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公開番号2024145509
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023057893
出願日2023-03-31
発明の名称コイル部品及びこれを用いたワイヤレス電力伝送デバイス
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人
主分類H01F 38/14 20060101AFI20241004BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】広い充電エリアを確保しつつ、受電コイルとの間の磁気結合度を向上させることが可能なコイル部品及びこれを用いた電力伝送デバイスを提供する。
【解決手段】本開示によるコイル部品は、平面形状が長手方向を有する第1コイル11と、平面形状が長手方向を有し第1コイル11から絶縁分離された第2コイル12を有し、第1コイル11の長手方向は第2コイル12の長手方向と直交している。第1コイル11の開口部11aは、第2コイル12の開口部12aと重なる開口重複領域11a₁と、開口重複領域11a₁から見て第1コイル11の長手方向の両方の外側に位置し第2コイル12の開口部12aと重ならない開口非重複領域11a₂、11a₃を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
平面形状が長手方向を有する第１コイルと、
平面形状が長手方向を有し、前記第１コイルから絶縁分離された第２コイルを有し、
前記第１コイルの長手方向は前記第２コイルの長手方向と直交しており、
前記第１コイルの開口部は、
前記第２コイルの開口部と重なる開口重複領域と、
前記第１コイルの長手方向において前記第２コイルの両側に位置し前記第２コイルと重ならない開口非重複領域を有するコイル部品。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
複数のキャパシタと、
前記第２コイルと前記複数のキャパシタの接続を切り替えるスイッチをさらに有し、
前記スイッチは、第１状態と、前記第１状態よりも前記第２コイルに接続されるキャパシタ容量が多い第２状態を切り替え、
前記第１状態は、前記第１コイルに流れる電流位相と前記第２コイルに流れる電流位相との位相差が前記第２状態よりも小さい、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項３】
前記開口重複領域における前記第１コイルの短手方向の幅は、前記開口非重複領域における前記第１コイルの短手方向の幅よりも大きい、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項４】
前記第２コイルの最内周ターンから最外周ターンまでの径方向の幅は、前記第１コイルの最内周ターンから最外周ターンまでの径方向の幅よりも小さい、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項５】
前記第２コイルの開口部の長手方向の幅は、前記第１コイルの開口部の短手方向の幅よりも小さい、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項６】
前記第１コイルの長手方向の中央部には当該第１コイルの短手方向の幅を拡大させた拡大部が設けられており、
前記第２コイルの短手方向の外形幅は、前記第１コイルの長手方向に沿った前記拡大部の幅よりも大きい、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項７】
前記第２コイルの厚さは、前記第１コイルの厚さよりも小さい、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項８】
前記第２コイルの厚さは、前記第１コイルの厚さの１／４以下である、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項９】
前記第２コイルのコーナー部の曲率半径は、前記第１コイルのコーナー部の曲率半径よりも大きい、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のコイル部品と、
前記コイル部品に接続された送電回路とを備えるワイヤレス電力伝送デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、コイル部品及びこれを用いたワイヤレス電力伝送デバイスに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
スマートフォン等の携帯電子機器に電力を非接触で供給するワイヤレス電力伝送システムが広く利用されている。ワイヤレス電力伝送システムによれば、ＡＣアダプタのような電源装置のコネクタを対象機器に有線接続する必要がなく、充電対象機器（二次側機器）を充電トレー（一次側機器）上に置くだけで充電を開始することができるため、非常に便利である。
【０００３】
ワイヤレス電力伝送システムに関し、特許文献１には、受電コイルに対して電力を非接触で供給する給電装置が開示されている。給電装置は、磁界を用いて電力伝送を行うための送電コイルと、１又は複数の共振器を含む補助共振部とを有する送電部を備えている。電力伝送の際の送電コイルを用いた主共振動作における主共振周波数と、共振器における補助共振周波数とが、互いに異なっている。このような共振周波数の差異の調整により、給電装置（送電側）と電子機器（受電側）との相対的位置と電力伝送効率との関係が変化するので、電子機器の位置に対応した伝送効率の制御が可能となる。
【０００４】
特許文献２には、受電アンテナを有する受電装置との間で電力伝送を行う共振型電力伝送装置が開示されている。この共振型電力伝送装置は、送信アンテナと、電力を送信アンテナに出力する送信電源と、送信アンテナが配置された面内において当該送信アンテナの内側又は外側に配置された中継アンテナと、中継アンテナを短絡又は開放するよう切替え可能なスイッチと、受信アンテナへの鎖交磁束に対応するパラメータを検出し、当該検出結果により当該鎖交磁束が高くなるようにスイッチの切替え制御を行うスイッチ制御部とを備えている。
【０００５】
特許文献３には、インダクタ結合型の近接無線通信に用いられる非接触通信装置用アンテナ基板及びこれを用いた非接触通信装置が開示されている。非接触通信装置用アンテナ基板は、アンテナコイルと、アンテナコイルと絶縁分離された補助コイルとを備えている。補助コイルは容量素子と共に共振器を構成しており、この共振器の共振周波数はアンテナコイルの共振周波数よりも大きくなっている。補助コイルは、その開口部の一部がアンテナコイルの開口部の長手方向の一方の端部と対向するように配置されているので、アンテナコイル及び補助コイルそれぞれの共振周波数を適切に調整することにより、磁性体シートを用いなくても、アンテナ間距離によるアンテナ特性の変動を抑制でき、近接配置されたアンテナコイルとの間で安定した非接触通信を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－５１０９６号公報
国際公開第２０１６／０８８２６３号パンフレット
特開２００９－９４５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、ワイヤレス電力伝送システムにおいては一次側機器（送電側）と二次側機器（受電側）との間の相対的位置の自由度が高いことが望ましく、二次側機器の位置が一次側機器の充電エリアの中心から多少ずれていたとしても充電効率が低下しないことが求められる。
【０００８】
充電対象機器に対して広い充電エリアを提供するためには、送電コイルのループサイズをできるだけ大きくすることが望ましい。しかし、送電コイルのループサイズを大きくすると、コイル中央の磁気結合が弱くなるという問題がある。
【０００９】
したがって、本開示の目的は、広い充電エリアを確保しつつ、受電コイルとの間の磁気結合度を向上させることが可能なコイル部品及びこれを用いたワイヤレス電力伝送デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本開示によるコイル部品は、平面形状が長手方向を有する第１コイルと、平面形状が長手方向を有し、前記第１コイルから絶縁分離された第２コイルを有し、前記第１コイルの長手方向は前記第２コイルの長手方向と直交しており、前記第１コイルの開口部は、前記第２コイルの開口部と重なる開口重複領域と、前記第１コイルの長手方向において前記第２コイルの両側に位置し前記第２コイルと重ならない開口非重複領域を有する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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