JP5363719B2

JP5363719B2 - 非接触伝送装置およびコア

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Publication number: JP5363719B2
Application number: JP2007292808A
Authority: JP
Inventors: 靖之井上; 乃中嶋
Original assignee: Ricoh Elemex Corp
Current assignee: Ricoh Elemex Corp
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2027-11-12
Also published as: JP2009123727A

Description

本発明は、電子機器に対して非接触で充電電力または情報を伝送する非接触伝送装置およびコアに関するものである。

近年、電磁誘導などの非接触による方法で、電子機器に対して充電電力または情報を伝送する非接触伝送装置が開示されている。例えば、電子機器には電源として２次電池等の充電式電池が搭載されているものがあり、充電装置（非接触伝送装置）から該電子機器の２次電池等への充電方法としては、電磁誘導などの非接触による方法が一般的となってきている。該充電装置において、１次側コア（充電装置のコア）に設けられた周壁部の２次側コア（電子機器のコア）に対向する面２４を内周に拡張して拡幅部を形成し、これによって磁束をループさせて、非接触エネルギーを伝送する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、図１４、１５は、従来技術の充電装置における１次側コアを示す説明図である。特許文献１のような従来技術では、図１４に示すように、１次側コイル９０１および１次側コア９００は充電装置の筐体９５０の内部に備えられ、２次側コイル１００１は電子時計１０００の内部に備えられている。そして、１次側コイル９０１が巻装された中央付近の凸部９１０から発生する磁束Ｍ１１、Ｍ１２が、電子時計１０００の２次側コイル１００１を鎖交することで２次側コイル１００１に非接触エネルギーを伝送し、さらに磁束Ｍ１１、Ｍ１２が充電装置の１次側コア９００の拡幅部９３０へ吸収されることで、磁束がループされるようになっている。

特開平８−７８２５７号公報

ところで、上記のように、充電装置から電子機器に対して非接触によるエネルギー伝送が幅広く応用されてきたのは、エネルギーとなる電力が水などの液体と比較して気密性の確保が容易であるという利点を有しているからである。すなわち、非接触によるエネルギー伝送では、接触型のエネルギー伝送とは異なり接続部を露出する必要がないため、より気密性を確保するには、電子機器である電子時計や携帯電話等の筐体に、チタンやステンレスなどの金属を用いることが好ましく、特に電子時計に関しては、その筐体の一部である裏蓋にチタンを使用して構成するのが一般的である。

しかしながら、チタンの導電率は一般的に２．３Ｅ＋０６[１／Ω・ｍ]であり、このような導電率の高い裏蓋に磁束を通過させようとすると、大きな渦電流が発生して磁束が妨げられるため、裏蓋への磁束の通過は困難であるという問題があった。

具体的には、例えば、電子機器を電子時計とした場合、図１５に示すように、１次側コイル９０１で発生した磁束は、１次側コア９００の中央付近の凸部９１０を介して２次側コイル１００１に向かおうとする。しかし、２次側コイル１００１の下方には電子時計１０００の筐体の一部である裏蓋１０１０(材質:チタン)が存在するため、１次側コイル９０１で発生した磁束は、矢印Ｍ１３、Ｍ１４で示すように、その多くが１次側コア９００の周壁部の拡幅部９３０に吸収されてしまい、電子機器への非接触によるエネルギー伝送が困難である。

