JP4894650B2 - 非接触電力伝送機器 - Google Patents

Description

本発明は、充電器側から本体機器側にまで電力を非接触で伝送する非接触電力伝送機器に関する。

近年、本体機器を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、充電器側に送電コイルを配し、本体機器側に受電コイルを配し、両コイル間で電磁誘導を生じさせることにより非接触で電力を伝送するものである。このような非接触電力伝送機器にあっては、本体機器側に内蔵してあるバッテリ等の電気部品に受電コイルの高熱が伝わると悪影響が及ぶ。このため、例えば特許文献１には、受電コイルとバッテリの間に断熱材を配置して熱伝導を遮断しようとする構造が開示されている。ここで、発熱体となる受電コイルが周囲に与える影響としては、熱伝導による影響だけではなく、熱輻射による影響も考えられる。しかし、非接触電力伝送機器において、受電コイルから周囲に及ぶ熱輻射を遮断しようとする構成は開示されていない。

ところで、本体機器側においては、バッテリ等の温度上昇を防止したい部材と受電コイルとの間に空気層を介在させ、この空気層を断熱層として利用することが効果的であるが、ここで空気層を設けた場合には、該空気層が位置することによってバッテリ等が受電コイルの熱輻射の影響を受け易くなる。したがって、空気層を備えて受電コイルからの熱伝導を遮断することが困難であるという問題もある。
特開２００３−２７２９３８号公報

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、受電コイルから放射される熱輻射を遮断し、本体機器側のバッテリ等の特定部位に熱輻射の影響が及ぶことを防止することのできる非接触電力伝送機器を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明を、送電コイル４を有する充電器１と、受電コイル６を有する本体機器２とを具備し、両コイル４，６間の電磁誘導により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送機器の本体機器２側において、受電コイル６の熱輻射を反射させて特定部位の温度上昇を防止する熱輻射反射板８を備え、この熱輻射反射板８の反射面８ａを、中央部を受電コイル６側に突出させた凸面状に形成したものとする。このようにすることで、例えば限られたスペース内でバッテリ等の電気部品を受電コイル６に近接して配置した構造であっても、熱輻射反射板８を介在させることでこれら電気部品等の特定部位に熱輻射の影響が及ぶことが防止される。これにより、本体機器２を薄型コンパクトに形成することも容易となる。加えて、受電コイル６から放射された熱輻射は、反射面８ａにて反射される際に外側に向けて反射されることとなり、受電コイル６の温度上昇も抑制される。

また、本体機器２側において、受電コイル６と熱輻射反射板８との間に、断熱層９を介在させることも好適である。このようにすることで、受電コイル６からの熱輻射の影響を遮断するだけでなく、受電コイル６からの熱伝導の影響をも遮断することができる。なお、断熱層９としては空気層が好適に用いられ、このような空気層は熱輻射を遮断し難いものであるが、上記の如く熱輻射反射板８を設けてあることで熱輻射は問題なく遮断される。

また、受電コイル６と熱輻射反射板８との間に密閉された空気層１０を設け、該空気層１０を減圧させることで上記断熱層９を形成することも好適である。このようにすることで、減圧により断熱効果を増した断熱層９を得ることができ、しかもこの断熱層９を形成する熱輻射反射板８により熱輻射を遮断することもできる。

なお、以上述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜組合せ可能である。

請求項１に係る発明は、受電コイルの熱輻射を反射させて温度上昇を防止する熱輻射反射板を備えたことで、受電コイルから放射される熱輻射を遮断し、本体機器側のバッテリ等の特定部位に熱輻射の影響が及ぶことを防止することができるという効果を奏し、更に、反射面を、中央部を受電コイル側に突出させた凸面状に形成したことで、熱輻射が反射されることによる受電コイルの温度上昇を抑制することができるという効果を奏する。

また請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加えて、受電コイルと熱輻射反射板との間に断熱層を介在させたことで、受電コイルからの熱輻射の影響と共に、熱伝導の影響をも確実に遮断することができるという効果を奏する。

また請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の効果に加えて、受電コイルと熱輻射反射板との間に密閉された空気層を設け、該空気層を減圧させることで断熱層を形成したことで、断熱効果の高い断熱層を得ると同時に、熱輻射反射板により熱輻射を遮断することもできるという効果を奏する。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。本発明の実施形態における第１例の非接触電力伝送機器は、図１に概略的に示すような充電器１と、この充電器１により非接触充電される本体機器２とで構成されている。

