JP6495730B2 - 二次コイルモジュール - Google Patents
二次コイルモジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP6495730B2 JP6495730B2 JP2015093359A JP2015093359A JP6495730B2 JP 6495730 B2 JP6495730 B2 JP 6495730B2 JP 2015093359 A JP2015093359 A JP 2015093359A JP 2015093359 A JP2015093359 A JP 2015093359A JP 6495730 B2 JP6495730 B2 JP 6495730B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- winding
- pair
- secondary coil
- coil module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 51
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 21
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 8
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- -1 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 2
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000009774 resonance method Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/006—Details of transformers or inductances, in general with special arrangement or spacing of turns of the winding(s), e.g. to produce desired self-resonance
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/06—Cores, Yokes, or armatures made from wires
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/14—Inductive couplings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F5/00—Coils
- H01F5/04—Arrangements of electric connections to coils, e.g. leads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/284—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
- H02J7/0044—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction specially adapted for holding portable devices containing batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
- H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F2003/005—Magnetic cores for receiving several windings with perpendicular axes, e.g. for antennae or inductive power transfer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
本発明は、無接点給電方式にて一次コイルを介して電力が供給される二次コイルモジュールに関する。
従来、端末に内蔵される蓄電池に、端末と充電台とを端子で接続することなく給電する無接点給電（非接触給電）方式が利用されている。このような無接点給電方式として、例えば電磁誘導方式、電波方式、電磁界共鳴方式がある。電磁誘導方式では、端末側に二次コイルが備えられ、充電台側に一次コイルが備えられる。充電台から端末に給電する場合には、一次コイルと二次コイルとが対向するように充電台と端末とを配置する。この状態で、一次コイルに電流を供給して当該一次コイルに磁束を発生させ、当該磁束により二次コイルに電磁誘導による起電力を生じさせて蓄電池に給電する。このような電磁誘導方式に係る技術として例えば特許文献１に記載のものがある。
特許文献１に記載の２次電池モジュールは、２次電池、充電制御回路、及び制御基板がケース体に収容されて構成される。充電制御回路は、受電コイルと共振コンデンサとを備えて構成される。２次電池と受電コイルとは、フェライトシート及び緩衝体を介して対向して配置される。
特許文献１に記載の技術は、受電コイルと２次電池とが単一のケース体の中に収容され、フェライトシートと緩衝体を介して対向して配置される。特許文献１の図１に示されるように、フェライトシートはケース体の内壁面に対して空隙を有して構成される。このため、当該空隙において漏れ磁束が生じ、当該漏れ磁束に起因した交番磁界が２次電池まで到達した場合には、例えば２次電池が有する端子電極や金属製のケースにおいて渦電流が生じ、当該渦電流に起因して２次電池が発熱する可能性がある。
