Title:
LEISTUNGSÜBERTRAGUNGS-KOMMUNIKATIONSEINHEIT
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Eine Kopplungselektrode einer Kommunikationskopplungseinheit ist an einer Öffnung eines Substrats montiert und ist bei Betrachtung aus einer orthogonalen Richtung, die senkrecht zu einer axialen Spulenrichtung einer Leistungsübertragungsspule steht, auf einer Substratseite in der axialen Spulenrichtung und ein Spulenendbereich der Leistungsübertragungsspule auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats angeordnet ist. Beispielsweise ist ein Endbereich der Kopplungselektrode auf einer Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung bei Betrachtung aus der senkrechten Richtung an der gleichen Position in der axialen Spulenrichtung angeordnet wie eine Oberfläche des Substrats gegenüberliegend zu der Leistungsübertragungsspule.





Inventors:
Toba, Tatsuo (Kanagawa, Yokosuka-shi, JP)
Furuhashi, Kyoko (Kanagawa, Yokosuka-shi, JP)
Matsushita, Kenji (Kanagawa, Yokosuka-shi, JP)
Nakagawa, Yuta (Kanagawa, Yokosuka-shi, JP)
Tanaka, Shingo (Kanagawa, Yokosuka-shi, JP)
Ido, Yoichi (Kanagawa, Yokosuka-shi, JP)
Taguchi, Noritaka (Kanagawa, Yokosuka-shi, JP)
Application Number:
DE102016215273A
Publication Date:
02/23/2017
Filing Date:
08/16/2016
Assignee:
Yazaki Corporation (Tokyo, JP)
International Classes:
H04B5/00; H02J50/10; H01F38/14
Attorney, Agent or Firm:
Grünecker Patent- und Rechtsanwälte PartG mbB, 80802, München, DE
Claims:
1. Eine Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit mit:
einem Substrat, das eine Öffnung hat;
einer Leistungsübertragungsspule, die spiralförmig um die Öffnung herum ausgebildet ist, auf einer Oberfläche des Substrats montiert ist, mit einer Schaltung des Substrats verbunden ist und eine kontaktlose Übertragung elektrischer Leistung ausführt; und
einem Kommunikationsmodul, das an der Öffnung montiert ist, ein leitendes Element aufweist und eine drahtlose Kommunikation über das leitende Element ausführt,
wobei
bei Betrachtung aus einer orthogonalen Richtung, die senkrecht zu einer axialen Spulenrichtung der Leistungsübertragungsspule steht, das leitende Element des Kommunikationsmoduls auf einer Substratseite in der axialen Spulenrichtung und ein Spulenendbereich der Leistungsübertragungsspule auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats angeordnet ist.

2. Die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit nach Anspruch 1, wobei
das Substrat einen magnetischen Körper enthält, und
ein Endbereich einer Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung des leitenden Elements bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung zwischen einer Oberfläche auf Seite der Leistungsübertragungsspule des Substrats und einer Position in der axialen Spulenrichtung angeordnet ist, an der eine Kommunikation mit einem komplementären Kommunikationsmodul möglich ist.

3. Die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei
das Substrat einen magnetischen Körper enthält, und
ein Endbereich des leitenden Elements auf einer Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung an einer gleichen Position in der axialen Spulenrichtung angeordnet ist wie eine Oberfläche des Substrats gegenüberliegend zu der Leistungsübertragungsspule.

4. Die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit so angeordnet ist, dass sie einer komplementären Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit in der axialen Spulenrichtung zugewandt ist,
die komplementäre Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit aufweist
ein komplementäres Substrat, das eine komplementäre Öffnung hat,
eine komplementäre Leistungsübertragungsspule, die spiralförmig um die komplementäre Öffnung herum ausgebildet ist, an einer Oberfläche des komplementären Substrats montiert ist, mit einer Schaltung des komplementären Substrats verbunden ist,
und eine kontaktlose Übertragung elektrischer Leistung ausführt, und
ein komplementäres Kommunikationsmodul, das an der komplementären Öffnung montiert ist, ein komplementäres leitendes Element aufweist und eine drahtlose Kommunikation über das komplementäre leitende Element ausführt,
wobei ein Abstand in der axialen Spulenrichtung zwischen dem Spulenendbereich und dem komplementären Spulenendbereich der komplementären Leistungsübertragungsspule auf der gegenüberliegenden Seite zu dem komplementären Substrat in der komplementären Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 10 mm beträgt, und
ein Endbereich des leitenden Elements auf einer Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung in einem Bereich beginnend bei einer Position, die 2 mm von dem Spulenendbereich in Richtung zu dem Substrat entfernt ist, bis zu einer Position in der axialen Spulenrichtung angeordnet ist, an der eine Kommunikation mit dem komplementären Kommunikationsmodul möglich ist.

5. Die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
das Kommunikationsmodul eine gedruckte Leiterplatte aufweist, und
das leitende Element mit einer Schaltung der gedruckten Leiterplatte verbunden ist, so ausgebildet ist, dass es aus der gedruckten Leiterplatte hervorsteht, und eine Kopplungselektrode aufweist, die elektrische Ladungen sammelt.

