JPH08205432A - 非接触型電力伝送装置 - Google Patents
非接触型電力伝送装置Info
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- JPH08205432A JPH08205432A JP7013216A JP1321695A JPH08205432A JP H08205432 A JPH08205432 A JP H08205432A JP 7013216 A JP7013216 A JP 7013216A JP 1321695 A JP1321695 A JP 1321695A JP H08205432 A JPH08205432 A JP H08205432A
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- Japan
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- ferrite core
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- power transmission
- power
- transmission device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】非接触型電力伝送装置に於いて，伝送効率の向
上及び電力伝送の安定性の向上する。 【構成】環状巻線及びフェライトコアからなり高周波磁
界を発生させる送電側と環状巻線及びフェライトコアと
からなり前記高周波磁界をとらえる受電側とで構成され
た非接触型電力伝送装置に於いて，前記送信側のフェラ
イトコアの断面形状を凸状とし，該断面凸状フェライト
コアの下面に前記高周波磁界を発生させるための駆動回
路を構成する部品を実装した基板の裏面を当接して配置
した非接触型電力伝送装置。
上及び電力伝送の安定性の向上する。 【構成】環状巻線及びフェライトコアからなり高周波磁
界を発生させる送電側と環状巻線及びフェライトコアと
からなり前記高周波磁界をとらえる受電側とで構成され
た非接触型電力伝送装置に於いて，前記送信側のフェラ
イトコアの断面形状を凸状とし，該断面凸状フェライト
コアの下面に前記高周波磁界を発生させるための駆動回
路を構成する部品を実装した基板の裏面を当接して配置
した非接触型電力伝送装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気器機の電源として
利用される二次電池（充電式電池）に対して電磁誘導で
電力を伝送する非接触型電力伝送装置に係り，特に電力
伝送の効率及び安定性の向上に適した非接触型電力伝送
装置に関する。
利用される二次電池（充電式電池）に対して電磁誘導で
電力を伝送する非接触型電力伝送装置に係り，特に電力
伝送の効率及び安定性の向上に適した非接触型電力伝送
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】コード
レス電話機等の電気器機の電源として利用される二次電
池（充電式電池）に対して電力を伝送する装置として
は，接触型及び非接触型のものが知られているが，接触
型の場合には，接触端子の劣化等による接触不良の問題
や接触端子が露出していることによる安全性の問題もあ
るため，非接触型の電力伝送装置が用いられることが多
くなってきた。
レス電話機等の電気器機の電源として利用される二次電
池（充電式電池）に対して電力を伝送する装置として
は，接触型及び非接触型のものが知られているが，接触
型の場合には，接触端子の劣化等による接触不良の問題
や接触端子が露出していることによる安全性の問題もあ
るため，非接触型の電力伝送装置が用いられることが多
くなってきた。
【０００３】従来の，非接触型電力伝送装置としては，
図１２（ａ）に示したように巻線６１を施したＵ型フェ
ライトコア６２からなる送電側と巻線６３を施したＵ型
フェライトコア６４からなる受電側で構成されたものが
一般に知られている。この装置では，両Ｕ型フェライト
コアを対向配置させることにより環状の閉磁路を形成し
電力を伝送している。
図１２（ａ）に示したように巻線６１を施したＵ型フェ
ライトコア６２からなる送電側と巻線６３を施したＵ型
フェライトコア６４からなる受電側で構成されたものが
一般に知られている。この装置では，両Ｕ型フェライト
コアを対向配置させることにより環状の閉磁路を形成し
電力を伝送している。
【０００４】このような環状の閉磁路を形成し電力を伝
送する装置では，両Ｕ型フェライトコア間のギャップＧ
が小さい場合は結合が大きいがギャップＧが大きくなる
と漏れ磁束が急激に増加し，送電側と受電側の磁気結合
が著しく低下するため，両者をできる限り接近させる必
要がある。
送する装置では，両Ｕ型フェライトコア間のギャップＧ
が小さい場合は結合が大きいがギャップＧが大きくなる
と漏れ磁束が急激に増加し，送電側と受電側の磁気結合
が著しく低下するため，両者をできる限り接近させる必
要がある。
【０００５】しかし，通常，両Ｕ型フェライトコアは送
電側及び受電側の装置のケース６５，６６を介在して対
向配置されるため両者を十分に接近させることができ
ず，十分な磁気結合を得ることができなかった。
電側及び受電側の装置のケース６５，６６を介在して対
向配置されるため両者を十分に接近させることができ
ず，十分な磁気結合を得ることができなかった。
【０００６】一方，図１２（ｂ）の断面図に示したよう
