JP2000004549A - 非接触電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は小型携帯端末機器に使用される非接
触電源装置に関するものであり、容易に精度よくコイル
ボビンに磁芯を位置決めすることを可能とし安価で信頼
性・生産性に富み安定した電力伝達を行うことを目的と
するものである。 【解決手段】 電力の供給を行う一次側筐体１の内側に
密着させた一次側コイル３と、供給された電力の需用を
行う二次側筐体２の内側に密着させた二次側コイル４と
を対向させて電力伝達を行う非接触電源装置において、
一次側コイル３と二次側コイル４の両方またはいずれか
片方を、コイルボビン５に巻線６を巻回し、磁芯８をコ
イルボビン５の中心に設けて貫通した磁芯挿入穴７に直
接圧入固定させた構成とする。

Description

【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、
それぞれ独立した一次側コイルと二次側コイルとの間で
電力伝達を行う非接触電源装置に関し、特に小型化を必
要とされる携帯電話機、ＰＨＳ、ＰＤＡ、またはポータ
ブルラジカセ、ポータブルＣＤプレーヤー等の小型携帯
端末機器用の非接触電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】非接触電源装置は、一次側回路と二次側
回路がそれぞれ独立した筐体内に実装されており、一次
側から二次側に効率よく電力の伝達を行うためには一次
側コイルと二次側コイルの対向面間の距離をできる限り
狭く設定し磁気結合効率をよくすることがきわめて重要
である。

【０００３】一次側コイルと二次側コイルの対向面間の
距離を狭く設定するためには、一次側コイルと二次側コ
イルの両方またはいずれか片方のコイルの対向面が隙間
なくそれぞれの筐体面に密着できるようにボビン面と磁
芯面を同一面に揃えて凹凸をつけないように構成する必
要があった。

【０００４】従って、ボビンに磁芯を固定する手段とし
ては、比較的強度も強く確実に固定を行える接着剤を塗
布することが一般的であった。

【０００５】以下、従来の技術を図６により説明する。
図６は、一次側コイル１１ａ及び二次側コイル１１ｂ
を、一次側筐体１７ａ及び二次側筐体１７ｂを挟むよう
に対向させた構造の断面図である。一次側コイル１１ａ
にて発生した磁束１９を二次側コイル１１ｂにて拾うこ
とにより電力の伝達を行っているが、このとき、理想的
な磁気結合を得るためには一次側ボビン１３ａと二次側
ボビン１３ｂ及び、一次側磁芯１４ａと二次側磁芯１４
ｂのそれぞれの対向面間距離１８をできる限り狭くしな
ければならないため、一次側ボビン１３ａの対向面と一
次側磁芯１４ａの対向面及び、二次側ボビン１３ｂの対
向面と二次側磁芯１４ｂの対向面は凹凸のないように同
一面に揃え一次側接着剤１６ａ及び二次側接着剤１６ｂ
にて固定されている。

【０００６】図７は、一次側コイル１１ａあるいは二次
側コイル１１ｂの構成図である。一次側ボビン１３ａあ
るいは二次側ボビン１３ｂに一次側巻線１２ａあるいは
二次側巻線１２ｂを巻回し、ボビン中心に設けた一次側
磁芯挿入穴１５ａあるいは二次側磁芯挿入穴１５ｂの中
に一次側接着剤１６ａあるいは二次側接着剤１６ｂを塗
布後に一次側磁芯１４ａあるいは二次側磁芯１４ｂを挿
入固定し、一次側コイル１１ａあるいは二次側コイル１
１ｂを構成している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図７のような従来の構
成では、ボビン１３ａ，１３ｂと磁芯１４ａ，１４ｂの
寸法ばらつき及び、磁芯挿入穴１５ａ，１５ｂへの磁芯
１４ａ，１４ｂの挿入性を考慮したうえで、磁芯１４
ａ，１４ｂと磁芯挿入穴１５ａ，１５ｂの間には多少な
りともクリアランスが必要となってくる。しかしこのク
リアランスのある状態にて接着剤１６ａ，１６ｂにてボ
ビン１３ａ，１３ｂと磁芯１４ａ，１４ｂの固定を行っ
た場合、接着剤量のばらつき又は、接着剤１６ａ，１６
ｂを塗布した際の磁芯挿入穴１５ａ，１５ｂ内への空気
の混入が発生し磁芯挿入穴１５ａ，１５ｂ内での磁芯１
４ａ，１４ｂの位置が安定しない。従って、接着剤１６
ａ，１６ｂを使用してボビン１３ａ，１３ｂの対向面と
磁芯１４ａ，１４ｂの対向面を同一面に揃えて固定を行
うことは現実には非常に困難であり、さらには磁芯１４
ａ，１４ｂと巻線１２ａ，１２ｂの位置関係が安定しな
いため巻線１２ａ，１２ｂのインダクタンスのばらつき
をも生じさせた。その結果、一次側コイル１１ａと二次
側コイル１１ｂの磁気結合に大きくばらつきを生じさせ
非接触電源装置による安定した電力伝達を阻害する原因
となっていた。

