WO2024106455A1 - コイル部品及びその製造方法、送電装置、受電装置、並びに電力伝送システム - Google Patents

コイル部品及びその製造方法、送電装置、受電装置、並びに電力伝送システム Download PDF

Info

Publication number
WO2024106455A1
WO2024106455A1 PCT/JP2023/041054 JP2023041054W WO2024106455A1 WO 2024106455 A1 WO2024106455 A1 WO 2024106455A1 JP 2023041054 W JP2023041054 W JP 2023041054W WO 2024106455 A1 WO2024106455 A1 WO 2024106455A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
planar coil
coil
planar
turn portion
turn
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/041054
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
茜 荒川
将人 岡部
Original Assignee
大日本印刷株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大日本印刷株式会社 filed Critical 大日本印刷株式会社
Publication of WO2024106455A1 publication Critical patent/WO2024106455A1/ja

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00Coils
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type

Definitions

  • This disclosure relates to coil components and their manufacturing methods, power transmission devices, power receiving devices, and power transmission systems.
  • a system that transmits power contactlessly by passing a high-frequency current through a resonant circuit that includes a coil.
  • Litz wire is made by twisting together many enameled wires, so the manufacturing costs are high and it takes a lot of effort to manufacture, and the larger the coil, the more effort it takes to manufacture.
  • a technique is also known that employs a planar coil that is spirally shaped and plate-like, with a rectangular conductor cross section (see JP2020-47514A).
  • a planar coil can be formed, for example, by punching it out from a sheet material. Therefore, such a planar coil can improve manufacturing efficiency regardless of the size of the coil. It is also advantageous in terms of making the device into which the coil is incorporated thinner and lighter.
  • Patent document 1 also discloses a structure in which a magnetic body is provided so as to overlap the coil, and the magnetic body is provided between adjacent turns of the coil. This structure makes it possible to suppress the increase in loss due to the proximity effect between the turns.
  • the overall number of turns may be increased by stacking and connecting multiple planar coils in series.
  • the inventors have found that in such a multi-layered planar coil structure, coil performance can be improved by setting the gap between the planar coils facing each other relatively small, for example, 1 mm or less. Furthermore, a smaller gap is also advantageous in terms of making the coil thinner. The inventors have also found that coil performance can be further improved if the gap is filled with a magnetic material.
  • the gap is small, insulation breakdown or short circuits are more likely to occur between the planar coils that face each other. If the gap is made large in consideration of this, the thinness and coil performance may be compromised.
  • the objective of the present disclosure is to provide a coil component, a manufacturing method thereof, a power transmission device, a power receiving device, and a power transfer system that can properly ensure insulation between planar coils facing each other while suppressing size increase and performance degradation when multiple planar coils are stacked.
  • the first planar coil includes three or more turn portions arranged in a radial direction
  • the second planar coil includes three or more turns arranged in a radial direction
  • an n-th turn portion (n is an integer from 1 to 3 or more, the number of turns of the first planar coil) from the center of the first planar coil is positioned so as to partially face an n-th turn portion (n is an integer from 1 to 3 or more, the number of turns of the second planar coil) from the center of the second planar coil
  • the first planar coil includes three or more turn portions arranged in a radial direction
  • the second planar coil includes three or more turns arranged in a radial direction
  • an n-th turn portion (n is an integer from 1 to 3 or more, the number of turns of the first planar coil) from the center of the first planar coil is positioned so as to partially face an n-th turn portion (n is an integer from 1 to 3 or more, the number of turns of the second planar coil) from the center of the second planar coil
  • the second planar coil includes a plurality of turn portions arranged in a radial direction, The coil component according to any one of [1] to [9], wherein at least one of the plurality of turn portions is curved so as to bend away from the first planar coil.
  • the layer includes a magnetic material-containing portion that includes a magnetic material and a non-magnetic portion that does not include a magnetic material,
  • the first planar coil includes three or more turns arranged in a radial direction
  • the second planar coil includes three or more turns arranged in a radial direction
  • an n-th turn portion (n is an integer from 1 to 3 or more, the number of turns of the first planar coil) from the center of the first planar coil is positioned so as to partially face an n-th turn portion (n is an integer from 1 to 3 or more, the number of turns of the second planar coil) from the center of the second planar coil; 16.
  • [17] A coil component according to any one of [2], [3], [5], [6], and [10] to [13], in which the distance between the first planar coil and the second planar coil in the overlapping direction gradually increases from the inner circumference toward the outer circumference.
  • [18] preparing a mold having an installation surface including portions having different heights; placing the second planar coil on the mold such that a portion of the second planar coil faces the portion of the mounting surface that has a different height; a step of pressing a first molding material against the installation surface via the second planar coil to integrate the hardened first molding material with the second planar coil; removing the first molding material and the second planar coil from the mold; a step of forming a gap between a surface of the second planar coil opposite to a surface of the second planar coil that is bonded to the first molding material and arranging the first planar coil so as to overlap the opposite surface; and filling a second molding material so as to fill a space between the first planar coil and the second planar coil.
  • a power transmission device comprising a coil component according to any one of [1] to [17].
  • a power receiving device comprising a coil component according to any one of [1] to [17].
  • a power transmission device and a power receiving device A power transfer system, wherein at least one of the power transmitting device and the power receiving device is provided with the coil component according to any one of [1] to [17].
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic diagram of a wireless power transmission system to which a coil component according to a first embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a plan view of the coil component according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the coil component shown in FIG. 2 .
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the coil component shown in FIG. 2 .
  • 3 is a plan view of the coil component shown in FIG. 2, showing portions of the coil component having different thicknesses.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an electric field intensity distribution when a current is passed through the coil component shown in FIG. 2 .
  • 3A to 3C are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing the coil component shown in FIG. 2 .
  • 3A to 3C are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing the coil component shown in FIG. 2 .
  • 3A to 3C are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing the coil component shown in FIG. 2 .
  • 3A to 3C are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing the coil component shown in FIG. 2 .
  • 3A to 3C are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing the coil component shown in FIG. 2 .
  • 3A to 3C are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing the coil component shown in FIG. 2 .
  • 3A to 3C are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing the coil component shown in FIG. 2 .
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a coil component according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a coil component according to a third embodiment.
  • 16A to 16C are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing the coil component shown in FIG. 15 .
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a coil component according to a fourth embodiment.
  • 18A to 18C are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing the coil component shown in FIG. 17 .
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a coil component according to a fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a coil component according to a sixth embodiment.
  • 21 is a graph illustrating the electric field intensity when the coil component illustrated in FIG.
  • FIG. 20 is set to a predetermined dimension, and the electric field intensity of a coil component according to a comparative example.
  • FIG. 21 is a perspective view of the coil component shown in FIG. 20, in which predetermined dimensions set for the coil component, different from those in FIG. 21, are indicated on the drawing.
  • 23 is a graph illustrating the electric field intensity of the coil component having the dimensional conditions shown in FIG. 22. 21 and 22.
  • FIG. 22 is a perspective view of the coil component shown in FIG. 20, in which predetermined dimensions set for the coil component, which are different from those in FIG.
  • FIG. 25 is a graph for explaining the electric field intensity of the coil component having the dimensional conditions shown in FIG. 24 .
  • sheet is a concept that includes members that can also be called films or plates.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a wireless power transmission system S to which a coil component 10 according to a first 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 component according to an embodiment different from the first 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 component 10 and a high-frequency current supplying unit 1A.
  • the coil component 10 in the power transmitting device 1 functions as a power transmitting coil.
  • the high-frequency current supplying unit 1A supplies a high-frequency current to the coil component 10 serving as a power transmitting coil.
  • the power receiving device 2 includes a coil component 10 and a conversion unit 2A.
  • the coil component 10 in the power receiving device 2 functions as a power receiving coil.
  • the conversion unit 2A shapes the high-frequency current generated in the coil component 10.
  • the conversion unit 2A has a rectifier circuit that converts the high-frequency current into a direct current.
  • the conversion unit 2A may be configured to 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 component 10.
  • the coil component 10 may be used in only one of the power transmitting device 1 and the power receiving device 2, and a different type of coil component 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 component 10 serving as a power transmitting coil. At this time, a magnetic field is generated in the coil component 10 by electromagnetic induction. Then, due to the influence of this magnetic field, a high-frequency current is generated in the coil component 10 serving as a power receiving coil 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 in 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 component 10 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 power transmission 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 submarines and exploration robots in the sea.
  • the use of the coil component 10 is not limited to wireless power transmission systems.
  • the coil component 10 may be used in transformers, DC-DC converters, antennas, etc.
  • Fig. 2 is a plan view of the coil component 10.
  • Fig. 3 is an exploded perspective view of the coil component 10.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view of the coil component 10.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view corresponding to the line IV-IV in Fig. 2.
  • the coil component 10 includes a first planar coil 11, a second planar coil 12, a spacer member 20, a first connection terminal 61, and a second connection terminal 62.
  • the second planar coil 12 is marked with a dot for ease of explanation.
  • first planar coil 11 and second planar coil 12 are stacked on top of each other with a gap therebetween.
  • Spacer member 20 functions to maintain the gap between first planar coil 11 and second planar coil 12.
  • Spacer member 20 also functions to integrate first planar coil 11 and second planar coil 12.
  • the spacer member 20 fills the gap between the first planar coil 11 and the second planar coil 12, while covering the surface (second surface 11B) of the first planar coil 11 opposite the surface (first surface 11A) of the first planar coil 11 facing the second planar coil 12.
  • the portion (layer) of the spacer member 20 that fills the gap between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 and the portion (layer) that covers the surface of the first planar coil 11 opposite the surface facing the second planar coil 12 are shown separately, but these portions are actually formed integrally without any joints, as shown in FIG. 4.
  • the first connection terminal 61 and the second connection terminal 62 are simply shown by two-dot chain lines. Each portion of the coil component 10 will be described in detail below.
  • First planar coil 11 has a spiral shape and is made of a conductive material.
  • first planar coil 11 contains copper.
  • first planar coil 11 is made of copper.
  • first planar coil 11 may be made of a copper alloy, aluminum, an aluminum alloy, or the like.
  • the first planar coil 11 is plate-shaped, and as shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of the first planar coil 11 in a direction perpendicular to the direction in which the first planar coil 11 winds in a spiral shape (in other words, the direction in which it extends in a spiral shape) is rectangular.
  • first planar coil 11 indicates a first central axis of first planar coil 11 that passes through the center of the spiral shape of first planar coil 11.
  • this direction means a direction extending on first central axis C1 or a direction parallel to first central axis C1.
  • a direction perpendicular to first central axis C1 is referred to as a radial direction of first planar coil 11.
  • First planar coil 11 includes first surface 11A and second surface 11B that are opposite each other in the axial direction.
  • First planar coil 11 has second planar coil 12 overlapping first surface 11A with a gap therebetween.
  • the first planar coil 11 has a conductor 11E having a spiral shape formed by a plurality of turn portions 11n.
  • the plurality of turn portions 11n of the first planar coil 11 are arranged in a radial direction, which is a direction perpendicular to the first central axis C1 of the spiral shape.
  • the plurality of turn portions 11n are connected so as to gradually move away from the first central axis C1 of the spiral shape in a radially outward direction. This forms the spiral shape.
  • the turn portion 11n is basically a linear conductor portion that does not form a ring but wraps around the first central axis C1 360 degrees. In the case of a so-called planar coil, both ends of the turn portion 11n are offset radially. In a case of multiple turn portions 11n, the radially outer end of one turn portion 11n is connected to the radially inner end of another turn portion 11n, and the other turn portions 11n extend away from the first central axis C1.
  • the turn portion 11n that is closest to the first central axis C1 may be referred to as the turn portion 111.
  • the turn portion connected to the turn portion 111 may be referred to as the turn portion 112.
  • the turn portions 11n are made up of five turn portions 111 to 115. In the following, when describing matters that are common to each of the turn portions 11n, they will basically be referred to as the turn portion 11n.
  • the turn portion 11n winds around to form a rectangle.
  • the turn portion 11n may also have a shape that winds around to form a circle.
  • the spiral shape referred to 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 winds around repeatedly while bending in a broken line shape as shown in the figure.
  • the spiral shape is a shape that winds around the first central axis C1 of the first planar coil 11 so as to be gradually positioned outward.
  • the radially inner end (the end closest to the first central axis C1) of the turn portion 111 closest to the first central axis C1 is electrically connected to the second planar coil 12.
  • the radially outer end (the end away from the first central axis C1) of the turn portion 115 that is the furthest from the first central axis C1 among the multiple turn portions 11n is connected to the first connection terminal 61.
  • first central axis C1 is determined as follows. First, linear virtual turn portions similar in shape to the innermost turn portion 111 are drawn inward in the radial direction in sequence from the radially inner end of the innermost turn portion 111 to form a spiral shape. Then, drawing is continued until a virtual turn portion that fits within a diameter of 1 cm can be 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 first central axis C1.
  • the first planar coil 11 is formed by punching a copper plate into a spiral shape, as an example.
  • the first planar coil 11 can also be formed by etching copper foil into a spiral shape.
  • the thickness of first planar coil 11 may be, for example, 0.1 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the radius of first planar coil 11 (the distance from first central axis C1 to the part farthest in the radial direction) may be 80 mm or more, or 80 mm or more and 450 mm or less.
  • the aspect ratio of first planar coil 11 (conductor 11E) having a rectangular cross-sectional shape is determined by dividing the radial width (width in the radial direction) of first planar coil 11 (conductor 11E) by the thickness of first planar coil 11 (conductor 11E).
  • the aspect ratio of first planar coil 11 (conductor 11E) may be 40 or less, 2 to 12, or 3 to 10.
  • the thickness of the first planar coil 11 made of copper is preferably 0.2 mm or more. From this perspective, the lower limit of the thickness of the first planar coil 11 may be set to 0.2 mm. Furthermore, when transmitting power to an electric vehicle, it is not desirable for the size to be excessively large, and the size may be limited.
  • first planar coil 11 and the second planar coil 12 described below are formed to a size that fits within a square with one side of 800 mm.
  • the line width of first planar coil 11 (line width of conductor 11E), i.e., the radial width (width in the radial direction) of each turn portion 11n, is not particularly limited.
  • the radial width of turn portion 11n may be 2 mm or more and 20 mm or less, 2 mm or more and 16 mm or less, 2 mm or more and 12 mm or less, or 2 mm or more and 8 mm or less.
  • the number of turns of first planar coil 11 may be 4 to 12, but is not particularly limited.
  • second planar coil 12 also has a spiral shape, and in this embodiment, second planar coil 12 contains copper. More specifically, second planar coil 12 is made of copper.
  • the material of second planar coil 12 is not particularly limited, and may be a copper alloy, aluminum, aluminum alloy, or the like.
  • Second planar coil 12 is also plate-shaped, and as shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of second planar coil 12 in a direction perpendicular to the direction in which second planar coil 12 winds around in a spiral shape is rectangular.
  • the symbol C2 in Figures 2 and 3 indicates the second central axis of the second planar coil 12 that passes through the center of the spiral shape of the second planar coil 12.
  • this direction means a direction extending on the second central axis C2 or a direction parallel to the second central axis C2.
  • the direction perpendicular to the second central axis C2 is referred to as the radial direction of the second planar coil 12.
  • the second planar coil 12 includes a first surface 12A and a second surface 12B that are opposite each other in the axial direction.
  • the second planar coil 12 has a first surface 12A exposed from the spacer member 20 and a second surface 12B that faces the first planar coil 11 (first surface 11A).
  • second planar coil 12 is arranged so as to be coaxial with first planar coil 11. That is, first central axis C1 of first planar coil 11 and second central axis C2 of second planar coil 12 coincide with each other, in other words, they are located on the same straight line. However, first planar coil 11 and second planar coil 12 may overlap so that first central axis C1 of first planar coil 11 and second central axis C2 of second planar coil 12 are parallel to each other. That is, first planar coil 11 and second planar coil 12 do not have to be coaxial.
  • the second planar coil 12 also has a conductor 12E having a spiral shape with multiple turn portions 12n.
  • the multiple turn portions 12n of the second planar coil 12 are arranged in a direction perpendicular to the second central axis C2 of the spiral shape.
  • connection manner of the multiple turn portions 12n and the names according to their positions are the same as those of turn portion 11n of first planar coil 11.
  • the number of turns of first planar coil 11 and the number of turns of second planar coil 12 are the same, and multiple turn portions 12n are composed of five turn portions 121 to 125.
  • turn portion 12n winds around in a rectangular shape like turn portion 11n.
  • turn portion 12n may also have a shape that winds around in a circular shape.
  • the number of turns of first planar coil 11 and the number of turns of second planar coil 12 may differ.
  • turn portion 12n may be rectangular and turn portion 11n may be circular.
  • the radially inner end of the turn portion 111 closest to the first central axis C1 is electrically connected to the second planar coil 12. More specifically, the radially inner end of the turn portion 111 is connected to the inner end of the turn portion 121 in the second planar coil 12.
  • the direction in which the first planar coil 11 winds from the end not connected to the second planar coil 12 (the radially outer end of the turn portion 115) to the end connected to the second planar coil 12 is the same as the direction in which the second planar coil 12 winds from the end connected to the first planar coil 11 to the end not connected to the first planar coil 11 (the radially outer end of the turn portion 125).
  • the radially outer end of the turn portion 125 of the multiple turn portions 12n that is farthest from the second central axis C2 is connected to the second connection terminal 62.
  • the radially inner and outer directions of the second planar coil 12 (turn portion 12n) are defined in the same manner as the radially inner and outer directions of the first planar coil 11 described above.
  • the position of the second central axis C2 is also determined in the same manner as the first central axis C1.
