(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触充電装置の給電装置または受電装置において、コイルに対向するように配置して用いられる磁性シートであって、
外形が略矩形であり、少なくとも四隅に磁性シートの中心側に向かう角部をもって凹んだ矩形又は楔形の切り欠き部を有し、
前記磁性シートの中心と前記切り欠き部との最短距離ｄ１と、前記磁性シートの中心と最近接辺との距離ｄ２との比ｄ１／ｄ２が０．５〜１．１であることを特徴とする磁性シート。
【請求項２】
前記切り欠き部が矩形状であり、前記磁性シートの中心と前記切り欠き部との最短距離ｄ１が、前記磁性シートの中心と最近接辺との距離ｄ２よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の磁性シート。
【請求項３】
平面状コイルと、前記平面状コイルと対向するように配置された磁性シートとを備える、非接触充電装置の給電装置または受電装置用の伝送コイル部品であって、
前記磁性シートが請求項１または２に記載の磁性シートであることを特徴とする伝送コイル部品。
【請求項４】
前記磁性シートは、前記平面状コイルの巻回軸上の位置に開口部を有することを特徴とする請求項３に記載の伝送コイル部品。
【請求項５】
前記磁性シートは、前記平面状コイルの巻回軸上の位置に、環状の開口部に囲まれた部分を有することを特徴とする請求項３に記載の伝送コイル部品。
【請求項６】
互いに対置させて用いる給電装置および受電装置を有する非接触充電装置であって、
前記受電装置が請求項３〜５のいずれか一項に記載の伝送コイル部品を備えることを特徴とする非接触充電装置。
【請求項７】
前記給電装置は給電用の平面状コイルを備え、前記磁性シートの二組の対辺の間隔が、いずれも前記給電用の平面状コイルの寸法よりも大きく、
前記給電装置および受電装置を対置させたとき、前記切り欠き部の一部が前記給電用の平面状コイルと重なることを特徴とする請求項６に記載の非接触充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気シールド、磁気ヨーク等として機能する磁性シートに関する。さらにそれを用いた伝送コイル部品や非接触充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型の電子機器、情報通信機器の高性能化、高機能化が進められており、特に、携帯電話、Ｗｅｂ端末、ミュージックプレイヤー等は携帯機器としての利便性のため、長時間の連続使用が可能であることが求められている。これら小型情報通信機器では電源としてリチウムイオン電池などの二次電池が使用されている。この二次電池の充電方法には受電側の電極と給電側の電極とを直接接触させて充電を行う接触充電方式と、給電側と受電側の両方に伝送コイルを設け、電磁誘導を利用した電力伝送によって充電する非接触充電方式とがある。非接触充電方式は給電装置と受電装置を直接接触させるための電極が必要ないため、同じ給電装置を用いて異なる受電装置に充電することも可能である。
【０００３】
非接触充電方式において、一次伝送コイルに発生した磁束は給電装置と受電装置の筐体を介して二次伝送コイルに起電力を発生させることで給電が行われる。したがって非接触充電方式において高い電力伝送効率を得るためには、一次コイル及び二次コイルの中心軸を一致させる必要がある。  
【０００４】
一方、高い電力伝送効率を得るためには、伝送コイルに対して、給電装置と受電装置の接触面とは反対側に磁性シートなどのコイルヨークが設置される。かかるコイルヨークには以下のような役割がある。第一の役割は、磁気シールド材としての役割である。非接触充電装置の充電作業中に発生した漏れ磁束が二次電池を構成する金属部材などの他の部品に流れると、これらの部品が渦電流によって発熱する。コイルヨークは、磁気シールド材としてこの発熱を抑制できる。コイルヨークの第二の役割は、充電中にコイルで発生した磁束を還流させるヨーク部材として作用することである。
【０００５】
