JP7147230B2 - coil parts - Google Patents
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Description
本発明はコイル部品に関し、特に、平面スパイラル状のコイルパターンを有するコイル部品に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coil component, and more particularly to a coil component having a planar spiral coil pattern.
近年、電源ケーブルや電源コードを用いずに電力を伝送するワイヤレス電力伝送システムが注目されている。ワイヤレス電力伝送システムは、送電側から受電側にワイヤレスで電力を供給できることから、電車、電気自動車等の輸送機器、家電製品、電子機器、無線通信機器、玩具、産業機器といった様々な製品への応用が期待されている。ワイヤレス電力伝送システムには、送電コイル及び受電コイルが用いられ、送電コイルによって生成された磁束を受電コイルに鎖交させることによってワイヤレスで電力が伝送される。 In recent years, attention has been paid to wireless power transmission systems that transmit power without using power cables or power cords. Since the wireless power transmission system can wirelessly supply power from the power transmission side to the power reception side, it can be applied to various products such as transportation equipment such as trains and electric vehicles, home appliances, electronic equipment, wireless communication equipment, toys, and industrial equipment. is expected. A wireless power transmission system uses a power transmission coil and a power reception coil, and wirelessly transmits power by interlinking a magnetic flux generated by the power transmission coil with the power reception coil.
ワイヤレス電力伝送システム用のコイル部品として、特許文献1及び2には、平面スパイラル状のコイルパターンを複数個並列に接続したコイル部品が開示されている。複数のコイルパターンを並列に接続すれば、送電コイル及び受電コイルにより大きな電流を流すことができることから、ワイヤレスに伝送可能な電力を増加させることが可能となる。
As a coil component for a wireless power transmission system,
しかしながら、特許文献1及び2に記載されたコイル部品は、並列に接続される複数のコイルパターンのパターン形状が互いにほぼ同一であることから、磁性シートからの距離に応じたインダクタンス差によって、各コイルパターンのインピーダンスに差が生じ、インピーダンス差に起因する電流の偏りによって損失が大きくなるという問題があった。
However, in the coil components described in
これに関し、特許文献1では、磁性シートからの距離が最も近いコイルパターンと磁性シートからの距離が最も遠いコイルパターンを直列に接続することによって第1のコイルユニットを形成するとともに、磁性シートからの距離が2番目に近いコイルパターンと磁性シートからの距離が2番目に遠いコイルパターンを直列に接続することによって第2のコイルユニットを形成し、これら第1及び第2のコイルユニットを並列に接続することによってインピーダンスのバランスを取る方法が提案されている。しかしながら、この方法では、磁性シートと各コイルパターン位置関係によっては、第1のコイルユニットと第2のコイルユニットのインピーダンスが必ずしも一致しないという問題があった。
Regarding this, in
特許文献2についても同様であり、2つのコイルパターンを直列に接続することによって1つのコイルユニットを形成するとともに、2つのコイルユニットを並列に接続する構成が開示されているが、コイルユニットを構成する2つのコイルパターンの組み合わせを変えるだけでは、2つのコイルユニットのインピーダンスを一致させることは困難であり、インピーダンス差に起因する電流の偏りによって損失が大きくなるという問題があった。
The same is true for
また、特許文献1及び2に記載されたコイル部品は、4つ以上のコイルパターンの存在が前提であり、それ以下の数のコイルを並列に接続する場合には、インピーダンスのバランスを取ることはできない。
In addition, the coil components described in
したがって、本発明は、2以上のコイルパターンが並列に接続されてなるコイル部品であって、磁性シートからの距離によるインピーダンスの差をより低減することが可能なコイル部品を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a coil component in which two or more coil patterns are connected in parallel, and which can further reduce the difference in impedance due to the distance from the magnetic sheet. do.
本発明によるコイル部品は、磁性シートと、複数ターンに亘ってスパイラル状に巻回され、平面視で磁性シートと重なるように配置された第1及び第2のコイルパターンとを備え、第1のコイルパターンと第2のコイルパターンは並列に接続され、第1のコイルパターンは、第2のコイルパターンよりも磁性シートの近くに配置され、第2のコイルパターンの線路長は、第1のコイルパターンの線路長よりも長いことを特徴とする。 A coil component according to the present invention includes a magnetic sheet, and first and second coil patterns spirally wound over a plurality of turns and arranged so as to overlap the magnetic sheet in a plan view. The coil pattern and the second coil pattern are connected in parallel, the first coil pattern is arranged closer to the magnetic sheet than the second coil pattern, and the line length of the second coil pattern is the same as that of the first coil. It is characterized by being longer than the line length of the pattern.
本発明によれば、第1のコイルパターンと第2のコイルパターンの線路長に差を設けていることから、各コイルパターンのインピーダンスを微調整することができる。これにより、第1のコイルパターンと第2のコイルパターンのインピーダンス差をより小さくすることができることから、コイル部品全体のインピーダンス差を低減することが可能となる。その結果、インピーダンス差に起因する損失を低減することが可能となる。 According to the present invention, since the line lengths of the first coil pattern and the second coil pattern are different, the impedance of each coil pattern can be finely adjusted. As a result, the impedance difference between the first coil pattern and the second coil pattern can be made smaller, so that the impedance difference of the entire coil component can be reduced. As a result, it is possible to reduce the loss caused by the impedance difference.
本発明において、第2のコイルパターンの内径は第1のコイルパターンの内径よりも大きくても構わない。これによれば、第2のコイルパターンの内径が第1のコイルパターンの内径よりも大きい分、第2のコイルパターンの線路長を拡大することができる。 In the present invention, the inner diameter of the second coil pattern may be larger than the inner diameter of the first coil pattern. According to this, since the inner diameter of the second coil pattern is larger than the inner diameter of the first coil pattern, the line length of the second coil pattern can be increased.
本発明において、第2のコイルパターンの外径は第1のコイルパターンの外径よりも大きくても構わない。これによれば、第2のコイルパターンの外径が第1のコイルパターンの外径よりも大きい分、第2のコイルパターンの線路長を拡大することができる。 In the present invention, the outer diameter of the second coil pattern may be larger than the outer diameter of the first coil pattern. According to this, since the outer diameter of the second coil pattern is larger than the outer diameter of the first coil pattern, the line length of the second coil pattern can be increased.
本発明において、第1のコイルパターンと第2のコイルパターンのターン数は互いに同じであっても構わない。この場合であっても、第2のコイルパターンの内径又は外径を第1のコイルパターンよりも大きくすることにより、第2のコイルパターンの線路長を拡大することができる。 In the present invention, the number of turns of the first coil pattern and the number of turns of the second coil pattern may be the same. Even in this case, the line length of the second coil pattern can be increased by making the inner diameter or the outer diameter of the second coil pattern larger than that of the first coil pattern.
本発明において、第2のコイルパターンは第1のコイルパターンよりもターン数が多くても構わない。これによれば、第2のコイルパターンのターン数が第1のコイルパターンのターン数よりも多い分、第2のコイルパターンの線路長を拡大することができる。 In the present invention, the second coil pattern may have more turns than the first coil pattern. According to this, since the number of turns of the second coil pattern is larger than the number of turns of the first coil pattern, the line length of the second coil pattern can be increased.