従来技術の充電装置において、例えば、１次側コイルから発生する磁束を１００とした場合２次側コイルに鎖交する磁束は約１０程度であるものもあった。換言すると、１次側コイルから発生する磁束の１／１０しか２次側コイルに鎖交することができないものもあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、非接触伝送装置におけるコア（１次側コア）のみで磁束が閉ループしてしまうのを防ぐとともに、電子機器への非接触による充電電力または情報の伝送量を向上させる非接触伝送装置およびコアを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、側面に凹形状が設けられた筐体部と前記凹形状の下方で前記筐体部に設けられた第２コイルとを有した電子機器に、充電電力または情報を非接触で伝送する非接触伝送装置において、底面が前記側面と略垂直な凸部を中央付近に有し、前記凸部の底部から延在し前記凸部の周面を内包する周壁部が設けられたコアと、前記凸部に巻装された第１コイルと、を備え、前記コアは、前記周壁部の上側端部から前記凸部の上面近傍であって、前記凸部の上面より高い位置に設置された拡幅部を含み、前記拡幅部は、前記側面に対向する端面が、前記凹形状と対面し、前記第１コイルは、前記コアとともに磁束を発生させることにより、前記拡幅部の内縁部に囲まれた内部にあって、かつ前記凸部から所定距離にある前記電子機器の第２コイルに誘導起電力を発生させて前記充電電力または情報を前記電子機器に伝送することを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の非接触伝送装置において、前記拡幅部は、前記凸部の上面と平行な上面が、前記電子機器の前記第２コイルの上面より高い位置に設置されていることを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２に記載の非接触伝送装置において、前記拡幅部は、前記凸部の上面と平行な底面が、前記電子機器の前記第２コイルの底面より高い位置に設置されていることを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の非接触伝送装置において、前記拡幅部は、前記端面が、前記側面のうち磁束密度が最も高くなる高さ位置に配置されていることを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の非接触伝送装置において、前記拡幅部は、前記端面が、前記側面を通過した磁束の磁束密度が最も高くなる高さ位置に配置されていることを特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、第１コイルとともに磁束を発生させることにより、側面に凹形状が設けられた筐体部と前記凹形状の下方で前記筐体部に設けられた第２コイルとを有し所定距離にある電子機器の前記第２コイルに誘導起電力を発生させて充電電力または情報を前記電子機器に非接触で伝送するコアにおいて、前記コアは、底面が前記側面と略垂直な凸部を中央付近に有し、前記凸部の底部から延在し前記凸部の周面を内包する周壁部が設けられ、前記周壁部の上側端部から前記凸部の上面近傍であって、前記凸部の上面より高い位置に設置された拡幅部を含み、前記拡幅部は、前記側面に対向する端面が、前記凹形状と対面することを特徴とする。

本発明によれば、非接触伝送装置におけるコア（１次側コア）のみで磁束が閉ループしてしまうのを防ぐとともに、電子機器への非接触による充電電力または情報の伝送量を向上させるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる非接触伝送装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。以下では、非接触伝送装置を電子機器に充電電力を送電する充電装置に適用した例を示すが、これに限定されることなく、充電電力または情報（例えば、現在の時刻を示す時刻情報、アラームを示すアラーム情報等）を伝送可能なものであれば、本発明の非接触伝送装置を適用することができる。また、以下では、非接触伝送装置としての充電装置に充電される電子機器を電子時計に適用した例を示すが、これに限定されることなく、例えば、携帯電話などの携帯機器や、電気シェーバー、電動歯ブラシなど２次電池を備えており、本発明の充電装置（非接触伝送装置）によって充電することが可能な機器や、非接触伝送装置から情報を伝授可能な機器であれば電子機器として適用可能である。

（実施の形態１）
本実施の形態にかかる充電装置は、ＡＣ電源等から供給された電力によって、電子時計（電子機器）に非接触で充電電力を送電するものである。図１は、実施の形態１にかかる充電装置の構成を示す説明図である。なお、図１では、充電装置における送電部分および電子時計における受電部分に関する構成を示しており、他の構成については省略している。図１に示すように、充電装置の送電部分は、凸部１１０、周壁部１２０、および拡幅部１３０とから構成された１次側コア１００と、１次側コイル１０１とを主に備えている。

１次側コア１００は、磁気特性をもった主成分が鉄系の金属で形成されたフェライトコアなどであり、上述したように凸部１１０、周壁部１２０、および拡幅部１３０とから構成されている。

凸部１１０は、１次側コア１００の中央付近に設けられた円柱状の凸部である。

周壁部１２０は、凸部１１０の底部から外形方向に延在し、外縁部から略垂直に屈曲して形成されており、これによって凸部１１０の周面を内包している。

拡幅部１３０は、周壁部１２０の上側端部から凸部１１０の上面近傍に設けられており、凸部１１０の上面より高い位置に設置されている。すなわち、図１で示すように、拡幅部１３０は、凸部１１０の底面から上面までの高さｈ１と、凸部１１０の底面から拡幅部１３０の底面までの高さｈ２とがｈ１＜ｈ２の関係を満たすような位置に設置されている。このような構成にすることにより、従来技術と比較して充電電力の送電量を向上させることができる。

