JP2008205213A - コイルユニットおよびその製造方法ならびに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電力伝送とデータ伝送とを併せて行うのに適したコイルユニットおよびその製造方法ならびに電子機器を提供することにある。
【解決手段】 コイルユニットは、第１，第２の平面状空芯コイル３２ａ，３２ｂを積層して配設され、かつ、第１，第２の平面状空芯コイル３２ａ，３２ｂの内周端同士を接続して、第１，第２の平面状空芯コイル３２ａ，３２ｂを直列接続されている。第１，第２の平面状空芯コイル３２ａ，３２ｂのうち電送面側に位置する第１の平面状空芯コイル３２ａの内周端は、第１，第２の平面状空芯コイル３２ａ，３２ｂの内径の孔を介して、第２の平面状空芯コイル３２ｂの重ね合わせ面とは逆側の非電送面側より取り出されて、第２の平面状空芯コイル３２ｂの内周端に接続されている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、コイルを用いた無接点電力伝送および無接点データ伝送に係るコイルユニットおよびその製造方法ならびに電子機器に関する。

電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力送信を可能にする無接点電力伝送が知られている。この無接点電力伝送の適用例として、携帯電話の充電や家庭用機器（たとえば電話機の子機）の充電などが提案されている。

電力供給側のコイルと電力受給側のコイルとの大きさが異なる場合がある。この場合に、電力受給側の電子機器から電力供給側の電子機器にデータ伝送をする場合に、その伝送をするのに十分な電磁誘導を、電力供給側の電子機器から電力受給側の電子機器へと行うのが一般的に難しい。

このような課題を解決しようとする技術が開示された文献として、特許文献１がある。特許文献１は、巻数が異なる２つのコイルを設け、相手方機器への電力転送の場合には巻数が少ないコイルを用いる一方、相手方機器との信号転送の場合には巻数が多いコイルを用いている。
特開平１１−３３２１３５号公報

本発明の目的は、電力伝送とデータ伝送とを併せて行うのに適したコイルユニットおよびその製造方法ならびに電子機器を提供することにある。

本発明の一態様に係るコイルユニットは、第１，第２の平面状空芯コイルを積層して配設され、かつ、前記第１，第２の平面状空芯コイルの内周端同士を接続して、前記第１，第２の平面状空芯コイルを直列接続したことを特徴とする。

この構成によれば、第１，第２の平面状空芯コイルの内周端同士を接続して、前記第１，第２の平面状空芯コイルを直列接続することで、それらコイル間で相互インダクタンスを用いることができ、コイルの小型化を図ることができる。この発明は、特に、電力伝送およびデータ伝送を伴う電子機器におけるコイルユニットに好適である。

本発明の一態様では、前記第１，第２の平面状空芯コイルのうち電送面側に位置する前記第１の平面状空芯コイルの内周端は、前記第１，第２の平面状空芯コイルの内径の孔を介して、前記第２の平面状空芯コイルの重ね合わせ面とは逆側の非電送面側より取り出されて、前記第２の平面状空芯コイルの内周端に接続することができる。

第１の平面状空芯コイルの引き出し線を第１の平面状空芯コイルと第２の平面状空芯コイルとの間を通した場合には、コイル全体の厚みは１つの空芯コイルの４倍の厚みになる。しかし、この構成によれば、第１の平面状空芯コイルの引き出し線は、第２の平面状空芯コイルと同じ層から引き出されるので、コイル全体の厚みは３倍で済み、コイルユニットの薄型化を図ることができる。

本発明の一態様では、前記第１，第２の平面状空芯コイルの外形がそれぞれ実質的に等しく、実質的に内外径が一致するように積層されることができる。

この構成によれば、電力供給側コイルと電力受給側コイルとの結合度を高めることができる。

本発明の一態様では、前記第１，第２の平面状空芯コイルの下方に設けられた磁性部材と、前記磁性部材の下方に設けられた磁束漏れ防止部材と、前記磁束漏れ防止部材の下方に設けられた放熱板と、を有し、前記磁束漏れ防止部材と前記放熱板とを電気的に絶縁することができる。

