JP5077481B2 - 非接触充電モジュール及び非接触充電機器 - Google Patents

Description

本発明は、導線を巻回した平面コイル部と磁性シートとを有する非接触充電モジュール及び非接触充電機器に関する。

近年、本体機器を充電器で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、充電器側に送電用コイル、本体機器側に受電用コイルを配し、両コイル間に電磁誘導を生じさせることにより充電器側から本体機器側に電力を伝送するものである。そして、上記本体機器として携帯端末機器等を適用することも提案されている。

この携帯端末機器等の本体機器や充電器に用いられる非接触充電モジュールは、薄型化や小型化が要望されるものである。この要望に応えるため、（特許文献１）のように、この種の非接触充電モジュールは送電用コイルや受電用コイルとしての平面コイル部と、磁性シートとを備えることが考えられる。また、磁性シートに関しては、（特許文献２）のようにスリットを入れて柔軟性を有するものがあった。

特開２００６−４２５１９号公報 特許第４４００５０９号公報

（特許文献１）に記載の非接触充電モジュールに採用されている磁性シートは、平板状の磁性シートであり、柔軟性を備えていないという課題があった。このため、非接触充電モジュールの取り扱い方により、磁性シートが破損してしまい、電力伝送特性に悪影響を与えてしまう。

このため、（特許文献２）に記載された、スリットを入れることで柔軟性を備えた磁性シートをこの種の非接触充電モジュールに搭載されることが検討されている。（特許文献２）に記載された磁性シートを非接触充電モジュールに採用すると、磁性シートは柔軟性を備えるようになるが、スリット群によって電力伝送効率が低下してしまう。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、スリットの入った柔軟性を有する磁性シートを採用することによって、磁性シートが破損してしまい電力伝送特性に悪影響を与えてしまうことを防止し、かつ非接触充電モジュールの電力伝送効率を大きく低下させることを防止することができる非接触充電モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、導線が巻回された平面コイル部と、前記平面コイル部のコイル面を載置する磁性シートと、前記磁性シートに設けられ、前記平面コイル部の巻き始めの点から前記磁性シートの第１の端部にまで延び、前記平面コイル部の導線の一部を収納する凹部またはスリットと、前記磁性シートに柔軟性をもたせる複数の柔軟スリットと、を備え、前記凹部またはスリットの幅Ｗと複数の前記柔軟スリット間隔Ｐとは、Ｗ＞Ｐの関係であり、複数の前記柔軟スリットの少なくともひとつは、前記磁性シートの前記第１の端部と対向する第２の端部から前記凹部またはスリットの端部まで前記凹部またはスリットの長手方向と平行に伸び、その前記柔軟スリットの仮想延長線が前記凹部またはスリットの幅内に配置されるように形成されたことを特徴とする非接触充電モジュールとした。

本発明によれば、スリットを入れることで柔軟性を備えた磁性シートを採用することによって、磁性シートが破損してしまい電力伝送特性に悪影響を与えてしまうことを防ぎ、かつ平面コイルのリード線部を収納する磁性シートの溝にスリットを含ませることによって非接触充電モジュールの電力伝送効率を大きく低下させることを防止することができる。

本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの組立図 本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの概念図 本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの磁性シートの詳細図 本発明の実施の形態における非接触充電モジュールのスリット形状によるスリット長の相違を示す図 本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの磁性シートのスリット形状を示す図

請求項１に記載の発明は、導線が巻回された平面コイル部と、前記平面コイル部のコイル面を載置する磁性シートと、前記磁性シートに設けられ、前記平面コイル部の巻き始めの点から前記磁性シートの第１の端部にまで延び、前記平面コイル部の導線の一部を収納する凹部またはスリットと、前記磁性シートに柔軟性をもたせる複数の柔軟スリットと、を備え、前記凹部またはスリットの幅Ｗと複数の前記柔軟スリット間隔Ｐとは、Ｗ＞Ｐの関係であり、複数の前記柔軟スリットの少なくともひとつは、前記磁性シートの前記第１の端部と対向する第２の端部から前記凹部またはスリットの端部まで前記凹部またはスリットの長手方向と平行に伸び、その前記柔軟スリットの仮想延長線が前記凹部またはスリットの幅内に配置されるように形成されたことを特徴とする非接触充電モジュールである。

