特表 2024-501597 ワイヤレス充電コイル、電子デバイス、およびアンテナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-15

(54)【発明の名称】ワイヤレス充電コイル、電子デバイス、およびアンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01F 38/14 20060101AFI20240105BHJP

   H01F 5/00 20060101ALI20240105BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20240105BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20240105BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240105BHJP

【ＦＩ】

H01F38/14

H01F5/00 E

H02J50/10

H02J50/40

H02J7/00 301D

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023504828

(86)(22)【出願日】2022-08-24

(85)【翻訳文提出日】2023-02-22

(86)【国際出願番号】 CN2022114631

(87)【国際公開番号】W WO2023098170

(87)【国際公開日】2023-06-08

(31)【優先権主張番号】202111452805.6

(32)【優先日】2021-12-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521218881

【氏名又は名称】オナー デバイス カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フアン、フア

(72)【発明者】

【氏名】ソン、ジアシアン

(72)【発明者】

【氏名】ジャン、シアリン

(72)【発明者】

【氏名】ワン、シン

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA10

5G503GB08

(57)【要約】

本願は、ワイヤレス充電コイル、およびワイヤレス充電コイルを含む電子デバイスおよびアンテナを提供する。ワイヤレス充電コイルは、複数の層にあり直列に接続された複数のコイル群、および複数のコイル群の２つの層の間に配置された絶縁層を含む。ワイヤレス充電コイルは、第１領域および第１領域の外周に配置された第２領域を含む。第２領域に配置された複数のコイル群が複数の層に配列されており、各コイル群は１つの層において並列に巻かれた複数のコイルを含む。電流分布が均一ではなく第１領域にあるコイル群が、並列に接続されて複数の層に分配された複数のコイルを用いるため、第１領域にあるコイルの電流密度が複数の層に分配されるようになるので、電流分布均一性が向上する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の層に配置され直列に接続された複数のコイル群、および前記複数のコイル群の２つの層の間に配置された絶縁層を備えたワイヤレス充電コイルであって、
前記ワイヤレス充電コイルが第１領域および前記第１領域の外周に配置された第２領域を備え；
前記第２領域に配置された複数のコイル群が前記複数の層に配列されており、各コイル群が１つの層で並列に巻かれた複数のコイルを含み；および
前記第１領域に配置された各コイル群が並列に接続された複数のコイルを含み、各層における前記コイル群のコイルの数が同じである、ワイヤレス充電コイル。

【請求項2】

前記第１領域にあるコイル群の数がＭであり、前記第１領域および前記第２領域にあるコイル群の数がＮであり、ＭおよびＮがＮ－Ｍ≧２且つＭ≦ｉ＋２を満たし、ｉがＮを２で割って端数を切り捨てた後に得られる整数である、請求項１に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項3】

３≦Ｎ≦４の場合、Ｍ＞０である；およびＮ＞４の場合、Ｍ≧ｉ－２である、請求項２に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項4】

前記第１領域にある前記コイル群の各層におけるコイルの数がｔであり、直列に隣接して接続された２つのコイル群がｔ個のコイルを用いて対応して接続されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項5】

前記第２領域にある前記コイル群の数が、前記複数のコイル群が分配されている層の数の整数倍である、請求項１から３のいずれか一項に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項6】

前記第２領域の２つの隣接した層におけるコイル群の数同士の差異が１より大きいまたは１に等しい場合、コイル群の数が小さい方の層におけるコイル群の複数のコイルの合計幅が、もう一方の層におけるコイル群の複数のコイルの合計幅より大きい、請求項１から３のいずれか一項に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項7】

前記第２領域にある各コイル群の前記複数のコイルの合計幅が、前記第１領域にある各コイル群の単一層における複数のコイルの合計幅より大きいまたはこれに等しい、請求項１から３のいずれか一項に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項8】

前記第２領域が前記第１領域に面する方向において、前記第１領域にある任意の２つのコイル群の複数のコイルの合計幅が減少するか、または変わらない、請求項７に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項9】

前記ワイヤレス充電コイルの半径方向における、前記第１領域にある少なくとも１つのコイル群のコイルの配列順序が変わる、請求項１から３のいずれか一項に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項10】

前記第１領域にあるコイルが複数のワイヤ部を含み、前記ワイヤレス充電コイルがさらに第１接続部および第２接続部を備え；
前記第１接続部が前記絶縁層を通過し、前記複数の層に積層された前記半径方向において同じ配列順序の複数のワイヤ部が、前記第１接続部を用いて接続されてワイヤ部群を形成し；および
前記第２接続部の２つの端部が、前記半径方向において異なる配列順序である２つのワイヤ部群に別々に接続されているため、前記コイルの前記複数のワイヤ部が接続されるようになる、請求項９に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項11】

前記コイル群の複数のコイルアレイが少なくとも２つの層に均等に分配されており、２つの交差によって、前記半径方向における複数のコイルの配列順序を逆転させることが可能になり；および前記少なくとも２つの層に積層されている前記半径方向において同じ配列順序の複数のコイルが交差ユニットを形成し；および
前記コイル群の単一層におけるコイルの数ｔが３＜ｔ≦７を満たす場合、第１交差では、前記半径方向において両側から中間へと複数の交差ユニットの２つの交差ユニットごとに交差群を形成し、前記半径方向における各交差群の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり、残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ前記残りの交差ユニットの数が２である場合、前記半径方向における２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり；および前記残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ残りの交差ユニットの数が３である場合、前記半径方向において前記中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、前記半径方向におけるその他の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり；および第２交差では、各交差群の複数の交差ユニットの配列順序が変わらず、前記中間にある交差群または交差ユニットの配列順序が変わらず、前記半径方向において前記両側にある２つの交差群の配列順序が入れ替わる、請求項９に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項12】

前記コイル群の複数のコイルアレイが少なくとも２つの層に均等に分配されており、２つの交差によって、前記半径方向における複数のコイルの配列順序を逆転させることが可能になり；および前記少なくとも２つの層に積層されている前記半径方向において同じ配列順序の複数のコイルが交差ユニットを形成し；および
前記コイル群の単一層におけるコイルの数ｔが７＜ｔ≦９を満たす場合、第１交差では、前記半径方向において両側から中間へと複数の交差ユニットの３つの交差ユニットごとに交差群を形成し；前記半径方向における各交差群の前記中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、前記半径方向において前記両側にある２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり；残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ前記残りの交差ユニットの数が２である場合、前記半径方向における２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり；残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ前記残りの交差ユニットの数が３である場合、前記半径方向において前記中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、前記半径方向におけるその他の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり；および第２交差では、各交差群の複数の交差ユニットの配列順序が変わらず、前記中間にある交差群または交差ユニットの配列順序が変わらず、前記半径方向において前記両側にある２つの交差群の配列順序が入れ替わる、請求項９に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項13】

前記第２領域における前記コイル群のコイルの数がｔであり、前記第１領域における前記コイル群のコイルの数がｔであり、直列に隣接して接続された、前記ワイヤレス充電コイルの２つのコイル群が、ｔ個のコイルを用いて対応して接続されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項14】

前記第２領域にある少なくとも１つのコイルにワイヤスロットが配置されているため、前記コイルが複数のサブコイルを形成するようになる、請求項１３に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項15】

前記第２領域にある少なくとも１つのコイル群における少なくとも２つの隣接したコイルが結合されて新たなコイルになる、請求項１３に記載のワイヤレス充電コイル。

【請求項16】

電子デバイスであって、前記電子デバイスが請求項１から３のいずれか一項に記載のワイヤレス充電コイルを備える、電子デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本願は、２０２１年１２月１日に中国国家知識産権局に出願された「ワイヤレス充電コイル、電子デバイス、およびアンテナ（ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＣＨＡＲＧＩＮＧ ＣＯＩＬ， ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＤＥＶＩＣＥ， ＡＮＤ ＡＮＴＥＮＮＡ）」と題する中国特許出願第２０２１１１４５２８０５．６号に基づく優先権を主張し、当該中国特許出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本願の実施形態は充電デバイス技術の分野に関し、詳細には、ワイヤレス充電コイル、電子デバイス、およびアンテナに関する。

