JP2016136698A - アンテナ構造体、非接触電力伝送機構及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触電力伝送の際に生じるノイズを、より効果的に抑制可能な構造を有するアンテナ構造体を提供すること。【解決手段】アンテナ構造体は、シールド部材と、送電アンテナとを備えている。シールド部材は、上下方向に沿って延びる筒状部を有している。筒状部は、上下方向と直交する所定平面において収容空間を囲んでいる。筒状部は、金属シートと、磁性シートとからなる。金属シートは、所定平面において磁性シートを囲んでいる。送電アンテナは、所定平面において磁性シートと収容空間との間に位置するように設けられている。送電アンテナは、収容空間の内部に収容された受電アンテナに対して非接触で電力を伝送する。【選択図】図５

Description

本発明は、非接触で電力を伝送するアンテナ構造体に関する。

例えば、特許文献１には、受電ユニットに対して非接触で電力を伝送する送電ユニット（アンテナ構造体）が開示されている。

特許文献１に開示された送電ユニットは、送電コイル（送電アンテナ）と、送電コイルを囲む送電側シールド部とを備えており、受電ユニットは、受電コイル（受電アンテナ）と、受電コイルを囲む受電側シールド部とを備えている。電力伝送の際、送電コイルと受電コイルとは、所定方向において対向するように配置される。このように配置された送電コイルは、受電コイルに対して、非接触で電力を伝送する。特許文献１によれば、送電側シールド部及び受電側シールド部の２つのシールド部を適切に構成し配置することで、電力伝送の際に生じるノイズを抑制できる。

特開２０１４−７５９７５号公報

非接触電力伝送の普及に伴い、非接触電力伝送の際に生じるノイズを、より効果的に抑制可能な構造を有するアンテナ構造体が求められている。

そこで、本発明は、この要望に応えることができるアンテナ構造体を提供することを目的とする。

本発明によれば、第１のアンテナ構造体として、
シールド部材と、送電アンテナとを備えたアンテナ構造体であって、
前記シールド部材は、上下方向に沿って延びる筒状部を有しており、
前記筒状部は、前記上下方向と直交する所定平面において収容空間を囲んでおり、
前記筒状部は、金属シートと、磁性シートとからなり、
前記金属シートは、前記所定平面において前記磁性シートを囲んでおり、
前記送電アンテナは、前記所定平面において前記磁性シートと前記収容空間との間に位置するように設けられており、
前記送電アンテナは、前記収容空間の内部に収容された受電アンテナに対して非接触で電力を伝送する
アンテナ構造体が得られる。

また、本発明によれば、第２のアンテナ構造体として、第１のアンテナ構造体であって、
請求項１記載のアンテナ構造体であって、
前記送電アンテナは、前記上下方向と平行な中心軸の周りを巻回する送電コイルを有している
アンテナ構造体が得られる。

また、本発明によれば、第３のアンテナ構造体として、第１のアンテナ構造体であって、
前記送電アンテナは、前記上下方向と直交する中心軸の周りを巻回する送電コイルを有している
アンテナ構造体が得られる。

また、本発明によれば、第４のアンテナ構造体として、第１乃至第３のいずれかのアンテナ構造体であって、
前記送電アンテナには、前記送電アンテナの外部の送電回路から第１導電線を介して交流電流が供給され、
前記シールド部材の前記金属シートは、前記第１導電線に接続されている
アンテナ構造体が得られる。

また、本発明によれば、第１の非接触電力伝送機構として、第１乃至第４のいずれかのアンテナ構造体と、前記受電アンテナとを備えた
非接触電力伝送機構が得られる。

また、本発明によれば、第２の非接触電力伝送機構として、第１の非接触電力伝送機構であって、
前記受電アンテナは、前記上下方向と平行な中心軸の周りを巻回する受電コイルを有している
非接触電力伝送機構が得られる。

また、本発明によれば、第３の非接触電力伝送機構として、第２の非接触電力伝送機構であって、
前記受電アンテナは、磁性部材を有しており、
前記磁性部材は、前記所定平面において前記受電コイルに囲まれている
非接触電力伝送機構が得られる。

また、本発明によれば、第４の非接触電力伝送機構として、第１の非接触電力伝送機構であって、
前記受電アンテナは、前記上下方向と直交する中心軸の周りを巻回する受電コイルを有している
非接触電力伝送機構が得られる。

