平面上に取り付けられて、該基部６２に垂直に立設されている。
【００４７】
複数のフランジ部６７は、第１本体部６５の外周面全周にわたり壁状（凸形状）に、即ち、フランジ状に設けられている。複数のフランジ部６７は、互いに等間隔に配置されている。複数のフランジ部６７は矩形板状で且つそれぞれが同一形状であり、第１本体部６５と一体に形成されている。
【００４８】
複数の固定平面部６８は、第１本体部６５の一平面部６５ａにおける複数のフランジ部６７によって仕切られた複数の部分である。複数の固定平面部６８は、一平面部６５ａの全長方向（図５（ａ）の上下方向）に沿って互いに間隔をあけて設けられている。
【００４９】
これら複数の固定平面部６８には、共鳴コイル５１の外周面の一部に密着するように断面円弧状の曲面に掘り下げて形成された溝部６８ａが設けられている。各溝部６８ａの間隔は、共鳴コイル５１の巻回部５５の間隔に合わせられている。また、固定平面部６８に巻回部５５が配置されたときに巻回部５５が当該固定平面部６８を仕切るフランジ部６７に接触しないように、固定平面部６８の幅（即ち、各フランジ部６７の間隔）が共鳴コイル５１の直径より大きく形成されている。
【００５０】
上述した複数のフランジ部６７は、図１３の共鳴コイル５１の電圧分布から求められる各巻回部５５間に生じる電位差のうち最大の電位差に応じて、第１本体部６５の外表面からの高さやその厚み（即ち、形状）が定められている。即ち、各巻回部５５間の沿面距離が、各巻回部５５間に上記最大の電位差が生じた場合でも各巻回部５５間に沿面放電が生じない長さ、即ち、上記最大の電位差に応じた長さになるように、複数のフランジ部６７が形成されている。このような沿面放電が生じない沿面距離としては、所定の安全規格（例えば、ＩＥＣ（国際電気標準会議）規格等）などで定められている値を用いている。
【００５１】
また、フランジ部６７は、その形状により、第１本体部６５の一平面部６５ａを経由した沿面距離以外にも、一平面部６５ａの幅方向に相対する端面６５ｂ、６５ｃや一平面部６５ａの反対側の他平面部６５ｄを経由した沿面距離についても適切に確保することができる。
【００５２】
第２部材６９は、絶縁性の合成樹脂を用いて第１部材６４の第１本体部６５と同一長さの帯板状（即ち、棒状）に形成された第２本体部７０を備えている。この第２本体部７０の一平面部７０ａには、全長方向に沿って複数の固定平面部６８に対応して配置された角柱状の複数の凸部７１が立設されている。複数の凸部７１は、それぞれが複数のフランジ部６７の間に挿入可能な大きさで且つ同一形状であり、第２本体部７０と一体に形成されている。また、複数の凸部７１によって、それらの間には溝７２が形成されている。
【００５３】
第１部材６４と第２部材６９とを組み合わせたときに、複数のフランジ部６７の間に複数の凸部７１が挿入されて、複数の固定平面部６８と複数の凸部７１とが互いに向き合い、固定平面部６８の溝部６８ａと凸部７１の先端面７１ａとの間に共鳴コイル５１の各巻回部５５を互いに間隔をあけて狭持（即ち、固定）する。つまり、複数の固定平面部６８と複数の凸部７１とで、請求項中のコイル固定部を構成している。また、複数のフランジ部６７は、複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１の各組と交互に配置されており、つまり、複数のフランジ部６７は、複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１の各組（即ち、コイル固定部）の間に設けられている。
【００５４】
上述したリブ６３は、第１部材６４の複数の固定平面部６８の溝部６８ａに、共鳴コイル５１の複数の巻回部５５を載置したのち、第１部材６４と第２部材６９とを、それぞれの一平面部６５ａと一平面部７０ａとが相対するようにして互いに組み合わせて、これらをネジや係止爪などの図示しない固定手段で互いに結合することにより組み立てられる。
【００５５】
このとき、第１部材６４の複数のフランジ部６７の間に第２部材６９の複数の凸部７１が挿入されて、複数の固定平面部６８と複数の凸部７１との間に、共鳴コイル５１の各巻回部５５が互いに間隔をあけて狭持されて固定される。また、複数のフランジ部６７における一平面部７０ａを向く縁部が、第２部材６９の溝７２に挿入されて、互いに噛み合うように配置される。共鳴コイル５１の巻回部５５は、複数の固定平面部６８と複数の凸部７１とに狭持されたときに複数のフランジ部６７に接触しないように配置されている。このようにして、共鳴コイル５１の各巻回部５５の周方向の一部がリブ６３によって保持されるとともに、各巻回部５５が複数のフランジ部６７によって仕切られて、各巻回部５５間の沿面距離が確保される。
