JP2024097207A - コイル部品、送電装置、受電装置、及び電力伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】磁性体によって性能を効果的に向上させることができるコイル部品を提供する。【解決手段】一実施の形態に係るコイル部品１０は、磁性を有する磁気シールド部材２０と、磁気シールド部材２０に隙間を空けて重ねられる第１平面コイル１１と、磁気シールド部材２０と第１平面コイル１１との間に配置される第２平面コイル１２と、磁性体壁部４０と、を備える。そして、磁性体壁部４０は、第１平面コイル１１の径方向における隙間及び第２平面コイル１２の径方向における隙間に対して第１平面コイル１１と第２平面コイル１２とが重なる方向に通される。また、磁性体壁部４０の上記重なる方向における一方の端部である上端部４１は、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越えており、下端部４２は第２平面コイル１２における磁気シールド部材２０と対面する面と面一になるか又は当該対面する面を越えている。【選択図】図５

Description

本開示は、コイル部品、送電装置、受電装置、及び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（特許文献１参照）。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。

特開２０２０－４７６１４号公報

上述したようにコイルの周辺に磁性体を設けた場合、例えばＱ値等のコイル性能を向上させることができる。しかしながら、磁性体は高価であるとともに、重量が比較的大きい。そのため、磁性体を多く使用した場合には、コイル性能は向上するものの、コストや重量について所望される仕様を充足出来ない状況が生じ得る。

本開示の課題は、磁性体によって性能を効果的に向上させることができるコイル部品、送電装置、受電装置、及び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］～［２３］に関連する。

［１］ 磁性を有する磁気シールド部材と、
前記磁気シールド部材に隙間を空けて重ねられる第１平面コイルと、
前記磁気シールド部材と前記第１平面コイルとの間に配置される第２平面コイルと、
前記第１平面コイルの径方向における隙間及び前記第２平面コイルの径方向における隙間に対して前記第１平面コイルと前記第２平面コイルとが重なる方向に通され、前記重なる方向における一方の端部が前記第１平面コイルにおける前記第２平面コイルと対面する面の反対の面を越えており、前記重なる方向における他方の端部が前記第２平面コイルにおける前記磁気シールド部材と対面する面と面一になるか又は当該対面する面を越える、磁性を有する磁性体壁部と、を備える、コイル部品。

［２］ 前記第１平面コイルと前記第２平面コイルとの間に配置される第１層間部と、前記第２平面コイルと前記磁気シールド部材との間に配置される第２層間部と、を含む保持体をさらに備える、［１］に記載のコイル部品。

［３］ 前記保持体は、前記第１平面コイルから前記磁気シールド部材に向かう方向に貫通する又はへこむスリットを有し、
前記磁性体壁部は、前記第１平面コイルの径方向における隙間及び前記第２平面コイルの径方向における隙間と、前記スリットとに通されている、［２］に記載のコイル部品。

［４］ 前記磁気シールド部材と前記第２平面コイルとの間及び前記第２平面コイルと前記第１平面コイルとの間の少なくともいずれかに、空気層が形成される、［１］に記載のコイル部品。

［５］ 前記磁性体壁部の前記他方の端部は、前記磁気シールド部材に接する、［１］乃至［４］のいずれかに記載のコイル部品。

［６］ 前記磁性体壁部は、渦巻形状であり、
前記磁性体壁部は、前記第１平面コイルの渦巻形状となる前記径方向における隙間及び前記第２平面コイルの渦巻形状となる前記径方向における隙間に通される、［１］乃至［５］のいずれかに記載のコイル部品。

［７］ 前記第１平面コイルと前記第２平面コイルは、直列に接続され、
前記第２平面コイルは、アルミニウムを含み、
前記第１平面コイルの厚さは、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である、［１］乃至［６］のいずれかに記載のコイル部品。

［８］ 前記第２平面コイルの厚さは、前記第１平面コイルの厚さよりも大きい、［１］乃至［７］のいずれかに記載のコイル部品。

［９］ 前記第１平面コイルの比重は、前記第２平面コイルの比重よりも大きく、前記第１平面コイルの導電率は、前記第２平面コイルの導電率よりも大きい、［１］乃至［８］のいずれかに記載のコイル部品。
［

［１０］ 前記第１平面コイルは、銅を含む、［１］乃至［９］のいずれかに記載のコイル部品。

［１１］ 前記第１平面コイル及び前記第２平面コイルは、７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流を供給されるか、又は、７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流磁界を供給されるようになっている、［１］乃至［１０］のいずれかに記載のコイル部品。

［１２］ 前記第２平面コイルの厚さは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である、［１］乃至［１１］のいずれかに記載のコイル部品。

［１３］ 前記磁性体壁部は、樹脂と、前記樹脂に保持された磁性体粒子とを含む、［１］乃至［１２］のいずれかに記載のコイル部品。

［１４］ 前記磁性体壁部の比透磁率は、５．０以上である、［１］乃至［１３］のいずれかに記載のコイル部品。

［１５］ 前記磁気シールド部材は、プレート状のフェライトを含む、［１］乃至［１４］のいずれかに記載のコイル部品。

［１６］ 前記磁気シールド部材の比透磁率は、５００以上である、［１］乃至［１５］のいずれかに記載のコイル部品。

［１７］ 前記第１平面コイルと前記第２平面コイルとの間に配置される偶数個の他の平面コイルをさらに備え、
前記第１平面コイル、前記他の平面コイル、及び前記第２平面コイルは直列に接続され、
前記他の平面コイルにおける前記第２平面コイルに接続される平面コイル及び当該平面コイルと異なる平面コイルのうちの少なくとも前記異なる平面コイルの厚さは、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である、［１］乃至［１６］のいずれかに記載のコイル部品。

［１８］ ［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。

［１９］ ７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流を前記コイル部品に供給する高周波電流供給部をさらに備える、［１８］に記載の送電装置。

