JP5514242B2 - 受電装置を用いた電子機器および非接触充電装置 - Google Patents
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Description
一般式:(T1−aMa)100−bXb …(1)
(式中、TはCoおよびFeから選ばれる少なくとも1種の元素を、MはNi、Mn、Cr、Ti、Zr、Hf、Mo、V、Nb、W、Ta、Cu、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、ReおよびSnから選ばれる少なくとも1種の元素を、XはB、Si、CおよびPから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、aおよびbは0≦a≦0.3、10≦b≦35at%を満足する数である)
で表される組成を有することが好ましい。(1)式において、元素TがCoとFeの両方を含んでいる場合、Coが多ければCo基アモルファス合金、Feが多ければFe基アモルファス合金と呼称する。
一般式:Fe100−c−d−e−f−g−hAcDdEeSifBgZh …(2)
(式中、AはCuおよびAuから選ばれる少なくとも1種の元素を、DはTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Ni、Coおよび希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素を、EはMn、Al、Ga、Ge、In、Snおよび白金族元素から選ばれる少なくとも1種の元素を、ZはC、NおよびPから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、c、d、e、f、gおよびhは0.01≦c≦8at%、0.01≦d≦10at%、0≦e≦10at%、10≦f≦25at%、3≦g≦12at%、15≦f+g+h≦35at%を満足する数である)
で実質的に表される組成を有するFe基合金からなり、かつ面積比で金属組織の20%以上が粒径50nm以下の微結晶粒からなるものが挙げられる。
非接触充電システムとして携帯電話機用の充電システムを用意した。給電装置はAC電源からの電力を制御回路を通して一定の電磁波に変換し、この電磁波を送信する一次コイル(給電コイル)を置き台の近傍に配置したものである。携帯電話機は受電装置としてスパイラルコイルからなる二次コイル(受電コイル)と二次コイルに生じた交流電力を整流する整流器が実装された回路基板と二次電池とを具備している。二次コイルは銅線を外周30mm、内周23mmに平面状に巻回したものである。
上記した携帯電話機において、磁性箔体を用いずに受電装置を構成した。これを用いた携帯電話機と非接触充電装置を比較例1とした。
回路基板にフェライト粉を含有させた樹脂基板を用いる以外は、比較例1と同様の受電装置を構成した。これを用いた携帯電話機と非接触充電装置を比較例2とした。
磁性箔体として、平均厚さが15μmで、組成がCo74Fe4Si8B14(原子比)のアモルファス合金薄帯を用意した。アモルファス合金薄帯の外周部のはみ出し量をdo=6mmとし、これを3枚積層して配置した。3枚のアモルファス合金薄帯は図1に示したように、二次コイル(受電コイル11)と二次電池13との間に配置した。このような磁性箔体を有する受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を実施例1とした。
実施例2では外周部のはみ出し量がdo=3mmのアモルファス合金薄帯を3枚積層した。参考例1ではdo=0mmのアモルファス合金薄帯を3枚積層した。参考例2では外周部のはみ出し量がdo=−3mmのアモルファス合金薄帯を3枚積層した。実施例3では外周部のはみ出し量がdo=6mmのアモルファス合金薄帯を単層で用いた。これらアモルファス合金薄帯を実施例1と同様に、二次コイル(受電コイル11)と回路基板15との間に配置して受電装置をそれぞれ構成した。これらの受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を実施例2、3、参考例1、2とした。
実施例1と同一のアモルファス合金薄帯のはみ出し部(do=6mm)を、図5に示したように折り曲げて折曲部を形成した。このようなアモルファス合金薄帯を3枚積層し、実施例1と同様に二次コイル(受電コイル11)と回路基板15との間に配置して受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を実施例4とした。
平均粒子径が20μmのセンダスト粉末を体積占有率が50%となるようにシリコーン樹脂に分散させ、これを厚さ50μmのシート状に成形した。このような磁性シートを磁性箔体として用いる以外は、実施例4と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を実施例5とした。
厚さ25μmのポリイミドフィルム上にスパッタ法でSiO2膜とTi膜を順に成膜した。次いで、Fe68Co17Zr15(原子比)組成のスパッタターゲットとSiO2ターゲットとを用いて、RFスパッタ法で磁性薄膜を成膜し、さらにその上にSiO2膜を成膜した。磁性薄膜の成膜とSiO2膜の成膜を4回繰り返した。成膜した膜の構造は、[SiO2(0.05)/FeCoZrSiO(0.5)]×4/Ti(0.01)/SiO2(0.03)/ポリイミドフィルム(25)/SiO2(0.03)/Ti(0.01)/[FeCoZrSiO(0.5)/SiO2(0.05)]×4である。括弧内の数字は厚さ(μm)である。
参考例3と同一構成の磁性シートの中央部に、図7に示したような開放部を設けた。これを磁性箔体として用いる以外は、参考例3と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を参考例4とした。
参考例3と同一構成の磁性シートの中央部に、図8に示したような開放部を設けた。中央部のはみ出し量はdi=3mmとした。このような磁性シートを磁性箔体として用いる以外は、参考例3と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を参考例5とした。
