(57)【要約】      （修正有）【課題】導体損失を低減し大電力供給を実現可能な平面コイル素子を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の平面コイル素子１は、絶縁層２と、この絶縁層の一方の面側に配設される第１導電パターン３と、この絶縁層の他方の面側に配設される第２導電パターンとを備える。第１導電パターン及び第２導電パターンが、平面視で巻回方向が同一の渦巻状に形成され、第１導電パターン及び第２導電パターンの内側端部同士及び外側端部同士を電気的に接続する一対の端部架橋回路６を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、この絶縁層の一方の面側に配設される第１導電パターンと、この絶縁層の他方の面側に配設される第２導電パターンとを備える平面コイル素子であって、
上記第１導電パターン及び第２導電パターンが、平面視で巻回方向が同一の渦巻状に形成され、
上記第１導電パターン及び第２導電パターンの内側端部同士及び外側端部同士を電気的に接続する一対の端部架橋回路を有する平面コイル素子。
【請求項２】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンが１又は複数箇所で分断されており、上記第１導電パターン及び第２導電パターンの分断された分断片同士を直列に入れ替える複数の交換架橋回路を有する請求項１に記載の平面コイル素子。
【請求項３】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンの巻き数に対する上記交換架橋回路の平均存在個数が０．１個／巻以上１０個／巻以下である請求項２に記載の平面コイル素子。
【請求項４】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンがそれぞれ平面視多角形状に巻回されており、上記複数の交換架橋回路が第１導電パターン及び第２導電パターンの角部同士を接続している請求項２又は請求項３に記載の平面コイル素子。
【請求項５】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンの中間部分同士を電気的に接続する１又は複数の中間架橋回路を有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の平面コイル素子。
【請求項６】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンの巻き数に対する上記中間架橋回路の平均存在個数が１個／巻以上１０個／巻以下である請求項５に記載の平面コイル素子。
【請求項７】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンが全長の３０％以上において平面視で重なり合っている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の平面コイル素子。
【請求項８】
給電器と受電器とを備え、
この給電器又は受電器が請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の平面コイル素子を有するワイヤレス給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面コイル素子及びワイヤレス給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近距離無線通信（ＮＦＣ：Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）技術を利用したＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムや非接触ＩＣカード等の普及に伴い、電磁誘導現象を利用したワイヤレス（非接触式）の給電装置が普及しつつある。このワイヤレス給電装置は、給電コイル及び受電コイルを対向するように配置し、給電コイルに電流を流すことで生じる磁束により受電コイルに電流を発生させるものである。
【０００３】
また、近年の携帯機器の小型化、薄型化等に伴い、ワイヤレス給電装置に備えられるコイル素子についての小型化、薄型化等の要求が高くなっている。このような要求に基づき、例えば磁性体シートの表面に平面視渦巻状の平面コイルを配設した平面コイル素子が発案されている（特開２００６−４２５１９号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４２５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記公報に記載の平面コイル素子は、導体の厚さが小さいので、導体損失が大きくなる。そのため、この平面コイル素子は、導体損失が大きくなり発熱し易い。その結果、この平面コイル素子は、大電力を供給し難く充電効率を十分に高めることができないという不都合を有する。
【０００６】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、導体損失を低減することで大電力供給を実現可能な平面コイル素子及びワイヤレス給電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】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る平面コイル素子は、絶縁層と、この絶縁層の一方の面側に配設される第１導電パターンと、この絶縁層の他方の面側に配設される第２導電パターンとを備える平面コイル素子であって、上記第１導電パターン及び第２導電パターンが、平面視で巻回方向が同一の渦巻状に形成され、上記第１導電パターン及び第２導電パターンの内側端部同士及び外側端部同士を電気的に接続する一対の端部架橋回路を有する。