この構成によれば、コイルとの間に磁性部材、磁束漏れ防止部材を介して放熱板を設けており、コイルと放熱板との間に空間を置いて設けているのではないため、コイルで生じた熱を効果的に放熱することができる。また、磁束漏れ防止部材があるため、放熱板が磁束を受けて誘導加熱が生じるのを回避することができる。さらに、共に金属等で形成される磁束漏れ防止部材と放熱板とが電気的に絶縁されているため、放熱板が磁束を受ける部材として機能してしまうのを防ぐことができる。

本発明の一態様では、前記磁束漏れ防止部材と前記放熱板とは両面接着テープにより絶縁することができる。

この構成によれば、両面接着テープにより磁束漏れ防止部材と放熱板との絶縁が図られているため、別に絶縁体を設ける必要がなく、組み付けが容易となる。

本発明の一態様では、前記放熱板が搭載され、かつ、前記第１，第２の平面状空芯コイルに接続される導電パターンが形成された印刷回路基板をさらに有することができる。

この構成によれば、印刷回路基板に導電パターンが設けられているため、第１，第２の平面状空芯コイルを制御する素子との間の電気的接続を容易に行うことができる。

本発明の一態様では、前記印刷回路基板上であって、前記放熱板が搭載される面に少なくとも一つの実装部品が実装され、前記第１の平面状空芯コイルの上面位置は、前記少なくとも一つの実装部品中の最大高さよりも高く設定することができる。

この構成によれば、第１の平面状空芯コイルの上面位置が他の実装部品の上面より高く設定されているため、組み付けが容易となる。また、第１の平面状空芯コイルの上面をより相手側のコイルユニットに近づけることができる。

本発明の一態様では、前記少なくとも一つの実装部品のうち、最大高さを有する部品は、前記第１または第２の平面状空芯コイルに接続されるコンデンサ部品とすることができる。コンデンサ部品は、電気容量を確保する観点から、サイズを大きく設定する必要がある。このため、実装部品がコンデンサ部品の場合に、この発明の一態様は効果的である。

本発明の一態様では、前記印刷回路基板の前記放熱板が搭載される面とは異なる面に、前記放熱板の温度を検出する温度検出素子を搭載することもできる。これにより、異物などが入りこんで第１，第２の平面状空芯コイルの昇温により放熱板の温度が異常に高くなったとしても、その異常を検知することができる。

本発明の一態様では、前記印刷回路基板の前記放熱板が搭載される面とは異なる面に、前記放熱板の温度に基づいて前記第１，第２の平面状空芯コイルへの電力供給を遮断する素子を搭載することができる。これによれば、電力供給を遮断する回路を簡易かつ確実に構成することができる。

本発明の一態様では、前記印刷回路基板に、前記放熱板、前記磁束漏れ防止部材、前記磁性部材及び前記第１，第２の平面状空芯コイルを収容する組み付け治具に案内される位置決め部を設けることができる。これにより、コイルなどの組み付けが容易となる。

本発明の一態様では、前記磁束漏れ防止部材と前記放熱板とは平面サイズが実質的に同一であり、前記放熱部材は前記磁束漏れ防止部材よりも厚くすることができる。平面サイズが実質的に同一であることにより、磁性漏れ部材により確実に磁束を捕捉することができる。また、放熱板を磁束漏れ防止部材より厚く設定することで、放熱板の放熱性をより高めることができる。

本発明の一態様では、前記第１，第２の平面状空芯コイルの周囲にはスペーサ部材が配置され、前記スペーサ部材は、前記第１，第２の平面状空芯コイルを収容する孔部を含み、前記第１の平面状空芯コイルの上面と前記スペーサ部材の上面とを実質的に面一とすることができる。このように第１の平面状空芯コイルの上面と前記スペーサ部材の上面とを実質的に面一とすることで、伝送面が平らにすることができる。また、コイルの角部に何らかの部材が当たることで、コイルが損傷するのを回避することができる。

