JP2014197757A - アンテナコイル - Google Patents

Abstract

【課題】製造性が良いアンテナコイルを提供する。【解決手段】本発明のアンテナは、第１インダクタンス値を有する第１コイル５１０と、前記第１コイル５１０と直列接続され、前記第１コイル５１０が第１磁束を発生する際に、前記第１磁束を打ち消す第２磁束を発生する、第２インダクタンス値を有する第２コイル５２０と、からなり、前記第２インダクタンス値が前記第１インダクタンス値より小さく設定されることを特徴とする。【選択図】 図４

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用いられるアンテナコイルに関する。

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。

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し高いＱ値（１００以上）のアンテナを用いることで、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。

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２０１０−７３９７６号公報）には、ワイヤレスで給電回路から受電回路へ電力を送信するワイヤレス電力伝送装置の、前記給電回路及び受電回路にそれぞれ設けられる通信コイルの構造において、比誘電率が１よりも大きい材質のプリント基板と、前記プリント基板の第１の層に設けられ、少なくとも１ループをなす導電パターンで形成された一次コイルと、前記プリント基板の第２の層に設けられ、渦巻き形状をなす導電パターンで形成された共鳴コイルと、を備えることを特徴とするワイヤレス電力伝送装置の通信コイル構造が開示されている。
特表２００９−５０１５１０号公報 特開２０１０−７３９７６号公報

上記のような磁気共鳴方式の電力伝送システムを電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの車両に対する電力供給に用いる場合においては、送電用のコイルは地中部に埋設され、また、受電用のコイルは車両の底面部にレイアウトされることが想定される。

しかしながら、特許文献２記載の構造のコイルは、電力伝送中にコイルから漏洩した電磁界が、車両の金属部に入射しこれを加熱したり、車両の底面と地面との間から漏洩し、環境や人体へ影響を与える可能性があったりするので、好ましくない、という問題もあった。

そこで、発明者らはアンテナに用いるコイルに対し指向性を持たせることで、受電用アンテナと送電用アンテナとの間の空間の電磁界は高めるようにし、逆に、それ以外の空間には可能限り、電磁界の漏洩を抑制することを提案している。

発明者らが、提案しているアンテナコイルの製造工程の概略を図８に示す。従来のアン
テナコイルは、コイルを造形するために利用される基材３００に、導体線４００を巻きかけていくことで製造される。

基材３００は、第１面３０１と、これと表裏の関係にある第２面３０２とを有する基板状の部材であり、例えばポリカーボネートやポリプロピレンなどの誘電正接が小さい材料を用いる。

この基材３００は、略円形の平板部をなす基部３１０と、この基部３１０から放射状に延出する複数の突片とから構成されている。突片としては、メインコイル造形用突片３２０とサブコイル造形用突片３３０の２種類がある。

図８において、導体線４００に示された矢印は、巻回する際の順序を示している。例えば、図中（ａ）から、基材３００に導体線４００を巻回し始めたとすると、まず、（ａ）から（ｂ）にかけては、メインコイル造形用突片３２０の第１面３０１側において、導体線４００を係止させる。

続いて、（ｂ）から（ｃ）の区間においては、導体線４００は、サブコイル造形用突片３３０の第２面→サブコイル造形用突片３３０の第１面→サブコイル造形用突片３３０の第２面のように、サブコイル造形用突片３３０の周囲に略１周半分にわたって巻回する。

サブコイル造形用突片３３０で上記のように巻回されるコイルは、全体としてサブコイルＳＣとしての磁界を形成すると共に、サブコイル造形用突片３３０の第２面側に巻回されている導体線４００分は、メインコイルＭＣとしての磁界も形成することとなる。

以上のような巻回パターンにより、（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→・・・と順次巻回する。基材３００の全ての突片に対して基材３００の周囲１周分、上記のよう巻回パターンでの巻回を行い、再び（ａ）に戻ったときには、突片が基部３１０から延出する方向に、ずらして、巻回を進めていく。

