JP2007305820A

JP2007305820A - 積層平面コイル

Info

Publication number: JP2007305820A
Application number: JP2006133236A
Authority: JP
Inventors: Yoshi Takaishi; 好高石
Original assignee: ASUKA ELECTRON KK
Current assignee: ASUKA ELECTRON KK
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】電力伝送用コイルに最適な平面コイルを提供する。
【解決手段】基板(１)上に導電体でスパイラル状導体パターン(２)を形成する。同形のスパイラル状導体パターン(２)を形成した基板(１)を複数枚積層配置する。積層配置されているスパイラル状導体パターン(２)の少なくとも始端部(３)と終端部(４)で上下に位置しているスパイラル状導体パターン(２)同士を電気的に接続してコイルに形成した。
【選択図】図２

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。

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。

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。
特開２００２−２８０２３０特開２００５−５５９５国際公開ＷＯ０２／０８９１５７

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

平面積層コイルの一実施形態を示す平面図である。図１のＡ−Ａ線端面図である。別の実施形態を示す平面図である。

符号の説明

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。

Claims

同形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)を複数枚積層配置し、積層配置されているスパイラル状導体パターン(２)の少なくとも始端部(３)と終端部(４)で上下に位置しているスパイラル状導体パターン(２)同士を電気的に接続してコイルに形成したことを特徴とする積層平面コイル。
積層配置されて上下に位置しているスパイラル状導体パターン(２)の始端から同一長さに位置する中間部で、上下に位置するスパイラル状導体パターン(２)同士を電気的に接続した請求項１に記載の積層平面コイル。
基板(１)が樹脂フィルムである請求項１又は２に記載の積層平面コイル。