［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］ 前記コイル部品で電磁誘導により生じる７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流を直流電流に変換する変換部をさらに備える、［２０］に記載の受電装置。

［２２］ 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。

［２３］ ［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における前記コイル部品に、７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流を供給する工程と、
前記送電装置で生じる磁界を受電装置で受信する工程と、を備える電力伝送方法。

本開示によれば、磁性体によって性能を効果的に向上させることができる。

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斜視図である。 図２に示すコイル部品の分解斜視図である。 図２のＩＶ－ＩＶ線に沿うコイル部品の断面を俯瞰した斜視図である。 図２のＩＶ－ＩＶ線に沿うコイル部品の断面図である。 図２に示すコイル部品を構成する第１平面コイル及び第２平面コイルの厚さと、性能（Ｑ値）との関係を表すグラフを示す図である。 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。 第４の実施の形態に係るコイル部品の断面図である。 第５の実施の形態に係るコイル部品の断面図である。

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。

一例として、以下で説明する実施の形態にかかるコイル部品１０は、７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下の交流電流を供給されるか、又は、７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下の交流磁界を供給される場合に、性能が向上するように作製されている。詳しくは、コイル部品１０は、７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流、特に８５ＫＨｚの交流電流を供給されるか、又は、７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流磁界、特に８５ＫＨｚの交流磁界を供給される場合に、特に性能が向上するように作製されている。したがって、高周波電流供給部１Ａは、コイル部品１０にとって望ましい交流電流に対応するように、一例として、７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下の交流電流、又は７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流、又は８５ＫＨｚの交流電流を供給してもよい。また、変換部２Ａは、交流磁界を供給された際に電磁誘導により生じる７５ＫＨｚ～１００ＫＨｚの交流電流、又は７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流、又は８５ＫＨｚの交流電流を、直流電流に変換するようになっていてもよい。

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の斜視図である。図３は、コイル部品１０の分解斜視図である。図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿うコイル部品１０の断面を俯瞰した斜視図である。図５は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿うコイル部品１０の断面図である。

図２乃至図５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、磁気シールド部材２０と、保持体３０と、磁性体壁部４０と、第１接続端子５１と、第２接続端子５２と、を備えている。

図４及び図５に示すように、コイル部品１０では、磁気シールド部材２０に、第２平面コイル１２及び第１平面コイル１１がこの順で重なるように配置される。第１平面コイル１１と第２平面コイル１２は直列に接続され、隙間を空けて重なっている。第２平面コイル１２と磁気シールド部材２０も、隙間を空けて重なっている。なお、図２においては、説明の便宜のために、第１平面コイル１１と磁気シールド部材２０との間に配置される第２平面コイル１２を括弧内に示している。

保持体３０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とともに、第２平面コイル１２と磁気シールド部材２０との間の隙間を維持するように機能する。また、保持体３０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では、磁性体壁部４０と、その他の部分（１１、１２、３０、５１、５２）とが分離された状態が示されている。詳細は後述するが、保持体３０には、第１平面コイル１１から磁気シールド部材２０に向かう方向に貫通又はへこむスリット３６が形成される。本実施の形態では、磁性体壁部４０がスリット３６に挿入されることで、保持体３０と一体化される。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。

第１平面コイル１１は板状であり、図４及び図５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、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、７個のターン部１１１～１１７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。図２及び図３に示す接続配線部１４は導電体であり、ターン部１１１と第２平面コイル１２とを直列に電気的に接続する。図示の接続配線部１４は、一例として第１平面コイル１１と一体に形成されている。接続配線部１４は、第２平面コイル１２に超音波接続などにより接続されてもよい。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１１７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５１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。

本実施の形態では、第１平面コイル１１の厚さ（導電体１１Ｅの厚さ）が、第２平面コイル１２の厚さよりも小さい。言い換えると、第２平面コイル１２の厚さ（導電体１２Ｅの厚さ）が、第１平面コイル１１の厚さよりも大きい。具体的には、第１平面コイル１１の厚さは、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下になっている。

本件発明者は、磁気シールド部材２０上に第１平面コイル１１と第２平面コイル１２とが重ねられる場合に、第１平面コイル１１及び第２平面コイル１２のうちの磁気シールド部材２０から遠い方の第１平面コイル１１の厚さを、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下にすることによって、所定の周波数帯での使用におけるコイル部品１０の性能が顕著に向上する現象が生じることを知見した。そのため、第１平面コイル１１の厚さを０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下にしている。上記所定の周波数帯は、通電する交流電流の周波数帯であり、具体的には７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下であり、７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下のときにコイル部品１０の性能が極めて顕著に向上する。なお、７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下とは異なる周波数帯での使用時には、第１平面コイル１１の好ましい厚さは変化する。たたし、第１平面コイル１１の厚さは特に限られるものではなく、例えば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲において０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とは異なる範囲でもよい。

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、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、アルミニウムで形成される第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はアルミニウムを含む。詳しくは、第２平面コイル１２はアルミニウムから形成される。第２平面コイル１２の材質は特に限られないが、第１平面コイル１１の比重よりも小さい比重を有する材料であり、例えばアルミニウム合金でもよい。言い換えると、本実施の形態では、第１平面コイル１１の比重は、第２平面コイル１２の比重よりも大きく、第１平面コイル１１の導電率は、第２平面コイル１２の導電率よりも大きい。また、第２平面コイル１２の材質は、銅や、銅合金でもよい。また、第２平面コイル１２も板状であり、図４及び図５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。

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、７個のターン部１２１～１２７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１１ｎが矩形状となり、ターン部１２ｎが円形状となる態様でもよい。