上記のように、従来のアンテナコイルにおいては、サブコイル造形用突片３３０で、略１周半分にわたって巻回を行いつつ、基材３００全体の周囲に導体線４００を巻回するように製造しているが、このような製造方法では、非常に複雑な導体線４００の巻回作業が必要であるために、製造性が非常に悪く、そのために、アンテナコイル生産の自動化を採用することが困難である、という問題があった。

上記問題を解決するために、本発明に係るアンテナは、第１インダクタンス値を有する第１コイルと、
前記第１コイルと直列接続され、前記第１コイルが第１磁束を発生する際に、前記第１磁束を打ち消す第２磁束を発生する、第２インダクタンス値を有する第２コイルと、からなり、
前記第２インダクタンス値が前記第１インダクタンス値より小さく設定されることを特徴とするアンテナコイル。

また、本発明に係るアンテナは、前記第１コイルは第１の周回方向に巻回され、前記第２コイルは前記第１の周回方向と反対の第２の周回方向に巻回されることを特徴とする。

また、本発明に係るアンテナは、前記第１コイルが前記第２コイルと直列接続されていない端部と、前記第２コイルが前記第１コイルと直列接続されていない端部と、から給電されることを特徴とする。

また、本発明に係るアンテナは、前記第１コイルと前記第２コイルとの間に磁性材が配されることを特徴とする

本発明に係るアンテナコイルによれば、第１コイルと第２コイルとして、導体線の巻回作業が複雑なコイルを用いる必要がなく、従来のアンテナコイルに比べ、製造性が良好であるため、アンテナコイル生産の自動化などにも対応することが可能となる。

本発明の実施形態に係るアンテナコイルが用いられる電力伝送システム１００のブロック図である。 電力伝送システム１００のインバーター部を示す図である。 電力伝送システム１００の等価回路を示す図である。 本発明の実施形態に係るアンテナコイル５００の模式図である。 アンテナコイル５００の第１コイル５１０に好適なスパイダーコイルを説明する図である。 アンテナコイル５００のシールド性能を説明する図である。 本発明の他の実施形態に係るアンテナコイル５００の模式図である。 従来のアンテナコイルの製造工程の一例を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係るアンテナコイル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、本実施形態においては、電力伝送システムを構成する送電側のアンテナとして１次共振器１５０を、また、受電側のアンテナとして２次共振器２５０を用いる例につき説明する。したがって、本実施形態においては、１次共振器１５０に含まれる１次共振器コイル１６０が、送電側のアンテナコイルであり、２次共振器２５０に含まれる１次共振器コイル２６０が、受電側のアンテナコイルである。

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２次共振器２５０と、前記１次共振器１５０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。

電力伝送システムでは、電力伝送システム１００側の１次共振器１５０から、受電側システム２００側の２次共振器２５０へ効率的に電力を伝送する際、１次共振器１５０の共振周波数と、２次共振器２５０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。

電力伝送システム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からの出力は電圧制御部１０２において、所定の電圧に昇圧されたりする。この電圧制御部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。

インバーター部１０３は、電圧制御部１０２から供給される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Ｑ_A乃至Ｑ_D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。

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Ｑ_Aとスイッチング素子Ｑ_Bの間の接続部Ｔ１と、直列接続されたスイッチング素子Ｑ_Cとスイッチング素子Ｑ_D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Ｑ_A
とスイッチング素子Ｑ_Dがオンのとき、スイッチング素子Ｑ_Bとスイッチング素子Ｑ_Cがオ
フとされ、スイッチング素子Ｑ_Bとスイッチング素子Ｑ_Cがオンのとき、スイッチング素子Ｑ_Aとスイッチング素子Ｑ_D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２０ｋＨｚ〜数１０００ｋＨｚ程度である。

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Ｑ_A乃至Ｑ_D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。

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１次共振器１５０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、１次共振器１５０と２次共振器２５０とが共振するように整合器１０４に対する指令を行う。なお、整合器１０４は必須の構成ではない。