そこで、無接点給電方式にて蓄電池を充電する際に、蓄電池の発熱を抑制することができる二次コイルモジュールが求められる。
本発明に係る二次コイルモジュールの特徴構成は、無接点給電方式にて一次コイルを介して電力が供給される二次コイルモジュールであって、筒状の筒状部、及び当該筒状部の軸方向一方側の端部の開口を閉じるように前記筒状部と一体成型された底部を有し、磁性材料からなるコアと、前記筒状部の内側の収容空間に収容され、前記電力により充電される蓄電池と、前記コアの外側であって、前記コアの前記底部の側に配置される巻線と、を備え、前記コアは、軟磁性の磁性材料を含む樹脂で構成され、前記巻線は、前記コアの外周面における、前記底部の側において露出した状態で配置され、前記収容空間には、前記蓄電池の充電を制御する蓄電制御回路が収容され、前記蓄電制御回路は、前記巻線の一対の端部が電気的に接続される巻線接続部の一対の電極と前記蓄電池の一対の端子電極が電気的に接続される出力端子形成部の一対の出力端子とを有し、前記コアの外周面における、前記巻線が配置されていない領域に前記一対の電極と前記一対の出力端子とが露出した状態で配置される点にある。
このような特徴構成とすれば、コアにおける巻線が配置される側の部分である筒状部と底部との間に隙間を生じないようにすることができるので、コアによる一次コイルから生じた磁束の集磁効果を高めることが可能となる。したがって、一次コイルから二次コイルモジュールへの送電効果を高めることが可能となる。
また、前記隙間を生じないようにすることにより、一次コイルと巻線との間で生じる磁界に起因した漏れ磁束を低減することが可能となる。したがって、蓄電池の端子電極やケースが金属材料で形成されている場合であっても、前記漏れ磁束に起因した渦電流による電池の発熱を抑制することが可能となる。
また、このような構成とすれば、樹脂成形でコアを形成することにより、筒状部と底部との間に隙間を生じないようにすることが可能となる。
したがって、磁気特性の優れたコアを形成し易くすることができる。
また、収容空間には、蓄電池の充電を制御する蓄電制御回路も収容されるので、蓄電制御回路を磁界の暴露から保護することが可能となる。
したがって、磁界による蓄電制御回路の誤動作や損傷や劣化等の発生を抑制できる。
また、前記コアは、前記筒状部の軸方向他方側の端部が開口して構成され、前記軸方向他方側の端部が磁性材料からなる蓋部材で閉じられていると好適である。
このような構成とすれば、コアの筒状部の内側の空間（収容空間）を遮蔽することができるので、コアに内包される部品の損傷を抑制できる。
また、前記巻線は前記筒状部を囲むように螺旋状に巻き回されると好適である。
このような構成とすれば、一次コイルからの磁束を集磁したコアの周囲に巻線を巻き回すので、二次コイルモジュールに生じる起電力を大きくすることができる。
したがって、一次コイルから二次コイルモジュールへの送電効果を高めることが可能となる。
本発明に係る二次コイルモジュールについて説明する。二次コイルモジュールは、充電台側ユニットと端末側ユニットとを有して構成される無接点給電方式の充電システムのうち、端末側ユニットに設けられ、端末側ユニットに設けられる蓄電池を充電する際に、当該蓄電池の発熱を抑制可能に構成される。以下、本実施形態の二次コイルモジュール２０について説明する。
図１には二次コイルモジュール２０の分解斜視図が示され、図２には図１のｙ方向に沿って見た二次コイルモジュール２０の側面図が示され、図３には図１のｘ方向に沿って見た二次コイルモジュール２０の側面図が示される。また、図４には二次コイルモジュール２０に設けられる蓄電池３０を充電する際の形態が示される。
図１及び図４に示すように、二次コイルモジュール２０は、無接点給電方式にて金属製のケース３１を有する蓄電池３０を充電する電力が充電台側ユニットに設けられる一次コイル１を介して供給される。無接点充電方式とは、充電台側ユニットに設けられる一次コイルモジュール１０と端末側ユニットに設けられる二次コイルモジュール２０とを端子で接続することなく、充電台側ユニットに供給される交流電源からの電力を、充電台側ユニットに設けられた一次コイル１を介して、二次コイル２に伝達し、蓄電池３０を充電する方式である。一次コイル１と二次コイル２との電力の送受は電磁誘導により行われる。二次コイルモジュール２０にはこのような二次コイル２が備えられる。
本実施形態の二次コイルモジュール２０は、二次コイル２と、蓄電池３０と、蓄電制御回路４０が搭載された基板４１とを有して構成される。二次コイル２は、コア２１、巻線２２、蓋部材２３を備えて構成される。
コア２１は磁性材料からなる筒状部２４と底部２５とを有して構成される。筒状部２４は筒状に構成され、その内側を収容空間２６として蓄電池３０が収容される。底部２５は、筒状部２４の軸方向一方側の端部の開口を閉じるように筒状部２４と一体成型される。このため、筒状部２４の軸方向他方の側の端部は開口して形成され、筒状部２４と底部２５との間には隙間を有さずにコップ状に形成される。このようなコア２１は、軟磁性の磁性材料を含む樹脂で構成される。より具体的には、磁性体を含有した樹脂を用いて射出成形により成形される。このような軟磁性の磁性材料として、例えばＮｉ系軟磁性材やＭｎ系軟磁性材の粉体を用いることが可能である。また、樹脂材料としては、ポリフェニレンサルファイド（PPS: polyphenylenesulfide）樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリオキシメチレン（POM: polyoxymethylene）、環状ポリオレフィン（COP: cycloolefin polymers）樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂（PMMA）、ポリブチレンテレフタレート（PBT: polybutylene terephthalate）樹脂、液晶ポリマー（LCP）、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、芳香族ポリエーテルケトン等でも良い。これにより筒状部２４の径方向の厚さが１ｍｍ以下（好適には、０．３〜０．５ｍｍ程度の厚さ）のコア２１を形成することができる。