また、本発明によれば、第５の非接触電力伝送機構として、第１乃至第４のいずれかの非接触電力伝送機構であって、
前記受電アンテナは、受電回路基板と接続されており、
前記収容空間は、前記受電アンテナと、前記受電回路基板とを収容可能である
非接触電力伝送機構が得られる。

また、本発明によれば、第１の電子機器として、第１乃至第４のいずれかのアンテナ構造体を備えた
電子機器が得られる。

本発明によるアンテナ構造体は、シールド部材と、送電アンテナとを備えている。シールド部材の筒状部は、金属シートと磁性シートとからなり、且つ、上下方向に沿って延びて、上下方向と直交する所定平面（水平面）において収容空間を囲んでいる。送電アンテナは、水平面において磁性シートと収容空間との間に位置するように設けられている。換言すれば、送電アンテナは、シールド部材に囲まれている。また、非接触電力伝送の際、受電アンテナも、収容空間に収容されてシールド部材に囲まれる。この構造により、非接触電力伝送の際に生じるノイズを効果的に抑制できる。

本発明の実施の形態による電子機器と、電子ペンとを示す斜視図である。 図１の電子機器及び電子ペンをＩＩ−ＩＩ線に沿って模式的に示す断面図である。ここで、電子ペンは、電子機器の保持孔に挿入され始めている。 図２の電子機器及び電子ペンを示す断面図である。ここで、電子ペンは、電子機器の保持孔に挿入済みである。 図２の電子機器の送電ユニットと、電子ペンの受電ユニットとを示す側面図である。ここで、送電ユニットのシールド部材を、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って一部切り欠いて描画している。受電ユニットは、送電ユニットから離れている。 図４の送電ユニット及び受電ユニットをシールド部材を部分的に切り欠いて示す側面図である。受電ユニットの受電アンテナは、送電ユニットの収容空間に収容されている。 図５の送電ユニットの送電アンテナ構造体及び受電ユニットの受電アンテナ構造体をＶＩ−ＶＩ線に沿って示す断面図である。 図４の送電ユニットの変形例と図４の受電ユニットとをシールド部材を部分的に切り欠いて示す側面図である。 図６の送電アンテナ構造体と図６の受電アンテナ構造体の変形例とを示す断面図である。 図６の送電アンテナ構造体と図６の受電アンテナ構造体の別の変形例とを示す断面図である。 図４の送電ユニットの変形例と図４の受電ユニットの変形例とをシールド部材を部分的に切り欠いて示す側面図である。受電ユニットは、送電ユニットから離れている。 図１０の送電ユニット及び受電ユニットをシールド部材を部分的に切り欠いて示す側面図である。受電アンテナは、収容空間に収容されている。 図１１の送電アンテナ構造体及び受電アンテナ構造体をＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿って示す断面図である。 図４の非接触電力伝送機構を主として示すブロック回路図である。

以降の説明において、「上」「下」等の位置を示す用語は、絶対的な位置を示すものではなく、図面における相対的な位置を示すに過ぎない。

図１に示されるように、本発明の実施の形態による電子機器９０は、電子ペン（電子機器）９８を使用した入力操作が可能なタブレット端末である。後述するように、タブレット端末９０は、電子ペン９８に非接触で電力を供給する。換言すれば、本実施の形態において、送電側の電子機器は、タブレット端末９０であり、受電側の電子機器は、電子ペン９８である。但し、本発明による送電側の電子機器は、タブレット端末９０に限定されない。また、本発明による受電側の電子機器も、電子ペン９８に限定されない。本発明は、様々な電子機器の組み合わせに適用可能である。

図１乃至図３に示されるように、タブレット端末９０には、電子ペン９８を挿入可能な保持穴９２が形成されている。また、図２及び図３を参照すると、タブレット端末９０の内部には、上位装置９００と、送電ユニット１０とが設けられている。上位装置９００は、タブレット端末９０の動作を制御する制御回路（図示せず）等の様々な装置を含んでいる。特に、上位装置９００は、制御回路や送電ユニット１０に対して電力を供給する電源（図示せず）を含んでいる。

図２及び図３に示されるように、本実施の形態による送電ユニット１０は、送電回路基板２０と、２つの第１導電線２２と、１つの第２導電線２４と、２つの第３導電線２６と、スイッチ２８と、送電アンテナ構造体（アンテナ構造体）３０とから構成されている。送電回路基板２０には、送電回路２００が設けられている。送電回路２００は、上位装置９００と電気的に接続されている。また、送電回路２００は、第１導電線２２及び第２導電線２４によってアンテナ構造体３０と電気的に接続されており、且つ、第３導電線２６によってスイッチ２８と電気的に接続されている。

