特許 7589085 ノイズ抑制シート及びこれを備えるコイル装置

(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】2024-11-15

(45)【発行日】2024-11-25

(54)【発明の名称】ノイズ抑制シート及びこれを備えるコイル装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 9/00 20060101AFI20241118BHJP

   H01F 38/14 20060101ALI20241118BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20241118BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20241118BHJP

   H02J 50/70 20160101ALI20241118BHJP

【ＦＩ】

H05K9/00 M

H01F38/14

H01F17/04 A

H02J50/12

H02J50/70

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021052657

(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公開番号】P2022150171

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2024-01-09

(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】得居 通久

(72)【発明者】

【氏名】宮尾 陽介

(72)【発明者】

【氏名】千代 憲隆

(72)【発明者】

【氏名】吉田 拓也

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／０６６０８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１３８５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３１４８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５６４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２８８０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１５０５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１５２２４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ９／００

Ｈ０１Ｆ ３８／１４

Ｈ０１Ｆ １７／０４

Ｈ０２Ｊ ５０／１２

Ｈ０２Ｊ ５０／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁性基材と、
前記絶縁性基材の表面に設けられた導体パターンと、を備え、
前記導体パターンは、第１の方向に延在する第１、第２及び第３の線状パターンを含み、
前記第１の線状パターンは、第１の部分を介して電気的にグランドに接続され、前記第１の部分とは前記第１の方向における位置が異なる第２の部分において前記第２の線状パターンに接続され、
前記第２の線状パターンは、前記第２の部分とは前記第１の方向における位置が異なる第３の部分において前記第３の線状パターンに接続され、
前記第１の線状パターンの導体厚は、前記第３の線状パターンの導体厚よりも厚く、
前記第１及び第２の線状パターンは、前記絶縁性基材に近いほどパターン幅が広くなる断面形状を有している、ノイズ抑制シート。

【請求項2】

前記第２の線状パターンの導体厚は、前記第１の線状パターンの導体厚よりも薄く、且つ、前記第３の線状パターンの導体厚よりも厚い、請求項１に記載のノイズ抑制シート。

【請求項3】

前記第２の線状パターンは、前記第１の方向における一端において前記第１の線状パターンに接続され、前記第１の方向における他端において前記第３の線状パターンに接続され、
前記第２の線状パターンと前記第１及び第３の線状パターンを接続する接続パターンは、ラウンド形状を有している、請求項１又は２に記載のノイズ抑制シート。

【請求項4】

絶縁性基材と、
前記絶縁性基材の表面に設けられた導体パターンと、を備え、
前記導体パターンは、第１の方向に延在する第１及び第２の線状パターンを含み、
前記第１の線状パターンは、第１の部分を介して電気的にグランドに接続され、前記第１の部分とは前記第１の方向における位置が異なる第２の部分において前記第２の線状パターンに接続され、
前記第１及び第２の線状パターンは、前記絶縁性基材に近いほどパターン幅が広くなる断面形状を有しており、
前記導体パターンは、前記第１及び第２の線状パターンを含む第１のグループと、前記第１のグループに対して前記第１の方向と直交する第２の方向に配置され、前記第１の方向と平行な線を対称軸として前記第１グループと線対称な形状を有する第２のグループとを含む、ノイズ抑制シート。

【請求項5】

前記導体パターンは、前記第１及び第２のグループによって前記第２の方向から挟まれるように配置され、前記第１のグループの一部と同じパターン形状を有する第３及び第４のグループをさらに含む、請求項４に記載のノイズ抑制シート。

【請求項6】

絶縁性基材と、
前記絶縁性基材の表面に設けられた導体パターンと、を備え、
前記導体パターンは、第１の方向に延在する第１、第２、第３及び第４の線状パターンを含み、
前記第１の線状パターンは、第１の部分を介して電気的にグランドに接続され、前記第１の部分とは前記第１の方向における位置が異なる第２の部分において前記第２の線状パターンに接続され、
前記第３の線状パターンは、第３の部分を介して電気的にグランドに接続され、前記第３の部分とは前記第１の方向における位置が異なる第４の部分において前記第４の線状パターンに接続され、
前記第２及び第４の部分は、前記第１及び第３の線状パターンの前記第１の方向における略中央部に位置し、
前記第１及び第２の線状パターンは、前記絶縁性基材に近いほどパターン幅が広くなる断面形状を有している、ノイズ抑制シート。

【請求項7】

前記第１の方向と直交する第２の方向に延在し、電気的にグランドに接続される連結パターンをさらに備え、
前記第１の線状パターンは、前記第１の部分において前記連結パターンに接続されるとともに、前記第２の方向における端部に配置され、
前記連結パターンと前記第１の線状パターンを接続する接続パターンは、ラウンド形状を有している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のノイズ抑制シート。

