JP2015015452A - ワイヤレス電力伝送用コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受電装置や給電装置が移動体に搭載されている場合において、移動体の電力量消費率を向上でき、かつ、耐衝撃性に優れたワイヤレス電力伝送用コイル装置を提供すること。
【解決手段】移動体に搭載されるワイヤレス電力伝送用コイル装置であって、コイル装置は、コイル本体８及び磁束伝導材１８を備え、コイル本体８を構成する巻線はアルミニウムを主として含み、磁束伝導材１８は、磁性体及び樹脂を含む、ワイヤレス電力伝送用コイル装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤレス電力伝送用コイル装置に関する。

電源コードを用いずに電力を伝送する技術、いわゆる、ワイヤレス電力伝送技術が注目されつつある。ワイヤレス電力伝送技術は、給電機器から受電機器へ、非接触で電力を供給できることから、電車、電気自動車等の移動体、家電製品、電子機器、無線通信機器、玩具、といったさまざまな製品への応用が期待されている。

ワイヤレス電力伝送に用いられる装置において、高い電力伝送効率を実現するために、例えば、コイルユニットに具備されるコイルを形成する導体部材や巻線の構造、磁性体の構造や材質の検討がなされている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、コイルと、当該コイルの背面を担持する平面を有する磁性体とを具備した非接触充電装置用コイルユニットが開示されており、圧粉成形したフェライトを磁性体として用いることが記載されている。また、当該コイルユニットが、電気自動車の非接触充電装置に適用されることが記載されている。

特開２０１２−７０５５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された圧粉成形したフェライトは、自動車等の移動体に搭載するには、割れ易いという問題がある。

また、電気自動車等の移動体においては、実用上、電力量消費率（Ｗｈ／ｋｍ）が重要であり、電力量消費率には移動体の重量が関係する。すなわち、移動体に搭載される磁性体、コイル本体等の電力伝送に寄与する部分の構成材料の重量は、電力量消費率を向上させる観点で、考慮すべき要素の一つである。しかし、特許文献１には、自動車等の移動体に搭載される、磁性体やコイル本体の重量については検討がなされていない。

そこで本発明は、受電装置や給電装置が移動体に搭載されている場合において、移動体の電力量消費率を向上でき、かつ、耐衝撃性に優れたワイヤレス電力伝送用コイル装置を提供することを目的とする。

本発明は、移動体に搭載されるワイヤレス電力伝送用コイル装置であって、コイル装置は、コイル本体及び磁束伝導材を備え、コイル本体を構成する巻線はアルミニウムを主として含み、磁束伝導材は、磁性体及び樹脂を含む、ワイヤレス電力伝送用コイル装置を提供する。

本発明によれば、コイル本体を構成する巻線がアルミニウムを主として含み、磁束伝導材が、磁性体及び樹脂を含むことにより、ワイヤレス電力伝送用コイル装置を軽量化することができる。コイルの巻線として一般的に用いられる銅と比較して、アルミニウムの比重はおおよそ１／３である。また、フェライト等の磁性体に比べ、樹脂は比重が小さい。そのため、上記構成を含むワイヤレス電力伝送用コイル装置を移動体に搭載すると、移動体の重量は軽量化されることとなり、移動体の電力量消費率を向上することができる。さらに、磁束伝導材がフェライト等の磁性体に比べ弾性に優れた樹脂を含むため、ワイヤレス電力伝送用コイル装置の耐衝撃性を向上させることができ、本発明は、衝撃を受け易い移動体に搭載するコイル装置として極めて有用である。

本発明において、磁束伝導材は、磁性体からなる磁性体領域と、樹脂からなり、磁性体領域の少なくとも一部を覆う樹脂領域と、を有するとよい。

本発明によれば、樹脂からなる樹脂領域は、磁性体からなる磁性体領域の少なくとも一部を覆うため、磁性体領域にかかる応力を緩衝し、磁束伝導材の表面における欠け等を防ぐことができる。

また、本発明において、磁束伝導材は、磁性体及び樹脂からなる混合磁性体領域と、樹脂からなり、混合磁性体領域の少なくとも一部を覆う樹脂領域と、を有するとよい。

本発明によれば、樹脂からなる樹脂領域は、磁性体及び樹脂からなる混合磁性体領域の少なくとも一部を覆うため、混合磁性体領域にかかる応力を緩衝し、磁束伝導材の表面におけるカケ等を防ぐことができる。また、磁束伝導材が磁性体及び樹脂からなる混合磁性体領域を有することにより、磁束伝導材本体の割れ等に対する耐衝撃性を向上させることができるとともに、より軽量化することもできる。

ここで、コイル本体は平面コイル又は螺旋状コイルであり、磁束伝導材は、コイル本体の内側に設けられるコア部を有し、コア部は、中央部に、コイル本体の巻回軸方向に連続的に延びている樹脂領域をさらに含むことが好ましい。