参考例5による磁性シートの中央部のはみ出し量をdi=0mmとする以外は、参考例5と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を参考例6とした。
参考例5による磁性シートの中央部のはみ出し量をdi=−3mmとする以外は、参考例5と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を参考例7とした。
参考例5による磁性シートの中央のはみ出し部(di=3mm)を、図9に示したように折り曲げた。これを磁性箔体として用いる以外は、参考例5と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を参考例8とした。
参考例3と同一構成の磁性シートに、図10に示したように縦横にスリットを1本ずつ形成した。スリットの幅は100μmとした。このようなスリットを有する磁性シートを磁性箔体として用いる以外は、参考例3と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を参考例9とした。
参考例3と同一構成の磁性シートに、図11に示したように縦横それぞれに複数のスリットを形成した。スリットは中央に行くにしたがって周期(形成ピッチ)が狭くなるようにした。スリットの幅は50〜1000μmの範囲とした。このようなスリットを有する磁性シートを磁性箔体として用いる以外は、参考例3と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を参考例10とした。
参考例3と同一構成の磁性シートに複数本のスリットを放射状に形成した。この磁性シートを磁性箔体として用いる以外は、参考例3と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を参考例11とした。
参考例3と同一構成の磁性シートに、図13に示したように箔体の端部から途中までのスリットを複数本形成した。このようなスリットを有する磁性シートを磁性箔体として用いる以外は、参考例3と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を参考例12とした。
参考例3と同一構成の磁性シートに、図14に示したように箔体の端部から途中までのスリットと独立したスリットの両方を複数本形成した。このようなスリットを有する磁性シートを磁性箔体として用いる以外は、参考例3と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を参考例13とした。
実施例1で用いた3枚のアモルファス合金薄帯のうち、2枚はそのままとし、1枚は外周部を折り曲げて折曲部を形成した(図15参照)。このような3枚のアモルファス合金薄帯を用いる以外は、実施例1と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を実施例6とした。
図3に示したように、スパイラルコイルを二次電池の周囲に配置した。さらに、実施例1と同一構成の3枚のアモルファス合金薄帯を、図3に示したようにスパイラルコイルと回路基板との間とスパイラルコイルと二次電池との間に存在するように折り曲げて配置した。このようなアモルファス合金薄帯を用いる以外は、実施例1と同様にして受電装置を構成した。この受電装置を用いた携帯電話機と非接触充電装置を実施例7とした。
Claims (9)
- スパイラルコイルを有する受電コイルと、前記受電コイルに発生した交流電圧を整流する整流器と、前記整流器で整流された直流電圧が充電される二次電池とを備える受電装置と、
前記二次電池から前記直流電圧が供給されて動作する電子デバイスと、前記電子デバイスが実装された回路基板とを備える電子機器本体と、
前記スパイラルコイルと前記二次電池との間、前記スパイラルコイルと前記整流器との間、前記スパイラルコイルと前記電子デバイスとの間、および前記スパイラルコイルと前記回路基板との間の少なくとも1箇所に配置され、厚さが5〜50μmの範囲の磁性箔体とを具備し、
前記磁性箔体は、アモルファス合金薄帯を1〜3枚有するもの、またはFe基微結晶合金薄帯を1〜3枚有するもの、のいずれか1種であり、前記磁性箔体の外周端部は前記スパイラルコイルの外周部より外側に延在し、前記スパイラルコイルの外周部からの前記磁性箔体の外周端部のはみ出し量doが3〜6mmであることを特徴とする電子機器。 - 請求項1記載の電子機器において、
前記磁性箔体は前記スパイラルコイルと前記回路基板との間に配置されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1記載の電子機器において、
前記スパイラルコイルは前記二次電池の周囲に配置されており、かつ前記磁性箔体は前記スパイラルコイルと前記回路基板との間に配置されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1記載の電子機器において、
前記磁性箔体はその外周端部を前記回路基板と反対方向に折り曲げた折曲部を有することを特徴とする電子機器。 - 請求項1記載の電子機器において、
前記磁性箔体は前記スパイラルコイルの中心部に対応する位置に設けられた開放部を有することを特徴とする電子機器。 - 請求項1記載の電子機器において、
前記磁性箔体はスリットを有することを特徴とする電子機器。 - 請求項1記載の電子機器において、
前記磁性箔体は複数に分割されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1記載の電子機器において、
前記磁性箔体は、前記アモルファス合金薄帯または前記Fe基微結晶合金薄帯を樹脂フィルムと接着した磁性シートからなることを特徴とする電子機器。 - 請求項1記載の電子機器と、
前記電子機器の前記受電コイルと非接触で配置される給電コイルと、前記給電コイルに交流電圧を印加する電源とを備える給電装置とを具備し、
前記給電コイルに発生させた磁束を前記受電コイルに伝達して電力を非接触で伝送することを特徴とする非接触充電装置。
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