【請求項8】

前記第１及び第２の線状パターンの厚みは、前記絶縁性基材の厚みより大きい、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のノイズ抑制シート。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか一項に記載のノイズ抑制シートと、
磁性体シートと、
前記ノイズ抑制シートと前記磁性体シートの間に配置されたコイルパターンと、を備えるコイル装置。

【請求項10】

前記第１及び第２の線状パターンのパターン幅は、前記コイルパターンに流れる電流によって生じ、前記第１及び第２の線状パターンに入射する電磁界の表皮深さよりも小さい、請求項９に記載のコイル装置。

【請求項11】

前記第１及び第２の線状パターンの導体厚は、前記コイルパターンに流れる電流によって生じ、前記第１及び第２の線状パターンに入射する電磁界の表皮深さよりも小さい、請求項９又は１０に記載のコイル装置。

【請求項12】

前記コイルパターンと前記導体パターンの離間距離は、前記コイルパターンに流れる電流によって生じ、前記第１及び第２の線状パターンに入射する電磁界の表皮深さよりも小さい、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載のコイル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はノイズ抑制シート及びこれを備えるコイル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電源ケーブルを用いることなく、送電コイルから受電コイルにワイヤレスにて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（特許文献１参照）。ワイヤレス電力伝送システムは、送電コイルを有するワイヤレス送電装置と、受電コイルを有するワイヤレス受電装置とを含んで構成され、送電コイルから生じる磁束が受電コイルと鎖交することによって、ワイヤレス電力伝送が実現される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０２０－５２４４３８号公報

【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、送電コイルから生じる磁束の一部は受電コイルと鎖交することなく、輻射ノイズとして周囲に放射される。このような輻射ノイズは、周囲の電子機器を誤動作させる原因となることから、できる限り抑制することが望ましい。

【0005】

したがって、本開示は、不要な輻射ノイズの放射を抑えることが可能なノイズ抑制シート及びこれを備えるコイル装置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ノイズ抑制シートは、絶縁性基材と、絶縁性基材の表面に設けられた導体パターンとを備え、導体パターンは、第１の方向に延在する第１及び第２の線状パターンを含み、第１の線状パターンは、第１の部分を介して電気的にグランドに接続され、第１の部分とは第１の方向における位置が異なる第２の部分において第２の線状パターンに接続され、第１及び第２の線状パターンは、絶縁性基材に近いほどパターン幅が広くなる断面形状を有している。

【発明の効果】

【0007】

このように、本開示によれば、不要な輻射ノイズの放射を抑えることが可能なノイズ抑制シート及びこれを備えるコイル装置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、本開示の第１の実施形態によるノイズ抑制シート１Ａの構造を説明するための模式的な平面図である。

【図2】図２は、図１に示す領域Ａの拡大図である。

【図3】図３は、図２に示すＢ－Ｂ線に沿った略断面図である。

【図4】図４は、ノイズ抑制シート１Ａを用いたワイヤレス電力伝送システム１００の構成を示すブロック図である。

【図5】図５は、ノイズ抑制シート１Ａと送電コイル２の位置関係を説明するための模式的な断面図である。

【図6】図６は、第１の変形例によるノイズ抑制シート１Ａａの構造を説明するための模式的な平面図である。

【図7】図７は、第２の変形例によるノイズ抑制シート１Ａｂの構造を説明するための略斜視図である。

【図8】図８は、本開示の第２の実施形態によるノイズ抑制シート１Ｂの構造を説明するための模式的な平面図である。

【図9】図９は、図８に示す領域Ａの拡大図である。

【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】

＜第１の実施形態＞
図１は、本開示の第１の実施形態によるノイズ抑制シート１Ａの構造を説明するための模式的な平面図である。また、図２は図１に示す領域Ａの拡大図であり、図３は図２に示すＢ－Ｂ線に沿った略断面図である。

【0011】

図１～図３に示すように、第１の実施形態によるノイズ抑制シート１Ａは、絶縁性基材１０と、絶縁性基材１０の表面１１に設けられた導体パターン２０によって構成されている。絶縁性基材１０の材料については特に限定されないが、ＰＣＢに用いるリジッドな材料よりもＰＥＴフィルムなど可撓性を有する材料を用いることが好ましい。絶縁性基材１０の厚みＴについては、機械的強度が確保される限りにおいてできるだけ薄いことが好ましい。一例として、絶縁性基材１０の材料としてＰＥＴフィルムを用いた場合、その厚みＴを２０μｍ程度とすることができる。絶縁性基材１０の裏面１２には導体パターン２０は設けられていない。