また、図４に示すように、本実施の形態では、第１平面コイル１１の複数のターン部１１ｎのいずれかと、第２平面コイル１２の複数のターン部１２ｎのいずれかとが、第１平面コイル１１の軸方向で部分的に重なっている。そして、第１平面コイル１１の軸方向で重なる第１平面コイル１１のターン部１１ｎの一部と第２平面コイル１２のターン部１２ｎの一部とは、それぞれが周回する方向が沿う状態で互いに平行に延びる。周回する方向が沿う状態とは、第１平面コイル１１が周回する方向と、第２平面コイル１２が周回する方向とが、点で交差するのではなく、同一線上で一定距離重なる状態を意味する。

以上のように互いに重なり且つ互いに平行に延びる第１平面コイル１１のターン部１１ｎの一部の長さと第２平面コイル１２のターン部１２ｎの一部の長さは、それぞれの全長の１／２以上でもよく、３／４以上でもよい。本件発明者は、第１平面コイル１１と第２平面コイル１２とが互い平行に延びつつ重なる割合が多いほど、渦電流損失が抑制され得ることを知見している。

また、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配線部１４を介して接続される。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１１７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１２７の径方向の外方の端部）まで周回する方向と同じになる。

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１２７の径方向の外方の端部は、第２接続端子５２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、一例としてアルミニウム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、アルミニウム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。コイル部品１０は、磁気シールド部材２０で覆われない側から磁界を提供するか又は受け入れる。本件発明者の知見では、磁気シールド部材２０に最も近いコイルの厚さが比較的大きい場合に、良好なコイル性能が得られる。この観点で、第２平面コイル１２の厚さは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下でもよい。なお、第２平面コイル１２の厚さは、重量抑制及び製品の大型化の抑制の観点で、１．０ｍｍ以下にするのが良い。

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、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、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下でもよい。隙間の寸法は特に限られるものではないが、隙間が大きくなり過ぎると、コイル部品１０の薄型化が損なわれる。

なお、上述したように、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のうちの磁気シールド部材２０から遠い方となる第１平面コイル１１の厚さが０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である。そして、これによって、所定の周波数帯での使用におけるコイル部品１０の性能が顕著に向上する現象は、少なくとも、以上に例示したターン部１１ｎ，１２ｎの径方向幅（２ｍｍ～２０ｍｍ）及び第１平面コイル１１、第２平面コイル１２のターン数（４～１２）などを前提とする条件において生じることを本件発明者は実験やシミュレーションを通して確認している。ただし、本開示は、実施の形態で例示される条件に限られない。すなわち、例えば第１平面コイル１１の厚さを０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下にすることによって、所定の周波数帯での使用におけるコイル部品１０の性能が顕著に向上する現象は、寸法やターン数などに限られずに生じ得る。

（磁気シールド部材）
磁気シールド部材２０は、磁気の透過及び／又は漏れ磁界の抑制のために設けられる。磁気シールド部材２０は、第１平面コイル１１、第２平面コイル１２及び保持体３０とは別体のシート状の部材である。磁気シールド部材２０が、第１平面コイル１１、第２平面コイル１２及び保持体３０と別体であるとは、磁気シールド部材２０が、これら第１平面コイル１１、第２平面コイル１２及び保持体３０に一体化されていないことを意味する。ただし、磁気シールド部材２０と保持体３０とが接着層などを介して接合されてもよい。磁気シールド部材２０は、平面視で第１平面コイル１１及び第２平面コイル１２を包含する大きさに形成されている。磁気シールド部材２０は、第１平面コイル１１、第２平面コイル１２及び保持体３０と重なり、このうちの保持体３０の一部（後述の第２層間部３２）と直接的に接する。

本実施の形態における磁気シールド部材２０は磁性を有し、磁性体を含む又は磁性体でなる。コイル部品１０では、第１平面コイル１１及び第２平面コイル１２に電流が供給された際に磁界が生じる。このようなコイル部品１０で生じる磁界は、第１平面コイル１１及び第２平面コイル１２の各中心軸線Ｃ１，Ｃ２に対して全方向に広がるように生じる。この際、磁気シールド部材２０は磁性を有することで、広がろうとする磁束線を各中心軸線Ｃ１，Ｃ２側に配向できる。また、コイル部品１０は車両に設置され得るが、この際、コイル部品１０で生じる磁界が他の車両部品側に流れると、車両部品に悪影響が生じる場合がある。このような場合に、磁気シールド部材２０は電流の発生に寄与しない漏れ磁界を抑制できる。

磁気シールド部材２０は好ましくは軟磁性体又はナノ結晶磁性体を含む。より具体的には、磁気シールド部材２０はフェライトを含む、好ましくはソフトフェライトを含む。本実施の形態では、磁気シールド部材２０が、プレート状のフェライトを含む。より詳しくは、磁気シールド部材２０は、複数のプレート状のフェライトをシート状に配列して構成されている。

磁気シールド部材２０の比透磁率は、５００以上でもよく、１０００以上でもよい。磁気シールド部材２０の比透磁率は、５００以上３０００以下でもよいし、１０００以上３０００以下でもよい。なお、本明細書における比透磁率は、周波数８５ＫＨｚで、環境温度２３度で測定した際の値である。

（保持体）
保持体３０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との間の隙間を維持するとともに、第２平面コイル１２と磁気シールド部材２０との間の隙間を維持するように機能する。また、本実施の形態では、保持体３０が、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。詳しくは、図４及び図５に示すように、保持体３０は、第１平面コイル１１と第２平面コイル１２との間に配置される第１層間部３１と、第２平面コイル１２と磁気シールド部材２０との間に配置される第２層間部３２と、を含む。

本実施の形態では、第１層間部３１が第１平面コイル１１と第２平面コイル１２とに接合し、第２層間部３２が第２平面コイル１２に接合している。これにより、第１平面コイル１１、第２平面コイル１２及び保持体３０が一体化されている。詳しくは、第１層間部３１は、第１平面コイル１１及び第２平面コイル１２における最内周のターン部１１１、１２１から、最外周のターン部１１７、１２７にわたり、互い対面するターン部１１ｎ、１２ｎの間の隙間を埋めている。また、第２層間部３２は、第２平面コイル１２における最内周のターン部１２１から最外周のターン部１２７にわたり、全てのターン部１２ｎと、これらに対面する磁気シールド部材２０の部分との間の隙間を埋めている。

