特許 7561044 コイル部品及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-25

(45)【発行日】2024-10-03

(54)【発明の名称】コイル部品及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイス

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/00 20060101AFI20240926BHJP

   H01F 38/14 20060101ALI20240926BHJP

   H01F 17/00 20060101ALI20240926BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20240926BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20240926BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20240926BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20240926BHJP

【ＦＩ】

H01Q7/00

H01F38/14

H01F17/00 B

H01F17/04 A

H01F17/04 F

H02J50/40

H02J50/10

H02J50/80

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021007760

(22)【出願日】2021-01-21

(65)【公開番号】P2022112104

(43)【公開日】2022-08-02

【審査請求日】2023-08-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(72)【発明者】

【氏名】松島 正樹

(72)【発明者】

【氏名】千代 憲隆

【審査官】麻生 哲朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－００１９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００１３６６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１４７１３３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ７／００

Ｈ０１Ｆ ３８／１４

Ｈ０１Ｆ １７／００

Ｈ０１Ｆ １７／０４

Ｈ０２Ｊ ５０／４０

Ｈ０２Ｊ ５０／１０

Ｈ０２Ｊ ５０／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１コイルパターンと、
前記第１コイルパターンと接続される第２コイルパターンと、
前記第１コイルパターンの開口領域に配置され、前記第１コイルパターンと同じ軸方向を有する第４コイルパターンと、
前記第１、第２及び第４コイルパターンを軸方向から覆う磁性体と、を備え、
前記第１及び第２コイルパターンは、前記軸方向と直交する第１方向に並置され、
前記第１コイルパターンは、前記軸方向及び前記第１方向と直交する第２方向における前記磁性体の第１外周端から前記第２方向に突出する第１突出部を有し、
前記第２コイルパターンは、前記磁性体の前記第１方向における一方側の第２外周端から前記第１方向に突出する第２突出部を有し、
前記第１コイルパターンの開口領域の一部は、前記磁性体よりも前記第２方向における外側に位置し、
前記第２コイルパターンの開口領域の一部は、前記磁性体よりも前記第１方向における外側に位置する、コイル部品。

【請求項2】

前記第１方向に延在し、前記第１コイルパターンと前記第２コイルパターンを接続する接続パターンをさらに備え、
前記接続パターンの前記第１方向における幅は、前記第２コイルパターンの開口領域の前記第１方向における開口幅より小さい、請求項１に記載のコイル部品。

【請求項3】

前記第２突出部と前記磁性体の前記第２外周端の前記第１方向における距離は、前記第２コイルパターンの前記第１方向における開口幅の１／２未満である、請求項１又は２に記載のコイル部品。

【請求項4】

前記第２コイルパターンは、前記磁性体の前記１外周端から前記第２方向に突出する第３突出部を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイル部品。

【請求項5】

前記第１及び第２コイルパターンは、前記第２方向に部分的な重なりを有している、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイル部品。

【請求項6】

前記磁性体と重なる前記第１コイルパターンの第１区間は、周回方向に沿って前記第１方向における座標が変化する部分を含む形状を有し、
前記第２コイルパターンの第２区間は、前記第１区間に沿って配設されている、請求項５に記載のコイル部品。

【請求項7】

前記第１コイルパターンに接続される第３コイルパターンをさらに備え、
前記第１コイルパターンは、前記第２コイルパターンと前記第３コイルパターンの間に配置される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコイル部品。

【請求項8】

前記第３コイルパターンは、前記磁性体の前記第１方向における他方側の第３外周端から前記第１方向に突出する第４突出部を有する、請求項７に記載のコイル部品。

【請求項9】

前記第４突出部と前記磁性体の前記第３外周端の前記第１方向における距離は、前記第３コイルパターンの前記第１方向における開口幅の１／２未満である、請求項８に記載のコイル部品。

