(57)【要約】【課題】小型で高密度のコイルを提供すること。【解決手段】電磁誘導コイル１〜３においては、所定の導体パターンが形成されたフレキシブル基板を屈曲させ、環状に接続することによって、コイルが構成される。したがって、容易に導体パターンの形成が可能なパターニング技術（例えばインクジェットによるパターニング技術等）を利用して、小型で高密度のコイルを提供することが可能である。【選択図】        図１
2005005535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導を利用して誘導起電力を発生させる電磁誘導用コイルであって、
所定の導線パターンが形成された屈曲可能な基板を、環状に屈曲させることによって、前記導線パターンがコイルを構成していることを特徴とする電磁誘導用コイル。
【請求項２】
前記基板には、該基板の両端部分をそれぞれ端点とする複数の並行する導線パターンが、基板の両端部分において該端点を等間隔に形成され、該複数の導線パターンの端点それぞれが隣接する導線パターンの端点と接続されるように、前記基板の両端部分が連結されていることを特徴とする請求項１記載の電磁誘導用コイル。
【請求項３】
前記基板には、該基板の両端部分をそれぞれ端点とする複数の並行する導線パターンが、基板の両端部分において該端点を等間隔に形成され、該基板が前記両端部分の辺方向に巻かれて筒状体とされた上、該複数の導線パターンの端点それぞれが、隣接する導線パターンの端点と接続されるように、該筒状体が屈曲されて前記両端部分が連結されていることを特徴とする請求項１記載の電磁誘導用コイル。
【請求項４】
前記基板には、基板のおもて面と裏面とを交互に通過するらせん状の導線パターンが、該基板の長さ方向にらせんが進む向きに形成され、該基板の長さ方向の辺が円周を構成するように、前記基板の両端部分が連結されていることを特徴とする請求項１記載の電磁誘導用コイル。
【請求項５】
電磁誘導を利用して誘導起電力を発生させる電磁誘導用コイルであって、
基板上のコイルパターンの１周回において、一部を基板のおもて面に形成し、残りを基板の裏面に形成してなる周回パターンを、所定周回数繰り返すことによって構成されることを特徴とする電磁誘導用コイル。
【請求項６】
電磁誘導を利用して誘導起電力を発生させる電磁誘導用コイルであって、
基板のおもて面と裏面とを周回毎に交互に通過する渦巻き状のコイルパターンによって構成されることを特徴とする電磁誘導用コイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導を利用して誘導起電力を発生させる電磁誘導用コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話等のバッテリを充電するために、無接点充電器が使用されている。無接点充電器は、例えば、携帯電話の場合、充電器に一次コイルを備えると共に、携帯電話に二次コイルを備えておき、携帯電話を充電器の所定位置に嵌め込むこと等により、一次コイルと二次コイルとが近接して対向する位置関係となり、充電が可能となる。
【０００３】
このような無接点充電方式は、導体の接点が機器外部に表出しないため、水濡れやほこりに強いという特長を有している。
ここで、無接点充電を行うためのコイルとして、基板上に、平面的な渦巻き状のパターンを形成したコイル（以下、「渦巻きパターンコイル」と言う。）が知られている。渦巻きパターンコイルは、導線を巻きつけた従来のコイルに比べ、平面的となることから比較的小型化できるという利点を有する。
【０００４】
なお、渦巻きパターンコイルを利用した技術については、特開平１０−２３６７７号公報に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２３６７７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の渦巻きパターンコイルは、導線を巻き付けた従来のコイルに比べ、比較的小型化できるものの、渦巻き状のパターンを形成するための一定面積が必要となり、また、面積に対してコイルの密度が比較的小さくなるといった問題があった。
【０００７】
これは、携帯電話等の小型の機器において、無接点充電を行うためのコイルとして使用する場合、特に問題となる。
なお、特開平１０−２３６７７号公報に記載された技術は、構造を簡単としつつ、一次コイルと二次コイルとによる相互誘導を効率的に行うことを目的とするものであり、上述の問題を解決する手段とはなり得なかった。
【０００８】
本発明の課題は、小型で高密度のコイルを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明は、
電磁誘導を利用して誘導起電力を発生させる電磁誘導用コイルであって、所定の導線パターンが形成された屈曲可能な基板（例えば、フレキシブル基板等）を、環状（例えば、リング状あるいは渦巻き状等）に屈曲させることによって、前記導線パターンがコイルを構成していることを特徴としている。
【００１０】
また、前記基板には、該基板の両端部分をそれぞれ端点とする複数の並行する導線パターンが、基板の両端部分において該端点を等間隔に形成され、該複数の導線パターンの端点それぞれが隣接する導線パターンの端点と接続されるように、前記基板の両端部分が連結されている（例えば、図１の電磁誘導用コイル１のような構成である）ことを特徴としている。
【００１１】
