KR101121481B1 - 코일 유닛 및 그 제조 방법 및 전자 기기 - Google Patents

코일 유닛 및 그 제조 방법 및 전자 기기 Download PDF

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 방열성이 우수한 코일 유닛 및 그 제조 방법 및 전자 기기를 제공하는 것이다.
코일 유닛은 평면 형상 코일(30)과, 평면 형상 코일(30)의 하방에 설치된 자성 부재(52)와, 자성 부재(52)의 하방에 설치된 자속 누설 방지 부재(54)와, 자속 누설 방지 부재(52)의 하방에 설치된 방열판(70)을 갖는다. 자속 누설 방지 부재(54)와 방열판(70)은 양면 접착 테이프(60)에 의해 절연되어 있다.
코어 유닛, 전자 기기, 자성 부재, 방열판, 자속 누설 방지 부재

Description

코일 유닛 및 그 제조 방법 및 전자 기기 {COIL UNIT, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ELECTRONIC MACHINE}
본 발명은 코일을 이용한 무접점 전력 전송에 관한 코일 유닛 및 그 제조 방법 및 전자 기기 등에 관한 것이다.
전자 유도를 이용하여 금속 부분의 접점이 없어도 전력 전송을 가능하게 하는 무접점 전력 전송이 알려져 있다. 이 무접점 전력 전송의 적용예로서, 휴대 전화의 충전이나 가정용 기기[예를 들어, 전화기의 자기(子機)]의 충전 등이 제안되어 있다.
무접점 전력 전송에서는 전송용 코일의 발열이라는 문제가 있고, 그 발열을 억제하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1 내지 5). 특허문헌 1은 비접촉 충전의 발열을 억제하는 설계 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 2는 코일과 자성 부재의 구성에 의해 발열을 억제하는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 3은 공냉 기구를 구비한 무접점 충전 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 4는 세라믹을 1차측의 코일과 2차측의 코일과의 사이에 두어 방열시키는 구조에 대해 개시되어 있다. 특허문헌 5는 방열성을 높인 하우징의 구조가 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 출원 공개 평8-103028호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허 출원 공개 평8-148360호 공보
[특허문헌 3] 일본 특허 출원 공개 평11-98705호 공보
[특허문헌 4] 일본 특허 출원 공개 제2003-272938호 공보
[특허문헌 5] 일본 특허 출원 공개 제2005-110357호 공보
이 무접점 전력 전송에서는 코일 사이에서 자계를 이용하여 전송시키기 때문에, 금속을 가까이하면 그 금속에 자계가 흡수되어, 효율의 저하나 금속 자체에 유도 가열이 일어난다. 그것에 의해, 방열 용도에 가장 적합한 금속을 사용할 수 없다는 과제가 있었다.
본 발명의 몇 개의 형태는 방열성이 우수한 코일 유닛 및 그 제조 방법 및 전자 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태에 관한 코일 유닛은 평면 형상 코일과, 상기 평면 형상 코일의 하방에 설치된 자성 부재와, 상기 자성 부재의 하방에 설치된 자속 누설 방지 부재와, 상기 자속 누설 방지 부재의 하방에 설치된 방열판을 갖고, 상기 자속 누설 방지 부재와 상기 방열판을 전기적으로 절연할 수 있다.
본 구성에 따르면, 평면 형상 코일과의 사이에 자성 부재, 자속 누설 방지 부재를 개재하여 방열판을 설치하고 있고, 평면 형상 코일과 방열판 사이에 공간을 두고 설치하고 있는 것이 아니기 때문에, 평면 형상 코일에서 생긴 열을 효과적으로 방열할 수 있다. 또한, 자속 누설 방지 부재가 있으므로, 방열판이 자속을 받아 유도 가열이 발생하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 모두 금속 등으로 형성되는 자속 누설 방지 부재와 방열판이 전기적으로 절연되어 있으므로, 방열판이 자속을 받는 부재로서 기능하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서는 상기 자속 누설 방지 부재와 상기 방열판은 양면 접착 테이프에 의해 절연할 수 있다.
본 구성에 따르면, 양면 접착 테이프에 의해 자속 누설 방지 부재와 방열판의 절연이 도모되어 있으므로, 별도로 절연체를 설치할 필요가 없어, 조립 부착이 용이해진다.
