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JP2013017255A - Antenna - Google Patents

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JP2013017255A
JP2013017255A JP2011146496A JP2011146496A JP2013017255A JP 2013017255 A JP2013017255 A JP 2013017255A JP 2011146496 A JP2011146496 A JP 2011146496A JP 2011146496 A JP2011146496 A JP 2011146496A JP 2013017255 A JP2013017255 A JP 2013017255A
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capacitor
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泰雄 伊藤
Shigenori Shimokawa
茂則 下川
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Equos Research Co Ltd
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Abstract

【課題】特性が安定し、効率的な電力伝送を行うことが可能なアンテナを提供する。
【解決手段】本発明のアンテナは、基材310と、前記基材310上の一方の面に形成され、最内端部331と最外端部332の2つの端部を有しコイルを形成する導電部330と、前記最外端部に固着されるコンデンサ400と、を有することを特徴とする。
【選択図】 図3
An antenna having stable characteristics and capable of efficient power transmission is provided.
An antenna of the present invention is formed on a base 310 and one surface on the base 310, and has two ends, an innermost end 331 and an outermost end 332, to form a coil. And a capacitor 400 fixed to the outermost end.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムに用いられ、電力の受電又は送電を行うアンテナに関する。   The present invention relates to an antenna that is used in a magnetic resonance wireless power transmission system and receives power or transmits power.

近年、電源コードなどを用いることなく、ワイヤレスで電力(電気エネルギー)を伝送する技術の開発が盛んとなっている。ワイヤレスで電力を伝送する方式の中でも、特に注目されている技術として、磁気共鳴方式と呼ばれるものがある。この磁気共鳴方式は2007年にマサチューセッツ工科大学の研究グループが提案したものであり、これに関連する技術は、例えば、特許文献1(特表2009−501510号公報)に開示されている。   In recent years, development of technology for transmitting electric power (electric energy) wirelessly without using a power cord or the like has become active. Among wireless transmission methods, there is a technique called magnetic resonance as a technology that has attracted particular attention. This magnetic resonance method was proposed by a research group of Massachusetts Institute of Technology in 2007, and a technology related to this is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-501510.

磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムは、送電側アンテナの共振周波数と、受電側アンテナの共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うものであり、電力伝送距離を数十cm〜数mとすることが可能であることが大きな特徴の一つである。   A magnetic resonance wireless power transmission system efficiently transmits energy from a power transmission side antenna to a power reception side antenna by making the resonance frequency of the power transmission side antenna and the resonance frequency of the power reception side antenna the same. One of the major features is that the power transmission distance can be several tens of centimeters to several meters.

上記のような磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムに用いるアンテナの具体的な構成についてもこれまでいくつか提案がされてきた。例えば、特許文献2(特開2010−74937号公報)には、電源から電力を受けて送電を行なう送電コイルから電力を受電する非接触受電装置であって、前記送電コイルから送電された電力を電磁共鳴により受電する受電コイルと、前記受電コイルを内部に収容するコイルケースと、前記コイルケースの外部に配置され、前記受電コイルの共鳴周波数を調整するために前記受電コイルに電気的に接続されるコンデンサとを備える、非接触受電装置が開示されている。
特表2009−501510号公報 特開2010−74937号公報
Some proposals have been made on the specific configuration of the antenna used in the above-described magnetic resonance type wireless power transmission system. For example, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-74937) discloses a non-contact power receiving device that receives power from a power transmission coil that receives power from a power source and performs power transmission, and uses the power transmitted from the power transmission coil. A power receiving coil that receives power by electromagnetic resonance, a coil case that houses the power receiving coil therein, and an outside of the coil case that is electrically connected to the power receiving coil to adjust a resonance frequency of the power receiving coil. A non-contact power receiving device including a capacitor is disclosed.
Special table 2009-501510 JP 2010-74937 A

従来の電力伝送システムで用いられているアンテナにおいては、受電コイルに電気的に接続される調整用のコンデンサは、受電コイルが収容されたコイルケースの外部に配置された構造となっている。   In an antenna used in a conventional power transmission system, an adjustment capacitor that is electrically connected to a power receiving coil has a structure that is disposed outside a coil case that houses the power receiving coil.

コンデンサと受電コイルと間の電気接続部はインダクタンス成分を有するものであるが、前記のような構造であると形状が不定な前記電気接続部に基づくインダクタンス成分の変動によって、想定通りのアンテナの特性が得られず、効率的な電力伝送を行うことができない、という問題があった。また、前記電気接続部には抵抗成分もあり、この抵抗成分によってアンテナ全体の特性が低下し、同じく効率的な電力伝送を行うことができない、という問題もあった。   The electrical connection part between the capacitor and the receiving coil has an inductance component. However, if the structure is as described above, the characteristics of the antenna as expected due to variations in the inductance component based on the electrical connection part having an indefinite shape. There is a problem that efficient power transmission cannot be performed. In addition, the electrical connection portion also has a resistance component, and this resistance component deteriorates the characteristics of the entire antenna, and there is also a problem that efficient power transmission cannot be performed.

上記問題を解決するために、請求項1に係る発明は、最内端部と最外端部の2つの端部を有する渦巻き状のコイルを形成する導電部と、前記最外端部に固着されるコンデンサと、を有することを特徴とするアンテナである。
また、請求項2に係る発明は、基材と、前記基材上の一方の面に形成され、最内端部と最外端部の2つの端部を有しコイルを形成する導電部と、前記最外端部に固着されるコンデンサと、を有することを特徴とするアンテナである。
また、請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載のアンテナにおいて、前記コンデンサの誘電材料には酸化チタンが含まれることを特徴とする。
また、請求項4に係る発明は、前記コンデンサの誘電材料にはチタン酸マグネシウムが含まれることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアンテナ。
また、請求項5に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載のアンテナにおいて、前記コンデンサの誘電材料にはステアタイト系材料が含まれることを特徴とする。
また、請求項6に係る発明は、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のアンテナにおいて、前記基材と前記コンデンサが共に共通のケースに収容されることを特徴とする。
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a conductive portion forming a spiral coil having two ends, an innermost end portion and an outermost end portion, is fixed to the outermost end portion. An antenna.
The invention according to claim 2 is a substrate, and a conductive portion formed on one surface of the substrate and having two ends, an innermost end and an outermost end, and forming a coil. And a capacitor fixed to the outermost end portion.
The invention according to claim 3 is the antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the dielectric material of the capacitor includes titanium oxide.
According to a fourth aspect of the present invention, in the antenna according to the first or second aspect, the dielectric material of the capacitor includes magnesium titanate.
The invention according to claim 5 is the antenna according to claim 1 or 2, wherein the dielectric material of the capacitor includes a steatite material.
The invention according to claim 6 is the antenna according to any one of claims 1 to 5, wherein both the base material and the capacitor are accommodated in a common case.

本発明に係るアンテナは、コンデンサは、コイルを形成する導電部の最外端部に固着されているので、このような構成の本発明に係るアンテナによれば、コイルとコンデンサとの間の電気接続部におけるリアクタンス成分の変動がなく、また、コイルとコンデンサとの間の電気接続部における抵抗成分も実質的にないので、アンテナの特性が安定し、効率的な電力伝送を行うことが可能となる。   In the antenna according to the present invention, the capacitor is fixed to the outermost end portion of the conductive portion forming the coil. Therefore, according to the antenna according to the present invention having such a configuration, the electric current between the coil and the capacitor is There is no change in the reactance component at the connection portion, and there is substantially no resistance component at the electrical connection portion between the coil and the capacitor, so that the antenna characteristics are stable and efficient power transmission can be performed. Become.

