TW201541787A - 二次線圈模組 - Google Patents

Abstract

提供容易配置於終端側單元之小型的二次線圈模組。 二次線圈模組(20)，係以無接點供電方式將充電於蓄電池(30)的電力透過一次線圈來進行供電，具備蓄電池(30)、控制該蓄電池(30)之充電的充電控制電路、由覆蓋蓄電池(30)及充電控制電路的至少一方之外周面的磁性材料所成之筒狀的芯(21)、及連接於充電控制電路且纏繞於芯(21)的外周面，由導電性材料所成的捲線(22)。

Description

二次線圈模組

本發明係關於以無接點供電方式將充電於蓄電池的電力透過一次線圈來進行供電的二次線圈模組。

先前，利用對內藏於終端的蓄電池，以不利用端子連接與充電台來進行供電的無接點供電(未接觸供電)方式。作為此種無接點供電方式，例如有電磁感應方式、電波方式、電磁共振方式。在電磁感應方式中，終端側具備二次線圈，充電台側具備一次線圈。從充電台對終端供電時，以一次線圈與二次線圈對向之方式配置充電台與終端。在該狀態下，對一次線圈供給電流，使該一次線圈產生磁束，藉由該磁束，於二次線圈產生電磁感應所致之電動勢，對蓄電池進行供電。作為此種電磁感應方式相關技術，例如有專利文獻1及2所記載者。

專利文獻1所記載之二次電池，係具備二次電池、充電控制電路、控制基板、收容該等構件的殼體、及露出於殼體外面的輸出入端子所構成。於充電控制電路設置有共振電路，該共振電路係具有對應充電器的供電線 圈所設置的受電線圈，與和該受電線圈並聯連接的共振電容器所構成。又，專利文獻2所記載之非接觸充電式電子機器，係具備筒狀的外框、封閉該外框之一方的開口的背蓋、及配置於該背蓋的內側，外框的中心軸方向之厚度尺寸比與該中心軸正交之方向的寬度尺寸還小，藉由外部電源具備之一次線圈的電磁感應來發電的二次線圈所構成。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本特開2013-196883號公報

[專利文獻2]日本特開2008-206287號公報

專利文獻1所記載之受電線圈，及專利文獻2所記載之二次線圈，係使用將被絕緣性樹脂覆蓋之線材捲繞於相同平面上所形成的平面線圈，從蓄電池的垂直上方觀察內藏蓄電池的終端時，平面線圈被配置於蓄電池的垂直下方側。對於從一次線圈有效率地供電給平面線圈來說，以在蓄電池的充電時在一次線圈與平面線圈之間不配置蓄電池之方式，將終端的垂直下方側之面，朝向充電台側載置為佳。因此，在專利文獻1及2所記載的技術中，必需考慮充電時之終端的載置方向。又，對於增加從充電台供電給終端的電力來說，可考量增加平面線圈的捲繞 數，但是，因為伴隨該捲繞數的增加，平面線圈的外徑會變大，有在配置平面線圈時會產生限制，或內藏平面線圈的終端的尺寸會變大的可能性。

本發明的目的係有鑑於前述問題，提供容易配置於終端側單元之小型的二次線圈模組。

用以達成前述目的的本發明相關之二次線圈模組的特徵構造，係以無接點供電方式將充電於蓄電池的電力透過一次線圈來進行供電，具備：前述蓄電池；充電控制電路，係控制前述蓄電池的充電；筒狀的芯，係由覆蓋前述蓄電池及前述充電控制電路的至少一方之外周面的磁性材料所成；及捲線，係連接於前述充電控制電路且纏繞於前述芯的外周面，由導電性材料所成。

作為此種特徵構造的話，因為蓄電池及充電控制電路的至少一方被內包於芯，可使二次線圈模組的尺寸小型化。又，也可因應蓄電池及充電控制電路的大小，適當變更二次線圈的尺寸。因此，可容易將二次線圈模組配置於終端側單元。

又，前述筒狀的芯，係在前述蓄電池的充電時，軸方向兩端部中至少朝向前述一次線圈側而配置之側的端部被由磁性材料所成的蓋子構件封閉為佳。作為此種構造的話，因為可將來自一次線圈的磁束，有效率地導引至芯的內部，可提升二次線圈模組所致之集磁效果。又， 在以蓋子構件封閉芯的軸方向兩端部時，因為可遮蔽芯內側的空間，可抑制被芯內包之零件的損傷。