巻線２２は導電性材料で構成され、コア２１の外側であって、コア２１の底部２５の側に配置される。導電性材料は、例えばエナメル線が用いられる。本実施形態では、巻線２２は、このようなエナメル線をコア２１の筒状部２４を囲むように螺旋状に巻き回される。巻線２２は、エナメル線を筒状部２４の外周面に直接、複数回巻いても良いし、巻線２２を複数回巻いて空芯コイルを構成し、当該空芯コイルの径方向内側にコア２１を挿通して構成しても良い。いずれにしても、巻線２２がコア２１の底部２５の側に寄せて配置される。巻線２２の一対の端部（巻始めの端部及び巻き終わりの端部）は、コア２１の側面に設けられた後述する巻線接続部４２の一対の電極４２Ａ，４２Ｂに接続される。
蓋部材２３は、磁性材料で構成され、筒状部２４の軸方向他方側の端部を閉じる。蓋部材２３も、コア２１と同様に軟磁性樹脂で構成することが可能である。もちろん、例えばセラミック系フェライトやアモルファス系磁性体等のその他の材料で構成しても良い。蓋部材２３は、このような磁性材料を用いてシート状に構成される。筒状部２４の軸方向他方側とは、筒状部２４における軸方向両端部のうち、底部２５が形成されている側とは異なる側の端部である。蓋部材２３は、筒状部２４が有する開口部（底部２５が形成されていない側の端部）の形状に合わせて形成され、本実施形態では円板状のものが用いられる。このような蓋部材２３を、筒状部２４の端部に貼り付けてコア２１の開口部に蓋をすることが可能となる。この時、コア２１と蓋部材２３との間で隙間を無くすように磁性材を用いて形成された両面テープや、磁性材が含有される接着剤を用いて貼り合わされる。
蓄電池３０は、金属製のケース３１及び金属製の一対の端子電極３２（蓄電池３０が有する陽極端子及び陰極端子）が設けられる。金属製のケース３１とは、蓄電池３０を覆うものであり、金属が露出していても露出していなくても良い。形状は特に限定されるものではないが、蓄電池３０は、筒状部２４の収容空間２６に収容されるので、収容空間２６の形状に合わせた形状とする良い。収容空間２６に蓄電池３０を収容する際には、両面テープ８０を用いて、底部２５の収容空間２６を向く側の面に貼り付けると良い。このように蓄電池３０は、コア２１に内包して構成されるので、二次コイルモジュール２０を小型化することができる。このような蓄電池３０は、一次コイル１を介して供給される電力により充電され、無接点給電方式による充電対象となる例えばリチウムポリマー電池が相当する。
蓄電制御回路４０は、巻線２２に接続されて筒状部２４の収容空間２６に収容され、蓄電池３０の充電を制御する。巻線２２には、電磁誘導により電力が生じる。蓄電制御回路４０にはこの電力が伝達される。蓄電制御回路４０は、このような電力を、蓄電池３０を充電するのに適した所定の電圧値からなる直流電力に変換する。
このような蓄電制御回路４０は基板４１に実装される。基板４１は、本実施形態ではプリント基板を用いて構成される。基板４１には、フレキシブルプリント基板（FPC : Flexible printed circuits）を用いて形成された巻線接続部４２、蓄電池接続部４３、出力端子形成部４４が半田溶着される。これらの巻線接続部４２、蓄電池接続部４３、出力端子形成部４４と共に、基板４１は蓄電池３０と筒状部２４の内壁との間に設けられ、コア２１及び蓋部材２３により形成される柱状の空間、すなわち上述した収容空間２６内に配置される。
基板４１に実装される蓄電制御回路４０には、巻線接続部４２を介して電磁誘導により二次コイル２に生じる電力が伝達される。巻線接続部４２は、上述した巻線２２の一対の端部が接続される一対の電極４２Ａ，４２Ｂが形成される。巻線接続部４２は、基板４１の所定の位置で折り曲げられ、コア２１の表面（筒状部２４の外周面）に露出される。これにより、巻線接続部４２がコア２１の外側に導出される。
蓄電池接続部４３は、基板４１の所定の位置で折り曲げられて蓄電池３０の一対の端子電極３２の一方に接続される。また、図示はしないが、一対の端子電極３２の他方も、例えばフレキシブルプリント基板や導電テープ等を用いて基板４１に接続される。これにより、蓄電制御回路４０を介して二次コイル２に生じた電力を蓄電池３０に蓄電することが可能となる。
出力端子形成部４４は、コア２１の外側に露出するように、基板４１の所定の位置で折り曲げられる。出力端子形成部４４には、折り曲げられた状態で、コア２１の外周面において露出するように一対の出力端子７０が形成される。この一対の出力端子７０は、蓄電池接続部４３を介して蓄電池３０の一対の端子電極３２に接続され、蓄電池３０に充電された電力を出力することができる。これにより、蓄電池３０に充電された電力を容易に取り出すことが可能となる。
図４に示されるように、充電台側ユニットに設けられる一次コイルモジュール１０が、コアの円柱状部１１に巻線１２を巻いて形成された一次コイル１を有する場合には、一次コイル１に通電される、円柱状部１１の軸方向に沿って磁束が生じる。このため、当該磁束が二次コイル２の径方向内側を貫通するように二次コイルモジュール２０を配置すると、効率良く二次コイル２に電磁誘導による電力を伝達することができる。したがって、コアの円柱状部１１に巻線１２を巻いて一次コイル１を形成している場合には、二次コイルモジュール２０は、二次コイル２が一次コイル１の軸心上に位置するように一次コイルモジュール１０に配置される。これにより、蓄電池３０を充電することが可能となる。
