JP5457478B2 - Mobile device - Google Patents
Mobile device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5457478B2 JP5457478B2 JP2012017681A JP2012017681A JP5457478B2 JP 5457478 B2 JP5457478 B2 JP 5457478B2 JP 2012017681 A JP2012017681 A JP 2012017681A JP 2012017681 A JP2012017681 A JP 2012017681A JP 5457478 B2 JP5457478 B2 JP 5457478B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- magnet
- charging module
- contact charging
- side non
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 claims description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 59
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 15
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 229910018605 Ni—Zn Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H67/00—Replacing or removing cores, receptacles, or completed packages at paying-out, winding, or depositing stations
- B65H67/04—Arrangements for removing completed take-up packages and or replacing by cores, formers, or empty receptacles at winding or depositing stations; Transferring material between adjacent full and empty take-up elements
- B65H67/044—Continuous winding apparatus for winding on two or more winding heads in succession
- B65H67/052—Continuous winding apparatus for winding on two or more winding heads in succession having two or more winding heads arranged in parallel to each other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H65/00—Securing material to cores or formers
- B65H65/005—Securing end of yarn in the wound or completed package
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2701/00—Handled material; Storage means
- B65H2701/30—Handled filamentary material
- B65H2701/36—Wires
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明は、渦巻状の導線からなる平面コイル部と磁性シートとを有する携帯端末に関する。 The present invention relates to a portable terminal having a planar coil portion made of a spiral conductive wire and a magnetic sheet.
近年、携帯端末である本体機器を充電器で非接触充電することのできるものが多く利用されている。これは、充電器側に送信側非接触充電モジュール、携帯端末側に受信側非接触充電モジュールを配し、両モジュール間に電磁誘導を生じさせることにより充電器側から本体機器側に電力を伝送するものである。そして、上記本体機器として携帯端末機器等を適用することも提案されている。 2. Description of the Related Art In recent years, many devices that can perform non-contact charging of a main device, which is a portable terminal, with a charger have been used. This is a transmitter contactless charging module on the charger side, a receiver contactless charging module on the mobile terminal side, and power is transmitted from the charger side to the main device side by generating electromagnetic induction between both modules. To do. It has also been proposed to apply a mobile terminal device or the like as the main device.
この携帯端末機器等の本体機器や充電器は、薄型化や小型化が要望されるものである。この要望に応えるため、(特許文献1)のように、送信側非接触充電モジュールや受信側非接触充電モジュールとしての平面コイル部と、磁性シートとを備えることが考えられる。 The main device such as the portable terminal device and the charger are required to be thin and small. In order to meet this demand, it is conceivable to provide a planar coil portion as a transmitting-side non-contact charging module or a receiving-side non-contact charging module and a magnetic sheet as in (Patent Document 1).
この種の非接触充電モジュールは、1次側非接触充電モジュール(送信側非接触充電モジュール)の位置と2次側非接触充電モジュール(受信側非接触充電モジュール)の位置を正確に合わせる必要がある。これは、電力伝送のための電磁誘導を効率的に行うためである。 In this type of contactless charging module, the position of the primary side contactless charging module (transmitting side contactless charging module) and the position of the secondary side contactless charging module (receiving side contactless charging module) need to be accurately aligned. is there. This is to efficiently perform electromagnetic induction for power transmission.
1次側非接触充電モジュール(送信側非接触充電モジュール)と2次側非接触充電モジュール(受信側非接触充電モジュール)を正確に位置合わせする方法の1つとして、マグネットを利用する方法がある。この一例として図13に示す方法がある。図13は、他方の非接触充電モジュールである2次側非接触充電モジュールに備えられたマグネットにより非接触充電モジュールが位置合わせされる様子を示す図である。これは、1次側非接触充電モジュールもしくは2次側非接触充電モジュールの少なくとも一方にマグネットを搭載することで、お互いのマグネットもしくは一方のマグネットと他方の磁性シートとが引き付けあって位置合わせを行う方法である。 There is a method of using a magnet as one of methods for accurately aligning the primary side non-contact charging module (transmission side non-contact charging module) and the secondary side non-contact charging module (receiving side non-contact charging module). . An example of this is the method shown in FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which the contactless charging module is aligned by a magnet provided in the secondary contactless charging module that is the other contactless charging module. This is because the magnet is mounted on at least one of the primary side non-contact charging module or the secondary side non-contact charging module, and the mutual magnets or one magnet and the other magnetic sheet are attracted to perform alignment. Is the method.
また、1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールを正確に位置合わせする他の方法として、マグネットを利用しないで位置合わせをする方法がある。 Further, as another method for accurately aligning the primary side non-contact charging module and the secondary side non-contact charging module, there is a method of aligning without using a magnet.
例えば、1次側非接触充電モジュールを搭載した充電器の充電面に凸部、2次側非接触充電モジュールを搭載した電子機器に凹部を形成しはめ込むといった、物理的(形状的)に強制的な位置合わせを行う方法である。また、1次側非接触充電モジュールが2次側非接触充電モジュールのコイルの位置を検出することで、1次側非接触充電モジュールのコイルを自動的に2次側非接触充電モジュールのコイルの位置まで移動させる方法である。また充電器に多数のコイルを備えることで、携帯機器が充電器の充電面のどこにおいても充電可能とする方法である。 For example, it is physically (formally) compulsory that a convex portion is formed on the charging surface of a charger equipped with a primary side non-contact charging module, and a concave portion is formed and fitted into an electronic device equipped with a secondary side non-contact charging module. This is a method for performing proper alignment. Further, the primary side non-contact charging module detects the position of the coil of the secondary side non-contact charging module so that the coil of the primary side non-contact charging module is automatically It is a method of moving to a position. Moreover, it is a method in which the portable device can be charged anywhere on the charging surface of the charger by providing the charger with a large number of coils.
しかしながら、1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールの位置合わせにマグネットを使用する場合と、使用しない場合とでは、それぞれの非接触充電モジュールに設けられたコイルのL値が大きく変化する。電力伝送のための電磁誘導は、それぞれの非接触充電モジュールに設けられたコイルのL値を利用して、その共振周波数が決定される。 However, the L value of the coil provided in each non-contact charging module is large depending on whether the magnet is used to align the primary non-contact charging module and the secondary non-contact charging module or not. Change. The electromagnetic induction for power transmission uses the L value of the coil provided in each non-contact charging module to determine its resonance frequency.
そのため、1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールの位置合わせにマグネットを使用する場合と使用しない場合とでは、非接触充電モジュールを共用しにくいという問題があった。 Therefore, there is a problem that it is difficult to share the non-contact charging module when the magnet is used for positioning the primary side non-contact charging module and the secondary side non-contact charging module.
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールの位置合わせに送信側非接触充電モジュールに備えられたマグネットを使用する場合、または使用しない場合のいずれの場合であっても、携帯端末に備えられた受信側非接触充電モジュールに設けられたコイルのL値の変化を抑え、マグネットを使用する場合とマグネットを使用しない場合のいずれの場合でも使用できる携帯端末を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention uses or does not use the magnet provided in the transmission side non-contact charging module for alignment of the primary side non-contact charging module and the secondary side non-contact charging module. In any case, the change of the L value of the coil provided in the receiving side non-contact charging module provided in the portable terminal is suppressed, and either the case of using the magnet or the case of not using the magnet However, an object is to provide a portable terminal that can be used.
上記課題を解決するために本発明は、送信側平面コイル部を備える非接触充電器から電磁誘導によって電力を受電する受信側平面コイル部を備える携帯端末であって、前記受信側平面コイル部は、自らの中空部にマグネットを備えず、前記非接触充電器の送信側平面コイル部との位置合わせに際し、前記送信側平面コイル部の中空部に備えられたマグネットを利用して位置合わせを行う場合と、前記マグネットを利用しないで位置合わせを行う場合と、があり、導線が巻回された前記受信側平面コイル部と、前記受信側平面コイル部のコイル面を載置する磁性シートと、表面に表示部を配置し前記受信側平面コイル部と前記磁性シートとを収容する筐体と、を備え、前記筐体の背面側から、順に前記受信側平面コイル部と前記磁性シートとを配置し、前記受信側平面コイル部の中空部が、送信側非接触充電モジュールに備えられたマグネットよりも大きいことを特徴とする携帯端末とした。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a mobile terminal including a reception-side planar coil unit that receives power by electromagnetic induction from a non-contact charger including a transmission-side planar coil unit, wherein the reception-side planar coil unit is In the case of positioning with the transmitting side planar coil part of the non-contact charger without using a magnet in its own hollow part, positioning is performed using the magnet provided in the hollow part of the transmitting side planar coil part. And a case where alignment is performed without using the magnet, the receiving-side planar coil portion around which a conducting wire is wound, and a magnetic sheet on which the coil surface of the receiving-side planar coil portion is placed, and a housing that accommodates the arranged display the receiving planar coil portion and the magnetic sheet to the surface, from the rear side of the housing, a forward on the receiving side planar coil portion and the magnetic sheet And location, the hollow portion of said receiving-side planar coil portion, it was a mobile terminal, wherein greater than the magnet provided to the transmitting-side non-contact charging module.
本発明によれば、1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールの位置合わせに送信側非接触充電モジュールに備えられたマグネットを使用する場合、または使用しない場合のいずれの場合であっても、携帯端末に備えられた受信側非接触充電モジュールに設けられたコイルのL値を変化させないので、マグネットを使用する場合とマグネットを使用しない場合のいずれの場合にも位置合わせおよび電力伝送のできる携帯端末とすることができる。 According to the present invention, in the case where the magnet provided in the transmitting side non-contact charging module is used or not used for the alignment of the primary side non-contact charging module and the secondary side non-contact charging module. Even if there is no magnet, the L value of the coil provided in the receiving side non-contact charging module provided in the portable terminal is not changed. A portable terminal capable of transmission can be obtained.