【背景技術】

【0003】

ワイヤレス充電コイルとは通常、複数のコイル群を内側から外側へと巻くことにより形成されたリング構造をしている。各コイル群は複数のコイルを含む。内側にある一部のコイルの電流密度分布が均一ではなく、電流が主に、各コイル群の両内側にある２つのコイルに集中する。したがって、これらのコイルを流れる電流の実効面積が減少し、これらのコイルを流れる電流の実効交流インピーダンスが増加し、充電効率が比較的低くなる。

【発明の概要】

【0004】

これを考慮して、本願は、電流分布均一性を向上させるためのワイヤレス充電コイルを提供する。

【0005】

第１態様によれば、本願はワイヤレス充電コイルを提供する。ワイヤレス充電コイルは、複数の層に積層され直列に接続された複数のコイル群、および複数のコイル群の複数の層の間に配置された絶縁層を含む。ワイヤレス充電コイルは、第１領域および第１領域の外周に配置された第２領域を含む。第２領域に配置された複数のコイル群が複数の層に配列されており、各コイル群は１つの層において並列に巻かれた複数のコイルを含む。

【0006】

ワイヤレス充電コイルでは、電流分布が均一ではなく第１領域にあるコイル群が、並列に接続されて複数の層に分配された複数のコイルを用いるため、第１領域にあるコイルの電流密度が複数の層に分配されるようになるので、電流分布均一性が向上する。

【0007】

実現可能な実装例では、第１領域にあるコイル群の数がＭであり、第１領域および第２領域にあるコイル群の数がＮであり、ＭおよびＮは、Ｎ－Ｍ≧２且つＭ≦ｉ＋２を満たし、ｉはＮを２で割って商の端数を切り捨てた後に得られる整数である。

【0008】

明らかであるが、前述した実装例では、第１領域にあるコイル群の数Ｍおよびワイヤレス充電コイルのコイル群の総数Ｎの関係を設定することにより、電流分布が均一ではないコイル群の数がＭに等しくなるか、またはＭに近くなるため、ワイヤレス充電コイルの電流分布均一性が向上するようになる。

【0009】

実現可能な実装例では、３≦Ｎ≦４の場合、Ｍ＞０であり、Ｎ＞４の場合、Ｍ≧ｉ－２である。

【0010】

明らかであるが、前述した実装例では、第１領域にあるコイル群の数Ｍおよびワイヤレス充電コイルのコイル群の総数Ｎの関係を設定することにより、電流分布が均一ではないコイル群の数がＭに等しくなるか、またはＭに近くなるため、ワイヤレス充電コイルの電流分布均一性が向上するようになる。

【0011】

実現可能な実装例では、第１領域にあるコイル群の各層におけるコイルの数がｔであり、直列に隣接して接続された２つのコイル群がｔ個のコイルを用いて対応して接続されている。

【0012】

明らかであるが、前述した実装例では、第１領域において直列に隣接して接続された２つのコイル群がｔ個のコイルを用いて対応して接続されているため、コイル結合により渦電流損が引き起こされるという問題が回避されるようになる。

【0013】

実現可能な実装例では、第２領域にあるコイル群の数が、複数のコイル群が分配されている層の数の整数倍である。

【0014】

明らかであるが、前述の実装例では、第２領域にある２つの隣接した層で２つのコイル群の対応する積層を容易にするために、第２領域にあるコイル群の数は複数のコイル群が分配されている層の数の整数倍である。

【0015】

実現可能な実装例では、第２領域の２つの隣接した層におけるコイル群の数同士の差異が１より大きいまたは１に等しい場合、コイル群の数が小さい方の層におけるコイル群の複数のコイルの合計幅が、もう一方の層におけるコイル群の複数のコイルの合計幅より大きい。

【0016】

明らかであるが、前述した実装例では、これらの層の一方におけるコイル群の幅が増加し、インピーダンスが減少する。

【0017】

実現可能な実装例では、第２領域にある各コイル群の複数のコイルの合計幅が、第１領域にある各コイル群の単一層における複数のコイルの合計幅より大きいまたはこれに等しい。

【0018】

明らかであるが、前述した実装例では、第１領域にあるコイル群は複数の層に分配されて電流を伝導しており、このコイル群の複数のコイルの合計断面積が、複数の層におけるコイルの合計断面積に等しい。第１領域にあるコイル群の単一層におけるコイル幅が減少するため、コイルの断面積が減少するようになるので、第２領域にあるコイルを広げる余地が残っている。第２領域にあるコイル群の電流分布が、第１領域にあるコイル群と比較して均一である。第２コイルのコイル幅が増加し、インピーダンスが減少する。

【0019】

実現可能な実装例では、第２領域が第１領域に面する方向において、第１領域にある任意の２つのコイル群の複数のコイルの合計幅が減少するか、または変わらない。

【0020】

明らかであるが、前述した実装例では、第１領域にあるコイル群からワイヤレス充電コイルの中心までの距離が大きいほど、電流分布均一性が高くなることを示す。第２領域が第１領域に面する方向において、第１領域にある任意の２つのコイル群の幅を減少させるか、または変えず、ワイヤレス充電コイルの中心から離れたコイル群の幅を増加させて、インピーダンスを減少させることができる。

【0021】

実現可能な実装例では、ワイヤレス充電コイルの半径方向における、第１領域にある少なくとも１つのコイル群のコイルの配列順序が変わる。

【0022】

明らかであるが、前述した実装例では、半径方向におけるコイル群のコイルの配列順序を変えるため、ワイヤレス充電コイルの中心に近いコイルが外側に移動し、ワイヤレス充電コイルの中心から離れたコイルが内側に移動するようになる。半径方向において両側にあるコイルの電流密度が高く、中間にあるコイルの電流密度が低い。半径方向におけるコイルの位置を変えることで、コイルの電流密度が変わるため、コイル群にある複数のコイルの電流分布均一性が高まるようになる。

【0023】

実現可能な実装例では、第１領域にあるコイルは複数のワイヤ部を含み、ワイヤレス充電コイルはさらに第１接続部および第２接続部を含む。第１接続部は絶縁層を通過し、複数の層に積層された半径方向において同じ配列順序の複数のワイヤ部は、第１接続部を用いて接続されてワイヤ部群を形成する。第２接続部の２つの端部が、半径方向において異なる配列順序である２つのワイヤ部群に別々に接続されているため、コイルの複数のワイヤ部が接続されるようになる。

【0024】

明らかであるが、前述の実装例では、第１接続部は２つの隣接した層に積層された２つのコイルを接続して半径方向における配列順序を同時に変え、第２接続部は、半径方向における配列順序が変わった後にコイルの複数のワイヤ部を接続して、コイルの内側で伝導を実現することができる。

【0025】

実現可能な実装例では、コイル群の複数のコイルアレイが複数の層に均等に分配されており、２つの交差によって、半径方向における複数のコイルの配列順序を逆転させることが可能になり、複数の層に積層された半径方向において同じ配列順序の複数のコイルが交差ユニットを形成する。コイル群の単一層におけるコイルの数ｔが３＜ｔ≦７を満たす場合、第１交差では、半径方向において両側から中間へと複数の交差ユニットの２つの交差ユニットごとに交差群を形成し、半径方向における各交差群の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり、残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ残りの交差ユニットの数が２である場合、半径方向における２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり、残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ残りの交差ユニットの数が３である場合、半径方向において中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、半径方向においてその他の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わる。第２交差では、各交差群の複数の交差ユニットの配列順序が変わらず、中間にある交差群または交差ユニットの配列順序が変わらず、半径方向において両側にある２つの交差群の配列順序が入れ替わる。

【0026】

明らかであるが、前述した実装例では、設定された交差ルールを用いることで、コイル群の複数のコイルの２つの交差によって、半径方向における複数のコイルの配列配置が逆の配列配置に変わるため、両側にあるコイルが中間位置を通って最終的に入れ替わるようになり、その結果、電流分布均一性が向上する。