本発明において、第1及び第2のコイルパターンは、最も内周に位置する最内周ターンと、最も外周に位置する最外周ターンと、最内周ターン又は最外周ターンから数えたターン数が全体の中間である中間ターンと、線路長の中心位置とを有し、第1のコイルパターンは、最内周ターンのパターン幅及び最外周ターンのパターン幅よりも、中心位置におけるパターン幅の方が大きく、且つ、最内周ターンから中間ターンまでの各ターンのパターン幅の合計値又は平均値よりも、最外周ターンから中間ターンまでの各ターンのパターン幅の合計値又は平均値の方が大きく、第2のコイルパターンは、最内周ターンのパターン幅及び最外周ターンのパターン幅よりも、中心位置におけるパターン幅の方が大きく、且つ、最内周ターンから中間ターンまでの各ターンのパターン幅の合計値又は平均値よりも、最外周ターンから中間ターンまでの各ターンのパターン幅の合計値又は平均値の方が大きくても構わない。これによれば、最内周ターンのパターン幅及び最外周ターンのパターン幅を狭くしていることから、磁界の影響に起因する損失を低減することができる。しかも、最内周ターンから中間ターンまでの各ターンのパターン幅の合計値又は平均値よりも、最外周ターンから中間ターンまでの各ターンのパターン幅の合計値又は平均値の方が大きいことから、磁界の影響をより強く受ける内周側における損失がより低減される。このため、コイルパターンのパターン幅を内周側と外周側で単純に対称とした場合と比べ、交流抵抗をよりいっそう低減することが可能となる。 In the present invention, the first and second coil patterns are composed of the innermost turn located on the innermost circumference, the outermost turn located on the outermost circumference, and the number of turns counted from the innermost or outermost turn. The first coil pattern has an intermediate turn that is in the middle of the whole and a center position of the line length, and the pattern width at the center position is larger than the pattern width of the innermost turn and the pattern width of the outermost turn. is larger, and the total or average pattern width of each turn from the outermost turn to the intermediate turn is larger than the total or average of the pattern width of each turn from the innermost peripheral turn to the intermediate turn. In the second coil pattern, the pattern width at the center position is larger than the pattern width of the innermost and outermost turns, and the pattern width of each turn from the innermost to intermediate turns is larger than that of the innermost and outermost turns. The total or average pattern width of each turn from the outermost turn to the intermediate turn may be larger than the total or average pattern width. According to this, since the pattern width of the innermost peripheral turn and the pattern width of the outermost peripheral turn are narrowed, the loss caused by the influence of the magnetic field can be reduced. Moreover, the total or average pattern width of each turn from the innermost turn to the intermediate turn is larger than the total or average value of the pattern width of each turn from the innermost peripheral turn to the intermediate turn. , the loss on the inner peripheral side, which is more strongly affected by the magnetic field, is further reduced. Therefore, it is possible to further reduce the AC resistance as compared with the case where the pattern width of the coil pattern is simply symmetrical on the inner and outer peripheral sides.
本発明において、第1のコイルパターンは、中間ターンのパターン幅よりも中心位置におけるパターン幅の方が大きく、第2のコイルパターンは、中間ターンのパターン幅よりも中心位置におけるパターン幅の方が大きくても構わない。これによれば、磁界の影響が小さい部分のパターン幅が拡大されることから、磁界の影響による損失を低減しつつ、直流抵抗を低減することが可能となる。 In the present invention, the pattern width at the center position of the first coil pattern is larger than the pattern width of the intermediate turns, and the pattern width of the second coil pattern at the center position is larger than the pattern width of the intermediate turns. It doesn't matter if it's big. According to this, since the pattern width of the portion where the influence of the magnetic field is small is increased, it is possible to reduce the DC resistance while reducing the loss due to the influence of the magnetic field.
本発明において、第1のコイルパターンは、最外周ターンのパターン幅よりも最内周ターンのパターン幅の方が小さく、第2のコイルパターンは、最外周ターンのパターン幅よりも最内周ターンのパターン幅の方が小さくても構わない。これによれば、磁界の影響を最も強く受ける最内周ターンにおける損失をより低減することが可能となる。 In the present invention, the pattern width of the innermost turns of the first coil pattern is smaller than the pattern width of the outermost turns, and the pattern width of the innermost turns of the second coil pattern is smaller than the pattern width of the outermost turns. It does not matter if the pattern width of . According to this, it is possible to further reduce the loss in the innermost turn that is most strongly affected by the magnetic field.
本発明によるコイル部品は、平面視で磁性シートと重なるように配置された第1及び第2の基板をさらに備え、第1のコイルパターンは、第1の基板の一方の表面に形成され、第2のコイルパターンは、第2の基板の一方の表面に形成されていても構わない。これによれば、線路長の異なる2つのコイルパターンをそれぞれ異なる基板に形成することが可能となる。 The coil component according to the present invention further includes first and second substrates arranged so as to overlap the magnetic sheet in plan view, the first coil pattern is formed on one surface of the first substrate, and the The second coil pattern may be formed on one surface of the second substrate. According to this, it is possible to form two coil patterns having different line lengths on different substrates.
本発明によるコイル部品は、複数ターンに亘ってスパイラル状に巻回された第3及び第4のコイルパターンをさらに備え、第3のコイルパターンは、第1の基板の他方の表面に形成され、第4のコイルパターンは、第2の基板の他方の表面に形成され、第1のコイルパターンの内周端と第3のコイルパターンの内周端が互いに接続され、第2のコイルパターンの内周端と第4のコイルパターンの内周端が互いに接続され、第4のコイルパターンの線路長は、第3のコイルパターンの線路長よりも長くても構わない。これによれば、直列に接続された第1及び第3のコイルパターンによって第1のコイルユニットが形成され、直列に接続された第2及び第4のコイルパターンによって第2のコイルユニットが形成されるとともに、これら2つのコイルユニット間におけるインダクタンスの差を低減することが可能となる。 The coil component according to the present invention further comprises third and fourth coil patterns spirally wound over a plurality of turns, the third coil pattern being formed on the other surface of the first substrate, The fourth coil pattern is formed on the other surface of the second substrate, the inner peripheral end of the first coil pattern and the inner peripheral end of the third coil pattern are connected to each other, and the inner peripheral end of the second coil pattern is connected to the inner peripheral end of the third coil pattern. The peripheral end and the inner peripheral end of the fourth coil pattern may be connected to each other, and the line length of the fourth coil pattern may be longer than the line length of the third coil pattern. According to this, the first and third coil patterns connected in series form a first coil unit, and the second and fourth coil patterns connected in series form a second coil unit. In addition, it is possible to reduce the difference in inductance between these two coil units.
本発明において、第1のコイルパターンを構成する各ターンは、スパイラル状のスリットによって径方向に分離された第1及び第2の導体パターンを含む複数の導体パターンからなり、第3のコイルパターンを構成する各ターンは、スパイラル状のスリットによって径方向に分離された第3及び第4の導体パターンを含む複数の導体パターンからなるものであっても構わない。これによれば、電流密度の偏りが低減されるため、直流抵抗や交流抵抗をより低減することが可能となる。 In the present invention, each turn constituting the first coil pattern is composed of a plurality of conductor patterns including first and second conductor patterns separated in the radial direction by spiral slits, and a third coil pattern. Each constituting turn may consist of a plurality of conductor patterns including third and fourth conductor patterns separated in the radial direction by a spiral slit. According to this, since the bias of the current density is reduced, it becomes possible to further reduce the direct current resistance and the alternating current resistance.
