CN101252039A - 线圈单元和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高传送效率的线圈单元和电子设备。线圈单元包括：平面状空芯线圈(30)，具有空芯部；配线印刷基板(50)，配置于平面状空芯线圈的传送面侧；和磁性片(40)，配置于与平面状空芯线圈(30)的传送面相反的非传送面。在平面状空芯线圈(30)上，设置有用于从传送面侧引出内端的配线的引出线(32)，在配线印刷基板(50)上设置有容纳引出线(32)的容纳部(60a)。

Description

线圈单元和电子设备

技术领域

本发明涉及使用线圈的无接点电力传送相关的线圈单元和电子设备等。

背景技术

已知利用电磁感应，即使没有金属部分的接点也能够进行电力发送的无接点电力传送。作为该无接点电力传送的应用例，提出携带电话的充电、家庭用设备(例如电话机的子机)的充电等方案。

在利用电磁感应的电力传送中，线圈的同轴线上的偏差量对其传送量有很大的影响。因此，将被充电器设置于充电器的适当位置是重要的。作为实现它的技术，提出了专利文献1～3所公开的技术。

在专利文献1中公开了，防止在被充电器和充电器之间的异物的***，用于确保在适当的位置进行充电的技术。

专利文献2公开了在凸状磁芯中嵌合螺线线圈、进行电磁耦合的技术。

专利文献3公开了将一次侧磁芯***二次侧线圈的空芯部，进行一次/二次间的电磁耦合的技术。

【专利文献1】日本特开平6-311659号公报

【专利文献2】日本特开平7-322534号公报

【专利文献3】日本特开平6-303726号公报，但是，专利文献1～3所公开的技术中的任一个均是在线圈中设置有磁芯。

发明内容

本发明的几个方面提供了一种薄型且提高传送效率的线圈单元和使用其的电子设备。

本发明的一个方面的线圈单元的特征在于，包括：平面状空芯线圈，具有空芯部；配线印刷基板，配置于上述平面状空芯线圈的传送面侧；和磁性片，配置于与上述平面状空芯线圈的上述传送面相反的非传送面，在上述平面状空芯线圈上，设置有用于从上述传送面侧引出内端的配线的引出线，在上述配线印刷基板上设置有容纳上述引出线的容纳部。

线圈内端的引出线使平面状空芯线圈的厚度增加。但是，因为该引出线容纳于配线印刷基板的容纳部，所以能够防止引出线的全部厚度成为线圈单元(平面状空芯线圈+磁性片+配线印刷基板)的厚度，能够实现薄型化。

本发明的一个方面中，能够在上述配线印刷基板上设置有与上述平面状空芯线圈的上述空芯部相对的贯通孔。

当在配线印刷基板上设置贯通孔时，通过在容纳该线圈单元的壳体上设置线圈定位突出部，该线圈定位突出部通过贯通孔伸入平面状空芯线圈的空芯部，能够相对壳体定位线圈单元。

在该情况下，上述配线印刷基板的贯通孔的直径比上述平面状空芯线圈的上述空芯部的直径小，在上述配线印刷基板与上述平面状空芯线圈重合的面、在上述贯通孔的周边且上述空芯部的周缘内侧的位置，设置有温度检测部。

代替它，能够在上述配线印刷基板与上述平面状空芯线圈的重合面的相反侧的面、且在上述贯通孔的周缘位置上，设置温度检测部。

因为在任何一种情况下，均能够在平面状空芯线圈的空芯部的附近进行温度检测，所以能够在异物混入电子设置和充电器之间时准确地测定异物的温度，能够在温度上升至规定值以上的异常时进行通电断路等应对方法。

本发明的另一方面定义了包括容纳上述线圈单元的壳体的电子设备。在该情况下，上述电子设备的壳体具有，形成于其内表面，通过上述配线印刷基板的上述贯通孔伸入上述平面状空芯线圈的上述空芯部，定位上述平面状空芯线圈的线圈定位突出部。