本発明によれば、磁束伝導材のコア部のうち、中央部を含み、かつ、コイル本体の巻回軸方向に連続的に延びている箇所が樹脂領域によって置換されていることにより、コイル本体に電流を流した際に発生する磁束強度の弱い箇所に樹脂領域が位置することとなり、電力伝送効率を維持しながら、軽量化及び耐衝撃性をより一層向上させることができる。

本発明に係るコイル装置においては、コイル本体は平面コイルであり、磁束伝導材は、磁性体からなる磁性体領域と、樹脂からなり、磁性体領域の少なくとも一部を覆う樹脂領域と、を有し、且つ、磁束伝導材は、コイル本体の内側に設けられるコア部を有し、コア部は、複数の上記磁性体領域と、上記樹脂領域と、を含み、複数の上記磁性体領域は、上記樹脂領域を介してそれぞれ離間して配置されていることが好ましい。

本発明よれば、複数の磁性体領域が、樹脂からなり磁性体領域の少なくとも一部を覆う樹脂領域を介して存在することにより、磁性体領域同士に作用する応力を、樹脂領域が緩衝することとなる。そのため、磁束伝導材本体の割れ等に対する耐衝撃性をさらに向上させることができる。

本発明に係るコイル装置においては、コイル本体は平面コイルであり、磁束伝導材は、磁性体及び樹脂からなる混合磁性体領域と、樹脂からなり、混合磁性体領域の少なくとも一部を覆う樹脂領域と、を有し、且つ、磁束伝導材は、コイル本体の内側に設けられるコア部を有し、コア部は、複数の上記混合磁性体領域と、上記樹脂領域と、を含み、複数の上記混合磁性体領域は、上記樹脂領域を介してそれぞれ離間して配置されていることが好ましい。

本発明よれば、磁性体及び樹脂からなる複数の混合磁性体領域が、樹脂からなり混合磁性体領域の少なくとも一部を覆う樹脂領域を介して存在することにより、混合磁性体領域同士に作用する応力を樹脂領域が緩衝することとなる。そのため、磁束伝導材本体の割れ等に対する耐衝撃性をさらに向上させることができる。また、コア部において、磁性体及び樹脂からなる混合磁性体領域が用いられているため、磁束伝導材本体の割れ等をより一層抑制でき、同時に軽量化を図ることができる。

また、本発明に係るコイル装置においては、コイル本体は螺旋状コイルであり、磁束伝導材は、磁性体からなる磁性体領域と、樹脂からなり、磁性体領域の少なくとも一部を覆う樹脂領域と、を有し、且つ、磁束伝導材は、コイル本体の内側に設けられたコア部を有し、コア部は、複数の上記磁性体領域と、複数の上記樹脂領域とが、交互に配置されていることが好ましい。

本発明よれば、磁性体からなる複数の磁性体領域と、樹脂からなり磁性体領域の少なくとも一部を覆う複数の樹脂領域とが交互に配置されていることにより、磁性体領域同士に作用する応力が、交互に配置している樹脂領域により緩衝される。そのため、磁束伝導材本体の割れ等に対する耐衝撃性をさらに向上させることができる。

また、本発明に係るコイル装置においては、コイル本体は螺旋状コイルであり、磁束伝導材は、磁性体及び樹脂からなる混合磁性体領域と、樹脂からなり、混合磁性体領域の少なくとも一部を覆う樹脂領域と、を有し、且つ、磁束伝導材は、コイル本体の内側に設けられたコア部を有し、コア部は、複数の上記混合磁性体領域と、複数の上記樹脂領域とが、交互に配置されていることが好ましい。

本発明によれば、樹脂からなり混合磁性体領域の少なくとも一部を覆う複数の樹脂領域と、磁性体及び樹脂からなる複数の混合磁性体領域とが交互に配置されていることにより、混合磁性体領域にかかる応力が、交互に配置されている樹脂領域により緩衝される。そのため、磁束伝導材本体の割れ等に対する耐衝撃性をより向上させることができる。また、また、コア部において、磁性体及び樹脂からなる混合磁性体領域が用いられているため、磁束伝導材本体の割れ等をより一層抑制でき、同時に軽量化を図ることができる。

本発明によれば、受電装置や給電装置が移動体に搭載されている場合において、移動体の電力量消費率を向上でき、かつ、耐衝撃性に優れたワイヤレス電力伝送用コイル装置を提供することができる。

本発明のコイル装置を電気自動車のワイヤレス電力伝送装置に適用した状態を示す概略図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置の斜視図である。 本発明の第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置の斜視図である。 本発明の第一実施形態の変形態様に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置の斜視図である。 本発明の第二実施形態の変形態様に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置の斜視図である。 本発明の第三実施形態に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置の斜視図である。 本発明の第四実施形態に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置の斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明のコイル装置を電気自動車のワイヤレス電力伝送装置に適用した状態を示す概略図である。本実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置は、給電コイル装置１、交流電源２、受電コイル装置３、整流器４、及びバッテリ５を備える。

