WO2025033554A1 - コイルユニット、送電装置、受電装置、電力伝送システム及び移動体 - Google Patents
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- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
Definitions
- This disclosure relates to a coil unit, a power transmitting device, a power receiving device, a power transmission system, and a mobile object.
- Patent Document 1 discloses a coil unit used in the power transmission device and power receiving device of a wireless power transmission system.
- the coil unit includes a coil formed in a spiral shape.
- a magnetic field is generated in the coil. Due to the effect of this magnetic field, a current flows in the coil of the power receiving device.
- the objective of this disclosure is to achieve efficient power transmission.
- An embodiment of the present disclosure relates to the following [1] to [32].
- a coil including a coil element formed in a spiral shape around a central axis, a first shield member, and an outer frame extending circumferentially outside the coil,
- the coil has a first main surface and a second main surface that is a surface opposite to the first main surface, the first shield member and the coil are laminated in this order in a first direction from the second main surface toward the first main surface,
- the outer frame includes ferrite and protrudes in the first direction beyond the first main surface of the coil.
- a first connection terminal connected to the coil the coil has an inner end proximate the central axis and an outer end distal to the central axis; the first connection terminal is connected to the inner end of the coil and extends from the inner side to the outer side of the coil when viewed in the axial direction;
- the coil unit according to any one of [1] to [3], wherein the outer frame has a discontinuous portion that overlaps with the first connection terminal when viewed in the axial direction.
- the first shield member is divided into a plurality of shield pieces, The first shield member has a gap extending linearly between adjacent shield pieces, the gap extending from the inside to the outside of the coil when viewed in the axial direction,
- the coil unit according to any one of [1] to [4], wherein the outer frame has a discontinuous portion that overlaps with the gap when viewed in the axial direction.
- a coil including a coil element formed in a spiral shape around a central axis, a first shield member, and an inner frame extending circumferentially inside the coil,
- the coil has a first main surface and a second main surface that is a surface opposite to the first main surface, the first shield member and the coil are laminated in this order in a first direction from the second main surface toward the first main surface,
- the inner frame includes ferrite and protrudes in the first direction beyond the first main surface of the coil.
- a first connection terminal connected to the coil the coil has an inner end proximate the central axis and an outer end distal to the central axis; the first connection terminal is connected to the inner end portion on the second main surface side of the coil and extends from the inner side to the outer side of the coil when viewed in the axial direction;
- the first shield member is divided into a plurality of shield pieces, The first shield member has a gap extending linearly between adjacent shield pieces, the gap extending from the inside to the outside of the coil, The coil unit according to any one of [1] to [22], wherein the first connection terminal extends within the gap when viewed in the axial direction.
- a first connection terminal connected to the coil has an inner end proximate the central axis and an outer end distal to the central axis; the first connection terminal is connected to the inner end portion on the second main surface side of the coil and extends from the inner side to the outer side of the coil when viewed in the axial direction;
- the first shield member has a notch formed therein, the notch extending from the inside to the outside of the coil as viewed in the axial direction,
- the coil unit according to any one of [1] to [22], wherein the first connection terminal extends within the notch when viewed in the axial direction.
- the coil element winds around the central axis in a first winding direction from an inner end to an outer end, A coil unit described in [23] or [24], wherein the area of the shield piece adjacent to the first connection terminal in the first winding direction is greater than or equal to the area of the shield piece adjacent to the first connection terminal and sandwiched between the shield piece and the first connection terminal.
- the coil element winds around the central axis in a first winding direction from an inner end to an outer end, A coil unit described in [23] or [24], wherein the area of the shield piece adjacent to the first connection terminal in the first winding direction is greater than or equal to the area of the shield piece adjacent to the shield piece in the first winding direction.
- a power transmitting device comprising the coil unit according to any one of [1] to [28].
- a power receiving device comprising the coil unit according to any one of [1] to [28].
- the power transmission device and the power receiving device are provided.
- a power transmission system wherein at least one of the power transmitting device and the power receiving device is provided with a coil unit according to any one of [1] to [28].
- a moving body comprising the coil unit according to any one of [1] to [28].
- efficient power transmission can be achieved.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic diagram of a wireless power transmission system to which a coil unit according to an embodiment can be applied.
- FIG. 2 is a perspective view of a coil unit used in the wireless power transmission system shown in FIG.
- FIG. 3 is an exploded perspective view of the coil unit shown in FIG.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the coil unit taken along line IV-IV in FIG.
- FIG. 5 is a plan view of the coil unit shown in FIG.
- FIG. 6 is an enlarged view of the area surrounded by the two-dot chain line in FIG.
- FIG. 7 corresponds to FIG. 6 and shows a modified example of the coil unit.
- FIG. 8 corresponds to FIG. 6 and shows another modified example of the coil unit.
- FIG. 9 corresponds to FIG.
- FIG. 5 shows still another modified example of the coil unit.
- FIG. 10 corresponds to FIG. 2 and shows yet another modified example of the coil unit.
- FIG. 11 is an exploded perspective view of the coil unit shown in FIG.
- FIG. 12 is a cross-sectional view of the coil unit taken along line XII-XII in FIG.
- FIG. 13 is a plan view of the coil unit shown in FIG.
- FIG. 14 is a table showing the results of Simulation 1.
- FIG. 15 is a table showing the results of simulation 2.
- sheet is a concept that includes members that may also be called films or plates.
- FIG. 1 shows a schematic diagram of a wireless power transmission system S to which a coil unit 5 according to one embodiment is applied.
- the wireless power transmission system S (hereinafter, abbreviated as power transmission system S) will be described with reference to FIG. 1. It goes without saying that a coil unit different from the coil unit 5 according to this embodiment can be applied to the power transmission system S.
- the power transfer system S includes a power transmitting device 1 and a power receiving device 2.
- the power transmitting device 1 includes a coil unit 5 and a high-frequency current supplying unit 1A.
- the coil unit 5 in the power transmitting device 1 functions as a power transmitting coil unit.
- the high-frequency current supplying unit 1A supplies a high-frequency current to the coil unit 5 serving as a power transmitting coil unit.
- the power receiving device 2 includes a coil unit 5 and a conversion unit 2A.
- the coil unit 5 in the power receiving device 2 functions as a power receiving coil unit.
- the conversion unit 2A shapes the high-frequency current generated in the coil unit 5.
- the conversion unit 2A has a rectifier circuit that converts the high-frequency current into a direct current.
- the conversion unit 2A may include, for example, a full-wave rectifier circuit including multiple diodes and a smoothing capacitor.
- each of the power transmitting device 1 and the power receiving device 2 includes a coil unit 5.
- the coil unit 5 may be used in only one of the power transmitting device 1 and the power receiving device 2, and a different type of coil unit may be used in the other.
- the power transmitting device 1 When transmitting power wirelessly (contactlessly) from the power transmitting device 1 to the power receiving device 2, the power transmitting device 1 supplies a high-frequency current of a predetermined frequency from the high-frequency current supply unit 1A to the coil unit 5 serving as the power transmitting coil unit. At this time, a magnetic field is generated in the coil unit 5 by electromagnetic induction. Then, due to the influence of this magnetic field, a high-frequency current is generated in the coil unit 5 serving as the power receiving coil unit in the power receiving device 2. That is, the power receiving device 2 receives a magnetic field from the power transmitting device 1 or is influenced by the magnetic field at the power transmitting device 1, and causes a high-frequency current to flow by electromagnetic induction.
- the conversion unit 2A converts this high-frequency current into a direct current, and supplies the converted direct current to, for example, a battery not shown.
- the power transmission system S shown in FIG. 1 employs a magnetic resonance method as the power transmission method.
- the coil unit 5 according to this embodiment may also be used in a power transmission system that employs an electromagnetic induction method.
- the power transmission system S is also configured as a system that wirelessly transmits power to an electric vehicle.
- the power transmitting device 1 is installed on a road, in a parking lot, etc.
- the power receiving device 2 is installed in the electric vehicle.
- the use of the power transmission system S is not limited to transmitting power to electric vehicles.
- the power transmission system S may be used to transmit power to flying objects such as drones and robots.
- the power transmission system S may also be used to transmit power to submersibles and exploration robots in the sea. In this way, the power transmission system S can be used to transmit power to various moving objects such as electric vehicles, flying objects, robots, and submersibles.
- the use of the coil unit 5 is also not limited to wireless power transmission systems.
- the coil unit 5 may be used in transformers, DC-DC converters, antennas, etc.
- the coil unit 5 according to this embodiment is described below.
- Fig. 2 is a perspective view of the coil unit 5 according to the present embodiment.
- Fig. 3 is an exploded perspective view of the coil unit 5.
- Fig. 4 is a cross-sectional view of the coil unit 5 taken along line IV-IV in Fig. 2.
- Fig. 5 is a plan view of the coil unit 5.
- a magnetic resin layer 20, which will be described later, is omitted in Figs. 3 and 5.
- a magnetic wall portion 25, which will be described later, is omitted in Fig. 5.
- Fig. 6 is an enlarged view of a portion surrounded by a two-dot chain line in Fig. 5.
- the coil unit 5 includes a coil 10, a first shielding member 30, an inner frame 60, and an outer frame 70.
- the coil unit 5 further includes a magnetic resin layer 20, a magnetic wall portion 25, a second shielding member 50, a first connection terminal 56, and a second connection terminal 57.
- the coil 10 has a first main surface 10a and a second main surface 10b.
- the second main surface 10b is the surface opposite to the first main surface 10a.
- the second shielding member 50, the first shielding member 30, the coil 10, and the magnetic resin layer 20 are arranged in this order in the direction from the second main surface 10b to the first main surface 10a.
- first stacking direction AD1 the direction from the second main surface 10b to the first main surface 10a is also referred to as the "first stacking direction AD1".
- first side used in the following with respect to the coil unit 5 and its components means the side located in the first stacking direction AD1 when viewed from the coil unit 5 and its components.
- second side used in the following with respect to the coil unit 5 and its components means the side located in the opposite direction to the first stacking direction AD1 (hence, the direction from the first main surface 10a to the second main surface 10b) when viewed from the coil unit 5 and its components.
- the coil 10 includes coil elements 10i formed in a spiral shape around an arbitrary central axis C.
- the spiral shape refers to the shape of a plane curve that moves away from the center as it turns (or approaches the center as it turns).
- the plane curve referred to here also includes a plane pattern that is bent like a broken line.
- the spiral shape is located on an imaginary plane that is perpendicular to the central axis C.
- the axial direction means a direction extending on the central axis C or a direction parallel to the central axis C.
- the radial direction means the radial direction of a circle drawn on a plane perpendicular to the central axis C and centered at an arbitrary point on the central axis C.
- the circumferential direction means the direction along a circle centered on the central axis C (the circumferential direction of the circle).
- the coil element 10i is formed from a conductive material.
- the coil element 10i is formed from copper, but is not limited to this.
- the coil element 10i may be formed from a copper alloy, aluminum, an aluminum alloy, etc.
- the coil 10 is composed of a single coil element 10i.
- the coil element 10i is plate-shaped.
- the coil element 10i is a planar coil.
- the coil element 10i is a planar coil element made of non-litz wire.
- the cross-sectional shape of the conductor in a direction perpendicular to the winding direction of the spiral shape of the coil element 10i is rectangular.
- the coil element 10i includes a conductor 10E having a spiral shape.
- the conductor 10E includes a plurality of turn portions 10n arranged in the radial direction.
- the plurality of turn portions 10n are arranged in a direction perpendicular to the central axis C of the spiral shape. More specifically, the plurality of turn portions 10n are connected so that they gradually move away from the central axis C as they move radially outward from the central axis C. As a result, the plurality of turn portions 10n form a spiral shape as a whole.
- the turn portion 10n is basically a shape in which the linear conductor portion does not form a ring but goes around the central axis C 360 degrees. In the case of a so-called planar coil, both ends of the turn portion 10n are offset in the radial direction. In multiple turn portions 10n, the radially outer end of one turn portion 10n is connected to the radially inner end of another turn portion 10n. As a result, the multiple turn portions 10n as a whole extend away from the central axis C.
- the turn portion 10n that is closest to the central axis C may be referred to as the turn portion 101.
- the turn portion connected to the turn portion 101 may be referred to as the turn portion 102.
- the turn portion 10n when describing matters common to each of the multiple turn portions 10n, they will basically be referred to as the turn portion 10n.
- the turn portion 10n turns around to form a polygon.
- the term "spiral shape" used in this specification and disclosure means a planar curved shape wound in a spiral shape.
- the planar curved shape referred to here also includes a planar pattern that turns around repeatedly while bending in a broken line shape as shown in the figure.
- the spiral shape means a planar curved shape that moves away from the center as it turns (or moves closer to the center as it turns).
- the conductor 10E of the coil element 10i includes the first to eighth turn portions 101 to 108.
- the first to eighth turn portions 101 to 108 are arranged in this order from the inside to the outside in the radial direction.
- the first turn portion 101 is located at the innermost position in the radial direction
- the eighth turn portion 108 is located at the outermost position in the radial direction.
- the first turn portion 101 forms the innermost portion of the coil element 10i.
- the eighth turn portion 108 forms the outermost portion of the coil element 10i.
- the radial inner side of a certain member means a position closer to the central axis C than the member.
- the radial outer side of a certain member means a position farther outward in the radial direction than the member.
- radially outward from the coil element 10i we mean a position that is radially outward from the outermost turn portion 108.
- Each turn portion 101-108 extends on the above-mentioned imaginary plane.
- the first to eighth turn portions 101-108 are connected in this order, so that the coil element 10i forms a spiral shape.
- the coil element 10i is octagonal in shape as a whole.
- the coil element 10i (conductor 10E) is wound so that each turn portion 101-108 forms a roughly octagonal shape.
- the shape of the coil element 10i is not limited to this.
- the coil element 10i may be a polygonal shape other than an octagon as a whole (e.g., a square, a hexagon, or a dodecagon).
- each turn portion 101-108 may be wound so as to roughly form a polygonal shape other than an octagon (e.g., a square, a hexagon, or a dodecagon).
- the coil element 10i may also be circular in shape as a whole. In this case, each turn portion 101 to 108 may be wound to form a roughly circular shape.
- each of the turn sections 101 to 108 is located radially inward from the other end of the turn section 101 to 108.
- the other end of each of the turn sections 101 to 108 is located radially outward from the one end of the turn section 101 to 108.
- Each turn portion 101-108 includes multiple straight portions 11-18 arranged around the central axis C. Straight portions 11-18 adjacent in the circumferential direction of a circle centered on the central axis C are connected to each other.
- the first to eighth turn portions 101-108 include first to eighth straight portions 11-18. The first to eighth straight portions 11-18 are arranged in this order along the circumferential direction.
- the first straight line portion 11 and the fifth straight line portion 15 extend in the first direction D1.
- the second straight line portion 12 and the sixth straight line portion 16 extend in the second direction D2.
- the third straight line portion 13 and the seventh straight line portion 17 extend in the third direction D3.
- the fourth straight line portion 14 and the eighth straight line portion 18 extend in the fourth direction D4.
- the first direction D1, the second direction D2, the third direction D3, and the fourth direction D4 are non-parallel to each other.
- each of the turn sections 101 to 108 the adjacent ends of the straight sections 11, 12; 12, 13; 13, 14; 14, 15; 15, 16; 16, 17; 17, 18 that are adjacent in the circumferential direction are connected to each other.
- the first straight section 11 and the second straight section 12 of the first turn section 101 are connected to each other.
- the second straight section 12 and the third straight section 13 of the first turn section 101 are connected to each other.
- the adjacent ends of the straight sections 11, 12; 12, 13; 13, 14; 14, 15; 15, 16; 16, 17; 17, 18 that are adjacent in the circumferential direction may be connected via a curved section that curves along the circumferential direction.
- the eighth straight portion 18 and the first straight portion 11 of the radially adjacent turn portions 101, 102; ... 107, 108 are connected to each other.
- the circumferentially adjacent ends of the eighth straight portion 18 of the first turn portion 101 and the first straight portion 11 of the second turn portion 102 are connected to each other.
- the circumferentially adjacent ends of the eighth straight portion 18 of the second turn portion 102 and the first straight portion 11 of the third turn portion 103 are connected to each other.
- the eighth straight portion 18 and the first straight portion 11 of the radially adjacent turn portions 101, 102; ... 107, 108 may be connected via a curved portion that curves along the circumferential direction.
- the first straight portions 11 of the turn portions 101-108 are arranged in the radial direction to form the first straight portion group 11G.
- the second straight portions 12 of the turn portions 101-108 are arranged in the radial direction to form the second straight portion group 12G.
- the third straight portions 13 of the turn portions 101-108 are arranged in the radial direction to form the third straight portion group 13G.
- the fourth straight portions 14 of the turn portions 101-108 are arranged in the radial direction to form the fourth straight portion group 14G.
- the fifth straight portions 15 of the turn portions 101-108 are arranged in the radial direction to form the fifth straight portion group 15G.
- the sixth straight portions 16 of the turn portions 101-108 are arranged in the radial direction to form the sixth straight portion group 16G.
- the seventh straight portions 17 of the turn portions 101-108 are arranged in the radial direction to form the seventh straight portion group 17G. Additionally, the eighth straight portions 18 of the multiple turn portions 101-108 are arranged in the radial direction to form an eighth straight portion group 18G.
- the straight portions 11, 11; 12, 12; 13, 13; 14, 14; 15, 15; 16, 16; 17, 17; and 18, 18 that are adjacent in the radial direction are spaced apart from each other in the radial direction.
- the first straight line group 11G and the fifth straight line group 15G are arranged so that the central axis C passes between them.
- the second straight line group 12G and the sixth straight line group 16G are arranged so that the central axis C passes between them.
- the third straight line group 13G and the seventh straight line group 17G are arranged so that the central axis C passes between them.
- the fourth straight line group 14G and the eighth straight line group 18G are arranged so that the central axis C passes between them.
- the coil 10 has a regular octagonal shape as a whole when viewed in the axial direction.
- the coil element 10i (conductor 10E) is wound so that each turn portion 101-108 forms a roughly regular octagon.
- the coil element 10i includes eight groups of straight lines 11G-18G that extend along the eight sides of the regular octagon. According to the knowledge gained by the present inventors, when the coil 10 has an octagonal shape as a whole, the performance of the coil unit 5 can be improved by making the shape of the coil 10 closer to a regular octagon.
- the coil element 10i described above is formed, for example, by punching a metal plate such as a copper plate or an aluminum plate into a spiral shape.
- the coil element 10i can also be formed by etching a metal foil such as a copper foil or an aluminum foil into a spiral shape.
- the radius of the coil element 10i (the distance from the central axis C to the part farthest in the radial direction) may be 80 mm or more, or 450 mm or less.
- the radius of the coil element 10i is typically 200 mm or more and 350 mm or less.
- the thickness of the coil element 10i is measured along the axial direction of the coil element 10i.
- the thickness of the coil element 10i may be, for example, 0.1 mm or more and 2.0 mm or less, 0.2 mm or more and 1.0 mm or less, or 0.3 mm or more and 10.7 mm or less.
- the thickness of the coil element 10i (conductor 10E) may be, for example, 0.15 mm or more and 0.35 mm or less.
- the thickness of the coil element 10i made of copper is preferably 0.4 mm or more.
- the line width of the conductor 10E in the coil element 10i is not particularly limited. However, considering that it is possible to transmit a power of 1 kW or more, preferably 5 kW or more, in a high-frequency current frequency range of, for example, 79 kHz to 90 kHz, the line width of each turn portion 101 to 108 may be 2 mm to 20 mm, 2 mm to 16 mm, 2 mm to 12 mm, or 2 mm to 8 mm. Note that the line width refers to the distance between the inner and outer circumferential surfaces of the conductor 10E in a cross section perpendicular to the direction in which the conductor 10E turns.
- the aspect ratio of the coil element 10i (conductor 10E) having a rectangular cross-sectional shape is determined by dividing the line width (the radial width of each turn portion 10n) of the coil element 10i (conductor 10E) by the thickness of the coil element 10i (conductor 10E).
- the aspect ratio of the coil element 10i (conductor 10E) may be 2 or more and 12 or less, or 3 or more and 10 or less.
- the thickness and line width of the conductor 10E may be measured by measuring each part of the conductor 10E with a ruler or the like in a cross section obtained by cutting the coil unit 5 axially to expose the conductor 10E, or by analyzing a cross section image.
- the coil element 10i may be removed from the coil unit 5, and the thickness of the conductor 10E may be measured with a ruler, calipers, or the like.
- the dimensions of the other members of the coil unit 5 may be measured by measuring the cross section with a ruler or the like, or by analyzing a cross section image.
- the coil 10 has an end 10e1 to which the first connection terminal 56 is connected, and an end 10e2 to which the second connection terminal 57 is connected.
- the coil 10 is composed of a single coil element 10i. Therefore, one end 10e1 is an inner end located radially inward of the coil 10. The other end 10e2 is an outer end located radially outward of the coil 10.
- the inner end 10e1 is an end of the first turn portion 101 of the coil element 10i.
- the outer end 10e2 is an end of the eighth turn portion 108 of the coil element 10i.
- the inner end 10e1 is closer to the central axis C than the outer end 10e2. In other words, the outer end 10e2 is farther from the central axis C than the inner end 10e1.
- the pitches of the second to eighth turn portions 102 to 108 are equal.
- the distance between the inner end portion 10e1 of the coil element 10i and the first straight portion 11 of the second turn portion 102 is greater than the distance between the first straight portion 11 of the second turn portion 102 and the first straight portion 11 of the third turn portion 103.
- the distance between the inner end region of the coil element 10i including the inner end portion 10e1 and the first straight portion 11 of the second turn portion 102 is greater than the distance between the first straight portion 11 of the second turn portion 102 and the first straight portion 11 of the third turn portion 103.
- the inner end region is the first straight portion 11 of the first turn portion 101 in the examples shown in FIG. 2 to 6.
- the inner end 10e1 is spaced apart from the second turn portion 102, thereby suppressing losses in the coil unit 5.
- the iron loss of the shield piece 31 that overlaps the inner end region of the coil element 10i when viewed in the axial direction can be effectively suppressed.
- iron loss refers to loss caused by the magnetic flux of the first shield member 30.
- the distance between the inner end 10e1 of the coil element 10i and the first straight portion 11 of the second turn portion 102 may be equal to the distance between the first straight portion 11 of the second turn portion 102 and the first straight portion 11 of the third turn portion 103.
- the pitches of the first to eighth turn portions 101 to 108 may be equal to each other.
- the central axis C is determined as follows. First, linear virtual turn portions similar in shape to the second turn portion 102 are drawn in sequence from the radially inner end of the second turn portion 102 to form a spiral shape radially inward. Drawing is continued until a virtual turn portion that fits within a diameter of 1 cm is drawn. Then, a line that passes through the radially inner region of the virtual turn portion that fits within a diameter of 1 cm, in a direction perpendicular to the circumferential and radial directions of the spiral shape, is determined as the central axis C.
- the magnetic resin layer 20 is provided to suppress magnetic permeation and/or leakage magnetic field.
- the magnetic resin layer 20 overlaps with the coil 10 in the axial direction of the coil 10. In this state, the magnetic resin layer 20 is in direct contact with the second main surface 10b of the coil 10. In other words, the magnetic resin layer 20 is in direct contact with the conductor 10E. In the illustrated example, the magnetic resin layer 20 is in close contact with the second main surface 10b of the coil 10. In other words, the magnetic resin layer 20 is in close contact with the conductor 10E. In the illustrated example, the magnetic resin layer 20 is formed so that its outer edge is located outside the coil 10 when viewed in the axial direction.
- the magnetic resin layer 20 is magnetic.
- the magnetic field generated by the coil unit 5 spreads in all directions relative to the central axis C of the coil 10. At this time, the magnetic resin layer 20 is magnetic, and can orient the spreading magnetic flux lines toward the central axis C. Furthermore, if the magnetic field generated by the coil unit 5 reaches peripheral components located around the coil unit 5, it may adversely affect the peripheral components. For this reason, the magnetic resin layer 20 is provided to prevent the magnetic lines from reaching the peripheral components. As a result, the magnetic resin layer 20 can suppress leakage magnetic fields that do not contribute to the generation of current.
- the magnetic resin layer 20 includes, for example, a holding material containing resin and a plurality or an infinite number of magnetic particles made of a magnetic material.
- the magnetic particles are held by the holding material.
- the holding material is insulating, more specifically, non-magnetic and insulating.
- the resin for forming the holding material of the magnetic resin layer 20 for example, a thermosetting resin such as epoxy resin or polyimide can be used. In this case, when the coil 10 and the magnetic resin layer 20 are integrated by heat pressing as described later, the resin of the magnetic resin layer 20 can be easily deformed to conform to the shape of the coil 10 during the heat curing process.