これにより、磁性シートは複数の柔軟性をもたせるスリットが入ることで柔軟性を有するとともに、磁性シートの端部と柔軟性をもたせるスリットが斜めに交差することは無く、磁性シートが小片に分解する領域が少なくなる。従って、磁性シートの膜厚が薄くなる領域の増加を防ぐとともに、柔軟性をもたせるスリットの少なくとも１本以上が導線の一部を収納するスリット内に含まれるようにしたので非接触充電モジュールの電力伝送特性に悪影響を与えてしまうことを防止し、かつ非接触充電モジュールの電力伝送効率を大きく低下させることを防止することができる。

請求項２に記載の発明は、前記磁性シートは、前記凹部またはスリットに平行に伸びる複数の前記柔軟スリットと直交する方向に伸びる他の柔軟スリットを備え、前記他の柔軟スリットは、前記凹部またはスリットに平行に伸びる複数の前記柔軟スリットと直交する方向に対して前記磁性シートに柔軟性をもたせることを特徴とする請求項１に記載の非接触充電モジュールである。

これにより、磁性シートの縦横２方向に柔軟性を持たせることができるとともに、磁性シートの端部と柔軟性をもたせるスリットも斜めに交差することは無く、磁性シートが小片に分解する領域が少なくなるので、磁性シートの膜厚が薄くなる領域の増加を防ぎ、非接触充電モジュールの電力伝送特性に悪影響を与えてしまうことを防止し、かつ非接触充電モジュールの電力伝送効率を大きく低下させることを防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかひとつに記載の非接触充電モジュールに備えたことを特徴とする非接触充電機器である。これにより、磁性シートは複数の柔軟性をもたせるスリットが入ることで柔軟性を有するとともに、柔軟性をもた
せるスリットと導線の一部を収納するスリットとは斜めに交差することは無く、磁性シートが小片に分解する領域が少なく、また磁性シートの端部と柔軟性をもたせるスリットも斜めに交差することは無く、磁性シートが小片に分解する領域が少なくなるので、磁性シートの膜厚が薄くなる領域の増加を防ぎ、非接触充電モジュールの電力伝送特性に悪影響を与えてしまうことを防止し、かつ非接触充電モジュールの電力伝送効率を大きく低下させることを防止することができる。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの組立図である。図２は、本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの概念図であって（ａ）は上面図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ´方向から見た断面図、（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ´方向から見た断面図である。図３は、本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの磁性シートの詳細図である。図４は本発明の実施の形態における非接触充電モジュールのスリット形状によるスリット長の相違を示す図である。なお、図２においては、磁性シート３に設けられたスリットとコイル２１の導線の線径がかなり近い値であるが、実際は導線の線径が０．２５〜０．３５ｍｍ程度、スリットが２ｍｍ程度である。もちろん、この値に限られるものではない。

図１に示すとおり、本願発明の非接触充電モジュール１は、導線が渦巻き状に巻回された平面コイル部２と、平面コイル部２のコイル２１の面に対向するように設けられた磁性シート３とを備える。

平面コイル部２は、面上で渦を描くように径方向に向けて導電体を巻いたコイル２１と、コイル２１の両端に設けられた端子２２、２３を備える。コイル２１は導線を平面上で平行に巻回したものであり、コイルによって形成された面をコイル面と呼ぶ。本実施の形態では、コイル２１は直径が２０ｍｍの内径から外に向かって巻回され、外径が３０ｍｍとなっている。すなわち、コイル２１はドーナツ形状に巻回されている。なお、コイル２１は円形に巻回されてもよいし、多角形に巻回されてもよい。

また、導線はお互いに空間を空けるように巻回されることによって、上段の導線と下段の導線との間の浮遊容量が小さくなり、コイル２１の交流抵抗を小さく抑えることができる。また、空間を詰めるように巻回されることによって、コイル２１の厚みを抑えることができる。

また、図２のように本実施の形態においては、コイル２１の導線の断面は円形状としているが、方形形状などの形状でもよい。ただし、断面が方形状の導線と比較して円形状の導線とでは、隣り合う導線どうしの間に隙間が生じるため、導線間の浮遊容量が小さくなり、コイル２１の交流抵抗を小さく抑えることができる。

