CN102651575A - 带温度传感器的非接触供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带温度传感器的非接触供电装置，其能够准确地测量平面线圈的温度并且响应性优异，尽可能抑制外形的凹凸且也易于进行温度传感器的设置或线圈的容纳。本发明的带温度传感器的非接触供电装置，其具备由旋涡状的卷线构成的传输线圈(2)和控制外加于该传输线圈(2)的交流电压的电路部(3)，对传输线圈(2)外加交流电压并通过电磁感应向被供电设备或被充电设备传输电力，其中，具备具有设置于传输线圈(2)且电阻根据温度变化的热敏部(4)的膜状温度传感器(5)，热敏部(4)缠绕设置于卷线(2a)的一部分上。

Description

带温度传感器的非接触供电装置

技术领域

本发明涉及一种可进行平面线圈的温度测量的带温度传感器的非接触供电装置。

背景技术

近几年，正在开发仅通过在供电台或充电台等载置手提电话等被供电设备或被充电设备就能够以非接触的方式进行供电或充电的非接触供电装置。作为该非接触供电装置已知有，例如通过对由旋涡状的卷线构成的平面线圈外加交流电压来产生的电磁感应向被供电设备或被充电设备传输电力，由此以非接触的方式供电或充电的装置。

以往，在这种非接触供电装置中，为了探测平面线圈的异常加热，通过在平面线圈上外贴引线型热敏电阻的温度传感器，或者在平面线圈附近的电路安装芯片热敏电阻测定平面线圈的温度(参考专利文献1)。

专利文献1：日本专利公开2008-300398号公报

上述以往技术中，留下以下的课题。

即，在平面线圈上粘附配置引线型热敏电阻作为温度传感器时，由于卷线的外周面为曲面，因此存在接触面积较小而难以进行准确的温度测定，并且因根据温度传感器体积的局部热容量而难以测定准确的温度，并且响应性也较低之类的不良情况。并且，若在平面线圈上设置以往的温度传感器则平面线圈上出现凹凸，难以容纳于壳体等并且难以进行装置的薄型化，因此还存在难以确保温度传感器的设置部位之类的问题。并且在电路侧设置芯片热敏电阻等的温度传感器而不是在平面线圈设置时，因为间接地测定平面线圈的温度，所以很难测量平面线圈的准确温度。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够准确地测量平面线圈的温度并且响应性优异，尽可能控制外形的凹凸且易于进行温度传感器的设置或线圈的容纳的带温度传感器的非接触供电装置。

本发明为了解决上述课题，采用了以下结构。即，第1发明的带温度传感器的非接触供电装置具备由旋涡状的卷线构成的传输线圈和控制外加于该传输线圈的交流电压的电路部，对所述传输线圈外加交流电压并通过电磁感应向被供电设备或被充电设备传输电力，其特征在于，具备具有设置于所述传输线圈且电阻根据温度变化的热敏部的膜状温度传感器，所述热敏部缠绕设置于所述卷线的一部分上。

该带温度传感器的非接触供电装置中，具备具有设置于传输线圈且电阻根据温度变化的热敏部的膜状温度传感器，热敏部缠绕设置于卷线的一部分上，因此膜状温度传感器的热敏部面接触于卷线的周围，由此能够准确地测定传输线圈的温度。并且，因为是挠性且凹凸较少的较薄的膜状温度传感器，因此很难在传输线圈的外形产生凹凸且热容量也较少。因此，温度测量的响应性较高，还易于确保温度传感器的设置或线圈的容纳部位。

并且，第2发明的带温度传感器的非接触供电装置，其特征在于，在第1发明中，所述热敏部配设于邻接的所述卷线之间。

即，该带温度传感器的非接触供电装置中，热敏部配设于邻接的卷线之间，因此能够通过热敏部从邻接的两侧的卷线受热来进一步准确地测定传输线圈的温度。

并且，第3发明的带温度传感器的非接触供电装置，其特征在于，在第1或第2发明中，所述膜状温度传感器具备有：带状的绝缘性膜；薄膜状的所述热敏部，形成于该绝缘性膜上的前端侧；1对电极端子部，形成于所述绝缘性膜上的基端侧；及1对图案配线，连接所述热敏部和所述电极端子部。

即，该带温度传感器的非接触供电装置中，具备有形成于带状的绝缘性膜上的前端侧的薄膜状的热敏部，因此能够根据较高的柔软性将薄膜状的热敏部轻松地且以较高的粘附状态设置于卷线的外周，并可进行高精确度且高响应性的温度测量。

并且，第4发明的带温度传感器的非接触供电装置，其特征在于，在第3发明中，所述热敏部具备有：1对图案电极，形成于所述绝缘性膜上，连接有所述1对图案配线；及薄膜热敏电阻部，在所述绝缘性膜上及所述1对图案电极上图案形成。

