(57)【要約】［課題］磁性体コアに加わる応力が抑制された無線電力伝送用のインダクタを提供する。［解決手段］一実施形態に係るインダクタは、磁性体コアと、ケースと、巻線と、樹脂と、を備える。ケースは、内側に磁性体コアを収納する。巻線は、ケースの周囲に巻付けられる。樹脂は、ケースと巻線とを覆うように、第１の樹脂により形成される。同一方向における前記ケースの内寸と前記磁性体コアの寸法との差は、樹脂の形成時の当該方向における前記ケースの寸法の変化量よりも大きい。
2015189977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体コアと、
内側に前記磁性体コアを収納するケースと、
前記ケースの周囲に巻付けられる巻線と
前記ケースと前記巻線とを覆うように、第１の樹脂により形成される樹脂と、
を備え、
同一方向における前記ケースの内寸と前記磁性体コアの寸法との差は、前記樹脂の形成時の当該方向における前記ケースの寸法の変化量よりも大きい
インダクタ。
【請求項２】
前記ケースの寸法の変化量は、前記ケースの線膨張係数と、動作温度における前記ケースの寸法と、前記樹脂の形成時の前記ケースの温度の変化量と、の積である
請求項１に記載のインダクタ。
【請求項３】
前記ケースと前記樹脂は同一の樹脂により形成される
請求項１又は請求項２に記載のインダクタ。
【請求項４】
前記ケースと前記磁性体コアとの間の少なくとも一部に、前記磁性体コアを固定する緩衝材をさらに備える
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のインダクタ。
【請求項５】
前記緩衝材は前記樹脂より弾性率が低い材料により形成される
請求項４に記載のインダクタ。
【請求項６】
前記巻線が巻付けられるボビンをさらに備える
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のインダクタ。
【請求項７】
前記樹脂の表面の少なくとも一部を覆う導体板を備える
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のインダクタ。
【請求項８】
前記ケースの内面の少なくとも一部に、前記第１の樹脂より導電率が高い材料からなる半導電部をさらに備える
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のインダクタ。
【請求項９】
前記樹脂と前記導電板との間に、前記第１の樹脂より導電率が高い材料からなる半導電部をさらに備える
請求項８又は請求項８に記載のインダクタ。
【請求項１０】
前記半導電部は、前記第１の樹脂より導電率が高い材料からなるシート、塗料、又は前記緩衝材により形成される
請求項９に記載のインダクタ。
【請求項１１】
前記緩衝材は、厚さが厚い第１の部分と、前記第１の部分より厚さが薄い第２の部分とを備える
請求項４〜請求項１０のいずれか１項に記載のインダクタ。
【請求項１２】
前記緩衝材は、熱伝導率が低い第３の部分と、前記第３の部分より熱伝導率が高い第４の部分とを備える
請求項４〜請求項１１のいずれか１項に記載のインダクタ。
【請求項１３】
前記樹脂の表面の少なくとも一部を覆うように設けられたカバーをさらに備える
請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載のインダクタ。
【請求項１４】
前記磁性体コアは、前記巻線の近傍部分が他の部分より磁束方向の断面積が大きい
請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載のインダクタ。
【請求項１５】
前記磁性体コアは、平面状に配置され、磁性体材料を含む材料により互いに結合された複数の磁性体片を含む
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載のインダクタ。
【請求項１６】
前記複数の磁性体片の両面または片面に接着剤により貼り付けられたシート又はガラスクロスをさらに備える。
請求項１５に記載のインダクタ。
【請求項１７】
前記ケースは、変形を抑制する補強部を備える
請求項１〜請求項１６のいずれか１項に記載のインダクタ。
【請求項１８】
前記ケースは、前記補強部により複数の領域に分割され、
前記磁性体コアは、前記ケースの前記領域にそれぞれ収納される
請求項１７に記載のインダクタ。
【請求項１９】
複数の磁性体コアと、
内側に前記磁性体コアを収納する複数のケースと、
前記複数のケースの周囲に巻付けられる巻線と
前記複数のケースと前記巻線とを覆うように、第１の樹脂により形成される樹脂と、
を備え、
同一方向における前記ケースの内寸と前記磁性体コアの寸法との差は、前記樹脂の形成時の当該方向における前記ケースの寸法の変化量よりも大きく、
前記複数の磁性体コアは、前記巻線の近傍部分が他の部分より磁束方向の断面積が大きい
インダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線電力伝送用のインダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線電力伝送用のインダクタの強度や放熱性を向上させるために、磁性体コアや巻線を樹脂で覆った構造を有するインダクタが用いられている。このようなインダクタは、磁性体コアや巻線を覆うように樹脂を注型することにより製造される。従来のインダクタでは、磁性体コアと樹脂とが接触していたため、注型の際に生じる樹脂の硬化収縮により、磁性体コアに応力が加わった。磁性体コアに応力が加わると、磁性体コアの磁歪が阻害される。これにより、Ｌ値の低下や、コアロスの増大などの問題が生じた。【０００３】
そこで、磁性体コアに加わる応力を抑制するために、緩衝材で磁性体コアを覆ったインダクタが提案されている。しかしながら、このインダクタでは、緩衝材の厚みが不十分な場合、応力を十分に抑制することができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５５２２９号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁性体コアに加わる応力が抑制された無線電力伝送用のインダクタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係るインダクタは、磁性体コアと、ケースと、巻線と、樹脂と、を備える。ケースは、内側に磁性体コアを収納する。巻線は、ケースの周囲に巻付けられる。樹脂は、ケースと巻線とを覆うように、第１の樹脂により形成される。同一方向における前記ケースの内寸と前記磁性体コアの寸法との差は、樹脂の形成時の当該方向における前記ケースの寸法の変化量よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係るインダクタの一例を示す平面図。
【図２】図１のインダクタのＡ−Ａ線断面図。
【図３】第２実施形態に係るインダクタの一例を示す平面図。
【図４】図３のインダクタのＡ−Ａ線断面図。
【図５】第３実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図。
【図６】第３実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図。
【図７】第４実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図。
【図８】第４実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図。
【図９】第５実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図。
【図１０】第５実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図。
【図１１】第６実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図。
【図１２】第６実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図。
【図１３】第７実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図。
【図１４】第７実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＹ平面断面図。
【図１５】第８実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＹ平面断面図。
【図１６】第８実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＹ平面断面図。
【図１７】第９実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＹ平面断面図。
【図１８】第９実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＹ平面断面図。
【図１９】第９実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＹ平面断面図。
【図２０】第１０実施形態に係る受電装置の一例を示すブロック図。
【図２１】第１０実施形態に係る送電装置の一例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係るインダクタについて、図１，２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るインダクタの一例を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図（ＸＺ平面断面図）である。図１，２に示すように、本実施形態に係るインダクタは、磁性体コア１と、ケース２と、巻線３と、樹脂４と、緩衝材５と、を備える。なお、図１において、樹脂４は透過して示されている。