電力を供給する給電コイル装置１は、発生する磁束が受電コイル装置３に向かうように地面に設置されている。給電コイル装置１は、交流電源２に接続されている。電気自動車には、給電コイル装置１から電力が伝送される受電コイル装置３、整流器４及びバッテリ５が搭載されている。受電コイル装置３は、給電コイル装置１からの磁束が鎖交するように、例えば、電気自動車の床面に設置されている。受電コイル装置３は、整流器４に接続され、整流器４は、二次電池であるバッテリ５に接続されている。電気自動車は、受電コイル装置３のコイル本体が、給電コイル装置１のコイル本体と対向するような位置関係において充電される。

図２は、本発明の第一実施形態に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置の斜視図である。図３は、第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置の斜視図である。コイル装置２０，３０は、コイル本体８及び磁束伝導材１８を備える。コイル本体８を構成する巻線８’はアルミニウムを主として含み、磁束伝導材１８は、磁性体及び樹脂を含む。図２は、コイル本体８が平面コイルの態様であり、図３は、コイル本体８が螺旋状コイルの態様である。

［第一実施形態］
図２に示すように、コイル本体８が平面コイルである態様において、磁束伝導材１８は、コア部１５と、平板部１６とを有する。コア部１５は、平面状かつ四角形状に巻回されたコイル本体８の内側に設けられている。コア部１５をコイル本体８の内側に設けることにより、コイル装置２０と対向して配置される、受電用コイル装置へ送電するために発生する磁束又は送電用コイル装置から発生する磁束をコア部１５に集中させることができ、電力伝送効率を向上させることができる。平板部１６はコイル本体８の二つのコイル面のうちの一方に設けられている。ここで、本態様における「コイル面」とは、開口が形成されたコイルの主面を意味する。平板部１６は、コイル本体８の二つコイル面のうち、コイル装置２０と対向して配置される受電用又は送電用コイル装置と対向することになる面とは反対側の面に設けられる。平板部１６を、コイル本体８の二つのコイル面のうちの一方に設けることにより、コイル本体８から発生する漏れ磁束を抑制することができ、電力伝送効率を向上させることができる。

コア部１５の有する面のうち、コイル本体８が巻回されていない面（以下、「コア部１５の端面」という）の平板部１６が設けられていない側の面と、コイル本体８の、平板部１６が設けられていない側のコイル面との位置関係について、コア部１５の端面は、コイル面より突出した状態、コイル面と同一面に位置する状態、又は、コイル面よりも窪んだ状態に配置することができるが、受電コイル装置３及び給電コイル装置１の小型化並びに電力伝送効率の観点から、コア部１５の端面と、コイル本体８の、平板部１６が設けられていない側のコイル面とが、同一面に存在する状態が好ましい。

磁束伝導材１８は、磁性を帯びた領域９と、弾性を有する領域１１と、から構成されるとよい。磁性を帯びた領域９は、磁性体からなる磁性体領域、又は、磁性体及び樹脂からなる混合磁性体領域である。磁性体及び樹脂からなる混合磁性体領域において、磁性体と樹脂との混合比率は、混合磁性体領域全量を基準として、磁性体が９０質量％以上含まれることが好ましく、９５質量％以上含まれることがより好ましく、９８質量％以上含まれることがさらに好ましく、９９質量％以上含まれることが特に好ましい。弾性を有する領域１１は、樹脂を主成分として含む樹脂領域であり、軽量化及び製造の容易性の観点から、樹脂からなる樹脂領域であることが好ましい。なお、磁性を帯びた領域（以下、「磁性体領域又は混合磁性体領域」という）９、及び樹脂を主成分として含む領域（以下、「樹脂領域」という）１１においては、各領域の意図する作用効果が奏される限り、不純物が含まれていてもよい。樹脂領域１１は、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の少なくとも一部を覆っている。

コア部１５において、樹脂領域１１は、例えば、図２に示すように、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の表面のうち、コイル本体８が巻回されることとなる表面を覆う。コイル本体８と、磁性体領域９又は混合磁性体領域９とは、樹脂領域１１を介して配置又は接合することができる。樹脂領域１１が、コイル本体８と、磁性体領域９又は混合磁性体領域９との間に配置されていることにより、電気自動車の走行中の振動などによって、コイル本体８と、磁性体領域９又は混合磁性体領域９とが接触することにより発生する、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の表面のひび割れや欠けを防止することができる。

平板部１６において、樹脂領域１１は、矩形かつ平板状である磁性体領域９又は混合磁性体領域９の、互いに対向する二つの主面を被覆している。平板部１６における二つの樹脂領域１１のうち、コイル本体８のコイル面と接触する面を有する側の樹脂領域１１は、平板部１６に弾性を付与すると同時に、コイル本体８を接合することができる。磁性体領域９又は混合磁性体領域９の主面に垂直な方向には、例えば、電気自動車の走行中の上下方向（重力方向）の振動による応力がかかる。平板部１６における二つの樹脂領域１１が、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の、互いに対向する二つの主面に設けられていることにより、例えば、コイル本体８や、コイル装置２０を覆う筐体（図示せず）と、磁性体領域９又は混合磁性体領域９とが接触することにより発生する、磁性体領域９又は混合磁性体領域９表面のひび割れや欠け、及び磁性体領域９又は混合磁性体領域９本体の割れを防止することができる。

