JP2018166203A - Soft magnetic thin ribbon for magnetic core, magnetic core, coil unit, and wireless power transmission unit - Google Patents

Soft magnetic thin ribbon for magnetic core, magnetic core, coil unit, and wireless power transmission unit Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a soft magnetic thin ribbon for a magnetic core in which reduction in eddy current loss and maintenance of high inductance are compatible.SOLUTION: A soft magnetic thin ribbon 10 for a magnetic core according to the present invention, which is divided into small pieces, includes an inductance priority region 1a having a first average crack interval in which average crack intervals are different from each other and an eddy current suppressing priority region 1b having a second average crack interval.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、磁性コア用軟磁性薄帯、磁性コア、コイルユニット及びワイヤレス電力伝送ユニットに関する。   The present invention relates to a soft magnetic ribbon for a magnetic core, a magnetic core, a coil unit, and a wireless power transmission unit.

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。   A technology for transmitting power without using a power cord, so-called wireless power transmission technology, is attracting attention. Wireless power transfer technology can supply power from a power supply device to a power receiving device in a non-contact manner, so it can be applied to various products such as trains, electric vehicles, etc., home appliances, electronic devices, wireless communication devices, and toys. Is expected.

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、薄型軽量化、高出力伝送を実現するために、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)。   In a device used for wireless power transmission, in order to achieve high power transmission efficiency, thin and light weight, and high power transmission, for example, a conductor member forming a coil included in a coil unit, a structure of a winding, a magnetic material The structure and material have been studied (for example, Patent Document 1).

例えば、特許文献1に示されるように、フェライトが磁性体として用いられていることが多い。しかしながら、自動車などの移動体またはスマートフォン等携帯機器の場合には、機器に振動、衝撃が加わるため、磁性体の耐振動、耐衝撃性が高いことが望まれるが、フェライトは典型的なセラミックスであり容易に破損する。
また、自動車などの移動体またはスマートフォン等携帯機器においては薄型化、軽量化が望まれているが、薄くするとさらに容易に破損すること、またフェライトは飽和磁束密度が低く、特に高出力な機器においては磁気飽和の懸念から薄型化に限界がある。
For example, as disclosed in Patent Document 1, ferrite is often used as a magnetic material. However, in the case of a mobile device such as an automobile or a mobile device such as a smartphone, vibration and impact are applied to the device. Therefore, it is desirable that the magnetic material has high vibration resistance and impact resistance, but ferrite is a typical ceramic. It is easily damaged.
Also, mobile devices such as automobiles or portable devices such as smartphones are desired to be thin and light, but if they are thinned, they are more easily damaged, and ferrite has a low saturation magnetic flux density, especially in high output devices. However, there is a limit to reducing the thickness due to concerns about magnetic saturation.

特許文献2には耐衝撃性を高め、落下等の衝撃により破損しないワイヤレス電力伝送向け磁性コアが開示されている。しかしながら、開示されているワイヤレス電力伝送向け磁性コアはフェライト樹脂組成物成型体であり、透磁率が5〜15と低く、またフェライトを用いているため飽和磁束密度が低い。低い透磁率のため、インダクタンスを大きくするにはコイルの巻線を多くする必要がある。特に高出力な機器においてはコイルの巻き数が増えると銅損が非常に大きくなり効率は低下する。また飽和磁束密度が低いため高出力機器で用いるためには大きな磁性コア断面積が必要となり、機器の小型化に適さない。   Patent Document 2 discloses a magnetic core for wireless power transmission that improves impact resistance and is not damaged by an impact such as dropping. However, the disclosed magnetic core for wireless power transmission is a ferrite resin composition molded body having a low permeability of 5 to 15 and a low saturation magnetic flux density because of the use of ferrite. Due to the low magnetic permeability, it is necessary to increase the number of coil windings in order to increase the inductance. Particularly in a high-power device, when the number of turns of the coil increases, the copper loss becomes very large and the efficiency is lowered. In addition, since the saturation magnetic flux density is low, a large magnetic core cross-sectional area is required for use in a high-power device, which is not suitable for downsizing the device.

非接触伝送機器の薄型化においては、磁性コアを薄くしても磁気飽和しないよう磁性体の飽和磁束密度が高いことが望ましい。高い飽和磁束密度を持つ軟磁性体としては金属系軟磁性体が知られているが、金属系軟磁性体は電気抵抗率が非常に低く、ワイヤレス電力伝送用磁性コアとして用いる場合、渦電流による損失が非常に大きく効率が低下するという問題がある。   In making contactless transmission devices thinner, it is desirable that the magnetic material has a high saturation magnetic flux density so that magnetic saturation does not occur even if the magnetic core is made thinner. Metallic soft magnetic materials are known as soft magnetic materials having a high saturation magnetic flux density. However, metallic soft magnetic materials have a very low electrical resistivity, and when used as a magnetic core for wireless power transmission, There is a problem that the loss is very large and the efficiency is lowered.

渦電流損失の影響を下げ効率を向上する方法として、特許文献3のような複数の小片に分割された軟磁性薄帯を用いた磁性コアが開示されている。また、特許文献4に渦電流損失を小さくする共に、透磁率の低下を極力抑え、また小片分割時に問題となる小片の飛散を改善するための構造が開示されている。
また、特許文献3には、コイルの中央部に相当する部分に0.01mm以上25mm以下の面積を有する磁性体片が位置するように分割されていることを特徴とする磁性シートが開示されており、中央部付近の分割でも渦電流減少に一定の効果があり、コイルのQ値は向上することが示されている。
特許文献3及び4に開示されている磁性コアは、磁性体の飽和磁束密度が大きいため非常に薄く、かつ金属系軟磁性材料の課題であった渦電流損失を改善したものであり、薄型軽量化、高伝送効率化に適したものである。しかし、磁性体層の厚みは30μmと非常に薄く高出力伝送においては磁気飽和が起きるため、伝送できる出力に制限がある。
特許文献3のようにコイル中央部に相当する部分に磁性体片が位置するように分割されている場合、コイル内側を通る磁束による渦電流損失を抑制することは可能であるが、大部分の渦電流は抑制されておらず不十分である。また図1に示されているように全面が分割されている場合にはコイルのコアとして用いた場合のインダクタンスが低下するため所望のインダクタンスを得るためにはコイルを多く巻く必要が生じそれにより銅損が増大し送電効率が低下する。
As a method for reducing the influence of eddy current loss and improving the efficiency, a magnetic core using a soft magnetic ribbon divided into a plurality of small pieces as disclosed in Patent Document 3 is disclosed. Patent Document 4 discloses a structure for reducing eddy current loss, minimizing a decrease in magnetic permeability, and improving scattering of small pieces, which is a problem when dividing small pieces.
Patent Document 3 discloses a magnetic sheet that is divided so that a magnetic piece having an area of 0.01 mm 2 or more and 25 mm 2 or less is located in a portion corresponding to the central portion of the coil. It has been shown that the division near the center has a certain effect on eddy current reduction and the Q value of the coil is improved.
The magnetic cores disclosed in Patent Documents 3 and 4 are very thin due to the high saturation magnetic flux density of the magnetic material, and are improved in eddy current loss, which is a problem of metallic soft magnetic materials. It is suitable for realizing high transmission efficiency. However, the magnetic layer has a very small thickness of 30 μm, and magnetic saturation occurs in high-power transmission, so that the output that can be transmitted is limited.
When the magnetic body piece is divided so as to be located at the portion corresponding to the central portion of the coil as in Patent Document 3, it is possible to suppress the eddy current loss due to the magnetic flux passing through the inside of the coil, Eddy currents are not suppressed and are insufficient. Further, as shown in FIG. 1, when the entire surface is divided, the inductance when used as the core of the coil is lowered, so that it is necessary to wind many coils in order to obtain a desired inductance. Loss increases and transmission efficiency decreases.