に環状巻線７１と断面が四角形のフェライトコア７２か
らなる送電側と環状巻線７３からなる受電側で構成され
たものでは，送信側の環状巻線７１と受信側の環状巻線
７３とがフェライトコア７２を共通の磁心とするため，
送電側と受電側とで良好な磁気結合が得られる。
に環状巻線７１と断面が四角形のフェライトコア７２か
らなる送電側と環状巻線７３からなる受電側で構成され
たものでは，送信側の環状巻線７１と受信側の環状巻線
７３とがフェライトコア７２を共通の磁心とするため，
送電側と受電側とで良好な磁気結合が得られる。
【０００７】しかし，送電側である充電台のケース７５
に凸部，受電側である電気器機のケース７６に凹部を設
ける必要があり，これらの凸部及び凹部が外観上好まし
くなかった。また，両者間で電力を伝送するためには，
電気器機の凹部と給電台の凸部を嵌合させる必要があ
り，その装着，離脱を行う際の操作性も良くなかった。
に凸部，受電側である電気器機のケース７６に凹部を設
ける必要があり，これらの凸部及び凹部が外観上好まし
くなかった。また，両者間で電力を伝送するためには，
電気器機の凹部と給電台の凸部を嵌合させる必要があ
り，その装着，離脱を行う際の操作性も良くなかった。
【０００８】これらの，問題点を解決したものとして図
１２（ｃ）に示した，環状巻線８１と断面が四角形のフ
ェライトコア８２からなる送電側と環状巻線８３と断面
が四角形のフェライトコア８４からなる受電側とで構成
された磁気結合部分を有するものがある。
１２（ｃ）に示した，環状巻線８１と断面が四角形のフ
ェライトコア８２からなる送電側と環状巻線８３と断面
が四角形のフェライトコア８４からなる受電側とで構成
された磁気結合部分を有するものがある。
【０００９】しかし，この装置では，ギャップを大きく
とれる利点はあるが，前例より漏れ磁束が大きく十分な
電力の伝送ができないという問題があった。
とれる利点はあるが，前例より漏れ磁束が大きく十分な
電力の伝送ができないという問題があった。
【００１０】又，受電側には二次電池に過電流が流れる
ことを防止するため定電流回路が設けられているが，こ
の回路は受電側に誘起される電圧が変動する範囲を考慮
して設計されているためギャップの変動による出力変動
が大きく変動範囲が広いとそれだけ定電流回路に於ける
損失が増加し回路の効率が悪くなる。
ことを防止するため定電流回路が設けられているが，こ
の回路は受電側に誘起される電圧が変動する範囲を考慮
して設計されているためギャップの変動による出力変動
が大きく変動範囲が広いとそれだけ定電流回路に於ける
損失が増加し回路の効率が悪くなる。
【００１１】そこで，本発明は，環状巻線及びフェライ
トコアからなり高周波磁界を発生させる送電側と環状巻
線及びフェライトコアからなり前記高周波磁界をとらえ
る受電側とで構成された非接触型電力伝送装置に於い
て，伝送効率の向上及び電力伝送の安定性の向上に好適
な非接触型電力伝送装置を提供することを目的とする。
トコアからなり高周波磁界を発生させる送電側と環状巻
線及びフェライトコアからなり前記高周波磁界をとらえ
る受電側とで構成された非接触型電力伝送装置に於い
て，伝送効率の向上及び電力伝送の安定性の向上に好適
な非接触型電力伝送装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の非接触型
電力伝送装置は，環状巻線及びフェライトコアからなり
高周波磁界を発生させる送電側と環状巻線及びフェライ
トコアとからなり前記高周波磁界をとらえる受電側とで
構成された非接触型電力伝送装置に於いて，前記送信側
のフェライトコアの断面形状を凸状とし，該断面凸状フ
ェライトコアの下面に前記高周波磁界を発生させるため
の駆動回路を構成する部品を実装した基板の裏面を当接
して配置したものである。
電力伝送装置は，環状巻線及びフェライトコアからなり
高周波磁界を発生させる送電側と環状巻線及びフェライ
トコアとからなり前記高周波磁界をとらえる受電側とで
構成された非接触型電力伝送装置に於いて，前記送信側
のフェライトコアの断面形状を凸状とし，該断面凸状フ
ェライトコアの下面に前記高周波磁界を発生させるため
の駆動回路を構成する部品を実装した基板の裏面を当接
して配置したものである。
【００１３】請求項２記載の非接触型電力伝送装置は，
請求項１記載の非接触型電力伝送装置に於いて，断面凸
状のフェライトコアの柱状部先端面の面積Ｓ，送電側の
フェライトコアと受電側のフェライトコアとのギャップ
Ｇが Ｓ１／２／π≧２Ｇ（但し、πは円周率） を満たすことを特徴とするものである。
請求項１記載の非接触型電力伝送装置に於いて，断面凸
状のフェライトコアの柱状部先端面の面積Ｓ，送電側の
フェライトコアと受電側のフェライトコアとのギャップ
Ｇが Ｓ１／２／π≧２Ｇ（但し、πは円周率） を満たすことを特徴とするものである。
【００１４】請求項３記載の非接触型電力伝送装置は，
請求項１記載の非接触型電力伝送装置に於いて，断面凸
状のフェライトコアの柱状部先端面に，外装ケースと嵌
合するためのくぼみを設けたことを特徴とすものであ
る。
請求項１記載の非接触型電力伝送装置に於いて，断面凸
状のフェライトコアの柱状部先端面に，外装ケースと嵌
合するためのくぼみを設けたことを特徴とすものであ
る。
【００１５】
【作用】請求項１記載の非接触型電力伝送装置によれ
ば，前記送信側のフェライトコアの断面形状を凸状と
し、該断面凸状フェライトコアの下面に前記高周波磁界
を発生させるための駆動回路を構成する部品を実装した
基板の裏面を当接して配置したものであるから、磁気結