１次共振器１５０は、誘導性リアクタンス成分を有する１次共振器コイル１６０と、容量性リアクタンス成分を有する１次共振器キャパシタ１７０と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２次共振器２５０と共鳴することで、１次共振器１５０から出力される電気エネルギーを２次共振器２５０に送ることができるようになっている。１次共振器１５０・２次共振器２５０は、電力伝送システム１００における磁気共鳴アンテナ部として機能する。

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。

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、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。

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、２次共振器２５０は、１次共振器１５０と共鳴することによって、１次共振器１５０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２次共振器２５０は、車両の底面部に取り付けられるようになっている。

２次共振器２５０は、誘導性リアクタンス成分を有する２次共振器コイル２６０と、容量性リアクタンス成分を有する２次共振器キャパシタ２７０とから構成されている。

２次共振器２５０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を通して電池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電池２０４の蓄電を制御する。より具体的には、整流部２０２からの出力は充電制御部２０３において、所定の電圧値に昇圧又は降圧されて、電池２０４に蓄電されるようになっている。また、充電制御部２０３は電池２０４の残量管理なども行い得るように構成される。

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。

インターフェイス部２１５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２１５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２１５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。

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。

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２１５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からの電池２０４の残量を取得し、電池２０４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は電圧制御部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。

次ぎに、以上のように構成される１次共振器１５０・２次共振器２５０それぞれの回路定数（インダクタンス成分、キャパシタンス成分）について説明する。図３は本発明の実施形態に係る電力伝送システム１００の等価回路を示す図である。

本発明に係る電力伝送システム１００においては、１次共振器１５０の回路定数（インダクタンス成分、キャパシタンス成分）と、２次共振器２５０の回路定数とは、あえて異なるように構成することで、伝送効率を向上させるようにしている。

図３に示す等価回路において、１次共振器１５０のインダクタンス成分がＬ₁、キャパ
シタンス成分がＣ₁、抵抗成分がＲt₁であり、２次共振器２５０のインダクタンス成分が
Ｌ₂、キャパシタンス成分がＣ₂、抵抗成分がＲt₂であり、１次共振器１５０と２次共振器２５０との間の相互インダクタンスがＭであることを示している。なお、抵抗成分Ｒt₁及び抵抗成分Ｒt₂は導線などの内部抵抗であり、意図的に設けられているものではない。また、Ｒは電池２０４の内部抵抗を示している。また、１次共振器１５０と２次共振器２５０との間の結合係数はＫによって示される。

また、本実施形態においては、１次共振器１５０は、インダクタンス成分Ｌ₁、キャパ
シタンス成分Ｃ₁である直列共振器を、また、２次共振器２５０は、インダクタンス成分
Ｌ₂、キャパシタンス成分Ｃ₂である直列共振器を構成するものと考える。

まず、磁気共鳴方式の電力伝送では、電力伝送システム１００側の１次共振器１５０から、受電側システム２００側の２次共振器２５０へ効率的に電力を伝送する際、１次共振器１５０の共振周波数と、２次共振器２５０の共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナ（１次共振器１５０）から受電側アンテナ（２次共振器２５０）に対し、効率的にエネルギー伝達を行うようにしている。このための条件は、下式（１）によって表すことができる。

これを、インダクタンス成分がＬ₁、キャパシタンス成分がＣ₁、インダクタンス成分がＬ₂、キャパシタンス成分がＣ₂のみの関係で示すと、下式（２）に要約することができる。

また、１次共振器１５０のインピーダンスは下式（３）により、また、２次共振器２５０のインピーダンスは下式（４）により、表すことができる。なお、本明細書においては、下式（３）及び下式（４）によって定義される値をそれぞれの共振器のインピーダンスとして定義する。

