JPH11341712A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH11341712A
JPH11341712A JP10140814A JP14081498A JPH11341712A JP H11341712 A JPH11341712 A JP H11341712A JP 10140814 A JP10140814 A JP 10140814A JP 14081498 A JP14081498 A JP 14081498A JP H11341712 A JPH11341712 A JP H11341712A
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JP
Japan
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coil
winding
bobbin
power supply
supply device
Prior art date
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Pending
Application number
JP10140814A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiro Inokuchi
隆啓 井ノ口
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Toko Inc
Original Assignee
Toko Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一次側回路のコイルと二次側回路のコイルの
対向面積が狭くなったり、ギャップが大きくなったりし
た場合、一次側回路のコイルと二次側回路のコイル間の
磁気的結合が弱くなるので、充電器から本体への電力の
伝達率が劣化する。また、本体で必要とする電力に応じ
てボビンの大きさや巻線の径が変わるので、部品の管理
が煩雑になると共に、製造コストが増加する。 【解決手段】 第1の筐体内に実装され、電流が供給さ
れる第1のコイルと、第2の筐体内に実装され、第1の
コイルから電力が伝達される第2のコイルを備える。第
1のコイルは、巻線が、第1のコイルと第2のコイルの
結合係数が所定の値になる様に、ボビンの複数の巻溝に
分割して巻回されて形成される。 【効果】 装置によって決定される第1のコイルのボビ
ンと第2のコイルのボビン間の距離にかかわりなく、第
1のコイルと第2のコイル間の磁気的な結合を強くでき
るので、一次側回路から二次側回路に効率良く電力を伝
達できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コードレス電話、
携帯電話、PHSなどの携帯機器等の電源として利用さ
れる充電式電池を、電磁誘導で電力を伝送することによ
り非接触で充電する非接触型の電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】非接触型の電源装置は、充電側の一次側
回路と被充電側の二次側回路がそれぞれ独立した筐体の
中に実装され、商用電源から供給された電流によって一
次側回路のコイルに磁束を発生させ、このコイルの磁束
の変化によって被充電側の二次側回路のコイルに誘導起
電力を発生させる。そして、この誘導起電力が整流さ
れ、携帯機器等の直流電源として利用される充電式電池
に充電される。この様な非接触型の電源装置において
は、充電側から被充電側に効率良く電力を伝達するため
に、一次側回路のコイルと二次側回路のコイル間の磁気
的な結合が密であることが重要となる。図5は従来の非
接触型の電源装置の例を示す断面図であり、充電器の筐
体55内に実装された一次側回路のコイルL5がボビン
51に巻線54を巻回して形成され、本体の筐体58内
に実装された二次側回路のコイルL6がボビン56に巻
線57を巻回して形成される。そして、コイルL5のボ
ビン51とコイルL6のボビン56が対向する様に本体
の筐体58を充電器の筐体55に近接させることによ
り、一次側回路のコイルL5から放出された磁束が二次
側回路のコイルL6に伝達される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この種の電源装置が用
いられる携帯機器は、携帯が便利な様に本体を小型化す
ることが望まれている。このような状況の中で、本体の
筐体58内に実装された二次側回路のコイルL6を小型
化した場合、一次側回路のコイルL5と二次側回路のコ
イルL6の対向面積が狭くなるので、コイルL5とコイ
ルL6間の磁気的結合が弱くなる。また、携帯機器の強
度を保つ為に充電器の筐体55の厚みと本体の筐体58
の厚みを厚くした場合、コイルL5とコイルL6間の距
離X3すなわち、コイルL5とコイルL6とのギャップ
が大きくなるので、コイルL5とコイルL6間の磁気的
結合が弱くなる。コイルL5とコイルL6間の磁気的結
合が弱くなると一次側回路のコイルから放出された磁束
を二次側回路のコイルで充分に拾うことができないの
で、充電器から本体への電力の伝達率が劣化するという
問題があった。この様な従来の電源装置は、本体で大き
な電力を必要とする場合、一次側回路のコイルL5の巻
数を少なくしてコイルL5に流れる電流を大きくし、本
体で小さな電力を必要とする場合、一次側回路のコイル
L5の巻数を多くしてコイルL5に流れる電流を小さく
している。従って、従来の電源装置は、本体で大きな電
力を必要とする場合にはコイルL5に流れる電流を大き
くするために充電器の消費電力が大きくなり、本体で小
さな電力を必要とする場合にはコイルL5を形成する巻
線のボビン51に巻く回数を増やすために巻線に径の細
いものを用いる必要があるので、コイルL5の抵抗損失
が大きくなるという問題があった。また、従来の電源装
置は、本体で必要とする電力に応じてボビンの大きさや
巻線の径が変わるので、電力に応じてボビンや巻線を用
意する必要があり、部品の管理が煩雑になると共に、製
造コストが増加するという問題があった。
【0004】本発明は、一次側回路から二次側回路に効
率良く電力を伝達できると共に、二次側回路に接続され
た負荷で必要とされる様々な電力を、部品の管理が煩雑
になったり、製造コストが増加したりすることなく得る
ことができる電源装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、第
1の筐体内に実装され、電流が供給される第1のコイル
と、第2の筐体内に実装され、第1のコイルから電力が
伝達される第2のコイルを備え、第1のコイルは、複数
の巻溝を有するボビンと、ボビンに巻回された巻線を備
え、第1のコイルと第2のコイルの結合係数が所定の値
になる様に、1本の巻線がボビンの複数の巻溝に分割し
て巻かれたり、複数の巻線がボビンの所定の巻溝にそれ
ぞれ巻かれたりする。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の発明者は、充電器に実装
されるコイルを、そのボビンの複数の巻溝に巻線を分割
して巻回し、それぞれの巻溝に巻かれる巻線の巻数の比
を調節することにより、従来のコイルにおいてはボビン
の高さの中央にあったコイルの磁気的な中心点、すなわ
ちコイルの巻線に電流を流すことによって発生する磁束
の密度が最大になる点の位置を変えることができること
に着目した。本発明の電源装置は、第2の筐体内に実装
された第2のコイルに電力を伝達するための第1のコイ
ルが、ボビンの高さの中央を中心として一方の端側に形
成された巻溝に巻かれる巻数が、他方の端側に形成され
た巻溝に巻かれる巻数よりも多くなる様に、1本の巻線
をボビンの複数の巻溝に分割して巻いたり、複数の巻線
をボビンの所定の巻溝にそれぞれ巻いたりして形成され
る。従って、第1のコイルのボビンに巻線を巻く際に、
それぞれの巻溝に巻かれる巻線の巻数を調節することに
より、第1のコイルと第2のコイルの結合係数を変える
ことができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の電源装置の実施例を示す図1
乃至図4を参照しながら説明する。図1は本発明の電源
装置の第1の実施例を示す断面図である。図1におい
て、L1は一次側回路のコイル、L2は二次側回路のコ
イルである。一次側回路のコイルL1は、樹脂製のボビ
ン11に巻線14を巻回して形成される。ボビン11
は、巻軸に3つの鍔12A、12B、12Cを設けて2
つの巻溝13A、13Bが形成される。巻線14は、上
側の巻溝13Aと下側の巻溝13Bに分割して巻回され
る。二次側回路のコイルL2は、樹脂製のボビン16に
巻線17を巻回して形成される。ボビン16は、巻軸の
両端に鍔を設けて1つの巻溝が形成される。一次側回路
のコイルL1と二次側回路のコイルL2は、コイルL1
が充電器の筐体15内に実装され、コイルL2が携帯機
器の本体の筐体18内に実装される。そして、コイルL
1とコイルL2は、充電時に互いに対向する様に、配置
される。この一次側回路のコイルL1は、一次側回路の
コイルL1と二次側回路のコイルL2の結合係数に応じ
て、ボビン11の巻溝13A、巻溝13Bのどちらか一
方が多くなる様に巻線14が巻かれる。
【0008】すなわち、一次側回路のコイルL1の巻線
14を、巻溝13Aに巻かれる巻数が巻溝13Bに巻か
れる巻数よりも多くなる様にボビン11に巻回した場
合、磁気的な中心点Aがボビン11の鍔12Bよりも鍔
12A側に位置する。なお、二次側回路のコイルL2の
磁気的な中心点Bは、従来と同様にボビン16の高さの
中間点に位置している。この様に形成された電源装置
は、コイルL1の磁気的な中心点AとコイルL2の磁気
的な中心点Bとの距離X1が、ボビン11の高さの中間
点とボビン16の高さの中間点との距離X2よりも短く
なる。従って、二次側回路のコイルL2の磁気的な中心
点Bにおける一次側回路のコイルL1から発せられた磁
束の密度は高くなり、コイルL1とコイルL2の磁気的
な結合が強くなる。
【0009】また、図2に示す様に一次側回路のコイル
L1が、巻溝13Aに巻かれる巻数が巻溝13Bに巻か
れる巻数よりも少なくなる様に巻線14をボビン11に
巻回した場合、磁気的な中心点Aがボビン11の鍔12
Bよりも鍔12C側に位置する。このコイルL1の磁気
的な中心点Aと二次側回路のコイルL2の磁気的な中心
点Bとの距離X1は、ボビン11の高さの中間点とボビ
ン16の高さの中間点との距離X2よりも長くなる。従
って、二次側回路のコイルL2の磁気的な中性点Bにお
ける一次側回路のコイルL1から発せられた磁束の密度
は低くなり、コイルL1とコイルL2の磁気的な結合が
弱くなる。
【0010】図3は本発明の電源装置の第2の実施例を
示す断面図である。一次側回路のコイルL3は、巻軸に
4つの鍔32A、32B、32C、32Dを設けて3つ
の巻溝33A、33B、33Cが形成された樹脂製のボ
ビン31に巻線34を巻回して形成される。巻線34
は、巻溝33A、33B、33Cに分割して巻回され
る。二次側回路のコイルL4は、巻軸の両端に鍔を設け
て1つの巻溝が形成された樹脂製のボビン36に巻線3
7を巻回して形成される。この一次側回路のコイルL3
と二次側回路のコイルL4は、コイルL3が充電器の筐
体内に実装され、コイルL4が携帯機器の本体の筐体内
に実装される。この様に形成された電源装置は、コイル
L3とコイルL4の結合係数に応じて、コイルL3のボ
ビン31に巻回する巻線34の巻溝33A、33B、3
3Cに分割する割合が設定される。この様に形成された
電源装置は、前述の実施例のものに比べコイルL3の磁
気的な中心点の位置を細かく調節できる。
【0011】これらの本発明の電源装置の出力特性と、
従来の出力特性を比較すると図4の様になる。図4にお
いて縦軸は二次側回路のコイルから負荷に出力される電
力、横軸は一次側回路のコイルの中心軸と二次側回路の
コイルの中心軸との水平方向の距離、41は本発明にか
かる電源装置の出力特性、42は従来の電源装置の出力
特性である。図4は、本発明の電源装置における一次側
回路のコイルと従来の電源装置における一次側回路のコ
イルをそれぞれ直径0.13mmの巻線を用いてインダ
クタンス値が3620μHになる様に形成し、一次側回
路のコイルのボビンと二次側回路のコイルのボビンとの
距離を同じにした状態で、一次側回路のコイルに同じ電
流を加え、本発明、従来とも同じインダクタンス値を有
する二次側回路のコイルを水平方向に移動させ、二次側
回路のコイルから出力される電力を測定した。なお、本
発明の電源装置は、一次側回路のコイルがボビンの上側
の巻溝に巻かれる巻数と下側に巻かれる巻数の比が1:
0.4になる様に巻線を巻回して形成された場合を示し
た。本発明の電源装置は、一次側回路のコイルが発生す
る磁束の量が従来の電源装置における一次側回路のコイ
ルと同じにもかかわらず、二次側回路のコイルが配置さ
れた位置における一次側回路のコイルから発せられた磁
束の密度を大きくして一次側回路のコイルと二次側回路
のコイルの磁気的な結合を強くできるので、二次側回路
のコイルから負荷に出力される電力が従来の電源装置よ
りも最大15%大きくなっている。
【0012】以上、本発明の電源装置の実施例を述べた
がこれらの実施例に限られるものではない。例えば、一
次側回路のコイルと二次側回路のコイルを構成している
ボビンは、巻軸が中空の筒状に形成され、その中空の部
分にコアが挿入されてもよい。また、実施例では、1本
の巻線をボビンの複数の巻溝に分割して巻いているが、
複数本の巻線をボビンの所定の巻溝にそれぞれ巻いても
よい。
【0013】
【発明の効果】本発明の電源装置は、第2のコイルに電
力を伝達するための第1のコイルが、第1のコイルと第
2のコイルの結合係数が所定の値になる様に、1本の巻
線をボビンの複数の巻溝に分割して巻いたり、複数本の
巻線をボビンの所定の巻溝にそれぞれ巻いたりして形成
されるので、それぞれの巻溝に巻かれる巻線の巻数の比
を調節することにより、装置によって決定される第1の
コイルのボビンと第2のコイルのボビン間の距離にかか
わりなく、第1のコイルと第2のコイル間の磁気的な結
合を強くできる。従って、本発明の電源装置は、一次側
回路から二次側回路に効率良く電力を伝達できる。ま
た、本発明の電源装置は、第1のコイルにおいてそれぞ
れの巻溝に巻かれる巻線の巻数を調節するだけで二次側
回路に接続された負荷で必要とされる様々な電力を得る
ことができるので、部品の管理が煩雑になったり、製造
コストが増加したりすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電源装置の第1の実施例を示す断面
図である。
【図2】 本発明の電源装置の第1の実施例を示す断面
図である。
【図3】 本発明の電源装置の第2の実施例を示す断面
図である。
【図4】 本発明の電源装置と従来の電源装置の出力特
性を示す特性図である。
【図5】 従来の電源装置の例を示す断面図である。
【符号の説明】
L1 一次側回路のコイル L2 二次側回路のコイル 11、16 ボビン 14,17 巻線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の筐体内に実装され、電流が供給さ
    れる第1のコイルと、第2の筐体内に実装され、該第1
    のコイルから電力が伝達される第2のコイルを備えた電
    源装置において、 該第1のコイルは、複数の巻溝を有するボビンと、該ボ
    ビンに巻回された巻線を備え、該巻線が、該第1のコイ
    ルと該第2のコイルの結合係数が所定の値になる様に、
    該ボビンの複数の巻溝に分割して巻かれたことを特徴と
    する電源装置。
  2. 【請求項2】 第1の筐体内に実装され、電流が供給さ
    れる第1のコイルと、第2の筐体内に実装され、該第1
    のコイルから電力が伝達される第2のコイルを備えた電
    源装置において、 該第1のコイルは、複数の巻溝を有するボビンと、該ボ
    ビンに巻回される複数の巻線を備え、該複数の巻線が、
    該第1のコイルと該第2のコイルの結合係数が所定の値
    になる様に、該ボビンの所定の巻溝にそれぞれ巻かれた
    ことを特徴とする電源装置。
JP10140814A 1998-05-22 1998-05-22 電源装置 Pending JPH11341712A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003086440A (ja) * 2001-09-14 2003-03-20 Matsushita Electric Works Ltd 非接触トランス
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JP2015526885A (ja) * 2012-06-11 2015-09-10 ティーイー コネクティビティ ネーデルランド ビーヴイTE Connectivity Nederland BV 無接点コネクタ、無接点コネクタシステム、及び無接点コネクタの製造方法
JP2020098919A (ja) * 2015-09-24 2020-06-25 株式会社Fuji 受電コイルおよび非接触給電システム
JP2020136391A (ja) * 2019-02-15 2020-08-31 株式会社村田製作所 巻線型インダクタ部品

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