本発明の一態様に係る電子機器は、コイルユニットと、前記コイルユニットを収容する外装体を含む電子機器であって、前記外装体は前記第１の平面状空芯コイルと対向する面に穴部を有し、前記穴部が保護カバーにて覆われ、前記外装体が前記少なくとも一つの実装部品の最大高さ位置と対向する位置に補強部が形成され、前記補強部の厚さは前記保護カバーの厚さよりも厚く形成され、前記印刷回路基板から前記保護カバーの外表面までの高さをH1とし、前記印刷回路基板を基準とした前記少なくとも一つの実装部品の最大高さをH2とし、前記補強部の厚さをH3としたとき、H1>H2+H3とすることができる。

保護カバーを薄くして、補強部を厚くすることで、他の実装部品は補強部で確実に保護することができる。また、補強部があることで、実装部品の上の外装体が窪むのを抑えることができ、伝送面付近の外装体を平らにすることができる。また、H1>H2+H3となるように設定することで、実装部品と補強部との間にスペースを確保することができ、実装部品が損傷するのを抑えることができる。

本発明の一態様に係るコイルユニットの製造方法は、組み付け冶具の収容部に、前記第１，第２の平面状空芯コイル、前記磁性部材、前記磁束漏れ防止部材を順次収容する工程（Ａ）と、前記工程（Ａ）の後に、前記磁束漏れ防止部材と電気的に絶縁された状態で前記放熱板を前記収容部に収容する工程（Ｂ）と、前記工程（Ｂ）の後に、前記組み付け冶具の収容部側にて、当該組み付け冶具と前記印刷回路基板を合わせ、前記印刷回路基板に前記第１，第２の平面状空芯コイル、前記磁性部材、前記磁束漏れ防止部材、前記放熱板を装着する工程と、を含む。

これによれば、組み付け冶具に第１，第２の平面状空芯コイル、磁性部材、磁束漏れ防止部材および放熱板を収容した後に、印刷回路基板を重ねて、その印刷回路基板に第１，第２の平面状空芯コイル等を組み付けるため、一つずつ組み付けていく場合に比べて容易となる。

本発明において、第１，第２の平面状空芯コイル、磁性部材、磁性漏れ部材、放熱板の順で組み付け部材に収容していくが、これらの部材の間に両面接着テープなどの他の部材を介在させることも本発明の範囲に含む。

本発明の一態様では、前記工程（Ａ）と前記工程（Ｂ）との間に、前記磁束漏れ防止部材と前記放熱板とを絶縁するための前記絶縁性の両面接着テープを収容する工程を含んでもよい。

本発明の一態様では、前記工程（Ａ）の前に、前記スペーサ部材を前記収容部に収容する工程を含んでもよい。

本発明の一態様では、前記印刷回路基板に位置決め部を有し、かつ、前記組み付け冶具は、前記印刷回路基板の位置決め部に対応する位置決め案内部を有してもよい。このように位置決め部があると、位置決めを容易にすることができ、より組み付けが容易となる。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

図１は、充電器１０と被充電器２０とを模式的に示す図である。充電器１０から被充電器２０への充電は、充電器１０のコイルユニット１２のコイルと電子機器２０のコイルユニット２２のコイルとの間に生じる電磁誘導作用を利用し、無接点電力伝送により行われる。

本実施の形態の特徴点の一つとして、コイルユニットの構成がある。以下、コイルユニットについて具体的に説明する。

図２は、コイルユニット１２，２２の分解斜視の模式図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿ったコイルユニット１２，２２の断面模式図である。図４〜図８は、平面状コイル３０を説明するための図である。図９は、コイルユニット２２における充電器１０または被充電器２２の部分断面を模式的に示す図である。

コイルユニット１２，２２は、印刷回路基板８０の上に放熱板７０、シールド付き磁性部材５０および平面状空芯コイル３０が順次重なった状態で形成されている。

平面状コイル３０は、単芯または多芯の被覆コイル線を平面上で巻回した平面的なコイルであれば特に限定されない。

平面状コイル３０は、第１、第２の平面状空芯コイル３２ａ，３２ｂを複数層重ねて設けられている。コイル３２ａ，３２ｂは、両面接着テープ３４により固定することができる。そして、図４に示すように、それらコイルの内周端同士が直列に接続されている。これにより、たとえば、次の作用効果を奏することができる。