請求項1に記載の発明は、送信側平面コイル部を備える非接触充電器から電磁誘導によって電力を受電する受信側平面コイル部を備える携帯端末であって、前記受信側平面コイル部は、自らの中空部にマグネットを備えず、前記非接触充電器の送信側平面コイル部との位置合わせに際し、前記送信側平面コイル部の中空部に備えられたマグネットを利用して位置合わせを行う場合と、前記マグネットを利用しないで位置合わせを行う場合と、があり、導線が巻回された前記受信側平面コイル部と、前記受信側平面コイル部のコイル面を載置する磁性シートと、表面に表示部を配置し前記受信側平面コイル部と前記磁性シートとを収容する筐体と、を備え、前記筐体の背面側から、順に前記受信側平面コイル部と前記磁性シートとを配置し、前記受信側平面コイル部の中空部が、送信側非接触充電モジュールに備えられたマグネットよりも大きいことを特徴とする携帯端末である。これにより、1次側非接触充電モジュールと携帯端末に備えられた2次側非接触充電モジュールの位置合わせに送信側非接触充電モジュールに備えられたマグネットを使用する場合、または使用しない場合のいずれの場合であっても、送信側非接触充電モジュールに備えられたに設けられたコイルのL値を変化させないので、マグネットを使用する場合とマグネットを使用しない場合のいずれの場合にも使用できる受信側非接触充電モジュール及びこれを用いた受信側非接触充電機器とすることができる。 Invention of Claim 1 is a portable terminal provided with the receiving side planar coil part which receives electric power by electromagnetic induction from the non-contact charger provided with a transmitting side planar coil part, Comprising: The said receiving side planar coil part is self In the case where the hollow portion of the non-contact charger is not provided with a magnet and the positioning is performed using the magnet provided in the hollow portion of the transmission-side planar coil portion when the positioning is performed with the transmission-side planar coil portion of the contactless charger. In the case where alignment is performed without using the magnet, the receiving-side planar coil portion around which a conducting wire is wound, a magnetic sheet on which the coil surface of the receiving-side planar coil portion is placed, and a surface A display unit and a housing that houses the reception-side planar coil unit and the magnetic sheet, and from the back side of the housing, the reception-side planar coil unit and the magnetic sheet are sequentially arranged, Previous The hollow portion of the receiving-side planar coil portion, a mobile terminal being larger than the magnet provided to the transmitting-side non-contact charging module. Thereby, when using the magnet with which the non-contact charge module of the transmission side is used for alignment of the non-contact charge module of the primary side and the non-contact charge module of the secondary side with which the portable terminal was equipped, either Even in this case, since the L value of the coil provided in the non-contact charging module on the transmission side is not changed, the reception that can be used both in the case of using the magnet and in the case of not using the magnet A side non-contact charging module and a receiving side non-contact charging device using the same can be provided.
請求項2に記載の発明は、前記受信側平面コイル部の中空部の端部と前記マグネットとの距離は、0mmより大きく6mmよりも小さいことを特徴とする。これにより、L値を15μH以上としつつ、マグネット30aを利用する場合と利用しない場合でのL値を近づけることができる。
The invention described in claim 2 is characterized in that a distance between the end of the hollow portion of the receiving-side planar coil portion and the magnet is larger than 0 mm and smaller than 6 mm. As a result, the L value can be made closer to when the
請求項3に記載の発明は、前記受信側平面コイル部は、前記受信側平面コイル部に平行な面において、前記マグネットの面積が、前記受信側平面コイル部の中空部の面積の70%〜95%となるように構成されたことを特徴とする。これにより、位置合わせの精度にばらつきにも十分対応でき、更に1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールとの位置合わせの精度が向上できる。 The invention according to claim 3, wherein the receiving-side planar coil portion, in a plane parallel to the receiving-side planar coil portion, the area of the magnet, 70% of the area of the hollow portion of said receiving-side planar coil portions - It is characterized by being configured to be 95%. Thereby, it is possible to sufficiently cope with variations in alignment accuracy, and further, it is possible to improve alignment accuracy between the primary side non-contact charging module and the secondary side non-contact charging module.
請求項4に記載の発明は、前記受信側平面コイル部の面積が、直径15.5mmの円よりも大きいことを特徴とする。これにより、どのようなマグネットに対しても、マグネットを使用する場合とマグネットを使用しない場合のいずれの場合にも使用できる携帯端末とすることができる。 The invention according to claim 4 is characterized in that an area of the receiving-side planar coil portion is larger than a circle having a diameter of 15.5 mm. Thereby, it can be set as the portable terminal which can be used with respect to any magnet in any case of using a magnet and not using a magnet.
(実施の形態)
以下、本発明の実施の形態について図面をもちいて説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態における非接触電力伝送機器を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a non-contact power transmission device according to an embodiment of the present invention.
非接触電力伝送機器は、1次側非接触充電モジュール41(送信側非接触充電モジュール)と、2次側非接触充電モジュール42(受信側非接触充電モジュール)とから構成され、電磁誘導作用を利用して1次側非接触充電モジュール41から2次側非接触充電モジ
ュール42に電力伝送が行われる。この非接触電力伝送機器は、約5W以下の電力伝送に使用される。また、電力伝送の周波数は約110〜205kHzである。1次側非接触充電モジュール41は例えば充電器に搭載され、2次側非接触充電モジュール42は例えば携帯電話、デジタルカメラ、PC等に搭載される。
The non-contact power transmission device includes a primary-side non-contact charging module 41 (transmitting-side non-contact charging module) and a secondary-side non-contact charging module 42 (receiving-side non-contact charging module). Utilizing this, power is transmitted from the primary side
1次側非接触充電モジュール41は、1次側コイル21a、磁性シート51、共振コンデンサ(図示せず)、電力入力部71を備えて構成される。電力入力部71は、外部電源としての商用電源300に接続されて100〜240V程度の電力供給を受け、所定電流1(直流12V、1A)に変換して1次側コイル21aに供給する。1次側コイル21aは、その形状、巻数及び供給を受けた電流に応じた磁界を発生させる。共振コンデンサは、1次側コイル21aに接続され、1次側コイル21aとの関係により1次側コイル21aから発生させる磁界の共振周波数を決定する。1次側非接触充電モジュール41から2次側非接触充電モジュール42に対する電磁誘導作用は、この共振周波数により行われる。
The primary side
一方、2次側非接触充電モジュール42は、2次側コイル21b、磁性シート52、共振コンデンサ(図示せず)、整流回路72、電力出力部82から構成される。2次側コイル21bは、1次側コイル21aから発生した磁界を受けて、その磁界を電磁誘導作用により所定電流2に変換して、整流回路72、電力出力部82を介して、2次側非接触充電モジュール42の外部に出力する。整流回路72は、交流電流である所定電流2を整流して直流電流である所定電流3(直流5V、1.5A)に変換する。また、電力出力部82は2次側非接触充電モジュール42の外部出力部であり、この電力出力部82を介して、2次側非接触充電モジュール42に接続される電子機器200に電力供給を行う。
On the other hand, the secondary side
次に、1次側非接触充電モジュール41を非接触充電器に搭載する場合について説明する。
Next, the case where the primary side
図2は、本発明の実施の形態における非接触充電器の構成を示す図である。なお、図2に示す非接触充電器は、その内部が分かるように示したものである。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the non-contact charger in the embodiment of the present invention. In addition, the non-contact charger shown in FIG. 2 is shown so that the inside can be understood.
電磁誘導作用を利用して電力を送信する非接触充電器400は、その外装を構成するケースの内部に1次側非接触充電モジュール41を有する。
A
非接触充電器400は、屋内もしくは屋外に設置された商用電源300のコンセント301に差し込むプラグ401を有する。このプラグ401をコンセント301に差し込むことによって、非接触充電器400は商用電源300から電力供給を受けることができる。
The
非接触充電器400は机上501に設置され、1次側非接触充電モジュール41は非接触充電器400の机面側とは反対側の面402の近傍に配置される。そして、1次側非接触充電モジュール41における1次側コイル21aの主平面を、非接触充電器400の机面側とは反対側の面402に平行に配置する。このようにすることで、2次側非接触充電モジュール42を搭載した電子機器の電力受信作業エリアを確保することができる。なお、非接触充電器400は壁面に設置されてもよく、この場合、非接触充電器400は壁面側とは反対側の面の近傍に配置される。
The
また、1次側非接触充電モジュール41は、2次側非接触充電モジュール42との位置合わせに用いるマグネット30aを有する場合がある。この場合、1次側コイル21aの中央領域に位置する中空部に配置される。
Further, the primary side
次に、1次側非接触充電モジュール41について説明する。
Next, the primary side
図3は、本発明の実施の形態における1次側非接触充電モジュールを示す図であり、1次側コイルが円形コイルの場合を示す。なお、図3においては円形に巻回された円形コイルにて説明しているが、略矩形状に巻回された矩形コイルであってもよい。なお、これから説明する1次側非接触充電モジュールの詳細については、基本的に2次側非接触充電モジュールに適応される。1次側非接触充電モジュールに対する2次側非接触充電モジュールの相違点は、詳しく後述する。 FIG. 3 is a diagram showing the primary side non-contact charging module in the embodiment of the present invention, and shows a case where the primary side coil is a circular coil. In FIG. 3, a circular coil wound in a circle is described, but a rectangular coil wound in a substantially rectangular shape may be used. In addition, about the detail of the primary side non-contact charge module demonstrated from now on, it applies to a secondary side non-contact charge module fundamentally. The difference of the secondary side non-contact charging module with respect to the primary side non-contact charging module will be described in detail later.
1次側非接触充電モジュール41は、導線が渦巻き状に巻回された1次側コイル21aと、1次側コイル21aの面に対向するように設けられた磁性シート51とを備える。
The primary side
図3に示すとおり、1次側コイル21aは、面上で渦を描くように径方向に向けて導電体を巻いたコイル21aと、コイル21aの両端に設けられた電流供給部としての端子22a、23aを備える。すなわち、電流供給部としての端子22a、23aは、外部電源である商用電源300からの電流を1次側コイル21aに供給する。コイル21aは導線を平面上で平行に巻きまわしたものであり、コイルによって形成された面をコイル面と呼ぶ。なお、厚み方向とは、1次側コイル21aと磁性シート51との積層方向である。
As shown in FIG. 3, the
また、磁性シート51は、1次側コイル21aを載置する平坦部31aと、平坦部31aの中心部にあってコイル21aの中空領域内に相当する中心部32aと、コイル21aの引き出し線の一部が挿入される直線凹部33aとから構成されている。中心部32aは、平坦部32aに対して凸部形状、平坦形状、凹部形状、貫通孔である形状となり、いずれであってもよい。凸部形状であれば、コイル21aの磁束を強めることができる。平坦であれば、製造しやすくコイル21aを載置しやすい上、後述する位置合わせのマグネットの影響とコイル21aのL値のバランスをとることができる。凹部形状、貫通孔に関しては、詳しく後述する。
In addition, the
本実施の形態における1次側非接触充電モジュール41では、コイル21aは直径が20mmの内径から外に向かって巻回され、外径が30mmとなっている。すなわち、コイル21aはドーナツ形状に巻回されている。なお、コイル21aは円形に巻回されてもよいし、多角形に巻回されてもよい。
In the primary side
また、導線はお互いに空間を空けるように巻回されることによって、上段の導線と下段の導線との間の浮遊容量が小さくなり、コイル21aの交流抵抗を小さく抑えることができる。また、空間を詰めるように巻回されることによって、コイル21aの厚みを抑えることができる。
Further, by winding the conductive wires so as to leave a space between them, the stray capacitance between the upper conductive wire and the lower conductive wire is reduced, and the AC resistance of the
また、1次側非接触充電モジュール41は、2次側非接触充電モジュール42との位置合わせに用いるマグネット30aを有する場合がある。これは、規格(WPC)によって、円形であること、直径が15.5mm以下であること等が定められている。マグネット30aはコイン形状をしており、その中心が1次側コイル21aの巻回中心軸と一致するように配置されなければならない。これは、1次側コイル21aに対するマグネット30aの影響を軽減させるためである。
Further, the primary side
すなわち、位置合わせの方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。例えば充電器の充電面に凸部、2次側の電子機器に凹部を形成しはめ込むといった、物理的(形状的)に強制的な位置合わせを行う方法。また、少なくとも1次側及び2次側の一方にマグネットを搭載することで、お互いのマグネットもしくは一方のマグネットと他方の磁性シートとが引き付けあって位置合わせを行う方法。1次側が2次側のコイルの位置を検出するこ
とで、1次側のコイルを自動的に2次側のコイルの位置まで移動させる方法。充電器に多数のコイルを備えることで、携帯機器が充電器の充電面のどこにおいても充電可能とする方法等。
That is, examples of the alignment method include the following methods. For example, a method of performing physical (formal) forced alignment, such as forming a protrusion on the charging surface of the charger and forming a recess on the secondary electronic device. Also, a method of performing alignment by attracting each other's magnets or one magnet and the other magnetic sheet by mounting magnets on at least one of the primary side and the secondary side. A method in which the primary side automatically moves the primary side coil to the position of the secondary side coil by detecting the position of the secondary side coil. A method that allows a portable device to be charged anywhere on the charging surface of the charger by providing the charger with a large number of coils.
