WO2012104954A1 - 非接触充電モジュール及び非接触充電機器 - Google Patents

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WO2012104954A1
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slit
magnetic sheet
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sheet
coil
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直行 小林
徳次 西野
健一郎 田畑
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パナソニック株式会社
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    • H02J50/70—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact charging module and a non-contact charging device having a planar coil portion around which a conductive wire is wound and a magnetic sheet.
  • a power transmission coil is arranged on the charger side
  • a power reception coil is arranged on the main device side
  • electromagnetic induction is generated between the two coils to transmit power from the charger side to the main device side. It has also been proposed to apply a mobile terminal device or the like as the main device.
  • the main device such as the portable terminal device and the charger are required to be thin and small.
  • a planar coil portion as a power transmission coil or a power reception coil and a magnetic sheet as in (Patent Document 1).
  • the winding start or winding end of the coil is located inside the coil. May end up.
  • a portion where the coil is wound and a portion between the coil winding start or winding end and the terminal overlap in the thickness direction.
  • the non-contact charging module cannot be thinned.
  • some magnetic sheets are conductive, and in that case, it is important to insulate the conductive wire from the magnetic sheet.
  • an object of the present invention is to achieve a reduction in thickness in a state in which insulation between a conductive wire and a magnetic sheet is ensured.
  • the present invention is provided in a planar coil portion around which a conducting wire is wound, a magnetic sheet having the planar coil portion placed through an insulating sheet, and having conductivity, and the magnetic sheet.
  • a concave portion or a slit extending from the winding start point of the planar coil portion to an end portion of the magnetic sheet, and the conductor of the planar coil portion pushes the insulating sheet into the concave portion or slit.
  • the non-contact charging module is characterized in that it is housed in a slit and the conductive wire of the planar coil portion is insulated from the conductive magnetic sheet by the insulating sheet.
  • the invention described in claim 1 is provided on the magnetic sheet, the planar coil portion around which the conductive wire is wound, the planar coil portion placed via an insulating sheet, and having conductivity.
  • a concave portion or a slit extending from the winding start point of the planar coil portion to an end portion of the magnetic sheet, and the conductor of the planar coil portion pushes the insulating sheet into the concave portion or the slit to thereby form the concave portion or the slit.
  • the conductive wire of the planar coil portion is housed in a non-contact charging module that is insulated from the conductive magnetic sheet by the insulating sheet, and in a state of ensuring insulation between the conductive wire and the magnetic sheet, Thinning can be achieved.
  • the invention according to claim 2 is the non-contact charging module according to claim 1, wherein the width of the concave portion or the slit is at least three times the wire diameter of the conducting wire, and the conducting wire is surely expanded and contracted by the insulating sheet. Therefore, thinning can be achieved in a state where insulation between the conductor and the magnetic sheet is ensured.
  • the invention according to claim 3 is the non-contact charging module according to claim 1, wherein a wire diameter of the conducting wire is smaller than 0.3 mm, and a thickness of the insulating sheet is 5 to 20 mm. Since the insulating sheet is accommodated in the recess due to the stretchability of the insulating sheet, it is possible to achieve a reduction in thickness while ensuring the insulation between the conductor and the magnetic sheet.
  • the invention according to claim 4 is the non-contact charging module according to claim 1, wherein a through-hole smaller than the wire diameter of the conducting wire is formed in a portion of the insulating sheet facing the recess or slit. Even if the sheet does not have enough elasticity, the conductor is securely stored in the recess due to the elasticity of the insulating sheet, so that the insulation between the conductor and the magnetic sheet is ensured to achieve thinning. Can do.
  • the invention according to claim 5 is the non-contact charging module according to claim 1, wherein the dimensional expansion / contraction ratio of the insulating sheet is 0.05% to 0.1%, wherein the hole or the like Even if not formed, the conductive wire is accommodated in the recess due to the stretchability of the insulating sheet. Therefore, it is possible to achieve a reduction in thickness while ensuring the insulation between the conductive wire and the magnetic sheet.
  • the insulating sheet includes a cut at a position corresponding to the recess or the slit, and the conductive wire is arranged so that the insulating sheet intervenes between the conductive wire and the magnetic sheet.
  • the conductive wire of the planar coil portion is housed in a recess or a slit, and is insulated from the conductive magnetic sheet by the insulating sheet. Even if it is used, it is possible to achieve a reduction in thickness while ensuring the insulation between the conductor and the magnetic sheet.
  • the invention according to claim 7 is the non-contact charging module according to claim 6, wherein the wire diameter of the conductor of the planar coil portion is smaller than the thickness of the magnetic sheet, and the thickness of the magnetic sheet is 20 to 50 ⁇ m.
  • the wire diameter of the conductor of the planar coil portion is smaller than the thickness of the magnetic sheet, and the thickness of the magnetic sheet is 20 to 50 ⁇ m.
  • the invention according to claim 8 is the non-contact charging module according to claim 6, wherein the width of the concave portion or the slit is twice or more the wire diameter of the conducting wire, and the insulating sheet is surely magnetic with the conducting wire. Since it intervenes between the sheets, insulation between the conductive wire and the magnetic sheet can be ensured, and a reduction in thickness can be achieved.
  • the invention according to claim 9 is the non-contact charging module according to claim 6, wherein the width of the concave portion or the slit is twice or more the thickness of the magnetic sheet, and the insulating sheet is reliably conductive and magnetic. Since it intervenes between the sheets, insulation between the conductive wire and the magnetic sheet can be ensured, and a reduction in thickness can be achieved.
  • a tenth aspect of the present invention is a non-contact charging device including the non-contact charging module according to the first aspect, wherein the thinning is achieved in a state in which the insulation between the conducting wire and the magnetic sheet is ensured. Can do.
  • Invention of Claim 11 is an electronic device provided with the non-contact charge module of Claim 1, Comprising: Thinning can be achieved in the state which ensured the insulation with a conducting wire and a magnetic sheet. .
  • FIG. 1 is an assembly diagram of a contactless charging module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of the contactless charging module according to an embodiment of the present invention
  • (a) is a top view
  • (b) is a cross-sectional view seen from the A direction in Fig. 2A
  • Fig. 2C and Fig. 3D are cross-sectional views seen from the B direction in Fig. 2A
  • 3A and 3B are conceptual diagrams of a magnetic sheet of the non-contact charging module according to the embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a top view
  • FIG. 3B is a cross-sectional view viewed from the A direction in FIG.
  • (d) is sectional drawing seen from the B direction of Fig.3 (a).
  • the contactless charging module 1 of the present invention includes a planar coil portion 2 in which a conductive wire is wound in a spiral shape, and a magnetic sheet 3 provided so as to face the surface of the coil 21 of the planar coil portion 2.
  • the planar coil section 2 includes a coil 21 in which a conductor is wound in a radial direction so as to draw a vortex on the surface, and terminals 22 and 23 provided at both ends of the coil 21.
  • the coil 21 is obtained by winding a conductive wire in parallel on a plane, and a surface formed by the coil is called a coil surface.
  • the thickness direction is a stacking direction of the planar coil portion 2 and the magnetic sheet 3.
  • the coil 21 is wound outward from an inner diameter of 20 mm in diameter, and the outer diameter is 30 mm. That is, the coil 21 is wound in a donut shape.
  • the coil 21 may be wound in a circular shape or may be wound in a polygonal shape. In the case of a polygon, the corner portion may be bent into a curved shape.
  • the conducting wires are wound so as to leave a space between each other, the stray capacitance between the upper conducting wire and the lower conducting wire is reduced, and the AC resistance of the coil 21 can be kept small. Moreover, the thickness of the coil 21 can be suppressed by winding so that space may be packed.
  • the cross-sectional area is a conducting wire having a circular shape, but a conducting wire having a rectangular shape or the like may be used.
  • a gap is formed between adjacent conductors, so that the stray capacitance between the conductors is reduced, and the AC resistance of the coil 21 is reduced. Can do.