（１）この構成によれば、相互インダクタンスを利用することができる。つまり、電力供給側コイルのインダクタンスＬ１と、電力受給側コイルのインダクタンスＬ２とが同一で、かつ、結合度が１００％のときには、次式においてＬ１＝Ｌ２＝Ｍが成立する。この場合に、インダクタンスの総和Ｌは、１つのコイルのインダクタンスＬ１の４倍となる。したがって、電力供給側コイルと電力受給側コイルとの間で、自己インダクタンスに加えて相互インダクタンスを利用することでき、単層の同一インダクタンスを得るのに、二層コイルではコイルの外径を小さくすることができる。
（式）
インダクタンスの総和Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋２Ｍ
Ｌ１：電力供給側コイルのインダクタンス
Ｌ２：電力受給側コイルのインダクタンス
Ｍ：相互インダクタンス

（２）電力供給側コイルは、通常、電力受給側コイルよりも大きい。しかし、この構成を電力供給側コイルに適用することにより、電力供給側コイルの外径を小さくすることができるため、電力供給側コイルと電力受給側コイルとの外径の比を実質的に１：１にすることができる。したがって、電力供給側コイルと電力受給側コイルとの結合度を高めることができる。なお、電力供給側コイルと電力受給側コイルとの外径比が１：１の場合に最も結合度が増すことは、本出願人による出願ＷＯ９９／２７６０３に開示されている。

（３）電力供給側コイルを２枚のコイルを重ねることによって、コイルからの出力端子を３本（コイル両端とその中央端）取り出すことができる。このため、３本の端子のうちの２本を選択することで、インダクタンスの調整が容易となる。なお、１本の銅線で２段巻きにすると、コイルの出力端子が２本（コイルの両端のみ）となり、インダクタンスの調整が困難となる。

また、伝送面側に位置する第１の平面状空芯コイル３２ａの内周端は、第１,第２の平面状空芯コイル３２ａ，３２ｂの内径の孔を介して、第２の平面状空芯コイル３２ｂの重ね合わせ面とは逆側の非電送面側より取り出されて、第２の平面状空芯コイル３２ｂの内周端に接続されることができる（図５−図７参照）。

これによれば、次の作用効果を奏することができる。
（１）コイルの厚みを薄くできることができる。図８に示すように、第１の平面状空芯コイル３２ａの引き出しを第１，第２の平面状空芯コイル３２ａ，３２ｂ間で行った場合には、各コイルの厚み、そして、引き出し線の厚みにより、コイル１つの厚みの４倍となる。しかし、このように第１の平面状空芯コイル３２ａを第１，第２の平面状空芯コイルの内径の孔を介して引き出すことにより、図７に示すようにコイルの厚さの３倍の厚みで済む。
（２）コイル間がより密着し、相互インダクタンスを高めることができる。
（３）コイルの間に引き出し線があるとテープが張り難いが、コイル間に引き出し線がないためテープが貼りやすく加工性が高まる。
（４）コイル間に引き出し線があると、こすれることにより線のショートが起き易くなる。コイル間に引き出し線がないと線のショートが起き難く、信頼性が向上する。
（５）コイル間に引き出し線があると一部分のみが膨らみ部分的に負荷が生じ、コイルが変形することがある。コイル間に引き出し線がないと、コイルが平らに置け部分的な負荷も無いためコイルが安定的に形状を保持できる。