本発明の実施形態に係るアンテナが用いられる電力伝送システムのブロック図である。1 is a block diagram of a power transmission system in which an antenna according to an embodiment of the present invention is used. 電力伝送システムのインバーター部を示す図である。It is a figure which shows the inverter part of an electric power transmission system. 本発明の第1実施形態に係る受電アンテナ201の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a power receiving antenna 201 according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る受電アンテナ201による電力伝送の様子を示す断面の模式図である。It is a schematic diagram of the cross section which shows the mode of the electric power transmission by the power receiving antenna 201 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る受電アンテナ201におけるコンデンサ400の取り付け構造を説明する図である。It is a figure explaining the attachment structure of the capacitor | condenser 400 in the power receiving antenna 201 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 送電アンテナ105と受電アンテナ201とを近接させたときの送電効率の周波数依存性例を示す図である。It is a figure which shows the frequency dependence example of the power transmission efficiency when the power transmission antenna 105 and the power receiving antenna 201 are made to adjoin. 第1極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of the electric current and electric field in a 1st extreme value frequency. 第2極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of the electric current and electric field in a 2nd extreme value frequency. 本発明の第2実施形態に係る受電アンテナ201の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the receiving antenna 201 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る受電アンテナ201による電力伝送の様子を示す断面の模式図である。It is a schematic diagram of the cross section which shows the mode of the electric power transmission by the power receiving antenna 201 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る受電アンテナ201の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the receiving antenna 201 which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施形態に係るアンテナが用いられる電力伝送システムのブロック図である。なお、本発明に係るアンテナは、電力伝送システムを構成する受電側のアンテナと送電側のアンテナのいずれにも適用可能であるが、以下の実施形態においては主として受電側のアンテナに本発明のアンテナを適用した例につき説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a power transmission system in which an antenna according to an embodiment of the present invention is used. The antenna according to the present invention can be applied to both the power receiving side antenna and the power transmitting side antenna constituting the power transmission system. However, in the following embodiments, the antenna according to the present invention is mainly used as the power receiving side antenna. An example in which is applied will be described.

本発明のアンテナが用いられる電力伝送システムとしては、例えば、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)などの車両への充電のためのシステムが想定されている。電力伝送システムは、上記のような車両に対して電力を非接触で伝送するため、当該車両を停車させることが可能な停車スペースに設けられる。車両充電用のスペースである当該停車スペースには、送電アンテナ105などが地中部に埋設されるような構成となっている。車両のユーザーはこの電力伝送システムが設けられている停車スペースに車両を停車させて、車両に搭載されている受電アンテナ201と、前記送電アンテナ105とを対向させることによって電力伝送システムからの電力を受電する。車両を停車スペースに停車させる際には、車両搭載の受電アンテナ201が、送電アンテナ105に対して
伝送効率が良い位置関係となるようにする。
As a power transmission system using the antenna of the present invention, for example, a system for charging a vehicle such as an electric vehicle (EV) or a hybrid electric vehicle (HEV) is assumed. Since the electric power transmission system transmits electric power to the vehicle as described above in a non-contact manner, the electric power transmission system is provided in a stop space where the vehicle can be stopped. The stop space, which is a vehicle charging space, is configured such that the power transmission antenna 105 and the like are buried in the ground. A user of the vehicle stops the vehicle in a stop space where the power transmission system is provided, and makes the power reception antenna 201 mounted on the vehicle and the power transmission antenna 105 face each other to thereby generate power from the power transmission system. Receive power. When the vehicle is stopped in the stop space, the power receiving antenna 201 mounted on the vehicle has a positional relationship with good transmission efficiency with respect to the power transmission antenna 105.

電力伝送システムでは、電力伝送システム100側の送電アンテナ105から、受電側システム200側の受電アンテナ201へ効率的に電力を伝送する際、送電アンテナ105の共振周波数と、受電アンテナ201の共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うようにする。   In the power transmission system, when power is efficiently transmitted from the power transmission antenna 105 on the power transmission system 100 side to the power reception antenna 201 on the power reception side system 200 side, the resonance frequency of the power transmission antenna 105 and the resonance frequency of the power reception antenna 201 are By making the same, energy transmission is efficiently performed from the power transmission side antenna to the power reception side antenna.

送電側システム100におけるAC/DC変換部101は、入力される商用電源を一定の直流に変換するコンバータである。このAC/DC変換部101からの出力は高電圧発生部102において、所定の電圧に昇圧されたりする。この高電圧発生部102で生成される電圧の設定は主制御部110から制御可能となっている。   The AC / DC conversion unit 101 in the power transmission side system 100 is a converter that converts input commercial power into a constant direct current. The output from the AC / DC converter 101 is boosted to a predetermined voltage in the high voltage generator 102. The setting of the voltage generated by the high voltage generator 102 can be controlled from the main controller 110.

インバーター部103は、高電圧発生部102から供給される高電圧から所定の交流電圧を生成して、整合器104に入力する。図2は電力伝送システムのインバーター部を示す図である。インバーター部103は、例えば図2に示すように、フルブリッジ方式で接続されたQA乃至QDからなる4つの電界効果トランジスタ(FET)によって構成されている。 The inverter unit 103 generates a predetermined AC voltage from the high voltage supplied from the high voltage generation unit 102 and inputs it to the matching unit 104. FIG. 2 is a diagram illustrating an inverter unit of the power transmission system. For example, as shown in FIG. 2, the inverter unit 103 includes four field effect transistors (FETs) composed of Q A to Q D connected in a full bridge system.

本実施形態においては、直列接続されたスイッチング素子QAとスイッチング素子QBの間の接続部T1と、直列接続されたスイッチング素子QCとスイッチング素子QDとの間の接続部T2との間に整合器104が接続される構成となっており、スイッチング素子QA
とスイッチング素子QDがオンのとき、スイッチング素子QBとスイッチング素子QCがオ
フとされ、スイッチング素子QBとスイッチング素子QCがオンのとき、スイッチング素子QAとスイッチング素子QDがオフとされることで、接続部T1と接続部T2との間に矩形波の交流電圧を発生させる。なお、本実施形態においては、各スイッチング素子のスイッチングによって生成される矩形波の周波数の範囲は数100kHz〜数1000kHz程度である。
In the present embodiment, between the connection portion T1 between the switching elements Q A and Q B connected in series and the connection portion T2 between the switching elements Q C and Q D connected in series. The matching device 104 is connected to the switching element Q A.
When the switching element Q D is on, the switching element Q B and the switching element Q C are off. When the switching element Q B and the switching element Q C are on, the switching element Q A and the switching element Q D are off. As a result, a rectangular wave AC voltage is generated between the connection portion T1 and the connection portion T2. In the present embodiment, the range of the frequency of the rectangular wave generated by switching of each switching element is about several hundred kHz to several thousand kHz.

上記のようなインバーター部103を構成するスイッチング素子QA乃至QDに対する駆動信号は主制御部110から入力されるようになっている。また、インバーター部103を駆動させるための周波数は主制御部110から制御することができるようになっている。 Drive signals for the switching elements Q A to Q D constituting the inverter unit 103 as described above are input from the main control unit 110. The frequency for driving the inverter unit 103 can be controlled from the main control unit 110.

整合器104は、所定の回路定数を有する受動素子から構成され、インバーター部103からの出力が入力される。そして、整合器104からの出力は送電アンテナ105に供給される。整合器104を構成する受動素子の回路定数は、主制御部110からの指令に基づいて調整することができるようになっている。主制御部110は、送電アンテナ105と受電アンテナ201とが共振するように整合器104に対する指令を行う。   The matching unit 104 is composed of a passive element having a predetermined circuit constant, and receives an output from the inverter unit 103. The output from the matching unit 104 is supplied to the power transmission antenna 105. The circuit constants of the passive elements constituting the matching unit 104 can be adjusted based on a command from the main control unit 110. The main control unit 110 instructs the matching unit 104 so that the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201 resonate.