  • the coil 21 is wound in one stage rather than being wound in two stages in the thickness direction, and the alternating current resistance of the coil 21 is lowered, and the transmission efficiency can be increased. This is because when a conducting wire is wound in two stages, stray capacitance is generated between the upper conducting wire and the lower conducting wire. Therefore, it is better to wind as many portions as possible in one stage, rather than winding the entire coil 21 in two stages. Moreover, it can reduce in thickness as the non-contact charge module 1 by winding in 1 step
  • the inner diameter x inside the coil 21 shown in FIG. 1 is 10 mm to 20 mm, and the outer diameter is about 30 mm. As the inner diameter x is smaller, the number of turns of the coil 21 can be increased in the contactless charging module 1 of the same size, and the L value can be improved.
  • the terminals 22 and 23 may be close to each other or may be disposed apart from each other, the contactless charging module 1 is easier to mount if they are disposed apart.
  • the magnetic sheet 3 is provided in order to improve the power transmission efficiency of non-contact charging using electromagnetic induction action, and corresponds to the flat portion 31 and the inner diameter of the coil 21 at the center as shown in FIG.
  • the center part 32 to perform and the recessed part 33 are provided.
  • the center part 32 does not necessarily need to be convex.
  • the recess 33 may be a slit 34, and the recess 33 or the slit 34 is not necessarily required.
  • FIGS. 2 (c) and 2 (d) by providing the recess 33 or the slit 34, the conductive wire from the winding end of the coil 21 to the terminal 23 can be accommodated in the recess 33 or the slit 34. Therefore, it can be made thinner.
  • the concave portion 33 or the slit 34 is formed so as to be substantially perpendicular to the end portion of the magnetic sheet 3 and overlap with the tangent line on the outer periphery of the central portion 32.
  • the terminals 22 and 23 can be formed without bending the conducting wire.
  • the length of the recess 33 or the slit 34 is about 15 mm to 20 mm.
  • the length of the recess 33 or the slit 34 depends on the inner diameter of the coil 21.
  • the concave portion 33 or the slit 34 may be formed in a portion where the end of the magnetic sheet 3 and the outer periphery of the central portion 32 are closest.
  • the formation area of the recessed part 33 or the slit 34 can be suppressed to the minimum, and the transmission efficiency of the non-contact charging module 1 can be improved.
  • the length of the recess 33 or the slit 34 is about 5 mm to 10 mm.
  • the inner end of the recess 33 or the slit 34 is connected to the center 32.
  • all the turns in the radial direction of the coil 21 are made into a one-stage structure, or one part is made into a one-stage structure and the other part is made into a two-stage structure. It is possible to do. Therefore, one of the terminals 22 and 23 can be pulled out from the outer periphery of the coil 21, but the other must be pulled out from the inside. Therefore, the portion around which the coil 21 is wound and the foot 24 (see FIG. 4) always overlap in the thickness direction. Accordingly, the concave portion 33 or the slit 34 may be provided in the overlapping portion, and the foot portion 24 may be accommodated therein.
  • the foot portion 24 refers to a portion from the end of winding of the coil 21 to the terminal 22 or 23.
  • the magnetic sheet 3 can be easily formed.
  • it is the recessed part 33, as shown in FIG.4 (c), it is not limited to the recessed part 33 in which a cross-sectional shape becomes a square shape, You may form circular arc shape or roundness.
  • a Ni—Zn ferrite sheet, a Mn—Zn ferrite sheet, a Mg—Zn ferrite sheet, or the like can be used as the magnetic sheet 3.
  • the ferrite sheet can reduce the AC resistance of the coil 21 as compared with the amorphous metal magnetic sheet.
  • the magnetic sheet 3 has at least a high saturation magnetic flux density material 3a and a high magnetic permeability material 3b laminated. Even when the high saturation magnetic flux density material 3a and the high magnetic permeability material 3b are not laminated, it is preferable to use the high saturation magnetic flux density material 3a having a saturation magnetic flux density of 350 mT or more and a thickness of at least 300 ⁇ m.
  • the coil 21 has a one-stage structure as much as possible. In that case, all the turns in the radial direction of the coil should be a one-stage structure, or a part may be a one-stage structure and the other part a two-stage structure. Conceivable. Therefore, one of the terminals 22 and 23 can be pulled out from the outer periphery of the coil 21, but the other must be pulled out from the inside. Accordingly, the portion around which the coil 21 is wound and the foot portion 24 always overlap in the thickness direction.
  • the concave portion 33 or the slit 34 is provided linearly in the overlapping portion.
  • a linear recess 33 or slit that is parallel to the tangential line of the inner circumference of the coil 21 surface and extends at the shortest distance from the start or end of winding of the coil surface to the end of the magnetic sheet 3.
  • the concave tangent 33 or the slit 34 extends from the vicinity of the outer periphery of the inner peripheral circle of the coil 21 surface, and the concave portion 33 or the slit 34 is the inner periphery of the coil 21 surface. It is the tangent of the circumference of the inner circumference circle at a location approaching the outer circumference of the circle.
  • the terminals 22 and 23 can be formed without bending the conducting wire on the magnetic sheet 3. That is, in order to provide the concave portion 33 or the slit 34 and insert the conductive wire into the concave portion 33 or the slit 34, the conductive wire must be refracted in the thickness direction from the flat portion 31 toward the concave portion 33 or the slit 34. Therefore, since the conducting wire is not bent on the magnetic sheet 3 in the portion where the conducting wire is fitted from the flat portion 31 toward the recess 33 or the slit 34, it is possible to achieve a reduction in thickness while maintaining the strength of the conducting wire. In this case, the length of the straight portion 33b is about 15 mm to 20 mm.
  • the coil 21 may be wound in a polygonal shape.
  • the coil 21 is parallel to the shape of the space formed by the inner end of the surface of the coil 21 or the tangent line thereof, and is the point at which the coil surface starts or ends. It is preferable to provide the recess 33 or the slit 34 in a straight line extending at the shortest distance from to the end of the magnetic sheet 3.
  • the magnetic sheet 3 has a recess 33 that is perpendicular to the tangent to the inner circumference of the coil 21 surface and extends at the shortest distance from the start or end of winding of the coil surface to the end of the magnetic sheet 3.
  • the slit 34 may be formed. Thereby, the formation area of the recessed part 33 or a slit can be suppressed to the minimum, and the transmission efficiency of the non-contact charge module 1 can be improved. That is, by providing the concave portion 33 or the slit 34, a part of the magnetic sheet 3 is missing or thinned. Therefore, the magnetic flux leaks from the recess 33 or the slit 34, and the power transmission efficiency of the non-contact charging module may be somewhat reduced.
  • the length of the straight portion 33b is about 5 mm to 10 mm.
  • the shape is parallel to the end portion 3 a of the magnetic sheet 3 in order to provide the shortest distance to the end portion of the magnetic sheet 3.
  • the coil 21 may be wound in a polygonal shape, and in that case, the coil 21 may be perpendicular to the shape of the space formed by the inner end of the surface of the coil 21 or its tangent line.
  • the concave portion 33 or the slit 34 may be provided in a straight line extending from the end point to the end of the magnetic sheet 3 at the shortest distance.
  • the coil 21 since the coil 21 is wound in a planar shape from the inside to the outside, the coil 21 becomes a recess 33 or a slit 34 that extends from the winding start point to the end of the magnetic sheet 3.
  • the magnetic sheet 3 of the present embodiment is square.
  • the shape of the magnetic sheet 3 is not limited to a square, and various shapes such as a circle and a polygon can be considered. Therefore, for example, the shape of the magnetic sheet 3 is polygonal, and the concave portion 33 or the slit 34 is perpendicular to the side against which one end of the concave portion 33 or the slit 34 abuts. The area of 33 or the slit 34 can be minimized.
  • the shape of the magnetic sheet 3 is square, parallel to one pair of opposing end sides of the magnetic sheet 3 and perpendicular to the other pair of opposing end sides, In the rectangular magnetic sheet that is easy to use, the area of the recess 33 or the slit 34 can be minimized.