平面状コイル３０の周りには、スペーサ部材４０が設けられている。スペーサ部材４０には孔部４４が形成され、その孔部４４に平面状コイル３０が収容されている。スペーサ部材４０には、切り欠き部４４が設けられ、そこから平面状コイル３０の引き出し線が引き出されている。平面状コイル３０の上面とスペーサ部材４０の上面とは実質的に面一となっている。このようにスペーサ部材４０を設けることにより、伝送面を平らにすることができると共に、平面状コイル３０の損傷（特に平面状コイルの角部の損傷）を低減することができる。また、平面状コイル３０の端に何らかのものが引っかかるのを防ぐことができ、その平面状コイル３０が剥がれてしまうことを防ぐことができる。スペーサ部材４０の材質としては、コイル発熱に対する耐熱性が高く誘電率を持たないものであれば特に限定されず、たとえばポリエチレンテレフタラート樹脂などを挙げることができる。

平面状コイル３０の下には、シールド付き磁性部材５０が設けられている。シールド付き磁性部材５０は、磁性部材５２と、その下に設けられた磁束漏れ防止部材５４とを含む。

磁性部材５２は、磁束を受ける働きをし、インダクタンスを上げる機能を有する。磁性部材５２の材質としては、軟磁性材が好ましく、フェライト軟磁性材や金属軟磁性材を適用することができる。

磁束漏れ防止部材５４は、磁性部材５２が捕捉しきれなかった磁束や磁性部材５２の周りから漏れた磁束を吸収する役割を有する。磁束漏れ防止部材５４の材質は、磁束を吸収できる材質であれば特に限定されず、非磁性体たとえば、アルミニウムを挙げることができる。伝送特性は、磁性部材の下に接触した状態で形成されているものに影響を受ける。したがって、磁束漏れ防止部材５４は、求める伝送特性に応じて、その材質や大きさを規定するのが好ましい。磁束漏れ防止部材５４を設けることで、その下に設けられた放熱板７０などに磁束が漏れないため、放熱板７０等の金属にて誘導加熱が発生するのを防ぐことができる。したがって、特殊な組み付けを回避することができ、組み付けを容易にすることができる。

磁束漏れ防止部材５４の下には、絶縁性両面接着テープ６０を介して、放熱板７０が設けられている。放熱板７０は、平面状コイル３０で発生した熱を放熱する役割を有する。放熱板７０の材質は、熱伝導度の高い材質であれば限定されず、金属例えばＡｌ（アルミニウム）を適用することができる。さらに、放熱板７０は、磁性部材、磁性漏れ部材５４を介して設平面状コイル３０と接触しているので、平面状コイル３０での発熱を放熱することができる。

放熱板７０の平面サイズを磁性漏れ防止部材５４と実質的に同一にした場合、放熱板７０を磁束漏れ防止部材５４よりも厚くするとよい。平面サイズが実質的に同一であることにより、磁性漏れ部材５４により確実に磁束を捕捉することができる。また、放熱板７０を磁束漏れ防止部材５４より厚く設定することで、放熱板７０の放熱性をより高めることができる。

絶縁性両面接着テープ６０を介して設けられていることにより、磁束漏れ防止部材５４と放熱板７０とが絶縁されているため、放熱板７０が伝送特性に影響を与えない。すなわち、このように絶縁されていないと、放熱板７０も磁束漏れ防止部材５４としての役割を負ってしまい、伝送特性に影響を及ぼしてしまうことになるが、絶縁性両面接着テープ６０を設け電気的に絶縁することで、磁束漏れ防止部材５４と放熱板７０とを機能面で確実に分離することができる。また、このため、放熱板７０の材質にどのような材質を選択しても伝送特性に影響を与えない。その結果、本実施形態によれば、放熱板７０の材質の選択自由度を高くすることができる。絶縁性両面接着テープ６０は、公知のものを適用することができる。

放熱板７０は、両面接着テープ８４を介して印刷回路基板８０に取り付けられている。この印刷回路基板８０には、実装部品８２ｂが取り付けられ、その実装部品８２ｂと平面状コイル３０とを接続する導電パターンが形成されている。実装部品８２ｂは、例えば充電器側を例に挙げれば、特開２００５−６４６０の図１に記載されたコンデンサＣ１，Ｃ２、被充電器を例に挙げれば同図のコンデンサＣ３，Ｃ４を挙げることができる。この種のコンデンサは例えばフィルムコンデンサにて形成されている。

