JP4835797B1

JP4835797B1 - 非接触充電モジュール及び非接触充電機器

Info

Publication number: JP4835797B1
Application number: JP2011019482A
Authority: JP
Inventors: 直行小林; 徳次西野; 健一郎田畑
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2031-02-01
Also published as: JP2012160591A

Abstract

【課題】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及び非接触充電機器を提供することを目的とする。
【解決手段】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３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３の端部にまで伸びる第１のスリット３４と、を備え、磁性シート３の第１のスリット３４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４には第１のスリット３４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４を介して第１のスリット３４内に収納されることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、渦巻状の銅線からなる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載置し、前記平面コイル部が載置される側の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、前記コイル面の巻始めの点から前記磁性シートの端部にまで伸びるスリットと、を備え、前記絶縁シートは、前記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の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載置し、前記平面コイル部が載置される側の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、前記コイル面の巻始めの点から前記磁性シートの端部にまで伸びるスリットと、を備え、前記絶縁シートは、前記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の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、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３に記載の発明は、請求項１〜２のいずれかひとつに記載の非接触充電モジュールを備えたことを特徴とする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。

（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（ａ）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。

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３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。

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。

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。

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３３と、を備え、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（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３３内に収納される。なお、本実施の形態では、絶縁シートが磁性シート３の両面にそれぞれ設けられている。

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３３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、凹部の幅が、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、凹部の幅が、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。

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

導線が巻回された平面コイル部と、
前記平面コイル部を載置し、前記平面コイル部が載置される側の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、前記コイル面の巻始めの点から前記磁性シートの端部にまで伸びるスリットと、を備え、
前記絶縁シートは、前記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の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。
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。
請求項１〜２のいずれかひとつに記載の非接触充電モジュールを備えたことを特徴とする非接触充電機器。