Description:
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNG(EN)

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2015-163740, die am 21. August 2015 in Japan eingereicht wurde, und der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2016-131662, die am 1. Juli 2016 eingereicht wurde, und deren gesamter Inhalt hiermit miteingeschlossen ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG1. Gebiet der Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistung übertragende Kommunikationseinheit bzw. Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Bislang gab es eine Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit, die mit einer Funktion zur Ausführung einer kontaktlosen Übertragung von elektrischer Leistung und mit einer Funktion zur Ausführung einer drahtlosen Kommunikation versehen ist. Die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit ist auf dem gleichen Substrat zusammen mit einem Kommunikationsmodul und einer Leistungsübertragungsspule vorgesehen, die spiralförmig um das Kommunikationsmodul herum ausgebildet ist (beispielsweise die offengelegte japanische Patentanmeldung mit der Nr. 2014-049479).

Das Kommunikationsmodul unterliegt jedoch der Einwirkung eines magnetischen Feldes der Leistungsübertragungsspule, und daher gab es ein Problem dahingehend, dass die Temperatur des Kommunikationsmoduls durch Wirbelströme ansteigt.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die zuvor genannten Umstände erdacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit bereitzustellen, die den Temperaturanstieg in dem Kommunikationsmodul unterdrücken kann.

Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, umfasst eine Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Substrat, das aufweist: eine Öffnung; eine Leistungsübertragungsspule, die spiralförmig um die Öffnung herum ausgebildet ist, auf einer Oberfläche des Substrats montiert ist, mit einer Schaltung des Substrats verbunden ist und eine Übertragung elektrischer Leistung in kontaktloser Weise ausführt; und ein Kommunikationsmodul, das an der Öffnung montiert ist, ein leitendes Element aufweist und eine drahtlose Kommunikation über das leitende Element ausführt, wobei bei Betrachtung aus einer orthogonalen Richtung senkrecht zu einer axialen Spulenrichtung der Leistungsübertragungsspule das leitende Element des Kommunikationsmoduls auf der anderen Substratseite in der axialen Spulenrichtung im Vergleich zu einem Spulenendbereich der Leistungsübertragungsspule auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats angeordnet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit bevorzugt, dass das Substrat einen magnetischen Körper enthält, und ein Endbereich auf einer Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung des leitenden Elements bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung zwischen einer Oberfläche auf Seite der Leistungsübertragungsspule des Substrats und einer Position in der axialen Spulenrichtung angeordnet ist, an der eine Kommunikation mit einem komplementären Kommunikationsmodul möglich ist.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit bevorzugt, dass das Substrat einen magnetischen Körper enthält, und ein Endbereich auf einer Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung des leitenden Elements bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung an einer gleichen Position in der axialen Spulenrichtung angeordnet ist wie eine Oberfläche des Substrats, die gegenüberliegend zu der Leistungsübertragungsspule ist.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit bevorzugt, dass die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit so angeordnet ist, dass sie einer komplementären Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit in der axialen Spulenrichtung zugewandt ist; wobei die komplementäre Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit aufweist: ein komplementäres Substrat, das eine komplementäre Öffnung hat, eine komplementäre Leistungsübertragungsspule, die spiralförmig um die komplementäre Öffnung herum ausgebildet ist, auf einer Oberfläche des komplementären Substrats montiert ist, mit einer Schaltung des komplementären Substrats verbunden ist und eine kontaktlose Übertragung elektrischer Leistung ausführt, und ein komplementäres Kommunikationsmodul, das an der komplementären Öffnung montiert ist, ein komplementäres leitendes Element aufweist und eine drahtlose Kommunikation über das komplementäre leitende Element ausführt; wobei ein Abstand in der axialen Spulenrichtung zwischen dem Spulenendbereich und dem komplementären Spulenendbereich auf der gegenüberliegenden Seite der komplementären Leistungsübertragungsspule zu dem komplementären Substrat in der komplementären Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 10 mm beträgt; und ein Endbereich auf einer Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung des leitenden Elements bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung in einem Bereich beginnend bei einer Position, die 2 mm von dem Spulenendbereich in Richtung zu dem Substrat entfernt ist, bis zu einer Position in der axialen Spulenrichtung angeordnet ist, an der eine Kommunikation mit dem komplementären Kommunikationsmodul möglich ist.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit bevorzugt, dass das Kommunikationsmodul eine gedruckte Leiterplatte aufweist, und das leitende Element mit einer Schaltung der gedruckten Leiterplatte verbunden ist, aus der gedruckten Leiterplatte hervorstehend ausgebildet ist und eine Kopplungselektrode aufweist, die elektrische Ladung aufnimmt.

Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Eigenschaften dieser Erfindung können durch das Studium der folgenden detaillierten Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besser verstanden werden, wenn das Studium in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen erfolgt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Draufsicht der Unterseite, wobei ein Beispiel des Aufbaus einer Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit gemäß einer Ausführungsform dargestellt ist;

2 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel des Aufbaus der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit in der Ausführungsform darstellt;

3 ist eine Schnittansicht, die eine Lagebeziehung zwischen der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit auf Seite der Leistungsübertragung und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit auf Seite des Leistungsempfangs in der Ausführungsform darstellt;

4 ist eine Schnittansicht, die ein Anwendungsbeispiel (Teil 1) der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit in der Ausführungsform darstellt;

5 ist eine Schnittansicht, die ein Anwendungsbeispiel (Teil 2) der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit in der Ausführungsform darstellt;

6 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Temperaturanstiegs (Abstand: 10 mm) gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt;

7 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Temperaturanstiegs (Abstand: 10 mm) in der Ausführungsform darstellt;