- a thermoplastic resin such as nylon, polyethylene, or polypropylene can also be used as the resin for forming the magnetic resin layer 20. In this case, too, the resin of the magnetic resin layer 20 can be easily deformed to conform to the shape of the coil 10.
- the holding material may include, for example, fiber reinforced plastic or be formed from fiber reinforced plastic.
- the holding material may include, or be formed from glass fiber reinforced polyamide.
- the magnetic particles of the magnetic resin layer 20 may be made of any one or more of ferrite, particularly soft magnetic ferrite, nanocrystalline magnetic material, silicon steel, soft magnetic iron, and amorphous metal.
- the magnetic resin layer 20 has a spiral-shaped recess 22 that corresponds to the spiral shape of the coil 10.
- the recess 22 is a portion of the magnetic resin layer 20 that is recessed in the axial direction of the coil 10, in other words, in the thickness direction of the magnetic resin layer 20.
- the recess 22 has a spiral shape when viewed in the axial direction of the coil 10. At least a portion of the coil 10 is housed in the recess 22 with its spiral shape aligned with the spiral shape of the recess 22. More specifically, the recess 22 houses the entire conductor 10E. For this reason, as shown in FIG. 4, the magnetic resin layer 20 is in direct contact with the three surfaces of the coil 10 other than the first main surface 10a.
- the conductor 10E does not protrude from the magnetic resin layer 20.
- the first main surface 10a of the coil 10 and the surface of the magnetic resin layer 20 facing the first side are flush with each other.
- only a portion of the coil 10 may be housed in the recess 22 so that a portion of the coil 10 protrudes from the magnetic resin layer 20.
- the recess 22 may not be formed in the magnetic resin layer 20, and the coil 10 may be provided on the flat surface of the magnetic resin layer 20.
- the conductor 10E may be embedded in the magnetic resin layer 20 without being exposed to the outside.
- the magnetic resin layer 20 is in close contact with the second main surface 10b of the coil 10.
- the magnetic resin layer 20 is welded to the coil 10 at the recess 22. That is, the coil 10 and the magnetic resin layer 20 are joined by the anchor effect at the recess 22.
- the coil 10 and the magnetic resin layer 20 are integrated together, for example, by heat pressing. At this time, part of the magnetic resin layer 20 penetrates into the recess on the surface of the coil 10 and then hardens. As a result, the coil 10 and the magnetic resin layer 20 are welded together, and the magnetic resin layer 20 is in close contact with the coil 10.
- the magnetic resin layer 20 may be divided into multiple parts, similar to the first shield member 30 described below. In this case, the magnetic resin layer 20 may include multiple magnetic resin elements.
- the relative permeability of the magnetic resin layer 20 is preferably 2.0 or more, and may be 2.0 or more and 20.0 or less.
- the relative permeability of the magnetic resin layer 20 is more preferably 5.0 or more, and may be 5.0 or more and 20.0 or less.
- the relative permeability of the magnetic resin layer 20 is not particularly limited, but if it is too large, the flexibility and strength of the magnetic resin layer 20 may be undesirably impaired. Therefore, the relative permeability of the magnetic resin layer 20 may be 30 or less.
- the magnetic wall portion 25 protrudes in the first stacking direction AD1 beyond the first main surface 10a of the coil 10. As can be seen from Fig. 2 and Fig. 4, the magnetic wall portion 25 extends along the gaps between the turn portions 101 to 108 of the coil element 10i when viewed in the axial direction. In the illustrated example, the magnetic wall portion 25 has a spiral shape and overlaps with the gaps between the turn portions 101 to 108 of the coil element 10i when viewed in the axial direction.
- the magnetic wall portion 25 has magnetic properties.
- the magnetic wall portion 25 is provided to suppress losses due to eddy currents and leakage magnetic flux.
- the magnetic wall portion 25 is also provided to increase the coupling coefficient with other coil units.
- the magnetic wall portion 25 may be made of the same material as the magnetic resin layer 20 described above.
- the magnetic wall portion 25 may be formed integrally with the magnetic resin layer 20.
- the relative permeability of the magnetic wall portion 25 is preferably 2.0 or more, and may be 2.0 or more and 20.0 or less.
- the relative permeability of the magnetic wall portion 25 is more preferably 5.0 or more, and may be 5.0 or more and 20.0 or less.
- the relative permeability of the magnetic wall portion 25 is not particularly limited, but if it is too large, the flexibility and strength of the magnetic wall portion 25 may be undesirably impaired. Therefore, the relative permeability of the magnetic wall portion 25 may be 30 or less.
- the protruding height 25H by which the magnetic wall portion 25 protrudes in the first stacking direction AD1 beyond the first main surface 10a of the coil 10 is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 mm or more, or 1.0 mm or more.
- the first shield member 30 is provided to suppress magnetic transmission and/or leakage magnetic field.
- the first shield member 30 is provided between the second shield member 50 and the coil 10 and the magnetic resin layer 20.
- the first shield member 30 is formed in a plate shape and spreads along a plane perpendicular to the axial direction of the coil 10.
- the first shield member 30 has a size such that its outer periphery is located outside the magnetic resin layer 20 and the coil 10 when viewed in the axial direction. In the illustrated example, the first shield member 30 is rectangular when viewed in the axial direction.
- the first shielding member 30 includes a magnetic material. As described above, the magnetic field generated by the coil unit 5 spreads in all directions relative to the central axis C of the coil 10. In this case, the first shielding member 30 is magnetic, and can orient the spreading magnetic flux lines toward the central axis C. The first shielding member 30 is also provided to prevent the magnetic lines from reaching surrounding components. As a result, the first shielding member 30 can suppress leakage magnetic fields that do not contribute to the generation of current.
- the first shielding member 30 preferably includes a soft magnetic material. More specifically, the first shielding member 30 includes a ferrite, preferably a soft ferrite. The first shielding member 30 may also include a nanocrystalline magnetic material.
- the first shield member 30 is disposed at a distance from the magnetic resin layer 20, but this is not limited thereto.
- the first shield member 30 may be in contact with the magnetic resin layer 20.
- a spacer (not shown) may be disposed between the first shield member 30 and the magnetic resin layer 20. This allows the distance between the first shield member 30 and the magnetic resin layer 20 to be maintained at a predetermined distance.
- the distance between the first shield member 30 and the magnetic resin layer 20 is not particularly limited, but is, for example, 3 mm or less.
- the distance between the first shield member 30 and the magnetic resin layer 20 is 1 mm or less.
- the distance between the first shield member 30 and the magnetic resin layer 20 may be 0 mm.
- the first shield member 30 and the magnetic resin layer 20 may be in direct contact or in close contact with each other. Reducing the distance between the first shield member 30 and the magnetic resin layer 20 is also preferable for reducing the dimensions of the coil unit 5 (particularly the dimensions along the axial direction).
- the first shielding member 30 is divided into multiple shielding pieces 30P.
- the first shielding member 30 includes multiple shielding pieces 30P arranged in the same plane.
- the dimensions of each shielding piece 30P when viewed in the axial direction may be such that the shielding piece 30P can be enclosed within the outline of a square of 150 mm x 150 mm.
- the first shield member 30 includes first to eighth shield pieces 31 to 38.
- each of the shield pieces 31 to 38 includes ferrite. More specifically, each of the shield pieces 31 to 38 is formed from a ferrite plate.
- Gaps 40 are formed between adjacent shield pieces 31, 32; 32, 33; 33, 34; 34, 35; 35, 36; 36, 37; 37, 38; 38, 31.
- the width of the gaps 40 is arbitrary, but considering the manufacturing tolerances of the shield pieces 31 to 38, it is preferable that the width of the gaps 40 is 1 mm or more. Also, from the viewpoint of suppressing the transmission of magnetic lines through the gaps 40, it is preferable that the width of the gaps 40 is 6 mm or less.
- each shield piece 31-38 is generally triangular. More specifically, each shield piece 31-38 is generally right-angled triangular.
- the first to eighth gaps 41-48 formed between adjacent shield pieces 31, 32; 32, 33; 33, 34; 34, 35; 35, 36; 36, 37; 37, 38; 38, 31 extend radially from the central axis C.
- the first to eighth gaps 41-48 each cross at least a portion of the first to eighth straight line groups 11G-18G.
- the first to eighth gaps 41-48 each cross the first to eighth straight line groups 11G-18G.
- the first to eighth gaps 41 to 48 extend radially from the inner side to the outer side of the first to eighth straight portion groups 11G to 18G, respectively.
- the magnetic field lines formed around the first straight section 11 are prevented from reaching the second shield member 50 through the first gap 41. This prevents the magnetic field lines formed around the first straight section 11 from generating eddy currents in the second shield member 50. This means that it is possible to prevent an increase in loss in the coil unit 5 due to the presence of the first gap 41.
- the shield pieces 31, 32; 32, 33; 33, 34; 34, 35; 35, 36; 36, 37; 37, 38 are arranged so that the second to eighth gaps 42-48 cross the second to eighth straight sections 12-18, respectively, thereby preventing the magnetic field lines formed around the second to eighth straight sections 12-18 from reaching the second shield member 50 through the second to eighth gaps 42-48.
- the angle between the first gap 41 and the first straight portion 11 may be, for example, 80° to 100°.
- the increase in loss in the coil unit 5 due to the presence of the first gap 41 can be effectively suppressed, and the decrease in performance of the coil unit 5 due to the presence of the first gap 41 can be effectively suppressed.
- the angle between the first gap 41 and the first straight portion 11 may be 90°. In this case, the increase in loss in the coil unit 5 due to the presence of the first gap 41 can be even more effectively suppressed.
- the angles formed between the second to eighth gaps 42-48 and the second to eighth straight portions 12-18 may be, for example, 80° to 100°, respectively.
- the increase in loss in the coil unit 5 due to the presence of the second to eighth gaps 42-48 can be effectively suppressed.
- the angles formed between the second to eighth gaps 42-48 and the second to eighth straight portions 12-18 when viewed in the axial direction may be 90°. In this case, the increase in loss in the coil unit 5 due to the presence of the second to eighth gaps 42-48 can be even more effectively suppressed.
- the angle between the gap 40 and the tangent to the curved portion at the intersection of the gap 40 and the turn portions 101 to 108 as viewed in the axial direction is preferably 80° to 100°, and more preferably 90°. In this case, too, the increase in loss of the coil unit 5 due to the presence of the gap 40 can be effectively suppressed.
- each magnetic resin element may have the same dimensions and shape as the shield pieces that overlap in the axial direction.
- the gaps extending between adjacent magnetic resin elements may coincide with the gaps 41-48 extending between the shield pieces 31-38 when viewed in the axial direction.
- the second shield member 50 is disposed on the second side of the coil 10.
- the second shield member 50 blocks the electromagnetic waves emitted by the coil 10 from the second side.
- the electromagnetic waves emitted by the coil unit 5 are blocked by the second shield member 50, thereby preventing the electromagnetic waves from affecting other electronic components, the human body, etc.
- the second shield member 50 can be formed from a metal such as aluminum.
- the second shielding member 50 is disposed at a distance from the first shielding member 30.
- a spacer 55 may be disposed between the second shielding member 50 and the first shielding member 30. This allows the distance between the second shielding member 50 and the first shielding member 30 to be maintained at a predetermined distance.
- the spacer 55 is not particularly limited as long as it is an insulating material, but is preferably a thermally conductive material. This allows the spacer 55 to promote heat dissipation from the coil unit 5.
- the first shielding member 30 and the second shielding member 50 may be connected via a thermally conductive material serving as the spacer 55.
- the thermally conductive member as the spacer 55 can be formed, for example, from an insulating heat dissipation material made by dispersing a material with high thermal conductivity in an insulating resin.
- the spacer 55 may be made using the above-mentioned insulating heat dissipation material and a metal member.
- a metal block made of a metal such as aluminum can be sandwiched between a film made of the above-mentioned insulating heat dissipation material to make a spacer 55 with high thermal conductivity.
- the spacer 55 made in this way is placed between the first shield member 30 and the second shield member 50 so that the above-mentioned film is located between the first shield member 30 and the metal block, and between the second shield member 50 and the metal block. This can effectively promote heat dissipation from the coil unit 5 while ensuring insulation between the first shield member 30 and the second shield member 50.
- the second shield member 50 when the second shield member 50 is placed close to the first shield member 30, for example, when the distance between the second shield member 50 and the first shield member 30 is set to 10 mm or less, the magnetic field lines generated in the coil 10 are likely to reach the second shield member 50. This is thought to make it easier for eddy currents to be generated in the second shield member 50. When eddy currents are more likely to be generated in the second shield member 50, the loss of the second shield member 50 increases, and the loss of the coil unit 5 increases. In particular, in the coil unit 5 of this embodiment, a gap 40 is formed in the first shield member 30. Therefore, it is thought that the above-mentioned magnetic field lines reach the second shield member 50 through the gap 40 in the first shield member 30. Therefore, when the second shield member 50 is placed close to the first shield member 30 in the coil unit 5 of this embodiment, it is thought that the loss of the coil unit 5 increases compared to a coil unit in which a gap 40 is not formed in the first shield member 30.
- the distance between the second shield member 50 and the first shield member 30 may be 10 mm or less, 5 mm or less, 3 mm or less, 2 mm or less, or 1 mm or less.
- the distance between the second shield member 50 and the first shield member 30 may be 10 mm or more, 15 mm or more, or 20 mm or more.
- the first connection terminal 56 is connected to the first straight portion 11 of the first turn portion 101 that forms the innermost periphery of the coil element 10i.
- the second connection terminal 57 is connected to the eighth straight portion 18 of the eighth turn portion 108 that forms the outermost periphery of the coil element 10i.
- the first connection terminal 56 and the second connection terminal 57 can be used, for example, when connecting to the high-frequency current supply unit 1A or the conversion unit 2A.
- the first connection terminal 56 and the second connection terminal 57 are connected to the high frequency current supply unit 1A or AC power supply as shown in FIG. 1.
- the current can be passed from the first connection terminal 56 to the coil 10, and then from the second connection terminal 57 to the high frequency current supply unit 1A or AC power supply.
- the current can be passed from the second connection terminal 57 to the coil 10, and then from the first connection terminal 56 to the high frequency current supply unit 1A or AC power supply. This makes it possible to generate a magnetic field including magnetic lines of force along the central axis of the coil 10.
- a high-frequency current can be generated in the coil 10 by receiving a magnetic field that includes magnetic lines of force along the central axis of the coil 10. This high-frequency current can then be supplied to an external device from the first connection terminal 56 or the second connection terminal 57.
- the first connection terminal 56 is connected to the inner end 10e1 of the coil 10 on the side of the second main surface 10b of the coil 10, but this is not limited to this.
- the first connection terminal 56 may be connected to the inner end 10e1 of the coil 10 on the side of the first main surface 10a of the coil 10.
- the first connection terminal 56 extends from the inside to the outside of the coil 10 when viewed in the axial direction.
- the connection terminal 56 is connected to the coil 10 via a conductive connection portion 58.
- the connection terminal 56 is spaced axially from the second to eighth turn portions 102 to 108 of the coil 10 and extends from the inside to the outside of the coil 10.
- the first connection terminal 56 may extend within a gap 40 that extends from the inside to the outside of the coil 10 when viewed in the axial direction. Also, as shown in FIG. 4, the first connection terminal 56 may extend from the inside to the outside of the coil 10 at a height position that overlaps with the shield piece 30P when viewed from the side of the coil unit 5. According to the knowledge gained by the inventors of the present invention, this makes it possible to suppress loss in the first shield member 30.
- connection terminal 56 and the connection portion 58, the connection portion 58 and the coil 10, and the second connection terminal 57 and the coil 10 are connected by ultrasonic bonding.
- connection method is not limited, and for example, a connection using a conductive adhesive may be used.
- the inner frame 60 extends circumferentially inside the coil 10. As can be seen from Fig. 4, the inner frame 60 protrudes in the first stacking direction AD1 beyond the first main surface 10a of the coil 10. The inner frame 60 is also located on the first side of the first shielding member 30, in other words, on the coil 10 side relative to the first shielding member 30.
- the inner frame 60 is magnetic.
- the inner frame 60 is provided to suppress losses due to eddy currents (so-called Joule losses) and leakage magnetic flux.
- the inner frame 60 is also provided to increase the coupling coefficient with other coil units.
- Joule losses refer to losses caused by the current in the coil 10 or the second shield member 50.
- the inner frame 60 preferably includes a soft magnetic material. More specifically, the inner frame 60 includes ferrite, preferably soft ferrite. The inner frame 60 may also include a nanocrystalline magnetic material.
- the relative magnetic permeability of the inner frame 60 is not particularly limited, but is preferably 100 or more, and may be 100 or more and 10,000 or less.
- the relative magnetic permeability of the inner frame 60 may be 500 or more, 1,000 or more, 2,000 or more, or 2,500 or more.
- the relative magnetic permeability of the inner frame 60 may be 8,000 or less, 6,000 or less, 4,000 or less, or 3,500 or less.
- the lower end of the inner frame 60 is embedded in the magnetic resin layer 20.
- a recess 23 that accommodates the inner frame 60 is provided on the surface of the magnetic resin layer 20 facing the first side.
- the inner frame 60 may be disposed on the surface of the magnetic resin layer 20 facing the first side.
- the protruding height 60H of the inner frame 60 protruding in the first stacking direction AD1 beyond the first main surface 10a is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 mm or more, 1.0 mm or more, 2.0 mm or more, or 3.0 mm or more.
- the width 60W of the inner frame 60 is not particularly limited, but may be, for example, 3 mm or more, or 5 mm or more.
- the width 60W of the inner frame 60 may be 10 mm or less.
- the inner frame 60 has a polygonal shape overall, corresponding to the polygonal shape of the coil 10 as a whole.
- the inner frame 60 includes a number of inner frame elements 61-69 formed in a rod shape. Each of the inner frame elements 61-69 extends linearly along the linear portions 11-18 of the coil element 10i.
- the inner frame 60 has an octagonal shape overall, corresponding to the octagonal shape of the coil 10 as a whole.
- the inner frame 60 includes first to ninth inner frame elements 61 to 69.
- the first to eighth inner frame elements 61 to 68 extend linearly along the first to eighth straight portions 11 to 18 of the first turn portion 101 of the coil element 10i, respectively.
- the ninth inner frame element 69 extends linearly along the first straight portion 11 of the second turn portion 102 of the coil element 10i.
- the ninth inner frame element 69 extends between the eighth inner frame element 68 and the first connection terminal 56 when viewed in the axial direction.
- the ninth inner frame element 69 does not overlap the first connection terminal 56 when viewed in the axial direction.
- the distance 60L between the coil 10 and the inner frame 60 is preferably 3 mm or less, may be 2 mm or less, may be 1 mm or less, or may be 0.5 mm or less. More specifically, the distances 60L between the first to eighth straight portions 11 to 18 of the first turn portion 101 and the first to eighth inner frame elements 61 to 68 are preferably 3 mm or less, may be 2 mm or less, or may be 1 mm or less. The distance 60L between the first straight portion 11 of the second turn portion 102 and the ninth inner frame element 69 is preferably 3 mm or less, may be 2 mm or less, or may be 1 mm or less. The distance 60L may be 0 mm. That is, the coil 10 and the inner frame 60 may be in direct contact with each other. Therefore, the distance 60L may be 0 mm or more and 3 mm or less.
- the inner frame elements 61-69 may be separated from each other.
- the distance between the circumferentially adjacent ends of the inner frame elements 61-69 is preferably 0.5 mm or less, and more preferably 0.3 mm or less.
- leakage of magnetic flux from between the circumferentially adjacent inner frame elements 61, 62; 62, 63; 63, 64; 64, 65; 65, 66; 66, 67; 67, 68; 68, 69 is suppressed.
- the distance between the circumferentially adjacent ends of the inner frame elements 61-69 may be 0 mm.
- the circumferentially adjacent inner frame elements 61, 62; 62, 63; 63, 64; 64, 65; 65, 66; 66, 67; 67, 68; 68, 69 may be in direct contact with each other.
- the inner frame elements 61-69 may be formed integrally.
- the outer frame 70 extends circumferentially outside the coil 10. As can be seen from Fig. 4, the outer frame 70 protrudes in the first stacking direction AD1 beyond the first main surface 10a of the coil 10. In addition, when viewed in the axial direction, the outer frame 70 is located inside the outer edge 30e of the first shielding member 30. The outer frame 70 is located on the first side of the first shielding member 30, in other words, on the coil 10 side of the first shielding member 30.
- the outer frame 70 is magnetic.
- the outer frame 70 is provided to suppress losses due to eddy currents (so-called Joule losses) and leakage magnetic flux.
- the outer frame 70 is also provided to increase the coupling coefficient with other coil units.
- the outer frame 70 preferably includes a soft magnetic material. More specifically, the outer frame 70 includes ferrite, preferably soft ferrite. The outer frame 70 may also include a nanocrystalline magnetic material.
- the relative magnetic permeability of the outer frame 70 is not particularly limited, but is preferably 100 or more, and may be 100 or more and 10,000 or less.
- the relative magnetic permeability of the outer frame 70 may be 1,000 or more, 2,000 or more, or 3,000 or more.
- the relative magnetic permeability of the outer frame 70 may be 8,000 or less, 6,000 or less, or 4,000 or less.
- the lower end of the outer frame 70 is embedded in the magnetic resin layer 20.
- a recess 24 that accommodates the outer frame 70 is provided on the surface of the magnetic resin layer 20 facing the first side.
- the outer frame 70 may be disposed on the surface of the magnetic resin layer 20 facing the first side.
- the protruding height 70H of the outer frame 70 protruding in the first stacking direction AD1 beyond the first main surface 10a is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 mm or more, 1.0 mm or more, 2.0 mm or more, or 3.0 mm or more.
- the width 70W of the outer frame 70 is not particularly limited, but may be, for example, 3 mm or more, or 5 mm or more.
- the width 70W of the outer frame 70 may be 10 mm or less.
- the outer frame 70 has a polygonal shape overall, corresponding to the polygonal shape of the coil 10 as a whole.
- the outer frame 70 includes a number of outer frame elements 71-79 formed in a rod shape. Each of the outer frame elements 71-79 extends linearly along the straight portions 11-18 of the coil element 10i.
- the outer frame 70 has an octagonal shape overall, corresponding to the octagonal shape of the coil 10 as a whole.
- the outer frame 70 includes first to ninth outer frame elements 71 to 79.
- the first to eighth outer frame elements 71 to 78 extend linearly along the first to eighth straight portions 11 to 18 of the eighth turn portion 108 of the coil element 10i, respectively.
- the ninth outer frame element 79 extends linearly along the eighth straight portion 18 of the seventh turn portion 107 of the coil element 10i.
- the ninth outer frame element 79 extends between the first outer frame element 71 and the second connection terminal 57 when viewed in the axial direction.
- the ninth outer frame element 79 does not overlap the second connection terminal 57 when viewed in the axial direction.
- the distance 70L between the coil 10 and the outer frame 70 is preferably 3 mm or less, may be 2 mm or less, may be 1 mm or less, or may be 0.5 mm or less. More specifically, the distance between the first straight portion 11 of the eighth turn portion 108 and the first outer frame element 71 is preferably 3 mm or less, may be 2 mm or less, or may be 1 mm or less. Similarly, the distance between the second to eighth straight portions 12 to 18 of the eighth turn portion 108 and the second to eighth outer frame elements 72 to 78 is preferably 3 mm or less, may be 2 mm or less, or may be 1 mm or less.
- the distance between the eighth straight portion 18 of the seventh turn portion 107 and the ninth outer frame element 79 is preferably 3 mm or less, may be 2 mm or less, or may be 1 mm or less.
- the distance 70L may be 0 mm. That is, the coil 10 and the outer frame 70 may be in direct contact with each other. Therefore, the distance 70L may be 0 mm or more and 3 mm or less.
- the eighth outer frame element 78 and the ninth outer frame element 79 are spaced apart from each other.
- the second connection terminal 57 passes between the eighth outer frame element 78 and the ninth outer frame element 79 and extends from the inside to the outside of the outer frame 70.
- the other outer frame elements 71-78 may also be separated from each other.
- the outer frame elements 71 and 79 may also be separated from each other.
- the distance between the circumferentially adjacent ends of the outer frame elements 71-78 and the distance between the circumferentially adjacent ends of the outer elements 79, 71 is preferably 0.5 mm or less, and more preferably 0.3 mm or less.
- the distance between the circumferentially adjacent ends of the outer frame elements 71 to 78 and the distance between the circumferentially adjacent ends of the outer elements 79, 71 may be 0 mm.
- the circumferentially adjacent outer frame elements 71, 72; 72, 73; 73, 74; 74, 75; 75, 76; 76, 77; 77, 78; 79, 71 may be in direct contact with each other.