  • the concave portion 33 or the slit 34 is provided in a portion where the coil 21 and the foot portion 24 overlap each other, and the surface of the coil 21 is provided on the flat portion 31.
  • the concave portion 33 or the slit 34 may be provided to be somewhat longer or shorter, but it is preferable that at least 80% or more of the portion where the coil 21 and the foot portion 24 overlap can be covered.
  • the magnetic sheet 3 is approximately 33 mm ⁇ 33 mm.
  • the thickness d1 of the center part 32 shown in FIG.2 (c) is 0.2 mm.
  • d2 shown in FIG. 3C is the thickness of the magnetic sheet 3, which is 0.6 mm, d3 is 0.15 mm, and d4 is 0.45 mm.
  • the thicknesses of the high magnetic permeability materials 3b are set and laminated.
  • the magnetic sheet 3 is conductive
  • the insulation between the magnetic sheet 3 and the planar coil portion 2 will be described.
  • the magnetic sheet 3 does not need to be conductive in all parts of the magnetic sheet 3.
  • 3 a is a conductive sheet
  • 3 b is non-conductive.
  • the case where at least a part of the magnetic sheet 3 is conductive so as to be a conductive sheet is also included.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams of the magnetic sheet and the planar coil portion in which the concave portion is formed according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the concave portion of the magnetic sheet
  • FIG. 4C is a cross-sectional view of the magnetic sheet and the insulating sheet after bonding
  • FIG. 4D is a cross-sectional view of the foot of the insulating sheet and the coil.
  • the side wall 33a and the bottom surface 33c of the recess 33 are also conductive. Therefore, the conducting wire and its foot 24 should not contact either the side wall 33a or the bottom surface 33c of the recess 33. Therefore, the insulating sheet 4 is bonded to at least the coil 21 side of the magnetic sheet 3. Then, the planar coil portion 2 is placed on the insulating sheet 4. At this time, the foot 24 is housed in the recess 33 by pushing down the insulating sheet 4 corresponding to the recess 33 downward. By doing so, the foot 24 can be brought into contact with the coil 21 and stored in the recess 33.
  • the insulating sheet 4 insulates the planar coil part 2 and the magnetic sheet 3, at least the planar coil part 2 is provided on the part on which the magnetic sheet 3 is placed.
  • the insulating sheet 4 may be configured to cover the entire surface of the magnetic sheet 3, thereby ensuring insulation.
  • the insulating sheet 4 not only bonds the planar coil portion 2 and the magnetic sheet 3 but also insulates the planar coil portion 2 and the magnetic sheet 3 from each other. I have to intervene.
  • base materials PET, PEN, acrylic, and polyester may be used for acrylic and silicone adhesives.
  • the dimensional expansion / contraction rate is preferably 0.05% to 0.1%.
  • the dimension expansion / contraction ratio is expressed by (length after treatment ⁇ length before treatment) / length before treatment, and treatment means that the insulating sheet 4 is stretched by the feet 24.
  • the wire diameter of a conducting wire is about 0.3 mm.
  • a small hole may be formed in order to remove air between the concave portion 33 and the insulating sheet 4 to increase the contractibility of the insulating sheet 4.
  • the size of the hole is preferably 200 ⁇ m or more. Moreover, it is better to be closer to the center side end of the recess 33 or the slit 34, and it is preferable to make a hole in the range of the center side 1 ⁇ 2 of the slit length.
  • the slit width Da1 is 1.34 mm
  • the thickness Db1 of the magnetic sheet 3 is 0.6 mm
  • the wire diameter Dc of the conducting wire is 0.25 mm
  • the depth Dd1 of the recess 33 is 0.3 mm.
  • the magnetic sheet 3 is provided with a recess 33 instead of the slit 34.
  • the wire diameter Dc of the conducting wire is less than 75% of the thickness Db1 of the magnetic sheet 3.
  • the wire diameter Dc of the conducting wire is preferably smaller than 50% of the thickness Db1 of the magnetic sheet 3.
  • the width Da1 of a slit is 3 times or more of the wire diameter Dc1 of conducting wire. Since the width Da1 of the slit is three times or more the wire diameter Dc1 of the conducting wire, the insulating sheet 4 can sufficiently accommodate the foot portion 24 in the recess 33.
  • the conducting wire is accommodated in the first slit 34 through the insulating sheet 4.
  • Such a structure is particularly useful for the secondary side non-contact charging module on the receiving side. That is, in the secondary side non-contact charging module, since the voltage of the current flowing through the coil and the value of the current are relatively small, a thin conductive wire with a wire diameter of 0.25 mm is sufficient. On the other hand, since the housing of the secondary side non-contact charging module itself is desired to be downsized, the distance between the metal closest to the planar coil unit 2 and the planar coil unit 2 is smaller than that of the primary side non-contact charging module. And very close. Therefore, in order to sufficiently prevent the influence of metal, the magnetic sheet 3 becomes thicker than the primary side non-contact charging module.
  • the concave portion 33 is often formed in the magnetic sheet 3.
  • the insulating sheet 4 is provided with the slits 41, the insulating sheet 4 needs to be stretchable.
  • the insulating sheet 4 is set to be as thin as 10 ⁇ m, and is preferably 5 to 20 ⁇ m or less.
  • a flat coil portion in which a conducting wire is wound in a spiral shape a magnetic sheet provided so as to face the coil surface via an insulating sheet, and a magnetic sheet provided at the beginning or end of winding of the coil surface
  • a recess or slit extending from the point to the end of the magnetic sheet, wherein the magnetic sheet is electrically conductive at least part of the portion where the recess or slit is formed, and the conductive wire passes the insulating sheet into the recess or slit. Since it is pushed in and accommodated in the recess or slit, it is possible to achieve a reduction in thickness while ensuring insulation between the conductor and the magnetic sheet.
  • the width of the concave portion is three times or more the wire diameter of the conductive wire, the conductive wire is surely stored in the concave portion due to the stretchability of the insulating sheet, so that the insulation between the conductive wire and the magnetic sheet is ensured. Thinning can be achieved.
  • the wire diameter is smaller than 0.3 mm and the thickness of the insulating sheet is 5 to 20 ⁇ m, the conductive wire is reliably accommodated in the recess due to the stretchability of the insulating sheet, so that the insulation between the conductive wire and the magnetic sheet is possible. It is possible to achieve a reduction in thickness while ensuring the above.
  • the conductive wire can be surely expanded and contracted even when the insulating sheet lacks elasticity. Therefore, thinning can be achieved in a state where insulation between the conductor and the magnetic sheet is ensured.
  • the slit 34 is provided in the case of the slit 34.
  • the same method as the above-described concave portion 33 may be used, or the slit 34 can be insulated by the method described below. Further, although the method described below can be applied to the concave portion 33, the above method is preferable.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a magnetic sheet and a flat coil portion in which slits are formed in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a magnetic sheet having a slit and a planar coil portion in the embodiment of the present invention, and FIG. 6 (a) is a CC line when the concave portion of FIG. 3 (a) is a slit.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line DD when the concave portion of FIG. 3A is a slit.
  • the non-contact charging module 1 in the present embodiment includes a planar coil portion 2 in which a conducting wire is wound in a spiral shape, a magnetic sheet 3 provided so as to face the coil 21 surface via an insulating sheet 4, and a magnetic A first slit 34 provided on the sheet and extending from the beginning or end of winding of the coil surface to the end of the magnetic sheet 3, and the insulating sheet 4 corresponds to the first slit 34 (
  • a second slit 41 (cut) is provided at a position facing (opposite), and the foot portion 24 of the conducting wire is accommodated in the first slit 34 via the insulating sheet 4.
  • the insulating sheets 4 are provided on both surfaces of the magnetic sheet 3, respectively. Since the second slit 41 is a cut, the first slit 34 is thicker than the second slit 41.
