JP6537616B2 - 非接触給電装置及び非接触電力伝送装置 - Google Patents
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Description
給電コイルと、前記給電コイルを収容する筐体とを備え、
前記筐体は、給電対象機器の少なくとも一部を収容可能な凹部を有し、
前記給電コイルは、前記凹部の周囲を螺旋状に周回し、
前記筐体内において前記凹部の底部と対向する位置に設けられた底部磁性体を備え、前記底部磁性体は、前記凹部の中央底部と対向する部分が貫通している。
本発明のもう1つの態様は、非接触給電装置である。この非接触給電装置は、
給電コイルと、前記給電コイルを収容する筐体とを備え、
前記筐体は、給電対象機器の少なくとも一部を収容可能な凹部を有し、
前記給電コイルは、前記凹部の周囲を螺旋状に周回し、
前記筐体内において前記凹部の底部と対向する位置に設けられた、平面的に周回する補助給電コイルを備える。
前記補助給電コイルの、前記凹部の底部とは反対側に、底部磁性体を備えてもよい。
前記非接触給電装置と、前記非接触給電装置の前記凹部に少なくとも一部が収容された携帯用電子機器とを備え、
前記携帯用電子機器は、二次電池及び受電コイルを含む非接触受電装置を有する。
図1〜図8を参照し、本発明の実施の形態1について説明する。図1に示すように、携帯用電子機器80は、本実施の形態では補聴器であり、ハウジング81から引き出されたケーブル82の先端に耳への挿入部83を有する。ハウジング81は、不図示のクリップ等の係止手段によりユーザの服に留めることができる。なお、携帯用電子機器80は、耳に引っ掛けたり耳に差し込むタイプであってもよい。携帯用電子機器80は、ハウジング81の内部に、図3又は図4に示す非接触受電装置90及び不図示のマイク等の機能部品を有する。なお、図2に示す非接触受電装置90は、図3に示す第1構成例を概略分解斜視図として示したものである。
図9は、本発明の実施の形態2に係る非接触電力伝送装置2の概略断面図である。本実施の形態は、実施の形態1と比較して、非接触給電装置10が第1の磁性体としての円筒状磁性体14を更に備える点で相違し、その他の点で一致する。円筒状磁性体14は、例えばフェライト焼結体であり、給電コイル11の外周を近接して覆うように設けられる(筐体12に保持される)。本実施の形態によれば、円筒状磁性体14を設けたことで、給電コイル11の内側に発生する磁界を強めることができ、給電効率が高められる。
図10は、本発明の実施の形態3に係る非接触電力伝送装置3の概略断面図である。本実施の形態は、実施の形態2と比較して、非接触給電装置10が第2の磁性体としての平板状磁性体15を更に備える点で相違し、その他の点で一致する。平板状磁性体15は、例えばフェライト焼結体であり、筐体12内において凹部12aの底部と対向する位置に設けられ、円筒状磁性体14の下部開口を覆う。平板状磁性体15は、円板状であって中央部(凹部12aの中央底部と対向する部分)が貫通し、ドーナツ形状を成している。本実施の形態によれば、平板状磁性体15を設けたことで、磁界が弱くなりやすい凹部12aの中央底部付近における磁界を強化することができる。なお、実施の形態1の構成に、円筒状磁性体14を追加せずに平板状磁性体15を追加してもよい。
図11は、本発明の実施の形態4に係る非接触電力伝送装置4の概略断面図である。本実施の形態は、実施の形態2と比較して、非接触給電装置10が補助給電コイル16及び第2の磁性体としての平板状磁性体17を更に備える点で相違し、その他の点で一致する。補助給電コイル16は、筐体12内において凹部12aの底部と対向する位置に設けられ(筐体12に保持され)、スパイラル状(渦巻き状)に平面的に周回する。補助給電コイル16の軸は、好ましくは給電コイル11の軸と一致する。補助給電コイル16の中心部は、凹部12aの中央底部と対向する。平板状磁性体17は、補助給電コイル16の、凹部12aの底部とは反対側に近接して設けられる(筐体12に保持される)。平板状磁性体17は、例えば円板状のフェライト焼結体である。本実施の形態によれば、補助給電コイル16を設けたことで、磁界が弱くなりやすい凹部12aの中央底部付近における磁界を強化することができる。また、平板状磁性体17を設けたことで、給電コイル11の内側に発生する磁界を強めることができ、給電効率が高められる。なお、実施の形態1の構成に、円筒状磁性体14を追加せずに補助給電コイル16及び平板状磁性体17を追加してもよい。