【0012】

導体パターン２０は、銅（Ｃｕ）などの良導体からなり、ｙ方向に延在する複数の線状パターンを含む第１～第４のグループ２１～２４と、ｘ方向に延在する連結パターン２５と、ターミナル接続部２６と、連結パターン２５とターミナル接続部２６を接続する複数の接続パターン２７とを含んでいる。これら導体パターン２０には、ターミナル接続部２６を介してグランド電位が与えられる。

【0013】

第１～第４のグループ２１～２４はｘ方向に配列され、いずれもｙ方向に延在する複数の線状パターンがミアンダ状に接続された構造を有している。ｙ方向は第１の方向の一例であり、ｘ方向は第２の方向の一例である。

【0014】

第１のグループ２１は、ｎ本の線状パターン２１_１～２１_ｎを有しており、第１の線状パターン２１_１のｙ方向における一端（－ｙ方向における端部であり、第１の部分）が連結パターン２５に接続され、第１の線状パターン２１_１のｙ方向における他端（＋ｙ方向における端部であり、第２の部分）が第２の線状パターン２１_２のｙ方向における一端（＋ｙ方向における端部）に接続され、第２の線状パターン２１_２のｙ方向における他端（－ｙ方向における端部であり、第３の部分）が第３の線状パターン２１_３のｙ方向における一端（－ｙ方向における端部）に接続される。このようにして、ｉ番目（ｉは奇数）に位置する線状パターン２１_ｉの＋ｙ方向における端部と、ｉ＋１番目に位置する線状パターン２１_ｉ＋１の＋ｙ方向における端部が接続され、ｉ＋１番目に位置する線状パターン２１_ｉ＋１の－ｙ方向における端部と、ｉ＋２番目に位置する線状パターン２１_ｉ＋２の－ｙ方向における端部が接続される。これにより、ｎ本の線状パターン２１_１～２１_ｎがミアンダ状に接続される。ｎ番目の線状パターン２１_ｎの端部は開放されている。つまり、第１のグループ２１は、一端が連結パターン２５に接続され、他端が開放されたミアンダパターンを構成している。また、第１のグループ２１は、第１の線状パターン２１_１のｙ方向における一端（－ｙ方向における端部であり、第１の部分）を介して電気的にグランドに接続される。

【0015】

ｎ本の線状パターン２１_１～２１_ｎのうち、ｘ方向における端部に配置された線状パターン２１_１は、曲線的なラウンド形状を有する接続パターン２８を介して接続される。ｘ方向に隣接する線状パターン２１_１～２１_ｎ同士についても、ラウンド形状を有する接続パターン２９を介して接続される。接続パターン２８は、連結パターン２５から線状パターン２１_１に向かって、延在方向がｘ方向からｙ方向へと徐々に変化する形状を有している。接続パターン２９はｘ方向に延在し、その両端は、延在方向がｘ方向からｙ方向へと徐々に変化する形状を有している。このように、接続パターン２８，２９は角部を有していないことから、接続パターン２８，２９に流れる電流の偏りが低減され、その結果、ノイズ抑制シート１Ａによる損失が低減される。ラウンド形状を有する接続パターン２８の曲率半径は比較的大きく、その結果、１本目の線状パターン２１_１を含むいくつかの線状パターンについては、ｙ方向における長さが短縮されている。本実施形態においては、線状パターン２１_１～２１_４のｙ方向における長さが他の線状パターン２１_５～２１_ｎのｙ方向における長さよりも短い。

【0016】

第２のグループ２２は、第１のグループ２１と類似したパターン形状を有している。つまり、ｎ－１本の線状パターン２２_１～２２_ｎ－１がミアンダ状に接続されており、１番目の線状パターン２２_１の一端が連結パターン２５に接続され、ｎ－１番目の線状パターン２２_ｎ－１の一端が開放されている。グループ２１はｘ方向における一端に配置され、グループ２２はｘ方向における他端に配置されている。

【0017】

第３及び第４のグループ２３，２４は、グループ２１，２２によってｘ方向から挟まれるように配置され、ｍ本の線状パターン２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍがミアンダ状に接続された構成を有している。そして、１番目の線状パターン２３_１，２４_１の一端が連結パターン２５に接続され、ｍ番目の線状パターン２３_ｍ，２４_ｍの一端が開放されている。本実施形態においてはｎ＞ｍであり、これにより、グループ２３，２４は、いずれもグループ２１，２２の一部と同じパターン形状を有している。本実施形態においては、線状パターン２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍのｙ方向における長さは互いに等しい。