また、前記基板には、該基板の両端部分をそれぞれ端点とする複数の並行する導線パターンが、基板の両端部分において該端点を等間隔に形成され、該基板が前記両端部分の辺方向に巻かれて筒状体とされた上、該複数の導線パターンの端点それぞれが、隣接する導線パターンの端点と接続されるように、該筒状体が屈曲されて前記両端部分が連結されている（例えば、図２の電磁誘導用コイル２のような構成である）ことを特徴としている。
【００１２】
また、前記基板には、基板のおもて面と裏面とを交互に通過するらせん状の導線パターンが、該基板の長さ方向にらせんが進む向きに形成され、該基板の長さ方向の辺が円周を構成するように、前記基板の両端部分が連結されている（例えば、図３の電磁誘導用コイル３のような構成である）ことを特徴としている。
以上の発明によれば、所定の導体パターンが形成されたフレキシブル基板を屈曲させ、環状に接続することによって、コイルが構成される。
したがって、容易に導体パターンの形成が可能なパターニング技術（例えばインクジェットによるパターニング技術等）を利用して、小型で高密度のコイルを提供することが可能である。
【００１３】
また、本発明は、
電磁誘導を利用して誘導起電力を発生させる電磁誘導用コイルであって、基板上のコイルパターンの１周回において、一部を基板のおもて面に形成し、残りを基板の裏面に形成してなる周回パターンを、所定周回数繰り返すことによって構成される（例えば、図４の電磁誘導用コイル４のような構成である）ことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、
電磁誘導を利用して誘導起電力を発生させる電磁誘導用コイルであって、基板のおもて面と裏面とを周回毎に交互に通過する渦巻き状のコイルパターンによって構成される（例えば、図５の電磁誘導用コイル５のような構成である）ことを特徴としている。
【００１５】
以上の発明によれば、基板のおもて面および裏面を有効に利用してコイルパターンを形成することができるため、小型で高密度のコイルを提供することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明に係る電磁誘導用コイルの実施の形態を説明する。（第１の実施の形態）
本実施の形態に係る電磁誘導用コイルにおいては、所定の直線導体パターンを形成したフレキシブル基板を環状に巻くことによってコイルが構成されている。
【００１７】
以下、具体的な構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る電磁誘導用コイル１の構成を示す図である。
図１（ａ）において、電磁誘導用コイル１は、長方形のフレキシブル基板において、長辺にほぼ沿った方向に、複数の直線導体パターンが所定間隔でパターニングされている。
【００１８】
具体的には、フレキシブル基板の短辺それぞれを、所定間隔に等分して各短辺上に複数の端点を設ける。そして、一の端点と、その向かい合う端点に隣接する端点（例えば、一方の短辺上のある端点に対し、他方の短辺上において向かい合う端点の右側の端点）とを直線導体パターンで結ぶことにより、長辺に対してやや傾いた直線導体パターンが形成されている。
【００１９】
また、一方の短辺（以下、「導通短辺」と言う。）の端点においては、直線導体パターンそれぞれがフレキシブル基板の裏面に回り込んでいる。このように、直線導体パターンを基板の裏面に回りこませる方法としては、スルーホールを設けたり、基板の縁を跨いで導通させるといったことが可能である。
そして、図１（ｂ）に示すように、フレキシブル基板の導通短辺が内側となるように短辺部分を重ねて環状とすると、複数の直線導体パターンは接続されて１本のらせん状の導線となり、コイルが構成される。
【００２０】
このような構成とすると、フレキシブル基板を所望の大きさとすることにより、必要とするサイズのコイルを容易に構成することが可能である。
また、フレキシブル基板上に形成された導体パターンによってコイルを構成する方法としては、以下のような方法も可能である。
図２は、電磁誘導用コイル２の構成を示す図である。
【００２１】
図２（ａ）において、電磁誘導用コイル２は、図１（ａ）と同様の構成を有し、長方形のフレキシブル基板において、長辺にほぼ沿った方向に、複数の直線導体パターンが所定間隔でパターニングされている。また、一方の短辺が導通短辺とされていることも、図１（ａ）と同様である。
そして、図２（ｂ）に示すように、フレキシブル基板を短辺方向に丸めて筒状とし、さらに、その筒の両端を接続して環状とする。なお、筒を環状に変形することから、フレキシブル基板は、より柔軟性の高い素材であることが望ましい。
【００２２】
すると、フレキシブル基板の直線導体パターンは接続されて１本の導線となり、この導線はらせんを描きながら、環状の筒を周回するコイルを構成する。
このような構成とすると、コイルを容易に構成することが可能であると共に、小型化することが可能である。
なお、ここでは、フレキシブル基板上に形成する直線パターンを、長辺に対してやや傾けるものとして説明したが、長辺に平行に形成し、フレキシブル基板を環状とすることにより、複数の素線からなるコイルが集合したコイルを構成するものとしてもよい。
【００２３】
さらに、図３は、電磁誘導用コイル３の構成を示す図である。
図３（ａ）において、電磁誘導用コイル３は、長方形のフレキシブル基板において、短辺にほぼ沿った方向に、基板のおもて面から裏面を順次回るように導体パターンがパターニングされている。即ち、導体パターンは、基板のおもて面と裏面とを回るらせん構造を有している。