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の一態様に係るワイヤレス給電装置は、給電器と受電器とを備え、この給電器又は受電器が当該平面コイル素子を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の平面コイル素子及びワイヤレス給電装置は、導体損失を低減することで大電力供給を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る平面コイル素子の第１導電パターンを示す模式的平面図である。
【図２】図１の平面コイル素子を左右方向に反転させた状態における第２導電パターンを示す模式的平面図である。
【図３】図１の平面コイル素子のＡ−Ａ線部分断面図である。
【図４】図１の平面コイル素子と異なる実施形態に係る平面コイル素子の第１導電パターンを示す模式的平面図である。
【図５】図４の平面コイル素子を左右方向に反転させた状態における第２導電パターンを示す模式的平面図である。
【図６】図４の平面コイル素子の交換架橋回路による接続構造を示す模式的分解斜視図である。
【図７】図１及び図４の平面コイル素子とは異なる実施形態に係る平面コイル素子の第１導電パターンを示す模式的平面図である。
【図８】図７の平面コイル素子を左右方向に反転させた状態における第２導電パターンを示す模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１２】
本発明の一態様に係る平面コイル素子は、絶縁層と、この絶縁層の一方の面側に配設される第１導電パターンと、この絶縁層の他方の面側に配設される第２導電パターンとを備える平面コイル素子であって、上記第１導電パターン及び第２導電パターンが、平面視で巻回方向が同一の渦巻状に形成され、上記第１導電パターン及び第２導電パターンの内側端部同士及び外側端部同士を電気的に接続する一対の端部架橋回路を有する。
【００１３】
当該平面コイル素子は、第１導電パターン及び第２導電パターンが平面視で巻回方向が同一の渦巻状に形成され、かつ内側端部同士及び外側端部同士が一対の端部架橋回路によって電気的に接続されているので、第１導電パターン及び第２導電パターンによって１つのコイル回路を形成することができる。さらに、当該平面コイル素子は、第１導電パターン及び第２導電パターンが平面視で巻回方向が同一の渦巻状に形成されていることで、第１導電パターン及び第２導電パターンの断面積の足し合わせによって回路の見かけの導体断面積を増加することができ、その結果回路全体の抵抗を低減することができる。従って、当該平面コイル素子は、導体損失を小さくして発熱を抑制することができ、これにより大電力供給を実現することができる。
【００１４】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンが１又は複数箇所で分断されており、上記第１導電パターン及び第２導電パターンの分断された分断片同士を直列に入れ替える複数の交換架橋回路を有するとよい。このように、上記第１導電パターン及び第２導電パターンの分断された分断片同士を直列に入れ替える複数の交換架橋回路を有することによって、第１導電パターン及び第２導電パターンで形成されるコンデンサの静電容量を減少することができ、これにより周波数特性の悪化を抑制することができる。
【００１５】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンの巻き数に対する上記交換架橋回路の平均存在個数としては、０．１個／巻以上１０個／巻以下が好ましい。このように、上記第１導電パターン及び第２導電パターンの巻き数に対する上記交換架橋回路の平均存在個数が上記範囲内であることで、周波数特性の悪化を容易かつ確実に抑制することができる。
【００１６】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンがそれぞれ平面視多角形状に巻回されており、上記複数の交換架橋回路が第１導電パターン及び第２導電パターンの角部同士を接続しているとよい。このように、上記複数の交換架橋回路が第１導電パターン及び第２導電パターンの角部同士を接続することによって、第１導電パターン及び第２導電パターンの密度を高めつつ、第１導電パターン及び第２導電パターンの分断片同士を直列に入れ替えることができる。
【００１７】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンの中間部分同士を電気的に接続する１又は複数の中間架橋回路を有するとよい。このように、上記第１導電パターン及び第２導電パターンの中間部分同士を電気的に接続する１又は複数の中間架橋回路を有することによって、第１導電パターン及び第２導電パターンの厚さのバラツキ等に起因する合成抵抗値の増大を抑制することができる。
【００１８】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンの巻き数に対する上記中間架橋回路の平均存在個数としては、１個／巻以上１０個／巻以下が好ましい。このように、上記第１導電パターン及び第２導電パターンの巻き数に対する上記中間架橋回路の平均存在個数が上記範囲内であることによって、第１導電パターン及び第２導電パターンの厚さのバラツキ等に起因する合成抵抗値の増大を容易かつ確実に抑制することができる。
【００１９】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンが全長の３０％以上において平面視で重なり合っているとよい。このように、上記第１導電パターン及び第２導電パターンが平面視で重なり合っていることによって、小型化を促進しつつ電気の授受効率を向上することができる。