  • the second planar coil 12 in this embodiment is also formed, for example, by punching out a copper plate into a spiral shape. However, the second planar coil 12 can also be formed by etching a copper foil into a spiral shape.
  • the nth turn portion 11n from the center of the first planar coil 11 (n is an integer from 1 to the number of turns of the first planar coil 11) is positioned so as to partially face the nth turn portion 12n from the center of the second planar coil 12 (n is an integer from 1 to the number of turns of the second planar coil 12).
  • the nth turn portion 11n from the center of the first planar coil 11 is positioned so as not to face any turn portion 12n other than the nth turn portion 12n from the center of the second planar coil 12 (n-1, n+1, etc.).
  • the range in which the nth turn portion 11n from the center of the first planar coil 11 faces the nth turn portion 12n from the center of the second planar coil 12 may be 1/2 or more, or 3/4 or more, of the total length of each of the turn portion 11n and the turn portion 12n. According to the inventor's knowledge, in order to ensure good coil performance, the larger the area in which the turn portion 11n faces the corresponding turn portion 12n, the better.
  • the facing portions of the turn portion 11n and the corresponding turn portion 12n face each other so that one does not protrude from the other when viewed in the direction in which they overlap (axial direction). From the viewpoint of ensuring good coil performance, the inventors' knowledge that the facing portions of the turn portion 11n and the corresponding turn portion 12n face each other so that one does not protrude from the other when viewed in the direction in which they overlap (axial direction) is preferable.
  • the line width of the turn portion 11n and the line width of the turn portion 12n are the same, and the facing portions of the turn portion 11n and the turn portion 12n do not protrude from the other when viewed in the direction in which they overlap (axial direction). In other words, when one of the facing portions of the turn portion 11n and the turn portion 12n is projected axially onto the other, the projected image of one coincides with the other.
  • the turn portions 11n and 12n each include a main portion 11nX, 12nX that extends along the four sides of a square and is partially open, and a transition portion 11nY, 12nY that extends radially inward from one end of the main portion 11nX, 12nX.
  • the main portion 11nX and the main portion 12nX face each other over almost the entirety.
  • the range in which the turn portion 11n and the corresponding turn portion 12n face each other is 90% or more of the total length of each turn portion 11n and turn portion 12n.
  • the thickness of second planar coil 12 may be, for example, 0.1 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the radius of second planar coil 12 (distance from second central axis C2 to the part farthest in the radial direction) may be 80 mm or more, or 80 mm or more and 450 mm or less, as in the case of first planar coil 11.
  • the aspect ratio of second planar coil 12 (conductor 12E) having a rectangular cross-sectional shape may be 40 or less, 2 to 12, or 3 to 10, as in the case of first planar coil 11.
  • the line width of second planar coil 12 (line width of conductor 12E), i.e., the radial width (radial width) of each turn portion 12n, may be 2 mm or more and 20 mm or less, 2 mm or more and 16 mm or less, 2 mm or more and 12 mm or less, or 2 mm or more and 8 mm or less. Additionally, the number of turns in the second planar coil 12 may be between 4 and 12, but is not limited thereto.
  • first planar coil 11 and second planar coil 12 overlap with a gap therebetween.
  • This gap may be, for example, 0.5 mm or more and 2.5 mm or less, or 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the size of the gap between first planar coil 11 and second planar coil 12 is partially different.
  • the thickness of a portion of spacer member 20 that fills the gap between first planar coil 11 and second planar coil 12 is partially different, so that the distance between first planar coil 11 and second planar coil 12 is partially different.
  • a state is formed in which the volume resistance value of the portion (third layer 23) that fills the gap in spacer member 20 with respect to a current flowing in the direction in which first planar coil 11 and second planar coil 12 overlap varies depending on the position of the portion (third layer 23) on an orthogonal coordinate system CS defined on a plane perpendicular to the direction in which first planar coil 11 and second planar coil 12 overlap.
  • FIGS. 4 and 5 show the orthogonal coordinate system CS and the directions in which the orthogonal coordinate system CS is defined.
  • the plane perpendicular to the direction in which the first planar coil 11 and the second planar coil 12 overlap is, in other words, a plane perpendicular or substantially perpendicular to the first central axis C1 and the second central axis C2.
  • the plane perpendicular to the direction in which the first planar coil 11 and the second planar coil 12 overlap is a plane parallel to the radial direction of the first planar coil 11 and the radial direction of the second planar coil 12.
  • the “volume resistance value” increases in proportion to the distance.
  • the spacer member 20 since the spacer member 20 is formed from a single material, the volume resistivity of the entire spacer member 20 is constant. Therefore, the volume resistance value for a current flowing in the thickness direction of the spacer member 20, in other words, the volume resistance value for a current flowing in the direction in which the first planar coil 11 and the second planar coil 12 overlap, increases as the thickness of the portion of the spacer member 20 that fills the gap between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 increases.
  • the outer peripheral portion of the portion (third layer 23) that fills the gap between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 in the spacer member 20 is larger than the inner peripheral portion.
  • the volume resistance value of the outer peripheral portion of the spacer member 20 is larger than the inner peripheral portion.
  • the volume resistance value of the current flowing in the thickness direction at a certain position of the third layer 23 of the spacer member 20 is an electrical resistance value measured by sandwiching the certain position between a pair of electrodes in the thickness direction and passing a current between the electrodes. During this measurement, the contact surface of each of the pair of electrodes with the spacer member 20 is set to 5 mm x 5 mm.
  • the first planar coil 11 is embedded in the spacer member 20, and the second planar coil 12 is integrated with the spacer member 20.
  • the spacer member 20 is appropriately cut, and the first planar coil 11 and the second planar coil 12 are taken out of the spacer member 20, exposing the two opposing surfaces in the thickness direction of the third layer 23, and then the electrodes are brought into contact with these two opposing surfaces.
  • the spacer member 20 will be described in detail below.
  • the spacer member 20 fills the gap between the first planar coil 11 and the second planar coil 12, and covers the second surface 11B of the first planar coil 11 opposite to the first surface 11A facing the second planar coil 12.
  • the spacer member 20 includes a first layer 21 covering the second surface 11B of the first planar coil 11, and a second layer 22, a third layer 23, and a fourth layer 24 positioned so as to be stacked on the first layer 21 in a direction from the first layer 21 toward the second planar coil 12.
  • the third layer 23 is a portion that fills the gap between the first planar coil 11 and the second planar coil 12, and has a thickness that differs from one part to another. Note that the first layer 21, the second layer 22, the third layer 23, and the fourth layer 24 are actually formed integrally without any joints.
  • first layer 21, second layer 22, and third layer 23 are formed to a size that encompasses the entire first planar coil 11 and second planar coil 12.
  • First layer 21 is a sheet-like portion that covers second surface 11B of first planar coil 11.
  • First layer 21 is in contact with second surface 11B of first planar coil 11 and entirely covers second surface 11B.
  • Second layer 22 is a portion that overlaps first layer 21 and covers the side surface of first planar coil 11.
  • second layer 22 is a portion that covers the entire side surface of first planar coil 11 from the radial inside and outside.
  • the side surface of first planar coil 11 is a surface located between first surface 11A and second surface 11B.
  • the third layer 23 is a sheet-like portion that fills the gap between the first planar coil 11 and the second planar coil 12, and is in direct contact with the second planar coil 12. As will be described in detail later, as shown in FIG. 4, the thickness of the third layer 23 is partially different.
  • the fourth layer 24 is a portion that protrudes from a portion of the third layer 23 where the second planar coil 12 is not located, in other words, from a portion of the third layer 23 that is exposed between adjacent turn portions 12n of the second planar coil 12.
  • the fourth layer 24 extends in a spiral shape along the spiral-shaped second planar coil 12 as shown in FIGS. 2 and 3.
  • the fourth layer 24 protrudes beyond the second planar coil 12.
  • the position (height position) of the tip of the fourth layer 24 is constant from the inner end to the outer end in the radial direction. However, the position of the tip of the fourth layer 24 may be partially different.
  • the third layer 23 will be described in detail below.
  • the third layer 23 in this embodiment includes a first portion 23A and a second portion 23B that are different in thickness.
  • a dot is added to the range corresponding to the second portion 23B.
  • the second portion 23B is a portion of the third layer 23 that is located on the outer periphery side of the first portion 23A.
  • the thickness T2 of the second portion 23B is larger than the thickness T1 of the first portion 23A.
  • the thickness T1 may be, for example, 0.3 mm or more and 0.7 mm or less, 0.4 mm or more and 0.6 mm or less, or 0.5 mm.
  • the thickness T2 may be, for example, 2.5 times or more and 4 times or less than the thickness T1.
  • the thickness T2 may be, for example, 1 mm or more and 2.5 mm or less, 1.25 mm or more and 2 mm or less, 1.25 mm or more and 1.75 mm or less, or 1.5 mm.
  • the n-th turn portion 11n from the center of first planar coil 11 is positioned so as to partially face the n-th turn portion 12n from the center of second planar coil 12.
  • a range including a portion of third layer 23 located between a portion where turn portion 113 third from the center of first planar coil 11 and turn portion 123 third from the center of second planar coil 12 face each other and a portion located on the outer periphery side of said portion corresponds to second portion 23B.
  • second portion 23B extending outward from a portion where turn portion 113 third from the center of first planar coil 11 and turn portion 123 third from the center of second planar coil 12 face each other has a thickness greater than first portion 23A on the inner periphery side.
  • the thickness (T2) of a part or all (in this example, the whole) of the portion of third layer 23 located between turn portions 113-115 that are third or more from the center of first planar coil 11 and corresponding turn portions 123-125 of second planar coil 12 that face the third or more turn portions 113-115 is greater than the thickness (T1) of the portion located between turn portions 111, 112 that are second or less from the center of first planar coil 11 and corresponding turn portions 121, 122 of second planar coil 12 that face the second or less turn portions 111, 112.
  • the thickness of second portion 23B is greater than the thickness of first portion 23A in third layer 23, and spacer member 20 is formed from a single material. Therefore, in third layer 23, the volume resistance value of second portion 23B with respect to a current flowing in the direction in which first planar coil 11 and second planar coil 12 overlap is greater than the volume resistance value of first portion 23A, which has a smaller thickness.
  • first planar coil 11 and second planar coil 12 facing each other across second portion 23B are greater than the distance between the inner circumferential portions of first planar coil 11 and second planar coil 12 facing each other across first portion 23A.
  • the surface of third layer 23 that contacts first planar coil 11 is flat, while the surface of third layer 23 that contacts second planar coil 12 has a stepped shape corresponding to first portion 23A and second portion 23B. In response to the stepped shape, second planar coil 12 is curved so as to move away from first planar coil 11.
  • the second planar coil 12 is curved so that the distance from the outer periphery of the second planar coil 12 to the first planar coil 11 in the direction in which the first planar coil 11 and the second planar coil 12 overlap (axial direction) is greater than the distance from the inner periphery of the second planar coil 12 to the first planar coil 11 in the direction in which the first planar coil 11 and the second planar coil overlap.
  • the electric field strength (potential difference) between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 tends to increase with increasing distance from the radially inner end.
  • insulation breakdown or short circuiting is likely to occur between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 at a position closer to the outer periphery.
  • the thickness of the second portion 23B located on the outer periphery side of the third layer 23 filling the gap between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 is made larger than the first portion 23A located on the inner periphery side as described above, thereby increasing the volume resistance value of the second portion 23B.
  • the distance between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 is made larger on the outer periphery side. This suppresses the occurrence of insulation breakdown or short circuiting compared to when the volume resistance value of the layer between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 is constant or when the distance between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 is constant.
  • the thickness of the second portion 23B located on the outer periphery of the third layer 23 is made thicker than the first portion 23A located on the inner periphery, but the second portion 23B, which has a larger thickness, is only a part of the third layer 23. Therefore, the increase in size and the decrease in coil performance due to the increase in the thickness of the third layer 23 are suppressed.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the electric field strength distribution between first planar coil 11 and second planar coil 12 when a current is passed through coil component 10.
  • the magnitude of the electric field strength is indicated by the density of dots.
  • the higher the density of dots the greater the electric field strength. Also, in areas where no dots are shown, there is no or almost no potential difference.
  • the electric field strength gradually increases between the third turn portion 113 from the center of first planar coil 11 and the corresponding turn portion 123 of second planar coil 12 facing third turn portion 113, and the electric field strength tends to be greatest between the outermost turn portion 115 of first planar coil 11 and the outermost turn portion 125 of second planar coil 12.
  • This tendency for the electric field strength to increase between the third peripheral turn portion from the center also applies when the number of turns is 6 or more, and when the number is 3 to 4.
  • a shape is adopted in which the thickness T2 of the second portion 23B in the third layer 23 extending from the portion between the third turn portion 113 from the center of the first planar coil 11 and the third turn portion 123 from the center of the second planar coil 12 toward the outer periphery is made larger than that of the first portion 23A located on the inner periphery side of the second portion 23B.
  • the range of the second portion 23B i.e., the range in which the volume resistance value or thickness is partially increased in the third layer 23, is not particularly limited.
  • the tendency of the electric field strength distribution can change depending on the conditions such as the shape and number of turns of the coil, and the magnitude of the current supplied.
  • the range in which the volume resistance value or thickness is partially increased in the third layer 23 may be appropriately changed depending on the conditions such as the shape and number of turns of the coil.
  • the third layer 23 may be formed in a shape in which the thickness gradually increases from the center of the first planar coil 11 and the second planar coil 12 toward the outer periphery. In this case, the distance between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 gradually increases from the center of the first planar coil 11 and the second planar coil 12 toward the outer periphery.
  • the spacer member 20 in this embodiment is magnetic as a whole, that is, each of the first layer 21, the second layer 22, the third layer 23, and the fourth layer 24 is magnetic.
  • the spacer member 20 aims to improve coil performance by suppressing eddy current loss and leakage flux through magnetism and increasing the coupling coefficient, thereby improving coil performance.
  • the relative permeability of the spacer member 20 is preferably 2.0 or more, and may be 2.0 or more and 10.0 or less.
  • the relative permeability of the spacer member 20 is more preferably 5.0 or more, and may be 5.0 or more and 10.0 or less.
  • the relative permeability of the spacer member 20 is not particularly limited, but if it is too large, the flexibility and strength of the spacer member 20 may be undesirably impaired. Therefore, the relative permeability of the spacer member 20 may be 200 or less.
  • the spacer member 20 has a fourth layer 24 that protrudes from the second planar coil 12, which can effectively improve coil performance.
  • the height by which the fourth layer 24 protrudes from the second planar coil 12 is not particularly limited, but may be, for example, 0.3 mm or more, 0.5 mm or more, or 1.0 mm or more.
  • the spacer member 20 in the present embodiment includes, as an example, a holding material containing a 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.
  • the insulating property means that the volume resistivity is 10 10 ⁇ m or more.
  • the retaining material contained in the spacer member 20 may be, for example, fiber-reinforced plastic. More specifically, the retaining material contained in the spacer member 20 may be glass fiber-reinforced polyamide. However, the retaining material is not particularly limited. For example, it does not have to contain glass fiber. Also, a resin other than polyamide may be used.
  • the magnetic particles 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 spacer member 20 may be made of insulating material only, without including magnetic material. Even in this case, if the thickness of the third layer 23 varies in parts, a state in which the volume resistivity varies in parts of the third layer 23 may be created.
  • connection terminal 61 is connected to a radially outer end of the turn portion 115 of the first planar coil 11.
  • the second connection terminal 62 is connected to a radially outer end of the turn portion 125 of the second planar coil 12.
  • the first connection terminal 61 and the second connection terminal 62 can be used, for example, when connecting to the high-frequency current supply unit 1A or the conversion unit 2A.
  • the connection between the first connection terminal 61 and the turn portion 115 and the connection between the second connection terminal 62 and the turn portion 125 may be performed by ultrasonic bonding.
  • the connection method is not limited, and for example, a connection using a conductive adhesive may be adopted.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a mold 200 for manufacturing the coil component 10.
  • the mold 200 is first prepared.
  • the mold 200 has a mounting surface 201 for the second planar coil 12.
  • the mounting surface 201 includes a low-level portion 201L and a high-level portion 201H that is higher than the low-level portion 201L.
  • the mold 200 is formed with a convex portion 202 that protrudes from the mounting surface 201 and extends in a spiral shape.
  • the convex portion 202 is formed to extend in a spiral shape from a radially inner position of a radially inner end of the second planar coil 12 to a radially outer end of the second planar coil 12 along each turn portion 12n.
  • FIG. 8 shows the state in which second planar coil 12 is placed on mounting surface 201.
  • Second planar coil 12 is placed on mounting surface 201 so as not to come into contact with protruding portion 202.
  • Second planar coil 12 is placed so that the first two turn portions 121, 122 from the center face low-level portion 201L on mounting surface 201, and the third and subsequent turn portions 123-125 from the center face high-level portion 201H on mounting surface 201.
  • the first molding material 210 is placed over the second planar coil 12. Then, as shown in FIG. 9, the first molding material 210 is pressed against the installation surface 201 via the second planar coil 12.
  • the first molding material 210 may be, for example, a material containing a thermoplastic resin.
  • the first molding material 210 and the second planar coil 12 may be heat pressed between the mold 200 and another mold (not shown). The first molding material 210 may also be injected to fill the space between the mold 200 and another mold (not shown).
  • the first molding material 210 is pressed against the installation surface 201 via the second planar coil 12 as described above, the first molding material 210 is hardened. Then, after the first molding material 210 and the second planar coil 12 are integrated, the coil intermediate material 10M, which is an integrated body of the first molding material 210 and the second planar coil 12, is removed from the mold 200 as shown in FIG. 10.