磁気共鳴方式の電力伝送システム１００の受電側システムにおいて、電池２０４が定電圧充電モードに移行すると、電池２０４の電圧が一定なので、充電電力によって入力インピーダンスが変化する。電池２０４への充電電力が大きければ入力インピーダンスは低く、充電電力が小さければ入力インピーダンスは高くなる。受電側における２次共振器２５
０は、効率の面から、電池２０４の充電電力に応じた入力インピーダンスに近いインピーダンスに設定することが望ましい。

一方、送電側における電源から見た１次共振器１５０への入力インピーダンスは、効率の面から高ければ高いほどよい。これは電源の内部抵抗分により電流の２乗比例でロスが発生するためである。

以上のことから、（３）式で示される１次共振器１５０のインピーダンスと、（４）式で示される２次共振器２５０のインピーダンスとの間には、下式（５）の関係が満たされることが望ましい。

これを、インダクタンス成分がＬ₁、キャパシタンス成分がＣ₁、インダクタンス成分がＬ₂、キャパシタンス成分がＣ₂のみの関係で示すと、下式（６）に要約することができる。

本発明に係る電力伝送システム１００においては、１次共振器１５０の回路定数と、２次共振器２５０の回路定数とが上記の式（２）及び式（６）を満たすようにされているために、受電側システムで電池２０４の充電を行う場合に、効率的な電力伝送を行うことが可能となる。

さらに電池２０４の内部インピーダンスとの関係についても言及する。受電側システムにおいて、電池２０４に対して効率的に充電が行える条件として、２次共振器２５０のインピーダンスと、電池２０４のインピーダンスとが整合していることを挙げることができる。

すなわち、本実施形態では、式（２）及び式（６）の条件に加えて、さらに、式（４）の２次共振器２５０のインピーダンスと電池２０４のインピーダンスRとの間に、

の関係を持たせることで、受電側システムで電池２０４の充電を行う場合、システム全体として、効率的な電力伝送を行うことを可能としている。

次に、以上のように構成される電力伝送システム１００における１次共振器コイル１６０についてより詳しく説明する。

次に、以上のように構成される電力伝送システム１００で用いるアンテナコイルの具体的な構成について説明する。なお、本発明のアンテナコイルは、１次共振器１５０及び２次共振器２５０の双方に適用し得るものである。また、本発明のアンテナコイルは、送電側においては１次共振器コイル１６０に採用されるものであり、受電側においては２次共振器コイル２６０に採用されるものである。

以下、本発明のアンテナコイルの概要を説明する。図４は本発明の実施形態に係るアンテナコイル５００の模式図である。

本発明の実施形態に係るアンテナコイル５００は、第１インダクタンス値を有する第１コイル５１０と、第２インダクタンス値を有する第２コイル５２０とを有している。

また、第１コイル５１０は第１インダクタンス値を有し、第２コイル５２０は前記第１インダクタンス値より小さい第２インダクタンス値を有するものであり、第１コイル５１０が第１磁束を発生する際に、第２コイル５２０は、この第１磁束を打ち消す第２磁束を発生する。

したがって、本発明の実施形態に係るアンテナコイル５００では、第１コイル５１０による第１磁束と、第２コイル５２０による第２磁束とは、一部が相殺することで、アンテナコイル５００に指向性が付与されることとなる。

例えば、アンテナコイル５００の第１コイル５１０は、ＰからＱへと第１の周回方向（反時計回り）に巻回され、一方、第２コイル５２０は、第１の周回方向（反時計回り）と反対である、Ｑ’からＰ’へと第２の周回方向（時計回り）に巻回されることで構成される。

また、第１コイル５１０と第２コイル５２０と間は、直列接続導体５３０により電気的に接続されており、第１コイル５１０が第２コイル５２０と直列接続されていない第１給電端５４０と、第２コイル５２０が第１コイル５１０と直列接続されていない第２給電端５５０と、から給電されるようになっている。すなわち、本実施形態においては、第１コイル５１０の端部と、第２コイル５２０の端部と、から給電が行われるようになっている。

以上から、例えば、第１コイル５１０において第１の周回方向（反時計回り）に電流が流れる時には、第２コイル５２０において第２の周回方向（時計回り）に電流が流れるようになっている。このことは、第１コイル５１０における電流の流れの位相が、第２コイル５２０における電流の流れの位相と１８０°ずれていることを意味している。

なお、第１コイル５１０及び第２コイル５２０として用いるコイルの種類は、上記のような各条件を満たせば、どのようなものも用いることができる。例えば、ボビンに巻いたソレノイドコイルであってもよいし、ポリカーボネート基板上に印刷された導体からなる渦巻き状のコイルなどであってもよい。

以上のような本発明に係るアンテナコイル５００によれば、第１コイル５１０及び第２コイル５２０として、導体線の巻回作業が複雑なコイルを用いる必要がなく、従来のアンテナコイルに比べ、製造性が良好であるため、アンテナコイル生産の自動化などにも対応
することが可能となる。

ここで、第１コイル５１０に用いるコイルとしては、インダクタンス値が高いものが求められる。したがって、第１コイル５１０としては導体線の巻き密度が高いものが好ましい。このようなコイルとしては、スパイダーコイルと呼ばれるものがある。以下、第１コイル５１０として用いるのに好適なスパイダーコイルについて説明する。

図５はアンテナコイル５００の第１コイル５１０に好適なスパイダーコイルを説明する図であり、図５（Ａ）はスパイダーコイルを造形するために利用される基材６００を示す図であり、図５（Ｂ）は基材６００に導体線４００を巻回する際のパターンの１例を示す図であり、図５（Ｃ）はスパイダーコイルを示す図である。

図５（Ａ）に示す図では、基材６００としては略円形であるものを例にとり説明するが、これに限定されるものではない。

基材６００は、第１面６０１と、これと表裏の関係にある第２面６０２とを有する基板状の部材であり、例えばポリカーボネートやポリプロピレンなどの誘電正接が小さい材料を用いて構成することが好ましい。

この基材６００は、略円形の平板部をなす基部６１０と、この基部６１０から放射状に延出する複数のコイル造形用突片６２０とから構成されている。

コイル造形用突片６２０は、第１面６０１又は第２面６０２のいずれか一方側に導体線４００が通され、導体線４００を係止するために利用される。これにより、導体線４００でスパイダーコイルの形状が維持される。

次に、以上のような基材６００で造形する際の導体線４００の巻回パターンの１例について図５（Ｂ）を参照して説明する。導体線４００としては、複数の導体素線を集合させた撚り線を用いることが好ましい。

図５（Ｂ）において、矢印はコイルを巻回する際の順序を示している。例えば、図中（ａ）に示すコイル造形用突片６２０に導体線４００を係止することにより、導体線４００を巻回し始めたとすると、まず、（ａ）に示す２つのコイル造形用突片６２０にかけては、コイル造形用突片６２０の第１面６０１側において、導体線４００を係止させる。

続いて、（ｂ）に示す２つのコイル造形用突片６２０にかけては、コイル造形用突片６２０の第２面６０２側において、導体線４００を係止させる。

逆に、（ｃ）に示す２つのコイル造形用突片６２０にかけては、コイル造形用突片６２０の第１面６０１側において、導体線４００を係止させる。

以上のように、２つのコイル造形用突片６２０毎に、導体線４００を係止させる面を、第１面６０１側、第２面６０２側と交互に変える巻回パターンにより、（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→・・・と順次巻回する。このような巻回パターンとすることにより、インダクタンス成分が大きいアンテナコイルを形成することが可能となる。

逆に、インダクタンス成分が小さいアンテナコイルを形成する場合には、１つ１つのコイル造形用突片６２０毎に、導体線４００を係止させる面を、第１面６０１側、第２面６０２側と交互に変える巻回パターンが好ましい。このようにして作られたコイルは、第２コイル５２０として好適である。