本実施形態において、コア部１５及び平板部１６の両方の磁性体領域９又は混合磁性体領域９が樹脂領域１１によって被覆されているが、コア部１５又は平板部１６のいずれか一方の磁性体領域９又は混合磁性体領域９が樹脂領域１１によって被覆されていれば、耐衝撃性の効果を得ることができる。また、樹脂領域１１は、コア部１５において、コイル本体部８と、磁性体領域９又は混合磁性体領域９との界面面積の５０％以上を覆うことが好ましく、７５％以上を覆うことがより好ましく、９０％以上を覆うことがさらに好ましい。界面面積の被覆率が増加すると、磁性体領域９又は混合磁性体領域９表面のひび割れや欠けの抑制効果が向上する。また、平板部１６において、樹脂領域１１は、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の主面の一面につき、面積の５０％以上を覆うことが好ましく、７５％以上を覆うことがより好ましく、９０％以上を覆うことがさらに好ましい。主面の被覆率が増加すると、磁性体領域９又は混合磁性体領域９表面のひび割れや欠けの抑制効果が向上するとともに、電気自動車の走行中の上下方向（重力方向）の振動による応力によって磁性体領域９又は混合磁性体領域９本体が割れることを抑制する効果が向上する。

平板部１６において、耐衝撃性をより向上させる観点から、樹脂領域１１は、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の互いに対向する二つの主面だけでなく側面にも設けることができ、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の表面全体を覆っていることが特に好ましい。

磁束伝導材１８において、電力伝送効率、及び、製造容易性の観点から磁性体領域９を用いることがより好ましく、軽量化と一層の耐衝撃性（特に磁束伝導材１８本体の耐割れ性）を付与する観点からは、磁性体と樹脂とからなる混合磁性体領域９を用いることがより好ましい。

磁性体は、所望の磁気特性の実現容易性及び、所望の形状の成形容易性の観点から、軟磁性体であることが好ましく、軟磁性体粉末、軟磁性体粉末を成形したものを用いることができる。軟磁性体として特に制限はないが、透磁率が高く、電気抵抗が高い軟磁性体が好ましく、高周波領域での渦電流損失が小さい、例えば、マンガン亜鉛フェライト、ニッケル亜鉛フェライト、銅亜鉛フェライト等が挙げられる。

樹脂は、磁性体領域９又は混合磁性体領域９にかかる応力を緩衝できるものであることが好ましく、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、及び、これらを主成分として含む混合物等が挙げられる。樹脂領域１１を構成する樹脂と、混合磁性体領域９を構成する樹脂とは、同様のものを用いることができる。混合磁性体領域９は、例えば、液状の上記高分子材料と、軟磁性体粉末とを混合する。そして、上記高分子材料と軟磁性体粉末との混合物を硬化させることにより、目的の形状を成形できる。

コイル本体８を構成する巻線８’は、アルミニウムを主として含む。巻線８’としては、アルミニウム線、銅クラッドアルミ線等が挙げられる。これらの線材は、コイルの巻線として一般的に用いられる銅線と比較して、軽量化ができ電気自動車等の移動体の電力量消費率を向上させることができる。軽量化と電気伝導率とを両立する観点では、アルミニウム線の周りに銅を一様に被覆した、銅クラッドアルミ線が好ましい。銅クラッドアルミ線は、多数本を束ね撚り合せたリッツ線として用いるのがよい。

コイル本体８の形状として、平面状かつ、コイル本体８の巻回軸方向に垂直な断面形状が四角形状に巻回されたものが用いられているが、これに限定されない。例えば、その断面形状は、円形状、楕円形状、多角形状等が挙げられる。コア部１５は、その外形が四角柱形状のものを使用しているが、コイル本体８の形状に合わせて、適切な外形形状を選択することができる。例えば、円柱形状、楕円柱形状、多角柱形状等であってもよい。また、平板部１６の外形も四角柱形状のものを使用しているが、円柱形状、楕円柱形状、多角柱形状等であってもよい。

［第二実施形態］
図３に示すように、コイル本体８が螺旋状コイルであるコイル装置３０においては、螺旋状かつ、コイル本体８の巻回軸方向に垂直な断面形状が四角形状に巻回されたコイル本体８の内側に磁束導電材１８としてのコア部１５が設けられている。コア部１５は、磁性を帯びた領域９と、弾性を有する領域１１とから構成されており、各領域の構成成分は、第一実施形態の磁束伝導材１８を構成する、磁性を帯びた領域９及び弾性を有する領域１１の構成成分と、それぞれ同様のものを用いることができる。コア部１５をコイル本体８の内側に設けることにより、コイル装置３０と対向して配置される、受電用コイル装置へ送電するために発生する磁束又は送電用コイル装置から発生する磁束を、コア部１５に集中させることができ、電力伝送効率を向上させることができる。