【請求項10】

前記第３コイルパターンは、前記磁性体の前記１外周端から前記第２方向に突出する第５突出部を有する、請求項７乃至９のいずれか一項に記載のコイル部品。

【請求項11】

前記第１及び第３コイルパターンは、前記第２方向に部分的な重なりを有している、請求項７乃至１０のいずれか一項に記載のコイル部品。

【請求項12】

前記磁性体と重なる前記第１コイルパターンの第３区間は、周回方向に沿って前記第１方向における座標が変化する部分を含む形状を有し、
前記第３コイルパターンの第４区間は、前記第３区間に沿って配設されている、請求項１１に記載のコイル部品。

【請求項13】

前記第１乃至第３コイルパターンは、前記第１コイルパターンが発生する磁界と前記第２及び第３コイルパターンが発生する磁界とが互いに逆相となるよう接続されている、請求項７乃至１２のいずれか一項に記載のコイル部品。

【請求項14】

前記第２及び第３コイルパターンのそれぞれのターン数は、前記第１コイルパターンのターン数よりも多い、請求項７乃至１３のいずれか一項に記載のコイル部品。

【請求項15】

基材をさらに備え、
前記第１、第２及び第４コイルパターンは、前記基材の少なくとも一方の表面に設けられている、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のコイル部品。

【請求項16】

請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のコイル部品と、
前記第１及び第２コイルパターンに接続される通信回路と、
前記第４コイルパターンに接続される送電回路と、を備えるワイヤレス電力伝送デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はコイル部品及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

近距離無線通信（ＮＦＣ）による通信可能エリアを調整する方法としては、特許文献１に記載されているように、メインコイルアンテナの他に、メインコイルアンテナに接続されるサブコイルアンテナを設ける方法が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開ＷＯ２０１３／０７３３１４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された装置では、効率よく通信可能エリアを拡大することができないという問題があった。

【0005】

したがって、本開示は、通信可能エリアを効率よく拡大することが可能なコイル部品及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイス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】

本開示の一実施態様によるコイル部品は、第１コイルパターンと、第１コイルパターンと接続される第２コイルパターンと、第１及び第２コイルパターンを軸方向から覆う磁性体とを備え、第１及び第２コイルパターンは、軸方向と直交する第１方向に並置され、第１コイルパターンは、軸方向及び第１方向と直交する第２方向における磁性体の第１外周端から第２方向に突出する第１突出部を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、通信可能エリアを効率よく拡大することが可能なコイル部品及びこれを備えるワイヤレス電力伝送デバイスを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態によるコイル部品を内蔵する端末ホルダー１の模式的な平面図である。

【図2】図２は、スマートフォン３がオフセットして載置された場合を示す模式的な平面図である。

【図3】図３は、一実施形態によるコイル部品１００の構造を説明するための略平面図である。

【図4】図４は、図３に示すＡ－Ａ線に沿った略断面図である。

【図5】図５は、図３に示すＢ－Ｂ線に沿った略断面図である。

【図6】図６は、図３に示すＣ－Ｃ線に沿った略断面図である。

【図7】図７は、図３に示すＤ－Ｄ線に沿った略断面図である。

【図8】図８は、第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３と磁性体７の位置関係をより詳細に説明するための模式図である。

【図9】図９は、磁性体７の外周端５２の位置による磁束の変化を説明するための模式図である。

【図10】図１０は、変形例によるコイル部品１００ａの構造を説明するための略平面図である。

【図11】図１１は、コイル部品１００を用いたワイヤレス電力伝送デバイス６０のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら、本開示の好ましい実施形態について詳細に説明する。

【0010】

図１は、一実施形態によるコイル部品を内蔵する端末ホルダー１の模式的な平面図である。

【0011】

図１に示す端末ホルダー１は、スマートフォン３などの携帯端末を載置する載置面２を有している。載置面２はｘｙ平面を有している。載置面２のｚ方向における下部には、後述する近距離無線通信（ＮＦＣ）用のコイルパターンとワイヤレス電力伝送用のコイルパターンが配置されている。これにより、スマートフォン３を端末ホルダー１に載置すると、端末ホルダー１とスマートフォン３の間で近距離無線通信を行うことができるとともに、ワイヤレス電力伝送によってスマートフォン３を充電することができる。本開示によるコイル部品を内蔵する装置としては、図１に示す端末ホルダー１に限らず、自動車の車内に設けられるセンターコンソールなど、スマートフォン３が載置される装置であれば特に限定されない。

