JP7102745B2 - 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 - Google Patents

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。

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、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)。

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。

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。

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。

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^２以上２５ｍｍ^２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。

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。

特開２０１２－７０５５７号公報 国際公開第２０１５／０６４６９４号 特許第４８３６７４９号公報 特開２０１１－１３４９５９号公報 米国特許出願公開２０１６／０３４５４７３号明細書

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

（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。 「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。 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。 （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。 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。 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。 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。 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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

［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。

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。

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。

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。

［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。

［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。

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。

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。

「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。

「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。

「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。

「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。

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。

「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。

「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。

「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。

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。

「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。

「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。

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。

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。

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。

「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。

「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。

「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。

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。

「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。

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。

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

Claims (5)

1. 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し、
   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、
   前記非コイル配置用領域は、前記コイル配置用領域の内側の領域および外側の領域であり、
   前記磁性コア用軟磁性薄帯は、前記コイル配置用領域、前記コイル配置用領域の内側の領域、および前記コイル配置用領域の外側の領域の三つの領域で区分されており、
   前記第１の平均クラック間隔は前記第２の平均クラック間隔よりも大きい、磁性コア用軟磁性薄帯。
2. 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１に記載の磁性コア用軟磁性薄帯。
3. 請求項１または２のいずれかに記載の磁性コア用軟磁性薄帯を備える磁性コア。
4. 請求項３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。
5. 請求項４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。

Images