8 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Temperaturanstiegs (Abstand: 5 mm) in dem Vergleichsbeispiel darstellt;

9 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Temperaturanstiegs (Abstand: 5 mm) in der Ausführungsform zeigt; und

10 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Temperaturanstiegs in einem Kommunikationskopplungselement in der Ausführungsform zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Im Folgenden wird mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen eine Form zur Implementierung der vorliegenden Erfindung (eine Ausführungsform) detailliert beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den Inhalt beschränkt, der in der folgenden Ausführungsform beschrieben ist. Ferner umfassen die Bestandteile, die im Folgenden beschrieben sind, auch solche, die ein Fachmann kennt, oder die im Wesentlichen gleich zu diesen Bestandteilen sind. Die im Folgenden beschriebenen Konfigurationen können nach Zweckmäßigkeit kombiniert werden. Ferner können diverse Weglassungen, Ergänzungen oder Modifizierungen an den Aufbauten vorgenommen werden, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Ausführungsform

Es wird nunmehr eine Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit gemäß einer Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine Draufsicht von unten, die ein Beispiel des Aufbaus der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit in der Ausführungsform darstellt. 2 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel des Aufbaus der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit in der Ausführungsform zeigt. 3 ist eine Schnittansicht, die eine Lagebeziehung zwischen der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit auf der Leistungsübertragungsseite und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit auf der Leistungsempfangsseite in der Ausführungsform zeigt.

Eine Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 (1A) überträgt elektrische Leistung in kontaktlos zu einer Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 (1B) als eine Gegen-Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit bzw. komplementäre Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit und führt eine drahtlose Kommunikation mit der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 (1B) aus. Die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 umfasst, wie in 1 und 2 gezeigt ist, ein Substrat 10, eine Leistungsübertragungsspule 20 und eine Kommunikationskopplungseinheit 30, die ein Kommunikationsmodul ist. Um das Verständnis der Beschreibung zu erleichtern, ist die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 in einem Zustand gezeigt, in welchem ein Gehäuse entfernt ist.

Das Substrat 10 umfasst ein isolierendes Material 10a, eine Öffnung 11 und eine Leistungsübertragungsschaltung 12. Das isolierende Material 10a ist in einer plattenartigen Form eines rechteckigen Parallelepipeds bzw. eines Quaders ausgebildet und enthält ein Ferrit, das ein magnetischer Körper mit hoher magnetischer Permeabilität ist. In dem isolierenden Material 10a ist die Öffnung 11 mit quadratischer bzw. rechteckiger Form in der Mitte ausgebildet. Die Öffnung 11 ist so dimensioniert, dass sie nicht die Kommunikation der Kommunikationskopplungseinheit 30 behindert. Auf einer Oberfläche 13 des isolierenden Materials 10a auf Seite der Leistungsübertragungsspule 20 ist die Leistungsübertragungsschaltung 12 ausgebildet.

Die Leistungsübertragungsspule 20 führt eine kontaktlose Übertragung elektrischer Leistung aus. Die Leistungsübertragungsspule 20 ist spiralförmig um die Öffnung 11 des Substrats 10 herum ausgebildet, wobei eine Mittelachsenlinie X als ein Mittelpunkt dient, und ist auf der Oberfläche 13 des Substrats 10 auf Seite der Leistungsübertragungsschaltung 12 montiert. Die Leistungsübertragungsspule 20 ist mit der auf dem Substrat 10 ausgebildeten Schaltung 12 verbunden. Beispielsweise ist ein Endanschluss der Leistungsübertragungsspule 20 mit einer Schaltung 12a und der andere Endanschluss der Leistungsübertragungsspule 20 ist mit einer Schaltung 12b verbunden.

Die Kommunikationskopplungseinheit 30 ist an der Öffnung 11 des Substrats 10 montiert und führt eine drahtlose Kommunikation mit einer komplementären Kommunikationskopplungseinheit 30 aus. Die Kommunikationskopplungseinheit 30 verwendet beispielsweise TransferJet (eingetragene Handelsmarke), die eine drahtlose Nahbereichs-Übertragungstechnik ist. Die Kommunikationskopplungseinheit 30 umfasst eine gedruckte Leiterplatte 31, eine Kopplungselektrode 32 und ein koaxiales Verbindungsstück 33. Die Kopplungselektrode 32 ist in einem leitenden Element enthalten.

Die gedruckte Leiterplatte 31 ist in plattenartiger Form eines rechteckigen Parallelepipeds bzw. Quaders ausgebildet. Auf der gedruckten Leiterplatte 31 ist eine Schaltung 310 ausgebildet.

Die Kopplungselektrode 32 sammelt elektrische Ladung, die bei der Kommunikation verwendet wird. Die Kopplungselektrode 32 ist mit der Schaltung 310 der gedruckten Leiterplatte 31 verbunden und so ausgebildet, dass sie aus der gedruckten Leiterplatte 31 hervorsteht. Beispielsweise weist die Kopplungselektrode 32 eine kreisförmige Elektrodenplatte 320 und eine Elektrode 321 auf, die sich in einer axialen Spulenrichtung der Elektrodenplatte 320 im Wesentlichen aus der Mitte der kreisförmigen Elektrodenplatte 320 erstreckt. Die axiale Spulenrichtung ist eine Richtung entlang der Mittelachsenlinie X. Ein Endanschluss der Elektrode 321 gegenüberliegend zu der Elektrodenplatte 320 ist mit der Schaltung 310 der gedruckten Leiterplatte 31 verbunden. Die Elektrodenplatte 320 ist im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche montiert, auf die Schaltung 310 der gedruckten Leiterplatte 31 ausgebildet ist.