【0012】

図１においては、スマートフォン３が載置面２のｘ方向における略中央部に載置されているが、載置面２のｘ方向における幅はスマートフォン３のｘ方向における長さよりも長く、このため、図２（ａ）に示すようにスマートフォン３が＋ｘ方向（３時方向）にオフセットして載置される場合や、図２（ｂ）に示すようにスマートフォン３が－ｘ方向（９時方向）にオフセットして載置される場合が想定される。このため、端末ホルダー１は、スマートフォン３がオフセットして載置された場合であっても、近距離無線通信を行うことができるよう設計する必要がある。

【0013】

図３は、一実施形態によるコイル部品１００の構造を説明するための略平面図であり、図４は図３に示すＡ－Ａ線に沿った略断面図、図５は図３に示すＢ－Ｂ線に沿った略断面図、図６は図３に示すＣ－Ｃ線に沿った略断面図、図７は図３に示すＤ－Ｄ線に沿った略断面図である。

【0014】

図３～図７に示すように、本実施形態によるコイル部品１００は、ＰＥＴフィルムなどからなる基材４と、基材４の表面４ａ，４ｂに設けられた第１～第４コイルパターンＣＰ１～ＣＰ４と、磁性体７とを備えている。磁性体７の裏面側には、端末ホルダー１の筐体や回路基板などからなる金属部材８が存在する。つまり、磁性体７は、第１～第４コイルパターンＣＰ１～ＣＰ４と、金属部材８の間に配置されている。通常、コイルパターンの近傍に金属部材８が存在するとアンテナ効率が低下するが、両者間に磁性体７が配置されていることから、磁性体７が磁路として機能し、アンテナ効率の低下が抑えられる。第１～第４コイルパターンＣＰ１～ＣＰ４の上面は、端末ホルダー１の筐体や保護フィルムなどからなる絶縁性部材６で覆われている。絶縁性部材６の表面は、図１に示した端末ホルダー１の載置面２を構成する。

【0015】

第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３はＮＦＣ用のアンテナコイルであり、第４コイルパターンＣＰ４はワイヤレス電力伝送用の送電コイルである。第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３は、第２コイルパターンＣＰ２と第３コイルパターンＣＰ３の間に第１コイルパターンＣＰ１がｘ方向に挟まれるよう、並置されている。このうち、中央に位置する第１コイルパターンＣＰ１は、ｘ方向における略中央部における通信を主に担うメインアンテナであり、両側に位置する第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３は、ｘ方向における通信可能エリアを拡大するためのサブアンテナである。第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３の軸方向はいずれもｚ方向である。このように、メインアンテナである第１コイルパターンＣＰ１の両側にサブアンテナである第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３が配置されることから、通信可能エリアがｘ方向に拡大する。これにより、スマートフォン３が載置面２のどの部分に載置されても、正しく近距離無線通信を行うことが可能となる。なお、ｘ方向は第１方向の一例であり、ｙ方向は第２方向の一例である。

【0016】

第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３は、それぞれ開口を有する。図３～図７に示す例では、第１コイルパターンＣＰ１のｘ方向における開口幅は、第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３のｘ方向における開口幅よりも大きい。ｙ方向における開口幅については、第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３ともにほぼ同じである。第４コイルパターンＣＰ４は、第１コイルパターンＣＰ１の開口領域に配置されている。第４コイルパターンＣＰ４の軸方向もｚ方向である。第１コイルパターンＣＰ１のコイル軸と第４コイルパターンＣＰ４のコイル軸は、一致していても構わないし、ｘ方向又はｙ方向における位置が互いに異なっていても構わない。このように、第４コイルパターンＣＰ４を第１コイルパターンＣＰ１の開口領域に配置していることから、第１～第４コイルパターンＣＰ１～ＣＰ４を基材４の表面に形成することができ、部品点数が削減される。また、第１～第４コイルパターンＣＰ４は同時に形成することができるため、製造プロセスも簡素化される。