また、コイル２１は厚さ方向に２段で巻回するよりも１段で巻回した方がコイル２１の交流抵抗が低くなり、伝送効率を高くすることができる。これは、２段で導線を巻回すると、上段の導線と下段の導線との間に浮遊容量が発生するためである。従って、コイル２１は全体を２段で巻回するよりも、なるべく多くの部分を１段によって巻回した方がよい。また、１段で巻回することによって、非接触充電モジュール１として薄型化することができる。なお、コイル２１の交流抵抗が低いことでコイル２１における損失を防ぎ、コイル２１のインダクタンスであるＬ値を向上させることによって、Ｌ値に依存する非接触充電モジュール１の電力伝送効率を向上させることができる。

また、本実施の形態においては、図２に示すコイル２１の内側の内径Ｘは１０ｍｍ〜２０ｍｍであり、外径Ｙは約３０ｍｍである。同じ設置面積を持つ非接触充電モジュール１
においては内径Ｘが小さいほどコイル２１のターン数を増やすことができ、Ｌ値を向上させることができる。

なお、端子２２、２３はお互いに近接してもよく、離れて配置されてもよいが、離れて配置された方が非接触充電モジュール１を実装しやすい。

磁性シート３は電磁誘導作用を利用した非接触充電の電力伝送効率を向上させるとともに磁性シート３裏面側への磁束漏れを低減するために設けたものであって、図２（ａ）に示す通り、平坦部３１と、中心であってコイル２１の内径に相当する部分が筒抜けになっている中心部３２と、スリット３３とを備える。

また、図２（ａ）および（ｂ）に示すとおり、磁性シート３には、シートの柔軟性を備えるために磁性シート３に間隔２ｍｍで縦横にＶ字状の縦横スリット３６が形成されている。すなわち、磁性シート３の片面に複数の切り込みを入れ、磁性シート３の両面にテープを貼り付け、切り込みを入れた面を加圧して縦横スリット３６が作成される。なお、縦横スリット３６の形状は、溝状に形成するものであれば、いずれの形状であってもよく、例えば、Ｕ字状であってもよい。また、図２および図３において、縦横スリット３６は他の部分よりも誇大して記載されているが、実際の縦横スリット３６（磁性シート３の一方の表面に形成された溝部）の幅方向の寸法はコイル２１の導線径のおよそ１／１０程度である。

また、磁性シート３の中心部３２は必ずしも筒抜けとする必要ない。平坦部３１と同一面であってもよいし、凹型や凸型であってもよい。

また、図２（ａ）にあるように、スリット３３を設けることによって、コイル２１の巻き終わりから端子２３までの導線（図２（ｃ））の黒丸に相当）をスリット３３内に収納することができるので、薄型化することができる。すなわち、スリット３３は磁性シート３の端部とほぼ垂直であり、中心部３２の外周の接線と重なるように形成される（図４参照）。このようにスリット３３を形成することによって、導線を折り曲げることなく端子２２、２３を形成することができる。なお、この場合、スリット３３の長さは約１５ｍｍ〜２０ｍｍである。ただし、スリット３３の長さはコイル２１の内径に依存する。

また、スリット３３は、磁性シート３の端部と中心部３２の外周が最も近づく部分に形成してもよい。これによって、スリット３３の形成面積を最低限に抑えることができ、非接触充電モジュール１の伝送効率を向上させることができる。なお、この場合、スリット３３の長さは約５ｍｍ〜１０ｍｍである。どちらの配置であっても、スリット３３の内側端部は中心部３２に接続している。

また、スリット３３は他の配置にしてもよい。すなわち、コイル２１はなるべく１段構造であることが望ましく、その場合、コイル２１の半径方向のすべてのターンを１段構造とするか、１部を１段構造として他の部分を２段構造とすることが考えられる。従って、端子２２、２３のうち１方はコイル２１外周から引き出すことができるが、他方は内側から引き出さなくてはならない。従って、コイル２１が巻回されている部分と、足部２４とが、必ず厚さ方向において重なってしまう。従って、その重なる部分にスリット３３を設け、足部２４をその中に収納すればよい。なお、足部２４とは、コイル２１の巻き終わりから端子２２または２３までの部分をいう。