本発明において、第1の導体パターンは、第2の導体パターンよりも外周側に位置し、第3の導体パターンは、第4の導体パターンよりも外周側に位置し、第1の導体パターンの内周端と第4の導体パターンの内周端が互いに接続され、第2の導体パターンの内周端と第3の導体パターンの内周端が互いに接続されていても構わない。これによれば、内周側に位置する導体パターンと外周側に位置する導体パターンの電流密度分布がより均一化されるため、直流抵抗や交流抵抗をよりいっそう低減することが可能となる。 In the present invention, the first conductor pattern is located on the outer peripheral side of the second conductor pattern, the third conductor pattern is located on the outer peripheral side of the fourth conductor pattern, and is located on the outer peripheral side of the first conductor pattern. The inner peripheral end and the inner peripheral end of the fourth conductor pattern may be connected to each other, and the inner peripheral end of the second conductor pattern and the inner peripheral end of the third conductor pattern may be connected to each other. According to this, the current density distributions of the conductor pattern positioned on the inner peripheral side and the conductor pattern positioned on the outer peripheral side are made more uniform, so that the direct current resistance and the alternating current resistance can be further reduced.
このように、本発明によるコイル部品は、磁性シートからの距離によるインピーダンスの差をより低減できることから、交流での抵抗損失の小さいコイル部品を提供することが可能となる。したがって、本発明によるコイル部品をワイヤレス電力伝送システムの受電コイル又は送電コイルに用いれば、電力伝送に伴う発熱を低減することが可能となる。 As described above, the coil component according to the present invention can further reduce the difference in impedance due to the distance from the magnetic sheet, so it is possible to provide a coil component with small resistance loss in alternating current. Therefore, if the coil component according to the present invention is used as a power receiving coil or a power transmitting coil of a wireless power transmission system, it is possible to reduce heat generation accompanying power transmission.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態によるコイル部品1の構成を説明するための略断面図である。
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a
図1に示すように、本実施形態によるコイル部品1は、磁性シート3と、磁性シート3と重なるように配置された3つのコイルユニットU1~U3によって構成されている。磁性シート3は、フェライト、パーマロイ、複合磁性材料などの高透磁率材料からなるシート部材であり、コイルユニットU1~U3に鎖交する磁束の磁路として機能する。
As shown in FIG. 1, the
コイルユニットU1~U3は、基板の両面にコイルパターンが形成されてなるユニットであり、平面視でそれぞれの内径領域が重なるよう、磁性シート3上に配置されている。磁性シート3からの距離はコイルユニットU1が最も近く、コイルユニットU3が最も遠い。つまり、磁性シート3とコイルユニットU1~U3のコイル軸方向における距離をそれぞれD1~D3とした場合、
D1<D2<D3
である。
The coil units U1 to U3 are units in which coil patterns are formed on both sides of a substrate, and are arranged on the
D1<D2<D3
is.
コイルユニットU1は、基板10と、基板10の一方の表面11に形成された第1のコイルパターン100と、基板10の他方の表面12に形成された第3のコイルパターン300とを備えている。コイルユニットU2は、基板20と、基板20の一方の表面21に形成された第2のコイルパターン200と、基板20の他方の表面22に形成された第4のコイルパターン400とを備えている。コイルユニットU3は、基板30と、基板30の一方の表面31に形成された第5のコイルパターン500と、基板30の他方の表面32に形成された第6のコイルパターン600とを備えている。基板10,20,30の材料については特に限定されないが、PET樹脂などの透明又は半透明なフレキシブル材料を用いることができる。また、基板10,20,30は、ガラスクロスにエポキシ系樹脂が含浸されたフレキシブル基板であっても構わない。また、本実施形態においては、コイルパターン100,200,300,400,500,600のターン数は互いに同じである。
The coil unit U1 includes a
図1に示すように、コイルユニットU1を構成するコイルパターン100,300の内径をφ1A、外径をφ1Bとし、コイルユニットU2を構成するコイルパターン200,400の内径をφ2A、外径をφ2Bとし、コイルユニットU3を構成するコイルパターン500,600の内径をφ3A、外径をφ3Bとした場合、本実施形態においては、
φ1A<φ2A<φ3A
を満たし、且つ、
φ1B<φ2B<φ3B
を満たしている。つまり、磁性シート3からの距離が最も近いコイルユニットU1の内径φ1A及び外径φ1Bが最も小さく、磁性シート3からの距離が最も遠いコイルユニットU3の内径φ3A及び外径φ3Bが最も大きい。
As shown in FIG. 1,
φ1A<φ2A<φ3A
and
φ1B<φ2B<φ3B
meets That is, the coil unit U1 closest to the
そして、コイルパターン100,200,300,400,500,600のターン数は互いに同じであることから、コイルユニットU1を構成するコイルパターン100,300の線路長よりもコイルユニットU2を構成するコイルパターン200,400の線路長の方が長く、コイルユニットU2を構成するコイルパターン200,400の線路長よりもコイルユニットU3を構成するコイルパターン500,600の線路長の方が長くなる。なお、本実施形態では、後述するように、コイルパターン100,200,300,400,500,600はスパイラル状のスリットによって径方向に分割された複数の並列線路を有するが、この場合、各コイルパターン100,200,300,400,500,600の分割された複数の線路の平均線路長を各コイルパターン100,200,300,400,500,600の線路長として考えてもよい。
Since the
図2及び図3は、それぞれコイルユニットU1を構成するコイルパターン100,300のパターン形状を説明するための略平面図である。
2 and 3 are schematic plan views for explaining the pattern shapes of the
図2に示すように、第1のコイルパターン100は、複数ターンに亘ってスパイラル状に巻回された平面導体によって構成される。図2に示す例では、第1のコイルパターン100がターン110~ターン150からなる5ターン構成であり、ターン110が最外周ターンを構成し、ターン150が最内周ターンを構成する。また、各ターン110~150は、スパイラル状の3本のスリットによって径方向に4分割されている。これにより、ターン110は導体パターン111~114に分割され、ターン120は導体パターン121~124に分割され、ターン130は導体パターン131~134に分割され、ターン140は導体パターン141~144に分割され、ターン150は導体パターン151~154に分割される。したがって、分割された導体パターン単位で見れば、導体パターン111が最外周ターンを構成し、導体パターン154が最内周ターンを構成する。
As shown in FIG. 2, the
最外周に位置するターン110の導体パターン111~114は、径方向に延在する引き出しパターン171を介して、端子電極E1aに接続される。また、引き出しパターン171に対して周方向に隣接する位置には、径方向に延在する引き出しパターン172が設けられており、その先端部は端子電極E2bに接続される。一方、最内周に位置するターン150の導体パターン151~154の内周端は、それぞれスルーホール導体H1~H4に接続される。
The
第1のコイルパターン100を構成する各ターン110~150は、径方向における位置が変化しない円周領域A1と、径方向における位置が遷移する遷移領域B1を有しており、この遷移領域B1を境界としてターン110~ターン150からなる5ターンが定義される。図2に示すように、本実施形態においては第1のコイルパターン100の外周端及び内周端がいずれも遷移領域B1に位置している。さらに、第1のコイルパターン100の中心点C1から放射状に延在し、引き出しパターン171と引き出しパターン172の間を通過する仮想線L1を引いた場合、遷移領域B1は仮想線L1上に位置している。また、スルーホール導体H1とスルーホール導体H4は、仮想線L1を軸として互いに対称となる位置に配置され、スルーホール導体H2とスルーホール導体H3は、仮想線L1を軸として互いに対称となる位置に配置されている。
Each of the