１次側コイル１０１は、１次側コア１００における凸部１１０に巻装された電線であり、１次側コア１００とともに磁束を発生させるものである。

電子時計５００は、２次側コイル５０１を備えている。また、電子時計５００は、拡幅部１３０の内縁部に囲まれた内部で、かつ凸部１１０から所定距離だけ上方にある場合において、充電装置により充電される。

２次側コイル５０１は、フェライトコア（不図示）に巻装した電線であり、１次側コイル１０１に発生した磁束により誘電起電力を発生するものである。

ここで、充電装置から電子時計５００への充電方法について説明する。充電装置側では、ＡＣ電源等から供給された電力を交流電流から直流電流に整流し、整流された電力を交流電流に変換した後に、１次側コア１００に巻装された１次側コイル１０１に供給し、１次側コア１００と１次側コイル１０１とにより磁束を発生する。そして、電子時計５００の２次側コイル５０１に交流電磁界（誘導起電力）を発生させることで、電子時計５００に非接触で電力を送電する。

一方、電子時計５００側では、１次側コイル１０１に発生した交流電磁界を検出し、当該交流電磁界に応じた誘導起電力を発生することで、充電装置から非接触で電力を受電する。そして、受電した電力を直流電流に整流し、充電電力として２次電池に蓄積する。

図１に示すように、１次側コイル１０１に発生した磁束は、凸部１１０の上面から矢印Ｍ１、Ｍ２へ向かって流れて、拡幅部１３０に吸収されることでループすることになる。従って、１次側コイル１０１に発生した磁束が、２次側コイル５０１に鎖交する量が多くなるため、電子時計５００への充電電力の送電量を向上させることができる。

次に、本実施の形態の充電装置による充電電力の送電におけるシミュレーション解析と実機試験とを参照して、充電装置から電子時計５００への充電電力の送電について説明する。図２は、実施の形態１の充電装置による充電電力の送電時における磁束密度分布を示す図である。図３は、従来技術の充電装置による充電電力の送電時における磁束密度分布を示す図である。なお、解析上のモデルは、円筒座標系による２次元解析を行っており、図２、３に示すモデルの各材質は、円筒もしくは円柱として解析している。

まず、図２に示すように、本実施の形態にかかる充電装置では、１次側コア１００の凸部１１０では、磁束を発生させるため磁束密度が最も高く、拡幅部１３０に向かうに連れて、徐々に磁束密度が低くなっている。また、図２を参照すると、凸部１１０で発生した磁束の大部分が電子時計５００の内部を通過して、拡幅部１３０に向かっていることがわかる。つまり、凸部１１０から発生した磁束の多くが２次側コイル５０１に鎖交しており、電子時計５００への充電電力（非接触エネルギー）の送電量が多くなっていることがわかる。

一方、図３に示すように、従来技術の充電装置（図１４参照）では、１次側コア９００の凸部９１０では、上記と同じく磁束を発生させるため磁束密度が最も高く、拡幅部９３０に向かうに連れて、徐々に磁束密度が低くなっている。しかし、図３を参照すると、凸部９１０で発生した磁束の大部分は、電子時計１０００まで到達せず、電子時計１０００の下方を通って拡幅部９３０に向かっていることがわかる。つまり、凸部９１０から発生した磁束の多くが２次側コイル１００１に鎖交せず、拡幅部９３０にそのまま向かってしまうため、電子時計１０００への充電電力の送電量が、本実施の形態にかかる充電装置における電子時計５００への充電電力の送電量と比較して少ないことがわかる。

図４は、実施の形態１の充電装置と従来技術の充電装置による２次側コイルに流れた電流を示すグラフである。図４のグラフでは、横軸に時間（ｔ）を、縦軸に電流（Ｉ）をとっており、波形Ｐ１は本実施の形態の充電装置による２次側コイルに流れた電流を示しており、波形Ｐ２は従来技術の充電装置による２次側コイルに流れた電流を示している。図４を参照すると、本実施の形態の充電装置は、従来技術の充電装置と比較して波形の触れ幅が大きく、２次側コイルに約１０％多い電流が流れていることがわかる。

