(57)【要約】      （修正有）【課題】パターンの展開に伴い変化する共振特性を表すＱ値の劣化を防止するとともに電気的な中点を正確に取り出すことが可能であって、そのパターンをプリント基板の片面に実装する。【解決手段】プリント基板Ｐ1の一方の面Ａ側において第１の（＋）端子Ｔ1aを始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって当該コイル線路長の第１の中間点Ｔ10まで展開し、第１の中間点から同心に半周展開されるとともに、第１の（−）端子Ｔ1bを始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって展開しながら配線されて第１の中間点に接続されるパターンを有するコイルＬ1を実装し、第１の（＋）端子を始点とする線路と第１の（−）端子を始点とする線路とがクロスオーバーする部分を、スルーホールＨ1を経由してプリント基板の他方の面Ｂ側に設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の（＋）端子（Ｔ1a）及び第１の（−）端子（Ｔ1b）間が電気接続されるコイル（Ｌ1）をプリント基板（Ｐ1）上に実装するプリント基板コイルであって、
前記コイルは、前記プリント基板の一方の面（Ａ）側において前記第１の（＋）端子を始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって当該コイル線路長の第１の中間点（Ｔ10）まで展開し、前記第１の中間点から同心に半周展開されるとともに、前記第１の（−）端子を始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって展開しながら配線されて前記第１の中間点に接続される第１のパターンを有し、
前記第１のパターンは、前記第１の（＋）端子を始点とする線路と前記第１の（−）端子を始点とする線路とがクロスオーバーする部分を、スルーホール（Ｈ1）を経由して前記プリント基板の他方の面（Ｂ）側に設けることを特徴とするプリント基板コイル。
【請求項２】
前記コイルは、前記第１の（＋）端子から前記第１の中間点までの距離と前記第１の（−）端子から前記第１の中間点までの距離が等長で当該第１の（＋）端子及び第１の（−）端子が前記第１の中間点と前記同心を結ぶ線により対称構造で形成され、抵抗成分及びインダクタンス成分がそれぞれ等価となる中点端子（Ｔ1c）を有することを特徴とする請求項１記載のプリント基板コイル。
【請求項３】
前記第１の（＋）端子及び第１の（−）端子間には、所定の容量のコンデンサ（Ｃ）が接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプリント基板コイル。
【請求項４】
前記コイルは、２以上の偶数の巻き数で形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか１項記載のプリント基板コイル。
【請求項５】
前記プリント基板の前記他方の面側には、第２の（＋）端子（Ｔ2a）を始点として同心の外周から半周毎に内周に向かってリンクコイル線路長の第２の中間点（Ｔ20）まで展開し、前記第２の中間点から同心に半周展開されるとともに、第２の（−）端子（Ｔ2b）を始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって展開しながら配線されて前記第２の中間点に接続される第２のパターンを有するリンクコイル（Ｌ2）が実装されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか１項記載のプリント基板コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板コイルに係り、特に、プリント基板に実装されるコイルのパターンにおいて、パターンの展開に伴い変化する共振特性を表すＱ値の劣化を防止するとともに電気的な中点の取り出しが容易なプリント基板コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリント基板に実装されるコイルのパターンとしては、例えば、第１の従来例として図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、プリント基板Ｐ101の一方の面側であるＡ面において（＋）端子Ｔ101aを始点として同心の外周から内周に向かって展開した後、任意の点Ｔ110でスルーホールＨ101を経由して他方の面側であるＢ面に展開して（−）端子Ｔ101bに接続するパターンを有するコイルＬ101が開示されている。このコイルＬ101によれば、中点端子Ｔ101cに接続されるコイル長の中間点Ｔ111を、スルーホールＨ102を経由してＢ面から引き出すことができる。