このように、1次側(充電側)非接触充電モジュール及び2次側(被充電側)非接触充電モジュールのコイルの位置合わせには様々な方法が挙げられるが、マグネットを使用する方法とマグネットを使用しない方法とに分けられる。そして、1次側(充電側)非接触充電モジュールであれば、マグネットを使用する2次側(被充電側)非接触充電モジュール及びマグネットを使用しない2次側(被充電側)非接触充電モジュールの双方に適応できるようにすることで2次側(被充電側)非接触充電モジュールのタイプに関係せず充電ができ利便性が向上する。同様に、2次側(被充電側)非接触充電モジュールであれば、マグネットを使用する1次側(充電側)非接触充電モジュール及びマグネットを使用しない1次側(充電側)非接触充電モジュールの双方に適応できるようにすることで1次側(充電側)非接触充電モジュールのタイプに関係せず充電ができ利便性が向上する。すなわち、電力伝送を行う相手である他方の非接触充電モジュールと電磁誘導によって電力伝送を行う非接触充電モジュールにおいて、他方の非接触充電モジュールとの位置合わせに際し、他方の非接触充電モジュールに備えられたマグネットを利用して位置合わせを行う第1の手段、及びマグネットを利用しないで位置合わせを行う第2の手段、双方の手段により他方の非接触充電モジュールと位置合わせ可能であって、電力伝送が可能となるように構成することが必要である。 As described above, there are various methods for aligning the coils of the primary side (charging side) non-contact charging module and the secondary side (charged side) non-contact charging module. It is divided into the method that does not use. And if it is a primary side (charge side) non-contact charge module, the secondary side (charged side) non-contact charge module which uses a magnet and the secondary side (charge side) non-contact charge module which does not use a magnet By being able to adapt to both, it can charge regardless of the type of a secondary side (charged side) non-contact charge module, and the convenience improves. Similarly, if it is a secondary (charged) non-contact charging module, a primary (charging) non-contact charging module using a magnet and a primary (charging) non-contact charging module using a magnet. By being able to adapt to both, it can charge irrespective of the type of a primary side (charge side) non-contact charge module, and the convenience improves. That is, in the non-contact charging module that transmits power by electromagnetic induction with the other non-contact charging module that is the counterpart of power transmission, the other non-contact charging module is provided for alignment with the other non-contact charging module. A first means for aligning using a magnet and a second means for aligning without using a magnet, both of which can be aligned with the other non-contact charging module and transmit power It is necessary to configure so as to be possible.
1次側非接触充電モジュール41がマグネット30aを有する場合、マグネット30aを配置する1番目の方法として、マグネット30aを磁性シート51の中心部32aの上面に配置する方法がある。また、マグネット30aを配置する2番目の方法として、マグネット30aを磁性シート51の中心部32aの代わりに配置する方法がある。2番目の方法では、マグネット30aがコイル21aの中空領域に配置されるため、1次側非接触充電モジュール41を小型化できる。
When the primary-side
なお、1次側非接触充電モジュール41と2次側非接触充電モジュール42の位置合わせにマグネットを利用しない場合は、図3に示すマグネット30aは必要ない。
Note that the
ここで、マグネットが非接触充電モジュールの電力伝送効率に与える影響について説明する。一般的に、マグネットは1次側非接触充電モジュール及び2次側非接触充電モジュールの少なくとも一方において、内蔵されるコイルの貫通孔の中に設けられる。これにより、マグネットとマグネットまたはマグネットと磁性シート51をなるべく近接させることができると同時に、1次側及び2次側のコイルを近接させることができる。マグネットは円形であり、この場合、マグネットの直径はコイル21aの内幅よりも小さくなる。本実施の形態においてはマグネットの直径は約15.5mm(約10mm〜20mm)であり、厚みは約1.5〜2mmである。また、ネオジウム磁石を使用しており、強さは約75mTから150mT程度でよい。本実施の形態においては、1次側非接触充電モジュールのコイルと2次側非接触充電モジュールのコイルとの間隔が2〜5mm程度であるので、この程度のマグネットで十分位置合わせが可能となる。
Here, the influence of the magnet on the power transmission efficiency of the contactless charging module will be described. Generally, a magnet is provided in a through-hole of a built-in coil in at least one of a primary side non-contact charging module and a secondary side non-contact charging module. Accordingly, the magnet and the magnet or the magnet and the
電力伝送のために1次側コイルと2次側コイルとの間に磁束が発生している際、その間や周辺にマグネットが存在すると磁束はマグネットを避けるように伸びる。もしくは、マグネットの中を貫く磁束はマグネットの中で渦電流や発熱となり、損失となる。更に、マグネットが磁性シートの近傍に配置されることによって、マグネット近傍の磁性シートの透磁率が低下してしまう。従って、1次側非接触充電モジュール41に備えられたマグネット30aは、1次側コイル21a及び2次側コイル21b双方のL値を低下させてしまう。その結果、非接触充電モジュール間の伝送効率が低下してしまう。
When a magnetic flux is generated between the primary side coil and the secondary side coil for power transmission, if a magnet exists between and around the primary side coil and the secondary side coil, the magnetic flux extends to avoid the magnet. Alternatively, the magnetic flux penetrating through the magnet becomes eddy current or heat generation in the magnet, resulting in loss. Furthermore, when the magnet is disposed in the vicinity of the magnetic sheet, the magnetic permeability of the magnetic sheet in the vicinity of the magnet is lowered. Therefore, the
図4は、本発明の実施の形態における1次側非接触充電モジュールを示す詳細図である。図4(a)は1次側非接触充電モジュールの上面図、図4(b)は図4(a)における1次側非接触充電モジュールのA−A断面図である。図4(c)は、直線凹部を設けた場合の図4(a)における1次側非接触充電モジュールのB−B断面図である。図4(d)は、スリットを設けた場合の図4(a)における1次側非接触充電モジュールのB−B断面図である。なお、図4(a),図4(b)は、マグネット30aを備えない場合を示している。なお、備える場合には、点線で示したマグネット30aを備える。
FIG. 4 is a detailed view showing the primary side non-contact charging module in the embodiment of the present invention. 4A is a top view of the primary-side non-contact charging module, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA of the primary-side non-contact charging module in FIG. 4A. FIG.4 (c) is BB sectional drawing of the primary side non-contact charging module in Fig.4 (a) at the time of providing a linear recessed part. FIG.4 (d) is BB sectional drawing of the primary side non-contact charge module in Fig.4 (a) at the time of providing a slit. 4A and 4B show a case where the
コイル21aは、1次側非接触充電モジュール41が装着される非接触充電器400の薄型化を達成するため、コイル21aの中心領域に位置する巻始め部分から端子23aまでを厚さ方向に2段とし、残りの領域を1段とした。このとき、上段の導線と下段の導線どうしがお互いに空間を空けるように巻回されることによって、上段の導線と下段の導線との間の浮遊容量が小さくなり、コイル21aの交流抵抗を小さく抑えることができる。
In order to achieve a reduction in the thickness of the
また、導線を積層してコイル21aを1次側非接触充電モジュール41の厚み方向に伸ばす場合、コイル21aの巻き数を増やして1次側コイル21aに流す電流を増加できる。導線を積層する際、上段に位置する導線と下段に位置する導線がお互いの空間を詰めるように巻回されることにより、コイル21aの厚みを抑えつつ、1次側コイル21aに流す電流を増加できる。
When conducting wires are stacked and the
なお、本実施の形態では、断面形状が円形状の導線を使用してコイル21aを形成しているが、使用する導線は断面形状が方形形状の導線でもよい。断面形状が円形状の導線を使用する場合、隣り合う導線どうしの間に隙間が生じるため、導線間の浮遊容量が小さくなり、コイル21aの交流抵抗を小さく抑えることができる。
In the present embodiment, the
また、コイル21aは厚さ方向に2段で巻回するよりも1段で巻回した方がコイル21aの交流抵抗が低くなり、伝送効率を高くすることができる。これは、2段で導線を巻回すると、上段の導線と下段の導線との間に浮遊容量が発生するためである。従って、コイル21aは全体を2段で巻回するよりも、なるべく多くの部分を1段によって巻回した方がよい。また、1段で巻回することによって、1次側非接触充電モジュール41として薄型化することができる。なお、2本の導線で平面コイル部2を構成する場合は、端子22a、23a部分において2本の導線が半田等によって電気的に接続されているので、2本の導線が1本の太い導線のようにしてもよい。2本の導線は、コイル面に対して平行に並んで巻回されてもよいし、コイル面に対して垂直に並んで巻回されてもよい。すなわち、コイル面に平行の場合は、2本の導線は平面状で同一の中心を軸に巻きまわされており、半径方向において一方の導線が他方の導線に挟まれるようになる。このように2本の導線を端子22a、23a部分で電気的に接合して1本の導線のように機能させることによって、同じ断面積であっても厚みを抑えることができる。すなわち、例えば、直径が0.25mmの導線の断面積を、直径が0.18mmの導線を2本準備することによって得ることができる。従って、直径が0.25mmの導線1本であると、コイル21の1ターンの厚みは0.25mm、コイル21の半径方向の幅は0.25mmであるが、直径が0.18mmの導線2本であると、コイル21の1ターンの厚みは0.18mm、半径方向の幅は0.36mmとなる。なお、厚み方向とは、平面コイル部2と磁性シート51との積層方向である。また、コイル21は中心側の一部分のみ、厚さ方向に2段に重なっており、残りの外側の部分は1段としてもよい。また、コイル面に垂直の場合は、非接触充電モジュール1の厚みが増加するが、導線の断面積が事実上増加することで平面コイル部2を流れる電流を増加させることができ、十分な巻き数も容易に確保することができる。なお、本実施の形態では、約0.18〜0.35mmの導線により1次側コイル21aを構成しており、その中でも1次側非接触充電モジュール41の1次側コイル21aには0.25
〜0.35mmの導線が好適である。
In addition, the
A lead wire of .about.0.35 mm is preferred.