特許文献5には、同一磁性シート面内にクラックサイズ(あるいは、小片化サイズ)の異なる2つ以上の領域を持つ磁気シールド用磁性シートが開示されている。
特許文献5の磁性シートは、モバイル機器でワイヤレス給電(WPC)、近距離通信(NFC)等行う際の磁束がコイル近傍に設置されたバッテリーに届くことを抑制するための磁気シールドとして用いられている。高い磁気シールド効果を得るためには使用する周波数において複素透磁率の実部が大きく虚部が小さい磁性シートを使うことが望ましく、WPC、NFCで用いる周波数帯域が異なることから従来透磁率の異なる2種の磁性シートを用いていたところを、特許文献5では金属リボン、もしくはフェライトのクラックサイズを変えることにより同一面内に各々の周波数に適した透磁率の異なる領域を構成し、それを用いることによりモバイル機器における磁性シート占有体積を減少させたものである。
Patent Document 5 discloses a magnetic sheet for magnetic shielding having two or more regions having different crack sizes (or smaller sizes) in the same magnetic sheet surface.
The magnetic sheet of Patent Document 5 is used as a magnetic shield for suppressing the magnetic flux when performing wireless power feeding (WPC), near field communication (NFC), etc. in a mobile device from reaching a battery installed in the vicinity of the coil. Yes. In order to obtain a high magnetic shielding effect, it is desirable to use a magnetic sheet having a large real part of complex permeability and a small imaginary part at the frequency used, and since the frequency bands used in WPC and NFC are different, the conventional magnetic permeability is different. In the case of using a magnetic sheet of a seed, in Patent Document 5, by changing the crack size of a metal ribbon or ferrite, different magnetic permeability regions suitable for each frequency are formed in the same plane and used. Thus, the volume occupied by the magnetic sheet in the mobile device is reduced.

特開2012−70557号公報JP 2012-70557 A 国際公開第2015/064694号International Publication No. 2015/064694 特許第4836749号公報Japanese Patent No. 4836749 特開2011−134959号公報JP 2011-134959 A 米国特許出願公開2016/0345473号明細書US Patent Application Publication No. 2016/0345473

しかしながら、特許文献5に開示されている磁気シールド用磁性シートは、上記のような目的でなされたものであり、ワイヤレス給電用の磁性コアとして応用することを考えたとき、渦電流損失の低減と高インダクタンスの維持とを両立できるものではない。   However, the magnetic sheet for magnetic shielding disclosed in Patent Document 5 has been made for the above purpose, and when considering application as a magnetic core for wireless power feeding, it is possible to reduce eddy current loss. It is not possible to maintain high inductance at the same time.

かかる問題を解決するために、本発明者は、磁性コアを構成する軟磁性薄帯において、磁束変化が大きい領域は渦電流を抑制するためにクラックサイズ(小片化サイズ)を小さくする一方、それに比べて磁束変化が小さい領域は高インダクタンスを維持するためにクラックサイズを大きくすること、すなわち、1枚の軟磁性薄帯中にクラックサイズが異なる2種類の領域を設けることによって、渦電流損失の低減と高インダクタンスの維持とを両立させることに想到して、本発明を完成させたのである。   In order to solve such a problem, the present inventor, in the soft magnetic ribbon constituting the magnetic core, reduces the crack size (reduced size) in order to suppress the eddy current in the region where the magnetic flux change is large. Compared with the region where the magnetic flux change is small, the crack size is increased in order to maintain a high inductance, that is, by providing two types of regions with different crack sizes in one soft magnetic ribbon, eddy current loss is reduced. The present invention was completed with the idea of achieving both reduction and maintaining high inductance.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、渦電流損失の低減と高インダクタンスの維持とが両立された磁性コア用軟磁性薄帯、磁性コア、コイルユニット及びワイヤレス電力伝送ユニットを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a soft magnetic ribbon for a magnetic core, a magnetic core, a coil unit, and a wireless power transmission unit that achieve both reduction of eddy current loss and maintenance of high inductance. For the purpose.

上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
(1)本発明の一態様に係る磁性コア用軟磁性薄帯は、小片に分割された磁性コア用軟磁性薄帯であって、前記磁性コア用軟磁性薄帯は、平均クラック間隔が互いに異なる、第1の平均クラック間隔を有するインダクタンス優先領域と、第2の平均クラック間隔を有する渦電流抑制優先領域とを有する。
In order to solve the above problems, the following means are provided.
(1) The soft magnetic ribbon for a magnetic core according to an aspect of the present invention is a soft magnetic ribbon for a magnetic core divided into small pieces, and the soft magnetic ribbon for a magnetic core has an average crack interval between each other. Different inductance priority areas having a first average crack interval and eddy current suppression priority areas having a second average crack interval are included.

(2)上記態様において、前記インダクタンス優先領域はコイルが配置されるコイル配置用領域であり、前記渦電流抑制優先領域はコイルが配置されない非コイル配置用領域であり、前記第1平均クラック間隔は前記第2平均クラック間隔よりも大きくてもよい。 (2) In the above aspect, the inductance priority area is a coil arrangement area where a coil is arranged, the eddy current suppression priority area is a non-coil arrangement area where no coil is arranged, and the first average crack interval is It may be larger than the second average crack interval.

(3)上記態様において、前記コイル配置用領域と前記非コイル配置用領域との境界近傍には、前記第2の平均クラック間隔よりも小さい第3の平均クラック間隔を有する領域をさらに有する。 (3) In the aspect described above, a region having a third average crack interval smaller than the second average crack interval is further provided in the vicinity of the boundary between the coil arrangement region and the non-coil arrangement region.

(4)本発明の一態様に係る磁性コアは、上記態様に係る磁性コア用軟磁性薄帯を備える。 (4) The magnetic core which concerns on 1 aspect of this invention is equipped with the soft-magnetic ribbon for magnetic cores which concerns on the said aspect.

(5)本発明の一態様に係るコイルユニットは、上記態様に係る磁性コアと、該磁性コア上に配置するコイルとを備える。 (5) The coil unit which concerns on 1 aspect of this invention is equipped with the magnetic core which concerns on the said aspect, and the coil arrange | positioned on this magnetic core.

(6)本発明の一態様にワイヤレス電力伝送ユニットは、上記態様に係るコイルユニットを備える。 (6) A wireless power transmission unit according to an aspect of the present invention includes the coil unit according to the above aspect.

本発明の磁性コア用軟磁性薄帯、磁性コア、コイルユニット及びワイヤレス電力伝送ユニットによれば、渦電流損失の低減と高インダクタンスの維持とが両立された磁性コア用軟磁性薄帯、磁性コア、コイルユニット及びワイヤレス電力伝送ユニットを提供できる。   According to the soft magnetic ribbon, magnetic core, coil unit, and wireless power transmission unit of the present invention, the magnetic core soft magnetic ribbon and magnetic core satisfying both reduction of eddy current loss and maintenance of high inductance. A coil unit and a wireless power transmission unit can be provided.