また、本実施の形態における保持体３０は、第１層間部３１及び第２層間部３２の外周側に位置する外周枠部３３と、第１層間部３１及び第２層間部３２の内周側に位置する内周コア部３４と、をさらに含んでいる。そして、第１層間部３１及び第２層間部３２は、外周枠部３３に接続するとともに、内周コア部３４に接続している。これにより、第１層間部３１、第２層間部３２、外周枠部３３及び内周コア部３４は、一体物として形成されている。

なお、保持体３０は、第１層間部３１を第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させる目的のみで機能させ、第２層間部３２を第２平面コイル１２と磁気シールド部材２０との間の隙間を維持させる目的のみで機能させてもよい。この場合、言うまでないが、第１層間部３１は、第１平面コイル１１と第２平面コイル１２に接合しなくてもよく、第２層間部３２は第２平面コイル１２に接合しなくてもよい。また、保持体３０は、外周枠部３３及び内周コア部３４を含まないでもよい。

保持体３０は絶縁性を有し、樹脂を含む。保持体３０は、例えば絶縁性を有する樹脂から形成されてもよい。保持体３０が含む樹脂は、非磁性且つ絶縁性であれば特に限られない。保持体３０は、例えばポリエチレン又はポリプロピレンを含むか、あるいはポリエチレン又はポリプロピレンから形成されてもよい。また、保持体３０は、例えば繊維強化プラスチックを含むか、又は繊維強化プラスチックから形成されてもよい。より具体的には、保持体３０は、は、ガラス繊維強化ポリアミドを含むか、又はガラス繊維強化ポリアミドから形成されてよい。なお、絶縁性とは、体積抵抗率が、１０^１０Ω・ｍ以上であることを意味する。

また、保持体３０には上述したようにスリット３６が形成され、スリット３６は、磁性体壁部４０を受け入れるために形成されている。本実施の形態では、図４及び図５に示すように、スリット３６が、保持体３０を第１平面コイル１１から磁気シールド部材２０に向かう方向に貫通している。これにより、スリット３６に挿入された磁性体壁部４０が、磁気シールド部材２０に接する。

図３に示すように、スリット３６は渦巻形状で形成される。そして、スリット３６は、第１平面コイル１１の渦巻形状となる径方向における隙間及び第２平面コイル１２の渦巻形状となる径方向における隙間と重なる。詳しくは、スリット３６は、第１平面コイル１１及び第２平面コイル１２の最内周のターン部１１１及びターン部１２１の径方向の内方の端部と、その径方向の外方に位置するターン部１１２及び１２２との間の位置から、径方向に隣り合うターン部１１ｎ間及び隣り合うターン部１２ｎ間を通るように渦巻形状で延びる。また、本実施の形態におけるスリット３６は、最外周のターン部１１７，１２７と、その径方向の内方に位置するターン部１１６，１２６との間の隙間の径方向の外方の端から、最外周のターン部１１７，１２７の径方向の外方の位置でターン部１１７，１２７に沿ってさらに延びている。

本実施の形態では、スリット３６が渦巻形状であり、径方向の内方の端部から外方の端部まで連続している。ただし、スリット３６は、第１平面コイル１１の渦巻形状となる径方向における隙間及び第２平面コイル１２の渦巻形状となる径方向における隙間と重なる位置上において、間欠的に形成されてもよい。この構成の場合には、複数の磁性体壁部４０が用いられ、複数の磁性体壁部４０が対応するスリットに挿入される。

（磁性体壁部）
磁性体壁部４０は、図３乃至図５に示すように、第１平面コイル１１の径方向における隙間、第２平面コイル１２の径方向における隙間、及び保持体３０に形成されたスリット３６に対して、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）に通されている。詳しくは、磁性体壁部４０は渦巻形状であり、第１平面コイル１１の渦巻形状となる径方向における隙間、第２平面コイル１２の渦巻形状となる径方向における隙間、及びスリット３６に跨がる状態で通される。

磁性体壁部４０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）における一方の端部に相当する上端部４１と、他方の端部に相当する下端部４２とを含み、上端部４１は、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軸方向に越えている。また、下端部４２は、第２平面コイル１２における磁気シールド部材２０と対面する面と面一になるか又は当該対面する面を越える。本実施の形態では、下端部４２が、第２平面コイル１２における磁気シールド部材２０と対面する面を越え、磁気シールド部材２０に接している。

磁性体壁部４０は磁性を有し、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。磁性体壁部４０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。磁性体壁部４０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。磁性体壁部４０の比透磁率は特に限られないが、大き過ぎると磁性体壁部４０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、保持体３０の比透磁率は２００以下でもよい。

また、磁性体壁部４０は、その上端部４１が第１平面コイル１１を越えて延びることにより、コイル性能を効果的に向上できる。磁性体壁部４０における第１平面コイル１１の表面から上端部４１までの突出部分４１Ａの高さは特に限られるものではないが、例えば０．５ｍｍ以上でもよく、１．０ｍｍ以上でもよい。第１平面コイル１１の表面から上端部４１までの壁部３５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が高くなる傾向がある。一方で、突出部分４１Ａ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、突出部分４１Ａの高さは、例えば１０ｍｍ以下にしてもよい。

また、磁性体壁部４０における下端部４２も第２平面コイル１２から離れるほど、コイル性能を向上できる傾向がある。本実施の形態では、下端部４２が磁気シールド部材２０に接するが、接していなくてもよい。接しない場合には、下端部４２は、第２平面コイル１２と磁気シールド部材２０との間の隙間の中点を磁気シールド部材２０側に越えることが好ましい。この場合、第２層間部３２が磁性体壁部４０の下端部４２と磁気シールド部材２０との隙間を埋める部分を含むことが望ましい。