【0017】

第１コイルパターンＣＰ１は、基材４の表面４ａに形成された導体パターン１１と、基材４の表面４ｂに形成された導体パターン１２によって構成されている。第２コイルパターンＣＰ２は、基材４の表面４ａに形成された導体パターン２１と、基材４の表面４ｂに形成された導体パターン２２と、基材４を貫通して設けられ、導体パターン２１，２２を接続するビア導体２３によって構成されている。第３コイルパターンＣＰ３は、基材４の表面４ａに形成された導体パターン３１と、基材４の表面４ｂに形成された導体パターン３２と、基材４を貫通して設けられ、導体パターン３１，３２を接続するビア導体３３によって構成されている。第４コイルパターンＣＰ４は、基材４の表面４ａに形成された導体パターン４１と、基材４の表面４ｂに形成された導体パターン４２と、基材４を貫通して設けられ、導体パターン４１，４２を接続するビア導体４３によって構成されている。第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３は直列に接続されており、これにより一つのアンテナコイルを構成している。

【0018】

図３～図７に示す例では、第１コイルパターンＣＰ１のターン数が約１ターンであり、第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３のターン数がそれぞれ約２ターンであるが、第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３のターン数については特に限定されない。図３～図７に示す例のように、サブアンテナである第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３のターン数をメインアンテナである第１コイルパターンＣＰ１よりも多くすれば、ｘ方向の両側におけるアンテナ特性が高められる。一方、メインアンテナである第１コイルパターンＣＰ１のターン数をサブアンテナである第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３のターン数よりも多くすれば、ｘ方向における略中央部のアンテナ特性が高められる。第４コイルパターンＣＰ４はワイヤレス電力伝送用の送電コイルであり、大きなインダクタンスが必要であることから、そのターン数は第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３のターン数よりも多い。

【0019】

ワイヤレス電力伝送用の第４コイルパターンＣＰ４は、全体が磁性体７によってｚ方向から覆われている。これに対し、ＮＦＣ用の第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３は、開口領域の大部分が磁性体７とｚ方向に重なるものの、一部の区間が磁性体７と重なりを有していない。つまり、第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３は、磁性体７の外周端からｘ方向又はｙ方向に突出する突出部をそれぞれ有している。

【0020】

図８は、第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３と磁性体７の位置関係をより詳細に説明するための模式図である。

【0021】

図８に示すように、磁性体７は外周端５１～５４を有している。外周端５１は＋ｙ方向（１２時方向）における端部であり、ｘ方向に延在している。外周端５２は＋ｘ方向（３時方向）における端部であり、ｙ方向に延在している。外周端５３は－ｘ方向（９時方向）における端部であり、ｙ方向に延在している。外周端５４は－ｙ方向（６時方向）における端部であり、ｘ方向に延在している。ここで、磁性体７のｙ方向における幅Ｗｙ、つまり外周端５１から外周端５４までの距離は、第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３のｙ方向における開口幅Ｄｙよりも小さい。一方、磁性体７のｘ方向における幅Ｗｘ、つまり外周端５２から外周端５３までの距離は、第１コイルパターンＣＰ１のｘ方向における開口幅Ｄｘよりも大きい。なお、外周端５１は第１外周端の一例であり、外周端５２は第２外周端の一例であり、外周端５３は第３外周端の一例である。