電力伝送効率の低下を抑制しつつ、簡単な構造の非接触充電装置の提供を目的とし、磁気吸着手段を伝送コイルの内側に配置して一次コイル及び二次コイルの中心軸を一致させる構成が特許文献１に開示されている。特許文献１では、例えばドーナツ板状のコイルヨークの中央穴に、磁気吸着部材を同心円状に配置することにより、コイルヨークの磁気飽和を抑制し、電力伝送効率の低下を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０９６５６９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された構成によれば、簡単な構成でありながら、電力伝送効率の低下を抑制しつつ、給電装置と受電装置の確実な位置決めが可能である。しかしながら、コイルヨークの磁気飽和を抑制するというアプローチによる電力伝送効率の改善にはおのずと限界がある一方、特許文献１は、電力伝送効率に対する主要なファクターである渦電流損失を低減する具体的な手段を提供するものではなかった。  
【０００８】
これらの点に鑑み、本発明は、非接触充電装置の電力伝送効率の改善に寄与しうる磁性シートおよび伝送コイル部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の磁性シートは、非接触充電装置の給電装置または受電装置において、コイルに対向するように配置して用いられる磁性シートであって、外形が略矩形であり、少なくとも四隅に磁性シートの中心側に向かう角部をもって凹んだ矩形又は楔形の切り欠き部を有し、前記磁性シートの中心と前記切り欠き部との最短距離ｄ１と、前記磁性シートの中心と最近接辺との距離ｄ２との比ｄ１／ｄ２が０．５〜１．１であることを特徴とする。かかる構成は、渦電流損失の抑制、電力伝送効率の向上に寄与しうる。
【００１０】
また、前記磁性シートにおいて、前記切り欠き部が矩形状であり、前記磁性シートの中心と前記切り欠き部との最短距離ｄ１が、前記中心と前記中心からの最近接辺との距離ｄ２よりも小さいことが好ましい。かかる構成によれば、渦電流損失の抑制等の効果をいっそう高めることができる。
【００１１】
また、本発明の伝送コイル部品は、平面状コイルと、前記平面状コイルと対向するように配置された磁性シートとを備える、非接触充電装置の給電装置または受電装置用の伝送コイル部品であって、前記磁性シートとして上述の本発明に係る磁性シートを用いる。
【００１２】
さらに、前記伝送コイル部品において、前記磁性シートは、前記平面状コイルの巻回軸上の位置に開口部を有することが好ましい。かかる構成によれば、前記開口部に磁気吸着部材を配置することができ、非接触充電装置の給電装置または受電装置用の伝送コイル部品の小型化が可能となる。
【００１３】
さらに、前記伝送コイル部品において、前記磁性シートは、前記平面状コイルの巻回軸上の位置に、環状の開口部に囲まれた部分を有することが好ましい。かかる構成によれば、環状の開口部に囲まれた部分を、永久磁石に対向配置される磁気吸着部材として機能させることができる。しかも環状の開口部があるため、前記部分以外の磁性シート部分の磁気飽和が抑制される。
【００１４】
本発明の非接触充電装置は、互いに対置させて用いる給電装置および受電装置を有する非接触充電装置であって、前記受電装置が上記伝送コイル部品を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記非接触充電装置において、前記給電装置は給電用の平面状コイルを備え、前記磁性シートの二組の対辺の間隔が、いずれも前記給電用の平面状コイルの寸法よりも大きく、前記給電装置および受電装置を対置させたとき、前記切り欠き部の一部が前記給電用の平面状コイルと重なることが好ましい。かかる構成によれば、磁性シートが磁気シールドおよび磁気ヨークとして有効に機能しつつ、渦電流損失も抑制された非接触充電装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電力伝送効率の向上に好適な磁性シート、伝送コイル部品および非接触充電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】給電装置と受電装置を備えた非接触充電装置を示す図である。
【図２】本発明に係る磁性シートの実施形態を示す図である。
【図３】本発明に係る磁性シートの他の実施形態を示す図である。
【図４】本発明に係る磁性シートの他の実施形態を示す図である。
【図５】本発明に係るコイル部品の実施形態を示す図である。