図３に示されるように、電子ペン９８の内部には、受電ユニット４０が設けられている。本実施の形態による受電ユニット４０は、受電回路基板５０と、２つの導電線５２と、受電アンテナ構造体６０とから構成されている。受電回路基板５０には、受電回路５００が設けられている。受電回路５００は、導電線５２によって受電アンテナ構造体６０と電気的に接続されている。

図２及び図３を参照すると、上位装置９００の電源（図示せず）は、送電回路２００に、電力（直流電流Ｉ_ＤＣ）を供給している。電子ペン９８が、保持穴９２に挿入されて所定位置（図３の位置）に位置すると、スイッチ２８が閉じる。図３を参照すると、スイッチ２８が閉じると、送電回路２００は、アンテナ構造体３０に電力（交流電流Ｉ_ＡＣＳ）を供給する。アンテナ構造体３０は、供給された電力を受電アンテナ構造体６０に対して非接触で伝送する。受電アンテナ構造体６０は、受けた電力を交流電流Ｉ_ＡＣＲとして受電回路５００に供給する。後述するように、受電回路５００に供給された電力は、電子ペン９８の動作電力として蓄積される。

本実施の形態において、アンテナ構造体３０は、受電アンテナ構造体６０に対して電磁誘導方式によって電力を伝送する。換言すれば、本実施の形態における非接触電力伝送方式は、電磁誘導方式である。但し、本発明は、電磁誘導方式以外の非接触電力伝送方式にも適用可能である。

以上の説明から理解されるように、送電ユニット１０は、受電ユニット４０と共に非接触電力伝送機構８０（図４参照）を構成している。以下、非接触電力伝送機構８０に含まれるアンテナ構造体３０及び受電アンテナ構造体６０の構造について詳細に説明する。

図４乃至図６に示されるように、アンテナ構造体３０は、シールド部材３４と、送電アンテナ３６とを備えている。また、アンテナ構造体３０は、受電アンテナ構造体６０を内部に全体的に収容するための収容空間３２を有している。

シールド部材３４は、上下方向に沿って延びる筒状部３４２を有している。筒状部３４２は、上下方向と直交する所定平面（水平面）において収容空間３２を囲んでいる。換言すれば、収容空間３２は、筒状部３４２によって囲まれた空間であり、上方及び下方に開口している。

本実施の形態によるシールド部材３４は、円筒形状の筒状部３４２のみから構成されており、収容空間３２は、円柱形状を有している。但し、本発明は、これに限られない。収容空間３２が受電アンテナ構造体６０を収容できる限り、シールド部材３４は、様々に構成できる。例えば、シールド部材３４は、筒状部３４２に加えて、収容空間３２を下方から部分的に覆う部位を有していてもよい。また、筒状部３４２は、例えば角筒形状を有していてもよい。

筒状部３４２は、銅やアルミニウムなどの金属からなる金属シート３４６と、磁性体からなる磁性シート３４８とから構成されている。金属シート３４６は、水平面において磁性シート３４８を囲んでいる。詳しくは、磁性シート３４８は、あらゆる径方向（詳しくは、収容空間３２の上下方向と平行な仮想的な中心軸を中心とする径方向）において金属シート３４６の内側に位置している。本実施の形態において、金属シート３４６と磁性シート３４８とは、互いに貼りあわされている。但し、金属シート３４６と磁性シート３４８との間に多少の隙間があってもよい。また、金属シート３４６と磁性シート３４８との間に樹脂等の薄い絶縁体が設けられていてもよい。

本実施の形態による送電アンテナ３６は、樹脂等の絶縁体からなる基部３６２と、送電コイル３６４とを有している。基部３６２は、上下方向に沿って延びる円筒形状を有しており、送電コイル３６４は、基部３６２の径方向外側の面上を巻回している。特に、本実施の形態による送電コイル３６４は、基部３６２の上下方向と平行な仮想的な中心軸の周りを巻回している。

本実施の形態において、基部３６２は、送電コイル３６４を巻回させるための部位である。従って、基部３６２なしでも送電コイル３６４を巻回できる場合には、基部３６２を設ける必要はない。また、基部３６２は、上下方向に沿って延びている限り、様々な形状を有していてよい。更に、送電コイル３６４は、径方向において基部３６２の内側に位置していてもよい。

