JP5031911B2 - Non-contact charging module and non-contact charging device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a non-contact charging module and a non-contact charging device having a planar coil portion made of a spiral copper wire and a magnetic sheet.
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。 In recent years, many devices that can charge the main device in a non-contact manner with a charger have been used. In this method, a power transmission coil is arranged on the charger side, a power reception coil is arranged on the main device side, and electromagnetic induction is generated between the two coils to transmit power from the charger side to the main device side. It has also been proposed to apply a mobile terminal device or the like as the main device.
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。 The main device such as the portable terminal device and the charger are required to be thin and small. In order to meet this demand, it is conceivable to provide a planar coil portion as a power transmission coil or a power reception coil and a magnetic sheet as in (Patent Document 1).
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。 However, in the non-contact charging module having a flat coil portion of one conductor and a magnetic sheet having a flat surface as in (Patent Document 1), the winding start or winding end of the coil is located inside the coil. May end up. In that case, although there may be a case where a plurality of conducting wires are used, a portion where the coil is wound and a portion between the coil winding start or winding end and the terminal overlap in the thickness direction. As a result, the non-contact charging module cannot be thinned.
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。 Also, some magnetic sheets are conductive, and in that case, insulation between the conductor and the magnetic sheet is important.
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。 Then, in view of said problem, this invention aims at achieving thickness reduction in the state which ensured the insulation with a conducting wire and a magnetic sheet.
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凹部またはスリットと、を備え、前記平面コイル部の導線が前記凹部の側壁及び底面またはスリットの側壁に接触しないように、前記平面コイル部の導線において前記導線が巻回された前記コイル面と前記コイル面の巻き始めの点から前記磁性シートの端部までの導線とが積層する部分は、前記絶縁シートを前記凹部またはスリット内に押し込んで前記凹部または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。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a planar coil portion around which a conducting wire is wound and the planar coil portion, and an insulating sheet is disposed on the coil surface on the side where the planar coil portion is disposed. A conductive magnetic sheet provided so as to oppose, and a recess or a slit provided on the magnetic sheet and extending from a winding start point of the coil surface to an end of the magnetic sheet, the plane as the coil conductor portion does not contact the side walls and bottom or side wall of the slit of said recesses, from said winding start point of the coil surface and the coil plane of the conductive wire is wound in conductors of the planar coil portion portion where the conductive wire to the end of the magnetic sheet is laminated, the push the insulating sheet in the recess or the slit is accommodated in the recess or the slit, lead of the planar coil portion, before And a non-contact charging module, characterized in that it is insulated from the magnetic sheet of the conductivity by the insulating sheet.
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。 According to the present invention, it is possible to achieve a reduction in thickness in a state where insulation between the conductive wire and the magnetic sheet is ensured.
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凹部またはスリットと、を備え、前記平面コイル部の導線が前記凹部の側壁及び底面またはスリットの側壁に接触しないように、前記平面コイル部の導線において前記導線が巻回された前記コイル面と前記コイル面の巻き始めの点から前記磁性シートの端部までの導線とが積層する部分は、前記絶縁シートを前記凹部またはスリット内に押し込んで前記凹部または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。 According to the first aspect of the present invention, the planar coil portion on which the conducting wire is wound and the planar coil portion are placed, and the coil surface on the side on which the planar coil portion is placed is opposed to the coil surface via an insulating sheet. A conductive magnetic sheet provided as described above, and a recess or slit provided in the magnetic sheet and extending from the winding start point of the coil surface to an end of the magnetic sheet, the planar coil section as conductors does not contact the side walls and bottom or side wall of the slit of the recess, the magnetic sheet in terms of winding start of the conductive wire is the coil surface that is wound the coil surface in conductors of the planar coil portion a portion where the conductive wire to the end of laminated, the housed an insulating sheet to the recess or the recess or the slit is pushed into the slit, lead of the planar coil portion, said insulating Sea Wherein a conductive magnetic sheet a non-contact charging module, characterized in that it is insulated, while ensuring insulation between the conductor and the magnetic sheet, it is possible to achieve a reduction in thickness by.
請求項2に記載の発明は、前記凹部またはスリットの幅が、前記導線の線径の3倍以上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、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。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、前記導線の線径が0.3mmより小さく、前記絶縁シートの厚みが5〜20μm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、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。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、前記絶縁シートの前記凹部またはスリットに対向する部分に、前記導線の線径よりも小さい貫通孔を開け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。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a non-contact charging module according to the first aspect, wherein a through-hole smaller than the wire diameter of the conducting wire is formed in a portion of the insulating sheet facing the recess or slit. Even when the insulation sheet is not stretchable enough, the conductor is securely stored in the recess due to the elasticity of the insulation sheet, so that the insulation between the conductor and the magnetic sheet is ensured and thin. Can be achieved.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4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。 A fifth aspect of the present invention is a non-contact charging device comprising the non-contact charging module according to any one of the first to fourth aspects, wherein insulation between the conductor and the magnetic sheet is ensured. In this state, it is possible to reduce the thickness.
(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。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an assembly diagram of a contactless charging module according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram of the contactless charging module according to an embodiment of the present invention, (a) is a top view, and (b). Fig. 2 is a cross-sectional view seen from the A direction in Fig. 2A, and Fig. 2C and Fig. 3D are cross-sectional views seen from the B direction in Fig. 2A. FIG. 3 is a conceptual diagram of a magnetic sheet of a contactless charging module according to an embodiment of the present invention, (a) is a top view, (b) is a cross-sectional view as viewed from the A direction in FIG. (c) And (d) is sectional drawing seen from the B direction of Fig.3 (a).
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。
The non-contact charging module 1 of the present invention includes a
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。
As shown in FIG. 1A, the
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。
In addition, since the conducting wires are wound so as to leave a space between each other, the stray capacitance between the upper conducting wire and the lower conducting wire is reduced, and the AC resistance of the
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。
Further, in the present embodiment as shown in FIG. 3, the cross-sectional area is a circular conducting wire, but a conducting wire having a square shape or the like may be used. However, in the case of a circular conductor compared with a rectangular conductor, a gap is formed between adjacent conductors, so that the stray capacitance between the conductors is reduced, and the AC resistance of the
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。
In addition, the
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。
Moreover, in this Embodiment, the inner diameter x inside the
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。
In addition, although the
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の巻き始めから端子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の巻き始めまたは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。
The
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。
In the present embodiment, a Ni—Zn ferrite sheet, a Mn—Zn ferrite sheet, a Mg—Zn ferrite sheet, or the like can be used as the
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。
As shown in FIG. 3, the
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。
It is desirable that the
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。
Accordingly, in the present invention, the
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。
In addition, the
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。
2 and 3 are parallel to one pair of opposing end sides of the rectangular
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。
From the above, the
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。
2 and 3, the
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。
Next, in the case where the
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。 4A and 4B are diagrams of the magnetic sheet and the planar coil portion in which the concave portion is formed according to the embodiment of the present invention. FIG. 4A is a cross-sectional view of the concave portion of the magnetic sheet, and FIG. 4C is a cross-sectional view of the magnetic sheet and the insulating sheet after bonding, and FIG. 4D is a cross-sectional view of the foot of the insulating sheet and the coil. These cross-sectional views are cross-sectional views taken along the line CC of the recess in FIG.
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。
In the present embodiment, since the
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。
In the present embodiment, base materials PET, PEN, acrylic, and polyester are conceivable for acrylic and silicone adhesives. The dimensional expansion / contraction rate is preferably 0.05% to 0.1%. The dimension expansion / contraction rate is expressed by (length after processing−length before processing) / length before processing, and the processing means that the insulating sheet 4 is extended by the
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。 Moreover, when setting it as such a form, it is preferable that the wire diameter of a conducting wire is about 0.3 mm.
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。
In addition, in order to evacuate the air between the recessed
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。
In the present embodiment, the slit width Da1 is 1.34 mm, the thickness Db1 of the
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。
In this way, the conducting wire is accommodated in the
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。
Such a structure is particularly useful for a secondary side non-contact charging module which is a receiving side. That is, in the secondary side non-contact charging module, since the voltage of the current flowing through the coil and the value of the current are relatively small, a thin conductive wire with a wire diameter of 0.25 mm is sufficient. On the other hand, since the housing of the secondary side non-contact charging module itself is desired to be downsized, the distance between the metal closest to the
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。 That is, a flat coil portion in which a conducting wire is wound in a spiral shape, a magnetic sheet provided so as to face the coil surface via an insulating sheet, and a magnetic sheet provided at the beginning or end of winding of the coil surface A recess or slit extending from the point to the end of the magnetic sheet, wherein the magnetic sheet is electrically conductive at least part of the portion where the recess or slit is formed, and the conductive wire passes the insulating sheet into the recess or slit. Since it is pushed in and accommodated in the recess or slit, it is possible to achieve a reduction in thickness while ensuring insulation between the conductor and the magnetic sheet.
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。 In addition, since the width of the concave portion is three times or more the wire diameter of the conductive wire, the conductive wire is surely stored in the concave portion due to the stretchability of the insulating sheet, so that the insulation between the conductive wire and the magnetic sheet is ensured. Thinning can be achieved.
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。 In addition, since the wire diameter is smaller than 0.3 mm and the thickness of the insulating sheet is 5 to 20 μm, the conductive wire is reliably accommodated in the recess due to the stretchability of the insulating sheet, so that the insulation between the conductive wire and the magnetic sheet is possible. It is possible to achieve a reduction in thickness while ensuring the above.
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。 In addition, by opening a through-hole smaller than the wire diameter of the conductive wire in the portion facing the recess or slit of the insulating sheet, the conductive wire can be surely expanded and contracted even when the insulating sheet lacks elasticity. Therefore, thinning can be achieved in a state where insulation between the conductor and the magnetic sheet is ensured.
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。
Next, the case where the
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。 FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a magnetic sheet having a slit and a planar coil portion in the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view of a magnetic sheet having a slit and a planar coil portion in the embodiment of the present invention, and FIG. 6 (a) is a CC line when the concave portion of FIG. 3 (a) is a slit. FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line DD when the concave portion of FIG. 3A is a slit.
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。
The non-contact charging module 1 in the present embodiment includes a
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。
That is, if the
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。
In the present embodiment, the slit width Da2 is 1.34 mm, the
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。
In this way, the conducting wire is accommodated in the
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。
Such a structure is particularly useful for a primary side non-contact charging module which is a transmitting side. That is, in the primary side non-contact charging module, since the voltage of the current flowing through the coil and the value of the current are large, the conducting wire becomes thick with a wire diameter of 0.35 mm. On the other hand, since the housing of the primary side non-contact charging module is large, the distance between the metal closest to the
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。 As described above, the planar coil portion in which the conductive wire is wound in a spiral shape, the magnetic sheet provided so as to face the coil surface via the insulating sheet, the magnetic sheet, the winding start of the coil surface or A first slit extending from the end of winding to the end of the magnetic sheet, and at least part of the portion of the magnetic sheet in which the first slit is formed is conductive, and the insulating sheet includes a first slit. The second slit is provided at a position corresponding to the slit, and the conductive wire is accommodated in the first slit via the insulating sheet, so that the insulation between the conductive wire and the magnetic sheet is ensured and the thickness is reduced. Can be achieved.
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。 In addition, since the width of the recess is more than twice the diameter of the conducting wire, the insulating sheet reliably intervenes between the conducting wire and the magnetic sheet, so that the insulation between the conducting wire and the magnetic sheet is ensured and the thickness is reduced. Can be achieved.
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。 In addition, since the width of the recess is more than twice the thickness of the magnetic sheet, the insulating sheet reliably intervenes between the conductive wire and the magnetic sheet, so that the insulation between the conductive wire and the magnetic sheet is ensured and the thickness is reduced. Can be achieved.
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。 Moreover, since the wire diameter of the conducting wire is smaller than the thickness of the magnetic sheet and the thickness of the insulating sheet is 20 to 50 μm, the insulating sheet reliably intervenes between the conducting wire and the magnetic sheet. Insulation can be ensured and thinning can be achieved.
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。
Further, the
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。 Next, the non-contact charging device provided with the non-contact charging module 1 of the present invention will be described. The non-contact power transmission device includes a charger including a power transmission coil and a magnetic sheet, and a main device including a power receiving coil and a magnetic sheet. The main device is an electronic device such as a mobile phone. The circuit on the charger side includes a rectifying / smoothing circuit unit, a voltage conversion circuit unit, an oscillation circuit unit, a display circuit unit, a control circuit unit, and the power transmission coil. The circuit on the main device side includes the power receiving coil, a rectifier circuit unit, a control circuit unit, and a load L mainly composed of a secondary battery.
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。 The power transmission from the charger to the main device is performed using an electromagnetic induction action between the power transmission coil of the charger on the primary side and the power receiving coil of the main device on the secondary side.
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。 Since the non-contact charging device of the present embodiment includes the non-contact charging module described above, the non-contact charging device is provided in a state in which the cross-sectional area of the planar coil portion is sufficiently secured to improve power transmission efficiency. It can be reduced in size and thickness.
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。 According to the non-contact charging module of the present invention, since the non-contact charging module can be thinned in a state in which the cross-sectional area of the planar coil portion is sufficiently secured, a portable terminal such as a mobile phone or a portable computer, It is useful as a non-contact charging module for various electronic devices such as portable devices such as video cameras.
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)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
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凹部またはスリットと、を備え、
前記平面コイル部の導線が前記凹部の側壁及び底面またはスリットの側壁に接触しないように、前記平面コイル部の導線において前記導線が巻回された前記コイル面と前記コイル面の巻き始めの点から前記磁性シートの端部までの導線とが積層する部分は、前記絶縁シートを前記凹部またはスリット内に押し込んで前記凹部または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。 A planar coil portion wound with a conducting wire;
A magnetic sheet having electrical conductivity provided to place the planar coil portion and to face a coil surface on which the planar coil portion is placed via an insulating sheet;
A recess or a slit provided on the magnetic sheet and extending from the winding start point of the coil surface to the end of the magnetic sheet,
Wherein as conductor of the planar coil portion does not contact the side walls and bottom or side wall of the slit of the recess, the point the wires in wire of the planar coil portion is of winding start of the coil surface and the coil plane wound The part where the conductive wire from the magnetic sheet to the end of the magnetic sheet is stacked is housed in the recess or slit by pushing the insulating sheet into the recess or slit,
The non-contact charging module, wherein the conductive wire of the planar coil portion is insulated from the conductive magnetic sheet by the insulating sheet.
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