【００５６】
そして、複数のリブ６３は、共鳴コイル５１の周方向に沿って等間隔に配置されており、それぞれが共鳴コイル５１の巻回部５５の周方向の一部を保持することにより、共鳴コイル５１を基部６２に固定する。
【００５７】
以上より、本実施形態によれば、ベースユニット６１が備える複数のリブ６３には、共鳴コイル５１の複数の巻回部５５を互いに間隔をあけて固定する複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１と、複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１の各組の間に配置された複数のフランジ部６７と、が設けられており、複数のフランジ部６７は、複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１によって固定された共鳴コイル５１の各巻回部５５の間の沿面距離がこれら各巻回部５５の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように形成されているので、複数のフランジ部６７によって、共鳴コイル５１の各巻回部５５間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができるとともに、一の基準（即ち、上記最大の電位差）に基づき複数のフランジ部６７の形状をそれぞれ同一形状として容易に形成することができ、そのため、共鳴コイル５１を大型化することなく、樹脂モールドなどを不要として安価に、沿面放電を防止できる。
【００５８】
また、ベースユニット６１が、共鳴コイル５１の周方向に互いに間隔をあけて配置される、複数のリブ６３を有し、これら複数のリブ６３のそれぞれが、複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１と、複数のフランジ部６７と、を有しているので、これら複数のリブ６３によって共鳴コイル５１の複数の巻回部５５の周方向の一部を数カ所保持することができ、そのため、共鳴コイル５１全体を保持する構成に比べて使用する材料を少なくすることができ、軽量化及び低コスト化できる。
【００５９】
なお、複数のリブ６３は、上述した構成に限定されるものではない。リブ６３は、例えば、第１部材６４を、第２部材６９と同形状に形成し、そして、第１部材６４の凸部と第２部材６９の凸部７１とを互いに向き合わせてこれら凸部によって共鳴コイル５２の各巻回部５５を狭持するようにして、第１部材６４と第２部材６９とを固定手段で互いに結合する、ような構成でも良い。このときの、第１部材６４及び第２部材６９のそれぞれにおける各凸部が、請求項中のコイル固定部に相当し、各溝が、請求項中の巻回部間沿面距離延伸部に相当する。
【００６０】
本実施形態においては、管状（螺旋状）に複数回巻回された共鳴コイル５１を有するものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、平板状（渦巻き状）に複数回巻回された共鳴コイル５２を有するものであってもよい。この場合、上述した複数のリブ６３を、基部６２の平面に沿うように配置して、平板状の共鳴コイル５２を保持する。また、この場合、リブ６３の複数の固定平面部６８及び複数の凸部７１や複数のフランジ部６７などを、共鳴コイル５２の各巻回部５５の円弧に沿って湾曲して設けるなどしてもよい。また、共鳴コイルは、角形管状や角形平板状に複数回巻回された共鳴コイルを有するものであってもよく、本発明の目的に反しない限り、共鳴コイルの形状は任意である。なお、「渦巻き状」とは、管状に対する言葉として用いており、「平板状」であることを意味する。
【００６１】
（共鳴コイルユニットの第３の実施形態）
次に、本発明の共鳴コイルユニットの第３の実施形態について、図７〜図９を参照して説明する。
【００６２】
各図に示す本発明の第３の実施形態に係る共鳴コイルユニット５０Ｄは、共鳴コイル５２と、共鳴コイル保持部材７６と、を備えている。
【００６３】
共鳴コイルユニットとして、共鳴コイル全体を絶縁材でモールドした構成がある。このような構成とした場合、製造後に共鳴コイルを取り出すことができないので、共振周波数等の調整のための共鳴コイルの長さ調整を行うことができない。そのため、共鳴コイルを内包する絶縁材を分割構造にすることで、製造後にも容易に共鳴コイルを取り外すことができるようにしていた。しかしながら、絶縁材を分割構造にすることで、各分割部分を互いに密着させても、分割面を経由して沿面放電が発生してしまうという問題があった。そして、本実施形態は、このような問題の解決に適したものである。