又，前述充電控制電路設置於前述芯的筒內；搭載前述充電控制電路的基板被載置於前述蓄電池為佳。作為此種構造的話，可在芯內，容易支持搭載充電控制電路得基板。所以，因為不需要另外設置支持構造，不會有起因於充電控制電路而二次線圈模組尺寸變大之狀況。

又，前述充電控制電路的端子與前述蓄電池的電極透過可撓性印刷基板連接，前述可撓性印刷基板與前述蓄電池的電極透過導電性膠帶連接為佳。作為此種構造的話，可容易連接充電控制電路與蓄電池。所以，可減低製造成本。

又，連接於前述蓄電池的電極，輸出被充電於前述蓄電池的電力的輸出端子，設置於前述芯的外周面為佳。作為此種構造的話，容易取出被充電於蓄電池的電力，可容易連接使用該電力之零件的端子。所以，可提升二次線圈模組的便利性。

1‧‧‧一次線圈

2‧‧‧二次線圈

10‧‧‧一次線圈模組

11‧‧‧圓柱狀部

12‧‧‧捲線

13‧‧‧間隔

14‧‧‧芯

20‧‧‧二次線圈模組

21‧‧‧芯

22‧‧‧捲線

23‧‧‧蓋子構件

30‧‧‧蓄電池

40‧‧‧充電控制電路

41‧‧‧基板

50‧‧‧可撓性印刷基板

60‧‧‧導電性膠帶

70‧‧‧輸出端子

[圖1]模式揭示二次線圈模組具有之二次線圈的圖。

[圖2]從芯的徑方向外側觀察二次線圈模組的剖面圖。

[圖3]揭示蓄電池之充電形態的模式圖。

[圖4]揭示蓄電池之充電形態的模式圖。

[圖5]揭示蓄電池之充電形態的模式圖。

針對本發明的二次線圈模組進行說明。二次線圈模組係具有充電台側單元與終端側單元所構成之無接點供電方式的充電系統中，設置於終端側單元，於該終端側單元中為了提升配置上的自由度而簡潔地構成。以下，針對本實施形態的二次線圈模組20，進行詳細說明。

二次線圈模組20係以無接點供電方式將充電於蓄電池的電力透過設置在充電台側單元的一次線圈1來進行供電。所謂無接點充電方式，係不以端子連接設置於充電台側單元的一次線圈模組10與設置於終端側單元的二次線圈模組20，將供給給充電台側單元之來自交流電力的電力，透過設置於充電台側單元的一次線圈1，傳達至二次線圈2，充電於蓄電池30的方式。一次線圈1與二次線圈2的電力的授送係藉由電磁感應來進行。於二次線圈模組20，具備此種二次線圈2。

1.二次線圈

於圖1，揭示二次線圈2的模式圖。如圖1所示，二次線圈2係具備芯21、捲線22、蓋子構件23所構成。芯 21係由磁性材料所成的筒狀構成，覆蓋蓄電池30的外周面。作為構成芯21的磁性材料，可使用例如含有板狀的非晶磁性體或磁性體的樹脂製薄片。此時，將含有板狀的非晶磁性體或磁性體的樹脂製薄片設為筒狀，縫合端部來形成芯21。此種縫合係使用接著材來進行亦可，使用膠帶來進行亦可。又，可使用陶瓷系的軟鐵氧體來構成芯21。此外，使用高濃度含有磁性材粉末的樹脂，藉由射出成形來成形亦可。藉此，可形成厚度為1mm以下之圓筒狀的芯21。又，使用陶瓷系的軟鐵氧體來構成芯21時，可提升二次線圈2的放熱性。或者，也可使用樹脂系的鐵氧體來構成芯21，此時，可使芯21輕量化。

尤其，本實施形態的芯21係如圖1所示，構成為圓筒狀。蓄電池30係二次線圈模組20所具備者，無接點供電方式所致之充電對象的例如鋰聚合物電池。蓄電池30的形狀並未特別限定，但是，在本實施形態中，如圖1所示，以圓柱狀構成。芯21係以內徑比蓄電池30的外徑還大之方式構成，以從徑方向外側覆蓋蓄電池30之方式配置。又，芯21係以軸方向的長度比蓄電池30之軸方向的長度還長之方式構成。

捲線22係以導電性材料構成，捲繞於芯21的外周面。構成捲線22的導電性材料係例如使用漆包線。捲線22係將此種漆包線複數次捲繞於芯21的外周面。藉此，構成空芯線圈。當然，複數次捲繞捲線22來構成空芯線圈，於該空芯線圈的徑方向內側插通芯21來 構成亦可。空芯線圈係以軸方向的長度是蓄電池30之軸方向的長度以下之方式構成。在本實施形態中，捲線22集中靠近芯21的軸方向一方的端部側來捲繞。

蓋子構件23係以磁性材料構成，在蓄電池的充電時，封閉朝向筒狀的芯21之軸方向兩端部中至少一次線圈1側所配置之側的端部。於圖1揭示蓋子構件23封閉芯21的軸方向兩端部的範例。蓋子構件23係配合構成為筒狀之芯21的軸方向兩側之開口部的形狀所形成，在本實施形態中，使用圓板狀者。藉此，可蓋住芯21的軸方向兩側的開口部。構成蓋子構件23的磁性材料係可使用與芯21相同的磁性材料。

如以上所說明般，因為二次線圈2內包蓄電池30所構成，可使二次線圈模組20小型化。又，因為可將捲線22捲繞於芯21所構成的空芯線圈設為低外形，蓄電池30及芯21使用低外形者的話，可將二次線圈模組20形成為極為薄者。所以，可容易將二次線圈模組20配置於終端側單元。再者，在上述之蓄電池30、芯21、捲線22及蓋子構件23各別之間，填充接著劑來接著亦可。

2.二次線圈模組

接著，針對本實施形態的二次線圈模組20進行說明。二次線圈模組20係如上所述，設置於充電系統的終端側單元。此種二次線圈模組20係具有上述之二次線圈2、蓄電池30、搭載充電控制電路40的基板41所構成。 關於二次線圈2及蓄電池30，已於上說明，故省略在此的說明。

充電控制電路40係連接於捲線22而設置於芯21的筒內，控制蓄電池30的充電。於捲線22，藉由電磁感應來產生電力。對充電控制電路40傳達該電力。充電控制電路40係將此種電力，轉換成由適合充電於蓄電池30之所定電壓值所成的直流電力。

此種充電控制電路40被搭載於基板41。基板41係在本實施形態中使用可撓性印刷基板(FPC：Flexible printed circuits)所構成。基板41係載置於蓄電池30，設置在藉由芯21及蓋子構件23所形成之柱狀的空間內。

充電控制電路40的端子係與蓄電池30的電極透過可撓性印刷基板50連接，該可撓性印刷基板50與蓄電池30的電極透過導電性膠帶60連接。在本實施形態中，充電控制電路40的端子設置於基板41，傳達藉由電磁感應而產生於二次線圈2的電力。所謂蓄電池30的電極係蓄電池30具有之陽極端子及陰極端子。於蓄電池30的端子，藉由導電性膠帶60連接可撓性印刷基板50的電極。該可撓性印刷基板50也與設置於基板41之充電控制電路40的端子連接。藉此，連接充電控制電路40的端子與蓄電池30的電極。

又，於芯21的外周面，設置有連接於蓄電池30的電極，輸出被充電於蓄電池30的電力的輸出端子 70。又，於芯21的外周面，設置有分別連接於蓄電池30的陽極端子及陰極端子之一對的輸出端子70。藉此，可容易取出被充電於蓄電池30的電力。

例如藉由將被收容於既存的電池殼體之以非無接點供電方式進行供電的蓄電池，置換成上述之二次線圈模組20，可將供電方式從非無接點供電方式變更成非無接點供電方式。

3.充電形態

於圖3，揭示對設置於如此構成之二次線圈模組20的蓄電池30進行充電時的形態。如圖3所示，設置於充電台側單元的一次線圈模組10具有將捲線12捲繞於芯的圓柱狀部11所形成之一次線圈1之狀況中，對一次線圈1通電時，沿著圓柱狀部11的軸方向產生磁束。因此，以該磁束貫通二次線圈2的徑方向內側之方式配置二次線圈模組20時，可有效率地對二次線圈2傳達電磁感應所致之電力。所以，在將捲線12捲繞於芯的圓柱狀部11來形成一次線圈1時，二次線圈模組20係以二次線圈2位於一次線圈1的軸心上之方式配置於一次線圈模組10。藉此，可對蓄電池30進行充電。

又，在使用本發明相關的二次線圈模組20時，如圖4所示，以二次線圈2位於一次線圈1的軸心上，捲繞捲線22之側朝向與一次線圈1側的相反側之方式將二次線圈模組20載置於一次線圈模組10亦可。即使 是此狀況，也可對蓄電池30進行充電。

另一方面，如圖5所示，一次線圈模組10具有將捲線12捲繞於在圓周方向的一部分具有間隔13之C形狀的芯14所形成之一次線圈1時，在對一次線圈1通電時，於間隔13中沿著芯14的圓周方向而產生磁束。因此，以該磁束貫通二次線圈2的徑方向內側之方式配置二次線圈模組20時，可有效率地對二次線圈2傳達電磁感應所致之電力。所以，在使用C形狀的芯14來形成一次線圈1時，二次線圈模組20係以產生於間隔13的磁束貫通二次線圈2的徑方向內側之方式載置於一次線圈模組10。藉此，可有效率地對蓄電池30進行充電。再者，如果使產生於間隔13的磁束貫通二次線圈2的徑方向內側的話，被捲繞捲線22之側朝向間隔13之芯14的周方向端部任一側亦可。

4.其他實施形態

在前述實施形態中，已說明捲線22集中靠近芯21的軸方向一方側的端部進行捲繞，但是，也可對於芯21的軸方向一樣地捲繞捲線22。即使是此種構造，也可如上所述構成二次線圈模組20。

在前述實施形態中，已說明筒狀的芯21的軸方向兩端部被由磁性材料所成的蓋子構件23封閉，但是，也能以在蓄電池的充電時，筒狀的芯21的軸方向兩端部中僅朝向一次線圈1側的端部被蓋子構件23封閉之 方式構成，也能以不使用蓋子構件23封閉芯21的軸方向兩側之方式構成。

在前述實施形態中，已說明芯21覆蓋蓄電池30及充電控制電路40的外周面，但是，以芯21覆蓋蓄電池30及充電控制電路40之一方的外周面之方式構成亦可。例如以芯21僅覆蓋蓄電池30的外周面之方式構成時，搭載充電控制電路40的基板41設置於芯21的筒外。

在前述實施形態中，已說明基板41載置於蓄電池30，但是，也可在從蓄電池30浮起之狀態下於筒內設置基板41。

在前述實施形態中，已說明充電控制電路40的端子與蓄電池30的電極透過可撓性印刷基板50來連接，但是，也可使用電線連接。又，在前述實施形態中，已說明可撓性印刷基板50與蓄電池30的電極透過導電性膠帶60來連接，但是，也可使用例如管套插座等連接。

在前述實施形態中，已說明於芯21的外周面，設置有連接於蓄電池30的電極，輸出被充電於蓄電池30的電力的輸出端子70，但是，也可將輸出端子70設置於其他部位。

在前述實施形態中，作為無接點供電方式已舉出適用於電磁感應方式之狀況的範例來進行說明，但是，本發明也可適用於電磁共振方式。又，也可將二次線圈2適用於天線零件的線圈。此時，可記載作為具備覆蓋 天線零件具有之蓄電池的外周面之由磁性材料所成的筒狀的芯，與捲繞於該芯的外周面，由導電性材料所成的捲線的線圈。當然，也可以由磁性材料所成的蓋子構件封閉筒狀的芯的軸方向兩端部來構成。

上述之無接點供電方式中所用的零件係以具備所定規格之方式構成。依據本發明，能以具備該規格之方式構成，也可不依存於該規格地構成。

〔產業上之利用可能性〕

本發明係可使用於以無接點供電方式將充電於蓄電池的電力透過一次線圈來進行供電的二次線圈模組。

2‧‧‧二次線圈

20‧‧‧二次線圈模組

21‧‧‧芯

22‧‧‧捲線

23‧‧‧蓋子構件

30‧‧‧蓄電池

Claims (5)

1. 一種二次線圈模組，係以無接點供電方式將充電於蓄電池的電力透過一次線圈來進行供電的二次線圈模組，其特徵為具備：前述蓄電池；充電控制電路，係控制前述蓄電池的充電；筒狀的芯，係由覆蓋前述蓄電池及前述充電控制電路的至少一方之外周面的磁性材料所成；及捲線，係連接於前述充電控制電路且纏繞於前述芯的外周面，由導電性材料所成。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之二次線圈模組，其中，前述筒狀的芯，係在前述蓄電池的充電時，軸方向兩端部中至少朝向前述一次線圈側而配置之側的端部被由磁性材料所成的蓋子構件封閉。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之二次線圈模組，其中，前述充電控制電路設置於前述芯的筒內；搭載前述充電控制電路的基板被載置於前述蓄電池。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所記載之二次線圈模組，其中，前述充電控制電路的端子與前述蓄電池的電極透過可撓性印刷基板連接，前述可撓性印刷基板與前述蓄電池的電極透過導電性膠帶連接。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所記載之二次線圈模組，其中，連接於前述蓄電池的電極，輸出被充電於前述蓄電池的電力的輸出端子，設置於前述芯的外周面。