【０００３】
また、第２の従来例としては、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、プリント基板Ｐ201の一方の面側であるＡ面において（＋）端子Ｔ201aを始点として同心の外周から内周に向かって展開するとともに、中点端子Ｔ201cを始点として同心の内周から外周に向かって展開するパターンを有し、任意の点Ｔ210、Ｔ211でスルーホールＨ201、Ｈ202を経由して他方の面側であるＢ面に展開するとともに、このＢ面において中点端子Ｔ201cを始点として同心の内周から外周に向かって任意の点Ｔ210まで展開するとともに、（−）端子Ｔ201bを始点として同心の外周から内周に向かって任意の点Ｔ211まで展開することにより、（＋）端子Ｔ201aを始点とする配線を中点端子Ｔ201cに、（−）端子Ｔ201bを始点とする配線を中点端子Ｔ201cにそれぞれ接続することができるパターンを有するコイルＬ201が開示されている。
【０００４】
なお、第２の従来例のパターンを有するコイルが実装されるプリント基板コイルとしては、特開２００１−１６７９２８号公報記載のプリント基板が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６７９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、背景技術に記載した第１の従来例によるコイルＬ101が有するパターンによれば、電気的な中点端子Ｔ101cの位置が不明確となるため、その位置を算出するための複雑な演算手段が必要であった。
【０００７】
一方、第２の従来例によるコイルＬ201が有するパターンによれば、プリント基板Ｐ201のＡ面とＢ面で当該パターンの外周と内周を入れ換えることにより、そのパターン長が等しくなり、電気的な中点端子Ｔ201cを容易に取り出すことができるものの、Ａ面及びＢ面の２層でパターンが展開されるため、浮遊容量が大きくなり自己共振周波数が低くなることで使用可能な周波数の範囲が狭くなる難点があった。
【０００８】
本発明は、これらの難点を解消するためになされたもので、パターンの展開に伴い変化する共振特性を表すＱ値の劣化を防止するとともに電気的な中点を正確に取り出すことが可能であって、そのパターンをプリント基板の片面に実装することできるプリント基板コイルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の目的を達成するため、本発明の第１の態様であるプリント基板コイルは、第１の（＋）端子及び第１の（−）端子間が電気接続されるコイルをプリント基板上に実装するプリント基板コイルである。コイルは、プリント基板の一方の面側において第１の（＋）端子を始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって当該コイル線路長の第１の中間点まで展開し、第１の中間点から同心に半周展開されるとともに、第１の（−）端子を始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって展開しながら配線されて中間点に接続される第１のパターンを有している。第１のパターンは、第１の（＋）端子を始点とする線路と第１の（−）端子を始点とする線路とがクロスオーバーする部分を、スルーホールを経由してプリント基板の他方の面側に設けるものである。
【００１０】
また、本発明の第２の態様であるプリント基板コイルは、本発明の第１の態様において、コイルは、第１の（＋）端子から第１の中間点までの距離と第１の（−）端子から第１の中間点までの距離が等長で当該第１の（＋）端子及び第１の（−）端子が第１の中間点と同心を結ぶ線により対称構造で形成され、抵抗成分及びインダクタンス成分がそれぞれ等価となる中点端子を有するものである。