図12は、本発明の実施の形態5に係る非接触電力伝送装置5の第1の概略断面図である。図13は、非接触電力伝送装置5の第2の概略断面図である。本実施の形態は、実施の形態1と比較して、凹部12aの中央底部に突起部(凸部)12bが設けられている点で相違し、その他の点で一致する。突起部12bは、給電対象機器である携帯用電子機器80の直立(受電コイル85の軸方向と給電コイル11の軸方向の直交)を防止する。携帯用電子機器80が直立するのは、携帯用電子機器80が凹部12aの中央底部に直立姿勢の状態で乗る場合であるが、本実施の形態によれば、突起部12bを設けたことにより、携帯用電子機器80が直立する僅かな可能性を更に低下させることができる。なお、突起部12bは、実施の形態2〜4の構成に追加してもよい。
図14は、本発明の実施の形態6に係る非接触電力伝送装置6の概略断面図である。図15は、図14の非接触給電装置10の概略断面図である。本実施の形態は、実施の形態1と比較して、凹部12aが、円錐台側面状の第1の内面部12cと、お椀状に湾曲した第2の内面部12dとを有する点で相違し、その他の点で一致する。図15に示すように、第2の内面部12dは、深さD0(凹部12aの最深部)から深さD1の範囲における曲率が、深さD1から深さD2の範囲における曲率よりも小さい。すなわち、凹部12aの内面は、開口部側から底部側に向かって曲率が小さくなる部分を有する。第2の内面部12dの傾斜角度は、第1の内面部12cの傾斜角度より小さい。また、第2の内面部12dの傾斜角度は、中央底部に近づくほど小さくなる。なお、本実施の形態の凹部12aの内面形状は、実施の形態2〜5の構成に適用してもよい。
図16は、本発明の実施の形態7に係る非接触電力伝送装置7の概略断面図である。本実施の形態は、実施の形態6と比較して、ボビン13が凹部12aの第1の内面部12cに沿う円錐台側面状であり、給電コイル11が凹部12aの底部側から開口部側に向かって外側に拡がるように周回する点で相違し、その他の点で一致する。本実施の形態によれば、給電コイル11が凹部12aの底部側から開口部側に向かって外側に拡がるように周回することで、磁界が弱くなりやすい凹部12aの中央底部付近における磁界を強化することができる。なお、給電コイル11が凹部12aの底部側から開口部側に向かって外側に拡がるように周回する構成は、実施の形態1〜5の構成に適用してもよい。
図17は、本発明の実施の形態8における非接触受電装置90(第3構成例に係る非接触受電装置90)の概略断面図である。図18は、実施の形態8の携帯用電子機器80の充電時における回路図である。図19は、携帯用電子機器80の使用時における回路図である。図18及び図19は、互いに同じ回路であるが、図18では携帯用電子機器80の充電時に非アクティブとなる回路ブロックを破線で示し、図19では携帯用電子機器80の使用時に非アクティブとなる回路ブロックを破線で示している。また、図18及び図19では、受電回路93及びDC−DCコンバータ92のブロックから受電コイル85及び電圧変換用コイル91をそれぞれ抜き出して示している。
80 携帯用電子機器、81 ハウジング、82 ケーブル、83 挿入部、84 二次電池、85 受電コイル、86 ケース、86a 鍔部、87 蓋、87a 鍔部、88,89a,89b 磁性シート(第3〜第5の磁性体)、90 非接触受電装置、91 電圧変換用コイル、92 DC−DCコンバータ(電圧変換回路)、93 受電回路、94 充電回路、95 本体、96 ボビン、97 平板状磁性体
Claims (23)
- 給電コイルと、前記給電コイルを収容する筐体とを備え、
前記筐体は、給電対象機器の少なくとも一部を収容可能な凹部を有し、
前記給電コイルは、前記凹部の周囲を螺旋状に周回し、
前記筐体内において前記凹部の底部と対向する位置に設けられた底部磁性体を備え、前記底部磁性体は、前記凹部の中央底部と対向する部分が貫通している、非接触給電装置。 - 給電コイルと、前記給電コイルを収容する筐体とを備え、
前記筐体は、給電対象機器の少なくとも一部を収容可能な凹部を有し、
前記給電コイルは、前記凹部の周囲を螺旋状に周回し、
前記筐体内において前記凹部の底部と対向する位置に設けられた、平面的に周回する補助給電コイルを備える、非接触給電装置。 - 前記補助給電コイルの、前記凹部の底部とは反対側に、底部磁性体を備える、請求項2に記載の非接触給電装置。
- 前記凹部は、開口部側から底部側に向かって幅が狭くなる部分を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
- 前記凹部は、給電対象機器が載置される内面の少なくとも一部が湾曲面となっている、請求項1から4のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
- 前記凹部の内面は、開口部側から底部側に向かって前記湾曲面の曲率が小さくなる部分を有する、請求項5に記載の非接触給電装置。
- 前記凹部は、自身に給電対象機器が載置されたときに前記給電対象機器の受電コイルの軸方向と前記給電コイルの軸方向とが直交しない姿勢となるように前記給電対象機器を支持する内面形状を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
- 前記凹部の開口幅が、給電対象機器の本体部の最大長よりも長い、請求項1から7のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
- 前記給電コイルの外周を覆う外周部磁性体を備える、請求項1から8のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
- 前記凹部の中央底部に突起部が設けられている、請求項1から9のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
- 前記給電コイルは、前記凹部の底部側から開口部側に向かって外側に拡がるように周回する、請求項1から10のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
- 請求項1から11のいずれか一項に記載の非接触給電装置と、前記非接触給電装置の前記凹部に少なくとも一部が収容された携帯用電子機器とを備え、
前記携帯用電子機器は、二次電池及び受電コイルを含む非接触受電装置を有する、非接触電力伝送装置。 - 前記受電コイルは、前記二次電池の周囲を螺旋状に周回する、請求項12に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記受電コイルと前記二次電池の外周面との間に、第1の受電側磁性体が設けられ又は延在する、請求項13に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記第1の受電側磁性体は、前記二次電池を収容する内部空間を有する箱形状を成している、請求項14に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記第1の受電側磁性体は、前記受電コイルの軸方向の両端部にそれぞれ鍔部を有する、請求項15に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記第1の受電側磁性体は、内側に前記二次電池を収容する、両端が開口した中空筒状である、請求項14に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記第1の受電側磁性体の一方の開口を覆う第2の受電側磁性体を備える、請求項17に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記第1の受電側磁性体の他方の開口を覆う第3の受電側磁性体を備える、請求項18に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記携帯用電子機器は、前記二次電池の出力電圧を変換する電圧変換回路を有し、前記電圧変換回路は電圧変換用コイルを含み、前記受電コイル及び前記電圧変換用コイルの一方の中心軸が、他方の内寸範囲内にある、請求項12から19のいずれか一項に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記電圧変換用コイルは、前記二次電池の周囲を螺旋状に周回する、請求項20に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記電圧変換用コイルと前記二次電池の外周面との間に、磁性体が設けられ又は延在する、請求項21に記載の非接触電力伝送装置。
- 前記受電コイル及び前記電圧変換用コイルがバイファイラ巻線の一方と他方である、請求項20から22のいずれか一項に記載の非接触電力伝送装置。
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