JP4112474B2 - 無接点充電式機器 - Google Patents
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Description
本発明は、携帯電話や電気剃刀機などの機器に内蔵されたバッテリーを、無接点で充電可能な無接点充電式機器およびこれに用いられる充電器に関する。
近年、携帯電話や電気剃刀機、卓上掃除機、リモートコントローラなど、コードレスにした機器（コードレス機器）に内蔵したバッテリーを充電する充電器として、充電器に内蔵した一次コイルと機器に内蔵した二次コイルとを磁気結合した無接点充電式機器が知られている。この種の無接点充電式機器では、充電器と機器を電気的に接続する接点を設けることなく、一次コイルから二次コイルへの電磁誘導により、充電器から機器に電力を供給することができる。
この種の充電器において、一次コイルおよび二次コイルのコア（フェライト磁心などの磁心）としては、例えば、図３、図４に示すような形状及び配置のものが一般に用いられている。
図３、図４において、符号１１０は充電器、符号１１１は充電器１１０の筐体、符号１１２は一次コイル、符号１１３は一次コイルのコア、符号１２０は充電器１１０によって充電される機器、符号１２１は機器１２０の筐体、符号１２２は二次コイル、符号１２３は二次コイルのコアである。ここで、一次コイル１１２のコア１１３としては、Ｕ字形コアが採用されている。また、二次コイル１２２のコア１２３としては、図３の構成においては棒状コアが、図４の構成においてはＵ字形コアが、それぞれ採用されている。
上記の無接点充電式機器では、機器１２０を充電器１１０の上に置くと、コア１１３，１２３の両端部１１４，１２４が互いに近接され、磁路を形成するようになっている。このため、一次コイル１１２と二次コイル１２２とが、コア１１３，１２３を介して磁気結合され、充電を行うことができる。
特開２００３−１８７５８号公報
図３、図４において、符号１１０は充電器、符号１１１は充電器１１０の筐体、符号１１２は一次コイル、符号１１３は一次コイルのコア、符号１２０は充電器１１０によって充電される機器、符号１２１は機器１２０の筐体、符号１２２は二次コイル、符号１２３は二次コイルのコアである。ここで、一次コイル１１２のコア１１３としては、Ｕ字形コアが採用されている。また、二次コイル１２２のコア１２３としては、図３の構成においては棒状コアが、図４の構成においてはＵ字形コアが、それぞれ採用されている。
上記の無接点充電式機器では、機器１２０を充電器１１０の上に置くと、コア１１３，１２３の両端部１１４，１２４が互いに近接され、磁路を形成するようになっている。このため、一次コイル１１２と二次コイル１２２とが、コア１１３，１２３を介して磁気結合され、充電を行うことができる。
上記のような無接点充電式機器では、一次コイル１１２で発生した磁束は、充電器１１０側のコア１１３および機器１２０側のコア１２３を通って二次コイル１２２に達するが、磁束の一部がコア１１３，１２３の外側に拡がって漏れてしまうため、この漏れ磁束によって充電効率が低下してしまうという問題がある。また、この漏れ磁束によって周囲が発熱したり、機器の動作に悪影響を及ぼすおそれもある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コアからの漏れ磁束を低減し、充電効率を向上できる無接点充電式機器を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は、充電器に内蔵された一次コイルと、この充電器によって充電されるバッテリーを備える機器に内蔵された二次コイルとによる電磁誘導により、前記バッテリーの充電を行う無接点充電式機器において、前記一次コイルのコアと前記二次コイルのコアは、両端面を互いに対向させて配置されるようになっており、前記一次コイルのコアの形状が、棒状の基部の両端に脚部が屈曲形成されたＵ字形であって、かつ、両脚部が基部から離れるに従って狭まった形状となっており、前記二次コイルのコアの形状が、棒状の基部の両端に脚部が屈曲形成されたＵ字形であって、かつ、両脚部が基部から離れるに従って拡がった形状となっていることを特徴とする無接点充電式機器を提供する。
この無接点充電式機器においては、前記一次コイルおよび／または二次コイルのコアは、脚部と基部との間の隅部の外縁部に丸みを有することが好ましい。