なお、１次側コイル１０１には２３．８（ｋＨｚ）のｓｉｎ波を印加しており、２次側コイルで鎖交する電流もｓｉｎ波となっている。また、本実施の形態に記載した１次側コイル１０１や２次側コイル５０１は円柱形状となっているが、これらの構成を使用した場合に限定される解析や実機試験ではない。

このように、本実施の形態の充電装置では、拡幅部１３０を凸部１１０の上面より高い位置に設置することで、拡幅部１３０と凸部１１０の間にある２次側コイル５０１に鎖交する磁束の量を増加させ、充電装置における１次側コア１００のみで磁束が閉ループしてしまうのを防ぐとともに、電子時計５００への非接触による充電電力の送電量を向上させることができる。また、充電電力の送電量が向上すると、充電時間を短縮することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１にかかる充電装置では、拡幅部１３０が凸部１１０の上面より高い位置に設置されていたが、本実施の形態では、さらに充電装置の拡幅部と電子時計の２次側コイルとの配置関係を明確にした例を示す。

図５は、実施の形態２にかかる充電装置の構成を示す説明図である。なお、図５では、充電装置における送電部分および電子時計における受電部分に関する構成を示しており、他の構成については省略している。図５に示すように、受電装置の送電部分は、凸部１１０、周壁部２２０、および拡幅部２３０とから構成された１次側コア２００と、１次側コイル１０１とを主に備えている。ここで、凸部１１０と１次側コイル１０１の構成および機能は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。また、図５に示す電子時計５００の構成および機能についても実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

１次側コア２００は、磁気特性をもった主成分が鉄系の金属で形成されたフェライトコアなどであり、上述したように凸部１１０、周壁部２２０、および拡幅部２３０とから構成されている。

周壁部２２０は、凸部１１０の底部から延在し、凸部１１０の周面を内包するように略垂直に屈曲されて形成されている。

拡幅部２３０は、周壁部２２０の上側端部から凸部１１０の上面近傍に設けられており、凸部１１０の上面より高い位置に設置されている。

また、拡幅部２３０は、凸部１１０の上面と平行する上面が、電子時計５００の２次側コイル５０１の上面より高い位置に設置されている。すなわち、拡幅部２３０は、凸部１１０の底面から拡幅部２３０の上面までの高さ(ｈ３)が、凸部１１０の底面から２次側コイル５０１の上面までの高さ(ｈ４)より高くなる位置に設置されており、ｈ３＞ｈ４の関係を満たしている。

また、拡幅部２３０は、凸部１１０の上面と平行する底面が、電子時計５００の２次側コイル５０１の底面より高い位置に設置されている。すなわち、拡幅部２３０は、凸部１１０の底面から拡幅部２３０の底面までの高さ(ｈ５)が、凸部１１０の底面から２次側コイル５０１の底面までの高さ(ｈ６)より高くなる位置に設置されており、ｈ５＞ｈ６の関係を満たしている。

なお、拡幅部２３０が、ｈ３＞ｈ４、かつｈ５＞ｈ６を満たす関係で設置されている場合をパターン３とし、このような構成にすることによって、従来技術と比較して充電電力の送電量を向上させることができる。また、最良の形態としては、拡幅部２３０がｈ３＞ｈ４、かつｈ５＞ｈ６を満たす関係（パターン３）が望ましいが、例えば、ｈ３＞ｈ４、かつｈ５＜ｈ６を満たす関係(パターン４と称する)、またはｈ３＜ｈ４、かつｈ５＞ｈ６を満たす関係(パターン５と称する)というように、どちらか一方の条件を満たす場合でも、従来技術と比較して充電電力の送電量を向上させることができる。

図６−１は、実施の形態２の充電装置と従来技術の充電装置による２次側コイルに流れた電流の電流値を示すグラフである。また、図６−２は、図６−１におけるＷ１部分を示す拡大図である。図６−１のグラフでは、横軸は時間（ｔ）を示し、縦軸に電流値（Ｉ［Ａ］）を示しており、波形Ｐ３は本実施の形態の充電装置がパターン３である場合の２次側コイルに流れた電流を示しており、波形Ｐ４は本実施の形態の充電装置がパターン４である場合の２次側コイルに流れた電流を示しており、波形Ｐ５は本実施の形態の充電装置がパターン５である場合の２次側コイルに流れた電流を示しており、波形Ｐ１０は従来技術の充電装置による２次側コイルに流れた電流を示している（図６−２参照）。