コア部１５において、樹脂領域１１は、矩形かつ平板状である磁性体領域９又は混合磁性体領域９の、互いに対向する二つの主面を被覆している。磁性体領域９又は混合磁性体領域９の主面に垂直な方向には、例えば、電気自動車の走行中の上下方向（重力方向）の振動による応力がかかる。コア部１５における二つの樹脂領域１１が、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の、互いに対向する二つの主面に設けられていることにより、例えば、コイル本体８と磁性体領域９又は混合磁性体領域９とが接触することにより発生する、磁性体領域９又は混合磁性体領域９表面のひび割れや欠け、及び磁性体領域９又は混合磁性体領域９本体の割れを防止することができる。

樹脂領域１１は、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の主面の一面につき、面積の５０％以上を覆うことが好ましく、７５％以上を覆うことがより好ましく、９０％以上を覆うことがさらに好ましい。主面の被覆率が増加すると、磁性体領域９又は混合磁性体領域９表面のひび割れや欠けの抑制効果が向上するとともに、電気自動車の走行中の上下方向（重力方向）の振動による応力によって磁性体領域９又は混合磁性体領域９本体が割れることを抑制する効果が向上する。また、耐衝撃性をより向上させる観点から、樹脂領域１１は、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の互いに対向する二つの主面だけでなく側面にも設けることができ、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の表面全体を覆っていることが特に好ましい。

コア部１５において、電力伝送効率、及び、製造容易性の観点から磁性体領域９を用いることがより好ましく、軽量化と一層の耐衝撃性（特に磁束伝導材１８本体の耐割れ性）を付与する観点からは、磁性体と樹脂とからなる混合磁性体領域９を用いることがより好ましい。

コイル本体８の形状として、螺旋状かつ、コイル本体８の巻回軸方向に垂直な断面形状が四角形状に巻回されたものが用いられているが、これに限定されない。例えば、その断面形状が、円形状、楕円形状、多角形状等に巻回されたもの等が挙げられる。また、コイル本体８の形状に合わせて、適切なコア部１５の外形形状を選択することができる。コア部１５の外形形状は、円柱、楕円柱、角柱等でもよい。

以上、第一及び第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置においては、コイル本体８を構成する巻線８’が、アルミニウムを主として含み、かつ、磁束伝導材１８が、磁性体領域９又は混合磁性体領域９と、樹脂領域１１（好ましくは、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の少なくとも一部を覆う樹脂領域１１）とを有することにより、電気自動車等の移動体の電力量消費率を向上でき、かつ、耐衝撃性に優れたワイヤレス電力伝送用コイル装置を提供することができる。

［第一実施形態及び第二実施形態の変形態様］
図４は、本発明の第一実施形態の変形態様に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置の斜視図である。図５は、本発明の第二実施形態の変形態様に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置の斜視図である。

図４に示す、第一実施形態の変形態様は、第一実施形態に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置における磁性体領域９又は混合磁性体領域９の内部の一部が、さら樹脂領域２１によって置換されているものである。これにより、ワイヤレス電力伝送用コイル装置をより軽量化することができ、また、電気自動車の走行中の上下方向（重力方向）の振動による応力によって磁性体領域９又は混合磁性体領域９本体が割れることを抑制する効果が向上する。

コイル本体８は平面コイルであり、磁束伝導材１８は、コイル本体８の内側に設けられるコア部１５を有し、コア部１５は、中央部に、コイル本体８の巻回軸方向に連続的に延びている樹脂領域２１をさらに含む。ここで、巻回軸とは、コイル本体８を、直線状ワイヤから巻き回して巻線へ加工する際の中心軸を意味する。
具体的に、磁束伝導材１８のコア部１５は、コイル装置４０に発生する磁束方向に沿って、樹脂を主成分として含む材料が隙間なく充填されることにより磁束伝導材１８の中心軸を形成する第一の樹脂領域２１と、第一の樹脂領域２１を覆う磁性体領域９又は混合磁性体領域９と、磁性体領域９又は混合磁性体領域９を覆い且つ樹脂を主成分として含む第二の樹脂領域３１（１１）と、を有する。第一の樹脂領域２１及び第二の樹脂領域３１（１１）の構成成分としては、第一実施形態における弾性を有する領域１１の構成成分と同様のものを用いることができる。

磁束伝導材１８のコア部１５のうち、中央部を含み、かつ、コイル本体８の巻回軸方向に連続的に延びている箇所が樹脂領域２１によって置換されていることにより、コイル本体８に電流を流した際に発生する磁束強度の弱い箇所に樹脂領域２１が位置することとなり、電力伝送効率を維持しながら、軽量化及び耐衝撃性をより一層向上させることができる。なお、さらなる軽量化の観点から、コア部１５の樹脂領域２１に該当する部分を中空構造とすることもでき、軽量化と耐衝撃性を両立する観点から、コア部１５の当該中空構造における内壁が樹脂（第一実施形態における弾性を有する領域１１の構成成分と同様のもの）によって被覆されていてもよい。