(a)は、本発明の一実施形態にかかる磁性コア用軟磁性薄帯の平面図であり、(b)は本発明の他の実施形態にかかる磁性コア用軟磁性薄帯の平面図である。(A) is a top view of the soft-magnetic ribbon for magnetic cores concerning one Embodiment of this invention, (b) is a top view of the soft-magnetic ribbon for magnetic cores concerning other embodiment of this invention. is there. 「平均クラック間隔」の算出の仕方について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of an "average crack space | interval". 本発明の一実施形態にかかる磁性コアの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the magnetic core concerning one Embodiment of this invention. (a)は、本発明の一実施形態にかかるコイルユニットの側面模式図であり、(b)は、コイル側から見た平面図である。(A) is a side surface schematic diagram of the coil unit concerning one Embodiment of this invention, (b) is the top view seen from the coil side. 本発明の一実施形態にかかるコイルユニットを、受電コイルユニット及び送電コイルユニットとして用いた、本発明の一実施形態に係るワイヤレス電力伝送ユニットの側面模式図である。It is a side surface schematic diagram of the wireless electric power transmission unit which concerns on one Embodiment of this invention which used the coil unit concerning one Embodiment of this invention as a receiving coil unit and a power transmission coil unit. 本発明の他の実施形態にかかるコイルユニットを、受電コイルユニット及び送電コイルユニットとして用いた、本発明の他の実施形態に係るワイヤレス電力伝送ユニットの側面模式図である。It is the side surface schematic diagram of the wireless power transmission unit which concerns on other embodiment of this invention which used the coil unit concerning other embodiment of this invention as a receiving coil unit and a power transmission coil unit. 実施例、比較例1及び比較例2のインダクタンスの大きさを示すグラフである。It is a graph which shows the magnitude | size of the inductance of an Example, the comparative example 1, and the comparative example 2. FIG. 実施例、比較例1及び比較例2の送電効率の大きさを示すグラフである。It is a graph which shows the magnitude | size of the power transmission efficiency of an Example, the comparative example 1, and the comparative example 2. FIG.

以下、本実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。   Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with appropriate reference to the drawings. In the drawings used in the following description, in order to make the characteristics of the present invention easier to understand, there are cases where the characteristic parts are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are different from actual ones. is there. The materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are merely examples, and the present invention is not limited to these, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the effects of the present invention.

[磁性コア用軟磁性薄帯]
図1(a)は、本発明の一実施形態にかかる磁性コア用軟磁性薄帯の平面図であり、図1(b)は本発明の他の実施形態にかかる磁性コア用軟磁性薄帯の平面図である。
図1(a)に示す磁性コア用軟磁性薄帯10は、小片に分割された磁性コア用軟磁性薄帯であって、磁性コア用軟磁性薄帯は、平均クラック間隔が互いに異なる、第1の平均クラック間隔を有するインダクタンス優先領域1aと、第2の平均クラック間隔を有する渦電流抑制優先領域1bとを有する。
図1(b)に示す磁性コア用軟磁性薄帯10Aは、小片に分割された磁性コア用軟磁性薄帯であって、磁性コア用軟磁性薄帯は、平均クラック間隔が互いに異なる、第1の平均クラック間隔を有するインダクタンス優先領域1aaと、第2の平均クラック間隔を有する渦電流抑制優先領域1bbとを有する。
[Soft magnetic ribbon for magnetic core]
FIG. 1A is a plan view of a soft magnetic ribbon for a magnetic core according to one embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a soft magnetic ribbon for a magnetic core according to another embodiment of the present invention. FIG.
A soft magnetic ribbon 10 for a magnetic core shown in FIG. 1A is a soft magnetic ribbon for a magnetic core divided into small pieces, and the soft magnetic ribbon for a magnetic core has different average crack intervals. An inductance priority region 1a having an average crack interval of 1 and an eddy current suppression priority region 1b having a second average crack interval.
A soft magnetic ribbon 10A for a magnetic core shown in FIG. 1B is a soft magnetic ribbon for a magnetic core divided into small pieces, and the soft magnetic ribbon for a magnetic core has different average crack intervals. Inductance priority region 1aa having an average crack interval of 1 and eddy current suppression priority region 1bb having a second average crack interval.

ここで、本明細書において「平均クラック間隔」とは、クラック(分割、小片化)された領域に線分を引いたときに、線分と交差するクラックの数を線分の長さで割ったものである。   Here, in this specification, the “average crack interval” means the number of cracks that intersect a line segment divided by the length of the line segment when a line segment is drawn in a cracked (divided, fragmented) region. It is a thing.

図2に示す具体的なケースを参照して、「平均クラック間隔」の算出の仕方について説明する。図2中の数字は、クラックと線分の交差点を順に数えた数字を示すものである。
図2に示す例は、4mm×4mmの正方形の磁性コア用軟磁性薄帯であり、小片化処理を行ってクラックが発生している。図中でクラックは実線で示し、線分は点線で示している。
線分は正方形の磁性コア用軟磁性薄帯の一方向(図中の横方向)に延びるものであり、その方向に直交する方向(図中の縦方向)に平行で等間隔に10本の線分を引いている。このとき、線分と交差するクラックの数を計測して線分と交差するクラックの総数とし、線分の総長さを、その総数で割ったものを平均クラック間隔とする。計算式で表すと式(1)のようになる。
平均クラック間隔[mm]=(線分の総長さ)/(線分と交差するクラックの総数)・・・(1)
図2に示す例を、計算式(1)に当てはめると、線分と交差するクラックの総数は46個、線分の総長さは40mmなので、平均クラック間隔は、40/46[mm]で約0.87mmとなる。
A method of calculating the “average crack interval” will be described with reference to a specific case shown in FIG. The numbers in FIG. 2 indicate numbers obtained by sequentially counting the intersections of cracks and line segments.
The example shown in FIG. 2 is a 4 mm × 4 mm square soft magnetic ribbon for a magnetic core, and cracks are generated by the fragmentation process. In the figure, cracks are indicated by solid lines, and line segments are indicated by dotted lines.
The line segment extends in one direction (the horizontal direction in the figure) of the soft magnetic ribbon for the square magnetic core, and is parallel to the direction orthogonal to the direction (the vertical direction in the figure) at 10 equal intervals. A line segment is drawn. At this time, the number of cracks crossing the line segment is measured to obtain the total number of cracks crossing the line segment, and the total crack length divided by the total number is defined as the average crack interval. When expressed in a calculation formula, the formula (1) is obtained.
Average crack interval [mm] = (total length of line segment) / (total number of cracks intersecting with line segment) (1)
When the example shown in FIG. 2 is applied to the calculation formula (1), the total number of cracks crossing the line segment is 46, and the total length of the line segment is 40 mm, so the average crack interval is about 40/46 [mm]. 0.87 mm.

平均クラック間隔は、選択した領域によってばらつくので、複数の領域で算出して平均をとることが好ましい。
また、選択領域のとり方を決めておくことが好ましい。
例えば、図1(a)に示す磁性コア用軟磁性薄帯10の場合、インダクタンス優先領域1aの平均クラック間隔を算出する際に、選択する領域としてドーナツ状領域の中央線Aを含むように選択することができる。
Since the average crack interval varies depending on the selected region, it is preferable to calculate and average the plurality of regions.
Moreover, it is preferable to decide how to take the selection area.
For example, in the case of the soft magnetic ribbon 10 for a magnetic core shown in FIG. 1A, when calculating the average crack interval of the inductance priority area 1a, the center line A of the donut-shaped area is selected as the area to be selected. can do.