【００２４】
そして、図３（ｂ）に示すように、フレキシブル基板の短辺部分を重ねて環状とすると、らせん状の導体パターンが環状となったコイルが構成される。
このような構成とすると、コイルを容易に形成することが可能であると共に、より高い密度でコイルを構成することが可能となる。
以上のように、本実施の形態に係る電磁誘導用コイル１〜３においては、所定の導体パターンが形成されたフレキシブル基板を屈曲させ、環状に接続することによって、コイルが構成される。
【００２５】
したがって、容易に導体パターンの形成が可能なパターニング技術（例えばインクジェットによるパターニング技術等）を利用して、小型で高密度のコイルを提供することが可能である。
このように、パターニングによって形成された導線パターンからなる高密度のコイルは、フレキシブル基板の有効面積を向上させると共に、低コストでコイルを形成することを可能とする。
【００２６】
また、電磁誘導が行われる場合、導線の断面積が小さくなることから渦電流による損失が軽減され、また、断面積の小さい導線が集合することから全体として表面積が大きくなり、表皮効果によって高周波電流の伝達特性が向上する。さらに、導線間に生ずる線間容量が小さくなることからノイズによる劣化が減少し、また、コイルの導線密度が増加することから漏れ磁束を減少することができる。
【００２７】
なお、フレキシブル基板等の屈曲可能な基板に導線パターンを形成し、基板を環状に屈曲させてコイルを構成する方法は、上述の場合以外にも種々の形態が可能である。
（第２の実施の形態）
次に、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。
【００２８】
本実施の形態に係る電磁誘導用コイルにおいては、基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ、フレキシブル基板等）のおもて面および裏面に所定のコイルパターンを形成することにより、小型で高密度のコイルを実現している。
以下、具体的な構成について説明する。
図４は、本実施の形態に係る電磁誘導用コイル４の構成を示す図である。
【００２９】
図４において、コイルパターンは、フレキシブル基板のおもて面の所定点を出発点として、おもて面を半周した後、スルーホールＳ１を介して裏面に抜け、裏面をほぼ半周して、スルーホールＳ２から再度おもて面に抜ける。
このとき、おもて面の出発点からややずれた位置にスルーホールＳ２が設けられており、このスルーホールＳ２からおもて面に抜けたコイルパターンは、おもて面を上述の経路からずれた経路で半周した後、スルーホールＳ３から裏面に抜ける。
【００３０】
このようなパターンを繰り返すことにより、コイルパターンは、おもて面および裏面の同一面において、コイルパターンが重ならないようにずれつつ、らせん状のコイルを形成する。
このような構成とすると、フレキシブル基板の一方の面に渦巻き状のコイルパターンを形成する場合に比べ、周回の度にコイルの半径を縮小していく必要がないことから、コイルの有効面積をより大きくすることが可能となる。即ち、鎖交磁束数をより多く確保することや、要求される加工精度を緩和すること等が可能となる。
【００３１】
また、基板のおもて面および裏面に所定のコイルパターンを形成する方法としては、以下のような方法も可能である。
図５は、電磁誘導用コイル５の構成を示す図である。
図５において、コイルパターンは、フレキシブル基板のおもて面で１周らせんを描くと、スルーホールＴ１を介して裏面に抜け、続いて裏面で１周らせんを描く。
【００３２】
そして、スルーホールＴ２を介して再度おもて面に抜け、１周らせんを描くと、スルーホールＴ３を介して、再び裏面に抜ける。
このようなパターンを繰り返すことにより、コイルパターンは、おもて面および裏面を交互に周回するらせん状のコイルを形成する。
このような構成とすると、おもて面および裏面に高密度に渦巻き状のコイルパターンを形成することができ、また、おもて面に形成されたコイルパターンと裏面に形成されたコイルパターンとが鎖交する磁束に対して重ならないことから、効率的に電磁誘導が行われることとなる。
【００３３】
さらに、渦巻き状にコイルパターンを形成する場合、隣接する導線の最小間隔は、加工精度の限界に依存することとなるが、おもて面および裏面を交互に周回することにより、実質的に加工精度の２倍の密度でコイルパターンを形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る電磁誘導用コイル１の構成を示す図である。
【図２】電磁誘導用コイル２の構成を示す図である。
【図３】電磁誘導用コイル３の構成を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係る電磁誘導用コイル４の構成を示す図である。
【図５】電磁誘導用コイル５の構成を示す図である。
【符号の説明】
１〜５  電磁誘導用コイル，Ｓ１〜Ｓ３，Ｔ１〜Ｔ３  スルーホール
【図１】
2005005535.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005005535.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005005535.tif 000007