  • the magnetic sheet 3 is conductive, the magnetic sheet 3 and the conducting wire are electrically connected, and the non-contact charging module 1 does not function. Therefore, by providing the insulating sheet 4 between the planar coil portion 2 and the magnetic sheet 3, the planar coil portion 2 and the magnetic sheet 3 can be insulated. At this time, since the side wall 34a of the slit 34 is also conductive, if the conductive wire and the side wall 34a come into contact with each other, the non-contact charging module 1 will not function. Therefore, the insulating sheet 4 is provided with a second slit 41 at a position corresponding to (opposing to) the first slit 33. In FIG. 5, the adhesive sheet 5 is provided between the insulating sheet 4 and the conductor, and the adhesive sheet 5 can be bonded on both sides, so that the magnetic sheet 3 and the conductor can be fixed.
  • the slit width Da2 is 1.34 mm
  • the magnetic sheet 3 thickness Db2 is 0.46 mm
  • the wire diameter Dc2 is 0.35 mm
  • the slit width Da2 (1.34 mm) is magnetic. It becomes twice or more the thickness Db2 (0.46 mm) of the sheet 3 and the wire diameter Dc2 (0.35 mm) of the conducting wire. That is, the thickness of the side wall 34a is the thickness Db2 (0.46 mm) of the magnetic sheet 3, and the side wall 34a exists on both the left and right sides of the conductive wire, so that the portion pushed into the slit 34 of the insulating sheet 4 is required to be twice or more. Because it becomes.
  • the conducting wire is accommodated in the first slit 34 through the insulating sheet 4.
  • Such a structure is particularly useful for the primary side non-contact charging module on the transmitting side. That is, in the primary side non-contact charging module, since the voltage of the current flowing through the coil and the value of the current are large, the conducting wire becomes thick with a wire diameter of 0.35 mm. On the other hand, since the housing of the primary side non-contact charging module is large, the distance between the metal closest to the planar coil unit 2 and the planar coil unit 2 is larger than that of the secondary side non-contact charging module. Therefore, the magnetic sheet 3 becomes thinner compared to the secondary side non-contact charging module.
  • the wire diameter of the conducting wire is larger than that of the secondary-side non-contact charging module, and the thickness of the magnetic sheet 3 is thin, so that the slit 34 is often formed in the magnetic sheet 3.
  • the bottom surface of the magnetic sheet 3 does not exist below the conductor even when the conductor is pushed into the slit 34 as compared with the case where the recess is formed (in this embodiment, the insulation in which the slit 41 is formed).
  • An insulating sheet 4 different from the sheet 4 is adhered).
  • the insulating sheet 4 is provided with the slit 41 and does not need to be stretchable, in this embodiment, the insulating sheet 4 is set to be as thick as 30 ⁇ m, and preferably 20 ⁇ m to 50 ⁇ m so that the strength does not decrease even if the slit is formed. Further, the insulating sheet 4 is preferably made of an acrylic or silicone adhesive with a base material PET, PEN, acrylic or polyester. The wire diameter of the conducting wire is smaller than the thickness of the magnetic sheet.
  • the planar coil portion in which the conductive wire is wound in a spiral shape the magnetic sheet provided so as to face the coil surface via the insulating sheet, the magnetic sheet, the winding start of the coil surface or A first slit extending from the end of winding to the end of the magnetic sheet, and at least part of the portion of the magnetic sheet in which the first slit is formed is conductive, and the insulating sheet includes a first slit.
  • the second slit is provided at a position corresponding to the slit, and the conductive wire is accommodated in the first slit via the insulating sheet, so that the insulation between the conductive wire and the magnetic sheet is ensured and the thickness is reduced. Can be achieved.
  • the insulating sheet reliably intervenes between the conducting wire and the magnetic sheet, so that the insulation between the conducting wire and the magnetic sheet is ensured and the thickness is reduced. Can be achieved.
  • the insulating sheet reliably intervenes between the conductor and the magnetic sheet, so that the insulation between the conductor and the magnetic sheet is ensured and the thickness is reduced. Can be achieved.
  • the insulating sheet reliably intervenes between the conductor and the magnetic sheet, so Insulation can be ensured and thinning can be achieved.
  • the coil 21 is not limited to being annularly wound, and may be wound in a square shape or a polygonal shape.
  • the inner side has a three-stage structure
  • the outer side has a two-stage structure
  • the inner side is wound in multiple stages
  • the outer side is wound with a number of stages smaller than the number of stages wound on the inner side. An effect can be obtained.
  • the non-contact power transmission device includes a charger including a power transmission coil and a magnetic sheet, and a main device including a power receiving coil and a magnetic sheet.
  • the main device is an electronic device such as a mobile phone.
  • the circuit on the charger side includes a rectifying / smoothing circuit unit, a voltage conversion circuit unit, an oscillation circuit unit, a display circuit unit, a control circuit unit, and the power transmission coil.
  • the circuit on the main device side includes the power receiving coil, a rectifier circuit unit, a control circuit unit, and a load L mainly composed of a secondary battery.
  • the power transmission from the charger to the main device is performed using an electromagnetic induction action between the power transmission coil of the charger on the primary side and the power receiving coil of the main device on the secondary side.
  • the non-contact charging device of the present embodiment includes the non-contact charging module described above, the non-contact charging device is provided in a state in which the cross-sectional area of the planar coil portion is sufficiently secured to improve power transmission efficiency. It can be reduced in size and thickness.
  • the non-contact charging module of the present invention since the non-contact charging module can be thinned in a state in which the cross-sectional area of the planar coil portion is sufficiently secured, a portable terminal such as a mobile phone or a portable computer, It is useful as a non-contact charging module for various electronic devices such as portable devices such as video cameras.
  • Non-contact charge module Planar coil part 21 Coil 22,23 Terminal 24 Foot

Abstract

　導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる非接触充電モジュール。この非接触充電モジュールは、導線が巻回された平面コイル部（２）と、平面コイル部（２）を絶縁シート（４）を介して載置し、導電性を有する磁性シート（３）と、磁性シート（３）に設けられ、平面コイル部（２）の巻始めの点から磁性シート（３）の端部にまで伸びる凹部（３３）またはスリット（３４）と、を備え、平面コイル部（２）の導線は、絶縁シート（４）を凹部（３３）またはスリット（３４）内に押し込んで凹部（３３）またはスリット（３４）内に収納され、平面コイル部（２）の導線は、絶縁シート（４）により導電性を有する磁性シート（３）から絶縁されることを特徴とする。

Description

非接触充電モジュール及び非接触充電機器
　本発明は、導線を巻回した平面コイル部と磁性シートとを有する非接触充電モジュール及び非接触充電機器に関する。
　近年、本体機器を充電器で非接触充電することのできるものが多く利用されている。これは、充電器側に送電用コイル、本体機器側に受電用コイルを配し、両コイル間に電磁誘導を生じさせることにより充電器側から本体機器側に電力を伝送するものである。そして、上記本体機器として携帯端末機器等を適用することも提案されている。
　この携帯端末機器等の本体機器や充電器は、薄型化や小型化が要望されるものである。この要望に応えるため、（特許文献１）のように、送電用コイルや受電用コイルとしての平面コイル部と、磁性シートとを備えることが考えられる。
特開２００６－４２５１９号公報
　しかしながら、（特許文献１）のように１本の導線の平面コイル部と全面が平面状の磁性シートとを備えた非接触充電モジュールでは、コイルの巻始めもしくは巻き終わりがコイルの内側に位置してしまうことがある。その場合、複数の導線を用いた場合にもありえるが、コイルの巻回された部分と、コイルの巻始めもしくは巻き終わりから端子までの間の部分が厚み方向に重なってしまう。その結果、非接触充電モジュールの薄型化をすることができなくなってしまう。
　また、磁性シートには導電性のものがあり、その場合には導線と磁性シートとの絶縁が重要となる。
　そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することを目的とする。
　上記課題を解決するために本発明は、導線が巻回された平面コイル部と、前記平面コイル部を絶縁シートを介して載置し、導電性を有する磁性シートと、前記磁性シートに設けられ、前記平面コイル部の巻始めの点から前記磁性シートの端部にまで伸びる凹部またはスリットと、を備え、前記平面コイル部の導線は、前記絶縁シートを前記凹部またはスリット内に押し込んで前記凹部またはスリット内に収納され、前記平面コイル部の導線は、前記絶縁シートにより前記導電性を有する磁性シートから絶縁されることを特徴とする非接触充電モジュールとした。
　本発明によれば導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの組立図 本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの概念図 本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの磁性シートの概念図 本発明の実施の形態における凹部を形成した磁性シートと平面コイル部の図 本発明の実施の形態におけるスリットを形成した磁性シートと平面コイル部の拡大断面図 本発明の実施の形態におけるスリットを形成した磁性シートと平面コイル部の断面図
　請求項１に記載の発明は、導線が巻回された平面コイル部と、前記平面コイル部を絶縁シートを介して載置し、導電性を有する磁性シートと、前記磁性シートに設けられ、前記平面コイル部の巻始めの点から前記磁性シートの端部にまで伸びる凹部またはスリットと、を備え、前記平面コイル部の導線は、前記絶縁シートを前記凹部またはスリット内に押し込んで前記凹部またはスリット内に収納され、前記平面コイル部の導線は、前記絶縁シートにより前記導電性を有する磁性シートから絶縁される非接触充電モジュールであって、導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　請求項２に記載の発明は、前記凹部またはスリットの幅が、前記導線の線径の３倍以上である請求項１に記載の非接触充電モジュールであって、確実に導線が絶縁シートの伸縮性により凹部内に収納されるので導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　請求項３に記載の発明は、前記導線の線径が０．３ｍｍより小さく、前記絶縁シートの厚みが５～２０ｍｍである請求項１に記載の非接触充電モジュールであって、確実に導線が絶縁シートの伸縮性により凹部内に収納されるので導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　請求項４に記載の発明は、前記絶縁シートの前記凹部またはスリットに対向する部分に、前記導線の線径よりも小さい貫通孔を開ける請求項１に記載の非接触充電モジュールであって、絶縁シートの伸縮性が足りない場合であっても、確実に導線が絶縁シートの伸縮性により凹部内に収納されるので導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　請求項５に記載の発明は、前記絶縁シートの寸法伸縮率が、０．０５％～０．１％であることを特徴とする請求項１に記載の非接触充電モジュールであって、孔などを形成しなくとも導線が絶縁シートの伸縮性により凹部内に収納される。したがって、導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　請求項６に記載の発明は、前記絶縁シートは、前記凹部またはスリットに対応する位置に切れ目を備え、前記導線は、前記絶縁シートが前記導線と前記磁性シートとの間に介入するように前記凹部またはスリット内に収納され、前記平面コイル部の導線は、前記絶縁シートにより前記導電性を有する磁性シートから絶縁される請求項１に記載の非接触充電モジュールであって、比較的太い導線を使用したとしても、導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　請求項７に記載の発明は、前記平面コイル部の導線の線径が磁性シートの厚みよりも小さく、前記磁性シートの厚みが２０～５０μｍである請求項６に記載の非接触充電モジュールであって、比較的太い導線を使用したとしても、導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　請求項８に記載の発明は、前記凹部またはスリットの幅が、前記導線の線径の２倍以上である請求項６に記載の非接触充電モジュールであって、絶縁シートが確実に導線と磁性シートとの間に介入するので導線と磁性シートとの絶縁を確実にし、薄型化を達成することができる。
　請求項９に記載の発明は、前記凹部またはスリットの幅が、前記磁性シートの厚みの２倍以上である請求項６に記載の非接触充電モジュールであって、絶縁シートが確実に導線と磁性シートとの間に介入するので導線と磁性シートとの絶縁を確実にし、薄型化を達成することができる。
　請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の非接触充電モジュールを備えた非接触充電機器であって、導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載の非接触充電モジュールを備えた電子機器であって、導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　（実施の形態）
　以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの組立図、図２は、本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの概念図であって（ａ）は上面図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ方向から見た断面図、（ｃ）及び（ｄ）は図２（ａ）のＢ方向から見た断面図である。図３は、本発明の実施の形態における非接触充電モジュールの磁性シートの概念図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は図３（ａ）のＡ方向から見た断面図、（ｃ）及び（ｄ）は図３（ａ）のＢ方向から見た断面図である。
　本願発明の非接触充電モジュール１は、導線が渦巻き状に巻回された平面コイル部２と、平面コイル部２のコイル２１の面に対向するように設けられた磁性シート３とを備える。
　図１に示すとおり、平面コイル部２は、面上で渦を描くように径方向に向けて導電体を巻いたコイル２１と、コイル２１の両端に設けられた端子２２、２３を備える。コイル２１は導線を平面上で平行に巻きまわしたものであり、コイルによって形成された面をコイル面と呼ぶ。なお、厚み方向とは、平面コイル部２と磁性シート３との積層方向である。本実施の形態では、コイル２１は直径が２０ｍｍの内径から外に向かって巻回され、外径が３０ｍｍとなっている。すなわち、コイル２１はドーナツ形状に巻回されている。なお、コイル２１は円形に巻回されてもよいし、多角形に巻回されてもよい。多角形の場合は、そのコーナー部を曲線状に折り曲げてもよい。
　また、導線はお互いに空間を空けるように巻回されることによって、上段の導線と下段の導線との間の浮遊容量が小さくなり、コイル２１の交流抵抗を小さく抑えることができる。また、空間を詰めるように巻回されることによって、コイル２１の厚みを抑えることができる。
　また、図２のように本実施の形態においては、断面積が円形状の導線としているが、方形形状などの導線でもよい。ただし、断面積が方形状の導線と比較して円形状の導線とでは、隣り合う導線どうしの間に隙間が生じるため、導線間の浮遊容量が小さくなり、コイル２１の交流抵抗を小さく抑えることができる。
　また、コイル２１は厚さ方向に２段で巻回するよりも１段で巻回した方がコイル２１の交流抵抗が低くなり、伝送効率を高くすることができる。これは、２段で導線を巻回すると、上段の導線と下段の導線との間に浮遊容量が発生するためである。従って、コイル２１は全体を２段で巻回するよりも、なるべく多くの部分を１段によって巻回した方がよい。また、１段で巻回することによって、非接触充電モジュール１として薄型化することができる。なお、コイル２１の交流抵抗が低いことでコイル２１における損失を防ぎ、Ｌ値を向上させることによって、Ｌ値に依存する非接触充電モジュール１の電力伝送効率を向上させることができる。
　また、本実施の形態においては、図１に示すコイル２１の内側の内径ｘは１０ｍｍ～２０ｍｍであり、外径は約３０ｍｍである。内径ｘが小さいほど、同じ大きさの非接触充電モジュール１においてコイル２１のターン数を増やすことができ、Ｌ値を向上させることができる。
　なお、端子２２、２３はお互いに近接してもよく、離れて配置されてもよいが、離れて配置された方が非接触充電モジュール１を実装しやすい。
　磁性シート３は電磁誘導作用を利用した非接触充電の電力伝送効率を向上させるために設けたものであって、図２に示す通り、平坦部３１と、中心であってコイル２１の内径に相当する中心部３２と、凹部３３とを備える。なお、図３に示すとおり、中心部３２は必ずしも凸型とする必要ない。凹部３３はスリット３４であってもよいし、凹部３３またはスリット３４は必ずしも必要であるわけではない。ただし、図２（ｃ）、（ｄ）にあるように、凹部３３またはスリット３４を設けることによって、コイル２１の巻き終わりから端子２３までの導線を凹部３３またはスリット３４内に収納することができるので、薄型化することができる。すなわち、凹部３３またはスリット３４は磁性シート３の端部とほぼ垂直であり、中心部３２の外周の接線と重なるように形成される。このように凹部３３またはスリット３４を形成することによって、導線を折り曲げることなく端子２２、２３を形成することができる。なお、この場合、凹部３３またはスリット３４の長さは約１５ｍｍ～２０ｍｍである。ただし、凹部３３またはスリット３４の長さはコイル２１の内径に依存する。また、凹部３３またはスリット３４は、磁性シート３の端部と中心部３２の外周が最も近づく部分に形成してもよい。これによって、凹部３３またはスリット３４の形成面積を最低限に抑えることができ、非接触充電モジュール１の伝送効率を向上させることができる。なお、この場合、凹部３３またはスリット３４の長さは約５ｍｍ～１０ｍｍである。どちらの配置であっても、凹部３３またはスリット３４の内側端部は中心部３２に接続している。また、凹部３３またはスリット３４は、他の配置にしてもよい。すなわち、コイル２１はなるべく１段構造であることが望ましく、その場合、コイル２１の半径方向のすべてのターンを１段構造とするか、１部を１段構造として他の部分を２段構造とすることが考えられる。従って、端子２２、２３のうち１方はコイル２１外周から引き出すことができるが、他方は内側から引き出さなくてはならない。従って、コイル２１が巻回されている部分と、足部２４（図４参照）とが、必ず厚さ方向において重なってしまう。従って、その重なる部分に凹部３３またはスリット３４を設け、足部２４をその中に収納すればよい。なお、足部２４とは、コイル２１の巻き終わりから端子２２または２３までの部分をいう。凹部３３であれば磁性シート３に貫通孔やスリットを設けないので磁束が漏れることを防ぎ、非接触充電モジュール１の電力伝送効率を向上させることができる。対して、スリット３４の場合は、磁性シート３の形成が容易となる。凹部３３である場合、図４（ｃ）に示すように断面形状が方形状となるような凹部３３に限定されず、円弧状や、丸みを帯びてもよい。
　また、本実施の形態においては、磁性シート３としてＮｉ－Ｚｎ系のフェライトシート、Ｍｎ－Ｚｎ系のフェライトシート、Ｍｇ－Ｚｎ系のフェライトシートなどを使うことができる。フェライトシートは、アモルファス金属の磁性シートに比較してコイル２１の交流抵抗を低下させることができる。
　図３に示すように、磁性シート３は少なくとも高飽和磁束密度材３ａと高透磁率材３ｂとを積層している。なお、高飽和磁束密度材３ａと高透磁率材３ｂとを積層しない場合でも、飽和磁束密度３５０ｍＴ以上、厚みは少なくとも３００μｍの高飽和磁束密度材３ａを使用するとよい。
　コイル２１はなるべく１段構造であることが望ましく、その場合、コイルの半径方向のすべてのターンを１段構造とするか、一部を１段構造として他の部分を２段構造とすることが考えられる。従って、端子２２、２３のうち一方はコイル２１の外周から引き出すことができるが、他方は内側から引き出さなくてはならない。従って、コイル２１が巻回されている部分と、足部２４とが、必ず厚さ方向において重なってしまう。