図3に示すように、第3のコイルパターン300は、複数ターンに亘ってスパイラル状に巻回された平面導体によって構成される。図3に示す例では、第3のコイルパターン300がターン310~ターン350からなる5ターン構成であり、ターン310が最外周ターンを構成し、ターン350が最内周ターンを構成する。また、各ターン310~350は、スパイラル状の3本のスリットによって径方向に4分割されている。これにより、ターン310は導体パターン311~314に分割され、ターン320は導体パターン321~324に分割され、ターン330は導体パターン331~334に分割され、ターン340は導体パターン341~344に分割され、ターン350は導体パターン351~354に分割される。したがって、分割された導体パターン単位で見れば、導体パターン311が最外周ターンを構成し、導体パターン354が最内周ターンを構成する。
As shown in FIG. 3, the
最外周に位置するターン310の導体パターン311~314は、径方向に延在する引き出しパターン371を介して、端子電極E2aに接続される。また、引き出しパターン371に対して周方向に隣接する位置には、径方向に延在する引き出しパターン372が設けられており、その先端部は端子電極E1bに接続される。一方、最内周に位置するターン350の導体パターン351~354の内周端は、それぞれスルーホール導体H4,H3,H2,H1に接続される。
The
第3のコイルパターン300を構成する各ターン310~350は、径方向における位置が変化しない円周領域A2と、径方向における位置が遷移する遷移領域B2を有しており、この遷移領域B2を境界としてターン310~ターン350からなる5ターンが定義される。図3に示すように、本実施形態においては第3のコイルパターン300の外周端及び内周端がいずれも遷移領域B2に位置している。さらに、第3のコイルパターン300の中心点C2から放射状に延在し、引き出しパターン371と引き出しパターン372の間を通過する仮想線L2を引いた場合、遷移領域B2は仮想線L2上に位置している。
Each of the
このような構成を有する第1及び第3のコイルパターン100,300は、中心点C1,C2が重なり、且つ、仮想線L1,L2が重なるよう、それぞれ基板10の一方の表面11及び他方の表面12に形成される。これにより、端子電極E1a,E1bが重なるとともに、端子電極E2a,E2bが重なる。端子電極E1a,E1bは、引き出しパターン171と引き出しパターン372を接続するスルーホール導体H5を介して短絡され、単一の端子電極E1として用いられる。同様に、端子電極E2a,E2bは、引き出しパターン172と引き出しパターン371を接続するスルーホール導体H6を介して短絡され、単一の端子電極E2として用いられる。
The first and
さらに、スルーホール導体H1を介して導体パターン151,354が互いに短絡され、スルーホール導体H2を介して導体パターン152,353が互いに短絡され、スルーホール導体H3を介して導体パターン153,352が互いに短絡され、スルーホール導体H4を介して導体パターン154,351が互いに短絡されることから、第1のコイルパターン100と第3のコイルパターン300は図4に示すように直列接続され、合計で10ターンのスパイラルコイルが構成されることになる。
Furthermore, the
他のコイルユニットU2,U3についても、内径及び外径が異なる他はコイルユニットU1と同じ構成を有している。つまり、コイルユニットU2を構成するコイルパターン200,400も直列に接続され、コイルユニットU3を構成するコイルパターン500,600も直列に接続される。そして、これらコイルユニットU1~U3は、図4に示すように互いに並列に接続される。これにより、1つのコイルユニットのみを使用する場合と比べて約3倍の電流を流すことが可能となる。
The other coil units U2 and U3 also have the same configuration as the coil unit U1 except that they have different inner and outer diameters. That is, the
本実施形態によるコイル部品1は、図5に示すワイヤレス電力伝送システムに応用することが可能である。図5に示すワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス送電装置TXとワイヤレス受電装置RXからなるシステムであり、空間40を介して、ワイヤレス送電装置TXに含まれる送電コイル51とワイヤレス受電装置RXに含まれる受電コイル61を対向させることにより、ワイヤレスで電力伝送を行うことができる。送電コイル51は、電源回路、インバータ回路、共振回路などを含む送電回路52に接続され、送電回路52から交流の電流が供給される。受電コイル61は、共振回路、整流回路、平滑回路などを含む受電回路62に接続される。そして、送電コイル51と受電コイル61を向かい合わせることにより両者を磁気結合させれば、ワイヤレス送電装置TXからワイヤレス受電装置RXへ空間40を介してワイヤレスに電力を伝送することができる。
The
このような構成を有するワイヤレス電力伝送システムにおいて、送電コイル51や受電コイル61として本実施形態によるコイル部品1のコイルユニットU1~U3を利用することができる。この場合、送電コイル51から見て空間40の反対側に配置された磁性シート53や、受電コイル61から見て空間40の反対側に配置された磁性シート63は、図1に示す磁性シート3に対応する。磁性シート53,63(磁性シート3)を配置すれば、送電コイル51及び受電コイル61(コイルユニットU1~U3)のインダクタンスが高められ、より効率的な電力伝送を行うことが可能となる。
In the wireless power transmission system having such a configuration, the coil units U1 to U3 of the
その一方で、磁性シート3が存在すると、コイルユニットU1~U3のターン数が互いに同一であっても、磁性シート3からの距離に応じたインダクタンス差によって、各コイルユニットU1~U3のインピーダンスに差が生じる。コイルユニットU1~U3にインピーダンス差が存在すると、インピーダンス差に起因する電流の偏りによって損失が大きくなってしまう。その結果、図5に示すワイヤレス電力伝送システムの受電コイル51又は送電コイル61に用いた場合、電力伝送に伴う発熱が大きくなってしまう。
On the other hand, if the
この点を考慮し、本実施形態においては、コイルユニットU1~U3間において線路長に差を設けている。つまり、磁性シート3からの距離が最も近く、これにより最もインピーダンスの大きいコイルユニットU1の線路長をコイルユニットU2の線路長よりも短くすることによってインダクタンスを小さくし、且つ、磁性シート3からの距離が最も遠く、これにより最もインピーダンスの小さいコイルユニットU3の線路長をコイルユニットU2の線路長よりも長くすることによってインダクタンスを大きくしている。これにより、3つのコイルユニットU1~U3のインダクタンス差が縮小することから、インピーダンス差に起因する電流の偏りが低減され、理想的には一致する。その結果、図4に示す回路全体の損失を低減することが可能となる。
Considering this point, in the present embodiment, a difference is provided in line length between the coil units U1 to U3. That is, by making the line length of the coil unit U1, which is closest to the
そして、本実施形態においては、各コイルユニットU1~U3のインピーダンスをコイルパターンの線路長によって調整していることから、インピーダンスの微調整が可能である。このため、磁性シート3からの距離やターン数などのパラメータに応じて線路長を適切に設計することにより、コイルユニットU1~U3のインピーダンス差を確実に縮小することが可能となる。
In this embodiment, since the impedance of each coil unit U1 to U3 is adjusted by the line length of the coil pattern, it is possible to finely adjust the impedance. Therefore, by appropriately designing the line length according to parameters such as the distance from the
尚、図1に示す例では、内径及び外径ともに、コイルユニットU1,U2,U3の順に大きくなる構成を有しているが、本発明においてこの点は必須でない。したがって、図6に示す第1の変形例によるコイル部品1aのように、コイルユニットU1~U3の内径φAを一致させ、コイルユニットU1~U3の外径を
φ1B<φ2B<φ3B
とすることによって、コイルユニットU1,U2,U3の順に線路長を長くしても構わないし、図7に示す第2の変形例によるコイル部品1bのように、コイルユニットU1~U3の外径φBを一致させ、コイルユニットU1~U3の内径を
φ1A<φ2A<φ3A
とすることによって、コイルユニットU1,U2,U3の順に線路長を長くしても構わない。さらには、図示しないが、コイルユニットU1~U3の内径又は外径に差を設けるのに加え、又はこれに代えて、コイルユニットU1,U2,U3の順にターン数を多くしても構わない。
In the example shown in FIG. 1, both the inner diameter and the outer diameter are configured to increase in order of the coil units U1, U2, and U3, but this point is not essential in the present invention. Therefore, like the
Thus, the line lengths of the coil units U1, U2, and U3 may be increased in order, and like the
By doing so, the line lengths of the coil units U1, U2, and U3 may be increased in this order. Furthermore, although not shown, in addition to or instead of providing a difference in the inner diameter or outer diameter of the coil units U1 to U3, the number of turns of the coil units U1, U2 and U3 may be increased in this order.