【００２０】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の一態様に係るワイヤレス給電装置は、給電器と受電器とを備え、この給電器又は受電器が当該平面コイル素子を有する。
【００２１】
当該ワイヤレス給電装置は当該平面コイル素子を有するので、上述のように導体損失を小さくして発熱を抑制することができ、これにより大電力供給を実現することができる。
【００２２】
なお、本発明において「渦巻状」とは、厳密な渦巻き形状に限定されず、長手方向の一又は複数の箇所で分断された形状も含む。また、「導電パターンが平面視多角形状に巻回される」とは、完全な多角形状に巻回される場合の他、例えば多角形状の角部を構成する導電パターンの折曲部が円弧状に湾曲しているものや、多角形状の１辺を構成する導電パターンの直線部が部分的に折曲しているものも含む。
【００２３】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る平面コイル素子及びワイヤレス給電装置を説明する。
【００２４】
［第一実施形態］
＜平面コイル素子＞
図１，２の平面コイル素子１は、絶縁層２と、絶縁層２の一方の面側に配設される第１導電パターン３と、絶縁層２の他方の面側に配設される第２導電パターン４とを備える。また、平面コイル素子１は、図３に示すように第１導電パターン３の外面側及び第２導電パターン４の外面側を被覆する一対のカバーレイ５を有する。当該平面コイル素子１は、第１導電パターン３が絶縁層２の一方の面に直接積層され、第２導電パターン４が絶縁層２の他方の面に直接積層されている。なお、「外面側」とは、絶縁層２に積層される側の面の反対側を意味する。
【００２５】
当該平面コイル素子１は、第１導電パターン３及び第２導電パターン４が、平面視で巻回方向が同一の渦巻状に形成されている。第１導電パターン３及び第２導電パターン４の幅は略同一とされている。さらに、第１導電パターン３及び第２導電パターン４は、同一方向から見た平面視形状が略同一とされている。当該平面コイル素子１は、第１導電パターン３及び第２導電パターン４の内側端部同士及び外側端部同士を電気的に接続する一対の端部架橋回路６を有する。当該平面コイル素子１は、第１導電パターン３の端部架橋回路６に接続される内側端部よりも巻回方向の内側に接続される第１接続端子７と、第１導電パターン３の端部架橋回路６に接続される外側端部よりも巻回方向の外側に接続される第２接続端子８とを有する。
【００２６】
当該平面コイル素子１は、第１導電パターン３及び第２導電パターン４が平面視で巻回方向が同一の渦巻状に形成され、かつ内側端部同士及び外側端部同士が一対の端部架橋回路６によって電気的に接続されているので、第１導電パターン３及び第２導電パターン４によって１つのコイル回路を形成することができる。さらに、当該平面コイル素子１は、第１導電パターン３及び第２導電パターン４が平面視で巻回方向が同一の渦巻状に形成されていることで、第１導電パターン３及び第２導電パターン４の断面積の足し合わせによって回路の見かけの導体断面積を増加することができ、その結果回路全体の抵抗を低減することができる。従って、当該平面コイル素子１は、導体損失を小さくして発熱を抑制することができ、これにより大電力供給を実現することができる。
【００２７】
当該平面コイル素子１の送電できる最大電力の下限としては、５Ｗが好ましく、１０Ｗがより好ましい。上記最大電力が上記下限に満たないと、大電力供給を十分に実現できないおそれがある。なお、上記最大電力の上限としては、特に限定されないが、例えば１００Ｗとすることができる。
【００２８】
（導電パターン）
第１導電パターン３及び第２導電パターン４は、図１，２に示すように、それぞれ平面視多角形状に巻回されており、これにより第１導電パターン３及び第２導電パターン４の外形は多角形状に形成されている。特に、第１導電パターン３及び第２導電パターン４は、それぞれ平面視四角形状に巻回されており、これにより第１導電パターン３及び第２導電パターン４の外形は四角形状とされている。第１導電パターン３は、上述のように内側端部が第１接続端子７に接続され、外側端部が第２接続端子８に接続されている。これに対し、第２導電パターン４は、両端が端部架橋回路６によって第１導電パターン３に電気的に接続される一方、接続端子等の電子部品には接続されていない。第１導電パターン３及び第２導電パターン４は平面視で巻回方向が同一の多角形状に形成され、かつ内側端部同士及び外側端部同士が一対の端部架橋回路６によって電気的に接続されることで、１つのコイル回路を形成している。
【００２９】
第１導電パターン３及び第２導電パターン４は平面視で重なり合っている。第１導電パターン３及び第２導電パターン４は、全長の３０％以上において平面視で重なり合っていることが好ましく、９０％以上において重なり合っていることがより好ましく、１００％において重なり合っていることがさらに好ましい。第１導電パターン３及び第２導電パターン４の平面視における重なり度合が上記下限に満たないと、当該平面コイル素子１の小型化を促進しつつ電気の授受効率を高めることが困難になるおそれがある。
【００３０】