特に、スリット３３は、コイル２１面の内周円の円周の接線に平行であって、コイル面の巻始めもしくは巻き終わりの点から磁性シート３の端部にまで最短距離で伸びる直線状のものである。なお、コイル２１面の内周円の円周の接線とは、スリット３３はコイル２
１面の内周円の外周付近から伸びており、スリット３３がコイル２１面の内周円の外周に近づく場所における内周円の円周の接線である。このようにスリット３３を形成することによって、磁性シート３上で導線を折り曲げることなく端子２２、２３を形成することができる。すなわち、スリット３３を設け、そのスリット３３に導線をはめ込むため、平坦部３１からスリット３３に向かって導線を厚み方向に屈折させなくてはならない。従って、導線が平坦部３１からスリット３３に向かってはめ込まれる部分において、磁性シート３上で導線を折り曲げることがないため、導線の強度を維持したまま薄型化を達成することができる。なお、この場合、スリット３３の直線部の長さは約１５ｍｍ〜２０ｍｍである。なお、コイル２１は多角形状に巻回されてもよく、その場合、コイル２１面の内側端部が形成する空間の形状またはその接線に平行であって、コイル面の巻始めもしくは巻き終わりの点から磁性シート３の端部にまで最短距離で伸びる直線状にスリット３３を設けるとよい。

また、磁性シート３に、コイル２１面の内周円の円周の接線に垂直であって、コイル面の巻始めもしくは巻き終わりの点から磁性シート３の端部にまで最短距離で伸びるスリット３３を形成してもよい。これによって、スリット３３の形成面積を最低限に抑えることができ、非接触充電モジュール１の伝送効率を向上させることができる。すなわち、スリット３３を設けることで、磁性シート３の一部分が欠落、または薄くなってしまう。従って、スリット３３から磁束が漏れ、非接触充電モジュールの電力伝送効率が多少であるが低下する恐れがある。従って、スリット３３の形成面積を最低限に抑えることで磁束の漏れを最小限に抑えて非接触充電装置の電力伝送効率を維持したまま、薄型化を達成することができる。なお、この場合、スリット３３の直線部の長さは約５ｍｍ〜１０ｍｍである。なお、コイル２１は多角形状に巻回されてもよく、その場合、コイル２１面の内側端部が形成する空間の形状またはその接線に垂直であってもよいので、コイル面の巻始めもしくは巻き終わりの点から磁性シート３の端部にまで最短距離で伸びる直線状にスリット３３を設けるとよい。

また、本実施の形態においては、磁性シート３としてＮｉ−Ｚｎ系のフェライトシート、Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトシート、Ｍｇ−Ｚｎ系のフェライトシートなどを使うことができる。フェライトシートは、アモルファス金属の磁性シートに比較してコイル２１の交流抵抗を低下させることができる。

図２に示すように、磁性シート３は少なくとも高飽和磁束密度材と高透磁率材とを積層している。なお、高飽和磁束密度材と高透磁率材とを積層しない場合でも、飽和磁束密度３５０ｍＴ以上、厚みは少なくとも３００μｍの高飽和磁束密度材を使用するとよい。

磁性シート３は大きさが約３３ｍｍ×３３ｍｍであり、高飽和磁束密度材、高透磁率材それぞれの厚みを設定して積層している。磁性シート３の厚みは０．６ｍｍ、高飽和磁束密度材の厚みは０．４５ｍｍ、高透磁率材の厚みは０．１５ｍｍである。

また図２では、スリット３３は方形の磁性シート３の一方の一対の対向する端部の辺に平行であり、他方の一対の対向する端部の辺には垂直である。これは、本実施の形態の磁性シート３が方形であるからである。しかしながら、磁性シート３の形状は方形に限定されず、円形、多角形など様々な形状が考えられる。従って、例えば磁性シート３の形状は多角形であり、スリット３３はその一端が突き当たる辺に対して垂直であることによって、利用しやすい多角形の磁性シートにおいてスリット３３の面積を最小限に抑えることができる。特に、磁性シート３の形状は矩形であり、磁性シート３の一方の一対の対向する端部の辺に平行であり、他方の一対の対向する端部の辺には垂直であることによって、最も利用しやすい方形形状の磁性シートにおいてスリット３３の面積を最小限に抑えることができる。