図8は、図2及び図3に示すD-D線に沿った略断面図である。尚、図2及び図3に示すD-D断面はコイルユニットU1の断面に対応するが、他のコイルユニットU2,U3の断面についても、内径又は外径が異なる他は、図2及び図3に示すD-D断面と同じである。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along line DD shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 2 and 3 correspond to the cross section of the coil unit U1, but the cross sections of the other coil units U2 and U3 are the same as those shown in FIGS. is the same as the DD section shown in FIG.
特に限定されるものではないが、図8に示すように、第1のコイルパターン100の円周領域A1に位置する各導体パターンと、第3のコイルパターン300の円周領域A2に位置する各導体パターンは、平面方向における位置が完全に一致している。これにより、平面視で基板10が導体パターンで覆われる部分の面積が小さくなることから、渦電流損を低減することが可能となる。しかも、円周領域A1に位置する各導体パターンと円周領域A2に位置する各導体パターンが重なることにより、第1のコイルパターン100と第3のコイルパターン300の視覚的な干渉を最小限に抑えることができる。つまり、基板10が透明又は半透明であっても、第1のコイルパターン100を外観検査する際に第3のコイルパターン300が視覚的な障害とならず、逆に、第3のコイルパターン300を外観検査する際に第1のコイルパターン100が視覚的な障害とならない。これにより、検査装置を用いた外観検査を正しく実行することが可能となる。
Although not particularly limited, as shown in FIG. The conductor patterns completely match in position in the planar direction. As a result, the area of the portion where the
特に限定されるものではないが、本実施形態によるコイル部品1は、図8に示すように、第1及び第3のコイルパターン100,300のパターン幅が一定ではなく、内周側及び外周側においてパターン幅が狭く、中心側においてパターン幅が広いという特徴を有している。
Although not particularly limited, in the
より具体的に説明すると、最内周ターンを構成する導体パターン154,354のパターン幅をW1、最外周ターンを構成する導体パターン111,311のパターン幅をW2、最内周ターン又は最外周ターンから数えてターン数が全体の中間である中間ターンを構成する導体パターン133,333(又は132,332)のパターン幅をW3,導体パターンに沿ったコイルパターンの線路長の中心位置となる導体パターン124,324のパターン幅をW4とした場合、
W1,W2<W3,W4
を満たしている。
More specifically, the pattern width of the
W1, W2<W3, W4
meets
最内周ターン及び最外周ターンのパターン幅W1,W2を縮小しているのは、この部分における磁界が強く、渦電流による発熱によって大きな損失が発生するからである。つまり、最内周ターン及び最外周ターンのパターン幅W1,W2を縮小することにより、最内周ターン及び最外周ターンと干渉する磁束が減少することから、発生する渦電流を低減することができる。最内周ターンのパターン幅W1は、コイルパターン100,300のパターン厚よりも大きいことが好ましい。これによれば、コイルパターン100,300に流れる渦電流が導体パターンの径方向における両側に集中することから、コイルパターン100,300のパターン幅を狭くすることによる損失の低減効果を顕著に得ることが可能となる。
The reason why the pattern widths W1 and W2 of the innermost and outermost turns are reduced is that the magnetic field at this portion is strong and the heat generated by the eddy current causes a large loss. That is, by reducing the pattern widths W1 and W2 of the innermost and outermost turns, the magnetic flux that interferes with the innermost and outermost turns is reduced, thereby reducing the generated eddy current. . The pattern width W1 of the innermost peripheral turn is preferably larger than the pattern thickness of the
さらに、導体パターンのパターン厚は、最外周ターンよりも最内周ターンの方が薄くても構わない。特に、最外周ターンから最内周ターンに向かって、パターン厚が徐々に又は段階的に薄くなる構成とすることが好ましい。これによれば、渦電流の影響をより強く受ける内周側において、パターン幅を狭くすることによる損失の低減効果が顕著となる。 Furthermore, the pattern thickness of the conductor pattern may be thinner in the innermost turn than in the outermost turn. In particular, it is preferable that the pattern thickness becomes thinner gradually or stepwise from the outermost turn to the innermost turn. According to this, the effect of reducing the loss by narrowing the pattern width becomes remarkable on the inner peripheral side, which is more strongly affected by the eddy current.
図9は、導体パターンの径方向位置とパターン幅の関係を説明するためのグラフである。図9において、実線はコイルユニットU1~U3のパターン幅を示し、破線は参考例におけるパターン幅を示している。参考例は、導体パターンのパターン幅を一定とした例である。 FIG. 9 is a graph for explaining the relationship between the radial position of the conductor pattern and the pattern width. In FIG. 9, the solid line indicates the pattern width of the coil units U1 to U3, and the broken line indicates the pattern width in the reference example. The reference example is an example in which the pattern width of the conductor pattern is constant.
図9に示す例では、最内周ターンのパターン幅W1が最も小さく、最内周ターンから線路長の中心位置に向かってパターン幅が徐々にまたは段階的に拡大し、線路長の中心位置におけるパターン幅W4が最大となる。そして、線路長の中心位置から最外周ターンに向かってパターン幅が徐々にまたは段階的に縮小し、最外周ターンにおいてパターン幅がW2となる。図9に示す例では、最内周ターンのパターン幅W1が最外周ターンのパターン幅W2よりも小さい。これは、最内周ターンの方が最外周ターンよりも磁界が強いためであり、これをパターン幅に反映させたものである。これにより、図9に示す例では、
W1<W2<W3<W4
を満たしている。参考例では全てのターンにおいて導体パターンのパターン幅がW0である。
In the example shown in FIG. 9, the pattern width W1 of the innermost peripheral turn is the smallest, and the pattern width expands gradually or stepwise from the innermost peripheral turn toward the center position of the line length. The pattern width W4 is the maximum. Then, the pattern width is gradually or stepwisely reduced from the center position of the line length toward the outermost turn, and the pattern width becomes W2 at the outermost turn. In the example shown in FIG. 9, the pattern width W1 of the innermost turn is smaller than the pattern width W2 of the outermost turn. This is because the innermost turn has a stronger magnetic field than the outermost turn, and this is reflected in the pattern width. As a result, in the example shown in FIG.
W1<W2<W3<W4
meets In the reference example, the pattern width of the conductor pattern is W0 in all turns.
