(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の巻線と、
前記第１の巻線と絶縁され、前記第１の巻線と磁気結合する第２の巻線と、
を備え、
前記第１の巻線は、巻き回しされることで、第１のコイル部を形成し、
前記第２の巻線は、前記第１の巻線と同じ軸周りに、巻き回しされることで、第２のコイル部を形成し、
軸方向における前記第１のコイル部が配置されない領域を領域Ｘとし、
軸方向における前記第１のコイル部が配置される領域を領域Ｚとすると、
前記第２のコイル部を形成する前記第２の巻線は、前記領域Ｘと前記領域Ｚとに配置され、
前記第１のコイル部の最内周から前記軸までの距離をｒ１ｍｉｎとし、
前記第１のコイル部の最外周から前記軸までの距離をｒ１ｍａｘとし、
前記領域Ｘにおける前記第２のコイル部の最内周から前記軸までの距離をｒＸとし、
前記領域Ｚにおける前記第２のコイル部の最内周から前記軸までの距離をｒＺとすると、
以下の式１および式３、
ｒ１ｍｉｎ＞ｒＸ  ・・・  （式１）
ｒ１ｍａｘ＜ｒＺ  ・・・  （式３）
を満たす位置に、前記第１のコイル部と前記第２のコイル部とを備える、
磁気部品。
【請求項２】
軸方向において前記第１のコイル部を挟んで前記領域Ｘとは逆側に位置する、軸方向における前記第１のコイル部が配置されない領域を領域Ｙとすると、
前記第２のコイル部を形成する前記第２の巻線は、前記領域Ｙに配置され、
前記領域Ｙにおける前記第２のコイル部の最内周から前記軸までの距離をｒＹとすると、
以下の式２、
ｒ１ｍｉｎ＞ｒＹ  ・・・  （式２）
を満たす位置に、前記第１のコイル部と前記第２のコイル部とを備える、
請求項１に記載の磁気部品。
【請求項３】
軸方向において前記第１のコイル部を挟んで前記領域Ｘとは逆側に位置する、軸方向における前記第１のコイル部が配置されない領域を領域Ｙとすると、
前記第２のコイル部を形成する前記第２の巻線は、前記領域Ｙに配置され、
前記領域Ｙにおける前記第２のコイル部の最内周から前記軸までの距離をｒＹとすると、
以下の式７、
ｒ１ｍｉｎ＜ｒＹ  ・・・  （式７）
を満たす位置に、前記第１のコイル部と前記第２のコイル部とを備える、
請求項１に記載の磁気部品。
【請求項４】
前記第２のコイル部を形成する前記第２の巻線は、前記領域Ｚにおいて、複数回、巻き回しされ、
前記第２のコイル部を形成する前記第２の巻線は、前記領域Ｘにおいて、前記軸を中心とする巻回半径を変えながら、複数回、巻き回しされる、
請求項１から３のいずれかに記載の磁気部品。
【請求項５】
コイル保持部を備え、
前記コイル保持部は、前記式１および前記式３に示す前記第１のコイル部と前記第２のコイル部との位置関係を保持する、
請求項１から４のいずれかに記載の磁気部品。
【請求項６】
前記コイル保持部は、第１のコイル保持部と第２のコイル保持部とを含み、
前記第１のコイル保持部に、前記第１の巻線が巻き回しされて、前記第１のコイル部が形成され、
前記第２のコイル保持部は、空洞を有する筒部を有し、
前記第１のコイル保持部における前記第１のコイル部が形成された部分が、前記第２のコイル保持部の前記筒部の空洞に挿入され、
前記第２のコイル保持部の筒部の外側に、前記第２の巻線が巻き回しされて、前記第２のコイル部が形成される、
請求項５に記載の磁気部品。
【請求項７】
前記第２のコイル保持部は、導通口を備え、
前記第１の巻線の引き出し線が、前記導通口を通して、前記第２のコイル保持部より外部へ引き出される、
請求項６に記載の磁気部品。
【請求項８】
前記導通口は、前記領域Ｘに配置されており、
前記軸から前記導通口までの距離は、前記ｒＸよりも、小さい、
請求項７に記載の磁気部品。
【請求項９】
前記第２のコイル保持部は、ガイド溝を備え、
前記第２のコイル部を形成する前記第２の巻線は、前記領域Ｘにおいて、前記ガイド溝に沿って、巻き回しされる、
請求項６から８のいずれかに記載の磁気部品。
【請求項１０】
前記第１のコイル部よりも内側に、内部磁性体を備える、
請求項１から９のいずれかに記載の磁気部品。
【請求項１１】
前記第２のコイル部よりも外側に、外部磁性体を備える、
請求項１から１０のいずれかに記載の磁気部品。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の磁気部品と、
前記第１の巻線と接続される第１の回路と、