図６−１、６−２を参照すると、本実施の形態の充電装置（パターン３）は、従来技術の充電装置と比較して波形の触れ幅が大きく、２次側コイルに約１０％多い電流が流れている。また、本実施の形態の充電装置（パターン４）は、従来技術の充電装置と比較して２次側コイルに約９．６％多い電流が流れており、本実施の形態の充電装置（パターン５）は、従来技術の充電装置と比較して２次側コイルに約９．０％多い電流が流れている。

このように、本実施の形態にかかる充電装置では、拡幅部２３０は、凸部１１０の上面と平行する上面が２次側コイル５０１の上面より高い位置に設置され、かつ凸部１１０の上面と平行する底面が２次側コイル５０１の底面より高い位置に設置されることで、拡幅部２３０と凸部１１０の間にある２次側コイル５０１に鎖交する磁束の量を増加させ、充電装置における１次側コア２００のみで磁束が閉ループしてしまうのを防ぐとともに、電子時計５００への非接触による充電電力の送電量をさらに向上させることができる。また、充電電力の送電量が向上すると、充電時間を短縮することができる。

（実施の形態３）
実施の形態１にかかる充電装置では、拡幅部１３０が凸部１１０の上面より高い位置に設置されていたが、本実施の形態では、さらに充電装置の拡幅部が電子時計における磁束密度が最も高くなる高さ位置に配置した例を示す。

図７は、実施の形態３にかかる充電装置の構成を示す説明図である。なお、図７では、充電装置における送電部分および電子時計における受電部分に関する構成を示しており、他の構成については省略している。図７に示すように、受電装置の送電部分は、凸部１１０、周壁部３２０、および拡幅部３３０とから構成された１次側コア３００と、１次側コイル１０１とを主に備えている。ここで、凸部１１０と１次側コイル１０１の構成および機能は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。また、図７に示す電子時計６００の構成および機能についても実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

１次側コア３００は、磁気特性をもった主成分が鉄系の金属で形成されたフェライトコアなどであり、上述したように凸部１１０、周壁部３２０、および拡幅部３３０とから構成されている。

周壁部３２０は、凸部１１０の底部から延在し、凸部１１０の周面を内包するように略垂直に屈曲されて形成されている。

拡幅部３３０は、周壁部３２０の上側端部から凸部１１０の上面近傍に設けられており、凸部１１０の上面より高い位置に設置されている。

また、拡幅部３３０は、凸部１１０の底面と略垂直な電子時計６００の側面に対向する端面が、該側面のうち磁束密度が最も高くなる高さ位置、または該側面を通過した磁束の磁束密度が最も高くなる高さ位置に配置されている。具体的には、例えば、図７に示すように、電子時計６００における筐体部の側面は凹んだ形状に形成されている（凹形状Ｄ１）。そして、凸部１１０の底面から凹形状Ｄ１の底面までの高さがｈ７で、凸部１１０の底面から凹形状Ｄ１の上面までの高さがｈ８であった場合、拡幅部３３０を、凸部１１０の底面と略垂直な電子時計６００の側面に対向する端面が、電子時計６００の側面における磁束密度が最も高くなる高さの範囲であるｈ７〜ｈ８の間の高さ位置に配置する。

ここで、電子時計６００の側面の磁束密度の高低について、実機試験を実施した結果を参照して説明する。図８は、実機試験において使用した１次側コアの説明図である。図８に示す１次側コアのモデル７００は、本実施の形態の充電装置や従来技術の充電装置における構成とは異なっており、円柱状もしくは円筒状に形成され、周りに１次側コイル７０１が巻装されている。また、図９−１は、電子時計の側面の断面図である。図９−２は、電子時計の側面の正面図である。図９−１、９−２に示すように、電子時計６００の側面は凹形状Ｄ２に形成されており、１次側コアのモデル７００の底面から凹形状Ｄ２の底面までの高さをｈ７とし、１次側コアのモデル７００の底面から凹形状Ｄ２の上面までの高さをｈ８とする。そして、凹形状Ｄ２の上面を形成する部分の側面を側面Ａ、凹形状Ｄ２の側面を側面Ｂ、凹形状Ｄ２の底面を形成する部分の側面を側面Ｃとする。