第１導電パターン３及び第２導電パターン４の内側端部同士及び外側端部同士は、スルーホールによって電気的に接続されている。つまり、一対の端部架橋回路６は各々スルーホールによって形成されている。具体的には、上記スルーホールは、第１導電パターン３、絶縁層２及び第２導電パターン４を貫通し、第１導電パターン３及び第２導電パターン４を電気的に接続している。上記スルーホールは、例えば第１導電パターン３、絶縁層２及び第２導電パターン４を貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に銅、ニッケル、銀等のめっきを施すことで形成される。また、上記スルーホールは、銀ペースト、銅ペースト等を上記貫通孔に注入して加熱硬化させることによって形成することも可能である。なお、当該平面コイル素子１は、１つの端部架橋回路６を１つのスルーホールによって形成してもよいが、１つの端部架橋回路６が複数のスルーホールによって形成されることが好ましい。当該平面コイル素子１は、このように、１つの端部架橋回路６を複数のスルーホールによって形成することで、導体損失をさらに低減することができる。なお、１つの端部架橋回路６を複数のスルーホールによって形成する場合、１つの端部架橋回路６を形成するスルーホールの個数の下限としては、２個が好ましく、３個がより好ましい。一方、上記スルーホールの個数の上限としては、１０個が好ましく、８個がより好ましい。
【００３１】
第１導電パターン３及び第２導電パターン４の主成分としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば銅、銀、白金、ニッケル等が挙げられる。また、第１導電パターン３及び第２導電パターン４は、表面に金、銀、錫、ニッケル等のめっきを施したものであってもよい。第１導電パターン３及び第２導電パターン４は、例えば絶縁層２の両面に導電層を積層し、この導電層にレジストパターン等のマスキングを施してエッチングするサブトラクティブ法によって形成してもよく、セミアディティブ法によって形成してもよい。また、第１導電パターン３及び第２導電パターン４は、銅、銀、ニッケル等の金属を配合したペースト、インキ等で印刷することで形成してもよい。なお、「主成分」とは、最も含有量が多い成分をいい、例えば含有量が５０質量％以上の成分をいう。
【００３２】
第１導電パターン３及び第２導電パターン４は、略同一厚さに形成されている。第１導電パターン３及び第２導電パターン４の平均厚さの下限としては、０．１μｍが好ましく、１μｍがより好ましい。一方、上記平均厚さの上限としては、２３０μｍが好ましく、２１０μｍがより好ましい。上記平均厚さが上記下限に満たないと、導体抵抗が増加することで導体損失が大きくなるおそれがある。また、上記平均厚さが上記下限に満たないと、強度が不足して第１導電パターン３及び第２導電パターンが断裂し易くなるおそれがある。逆に、上記平均厚さが上記上限を超えると、当該平面コイル素子１の薄型化の要求に反するおそれがある。
【００３３】
第１導電パターン３及び第２導電パターン４の巻き数の下限としては、１巻きが好ましく、２巻きがより好ましい。一方、上記巻き数の上限としては、１００巻きが好ましく、８０巻きがより好ましい。上記巻き数が上記下限に満たないと、十分な電力送電を行えないおそれがある。逆に、上記巻き数が上記上限を超えると、当該平面コイル素子１の小型化の要求に反するおそれがある。
【００３４】
第１導電パターン３及び第２導電パターン４の長さ（全長）の下限としては、５０ｍｍが好ましく、１００ｍｍがより好ましい。一方、上記長さの上限としては、１００００ｍｍが好ましく、８０００ｍｍがより好ましい。上記長さが上記下限に満たないと、コイルの巻き数が不十分となり、十分な電力送電を行えないおそれがある。逆に、上記長さが上記上限を超えると、当該平面コイル素子１の小型化の要求に反するおそれがある。なお、「導電パターンの長さ」とは、導電パターンの内側端縁から外側端縁に亘る中心軸の長さをいう。
【００３５】
第１導電パターン３及び第２導電パターン４の最も外側に位置する１辺（直線部）の長さの下限としては、１ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。一方、上記１辺の長さの上限としては、１００ｍｍが好ましく、８０ｍｍがより好ましい。上記１辺の長さが上記下限に満たないと、コイルの巻き数が不十分となり、十分な電力送電を行えないおそれがある。逆に、上記１辺の長さが上記上限を超えると、当該平面コイル素子１の小型化の要求に反するおそれがある。
【００３６】
第１導電パターン３及び第２導電パターン４の平面視における平均間隔（第１導電パターン３の隣接する回路間の平均距離、及び第２導電パターン４の隣接する回路間の平均距離）の下限としては、２０μｍが好ましく、５０μｍがより好ましい。一方、上記平均間隔の上限としては、４．５ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましい。上記平均間隔が上記下限に満たないと、エッチングファクター等により第１導電パターン３及び第２導電パターン４を形成し難くなるおそれがある。逆に、上記平均間隔が上記上限を超えると、第１導電パターン３及び第２導電パターン４の密度が十分に高くならないおそれがある。
【００３７】
（絶縁層）
絶縁層２は、電気的絶縁性を有し、第１導電パターン３及び第２導電パターン４の電気的接触による短絡を防止する。絶縁層２は、可撓性を有していなくてもよいが、当該平面コイル素子１をフレキシブル平面コイル素子として構成できる点から可撓性を有している方が好ましい。絶縁層２が可撓性を有する場合、この絶縁層２の主成分としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、フッ素樹脂等の合成樹脂が挙げられる。一方、絶縁層２が可撓性を有しない場合、この絶縁層２の主成分としては、ガラス等のリジッド材が挙げられる。
【００３８】
絶縁層２の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、絶縁層２の平均厚さの上限としては、１００μｍが好ましく、８０μｍがより好ましい。絶縁層２の平均厚さが上記下限に満たないと、絶縁性が不十分となるおそれがある。逆に、絶縁層２の平均厚さが上記上限を超えると、当該平面コイル素子１の薄型化の要求に反するおそれがある。