【図６】本発明に係る磁性シートの他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る磁性シート、伝送コイル部品および非接触充電装置の実施形態を、図を用いて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、各実施形態において説明する構成は、他の実施形態の趣旨を損なわない限りにおいて他の実施形態においても適用することが可能であり、その場合、重複する説明は適宜省略する。
【００１９】
図１は二つの伝送コイル部品を対向させて前記伝送コイル部品間で電力伝送を行う非接触充電装置を示す断面図である。各伝送コイル部品は、平面状コイルと、前記平面状コイルと対向するように配置された磁性シートとを備える。伝送コイル部品の一方が受電装置であり、他方が給電装置である。非接触充電装置の具体例は、例えば携帯通信端末とその充電器である。給電装置および／または受電装置に本発明に係る伝送コイル部品を適用する。受電装置には携帯端末など、受電機能を備えた電子機器本体の他、バッテリーユニット単体も含まれる。
【００２０】
交流電源１０に接続される給電装置１２は回路部１１を有する。回路部１１は、交流電流を整流する整流回路、整流された直流電流を所定の周波数の高周波電流に変換するスイッチング回路を備える。給電装置１２は、平面状コイル７と、平面状コイル７の内側に配置された磁気吸着部材８とを有する。回路部１１から出力された高周波電流は一次伝送コイルである平面状コイル７に流れる。平面状コイル７は共振用コンデンサ（図示せず）に接続され、スイッチング回路によって変換される所定周波数と同じ周波数で共振する。給電装置１２にはスイッチング回路の動作を制御するための制御回路を設けても良い。
【００２１】
受電装置５は、二次伝送コイルである平面状コイル２と、コイルヨークとして前記平面状コイル２の後面側に配置された磁性シート１とを備える。なお、一次伝送コイルと対向する側を前面側、逆側を後面側と称することとする。二次伝送コイルである平面状コイル２に加えて共振用コンデンサを配置することで共振回路を構成できる。平面状コイル２には、整流回路（図示せず）を介して二次電池４が接続されており、電磁誘導によって平面状コイル２に誘起された誘導電流は整流回路で整流され、二次電池４が充電される。
【００２２】
給電装置１２および受電装置５は、例えば樹脂等の非磁性の筐体に収容される。かかる筐体はそれぞれ平坦面を有し、該平坦面同士を対向させて充電を行う。給電装置と受電装置とは、上述の磁気吸着部材８を用いて互いに位置決め、固定される。例えば磁気吸着部材８は、磁石または該磁石からの磁束を誘導する磁気ヨークである。受電装置側にも磁石を設けて位置決め、固定することができるが、図１に示す構成の受電装置側では、磁性シート１に磁気吸着部材としての機能を持たせている。すなわち、給電装置側の磁気吸着部材８と受電装置側の磁性シート１とが対向して配置されており、これらの間の磁気的な吸着力によって給電装置１２と受電装置５とが位置決め、固定される。
【００２３】
上記平面状コイル２、７は、その巻回軸が前記平坦面に垂直になるように（平面状のコイルの面が前記平坦面に平行になるように）筐体の内側に配置される。平面状コイル２、７の、前記平坦面の反対側（後面側）には、それぞれ磁性シート１、６が隣接して配置される。筐体内部には、例えば樹脂基板などの基板３、９が配置される。なお、磁性シートと磁気吸着部材の構成は、受電装置と給電装置とで互いに入れ替えて構成することも可能である。ただし、受電装置の小型化の要請が強いため、磁性シートとは別個の磁気吸着部材を備える構成は受電装置側では用いないことがより好ましい。給電装置側の磁性シート６は受電側の磁性シート１と同じ材質の磁性体を用いてもよいが、別の材質のものを用いてもよい。また、受電側の基板３を省略して、磁性シート１を二次電池４に直接貼付してもよい。磁性シート１、６は、二次電池４等を設置した基板３、９と平面状コイル２、７との間において、その主面が平面状コイル２、７と重なるように、または覆うように配置される。したがって、渦巻き状に巻回された平面状コイル７によって発生した磁束が磁性シート１、６に収束して通るようになり、磁性シートが磁気ヨークまたは磁気シールドとして機能する。平面状コイル２、７の巻回軸方向に対置された磁性シート１、６の部分について、以下具体的に説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図２に、本願発明に係る磁性シートの一例として、上述の非接触充電装置の受電装置５に用いられる磁性シートを示す。