図５は、二次コイルモジュール２０により蓄電池３０を充電する際の蓄電池３０の表面温度の変化を示した特性図である。横軸は充電を開始してからの経過時間であり、縦軸は充電を開始した時の温度を基準とした相対変化を示している。本実施形態に係る二次コイルモジュール２０を用いた場合の特性は図５においてＩを付して示され、コア２１を備えない場合の特性がＩＩを付して示される。図５に示されるように、コア２１を形成する際に筒状部２４と底部２５とを一体成型して隙間を有さないように構成することで、充電を開始してからの温度上昇を抑制できることがわかった。
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、巻線２２が筒状部２４を囲むように螺旋状に巻き回されるとして説明したが、巻線２２を渦巻き状に巻き回して構成することも可能である。このような巻線２２を用いて構成した二次コイルモジュール２０が図６に示される。このとき、巻線２２は磁性体からなる保護フィルム３３に載置して、両面テープ付き磁性シート３４でコア２１の底部２５の外側の面に貼り付けると良い。巻線２２は、プリント基板の金属層を渦巻き状にパターンニングして形成しても良い。
上記実施形態では、巻線２２が筒状部２４を囲むように螺旋状に巻き回されるとして説明したが、巻線２２を渦巻き状に巻き回して構成することも可能である。このような巻線２２を用いて構成した二次コイルモジュール２０が図６に示される。このとき、巻線２２は磁性体からなる保護フィルム３３に載置して、両面テープ付き磁性シート３４でコア２１の底部２５の外側の面に貼り付けると良い。巻線２２は、プリント基板の金属層を渦巻き状にパターンニングして形成しても良い。
このような二次コイルモジュール２０であっても、図７に示すように巻線２２を、一次コイル１の軸心上に位置するように一次コイルモジュール１０に配置することにより、蓄電池３０を充電することが可能である。
また、巻線２２は、螺旋状の巻線２２と渦巻き状の巻線２２とを直列に接続して構成しても良いし、螺旋状の巻線２２と渦巻き状の巻線２２とを並列に接続して構成しても良い。
上記実施形態では、コア２１は、筒状部２４の軸方向他方側の端部が磁性材料からなる蓋部材２３で閉じられているとして説明したが、蓋部材２３で筒状部２４の軸方向他方側の端部を閉じずに構成することも可能である。
上記実施形態では、コア２１は、軟磁性の磁性材料を含む樹脂で構成されるとして説明したが、軟磁性の磁性材料以外の磁性材料で構成することも可能である。
上記実施形態では、収容空間２６には、蓄電池３０の充電を制御する蓄電制御回路４０も収容されるとして説明したが、蓄電制御回路４０は収容空間２６に収容せずに、コア２１の外側に設けることも可能である。
上記実施形態では、蓄電池３０は、金属製のケース３１及び金属製の一対の端子電極３２が設けられるとして説明したが、ケース３１及び端子電極３２の少なくともいずれか一方が金属製であれば良い。この場合でも、漏れ磁束に起因した渦電流によって蓄電池３０が発熱する可能性があるが、本二次コイルモジュール２０によれば発熱を抑制することができる。
本発明は、無接点給電方式にて一次コイルを介して電力が供給される二次コイルモジュールに用いることが可能である。
１：一次コイル
２０：二次コイルモジュール
２１：コア
２２：巻線
２３：蓋部材
２４：筒状部
２５：底部
２６：収容空間
３１：ケース
３０：蓄電池
４０：蓄電制御回路
２０：二次コイルモジュール
２１：コア
２２：巻線
２３：蓋部材
２４：筒状部
２５：底部
２６：収容空間
３１：ケース
３０：蓄電池
４０：蓄電制御回路
Claims (4)
- 無接点給電方式にて一次コイルを介して電力が供給される二次コイルモジュールであって、
筒状の筒状部、及び当該筒状部の軸方向一方側の端部の開口を閉じるように前記筒状部と一体成型された底部を有し、磁性材料からなるコアと、
前記筒状部の内側の収容空間に収容され、前記電力により充電される蓄電池と、
前記コアの外側であって、前記コアの前記底部の側に配置される巻線と、
を備え、
前記コアは、軟磁性の磁性材料を含む樹脂で構成され、
前記巻線は、前記コアの外周面における、前記底部の側において露出した状態で配置され、
前記収容空間には、前記蓄電池の充電を制御する蓄電制御回路が収容され、
前記蓄電制御回路は、前記巻線の一対の端部が電気的に接続される巻線接続部の一対の電極と前記蓄電池の一対の端子電極が電気的に接続される出力端子形成部の一対の出力端子とを有し、前記コアの外周面における、前記巻線が配置されていない領域に前記一対の電極と前記一対の出力端子とが露出した状態で配置される二次コイルモジュール。 - 前記コアは、前記筒状部の軸方向他方側の端部が開口して構成され、前記軸方向他方側の端部が磁性材料からなる蓋部材で閉じられている請求項１に記載の二次コイルモジュール。
- 前記巻線は前記筒状部を囲むように螺旋状に巻き回される請求項１又は２に記載の二次コイルモジュール。
- 前記一対の電極と前記一対の出力端子とは、前記巻線接続部及び前記出力端子形成部の夫々を前記コアの前記底部と反対側で折り曲げられることにより前記コアの外周面に露出している請求項１から３のいずれか一項に記載の二次コイルモジュール。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015093359A JP6495730B2 (ja) | 2015-04-30 | 2015-04-30 | 二次コイルモジュール |
| MYPI2017001576A MY182495A (en) | 2015-04-30 | 2016-03-02 | Secondary coil module |