【0022】

第１コイルパターンＣＰ１は、区間Ｓ１１～Ｓ１４を有している。区間Ｓ１１は＋ｙ方向（１２時方向）に位置し、ｘ方向に延在している。区間Ｓ１２は＋ｘ方向（３時方向）に位置し、ｙ方向に延在している。区間Ｓ１３は－ｘ方向（９時方向）に位置し、ｙ方向に延在している。区間Ｓ１４は－ｙ方向（６時方向）に位置し、ｘ方向に延在している。ここで、区間Ｓ１２，Ｓ１３の大部分が磁性体７と重なっているのに対し、区間Ｓ１１，Ｓ１４は磁性体７と重なりを有していない。つまり、区間Ｓ１１は、磁性体７の外周端５１から＋ｙ方向に突出する突出部（第１突出部）を構成し、区間Ｓ１４は、磁性体７の外周端５４から－ｙ方向に突出する突出部を構成する。このように、第１コイルパターンＣＰ１の区間Ｓ１１，Ｓ１４は、磁性体７とｚ方向に重ならない突出部を構成していることから、±ｙ方向への磁束の広がりが抑えられ、その分、磁束が±ｘ方向に広がる。

【0023】

区間Ｓ１１は導体パターン１２からなり、区間Ｓ１４は導体パターン１１からなる。区間Ｓ１２のうち導体パターン１２からなる部分は、導体パターン２２及びビア導体２３を介して、第２コイルパターンＣＰ２を構成する導体パターン２１の一端に接続される。そして、導体パターン２１の他端は、区間Ｓ１２のうち導体パターン１１からなる部分に接続される。同様に、区間Ｓ１３のうち導体パターン１２からなる部分は、導体パターン３２及びビア導体３３を介して、第３コイルパターンＣＰ３を構成する導体パターン３１の一端に接続される。そして、導体パターン３１の他端は、区間Ｓ１３のうち導体パターン１１からなる部分に接続される。区間Ｓ１４は、一対の端子Ｅ１，Ｅ２にて終端する。なお、図８に示す例では、導体パターン１２と導体パターン２２との間を接続するｘ方向に延在する接続パターンを有しており、導体パターン１１と導体パターン２１との間を接続するｘ方向に延在する接続パターンを有している。これらの接続パターンのｘ方向における幅は、第２コイルパターンＣＰ２のｘ方向における開口幅よりも小さくなっている。同様に、導体パターン１２と導体パターン３２との間を接続するｘ方向に延在する接続パターンを有しており、導体パターン１１と導体パターン３１との間を接続するｘ方向に延在する接続パターンを有している。これらの接続パターンのｘ方向における幅は、第３コイルパターンＣＰ１のｘ方向における開口幅よりも小さくなっている。

【0024】

第１コイルパターンＣＰ１と第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３は、互いに周回方向が逆である。例えば、端子Ｅ１から端子Ｅ２に向かって電流を流すと、第１コイルパターンＣＰ１には左回り（反時計回り）に電流が流れ、第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３右回り（時計回り）に電流が流れる。このように、第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３は、第１コイルパターンＣＰ１から発生する磁界と第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３から発生する磁界が互いに逆相となるよう接続されていることから、第１コイルパターンＣＰ１から発生する磁界と第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３から発生する磁界は主に強め合うことになる。

【0025】

第２コイルパターンＣＰ２は、区間Ｓ２１～Ｓ２４を有している。区間Ｓ２１は＋ｙ方向（１２時方向）に位置し、ｘ方向に延在している。区間Ｓ２２は＋ｘ方向（３時方向）に位置し、ｙ方向に延在している。区間Ｓ２３は－ｘ方向（９時方向）に位置し、ｙ方向に延在している。区間Ｓ２４は－ｙ方向（６時方向）に位置し、ｘ方向に延在している。ここで、区間Ｓ２３の大部分が磁性体７と重なっているのに対し、区間Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２４は磁性体７と重なりを有していない。つまり、区間Ｓ２１は、磁性体７の外周端５１から＋ｙ方向に突出する突出部（第３突出部）を構成し、区間Ｓ２２は、磁性体７の外周端５２から＋ｘ方向に突出する突出部（第２突出部）を構成し、区間Ｓ２４は、磁性体７の外周端５４から－ｙ方向に突出する突出部を構成する。このように、第２コイルパターンＣＰ２の区間Ｓ２１，Ｓ２４は、磁性体７とｚ方向に重ならない突出部を構成していることから、±ｙ方向への磁束の広がりが抑えられ、その分、磁束が＋ｘ方向に広がる。