前記第１の巻線と前記第１の回路とに接続される第１の位相調整部と、
を備え、
前記第１の位相調整部によりインピーダンスを調整することにより、前記第１の巻線と前記第２の巻線との結合度を調整する、
電力伝送装置。
【請求項１３】
前記第２の巻線と接続される第２の回路と、
前記第２の巻線と前記第２の回路とに接続される第２の位相調整部と、
を備え、
前記第２の位相調整部によりインピーダンスを調整することにより、前記第１の巻線と前記第２の巻線との結合度を調整する、
請求項１２に記載の電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力用電源に用いられる磁気部品（例えば、絶縁トランス）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電源回路に用いられる絶縁トランスは、１次巻線と２次巻線と磁性体コアとで構成される。電源の効率を上げるためにはトランス自体の損失を低減することが必要である。その一方で、これら巻線や磁性体コアの損失が原因で生じる熱を放熱することも必要となる。
【０００３】
例えば、特許文献１に示されるような、放熱効果を改善するためのトランスの構造についての事例がある。特許文献１は、巻線構造を平板導体にして面積を広げることで、磁性体コアや巻線自体の損失による発熱を放熱するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０３４６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、磁気部品の外側への磁束の拡散を低減できない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の巻線と、前記第１の巻線と絶縁され、前記第１の巻線と磁気結合する第２の巻線と、を備え、前記第１の巻線は、巻き回しされることで、第１のコイル部を形成し、前記第２の巻線は、前記第１の巻線と同じ軸周りに、巻き回しされることで、第２のコイル部を形成し、軸方向における前記第１のコイル部が配置されない領域を領域Ｘとし、軸方向における前記第１のコイル部が配置される領域を領域Ｚとすると、前記第２のコイル部を形成する前記第２の巻線は、前記領域Ｘと前記領域Ｚとに配置され、前記第１のコイル部の最内周から前記軸までの距離をｒ１ｍｉｎとし、前記第１のコイル部の最外周から前記軸までの距離をｒ１ｍａｘとし、前記領域Ｘにおける前記第２のコイル部の最内周から前記軸までの距離をｒＸとし、前記領域Ｚにおける前記第２のコイル部の最内周から前記軸までの距離をｒＺとすると、以下の式１および式３を満たす位置に、前記第１のコイル部と前記第２のコイル部とを備える、磁気部品。
【０００７】
ｒ１ｍｉｎ＞ｒＸ  ・・・  （式１）
ｒ１ｍａｘ＜ｒＺ  ・・・  （式３）
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、磁気部品の外側への磁束の拡散を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１における磁気部品の構成例を示す図である。
【図２】実施の形態１の磁気部品における、第１の巻線１０１と第２の巻線２０１との配置例を示す図である。
【図３】実施の形態１における磁気部品の磁束分布を説明するための概略図である。
【図４】実施の形態１における磁気部品を備える回路の回路動作を説明するための回路図である。
【図５】実施の形態１における磁気部品を備える回路の動作についてのシミュレーション実験の一例を示すための説明図である。
【図６】実施の形態２における磁気部品の構成例を示す模式図である。
【図７】第１の巻線１０１と第１の巻線用ボビン１０２（第１のコイル保持部）の構成例を示す模式図である。
【図８】第２の巻線２０１と第２の巻線用ボビン２０２（第２のコイル保持部）の構成例を示す模式図である。
【図９】実施の形態３における磁気部品の構成例を示す模式図である。
【図１０】実施の形態４における電力伝送装置の構成例を示す回路図である。
【図１１】実施の形態５の磁気部品における、第１の巻線１０１と第２の巻線２０１との配置例を示す図である。
【図１２】実施の形態５の磁気部品の変形例を示す図である。
【図１３】実施の形態５の磁気部品の変形例を示す図である。