【００６４】
共鳴コイル５２は、図７に示すように、例えば、直径５ｍｍの銅線を平板状（渦巻き状）に複数回（ｎ回）巻回した、内径Ｄ１が４５０ｍｍ、外径Ｄ２が６００ｍｍ、空心コイルである。この共鳴コイル５２には、複数の円形部分（１ターン）である巻回部５５［１］〜５５［ｎ］が設けられている。共鳴コイル５２の一の巻回部５５［ｋ］とそれに隣接する他の巻回部５５［ｋ＋１］（ｋ：１〜ｎ−１）との間（以下、単に巻回部５５間という）には、これら巻回部５５間で絶縁破壊が起きないようにするために必要な導線間ギャップが設けられている。この導線間ギャップの大きさは、各巻回部５５間で同一にされている。本実施形態において、共鳴コイル５２は銅線がむき出しの状態であるが、例えば、塩化ビニル系やポリアミド系の材料からなる絶縁被覆で銅線の外周面を覆った構成としてもよい。
【００６５】
共振状態における共鳴コイル５２の電圧分布は、上述した共鳴コイル５１の電圧分布と同様であり、図１３に示す。そして、この図１３から明らかなように、共鳴コイル５２における単位距離間の電位差（即ち、グラフの傾き）は、共鳴コイル５２の半径方向中央部（即ち、グラフの原点であり、共鳴コイル５２の内縁と外縁との中間点）ほど大きく、半径方向両端部（即ち、グラフの両端であり、共鳴コイル５２の内縁又は外縁）に近づくにしたがって小さくなる。つまり、平板状に巻回された共鳴コイル５２は、箇所によって巻回部５５間の電位差が異なり、具体的には、その半径方向中央部ほど巻回部５５間の電位差が大きく、半径方向両端部に近づくにしたがって巻回部５５間の電位差が小さくなる。
【００６６】
共鳴コイル保持部材７６は、互いに接合される第１平板部材８１と第２平板部材９１とからなるベース部７７を備えている。
【００６７】
第１平板部材８１は、絶縁性の合成樹脂を用いて、平面視正方形状の平板状でその正方形状の一辺長さが共鳴コイル５２の外径より大きくなるように形成されている。つまり、第１平板部材８１は、その接合面８１ａに共鳴コイル５２を重ねたときに、共鳴コイル５２が接合面８１ａ内に含まれるように形成されている。第１平板部材８１の接合面８１ａには、図８（ａ）に示すように、第１延伸部分８２と、第１固定部分８５と、が設けられている。
【００６８】
第１延伸部分８２は、接合面８１ａに設けられた凸条であり、接合面８１ａの中央部から外縁に向かって旋回する渦巻き状に設けられている。第１延伸部分８２の複数の螺旋部分（即ち、１ターン）８２ａは、等間隔に配置されている。第１延伸部分８２は、図９（ａ）に示すように、断面形状が全長にわたって同一のくさび形状となるように形成されている。なお、このような第１延伸部分８２に代えて、例えば、図９（ｂ）に示すように、断面矩形状の凸条と断面矩形状の凹条とを組み合わせた形状の第１延伸部分８２Ａなどを設けてもよく、本発明の目的に反しない限り、第１延伸部分８２の形状は任意である。
【００６９】
第１固定部分８５は、接合面８１ａにおける第１延伸部分８２によって渦巻き状に仕切られた部分である。第１固定部分８５と第１延伸部分８２とは、それぞれ接合面８１ａに互いに平行な螺旋状に設けられている。つまり、第１延伸部分８２の螺旋部分８２ａと第１固定部分８５の螺旋部分８５ａとは、接合面８１ａの中心から外縁に向かう方向（即ち、半径方向）に沿って交互に配置されており、換言すると、第１延伸部分８２は、第１固定部分８５の間に設けられている。
【００７０】
第１固定部分８５には、その幅方向中央部に、共鳴コイル５２の外周面の一部に密着するように断面円弧状の局面に掘り下げて形成された渦巻き状の溝部８５ｂが、全長にわたって設けられている。この溝部８５ｂにおける互いに隣接する螺旋部分の間隔は、共鳴コイル５２の巻回部５５の間隔に合わせられている。そして、共鳴コイル５２は、溝部８５ｂに沿って第１固定部分８５上に配置される。
【００７１】
第２平板部材９１は、絶縁性の合成樹脂を用いて、第１平板部材８１と同一の平面視正方形状の平板状に形成されている。勿論、第１平板部材８１及び第２平板部材は、平面視正方形状の平板状以外の形状でも良い。第２平板部材９１の接合面９１ａには、図８（ｂ）に示すように、第２延伸部分９２と、第２固定部分９５と、が設けられている。
【００７２】