この無接点充電式機器においては、前記一次コイルおよび／または二次コイルのコアは、脚部と基部との間の隅部の外縁部に丸みを有することが好ましい。
本発明によれば、一次コイルのコアの脚部が内向きに屈曲しているため、磁束がコアの外側に拡がりにくく、漏れ磁束の発生を抑制することが可能となる。コア内に磁束を閉じ込め、より効率的に二次コイルに電極を供給することができる。
コアが脚部と基部との間の隅部の外縁部に丸みを有する場合、該隅部からの漏れ磁束を抑制できるので、コア内に磁束を閉じ込める効果が一層高くなる。
コアが脚部と基部との間の隅部の外縁部に丸みを有する場合、該隅部からの漏れ磁束を抑制できるので、コア内に磁束を閉じ込める効果が一層高くなる。
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の無接点充電式機器の一例を示す概略構成図である。図２は、図１の無接点充電式機器におけるコアを示す（ａ）正面図、および（ｂ）側面図である。
図１において、符号１０は充電器、符号１１は充電器１０の筐体（ハウジング）、符号１２は一次コイル、符号１３は一次コイルのコア、符号２０は充電器１０によって充電される機器、符号２１は機器２０の筐体（ハウジング）、符号２２は二次コイル、符号２３は二次コイルのコアである。上記コア１３，２３は、それぞれフェライト磁心等の磁心である。
図１は、本発明の無接点充電式機器の一例を示す概略構成図である。図２は、図１の無接点充電式機器におけるコアを示す（ａ）正面図、および（ｂ）側面図である。
図１において、符号１０は充電器、符号１１は充電器１０の筐体（ハウジング）、符号１２は一次コイル、符号１３は一次コイルのコア、符号２０は充電器１０によって充電される機器、符号２１は機器２０の筐体（ハウジング）、符号２２は二次コイル、符号２３は二次コイルのコアである。上記コア１３，２３は、それぞれフェライト磁心等の磁心である。
図２に示すように、一次コイル１２および二次コイル２２のコア１３，２３としては、棒状の基部１６，２６の両端に脚部１７，２７が屈曲形成されたＵ字形コアが採用されている。
一次コイル１２のコア１３は、脚部１７が基部１６から内向きに屈曲しており、両脚部１７が基部１６から離れるに従って狭まった形状となっている。この一次コイル１２のコア１３において、基部１６の中心軸線と脚部１７の中心軸線との成す内角θ1は鋭角である。角度θ1の大きさの範囲は、より好ましくは、６０〜８５°である。
二次コイル２２のコア２３は、脚部２７が基部２６から外向きに屈曲しており、両脚部２７が基部２６から離れるに従って拡がった形状となっている。この二次コイル２２のコア２３において、基部２６の中心軸線と脚部２７の中心軸線との成す内角θ2は鈍角である。角度θ2の大きさの範囲は、より好ましくは、９５〜１２０°である。
両コア１３，２３において、基部１６，２６と脚部１７，２７との間の隅部１８，２８は、外縁部に丸みを有することが好ましい。
一次コイル１２のコア１３は、脚部１７が基部１６から内向きに屈曲しており、両脚部１７が基部１６から離れるに従って狭まった形状となっている。この一次コイル１２のコア１３において、基部１６の中心軸線と脚部１７の中心軸線との成す内角θ1は鋭角である。角度θ1の大きさの範囲は、より好ましくは、６０〜８５°である。
二次コイル２２のコア２３は、脚部２７が基部２６から外向きに屈曲しており、両脚部２７が基部２６から離れるに従って拡がった形状となっている。この二次コイル２２のコア２３において、基部２６の中心軸線と脚部２７の中心軸線との成す内角θ2は鈍角である。角度θ2の大きさの範囲は、より好ましくは、９５〜１２０°である。
両コア１３，２３において、基部１６，２６と脚部１７，２７との間の隅部１８，２８は、外縁部に丸みを有することが好ましい。
一次コイル１２のコア１３の両端部１４は、充電器１０の筐体１１に面して配置されている。そして、機器２０の底部を充電器１０上に置いた状態では、二次コイル２２のコア２３の両端部２４がそれぞれ一次コイル１２のコア１３の両端部１４に向かうように配置され、コア１３，２３の両端部１４，２４が互いに近接され、端面１５，２５同士が対向配置されて磁路を形成するようになっている。
一次コイル１２および二次コイル２２は、それぞれコア１３，２３の基部１６，２６に巻き回されている。一次コイル１２または二次コイル２２をコア１３，２３に巻き回す方法としては、例えば、コア１３，２３を基部１６，２６の長手方向を中心軸にして回転させながら直接銅線（導線）を巻き付ける方法が挙げられる。
