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公開番号2025124282
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2024020225
出願日2024-02-14
発明の名称磁性コイル、磁性部材、および無線給電用デバイス
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01F 38/14 20060101AFI20250819BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】コイルと磁性複合材料を含む磁性コイルにおいて耐振動性を向上する。
【解決手段】平面コイルと、磁性複合材料を含む磁性コイルにおいて、平面コイルは、線材が渦巻き状に巻回され、第1コイル面と、第1コイル面の裏面である第2コイル面と、を有する平板状であり、磁性複合材料は、樹脂材料と、樹脂材料中に含有される磁性粒子とを備え、磁性コイルは、平面コイルの第1コイル面を含む第1面と平面コイルの第2コイル面を含む第2面を有するコイル層と、磁性複合材料から成り、コイル層の第1面に配置される第1磁性層と、磁性複合材料から成り、コイル層の第2面に配置される第2磁性層と、を備え、第1磁性層および第2磁性層の少なくともいずれか一方は、コイル層側に、磁性粒子の含有量が残余の領域より少ない第3磁性層を備え、第3磁性層は、コイル層の第1面または第2面の少なくとも一部に接する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
平面コイルと、磁性複合材料を含む磁性コイルであって、
前記平面コイルは、
線材が渦巻き状に巻回され、第１コイル面と、前記第１コイル面の裏面である第２コイル面と、を有する平板状であり、
前記磁性複合材料は、
樹脂材料と、前記樹脂材料中に含有される磁性粒子とを備え、
前記磁性コイルは、
前記平面コイルの前記第１コイル面を含む第１面と前記平面コイルの前記第２コイル面を含む第２面を有するコイル層と、
前記磁性複合材料から成り、前記コイル層の前記第１面に配置される第１磁性層と、
前記磁性複合材料から成り、前記コイル層の前記第２面に配置される第２磁性層と、
を備え、
前記第１磁性層および前記第２磁性層の少なくともいずれか一方は、
前記コイル層側に、前記磁性粒子の含有量が残余の領域より少ない第３磁性層を備え、
前記第３磁性層は、前記コイル層の前記第１面または前記第２面の少なくとも一部に接する、
磁性コイル。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
請求項１に記載の磁性コイルであって、
前記平面コイルの前記線材の断面形状は、略矩形である、
磁性コイル。
【請求項３】
請求項１に記載の磁性コイルであって、
前記コイル層は、
前記平面コイルと、
前記磁性複合材料から成る磁性部と、
を有し、
前記第３磁性層は、
前記第１面または前記第２面の前記磁性部に対応する領域に接するように配置される、
磁性コイル。
【請求項４】
請求項１に記載の磁性コイルであって、
前記第３磁性層は、
前記第１面および第２面の少なくともいずれか一方の前記平面コイルに対応する領域に接するように配置される、
磁性コイル。
【請求項５】
請求項２に記載の磁性コイルであって、
前記コイル層は、
前記磁性複合材料から成る磁性部において、前記平面コイルの前記線材の側面の少なくとも一部に配置され、前記磁性粒子の含有量が前記磁性部の残余の領域より少ない第４磁性層を備える、
磁性コイル。
【請求項６】
磁性部材であって、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の磁性コイルを備える、
磁性部材。
【請求項７】
無線給電用デバイスであって、
請求項６の磁性部材を備える、
無線給電用デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、平面コイルと磁性複合材料を含む磁性コイルに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車に用いられる無線給電用のコイルには、リッツ線や板状のコイルが用いられており、交流抵抗を低減し、高効率で電量伝送を実現する検討が行われている。例えば、特許文献１に記載の技術では、コイルに用いる導線の外表面に接着剤層を設け、接着剤層により磁性紛を固定した磁性粉層を設けている。また、非特許文献１に記載の技術では、シリコーン樹脂に磁性粒子を配合した磁性コンポジット材料（磁性複合材料とも呼ぶ）を用いて、板型コイルの表面に磁性層を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－０１８５８５号公報
【非特許文献】
【０００４】
遠藤俊,笠井貴裕,卜穎剛,水野勉,磁性塗布アルミニウム板を用いたワイヤレス電力伝送コイルの軽量化と伝送効率の向上,信学技報 IEICE Technical Report, vol.117,no.383,WPT2017-66(2018-01),pp.59-64
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１および非特許文献１に記載の樹脂材料と磁性体を複合化した磁性コンポジット材料によって被覆されたコイルを用いた無線給電システムなどの装置が、例えば、バッテリの給電用の装置として電気自動車等に搭載される場合には、磁性層に割れが生じたり、磁性層とコイルとの界面剥離等が生じる可能性があった。そのため、コイルと磁性複合材料を含む磁性コイルにおいて耐振動性の向上が望まれていた。
【０００６】
このような耐振動性に係る課題は、磁性コイルを備える磁性部材、その磁性部材を備える無線給電用デバイス、振動の影響を受ける環境下で磁性コイルを用いる装置等に共通する課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本開示の一形態によれば、平面コイルと、磁性複合材料を含む磁性コイルが提供される。この磁性コイルにおいて、前記平面コイルは、線材が渦巻き状に巻回され、第１コイル面と、前記第１コイル面の裏面である第２コイル面と、を有する平板状であり、前記磁性複合材料は、樹脂材料と、前記樹脂材料中に含有される磁性粒子とを備え、前記磁性コイルは、前記平面コイルの前記第１コイル面を含む第１面と前記平面コイルの前記第２コイル面を含む第２面を有するコイル層と、前記磁性複合材料から成り、前記コイル層の前記第１面に配置される第１磁性層と、前記磁性複合材料から成り、前記コイル層の前記第２面に配置される第２磁性層と、を備え、前記第１磁性層および前記第２磁性層の少なくともいずれか一方は、前記コイル層側に、前記磁性粒子の含有量が残余の領域より少ない第３磁性層を備え、前記第３磁性層は、前記コイル層の前記第１面または前記第２面の少なくとも一部に接する。
【０００８】
平面コイルと磁性複合材料との境界は、振動により亀裂や剥離が生じやすい。上記の形態の磁性コイルによれば、磁性粒子の含有量が残余の領域より少ない第３磁性層がコイル層の第１面または第２面の少なくとも一部に接する。第３磁性層は、磁性粒子の含有量が残余の領域より少なく柔軟性が高く、破壊起点になりにくいため、亀裂や剥離が生じやすいコイル層の第１面または第２面の少なくとも一部に接するように設けられることにより、第１磁性層および第２磁性層に亀裂が生じることを抑制することができ、平面コイルと第１磁性層および第２磁性層との剥離を抑制することができる。すなわち、磁性コイルの耐振動性を向上させることができる。
【０００９】
（２）上記形態の磁性コイルであって、前記平面コイルの前記線材の断面形状は、略矩形であってもよい。このような平面コイルの場合、線材の角部に応力集中し、破壊起点になりやすい。そのため、このような構成にすると、振動による第１磁性層や第２磁性層の亀裂や、平面コイルと第１磁性層および第２磁性層との剥離を抑制することができる。
【００１０】
（３）上記形態の磁性コイルであって、前記コイル層は、前記平面コイルと、前記磁性複合材料から成る磁性部と、を有し、前記第３磁性層は、前記第１面または前記第２面の前記磁性部に対応する領域に接するように配置されてもよい。このような構成とすれば、破壊起点になりやすい領域に柔軟性が高い第３磁性層が配置されるため、振動による、コイル層の磁性部、第１磁性層、第２磁性層等の亀裂や、平面コイルとの剥離をさらに抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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