- multiple outer frame elements 71 to 79 may be formed integrally.
- the outer frame 70 further includes tenth to eleventh outer frame elements 80, 81.
- the tenth to eleventh outer frame elements 80, 81 extend along the second connection terminal 57 on both sides of the second connection terminal 57 when viewed in the axial direction.
- One end of the tenth outer frame element 80 is disposed near the eighth outer frame element 78.
- the distance between the one end of the tenth outer frame element 80 and the eighth outer frame element 78 is preferably 0.5 mm or less, and more preferably 0.3 mm or less. In this case, leakage of magnetic flux from between the tenth outer frame element 80 and the eighth outer frame element 78 is suppressed.
- the distance between the one end of the tenth outer frame element 80 and the eighth outer frame element 78 may be 0 mm.
- the tenth outer frame element 80 may be formed integrally with multiple outer frame elements 71 to 79.
- One end of the 11th outer frame element 81 is disposed near the 9th outer frame element 79.
- the distance between the one end of the 11th outer frame element 81 and the 9th outer frame element 79 is preferably 0.5 mm or less, and more preferably 0.3 mm or less. In this case, leakage of magnetic flux from between the 11th outer frame element 81 and the 9th outer frame element 79 is suppressed.
- the distance between the one end of the 11th outer frame element 81 and the 9th outer frame element 79 may be 0 mm.
- the 11th outer frame element 81 may be formed integrally with multiple outer frame elements 71 to 79.
- the first outer frame element 71 includes a discontinuous portion 85.
- the discontinuous portion 85 is formed between both ends of the first outer frame element 71. More specifically, the first outer frame element 71 includes a first portion 71a and a second portion 71b aligned along the first direction D1 of the first outer frame element 71. One end 71aa of the first portion 71a forms one end of the first outer frame element 71. The other end 71ab of the first portion 71a faces one end 71ba of the second portion 71b in the first direction D1. The other end 71bb of the second portion 71b forms the other end of the first outer frame element 71.
- the discontinuous portion 85 is formed between the other end 71ab of the first portion 71a and one end 71ba of the second portion 71b. The discontinuous portion 85 overlaps with the first connection terminal 56 when viewed in the axial direction.
- a discontinuous portion 85 that overlaps with the first connection terminal 56 when viewed in the axial direction is formed in the outer frame 70, thereby effectively suppressing losses in the coil unit 5 (particularly, iron loss in the first shield member 30).
- iron loss in the shield piece 31 that overlaps with the inner end region of the coil element 10i (in the illustrated example, the first straight portion 11 of the first turn portion 101) when viewed in the axial direction can be effectively suppressed.
- the width 85W of the discontinuous portion 85 is greater than the width of the first connection terminal 56, but is not limited to this. As shown in FIG. 7, the width 85W of the discontinuous portion 85 may be smaller than the width of the first connection terminal 56.
- the width 85W of the discontinuous portion 85 is preferably 0.8 mm or more, and more preferably 1 mm or more.
- the width 85W of the discontinuous portion 85 may be 2 mm or more, 5 mm or more, 10 mm or more, 20 mm or more, 30 mm or more, or 40 mm or more.
- the width 85W of the discontinuous portion 85 is 5 mm or more, the risk of the width 85W of the discontinuous portion 85 becoming less than 0.8 mm is suppressed even if the coil unit 5 is subjected to vibration or impact and the first part 71a and the second part 71b of the first outer frame element 71 move.
- the width 85W of the discontinuous portion 85 is the distance between the ends 71ab and 71ba of the outer frame 70 that face each other across the discontinuous portion 85.
- the distances 71La, 71Lb between the ends 71ab, 71ba of the outer frame 70 that form the discontinuous portion 85 and the first connection terminal 56 are preferably 10 mm or less, and more preferably 5 mm or less.
- the coil unit 5 has an inner frame 60 and an outer frame 70, but is not limited to this.
- the coil unit 5 may have only one of the inner frame 60 and the outer frame 70. In this case as well, losses in the coil unit 5 (especially Joule losses) can be suppressed.
- the inner frame 60 is formed in a circumferential shape, but this is not limited to this.
- the inner frame 60 may be in the shape of a plate or block that extends continuously around the inner region of the coil 10 when viewed in the axial direction. When viewed in the axial direction, the inner frame 60 may extend continuously from the vicinity of the first turn portion 11 of the coil 10 to the central axis C. The central axis C may pass through the inner frame 60.
- the discontinuous portion 85 overlaps with the first connection terminal 56 when viewed in the axial direction, but this is not limited to this. As shown in Figure 8, the discontinuous portion 85 does not have to overlap with the first connection terminal 56 when viewed in the axial direction. In this case as well, losses (particularly iron loss) in the coil unit 5 can be suppressed.
- the discontinuous portion 85 may overlap the gap 40 between the shield pieces 30P when viewed in the axial direction. In this case, the discontinuous portion 85 does not have to overlap the first connection terminal 56 when viewed in the axial direction. In this case as well, losses (particularly iron loss) in the coil unit 5 can be effectively suppressed.
- the outer frame 70 has a discontinuous portion 85, but this is not limited to this.
- the outer frame 70 does not have to have a discontinuous portion 85. In this case as well, losses (especially Joule losses) in the coil unit 5 can be suppressed.
- the first shielding member 30 is divided into multiple shielding pieces 30P, but this is not limited to this.
- the first shielding member 30 does not have to be divided into multiple shielding pieces 30P.
- the manner in which the first shield member 30 is divided is not limited to the manner shown in Figs. 2 to 6.
- the multiple shield pieces 30P are approximately the same size, but as shown in Fig. 9, the multiple shield pieces 30P may be different in size from each other.
- the first turning direction CD1 the direction in which the coil element 10i turns around the central axis C from the inner end 10e1 to the outer end 10e2
- the larger the area of the shield piece 31 adjacent to the first connection terminal 56 in the first turning direction CD1 the smaller the iron loss of the shield piece 31 can be, and the smaller the iron loss of the entire first shield member 30 can be.
- the area of the shield piece 31 adjacent to the first connection terminal 56 in the first winding direction CD1 is equal to or larger than the area of the shield piece 38 adjacent to the shield piece 31 across the first connection terminal 56. It is also preferable that the area of the shield piece 31 adjacent to the first connection terminal 56 in the first winding direction CD1 is equal to or larger than the area of the shield piece 32 adjacent to the shield piece 31 in the first winding direction CD1.
- the performance of the coil unit 5 is improved by making the coil 10 into a regular octagonal shape overall, but this is not limited to this.
- the performance of the coil unit 5 can be improved by making the shape of the coil 10 closer to a regular dodecagon. Therefore, the coil 10 may have a regular dodecagonal shape overall.
- the coil element 10i (conductor 10E) may be wound so that each turn portion 101 to 108 forms approximately a regular dodecagon.
- the first shielding member 30 is divided into multiple shielding pieces 30P, and the first connection terminal 56 extends within the gap 40 between adjacent shielding pieces 30P when viewed in the axial direction, but this is not limited to this.
- a notch extending from the inside to the outside of the coil 10 when viewed in the axial direction may be formed in the first shielding member 30, and the first connection terminal 56 may extend within this notch.
- the first connection terminal 56 may extend from the inside to the outside of the coil 10 at a height position where it overlaps with the first shielding member 30 when viewed from the side of the coil unit 5.
- the coil 10 includes a single coil element 10i, but is not limited to this. As shown in Figures 10 to 13, the coil 10 may have multiple coil elements 10j, 10jj. In this case, too, by providing the coil unit 5 with an inner frame 60 and/or an outer frame 70, losses in the coil unit 5 (particularly Joule losses) can be suppressed.
- FIG. 10 is a perspective view of the coil unit 5 according to this modified example.
- Figure 11 is an exploded perspective view of the coil unit 5 shown in Figure 10.
- Figure 12 is a cross-sectional view of the coil unit 5 taken along line XII-XII in Figure 10.
- Figure 13 is a plan view of the coil unit 5.
- the magnetic resin layer 20 is omitted from illustration in Figures 11 and 13.
- the magnetic wall portion 25 is omitted from illustration in Figure 13.
- the coil 10 includes a first coil element 10j and a second coil element 10jj that are aligned in the axial direction.
- the second coil element 10jj and the first coil element 10j are aligned in this order in the first stacking direction AD1.
- the pitch along the axial direction of the first coil element 10j and the second coil element 10jj is, for example, 5 mm or more and 40 mm or less.
- each coil element 10j, 10jj includes a conductor 10E having a spiral shape.
- the conductor 10E includes a plurality of turn portions 101-105 arranged in the radial direction.
- the conductor 10E includes first to fifth turn portions 101-105. The first to fifth turn portions 101-105 are arranged in this order from the inside to the outside in the radial direction.
- first to fifth turn portions 101 to 105 of the first coil element 10j are aligned in the axial direction with the first to fifth turn portions 101 to 105 of the second coil element 10jj, respectively.
- Each turn portion 101-105 of each coil element 10j, 10jj includes multiple straight portions 11-17 arranged around the central axis C. Straight portions 11-17 adjacent in the circumferential direction of a circle centered on the central axis C are connected to each other.
- the first to fourth turn portions 101-104 of each coil element 10j, 10jj include turn connection portions 19.
- the first to fourth turn portions 101-104 are connected to the second to fifth turn portions 102-105 at their turn connection portions 19, respectively.
- the turn connection portions 19 of the first to fourth turn portions 101 to 104 form a turn connection portion group 19G.
- the turn connection portion group 19G extends as a whole in the fourth direction D4.
- the turn connection portion group 19G is arranged so that the central axis C passes between the turn connection portion group 19G and the fourth straight portion group 14G.
- the first to seventh straight portions 11 to 17 and the turn connection portion 19 of the first turn portion 101 of the first coil element 10j are aligned in the axial direction with the first to seventh straight portions 11 to 17 and the turn connection portion 19 of the first turn portion 101 of the second coil element 10jj, respectively.
- the first to seventh straight portions 11 to 17 and the turn connection portion 19 of the second to fourth turn portions 102 to 104 of the first coil element 10j are aligned in the axial direction with the first to seventh straight portions 11 to 17 and the turn connection portion 19 of the second to fourth turn portions 102 to 104 of the second coil element 10jj, respectively.
- the first to seventh straight portions 11 to 17 of the fifth turn portion 105 of the first coil element 10j are aligned in the axial direction with the first to seventh straight portions 11 to 17 of the fifth turn portion 105 of the second coil element 10jj, respectively.
- the first turn portion 101 of the first coil element 10j and the first turn portion 101 of the second coil element 10jj are electrically connected.
- the first coil element 10j and the second coil element 10jj are connected via a conductive connection portion 59.
- a first connection terminal 56 is connected to the first straight portion 11 of the fifth turn portion 105 of the second coil element 10jj.
- a second connection terminal 57 is connected to the seventh straight portion 17 of the fifth turn portion 105 of the first coil element 10j.
- the first coil element 10j forms the first main surface 10a of the coil 10.
- the second coil element 10jj forms the second main surface 10b of the coil 10.
- the magnetic resin layer 20 is in close contact with the second main surface 10b of the coil 10.
- the coil 10 is embedded in the magnetic resin layer 20.
- the magnetic resin layer 20 is also in close contact with the surface of the first coil element 10j facing the second side.
- this is not limited to this, and the magnetic resin layer 20 does not have to be in close contact with the surface of the first coil element 10j facing the second side.
- the inner frame 60 includes first to eighth inner frame elements 61 to 68.
- the first to seventh inner frame elements 61 to 67 extend linearly along the first to seventh straight portions 11 to 17 of the first turn portion 101 of the first coil element 10j, respectively.
- the eighth inner frame element 68 extends along the turn connection portion 19 of the first turn portion 101 of the first coil element 10j.
- the outer frame 70 includes first to eighth outer frame elements 71 to 78.
- the first to seventh outer frame elements 71 to 77 extend linearly along the first to seventh straight portions 11 to 17 of the fifth turn portion 105 of the coil element 10j, respectively.
- the eighth outer frame element 78 is disposed adjacent to the turn connection portion 19 of the fourth turn portion 104 of the first coil element 10j.
- the eighth outer frame element 78 extends linearly along the fourth direction D4. In the illustrated example, the eighth outer frame element 78 extends between the first outer frame element 71 and the seventh outer frame element 77 when viewed in the axial direction.
- the eighth outer frame element 78 includes two discontinuous portions 85, 86.
- the discontinuous portions 85, 86 are formed between both ends of the eighth outer frame element 78.
- the eighth outer frame element 78 includes first to third portions 78a to 78c aligned along the fourth direction D4.
- One end of the first portion 78a forms one end of the eighth outer frame element 78.
- the other end of the first portion 78a faces one end of the second portion 78b in the fourth direction D4.
- the other end of the second portion 78b faces one end of the third portion 78c in the fourth direction D4.
- the other end of the third portion 78c forms the other end of the eighth outer frame element 78.
- a discontinuous portion 85 is formed between the other end of the first portion 78a and one end of the second portion 78b.
- the discontinuous portion 85 overlaps with the first connection terminal 56 when viewed in the axial direction.
- the discontinuous portion 86 is formed between the other end of the second portion 78b and one end of the third portion 78c.
- the second connection terminal 57 extends from the inside to the outside of the outer frame 70 through the discontinuous portion 86.
- the outer frame 70 also has discontinuous parts 85, 86. This makes it possible to suppress losses (particularly iron loss) in the coil unit 5. Furthermore, the discontinuous part 85 overlaps with the first connection terminal 56. This makes it possible to effectively suppress losses (particularly iron loss) in the coil unit 5.
- the coil unit 5 according to this embodiment can be used as a power transmitting coil in the power transmitting device 1 of the wireless power transmission system S described above, and can be used as a power receiving coil in the power receiving device 2 .
- the first connection terminal 56 and the second connection terminal 57 are connected to the high frequency current supply unit 1A or AC power supply as shown in FIG. 1.
- the current can be passed from the first connection terminal 56 to the coil 10, and then from the second connection terminal 57 to the high frequency current supply unit 1A or AC power supply.
- the current can be passed from the second connection terminal 57 to the coil 10, and then from the first connection terminal 56 to the high frequency current supply unit 1A or AC power supply. This makes it possible to generate a magnetic field including magnetic lines of force along the central axis C of the coil 10.
- a high-frequency current can be generated in the coil 10 by receiving or generating a magnetic field including magnetic lines of force that pass through the inside of the coil 10. This high-frequency current can then be supplied to an external device from the first connection terminal 56 or the second connection terminal 57.
- the coil unit 5 can also be used in a transformer, an antenna, and the like.
- the first connection terminal 56 and the second connection terminal 57 are connected to an AC power source. Then, by supplying a high-frequency current, magnetic flux can be supplied from the center of the coil 10 to the iron core.
- the coil unit 5 includes a spirally formed coil 10, a magnetic resin layer 20, a magnetic wall portion 25, a first shielding member 30, a second shielding member 50, a first connection terminal 56, and a second connection terminal 57, similar to the examples shown in Figures 2 to 6.
- the coil 10 has a single coil element 10i.
- the coil element 10i is wound in a generally regular octagonal shape.
- the coil element 10i has first to eighth turn portions 101 to 108. In the second to eighth turn portions 102 to 108, the distance between adjacent turn portions 102, 103; ... 107, 108 is 6 mm.
- the distance between the first straight portion 11 of the first turn portion 101 and the first straight portion 11 of the second turn portion 102 is 3 mm.
- the coil element 10i is made of copper.
- the coil element 10i has a line width of 6 mm and a thickness of 0.5 mm.
- the dimensions of the coil 10 along the first direction D1 and the third direction D3 perpendicular to the first direction D1 are 295 mm and 295 mm, respectively.
- the magnetic resin layer 20 is in close contact with the second main surface 10 b of the coil 10 .
- the magnetic resin layer 20 has a relative magnetic permeability of 10.
- the magnetic wall portion 25 has a relative magnetic permeability of 10.
- the dimension of the gap between the coil 10 and the first shield member 30 is 1.0 mm.
- the relative magnetic permeability of the first shield member 30 is 3,000.
- the first shield member 30 is divided into eight shield pieces 31 to 38. Each of the shield pieces 31 to 38 is formed from a ferrite plate.
- the gaps 41 to 48 between adjacent shield pieces 31, 32; 32, 33; 33, 34; 34, 35; 35, 36; 36, 37; 37, 38; 38, 31 extend radially from the central axis C.
- the first to eighth gaps 41 to 48 are perpendicular to the first to eighth straight portions 11 to 18, respectively, when viewed in the axial direction.
- the width of the first to eighth gaps 41 to 48 is 5 mm.
- the dimensions of the first shield member 30 in the first direction D1 and the third direction D3 are 300 mm and 300 mm, respectively.
- the distance between the magnetic resin layer 20 and the first shield member 30 is 1 mm.
- the second shield member 50 is made of aluminum.
- the dimensions of the second shield member 50 in the first direction D1 and the third direction D3 are 320 mm and 320 mm, respectively.
- the distance between the first shielding member 30 and the second shielding member 50 is 1 mm.
- the first connection terminal 56 is connected to the inner end 10e1 of the coil 10 and extends from the inside to the outside of the coil 10. When viewed in the axial direction, the first connection terminal 56 crosses the first straight portion group 11G. When viewed in the axial direction, the first connection terminal 56 extends within the first gap 41.
- the high frequency current supplied is 40A and the frequency is 85KHz.
- the coil unit 5 has the inner frame 60 and the outer frame 70 similar to the examples shown in FIGS.
- the relative magnetic permeability of the inner frame 60 is 3000.
- the inner frame 60 includes first to ninth inner frame elements 61 to 69. Each of the inner frame elements 61 to 69 is formed from a ferrite rod.
- the width 60W of the inner frame 60 is 3 mm, and the protruding height 60H is 3 mm.
- the distances between the first to eighth inner frame elements 61 to 68 and the first to eighth straight portions 11 to 18 of the first turn portion 101 are each 0.5 mm.
- the distance between the ninth inner frame element 69 and the first straight portion 11 of the second turn portion 102 is 0.5 mm.
- the distance between adjacent inner frame elements 61 to 69 in the circumferential direction is 0.5 mm.
- the relative magnetic permeability of the outer frame 70 is 3000.
- the outer frame 70 includes the first to ninth outer frame elements 71 to 79 described above. Each of the outer frame elements 71 to 79 is formed from a ferrite rod. Each of the outer frame elements 71 to 81 has a width 70W of 3 mm and a protruding height 70H of 3 mm. When viewed in the axial direction, the distances between the first to eighth outer frame elements 71 to 78 and the first to eighth straight portions 11 to 18 of the eighth turn portion 108 are each 0.5 mm. When viewed in the axial direction, the distance between the ninth outer frame element 79 and the eighth straight portion 18 of the seventh turn portion 107 is 0.5 mm. The distance between adjacent outer frame elements 71 to 79 in the circumferential direction is 0.5 mm.
- a discontinuous portion 85 is formed in the first outer frame element 71 . When viewed in the axial direction, the discontinuous portion 85 overlaps with the first connection terminal 56 . The width 85W of the discontinuous portion 85 is 15 mm.
- a discontinuous portion 85 is formed in the first outer frame element 71 . When viewed in the axial direction, the discontinuous portion 85 overlaps with the first connection terminal 56 . The width 85W of the discontinuous portion 85 is 45 mm.
- the coil unit does not have either an inner frame 60 or an outer frame 70.
- the loss of the coil unit 5 having the inner frame 60 and the outer frame 70 is lower than the loss of the coil unit not including the inner frame 60 and the outer frame 70 (coil unit of Comparative Example 1).
- the coil units 5 of Examples 1-1 to 1-5 have reduced joule loss compared to the coil unit of Comparative Example 1.
- the coil unit 5 having the discontinuous portion 85 in the outer frame 70 significantly reduces the iron loss in the first shield member 30 compared to the coil unit 5 not having the discontinuous portion 85 in the outer frame 70 (coil unit 5 in Example 1-1).
- the coil unit 5 in which the discontinuous portion 85 overlaps with the first connection terminal 56 when viewed in the axial direction significantly reduces iron loss in the first shield member 30 compared to the coil unit 5 in which the discontinuous portion 85 does not overlap with the first connection terminal 56 when viewed in the axial direction (coil unit 5 in Example 1-2).
- the coil unit 5 includes a coil 10 formed in a spiral shape, similar to the examples shown in Figures 10 to 13, a magnetic resin layer 20, a magnetic wall portion 25, a first shielding member 30, a second shielding member 50, a first connection terminal 56, and a second connection terminal 57.
- the coil 10 has a first coil element 10j and a second coil element 10jj.
- the first coil element 10j and the second coil element 10jj are wound in a generally regular octagonal shape.
- the first coil element 10j and the second coil element 10jj each have first to fifth turn portions 101 to 105. The distance between adjacent turn portions 101, 102; . . .
- Each coil element 10j, jj is made of copper. Each coil element 10j, jj has a line width of 6 mm and a thickness of 0.5 mm. The dimensions of the coil 10 along the first direction D1 and the third direction D3 are 295 mm and 295 mm, respectively.
- the magnetic resin layer 20 is in close contact with the second main surface 10 b of the coil 10 .
- the magnetic resin layer 20 has a relative magnetic permeability of 10.
- the magnetic wall portion 25 has a relative magnetic permeability of 10.
- the dimension of the gap between the coil 10 and the first shield member 30 is 1.0 mm.
- the relative magnetic permeability of the first shield member 30 is 3,000.
- the first shield member 30 is divided into eight shield pieces 31 to 38.
- Each of the shield pieces 31 to 38 is formed from a ferrite plate.
- the gaps 41 to 48 between adjacent shield pieces 31, 32; 32, 33; 33, 34; 34, 35; 35, 36; 36, 37; 37, 38; 38, 31 extend radially from the central axis C.
- the first to eighth gaps 41 to 48 are perpendicular to the first to eighth straight portions 11 to 18, respectively, when viewed in the axial direction.
- the width of the first to eighth gaps 41 to 48 is 5 mm.
- the dimensions of the first shield member 30 in the first direction D1 and the third direction D3 are 300 mm and 300 mm, respectively.
- the distance between the magnetic resin layer 20 and the first shield member 30 is 1 mm.
- the second shield member 50 is made of aluminum.
- the dimensions of the second shield member 50 in the first direction D1 and the third direction D3 are 320 mm and 320 mm, respectively.
- the distance between the first shielding member 30 and the second shielding member 50 is 1 mm.
- the first connection terminal 56 and the second connection terminal 58 are connected to the outermost turn portions 105 of the coil elements 10jj, 10j, respectively.
- the high frequency current supplied is 40A and the frequency is 85KHz.
- the coil unit 5 has an inner frame 60 similar to the example shown in FIGS.
- the relative magnetic permeability of the inner frame 60 is 3000.
- the inner frame 60 includes first to eighth inner frame elements 61 to 68. Each of the inner frame elements 61 to 68 is formed from a ferrite rod.
- the width 60W of the inner frame 60 is 3 mm, and the protruding height 60H is 3 mm. When viewed in the axial direction, the distances between the first to eighth inner frame elements 61 to 68 and the first to eighth straight portions 11 to 18 of the first turn portion 101 are each 0.5 mm.
- the distance between adjacent inner frame elements 61 to 69 in the circumferential direction is 0.5 mm.
- the coil unit 5 does not have an outer frame 70.
- the coil unit 5 has an outer frame 70 similar to the example shown in FIGS.
- the relative permeability of the outer frame 70 is 3000.
- the outer frame 70 includes the first to eighth outer frame elements 71 to 78 described above.
- Each of the outer frame elements 71 to 78 is formed from a ferrite rod.
- Each of the outer frame elements 71 to 78 has a width 70W of 3 mm and a protruding height 70H of 3 mm.
- the distances between the first to seventh outer frame elements 71 to 77 and the first to seventh straight portions 11 to 17 of the eighth turn portion 108 are each 0.5 mm.
- the distance between the eighth outer frame element 78 and the turn connection portion 19 of the seventh turn portion 107 is 0.5 mm.
- the distance between adjacent outer frame elements 71 to 78 in the circumferential direction is 0.5 mm.
- Discontinuous portions 85 and 86 are formed in the eighth outer frame element 78 .
- the discontinuous portion 85 overlaps with the first connection terminal 56 .
- the width 85W of the discontinuous portion 85 is 45 mm.
- the coil unit 5 does not have an inner frame 60 .
- the coil unit 5 has an inner frame 60 and an outer frame 70 similar to the examples shown in FIGS.
- the relative magnetic permeability of the inner frame 60 is 3000.
- the inner frame 60 includes first to eighth inner frame elements 61 to 68. Each of the inner frame elements 61-68 is formed from a ferrite rod.
- the width 60W of the inner frame 60 is 3 mm, and the protruding height 60H is 3 mm.