また、線路長の中心位置は中間ターンよりも外周側に位置し、この部分においてパターン幅W4が最大となる。これは、線路長の中心の方が中間ターンよりも磁界が弱いためであり、これをパターン幅に反映させたものである。図9に示す例では、線路長の中心位置が最大のパターン幅W4を有しており、ここから離れるにしたがってパターン幅が減少することから、中間ターンを中心に考えると、中間ターンから見て内周側に位置する各ターンのパターン幅の合計値又は平均値よりも、中間ターンから見て外周側に位置する各ターンのパターン幅の合計値又は平均値の方が大きくなる。つまり、図9に示すグラフの領域F1よりも領域F2の方が大きい。このように、図9に示す例では、中間ターンを中心に考えると、パターン幅が内周側と外周側で対称ではない。 Further, the center position of the line length is positioned on the outer peripheral side of the intermediate turn, and the pattern width W4 is maximized at this portion. This is because the magnetic field is weaker at the center of the line length than at the intermediate turn, and this is reflected in the pattern width. In the example shown in FIG. 9, the center position of the line length has the maximum pattern width W4, and the pattern width decreases as the distance from this point increases. The total value or average value of the pattern widths of the turns located on the outer peripheral side as viewed from the intermediate turns is larger than the total value or average value of the pattern widths of the turns located on the inner peripheral side. That is, the area F2 of the graph shown in FIG. 9 is larger than the area F1. Thus, in the example shown in FIG. 9, the pattern width is not symmetrical between the inner and outer circumferences when considering the intermediate turn as the center.
ここで、中間ターンとは、図10に示すようにコイルパターンTのターン数が奇数(例えば11ターン)である場合は、最内周ターンTiから数えたターン数と最外周ターンToから数えたターン数が一致するターンT1(例えば第6ターン)が該当する。 Here, when the coil pattern T has an odd number of turns (for example, 11 turns) as shown in FIG. 10, the intermediate turns are the number of turns counted from the innermost turn Ti and the outermost turn To. The turn T1 (for example, the 6th turn) with the same number of turns is applicable.
また、図11に示すようにコイルパターンTのターン数が偶数(例えば10ターン)である場合は、最内周ターンTiから数えたターン数が総ターン数の半分に相当するターンT2(例えば内周端から数えて第5ターン)、或いは、最外周ターンToから数えたターン数が総ターン数の半分に相当するターンT3(例えば外周端から数えて第5ターン)が該当する。コイルパターンTのターン数が偶数である場合、ターンT2とターンT3の両方を中間ターンと見なしても構わないし、いずれか一方を中間ターンと見なしても構わない。また、ターンT2のパターン幅とターンT3のパターン幅の平均値を中間ターンのパターン幅W3と見なしても構わない。 When the coil pattern T has an even number of turns (for example, 10 turns) as shown in FIG. 5th turn counted from the outer edge), or turn T3 in which the number of turns counted from the outermost turn To is half of the total number of turns (for example, the 5th turn counted from the outer edge). When the coil pattern T has an even number of turns, both the turns T2 and T3 may be regarded as intermediate turns, or either one of them may be regarded as an intermediate turn. Also, the average value of the pattern width of the turn T2 and the pattern width of the turn T3 may be regarded as the pattern width W3 of the intermediate turn.
さらには、図12に示すように、ターン数の中心位置における導体パターンのパターン幅を中間ターンのパターン幅W3と見なしても構わない。図12に示す例では、コイルパターンTの総ターン数が4ターンであることから、内周端又は外周端から数えてちょうど2ターン目となる位置T4のパターン幅を中間ターンのパターン幅W3と見なしても構わない。この点は、総ターン数が奇数である場合も同様であり、図13に示すように、コイルパターンTの総ターン数が5ターンであれば、内周端又は外周端から数えてちょうど2.5ターン目となる位置T5のパターン幅を中間ターンのパターン幅W3と見なしても構わない。 Furthermore, as shown in FIG. 12, the pattern width of the conductor pattern at the central position of the number of turns may be regarded as the pattern width W3 of the intermediate turns. In the example shown in FIG. 12, since the total number of turns of the coil pattern T is four, the pattern width of the position T4, which is exactly the second turn counted from the inner or outer peripheral end, is the pattern width W3 of the intermediate turn. I don't mind if you look at it. This point is the same when the total number of turns is an odd number. As shown in FIG. 13, if the total number of turns of the coil pattern T is 5 turns, the number of turns is exactly 2.0 from the inner or outer peripheral end. The pattern width at the fifth turn position T5 may be regarded as the pattern width W3 of the intermediate turn.
一方、本実施形態のように、各ターンがスパイラル状のスリットによって径方向に分割されている場合には、各導体パターンを1ターンと見なして中間ターンを特定すれば良い。つまり、1ターンが複数の導体パターンに分割されているか否かにかかわらず、断面に現れる導体パターンの数(図8に示す例では20個)に基づいて中間ターンを特定すれば良い。 On the other hand, when each turn is divided in the radial direction by a spiral slit as in the present embodiment, each conductor pattern may be regarded as one turn and an intermediate turn may be specified. That is, regardless of whether or not one turn is divided into a plurality of conductor patterns, the intermediate turn can be specified based on the number of conductor patterns appearing in the cross section (20 in the example shown in FIG. 8).
線路長の中心位置については、各ターンがスパイラル状のスリットによって径方向に分割されていない場合、つまり、コイルパターンが単純なスパイラルパターンである場合には、コイルパターンに沿ったコイル長のちょうど中間位置がこれに該当する。一方、本実施形態のように、各ターンがスパイラル状のスリットによって径方向に分割されている場合には、全導体パターンが内周端から外周端に向かって一筆書き可能な単純なスパイラルパターンであると仮定した場合における、コイルパターンに沿ったコイル長のちょうど中間位置を線路長の中心位置としても構わない。この場合、図2に示す例では、導体パターン111~114,121~124,131~134,141~144,151~154からなる計20個の導体パターンがスパイラル状に接続され、これによりコイルパターン100のターン数が20ターンであると仮定した場合における線路長の中心位置がこれに該当する。或いは、各ターンを構成する複数の導体パターンの長さを平均化して、その合計を線路長とし、これに基づいて中心位置を定義しても構わない。
Regarding the center position of the line length, if each turn is not divided radially by a spiral slit, that is, if the coil pattern is a simple spiral pattern, the center position of the coil length should be exactly in the middle of the coil length along the coil pattern. This is the position. On the other hand, when each turn is radially divided by a spiral slit as in this embodiment, the entire conductor pattern is a simple spiral pattern that can be written in one stroke from the inner peripheral end to the outer peripheral end. Assuming that there is a line length, the middle position of the coil length along the coil pattern may be set as the center position of the line length. In this case, in the example shown in FIG. 2, a total of 20 conductor patterns consisting of
このように、磁界の強度に応じてコイルパターンのパターン幅を設計すれば、パターン幅を一定とした場合と比べ、交流抵抗をより低減することが可能となる。 By designing the pattern width of the coil pattern according to the intensity of the magnetic field in this way, it is possible to further reduce the AC resistance as compared with the case where the pattern width is constant.