【図１４】実施の形態５の磁気部品の巻線用ボビンの構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における磁気部品の構成例を示す図である。
【００１２】
図１（ａ）は、第１の巻線１０１の構成例を示す。図１（ｂ）は、第１の巻線１０１の周りを囲んで配置された、第２の巻線２０１の構成例を示す。
【００１３】
図２は、実施の形態１の磁気部品における、第１の巻線１０１と第２の巻線２０１との配置例を示す図である。
【００１４】
実施の形態１の磁気部品は、第１の巻線と、第２の巻線と、を備える。
【００１５】
第２の巻線は、第１の巻線と絶縁されて、配置される。第２の巻線は、第１の巻線と磁気結合する。
【００１６】
第１の巻線は、所定の軸周りに、巻き回しされることで、第１のコイル部を形成する。
【００１７】
第２の巻線は、第１の巻線と同じ軸周りに、巻き回しされることで、第２のコイル部を形成する。
【００１８】
ここで、軸方向における第１のコイル部が配置されない領域を領域Ｘとする。
【００１９】
また、軸方向において第１のコイル部を挟んで領域Ｘとは逆側に位置する、軸方向における第１のコイル部が配置されない領域を領域Ｙとする。
【００２０】
また、軸方向における第１のコイル部が配置される領域を領域Ｚとする。
【００２１】
このとき、実施の形態１の磁気部品においては、第２のコイル部を形成する第２の巻線は、領域Ｘと領域Ｙと領域Ｚとに配置される。
【００２２】
ここで、第１のコイル部の最内周から軸までの距離をｒ１ｍｉｎとする。
【００２３】
また、第１のコイル部の最外周から軸までの距離をｒ１ｍａｘとする。
【００２４】
また、領域Ｘにおける第２のコイル部の最内周から軸までの距離をｒＸとする。
【００２５】
また、領域Ｙにおける第２のコイル部の最内周から軸までの距離をｒＹとする。
【００２６】
また、領域Ｚにおける第２のコイル部の最内周から軸までの距離をｒＺとする。
【００２７】
このとき、実施の形態１の磁気部品は、以下の式１および式２および式３を満たす位置に、第１のコイル部と第２のコイル部とを備える。
【００２８】
ｒ１ｍｉｎ＞ｒＸ  ・・・  （式１）
ｒ１ｍｉｎ＞ｒＹ  ・・・  （式２）
ｒ１ｍａｘ＜ｒＺ  ・・・  （式３）
以上の構成によれば、第２の巻線より外側への磁束の拡散を低減できる。すなわち、周辺への漏れ磁束が少なくなり、電磁ノイズを低減できる。さらに、磁束の拡散が低減されることで、より効率の高い絶縁型の電力伝送を実現できる。
【００２９】
なお、図２に示されるように、実施の形態１の磁気部品においては、第２のコイル部を形成する第２の巻線は、領域Ｚにおいて、複数回、巻き回しされてもよい。
【００３０】
また、図２に示されるように、実施の形態１の磁気部品においては、第２のコイル部を形成する第２の巻線は、領域Ｘ、および、領域Ｙにおいて、軸を中心とする巻回半径を変えながら、複数回、巻き回しされてもよい。
【００３１】
以上の構成によれば、第２の巻線が、より密に並んで、第１の巻線の周囲を囲むことができる。これにより、第２の巻線の外への磁束の拡散を、さらに低減できる。
【００３２】
図２に示される構成例では、第１の巻線１０１は、軸方向の長さＡ１の有限長さソレノイドとして形成されている。
【００３３】
図２に示される構成例では、第１の巻線１０１の巻線半径の最大値をｒ１ｍａｘ、最小値をｒ１ｍｉｎとしている。ただし、図２に示される構成例では、第１の巻線１０１は、半径方向に１重に巻かれている。このため、第１の巻線１０１の巻線半径の最大値と最小値とは、同じになる。
【００３４】
ここで、第２の巻線２０１の軸方向の長さをＡ２、第２の巻線２０１の巻線半径の最大値をｒ２ｍａｘ、第２の巻線２０１の巻線半径の最小値をｒ２ｍｉｎとする。
【００３５】
このとき、図２に示される構成例では、以下の式４と式５と式６とを満たしながら、第２の巻線２０１は、第１の巻線１０１を覆うように配置されている。
【００３６】
ｒ１ｍｉｎ＞ｒ２ｍｉｎ  ・・・  （式４）
ｒ１ｍａｘ＜ｒ２ｍａｘ  ・・・  （式５）
Ａ１＜Ａ２  ・・・  （式６）
なお、図２に示される構成例では、ｒ２ｍａｘとｒＺとは等しい。また、図２に示される構成例では、ｒ２ｍｉｎとｒＸとは等しい。
【００３７】
また、第１の巻線１０１と第２の巻線２０１とは、互いに所望の絶縁距離Ａ３を保つように配置される。
【００３８】
なお、実施の形態１においては、磁気部品は、トランスであってもよい。
【００３９】