本发明的另一方面的线圈单元的特征在于，包括：平面状空芯线圈，具有空芯部；磁性片，配置于与上述平面状空芯线圈的传送面相反的非传送面侧；和配线印刷基板，在上述磁性片与上述平面状空芯线圈的重合面的相反的面，配置于上述磁性片上，在上述平面状空芯线圈上，设置有用于从面对上述磁性片的一侧引出线圈内端的配线的引出线，在上述配线印刷基板上，隔着上述磁性片设置有容纳上述引出线的容纳部。

在该情况下，也能够防止引出线的全部厚度成为线圈单元(平面状空芯线圈+磁性片+配线印刷基板)的厚度，能够实现薄型化。

在包括该线圈单元的电子设备中，因为在平面状空芯线圈和电子设备等的壳体之间没有设置配线印刷基板，所以也可以不在配线印刷基板上设置贯通孔。设置于电子设备的壳体的线圈定位突出部伸入平面状空芯线圈的空芯部，能够相对壳体定位线圈单元。此外，因为平面状空芯线圈相接配置于壳体内表面，所以与对方一侧的线圈单元的距离变短，传送效率提高。

本发明的又一方面的线圈单元，能够一体地具有成为上述充电器或电子设备的壳体的一部分的线圈容纳壳体。

例如，本发明的又一方面的线圈单元的特征在于，包括：平面状空芯线圈，具有空芯部；线圈容纳壳体，配置于上述平面状空芯线圈的传送面侧；和配线印刷基板，配置于上述平面状空芯线圈的非传送面侧，通过将上述配线印刷基板固定于上述线圈容纳壳体上，在上述线圈容纳壳体和上述配线印刷基板之间容纳上述平面状空芯线圈，上述平面状空芯线圈上设置有用于从上述传送面侧引出线圈内端的配线的引出线，在上述线圈容纳壳体上设置有容纳上述引出线的容纳部。

这样，能够提供在***至电子设备、充电器的壳体之前，在线圈容纳壳体和配线印刷基板之间夹持平面状空芯线圈的刚体结构，提高线圈的***性。而且，因为能够防止引出线的全部厚度成为线圈单元的厚度，所以能够实现薄型化。

特别是在该结构中，在输送、线圈***操作时，能够防止线圈的卷绕被解除、线圈产生变形，能够防止对感应系数等电特性具有不良影响的线圈的变形。

在该结构中，能够在上述线圈容纳壳体上设置定位上述平面状空芯线圈的定位突出部。

此外，也可以进一步具有配置在上述平面状空芯线圈的上述非传送面侧的磁性片。这样，在上述线圈容纳壳体和上述配线印刷基板之间容纳有上述平面状空芯线圈和上述磁性片。

在包括该线圈单元的电子设备中，能够拉平上述线圈容纳壳体的外表面和上述电子设备的壳体的外表面。即，线圈容纳壳体成为电子设备的壳体的一部分，载置于充电器的面是平面。

上述电子设备的壳体上能够形成有定位于充电器的被定位部。由此，能够进行电子设备和充电器的定位，提高传送效率。

而且，上述用于吸收引出线的厚度的结构，也能够应用于充电器。

本发明的又一方面的线圈单元的特征在于，包括：平面状空芯线圈，具有空芯部；配线印刷基板，配置于上述平面状空芯线圈的传送面侧；以及磁性片，配置于上述平面状线圈的非传送面侧，在上述平面状空芯线圈上，在上述传送面侧设置有用于引出来自上述平面状空芯线圈的内端的配线的引出线，在上述配线印刷基板上设置有容纳上述引出线的容纳部。

本发明的又一方面的线圈单元的特征在于，包括：平面状空芯线圈，具有空芯部；磁性片，配置于上述平面状空芯线圈的非传送面侧，第一面与上述平面状空芯线圈重合；和配线印刷基板，配置于上述磁性片的第二面上，在上述平面状空芯线圈上，在上述非传送面侧设置有用于引出来自上述平面状空芯线圈的内端的配线的引出线，在上述配线印刷基板上设置有容纳上述引出线的容纳部。