本実施の形態における磁性体壁部４０は、一例として、樹脂を含む保持材料と、磁性体で構成される複数又は無数の磁性体粒子と、を含む。磁性体粒子は、保持材料に保持される。保持材料は絶縁性であり、詳しくは非磁性且つ絶縁性である。保持材料は特に限られないが、例えばポリエチレン又はポリプロピレンを含むか、あるいはポリエチレン又はポリプロピレンから形成されてもよい。また、保持材料は、例えば繊維強化プラスチックを含むか、又は繊維強化プラスチックから形成されてもよい。より具体的には、保持材料は、ガラス繊維強化ポリアミドを含むか、又はガラス繊維強化ポリアミドから形成されてよい。

磁性体粒子は、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。

（接続端子）
図２及び図３に示すように、第１接続端子５１は、第１平面コイル１１におけるターン部１１７の径方向の外方の端部に接続されている。第２接続端子５２は、第２平面コイル１２におけるターン部１２７の径方向の外方の端部に接続されている。第１接続端子５１及び第２接続端子５２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５１とターン部１１７との接続及び第２接続端子５２とターン部１２７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の性能評価シミュレーション＞
以下、本実施の形態にかかるコイル部品１０の性能評価のために行ったシミュレーションについて説明する。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のＦｅｍｔｅｔ（登録商標）で行った。

以下に説明するシミュレーションでは、上述の実施の形態におけるコイル部品１０において第１平面コイル１１及び第２平面コイル１２等に具体的な寸法条件等を設定して、Ｑ値を算出した。

本件発明者は、磁性を有する磁性体壁部４０を第１平面コイル１１及び第２平面コイル１２の周辺の特定箇所に部分的に設けて磁性体使用量を抑えつつも、Ｑ値やインダクタンス等のコイル性能を向上させるべく鋭意研究を行った。そして、第１平面コイル１１における径方向の隙間及び第２平面コイル１２における径方向の隙間に通るように磁性体壁部４０を部分的に設け、磁性体壁部４０の上端部４１が、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軸方向に越え、下端部４２が、第２平面コイル１２における磁気シールド部材２０と対面する面と面一になるか又は当該対面する面を越えるように磁性体壁部４０を形成することにより、有益な効果が得られることを見出した。以下のシミュレーションでは、コイル部品１０の比較対象として、磁性体壁部４０に相当する部分の下端部が第２平面コイル１２の第１平面コイル１１と対面する面と面一になる構成を有するコイル部品（参考例１）のシミュレーションも実施した。

シミュレーションにおける詳細な条件は、以下の通りである。
・供給する高周波電流は、４０Ａであり、周波数は、８５ＫＨｚである。
・銅で形成される第１平面コイル１１の電気伝導率は、５．９８×１０^７［Ｓ／ｍ］である。アルミニウムで形成される第２平面コイル１２の電気伝導率は、３．７７×１０^７［Ｓ／ｍ］である。
・磁気シールド部材２０の比透磁率は、３０００であり、磁性体壁部４０の比透磁率は、５．０である。
・第１平面コイル１１の厚さは、０．２５ｍｍであり、第２平面コイル１２の厚さは、０．５０ｍｍである。
・第１平面コイル１１と第２平面コイル１２との間の隙間の寸法は、０．５０ｍｍであり、第２平面コイル１２と磁気シールド部材２０との間の隙間の寸法は、１．０ｍｍである。
参考例に対するシミュレーションでも、上記と同じ条件が設定された。

シミュレーションに基づき導いた第１の実施の形態に係るコイル部品１０のインダクタンス（μＨ）は、３５．８であり、抵抗（Ω）は、０．０９６であり、Ｑ値は、１９９．１だった。これに対して、シミュレーションに基づき導いた参考例１に係るコイル部品のインダクタンス（μＨ）は、３３．６であり、抵抗（Ω）は、０．１３３あり、Ｑ値は、１３５．１だった。

実施の形態に係るコイル部品１０は、参考例１に対してインダクタンス及びＱ値が高く、高いコイル性能が確保されていることが確認できる。

また、上述したように、本件発明者は、磁気シールド部材２０上に第１平面コイル１１と第２平面コイル１２とが重ねられる場合に、第１平面コイル１１の厚さを０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下にすることによって、所定の周波数帯での使用におけるコイル部品１０の性能が顕著に向上する現象が生じることを知見した。詳しくは、所定の周波数帯での使用において、第１平面コイル１１の厚さが０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の間のいずれかに設定されたときに、コイル部品１０のＱ値が極めて高くなることを知見した。上記所定の周波数帯は、具体的には７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下の周波数帯であり、７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下である場合に確実にコイル部品１０の性能が向上する。

図６は、コイル部品１０を構成する第１平面コイル１１及び第２平面コイル１２の厚さと、性能（Ｑ値）との関係を表すグラフを示す図である。詳しくは、図６は、第２平面コイル１２の厚さが０．２５ｍｍ又は０．５０ｍｍである場合において、第１平面コイル１１の厚さを、０．１５ｍｍ～０．５０ｍｍの範囲で変化させた場合におけるコイル部品１０のＱ値のシミュレーション結果を示す。シミュレーションの条件は、上述した条件と同じであり、Ｑ値は、供給電流の周波数が８５ＫＨｚの場合の値である。図６では、横軸が、第１平面コイル１１の厚さを示し、縦軸が、Ｑ値を示している。そして、符号Ｌ１が、第２平面コイル１２の厚さを０．２５ｍｍに固定した場合の結果に対応し、符号Ｌ２が、第１平面コイル１１の厚さを０．５０ｍｍに固定した場合の結果に対応する。

また、以下の表１は、第１平面コイル１１の厚さと第２平面コイル１２の厚さの組合せと、各組合せに対応するインダクタンス、抵抗、及びＱ値のシミュレーション結果と、の関係を示している。

図６及び表１におけるシミュレーション結果では、第２平面コイル１２の厚さが０．２５ｍｍ又は０．５０ｍｍである場合のいずれにおいても、第１平面コイル１１の厚さが０．２５０ｍｍであるときに、Ｑ値は極大値をとる。そして、第１平面コイル１１の厚さが０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の範囲においては、高いＱ値が確保されている。

以上のようなシミュレーションの結果は、第１平面コイル１１の厚さを０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下にすることによって、所定の周波数帯（８５ＫＨｚ）での使用におけるコイル部品１０の性能が顕著に向上することを裏付けている。なお、上記シミュレーションに示す第１平面コイル１１の厚さが０．２５ｍｍであるときに、Ｑ値の極大値が生じる傾向は、供給する高周波電流の周波数が７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下の範囲において同様に生じる。第１平面コイル１１の厚さを０．１５ｍｍ未満又は０．３５ｍｍよりも大きくすると、Ｑ値が減少する傾向がある。したがって、第１平面コイル１１の厚さは、０．１５～０．３５ｍｍの中間近傍でもよく、第１平面コイル１１の厚さは、０．２０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下でもよく、厚さは０．２０ｍｍ以上０．２７５ｍｍ以下でもよいし、０．２２５ｍｍ以上０．２７５ｍｍ以下でもよい。

＜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５１及び第２接続端子５２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５１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５２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５２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５１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５１又は第２接続端子５２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５１及び第２接続端子５２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、磁性を有する磁気シールド部材２０と、磁気シールド部材２０に隙間を空けて重ねられる第１平面コイル１１と、磁気シールド部材２０と第１平面コイル１１との間に配置される第２平面コイル１２と、磁性体壁部４０と、を備える。そして、磁性体壁部４０は、第１平面コイル１１の径方向における隙間及び第２平面コイル１２の径方向における隙間に対して第１平面コイル１１と第２平面コイル１２とが重なる方向に通される。また、磁性体壁部４０の上記重なる方向における一方の端部である上端部４１は、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越えており、下端部４２は第２平面コイル１２における磁気シールド部材２０と対面する面と面一になるか又は当該対面する面を越えている。

このような構成では、磁性体によって性能を効果的に向上させることができる。すなわち、この構成では、磁性体としての磁性体壁部４０を第１平面コイル１１の径方向における隙間及び第２平面コイル１２の径方向における隙間に対して通すように設けることにより、第１平面コイル１１と第２平面コイル１２との間に磁性体を設けなくても、インダクタンスやＱ値等のコイル性能を向上させることができる。すなわち、磁性体の使用量を抑えつつ、効率的にコイル性能を向上させることができるので、磁性体によってコイル部品１０の性能を効果的に向上させることができる。

また、第１平面コイル１１と第２平面コイル１２は、直列に接続され、第２平面コイル１２は、アルミニウムを含み、第１平面コイル１１の厚さは、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である。

この構成によれば、大型化、重量増加、及びコストを抑制しつつ、所望の性能を確保しやすくなる。一般的に考えると、コイルの厚さが大きい程、コイルにおいて高いインダクタンスが得られる傾向が生じると推認される。しかしながら、磁性を有する部材上に平面コイルが直列接続の状態で重なる構成においては必ずしもそのような傾向が生じるわけではないことを本件発明者は鋭意研究により知見した。そして、本件発明者は、磁気シールド部材２０上に第２平面コイル１２と第１平面コイル１１とがこの順で重ねられる構成において所定の周波数帯における交流電流また交流磁界を供給する場合には、第２平面コイル１２の厚さとは無関係に、第１平面コイル１１の厚さが０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の間になるときに、Ｑ値が極めて高くなる現象が生じることについて知見した。この知見により、例えば厚さが０．５ｍｍの第１平面コイル１１を使用した場合よりも、厚さが０．２５ｍｍの第１平面コイル１１を使用したほうがコイル部品１０の性能を向上できることが判明した。

すなわち、このような知見に基づくコイル部品１０では、第１平面コイル１１の厚さを０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下に設定することにより、第１平面コイル１１の薄型化が可能となる。そして、所定の周波数帯での使用においてコイル部品１０の性能を可及的に向上できる。これにより、コイル部品１０の全体のサイズの大型化及び重量増加を抑制しつつ、コイル部品１０の性能を向上できる。磁気シールド部材２０及び保持体３０上に第２平面コイル１２と第１平面コイル１１とがこの順で重ねられる構成において所定の周波数帯における交流電流また交流磁界を供給した場合に、第２平面コイル１２の厚さとは無関係に、第１平面コイル１１の厚さが０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の間においてＱ値が極めて高くなるという現象は、技術常識から予測し難い現象である。このような現象に基づき創案された上記コイル部品は、コイル部品の性能向上に大きく貢献する顕著な効果を奏するものであると確信する。さらには、第２平面コイル１２の材料として、アルミニウムを含む材料が用いられる。これにより、より効果的に重量増加を抑制し、且つコストを抑えつつ、合理的に高いコイル性能が確保され得る。したがって、本実施の形態によれば、大型化、重量増加、及びコストを抑制しつつ、所望の性能を確保しやすくなる。

詳しくは、本件発明者は、第１平面コイル１１及び第２平面コイル１２に７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下であって、特に７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流を供給するか、又は、７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下であって、特に７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流磁界を供給する場合に、第２平面コイル１２の厚さとは無関係に、第１平面コイル１１の厚さが０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の間になるときにＱ値が極めて高くなることを見出した。すなわち、第１平面コイル１１の厚さを０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下に設定する構成は、所定の周波数帯における交流電流また交流磁界として、７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下、特に７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流を供給されるか、又は、７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下、特に７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流磁界を供給される場合に、顕著に性能を向上させる。