【０００８】さらに図７の構成では、磁芯挿入穴１５
ａ，１５ｂの内側に接着剤１６ａ，１６ｂを塗布しなけ
ればならないため磁芯挿入穴１５ａ，１５ｂの底を接着
剤１６ａ，１６ｂが漏れないように安全に塞ぐ必要があ
る。しかし、一般的に磁芯挿入穴１５ａ，１５ｂに巻線
機の駆動軸を挿入して回転させることによりボビン１３
ａ，１３ｂに巻線１２ａ，１２ｂを巻回するが、磁芯挿
入穴１５ａ，１５ｂが貫通していなければ内部の空気が
抜けない密閉構造となるため駆動軸とボビン１３ａ，１
３ｂの脱着が非常に困難であった。

【０００９】また、一般的に接着剤１６ａ，１６ｂを使
用した製品については、製品設計時に接着剤が化学薬品
であるため様々な信頼性試験を行わなければならず、加
えて製品生産時には接着剤１６ａ，１６ｂを塗布してか
ら硬化するまでに比較的時間がかかってしまうため設計
コスト及び生産コストが高くなってしまうという課題が
あった。

【００１０】本発明は以上のような従来の欠点を除去
し、特性、品質の安定した、かつ生産性に優れた非接触
電源装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、電力の供給を行う筐体の内側に密着させた
一次側コイルと、供給された電力の需用を行う前記と異
なる筐体の内側に密着させた二次側コイルとを対向させ
て電力伝達を行う非接触電源装置において、一次側コイ
ルと二次側コイルの両方またはいずれか片方を、ボビン
に巻線を巻回し、磁芯をボビンの中心に設けて貫通した
磁芯挿入穴に直接圧入固定させた構成とすることによっ
て、容易に精度よくボビンに磁芯を位置決めすることが
できるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、電力の供給を行う筐体の内側に密着させた一次側コ
イルと、供給された電力の需用を行う前記と異なる筐体
の内側に密着させた二次側コイルとを対向させて電力伝
達を行う非接触電源装置において、一次側コイルと二次
側コイルの両方またはいずれか片方を、ボビンに巻線を
巻回し、磁芯をボビンの中心に設けて貫通した磁芯挿入
穴に直接圧入固定させた構成とすることによって、容易
に精度よくボビンに磁芯を位置決めすることを可能とし
安価で信頼性・生産性に富み安定した電力伝達を行うこ
とができる非接触電源装置である。

【００１３】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１の構成においてボビンの磁芯挿入穴の内側面に途中か
ら傾斜部を設け磁芯の外径より狭くすることにより磁芯
を圧入固定することができ、容易に精度よくボビンに磁
芯を位置決めすることを可能とし安価で信頼性・生産性
に富み安定した電力伝達を行うことができる非接触電源
装置である。

【００１４】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１の構成においてボビンの磁芯挿入穴の内側面に突起状
のひだ部を設け磁芯の外径より狭くすることにより磁芯
を圧入固定することができ、容易に精度よくボビンに磁
芯を位置決めすることを可能とし安価で信頼性・生産性
に富み安定した電力伝達を行うことができる非接触電源
装置である。

【００１５】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図５にて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１における
非接触電源装置の主要部の断面図である。図１において
１は一次側筐体、２は二次側筐体、３は一次側コイル、
４は二次側コイル、５は合成樹脂などの絶縁物からなる
コイルボビン、６はこのコイルボビン５に巻回された巻
線、７はコイルボビン５の中央に設けられた貫通する磁
芯挿入穴、８はこの磁芯挿入穴７に圧入され固定された
フェライトなどの磁芯体からなる棒状の磁芯、９は一次
側コイル３から発生し二次側コイル４に流れる磁束であ
る。

【００１６】上記構成において、コイルボビン５の磁芯
挿入穴７の直径と磁芯８の直径とはほぼ同じ寸法で形成
され、巻線６をコイルボビン５に巻回した後磁芯挿入穴
７に磁芯８を圧入し、コイルボビン５の端面と磁芯８の
端面とを同一面となるように組合せる。これをそれぞれ
一次側コイル３、二次側コイル４として一次側筐体１、
二次側筐体２に取付け、一次側コイル３に電流を流すこ
とにより磁束９が図に示すように流れて二次側コイル４
に電圧が誘起され、二次側筐体２内の電池に充電するこ
とになる。

【００１７】このように磁芯８はコイルボビン５の磁芯
挿入穴７に圧入結合されるためコイルボビン５の端面に
磁芯８の端面を一致させることは簡単かつ確実に行うこ
とができる。