【００１０】
磁性体コア１は、フェライトなどの磁性体により形成される。以下では、巻線３に電流を流した際に磁性体コア１の内部に生じる磁束の方向を磁束方向（図１，２の矢印Ｘの方向）、磁束方向と垂直な方向を幅方向及び厚さ方向という。幅方向は、図１の矢印Ｙの方向であり、厚さ方向は、図２の矢印Ｚの方向であるものとする。また、磁性体コア１の磁束方向の寸法はｌ、幅方向の寸法はｗ、厚さ方向の寸法はｈであるものとする。
【００１１】
ケース２は、内側に磁性体コア１を収納する。樹脂４は、ケース２の外側に形成されるため、樹脂４と磁性体コア１とは接触せず、樹脂４の硬化収縮による応力や熱応力が磁性体コア１に直接的に加わらない。したがって、ケース２を設けることにより、磁性体コア１に加わる応力を抑制することができる。
【００１２】
ケース２は、絶縁性の材料により形成される。ケース２の材料として、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、及びガラスなどが用いられる。以下では、ケース２の磁束方向の内寸はＬ、幅方向の内寸はＷ、厚さ方向の内寸はＨであるものとする。ケース２の内寸とは、各方向におけるケース２の内壁間の寸法のことである。なお、上記のＬ，Ｗ，Ｈは、巻線３に電流が流れていないときのケース２の内寸である。ケース２の内寸と磁性体コア１の寸法との関係については後述する。
【００１３】
巻線３は、ケース２の周囲に巻付けられている。巻線３として、例えば、銅線、アルミ線、及びリッツ線などが用いられる。この巻線３に電流が流れることにより、インダクタは磁界を発生させる。
【００１４】
樹脂４は、ケース２及び巻線３を覆うように、絶縁性の材料（第１の樹脂）により形成される。樹脂４は、ケース２の内側に磁性体コア１を収納し、ケース２の周囲に巻線３を巻付けた後に形成される。樹脂４の形成方法として、例えば、注型や射出成形が用いられる。また、３Ｄプリンタを用いた積層造形法が用いられてもよい。樹脂４の材料は、これらの製造方法に応じて選択される。樹脂４の材料として、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、及びガラスなどが用いられる。
【００１５】
樹脂４の材料は、ケース２の材料と同一であってもよい。この場合、樹脂４とケース２との接着強度を向上させることができる。これにより、インダクタに振動や衝撃が加わった際の、樹脂４とケース２との間の界面剥離を抑制することができる。
【００１６】
また、樹脂４の材料とケース２の材料とは異なってもよい。例えば、ケース２を強度が高い樹脂により形成し、樹脂４を熱伝導率が高い樹脂で成形することが考えられる。これにより、インダクタの強度及び放熱性を向上させることができる。また、樹脂４を粘度の低い樹脂で形成することにより、インダクタの生産性を向上させることができる。
【００１７】
なお、樹脂４を形成する際に、樹脂４の材料がケース２に浸入すると、磁性体コア１に熱応力が加わる恐れがある。このため、ケース２は、樹脂４の材料がケース２に浸入しないように、樹脂４の形成の前に密封されるのが好ましい。
【００１８】
緩衝材５は、ケース２と磁性体コア１との間に、磁性体コア１の少なくとも一部を覆うように設けられる。緩衝材５は、磁性体コア１をケース２の内側で固定するとともに、磁性体コア１に外部から加わる応力を抑制する。
【００１９】
緩衝材５は、絶縁性又は半導電性の材料により形成される。ここでいう半導電性の材料とは、絶縁体よりも電気伝導率が高く、導体よりも電気伝導率が低い材料のことをいう。したがって、半導電性の材料は、ケース２や樹脂４の材料よりも導電率が高い。具体的には、半導電性の材料は、電気伝導率が１０−６Ｓ／ｍ以上１０６Ｓ／ｍ以下の材料である。半導電性の材料は、例えば、絶縁体とカーボンなどの導電体との混合物である。
【００２０】
緩衝材５の材料として、例えば、発泡系樹脂、ゴム系樹脂、ゲル系樹脂、不織布などが用いられる。また、アクリルゴムやシリコンゴムなどの合成ゴムが用いられてもよい。緩衝材５を半導電性の材料により形成した場合、電界の集中を緩和することができるため、磁性体コア１と巻線３との間の部分放電を抑制することができる。
【００２１】
なお、緩衝材５は、樹脂４の硬化収縮による応力を緩衝するため、樹脂４の材料よりも弾性率が低い材料により形成されるのが好ましい。また、ケース２の熱収縮による応力を緩衝するため、ケース２の材料よりも弾性率が低い材料により形成されるのが好ましい。さらに、緩衝材５は、磁性体コア１からの放熱性を向上させるため、図１，２に示すように、磁性体コア１の全体を覆うように設けられるのが好ましい。
【００２２】
ここで、ケース２の内寸と磁性体コア１の寸法との関係について説明する。磁性体コア１及びケース２は、同一方向におけるケース２の内寸Ｐと磁性体コア１の寸法ｐとの差の最小値が、当該方向におけるケース２の内寸の変化量ΔＰよりも大きくなるように設計される（ｍｉｎ（Ｐ−ｐ）＞ΔＰ）。例えば、磁束方向に着目すると、磁性体コア１及びケース２は、ケース２の磁束方向の内寸Ｌと磁性体コア１の磁束方向の寸法ｌとの差の最小値が、磁束方向におけるケース２の内寸の変化量ΔＬよりも大きくなるように設計される。
【００２３】
ケース２の内寸の変化量ΔＰとは、インダクタ製造時（樹脂４の形成時）の熱収縮により収縮するケース２の寸法の最大値ことである。インダクタ製造時の熱収縮は、例えば、熱硬化性樹脂を熱硬化させるときの硬化温度（８５度〜１５０度）や、熱可塑性樹脂を射出成型するときの温度（１８０度〜）から、常温に戻る際の熱収縮などがある。収縮するケース２の内寸の最小値をＰＭＩＮとすると、ΔＰ＝Ｐ−ＰＭＩＮとなる。
【００２４】
変化量ΔＰは、ケース２の線膨張係数α（％／℃）と、ケース２の内寸Ｐと、温度の変化量ΔＴ（℃）との積となる（ΔＰ＝αＰΔＴ）。温度の変化量ΔＴは、インダクタ製造時に上昇するケース２の温度の変化量の最大値である。インダクタを動作させる最低温度（インダクタの動作温度）におけるケース２の温度をＴ、インダクタを製造する際に上昇するケース２の温度の最大値をＴＭＡＸとすると、ΔＴ＝ＴＭＡＸ−Ｔとなる。ケース２の温度Ｔは、インダクタの設置環境に応じて任意に設定可能である。例えば、ＥＶの動作温度が−１０度から４０度の場合は、Ｔは−１０度となる。
【００２５】
以上より、磁性体コア１及びケース２は、ｍｉｎ（Ｐ−ｐ）＞αＰΔＴが各方向で成り立つように設計される。すなわち、磁束方向、幅方向、厚さ方向の任意の箇所で、それぞれ以下の式が成り立つ。
磁束方向：Ｌ−ｌ＞αＬΔＴ
幅方向  ：Ｗ−ｗ＞αＷΔＴ
厚さ方向：Ｈ−ｈ＞αＨΔＴ
例えば、α＝０．０１％／℃、Ｌ＝１００ｍｍ、ΔＴ＝１００℃の場合、ｌ＜９９ｍｍとなる。
【００２６】
磁性体コア１及びケース２をこのように設計することによって、ケース２に熱収縮が生じた場合であっても、ケース２の熱収縮による応力が磁性体コア１に直接的に加わらないようにすることができる。
【００２７】
なお、緩衝材５は、磁性体コア１とケース２との間に設けられるため、各方向における厚さの合計値Ｑは、ケース２の内寸Ｐと磁性体コア１の寸法ｐとの差となる（Ｑ＝Ｐ−ｐ）。厚さの合計値Ｑとは、磁性体コア１の一方側に設けられた緩衝材５の厚さと、磁性体コア１の他方側に設けられた緩衝材５の厚さと、の合計値のことである。例えば、図１，２に示すように、磁性体コア１の上側に設けられた緩衝材５の厚さがｑ１、磁性体コア１の下側に設けられた緩衝材５の厚さがｑ２の場合、厚さ方向における緩衝材５の厚さの合計値Ｑは、Ｑ＝ｑ１＋ｑ２となる。
【００２８】
以上説明した通り、本実施形態によれば、樹脂４によりインダクタの強度や放熱性を向上させることができる。また、ケース２や緩衝材５により、樹脂４の硬化収縮によって磁性体コア１に加わる応力を抑制することができる。さらに、緩衝材５により、ケース２の熱収縮によって磁性体コア１に加わる応力を抑制することができる。したがって、インダクタのＬ値の低下やコアロスの増大を抑制することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るインダクタについて、図３，４を参照して説明する。図３は、本実施形態に係るインダクタの一例を示す平面図である。図４は、図１のＡ−Ａ線断面図（ＸＺ平面断面図）である。図３，４に示すように、本実施形態に係るインダクタは、ボビン６をさらに備える。
【００３０】
ボビン６は、表面に巻線３を巻付けるための筒状部材であり、絶縁性の材料により形成される。このインダクタは、巻線３を巻付けられたボビン６と、磁性体コア１を収納したケース２とがそれぞれ製造した後、ボビン６の空洞部分にケース２を差し込むことにより形成してもよいし、ケース２とボビン６を一体化させて形成してもよい。
【００３１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係るインダクタについて、図５，６を参照して説明する。図５，６は、本実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図である。図５，６に示すように、本実施形態に係るインダクタは、導体板７をさらに備える。
【００３２】
導体板７は、樹脂４の表面の少なくとも一部を覆うように設けられる。図５において、導体板７は、樹脂４の底面を覆うように設けられている。図６において、導体板７は、樹脂４の底面及び側面を覆うように設けられている。
【００３３】
このように、導体板７を設けることにより、導体板７が設けられた方向への電磁界をシールドすることができる。このインダクタを無線電力伝送装置における電力伝送用のインダクタとして用いる場合には、導体板７は、電力伝送方向に面した樹脂４の表面には設けられず、他の表面に設けられる。