【００３９】
（カバーレイ）
一対のカバーレイ５は、第１導電パターン３及び第２導電パターン４を保護する。一対のカバーレイ５は、絶縁性を有する。一対のカバーレイ５は、それぞれカバーフィルム５ａ及びカバーフィルム接着層５ｂを有する。
【００４０】
カバーフィルム５ａは、可撓性及び絶縁性を有する。カバーフィルム５ａの主成分としては、例えばポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、フッ素樹脂、液晶ポリマー等が挙げられる。中でも、耐熱性が高い点からポリイミドが好ましい。また、カバーフィルム５ａは、上記主成分以外の他の樹脂、耐候剤、帯電防止剤等を含有してもよい。
【００４１】
カバーフィルム５ａの平均厚さの下限としては、３μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、上記平均厚さの上限としては、５００μｍが好ましく、１５０μｍがより好ましい。上記平均厚さが上記下限に満たないと、第１導電パターン３及び第２導電パターン４を十分に保護できないおそれがあると共に、カバーフィルム５ａの絶縁性が不十分となるおそれがある。逆に、上記平均厚さが上記上限を超えると、第１導電パターン３及び第２導電パターン４の保護効果があまり向上しないおそれがあると共に、カバーフィルム５ａの可撓性が不十分となるおそれがある。
【００４２】
カバーフィルム接着層５ｂを構成する接着剤としては、特に限定されるものではないが、柔軟性や耐熱性に優れるものが好ましい。かかる接着剤としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエステル、フェノール樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミドイミド等の各種の樹脂系接着剤が挙げられる。
【００４３】
カバーフィルム接着層５ｂの平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、上記平均厚さの上限としては、３００μｍが好ましく、２８０μｍがより好ましい。上記平均厚さが上記下限に満たないと、一対のカバーレイ５の第１導電パターン３及び第２導電パターン４に対する接着強度が不十分となるおそれがある。逆に、上記平均厚さが上記上限を超えると、当該平面コイル素子１の薄型化の要求に反するおそれがある。
【００４４】
［第二実施形態］
＜平面コイル素子＞
図４，５の平面コイル素子１１は、絶縁層２と、絶縁層２の一方の面側に配設される第１導電パターン１３と、絶縁層２の他方の面側に配設される第２導電パターン１４とを備える。また、当該平面コイル素子１１は、図１の平面コイル素子１と同様、第１導電パターン１３の外面側を被覆するカバーレイ及び第２導電パターン１４の外面側を被覆するカバーレイを有する（カバーレイについては図示省略）。当該平面コイル素子１１は、第１導電パターン１３が絶縁層２の一方の面に直接積層され、第２導電パターン１４が絶縁層２の他方の面に直接積層されている。当該平面コイル素子１１は、第１導電パターン１３の巻回方向の内側端部に接続される第１接続端子７と、第１導電パターン１３の巻回方向の外側端部に接続される第２接続端子８とを有する。
【００４５】
第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４は、平面視で巻回方向が同一の渦巻状に形成されている。第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の幅は略同一とされている。さらに、第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４は、同一方向から見た平面視形状が略同一とされている。当該平面コイル１１は、第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の内側端部同士及び外側端部同士を電気的に接続する一対の端部架橋回路６を有する。当該平面コイル素子１１は、第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４が複数箇所で分断されている。当該平面コイル素子１１は、第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の分断された分断片同士を直列に入れ替える複数の交換架橋回路１５を有する。なお、当該平面コイル素子１１は、第１導電パターン１３、第２導電パターン１４及び複数の交換架橋回路１５以外、図１の平面コイル素子１と同様の構成を有する。そのため、以下では第１導電パターン１３、第２導電パターン１４及び複数の交換架橋回路１５についてのみ説明する。
【００４６】
当該平面コイル素子１１は、第１導電パターン１３の分断された分断片１３ａ及び第２導電パターン１４の分断された分断片１４ａを直列に入れ替える複数の交換架橋回路１５を有することによって、第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４で形成されるコンデンサの静電容量を減少することができ、これにより周波数特性の悪化を抑制することができる。
【００４７】
（導電パターン）
第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４は、図４，５に示すように、それぞれ平面視多角形状（四角形状）に巻回されており、これにより第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の外形は多角形状（四角形状）に形成されている。第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４は、図１の平面コイル素子１と同様、１つのコイル回路を形成している。