本発明は、渦電流抑制のためには小片化するが、小片化は磁性コア用軟磁性薄帯の比透磁率が低下しインダクタンスの低下につながる。そこで、本発明者は、磁性コア用軟磁性薄帯において、渦電流が大きく発生する領域は渦電流抑制のために十分に小片化するが、渦電流が大きく発生しない領域はインダクタンスが低下しないようにあまり小片化しない構成とするという、1枚の磁性コア用軟磁性薄帯中に小片化の程度が大きい領域と小さい領域を設けることにより、渦電流損失の低減とインダクタンス低下抑制(高インダクタンス維持)を両立させるものである。   In the present invention, the eddy current is reduced in size, but the reduction in the magnetic permeability of the soft magnetic ribbon for the magnetic core reduces the inductance. In view of this, the present inventor suggested that in the soft magnetic ribbon for the magnetic core, a region where a large eddy current is generated is sufficiently fragmented to suppress eddy current, but an inductance does not decrease in a region where a large eddy current is not generated. In order to reduce the eddy current loss and suppress the inductance drop (maintaining high inductance) by providing a small and large area in the soft magnetic ribbon for a magnetic core, which is configured so that it is not very small. ).

インダクタンス優先領域はコイルが配置されるコイル配置用領域であり、渦電流抑制優先領域はコイルが配置されない非コイル配置用領域であり、第1平均クラック間隔は前記第2平均クラック間隔よりも大きいことが好ましい。より好ましくは、前記第1平均クラック間隔が、前記第2クラック間隔に対して、50倍以上である。このようにすることで、更に、渦電流損失の低減を図ることが可能となる。
ワイヤレス電力伝送用に用いられるコイルユニットにおいて、磁性コア用軟磁性薄帯の一面にはコイルが配置されるが、このコイルが配置されるコイル配置用領域ではコイル面直方向の磁束密度の変化が小さいため、コイル面内に発生する渦電流は大きくない。これに対して、コイルが配置されない非コイル配置用領域では磁束のコイル面直方向成分の打ち消し合いがないため、コイル配置用領域に比べて磁束密度の変化が大きく、コイル面内に発生する渦電流も大きい。そのため、非コイル配置用領域は渦電流を抑制することを優先するのに対して、コイル配置用領域は渦電流の抑制よりも、インダクタンス低下を優先するのが好ましい。
そこで、コイル配置用領域はあまり小片化処理を施さずに平均クラック間隔(第2の平均クラック間隔)は大きいままとしておく一方、非コイル配置用領域は十分に小片化処理を施して平均クラック間隔(第1の平均クラック間隔)を小さくしておくことが好ましい。
ここで、本明細書において「コイル配置用領域」とは、磁性コア用軟磁性薄帯上にコイルを置いてコイル側から平面視したときにコイルが投影されている領域をいい、それ以外の領域が「非コイル配置用領域」である。
The inductance priority area is a coil arrangement area where the coil is arranged, the eddy current suppression priority area is a non-coil arrangement area where no coil is arranged, and the first average crack interval is larger than the second average crack interval. Is preferred. More preferably, the first average crack interval is 50 times or more the second crack interval. In this way, it is possible to further reduce eddy current loss.
In a coil unit used for wireless power transmission, a coil is arranged on one surface of a soft magnetic ribbon for a magnetic core. In the coil arrangement region where this coil is arranged, a change in magnetic flux density in the direction perpendicular to the coil surface is observed. Since it is small, the eddy current generated in the coil surface is not large. On the other hand, in the non-coil arrangement region where no coil is arranged, there is no cancellation of the direct component of the magnetic flux on the coil surface, so the change in magnetic flux density is larger than in the coil arrangement region, and vortices generated in the coil surface. The current is also large. For this reason, it is preferable that the non-coil arrangement region has priority over the suppression of eddy current, whereas the coil arrangement region has priority over the inductance reduction over the suppression of eddy current.
Therefore, the coil placement region is not subjected to the fragmentation process so much and the average crack interval (second average crack interval) is kept large, while the non-coil placement region is sufficiently fragmented to obtain the average crack interval. It is preferable to reduce (first average crack interval).
Here, in this specification, the “coil placement region” refers to a region where the coil is projected when the coil is placed on the soft magnetic ribbon for the magnetic core and viewed in plan from the coil side. The region is a “non-coil placement region”.

コイル配置用領域と非コイル配置用領域との境界近傍には、第2の平均クラック間隔よりも小さい第3の平均クラック間隔を有する領域をさらに有することが好ましい。例えば、コイル配置用領域がドーナツ状の形状をしている場合には、コイル配置用領域と非コイル配置用領域との境界近傍としては、コイル配置用領域の内周端あるいは外周端に近接する領域(以下、「内周端近接領域」「外周端近接領域」ということがある)がある。より好ましくは、前記第3の平均クラック間隔が、前記第2クラック間隔に対して、0.5倍以下である。
コイル配置用領域と非コイル配置用領域との境界は磁束密度変化が大きいために、境界領域近傍は渦電流抑制のために小片化処理をさらに十分に施しておくことが好ましい。例えば、コイル配置用領域がドーナツ状の形状をしている場合には、磁束が磁性コアに入っていく領域である、内周端近接領域や外周端近接領域は小片化処理をさらに十分に施しておくことが好ましい。内周端近接領域及び外周端近接領域はいずれも、コイル配置用領域の一部及び非コイル配置用領域の一部を含むものではある。
ここで、「境界近傍」における“近傍”とは、磁性コア用軟磁性薄帯やコイルの大きさ等に基づいて渦電流損失の低減と高インダクタンス維持の両立を考慮して定められるものであって具体的な数値範囲に限定されるものではないが、目安を示すと例えば、平面スパイラルコイルの場合、内周端よりも内側及び外側にコイル直径(外径)の10%以下程度の領域、あるいは外周端よりも内側及び外側にコイル直径の10%以下程度の領域である。例えば、コイル外径130mmの場合、コイルの内周端、外周端より各々+/−13mm程度である。
It is preferable to further have a region having a third average crack interval smaller than the second average crack interval in the vicinity of the boundary between the coil arrangement region and the non-coil arrangement region. For example, when the coil placement region has a donut shape, the vicinity of the boundary between the coil placement region and the non-coil placement region is close to the inner peripheral end or the outer peripheral end of the coil placement region. There are regions (hereinafter referred to as “inner peripheral edge proximity region” and “outer peripheral edge proximity region”). More preferably, the third average crack interval is 0.5 times or less with respect to the second crack interval.
Since the change in magnetic flux density is large at the boundary between the coil placement region and the non-coil placement region, it is preferable that the vicinity of the boundary region is further sufficiently subjected to fragmentation processing to suppress eddy currents. For example, when the coil placement area has a donut shape, the inner peripheral edge proximity area and the outer peripheral edge proximity area, which are areas where the magnetic flux enters the magnetic core, are more sufficiently fragmented. It is preferable to keep it. Both the inner peripheral end proximity region and the outer peripheral end proximity region include a part of the coil placement region and a part of the non-coil placement region.
Here, “near” in the “near boundary” is determined in consideration of both reduction of eddy current loss and maintenance of high inductance based on the soft magnetic ribbon for the magnetic core and the size of the coil. Although it is not limited to a specific numerical range, for example, in the case of a planar spiral coil, an area of about 10% or less of the coil diameter (outer diameter) on the inner side and outer side of the inner peripheral end, Alternatively, the region is about 10% or less of the coil diameter on the inner side and the outer side than the outer peripheral end. For example, in the case of a coil outer diameter of 130 mm, it is about +/− 13 mm from the inner and outer peripheral ends of the coil.