【0018】

このように、各グループ２１～２４は、複数の線状パターンがミアンダ状に接続された構成を有し、その一端が連結パターン２５に接続され、他端が開放された構造を有している。このため、ノイズ抑制シート１Ａに対してｚ方向の磁界が印加されると、一部の磁界はグループ２１～２４を構成する線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍに印加されて渦電流を発生させるが、各グループ２１～２４はループ状のパターンを構成しないため、磁界によって生じた電流が大きくループすることによる損失は発生しない。

【0019】

ここで、連結パターン２５のｙ方向におけるパターン幅はＷ１であり、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍのｘ方向におけるパターン幅はＷ２である。また、連結パターン２５と接続パターン２９のｘ方向における間隔はＳ１であり、ｘ方向に隣接する線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍのｘ方向における間隔はＳ２である。さらに、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍの導体厚はＨである。導体厚Ｈは、１～３５μｍ程度であり、連結パターン２５に接続された線状パターン２１_１，２２_１，２３_１，２４_１から、端部が開放された線状パターン２１_ｎ，２２_ｎ，２３_ｍ，２４_ｍに向かって、徐々に厚みが薄くなっても構わない。一例として、線状パターン２１_２の導体厚は、線状パターン２１_１の導体厚よりも薄く、且つ、線状パターン２１_３の導体厚よりも厚くても構わない。このように、連結パターン２５に接続された線状パターン２１_１，２２_１，２３_１，２４_１に近いほど導体厚Ｈを厚くし、端部が開放された線状パターン２１_ｎ，２２_ｎ，２３_ｍ，２４_ｍに近いほど導体厚Ｈを薄くすることにより、単位断面積当たりの電流値の差が緩和され、その結果、ノイズ抑制シート１Ａによる損失が低減される。

【0020】

上述の通り、絶縁性基材１０の厚みＴは十分に薄く、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍの導体厚Ｈよりも薄くすることが好ましい。また、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍのパターン幅Ｗ２は、導体厚Ｈより大きくても構わない。これによれば、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍが細くなりすぎず、且つ、厚くなりすぎないため、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍの作製が容易となる。

【0021】

線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍのパターン幅Ｗ２は、絶縁性基材１０と接する部分の幅であり、上面のパターン幅Ｗ３は絶縁性基材１０と接する部分のパターン幅Ｗ２よりも小さい。つまり、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍは、絶縁性基材１０に近いほどパターン幅が広くなる断面形状を有している。このような断面形状により、絶縁性基材１０に対する密着強度を十分に確保しつつ、渦電流を抑制することができる。

【0022】

本実施形態においては、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍのパターン幅Ｗ２よりも、間隔Ｓ２の方が大きくなるよう設計されている。つまり、Ｓ２＞Ｗ２である。これは、間隔Ｓ２を十分に確保することにより、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍの間を磁束が通過しやすくなるためである。一例として、パターン幅Ｗ２を０．１～０．２ｍｍ程度、間隔Ｓ２を０．１～１ｍｍ程度とすることができる。

【0023】

連結パターン２５のパターン幅Ｗ１は、例えば０．１～５ｍｍ程度であり、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍのパターン幅Ｗ２よりも大きいことが好ましい。これは、多数の線状パターンに接続される連結パターン２５のパターン幅Ｗ１を大きくすることにより、線状パターンの電位がより安定するからである。但し、連結パターン２５のパターン幅Ｗ１が広すぎると磁束が通過しにくくなるため、連結パターン２５のパターン幅Ｗ１は、間隔Ｓ２よりも小さいことが好ましい。一例として、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍのパターン幅Ｗ２が０．１ｍｍ、間隔Ｓ２が０．９ｍｍであれば、連結パターン２５のパターン幅Ｗ１は０．２ｍｍ程度とすることができる。連結パターン２５と接続パターン２９のｘ方向における間隔Ｓ１については、０．３～０．５ｍｍ程度とすることができる。

【0024】

図１に示すように、ターミナル接続部２６は、複数の接続パターン２７を介して連結パターン２５に接続される。ターミナル接続部２６の接続位置は、連結パターン２５の端部近傍であり、ｘ方向にオフセットして配置されている。これにより、ターミナル接続部２６と磁束の干渉を低減することができる。また、ターミナル接続部２６は連結パターン２５と直接接続されるのではなく、ｙ方向に延在しｘ方向に配列された複数の接続パターン２７を介して接続されていることから、ターミナル接続部２６の近傍を磁束が通過しやすくなる。

【0025】

図４は、ノイズ抑制シート１Ａを用いたワイヤレス電力伝送システム１００の構成を示すブロック図である。

【0026】

図４に示すワイヤレス電力伝送システム１００は、送電コイル２及び受電コイル３と、送電コイル２に交流電流を流す送電回路４と、受電コイル３に流れる交流電流を受ける受電回路５とを備えており、送電コイル２と受電コイル３の間にノイズ抑制シート１Ａが配置される。送電回路４には、電源回路６を介して直流電力が供給される。受電回路５から出力される直流電力は、負荷回路７に供給される。これにより、ワイヤレス電力伝送システムが構成され、送電コイル２及び送電回路４はワイヤレス送電装置を構成し、受電コイル３及び受電回路５はワイヤレス受電装置を構成する。