【００１８】（実施の形態２）図２〜図３は、いずれも
一次側コイル３あるいは二次側コイル４の両方またはい
ずれか片方についての実施の形態２の構成図である。

【００１９】図２は、コイルボビン５に巻線６を巻回し
たものの構成図である。コイルボビン５に設けた磁芯挿
入穴７は内側面に途中から傾斜部７ａを設け磁芯８の外
径より狭くなっている。

【００２０】図３は、図２の構成としたコイルボビン５
に磁芯８を直接圧入固定したものの構成図である。これ
により容易に精度よくコイルボビン５に磁芯８を位置決
めすることを可能とし安価で信頼性・生産性に富み安定
した電力伝達を行うことができる非接触電源装置を実現
できるものである。

【００２１】また、磁芯挿入穴７の内側面に設ける傾斜
部７ａの傾斜角度および設置位置は任意に設定でき、磁
芯８の形状により変化する磁芯８の挿入圧力を調整でき
るものである。

【００２２】（実施の形態３）図４〜図５は、いずれも
一次側コイル３あるいは二次側コイル４の両方またはい
ずれか片方についての構成図である。

【００２３】図４は、コイルボビン５に巻線６を巻回し
たものの構成図である。コイルボビン５に設けた磁芯挿
入穴７は内側面に突起状のひだ部７ｂを複数設け磁芯８
の外径より狭くなっている。

【００２４】図５は、図４の構成としたコイルボビン５
に磁芯８を直接圧入固定したものの構成図である。これ
により容易に精度よくコイルボビン５に磁芯８を位置決
めすることを可能とし安価で信頼性・生産性に富み安定
した電力伝達を行うことができる非接触電源装置を実現
できるものである。

【００２５】また、磁芯挿入穴７の内側面に設ける突起
状のひだ部７ｂの先端形状および位置・本数は任意に設
定でき、磁芯８の形状により変化する磁芯８の挿入圧力
を調整できるものである。

【００２６】さらに、前記の実施の形態２および実施の
形態３において、磁芯８の断面の形状は円柱状のものに
限らず楕円・四角形・他の多角形のいずれの形状でもよ
く、また、一次側コイル３と二次側コイル４のいずれか
片方でも実施した方のコイルに同様の効果が得られるも
のである。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、電力の供給を行
う筐体の内側に密着させた一次側コイルと、供給された
電力の需用を行う前記と異なる筐体の内側に密着させた
二次側コイルとを対向させて電力伝達を行う非接触電源
装置において、一次側コイルと二次側コイルの両方また
はいずれか片方を、コイルボビンに巻線を巻回し、磁芯
をコイルボビンの中心に設けて貫通した磁芯挿入穴に直
接圧入固定させた構成とすることによって、容易に精度
よくコイルボビンに磁芯を位置決めすることを可能とし
安価で信頼性・生産性に富み安定した電力伝達を行うこ
とができる非接触電源装置を提供できるものである。

【００２８】また本発明にて、非接触電源装置における
一次側コイルと二次側コイルの両方またはいずれか片方
のコイルの生産にあたっては接着剤を使用していないた
め材料・コストの低減が可能となり工業的・環境的価値
を高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による非接触電源装置の
要部の断面図

【図２】本発明の実施の形態２によるコイルの一部切欠
斜視図

【図３】同磁芯を組込んだコイルを示す一部切欠斜視図

【図４】本発明の実施の形態３による磁芯固定前のコイ
ルの一部切欠斜視図

【図５】同磁芯固定後のコイルの一部切欠斜視図

【図６】従来の非接触電源装置の要部の断面図

【図７】同装置を構成する一次側コイルまたは二次側コ
イルの一部切欠斜視図

【符号の説明】

１ 一次側筐体 ２ 二次側筐体 ３ 一次側コイル ４ 二次側コイル ５ コイルボビン ６ 巻線 ７ 磁芯挿入穴 ７ａ 傾斜部 ７ｂ ひだ部 ８ 磁芯 ９ 磁束

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力の供給を行う筐体の内側に密着させ
   た一次側コイルと、供給された電力の需用を行う前記と
   異なる筐体の内側に密着させた二次側コイルとを対向さ
   せて電力伝達を行う非接触電源装置において、一次側コ
   イルと二次側コイルの両方またはいずれか片方、ボビン
   に巻線を巻回し、磁芯をボビンの中心に設けて貫通した
   磁芯挿入穴に直接圧入固定させた構成とした非接触電源
   装置。
2. 【請求項２】 ボビンの磁芯挿入穴の内側面に途中から
   傾斜部を設け磁芯の外径より狭くすることにより磁芯を
   圧入固定する請求項１に記載の非接触電源装置。
3. 【請求項３】 ボビンの磁芯挿入穴の内側面に突起状の
   ひだ部を設け磁芯の外径より狭くすることにより磁芯を
   圧入固定する請求項１に記載の非接触電源装置。