第２延伸部分９２は、接合面９１ａに設けられた凹条であり、上述した第１延伸部分８２に対応して接合面９１ａの中央部から外縁に向かって旋回する渦巻き状に設けられている。第２延伸部分９２の複数の螺旋部分（即ち、１ターン）９２ａは、等間隔に配置されている。第２延伸部分９２は、図９（ａ）に示すように、断面形状が全長にわたって同一で且つ上述した第１延伸部分８２と互いに噛み合うくさび形状となるように形成されている。なお、このような第２延伸部分９２に代えて、例えば、図９（ｂ）に示すように、断面矩形状の凸条と断面矩形状の凹条とを組み合わせた形状で且つ上述した第１延伸部分８２Ａと互いに噛み合うように形成された第２延伸部分９２Ａなどを設けてもよく、本発明の目的に反しない限り、第２延伸部分９２の形状は任意である。
【００７３】
第２固定部分９５は、接合面９１ａにおける第２延伸部分９２によって渦巻き状に仕切られた部分である。第２固定部分９５と第２延伸部分９２とは、それぞれ接合面９１ａに互いに平行な螺旋状に設けられている。つまり、第２延伸部分９２の螺旋部分９２ａと第２固定部分９５の螺旋部分９５ａとは、接合面９１ａの中心から外縁に向かう方向（即ち、半径方向）に沿って交互に配置されており、換言すると、第２延伸部分９２は、第２固定部分９５の間に設けられている。
【００７４】
第２固定部分９５には、その幅方向中央部に、共鳴コイル５２の外周面の一部に密着するように断面円弧状の局面に掘り下げて形成された渦巻き状の溝部９５ｂが、全長にわたって設けられている。この溝部９５ｂにおける互いに隣接する螺旋部分の間隔は、共鳴コイル５２の巻回部５５の間隔に合わせられている。そして、共鳴コイル５２は、溝部９５ｂに沿って第２固定部分９５上に配置される。
【００７５】
第１平板部材８１と第２平板部材９１とをそれぞれの接合面８１ａと接合面９１ａとを接合させたときに、第１固定部分８５と第２固定部分９５とが互いに向き合い、第１固定部分８５の溝部８５ｂと第２固定部分９５の溝部９５ｂとに配置された共鳴コイル５２を、それらの間に各巻回部５５を互いに間隔をあけて狭持（即ち、固定）する。つまり、第１固定部分８５と第２固定部分９５とで、請求項中のコイル固定部を構成している。また、第２延伸部分９２（即ち、渦巻き状の凹条）に第１延伸部分８２（即ち、渦巻き状の凸条）が挿入されて互いに噛み合い、これらによって共鳴コイル５２の各巻回部５５が仕切られて沿面距離が確保される。つまり、第１延伸部分８２と第２延伸部分９２とで、請求項中の巻回部沿面距離延伸部を構成している。なお、図７、図９において、第１平板部材８１の接合面８１ａと、第２平板部材９１の接合面９１ａと、の間には、説明の便宜上、隙間を設けているが、実際には、これら接合面８１ａと接合面９１ａとは密着される。または、図のように、接合面８１ａと接合面９１ａとの間に若干の隙間を設けた構成であってもよい。
【００７６】
上述した第１延伸部分８２は、図１３の共鳴コイル５２の電圧分布から求められる各巻回部５５間に生じる電位差のうち最大の電位差に応じて、接合面８１ａからの高さや先端の角度など（即ち、形状）が定められている。同様にして、上述した第２延伸部分９２は、図１３の共鳴コイル５２の電圧分布から求められる各巻回部５５間に生じる電位差のうち最大の電位差に応じて、接合面９１ａからの深さや先端の角度など（即ち、形状）が定められている。即ち、各巻回部５５間の沿面距離が、各巻回部５５間に上記最大の電位差が生じた場合でも各巻回部５５間に沿面放電が生じない長さ、即ち、上記最大の電位差に応じた長さになるように、第１延伸部分８２及び第２延伸部分９２が形成されている。このような沿面放電が生じない沿面距離としては、所定の安全規格（例えば、ＩＥＣ（国際電気標準会議）規格等）などで定められている値を用いている。
【００７７】
共鳴コイル保持部材７６は、第１平板部材８１の第１固定部分８５の溝部８５ｂに共鳴コイル５２を載置したのち、第１平板部材８１と第２平板部材９１とを、それぞれの接合面８１ａと接合面９１ａとが相対して互いに接合されるように組み合わせて、これらをネジＳなどの固定手段で互いに結合することにより組み立てられる。
【００７８】
このとき、共鳴コイル５２は、第１平板部材８１の溝部８５ｂと第２平板部材９１の溝部９５ｂとに配置されて、これらによって各巻回部５５が互いに間隔をあけて挟持されて固定される。また、第２平板部材９１の第２延伸部分９２に、第１平板部材８１の第１延伸部分８２が挿入されて互いに噛み合って嵌合する。このようにして、共鳴コイル５２の各巻回部５５が互いに間隔をあけて第１平板部材８１と第２平板部材９１とによって保持されるとともに、各巻回部５５が第１延伸部分８２と第２延伸部分９２とよって仕切られて、各巻回部５５間の沿面距離が確保される。
【００７９】
