JP5688549B2

JP5688549B2 - コイルモジュール及び電子機器

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Publication number: JP5688549B2
Application number: JP2013082069A
Authority: JP
Inventors: 貴紀廣部; 小柳　芳雄; 芳雄小柳; 上島　博幸; 博幸上島
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Corp of America
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Corp of America
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2033-04-10
Also published as: US20180054079A1; JP2014225683A; US20140306653A1; US9325197B2; US20160203905A1; US11075547B2; US9899863B2; JP6159689B2; JP2014204104A

Description

本発明は、無接点充電に用いられるコイルモジュール及び該コイルモジュールを搭載した電子機器に関する。

近年、無接点充電機能を搭載した携帯端末が市場に流通している。
携帯端末に使用されている電池パックは、携帯端末の多機能化や画面の大型化等により容量が増しているが、この容量の増加に反し、満充電までに要する時間が長くなるため、今後、携帯端末の更なる普及の鍵となるのは満充電までに要する時間の短縮化と考えられる。そのためには、従来以上の急速充電への対応が必要となる。

急速充電は大電流を流すことで可能となるが、コイルで消費される電力が大きいため、発熱を抑えることができない。コイルの発熱はコイルの近傍にある電子部品に影響を与えることから、コイルに大電流を流すことは困難である。但し、コイルの発熱を外部へ放熱するようにすることで電流増を図ることは可能である。コイルの発熱を外部へ放熱するようにした従来技術として、例えば特許文献１に記載されているコイル内蔵基板がある。この特許文献１に記載されたコイル内蔵基板は、平面コイル導体を内包するフェライト磁性体層を貫通する複数の伝熱用貫通導体を有するとともに、この伝熱用貫通導体と接続する放熱用導体層を有し、平面コイル導体において発熱した熱を、伝熱用貫通導体を介して放熱用導体層から外部へ放熱するようにしている。

特開２００８−１７７５１６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載されたコイル内蔵基板にあっては、フェライト磁性体層を貫通するかたちで伝熱用貫通導体を設けることから、平面コイル導体に当たらない中央部分（即ち、平面コイル導体の中央部分）の限られた部分にしか設けることができず、放熱用導体層を設けたとしても十分な放熱ができず、また放熱用導体層が非常に高温になってしまう。このように、多少の電流増は可能であるが、それ以上の電流の供給は困難である。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、無接点充電において、コイルで消費される電力を抑えることができるコイルモジュール及び該コイルモジュールを搭載した電子機器を提供することを目的とする。

本発明のコイルモジュールは、電子機器の内部に配置可能であり、所定の電力の受電が可能なコイルモジュールであって、ループコイルと、前記ループコイルに重ねて配置された面状の磁性体と、前記磁性体を基準に前記ループコイルと反対側の面に、前記面状の磁性体に沿って配置され、所定の導電率を有する導電部材と、を備え、前記導電部材は、前記磁性体の周部の少なくとも一部において、外側に向かって前記磁性体より突出する。

上記構成によれば、導電部材を介して、磁性体をシールド部（基板に実装された電子部品を覆うシールド部）上に配置することで、ループコイルに電流が流れたときにシールド部で発生する渦電流損が低減し、ループコイルの交流抵抗値を低抵抗化できる。これにより、無接点充電時において、ループコイルで消費される電力を抑えることが可能となり、またこれによってループコイルの発熱を抑えることができる。また、このことから更に、従来よりも多くの電流を供給することが可能となり、急速充電を実現できる。また、ループコイルの発熱を低く抑えることができることから、ループコイルに近接する電子部品への熱の影響を低減できる。

上記構成において、前記導電部材は、前記磁性体の周部の少なくとも一部において、前記ループコイルの中心部より外側に向かって、前記磁性体より突出する。

上記構成によれば、導電部材を磁性体の周部の少なくとも一部より突出させるので、導電部材を、渦電流損を低減させる部材として作用させることができる。

上記構成において、前記導電部材が前記磁性体より突出する部分は、前記磁性体の周部の少なくとも半分に渡っている。

上記構成において、前記ループコイルは、少なくとも１本の導線がループ状に巻かれたものであって、前記導線が前記ループコイルから引き出された部分において、前記面状の磁性体は、切り欠かれており、前記導電部材は、少なくとも前記磁性体が切り欠かれた部分に配置された。

上記構成によれば、磁性体の切り欠かれた部分に導電部材を配置させるので、ループコイルから導線が引き出された部分の厚みを吸収できる。即ち、例えばループコイルを１本の導線で作製した場合、導線の両端部分のうちコイル内側の端部分を引き出すことで、その端部の直径分だけ厚みが増してしまう。そこで、磁性体に切り欠きを設けて、その切り欠き部分にコイル内側から引き出した導線の端部を這わすことで、切り欠き部分の厚さだけ、その導線の端部の厚みを吸収することができる。