Das koaxiale Verbindungsstück 33 verbindet die Schaltung 310 der gedruckten Leiterplatte 31 mit einem nicht dargestellten Kabel.

Die Kopplungselektrode 32 der Kommunikationskopplungseinheit 30 ist auf einer anderen Seite des Substrats 10 als die Leistungsübertragungsspule 20 positioniert, um den Einfluss zu unterdrücken, der durch das magnetische Feld der Leistungsübertragungsspule 20 ausgeübt wird. Beispielsweise ist die Kopplungselektrode 32 der Kommunikationskopplungseinheit 30 bei Betrachtung aus einer orthogonalen Richtung senkrecht zu der axialen Spulenrichtung der Leistungsübertragungsspule 20 in der axialen Spulenrichtung auf der anderen Seite des Substrats 10 im Vergleich zu einem Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungsspule 20 auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats 10 angeordnet. Bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung ist vorzugsweise ein Endbereich 322 der Kopplungselektrode 32 auf einer Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung zwischen der Oberfläche 13 des Substrats 10 auf Seite der Leistungsübertragungsspule 20 und der Position in der axialen Spulenrichtung angeordnet, an der die Kommunikation mit der komplementären Kommunikationskopplungseinheit 30 möglich ist. In der Ausführungsform ist bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung der Endbereich 322 der Kopplungselektrode 32 auf der Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung an der gleichen Stelle in der axialen Spulenrichtung angeordnet wie eine Oberfläche 14 des Substrats 13 gegenüberliegend zu der Leistungsübertragungsspule 20.

Aufgrund einer Streuung, die durch Fertigungsfehler bewirkt wird, ist in der Leistungsübertragungsspule 20 gegebenenfalls der Drahtdurchmesser der Leistungsübertragungsspule 20 nicht gleichbleibend. Daher können in dem Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungsspule 20 bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung aufgrund von Unterschieden im Drahtdurchmesser der Leistungsübertragungsspule 20 Unregelmäßigkeiten in der axialen Spulenrichtung auftreten. Daher bezeichnet bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung der Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungsspule 20 einen Bereich, der in der axialen Spulenrichtung am weitesten von dem Substrat 10 entfernt ist.

Die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A, wie sie in 3 dargestellt ist, ist so angeordnet, dass sie der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B in der axialen Spulenrichtung zugewandt ist. Das heißt, die Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und die Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind und in der Lage sind, eine Kommunikation auszuführen, und die Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und die Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind und eine elektrische Leistungsübertragung ausführen können. Die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B haben im Wesentlichen den gleichen Aufbau und abhängig vom Anwendungsmodus dienen sie als eine Sendeseite zur Übertragung eines elektrischen Signals oder als eine Empfangsseite zum Empfang eines elektrischen Signals. Ferner arbeiten die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B abhängig vom Anwendungsmodus als eine Leistungsübertragungsseite, die elektrische Leistung überträgt, oder als eine Leistungsempfangsseite, die die elektrische Leistung empfängt. Die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B umfasst das Substrat 10 als ein Gegen-Substrat bzw. komplementäres Substrat, die Öffnung 11 als eine komplementäre Öffnung, die Leistungsübertragungsspule 20 als eine komplementäre Leistungsübertragungsspule, den Spulenendbereich 21 als einen komplementären Spulenendbereich, die Kommunikationskopplungseinheit 30 als ein komplementäres Kommunikationsmodul und die Kopplungselektrode 32 als ein komplementäres leitendes Element.

Ein Beispiel einer geometrischen Anordnung der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B ist nachfolgend beschrieben. Ein Kommunikationsabstand zwischen der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B beträgt beispielsweise maximal ungefähr 210 mm. Das heißt, ein Abstand Dc zwischen dem Endbereich 322 der Kopplungselektrode 32 auf der Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und dem Endbereich 322 der Kopplungselektrode 32 auf der Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B beträgt beispielsweise maximal ungefähr 210 mm.

Die Kopplungselektrode 32 ist, wie zuvor in Richtung zu dem Substrat 10 in der axialen Spulenrichtung in Bezug zu dem Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungsspule 20, der gegenüberliegend zu dem Substrat 10 liegt, verschoben. Beispielsweise beträgt ein Verschiebungsabstand De zwischen dem Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungsspule 20 und dem Endbereich 322 der Kopplungselektrode 32 auf der Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung ungefähr 10 mm.

Da folglich der Kommunikationsabstand zwischen den Kommunikationskopplungseinheiten 30 maximal ungefähr 210 mm beträgt, beträgt in einem Zustand, in welchem die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B einander zugewandt sind, ein maximaler Abstand Dp in der axialen Spulenrichtung zwischen der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B ungefähr 190 mm. Das heißt, der maximale Abstand Dp zwischen dem Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und dem Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B beträgt ungefähr 190 mm. Wenn der Abstand in der axialen Spulenrichtung zwischen der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B den maximalen Abstand Dp (ungefähr 190 mm) übersteigt, wird der Abstand zwischen den Kommunikationskopplungseinheiten 30 größer als 210 mm und die Kommunikation der Kommunikationskopplungseinheiten 30 wird beeinflusst. Beispielsweise kann die Kommunikationsgeschwindigkeit der Kommunikationskopplungseinheit 30 kleiner werden und ein Fehler bei der Kommunikation der Kommunikationskopplungseinheiten 30 kann auftreten. Wenn der Abstand in der axialen Spulenrichtung zwischen der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B gleich oder kleiner ist als der maximale Abstand Dp (ungefähr 190 mm), dann wird die Kommunikation der Kommunikationskopplungseinheiten 30 nicht beeinflusst.