以上のことから、スリット３３は、コイル２１と足部２４とが重なりあう部分に設け、平坦部３１上にはコイル２１面が備えられる。なお、スリット３３は、多少長くまたは短く設けられても良いが、少なくともコイル２１と足部２４とが重なりあう部分の８０％以上はカバーできるようにしたほうが良い。

図３を用いて磁性シート３のスリット３３と縦横スリット３６との関係について詳細に説明する。

磁性シート３には、図１、図２、および図３に示されるとおり、縦方向と横方向で略直角に、略等間隔に縦横スリット３６が設けられている。なお、この磁性シート３の構成については、（特許文献２）に詳しく説明されている。

図３において、縦方向スリット３６ａは磁性シート３の端辺３ａと略平行であり、横方向スリット３６ｂは磁性シート３の端辺３ｂと略平行である。一方、スリット３３は磁性シート３の端辺３ａと略平行に、磁性シート３の端辺３ｂから内周円の円周上に向かって、一直線状に伸びている。すなわち、縦方向スリット３６ａはスリット３３の端部３３ａと略平行に形成されている。さらに、少なくともひとつ以上の縦方向スリット３６ａが形成される位置と同一の位置に重なる。

なお、本実施の形態ではスリット３３の幅を２ｍｍ、縦方向スリット３６ａの間隔を１．５ｍｍとしているが、スリット３３の幅は約１〜３ｍｍ、縦方向スリット３６ａの間隔は約１〜３ｍｍ内で設定するとよい。

さらに図３のＡ−Ａ´断面図を用いてスリット３３と縦方向スリット３６ａの位置関係について説明する。

図３に示すようにスリット３３の端部３３ａと縦方向スリット３６ａは略平行に構成されているので、図３のＡ−Ａ´断面図で明らかな通り、磁性シート３の端辺３ｂ（図３参照）から縦方向スリット３６ａは延びてきてスリット３３の部分で縦方向スリット３６ａは中断している。したがって、この構成により磁性シート３の磁気特性を悪化させることになる磁性シート３の薄膜化する領域がスリット３３と縦方向スリット３６ａを重ね合わせることで増加せずにすむので、非接触充電モジュール１の電力伝送特性に悪影響を与えてしまうことを防止し、かつ非接触充電モジュール１の電力伝送効率を大きく低下させることを防止することができる。さらに、磁性シート３の膜厚が薄くなる領域が増加しないので磁性シート３裏面側への磁束漏れを増加することを防ぐことができる。また、縦方向スリット３６ａの少なくとも１本がスリット３３の端部３３ａと一致させることにより、磁性シート３の柔軟性をさらに増すことができる。

これによって、スリット３３と縦方向スリット３６ａとは斜めに交差することは無く、磁性シート３が小片に分解する領域が少ない。したがって、磁性シート３の膜厚が薄くなる領域の増加を防ぎ、非接触充電モジュール１の電力伝送特性に悪影響を与えてしまうことを防止し、かつ非接触充電モジュール１の電力伝送効率を大きく低下させることを防止することができる。

さらに、スリット３３と縦方向スリット３６ａとは斜めに交差することは無く、磁性シート３が小片に分解する領域が少ない。したがって、磁性シート３の膜厚が薄くなる領域の増加を防ぎ、非接触充電モジュール１の電力伝送特性に悪影響を与えてしまうことを防止し、かつ非接触充電モジュール１の電力伝送効率を大きく低下させることを防止することができる。

次に、図４を用いて磁性シート３上に形成するスリットのパターンによる相違について詳細に説明する。

磁性シート３に同じスリット間隔で構成された２種類の縦横スリット３６、斜めスリット３７について説明する。図４（ａ）は矩形の磁性シート３の端辺と各スリットが各々平行に構成されている縦横スリット３６の場合であり、図４（ｂ）は矩形の磁性シート３の端辺と各スリットが角度４５度傾斜して構成されている斜めスリット３７の場合である。直線で構成されている矩形の磁性シート３の端辺と各スリットが成す角度は上記した角度内で任意に設定できるのでこの２つの角度について代表的に論じればよい。