【0026】

第３コイルパターンＣＰ３は、区間Ｓ３１～Ｓ３４を有している。区間Ｓ３１は＋ｙ方向（１２時方向）に位置し、ｘ方向に延在している。区間Ｓ３２は＋ｘ方向（３時方向）に位置し、ｙ方向に延在している。区間Ｓ３３は－ｘ方向（９時方向）に位置し、ｙ方向に延在している。区間Ｓ３４は－ｙ方向（６時方向）に位置し、ｘ方向に延在している。ここで、区間Ｓ３２の大部分が磁性体７と重なっているのに対し、区間Ｓ３１，Ｓ３３，Ｓ３４は磁性体７と重なりを有していない。つまり、区間Ｓ３１は、磁性体７の外周端５１から＋ｙ方向に突出する突出部（第５突出部）を構成し、区間Ｓ３３は、磁性体７の外周端５３から－ｘ方向に突出する突出部（第４突出部）を構成し、区間Ｓ３４は、磁性体７の外周端５４から－ｙ方向に突出する突出部を構成する。このように、第３コイルパターンＣＰ３の区間Ｓ３１，Ｓ３４は、磁性体７とｚ方向に重ならない突出部を構成していることから、±ｙ方向への磁束の広がりが抑えられ、その分、磁束が－ｘ方向に広がる。

【0027】

図９は、磁性体７の外周端５２の位置による磁束の変化を説明するための模式図である。

【0028】

図９（ａ）は、磁性体７の外周端５２のｘ方向における位置Ｘ１が第２コイルパターンＣＰ２の開口領域と重なっている場合を示している。この場合、第１コイルパターンＣＰ１によって生じる磁束φ１ａは、第２コイルパターンＣＰ２によって生じる磁束φ２と強め合い、これにより通信可能エリアが＋ｘ方向に広がる。特に、第２コイルパターンＣＰ２のｘ方向における中央位置Ｘ２よりも、磁性体７の外周端５２のｘ方向における位置Ｘ１が＋ｘ方向にあれば、つまり、位置Ｘ１と第２コイルパターンＣＰ２の区間Ｓ２２との距離が第２コイルパターンＣＰ２のｘ方向における開口幅の１／２未満であれば、通信可能エリアの＋ｘ方向への広がりが大きくなる。ここで、第１コイルパターンＣＰ１によって生じる磁束のうち磁束φ１ｂ，φ１ｃからなる成分は、磁束φ２を打ち消すように作用するが、図９（ａ）に示す例では、第１コイルパターンＣＰ１によって生じる磁束のうち、磁束φ１ｂ，φ１ｃからなる成分は比較的少ない。

【0029】

これに対し、図９（ｂ）に示すように、第２コイルパターンＣＰ２の区間Ｓ２２が磁性体７から＋ｘ方向に突出していない場合、磁束φ１ｂからなる成分が増えるため、図９（ａ）に示す場合と比べると、通信可能エリアの＋ｘ方向への広がりが抑えられる。また、図９（ｃ）に示すように、第２コイルパターンＣＰ２のｘ方向における中央位置Ｘ２よりも、磁性体７の外周端５２のｘ方向における位置Ｘ１が－ｘ方向にある場合、つまり、位置Ｘ１と第２コイルパターンＣＰ２の区間Ｓ２２との距離が第２コイルパターンＣＰ２のｘ方向における開口幅の１／２以上である場合、磁束φ１ｃからなる成分が増えるため、図９（ａ）に示す場合と比べると、通信可能エリアの＋ｘ方向への広がりが抑えられる。これらの点を考慮すれば、磁性体７の外周端５２のｘ方向における位置Ｘ１と第２コイルパターンＣＰ２の位置関係は、図９（ａ）に示す位置関係であることが好ましい。図示しないが、磁性体７の外周端５３のｘ方向における位置と第３コイルパターンＣＰ３の位置関係についても同様である。

【0030】

このように、本実施形態においては、第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３と磁性体７が上記の位置関係を有していることから、第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３と鎖交する磁束が±ｘ方向に広がる。その結果、端末ホルダー１の載置面２のどの位置にスマートフォン３が載置された場合であっても、スマートフォン３と正しく通信を行うことが可能となる。