送電アンテナ105は、インダクタンス成分を有するコイルから構成されており、対向するようにして配置される車両搭載の受電アンテナ201と共鳴することで、送電アンテナ105から出力される電気エネルギーを受電アンテナ201に送ることができるようになっている。   The power transmission antenna 105 is composed of a coil having an inductance component, and resonates with the vehicle-mounted power reception antenna 201 arranged so as to face each other, whereby electric energy output from the power transmission antenna 105 is supplied to the power reception antenna 201. You can send.

電力伝送システム100の主制御部110はCPUとCPU上で動作するプログラムを保持するROMとCPUのワークエリアであるRAMなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部110は、図示されている主制御部110と接続される各構成と協働するように動作する。   The main control unit 110 of the power transmission system 100 is a general-purpose information processing unit that includes a CPU, a ROM that holds a program that runs on the CPU, and a RAM that is a work area of the CPU. The main control unit 110 operates in cooperation with the components connected to the main control unit 110 shown in the figure.

また、通信部120は車両側の通信部220と無線通信を行い、車両との間でデータの
送受を可能にする構成である。通信部120によって受信したデータは主制御部110に転送され処理されるようになっている。また、主制御部110は所定情報を、通信部120を介して車両側に送信することができるようになっている。
The communication unit 120 is configured to perform wireless communication with the vehicle-side communication unit 220 so that data can be transmitted to and received from the vehicle. Data received by the communication unit 120 is transferred to the main control unit 110 for processing. Further, the main control unit 110 can transmit predetermined information to the vehicle side via the communication unit 120.

次に、車両側に設けられている構成について説明する。車両の受電側のシステムにおいて、受電アンテナ201は、送電アンテナ105と共鳴することによって、送電アンテナ105から出力される電気エネルギーを受電するものである。このような受電アンテナ201は、車両の底面部に取り付けられるようになっている。   Next, a configuration provided on the vehicle side will be described. In the system on the power receiving side of the vehicle, the power receiving antenna 201 receives electric energy output from the power transmitting antenna 105 by resonating with the power transmitting antenna 105. Such a power receiving antenna 201 is adapted to be attached to the bottom portion of the vehicle.

受電アンテナ201で受電された交流電力は、整流部202において整流され、整流された電力は充電制御部203を通してバッテリー204に蓄電されるようになっている。充電制御部203は主制御部210からの指令に基づいてバッテリー205の蓄電を制御する。また、充電制御部203はバッテリー204の残量管理なども行い得るように構成される。   The AC power received by the power receiving antenna 201 is rectified by the rectification unit 202, and the rectified power is stored in the battery 204 through the charge control unit 203. The charging control unit 203 controls the storage of the battery 205 based on a command from the main control unit 210. In addition, the charging control unit 203 is configured to perform the remaining amount management of the battery 204 and the like.

主制御部210はCPUとCPU上で動作するプログラムを保持するROMとCPUのワークエリアであるRAMなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部210は、図示されている主制御部210と接続される各構成と協働するように動作する。   The main control unit 210 is a general-purpose information processing unit that includes a CPU, a ROM that holds programs that run on the CPU, and a RAM that is a work area of the CPU. The main controller 210 operates in cooperation with the components connected to the main controller 210 shown in the figure.

インターフェイス部230は、車両の運転席部に設けられ、ユーザー(運転者)に対し所定の情報などを提供したり、或いは、ユーザーからの操作・入力を受け付けたりするものであり、表示装置、ボタン類、タッチパネル、スピーカーなどで構成されるものである。ユーザーによる所定の操作が実行されると、インターフェイス部230から操作データとして主制御部210に送られ処理される。また、ユーザーに所定の情報を提供する際には、主制御部210からインターフェイス部230に対して、所定情報を表示するための表示指示データが送信される。   The interface unit 230 is provided in the driver's seat of the vehicle and provides predetermined information to the user (driver) or accepts operation / input from the user. A touch panel, a speaker, and the like. When a predetermined operation by the user is executed, it is sent as operation data from the interface unit 230 to the main control unit 210 and processed. Further, when providing predetermined information to the user, display instruction data for displaying the predetermined information is transmitted from the main control unit 210 to the interface unit 230.

また、車両側の通信部220は送電側の通信部120と無線通信を行い、送電側のシステムとの間でデータの送受を可能にする構成である。通信部220によって受信したデータは主制御部210に転送され、また、主制御部210は所定情報を通信部220を介して送電システム側に送信することができるようになっている。   Further, the vehicle-side communication unit 220 is configured to perform wireless communication with the power transmission-side communication unit 120 and to transmit and receive data to and from the power transmission-side system. Data received by the communication unit 220 is transferred to the main control unit 210, and the main control unit 210 can transmit predetermined information to the power transmission system side via the communication unit 220.

電力伝送システムで、電力を受電しようとするユーザーは、上記のような送電側のシステムが設けられている停車スペースに車両を停車させ、インターフェイス部230から充電を実行する旨の入力を行う。これを受けた主制御部210は、充電制御部203からのバッテリー205の残量を取得し、バッテリー205の充電に必要な電力量を算出する。算出された電力量と送電を依頼する旨の情報は、車両側の通信部220から送電側のシステムの通信部120に送信される。これを受信した送電側システムの主制御部110は高電圧発生部102、インバーター部103、整合器104を制御することで、車両側に電力を伝送するようになっている。   In the power transmission system, a user who wants to receive power inputs the information indicating that charging is performed from the interface unit 230 by stopping the vehicle in the stop space where the power transmission side system as described above is provided. Receiving this, the main control unit 210 obtains the remaining amount of the battery 205 from the charge control unit 203 and calculates the amount of power necessary for charging the battery 205. The calculated amount of power and information to request power transmission are transmitted from the vehicle side communication unit 220 to the communication unit 120 of the power transmission side system. The main control unit 110 of the power transmission side system that has received the information controls the high voltage generation unit 102, the inverter unit 103, and the matching unit 104 to transmit power to the vehicle side.

次に、以上のように構成される電力伝送システム100で用いるアンテナの具体的な構成について説明する。以下、受電アンテナ201に本発明の構成を採用した例について説明するが、本発明のアンテナは送電アンテナ105に対しても適用し得るものである。   Next, a specific configuration of the antenna used in the power transmission system 100 configured as described above will be described. Hereinafter, although the example which employ | adopted the structure of this invention for the power receiving antenna 201 is demonstrated, the antenna of this invention is applicable also to the power transmission antenna 105. FIG.

図3は本発明の第1実施形態に係る受電アンテナ201の分解斜視図である。また、図4は本発明の第1実施形態に係る受電アンテナ201による電力伝送の様子を示す断面の模式図である。なお、以下の実施形態では、コイル体300として矩形平板状のものを例に説明するが、本発明のアンテナはこのようなこのような形状のコイルに限定されるものではない。例えば、コイル体300として円形平板状のものなども利用し得る。   FIG. 3 is an exploded perspective view of the power receiving antenna 201 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state of power transmission by the power receiving antenna 201 according to the first embodiment of the present invention. In the following embodiment, a rectangular flat plate is used as an example of the coil body 300, but the antenna of the present invention is not limited to such a coil having such a shape. For example, a circular flat plate or the like can be used as the coil body 300.

このようなコイル体300は、受電アンテナ201における磁気共鳴アンテナ部として機能する。磁気共鳴アンテナ部は、このコイル体300のインダクタンス成分のみならず、コンデンサ400に基づくキャパシタンス成分をも含むものである。   Such a coil body 300 functions as a magnetic resonance antenna unit in the power receiving antenna 201. The magnetic resonance antenna unit includes not only an inductance component of the coil body 300 but also a capacitance component based on the capacitor 400.

樹脂ケース260は、受電アンテナ201のインダクタンス成分を有するコイル体300を収容するために用いられるものである。この樹脂ケース260は、例えばポリカーボネートなどの樹脂により構成される開口を有する箱体の形状をなしている。   The resin case 260 is used to accommodate the coil body 300 having the inductance component of the power receiving antenna 201. The resin case 260 has a box shape having an opening made of a resin such as polycarbonate.

樹脂ケース260の矩形状の底板部261の各辺からは側板部262が、前記底板部261に対して垂直方向に延在するようにして設けられている。そして、樹脂ケース260の上方においては、側板部262に囲まれるような上方開口部263が構成されている。樹脂ケース260を車両本体部に取り付けるためには、従来周知の任意の方法を用いることができる。なお、上方開口部263の周囲には、車両本体部への取り付け性を向上するために、フランジ部材などを設けるようにしても良い。   Side plate portions 262 are provided from each side of the rectangular bottom plate portion 261 of the resin case 260 so as to extend in a direction perpendicular to the bottom plate portion 261. An upper opening 263 is formed above the resin case 260 so as to be surrounded by the side plate 262. In order to attach the resin case 260 to the vehicle body, any conventionally known method can be used. A flange member or the like may be provided around the upper opening 263 in order to improve attachment to the vehicle main body.

コイル体300は、ガラスエポキシ製の矩形平板状の基材310と、この表面側と裏面側に形成されている導電部により構成されている。より具体的には、基材310は主面として第1面311と、この第1面311と表裏の関係にある第2面312とを有しており、このうち第1面311に渦巻き状の第1面導電部330がコイルとして形成されることで、受電アンテナ201にインダクタンス成分が付与される。   The coil body 300 includes a rectangular flat plate-like substrate 310 made of glass epoxy and conductive portions formed on the front side and the back side. More specifically, the base material 310 has a first surface 311 as a main surface and a second surface 312 having a front and back relationship with the first surface 311, and among these, the first surface 311 has a spiral shape. By forming the first surface conductive portion 330 as a coil, an inductance component is imparted to the power receiving antenna 201.

基材310上の第1面311において、渦巻き状のコイルを形成する第1面導電部330の内周側には第1面最内端部331が、また、外周側には第1面最外端部332がそれぞれ設けられている。   On the first surface 311 on the substrate 310, the innermost end portion 331 of the first surface is formed on the inner peripheral side of the first surface conductive portion 330 forming the spiral coil, and the innermost end of the first surface is formed on the outer peripheral side. Outer end portions 332 are respectively provided.

第1面最内端部331においては、第1面311と第2面312との間を貫通する最内端部貫通孔333が、また、第1面最外端部332においては、第1面311と第2面312との間を貫通する最外端部貫通孔334が、それぞれ設けられている。   In the first surface innermost end portion 331, an innermost end portion through hole 333 penetrating between the first surface 311 and the second surface 312, and in the first surface outermost end portion 332, the first surface Outermost end through holes 334 penetrating between the surface 311 and the second surface 312 are provided.

導電線路241、導電線路242は受電アンテナ201と整流部202とを電気的に接続するものであり、このうち、導電線路241は第1面導電部330の第1面最内端部331と電気的に接続される。このために、図示するように、導電線路241の端子243を、第1面最内端部331上に配すると共に、基材310上の第1面311側からネジ251を、導電線路241の端子243の孔部、及び、最内端部貫通孔333に挿通し、基材310上の第2面312側においてナット252と螺合させる。これにより、導電線路241は第1面最内端部331と電気的に導通接続されると共に、機械的に固着される。   The conductive line 241 and the conductive line 242 electrically connect the power receiving antenna 201 and the rectifying unit 202, and among these, the conductive line 241 is electrically connected to the first surface innermost end 331 of the first surface conductive unit 330. Connected. For this purpose, as shown in the drawing, the terminal 243 of the conductive line 241 is arranged on the innermost end 331 of the first surface, and the screw 251 is connected from the first surface 311 side on the substrate 310 to the conductive line 241. The terminal 243 is inserted into the hole and the innermost end through-hole 333 and screwed into the nut 252 on the second surface 312 side on the substrate 310. Thereby, the conductive line 241 is electrically connected to the innermost end 331 of the first surface and is mechanically fixed.

一方、第1面最外端部332においては、受電アンテナ201におけるキャパシタンス成分となるコンデンサ400が直接的に固着される構成となっている。第1面最外端部332におけるコンデンサ400の固着構造について、図5も参照して説明する。図5は本発明の第1実施形態に係る受電アンテナ201におけるコンデンサ400の取り付け構造を説明する図である。この図5は、第1面最内端部331におけるコンデンサ400の取り付け断面を模式的に示している。   On the other hand, the first surface outermost end portion 332 is configured such that the capacitor 400 serving as a capacitance component in the power receiving antenna 201 is directly fixed. The fixing structure of the capacitor 400 at the first surface outermost end 332 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a view for explaining the mounting structure of the capacitor 400 in the power receiving antenna 201 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 schematically shows a mounting cross section of the capacitor 400 at the innermost end 331 of the first surface.

まず、本発明の第1実施形態に係る受電アンテナ201に好適に用い得るコンデンサ400の概略について説明する。   First, an outline of a capacitor 400 that can be suitably used for the power receiving antenna 201 according to the first embodiment of the present invention will be described.

コンデンサ400を構成する誘電体401の一方には金属製の第1接続端子部403と導電材料からなる第1薄膜電極407が配され、他方には金属製の第2接続端子部404
と導電材料からなる第2薄膜電極408が配されて、これらにより、誘電体401をサンドイッチ状に挟むことで容量を確保する。本発明の受電アンテナ201においては、誘電体401に用いる誘電材料として、酸化チタンが主成分として含まれるもの、或いは、チタン酸バリウムが主成分として含まれるものを用いることが好ましい。これら材料は誘電率が高く、したがって、これらを用いたコンデンサ400はコンパクトであるにもかかわらずキャパシタンスが高く、受電アンテナ201の体積容量を減らすことが可能となる。
A metal first connection terminal portion 403 and a first thin-film electrode 407 made of a conductive material are disposed on one side of the dielectric 401 constituting the capacitor 400, and the metal second connection terminal portion 404 is disposed on the other side.
The second thin film electrode 408 made of a conductive material is disposed, and the dielectric 401 is sandwiched between them to secure a capacity. In the power receiving antenna 201 of the present invention, a dielectric material used for the dielectric 401 is preferably a material containing titanium oxide as a main component or a material containing barium titanate as a main component. These materials have a high dielectric constant. Therefore, the capacitor 400 using these materials has a high capacitance despite being compact, and the volume capacity of the power receiving antenna 201 can be reduced.

また、本発明の受電アンテナ201においては、誘電体401に用いる誘電材料として、チタン酸マグネシウムが主成分として含まれるもの、或いは、ステアタイト系材料が主成分として含まれるものを用いることも好ましい態様である。このような誘電材料は、誘電率が高く、したがって、これらを用いたコンデンサ400はコンパクトであるにもかかわらずキャパシタンスが高く、受電アンテナ201の体積容量を減らすことが可能となるからである。   In the power receiving antenna 201 of the present invention, it is also preferable to use a material containing magnesium titanate as a main component or a material containing a steatite material as a main component as a dielectric material used for the dielectric 401. It is. This is because such a dielectric material has a high dielectric constant, and thus the capacitor 400 using the dielectric material has a high capacitance despite being compact, and the volume capacity of the power receiving antenna 201 can be reduced.

コンデンサ400の一方側に設けられた金属製の第1接続端子部403には、第1ネジ孔405が設けられている。導電線路242の端子244を、この第1ネジ孔405上に配すると共に、ネジ253を、導電線路242の端子244の孔部、及び、第1ネジ孔405に挿通し、螺着させる。これにより、導電線路242とコンデンサ400の一方側の第1接続端子部403との電気的導通、及び機械的固着が図られる。   A first screw hole 405 is provided in the first connection terminal portion 403 made of metal provided on one side of the capacitor 400. The terminal 244 of the conductive line 242 is disposed on the first screw hole 405, and the screw 253 is inserted into the hole of the terminal 244 of the conductive line 242 and the first screw hole 405 and screwed. Thereby, electrical conduction and mechanical fixation between the conductive line 242 and the first connection terminal portion 403 on one side of the capacitor 400 are achieved.

また、コンデンサ400の他方側に設けられた金属製の第2接続端子部404には、第2ネジ孔406が設けられている。コンデンサ400の第2接続端子部404を、第1面最外端部332上に配するようにし、第2面312側から、ネジ254を最外端部貫通孔334と第2ネジ孔406に挿通して、ネジ254と第2ネジ孔406とを螺着する。これにより、コンデンサ400の第2接続端子部404と、第1面導電部330の第1面最外端部332とを電気的に導通させると共に、コンデンサ400と基材310とを機械的に固着させる。   A second screw hole 406 is provided in the metal second connection terminal portion 404 provided on the other side of the capacitor 400. The second connection terminal portion 404 of the capacitor 400 is arranged on the first surface outermost end portion 332, and the screw 254 is inserted into the outermost end through hole 334 and the second screw hole 406 from the second surface 312 side. The screw 254 and the second screw hole 406 are screwed through. Accordingly, the second connection terminal portion 404 of the capacitor 400 and the first surface outermost end portion 332 of the first surface conductive portion 330 are electrically connected, and the capacitor 400 and the base material 310 are mechanically fixed. Let

上記のように渦巻き状をなす第1面導電部330の内周側の第1面最内端部331、及び外周側の第1面最外端部332には、それぞれ導電線路241、導電線路242が電気接続される。これにより、受電アンテナ201によって受電した電力を整流部202へと導けるようになっている。このようなコイル体300は樹脂ケース260の矩形状の底板部261上に載置され、適当な固着手段によって底板部261上に固着される。   The first surface innermost end portion 331 on the inner peripheral side and the first surface outermost end portion 332 on the outer peripheral side of the first surface conductive portion 330 having a spiral shape as described above are respectively provided with the conductive line 241 and the conductive line. 242 is electrically connected. As a result, the power received by the power receiving antenna 201 can be guided to the rectifying unit 202. Such a coil body 300 is placed on the rectangular bottom plate portion 261 of the resin case 260 and fixed on the bottom plate portion 261 by an appropriate fixing means.

本発明に係るアンテナは、コンデンサ400は、コイルを形成する導電部の最外端部に固着されているので、このような構成の本発明に係るアンテナによれば、コイルとコンデンサ400との間の電気接続部におけるリアクタンス成分の変動がなく、また、コイルとコンデンサ400との間の電気接続部における抵抗成分も実質的にないので、アンテナの特性が安定し、効率的な電力伝送を行うことが可能となる。   In the antenna according to the present invention, the capacitor 400 is fixed to the outermost end portion of the conductive part forming the coil. Therefore, according to the antenna according to the present invention having such a configuration, the capacitor 400 is provided between the coil and the capacitor 400. There is no fluctuation of the reactance component in the electrical connection portion of the antenna, and there is substantially no resistance component in the electrical connection portion between the coil and the capacitor 400, so that the antenna characteristics are stable and efficient power transmission is performed. Is possible.

磁性シールド280は、中抜き部285を有する平板状の磁性部材である。この磁性シールド280を構成するためには、フェライトなどの磁性材料を用いることができる。磁性シールド280は、樹脂ケース260に対して適当な手段により固着されることで、コイル体300の上方にある程度の空間を空けて配されるようになっている。このようなレイアウトにより、送電アンテナ105側で発生する磁力線は、磁性シールド280を透過する率が高くなり、送電アンテナ105から受電アンテナ201への電力伝送において、車両本体部を構成する金属物による磁力線への影響が軽微となる。   The magnetic shield 280 is a flat magnetic member having a hollow portion 285. In order to construct the magnetic shield 280, a magnetic material such as ferrite can be used. The magnetic shield 280 is arranged with a certain amount of space above the coil body 300 by being fixed to the resin case 260 by an appropriate means. With such a layout, the lines of magnetic force generated on the power transmission antenna 105 side have a high rate of transmission through the magnetic shield 280, and the lines of magnetic force generated by metal objects constituting the vehicle main body in power transmission from the power transmission antenna 105 to the power reception antenna 201. The impact on is minor.

本発明に係るアンテナにおいては、コイル体300の上方に配される平板状の磁性シールド280には、中抜き部285を設けることが好ましい。磁性シールド280に中抜き
部285を設けることにより、磁性シールド280自体の損失が低減され、磁性シールド280のシールド効果を最大限に引き出すことが可能となる。また、中抜き部285を有する磁性シールド280においては、部材面積が少なくてすみ、アンテナのコスト低減が可能となる。なお、中抜き部285の広さは、磁性シールド280自体とコイル体300の導電部272とが積層方向からみて重畳しなくならない程度の広さに留めることが好ましい。
In the antenna according to the present invention, the flat magnetic shield 280 disposed above the coil body 300 is preferably provided with a hollow portion 285. By providing the hollow portion 285 in the magnetic shield 280, the loss of the magnetic shield 280 itself is reduced, and the shielding effect of the magnetic shield 280 can be maximized. Further, in the magnetic shield 280 having the hollow portion 285, the member area is small, and the cost of the antenna can be reduced. Note that the width of the hollow portion 285 is preferably limited to such a size that the magnetic shield 280 itself and the conductive portion 272 of the coil body 300 do not overlap each other when viewed from the stacking direction.

ところで、本発明に係るアンテナにおいては、コンデンサ400を、コイルを形成する第1面導電部330の第1面最内端部331に固着させるのではなく、コンデンサ400は、第1面導電部330の第1面最外端部332に固着するようにしている。この理由について説明する。図6は送電アンテナ105と受電アンテナ201とを近接させたときの送電効率の周波数依存性例を示す図である。   By the way, in the antenna according to the present invention, the capacitor 400 is not fixed to the innermost end portion 331 of the first surface of the first surface conductive portion 330 forming the coil, but the capacitor 400 is connected to the first surface conductive portion 330. The first surface is fixed to the outermost end 332 of the first surface. The reason for this will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a frequency dependence example of power transmission efficiency when the power transmission antenna 105 and the power reception antenna 201 are brought close to each other.

磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムにおいては、図6に示すように、第1極値周波数fm、第2極値周波数feの2つがあるが、電力伝送を行うときには、これらのいずれかの周波数でこれを行うことが好ましい。 In the magnetic resonance type wireless power transmission system, as shown in FIG. 6, there are two first extreme frequency f m and second extreme frequency fe . This is preferably done at frequency.

図7は第1極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。第1極値周波数においては、送電アンテナ105のコイルに流れる電流と、受電アンテナ201のコイルに流れる電流とで位相が略等しくなり、磁界ベクトルが揃う位置が送電アンテナ105のコイルや受電アンテナ201のコイルの中央部付近となる。この状態を、送電アンテナ105と受電アンテナ201との間の対称面に対して磁界の向きが垂直となる磁気壁が生じているものとして考える。   FIG. 7 is a diagram schematically showing the state of current and electric field at the first extreme frequency. At the first extreme frequency, the current flowing in the coil of the power transmitting antenna 105 and the current flowing in the coil of the power receiving antenna 201 have substantially the same phase, and the positions where the magnetic field vectors are aligned are the coil of the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201. Near the center of the coil. This state is considered as a magnetic wall in which the direction of the magnetic field is perpendicular to the plane of symmetry between the power transmission antenna 105 and the power reception antenna 201.

また、図8は第2極値周波数における電流と電界の様子を模式的に示す図である。第2極値周波数においては、送電アンテナ105のコイルに流れる電流と、受電アンテナ201のコイルに流れる電流とで位相がほぼ逆となり、磁界ベクトルが揃う位置が送電アンテナ105のコイルや受電アンテナ201のコイルの対称面付近となる。この状態を、送電アンテナ105と受電アンテナ201との間の対称面に対して磁界の向きが水平となる電気壁が生じているものとして考える。   FIG. 8 is a diagram schematically showing the state of current and electric field at the second extreme frequency. At the second extreme frequency, the current flowing in the coil of the power transmitting antenna 105 and the current flowing in the coil of the power receiving antenna 201 are almost opposite in phase, and the position where the magnetic field vectors are aligned is the position of the coil of the power transmitting antenna 105 or the power receiving antenna 201. Near the symmetry plane of the coil. This state is considered as an electrical wall in which the direction of the magnetic field is horizontal with respect to the plane of symmetry between the power transmitting antenna 105 and the power receiving antenna 201.

なお、以上のような電気壁や磁気壁などの概念に関しては、居村岳広、堀洋一「電磁界共振結合による伝送技術」IEEJ Journal,Vol.129,No.7,2009、或いは、居村岳広、岡部浩之、内田利之、堀洋一「等価回路から見た非接触電力伝送の磁界結合と電界結合に関する研究」IEEJ Trans.IA,Vol.130,No.1,2010などに記載されているものを本明細書においては準用している。   Regarding the concepts of the electric wall and the magnetic wall as described above, Takehiro Imura and Yoichi Hori “Transmission Technology by Electromagnetic Resonance Coupling”, IEEE Journal, Vol. 129, no. 7, 2009, or Takehiro Imura, Hiroyuki Okabe, Toshiyuki Uchida, Yoichi Hori “Studies on magnetic field coupling and electric field coupling of non-contact power transmission as seen from the equivalent circuit” IEEE Trans. IA, Vol. 130, no. 1, 2010 and the like are applied mutatis mutandis in this specification.

第1極値周波数fm、第2極値周波数feのいずれの周波数で電力伝送を実行するときにおいても、コイルの内周側では磁力線が集中することがある。このような磁力線が集中する箇所にコンデンサ400を配置すると、コンデンサ400を構成する電極(第1接続端子部403、第2接続端子部404、第1薄膜電極407、第2薄膜電極408)に渦電流が発生し、発熱することがある。このようなことから、本発明に係るアンテナにおいては、コンデンサ400を、コイルを形成する第1面導電部330の第1面最内端部331に固着させるのではなく、コンデンサ400は、第1面導電部330の第1面最外端部332に固着するようにしている。 When power transmission is performed at any one of the first extreme value frequency f m and the second extreme value frequency fe , the magnetic field lines may concentrate on the inner peripheral side of the coil. When the capacitor 400 is disposed at such a location where the magnetic lines of force concentrate, vortices are not generated in the electrodes (the first connection terminal portion 403, the second connection terminal portion 404, the first thin film electrode 407, and the second thin film electrode 408) constituting the capacitor 400. Current may be generated and heat may be generated. For this reason, in the antenna according to the present invention, the capacitor 400 is not fixed to the innermost end portion 331 of the first surface of the first surface conductive portion 330 forming the coil. The surface conductive portion 330 is fixed to the outermost end portion 332 of the first surface.

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図9は本発明の第2実施形態に係る受電アンテナ201の分解斜視図であり、図10は本発明の第2実施形態に係る受電アンテナ201による電力伝送の様子を示す断面の模式図である。第2実施形態はコイル体300の構造が第1実施形態と異なるのみで、コイル体300とコンデンサ400との固着方
法については、第1実施形態と同様であるので、以下、第2実施形態に特有なコイル体300の構造について説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is an exploded perspective view of a power receiving antenna 201 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a state of power transmission by the power receiving antenna 201 according to the second embodiment of the present invention. . The second embodiment is different from the first embodiment only in the structure of the coil body 300, and the fixing method of the coil body 300 and the capacitor 400 is the same as that of the first embodiment. A specific structure of the coil body 300 will be described.

図9は本発明の第2実施形態に係る受電アンテナ201の分解斜視図であり、図9(B)はコイル体300を形成する基材310の厚さ方向を誇張的に表現した図である。また、図10は本発明の第2実施形態に係る受電アンテナ201による電力伝送の様子を示す断面の模式図である。なお、以下の実施形態では、コイル体300として矩形平板状のものを例に説明するが、本発明のアンテナはこのようなこのような形状のコイルに限定されるものではない。例えば、コイル体300として円形平板状のものなども利用し得る。   FIG. 9 is an exploded perspective view of the power receiving antenna 201 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9B is an exaggerated representation of the thickness direction of the base material 310 forming the coil body 300. . FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a state of power transmission by the power receiving antenna 201 according to the second embodiment of the present invention. In the following embodiment, a rectangular flat plate is used as an example of the coil body 300, but the antenna of the present invention is not limited to such a coil having such a shape. For example, a circular flat plate or the like can be used as the coil body 300.

コイル体300は、ガラスエポキシ製の矩形平板状の基材310と、この表面側と裏面側に形成されている導電部により構成されている。より具体的には、基材310は主面として第1面311と、この第1面311と表裏の関係にある第2面312とを有しており、これら第1面311と第2面312の双方に渦巻き状の導電部が形成されることで、受電アンテナ201にインダクタンス成分が付与される。   The coil body 300 includes a rectangular flat plate-like substrate 310 made of glass epoxy and conductive portions formed on the front side and the back side. More specifically, the base material 310 has a first surface 311 as a main surface and a second surface 312 in a front-back relationship with the first surface 311, and the first surface 311 and the second surface. By forming a spiral conductive portion on both sides 312, an inductance component is imparted to the power receiving antenna 201.

基材310上の第1面311には渦巻き状の第1面導電部330が形成されており、第1面導電部330の内周側には第1面最内端部331が、また、外周側には第1面最外端部332がそれぞれ設けられている。   A spiral first surface conductive portion 330 is formed on the first surface 311 on the substrate 310, and the first surface innermost end portion 331 is formed on the inner peripheral side of the first surface conductive portion 330. A first surface outermost end portion 332 is provided on each outer peripheral side.

同様に、基材310上の第2面312には渦巻き状の第2面導電部350が形成されており、第2面導電部350の内周側には第2面最内端部351が、また外周側には第2面最外端部352がそれぞれ設けられている。   Similarly, a spiral second surface conductive portion 350 is formed on the second surface 312 on the substrate 310, and the second surface innermost end 351 is formed on the inner peripheral side of the second surface conductive portion 350. In addition, a second surface outermost end portion 352 is provided on the outer peripheral side.

ここで、第1面導電部330と第2面導電部350とは、第1面311から第2面312に透過的にみたとき、ちょうど重なるように構成されている。このように構成することで、第1面311側の第1面導電部330に基づくインダクタンス成分と、第2面312側の第2面導電部350に基づくインダクタンス成分との相互インダクタンスを調整・設計することが容易となる。   Here, the first surface conductive portion 330 and the second surface conductive portion 350 are configured to overlap each other when viewed transparently from the first surface 311 to the second surface 312. With this configuration, the mutual inductance between the inductance component based on the first surface conductive portion 330 on the first surface 311 side and the inductance component based on the second surface conductive portion 350 on the second surface 312 side is adjusted and designed. Easy to do.

基材310中においては、第1面311と第2面312との間を貫通する第1スルーホール導通部341が、第1面最内端部331と第2面最内端部351とを導通するようになっている。また、第1面311と第2面312との間を貫通第2スルーホール導通部342が、第1面最外端部332と第2面最外端部352とを導通するようになっている。   In the base material 310, the first through-hole conducting portion 341 penetrating between the first surface 311 and the second surface 312 has the first surface innermost end portion 331 and the second surface innermost end portion 351. It is designed to conduct. Further, the second through-hole conducting portion 342 penetrating between the first surface 311 and the second surface 312 conducts the first surface outermost end portion 332 and the second surface outermost end portion 352. Yes.

上記のような渦巻き状をなす第1面導電部330の内周側の第1面最内端部331には導電線路241が、また、外周側の第1面最外端部332にはコンデンサ400を介して導電線路242が電気接続される。これにより、受電アンテナ201によって受電した電力を整流部202へと導けるようになっている。このようなコイル体300は樹脂ケース260の矩形状の底板部261上に載置され、適当な固着手段によって底板部261上に固着される。   A conductive line 241 is provided at the innermost first surface innermost portion 331 of the inner peripheral side of the first surface conductive portion 330 having a spiral shape as described above, and a capacitor is provided at the outermost first surface outermost end portion 332. The conductive line 242 is electrically connected via 400. As a result, the power received by the power receiving antenna 201 can be guided to the rectifying unit 202. Such a coil body 300 is placed on the rectangular bottom plate portion 261 of the resin case 260 and fixed on the bottom plate portion 261 by an appropriate fixing means.

以上のような本発明に係るアンテナは、インダクタンス成分として、第1面311の第1面導電部330に基づくもの、及び、第2面312の第2面導電部350に基づくもの、及び第1面導電部330と、これに重なるように形成される第2面導電部350とによって相互に形成される相互インダクタンスに基づくもの、を有することとなり、インダクタンスを大幅に低下させることがなく、さらに、第1面導電部330と第2面導電部350とは並列接続の関係になるので、アンテナにおける電路の抵抗が減少する。以上によれば、Q(Qaulity Factor)を向上させることが可能となるので、アンテナ間の伝送効率が向上する。   The antenna according to the present invention as described above is based on the first surface conductive portion 330 of the first surface 311, the antenna based on the second surface conductive portion 350 of the second surface 312, and the first as the inductance component. Based on the mutual inductance formed mutually by the surface conductive portion 330 and the second surface conductive portion 350 formed so as to overlap therewith, without significantly reducing the inductance, Since the first surface conductive portion 330 and the second surface conductive portion 350 are connected in parallel, the resistance of the electric circuit in the antenna is reduced. According to the above, since Q (Quality Factor) can be improved, transmission efficiency between antennas is improved.

以上のような第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を享受することが可能であると共に、インダクタンスを大幅に低下させることなく、抵抗値を下げてQ(Qaulity Factor)を向上させることができ、アンテナ間の伝送効率が向上する。   According to the second embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the Q (Quality Factor) can be reduced by reducing the resistance value without significantly reducing the inductance. The transmission efficiency between antennas can be improved.

次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態はコイル体300の構造が第1実施形態、第2実施形態と異なるのみで、コイル体300とコンデンサ400との固着方法については、第1実施形態、第2実施形態と同様であるので、以下、第3実施形態に特有なコイル体300の構造について説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is different from the first embodiment and the second embodiment only in the structure of the coil body 300, and the fixing method of the coil body 300 and the capacitor 400 is the same as that of the first embodiment and the second embodiment. Therefore, hereinafter, the structure of the coil body 300 unique to the third embodiment will be described.

第2実施形態においては、コイル体300における導電部は基材310の表裏に設けられる構成となっていたが、第3実施形態においては、コイル体300の導電部が基材310の中間層にも設けられている点で相違している。以下、この相違点であるコイル体300の構成について説明する。   In the second embodiment, the conductive portion in the coil body 300 is configured to be provided on the front and back of the base material 310. However, in the third embodiment, the conductive portion of the coil body 300 is provided in the intermediate layer of the base material 310. Is different in that it is also provided. Hereinafter, the configuration of the coil body 300 which is the difference will be described.

図11は本発明の第3実施形態に係る受電アンテナ201の分解斜視図であり、図11(B)はコイル体300を形成する基材310の厚さ方向を誇張的に表現した図である。   FIG. 11 is an exploded perspective view of the power receiving antenna 201 according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 11 (B) is an exaggerated representation of the thickness direction of the substrate 310 forming the coil body 300. .

コイル体300は、ガラスエポキシ製の矩形平板状の基材310と、この表面側と裏面側と中間層に形成されている導電部により構成されている。より具体的には、基材310は主面として第1面311と、この第1面311と表裏の関係にある第2面312と、これら第1面311と第2面312と間の中間層313を有しており、これら第1面311と第2面312と中間層313に渦巻き状の導電部が形成されることで、受電アンテナ201にインダクタンス成分が付与される。   The coil body 300 is composed of a rectangular flat plate-like base material 310 made of glass epoxy, and conductive portions formed on the front surface side, the back surface side, and the intermediate layer. More specifically, the base material 310 has a first surface 311 as a main surface, a second surface 312 having a front-back relationship with the first surface 311, and an intermediate between the first surface 311 and the second surface 312. A spiral conductive portion is formed in the first surface 311, the second surface 312, and the intermediate layer 313, so that an inductance component is imparted to the power receiving antenna 201.

基材310上の第1面311には渦巻き状の第1面導電部330が形成されており、第1面導電部330の内周側には第1面最内端部331が、また、外周側には第1面最外端部332がそれぞれ設けられている。   A spiral first surface conductive portion 330 is formed on the first surface 311 on the substrate 310, and the first surface innermost end portion 331 is formed on the inner peripheral side of the first surface conductive portion 330. A first surface outermost end portion 332 is provided on each outer peripheral side.

同様に、基材310上の中間層313には渦巻き状の中間層導電部360が形成されており、中間層導電部360の内周側には中間層最内端部361が、また、外周側には中間層最外端部362がそれぞれ設けられている。   Similarly, a spiral intermediate layer conductive portion 360 is formed in the intermediate layer 313 on the base material 310, and the intermediate layer innermost end 361 is formed on the inner peripheral side of the intermediate layer conductive portion 360. On the side, an outermost end portion 362 of the intermediate layer is provided.

同様に、基材310上の第2面312には渦巻き状の第2面導電部350が形成されており、第2面導電部350の内周側には第2面最内端部351が、また外周側には第2面最外端部352がそれぞれ設けられている。   Similarly, a spiral second surface conductive portion 350 is formed on the second surface 312 on the substrate 310, and the second surface innermost end 351 is formed on the inner peripheral side of the second surface conductive portion 350. In addition, a second surface outermost end portion 352 is provided on the outer peripheral side.

ここで、第1面導電部330と中間層導電部360と第2面導電部350とは、第1面311から第2面312に透過的にみたとき、ちょうど重なるように構成されている。このように構成することで、第1面311側の第1面導電部330に基づくインダクタンス成分と、中間層313の中間層導電部360に基づくインダクタンス成分と、第2面312側の第2面導電部350に基づくインダクタンス成分と、の相互インダクタンスを調整・設計することが容易となる。   Here, the first surface conductive portion 330, the intermediate layer conductive portion 360, and the second surface conductive portion 350 are configured to overlap each other when viewed transparently from the first surface 311 to the second surface 312. With this configuration, the inductance component based on the first surface conductive portion 330 on the first surface 311 side, the inductance component based on the intermediate layer conductive portion 360 of the intermediate layer 313, and the second surface on the second surface 312 side. It becomes easy to adjust and design the mutual inductance with the inductance component based on the conductive portion 350.