【００１１】
また、本発明の第３の態様であるプリント基板コイルは、本発明の第１の態様又は第２の態様において、第１の（＋）端子及び第１の（−）端子間には、所定の容量のコンデンサが接続されるものである。
【００１２】
また、本発明の第４の態様であるプリント基板コイルは、本発明の第１の態様乃至第３の態様のうち何れか１の態様において、コイルは、２以上の偶数の巻き数で形成されるものである。
【００１３】
また、本発明の第５の態様であるプリント基板コイルは、本発明の第１の態様乃至第４の態様のうち何れか１の態様において、プリント基板の他方の面側には、第２の（＋）端子を始点として同心の外周から半周毎に内周に向かってリンクコイル線路長の第２の中間点まで展開し、第２の中間点から同心に半周展開されるとともに、第２の（−）端子を始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって展開しながら配線されて第２の中間点に接続される第２のパターンを有するリンクコイルが実装されるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のプリント基板コイルによれば、プリント基板の一方の面側に実装されるコイルのパターンとして、２以上の巻き数で形成され第１の（＋）端子と第１の（−）端子を近接した位置に実装することができるため、パターンの展開に伴い変化する共振特性を表すＱ値の劣化を容易に防止可能となる。
【００１５】
また、本発明のプリント基板コイルによれば、プリント基板の一方の面側に実装されるコイルのパターンとして、抵抗成分及びインダクタンス成分がそれぞれ等価となる電気的な中点端子を設けることができる。
【００１６】
また、本発明のプリント基板コイルによれば、プリント基板の一方の面側に実装されるコイルのパターンとして、第１の（＋）端子及び第１の（−）端子間に所定の容量のコンデンサを接続することで、任意の共振周波数を選択することができる。
【００１７】
また、本発明のプリント基板コイルによれば、プリント基板の一方の面側に実装されるコイルと磁気結合されるリンクコイルのパターンを当該プリント基板の他方の面側に実装することにより、このリンクコイルのパターンとして、第２の（＋）端子と第２の（−）端子を近接した位置に実装することができ、パターンの展開に伴い変化する共振特性を表すＱ値の劣化を容易に防止可能となる。
【００１８】
さらに、本発明のプリント基板コイルによれば、コイル及びリンクコイルをそれぞれ、プリント基板のＡ面、Ｂ面にクロスオーバーしない位置に実装することができるため、このプリント基板を１層２面の当該基板で形成でき、低い製造コストによりコイル実装が可能となるばかりでなく、浮遊容量が小さく抑えられ、自己共振周波数を高くすることで使用可能な周波数の範囲を広く設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例によるプリント基板コイルを示す図であって、図１（Ａ）は、プリント基板の一方の面側であるＡ面のパターン図、図１（Ｂ）は、プリント基板の他方の面側であるＢ面のパターンをＡ面側から透視した図である。
【図２】図２は、本発明の実施例によるプリント基板コイルを適用した非接触給電装置の具体的な構成を示す電気回路図である。
【図３】第１の従来例によるプリント基板コイルを示す図であって、図３（Ａ）は、プリント基板の一方の面側であるＡ面のパターン図、図３（Ｂ）は、プリント基板の他方の面側であるＢ面のパターンをＡ面側から透視した図である。
【図４】第２の従来例によるプリント基板コイルを示す図であって、図４（Ａ）は、プリント基板の一方の面側であるＡ面のパターン図、図４（Ｂ）は、プリント基板の他方の面側であるＢ面のパターンをＡ面側から透視した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明のプリント基板コイルを適用した実施の形態例について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施例によるプリント基板コイルを示す図であり、図１（Ａ）は、プリント基板Ｐ1の一方の面側であるＡ面のパターン図、図１（Ｂ）は、プリント基板Ｐ1の他方の面側であるＢ面のパターンをＡ面側から透視した図である。