上記構成において、前記所定の導電率は、洋白（銅、亜鉛、ニッケルから構成される合金）の導電率より大きい。

上記構成において、前記導電部材は、前記ループコイルの動作周波数の略表皮深さ以上の厚みを有する。

上記構成において、前記導電部材は、２つ以上に分割された。

本発明の電子機器は、前記コイルモジュールを、前記ループコイルを外側、前記磁性体を内側として配置された電子機器であって、基板と、前記基板に実装された電子部品と、前記電子部品を覆うシールド部と、を備え、前記導電部材は、前記シールド部の一部である。

上記構成によれば、シールド部を導電部材と兼用することで、電子機器本体の薄型化及び低コスト化が図れる。

上記構成において、前記コイルモジュールを、前記ループコイルを外側、前記磁性体を内側として配置された電子機器であって、電池セルを有し、前記導電部材は、前記電池セルを包囲する電池セルケースの一部である。

上記構成によれば、電池セルケースを導電部材と兼用することで、電子機器本体の薄型化及び低コスト化が図れる。

上記構成において、前記コイルモジュールを、前記ループコイルを外側、前記磁性体を内側として配置された電子機器であって、前記導電部材は第１の導電部材とし、前記所定の導電率を第１の導電率とし、前記第１の導電率より小さい第２の導電率を有する第２の導電部材を、前記面状の磁性体に沿って配置された。

上記構成によれば、導電部材として、第２の導電部材より導電率の大きい第１の導電部材を用いたことで、導電部材を介して磁性体を第２の導電部材（例えば、基板に実装された電子部品を覆うシールド部）上に配置することで、ループコイルに電流が流れたときに第２の導電部材で発生する渦電流損が低減し、ループコイルの交流抵抗値を低抵抗化できる。これにより、無接点充電時において、ループコイルで消費される電力を抑えることが可能となり、またこれによってループコイルの発熱を抑えることができる。また、このことから更に、従来よりも多くの電流を供給することが可能となり、急速充電を実現できる。また、ループコイルの発熱を低く抑えることができることから、ループコイルに近接する電子部品への熱の影響を低減できる。

上記構成において、前記第１の導電部材は、面状であるとともに、前記面状の磁性体と前記第２の導電部材の間に配置された。

上記構成によれば、磁性体と第２の導電部材の間に第１の導電部材を配置することで、ループコイルに電流が流れたときに第２の導電部材で発生する渦電流損を低く抑えることができ、ループコイルの交流抵抗値を低抵抗化できる。これにより、無接点充電時において、ループコイルで消費される電力を抑えることが可能となり、またこれによってループコイルの発熱を抑えることができる。また、このことから更に、従来よりも多くの電流を供給することが可能となり、急速充電を実現できる。また、ループコイルの発熱を低く抑えることができることから、ループコイルに近接する電子部品への熱の影響を低減できる。

上記構成において、基板と、前記基板に実装された電子部品と、前記電子部品を覆うシールド部と、を備え、前記第２の導電部材は、前記シールド部の一部である。

上記構成によれば、シールド部を第２の導電部材と兼用することで、電子機器本体の薄型化及びコストの低減が図れる。

上記構成において、電池セルを有し、前記第２の導電部材は、前記電池セルを包囲する電池セルケースの一部である。

上記構成によれば、電池セルケースを第２の導電部材と兼用することで、電子機器本体の薄型化及びコストの低減が図れる。

本発明によれば、無接点充電時において、ループコイルで消費される電力を抑えることが可能となり、またこれによってループコイルの発熱を抑えることができる。また、このことから更に、従来よりも多くの電流を供給することが可能となり、急速充電を実現できる。

本発明の実施の形態１に係るコイルモジュールの概略構成を示す平面図図１のコイルモジュールのＡ−Ａ’線断面図本発明の実施の形態２に係るコイルモジュールの概略構成を示す平面図図３のコイルモジュールのＡ−Ａ’線断面図本発明の実施の形態３に係るコイルモジュールの分解構成を示す斜視図図５のコイルモジュールの導電部材、磁性体及びシールド部の平面図及び該平面図におけるＢ−Ｂ’線断面図本発明の実施の形態４に係るコイルモジュールの概略構成を示す平面図図７のコイルモジュールのＡ−Ａ’線断面図本発明の実施の形態５に係るコイルモジュールの概略構成を示す平面図図９のコイルモジュールのＡ−Ａ’線断面図本発明の実施の形態６に係るコイルモジュールを用いた電池パックの内部の概略構成を示す平面図図１１の電池パックのＡ−Ａ’線断面図本発明の実施の形態７に係るコイルモジュールを用いた電池パックの内部の概略構成を示す平面図図１３の電池パックのＡ−Ａ’線断面図第１の導電部材の大きさと交流抵抗値の関係をシミュレーションする際の条件を示す図図１５に示す条件でのシミュレーション結果を示す図第１の導電部材の導電率と交流抵抗値の関係をシミュレーションする際の条件を示す図図１７に示す条件でのシミュレーション結果を示す図第１の導電部材の厚みと交流抵抗値の関係をシミュレーションする際の条件を示す図図１９に示す条件でのシミュレーション結果を示す図コイルモジュールを実験にて検証する際の実測条件を示す図図２１に示す実測条件での実測結果を示す図