充電器１は、その外郭を成す充電器ケース３の内面近傍に、巻線された送電コイル４を配したものである。本体機器２は例えば携帯電話であり、その外郭を成す本体ケース５の内面近傍に、巻線された受電コイル６を配してある。本体ケース５内であって受電コイル６の裏側となる箇所（即ち、充電時に受電コイル６を挟んで充電器１側とは逆側となる箇所）には、受電コイル６が受電した電力をためるバッテリ７等の、各種電気部品が内蔵してある。

図示の如く、本体機器２を充電器１上に載置し、送電コイル４と受電コイル６が両ケース３，５を介して対向する位置にセットしたうえで送電コイル４に電流を流せば、図１中の矢印に示すような磁束の磁場が生じ、電磁誘導によって受電コイル６に電流が流れる（即ち、非接触で電力が伝送される）構造である。

本体機器２に内蔵される受電コイル６は、その巻線部が薄型の平面状となるように渦巻状に形成した平面コイルにより構成している。そして、この受電コイル６と、バッテリ７等の内蔵の電気部品との間には、平板状の熱輻射反射板８を介在させている。

以下、本発明の特徴部分のみを示す図２に基づいて、この熱輻射反射板８について説明する。熱輻射反射板８は、例えばアルミニウム等の材料を用いて平板状に形成したものであり、その一方の平坦面側を、反射面８ａとして受電コイル６側に向けた配置としている。なお、図示例では熱輻射反射板８をバッテリ７に積層させた構造としているが、このように熱輻射反射板８の反射面８ａの反対面をバッテリ７に密着させず、熱輻射反射板８とバッテリ７の間に距離を介した構造であってもよい。

熱輻射反対板８の反射面８ａは、バッテリ７の外形と同程度（又は外形よりも大きく）形成してあり、この反射面８ａにより、受電コイル６の特に巻線部分からの熱輻射を反射させてバッテリ７の温度上昇を防止するようになっている。なお、上記熱輻射反射８の配置は図示例に限定されず、受電コイル６からの熱輻射による温度上昇を防止したい部材と該受電コイル６との間に配する構造でれば、他の構造であってもよい。ここでの温度上昇を防止したい部材としては、本体機器２内のバッテリ７以外の電気部材であってもよいし、或いは本体ケース５の所定部分であってもよい。

図３〜図７には、本発明の他の実施形態の特徴部分を示している。以下、各実施形態について説明するが、第１例において述べた構成と同様の構成については説明を省略し、各図に示す特徴的な構成についてのみ説明する。

図３には、本発明の実施形態における第２例の非接触電力伝送機器の、本体機器２の特徴部分を示している。本例にあっては、本体機器２の本体ケース５内において、平面コイルから成る薄型の受電コイル６と、平板状の熱輻射反射板８との間に、平板状の多孔質体から成る断熱層９を介在させている。上記多孔質体としては発泡スチロール等が好適に用いられる。

上記多孔質体から成る断熱層９を介在させることで、充電時に高温となる受電コイル６から、バッテリ７に対して熱伝導の影響が及ぶことを防止することができる。多孔質体は熱輻射を遮断し難いが、上記の如く熱輻射反対板８を配してあることで、この場合であっても熱輻射の影響は確実に防止される。

なお、上記断熱層９として空気層を設けることも好適であるが、これに対して図示例のように受電コイル６に一面側から当接する多孔質体により断熱層９を形成した場合には、受電コイル６が他の部材に不用意に接触して不具合を生じることが防止されるという利点もある。

図４には、本発明の実施形態における第３例の非接触電力伝送機器の、本体機器２の特徴部分を示している。本例にあっては、熱輻射反射板８の反射面８ａを、その中央部が受電コイル６側に向けて緩やかに突出した凸面状に形成している。この反射面８ａの、最も受電コイル６側に向けて突出した中央部は、渦巻状に形成される受電コイル６の巻線部分が存在しない中央部に対向するようになっている。

したがって、受電コイル６の巻線部からバッテリ７側に向けて放射される熱輻射は、いずれも上記反射面８ａの中央部を囲む傾斜面に当たり、該傾斜面の傾き分だけ外側に向いた角度で反射される。即ち、反射面８ａを上記形状にすることで、反射した熱輻射が再び受電コイル６に戻ることを防止して該受電コイル６の温度上昇を抑制することができる。