送電アンテナ３６は、径方向において磁性シート３４８の内側に配置されている。換言すれば、送電アンテナ３６は、水平面において磁性シート３４８と収容空間３２との間に位置するように設けられている。詳しくは、送電アンテナ３６は、あらゆる径方向において磁性シート３４８の内側に位置している。本実施の形態において、磁性シート３４８は、送電アンテナ３６の径方向外側の面に固定されている。但し、本発明は、これに限られない。例えば、送電アンテナ３６と磁性シート３４８との間に多少の隙間があってもよい。

図４乃至図６に示されるように、受電アンテナ構造体６０は、受電アンテナ６６を備えている。即ち、本実施の形態による非接触電力伝送機構８０は、少なくとも、アンテナ構造体３０と、受電アンテナ６６とを備えている。本実施の形態による受電アンテナ構造体６０は、受電アンテナ６６のみを備えている。但し、本発明は、これに限られない。受電アンテナ構造体６０は、受電アンテナ６６に加えて他の部材を備えていてもよい。

本実施の形態による受電アンテナ６６は、樹脂等の絶縁体からなる基部６６２と、受電コイル６６４とを有している。基部６６２は、上下方向に沿って延びる円筒形状を有しており、受電コイル６６４は、基部６６２の径方向外側の面上を巻回している。特に、本実施の形態による受電コイル６６４は、基部６６２の上下方向と平行な仮想的な中心軸の周りを巻回している。

本実施の形態において、基部６６２は、受電コイル６６４を巻回させるための部位である。従って、基部６６２なしでも受電コイル６６４を巻回できる場合には、基部６６２を設ける必要はない。また、基部６６２は、上下方向に沿って延びている限り、様々な形状を有していてよい。更に、受電コイル６６４は、径方向において基部６６２の内側に位置していてもよい。

図５を参照すると、上下方向において、受電アンテナ６６（特に、受電コイル６６４）のサイズは、収容空間３２のサイズ以下である。また、図６を参照すると、径方向において、受電アンテナ６６のサイズは、収容空間３２のサイズよりも小さい。このため、収容空間３２は、受電コイル６６４全体を内部に収容可能である。

より具体的には、図３、図５及び図６を参照すると、電子ペン９８を保持穴９２の所定位置（図３の位置）に位置させると、受電コイル６６４は、全体的に収容空間３２の内部に位置する。このとき、受電コイル６６４は、あらゆる径方向において磁性シート３４８及び送電コイル３６４の内側に位置する。

以下、以上のように構成された非接触電力伝送機構８０（図４参照）の機能を中心に詳細に説明する。

図４及び図５を参照すると、送電アンテナ３６の送電コイル３６４は、第１導電線２２によって送電回路基板２０の送電回路２００と電気的に接続されており、シールド部材３４の金属シート３４６は、第２導電線２４によって送電回路２００と電気的に接続されている。また、受電アンテナ６６の受電コイル６６４は、導電線５２によって、受電回路基板５０の受電回路５００と電気的に接続されている。

受電アンテナ構造体６０の受電アンテナ６６が図５の位置にあるとき、アンテナ構造体３０の送電アンテナ３６は、収容空間３２の内部に収容された受電アンテナ６６に対して非接触で電力を伝送する。詳しくは、送電アンテナ３６の送電コイル３６４には、送電アンテナ３６の外部の送電回路２００から第１導電線２２を介して電力（交流電流Ｉ_ＡＣＳ）が供給される。送電コイル３６４は、供給された電力を、受電アンテナ６６の受電コイル６６４に対して非接触で伝送する。より具体的には、送電コイル３６４は、交流磁界を生成し、受電コイル６６４は、この交流磁界を使用して交流電流Ｉ_ＡＣＲを生成する。受電コイル６６４は、生成した交流電流Ｉ_ＡＣＲを、導電線５２を介して受電回路５００に供給する。

上述した非接触電力伝送の際、送電コイル３６４及び受電コイル６６４の夫々から不要な電磁波（放射ノイズ）が放射される。また、第１導電線２２等の導電路に、放射ノイズに起因する伝導ノイズが生じる。一般的に、放射ノイズ及び伝導ノイズ（以下、「ノイズ」と総称する。）は、タブレット端末９０（図１参照）の周辺に位置する電子装置（図示せず）だけでなく、タブレット端末９０の上位装置９００（図３参照）の動作にも悪影響を及ぼす。