この１次側コアのモデル７００において、電子時計６００の凹形状Ｄ２付近の磁束密度分布を調べたところ、図１０に示す結果が得られた。図１０は、電子時計の凹形状Ｄ２付近の磁束密度を示す図である。図１０では、凹形状Ｄ２付近で最も磁束密度の高い場所は側面Ｂであり、磁束密度の低い場所は側面Ａおよび側面Ｃという結果となっている。つまり、本実施の形態では、側面Ｂに相当する凹形状Ｄ１の側面の高さ位置に拡幅部３３０を配置することで、電子時計６００の側面における磁束密度が最も高い位置に配置することができる。なお、図１０に示す側面Ａ〜Ｃにおける磁束密度は、それぞれの範囲に発生している磁束密度の平均を表したものである。

ここで、拡幅部の位置は、側面Ａ〜Ｃのみの磁束密度に限定することはなく、側面Ａ〜Ｃ付近の空気中において、最も磁束密度が高くなる高さ位置に設置しても良い。さらに、本実施の形態ではｈ７〜ｈ８の範囲内において拡幅部３３０の高さ位置を定めているが、ｈ７〜ｈ８の距離が極端に小さい場合などは、拡幅部３３０の高さの中心をｈ７とｈ８の高さの中心付近に合わせることで適応可能としている。

次に、本実施の形態の充電装置による充電電力の送電におけるシミュレーション解析と実機試験とを参照して、充電装置から電子時計６００への充電電力の送電について説明する。図１１は、実施の形態３の充電装置による充電電力の送電時における磁束密度分布の一例を示す図である。図１２は、実施の形態３の充電装置による充電電力の送電時における磁束密度分布の他の一例を示す図である。また、図１３は、実施の形態３の充電装置と従来技術の充電装置による２次側コイルに流れた電流を示すグラフである。図１３のグラフでは、横軸に時間（ｔ）を、縦軸に電流（Ｉ）をとっており、波形Ｐ６は図１１の充電装置による２次側コイルに流れた電流を示しており、波形Ｐ７は図１２の充電装置による２次側コイルに流れた電流を示している。

図１１を参照すると、１次側コア３００の凸部１１０から発生した磁束が、２次側コイル６０１に鎖交して、電子時計６００の筐体の側面から１次側コア３００の拡幅部３３０に吸収されている状態が把握できる。また、図１２では、１次側コア３００の拡幅部３３０の高さ位置を図１１における拡幅部３３０より若干降下させて設置した場合であり、１次側コア３００の凸部１１０から発生した磁束が、２次側コイル６０１に鎖交して、電子時計６００の筐体の側面から１次側コア３００の拡幅部３３０に吸収されているが、図１２において電子時計６００を通過する磁束は、図１１における電子時計６００を通過する磁束と比較すると少なくなっている。従って、図１１の充電装置の拡幅部３３０より、図１２の充電装置の拡幅部３３０の方が、吸収する磁束の磁束密度が低くなる（劣る）結果となっている。すなわち、図１２の充電装置は、図１１の充電装置と比較して、電子時計６００の内部を通過する磁束が少なくなっているため、充電電力の送電量も少なくなっている。

これを踏まえて図１３を参照すると、図１１および図１２の充電装置の構成の電流を比較した場合、図１１の充電装置の構成の方が、図１２の充電装置の構成より約３％多い電流が流れていることがわかる。このようにして磁束密度の最も高くなる高さ位置を割り出して、その高さ位置に拡幅部３３０を配置することにより、より多くの充電電力を電子時計に送電することができる。従って、本実施の形態の実機試験の結果を参照した場合、充電装置を図１２の構成ではなく、図１１の構成とすれば、電子時計６００の側面における磁束密度が最も高くなる高さ位置に、拡幅部３３０を配置することができる。