合の向上及び駆動回路の安定性の向上を図ることができ
る。
ば，前記送信側のフェライトコアの断面形状を凸状と
し、該断面凸状フェライトコアの下面に前記高周波磁界
を発生させるための駆動回路を構成する部品を実装した
基板の裏面を当接して配置したものであるから、磁気結
合の向上及び駆動回路の安定性の向上を図ることができ
る。
【００１６】請求項２記載の非接触型電力伝送装置によ
れば，断面凸状のフェライトコアの柱状部先端面の面積
Ｓ，送電側のフェライトコアと受電側のフェライトコア
とのギャップＧが Ｓ１／２／π≧２Ｇ（但し、πは円周率） を満たすようにしたことにより、ギャップの変化した場
合の磁気結合の安定性を向上させることができる。
れば，断面凸状のフェライトコアの柱状部先端面の面積
Ｓ，送電側のフェライトコアと受電側のフェライトコア
とのギャップＧが Ｓ１／２／π≧２Ｇ（但し、πは円周率） を満たすようにしたことにより、ギャップの変化した場
合の磁気結合の安定性を向上させることができる。
【００１７】請求項３記載の非接触型電力伝送装置によ
れば，断面凸状のフェライトコアの柱状部先端面に，外
装ケースと嵌合するためのくぼみを１個又は２個以上設
けたことにより電磁誘導コイルの取り付け位置精度を向
上させることができる。
れば，断面凸状のフェライトコアの柱状部先端面に，外
装ケースと嵌合するためのくぼみを１個又は２個以上設
けたことにより電磁誘導コイルの取り付け位置精度を向
上させることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明に係る非接触型電力伝送装置を
用いて電気器機に使用された２次電池を充電する場合の
実施例を図面に従って説明する。
用いて電気器機に使用された２次電池を充電する場合の
実施例を図面に従って説明する。
【００１９】図１は，非接触型電力伝送装置に於いて磁
気結合する部分を説明するための断面図（ａ），その動
作を説明するための回路図（ｂ），断面凸状フェライト
コアの外形図（ｃ）を示す。
気結合する部分を説明するための断面図（ａ），その動
作を説明するための回路図（ｂ），断面凸状フェライト
コアの外形図（ｃ）を示す。
【００２０】図１（ａ）に示すように磁気結合部分は，
環状巻線２１と断面が凸状のフェライトコア２０からな
る送電側と環状巻線５３と断面が四角形の扁平フェライ
トコア５２からなる受電側とで構成され，送電側の環状
巻線２１と受電側の環状巻線５３が磁気結合することに
より電力を伝送する。この送電側の環状巻線２１が施さ
れた断面凸状フェライトコア２０，受電側の環状巻線５
３が施された扁平フェライトコア５２は，（ｂ）に示し
た回路図の電磁誘導コイルＬ１，受電コイルＬ２にあた
る。前記断面凸状フェライトコア２０は（ｃ）に示した
ように中央部（柱状部）２０ａの先端面が周辺部２０ｂ
よりも一段高くなっている。
環状巻線２１と断面が凸状のフェライトコア２０からな
る送電側と環状巻線５３と断面が四角形の扁平フェライ
トコア５２からなる受電側とで構成され，送電側の環状
巻線２１と受電側の環状巻線５３が磁気結合することに
より電力を伝送する。この送電側の環状巻線２１が施さ
れた断面凸状フェライトコア２０，受電側の環状巻線５
３が施された扁平フェライトコア５２は，（ｂ）に示し
た回路図の電磁誘導コイルＬ１，受電コイルＬ２にあた
る。前記断面凸状フェライトコア２０は（ｃ）に示した
ように中央部（柱状部）２０ａの先端面が周辺部２０ｂ
よりも一段高くなっている。
【００２１】図１（ｂ）に示した充電部７のＶｉｎには
整流された商用電源（ＡＣ１００Ｖ、５０Ｈｚ／６０Ｈ
ｚ）印加され，ＭＯＳ ＦＥＴ Ｑ１のゲートにはスイ
ッチングパルス発生回路からスイッチングパルスが入力
される。このゲート信号によりＭＯＳ ＦＥＴ Ｑ１は
スイッチング動作し，電磁誘導コイルＬ１には高周波の
磁束が発生する。一方，受電部８の受電コイルＬ２は前
記電磁誘導コイルＬ１と電磁結合しているため，受電コ
イルＬ２の両端には誘起電圧が生じる。このようにして
伝送された電力は整流平滑回路及び定電流回路を介して
二次電池Ｂに供給される。
整流された商用電源（ＡＣ１００Ｖ、５０Ｈｚ／６０Ｈ
ｚ）印加され，ＭＯＳ ＦＥＴ Ｑ１のゲートにはスイ
ッチングパルス発生回路からスイッチングパルスが入力
される。このゲート信号によりＭＯＳ ＦＥＴ Ｑ１は
スイッチング動作し，電磁誘導コイルＬ１には高周波の
磁束が発生する。一方，受電部８の受電コイルＬ２は前
記電磁誘導コイルＬ１と電磁結合しているため，受電コ
イルＬ２の両端には誘起電圧が生じる。このようにして
伝送された電力は整流平滑回路及び定電流回路を介して
二次電池Ｂに供給される。
【００２２】上述の充電部７は図２乃至図５に示すよう
に、スイッチングパルス発生回路等からなる駆動回路
（電磁誘導コイルＬ１に高周波の磁束を発生させる回
路）４はプリント基板１１に回路部品１２を搭載して組
み立てられており、樹脂等の非磁性材の内ケース１３の
底部（下段）側に収納固定されている。また、プリント
基板１１にはコネクタ１４が固着されていおり、該コネ
クタ１４は内ケース１３の側面開口１５より外部に露出
している。このコネクタ１４の正側コネクタ端子Ｐ１と
負側コネクタ端子Ｐ２は整流された商用電源（ＡＣ１０
０Ｖ、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）が入力される。
に、スイッチングパルス発生回路等からなる駆動回路
（電磁誘導コイルＬ１に高周波の磁束を発生させる回
路）４はプリント基板１１に回路部品１２を搭載して組
み立てられており、樹脂等の非磁性材の内ケース１３の
底部（下段）側に収納固定されている。また、プリント
基板１１にはコネクタ１４が固着されていおり、該コネ
クタ１４は内ケース１３の側面開口１５より外部に露出
している。このコネクタ１４の正側コネクタ端子Ｐ１と
負側コネクタ端子Ｐ２は整流された商用電源（ＡＣ１０
０Ｖ、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）が入力される。
【００２３】また、前記電磁誘導コイルＬ１は中央部
（柱状部）２０ａの先端面が周辺部２０ｂよりも一段高
くなった断面凸状フェライトコア２０に、前記中央部２
０ａを周回する環状巻線２１を設けたものであり、例え
ば断面凸状フェライトコア２０として固有抵抗の高いＮ
ｉ−Ｚｎ系フェライトコアを用い、環状巻線２１として
融着性被覆導線（いわゆるセメントワイヤー）を巻回し
て、加熱処理、溶剤処理等で導線の各巻回部分を相互に
固着したものを前記コア中央部２０ａに嵌合することで
ボビンレス構造とすることができる。このような電磁誘
導コイルＬ１は、中央部２０ａの先端面が内ケース１３
の上面開口に向くようにして当該内ケース１３の開口
（上段）側に配置、固定される（内ケース１３に対する
接着等で固定される）。
（柱状部）２０ａの先端面が周辺部２０ｂよりも一段高
くなった断面凸状フェライトコア２０に、前記中央部２
０ａを周回する環状巻線２１を設けたものであり、例え
ば断面凸状フェライトコア２０として固有抵抗の高いＮ
ｉ−Ｚｎ系フェライトコアを用い、環状巻線２１として
融着性被覆導線（いわゆるセメントワイヤー）を巻回し
て、加熱処理、溶剤処理等で導線の各巻回部分を相互に
固着したものを前記コア中央部２０ａに嵌合することで
ボビンレス構造とすることができる。このような電磁誘
導コイルＬ１は、中央部２０ａの先端面が内ケース１３
の上面開口に向くようにして当該内ケース１３の開口
（上段）側に配置、固定される（内ケース１３に対する
接着等で固定される）。
【００２４】なお、電磁誘導コイルＬ１の外形は縦３４
ｍｍ×横２６ｍｍ×厚み３.３ｍｍ程度で，断面凸状フ
ェライトコア２０の中央部２０ａの外形は縦（図１のａ
１）２１ｍｍ×横（図１のｂ１）１３ｍｍ×厚み（図１
のｃ１）３.２ｍｍ程度で，周辺部２０ｂの外形は縦
（図１のａ２）３３ｍｍ×横（図１のｂ２）２４ｍｍ×
厚み（図１のｃ２）１.５ｍｍ程度である。
ｍｍ×横２６ｍｍ×厚み３.３ｍｍ程度で，断面凸状フ
ェライトコア２０の中央部２０ａの外形は縦（図１のａ
１）２１ｍｍ×横（図１のｂ１）１３ｍｍ×厚み（図１
のｃ１）３.２ｍｍ程度で，周辺部２０ｂの外形は縦
（図１のａ２）３３ｍｍ×横（図１のｂ２）２４ｍｍ×
厚み（図１のｃ２）１.５ｍｍ程度である。
【００２５】このように、内ケース１３内に駆動回路４
と電磁誘導コイルＬ１とを収納した電磁誘導による送電
ユニット３０が構成され、この送電ユニット３０は内ケ
ース１３の取付部１７を利用して充電部ケース３１の内
側に固定される。すなわち、送電ユニット３０の取付部
１７が充電部ケース３１の内側の係止部３２に嵌め込ま
れて固定される。このとき、電磁誘導コイルＬ１の断面
凸状フェライトコア２０の中央部２０ａを充電部ケース
３１の内面に密着乃至近接対向させる。なお、送電ユニ
ット３０を充電部ケース３１内にビス等で固定すること
もできる。
と電磁誘導コイルＬ１とを収納した電磁誘導による送電
ユニット３０が構成され、この送電ユニット３０は内ケ
ース１３の取付部１７を利用して充電部ケース３１の内
側に固定される。すなわち、送電ユニット３０の取付部
１７が充電部ケース３１の内側の係止部３２に嵌め込ま
れて固定される。このとき、電磁誘導コイルＬ１の断面
凸状フェライトコア２０の中央部２０ａを充電部ケース
３１の内面に密着乃至近接対向させる。なお、送電ユニ
ット３０を充電部ケース３１内にビス等で固定すること
もできる。
【００２６】一方、受電部８は図１（ｂ）に示すよう
に、内蔵するニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池
等の繰り返し充電の行える二次電池Ｂを充電するため
に、両端にコンデンサＣ２が接続された受電コイルＬ
３，誘起電圧を整流平滑する整流平滑回路、定電流回路
を有し、これらの回路は図２の受電部ケース４０内のプ
リント基板４１上に組み立てられている。
に、内蔵するニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池
等の繰り返し充電の行える二次電池Ｂを充電するため
に、両端にコンデンサＣ２が接続された受電コイルＬ
３，誘起電圧を整流平滑する整流平滑回路、定電流回路
を有し、これらの回路は図２の受電部ケース４０内のプ
リント基板４１上に組み立てられている。
【００２７】前記受電コイルＬ３は、例えば外形が縦３
０ｍｍ×横２６ｍｍ×厚み１.６ｍｍであって図６及び
図７に示すように、偏平有底筒状ボビン５０の筒状部５
１の内側に偏平フェライトコア５２を巻回固着し、筒状
部５１の外周に環状巻線５３を巻回固着し、ボビン５０
の底面側に一対の端子５４を固着したものである。受電
コイルＬ３は図２のように受電部ケース４０内側に対し
偏平フェライトコア５２を密着乃至近接対向させた状態
で固着され、各端子５４は前記プリント基板４１に接続
される。受電コイルＬ３の偏平フェライトコア５２の先
端面形状は電磁誘導コイルＬ１の断面凸状フェライトコ
ア２０の中央部２０ａの形状とほぼ同じである。
０ｍｍ×横２６ｍｍ×厚み１.６ｍｍであって図６及び
図７に示すように、偏平有底筒状ボビン５０の筒状部５
１の内側に偏平フェライトコア５２を巻回固着し、筒状
部５１の外周に環状巻線５３を巻回固着し、ボビン５０
の底面側に一対の端子５４を固着したものである。受電
コイルＬ３は図２のように受電部ケース４０内側に対し
偏平フェライトコア５２を密着乃至近接対向させた状態
で固着され、各端子５４は前記プリント基板４１に接続
される。受電コイルＬ３の偏平フェライトコア５２の先
端面形状は電磁誘導コイルＬ１の断面凸状フェライトコ
ア２０の中央部２０ａの形状とほぼ同じである。
【００２８】次に、断面凸状フェライトコア２０につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００２９】（１）断面凸状フェライトコア２０の周辺
部２０ｂについて 図８（ａ）に示したように断面凸状フェライトコア２０
は、中央部（柱状部）２０ａ及び周辺部２０ｂからな
り、前記中央部２０ａの周囲には（ｂ）の断面図に示し
たように環状巻線２１が配置されている。又、高周波磁
界を発生させるための駆動回路４を構成する電気部品１
２を表面側に実装した基板が、前記フェライトコアの下
面に該基板の裏面を当接して配置されている。
部２０ｂについて 図８（ａ）に示したように断面凸状フェライトコア２０
は、中央部（柱状部）２０ａ及び周辺部２０ｂからな
り、前記中央部２０ａの周囲には（ｂ）の断面図に示し
たように環状巻線２１が配置されている。又、高周波磁
界を発生させるための駆動回路４を構成する電気部品１
２を表面側に実装した基板が、前記フェライトコアの下
面に該基板の裏面を当接して配置されている。
【００３０】ここで、断面凸状フェライトコア２０に設
けられた周辺部２０ｂは次のような作用効果がある。
けられた周辺部２０ｂは次のような作用効果がある。
【００３１】図８（ｂ）に示したように、磁界９が駆
動回路に影響を及ぼすことを防止する事ができる。図８
（ｃ）に示したように周辺部２０ｂを設けなかった場合
には、磁界９３のために、駆動回路４が誤動作や故障を
起こすことがある。
動回路に影響を及ぼすことを防止する事ができる。図８
（ｃ）に示したように周辺部２０ｂを設けなかった場合
には、磁界９３のために、駆動回路４が誤動作や故障を
起こすことがある。
【００３２】図８（ｂ）に示したように（ｃ）に比し
て、磁界９のループが小さくなるため受電側との磁気結
合を向上させることができる。断面凸状フェライトコア
２０の中央部２０ａの外形は縦２１ｍｍ×横１３ｍｍ×
厚５ｍｍ程度で，周辺部２０ｂの外形は縦３３ｍｍ×横
２４ｍｍ×厚み２ｍｍ程度である場合に、周辺部２０ｂ
が有るとき（ｂ）と無いとき（ｃ）とでは、有るとき
（ｂ）の方が伝送効率が１５％以上向上する。
て、磁界９のループが小さくなるため受電側との磁気結
合を向上させることができる。断面凸状フェライトコア
２０の中央部２０ａの外形は縦２１ｍｍ×横１３ｍｍ×
厚５ｍｍ程度で，周辺部２０ｂの外形は縦３３ｍｍ×横
２４ｍｍ×厚み２ｍｍ程度である場合に、周辺部２０ｂ
が有るとき（ｂ）と無いとき（ｃ）とでは、有るとき
（ｂ）の方が伝送効率が１５％以上向上する。
【００３３】環状巻線２１とフェライトコア２０とか
らなる電磁誘導コイルのインダクタンスを上げる効果が
あるため、励磁電流を下げることができる。又、非接触
型電力伝送装置では、無負荷（充電台に受電側の電気機
器が装着されていない状態）の場合に励磁電流を下げな
ければならないため、フォワード型励磁方式が用いられ
るが、この場合にも、巻線の巻数を下げ、励磁電流を下
げることができる。
らなる電磁誘導コイルのインダクタンスを上げる効果が
あるため、励磁電流を下げることができる。又、非接触
型電力伝送装置では、無負荷（充電台に受電側の電気機
器が装着されていない状態）の場合に励磁電流を下げな
ければならないため、フォワード型励磁方式が用いられ
るが、この場合にも、巻線の巻数を下げ、励磁電流を下
げることができる。
【００３４】（２）断面凸状フェライトコア２０の中央
部２０ａの先端面の面積について 図１（ａ）に示したように充電部７と受電部８を結合配
置したとき、電磁誘導コイルＬ１を構成するフェライト
コア２０と受電コイルＬ３を構成するフェライトコア５
２との間にはギャップＧが生じ，このギャップＧの変動
により受電コイルＬ２に生じる誘起電圧が変化する。
部２０ａの先端面の面積について 図１（ａ）に示したように充電部７と受電部８を結合配
置したとき、電磁誘導コイルＬ１を構成するフェライト
コア２０と受電コイルＬ３を構成するフェライトコア５
２との間にはギャップＧが生じ，このギャップＧの変動
により受電コイルＬ２に生じる誘起電圧が変化する。
【００３５】このギャップと誘起電圧との関係について
図９を参照して説明する。（ａ）は受信側に誘起された
受電側出力電圧Ｖｏｕｔを測定するための測定回路で，
（ｂ）は前記測定回路で測定したギャップと受電側出力
電圧Ｖｏｕｔとの関係を示したグラフである。本測定に
おいてはＶｉｎに直流電圧１４１Ｖを入力し，負荷電流
を１２０ｍＡとした場合の受信側出力電圧Ｖｏｕｔを測
定した。
図９を参照して説明する。（ａ）は受信側に誘起された
受電側出力電圧Ｖｏｕｔを測定するための測定回路で，
（ｂ）は前記測定回路で測定したギャップと受電側出力
電圧Ｖｏｕｔとの関係を示したグラフである。本測定に
おいてはＶｉｎに直流電圧１４１Ｖを入力し，負荷電流
を１２０ｍＡとした場合の受信側出力電圧Ｖｏｕｔを測
定した。
【００３６】尚，断面凸状フェライトコアの寸法は下記
のとおりである。
のとおりである。
【００３７】試料１（面積１３５ｍｍ２）：中央部の外
形は縦９ｍｍ×横１５ｍｍ×厚３．２ｍｍ程度で，周辺
部の外形は縦３３ｍｍ×横２４ｍｍ×厚み１．５ｍｍ程
度 試料２（面積２７３ｍｍ２）：中央部の外形は縦２１ｍ
ｍ×横１３ｍｍ×厚３．２ｍｍ程度で，周辺部の外形は
縦３３ｍｍ×横２４ｍｍ×厚み１．５ｍｍ程度 試料３（面積３５０ｍｍ２）：中央部の外形は縦２１ｍ
ｍ×横１７ｍｍ×厚３．２ｍｍ程度で，周辺部の外形は
縦３３ｍｍ×横２４ｍｍ×厚み１．５ｍｍ程度 （ｂ）のグラフに示したように，ギャップの変化に対す
る受電側出力電圧Ｖｏｕｔの変化率はフェライトコア２
０の中央部２０ａの先端面の面積が大きくなるにつれて
小さくなる。一方，ギャップＧは，ケースの厚さ及び装
着した際のケース間の隙間を考慮すれば，ギャップＧの
設定範囲は通常３.５〜８ｍｍ程度（製品の仕様によっ
て異なる）でり、設定されたギャップの変動幅は±１ｍ
ｍ程度である。又、受電側出力電圧Ｖｏｕｔの変動幅は
２０％以内（最大値に対する変動幅）に納めることが望
ましい。
形は縦９ｍｍ×横１５ｍｍ×厚３．２ｍｍ程度で，周辺
部の外形は縦３３ｍｍ×横２４ｍｍ×厚み１．５ｍｍ程
度 試料２（面積２７３ｍｍ２）：中央部の外形は縦２１ｍ
ｍ×横１３ｍｍ×厚３．２ｍｍ程度で，周辺部の外形は
縦３３ｍｍ×横２４ｍｍ×厚み１．５ｍｍ程度 試料３（面積３５０ｍｍ２）：中央部の外形は縦２１ｍ
ｍ×横１７ｍｍ×厚３．２ｍｍ程度で，周辺部の外形は
縦３３ｍｍ×横２４ｍｍ×厚み１．５ｍｍ程度 （ｂ）のグラフに示したように，ギャップの変化に対す
る受電側出力電圧Ｖｏｕｔの変化率はフェライトコア２
０の中央部２０ａの先端面の面積が大きくなるにつれて
小さくなる。一方，ギャップＧは，ケースの厚さ及び装
着した際のケース間の隙間を考慮すれば，ギャップＧの
設定範囲は通常３.５〜８ｍｍ程度（製品の仕様によっ
て異なる）でり、設定されたギャップの変動幅は±１ｍ
ｍ程度である。又、受電側出力電圧Ｖｏｕｔの変動幅は
２０％以内（最大値に対する変動幅）に納めることが望
ましい。
【００３８】ここで、フェライトコア２０の中央部２０
ａの先端面の面積Ｓを、次式を満たす範囲で設定すれ
ば、ギャップＧの設定範囲３．５〜８ｍｍに於いて、受
電側出力電圧Ｖｏｕｔの変化を２０％以内に抑えること
ができる。
ａの先端面の面積Ｓを、次式を満たす範囲で設定すれ
ば、ギャップＧの設定範囲３．５〜８ｍｍに於いて、受
電側出力電圧Ｖｏｕｔの変化を２０％以内に抑えること
ができる。
【００３９】Ｓ１／２／π≧２Ｇ（但し、πは円周率） 本実施例で用いた上面の面積が２７３ｍｍ（縦２１ｍｍ
×横１３ｍｍ）のフェライトコアでは、ギャップＧを５
〜７ｍｍの範囲（ギャップＧの設定値は６ｍｍ）で変化
させた場合，受信側出力電圧Ｖｏｕｔの変動は０．３Ｖ
以下（５％以下）の低い値に抑えることができた。
×横１３ｍｍ）のフェライトコアでは、ギャップＧを５
〜７ｍｍの範囲（ギャップＧの設定値は６ｍｍ）で変化
させた場合，受信側出力電圧Ｖｏｕｔの変動は０．３Ｖ
以下（５％以下）の低い値に抑えることができた。
【００４０】なお，負荷が二次電池以外であっても，受
信側出力電圧Ｖｏｕｔの変動を一定の範囲に抑える必要
があるものに対しても同様に適用できる。 （３）断面凸状フェライトコア２０の中央部２０ａの先
端面に設けられた凹部について 送電側の電磁誘導コイルと受電側の受電コイルとを対向
配置したときに位置ずれ（重なりずれ）が生じると磁気
結合が低下するため、両者の位置精度はできる限り高い
ほうがよい。通常、受電側の電気機器を送電側である充
電台に装着する場合には、両者のケースを基準として、
位置決めがなされる。よって、充電部ケースと電磁誘導
コイルとの位置精度を高くする必要がある。
信側出力電圧Ｖｏｕｔの変動を一定の範囲に抑える必要
があるものに対しても同様に適用できる。 （３）断面凸状フェライトコア２０の中央部２０ａの先
端面に設けられた凹部について 送電側の電磁誘導コイルと受電側の受電コイルとを対向
配置したときに位置ずれ（重なりずれ）が生じると磁気
結合が低下するため、両者の位置精度はできる限り高い
ほうがよい。通常、受電側の電気機器を送電側である充
電台に装着する場合には、両者のケースを基準として、
位置決めがなされる。よって、充電部ケースと電磁誘導
コイルとの位置精度を高くする必要がある。
【００４１】例えば、図１０（ａー１）〜（ａー３）に
示したように、断面凸状フェライトコア２０の中央部２
０ａの先端面に凹部を設け、該凹部と嵌合する突起部３
１ａを充電部ケース３１にもうけ両者の位置精度を高く
すれば、送電側の電磁誘導コイルと受電側の受電コイル
との位置ずれによる磁気結合の低下を抑制することがで
きる。又、図１０（ｂー１）〜（ｂー３）に示したよう
に半球状のディンプルを設けた場合や、複数の凹部やデ
ィンプルを設けた場合も同様の効果が得られる。
示したように、断面凸状フェライトコア２０の中央部２
０ａの先端面に凹部を設け、該凹部と嵌合する突起部３
１ａを充電部ケース３１にもうけ両者の位置精度を高く
すれば、送電側の電磁誘導コイルと受電側の受電コイル
との位置ずれによる磁気結合の低下を抑制することがで
きる。又、図１０（ｂー１）〜（ｂー３）に示したよう
に半球状のディンプルを設けた場合や、複数の凹部やデ
ィンプルを設けた場合も同様の効果が得られる。
【００４２】なお、上述の断面凸状フェライトコアは、
図１１（ａ）、（ｂ）に示したように中心部２０ａや周
辺部２０ｂが円柱形状であってもよく、又、四角柱以外
の多角柱形状であってもよい。周辺部２０ｂには、図１
１（ｃ）、（ｄ）に示したように、巻線の引き出し等の
ために切り欠き部２０ｄを設けてもよい。
図１１（ａ）、（ｂ）に示したように中心部２０ａや周
辺部２０ｂが円柱形状であってもよく、又、四角柱以外
の多角柱形状であってもよい。周辺部２０ｂには、図１
１（ｃ）、（ｄ）に示したように、巻線の引き出し等の
ために切り欠き部２０ｄを設けてもよい。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように構成した
ことにより、磁気結合及び駆動回路の安定性が向上し、
その結果、安定的に電力を伝送することができる。
ことにより、磁気結合及び駆動回路の安定性が向上し、
その結果、安定的に電力を伝送することができる。
【００４４】請求項２記載の非接触型電力伝送装置によ
れば、更に、ギャップが変化した場合の受信側出力電圧
Ｖｏｕｔの変動を一定の範囲に抑えることができる。
れば、更に、ギャップが変化した場合の受信側出力電圧
Ｖｏｕｔの変動を一定の範囲に抑えることができる。
【００４５】請求項３記載の非接触型電力伝送装置によ
れば、更に、位置ずれによる磁気結合の低下を抑制する
ことができる。
れば、更に、位置ずれによる磁気結合の低下を抑制する
ことができる。
【図１】本発明の非接触型電力伝送装置の磁気結合部分
を示した断面図である
を示した断面図である
【図２】実施例の機械的な構造を示す部分断面図であ
る。
る。
【図３】実施例で用いる駆動回路を内ケースに収納しさ
らにシールドカバーを被せた送電ユニットを示す正面図
である。
らにシールドカバーを被せた送電ユニットを示す正面図
である。
【図４】同平面図である。
【図５】同じくシールドカバーを装着した側からみた斜
視図である。
視図である。
【図６】実施例で用いる受電コイルの側断面図である。
【図７】同底面図である。
【図８】本発明の断面凸状フェライトコアを説明するた
めの斜視図と断面図である。
めの斜視図と断面図である。
【図９】実施例で用いた測定回路の回路図と測定結果を
示したグラフである。
示したグラフである。
【図１０】本発明の断面凸状フェライトコアの中心部の
先端面に設けられたくぼみを説明するための斜視図と断
面図である。
先端面に設けられたくぼみを説明するための斜視図と断
面図である。
【図１１】その他の実施例を示した斜視図である。
【図１２】従来の非接触型電力伝送装置の磁気結合部分
を示した断面図である
を示した断面図である
４ 駆動回路 ７ 充電部 ８ 受電部 ９ 磁界 １１ プリント基板 １３ 内ケース １４ コネクタ １７ 取付部 ２０，５２ フェライトコア ２０ａ 中央部 ２０ｂ 周辺部 ２０ｃ くぼみ（凹部、ディンプル） ２０ｄ 切り欠き ２１，５３ 環状巻線 ３０ 送電ユニット ３１ 充電部ケース ４０ 受電部ケース ４１ プリント基板 ４２ 電圧安定化回路 ４３ 電流切換回路 ５０ ボビン Ｂ 二次電池 Ｌ１ 電磁誘導コイル Ｌ２ 受電コイル Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ Ｄ１ ダイオード Ｑ１ ＭＯＳ ＦＥＴ
Claims (3)
- 【請求項１】 環状巻線及びフェライトコアからなり高
周波磁界を発生させる送電側と環状巻線及びフェライト
コアとからなり前記高周波磁界をとらえる受電側とで構
成された非接触型電力伝送装置に於いて，前記送信側の
フェライトコアの断面形状を凸状とし，該断面凸状フェ
ライトコアの下面に前記高周波磁界を発生させるための
駆動回路を構成する部品を実装した基板の裏面を当接し
て配置したことを特徴とする非接触型電力伝送装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の非接触型電力伝送装置に
於いて，断面凸状のフェライトコアの柱状部先端面の面
積Ｓ，送電側のフェライトコアと受電側のフェライトコ
アとのギャップＧが Ｓ１／２／π≧２Ｇ（但し、πは円周率） を満たすことを特徴とする請求項１記載の非接触型電力
伝送装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の非接触型電力伝送装置に
於いて，断面凸状のフェライトコアの柱状部先端面に，
外装ケースと嵌合するためのくぼみを設けたことを特徴
とする請求項１記載の非接触型電力伝送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7013216A JPH08205432A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 非接触型電力伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7013216A JPH08205432A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 非接触型電力伝送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08205432A true JPH08205432A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11826972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7013216A Withdrawn JPH08205432A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 非接触型電力伝送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08205432A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011151351A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-08-04 | Nok Corp | 非接触給電装置 |
| WO2012099170A1 (ja) * | 2011-01-19 | 2012-07-26 | 株式会社 テクノバ | 非接触給電装置 |
| WO2014006895A1 (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-09 | パナソニック株式会社 | 無線電力伝送装置、無線電力送電装置および受電装置 |
| JPWO2012157114A1 (ja) * | 2011-05-19 | 2014-07-31 | トヨタ自動車株式会社 | 受電装置、送電装置および電力伝送システム |
| JP2017037916A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | トヨタ自動車株式会社 | 受電装置および送電装置 |
| US9899863B2 (en) | 2013-04-10 | 2018-02-20 | Panasonic Corporation | Coil module and electronic apparatus |
-
1995
- 1995-01-30 JP JP7013216A patent/JPH08205432A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011151351A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-08-04 | Nok Corp | 非接触給電装置 |
| US9312729B2 (en) | 2011-01-19 | 2016-04-12 | Technova Inc. | Contactless power transfer apparatus |
| WO2012099170A1 (ja) * | 2011-01-19 | 2012-07-26 | 株式会社 テクノバ | 非接触給電装置 |
| JPWO2012157114A1 (ja) * | 2011-05-19 | 2014-07-31 | トヨタ自動車株式会社 | 受電装置、送電装置および電力伝送システム |
| JP5673810B2 (ja) * | 2011-05-19 | 2015-02-18 | トヨタ自動車株式会社 | 受電装置、送電装置および電力伝送システム |
| JPWO2014006895A1 (ja) * | 2012-07-05 | 2016-06-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 無線電力伝送装置、無線電力送電装置および受電装置 |
| WO2014006895A1 (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-09 | パナソニック株式会社 | 無線電力伝送装置、無線電力送電装置および受電装置 |
| US9565794B2 (en) | 2012-07-05 | 2017-02-07 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Wireless power transmission system, power transmitting device, and power receiving device |
| CN104471832B (zh) * | 2012-07-05 | 2017-11-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 无线电力传输装置、无线电力送电装置以及受电装置 |
| US9947462B2 (en) | 2012-07-05 | 2018-04-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Wireless power transmission system, power transmitting device, and power receiving device |
| US9899863B2 (en) | 2013-04-10 | 2018-02-20 | Panasonic Corporation | Coil module and electronic apparatus |
| US11075547B2 (en) | 2013-04-10 | 2021-07-27 | Sovereign Peak Ventures, Llc | Cell phone having wireless charging function |
| JP2017037916A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | トヨタ自動車株式会社 | 受電装置および送電装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020402 |