본 발명의 일 형태에서는 상기 방열판이 탑재되고, 또한 상기 평면 형상 코일에 접속되는 도전 패턴이 형성된 인쇄 회로 기판을 더 가질 수 있다.
본 구성에 따르면, 인쇄 회로 기판에 도전 패턴이 형성되어 있으므로, 평면 형상 코일을 제어하는 소자와의 사이의 전기적 접속을 용이하게 행할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서는 상기 인쇄 회로 기판 상이며, 상기 방열판이 탑재되는 면에 적어도 하나의 실장 부품이 실장되고, 상기 평면 형상 코일의 상면 위치는 상기 적어도 하나의 실장 부품 중 최대 높이보다도 높게 설정할 수 있다.
본 구성에 따르면, 평면 형상 코일의 상면 위치가 다른 실장 부품의 상면보다 높게 설정되어 있으므로, 조립 부착이 용이해진다. 또한, 평면 형상 코일의 상면을 상대측의 코일 유닛에 더 가까이할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서는, 상기 적어도 하나의 실장 부품 중 최대 높이를 갖는 부품은 상기 평면 형상 코일에 접속되는 콘덴서 부품으로 할 수 있다. 콘덴서 부품은 전기 용량을 확보하는 관점에서, 사이즈를 크게 설정할 필요가 있다. 이로 인해, 실장 부품이 콘덴서 부품인 경우에 본 발명의 일 형태는 효과적이다.
본 발명의 일 형태에서는 상기 인쇄 회로 기판의 상기 방열판이 탑재되는 면과는 다른 면에 상기 방열판의 온도를 검출하는 온도 검출 소자를 탑재할 수도 있다. 이에 의해, 이물질 등이 들어가서 평면 형상 코일의 승온에 의해 방열판의 온도가 이상하게 높아졌다고 해도 그 이상을 검지할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서는 상기 인쇄 회로 기판의 상기 방열판이 탑재되는 면과는 다른 면에 상기 방열판의 온도를 기초로 하여 상기 평면 형상 코일로의 전력 공급을 차단하는 소자를 탑재할 수 있다. 이것에 따르면, 전력 공급을 차단하는 회로를 간이하고 또한 확실하게 구성할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서는 상기 인쇄 회로 기판에 상기 방열판, 상기 자속 누설 방지 부재, 상기 자성 부재 및 상기 평면 형상 코일을 수용하는 조립 부착 지그로 안내되는 위치 결정부를 설치할 수 있다. 이에 의해, 평면 형상 코일 등의 조립 부착이 용이해진다.
본 발명의 일 형태에서는, 상기 자성 부재의 상면에는 스페이서 부재가 배치되고, 상기 스페이서 부재는 상기 평면 형상 코일을 수용하는 구멍부를 포함하고, 상기 평면 형상 코일의 상면과 상기 스페이서 부재의 상면을 실질적으로 같은 높이로 할 수 있다. 이와 같이 평면 형상 코일의 상면과 상기 스페이서 부재의 상면을 실질적으로 같은 높이로 함으로써, 전송면을 평평하게 할 수 있다. 또한, 평면 형상 코일의 코너부에 어떠한 부재가 접촉함으로써, 평면 형상 코일이 손상되는 것을 회피할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서는, 상기 자속 누설 방지 부재와 상기 방열판은 평면 사이즈가 실질적으로 동일하고, 상기 방열 부재는 상기 자속 누설 방지 부재보다도 두껍게 할 수 있다. 평면 사이즈가 실질적으로 동일한 것에 의해, 자성 누설 부재에 더 확실하게 자속을 포착할 수 있다. 또한, 방열판을 자속 누설 방지 부재보다 두껍게 설정함으로써 방열판의 방열성을 더 높일 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 관한 전자 기기는 코일 유닛과, 상기 코일 유닛을 수용하는 외장체를 포함하는 전자 기기이며, 상기 외장체는 상기 평면 형상 코일과 대향하는 면에 구멍부를 갖고, 상기 구멍부가 보호 커버로 덮이고, 상기 외장체가 상기 적어도 하나의 실장 부품의 최대 높이 위치와 대향하는 위치에 보강부가 형성되고, 상기 보강부의 두께는 상기 보호 커버의 두께보다도 두껍게 형성되고, 상기 인쇄 회로 기판으로부터 상기 보호 커버의 외표면까지의 높이를 H1로 하고, 상기 인쇄 회로 기판을 기준으로 한 상기 적어도 하나의 실장 부품의 최대 높이를 H2로 하고, 상기 보강부의 두께를 H3으로 했을 때, H1 > H2 + H3으로 할 수 있다.