【0027】

送電コイル２に交流電流が流れると、送電コイル２からは磁束φが発生する。この磁束φの大部分は受電コイル３と鎖交し、これによって受電コイル３に交流電流が流れる。しかしながら、送電コイル２から発生する磁束φの一部は、受電コイル３と鎖交することなく、輻射ノイズとして周囲に放射される。このような輻射ノイズは、周囲の電子機器を誤動作させるおそれがあることから、できる限り抑制することが望ましい。本実施形態によるノイズ抑制シート１Ａは、このような輻射ノイズを低減するものであり、送電コイル２と受電コイル３の間であって、送電コイル２の近傍に配置することにより、受電コイル３と鎖交する磁束φを確保しつつ、多くの輻射ノイズを遮蔽することができる。このように本実施形態によるノイズ抑制シート１Ａは、ワイヤレス電力伝送システムに用いることが可能である。

【0028】

図５は、ノイズ抑制シート１Ａと送電コイル２の位置関係を説明するための模式的な断面図である。

【0029】

図５に示すように、送電コイル２は、ＰＥＴフィルム等からなる絶縁性基材３０と、絶縁性基材３０の表面３１及び裏面３２にそれぞれ形成されたコイルパターン４１，４２を備えている。コイルパターン４１，４２は、直列または並列に接続されることによりコイル導体を構成する。絶縁性基材３０の表面３１に形成されたコイルパターン４１の表面は、送電コイル２のコイル放射面２ａを構成する。絶縁性基材３０の裏面３２に形成されたコイルパターン４２の表面は、送電コイル２のコイル裏面２ｂを構成する。そして、コイル放射面２ａと向かい合うようにノイズ抑制シート１Ａが配置され、コイル裏面２ｂと向かい合うように磁性体シート８が配置される。コイル放射面２ａとコイル裏面２ｂに構造上の差は無いが、ノイズ抑制シート１Ａと向かい合う側がコイル放射面２ａ、磁性体シート８と向かい合う側がコイル裏面２ｂと定義される。送電コイル２、ノイズ抑制シート１Ａ及び磁性体シート８は、コイル装置を構成する。

【0030】

送電コイル２のコイル放射面２ａには、絶縁性を有するレジスト５１を介して、ノイズ抑制シート１Ａを構成する絶縁性基材１０の裏面１２が積層されている。レジスト５１は、コイルパターン４１の表面に導電性の異物が付着することを防止するために設けられる絶縁性部材である。これにより、コイルパターン４１と導体パターン２０の間には、レジスト５１と絶縁性基材１０が介在することになる。コイル放射面２ａから導体パターン２０の表面までの距離、つまり、レジスト５１と絶縁性基材１０の合計厚みはＬ１である。

【0031】

送電コイル２のコイル裏面２ｂは、絶縁性を有する接着シート５２を介して、磁性体シート８に接着される。コイル放射面２ａから磁性体シート８の表面までの距離、つまり、コイルパターン４１，４２、絶縁性基材３０及び接着シート５２の合計厚みはＬ２である。ここで、コイル放射面２ａから導体パターン２０の表面までの距離Ｌ１は、コイル放射面２ａから磁性体シート８の表面までの距離Ｌ２以下であることが好ましく、距離Ｌ２の半分以下であることがより好ましい。これは、距離Ｌ１をできるだけ短くすることにより、不要な輻射ノイズをより効果的に遮蔽することができるからである。特に、距離Ｌ１は、コイルパターン４１，４２に流れる電流によって生じ、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍに入射する電磁界の表皮深さよりも小さいことが好ましい。これによれば、送電コイル２のＱ値を十分に確保しつつ、不要な輻射ノイズをより効果的に遮蔽することが可能となる。

【0032】

また、不要な輻射ノイズをより効果的に遮蔽するためには、ノイズ抑制シート１Ａに設けられる導体パターン２０の外形サイズＤ１が送電コイル２の外形サイズＤ２よりも大きいことが好ましく、平面視で、送電コイル２の全体が導体パターン２０の形成領域で覆われることが好ましい。このように、送電コイル２の全体を導体パターン２０の形成領域で覆うことにより、不要な輻射ノイズをより効果的に遮蔽することが可能となる。