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るコイルモジュールの概略構成を示す平面図である。また、図２は、図１のコイルモジュールのＡ−Ａ’線断面図である。図１及び図２において、本実施の形態に係るコイルモジュール１は、携帯端末等の電子機器（図示略）の内部に配置可能であり、所定の電力の受電が可能なコイルモジュールである。コイルモジュール１は、ループコイル２０と、ループコイル２０に重ねて配置された面状の磁性体２１と、磁性体２１を基準にループコイル２０と反対側の面に、ループコイル２０に重ねて配置された面状の磁性体２１に沿って配置され、所定の導電率を有する面状の導電部材（第１の導電部材）２２と、電子部品３０を実装した基板２３と、基板２３に実装された電子部品３０を覆うシールド部（第２の導電部材）２４と、を備える。

ループコイル２０は、１本の導線２０ａがループ状に巻かれたものであって、その両端部分がループコイル本体から略平行に引き出されており、一方の先端が端子２５Ａに、他方の先端が端子２５Ｂにそれぞれ接続されている。磁性体２１及び導電部材２２は、それぞれ長方形状を成している。この場合、導電部材２２の方が磁性体２１よりも大きくなっており、その差は、導電部材２２の両短辺側の一方の短辺２２ａと磁性体２１の両短辺側の一方の短辺２１ａとの間でｘ１、導電部材２２の両短辺側の他方の短辺２２ｃと磁性体２１の両短辺側の他方の短辺２１ｃとの間でｘ３、導電部材２２の両長辺側の一方の長辺２２ｂと磁性体２１の両長辺側の一方の長辺２１ｂとの間でｘ２、導電部材２２の両長辺側の他方の長辺２２ｄと磁性体２１の両長辺側の一方の長辺２１ｄとの間でｘ４となっている。磁性体２１と導電部材２２の各辺における差ｘ１〜ｘ４は、それぞれ０ｍｍより大きい値となる。なお、導電部材２２は、その周部の全てにおいて磁性体２１より大きくなっている必要はなく、一部でも大きくなっていれば良い。

導電部材２２の厚みｄ１は、ループコイル２０に流れる電流の周波数（これを“動作周波数”と呼ぶ）の略表皮深さ以上となっている。導電部材２２の厚みｄ１は、例えば動作周波数が１００ｋＨｚのとき０．２ｍｍとなる。導電部材２２には、シールド部２４の導電率よりも大きな値の導電率を有する金属が用いられる。例えば、洋泊（銅、亜鉛、ニッケルから構成される合金）の導電率より大きな値の導電率を有する金属が用いられる。

シールド部２４は、例えば０．１ｍｍの厚みを有している。導電部材２２は、磁性体２１とシールド部２４との間に配置される。磁性体２１とシールド部２４との間に導電部材２２を配置することで、ループコイル２０に電流が流れたときにシールド部２４で発生する渦電流損が、導電部材２２を配置しない場合より低くなる。渦電流損が低減することにより、ループコイル２０の交流抵抗値の低抵抗化が図れる。
なお、本実施の形態に係るコイルモジュール１を携帯端末に設けて、その携帯端末を給電装置であるクレードル（図示略）に置くと、コイルモジュール１とクレードル内のコイルモジュール（図示略）とが電磁結合し、クレードル側のコイルモジュールからコイルモジュール１へ電力が送電される。コイルモジュール１がクレードル側のコイルモジュールからの電力を受電することで、コイルモジュール１に電流が流れる。

このように本実施の形態に係るコイルモジュール１によれば、磁性体２１とシールド部２４との間に、磁性体２１よりも形状が大きく、またシールド部２４より導電率が大きく、さらに、厚みｄ１を動作周波数の略表皮深さ以上とした導電部材２２を配置したので、ループコイル２０に電流が流れたときに、損失導体であるシールド部２４で発生する渦電流損が低減し、ループコイル２０の交流抵抗値の低抵抗化が図れる。これにより、無接点充電時において、ループコイル２０で消費される電力を抑えることが可能となり、またこれによってループコイル２０の発熱を抑えることができる。また、このことから更に、従来よりも多くの電流を供給することが可能となり、急速充電を実現できる。また、ループコイル２０の発熱を低く抑えることができることから、ループコイル２０に近接する電子部品３０への熱の影響を低減できる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るコイルモジュールの概略構成を示す平面図である。また、図４は、図３のコイルモジュールのＡ−Ａ’線断面図である。なお、図３及び図４において前述した図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付けている。

