JP2007305820A - Laminated flat coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導体を基板平面内で渦巻き状に配置して形成された導体パターンよりなる巻線を有する平面コイルに関する。 The present invention relates to a planar coil having a winding made of a conductor pattern formed by arranging conductors in a spiral shape in a substrate plane.
一般的に、電力伝送用コイルなどの大電流を流すコイルとしては、単線あるいはリッツ線を用いてボビン巻きしたものが使用されている。ところが、この場合、体積が大きくなる、インダクタンスにばらつきが大きいという問題を有している。 In general, as a coil for passing a large current, such as a power transmission coil, a single wire or a wire wound with a litz wire is used. However, in this case, there are problems that the volume increases and the inductance varies greatly.
そこで、平面内で導体を渦巻き状に配置することにより形成した導体パターンを積層配置したものや(特許文献1)や、複数のスパイラル状導体パターンを積層配置し、そのスパイラル状導体パターンを直列に接続するようにしたもの(特許文献2)や、巻線を平板上に配置してなる基盤を多層積層し、各巻線の端部を順に接続して各巻線部分を直列に接続し、巻線の中心に磁性体からなる芯管を配置したもの(特許文献3)が提案されている。
上述の積層平面コイルは、各層の巻線部分(導体パターン)を順次接続して直列配置としていることから、各層での巻線のターン数の総和がコイル全体のターン数となり、抵抗値が大きくなって、電力伝送用コイルには向かないという問題がある。 Since the laminated planar coil described above is arranged in series by sequentially connecting the winding portions (conductor patterns) of each layer, the total number of turns of the winding in each layer becomes the number of turns of the entire coil, and the resistance value is large. Therefore, there is a problem that it is not suitable for a power transmission coil.
本発明は、このような点に着目してなされたもので、電力伝送用コイルに最適な平面コイルを提供することを目的とする。 This invention is made paying attention to such a point, and it aims at providing the planar coil optimal for the coil for electric power transmission.
上述の目的を達成するために請求項1に記載の本発明は、同形のスパイラル状導体パターンを形成した基板を複数枚積層配置し、積層配置されている導体パターンの少なくとも始端部と終端部で上下に位置している導体パターン同士を電気的に接続したことを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention according to
また、請求項2に記載の本発明は、同形のスパイラル状導体パターンを形成した基板を複数枚積層配置し、その始端と終端とでぞぞれ上下に位置する導体パターンを同士を電気的に接続するとともに、積層配置されて上下に位置している導体パターンの始端から同一長さに位置する中間部で、上下に位置する導体パターン同士を電気的に接続したことを特徴としている。 Further, according to the present invention, a plurality of substrates on which the same spiral conductor pattern is formed are arranged in a stacked manner, and the conductor patterns located at the top and bottom of the substrate are electrically connected to each other. In addition, it is characterized in that the upper and lower conductor patterns are electrically connected to each other at an intermediate portion located at the same length from the start end of the conductor patterns that are arranged in a stacked manner.
請求項1に記載した発明では、同形のスパイラル状導体パターンを形成した基板を複数枚積層配置し、積層配置されている導体パターンの少なくとも始端部と終端部で上下に位置している導体パターン同士を電気的に接続していることから、同等の性能を持つ複数のコイルが並列に配置された状態となる。これにより、リッツ線を用いた平面コイルと同等の効果を持ち、大電流を流すことのできるコイルを形成することができる。そして、基板パターンなので個々のバラつきを押さえ、薄型、軽量化が可能となる。 In the first aspect of the present invention, a plurality of substrates on which the same spiral conductor pattern is formed are arranged in a stacked manner, and the conductor patterns positioned at the top and bottom at least at the start and end portions of the stacked conductor patterns are arranged. Are electrically connected, a plurality of coils having equivalent performance are arranged in parallel. Thereby, the coil which has an effect equivalent to the planar coil using a litz wire, and can flow a large current can be formed. And since it is a substrate pattern, individual variations can be suppressed, and the thickness and weight can be reduced.
請求項2に記載した発明では、積層配置した同形のスパイラル状導体パターンの始端部と終端部とをそれぞれ電気的に接続するとともに、その中間部分で同一位相に位置する個所で上下位置している導体パターン同士を電気的に接続していることから、平面コイルから複数の端子部分を形成することができ、その端子の組み合わせで能力の異なる複数のコイルを形成することができる。
In the invention described in
図は本発明の一実施形態を示し、図1は平面積層コイルの平面図、図2は図1のA−A線端面図である。この平面積層コイルは、フィルム状の基板(1)に導電体でスパイラル状にプリント配線してスパイラル状導体パターン(2)を形成し、このスパイラル状導体パターン(2)が形成されている基板(1)を複数枚積層(図では6枚)している。この場合、積層する基板(1)は、同形のスパイラル状導体パターン(2)で構成してある。そして、積層されている各スパイラル状導線パターン(2)の始端部(3)と終端部(4)とをスルーホール(5a)(5b)を利用して上下に位置している導線パターン(2)同士を電気的に接続して構成してある。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a plan view of a planar laminated coil, and FIG. 2 is an end view taken along line AA of FIG. This planar laminated coil is printed on a film-like substrate (1) in a spiral shape with a conductor to form a spiral conductor pattern (2), and the substrate on which the spiral conductor pattern (2) is formed ( A plurality of 1) are laminated (six in the figure). In this case, the substrate (1) to be laminated is composed of the same spiral conductor pattern (2). And the conducting wire pattern (2) which has positioned the start part (3) and termination | terminus part (4) of each laminated spiral conductor pattern (2) up and down using a through hole (5a) (5b). ) Are electrically connected to each other.
そして、スパイラル状導体パターン(2)の外周側に位置する始端部(3)は、最上層に位置する基板(1a)の上面でターミナル端子(6a)に電気的に接続している。一方、スパイラル状導体パターン(2)の中心側に位置する終端部では、最下層に位置する基板(1n)の下面からリード線部分(7)を外周に向けて導出し、そのリード線部分(7)の導出端をスルーホール(5c)により最上層に位置する基板(1a)の上面でターミナル端子(6b)に電気的に接続している。 The starting end portion (3) located on the outer peripheral side of the spiral conductor pattern (2) is electrically connected to the terminal terminal (6a) on the upper surface of the substrate (1a) located on the uppermost layer. On the other hand, in the terminal portion located on the center side of the spiral conductor pattern (2), the lead wire portion (7) is led out from the lower surface of the substrate (1n) located in the lowermost layer toward the outer periphery, and the lead wire portion ( The lead-out end of 7) is electrically connected to the terminal terminal (6b) on the upper surface of the substrate (1a) located in the uppermost layer by a through hole (5c).
上述の構成からなるコイルでは、同形・同寸法のコイルが複数並列に配置された状態となるため、コイル全体としての導電抵抗が減少することになり、大電流を流すことができるうえ、自己渦電流による電流損が低くなる。また、同形・同寸法のコイルが積層されていることから、パターンの隙間が全層で一致し、磁束の通り道ができ、効率を向上させることができる。さらに、電力伝送の起電力に必要なインダクタンスを積層により確保することができる。 In the coil having the above-described configuration, a plurality of coils having the same shape and the same size are arranged in parallel, so that the conductive resistance of the coil as a whole is reduced, and a large current can flow and a self-vortex Current loss due to current is reduced. In addition, since coils having the same shape and the same dimensions are laminated, the gaps of the patterns coincide in all layers, a path of magnetic flux can be formed, and the efficiency can be improved. Further, the inductance required for the electromotive force of power transmission can be ensured by the lamination.
図3は本発明の別の実施形態を示し、これは、前述の実施形態と同様、フィルム状の基板(1)に導電体でスパイラル状にプリント配線してスパイラル状導体パターン(2)を形成し、このスパイラル状導体パターン(2)が形成されている基板(1)を複数枚積層(図では6枚)してある。そして、積層されている各スパイラル状導線パターン(2)の始端部(3)と終端部(4)とをスルーホール(5a)(5b)を利用して上下に位置している導線パターン(2)同士を電気的に接続するとともに、スパイラル状導体パターン(2)の中間部分で、積層されている基板(1)を貫くスルーホール(5d)で電気的に接続し、最下層に位置する基板(1n)の下面からリード線部分(7b)を外周に向けて導出し、そのリード線部分(7b)の導出端をスルーホール(5e)により最上層に位置する基板(1a)の上面でターミナル端子(6c)に電気的に接続したものである。この場合、スパイラル状導体パターン(2)の中間部分とは、同形に形成されている各スパイラル状導体パターン(2)での始端部あるいは終端部から同一長さの個所に位置する部分をいう。 FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, which, like the above-described embodiment, forms a spiral conductor pattern (2) by printing and wiring in a spiral shape with a conductor on a film-like substrate (1). A plurality of substrates (1) on which the spiral conductor pattern (2) is formed are laminated (six in the figure). And the conducting wire pattern (2) which has positioned the start part (3) and termination | terminus part (4) of each laminated spiral conductor pattern (2) up and down using a through hole (5a) (5b). ) Are electrically connected to each other, and are electrically connected by a through hole (5d) penetrating the laminated substrate (1) at the intermediate portion of the spiral conductor pattern (2), and are located in the lowermost layer. The lead wire portion (7b) is led out from the lower surface of (1n) toward the outer periphery, and the lead-out end of the lead wire portion (7b) is a terminal on the upper surface of the substrate (1a) located at the uppermost layer by a through hole (5e). It is electrically connected to the terminal (6c). In this case, the intermediate portion of the spiral conductor pattern (2) refers to a portion located at the same length from the start end or the end portion of each spiral conductor pattern (2) formed in the same shape.
このように、スパイラル状導体パターン(2)の中間部で、積層されている複数の導体パターン(2)を電気的に接続した場合には、1つの積層コイルの中に特性の異なる複数のコイルを共存させることができ、複数のターミナル端子(6a)(6b)(6c)を選択して機器に接続することで、例えば、電力伝送用コイルと、情報伝送用コイルとを1つの積層コイルの中に共存させることができる。 Thus, when a plurality of laminated conductor patterns (2) are electrically connected at the intermediate portion of the spiral conductor pattern (2), a plurality of coils having different characteristics are included in one laminated coil. By selecting a plurality of terminal terminals (6a), (6b), and (6c) and connecting them to a device, for example, a power transmission coil and an information transmission coil can be combined into one laminated coil. Can coexist in.
上述の実施形態では、基板としてフィルムを使用しているが、フィルム以外の合成樹脂製薄板やガラス製薄板であってもよい。 In the above-described embodiment, a film is used as the substrate, but a synthetic resin thin plate or a glass thin plate other than the film may be used.
本発明にかかる積層平面コイルは、携帯電話やPDAなどの携帯式の電子機器などに非接触式充電器用の電力伝送用コイルとして使用することができる。 The laminated planar coil according to the present invention can be used as a power transmission coil for a non-contact charger in portable electronic devices such as mobile phones and PDAs.
1…基板、2…スパイラル状導体パターン、3…(2)の始端部、4…(2)の終端部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
The laminated planar coil according to claim 1 or 2, wherein the substrate (1) is a resin film.
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