図２は平面状の磁性シートを主面の法線方向から見た平面図である。図２に示す磁性シート２１は外形が略矩形であり、四隅に切り欠き部２２を有する。矩形には長方形と正方形を含み、略矩形とは、切り欠き部等の部分的な凹凸を除き、全体として正方形または長方形と認識できればよいという趣旨である。また、図２では、切り欠き部２２を設ける前の四隅の磁性シート部分を点線で示してあり、図２に示した実施形態では、各切り欠き部は正方形であり、切り欠き部を設けていない状態での磁性シートの外形は正方形である。切り欠き部を設ける理由は以下の通りである。例えば円形の平面状コイルによって給電する場合、対置して用いる磁性シートに流れる磁束は径方向であり、該磁束の変化によって生じる渦電流の方向は周方向である。したがって、矩形の磁性シートの四隅に切り欠き部を設けることで、渦電流の流路を分断するように作用し、渦電流損失の低減、伝送効率の向上を図ることができる。切り欠き部の形状は正方形に限定するものではなく、例えば、長方形でもよいし、磁性シートの中心に先端が向かう楔形（切り欠き部の磁性シート中心側の角が鋭角である構成）でもよい。但し、切り欠き部の形成のしやすさ、すなわちコストの観点からは、切り欠き部は、矩形であることが好ましい。また、四隅の切り欠き部に加えて、四隅以外の部分に切り欠き部を設けてもよい。
【００２５】
上述のように切り欠き部を設けることで渦電流損失の低減の効果が期待できるが、切り欠き部の大きさに関しては、磁性シート２１の中心Ｃと切り欠き部２２との最短距離ｄ１が、磁性シートの中心Ｃとそれからの最近接辺との距離ｄ２よりも小さくなるように形成することがより好ましい。渦電流の流路を分断する作用が高められるからである。図２に示す磁性シート２１は正方形であるため、中心からの最近接辺は四辺となるが、長方形の場合であれば、一組の長辺が最近接辺となる。また、切り欠き部の大きさの上限は、渦電流の流路の分断の観点からは特にこれを限定するものではないが、切り欠き部が大きくなりすぎると、磁気ヨークやシールドとして機能する磁性体部分が減ってしまう。切り欠き部が矩形の場合であれば、磁性シートの各辺において、切り欠き部の長さの合計が、切り欠き部がないとした場合の前記各辺の長さの２／３以下にするとよい。また、切り欠き部の実効性を高めるためには１／１０以上にするとよい。
【００２６】
（第２の実施形態）
図３に、本願発明に係る磁性シートの他の実施形態を示す。図３は平面状の磁性シートを主面の法線方向から見た平面図である。図３に示す磁性シート３１は外形が略矩形であり、円形の開口部３３を有する。切り欠き部３２など、開口部３３以外の部分は図２に示す実施形態と同様であるので説明を省略する。図３に示す実施形態では、開口部３３は磁性シート３１の中央に設けられているが、これに限定されるものではない。平面状コイルと対向するように配置して伝送コイル部品を構成する場合には、開口部３３は、前記平面状コイルの巻回軸上の位置に配置されるように設ければよい。給電装置と受電装置は、それに含まれるコイルの巻回軸が一致するように配置される。したがって、給電装置のコイルの中心軸上に磁気吸着部材を備える場合、受電装置の磁性シートの対応する部分に開口部を設けておくことによって、かかる開口部に受電装置側の吸着部材を配置し、受電装置を小型化することが可能である。また、その場合磁性シートが給電装置側の磁気吸着部材によって磁気的に飽和することも抑制される。開口部３３の形状は円形の他、楕円形、正方形、長方形、等にすることができる。但し、開口部の形状は、対置される磁気吸着部材の端面形状や該磁気吸着部材の周囲に配置される平面状コイルの内形の相似形状とすることが好ましく、円形がより好ましい。なお、この場合の相似とは、矩形の場合であれば、角部分のアールや微小な凹凸などの相違にかかわらず、全体形状が相似形状であればよいという趣旨である。
【００２７】
（第３の実施形態）
図４に、本願発明に係る磁性シートの他の実施形態を示す。図４は平面状の磁性シートを主面の法線方向から見た平面図である。図４に示す磁性シート４１は外形が略矩形であり、切り欠き部４２を有する点では図３に示す実施形態と同様であるため、これらの説明は省略する。図４に示す実施形態では、開口部を有するものの、その形態が図３に示す実施形態と異なる。図３に示す実施形態では、円で囲まれた部分全体が開口しているのに対して、図４に示す実施形態では、磁性シート４１が環状の開口部４３に囲まれた部分４４を有する。以下、環状の開口部４３に囲まれた部分４４を第２の磁性シート部４４、それ以外の部分を第１の磁性シート部ともいう。第２の磁性シート部は一部を除き開口部４３の縁から離間して配置され、前記一部を除き、全体として円形であり、開口部４３の内形と相似となっている。ここでいう「一部」とは、後述する連結部４５が構成される部分のことである。
【００２８】
磁性シートを平面状コイルの後面側に配置して非接触充電装置用受電装置などの伝送コイル部品を構成する際、コイルヨークや磁気シールドとしての機能は主に第１の磁性シート部が発揮する。そのため、非接触充電装置を構成する際には、第１の磁性シート部が給電側の平面コイルを覆うように、すなわち、第１の磁性シート部の外縁が、給電側の平面コイルの外縁よりも外側になるような形状・配置にすることが好ましい。
【００２９】
磁性シートと平面状コイルとを用いて伝送コイル部品を構成したときに、第２の磁性シート部は、平面状コイルの巻回軸上に位置するように配置される。給電装置と受電装置は、それに含まれるコイルの巻回軸が一致するように配置される。したがって、給電装置のコイルの中心軸上に磁気吸着部材を備える場合、環状の開口部４３に囲まれた部分４４（第２の磁性シート部４４）は、永久磁石に対向配置される磁気吸着部材として機能させることができる。そのような場合でも、第２の磁性シート部４４は開口部４３の縁から離間して配置されているため、第２の磁性シート部４４から第１の磁性シート部への磁束の流れやそれによる第１の磁性シート部の磁気飽和を抑制することができる。開口部４３の内形と第２の磁性シート部４４の外形を異なる形状にすることも可能であるが、図４に示す実施形態では、磁束が特定の部分に集中しないよう、開口部４３の内形と第２の磁性シート部４４の外形をともに円形とし、開口部４３の縁と該縁と対向する第２の磁性シート部４４の外縁との間隔が、第２の磁性シート部４４の外縁に沿って一定になるようにしてある。開口部４３の縁と該縁と対向する第２の磁性シート部の外縁との間隔は、微結晶軟磁性合金薄帯などの薄帯を用いて磁性シートを構成する場合、例えば１ｍｍ以上にするとよい。該間隔は、より好ましくは１．５ｍｍ以上である。一方、間隔が大きくなりすぎると、後面側への漏れ磁束が多くなる。漏れ磁束を低減するためには４ｍｍ以下にするとよい。該間隔は、より好ましくは３ｍｍ以下である。
【００３０】
図４に示す磁性シートは、第１の磁性シート部と第２の磁性シート部とが一体で構成され、第２の磁性シート部４４の一部と第１の磁性シート部の一部とを連結する連結部４５を備えている。平面状コイルの巻回軸上の位置に環状の開口部に囲まれた部分を有する磁性シートとしては、連結部４５を設けずに、第２の磁性シート部４４と第１のシート部とが完全に離間した構成でもよい。かかる構成であっても、上述した、永久磁石に対向配置される磁気吸着部材としての機能や第１の磁性シート部の磁気飽和を抑制する効果が得られる。図４に示す実施形態では、第１の磁性シート部と第２の磁性シート部とが一体で構成されているので、第１の磁性シート部及び第２の磁性シート部は同材質であり、形状以外は実質的に同じ性状を有する。この場合、第１の磁性シート部と第２のシート部の厚さは実質的に同じになる。かかる構成の典型例は急冷薄帯である。連結部４５があることで上述のように異なる機能を備える複数の磁性シート部を一体で構成することが可能である。例えば、永久磁石に対向配置される磁気吸着部材を、第１の磁性シート部と一体で形成されている第２の磁性シート部４４で構成できるため、部品点数の低減、磁気吸着部材の低背化を通じて、非接触充電装置やそれに用いる伝送コイル部品の小型化、構成の簡略化、製造・使用プロセスの簡略化が可能である。
【００３１】
ここで、連結部４５は第２の磁性シート部の一部と第１の磁性シート部の一部とを連結するものであり、第２の磁性シート部４４が片持ち梁のような形態で磁性シート部に接続されている。少なくとも連結部４５の幅は、同方向の第２の磁性シート部４４の幅よりも小さく、第２の磁性シート部４４の外形が円形、矩形等と認識できる程度であることが必要である。これらの構成を満たせば、連結部を分割して形成することも可能であるが、開口部の機能の確保、工程の簡略化の観点からは、連結部は一か所で構成することが好ましい。第２の磁性シート部４４から第１の磁性シート部への磁束の流れを抑制する観点からは、連結部４５の幅は第２の磁性シート部４４の外周全体に対する比で０．２以下が好ましく、０．１以下がより好ましい。一方、連結部の幅が小さすぎると強度が落ちるため、前記比は０．０１以上を確保することが好ましい。非接触充電装置用の場合であれば、連結部４５の幅の絶対値の上限は、例えば６ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍにするとよい。また、その下限は１ｍｍ以上にするとよい。
【００３２】
図４に示した磁性シートは図１に示すような非接触充電装置に好適に用いられる。この場合、図１に示すように、磁気吸着部材８と第２の磁性シート部の対向方向から見て、磁気吸着部材８の対向面よりも第２の磁性シート部４４の対向面の方を大きくして、第２の磁性シート部が磁気吸着部材８全体を内側に包含する構成にすることがより好ましい。かかる構成によれば磁気吸着部材８からの磁束が第１の磁性シート部に流れることを、より効果的に抑制することができる．また、磁気吸着部材８の対向面よりも第２の磁性シート部４４の対向面の方を大きくすることで、受電装置と給電装置との位置ずれの許容量も増える。前記対向方向から見て第２の磁性シート部４４の外縁が磁気吸着部材の外縁よりも１ｍｍ以上外側になるような大小関係、配置にすることがより好ましい。
【００３３】
また、図４に示す磁性シートは、開口部４３と第１の磁性シート部の外縁側とを連通させる連通部４６を有する。図４に示す構成では連通部４６は、その長手方向が開口部４３の中心に向かう向きに配置されている。連通部４６が形成されていることで、開口部４３は第１の磁性シート部の外縁まで続く、オープンな開口部となる。例えば磁性金属薄帯から磁性シートを取り出す場合、開口部４３を形成するにあたって、開口部４３に対応する部分の薄帯は除去する必要がある。開口部４３がクローズした開口であると、かかる部分の薄帯の除去がしにくい。これに対して、磁性シート部の外縁に対してオープンな開口であれば、磁性シート部の外側の部分を除去する際に、かかる外側の部分とつながっている開口部４３に対応する部分の薄帯も同時に除去でき、工程の簡略化が可能である。
【００３４】
連通部４６の位置は連結部４５と干渉しない位置であればよいが、連通部４６は第２の磁性シート部４４を挟んで連結部４５の反対側に配置されていることがより好ましい。例えば、磁性シートを母材から取り出すために、母材を一方向に引きはがす場合、連通部と連結部が近すぎると開口部に対応する母材をスムーズに除去できない。これに対して、連通部４６を第２の磁性シート部４４を挟んで連結部４５の反対側に配置することで、前記除去がしやすくなる。図４に示す構成では、連通部４６の連通方向と連結部４５の連結方向が同じ直線状に乗るような配置、すなわち第２の磁性シート部の中心からこれらを見た角度が１８０度になるような配置になっている。
【００３５】
本発明に係る磁性シートを用いて構成した伝送コイル部品および非接触充電装置についてさらに説明する。図１に示したように、非接触充電装置は、互いに対置させて用いる給電装置および受電装置を有する。図４に示した磁性シートを用いて伝送コイル部品を構成し、かかる伝送コイル部品を受電装置に適用した例について以下説明する。
【００３６】
図５は受電装置側の磁性シート５１、５４と、給電装置に備えられた給電用の平面状コイルの配置を、対置方向（磁性シートの主面、平面状コイルの主面の法線方向）から見た図である。図中、給電装置の給電用のコイルは点線で表されており、小さい方の円がコイルの内形を、大きい方の円がコイルの外形である。図５の実施形態では、給電用コイルの内形は、環状の開口部および該開口部に囲まれた部分よりも小さく形成されているが、給電用コイルの内形は、環状の開口部および該開口部に囲まれた部分と同じ大きさまたはそれ以上の大きさで形成してもよい。給電装置は、給電用の平面状コイルの巻回軸上に、受電装置を吸着するための磁石を備える。磁石を給電用コイルの内側に収まるような大きさにして配置することで、非接触充電装置の小型化が図られる。図５の（ａ）および（ｂ）は、受電装置の磁性シート５１、５４のそれぞれ二組の対辺の間隔が、いずれも給電装置の給電用の平面状コイル５３の寸法よりも大きい構成を示している。