即，该带温度传感器的非接触供电装置中，热敏部具备有在绝缘性膜上图案形成的薄膜热敏电阻部，因此能够由较宽面积的薄膜热敏电阻部覆盖卷线周围来进行进一步高精确度且高响应性的温度测量。

并且，第5发明的带温度传感器的非接触供电装置，其特征在于，在第3发明中，所述热敏部为由铂膜在所述绝缘性膜上图案形成的铂测温电阻体。

即，该带温度传感器的非接触供电装置中，热敏部为由铂膜在绝缘性膜上图案形成的铂测温电阻体，因此能够通过在卷线的周围缠绕并延伸的铂测温电阻体进行进一步高精确度且高响应性的温度测量。

根据本发明得到如下效果。

即，根据本发明所涉及的带温度传感器的非接触供电装置，具备具有设置于传输线圈且电阻根据温度变化的热敏部的膜状温度传感器，热敏部缠绕设置于卷线的一部分上，因此能够准确地测定传输线圈的温度，并且易于确保温度传感器的设置部位，且还能够得到较高的热响应性。

因此，能够以高精度且高响应性地测定传输线圈的温度，且可进行非接触供电及充电的高精度控制，并且可防止过度发热来确保较高安全性。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的带温度传感器的非接触供电装置的第1实施方式的俯视图。

图2是表示第1实施方式中的膜状温度传感器的设置状态的主要部分的截面图。

图3是按工序顺序表示第1实施方式中的膜状温度传感器的制造方法的立体图。

图4是表示第1实施方式中的膜状温度传感器的其他设置状态的主要部分的截面图。

图5是按工序顺序表示本发明所涉及的带温度传感器的非接触供电装置的第2实施方式中的膜状温度传感器的制造方法的立体图。

符号说明

1-带温度传感器的非接触供电装置，2-传输线圈，2a-卷线，3-电路部，4、24-热敏部，4a-图案电极，4b-薄膜热敏电阻部，5、25-膜状温度传感器，7-绝缘性膜，8-电极端子部，9-图案配线，24a-铂测温电阻体。

具体实施方式

以下，参考图1至图4，对本发明所涉及的带温度传感器的非接触供电装置的第1实施方式进行说明。另外，以下说明中所使用的各附图中，为了将各部件设为可识别或者易识别的大小而适当地变更了比例尺。

如图1及图2所示，本实施方式的带温度传感器的非接触供电装置1，其具备由旋涡状的卷线2a构成的传输线圈2和控制外加于该传输线圈2的交流电压的电路部3，对传输线圈2外加交流电压并通过电磁感应向被供电设备或被充电设备传输电力，其中，具备具有设置于传输线圈2且电阻根据温度变化的热敏部4的膜状温度传感器5。

并且，该带温度传感器的非接触供电装置1具备有容纳上述传输线圈2、电路部3及膜状温度传感器5的壳体6。

上述传输线圈2为两端连接于电路部3并且卷线2a配设成旋涡状的平面形状的平面线圈。

如图3的(d)所示，上述膜状温度传感器5具备有：带状的绝缘性膜7；薄膜状的上述热敏部4，形成于该绝缘性膜7上的前端侧；1对电极端子部8，形成于绝缘性膜7上的基端侧；及1对图案配线9，连接热敏部4和电极端子部8。该膜状温度传感器5由粘结剂或绝缘带等固定于卷线2a上。

上述热敏部4具备有：1对图案电极4a，形成于绝缘性膜7上并连接于1对图案配线9；及薄膜热敏电阻部4b，在绝缘性膜7上及1对图案电极4a上图案形成。

并且，如图2所示，热敏部4缠绕设置于卷线2a的一部分上。

上述绝缘性膜7例如由聚酰亚胺树脂片形成为遍及卷线2a的径向延伸的带状。

上述1对图案电极4a例如由NiCr膜与Pt膜的层叠金属膜图案形成，具有以相互对置的状态配设的梳状图案的梳状电极部分。这些图案电极4a的梳状电极部分以沿带状的绝缘性膜7的延伸方向延伸的方式配置。

上述薄膜热敏电阻部4b例如由包含TiAlN、TiN、NbAlN、NbN等的薄膜热敏电阻材料在绝缘性膜7上图案形成为矩形带状，以便覆盖相互对置的图案电极4a的梳状电极部分。该薄膜热敏电阻4b被由粘结剂粘贴于绝缘性膜7上的聚酰亚胺覆盖膜10覆盖。