本発明は、磁束変化が大きいところは渦電流が大きくなるから、それを抑制するために小片化を十分に施すのに対して、それに比べて磁束変化が小さいところは渦電流が小さいから、小片化によるインダクタンス低下を避けるために小片化をあまり施さずに(全く施さない場合も含む)、全体としてインダクタンス低下を抑制するという思想である。
磁性コア用軟磁性薄帯上の磁束変化の大小は、2種類や3種類ではないから、それ以上の種類の平均クラック間隔の領域を設けた構成としてもよいし、あるいは、平均クラック間隔の変化をほぼ連続の多数の領域を設けた構成としてもよい。あるいは、シミュレーションによって磁束変化を予測して、その変化の大小に合わせて、平均クラック間隔の異なる領域を設けた構成としてもよい。
In the present invention, since the eddy current increases when the magnetic flux change is large, the eddy current is sufficiently reduced to suppress the eddy current, whereas the small eddy current is small when the magnetic flux change is small. The idea is to suppress the decrease in inductance as a whole without reducing the size so much (including the case where it is not applied at all) in order to avoid the decrease in inductance due to the conversion.
The magnitude of the magnetic flux change on the soft magnetic ribbon for the magnetic core is not two or three types, so it may be configured to have more types of average crack interval regions, or the change in the average crack interval It is good also as a structure which provided many substantially continuous area | regions. Or it is good also as a structure which estimated the magnetic flux change by simulation and provided the area | region where a mean crack space | interval differs according to the magnitude of the change.

磁性コア用軟磁性薄帯としては公知の材料のものを用いることができ、例えば、アモルファス合金、微結晶合金、パーマロイ等の磁性合金のものなどを用いることができる。アモルファス合金材料からなるものとしては例えば、Fe基アモルファス軟磁性材料、Co基アモルファス軟磁性材料からなるものなどがあり、また、微結晶合金材料からなるものとしては例えば、Fe基ナノ結晶軟磁性材料からなるものがある。   As the soft magnetic ribbon for the magnetic core, a known material can be used. For example, a magnetic alloy such as an amorphous alloy, a microcrystalline alloy, or permalloy can be used. Examples of the amorphous alloy material include an Fe-based amorphous soft magnetic material and a Co-based amorphous soft magnetic material, and examples of the microcrystalline alloy material include an Fe-based nanocrystalline soft magnetic material. There is something that consists of.

[磁性コア用軟磁性薄帯の製造方法]
本発明の磁性コア用軟磁性薄帯を製造する方法としては、公知の小片化処理方法すなわち、外力を加えて分割する方法を利用することができる。
外力を加えて分割する方法としては例えば、金型で押し割る方法や、圧延ロールに通して折り曲げる方法や、金型やロールに予め決められた凹凸パターンを設けておく方法などが知られている。
これらの方法を利用して、1枚の磁性コア用軟磁性薄帯に平均クラック間隔が異なる領域を2種類以上設けるためには、その領域ごとに付与される外力が異なるように、その領域パターンに対応するパターン媒体(型紙、マスクなど)を使ってもよい。また、金型やロールの表面に設けられる凹凸パターンを、その領域パターンに対応するパターンのものとしてもよい。
[Method for producing soft magnetic ribbon for magnetic core]
As a method for producing the soft magnetic ribbon for a magnetic core of the present invention, a known fragmentation method, that is, a method of dividing by applying an external force can be used.
As a method of dividing by applying an external force, for example, a method of pressing with a mold, a method of bending through a rolling roll, a method of providing a predetermined uneven pattern on the mold or roll, etc. are known. .
In order to provide two or more types of regions having different average crack intervals in one soft core ribbon for a magnetic core using these methods, the region pattern is set so that the external force applied to each region is different. Pattern media (pattern paper, mask, etc.) corresponding to the above may be used. Moreover, it is good also as a thing of the pattern corresponding to the area | region pattern for the uneven | corrugated pattern provided in the surface of a metal mold | die or a roll.

[磁性コア]
図3は、本発明の一実施形態にかかる磁性コアの断面模式図である。
図3に示す磁性コア110は、小片に分割された複数の磁性コア用軟磁性薄帯10a〜10jと、隣り合う軟磁性薄帯間に有する接着層2a〜2iとを備えた積層体Mを含む磁性コア110であり、10枚の磁性コア用軟磁性薄帯のうち、少なくとも1枚は本発明の磁性コア用軟磁性薄帯である。
また、図3に示す磁性コア110は、積層体Mの上面及び下面のそれぞれに保護膜3a、3bを備えている。
本発明の磁性コアは通常の磁性コアと同様に、磁性コア用軟磁性薄帯と接着層とを主要な部材として有するが、本発明の効果を奏する範囲で他の構成要素を含んでもよい。
[Magnetic core]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a magnetic core according to an embodiment of the present invention.
A magnetic core 110 shown in FIG. 3 includes a laminated body M including a plurality of soft magnetic ribbons 10a to 10j for a magnetic core divided into small pieces, and adhesive layers 2a to 2i between adjacent soft magnetic ribbons. Among the ten magnetic core soft magnetic ribbons, at least one is the soft magnetic ribbon for the magnetic core of the present invention.
Further, the magnetic core 110 shown in FIG. 3 includes protective films 3 a and 3 b on the upper surface and the lower surface of the multilayer body M, respectively.
The magnetic core of the present invention has a soft magnetic ribbon for a magnetic core and an adhesive layer as main members in the same manner as an ordinary magnetic core, but may include other components as long as the effects of the present invention are achieved.

接着層を有することで、分割後の小片の脱落を抑えることができる。
接着層としては公知のものを用いることができ、例えば、PETフィルム基材の表面にアクリル系接着剤、シリコーン樹脂、ブタジエン樹脂等からなる接着剤やホットメルト等が塗布されたものなどを例示できる。また、基材としては、PETフィルムの他に、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルム、ポリプロピレン(PP)フィルム、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のようなフッ素樹脂フィルム等の樹脂フィルムなどを例示できる。
By having the adhesive layer, it is possible to suppress the falling off of the divided pieces.
As the adhesive layer, a known material can be used. For example, an adhesive made of an acrylic adhesive, silicone resin, butadiene resin, or the like, or a hot melt applied to the surface of the PET film substrate can be exemplified. . Moreover, as a base material, resin films, such as a fluororesin film like a polyimide film, a polyester film, a polyphenylene sulfide (PPS) film, a polypropylene (PP) film, polytetrafluoroethylene (PTFE) other than PET film, etc. Can be illustrated.

図3に示す磁性コア110は、磁性コア用軟磁性薄帯を複数備えるが、磁性コア用軟磁性薄帯は1枚でも構わない。
本発明の磁性コアが備える磁性コア用軟磁性薄帯が複数の場合、すべてが本発明の磁性コア用軟磁性薄帯であることが最も効果が大きい。本発明の磁性コアが備える複数の磁性コア用軟磁性薄帯のうち、本発明の磁性コア用軟磁性薄帯が1枚の場合には、コイルが載置される最表面に配置する磁性コア用軟磁性薄帯が、本発明の磁性コア用軟磁性薄帯であることが好ましい。
The magnetic core 110 shown in FIG. 3 includes a plurality of soft magnetic ribbons for the magnetic core, but one soft magnetic ribbon for the magnetic core may be used.
When the magnetic core of the present invention has a plurality of soft magnetic ribbons for the magnetic core, it is most effective that all are the soft magnetic ribbons for the magnetic core of the present invention. Of the plurality of soft magnetic ribbons for a magnetic core provided in the magnetic core of the present invention, when the number of soft magnetic ribbons for the magnetic core of the present invention is one, the magnetic core disposed on the outermost surface on which the coil is placed The soft magnetic ribbon for use is preferably the soft magnetic ribbon for a magnetic core of the present invention.