なお、コイル21aの交流抵抗が低いことでコイル21aにおける損失を防ぎ、L値を向上させることによって、L値に依存する1次側非接触充電モジュール41の電力伝送効率を向上させることができる。
In addition, since the loss in the
また、本実施の形態では、コイル21aは環状(円形状)に形成されている。コイル21aの形状は環状(円形状)に限定されず、楕円形状、矩形状、多角形状でもよい。1次側非接触充電モジュール41と2次側非接触充電モジュール42の位置合わせを考慮すれば、コイル21aの形状は環状(円形状)が好ましい。これは、コイル21aの形状が環状(円形状)の場合、電力の送受信がより広範囲で可能となるため、1次側非接触充電モジュール41のコイル21aと2次側非接触充電モジュール42のコイル21bの位置合わせが容易になる。すなわち、電力の送受信をより広範囲で可能とするため、2次側非接触充電モジュール42は1次側非接触充電モジュール41に対する角度の影響を受けにくくなる。
In the present embodiment, the
なお、端子22a、23aはお互いに近接してもよく、離れて配置されてもよいが、離れて配置された方が1次側非接触充電モジュール41を実装しやすい。
The
磁性シート51は、電磁誘導作用を利用した非接触充電の電力伝送効率を向上させるために設けたものであって、平坦部31aと、中心であってコイル21の内径に相当する中心部32aと、直線凹部33aとを備える。また、1次側非接触充電モジュール41と2次側非接触充電モジュール42の位置合わせのマグネット30aを設ける場合、マグネット30aを中心部32aの上方に配置してもよいし、マグネット30aを中心部32aの代わりに配置してもよい。
The
また、磁性シート51として、Ni−Zn系のフェライトシート、Mn−Zn系のフェライトシート、Mg−Zn系のフェライトシート等を使うことができる。磁性シート51は、単層構成としてもよいし、同一材料を厚み方向に複数枚積層した構成でもよいし、異なる磁性シートを厚み方向に複数枚積層してもよい。少なくとも、透磁率が250以上、飽和磁束密度が350mT以上のものであると好ましい。
As the
また、アモルファス金属も磁性シート51として用いることができる。磁性シート51としてフェライトシートを使用する場合はコイル21aの交流抵抗を低下させる点で有利となり、磁性シートとしてアモルファス金属を使用する場合はコイル21aを薄型化することができる。
An amorphous metal can also be used as the
1次側非接触充電モジュール41に用いる磁性シート51は、約50×50mm以内の大きさに収まる程度のサイズであり、厚みは約3mm以下である。本実施の形態において磁性シート51は略正方形の約33mm×33mmである。磁性シート51がコイル21aの外周端よりも同程度または大きく形成されることが望ましい。また、磁性シート51の形状は、円形、矩形、多角形、四隅に大きな曲線を備える矩形及び多角形でもよい。
The
直線凹部33aまたはスリット34aは、コイルの巻始め部分(コイルの最内側部分)から端子までの導線を収納する。これにより、コイルの巻始め部分から端子までの導線がコイル21aの厚み方向に重なることを防ぎ、1次側非接触充電モジュール41の厚みを抑えることができる。また、直線凹部33aまたはスリット34aの大きさをコイルの巻始め部分から端子までの導線を収納する最小限の大きさにすることで、漏れ磁束の発生を抑えることができる。また、直線凹部33aの断面形状は、矩形状に限定されず、円弧状や、丸みを帯びてもよい。
The
直線凹部33aまたはスリット34aはその一端が交わる磁性シート51の端部とほぼ垂直であり、中心部32aの外形(円形コイルでいえば接線上、矩形コイルでいえば辺上)と重なるように形成される。このように直線凹部33aまたはスリット34aを形成することによって、導線の巻始めを折り曲げることなく端子22a、23aを形成することができる。直線凹部33aまたはスリット34aの長さはコイル21の内径に依存し、本実施の形態の場合、約15mm〜20mmとしている。
The
また、直線凹部33aまたはスリット34aは、磁性シート51の端部と中心部32aの外周が最も近づく部分に形成してもよい。これによって、直線凹部33aまたはスリット34aの形成面積を最低限に抑えることができ、非接触電力伝送機器の伝送効率を向上させることができる。なお、この場合、直線凹部33aまたはスリット34aの長さは約5mm〜10mmである。どちらの配置であっても、直線凹部33aまたはスリット34aの内側端部は中心部32aに接続している。
Moreover, you may form the linear recessed
また、直線凹部33aまたはスリット34aは、他の配置にしてもよい。すなわち、コイル21aはなるべく1段構造であることが望ましく、その場合、コイル21aの半径方向のすべてのターンを1段構造とするか、1部を1段構造として他の部分を2段構造とすることが考えられる。従って、端子22a、23aのうち1方はコイル21a外周から引き出すことができるが、他方は内側から引き出さなくてはならない。コイル21aが巻回されている部分と、コイル21aの巻き終わりから端子22aまたは23aまでの部分とが、必ず厚さ方向において重なる場合、その重なる部分に直線凹部33aまたはスリット34aを設ければよい。
Further, the
直線凹部33aを用いる場合であれば、磁性シート51に貫通孔やスリットを設けないので磁束が漏れることを防ぎ、1次側非接触充電モジュール41の電力伝送効率を向上させることができる。対して、スリット34aの場合は、磁性シート51の形成が容易となる。直線凹部33aである場合、断面形状が方形状となるような直線凹部33aに限定されず、円弧状や、丸みを帯びてもよい。
If the
次に、マグネットが1次側非接触充電モジュール41及び後述する2次側非接触充電モジュール42に対して与える影響について説明する。1次側非接触充電モジュール41によって発生した磁界を2次側非接触充電モジュール42内の2次側コイル21bが受信して電力伝送を行う。ここで、1次側コイル21a及び2次側コイル21bの周辺にマグネットを配置すると、磁界がマグネットを避けるように発生するか、マグネットを通過しようとする磁界はなくなってしまうこともある。また、磁性シート51のうちマグネットに近い部分の透磁率が低下してしまう。すなわち、マグネットによって、磁界が弱められるのである。従って、マグネットによって弱められる磁界を最小限にするためには、1次側コイル21a及び2次側コイル21bとマグネットの距離を離す、マグネットの影響を受けにくい磁性シート51を備える、等の対策を講じる必要がある。
Next, the influence which a magnet has on the primary side
ここで、1次側非接触充電モジュール41は、電力供給の送信側として固定端末に用いられるため、1次側非接触充電モジュール41の固定端末内における占有スペースに余裕がある。また、1次側非接触充電モジュール41の1次側コイル21aに流れる電流は大きいため、磁性シート51の絶縁性が重要となる。これは、磁性シート51が導電性であると、1次側コイル21aを流れる大きな電流が磁性シート51を介してその他の部品に伝わる可能性があるからである。
Here, since the primary-side
以上の点を考慮して、1次側非接触充電モジュール41に搭載する磁性シート51は、その厚みが400μm以上(好ましくは600μm〜1mm)で、磁気特性として透磁率
250以上、磁束飽和密度350mT以上を有するNi−Zn系のフェライトシート(絶縁性)が好ましい。ただし、十分な絶縁処理を行うことで、Ni−Zn系のフェライトシートの代わりにMn−Zn系のフェライトシート(導電性)を使用することもできる。
Considering the above points, the
また、1次側非接触充電モジュール41は、マグネット30aを位置合わせとして使用する場合と使用しない場合とで1次側非接触充電モジュール41のコイル21aのL値が大幅に変化する。すなわち、1次側非接触充電モジュール41にマグネット30aまたは2次側非接触充電モジュール42に同様のマグネットが存在することで1次側、2次側非接触充電モジュール間の磁束を妨げてしまい、マグネットがある場合では1次側非接触充電モジュール41のコイル21aのL値が大幅に減少する。このマグネット30aによる影響を抑えるために、磁性シート51は高飽和磁束密度材(飽和磁束密度が350mT以上)であることが好ましい。高飽和磁束密度材は磁場が強くなっても磁束が飽和しにくいため、マグネット30aの影響を受けにくく、マグネット30aが使用されている際のコイル21のL値を向上させることができる。従って、磁性シート51を薄型化させることができる。
In the primary-side
しかしながら、磁性シート51の透磁率が低くなりすぎるとコイル21aのL値が非常に低下してしまう。その結果、1次側非接触充電モジュール41の効率を低下させてしまうことがある。従って、磁性シート51の透磁率は少なくとも250以上、好ましくは1500以上が好ましい。また、L値は磁性シート51の厚みにも依存するが、フェライトシート3の厚み400μm以上であればよい。なお、フェライトシートは、アモルファス金属の磁性シートに比較してコイル21の交流抵抗を低下させることができるが、アモルファス金属であってもよい。このような磁性シート51とすることで、1次側非接触充電モジュール41及び2次側非接触充電モジュール42の少なくとも一方がマグネットを備えていたとしても、1次側非接触充電モジュール41はマグネットの影響を低下させることができる。
However, if the magnetic permeability of the
また、フェライトシートがMn−Zn系であることによって、更なる薄型化が可能となる。すなわち、規格(WPC)によって、電磁誘導の周波数は100kHz〜200kHz程度(例えば120kHz)と決まっている。このような低周波数帯において、Mn−Zn系のフェライトシートは高効率となる。なお、Ni−Zn系のフェライトシートは高周波において高効率である。 Further, since the ferrite sheet is Mn—Zn-based, it is possible to further reduce the thickness. That is, according to the standard (WPC), the frequency of electromagnetic induction is determined to be about 100 kHz to 200 kHz (for example, 120 kHz). In such a low frequency band, the Mn—Zn ferrite sheet has high efficiency. Note that the Ni—Zn ferrite sheet is highly efficient at high frequencies.
次に、2次側非接触充電モジュール42を携帯端末機器に搭載する場合について、説明する。
Next, the case where the secondary side
図5は、本発明の実施の形態における携帯端末機器の構成を示す図であり、携帯端末機器を分解した場合の斜視図である。 FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the mobile terminal device in the embodiment of the present invention, and is a perspective view when the mobile terminal device is disassembled.
携帯端末機器520は、液晶パネル521、操作ボタン522、基板523、電池パック524等で構成されている。電磁誘導作用を利用して電力を受信する携帯端末機器520は、その外装を形成する筐体525と筐体526の内部に2次側非接触充電モジュール42を有する携帯端末機器である。
The portable
液晶パネル521、操作ボタン522が設けられた筐体525の裏面には、操作ボタン522から入力された情報を受信するともに必要な情報を液晶パネル521に表示して携帯端末機器520全体を制御する制御部を備える基板523が設けられている。また、基板523の裏面には電池パック524が設けられている。電池パック524は、基板523と接続されて基板523に電力供給を行う。
On the back surface of the
更に、電池パック524の裏面、すなわち筐体526側には2次側非接触充電モジュール42が設けられている。2次側非接触充電モジュール42は、電磁誘導作用により1次側非接触充電モジュール41から電力供給を受け、その電力を利用して電池パック524を充電する。
Further, a secondary-side
2次側非接触充電モジュール42は、2次側コイル21b、磁性シート52等から構成される。電力供給を受ける方向を筐体526側とする場合、筐体526側から順に2次側コイル21b、磁性シート52を配置すると、基板523と電池パック524の影響を軽減して電力供給を受けることができる。
The secondary side
また、2次側非接触充電モジュール42は、1次側非接触充電モジュール41との位置合わせに用いるマグネット30bを有する場合がある。この場合、2次側コイル21bの中央領域に位置する中空部に配置される。これは、規格(WPC)によって、円形であること、直径が15.5mm以下であること等が定められている。マグネット30aはコイン形状をしており、その中心が1次側コイル21aの巻回中心軸と一致するように配置されなければならない。これは、1次側コイル21aに対するマグネット30aの影響を軽減させるためである。2次側非接触充電モジュール42に備えられたマグネット30bは、1次側コイル21a及び2次側コイル21b双方のL値を低下させてしまう。
Further, the secondary side
2次側非接触充電モジュール42がマグネット30bを有する場合、マグネット30bを配置する1番目の方法として、マグネット30bを磁性シート52の中心部32bの上面に配置する方法がある。また、マグネット30bを配置する2番目の方法として、マグネット30bを磁性シート52の中心部32bの代わりに配置する方法がある。2番目の方法では、マグネット30bがコイル21bの中空領域に配置されるため、2次側非接触充電モジュール42を小型化できる。
When the secondary-side
なお、1次側非接触充電モジュール41と2次側非接触充電モジュール42の位置合わせにマグネットを利用しない場合は、マグネット30bは必要ない。
In addition, when not using a magnet for position alignment of the primary side
次に、2次側非接触充電モジュール42について説明する。
Next, the secondary side
図6は、本発明の実施の形態における2次側非接触充電モジュールを示す図であり、2次側コイルが円形コイルの場合を示す。 FIG. 6 is a diagram showing the secondary side non-contact charging module in the embodiment of the present invention, and shows a case where the secondary side coil is a circular coil.
図7は、本発明の実施の形態における2次側非接触充電モジュールを示す詳細図である。図7(a)は2次側非接触充電モジュールの上面図、図7(b)は図7(a)における2次側非接触充電モジュールのC−C断面図である。図7(c)は、直線凹部を設けた場合の図7(a)における2次側非接触充電モジュールのD−D断面図である。図7(d)は、スリットを設けた場合の図7(a)における2次側非接触充電モジュールのD−D断面図である。なお、図7(a),図7(b)は、マグネット30bを備えない場合を示している。なお、備える場合には、点線で示したマグネット30bを備える。
FIG. 7 is a detailed view showing the secondary side non-contact charging module in the embodiment of the present invention. Fig.7 (a) is a top view of a secondary side non-contact charge module, FIG.7 (b) is CC sectional drawing of the secondary side non-contact charge module in Fig.7 (a). FIG.7 (c) is DD sectional drawing of the secondary side non-contact charge module in Fig.7 (a) at the time of providing a linear recessed part. FIG.7 (d) is DD sectional drawing of the secondary side non-contact charge module in Fig.7 (a) at the time of providing a slit. 7A and 7B show a case where the
2次側非接触充電モジュール42を説明する図6〜図7は、1次側非接触充電モジュール41を説明する図3〜図4にそれぞれ対応する。2次側非接触充電モジュール42の構成は、1次側非接触充電モジュール41と略同一である。
6 to 7 illustrating the secondary side
2次側非接触充電モジュール42が1次側非接触充電モジュール41と異なる点として、磁性シート52の大きさと材料が挙げられる。2次側非接触充電モジュール42に用いる磁性シート52は、約40×40mm以内の大きさに収まる程度のサイズであり、厚みは約2mm以下である。
The difference between the secondary side
1次側非接触充電モジュール41に用いる磁性シート51と、2次側非接触充電モジュール42に用いる磁性シート52のサイズは異なる。これは、2次側非接触充電モジュール42が一般的にポータブル電子機器に搭載されるためであり、小型化が要求されるからである。本実施の形態において磁性シート52は略正方形の約33mm×33mmである。磁性シート52がコイル21bの外周端よりも同程度または大きく形成されることが望ましい。また、磁性シート51の形状は、円形、矩形、多角形、四隅に大きな曲線を備える矩形及び多角形でもよい。
The sizes of the
また、2次側非接触充電モジュール42は、電力供給の受信側として携帯端末に用いられるため、2次側非接触充電モジュール42の携帯端末内における占有スペースに余裕がない。また、2次側非接触充電モジュール42の2次側コイル21bに流れる電流は小さいため、磁性シート52の絶縁性はあまり要求されない。なお、本実施の形態では、約0.18〜0.35mmの導線により2次側コイル21bを構成しており、その中でも2次側非接触充電モジュール42の2次側コイル21bには0.18〜0.30mm程度の導線が好適である。
Moreover, since the secondary side
搭載される電子機器が携帯電話の場合、携帯電話の外装を構成するケースとその内部に位置する電池パックとの間に配置されることが多い。一般的に、電池パックはアルミニウムの筐体であるため、電力伝送に悪影響を与える。これは、コイルが発生させる磁束を弱める方向にアルミニウムに渦電流が発生するため、コイルの磁束が弱められることに起因する。そのため、電池パックの外装であるアルミニウムとその外装の上に配置される2次側コイル21bとの間に磁性シート52を設け、アルミニウムに対する影響を軽減する必要がある。
When the electronic device to be mounted is a mobile phone, the electronic device is often disposed between a case constituting the exterior of the mobile phone and a battery pack positioned inside the case. Generally, since a battery pack is an aluminum casing, it adversely affects power transmission. This is because an eddy current is generated in aluminum in a direction in which the magnetic flux generated by the coil is weakened, so that the magnetic flux of the coil is weakened. Therefore, it is necessary to provide the
以上の点を考慮して、2次側非接触充電モジュール42に用いる磁性シート52は、透磁率、飽和磁束密度の高いものが使用され、2次側コイル21bのL値をなるべく大きくすることが重要である。基本的には磁性シート51と同様に透磁率250以上、飽和磁束密度350mT以上を備えるものであればよい。本実施の形態においては、Mn−Zn系のフェライトの焼結体であって、透磁率1500以上、飽和磁束密度400以上、厚みは約400μm以上であることが好ましい。ただし、Ni−Zn系フェライトでもよく、透磁率250以上、飽和磁束密度350以上あれば、1次側非接触充電モジュール41と電力伝送が可能である。また、2次側コイル21bも1次側コイル21aと同様で略円形や略矩形に巻回される。1次側非接触充電モジュール41内にマグネット30aを備えて位置合わせを行う場合と、マグネット30aを備えずに位置合わせを行う場合とがある。
In consideration of the above points, the
次に、マグネット30aのサイズと1次側コイル21aの内径のサイズとの関係について説明する。ここでは、1次側非接触充電モジュール41にマグネット30aを配置した場合について説明するが、2次側非接触充電モジュール42にマグネット30bを配置した場合も同様の関係が成り立つ。その場合は、マグネット30bはマグネット30aに相当する。
Next, the relationship between the size of the
図8は、マグネットを備える1次側非接触充電モジュール及び2次側非接触充電モジュールの関係を示す図である。図8(a)はコイルの内幅が小さいときに位置合わせのマグネットを用いた場合、図8(b)はコイルの内幅が大きいときに位置合わせのマグネットを用いた場合、図8(c)はコイルの内幅が小さいときに位置合わせのマグネットを用いない場合、図8(d)はコイルの内幅が大きいときに位置合わせのマグネットを用いない場合である。なお、図8では、マグネット30aを備える1次側非接触充電モジュール41と電力伝送を行う2次側非接触充電モジュール42の2次側コイル部21bについて説明する。しかしながら、下記で説明する2次側非接触充電モジュール42の関係の2次側
コイル部21bについての説明は、マグネット30bを備える2次側非接触充電モジュール42と電力伝送を行う1次側非接触充電モジュール42の2次側コイル2aについても適用される。すなわち、電力伝送の相手である他方の非接触充電モジュールがマグネットを備える場合と備えない場合との双方において、位置合わせ及び電力伝送が可能となる非接触充電モジュールの平面コイル部について説明する。図9は、コイルの内径とコイルのL値との関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a primary side non-contact charging module and a secondary side non-contact charging module including a magnet. FIG. 8A shows the case where the alignment magnet is used when the inner width of the coil is small, and FIG. 8B shows the case where the alignment magnet is used when the inner width of the coil is large. ) Is a case where the alignment magnet is not used when the inner width of the coil is small, and FIG. 8D is a case where the alignment magnet is not used when the inner width of the coil is large. In addition, in FIG. 8, the secondary
図中ではマグネット30aは1次側コイル21aの貫通孔内のみに収まっているが、2次側コイル21bの貫通孔内に収まっていても同様のことがいえる。
In the drawing, the
1次側コイル21aと2次側コイル21bは対向している。コイル21a、21bのうち、内側部分211、212においても磁界が発生し、電力伝送されるである。各内側部分211、212はそれぞれ対向している。また、内側部分211、212はマグネット30aに近い部分でもあり、マグネット30aからの悪影響を受けやすい。すなわち、電力伝送のために1次側コイルと2次側コイルとの間に磁束が発生している際、その間や周辺にマグネットが存在すると磁束はマグネットを避けるように伸びる。もしくは、マグネットの中を貫く磁束はマグネットの中で渦電流や発熱となり、損失となる。更に、マグネットが磁性シートの近傍に配置されることによって、マグネット近傍の磁性シートの透磁率が低下してしまう。従って、1次側非接触充電モジュール41に備えられたマグネット30aは、1次側コイル2a及び2次側コイル21bの特に内側部分211、212の磁束を弱めてしまい悪影響を及ぼす。その結果、非接触充電モジュール間の伝送効率が低下してしまう。従って、図8(a)の場合、マグネット30aの悪影響を受けやすい内側部分211、212が大きくなってしまう。それに対して、マグネットを用いない図8(c)は2次側コイル21bの巻き数が多いためL値は大きくなる。その結果、(c)におけるL値から図8(a)におけるL値へは大幅に数値が減少するため、内幅が小さいコイルでは、マグネット30aが位置合わせのために備えられる場合と備えられる場合とで、L値減少率が非常に大きくなってしまう。また、図8(a)のように2次側コイル21bの内幅がマグネット30aの直径よりも小さいと、マグネット30aと対向する面積だけ2次側コイル21bはダイレクトにマグネット30aの悪影響を受けてしまう。従って、2次側コイル21bの内幅はマグネット30aの直径よりも大きい方がよい。
The
対して、図8(b)のようにコイルの内幅が大きいと、マグネット30aの悪影響を受けやすい内側部分211、212が非常に小さくなる。また、マグネットを用いない図8(d)は2次側コイル21bの巻き数が少なくなるためL値は図8(c)に比べて小さくなる。その結果、図8(d)におけるL値から図8(b)におけるL値へは数値の減少が小さいため、内幅が大きいコイルではL値減少率を小さく抑えることができる。また、2次側コイル21bの内幅が大きいほど、マグネット30aからコイル21の中空部の端部が離れるため、マグネット30aの影響を抑えることができる。しかしながら、非接触充電モジュールは充電器もしくは電子機器等に搭載されるため、ある一定以上の大きさに形成することができない。従って、コイル21a、21bの内幅を大きくしてマグネット30aからの悪影響を小さくしようとすると、巻き数が減ってしまいマグネット有り無しに関係せずL値そのものが減少してしまう。マグネット30aが円形の場合、以下のようになる。すなわち、マグネット30aの外径とコイル21の内幅とがほぼ同一(マグネット30aの外径がコイル21の内幅よりも0〜2mm程度小さい)である場合、マグネット30aを最大限に大きくすることができるので、1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールとの位置合わせの精度が向上できる。また、コイル21の内径を最小にすることができるので、コイル21の巻き数が増大してL値を向上させることができる。また、マグネット30aの外径がコイル21の内径よりも小さい(マグネット30aの外径がコイル21の内幅よりも2〜8mm程度小さい)場合、位置合わせの精度にばらつきがあっても内側部分211、212が対向する部分の間にはマグネット30aが存在し
ないようにすることができる。このとき、マグネット30aの外径がコイル21の内幅の70%〜95%であることによって、位置合わせの精度にばらつきにも十分対応でき、更に1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールとの位置合わせの精度が向上できる。また、コイル21の巻き数も確保することができる。これは、平面コイル部2に平行な面において、マグネット30aの面積は、平面コイル部2の中心の貫通孔の面積の70%〜95%であることを意味する。このように構成することによって、電力伝送の相手である他方の非接触充電モジュールに位置合わせのためのマグネットを備える場合であっても備えない場合であっても、マグネットの有無による非接触充電モジュール内の平面コイルのL値の変動が小さくなり、位置合わせや電力伝送をすることができる。すなわち、1次側非接触充電モジュール41にマグネット30aを備えた場合であっても備えない場合であっても、2次側非接触充電モジュールはどちらの場合も、1次側非接触充電モジュール41との位置合わせ及び電力伝送を効率よくすることができる。また、2次側非接触充電モジュール42にマグネット30bを備えた場合であっても備えない場合であっても、1次側非接触充電モジュールはどちらの場合も、2次側非接触充電モジュール42との位置合わせ及び電力伝送を効率よくすることができる。そして、1次側コイル21aは1次側非接触充電モジュール41において、共振コンデンサをもちいてLC共振回路をつくる。このとき、マグネットを位置合わせに利用する場合と利用しない場合とでL値が大幅に変化すると、共振コンデンサとの共振周波数も大幅に変化してしまう。この共振周波数は、1次側非接触充電モジュール41と2次側非接触充電モジュール42との電力伝送に用いられるため、マグネットの有無によって共振周波数が大幅に変化すると正しく電力伝送ができなくなってしまうが、上記の構成とすることで、電力伝送が高効率化する。
On the other hand, when the inner width of the coil is large as shown in FIG. 8B, the
更に、図9に示すように、マグネット30aのサイズ及び2次側コイル21bの外径を一定にした場合、2次側コイル21bの巻き数を減らして2次側コイル21bの内径を大きくしていくと、マグネット30aの2次側コイル21bに対する影響が小さくなる。すなわち、マグネット30aを1次側非接触充電モジュール41と2次側非接触充電モジュール42との位置合わせに利用する場合と利用しない場合における2次側コイル21bのL値が近い値となる。従って、マグネット30aを使用するときと使用しないときとの共振周波数が非常に近い値となる。なお、このとき、コイルの外径は30mmに統一している。また、1次側コイル21aの中空部端部とマグネット30aの外側端部との距離は、0mmより大きく、6mmよりも小さくすることで、L値を15μH以上としつつ、マグネット30aを利用する場合と利用しない場合でのL値を近づけることができる。図9の結果は、2次側非接触充電モジュール42にマグネット30bを備えた場合の1次側非接触充電モジュール41の1次側コイル21aのL値としても、同様のことがいえる。
Furthermore, as shown in FIG. 9, when the size of the
図10は、本発明の実施の形態における非接触充電モジュールと電力伝送を行う他方の非接触充電モジュールに備えられたマグネットの位置関係を示す模式図であり、1次側非接触充電モジュールに1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールの位置合わせに利用するマグネットを有するものである。なお、図10(a)は2次側コイルが矩形コイルの場合を示し、図10(b)は2次側コイルが円形コイルの場合を示す。 FIG. 10 is a schematic diagram showing a positional relationship between magnets provided in the non-contact charging module and the other non-contact charging module that performs power transmission in the embodiment of the present invention. It has a magnet used for alignment of a secondary side non-contact charge module and a secondary side non-contact charge module. FIG. 10A shows a case where the secondary coil is a rectangular coil, and FIG. 10B shows a case where the secondary coil is a circular coil.
このとき、マグネットと非接触充電モジュールとの関係は、1次側非接触充電モジュール41と2次側非接触充電モジュール42に設けられたマグネット30bとの関係と、2次側非接触充電モジュール42と1次側非接触充電モジュール41に設けられたマグネット30aとの関係との、双方の関係において当てはまる。従って、2次側非接触充電モジュール42と1次側非接触充電モジュール41に設けられたマグネット30aとの関係を例として説明するが、1次側非接触充電モジュール41と2次側非接触充電モジュール42に設けられたマグネット30bとの関係にも適用される。すなわち、電力伝送の相手である他方の非接触充電モジュールに備えられたマグネットの影響を抑え、他方の非接触充電モジュールにマグネットが備えられる場合であっても、備えられない場合であっても、
位置合わせ及び電力伝送が可能である非接触充電モジュールについて説明する。
At this time, the relationship between the magnet and the non-contact charging module is the relationship between the primary side
A contactless charging module capable of alignment and power transmission will be described.
図10(a)に示す2次側コイル2c及び図10(b)に2次側コイル21bは、その中心が位置合わせのマグネット30aの中心と合うように位置合わせされる。また、1次側非接触充電モジュールがマグネット30aを設けない場合であっても、2次側非接触充電モジュール42がマグネットを備えることもある。
The secondary coil 2c shown in FIG. 10 (a) and the
位置合わせのマグネット30aは直径mの円形状であり、磁性シート52は正方形である。なお、磁性シート52は正方形以外の多角形や矩形状、角に曲線(コーナー)であってもよいが、1次側非接触充電モジュール41の性能を確保しながら小型化するには正方形のほうが好ましい。
The
位置合わせのマグネット30aは、非接触充電モジュール41、42を使用するに当たって規格提案されているもので、非接触充電モジュール41、42間の電力伝送を確実にし、送受信コイルの中心合わせを行なうために使用される。
The
同じ巻線数の矩形の2次側コイル2cまたは円形の2次側コイル21bを同じ大きさの磁性シート52上に設置した場合、両者とも同一の面積の磁性シート52内に納まる。すなわち、図10(a)及び(b)に示す通り、同じ巻線数の矩形の2次側コイル2cまたは円形の2次側コイル21bを1辺の長さの磁性シート52上に設置した場合、矩形の2次側コイル2cの対向する内辺間の最短距離y1と円形の2次側コイル21bの内径y2を同じ長さにすることができる。
When the rectangular secondary coil 2c or the circular
一方、矩形の2次側コイル2c内側の対角線長xは円形の2次側コイル21bの内径y2と同じ長さである矩形の2次側コイル21bの対向する内辺間の最短距離y1より長いxとなる。すなわち、矩形の2次側コイル2cでは、円形の2次側コイル21bに比べて位置合わせのマグネット30aと2次側コイル2cとの間隔を大きく取れる領域が多くなる。すなわち、x>y1、y1=y2の関係である。
On the other hand, the diagonal length x inside the rectangular secondary coil 2c is longer than the shortest distance y1 between the opposing inner sides of the rectangular
そして、1次側非接触充電モジュール41または2次側非接触充電モジュール42に備えるマグネットの影響を抑えるためには、矩形のコイルはx>=m、好ましくはy1>=mとなる必要がある。
In order to suppress the influence of the magnet provided in the primary side
2次側コイル21bまたは2cと、位置合わせのマグネット30aとの間隔が大きくなると、位置合わせマグネット30aの影響が小さくなるため、2次側コイル21bまたは2cのL値減少率を小さくできる。2次側コイルが矩形の場合、2次側コイル2cの内側の対角線寸法xが円形の2次側コイル21bの内径寸法y2と同じ値のとき、2次側コイル2cのL値減少率が2次側コイル21bと略同じ値になる。
When the distance between the
そのため、非接触充電器400の1次側非接触充電モジュール41を収納するスペースが方形状であり、しかもそのスペースが限られている場合には、磁性シート52を方形状として2次側コイル20cを矩形状に形成することが好ましい。これにより、円形コイルと比較して、矩形の2次側コイル2cをマグネット30aから遠ざけることができ、矩形の2次側コイル2cはマグネット30aからの影響を受けにくい。また、矩形の2次側コイル2cは、磁束がコーナー部に集中するが、そのコーナー部とマグネット30aとの距離を大きく確保できるため、マグネット30aの影響を軽減できる。
Therefore, when the space for storing the primary-side
すなわち、2次側コイル21bが円形に巻回される場合は、2次側コイル21b全体がほぼ同じ磁界の強さを示す。しかし、2次側コイル21bが略矩形に巻回される場合は、その角部(コーナー)において磁界が集中する。従って、2次側コイル2cの内側の対角
線寸法xが位置合わせマグネット30aの外径よりも外側に位置すること(x>=m)で、マグネット30aの影響を抑えて電力送信することができる。また、2次側コイル21bの対向する内辺間の最短距離y1が位置合わせマグネット30aの外径よりも外側に位置すること(y1>=m)で、2次側コイル2c全体が位置合わせマグネット30aの外径よりも外側に位置し、更に2次側コイル21bの角部(コーナー)がマグネット30aから一定距離を開けて位置することとなる。従って、よりマグネット30aが2次側コイル21bに与える影響を低減させることができる。
That is, when the
なお、本実施の形態では、前述した関係を満足するように矩形の2次側コイル2cの対角線寸法(x)をおよそ23mmにし、位置合わせのマグネット30aの径(m)を15.5mmφに設定した。位置合わせのマグネット30aは一般的に、15.5mmを最大の直径とし、それよりも小さく構成される。小型化と、位置合わせの精度を鑑みた場合に、マグネット30aの直径が約10mm〜15.5mmであり、厚みは約1.5〜2mmとなることでバランスよく位置合わせをすることができるからである。また、ネオジウム磁石を使用しており、強さは約75mTから150mT程度でよい。本実施の形態においては、1次側非接触充電モジュールのコイルと2次側非接触充電モジュールのコイルとの間隔が2〜5mm程度であるので、この程度のマグネットで十分位置合わせが可能となる。従って、2次側コイル2cが円形状に巻回されていれば、中空部の直径を15.5mm以上、矩形に巻回していれば中空部の対角線を15.5mm以上、好ましくは中空部の辺幅を15.5mm以上とすることで、基本的に、相手側に備えられたマグネット30aの大きさに関わらずマグネット30aの影響を低減することができる。
In the present embodiment, the diagonal dimension (x) of the rectangular secondary coil 2c is set to approximately 23 mm and the diameter (m) of the
上述したように、矩形コイルの方が円形コイルよりもマグネットの影響を受けにくいが、2次側コイル21b及び後述する2次側コイル21bの両方が矩形コイルであると、充電時の位置合わせの際にお互いのコーナーどうしの位置合わせをしなくてはならなくなる。従って、位置合わせの際の角度合わせが難しいため、一方が円形コイル、他方が矩形コイルであるとよい。すなわち、角度調整も必要なく、更に矩形コイルがマグネットの影響を抑えることができるためである。なお、1次側非接触充電モジュール41及び2次側非接触充電モジュール42のいずれが矩形コイルを備え、いずれが円形コイルを備えても構わないが、円形コイルは電力伝送の相手となるコイルの形状によらず効率的な電力伝送が可能であるため、1次側非接触充電モジュール41に円形コイルを備えるとよい。
As described above, the rectangular coil is less susceptible to the influence of the magnet than the circular coil, but if both the
なお、円形コイルに比較して、矩形コイルとは、中空部四隅の角のR(四隅の曲線の半径)が中空部の辺幅(図10(a)のy1)の30%以下のものをいう。すなわち、図10(a)において、略矩形の中空部は四隅が曲線状となっている。直角であるよりも、多少でも曲線であることで、四隅における導線の強度を向上させることができる。しかしながら、Rが大きくなりすぎると円形コイルとほとんど変化なく、矩形コイルならではの効果を得ることができなくなる。検討の結果、中空部の辺幅y1が例えば20mmであった場合、各四隅の曲線の半径Rが6mm以下であれば、マグネットの影響をより効果的に抑えることができることがわかった。また、前述したように四隅の強度まで考慮すると、各四隅の曲線の半径Rが略矩形の中空部の辺幅の5〜30%であることによって、前述したもっとも矩形コイルの効果を得ることができる。 In addition, compared with a circular coil, a rectangular coil is a coil whose corner R (the radius of the curve at the four corners) of the hollow part is 30% or less of the side width of the hollow part (y1 in FIG. 10 (a)). Say. That is, in FIG. 10A, the substantially rectangular hollow portion has curved corners. The strength of the conducting wire at the four corners can be improved by being slightly curved rather than perpendicular. However, if R becomes too large, there is almost no change from the circular coil, and the effect unique to the rectangular coil cannot be obtained. As a result of the study, it was found that when the side width y1 of the hollow portion is 20 mm, for example, if the radius R of the curve at each corner is 6 mm or less, the influence of the magnet can be more effectively suppressed. Further, considering the strength of the four corners as described above, the effect of the most rectangular coil described above can be obtained when the radius R of the curve at each corner is 5 to 30% of the side width of the substantially rectangular hollow portion. it can.
次に、磁性シート51、52の中心部の厚みについて説明する。
Next, the thickness of the central part of the
図11は、本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの磁性シートの概念図であり、例として2次側非接触充電モジュール42に備えられる磁性シート51とする。図11(a)は本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの磁性シートの上面図であり、図11(b)は図11(a)の磁性シートの直線凹部の位置を変更した上面図である。図11(c)は図11(a)のE−E断面図、図11(c)は中心部を凹部とした場
合の図11(a)のF−F断面図、図11(d)は中心部を貫通孔とした場合の図11(a)のF−F断面図である。中心部32bが凹部形状または貫通孔となっている。例えば、中心部32bは凸形状であることで2次側コイル21bの磁束密度を向上させ、2次側非接触充電モジュール42の伝送効率を向上させる。
FIG. 11 is a conceptual diagram of the magnetic sheet of the non-contact charging module according to the embodiment of the present invention. As an example, the
しかしながら、中心部32bを凹部形状または貫通孔とするような穴部を設けることで、1次側非接触充電モジュール41に備えられるマグネット30aの影響を小さくすることができる。以下にその理由を説明する。
However, the influence of the
なお、図11では、例として、マグネット30aを備える1次側非接触充電モジュール41と電力伝送を行う2次側非接触充電モジュール42の磁性シート52について説明する。しかしながら、下記で説明する2次側非接触充電モジュール42の磁性シート52についての説明は、マグネット30bを備える2次側非接触充電モジュール42と電力伝送を行う1次側非接触充電モジュール41の磁性シート51についても適用される。すなわち、電力伝送の相手である他方の非接触充電モジュールがマグネットを備える場合と備えない場合との双方において、位置合わせ及び電力伝送が可能となる非接触充電モジュールの磁性シートの中心部について説明する。
In addition, in FIG. 11, the
前述したように、非接触電力伝送機器は、1次側非接触充電モジュール41と2次側非接触充電モジュール42との位置合わせにマグネットが利用される場合と、そうでない場合とがある。そして、マグネットが存在することで1次側、2次側非接触充電モジュール間の磁束を妨げてしてしまうため、マグネットがある場合に1次側非接触充電モジュール41の1次側コイル21a及び2次側非接触充電モジュール42の2次側コイル21bのL値が大幅に減少する。
As described above, the contactless power transmission device may or may not use a magnet for positioning the primary side
また、1次側コイル21aは1次側非接触充電モジュール41において、共振コンデンサをもちいてLC共振回路をつくる。このとき、マグネット30aを位置合わせに利用する場合と利用しない場合とでL値が大幅に変化すると、共振コンデンサとの共振周波数も大幅に変化してしまう。この共振周波数は、1次側非接触充電モジュール41と2次側非接触充電モジュール42との電力伝送に用いられるため、マグネット30aの有無によって共振周波数が大幅に変化すると正しく電力伝送ができなくなってしまう。
Further, the
従って、マグネット30aを位置合わせに利用する場合と利用しない場合との共振周波数を近い値とするために、マグネット30aを位置合わせに利用する場合と利用しない場合での2次側コイル21bのL値を近い値とすることが必要である。
Therefore, in order to make the resonance frequency between when the
次に、1次側非接触充電モジュールにマグネット30aを備える場合と備えない場合とにおいて、磁性シート52の中心部の厚みと2次側コイル21bのL値との関係について説明する。
Next, the relationship between the thickness of the central portion of the
図12は、本実施の形態の他方の非接触充電モジュールにおいて位置合わせにマグネットを備える場合と備えない場合における非接触充電モジュールのコイルのL値と中心部の厚みの関係を示す図である。なお、くり抜きの度合いとは、0%は中心部32bを凹型形状とせずに平坦図であることを示し、100%とは中心部32bを貫通孔としていることを示す。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the L value of the coil of the non-contact charging module and the thickness of the central portion when the magnet is not provided for alignment in the other non-contact charging module of the present embodiment. The degree of hollowing out indicates that 0% is a flat view without the
マグネット30aを利用しない場合では、磁性シート52の中心部32bを薄くするほど、2次側コイル21bの磁界が小さくなってL値が減少する。これに対して、マグネット30aを利用する場合では、磁性シート52の中心部32bを薄くするほど、磁性シート52とマグネット30aとの積層方向の距離が大きくなるため、マグネット30aの影
響が小さくなり、2次側コイル21bの磁界が大きくなってL値が上昇する。そして、中心部32bを貫通孔に形成した場合が最もL値が近づく。すなわち、中心部32bを貫通孔とすることによって、位置合わせに利用するマグネット30aの影響を最小限に抑えることができる。
In the case where the
また、マグネット30aは磁性シート52と引き合うことによって位置合わせを行うため、中心部32bにある程度の厚みがあるほうが位置合わせの精度が向上する。特に、くり抜きの度合いを60%以下とすることで、位置合わせの精度を安定させることができる。
Further, since the
従って、くり抜きの度合いを40〜60%とすることによって、マグネット30aを位置合わせに利用する場合と利用しない場合での2次側コイル21bのL値を近い値とすると同時に、マグネット30aの位置合わせの効果も十分に得ることができる。すなわち、マグネット30aと磁性シート52の中心部32bが引き合い、お互いの中心どうしを位置合せできる。
Therefore, by setting the degree of hollowing to 40 to 60%, the L value of the
なお、本実施の形態では約50%としており、最も効果的に双方の効果を得ることができる。また、半分程度厚みを残すことを、貫通孔を形成した後に貫通孔内に磁性体を半分の深さまで充填してもよい。また、中心部32bに設ける穴部(凹部または貫通孔)は、必ずしも中心部32aと同じ形状、及び同じサイズである必要はない。中心部32bすなわちコイルの中空部の形状が略矩形や略円形形状であっても、それに依存せず穴部は様々な形状でよい。すなわち、矩形形状や円形形状である。また、穴部は中心部32bよりも小さいことが好ましく、少なくとも中心部32bの面積の30%以上の面積を確保するとよい。
In this embodiment, it is about 50%, and both effects can be obtained most effectively. Further, to leave about half the thickness, after the through hole is formed, the through hole may be filled with a magnetic material to a half depth. Moreover, the hole (recessed part or through-hole) provided in the
また、磁性シート51、52は高飽和磁束密度材と高透磁率材を積層してもいいので、例えば高飽和磁束密度材の中心部を平坦に形成し、高透磁率材の中心部に貫通孔に形成して、磁性シート51、52として中心部32aを凹型形状に形成してもよい。なお、高飽和磁束密度材とは、高透磁率材に比べて飽和磁束密度が高く透磁率が低い磁性シートをいい、特にフェライトシートであるとよい。
Further, since the
また、凹部、または貫通孔の直径は、2次側コイル21bの内径よりも小さくするとよい。凹部または貫通孔の直径を2次側コイル21bの内径と略同一(コイルの内径よりも0〜2mm小さい)とすることで、2次側コイル21bの内周円内の磁界を高めることができる。
The diameter of the recess or the through hole is preferably smaller than the inner diameter of the
また、凹部または貫通孔の直径をコイルの内径よりも小さくして(コイルの内径よりも2〜8mm小さい)階段状にすることで、階段状の外側は位置合わせのために利用でき、内側はマグネット30aを位置合わせに利用する場合と利用しない場合での1次側コイル21aのL値を近い値とするために利用できる。また、凹部または貫通孔は、マグネット30aのサイズよりも大きくするとよい。すなわち、マグネット30aの径よりも大きく、2次側コイル21bの中空部よりも小さい穴部とするとよい。
Further, by making the diameter of the recess or the through hole smaller than the inner diameter of the coil (2 to 8 mm smaller than the inner diameter of the coil), the outer side of the step can be used for alignment, This can be used to make the L value of the
更に、凹部または貫通孔の上面の形状は、2次側コイル21bの中空部の形状と同一であることにより、マグネット30aと磁性シート52の中心部32bがバランスよく引き合い、お互いの中心どうしの位置合せが精度よくできる。
Furthermore, since the shape of the upper surface of the recess or the through hole is the same as the shape of the hollow portion of the
凹部または貫通孔のすべての端部は、2次側コイル21bの内径から等距離であることにより、マグネット30aと磁性シート52の中心部32bがバランスよく引き合い、お互いの中心どうしの位置合せが更に精度よくできる。
Since all the end portions of the recesses or the through holes are equidistant from the inner diameter of the
また、更に、凹部または貫通孔の上面の形状の中心は、2次側コイル21bの中空部の中心と一致であることにより、マグネット30aと磁性シート52の中心部32bがバランスよく引き合い、お互いの中心どうしの位置合せが精度よくできる。また、凹部または貫通孔が、マグネット30aよりも大きく形成されることで、マグネット30aの影響をバランスよく抑えることができる。
Furthermore, since the center of the shape of the upper surface of the recess or the through hole coincides with the center of the hollow portion of the
上記のように中心部を穴部とする構成は1次側非接触充電もジュールの磁性シート51にも適応され、効果は、1次側非接触充電モジュール41の磁性シート51の中心部32aに穴部を備えても得られる。すなわち、2次側非接触充電モジュール42がマグネット30bを備えている場合と備えていない場合とのどちらであっても位置合わせ及び効率的な電力伝送ができる1次側非接触充電モジュール41とすることができる。
As described above, the configuration in which the central portion is a hole is applied to both the primary-side non-contact charging and the
また、磁性シート51、52の四隅であって、平坦部31a、31b上のコイル21a、21bが配置されていない領域に肉厚部を形成してもよい。すなわち、磁性シート51、52の四隅であって平坦部31a、31b上のコイル21a、21bの外周よりも外側は、磁性シート51、52の上に何も載せられていない。従って、そこに肉厚部を形成することによって磁性シート51、52の厚みを増加させ、非接触電力伝送機器の電力伝送効率を向上させることができる。肉厚部の厚みは厚ければ厚いほうがよいが、薄型化のため、導線の厚みとほぼ同一とする。
Moreover, you may form a thick part in the area | region where the
本発明の携帯端末によれば、1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールの位置合わせにマグネットを使用する場合、または使用しない場合のいずれの場合であっても、携帯端末に備えられた2次側非接触充電モジュールに設けられたコイルのL値の変化を抑えるので、マグネットを使用する場合とマグネットを使用しない場合のいずれの場合でも使用でき、携帯電話、ポータブルオーディオ、携帯用のコンピュータ等の携帯端末、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の携帯機器として有用である。 According to the mobile terminal of the present invention, the mobile terminal can be used regardless of whether the magnet is used or not used for positioning the primary side non-contact charging module and the secondary side non-contact charging module. Because it suppresses the change in the L value of the coil provided in the secondary non-contact charging module provided, it can be used with or without a magnet. It is useful as a portable terminal such as a computer, a portable device such as a digital camera and a video camera.