＜＜第２の実施の形態＞＞
以下、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７は、第２の実施の形態に係るコイル部品１０ａの断面図である。本実施の形態における第１の実施の形態と同様の構成部分には同一の符号を付して、説明を省略する。

本実施の形態では、保持体３０におけるスリット３６が、第１平面コイル１１から磁気シールド部材２０に向かう方向にへこんでいる。すなわち、スリット３６は保持体３０を貫通していない。これにより、スリット３６に挿入された磁性体壁部４０の下端部４２は、磁気シールド部材２０に接していない。そして、磁性体壁部４０における下端部４２は、第２平面コイル１２と磁気シールド部材２０との間の位置に位置づけられている。そして、第２層間部３２は、磁性体壁部４０の下端部４２と磁気シールド部材２０との隙間を埋める壁部支持部分３２Ａを含んでいる。

第２の実施の形態に係るコイル部品１０ａによれば、第２層間部３２がシート状になるため、保持体３０の強度を高めることができる。

＜＜第３の実施の形態＞＞
以下、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８は、第３の実施の形態に係るコイル部品１０ｂの断面図である。本実施の形態における第１及び第２の実施の形態と同様の構成部分には同一の符号を付して、説明を省略する。

本実施の形態では、保持体３０におけるスリット３６が、第１平面コイル１１から磁気シールド部材２０に向かう方向にへこんでいる。すなわち、スリット３６は保持体３０を貫通していない。これにより、スリット３６に挿入された磁性体壁部４０の下端部４２は、磁気シールド部材２０に接していない。そして、磁性体壁部４０における下端部４２は、第２平面コイル１２の磁気シールド部材２０と対面する面と面一になっている。そして、第２層間部３２は、磁性体壁部４０の下端部４２と磁気シールド部材２０との隙間を埋める壁部支持部分３２Ａを含んでいる。第３の実施の形態に係るコイル部品１０ｂによれば、第２の実施の形態と同様の効果が得られる。

ここで、以下の表２は、第２の実施の形態に係るコイル部品１０ａ及び第３の実施の形態に係るコイル部品１０ｂについてのシミュレーション結果を示している。表２には、第１の実施の形態に係るコイル部品１０についての上述のシミュレーション結果及び参考例１のシミュレーション結果も示される。さらに、表２には、磁性体壁部４０に相当する部分の下端部が第１平面コイル１１の第２平面コイル１２と対面する面と面一になる構成を有するコイル部品（参考例２）のシミュレーション結果も示されている。

表２のシミュレーション結果では、第２の実施の形態に係るコイル部品１０ａ及び第３の実施の形態に係るコイル部品１０ｂのインダクタンス及びＱ値が、参考例１及び参考例２よりも高い。この結果からも、第２の実施の形態に係るコイル部品１０ａ及び第３の実施の形態に係るコイル部品１０ｂの有効性が確認される。

＜＜第４の実施の形態＞＞
以下、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９は、第４の実施の形態に係るコイル部品１０ｃの断面図である。本実施の形態における第１乃至第３の実施の形態と同様の構成部分には同一の符号を付して、説明を省略する。

本実施の形態では、保持体３０におけるスリット３６が、第１平面コイル１１から磁気シールド部材２０に向かう方向に保持体３０を貫通している。そして、スリット３６に挿入された磁性体壁部４０の下端部は、磁気シールド部材２０に接しる。一方で、第１平面コイル１１と第２平面コイル１２との間には何も部材が無く、空気層が形成される。同様に、第２平面コイル１２と磁気シールド部材２０との間にも何も部材が無く、空気層が形成される。

第４の実施の形態に係るコイル部品１０ｃは、第１平面コイル１１と第２平面コイル１２との間での絶縁破壊又は短絡の抑制の観点で有利になる。なお、空気層は、１平面コイル１１と第２平面コイル１２との間のみ又は第２平面コイル１２と磁気シールド部材２０との間のみに形成されてもよい。

＜＜第５の実施の形態＞＞
以下、第４の実施の形態に係るコイル部品１０ｄについて説明する。図１０は、第５の実施の形態に係るコイル部品１０ｄの断面図である。本実施の形態における第１乃至第４の実施の形態と同様の構成部分には同一の符号を付して、説明を省略する。

コイル部品１０ｄは、第１平面コイル１１と第２平面コイル１２との間に配置される偶数個の他の平面コイル２０１，２０２をさらに備える。本実施の形態では、偶数個の他の平面コイル２０１，２０２が、第３平面コイル２０１と、第４平面コイル２０２とで構成される。ただし、偶数個の他の平面コイルは、４個、６個などの平面コイルで構成されてもよい。

そして、第１平面コイル１１、他の平面コイル２０１，２０２、及び第２平面コイル１２は直列に接続される。そして、他の平面コイル２０１，２０２における第２平面コイル１２に接続される第３平面コイル２０１及びこれと異なる第４平面コイル２０２のうちの少なくとも第４平面コイル２０２の厚さは、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である。本実施の形態では、第３平面コイル２０１の厚さも、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である。さらに、第１平面コイル１１の厚さと、第３平面コイル２０１の厚さと、第４平面コイル２０２の厚さとが同じである。なお、第２平面コイル１２のサイズは上述の実施形態と同様の範囲であり、例えば厚さは、例えば０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下でもよい。また、第３平面コイル２０１の厚さを、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下から外れる値にする場合には、第３平面コイル２０１の厚さは、１．０ｍｍ以下でもよく、第２平面コイル１２の厚さと同じでもよい。

本実施の形態に係るコイル部品１０ｄによっても、大型化及び重量増加を抑制しつつ、性能を向上できる。より詳しくは、第１平面コイル１１、他の平面コイル２０１，２０２及び第２平面コイル１２に７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下であって、特に７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流を供給するか、又は、７５ＫＨｚ以上１００ＫＨｚ以下であって、特に７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流磁界を供給する場合において、コイル部品１０ｄの性能を顕著に向上させることができる。

また、コイル部品１０ｄでは、磁性体壁部４０が、第１平面コイル１１における径方向の隙間、他の平面コイル２０１，２０２それぞれにおける径方向の隙間、及び第２平面コイル１２における径方向における隙間に通されている。そして、本実施の形態における磁性体壁部４０の上端部４１も、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軸方向に越えている。また、下端部４２も、第２平面コイル１２における磁気シールド部材２０と対面する面と面一になるか又は当該対面する面を越える。

以上、本開示の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…コイル部品
１１…第１平面コイル
１２…第２平面コイル
１２ｎ…ターン部
１２Ｅ…導電体
１４…接続配線部
２０…磁気シールド部材
３０…保持体
３１…第１層間部
３２…第２層間部
３２Ａ…壁部支持部分
３３…外周枠部
３４…内周コア部
３６…スリット
４０…磁性体壁部
４１…上端部
４１Ａ…突出部分
４２…下端部
５１…第１接続端子
５２…第２接続端子
２０１…第３平面コイル
２０２…第４平面コイル
Ｃ１…第１中心軸線
Ｃ２…第２中心軸線

Claims (23)

1. 磁性を有する磁気シールド部材と、
   前記磁気シールド部材に隙間を空けて重ねられる第１平面コイルと、
   前記磁気シールド部材と前記第１平面コイルとの間に配置される第２平面コイルと、
   前記第１平面コイルの径方向における隙間及び前記第２平面コイルの径方向における隙間に対して前記第１平面コイルと前記第２平面コイルとが重なる方向に通され、前記重なる方向における一方の端部が前記第１平面コイルにおける前記第２平面コイルと対面する面の反対の面を越えており、前記重なる方向における他方の端部が前記第２平面コイルにおける前記磁気シールド部材と対面する面と面一になるか又は当該対面する面を越える、磁性を有する磁性体壁部と、を備える、コイル部品。
2. 前記第１平面コイルと前記第２平面コイルとの間に配置される第１層間部と、前記第２平面コイルと前記磁気シールド部材との間に配置される第２層間部と、を含む保持体をさらに備える、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記保持体は、前記第１平面コイルから前記磁気シールド部材に向かう方向に貫通する又はへこむスリットを有し、
   前記磁性体壁部は、前記第１平面コイルの径方向における隙間及び前記第２平面コイルの径方向における隙間と、前記スリットとに通されている、請求項２に記載のコイル部品。
4. 前記磁気シールド部材と前記第２平面コイルとの間及び前記第２平面コイルと前記第１平面コイルとの間の少なくともいずれかに、空気層が形成される、請求項１に記載のコイル部品。
5. 前記磁性体壁部の前記他方の端部は、前記磁気シールド部材に接する、請求項１に記載のコイル部品。
6. 前記磁性体壁部は、渦巻形状であり、
   前記磁性体壁部は、前記第１平面コイルの渦巻形状となる前記径方向における隙間及び前記第２平面コイルの渦巻形状となる前記径方向における隙間に通される、請求項１に記載のコイル部品。
7. 前記第１平面コイルと前記第２平面コイルは、直列に接続され、
   前記第２平面コイルは、アルミニウムを含み、
   前記第１平面コイルの厚さは、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である、請求項１乃至６のいずれかに記載のコイル部品。
8. 前記第２平面コイルの厚さは、前記第１平面コイルの厚さよりも大きい、請求項７に記載のコイル部品。
9. 前記第１平面コイルの比重は、前記第２平面コイルの比重よりも大きく、前記第１平面コイルの導電率は、前記第２平面コイルの導電率よりも大きい、請求項７に記載のコイル部品。
10. 前記第１平面コイルは、銅を含む、請求項９に記載のコイル部品。
11. 前記第１平面コイル及び前記第２平面コイルは、７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流を供給されるか、又は、７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流磁界を供給されるようになっている、請求項７に記載のコイル部品。
12. 前記第２平面コイルの厚さは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である、請求項７に記載のコイル部品。
13. 前記磁性体壁部は、樹脂と、前記樹脂に保持された磁性体粒子とを含む、請求項１乃至６のいずれかに記載のコイル部品。
14. 前記磁性体壁部の比透磁率は、５．０以上である、請求項１３に記載のコイル部品。
15. 前記磁気シールド部材は、プレート状のフェライトを含む、請求項１乃至６のいずれかにに記載のコイル部品。
16. 前記磁気シールド部材の比透磁率は、５００以上である、請求項１乃至６のいずれかにに記載のコイル部品。
17. 前記第１平面コイルと前記第２平面コイルとの間に配置される偶数個の他の平面コイルをさらに備え、
    前記第１平面コイル、前記他の平面コイル、及び前記第２平面コイルは直列に接続され、
    前記他の平面コイルにおける前記第２平面コイルに接続される平面コイル及び当該平面コイルと異なる平面コイルのうちの少なくとも前記異なる平面コイルの厚さは、０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である、請求項１に記載のコイル部品。
18. 請求項１に記載のコイル部品を備える、送電装置。
19. ７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流を前記コイル部品に供給する高周波電流供給部をさらに備える、請求項１８に記載の送電装置。
20. 請求項１に記載のコイル部品を備える、受電装置。
21. 前記コイル部品で電磁誘導により生じる７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流を直流電流に変換する変換部をさらに備える、請求項２０に記載の受電装置。
22. 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。
23. 請求項１に記載のコイル部品を備える送電装置における前記コイル部品に、７９ＫＨｚ以上９０ＫＨｚ以下の交流電流を供給する工程と、
    前記送電装置で生じる磁界を受電装置で受信する工程と、を備える電力伝送方法。