【0033】

さらに、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍのパターン幅Ｗ２及び導体厚Ｈは、コイルパターン４１，４２に流れる電流によって生じ、線状パターン２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍに入射する電磁界の表皮深さよりも小さいことが好ましい。これによれば、コイルパターン４１，４２から放射される搬送波の減衰が小さくなる。一例として、コイルパターン４１，４２に流れる搬送波の周波数が０．１ＭＨｚ～０．２ＭＨｚである場合、表皮深さは１４７μｍ～２０７μｍであることから、パターン幅Ｗ２及び導体厚Ｈをこれ未満とすることにより、搬送波の減衰を抑えることが可能となる。

【0034】

また、ノイズ抑制シート１Ａを送電コイル２の近傍に配置するのに加え、或いは、ノイズ抑制シート１Ａを送電コイル２の近傍に配置するのに代えて、ノイズ抑制シート１Ａを受電コイル３の近傍に配置しても構わない。この場合、受電コイル３、ノイズ抑制シート１Ａ及び磁性体シート８がコイル装置を構成する。

【0035】

以上説明したように、本実施形態によるノイズ抑制シート１Ａを送電コイル２と受電コイル３の間に配置すれば、送電コイル２のＱ値を十分に確保しつつ、周囲に放射される不要な輻射ノイズを低減することが可能となる。しかも、本実施形態によるノイズ抑制シート１Ａは、グループ２１～２４を構成する複数の線状パターンがミアンダ状に接続されていることから、特定の周波数においてノイズが増加するという現象が抑えられ、ノイズ規制規格の周波数領域の幅広い領域においてノイズ抑制効果を得ることが可能となる。さらに、接続パターン２８がラウンド形状を有していることから、平面視においてコイルパターン４１，４２のエッジからノイズ抑制シート１Ａのエッジまでの距離の周方向におけるバラつきが抑えられ、その結果、導体パターン２０を流れるノイズ電流のばらつきが抑えられ、ノイズ低減効果が向上する。

【0036】

図６は、本実施形態の第１の変形例によるノイズ抑制シート１Ａａの構造を説明するための模式的な平面図である。第１の変形例によるノイズ抑制シート１Ａａは、グループ２２を構成する線状パターンがグループ２１を構成する線状パターンと対称形である点において、図１に示したノイズ抑制シート１Ａと相違している。つまり、グループ２１を構成する線状パターン２１_１～２１_ｎと、グループ２１を構成する線状パターン２２_１～２２_ｎは、ｙ方向に延在する仮想線Ｓを対称軸として互いに線対称な形状を有している。このように、グループ２１，２２を対称形とすれば、線状パターンの設計が容易となる。

【0037】

図７は、本実施形態の第２の変形例によるノイズ抑制シート１Ａｂの構造を説明するための略斜視図である。第２の変形例によるノイズ抑制シート１Ａｂは、絶縁性基材１０の表面１１にミアンダ状に接続された線状パターン７０_１～７０_ｋが設けられており、その一端がターミナル接続部２６に直接接続され、他端が開放された構成を有している。このように、線状パターンを複数のグループにグループ分けする点は必須でなく、且つ、連結パターンを用いる点も必須でない。

【0038】

＜第２の実施形態＞
図６は、本開示の第２の実施形態によるノイズ抑制シート１Ｂの構造を説明するための模式的な平面図である。また、図７は、図６に示す領域Ａの拡大図である。

【0039】

図６及び図７に示すように、第２の実施形態によるノイズ抑制シート１Ｂは、導体パターン２０のグループ２１～２４がグループ６１～６３に置き換えられている点において、第１の実施形態によるノイズ抑制シート１Ａと相違している。その他の基本的な構成は第１の実施形態によるノイズ抑制シート１Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0040】

グループ６１～６３はｘ方向に配列されている。第１のグループ６１は、４本の線状パターン６１_１～６１_４を有しており、第１の線状パターン６１_１のｙ方向における一端（－ｙ方向における端部であり、第１の部分）が連結パターン２５に接続され、第１の線状パターン６１_１のｙ方向における略中央部（第２の部分）が第２の線状パターン６１_２のｙ方向における略中央部に接続され、第３の線状パターン６１_３のｙ方向における一端（－ｙ方向における端部であり、第３の部分）が連結パターン２５に接続され、第３の線状パターン６１_３のｙ方向における略中央部（ｙ方向における位置が第２の部分と等しい第４の部分）が第４の線状パターン６１_４のｙ方向における略中央部に接続される。このように、奇数番目に位置する線状パターン６１_１，６１_３のｙ方向における一端が連結パターン２５に接続され、偶数番目に位置する線状パターン６１_２，６１_４のｙ方向における略中央部が線状パターン６１_１，６１_３のｙ方向における略中央部にそれぞれ接続される。線状パターン６１_１，６１_３のｙ方向における他端（＋ｙ方向における端部）は開放される。線状パターン６１_２，６１_４のｙ方向における両端も開放される。