【００２２】
図１（Ａ）に示すプリント基板Ｐ1のＡ面には、第１の（＋）端子Ｔ1a及び第１の（−）端子Ｔ1b間が電気接続されるコイルＬ1が実装されており、具体的には、第１の（＋）端子Ｔ1aを始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって当該コイル線路長の第１の中間点Ｔ10まで展開し、第１の中間点Ｔ10から同心に半周展開される第１のターンと、第１の（−）端子Ｔ1bを始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって展開しながら配線されて第１の中間点Ｔ10に接続される第２のターンとを備える第１のパターンを有しており、このコイルＬ1によれば、前述の第１、第２のターンの当該ターン数に起因した巻き数「２」で形成されている。
【００２３】
このコイルＬ1が有する第１のパターンにおいて、第１の（＋）端子Ｔ1aを始点とする線路と第１の（−）端子Ｔ1bを始点とする線路とがクロスオーバーする部分は、スルーホールＨ1を経由してプリント基板Ｐ1の他方の面側であるＢ面に設けられており、前述のようにコイルＬ1の巻き数がターン数に対応させた「２」で形成されているため、第１の（＋）端子Ｔ1aと第１の（−）端子Ｔ1bを近接した位置に実装することができ、第１のパターンの展開に伴い変化する共振特性を表すＱ値の劣化を容易に防止可能となる。
【００２４】
また、コイルＬ1が有する第１のパターンによれば、プリント基板Ｐ1のＡ面の１層のみでパターン展開されているため、第１、第２の従来例の図３、図４に示すパターンと比較して浮遊容量を小さく抑えることができ、自己共振周波数を高くすることで使用可能な周波数の範囲を広く設定できる。
【００２５】
また、コイルＬ1は、第１の（＋）端子Ｔ1aから第１の中間点Ｔ10までの距離と第１の（−）端子Ｔ1bから第１の中間点Ｔ10までの距離が等長で当該第１の（＋）端子及び第１の（−）端子の第１の中間点Ｔ10と同心を結ぶ線Ｌnによって対称構造で形成されているため、抵抗成分及びインダクタンス成分がそれぞれ等価となる電気的な中点端子Ｔ1cを設けることができる。
【００２６】
なお、コイルＬ1において、前述の第１の中間点Ｔ10及び中点端子Ｔ1c間は、スルーホールＨ2を経由してプリント基板Ｐ1のＢ面にパターン形成されている。
【００２７】
一方、図１（Ｂ）に示すプリント基板Ｐ1のＢ面には、コイルＬ1と磁気結合される当該コイルであって、第２の（＋）端子Ｔ2a及び第１の（−）端子Ｔ2b間が電気接続されるリンクコイルＬ2が実装されており、具体的には、第２の（＋）端子Ｔ2aを始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって当該コイル線路長の第２の中間点Ｔ20まで展開し、第２の中間点Ｔ20から同心に半周展開される第３のターンと、第２の（−）端子Ｔ2bを始点として同心の外周から半周毎に内周に向かって展開しながら配線されて第２の中間点Ｔ20に接続される第４のターンとを備える第２のパターンを有しており、このリンクコイルＬ2によれば、前述の第３、第４のターンの当該ターン数に起因した巻き数「２」で形成されている。
【００２８】
このリンクコイルＬ2が有する第２のパターンにおいて、第２の（＋）端子Ｔ2aを始点とする線路と第２の（−）端子Ｔ2bを始点とする線路とがクロスオーバーする部分は、スルーホールＨ3を経由してプリント基板Ｐ1のＡ面に設けられており、前述のようにリンクコイルＬ2の巻き数がターン数に対応させた「２」で形成されているため、第２の（＋）端子Ｔ2aと第２の（−）端子Ｔ2bを近接した位置に実装することができ、第２のパターンの展開に伴い変化する共振特性を表すＱ値の劣化を容易に防止可能となる。
【００２９】
また、リンクコイルＬ2が有する第２のパターンによれば、プリント基板Ｐ1のＢ面の１層のみでパターン展開されているため、第１、第２の従来例の図３、図４に示すパターンと比較して浮遊容量を小さく抑えることができ、自己共振周波数を高くすることで使用可能な周波数の範囲を広く設定できる。
【００３０】
前述までの説明から明らかなように、第１のパターンを有するコイルＬ1と第２のパターンを有するリンクコイルＬ2をそれぞれ、プリント基板Ｐ1のＡ面、Ｂ面にクロスオーバーしない位置に実装することができるため、このプリント基板Ｐ1を１層２面の当該基板で実現可能であって、低い製造コストによりコイル実装が可能となる。