　従って、本願発明はその重なる部分において直線状に凹部３３またはスリット３４を設ける。特に、コイル２１面の内周円の円周の接線に平行であって、コイル面の巻始めもしくは巻き終わりの点から磁性シート３の端部にまで最短距離で伸びる直線状の凹部３３またはスリット３４である。なお、コイル２１面の内周円の円周の接線とは、凹部３３またはスリット３４はコイル２１面の内周円の外周付近から伸びており、凹部３３またはスリット３４がコイル２１面の内周円の外周に近づく場所における内周円の円周の接線である。このように直線部３３ｂを形成することによって、磁性シート３上で導線を折り曲げることなく端子２２、２３を形成することができる。すなわち、凹部３３またはスリット３４を設け、凹部３３またはスリット３４に導線をはめ込むため、平坦部３１から凹部３３またはスリット３４に向かって導線を厚み方向に屈折させなくてはならない。従って、導線が平坦部３１から凹部３３またはスリット３４に向かってはめ込まれる部分において、磁性シート３上で導線を折り曲げることがないため、導線の強度を維持したまま薄型化を達成することができる。なお、この場合、直線部３３ｂの長さは約１５ｍｍ～２０ｍｍである。なお、コイル２１は多角形状に巻回されてもよく、その場合、コイル２１面の内側端部が形成する空間の形状またはその接線に平行であって、コイル面の巻始めもしくは巻き終わりの点から磁性シート３の端部にまで最短距離で伸びる直線状に凹部３３またはスリット３４を設けるとよい。
　また、磁性シート３に、コイル２１面の内周円の円周の接線に垂直であって、コイル面の巻始めもしくは巻き終わりの点から磁性シート３の端部にまで最短距離で伸びる凹部３３またはスリット３４を形成してもよい。これによって、凹部３３またはスリットの形成面積を最低限に抑えることができ、非接触充電モジュール１の伝送効率を向上させることができる。すなわち、凹部３３またはスリット３４を設けることで、磁性シート３の一部分が欠落、または薄くなってしまう。従って、凹部３３またはスリット３４から磁束が漏れ、非接触充電モジュールの電力伝送効率が多少であるが低下する恐れがある。従って、凹部３３の形成面積を最低限に抑えることで磁束の漏れを最小限に抑えて非接触充電装置の電力伝送効率を維持したまま、薄型化を達成することができる。なお、この場合、直線部３３ｂの長さは約５ｍｍ～１０ｍｍである。なお、中心部３２の外周の接線上であって、磁性シート３の端部に最短距離となるように設けるため、磁性シート３の端部３ａと平行な形状である。なお、コイル２１は多角形状に巻回されてもよく、その場合、コイル２１面の内側端部が形成する空間の形状またはその接線に垂直であってもよいので、コイル面の巻始めもしくは巻き終わりの点から磁性シート３の端部にまで最短距離で伸びる直線状に凹部３３またはスリット３４を設けるとよい。なお、一般的にはコイル２１は内側から外側に向かって平面状に巻回されるため、巻き始めの点から磁性シート３の端部にまで伸びる凹部３３またはスリット３４となる。
　また、図２、３などは方形の磁性シート３の一方の一対の対向する端部の辺に平行であり、他方の一対の対向する端部の辺には垂直である。これは、本実施の形態の磁性シート３が方形であるからである。しかしながら、磁性シート３の形状は方形に限定されず、円形、多角形など様々な形状が考えられる。従って、例えば磁性シート３の形状は多角形であり、凹部３３またはスリット３４は、凹部３３またはスリット３４の一端が突き当たる辺に対して垂直であることによって、利用しやすい多角形の磁性シートにおいて凹部３３またはスリット３４の面積を最小限に抑えることができる。特に、磁性シート３の形状は方形であり、磁性シート３の一方の一対の対向する端部の辺に平行であり、他方の一対の対向する端部の辺には垂直であることによって、最も利用しやすい方形形状の磁性シートにおいて凹部３３またはスリット３４の面積を最小限に抑えることができる。
　以上のことから、凹部３３またはスリット３４は、コイル２１と足部２４とが重なりあう部分に設け、平坦部３１上にはコイル２１面が備えられる。なお、凹部３３またはスリット３４は、多少長くまたは短く設けられても良いが、少なくともコイル２１と足部２４とが重なりあう部分の８０％以上はカバーできるようにしたほうが良い。
　なお、図２、図３において、磁性シート３は約３３ｍｍ×３３ｍｍである。図２（ｃ）に示す中心部３２の厚みｄ１は０．２ｍｍである。また、図３（ｃ）に示すｄ２は磁性シート３の厚みであって０．６ｍｍ、ｄ３は０．１５ｍｍ、ｄ４は０．４５ｍｍとなるように、磁性シート３は、高飽和磁束密度材３ａ、高透磁率材３ｂそれぞれの厚みを設定して積層している。
　次に、磁性シート３が導電性である場合について、磁性シート３と平面コイル部２との絶縁について説明する。まず、凹部３３を設けた場合について説明する。なお、磁性シート３が導電性であるとは磁性シート３の全ての部分が導電性である必要はなく、例えば図３（ｃ）、（ｄ）において３ａが導電性のシートであり３ｂが非導電性のシートとなるように、少なくとも磁性シート３の一部が導電である場合についても含まれる。
　図４は、本発明の実施の形態における凹部を形成した磁性シートと平面コイル部の図であり、図４（ａ）は磁性シートの凹部の断面図、図４（ｂ）は接着前の磁性シートと絶縁シートの断面図、図４（ｃ）は接着後の磁性シートと絶縁シートの断面図、図４（ｄ）絶縁シートとコイルの足部の断面図である。なお、これらの断面図は、図３（ａ）の凹部のＣ－Ｃ線における断面図である。
　本実施の形態では磁性シート３は導電性であるため、凹部３３の側壁３３ａ及び底面３３ｃも導電性である。従って、導線及びその足部２４が凹部３３の側壁３３ａ及び底面３３ｃのいずれにも接触してはならない。そこで、磁性シート３の少なくともコイル２１側に絶縁シート４を接着する。そして、絶縁シート４上に平面コイル部２をのせる。このとき、足部２４は凹部３３に対応する絶縁シート４を下方へ押し下げて、凹部３３内に収納される。このようにすることで、足部２４をコイル２１に接触させて凹部３３内に収納することができる。絶縁シート４は平面コイル部２と磁性シート３とを絶縁するため、少なくとも平面コイル部２が磁性シート３上に載置される部分には設けられる。好ましくは磁性シート３全面を絶縁シート４が覆うように構成すればよく、それによって確実に絶縁することができる。絶縁シート４は単に平面コイル部２と磁性シート３とを接着するだけでなく、平面コイル部２と磁性シート３との間を絶縁するため、平面コイル部２と磁性シート３との間に必ず介入しておかなければならない。
　本実施の形態では、アクリル系やシリコーン系粘着剤に基材ＰＥＴ、ＰＥＮ、アクリル、ポリエステルが考えられる。また、寸法伸縮率が０．０５％～０．１％であることが好ましい。寸法伸縮率とは、（処理後の長さ－処理前の長さ）／処理前の長さで現され、処理とは足部２４によって絶縁シート４が伸びることをいう。
　また、このような形態とする場合には、導線の線径が０．３ｍｍ程度までであることが好ましい。
　なお、凹部３３と絶縁シート４との間の空気を抜いて絶縁シート４の収縮性を大きくするため、小さな穴をあけてもよい。小さな穴をあける場合、穴の大きさは２００μｍ以上が好ましい。また、凹部３３またはスリット３４の中心側端部に近い方がよく、スリット長さのうち中心側１／２の範囲内に穴を開けると良い。
　本実施の形態では、スリットの幅Ｄａ１が１．３４ｍｍ、磁性シート３の厚みＤｂ１が０．６ｍｍ、導線の線径Ｄｃが０．２５ｍｍであり、凹部３３の深さＤｄ１が０．３ｍｍである。この場合、導線の線径Ｄｃ１（０．２５ｍｍ）が磁性シート３の厚みＤｂ１（０．６ｍｍ）に対して比較的小さいため、磁性シート３にはスリット３４ではなく凹部３３を設けている。スリット３４ではなく凹部３３とすることによって、電力伝送の際に磁界が磁性シート３から漏れにくくすることができる。このように、導線の線径Ｄｃが磁性シート３の厚みＤｂ１の７５％より小さい程度であれば、凹部３３を形成することが望ましい。好ましくは導線の線径Ｄｃが磁性シート３の厚みＤｂ１の５０％より小さいとなお良い。また、スリットの幅Ｄａ１が導線の線径Ｄｃ１の３倍以上であることが好ましい。スリットの幅Ｄａ１が導線の線径Ｄｃ１の３倍以上であることによって、絶縁シート４は十分に足部２４を凹部３３内に収納させることができる。
　このようにして、導線は絶縁シート４を介して第１のスリット３４内に収納される。
　このような構造は、特に受信側である２次側非接触充電モジュールに有用である。すなわち、２次側非接触充電モジュールではコイルを流れる電流の電圧、電流の値が比較的小さいため、導線が線径０．２５ｍｍと細いものでも十分である。対して、２次側非接触充電モジュールの筐体自体は小型化が望まれるため、平面コイル部２に最も接近する金属と平面コイル部２との距離が、１次側非接触充電モジュールに比べて非常に近くなる。従って、金属の影響を十分に防ぐために、１次側非接触充電モジュールに比較して磁性シート３が厚くなる。その結果、１次側非接触充電モジュールに比較して導線の線径が小さく、磁性シート３の厚みが厚いため、磁性シート３には凹部３３を形成することが多くなる。凹部３３の場合は凹部３３内に導線を押し込むと、導電性である導線の下に凹部３３の底面３３ｃが存在する。また、絶縁シート４はスリット４１を設けるため、伸縮性が必要となり、本実施の形態では１０μｍと薄めに設定しており、５～２０μｍ以下が好ましい。
　すなわち、導線が渦巻き状に巻回された平面コイル部と、コイル面に絶縁シートを介して対向するように設けられた磁性シートと、磁性シートに設けられ、コイル面の巻始めもしくは巻終わりの点から磁性シートの端部にまで伸びる凹部またはスリットと、を備え、磁性シートは、凹部またはスリットが形成された部分の少なくとも一部が導電性であり、導線は絶縁シートを凹部またはスリット内に押し込んで凹部またはスリット内に収納されるので、導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　また、凹部の幅が、導線の線径の３倍以上であることで、確実に導線が絶縁シートの伸縮性により凹部内に収納されるので導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　また、導線の線径が０．３ｍｍより小さく、絶縁シートの厚みが５～２０μｍであることで、確実に導線が絶縁シートの伸縮性により凹部内に収納されるので導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　また、絶縁シートの凹部またはスリットに対向する部分に、導線の線径よりも小さい貫通孔を開けることで、絶縁シートの伸縮性が足りない場合であっても、確実に導線が絶縁シートの伸縮性により凹部内に収納されるので導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　次に、スリット３４を設けた場合について説明する。なお、スリット３４の場合は上記の凹部３３と同様の方法でも良いし、これから説明する方法でも絶縁することができる。また、凹部３３であってもこれから説明する方法を適用することができるが、上記の方法の方が好ましい。