印刷回路基板８０の裏面（放熱板７０が搭載されている面とは異なる面）には、平面状コイル３０の温度を検出するサーミスタ等の温度検出素子８６が搭載されている。温度検出素子８６により、異物などが入りこんでコイルの温度が異常に高くなったとしても、その異常を検知することができる。この温度検出素子８６により平面状コイル３０の異常温度を検出した場合には、伝送を中止する制御を実行することができる。温度検出素子８６に代えて、放熱板７０の温度に基づいて、その温度が所定値よりも高くなった時に平面状コイル３０への通電を遮断する素子を設けても良い。この種の素子としては、高温により溶断されるヒューズ素子や、高温により抵抗値が増大して電流を抑制または遮断するサーミスタ等の素子を用いることができる。

上述したように、平面状コイル３０と印刷回路基板８０と間に放熱板７０を介在している。このため、平面状コイル３０は放熱板７０の厚みの分、図３に示すように、平面状コイル３０の上面位置Ａ１が少なくとも一つの実装部品中の最大高さＡ２よりも高く設定することが容易な構成となっている。このように平面状コイル３０の上面位置Ａ１が少なくとも一つの実装部品中の最大高さＡ２よりも高く設定できると、モジュールの組み付けが容易となる。また、平面状コイル３０の上面をより相手側のコイルユニットに近づけることができる。

次に、外装体１４とコイルユニットとの関係を図９を用いて説明する。

外装体１４は平面状コイル３０と対向する面に穴部１４ｃを有している。この穴部１４ｃが保護カバー１６にて覆われている。外装体１４には実装部品８２ｂの最大高さ位置と対向する位置に補強部１４ｂが形成され、補強部１４ｂの厚さＨ３は保護カバー１６の厚さＨ４よりも厚く形成されている。保護カバー１６を薄くして、補強部１４ｂを厚くすることで、伝送距離を短くできると共に、他の実装部品は補強部で確実に保護することができる。また、補強部１４ｂがあることで、実装部品８２ｂの上の外装体１４が窪むのを抑えることができ、伝送面付近の外装体を平らにすることができる。

回路基板から保護カバーの外表面までの高さをＨ１とし、印刷回路基板８０を基準とした実装部品８２ｂの最大高さをＨ２とし、補強部の厚さをＨ３としたとき、Ｈ１＞Ｈ２＋Ｈ３とすることができる。このように設定することで、実装部品８２ｂと補強部１４ｂとの間にスペースを確保することができ、実装部品８２ｂが損傷するのを抑えることができる。

図２に示すように、印刷回路基板８０には、平面状コイル３０が装着される領域の横に位置決め部例えば位置決め用の穴部８２ａが設けられている。この穴部８２ａがあることで、後述するように、コイルユニットの形成が容易となる。

（製造方法）
次に、図１０〜図１５を用いて、コイルユニットの製造方法について説明する。

図１０に示す組み付け冶具９０を用いてコイルユニットを製造する例を説明する。組み付け冶具９０は、凹部９２が設けられており、その凹部９２にコイルユニットの構成材が収容できるようになっている。また、この組み付け冶具９０には、位置決め案内用の突起部９４が設けられている。以下、具体的に説明する。

まず、図１１および図１２に示すように、組み付け冶具９０の凹部９２に、スペーサ部材４０、平面状コイル部材３０、磁性部材５２、磁性漏れ部材５４、絶縁性両面接着テープ６０、放熱板７０および両面接着テープ８４を順次収容する。次に、図１３および図１４に示すように、印刷回路基板８０と組み付け冶具９０とを冶具９０の凹部９２側にて合わせる。この合わせるにあたって、組み付け冶具９０の突起部９４が印刷回路基板８０の位置決め用の穴部８２ａに挿入されるように行う。これにより、位置決めが容易となる。この装着後、組み付け冶具を外すことで、図１５に示すように、両面接着シート８４を介して組み付け冶具９０に収容された構成部材が印刷回路基板８０に装着される。