また、図示しないが、磁束伝導材１８の平板部１６においても、樹脂領域２１に相当する樹脂領域が、コイル本体８の巻回軸方向に沿って、磁性体領域９又は混合磁性体領域９内部の中央部に、連続的に設けられていてもよい。また、さらなる軽量化の観点から、平板部１６の樹脂領域２１に相当する部分を中空構造とすることもでき、軽量化と耐衝撃性を両立する観点から、平板部１６の当該中空構造における内壁が樹脂（第一実施形態における弾性を有する領域１１の構成成分と同様のもの）によって被覆されていてもよい。

図５に示す、第二実施形態の変形態様は、第二実施形態に係るワイヤレス電力伝送用コイル装置における磁性体領域９又は混合磁性体領域９の内部の一部が、さらに樹脂領域４１によって置換されているものである。

コイル本体８は螺旋状コイルであり、磁束伝導材１８は、コイル本体８の内側に設けられるコア部１５を有し、コア部１５は、中央部に、コイル本体８の巻回軸方向に連続的に延びている樹脂領域４１をさらに含む。ここで、巻回軸とは、コイル本体８を、直線状ワイヤから巻き回して巻線へ加工する際の、中心軸を意味する。
具体的に、磁束伝導材１８は、コイル装置５０に発生する磁束方向に沿って、樹脂を主成分として含む材料が隙間なく充填されることにより磁束伝導材１８の中心軸を形成する第一の樹脂領域４１と、第一の樹脂領域４１を覆う磁性体領域９又は混合磁性体領域９と、磁性体領域９又は混合磁性体領域９を覆い且つ樹脂を主成分として含む第二の樹脂領域５１（１１）と、を有する。第一の樹脂領域４１及び第二の樹脂領域５１（１１）の構成成分としては、第二実施形態における弾性を有する領域１１の構成成分と同様のものを用いることができる。

磁束伝導材１８のコア部１５のうち、中央部を含み、かつ、コイル本体８の巻回軸方向に連続的に延びている箇所が樹脂領域４１によって置換されていることにより、コイル本体８に電流を流した際に発生する磁束強度の弱い箇所に樹脂領域４１が位置することとなり、電力伝送効率を維持しながら、軽量化及び耐衝撃性をより一層向上させることができる。なお、さらなる軽量化の観点から、コア部１５の樹脂領域４１に該当する部分を中空構造とすることもでき、軽量化と耐衝撃性を両立する観点から、コア部１５の当該中空構造における内壁が樹脂（第二実施形態における弾性を有する領域１１の構成成分と同様のもの）によって被覆されていてもよい。

［第三実施形態］
図６は、本発明の第三実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。本実施形態に係るコイル装置６０は、第一実施形態に係るコア部１５において、複数の磁性を帯びた領域９が、弾性を有する領域６１によってそれぞれ離間して配置されている形態である。磁性を帯びた領域９の少なくとも一部は、弾性を有する領域６１によって覆われている。なお、本実施形態において、コア部１５に含まれる、磁性を帯びた領域９の構成成分と、弾性を有する領域６１の構成成分とは、第一実施形態におけるコア部１５に含まれる、磁性を帯びた領域９の構成成分と、弾性を有する領域１１の構成成分とそれぞれ同様のものを用いることができる。したがって、以下、磁性を帯びた領域９を、「磁性体領域９又は混合磁性体領域９」といい、弾性を有する領域６１を、「樹脂領域６１」という。

具体的には、複数の磁性体領域９又は混合磁性体領域９が、例えば、格子状に設けられた、樹脂領域６１の間隙に配置され、コイル本体８と、磁性体領域９又は混合磁性体領域９とが樹脂領域６１を介して配置又は接合されている。複数の磁性体領域９又は混合磁性体領域９が、樹脂領域６１を介して存在することにより、磁性体領域９又は混合磁性体領域９同士に作用する応力を、樹脂領域６１が緩衝することとなる。そのため、磁束伝導材１８本体の割れ等に対する耐衝撃性をさらに向上させることができる。磁性体領域９又は混合磁性体領域９の大きさは、磁束が集中することによって生じる発熱を抑制できる程度の大きさであることが好ましい。

耐衝撃性（特に、磁性体領域９又は混合磁性体領域９表面のひび割れや欠けを抑制する）の観点から、複数の磁性体領域９又は混合磁性体領域９において、コイル本体８との界面面積の５０％以上が、樹脂領域１１によって被覆されることが好ましく、７５％以上が被覆されることがより好ましく、９０％以上が被覆されることがさらに好ましく、界面全体が被覆されることが特に好ましい。