本発明の磁性コアを製造する方法としては、公知の方法を用いることができる。   As a method for producing the magnetic core of the present invention, a known method can be used.

[コイルユニット]
図4(a)は、本発明の一実施形態にかかるコイルユニットの側面模式図であり、図3(b)は、コイル側から見たコイルユニットの平面図である。
図4に示すコイルユニット100は、本発明の磁性コア110と、該磁性コア110上に配置するコイル20とを備える。コイル20は、磁性コア110のインダクタンス優先領域(コイル配置用領域)に配置されている。
図4に示すコイルユニット100は受電コイルユニットとしても送電コイルユニットとしても用いることができる。
[Coil unit]
FIG. 4A is a schematic side view of a coil unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a plan view of the coil unit viewed from the coil side.
A coil unit 100 shown in FIG. 4 includes a magnetic core 110 of the present invention and a coil 20 disposed on the magnetic core 110. The coil 20 is arranged in the inductance priority area (coil arrangement area) of the magnetic core 110.
The coil unit 100 shown in FIG. 4 can be used as both a power receiving coil unit and a power transmitting coil unit.

[ワイヤレス電力伝送ユニット]
図5は、本発明の一実施形態にかかるコイルユニットを、受電コイルユニット及び送電コイルユニットとして用いたワイヤレス電力伝送ユニットの側面模式図であり、図にはワイヤレス電力伝送ユニットのうち、受電コイルユニット及び送電コイルユニットのみを示した。なお、ワイヤレス電力伝送ユニットの構成要素としてはその他に例えば、電源、インバータ等からなるアンプユニット、整流器などからなる受電ユニット、受電した電気を蓄電池に充電するための充電ユニット、または機器に適した電圧にするためのDCDCコンバータなどがある。
図5に示すワイヤレス電力伝送ユニット200は、磁性コア110及び送電コイル20を備える送電コイルユニット210と、磁性コア130及び受電コイル40を備える受電コイルユニット220とを有する。
[Wireless power transmission unit]
FIG. 5 is a schematic side view of a wireless power transmission unit using a coil unit according to an embodiment of the present invention as a power receiving coil unit and a power transmitting coil unit. FIG. 5 shows the power receiving coil unit of the wireless power transmission unit. Only the power transmission coil unit is shown. Other components of the wireless power transmission unit include, for example, a power supply, an amplifier unit composed of an inverter, a power receiving unit composed of a rectifier, a charging unit for charging the received electricity to a storage battery, or a voltage suitable for equipment. There is a DCDC converter to make it.
A wireless power transmission unit 200 illustrated in FIG. 5 includes a power transmission coil unit 210 including a magnetic core 110 and a power transmission coil 20, and a power reception coil unit 220 including a magnetic core 130 and a power reception coil 40.

図6は、本発明の他の実施形態にかかるコイルユニットを、受電コイルユニット及び送電コイルユニットとして用いたワイヤレス電力伝送ユニットの側面模式図であり、図にはワイヤレス電力伝送ユニットのうち、受電コイルユニット及び送電コイルユニットのみを示した。
図6に示すワイヤレス電力伝送ユニット300は、ボビン111、磁性コア112、金属シールド113及び送電コイル20を備える送電コイルユニット310と、ボビン131、磁性コア132、金属シールド133及び受電コイル40を備える受電コイルユニット320とを有する。
この実施形態では、送電コイルユニット310がボビン111及び金属シールド113を備え、同様に、受電コイルユニット320がボビン131及び金属シールド133を備える点が、図5に示した実施形態と異なる。
なお、ボビンはコイルをきれいに巻くための樹脂部品であり、また、金属シールドは漏れ磁束が周辺機器等に影響を与えないように遮断するための金属板である。
FIG. 6 is a schematic side view of a wireless power transmission unit in which a coil unit according to another embodiment of the present invention is used as a power receiving coil unit and a power transmission coil unit. Only the unit and the power transmission coil unit are shown.
A wireless power transmission unit 300 shown in FIG. 6 includes a power transmission coil unit 310 including a bobbin 111, a magnetic core 112, a metal shield 113, and a power transmission coil 20, and a power reception including a bobbin 131, a magnetic core 132, a metal shield 133, and a power reception coil 40. A coil unit 320.
In this embodiment, the power transmission coil unit 310 includes a bobbin 111 and a metal shield 113, and similarly, the power reception coil unit 320 includes a bobbin 131 and a metal shield 133, which is different from the embodiment illustrated in FIG.
The bobbin is a resin part for winding the coil neatly, and the metal shield is a metal plate for blocking the leakage magnetic flux so as not to affect peripheral devices.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。   The embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the configurations and combinations of the embodiments in the embodiments are examples, and the addition and the omission of the configurations are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible.

「実施例1」
1.磁性コアの作製
(1)まず、両面に粘着剤が塗布されて厚み5μmとなるPETフィルム(PETフィルムと粘着剤とを併せて5μm)の片面に、あらかじめ熱処理した厚み約20μmのFe基ナノ結晶軟磁性薄帯(Fe基ナノ結晶軟磁性材料からなる軟磁性薄帯)を接着して磁性シート(接着層として片面に粘着剤が塗布されたPETフィルムに、Fe基ナノ結晶軟磁性薄帯を貼った構成。縦横サイズは150mm×150mm)を作製した。
(2)次いで、コイルで覆われない部分(渦電流抑制優先領域)を平均クラック間隔0.07mmに、コイルで覆われる部分(インダクタンス優先領域)を平均クラック間隔8mmとなるように小片化サイズを調整した小片化処理を行った小片化磁性シートを作製した。
(3)次いで、同様に作製した5層の小片化磁性シートを、互いに小片化磁性シートの接着剤とFe基ナノ結晶軟磁性薄帯とが対向するように配置して貼り合わせて積層したものを磁性コアとした。
2.評価
(1)コイルのインダクタンス
得られた磁性コア上に、22ターンの円形の平面スパイラルコイル(内径50mm、外径132mm、厚み1.8mm)を配置し、LCRメーターを用いて、コイルのインダクタンスを測定した。
(2)送電効率(出力電力/入力電力)η
直流電源、アンプユニット、共振用キャパシタ、送電コイルユニットからなる送電部及び、受電コイルユニット、共振用キャパシタ、整流平滑回路,電子負荷からなる受電部から構成されるワイヤレス電力伝送装置を用い、送電コイルユニットの磁性コアとして厚み1.5mmのフェライト板、また,受電コイルユニットの磁性コアとして実施例1の磁性コアを用いた送電コイルユニットと受電コイルユニットとをコイル間距離が53mmとなるように対向させ、250Wの電力をワイヤレス電力伝送により受電したときの送電効率η(100×(出力電力/入力電力))を測定した。
入力電力および出力電力はパワーメーター(横河電気WT210)を用いて測定した。
"Example 1"
1. Production of magnetic core (1) First, an Fe-based nanocrystal having a thickness of about 20 μm, which has been heat-treated on one side of a PET film (5 μm in combination with the PET film and the pressure-sensitive adhesive) coated with an adhesive on both sides to a thickness of 5 μm. Adhere soft magnetic ribbon (soft magnetic ribbon made of Fe-based nanocrystalline soft magnetic material) to magnetic sheet (PET film coated with adhesive on one side as adhesive layer) Fe-based nanocrystalline soft magnetic ribbon A pasted configuration was prepared, with a vertical and horizontal size of 150 mm × 150 mm.
(2) Next, the fragmentation size is set so that the portion not covered with the coil (eddy current suppression priority region) has an average crack interval of 0.07 mm and the portion covered with the coil (inductance priority region) has an average crack interval of 8 mm. A fragmented magnetic sheet subjected to the adjusted fragmentation treatment was produced.
(3) Next, the five-layered fragmented magnetic sheet produced in the same manner was placed and laminated so that the adhesive of the fragmented magnetic sheet and the Fe-based nanocrystalline soft magnetic ribbon were opposed to each other. Was a magnetic core.
2. Evaluation (1) Coil Inductance A 22-turn circular planar spiral coil (inner diameter 50 mm, outer diameter 132 mm, thickness 1.8 mm) is placed on the obtained magnetic core, and the inductance of the coil is measured using an LCR meter. It was measured.
(2) Transmission efficiency (output power / input power) η
A power transmission coil using a wireless power transmission device including a power transmission unit including a DC power source, an amplifier unit, a resonance capacitor, a power transmission coil unit, and a power reception unit including a power reception coil unit, a resonance capacitor, a rectifying and smoothing circuit, and an electronic load A ferrite plate having a thickness of 1.5 mm as a magnetic core of the unit and a power transmission coil unit using the magnetic core of Example 1 as a magnetic core of the power receiving coil unit are opposed to the power receiving coil unit so that the distance between the coils is 53 mm. The power transmission efficiency η (100 × (output power / input power)) when 250 W of power was received by wireless power transmission was measured.
Input power and output power were measured using a power meter (Yokogawa Electric WT210).