図３及び図４において、本実施の形態に係るコイルモジュール２は、磁性体２１の導電部材２２への固定を両面テープ２６で行ったものである。両面テープ２６を使用することで、極めて簡単に磁性体２１を導電部材２２に取り付けることができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係るコイルモジュールの分解構成を示す斜視図である。また、図６は、図５のコイルモジュールの導電部材、磁性体及びシールド部の平面図及び導電部材、磁性体及びシールド部におけるＢ−Ｂ’線断面図である。なお、図５及び図６において前述した図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付けている。

図５において、本実施の形態に係るコイルモジュール３は、磁性体２１より小さい方形状の孔２７ａが開けられた面状の導電部材（第１の導電部材）２７を備える。導電部材２７の孔２７ａは、導電部材２７の略中央部分に形成されている。導電部材２７は、孔２７ａの中心と磁性体２１の中心とを一致させた状態で、磁性体２１とシールド部（第２の導電部材）２４との間に配置される。ここで、導電部材２７は磁性体２１の周部と重なっているだけで効果が得られるので、その周部を除く他の部分と対応する部分は必ずしも必要としない。このようなことから、本実施の形態に係るコイルモジュール３では、導電部材２７に孔２７ａを設けている。図６において、導電部材２７の孔２７ａの４辺と磁性体２１の４辺の各辺間の差は、両短辺の一方の側でｘ５、両短辺の他方の側でｘ７、両長辺の一方の側でｘ６、両長辺の他方の側でｘ８となっており、いずれも０ｍｍより大きい値となる。

このように、本実施の形態に係るコイルモジュール３によれば、磁性体２１より小さい方形状の孔２７ａを有する導電部材２７を用いたので、孔２７ａに相当する材料を省ける分、軽量化が図れるとともにコスト削減が図れる。

（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係るコイルモジュールの概略構成を示す平面図である。また、図８は、図７のコイルモジュールのＡ−Ａ’線断面図である。なお、図７及び図８において前述した図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付けている。

図７において、本実施の形態に係るコイルモジュール４は、長方形状の切り欠き２８ａを有する磁性体２８と、２つの導電部材２２Ａ，２２Ｂ（いずれも第１の導電部材）とを備える。磁性体２８の切り欠き２８ａは、ループコイル２０を構成する導線２０ａの引き出し部分の厚みを吸収するために設けられたものであり、この切り欠き２８ａを通して、ループコイル２０を構成する導線２０ａをコイル本体から引き出すことで、磁性体２８の厚さだけ、引き出した導線２０ａの厚みを吸収することができる。即ち、ループコイル２０のコイル本体から導線２０ａを引き出すことで、少なくとも導線１本分の直径だけ厚みが増してしまうことになるが、この導線２０ａを磁性体２８の切り欠き２８ａに這わせることで、磁性体２８の厚み分だけ導線２０ａの少なくとも１本分の厚みを吸収することができる。これにより、コイルモジュール４の薄型化が図れる。

導電部材２２Ａは、磁性体２８の切り欠き２８ａが形成された側に配置される。この場合、導電部材２２Ａは、磁性体２８の切り欠き２８ａが設けられた側の周部において、ループコイル２０の中心２００より外側に向かって、磁性体２８より突出するように配置される。導電部材２２Ｂは、磁性体２８の切り欠き２８ａが形成された側と反対側に配置される。この場合、導電部材２２Ｂは、磁性体２８の右側部分の周部において、ループコイル２０の中心２００より外側に向かって、磁性体２８より突出するように配置される。なお、導電部材２２Ｂは、磁性体２８の周部の略半分に渡って連続しているが、断続的でも構わない。

導電部材２２Ａが磁性体２８より突出する部分の辺と磁性体２８の切り欠き２８ａが形成された側の辺との差はｘ３、導電部材２２Ｂの磁性体２８より突出している部分の各辺と、これらの辺と対応する磁性体２８の各辺との差はｘ１，ｘ２，ｘ４となっており、これらの差ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４のいずれも０ｍｍより大きい値となる。