　図５は、本発明の実施の形態におけるスリットを形成した磁性シートと平面コイル部の拡大断面図である。図６は本発明の実施の形態におけるスリットを形成した磁性シートと平面コイル部の断面図であり、図６（ａ）は図３（ａ）の凹部がスリットであった場合のＣ－Ｃ線における断面図、図６（ｂ）は図３（ａ）の凹部がスリットであった場合のＤ－Ｄ線における断面図である。
　本実施の形態における非接触充電モジュール１は、導線が渦巻き状に巻回された平面コイル部２と、コイル２１面に絶縁シート４を介して対向するように設けられた磁性シート３と、磁性シートに設けられ、前記コイル面の巻始めもしくは巻終わりの点から磁性シート３の端部にまで伸びる第１のスリット３４と、を備え、絶縁シート４には第１のスリット３４に対応する（対向する）位置に第２のスリット４１（切れ目）を設け、導線の足部２４は絶縁シート４を介して第１のスリット３４内に収納される。なお、本実施の形態では、絶縁シート４が磁性シート３の両面にそれぞれ設けられている。第２のスリット４１は切れ目であるため、第1のスリット３４の方が第２のスリット４１よりも太い。
　すなわち、磁性シート３が導電性であれば、磁性シート３と導線が導通してしまい、非接触充電モジュール１として機能しなくなってしまう。そこで、絶縁シート４を平面コイル部２及び磁性シート３の間に設けることで、平面コイル部２及び磁性シート３を絶縁することができる。このとき、スリット３４の側壁３４ａも導電性であるため、導線と側壁３４ａが接触すると、非接触充電モジュール１として機能しなくなってしまう。そこで、絶縁シート４には第１のスリット３３に対応する（対向する）位置に第２のスリット４１を設ける。なお、図５では絶縁シート４と導線との間に接着シート５を備え、接着シート５は両面が接着できるようになっているので磁性シート３と導線とを固定することができる。
　本実施の形態では、スリットの幅Ｄａ２が１．３４ｍｍ、磁性シート３の厚みＤｂ２が０．４６ｍｍ、導線の線径Ｄｃ２が０．３５ｍｍであり、スリットの幅Ｄａ２（１．３４ｍｍ）は、磁性シート３の厚みＤｂ２（０．４６ｍｍ）及び導線の線径Ｄｃ２（０．３５ｍｍ）の２倍以上となる。すなわち、側壁３４ａの厚みは磁性シート３の厚みＤｂ２（０．４６ｍｍ）であり、導線の左右両側に側壁３４ａが存在するため、絶縁シート４のスリット３４内に押し込まれる部分が２倍以上必要となるからである。また、導線がスリット３４内に収納されなければならないため、Ｄａ２＞＝２×Ｄｂ２＞＝２×Ｄａ２であるのが好ましい。また、スリットの幅Ｄａ１が導線の線径Ｄｃ１の３倍以上であることが好ましい。
　このようにして、導線は絶縁シート４を介して第１のスリット３４内に収納される。
　このような構造は、特に送信側である１次側非接触充電モジュールに有用である。すなわち、１次側非接触充電モジュールではコイルを流れる電流の電圧、電流の値が大きいため、導線が線径０．３５ｍｍと太くなってしまう。対して、１次側非接触充電モジュールの筐体自体が大きいため、平面コイル部２に最も接近する金属と平面コイル部２との距離が、２次側非接触充電モジュールに比べて大きい。従って、２次側非接触充電モジュールに比較して磁性シート３が薄くなる。その結果、２次側非接触充電モジュールに比較して導線の線径が大きく、磁性シート３の厚みが薄いため、磁性シート３にはスリット３４を形成することが多くなる。スリット３４の場合は凹部を形成する場合と比較してスリット３４内に導線を押し込んでも、導線の下に磁性シート３の底面が存在しない（本実施の形態の場合、スリット４１が形成された絶縁シート４とは別の絶縁シート４が接着されている）。また、絶縁シート４はスリット４１を設けるため、伸縮性が必要ないため、本実施の形態では３０μｍと厚めに設定しており、スリットを形成しても強度が落ちないよう２０μｍ～５０μｍが好ましい。また、絶縁シート４はアクリル系やシリコーン系粘着剤に基材ＰＥＴ、ＰＥＮ、アクリル、ポリエステルが好ましい。導線の線径は磁性シートの厚みよりも小さい。
　以上のように、導線が渦巻き状に巻回された平面コイル部と、コイル面に絶縁シートを介して対向するように設けられた磁性シートと、磁性シートに設けられ、コイル面の巻始めもしくは巻終わりの点から磁性シートの端部にまで伸びる第１のスリットと、を備え、磁性シートの第１のスリットが形成された部分の少なくとも一部は導電性であり、絶縁シートには第１のスリットに対応する位置に第２のスリットを設け、導線は絶縁シートを介して第１のスリット内に収納されることで、導線と磁性シートとの絶縁を確実にした状態で、薄型化を達成することができる。
　また、スリット３４の幅が、導線の線径の２倍以上であることで、絶縁シートが確実に導線と磁性シートとの間に介入するので導線と磁性シートとの絶縁を確実にし、薄型化を達成することができる。
　また、スリット３４の幅が、磁性シートの厚みの２倍以上であることで、絶縁シートが確実に導線と磁性シートとの間に介入するので導線と磁性シートとの絶縁を確実にし、薄型化を達成することができる。
　また、導線の線径が磁性シートの厚みよりも小さく、絶縁シートの厚みが２０～５０μｍであることで、絶縁シートが確実に導線と磁性シートとの間に介入するので導線と磁性シートとの絶縁を確実にし、薄型化を達成することができる。
　また、コイル２１は環状に巻回されることに限定されず、方形状や多角形状に巻回される場合もある。更に、内側を３段構造とし、外側を２段構造とするように、内側を複数段に重ねて巻回し、外側を内側で巻回した段数よりも少ない段数で巻回することでも、本願の効果を得ることができる。
　次に、本発明の非接触充電モジュール１を備えた非接触充電機器について説明する。非接触電力伝送機器は、送電用コイルおよび磁性シートを備える充電器と、受電用コイルおよび磁性シートを備える本体機器とから成るものであり、本体機器が携帯電話などの電子機器となっている。充電器側の回路は、整流平滑回路部と、電圧変換回路部と、発振回路部と、表示回路部と、制御回路部と、上記送電用コイルとで構成されている。また本体機器側の回路は、上記受電用コイルと、整流回路部と、制御回路部と、主として２次電池から成る負荷Ｌとで構成されている。
　この充電器から本体機器への電力伝送は、１次側である充電器の送電用コイルと、２次側である本体機器の受電用コイルとの間の電磁誘導作用を利用して行われる。
　本実施の形態の非接触充電機器は、上記で説明した非接触充電モジュールを備えるため、平面コイル部の断面積を十分に確保して電力伝送効率を向上させた状態で、非接触充電機器を小型化及び薄型化することができる。
　２０１１年２月１日出願の特願２０１１－０１９４８１および２０１１年２月１日出願の特願２０１１－０１９４８２の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明の非接触充電モジュールによれば、平面コイル部の断面積を十分に確保した状態で、非接触充電モジュールを薄型化することができるため、携帯電話、携帯用のコンピュータなどの携帯端末、ビデオカメラなどの携帯機器などの様々な電子機器の非接触充電モジュールとして有用である。
　１　　非接触充電モジュール
　２　　平面コイル部
　２１　　コイル
　２２、２３　　端子
　２４　　足部
　３　　磁性シート
　３１　　平坦部
　３２　　中心部
　３３　　凹部
　３４　　スリット（第１のスリット）
 

Claims (11)

  1. 　導線が巻回された平面コイル部と、
    　前記平面コイル部を絶縁シートを介して載置し、導電性を有する磁性シートと、
    　前記磁性シートに設けられ、前記平面コイル部の巻始めの点から前記磁性シートの端部にまで伸びる凹部またはスリットと、を備え、
    　前記平面コイル部の導線は、前記絶縁シートを前記凹部またはスリット内に押し込んで前記凹部またはスリット内に収納され、
    　前記平面コイル部の導線は、前記絶縁シートにより前記導電性を有する磁性シートから絶縁される非接触充電モジュール。
  2. 　前記凹部またはスリットの幅が、前記導線の線径の３倍以上である請求項１に記載の非接触充電モジュール。
  3. 　前記導線の線径が０．３ｍｍより小さく、前記絶縁シートの厚みが５～２０ｍｍである請求項１に記載の非接触充電モジュール。
  4. 　前記絶縁シートの前記凹部またはスリットに対向する部分に、前記導線の線径よりも小さい貫通孔を開ける請求項１に記載の非接触充電モジュール。
  5. 　前記絶縁シートの寸法伸縮率が、０．０５％～０．１％である請求項１に記載の非接触充電モジュール。
  6. 　前記絶縁シートは、前記凹部またはスリットに対応する位置に切れ目を備え、
    　前記導線は、前記絶縁シートが前記導線と前記磁性シートとの間に介入するように前記凹部またはスリット内に収納され、
    　前記平面コイル部の導線は、前記絶縁シートにより前記導電性を有する磁性シートから絶縁される請求項１に記載の非接触充電モジュール。
  7. 　前記平面コイル部の導線の線径が磁性シートの厚みよりも小さく、前記磁性シートの厚みが２０～５０μｍである請求項６に記載の非接触充電モジュール。
  8. 　前記凹部またはスリットの幅が、前記導線の線径の２倍以上である請求項６に記載の非接触充電モジュール。
  9. 　前記凹部またはスリットの幅が、前記磁性シートの厚みの２倍以上である請求項６に記載の非接触充電モジュール。
  10. 　請求項１に記載の非接触充電モジュールを備えた非接触充電機器。
  11. 　請求項１に記載の非接触充電モジュールを備えた電子機器。
     
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