Im Folgenden wird ein Beispiel der Funktionsweise der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A die Übertragung eines elektrischen Signals und den Empfang elektrischer Leistung ausführt und dass die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B den Empfang des elektrischen Signals und die Übertragung der elektrischen Leistung ausführt.

Wenn ein elektrisches Signal aus einem Kabel, das mit dem koaxialen Verbindungsstück 33 verbunden ist, eingespeist wird, sammelt die Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A elektrische Ladungen in der Kopplungselektrode 32. In einem Zustand, in welchem de Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B mit einem Abstand von ungefähr 10 mm oder kleiner einander zugewandt sind, überträgt die Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A die elektrischen Ladungen, die in der Kopplungselektrode 32 gesammelt sind, als ein elektrisches Signal an die Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B. Die Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B empfängt das elektrische Signal, das von der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A übertragen wird, und gibt das elektrische Signal über ein Kabel aus, das mit dem koaxialen Verbindungsstück 33 verbunden ist.

Eine nicht gezeigte AC-Leistungsquelle der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B liefert elektrische Leistung an die Leistungsübertragungsspule 20 über die Leistungsübertragungsschaltung 12. Wenn elektrischer Strom durch die Leistungsübertragungsspule 20 fließt, wird ein magnetisches Feld erzeugt, und durch eine induzierte elektromotorische Kraft, die von diesem magnetischen Feld hervorgerufen wird, fließt ein elektrischer Strom durch die Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A.

Als Nächstes wird ein Anwendungsbeispiel der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 beschrieben. 4 ist eine Schnittansicht, die ein Anwendungsbeispiel (Teil 1) der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit in der Ausführungsform darstellt. 5 ist eine Schnittansicht, die ein Anwendungsbeispiel (Teil 2) der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit in der Ausführungsform darstellt. Die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1, die in 4 und 5 dargestellt sind, haben jeweils ein Gehäuse 40, das daran montiert ist. Das Gehäuse 40 ist beispielsweise aus Kunstharz hergestellt und schützt die Leistungsübertragungsspule 20 und die Kommunikationskopplungseinheit 30, die auf dem Substrat 10 montiert sind.

Wie in 4 gezeigt ist, können in einem Zustand, in welchem keine Hindernisse zwischen der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B vorhanden sind, die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B für eine mögliche Kommunikation so angeordnet werden, dass sie in der axialen Spulenrichtung einander zugewandt sind. Sodann überträgt die Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A ein elektrisches Signal zu der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B. Die Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B empfängt das aus der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A übertragene elektrische Signal. Ferner überträgt die Leistungsübertragung 20 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B elektrische Leistung zu der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A durch Magnetfeldkopplung. Die Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A empfängt die aus der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B übertragene elektrische Leistung.

Ferner können, wie in 5 gezeigt ist, in einem Zustand, in welchem ein Hindernis 2, das ein nicht leitendes Element ist, zwischen der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B vorhanden ist, die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B für eine mögliche Kommunikation in der axialen Spulenrichtung einander zugewandt angeordnet werden.

Als Nächstes werden Temperaturänderungen in der Kommunikationskopplungseinheit 30 und der Leistungsübertragungsspule 20 beschrieben, wobei ein Vergleich zu einem Vergleichsbeispiel vorgenommen wird. 6 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Temperaturanstiegs (Abstand: 10 mm) gemäß dem Vergleichsbeispiel darstellt. 7 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Temperaturanstiegs (Abstand: 10 mm) in der Ausführungsform zeigt. 8 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Temperaturanstiegs (Abstand: 5 mm) in dem Vergleichsbeispiel zeigt. 9 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Temperaturanstiegs (Abstand: 5 mm) in der Ausführungsform zeigt. In 6 bis 9 repräsentieren die vertikalen Achsen die Temperatur und die horizontalen Achsen repräsentieren die Zeit (Minuten).

Im Vergleichsbeispiel ist eine Kopplungselektrode, die nicht dargestellt ist, nicht in der axialen Spulenrichtung in Bezug zu einem Endbereich einer Leistungsübertragungsspule, die nicht gezeigt ist, und gegenüberliegend zu einem Substrat angeordnet ist, nicht verschoben. Das heißt, bei Betrachtung aus der senkrechten Richtung liegen der Endbereich der Leistungsübertragungsspule, der gegenüberliegend zu dem Substrat angeordnet ist, und der Endbereich der Kopplungselektrode auf der Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung in dieser axialen Spulenrichtung nebeneinander. Der Abstand in der axialen Spulenrichtung zwischen der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit der Übertragungsseite in dem Vergleichsbeispiel, die nicht dargestellt ist, und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit der Empfangsseite in dem Vergleichsbeispiel, die nicht dargestellt ist, beträgt ungefähr 10 mm. In diesem Falle betrug in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit in dem Vergleichsbeispiel, wie in 6 gezeigt ist, nach 15 Minuten nach Beginn der Übertragung eines elektrischen Signals die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Übertragungsseite 95°C und die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Empfangsseite betrug 73°C. Ferner betrug nach 15 Minuten nach Beginn der Übertragung von elektrischer Leistung die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungsseite 63°C und die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsempfangsseite betrug 46°C. Die Effizienz der Übertragung elektrischer Leistung betrug 84%.