このように、本実施の形態に係るコイルモジュール４によれば、導電部材を２分割した導電部材２２Ａ，２２Ｂとしても、磁性体２８の周部の少なくとも一部において、外側に向かって磁性体２８より突出させて配置したので、前述した実施の形態１〜３のコイルモジュール１〜３と同様に、ループコイル２０に電流が流れたときに、損失導体であるシールド部（第２の導電部材）２４で発生する渦電流損が低減し、ループコイル２０の交流抵抗値の低抵抗化が図れる。これにより、無接点充電時において、ループコイル２０で消費される電力を抑えることが可能となり、またこれによってループコイル２０の発熱を抑えることができる。また、このことから更に、従来よりも多くの電流を供給することが可能となり、急速充電を実現できる。また、ループコイル２０の発熱を低く抑えることができることから、ループコイル２０に近接する電子部品３０への熱の影響を低減できる。

（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５に係るコイルモジュールの概略構成を示す平面図である。また、図１０は、図９のコイルモジュールのＡ−Ａ’線断面図である。なお、図９及び図１０において前述した図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付けている。

図９において、本実施の形態に係るコイルモジュール５は、基板２３上に実装するシールド部３１を導電率の高い金属で構成し、その厚みｄ１を動作周波数の略表皮深さ以上としたものである。導電率の高い金属としてアルミニウムが好適であるが、例えば３×１０^７（Ｓ／ｍ）以上の導電率があれば、アルミニウム以外の金属でも勿論使用可能である。シールド部３１の各辺と磁性体２１の各辺との差ｘ１〜ｘ４は、いずれも０ｍｍより大きい値となる。これらの差ｘ１〜ｘ４が大きくなるに従い、得られる効果も大きくなる。

このように、本実施の形態に係るコイルモジュール５によれば、シールド部３１を導電部材としても作用させるようにしたので、損失導体である基板２３で発生する渦電流損を低く抑えることができ、ループコイル２０の交流抵抗値の低抵抗化が図れる。これにより、無接点充電時において、ループコイル２０で消費される電力を抑えることが可能となり、またこれによってループコイル２０の発熱を抑えることができる。また、このことから更に、従来よりも多くの電流を供給することが可能となり、急速充電を実現できる。また、ループコイル２０の発熱を低く抑えることができることから、ループコイル２０に近接する電子部品３０への熱の影響を低減できる。また、シールド部３１が導電部材を兼用することから、軽量化及び薄型化が図れるとともに、コストの削減も図れる。

（実施の形態６）
図１１は、本発明の実施の形態６に係るコイルモジュールを用いた電池パックの内部の概略構成を示す平面図である。また、図１２は、図１１の電池パックのＡ−Ａ’線断面図である。なお、図１１及び図１２において前述した図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付けている。

図１１において、本実施の形態に係るコイルモジュール６は、電池パック３４に内蔵し、電池パック３４内の電池セルケース３５を導電部材に対応させたものである。電池セルケース３５は、電池セル３６を包囲するものであるが、その一部を導電部材として作用させるようにした。電池セルケース３５は、アルミニウム等の例えば３×１０^７（Ｓ／ｍ）以上の導電率を有する金属で構成され、その大きさが磁性体２１の大きさより大きく、厚みｄ１が動作周波数の略表皮深さ以上となっている。

このように、本実施の形態に係るコイルモジュール６によれば、電池セルケース３５の一部を導電部材として作用させるようにしたので、電池パック３４の直下にある基板（図示略）で発生する渦電流損を低く抑えることができ、ループコイル２０の交流抵抗値の低抵抗化が図れる。これにより、無接点充電時において、ループコイル２０で消費される電力を抑えることが可能となり、またこれによってループコイル２０の発熱を抑えることができる。また、このことから更に、従来よりも多くの電流を供給することが可能となり、急速充電を実現できる。また、ループコイル２０の発熱を低く抑えることができることから、電池パック３４の直下にある基板に実装された電子部品（図示略）への熱の影響を低減できる。また、電池セルケース３５が導電部材を兼用することから、軽量化及び薄型化が図れるとともに、コストの削減も図れる。

（実施の形態７）
図１３は、本発明の実施の形態７に係るコイルモジュールを用いた電池パックの内部の概略構成を示す平面図である。また、図１４は、図１３の電池パックのＡ−Ａ’線断面図である。なお、図１３及び図１４において前述した図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付けている。

図１３において、本実施の形態に係るコイルモジュール７は、前述した実施の形態６に係るコイルモジュール６と同様に電池パック３４に内蔵させたものであるが、磁性体２１と電池セルケース３７との間に第１の導電部材３９を設けた点で異なっている。第１の導電部材３９は、その大きさが磁性体２１より大きく、厚みｄ１が動作周波数の略表皮深さ以上となっている。また、アルミニウム等の例えば３×１０^７（Ｓ／ｍ）以上の導電率の金属で構成される。電池セルケース３７は、第２の導電部材に対応し、その導電率が第１の導電部材３９より小さい値となる。