  • the coil intermediate material 10M shown in FIG. 10 is inverted from the state shown in FIG. 9. In the coil intermediate material 10M, the second turn portions 121 and 122 from the center of the second planar coil 12 are farther from the first molding material 210 than the third and subsequent turn portions 123 to 125 from the center.
  • the first planar coil 11 is arranged so as to form a gap between the surface (second surface 12B) of the second planar coil 12 opposite to the surface (first surface 12A) of the second planar coil 12 that is joined to the first molding material 210, and to overlap the opposite surface (second surface 12B).
  • the position of the first planar coil 11 may be held by a spacer (not shown). Such a spacer may be formed in the first molding material 210, for example.
  • the second molding material 220 is placed on the first planar coil 11.
  • the second molding material 220 is a material that forms the spacer member 20.
  • the material of the spacer that holds the position of the first planar coil 11 on the second planar coil 12 described above may be the same as the material of the second molding material 220, i.e., the spacer member 20.
  • the spacer may be produced separately from the first molding material 210 and provided in the first molding material 210.
  • the second molding material 220 is pressed against the coil intermediate material 10M. At this time, the second molding material 220 is filled so as to fill the space between the first planar coil 11 and the second planar coil 12.
  • the second molding material 220 includes a holding material containing a resin and a plurality or an infinite number of magnetic particles composed of a magnetic material.
  • the second molding material 220 is in a liquefied or softened state, and flows in response to being pressed against the coil intermediate material 10M, filling the space between the first planar coil 11 and the second planar coil 12.
  • the second molding material 220 is hardened.
  • the spacer member 20 is formed from the second molding material 220.
  • the first molding material 210 is removed to obtain the coil component 10.
  • the coil component 10 according to the present 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 .
  • first connection terminal 61 and second connection terminal 62 are connected to high frequency current supply unit 1A or an AC power source as shown in FIG. 1.
  • the current can flow from first connection terminal 61 to first planar coil 11 and second planar coil 12, and then from second connection terminal 62 to high frequency current supply unit 1A or an AC power source.
  • the current can flow from second connection terminal 62 to second planar coil 12 and first planar coil 11, and then from first connection terminal 61 to high frequency current supply unit 1A or an AC power source. This makes it possible to generate a magnetic field including magnetic field lines along the central axis of the planar coil.
  • a high-frequency current can be generated in first planar coil 11 and second planar coil 12 by receiving or generating a magnetic field including magnetic field lines that pass through the inside of first planar coil 11 and second planar coil 12. This high-frequency current can then be supplied to an external device from first connection terminal 61 or second connection terminal 62.
  • the coil component 10 can also be used in transformers, antennas, and the like.
  • the coil component 10 functions as a primary coil in a transformer
  • the first connection terminal 61 and the second connection terminal 62 are connected to an AC power source. Then, by supplying a high-frequency current, magnetic flux can be supplied from the center of the planar coil to the iron core.
  • the coil component 10 includes a first planar coil 11, a second planar coil 12 overlapping the first planar coil 11 with a gap therebetween, and a spacer member 20 including a third layer 23 that fills the gap.
  • the volume resistance value of the third layer 23 with respect to a current flowing in the direction in which the first planar coil 11 and the second planar coil 12 overlap varies depending on the position of the third layer 23 on an orthogonal coordinate system CS that is defined on a plane perpendicular to the direction in which the first planar coil 11 and the second planar coil 12 overlap.
  • the portion of the third layer 23 with a large volume resistance (in this example, the second portion 23B) is positioned in a portion where breakdown or short circuiting is likely to occur between the first planar coil 11 and the second planar coil 12, and the portion of the third layer 23 with a small volume resistance (in this example, the first portion 23A) is positioned in a portion where breakdown or short circuiting is unlikely to occur between the first planar coil 11 and the second planar coil 12, thereby suppressing breakdown or short circuiting that may occur between the first planar coil 11 and the second planar coil 12.
  • a configuration is adopted in which the thickness of the third layer 23 is partially increased as a method for forming a portion with a high volume resistivity in the third layer 23.
  • the portion with a high thickness in the third layer 23 is only a part of the third layer 23, so that an increase in size and a decrease in coil performance due to an increase in the thickness of the third layer 23 are suppressed.
  • a material with a high volume resistivity may be used partially as a method for forming a portion with a high volume resistivity in the third layer 23, but in this case, it is not necessary to partially increase the thickness of the third layer 23.
  • the coil component 10 of this embodiment when multiple planar coils 11, 12 are stacked, it is possible to properly ensure insulation between the planar coils 11, 12 that face each other while suppressing size increase and performance degradation.
  • Fig. 14 is a partial cross-sectional view of the coil component 10a according to the second embodiment. Note that, among the components in the embodiments described below, the same reference numerals are used for those that are the same as or correspond to those in the first embodiment. When the components are the same, detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the third layer 23 in the spacer member 20 includes a first portion 23A and a second portion 23B having different thicknesses, and the thickness T1 of the first portion 23A located on the inner circumference side is greater than the thickness T2 of the second portion 23B located on the outer circumference side.
  • the thickness T2 may be, for example, 0.3 mm or more and 0.7 mm or less, 0.4 mm or more and 0.6 mm or less, or 0.5 mm.
  • the thickness T1 may be, for example, 2.5 times or more and 4 times or less than the thickness T2.
  • the thickness T1 may be, for example, 1 mm or more and 2.5 mm or less, 1.25 mm or more and 2 mm or less, 1.25 mm or more and 1.75 mm or less, or 1.5 mm.
  • the number of turns of both the first planar coil 11 and the second planar coil 12 is five.
  • the first portion 23A corresponds to a range including a portion of the third layer 23 located between the portions where the third turn portion 113 counting from the outermost turn portion 115 of the first planar coil 11 and the third turn portion 123 counting from the outermost turn portion 125 of the second planar coil 12 face each other, and a portion located more inward than the portions.
  • the first portion 23A which extends from the portions where the third turn portion 113 counting from the outermost turn portion of the first planar coil 11 and the third turn portion 123 counting from the outermost turn portion of the second planar coil 12 face each other to the center of each of the planar coils 11 and 12, is thicker than the second portion 23B on the outer periphery.
  • the thickness of a part or all (in this example, all) of the portion of the third layer 23 located between the third or higher turn portions 113-111 counting from the outermost turn portion 115 of the first planar coil 11 and the corresponding turn portions 123-121 of the second planar coil 12 facing the third or higher turn portions 113-111 is greater than the thickness of the portion located between the second or lower turn portions 115, 114 counting from the outermost turn portion 115 of the first planar coil 11 and the corresponding turn portions 125, 124 of the second planar coil 12 facing the second or lower turn portions 115, 114.
  • spacer member 20 is also made of a single material. Therefore, in third layer 23, the volume resistance of first portion 23A with respect to the current flowing in the direction in which first planar coil 11 and second planar coil 12 overlap is greater than the volume resistance of second portion 23B, which is thinner.
  • first portion 23A is greater than thickness T2 of second portion 23B in third layer 23
  • the distance between the inner peripheral portions of first planar coil 11 and second planar coil 12 facing each other across first portion 23A is greater than the distance between the outer peripheral portions of first planar coil 11 and second planar coil 12 facing each other across second portion 23B.
  • the surface of third layer 23 that contacts first planar coil 11 is flat, while the surface of third layer 23 that contacts second planar coil 12 has a stepped shape corresponding to first portion 23A and second portion 23B.
  • second planar coil 12 curves away from first planar coil 11 in accordance with the stepped shape.
  • second planar coil 12 is curved so that the distance from the inner peripheral edge of second planar coil 12 to first planar coil 11 in the direction in which first planar coil 11 and second planar coil 12 overlap is greater than the distance from the outer peripheral edge of second planar coil 12 to first planar coil 11 in the direction in which first planar coil 11 and second planar coil 12 overlap.
  • the first planar coil 11 and the second planar coil 12 are electrically connected at their respective radially outer ends.
  • the electric field strength (potential difference) between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 tends to increase as it approaches the center of each planar coil 11, 12 from the radially outer end.
  • insulation breakdown or short circuit is likely to occur in the inner peripheral portion between the first planar coil 11 and the second planar coil 12.
  • the thickness of the first portion 23A located on the inner peripheral side of the third layer 23 filling the gap between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 is made larger than the second portion 23B located on the outer peripheral side, thereby increasing the volume resistance value of the first portion 23A.
  • the distance between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 is increased on the inner peripheral side.
  • a coil component 10b according to a third embodiment will be described.
  • Fig. 15 is a partial cross-sectional view of the coil component 10b according to the third embodiment. Note that, among the components in the embodiments described below, the same reference numerals are used for those that are the same as or correspond to those in the first and second embodiments. When the components are the same, detailed description thereof will be omitted.
  • At least one of the turn portions 12n of the second planar coil 12 is curved so as to move away from the first planar coil 11. More specifically, at least the turn portions 12n located on the outer periphery of the turn portions 12n are curved, and the turn portions 12b located on the inner periphery of the curved turn portions 12n are not curved. More specifically, in this embodiment, the number of turns of the second planar coil 12 is five. And, the third and subsequent turn portions 123-125 counting from the center of the second planar coil 12 are curved in an arc shape or U shape so as to move away from the first planar coil 11.
  • the volume resistance value of the portion of the third layer 23 of the spacer member 20, for example, between the portion of the turn portion 12n farthest from the first planar coil 11 and the first planar coil 11, becomes greater than the volume resistance value of the portion of the turn portion 12n closest to the first planar coil 11 and between the first planar coil 11.
  • the distance between the portion of the turn portion 12n farthest from the first planar coil 11 and the first planar coil 11 is greater than the distance between the portion of the turn portion 12n closest to the first planar coil 11 and the first planar coil 11.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing the coil component 10b shown in FIG. 15.
  • FIG. 16(A) is a schematic diagram of a mold 200' used to manufacture the coil component 10b.
  • a curved portion 201C is formed in a part of the mounting surface 201 of the second planar coil 12.
  • the curved portion 201C is formed in a part of the mounting surface 201 where the turn portions 123 to 125 of the second planar coil 12 are mounted.
  • the cross-sectional shape of the curved portion 201C is an arc shape.
  • the curved portion 201C is curved so that the height gradually increases from a position at the same height as a flat portion of the mounting surface 201 where the curved portion 201C is not formed, in a direction corresponding to the radial inward and outward directions of the second planar coil 12.
  • the second planar coil 12 is placed in the mold 200' so that a part of it (the turn portions 123 to 125) faces the curved portion 201C.
  • the same operations as those shown in FIG. 8 to FIG. 12 are performed.
  • turn portions 123-125 of second planar coil 12 are pressed against curved portion 201C and formed into a curved shape.
  • an integrated body is formed of hardened first molding material 210, second planar coil 12, first planar coil 11, and hardened second molding material 220.
  • coil component 10b is obtained as shown in FIG. 16(C).
  • the first planar coil 11 and the second planar coil 12 are electrically connected at their respective radially inner ends.
  • dielectric breakdown or short circuiting is likely to occur between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 at the outer circumferential position.
  • current usually flows between the edge of the first planar coil 11 and the edge of the second planar coil 12. Therefore, in this embodiment, a configuration is adopted in which at least the multiple turn portions 12n located on the outer circumferential side among the multiple turn portions 12n are curved. This makes it possible to suppress dielectric breakdown or short circuiting that may occur between the first planar coil 11 and the second planar coil 12.
  • the positions of the turn portions 12n of the second planar coil 12 in the thickness direction are approximately the same, so that it is possible to effectively suppress the increase in size and the decrease in coil performance due to the increase in the thickness of the third layer 23.
  • first planar coil 11 and the second planar coil 12 are electrically connected at their respective radially outer ends, a configuration may be adopted in which the multiple turn portions 12n located on the inner circumferential side among the multiple turn portions 12n are curved.
  • FIG. 17 is a partial cross-sectional view of the coil component 10c according to the fourth embodiment. Note that, among the components in the embodiments described below, the same reference numerals are used for those that are the same as or correspond to those in the first to third embodiments. When the components are the same, detailed description thereof will be omitted.
  • At least one of the multiple turn portions 12n of the second planar coil 12 is curved so as to move away from the first planar coil 11. More specifically, at least the multiple turn portions 12n located on the outer periphery of the multiple turn portions 12n are curved, and the turn portion 12b located on the inner periphery of these curved turn portions 12n is not curved. More specifically, in the present embodiment as well, the number of turns of the second planar coil 12 is five. And the third and subsequent turn portions 123-125 counting from the center of the second planar coil 12 are curved so as to move away from the first planar coil 11.
  • the turn portion 12n has a central portion in the radial direction curved away from the first planar coil 11, which is different from the third embodiment. More specifically, the curved turn portion 12n has a through hole 12T in the central portion in the radial direction. In the curved turn portion 12n, at least the peripheral portion of the through hole 12T is curved away from the first planar coil 11. More specifically, the entire central portion in the radial direction of the curved turn portion 12n is curved away from the first planar coil 11.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing the coil component 10c shown in FIG. 17.
  • FIG. 18(A) is a schematic diagram of a mold 200'' used to manufacture the coil component 10c.
  • a raised portion 201P is formed on a part of the mounting surface 201 of the second planar coil 12.
  • the raised portion 201P is formed on a portion of the mounting surface 201 where the turn portions 123 to 125 of the second planar coil 12 are mounted.
  • the cross-sectional shape of the raised portion 201P is trapezoidal.
  • the raised portion 201P rises from a position at the same height as a flat portion of the mounting surface 201 where the curved portion 201C is not formed, and tapers so that the height gradually increases in the direction corresponding to the radial inward and outward directions of the second planar coil 12.
  • a bottomed hole 204 is formed in the raised portion 201P, which is recessed from a portion corresponding to the upper base toward the lower base.
  • second planar coil 12 is placed in mold 200'' so that a part of it (turn portions 123-125) faces raised portion 201P.
  • turn portions 123-125 are placed so that through hole 12T overlaps bottomed hole 204 in raised portion 201P. Thereafter, the same operations as those shown in Figs.
  • FIG. 18(B) an integrated body is formed of hardened first molding material 210, second planar coil 12, first planar coil 11, and hardened second molding material 220.
  • a rod-shaped portion that passes through through hole 12T of second planar coil 12 is formed in first molding material 210. This rod-shaped portion is formed by filling the through hole 12T and the bottomed hole 204 with the first molding material 210.
  • the first molding material 210 is removed from the state shown in FIG. 18(B), and the coil component 10c is obtained as shown in FIG. 18(C).
  • the first planar coil 11 and the second planar coil 12 are also electrically connected at their respective radially inner ends.
  • dielectric breakdown or short circuiting is likely to occur between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 at the outer circumferential position.
  • current usually flows between the edge of the first planar coil 11 and the edge of the second planar coil 12. Therefore, in this embodiment, a configuration is adopted in which the turn portions 12n located on the outer circumferential side among the turn portions 12n are curved. This makes it possible to suppress dielectric breakdown or short circuiting that may occur between the first planar coil 11 and the second planar coil 12.
  • the positions of the turn portions 12n of the second planar coil 12 in the thickness direction are approximately the same, so that it is possible to effectively suppress the increase in size and the decrease in coil performance due to an increase in the thickness of the third layer 23.
  • first planar coil 11 and the second planar coil 12 are electrically connected at their respective radially outer ends, a configuration may be adopted in which the multiple turn portions 12n located on the inner circumferential side among the multiple turn portions 12n are curved.
  • a coil component 10d according to a fifth embodiment will be described.
  • Fig. 19 is a partial cross-sectional view of the coil component 10d according to the fifth embodiment. Note that, among the components in the embodiments described below, the same reference numerals are used for those that are the same as or correspond to those in the first to fourth embodiments. When the components are the same, detailed description thereof will be omitted.
  • the third layer 23 of the spacer member 20 includes a magnetic material-containing portion 231 that includes a magnetic material and a non-magnetic portion 232 that does not include a magnetic material.
  • the non-magnetic portion 232 is provided between at least one of the multiple pairs of the turn portions 11n of the first planar coil 11 and the turn portions 12n of the second planar coil 12 that face each other.
  • the non-magnetic portion 232 is provided between multiple (three) pairs including at least the pair located on the outer periphery of the multiple pairs of the turn portions 11n of the first planar coil 11 and the turn portions 12n of the second planar coil 12 that face each other.
  • a part or all (in this example, all) of the portion of the third layer 23 that is located between the third or more turn portions 113-115 from the center of the first planar coil 11 and the corresponding turn portions 123-125 of the second planar coil 12 that face the third or more turn portions 113-115 is formed of the non-magnetic portion 232.
  • the volume resistance value of the magnetic material-containing portion 231 is smaller than the volume resistance value of the non-magnetic portion 232.
  • the non-magnetic portion 232 may be made of an insulating material, such as nylon, polypropylene, or epoxy. However, the material of the non-magnetic portion 232 is not particularly limited as long as it is non-magnetic and insulating.
  • first planar coil 11 and second planar coil 12 are electrically connected at their respective radially inner ends.
  • the electric field strength (potential difference) between first planar coil 11 and second planar coil 12 tends to increase with increasing radial distance from the radially inner end.
  • insulation breakdown or short circuiting is likely to occur at the outer periphery between first planar coil 11 and second planar coil 12.
  • non-magnetic portions 232 are provided in third layer 23 between multiple (three) pairs of turn portions 11n of first planar coil 11 and turn portions 12n of second planar coil 12 that face each other, including at least the pair located on the outer periphery.
  • a part or the whole (in this example, the whole) of the portion of the third layer 23 located between the third or more turn portions 113-115 from the center of the first planar coil 11 and the corresponding turn portions 123-125 of the second planar coil 12 that face the third or more turn portions 113-115 is formed of the nonmagnetic portion 232.
  • the thickness of the third layer 23 is constant throughout.
  • the occurrence of insulation breakdown or short circuit can be suppressed more than when the volume resistance value of the layer between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 is constant.
  • FIG. 20 is a partial cross-sectional view of the coil component 10e according to the sixth embodiment. Note that, among the components in the embodiments described below, the same reference numerals are used for those that are the same as or correspond to those in the first to fifth embodiments. When the components are the same, detailed description thereof will be omitted.
  • the third layer 23 of the spacer member 20 is formed in a shape that gradually increases in thickness from the center of the first planar coil 11 and the second planar coil 12 toward the outer periphery.
  • the thickness of a portion of the third layer 23 located between the second or later turn portion 11n of the first planar coil 11 from the center and the corresponding turn portion 12n of the second planar coil 12 facing the second or later turn portion 11n is greater than the thickness of a portion of the third layer 23 located entirely or partially between the turn portion 11n and the turn portion 12n facing the inner periphery thereof.
  • the third layer 23 of the spacer member 20 may have a shape in which the thickness gradually increases from the center of the first planar coil 11 and the second planar coil 12 toward the outer periphery, such that the thickness of the third layer 23 is always increased from the radially inner end of the portion of the third layer 23 located between the turn portion 11n of the first planar coil 11 and the turn portion 12n of the second planar coil 12, which is located on the innermost periphery, to the radially outer end of the portion of the third layer 23 located between the turn portion 11n of the first planar coil 11 and the turn portion 12n of the second planar coil 12, which is located on the outermost periphery.
  • the shape of the third layer 23 of the spacer member 20 gradually increasing in thickness from the center of the first planar coil 11 and the second planar coil 12 toward the outer periphery may be such that the thickness of a portion of the third layer 23 located between the second or subsequent turn portion 11n of the first planar coil 11 from the center and the corresponding turn portion 12n of the second planar coil 12 facing the second or subsequent turn portion 11n is greater at a certain point than the thickness of a portion of the third layer 23 located between the turn portion 11n and the turn portion 12n facing each other on the inner periphery side.
  • the point at which the thickness changes is preferably between the straight portion of the turn portion 11n and the straight portion of the turn portion 12n.
  • the turn portion 11n and the turn portion 12n are rectangular as shown in FIG. 5, and include four straight portions and an arc-shaped corner portion connecting the ends of adjacent straight portions.
  • This is advantageous, for example, from the viewpoint of ease of manufacture.
  • such a shape may be applied in a form in which the thickness of the third layer 23 increases from the outer periphery toward the inner periphery.
  • FIG. 21 is a graph for explaining the electric field intensity when coil component 10e is set to a predetermined dimension and a high-frequency current is supplied to coil component 10e under certain conditions, and the electric field intensity when a high-frequency current is supplied to a coil component according to a comparative example under the same conditions.
  • the certain conditions are, specifically, conditions for supplying an AC current of 50 A and 85 KHz.
  • Numbers 1 to 5 on the horizontal axis indicate positions counted from the centers (C1, C2) of the pair of turn portion 11n of first planar coil 11 and turn portion 12n of second planar coil 12 that face each other.
  • Number 1 indicates the position between turn portion 111 and turn portion 121.
  • the vertical axis indicates the value of the electric field intensity.
  • the electric field intensity corresponding to coil component 10e is indicated by the broken line with an X.
  • the portion corresponding to the third layer 23 has a constant thickness.
  • a gap of 0.5 mm is formed between the overlapping planar coils, and an insulating resin having a thickness of 0.5 mm is provided.
  • a gap of 1.0 mm is formed between the overlapping planar coils, and an insulating resin having a thickness of 1.0 mm is provided.
  • a gap of 2.0 mm is formed between the overlapping planar coils, and an insulating resin having a thickness of 2.0 mm is provided.
  • the electric field strengths corresponding to comparative examples 1 to 3 are shown by the broken lines Y1 to Y3.
  • Comparative Example 1 where the resin thickness is 0.5 mm, it was confirmed that dielectric breakdown occurred between the third turn from the center and onwards. Specifically, the electric field strength between the third turn from the center was approximately 1,300 kV/mm. In Comparative Example 2, where the resin thickness is 1.0 mm, it was confirmed that dielectric breakdown occurred between the fifth turn from the center. In Comparative Example 3, no dielectric breakdown was confirmed.
  • third layer 23 is adjusted so that the electric field strength is 1 kV/mm or less throughout the entire space between turn portion 11 n of first planar coil 11 and turn portion 12 n of second planar coil 12 that face each other, thereby preventing the occurrence of dielectric breakdown.
  • third layer 23 has a shape in which the thickness always increases from the inner circumference side to the outer circumference side, and the thickness of the radially inner end of the third layer 23 located between turn portion 11n of first planar coil 11 located on the innermost circumference side and turn portion 12n of second planar coil 12 is set to about 0.5 mm.
  • the thickness of the radially outer end of the third layer 23 located between turn portion 11n of first planar coil 11 located on the outermost circumference side and turn portion 12n of second planar coil 12 is set to about 1.6 mm.
  • the electric field strength is suppressed to 1 kV/mm or less overall. No dielectric breakdown was observed.
  • the thickness of the portion between turn portion 113, which is the third from the center, and turn portion 123 in the third layer 23 is approximately 0.8 mm
  • the thickness of the portion between turn portion 114, which is the fourth from the center, and turn portion 124 in the third layer 23 is approximately 1.2 mm.
  • coil part 10e has the effect of improving the performance of coil part 10e while reducing the overall thickness.
  • FIG. 22 is a perspective view of coil component 10e, and shows on the drawing certain dimensions set for coil component 10e that are different from those shown in FIG. 21. That is, in FIG. 22, the numbers “0.5”, “0.75", “1.0”, ... “1.6” are shown on second planar coil 12, and these numbers indicate the distance (mm) of the gap between first planar coil 11 and second planar coil 12 at the indicated positions, in other words, the thickness (mm) of third layer 23.
  • the thickness of the radially inner end of the third layer 23 located between the turn portion 11n of the first planar coil 11 located on the innermost side and the turn portion 12n of the second planar coil 12 is set to 0.5 mm.
  • the multiple turn portions 12n of the second planar coil 12 are bent in their respective straight portions so as to move away from the turn portion 11n of the first planar coil 11.
  • the distance between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 and the thickness of the third layer 23 are formed to increase from the inner periphery side toward the outer periphery side.
  • X11 indicates the electric field strength of coil part 10e with the dimensional conditions shown in FIG. 22.
  • the electric field strength is 1 kV/mm or less in all areas between turn part 11n of first planar coil 11 and turn part 12n of second planar coil 12, which face each other.
  • X12 in FIG. 23 indicates the result of the electric field strength when coil part 10e has a shape in which third layer 23 is constantly increasing in thickness from the inner circumference side to the outer circumference side.
  • the shape indicated by X11 has a lower electric field strength than the shape indicated by X12. This result shows that when third layer 23 is constantly increasing in thickness from the inner circumference side to the outer circumference side, it may be difficult to suddenly lower the electric field strength. From this perspective, a shape that increases the thickness of the third layer 23 at any point is advantageous, for example, when adjusting the electric field strength to a desired value.
  • FIG. 24 is also a perspective view of coil component 10e, and shows on the drawing certain dimensions set for coil component 10e that are different from those shown in FIGS. 21 and 22. That is, in FIG. 24, the numbers “0.5”, “0.7”, “0.9”, ... “1.7” are shown on second planar coil 12, and these numbers indicate the distance (mm) of the gap between first planar coil 11 and second planar coil 12 at the indicated positions, in other words, the thickness (mm) of third layer 23.
  • the thickness of the portion of the third layer 23 located between the first and second turn portions 11n of the first planar coil 11 from the center and the opposing turn portion 12n of the second planar coil 12 is set to 0.5 mm.
  • the thickness of the portion of the third layer 23 located between the third and subsequent turn portions 11n of the first planar coil 11 from the center and the opposing turn portion 12n of the second planar coil 12 gradually increases toward the outer periphery.
  • the distance between the first planar coil 11 and the second planar coil 12 and the thickness of the third layer 23 are formed to increase from the inner periphery toward the outer periphery.
  • FIG. 25 is a graph for explaining the electric field strength of coil component 10e with the dimensional conditions shown in FIG. 24.
  • the current supply conditions and the meanings of the horizontal and vertical axes of the graph are the same as in FIG. 21.
  • Symbol X21 indicates the electric field strength of coil component 10e with the dimensional conditions shown in FIG. 24. As indicated by symbol X21, even in coil component 10e shown in FIG. 24, the electric field strength is 1 kV/mm or less throughout the entire area between turn portion 11n of first planar coil 11 and turn portion 12n of second planar coil 12, which face each other.
  • S...power transmission system 1 ...power transmission device 1A...high frequency current supply section 2...power receiving device 2A...conversion section 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e...coil component 10M...coil intermediate material 11...first planar coil 11A...first surface 11B...second surface 11n...turn portion 11nX...main portion 11nY...transition portion 11E...conductor 11h...through hole 12...second planar coil 12A...first surface 12B...second surface 12n...turn portion 12nX...main portion 12nY...transition portion 12E...conductor 12T...through hole 20...spacer member 21...first layer 2 2...Second layer 23...Third layer 23A...First portion 23B...Second portion 231...Magnetic material-containing portion 232...Non-magnetic portion 24...Fourth layer 61...First connection terminal 62...Second connection terminal 200, 200', 200''...Mold 201...Installation surface 201L...Low portion 201H...High portion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Abstract

[解決手段]一実施の形態に係るコイル部品10は、第1平面コイル11と、第1平面コイル11に隙間を空けて重ねられる第2平面コイル12と、前記隙間を埋める第3層23を含むスペーサ部材20と、を備える。そして、このコイル部品10では、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向に流れる電流に対する第3層23の体積抵抗値が、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向に直交する面に定められる直交座標系CS上の第3層23の位置によって異なる。

Description

コイル部品及びその製造方法、送電装置、受電装置、並びに電力伝送システム
 本開示は、コイル部品及びその製造方法、送電装置、受電装置、並びに電力伝送システムに関する。
 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。
 例えば、コイルを含む共振回路に高周波の電流を流すことで、非接触で電力を伝送するシステムが知られている。
 コイルに高周波の電流が流される場合、表皮効果が生じ得る。表皮効果は、交流抵抗を増大させるため、電力伝送時の伝送効率を低下させる原因になる。これを考慮し、コイルをリッツ線で形成した場合には、表皮効果が抑制され得るため、伝送効率の低下が抑制され得る。ただし、リッツ線は、多数のエナメル線を撚り合わせて形成されるため、製造コストが高く且つ製造に手間がかかり、コイルのサイズが大きくなる程、製造の手間が大きくなる。
 一方で、渦巻形状且つ板状で、導線断面が矩形状の平面コイルを採用する技術も知られている(JP2020-47514A参照)。このような平面コイルは、例えば板材から打ち抜かれることで形成され得る。したがって、このような平面コイルによれば、コイルのサイズによらず製造効率の向上が図れる。また、コイルを組み込む装置の薄型化及び軽量化の点でも有利になる。
 また、特許文献1には、コイルに重なるように磁性体を設けるとともに、コイルにおける隣り合うターン部の間に磁性体を設ける構造が開示されている。この構造によれば、ターン部間での近接効果による損失増加を抑制することが可能となる。
 上記のような平面コイルでインダクタンスを増加させる場合、複数の平面コイルを重ねて直列に接続することにより、全体的なターン数を増加させてもよい。本件発明者は、このような平面コイルの多層化構造において、互いに対面する平面コイルの間の隙間を、例えば1mm以下など比較的小さく設定することで、コイル性能が向上し得ることを知見している。また、上記隙間が小さくなると、薄型化の点でも有利になる。本件発明者はさらに、上記隙間を磁性体で埋めた場合には、コイル性能がより向上し得ることも知見している。
 しかしながら、上記隙間が小さくなると、互いに対面する平面コイルの間での絶縁破壊又は短絡が生じやすくなる。これを考慮し、上記隙間を大きくした場合には、薄型化及びコイル性能が損なわれ得る。
 本開示の課題は、複数の平面コイルが重ねられる場合において、大型化及び性能低下を抑えつつ、互いに対面する平面コイルの間の絶縁を適正に確保できるコイル部品及びその製造方法、送電装置、受電装置、並びに電力伝送システムを提供することである。
 本開示の実施の形態は、以下[1]~[21]に関連する。
[1] 第1平面コイルと、
 前記第1平面コイルに隙間を空けて重ねられる第2平面コイルと、
 前記隙間を埋める層を含むスペーサ部材と、を備え、
 前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向に流れる電流に対する前記層の体積抵抗値が、前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向に直交する面に定められる直交座標系上の前記層の位置によって異なる、コイル部品。
[2] 前記層の厚さが部分的に異なり、
 前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとの間の距離が部分的に異なる、[1]に記載のコイル部品。
[3] 第1平面コイルと、
 前記第1平面コイルに隙間を空けて重ねられる第2平面コイルと、
 前記隙間を埋める層を含むスペーサ部材と、を備え、
 前記層の厚さが部分的に異なり、
 前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとの間の距離が部分的に異なっている、コイル部品。
[4] 前記第1平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
 前記第2平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
 前記第1平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第1平面コイルのターン数までの整数)のターン部は、前記第2平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第2平面コイルのターン数までの整数)のターン部と部分的に対面するように位置し、
 前記層における、前記第1平面コイルの中心から3番目以上のターン部と、前記3番目以上のターン部と対面する前記第2平面コイルの対応するターン部との間に位置する部分の一部又は全部の厚さが、前記第1平面コイルの中心から2番目以下のターン部と、前記2番目以下のターン部と対面する前記第2平面コイルの対応するターン部との間に位置する部分の厚さよりも大きくなっている、[2]又は[3]に記載のコイル部品。
[5] 前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向における前記第2平面コイルの外周縁から前記第1平面コイルまでの距離が、前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向における前記第2平面コイルの内周縁から前記第1平面コイルまでの距離よりも大きくなるように、前記第2平面コイルが湾曲している、[2]乃至[4]のいずれかに記載のコイル部品。
[6] 前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとは、それぞれの径方向の内方の端部で電気的に接続されている、[1]乃至[5]のいずれかに記載のコイル部品。
[7] 前記第1平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
 前記第2平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
 前記第1平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第1平面コイルのターン数までの整数)のターン部は、前記第2平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第2平面コイルのターン数までの整数)のターン部と部分的に対面するように位置し、
 前記層における、前記第1平面コイルの最外周のターン部から数えて3番目以上のターン部と、前記3番目以上のターン部と対面する前記第2平面コイルの対応するターン部との間に位置する部分の一部又は全部の部分の厚さが、前記第1平面コイルの最外周の前記ターン部から数えて2番目以下のターン部と、前記2番目以下のターン部と対面する前記第2平面コイルの対応するターン部との間に位置する部分の厚さよりも大きくなっている、[2]又は[3]に記載のコイル部品。
[8] 前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向における前記第2平面コイルの内周縁から前記第1平面コイルまでの距離が、前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向における前記第2平面コイルの外周縁から前記第1平面コイルまでの距離よりも大きくなるように、前記第2平面コイルが湾曲している、[2]又は[3]に記載のコイル部品。
[9] 前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとは、それぞれの径方向の外方の端部で電気的に接続されている、[1]乃至[3]のいずれか、又は[7]又は[8]に記載のコイル部品。
[10] 前記第2平面コイルは、径方向に配列される複数のターン部を含み、
 前記複数のターン部のうちの少なくとも1つのターン部は、前記第1平面コイルから遠ざかるように湾曲している、[1]乃至[9]のいずれかに記載のコイル部品。
[11] 前記少なくとも1つのターン部は、貫通孔を有し、前記少なくとも1つのターン部における少なくとも前記貫通孔の周縁部が前記第1平面コイルから遠ざかるように湾曲している、[10]に記載のコイル部品。
[12] 前記スペーサ部材は、全体的に磁性を有する、[1]乃至[11]のいずれかに記載のコイル部品。
[13] 前記スペーサ部材は、樹脂を含む保持材料と、前記保持材料に保持された磁性体粒子とを含む、[12]に記載のコイル部品。
[14] 前記層は、磁性体を含む磁性体含有部分と、磁性体を含まない非磁性部分と、を含み、
 前記磁性体含有部分の前記体積抵抗値が、前記非磁性部分の前記体積抵抗値よりも小さくなっている、[1]に記載のコイル部品。
[15] 前記非磁性部分は、ナイロン又はポリプロピレン又はエポキシで形成される、[14]に記載のコイル部品。
[16] 前記第1平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
 前記第2平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
 前記第1平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第1平面コイルのターン数までの整数)のターン部は、前記第2平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第2平面コイルのターン数までの整数)のターン部と部分的に対面するように位置し、
 前記層における、前記第1平面コイルの中心から3番目以上のターン部と、前記3番目以上のターン部と対面する前記第2平面コイルの対応するターン部との間に位置する部分の一部又は全部が、前記非磁性部分で形成される、[14]又は[15]に記載のコイル部品。
[17] 前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向における距離が、内周側から外周側に向けて次第に大きくなる、[2]、[3]、[5]、[6]、及び[10]~[13]のいずれかに記載のコイル部品。
[18] 互いに高さが異なる部分を含む設置面を有する金型を準備する工程と、
 第2平面コイルの一部が前記設置面における前記高さが異なる部分に対面するように前記第2平面コイルを前記金型に設置する工程と、
 第1成形材料を前記第2平面コイルを介して前記設置面に押し付けて、硬化された前記第1成形材料と前記第2平面コイルとを一体化させる工程と、
 前記金型から前記第1成形材料と前記第2平面コイルとを取り外す工程と、
 前記第2平面コイルにおける前記第1成形材料と接合する面とは反対の面との間に隙間を形成し、且つ、前記反対の面に重なるように、第1平面コイルを配置する工程と、
 前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとの間を埋めるように第2成形材料を充填する工程と、を備える、コイル部品の製造方法。
[19] [1]乃至[17]のいずれかに記載のコイル部品を備える、送電装置。
[20] [1]乃至[17]のいずれかに記載のコイル部品を備える、受電装置。
[21] 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]乃至[17]のいずれかに記載のコイル部品を備える、電力伝送システム。
 本開示によれば、複数の平面コイルが重ねられる場合において、大型化及び性能低下を抑えつつ、互いに対面する平面コイルの間の絶縁を適正に確保できる。
第1の実施の形態に係るコイル部品が適用されるワイヤレス電力伝送システムを概略的に示す図である。 第1の実施の形態に係るコイル部品の平面図である。 図2に示すコイル部品の分解斜視図である。 図2に示すコイル部品の断面図である。 図2に示すコイル部品の平面図であって、コイル部品における厚さの異なる部分を示す図である。 図2に示すコイル部品に電流を流した際の電界強度分布の一例を示す図である。 図2に示すコイル部品の製造方法の一例を説明する図である。 図2に示すコイル部品の製造方法の一例を説明する図である。 図2に示すコイル部品の製造方法の一例を説明する図である。 図2に示すコイル部品の製造方法の一例を説明する図である。 図2に示すコイル部品の製造方法の一例を説明する図である。 図2に示すコイル部品の製造方法の一例を説明する図である。 図2に示すコイル部品の製造方法の一例を説明する図である。 第2の実施の形態に係るコイル部品の断面図である。 第3の実施の形態に係るコイル部品の断面図である。 図15に示すコイル部品の製造方法の一例を説明する図である。 第4の実施の形態に係るコイル部品の断面図である。 図17に示すコイル部品の製造方法の一例を説明する図である。 第5の実施の形態に係るコイル部品の断面図である。 第6の実施の形態に係るコイル部品の断面図である。 図20に示すコイル部品に所定の寸法を設定した際の電界強度と、比較例に係るコイル部品の電界強度とを説明するためのグラフを示す図である。 図20に示すコイル部品の斜視図であり、当該コイル部品に設定された図21の場合とは異なる所定の寸法が図面上に表記された図である。 図22に示す寸法条件のコイル部品の電界強度を説明するためのグラフを示す図である。 図20に示すコイル部品の斜視図であり、当該コイル部品に設定された図21及び図22の場合と異なる所定の寸法が図面上に表記された図である。 図24に示す寸法条件のコイル部品の電界強度を説明するためのグラフを示す図である。
 以下、図面を参照しながら各実施の形態について説明する。
 なお、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。
<<第1の実施の形態>>
 図1は、第1の実施の形態に係るコイル部品10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に第1の実施の形態とは異なる実施の形態に係るコイル部品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、コイル部品10と、高周波電流供給部1Aとを含む。送電装置1におけるコイル部品10は、送電コイルとして機能する。高周波電流供給部1Aは、送電コイルとしてのコイル部品10に高周波電流を供給する。
 受電装置2は、コイル部品10と、変換部2Aとを含む。受電装置2におけるコイル部品10は、受電コイルとして機能する。変換部2Aは、コイル部品10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、を備えて構成されてもよい。
 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部品10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部品10が用いられ、他方には異なる形式のコイル部品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から送電コイルとしてのコイル部品10に所定の周波数の高周波電流を供給する。この際、コイル部品10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、受電コイルとしてのコイル部品10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部品10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。また、コイル部品10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、コイル部品10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。
<コイル部品>
 以下、コイル部品10について説明する。図2は、コイル部品10の平面図である。図3は、コイル部品10の分解斜視図である。図4は、コイル部品10の断面図である。図4は、図2のIV-IV線に対応する断面図である。
 図2乃至図4に示すように、コイル部品10は、第1平面コイル11と、第2平面コイル12と、スペーサ部材20と、第1接続端子61と、第2接続端子62と、を備えている。図2においては、説明の便宜のために第2平面コイル12にドットが付けられている。
 図4に示すように、第1平面コイル11と第2平面コイル12とは、隙間を空けて互いに重ねられる。スペーサ部材20は、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の隙間を維持するように機能する。また、スペーサ部材20は、第1平面コイル11と第2平面コイル12とを一体化させる機能も有する。
 図3及び図4に示すように、スペーサ部材20は、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の隙間を埋めつつ、第1平面コイル11における第2平面コイル12と対面する面(第1の面11A)の反対の面(第2の面11B)を覆っている。図3では、説明の便宜のために、スペーサ部材20における第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の隙間を埋める部分(層)と、第1平面コイル11における第2平面コイル12と対面する面の反対の面を覆う部分(層)と、が分離されて示されているが、これらの部分は、実際は、図4に示すように、つなぎ目無く一体的に形成されている。また、図2及び図3では、第1接続端子61及び第2接続端子62が二点鎖線にて簡略的に示されている。以下、コイル部品10の各部について詳述する。
(第1平面コイル及び第2平面コイル)
 第1平面コイル11は渦巻形状であり、導電材料から形成される。本実施の形態では、第1平面コイル11が銅を含む。具体的には、第1平面コイル11は銅から形成される。ただし、第1平面コイル11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3に示すように、第1平面コイル11は板状であり、図4に示すように、第1平面コイル11が渦巻形状に周回する方向(言い換えると渦巻形状で延びる方向)に直交する方向での第1平面コイル11の断面形状は、矩形状である。
 図2及び図3に示す符号C1は、第1平面コイル11の渦巻形状の中心を通る第1平面コイル11の第1中心軸線を示している。以下、第1平面コイル11の軸方向と言う場合、その方向は、第1中心軸線C1上を延びる方向又は第1中心軸線C1に平行な方向を意味する。また、第1中心軸線C1に直交する方向を第1平面コイル11の径方向と言う。第1平面コイル11は、軸方向で互いに反対となる第1の面11Aおよび第2の面11Bを含む。第1平面コイル11は、第1の面11Aに対して第2平面コイル12を隙間を空けて重ねられる。
 図3に示すように、第1平面コイル11は、複数のターン部11nにより渦巻形状をなす導電体11Eを有する。第1平面コイル11の複数のターン部11nは、渦巻形状の第1中心軸線C1に直交する方向である径方向に配列される。詳しくは、当該複数のターン部11nは、渦巻形状の第1中心軸線C1から径方向の外方に向かって第1中心軸線C1から次第に離れるように接続される。そして、これにより渦巻形状が形成される。
 ターン部11nは、基本的には線状の導体部分が環状をなさずに第1中心軸線C1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11nの両端部は、径方向にずれる。複数のターン部11nでは、或るターン部11nの径方向の外方の端部に他のターン部11nの径方向の内方の端部が接続し、他のターン部11nが第1中心軸線C1から離れるように延びていく。
 以下では、複数のターン部11nのうちの第1中心軸線C1に最も近いものを、ターン部111と称す場合がある。また、ターン部111に接続するターン部を、ターン部112と称す場合がある。本実施の形態では、複数のターン部11nが、5個のターン部111~115で構成される。以下において複数のターン部11n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11nと称す。
 本実施の形態では、ターン部11nが矩形状をなすように周回する。ただし、ターン部11nは、円形をなすように周回する形状でもよい。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、渦巻形状は、第1平面コイル11の第1中心軸線C1の周りを、次第に外側に位置するように周回する形状である。
 第1中心軸線C1に最も近いターン部111の径方向の内方の端部(第1中心軸線C1に近い端部)は、第2平面コイル12と電気的に接続される。一方で、複数のターン部11nのうちの第1中心軸線C1から最も離れるターン部115の径方向の外方の端部(第1中心軸線C1から離れる方の端部)は、第1接続端子61と接続している。
 ここで、第1平面コイル11(ターン部11n)の径方向の内方とは、当該径方向において第1中心軸線C1に近づく方向を意味する。また、第1平面コイル11(ターン部11n)の径方向の外方とは、当該径方向において第1中心軸線C1から離れる方向を意味する。また、第1中心軸線C1は、本実施の形態では次のようにして定められる。まず、最内周のターン部111の径方向の内方の端部から最内周のターン部111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、第1中心軸線C1として定められる。
 本実施の形態における第1平面コイル11は、一例として銅板から渦巻形状に打ち抜かれて形成される。ただし、第1平面コイル11は、銅箔を渦巻形状にエッチングすることでも形成され得る。
 第1平面コイル11の厚さ(導電体11Eの厚さ)は、例えば0.1mm以上1.0mm以下でもよい。また、第1平面コイル11の半径(第1中心軸線C1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、80mm以上450mm以下でもよい。また、断面形状が矩形となる第1平面コイル11(導電体11E)のアスペクト比は、第1平面コイル11(導電体11E)の径方向幅(径方向での幅)を第1平面コイル11(導電体11E)の厚さで割ることにより定められる。第1平面コイル11(導電体11E)のアスペクト比は、40以下でもよいし、2以上12以下でもよいし、3以上10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75KHz以上100KHz以下、さらに79KHzから90KHzの高周波電流の周波数帯で、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、銅で形成される第1平面コイル11の厚さは、0.2mm以上であることが好ましい。この観点で、第1平面コイル11の厚さの下限値が、0.2mmに設定されてもよい。また、電気自動車に電力を伝送する場合、サイズが過剰に大きいことは望まれず、サイズを制限されることがある。この観点で、第1平面コイル11及び後述の第2平面コイル12も、詳しくは第1平面コイル11の導電体11E及び第2平面コイル12の導電体12Eは、一辺が800mmの正方形に収まるサイズで形成されることが好ましい。
 また、第1平面コイル11の線幅(導電体11Eの線幅)、すなわち各ターン部11nの径方向幅(径方向での幅)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帯で、1Kw以上、望ましくは5Kw以上の電力を伝送可能とすることを考慮すると、ターン部11nの径方向幅は、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。また、第1平面コイル11のターン数は、4以上12以下でもよいが、特に限られない。
 つづいて、第2平面コイル12も渦巻形状であり、本実施の形態では、第2平面コイル12が銅を含む。詳しくは、第2平面コイル12は銅から形成される。なお、第2平面コイル12の材質は特に限られず、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等でもよい。また、第2平面コイル12も板状であり、図4に示すように、第2平面コイル12が渦巻形状に周回する方向に直交する方向での第2平面コイル12の断面形状は、矩形状である。
 図2及び図3に示す符号C2は、第2平面コイル12の渦巻形状の中心を通る第2平面コイル12の第2中心軸線を示している。以下、第2平面コイル12の軸方向と言う場合、その方向は、第2中心軸線C2上を延びる方向又は第2中心軸線C2に平行な方向を意味する。また、第2中心軸線C2に直交する方向を第2平面コイル12の径方向と言う。第2平面コイル12は、軸方向で互いに反対となる第1の面12Aおよび第2の面12Bを含む。第2平面コイル12は、第1の面12Aをスペーサ部材20から露出させ、第2の面12Bで第1平面コイル11(第1の面11A)と対面する。
 本実施の形態では、第2平面コイル12が第1平面コイル11と同軸になるように配置されている。つまり、第1平面コイル11の第1中心軸線C1と第2平面コイル12の第2中心軸線C2とが一致する、言い換えると、同一直線上に位置する。ただし、第1平面コイル11と第2平面コイル12は、第1平面コイル11の第1中心軸線C1と第2平面コイル12の第2中心軸線C2とが互いに平行になるように重なってもよい。すなわち、第1平面コイル11と第2平面コイル12は同軸でなくてもよい。
 第2平面コイル12も、複数のターン部12nにより渦巻形状をなす導電体12Eを有する。第2平面コイル12の複数のターン部12nは、渦巻形状の第2中心軸線C2に直交する方向に配列される。
 複数のターン部12nの接続態様や、位置に応じた呼称(ターン部121など)は、第1平面コイル11のターン部11nと同様である。本実施の形態では、第1平面コイル11のターン数と第2平面コイル12のターン数とが同じであり、複数のターン部12nは、5個のターン部121~125で構成される。また、ターン部12nは、ターン部11nと同様に矩形状をなすように周回する。なお、ターン部12nは、円形をなすように周回する形状でもよい。また、第1平面コイル11のターン数と第2平面コイル12のターン数とは異なってもよい。また、例えばターン部12nが矩形状となり、ターン部11nが円形状となる態様でもよい。
 上述したように第1中心軸線C1に最も近いターン部111の径方向の内方の端部は、第2平面コイル12と電気的に接続される。詳しくは、ターン部111の径方向の内方の端部は、第2平面コイル12におけるターン部121の内方の端部に接続される。ここで、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが接続された際、第1平面コイル11が第2平面コイル12に接続されない端部(ターン部115の径方向の外方の端部)から第2平面コイル12に接続される端部まで周回する方向は、第2平面コイル12が第1平面コイル11に接続される端部から第1平面コイル11に接続されない端部(ターン部125の径方向の外方の端部)まで周回する方向と同じになる。
 そして、複数のターン部12nのうちの第2中心軸線C2から最も離れるターン部125の径方向の外方の端部は、第2接続端子62と接続している。なお、第2平面コイル12(ターン部12n)の径方向の内方及び外方が意味する方向は、上述した第1平面コイル11の径方向の内方及び外方の場合と同様に定められる。また、第2中心軸線C2の位置の決め方も、第1中心軸線C1の場合と同様に定められる。また、本実施の形態における第2平面コイル12も、一例として銅板から渦巻形状に打ち抜かれて形成される。ただし、第2平面コイル12は、銅箔を渦巻形状にエッチングすることでも形成され得る。
 本実施の形態では、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる状態において、図4に示すように第1平面コイル11の中心からn番目(nは、1から、第1平面コイル11のターン数までの整数)のターン部11nは、第2平面コイル12の中心からn番目(nは、1から、第2平面コイル12のターン数までの整数)のターン部12nと部分的に対面するように位置している。また、第1平面コイル11の中心からn番目のターン部11nは、第2平面コイル12の中心からn番目以外(n-1や、n+1等)のターン部12nとは対面しないように位置している。第1平面コイル11の中心からn番目のターン部11nと、第2平面コイル12の中心からn番目のターン部12nとが対面する範囲は、ターン部11n及びターン部12nのそれぞれの全長に対して1/2以上でもよく、3/4以上でもよい。本件発明者の知見では、良好なコイル性能の確保の観点において、ターン部11nと対応するターン部12nとが対面する範囲は大きいほど好ましい。
 本実施の形態では、ターン部11nと対応するターン部12nとの互いに対面する部分は、互いに重なる方向(軸方向)で見たときに、一方に対して他方がはみ出ないように対面する。本件発明者の知見では、良好なコイル性能の確保の観点において、ターン部11nと対応するターン部12nとの互いに対面する部分は、互いに重なる方向(軸方向)で見たときに、一方に対して他方がはみ出ないように対面することが好ましい。本実施の形態では、ターン部11nの線幅とターン部12nの線幅とが同じであり、ターン部11nとターン部12nとの互いに対面する部分は、互いに重なる方向(軸方向)で見たときに一方に対して他方がはみ出さない。すなわち、ターン部11nとターン部12nとの互いに対面する部分の一方を他方に対して軸方向に投影したときに、投影した一方の像が他方に一致する関係が成り立っている。
 図3を参照し、本実施の形態では、ターン部11n及びターン部12nがそれぞれ、正方形の四辺に沿って延び且つ一部が開放する主部11nX,12nXと、主部11nX,12nXの一方の端部から径方向の内側に延びる移行部11nY,12nYと、を含む。そして、互いに対面するターン部11nとターン部12nにおいては、主部11nXと主部12nXとがほぼ全体で互いに対面する。これにより、ターン部11nと対応するターン部12nとの互いに対面する範囲は、それぞれのターン部11n及びターン部12nの全長に対して90%以上になっている。
 本実施の形態では、第2平面コイル12の厚さ(導電体12Eの厚さ)は、例えば0.1mm以上1.0mm以下でもよい。また、第2平面コイル12の半径(第2中心軸線C2から径方向で最も離れた部分までの距離)は、第1平面コイル11の場合と同様に、80mm以上でもよく、80mm以上450mm以下でもよい。また、断面形状が矩形となる第2平面コイル12(導電体12E)のアスペクト比は、第1平面コイル11の場合と同様に、40以下でもよいし、2以上12以下でもよいし、3以上10以下でもよい。また、第2平面コイル12の線幅(導電体12Eの線幅)、すなわち各ターン部12nの径方向幅(径方向での幅)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。また、第2平面コイル12のターン数は、4以上12以下でもよいが、特に限られない。
 また、第1平面コイル11と第2平面コイル12は隙間を空けて重なっている。この隙間は、例えば0.5mm以上2.5mm以下でもよいし、0.5以上1.5mm以下でもよい。
 ここで、本実施の形態では、図4に示すように第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の隙間の寸法が部分的に異なっている。言い換えると、スペーサ部材20における第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の隙間を埋める部分(後述の第3層23)の厚さが部分的に異なることで、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の距離が部分的に異なっている。これにより、本実施の形態では、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向に流れる電流に対するスペーサ部材20における上記隙間を埋める部分(第3層23)の体積抵抗値が、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向に直交する面に定められる直交座標系CS上の上記部分(第3層23)の位置によって異なる状態が形成される。図4及び図5には直交座標系CSが示され、当該直交座標系CSが規定される方向が示されている。
 なお、上述した第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向に直交する面とは、言い換えると、第1中心軸線C1及び第2中心軸線C2に直交する又は実質的に直交する面である。また、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向に直交する面は、第1平面コイル11の径方向及び第2平面コイル12の径方向に平行な面である。
 「体積抵抗値」は、「体積抵抗率」が一定の場合、距離に比例して大きくなる。本実施の形態では、スペーサ部材20が一種の材料から形成されるため、スペーサ部材20の全体の体積抵抗率が一定となる。したがって、スペーサ部材20の厚さ方向に流れる電流に対する体積抵抗値は、言い換えると第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向に流れる電流に対する体積抵抗値は、スペーサ部材20における第1平面コイル11と第2平面コイル12との隙間を埋める部分の厚さが大きい程、大きくなる。本実施の形態では、スペーサ部材20における第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の隙間を埋める部分(第3層23)における外周側の部分が、内周側の部分よりも大きくなっている。これにより、スペーサ部材20における外周側の部分の体積抵抗値が、内周側の部分よりも大きくなる。スペーサ部材20の第3層23の或る位置における、厚さ方向に流れる電流に対する体積抵抗値は、上記或る位置を厚み方向で一対の電極で挟み込み、電極間に電流を流すことにより、計測される電気抵抗値である。この計測の際、一対の電極それぞれのスペーサ部材20に対する接触面は、5mm×5mmに設定される。本実施の形態では、第1平面コイル11がスペーサ部材20に埋め込まれ、第2平面コイル12がスペーサ部材20に一体化されているため、体制抵抗値の計測の際には、適宜スペーサ部材20が切断されつつ、第1平面コイル11及び第2平面12コイルがスペーサ部材20から取り出され、第3層23の厚さ方向における2つの対向する面を露出させた後、この2つの対向する面に上記電極を接触させる。以下、スペーサ部材20について詳述する。
(スペーサ部材)
 スペーサ部材20は、上述したように第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の隙間を埋めつつ、第1平面コイル11における第2平面コイル12と対面する第1の面11Aの反対の第2の面11Bを覆っている。詳しくは、図4に示すように、スペーサ部材20は、第1平面コイル11の第2の面11Bを覆う第1層21と、第1層21から第2平面コイル12に向かう方向に第1層21に対して積み重なるように位置する第2層22、第3層23及び第4層24と、を含む。このうちの第3層23が、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の隙間を埋める部分であり、部分的に異なる厚さを有している。なお、これら第1層21、第2層22、第3層23、及び第4層24は、実際は、つなぎ目無く一体的に形成されている。
 第1平面コイル11及び第2平面コイル12の軸方向で見た場合に、第1層21、第2層22及び第3層23は、第1平面コイル11及び第2平面コイル12の全体を包含する大きさに形成されている。第1層21は、第1平面コイル11の第2の面11Bを覆うシート状の部分である。第1層21は、第1平面コイル11の第2の面11Bと接し、第2の面11Bを全体的に覆っている。第2層22は、第1層21に重なり、第1平面コイル11の側面を覆う部分である。言い換えると、第2層22は、第1平面コイル11の側面の全体を径方向の内方及び外方から覆う部分である。なお、第1平面コイル11の側面は、第1の面11Aと第2の面11Bとの間に位置する面である。
 第3層23は、上述したように第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の隙間を埋めるシート状の部分であって、第2平面コイル12と直接的に接している。詳細は後述するが、図4に示すように、第3層23の厚さは部分的に異なる。そして、第4層24は、第3層23における第2平面コイル12が位置しない部分から、言い換えると第3層23における第2平面コイル12の隣り合うターン部12n間から露出する部分から、突出する部分である。第4層24は、図2及び図3に示すように渦巻形状の第2平面コイル12に沿って渦巻形状で延びている。第4層24は、第2平面コイル12を越えるように突出している。図4に示すように、本実施の形態では第4層24の先端の位置(高さ位置)が径方向の内方の端部から外方の端部にわたって一定になっている。ただし、第4層24の先端の位置は部分的に異なってもよい。
 以下、第3層23について詳述する。本実施の形態における第3層23は、互いに厚さの異なる第1部分23Aと第2部分23Bとを含んでいる。図5においては、第2部分23Bに対応する範囲にドットが付されている。第2部分23Bは、第3層23において第1部分23Aよりも外周側に位置する部分である。図4に示すように、第2部分23Bの厚さT2は、第1部分23Aの厚さT1よりも大きくなっている。厚さT1は、例えば0.3mm以上0.7mm以下でもよく、0.4mm以上0.6mm以下でもよく、0.5mmでもよい。厚さT2は、例えば厚さT1の2.5倍以上4倍以下でもよい。厚さT2は、例えば1mm以上2.5mm以下でもよく、1.25mm以上2mm以下でもよく、1.25mm以上1.75mm以下でもよく、1.5mmでもよい。
 上述したように、第1平面コイル11の中心からn番目のターン部11nは、第2平面コイル12の中心からn番目のターン部12nと部分的に対面するように位置する。本実施の形態では、図4及び図5に示すように、第1平面コイル11の中心から3番目のターン部113と第2平面コイル12の中心から3番目のターン部123とが互いに対面する部分の間に位置する第3層23の部分及び当該部分よりも外周側に位置する部分を含む範囲が、第2部分23Bに対応する。すなわち、第1平面コイル11の中心から3番目のターン部113と第2平面コイル12の中心から3番目のターン部123とが互いに対面する部分から外周側に延び広がる第2部分23Bが、その内周側の第1部分23Aよりも厚さが大きくなっている。
 すなわち、ここで本実施の形態では、第3層23における、第1平面コイル11の中心から3番目以上のターン部113~115と、当該3番目以上のターン部113~115と対面する第2平面コイル12の対応するターン部123~125との間に位置する部分の一部又は全部(本例では、全部)の厚さ(T2)が、第1平面コイル11の中心から2番目以下のターン部111、112と、当該2番目以下のターン部111、112と対面する第2平面コイル12の対応するターン部121、122との間に位置する部分の厚さ(T1)よりも大きくなる、という関係が成り立っている。
 本実施の形態では、上述のように第3層23において第2部分23Bの厚さが第1部分23Aの厚さよりも大きく、スペーサ部材20が一種の材料から形成される。そのため、第3層23では、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向に流れる電流に対する第2部分23Bの体積抵抗値が、厚さの小さい第1部分23Aの体積抵抗値よりも大きくなる。
 また、第3層23において第2部分23Bの厚さT2が第1部分23Aの厚さT1よりも大きくなることで、第2部分23Bを挟んで対面する第1平面コイル11及び第2平面コイル12における外周側の部分間の距離は、第1部分23Aを挟んで対面する第1平面コイル11及び第2平面コイル12における内周側の部分間の距離よりも大きくなる。ここで、本実施の形態では第3層23における第1平面コイル11に接する面は平坦である一方、第3層23における第2平面コイル12に接する面は、第1部分23Aと第2部分23Bとに対応して段差形状になる。そして、上記段差形状に対応して、第2平面コイル12が第1平面コイル11から遠ざかるように湾曲している。詳しくは、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向(軸方向)における第2平面コイル12の外周縁から第1平面コイル11までの距離が、第1平面コイル11と第2平面コイルとが重なる方向における第2平面コイル12の内周縁から第1平面コイル11までの距離よりも大きくなるように、第2平面コイル12が湾曲している。
 本実施の形態のように第1平面コイル11と第2平面コイル12とがそれぞれの径方向の内方の端部で電気的に接続される場合、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の電界強度(電位差)は、径方向の内方の端部から径方向から離れるにしたがって、大きくなる傾向がある。この場合、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間では、外周寄りの位置において絶縁破壊又は短絡が生じやすくなる。これに対して、本実施の形態では、上述のように第1平面コイル11と第2平面コイル12との間を埋める第3層23において外周側に位置する第2部分23Bの厚さを内周側に位置する第1部分23Aよりも大きくすることにより、第2部分23Bの体積抵抗値を高める。また、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の距離を外周側で大きくする。これにより、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の層の体積抵抗値が一定の場合又は第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の距離が一定の場合よりも、絶縁破壊又は短絡が生じることが抑制される。
 そして、本実施の形態では第3層23において外周側に位置する第2部分23Bの厚さを内周側に位置する第1部分23Aよりも大きくするが、厚さが大きくなる第2部分23Bは、第3層23における一部である。そのため、第3層23の厚さの増加による大型化やコイル性能の低下が抑制される。
 図6は、コイル部品10に電流を流した際の第1平面コイル11と第2平面コイル12との間での電界強度分布の一例を示す図である。図6では、電強強度の大きさがドットの濃度で示されている。図6においては、ドットの濃度が高いほど、電界強度がより大きいことが示されている。また、ドットが示されていない部分は、電位差が無い又はほぼ無い。
 図6では、第1平面コイル11の中心から3番目のターン部113と、当該3番目のターン部113と対面する第2平面コイル12の対応するターン部123との間から電界強度が徐々に増加し、第1平面コイル11における最外周のターン部115と第2平面コイル12における最外周のターン部125との間の電界強度が最も大きくなる傾向が生じている。このように中心から3番目周辺のターン部間から電界強度が大きくなる傾向は、ターン数が6以上になった場合、3以上4以下の場合にも同様に当てはまる。
 上述の傾向を考慮し、本実施の形態では、第1平面コイル11の中心から3番目のターン部113と第2平面コイル12の中心から3番目のターン部123との間の部分から外周側に延び広がる第3層23における第2部分23Bの厚さT2を、第2部分23Bよりも内周側の第1部分23Aよりも大きくする形状が採用されている。ただし、第2部分23Bの範囲、すなわち第3層23において体積抵抗値又は厚さを部分的に大きくする範囲は、特に限られるものではない。電界強度分布の傾向は、コイルの形状やターン数、供給される電流の大きさ等の条件の変更によって変化し得る。そのため、第3層23において体積抵抗値又は厚さを部分的に大きくする範囲は、コイルの形状やターン数等の条件に応じて適宜変更されてよい。例えば第3層23は、第1平面コイル11及び第2平面コイル12の中心から外周側に向けて次第に厚さを増加させる形状に形成されてもよい。この場合、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の距離は、第1平面コイル11及び第2平面コイル12の中心から外周側に向けて次第に増加する。
 本実施の形態におけるスペーサ部材20は全体として磁性を有し、すなわち、第1層21、第2層22、第3層23、及び第4層24のそれぞれは磁性を有する。スペーサ部材20は、磁性により渦電流損失や漏れ磁束を抑制したり、結合係数を高くしたりすることにより、コイル性能の向上を図る。スペーサ部材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10.0以下でもよい。スペーサ部材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10.0以下でもよい。スペーサ部材20の比透磁率は特に限られないが、大き過ぎるとスペーサ部材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、スペーサ部材20の比透磁率は200以下でもよい。
 また、スペーサ部材20は第2平面コイル12に対して突出する第4層24を備えることにより、コイル性能を効果的に向上できる。第4層24が第2平面コイル12から突出する高さは特に限られるものではないが、例えば、0.3mm以上でもよく、0.5mm以上でもよく、1.0mm以上でもよい。第4層24の高さは高い程、渦電流損失の抑制効果が高くなり且つ結合係数を高くなる傾向がある。一方で、第4層24は、高くなる程、根元を起点として破損しやすくなる傾向がある。そこで、第4層24の高さは、例えば10mm以下にしてもよい。なお、第4層24は設けられなくてもよい。
 本実施の形態におけるスペーサ部材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る。なお、絶縁性とは、体積抵抗率が、1010Ω・m以上であることを意味する。
 スペーサ部材20に含まれる保持材料は、例えば繊維強化プラスチックでもよい。より具体的には、スペーサ部材20に含まれる保持材料は、ガラス繊維強化ポリアミドでもよい。ただし、保持材料は特に限られるものではない。例えば、ガラス繊維が含まれなくもよい。また、ポリアミド以外の樹脂が用いられてもよい。
 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。なお、スペーサ部材20は、磁性体を含まずに、絶縁性の材料のみで形成されてもよい。この場合においても、第3層23の厚さが部分的に異なる場合には、第3層23において部分的に体積抵抗値が異なる状態が形成され得る。
(接続端子)
 図2及び図3に示すように、第1接続端子61は、第1平面コイル11におけるターン部115の径方向の外方の端部に接続されている。第2接続端子62は、第2平面コイル12におけるターン部125の径方向の外方の端部に接続されている。第1接続端子61及び第2接続端子62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。第1接続端子61とターン部115との接続及び第2接続端子62とターン部125との接続は、超音波接合で行われてもよい。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。
<コイル部品10の製造方法>
 以下、コイル部品10の製造方法の一例について説明する。図7は、コイル部品10を製造するための金型200の概略図である。コイル部品10を製造する際には、まず、金型200が準備される。金型200は、第2平面コイル12の設置面201を有する。設置面201には、低位部201Lと、低位部201Lよりも高さの高い高位部201Hとが含まれる。また、金型200には、設置面201に対して***して渦巻形状で延びる凸部202が形成される。凸部202は、第2平面コイル12の径方向の内方の端部の径方向の内方の位置から、各ターン部12nに沿って第2平面コイル12の径方向の外方の端部まで渦巻形状で延びるように形成されている。
 図8には、設置面201に第2平面コイル12が設置された状態が示されている。第2平面コイル12は、凸部202に接触しないように設置面201に設置される。第2平面コイル12は、中心から2番目までのターン部121、122が設置面201における低位部201Lに対面し、中心から3番目以降のターン部123~125が設置面201における高位部201Hに対面するように設置される。
 その後、図8に示すように、第1成形材料210が第2平面コイル12に被せられる。そして、図9に示すように、第1成形材料210が、第2平面コイル12を介して設置面201に押し付けられる。第1成形材料210は、例えば熱可塑性樹脂を含む材料でもよく、この場合、第1成形材料210及び第2平面コイル12は、金型200と図示しない他の金型との間で熱プレスされてもよい。また、第1成形材料210が射出により金型200と図示しない他の金型との間に充填されてもよい。