【００３４】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係るインダクタについて、図７，８を参照して説明する。図７，８は、本実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図である。図７，８に示すように、本実施形態に係るインダクタは、半導電部８を備える。
【００３５】
半導電部８は、上述の半導電性の材料からなる塗料やシートにより形成される。半導電部８は、ケース２の内面の少なくとも一部、及び樹脂６の表面の一部、の少なくとも一方に設けられる。
【００３６】
図７に示すインダクタは、ケース２の内面全体、すなわち、ケース２と磁性体コア１との間に半導電部８を備える。このような構成により、電界の集中を緩和することができるため、磁性体コア１と巻線３との間の部分放電を抑制することができる。
【００３７】
図８に示すインダクタは、樹脂４の表面の一部、すなわち、樹脂４と導電板７との間に半導電部８を備える。このような構成により、電界の集中を緩和することができるため、導体板７と巻線３との間の部分放電を抑制することができる。
【００３８】
なお、図７に示すように独立した半導電部８を設けず、緩衝材５を半導電性の材料によって形成してもよい。この場合、緩衝材５が半導電部８の役割を果たす。
【００３９】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係るインダクタについて、図９，１０を参照して説明する。図９，１０は、本実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図である。本実施形態に係るインダクタの緩衝材５は、高放熱部と、低放熱部と、を有する。
【００４０】
高放熱部とは、緩衝材５のうち、磁性体コア１からの放熱性が相対的に高い部分である。低放熱部とは、緩衝材５のうち、磁性体コア１からの放熱性が高放熱部より低い部分である。高放熱部及び低放熱部は、緩衝材５の厚さや材質を変化させることにより、形成することができる。
【００４１】
例えば、図９に示すように、緩衝材５に、厚さが薄い部分と厚い部分とを設けることにより、高放熱部及び低放熱部を形成することができる。緩衝材５の厚さが薄いほど磁性体コア１からの放熱性は高くなるため、緩衝材５の厚さが薄い部分（第２の部分）が高放熱部となり、厚い部分（第１の部分）が低放熱部となる。図９において、緩衝材５の厚さは、磁性体コア１の上側が薄く、磁性体コア１の下側が薄い（ｑ１＜ｑ２）。したがって、緩衝材５の磁性体コア１の上側が高放熱部となり、下側が低放熱部となる。
【００４２】
また、例えば、図１０に示すように、緩衝材５を、２つの部分５ａ，５ｂに分割し、各部分５ａ，５ｂを熱伝導率が異なる材料によって形成してもよい。例えば、図１０における緩衝材５の上側の部分５ａを熱伝導率が高い材料で形成し、下側の部分５ｂを熱伝導率が低い材料で形成した場合、部分５ａ（第４の部分）が高放熱部となり、部分５ｂ（第３の部分）が低放熱部となる。なお、緩衝材５を３つ以上の部分に分割し、それぞれ熱伝導率が異なる材料により形成することも可能である。
【００４３】
このように、磁性体コア１からの放熱性の高い部分を形成することにより、インダクタの放熱性の向上や、効率的な冷却が可能となる。
【００４４】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態に係るインダクタについて、図１１，１２を参照して説明する。図１１，１２は、本実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＺ平面断面図である。図１１，１２に示すように、本実施形態に係るインダクタは、カバー９をさらに備える。
【００４５】
カバー９は、樹脂４の表面の少なくとも一部を覆うように設けられる。カバー９を設けることにより、インダクタの強度や耐候性を向上させることができる。例えば、カバー９をガラスファイバーやカーボンファイバーを樹脂に入れた繊維強化プラスチックにより形成することにより、インダクタの機械強度を向上させることができる。また、カバー９の表面に凹凸や滑り止めを設けることもできる。さらに、カバー９を設けるかわりに、樹脂４を繊維強化プラスチックにより形成してもよい。これにより、インダクタの強度を向上することができる。
【００４６】
図１１のインダクタは、図４のインダクタにカバー９を設けたものである。このカバー９を導体により形成した場合、カバー９を導体板７として用いることもできる。
【００４７】
図１２は、図８のインダクタにカバー９を設けたものである。図１２に示すように、カバー９は、電力伝送方向を覆うように設けてもよい。この場合、カバー９は、電力伝送を妨げないように、絶縁体により形成されるのが好ましい。