一方、本実施の形態によれば、ノイズは、送電コイル３６４及び受電コイル６６４を囲むシールド部材３４（金属シート３４６及び磁性シート３４８の夫々）によってシールドされる。換言すれば、本実施の形態によれば、非接触電力伝送機構８０の外部に放出されるノイズを低減できる。これにより、タブレット端末９０（図１参照）の周辺に位置する電子装置（図示せず）や、タブレット端末９０の上位装置９００（図３参照）の動作へのノイズの悪影響が防止できる。

特に、本実施の形態において、送電コイル３６４及び受電コイル６６４は、共通のシールド部材３４によって囲まれている。換言すれば、従来技術と異なり、送電コイル３６４に対するシールド部材（送電側シールド部）と、受電コイル６６４に対するシールド部材（受電側シールド部）とが電気的に分離されていない。このため、送電用シールド部の電位と受電用シールド部の電位とを同一にできる。より具体的には、後に詳述するように、金属シート３４６の電位を送電回路２００の基準電位Ｖ_Ｂと同一にすることで、ノイズを、より効果的に低減できる。

以上の説明から理解されるように、本発明によれば、主として、アンテナ構造体３０の新たな構造によってノイズが効果的に抑制される。換言すれば、タブレット端末（電子機器）９０（図１参照）は、本発明によるアンテナ構造体３０を備えているため、ノイズを効果的に抑制できる。

加えて、本発明によれば、１つのシールド部材３４が、２つのシールド部（送電側シールド部及び受電側シールド部）として機能する。このため、部材の点数を削減でき、製造コストが低減できる。

更に、金属シート３４６の内側に配置された磁性シート３４８は、ノイズをシールドできるだけでなく、金属シート３４６における渦電流の発生を防止できる。詳しくは、非接触電力伝送時に生じた交流磁界は、磁性シート３４８内に集まる。このため、金属シート３４６に渦電流が生じ難い。この結果、渦電流損が低減し、電力伝送効率が向上する。

更に、受電アンテナ６６を収容空間３２の内部に収容することにより、送電コイル３６４は、受電コイル６６４を外側から囲むことができる。このため、送電コイル３６４と受電コイル６６４とが強く電磁結合し、電力伝送効率が向上する。また、平面状の送電コイルと受電コイルとを対向させる従来の電力伝送と異なり、送電コイル３６４と受電コイル６６４との間のアンテナ間距離が所定の範囲に保たれる。従って、収容空間３２の内部において受電コイル６６４の水平面における位置が多少ずれたとしても、電力伝送効率が殆ど低下しない。

更に、本発明によれば、収容空間３２が水平面において小さく且つ上下方向において長い（即ち、細長い）空間である場合にも、磁性シート３４８により送電コイル３６４の外側の磁路が確保できる。このため、本発明は、本実施の形態のように、携帯機器等の電子機器（例えば、タブレット端末）が電子ペンに対して電力を伝送する場合に、特に効果的である。但し、本発明は、収容空間３２が水平面において大きく且つ上下方向において短い空間であっても、十分な効果を奏する。

前述したように、金属シート３４６の電位を送電回路２００の基準電位と同一にすることで、ノイズを更に効果的に低減できる。以下、このように構成する場合の具体的な回路構成について説明する。

図１３に示されるように、送電回路２００は、送電制御部２１０と、発振駆動回路２１２と、増幅回路２１４と、ローパスフィルタ２１６と、整合回路２１８と、コモンモードチョークコイル２２０と、ＲＦチョークコイル２３０とを有している。受電回路５００は、キャパシタ５１０と、充電制御部５２０と、整流回路５３０と、整合回路５４０とを有している。

送電制御部２１０は、スイッチ２８（図３参照）が閉じたことを検出すると、発振駆動回路２１２を制御してキャリア信号Ｓ_Ｃを発信させる。キャリア信号Ｓ_Ｃは、増幅回路２１４に入力される。増幅回路２１４には、コモンモードチョークコイル２２０及びＲＦチョークコイル２３０を経由して上位装置９００から電力（直流電流Ｉ_ＤＣ）が供給されている。増幅回路２１４は、この電力を使用してキャリア信号Ｓ_Ｃを増幅させる。増幅されたキャリア信号Ｓ_Ｃは、ローパスフィルタ２１６に入力される。ローパスフィルタ２１６は、高周波成分を減衰させる一方、キャリア信号Ｓ_Ｃの周波数（キャリア周波数）を通過させる。このため、増幅されたキャリア信号Ｓ_Ｃは、整合回路２１８を経由して、電力（交流電流Ｉ_ＡＣＳ）として送電コイル３６４に供給される。