以上より、本実施形態によれば、ベース部７７が備える第１平板部材８１には、第１固定部分８５と、この第１固定部分８５の間に配置された第１延伸部分８２と、が設けられており、第２平板部材９１には、第１固定部分８５との間に共鳴コイル５２の複数の巻回部５５を互いに間隔をあけて固定する第２固定部分９５と、この第２固定部分９５の間に配置された第２延伸部分９２と、が設けられており、これら第１延伸部分８２及び第２延伸部分９２は、第１固定部分８５及び第２固定部分９５によって固定された共鳴コイル５２の各巻回部５５の間の沿面距離がこれら各巻回部５５の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように形成されているので、第１延伸部分８２及び第２延伸部分９２によって、共鳴コイル５２の各巻回部５５間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができるとともに、一の基準（即ち、上記最大の電位差）に基づき第１延伸部分８２及び第２延伸部分９２の形状をそれら全長にわたって同一形状として容易に形成することができ、そのため、共鳴コイル５２を大型化することなく、樹脂モールドなどを不要として安価に、沿面放電を防止できる。
【００８０】
また、ベース部７７が、互いに接合される第１平板部材８１と第２平板部材９１とを有し、第１平板部材８１の接合面８１ａに渦巻き状に設けられた第１固定部分８５と、第１固定部分８５に対応して第２平板部材９１の接合面９１ａに渦巻き状に設けられるとともにこの第１固定部分８５との間で渦巻き状の共鳴コイル５２の各巻回部５５を狭持する第２固定部分９５と、を有し、第１平板部材８１の接合面８１ａに第１固定部分８５に平行な渦巻き状に設けられた第１延伸部分８２と、第１延伸部分８２に対応して第２平板部材９１の接合面９１ａに第２固定部分９５に平行な渦巻き状に設けられるとともに第１延伸部分８２と噛み合うように形成された第２延伸部分９２と、を有しているので、渦巻き状に複数回巻回された共鳴コイル５２の各巻回部５５が第１固定部分８５と第２固定部分９５との間に狭持されて固定されるとともに、第１延伸部分８２と第２延伸部分９２とが互いに噛み合って各巻回部５５を仕切り、そのため、予め成形された第１平板部材８１と第２平板部材９１との間に共鳴コイル５２を挟むことにより、沿面距離を確保しつつ共鳴コイル５２を安価且つ簡易に封止することができ、そのため、共鳴コイル５２への接触による感電事故などを防止できる。
【００８１】
本実施形態において、共鳴コイル５２は、丸形平板状（丸形渦巻き状）に複数回巻回されて形成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、角形平板状（角形渦巻き状）に複数回巻回されて形成されているなど、本発明の目的に反しない限り、共鳴コイルの形状は任意である。
【００８２】
（非接触電力伝送装置の一実施形態）
次に、上述した共鳴コイルを備えた、本発明の非接触電力伝送装置の一実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置ついて、図１０〜図１２を参照して説明する。
【００８３】
図１０は、本発明の実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の構成を示す説明図である。同図に示すように、本実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１０は、電気自動車５に設けられる受電装置１２と、該受電装置１２に交流電力を供給する給電装置１１と、を備えており、給電装置１１より出力される交流電力を非接触（ワイヤレス）で受電装置１２に送信する。給電装置１１は、電力送信用の通信コイル２４を備えており、該通信コイル２４に交流電力が供給されると、この交流電力は、受電装置１２に設けられている電力受信用の通信コイル３１に伝達される。
【００８４】
電気自動車５に設けられる受電装置１２は、充電時に電気自動車５を給電装置１１の所定位置に置いたときに、電力送信用の通信コイル２４と接近する電力受信用の通信コイル３１と、整流器３３と、を備えている。更に、直流電力が充電されるバッテリ３５と、該バッテリ３５の電圧を降圧してサブバッテリ４１に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、バッテリ３５の出力電力を交流電力に変換するインバータ４３と、該インバータ４３より出力される交流電力により駆動するモータ４４を備えている。
【００８５】