図４に示すように、（ａ）の縦横スリット３６と（ｂ）の斜めスリット３７を比較すると、斜めスリット３７のほうが縦横スリット３６に比べ磁性シート３の対角領域付近でスリットが存在する比率が多くなる。矩形の磁性シート３の端辺と各スリットが成す角度を角度０度から角度４５度まで増すにつれて、その対角線のスリット長は増加していく。

したがって、矩形の磁性シート３の端辺との各スリットが各々平行に構成されている縦横スリット３６のほうが磁性シート３の端部特に対角領域付近で単位面積内の縦横スリット３６の総和長さが短くなる。すなわち、磁性シート３に形成されるスリットの長さを必要以上に長くしないので、要望に応じた柔軟性を持ちながら縦横スリット３６を有する磁性シート３を使用した非接触充電モジュール１ではその電力伝送効率の低下を防止させることができる。

また、縦方向スリット３６ａと磁性シート３の端辺３ａとの位置関係および横方向スリット３６ｂと磁性シート３の端辺３ｂとの位置関係が略平行ではなく斜めの関係であると、コイル２１が対向する面積に対するスリットの占める部分が大きくなってしまう。すなわち、磁性シートの端部領域において斜めスリット３７のスリットの交差により小さな三角形状などの微小分割領域の存在が多くなる。磁性シート３のうちコイル２１が対向する部分においてスリットの微小分割領域の占める部分が大きくなると、その微小分割領域のスリットを介して漏れ磁束が増大し、非接触充電モジュール１の電力伝送効率が低下してしまう。特に、コイル２１の巻き形状が矩形である場合にはこの影響が大になる。

また、前述した微小分割領域の面積はそれぞれ異なり、コイル２１に対向する磁性シート３上の微小分割領域の面積はばらついてしまうのでコイル２１の磁気特性もばらつくことになる。しかし、矩形の磁性シート３の端辺と各スリットが各々平行に構成されている縦横スリット３６では微小分割領域を無くす、あるいは限りなく少なく構成することができるのでコイル２１の磁気特性のばらつきを少なくすることができる。

すなわち、磁性シート３の形状を矩形にするとともに、縦方向スリット３６ａは磁性シート３の端辺３ａと略平行に、横方向スリット３６ｂは磁性シート３の端辺３ｂと略平行にする。縦横スリット３６と磁性シート３の端辺３ａ、３ｂとは斜めに交差することは無く、磁性シート３が小片に分解する領域が少ない。磁性シート３のうちコイル２１が対向する部分においてスリットの微小分割領域の占める部分が少ないので、その微小分割領域のスリットを介して漏れ磁束が少なく、非接触充電モジュール１の電力伝送効率が低下することを防止することができる。すなわち、縦横スリット３６が形成される部分を必要以上に大きくしないので、この磁性シート３を使用した非接触充電モジュール１の電力伝送効率の低下を防止することができる。

さらに、縦方向スリット３６ａと横方向スリット３６ｂは互いに直交することにより磁性シート３の端辺３ａ、３ｂとは斜めに交差することは無く、磁性シート３が小片に分解
される領域をさらに少なくすることができる。すなわち、縦横スリット３６が形成される面積を必要以上に大きくしないので、この磁性シート３を使用した非接触充電モジュール１の電力伝送効率の低下を防止することができる。

また、コイル２１は導線を円形に巻回して構成されるとともに磁性シート３の形状は正方形にする。すなわち、円形のコイル２１に合った正方形の磁性シート３の形状にしているために電力伝送に寄与しない不必要な磁性シート３の部分が非常に少なくなり、非接触充電モジュール１は必要最小限の大きさで構成することができ小型化することができる。

そこで本願発明では、上述したように、矩形の磁性シート３の端辺と縦横スリット３６の各スリットとが各々平行に構成されている。その結果、磁性シート３の柔軟性を確保した状態で、縦横スリット３６が形成される部分を少なくすることができる。上記のような構成にすることによって、磁性シート３のうちコイル２１が配置される外周側の縦横スリット３６の部分を最小限に抑えることができる。その結果、スリットを入れることで柔軟性を備えた磁性シート３であっても、非接触充電モジュールの電力伝送効率を低下させることを防ぐことができる。