- the distances between the first to eighth inner frame elements 61 to 68 and the first to eighth straight portions 11 to 18 of the first turn portion 101 are each 0.5 mm.
- the distance between adjacent inner frame elements 61 to 69 in the circumferential direction is 0.5 mm.
- the relative magnetic permeability of the outer frame 70 is 3000.
- the outer frame 70 includes the first to eighth outer frame elements 71 to 78 described above. Each of the outer frame elements 71 to 78 is formed from a ferrite rod. Each of the outer frame elements 71 to 78 has a width 70W of 3 mm and a protruding height 70H of 3 mm. When viewed in the axial direction, the distances between the first to seventh outer frame elements 71 to 77 and the first to seventh straight portions 11 to 17 of the eighth turn portion 108 are each 0.5 mm. When viewed in the axial direction, the distance between the eighth outer frame element 78 and the turn connection portion 19 of the seventh turn portion 107 is 0.5 mm.
- the distance between adjacent outer frame elements 71 to 78 in the circumferential direction is 0.5 mm.
- Discontinuous portions 85 and 86 are formed in the eighth outer frame element 78 . When viewed in the axial direction, the discontinuous portion 85 overlaps with the first connection terminal 56 .
- the width 85W of the discontinuous portion 85 is 45 mm.
- the loss of the coil unit 5 having the inner frame 60 and the outer frame 70 is lower than the loss of the coil unit not including the inner frame 60 and the outer frame 70 (coil unit of Comparative Example 2).
- the coil units 5 of Examples 2-1 to 2-3 have reduced joule loss compared to the coil unit of Comparative Example 2.
- the total loss of the coil unit 5 having the inner frame 60 and the outer frame 70 (coil unit 5 of Examples 2-1 to 2-3) is lower than the total loss of the coil unit not including the inner frame 60 and the outer frame 70 (coil unit of Comparative Example 2).
- the coil units 5 of Examples 2-1 to 2-3 have reduced Joule loss compared to the coil unit of Comparative Example 2.
- the coil unit 5 includes a coil 10 including coil elements 10i; 10j, 10jj formed in a spiral shape around an arbitrary central axis C, a first shielding member 30, and an outer frame 70 extending circumferentially around the outside of the coil 10.
- the coil 10 has a first main surface 10a and a second main surface 10b that is the surface opposite to the first main surface 10a.
- the first shielding member 30 and the coil 10 are stacked in this order in a first direction AD1 from the second main surface 10b toward the first main surface 10a.
- the outer frame 70 includes ferrite and protrudes in the first direction AD1 beyond the first main surface 10a of the coil 10.
- Such a coil unit 5 can suppress losses (especially Joule losses) in the coil unit 5.
- the coil unit 5 according to one embodiment and its modified example further includes an inner frame 60 that extends circumferentially inside the coil 10.
- the inner frame 60 includes ferrite and protrudes in the first direction AD1 beyond the first main surface 10a of the coil 10. With such a coil unit 5, losses (particularly Joule losses) in the coil unit 5 can be suppressed.
- the coil unit 5 according to one embodiment and its modified example further includes a first connection terminal 56 connected to the coil 10.
- the coil 10 has an inner end 10e1 close to the central axis C and an outer end 10e2 far from the central axis C.
- the first connection terminal 56 is connected to the inner end 10e1 on the side of the second main surface 10b of the coil 10, and extends from the inside to the outside of the coil 10 when viewed in the axial direction.
- a discontinuous portion 85 is formed in the outer frame 70, which overlaps with the first connection terminal 56 when viewed in the axial direction. With such a coil unit 5, losses (particularly iron loss) in the coil unit 5 can be suppressed.
- the first shield member 30 is divided into a plurality of shield pieces 30P.
- the first shield member 30 is formed with gaps 40 that extend linearly between adjacent shield pieces 30P and that extend from the inside to the outside of the coil 10 when viewed in the axial direction.
- the outer frame 70 is formed with discontinuous portions 85 that overlap with the gaps 40 when viewed in the axial direction.
- the coil unit 5 includes a coil 10 including coil elements 10i; 10j, 10jj formed in a spiral shape around an arbitrary central axis C, a first shielding member 30, and an inner frame 60 extending circumferentially inside the coil 10.
- the coil 10 has a first main surface 10a and a second main surface 10b that is the surface opposite to the first main surface 10a.
- the first shielding member 30 and the coil 10 are stacked in this order in a first direction AD1 from the second main surface 10b toward the first main surface 10a.
- the inner frame 60 includes ferrite and protrudes in the first direction AD1 beyond the first main surface 10a of the coil 10. With such a coil unit 5, the loss of the coil unit 5 (particularly Joule loss) can be suppressed.
- the coil unit 5 further includes a first connection terminal 56 connected to the coil 10.
- the coil 10 has an inner end 10e1 close to the central axis C and an outer end 10e2 far from the central axis C.
- the first connection terminal 56 is connected to the inner end 10e1 on the side of the second main surface 10b of the coil 10 and extends from the inside to the outside of the coil 10 when viewed in the axial direction.
- the first shield member 30 is divided into a plurality of shield pieces 30P.
- the first shield member 30 has gaps 40 that extend linearly between adjacent shield pieces 30P and extend from the inside to the outside of the coil 10. When viewed in the axial direction, the first connection terminal 56 extends within the gaps 40. With such a coil unit 5, the loss (particularly iron loss) of the coil unit 5 can be suppressed.
- the coil unit 5 further includes a first connection terminal 56 connected to the coil 10.
- the coil 10 has an inner end 10e1 close to the central axis C and an outer end 10e2 far from the central axis C.
- the first connection terminal 56 is connected to the inner end 10e1 on the side of the second main surface 10b of the coil 10, and extends from the inside to the outside of the coil 10 as viewed in the axial direction.
- the first shield member 30 has a notch that extends from the inside to the outside of the coil 10 as viewed in the axial direction. As viewed in the axial direction, the first connection terminal 56 extends within the notch. With such a coil unit 5, losses (particularly iron loss) in the coil unit 5 can be suppressed.
- the first connection terminal 56 extends from the inside to the outside of the coil 10 at a height position where it overlaps with the first shield member 30 in a side view of the coil unit 5. With such a coil unit 5, losses (particularly iron loss) in the coil unit 5 can be suppressed.
- the coil elements 10i; 10j, 10jj wind around the central axis C in a first winding direction CD1 from their inner end to their outer end.
- the area of the shield piece 31 adjacent to the first connection terminal 56 in the first winding direction CD1 is equal to or greater than the area of the shield piece 38 adjacent to the shield piece 31 and sandwiching the first connection terminal 56 therebetween.
- the coil elements 10i; 10j, 10jj wind around the central axis C in a first winding direction CD1 from their inner end to their outer end.
- the area of the shield piece 31 adjacent to the first connection terminal 56 in the first winding direction CD1 is equal to or greater than the area of the shield piece 32 adjacent to the shield piece 31 in the first winding direction CD1.
Landscapes
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Abstract
コイルユニット(5)は、任意の中心軸線(C)の周りで渦巻形状に形成されたコイル要素(10i;10j,10jj)を含むコイル(10)と、第1シールド部材(30)と、コイル(10)の外方を周状に延びる外枠(70)と、を備える。コイル(10)は、第1主面(10a)と、第1主面(10a)とは反対側の面である第2主面(10b)とを有する。第1シールド部材(30)及びコイル(10)は、第2主面(10b)から第1主面(10a)に向かう第1方向(AD1)にこの順で積層されている。外枠(70)は、フェライトを含む。外枠(70)は、コイル(10)の第1主面(10a)よりも第1方向(AD1)に突出する。
Description
本開示は、コイルユニット、送電装置、受電装置、電力伝送システム及び移動体に関する。
近年、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送するワイヤレス電力伝送システムが普及しつつある。特許文献1には、ワイヤレス電力伝送システムの送電装置及び受電装置で用いられるコイルユニットが開示されている。コイルユニットは、渦巻き状に形成されたコイルを備えている。送電装置のコイルに電力を供給すると、当該コイルに磁界が生じる。この磁界の影響により、受電装置のコイルに電流が流れる。
このようなワイヤレス電力伝送システムにおいて、コイルユニットの性能を向上させて効率的な電力伝送を行うことが望まれている。
本開示の課題は、効率的な電力伝送を実現することである。
本開示の一実施の形態は、以下の[1]~[32]に関連する。
[1]
任意の中心軸線の周りで渦巻形状に形成されたコイル要素を含むコイルと、第1シールド部材と、前記コイルの外方を周状に延びる外枠と、を備え、
前記コイルは、第1主面と、前記第1主面とは反対側の面である第2主面とを有し、
前記第1シールド部材及び前記コイルは、前記第2主面から前記第1主面に向かう第1方向にこの順で積層され、
前記外枠は、フェライトを含み、前記コイルの前記第1主面よりも前記第1方向に突出する、コイルユニット。
任意の中心軸線の周りで渦巻形状に形成されたコイル要素を含むコイルと、第1シールド部材と、前記コイルの外方を周状に延びる外枠と、を備え、
前記コイルは、第1主面と、前記第1主面とは反対側の面である第2主面とを有し、
前記第1シールド部材及び前記コイルは、前記第2主面から前記第1主面に向かう第1方向にこの順で積層され、
前記外枠は、フェライトを含み、前記コイルの前記第1主面よりも前記第1方向に突出する、コイルユニット。
[2]
前記コイルの内方を周状に延びる内枠を更に備え、
前記内枠は、フェライトを含み、前記コイルの前記第1主面よりも前記第1方向に突出する、[1]に記載のコイルユニット。
前記コイルの内方を周状に延びる内枠を更に備え、
前記内枠は、フェライトを含み、前記コイルの前記第1主面よりも前記第1方向に突出する、[1]に記載のコイルユニット。
[3]
軸方向に見て、前記外枠は前記第1シールド部材の外縁よりも内側に位置する、[1]又は[2]に記載のコイルユニット。
軸方向に見て、前記外枠は前記第1シールド部材の外縁よりも内側に位置する、[1]又は[2]に記載のコイルユニット。
[4]
前記コイルに接続された第1接続端子を更に備え、
前記コイルは、前記中心軸線に近い内方端部と、前記中心軸線から遠い外方端部と、を有し、
前記第1接続端子は、前記コイルの前記内方端部に接続され、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延び、
前記外枠に、軸方向に見て前記第1接続端子と重なる不連続部が形成されている、[1]~[3]のいずれかに記載のコイルユニット。
前記コイルに接続された第1接続端子を更に備え、
前記コイルは、前記中心軸線に近い内方端部と、前記中心軸線から遠い外方端部と、を有し、
前記第1接続端子は、前記コイルの前記内方端部に接続され、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延び、
前記外枠に、軸方向に見て前記第1接続端子と重なる不連続部が形成されている、[1]~[3]のいずれかに記載のコイルユニット。
[5]
前記第1シールド部材は、複数のシールド小片に分割され、
前記第1シールド部材には、隣り合うシールド小片間を直線状に延びる間隙であって、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延びる間隙が形成されており、
前記外枠に、軸方向に見て前記間隙と重なる不連続部が形成されている、[1]~[4]のいずれかに記載のコイルユニット。
前記第1シールド部材は、複数のシールド小片に分割され、
前記第1シールド部材には、隣り合うシールド小片間を直線状に延びる間隙であって、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延びる間隙が形成されており、
前記外枠に、軸方向に見て前記間隙と重なる不連続部が形成されている、[1]~[4]のいずれかに記載のコイルユニット。
[6]
前記不連続部の幅が0.8mm以上である、[4]又は[5]に記載のコイルユニット。
前記不連続部の幅が0.8mm以上である、[4]又は[5]に記載のコイルユニット。
[7]
前記不連続部の幅が5mm以上である、[4]~[6]のいずれかに記載のコイルユニット。
前記不連続部の幅が5mm以上である、[4]~[6]のいずれかに記載のコイルユニット。
[8]
前記外枠の比透磁率が1000以上である、[1]~[7]のいずれかに記載のコイルユニット。
前記外枠の比透磁率が1000以上である、[1]~[7]のいずれかに記載のコイルユニット。
[9]
前記外枠が前記第1主面よりも前記第1方向に突出する突出高さが、1mm以上である、[1]~[8]のいずれかに記載のコイルユニット。
前記外枠が前記第1主面よりも前記第1方向に突出する突出高さが、1mm以上である、[1]~[8]のいずれかに記載のコイルユニット。
[10]
前記外枠の幅が3mm以上10mm以下である、[1]~[9]のいずれかに記載のコイルユニット。
前記外枠の幅が3mm以上10mm以下である、[1]~[9]のいずれかに記載のコイルユニット。
[11]
軸方向に見て、前記外枠と前記コイルとの距離が3mm以下である、[1]~[10]のいずれかに記載のコイルユニット。
軸方向に見て、前記外枠と前記コイルとの距離が3mm以下である、[1]~[10]のいずれかに記載のコイルユニット。
[12]
軸方向に見て、前記内枠と前記コイルとの距離が3mm以下である、[2]に記載のコイルユニット。
軸方向に見て、前記内枠と前記コイルとの距離が3mm以下である、[2]に記載のコイルユニット。
[13]
前記内枠の比透磁率が1000以上である、[2]に記載のコイルユニット。
前記内枠の比透磁率が1000以上である、[2]に記載のコイルユニット。
[14]
任意の中心軸線の周りで渦巻形状に形成されたコイル要素を含むコイルと、第1シールド部材と、前記コイルの内方を周状に延びる内枠と、を備え、
前記コイルは、第1主面と、前記第1主面とは反対側の面である第2主面とを有し、
前記第1シールド部材及び前記コイルは、前記第2主面から前記第1主面に向かう第1方向にこの順で積層され、
前記内枠は、フェライトを含み、前記コイルの前記第1主面よりも前記第1方向に突出する、コイルユニット。
任意の中心軸線の周りで渦巻形状に形成されたコイル要素を含むコイルと、第1シールド部材と、前記コイルの内方を周状に延びる内枠と、を備え、
前記コイルは、第1主面と、前記第1主面とは反対側の面である第2主面とを有し、
前記第1シールド部材及び前記コイルは、前記第2主面から前記第1主面に向かう第1方向にこの順で積層され、
前記内枠は、フェライトを含み、前記コイルの前記第1主面よりも前記第1方向に突出する、コイルユニット。
[15]
前記内枠の比透磁率が1000以上である、[14]に記載のコイルユニット。
前記内枠の比透磁率が1000以上である、[14]に記載のコイルユニット。
[16]
前記内枠が前記第1主面よりも前記第1方向に突出する突出高さが、1mm以上である、[14]又は[15]に記載のコイルユニット。
前記内枠が前記第1主面よりも前記第1方向に突出する突出高さが、1mm以上である、[14]又は[15]に記載のコイルユニット。
[17]
前記内枠の幅が3mm以上10mm以下である、[14]~[16]のいずれかに記載のコイルユニット。
前記内枠の幅が3mm以上10mm以下である、[14]~[16]のいずれかに記載のコイルユニット。
[18]
軸方向に見て、前記内枠と前記コイルとの距離が3mm以下である、[14]~[17]のいずれかに記載のコイルユニット。
軸方向に見て、前記内枠と前記コイルとの距離が3mm以下である、[14]~[17]のいずれかに記載のコイルユニット。
[19]
前記第1シールド部材はフェライトを含む、[1]~[18]のいずれかに記載のコイルユニット。
前記第1シールド部材はフェライトを含む、[1]~[18]のいずれかに記載のコイルユニット。
[20]
前記第1シールド部材は、複数のシールド小片に分割されている、[1]~[19]のいずれかに記載のコイルユニット。
前記第1シールド部材は、複数のシールド小片に分割されている、[1]~[19]のいずれかに記載のコイルユニット。
[21]
前記コイルユニットは、前記コイルの前記第2主面に直接接触する磁性体樹脂層を備え
る、[20]に記載のコイルユニット。
前記コイルユニットは、前記コイルの前記第2主面に直接接触する磁性体樹脂層を備え
る、[20]に記載のコイルユニット。
[22]
前記磁性体樹脂層の比透磁率が5以上30以下である、[21]に記載のコイルユニット。
前記磁性体樹脂層の比透磁率が5以上30以下である、[21]に記載のコイルユニット。
[23]
前記コイルに接続された第1接続端子を更に備え、
前記コイルは、前記中心軸線に近い内方端部と、前記中心軸線から遠い外方端部とを有し、
前記第1接続端子は、前記コイルの前記第2主面の側において前記内方端部に接続され、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延び、
前記第1シールド部材は、複数のシールド小片に分割され、
前記第1シールド部材には、隣り合うシールド小片間を直線状に延びる間隙であって、前記コイルの内方から外方へ延びる間隙が形成されており、
軸方向に見て、前記第1接続端子は前記間隙内を延びている、[1]~[22]のいずれかに記載のコイルユニット。
前記コイルに接続された第1接続端子を更に備え、
前記コイルは、前記中心軸線に近い内方端部と、前記中心軸線から遠い外方端部とを有し、
前記第1接続端子は、前記コイルの前記第2主面の側において前記内方端部に接続され、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延び、
前記第1シールド部材は、複数のシールド小片に分割され、
