JPH0878257A - 非接触エネルギー伝送システム用トランスの１次側コア - Google Patents
非接触エネルギー伝送システム用トランスの１次側コアInfo
- Publication number
- JPH0878257A JPH0878257A JP6242343A JP24234394A JPH0878257A JP H0878257 A JPH0878257 A JP H0878257A JP 6242343 A JP6242343 A JP 6242343A JP 24234394 A JP24234394 A JP 24234394A JP H0878257 A JPH0878257 A JP H0878257A
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- JP
- Japan
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- core
- primary
- transformer
- peripheral wall
- coil
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ペースメーカー用経皮充電システムに用いる
トランスの１次２次間の結合率を向上させることがで
き、より少ない励磁電流で所定の磁束を２次側に与える
ことができ、トランスの温度上昇の抑制や充電システム
の効率の向上を目的とする。 【構成】 １次側コア２１の周壁部２３の２次側コアに
対向する面２４を該周壁部２３の厚みより広い平面にす
るため、１次側コアの周壁部２３の２次側コアに対向す
る面を外周方向に拡幅してし拡幅部を２５設けた。
トランスの１次２次間の結合率を向上させることがで
き、より少ない励磁電流で所定の磁束を２次側に与える
ことができ、トランスの温度上昇の抑制や充電システム
の効率の向上を目的とする。 【構成】 １次側コア２１の周壁部２３の２次側コアに
対向する面２４を該周壁部２３の厚みより広い平面にす
るため、１次側コアの周壁部２３の２次側コアに対向す
る面を外周方向に拡幅してし拡幅部を２５設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、体内埋め込み形心臓
ペースメーカーなど、トランスの１次側と２次側の間に
大きな間隔を設けて電力を伝送する充電器などに使用す
るトランスの形状の改善、特にそのトランスの１次側コ
アの形状に関する。
ペースメーカーなど、トランスの１次側と２次側の間に
大きな間隔を設けて電力を伝送する充電器などに使用す
るトランスの形状の改善、特にそのトランスの１次側コ
アの形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は心臓ペースメーカー用経皮的エネ
ルギー伝送システムの概要を示すもので、鎖線で囲んだ
ペースメーカーＡは体内に埋め込まれ、その中にパルス
信号を発生するパルスジェネレーター１や、その電源で
ある２次電池２などが収納されている。
ルギー伝送システムの概要を示すもので、鎖線で囲んだ
ペースメーカーＡは体内に埋め込まれ、その中にパルス
信号を発生するパルスジェネレーター１や、その電源で
ある２次電池２などが収納されている。
【０００３】上記パルスジェネレーター１でつくられた
パルス信号は、電極リード３を介して心臓４に伝えら
れ、この心臓４を規則正しく拍動させる。
パルス信号は、電極リード３を介して心臓４に伝えら
れ、この心臓４を規則正しく拍動させる。
【０００４】体外には高周波インバーター５を設置し
て、トランスの１次側コイル６を励磁し、体内のペース
メーカーＡの内部に収納されたトランスの２次側コイル
７に電力を伝送する。
て、トランスの１次側コイル６を励磁し、体内のペース
メーカーＡの内部に収納されたトランスの２次側コイル
７に電力を伝送する。
【０００５】２次側コイル７に発生した電圧は整流回路
８で直流に変換されて電池２を充電する。１次側コイル
６と２次側コイル７の間には皮膚９や脂肪が存在する。
従って、１次側コイル６と２次側コイル７は１０ｍｍま
たは、それ以上の大きな間隔を介してエネルギーを伝送
しなければならない。
８で直流に変換されて電池２を充電する。１次側コイル
６と２次側コイル７の間には皮膚９や脂肪が存在する。
従って、１次側コイル６と２次側コイル７は１０ｍｍま
たは、それ以上の大きな間隔を介してエネルギーを伝送
しなければならない。
【０００６】トランスの場合、一般に１次側コイルと２
次側コイルの間に大きな間隔が存在する場合は極力コイ
ルを大きくし、１次側コイルと２次側コイルの対向する
面積を大きくしなければ、１次、２次間の結合率を大き
くすることはできない。
次側コイルの間に大きな間隔が存在する場合は極力コイ
ルを大きくし、１次側コイルと２次側コイルの対向する
面積を大きくしなければ、１次、２次間の結合率を大き
くすることはできない。
【０００７】そのため、従来のペースメーカー用経皮充
電システムでは例えば図６のような形状の１次側コイル
６と図７のような２次側コイル７が用いられてきた。
電システムでは例えば図６のような形状の１次側コイル
６と図７のような２次側コイル７が用いられてきた。
【０００８】即ち、１次側コイル６は、図６のように分
厚い円板状のフェライトからなる１次側コア１１の片面
の外周寄りに円形の溝を形成して中央凸部１２を形成
し、この凸部１２にコイル６を巻装している。また、２
次側コイル７は、図７のようになるべく面積を大きくす
ると同時にペースメーカーに収納するために小形化しな
ければならないので図７のように薄い円板状のアモルフ
ァスからなる２次側コア１３の片面に２次側コイル７を
巻装して大変薄い形状にしている。
厚い円板状のフェライトからなる１次側コア１１の片面
の外周寄りに円形の溝を形成して中央凸部１２を形成
し、この凸部１２にコイル６を巻装している。また、２
次側コイル７は、図７のようになるべく面積を大きくす
ると同時にペースメーカーに収納するために小形化しな
ければならないので図７のように薄い円板状のアモルフ
ァスからなる２次側コア１３の片面に２次側コイル７を
巻装して大変薄い形状にしている。
【０００９】上記のような構成の１次側コイル６と２次
側コイル７を前記の図５のように皮膚９を介してそれぞ
れ体外と体内に配置する。
側コイル７を前記の図５のように皮膚９を介してそれぞ
れ体外と体内に配置する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の形
状のトランスでも皮膚を介してペースメーカーに電力を
伝送している。しかし、効率よく電力を伝送するためは
１次側コイルと２次側コイルの結合率を高くしなければ
ならないが、従来の形状のトランスでは結合率が低く、
２次側に充分な電力を伝送できない場合があった。
状のトランスでも皮膚を介してペースメーカーに電力を
伝送している。しかし、効率よく電力を伝送するためは
１次側コイルと２次側コイルの結合率を高くしなければ
ならないが、従来の形状のトランスでは結合率が低く、
２次側に充分な電力を伝送できない場合があった。
【００１１】また、ペースメーカー用経皮トランスは人
体に接して用いられるものであるから、低温火傷を防ぐ
ために温度上昇を３℃程度の小さな値に抑制しなければ
ならない。
体に接して用いられるものであるから、低温火傷を防ぐ
ために温度上昇を３℃程度の小さな値に抑制しなければ
ならない。
【００１２】しかし、従来の形状のトランスでは窓面積
が小さいため、充分な太さのコイルを用いることができ
ず、そのため、コイルの電流密度が大きくなってしま
い、その発熱のために１次側コイルの温度上昇が大きく
なるという欠点があった。
が小さいため、充分な太さのコイルを用いることができ
ず、そのため、コイルの電流密度が大きくなってしま
い、その発熱のために１次側コイルの温度上昇が大きく
なるという欠点があった。
【００１３】そこで、この発明は上記のような従来のト
ランスの欠点である１次側コイルと２次側コイルの間の
結合率の小さい点や温度上昇の大きい点を解消すること
を目的とする。
ランスの欠点である１次側コイルと２次側コイルの間の
結合率の小さい点や温度上昇の大きい点を解消すること
を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明が講じた手段は１次側コアの周壁部の２
次側コアに対向する面を該周壁部の厚みより広い平面に
するため、１次側コアの周壁部の２次側コアに対向する
面を外周方向に拡幅したり、内周方向に拡幅したり、外
周方向と内周方向に拡幅したことである。
めに、この発明が講じた手段は１次側コアの周壁部の２
次側コアに対向する面を該周壁部の厚みより広い平面に
するため、１次側コアの周壁部の２次側コアに対向する
面を外周方向に拡幅したり、内周方向に拡幅したり、外
周方向と内周方向に拡幅したことである。
【００１５】
【作用】この発明は上記のように１次側コアの周壁部の
２次側コアに対向する面を該周壁部の厚みより広い平面
にするため、１次側コアの周壁部の２次側コアに対向す
る面を外周方向に拡幅したり、内周方向に拡幅したり、
外周方向と内周方向に拡幅したことにより、１次側のコ
アの中央凸部に発生した磁束は１次、２次間の空間（皮
膚や脂肪）を通って２次側に伝達される。また、２次側
のコアの外周部からでた磁束は該空間を通って１次側の
コアの周壁部に達し中央凸部に戻る。
２次側コアに対向する面を該周壁部の厚みより広い平面
にするため、１次側コアの周壁部の２次側コアに対向す
る面を外周方向に拡幅したり、内周方向に拡幅したり、
外周方向と内周方向に拡幅したことにより、１次側のコ
アの中央凸部に発生した磁束は１次、２次間の空間（皮
膚や脂肪）を通って２次側に伝達される。また、２次側
のコアの外周部からでた磁束は該空間を通って１次側の
コアの周壁部に達し中央凸部に戻る。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１７】図１は実施例１を示すもので、図６に従来
例と同じ分厚い円板状のフェライトからなる１次側コア
２１の片面の外周寄りに円形の溝を形成して中央凸部２
２を形成し、この凸部２２に１次側コイル６を巻装して
いる。そして、該コア２１の周壁部２３の２次側コアに
対向する面２４を外周に拡張して拡幅部２５を形成して
いる。
例と同じ分厚い円板状のフェライトからなる１次側コア
２１の片面の外周寄りに円形の溝を形成して中央凸部２
２を形成し、この凸部２２に１次側コイル６を巻装して
いる。そして、該コア２１の周壁部２３の２次側コアに
対向する面２４を外周に拡張して拡幅部２５を形成して
いる。
【００１８】上記１次側コア２１は図２に示すように２
次側コア１４に対向させた場合に、２次側コイル７から
空間に大きく広がった磁束は矢印のように１次側コア２
１の拡幅部２５に効果的に伝達される。
次側コア１４に対向させた場合に、２次側コイル７から
空間に大きく広がった磁束は矢印のように１次側コア２
１の拡幅部２５に効果的に伝達される。
【００１９】図３に示す実施例２は周壁部２３の２次側
コアに対向する面２４を内周に拡張して拡幅部２６を形
成したものであり、この場合も２次側コイル７からの磁
束は１次側コア２１の拡幅部２６に効果的に伝達され
る。
コアに対向する面２４を内周に拡張して拡幅部２６を形
成したものであり、この場合も２次側コイル７からの磁
束は１次側コア２１の拡幅部２６に効果的に伝達され
る。
【００２０】さらに図４に示す実施例３は周壁部２３の
２次側コアに対向する面２４を内周と外周に拡張して内
外に広がる拡幅部２７を形成したものであり、この場合
も磁束は１次側コア２１の拡幅部２７に効果的に伝達さ
れる。
２次側コアに対向する面２４を内周と外周に拡張して内
外に広がる拡幅部２７を形成したものであり、この場合
も磁束は１次側コア２１の拡幅部２７に効果的に伝達さ
れる。
【００２１】図８（Ｉ）は図３に示す実施例２の寸法の
１例を示すもので、コアの外径Ｄ＝１００ｍｍ、中央凸
部の径ｄ＝２０ｍｍ、拡幅部の内径ｄ′＝３２ｍｍ、コ
アの厚みｔ＝７ｍｍである。また図８（II）は図６に示
す従来例の寸法の１例を示すもので、コアの外径Ｄ＝１
００ｍｍ、コアの周壁部の内径Ｄ′＝９６ｍｍ、中央凸
部の径ｄ＝２０ｍｍ、コアの厚みｔ＝７ｍｍである。
１例を示すもので、コアの外径Ｄ＝１００ｍｍ、中央凸
部の径ｄ＝２０ｍｍ、拡幅部の内径ｄ′＝３２ｍｍ、コ
アの厚みｔ＝７ｍｍである。また図８（II）は図６に示
す従来例の寸法の１例を示すもので、コアの外径Ｄ＝１
００ｍｍ、コアの周壁部の内径Ｄ′＝９６ｍｍ、中央凸
部の径ｄ＝２０ｍｍ、コアの厚みｔ＝７ｍｍである。
【００２２】図９は図８（Ｉ）に示す寸法のこの発明の
実施例の磁束密度のシュミレーション結果を示す図表で
あり、図１０は図８（II）に示す寸法の従来例の磁束密
度のシュミレーション結果を図表である。
実施例の磁束密度のシュミレーション結果を示す図表で
あり、図１０は図８（II）に示す寸法の従来例の磁束密
度のシュミレーション結果を図表である。
【００２３】上記図表で明らかなように、従来例では２
次側に４０ガウス弱の磁束密度にしか達していないのに
対し、実施例２では５０ガウス強の磁束密度に達してい
る。従って、従来の形状のコアより、この発明の形状の
コアの方が２次側に多くの磁束を伝えることができ、１
次、２次間の結合率を大きくすることができる。
次側に４０ガウス弱の磁束密度にしか達していないのに
対し、実施例２では５０ガウス強の磁束密度に達してい
る。従って、従来の形状のコアより、この発明の形状の
コアの方が２次側に多くの磁束を伝えることができ、１
次、２次間の結合率を大きくすることができる。
【００２４】尚、この発明は、上記のようなペースメー
カー用経皮充電システムに利用できるだけでなく、人工
心臓などの、体外から体内に磁束を介して電力を伝送す
るシステムの全般について適用することができる。さら
に、例えば、携帯用機器の２次電池の充電などの非接触
状態で電力を伝送するシステムの全般について利用でき
る。
カー用経皮充電システムに利用できるだけでなく、人工
心臓などの、体外から体内に磁束を介して電力を伝送す
るシステムの全般について適用することができる。さら
に、例えば、携帯用機器の２次電池の充電などの非接触
状態で電力を伝送するシステムの全般について利用でき
る。
【００２５】
【発明の効果】この発明は、以上のようにペースメーカ
ー用経皮充電システムにおいて、そのトランスの１次、
２次間の結合率を向上させることができ、より少ない励
磁電流で所定の磁束を２次側に与えることができトラン
スの温度上昇の抑制や充電システムの効率向上に大きな
効果を発揮できる。
ー用経皮充電システムにおいて、そのトランスの１次、
２次間の結合率を向上させることができ、より少ない励
磁電流で所定の磁束を２次側に与えることができトラン
スの温度上昇の抑制や充電システムの効率向上に大きな
効果を発揮できる。
【００２６】従って、この発明のコアの形状はペースメ
ーカー用経皮充電システムのみならず例えば、人工心臓
用の経皮エネルギー伝達システムなど、トランスの１
次、２次間に大きな間隔が存在するシステムのトランス
の形状として効果的である。
ーカー用経皮充電システムのみならず例えば、人工心臓
用の経皮エネルギー伝達システムなど、トランスの１
次、２次間に大きな間隔が存在するシステムのトランス
の形状として効果的である。
【図１】実施例１の縦断側面図。
【図２】実施例１の作用を示す側面図。
【図３】実施例２の縦断側面図。
【図４】実施例３の縦断側面図。
【図５】心臓ペースメーカー用経皮的エネルギー伝送シ
ステムの概要を示す回路図。
ステムの概要を示す回路図。
【図６】従来例の１次側コイルを示し、（Ｉ）は縦断側
面図、（II）は平面図。
面図、（II）は平面図。
【図７】従来例の２次側コイルを示し、（Ｉ）は縦断側
面図、（II）は平面図。
面図、（II）は平面図。
【図８】（Ｉ）は実施例２の寸法を示す縦断側面図、
（II）は従来例の寸法を示す縦断側面図。
（II）は従来例の寸法を示す縦断側面図。
【図９】図８（Ｉ）に示す寸法のこの発明の実施例の磁
束密度のシュミレーション結果を示す図表。
束密度のシュミレーション結果を示す図表。
【図１０】図８（II）に示す寸法のこの従来例の磁束密
度のシュミレーション結果を示す図表。
度のシュミレーション結果を示す図表。
６ １次コイル ２１ １次側コア ２２ 中央凸部 ２３ 周壁部 ２４ 拡幅部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 賢 兵庫県三田市テクノパーク５番地４ 田淵 電機株式会社内 (72)発明者 前島 靖 兵庫県三田市テクノパーク５番地４ 田淵 電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 １次側コイルを中央凸部に巻装した１次
側コアと、２次側コイルを平板状に巻装した２次側コア
とを非接触に配置し、１次側コイルに誘起された磁束を
１次側コアの中央凸部から周壁部を介して２次側コアに
伝送して２次側コイルにエネルギーを誘起させる非接触
エネルギー伝送システム用トランスの１次側コアにおい
て、該１次側コアの周壁部の２次側コアに対向する面を
該周壁部の厚みより広い平面にしたことを特徴とする非
接触エネルギー伝送システム用トランスの１次側コア。 - 【請求項２】 上記１次側コアの周壁部の２次側コアに
対向する面を外周方向に拡幅したことを特徴とする請求
項１記載の非接触エネルギー伝送システム用トランスの
１次側コア。 - 【請求項３】 上記１次側コアの周壁部の２次側コアに
対向する面を内周方向に拡幅したことを特徴とする請求
項１記載の非接触エネルギー伝送システム用トランスの
１次側コア。 - 【請求項４】 上記１次側コアの周壁部の２次側コアに
対向する面を外周方向と内周方向に拡幅したことを特徴
とする請求項１記載の非接触エネルギー伝送トランスの
１次側コア。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6242343A JPH0878257A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 非接触エネルギー伝送システム用トランスの１次側コア |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6242343A JPH0878257A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 非接触エネルギー伝送システム用トランスの１次側コア |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878257A true JPH0878257A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=17087792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6242343A Pending JPH0878257A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 非接触エネルギー伝送システム用トランスの１次側コア |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0878257A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996038898A1 (en) * | 1995-05-29 | 1996-12-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Power source apparatus |
| JP2010098188A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Ricoh Elemex Corp | 非接触伝送装置 |
| JP2010098187A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Ricoh Elemex Corp | 非接触伝送装置 |
| JP2010219330A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Ricoh Elemex Corp | 非接触エネルギー伝送装置の１次側コイルと２次側コイル、非接触エネルギー伝送装置のコイル条件決定方法 |
| JP2010219331A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Ricoh Elemex Corp | 非接触エネルギー伝送装置、電子時計、充電装置、非接触エネルギー伝送装置のコア形状決定方法 |
| JP2010220409A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Ricoh Elemex Corp | 非接触エネルギー伝送装置の１次側コア、非接触エネルギー伝送装置の１次側コア決定方法、非接触充電用電子時計の充電装置 |
| JP2012134307A (ja) * | 2010-12-21 | 2012-07-12 | Central Japan Railway Co | 変圧器 |
| CN104319076A (zh) * | 2014-10-08 | 2015-01-28 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种非接触变压器 |
| JP2017037955A (ja) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | 富士通株式会社 | コイル構造体、送電器、受電器および無線電力伝送システム |
-
1994
- 1994-09-08 JP JP6242343A patent/JPH0878257A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996038898A1 (en) * | 1995-05-29 | 1996-12-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Power source apparatus |
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| US9412511B2 (en) | 2010-12-21 | 2016-08-09 | Central Japan Railway Company | Transformer |
| CN104319076A (zh) * | 2014-10-08 | 2015-01-28 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种非接触变压器 |
| JP2017037955A (ja) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | 富士通株式会社 | コイル構造体、送電器、受電器および無線電力伝送システム |
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