 上述のように第1成形材料210が第2平面コイル12を介して設置面201に押し付けられた後、第1成形材料210が硬化される。そして、第1成形材料210と第2平面コイル12とを一体化させた後、図10に示すように第1成形材料210と第2平面コイル12との一体物であるコイル中間材10Mが、金型200から取り外される。図10に示すコイル中間材10Mは、図9に示す状態から反転されている。コイル中間材10Mでは、第2平面コイル12における中心から2番目までのターン部121、122が、中心から3番目以降のターン部123~125よりも第1成形材料210から離れている。
 その後、図11に示すように、第2平面コイル12における第1成形材料210と接合する面(第1の面12A)とは反対の面(第2の面12B)との間に隙間を形成し、且つ、前記反対の面(第2の面12B)に重なるように、第1平面コイル11が配置される。第1平面コイル11の位置は、図示しないスペーサによって保持されてもよい。このようなスペーサは、例えば第1成形材料210に形成されてもよい。そして、第2成形材料220が、第1平面コイル11に被せられる。第2成形材料220は、スペーサ部材20を形成する材料である。上述した第2平面コイル12上における第1平面コイル11の位置を保持するスペーサの材質は、第2成形材料220、すなわちスペーサ部材20の材質と同じでもよい。この場合、当該スペーサは第1成形材料210とは別に作製され、第1成形材料210に設けられてもよい。
 その後、図12に示すように、第2成形材料220が、コイル中間材10Mに押し付けられる。この際、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間を埋めるように第2成形材料220が充填される。第2成形材料220は、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。第2成形材料220が、コイル中間材10Mに押し付けられる際、第2成形材料220は液化又は軟化した状態であり、コイル中間材10Mへの押し付けに応じて流動し、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間に充填される。
 その後、第2成形材料220が硬化される。これにより、第2成形材料220からスペーサ部材20が形成される。そして、図13に示すように、第1成形材料210が取り外されることにより、コイル部品10が得られる。
<コイル部品の用途>
 本実施の形態に係るコイル部品10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部品10を用いる場合、第1接続端子61及び第2接続端子62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部品10に供給されると、電流を、第1接続端子61から第1平面コイル11及び第2平面コイル12に流した後、第2接続端子62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62から第2平面コイル12及び第1平面コイル11に流した後、第1接続端子61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、平面コイル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、受電コイルとしてコイル部品10を用いる場合、第1平面コイル11及び第2平面コイル12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、第1平面コイル11及び第2平面コイル12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61又は第2接続端子62から外部の装置に供給できる。
 また、コイル部品10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部品10が機能する場合には、第1接続端子61及び第2接続端子62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、平面コイルの中央側から鉄心に磁束を供給できる。
 以上に説明した本実施の形態にかかるコイル部品10は、第1平面コイル11と、第1平面コイル11に隙間を空けて重ねられる第2平面コイル12と、前記隙間を埋める第3層23を含むスペーサ部材20と、を備える。そして、このコイル部品10では、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向に流れる電流に対する第3層23の体積抵抗値が、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向に直交する面に定められる直交座標系CS上の第3層23の位置によって異なる。
 このようなコイル部品10では、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間における絶縁破壊又は短絡が生じやすい部分に、第3層23における体積抵抗値が大きい部分(本例では、第2部分23B)を位置づけ、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間における絶縁破壊又は短絡が生じる可能性の低い部分に、第3層23の体積抵抗値が小さい部分(本例では、第1部分23A)を位置づけることにより、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間で生じ得る絶縁破壊又は短絡を抑制できる。
 そして、第3層23において体積抵抗値が大きい部分を形成する手法として、本実施の形態では第3層23の厚さを部分的に大きくする構成が採用される。この場合、第3層23における厚さが大きくなる部分は、第3層23における一部であるため、第3層23の厚さの増加による大型化やコイル性能の低下が抑制される。また、第3層23において体積抵抗値が大きい部分を形成する手法として、部分的に体積抵抗率が大きい材料を使用してもよいが、この場合には、第3層23の厚さを必ずしも部分的に大きくしなくてよい。
 したがって、本実施の形態にかかるコイル部品10によれば、複数の平面コイル11,12が重ねられる場合において、大型化及び性能低下を抑えつつ、互いに対面する平面コイル11,12の間の絶縁を適正に確保できる。
<<第2の実施の形態>>
 次に、第2の実施の形態に係るコイル部品10aについて説明する。図14は、第2の実施の形態に係るコイル部品10aの部分的な断面図である。なお、以下に説明する実施の形態における構成部分のうちの第1の実施の形態と同一又は対応するものには同一の符号を付ける。構成が同じである場合には、その詳細な説明は省略する。
 第2の実施の形態では、スペーサ部材20における第3層23が互いに厚さの異なる第1部分23Aと第2部分23Bとを含み、内周側に位置する第1部分23Aの厚さT1が、外周側に位置する第2部分23Bの厚さT2よりも大きい。厚さT2は、例えば0.3mm以上0.7mm以下でもよく、0.4mm以上0.6mm以下でもよく、0.5mmでもよい。厚さT1は、例えば厚さT2の2.5倍以上4倍以下でもよい。厚さT1は、例えば1mm以上2.5mm以下でもよく、1.25mm以上2mm以下でもよく、1.25mm以上1.75mm以下でもよく、1.5mmでもよい。
 本実施の形態では、第1平面コイル11及び第2平面コイル12のターン数がともに5である。そして、本実施の形態では、第1平面コイル11の最外周のターン部115から数えて3番目のターン部113と第2平面コイル12の最外周のターン部125から数えて3番目のターン部123とが互いに対面する部分の間に位置する第3層23の部分及び当該部分よりも内周側に位置する部分を含む範囲が、第1部分23Aに対応する。すなわち、第1平面コイル11の最外周から3番目のターン部113と第2平面コイル12の最外周から3番目のターン部123とが互いに対面する部分から各平面コイル11,12の中心にわたる第1部分23Aが、その外周側の第2部分23Bよりも厚さが大きくなっている。
 そして、本実施の形態では、第3層23における、第1平面コイル11の最外周のターン部115から数えて3番目以上のターン部113~111と、当該3番目以上のターン部113~111と対面する第2平面コイル12の対応するターン部123~121との間に位置する部分の一部又は全部(本例では、全部)の厚さが、第1平面コイル11の最外周のターン部115から数えて2番目以下のターン部115,114と、当該2番目以下のターン部115,114と対面する第2平面コイル12の対応するターン部125,124との間に位置する部分の厚さよりも大きくなる、という関係が成り立つ。
 そして、本実施の形態においてもスペーサ部材20は一種の材料から形成される。そのため、第3層23では、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向に流れる電流に対する第1部分23Aの体積抵抗値が、厚さの小さい第2部分23Bの体積抵抗値よりも大きくなる。
 また、第3層23において第1部分23Aの厚さT1が第2部分23Bの厚さT2よりも大きくなることで、第1部分23Aを挟んで対面する第1平面コイル11及び第2平面コイル12における内周側の部分間の距離は、第2部分23Bを挟んで対面する第1平面コイル11及び第2平面コイル12における外周側の部分間の距離よりも大きくなる。そして、本実施の形態では第3層23における第1平面コイル11に接する面は平坦である一方、第3層23における第2平面コイル12に接する面は、第1部分23Aと第2部分23Bとに対応して段差形状になる。これにより、上記段差形状に対応して、第2平面コイル12が第1平面コイル11から遠ざかるように湾曲する。詳しくは、本実施の形態では、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向における第2平面コイル12の内周縁から第1平面コイル11までの距離が、第1平面コイル11と第2平面コイル12とが重なる方向における第2平面コイル12の外周縁から第1平面コイル11までの距離よりも大きくなるように、第2平面コイル12が湾曲している。
 本実施の形態では、第1平面コイル11と第2平面コイル12とがそれぞれの径方向の外方の端部で電気的に接続される。この場合、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の電界強度(電位差)は、径方向の外方の端部から各平面コイル11,12の中心に近づくにしたがって、大きくなる傾向がある。この場合、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間では、内周側の部分において絶縁破壊又は短絡が生じやすくなる。これに対して、本実施の形態では、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間を埋める第3層23において内周側に位置する第1部分23Aの厚さを外周側に位置する第2部分23Bよりも大きくすることにより、第1部分23Aの体積抵抗値を高める。また、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の距離を内周側で大きくする。これにより、本実施の形態によれば、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の層の体積抵抗値が一定の場合又は第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の距離が一定の場合よりも、絶縁破壊又は短絡が生じることを抑制することが可能となる。
<<第3の実施の形態>>
 次に、第3の実施の形態に係るコイル部品10bについて説明する。図15は、第3の実施の形態に係るコイル部品10bの部分的な断面図である。なお、以下に説明する実施の形態における構成部分のうちの第1及び第2の実施の形態と同一又は対応するものには同一の符号を付ける。構成が同じである場合には、その詳細な説明は省略する。
 図15に示すように、第3の実施の形態では第2平面コイル12の複数のターン部12nのうちの少なくとも1つのターン部12nが、第1平面コイル11から遠ざかるように湾曲している。詳しくは、複数のターン部12nのうちの少なくとも外周側に位置する複数のターン部12nが湾曲しており、これら湾曲したターン部12nよりも内周側に位置するターン部12bは湾曲していない。より詳しくは、本実施の形態においても、第2平面コイル12のターン数は5である。そして、第2平面コイル12の中心から数えて3番目以上のターン部123~125が、第1平面コイル11から遠ざかるように円弧状又はU字状に湾曲している。
 上述のようにターン部12nが第1平面コイル11から遠ざかるように湾曲する場合、スペーサ部材20の第3層23における、例えばターン部12nの第1平面コイル11から最も離れた部分と第1平面コイル11との間に位置する部分の体積抵抗値は、ターン部12nの第1平面コイル11に最も近い部分と第1平面コイル11との間に位置する部分の体積抵抗値よりも大きくなる。また、言うまでもなく、ターン部12nの第1平面コイル11から最も離れた部分と第1平面コイル11との間の距離は、ターン部12nの第1平面コイル11に最も近い部分と第1平面コイル11との間の距離よりも大きくなる。
 図16は、図15に示すコイル部品10bの製造方法の一例を説明する図である。図16(A)は、コイル部品10bの作製に使用する金型200’を概略的に示している。この金型200’では、第2平面コイル12の設置面201の一部に湾曲部201Cが形成される。湾曲部201Cは、本例では、設置面201における第2平面コイル12のターン部123~125が設置される部分に形成されている。湾曲部201Cの断面形状は円弧状である。詳しくは、湾曲部201Cは、設置面201における湾曲部201Cが形成されてない平坦な部分と同じ高さの位置から第2平面コイル12の径方向の内方及び外方に対応する方向に次第に高さが大きくなるように湾曲している。そして、第2平面コイル12は、その一部(ターン部123~125)が湾曲部201Cに対面するように金型200’に設置される。その後は、図8~図12で示した操作と同様の操作が行われる。この際、第2平面コイル12のターン部123~125は、湾曲部201Cに押し付けられることで湾曲した形状に形成される。そして、図16(B)に示すように、硬化された第1成形材料210と、第2平面コイル12と、第1平面コイル11と、硬化された第2成形材料220との一体物が形成される。この状態から、第1成形材料210が取り除かれることで、図16(C)に示すように、コイル部品10bが得られる。
 本実施の形態では、第1平面コイル11と第2平面コイル12とがそれぞれの径方向の内方の端部で電気的に接続される。この場合、上述したように第1平面コイル11と第2平面コイル12との間では、外周側の位置において絶縁破壊又は短絡が生じやすくなる。また、絶縁破壊又は短絡が生じる場合、電流は、通常、第1平面コイル11の縁と第2平面コイル12の縁との間に流れる。したがって、本実施の形態では、複数のターン部12nのうちの少なくとも外周側に位置する複数のターン部12nを湾曲させる構成が採用されている。そして、これにより、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間で生じ得る絶縁破壊又は短絡を抑制できる。そして、本実施の形態では第2平面コイル12の各ターン部12nの厚さ方向に位置がほぼ同じであるため、第3層23の厚さの増加による大型化やコイル性能の低下を効果的に抑制できる。
 なお、第1平面コイル11と第2平面コイル12とがそれぞれの径方向の外方の端部で電気的に接続される場合には、複数のターン部12nのうちの内周側に位置する複数のターン部12nを湾曲させる構成が採用されてもよい。
<<第4の実施の形態>>
 次に、第4の実施の形態に係るコイル部品10cについて説明する。図17は、第4の実施の形態に係るコイル部品10cの部分的な断面図である。なお、以下に説明する実施の形態における構成部分のうちの第1乃至第3の実施の形態と同一又は対応するものには同一の符号を付ける。構成が同じである場合には、その詳細な説明は省略する。
 図17に示すように、第4の実施の形態においても、第2平面コイル12の複数のターン部12nのうちの少なくとも1つのターン部12nが、第1平面コイル11から遠ざかるように湾曲している。詳しくは、複数のターン部12nのうちの少なくとも外周側に位置する複数のターン部12nが湾曲しており、これら湾曲したターン部12nよりも内周側に位置するターン部12bは湾曲していない。より詳しくは、本実施の形態においても、第2平面コイル12のターン数は5である。そして、第2平面コイル12の中心から数えて3番目以上のターン部123~125が、第1平面コイル11から遠ざかるように湾曲している。
 ただし、本実施の形態におけるターン部12nは、その径方向の中央側の部分が第1平面コイル11から遠ざかるように湾曲しており、この点で第3の実施の形態と異なる。より詳しくは、湾曲するターン部12nは、径方向の中央側の部分に貫通孔12Tを有する。そして、湾曲するターン部12nでは、少なくとも貫通孔12Tの周縁部が第1平面コイル11から遠ざかるように湾曲している。より詳しくは、湾曲するターン部12nでは、その径方向の中央側の部分の全体が第1平面コイル11から遠ざかるように湾曲している。
 図18は、図17に示すコイル部品10cの製造方法の一例を説明する図である。図18(A)は、コイル部品10cの作製に使用する金型200’’を概略的に示している。この金型200’’では、第2平面コイル12の設置面201の一部に***部201Pが形成される。***部201Pは、本例では、設置面201における第2平面コイル12のターン部123~125が設置される部分に形成されている。***部201Pの断面形状は台形状である。詳しくは、***部201Pは、設置面201における湾曲部201Cが形成されてない平坦な部分と同じ高さの位置から***し、第2平面コイル12の径方向の内方及び外方に対応する方向に次第に高さが大きくなるように先細りになる。そして、***部201Pには、上底に対応する部分から下底に向けてへこむ有底孔204が形成されている。そして、第2平面コイル12は、その一部(ターン部123~125)が***部201Pに対面するように金型200’’に設置される。また、ターン部123~125は、貫通孔12Tが***部201Pにおける有底孔204に重なるように設置される。その後は、図8~図12で示した操作と同様の操作が行われる。この際、第2平面コイル12のターン部123~125は、***部201Pに押し付けられることで湾曲した形状に形成される。そして、図18(B)に示すように、硬化された第1成形材料210と、第2平面コイル12と、第1平面コイル11と、硬化された第2成形材料220との一体物が形成される。ここで、図18(B)に示すように、第1成形材料210には、第2平面コイル12の貫通孔12Tを通過する棒状部分が形成される。この棒状部分は、貫通孔12Tと有底孔204とに第1成形材料210が充填させることで形成される。そして、図18(B)に示す状態から、第1成形材料210が取り除かれることで、図18(C)に示すように、コイル部品10cが得られる。
 本実施の形態においても、第1平面コイル11と第2平面コイル12とがそれぞれの径方向の内方の端部で電気的に接続される。この場合、上述したように第1平面コイル11と第2平面コイル12との間では、外周側の位置において絶縁破壊又は短絡が生じやすくなる。また、絶縁破壊又は短絡が生じる場合、電流は、通常、第1平面コイル11の縁と第2平面コイル12の縁との間に流れる。したがって、本実施の形態では、複数のターン部12nのうちの外周側に位置する複数のターン部12nを湾曲させる構成が採用されている。そして、これにより、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間で生じ得る絶縁破壊又は短絡を抑制できる。また、本実施の形態では、第2平面コイル12の各ターン部12nの厚さ方向に位置がほぼ同じであるため、第3層23の厚さの増加による大型化やコイル性能の低下を効果的に抑制できる。
 なお、第1平面コイル11と第2平面コイル12とがそれぞれの径方向の外方の端部で電気的に接続される場合には、複数のターン部12nのうちの内周側に位置する複数のターン部12nを湾曲させる構成が採用されてもよい。
<<第5の実施の形態>>
 次に、第5の実施の形態に係るコイル部品10dについて説明する。図19は、第5の実施の形態に係るコイル部品10dの部分的な断面図である。なお、以下に説明する実施の形態における構成部分のうちの第1乃至第4の実施の形態と同一又は対応するものには同一の符号を付ける。構成が同じである場合には、その詳細な説明は省略する。
 第5の実施の形態では、図19に示すようにスペーサ部材20の第3層23が、磁性体を含む磁性体含有部分231と、磁性体を含まない非磁性部分232と、を含む。非磁性部分232は、互いに対面する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nの複数のペアのうちの少なくとも1つのペアの間に設けられている。本実施の形態では、互いに対面する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nの複数のペアのうちの少なくとも外周側に位置するペアを含む複数(3つの)のペアの間に、非磁性部分232が設けられている。詳しくは、第3層23における、第1平面コイル11の中心から3番目以上のターン部113~115と、当該3番目以上のターン部113~115と対面する第2平面コイル12の対応するターン部123~125との間に位置する部分の一部又は全部(本例では、全部)が、非磁性部分232で形成されている。
 磁性体含有部分231の体積抵抗値は、非磁性部分232の体積抵抗値よりも小さくなっている。非磁性部分232は、絶縁性の材料であって、例えばナイロン又はポリプロピレン又はエポキシで形成されてもよい。ただし、非磁性部分232の材質は、非磁性且つ絶縁性であれば特に限られない。
 本実施の形態においても、第1平面コイル11と第2平面コイル12とがそれぞれの径方向の内方の端部で電気的に接続される。この場合、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の電界強度(電位差)は、径方向の内方の端部から径方向から離れるにしたがって、大きくなる傾向がある。この場合、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間では、外周側の位置において絶縁破壊又は短絡が生じやすくなる。これに対して、本実施の形態では、互いに対面する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nの複数のペアのうちの少なくとも外周側に位置するペア含む複数(3つの)のペアの間で、第3層23における非磁性部分232を設ける。より詳しくは、第3層23における、第1平面コイル11の中心から3番目以上のターン部113~115と、当該3番目以上のターン部113~115と対面する第2平面コイル12の対応するターン部123~125との間に位置する部分の一部又は全部(本例では、全部)が、非磁性部分232で形成される。なお、第3層23の厚さは全域で一定である。
 以上に説明した第5の実施の形態では、以上のように第3層23において部分的に非磁性部分232を設けることにより、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の層の体積抵抗値が一定の場合よりも、絶縁破壊又は短絡が生じることが抑制され得る。
<<第6の実施の形態>>
 次に、第6の実施の形態に係るコイル部品10eについて説明する。図20は、第6の実施の形態に係るコイル部品10eの部分的な断面図である。なお、以下に説明する実施の形態における構成部分のうちの第1乃至第5の実施の形態と同一又は対応するものには同一の符号を付ける。構成が同じである場合には、その詳細な説明は省略する。
 第6の実施の形態では、スペーサ部材20の第3層23が、第1平面コイル11及び第2平面コイル12の中心から外周側に向けて次第に厚さを増加させる形状に形成されている。
 詳しくは、図20の例では、中心から2番目以降の第1平面コイル11のターン部11nと、2番目以降のターン部11nと対面する第2平面コイル12の対応するターン部12nとの間に位置する第3層23の一部の厚さが、全体的に又は部分的にその内周側で対面するターン部11nとターン部12nとの間に位置する第3層23の一部の厚さよりも大きくなる。この関係が、2番目以降の第1平面コイル11のターン部11nと、2番目以降のターン部11nと対面する第2平面コイル12の対応するターン部12nとの間に位置する第3層23の各部について成立している。すなわち、図20におけるT1-1、T1-2、T2-1~T2-3は第3層23における厚さを示し、T1-1<T1-2<T2-1<T2-2<T2-3となる。
 スペーサ部材20の第3層23が、第1平面コイル11及び第2平面コイル12の中心から外周側に向けて次第に厚さを増加させる形状は、第3層23における、最も内周側に位置する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nとの間に位置する部分の径方向の内方の端部から、第3層23における、最も外周側に位置する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nとの間に位置する部分の径方向の外方の端部にわたり、第3層23の厚さが常時大きくなる形状でもよい。