前記第1シールド部材には、隣り合うシールド小片間を直線状に延びる間隙であって、前記コイルの内方から外方へ延びる間隙が形成されており、
軸方向に見て、前記第1接続端子は前記間隙内を延びている、[1]~[22]のいずれかに記載のコイルユニット。
[24]
前記第1接続端子は、前記コイルユニットの側面視において前記第1シールド部材と重なる高さ位置で、前記コイルの内方から外方へ延びている、[23]に記載のコイルユニット。
前記第1接続端子は、前記コイルユニットの側面視において前記第1シールド部材と重なる高さ位置で、前記コイルの内方から外方へ延びている、[23]に記載のコイルユニット。
[25]
前記コイルに接続された第1接続端子を更に備え、
前記コイルは、前記中心軸線に近い内方端部と、前記中心軸線から遠い外方端部とを有し、
前記第1接続端子は、前記コイルの前記第2主面の側において前記内方端部に接続され、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延び、
前記第1シールド部材には、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延びる切欠が形成されており、
軸方向に見て、前記第1接続端子は前記切欠内を延びている、[1]~[22]のいずれかに記載のコイルユニット。
前記コイルに接続された第1接続端子を更に備え、
前記コイルは、前記中心軸線に近い内方端部と、前記中心軸線から遠い外方端部とを有し、
前記第1接続端子は、前記コイルの前記第2主面の側において前記内方端部に接続され、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延び、
前記第1シールド部材には、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延びる切欠が形成されており、
軸方向に見て、前記第1接続端子は前記切欠内を延びている、[1]~[22]のいずれかに記載のコイルユニット。
[26]
前記第1接続端子は、前記コイルユニットの側面視において前記第1シールド部材と重なる高さ位置で、前記コイルの内方から外方へ延びている、[25]に記載のコイルユニット。
前記第1接続端子は、前記コイルユニットの側面視において前記第1シールド部材と重なる高さ位置で、前記コイルの内方から外方へ延びている、[25]に記載のコイルユニット。
[27]
前記コイル要素は、その内方端部から外方端部に向かって第1周回方向に前記中心軸線の周りを周回しており、
前記第1周回方向に前記第1接続端子と隣り合うシールド小片の面積が、当該シールド小片と前記第1接続端子を挟んで隣り合うシールド小片の面積以上である、[23]又は[24]に記載のコイルユニット。
前記コイル要素は、その内方端部から外方端部に向かって第1周回方向に前記中心軸線の周りを周回しており、
前記第1周回方向に前記第1接続端子と隣り合うシールド小片の面積が、当該シールド小片と前記第1接続端子を挟んで隣り合うシールド小片の面積以上である、[23]又は[24]に記載のコイルユニット。
[28]
前記コイル要素は、その内方端部から外方端部に向かって第1周回方向に前記中心軸線の周りを周回しており、
前記第1周回方向に前記第1接続端子と隣り合うシールド小片の面積が、当該シールド小片と前記第1周回方向に隣り合うシールド小片の面積以上である、[23]又は[24]に記載のコイルユニット。
前記コイル要素は、その内方端部から外方端部に向かって第1周回方向に前記中心軸線の周りを周回しており、
前記第1周回方向に前記第1接続端子と隣り合うシールド小片の面積が、当該シールド小片と前記第1周回方向に隣り合うシールド小片の面積以上である、[23]又は[24]に記載のコイルユニット。
[29]
[1]~[28]のいずれかに記載のコイルユニットを備える、送電装置。
[1]~[28]のいずれかに記載のコイルユニットを備える、送電装置。
[30]
[1]~[28]のいずれかに記載のコイルユニットを備える、受電装置。
[1]~[28]のいずれかに記載のコイルユニットを備える、受電装置。
[31]
送電装置と、受電装置とを備え、
前記送電装置及び前記受電装置のうちの少なくともいずれかが、[1]~[28]のいずれかに記載のコイルユニットを備える、電力伝送システム。
送電装置と、受電装置とを備え、
前記送電装置及び前記受電装置のうちの少なくともいずれかが、[1]~[28]のいずれかに記載のコイルユニットを備える、電力伝送システム。
[32]
[1]~[28]のいずれかに記載のコイルユニットを備える、移動体。
[1]~[28]のいずれかに記載のコイルユニットを備える、移動体。
本開示の一実施の形態によれば、効率的な電力伝送を実現できる。
以下、図面を参照して一実施の形態及びその変形例について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
また、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」などの用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば「シート」は、フィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
図1は、一実施の形態に係るコイルユニット5が適用されるワイヤレス電力伝送システムSを概略的に示す。まず、ワイヤレス電力伝送システムS(以下、電力伝送システムSと略す。)について図1を参照しつつ説明する。なお、電力伝送システムSに本実施の形態に係るコイルユニット5とは異なるコイルユニットが適用され得ることは、言うまでもない。
<ワイヤレス電力伝送システム>
電力伝送システムSは、送電装置1と、受電装置2とを備える。送電装置1は、コイルユニット5と、高周波電流供給部1Aとを含む。送電装置1におけるコイルユニット5は、送電コイルユニットとして機能する。高周波電流供給部1Aは、送電コイルユニットとしてのコイルユニット5に高周波電流を供給する。
電力伝送システムSは、送電装置1と、受電装置2とを備える。送電装置1は、コイルユニット5と、高周波電流供給部1Aとを含む。送電装置1におけるコイルユニット5は、送電コイルユニットとして機能する。高周波電流供給部1Aは、送電コイルユニットとしてのコイルユニット5に高周波電流を供給する。
受電装置2は、コイルユニット5と、変換部2Aとを含む。受電装置2におけるコイルユニット5は、受電コイルユニットとして機能する。変換部2Aは、コイルユニット5で生じる高周波電流を整形する。変換部2Aは、高周波電流を直流電流に変換する整流回路などを有する。変換部2Aは、例えば複数のダイオードを含む全波整流回路と、平滑化コンデンサーと、を備えてもよい。
本実施の形態では、送電装置1及び受電装置2のそれぞれがコイルユニット5を含む。ただし、送電装置1及び受電装置2のうちの一方のみにコイルユニット5が用いられ、他方には異なる形式のコイルユニットが用いられてもよい。
送電装置1から受電装置2にワイヤレス(非接触)で電力を伝送する際には、送電装置1が、高周波電流供給部1Aから送電コイルユニットとしてのコイルユニット5に所定の周波数の高周波電流を供給する。この際、コイルユニット5には、電磁誘導により磁界が生じる。そして、この磁界の影響で、受電装置2では、受電コイルユニットとしてのコイルユニット5に高周波電流が生じる。すなわち、受電装置2は送電装置1から磁界を受信して又は送電装置1での磁界の影響を受けて、電磁誘導により高周波電流を通流させる。変換部2Aは、この高周波電流を直流電流に変換し、変換した直流電流を例えば図示しないバッテリに供給する。
図1に示す電力伝送システムSは、電力伝送方式として、磁界共鳴方式を採用している。ただし、本実施の形態に係るコイルユニット5は、電磁誘導方式の電力伝送システムで用いられてもよい。また、電力伝送システムSは、電気自動車にワイヤレスで電力を伝送するシステムとして構成される。この場合、送電装置1は、道路、駐車場などに設置される。受電装置2は、電気自動車に設置される。
ただし、電力伝送システムSの用途は、電気自動車への電力伝送に限られるものではない。例えば、電力伝送システムSは、ドローンなどの飛行体、ロボットへの電力伝送に用いられてもよい。また、電力伝送システムSは、海中における潜水艇や、探査ロボットへの電力伝送に用いられてもよい。このように、電力伝送システムSは、電気自動車、飛行体、ロボット、潜水艇等、様々な移動体への電力伝送に用いられ得る。また、コイルユニット5の用途は、ワイヤレス電力伝送システムに限られない。例えば、コイルユニット5は、トランス、DC-DCコンバータ、アンテナなどに用いられてもよい。
以下、本実施の形態に係るコイルユニット5について説明する。
<コイルユニット>
図2は、本実施の形態に係るコイルユニット5の斜視図である。図3は、コイルユニット5の分解斜視図である。図4は、図2のIV-IV線に沿うコイルユニット5の断面図である。図5は、コイルユニット5の平面図である。図3及び図5では、後述する磁性体樹脂層20の図示を省略している。また、図5では、後述する磁性体壁部25の図示を省略している。図6は、図5の二点鎖線で囲まれた部分を拡大して示す図である。
図2は、本実施の形態に係るコイルユニット5の斜視図である。図3は、コイルユニット5の分解斜視図である。図4は、図2のIV-IV線に沿うコイルユニット5の断面図である。図5は、コイルユニット5の平面図である。図3及び図5では、後述する磁性体樹脂層20の図示を省略している。また、図5では、後述する磁性体壁部25の図示を省略している。図6は、図5の二点鎖線で囲まれた部分を拡大して示す図である。
図2乃至図5に示すように、コイルユニット5は、コイル10と、第1シールド部材30と、内枠60と、外枠70と、を備える。図示された例では、コイルユニット5は、更に、磁性体樹脂層20と、磁性体壁部25と、第2シールド部材50と、第1接続端子56と、第2接続端子57と、を備える。図4に示すように、コイル10は、第1主面10a及び第2主面10bを有する。第2主面10bは、第1主面10aとは反対側の面である。第2シールド部材50と、第1シールド部材30と、コイル10及び磁性体樹脂層20とは、第2主面10bから第1主面10aに向かう方向に、この順で配置されている。以下では、第2主面10bから第1主面10aに向かう方向を「第1積層方向AD1」とも呼ぶ。また、以下では、コイルユニット5及びその構成要素について用いる「第1側」の用語は、コイルユニット5及びその構成要素から見て、第1積層方向AD1に位置する側に位置する側を意味するものとする。また、以下では、コイルユニット5及びその構成要素について用いる「第2側」の用語は、コイルユニット5及びその構成要素から見て、第1積層方向AD1とは反対の方向(したがって、第1主面10aから第2主面10bに向かう方向)に位置する側を意味するものとする。
(コイル)
図5に示すように、コイル10は、任意の中心軸線Cの周りで渦巻形状に形成されたコイル要素10iを含んでいる。渦巻形状とは、旋回するにつれて中心から遠ざかる(あるいは旋回するにつれて中心に近づく)平面曲線の形を意味する。ここで言う平面曲線には、折れ線状に曲がって連なる平面パターンも含む。図示された本実施の形態において、渦巻形状は、中心軸線Cに直交する仮想平面上に位置している。
図5に示すように、コイル10は、任意の中心軸線Cの周りで渦巻形状に形成されたコイル要素10iを含んでいる。渦巻形状とは、旋回するにつれて中心から遠ざかる(あるいは旋回するにつれて中心に近づく)平面曲線の形を意味する。ここで言う平面曲線には、折れ線状に曲がって連なる平面パターンも含む。図示された本実施の形態において、渦巻形状は、中心軸線Cに直交する仮想平面上に位置している。
以下、軸方向とは、中心軸線C上を延びる方向又は中心軸線Cに平行な方向を意味する。また、径方向とは、中心軸線C上の任意の点を中心として中心軸線Cと直交する平面上に描かれた円の半径方向を意味する。また、周方向とは、中心軸線Cを中心とする円に沿った方向(当該円の周方向)を意味する。
コイル要素10iは、導電材料から形成される。本実施の形態では、コイル要素10iが銅から形成されるが、これに限られない。コイル要素10iは、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等で形成されてもよい。
図2乃至図6に示す例では、コイル10は単一のコイル要素10iから構成される。コイル要素10iは板状である。すなわち、コイル要素10iは平面コイルである。詳しくは、コイル要素10iは、非リッツ線の平面コイル要素である。図4に示すように、コイル要素10iの渦巻形状の周回方向に直交する方向での導線断面形状は矩形状になっている。
コイル要素10iは、渦巻形状を有する導電体10Eを含む。導電体10Eは、径方向に並ぶ複数のターン部10nを含む。複数のターン部10nは、渦巻形状の中心軸線Cに直交する方向に配列される。詳しくは、当該複数のターン部10nは、中心軸線Cから径方向の外方に向かって中心軸線Cから次第に離れるように接続される。これにより、複数のターン部10nは全体として渦巻形状をなす。
より詳しくは、ターン部10nは、基本的には線状の導体部分が環状をなさずに中心軸線Cの周りを360度周回する形状である。いわゆる平面コイルである場合には、ターン部10nの両端部は、径方向にずれる。複数のターン部10nでは、或るターン部10nの径方向の外方の端部に、他のターン部10nの径方向の内方の端部が接続する。これにより、複数のターン部10nが全体として中心軸線Cから離れるように延びていく。
以下では、複数のターン部10nのうちの中心軸線Cに最も近いものを、ターン部101と称す場合がある。また、ターン部101に接続するターン部を、ターン部102と称す場合がある。以下において複数のターン部10nのそれぞれに共通となる事項を説明する際には、基本的に、ターン部10nと称す。
本実施の形態では、ターン部10nは多角形をなすように周回する。なお、本明細書及び本開示で言う渦巻形状とは、螺旋状に巻いた平面曲線の形を意味する。ここで言う平面曲線には、図示のような折れ線状に曲がりつつ繰り返し周回する平面パターンも含む。また、言い換えると、渦巻形状とは、旋回するにつれて中心から遠ざかる(あるいは旋回するにつれて中心に近づく)平面曲線の形を意味する。
図示された例では、コイル要素10iの導電体10Eは、第1~第8ターン部101~108を含む。第1~第8ターン部101~108は、径方向の内側から外側に向けて、この順に並んでいる。言い換えると、第1ターン部101が径方向の最も内方に位置し、第8ターン部108が径方向の最も外方に位置している。更に言い換えると、第1ターン部101がコイル要素10iの最内周部を形成する。また、第8ターン部108がコイル要素10iの最外周部を形成する。なお、ある部材の径方向の内方とは、当該部材よりも中心軸線Cに近い位置のことを意味する。また、ある部材の径方向の外方とは、当該部材よりも径方向の外方に離れた位置のことを意味する。例えば「コイル要素10iの径方向の内方」と言う場合、これは、最内周のターン部101よりも中心軸線Cに近い位置のことを意味する。「コイル要素10iの径方向の外方」と言う場合、これは、最外周のターン部108よりも径方向の外方に離れた位置のことを意味する。
各ターン部101~108は、上記仮想平面上を延びている。第1~第8ターン部101~108は、この順に連なり、これによりコイル要素10iは渦巻形状を形成している。図示された例では、コイル要素10iは全体として八角形状である。コイル要素10i(導電体10E)は、各ターン部101~108が概ね八角形を成すように巻き回されている。しかしながら、コイル要素10iの形状は、これに限られない。コイル要素10iは、全体として八角形状以外の多角形状(例えば、四角形状や六角形状、十二角形状)であってもよい。この場合、各ターン部101~108は、八角形以外の多角形(例えば、四角形や六角形、十二角形)を概ね成すように巻き回されていてよい。また、コイル要素10iは、全体として円形状であってもよい。この場合、各ターン部101~108は、円形を概ね成すように巻き回されていてよい。
各ターン部101~108の一方の端部は、当該ターン部の101~108の他方の端部よりも、径方向の内方に位置している。言い換えると、各ターン部101~108の他方の端部は、当該ターン部の101~108の一方の端部よりも、径方向の外方に位置している。
各ターン部101~108は、中心軸線Cの周りに配置された複数の直線部11~18を含む。中心軸線Cを中心とする円の周方向に隣り合う直線部11~18は、互いに接続されている。図示された例では、第1~第8ターン部101~108は、第1~第8直線部11~18を含む。第1~第8直線部11~18は、周方向に沿ってこの順で並んでいる。
第1直線部11及び第5直線部15は、第1方向D1に延びる。第2直線部12及び第6直線部16は、第2方向D2に延びる。第3直線部13及び第7直線部17は、第3方向D3に延びる。第4直線部14及び第8直線部18は、第4方向D4に延びる。第1方向D1と第2方向D2と第3方向D3と第4方向D4とは、互いに非平行である。
各ターン部101~108において、周方向に隣り合う直線部11,12;12,13;13,14;14,15;15,16;16,17;17,18の隣り合う端部は、互いに接続されている。例えば、第1ターン部101の第1直線部11と第2直線部12とは、互いに接続されている。第1ターン部101の第2直線部12と第3直線部13とは、互いに接続されている。各ターン部101~108において、周方向に隣り合う直線部11,12;12,13;13,14;14,15;15,16;16,17;17,18の隣り合う端部は、周方向に沿って湾曲する曲線部を介して接続されていてもよい。
さらに、径方向に隣り合うターン部101,102;・・・;107,108の第8直線部18及び第1直線部11は、互いに接続されている。例えば、第1ターン部101の第8直線部18及び第2ターン部102の第1直線部11の周方向に隣り合う端部は、互いに接続されている。第2ターン部102の第8直線部18及び第3ターン部103の第1直線部11の周方向に隣り合う端部は、互いに接続されている。径方向に隣り合うターン部101,102;・・・;107,108の第8直線部18及び第1直線部11は、周方向に沿って湾曲する曲線部を介して接続されていてもよい。
複数のターン部101~108の第1直線部11は、径方向に配列されて第1直線部群11Gを形成する。また、複数のターン部101~108の第2直線部12は、径方向に配列されて第2直線部群12Gを形成する。また、複数のターン部101~108の第3直線部13は、径方向に配列されて第3直線部群13Gを形成する。また、複数のターン部101~108の第4直線部14は、径方向に配列されて第4直線部群14Gを形成する。また、複数のターン部101~108の第5直線部15は、径方向に配列されて第5直線部群15Gを形成する。また、複数のターン部101~108の第6直線部16は、径方向に配列されて第6直線部群16Gを形成する。また、複数のターン部101~108の第7直線部17は、径方向に配列されて第7直線部群17Gを形成する。また、複数のターン部101~108の第8直線部18は、径方向に配列されて第8直線部群18Gを形成する。径方向に隣り合う直線部11,11;12,12;13,13;14,14;15,15;16,16;17,17;18,18は、互いから径方向に離間している。
第1直線部群11G及び第5直線部群15Gは、その間を中心軸線Cが通るように配置されている。第2直線部群12G及び第6直線部群16Gは、その間を中心軸線Cが通るように配置されている。第3直線部群13G及び第7直線部群17Gは、その間を中心軸線Cが通るように配置されている。第4直線部群14G及び第8直線部群18Gは、その間を中心軸線Cが通るように配置されている。
さらに、図示された例では、軸方向に見て、コイル10は、全体として正八角形状である。言い換えると、コイル要素10i(導電体10E)は、各ターン部101~108が概ね正八角形を成すように巻き回されている。コイル要素10iは、正八角形の8つの辺に沿って延びる8つの直線部群11G~18Gを含む。本件発明者が得た知見によれば、コイル10が全体として八角形状である場合、コイル10の形状を正八角形状に近づけることで、コイルユニット5の性能を向上させることができる。
以上に説明したコイル要素10iは、一例として銅板やアルミ板等の金属板から渦巻形状に打ち抜かれて形成される。一方で、コイル要素10iは、銅箔やアルミ箔等の金属箔を渦巻形状にエッチングすることでも形成され得る。
コイル要素10iの半径(中心軸線Cから径方向で最も離れた部分までの距離)は80mm以上でもよく、450mm以下でもよい。コイル10が磁界共鳴方式で電気自動車に電力を伝送する電力伝送システムSの送電コイルユニット又は受電コイルユニットで用いられる場合、コイル要素10iの半径は、通常、200mm以上で350mm以下である。
コイル要素10iの厚さ(導電体10Eの厚さ)は、コイル要素10iの軸方向に沿って測定される。コイル要素10iの厚さ(導電体10Eの厚さ)は、例えば0.1mm以上2.0mm以下でもよく、0.2mm以上1.0mm以下でもよく、0.3mm以上10.7mm以下でもよい。コイル要素10iの厚さ(導電体10E)は、例えば0.15mm以上0.35mm以下でもよい。磁界共鳴方式で電気自動車に電力を伝送する場合、10kHzから200kHz、特に79kHzから90kHzの高周波電流の周波数域で、1kW以上、望ましくは5kW以上の電力を伝送可能とすることが望ましい。この場合、銅で形成されるコイル要素10iの厚さは、0.4mm以上であることが好ましい。
コイル要素10iにおける導電体10Eの線幅は、特に限られない。ただし、例えば79kHzから90kHzの高周波電流の周波数域で、1kW以上、好ましくは5kW以上の電力を伝送可能とすることを考慮すると、各ターン部101~108の線幅は、2mm以上20mm以下でもよく、2mm以上16mm以下、2mm以上12mm以下、2mm以上8mm以下でもよい。なお、線幅とは、導電体10Eが周回する方向に直交する断面での導電体10Eの内周面と外周面との間の距離のことを意味する。
また、断面形状が矩形となるコイル要素10i(導電体10E)のアスペクト比は、コイル要素10i(導電体10E)の線幅(各ターン部10nの径方向での幅)をコイル要素10i(導電体10E)の厚さで割ることにより定められる。コイル要素10i(導電体10E)のアスペクト比は、2以上12以下でもよいし、3以上10以下でもよい。
導電体10Eの厚さ及び線幅の測定は、コイルユニット5を軸方向に切断して導電体10Eを露出させた断面において、導電体10Eの各部を定規などで測定することにより行ってもよいし、断面画像の解析で行ってもよい。また、コイルユニット5からコイル要素10iを取り出して、導電体10Eの厚さを、定規、ノギス等で測定してもよい。同様に、コイルユニット5の他の部材の寸法も、その断面を定規などで測定することにより行ってもよいし、断面画像の解析で行ってもよい。
コイル10は、第1接続端子56が接続される端部10e1と、第2接続端子57が接続される10e2とを有する。図示された例では、コイル10は、単一のコイル要素10iから構成される。このため、一方の端部10e1は、コイル10の径方向の内方に位置する内方端部である。また、他方の端部10e2は、コイル10の径方向の外方に位置する外方端部である。内方端部10e1は、コイル要素10iの第1ターン部101の端部である。外方端部10e2は、コイル要素10iの第8ターン部108の端部である。内方端部10e1は、外方端部10e2に比べて中心軸線Cに近い。言い換えると、外方端部10e2は、内方端部10e1に比べて中心軸線Cから遠い。
図2乃至図6に示す例では、第2~第8ターン部102~108のピッチは等しい。しかしながら、図5に示すように、コイル要素10iの内方端部10e1と第2ターン部102の第1直線部11との距離は、第2ターン部102の第1直線部11と第3ターン部103の第1直線部11との距離よりも大きい。より具体的には、内方端部10e1を含むコイル要素10iの内方端部領域と第2ターン部102の第1直線部11との距離が、第2ターン部102の第1直線部11と第3ターン部103の第1直線部11との距離よりも大きい。ここで、内方端部領域は、図2乃至図6に示す例では、第1ターン部101の第1直線部11とである。本件発明者が得た知見によれば、第1接続端子56がコイル要素10iの内方端部10e1に接続される例において、内方端部10e1が第2ターン部102から離れていることにより、コイルユニット5の損失を抑制できる。とりわけ、軸方向に見て、コイル要素10iの上記内方端部領域と重なるシールド小片31の鉄損を、効果的に抑制できる。ここで、鉄損とは、第1シールド部材30の磁束によって生じる損失のことである。もちろん、コイル要素10iの内方端部10e1と第2ターン部102の第1直線部11との距離は、第2ターン部102の第1直線部11と第3ターン部103の第1直線部11との距離と等しくてもよい。言い換えると、第1~第8ターン部101~108のピッチは、互いに等しくてもよい。
なお、中心軸線Cは、本実施の形態では次のようにして定められる。まず、第2ターン部102の径方向の内方の端部から第2ターン部102と相似の形状の線状の仮想ターン部を径方向の内方に渦巻形状をなすように順次描画していく。そして、直径1cm内に収まる仮想ターン部が描画できるまで描画を継続する。そして、直径1cm内に収まる仮想ターン部の径方向の内方の領域を、渦巻形状の周方向及び径方向に直交する方向に通過する線が、中心軸線Cとして定められる。
(磁性体樹脂層)
磁性体樹脂層20は、磁気の透過及び/又は漏れ磁界の抑制のために設けられている。磁性体樹脂層20は、コイル10の軸方向でコイル10と重なる。この状態で、磁性体樹脂層20は、コイル10の第2主面10bに直接接触している。言い換えると、磁性体樹脂層20は、導電体10Eと直接接触している。図示された例では、磁性体樹脂層20は、コイル10の第2主面10bに密着している。言い換えると、磁性体樹脂層20は、導電体10Eと密着している。図示された例では、磁性体樹脂層20は、その外縁が、軸方向に見てコイル10の外側に位置するように形成されている。
磁性体樹脂層20は、磁気の透過及び/又は漏れ磁界の抑制のために設けられている。磁性体樹脂層20は、コイル10の軸方向でコイル10と重なる。この状態で、磁性体樹脂層20は、コイル10の第2主面10bに直接接触している。言い換えると、磁性体樹脂層20は、導電体10Eと直接接触している。図示された例では、磁性体樹脂層20は、コイル10の第2主面10bに密着している。言い換えると、磁性体樹脂層20は、導電体10Eと密着している。図示された例では、磁性体樹脂層20は、その外縁が、軸方向に見てコイル10の外側に位置するように形成されている。
磁性体樹脂層20は磁性を有する。コイルユニット5で生じる磁界は、コイル10の中心軸線Cに対して全方向に広がるように生じる。この際、磁性体樹脂層20は磁性を有することで、広がろうとする磁束線を中心軸線C側に配向できる。また、コイルユニット5で生じる磁界がコイルユニット5の周辺に位置する周辺部品に到達すると、周辺部品に悪影響が生じる場合がある。そのため、磁性体樹脂層20は、磁力線の周辺部品への到達を抑制するために設けられている。これにより、磁性体樹脂層20は電流の発生に寄与しない漏れ磁界を抑制できる。
磁性体樹脂層20は、一例として、樹脂を含む保持材料と、磁性体で構成される複数又は無数の磁性体粒子と、を含む。磁性体粒子は、保持材料に保持される。保持材料は絶縁性であり、詳しくは非磁性且つ絶縁性である。
磁性体樹脂層20の保持材料を形成するための樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド等の熱硬化性樹脂を採用可能である。この場合、後述するようにコイル10と磁性体樹脂層20とを熱プレスによって一体化する際、磁性体樹脂層20の樹脂を、熱硬化の過程で、コイル10の形状に沿って変形させることが容易である。また、磁性体樹脂層20を形成するための樹脂として、ナイロンやポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂も採用可能である。この場合も、磁性体樹脂層20の樹脂を、コイル10の形状に沿って変形させることが容易である。また、保持材料は、例えば繊維強化プラスチックを含むか、又は繊維強化プラスチックから形成されてもよい。例えば、保持材料は、ガラス繊維強化ポリアミドを含むか、又はガラス繊維強化ポリアミドから形成されてよい。
磁性体樹脂層20の磁性体粒子は、フェライト、特に軟磁性材料のフェライト、ナノ結晶磁性体、ケイ素鋼、電磁軟鉄、及びアモルファス金属のうちのいずれか又は二種以上から形成されてもよい。
図4に示すように、磁性体樹脂層20は、コイル10の渦巻形状に対応する渦巻形状の凹部22を有する。凹部22は、磁性体樹脂層20のうち、コイル10の軸方向に、言い換えると磁性体樹脂層20の厚さ方向に窪んだ部分である。凹部22は、コイル10の軸方向に見て渦巻形状である。そして、コイル10の少なくとも一部は、その渦巻形状を凹部22の渦巻形状に整合させた状態で、凹部22内に収納されている。詳しくは、凹部22は、導電体10Eの全体を収納する。このため、図4に示すように、磁性体樹脂層20は、コイル10の第1主面10a以外の3つの面に直接接触している。
本実施の形態では、導電体10Eは磁性体樹脂層20から突出しない。言い換えると、コイル10の第1主面10aと磁性体樹脂層20の第1側を向く面とは面一である。ただし、コイル10の一部が磁性体樹脂層20から突出するように、コイル10の一部のみが凹部22内に収納されてもよい。また、磁性体樹脂層20に凹部22が形成されず、平坦な磁性体樹脂層20の面にコイル10が設けられてもよい。また、導電体10Eは、外部に露出しない状態で磁性体樹脂層20に埋め込まれてもよい。
上述したように、図示された例では、磁性体樹脂層20は、コイル10の第2主面10bに密着している。具体的には、磁性体樹脂層20は、コイル10に凹部22において溶着している。すなわち、コイル10と磁性体樹脂層20とは、凹部22においてアンカー効果で接合されている。コイル10と磁性体樹脂層20とは例えば熱プレスにより一体化される。この際、磁性体樹脂層20の一部がコイル10の表面の凹所に入り込み、その後、硬化する。これにより、コイル10と磁性体樹脂層20とが溶着され、磁性体樹脂層20はコイル10と密着する。
磁性体樹脂層20は、後述する第1シールド部材30と同様に、複数に分割されていてもよい。この場合、磁性体樹脂層20は、複数の磁性体樹脂要素を含んでいてもよい。
磁性体樹脂層20の比透磁率は、2.0以上であることが好ましく、2.0以上20.0以下でもよい。磁性体樹脂層20の比透磁率は、5.0以上であることがより好ましく、5.0以上20.0以下でもよい。磁性体樹脂層20の比透磁率は特に限られないが、大き過ぎると磁性体樹脂層20の柔軟性や強度が不所望に損なわれる場合がある。したがって、磁性体樹脂層20の比透磁率は30以下でもよい。
(磁性体壁部)
磁性体壁部25は、図4に示すように、コイル10の第1主面10aよりも第1積層方向AD1に突出している。また、図2及び図4から理解されるように、軸方向に見て、磁性体壁部25は、コイル要素10iの複数のターン部101~108の間の隙間に沿って延びている。図示された例では、磁性体壁部25は渦巻形状であり、軸方向に見て、コイル要素10iの複数のターン部101~108の間の隙間と重なっている。
磁性体壁部25は、図4に示すように、コイル10の第1主面10aよりも第1積層方向AD1に突出している。また、図2及び図4から理解されるように、軸方向に見て、磁性体壁部25は、コイル要素10iの複数のターン部101~108の間の隙間に沿って延びている。図示された例では、磁性体壁部25は渦巻形状であり、軸方向に見て、コイル要素10iの複数のターン部101~108の間の隙間と重なっている。
磁性体壁部25は磁性を有する。磁性体壁部25は、渦電流による損失や漏れ磁束を抑制するために設けられる。また、磁性体壁部25は、他のコイルユニットとの結合係数を高くするために設けられる。磁性体壁部25の材料としては、上述した磁性体樹脂層20の材料と同じ材料を採用可能である。磁性体壁部25は、磁性体樹脂層20と一体に形成されてよい。
磁性体壁部25の比透磁率は、2.0以上であることが好ましく、2.0以上20.0以下でもよい。磁性体壁部25の比透磁率は、5.0以上であることがより好ましく、5.0以上20.0以下でもよい。磁性体壁部25の比透磁率は特に限られないが、大き過ぎると磁性体壁部25の柔軟性や強度が不所望に損なわれる場合がある。したがって、磁性体壁部25の比透磁率は30以下でもよい。
磁性体壁部25がコイル10の第1主面10aよりも第1積層方向AD1に突出する突出高さ25Hは、特に限られるものではないが、例えば0.5mm以上でもよく、1.0mm以上でもよい。
(第1シールド部材)
第1シールド部材30は、磁気の透過及び/又は漏れ磁界の抑制のために設けられている。第1シールド部材30は、第2シールド部材50と、コイル10及び磁性体樹脂層20との間に設けられている。第1シールド部材30は、板状に形成され、コイル10の軸方向に垂直な面に沿って拡がっている。第1シールド部材30は、軸方向に見て、その外周縁が磁性体樹脂層20及びコイル10の外側に位置する大きさを有している。図示された例では、第1シールド部材30は、軸方向に見て四角形状である。
第1シールド部材30は、磁気の透過及び/又は漏れ磁界の抑制のために設けられている。第1シールド部材30は、第2シールド部材50と、コイル10及び磁性体樹脂層20との間に設けられている。第1シールド部材30は、板状に形成され、コイル10の軸方向に垂直な面に沿って拡がっている。第1シールド部材30は、軸方向に見て、その外周縁が磁性体樹脂層20及びコイル10の外側に位置する大きさを有している。図示された例では、第1シールド部材30は、軸方向に見て四角形状である。
第1シールド部材30は磁性体を含む。上述したように、コイルユニット5で生じる磁界は、コイル10の中心軸線Cに対して全方向に広がるように生じる。この際、第1シールド部材30は磁性を有することで、広がろうとする磁束線を中心軸線C側に配向できる。また、第1シールド部材30は、磁力線の周辺部品への到達を抑制するために設けられている。これにより、第1シールド部材30は電流の発生に寄与しない漏れ磁界を抑制できる。
第1シールド部材30は好ましくは軟磁性体を含む。より具体的には、第1シールド部材30はフェライトを含む、好ましくはソフトフェライトを含む。また、第1シールド部材30は、ナノ結晶磁性体を含んでもよい。
図4に示す例では、第1シールド部材30は磁性体樹脂層20から離間して配置されているが、これに限られない。第1シールド部材30は、磁性体樹脂層20に接していてもよい。第1シールド部材30が磁性体樹脂層20から離間して配置される場合、第1シールド部材30と磁性体樹脂層20との間には、図示しないスペーサが配置されていてよい。これにより、第1シールド部材30と磁性体樹脂層20との間の距離を、所定の距離に維持できる。第1シールド部材30と磁性体樹脂層20との間の距離は、特に限定されないが、例えば3mm以下である。なお、第1シールド部材30と磁性体樹脂層20との間の距離が長くなるほど、コイルユニット5から放熱されづらくなりコイルユニット5が高温になる虞がある。このため、第1シールド部材30と磁性体樹脂層20との間の距離は、1mm以下であることが好ましい。第1シールド部材30と磁性体樹脂層20との間の距離は、0mmであってもよい。言い換えると、第1シールド部材30と磁性体樹脂層20とは、直接接触または密着していてもよい。第1シールド部材30と磁性体樹脂層20との間の距離を小さくすることは、コイルユニット5の寸法(とりわけ、軸方向に沿った寸法)を小さくするためにも好ましい。
図示された例では、第1シールド部材30は、複数のシールド小片30Pに分割されている。言い換えると、第1シールド部材30は、同一平面内に配置された複数のシールド小片30Pを含む。第1シールド部材30を複数のシールド小片30Pによって形成することにより、軸方向に見て外縁がコイル10の外側に位置する大きさの第1シールド部材30を、容易に作製できる。軸方向に見た各シールド小片30Pの寸法は、当該シールド小片30Pを150mm×150mmの正方形の輪郭で囲むことが可能な寸法であってよい。
図示された例では、第1シールド部材30は、第1~第8シールド小片31~38を含む。図示された例では、各シールド小片31~38は、フェライトを含む。より具体的には、各シールド小片31~38は、フェライト板で形成されている。
隣り合うシールド小片31,32;32,33;33,34;34,35;35,36;36,37;37,38;38,31の間には、間隙40が形成されている。間隙40の幅は任意であるが、シールド小片31~38の製造公差を考慮すると、間隙40の幅は1mm以上であることが好ましい。また、間隙40を通じた磁力線の透過を抑制する観点から、間隙40の幅は6mm以下であることが好ましい。
図示された例では、各シールド小片31~38は、全体として三角形状である。より具体的には、各シールド小片31~38は、全体として直角三角形状である。隣り合うシールド小片31,32;32,33;33,34;34,35;35,36;36,37;37,38;38,31の間に形成された第1~第8間隙41~48は、中心軸線Cから放射状に延びている。軸方向に見て、第1~第8間隙41~48は、それぞれ、第1~第8直線部群11G~18Gの少なくとも一部を横断する。図示された例では、軸方向に見て、第1~第8間隙41~48は、それぞれ、第1~第8直線部群11G~18Gを横断する。言い換えると、軸方向に見て、第1~第8間隙41~48は、それぞれ、第1~第8直線部群11G~18Gよりも径方向の内方から径方向の外方に亘って延びている。
第1間隙41が第1直線部11を横断するようにシールド小片31,38が配置されていることにより、第1直線部11の周囲に形成される磁力線が第1間隙41を通じて第2シールド部材50に到達することが抑制される。これにより、第1直線部11の周囲に形成される磁力線によって、第2シールド部材50に渦電流が発生することを抑制できる。このことは、第1間隙41の存在によるコイルユニット5の損失の増大を抑制可能であることを意味する。
同様に、第2~第8間隙42~48がそれぞれ第2~第8直線部12~18を横断するようにシールド小片31,32;32,33;33,34;34,35;35,36;36,37;37,38が配置されていることにより、第2~第8直線部12~18の周囲に形成される磁力線が第2~第8間隙42~48を通じて第2シールド部材50に到達することが抑制される。これにより、第2~第8直線部12~18の周囲に形成される磁力線によって、第2シールド部材50に渦電流が発生することを抑制できる。このことは、第2~第8間隙42~48の存在によるコイルユニット5の損失の増大を抑制可能であることを意味する。
軸方向に見て、第1間隙41と第1直線部11とが成す角度は、例えば80°~100°であってよい。この場合、第1間隙41の存在によるコイルユニット5の損失の増大を効果的に抑制でき、第1間隙41の存在によるコイルユニット5の性能の低下を効果的に抑制できる。さらに、図5から理解されるように、軸方向に見て、第1間隙41と第1直線部11とが成す角度は、90°であってもよい。この場合、第1間隙41の存在によるコイルユニット5の損失の増大を更に効果的に抑制できる。
同様に、軸方向に見て、第2~第8間隙42~48と第2~第8直線部12~18とが成す角度は、それぞれ、例えば80°~100°であってよい。この場合、第2~第8間隙42~48の存在によるコイルユニット5の損失の増大を効果的に抑制できる。さらに、図5から理解されるように、軸方向に見て、第2~第8間隙42~48と第2~第8直線部12~18とが成す角度は、90°であってもよい。この場合、第2~第8間隙42~48の存在によるコイルユニット5の損失の増大を更に効果的に抑制できる。なお、軸方向に見て間隙40がターン部101~108の曲線部と交わる場合、軸方向に見て、間隙40と、当該間隙40とターン部101~108との交点における上記曲線部の接線と、が成す角度が80°~100°であることが好ましく、90°であることがより好ましい。この場合も、当該間隙40の存在によるコイルユニット5の損失の増大を効果的に抑制できる。
上述したように磁性体樹脂層20が複数の磁性体樹脂要素を含む場合、各磁性体樹脂要素は、軸方向に重なるシールド小片と同様の寸法及び形状を有していてよい。この場合、隣り合う磁性体樹脂要素間を延びる隙間は、軸方向に見て、シールド小片31~38間を延びる間隙41~48と一致していてもよい。
(第2シールド部材)
第2シールド部材50は、コイル10の第2側に配置されている。第2シールド部材50は、コイル10が発する電磁波を第2側から遮蔽する。コイルユニット5が発する電磁波が第2シールド部材50によって遮断されることにより、当該電磁波が他の電子部品や人体等に影響を与えることを抑制できる。第2シールド部材50を形成する材料としては、例えばアルミニウム等の金属を採用可能である。
第2シールド部材50は、コイル10の第2側に配置されている。第2シールド部材50は、コイル10が発する電磁波を第2側から遮蔽する。コイルユニット5が発する電磁波が第2シールド部材50によって遮断されることにより、当該電磁波が他の電子部品や人体等に影響を与えることを抑制できる。第2シールド部材50を形成する材料としては、例えばアルミニウム等の金属を採用可能である。
図4に示すように、第2シールド部材50は、第1シールド部材30から離間して配置されている。第2シールド部材50と第1シールド部材30との間には、スペーサ55が配置されていてよい。これにより、第2シールド部材50と第1シールド部材30との距離を、所定の距離に維持できる。スペーサ55は、絶縁性の部材であれば特に限定されないが、熱伝導部材であることが好ましい。これにより、スペーサ55によってコイルユニット5からの放熱を促すことができる。第1シールド部材30と第2シールド部材50とは、スペーサ55としての熱伝導部材を介して接続されていてもよい。
スペーサ55としての熱伝導部材は、例えば、絶縁性の樹脂に熱伝導性の高い材料を分散させることにより作製された絶縁性放熱材料で形成できる。また、スペーサ55に高い熱伝導性が要求される場合には、スペーサ55は、上記絶縁性放熱材料と金属製の部材とを用いて作製されてもよい。例えば、アルミなどの金属で作製された金属製ブロックを上記絶縁性放熱材料で作製されたフィルムで挟むことにより、高い熱伝導性を有するスペーサ55を作製できる。このように作製されたスペーサ55は、第1シールド部材30と金属製ブロックとの間、及び、第2シールド部材50と金属製ブロックとの間に上記フィルムが位置するように、第1シールド部材30と第2シールド部材50との間に配置される。これにより、第1シールド部材30と第2シールド部材50との間の絶縁性を担保しつつ、コイルユニット5からの放熱を効果的に促進できる。
ここで、第2シールド部材50を第1シールド部材30に接近して配置すると、例えば第2シールド部材50と第1シールド部材30との距離を10mm以下にすると、コイル10で生じた磁力線が第2シールド部材50に到達しやすくなる。これにより第2シールド部材50に渦電流が発生しやすくなると考えられる。第2シールド部材50に渦電流が発生しやすくなると、第2シールド部材50の損失が大きくなり、コイルユニット5の損失が大きくなる。とりわけ、本実施の形態のコイルユニット5では、第1シールド部材30に間隙40が形成されている。このため、上記磁力線は第1シールド部材30の間隙40を通じて第2シールド部材50に到達するものと考えられる。このため、本実施の形態のコイルユニット5において第2シールド部材50を第1シールド部材30に接近させると、第1シールド部材30に間隙40が形成されていないコイルユニットと比較して、コイルユニット5の損失が大きくなると考えられる。
しかしながら、本件発明者が得た知見によれば、コイルユニット5がコイル10の第2主面10bに直接接触(あるいは密着)した磁性体樹脂層20を含むことにより、第2シールド部材50を第1シールド部材30に接近させることによるコイルユニット5の損失の増大を、抑制できる。さらに、本件発明者が得た知見によれば、コイル10とシールド小片31~38間の間隙41~48との位置関係を上述した位置関係にすることにより、第2シールド部材50を第1シールド部材30に接近させることによるコイルユニット5の損失の増大を、抑制できる。このことは、コイルユニット5の寸法(とりわけ、軸方向に沿った寸法)を小さくすることに寄与する。
なお、コイルユニット5を自動車に搭載する場合、その設置可能なスペースは限られている。このため、コイルユニット5の寸法を小さくすることは、有利である。したがって、本実施の形態では、コイルユニット5が自動車に設置される受電コイルユニットである場合、第2シールド部材50と第1シールド部材30との間の距離は、10mm以下であってもよく、5mm以下であってよく、3mm以下であってよく、2mm以下であってよく、1mm以下であってもよい。一方、コイルユニット5が道路や駐車場に設置される送電コイルユニットである場合、第2シールド部材50と第1シールド部材30との間の距離は、10mm以上であってもよく、15mm以上であってもよく、20mm以上であってもよい。ただし、第2シールド部材50と第1シールド部材30との間の距離が長くなるほど、コイルユニット5から放熱されづらくなりコイルユニット5が高温になる虞がある。このため、コイルユニット5が道路や駐車場に設置される場合であっても、第2シールド部材50と第1シールド部材30との間の距離は、1mm以下であることが好ましい。また、第2シールド部材50と第1シールド部材30との間の距離が1mm以上である場合は、スペーサ55として、上述した高い熱伝導性を有するスペーサを用いることが好ましい。
(接続端子)
図3に示すように、第1接続端子56は、コイル要素10iの最内周部を形成する第1ターン部101の第1直線部11に接続されている。第2接続端子57は、コイル要素10iの最外周部を形成する第8ターン部108の第8直線部18に接続されている。第1接続端子56及び第2接続端子57は、例えば高周波電流供給部1A又は変換部2Aとの接続の際に用いられ得る。
図3に示すように、第1接続端子56は、コイル要素10iの最内周部を形成する第1ターン部101の第1直線部11に接続されている。第2接続端子57は、コイル要素10iの最外周部を形成する第8ターン部108の第8直線部18に接続されている。第1接続端子56及び第2接続端子57は、例えば高周波電流供給部1A又は変換部2Aとの接続の際に用いられ得る。
送電コイルユニットとしてコイルユニット5を用いる場合、第1接続端子56及び第2接続端子57が図1で示したような高周波電流供給部1A又は交流電源に接続される。高周波電流がコイルユニット5に供給されると、電流を、第1接続端子56からコイル10に流した後、第2接続端子57から高周波電流供給部1A又は交流電源に流すことができる。また、電流を、第2接続端子57からコイル10に流した後、第1接続端子56から高周波電流供給部1A又は交流電源に流すことができる。これにより、コイル10の中心軸線に沿う磁力線を含む磁界を発生させることができる。
一方で、受電コイルユニットとしてコイルユニット5を用いる場合、コイル10の中心軸線に沿う磁力線を含む磁界を受けることで、コイル10に高周波電流を発生させることができる。そして、この高周波電流を、第1接続端子56又は第2接続端子57から外部の装置に供給できる。
図5に示す例では、第1接続端子56は、コイル10の第2主面10bの側において、コイル10の内方端部10e1に接続されているが、これに限られない。第1接続端子56は、コイル10の第1主面10aの側において、コイル10の内方端部10e1に接続されていてもよい。第1接続端子56は、軸方向に見て、コイル10の内方から外方へ延びている。この例において、図4から理解されるように、接続端子56は、導電性の接続部58を介してコイル10に接続されている。接続端子56は、コイル10の第2~第8ターン部102~108から軸方向に離間して、コイル10の内方から外方へ延びている。
図5に示すように、第1接続端子56は、軸方向に見て、コイル10の内方から外方へ延びる間隙40内を延びていてよい。また、図4に示すように、第1接続端子56は、コイルユニット5の側面視において、シールド小片30Pと重なる高さ位置で、コイル10の内方から外方へ延びていてよい。本件発明者が得た知見によれば、これにより、第1シールド部材30の損失を抑制可能である。
第1接続端子56と接続部58、接続部58とコイル10、及び、第2接続端子57とコイル10の接続は、超音波接合で行われる。ただし、その接続手法は限られず、例えば導電性接着剤による接続が採用されてもよい。
(内枠)
内枠60は、図2に示すように、コイル10の内方を周状に延びている。図4から理解されるように、内枠60は、コイル10の第1主面10aよりも第1積層方向AD1に突出している。また、内枠60は、第1シールド部材30の第1側、言い換えると第1シールド部材30よりもコイル10の側、に位置している。
内枠60は、図2に示すように、コイル10の内方を周状に延びている。図4から理解されるように、内枠60は、コイル10の第1主面10aよりも第1積層方向AD1に突出している。また、内枠60は、第1シールド部材30の第1側、言い換えると第1シールド部材30よりもコイル10の側、に位置している。
内枠60は磁性を有する。内枠60は、渦電流による損失(いわゆるジュール損)や漏れ磁束を抑制するために設けられる。また、内枠60は、他のコイルユニットとの結合係数を高くするために設けられる。ここで、ジュール損とは、コイル10又は第2シールド部材50の電流によって生じる損失のことである。
本実施の形態における内枠60は、好ましくは軟磁性体を含む。より具体的には、内枠60はフェライトを含む、好ましくはソフトフェライトを含む。また、内枠60は、ナノ結晶磁性体を含んでもよい。
内枠60の比透磁率は特に限られないが、100以上であることが好ましく、100以上10000以下でもよい。内枠60の比透磁率は、500以上であってもよく、1000以上であってもよく、2000以上であってもよく、2500以上であってもよい。内枠60の比透磁率は8000以下であってもよく、6000以下であってもよく、4000以下であってもよく、3500以下であってもよい。
図4に示す例では、内枠60の下端部は、磁性体樹脂層20に埋め込まれている。磁性体樹脂層20の第1側を向く面には、内枠60を収容する凹部23が設けられている。もちろん、内枠60は、磁性体樹脂層20の第1側を向く面上に配置されていてもよい。
内枠60が第1主面10aよりも第1積層方向AD1に突出する突出高さ60Hは、特に限られるものではないが、例えば0.5mm以上でもよく、1.0mm以上でもよく、2.0mm以上でもよく、3.0mm以上でもよい。内枠60の幅60Wは、特に限られるものではないが、例えば3mm以上でもよく、5mm以上でもよい。内枠60の幅60Wは、10mm以下でもよい。
図示された例では、コイル10が全体として多角形状であることに対応して、内枠60は全体として多角形状である。内枠60は、棒状に形成された複数の内枠要素61~69を含む。各内枠要素61~69は、コイル要素10iの直線部11~18に沿って、直線状に延びる。
図示された例では、コイル10が全体として八角形状であることに対応して、内枠60は全体として八角形状である。内枠60は、第1~第9内枠要素61~69を含む。第1~第8内枠要素61~68は、それぞれ、コイル要素10iの第1ターン部101の第1~第8直線部11~18に沿って、直線状に延びる。第9内枠要素69は、コイル要素10iの第2ターン部102の第1直線部11に沿って、直線状に延びる。図示された例では、第9内枠要素69は、軸方向に見て、第8内枠要素68と第1接続端子56との間を延びている。第9内枠要素69は、軸方向に見て、第1接続端子56と重なっていない。
コイル10と内枠60との距離60Lは、3mm以下であることが好ましく、2mm以下であってもよく、1mm以下であってもよく、0.5mm以下であってもよい。より詳しくは、第1ターン部101の第1~第8直線部11~18と第1~第8内枠要素61~68との距離60Lは、それぞれ、3mm以下であることが好ましく、2mm以下であってもよく、1mm以下であってもよい。また、第2ターン部102の第1直線部11と第9内枠要素69との距離60Lは、3mm以下であることが好ましく、2mm以下であってもよく、1mm以下であってもよい。距離60Lは、0mmであってもよい。すなわち、コイル10と内枠60は互いに直接接触していてもよい。したがって、距離60Lは、0mm以上3mm以下であってよい。
複数の内枠要素61~69は、互いから分離していてもよい。この場合、複数の内枠要素61~69の周方向に隣り合う端部の距離は、0.5mm以下であることが好ましく、0.3mm以下であることがより好ましい。この場合、周方向に隣り合う内枠要素61,62;62,63;63,64;64,65;65,66;66,67;67,68;68,69の間からの磁束の漏れが抑制される。複数の内枠要素61~69の周方向に隣り合う端部の距離は、0mmであってもよい。すなわち、周方向に隣り合う内枠要素61,62;62,63;63,64;64,65;65,66;66,67;67,68;68,69は、互いに直接接触していてもよい。もちろん、複数の内枠要素61~69は、一体に形成されていてもよい。
(外枠)
外枠70は、図2に示すように、外枠70は、コイル10の外方を周状に延びている。図4から理解されるように、外枠70は、コイル10の第1主面10aよりも第1積層方向AD1に突出している。また、軸方向に見て、外枠70は、第1シールド部材30の外縁30eよりも内側に位置する。外枠70は、第1シールド部材30の第1側、言い換えると第1シールド部材30よりもコイル10の側、に位置している。
外枠70は、図2に示すように、外枠70は、コイル10の外方を周状に延びている。図4から理解されるように、外枠70は、コイル10の第1主面10aよりも第1積層方向AD1に突出している。また、軸方向に見て、外枠70は、第1シールド部材30の外縁30eよりも内側に位置する。外枠70は、第1シールド部材30の第1側、言い換えると第1シールド部材30よりもコイル10の側、に位置している。
外枠70は磁性を有する。外枠70は、渦電流による損失(いわゆるジュール損)や漏れ磁束を抑制するために設けられる。また、外枠70は、他のコイルユニットとの結合係数を高くするために設けられる。
本実施の形態における外枠70は、は好ましくは軟磁性体を含む。より具体的には、外枠70はフェライトを含む、好ましくはソフトフェライトを含む。また、外枠70は、ナノ結晶磁性体を含んでもよい。
外枠70の比透磁率は特に限られないが、100以上であることが好ましく、100以上10000以下でもよい。外枠70の比透磁率は、1000以上であってもよく、2000以上であってもよく、3000以上であってもよい。外枠70の比透磁率は8000以下であってもよく、6000以下であってもよく、4000以下であってもよい。
図4に示す例では、外枠70の下端部は、磁性体樹脂層20に埋め込まれている。磁性体樹脂層20の第1側を向く面には、外枠70を収容する凹部24が設けられている。もちろん、外枠70は、磁性体樹脂層20の第1側を向く面上に配置されていてもよい。
外枠70が第1主面10aよりも第1積層方向AD1に突出する突出高さ70Hは、特に限られるものではないが、例えば0.5mm以上でもよく、1.0mm以上でもよく、2.0mm以上でもよく、3.0mm以上でもよい。外枠70の幅70Wは、特に限られるものではないが、例えば3mm以上でもよく、5mm以上でもよい。外枠70の幅70Wは、10mm以下でもよい。
図示された例では、コイル10が全体として多角形状であることに対応して、外枠70は全体として多角形状である。外枠70は、棒状に形成された複数の外枠要素71~79を含む。各外枠要素71~79は、コイル要素10iの直線部11~18に沿って、直線状に延びる。
図示された例では、コイル10が全体として八角形状であることに対応して、外枠70は全体として八角形状である。外枠70は、第1~第9外枠要素71~79を含む。第1~第8外枠要素71~78は、それぞれ、コイル要素10iの第8ターン部108の第1~第8直線部11~18に沿って、直線状に延びる。第9外枠要素79は、コイル要素10iの第7ターン部107の第8直線部18に沿って、直線状に延びる。図示された例では、第9外枠要素79は、軸方向に見て、第1外枠要素71と第2接続端子57との間を延びている。第9外枠要素79は、軸方向に見て、第2接続端子57と重なっていない。
コイル10と外枠70との距離70Lは、3mm以下であることが好ましく、2mm以下であってもよく、1mm以下であってもよく、0.5mm以下であってもよい。より詳しくは、第8ターン部108の第1直線部11と第1外枠要素71との距離は、3mm以下であることが好ましく、2mm以下であってもよく、1mm以下であってもよい。同様に、第8ターン部108の第2~第8直線部12~18と第2~第8外枠要素72~78との距離は、それぞれ、3mm以下であることが好ましく、2mm以下であってもよく、1mm以下であってもよい。また、第7ターン部107の第8直線部18と第9外枠要素79との距離は、3mm以下であることが好ましく、2mm以下であってもよく、1mm以下であってもよい。距離70Lは、0mmであってもよい。すなわち、コイル10と外枠70は互いに直接接触していてもよい。したがって、距離70Lは、0mm以上3mm以下であってよい。
図5に示すように、第8外枠要素78と第9外枠要素79とは、互いから離間している。第2接続端子57は、第8外枠要素78と第9外枠要素79との間を通って外枠70の内側から外側へ延び出る。他の外枠要素71~78も、互いから分離していてもよい。外枠要素71及び79も、互いから分離していてよい。この場合、外枠要素71~78の周方向に隣り合う端部の距離及び外側要素79,71の周方向に隣り合う端部の距離は、0.5mm以下であることが好ましく、0.3mm以下であることがより好ましい。この場合、周方向に隣り合う外枠要素71,72;72,73;73,74;74,75;75,76;76,77;77,78;79,71の間からの磁束の漏れが抑制される。外枠要素71~78の周方向に隣り合う端部の距離及び外側要素79,71の周方向に隣り合う端部の距離は、0mmであってもよい。すなわち、周方向に隣り合う外枠要素71,72;72,73;73,74;74,75;75,76;76,77;77,78;79,71は、互いに直接接触していてもよい。もちろん、複数の外枠要素71~79は、一体に形成されていてもよい。
図示された例では、外枠70は、さらに、第10~第11外枠要素80,81を有している。第10~第11外枠要素80,81は、軸方向に見て、第2接続端子57の両側で、第2接続端子57に沿って延びている。
第10外枠要素80の一方の端部は、第8外枠要素78の近傍に配置されている。第10外枠要素80の上記一方の端部と第8外枠要素78との距離は、0.5mm以下であることが好ましく、0.3mm以下であることがより好ましい。この場合、第10外枠要素80と第8外枠要素78との間からの磁束の漏れが抑制される。第10外枠要素80の上記一方の端部と第8外枠要素78との距離は、0mmであってもよい。もちろん、第10外枠要素80は、複数の外枠要素71~79と一体に形成されていてもよい。
第11外枠要素81の一方の端部は、第9外枠要素79の近傍に配置されている。第11外枠要素81の一方の端部と第9外枠要素79との距離は、0.5mm以下であることが好ましく、0.3mm以下であることがより好ましい。この場合、第11外枠要素81と第9外枠要素79との間からの磁束の漏れが抑制される。第11外枠要素81の上記一方の端部と第9外枠要素79との距離は、0mmであってもよい。もちろん、第11外枠要素81は、複数の外枠要素71~79と一体に形成されていてもよい。
図示された例では、図6に示すように、第1外枠要素71は、不連続部85を含む。不連続部85は、第1外枠要素71の両端部の間に形成されている。より詳しくは、第1外枠要素71は、第1外枠要素71の第1方向D1に沿って並ぶ第1部分71a及び第2部分71bを含む。第1部分71aの一方の端部71aaは、第1外枠要素71の一方の端部を形成する。第1部分71aの他方の端部71abは、第2部分71bの一方の端部71baと第1方向D1に対面する。第2部分71bの他方の端部71bbは、第1外枠要素71の他方の端部を形成する。第1部分71aの他方の端部71abと第2部分71bの一方の端部71baとの間に、不連続部85が形成されている。不連続部85は、軸方向に見て、第1接続端子56と重なる。
本件発明者が得た知見によれば、第1接続端子56がコイル10の内方端部10e1に接続されたコイルユニット5において、外枠70に、軸方向に見て第1接続端子56と重なる不連続部85が形成されていることにより、コイルユニット5の損失(とりわけ、第1シールド部材30の鉄損)を効果的に抑制できる。とりわけ、軸方向に見て、コイル要素10iの上記内方端部領域(図示された例では、第1ターン部101の第1直線部11)と重なるシールド小片31の鉄損を、効果的に抑制できる。
図6に示す例では、不連続部85の幅85Wは、第1接続端子56の幅よりも大きいが、これに限られない。図7に示すように、不連続部85の幅85Wは、第1接続端子56の幅よりも小さくてもよい。不連続部85の幅85Wは、0.8mm以上であることが好ましく、1mm以上であることがより好ましい。不連続部85の幅85Wは、2mm以上であってもよく、5mm以上であってもよく、10mm以上であってもよく、20mm以上であってもよく、30mm以上であってもよく、40mm以上であってもよい。不連続部85の幅85Wが5mm以上であれば、コイルユニット5に振動や衝撃が加わって第1外枠要素71の第1部分71a及び第2部分71bが移動しても、不連続部85の幅85Wが0.8mm未満になる虞が抑制される。なお、不連続部85の幅85Wは、不連続部85を挟んで対面する外枠70の端部71ab及び71baの距離である。
また、図6に示すように、軸方向に見て、不連続部85が第1接続端子56と重なり、且つ、不連続部85の幅85Wが第1接続端子56の幅よりも大きい場合、磁界が過度に漏洩するのを防止する観点から、不連続部85を形成する外枠70の端部71ab,71baと第1接続端子56との距離71La,71Lbは、10mm以下であることが好ましく、5mm以下であることがより好ましい。
<変形例>
なお、上述した一実施の形態に対して、様々な変更を加えることが可能である。以下に説明する変形例において、上述したコイルユニット5と同様の部分には同一又は同様の符号を付して、詳細な説明は省略する。
なお、上述した一実施の形態に対して、様々な変更を加えることが可能である。以下に説明する変形例において、上述したコイルユニット5と同様の部分には同一又は同様の符号を付して、詳細な説明は省略する。
図2乃至図7に示す例では、コイルユニット5は、内枠60及び外枠70を有するが、これに限られない。コイルユニット5は、内枠60及び外枠70の一方のみを有していてもよい。この場合も、コイルユニット5の損失(とりわけジュール損)を抑制できる。
また、図示された例では、内枠60は周状に形成されているが、これに限られない。内枠60は、軸方向に見てコイル10の内方領域を連続して広がる板またはブロックの形状であってもよい。軸方向に見て、内枠60は、コイル10の第1ターン部11近傍から中心軸線Cに亘って、連続して広がっていてもよい。中心軸線Cが内枠60を通過してもよい。
また、図2乃至図7に示す例では、不連続部85は、軸方向に見て第1接続端子56と重なっているが、これに限られない。図8に示すように、不連続部85は、軸方向に見て第1接続端子56と重なっていなくてもよい。この場合も、コイルユニット5の損失(とりわけ鉄損)を抑制できる。
また、本件発明者が得た知見によれば、不連続部85は、軸方向に見てシールド小片30P間の間隙40と重なっていてもよい。この場合、不連続部85は、軸方向に見て第1接続端子56と重なっていなくてもよい。この場合も、コイルユニット5の損失(とりわけ鉄損)を効果的に抑制できる。
また、図2乃至図8に示す例では、外枠70は不連続部85を有するが、これに限られない。外枠70は不連続部85を有していなくてもよい。この場合も、コイルユニット5の損失(とりわけジュール損)を抑制できる。
また、図2乃至図8に示す例では、第1シールド部材30は、複数のシールド小片30Pに分割されているが、これに限られない。第1シールド部材30は、複数のシールド小片30Pに分割されていなくてもよい。
また、第1シールド部材30の分割の態様は、図2乃至図6に示す態様に限られない。例えば、図2乃至図6に示す例では複数のシールド小片30Pは概ね同じ大きさであるが、図9に示すように、複数のシールド小片30Pの大きさが互いに異なっていてもよい。なお、発明者が得た知見によれば、コイル要素10iが内方端部10e1から外方端部10e2に向かって中心軸線Cの周りを周回する方向を第1周回方向CD1とした場合、第1周回方向CD1に第1接続端子56と隣り合うシールド小片31の面積が大きいほど、当該シールド小片31の鉄損を小さくでき、第1シールド部材30全体の鉄損を小さくできる。言い換えると、第1シールド部材30の鉄損を抑制する観点では、第1周回方向CD1に第1接続端子56と隣り合うシールド小片31を小さくすることは好ましくない。したがって、第1周回方向CD1に第1接続端子56と隣り合うシールド小片31の面積は、当該シールド小片31と第1接続端子56を挟んで隣り合うシールド小片38の面積以上であることが好ましい。また、第1周回方向CD1に第1接続端子56と隣り合うシールド小片31の面積は、当該シールド小片31と第1周回方向CD1に隣り合うシールド小片32の面積以上であることが好ましい。
図2乃至図6に示す例では、コイル10の形状を全体として正八角形状とすることで、コイルユニット5の性能を向上させているが、これに限られない。発明者が得た知見によれば、コイル10が全体として十二角形状である場合、コイル10の形状を正十二角形状に近づけることで、コイルユニット5の性能を向上させることができる。したがって、コイル10は全体して正十二角形状であってもよい。この場合、コイル要素10i(導電体10E)は、各ターン部101~108が概ね正十二角形を成すように巻き回されていてよい。
また、図2乃至図6に示す例では、第1シールド部材30は、複数のシールド小片30Pに分割され、第1接続端子56は、軸方向に見て、隣り合うシールド小片30P間の間隙40内を延びているが、これに限られない。第1シールド部材30に、軸方向に見てコイル10の内方から外方へ延びる切欠を形成し、この切欠内を第1接続端子56が延びていてもよい。この場合も、第1接続端子56は、コイルユニット5の側面視において第1シールド部材30と重なる高さ位置で、コイル10の内方から外方へ延びていてよい。
また、図2乃至図9に示す例では、コイル10は単一のコイル要素10iを含むが、これに限られない。図10乃至及び図13に示すように、コイル10は、複数のコイル要素10j,10jjを有していてもよい。この場合も、コイルユニット5が内枠60及び/又は外枠70を備えることにより、コイルユニット5の損失(とりわけジュール損)を抑制できる。
以下、図10乃至図13を参照して、複数のコイル要素10j,10jjを含むコイル10を備えたコイルユニット5について、説明する。図10は、本変形例に係るコイルユニット5の斜視図である。図11は、図10に示すコイルユニット5の分解斜視図である。図12は、図10のXII-XII線に沿うコイルユニット5の断面図である。図13は、コイルユニット5の平面図である。図11及び図13では、磁性体樹脂層20の図示を省略している。また、図13では、磁性体壁部25の図示を省略している。
図10乃至図13に示す例では、コイル10は、軸方向に並ぶ第1コイル要素10j及び第2コイル要素10jjを含んでいる。第2コイル要素10jj及び第1コイル要素10jは、第1積層方向AD1にこの順で並んでいる。第1コイル要素10j及び第2コイル要素10jjの軸方向に沿ったピッチは、例えば、5mm以上40mm以下である。
図示された例では、各コイル要素10j,10jjは、渦巻形状を有する導電体10Eを含む。導電体10Eは、径方向に並ぶ複数のターン部101~105を含む。図示された例では、導電体10Eは、第1~第5ターン部101~105を含む。第1~第5ターン部101~105は、径方向の内側から外側に向けて、この順に並んでいる。
図12及び図13から理解されるように、第1コイル要素10jの第1~第5ターン部101~105は、それぞれ、第2コイル要素10jjの第1~第5ターン部101~105と軸方向に整列している。
各コイル要素10j,10jjの各ターン部101~105は、中心軸線Cの周りに配置された複数の直線部11~17を含む。中心軸線Cを中心とする円の周方向に隣り合う直線部11~17は、互いに接続されている。各コイル要素10j,10jjの第1~第4ターン部101~104は、ターン接続部19を含む。第1~第4ターン部101~104は、それぞれ、そのターン接続部19において、第2~第5ターン部102~105に接続する。
図13に示すように、第1~第4ターン部101~104のターン接続部19は、ターン接続部群19Gを形成する。ターン接続部群19Gは、全体として第4方向D4に延びている。ターン接続部群19Gと第4直線部群14Gとの間を中心軸線Cが通るように、ターン接続部群19Gは配置されている。
図13から理解されるように、第1コイル要素10jの第1ターン部101の第1~第7直線部11~17及びターン接続部19は、それぞれ、第2コイル要素10jjの第1ターン部101の第1~第7直線部11~17及びターン接続部19と軸方向に整列している。同様に、第1コイル要素10jの第2~第4ターン部102~104の第1~第7直線部11~17及びターン接続部19は、それぞれ、第2コイル要素10jjの第2~第4ターン部102~104の第1~第7直線部11~17及びターン接続部19と軸方向に整列している。また、第1コイル要素10jの第5ターン部105の第1~第7直線部11~17は、それぞれ、第2コイル要素10jjの第5ターン部105の第1~第7直線部11~17と軸方向に整列している。
図12から理解されるように、第1コイル要素10jの第1ターン部101と、第2コイル要素10jjの第1ターン部101とが、電気的に接続されている。図示された例では、第1コイル要素10jと第2コイル要素10jjとは、導電性の接続部59を介して接続されている。また、第2コイル要素10jjの第5ターン部105の第1直線部11に、第1接続端子56が接続されている。また、第1コイル要素10jの第5ターン部105の第7直線部17に、第2接続端子57が接続されている。
図12に示すように、第1コイル要素10jがコイル10の第1主面10aを形成する。また、第2コイル要素10jjがコイル10の第2主面10bを形成する。磁性体樹脂層20は、コイル10の第2主面10bに密着している。図12に示す例では、コイル10は磁性体樹脂層20に埋め込まれている。図12に示す例では、磁性体樹脂層20は、第1コイル要素10jの第2側を向く面にも密着している。しかしながら、これに限られず、磁性体樹脂層20は第1コイル要素10jの第2側を向く面に密着していなくてもよい。
図10乃至図13に示す例では、内枠60は、第1~第8内枠要素61~68を含む。第1~第7内枠要素61~67は、それぞれ、第1コイル要素10jの第1ターン部101の第1~第7直線部11~17に沿って、直線状に延びる。第8内枠要素68は、第1コイル要素10jの第1ターン部101のターン接続部19に沿って延びる。
図10乃至図13に示す例では、外枠70は、第1~第8外枠要素71~78を含む。第1~第7外枠要素71~77は、それぞれ、コイル要素10jの第5ターン部105の第1~第7直線部11~17に沿って、直線状に延びる。第8外枠要素78は、第1コイル要素10jの第4ターン部104のターン接続部19に隣接して配置されている。第8外枠要素78は、第4方向D4に沿って、直線状に延びる。図示された例では、第8外枠要素78は、軸方向に見て、第1外枠要素71と第7外枠要素77との間を延びている。
第8外枠要素78は、2つの不連続部85,86を含む。不連続部85,86は、第8外枠要素78の両端部の間に形成されている。より詳しくは、第8外枠要素78は、第4方向D4に沿って並ぶ第1~第3部分78a~78c含む。第1部分78aの一方の端部は、第8外枠要素78の一方の端部を形成する。第1部分78aの他方の端部は、第2部分78bの一方の端部と第4方向D4に対面する。第2部分78bの他方の端部は、第3部分78cの一方の端部と第4方向D4に対面する。第3部分78cの他方の端部は、第8外枠要素78の他方の端部を形成する。第1部分78aの他方の端部と第2部分78bの一方の端部との間に、不連続部85が形成されている。不連続部85は、軸方向に見て、第1接続端子56と重なる。第2部分78bの他方の端部と第3部分78cの一方の端部との間に、不連続部86が形成されている。第2接続端子57は、不連続部86を通じて外枠70の内側から外側に延び出る。
図10乃至図13に示す例でも、外枠70は、不連続部85,86を有する。これにより、コイルユニット5の損失(とりわけ鉄損)を抑制できる。さらに、不連続部85は、第1接続端子56と重なっている。これにより、コイルユニット5の損失(とりわけ鉄損)を効果的に抑制できる。
<コイルユニットの用途>
本実施形態に係るコイルユニット5は、上述したワイヤレス電力伝送システムSの送電装置1における送電コイルとして用いることができ、受電装置2における受電コイルとして用いることができる。
本実施形態に係るコイルユニット5は、上述したワイヤレス電力伝送システムSの送電装置1における送電コイルとして用いることができ、受電装置2における受電コイルとして用いることができる。
送電コイルとしてコイルユニット5を用いる場合、第1接続端子56及び第2接続端子57が図1で示したような高周波電流供給部1A又は交流電源に接続される。高周波電流がコイルユニット5に供給されると、電流を、第1接続端子56からコイル10に流した後、第2接続端子57から高周波電流供給部1A又は交流電源に流すことができる。また、電流を、第2接続端子57からコイル10に流した後、第1接続端子56から高周波電流供給部1A又は交流電源に流すことができる。これにより、コイル10の中心軸線Cに沿う磁力線を含む磁界を発生させることができる。
一方で、受電コイルとしてコイルユニット5を用いる場合、コイル10の内側を通過するように磁力線を含む磁界を受ける又は発生させることで、コイル10に高周波電流を発生させることができる。そして、この高周波電流を、第1接続端子56又は第2接続端子57から外部の装置に供給できる。
また、コイルユニット5は、トランス、アンテナなどでも用いることができる。例えばトランスにおける一次側コイルとしてコイルユニット5が機能する場合には、第1接続端子56及び第2接続端子57が交流電源に接続される。そして、高周波電流を供給されることで、コイル10の中央側から鉄心に磁束を供給できる。
<コイルユニット5の性能評価シミュレーション1>
以下、実施例1-1~1-5及び比較例1にかかるコイルユニットの性能評価のために行ったシミュレーションについて説明する。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のFemtet(登録商標)で行った。
以下、実施例1-1~1-5及び比較例1にかかるコイルユニットの性能評価のために行ったシミュレーションについて説明する。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のFemtet(登録商標)で行った。
実施例1-1~1-5及び比較例1のシミュレーションにおける共通の条件は、以下の通りである。
・コイルユニット5は、図2乃至図6に示す例と同様の、渦巻状に形成されたコイル10と、磁性体樹脂層20と、磁性体壁部25と、第1シールド部材30と、第2シールド部材50と、第1接続端子56と、第2接続端子57と、を含む。
・コイル10は、単一のコイル要素10iを有する。
・コイル要素10iは、概ね正八角形状に巻き回されている。
・コイル要素10iは、第1~第8ターン部101~108を有する。
・第2~第8ターン部102~108において、隣り合うターン部102,103;・・・;107,108間の距離は、6mmである。第1ターン部101の第1直線部11と第2ターン部102の第1直線部11との間の距離は、3mmである。
・コイル要素10iは、銅で形成される。
・コイル要素10iの線幅は6mmであり、厚さは0.5mmである。
・コイル10の第1方向D1及び第1方向D1に直交する第3方向D3に沿った寸法は、それぞれ、295mm及び295mmである。
・磁性体樹脂層20は、コイル10の第2主面10bに密着している。
・磁性体樹脂層20の比透磁率は10である。
・磁性体壁部25の比透磁率は10である。
・コイル10と第1シールド部材30との間の隙間の寸法は、1.0mmである。
・第1シールド部材30の比透磁率は、3000である。
・第1シールド部材30は、8つのシールド小片31~38に分割されている。
・各シールド小片31~38はフェライト板で形成される。
・隣り合うシールド小片31,32;32,33;33,34;34,35;35,36;36,37;37,38;38,31間の間隙41~48は、中心軸線Cから放射状に延びる。
・第1~第8間隙41~48は、軸方向に見て、それぞれ、第1~第8直線部11~18と直交している。
・第1~第8間隙41~48の幅は、5mmである。
・第1シールド部材30の第1方向D1及び第3方向D3の寸法は、それぞれ、300mm及び300mmである。
・磁性体樹脂層20と第1シールド部材30との間の距離は、1mmである。
・第2シールド部材50は、アルミニウムで形成される。
・第2シールド部材50の第1方向D1及び第3方向D3の寸法は、それぞれ、320mm及び320mmである。
・第1シールド部材30と第2シールド部材50との間の距離は、1mmである。
・第1接続端子56は、コイル10の内方端部10e1に接続され、コイル10の内方から外方へ延びている。軸方向に見て、第1接続端子56は、第1直線部群11Gを横断している。第1接続端子56は、軸方向に見て、第1間隙41内を延びている。
・供給する高周波電流は、40Aであり、周波数は、85KHzである。
・コイルユニット5は、図2乃至図6に示す例と同様の、渦巻状に形成されたコイル10と、磁性体樹脂層20と、磁性体壁部25と、第1シールド部材30と、第2シールド部材50と、第1接続端子56と、第2接続端子57と、を含む。
・コイル10は、単一のコイル要素10iを有する。
・コイル要素10iは、概ね正八角形状に巻き回されている。
・コイル要素10iは、第1~第8ターン部101~108を有する。
・第2~第8ターン部102~108において、隣り合うターン部102,103;・・・;107,108間の距離は、6mmである。第1ターン部101の第1直線部11と第2ターン部102の第1直線部11との間の距離は、3mmである。
・コイル要素10iは、銅で形成される。
・コイル要素10iの線幅は6mmであり、厚さは0.5mmである。
・コイル10の第1方向D1及び第1方向D1に直交する第3方向D3に沿った寸法は、それぞれ、295mm及び295mmである。
・磁性体樹脂層20は、コイル10の第2主面10bに密着している。
・磁性体樹脂層20の比透磁率は10である。
・磁性体壁部25の比透磁率は10である。
・コイル10と第1シールド部材30との間の隙間の寸法は、1.0mmである。
・第1シールド部材30の比透磁率は、3000である。
・第1シールド部材30は、8つのシールド小片31~38に分割されている。
・各シールド小片31~38はフェライト板で形成される。
・隣り合うシールド小片31,32;32,33;33,34;34,35;35,36;36,37;37,38;38,31間の間隙41~48は、中心軸線Cから放射状に延びる。
・第1~第8間隙41~48は、軸方向に見て、それぞれ、第1~第8直線部11~18と直交している。
・第1~第8間隙41~48の幅は、5mmである。
・第1シールド部材30の第1方向D1及び第3方向D3の寸法は、それぞれ、300mm及び300mmである。
・磁性体樹脂層20と第1シールド部材30との間の距離は、1mmである。
・第2シールド部材50は、アルミニウムで形成される。
・第2シールド部材50の第1方向D1及び第3方向D3の寸法は、それぞれ、320mm及び320mmである。
・第1シールド部材30と第2シールド部材50との間の距離は、1mmである。
・第1接続端子56は、コイル10の内方端部10e1に接続され、コイル10の内方から外方へ延びている。軸方向に見て、第1接続端子56は、第1直線部群11Gを横断している。第1接続端子56は、軸方向に見て、第1間隙41内を延びている。
・供給する高周波電流は、40Aであり、周波数は、85KHzである。
実施例1-1~1-5のシミュレーションにおける共通の条件は、以下の通りである。
・コイルユニット5は、図2乃至図6に示す例と同様の内枠60及び外枠70を有する。
・内枠60の比透磁率は3000である。
・内枠60は、第1~第9内枠要素61~69を含む。
・各内枠要素61~69は、フェライト棒で形成される。
・内枠60の幅60Wは3mmであり、突出高さ60Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第8内枠要素61~68と第1ターン部101の第1~第8直線部11~18との距離は、それぞれ、0.5mmである。軸方向に見て、第9内枠要素69と第2ターン部102の第1直線部11との距離は、0.5mmである。
・周方向に隣り合う内枠要素61~69の距離は、0.5mmである。
・外枠70の比透磁率は3000である。
・外枠70は、上述した第1~第9外枠要素71~79を含む。
・各外枠要素71~79は、フェライト棒で形成される。
・各外枠要素71~81の幅70Wは3mmであり、突出高さ70Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第8外枠要素71~78と第8ターン部108の第1~第8直線部11~18との距離は、それぞれ、0.5mmである。軸方向に見て、第9外枠要素79と第7ターン部107の第8直線部18との距離は、0.5mmである。
・周方向に隣り合う外枠要素71~79の距離は、0.5mmである。
・内枠60の比透磁率は3000である。
・内枠60は、第1~第9内枠要素61~69を含む。
・各内枠要素61~69は、フェライト棒で形成される。
・内枠60の幅60Wは3mmであり、突出高さ60Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第8内枠要素61~68と第1ターン部101の第1~第8直線部11~18との距離は、それぞれ、0.5mmである。軸方向に見て、第9内枠要素69と第2ターン部102の第1直線部11との距離は、0.5mmである。
・周方向に隣り合う内枠要素61~69の距離は、0.5mmである。
・外枠70の比透磁率は3000である。
・外枠70は、上述した第1~第9外枠要素71~79を含む。
・各外枠要素71~79は、フェライト棒で形成される。
・各外枠要素71~81の幅70Wは3mmであり、突出高さ70Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第8外枠要素71~78と第8ターン部108の第1~第8直線部11~18との距離は、それぞれ、0.5mmである。軸方向に見て、第9外枠要素79と第7ターン部107の第8直線部18との距離は、0.5mmである。
・周方向に隣り合う外枠要素71~79の距離は、0.5mmである。
実施例1-1~1-5及び比較例1のシミュレーションにおける個別の条件は、以下の通りである。
<実施例1-1>
・第1~第9外枠要素71~79のいずれにも、不連続部85は形成されていない。
<実施例1-2>
・第1外枠要素71に、不連続部85が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっていない。
・不連続部85の幅85Wは、1mmである。
<実施例1-3>
・第1外枠要素71に、不連続部85が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっている。
・不連続部85の幅85Wは、1mmである。
<実施例1-4>
・第1外枠要素71に、不連続部85が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっている。
・不連続部85の幅85Wは、15mmである。
<実施例1-5>
・第1外枠要素71に、不連続部85が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっている。
・不連続部85の幅85Wは、45mmである。
<比較例1>
・コイルユニットは内枠60及び外枠70のいずれも有していない。
<実施例1-1>
・第1~第9外枠要素71~79のいずれにも、不連続部85は形成されていない。
<実施例1-2>
・第1外枠要素71に、不連続部85が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっていない。
・不連続部85の幅85Wは、1mmである。
<実施例1-3>
・第1外枠要素71に、不連続部85が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっている。
・不連続部85の幅85Wは、1mmである。
<実施例1-4>
・第1外枠要素71に、不連続部85が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっている。
・不連続部85の幅85Wは、15mmである。
<実施例1-5>
・第1外枠要素71に、不連続部85が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっている。
・不連続部85の幅85Wは、45mmである。
<比較例1>
・コイルユニットは内枠60及び外枠70のいずれも有していない。
<評価>
図14に、シミュレーション1の結果を示す。図14中、「Q値」、「L」及び「Z」は、コイルユニット5のQ値、インダクタンス及びインピーダンスを意味する。「ジュール損」は、コイル10又は第2シールド部材50の電流によって生じる損失を意味する。「鉄損」は、第1シールド部材30の磁束によって生じる損失を意味する。「全損失」は、「ジュール損」と「鉄損」の合計である。
図14に、シミュレーション1の結果を示す。図14中、「Q値」、「L」及び「Z」は、コイルユニット5のQ値、インダクタンス及びインピーダンスを意味する。「ジュール損」は、コイル10又は第2シールド部材50の電流によって生じる損失を意味する。「鉄損」は、第1シールド部材30の磁束によって生じる損失を意味する。「全損失」は、「ジュール損」と「鉄損」の合計である。
図14から理解されるように、内枠60及び外枠70を有するコイルユニット5(実施例1-1~1-5のコイルユニット5)の損失は、内枠60及び外枠70を含まないコイルユニット(比較例1のコイルユニット)の損失よりも低い。とりわけ、実施例1-1~1-5のコイルユニット5は、比較例1のコイルユニットと比較して、ジュール損が抑制される。
また、図14から理解されるように、外枠70に不連続部85が設けられたコイルユニット5(実施例1-2~1-5のコイルユニット5)は、外枠70に不連続部85が設けられていないコイルユニット5(実施例1-1のコイルユニット5)と比較して、第1シールド部材30の鉄損が顕著に抑制される。
また、図14から理解されるように、軸方向に見て不連続部85が第1接続端子56と重なっているコイルユニット5(実施例1-3~1-5のコイルユニット5)は、軸方向に見て不連続部85が第1接続端子56と重なっていないコイルユニット5(実施例1-2のコイルユニット5)と比較して、第1シールド部材30の鉄損が顕著に抑制される。
<コイルユニット5の性能評価シミュレーション2>
以下、実施例2-1~2-3及び比較例2にかかるコイルユニットの性能評価のために行ったシミュレーションについて説明する。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のFemtet(登録商標)で行った。
以下、実施例2-1~2-3及び比較例2にかかるコイルユニットの性能評価のために行ったシミュレーションについて説明する。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のFemtet(登録商標)で行った。
実施例2-1~2-3及び比較例2のシミュレーションにおける共通の条件は、以下の通りである。
・コイルユニット5は、図10乃至図13に示す例と同様の、渦巻状に形成されたコイル10と、磁性体樹脂層20と、磁性体壁部25と、第1シールド部材30と、第2シールド部材50と、第1接続端子56と、第2接続端子57と、を含む。
・コイル10は、第1コイル要素10j及び第2コイル要素10jjを有する。
・第1コイル要素10j及び第2コイル要素10jjは、概ね正八角形状に巻き回されている。
・第1コイル要素10j及び第2コイル要素10jjは、それぞれ、第1~第5ターン部101~105を有する。
・隣り合うターン部101,102;・・・;104,105間の距離は、6mmである。
・各コイル要素10j,jjは、銅で形成される。
・各コイル要素10j,jjの線幅は6mmであり、厚さは0.5mmである。
・コイル10の第1方向D1及び第3方向D3に沿った寸法は、それぞれ、295mm及び295mmである。
・磁性体樹脂層20は、コイル10の第2主面10bに密着している。
・磁性体樹脂層20の比透磁率は10である。
・磁性体壁部25の比透磁率は10である。
・コイル10と第1シールド部材30との間の隙間の寸法は、1.0mmである。
・第1シールド部材30の比透磁率は、3000である。
・第1シールド部材30は、8つのシールド小片31~38に分割されている。
・各シールド小片31~38はフェライト板で形成される。
・隣り合うシールド小片31,32;32,33;33,34;34,35;35,36;36,37;37,38;38,31間の間隙41~48は、中心軸線Cから放射状に延びる。
・第1~第8間隙41~48は、軸方向に見て、それぞれ、第1~第8直線部11~18と直交している。
・第1~第8間隙41~48の幅は、5mmである。
・第1シールド部材30の第1方向D1及び第3方向D3の寸法は、それぞれ、300mm及び300mmである。
・磁性体樹脂層20と第1シールド部材30との間の距離は、1mmである。
・第2シールド部材50は、アルミニウムで形成される。
・第2シールド部材50の第1方向D1及び第3方向D3の寸法は、それぞれ、320mm及び320mmである。
・第1シールド部材30と第2シールド部材50との間の距離は、1mmである。
・第1接続端子56及び第2接続端子58は、それぞれ、コイル要素10jj,10jの最外周のターン部105に接続されている。
・供給する高周波電流は、40Aであり、周波数は、85KHzである。
・コイルユニット5は、図10乃至図13に示す例と同様の、渦巻状に形成されたコイル10と、磁性体樹脂層20と、磁性体壁部25と、第1シールド部材30と、第2シールド部材50と、第1接続端子56と、第2接続端子57と、を含む。
・コイル10は、第1コイル要素10j及び第2コイル要素10jjを有する。
・第1コイル要素10j及び第2コイル要素10jjは、概ね正八角形状に巻き回されている。
・第1コイル要素10j及び第2コイル要素10jjは、それぞれ、第1~第5ターン部101~105を有する。
・隣り合うターン部101,102;・・・;104,105間の距離は、6mmである。
・各コイル要素10j,jjは、銅で形成される。
・各コイル要素10j,jjの線幅は6mmであり、厚さは0.5mmである。
・コイル10の第1方向D1及び第3方向D3に沿った寸法は、それぞれ、295mm及び295mmである。
・磁性体樹脂層20は、コイル10の第2主面10bに密着している。
・磁性体樹脂層20の比透磁率は10である。
・磁性体壁部25の比透磁率は10である。
・コイル10と第1シールド部材30との間の隙間の寸法は、1.0mmである。
・第1シールド部材30の比透磁率は、3000である。
・第1シールド部材30は、8つのシールド小片31~38に分割されている。
・各シールド小片31~38はフェライト板で形成される。
・隣り合うシールド小片31,32;32,33;33,34;34,35;35,36;36,37;37,38;38,31間の間隙41~48は、中心軸線Cから放射状に延びる。
・第1~第8間隙41~48は、軸方向に見て、それぞれ、第1~第8直線部11~18と直交している。
・第1~第8間隙41~48の幅は、5mmである。
・第1シールド部材30の第1方向D1及び第3方向D3の寸法は、それぞれ、300mm及び300mmである。
・磁性体樹脂層20と第1シールド部材30との間の距離は、1mmである。
・第2シールド部材50は、アルミニウムで形成される。
・第2シールド部材50の第1方向D1及び第3方向D3の寸法は、それぞれ、320mm及び320mmである。
・第1シールド部材30と第2シールド部材50との間の距離は、1mmである。
・第1接続端子56及び第2接続端子58は、それぞれ、コイル要素10jj,10jの最外周のターン部105に接続されている。
・供給する高周波電流は、40Aであり、周波数は、85KHzである。
実施例2-1~2-3及び比較例2のシミュレーションにおける個別の条件は、以下の通りである。
<実施例2-1>
・コイルユニット5は、図10乃至図13に示す例と同様の内枠60を有する。
・内枠60の比透磁率は3000である。
・内枠60は、第1~第8内枠要素61~68を含む。
・各内枠要素61~68は、フェライト棒で形成される。
・内枠60の幅60Wは3mmであり、突出高さ60Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第8内枠要素61~68と第1ターン部101の第1~第8直線部11~18との距離は、それぞれ、0.5mmである。
・周方向に隣り合う内枠要素61~69の距離は、0.5mmである。
・コイルユニット5は、外枠70を有さない。
<実施例2-2>
・コイルユニット5は、図10乃至図13に示す例と同様の外枠70を有する。
・外枠70の比透磁率は3000である。
・外枠70は、上述した第1~第8外枠要素71~78を含む。
・各外枠要素71~78は、フェライト棒で形成される。
・各外枠要素71~78の幅70Wは3mmであり、突出高さ70Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第7外枠要素71~77と第8ターン部108の第1~第7直線部11~17との距離は、それぞれ、0.5mmである。軸方向に見て、第8外枠要素78と第7ターン部107のターン接続部19との距離は、0.5mmである。
・周方向に隣り合う外枠要素71~78の距離は、0.5mmである。
・第8外枠要素78に、不連続部85,86が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっている。
・不連続部85の幅85Wは、45mmである。
・コイルユニット5は、内枠60を有さない。
<実施例2-3>
・コイルユニット5は、図10乃至図13に示す例と同様の内枠60及び外枠70を有する。
・内枠60の比透磁率は3000である。
・内枠60は、第1~第8内枠要素61~68を含む。
・各内枠要素61~68は、フェライト棒で形成される。
・内枠60の幅60Wは3mmであり、突出高さ60Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第8内枠要素61~68と第1ターン部101の第1~第8直線部11~18との距離は、それぞれ、0.5mmである。
・周方向に隣り合う内枠要素61~69の距離は、0.5mmである。
・外枠70の比透磁率は3000である。
・外枠70は、上述した第1~第8外枠要素71~78を含む。
・各外枠要素71~78は、フェライト棒で形成される。
・各外枠要素71~78の幅70Wは3mmであり、突出高さ70Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第7外枠要素71~77と第8ターン部108の第1~第7直線部11~17との距離は、それぞれ、0.5mmである。軸方向に見て、第8外枠要素78と第7ターン部107のターン接続部19との距離は、0.5mmである。
・周方向に隣り合う外枠要素71~78の距離は、0.5mmである。
・第8外枠要素78に、不連続部85,86が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっている。
・不連続部85の幅85Wは、45mmである。
<比較例2>
・コイルユニットは内枠60及び外枠70のいずれも有していない。
<実施例2-1>
・コイルユニット5は、図10乃至図13に示す例と同様の内枠60を有する。
・内枠60の比透磁率は3000である。
・内枠60は、第1~第8内枠要素61~68を含む。
・各内枠要素61~68は、フェライト棒で形成される。
・内枠60の幅60Wは3mmであり、突出高さ60Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第8内枠要素61~68と第1ターン部101の第1~第8直線部11~18との距離は、それぞれ、0.5mmである。
・周方向に隣り合う内枠要素61~69の距離は、0.5mmである。
・コイルユニット5は、外枠70を有さない。
<実施例2-2>
・コイルユニット5は、図10乃至図13に示す例と同様の外枠70を有する。
・外枠70の比透磁率は3000である。
・外枠70は、上述した第1~第8外枠要素71~78を含む。
・各外枠要素71~78は、フェライト棒で形成される。
・各外枠要素71~78の幅70Wは3mmであり、突出高さ70Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第7外枠要素71~77と第8ターン部108の第1~第7直線部11~17との距離は、それぞれ、0.5mmである。軸方向に見て、第8外枠要素78と第7ターン部107のターン接続部19との距離は、0.5mmである。
・周方向に隣り合う外枠要素71~78の距離は、0.5mmである。
・第8外枠要素78に、不連続部85,86が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっている。
・不連続部85の幅85Wは、45mmである。
・コイルユニット5は、内枠60を有さない。
<実施例2-3>
・コイルユニット5は、図10乃至図13に示す例と同様の内枠60及び外枠70を有する。
・内枠60の比透磁率は3000である。
・内枠60は、第1~第8内枠要素61~68を含む。
・各内枠要素61~68は、フェライト棒で形成される。
・内枠60の幅60Wは3mmであり、突出高さ60Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第8内枠要素61~68と第1ターン部101の第1~第8直線部11~18との距離は、それぞれ、0.5mmである。
・周方向に隣り合う内枠要素61~69の距離は、0.5mmである。
・外枠70の比透磁率は3000である。
・外枠70は、上述した第1~第8外枠要素71~78を含む。
・各外枠要素71~78は、フェライト棒で形成される。
・各外枠要素71~78の幅70Wは3mmであり、突出高さ70Hは3mmである。
・軸方向に見て、第1~第7外枠要素71~77と第8ターン部108の第1~第7直線部11~17との距離は、それぞれ、0.5mmである。軸方向に見て、第8外枠要素78と第7ターン部107のターン接続部19との距離は、0.5mmである。
・周方向に隣り合う外枠要素71~78の距離は、0.5mmである。
・第8外枠要素78に、不連続部85,86が形成されている。
・軸方向に見て、不連続部85は、第1接続端子56と重なっている。
・不連続部85の幅85Wは、45mmである。
<比較例2>
・コイルユニットは内枠60及び外枠70のいずれも有していない。
<評価>
図15に、シミュレーション2の結果を示す。図15中、「Q値」、「L」及び「Z」は、コイルユニット5のQ値、インダクタンス及びインピーダンスを意味する。「ジュール損」は、コイル10又は第2シールド部材50の電流によって生じる損失を意味する。「鉄損」は、第1シールド部材30の磁束によって生じる損失を意味する。「全損失」は、「ジュール損」と「鉄損」の合計である。
図15に、シミュレーション2の結果を示す。図15中、「Q値」、「L」及び「Z」は、コイルユニット5のQ値、インダクタンス及びインピーダンスを意味する。「ジュール損」は、コイル10又は第2シールド部材50の電流によって生じる損失を意味する。「鉄損」は、第1シールド部材30の磁束によって生じる損失を意味する。「全損失」は、「ジュール損」と「鉄損」の合計である。
図15から理解されるように、内枠60及び外枠70を有するコイルユニット5(実施例2-1~2-3のコイルユニット5)の損失は、内枠60及び外枠70を含まないコイルユニット(比較例2のコイルユニット)の損失よりも低い。とりわけ、実施例2-1~2-3のコイルユニット5は、比較例2のコイルユニットと比較して、ジュール損が抑制される。
また、図15から理解されるように、内枠60及び外枠70を有するコイルユニット5(実施例2-1~2-3のコイルユニット5)の全損失は、内枠60及び外枠70を含まないコイルユニット(比較例2のコイルユニット)の全損失よりも低い。とりわけ、実施例2-1~2-3のコイルユニット5は、比較例2のコイルユニットと比較して、ジュール損が抑制される。
以上に説明してきた一実施の形態及びその変形例によるコイルユニット5は、任意の中心軸線Cの周りで渦巻形状に形成されたコイル要素10i;10j,10jjを含むコイル10と、第1シールド部材30と、コイル10の外方を周状に延びる外枠70と、を備える。コイル10は、第1主面10aと、第1主面10aとは反対側の面である第2主面10bとを有する。第1シールド部材30及びコイル10は、第2主面10bから第1主面10aに向かう第1方向AD1にこの順で積層されている。外枠70は、フェライトを含み、コイル10の第1主面10aよりも第1方向AD1に突出する。このようなコイルユニット5によれば、コイルユニット5の損失(とりわけジュール損)を抑制できる。
一実施の形態及びその変形例によるコイルユニット5は、コイル10の内方を周状に延びる内枠60を更に備える。内枠60は、フェライトを含み、コイル10の第1主面10aよりも第1方向AD1に突出する。このようなコイルユニット5によれば、コイルユニット5の損失(とりわけジュール損)を抑制できる。
一実施の形態及びその変形例によるコイルユニット5は、コイル10に接続された第1接続端子56を更に備える。コイル10は、中心軸線Cに近い内方端部10e1と、中心軸線Cから遠い外方端部10e2と、を有する。第1接続端子56は、コイル10の第2主面10bの側において、内方端部10e1に接続され、軸方向に見てコイル10の内方から外方へ延びている。外枠70に、軸方向に見て第1接続端子56と重なる不連続部85が形成されている。このようなコイルユニット5によれば、コイルユニット5の損失(とりわけ鉄損)を抑制できる。
一実施の形態及びその変形例によるコイルユニット5において、第1シールド部材30は、複数のシールド小片30Pに分割されている。第1シールド部材30には、隣り合うシールド小片30P間を直線状に延びる間隙40であって、軸方向に見てコイル10の内方から外方へ延びる間隙40が形成されている。外枠70に、軸方向に見て間隙40と重なる不連続部85が形成されている。このようなコイルユニット5によれば、コイルユニット5の損失(とりわけ鉄損)を抑制できる。
あるいは、一実施の形態及びその変形例によるコイルユニット5は、任意の中心軸線Cの周りで渦巻形状に形成されたコイル要素10i;10j,10jjを含むコイル10と、第1シールド部材30と、コイル10の内方を周状に延びる内枠60と、を備えている。コイル10は、第1主面10aと、第1主面10aとは反対側の面である第2主面10bとを有している。第1シールド部材30及びコイル10は、第2主面10bから第1主面10aに向かう第1方向AD1にこの順で積層されている。内枠60は、フェライトを含み、コイル10の第1主面10aよりも第1方向AD1に突出する。このようなコイルユニット5によれば、コイルユニット5の損失(とりわけジュール損)を抑制できる。
一実施の形態及びその変形例によるコイルユニット5は、コイル10に接続された第1接続端子56を更に備える。コイル10は、中心軸線Cに近い内方端部10e1と、中心軸線Cから遠い外方端部10e2とを有する。第1接続端子56は、コイル10の第2主面10bの側において内方端部10e1に接続され、軸方向に見てコイル10の内方から外方へ延びている。第1シールド部材30は、複数のシールド小片30Pに分割されている。第1シールド部材30には、隣り合うシールド小片30P間を直線状に延びる間隙40であって、コイル10の内方から外方へ延びる間隙40が形成されている。軸方向に見て、第1接続端子56は間隙40内を延びている。このようなコイルユニット5によれば、コイルユニット5の損失(とりわけ鉄損)を抑制できる。
変形例によるコイルユニット5は、コイル10に接続された第1接続端子56を更に備える。コイル10は、中心軸線Cに近い内方端部10e1と、中心軸線Cから遠い外方端部10e2とを有する。第1接続端子56は、コイル10の第2主面10bの側において内方端部10e1に接続され、軸方向に見てコイル10の内方から外方へ延びている。第1シールド部材30には、軸方向に見てコイル10の内方から外方へ延びる切欠が形成されている。軸方向に見て、第1接続端子56は上記切欠内を延びている。このようなコイルユニット5によれば、コイルユニット5の損失(とりわけ鉄損)を抑制できる。
一実施の形態及びその変形例によるコイルユニット5において、第1接続端子56は、コイルユニット5の側面視で第1シールド部材30と重なる高さ位置で、コイル10の内方から外方へ延びている。このようなコイルユニット5によれば、コイルユニット5の損失(とりわけ鉄損)を抑制できる。
変形例によるコイルユニット5において、コイル要素10i;10j,10jjは、その内方端部から外方端部に向かって第1周回方向CD1に中心軸線Cの周りを周回している。第1周回方向CD1に第1接続端子56と隣り合うシールド小片31の面積が、当該シールド小片31と第1接続端子56を挟んで隣り合うシールド小片38の面積以上である。このようなコイルユニット5によれば、コイルユニット5の損失(とりわけ鉄損)を抑制できる。
変形例によるコイルユニット5において、コイル要素10i;10j,10jjは、その内方端部から外方端部に向かって第1周回方向CD1に中心軸線Cの周りを周回している。第1周回方向CD1に第1接続端子56と隣り合うシールド小片31の面積が、当該シールド小片31と第1周回方向CD1に隣り合うシールド小片32の面積以上である。このようなコイルユニット5によれば、コイルユニット5の損失(とりわけ鉄損)を抑制できる。
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
Claims (32)
- 任意の中心軸線の周りで渦巻形状に形成されたコイル要素を含むコイルと、第1シールド部材と、前記コイルの外方を周状に延びる外枠と、を備え、
前記コイルは、第1主面と、前記第1主面とは反対側の面である第2主面とを有し、
前記第1シールド部材及び前記コイルは、前記第2主面から前記第1主面に向かう第1方向にこの順で積層され、
前記外枠は、フェライトを含み、前記コイルの前記第1主面よりも前記第1方向に突出する、コイルユニット。 - 前記コイルの内方を周状に延びる内枠を更に備え、
前記内枠は、フェライトを含み、前記コイルの前記第1主面よりも前記第1方向に突出する、請求項1に記載のコイルユニット。 - 軸方向に見て、前記外枠は前記第1シールド部材の外縁よりも内側に位置する、請求項1に記載のコイルユニット。
- 前記コイルに接続された第1接続端子を更に備え、
前記コイルは、前記中心軸線に近い内方端部と、前記中心軸線から遠い外方端部と、を有し、
前記第1接続端子は、前記コイルの前記内方端部に接続され、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延び、
前記外枠に、軸方向に見て前記第1接続端子と重なる不連続部が形成されている、請求項1に記載のコイルユニット。 - 前記第1シールド部材は、複数のシールド小片に分割され、
前記第1シールド部材には、隣り合うシールド小片間を直線状に延びる間隙であって、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延びる間隙が形成されており、
前記外枠に、軸方向に見て前記間隙と重なる不連続部が形成されている、請求項1に記載のコイルユニット。 - 前記不連続部の幅が0.8mm以上である、請求項4又は5に記載のコイルユニット。
- 前記不連続部の幅が5mm以上である、請求項4又は5に記載のコイルユニット。
- 前記外枠の比透磁率が1000以上である、請求項1に記載のコイルユニット。
- 前記外枠が前記第1主面よりも前記第1方向に突出する突出高さが、1mm以上である、請求項1に記載のコイルユニット。
- 前記外枠の幅が3mm以上10mm以下である、請求項1に記載のコイルユニット。
- 軸方向に見て、前記外枠と前記コイルとの距離が3mm以下である、請求項1に記載のコイルユニット。
- 軸方向に見て、前記内枠と前記コイルとの距離が3mm以下である、請求項2に記載のコイルユニット。
- 前記内枠の比透磁率が1000以上である、請求項2に記載のコイルユニット。
- 任意の中心軸線の周りで渦巻形状に形成されたコイル要素を含むコイルと、第1シールド部材と、前記コイルの内方を周状に延びる内枠と、を備え、
前記コイルは、第1主面と、前記第1主面とは反対側の面である第2主面とを有し、
前記第1シールド部材及び前記コイルは、前記第2主面から前記第1主面に向かう第1方向にこの順で積層され、
前記内枠は、フェライトを含み、前記コイルの前記第1主面よりも前記第1方向に突出する、コイルユニット。 - 前記内枠の比透磁率が1000以上である、請求項14に記載のコイルユニット。
- 前記内枠が前記第1主面よりも前記第1方向に突出する突出高さが、1mm以上である、請求項14に記載のコイルユニット。
- 前記内枠の幅が3mm以上10mm以下である、請求項14に記載のコイルユニット。
- 軸方向に見て、前記内枠と前記コイルとの距離が3mm以下である、請求項14に記載のコイルユニット。
- 前記第1シールド部材はフェライトを含む、請求項1又は14に記載のコイルユニット。
- 前記第1シールド部材は、複数のシールド小片に分割されている、請求項1又は14に記載のコイルユニット。
- 前記コイルユニットは、前記コイルの前記第2主面に直接接触する磁性体樹脂層を備え
る、請求項20に記載のコイルユニット。 - 前記磁性体樹脂層の比透磁率が5以上30以下である、請求項21に記載のコイルユニット。
- 前記コイルに接続された第1接続端子を更に備え、
前記コイルは、前記中心軸線に近い内方端部と、前記中心軸線から遠い外方端部とを有し、
前記第1接続端子は、前記コイルの前記第2主面の側において前記内方端部に接続され、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延び、
前記第1シールド部材は、複数のシールド小片に分割され、
前記第1シールド部材には、隣り合うシールド小片間を直線状に延びる間隙であって、前記コイルの内方から外方へ延びる間隙が形成されており、
軸方向に見て、前記第1接続端子は前記間隙内を延びている、請求項1又は14に記載のコイルユニット。 - 前記第1接続端子は、前記コイルユニットの側面視において前記第1シールド部材と重なる高さ位置で、前記コイルの内方から外方へ延びている、請求項23に記載のコイルユニット。
- 前記コイルに接続された第1接続端子を更に備え、
前記コイルは、前記中心軸線に近い内方端部と、前記中心軸線から遠い外方端部とを有し、
前記第1接続端子は、前記コイルの前記第2主面の側において前記内方端部に接続され、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延び、
前記第1シールド部材には、軸方向に見て前記コイルの内方から外方へ延びる切欠が形成されており、
軸方向に見て、前記第1接続端子は前記切欠内を延びている、請求項1又は14に記載のコイルユニット。 - 前記第1接続端子は、前記コイルユニットの側面視において前記第1シールド部材と重なる高さ位置で、前記コイルの内方から外方へ延びている、請求項25に記載のコイルユニット。
- 前記コイル要素は、その内方端部から外方端部に向かって第1周回方向に前記中心軸線の周りを周回しており、
前記第1周回方向に前記第1接続端子と隣り合うシールド小片の面積が、当該シールド小片と前記第1接続端子を挟んで隣り合うシールド小片の面積以上である、請求項23に記載のコイルユニット。 - 前記コイル要素は、その内方端部から外方端部に向かって第1周回方向に前記中心軸線の周りを周回しており、
前記第1周回方向に前記第1接続端子と隣り合うシールド小片の面積が、当該シールド小片と前記第1周回方向に隣り合うシールド小片の面積以上である、請求項23に記載のコイルユニット。 - 請求項1又は14に記載のコイルユニットを備える、送電装置。
- 請求項1又は14に記載のコイルユニットを備える、受電装置。
- 送電装置と、受電装置とを備え、
前記送電装置及び前記受電装置のうちの少なくともいずれかが、請求項1又は14に記載のコイルユニットを備える、電力伝送システム。 - 請求項1又は14に記載のコイルユニットを備える、移動体。
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