コア部１５は、例えば、複数の貫通孔又は複数の有底孔を有する樹脂に、磁性体、磁性体及び樹脂の混合物、又は、これらの両方を充填することにより作製できる。また、複数の磁性体の小片、又は、磁性体及び樹脂の混合物の複数の小片を、加熱して溶融状態となった樹脂ペーストにディップして、表面に樹脂膜を形成し、表面に樹脂膜が形成された磁性体の小片、又は、表面に樹脂膜が形成された混合物の小片を複数配列させて、これらの集合体の周囲を中心へ向けて加圧することによって作製することもできる。表面に樹脂膜が形成された磁性体の小片、及び、表面に樹脂膜が形成された混合物の小片を組み合わせて用いてもよい。磁性体の小片と、磁性体及び樹脂の混合物の小片との両方を用いることにより、電力伝送効率を維持しながら、耐衝撃性（特に、コア部１５本体の割れ性防止）及び軽量化を一層向上させることができる。

本実施形態において、複数の磁性体領域９又は混合磁性体領域９は、その外形が四角形状のものを使用しているが、例えば、円柱形状、楕円柱形状、多角柱形状等であってもよい。

本実施形態係るワイヤレス電力伝送用コイル装置６０によれば、電気自動車の走行中の振動などによって、磁束伝導材１８本体に加わるさまざまな方向からの応力を緩衝させることができ、特に、平面コイルのコア部１５の表面のひび割れや欠け、及び、コア部１５の本体の割れを防止することができる。

［第四実施形態］
図７は、本発明の第四実施形態に係るワイヤレス電力伝送装置の斜視図である。本実施形態に係るコイル装置７０は、第二実施形態に係るコア部１５において、複数の磁性を帯びた領域９と、複数の弾性を有する領域７１とが、交互に配置され、さらに弾性を有する領域８１によって、複数の磁性を帯びた領域９及び複数の弾性を有する領域７１の側面全体が覆われた形態である。磁性を帯びた領域９の少なくとも一部は、弾性を有する領域７１，８１によって覆われている。本実施形態において、コア部１５に含まれる磁性を帯びた領域９の構成成分と、弾性を有する領域７１，８１の構成成分とは、第二実施形態におけるコア部１５に含まれる磁性を帯びた領域９の構成成分と、弾性を有する領域１１の構成成分と同様のものを用いることができる。したがって、以下、磁性を帯びた領域９を、「磁性体領域９又は混合磁性体領域９」といい、弾性を有する領域７１，８１を、「樹脂領域７１，８１」という。磁性を帯びた領域９においては、磁性体領域９と混合磁性体領域９とを組み合わせて用いることにより、電力伝送効率を維持しながら、耐衝撃性（特に、コア部１５本体の割れ性防止）及び軽量化を一層向上させることができる。

具体的には、コイル本体８の巻回軸方向、すなわち、巻線８’が巻き回される中心軸方向（図７中の矢印方向）に対して垂直な方向に沿って短冊状の磁性体領域９又は混合磁性体領域９、及び、短冊状の樹脂領域７１が、交互に配置されている。複数の磁性領域９又は混合磁性体領域９、及び、複数の樹脂領域７１の側面全体は、さらに樹脂領域８１によって覆われている。複数の磁性体領域９又は混合磁性体領域９は、間に介在した複数の樹脂領域７１及び周囲に設けられた樹脂領域８１によって接合することができる。耐衝撃性をより向上させる観点から、樹脂領域８１は、複数の磁性体領域９又は混合磁性体領域９と複数の樹脂領域１１の側面だけでなく、複数の磁性体領域９又は混合磁性体領域９と複数の樹脂領域１１の互いに対向する二つの主面も被覆するように設けることができ、耐衝撃性の観点から、樹脂領域８１は、複数の磁性体領域９又は混合磁性体領域９と複数の樹脂領域１１の表面全体を覆っていることが特に好ましい。

コア部１５は、例えば、短冊状（矩形状）の磁性体の小片、又は、短冊状（矩形状）の磁性体及び樹脂の混合物の小片と、短冊状（矩形状）の樹脂の小片とを交互に配置し、樹脂の表面が溶融する程度に加熱して、これらの集合体の端部をこれらの配列方向から加圧後、この集合体の周囲全体を例えば樹脂テープで覆うことにより作製することができる。

磁性体領域９又は混合磁性体領域９に磁束が集中することによって生じる発熱を抑制し、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の割れを防止できる観点から、図７に示すように、コイル本体８の巻線８’が巻き回される方向（図７中の矢印方向）に対して垂直な方向に沿って磁性体領域９又は混合磁性体領域９、及び、樹脂領域１１が、交互に配置されている形態が好ましい。ただし、磁気抵抗を増加させないためには、磁性体領域９又は混合磁性体領域９の矢印方向の幅は、樹脂領域１１の矢印方向の幅よりも長いことが好ましく、樹脂領域１１の矢印方向の長さは、数μｍ〜数十μｍであることが好ましい。

