JP5112439B2 - 非接触型受電装置およびそれを用いた電子機器並びに充電システム - Google Patents
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Description
上記のように従来の非接触型充電器の受電装置は、送電効率向上のための結合強化、発熱抑制のためのシールド性向上のために、2次コイルの1次コイルとの反対の面に高透磁率および大体積の磁性体(磁性シート)を配置すると、1次コイルのインダクタンスの変動が大きくなり、該磁性体と1次コイルの相対位置関係によっては共振回路が十分効果的な共振条件からずれてしまう問題が発生していた。
本発明は、受電装置のスパイラルコイル(受電側スパイラルコイル:2次コイル)と2次電池の間、または整流器と前記スパイラルコイルの間の少なくとも一箇所以上に複数枚からなる磁性薄帯を具備する複合磁性体を配置することにより、給電側スパイラルコイル(1次コイル)から発生した磁束が回路基板や2次電池等へ鎖交することを防ぎ、誘導起電力(電磁誘導)に起因したノイズ、発熱を抑制しながら、2次コイルの有無による1次コイルのインダクタンス変動量を制御し、1次コイルが構成する共振回路の共振性を向上させ発振を制御することができる。
(式中、TはCoおよびFeから選ばれる少なくとも1種以上の元素を、MはNi、Mn、Cr、Ti、Zr、Hf、Mo、V、Nb、W、Ta、Cu、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、ReおよびSnから選ばれる少なくとも1種の元素を、XはB、Si、CおよびPから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、aおよびbは関係式:0≦a≦0.3;10≦b≦35at%を満足する数である)が挙げられる。また、上記(1)式においてT元素中にCoとFeの両方を含んでいる場合、Coが多ければCo系アモルファス、Feが多ければFe系アモルファスと称するものとする。
(式中、AはCuおよびAuから選ばれる少なくとも1種の元素を、DはTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Ni、Coおよび希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素を、EはMn、Al、Ga、Ge、In、Snおよび白金族元素から選ばれる少なくとも1種の元素を、ZはC、NおよびPから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、c、d、e、f、gおよびhは0.01≦c≦8at%、0.01≦d≦10at%、0≦e≦10at%、10≦f≦25at%、3≦g≦12at%、15≦f+g+h≦35at%を満足する数である)で実質的に表される組成を有するFe基合金からなり、かつ面積比で組織の20%以上が粒径50nm以下の微結晶粒から成る合金が挙げられる。
(充電システム)
非接触型の充電システムとして携帯電話用の充電システムを用意した。給電装置はAC電源からの電力を、制御回路を通して一定の電磁波に変換しその電磁波を送信する1次コイルが置き台の近傍に配置され、受電装置は携帯電話内のスパイラルコイルから成る2次コイルおよびそのコイルが受信した電磁波を整流する整流器を実装する回路基板および2次電池を具備する構造である。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を200℃で30分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃で60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃で60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃で60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの片面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼りつけ、もう片面に30μmの接着層を介して50μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの片面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに5mm×5mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面にセンダストの扁平微粒子(平均粒径5μm)をシリコーン樹脂中に分散させたペーストを前記磁性体に塗布、硬化させ全厚さが50μmの小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの片面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。
上記受電装置において、2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第1磁性薄帯を調製した。
2次コイルに隣接する磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した単層の磁性薄帯を調製した。
飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を460℃30分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた単層の磁性薄帯を調製した。
飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を460℃30分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼りつけた磁性薄帯2枚を10μmの接着層を介して貼り付けて形成した磁性薄帯を用いた。
Claims (9)
- スパイラルコイルを有する受電コイルと、前記受電コイルに発生した交流電圧を整流する整流器と、前記整流器で整流された直流電圧が充電される2次電池、前記2次電池から直流電圧が供給されて動作する電子デバイスを具備する非接触型受電装置において、
前記2次電池とスパイラルコイルの間、および前記電子デバイスと前記スパイラルコイルの間の少なくとも1箇所に配置された複合磁性体を有し、
前記複合磁性体は絶縁層を介して少なくとも2層以上の磁性薄帯を有すると共に、
前記スパイラルコイル側に配置された第1の磁性薄帯の比透磁率をμd、厚さをtd、第1の磁性薄帯以外の第2以降の磁性薄帯の平均の比透磁率μu、総厚をtuとしたときに、μd・td≦60[mm]、μu・tu≧100 [mm]
であることを特徴とする非接触型受電装置。 - 前記複合磁性体において(μu・tu)/(μd・td)≧10であることを特徴とする請求項1記載の受電装置。
- 前記複合磁性体において、第1の磁性薄帯の面積が、第2以降の磁性薄帯の面積より大きいことを特徴とする請求項1または請求項2記載のいずれか1項に記載の非接触型受電装置。
- 前記複合磁性体の絶縁層が磁性粉末を含有した樹脂からなることを特徴とした請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の非接触型受電装置。
- 前記複合磁性体において、前記第1の磁性薄帯と第2以降の磁性薄帯の距離が30μm以上であること特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の非接触型受電装置。
- 前記複合磁性体の総厚が0.3mm以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の非接触型受電装置。
- 前記2次電池がLiイオン2次電池であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の非接触型受電装置。
- 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の非接触型受電装置を具備したことを特徴とする電子機器。
- 請求項8記載の電子機器を非接触型給電装置に設置することにより充電を可能とする充電システム。
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