【００３１】
なお、前述のようなプリント基板Ｐ1のＡ面、Ｂ面にそれぞれ実装されるコイルＬ1、リンクコイルＬ2はそれぞれ、図２の電気回路図に示すような非接触給電装置を構成するトランス３の送電側一次コイルＬ1及び送電側二次コイルＬ2として空芯コイルで形成することができる。
【００３２】
図２に示す非接触給電装置は、送電側共振部１からトランス３を経由して受電側共振部２に非接触で電力供給を行う当該装置であり、トランス３は、磁気結合される前述の送電側一次コイルＬ1及び送電側二次コイルＬ2と、送電側一次コイルＬ1から伝達される電源を受電するための受電側コイルＬ3とを有している。
【００３３】
同図に示す送電側共振部１には、第１の分圧抵抗Ｒ1、Ｒ2、第２の分圧抵抗Ｒ3、Ｒ4及びリファレンス回路ＲＦＣと、第１、第２のスイッチング素子ＦＥＴ1、ＦＥＴ2、（共振）コンデンサＣを有する自励式発振回路１０とが備えられている。
【００３４】
このような構成の非接触給電装置によれば、送電側共振部１において、第１の分圧抵抗Ｒ1、Ｒ2を経由して直流電圧Ｖ0を分圧させた出力電圧Ｖ1は第１のスイッチング素子ＦＥＴ1のゲート側に印加され、この出力電圧Ｖ1を増幅したドレイン電圧Ｖ10を発生させることにより、トランス３を構成する送電側一次コイルＬ1の第１の（＋）端子Ｔ1a及び第１の中点端子Ｔ1c間には、所定のドレイン電圧（Ｖ11＝）Ｖ10−Ｖ0が印加される。一方、第２の分圧抵抗Ｒ3、Ｒ4を経由して直流電圧Ｖ0を分圧させた出力電圧Ｖ2は第２のスイッチング素子ＦＥＴ2のゲート側に印加され、この出力電圧Ｖ2を増幅したドレイン電圧Ｖ20を発生させることにより、送電側一次コイルＬ1の第１の（−）端子Ｔ1b及び第１の中点端子Ｔ1c間には、所定のドレイン電圧（Ｖ21＝）Ｖ20−Ｖ0が印加される。
【００３５】
また、送電側共振部１の自励式発振回路１０によれば、トランス３を構成する送電側一次コイルＬ1の第１の（＋）端子Ｔ1a及び第１の（−）端子Ｔ1b間に並列接続されたコンデンサＣが有する共振周波数の電圧が生成され、この電圧をもとに送電側二次コイルＬ2の第１の（＋）端子Ｔ2a及び第２の（−）端子Ｔ2b間に誘導電圧が発生し、第１、第２のスイッチング素子ＦＥＴ1、ＦＥＴ2のゲート側にフィードバックで印加することにより、送電側一次コイルＬ1の第１の（＋）端子Ｔ1a及び第１の（−）端子Ｔ1b間に前述の所定のドレイン電圧Ｖ11、Ｖ21を印加することができ、このような動作を繰り返すことにより、安定した自励式の発振動作が可能となる。
【００３６】
なお、コンデンサＣは、送電側一次コイルＬ1の第１の（＋）端子Ｔ1a及び第１の（−）端子Ｔ1b間に並列接続され、図１（Ａ）に示すように実装されるため、共振特性を表すＱ値を高めたまま任意の共振周波数を選択することができる。
【００３７】
本発明のプリント基板コイルにおいては、特定の実施の形態をもって説明してきたが、この形態に限定されるものでなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られた如何なる構成の当該コイルであっても採用できるということはいうまでもないことである。
【００３８】
例えば、本発明の実施例によれば、プリント基板Ｐ1のＡ面に実装されるコイル（送電側一次コイル）Ｌ1の巻き数として、「２」の巻き数のコイルＬ1を適用したが、この態様に限定されるものではなく、その巻き数を２以上の偶数で形成することもできる。
【符号の説明】
【００３９】
Ｐ1……プリント基板
Ａ……一方の面
Ｂ……他方の面
Ｌ1……コイル／送電側一次コイル
Ｔ1a……第１の（＋）端子
Ｔ1b……第１の（−）端子
Ｔ1c……中点端子
Ｔ10……第１の中間点
Ｌ2……リンクコイル／送電側二次コイル
Ｔ2a……第２の（＋）端子
Ｔ2b……第２の（−）端子
Ｃ……コンデンサ
Ｈ1……スルーホール
【図１】
2012175033.tif 000003
【図２】
2012175033.tif 000004
【図３】
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【図４】
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