在这两方面的线圈单元中，也能够达到与本发明的第一方面的线圈单元同等的作用、效果。

本发明的又一方面的线圈单元的特征在于，包括：平面状空芯线圈，具有空芯部；线圈容纳壳体，配置于上述平面状空芯线圈的传送面侧；和配线印刷基板，配置于上述平面状空芯线圈的非传送面侧，上述配线印刷基板固定于上述线圈容纳壳体，在上述线圈容纳壳体和上述配线印刷基板之间容纳上述平面状空芯线圈，在上述平面状空芯线圈上，在上述传送面侧设置有用于引出来自上述平面状空芯线圈的内端的配线的引出线，在上述线圈容纳壳体上设置有容纳上述引出线的容纳部。

在该方面的线圈单元中，也能够达到与本发明的其他方面的上述线圈单元、在线圈容纳壳体具有容纳部的结构同等的作用、效果。

本发明的其他方面的电子设备定义为包括这些线圈单元。

附图说明

图1是表示具有充电器和置于其旁边的携带电话机的第一实施方式的图；

图2是线圈单元的立体图；

图3是示意性地表示沿图2的V11-V11线的线圈单元的截面的截面图；

图4是线圈单元的分解立体图；

图5是线圈单元的另一例的分解立体图；

图6是表示配线印刷基板的容纳部和引出线的关系的图；

图7是表示线圈单元的另一例的分解立体图；

图8是表示具有线圈容纳壳体的线圈单元的分解立体图；

图9是从另一角度看图8所示的线圈单元的分解立体图；

图10是示意性地表示图8所示的线圈单元的第一制造工序的图；

图11是示意性地表示图8所示的线圈单元的第二制造工序的图；

图12是示意性地表示图8所示的线圈单元的第三制造工序的图；以及

图13是示意性地表示图8所示的线圈单元的第四制造工序的图。

符号说明

10、10A充电器    10a壳体

12线圈单元       14定位部(定位突出部)

20、20A电子设备(携带电话机)

20a壳体          22线圈单元

28线圈用定位突出部

30、30A、30B平面状空芯线圈

30a空芯部        32线圈内端引出线

34线圈外端引出线      40A、40B磁性片

50磁通泄漏防止部件    60配线印刷基板

62a容纳部             62b贯通孔

64配线印刷基板        64a容纳部

66基板                70双面胶带

70a容纳部             72双面胶带

74单面胶带            80温度检测部

具体实施方式

以下对本发明的适宜的实施方式进行详细说明。而且，以下说明的本实施方式不对专利请求范围记载的本发明的内容进行不当的限定，本实施方式说明的全部结构并非是作为本发明的解决方法所必需的。

1.充电***

图1和图2是示意性地表示由充电器10、和在该充电器10上被充电的电子设备例如携带电话机20构成的充电***的图。图1表示置于充电器10A旁的携带电话机20A。从充电器10A向携带电话机20A的充电，是利用充电器10A的线圈单元12的线圈和携带电话机20A的线圈单元22的线圈之间产生的电磁感应作用，通过无接点电力传送进行的。

携带电话机20A通过图1中图示省略的定位凹部(广义的被定位部)24(参照图3)定位于充电器10A的定位突出部(广义的定位部)14而被安装。因为这样进行定位并将携带电话机20A安装于充电器10A上，所以能够在适当的位置将携带电话机20A安装于充电器10A，能够提高传送效率。

此处，如图1所示，将线圈单元12、22彼此之间相对、实施无接点电力传送时的相对面侧称为传送面。图1的线圈单元12的上侧面为传送面，线圈22的下侧面为传送面。与传送面相反侧的面称为非传送面。

2.线圈单元的结构

2.1线圈内端的引出线在传送面侧的线圈单元

以下，对线圈单元12、22，特别以适用于携带电话机20的薄型的线圈单元22为例，进行更具体的说明。

图2是线圈单元22的立体图。图3(A)和图3(B)是分别示意性地表示沿图2的V11-V11线的两种线圈单元22的截面的截面图。图4和图5是图3(A)和图3(B)所示的线圈单元22的分解立体图。

线圈单元22在配线印刷基板(例如软性配线基板)60的壳体20a侧的相反侧，通过双面胶带70，依次设置有平面状空芯线圈30B、磁性片40B和磁通泄漏防止部件50。

如图4和图5所示，在平面状空芯线圈30B上设置有用于将其内端从传送面侧引出的引出线32。而且，引出线34从平面状空芯线圈30B的外端引出。在配置于引出线32被引出的线圈面侧的双面胶带70和配线印刷基板60上，容纳该引出线32的容纳部60a、70a被切口并设置。容纳部60a、70a例如形成为长孔。从图6所示的配线印刷基板60侧看时，引出线32以被纳入容纳部60a内的方式被容纳。通过这样在容纳部60a、70a中容纳引出线32，能够使引出线32不会对线圈22本身的厚度起作用，或者能够减少对该厚度起作用的部分。

此外，如图4和图5所示，在配线印刷基板60上，在面对平面状空芯线圈30B的空芯部31B的位置设置有贯通孔60b。该贯通孔60b的直径设定得比平面状空芯线圈30B的空芯部31B的直径小。并且，在配线印刷基板60的面对平面状空芯线圈30B的一侧(图3(A)和图4的例子)或其相反侧(图3(B)和图5的例子)，且比空芯部31B更内侧的位置设置有例如热敏电阻等温度检测部80。这样，通过在比空芯部31B更内侧的位置设置温度检测部80，能够检测进入充电器10和携带电话机20之间的异物的温度。特别是，进入磁通密度大的空芯部31B附近的异物由于涡电流发热剧烈，能够准确地检测该异物温度。

磁性片40B的侧面能够通过如图3(A)和图3(B)所示的磁通泄漏防止部件50覆盖。由此，能够防止磁性片40B被腐蚀、磁性片产生缺口等使得磁性粉散落。

此外，携带电话机20的磁性片40B能够比充电器10的平面状空芯线圈30A的外形更大。由此，能够防止在位于线圈单元22的内侧的充电池、电路基板的金属上产生涡电流损失，能够提高电力的传送效率。

2.2线圈内端的引出线在非送传面侧的线圈单元。

图7是表示第二结构例的分解立体图。该结构例是来自平面状空芯线圈30的内端的引出线32设置于与传送面侧(壳体侧)相反的非传送面侧的情况的例子。

如图7所示，在与平面状空芯线圈30B的传送面侧相反的非传送面侧(图7的下侧)，通过双面胶带72设置有磁性片40B。在磁性片40B之下设置有配线印刷基板64。即，称磁性片40B与平面状空芯线圈30B重合的面为第一面，在磁性片40B的第二面上重合有配线印刷基板64。在配线印刷基板64上，在与引出线32对应的位置设置有容纳部(贯通孔或凹部)64a。通过这样设置容纳部64a，能够通过磁性片40B的变形将引出线32的厚部的量吸收于容纳部64a。

此外，在图7的结构中，因为平面状空芯线圈30的传送面面对携带电话机20的壳体内表面而配置，所以一次线圈单元12和二次线圈单元22的各线圈间距离比前例短，从而能够期待传送效率的提高。进一步，使比携带电话机20的壳体内表面更突出的定位突出部伸入平面状空芯线圈30的空芯部，则能够相对壳体定位平面状空芯线圈30。由此，在该情况下在配线印刷基板64上不需要用于定位的贯通孔。

2.3具有线圈容纳壳体的线圈单元

图8和图9是从各个不同的角度看图1所示的例如包括携带电话机20的壳体20a的一部分作为线圈容纳壳体的线圈单元的分解立体图。线圈容纳壳体成为上述充电器10或电子设备20的外部壳体的一部分，而且外部壳体的外表面和线圈容纳壳体的外表面被拉平。此外，图8和图9所示的结构例是来自平面状空芯线圈30B的内端的引出线32设置于传送面则(壳体侧)的情况的例子。代替它，也可以将来自平面状空芯线圈30B的内端的引出线32设置于非传送面侧(磁性片侧)。