【0027】

実現可能な実装例では、コイル群の複数のコイルアレイが複数の層に均等に分配されており、２つの交差によって、半径方向における複数のコイルの配列順序を逆転させることが可能になり、複数の層に積層された半径方向において同じ配列順序の複数のコイルが交差ユニットを形成する。コイル群の単一層におけるコイルの数ｔが７＜ｔ≦９を満たす場合、第１交差では、半径方向において両側から中間へと複数の交差ユニットの３つの交差ユニットごとに交差群を形成し、半径方向における各交差群の中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、半径方向において両側にある２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり、残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ残りの交差ユニットの数が２である場合、半径方向における２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり、残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ残りの交差ユニットの数が３である場合、半径方向において中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、半径方向におけるその他の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わる。第２交差では、各交差群の複数の交差ユニットの配列順序が変わらず、中間にある交差群または交差ユニットの配列順序が変わらず、半径方向において両側にある２つの交差群の配列順序が入れ替わる。

【0028】

明らかであるが、前述した実装例では、設定された交差ルールを用いることで、コイル群の複数のコイルの２つの交差によって、半径方向における複数のコイルの配列配置が逆の配列配置に変わるため、両側にあるコイルが中間位置を通って最終的に入れ替わるようになり、その結果、電流分布均一性が向上する。

【0029】

実現可能な実装例では、第２領域におけるコイル群のコイルの数がｔであり、第１領域におけるコイル群のコイルの数がｔであり、直列に隣接して接続された、ワイヤレス充電コイルの２つのコイル群ごとにｔ個のコイルを用いて対応して接続されている。

【0030】

明らかであるが、前述した実装例では、第１領域および第２領域において、およびこの２つの領域の間で、直列に隣接して接続された２つのコイル群は、ｔ個のコイルを用いて対応して接続されているため、コイル結合により渦電流損が引き起こされるという問題が回避されるようになる。

【0031】

実現可能な実装例では、第２領域にある少なくとも１つのコイルにワイヤスロットが配置されているため、コイルは複数のサブコイルを形成するようになる。

【0032】

明らかであるが、前述した実装例では、独立して接続されているコイルにワイヤスロットが配置されてよく、複数のサブコイルが形成されて、サブコイルの幅が減少するため、著しく大きいコイルの幅により渦電流損が引き起こされるという問題が回避されるようになる。

【0033】

実現可能な実装例では、第２領域にある少なくとも１つのコイル群における少なくとも２つの隣接したコイルが結合されて、新たなコイルになる。

【0034】

明らかであるが、前述した実装例では、第２領域にあるコイル群の数が小さく且つコイルの幅が小さい場合、２つのコイルまたは別の数の複数のコイルが結合されて新たなコイルになり、新たなコイルの幅を増やすことができるため、新たなコイルのインピーダンスが減少するようになる。

【0035】

第２態様によれば、本願は電子デバイスを提供し、電子デバイスにはワイヤレス充電コイルが含まれる。ワイヤレス充電コイルは、複数の層に積層され直列に接続された複数のコイル群、および複数のコイル群の複数の層の間に配置された絶縁層を含む。ワイヤレス充電コイルは、第１領域および第１領域の外周に配置された第２領域を含む。第２領域に配置された複数のコイル群が複数の層に配列されており、各コイル群は１つの層において並列に巻かれた複数のコイルを含む。

【0036】

電子デバイスにおいて、ワイヤレス充電コイルでは、電流分布が均一ではなく第１領域にあるコイル群が、並列に接続されて複数の層に分配された複数のコイルを用いるため、第１領域にあるコイルの電流密度が複数の層に分配されるようになるので、電流分布均一性が向上し、さらに、電子デバイスの充電効率が向上する。

【0037】

第３態様によれば、本願はアンテナを提供し、アンテナはワイヤレス充電コイルの構造をしている。ワイヤレス充電コイルは、複数の層に積層され直列に接続された複数のコイル群、および複数のコイル群の複数の層の間に配置された絶縁層を含む。ワイヤレス充電コイルは、第１領域および第１領域の外周に配置された第２領域を含む。第２領域に配置された複数のコイル群が複数の層に配列されており、各コイル群は１つの層において並列に巻かれた複数のコイルを含む。

【0038】

アンテナにおいて、ワイヤレス充電コイルでは、電流分布が均一ではなく第１領域にあるコイル群が、並列に接続されて複数の層に分配された複数のコイルを用いるため、第１領域にあるコイルの電流密度が複数の層に分配されるようになるので、電流分布均一性が向上し、さらに、アンテナの充電効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】本願の一実施形態による２つの電子デバイスの概略図である。

【0040】

【図2】本願の別の実施形態による電子デバイスの構造の概略図である。

【0041】

【図3】従来技術におけるワイヤレス充電コイルの概略図である。

【0042】

【図4】図３に示すワイヤレス充電コイルの、半径方向における片側の断面概略図である。

【0043】

【図5】従来技術における２つの異なるワイヤレス充電コイルの片側の断面概略図である。

【図6】従来技術における２つの異なるワイヤレス充電コイルの片側の断面概略図である。

【0044】

【図7】図１に示す電子デバイスにおけるワイヤレス充電コイルの概略図である。

【0045】

【図8】図７に示すワイヤレス充電コイルの、別の観点からの概略図である。

【0046】

【図9】図７に示すワイヤレス充電コイルの、半径方向における片側の断面概略図である。

【0047】

【図10a】図４に示すワイヤレス充電コイルの第２領域にある異なる数のコイルにワイヤスロットを配置した概略図である。

【図10b】図４に示すワイヤレス充電コイルの第２領域にある異なる数のコイルにワイヤスロットを配置した概略図である。

【図10c】図４に示すワイヤレス充電コイルの第２領域にある異なる数のコイルにワイヤスロットを配置した概略図である。

【0048】

【図11a】ワイヤレス充電コイルの別の実施形態による、第２領域および第１領域にあるコイル群のコイルの数が異なる概略図である。

【図11b】ワイヤレス充電コイルの別の実施形態による、第２領域および第１領域にあるコイル群のコイルの数が異なる概略図である。

【0049】

【図12a】異なる数のコイルを巻くことで形成された、本願で提供されるワイヤレス充電コイルのコイル群の交差の概略図である。

【図12b】異なる数のコイルを巻くことで形成された、本願で提供されるワイヤレス充電コイルのコイル群の交差の概略図である。

【図12c】異なる数のコイルを巻くことで形成された、本願で提供されるワイヤレス充電コイルのコイル群の交差の概略図である。

【図12d】異なる数のコイルを巻くことで形成された、本願で提供されるワイヤレス充電コイルのコイル群の交差の概略図である。

【図12e】異なる数のコイルを巻くことで形成された、本願で提供されるワイヤレス充電コイルのコイル群の交差の概略図である。

【図12f】異なる数のコイルを巻くことで形成された、本願で提供されるワイヤレス充電コイルのコイル群の交差の概略図である。

【図12g】異なる数のコイルを巻くことで形成された、本願で提供されるワイヤレス充電コイルのコイル群の交差の概略図である。

【0050】

【図13】図１２ａに対応するワイヤレス充電コイルの交差部の概略図である。

【0051】

【図14a】図１２ｂに対応するワイヤレス充電コイルの第１交差の概略図である。

【0052】

【図14b】図１２ｂに対応するワイヤレス充電コイルの第２交差の概略図である。

【0053】

【図15】本願によるワイヤレス充電コイルの異なる他の交差の概略図である。

【図16】本願によるワイヤレス充電コイルの異なる他の交差の概略図である。

【0054】

【図17】別の実施形態による、層の数が異なり、コイルの数が異なる図７に示すワイヤレス充電コイルの概略図である。

【0055】

［主な構成要素の参照符号の説明］

【0056】

電子デバイス：２００ａ、２００ｂ；ワイヤレス充電コイル：１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、３００、３００ａ、および３００ｂ；第１層：１０１；第２層：１０２；第１領域：１０３；第２領域：１０４；第１端部：１０５；第２端部：１０６；コイル群：１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、３０１、３０１ａ、３０１ｂ；コイル：１１１、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ、１１１ｆ、１１１ｇ、１１１ｈ、１１１ｊ、３０１１、３０１１ａ、３０１１ｂ；ワイヤスロット：１０７；サブコイル：１１１１；第１コイル群：１１、１１ａ、１１ｂ；第２コイル群：１２、１２ａ；第３コイル群：１３；第４コイル群：１４；第５コイル群：１５；第６コイル群：１６；第７コイル群：１７；ワイヤ部：１ａ、２ａ、３ａ、１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃ、１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ；絶縁層：２０；第１接続部：３０；および第２接続部：４０。

