特開 2025-144368 コイル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025144368

(43)【公開日】2025-10-02

(54)【発明の名称】コイル装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 17/04 20060101AFI20250925BHJP

   H01F 38/14 20060101ALI20250925BHJP

【ＦＩ】

H01F17/04 N

H01F38/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024044113

(22)【出願日】2024-03-19

(71)【出願人】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100206391

【弁理士】

【氏名又は名称】柏野 由布子

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】町田 賢

【テーマコード（参考）】

5E070

【Ｆターム（参考）】

5E070AA01

5E070BA11

5E070DA03

5E070DB06

(57)【要約】

【課題】本発明は、ケース内のコアに応力が発生することを抑制して、当該コアが割れることを抑制できるコイル装置を提供する。
【解決手段】コイル装置１００は、板状に形成されたコア１と、コア１の板厚方向Ａ１の一方側に開口し、コア１が収容されるコアケース２と、コイル３及びコイル３が収容されるコイルケース８を有し、コアケース２に対して板厚方向Ａ１の一方側に重ねて配置されるコイルユニット４と、弾性変形可能な材料からなり、コア１及びコアケース２の間に挟まれる弾性部材３０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状に形成されたコアと、
前記コアの板厚方向の一方側に開口し、前記コアが収容されるコアケースと、
コイル及び前記コイルが収容されるコイルケースを有し、前記コアケースに対して前記板厚方向の一方側に重ねて配置されるコイルユニットと、
弾性変形可能な材料からなり、前記コアと前記コアケースとの間に挟まれる弾性部材と、を備えるコイル装置。

【請求項2】

前記弾性部材が、前記板厚方向において前記コアと前記コアケースとの間に挟まれる弾性シートである請求項１に記載のコイル装置。

【請求項3】

弾性変形可能な材料からなり、前記板厚方向において前記コアと前記コイルケースとの間に挟まれる弾性シートからなる第二弾性部材がさらに設けられる請求項１に記載のコイル装置。

【請求項4】

前記弾性シートは、放熱シートである請求項２又は請求項３に記載のコイル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電磁誘導を利用して、非接触で対象物に電力を供給する給電装置、又は非接触で対象物から電力の供給を受ける受電装置等に適用可能なコイル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

非接触で対象物に電気を供給する給電装置として、特許文献１に示されるＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）式誘導加熱調理器が知られている。この誘導加熱調理器は、調理容器が載置されるトッププレートと、調理容器を加熱する加熱コイルと、当該加熱コイルが載置されるコイルベースと、を有する。コイルベースには、フェライトコアを保持するための複数のフェライト保持部がさらに備えられている。非接触で対象物に電気を供給する給電装置としては、上記した誘導加熱調理器の他に、スマートフォン用のワイヤレス充電装置などもある。
また、給電装置と対をなすものとして、非接触で対象物から電気の供給を受ける受電装置もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１１９６９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述した給電装置や受電装置などのコイル装置は、ケース内にコア（フェライトコア）を備えている。このため、上記のコイル装置では、ケースを通じてコアに対して外力が作用した際に、当該外力に基づいてコアに大きな応力が生じると、当該コアが割れてしまう可能性がある。

【0005】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ケース内のコアに応力が発生することを抑制して、当該コアが割れることを抑制できるコイル装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この課題を解決するために本発明は、板状に形成されたコアと、前記コアの板厚方向の一方側に開口し前記コアが収容されるコアケースと、コイル及び該コイルが収容されるコイルケースを有し前記コアケースに対して前記板厚方向の一方側に重ねて配置されるコイルユニットと、弾性変形可能な材料からなり前記コア及び前記コアケースの間に挟まれる弾性部材と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明では、コアケースとコアケース内に収容されたコアとの間に、弾性変形可能な材料からなる弾性部材が設置されている。このため、コイル装置に外力が作用することでコアケースが変形しても、当該コアケースの変形を、コアケースとコアとの間に介在する弾性部材において吸収することができる。これにより、コアケースの変形がコアに伝わることを抑制できる。したがって、コイル装置に作用する外力に基づいて、該コアケース内のコアに応力が生じて当該コアが割れてしまうことを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係るコイル部品の縦断面図である。

【図2】図１の要部を拡大した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図１及び図２を参照して本発明の一実施形態に係るコイル装置１００について説明する。
図１に示すように、コイル装置１００は、コア１と、コア１が収容されるコアケース２と、コイル３及びコイル３が収容されるコイルケース８を有するコイルユニット４と、第一弾性部材３０及び第二弾性部材３１と、を備える。また、本実施形態のコイル装置１００は、これらコアケース２及びコイルユニット４が収容される筐体５も備える。
当該コイル装置１００では、コイル３に通電することで非接触な状態で外部に電力を供給するための誘電磁界を周囲に発生させる、あるいは、誘電磁界内に位置することで非接触な状態で外部から電力の供給を受ける、ことが可能である。

【0010】

以下の説明において、図面の上下方向を板厚方向Ａ１と表現し、水平方向を板面方向Ａ２と表現する。また、これら上下方向及び水平方向は、図面内で示されるコイル装置１００の方向であり、当該コイル装置１００の向きが変わればこれら上下及び水平の向きが変化するのは当然である。

【0011】

図１、図２に示すように、コアケース２はコア１の板厚方向Ａ１の一方側（図１、図２において上側）に開口する開口部６を有している。コアケース２の開口部６内には、コア１が収容される凹状のコア収容部７が形成されている。
コア１はフェライトコアからなる磁性体であって、全体として板状に形成されている。当該コア１は、コアケース２内に板面方向Ａ２に沿うように形成されたコア収容部７内に収容される。
図１においては、コアケース２に複数のコア収容部７が形成され、複数のコア１がそれぞれ個別のコア収容部７に収容されている。

【0012】

コイルユニット４は、コアケース２に対して板厚方向Ａ１の一方側（図１、図２において上側）に重ねて配置される。コイル３と共にコイルユニット４を構成するコイルケース８のうち板厚方向Ａ１の他方側（図１、図２において下側）には、開口部９が形成されている。コイルユニット４の開口部９内には、コイル３が収容される凹状のコイル収容部１０が形成されている。
上記したコアケース２とコイルユニット４とを板厚方向Ａ１に重ねた状態では、板厚方向Ａ１においてコアケース２のコア収容部７がコイルユニット４側に開口する。板厚方向Ａ１においてコイルケース８のコイル収容部１０がコアケース２側に開口する。また、板厚方向Ａ１においてコア収容部７とコイル収容部１０とが対向する。

【0013】

コアケース２とコイルユニット４との間には、電気的な絶縁材料からなる絶縁板１１が介在している。絶縁板１１は、コアケース２内のコア１と、コイルユニット４内のコイル３とを電気的に絶縁するために当該コアケース２上に板面方向Ａ２に沿うように配置されている。

【0014】

図１に示す本実施形態の筐体５は、底部となるアルミカバー２０と、アルミカバー２０上に設置されて、コアケース２及びコイルユニット４を共に覆う樹脂ケース２１と、からなる。図１においては、アルミカバー２０が、板厚方向Ａ１を厚さ方向とする平板状に形成されている。当該アルミカバー２０上にコアケース２が重ねて配置される。一方、樹脂ケース２１は、板厚方向Ａ１の他方側（図１、図２において下側）に開口する椀状に形成されている。板厚方向Ａ１の他方側（図１、図２において下側）に向く樹脂ケース２１の底面は板面方向Ａ２に沿って平坦に形成されている。当該樹脂ケース２１の底面にコイルケース８が重ねて配置される。

【0015】

なお、筐体５の構成要素の材料は適宜選択可能である。また、筐体５の具体的な態様（筐体５の構成要素の形状など）は任意であってよい。また、筐体５は、コアケース２及びコイルユニット４が一定以上の強度を有するのであれば、適宜省略することも可能である。

【0016】

第一弾性部材３０（弾性部材）及び第二弾性部材３１は、いずれもゴムなどのように弾性変形可能な材料からなる。
第一弾性部材３０は、コア１とコアケース２との間に挟まれる。本実施形態における第一弾性部材３０は、板厚方向Ａ１においてコア１とコアケース２との間に挟まれる弾性シートである。具体的に、シート状の第一弾性部材３０は、板厚方向Ａ１においてコア１の下面とコアケース２のコア収容部７の底面との間に挟まれる。また、第一弾性部材３０は、コア１の下面全体を覆うように配置される。

【0017】

第二弾性部材３１は、コア１とコイルケース８との間に挟まれる。本実施形態における第二弾性部材３１は、板厚方向Ａ１においてコア１の上面とコイルケース８との間に挟まれる弾性シートである。具体的に、シート状の第二弾性部材３１は、コア１の上面全体を覆うように配置される。
これにより、コアケース２のコア収容部７内に収容されるコア１の下面及び上面には、コア１の上下板面の全体を、板厚方向Ａ１の両側から挟む第一弾性部材３０及び第二弾性部材３１が設置されている。

【0018】

これら第一弾性部材３０及び第二弾性部材３１は、板厚方向Ａ１からの外力によりコアケース２やコイルケース８が変形した場合であっても、当該変形を吸収することができる。このため、コアケース２やコイルケース８の変形がコアケース２内のコア１に伝わることを抑制できる。その結果として、コアケース２内のコア１に応力が生じること、さらには当該コア１に割れてしまうことを抑制できる。

【0019】

これら第一弾性部材３０及び第二弾性部材３１は、熱伝導率が高い材料を選択することで、放熱シートとしても機能させることができる。この場合、第一弾性部材３０及び第二弾性部材３１は、コアケース２内のコア１で発生した熱、又はコイルユニット４内のコイル３で発生した熱を、当該コアケース２及び重ねられたコイルユニット４を通じて外部に放出させることもできる。

【0020】

以上詳細に説明したように本実施形態のコイル装置１００では、コア１とコアケース２との間に第一弾性部材３０を挟んでいる。このため、コイル装置１００に対して外力が作用することでコアケース２が変形しても、当該コアケース２の変形をコア１とコアケース２との間に介在する第一弾性部材３０において吸収することができる。このため、コアケース２の変形がコア１に伝わることを抑制することができる。すなわち、コアケース２の変形に基づいてコア１に応力が発生することを抑制できる。したがって、コイル装置１００に作用する外力に基づいてコア１が割れることを抑制することができる。

【0021】

特に、本実施形態では、第一弾性部材３０が板厚方向Ａ１においてコア１とコアケース２との間に挟まれる弾性シートである。これにより、コイル装置１００に対する外力が板厚方向Ａ１に作用する場合に、コア１が割れることをより効果的に抑制できる。

【0022】

また、第一弾性部材３０はコア１とコアケース２との間に挟まれるため、コア１をコアケース２に接着固定する必要がない。コア１がコアケース２に接着固定されないことで、コイル装置１００のメンテナンスなどにおいてコア１を容易にコアケース２から取り外すこともできるし、コア１を容易に交換することもできる。

【0023】

また、上記コイル装置１００では、第二弾性部材３１が板厚方向Ａ１においてコア１とコイルケース８との間に挟まれることで、コア１が第一弾性部材３０及び第二弾性部材３１を介してコアケース２とコイルケース８との間に挟まれる。これにより、地震時の振動や輸送時の振動などによって、コア１がコアケース２内において自由に動いてコア１が割れてしまうことを防止できる。

【0024】

また、上記コイル装置１００では、コア１とコイルケース８との間に弾性シートからなる第二弾性部材３１がさらに介在していることで、コイル装置１００に対する外力が板厚方向Ａ１に作用することでコイルケース８が変形しても、当該コイルケース８の変形を第二弾性部材３１において吸収することができる。このため、特に第二弾性部材３１によってコイルケース８の変形がコア１に伝わることを効果的に抑制することができる。したがって、コイルケース８の変形に基づいてコア１に応力が発生してコア１が割れることを抑制することができる。

【0025】

以上のことから、コアケース２内に収容されたコア１の下面及び上面に弾性変形可能な材料からなる第一弾性部材３０及び第二弾性部材３１が設置されているので、外力によりコアケース２やコイルケース８が変形しても、当該変形をこれら弾性部材３０、３１において吸収することができる。その結果として、上記コイル装置１００では、板厚方向Ａ１からの外力によりコアケース２やコイルケース８が変形したとしても、当該変形がコアケース２やコイルケース８を介してコアケース２内のコア１に応力を生じさせることを抑制し、コア１が割れることを抑制できる。

【0026】

また、上記コイル装置１００では、コア１が弾性部材３０、３１を介してコアケース２とコイルユニット４との間に挟まれる。これにより、コアケース２に接着固定することなく、当該コアケース２のコア収容部７内にコア１を収容することができる。したがって、メンテナンスなどで容易にコア１をコアケース２から取り外し、かつ交換することができる。

【0027】

また、上記コイル装置１００では、コイル３に電流が流れた際（例えば送電用のコイル３への通電時）に発生するコア１の熱、又はコイル３からコア１に伝達された熱を、熱伝導率が高い放熱シートとしての第一弾性部材３０及び第二弾性部材３１を経由して効率良く逃がすことができる。すなわち、上記コイル装置１００では、放熱シートとしての第一弾性部材３０及び第二弾性部材３１を経由して、コアケース２内のコア１で発生した熱、又はコイルユニット４内のコイル３で発生した熱を、効率良く外部に逃がすことができ、装置の放熱性能の向上を図ることができる。

【0028】

上記実施形態においては、例えばコア１上面に配置された第二弾性部材３１が十分な電気的な絶縁機能を有してもよい。この場合、コイル装置１００は、コアケース２とコイルユニット４との間に配置される絶縁板１１を備えなくてもよい。

【0029】

また、コア１の下面及び上面に位置する第一弾性部材３０及び第二弾性部材３１は、該コア１の上下板面の全体を覆うように配置されず、例えばコア１の上下板面の部分的を覆うように配置されてもよい。

【0030】

また、第一弾性部材３０は、コア１の下面とコアケース２のコア収容部７の底面との間に挟まれることに限らず、例えばコア１の側面とコア収容部７の内側面との間に挟まれてもよい。この場合、第一弾性部材３０は、コア１の側面全体を覆うように配置されてもよいが、例えばコア１の側面の一部だけを覆うように配置されてもよい。

【0031】

以上、実施形態を説明したが、その構成や詳細には当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、実施形態は、適宜他の例と組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0032】

１ コア
２ コアケース
３ コイル
４ コイルユニット
５ 筐体
６ 開口部
７ コア収容部
８ コイルケース
９ 開口部
１０ コイル収容部
１１ 絶縁板
２０ アルミカバー
２１ 樹脂ケース
３０ 第一弾性部材
３１ 第二弾性部材
１００ コイル装置
Ａ１ 板厚方向
Ａ２ 板面方向

【図1】

【図2】