보호 커버를 얇게 하고, 보강부를 두껍게 함으로써, 다른 실장 부품은 보강부로 확실하게 보호할 수 있다. 또한, 보강부가 있음으로써, 실장 부품 상의 외장체가 오목하게 들어가는 것을 억제할 수 있어, 전송면 부근의 외장체를 평평하게 할 수 있다. 또한, H1 > H2 + H3이 되도록 설정함으로써, 실장 부품과 보강부 사이에 공간을 확보할 수 있어, 실장 부품이 손상되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 관한 코일 유닛의 제조 방법은 조립 부착 지그의 수용부에 상기 평면 형상 코일, 상기 자성 부재, 상기 자속 누설 방지 부재를 순차적으로 수용하는 공정 (A)와, 상기 공정 (A) 후에 상기 자속 누설 방지 부재와 전기적으로 절연된 상태에서 상기 방열판을 상기 수용부에 수용하는 공정 (B)와, 상기 공정 (B) 후에 상기 조립 부착 지그의 수용부측에서 상기 조립 부착 지그와 상기 인쇄 회로 기판을 맞추어, 상기 인쇄 회로 기판에 상기 평면 형상 코일, 상기 자성 부재, 상기 자속 누설 방지 부재, 상기 방열판을 장착하는 공정을 포함할 수 있다.
이것에 따르면, 조립 부착 지그에 평면 형상 코일, 자성 부재, 자속 누설 방지 부재 및 방열판을 수용한 후에 인쇄 회로 기판을 겹치고, 그 인쇄 회로 기판에 평면 형상 코일 등을 조립 부착하기 위해, 하나씩 조립 부착해 가는 경우에 비해 용이해진다.
본 발명의 또 다른 형태에 관한 제조 방법에서는 평면 형상 코일, 자성 부재, 자성 누설 부재, 방열판의 순으로 조립 부착 부재에 수용해 가지만, 이들 부재 사이에 양면 접착 테이프 등의 다른 부재를 개재시키는 것도 본 발명의 범위에 포함한다.
본 발명의 또 다른 형태에 관한 제조 방법에서는 상기 공정 (A)와 상기 공정 (B) 사이에 상기 자속 누설 방지 부재와 상기 방열판을 절연하기 위한 상기 절연성의 양면 접착 테이프를 수용하는 공정을 포함해도 좋다.
본 발명의 또 다른 형태에 관한 제조 방법에서는 상기 공정 (A)의 전에 상기 스페이서 부재를 상기 수용부에 수용하는 공정을 포함해도 좋다.
본 발명의 또 다른 형태에 관한 제조 방법에서는 상기 인쇄 회로 기판에 위치 결정부를 갖고, 또한 상기 조립 부착 지그는 상기 인쇄 회로 기판의 위치 결정부에 대응하는 위치 결정부를 가져도 좋다. 이와 같이 위치 결정부가 있으면, 위치 결정을 용이하게 할 수 있어 조립 부착이 더 용이해진다.
본 발명의 또 다른 형태에 관한 코일 유닛은,
코일과,
상기 코일이 발생하는 제1 자속이 입사하는 자성 부재와,
상기 제1 자속을 기초로 하여 상기 자성 부재가 발생하는 제2 자속이 입사하는 자속 누설 방지 부재와,
상기 코일에서 발생한 열을 방열하는 방열판을 포함하고,
상기 자속 누설 방지 부재와 상기 방열판을 전기적으로 절연할 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 관한 코일 유닛에서도 평면 형상 코일과의 사이에 자성 부재, 자속 누설 방지 부재를 개재하여 방열판을 설치하고 있고, 평면 형상 코일과 방열판 사이에 공간을 두고 설치하고 있는 것이 아니기 때문에, 평면 형상 코일에서 생긴 열을 효과적으로 방열할 수 있다. 또한, 자속 누설 방지 부재가 있으므로, 방열판이 자속을 받아 유도 가열이 생기는 것을 회피할 수 있다. 또한, 모두 금속 등으로 형성되는 자속 누설 방지 부재와 방열판이 전기적으로 절연되어 있으므로, 방열판이 자속을 받는 부재로서 기능하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 형태에 관한 코일 유닛에 있어서도, 상술한 본 발명의 일 형태에 관한 코일 유닛의 각종 실시 형태를 적용하는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 형태에 관한 전자 기기는 상술한 코일 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 방열성이 우수한 코일 유닛 및 그 제조 방법 및 전자 기기를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 적절한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 본 실시 형태는 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하는 것은 아니고, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수라고는 한정되지 않는다.
도1은 충전기(10)와 피충전기(20)를 모식적으로 도시하는 도면이다. 충전기(10)로부터 피충전기(20)로의 충전은 충전기(10)의 코일 유닛(12)의 코일과 전자 기기(20)의 코일 유닛(22)의 코일과의 사이에 생기는 전자 유도 작용을 이용하여 무접점 전력 전송에 의해 행해진다.
본 실시 형태의 특징점의 하나로서, 코일 유닛의 구성이 있다. 이하, 코일 유닛에 대해 구체적으로 설명한다.
도2는 코일 유닛(12, 22)의 분해 사시의 모식도이다. 도3은 도2의 A-A선을 따른 코일 유닛(12, 22)의 단면 모식도이다. 도4는 코일 유닛(22)에 있어서의 충전기(10) 또는 피충전기(20)의 부분 단면을 모식적으로 도시하는 도면이다.
코일 유닛(12, 22)은 인쇄 회로 기판(80) 상에 방열판(70), 실드가 부착된 자성 부재(50) 및 코일, 예를 들어 평면 형상 코일(30)이 순차적으로 겹쳐진 상태로 형성되어 있다.
평면 형상 코일(30)은 평면적인 코일이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 싱글 코어 또는 멀티 코어의 피복 코일 선을 평면 상에서 감아 돌린 에어 코어 코일을 적용할 수 있다. 평면 형상 코일(30)은 하나의 코일로 형성해도 좋지만, 도2 내지 도4에 도시한 바와 같이 코일(32a, 32b)을 복수층 겹쳐서 형성할 수도 있다. 이들 코일(32a, 32b)을 직렬로 접속함으로써, 자기 인덕턴스 외에 상호 인덕턴스를 이용할 수 있어, 코일 직경을 작게 할 수 있다. 코일(32a, 32b)을 복수층 설치한 경우에는, 코일(32a, 32b) 사이는 양면 접착 테이프(34)에 의해 고정할 수 있다.
평면 형상 코일(30)의 주위에는 스페이서 부재(40)를 설치할 수 있다. 스페이서 부재(40)에는 구멍부(42)가 형성되고, 그 구멍부(42)에 평면 형상 코일(30)이 수용되어 있다. 스페이서 부재(40)에는 절결부(44)가 형성되고, 그곳으로부터 평면 형상 코일(30)의 인출선이 인출되어 있다. 평면 형상 코일(30)의 상면과 스페이서 부재(40)의 상면은 실질적으로 같은 높이로 되어 있다. 이와 같이 스페이서 부재(40)를 설치함으로써 전송면을 평평하게 할 수 있는 동시에, 평면 형상 코일(30)의 손상(특히, 평면 형상 코일의 코너부의 손상)을 저감시킬 수 있다. 또한, 평면 형상 코일(30)의 단부에 어떠한 것이 걸리는 것을 방지할 수 있어, 그 평면 형상 코일(30)이 박리되는 것을 방지할 수 있다. 스페이서 부재(40)의 재질로서는, 코일 발열에 대한 내열성이 높고 유전률을 갖지 않는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등을 들 수 있다.
평면 형상 코일(30)의 아래에는 실드가 부착된 자성 부재(50)가 설치되어 있다. 실드가 부착된 자성 부재(50)는 자성 부재(52)와, 그 아래에 설치된 자속 누설 방지 부재(54)를 포함한다.
자성 부재(52)는 자속을 받는 작용을 하고, 인덕턴스를 올리는 기능을 갖는다. 자성 부재(52)의 재질로서는 연자성재가 바람직하고, 페라이트 연자성재나 금속 연자성재를 적용할 수 있다.
자속 누설 방지 부재(54)는 자성 부재(52)가 완전히 포착하지 못한 자속이나 자성 부재(52)의 주위로부터 누설된 자속을 흡수하는 역할을 갖는다. 혹은, 평면 형상 코일(30)이 발생하는 자속을 제1 자속으로 했을 때, 자성 부재(52)에는 제1 자속이 입사되고, 자속 누설 방지 부재(54)에는 제1 자속을 기초로 하여 자성 부재(52)가 발생하는 제2 자속이 입사된다고 정의할 수도 있다. 이 경우, 자속 누설 방지 부재(54)는 제2 자속을 흡수하는 역할을 갖는다.
자속 누설 방지 부재(54)의 재질은 자속을 흡수할 수 있는 재질이면 특별히 한정되지 않고, 비자성체, 예를 들어 알루미늄을 들 수 있다. 전송 특성은 자성 부재 아래에 접촉한 상태에서 형성되어 있는 것에 영향을 받는다. 따라서, 자속 누설 방지 부재(54)는 원하는 전송 특성에 따라서, 그 재질이나 크기를 규정하는 것이 바람직하다. 자속 누설 방지 부재(54)를 설치함으로써, 그 아래에 설치된 방열판(70) 등에 자속이 누설되지 않으므로, 방열판(70) 등의 금속에서 유도 가열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
자속 누설 방지 부재(54)의 아래에는 절연 부재로서 예컨대, 절연성 양면 접착 테이프(60)를 통해 방열판(70)이 설치되어 있다. 방열판(70)은 평면 형상 코일(30)에서 발생한 열을 방열하는 역할을 갖는다. 방열판(70)의 재질은 열전도도가 높은 재질이면 한정되지 않고, 금속, 예를 들어 Al(알루미늄)을 적용할 수 있다. 또한, 방열판(70)은 자성 부재, 자성 누설 부재(54)를 통해 평면 형상 코일(30)과 접촉하고 있으므로, 평면 형상 코일(30)에서의 발열을 방열할 수 있다.
방열판(70)의 평면 사이즈를 자성 누설 방지 부재(54)와 실질적으로 동일하게 한 경우, 방열판(70)을 자속 누설 방지 부재(54)보다도 두껍게 하면 좋다. 평면 사이즈가 실질적으로 동일한 것에 의해, 자성 누설 부재(54)에 더 확실하게 자속을 포착할 수 있다. 또한, 방열판(70)을 자속 누설 방지 부재(54)보다 두껍게 설정함으로써 방열판(70)의 방열성을 더 높일 수 있다.
절연성 양면 접착 테이프(60)를 통해 설치되어 있음으로써, 자속 누설 방지 부재(54)와 방열판(70)이 절연되어 있으므로, 방열판(70)이 전송 특성에 영향을 미치지 않는다. 즉, 이와 같이 절연되어 있지 않으면, 방열판(70)도 자속 누설 방지 부재(54)로서의 역할을 부담하게 되어 전송 특성에 영향을 미치게 되지만, 절연성 양면 접착 테이프(60)를 설치하여 전기적으로 절연함으로써 자속 누설 방지 부재(54)와 방열판(70)을 기능면에서 확실하게 분리할 수 있다. 또한, 이로 인해, 방열판(70)의 재질에 어떠한 재질을 선택해도 전송 특성에 영향을 미치지 않는다. 그 결과, 본 실시 형태에 따르면, 방열판(70)의 재질의 선택 자유도를 높게 할 수 있다. 절연성 양면 접착 테이프(60)는 공지의 것을 적용할 수 있다.
방열판(70)은 양면 접착 테이프(84)를 통해 인쇄 회로 기판(80)에 설치되어 있다. 이 인쇄 회로 기판(80)에는 실장 부품(82b)이 설치되고, 그 실장 부품(82b)과 평면 형상 코일(30)을 접속하는 도전 패턴이 형성되어 있다. 실장 부품(82b)은, 예를 들어 충전기측을 예로 들면, 일본 특허 출원 공개 제2005-6460의 도1에 기재된 콘덴서(C1, C2), 피충전기를 예로 들면 도1의 콘덴서(C3, C4)를 들 수 있다. 이러한 종류의 콘덴서는, 예를 들어 필름 콘덴서로 형성되어 있다.
인쇄 회로 기판(80)의 이면[방열판(70)이 탑재되어 있는 면과는 다른 면]에는 평면 형상 코일(30)의 온도를 검출하는 서미스터 등의 온도 검출 소자(86)가 탑재되어 있다. 온도 검출 소자(86)에 의해 이물질 등이 들어가서 코일의 온도가 이상하게 높아졌다고 해도 그 이상을 검지할 수 있다. 이 온도 검출 소자(86)에 의해 평면 형상 코일(30)의 이상 온도를 검출한 경우에는 전송을 중지하는 제어를 실행할 수 있다. 온도 검출 소자(86) 대신에, 방열판(70)의 온도를 기초로 하여, 그 온도가 소정값보다도 높아졌을 때에 평면 형상 코일(30)로의 통전을 차단하는 소자를 형성해도 좋다. 이러한 종류의 소자로서는, 고온에 의해 용단되는 퓨즈 소자나, 고온에 의해 저항값이 증대되어 전류를 억제 또는 차단하는 서미스터 등의 소자를 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 평면 형상 코일(30)과 인쇄 회로 기판(80) 사이에 방열판(70)을 개재하고 있다. 이로 인해, 평면 형상 코일(30)은 방열판(70)의 두께만 큼, 도3에 도시한 바와 같이 평면 형상 코일(30)의 상면 위치(A1) 중 적어도 하나의 실장 부품 중 최대 높이(A2)보다도 높게 설정하는 것이 용이한 구성으로 되어 있다. 이와 같이 평면 형상 코일(30)의 상면 위치(A1)를 적어도 하나의 실장 부품 중 최대 높이(A2)보다도 높게 설정할 수 있으면, 모듈의 조립 부착이 용이해진다. 또한, 평면 형상 코일(30)의 상면을 상대측의 코일 유닛에 더 가까이 할 수 있다.
다음에, 외장체(14)와 코일 유닛의 관계를, 도4를 이용하여 설명한다.
외장체(14)는 평면 형상 코일(30)과 대향하는 면에 구멍부(14c)를 갖고 있다. 이 구멍부(14c)가 보호 커버(16)로 덮여 있다. 외장체(14)에는 실장 부품(82b)의 최대 높이 위치와 대향하는 위치에 보강부(14b)가 형성되고, 보강부(14b)의 두께(H3)는 보호 커버(16)의 두께(H4)보다도 두껍게 형성되어 있다. 보호 커버(16)를 얇게 하고, 보강부(14b)를 두껍게 함으로써 전송 거리를 짧게 할 수 있는 동시에, 다른 실장 부품은 보강부로 확실하게 보호할 수 있다. 또한, 보강부(14b)가 있음으로써, 실장 부품(82b) 위의 외장체(14)가 오목하게 들어가는 것을 억제할 수 있어, 전송면 부근의 외장체를 평평하게 할 수 있다.
회로 기판으로부터 보호 커버의 외표면까지의 높이를 H1로 하고, 인쇄 회로 기판(80)을 기준으로 한 실장 부품(82b)의 최대 높이를 H2로 하고, 보강부의 두께를 H3으로 했을 때, H1 > H2 + H3으로 할 수 있다. 이와 같이 설정함으로써, 실장 부품(82b)과 보강부(14b) 사이에 공간을 확보할 수 있어, 실장 부품(82b)이 손상되는 것을 억제할 수 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 인쇄 회로 기판(80)에는 평면 형상 코일(30)이 장 착되는 영역의 옆에 위치 결정부, 예를 들어 위치 결정용 구멍부(82a)가 형성되어 있다. 이 구멍부(82a)가 있음으로써, 후술하는 바와 같이 코일 유닛의 형성이 용이해진다.
(제조 방법)
다음에, 도5 내지 도10을 이용하여 코일 유닛의 제조 방법에 대해 설명한다.
도5에 도시하는 조립 부착 지그(90)를 이용하여 코일 유닛을 제조하는 예를 설명한다. 조립 부착 지그(90)는 오목부(92)가 형성되어 있어, 그 오목부(92)에 코일 유닛의 구성재를 수용할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이 조립 부착 지그(90)에는 위치 결정 안내용 돌기부(94)가 형성되어 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.