| PCT/JP2016/056391 WO2016174918A1 (ja) | 2015-04-30 | 2016-03-02 | 二次コイルモジュール |
| EP16786195.4A EP3291356B1 (en) | 2015-04-30 | 2016-03-02 | Secondary coil module |
| KR1020177031903A KR102633474B1 (ko) | 2015-04-30 | 2016-03-02 | 이차 코일 모듈 |
| AU2016256097A AU2016256097B2 (en) | 2015-04-30 | 2016-03-02 | Secondary coil module |
| US15/569,316 US10447081B2 (en) | 2015-04-30 | 2016-03-02 | Secondary coil module |
| CN201680025029.2A CN107534190B (zh) | 2015-04-30 | 2016-03-02 | 二次线圈模块 |
| TW105107399A TWI686823B (zh) | 2015-04-30 | 2016-03-10 | 二次線圈模組 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015093359A JP6495730B2 (ja) | 2015-04-30 | 2015-04-30 | 二次コイルモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016213001A JP2016213001A (ja) | 2016-12-15 |
| JP6495730B2 true JP6495730B2 (ja) | 2019-04-03 |
Family
ID=57199169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015093359A Active JP6495730B2 (ja) | 2015-04-30 | 2015-04-30 | 二次コイルモジュール |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10447081B2 (ja) |
| EP (1) | EP3291356B1 (ja) |
| JP (1) | JP6495730B2 (ja) |
| KR (1) | KR102633474B1 (ja) |
| CN (1) | CN107534190B (ja) |
| AU (1) | AU2016256097B2 (ja) |
| MY (1) | MY182495A (ja) |
| TW (1) | TWI686823B (ja) |
| WO (1) | WO2016174918A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6848763B2 (ja) * | 2017-08-09 | 2021-03-24 | トヨタ自動車株式会社 | コイルユニット |
| WO2019073877A1 (ja) * | 2017-10-11 | 2019-04-18 | 日東電工株式会社 | 電池パック、無線電力伝送システムおよび補聴器 |
| JP7198018B2 (ja) * | 2017-10-11 | 2022-12-28 | 日東電工株式会社 | 電池パック、無線電力伝送システムおよび補聴器 |
| DE102020205153A1 (de) * | 2020-04-23 | 2021-10-28 | Sivantos Pte. Ltd. | Batteriemodul und Hörvorrichtung |
| CN111509165A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-07 | 东莞新能安科技有限公司 | 固定装置、电池模组及用电装置 |
| CN111775738A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-16 | 重庆华创智能科技研究院有限公司 | 一种提升无人机无线充电系统抗偏移能力的耦合机构 |
| RU2746262C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-04-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Технопрогресс" (ООО "Технопрогресс") | Аккумуляторная сборка и способ ее изготовления |
| WO2024090147A1 (ja) * | 2022-10-26 | 2024-05-02 | 株式会社村田製作所 | ワイヤレス受電装置及び電子機器 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07201577A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Taiyo Yuden Co Ltd | ドラム型コイル部品及びその組立方法 |
| US8068897B1 (en) * | 1999-03-01 | 2011-11-29 | Gazdzinski Robert F | Endoscopic smart probe and method |