なお、縦方向スリット３６ａと、横方向スリット３６ｂとは、それぞれ略同一の間隔で形成されている。それによって、磁性シートに方向性が生じず、縦横２方向に柔軟性を有することになる。

次に、本発明の非接触充電モジュール１を備えた非接触充電機器について説明する。非接触電力伝送機器は、送電用コイルおよび磁性シートを備える充電器と、受電用コイルおよび磁性シートを備える本体機器とから成るものであり、本体機器が携帯電話などの電子機器となっている。充電器側の回路は、整流平滑回路部と、電圧変換回路部と、発振回路部と、表示回路部と、制御回路部と、上記送電用コイルとで構成されている。また本体機器側の回路は、上記受電用コイルと、整流回路部と、制御回路部と、主として二次電池から成る負荷Ｌとで構成されている。

この充電器から本体機器への電力伝送は、１次側である充電器の送電用コイルと、２次側である本体機器の受電用コイルとの間の電磁誘導作用を利用して行われる。

本実施の形態の非接触充電機器は、上記で説明した非接触充電モジュールを備えるため、平面コイル部の断面積を十分に確保して電力伝送効率を向上させた状態で、非接触充電機器を小型化及び薄型化することができる。

なお、図５を用いてスリット３３と縦方向スリット３６ａの位置関係について詳細に説明する。図５は本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの磁性シートのスリット形状を示す図であり、図５（ａ）はその上面図、図５（ｂ）はスリット３３を設けた場合の図５（ａ）のＡ−Ａ´断面図、図５（ｃ）は凹部３４を設けた場合の図５（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。

図５において、スリット３３（導線の一部を収納するスリット）の幅をＷとし、縦方向スリット３６ａ（横方向スリット３６ｂとともに磁性シートに柔軟性をもたせるスリット）の間隔長をＰとした場合、Ｗ＞Ｐになるようにスリット３３の幅と縦方向スリット３６ａの間隔長を設定すれば、縦方向スリット３６ａの中断された仮想線（スリット３３内で消滅したスリットで、図５の点線部に相当）はスリット３３の幅内に少なくとも１本以上存在することになる。また、この関係式を満足すると縦方向スリット３６ａの本数を磁性シート３内に多く作れるように設定することができ、磁性シート３の柔軟性をアップさせることができる。さらにスリット３３内に縦方向スリット３６ａを数多く収納することが
でき、非接触充電モジュール１の電力伝送特性の低下を防止する効果を高くすることができる。

一方、Ｗ≦Ｐの場合には、縦方向スリット３６ａがスリット３３内に１本存在するように磁性シート３に縦方向スリット３６ａとスリット３３を配置すればよい。

スリット３３はスリット形状として説明したが、図５（ｃ）のＡ−Ａ´断面図に示したように凹部３４の形状でもよい。

すなわち、スリット３３がスリット形状の場合は縦方向スリット３６ａが磁性シート内を延びてきて、スリット３３に到達したところで縦方向スリット３６ａは消滅するが、凹部３４の場合には凹部３４内に縦方向スリット３６ａが残存することになる。