上述电路部3为具有根据由膜状温度传感器5测定的传输线圈2的温度控制外加于传输线圈2的交流电压的功能的电路基板。

接着，参考图3对本实施方式的带温度传感器的非接触供电装置1的制造方法进行说明。

首先，例如，由溅射法在图3的(a)所示的厚度为50μm的聚酰亚胺树脂片的绝缘性膜7上形成厚度为10nm的NiCr膜(Ni：Cr＝80mol％：20mol％)，并且在其上形成厚度为200nm的Pt膜。

接着，用刮棒涂布机将抗蚀液涂布于层叠的NiCr膜与Pt膜上，以80℃预焙10min之后，在曝光装置中感光成预定梳状电极结构的图案形状，除去不需要的部分。并且，如图3的(b)所示，通过基于Ar的干式蚀刻以预定图案将1对图案电极4a及图案配线9图案化。

如图3的(c)所示，在形成有该图案电极4a的绝缘性膜7上，通过金属掩膜由反应性溅射法将TiAlN的薄膜热敏电阻部4b以预定形状成膜成500nm的厚度。

之后，如图3的(d)所示，在绝缘性膜7上以覆盖该薄膜热敏电阻部4b的方式载置带粘结剂的聚酰亚胺覆盖膜10，通过成型机在150℃下以2N/cm的压力加压30min来使它们粘结。另外，此时，除形成电极端子部8的1对图案电极4a的基端部以外粘结聚酰亚胺覆盖膜10。

接着，在1对图案配线9的基端部上由电镀液形成厚度为3μm的Ni电镀层及厚度为10μm的Sn电镀层作为1对电极端子部8，并制作膜状温度传感器5。另外，用焊接材料将与电路部3连接的引线(省略图示)的一端分别接合在1对电极端子部8，并电性连接膜状温度传感器5和电路部3。

接着，如图2所示，将两面带粘结剂的膜(省略图示)缠绕于配设在传输线圈2的最内侧的卷线2a的一部分上，将膜状温度传感器5的热敏部4部分缠绕粘结于该两面带粘结剂的膜上。并且，以将绝缘性膜7朝向传输线圈2的径向外侧延伸的状态，由两面带粘结剂的膜(省略图示)将绝缘性膜7的下表面粘结于传输线圈2的上部。并且，由绝缘带等以覆盖膜状温度传感器5的绝缘性膜7的方式包装，由此制作第1实施方式的带温度传感器的非接触供电装置1。

这样本实施方式的带温度传感器的非接触供电装置1中，具备具有设置于传输线圈2且电阻根据温度变化的热敏部4的膜状温度传感器5，热敏部4缠绕设置于卷线2a的一部分上，因此通过膜状温度传感器5的热敏部4面接触于卷线2a的周围，由此能够准确地测定传输线圈2的温度。并且，因为是挠性且凹凸较少的较薄的膜状温度传感器5，因此很难在传输线圈2的外形产生凹凸并且热容量也较少。因此，温度测量的响应性较高，还易于确保温度传感器的设置或者线圈的容纳部位。

并且，具备有形成于带状的绝缘性膜7上的前端侧的薄膜状的热敏部4，因此能够根据较高的柔软性将薄膜状的热敏部4轻松地且以较高的粘附状态设置于卷线2a的外周，可进行高精确度且高响应性的温度测量。尤其，热敏部4具备在绝缘性膜7上图案形成的薄膜热敏电阻部4b，由较宽面积的薄膜热敏电阻部4b覆盖卷线2a的周围，并可进行进一步高精度且高响应性的温度测量。

另外，如图4所示，作为本实施方式的其他例子，可将热敏部4配设于邻接的卷线2a之间。即，如图4的(a)所示，可将膜状温度传感器5的形成有热敏部4的前端部插入于从内侧起的第1圈卷线2a与第2圈卷线2a之间，并缠绕设置于从内侧起的第2圈卷线2a。

另外，作为另一例子，如图4的(b)所示，可将膜状温度传感器5的形成有热敏部4的前端部从上部向下方插入于从内侧起的第3圈卷线2a与第4圈卷线2a之间，并且，从下部向上方插入于从内侧起的第2圈卷线2a与第3圈卷线2a之间，进一步从上部向下方插入于从内侧起的第1圈卷线2a与第2圈卷线2a之间，且将前端缠绕设置于从内侧起的第1圈卷线2a。

即，可将膜状温度传感器5的前端部以上下互不相同的方式插入设置于径向连续邻接的卷线2a之间。此时，热敏部4以较宽面积接触于卷线2a。

这样，本实施方式的其他的例子中，热敏部4配设于邻接的卷线2a之间，因此通过热敏部4从邻接的两侧的卷线2a受热，可进一步准确地测定传输线圈2的温度。

接着，以下参考图5对本发明所涉及的带温度传感器的非接触供电装置的第2实施方式进行说明。另外，以下的实施方式的说明中，对与上述实施方式中说明的相同的构成要件添加相同的符号并省略其说明。