【発明を実施するための形態】

【0057】

予め決められた応用目的を実現するのに本願で用いられる技術的手段および効果をさらに説明するために、以下では、添付図面および実装例を参照して実施形態を説明する。明らかであるが、説明される実施形態は本願の実施形態の全てではなく、その一部だけである。

【0058】

別途定義されない限り、本明細書で用いられる技術用語および科学用語は全て、本願の当業者により一般に理解されるものと同じ意味を有する。本願の本明細書で用いられる用語はここでは、特定の実施形態を説明するのに用いられるだけであり、本願を限定することは意図されていない。

【0059】

以下では、添付図面を参照して、本願のいくつかの実装例を詳細に説明する。以下の実施形態およびその実施形態の特徴は、矛盾が生じない限り、組み合わされてよい。

【0060】

本願の一実施形態が、電子デバイスを提供する。

【0061】

図１に示す２つの電子デバイスはそれぞれ、電子デバイス２００ａおよび電子デバイス２００ｂである。電子デバイス２００ａは充電用のワイヤレス充電器であり、電子デバイス２００ａにはワイヤレス充電コイル１００が配置されている。電子デバイス２００ｂは携帯電話である。電子デバイス２００ｂにはワイヤレス充電コイル１００が配置されている。電子デバイス２００ａのワイヤレス充電コイルは、交流を伝導し、交流電磁場を発生させる。電子デバイス２００のワイヤレス充電コイル１００は交流磁場において誘導電圧を発生させてエネルギー伝送を実現し、電子デバイス２００ａは電子デバイス２００のワイヤレス充電を実現する。

【0062】

別の実施形態では、電子デバイスはさらに、タブレットパーソナルコンピュータ（Ｔａｂｌｅｔ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ラップトップコンピュータ（Ｌａｐｔｏｐ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、パーソナルデジタルアシスタント（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ、ＰＤＡ）、モバイルインターネットデバイス（Ｍｏｂｉｌｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｅｖｉｃｅ、ＭＩＤ）、またはウェアラブルデバイス（Ｗｅａｒａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ）などであってもよいことが理解されるであろう。

【0063】

電子デバイスに含まれるコイルの数は、１つに限定されない。例えば図２に示すように、別の実施形態では、電子デバイス２００ｃが縦型ワイヤレス充電器であり、電子デバイス２００が電子デバイス２００ｃに傾けて立て掛けてあってもよい。２つのワイヤレス充電コイル１００が電子デバイス２００ｃに配置されており、２つのワイヤレス充電コイル１００は別々に交流を伝導し、両方とも電子デバイス２００のワイヤレス充電コイル１００に誘導電圧を発生させ得るため、電子デバイス２００のワイヤレス充電が実現されるようになる。

【0064】

図３および図４を参照すると、従来技術のワイヤレス充電コイル３００には６つのコイル群３０１が含まれる。各コイル群３０１には８つのコイル３０１１が含まれる。８つのコイル３０１１が２つの層において並列に巻かれているため、４つのコイル３０１１が各層に配列されるようになる。図４の部分的に拡大した概略図に示すように、ワイヤレス充電コイル３００の中心に近い３つのコイル群３０１の電流分布が均一ではない。電流は主に各コイル群３０１の両側の領域に集中し、中間領域には著しく低い電流がもたらされる。したがって、これらのコイル群３０１のコイル３０１１を流れる電流の実効面積が減少し、コイル３０１１を流れる電流の実効交流インピーダンスが増加し、充電効率が比較的低くなる。

【0065】

図５を参照すると、従来技術における別のワイヤレス充電コイル３００ａには、６つのコイル群３０１ａが含まれる。各コイル群３０１ａの２つのコイル３０１１ａが並列に接続されて２つの層で巻かれており、６つのコイル群は直列に接続されている。ワイヤレス充電コイル３００ａの内径ｄ１が２０ｍｍであり、ワイヤレス充電コイル３００ａの外径ｄ２が４０ｍｍである。６つのコイル群同士の間には、５つの間隔がある。半径方向の間隔幅ｗは０．１ｍｍである。ワイヤレス充電コイル３００ａにおける複数のコイル３０１１ａの半径方向の合計幅は、（４０－２０－５×０．１）×２＝３９ｍｍである。

【0066】

図６を参照すると、従来技術における別のワイヤレス充電コイル３００ｂには、６つのコイル群３０１ｂが含まれる。各コイル群３０１ｂのコイル３０１１ｂが同じ層に分配されている。６つのコイル群３０１ｂは２つの層に分配されており、２つのコイル群３０１ｂごとに２つの層に対応して配列されている。６つのコイル群３０１ｂは２つの層に分配されており、ワイヤレス充電コイル３００ｂには半径方向に２つの間隔がある。ワイヤレス充電コイル３００ｂにおける複数のコイル３０１１ｂの半径方向の合計幅は、（４０－２０－２×０．１）×２＝３９．６ｍｍである。

【0067】

ワイヤレス充電コイル３００ｂにおける各コイル群３０１ｂのコイル３０１１ｂの数は、ワイヤレス充電コイル３００ａにおける各コイル群３０１ａのコイル３０１１ａの数と同じであり、その数は２つであっても、別の数であってもよい。

【0068】

交流インピーダンスＲＡＣは、直流インピーダンスＲＤＣより大きいまたはこれに等しい。交流インピーダンスの下限が、直流インピーダンスに等しい。交流インピーダンスを最小に減少させても、直流インピーダンスＲＤＣのレベルにしか達することができない。したがって、交流インピーダンスＲＡＣを減少させるためには、直流インピーダンスＲＤＣを減少させることも重要な手段となる。

【0069】

各コイル群３０１ａが１つの層で並列に内部接続されている図６に示す解決手段と比較すると、各コイル群３０１ａが２つの層で並列に内部接続されている図５に示す解決手段では、半径方向におけるコイル３０１１ａの合計幅が小さいほど、コイル３０１１ａの全体積が小さくなり、直流インピーダンスＲＤＣが高くなることを示す。

【0070】

図６に示すように、各コイル群３０１ｂは１つの層で並列に内部接続されており、複数のコイル群３０１ｂが直列に接続されて２つの層に分配されている。半径方向におけるコイル３０１１ｂの合計幅が大きいほど、コイル３０１１ｂの全体積が大きくなり、直流インピーダンスＲＤＣが低くなることを示す。しかしながら、ワイヤレス充電コイル３００ｂの中心に近い複数のコイル群３０１ｂの電流分布が均一ではない。直流インピーダンスＲＤＣは減少するが、交流インピーダンスは減少しない。

【0071】

図７、図８、および図９を参照すると、ワイヤレス充電コイル１００には、複数のコイル群１０および絶縁層２０が含まれる。複数のコイル群１０は２つの層（第１層１０１および第２層１０２）に積層されており、絶縁層２０の２つの対向面に配置されている。複数のコイル群１０は、直列に順次接続されている。各コイル群１０の複数のコイル１１１が並列に接続されている。ワイヤレス充電コイル１００には、第１領域１０３および第２領域１０４が含まれる。第２領域１０４は第１領域１０３の外周に配置されている。第２領域１０４に配置された各コイル群１０には、同じ層において並列に巻かれて並列に接続されたｔ個のコイル１１１が含まれる。第１領域１０３に配置された各コイル群１０には、並列に２つの層で巻かれた２ｔ個のコイル１１１が含まれ、ｔ個のコイル１１１が第１層１０１で巻かれており、もう一方のｔ個のコイル１１１が第２層１０２で巻かれている。直列に隣接して接続された２つのコイル群１０のｔ個のコイル１１１が対応して接続されている。

【0072】

ワイヤレス充電コイル１００はＦＰＣコイルであり、コイル１１１は導電層（例えば、銅層、アルミニウム層、ニッケル層、金層、銀層、または合金層）をエッチングして形成されるが、方式がこれに限定されることはない。例えば、別の実施形態において、ワイヤレス充電コイル１００は導線を巻くことで形成されてもよい。

【0073】

ワイヤレス充電コイル１００には、第１端部１０５および第２端部１０６が含まれる。電流が、第１端部１０５から入力され、第２端部１０６から出力される。ワイヤレス充電コイル１００は、ｔ個のコイル１１１を第１端部１０５から連続的に巻いて第２端部１０６に接続することで形成され、２つの層に分配されている。ｔ個の間隔がある導電層が、第１端部１０５から内側にらせん状に巻くことで形成され、１つのコイル群１０が各円周に形成される。一実施形態では、ｔが４であり、４つのコイル群１０が第２領域１０４に配置されており、３つのコイル群１０が第１領域１０３に配置されている。こうしたことが、これに限定されることはない。

【0074】

別の実施形態では、電流が第２端部１０６から入力されて、第１端部１０５から出力されてもよいことが理解されるであろう。

【0075】

第２領域１０４にあり第１領域１０３に隣接した２つのコイル群１０が別々に、第１領域１０３にあり半径方向において両側にある２つのコイル群１０と直列に接続されている。

【0076】

複数のコイル群１０には、第１コイル群１１、第２コイル群１２、第３コイル群１３、第４コイル群１４、第５コイル群１５、第６コイル群１６、および第７コイル群１７が含まれる。

【0077】

図７は、ワイヤレス充電コイル１００を第１層１０１で巻いた概略図である。第１コイル群１１および第２コイル群１２は、第１層１０１の第２領域１０４において半径方向に順次巻かれており、第１コイル群１１は第１端部１０５に接続されている。第３コイル群１３、第４コイル群１４、および第５コイル群１５は、第１領域１０３において半径方向に順次巻かれており、第１層１０１および第２層１０２に別々に配列されている。第１領域１０３にある３つのコイル群ごとの、第１層１０１および第２層１０２に別々に配置されたｔ個のコイル１１１が順次接続されているため、第１領域１０３の３つのコイル群は直列に接続されるようになる。第３コイル群１３の、第１層１０１に配置されたｔ個のコイル１１１は第２コイル群１２のｔ個のコイル１１１に対応して接続されているため、第３コイル群１３および第２コイル群１２は直列に接続されるようになる。図８は、ワイヤレス充電コイル１００を第２層１０２で巻いた概略図である。第６コイル群１６および第７コイル群１７は、第２層１０２の第２領域１０４において半径方向に順次巻かれている。第７コイル群１７は第２端部１０６に接続されている。第５コイル群１５の、第２層１０２に配置されたｔ個のコイル１１１は、第６コイル群１６のｔ個のコイル１１１に対応して接続されているため、第５コイル群１５および第６コイル群１６は直列に接続されるようになる。

【0078】

第１領域１０３のコイル群１０では、並列に接続されて２つの層に分配された２ｔ個のコイル１１１を用いることにより、第１領域１０３にあるコイル１１１の電流密度が２つの層に分配されるようになるため、電流分布均一性が向上する。

【0079】

ワイヤレス充電コイル１００の各コイル１１１が独立して接続され、複数のコイル群１０の、単一層にあるコイル１１１の数が同じであり、コイル１１１が順次接続されているため、様々なコイル群１０のコイル１１１の数が異なる場合に、２つのコイル１１１を結合して隣接するコイル１１１に接続する必要があり、渦電流損が引き起こされるという問題が回避されるようになる。

【0080】

第２領域１０４にある複数のコイル群１０が直列に接続されており、上層および下層の間に導電構造を設ける必要がないため、ワイヤレス充電コイル１００の巻き工程が簡略化されるようになる。本願のこの実施形態で提供されるワイヤレス充電コイル１００では、中心に近い第１領域１０３にある各コイル群１０が並列に接続されて２つの層で巻かれ、第２領域１０４の各コイル群１０が並列に接続されて単一層で巻かれるため、得られるワイヤレス充電コイル１００は、図５に示すワイヤレス充電コイル３００ａおよび図６に示すワイヤレス充電コイル３００ｂより低い交流インピーダンスＲＡＣを有するようになる。

【0081】

ワイヤレス充電コイル１００の各コイル１１１は独立して接続されており、インピーダンスが減少する。図９に示すように、ワイヤレス充電コイル１００の厚さｈが０．１７ｍｍであり、内径ｄ３が２０ｍｍであり、外径ｄ４が４６ｍｍであり、コイル群１０の数が７であり、４つのコイル１１１がコイル群１０の各層に分配されている。第１ワイヤレス充電コイル（図には示されていない）および図９に示すワイヤレス充電コイル１００の違いは、第１領域にある２つの隣接したコイル群の全てのコイルを結合してから接続するという点にある。第２ワイヤレス充電コイル（図には示されていない）および図９に示すワイヤレス充電コイル１００の違いは、第１領域にある２つの隣接したコイル群の２つのコイルごとに結合してから接続するという点にある。表１は、電流を伝導し、インダクタンス値が２μＨである場合の、図９に示すワイヤレス充電コイル１００、第１ワイヤレス充電コイル、および第２ワイヤレス充電コイルのパラメータテーブルである。Ｑはインダクタンス品質係数であり、これは、ある周波数の交流電圧でワイヤレス充電コイルが動作するときの、ワイヤレス充電コイルの等価損失抵抗に対する示された誘導抵抗の比である。Ｑ値が高いほど、ワイヤレス充電コイルの損失が低くなり、充電効率が高くなることを示す。

【表1】

【0082】

図９に示すワイヤレス充電コイル１００、第１ワイヤレス充電コイル、および第２ワイヤレス充電コイルの違いは、２つの隣接するコイル群の接続方式だけが異なるという点にある。前述した表のデータからは、インピーダンスの降順で並べ換えたワイヤレス充電コイルの順序が、図９に示す第１ワイヤレス充電コイル、第２ワイヤレス充電コイル、およびワイヤレス充電コイル１００の順になることが分かるであろう。図９に示すワイヤレス充電コイル１００の複数のコイル１１１が独立して接続されており、ワイヤレス充電コイル１００のインピーダンスが第１ワイヤレス充電コイルより約１５％低い。

【0083】

図９を参照すると、第１領域１０３にあるコイル群１０の数は３つであり、第２領域１０４にあるコイル群１０の数が４つであり、第２領域１０４のコイル群１０が２つの層に分配されているが、こうしたことがこれに限定されることはない。第１領域１０３にあるコイル群１０の数は、ワイヤレス充電コイル１００の半径方向における巻き方（例えば、図３に示すワイヤレス充電コイル３００、図５に示すワイヤレス充電コイル３００ａ、および図６に示すワイヤレス充電コイル３００ｂの巻き方）が一貫しているときの、電流分布が均一ではないコイル群の数に基づいて設定される。電流分布が均一ではないコイル群の数は、経験またはシミュレーションに基づいて得られ得る。

【0084】

第２領域１０４にあるコイル群１０の数が小さく、コイル１１１の幅が大きい場合、コイル１１１にワイヤスロットを配置してよく、ワイヤスロットはコイルを分離して複数のサブコイルを形成し、電流を伝導するサブコイルの幅を減少させるため、著しく大きいコイル１１１の幅により渦電流損が引き起こされるという問題が回避されるようになる。ワイヤスロットは第２領域１０４にある全てのコイル１１１に配置されてもよく、ワイヤスロットはコイル１１１の一部だけに配置されてもよい。異なるコイル１１１に配置されるワイヤスロットの数が同じであっても、異なっていてもよい。

【0085】

例えば、図１０ａに示すように、第２領域１０４では、ワイヤレス充電コイル１００ａおよびワイヤレス充電コイル１００の違いは、ワイヤスロット１０７がワイヤレス充電コイル１００ａの各コイル１１１ｂに配置されており、２つのサブコイル１１１１が形成されているという点にある。別の例では、図１０ｂに示すように、ワイヤレス充電コイル１００ｂおよびワイヤレス充電コイル１００の違いは、最も外側に配置されてワイヤレス充電コイル１００ｂにある第１コイル群１１ａの各コイル１１１ｂだけにワイヤスロット１０７が配置されており、２つのサブコイル１１１１が形成されているという点にある。別の例では、図１０ｃに示すように、ワイヤレス充電コイル１００ｃおよびワイヤレス充電コイル１００の違いは、第１領域に隣接してワイヤレス充電コイル１００ｃにあるコイル１１１ｂだけにワイヤスロット１０７が配置されており、２つのサブコイル１１１１が形成されているという点にある。

【0086】

別の実施形態では、第２領域１０４にあるコイル群１０のコイル１１１の数が、第１領域１０３にあるコイル群１０の単一層におけるコイル１１１の数と異なってもよいことが理解されるであろう。

【0087】

第２領域１０４にあるコイル群１０の数が小さく且つコイル１１１の幅が小さい場合、２つのコイル１１１または別の数の複数のコイル１１１が結合されて新たなコイルになり、新たなコイルの幅を増やすことができるため、新たなコイルのインピーダンスが減少するようになる。例えば、図１１ａに示すように、ワイヤレス充電コイル１００ｄおよびワイヤレス充電コイル１００の違いは、第１領域１０３にある各コイル群１０ｍの各層におけるコイル１１１ｃの数が６つであり、第２領域１０４にある各コイル群１０ｎのコイル１１１ｄの数が３つであるという点にある。第１領域１０３および第２領域１０４に隣接した２つのコイル１１１ｃごとに結合してから、１つのコイル１１１ｄに接続する。別の例では、図１１ｂに示すように、ワイヤレス充電コイル１００ｅおよびワイヤレス充電コイル１００ｄの違いは、第１コイル群１１ｂおよび第２コイル群１２ａのコイルの数が両方とも５であり、両方のコイル群が第２領域１０４の第１層１０１にあるという点にある。第２コイル群１２ａに隣接した、第１コイル群１１ｂのコイル１１１ｅの幅が、第１コイル群１１ｂの別のコイル１１１ｆの幅より大きい。第１コイル群１１ｂに隣接した、第２コイル群１２ａのコイル１１１ｇの幅が、第２コイル群１２ａの別のコイル１１１ｈの幅より大きい。コイル１１１ｅは、第２コイル群１２ａの２つのコイル１１１ｈに接続されている。コイル１１１ｇは、２つのコイル１１１ｈに接続されている。

【0088】

第１領域１０３にあるコイル群１０の数がＭであり、第１領域１０３および第２領域１０４にあるコイル群１０の総数がＮであり、Ｎを２で割って端数を切り捨てた後に得られる整数にｉが設定される。

【0089】

ＭおよびＮは次の要件を満たす。すなわち、Ｎ－Ｍ≧２且つＭ≦ｉ＋２である。

【0090】

３≦Ｎ≦４の場合、Ｍ＞０であり、Ｎ＞４の場合、Ｍ≧ｉ－２である。

【0091】

第１領域１０３にあるコイル群１０の数Ｍおよびワイヤレス充電コイル１００のコイル群１０の総数Ｎの関係を設定することにより、電流分布が均一ではないコイル群１０の数がＭに等しくなるか、またはＭに近くなるため、ワイヤレス充電コイル１００の電流分布均一性が向上するようになる。

【0092】

Ｎ－Ｍ≧２の場合、ワイヤレス充電コイル１００の第２領域１０４の２つの層に配置されるコイル１１１が確実にあるため、電流が２つの層に分配されるようになる。

【0093】

例えば、Ｎ＝３、ｉ＝１、および０＜Ｍ≦３である場合、Ｎ－Ｍ≧２を満たす必要があるため、最終的にＭ＝１が得られるようになる。

【0094】

別の例では、Ｎ＝４、ｉ＝２、および０＜Ｍ≦４である場合、Ｎ－Ｍ≧２を満たす必要があるため、最終的に０＜Ｍ≦２が得られるようになる。

【0095】

別の例では、Ｎ＝７、ｉ＝３、および１≦Ｍ≦５である場合、Ｎ－Ｍ≧２が満たされる。

【0096】

第２領域１０４にある２つの層で２つのコイル群１０の対応する積層を容易にするために、Ｎ－Ｍが偶数になるように設定されている。

【0097】

別の実施形態では、Ｎ－Ｍが奇数にもなり得ることが理解されるであろう。第２領域１０４にあるコイル群１０の数が奇数である場合、２つの層におけるコイル群１０の数の違いが１であり、コイル群１０の数が小さい方の層におけるコイル群１０の幅が、もう一方の層におけるコイル群１０の幅より大きい。例えば、第２領域１０４の第１層１０１におけるコイル群１０の数が３つであり、第２層１０２におけるコイル群１０の数が２つである。第２層１０２におけるコイル群１０の幅が、第１層１０１におけるコイル群１０の幅より大きいため、インピーダンスが減少するようになる。

【0098】

別の実施形態では、コイル群１０の数が整数に限定されないことが理解されるであろう。例えば、別の実施形態では、第２領域１０４にあるコイル群１０の数は４．５であってもよい。図７に示すワイヤレス充電コイル１００と比較すると、２つの層にはそれぞれ、０．２５円周のさらなる導電層がある。

【0099】

表２には、Ｎが３～１６である場合の、ＭおよびＮ－Ｍの値が記載されている。

【表2】

【0100】

第１領域１０３にあるコイル群１０は２つの層に分配されて電流を伝導しており、コイル群１０の複数のコイル１１１の合計断面積が、２つの層におけるコイル１１１の合計断面積に等しい。第１領域１０３にあるコイル群１０のコイル１１１の幅が減少するため、コイル１１１の断面積が減少するようになるので、第２領域１０４にあるコイル１１１を広げる余地が残っている。第２領域１０４にあるコイル群１０の電流が、第１領域にあるコイル群１０と比較して均等に分配されている。第２コイル１１１のコイル１１１の幅が増加し、インピーダンスが減少する。

【0101】

ワイヤレス充電コイル１００の第２領域１０４にある各コイル群１０の幅が、第１領域１０３にある各コイル群１０の幅より大きいまたはこれに等しい。

【0102】

説明を明確にするために、第２領域１０４が第１領域１０３に面する方向として、方向ｘを定義する。

【0103】

第１領域１０３にあるコイル群１０からワイヤレス充電コイル１００の中心までの距離が大きいほど、電流分布均一性が良くなることを示す。方向ｘにおいて、第１領域１０３にある任意の２つのコイル群１０の幅を減少させるかまたは維持し、ワイヤレス充電コイル１００の中心から離れたコイル群１０の幅を増加させて、インピーダンスを減少させることができる。

【0104】

ワイヤレス充電コイル１００の半径方向における、第１領域１０３にある少なくとも１つのコイル群１０のコイル１１１の配列順序を変えて、半径方向におけるコイル群１０のコイル１１１の配列順序を変えるため、ワイヤレス充電コイル１００の中心に近いコイル１１１が外側に移動し、ワイヤレス充電コイル１００の中心から離れたコイル１１１が内側に移動するようになる。半径方向において両側にあるコイル１１１の電流密度が高く、中間にあるコイル１１１の電流密度が低い。半径方向におけるコイル１１１の位置を変えることで、コイル１１１の電流密度が変わるため、コイル群１０にある複数のコイル１１１の電流分布均一性が高まるようになる。

【0105】

コイル群１０の複数のコイル１１１は２つの層に均等に分配されており、半径方向における複数のコイル１１１の配列順序が交差方式で逆転することになる。２つの層に積層された２つのコイル１１１が、交差ユニットを形成する。

【0106】

図１２ａおよび図１３を参照すると、別の実施形態において、第１領域にあるコイル群１０ａには、２つのコイル１１１ａ、２つのコイル１１１ｂ、および２つのコイル１１１ｃという６つのコイルが含まれる。３つのコイル１１１ごとに、同じ層に分配されている。２つの層に積層された２つのコイルごとに、交差ユニットを形成する。半径方向において両側にある２つの交差ユニットの順序が入れ替わり、中間にある交差ユニットの配列順序が変わらない。

【0107】

方向ｘにおいて、２つのコイル１１１ａの２つの層の配列順序が１であり、各コイル１１１ａには２つのワイヤ部１ａが含まれ、２つのコイル１１１ｂの２つの層の配列順序が２であり、各コイル１１１ｂには２つのワイヤ部２ａが含まれ、２つのコイル１１１ｃの２つの層の配列順序が３であり、各コイル１１１ｃには２つのワイヤ部３ａが含まれる。