このように、本実施の形態の充電装置では、拡幅部３３０を電子時計６００における磁束密度が最も高くなる高さ位置に配置することで、拡幅部３３０と凸部１１０の間にある２次側コイル６０１に鎖交する磁束の量を増加させ、充電装置における１次側コア２００のみで磁束が閉ループしてしまうのを防ぐとともに、電子時計６００への非接触による充電電力の送電量をさらに向上させることができる。また、充電電力の送電量が向上すると、充電時間を短縮することができる。

実施の形態１にかかる充電装置の構成を示す説明図である。実施の形態１の充電装置による充電電力の送電時における磁束密度分布を示す図である。従来技術の充電装置による充電電力の送電時における磁束密度分布を示す図である。実施の形態１の充電装置と従来技術の充電装置による２次側コイルに流れた電流を示すグラフである。実施の形態２にかかる充電装置の構成を示す説明図である。実施の形態２の充電装置と従来技術の充電装置による２次側コイルに流れた電流の電流値を示すグラフである。図６−１におけるＷ１部分を示す拡大図である。実施の形態３にかかる充電装置の構成を示す説明図である。実機試験において使用した１次側コアの説明図である。電子時計の側面の断面図である。電子時計の側面の正面図である。電子時計の凹形状Ｄ２付近の磁束密度を示す図である。実施の形態３の充電装置による充電電力の送電時における磁束密度分布の一例を示す図である。実施の形態３の充電装置による充電電力の送電時における磁束密度分布の他の一例を示す図である。実施の形態３の充電装置と従来技術の充電装置による２次側コイルに流れた電流を示すグラフである。従来技術の充電装置における１次側コアを示す説明図である。従来技術の充電装置における１次側コアを示す説明図である。

符号の説明

１００，２００，３００１次側コア
１０１１次側コイル
１１０凸部
１２０，２２０，３２０周壁部
１３０，２３０，３３０拡幅部
５００，６００電子時計
５０１，６０１２次側コイル
７００１次側コアのモデル
７０１１次側コイル

Claims

側面に凹形状が設けられた筐体部と前記凹形状の下方で前記筐体部に設けられた第２コイルとを有した電子機器に、充電電力または情報を非接触で伝送する非接触伝送装置において、
底面が前記側面と略垂直な凸部を中央付近に有し、前記凸部の底部から延在し前記凸部の周面を内包する周壁部が設けられたコアと、
前記凸部に巻装された第１コイルと、
を備え、
前記コアは、前記周壁部の上側端部から前記凸部の上面近傍であって、前記凸部の上面より高い位置に設置された拡幅部を含み、
前記拡幅部は、前記側面に対向する端面が、前記凹形状と対面し、
前記第１コイルは、前記コアとともに磁束を発生させることにより、前記拡幅部の内縁部に囲まれた内部にあって、かつ前記凸部から所定距離にある前記電子機器の第２コイルに誘導起電力を発生させて前記充電電力または情報を前記電子機器に伝送することを特徴とする非接触伝送装置。
前記拡幅部は、前記凸部の上面と平行な上面が、前記電子機器の前記第２コイルの上面より高い位置に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触伝送装置。
前記拡幅部は、前記凸部の上面と平行な底面が、前記電子機器の前記第２コイルの底面より高い位置に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触伝送装置。
前記拡幅部は、前記端面が、前記側面のうち磁束密度が最も高くなる高さ位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の非接触伝送装置。
前記拡幅部は、前記端面が、前記側面を通過した磁束の磁束密度が最も高くなる高さ位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の非接触伝送装置。
第１コイルとともに磁束を発生させることにより、側面に凹形状が設けられた筐体部と前記凹形状の下方で前記筐体部に設けられた第２コイルとを有し所定距離にある電子機器の前記第２コイルに誘導起電力を発生させて充電電力または情報を前記電子機器に非接触で伝送するコアにおいて、
前記コアは、底面が前記側面と略垂直な凸部を中央付近に有し、前記凸部の底部から延在し前記凸部の周面を内包する周壁部が設けられ、前記周壁部の上側端部から前記凸部の上面近傍であって、前記凸部の上面より高い位置に設置された拡幅部を含み、
前記拡幅部は、前記側面に対向する端面が、前記凹形状と対面することを特徴とするコア。