우선, 도6 및 도7에 도시한 바와 같이, 조립 부착 지그(90)의 오목부(92)에 스페이서 부재(40), 평면 형상 코일(30), 자성 부재(52), 자성 누설 부재(54), 절연성 접착 양면 테이프(60), 방열판(70) 및 양면 접착 테이프(84)를 순차적으로 수용한다. 다음에, 도8 및 도9에 도시한 바와 같이, 인쇄 회로 기판(80)과 조립 부착 지그(90)를 지그(90)의 오목부(92)측에서 맞춘다. 이 맞춤에 있어서, 조립 부착 지그(90)의 돌기부(94)가 인쇄 회로 기판(80)의 위치 결정용 구멍부(82a)로 삽입되도록 행한다. 이에 의해, 위치 결정이 용이해진다. 이 장착 후, 조립 부착 지그를 제거함으로써, 도10에 도시한 바와 같이 양면 접착 테이프(84)를 통해 조립 부착 지그(90)에 수용된 구성 부재가 인쇄 회로 기판(80)에 장착된다.
(전자 기기의 적용예)
본 실시 형태는 전력 전송이나 신호 전송을 행하는 모든 전자 기기에 적용 가능하고, 예를 들어 손목 시계, 전동 칫솔, 전동 면도기, 코드레스 전화, 퍼스널 휴대 전화, 모바일 퍼스널 컴퓨터, PDA(Personal Digital Assistants), 전동 자전거 등의 2차 전지를 구비하는 피충전 기기와, 그것을 충전하는 충전 기기에 적용 가능하다.
또한, 상기와 같이 본 실시 형태에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 신규 사항 및 효과로부터 실체적으로 일탈하지 않는 많은 변형이 가능한 것은 당업자에게는 용이하게 이해시킬 수 있는 것이다. 따라서, 이와 같은 변형예는 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 한다. 예를 들어, 명세서 또는 도면에 있어서, 적어도 한번, 보다 넓은 의미 또는 동일한 뜻의 다른 용어와 함께 기재된 용어는 명세서 또는 도면의 어떠한 개소에 있어서도 그 다른 용어로 치환할 수 있다.
본 실시 형태는 무접점 전력 전송에 관한 것이었지만, 전자 유도 원리를 이용한 무접점 신호 전송에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
상술한 실시 형태의 설명에서는 충전 기기측의 코일 유닛 및 피충전 기기측의 코일 유닛의 양쪽에 본 발명을 적용한 예를 설명하였지만, 어느 한쪽에만 적용해도 좋다.
도1은 충전기와 피충전기를 모식적으로 도시하는 도면.
도2는 코일 유닛의 분해 사시의 모식도.
도3은 도2의 A-A선을 따른 코일 유닛의 단면 모식도.
도4는 코일 유닛에 있어서의 충전기 또는 피충전기의 부분 단면을 모식적으로 도시하는 도면.
도5는 조립 부착 지그를 모식적으로 도시하는 도면.
도6은 코일 유닛의 제조 공정을 도시하는 모식도.
도7은 코일 유닛의 제조 공정을 도시하는 모식도.
도8은 코일 유닛의 제조 공정을 도시하는 모식도.
도9는 코일 유닛의 제조 공정을 도시하는 모식도.
도10은 코일 유닛의 제조 공정을 도시하는 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 충전기
20 : 피충전기
12 : 제1 코일 유닛
14 : 외장체
14a : 구멍부
14b : 보강부
16 : 보호 커버
22 : 제2 코일 유닛
30 : 평면 형상 코일
40 : 스페이서 부재
50 : 실드가 부착된 자성 부재
52 : 자성 부재
54 : 자속 누설 방지 부재
60 : 절연성 양면 접착 테이프
70 : 방열판
80 : 회로 기판
82a : 위치 결정용 구멍부
82b : 실장 부품
84 : 양면 접착 테이프
86 : 온도 검출 소자
90 : 조립 부착 지그
92 : 오목부
94 : 위치 결정용 돌기부

Claims (17)

  1. 평면 형상 코일과,
    상기 평면 형상 코일의 하방에 설치된 자성 부재와,
    상기 자성 부재의 하방에 설치된 자속 누설 방지 부재와,
    상기 자속 누설 방지 부재의 하방에 설치된 방열판을 갖고,
    상기 자속 누설 방지 부재와 상기 방열판을 절연 부재에 의해 전기적으로 절연하고,
    상기 자속 누설 방지 부재의 재질은 비자성체인 것을 특징으로 하는 코일 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절연 부재는 양면 접착 테이프인 것을 특징으로 하는 코일 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방열판이 탑재되고, 또한 상기 평면 형상 코일에 접속되는 도전 패턴이 형성된 인쇄 회로 기판을 더 갖는 것을 특징으로 하는 코일 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판 상이며, 상기 방열판이 탑재되는 면에 적어도 하나의 실장 부품이 실장되고,
    상기 평면 형상 코일의 상면 위치는 상기 적어도 하나의 실장 부품 중 최대 높이보다도 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 코일 유닛.
  5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 실장 부품 중 최대 높이를 갖는 부품은 상기 평면 형상 코일에 접속되는 콘덴서 부품인 것을 특징으로 하는 코일 유닛.
  6. 제3항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판의 상기 방열판이 탑재되는 면과는 다른 면에 상기 방열판의 온도를 검출하는 온도 검출 소자가 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 유닛.
  7. 제3항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판의 상기 방열판이 탑재되는 면과는 다른 면에, 상기 방열판 코일의 온도를 기초로 하여 상기 평면 형상 코일로의 전력 공급을 차단하는 소자가 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 유닛.
  8. 제3항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판에 상기 방열판, 상기 자속 누설 방지 부재, 상기 자성 부재 및 상기 평면 형상 코일을 수용하는 조립 부착 지그로 안내되는 위치 결정부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 유닛.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자성 부재의 상면에는 스페이서 부재가 배치되고,
    상기 스페이서 부재는 상기 평면 형상 코일을 수용하는 구멍부를 포함하고, 상기 평면 형상 코일의 상면과 상기 스페이서 부재의 상면이 실질적으로 같은 높이 인 것을 특징으로 하는 코일 유닛.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자속 누설 방지 부재와 상기 방열판은 평면 사이즈가 실질적으로 동일하고, 상기 방열 부재는 상기 자속 누설 방지 부재보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 코일 유닛.
  11. 제4항에 기재된 코일 유닛과, 상기 코일 유닛을 수용하는 외장체를 포함하는 전자 기기이며,
    상기 외장체는 상기 평면 형상 코일과 대향하는 면에 구멍부를 갖고, 상기 구멍부가 보호 커버로 덮이고,
    상기 외장체가 상기 적어도 하나의 실장 부품의 최대 높이 위치와 대향하는 위치에 보강부가 형성되고, 상기 보강부의 두께는 상기 보호 커버의 두께보다도 두껍게 형성되고,
    상기 인쇄 회로 기판으로부터 상기 보호 커버의 외표면까지의 높이를 H1로 하고, 상기 인쇄 회로 기판을 기준으로 한 상기 적어도 하나의 실장 부품의 최대 높이를 H2로 하고, 상기 보강부의 두께를 H3으로 했을 때, H1 > H2 + H3으로 한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  12. 제3항에 기재된 코일 유닛의 제조 방법이며,
    조립 부착 지그의 수용부에 상기 평면 형상 코일, 상기 자성 부재, 상기 자속 누설 방지 부재를 순차적으로 수용하는 공정 (A)와,
    상기 공정 (A) 후에 상기 자속 누설 방지 부재와 상기 절연 부재에 의해 전기적으로 절연된 상태에서 상기 방열판을 상기 수용부에 수용하는 공정 (B)와,
    상기 공정 (B) 후에 상기 조립 부착 지그의 수용부측에서 상기 조립 부착 지그와 상기 인쇄 회로 기판을 맞추어, 상기 인쇄 회로 기판에 상기 평면 형상 코일, 상기 자성 부재, 상기 자속 누설 방지 부재, 상기 방열판을 장착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 유닛의 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서, 상기 공정 (A) 전에, 스페이서 부재를 상기 수용부에 수용하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 유닛의 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판에 위치 결정부를 갖고, 또한 상기 조립 부착 지그는 상기 인쇄 회로 기판의 위치 결정부에 대응하는 위치 결정 안내부를 갖는 것을 특징으로 하는 코일 유닛의 제조 방법.
  16. 코일과,
    상기 코일이 발생하는 제1 자속이 입사하는 자성 부재와,
    상기 제1 자속을 기초로 하여 상기 자성 부재가 발생하는 제2 자속이 입사하는 자속 누설 방지 부재와,
    상기 코일에서 발생한 열을 방열하는 방열판을 포함하고,
    상기 자속 누설 방지 부재와 상기 방열판을 절연 부재에 의해 전기적으로 절연하고,
    상기 자속 누설 방지 부재의 재질은 비자성체인 것을 특징으로 하는 코일 유닛.
  17. 제16항에 기재된 코일 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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