図５（ｂ）、（ｃ）のＡ−Ａ´断面図を用いてスリット３３と縦方向スリット３６ａの位置関係について説明する。

図５に示すようにスリット３３の端部３３ａと縦方向スリット３６ａは略平行に構成されているので、図５（ｂ）、（ｃ）のＡ−Ａ´断面図で明らかな通り、磁性シート３の端辺３ｂ（図５の磁性シート３の上部）から縦方向スリット３６ａは延び、スリット３３または凹部３４の側壁（点Ｐ）で縦方向スリット３６ａは中断している（その延長線は図５の点線部に相当）。すなわち、磁性シートに柔軟性をもたせる柔軟スリットである複数の縦方向スリット３６ａが、スリット３３または凹部３４の長手方向と平行であり、凹部３４またはスリット３３の長手方向に平行な縦方向スリット３６ａのいずれか（少なくとも１本）は、磁性シート３の端辺３ｂから凹部３４またはスリット３３の側端である点Ｐに向かって伸びる。図５（ａ）に示すように、凹部３４またはスリット３３は必ず、磁性シート３の端辺３ａと平行である長手方向に伸びる両側壁である端部３３ａと、この端部３３ａを結ぶ側端を備える。なお、図５（ａ）は磁性シート３の中心付近であってコイル２１の中空部に対応する部分を貫通孔としているため、点Ｐが位置する側端部分は両側壁である端部３３ａ間を直接的に結んでいない（貫通孔の円周を介して結んでいる）。しかし、この中心の貫通孔がなければ直接的に結ぶこととなる。そして、点Ｐはこの側端上に位置する。すなわち、縦方向スリット３６ａと凹部３４またはスリット３３がぶつかる点である点Ｐは、凹部３４またはスリット３３の端部３３ａのうち縦方向スリット３６ａに平行な部分に位置するわけではない。その結果、点Ｐにおいて凹部３４またはスリット３３の側端とぶつかる縦方向スリットの延長線（図５（ａ）における点線）は、凹部３４またはスリット３３と平行であるために、凹部３４またはスリット３３内に伸びる。このようにして、凹部３４またはスリット３３の側端とぶつかる縦方向スリット３６ａは、その一部が凹部３４またはスリット３３と重なるため、前述したように平面コイル部２の磁束が漏れるのを最小限に抑えることができる。

したがって、この構成により磁性シート３の磁気特性を悪化させることになる磁性シート３の薄膜化する領域がスリット３３と縦方向スリット３６ａを重ね合わせることで増加せずにすむので、非接触充電モジュール１の電力伝送特性に悪影響を与えてしまうことを防止し、かつ非接触充電モジュール１の電力伝送効率を大きく低下させることを防止することができる。さらに、磁性シート３の膜厚が薄くなる領域が増加しないので磁性シート３裏面側への磁束漏れを増加することを防ぐことができる。

本発明の非接触充電モジュールによれば、スリットの入った柔軟性を有する磁性シートを採用することによって磁性シートが破損してしまい電力伝送特性に悪影響を与えてしまうことを防止し、かつ非接触充電モジュールの電力伝送効率を大きく低下させることを防
止することができるため、携帯電話、携帯用のコンピュータなどの携帯端末、ビデオカメラなどの携帯機器などの様々な電子機器の非接触充電モジュールとして有用である。

１ 非接触充電モジュール
２ 平面コイル部
２１ コイル
２２、２３ 端子
２４ 足部
３ 磁性シート
３ａ、３ｂ 端辺
３１ 平坦部
３２ 中心部
３３ スリット
３６ 縦横スリット
３６ａ 縦方向スリット
３６ｂ 横方向スリット
３７ 斜めスリット

Claims (3)

1. 導線が巻回された平面コイル部と、
   前記平面コイル部のコイル面を載置する磁性シートと、
   前記磁性シートに設けられ、前記平面コイル部の巻き始めの点から前記磁性シートの第１の端部にまで延び、前記平面コイル部の導線の一部を収納する凹部またはスリットと、
   前記磁性シートに柔軟性をもたせる複数の柔軟スリットと、を備え、
   前記凹部またはスリットの幅Ｗと複数の前記柔軟スリット間隔Ｐとは、Ｗ＞Ｐの関係であり、
   複数の前記柔軟スリットの少なくともひとつは、前記磁性シートの前記第１の端部と対向する第２の端部から前記凹部またはスリットの端部まで前記凹部またはスリットの長手方向と平行に伸び、その前記柔軟スリットの仮想延長線が前記凹部またはスリットの幅内に配置されるように形成されたことを特徴とする非接触充電モジュール。
2. 前記磁性シートは、前記凹部またはスリットに平行に伸びる複数の前記柔軟スリットと直交する方向に伸びる他の柔軟スリットを備え、前記他の柔軟スリットは、前記凹部またはスリットに平行に伸びる複数の前記柔軟スリットと直交する方向に対して前記磁性シートに柔軟性をもたせることを特徴とする請求項１に記載の非接触充電モジュール。
3. 請求項１または請求項２のいずれかひとつに記載の非接触充電モジュールに備えたことを特徴とする非接触充電機器。
   

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