また、第１の巻線１０１は、半径方向に多重に巻かれてもよい。
【００４０】
また、第２の巻線２０１は、領域Ｚにおいて、半径方向に多重に巻かれてもよい。
【００４１】
また、第２の巻線２０１は、領域Ｘまたは領域Ｙにおいて、軸方向に多重に巻かれてもよい。
【００４２】
また、第１の巻線１０１および第２の巻線２０１が、放熱用の非磁性のポッティング用の硬化樹脂に浸されて、磁気部品が構成されてもよい。
【００４３】
図３は、実施の形態１における磁気部品の磁束分布を説明するための概略図である。
【００４４】
図３（ａ）は、第１の巻線１０１および第２の巻線２０１を周巻方向のみと仮定し、その断面構造を示している。
【００４５】
図３（ｂ）は、第１の巻線１０１のみに電流が流れる場合の磁束分布の様子（磁束の流れ）を示す概略図である。
【００４６】
図３（ｃ）は、第２の巻線２０１のみに電流が流れる場合の磁束分布の様子（磁束の流れ）を示す概略図である。
【００４７】
図３（ｄ）は、第１の巻線１０１と第２の巻線２０１とに、互いに逆相の電流が流れる場合の磁束分布の様子（磁束の流れ）を示す概略図である。
【００４８】
図３（ｄ）に示すように、第１の巻線１０１と第２の巻線２０１により発生する磁束の相互作用により、誘導結合が実現される。
【００４９】
また、図３（ｄ）に示すように、それぞれの巻線に逆位相の電流が流れる場合、第２の巻線２０１の外への磁束の拡散が低減される。
【００５０】
図４は、実施の形態１における磁気部品を備える回路の回路動作を説明するための回路図である。
【００５１】
図４は、一般的な一次側回路１０と二次側回路２０からなる構成を示した例である。
【００５２】
Ｌ１は、第１の巻線１０１の自己インダクタンスである。
【００５３】
Ｌ２は、第２の巻線２０１の自己インダクタンスである。
【００５４】
Ｍは、第１の巻線１０１と第２の巻線２０１との間の相互インダクタンスである。
【００５５】
Ｚ１は、一次側回路のインピーダンスである。
【００５６】
Ｚ２は、二次側回路のインピーダンスである。
【００５７】
一次側回路のインピーダンスＺ１と二次側回路のインピーダンスＺ２を考慮しながら、Ｌ１とＬ２とＭは、それぞれの巻線の巻数や構造および配置などによって、決定され得る。
【００５８】
図５は、実施の形態１における磁気部品を備える回路の動作についてのシミュレーション実験の一例を示すための説明図である。
【００５９】
図５（ａ）は、回路シミュレーションのための回路モデルを示す。交流駆動の周波数は、１ｋＨｚである。電源の波高値は、１Ｖである。電源の内部抵抗は、１Ωである。負荷抵抗は、１Ωである。
【００６０】
図５（ｂ）は、磁気部品であるトランスの自己インダクタンスＬ１、Ｌ２、および、相互インダクタンスＭを算出するための磁界解析のモデルを示す。図５（ｂ）では、巻線構造を簡略化するために、各巻線は、各巻線領域に近似されている。
【００６１】
図５（ｃ）は、第１の巻線１０１および第２の巻線２０１に流れる電流の波形の計算結果を示す図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）の回路シミュレーションと、図５（ｂ）の磁界シミュレーションとを連成させた計算結果の一例である。
【００６２】
図５（ｄ）は、時間位相が３０°、６０°、９０°の時の磁束分布の計算結果を示す図である。
【００６３】
第１の巻線１０１と第２の巻線２０１に流れる電流のシミュレーション結果から、高い結合度を実現できることが判る。
【００６４】
また、磁束分布のシミュレーション結果から、第２の巻線２０１の外側に漏れる磁束が少ないことが判る。
【００６５】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２における磁気部品の構成例を示す模式図である。
【００６６】
図６において、実施の形態１を説明するために用いた図１および図２と同じ構成要素については、同じ符号を用いることとし、その説明は省略する。
【００６７】
実施の形態２における磁気部品は、コイル保持部を備える。
【００６８】
コイル保持部は、上述の式１および式２および式３に示す第１のコイル部と第２のコイル部との位置関係を保持する。
【００６９】
以上の構成によれば、第１の巻線と第２の巻線の位置を保持することができる。これにより、もし振動などの外乱が加わるような場合においても、第１のコイル部と第２のコイル部の位置関係を保持できる。この結果、振動などの外乱が加わるような場合においても、第２の巻線より外側への磁束の拡散を低減できる。