 また、スペーサ部材20の第3層23が、第1平面コイル11及び第2平面コイル12の中心から外周側に向けて次第に厚さを増加させる形状は、中心から2番目以降の第1平面コイル11のターン部11nと、2番目以降のターン部11nと対面する第2平面コイル12の対応するターン部12nとの間に位置する第3層23の一部の厚さが、その内周側で対面するターン部11nとターン部12nとの間に位置する第3層23の一部の厚さに対して、ある地点で大きくなる形状でもよい。この態様において厚さを変化させる地点は、ターン部11nの直線部分とターン部12nの直線部分との間であることが望ましい。本実施の形態では、例えばターン部11n、ターン部12nが図5に示すように矩形状であり、4つの直線部分と、隣り合う直線部分の端部を連結する弧状のコーナ部と、を含む。この場合、例えばターン部12nの直線部分でターン部12nをターン部11nから離れるように曲げることで、第3層23の厚みが変化する部分を形成することが望ましい。この場合、例えば製造容易化の観点で有利になる。なお、このような形状は、外周側から内周側に向けて第3層23の厚さが大きくなる形態において適用されてもよい。
 図21は、コイル部品10eに所定の寸法を設定し、ある条件でコイル部品10eに高周波電流を供給した際の電界強度と、比較例に係るコイル部品に同じ条件で高周波電流を供給した際の電界強度と、を説明するためのグラフである。ある条件は、具体的には、50Aで、85KHzの交流電流を供給する条件である。横軸に示される1~5は、互いに対面する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nとのペアの中心(C1,C2)から数えた際の位置を示す。1は、ターン部111とターン部121との間の位置を意味する。縦軸は、電界強度の値を示している。コイル部品10eに対応する電界強度は、Xの折れ線で示されている。
 比較例に係るコイル部品は、第3層23に相当する部分が一定の厚さを有する。比較例1では、互いに重なる平面コイルの間に0.5mmの隙間が形成され、厚さ0.5mmの絶縁性の樹脂が設けられている。比較例2では、互いに重なる平面コイルの間に1.0mmの隙間が形成され、厚さ1.0mmの絶縁性の樹脂が設けられている。比較例3では、互いに重なる平面コイルの間に2.0mmの隙間が形成され、厚さ2.0mmの絶縁性の樹脂が設けられている。比較例1~3に対応する電界強度は、Y1~Y3の折れ線で示されている。
 樹脂の厚さが0.5mmとなる比較例1では、中心から3番目のターン部間以降で、絶縁破壊が生じることが確認された。具体的には、中心から3番目のターン部間の電界強度が約1300kV/mmであった。また、樹脂の厚さが1.0mmとなる比較例2では、中心から5番目のターン部間で、絶縁破壊が生じることが確認された。比較例3では、絶縁破壊は確認されなかった。
 上述の比較例の結果を考慮し、コイル部品10eでは、互いに対面する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nとの間の全てで電界強度が1kV/mm以下になるように第3層23の厚さが調整され、これにより、絶縁破壊の発生を回避している。
 具体的には、コイル部品10eは、第3層23が内周側から外周側に向けて常時厚さを増加させる形状であり、第3層23における、最も内周側に位置する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nとの間に位置する部分の径方向の内方の端部の厚さが約0.5mmに設定されている。そして、第3層23における、最も外周側に位置する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nとの間に位置する部分の径方向の外方の端部の厚さが約1.6mmに設定されている。これにより、図21における符号Xで示すように、全体的に電界強度が1kV/mm以下に抑えられている。そして、絶縁破壊の発生は確認されなかった。コイル部品10eでは、第3層23における中心から3番目のターン部113とターン部123との間の部分の厚さは、約0.8mmであり、第3層23における中心から4番目のターン部114とターン部124との間の部分の厚さは、約1.2mmである。
 以上の結果により、コイル部品10eによれば、全体的な厚さを抑えつつコイル部品10eの性能を向上できるという効果が得られることを確認できる。
 また、図22は、コイル部品10eの斜視図であり、コイル部品10eに設定された図21の場合とは異なる所定の寸法が図面上に表記された図である。すなわち、図22には、第2平面コイル12上に「0.5」、「0.75」、「1.0」・・・「1.6」という数字が示され、これらの数字は、示された位置における第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の隙間の距離(mm)、言い換えると第3層23の厚さ(mm)を示している。
 図22に示す例では、第3層23における、最も内周側に位置する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nとの間に位置する部分の径方向の内方の端部の厚さは、0.5mmに設定されている。そして、第2平面コイル12の複数のターン部12nは、それぞれの直線部分において第1平面コイル11のターン部11nから離れるように曲げられる。これにより、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の距離及び第3層23の厚さが、内周側から外周側に向けて大きくなるように形成されている。
 図23は、図22に示す寸法条件のコイル部品10eの電界強度を説明するためのグラフである。電流供給条件とグラフの横軸及び縦軸の意味は、図21の場合と同じである。符号X11は、図22に示す寸法条件のコイル部品10eの電界強度を示す。符号X11に示すように、図22に示すコイル部品10eにおいても、互いに対面する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nとの間の全てで電界強度は、1kV/mm以下になっている。また、図23におけるX12は、コイル部品10eが、第3層23が内周側から外周側に向けて常時厚さを増加させる形状の場合の電界強度の結果を示す。X11で示す形態の方が、X12で示す形態よりも電界強度が抑えられている。この結果は、第3層23が内周側から外周側に向けて常時厚さを増加させる形状の場合には、電界強度を急に下げ難い場合があるという点が言える。この観点で、第3層23の厚さを任意の点で大きくする形状は、例えば電界強度を所望の値に調整した場合に有利である。
 図24も、コイル部品10eの斜視図であり、コイル部品10eに設定された図21及び図22の場合とは異なる所定の寸法が図面上に表記された図である。すなわち、図24には、第2平面コイル12上に「0.5」、「0.7」、「0.9」・・・「1.7」という数字が示され、これらの数字は、示された位置における第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の隙間の距離(mm)、言い換えると第3層23の厚さ(mm)を示している。
 図24に示す例では、第3層23における、中心から1番目と2番目に位置する第1平面コイル11のターン部11nとこれに対面する第2平面コイル12のターン部12nとの間に位置する部分の厚さが、0.5mmに設定されている。そして、第3層23における、中心から3番目以降の第1平面コイル11のターン部11nとこれに対面する第2平面コイル12のターン部12nとの間に位置する部分の厚さが外周側に向けて次第に大きくなる。これにより、第1平面コイル11と第2平面コイル12との間の距離及び第3層23の厚さが、内周側から外周側に向けて大きくなるように形成されている。
 図25は、図24に示す寸法条件のコイル部品10eの電界強度を説明するためのグラフである。電流供給条件とグラフの横軸及び縦軸の意味は、図21の場合と同じである。符号X21は、図24に示す寸法条件のコイル部品10eの電界強度を示す。符号X21に示すように、図24に示すコイル部品10eにおいても、互いに対面する第1平面コイル11のターン部11nと第2平面コイル12のターン部12nとの間の全てで電界強度は、1kV/mm以下になっている。
 以上、本開示の各実施の形態を説明したが、上述の実施の形態には種々の変更を加えてもよい。このような変形例も、本開示の技術的範囲に含まれ得る。
S…電力伝送システム
1…送電装置
1A…高周波電流供給部
2…受電装置
2A…変換部
10, 10a,10b,10c,10d,10e…コイル部品
10M…コイル中間材
11…第1平面コイル
11A…第1の面
11B…第2の面
11n…ターン部
11nX…主部
11nY…移行部
11E…導電体
11h…通し孔
12…第2平面コイル
12A…第1の面
12B…第2の面
12n…ターン部
12nX…主部
12nY…移行部
12E…導電体
12T…貫通孔
20…スペーサ部材
21…第1層
22…第2層
23…第3層
23A…第1部分
23B…第2部分
231…磁性体含有部分
232…非磁性部分
24…第4層
61…第1接続端子
62…第2接続端子
200,200’,200’’…金型
201…設置面
201L…低位部
201H…高位部
201C…湾曲部
201P…***部
202…凸部
204…有底孔
210…第1成形材料
220…第2成形材料
C1…第1中心軸線
C2…第2中心軸線

Claims (21)

  1.  第1平面コイルと、
     前記第1平面コイルに隙間を空けて重ねられる第2平面コイルと、
     前記隙間を埋める層を含むスペーサ部材と、を備え、
     前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向に流れる電流に対する前記層の体積抵抗値が、前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向に直交する面に定められる直交座標系上の前記層の位置によって異なる、コイル部品。
  2.  前記層の厚さが部分的に異なり、
     前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとの間の距離が部分的に異なる、請求項1に記載のコイル部品。
  3.  第1平面コイルと、
     前記第1平面コイルに隙間を空けて重ねられる第2平面コイルと、
     前記隙間を埋める層を含むスペーサ部材と、を備え、
     前記層の厚さが部分的に異なり、
     前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとの間の距離が部分的に異なっている、コイル部品。
  4.  前記第1平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
     前記第2平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
     前記第1平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第1平面コイルのターン数までの整数)のターン部は、前記第2平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第2平面コイルのターン数までの整数)のターン部と部分的に対面するように位置し、
     前記層における、前記第1平面コイルの中心から3番目以上のターン部と、前記3番目以上のターン部と対面する前記第2平面コイルの対応するターン部との間に位置する部分の一部又は全部の厚さが、前記第1平面コイルの中心から2番目以下のターン部と、前記2番目以下のターン部と対面する前記第2平面コイルの対応するターン部との間に位置する部分の厚さよりも大きくなっている、請求項2又は3に記載のコイル部品。
  5.  前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向における前記第2平面コイルの外周縁から前記第1平面コイルまでの距離が、前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向における前記第2平面コイルの内周縁から前記第1平面コイルまでの距離よりも大きくなるように、前記第2平面コイルが湾曲している、請求項2又は3に記載のコイル部品。
  6.  前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとは、それぞれの径方向の内方の端部で電気的に接続されている、請求項4に記載のコイル部品。
  7.  前記第1平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
     前記第2平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
     前記第1平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第1平面コイルのターン数までの整数)のターン部は、前記第2平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第2平面コイルのターン数までの整数)のターン部と部分的に対面するように位置し、
     前記層における、前記第1平面コイルの最外周のターン部から数えて3番目以上のターン部と、前記3番目以上のターン部と対面する前記第2平面コイルの対応するターン部とのの間に位置する部分の一部又は全部の部分の厚さが、前記第1平面コイルの最外周の前記ターン部から数えて2番目以下のターン部と、前記2番目以下のターン部と対面する前記第2平面コイルの対応するターン部との間に位置する部分の厚さよりも大きくなっている、請求項2又は3に記載のコイル部品。
  8.  前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向における前記第2平面コイルの内周縁から前記第1平面コイルまでの距離が、前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向における前記第2平面コイルの外周縁から前記第1平面コイルまでの距離よりも大きくなるように、前記第2平面コイルが湾曲している、請求項2又は3に記載のコイル部品。
  9.  前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとは、それぞれの径方向の外方の端部で電気的に接続されている、請求項7に記載のコイル部品。
  10.  前記第2平面コイルは、径方向に配列される複数のターン部を含み、
     前記複数のターン部のうちの少なくとも1つのターン部は、前記第1平面コイルから遠ざかるように湾曲している、請求項1乃至3のいずれかに記載のコイル部品。
  11.  前記少なくとも1つのターン部は、貫通孔を有し、前記少なくとも1つのターン部における少なくとも前記貫通孔の周縁部が前記第1平面コイルから遠ざかるように湾曲している、請求項10に記載のコイル部品。
  12.  前記スペーサ部材は、全体的に磁性を有する、請求項1乃至3のいずれかに記載のコイル部品。
  13.  前記スペーサ部材は、樹脂を含む保持材料と、前記保持材料に保持された磁性体粒子とを含む、請求項12に記載のコイル部品。
  14.  前記層は、磁性体を含む磁性体含有部分と、磁性体を含まない非磁性部分と、を含み、
     前記磁性体含有部分の前記体積抵抗値が、前記非磁性部分の前記体積抵抗値よりも小さくなっている、請求項1に記載のコイル部品。
  15.  前記非磁性部分は、ナイロン又はポリプロピレン又はエポキシで形成される、請求項14に記載のコイル部品。
  16.  前記第1平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
     前記第2平面コイルは、径方向に配列される3つ以上のターン部を含み、
     前記第1平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第1平面コイルのターン数までの整数)のターン部は、前記第2平面コイルの中心からn番目(nは、1から、3以上となる前記第2平面コイルのターン数までの整数)のターン部と部分的に対面するように位置し、
     前記層における、前記第1平面コイルの中心から3番目以上のターン部と、前記3番目以上のターン部と対面する前記第2平面コイルの対応するターン部との間に位置する部分の一部又は全部が、前記非磁性部分で形成される、請求項14又は15に記載のコイル部品。
  17.  前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとが重なる方向における距離が、内周側から外周側に向けて次第に大きくなる、請求項2又は3に記載のコイル部品。
  18.  互いに高さが異なる部分を含む設置面を有する金型を準備する工程と、
     第2平面コイルの一部が前記設置面における前記高さが異なる部分に対面するように前記第2平面コイルを前記金型に設置する工程と、
     第1成形材料を前記第2平面コイルを介して前記設置面に押し付けて、硬化された前記第1成形材料と前記第2平面コイルとを一体化させる工程と、
     前記金型から前記第1成形材料と前記第2平面コイルとを取り外す工程と、
     前記第2平面コイルにおける前記第1成形材料と接合する面とは反対の面との間に隙間を形成し、且つ、前記反対の面に重なるように、第1平面コイルを配置する工程と、
     前記第1平面コイルと前記第2平面コイルとの間を埋めるように第2成形材料を充填する工程と、を備える、コイル部品の製造方法。
  19.  請求項1に記載のコイル部品を備える、送電装置。
  20.  請求項1に記載のコイル部品を備える、受電装置。
  21.  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に記載のコイル部品を備える、電力伝送システム。
PCT/JP2023/041054 2022-11-15 2023-11-15 コイル部品及びその製造方法、送電装置、受電装置、並びに電力伝送システム WO2024106455A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-182693 2022-11-15
JP2022182693A JP2024072077A (ja) 2022-11-15 2022-11-15 コイル部品及びその製造方法、送電装置、受電装置、並びに電力伝送システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024106455A1 true WO2024106455A1 (ja) 2024-05-23

Family

ID=91084774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/041054 WO2024106455A1 (ja) 2022-11-15 2023-11-15 コイル部品及びその製造方法、送電装置、受電装置、並びに電力伝送システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024072077A (ja)
WO (1) WO2024106455A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000216029A (ja) * 1999-01-21 2000-08-04 Takaoka Electric Mfg Co Ltd 変圧器の巻線構造
JP2011216621A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Nissha Printing Co Ltd 非接触充電用のコイル、そのコイルを備えるフィルム、そのコイルを備える成形品、そのコイルを備える電子機器、およびそのコイルを備えた成形品の製造方法
JP2021052061A (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 Tdk株式会社 コイル構造体
JP2021163948A (ja) * 2020-04-03 2021-10-11 株式会社村田製作所 インダクタ
JP2022022950A (ja) * 2020-06-29 2022-02-07 大日本印刷株式会社 コイル、送電装置及び受電装置並びに電力伝送システム
JP2022102391A (ja) * 2020-12-25 2022-07-07 株式会社村田製作所 インダクタ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000216029A (ja) * 1999-01-21 2000-08-04 Takaoka Electric Mfg Co Ltd 変圧器の巻線構造
JP2011216621A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Nissha Printing Co Ltd 非接触充電用のコイル、そのコイルを備えるフィルム、そのコイルを備える成形品、そのコイルを備える電子機器、およびそのコイルを備えた成形品の製造方法
JP2021052061A (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 Tdk株式会社 コイル構造体
JP2021163948A (ja) * 2020-04-03 2021-10-11 株式会社村田製作所 インダクタ
JP2022022950A (ja) * 2020-06-29 2022-02-07 大日本印刷株式会社 コイル、送電装置及び受電装置並びに電力伝送システム
JP2022102391A (ja) * 2020-12-25 2022-07-07 株式会社村田製作所 インダクタ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024072077A (ja) 2024-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9812256B2 (en) Coil assembly
JP5364745B2 (ja) 無線電力伝送用磁気素子及び電力供給装置
US7982573B2 (en) Coil device
JP2011142177A (ja) 非接触電力伝送装置、及び非接触電力伝送装置用コイルユニット
KR101807604B1 (ko) 무선전력 전송용 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 송신모듈
US11222745B2 (en) Coil and non-contact power supply device
US20190386389A1 (en) Antenna device, communication system, and electronic apparatus
JP2020178034A (ja) 非接触給電用伝送コイルユニット、非接触給電用伝送コイルユニットの製造方法、および非接触給電装置
US20150130577A1 (en) Insulation planar inductive device and methods of manufacture and use
KR102348415B1 (ko) 무선전력 전송모듈
WO2024106455A1 (ja) コイル部品及びその製造方法、送電装置、受電装置、並びに電力伝送システム
EP3419032A1 (en) Electromagnetic induction device and method for manufacturing same
JP2002305121A (ja) 非接触電力伝送装置
JP2013243250A (ja) 非接触給電用コイル
JP2010245456A (ja) リアクトル集合体
JP4968588B2 (ja) コイル装置
JP7330348B1 (ja) コイルユニット
JP2024097207A (ja) コイル部品、送電装置、受電装置、及び電力伝送システム
JP2023184390A (ja) コイル部品、送電装置、受電装置、電力伝送システム、及び電力伝送方法
WO2023243722A1 (ja) コイル部品、送電装置、受電装置、電力伝送システム、及び電力伝送方法
JP2024097211A (ja) コイル部品及びその製造方法、送電装置、受電装置、並びに電力伝送システム
JP2024039908A (ja) コイル部品、コイル中間材、送電装置、受電装置、及び、電力伝送システム
JP2023088728A (ja) コイル部品、送電装置、受電装置、及び電力伝送システム
WO2024053620A1 (ja) コイル部品及びその製造方法、送電装置、受電装置、電力伝送システム、並びに移動体
JP2024036215A (ja) コイル部品及びその製造方法、コイル中間材、送電装置、受電装置、並びに電力伝送システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23891602

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1