Indessen betrug in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 in der vorliegenden Erfindung im Falle, dass der Abstand in der axialen Spulenrichtung zwischen der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B ungefähr 10 mm beträgt, wie in 7 gezeigt ist, 15 Minuten nach dem Beginn der Übertragung eines elektrischen Signals die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Übertragungsseite 35°C und die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Empfangsseite betrug 33°C. Ferner betrug 15 Minuten nach Beginn der Übertragung elektrischer Leistung die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungsseite 52°C und die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsempfangsseite betrug 42°C. Die Effizienz der Übertragung für elektrische Leistung betrug 89%.

In der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 in der vorliegenden Erfindung war im Vergleich zu der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit in dem Vergleichsbeispiel die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Übertragungsseite um 60°C reduziert und die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Empfangsseite war um 40°C reduziert. Ferner war in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 in der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit im Vergleichsbeispiel die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungsseite um 11°C reduziert und die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsempfangsseite war um 4°C reduziert. Ferner war in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 in der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit im Vergleichsbeispiel die Effizienz der Übertragung an elektrischer Leistung um 5% verbessert.

In dem Falle, in welchem der Abstand in der axialen Spulenrichtung zwischen der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit der Übertragungsseite und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit der Empfangsseite im Vergleichsbeispiel ungefähr 5 mm beträgt, wie in 8 gezeigt ist, betrug 15 Minuten nach Beginn der Übertragung eines elektrischen Signals die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Übertragungsseite 59°C und die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Empfangsseite betrug 80°C. Ferner betrug 15 Minuten nach Beginn der Übertragung elektrischer Leistung die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungsseite 68°C und die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsempfangsseite betrug 57°C. Die Übertragungseffizienz für elektrische Leistung betrug 84%.

Indessen betrug in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 in der vorliegenden Erfindung im Falle, dass der Abstand in der axialen Spulenrichtung zwischen der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B ungefähr 5 mm beträgt, wie in 9 dargestellt ist, 15 Minuten nach Beginn der Übertragung eines elektrischen Signals die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Übertragungsseite 34°C und die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Empfangsseite betrug 33°C. Ferner betrug 15 Minuten nach Beginn der Übertragung von elektrischer Leistung die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungsseite 53°C und die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsempfangsseite betrug 50°C. Die Übertragungseffizienz für elektrische Leistung betrug 88%.

In der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 in der vorliegenden Erfindung war im Vergleich zu der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit im Vergleichsbeispiel die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Übertragungsseite um 25°C reduziert und die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Empfangsseite war um 47°C reduziert. Ferner war in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 in der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit im Vergleichsbeispiel die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsübertragungsseite um 15°C reduziert und die Temperatur der Leistungsübertragungsspule 20 der Leistungsempfangsseite war um 7°C reduziert. In der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 in der vorliegenden Erfindung war im Vergleich zu der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit im Vergleichsbeispiel die Übertragungseffizienz für elektrische Leistung um 4% verbessert.

Als Nächstes wird ein Beispiel eines Temperaturanstiegs in der Kommunikationskopplungseinheit 30 bei einem Versatz der Kommunikationskopplungseinheit 30 beschrieben. 10 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Temperaturanstiegs in der Kommunikationskopplungseinheit der Ausführungsform darstellt. Die vertikale Achse in 10 repräsentiert den Temperaturanstieg und die horizontale Achse repräsentiert den Kommunikationsabstand zwischen der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und der Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B. In diesem Beispiel wurde in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und 1B der Temperaturanstieg in den Kommunikationskopplungsenheiten 30 gemessen, wenn der Verschiebungsabstand De zwischen dem Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungsspule 20 gegenüberliegend zu dem Substrat 10 und dem Endbereich 322 der Kopplungselektrode 32 auf der Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung von 1 mm auf 25 mm geändert wurde. Ferner wurde für die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B der Abstand in der axialen Spulenrichtung zwischen dem Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und dem Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B auf 10 mm eingestellt.