図１１は、本発明の実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置１０のブロック図であり、給電装置１１、及び電気自動車５に搭載される受電装置１２を備えている。
【００８６】
給電装置１１は、電力伝送用のキャリア信号を出力するキャリア発振器２１と、該キャリア発振器２１より出力されるキャリア信号（即ち、交流電力）を増幅する電力増幅器２３、及び電力増幅器２３で増幅された交流電力を出力する通信コイル２４を備えている。通信コイル２４は、後述するように給電コイル（一次コイル）Ｌ１と送信共鳴コイルＸ１から構成されている。そして、この送信共鳴コイルＸ１として、上述した共鳴コイルユニット５０（又は、共鳴コイルユニット５０Ｂ、５０Ｄ）を用いている。
【００８７】
キャリア発振器２１は、電力伝送用の交流信号として例えば周波数０．１［ＭＨｚ］〜１００［ＭＨｚ］の交流電力を出力する。
【００８８】
電力増幅器２３は、キャリア発振器２１より出力された交流電力を増幅する。そして、増幅した交流電力を通信コイル２４に出力する。通信コイル２４は、受電装置１２に設けられる通信コイル３１と連携し、共鳴型電力伝送方式によりワイヤレスで交流電力を通信コイル３１に伝送する。共鳴型電力伝送方式（即ち、共鳴方式）については後述する。
【００８９】
また、受電装置１２は、電力送信用の通信コイル２４より送信される交流電力を受信する電力受信用の通信コイル３１と、この通信コイル３１で受信された交流電力を整流して、直流電圧を生成する整流器３３と、を備える。また、車両駆動用のモータ４４（図１０参照）に電力を供給するバッテリ３５を備え、該バッテリ３５は、整流器３３より出力される直流電力により充電される。
【００９０】
通信コイル３１は、後述するように受電コイル（一次コイル）Ｌ２と受信共鳴コイルＸ２から構成されている。そして、この受信共鳴コイルＸ２として、上述した共鳴コイルユニット５０（又は、共鳴コイルユニット５０Ｂ、５０Ｄ）を用いている。
【００９１】
次に、共鳴型電力伝送方式について説明する。図１２は、共鳴型電力伝送方式の原理を示す説明図である。図示のように、給電装置１１には、給電コイルＬ１、及び該給電コイルＬ１と同心円状に且つ近接して配置された送信共鳴コイルＸ１（即ち、共鳴コイルユニット５０）が設けられている。なお、給電コイルＬ１と送信共鳴コイルＸ１により図１１、図１２に示す通信コイル２４が構成される。また、受電装置１２には、受電コイルＬ２、及び該受電コイルＬ２と同心円状に且つ近接して配置された受信共鳴コイルＸ２（即ち、共鳴コイルユニット５０）が設けられている。なお、受電コイルＬ２と受信共鳴コイルＸ２により図１１、図１２に示す通信コイル３１が構成される。
【００９２】
そして、給電コイルＬ１に１次電流を流すと、電磁誘導により送信共鳴コイルＸ１に誘導電流が流れ、更に、該送信共鳴コイルＸ１のインダクタンスＬｓ、及び浮遊容量Ｃｓにより、該送信共鳴コイルＸ１が共鳴周波数ωｓ（＝１／√Ｌｓ・Ｃｓ）で共鳴する。すると、この送信共鳴コイルＸ１に近接して設けられた、受電装置１２側の受信共鳴コイルＸ２が共鳴周波数ωｓで共鳴し、受信共鳴コイルＸ２に２次電流が流れる。更に、電磁誘導により受信共鳴コイルＸ２に近接した受電コイルＬ２に２次電流が流れる。
【００９３】
上記の動作により、給電装置１１から受電装置１２に、ワイヤレスで電力を送信することができることとなる。
【００９４】
次に、図１１、図１２に示した本発明のワイヤレス電力伝送装置の動作について説明する。図１０に示すように、電気自動車５が給電装置１１の所定位置に置かれ、給電装置１１に設けられる通信コイル２４と、電気自動車５の受電装置１２に設けられる通信コイル３１が対向する位置となると、バッテリ３５への充電を行うことができる。
【００９５】
充電が開始されると、図１１に示すキャリア発振器２１より、周波数０．１［ＭＨｚ］〜１００［ＭＨｚ］程度の交流電力が出力される。
【００９６】
そして、キャリア発振器２１より出力された交流電力は、電力増幅器２３にて増幅される。増幅された交流電力は、通信コイル２４，３１を介して、前述した共鳴型電力伝送の原理により、受電装置１２に伝送されることになる。
【００９７】
受電装置１２に伝送された交流電力は、通信コイル３１から整流器３３に出力される。
【００９８】
そして、整流器３３では、交流電力を整流して所定電圧の直流電力に変換し、この電力をバッテリ３５に供給して、該バッテリ３５を充電する。これにより、バッテリ３５を充電することができる。
【００９９】