【0108】

ワイヤレス充電コイルはさらに、複数の第１接続部３０を含む。第１接続部３０は絶縁層を通過することができる。２つのワイヤ部１ａは第１接続部３０に接続されて、ワイヤ部群を形成する。２つのワイヤ部２ａは第１接続部３０に接続されて、ワイヤ部群を形成する。２つのワイヤ部３ａは第１接続部３０に接続されて、ワイヤ部群を形成する。

【0109】

ワイヤレス充電コイルはさらに、複数の第２接続部４０を含む。第２接続部４０の２つの端部が、半径方向に異なる配列順序になっている２つのワイヤ部群に別々に接続されているため、コイル１１１ａの２つのワイヤ部１ａが接続されるようになる。第２接続部４０の２つの端部が、半径方向に異なる配列順序になっている２つのワイヤ部群に別々に接続されているため、コイル１１１ｂの２つのワイヤ部２ａが接続されるようになる。第２接続部４０の２つの端部が、半径方向に異なる配列順序になっている２つのワイヤ部群に別々に接続されているため、コイル１１１ｃの２つのワイヤ部３ａが接続されるようになる。

【0110】

第１接続部３０は、２つの層に積層された２つのコイルを接続し、同時に半径方向における配列順序を変える。第２接続部４０は、半径方向における配列順序が変わった後にコイルの複数のワイヤ部を接続して、コイルの内側で伝導を実現することができる。

【0111】

図１２ｂから図１２ｄを参照すると、コイル群の単一層におけるコイルの数ｔが３＜ｔ≦７を満たす場合、第１領域のコイル群に２つの交差が存在するため、半径方向における複数のコイルの配列順序が逆転するようになる。２つの層に積層された２つのコイルが、交差ユニットを形成する。２つの交差の原則には以下のことが含まれる。第１交差では、半径方向において両側から中間へと複数の交差ユニットの２つの交差ユニットごとに交差群を形成する。半径方向における各交差群の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わる。残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず、残りの交差ユニットの数が２である場合、半径方向における２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わる。残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず、残りの交差ユニットの数が３である場合、半径方向において中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、半径方向におけるその他の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わる。第２交差では、各交差群の複数の交差ユニットの配列順序が変わらず、中間にある交差群または交差ユニットの配列順序が変わらず、半径方向において両側にある２つの交差群の配列順序が入れ替わる。

【0112】

例えば、図１２ｂ、図１４ａ、および図１４ｂに示すように、別の実施形態では、第１領域にあるコイル群１０ｂには８つのコイルが含まれ、４つのコイルごとに同じ層に分配されている。方向ｘにおいて、２つの層に配置された２つのコイル１１１ｄの配列順序が１であり、各コイル１１１ｄには２つのワイヤ部１ｂが含まれ、２つの層に配置された２つのコイル１１１ｅの配列順序が２であり、各コイル１１１ｅには２つのワイヤ部２ｂが含まれ、２つの層に配置された２つのコイル１１１ｆの配列順序が３であり、各コイル１１１ｆには２つのワイヤ部３ｂが含まれ、２つの層に配置された２つのコイル１１１ｇの配列順序が４であり、各コイル１１１ｇには２つのワイヤ部４ｂが含まれる。

【0113】

第１交差では、配列順序１で２つのコイル１１１ｄにより形成される交差ユニット、および配列順序２で２つのコイル１１１ｅにより形成される交差ユニットが交差群を形成し、順序が入れ替わる。配列順序３で２つのコイル１１１ｆにより形成される交差ユニット、および配列順序４で２つのコイル１１１ｇにより形成される交差ユニットが交差群を形成し、順序が入れ替わる。第２交差では、コイル群１０ｂの２つの交差群の順序が入れ替わる。交差群における２つの交差ユニットの順序は変わらない。２つの交差によって、半径方向における４つの交差ユニットの配列配置が逆の配列配置に変わる。

【0114】

コイル群１０ｂの交差方式は、図７に示すコイル群１０の交差方式と同じである。

【0115】

図１２ｃは、１０個のコイルを含むコイル群１０ｃの交差の概略図である。５つのコイルごとに同じ層に分配されており、２つの交差群を形成し、１つの交差ユニットが残っている。第１交差では、交差ユニット内の２つの交差ユニットの順序が入れ替わり、残りの交差ユニットの順序は変わらない。第２交差では、２つの交差群の順序が入れ替わる。中間にある交差ユニットの順序は変わらない。

【0116】

コイルの数が別々に１２および１４である場合、前述した２つの交差の原則に基づいて、図１２ｄに示すコイル群１０ｄおよび図１２ｅに示すコイル群１０ｅを別々に得ることができる。

【0117】

図１２ｆおよび図１２ｇを参照すると、ｔが７＜ｔ≦９を満たす場合、第１交差では、半径方向において両側から中間へと複数の交差ユニットの３つの交差ユニットごとに交差群を形成する。半径方向における各交差群の中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、半径方向において両側にある２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わる。図１２ｆに示すように、残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず、残りの交差ユニットの数が２である場合、半径方向における２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わる。図１２ｇに示すように、残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず、残りの交差ユニットの数が３である場合、半径方向において中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、半径方向におけるその他の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わる。第２交差では、各交差群の複数の交差ユニットの配列順序が変わらず、中間にある交差群または交差ユニットの配列順序が変わらず、半径方向において両側にある２つの交差群の配列順序が入れ替わる。

【0118】

コイルの数が別々に１６および１８である場合、前述した２つの交差の原則に基づいて、図１２ｆのコイル群および図１２ｇに示すコイル群を別々に得ることができる。

【0119】

複数のコイルの配列配置を半径方向において逆の配列配置に変える前述の交差方式に、コイル群の複数のコイルが限定されることはない。例えば、図１５に示すように、別の実施形態では、半径方向において内側から外側へのコイル群１０ｈの４つのコイルのワイヤ部の（ワイヤ部１ａ、ワイヤ部２ｃ、ワイヤ部３ｃ、およびワイヤ部４ｃの配列順序と一致している）配列順序が、１、２、３、および４であり、交差後には、半径方向における複数のコイルの配列順序は、４、３、２、および１である。

【0120】

配列を逆の配列に変える方式に、コイル群の複数のコイルの交差方式が限定されることはない。例えば、図１６に示すように、別の実施形態では、半径方向において内側から外側へのコイル群１０ｇの４つのコイルのワイヤ部の（ワイヤ部１ｄ、ワイヤ部２ｄ、ワイヤ部３ｄ、およびワイヤ部４ｄの配列順序と一致している）配列順序が、１、２、３、および４であり、交差後には、半径方向における複数のコイルの配列順序は、３、４、１、および２である。

【0121】

別の実施形態では、ワイヤレス充電コイル１００の第１領域１０３において、１つ、２つ、または全てのコイル群１０に含まれる複数のコイル１１１が交差する可能性があるため、半径方向におけるコイル１１１の配列順序が変わる可能性があり、コイル群１０の電流分布均一性を向上させる可能性があることが理解されるであろう。

【0122】

別の実施形態では、第１領域１０３にあるコイル群１０のコイル１１１の数が奇数であってもよく、第１層１０１および第２層１０２におけるコイル１１１の幅が異なるように設定されているため、２つの層におけるコイル１１１の全幅は等しくなることが理解されるであろう。

【0123】

ワイヤレス充電コイルの層の数が２つの層に限定されることはなく、３つの層、４つの層、または５つの層などであってもよいことが理解されるであろう。例えば、図１７に示すように、ワイヤレス充電コイル１００ｄおよびワイヤレス充電コイル１００の違いは、ワイヤレス充電コイル１００ｄには３つの層で巻かれた８つのコイル群が含まれるという点にある。２つのコイル群１０ｊが第１領域１０３に配置されており、６つのコイル群１０ｋが第２領域１０４の３つの層に均等に分配されている。第１領域１０３にある各コイル群１０ｊには６つのコイル１１１ｊが含まれ、２つのコイル１１１ｊごとに同じ層に配置されている。第２領域１０４にある各コイル１０ｋには、同じ層に配置された２つのコイル１１１ｋが含まれる。