【００４８】
第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４は、上述のように複数箇所で分断されており、詳細には平面視における略同一箇所で分断されている。第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の分断頻度の下限としては、０．１箇所／巻が好ましく、０．２箇所／巻がより好ましい。一方、上記分断頻度の上限としては、１０箇所／巻が好ましく、５箇所／巻がより好ましい。上記分断頻度が上記下限に満たないと、第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４による周波数特性の悪化を十分に抑制できないおそれがある。逆に、上記分断頻度が上記上限を超えると、インダクタンスの調整等が困難になるおそれがある。
【００４９】
第１導電パターン１３の複数の分断片１３ａ及び第２導電パターン１４の複数の分断片１４ａは、平面視で重なり合う位置に配設されている。第１導電パターン１３の１つの分断片１３ａの内側端部は、この分断片１３ａの内側かつ回路が連続する方向に隣接する他の分断片１３ａと平面視で重なり合う第２導電パターン１４の分断片１４ａの外側端部と交換架橋回路１５によって電気的に接続されている。また、第１導電パターン１３の１つの分断片１３ａの外側端部は、この分断片１３ａの外側かつ回路が連続する方向に隣接する他の分断片１３ａと平面視で重なり合う第２導電パターン１４の分断片１４ａの内側端部と交換架橋回路１５によって電気的に接続されている。これにより、当該平面コイル素子１１は、第１導電パターン１３の１つの分断片１３ａの内側端部及び第２導電パターン１４の１つの分断片１４ａの外側端部が直列に接続され、かつ第１導電パターン１３のこの分断片１３ａの外側端部及び第２導電パターン１４の他の分断片１４ａの内側端部が直列に接続される。なお、第１導電パターン１３の複数の分断片１３ａのうち最も内側に配設される分断片１３ａの内側端部、及び第２導電パターン１４の複数の分断片１４ａのうち最も内側に配設される分断片１４ａの内側端部は上述のように端部架橋回路６によって電気的に接続されるため、これらの内側端部には交換架橋回路１５は接続されていない。また同様に、第１導電パターン１３の複数の分断片１３ａのうち最も外側に配設される分断片１３ａの外側端部、及び第２導電パターン１４の複数の分断片１４ａのうち最も外側に配設される分断片１４ａの外側端部は上述のように端部架橋回路６によって電気的に接続されるため、これらの外側端部には交換架橋回路１５は接続されていない。
【００５０】
図６を参照して、第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の分断片同士を直列に入れ替える構成を詳説する。なお、図６では、上記分断片同士の接続構造が分かり易くなるよう絶縁層２を省略している。図６に示すように、第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４は、上記多角形状の角部において分断されており、交換架橋回路１５ａ及び交換架橋回路１５ｂが第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の角部同士を接続している。具体的には、第１導電パターン１３の１つの分断片１３ａ１の外側端部には平面視で多角形状の外側に湾曲した湾曲部１３ｃが形成され、この湾曲部１３ｃの外側かつ回路が連続する方向に隣接する他の分断片１３ａ２の内側端部には平面視で多角形状の内側に湾曲した湾曲部１３ｄが形成されている。一方、上記１つの分断片１３ａ１に重なり合う第２導電パターン１４の分断片１４ａ１は、平面視で湾曲部１３ｄに外側端部が重なるよう配設されており、かつこの分断片１４ａ１の外側端部の外側かつ回路が連続する方向に隣接する他の分断片１４ａ２は、平面視で湾曲部１３ｃに内側端部が重なるように配設されている。かかる状態において、第１導電パターン１３の１つの分断片１３ａ１の湾曲部１３ｃ及び第２導電パターン１４の他の分断片１４ａ２の平面視で重なり合う部分が１つの交換架橋回路１５ａによって電気的に接続され、かつ第１導電パターン１３の他の分断片１３ａ２の湾曲部１３ｄ及び第２導電パターン１４の１つの分断片１４ａ１の平面視で重なり合う部分が他の交換架橋回路１５ｂによって電気的に接続されている。
【００５１】
当該平面コイル素子１１は、このように複数の交換架橋回路１５が第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の角部同士を接続していることによって、第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の密度を高めつつ、第１導電パターン１３の分断片１３ａ及び第２導電パターン１４の分断片１４ａを直列に入れ替えることができる。
【００５２】
複数の交換架橋回路１５は、一対の端部架橋回路６と同様のスルーホールによって形成されている。また、当該平面コイル素子１１は、１つの交換架橋回路１５を１つのスルーホールによって形成してもよいが、１つの交換架橋回路１５が複数のスルーホールによって形成されることが好ましい。当該平面コイル素子１１は、このように、１つの交換架橋回路１５を複数のスルーホールによって形成することで、周波数特性の悪化をより的確に抑制することができる。なお、１つの交換架橋回路１５を複数のスルーホールによって形成する場合、１つの交換架橋回路１５を形成するスルーホールの個数の下限としては、２個が好ましく、３個がより好ましい。一方、上記スルーホールの個数の上限としては、１０個が好ましく、８個がより好ましい。
【００５３】
第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の巻き数に対する交換架橋回路１５の平均存在個数の下限としては、０．１個／巻が好ましく、０．２個／巻がより好ましい。一方、上記平均存在個数の上限としては、１０個／巻が好ましく、５個／巻がより好ましい。上記平均存在個数が上記下限に満たないと、周波数特性の悪化を十分に抑制できないおそれがある。逆に、上記平均存在個数が上記上限を超えると、インダクタンスの調整等が困難になるおそれがある。
【００５４】
第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の長さに対する交換架橋回路１５の存在個数の下限としては、０．００５個／ｃｍが好ましく、０．０１個／ｃｍがより好ましい。一方、上記存在個数の上限としては、５個／ｃｍが好ましく、１個／ｃｍがより好ましい。上記存在個数が上記下限に満たないと、周波数特性の悪化を十分に抑制できないおそれがある。逆に、上記存在個数が上記上限を超えると、インダクタンスの調整等が困難になるおそれがある。
【００５５】
第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４を多角形状に形成する辺の数（直線部の数）に対する交換架橋回路１５の存在個数の下限としては、０．０２５個／辺が好ましく、０．０５個／辺がより好ましい。一方、上記存在個数の上限としては、２．５個／辺が好ましく、１．２５個／辺がより好ましい。上記存在個数が上記下限に満たないと、周波数特性の悪化を十分に抑制できないおそれがある。逆に、上記存在個数が上記上限を超えると、インダクタンスの調整等が困難になるおそれがある。
【００５６】
なお、第１導電パターン１３及び第２導電パターン１４の平面視における重なり割合、主成分、平均厚さ、巻き数、長さ（全長）、１辺の長さ、並びに平均間隔としては、図１の平面コイル素子１と同様とすることができる。
【００５７】
［第三実施形態］
＜平面コイル素子＞
図７，８の平面コイル素子２１は、絶縁層２と、絶縁層２の一方の面側に配設される第１導電パターン２３と、絶縁層２の他方の面側に配設される第２導電パターン２４とを備える。また、平面コイル素子２１は、図１の平面コイル素子１と同様、第１導電パターン２３の外面側を被覆するカバーレイ及び第２導電パターン２４の外面側を被覆するカバーレイを有する（カバーレイについては図示省略）。当該平面コイル素子２１は、第１導電パターン２３が絶縁層２の一方の面に直接積層され、第２導電パターン２４が絶縁層２の他方の面に直接積層されている。当該平面コイル素子２１は、第１導電パターン２３の内側端部に接続される第１接続端子７と、第１導電パターン２３の外側端部に接続される第２接続端子８とを有する。
【００５８】
第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４は、平面視で巻回方向が同一の渦巻状に形成されている。第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の幅は略同一とされている。さらに、第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４は、同一方向から見た平面視形状が略同一とされている。当該平面コイル１１は、第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の内側端部同士及び外側端部同士を電気的に接続する一対の端部架橋回路６を有する。また、当該平面コイル素子１１は、第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４が複数箇所で分断されており、第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の分断された分断片同士を直列に入れ替える複数の交換架橋回路１５を有する。さらに、当該平面コイル素子２１は、第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の中間部分同士を電気的に接続する複数の中間架橋回路２５を有する。当該平面コイル素子２１は、第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の中間部分同士を電気的に接続する複数の中間架橋回路２５を有することによって、第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の厚さのバラツキ等に起因する合成抵抗値の増大を抑制することができる。なお、当該平面コイル素子２１は、複数の中間架橋回路２５を有する以外、図４，５の平面コイル素子１１と同様の構成を有する。そのため、以下では複数の中間架橋回路２５についてのみ説明する。
【００５９】
（中間架橋回路）
複数の中間架橋回路２５は、多角形状の中心部を中心として平面視放射線状に配設されている。複数の中間架橋回路２５は、第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の内側程狭いピッチで配設されている。
【００６０】
複数の中間架橋回路２５は、一対の端部架橋回路６と同様のスルーホールによって形成されている。また、当該平面コイル素子２１は、１つの中間架橋回路２５を１つのスルーホールによって形成してもよいが、１つの中間架橋回路２５が複数のスルーホールによって形成されてもよい。なお、１つの中間架橋回路２５を複数のスルーホールによって形成する場合、１つの中間架橋回路２５を形成するスルーホールの個数の下限としては、２個が好ましく、３個がより好ましい。一方、上記スルーホールの個数の上限としては、１０個が好ましく、８個がより好ましい。
【００６１】