Für die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B kann man, wie in 10 dargestellt ist, erkennen, dass der Temperaturanstieg in den Kommunikationskopplungseinheiten 30 auf der Übertragungsseite und der Empfangsseite weiter gedämpft wird, wenn der Kommunikationsabstand der Kommunikationskopplungseinheiten 30 größer wird. Wenn in den Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B der Kommunikationsabstand der Kommunikationskopplungseinheiten 30 ungefähr 14 mm beträgt, d. h., wenn jeder Versetzungsabstand De ungefähr 2 mm beträgt, betrug der Temperaturanstieg der Kommunikationskopplungseinheiten 30 ungefähr 40°C. Da man es als vernünftig erachten kann, dass die Temperatur der Kommunikationskopplungseinheit 30 bei der praktischen Verwendung gleich oder kleiner als ungefähr 40°C ist, ist es in den Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B bevorzugt, dass der Verschiebungsabstand De der Kommunikationskopplungseinheit 30 gleich oder größer als ungefähr 2 mm ist. Wenn ferner der Kommunikationsabstand der Kommunikationskopplungseinheiten 30 ungefähr 50 mm beträgt, d. h., wenn der Verschiebungsabstand De ungefähr 20 mm beträgt, war in den Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B der Temperaturanstieg am geringsten. Wenn der Kommunikationsabstand der Kommunikationskopplungseinheiten 30 ungefähr 50 mm übersteigt, konnten dann Temperaturänderungen in den Kommunikationskopplungseinheit 30 kaum beobachtet werden. Daher ist es für die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B bevorzugt, dass der Verschiebungsabstand De der Kommunikationskopplungseinheit 30 gleich oder kleiner als ungefähr 20 mm ist. Das heißt, wenn der Abstand Dp zwischen den Spulenendbereichen 21 10 mm beträgt, ist es in den Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B bevorzugt, dass der Verschiebungsabstand De der Kommunikationskopplungseinheit 30 gleich oder größer ist als ungefähr 2 mm, aber gleich oder kleiner ist als ungefähr 20 mm. Daher können die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B den Temperaturanstieg der Kommunikationskopplungseinheit 30 dämpfen und ihre Baugröße kann verringert werden. Wenn beispielsweise der Temperaturanstieg in der Kommunikationskopplungseinheit 30 nach Wunsch größtmöglichst gedämpft wird, ist es für die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B bevorzugt, dass der Verschiebungsabstand De auf ungefähr 20 mm festgelegt wird. Wenn ferner eine Verringerung der Baugröße gewünscht ist, ist es bevorzugt, dass der Verschiebungsabstand De auf ungefähr 2 mm festgelegt wird. Für die Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B kann die Kommunikationskopplungseinheit 30 auf eine Position festgelegt werden, an der der Verschiebungsabstand De der Kommunikationskopplungseinheit 30 20 mm übersteigt, an der jedoch die Kommunikationskopplungseinheit 30 eine Kommunikation mit der komplementären Kommunikationskopplungseinheit 30 ausführen kann, beispielsweise an einer Position, deren Verschiebungsabstand De ungefähr 100 mm beträgt. In diesem Fall wird in den Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B der Temperaturanstieg gedämpft, obwohl die Größe zunimmt.

Wie im Vorhergehenden ist in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1 der Ausführungsform die Kopplungselektrode 32 der Kommunikationskopplungseinheit 30 an der Öffnung 11 montiert und, bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung, die senkrecht zu der axialen Spulenrichtung der Leistungsübertragungsspule 20 steht, ist sie auf einer Seite des Substrats 10 in der axialen Spulenrichtung und der Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungsspule 20 ist auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug zu dem Substrat 10 angeordnet.

Daher kann die Kopplungselektrode 32 der Kommunikationskopplungseinheit 30 an einer beliebigen Position mit Abstand zu einem Bereich gehalten werden, in welchem das magnetische Feld der Leistungsübertragungsspule 20 groß ist, d. h., einem zentralen Bereich. Somit kann im Vergleich zu einem Falle, in welchem die Kommunikationskopplungseinheit 30 und die Leistungsübertragungsspule 20 auf dem gleichen Substrat montiert sind, der Einfluss des magnetischen Feldes der Leistungsübertragungsspule 20, das von der Elektrode 32 aufgenommen wird, wirksam gedämpft werden. Da Wirbelströme, die zu der Kopplungselektrode 32 fließen, reduziert werden können, kann folglich der Temperaturanstieg der Kopplungselektrode 32 gedämpft werden. Da ferner in der Leistungsübertragungsspule 20 der Einfluss des magnetischen Feldes der Kopplungselektrode 32 gedämpft werden kann, können Wirbelströme, die zu der Leistungsübertragungsspule 20 fließen, gedämpft werden, und es kann der Temperaturanstieg in der Leistungsübertragungsspule 20 gedämpft werden. Da ferner in der Leistungsübertragungsspule 20 der Einfluss des magnetischen Feldes der Kopplungselektrode 32 gedämpft werden kann, kann die Übertragungseffizienz für elektrische Leistung verbessert werden.

Vorzugsweise wird, wenn die Betrachtung aus der orthogonalen Richtung erfolgt, der Endbereich 322 der Kopplungselektrode 32 auf der Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung zwischen der Oberfläche 13 auf Seite der Leistungsübertragungsspule 20 des Substrats 10 und der Position in der axialen Spulenrichtung angeordnet, an der die Kommunikation mit der komplementären Kommunikationskopplungseinheit 30 möglich ist.

Da die Kopplungselektrode 32 der Kommunikationskopplungseinheit 30 weiter entfernt von dem magnetischen Feld der Leistungsübertragungsspule 20 gehalten werden kann, kann somit der Einfluss des magnetischen Feldes der Leistungsübertragungsspule 20, das von der Kopplungselektrode 32 aufgenommen wird, reduziert werden. Da ferner der magnetische Fluss der Leistungsübertragungsspule 20 in dem Substrat 10, das den magnetischen Körper enthält, aufgenommen wird, kann der Einfluss des magnetischen Feldes der Leistungsübertragungsspule 20, den die Kopplungselektrode 32 wahrnimmt, gedämpft werden.