【0031】

図１０は、変形例によるコイル部品１００ａの構造を説明するための略平面図である。

【0032】

図１０に示すコイル部品１００ａは、第１コイルパターンＣＰ１が第４コイルパターンＣＰ４の外形に沿って配設され、第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３の一部が第１コイルパターンＣＰ１の一部に沿って配設されている点において、上述したコイル部品１００と相違している。より具体的には、第１コイルパターンＣＰ１の区間Ｓ１２，Ｓ１３が周回方向に沿ってｘ方向における座標が変化する部分を含む形状を有し、これに伴い、第１コイルパターンＣＰ１の区間Ｓ１２に沿って配設される第２コイルパターンＣＰ２の区間Ｓ２３や、第１コイルパターンＣＰ１の区間Ｓ１３に沿って配設される第３コイルパターンＣＰ３の区間Ｓ３２についても、周回方向に沿ってｘ方向における座標が変化する部分を含む形状を有している。図１０に示すコイル部品１００ａが例示するように、第１コイルパターンＣＰ１と第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３がｙ方向に部分的な重なりを有していても構わない。これにより、第２及び第３コイルパターンＣＰ２，ＣＰ３の区間Ｓ２３，Ｓ３２の一部がｘ方向における中央側に延在する部分を有することから、ｘ方向における略中央部のアンテナ特性が高められる。

【0033】

図１１は、本実施形態によるコイル部品１００を用いたワイヤレス電力伝送デバイス６０のブロック図である。

【0034】

図１１に示すワイヤレス電力伝送デバイス６０は、第１～第４コイルパターンＣＰ１～ＣＰ４を有するコイル部品１００と、第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３に接続された通信回路６１と、第４コイルパターンＣＰ４に接続された送電回路６２とを備えている。通信回路６１及び送電回路６２は、制御回路６３に接続されている。これにより、通信ライン６４を介して送受信されるデータは、ＮＦＣ用の第１～第３コイルパターンＣＰ１～ＣＰ３を介してスマートフォン３と通信することができるとともに、電源６５によって供給される電力は、ワイヤレス電力伝送用の第２コイルパターンＣＰ２を介してスマートフォン３にワイヤレスで送電することができる。

【0035】

このように、本実施形態によれば、ＮＦＣによる通信とワイヤレス電力伝送による充電が可能な端末ホルダー１に適したコイル部品１００を提供することが可能となる。

【0036】

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は、上記の実施形態に限定されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本開示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。

【0037】

本開示に係る技術には、以下の構成例が含まれるが、これに限定されるものではない。

【0038】

本開示の一実施態様によるコイル部品は、第１コイルパターンと、第１コイルパターンと接続される第２コイルパターンと、第１及び第２コイルパターンを軸方向から覆う磁性体とを備え、第１及び第２コイルパターンは、軸方向と直交する第１方向に並置され、第１コイルパターンは、軸方向及び第１方向と直交する第２方向における磁性体の第１外周端から第２方向に突出する第１突出部を有する。

【0039】

係るコイル部品においては、第２方向への磁束の広がりが抑えられ、その分、磁束が第１方向に広がり、通信可能エリアを効率よく拡大することができる。

【0040】

また、第２コイルパターンは、磁性体の第１方向における一方側の第２外周端から第１方向に突出する第２突出部を有していても構わない。これによれば、第２コイルパターンの外側において、第１コイルパターンによって生じる磁束と第２コイルパターンによって生じる磁束が弱め合うことが抑制される。

【0041】

また、第２突出部と磁性体の第２外周端の第１方向における距離は、第２コイルパターンの第１方向における開口幅の１／２未満であっても構わない。これによれば、通信可能エリアの第１方向への広がりが大きくなる。

【0042】

また、第２コイルパターンは、磁性体の１外周端から第２方向に突出する第３突出部を有していても構わない。これによれば、第２方向への磁束の広がりが抑えられ、その分、磁束が十分に第１方向に広がる。