上記無接点充電式機器Ｍの動作を説明する。図示しない電源から供給された電力を一次コイル１２に通電すると、電磁誘導により二次コイル２２が励磁され、一次コイル１２から二次コイル２２に電力が供給される。二次コイル２２に供給された電力をバッテリーに供給することにより、機器２０のバッテリーを充電することができる。
上記構成の充電式機器によれば、一次コイルのコアの脚部が内向きに屈曲しているため、磁束がコアの外側に拡がりにくく、漏れ磁束の発生を抑制することが可能となる。コア内に磁束を閉じ込め、より効率的に二次コイルに電極を供給することができる。
また、隅部１８，２８が外縁部に丸みを有すると、隅部１８，２８が磁路の外側に突出する度合いが小さくなるので、該隅部１８，２８からの漏れ磁束を抑制できる。従って、コア内に磁束を閉じ込める効果が一層高くなり、充電効率をより向上するとともに、余分な熱の発生を低減することができる。
また、隅部１８，２８が外縁部に丸みを有すると、隅部１８，２８が磁路の外側に突出する度合いが小さくなるので、該隅部１８，２８からの漏れ磁束を抑制できる。従って、コア内に磁束を閉じ込める効果が一層高くなり、充電効率をより向上するとともに、余分な熱の発生を低減することができる。
以下、本発明の実施例を示す。図２に示すように、一次コイル１２側のコア１３の基部１６の長さＡ1を３０．０ｍｍ、同コア１３の脚部１７の長さＢ1を１８．５ｍｍ、同コア１３の基部１６の中心軸線と脚部１７の中心軸線とが成す内角θ1を８５°、二次コイル２２側のコア２３の基部２６の長さＡ2を２５．０ｍｍ、同コア２３の脚部２７の長さＢ2を１０．５ｍｍ、両コア１３，２３の幅Ｗ（内周面と外周面の間隔）を８．０ｍｍ、両コア１３，２３の厚さＴを１５．０ｍｍ、同コア２３の基部２６の中心軸線と脚部２７の中心軸線とが成す内角θ2を９５°として、コア１３，２３を作製した。これを用いて無接点充電式機器を製造したところ、従来よりも良好な充電特性を示すことが見出された。
以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
例えば、上記形態例では、それぞれのコアについて、基部と脚部との間の隅部は、外縁部に丸みを有した形状となっているが、本発明はこれに限定されるものではない。但し、隅部の外縁部が丸みを有する場合、該隅部からの漏れ磁束を抑制できるので、コア内に磁束を閉じ込める効果が一層高くなる。
また、コイルは、コアの脚部に設けても良いし、基部と脚部の両方に設けても良い。
例えば、上記形態例では、それぞれのコアについて、基部と脚部との間の隅部は、外縁部に丸みを有した形状となっているが、本発明はこれに限定されるものではない。但し、隅部の外縁部が丸みを有する場合、該隅部からの漏れ磁束を抑制できるので、コア内に磁束を閉じ込める効果が一層高くなる。
また、コイルは、コアの脚部に設けても良いし、基部と脚部の両方に設けても良い。
本発明は、例えば、携帯電話や電気剃刀機、バリカン、卓上掃除機、アイロン、リモートコントローラなど、種々の家電機器や電子機器に適用することができる。充電器が、機器を置く台としての機能と、機器に内蔵されたバッテリーを充電する機能とを兼ね備えたものとなる。
Ｍ…無接点充電式機器、１０…充電器、１２…一次コイル、１３，２３…コア、１５，２５…コアの端面、１６，２６…コアの基部、１７，２７…コアの脚部、１８，２８…コアの隅部、２０…機器、２２…二次コイル。
Claims (2)
- 充電器に内蔵された一次コイルと、この充電器によって充電されるバッテリーを備える機器に内蔵された二次コイルとによる電磁誘導により、前記バッテリーの充電を行う無接点充電式機器において、
前記一次コイルのコアと前記二次コイルのコアは、両端面を互いに対向させて配置されるようになっており、
前記一次コイルのコアの形状が、棒状の基部の両端に脚部が屈曲形成されたＵ字形であって、かつ、両脚部が基部から離れるに従って狭まった形状となっており、
前記二次コイルのコアの形状が、棒状の基部の両端に脚部が屈曲形成されたＵ字形であって、かつ、両脚部が基部から離れるに従って拡がった形状となっていることを特徴とする無接点充電式機器。 - 前記一次コイルおよび／または二次コイルのコアは、脚部と基部との間の隅部の外縁部に丸みを有することを特徴とする請求項１に記載の無接点充電式機器。
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