以上より、本発明によれば、送信共鳴コイルＸ１及び受信共鳴コイルＸ２として、上述した共鳴コイルユニット５０を用いているので、この共鳴コイルユニット５０の螺旋凸条５８などの共鳴コイル保持部材５６が有する巻回部間沿面距離延伸部によって、共鳴コイル５１の各巻回部間の沿面距離を確保することにより沿面放電を防止することができ、そのため、共鳴コイル５１を大型化することなく沿面放電を安価に防止できる。
【０１００】
本実施形態においては、送信共鳴コイルＸ１及び受信共鳴コイルＸ２の両方とも上述した共鳴コイルユニット５０を用いていたが、これに限定されるものではなく、送信共鳴コイルＸ１及び受信共鳴コイルＸ２のうち少なくとも一方に共鳴コイルユニット５０を用いるものであればよい。
【０１０１】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
５ 電気自動車
１０ ワイヤレス電力伝送装置（非接触電力伝送装置）
５０、５０Ｂ、５０Ｄ 共鳴コイルユニット
５１、５２ 共鳴コイル
５５ 共鳴コイルの巻回部
５６ 共鳴コイル保持部材
５７ コイルボビン（ベース部）
５８ 螺旋凸条（巻回部間沿面距離延伸部）
５９ 螺旋平面部（コイル固定部）
６０ 共鳴コイル保持部材
６１ ベースユニット（ベース部）
６３ リブ（部分ベース部）
６７ フランジ部（巻回部間沿面距離延伸部）
６８ 固定平面部（コイル固定部）
７１ 凸部（コイル固定部）
７２ 溝（巻回部間沿面距離延伸部）
７６ 共鳴コイル保持部材
７７ ベース部
８１ 第１平板部材
８１ａ 接合面
８２ 第１延伸部分（巻回部間沿面距離延伸部）
８５ 第１固定部分（コイル固定部）
９１ 第２平板部材
９１ａ 接合面
９２ 第２延伸部分（巻回部間沿面距離延伸部）
９５ 第２固定部分（コイル固定部）
Ｘ１ 送信共鳴コイル（共鳴コイルユニット）
Ｘ２ 受信共鳴コイル（共鳴コイルユニット）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共鳴現象によって相手方コイルに電力を送信し又は相手方コイルから送信された電力を受信する複数回巻回された共鳴コイルを保持する共鳴コイル保持部材であって、
ベース部と、
前記ベース部に設けられ、前記共鳴コイルの複数の巻回部を互いに間隔をあけて固定するコイル固定部と、
前記ベース部における前記コイル固定部の間に設けられた凸形状、凹形状、又は、これらを組み合わせた形状からなる巻回部間沿面距離延伸部と、を有し、
前記各巻回部の間の沿面距離が前記各巻回部の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように、前記巻回部間沿面距離延伸部が形成されていることを特徴とする共鳴コイル保持部材。
【請求項２】
前記共鳴コイルが、管状に複数回巻回され、
前記ベース部が、円筒形状又は円柱形状に形成され、
前記コイル固定部が、前記ベース部の外周面又は内周面に螺旋状に設けられ、
前記巻回部間沿面距離延伸部が、前記ベース部の外周面又は内周面に前記コイル固定部に平行な螺旋状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の共鳴コイル保持部材。
【請求項３】
前記ベース部が、前記共鳴コイルの周方向に互いに間隔をあけて配置される、複数の部分ベース部を有し、
前記複数の部分ベース部のそれぞれが、前記コイル固定部と前記巻回部間沿面距離延伸部と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の共鳴コイル保持部材。
【請求項４】
前記共鳴コイルが、渦巻き状に複数回巻回され、
前記ベース部が、互いに接合される第１平板部材と第２平板部材とを有し、
前記コイル固定部が、前記第１平板部材の接合面に渦巻き状に設けられた第１固定部分と、前記第１固定部分に対応して前記第２平板部材の接合面に渦巻き状に設けられるとともに前記第１固定部分との間で前記各巻回部を狭持する第２固定部分と、を有し、
前記巻回部間沿面距離延伸部が、前記第１平板部材の接合面に前記第１固定部分に平行な渦巻き状に設けられた第１延伸部分と、前記第１延伸部分に対応して前記第２平板部材の接合面に前記第２固定部分に平行な渦巻き状に設けられるとともに前記第１延伸部分と噛み合うように形成された第２延伸部分と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の共鳴コイル保持部材。
【請求項５】
共鳴現象によって相手方コイルに電力を送信し又は相手方コイルから送信された電力を受信する複数回巻回された共鳴コイルと、前記共鳴コイルを保持する共鳴コイル保持部材と、を有する共鳴コイルユニットにおいて、