しかも、本実施形態によるコイル部品は、各ターンがスパイラル状のスリットによって径方向に4分割されていることから、このようなスリットを設けない場合と比べて、電流密度の偏りが低減される。その結果、直流抵抗や交流抵抗を低減することができる。しかも、第1のコイルパターン100と第3のコイルパターン300との間で導体部分の径方向位置が完全に入れ替えられていることから、内外周差が相殺される。これにより、電流密度分布が均一化されることから、直流抵抗や交流抵抗をよりいっそう低減することが可能となる。
Moreover, in the coil component according to the present embodiment, each turn is radially divided into four by the spiral slits, so that current density bias is reduced compared to the case where such slits are not provided. As a result, DC resistance and AC resistance can be reduced. Moreover, since the radial positions of the conductor portions are completely interchanged between the
また、図8に示す例では、径方向に隣接するターン間のスペースSが一定幅とされている。これにより、パターン幅の狭い内周端近傍または外周端近傍において無駄なスペースが生じないことから、パターン幅を十分に確保することができ、直流抵抗が低減される。但し、本発明においてこの点は必須でなく、図14に示す変形例のように、パターン幅に応じてスペースSを変化させても構わない。図14に示す例では、各導体パターンの径方向におけるピッチPが一定であり、これにより、パターン幅が狭いほどスペースSが大きく、パターン幅が広いほどスペースSが小さくなるよう設計されている。これによれば、パターン幅を一定とした場合と同じインダクタンスを得ることが可能となる。 In addition, in the example shown in FIG. 8, the space S between the radially adjacent turns has a constant width. As a result, there is no wasted space in the vicinity of the inner peripheral edge or the outer peripheral edge where the pattern width is narrow, so that the pattern width can be sufficiently secured, and the direct current resistance can be reduced. However, this point is not essential in the present invention, and the space S may be changed according to the pattern width as in the modification shown in FIG. In the example shown in FIG. 14, the pitch P in the radial direction of each conductor pattern is constant, so that the narrower the pattern width, the larger the space S, and the wider the pattern width, the smaller the space S. According to this, it is possible to obtain the same inductance as when the pattern width is constant.
<第2の実施形態>
図15及び図16は、それぞれ本発明の第2の実施形態によるコイル部品2に含まれる第1のコイルパターン100a及び第3のコイルパターン300aのパターン形状を説明するための略平面図である。
<Second embodiment>
15 and 16 are schematic plan views for explaining pattern shapes of a
第1及び第3のコイルパターン100a,300aは、図2及び図3に示した第1及び第3のコイルパターン100,300の代わりに用いられるパターンであり、他のコイルユニットU2,U3についても、内径又は外径が異なる他は、同様のパターンが用いられる。
The first and
図15に示すように、第1のコイルパターン100aは、図2に示した第1のコイルパターン100に導体パターン161,162を追加し、導体パターン161,162の内周端にそれぞれスルーホール導体H7,H8を設けた構成を有している。導体パターン161は導体パターン151から連続する1ターンの導体パターンであり、導体パターン162は導体パターン152から連続する1ターンの導体パターンである。本実施形態においては、スルーホール導体H3とスルーホール導体H8が仮想線L1を軸として互いに対称となる位置に配置され、スルーホール導体H4とスルーホール導体H7が仮想線L1を軸として互いに対称となる位置に配置されている。その他の基本的な構成は、図2に示した第1のコイルパターン100と同一であることから、同一の要素には同一の部号を付し、重複する説明は省略する。コイルユニットU2に含まれるコイルパターン200や、コイルユニットU3に含まれるコイルパターン500についても、内径又は外径が異なる他は、図15に示す第1のコイルパターン100aと同じパターン形状を有している。
As shown in FIG. 15, a
図16に示すように、第3のコイルパターン300aは、図3に示した第3のコイルパターン300に導体パターン361,362を追加し、導体パターン361,362の内周端にそれぞれスルーホール導体H4,H3を設けた構成を有している。導体パターン361は導体パターン351から連続する1ターンの導体パターンであり、導体パターン362は導体パターン352から連続する1ターンの導体パターンである。また、導体パターン353,354の内周端は、それぞれスルーホール導体H8,H7に接続されている。その他の基本的な構成は、図3に示した第3のコイルパターン300と同一であることから、同一の要素には同一の部号を付し、重複する説明は省略する。コイルユニットU2に含まれるコイルパターン400や、コイルユニットU3に含まれるコイルパターン600についても、内径又は外径が異なる他は、図16に示す第3のコイルパターン300aと同じパターン形状を有している。
As shown in FIG. 16, a
このような構成を有する第1及び第3のコイルパターン100a,300aは、中心点C1,C2が重なり、且つ、仮想線L1,L2が重なるよう、それぞれ基板10の一方の表面11及び他方の表面12に形成される。これにより、スルーホール導体H3を介して導体パターン153,362が互いに短絡され、スルーホール導体H4を介して導体パターン154,361が互いに短絡され、スルーホール導体H7を介して導体パターン161,354が互いに短絡され、スルーホール導体H8を介して導体パターン162,353が互いに短絡されることから、第1のコイルパターン100aと第3のコイルパターン300aは図17に示すように直列接続され、合計で11ターンのスパイラルコイルが構成されることになる。
The first and
このように、本実施形態においては、表裏で同一のパターン形状を用いているにもかかわらず、奇数ターンのスパイラルコイルを実現することが可能となる。 As described above, in this embodiment, although the same pattern shape is used on the front and back sides, it is possible to realize a spiral coil with an odd number of turns.
他のコイルユニットU2,U3についても、内径及び外径が異なる他はコイルユニットU1と同じ構成を有している。つまり、コイルユニットU2を構成するコイルパターン200,400も直列に接続されて11ターンのスパイラルコイルを構成し、コイルユニットU3を構成するコイルパターン500,600も直列に接続されて11ターンのスパイラルコイルを構成する。そして、これらコイルユニットU1~U3は、図17に示すように互いに並列に接続される。これにより、1つのコイルユニットのみを使用する場合と比べて約3倍の電流を流すことが可能となる。
The other coil units U2 and U3 also have the same configuration as the coil unit U1 except that they have different inner and outer diameters. That is, the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Needless to say, it is included within the scope.
例えば、上記各実施形態においては、3つのコイルユニットU1~U3を用いているが、本発明がこれに限定されるものではなく、並列接続された2以上のコイルユニット又はコイルパターンを備えていれば足りる。 For example, in each of the above embodiments, three coil units U1 to U3 are used, but the present invention is not limited to this, and any coil unit or coil pattern connected in parallel may be provided. Enough.
また、上記各実施形態においては、基板の表裏に形成された2つのコイルパターンを直列に接続することによって1つのコイルユニットを構成しているが、本発明がこれに限定されるものではなく、各コイルユニットが少なくとも1つのコイルパターンを含んでいれば足りる。 In each of the above-described embodiments, one coil unit is configured by connecting in series two coil patterns formed on the front and back sides of the substrate, but the present invention is not limited to this. It is sufficient if each coil unit contains at least one coil pattern.
さらに、上記各実施形態においては、コイルパターンを構成する各ターンをスパイラル状のスリットによって4つの導体パターンに分離しているが、本発明において、コイルパターンを構成する各ターンを複数の導体パターンに分離することは必須でない。また、複数の導体パターンに分離する場合であっても、その数は4つに限定されるものではない。 Furthermore, in each of the above-described embodiments, each turn that constitutes the coil pattern is separated into four conductor patterns by a spiral slit. Separation is not required. Further, even when the conductor patterns are separated into a plurality of conductor patterns, the number is not limited to four.