（電子機器の適用例）
本実施の形態は、電力伝送や信号伝送を行うすべての電子機器に適用可能であり、たとえば、腕時計、電動歯ブラシ、電動ひげ剃り、コードレス電話、パーソナルハンディフォン、モバイルパソコン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、電動自転車などの二次電池を備える被充電機器と充電機器とに適用可能である。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。

本実施の形態は、無接点電力伝送に係るものであったが、電磁誘導原理を用いた無接点信号伝送にも同様に適用することができる。

上述した実施の形態は、充電機器側のコイルユニットおよび被充電機器側のコイルユニットの双方に適用可能であるが、特に、コイルの巻き数が大きくする必要がある充電機器側のコイルユニットに好適である。

充電器と被充電器とを模式的に示す図である。 コイルユニットの分解斜視の模式図である。 図２のＡ−Ａ線に沿ったコイルユニットの断面模式図である。 平面状コイルの回路構成図を示す図である。 平面状コイルを模式的に示す平面図である。 図５のＢ−Ｂ線に沿った平面状コイルの断面模式図である。 図５のＣ−Ｃ線に沿った平面状コイルの断面模式図である。 比較例に係る平面状コイルの断面模式図である。 コイルユニットにおける充電器または被充電器の部分断面を模式的に示す図である。 組み付け冶具を模式的に示す図である。 コイルユニットの製造工程を示す模式図である。 コイルユニットの製造工程を示す模式図である。 コイルユニットの製造工程を示す模式図である。 コイルユニットの製造工程を示す模式図である。 コイルユニットの製造工程を示す模式図である。

符号の説明

１０ 充電器、２０ 被充電器、１２ 第１コイルユニット、１４ 外装体、
１４ａ 穴部、１４ｂ 補強部、１６ 保護カバー、２２ 第２コイルユニット、
３０ 平面状コイル、４０ スペーサ部材、５０ シールド付き磁性部材、
５２ 磁性部材、５４ 磁束漏れ防止部材、６０ 絶縁性両面接着テープ、
７０ 放熱板、８０ 回路基板、８２ａ 位置決め用の穴部、８２ｂ 実装部品、
８４ 両面接着テープ、８６ 温度検出素子、９０ 組み付け冶具、９０ａ 凹部、
９０ｂ 位置決め用の突起部

Claims (18)

1. 第１，第２の平面状空芯コイルを積層して配設され、かつ、前記第１，第２の平面状空芯コイルの内周端同士を接続して、前記第１，第２の平面状空芯コイルを直列接続したことを特徴とするコイルユニット。
2. 請求項１において、
   前記第１，第２の平面状空芯コイルのうち電送面側に位置する前記第１の平面状空芯コイルの内周端は、前記第１，第２の平面状空芯コイルの内径の孔を介して、前記第２の平面状空芯コイルの重ね合わせ面とは逆側の非電送面側より取り出されて、前記第２の平面状空芯コイルの内周端に接続されることを特徴とするコイルユニット。
3. 請求項１または２において、
   前記第１，第２の平面状空芯コイルの外形及び内径がそれぞれ実質的に等しく、実質的に内外径が一致するように積層されていることを特徴とするコイルユニット。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記第１，第２の平面状空芯コイルの下方に設けられた磁性部材と、
   前記磁性部材の下方に設けられた磁束漏れ防止部材と、
   前記磁束漏れ防止部材の下方に設けられた放熱板と、
   を有し、
   前記磁束漏れ防止部材と前記放熱板とを電気的に絶縁したことを特徴とするコイルユニット。
5. 請求項４において、
   前記磁束漏れ防止部材と前記放熱板とは両面接着テープにより絶縁されていることを特徴とするコイルユニット。
6. 請求項４または５において、
   前記放熱板が搭載され、かつ、前記第１，第２の平面状空芯コイルに接続される導電パターンが形成された印刷回路基板をさらに有することを特徴とするコイルユニット。
7. 請求項６において、
   前記印刷回路基板上であって、前記放熱板が搭載される面に少なくとも一つの実装部品が実装され、
   前記第１の平面状空芯コイルの上面位置は、前記少なくとも一つの実装部品中の最大高さよりも高く設定されることを特徴とするコイルユニット。
8. 請求項７において、
   前記少なくとも一つの実装部品のうち、最大高さを有する部品は、前記第１または第２の平面状空芯コイルに接続されるコンデンサ部品であることを特徴とするコイルユニット。
9. 請求項６乃至８のいずれかにおいて、
   前記印刷回路基板の前記放熱板が搭載される面とは異なる面に、前記放熱板の温度を検出する温度検出素子が搭載されていることを特徴とするコイルユニット。
10. 請求項６乃至８のいずれかにおいて、
    前記印刷回路基板の前記放熱板が搭載される面とは異なる面に、前記放熱板の温度に基づいて前記第１，第２の平面状空芯コイルへの電力供給を遮断する素子が搭載されていることを特徴とするコイルユニット。
11. 請求項６乃至１０のいずれかにおいて、
    前記印刷回路基板に、前記放熱板、前記磁束漏れ防止部材、前記磁性部材及び前記第１，第２の平面状空芯コイルを収容する組み付け治具に案内される位置決め部が設けられていることを特徴とするコイルユニット。
12. 請求項４乃至１１のいずれかにおいて、
    前記磁束漏れ防止部材と前記放熱板とは平面サイズが実質的に同一であり、前記放熱部材は前記磁束漏れ防止部材よりも厚いことを特徴とするコイルユニット。
13. 請求項１乃至１１のいずれかにおいて、
    前記第１，第２の平面状空芯コイルの周囲にはスペーサ部材が配置され、
    前記スペーサ部材は、前記第１，第２の平面状空芯コイルを収容する孔部を含み、前記第１，第２の平面状空芯コイルの上面と前記スペーサ部材の上面とが実質的に面一であることを特徴とするコイルユニット。
14. 請求項６乃至１１のいずかに記載のコイルユニットと、前記コイルユニットを収容する外装体を含む電子機器であって、
    前記外装体は前記第１の平面状空芯コイルと対向する面に穴部を有し、前記穴部が保護カバーにて覆われ、
    前記外装体が前記少なくとも一つの実装部品の最大高さ位置と対向する位置に補強部が形成され、前記補強部の厚さは前記保護カバーの厚さよりも厚く形成され、
    前記印刷回路基板から前記保護カバーの外表面までの高さをH1とし、前記印刷回路基板を基準とした前記少なくとも一つの実装部品の最大高さをH2とし、前記補強部の厚さをH3としたとき、H1>H2+H3としたことを特徴とする電子機器。
15. 請求項６乃至１１のいずれかに記載のコイルユニットの製造方法であって、
    組み付け冶具の収容部に、前記第１，第２の平面状空芯コイル、前記磁性部材、前記磁束漏れ防止部材を順次収容する工程（Ａ）と、
    前記工程（Ａ）の後に、前記磁束漏れ防止部材と電気的に絶縁された状態で前記放熱板を前記収容部に収容する工程（Ｂ）と、
    前記工程（Ｂ）の後に、前記組み付け冶具の収容部側にて、当該組み付け冶具と前記印刷回路基板を合わせ、前記印刷回路基板に前記第１，第２の平面状空芯コイル、前記磁性部材、前記磁束漏れ防止部材、前記放熱板を装着する工程と、
    を含むコイルユニットの製造方法。
16. 請求項１５において、
    前記工程（Ａ）と前記工程（Ｂ）との間に、前記磁束漏れ防止部材と前記放熱板とを絶縁するための前記絶縁性の両面接着テープを収容する工程を含む、コイルユニットの製造方法。
17. 請求項１５または１６において、
    前記工程（Ａ）の前に、前記スペーサ部材を前記収容部に収容する工程を含む、コイルユニットの製造方法。
18. 請求項１５乃至１７のいずれかにおいて、
    前記印刷回路基板に位置決め部を有し、かつ、前記組み付け冶具は、前記印刷回路基板の位置決め部に対応する位置決め案内部を有する、コイルユニットの製造方法。
    

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