前記共鳴コイル保持部材が、請求項１〜４のいずれか一項に記載の共鳴コイル保持部材であることを特徴とする共鳴コイルユニット。
【請求項６】
共鳴現象によって電力を送信する送信共鳴コイルユニットと、前記送信共鳴コイルユニットから送信された電力を受信する受信共鳴コイルユニットと、を有する非接触電力伝送装置において、
前記送信共鳴コイルユニット及び前記受信共鳴コイルユニットの少なくとも一方が、請求項５に記載の共鳴コイルユニットであることを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項１】
共鳴現象によって相手方コイルに電力を送信し又は相手方コイルから送信された電力を受信する複数回巻回された共鳴コイルを保持する共鳴コイル保持部材であって、
ベース部と、
前記ベース部に設けられ、前記共鳴コイルの複数の巻回部を互いに間隔をあけて固定するコイル固定部と、
前記ベース部における前記コイル固定部の間に設けられた凸形状、凹形状、又は、これらを組み合わせた形状からなる巻回部間沿面距離延伸部と、を有し、
前記各巻回部の間の沿面距離が前記各巻回部の間のそれぞれに生じる電位差のうち最大の電位差に応じた長さとなるように、前記巻回部間沿面距離延伸部が形成されていることを特徴とする共鳴コイル保持部材。
【請求項２】
前記共鳴コイルが、管状に複数回巻回され、
前記ベース部が、円筒形状又は円柱形状に形成され、
前記コイル固定部が、前記ベース部の外周面又は内周面に螺旋状に設けられ、
前記巻回部間沿面距離延伸部が、前記ベース部の外周面又は内周面に前記コイル固定部に平行な螺旋状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の共鳴コイル保持部材。
【請求項３】
前記ベース部が、前記共鳴コイルの周方向に互いに間隔をあけて配置される、複数の部分ベース部を有し、
前記複数の部分ベース部のそれぞれが、前記コイル固定部と前記巻回部間沿面距離延伸部と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の共鳴コイル保持部材。
【請求項４】
前記共鳴コイルが、渦巻き状に複数回巻回され、
前記ベース部が、互いに接合される第１平板部材と第２平板部材とを有し、
前記コイル固定部が、前記第１平板部材の接合面に渦巻き状に設けられた第１固定部分と、前記第１固定部分に対応して前記第２平板部材の接合面に渦巻き状に設けられるとともに前記第１固定部分との間で前記各巻回部を狭持する第２固定部分と、を有し、
前記巻回部間沿面距離延伸部が、前記第１平板部材の接合面に前記第１固定部分に平行な渦巻き状に設けられた第１延伸部分と、前記第１延伸部分に対応して前記第２平板部材の接合面に前記第２固定部分に平行な渦巻き状に設けられるとともに前記第１延伸部分と噛み合うように形成された第２延伸部分と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の共鳴コイル保持部材。
【請求項５】
共鳴現象によって相手方コイルに電力を送信し又は相手方コイルから送信された電力を受信する複数回巻回された共鳴コイルと、前記共鳴コイルを保持する共鳴コイル保持部材と、を有する共鳴コイルユニットにおいて、
前記共鳴コイル保持部材が、請求項１〜４のいずれか一項に記載の共鳴コイル保持部材であることを特徴とする共鳴コイルユニット。
【請求項６】
共鳴現象によって電力を送信する送信共鳴コイルユニットと、前記送信共鳴コイルユニットから送信された電力を受信する受信共鳴コイルユニットと、を有する非接触電力伝送装置において、
前記送信共鳴コイルユニット及び前記受信共鳴コイルユニットの少なくとも一方が、請求項５に記載の共鳴コイルユニットであることを特徴とする非接触電力伝送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１５１２０７（Ｐ２０１２−１５１２０７Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６２１（Ｐ２０１１−７６２１）
【出願日】平成２３年１月１８日（２０１１．１．１８）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１８日（２０１１．１．１８）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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