【００７０】
なお、実施の形態２の磁気部品においては、コイル保持部は、第１のコイル保持部と第２のコイル保持部とを含んでもよい。
【００７１】
第１のコイル保持部に、第１の巻線が巻き回しされて、第１のコイル部が形成されてもよい。
【００７２】
第２のコイル保持部は、空洞を有する筒部を有してもよい。
【００７３】
このとき、第１のコイル保持部における第１のコイル部が形成された部分が、第２のコイル保持部の筒部の空洞に挿入されてもよい。
【００７４】
このとき、第２のコイル保持部の筒部の外側に、第２の巻線が巻き回しされて、第２のコイル部が形成されてもよい。
【００７５】
以上の構成によれば、軸方向および半径方向における第１の巻線と第２の巻線との位置を、より精度良く保持することができる。また、第２のコイル保持部に第１のコイル保持部を挿入する構造であることで、少ない部材により磁気部品を構成できる。また、第２のコイル保持部に第１のコイル保持部を挿入する構造であることで、磁気部品の製造工程を簡略化することができる。
【００７６】
また、実施の形態２の磁気部品においては、第２のコイル保持部は、導通口を備えてもよい。
【００７７】
このとき、第１の巻線の引き出し線が、導通口を通して、第２のコイル保持部より外部へ引き出されてもよい。
【００７８】
以上の構成によれば、第１の巻線の引き出し線を、コイル保持部の外部に、容易に引き出すことができる。
【００７９】
また、実施の形態２の磁気部品においては、第２のコイル保持部の導通口は、領域Ｘに配置されてもよい。
【００８０】
このとき、軸から導通口までの距離は、ｒＸよりも、小さくてもよい。
【００８１】
以上の構成によれば、巻回軸の付近において、第２の巻線が配置されていない部分から、第１の巻線の引き出し線を引き出すことができる。これにより、第２の巻線の配置位置を崩すことなく、第１の巻線の引き出し線を引き出すことができる。
【００８２】
また、実施の形態２の磁気部品においては、第２のコイル保持部は、ガイド溝を備えてもよい。
【００８３】
このとき、第２のコイル部を形成する第２の巻線は、領域Ｘ、または、領域Ｙにおいて、ガイド溝に沿って、巻き回しされてもよい。
【００８４】
以上の構成によれば、領域Ｘまたは領域Ｙにおいても、第２の巻線の位置を保持することができる。これにより、もし振動などの外乱が加わるような場合においても、第１のコイル部と第２のコイル部の位置関係を保持できる。
【００８５】
なお、実施の形態２における磁気部品は、トランスであってもよい。このとき、コイル保持部は、ボビンであってもよい。
【００８６】
図６に示されるトランスは、実施の形態１に示した第１の巻線１０１と第２の巻線２０１の構造を形成し維持するために、第１の巻線用ボビン１０２（第１のコイル保持部）と第２の巻線用ボビン２０２（第２のコイル保持部）とを用いた例である。
【００８７】
なお、第１の巻線用ボビン１０２、および、第２の巻線用ボビン２０２は、それぞれ非磁性および絶縁性の材料で作成されてもよい。
【００８８】
図７は、第１の巻線１０１と第１の巻線用ボビン１０２（第１のコイル保持部）の構成例を示す模式図である。
【００８９】
図７（ｃ）は、図７（ａ）に示される第１の巻線１０１と、図７（ｂ）に示される第１の巻線用ボビン１０２と、を合わせた構成を示す。
【００９０】
図７に示される第１の巻線用ボビン１０２からは、第１の巻線１０１の引き出し線１１０が、引き出されている。
【００９１】
なお、第１の巻線用ボビン１０２により、第１の巻線１０１の最小半径ｒ１ｍｉｎ、および、最大半径ｒ１ｍａｘ、および、軸方向の長さＡ１が、決定されてもよい。
【００９２】
図８は、第２の巻線２０１と第２の巻線用ボビン２０２（第２のコイル保持部）の構成例を示す模式図である。
【００９３】
図８（ｃ）は、図８（ａ）に示される第２の巻線２０１と、図８（ｂ）に示される第２の巻線用ボビン２０２と、を合わせた構成を示す。
【００９４】
図８に示される第２の巻線用ボビン２０２は、導通口２１０を備えている。
【００９５】
図８に示される構成例では、第１の巻線１０１の引き出し線１１０が、導通口２１０を通して、第２のコイル保持部より外部へ引き出されている。
【００９６】