「実施例2」
Fe基ナノ結晶軟磁性薄帯のコイルで覆われない部分を平均クラック間隔0.16mmに、コイルで覆われる部分を平均クラック間隔8mmとなるように、小片化処理を行った以外は、実施例1と同様にして、実施例2の磁性コアを作製した。
"Example 2"
Example except that the fragmentation process was performed so that the portion of the Fe-based nanocrystalline soft magnetic ribbon not covered with the coil had an average crack interval of 0.16 mm and the portion covered with the coil had an average crack interval of 8 mm In the same manner as in Example 1, the magnetic core of Example 2 was produced.

「実施例3」
Fe基ナノ結晶軟磁性薄帯のコイルで覆われない部分を平均クラック間隔0.32mmに、コイルで覆われる部分を平均クラック間隔8mmとなるように、小片化処理を行った以外は、実施例1と同様にして、実施例3の磁性コアを作製した。
"Example 3"
Example except that the fragmentation process was performed so that the portion of the Fe-based nanocrystalline soft magnetic ribbon not covered with the coil had an average crack interval of 0.32 mm and the portion covered with the coil had an average crack interval of 8 mm In the same manner as in Example 1, the magnetic core of Example 3 was produced.

「実施例4」
Fe基ナノ結晶軟磁性薄帯のコイルで覆われない部分を平均クラック間隔8mmに、コイルで覆われる部分を平均クラック間隔0.16mmとなるように、小片化処理を行った以外は、実施例1と同様にして、実施例4の磁性コアを作製した。
Example 4
Example except that the fragmentation process was performed so that the portion of the Fe-based nanocrystalline soft magnetic ribbon not covered with the coil had an average crack interval of 8 mm and the portion covered with the coil had an average crack interval of 0.16 mm In the same manner as in Example 1, a magnetic core of Example 4 was produced.

実施例2〜4についても同様に、コイルのインダクタンス及び送電効率(出力電力/入力電力)の測定を行った。   Similarly to Examples 2 to 4, the coil inductance and the power transmission efficiency (output power / input power) were measured.

「実施例5」
実施例1と同様にして実施例5の磁性コアを作製した。得られた磁性コア上に、22ターンの方形の平面スパイラルコイル(内径50mm、外径130mm、厚み1.8mm)を配置した以外は、実施例2〜4と同様の測定を行った。
"Example 5"
A magnetic core of Example 5 was produced in the same manner as Example 1. The same measurements as in Examples 2 to 4 were performed except that a 22-turn square planar spiral coil (inner diameter 50 mm, outer diameter 130 mm, thickness 1.8 mm) was disposed on the obtained magnetic core.

「比較例1」
Fe基ナノ結晶軟磁性薄帯の全面が平均クラック間隔0.07mmとなるように、小片化処理を行った以外は、実施例1と同様にして、比較例1の磁性コアを作製した。
"Comparative Example 1"
A magnetic core of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the fragmentation treatment was performed so that the entire surface of the Fe-based nanocrystalline soft magnetic ribbon had an average crack interval of 0.07 mm.

「比較例2」
Fe基ナノ結晶軟磁性薄帯の全面が平均クラック間隔8mmとなるように、小片化処理を行った以外は、実施例1と同様にして、比較例2の磁性コアを作製した。
"Comparative Example 2"
A magnetic core of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the fragmentation process was performed so that the entire surface of the Fe-based nanocrystalline soft magnetic ribbon had an average crack interval of 8 mm.

比較例1、2についても、実施例1と同様に、コイルのインダクタンス及び送電効率(出力電力/入力電力)の測定を行った。   For Comparative Examples 1 and 2, as in Example 1, the coil inductance and power transmission efficiency (output power / input power) were measured.

「比較例3」
比較例1と同様にして比較例3の磁性コアを作製した。得られた磁性コア上に、22ターンの方形の平面スパイラルコイル(内径50mm、外径130mm、厚み1.8mm)を配置した以外は、比較例1と同様の測定を行った。
“Comparative Example 3”
A magnetic core of Comparative Example 3 was produced in the same manner as Comparative Example 1. The same measurement as in Comparative Example 1 was performed, except that a 22-turn square planar spiral coil (inner diameter 50 mm, outer diameter 130 mm, thickness 1.8 mm) was disposed on the obtained magnetic core.

「比較例4」
比較例2と同様にして比較例4の磁性コアを作製した。得られた磁性コア上に、22ターンの方形の平面スパイラルコイル(内径50mm、外径130mm、厚み1.8mm)を配置した以外は、比較例2と同様の測定を行った。
“Comparative Example 4”
A magnetic core of Comparative Example 4 was produced in the same manner as Comparative Example 2. The same measurement as in Comparative Example 2 was performed except that a 22-turn square planar spiral coil (inner diameter 50 mm, outer diameter 130 mm, thickness 1.8 mm) was disposed on the obtained magnetic core.

図7は、実施例1、比較例1及び比較例2のインダクタンスの測定結果を比較したものである。グラフの下に示す平面図はそれぞれの受電コイルユニットを示すものである。点線で示すドーナツ状形状はコイルの投影図(コイル配置用領域)を示す。
図8は、実施例1、比較例1及び比較例2の送電効率の測定結果を示す図である。
FIG. 7 compares the inductance measurement results of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. The plan view shown below the graph shows each receiving coil unit. A donut-like shape indicated by a dotted line shows a projection view of a coil (coil placement region).
FIG. 8 is a diagram illustrating measurement results of power transmission efficiency in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.

図7及び図8に示した通り、実施例1は、コイルのインダクタンスは高インダクタンスを維持しつつ、比較例1及び比較例2のいずれよりも高い送電効率が得られた。   As shown in FIGS. 7 and 8, in Example 1, higher coil transmission efficiency was obtained than in either Comparative Example 1 or Comparative Example 2 while maintaining high inductance of the coil.