受電コイル６６４は、送電コイル３６４が生成した交流磁界によって交流電流Ｉ_ＡＣＲを生成する。交流電流Ｉ_ＡＣＲは、整合回路５４０を経由して整流回路５３０に供給され、整流回路５３０によって直流電流に整流される。この直流電流は、充電制御部５２０を経由してキャパシタ５１０に供給される。本実施の形態によるキャパシタ５１０は、ＤＬキャパシタ（電気二重層キャパシタ）であり、供給された直流電流を電子ペン９８の動作電力として蓄積する。また、充電制御部５２０は、例えばレギュレータによって構成できる。

本実施の形態において、シールド部材３４（図５参照）の金属シート３４６は、第１導電線２２の一方に接続されている。これにより、金属シート３４６は、送電回路２００の基準電位に接続されている。この結果、金属シート３４６から送電回路２００への電流経路が形成され、送電コイル３６４等から放射されるノイズの一部は、金属シート３４６を経由して送電回路２００内を電流として流れる。送電回路２００内にノイズを流すことで、送電アンテナ構造体３０の外に放射されるノイズが減少する。更に、送電回路２００内を流れるノイズは、コモンモードチョークコイル２２０によって減衰する。

以上の説明から理解されるように、本実施の形態によれば、ノイズを送電回路２００内に流すことで、送電アンテナ構造体３０の外に放射されるノイズが減少し、送電回路２００以外の回路（例えば、上位装置９００に含まれる様々な回路）へのノイズの伝播を抑制できる。

本実施の形態によるキャリア周波数は、例えば、１ＭＨｚ以上、且つ、２０ＭＨｚ以下である。一般的に、キャリア周波数が高くなるほどノイズが生じやすくなる一方、小さな送電コイル３６４及び受電コイル６６４によっても、効率的に電力伝送できる。より具体的には、送電コイル３６４の外径は、３ｍｍ以上、且つ、１０ｍｍ以下にできる。また、磁性シート３４８の厚さは、０．０１ｍｍ以上、且つ、０．５ｍｍ以下にできる。このため、送電コイル３６４や受電コイル６６４を小型の電子装置に搭載し易い。

例えばキャリア周波数が１３．５６ＭＨｚである場合、ノイズを十分に低減するためには、磁性シート３４８の複素透磁率の実部μ′は、２０以上、且つ、３００以下であることが好ましく、複素透磁率の虚部μ"は、０以上、且つ、２００以下であることが好ましい。虚部μ"を低くすることで、磁性シート３４８における交流磁界の損失を低減し、電力伝送効率を向上できる。

本実施の形態は、既に述べた変形例に加えて、以下に説明するように様々に変形可能である。以下、主として、上述の実施の形態における部位や部材と異なる部位や部材について説明する。一方、以下の変形例の説明において、上述の実施の形態における部位や部材と同じ部位や部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

図７を参照すると、第１の変形例による送電ユニット１０Ａは、送電アンテナ構造体（アンテナ構造体）３０Ａを備えている。アンテナ構造体３０Ａは、シールド部材３４（図４参照）と少し異なるシールド部材３４Ａと、収容空間３２（図４参照）と少し異なる収容空間３２Ａとを有している。シールド部材３４Ａは、シールド部材３４と同様に、金属シート３４６Ａ及び磁性シート３４８Ａからなる筒状部３４２Ａを有している。但し、筒状部３４２Ａの上下方向におけるサイズは、筒状部３４２（図４参照）よりも大きい。このため、収容空間３２Ａの上下方向におけるサイズも、収容空間３２の上下方向におけるサイズよりも大きい。これにより、非接触電力伝送の際、収容空間３２Ａは、受電アンテナ６６と、受電回路基板５０とを両方とも収容可能である。

非接触電力伝送の際、受電回路基板５０の受電回路５００にも交流電流Ｉ_ＡＣＲが流れる（図５参照）。このため、受電回路５００もノイズを発生させる。本変形例によるシールド部材３４Ａは、受電回路５００によって生じたノイズもシールドできる。加えて、収容空間３２Ａの上下方向におけるサイズを、送電コイル３６４や受電コイル６６４の上下方向におけるサイズに比べて十分に大きくできる。このため、送電コイル３６４や受電コイル６６４によって生じたノイズを更に効果的にシールドできる。

図８を参照すると、第２の変形例による受電ユニット４０Ｂは、受電アンテナ構造体６０Ｂを備えている。受電アンテナ構造体６０Ｂは、受電アンテナ６６（図６参照）と少し異なる受電アンテナ６６Ｂを有している。より具体的には、受電アンテナ６６Ｂは、基部６６２及び受電コイル６６４に加えて磁性部材６６８Ｂを有している。本変形例による磁性部材６６８Ｂは、円柱形状を有しており、受電アンテナ６６Ｂの内部に保持されている。換言すれば、磁性部材６６８Ｂは、水平面において基部６６２及び受電コイル６６４に囲まれている。

磁性部材６６８Ｂを設けることで、送電コイル３６４と受電コイル６６４とを、より強く電磁結合させることができる。これにより、電力伝送効率を向上できる。

本変形例による磁性部材は、円柱形状に限定されず、様々な形状に形成できる。例えば、図９を参照すると、受電ユニット４０Ｃは、受電ユニット４０Ｂ（図８参照）の変形例（第３の変形例）である。受電ユニット４０Ｃは、受電アンテナ構造体６０Ｃを備えている。受電アンテナ構造体６０Ｃは、受電アンテナ６６Ｂ（図８参照）と少し異なる受電アンテナ６６Ｃを有している。受電アンテナ６６Ｃは、磁性部材６６８Ｂ（図８参照）に代えて、磁性部材６６８Ｃを有している。本変形例による磁性部材６６８Ｃは、円筒形状を有しており、受電アンテナ６６Ｃの内部に保持されている。本変形例によっても、電力伝送効率を向上できる。

図１０乃至図１２を参照すると、第４の変形例による送電ユニット１０Ｄは、送電アンテナ構造体（アンテナ構造体）３０Ｄを備えている。アンテナ構造体３０Ｄは、送電アンテナ３６（図４参照）と異なる送電アンテナ３６Ｄを有している。送電アンテナ３６Ｄは、樹脂等の絶縁体からなる基部３６２Ｄと、送電コイル３６４Ｄとを有している。

本変形例による送電アンテナ３６Ｄは、例えば、送電コイル３６４Ｄが形成されたＦＰＣ（Flexible printed circuit）を、水平面において円弧形状を有するように撓ませて形成されている。送電コイル３６４Ｄは、基部３６２Ｄの径方向内側の面上を巻回している。詳しくは、本変形例による送電コイル３６４Ｄは、上下方向と直交する仮想的な中心軸の周りを巻回している。

送電アンテナ３６Ｄは、径方向において磁性シート３４８の内側に配置されている。換言すれば、送電アンテナ３６Ｄは、水平面において磁性シート３４８と収容空間３２との間に位置するように設けられている。本変形例において、送電アンテナ３６Ｄは、磁性シート３４８の径方向内側に固定されている。詳しくは、送電コイル３６４Ｄは、円周方向において中心角θを有する扇形の円弧部分に位置している。

本変形例による受電ユニット４０Ｄは、受電アンテナ構造体６０Ｄを備えている。受電アンテナ構造体６０Ｄは、受電アンテナ６６（図４参照）と異なる受電アンテナ６６Ｄを有している。受電アンテナ６６Ｄは、樹脂等の絶縁体からなる基部６６２Ｄと、受電コイル６６４Ｄとを有している。

本変形例による受電アンテナ６６Ｄは、例えば、受電コイル６６４Ｄが形成されたＦＰＣを、水平面において円弧形状を有するように撓ませて形成されている。受電コイル６６４Ｄは、基部６６２Ｄの径方向外側の面上を巻回している。詳しくは、本変形例による受電コイル６６４Ｄは、上下方向と直交する仮想的な中心軸の周りを巻回している。

上下方向において、受電アンテナ６６Ｄのサイズは、収容空間３２のサイズ以下である。また、径方向において、受電アンテナ６６Ｄのサイズは、収容空間３２のサイズよりも小さい。このため、電子ペン９８（図３参照）を保持穴９２（図３参照）の所定位置（図３の位置）に位置させると、受電アンテナ６６Ｄは、径方向において磁性シート３４８及び送電アンテナ３６Ｄの内側に位置する（図１１及び図１２参照）。このとき、受電コイル６６４Ｄは、径方向において磁性シート３４８及び送電コイル３６４Ｄの内側に位置できる。詳しくは、受電コイル６６４Ｄは、水平面において、中心角θを有する扇形の内部に位置できる。