電力伝送効率を維持しながら、磁束伝導材１８本体の割れを防止できる観点からは、短冊状の磁性体領域９又は混合磁性体領域９と、短冊状の樹脂領域１１とを、コイル本体８の巻線８’が巻き回される方向（図７中の矢印方向）に沿って、それぞれ配置することもできる。

磁性体領域９又は混合磁性体領域９と、樹脂領域１１とは、図７に示すようにそれぞれ短冊状に限定されず、三角柱、コア部１５の主面側の形状が平行四辺形、菱形等である四角柱、六角柱であってもよく、また、これらの組合せでであってもよい。

本実施形態係るワイヤレス電力伝送用コイル装置７０によれば、複数の磁性体領域９又は混合磁性体領域９と、複数の樹脂領域１１とが、交互に配置され、複数の磁性体領域９又は混合磁性体領域９及び複数の樹脂領域７１の側面全体が、さらに樹脂領域８１によって覆われているため、電気自動車の走行中の振動などによって、磁束伝導材１８本体に加わるさまざまな方向からの応力を緩衝でき、磁束伝導材１８本体の割れや、表面のひび割れやかけを一層抑制することができる。

第一〜第四実施形態においては、移動体が電気自動車である場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。移動体は、地面との接触面を有しながら、電気エネルギーを利用して移動する構造体であればよく、電気自動車のほかに、プラグインハイブリッド自動車、電動バイク、電動自転車が挙げられる。また、移動体が電力を供給される場合について説明したが、電力を供給する場合にも、同様の効果を奏する。

１…給電コイル装置、２…交流電源、３…受電コイル装置、４…整流器、５…バッテリ、８…コイル本体、８’…巻線、９…磁性体領域，混合磁性体領域、１１，６１，７１，８１…樹脂領域、１５…コア部、１６…平板部、１８…磁束伝導材、２１，４１…第一の樹脂領域、３１，５１…第二の樹脂領域、２０，３０，４０，５０，６０，７０…コイル装置。

Claims (9)

1. 移動体に搭載されるワイヤレス電力伝送用コイル装置であって、
   前記コイル装置は、コイル本体及び磁束伝導材を備え、
   前記コイル本体を構成する巻線はアルミニウムを主として含み、
   前記磁束伝導材は、磁性体及び樹脂を含む、ワイヤレス電力伝送用コイル装置。
2. 前記磁束伝導材は、前記磁性体からなる磁性体領域と、前記樹脂からなり、前記磁性体領域の少なくとも一部を覆う樹脂領域と、を有する、請求項１に記載のワイヤレス電力伝送用コイル装置。
3. 前記磁束伝導材は、前記磁性体及び前記樹脂からなる混合磁性体領域と、前記樹脂からなり、前記混合磁性体領域の少なくとも一部を覆う樹脂領域と、を有する、請求項１に記載のワイヤレス電力伝送用コイル装置。
4. 前記コイル本体は平面コイルであり、
   前記磁束伝導材は、前記コイル本体の内側に設けられるコア部を有し、
   前記コア部は、中央部に、前記コイル本体の巻回軸方向に連続的に延びている樹脂領域をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワイヤレス電力伝送用コイル装置。
5. 前記コイル本体は螺旋状コイルであり、
   前記磁束伝導材は、前記コイル本体の内側に設けられるコア部を有し、
   前記コア部は、中央部に、前記コイル本体の巻回軸方向に連続的に延びている樹脂領域をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワイヤレス電力伝送用コイル装置。
6. 前記コイル本体は平面コイルであり、
   前記磁束伝導材は、前記コイル本体の内側に設けられるコア部を有し、
   前記コア部は、複数の前記磁性体領域と、前記樹脂領域と、を含み、
   前記複数の磁性体領域は、前記樹脂領域を介してそれぞれ離間して配置されている、請求項２に記載のワイヤレス電力伝送用コイル装置。
7. 前記コイル本体は平面コイルであり、
   前記磁束伝導材は、前記コイル本体の内側に設けられるコア部を有し、
   前記コア部は、複数の前記混合磁性体領域と、前記樹脂領域と、を含み、
   前記複数の混合磁性体領域は、前記樹脂領域を介してそれぞれ離間して配置されている、請求項３に記載のワイヤレス電力伝送用コイル装置。
8. 前記コイル本体は螺旋状コイルであり、
   前記磁束伝導材は、前記コイル本体の内側に設けられたコア部を有し、
   前記コア部は、複数の前記磁性体領域と、複数の前記樹脂領域とが、交互に配置されている、請求項２に記載のワイヤレス電力伝送用コイル装置。
9. 前記コイル本体は螺旋状コイルであり、
   前記磁束伝導材は、前記コイル本体の内側に設けられたコア部を有し、
   前記コア部は、複数の前記混合磁性体領域と、複数の前記樹脂領域とが、交互に配置されている、請求項３に記載のワイヤレス電力伝送用コイル装置。

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