表1は、実施例1〜5、比較例1〜4の測定結果をまとめたものである。実施例1〜5のいずれの場合も、比較例1〜4に対して高インダクタンスを維持しつつ、高い送電効率が得られている。2つの領域の平均クラック間隔の大小を逆転させた実施例4の場合、インダクタンスが若干低くなっているが、実施例1〜3と同等の送電効率が得られている。   Table 1 summarizes the measurement results of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4. In any case of Examples 1-5, high power transmission efficiency is obtained, maintaining a high inductance with respect to Comparative Examples 1-4. In the case of Example 4 in which the average crack interval between the two regions is reversed, the inductance is slightly low, but the power transmission efficiency equivalent to that of Examples 1 to 3 is obtained.

Figure 2018166203
Figure 2018166203

「実施例6」
PETフィルムの片面に、Fe基アモルファス軟磁性薄帯を接着した磁性シートを用いた。また、Fe基アモルファス軟磁性薄帯のコイルで覆われない部分を平均クラック間隔0.18mmとなるように、コイルで覆われる部分を平均クラック間隔10mmとなるように、小片化処理を行った。他の条件については実施例1と同様にして、実施例6の磁性コアを作製した。
"Example 6"
A magnetic sheet having an Fe-based amorphous soft magnetic ribbon bonded to one side of a PET film was used. Further, the fragmentation process was performed so that the portion not covered with the coil of the Fe-based amorphous soft magnetic ribbon had an average crack interval of 0.18 mm and the portion covered with the coil had an average crack interval of 10 mm. The other conditions were the same as in Example 1, and a magnetic core of Example 6 was produced.

「比較例5」
PETフィルムの片面に、Fe基アモルファス軟磁性薄帯を接着した磁性シートを用いた。また、Fe基アモルファス軟磁性薄帯の全面が平均クラック間隔10mmとなるように、小片化処理を行った以外は、比較例1と同様にして、比較例5の磁性コアを作製した。
“Comparative Example 5”
A magnetic sheet having an Fe-based amorphous soft magnetic ribbon bonded to one side of a PET film was used. Further, a magnetic core of Comparative Example 5 was produced in the same manner as Comparative Example 1 except that the fragmentation process was performed so that the entire surface of the Fe-based amorphous soft magnetic ribbon had an average crack interval of 10 mm.

「比較例6」
Fe基アモルファス軟磁性薄帯の全面が平均クラック間隔0.18mmとなるように、小片化処理を行った以外は、比較例5と同様にして、比較例6の磁性コアを作製した。
“Comparative Example 6”
A magnetic core of Comparative Example 6 was produced in the same manner as Comparative Example 5 except that the fragmentation process was performed so that the entire surface of the Fe-based amorphous soft magnetic ribbon had an average crack interval of 0.18 mm.

表2は、実施例6、比較例5、6の測定結果をまとめたものである。磁性体の種類を変えた場合においても、実施例6が、比較例5、6に対して高インダクタンスを維持しつつ、高い送電効率が得られている。   Table 2 summarizes the measurement results of Example 6 and Comparative Examples 5 and 6. Even when the type of the magnetic material is changed, the power transmission efficiency of Example 6 is higher than that of Comparative Examples 5 and 6, while maintaining high inductance.

Figure 2018166203
Figure 2018166203

「実施例7」
コイル配置用領域(インダクタンス優先領域)と非コイル配置用領域(渦電流抑制優先領域)との境界近傍に、第2の平均クラック間隔よりも小さい第3のクラック間隔を有する領域が設けられるように、小片化処理を行った。ここでは、第3のクラック間隔を0.03mmとした。その他の条件については、実施例1と同様にして、実施例7の磁性コアを作製した。
"Example 7"
A region having a third crack interval smaller than the second average crack interval is provided in the vicinity of the boundary between the coil arrangement region (inductance priority region) and the non-coil arrangement region (eddy current suppression priority region). The fragmentation process was performed. Here, the third crack interval was set to 0.03 mm. Regarding other conditions, the magnetic core of Example 7 was produced in the same manner as in Example 1.

実施例1と同様に、コイルのインダクタンス及び送電効率(出力電力/入力電力)の測定を行った。表3は、実施例7の測定結果をまとめたものである。第3のクラック間隔を有する部分がある場合に、実施例1〜4と同等の高インダクタンスを維持しつつ、高い送電効率が得られている。   As in Example 1, the coil inductance and power transmission efficiency (output power / input power) were measured. Table 3 summarizes the measurement results of Example 7. When there is a portion having the third crack interval, high power transmission efficiency is obtained while maintaining the same high inductance as in Examples 1 to 4.

Figure 2018166203
Figure 2018166203

1a、1aa インダクタンス優先領域(コイル配置用領域)
1b、1bb 渦電流抑制優先領域(非コイル配置用領域)
2a〜2i 接着層
3a、3b 保護膜
10、10a〜10j、10A、 磁性コア用軟磁性薄帯
110、112、130、132 磁性コア
20、40 コイル
100 コイルユニット
200、300 ワイヤレス電力伝送ユニット
210、310 送電コイルユニット
220、320 受電コイルユニット
M 積層体
1a, 1aa Inductance priority area (coil placement area)
1b, 1bb Eddy current suppression priority area (area for non-coil placement)
2a-2i Adhesive layer 3a, 3b Protective film 10, 10a-10j, 10A, soft magnetic ribbon for magnetic core 110, 112, 130, 132 Magnetic core
20, 40 Coil 100 Coil unit 200, 300 Wireless power transmission unit 210, 310 Power transmission coil unit 220, 320 Power reception coil unit M Laminate

Claims (6)

小片に分割された磁性コア用軟磁性薄帯であって、
前記磁性コア用軟磁性薄帯は、平均クラック間隔が互いに異なる、第1の平均クラック間隔を有するインダクタンス優先領域と、第2の平均クラック間隔を有する渦電流抑制優先領域とを有する磁性コア用軟磁性薄帯。
A soft magnetic ribbon for a magnetic core divided into small pieces,
The soft magnetic ribbon for a magnetic core has an inductance priority region having a first average crack interval and an eddy current suppression priority region having a second average crack interval, the average crack interval being different from each other. Magnetic ribbon.
前記インダクタンス優先領域はコイルが配置されるコイル配置用領域であり、前記渦電流抑制優先領域はコイルが配置されない非コイル配置用領域であり、
前記第1平均クラック間隔は前記第2平均クラック間隔よりも大きい、請求項1に記載の磁性コア用軟磁性薄帯。
The inductance priority area is a coil arrangement area where a coil is arranged, and the eddy current suppression priority area is a non-coil arrangement area where a coil is not arranged,
The soft magnetic ribbon for a magnetic core according to claim 1, wherein the first average crack interval is larger than the second average crack interval.
前記コイル配置用領域と前記非コイル配置用領域との境界近傍には、前記第2の平均クラック間隔よりも小さい第3の平均クラック間隔を有する領域をさらに有する、請求項2に記載の磁性コア用軟磁性薄帯。   The magnetic core according to claim 2, further comprising a region having a third average crack interval smaller than the second average crack interval in the vicinity of a boundary between the coil arrangement region and the non-coil arrangement region. Soft magnetic ribbon. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の磁性コア用軟磁性薄帯を備える磁性コア。   A magnetic core comprising the soft magnetic ribbon for a magnetic core according to claim 1. 請求項4に記載の磁性コアと、該磁性コア上に配置するコイルとを備えるコイルユニット。   A coil unit comprising the magnetic core according to claim 4 and a coil disposed on the magnetic core. 請求項5に記載のコイルユニットを備えたワイヤレス電力伝送ユニット。   A wireless power transmission unit comprising the coil unit according to claim 5.
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