JP2000269058A - 非接触電源装置 - Google Patents

非接触電源装置

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JP2000269058A
JP2000269058A JP11073345A JP7334599A JP2000269058A JP 2000269058 A JP2000269058 A JP 2000269058A JP 11073345 A JP11073345 A JP 11073345A JP 7334599 A JP7334599 A JP 7334599A JP 2000269058 A JP2000269058 A JP 2000269058A
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magnetic
power supply
primary
leg
supply device
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JP11073345A
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Katsuhiro Bando
勝浩 坂東
Naoki Hashimoto
直樹 橋本
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は各種電子機器に使用される非接触電
源装置に関するものであり、小形化、薄形化、高効率化
を目的とするものである。 【解決手段】 コ字状の一次側磁心3あるいは二次側磁
心8に一次側コイル1あるいは二次側コイル6を巻回
し、一次側コイル部5あるいは二次側コイル部10を構
成したものの間に一次側筐体4、二次側筐体9を挟むよ
うに対向させた構成とする。

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
要とされる電子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、一次回路と二次回路
がそれぞれ独立した筐体内に実装されており、一次側か
ら二次側に効率良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磁気伝達効率が極めて重要であ
る。
【0003】磁気伝達効率を良くするための手段とし
て、コ字状の一次側磁心、コ字状の二次側磁心を採用
し、それぞれの側磁脚にコイルを分割し組込み、磁心お
よびコイルの対向面積を広くすることが一般的であっ
た。
【0004】従来技術を図5により説明する。図5に示
すように、一次側コイル部21、二次側コイル部26は
ともに、一次側ボビン22a,22b、二次側ボビン2
7a,27bに一次側コイル23a,23b、二次側コ
イル28a,28bを巻回して構成され、この一次側コ
イル部21、二次側コイル部26をコ字状の一次側磁心
24、コ字状の二次側磁心29の側磁脚に組込み、この
一次側磁心24と二次側磁心29を一次側筐体25、二
次側筐体30を挟むように対向させた構造となってい
る。
【0005】このような構成で一次側コイル23a,2
3bと一次側磁心24にて発生した磁束を二次側コイル
28a,28bと二次側磁心29にて拾うことにより電
力の伝達を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】磁気結合を良くする手
段として、図6のような従来の構成において一次側磁心
24、一次側コイル23a,23bで発生した磁束31
をできるだけ多く二次側磁心29へ伝えるため、一次側
磁心24、二次側磁心29の側磁脚部24a,24b,
29a,29bの開放端面32a,32b,33a,3
3bの断面積を大きくとる方法が考えられる。
【0007】また、同様に発生した磁束31が、二次側
磁心29を通ることなく一次側磁心24へ戻る磁束34
をできるだけ少なくするため一次側磁心24の両側磁脚
部24a,24b間の距離l1を大きくすることが考え
られる。
【0008】しかし、一次側コイル23a,23b、二
次側コイル28a,28bが一次側磁心24、二次側磁
心29の両側磁脚24a,24b,29a,29bに巻
回されており、そのコイルスペースを考慮すると開放端
面32a,32b,33a,33bの断面積の拡大、両
側磁脚24a,24b間、29a,29b間の距離
1,l2の拡大は、小形化、薄形化を考えると非常に困
難であり限界があった。
【0009】本発明は以上のような従来の欠点を除去
し、磁気伝達効率を向上させ、かつ小形、薄形化が可能
な非接触電源装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0010】
【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、電力供給部に二次電池を内蔵した電池駆動
の電子機器を載置して非接触により二次電池に電力を充
電する非接触電源装置において、上記電力供給部および
電子機器に内蔵され電磁誘導により電力の供給を行うコ
イル部品として、共通磁脚の両端に共通磁脚との結合部
より開放端側の断面積を大きくした形状の側磁脚を有す
るコ字状の磁心と、この磁心の共通磁脚に巻装された巻
線とにより構成した構造とすることにより、両側磁脚の
開放端側の断面積を大きくとることが可能となる。ま
た、両側磁脚間の距離についても大きくとることができ
磁気伝達効率を向上させることができ、小形化、薄形
化、高効率化が可能なものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、電力供給部に二次電池を内蔵した電池駆動の電子機
器を載置して非接触により二次電池に電力を充電する非
接触電源装置において、上記電力供給部および電子機器
に内蔵され電磁誘導により電力の供給を行うコイル部品
として、共通磁脚の両端に共通磁脚との結合部より開放
端側の断面積を大きくした形状の側磁脚を有するコ字状
の磁心と、この磁心の共通磁脚に巻装された巻線とによ
り構成され、磁気伝達効率を向上させることにより、小
形化、薄形化、高効率化が実現できる。
【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1の構成
に加えて側磁脚を台形状とした形状であり、磁気伝達効
率が向上でき、小形化、薄形化、高効率化が実現でき
る。
【0013】請求項3に記載の発明は、請求項1の構成
に加えて側磁脚を半円形状とした形状であり、磁気伝達
効率が向上でき、小形化、薄形化、高効率化が実現でき
る。
【0014】請求項4に記載の発明は、請求項1の構成
に加えて側磁脚を共通磁脚の結合部より開放端側を幅広
とした形状であり、磁気伝達効率が向上でき、小形化、
薄形化、高効率化が実現できる。
【0015】請求項5に記載の発明は、請求項2のコ字
状磁心において、共通磁脚と両側磁脚が一体に成形され
たものからなる構造であり、磁気伝達効率が向上でき、
小形化、薄形化、高効率化が実現できる。
【0016】請求項6に記載の発明は、請求項2のコ字
状磁心において、共通磁脚と両側磁脚が別体で構成され
ており、巻線を磁心に容易に組込むことができる構造で
あり、磁気伝達効率が向上でき、小形化、薄形化、高効
率化が実現できる。
【0017】請求項7に記載の発明は、請求項2のコ字
状磁心において、共通磁脚の中間部で切断したL字状の
磁心片で構成されており、巻線を施したボビンに磁心に
容易に組込むことができる構造であり、磁気伝達効率が
向上でき、機器の小形化、薄形化、高効率化が実現でき
る。
【0018】請求項8に記載の発明は、請求項1に記載
の巻線がコイルボビンに巻回された構成で、巻線の形状
固定が容易な構造であり、磁気伝達効率が向上でき、機
器の小形化、薄形化、高効率化が実現できる。
【0019】請求項9に記載の発明は、請求項1に記載
の巻線が共通磁脚に直接巻回された構成であり、コイル
ボビンを用いないため安価な構造であり、磁気伝達効率
が向上でき、機器の小形化、薄形化、高効率化が実現で
きる。
【0020】請求項10に記載の発明は、請求項1に記
載の巻線が2分割されたコイルボビンに巻回された構成
であり、一体に成形されたコ字状磁心にコイルボビンを
組込んだ後巻線を巻装できる構造であり、磁気伝達効率
が向上でき、機器の小形化、薄形化、高効率化が実現で
きる。
【0021】以下、本発明の実施の形態について、図1
〜図3にて説明する。
【0022】図1は本発明の非接触電源装置の一実施の
形態の断面図であり、鍔に端子を有する成型品からなる
一次側コイルボビン2に一次側コイル1を巻回したもの
に一次側磁心3を組込んでなる一次側コイル部5と、同
じく鍔に端子を有する成型品からなる二次側コイルボビ
ン7に二次側コイル6を巻回したものに二次側磁心8を
組込んでなる二次側コイル部10が、電力供給部を構成
する一次側筐体4と二次電池を内蔵する電子機器として
の二次側筐体9を挟むように対向させた構造である。一
次側コイル1と一次側磁心3にて発生した磁束を二次側
磁心8にて拾うことにより電力の伝達を行っている。一
次側磁心3の両側磁脚11,13間の距離Lは目標寸法
内でもっとも大きくとる構造となっており、一次側磁心
3の両側磁脚11,13の開放端面12,14の断面積
についても大きくとる構造となっている。
【0023】図2(a)〜(g)は、いずれも一次側お
よび二次側に用いられるコ字状磁心の形状である。
【0024】図2(a)は、共通磁脚16aが四角柱形
状、両側磁脚17a,18aが台形形状をしているコ字
状磁心を示している。
【0025】図2(b)は、共通磁脚16bが四角柱形
状、両側磁脚17b,18bがやや広がった台形形状を
しているコ字状磁心を示している。
【0026】図2(c)は、共通磁脚16cが四角柱形
状、両側磁脚17c,18cが四角形状をしているコ字
状磁心を示している。
【0027】図2(d)は、共通磁脚16dが一辺が丸
みを帯びた四角柱形状、両側磁脚17d,18dが半円
形状をしているコ字状磁心を示している。
【0028】図2(e)は、共通磁脚16eが四角柱形
状、両側磁脚17e,18eがT字形状をしているコ字
状磁心を示している。
【0029】図2(f)は、共通磁脚16fが四角柱形
状、両側磁脚17f,18fが丸みを持ったT字形状を
しているコ字状磁心を示している。
【0030】図2(g)は、共通磁脚16gが円柱形
状、両側磁脚17g,18gが半円形状をしているコ字
状磁心を示している。
【0031】図2(a)〜(g)のいずれの形状も両側
磁脚17,18の開放端面の断面積が共通磁脚16の断
面積より大きくとれる構造となっていることを特徴とし
ている。
【0032】図3(a)は、コ字状磁心の共通磁脚16
hと両側磁脚17h,18hが別体で構成されており、
コイルボビン19hにコイル20hを巻回した後に共通
磁脚16hを挿入し、両側磁脚17h,18hを組合わ
せてなる一次側および二次側のコイル部である。
【0033】図3(b)も図3(a)と同様、コ字状磁
心の共通磁脚16iと両側磁脚17i,18iが別体で
構成されており、コイルボビン19iにコイル20iを
巻回した後に共通磁脚16iを挿入し、両側磁脚17
i,18iを組合わせてなる一次側および二次側のコイ
ル部である。
【0034】図3(c)は、コ字状磁心の共通磁脚16
jの中間部で切断した形のL字状の磁心片2個で構成さ
れており、コイルボビン19jにコイル20jを巻回し
た後にL字状の磁心片を両側から挿入することによりな
る一次側および二次側のコイル部である。
【0035】図4(a)は、共通磁脚16kと両側磁脚
17k,18kが一体で構成されたコ字状磁心におい
て、2組を組合わせることによりなるコイルボビン19
kにて共通磁脚16kを覆うように嵌合させ、図4
(b)のようにコイル20kを巻回してなる一次側およ
び二次側のコイル部である。
【0036】図4(c)は、共通磁脚16lと両側磁脚
17l,18lが一体で構成されたコ字状磁心におい
て、共通磁脚16lに直接コイル20lを巻回してなる
一次側および二次側のコイル部である。
【0037】なお、上記実施の形態においては、一次側
コイル部5、二次側コイル部10ともコイルボビン2,
7を用いて構成したものを示したが、このコイルボビン
2,7を省略し、一次側磁心3、二次側磁心8に直接巻
回する構成とすることもでき、構成部品を少なくしコス
ト面で有利とすることもできる。
【0038】また、コイルボビン2,7を用いる場合に
おいても、このコイルボビン2,7を中間に1個または
複数個のつばを設けて複数の巻線溝を形成し、一次側コ
イル1、二次側コイル6を2分割あるいは多分割巻線す
る構成としてもよい。
【0039】
【発明の効果】以上のように本発明は、電力供給部に二
次電池を内蔵した電池駆動の電子機器を載置し非接触に
より二次電池に電力を充電する非接触電源装置におい
て、上記電力供給部および電子機器に内蔵され、電磁誘
導により電力の供給を行うコイル部品として、共通磁脚
の両端に側磁脚を有するコ字状の磁心と、この磁心の共
通磁脚に巻装された巻線とにより構成することによっ
て、機器の小形化、薄形化、高効率化が実現できる非接
触電源装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による非接触電源装置の
主要部の断面図
【図2】(a)本発明の一次側および二次側に用いられ
るコ字状磁心の斜視図 (b)同一次側および二次側に用いられる他のコ字状磁
心の斜視図 (c)同一次側および二次側に用いられる他のコ字状磁
心の斜視図 (d)同一次側および二次側に用いられる他のコ字状磁
心の斜視図 (e)同一次側および二次側に用いられる他のコ字状磁
心の斜視図 (f)同一次側および二次側に用いられる他のコ字状磁
心の斜視図 (g)同一次側および二次側に用いられる他のコ字状磁
心の斜視図
【図3】(a)本発明のコイル部と磁心の構成の斜視図 (b)同コイル部と他の磁心の構成の斜視図 (c)同コイル部と他の磁心の構成の斜視図
【図4】(a)同コイル部と他の磁心の構成の斜視図 (b)同コイル部と他の磁心の構成の斜視図 (c)同コイル部と他の磁心の構成の斜視図
【図5】従来の形態による断面図
【図6】従来の形態と磁束の流れの断面図
【符号の説明】
1 一次側コイル 2 一次側コイルボビン 3 一次側磁心 4 一次側筐体 5 一次側コイル部 6 二次側コイル 7 二次側コイルボビン 8 二次側磁心 9 二次側筐体 10 二次側コイル部 11 一次側磁心の側磁脚 12 一次側側磁脚の開放端面 13 一次側磁心の側磁脚 14 一次側側磁脚の開放端面 15 一次側両側磁脚間の距離 16a〜16l 共通磁脚 17a〜17i,17k,17l 側磁脚 18a〜18i,18k,18l 側磁脚 19h〜19k ボビン 20h〜20l コイル

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力供給部に二次電池を内蔵した電池駆
    動の電子機器を載置して非接触により二次電池に電力を
    充電する非接触電源装置において、上記電力供給部およ
    び電子機器に内蔵され電磁誘導により電力の供給を行う
    コイル部品として、共通磁脚の両端に共通磁脚との結合
    部より開放端側の断面積を大きくした形状の側磁脚を有
    するコ字状の磁心と、この磁心の共通磁脚に巻装された
    巻線とにより構成した非接触電源装置。
  2. 【請求項2】 側磁脚を台形状とした請求項1に記載の
    非接触電源装置。
  3. 【請求項3】 側磁脚を半円形状とした請求項1に記載
    の非接触電源装置。
  4. 【請求項4】 側磁脚を共通磁脚の結合部より開放端側
    を幅広とした請求項1に記載の非接触電源装置。
  5. 【請求項5】 コ字状の磁心として共通磁脚と両側磁脚
    が一体に形成されたものからなる請求項1に記載の非接
    触電源装置。
  6. 【請求項6】 コ字状の磁心として、共通磁脚と両側磁
    脚が別体で構成されたものからなる請求項1に記載の非
    接触電源装置。
  7. 【請求項7】 コ字状の磁心として、共通磁脚の中間部
    で切断したL字状の磁心片を2個組合わせて構成した請
    求項1に記載の非接触電源装置。
  8. 【請求項8】 共通磁脚に巻装する巻線がコイルボビン
    に巻回されたものである請求項1に記載の非接触電源装
    置。
  9. 【請求項9】 共通磁脚に巻装する巻線が直接巻回され
    たものである請求項1に記載の非接触電源装置。
  10. 【請求項10】 コ字状の磁心として共通磁脚と両側磁
    脚が一体に形成された共通磁脚に巻装する巻線が分割さ
    れたコイルボビンに巻回されたものである請求項1に記
    載の非接触電源装置。
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