このように、本実施の形態に係るコイルモジュール７によれば、磁性体２１と電池セルケース３７との間に高導電率の第１の導電部材３９を配置したので、ループコイル２０に電流が流れたときに、損失導体である電池セルケース３７で発生する渦電流損が低減し、ループコイル２０の交流抵抗値の低抵抗化が図れる。これにより、無接点充電時において、ループコイル２０で消費される電力を抑えることが可能となり、またこれによってループコイル２０の発熱を抑えることができる。また、このことから更に、従来よりも多くの電流を供給することが可能となり、急速充電を実現できる。また、ループコイル２０の発熱を低く抑えることができることから、電池パック３４の直下にある基板（図示略）に実装された電子部品（図示略）への熱の影響を低減できる。

なお、上記実施の形態１〜７において、導電部材２２，２７，２２Ａ，２２Ｂ，第１の導電部材３９を板状としたが、板状に限定されるものではない。

次に、本発明のコイルモジュールの効果をシミュレーションで検証する。
（シミュレーションＮｏ．１）
図１５は、第１の導電部材２２の大きさと交流抵抗値の関係をシミュレーションする際の条件を示す図である。また、図１６は、図１５に示す条件でのシミュレーション結果を示す図である。

本シミュレーションの条件において、第２の導電部材２４Ａは、例えば前述した実施の形態１に係るコイルモジュール１におけるシールド部材２４に対応するものである。また、本シミュレーションの条件におけるコイルモジュールの各部の寸法は、第２の導電部材２４Ａの長辺の寸法ａが７４ｍｍ、短辺の寸法ｂが６７ｍｍ、磁性体２１の長辺の寸法ｃが４０ｍｍ、短辺の寸法ｄが３３ｍｍである。また、ループコイル２０の外側の短辺と磁性体２１の短辺との差ｅが２ｍｍ、第２の導電部材２４Ａの厚みｆが０．１ｍｍ、第１の導電部材２２の厚みｇが０．２ｍｍ、第２の導電部材２４Ａの高さｈが０．４ｍｍ、磁性体２１の厚みｉが０．４ｍｍ、ループコイル２０の厚みｊが０．１ｍｍである。

このような条件で、磁性体２１の各辺と第１の導電部材２２の各辺との間の差（即ち距離）ｘを、−１ｍｍ、０ｍｍ、１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍとした場合、交流抵抗値（ｍΩ）は、図１６に示すように、５４１ｍΩ、５３８ｍΩ、５２６ｍΩ、５１２ｍΩ、５１０ｍΩ、５０８ｍΩとなった。この結果から明らかなように、差（即ち距離）ｘを０ｍｍ以上にすることで効果が現れることが分かる。なお、磁性体２１の各辺と第１の導電部材２２の各辺との間の差（即ち距離）ｘを変化させても、ループコイル２０のインダクタンスは略２６（μＨ）で一定である。

（シミュレーションＮｏ．２）
図１７は、第１の導電部材２２の導電率と交流抵抗値の関係をシミュレーションする際の条件を示す図である。また、図１８は、図１７に示す条件でのシミュレーション結果を示す図である。

本シミュレーションの条件におけるコイルモジュールの各部の寸法は、前述したシミュレーションＮｏ．１における各部と同じ値であるので説明は省略する。この条件で、磁性体２１の各辺と第１の導電部材２２の各辺との間の差（即ち距離）ｘを１ｍｍとした場合と、５ｍｍとした場合で、導電率（Ｓ／ｍ）を変化させたときの交流抵抗値（ｍΩ）の変化は、図１８に示すようになった。なお、この場合、例えば５．８ｅ７とは、５．８Ｅ＋０７のことであり、５．８×１０^７のことでもある。図１８に示すように、距離ｘを５ｍｍとした場合の方が、６．０Ｅ＋０６（Ｓ／ｍ）あたりから交流抵抗値（ｍΩ）の下がり具合が大きくなっている。そして、３．０Ｅ＋０７（Ｓ／ｍ）で、距離ｘを５ｍｍとした場合と１ｍｍとした場合との交流抵抗値（ｍΩ）の差が約１３（ｍΩ）となった。このことから、磁性体２１の各辺と第１の導電部材２２の各辺との間の差（即ち距離）ｘを５ｍｍとした場合の方が効果的であることが分かる。なお、シミュレーションＮｏ．２は、第２の導電部材２４Ａを０．１ｍｍ厚の銅とした場合の結果であるが、第２の導電部材２４Ａの材質により「効果のある導電率」は異なる。

（シミュレーションＮｏ．３）
図１９は、第１の導電部材２２の厚みと交流抵抗値の関係をシミュレーションする際の条件を示す図である。また、図２０は、図１９に示す条件でのシミュレーション結果を示す図である。