第2实施方式与第1实施方式的不同点在于，第1实施方式中，热敏部4为具备薄膜热敏电阻部4b的薄膜热敏电阻，与此相对，第2实施方式的带温度传感器的非接触供电装置如图5的(c)所示，热敏部24为在绝缘性膜7上由Pt(铂)膜图案形成为曲折状线状的铂测温电阻体24a。

即，第2实施方式的膜状温度传感器25中，将成膜于绝缘性膜7上的Pt膜图案形成为曲折状来设置铂测温电阻体24a。

接着，参考图5对第2实施方式的带温度传感器的非接触供电装置的制造方法进行说明。

首先，如图5的(a)所示，例如由溅射法在厚度为50μm的聚酰亚胺树脂片的绝缘性膜7上形成厚度为10nm的NiCr膜(Ni：Cr＝80mol％：20mol％)，并且在其上形成厚度为200nm的Pt膜。

接着，用刮棒涂布机将抗蚀液涂布于层叠的NiCr膜与Pt膜上，以80℃预焙10min之后，在曝光装置中感光成预定的曲折结构的图案形状，除去不需要的部分。并且，如图5的(b)所示，通过基于Ar的干式蚀刻以预定图案将铂测温电阻体24a图案化。

之后，如图5的(c)所示，在绝缘性膜7上以覆盖该铂测温电阻体24a的方式载置带粘结剂的聚酰亚胺覆盖膜10，通过成型机在150℃下以2N/cm的压力加压30min来使它们粘结。另外，除形成电极端子部8的铂测温电阻体24a的1对基端部以外粘结聚酰亚胺覆盖膜10。

接着，在铂测温电阻体24a的1对基端部上由电镀液形成厚度为3μm的Ni电镀层及厚度为10μm的Sn电镀层作为1对电极端子部8，并制作膜状温度传感器25。

另外，用焊接材料将与电路部3连接的引线(省略图示)的一端分别接合在1对电极端子部8上，电性连接膜状温度传感器25和电路部3。

接着，与第1实施方式相同，将两面带粘结剂的膜(省略图示)缠绕于配设在传输线圈2的最内侧的卷线2a的一部分上，并将膜状温度传感器25的热敏部24部分缠绕粘结于该两面带粘结剂的膜(省略图示)上。并且，由绝缘带等以覆盖膜状温度传感器25的绝缘性膜7的方式包装，由此制作第2实施方式的带温度传感器的非接触供电装置。

这样第2实施方式的带温度传感器的非接触供电装置中，热敏部24为由Pt膜在绝缘性膜7上图案形成的铂测温电阻体24a，因此通过缠绕并延伸于卷线2a的周围的铂测温电阻体24a，可进行进一步高精确度且高响应性的温度测量。

另外，本发明的技术范围不限定于上述各实施方式，能够在不脱离本发明宗旨的范围内施加各种变更。

例如，上述各实施方式中，热敏部只设置于树脂膜的前端部，但也可以还在中途设置热敏部来在传输线圈2的2处测定温度。

Claims (5)

1.一种带温度传感器的非接触供电装置，具备由旋涡状的卷线构成的传输线圈和控制外加于该传输线圈的交流电压的电路部，对所述传输线圈外加交流电压并通过电磁感应向被供电设备或被充电设备传输电力，其特征在于，

具备膜状温度传感器，所述膜状温度传感器具有设置于所述传输线圈且电阻根据温度变化的热敏部，

所述热敏部缠绕设置于所述卷线的一部分上。

2.如权利要求1所述的带温度传感器的非接触供电装置，其特征在于，

所述热敏部配设于邻接的所述卷线之间。

3.如权利要求1或2所述的带温度传感器的非接触供电装置，其特征在于，

所述膜状温度传感器具备有：

带状的绝缘性膜；

薄膜状的所述热敏部，形成于该绝缘性膜上的前端侧；

1对电极端子部，形成于所述绝缘性膜上的基端侧；及

1对图案配线，连接所述热敏部和所述电极端子部。

4.如权利要求3所述的带温度传感器的非接触供电装置，其特征在于，

所述热敏部具备有：

1对图案电极，形成于所述绝缘性膜上，连接有所述1对图案配线；及

薄膜热敏电阻部，在所述绝缘性膜上及所述1对图案电极上图案形成。

5.如权利要求3所述的带温度传感器的非接触供电装置，其特征在于，

所述热敏部为由铂膜在所述绝缘性膜上图案形成的铂测温电阻体。

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