次に、以上のような本発明に係るアンテナコイル５００のシールド性能について説明する。図６は、アンテナコイル５００のシールド性能を説明する図である。図６中の丸いプロットは、１次共振器コイル１６０及び２次共振器コイル２６０として、本発明に係るアンテナコイル５００を用いた電力伝送システムにおける、コイル間の位置ずれと、伝送効率の関係を示している。

図６中の四角いプロットは、１次共振器コイル１６０及び２次共振器コイル２６０として、シールド材によってシールドが施されたアンテナコイルを用いた電力伝送システムにおける、コイル間の位置ずれと、伝送効率の関係を示している。

図６を参照すると、コイル間の位置ずれによる伝送効率の低減は、シールド材が用いられたアンテナコイルに比べて、本発明に係るアンテナコイル５００を用いた場合の方が抑制されている。本発明に係るアンテナコイル５００では、第１コイル５１０に、巻回方向が逆の第２コイル５２０を直列接続する、という比較的な簡単な構成で、シールド材が用いられたアンテナコイルに匹敵する性能を得ることができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図７は本発明の他の実施形態に係るアンテナコイル５００の模式図である。

図７において、図４と同様の参照番号が付された構成については、先の実施形態と構成、機能と同様のものであるので、説明を省略する。本実施形態が先の実施形態と比較して異なる点は、第１コイル５１０と第２コイル５２０との間に磁性材５６０が配されている点である。

このような磁性材５６０は、透磁率と比抵抗が高いフェライト材料などの強磁性体材料からなるものである。このような磁性材５６０を、第１コイル５１０と第２コイル５２０との間に配することで、第１コイル５１０による第１磁束と、第２コイル５２０による第２磁束とが、より効率的に相殺されることとなり、アンテナコイル５００により強い指向性が付与されることとなる。

以上、本発明に係るアンテナコイルによれば、第１コイルと第２コイルとして、導体線の巻回作業が複雑なコイルを用いる必要がなく、従来のアンテナコイルに比べ、製造性が良好であるため、アンテナコイル生産の自動化などにも対応することが可能となる。

１００・・・電力伝送システム
１０１・・・ＡＣ／ＤＣ変換部
１０２・・・電圧制御部
１０３・・・インバーター部
１０４・・・整合器
１１０・・・主制御部
１２０・・・通信部
１５０・・・１次共振器
１６０・・・１次共振器コイル（送電側アンテナコイル）
１７０・・・１次共振器キャパシタ
２０１・・・２次共振器
２０２・・・整流部
２０３・・・充電制御部
２０４・・・電池
２１０・・・主制御部
２１５・・・インターフェイス部
２２０・・・通信部
２５０・・・２次共振器
２６０・・・２次共振器コイル（受電側アンテナコイル）
３００・・・基材
３０１・・・第１面
３０２・・・第２面
３１０・・・基部
３２０・・・メインコイル造形用突片
３３０・・・サブコイル造形用突片
４００・・・導体線
５００・・・アンテナコイル
５１０・・・第１コイル
５２０・・・第２コイル
５３０・・・直列接続導体
５４０・・・第１給電端
５５０・・・第２給電端
５６０・・・磁性材
６００・・・基材
６０１・・・第１面
６０２・・・第２面
６１０・・・基部
６２０・・・コイル造形用突片

Claims (4)

1. 第１インダクタンス値を有する第１コイルと、
   前記第１コイルと直列接続され、前記第１コイルが第１磁束を発生する際に、前記第１磁束を打ち消す第２磁束を発生する、第２インダクタンス値を有する第２コイルと、からなり、
   前記第２インダクタンス値が前記第１インダクタンス値より小さく設定されることを特徴とするアンテナコイル。
2. 前記第１コイルは第１の周回方向に巻回され、
   前記第２コイルは前記第１の周回方向と反対の第２の周回方向に巻回されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナコイル。
3. 前記第１コイルの端部と、前記第２コイルの端部と、から給電されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナコイル。
4. 前記第１コイルと前記第２コイルとの間に磁性材が配されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアンテナコイル。

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