【0043】

また、第１及び第２コイルパターンは、第２方向に部分的な重なりを有していても構わない。この場合、磁性体と重なる第１コイルパターンの第１区間は、周回方向に沿って第１方向における座標が変化する部分を含む形状を有し、第２コイルパターンの第２区間は、第１区間に沿って配設されていても構わない。これによれば、第１方向における略中央部のアンテナ特性が高められる。

【0044】

また、コイル部品は、第１コイルパターンに接続される第３コイルパターンをさらに備え、第１コイルパターンは、第２コイルパターンと第３コイルパターンの間に配置されていても構わない。これによれば、通信可能エリアが第１方向に拡大する。

【0045】

また、第３コイルパターンは、磁性体の第１方向における他方側の第３外周端から第１方向に突出する第４突出部を有していても構わない。これによれば、第３コイルパターンの外側において、第１コイルパターンによって生じる磁束と第３コイルパターンによって生じる磁束が弱め合うことが抑制される。

【0046】

また、第４突出部と磁性体の第３外周端の第１方向における距離は、第３コイルパターンの第１方向における開口幅の１／２未満であっても構わない。これによれば、通信可能エリアの第１方向への広がりが大きくなる。

【0047】

また、第３コイルパターンは、磁性体の１外周端から第２方向に突出する第５突出部を有していても構わない。これによれば、第２方向への磁束の広がりが抑えられ、その分、磁束が十分に第１方向に広がる。

【0048】

また、第１及び第３コイルパターンは、第２方向に部分的な重なりを有していても構わない。この場合、磁性体と重なる第１コイルパターンの第３区間は、周回方向に沿って第１方向における座標が変化する部分を含む形状を有し、第３コイルパターンの第４区間は、第３区間に沿って配設されていても構わない。これによれば、第１方向における略中央部のアンテナ特性が高められる。

【0049】

また、第１乃至第３コイルパターンは、第１コイルパターンが発生する磁界と第２及び第３コイルパターンが発生する磁界とが互いに逆相となるよう接続されていても構わない。これによれば、第１コイルパターンから発生する磁界と第２及び第３コイルパターンから発生する磁界は主に強め合うことになる。

【0050】

また、第２及び第３コイルパターンのそれぞれのターン数は、第１コイルパターンのターン数よりも多くて構わない。これによれば、第１方向の両側におけるアンテナ特性が高められる。

【0051】

また、コイル部品は、第１コイルパターンの開口領域に配置され、第１コイルパターンと同じ軸方向を有する第４コイルパターンをさらに備えていても構わない。この場合、コイル部品は、基材をさらに備え、第１、第２及び第４コイルパターンは、基材の少なくとも一方の表面に設けられていても構わない。これによれば、第１、第２及び第４コイルパターンを基材の表面に形成することができ、部品点数が削減される。また、第１、第２及び第４コイルパターンは同時に形成することができるため、製造プロセスも簡素化される。

【0052】

また、本開示の一実施態様によるワイヤレス電力伝送デバイスは、上記コイル部品と、第１及び第２コイルパターンに接続される通信回路と、第４コイルパターンに接続される送電回路と、を備える。

【0053】

係るワイヤレス電力伝送デバイスにおいては、通信可能エリアを効率よく拡大することが可能なワイヤレス電力伝送デバイスを提供できる。

【符号の説明】

【0054】

１ 端末ホルダー
２ 載置面
３ スマートフォン
４ 基材
４ａ，４ｂ 基材の表面
６ 絶縁性部材
７ 磁性体
８ 金属部材
１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２ 導体パターン
２３，３３，４３ ビア導体
５１～５４ 外周端
６０ ワイヤレス電力伝送デバイス
６１ 通信回路
６２ 送電回路
６３ 制御回路
６４ 通信ライン
６５ 電源
１００，１００ａ コイル部品
Ｅ１，Ｅ２ 端子
Ｓ１１～Ｓ１４，Ｓ２１～Ｓ２４，Ｓ３１～Ｓ３４ 区間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】