【００４８】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態に係るインダクタについて、図１３，１４を参照して説明する。図１３，１４は、本実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＹ断面図である。図１３，１４に示すように、本実施形態に係るインダクタの磁性体コア１の一部は、磁束方向の断面積が大きく形成されている。
【００４９】
本実施形態において、磁性体コア１は、巻線３の近傍部分は、他の部分より磁束方向の断面積が大きくなるように形成されている。巻線３の近傍部分とは、磁性体コア１のうち、巻線３に囲まれた部分のことである。巻線３の近傍部分は、磁性体コア１において、磁束密度が最大となる部分である。この部分の断面積を大きくすると、磁性体コア１における磁束密度を低下させることができる。
【００５０】
一般に、磁性体コア１を有するインダクタではコアロスが発生する。コアロスとは、磁性体コア１において生じるエネルギー損失のことである。コアロスには、ヒステリシス損失や渦電流損失が含まれる。このコアロスは、磁性体コア１における磁束密度が大きくなるほど大きくなる。したがって、本実施形態のように、磁性体コア１の一部を太くし、磁性体コア１の磁束密度を低下させることにより、コアロスを低下させることができる。また、図１３，１４の構造において、磁性体コア１の断面積が細くなって空いたケース２のスペース１３に、共振用のキャパシタンスを内蔵してもよい。
【００５１】
（第８実施形態）
次に、第８実施形態に係るインダクタについて、図１５，１６を参照して説明する。図１５，１６は、本実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＹ平面断面図である。図１５に示すように、本実施形態に係るインダクタの磁性体コア１は、複数の磁性体片１１を平面状に配置し、互いに結合させたものである。各磁性体片１１は概ね扁平な板状であり、磁性体コア１は全体として大きな板状になっている。
【００５２】
各磁性体片１１はフェライト、圧粉磁心あるいは電磁鋼板などで構成される。複数の磁性体片１１から磁性体コア１を形成している理由は、以下の通りである。
【００５３】
インダクタを無線電力伝送に用いる場合、伝送する電力や距離により、インダクタのサイズが決まる。例えば、１０ｃｍ程度離れた位置に電力を伝送する場合には、一辺が数１０ｃｍほどの大型インダクタが用いられる。磁性体コア１をフェライトや圧粉磁心などで形成する場合、成形工程や焼成工程の関係で、大型コアの製造が困難である。そこで、本実施形態のように、小型の磁性体片１１を複数結合させて、大型インダクタとコアとして使用する。
【００５４】
磁性体コア１を形成する複数の磁性体片１１間は、隣接する磁性体片１１同士が、磁性体材料を充填した流動性材料を介して結合されている。充填する磁性体材料として、例えば、粉状または粒状の材料を用いることができる。流動性材料として、例えば、エポキシ樹脂またはシリコンなどの樹脂材料で構成される接着剤を用いることができる。図１５において、各磁性体片１１は、磁性体粉末としてフェライト粉末を充填した接着剤１０により結合されている。
【００５５】
磁性体片１１間の接着は、例えば、各磁性体片１１の側面に接着剤１０を塗布し、各磁性体片１１を互いに一定時間以上押し付けることで行う。これにより、磁性体片１１間に、空気の隙間等による比透磁率の低い領域の発生を抑制した磁性体コア１を形成できる。したがって、磁性体コア１における局所的な磁束の集中が抑制され、コアロスを低減することができる。
【００５６】
本実施形態において、接着力がない又は弱い樹脂系材料等の流動性材料に磁性体粉末を充填したものを用いて、磁性体片１１同士を結合してもよい。また、フェライト粉末のみからなる材料を用いて、各磁性体片１１を結合する構成も可能である。この場合は、磁性体片１１同士の結合を維持するために、図１６に示すように、磁性体コア１の両面または片面に、シート１２を接着剤で貼り付けることで、各磁性体片１１を固定してもよい。
【００５７】
シート１２として、ポリイミドフィルム、シリコン系、アクリル系などによるシートを用いることができる。また、シート１２として、上述のシートの代わりにガラスクロスを用いてもよい。シート１２この接着剤１０は、例えば、不飽和ポリエステルなどの樹脂材料であってもよい。
【００５８】
（第９実施形態）
次に、第９実施形態に係るインダクタについて、図１７〜１９を参照して説明する。図１７〜１９は、本実施形態に係るインダクタの一例を示すＸＹ平面断面図である。図１７〜１９に示すように、本実施形態に係るインダクタのケース２は、補強部１４をさらに備える。
【００５９】
補強部１４は、樹脂４の硬化収縮やケース２の熱収縮によるケース２の変形を抑制する。補強部１４として、図１７に示すように、ケース２の内側にケース２を複数の領域に分割する側壁が設けられてもよい。あるいは、補強部１４として、図１８に示すように、ケース２の内側にケース２を複数の領域に分割する支柱が設けられてもよい。図１７，１８のように、ケース２の内側が補強部１４によって複数の領域に分割される場合、分割された各領域には、磁性体コア１がそれぞれ収納される。