また、図８に示される構成例では、導通口２１０は、領域Ｘに配置されている。このとき、軸から導通口２１０までの距離は、ｒ２ｍｉｎ（＝ｒＸ）よりも、小さい。
【００９７】
また、図８に示される第２の巻線用ボビン２０２（第２のコイル保持部）は、領域Ｘ、および、領域Ｙにおいて、ガイド溝２２０を備えている。
【００９８】
図８に示される構成例では、第２のコイル部を形成する第２の巻線２０１は、領域Ｘ、および、領域Ｙにおいて、ガイド溝２２０に沿って、巻き回しされている。
【００９９】
なお、第２の巻線用ボビン２０２により、第２の巻線２０１の最小半径ｒ２ｍｉｎ、および、最大半径ｒ２ｍａｘ、および、軸方向の長さＡ２が、決定されてもよい。さらに、第２の巻線用ボビン２０２により、第２の巻線２０１のｒＸおよびｒＹが、決定されてもよい。
【０１００】
また、第２の巻線用ボビン２０２の半径方向の厚みにより、絶縁距離Ａ３が、決定されてもよい。
【０１０１】
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３における磁気部品の構成例を示す模式図である。
【０１０２】
図９において、実施の形態１および形態２を説明するために用いた図１、図２および図６と同じ構成要素については同じ符号を用いることとし、その説明を省略する。
【０１０３】
実施の形態３における磁気部品は、第１のコイル部よりも内側に、内部磁性体を備える。
【０１０４】
以上の構成によれば、内部磁性体の形状、配置、材質を変えることで、磁気部品の相互インダクタンスを変えることができる。
【０１０５】
また、実施の形態３における磁気部品は、第２のコイル部よりも外側に、外部磁性体を備える。
【０１０６】
以上の構成によれば、外部磁性体の形状、配置、材質を変えることで、磁気部品の相互インダクタンスを変えることができる。また、外部磁性体により、第２の巻線よりも外側に漏れ出す磁束線を閉じ込めることができる。この結果、第２の巻線の外への磁束の拡散を、さらに低減できる。
【０１０７】
なお、実施の形態３における磁気部品は、トランスであってもよい。
【０１０８】
実施の形態３のトランスでは、第１の巻線１０１の内側、あるいは、第１の巻線用ボビン１０２の内側に、内部磁性体３０１が設けられる。これにより、第１の巻線１０１および第２の巻線２０１のそれぞれの自己インダクタンスＬ１、Ｌ２を、内部磁性体３０１の形状、配置、材質を変えることで、設計することができる。これにより、実施の形態３のトランスの相互インダクタンスの設計範囲を広げることができる。
【０１０９】
さらに、実施の形態３のトランスでは、第２の巻線２０１、あるいは、第２の巻線用ボビン２０２の外側に、外部磁性体３０２が設けられる。これにより、第２の巻線２０１よりも外側に漏れ出す磁束線を閉じ込めることができる。また、第１の巻線１０１および第２の巻線２０１のそれぞれの自己インダクタンスＬ１、Ｌ２を、外部磁性体３０２の形状、配置、材料を変えることで、設計することができる。これにより、トランス内部の磁束分布を変えることが出来る。これにより、実施の形態３のトランスの相互インダクタンスの設計範囲を広げることができる。
【０１１０】
なお、実施の形態３における磁気部品は、内部磁性体または外部磁性体のうちのいずれか一方のみを備える構成としてもよい。
【０１１１】
（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４における電力伝送装置の構成例を示す回路図である。
【０１１２】
図１０において、実施の形態１を説明するために用いた図４と同じ構成要素については同じ符号を用いることとし、その説明を省略する。
【０１１３】
実施の形態４における電力伝送装置は、実施の形態１〜３および実施の形態５の磁気部品のいずれかと、第１の回路と、第１の位相調整部と、を備える。
【０１１４】
第１の回路は、第１の巻線と接続される回路である。
【０１１５】
第１の位相調整部は、第１の巻線と第１の回路とに接続される。
【０１１６】
このとき、実施の形態４における電力伝送装置は、第１の位相調整部によりインピーダンスを調整することにより、第１の巻線と第２の巻線との結合度を調整する。
【０１１７】
以上の構成によれば、巻線間の結合度を、所望の特性に、制御することができる。これにより、電力伝送装置の動作状況に応じた、電力効率の最適化が可能になる。
【０１１８】
また、実施の形態４における電力伝送装置は、第２の回路と、第２の位相調整部と、をさらに備えてもよい。