【0041】

第２のグループ６２は、４本の線状パターン６２_１～６２_４を有しており、線状パターン６２_１，６２_３のｙ方向における一端が連結パターン２５に接続され、線状パターン６２_２のｙ方向における略中央部が線状パターン６２_３のｙ方向における略中央部に接続され、線状パターン６２_４のｙ方向における略中央部が第３のグループに属する線状パターン６３_ｐのｙ方向における略中央部に接続される。このように、奇数番目に位置する線状パターン６２_１，６２_３のｙ方向における一端が連結パターン２５に接続され、偶数番目に位置する線状パターン６２_２，６２_４のｙ方向における略中央部が奇数番目に位置する線状パターン６２_３，６３_ｐのｙ方向における略中央部にそれぞれ接続される。線状パターン６２_１，６２_３のｙ方向における他端（＋ｙ方向における端部）は開放される。線状パターン６２_２，６２_４のｙ方向における両端も開放される。

【0042】

第３のグループ６３は、グループ６１，６２によってｘ方向から挟まれるように配置され、ｐ本の線状パターン６３_１～６３_ｐを有している。そして、グループ６１，６２と同様、奇数番目に位置する線状パターン６３_１，６３_３・・・のｙ方向における一端が連結パターン２５に接続され、偶数番目に位置する線状パターン６３_２，６３_４・・・のｙ方向における略中央部が線状パターン６３_１，６３_３・・・のｙ方向における略中央部にそれぞれ接続される。線状パターン６３_１，６３_３・・・のｙ方向における他端（＋ｙ方向における端部）は開放される。線状パターン６３_２，６３_４・・・のｙ方向における両端も開放される。

【0043】

このように、グループ６１～６３には、２本の線状パターンがアルファベットの「Ｈ」の形状に接続されてなる単位を複数備えた構造を有している。このような構造であっても、各グループ６１～６３はループ状のパターンを構成しないため、磁界によって生じた電流が大きくループすることによる損失は発生しない。

【0044】

ここで、ｘ方向における端部に配置された線状パターン６１_１，６２_１は、ラウンド形状を有する接続パターン２８を介して接続される。これにより、接続パターン２８に流れる電流の偏りが低減され、その結果、ノイズ抑制シート１Ｂによる損失が低減される。ラウンド形状を有する接続パターン２８の曲率半径は比較的大きく、その結果、グループ６１，６２を構成する線状パターン６１_１～６１_４，６２_１～６２_４については、グループ６３を構成する線状パターン６３_１～６３_ｐよりもｙ方向における長さが短い。

【0045】

本実施形態によるノイズ抑制シート１Ｂについても、第１の実施形態によるノイズ抑制シート１Ａと同様、送電コイル２と受電コイル３の間に配置することによって、不要な輻射ノイズをより効果的に遮蔽することが可能である。そして、本実施形態によるノイズ抑制シート１Ｂは、複数の線状パターンが上述した構造を有していることから、第１の実施形態によるノイズ抑制シート１Ａの効果に加え、ノイズ規制規格の周波数領域においてバランスよくノイズ抑制効果を得ることが可能となる。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

本開示の一実施態様によるノイズ抑制シートは、絶縁性基材と、絶縁性基材の表面に設けられた導体パターンとを備え、導体パターンは、第１の方向に延在する第１及び第２の線状パターンを含み、第１の線状パターンは、第１の部分を介して電気的にグランドに接続され、第１の部分とは第１の方向における位置が異なる第２の部分において第２の線状パターンに接続され、第１及び第２の線状パターンは、絶縁性基材に近いほどパターン幅が広くなる断面形状を有している。

【0049】

このような構成を有するノイズ抑制シートは、磁界を発生させるコイルパターンの表面に配置することにより、周囲に放射される不要な輻射ノイズを低減することが可能となる。

【0050】

導体パターンは、第１の方向に延在する第３の線状パターンをさらに含み、第２の線状パターンは、第２の部分とは第１の方向における位置が異なる第３の部分において第３の線状パターンに接続されても構わない。これによれば、第１～第３の線状パターンがミアンダ状に接続されることから、特定の周波数においてノイズが増加するという現象が抑えられる。

【0051】

第１の線状パターンの導体厚は、第３の線状パターンの導体厚よりも厚くても構わないし、第２の線状パターンの導体厚は、第１の線状パターンの導体厚よりも薄く、且つ、第３の線状パターンの導体厚よりも厚くても構わない。これによれば、単位断面積当たりの電流値の差が緩和される。