第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の巻き数に対する中間架橋回路２５の平均存在個数の下限としては、１個／巻が好ましく、２個／巻がより好ましく、３個／巻がさらに好ましい。一方、上記平均存在個数の上限としては、１０個／巻が好ましく、９個／巻がより好ましく、８個／巻がさらに好ましい。上記平均存在個数が上記下限に満たないと、第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の厚さのバラツキ等に起因する合成抵抗値の増大を十分に抑制することができないおそれがある。逆に、上記平均存在個数が上記上限を超えると、合成抵抗値の増大抑制効果が余り向上しないおそれがある。
【００６２】
第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の長さに対する中間架橋回路２５の存在個数の下限としては、０．０１個／ｍｍが好ましく、０．０２個／ｍｍがより好ましい。一方、上記存在個数の上限としては、１個／ｍｍが好ましく、０．８個／ｍｍがより好ましい。上記存在個数が上記下限に満たないと、第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の厚さのバラツキ等に起因する合成抵抗値の増大を十分に抑制することができないおそれがある。逆に、上記存在個数が上記上限を超えると、合成抵抗値の増大抑制効果が余り向上しないおそれがある。
【００６３】
第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４を多角形状に形成する辺の数（直線部の数）に対する中間架橋回路２５の存在個数の下限としては、０．２個／辺が好ましく、１個／辺がより好ましく、１．５個／辺がさらに好ましい。一方、上記存在個数の上限としては、２．５個／辺が好ましく、２．２個／辺がより好ましく、２個／辺がさらに好ましい。上記存在個数が上記下限に満たないと、第１導電パターン２３及び第２導電パターン２４の厚さのバラツキ等に起因する合成抵抗値の増大を十分に抑制することができないおそれがある。逆に、上記存在個数が上記上限を超えると、合成抵抗値の増大抑制効果が余り向上しないおそれがある。
【００６４】
［第四実施形態］
＜ワイヤレス給電装置＞
当該ワイヤレス給電装置は、給電器と受電器とを備え、この給電器又は受電器が上述の当該平面コイル素子を有する。当該ワイヤレス給電装置は、当該平面コイル素子が導体損失を小さくして発熱を抑制することができるので、大電力供給を実現することができる。
【００６５】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００６６】
当該平面コイル素子は、上述の実施形態に記載した構成を適宜組み合わせた構成を有していてもよい。例えば当該平面コイル素子は、中間架橋回路を有する場合に必ずしも交換架橋回路を有していなくてもよい。また、当該平面コイル素子は、中間架橋回路及び／又は交換架橋回路を有する場合、これらの中間架橋回路及び／又は交換架橋回路は複数存在することが好ましいが、１つの中間架橋回路及び／又は１つの交換架橋回路を有していてもよい。
【００６７】
当該平面コイル素子は、少なくとも１層の絶縁層の両面側にそれぞれ導電パターンが配設されていればよく、例えば平面視で対向する複数の絶縁層に複数の導電パターンが配設されていてもよい。また、当該平面コイル素子は、例えば片面のみに導電パターンが配設された複数の絶縁層を積層することで形成されてもよい。さらに、上記端部架橋回路、中間架橋回路及び交換架橋回路は、スルーホールによって形成される必要はなく、例えばブラインドビアホールによって形成されてもよい。
【００６８】
上記第１導電パターン及び第２導電パターンは全長に亘って平面視で重なり合っていることが好ましいが、例えば端部架橋回路、中間架橋回路及び交換架橋回路の部分のみが重なり合っていてもよい。
【００６９】
また、上記第１導電パターン及び第２導電パターンは、必ずしも平面視多角形状に巻回される必要はなく、例えば平面視円形状に巻回されてもよい。また、上記第１導電パターン及び第２導電パターンは、平面視多角形状に巻回される場合でも、例えば平面視三角形状、五角形状等に巻回されてもよい。
【００７０】
当該平面コイル素子は、カバーレイの外面側に磁性体シートを備えていてもよい。このようにカバーレイの外面側に磁性体シートを配設することで、磁束を遮断して周囲の回路に影響を与えることを防止することができる。特に、比透磁率が８０以上の磁性体シートを用いることで、単位面積当たりのインダクタンスを増加させてさらなる小型化を図ることができる。この磁性体シートとしては、例えば合成樹脂中に強磁性体を分散したものが使用でき、ノイズ抑制シート等の名称で市販されているものが利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明の平面コイル素子及びワイヤレス給電装置は導体損失を低減し大電力供給を実現することができるので、携帯機器のワイヤレス給電用として適している。
【符号の説明】
【００７２】
１，１１，２１  平面コイル素子
２  絶縁層
３，１３，２３  第１導電パターン
４，１４，２４  第２導電パターン
１３ａ，１３ａ１，１３ａ２，１４ａ，１４ａ１，１４ａ２  分断片
１３ｃ，１３ｄ  湾曲部
５  カバーレイ
５ａ  カバーフィルム
５ｂ  カバーフィルム接着層
６  端部架橋回路
７，８  接続端子
１５，１５ａ，１５ｂ  交換架橋回路
２５  中間架橋回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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