本シミュレーションの条件におけるコイルモジュールの各部の寸法は、第１の導電部材２２の厚みｇを除いて、前述したシミュレーションＮｏ．１における各部と同じ値であるので説明は省略する。この条件で、第１の導電部材２２の厚みｇを、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０５ｍｍの各値にした場合、交流抵抗値（ｍΩ）は、図２０に示すようになった。第１の導電部材２２の厚みｇが０．２ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下での使用が最も効果的であることが分かる。なお、第１の導電部材２２の厚みは表皮深さ以上必要とする。
ここで、表皮深さδは、次式より求めることができる。
δ＝√（２／ωμσ）（ｍ）
ここで、透磁率μを４π×１０^−７（Ｈ／ｍ）、σに銅の導電率５８×１０^６（Ｓ／ｍ）とすると、動作周波数１００ｋＨｚにおける表皮深さδは約０．２ｍｍとなる。なお、ωは電流の角周波数である。

次に、本発明のコイルモジュールを実験にて検証する。
図２１は、実測条件を示す図である。また、図２２は、図２１に示す実測条件での実測結果を示す図である。
図２１に示すように、実測条件は、基板である第２の導電部材２４Ａの長辺の寸法ａが５４ｍｍ、短辺の寸法ｂが６２ｍｍ、磁性体２１の長辺の寸法ｃが４４ｍｍ、短辺の寸法ｄが３２ｍｍである。また、ループコイル２０の外側の短辺と磁性体２１の短辺との差ｅが４ｍｍ、磁性体２１の各辺と第１の導電部材２２の各辺との間の差（距離）ｘが４ｍｍ、磁性体２１の長辺と第２の導電部材２４Ａの長辺との差ｍが２６ｍｍ、第２の導電部材２４Ａの厚みｋが０．８ｍｍ、磁性体２１の厚みｉが０．４ｍｍ、ループコイル２０の厚みｊが０．１ｍｍ、第１の導電部材２２の第２の導電部材２４Ａの上面からの高さｈが１．５ｍｍ、シールド部２４の厚みｆが０．１ｍｍである。

このような条件で、第１の導電部材２２の厚みｇを、０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍの各値にした場合、交流抵抗値（ｍΩ）は、図２２に示すようになった。この結果から明らかなように、第１の導電部材２２を設けることで効果が現れることが分かる。

本発明は、無接点充電において、コイルで消費される電力を抑えることができるといった効果を有し、無接点充電機能を搭載した携帯端末等の電子機器への適用が可能である。

１，２，３，４，５，６，７コイルモジュール
２０ループコイル
２０ａ導線
２１，２８磁性体
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２７導電部材
２３基板
２４，３１シールド部
２４Ａ第２の導電部材
２５Ａ，２５Ｂ端子
２６両面テープ
２７ａ孔
２８ａ切り欠き
３０電子部品
３４電池パック
３５，３７電池セルケース
３６電池セル
３９第１の導電部材