【0052】

第２の線状パターンは、第１の方向における一端において第１の線状パターンに接続され、第１の方向における他端において第３の線状パターンに接続され、第２の線状パターンと第１及び第３の線状パターンを接続する接続パターンは、ラウンド形状を有していても構わない。これによれば、接続パターンに流れる電流の偏りが低減され、その結果、ノイズ抑制シートによる損失が低減される。

【0053】

導体パターンは、第１及び第２の線状パターンを含む第１のグループと、第１のグループに対して第１の方向と直交する第２の方向に配置され、第１の方向と平行な線を対称軸として第１グループと線対称な形状を有する第２のグループとを含んでいても構わない。これによれば、導体パターンを流れるノイズ電流による発生磁界が互いに打ち消され、ノイズ抑制効果が高められる。また、導体パターンは、第１及び第２のグループによって第２の方向から挟まれるように配置され、第１のグループの一部と同じパターン形状を有する第３及び第４のグループをさらに含んでいても構わない。これによれば、導体パターンの設計が容易となる。また、コイルパターンから発生する磁界が大きい中央付近の導体パターンの線路長が短くなり、導体パターンを流れるノイズ電流による損失が低減される。

【0054】

導体パターンは、第１の方向に延在する第３及び第４の線状パターンをさらに含み、第３の線状パターンは、第３の部分を介して電気的にグランドに接続され、第３の部分とは第１の方向における位置が異なる第４の部分において第４の線状パターンに接続されても構わない。これによれば、ノイズ規制規格の周波数領域においてバランスよくノイズ抑制効果を得ることが可能となる。この場合、第２及び第４の部分は、第１及び第３の線状パターンの第１の方向における略中央部に位置しても構わない。これによれば、ノイズ抑制効果が高められる。

【0055】

ノイズ抑制シートは、第１の方向と直交する第２の方向に延在し、電気的にグランドに接続される連結パターンをさらに備え、第１の線状パターンは第１の部分において連結パターンに接続されるとともに第２の方向における端部に配置され、連結パターンと第１の線状パターンを接続する接続パターンは、ラウンド形状を有していても構わない。これによれば、接続パターンに流れる電流の偏りが低減され、その結果、ノイズ抑制シートによる損失が低減される。

【0056】

第１及び第２の線状パターンの厚みは、絶縁性基材の厚みより大きくても構わない。これによれば、線状パターンをコイルパターンにより近づけることが可能となる。

【0057】

また、本開示の一実施態様によるコイル装置は、上記の磁気抑制シートと、磁性体シートと、上記磁気抑制シートと上記磁性体シートの間に配置され、上記磁気抑制シートと向かい合うコイル面を有するコイルパターンとを備えることを特徴とする。

【0058】

係るコイル装置によれば、コイルパターンから周囲に放射される不要な輻射ノイズを低減することが可能となる。

【0059】

第１及び第２の線状パターンのパターン幅は、コイルパターンに流れる電流によって生じ、第１及び第２の線状パターンに入射する電磁界の表皮深さよりも小さくても構わない。また、第１及び第２の線状パターンの導体厚は、コイルパターンに流れる電流によって生じ、第１及び第２の線状パターンに入射する電磁界の表皮深さよりも小さくても構わない。これによれば、コイルパターンから放射される搬送波の減衰が小さくなる。

【0060】

コイルパターンと導体パターンの離間距離は、コイルパターンに流れる電流によって生じ、第１及び第２の線状パターンに入射する電磁界の表皮深さよりも小さくても構わない。これによれば、コイルパターンのＱ値を十分に確保しつつ、不要な輻射ノイズをより効果的に遮蔽することが可能となる。

【符号の説明】

【0061】

１Ａ，１Ａａ，１Ａｂ，１Ｂ ノイズ抑制シート
２ 送電コイル
２ａ コイル放射面
２ｂ コイル裏面
３ 受電コイル
４ 送電回路
５ 受電回路
６ 電源回路
７ 負荷回路
８ 磁性体シート
１０ 絶縁性基材
１１ 絶縁性基材の表面
１２ 絶縁性基材の裏面
２０ 導体パターン
２１～２４ グループ
２１_１～２１_ｎ，２２_１～２２_ｎ，２３_１～２３_ｍ，２４_１～２４_ｍ 線状パターン
２５ 連結パターン
２６ ターミナル接続部
２７～２９ 接続パターン
３０ 絶縁性基材
３１ 絶縁性基材の表面
３２ 絶縁性基材の裏面
４１，４２ コイルパターン
５１ レジスト
５２ 接着シート
６１～６３ グループ
６１_１～６１_４，６２_１～６２_４，６３_１～６３_ｐ，７０_１～７０_ｋ 線状パターン
１００ ワイヤレス電力伝送システム
φ 磁束

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】