【０１１９】
第２の回路は、第２の巻線と接続される回路である。
【０１２０】
第２の位相調整部は、第２の巻線と第２の回路とに接続される。
【０１２１】
このとき、実施の形態４における電力伝送装置は、第２の位相調整部によりインピーダンスを調整することにより、第１の巻線と第２の巻線との結合度を調整してもよい。
【０１２２】
以上の構成によれば、巻線間の結合度を、所望の特性に、さらに精度良く制御することができる。これにより、電力伝送装置の動作状況に応じた、電力効率の最適化が可能になる。
【０１２３】
なお、実施の形態４における磁気部品は、トランスであってもよい。
【０１２４】
また、実施の形態４における電力伝送装置は、電源回路の一部を構成してもよい。
【０１２５】
図１０に示される構成例は、実施の形態１〜３および実施の形態５の磁気部品（トランス）の一次側および二次側に、それぞれ、一次側位相調整部１１（第１の位相調整部）と二次側位相調整部２１（第２の位相調整部）とを、設けた電源回路である。
【０１２６】
電源回路の動作中に、一次側回路１０（第１の回路）のインピーダンスＺ１、あるいは、二次側回路２０（第２の回路）のインピーダンスＺ２が変化する場合、トランスの第１の巻線１０１および第２の巻線２０１を流れる電流が変化する。この結果、トランスの結合度が変化する。
【０１２７】
そこで、一次側回路１０のインピーダンスＺ１、あるいは、二次側回路２０のインピーダンスＺ２が変化する場合、一次側位相調整部１１のインピーダンスＺｃ１と二次側位相調整部２１のＺｃ２とを制御する。これにより、トランスの第１の巻線１０１と第２の巻線２０１に流れる電流の位相が制御される。これにより、トランスの所望の結合度を維持することができる。
【０１２８】
なお、一次側位相調整部と二次側位相調整部とは、可変抵抗、可変インダクタンス、可変キャパシタンス、および、スイッチング素子などで、構成されてもよい。
【０１２９】
実施の形態４における電力伝送装置によれば、トランスの結合度を所望の特性に制御可能となる。この結果、電源装置の動作状況に応じた電力効率の最適化が可能になる。
【０１３０】
交流動作時には、トランスの一次巻線に流れる電流によって、一次巻線から交流磁束が生じる。この交流磁束が二次巻線に鎖交することで、二次巻線に誘導起電力が生じる。この結果、二次巻線と、この二次巻線に繋がれた二次回路とに、電流が流れる。
【０１３１】
実施の形態における構成であれば、一次巻線から生じる磁束線を覆うように、二次巻線が配置される。これにより、一次巻線により生じる交流磁束の変化により、二次巻線に誘導起電力を発生させることができる。同様に、二次巻線に流れる電流によって発生する交流磁束が一次巻線を鎖交する場合は、二次巻線により生じる交流磁束の変化により、一次巻線に誘導起電力を発生させることができる。
【０１３２】
つまり、磁性体コアを用いなくても、一次巻線と二次巻線の間の結合度を高くすることができる。これにより、一次巻線と二次巻線とを直流絶縁しながら、交流電力を伝搬できる絶縁トランスを実現できる。
【０１３３】
これによれば、磁性体コアを用いないので、従来の磁性体コアを用いる絶縁トランスよりも磁性体コアでの損失分だけ低損失になる。磁性体コアを用いない絶縁トランスにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の交流動作時に、磁性体コアに生じる損失の影響を除去することができる。
【０１３４】
このように、実施の形態における構成であれば、トランス自体の発熱も少なくできる。このため、放熱部材に関する部品点数を低減できる。
【０１３５】
また、実施の形態における構成であれば、一次巻線と二次巻線によって生じる交流磁束を巻線間に閉じ込めることができる。これにより、磁気部品の周辺への漏れ磁束が少なくなる。この結果、電磁ノイズの影響も少なくなる。したがって、電磁ノイズ対策のためのコストを低減できる。
【０１３６】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５が説明される。なお、上述の実施の形態１〜４と重複する説明は、適宜、省略される。
【０１３７】
図１１は、実施の形態５の磁気部品における、第１の巻線１０１と第２の巻線２０１との配置例を示す図である。
【０１３８】
実施の形態５の磁気部品は、以下の式１および式３および式７を満たす位置に、第１のコイル部と第２のコイル部とを備える。