Vorzugsweise wird, wenn die Betrachtung aus der orthogonalen Richtung erfolgt, der Endbereich 322 der Kopplungselektrode 32 auf der Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung an der gleichen Position in der axialen Spulenrichtung angeordnet wie die Oberfläche 14 des Substrats 10 gegenüberliegend zu der Leistungsübertragungsspule 20.

Daher kann die Kopplungselektrode 32 der Kommunikationskopplungseinheit 30 von dem magnetischen Feld der Leistungsübertragungsspule 20 mit Abstand gehalten werden, und die Kommunikationskopplungseinheit 30 kann an einer Position angeordnet werden, an der die Kommunikation zuverlässig ausgeführt werden kann.

Vorzugsweise beträgt in den Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B der Abstand in der axialen Spulenrichtung zwischen dem Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und dem Spulenendbereich 21 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B 10 mm, und, wenn die Betrachtung aus der orthogonalen Richtung erfolgt, es wird der Endbereich 322 der Kommunikationskopplungseinheit 30 auf der Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung in einem Bereich in der axialen Spulenrichtung beginnend von der Position, die 2 mm von dem Spulenendbereich 21 in Richtung zu dem Substrat 10 entfernt ist, zu der Position angeordnet, an der eine Kommunikation mit der komplementären Kommunikationskopplungseinheit 30 möglich ist.

Daher kann in den Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheiten 1A und 1B der Temperaturanstieg der Kommunikationskopplungseinheiten 30 in einem Bereich gedämpft werden, der für die Kommunikationskopplungseinheiten 30 für praktische Zwecke verfügbar ist.

Da die Leistungsübertragungsspule 20 spiralförmig um die Kommunikationskopplungseinheit 30 herum angeordnet ist, können die Lage der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B einfach zueinander ausgerichtet werden. Das heißt, die Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1A und die Kommunikationskopplungseinheit 30 der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit 1B müssen lediglich so zur Kommunikation angeordnet werden, dass sie in der axialen Spulenrichtung einander zugewandt sind, und es besteht keine Notwendigkeit, die Positionierung in der Richtung der Drehung auszuführen, wobei die axiale Spulenrichtung als Mittelachse fungiert.

Der Endbereich 322 der Kopplungselektrode 32 auf der Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung kann zwischen der Oberfläche 13 des Substrats 10 auf Seite der Leistungsübertragungsspule 20 und der Oberfläche 14 des Substrats 10 gegenüberliegend zu der Leistungsübertragungsspule 20 entlang der axialen Spulenrichtung angeordnet werden. Ferner kann der Endbereich 322 der Kopplungselektrode 32 auf der Kommunikationsseite in der axialen Spulenrichtung bei Betrachtung aus der orthogonalen Richtung zwischen der Oberfläche 14 des Substrats 10 gegenüberliegend zu der Leistungsübertragungsspule 20 und der Position in der axialen Spulenrichtung angeordnet werden, an der die Kommunikation mit der komplementären Kommunikationskopplungseinheit 30 möglich ist.

Modifizierung

Als Nächstes wird eine Modifizierung der Ausführungsform beschrieben. Es wurde als Beispiel die Situation unter Verwendung von TransferJet (eingetragene Handelsmarke) beschrieben, das eine drahtlose Übertragungstechnik im Nahbereich ist. Es können jedoch andere drahtlose Nahbereichs-Übertragungstechniken eingesetzt werden.

Die Kopplungselektrode 32, die die kreisförmige Elektrodenplatte 320 aufweist, und die Elektrode 321, die sich in der axialen Spulenrichtung der Elektrodenplatte 320 im Wesentlichen aus der Mitte der kreisförmigen Elektrodenplatte 320 erstreckt, sind als Beispiel angegeben. Jedoch kann die Kopplungselektrode 32 eine beliebige Form haben, sofern sie eine drahtlose Kommunikation zulässt.

Es ist das leitende Element der Kommunikationskopplungseinheit 30 als Beispiel angegeben, das die Kopplungselektrode 32 aufweist. Jedoch kann das leitende Element ferner die Schaltung 310 der gedruckten Leiterplatte 31 zusätzlich zu der Kopplungselektrode 32 aufweisen.

In dem Substrat 10 wird das isolierende Material 10a, das ein Ferrit enthält, als ein magnetischer Körper verwendet. Jedoch kann ein isolierendes Material, das keinen magnetischen Körper enthält, verwendet werden. Wenn das isolierende Material 10a einen magnetischen Körper enthält, ist der magnetische Körper nicht auf Ferrit beschränkt.

Da das leitende Element des Kommunikationsmoduls an der Öffnung des Substrats montiert und auf der anderen Substratseite in der axialen Spulenrichtung angeordnet ist im Vergleich zu dem Endbereich der Leistungsübertragungsspule, der auf gegenüberliegenden Seite des Substrats positioniert ist, kann in der Leistungsübertragungs-Kommunikationseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung der Temperaturanstieg in dem Kommunikationsmodul gedämpft werden.

Obwohl die Erfindung mit Bezug zu speziellen Ausführungsformen zum Zwecke einer vollständigen und klaren Offenbarung beschrieben ist, sind die angefügten Patentansprüche nicht darauf eingeschränkt, sondern sie sind so auszulegen, dass sie alle Modifizierungen und alternativen Anordnungen umfassen, die sich für den Fachmann ergeben und innerhalb der grundlegenden hierin angegebenen Lehre liegen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • JP 2015-163740 [0001]
  • JP 2016-131662 [0001]
  • JP 2014-049479 [0003]