1 非接触充電モジュール
2 平面コイル部
21 コイル
21a 1次側コイル
21b 2次側コイル
211、212 内側部分
22a、23a 端子(1次側)
22b、23b 端子(2次側)
30a マグネット(1次側)
30b マグネット(2次側)
31a 平坦部(1次側)
31b 平坦部(2次側)
32a 中心部(1次側)
32b 中心部(2次側)
33a 直線凹部(1次側)
33b 直線凹部(2次側)
34a スリット(1次側)
34b スリット(2次側)
41 1次側非接触充電モジュール(送信側非接触充電モジュール)
42 2次側非接触充電モジュール(受信側非接触充電モジュール)
51 磁性シート(1次側)
52 磁性シート(2次側)
71 電力入力部
72 整流回路
82 電力出力部
200 電子機器
300 商用電源
301 コンセント
400 非接触充電器
401 プラグ
402 面
501 机上
520 携帯端末
521 液晶パネル
522 操作ボタン
523 基板
524 電池パック(電力保持部)
525、526 筐体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-contact charge module 2 Planar coil part 21
22b, 23b terminal (secondary side)
30a Magnet (primary side)
30b Magnet (secondary side)
31a Flat part (primary side)
31b Flat part (secondary side)
32a Center (primary side)
32b Center part (secondary side)
33a Straight recess (primary side)
33b Straight recess (secondary side)
34a Slit (primary side)
34b Slit (secondary side)
41 Primary side non-contact charging module (transmission side non-contact charging module)
42 Secondary side non-contact charging module (receiving side non-contact charging module)
51 Magnetic sheet (primary side)
52 Magnetic sheet (secondary side)
DESCRIPTION OF
525, 526 housing
Claims (4)
前記受信側平面コイル部は、自らの中空部にマグネットを備えず、前記非接触充電器の送信側平面コイル部との位置合わせに際し、前記送信側平面コイル部の中空部に備えられたマグネットを利用して位置合わせを行う場合と、前記マグネットを利用しないで位置合わせを行う場合と、があり、
導線が巻回された前記受信側平面コイル部と、
前記受信側平面コイル部のコイル面を載置する磁性シートと、
表面に表示部を配置し前記受信側平面コイル部と前記磁性シートとを収容する筐体と、を備え、
前記筐体の背面側から、順に前記受信側平面コイル部と前記磁性シートとを配置し、
前記受信側平面コイル部の中空部が、送信側非接触充電モジュールに備えられたマグネットよりも大きいことを特徴とする携帯端末。 A portable terminal comprising a reception-side planar coil portion that receives power by electromagnetic induction from a non-contact charger comprising a transmission-side planar coil portion,
The receiving-side planar coil part does not include a magnet in its own hollow part, and the magnet provided in the hollow part of the transmitting-side planar coil part is aligned with the transmitting-side planar coil part of the non-contact charger. There are a case where alignment is performed using a case and a case where alignment is performed without using the magnet.
The receiving-side planar coil portion around which a conducting wire is wound;
A magnetic sheet for placing the coil surface of the receiving-side planar coil portion;
A housing on which a display unit is disposed and the receiving-side planar coil unit and the magnetic sheet are accommodated ,
From the back side of the housing, the receiving side planar coil portion and the magnetic sheet are arranged in order,
A portable terminal, wherein a hollow portion of the reception-side planar coil portion is larger than a magnet provided in a transmission- side contactless charging module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012017681A JP5457478B2 (en) | 2011-06-14 | 2012-01-31 | Mobile device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011131950 | 2011-06-14 | ||
JP2012017681A JP5457478B2 (en) | 2011-06-14 | 2012-01-31 | Mobile device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011131950 Division | 2011-01-26 | 2011-06-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013005714A JP2013005714A (en) | 2013-01-07 |
JP5457478B2 true JP5457478B2 (en) | 2014-04-02 |
Family
ID=47673666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012017681A Active JP5457478B2 (en) | 2011-06-14 | 2012-01-31 | Mobile device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5457478B2 (en) |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11176677A (en) * | 1997-12-09 | 1999-07-02 | Tokin Corp | Cordless power station |
JP2008135589A (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Asuka Electron Kk | Coil for power transmission |
JP4960710B2 (en) * | 2007-01-09 | 2012-06-27 | ソニーモバイルコミュニケーションズ株式会社 | Non-contact power transmission coil, portable terminal, terminal charging device, planar coil magnetic layer forming apparatus and magnetic layer forming method |
JP2008206234A (en) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Seiko Epson Corp | Charger, electronic apparatus and charging system |
JP4896820B2 (en) * | 2007-05-29 | 2012-03-14 | ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社 | Coil module device |
JP4420073B2 (en) * | 2007-07-11 | 2010-02-24 | セイコーエプソン株式会社 | Coil unit and electronic equipment |
EP2258032A2 (en) * | 2008-02-22 | 2010-12-08 | Access Business Group International LLC | Magnetic positioning for inductive coupling |
US20110050164A1 (en) * | 2008-05-07 | 2011-03-03 | Afshin Partovi | System and methods for inductive charging, and improvements and uses thereof |
JP4572953B2 (en) * | 2008-05-14 | 2010-11-04 | セイコーエプソン株式会社 | Coil unit and electronic device using the same |
JP5424459B2 (en) * | 2009-03-05 | 2014-02-26 | パナソニック株式会社 | Electronics |
US8692639B2 (en) * | 2009-08-25 | 2014-04-08 | Access Business Group International Llc | Flux concentrator and method of making a magnetic flux concentrator |
-
2012
- 2012-01-31 JP JP2012017681A patent/JP5457478B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013005714A (en) | 2013-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5942084B2 (en) | Non-contact charging module, non-contact charging device and portable device using the same | |
WO2012101731A1 (en) | Contactless charging module and receiving-side and transmission-side contactless charger using same | |
WO2012101730A1 (en) | Contactless charging module and receiving-side and transmission-side contactless charger using same | |
JP5396564B1 (en) | Communication device | |
WO2013121729A1 (en) | Contactless charging module and mobile terminal provided with same | |
JP5870254B2 (en) | Non-contact charging module, non-contact charger using the same and portable terminal | |
JP2012156481A (en) | Reception side non-contact charging module and reception side non-contact charging apparatus | |
JP2012156482A (en) | Reception side non-contact charging module and reception side non-contact charging apparatus | |
KR101198881B1 (en) | Contact-less Charging Module and Reception-side and Transmission-side Contact-less Charging Devices Using the Same | |
JP2013093989A (en) | Non-contact charging module, non-contact charger using the same and portable terminal | |
JP5938559B2 (en) | Non-contact charging module and non-contact charging device using the same | |
JP5358699B2 (en) | Mobile device | |
JP4900523B1 (en) | Receiving side non-contact charging module, portable terminal using the same, transmitting non-contact charging module, and non-contact charger using the same | |
JP5457478B2 (en) | Mobile device | |
JP4983992B1 (en) | Transmission-side non-contact charging module and transmission-side non-contact charging device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20121218 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20130508 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20130510 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20130514 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20130520 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130611 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130704 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130813 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140109 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5457478 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |