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JP2012156280A - Reception side non-contact charging module and reception side non-contact charging apparatus - Google Patents

Reception side non-contact charging module and reception side non-contact charging apparatus Download PDF

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JP2012156280A
JP2012156280A JP2011013619A JP2011013619A JP2012156280A JP 2012156280 A JP2012156280 A JP 2012156280A JP 2011013619 A JP2011013619 A JP 2011013619A JP 2011013619 A JP2011013619 A JP 2011013619A JP 2012156280 A JP2012156280 A JP 2012156280A
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magnet
magnetic sheet
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Kenichiro Tabata
健一郎 田畑
Tokuji Nishino
徳次 西野
Akio Hidaka
晃男 日高
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contact charging module and a non-contact charging apparatus, capable of preventing an adverse effect from a magnet even if a magnet for alignment is used, so as to improve power transmission efficiency, and making the whole module thin while power transmission efficiency is in a state of being improved.SOLUTION: The non-contact charging module and the non-contact charging apparatus comprise: a planar coil part 2 formed by winding a conductor spirally; and a magnetic sheet 3 disposed facing a surface of a coil 21 of the planar coil part 2, wherein the magnetic sheet 3 is formed by laminating a first layer and a second layer, while the first layer contains a high permeability material and the second layer contains a high saturation magnetic flux density material.

Description

本発明は、渦巻状の導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 conductive 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など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.

この携帯端末機器など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).

特開2006−42519号公報JP 2006-42519 A

この種の非接触充電モジュールは1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールとの位置合わせにマグネットが利用されることがある。しかしながら、(特許文献1)のように単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、これらの1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールとの位置合わせのためのマグネットを備えた場合、マグネットの影響を受けてしまう。すなわち、磁性シートは、コイルの下部に設置している金属による渦電流損などのコイルに対する悪影響を抑え、更にコイルのL値を向上させている。しかしながら、マグネットによって、磁性シートの透磁率が低下することで働きが低下してしまう。その結果、金属による渦電流損などのコイルに対する悪影響を抑えることができないとともに、コイルのL値を向上させることもできなかった。   In this type of contactless charging module, a magnet may be used to align the primary side contactless charging module and the secondary side contactless charging module. However, in the non-contact charging module provided with a single flat coil portion and a magnetic sheet with a flat surface as in (Patent Document 1), these primary-side non-contact charging module and secondary-side non-contact charging module If the magnet for positioning is provided, it will be affected by the magnet. That is, the magnetic sheet suppresses adverse effects on the coil such as eddy current loss due to the metal installed in the lower part of the coil, and further improves the L value of the coil. However, the function of the magnetic sheet decreases due to the decrease in the magnetic permeability of the magnetic sheet. As a result, adverse effects on the coil such as eddy current loss due to metal cannot be suppressed, and the L value of the coil cannot be improved.

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、位置合わせのためのマグネットを用いても、マグネットからの悪影響を防止し、電力伝送効率を向上させ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。また、電力伝送効率を向上させた状態でモジュール全体の薄型を達成した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。   Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a non-contact charging module and a non-contact charging device that prevent adverse effects from a magnet and improve power transmission efficiency even when a magnet for alignment is used. With the goal. It is another object of the present invention to provide a non-contact charging module and a non-contact charging device that achieve a thin overall module with improved power transmission efficiency.

上記課題を解決するために本発明は、導線が渦巻き状に巻回された平面コイル部と、前記平面コイル部のコイルの面に対向するように設けられた磁性シートと、を備え、前記磁性シートは、第1の層と第2の層とを積層し、前記第1の層は高透磁率材料を含み、前記第2の層は高飽和磁束密度材を含む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 includes a planar coil portion in which a conductive wire is wound in a spiral shape, and a magnetic sheet provided so as to face a coil surface of the planar coil portion. The sheet is formed by laminating a first layer and a second layer, the first layer includes a high permeability material, and the second layer includes a high saturation magnetic flux density material. A charging module was used.

本発明によれば、位置合わせのためのマグネットを用いても、マグネットからの悪影響を防止し、電力伝送効率を向上させ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ができる。また、電力伝送効率を向上させた状態でモジュール全体の薄型を達成した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ができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it uses the magnet for alignment, the non-contact charging module and non-contact charging apparatus which prevent the bad influence from a magnet and improve electric power transmission efficiency can be provided. In addition, it is possible to provide a non-contact charging module and a non-contact charging device that achieve thinness of the entire module with improved power transmission efficiency.

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Assembly drawing of the non-contact charging module in the embodiment of the present invention 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The conceptual diagram of the non-contact charge module in embodiment of this invention 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The conceptual diagram of the magnetic sheet of the non-contact charge module in embodiment of this invention 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The conceptual diagram of the magnetic sheet of the non-contact charge module in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における磁石の有無及び積層の有無によるコイルのL値を示す図The figure which shows the L value of the coil by the presence or absence of a magnet and the presence or absence of lamination | stacking in embodiment of this invention 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The conceptual diagram of the magnetic sheet of the non-contact charge module in embodiment of this invention 本実施の形態の非接触充電モジュールにおいて位置合わせにマグネットを利用する場合としない場合におけるコイルのL値と中央部の厚みの関係を示す図The figure which shows the relationship between the L value of a coil, and the thickness of a center part when not using a magnet for position alignment in the non-contact charging module of this Embodiment 本発明の実施の形態における非接触充電モジュールのコイルとマグネットの断面図Sectional drawing of the coil and magnet of the non-contact charge module in embodiment of this invention コイルの内径とコイルのL値の関係を示す図The figure which shows the relationship between the inner diameter of a coil and the L value of a coil

請求項1に記載の発明は、導線が渦巻き状に巻回された平面コイル部と、前記平面コイル部のコイルの面に対向するように設けられた磁性シートと、を備え、前記磁性シートは、第1の層と第2の層とを積層し、前記第1の層は高透磁率材料を含み、前記第2の層は高飽和磁束密度材を含むことを特徴とする非接触充電モジュールであり、位置合わせのためのマグネットを用いても、マグネットからの悪影響を防止し、電力伝送効率を向上させ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ができる。また、電力伝送効率を向上させた状態でモジュール全体の薄型を達成した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ができる。   The invention according to claim 1 includes a planar coil portion in which a conducting wire is wound in a spiral shape, and a magnetic sheet provided so as to face a coil surface of the planar coil portion, A non-contact charging module, wherein a first layer and a second layer are laminated, the first layer includes a high permeability material, and the second layer includes a high saturation magnetic flux density material. Even if a magnet for alignment is used, it is possible to provide a non-contact charging module and a non-contact charging device that prevent adverse effects from the magnet and improve power transmission efficiency. In addition, it is possible to provide a non-contact charging module and a non-contact charging device that achieve thinness of the entire module with improved power transmission efficiency.

請求項2に記載の発明は、前記磁性シートの積層方向において、前記第2の層の厚みは、前記第1の層の厚みの約3倍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り、コイルのL値を向上させることができるとともに、薄型化を達成することができる。   The invention according to claim 2 is characterized in that, in the stacking direction of the magnetic sheets, the thickness of the second layer is about three times the thickness of the first layer. This is a non-contact charging module, which can improve the L value of the coil and achieve a reduction in thickness.

請求項3に記載の発明は、前記磁性シートの厚みは、約600μmであることを特徴とする請求項2に記載の非接触充電モジュールであり、コイルのL値を向上させることができるとともに、薄型化を達成することができる。   The invention according to claim 3 is the non-contact charging module according to claim 2, wherein the magnetic sheet has a thickness of about 600 μm, and can improve the L value of the coil, Thinning can be achieved.

請求項4に記載の発明は、前記第1の層は、アモルファス磁性シートからな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り、第1の層を更に薄型化することができる。   The invention according to claim 4 is the non-contact charging module according to claim 1, wherein the first layer is made of an amorphous magnetic sheet, and the first layer can be further thinned. it can.

請求項5に記載の発明は、前記第2の層が、前記平面コイル部と対向す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り、電流損を抑え、交流抵抗が低下することができる。   The invention according to claim 5 is the non-contact charging module according to claim 1, wherein the second layer is opposed to the planar coil portion, and suppresses current loss and reduces AC resistance. can do.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれかひとつに記載の非接触充電モジュールに備えられた平面コイル部を、送電用コイルまたは受電用コイルの少なくともいずれかひとつに用いたことを特徴とする非接触充電機器であって、位置合わせのためのマグネットを用いても、マグネットからの悪影響を防止し、電力伝送効率を向上させる非接触充電機器を提供することができる。また、電力伝送効率を向上させた状態でモジュール全体の薄型を達成した非接触充電機器を提供することができる。   The invention according to claim 6 uses the planar coil portion provided in the non-contact charging module according to any one of claims 1 to 5 as at least one of a power transmission coil or a power reception coil. Thus, even when a magnet for alignment is used, a non-contact charging device that prevents adverse effects from the magnet and improves power transmission efficiency can be provided. In addition, it is possible to provide a non-contact charging device that achieves a thin overall module with improved power transmission efficiency.

(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。図4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4(a)のA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). 4A and 4B are conceptual diagrams of the magnetic sheet of the contactless charging module according to the embodiment of the present invention, where FIG. 4A is a top view and FIG. 4B is a cross-sectional view as viewed from the A direction in FIG. .

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 planar coil portion 2 in which a conductive wire is wound in a spiral shape, and a magnetic sheet 3 provided so as to face the surface of the coil 21 of the planar coil portion 2.

図1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. 1, the planar coil portion 2 includes a coil 21 in which a conductor is wound in a radial direction so as to draw a vortex on the surface, and terminals 22 and 23 provided at both ends of the coil 21. The coil 21 is obtained by winding a conductive wire in parallel on a plane, and a surface formed by the coil is called a coil surface. In addition, the thickness direction is a stacking direction of the planar coil portion 2 and the magnetic sheet 3. In the present embodiment, the coil 21 is wound outward from an inner diameter of 20 mm in diameter, and the outer diameter is 30 mm. That is, the coil 21 is wound in a donut shape. The coil 21 may be wound in a circular shape or may be wound in a polygonal shape.

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 coil 21 can be kept small. Moreover, the thickness of the coil 21 can be suppressed by winding so that space may be packed.

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 coil 21 is reduced. Can do.

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 coil 21 is wound in one stage rather than being wound in two stages in the thickness direction, so that the alternating current resistance of the coil 21 is lowered and transmission efficiency can be increased. This is because when a conducting wire is wound in two stages, stray capacitance is generated between the upper conducting wire and the lower conducting wire. Therefore, it is better to wind as many portions as possible in one stage, rather than winding the entire coil 21 in two stages. Moreover, it can reduce in thickness as the non-contact charge module 1 by winding in 1 step | paragraph. In addition, the loss in the coil 21 is prevented because the alternating current resistance of the coil 21 is low, and the power transmission efficiency of the contactless charging module 1 depending on the L value can be improved by improving the L value.

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 coil 21 shown in FIG. 1 is 10 mm-20 mm, and an outer diameter is about 30 mm. As the inner diameter x is smaller, the number of turns of the coil 21 can be increased in the contactless charging module 1 of the same size, and the L value can be improved.

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 terminals 22 and 23 may be close to each other or may be arranged apart from each other, the non-contact charging module 1 is easier to mount if they are arranged apart.

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、直線凹部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。直線凹部33はスリット34であってもよいし、直線凹部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、直線凹部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までの導線を直線凹部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、直線凹部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。このように直線凹部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、直線凹部33またはスリット34の長さは約15mm〜20mmである。ただし、直線凹部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、直線凹部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、直線凹部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、直線凹部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、直線凹部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、直線凹部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、コイル21の巻き終わりから端子22または23までの部分とが、必ず厚さ方向において重なってしまう。従って、その重なる部分に直線凹部33またはスリット34を設ければよい。直線凹部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。直線凹部33である場合、図4に示すように断面形状が方形状となるような直線凹部33に限定されず、円弧状や、丸みを帯びてもよい。   The magnetic sheet 3 is provided in order to improve the power transmission efficiency of non-contact charging using electromagnetic induction action, and corresponds to the flat portion 31 and the inner diameter of the coil 21 at the center as shown in FIG. The center part 32 to perform and the linear recessed part 33 are provided. In addition, as shown in FIG. 3, the center part 32 does not necessarily need to be convex. The linear recess 33 may be a slit 34, and the linear recess 33 or the slit 34 is not always necessary. However, as shown in FIGS. 2 (c) and 2 (d), by providing the linear recess 33 or slit 34, the conducting wire from the end of winding of the coil 21 to the terminal 23 can be accommodated in the linear recess 33 or slit 34. Can be made thinner. That is, the linear concave portion 33 or the slit 34 is formed so as to be substantially perpendicular to the end portion of the magnetic sheet 3 and to overlap the tangent line on the outer periphery of the central portion 32. By forming the linear recess 33 or the slit 34 in this way, the terminals 22 and 23 can be formed without bending the conducting wire. In this case, the length of the linear recess 33 or the slit 34 is about 15 mm to 20 mm. However, the length of the linear recess 33 or the slit 34 depends on the inner diameter of the coil 21. Further, the linear concave portion 33 or the slit 34 may be formed at a portion where the end of the magnetic sheet 3 and the outer periphery of the central portion 32 are closest. Thereby, the formation area of the linear recessed part 33 or the slit 34 can be suppressed to the minimum, and the transmission efficiency of the non-contact charging module 1 can be improved. In this case, the length of the linear recess 33 or the slit 34 is about 5 mm to 10 mm. In either arrangement, the inner end of the linear recess 33 or the slit 34 is connected to the center 32. Further, the linear recess 33 or the slit 34 may be arranged in another manner. That is, it is desirable that the coil 21 has a one-stage structure as much as possible. In that case, all the turns in the radial direction of the coil 21 are made into a one-stage structure, or one part is made into a one-stage structure and the other part is made into a two-stage structure It is possible to do. Therefore, one of the terminals 22 and 23 can be pulled out from the outer periphery of the coil 21, but the other must be pulled out from the inside. Accordingly, the portion around which the coil 21 is wound and the portion from the end of winding of the coil 21 to the terminal 22 or 23 always overlap in the thickness direction. Accordingly, the linear recess 33 or the slit 34 may be provided in the overlapping portion. If it is the linear recessed part 33, since a through-hole and a slit are not provided in the magnetic sheet 3, it can prevent that a magnetic flux leaks and can improve the electric power transmission efficiency of the non-contact charge module 1. FIG. On the other hand, in the case of the slit 34, the magnetic sheet 3 can be easily formed. In the case of the linear concave portion 33, it is not limited to the linear concave portion 33 having a square cross section as shown in FIG. 4, and may be arcuate or rounded.

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 magnetic sheet 3. The ferrite sheet can reduce the AC resistance of the coil 21 as compared with the amorphous metal magnetic sheet.

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 magnetic sheet 3 has at least a high saturation magnetic flux density material 3a and a high magnetic permeability material 3b laminated. Even when the high saturation magnetic flux density material 3a and the high magnetic permeability material 3b are not laminated, it is preferable to use the high saturation magnetic flux density material 3a having a saturation magnetic flux density of 350 mT or more and a thickness of at least 300 μm.

また、高飽和磁束密度材3aと高透磁率材3bとのどちらが平面コイル部2に近い側となってもよいが、図3などに示すように、高飽和磁束密度材3aが平面コイル部2に近い方がよい。このような構成とすることによって、平面コイル部2の交流抵抗が低下させることができる。その結果、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, either the high saturation magnetic flux density material 3a or the high magnetic permeability material 3b may be closer to the planar coil portion 2, but as shown in FIG. It is better to be near. By setting it as such a structure, the alternating current resistance of the planar coil part 2 can be reduced. As a result, the power transmission efficiency of the non-contact charging module 1 can be improved.

また、本実施の形態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、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いる。なお、コイル21を構成する導線の直径とほぼ同一とし、最低限の深さでしか直線凹部33を形成しないようにするとよい。これは、直線凹部33が深くなるほど直線凹部33部分の磁性シート3が薄くなるため、非接触充電モジュール1の伝送効率を下げてしまうからである。   In the present embodiment, the magnetic sheet 3 is about 33 mm × 33 mm. The thickness d1 of the center part 32 shown in FIG.2 (c) is 0.2 mm. Further, d2 shown in FIG. 3C is the thickness of the magnetic sheet 3, which is 0.6 mm, d3 is 0.15 mm, and d4 is 0.45 mm, the magnetic sheet 3, the high saturation magnetic flux density material 3a, The thickness of each of the high magnetic permeability materials 3b is set. In addition, it is good to make it substantially the same as the diameter of the conducting wire which comprises the coil 21, and to form the linear recessed part 33 only with the minimum depth. This is because the transmission efficiency of the non-contact charging module 1 is lowered because the magnetic sheet 3 in the linear concave portion 33 becomes thinner as the linear concave portion 33 becomes deeper.

次に、なぜ磁性シート3を多層構造とするのかを説明する。   Next, why the magnetic sheet 3 has a multilayer structure will be described.

一般的に、非接触充電モジュール1は1次側非接触充電モジュール(送信側非接触充電モジュール)と2次側非接触充電モジュール(受信側非接触充電モジュール)との位置合わせにマグネットが利用される場合と、そうでない場合とがある。そして、非接触充電モジュール1はそのどちらの場合においても安定した動作が要求される。なお、マグネットは一般的に1次側非接触充電モジュールに搭載され、マグネットが2次側非接触充電モジュールの磁性シート3を主に引き寄せることで位置合わせができる。   In general, the contactless charging module 1 uses a magnet for positioning the primary side contactless charging module (transmitting side contactless charging module) and the secondary side contactless charging module (receiving side contactless charging module). There are cases where it is not and cases where it is not. The non-contact charging module 1 is required to operate stably in either case. The magnet is generally mounted on the primary side non-contact charging module, and the magnet can be aligned by mainly pulling the magnetic sheet 3 of the secondary side non-contact charging module.

このとき、マグネットの影響によって、マグネットを位置合わせとして使用する場合と使用しない場合とで非接触充電モジュール1のコイル21のL値が大幅に変化する。これは、マグネットが存在することで1次側、2次側非接触充電モジュール間の磁束を妨げてしまうからである。従って、マグネットがある場合、非接触充電モジュール1のコイル21のL値が大幅に減少する。このマグネットによる影響を抑えるために、磁性シート3は高飽和磁束密度材3aを備える。高飽和磁束密度材3aは磁場が強くなっても磁束が飽和しにくいため、マグネットの影響を受けにくく、マグネットが使用されている際のコイル21のL値を向上させることができる。   At this time, due to the influence of the magnet, the L value of the coil 21 of the non-contact charging module 1 varies greatly depending on whether the magnet is used for alignment or not. This is because the presence of the magnet obstructs the magnetic flux between the primary side and secondary side non-contact charging modules. Therefore, when there is a magnet, the L value of the coil 21 of the non-contact charging module 1 is greatly reduced. In order to suppress the influence of this magnet, the magnetic sheet 3 includes a high saturation magnetic flux density material 3a. Since the high saturation magnetic flux density material 3a is less likely to be saturated with the magnetic field even if the magnetic field becomes strong, the high saturation magnetic flux density material 3a is hardly affected by the magnet, and can improve the L value of the coil 21 when the magnet is used.

しかしながら、高飽和磁束密度材3aは一般的に高い透磁率を得ることができないため、位置合わせのマグネットが使用されない場合、コイル21のL値が高透磁率材3bに比べ低くなる。従って、高飽和磁束密度材3aに高透磁率材3bを積層して磁性シート3を構成する。すなわち、高透磁率材3bは磁界を強めることができるため、コイル21のL値を向上させることができる。これにより、マグネットがない場合においても、高透磁率材3bによってコイル21のL値を向上させることができる。   However, since the high saturation magnetic flux density material 3a generally cannot obtain a high magnetic permeability, when the alignment magnet is not used, the L value of the coil 21 is lower than that of the high magnetic permeability material 3b. Accordingly, the magnetic sheet 3 is configured by laminating the high permeability material 3b on the high saturation magnetic flux density material 3a. That is, since the high magnetic permeability material 3b can strengthen the magnetic field, the L value of the coil 21 can be improved. Thereby, even when there is no magnet, the L value of the coil 21 can be improved by the high magnetic permeability material 3b.

高飽和磁束密度材3aは、フェライトシートであり、透磁率は250以上、飽和磁束密度は一般的に約340mTである。厚みは400μ〜500μmであり、本実施の形態においては約450μmである。本実施の形態では、例えばMn−Zn系材料が好適であり、薄くても高い透磁率を実現するものが好ましい。   The high saturation magnetic flux density material 3a is a ferrite sheet, the magnetic permeability is 250 or more, and the saturation magnetic flux density is generally about 340 mT. The thickness is 400 μm to 500 μm, and is about 450 μm in the present embodiment. In the present embodiment, for example, a Mn—Zn-based material is preferable, and a material that realizes high magnetic permeability even when thin is preferable.

高透磁率材3bは、フェライトシートであり、透磁率は3000以上、飽和磁束密度は約300mTである。厚みは100μ〜200μmであり、本実施の形態においては約150μmである。厚みが100μ〜200μm程度あれば、コイル21のL値を向上させることができる。本実施の形態では、例えばMn−Zn系材料が好適であり、非接触充電モジュールの近くにマグネットが存在しても、磁性シート3としてコイル21のL値を大きく変化させないものが好ましい。   The high magnetic permeability material 3b is a ferrite sheet, the magnetic permeability is 3000 or more, and the saturation magnetic flux density is about 300 mT. The thickness is 100 μm to 200 μm, and in the present embodiment is about 150 μm. If the thickness is about 100 μm to 200 μm, the L value of the coil 21 can be improved. In the present embodiment, for example, a Mn—Zn-based material is suitable, and a magnetic sheet 3 that does not greatly change the L value of the coil 21 even when a magnet is present near the non-contact charging module is preferable.

このように、磁性シート3の積層方向において、高飽和磁束密度材3aが高透磁率材3bの厚みの約3倍であることによって、コイル21のL値を向上させることができるとともに、薄型化を達成することができる。すなわち、限られた薄さのなかで高飽和磁束密度材3a及び高透磁率材3bそれぞれの効果を奏するためには、上記のような比の厚さで積層することが望ましい。更に、磁性シート3の厚みが、約600μmであることで、コイル21のL値を向上させることができるとともに、更なる薄型化を達成することができる。   Thus, in the laminating direction of the magnetic sheet 3, the high saturation magnetic flux density material 3a is about three times the thickness of the high magnetic permeability material 3b, whereby the L value of the coil 21 can be improved and the thickness is reduced. Can be achieved. That is, in order to achieve the effects of the high saturation magnetic flux density material 3a and the high magnetic permeability material 3b within a limited thickness, it is desirable to stack the layers with the thicknesses as described above. Furthermore, when the thickness of the magnetic sheet 3 is about 600 μm, the L value of the coil 21 can be improved and further reduction in thickness can be achieved.

なお、非接触充電モジュール1の薄型化、小型化を考慮しなければ、高飽和磁束密度材3aは500μm以上であってもいいし、高透磁率材3bは200μm以上であってもよい。しかしながら、高飽和磁束密度材3aを約450μm、高透磁率材3bを約150μmとすることによって、薄型化を達成しつつ、高飽和磁束密度材3aと高透磁率材3bそれぞれの効果を得ることができる。   Note that the high saturation magnetic flux density material 3a may be 500 μm or more, and the high magnetic permeability material 3b may be 200 μm or more, if thinning and miniaturization of the non-contact charging module 1 are not taken into consideration. However, by making the high saturation magnetic flux density material 3a about 450 μm and the high magnetic permeability material 3b about 150 μm, the respective effects of the high saturation magnetic flux density material 3a and the high magnetic permeability material 3b can be obtained while achieving a reduction in thickness. Can do.

なお、磁性シート3は、高飽和磁束密度材3a、高透磁率材3bそれぞれを焼成した後に接着シートによって積層してもよいし、高飽和磁束密度材3a、高透磁率材3bそれぞれの成形体を積層した後に焼成して積層してもよい。   The magnetic sheet 3 may be laminated with an adhesive sheet after firing the high saturation magnetic flux density material 3a and the high magnetic permeability material 3b, or a molded body of each of the high saturation magnetic flux density material 3a and the high magnetic permeability material 3b. After laminating, it may be baked and laminated.

また、高透磁率材3bは高飽和磁束密度材3aの全表面に積層しなくてもよい。すなわち、コイル21と対向する部分にのみ形成、もしくはコイル21の内周円の中に形成してもよい。   Further, the high magnetic permeability material 3b may not be laminated on the entire surface of the high saturation magnetic flux density material 3a. That is, it may be formed only at a portion facing the coil 21 or may be formed in the inner circumference of the coil 21.

更に、高透磁率材3bはアモルファス磁性シートであってもよい。この場合、厚みを80μ〜100μmとすることができ、セラミックを使用するよりも薄型化させることができる。ただし、アモルファス磁性シートを使うと渦電流損が発生し、コイル21の交流抵抗が上昇してしまう。対して、セラミックスの磁性シートを使うと、交流抵抗を抑えることができ、充電効率を上昇させることができる。   Further, the high magnetic permeability material 3b may be an amorphous magnetic sheet. In this case, the thickness can be set to 80 μm to 100 μm, and can be made thinner than the use of ceramic. However, when an amorphous magnetic sheet is used, eddy current loss occurs, and the AC resistance of the coil 21 increases. On the other hand, when a ceramic magnetic sheet is used, AC resistance can be suppressed and charging efficiency can be increased.

図5は、本発明の実施の形態における磁石の有無及び積層の有無によるコイルのL値を示す図である。なお、このとき、高飽和磁束密度材3aと高透磁率材3bとを積層して600μmの磁性シート3と、高飽和磁束密度材のみで600μmの磁性シート3とで比較している。図5に示すとおり、マグネットを位置合わせとして使用した場合は、どちらの場合もL値が変わらない。しかしながら、マグネットを位置合わせとして使用しない場合は、高飽和磁束密度材3aと高透磁率材3bとを積層した磁性シート3の方が、L値が大きくなる。なお、一般に非接触充電モジュール1としては、L値が15〜35μHであることが求められる。すなわち、L値が35μH以上となると、磁界が強すぎて交流抵抗が大きくなり、コイル21における発熱量が大きくなってしまう。また、L値が15μH以下となると、磁界が弱すぎて電力伝送が不可能となる。ただし、磁石が位置合わせのために使用される際はL値が非常に低下してしまうため、L値は8〜35μHであることが求められる。   FIG. 5 is a diagram showing the L value of the coil depending on the presence / absence of a magnet and the presence / absence of lamination in the embodiment of the present invention. At this time, the high saturation magnetic flux density material 3a and the high magnetic permeability material 3b are laminated to compare the magnetic sheet 3 of 600 μm with the magnetic sheet 3 of 600 μm using only the high saturation magnetic flux density material. As shown in FIG. 5, when the magnet is used for alignment, the L value does not change in either case. However, when the magnet is not used for alignment, the magnetic sheet 3 in which the high saturation magnetic flux density material 3a and the high magnetic permeability material 3b are laminated has a larger L value. In general, the contactless charging module 1 is required to have an L value of 15 to 35 μH. That is, when the L value is 35 μH or more, the magnetic field is too strong, the AC resistance increases, and the amount of heat generated in the coil 21 increases. On the other hand, when the L value is 15 μH or less, the magnetic field is too weak to transmit power. However, when the magnet is used for alignment, the L value is very low, so the L value is required to be 8 to 35 μH.

次に、磁性シート3の中心部の厚みについて説明する。図6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、中心部32が凹部形状または貫通孔となっている。図2のように中心部32は凸形状であることでコイル21の磁束密度を向上させ、非接触充電モジュール1の伝送効率を向上させる。   Next, the thickness of the central part of the magnetic sheet 3 will be described. FIG. 6 is a conceptual diagram of the magnetic sheet of the contactless charging module according to the embodiment of the present invention, and the central portion 32 has a concave shape or a through hole. As shown in FIG. 2, the central portion 32 has a convex shape, thereby improving the magnetic flux density of the coil 21 and improving the transmission efficiency of the contactless charging module 1.

しかしながら、中心部32を凹部形状または貫通孔とするような穴部を設けることで、マグネットの影響を小さくすることができる。以下にその理由を説明する。   However, the influence of the magnet can be reduced by providing a hole portion in which the central portion 32 has a concave shape or a through hole. The reason will be described below.

前述したように、非接触充電モジュール1は1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールとの位置合わせにマグネットが利用される場合と、そうでない場合とがある。そして、マグネットが存在することで1次側、2次側非接触充電モジュール間の磁束を妨げてしてしまうため、マグネットがある場合に非接触充電モジュール1のコイル21のL値が大幅に減少する。また、コイル21は非接触充電モジュール1において図示しないコンデンサを用いてLC共振回路をつくる。このとき、マグネットを位置合わせに利用する場合と利用しない場合とでL値が大幅に変化すると、コンデンサとの共振周波数も大幅に変化してしまう。この共振周波数は、1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールとの電力伝送に用いられるため、マグネットの有無によって共振周波数が大幅に変化すると正しく電力伝送ができなくなってしまう。   As described above, the contactless charging module 1 may or may not use a magnet for positioning the primary side contactless charging module and the secondary side contactless charging module. In addition, since the magnets interfere with the magnetic flux between the primary side and secondary side non-contact charging modules, the L value of the coil 21 of the non-contact charging module 1 is greatly reduced when there is a magnet. To do. The coil 21 forms an LC resonance circuit using a capacitor (not shown) in the non-contact charging module 1. At this time, if the L value changes significantly depending on whether the magnet is used for alignment or not, the resonance frequency with the capacitor also changes significantly. Since this resonance frequency is used for power transmission between the primary side non-contact charging module and the secondary side non-contact charging module, if the resonance frequency changes greatly depending on the presence or absence of a magnet, power transmission cannot be performed correctly.

従って、マグネットを位置合わせに利用する場合と利用しない場合との共振周波数を近い値とするために、マグネットを位置合わせに利用する場合と利用しない場合でのコイル21のL値を近い値とすることが必要である。   Accordingly, in order to make the resonance frequency close to when the magnet is used for alignment and when not used, the L value of the coil 21 when the magnet is used for alignment and when not used is set to a close value. It is necessary.

図7は、本実施の形態の非接触充電モジュールにおいて位置合わせにマグネットを利用する場合としない場合におけるコイルのL値と中央部の厚みの関係を示す図である。なお、くり抜きの度合いとは、0%は中心部32を凹型形状とせずに平坦図であることを示し、100%とは中心部32を貫通孔としていることを示す。図7に示す通り、磁石を利用しない場合では、磁性シート3の中心部32を薄くするほど、コイル21の磁界が小さくなってL値が減少する。対して、磁石を利用する場合では、磁性シート3の中心部32を薄くするほど、磁性シート3とマグネットとの積層方向の距離が大きくなるため、マグネットの影響が小さくなり、コイル21の磁界が大きくなってL値が上昇する。そして、中心部32を貫通孔に形成した場合が最もL値が近づく。すなわち、中心部32を貫通孔とすることによって、位置合わせに利用するマグネットの影響を最小限に抑えることができる。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the L value of the coil and the thickness of the central portion when the magnet is used for alignment in the non-contact charging module of the present embodiment. The degree of hollowing out indicates that 0% is a flat view without forming the central portion 32 into a concave shape, and 100% indicates that the central portion 32 is a through hole. As shown in FIG. 7, when the magnet is not used, the magnetic field of the coil 21 becomes smaller and the L value decreases as the central portion 32 of the magnetic sheet 3 is made thinner. On the other hand, in the case of using a magnet, the thinner the central portion 32 of the magnetic sheet 3 is, the larger the distance in the stacking direction between the magnetic sheet 3 and the magnet is, so the influence of the magnet is reduced and the magnetic field of the coil 21 is reduced. It becomes larger and the L value rises. And when the center part 32 is formed in the through hole, the L value is closest. That is, by using the central portion 32 as a through hole, the influence of the magnet used for alignment can be minimized.

また、マグネットは磁性シート3と引き合うことによって位置合わせを行うため、中央部にある程度の厚みがあるほうが位置合わせの精度が向上する。特に、くり抜きの度合いを60%以上にすると、位置合わせの精度が落ちる。従って、くり抜きの度合いを40〜60%とすることによって、マグネットを位置合わせに利用する場合と利用しない場合でのコイル21のL値を近い値とすると同時に、マグネットの位置合わせの効果も十分に得ることができる。すなわち、マグネットと磁性シート3の中央部32が引き合い、お互いの中心どうしを位置合せできる。なお、本実施の形態では約50%としており、最も効果的に双方の効果を得ることができる。また、半分程度厚みを残すことを、貫通孔を形成した後に貫通孔内に磁性体を半分の深さまで充填してもよい。   Further, since the magnet is aligned with the magnetic sheet 3, the accuracy of alignment is improved when the central portion has a certain thickness. In particular, when the degree of cutout is 60% or more, the alignment accuracy is lowered. Therefore, by setting the degree of hollowing to 40 to 60%, the L value of the coil 21 when the magnet is used for positioning and when not used is made close to the value, and at the same time, the effect of magnet positioning is sufficient. Obtainable. That is, the magnet and the central portion 32 of the magnetic sheet 3 are attracted so that the centers can be aligned with each other. In this embodiment, it is about 50%, and both effects can be obtained most effectively. Further, to leave about half the thickness, after the through hole is formed, the through hole may be filled with a magnetic material to a half depth.

また、磁性シート3は高飽和磁束密度材3aと高透磁率材3bを積層してもいいので、例えば一方の中心部32を平坦に形成し、他方の中心部32に貫通孔に形成して、磁性シート3として中心部32を凹型形状に形成してもよい。また、凹部、または貫通孔の直径は、コイルの内径よりも小さくするとよい。凹部または貫通孔の直径をコイルの内径と略同一(コイルの内径よりも0〜2mm小さい)とすることで、コイルの内周円内の磁界を高めることができる。   The magnetic sheet 3 may be formed by laminating a high saturation magnetic flux density material 3a and a high magnetic permeability material 3b. For example, one central portion 32 is formed flat and the other central portion 32 is formed as a through hole. The central portion 32 may be formed in a concave shape as the magnetic sheet 3. The diameter of the recess or the through hole is preferably smaller than the inner diameter of the coil. By making the diameter of the recess or the through hole substantially the same as the inner diameter of the coil (0 to 2 mm smaller than the inner diameter of the coil), the magnetic field in the inner circumference of the coil can be increased.

また、凹部または貫通孔の直径をコイルの内径よりも小さくして(コイルの内径よりも2〜8mm小さい)階段状にすることで、階段状の外側は位置合わせのために利用でき、内側はマグネットを位置合わせに利用する場合と利用しない場合でのコイル21のL値を近い値とするために利用できる。また、凹部または貫通孔は、マグネットのサイズよりも大きくするとよい。   Further, by making the diameter of the recess or the through hole smaller than the inner diameter of the coil (2 to 8 mm smaller than the inner diameter of the coil), the outer side of the step can be used for alignment, This can be used to make the L value of the coil 21 close to when the magnet is used for alignment and when it is not used. Moreover, it is good for a recessed part or a through-hole to be larger than the size of a magnet.

更に、凹部または貫通孔の上面の形状は、コイル21の内側円の形状と同一であることにより、マグネットと磁性シート3の中央部32がバランスよく引き合い、お互いの中心どうしの位置合せが精度よくできる。   Furthermore, since the shape of the upper surface of the recess or the through hole is the same as the shape of the inner circle of the coil 21, the magnet and the central portion 32 of the magnetic sheet 3 attract each other in a well-balanced manner, and the mutual alignment between the centers is accurate. it can.

凹部または貫通孔のすべての端部は、コイル21の内径から等距離であることにより、マグネットと磁性シート3の中央部32がバランスよく引き合い、お互いの中心どうしの位置合せが更に精度よくできる。   Since all the end portions of the recesses or the through holes are equidistant from the inner diameter of the coil 21, the magnet and the central portion 32 of the magnetic sheet 3 are attracted in a balanced manner, and the mutual alignment between the centers can be performed with higher accuracy.

次に、マグネットのサイズとコイル21の内径のサイズとの関係について説明する。図8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コイルとマグネットの断面図である。図9は、コイルの内径とコイルのL値の関係を示す図である。   Next, the relationship between the size of the magnet and the size of the inner diameter of the coil 21 will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view of the coil and magnet of the contactless charging module according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the inner diameter of the coil and the L value of the coil.

1次側非接触充電モジュール41と2次側非接触充電モジュール42が対向している。平面状に巻回されたコイル21のうち、1次側用コイル21aと2次側コイル21bは対向している。コイル21a、21bのうち、最も強く磁界を発生する部分が内側部分211、212である。各内側部分211、212はそれぞれ対向している。従って、図8(a)のようにマグネット30が内側部分211、212と対向する部分の間にマグネット30が存在すると、マグネット30が内側部分211、212の間の磁界を妨げ、非接触充電モジュール1の電力伝送効率を低下させてしまう。しかしながら、図8(b)のようにマグネット30がコイル21a、21bの内周円よりも小さいと、位置合わせされることによって内側部分211、212とが対向する部分の間にはマグネット30が存在しない。従って、マグネット30が内側部分211、212の間の磁界を妨げ、非接触充電モジュール1の電力伝送効率を低下させてしまうことがない。   The primary side non-contact charging module 41 and the secondary side non-contact charging module 42 face each other. Of the coil 21 wound in a planar shape, the primary side coil 21a and the secondary side coil 21b face each other. Of the coils 21a and 21b, the inner portions 211 and 212 are the portions that generate the strongest magnetic field. The inner portions 211 and 212 are opposed to each other. Therefore, when the magnet 30 exists between the portions where the magnet 30 faces the inner portions 211 and 212 as shown in FIG. 8A, the magnet 30 prevents the magnetic field between the inner portions 211 and 212, and the non-contact charging module. 1 power transmission efficiency will be reduced. However, when the magnet 30 is smaller than the inner circumferential circle of the coils 21a and 21b as shown in FIG. 8B, the magnet 30 is present between the portions facing the inner portions 211 and 212 when aligned. do not do. Therefore, the magnet 30 does not hinder the magnetic field between the inner portions 211 and 212, and the power transmission efficiency of the contactless charging module 1 is not reduced.

例えばマグネット30が円形の場合、以下のようになる。すなわち、マグネット30の外径とコイル21の内径とが同一である場合、マグネット30を最大限に大きくすることができるので、1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールとの位置合わせの精度が向上できる。また、コイル21の内径を最小にすることができるので、コイル21の巻き数が増大してL値を向上させることができる。また、マグネット30の外径がコイル21の内径よりも小さい場合、位置合わせの精度にばらつきがあっても内側部分211、212が対向する部分の間にはマグネット30が存在しないようにすることができる。このとき、マグネット30の外径がコイル21の内径の80%〜95%であることによって、位置合わせの精度にばらつきにも十分対応でき、更に1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールとの位置合わせの精度が向上できる。また、コイル21の巻き数も確保することができる。これは、平面コイル部2に平行な面において、マグネット30の面積は、平面コイル部2の内側円の面積の80%〜95%であることを意味する。   For example, when the magnet 30 is circular, it is as follows. That is, when the outer diameter of the magnet 30 and the inner diameter of the coil 21 are the same, the magnet 30 can be maximized, so the positions of the primary-side non-contact charging module and the secondary-side non-contact charging module. The alignment accuracy can be improved. Further, since the inner diameter of the coil 21 can be minimized, the number of turns of the coil 21 can be increased and the L value can be improved. Further, when the outer diameter of the magnet 30 is smaller than the inner diameter of the coil 21, the magnet 30 may not be present between the portions where the inner portions 211 and 212 face each other even if the alignment accuracy varies. it can. At this time, since the outer diameter of the magnet 30 is 80% to 95% of the inner diameter of the coil 21, it can sufficiently cope with variations in alignment accuracy, and further, the primary side non-contact charging module and the secondary side non-contact. The accuracy of alignment with the charging module can be improved. Further, the number of turns of the coil 21 can be ensured. This means that, in a plane parallel to the planar coil portion 2, the area of the magnet 30 is 80% to 95% of the area of the inner circle of the planar coil portion 2.

更に、図9に示すように、マグネット30のサイズ及びコイル21の外径を一定にした場合、コイル21の巻き数を減らしてコイル21の内径を大きくしていくと、マグネット30のコイル21に対する影響が小さくなる。すなわち、マグネット30を1次側非接触充電モジュールと2次側非接触充電モジュールとの位置合わせに利用する場合と利用しない場合におけるコイル21のL値が近い値となる。従って、マグネット30を使用するときと使用しないときとの共振周波数が非常に近い値となる。なお、このとき、コイルの外径は30mmに統一している。   Furthermore, as shown in FIG. 9, when the size of the magnet 30 and the outer diameter of the coil 21 are made constant, if the number of turns of the coil 21 is reduced and the inner diameter of the coil 21 is increased, The impact is reduced. That is, the L value of the coil 21 when the magnet 30 is used for alignment between the primary side non-contact charging module and the secondary side non-contact charging module is close to the value when the magnet 30 is not used. Therefore, the resonance frequency when the magnet 30 is used and when it is not used is very close. At this time, the outer diameter of the coil is unified to 30 mm.

WPC規格では、マグネット30の径を15.5mmとしており、その強さは100mT程度である。本実施の形態においては、コイル21の内径を20mm、外径を30mmとしている。また、凹型または貫通孔とした中心部32の外径を18mmとしている。すなわち、平面コイル部2のコイル21の内径端部とマグネット30の外側端部との距離は、約4.5mmである。図9に示すように、距離を約4.5mmとすることで、マグネット30を使用する場合としない場合とのコイル21のL値を15μH以上としつつ、近づけることができる。また、平面コイル部2のコイル21の内径端部とマグネット30の外側端部との距離は、0mmより大きく、6mmよりも小さくすることで、L値を15μH以上としつつ、マグネット30を利用する場合と利用しない場合でのL値を近づけることができる。   In the WPC standard, the diameter of the magnet 30 is 15.5 mm, and its strength is about 100 mT. In the present embodiment, the inner diameter of the coil 21 is 20 mm and the outer diameter is 30 mm. Moreover, the outer diameter of the center part 32 made into the concave shape or the through-hole is 18 mm. That is, the distance between the inner diameter end portion of the coil 21 of the planar coil portion 2 and the outer end portion of the magnet 30 is about 4.5 mm. As shown in FIG. 9, by setting the distance to about 4.5 mm, the L value of the coil 21 with and without the magnet 30 can be made closer to 15 μH or more. Further, the distance between the inner diameter end portion of the coil 21 of the planar coil portion 2 and the outer end portion of the magnet 30 is larger than 0 mm and smaller than 6 mm, so that the magnet 30 is used while setting the L value to 15 μH or more. The L value in the case of not using the case can be made closer.

なお、磁性シート3は、他の磁性材を積層してもよいし、例えば高飽和磁束密度材3aを2層とし、高透磁率材3bを高飽和磁束密度材3aで挟む、または高透磁率材3bを2層とし、高飽和磁束密度材3aを高透磁率材3bで挟むなどしてもよい。すなわち、少なくとも1層の高飽和磁束密度材3aと、少なくとも1層の高透磁率材3bとを備えるとよい。磁性シート3が厚いほど非接触充電モジュール1としては電力伝送効率が向上する。   The magnetic sheet 3 may be formed by laminating other magnetic materials. For example, the high saturation magnetic flux density material 3a is composed of two layers, and the high magnetic permeability material 3b is sandwiched between the high saturation magnetic flux density materials 3a, or the high magnetic permeability. The material 3b may be composed of two layers, and the high saturation magnetic flux density material 3a may be sandwiched between the high magnetic permeability materials 3b. That is, at least one layer of high saturation magnetic flux density material 3a and at least one layer of high magnetic permeability material 3b may be provided. As the magnetic sheet 3 is thicker, the power transmission efficiency of the contactless charging module 1 is improved.

また、磁性シート3の四隅であって、平坦部31上のコイル21が配置されていない領域に肉厚部を形成してもよい。すなわち、磁性シート3の四隅であって平坦部31上のコイル2の外周よりも外側は、磁性シート3の上に何も載せられていない。従って、そこに肉厚部を形成することによって磁性シート3の厚みを増加させ、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。肉厚部の厚みは厚ければ厚いほうがよいが、薄型化のため、導線の厚みとほぼ同一とする。   Moreover, you may form a thick part in the four corners of the magnetic sheet 3, and the area | region where the coil 21 on the flat part 31 is not arrange | positioned. That is, nothing is placed on the magnetic sheet 3 at the four corners of the magnetic sheet 3 and outside the outer periphery of the coil 2 on the flat portion 31. Therefore, the thickness of the magnetic sheet 3 can be increased by forming a thick portion there, and the power transmission efficiency of the contactless charging module 1 can be improved. The thicker the thicker the better, but it is almost the same as the thickness of the conductor for thinning.

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 coil 21 is not limited to being annularly wound, and may be wound in a square shape or a polygonal shape. Furthermore, the inner side has a three-stage structure, the outer side has a two-stage structure, the inner side is wound in multiple stages, and the outer side is wound with a number of stages smaller than the number of stages wound on the inner side. An effect can be obtained.

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、送電用コイル及び磁性シートを備える充電器と、受電用コイル及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1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 1 described above, the non-contact charging device in a state in which the cross-sectional area of the planar coil portion is sufficiently secured to improve the power transmission efficiency. 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て電力伝送効率を向上させた状態で、非接触充電モジュールを小型化及び薄型化することができるため、特にポータブルである電子機器に有用であり、携帯電話、ポータブルオーディオ、携帯用のコンピュータなどの携帯端末、デジタルカメラ、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 contactless charging module of the present invention, the contactless charging module can be reduced in size and thickness in a state in which the cross-sectional area of the planar coil portion is sufficiently secured and the power transmission efficiency is improved. It is useful for electronic devices that are portable, and is useful as a non-contact charging module for various electronic devices such as portable terminals such as mobile phones, portable audios, portable computers, digital cameras, and video cameras.

1 非接触充電モジュール
2 平面コイル部
21 コイル
211、212 内側部分
21b 2次側コイル(平面コイル部)
22、23 端子
3 磁性シート
3a 高飽和磁束密度材(第2の層)
3b 高透磁率材(第1の層)
30 マグネット
31 平坦部
32 中心部
33 直線凹部
34 スリット
41 1次側非接触充電モジュール(送信側非接触充電モジュール)
42 2次側非接触充電モジュール(受信側非接触充電モジュール)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-contact charge module 2 Planar coil part 21 Coil 211,212 Inner part 21b Secondary side coil (planar coil part)
22, 23 Terminal 3 Magnetic sheet 3a High saturation flux density material (second layer)
3b High permeability material (first layer)
30 Magnet 31 Flat part 32 Center part 33 Straight concave part 34 Slit 41 Primary side non-contact charging module (transmission side non-contact charging module)
42 Secondary side non-contact charging module (receiving side non-contact charging module)

上記課題を解決するために本発明は、送信側非接触充電モジュールから電磁誘導によって電力を受信する受信側非接触充電モジュールであって、前記送信側非接触充電モジュールとの位置合わせに際し、前記送信側非接触充電モジュールに備えられたマグネットを利用する場合と、マグネットを利用しない場合と、がある受信側非接触充電モジュールにおいて、導線が巻回された平面コイル部と、前記平面コイル部のコイル面を載置し、前記平面コイル部のコイル面に対向するように設けられた磁性シートと、を備え、前記磁性シートは、第1のフェライトシートと、前記第1のフェライトシートよりも透磁率が低く飽和磁束密度が高い第2のフェライトシートと、を積層したことを特徴とする受信側非接触充電モジュールとした。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a receiving-side non-contact charging module that receives electric power from a transmitting-side non-contact charging module by electromagnetic induction, and the transmission is performed in alignment with the transmitting-side non-contact charging module and when using a magnet provided on the side non-contact charging module, a case of not using the magnet, the receiving-side non-contact charging module that includes a planar coil section wire is wound, the coil of the planar coil portion And a magnetic sheet provided so as to face the coil surface of the planar coil portion, the magnetic sheet having a permeability higher than that of the first ferrite sheet and the first ferrite sheet. And a second ferrite sheet having a high saturation magnetic flux density and a reception-side non-contact charging module.

請求項1に記載の発明は、送信側非接触充電モジュールから電磁誘導によって電力を受信する受信側非接触充電モジュールであって、前記送信側非接触充電モジュールとの位置合わせに際し、前記送信側非接触充電モジュールに備えられたマグネットを利用する場合と、マグネットを利用しない場合と、がある受信側非接触充電モジュールにおいて、導線が巻回された平面コイル部と、前記平面コイル部のコイル面を載置し、前記平面コイル部のコイル面に対向するように設けられた磁性シートと、を備え、前記磁性シートは、第1のフェライトシートと、前記第1のフェライトシートよりも透磁率が低く飽和磁束密度が高い第2のフェライトシートと、を積層したことを特徴とする受信側非接触充電モジュールであり、位置合わせのためのマグネットを用いても、マグネットからの悪影響を防止し、電力伝送効率を向上させ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ができる。また、電力伝送効率を向上させた状態でモジュール全体の薄型を達成した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ができる。 The invention according to claim 1 is a receiving-side non-contact charging module that receives electric power from the transmitting-side non-contact charging module by electromagnetic induction, and in the alignment with the transmitting-side non-contact charging module, the transmitting-side non-contact charging module and when using a magnet provided in the contact charging module, a case of not using the magnet, the receiving-side non-contact charging module that includes a planar coil section wire is wound, the coil plane of the planar coil portion And a magnetic sheet provided so as to face the coil surface of the planar coil portion, and the magnetic sheet has a lower permeability than the first ferrite sheet and the first ferrite sheet. a saturation magnetic flux density is high the second ferrite sheet, a receiving-side non-contact charging module, characterized in that the laminate, for alignment Be used Gunetto to prevent an adverse effect from the magnet, it is possible to provide a non-contact charging module and a non-contact charging devices improve power transmission efficiency. In addition, it is possible to provide a non-contact charging module and a non-contact charging device that achieve thinness of the entire module with improved power transmission efficiency.

請求項2に記載の発明は、前記磁性シートの積層方向において、前記第2のフェライトシートの厚みは、前記第1のフェライトシートの厚みの約3倍であることを特徴とする請求項1に記載の受信側非接触充電モジュールであり、コイルのL値を向上させることができるとともに、薄型化を達成することができる。 The invention according to claim 2 is characterized in that, in the laminating direction of the magnetic sheets, the thickness of the second ferrite sheet is about three times the thickness of the first ferrite sheet. It is a receiving side non-contact charge module of description, and while being able to improve the L value of a coil, thickness reduction can be achieved.

請求項3に記載の発明は、前記磁性シートの厚みは、約600μmであることを特徴とする請求項2に記載の受信側非接触充電モジュールであり、コイルのL値を向上させることができるとともに、薄型化を達成することができる。 The invention described in claim 3 is the receiving side non-contact charging module according to claim 2, wherein the magnetic sheet has a thickness of about 600 μm, and can improve the L value of the coil. At the same time, a reduction in thickness can be achieved.

請求項に記載の発明は、前記送信側非接触充電モジュールを備えた送信側非接触充電機器から電力を受信し、請求項1〜3のいずれかひとつに記載の受信側非接触充電モジュールを備えたことを特徴とする受信側非接触充電機器であって、位置合わせのためのマグネットを用いても、マグネットからの悪影響を防止し、電力伝送効率を向上させる非接触充電機器を提供することができる。また、電力伝送効率を向上させた状態でモジュール全体の薄型を達成した非接触充電機器を提供することができる。 Invention of Claim 4 receives electric power from the transmission side non-contact charging device provided with the said transmission side non-contact charging module, The receiving side non-contact charging module as described in any one of Claims 1-3 is used. a receiving-side non-contact charging apparatus characterized by comprising also using the magnet for alignment, to prevent adverse effects from the magnet, to provide a non-contact charging device for improving the power transmission efficiency that Can do. In addition, it is possible to provide a non-contact charging device that achieves a thin overall module with improved power transmission efficiency.

Claims (6)

導線が渦巻き状に巻回された平面コイル部と、
前記平面コイル部のコイルの面に対向するように設けられた磁性シートと、を備え、
前記磁性シートは、第1の層と第2の層とを積層し、前記第1の層は高透磁率材料を含み、前記第2の層は高飽和磁束密度材を含むことを特徴とする非接触充電モジュール。
A planar coil portion in which a conducting wire is wound in a spiral shape;
A magnetic sheet provided to face the coil surface of the planar coil portion,
The magnetic sheet is formed by laminating a first layer and a second layer, the first layer includes a high permeability material, and the second layer includes a high saturation magnetic flux density material. Non-contact charging module.
前記磁性シートの積層方向において、前記第2の層の厚みは、前記第1の層の厚みの約3倍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。 2. The contactless charging module according to claim 1, wherein in the stacking direction of the magnetic sheets, the thickness of the second layer is about three times the thickness of the first layer. 前記磁性シートの厚みは、約600μmであることを特徴とする請求項2に記載の非接触充電モジュール。 The contactless charging module according to claim 2, wherein the magnetic sheet has a thickness of about 600 μm. 前記第1の層は、アモルファス材からな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。 The contactless charging module according to claim 1, wherein the first layer is made of an amorphous material. 前記第2の層が、前記平面コイル部と対向す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。 The contactless charging module according to claim 1, wherein the second layer faces the planar coil portion. 請求項1〜5のいずれかひとつに記載の非接触充電モジュールに備えられた平面コイル部を、送電用コイルまたは受電用コイルの少なくともいずれかひとつに用いたことを特徴とする非接触充電機器。 A non-contact charging device, wherein the planar coil portion provided in the non-contact charging module according to claim 1 is used for at least one of a power transmission coil or a power reception coil.
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