| US10973397B2 (en) * | 1999-03-01 | 2021-04-13 | West View Research, Llc | Computerized information collection and processing apparatus |
| US7914442B1 (en) * | 1999-03-01 | 2011-03-29 | Gazdzinski Robert F | Endoscopic smart probe and method |
| US20040108395A1 (en) * | 2001-09-13 | 2004-06-10 | Hitachi, Ltd. | Electromagnetic fuel injector |
| GB0124451D0 (en) * | 2001-10-11 | 2001-12-05 | Flight Refueling Ltd | Magnetic signalling in pipelines |
| JP2006324419A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Sumida Corporation | 磁性素子 |
| JP4707626B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2011-06-22 | 三洋電機株式会社 | 無接点の充電器とこの充電器と携帯電子機器の組み合わせ |
| US20080048482A1 (en) * | 2006-08-28 | 2008-02-28 | Wonderland Nursery Goods Co., Ltd. | Infant seat assembly with retention member |
| JP4950679B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2012-06-13 | 株式会社ワコム | 位置指示装置 |
| US20090136133A1 (en) * | 2007-11-26 | 2009-05-28 | Mcgann Kevin Thomas | Personalized fetal ultrasound image design |
| WO2009069844A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Chun-Kil Jung | Multiple non-contact charging system of wireless power transmision and control method thereof |
| JP5383432B2 (ja) | 2009-10-27 | 2014-01-08 | リコーエレメックス株式会社 | 非接触給電装置、受電モジュールおよび携帯型電子機器 |
| US20120157219A1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | Jon Parlett | Golf training and practice method and aid |
| JP5717090B2 (ja) * | 2011-01-28 | 2015-05-13 | 日立マクセル株式会社 | 受電ユニット、該受電ユニットを備えた充電システム及び電気機器 |
| CN102957214B (zh) | 2011-08-18 | 2015-11-25 | 富达通科技股份有限公司 | 电子装置的无线充电线圈结构 |
| JP5937387B2 (ja) * | 2012-03-19 | 2016-06-22 | 日立マクセル株式会社 | ２次電池モジュール |
| US9343922B2 (en) * | 2012-06-27 | 2016-05-17 | Witricity Corporation | Wireless energy transfer for rechargeable batteries |
| JP2014017920A (ja) * | 2012-07-06 | 2014-01-30 | Sharp Corp | 電池パック |
| DE102012219673A1 (de) * | 2012-10-26 | 2014-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Anordnung zur induktiven Energieübertragung an ein elektrisch antreibbares Fahrzeug |
| JP6098708B2 (ja) | 2013-02-14 | 2017-03-22 | トヨタ自動車株式会社 | 受電装置および送電装置 |
| JP2014212175A (ja) * | 2013-04-17 | 2014-11-13 | 株式会社神戸製鋼所 | 鉄心、鉄心の製造方法、鉄心用材料、および鉄心用材料の製造方法 |
| DE102013222435B4 (de) * | 2013-11-05 | 2019-06-06 | SUMIDA Components & Modules GmbH | Magnetkernelement, Magnetkernmodul und ein das Magnetkernmodul verwendendes induktives Bauelement |
| JP6246001B2 (ja) | 2014-01-24 | 2017-12-13 | ホシデン株式会社 | 二次コイルモジュール |
| JP6237268B2 (ja) * | 2014-01-28 | 2017-11-29 | Tdk株式会社 | リアクトル |
-
2015
- 2015-04-30 JP JP2015093359A patent/JP6495730B2/ja active Active