かかる構成により、給電用コイルによって発生する磁束を誘導するコイルヨークとしての機能および磁気シールドとしての機能を高めている。図５の（ａ）では、かかる機能を重視して、矩形の切り欠き部５２は給電用のコイル５３と重ならない大きさに形成されている。一方、図５の（ｂ）では、矩形の切り欠き部５５を（ａ）における切り欠き部５２よりも大きくして、給電装置および受電装置を対置させたとき、切り欠き部５５の一部が給電用の平面状コイル５３と重なるように構成されている。かかる構成により、給電用コイル５３によって発生する磁束の変化によって生じる渦電流の流路を切り欠き部５５が分断するように作用し、渦電流損失の低減、伝送効率の向上を図ることができる。なお、図５（ｂ）の構成では、磁性シート５４の中心と切り欠き部５５との最短距離も、磁性シートの中心と最近接辺との距離よりも小さくなるように形成されている。
【００３７】
磁性シートに用いる軟磁性体は、フェライト、ケイ素鋼板、ロール急冷により製造された磁性薄帯（以下、単に薄帯ともいう）およびこれらと樹脂の複合材などを用いることができる。渦電流損失を低減し、充電の伝送効率を向上させるためには、軟磁性体を薄くすることが好ましい。この点、ロール急冷等により製造される磁性合金の薄帯が好適である。具体的には高飽和磁束密度を有するＦｅ系アモルファス薄帯、Ｃｏ系アモルファス薄帯、Ｆｅ系ナノ結晶軟磁性合金薄帯、Ｃｏ系ナノ結晶軟磁性合金薄帯などからなる厚さ５０μｍ以下の薄帯を用いるとよい。このうち、Ｆｅ系ナノ結晶軟磁性合金薄帯などの微結晶軟磁性合金薄帯は高透磁率を有するため、一体で構成された、前記第１の磁性シート部、前記第２の磁性シート部および前記連結部をかかる微結晶軟磁性合金薄帯で構成することが特に好ましい。一方、一般に高透磁率材料は磁気的に飽和しやすい。本願発明に係る磁性シートは、第１の磁性シート部と第２の磁性シート部とが離間しており、コイルヨークとして磁気飽和しにくい構成を採用しているため、微結晶軟磁性合金薄帯を用いて構成すると特に有効である。薄帯の一枚の厚さは、より好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍ以下である。ロール急冷等により製造される磁性薄帯を用いる場合、薄帯単層で磁性シートを構成してもよいし、複数の薄帯が樹脂等を介して積層された積層体で磁性シートを構成してもよい。磁性シートを積層体で構成することで磁気飽和もしにくくなる。
【００３８】
積層等によって構成された磁性シートは、破損を防ぐために補強部材に固着されていることが好ましい。具体的には、樹脂シートなどで金属薄帯をラミネート加工した磁性シートを用いることが好ましい。表裏二つの主面の一方に樹脂シートを設けても良いし、両方に設けても良い。但し、強度の確保、破損時の破片の飛散防止等の観点からは、表裏二つの主面の両方に樹脂シートを設けることがより好ましい。樹脂シートを用いることで磁性シートに優れた可撓性を付与することができる。なお、上述のように切り欠き部は磁性体部分において形成されている趣旨なので、前記樹脂シートの部分はかならずしも切り欠きになっていなくてもよい。ただし、樹脂シート部分も含めて切り欠き部を構成することで、切り欠き部の空間を他の部材のために利用することもできる。磁性シートを軟磁性合金の薄帯で構成する場合、例えば２〜３０層程度で構成すればよい。但し、コスト低減の観点からは薄帯の積層数は１０層以下にすることがより好ましい。磁性シートに用いる全ての軟磁性体の厚さを足した厚さは５００μｍ以下とすることができる。低背化のためには該厚さは３００μｍ以下にするとよい。
【実施例】
【００３９】
（実施例１）
図２に示す、正方形の切り欠き部を有する磁性シートを用いて伝送コイル部品を構成した。磁性シートの軟磁性体には微結晶軟磁性合金薄帯を用いた。微結晶軟磁性合金薄帯として日立金属株式会社製のファインメット（登録商標）（ＦＴ３Ｍ材、厚さ１８μｍ）を使用した。この薄帯に両面接着シート（厚さ１０μｍ）を貼り付けたものを６枚積層し、最上面に露出する薄帯には厚さ３１μｍのＰＥＴ樹脂を貼り付けた。この積層磁性シート全体の厚さは１９９μｍ、そのうち磁性体部分の総厚は１０８μｍであった。第１の磁性シート部の外形は正方形であり、縦、横が４５ｍｍである。切り欠き部の大きさが異なる複数の積層磁性シートを用意した。また、比較のために切り欠き部を設けていない磁性シートも用意した。