基材310中においては、第1面311と中間層313との間を貫通する第1スルーホール導通部341が、第1面最内端部331と中間層最内端部361とを導通するようになっている。また、第1面311と中間層313との間を貫通第2スルーホール導通部342が、第1面最外端部332と中間層最外端部362とを導通するようになっている。   In the substrate 310, the first through-hole conducting portion 341 that penetrates between the first surface 311 and the intermediate layer 313 conducts the first surface innermost end portion 331 and the intermediate layer innermost end portion 361. It is like that. In addition, a second through-hole conduction portion 342 that penetrates between the first surface 311 and the intermediate layer 313 connects the first surface outermost end portion 332 and the intermediate layer outermost end portion 362.

また、中間層313と第2面312との間を貫通する第3スルーホール導通部343が
、中間層最内端部361と第2面最内端部351とを導通するようになっている。また、中間層313と第2面312との間を貫通する第4スルーホール導通部344が、中間層最外端部362と第2面最外端部352とを導通するようになっている。
Further, a third through-hole conducting portion 343 penetrating between the intermediate layer 313 and the second surface 312 conducts the intermediate layer innermost end 361 and the second surface innermost end 351. . Further, a fourth through-hole conducting portion 344 penetrating between the intermediate layer 313 and the second surface 312 conducts the intermediate layer outermost end portion 362 and the second surface outermost end portion 352. .

以上のような構成のコイル体300を有する第3実施形態においても、先の実施形態と同様の効果を享受することができる。なお、第3実施形態においては、導電部が第1面311、中間層313、第2面312の3層に形成されて、それぞれの導電部の端部同士が基材を貫通するスルーホール導通部で導通される構成であったが、中間層を2層以上設けて、導電部を設ける層を4層以上とすることも可能である。   Even in the third embodiment having the coil body 300 configured as described above, the same effects as those of the previous embodiment can be obtained. In the third embodiment, the conductive portion is formed in three layers of the first surface 311, the intermediate layer 313, and the second surface 312, and the end portions of the respective conductive portions penetrate through the base material. However, it is also possible to provide two or more intermediate layers and four or more layers for providing the conductive portion.

なお、本実施例においては、基材310にガラスエポキシ樹脂を用いた例について記述したが、より放熱効果の高いセラミック基材を用いても良く、更にはアルミなど金属基材に絶縁膜を施した基材を用いても良い。また、もちろんフレキシブルプリント基板などを用いた物であっても良い。   In this embodiment, an example in which a glass epoxy resin is used for the base material 310 is described. However, a ceramic base material having a higher heat dissipation effect may be used, and an insulating film is applied to a metal base material such as aluminum. You may use the base material which did. Of course, a thing using a flexible printed circuit board etc. may be used.

以上のような第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を享受することが可能であると共に、インダクタンスを大幅に低下させることなく、抵抗値を下げてQ(Qaulity Factor)を向上させることができ、アンテナ間の伝送効率が向上する。   According to the third embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the Q (Quality Factor) can be reduced by reducing the resistance value without significantly reducing the inductance. The transmission efficiency between antennas can be improved.

100・・・電力伝送システム
101・・・AC/DC変換部
102・・・高電圧発生部
103・・・インバーター部
104・・・整合器
105・・・送電アンテナ
110・・・主制御部
120・・・通信部
201・・・受電アンテナ
202・・・整流部
203・・・充電制御部
204・・・バッテリー
210・・・主制御部
220・・・通信部
230・・・インターフェイス部
241・・・導電線路、
242・・・導電線路、
243・・・端子、
244・・・端子、
251・・・ネジ、
252・・・ナット、
253・・・ネジ、
254・・・ネジ、
260・・・樹脂ケース
261・・・底板部
262・・・側板部
263・・・上方開口部
280・・・磁性シールド
281・・・シールド保持板
282・・・磁性シールド分割片
285・・・中抜き部
300・・・コイル体
310・・・基材
311・・・第1面
312・・・第2面
313・・・中間層
330・・・第1面導電部
331・・・第1面最内端部
332・・・第1面最外端部
333・・・最内端部貫通孔、
334・・・最外端部貫通孔、
341・・・第1スルーホール導通部
342・・・第2スルーホール導通部
343・・・第3スルーホール導通部
344・・・第4スルーホール導通部
350・・・第2面導電部
351・・・第2面最内端部
352・・・第2面最外端部
360・・・中間層導電部
361・・・中間層最内端部
362・・・中間層最外端部
400・・・コンデンサ
401・・・誘電体
403・・・第1接続端子部
404・・・第2接続端子部
405・・・第1ネジ孔
406・・・第2ネジ孔
407・・・第1薄膜電極
408・・・第2薄膜電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Electric power transmission system 101 ... AC / DC conversion part 102 ... High voltage generation part 103 ... Inverter part 104 ... Matching device 105 ... Power transmission antenna 110 ... Main control part 120 Communication unit 201 Power receiving antenna 202 Rectification unit 203 Charging control unit 204 Battery 210 Main control unit 220 Communication unit 230 Interface unit 241 ..Conductive lines
242: Conductive line,
243 ... terminal,
244 ... Terminal,
251 ... Screw,
252 ... Nuts,
253 ... Screw,
254 ... Screw,
260 ... Resin case 261 ... Bottom plate part 262 ... Side plate part 263 ... Upper opening part 280 ... Magnetic shield 281 ... Shield holding plate 282 ... Magnetic shield divided piece 285 ... Hollow section 300 ... Coil body 310 ... Base material 311 ... First surface 312 ... Second surface 313 ... Intermediate layer 330 ... First surface conductive portion 331 ... First Surface innermost end 332 ... first surface outermost end 333 ... innermost end through-hole,
334 ... Outermost end through hole,
341... First through-hole conducting portion 342... Second through-hole conducting portion 343... Third through-hole conducting portion 344... Fourth through-hole conducting portion 350. 2nd surface innermost end 352 2nd surface outermost end 360 ... intermediate layer conductive portion 361 ... intermediate layer innermost end 362 ... intermediate layer outermost end 400 ... Capacitor 401 ... Dielectric 403 ... First connection terminal portion 404 ... Second connection terminal portion 405 ... First screw hole 406 ... Second screw hole 407 ... First Thin film electrode 408 ... second thin film electrode

Claims (6)

最内端部と最外端部の2つの端部を有する渦巻き状のコイルを形成する導電部と、
前記最外端部に固着されるコンデンサと、を有することを特徴とするアンテナ。
A conductive portion forming a spiral coil having two ends, an innermost end and an outermost end;
A capacitor fixed to the outermost end.
基材と、
前記基材上の一方の面に形成され、最内端部と最外端部の2つの端部を有しコイルを形成する導電部と、
前記最外端部に固着されるコンデンサと、を有することを特徴とするアンテナ。
A substrate;
A conductive portion that is formed on one surface of the substrate and has two ends, an innermost end and an outermost end, to form a coil;
A capacitor fixed to the outermost end.
前記コンデンサの誘電材料には酸化チタンが含まれることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアンテナ。 3. The antenna according to claim 1, wherein the dielectric material of the capacitor contains titanium oxide. 前記コンデンサの誘電材料にはチタン酸マグネシウムが含まれることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアンテナ。 The antenna according to claim 1, wherein the dielectric material of the capacitor includes magnesium titanate. 前記コンデンサの誘電材料にはステアタイト系材料が含まれることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアンテナ。 The antenna according to claim 1, wherein the dielectric material of the capacitor includes a steatite-based material. 前記基材と前記コンデンサが共に共通のケースに収容されることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のアンテナ。 6. The antenna according to claim 1, wherein both the base material and the capacitor are accommodated in a common case.
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