(57)【要約】  本発明は、携帯型電子機器の蓄電池を無線（無接点、非接触）方式で充電する無線充電器に関し、蓄電池を無線充電器の如何なる地点に載置しても充電効率のバラツキが大きくない無線充電器を提供する。本発明の無線充電器は、２次側コイルを備える充電対象に対し、２次側コイルと誘導結合を通じて充電できるように磁場を生成する１次側コイルを備える無線充電器であって、１次側コイルが、所定の巻数と大きさを持って配置された外郭コイルと、前記外郭コイルの内部に含まれるように配置された少なくとも１つの内部コイルと、を備え、外郭コイル及び内部コイルは、外郭コイル及び内部コイルに１次側電流を印加したときに各コイルの内部で生成される磁束の方向が同一であるように配置される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次側コイルを備える充電対象に対し、前記２次側コイルと誘導結合を通じて充電できるように磁場を生成する１次側コイルを備える無線充電器において、
前記１次側コイルが、
所定の巻数と大きさを持って配置された外郭コイルと、
前記外郭コイルの内部に含まれるように配置された少なくとも１つの内部コイルと、を備え、
前記外郭コイル及び内部コイルは、前記外郭コイル及び内部コイルに１次側電流を印加したときに各コイルの内部で生成される磁束の方向が同一であるように配置されたことを特徴とする無線充電器。
【請求項２】
前記外郭コイルと内部コイルの中心が一致することを特徴とする請求項１に記載の無線充電器。
【請求項３】
前記内部コイルは２以上の内部コイルからなり、前記２以上の内部コイルは順次内側に含まれるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の無線充電器。
【請求項４】
前記外郭コイル及び／または内部コイルの巻かれた形状が実質的に平面円形の形状を持つことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の無線充電器。
【請求項５】
前記外郭コイル及び／または内部コイルの巻かれた形状が実質的に平面多角形の形状を持つことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の無線充電器。
【請求項６】
前記外郭コイル及び／または内部コイルが、金、銀、銅及びアルミニウムからなる群より選択されたいずれか１つの導線が巻かれてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の無線充電器。
【請求項７】
前記外郭コイル及び／または内部コイルが、リッツ（Ｌｉｔｚ）線からなることを特徴とする請求項６に記載の無線充電器。
【請求項８】
前記外郭コイル及び／または内部コイルが、基材フィルム上にパターニングされて形成された導体パターンからなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の無線充電器。
【請求項９】
前記外郭コイルと内部コイルとは直列で連結されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の無線充電器。
【請求項１０】
前記外郭コイルと内部コイルとは直接的に連結されていないことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の無線充電器。
【請求項１１】
前記１次側コイルに１次側電流を印加したときに形成される磁束の、前記１次側コイルの横断線に沿って見た密度プロファイルが、前記１次側コイルの内部で少なくとも３つの極大点を持つことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の無線充電器。
【請求項１２】
前記内部コイルは、前記外郭コイルのみに１次側電流を印加したときに前記外郭コイルによって形成される磁束の密度が、その最大値の５０％である地点と前記外郭コイルとの間に配置されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の無線充電器。
【請求項１３】
２次側コイルを備える充電対象に対し、前記２次側コイルと誘導結合を通じて充電できるように磁場を生成する１次側コイルを備える無線充電器において、
前記１次側コイルが所定の巻数と大きさを持って配置され、
前記１次側コイルに１次側電流を印加したときに形成される磁束の、前記１次側コイルの横断線に沿って見た密度プロファイルが、前記１次側コイルの内部で少なくとも３つの極大点を持つことを特徴とする無線充電器。
【請求項１４】
前記１次側コイル内部の前記磁束密度プロファイルにおいて、磁束密度の最小値が前記磁束密度の最大値の少なくとも５０％以上であることを特徴とする請求項１３に記載の無線充電器。
【請求項１５】
前記１次側コイルが、
所定の巻数と大きさを持って配置された外郭コイルと、
前記外郭コイルの内部に含まれるように配置された少なくとも１つの内部コイルと、を備え、
前記外郭コイル及び内部コイルは、前記外郭コイル及び内部コイルに１次側電流を印加したときに、各コイルの内部で生成される磁束の方向が同一であるように配置されたことを特徴とする請求項１３に記載の無線充電器。
【請求項１６】
２次側コイルを備える充電対象に対し、前記２次側コイルと誘導結合を通じて充電できるように磁場を生成する１次側コイルを備える無線充電器において、
前記１次側コイルが所定の巻数と大きさを持って配置され、
前記１次側コイルに１次側電流を印加したときに形成される磁束の密度が、前記１次側コイルの内部の如何なる地点においても前記磁束密度の最大値の少なくとも５０％以上になることを特徴とする無線充電器。
【請求項１７】
前記１次側コイルに１次側電流を印加したときに形成される磁束の密度が、前記１次側コイルの内部の如何なる地点においても前記磁束密度の最大値の少なくとも７０％以上になることを特徴とする請求項１６に記載の無線充電器。
【請求項１８】
１次側コイルの横断線に沿って見た前記磁束密度のプロファイルが、前記１次側コイルの内部で少なくとも３つの極大点を持つことを特徴とする請求項１６に記載の無線充電器。
【請求項１９】
前記１次側コイルが、
所定の巻数と大きさを持って配置された外郭コイルと、
前記外郭コイルの内部に含まれるように配置された少なくとも１つの内部コイルと、を備え、
前記外郭コイル及び内部コイルは、前記外郭コイル及び内部コイルに１次側電流を印加したときに各コイルの内部で生成される磁束の方向が同一であるように配置されたことを特徴とする請求項１６に記載の無線充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線（無接点方式、非接触方式）充電器に関し、より詳しくは、無線充電器において充電対象が載置される位置による充電効率のバラツキを低減することができる構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、携帯電話、ノートパソコン、ＰＤＡなどのような携帯型電子機器は、内部に蓄電池を備えてユーザーが移動しながら使用できるように構成されている。しかし、このような携帯型電子機器は、蓄電池の充電のために別の充電器を備え、充電器は一般商用電源に接続されて携帯型電子機器の蓄電池に充電電流を提供することで充電を行う。一方、充電器が充電電流を携帯型電子機器の蓄電池に提供するためには、充電器を構成する充電母体と携帯型電子機器の蓄電池とが電気的に連結されなければならない。充電母体と携帯型電子機器の蓄電池とを電気的に連結するために、有線（接点方式）充電器では、充電母体と携帯型電子機器または蓄電池にそれぞれ別の接続端子を構成した。よって、携帯型電子機器の蓄電池を充電しようとするときには、携帯型電子機器または蓄電池の接続端子と充電母体の接続端子とを相互接続させなければならない。
【０００３】
しかし、携帯型電子機器または蓄電池及び充電母体に接続端子を構成する接点方式の充電器は、接続端子が外部に突出することで、外観上良くないだけでなく、接続端子が外部の異物に汚染されて接続不良の恐れがあり、場合によっては、ユーザーの不注意で短絡が発生して蓄電池が完全放電することがあるという問題点があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、携帯型電子機器の蓄電池が、無線（非接触式）で充電母体と電気的に結合されて充電母体のエネルギーを充電することができる方式が開発された。
【０００５】
非接触式充電方法は、高周波で動作する１次回路を充電母体に構成し、２次回路を蓄電池側、すなわち携帯型電子機器内または蓄電池内に構成することで、充電母体の電流、すなわちエネルギーを誘導結合によって携帯型電子機器の蓄電池に提供する方式である。誘導結合を用いた非接触式充電方式は、既に一部の応用分野（例えば、電動歯ブラシ、電気シェーバーなど）に利用されている。
【０００６】
しかし、携帯電話、携帯型ＭＰ３プレーヤー、ＣＤプレーヤー、ＭＤプレーヤー、カセットテーププレーヤー、ノートパソコン、ＰＤＡなどの携帯型電子機器に応用しようとする場合には、蓄電池側に付け加えられる嵩と重さを小さくしなければならないという要求条件の外にも、携帯型電子機器または蓄電池が載置される位置による充電効率のバラツキを改善しなければならない。すなわち、多様な形状と大きさの携帯型電子機器（例えば、蓄電池の定格電圧などが一定である携帯電話だけを見ても、その形状と大きさが非常に多様である。）に互換可能にするために、充電母体は特定の充電対象のみに合う形状と構造を持ってはならず、充電対象の大きさよりは少し大きく設計しなければならない。さらに、同時に２つ以上の携帯型電子機器または蓄電池を充電する構造まで考慮するのであれば、充電母体の大きさはより大きくなり、それによって充電母体に対する充電対象である携帯型電子機器または蓄電池の位置にはかなりのバラツキが発生する。ところが、充電母体の１次回路、すなわち１次コイルによって発生する磁場の強さ（磁束密度）はコイルから遠くなるほど急激に低減する。よって、誘導結合される磁束密度に比例する充電効率は、１次コイルに対する充電対象の位置によって非常に大きいバラツキを持つようになって、充電対象の位置が良くない場合には、完全充電にかかる時間が急激に増えるようになり、最悪の場合には充電がほとんど行われないこともある。
【０００７】
特に、携帯電話やＰＤＡ、ＭＰ３プレーヤーなどのような携帯型電子機器は、一日中極めて短い時間だけ使ってほとんど一日中無線充電器に置いておく電動歯ブラシや電気シェーバーとは違い、就寝時間など相対的に短い時間充電を行っているので、位置による充電効率のバラツキがさらに深刻な問題になる。
【０００８】
したがって、無線充電器を携帯電話などの携帯型電子機器に広く使うためには、充電対象が載置される位置による充電効率のバラツキを改善することが切実に求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前述したような問題点を解決するために創案されたものであり、無線充電器に対する充電対象の位置による充電効率のバラツキが改善された無線充電器を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明の無線充電器においては、１次側コイルが外郭コイル及び外郭コイルの内部に配置された内部コイルを備えることで、外郭コイルの中心付近で磁束密度が急激に落ちて充電効率が急激に落ちることを内部コイルによって補う。
【００１１】
すなわち、本発明の一態様による無線充電器は、２次側コイルを備える充電対象に対し、２次側コイルと誘導結合を通じて充電できるように磁場を生成する１次側コイルを備える無線充電器であって、前記１次側コイルが、所定の巻数と大きさを持って配置された外郭コイル、及び外郭コイルの内部に含まれるように配置された少なくとも１つの内部コイルを備え、前記外郭コイル及び内部コイルは、外郭コイル及び内部コイルに１次側電流を印加したとき、各コイルの内部で生成される磁束の方向が同一であるように配置される。
【００１２】
ここで、前記外郭コイル及び内部コイルはその中心が一致するように配置され得る。
【００１３】
また、前記内部コイルは、２以上の内部コイルからなって順次内部に含まれるように配置され得る。
【００１４】
本発明の他の態様による無線充電器は、２次側コイルを備える充電対象に対し、２次側コイルと誘導結合を通じて充電できるように磁場を生成する１次側コイルを備える無線充電器であって、前記１次側コイルが所定の巻数と大きさを持って配置され、１次側コイルに１次側電流を印加したときに形成される磁束の、１次側コイルの横断線に沿って見た密度プロファイルが、１次側コイルの内部で少なくとも３つの極大点を持つことを特徴とする。
【００１５】
本発明のさらに他の態様による無線充電器は、２次側コイルを備える充電対象に対し、２次側コイルと誘導結合を通じて充電できるように磁場を生成する１次側コイルを備える無線充電器であって、前記１次側コイルが所定の巻数と大きさを持って配置され、１次側コイルに１次側電流を印加したときに形成される磁束の密度が、１次側コイルの内部の如何なる地点においても磁束密度の最大値の少なくとも５０％以上になることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の望ましい実施例による無線充電器を、添付された図面を参照して詳しく説明する。本明細書に添付される図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の開示とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【００１７】
これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自らが発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００１８】
図１は、本発明の実施例による無線充電器を用いて携帯型電子機器の蓄電池を充電する状態を示した斜視図である。
【００１９】
図１に示されたように本実施例の無線充電器１０は、充電対象である携帯型電子機器２０またはその蓄電池を載置するパッド部１１、無線充電器に必要な各種１次側回路が基板上に集積されて内蔵された回路部１２、及び充電状態を表示する状態表示灯１３を備える。
【００２０】
略円盤型でなるパッド部１１には、高周波の１次側電流を印加したときに磁場を生成する１次側コイル３０（図２）が配置されている。回路部１２の中には、商用交流電源から所望の高周波の１次側電流を生成するための整流器、ＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｍｏｄｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）、２次側である蓄電池と通信するための通信回路、及びこれらを制御する制御回路などが内蔵されている。状態表示灯１３は、電源が連結されているか、現在充電中であるか、完全充電になったか、などの充電器状態を表示するためのものであって適切な数や色のＬＥＤからなる。
【００２１】
しかし、本発明の特徴は後述する１次側コイルの形状と配置にあり、前記パッド部１１、回路部１２、状態表示灯１３などの構成と配置、形状はいくらでも変更可能である。
【００２２】
例えば、パッド部１１及び回路部１２を含む無線充電器１０の全体形状は、円盤型ではなく四角形、六角形など多角形の形状でなることができ、回路部１２が突出した構造でなくてもよい。さらに、図１で無線充電器１０は地面に偏平に置かれる構造として示されているが、例えば壁掛け形態でなり、パッド部が携帯型電子機器２０を収納する袋や引き出しの形態でなることもできる。
【００２３】
また、回路部１２の中に内蔵される回路も、例えば１１０Ｖや２２０Ｖの商用交流電源でなく自動車のシガーライター電源のように直流電源を使う場合は、整流器などを備えないこともある。
【００２４】
さらに、状態表示灯１３も、ＬＥＤでなく小型の液晶表示素子を使ったり、音声や警告音を発するスピーカーに代替することもできる。
【００２５】
パッド部１１に載置される携帯電話２０のパッド部１１と接する面の方には、蓄電池（二次電池）が装着され、該蓄電池の内部にはパッド部１１に配置された１次側コイル３０と誘導結合して誘導電流を生成する２次側コイル（図示せず）が内蔵されている。
【００２６】
一方、図１においては、携帯型電子機器は携帯電話２０を例に挙げて示したが、本発明はこれに限定されることなく、ＰＤＡ、携帯型ＭＰ３プレーヤー、ＣＤプレーヤーなど多様な携帯型電子機器に適用可能であることは勿論である。また、図面では携帯電話２０全体を無線充電器１０に載置して充電することを図示しているが、携帯電話の蓄電池のみを載置して充電することもできることは勿論である。
【００２７】
以下、図２を参照して本実施例の１次側コイル３０の構成及び配置について詳しく説明する。
【００２８】
図２に示されたように、パッド部１１に形成される１次側コイル３０は外郭コイル３１及び内部コイル３２からなる。外郭コイル３１は所定の巻数と半径ｒｏを持って配置され、内部コイル３２は所定の巻数と半径ｒｉを持って外郭コイル３１の内部に完全に含まれるように配置される。一方、図面で各コイル３１、３２の巻数と半径は正確な巻数と半径を表したものではなく、説明の便宜上、単純化したものである。図面において、Ｓｉ及びＳｏはそれぞれ内部コイル３２及び外郭コイル３１の同心面積であり、それぞれＳｉ＝πｒｉ２及びＳｏ＝πｒｏ２の関係を持つ。ここで、各コイルの巻数、半径、及び同心面積は、充電しようとする蓄電池の定格、充電電源の定格と周波数、コイルのインピーダンス、２次側コイルの形状と大きさなどを考慮し、また、図３を参照して後述する磁束密度プロファイルを考慮して決められる。
【００２９】
一方、図２において、外郭コイル３１及び内部コイル３２は全て平面螺旋形でなっているが、コイルの形状はパッド部１１の形状や２次側コイルの形状によって四角形、六角形など多角形の形状を持つことができ、さらに外郭コイル３１と内部コイル３２の形状が異なることもある。また、図２で外郭コイル３１と内部コイル３２とは、その中心が一致する同心円状で配置されたが、その中心が必ず一致しなくてもよい。さらに、図２では内部コイル３２が１つであるものを示したが、図４に示されたように２以上の内部コイル３２ａ、３２ｂを順次内部に含むように配置することもできる。
【００３０】
また、各コイル３１、３２は、表面が絶縁材で被覆された銅線を使うことが一般的であるが、金、銀、アルミニウムなど導電性の優れた材料であれば特に限定されない。さらに、各コイル３１、３２は単線の導線が巻かれたものであっても良いが、多数の細い単線を複数集合させたリッツ（Ｌｉｔｚ）線を使うことが高周波電流を用いた充電に望ましい。
【００３１】
また、各コイル３１、３２は、導線の巻かれた形態でなく導体パターンでなることもできる。すなわち、各コイル３１、３２は、ＰＣＢ基板またはポリイミドのような可撓性の絶縁フィルム（基材フィルム）上に銅、アルミニウムなどの導電性の優れた金属薄膜を積層し、これを図２や図４に示されたようなパターンにエッチングして形成された導体パターンであり得る。さらに、本発明は１次側コイルに関するものであるが、２次側、すなわち携帯用電子機器のコイルも本発明の１次側コイル３１、３２のように銅線などの導線が巻かれた形態であったり導体パターンでなることができる。よって、本明細書において、「コイル」ということは広い意味であり、導線が巻かれてなったものであっても金属薄膜をエッチングして形成されたものであってもコイル模様のパターンを持つ全てのものを含む。
【００３２】
外郭コイル３１と内部コイル３２とは、図２に示されたように直列で連結されて１次側電流を印加できるように配置され得るが、それぞれ別個に形成され、それぞれに別の１次側電流を印加するように配置されることもできる。ここで注意する点は、１次側コイル３０に１次側電流を印加したとき、各コイルの内部で生成される磁場の方向が同一であるように配置されなければならないという点である（その理由は後述する）。
【００３３】
以下、図３を参照して本発明の原理をより詳しく説明する。図３は、１次側コイル３０に１次側電流を印加したとき、外郭コイル３１及び内部コイル３２を横切る線（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線）に沿って見た磁場の強さ（磁束密度）プロファイルを概略的に示した図面であって、図３の（ａ）は内部コイルのない従来の一般的な１次側コイルの場合、図３の（ｂ）は図２に示された本発明の実施例によって外郭コイル３１及び内部コイル３２を備えた場合を示す。
【００３４】
まず、図３の（ａ）に示されたように内部コイルがない場合、１次側コイル（外郭コイル）３１に１次側電流を印加すると、右ネジの法則（アンペールの法則）に従う方向の磁場が生成され、コイル３１付近の任意の地点における磁場の強さ（磁束密度）はコイル３１からの距離の三乗に反比例する。よって、矢印４１で示したように、コイル３１から遠くなるほど磁束密度４１は急激に減少し、コイル３１内部における磁束密度は点線４０で示したようなプロファイルを持つ。この磁束密度プロファイル４０から分かるように、コイル３１内部に形成される磁束の密度はコイル３１の最近接位置で最大値を持ち、コイルの内部中心で最小値を持つ。よって、コイル３１の半径や１次側電流の強さと関連することになるが、携帯電話２０または蓄電池の載置された位置によっては充電効率が急激に落ち、完全充電までかかる時間が急激に増加する。
【００３５】
一方、内部コイル３２が存在する図３の（ｂ）においては、内部コイル３２による磁場が形成され、その磁束密度は矢印４２で示したように、内部コイル３２からの距離の三乗に反比例して減少する。よって、外郭コイル３１及び内部コイル３２による全体磁束密度は、２つのコイル３１、３２によるそれぞれの磁束密度の和になり、実線５０で示したようなプロファイルを見せる。この全体磁束密度プロファイル５０は、内部コイル３２の外側で外郭コイル３１による磁束と少し相殺されて外郭コイルのみによるプロファイル４０より少し減るものの内部コイル３２の内部では補強され、１次側コイルの中心付近でも極大点を持つ独特のプロファイルを形成する。また、全体磁束密度プロファイル５０は、内部コイル３２の外側付近で最小になるが、この最小値は外郭コイル３１のみによった磁束密度プロファイル４０の最小値よりは大きくなる。よって、全体磁束密度プロファイル５０は、外郭コイルのみによる磁束密度プロファイル４０と比べ、全体的に平坦化されて１次側コイル（外郭コイル）３１の内部で磁束密度のバラツキが著しく低減し、これによって誘導電力のバラツキ及び充電効率のバラツキも著しく低減し、結果的に完全充電までかかる時間のバラツキも著しく減る。
【００３６】
ここで、外郭コイル３１及び内部コイル３２は、前述したように、１次側電流を印加したときに生成される磁場の方向が同一になるように配置されなければならないが、これはそれぞれのコイル３１、３２による磁束密度４１、４２がコイル３１、３２の中心付近で相互補強されて磁束密度の最小値を増加させなければならないためである。
【００３７】
一方、全体磁束密度プロファイル５０は、外郭コイル３１及び内部コイル３２の半径、巻数、インピーダンス、１次側電流の強さと周波数などによって変化するが、図３に示された基本的な形態は維持される。但し、極大、極小点の具体的な位置と値は、コイルの半径、巻数、インピーダンス、１次側電流の強さと周波数などを適切に調節することで調節することができる。このような全体磁束密度プロファイル５０の調節によって、１次側コイル３０内部の磁束密度の最小値を所望の水準に設定することができる。望ましくは、全体磁束密度の最小値を最大値の５０％以上に設定すれば、充電効率のバラツキを減らすことで完全充電にかかる時間のバラツキを短縮することができる。また、より望ましくは、全体磁束密度の最小値を最大値の７０％以上に設定すれば、最悪の場合の完全充電にかかる時間をさらに短縮することができる。
【実施例】
【００３８】
次は、携帯電話用蓄電池に対する充電の場合を例に挙げて、１次側コイルの構成と配置の望ましい例を提示する。しかし、次の具体例はあくまでも例に過ぎず、本発明が次の具体例に限定されないことは勿論である。さらに、２次側の充電対象が携帯電話用蓄電池でなくＰＤＡやノートパソコンの蓄電池など他の携帯型電子機器の蓄電池である場合に、次の具体的な配置例はいくらでも変更可能である。
【００３９】
入力電源：交流２２０Ｖ
充電電流の周波数：８０ｋＨｚ
充電電流の強さ：１１０〜１６０Ａ
内部コイルの直流抵抗：０．１〜０．５Ω
外郭コイルの直流抵抗：１．０〜３．０Ω
コイル間半径の比（ｒｉ／ｒｏ）：０．１〜０．９
コイル間同心面積の比（Ｓｉ／Ｓｏ）：０．０１〜０．８１
内部コイルの巻数：５〜１５
外郭コイルの巻数：４０〜６０
内部コイルの交流（１ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）抵抗：０．１〜０．４Ω
外郭コイルの交流（１ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）抵抗：２．０〜２０Ω
内部コイルのインダクタンス：４．７〜５．０μＨ
外郭コイルのインダクタンス：２４０〜２５０μＨ
【００４０】
一方、より具体的に、入力電源は交流２２０Ｖ、充電電流の周波数は８０ｋＨｚを使って１次側コイル及び２次側コイルを図５及び以下の表１のように構成し、その磁束密度と正比例関係にある誘導電力プロファイルと誘導電力の最大値、最小値を測定した。ここで、１次側コイル３１、３２としてはリッツ（Ｌｉｔｚ）形態の銅材質からなった外郭コイルと内部コイルとを直列で連結して多重コイルを製作し、２次側コイル２１としてもやはりリッツ形態の銅材質からなった円形の単一コイルを使った。
【００４１】
【表１】
2009504115.tif 000003
【００４２】
また、本発明の効果を従来の場合と比べるために、比較例として内部コイルのないことを除いて上記の実施例と同様に１次側コイルを構成し、その誘導電力プロファイルと誘導電力の最大値、最小値を測定した。
【００４３】
前述したように構成した実験例において、実施例と比較例の２次コイルに誘導される電圧、電流及び電力は次の表２のように測定され、誘導電力のプロファイルは図６に示されたようである。
【００４４】
【表２】
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【００４５】
表２及び図６から分かるように、本発明の実施例による２次側誘導電力の最大値と最小値は、それぞれ１．９Ｗ及び１．１Ｗであり、最小値は最大値の約５８％に達した。一方、比較例の２次側誘導電力の最大値と最小値は、それぞれ１．８６Ｗ及び０．８Ｗであり、最小値は最大値の約４３％に達した。
【００４６】
以上の実験例を通じて分かるように、本発明による１次側コイルを備える無線充電器では充電効率のバラツキが著しく低減することが分かる。
【００４７】
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれによって限定されることなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
前述したように、本発明による無線充電器は１次側コイルを外郭コイルと内部コイルの多重構造にすることで、外郭コイルの内部中心付近で急減する磁束密度を内部コイルによる磁束で補う。よって、１次側コイルの内部で磁束密度のバラツキが著しく低減し、それによって充電対象である蓄電池が載置される位置による充電効率のバラツキが著しく低減する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例による無線充電器を用いて携帯型電子機器の蓄電池を充電する状態を示した斜視図である。
【図２】本発明の実施例による無線充電器の１次側コイルの概略平面図である。
【図３】従来技術及び本発明の実施例による無線充電器の１次側コイルによって生成される磁場の磁束密度プロファイルを概略的に示した図面である。
【図４】本発明による無線充電器の１次側コイルの変形例を示した概略平面図である。
【図５】携帯電話用蓄電池の無線充電器であって、本発明の実施例によって１次側コイルを構成し、携帯電話用蓄電池の２次側コイルの位置を変化させながら誘導電力を測定した実験を説明するための図面である。
【図６】図５の構成によって実験した結果の誘導電力プロファイルを示したグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１０：無線充電器
１１：パッド部
１２：回路部
１３：状態表示灯
２０：携帯型電子機器（携帯電話）
２１：２次側コイル
３０：１次側コイル
３１：外郭コイル
３２、３２ａ、３２ｂ：内部コイル
４０：磁束密度プロファイル
４１、４２：磁束密度
５０：全体磁束密度プロファイル
ｒｏ：外郭コイル半径
ｒｉ：内部コイル半径
Ｓｏ：外郭コイル同心面積
Ｓｉ：内部コイル同心面積
【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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【国際調査報告】
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