積層磁性シートと平面状コイルを組み合わせて受電側（二次側）の伝送コイル部品を構成した。平面状コイルは線径０．３２ｍｍの２パラ線を１５ターン巻回して構成し、コイルの外形は４０×２０ｍｍの矩形、内形は２０ｍｍ×１０ｍｍの矩形とした。一方、給電側（一次側）の平面状コイルは、線径１ｍｍのリッツ線を２０ターン（１０ターン、２段）巻回して構成し、コイルの外形は直径４０ｍｍの円形、内形は直径２０ｍｍの円形とした。なお、一次側の磁性シートにはフェライトを使用した。磁性シートと平面状コイルの中心を合わせて伝送コイル部品を構成し、給電側の伝送コイル部品と受電側の伝送コイル部品を図１と同様に配置して、１２０ｋＨｚでインダクタンスＬｓとＱ値を測定した。結果を表１に示す。なお、表中、切り欠き部と給電用コイルとの重なりは、給電用コイルの外形の半径と、磁性シートの中心と切り欠き部との最短距離ｄ１との差で表した。
【００４０】
【表１】
0006025015.tif 000002
【００４１】
切り欠き部を設けたＮｏ．２等の構成は、切り欠き部を設けていないＮｏ．１の構成に比べてＱ値が向上していることがわかる。また、磁性シートの中心と切り欠き部との最短距離ｄ１が、磁性シートの中心と最近接辺との距離ｄ２よりも小さいＮｏ．３等の構成では、Ｑがさらに向上していることがわかる。さらに、切り欠き部の一部が給電用の平面状コイルと重なるＮｏ．４〜６の構成では、Ｑの向上する割合がいっそう大きくなっていることがわかる。なお、切り欠き部と給電用の平面状コイルと重ならないようにしつつ、切り欠き部を大きくした場合（Ｎｏ．２、Ｎｏ．３）は、Ｑの改善量はやや小さくなるものの、Ｌｓの低下を抑えることができることもわかる。
【００４２】
（実施例２）
図６に示す、楔型の切り欠き部を有する磁性シートを用いて伝送コイル部品を構成した。なお、図６に示す磁性シートでは、四隅以外に四隅の間にも切り欠き部を設けた。切り欠き部の形状が異なる点と、微結晶軟磁性合金薄帯を７層用いた点以外は実施例１と同様にして磁性シートおよび伝送コイル部品を構成し、評価を行った。また比較のために楔形の切り欠き部を設けていない、開口部と連通部のみを設けた磁性シートを用意して、評価を行った。結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
0006025015.tif 000003
【００４４】
楔形の切り欠き部を設けたＮｏ．８の構成は、切り欠き部を設けていないＮｏ．７の構成に比べて、Ｑ値が向上した。すなわち、矩形以外の楔形の切り欠き部を設けた場合も、Ｌｓの低下を抑えつつ、Ｑ値の向上が実現できることが分かる。
【００４５】
（実施例３）
図４に示す、正方形の切り欠き部を有する磁性シートを用いて実施例１と同様にして伝送コイル部品を構成し、評価した。切り欠き部の大きさが５ｍｍ×５ｍｍの磁性シートおよび７．５ｍｍ×７．５ｍｍの磁性シートの他、比較のために切り欠き部を設けていない磁性シートも用意した。なお、磁性シートの開口部の内形の大きさ（直径）は２５ｍｍ、環状の開口部に囲まれた部分（第２の磁性シート部）の直径は２０ｍｍ、連通部の幅は４ｍｍとした。評価結果を表３に示す。
【００４６】
【表３】
0006025015.tif 000004
【００４７】
切り欠き部を設けたＮｏ．１０の構成は、切り欠き部を設けていないＮｏ．９の構成に比べて、Ｑ値が向上した。さらに、Ｎｏ．１０の構成は、同じ切り欠き部を有し、開口部および第２の磁性シート部を設けていないＮｏ．３の構成に比べてインダクタンス、Ｑ値とも優れていることがわかる。また、第２の磁性シート部を有するＮｏ．１０の構成は、伝送コイル部品同士の位置決め・固定も良好であった。
【符号の説明】
【００４８】
１、６：磁性シート
２、７：平面状コイル
３、９：基板
４：二次電池
５：受電装置
８：磁気吸着部材
１０：交流電源
１１：回路部
１２：給電装置
２１、３１、４１、５１、６１：磁性シート
２２、３２、４２、５２、６２：切り欠き部
３３、４３、６３：開口部
４４：環状の開口部４３に囲まれた部分（第２の磁性シート部）
４５：連結部
４６：連通部
５３：平面状コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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