【００６０】
また、図１９に示すように、磁性体コア１の巻線３の近傍部分の磁束方向の断面積を、近傍部分の外側の磁束方向の断面積より広くすることで、コアロスを低下させることができる。磁性体コア１の磁束方向の断面積が狭くなって空いたケース２のスペース１３に、共振用のキャパシタを内蔵してもよい。
【００６１】
本実施形態によれば、補強部１４によってケース２の変形が抑制されるため、ケース２に収納された磁性体コア１に加わる応力をさらに抑制することができる。
【００６２】
（第１０実施形態）
次に、第１０実施形態に係る無線電力伝送装置について、図２０，２１を参照して説明する。本実施形態に係る無線電力伝送装置は、上述の各実施形態に係るインダクタを備える。ここでいう無線電力伝送装置には、無線電力伝送のための受電装置及び送電装置が含まれる。以下では、受電装置と送電装置とに分けて説明する。
【００６３】
図２０は、本実施形態に係る受電装置１００の概略構成を示すブロック図である。受電装置１００は、図２０に示すように、インダクタユニット１０１と、整流器１０２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３と、蓄電池１０４とを備える。
【００６４】
インダクタユニット１０１は、上述の各実施形態に係るインダクタを１つ又は複数備える。受電装置１００において、インダクタは、送電側のインダクタと共振して電力を受電する。受電された電力は、整流器１０２に入力される。なお、インダクタユニット１０１には、インダクタとともに共振回路ないしは力率を改善するための回路を構成するキャパシタを備えてもよい。
【００６５】
整流器１０２は、インダクタユニット１０１から入力された交流電力を直流電力に整流する。整流器１０２は、例えば、ダイオードを使ったブリッジ回路により構成される。整流器１０２により整流された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３に入力される。
【００６６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３は、蓄電池１０４へ適切な電圧がかかるように、電圧を調整する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３により調整された電圧は、蓄電池１０４に入力される。なお、受電装置１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３を備えない構成も可能である。
【００６７】
蓄電池１０４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３ないしは整流器１０２から入力された電力を蓄積する。蓄電池１０３として、鉛蓄電池やリチウムイオン電池など、任意の蓄電池を用いることができる。なお、受電装置１００は、蓄電池１０３を備えない構成も可能である。
【００６８】
図２１は、本実施形態に係る送電装置１１０の概略構成を示すブロック図である。送電装置１１０は、図２１に示すようにインダクタユニット１０１と、交流電源１０５とを備える。
【００６９】
交流電源１０５は、交流電力をインダクタユニット１０１に入力する。例えば、交流電源１０５は、商用電源から電力を入力され、入力された電力を整流し、インバータ回路を用いて交流電力を出力する。また、交流電源１０５は、商用電力、直流電力、ないしは交流電力の電圧を調整する回路や、ＰＦＣ回路と呼ばれる力率改善回路を備える構成も可能である。インダクタユニット１０１のインダクタは、交流電源１０５から入力された電力によって交流磁界を発生させ、受電側のインダクタに送電する。
【００７０】
以上説明した受電装置１００及び送電装置１１０は、上述の各実施形態に係るインダクタを介して電力を伝送するため、受電時及び送電時におけるコアロスが少ない。したがって、受電装置１００及び送電装置１１０は、高い伝送効率で電力を伝送することができる。
【００７１】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１：コア、２：ケース、３：巻線、４：樹脂、５：緩衝材、６：ボビン、７：導体板、８：半導電部、９：カバー、１０：接着剤、１１：磁性体片、１２：シート、１３：スペース、１４：補強部、１２０：受電装置、１０１：インダクタユニット、１０２：整流器、１０３：ＤＣ／ＤＣコンバータ、１０４：蓄電池、１０５：交流電源、１１０：送電装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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