ｒ１ｍｉｎ＞ｒＸ  ・・・  （式１）
ｒ１ｍａｘ＜ｒＺ  ・・・  （式３）
ｒ１ｍｉｎ＜ｒＹ  ・・・  （式７）
【０１３９】
以上の構成によれば、領域Ｙ側において、第２のコイル部に対して第１のコイル部を出し入れ可能に、構成することができる。これにより、第１のコイル部と第２のコイル部とを、例えば、コンセント・プラグとして、構成することができる。すなわち、磁気部品の外側への磁束の拡散を低減したコンセント・プラグを実現できる。
【０１４０】
領域Ｙ側から第２のコイル部に第１のコイル部を挿入している状態であれば、第１のコイル部と第２のコイル部との間で、非接触給電を生じさせることができる。
【０１４１】
また、領域Ｙ側から第２のコイル部から第１のコイル部を引き抜くことにより、第１のコイル部と第２のコイル部との間での非接触給電を停止できる。
【０１４２】
従来の接触式のコンセント・プラグでは、端子同士の接触が必要となる。このため、この端子同士の接触の際に、スパークなどが発生するおそれがあった。
【０１４３】
一方で、実施の形態５の磁気部品を用いたコンセント・プラグであれば、非接触での給電を実現できる。このため、上述のスパーク発生などといった課題が生じない。
【０１４４】
図１２は、実施の形態５の磁気部品の変形例を示す図である。
【０１４５】
図１２に示されるように、実施の形態５の磁気部品においては、ｒＹは、ｒＺよりも、小さくてもよい。
【０１４６】
図１１に示されるような「ｒＹ＝ｒＺ」である構成と比較して、図１２に示されるような「ｒＹ＜ｒＺ」である構成であれば、第２の巻線より外側への磁束の拡散を、さらに低減できる。
【０１４７】
図１３は、実施の形態５の磁気部品の変形例を示す図である。
【０１４８】
図１３に示されるように、実施の形態５の磁気部品においては、第１の巻線１０１の両端は、領域Ｙ側から引き出される構成であってもよい。
【０１４９】
図１３に示される磁気部品を用いてコンセント・プラグを構成すれば、第２のコイル部からの第１のコイル部の出し入れを容易にすることができる。
【０１５０】
また、図１３に示される構成においては、上述の図１１または図１２に示される構成と比べて、ｒＸを、より小さくしてもよい。これにより、第２の巻線より外側への磁束の拡散を、さらに低減できる。
【０１５１】
図１４は、実施の形態５の磁気部品の巻線用ボビンの構成例を示す断面図である。
【０１５２】
図１４に示されるように、第１の巻線用ボビン１０２（第１のコイル保持部）は、第２の巻線用ボビン２０２（第２のコイル保持部）から、出し入れ可能な構成であってもよい。
【０１５３】
以上の構成によれば、第２のコイル部からの第１のコイル部の出し入れを容易にすることができる。さらに、軸方向および半径方向における第１の巻線と第２の巻線との位置を、より精度良く保持することができる。
【０１５４】
なお、実施の形態１〜５において説明された構成は、それぞれ、適宜、組み合わされてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本開示の磁気部品は、電力変換装置などに利用されうる。
【符号の説明】
【０１５６】
１        トランス
１０      一次側回路
１１      一次側位相調整部
２０      二次側回路
２１      二次側位相調整部
１０１    第１の巻線
１０２    第１の巻線用ボビン
２０１    第２の巻線
２０２    第２の巻線用ボビン
３０１    内部磁性体
３０２    外部磁性体
【図１】
0006548080.tif 000002
【図２】
0006548080.tif 000003
【図３】
0006548080.tif 000004
【図４】
0006548080.tif 000005
【図５】
0006548080.tif 000006
【図６】
0006548080.tif 000007
【図７】
0006548080.tif 000008
【図８】
0006548080.tif 000009
【図９】
0006548080.tif 000010
【図１０】
0006548080.tif 000011
【図１１】
0006548080.tif 000012
【図１２】
0006548080.tif 000013
【図１３】
0006548080.tif 000014
【図１４】
0006548080.tif 000015