図５には、本発明の実施形態における第４例の非接触電力伝送機器の、本体機器２の特徴部分を示している。本例にあっても第３例と同様に、熱輻射反射板８の反射面８ａを、その中央部が受電コイル６側に向けて突出した凸面状に形成しているが、第３例の場合とは異なり、この反射面８ａを、中央部分が突出した断面三角形状に形成している。この場合も、受電コイル６の巻線部からバッテリ７側に向けて放射される熱輻射は、いずれも上記反射面８ａの中央部を囲む傾斜面に当たって外側に反射するので、受電コイル６の温度上昇は抑制される。

図６には、本発明の実施形態における第５例の非接触電力伝送機器の、本体機器２の特徴部分を示している。本例にあっては、受電コイル６と熱輻射反射板８との間に空気層１０を設け、該空気層１０を減圧させることで断熱層９を形成している。

上記空気層１０は、熱輻射反射板８の反射面８ａと、本体ケース５の内面と、受電コイル６を囲んで位置する枠体１１とにより密閉されて形成される。上記枠体１１は、反射面８ａの外周縁部と本体ケース５の内面とに接着される筒型の部材である。

上記構成により、受電コイル６とバッテリ７の間に、減圧により断熱効果を増した断熱層９を得ることができると同時に、この断熱層９のバッテリ７側の境界面を反射面８ａとすることができる。即ち、発熱した受電コイル６からの熱伝導の影響と、熱輻射の影響を共に遮断するとともに、このようにするための構造がコンパクトに形成されるものである。

図７には、本発明の実施形態における第６例の非接触電力伝送機器の、本体機器２の特徴部分を示している。本例にあっては、熱輻射反射板８の受電コイル６側を向く反射面８ａを、細かな凹凸が一面上に連続形成された凹凸面状に設けている。

これにより、受電コイル６から放射される熱輻射は反射面８ａで反射される際に乱反射されることとなり、反射した熱輻射の影響で受電コイル６や他の部材の特定箇所だけが集中的に加熱されることが防止される。なお、上記凹凸の形状は特に限定されず、図７（ａ）に示すような断面略四角形状であってもよいし、図７（ｂ）に示すような断面略三角形状であってもよい。

図８には、本発明の実施形態における第７例の非接触電力伝送機器の、本体機器２の特徴部分を示している。本例にあっては、受電コイル６とバッテリ７の間に位置する熱輻射反射板８に、電磁波吸収体１２を積層させてある。

上記電磁波吸収体１２は、熱輻射反射板８の外形と同一形状及び大きさの外形を有する薄板状の部材であり、熱輻射反射板８の反射面８ａとは反対側の面に積層させてある。これにより、バッテリ７に対する熱輻射の影響を遮断すると同時に、バッテリ７に対して及ぶ電磁波の影響をも遮断することができる。なお、図示例ではこの電磁波吸収体１２をバッテリ７に当接させているが、距離を隔てて配しても構わない。

本発明の実施形態における第１例の非接触電力伝送機器を概略的に示す一部断面図である。 同上の非接触電力伝送機器の本体機器の特徴部分を示す説明用断面図である。 本発明の実施形態における第２例の非接触電力伝送機器の本体機器の特徴部分を示す説明用断面図である。 本発明の実施形態における第３例の非接触電力伝送機器の本体機器の特徴部分を示す説明用断面図である。 本発明の実施形態における第４例の非接触電力伝送機器の本体機器の特徴部分を示す説明用断面図である。 本発明の実施形態における第５例の非接触電力伝送機器の本体機器の特徴部分を示す説明用断面図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の実施形態における第６例の非接触電力伝送機器の本体機器の特徴部分を示す説明用断面図である。 本発明の実施形態における第７例の非接触電力伝送機器の本体機器の特徴部分を示す説明用断面図である。

符号の説明

１ 充電器
２ 本体機器
４ 送電コイル
６ 受電コイル
８ 熱輻射反射板
８ａ 反射面
９ 断熱層
１０ 空気層
１２ 電磁波吸収体

Claims (3)

1. 送電コイルを有する充電器と、受電コイルを有する本体機器とを具備し、両コイル間の電磁誘導により非接触で電力を伝送する非接触電力伝送機器の本体機器側において、受電コイルの熱輻射を反射させて特定部位の温度上昇を防止する熱輻射反射板を備え、この熱輻射反射板の反射面を、中央部を受電コイル側に突出させた凸面状に形成することを特徴とする非接触電力伝送機器。
2. 本体機器側において、受電コイルと熱輻射反射板との間に、断熱層を介在させることを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送機器。
3. 受電コイルと熱輻射反射板との間に密閉された空気層を設け、該空気層を減圧させることで上記断熱層を形成することを特徴とする請求項２に記載の非接触電力伝送機器。

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