1,1a,1b,2 コイル部品
3 磁性シート
10,20,30 基板
11,21,31 基板の一方の表面
12,22,32 基板の他方の表面
40 空間
51 送電コイル
51 受電コイル
52 送電回路
53 磁性シート
61 受電コイル
61 送電コイル
62 受電回路
63 磁性シート
100,100a 第1のコイルパターン
200 第2のコイルパターン
300,300a 第3のコイルパターン
400 第4のコイルパターン
500 第5のコイルパターン
600 第6のコイルパターン
110~150、310~350 ターン
111~114,121~124,131~134,141~144,151~154,161,162,311~314,321~324,331~334,341~344,351~354,361,342 導体パターン
171,172,371,372 引き出しパターン
A1,A2 円周領域
B1,B2 遷移領域
C1,C2 中心点
E1,E1a,E1b,E2,E2a,E2b 端子電極
F1,F2 領域
H1~H8 スルーホール導体
L1,L2 仮想線
P ピッチ
RX ワイヤレス受電装置
S スペース
T コイルパターン
TX ワイヤレス送電装置
Ti 最内周ターン
To 最外周ターン
U1~U3 コイルユニット
W1~W4 パターン幅
1, 1a, 1b, 2
Claims (10)
平面視で前記磁性シートと重なるように配置された第1及び第2の基板と、
複数ターンに亘ってスパイラル状に巻回され、平面視で前記磁性シートと重なるように配置された第1、第2、第3及び第4のコイルパターンと、を備え、
前記第1のコイルパターンは、前記第1の基板の一方の表面に形成され、
前記第2のコイルパターンは、前記第2の基板の一方の表面に形成され、
前記第3のコイルパターンは、前記第1の基板の他方の表面に形成され、
前記第4のコイルパターンは、前記第2の基板の他方の表面に形成され、
前記第1のコイルパターンの内周端と前記第3のコイルパターンの内周端は互いに接続され、
前記第2のコイルパターンの内周端と前記第4のコイルパターンの内周端は互いに接続され、
前記第1及び第3のコイルパターンと前記第2及び第4のコイルパターンは並列に接続され、
前記第1及び第3のコイルパターンは、前記第2及び第4のコイルパターンよりも前記磁性シートの近くに配置され、
前記第2のコイルパターンの線路長は、前記第1のコイルパターンの線路長よりも長く、
前記第4のコイルパターンの線路長は、前記第3のコイルパターンの線路長よりも長く、
前記第1、第2、第3及び第4のコイルパターンは、径方向における位置が変化しない円周領域を有し、
前記第1のコイルパターンの前記円周領域に位置する各導体パターンと、前記第3のコイルパターンの前記円周領域に位置する各導体パターンは、平面視で互いに重なり、
前記第2のコイルパターンの前記円周領域に位置する各導体パターンと、前記第4のコイルパターンの前記円周領域に位置する各導体パターンは、平面視で互いに重なることを特徴とするコイル部品。 a magnetic sheet;
first and second substrates arranged so as to overlap with the magnetic sheet in plan view;
a first , second, third, and fourth coil pattern spirally wound over a plurality of turns and arranged so as to overlap the magnetic sheet in a plan view;
The first coil pattern is formed on one surface of the first substrate,
The second coil pattern is formed on one surface of the second substrate,
The third coil pattern is formed on the other surface of the first substrate,
The fourth coil pattern is formed on the other surface of the second substrate,
the inner peripheral end of the first coil pattern and the inner peripheral end of the third coil pattern are connected to each other;
the inner peripheral end of the second coil pattern and the inner peripheral end of the fourth coil pattern are connected to each other;
The first and third coil patterns and the second and fourth coil patterns are connected in parallel,
The first and third coil patterns are arranged closer to the magnetic sheet than the second and fourth coil patterns,
The line length of the second coil pattern is longer than the line length of the first coil pattern,
The line length of the fourth coil pattern is longer than the line length of the third coil pattern,
The first, second, third and fourth coil patterns have circumferential regions whose positions in the radial direction do not change,
each conductor pattern positioned in the circumferential area of the first coil pattern and each conductor pattern positioned in the circumferential area of the third coil pattern overlap each other in plan view;
Each conductor pattern positioned in the circumferential area of the second coil pattern and each conductor pattern positioned in the circumferential area of the fourth coil pattern overlap each other in plan view. .
前記第1のコイルパターンは、前記最内周ターンのパターン幅及び前記最外周ターンのパターン幅よりも、前記中心位置におけるパターン幅の方が大きく、且つ、前記最内周ターンから前記中間ターンまでの各ターンのパターン幅の合計値又は平均値よりも、前記最外周ターンから前記中間ターンまでの各ターンのパターン幅の合計値又は平均値の方が大きく、
前記第2のコイルパターンは、前記最内周ターンのパターン幅及び前記最外周ターンのパターン幅よりも、前記中心位置におけるパターン幅の方が大きく、且つ、前記最内周ターンから前記中間ターンまでの各ターンのパターン幅の合計値又は平均値よりも、前記最外周ターンから前記中間ターンまでの各ターンのパターン幅の合計値又は平均値の方が大きいことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のコイル部品。 The first and second coil patterns are composed of the innermost turn located on the innermost circumference, the outermost turn located on the outermost circumference, and the number of turns counted from the innermost or outermost turn. and a center position of the line length,
In the first coil pattern, the pattern width at the center position is larger than the pattern width of the innermost turn and the pattern width of the outermost turn, and from the innermost turn to the intermediate turn. The total or average pattern width of each turn from the outermost turn to the intermediate turn is larger than the total or average pattern width of each turn of
In the second coil pattern, the pattern width at the center position is larger than the pattern width of the innermost turn and the pattern width of the outermost turn, and from the innermost turn to the intermediate turn. 5, wherein the total or average pattern width of each turn from the outermost turn to the intermediate turn is larger than the total or average pattern width of each turn of The coil component according to any one of .
前記第2のコイルパターンは、前記中間ターンのパターン幅よりも前記中心位置におけるパターン幅の方が大きいことを特徴とする請求項6に記載のコイル部品。 The first coil pattern has a pattern width at the center position larger than the pattern width of the intermediate turn,
7. The coil component according to claim 6, wherein the pattern width of the second coil pattern at the center position is larger than the pattern width of the intermediate turns.
前記第2のコイルパターンは、前記最外周ターンのパターン幅よりも前記最内周ターンのパターン幅の方が小さいことを特徴とする請求項6又は7に記載のコイル部品。 In the first coil pattern, the pattern width of the innermost turn is smaller than the pattern width of the outermost turn,
8. The coil component according to claim 6, wherein the pattern width of the innermost turns of the second coil pattern is smaller than the pattern width of the outermost turns.
前記第3のコイルパターンを構成する各ターンは、スパイラル状のスリットによって径方向に分離された第3及び第4の導体パターンを含む複数の導体パターンからなることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のコイル部品。 Each turn that constitutes the first coil pattern consists of a plurality of conductor patterns including first and second conductor patterns that are radially separated by a spiral slit,
9. Each turn constituting the third coil pattern is composed of a plurality of conductor patterns including third and fourth conductor patterns radially separated by a spiral slit. The coil component according to any one of .
前記第3の導体パターンは、前記第4の導体パターンよりも外周側に位置し、
前記第1の導体パターンの内周端と前記第4の導体パターンの内周端が互いに接続され、
前記第2の導体パターンの内周端と前記第3の導体パターンの内周端が互いに接続されることを特徴とする請求項9に記載のコイル部品。 The first conductor pattern is located on the outer peripheral side of the second conductor pattern,
the third conductor pattern is located on the outer peripheral side of the fourth conductor pattern,
the inner peripheral end of the first conductor pattern and the inner peripheral end of the fourth conductor pattern are connected to each other;
10. The coil component according to claim 9 , wherein the inner peripheral end of said second conductor pattern and the inner peripheral end of said third conductor pattern are connected to each other.
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