【0124】

第２領域１０４にあるコイル群１０ｋの数が層の数の２倍であるが、これに限定されることはない。例えば、第２領域１０４にあるコイル群１０ｋの数が５つであり、２つのコイル群１０ｋが２つの層の各層に配置されている場合、幅を増やした残りのコイル群１０ｋがもう１つの層に配置される。ワイヤレス充電コイルの層の数が２より大きい場合、２つの隣接した層の交差手法が、ワイヤレス充電コイル１００の２つの層における複数のコイルの交差手法と同じである。

【0125】

ワイヤレス充電コイル１００はさらに、アンテナの構造として用いられてよいことが理解されるであろう（図には示されていない）。例えば、ワイヤレス充電コイル１００が携帯電話またはタブレットコンピュータなどの電子デバイスのアンテナとして用いられる場合、ワイヤレス充電コイル１００は、交流を伝導するときに電磁場を発生させる。近距離無線通信（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、ＮＦＣ）技術に基づいて、電子デバイスは、近距離無線通信技術を用いる別のデバイスとデータを交換して、モバイル決済、電子チケット発行、アクセス制御、モバイルＩＤ認識、および偽造防止を実施することができる。

【0126】

ワイヤレス充電コイル１００の電流分布均一性は比較的高い。ワイヤレス充電コイル１００をアンテナに適用する場合、アンテナの効率が向上する。

【0127】

前述したワイヤレス充電コイル１００では、電流分布が均一ではなく第１領域１０３にあるコイル群１０が、並列に接続されて複数の層に分配された複数のコイル１１１を用いるため、第１領域１０３にあるコイル１１１の電流密度が複数の層に分配されるようになるので、電流分布均一性が向上する。

【0128】

前述した実施形態は、単に本願の技術的解決手段の説明を意図したものであり、限定とみなされることを意図したものではない。本願は好ましい実施形態を参照して詳細に説明されているが、当業者であれば、本願の技術的解決手段の趣旨および本質から逸脱することなく、本願の技術的解決手段を修正しても、均等な置き換えをしてもよいことを理解するはずである。
［他の可能性のある項目］
（項目１）
複数の層に配置され直列に接続された複数のコイル群、および前記複数のコイル群の２つの層の間に配置された絶縁層を備えたワイヤレス充電コイルであって、
前記ワイヤレス充電コイルが第１領域および前記第１領域の外周に配置された第２領域を備え；
前記第２領域に配置された複数のコイル群が前記複数の層に配列されており、各コイル群が１つの層で並列に巻かれた複数のコイルを含み；および
前記第１領域に配置された各コイル群が並列に接続された複数のコイルを含み、各層における前記コイル群のコイルの数が同じである、ワイヤレス充電コイル。
（項目２）
前記第１領域にあるコイル群の数がＭであり、前記第１領域および前記第２領域にあるコイル群の数がＮであり、ＭおよびＮがＮ－Ｍ≧２且つＭ≦ｉ＋２を満たし、ｉがＮを２で割って端数を切り捨てた後に得られる整数である、項目１に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目３）
３≦Ｎ≦４の場合、Ｍ＞０である；およびＮ＞４の場合、Ｍ≧ｉ－２である、項目２に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目４）
前記第１領域にある前記コイル群の各層におけるコイルの数がｔであり、直列に隣接して接続された２つのコイル群がｔ個のコイルを用いて対応して接続されている、項目１に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目５）
前記第２領域にある前記コイル群の数が、前記複数のコイル群が分配されている層の数の整数倍である、項目１に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目６）
前記第２領域の２つの隣接した層におけるコイル群の数同士の差異が１より大きいまたは１に等しい場合、コイル群の数が小さい方の層におけるコイル群の複数のコイルの合計幅が、もう一方の層におけるコイル群の複数のコイルの合計幅より大きい、項目１に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目７）
前記第２領域にある各コイル群の前記複数のコイルの合計幅が、前記第１領域にある各コイル群の単一層における複数のコイルの合計幅より大きいまたはこれに等しい、項目１に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目８）
前記第２領域が前記第１領域に面する方向において、前記第１領域にある任意の２つのコイル群の複数のコイルの合計幅が減少するか、または変わらない、項目７に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目９）
前記ワイヤレス充電コイルの半径方向における、前記第１領域にある少なくとも１つのコイル群のコイルの配列順序が変わる、項目１に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目１０）
前記第１領域にあるコイルが複数のワイヤ部を含み、前記ワイヤレス充電コイルがさらに第１接続部および第２接続部を備え；
前記第１接続部が前記絶縁層を通過し、前記複数の層に積層された前記半径方向において同じ配列順序の複数のワイヤ部が、前記第１接続部を用いて接続されてワイヤ部群を形成し；および
前記第２接続部の２つの端部が、前記半径方向において異なる配列順序である２つのワイヤ部群に別々に接続されているため、前記コイルの前記複数のワイヤ部が接続されるようになる、項目９に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目１１）
前記コイル群の複数のコイルアレイが少なくとも２つの層に均等に分配されており、２つの交差によって、前記半径方向における複数のコイルの配列順序を逆転させることが可能になり；および前記少なくとも２つの層に積層されている前記半径方向において同じ配列順序の複数のコイルが交差ユニットを形成し；および
前記コイル群の単一層におけるコイルの数ｔが３＜ｔ≦７を満たす場合、第１交差では、前記半径方向において両側から中間へと複数の交差ユニットの２つの交差ユニットごとに交差群を形成し、前記半径方向における各交差群の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり、残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ前記残りの交差ユニットの数が２である場合、前記半径方向における２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり；および前記残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ残りの交差ユニットの数が３である場合、前記半径方向において前記中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、前記半径方向におけるその他の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり；および第２交差では、各交差群の複数の交差ユニットの配列順序が変わらず、前記中間にある交差群または交差ユニットの配列順序が変わらず、前記半径方向において前記両側にある２つの交差群の配列順序が入れ替わる、項目９に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目１２）
前記コイル群の複数のコイルアレイが少なくとも２つの層に均等に分配されており、２つの交差によって、前記半径方向における複数のコイルの配列順序を逆転させることが可能になり；および前記少なくとも２つの層に積層されている前記半径方向において同じ配列順序の複数のコイルが交差ユニットを形成し；および
前記コイル群の単一層におけるコイルの数ｔが７＜ｔ≦９を満たす場合、第１交差では、前記半径方向において両側から中間へと複数の交差ユニットの３つの交差ユニットごとに交差群を形成し；前記半径方向における各交差群の前記中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、前記半径方向において前記両側にある２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり；残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ前記残りの交差ユニットの数が２である場合、前記半径方向における２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり；残りの交差ユニットを２つの群に均等に分割できず且つ前記残りの交差ユニットの数が３である場合、前記半径方向において前記中間にある交差ユニットの配列順序が変わらず、前記半径方向におけるその他の２つの交差ユニットの配列順序が入れ替わり；および第２交差では、各交差群の複数の交差ユニットの配列順序が変わらず、前記中間にある交差群または交差ユニットの配列順序が変わらず、前記半径方向において前記両側にある２つの交差群の配列順序が入れ替わる、項目９に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目１３）
前記第２領域における前記コイル群のコイルの数がｔであり、前記第１領域における前記コイル群のコイルの数がｔであり、直列に隣接して接続された、前記ワイヤレス充電コイルの２つのコイル群が、ｔ個のコイルを用いて対応して接続されている、項目１に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目１４）
前記第２領域にある少なくとも１つのコイルにワイヤスロットが配置されているため、前記コイルが複数のサブコイルを形成するようになる、項目１３に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目１５）
前記第２領域にある少なくとも１つのコイル群における少なくとも２つの隣接したコイルが結合されて新たなコイルになる、項目１３に記載のワイヤレス充電コイル。
（項目１６）
電子デバイスであって、前記電子デバイスが項目１から１５のいずれか一項に記載のワイヤレス充電コイルを備える、電子デバイス。
（項目１７）
アンテナであって、前記アンテナが項目１から１５のいずれか一項に記載のワイヤレス充電コイルを備える、アンテナ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10a】

【図10b】

【図10c】

【図11a】

【図11b】

【図12a】

【図12b】

【図12c】

【図12d】

【図12e】

【図12f】

【図12g】

【図13】

【図14a】

【図14b】

【図15】

【図16】

【図17】

【国際調査報告】