Claims

電子機器の内部に配置可能であり、所定の電力の受電が可能なコイルモジュールであって、
ループコイルと、
前記ループコイルに重ねて配置された面状の磁性体と、
前記磁性体を基準に前記ループコイルと反対側の面に、前記面状の磁性体に沿って配置され、所定の導電率を有する導電部材と、
を備え、
前記ループコイルは、少なくとも１本の導線がループ状に巻かれたものであって、
前記導線が前記ループコイルから引き出された部分において、前記面状の磁性体は、切り欠かれており、
前記導電部材は、少なくとも前記磁性体が切り欠かれた部分に配置された、
コイルモジュール。
請求項１に記載のコイルモジュールであって、
前記導電部材は、前記磁性体の周部の少なくとも一部において、前記ループコイルの中心部より外側に向かって、前記磁性体より突出する、
コイルモジュール。
請求項１又は請求項２に記載のコイルモジュールであって、
前記導電部材が前記磁性体より突出する部分は、前記磁性体の周部の少なくとも半分に渡っている、
コイルモジュール。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコイルモジュールであって、
前記導電部材は、２つ以上に分割された、
コイルモジュール。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコイルモジュールであって、
前記所定の導電率は、洋白の導電率より大きい、
コイルモジュール。
電子機器の内部に配置可能であり、所定の電力の受電が可能なコイルモジュールであって、
ループコイルと、
前記ループコイルに重ねて配置された面状の磁性体と、
前記磁性体を基準に前記ループコイルと反対側の面に、前記面状の磁性体に沿って配置され、所定の導電率を有する導電部材と、
を備え、
前記導電部材は、前記磁性体の周部の少なくとも一部において、外側に向かって前記磁性体より突出するとともに、前記ループコイルの動作周波数の略表皮深さ以上の厚みを有する、
コイルモジュール。
請求項６に記載のコイルモジュールであって、
前記ループコイルは、少なくとも１本の導線がループ状に巻かれたものであって、
前記導線が前記ループコイルから引き出された部分において、前記面状の磁性体は、切り欠かれており、
前記導電部材は、少なくとも前記磁性体が切り欠かれた部分に配置された、
コイルモジュール。
請求項６又は請求項７に記載のコイルモジュールであって、
前記導電部材は、前記磁性体の周部の少なくとも一部において、前記ループコイルの中心部より外側に向かって、前記磁性体より突出する、
コイルモジュール。
請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のコイルモジュールであって、
前記導電部材が前記磁性体より突出する部分は、前記磁性体の周部の少なくとも半分に渡っている、
コイルモジュール。
請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のコイルモジュールであって、
前記導電部材は、２つ以上に分割された、
コイルモジュール。
請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載のコイルモジュールであって、
前記所定の導電率は、洋白の導電率より大きい、
コイルモジュール。
（１）所定の電力の受電が可能なコイルモジュールであって、
（２）ループコイルと、
（３）前記ループコイルに重ねて配置された面状の磁性体と、
（４）前記磁性体を基準に前記ループコイルと反対側の面に、前記面状の磁性体に沿って配置され、所定の導電率を有する導電部材と、を備え、
（５）前記導電部材は、前記磁性体の周部の少なくとも一部において、外側に向かって前記磁性体より突出する。
以上の（１）〜（５）によって構成されるコイルモジュールを、前記ループコイルを外側、前記磁性体を内側として配置された電子機器であって、
基板と、
前記基板に実装された電子部品と、
前記電子部品を覆うシールド部と、を備え、
前記導電部材は、前記シールド部の一部である、
電子機器。
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のコイルモジュールを、前記ループコイルを外側、前記磁性体を内側として配置された電子機器であって、
基板と、
前記基板に実装された電子部品と、
前記電子部品を覆うシールド部と、を備え、
前記導電部材は、前記シールド部の一部である、
電子機器。
（１）所定の電力の受電が可能なコイルモジュールであって、
（２）ループコイルと、
（３）前記ループコイルに重ねて配置された面状の磁性体と、
（４）前記磁性体を基準に前記ループコイルと反対側の面に、前記面状の磁性体に沿って配置され、所定の導電率を有する導電部材と、を備え、
（５）前記導電部材は、前記磁性体の周部の少なくとも一部において、外側に向かって前記磁性体より突出する。
以上の（１）〜（５）によって構成されるコイルモジュールを、前記ループコイルを外側、前記磁性体を内側として配置された電子機器であって、
電池セルを有し、
前記導電部材は、前記電池セルを包囲する電池セルケースの一部である、
電子機器。
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のコイルモジュールを、前記ループコイルを外側、前記磁性体を内側として配置された電子機器であって、
電池セルを有し、
前記導電部材は、前記電池セルを包囲する電池セルケースの一部である、
電子機器。
（１）所定の電力の受電が可能なコイルモジュールであって、
（２）ループコイルと、
（３）前記ループコイルに重ねて配置された面状の磁性体と、
（４）前記磁性体を基準に前記ループコイルと反対側の面に、前記面状の磁性体に沿って配置され、所定の導電率を有する導電部材と、を備え、
（５）前記導電部材は、前記磁性体の周部の少なくとも一部において、外側に向かって前記磁性体より突出する。
以上の（１）〜（５）によって構成されるコイルモジュールを、前記ループコイルを外側、前記磁性体を内側として配置された電子機器であって、
前記導電部材は第１の導電部材とし、
前記所定の導電率を第１の導電率とし、
前記第１の導電率より小さい第２の導電率を有する第２の導電部材を、前記面状の磁性体に沿って配置された、
電子機器。
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のコイルモジュールを、前記ループコイルを外側、前記磁性体を内側として配置された電子機器であって、
前記導電部材は第１の導電部材とし、
前記所定の導電率を第１の導電率とし、
前記第１の導電率より小さい第２の導電率を有する第２の導電部材を、前記面状の磁性体に沿って配置された、
電子機器。
請求項１６又は請求項１７に記載の電子機器であって、
前記第１の導電部材は、
面状であるとともに、
前記面状の磁性体と前記第２の導電部材の間に配置された、
電子機器。
請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載の電子機器であって、
基板と、
前記基板に実装された電子部品と、
前記電子部品を覆うシールド部と、を備え、
前記第２の導電部材は、前記シールド部の一部である、
電子機器。
請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載の電子機器であって、
電池セルを有し、
前記第２の導電部材は、前記電池セルを包囲する電池セルケースの一部である、
電子機器。