如图8和图9所示，在线圈容纳壳体20a和配线印刷基板66之间设置有平面状空芯线圈30B、磁性片40B和单面胶带74。但是，在本实施方式中磁性片40B并不是必需的。在线圈容纳壳体20a设置有，容纳来自平面状空芯线圈30B的内端的引出线32的容纳部20b，和容纳来自平面状空芯线圈30B的外端的引出线34的容纳部20c。而且，线圈内端的引出线32进而被引出至传送面的相反侧，与配线印刷基板66连接。

图10～图13是示意性地表示线圈单元的制造工序的图。如图10所示，在线圈容纳壳体20a的环状的肋20d的内侧容纳***平面状空芯线圈30B。其定位利用设置于线圈容纳壳体20a的定位突出部28进行。接着，如图11所示，以与平面状空芯线圈30B重合的方式粘贴磁性片40B。接着，如图12所示，以从磁性片40B的外形端软磁性金属粉不会脱落至设置于其下的基板的方式以单面胶带74覆盖。接着，如图13所示，粘贴基板66。之后，为了防止磁性片的材料(软磁性金属粉)从设置于壳体20a的容纳部20b、20c泄漏，以粘接材料、模具材料密封该容纳部20b、20c。

尤其在该结构中，与图2～图7的线圈单元相比较，在输送、线圈***操作时，能够防止线圈的卷绕被解除、线圈产生变形，能够防止对电感等电特性产生不良影响的线圈的变形。

而且，图2～图13的结构也能够应用于充电器10的线圈单元12。

(电子设备的应用例)

本实施方式能够应用于进行电力传送、信号传送的所有电子设备，例如手表、电动牙刷、电动剃须刀、无绳电话、低功率移动电话(personal handy phone)、移动个人电脑、PDA(Personal DigitalAssistants：个人数字助理)、电动自行车等具有二次电池的被充电设备和充电设备。

上述对本实施方式进行了详细说明，但是本行业的从业者能够容易地理解，能够不实质上脱离本发明的新内容和效果地进行很多变形。因此，这样的变形例均包括于本发明的范围内。例如，在说明书或附图中，至少一次，与更广义或同义的不同的用语共同记载的用语，在说明书或附图的任何位置中，均能够置换为该不同的用语。

本实施方式涉及无接点电力传送，但也同样能够应用于使用电磁感应原理的无接点信号传送。

Claims (16)

1.一种线圈单元，其特征在于包括：

平面状空芯线圈，具有空芯部；

配线印刷基板，配置于所述平面状空芯线圈的传送面侧；以及

磁性片，配置于与所述平面状空芯线圈的所述传送面相反的非传送面，

在所述平面状空芯线圈上，设置有用于从所述传送面侧引出内端的配线的引出线，

在所述配线印刷基板上设置有容纳所述引出线的容纳部。

2.根据权利要求1所述的线圈单元，其特征在于，

所述配线印刷基板上设置有与所述平面状空芯线圈的所述空芯部相对的贯通孔。

3.根据权利要求2所述的线圈单元，其特征在于，

所述配线印刷基板的贯通孔的直径比所述平面状空芯线圈的所述空芯部的直径小，

在所述配线印刷基板与所述平面状空芯线圈重合的面、在所述贯通孔的周边且从所述空芯部的周缘向内侧的位置上，设置有温度检测部。

4.根据权利要求1或2所述的线圈单元，其特征在于，

在所述配线印刷基板与所述平面状空芯线圈的重合面的相反侧的面、且在所述贯通孔的周缘位置上，设置有温度检测部。

5.一种线圈单元，其特征在于包括：

平面状空芯线圈，具有空芯部；

磁性片，配置于与所述平面状空芯线圈的传送面相反的非传送面侧；以及

配线印刷基板，在所述磁性片与所述平面状空芯线圈的重合面的相反的面，配置于所述磁性片上，

在所述平面状空芯线圈上，设置有用于从面对所述磁性片的一侧引出线圈内端的配线的引出线，

在所述配线印刷基板上，隔着所述磁性片设置有容纳所述引出线的容纳部。

6.一种线圈单元，其特征在于包括：

平面状空芯线圈，具有空芯部；

线圈容纳壳体，配置于所述平面状空芯线圈的传送面侧；以及

配线印刷基板，配置于所述平面状空芯线圈的非传送面侧，

通过将所述配线印刷基板固定于所述线圈容纳壳体上，在所述线圈容纳壳体和所述配线印刷基板之间容纳所述平面状空芯线圈，

在所述平面状空芯线圈上设置有用于从所述传送面侧引出线圈内端的配线的引出线，

在所述线圈容纳壳体上设置有容纳所述引出线的容纳部。

7.根据权利要求6所述的线圈单元，其特征在于，

在所述线圈容纳壳体上，设置定位所述平面状空芯线圈的定位突出部。

8.根据权利要求6或7所述的线圈单元，其特征在于，

还包括磁性片，配置在所述平面状空芯线圈的所述非传送面侧。

在所述线圈容纳壳体和所述配线印刷基板之间容纳所述平面状空芯线圈和所述磁性片。

9.一种电子设备，包括容纳权利要求1～4中任一项所述的线圈单元的壳体的电子设备，其特征在于，

所述电子设备的壳体具有线圈定位突出部，所述线圈定位突出部形成于其内表面，通过所述配线印刷基板的所述贯通孔伸入所述平面状空芯线圈的所述空芯部，定位所述平面状空芯线圈。

10.一种电子设备，包括容纳权利要求5所述的线圈单元的壳体的电子设备，其特征在于，

所述电子设备的壳体具有线圈定位突出部，所述线圈定位突出部形成于其内表面，伸入所述平面状空芯线圈的所述空芯部，定位所述平面状空芯线圈。

11.一种电子设备，是包括权利要求6～8中任一项所述的线圈单元的电子设备，其特征在于，

所述线圈容纳壳体的外表面和所述电子设备的壳体的外表面为一个平面。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的电子设备，其特征在于，

所述电子设备的壳体上形成有定位于充电器的被定位部。

13.一种线圈单元，其特征在于包括：

平面状空芯线圈，具有空芯部；

配线印刷基板，配置于所述平面状空芯线圈的传送面侧；以及

磁性片，配置于所述平面状线圈的非传送面侧，

在所述平面状空芯线圈上，在所述传送面侧设置有用于引出来自所述平面状空芯线圈的内端的配线的引出线，

在所述配线印刷基板上设置有容纳所述引出线的容纳部。

14.一种线圈单元，其特征在于包括：

平面状空芯线圈，具有空芯部；

磁性片，配置于所述平面状空芯线圈的非传送面侧，第一面与所述平面状空芯线圈重合；以及

配线印刷基板，配置于所述磁性片的第二面上，

在所述平面状空芯线圈上，在所述非传送面侧设置有用于引出来自所述平面状空芯线圈的内端的配线的引出线，

在所述配线印刷基板上设置有容纳所述引出线的容纳部。

15.一种线圈单元，其特征在于包括：

平面状空芯线圈，具有空芯部；

线圈容纳壳体，配置于所述平面状空芯线圈的传送面侧；以及

配线印刷基板，配置于所述平面状空芯线圈的非传送面侧，

所述配线印刷基板固定于所述线圈容纳壳体，

在所述线圈容纳壳体和所述配线印刷基板之间容纳所述平面状空芯线圈，

在所述平面状空芯线圈上，在所述传送面侧设置有用于引出来自所述平面状空芯线圈的内端的配线的引出线，

在所述线圈容纳壳体上设置有容纳所述引出线的容纳部。

16.一种电子设备，其特征在于包括权利要求13至15中任一项所述的线圈单元。

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