本変形例による送電ユニット１０Ｄ及び受電ユニット４０Ｄによっても、ノイズを効果的に低減できる。また、受電アンテナ６６Ｄは、特に水平面におけるサイズを小さくできるため、小さな電子機器にも搭載し易い。但し、既に述べた実施例及び変形例に比べると、送電コイル３６４Ｄと受電コイル６６４Ｄとの間の電磁結合は弱く、電力伝送効率は低い。従って、受電アンテナ６６Ｄを搭載するスペースの制限が厳しくない場合には、既に述べた実施例及び変形例の方が好ましい。

本実施の形態は、更に様々に変形可能である。例えば、図２乃至図５を参照すると、保持穴９２全体を収容空間３２としてもよい。この場合、収容空間３２の下端をシールド部材によって塞ぐことで、更に効果的にノイズを低減できる。また、収容空間３２の上端に、開閉可能なシールド部材を取り付けてもよい。更に、上述した実施例及び変形例は、様々に組み合わせることができる。

１０，１０Ａ，１０Ｄ 送電ユニット
２０ 送電回路基板
２２ 第１導電線
２４ 第２導電線
２６ 第３導電線
２８ スイッチ
２００ 送電回路
２１０ 送電制御部
２１２ 発振駆動回路
２１４ 増幅回路
２１６ ローパスフィルタ
２１８ 整合回路
２２０ コモンモードチョークコイル
２３０ ＲＦチョークコイル
３０，３０Ａ，３０Ｄ 送電アンテナ構造体（アンテナ構造体）
３２，３２Ａ 収容空間
３４，３４Ａ シールド部材
３４２，３４２Ａ 筒状部
３４６，３４６Ａ 金属シート
３４８，３４８Ａ 磁性シート
３６，３６Ｄ 送電アンテナ
３６２，３６２Ｄ 基部
３６４，３６４Ｄ 送電コイル
４０，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ 受電ユニット
５０ 受電回路基板
５２ 導電線
５００ 受電回路
５１０ キャパシタ
５２０ 充電制御部
５３０ 整流回路
５４０ 整合回路
６０，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ 受電アンテナ構造体
６６，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄ 受電アンテナ
６６２，６６２Ｄ 基部
６６４，６６４Ｄ 受電コイル
６６８Ｂ，６６８Ｃ 磁性部材
８０ 非接触電力伝送機構
９０ タブレット端末（電子機器）
９２ 保持穴
９８ 電子ペン（電子機器）
９００ 上位装置

Claims (10)

1. シールド部材と、送電アンテナとを備えたアンテナ構造体であって、
   前記シールド部材は、上下方向に沿って延びる筒状部を有しており、
   前記筒状部は、前記上下方向と直交する所定平面において収容空間を囲んでおり、
   前記筒状部は、金属シートと、磁性シートとからなり、
   前記金属シートは、前記所定平面において前記磁性シートを囲んでおり、
   前記送電アンテナは、前記所定平面において前記磁性シートと前記収容空間との間に位置するように設けられており、
   前記送電アンテナは、前記収容空間の内部に収容された受電アンテナに対して非接触で電力を伝送する
   アンテナ構造体。
2. 請求項１記載のアンテナ構造体であって、
   前記送電アンテナは、前記上下方向と平行な中心軸の周りを巻回する送電コイルを有している
   アンテナ構造体。
3. 請求項１記載のアンテナ構造体であって、
   前記送電アンテナは、前記上下方向と直交する中心軸の周りを巻回する送電コイルを有している
   アンテナ構造体。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアンテナ構造体であって、
   前記送電アンテナには、前記送電アンテナの外部の送電回路から第１導電線を介して交流電流が供給され、
   前記シールド部材の前記金属シートは、前記第１導電線に接続されている
   アンテナ構造体。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアンテナ構造体と、前記受電アンテナとを備えた
   非接触電力伝送機構。
6. 請求項５記載の非接触電力伝送機構であって、
   前記受電アンテナは、前記上下方向と平行な中心軸の周りを巻回する受電コイルを有している
   非接触電力伝送機構。
7. 請求項６記載の非接触電力伝送機構であって、
   前記受電アンテナは、磁性部材を有しており、
   前記磁性部材は、前記所定平面において前記受電コイルに囲まれている
   非接触電力伝送機構。
8. 請求項５記載の非接触電力伝送機構であって、
   前記受電アンテナは、前記上下方向と直交する中心軸の周りを巻回する受電コイルを有している
   非接触電力伝送機構。
9. 請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の非接触電力伝送機構であって、
   前記受電アンテナは、受電回路基板と接続されており、
   前記収容空間は、前記受電アンテナと、前記受電回路基板とを収容可能である
   非接触電力伝送機構。
10. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアンテナ構造体を備えた
    電子機器。

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