-
2016
- 2016-03-02 CN CN201680025029.2A patent/CN107534190B/zh active Active
- 2016-03-02 WO PCT/JP2016/056391 patent/WO2016174918A1/ja active Application Filing
- 2016-03-02 KR KR1020177031903A patent/KR102633474B1/ko active IP Right Grant
- 2016-03-02 US US15/569,316 patent/US10447081B2/en active Active
- 2016-03-02 MY MYPI2017001576A patent/MY182495A/en unknown
- 2016-03-02 EP EP16786195.4A patent/EP3291356B1/en active Active
- 2016-03-02 AU AU2016256097A patent/AU2016256097B2/en active Active
- 2016-03-10 TW TW105107399A patent/TWI686823B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016213001A (ja) | 2016-12-15 |
| EP3291356B1 (en) | 2020-12-30 |
| US10447081B2 (en) | 2019-10-15 |
| AU2016256097B2 (en) | 2020-10-08 |
| MY182495A (en) | 2021-01-25 |
| CN107534190B (zh) | 2020-11-20 |
| WO2016174918A1 (ja) | 2016-11-03 |
| TWI686823B (zh) | 2020-03-01 |
| KR20180002655A (ko) | 2018-01-08 |
| TW201643908A (zh) | 2016-12-16 |
| US20180123394A1 (en) | 2018-05-03 |
| EP3291356A1 (en) | 2018-03-07 |
| CN107534190A (zh) | 2018-01-02 |
| EP3291356A4 (en) | 2019-01-02 |
| AU2016256097A1 (en) | 2017-10-19 |
| KR102633474B1 (ko) | 2024-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6495730B2 (ja) | 二次コイルモジュール | |
| US11462942B2 (en) | Efficiencies and method flexibilities in inductive (wireless) charging | |
| RU2419944C1 (ru) | Бесконтактное устройство передачи энергии и способ изготовления его вторичной стороны | |
| US8188826B2 (en) | Coil unit and electronic apparatus using the same | |
| JP6246001B2 (ja) | 二次コイルモジュール | |
| JP5717090B2 (ja) | 受電ユニット、該受電ユニットを備えた充電システム及び電気機器 | |
| US20090096413A1 (en) | System and method for inductive charging of portable devices | |
| CN107800197B (zh) | 无线电力传输模块及具有该无线电力传输模块的电子设备 | |
| JP5247788B2 (ja) | スリム型高電圧トランスフォーマー（ｓｌｉｍｔｙｐｅｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ） | |
| JP2013026005A (ja) | 電池パック | |
| JP2019033617A (ja) | コイルユニット |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171116 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180724 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180910 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20181127 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190206 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20190214 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190226 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190307 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6495730 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |