(57)【要約】【課題】送電機器からウェアラブル機器への磁束の侵入による悪影響を低減し、小型化に適したウェアラブル機器、およびこれを含む非接触送受電装置を提供すること。【解決手段】ウェアラブル機器３０は、突起部５２および１次アンテナ部５６を有する送電機器５０から非接触で電力を受けることが可能な機器である。前記ウェアラブル機器３０は、筺体３１と、２次アンテナ部３６と、導電体３５とを具備する。前記筐体３１は、貫通する空芯部３２を有し、前記送電機器５０の突起部５２が空芯部３２に挿入可能に構成されている。前記２次アンテナ部３６は、前記筐体３１の空芯部３２と同軸で前記筐体３１内に収容されている。前記導電体３５は、前記筐体３１に設けられている。【選択図】図２
2018029452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突起部および１次アンテナ部を有する送電機器から非接触で電力を受けることが可能なウェアラブル機器であって、
貫通する空芯部を有し、前記送電機器の前記突起部が前記空芯部に挿入可能に構成された筐体と、
前記筐体の空芯部と同軸で前記筐体内に収容された２次アンテナ部と、
前記筺体に設けられた導電体と
を具備するウェアラブル機器。
【請求項２】
請求項１に記載のウェアラブル機器であって、
前記送電機器の前記１次アンテナ部が、
第１磁性板と、
前記突起部の突起する方向へ前記第１磁性板から突出するように設けられた磁性体と、
前記第１磁性板に搭載され、前記磁性体の周囲に設けられた１次コイルとを有する場合、
前記２次アンテナ部は、
前記突起部が前記筐体の空芯部に挿入された状態で、軸方向で前記第１磁性板に対向する、空芯部を有する第２磁性板と、
前記第２磁性板に搭載され２次コイルとを有する
ウェアラブル機器。
【請求項３】
請求項１または２に記載のウェアラブル機器であって、
前記筐体は内周面を有し、
前記導電体は、少なくとも前記内周面の一部に設けられる
ウェアラブル機器。
【請求項４】
請求項３に記載のウェアラブル機器であって、
前記筐体は外周面をさらに有し、
前記導電体は、外周面の少なくとも一部にさらに設けられる
ウェアラブル機器。
【請求項５】
請求項４に記載のウェアラブル機器であって、
前記導電体は、
前記内周面の少なくとも一部に設けられた第１導電体と、
前記外周面の少なくとも一部に設けられた第２導電体とを有する
ウェアラブル機器。
【請求項６】
請求項４に記載のウェアラブル機器であって、
前記筐体は、
前記内周面と前記外周面との間に設けられた第１端面と、
前記内周面と前記外周面との間であって前記第１の端面の反対側に設けられ、前記第１端面より前記２次アンテナ部に近い側に設けられた第２端面とを有し、
前記導電体は、前記内周面から前記第１端面を介して前記外周面まで連続的に設けられる
ウェアラブル機器。
【請求項７】
請求項３から６のうちいずれか１項に記載のウェアラブル機器であって、
前記導電体は、前記２次アンテナ部に近い側の端部である導電体端部を有し、
前記筐体内において、前記導電体端部の位置よりも、軸方向で前記２次アンテナ部から遠い位置に配置されたバッテリーをさらに具備するウェアラブル機器。
【請求項８】
請求項１から７のうちいずれか１項に記載のウェアラブル機器であって、
前記導電体は非磁性体である
ウェアラブル機器。
【請求項９】
突起部および１次アンテナ部を有する送電機器と、
前記送電機器から非接触で電力を受けることが可能なウェアラブル機器とを具備し、
前記ウェアラブル機器は、
貫通する空芯部を有し、前記送電機器の前記突起部が前記空芯部に挿入可能に構成された筐体と、
前記筐体の空芯部と同軸で前記筐体内に収容された２次アンテナ部と、
前記筐体に設けられた導電体とを有する
非接触送受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェアラブル機器、およびこのウェアラブル機器を含む非接触送受電装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載された非接触型電力伝送装置は、空芯部を有する１次コイルおよび１次側軟磁性体を内蔵する１次側筐体と、空芯部を有する２次コイルおよび２次側軟磁性体を内蔵する２次側筐体とを備える。１次コイルおよび２次コイルは平面型コイルである。１次側軟磁性体は、１次コイルの空芯部を貫通する突起部を有し、１次側筐体はそれに対応する凸部を有する。２次側筐体は凹部を有し、１次側筐体の凸部が嵌められるように、それら筐体が一体化された状態で、１次側から２次側へ電力が伝送される（例えば、特許文献１の請求項１、明細書段落［００１８］、図１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2010-123729号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、非接触電力伝送方式を採用するウェアラブル機器が増加している。例えば、ウェアラブル機器として、ブレスレットや指輪形状の機器がある。スマートフォン等に使われる平面上に巻回されたプレナコイルを使った非接触電力伝送用のアンテナ装置を、このようなウエアラブル機器に適用しようとしても、平面部が少ないことや軽量化の期待などの理由から様々な工夫が要求される。特に、２次側の機器は、受電の際に生じる送電機器からの磁束の侵入により、電気的に悪影響を受けるおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、送電機器からウェアラブル機器への磁束の侵入による悪影響を低減し、小型化に適したウェアラブル機器、およびこれを含む非接触送受電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るウェアラブル機器は、突起部および１次アンテナ部を有する送電機器から非接触で電力を受けることが可能な機器である。前記ウェアラブル機器は、筺体と、２次アンテナ部と、導電体とを具備する。
前記筐体は、貫通する空芯部を有し、前記送電機器の前記突起部が前記空芯部に挿入可能に構成されている。
前記２次アンテナ部は、前記筐体の空芯部と同軸で前記筐体内に収容されている。
前記導電体は、前記筐体に設けられている。
【０００７】
２次アンテナ部が、筺体を貫通する空芯部と同心で筐体内に収容されている。したがって、空芯部を備える小型化に適したウェアラブル機器を実現することができる。また、筺体に導電体が設けられる。このため、筐体内への磁束の侵入を抑制でき、筺体内の２次アンテナ部以外の要素へ悪影響が及ぶことを抑制できる。また、導電体が設けられることにより、筺体の意匠性および機械的強度を高めることができる。
【０００８】
前記送電機器の前記１次アンテナ部が、第１磁性板と、前記突起部の突起する方向へ前記第１磁性板から突出するように設けられた磁性体と、前記第１磁性板に搭載され、前記磁性体の周囲に設けられた１次コイルとを有していてもよい。その場合、前記２次アンテナ部は、前記突起部が前記筐体の空芯部に挿入された状態で、軸方向で前記第１磁性板に対向する、空芯部を有する第２磁性板と、前記第２磁性板に搭載され２次コイルとを有していてもよい。
磁性体、第１磁性板および第２磁性板が設けられることにより、結合係数を高めることができる。
【０００９】
前記筐体は内周面を有し、前記導電体は、少なくとも前記内周面の一部に設けられていてもよい。
これにより、例えば送電機器が突起部内に磁性体を有する場合、磁性体から漏れる磁束の筐体内への侵入を抑制し、筺体内の２次アンテナ部以外の要素への悪影響を回避できる。
【００１０】
前記筐体は外周面をさらに有し、前記導電体は、外周面の少なくとも一部にさらに設けられていてもよい。
これにより、筐体内の磁束をさらに低減し、ウェアラブル機器の外周面の意匠性も高めることができる。
【００１１】
前記導電体は、前記内周面の少なくとも一部に設けられた第１導電体と、前記外周面の少なくとも一部に設けられた第２導電体とを有していてもよい。
【００１２】
前記筐体は、第１端面と、第２端面とを有していてもよい。前記第１端面は、前記内周面と前記外周面との間に設けられている。前記第２端面は、前記内周面と前記外周面との間であって前記第１の端面の反対側に設けられ、前記第１端面より前記２次アンテナ部に近い側に設けられている。
前記導電体は、前記内周面から前記第１端面を介して前記外周面まで連続的に設けられていてもよい。
【００１３】
前記導電体は、前記２次アンテナ部に近い側の端部である導電体端部を有していてもよい。
前記ウェアラブル機器は、前記筐体内において、前記導電体端部の位置よりも、軸方向で前記２次アンテナ部から遠い位置に配置されたバッテリーをさらに具備してもよい。
これにより、磁束の侵入によるバッテリーの発熱を抑制できる。
【００１４】
前記導電体は非磁性体、磁性体のいずれであってもよい。
【００１５】
本発明の一形態に係る非接触送受電装置は、上述の送電機器と、上述のウェアラブル機器とを具備する。
【発明の効果】
【００１６】
以上、本発明によれば、送電機器からウェアラブル機器への磁束の侵入による悪影響を低減し、小型化に適したウェアラブル機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１Ａは、後述する本発明の実施形態に係る非接触電力送受電装置の技術を理解するための、参考例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図１Ｂは、図１ＡにおけるＡ−Ａ'線断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る非接触電力送受電装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示した送受電装置の側面図であり、送電機器にウェアラブル機器が搭載された状態を示す。
【図４】図４は、図３に示す送受電装置の断面図であり、中心の軸から右半分を示す。
【図５】図５は、実施形態２に係るウェアラブル機器を示す側面図である。
【図６】図６は、図５に示すウェアラブル機器の軸方向（ｚ方向）を含む面の断面図である。
【図７】図７Ａ〜Ｄは、各送受電装置における磁気的な結合状態のシミュレーションによる解析結果を示す。
【図８】図８は、比較例１、２、実施形態１、２についての結合係数を示す表である。
【図９】図９は、本発明の他の実施形態（比較例３）に係る送受電装置を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に示す送受電装置の側面図である。
【図１１】図１１は、図９に示す送受電装置の平面図である。
【図１２】図１２は、図９に示す送受電装置において、対向する１次アンテナ部および２次アンテナ部の一部を示す。
【図１３】図１３は、図９に示すウェアラブル機器が送電機器に搭載された状態の送受電装置の一部（軸から右半分）を示す断面図である。
【図１４】図１４は、さらに別の実施形態（比較例４）に係る送受電装置を示す断面図である。
【図１５】図１５は、比較例３、４について、シミュレーションによる、結合係数を含む解析結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
１．参考例
【００１９】
図１Ａは、後述する本発明の実施形態に係る非接触電力送受電装置の技術を理解するための、参考例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。このアンテナ装置１では、上でも述べたように、アンテナのコイル１０の形状が、図１に示すように、例えばスマートフォン等の電子機器に搭載されるバッテリーと同等の大きさのほぼ長方形に設計されている。これにより、インダクタンスを上げることができる。
【００２０】
図１Ｂは、図１ＡにおけるＡ−Ａ'線断面図である。アンテナ装置１は、磁性板１３に、コイル１０が、その磁性板１３の主面１３ａに沿って巻回されて設けられている。
【００２１】
しかしながら、このような一般的な平面型コイルを有するアンテナを、ウェアラブル機器として、ブレスレットや指輪のような貫通穴を持つ小型の機器に組み込むことは困難である。例えばその場合、平面型コイルを、当該小型の機器の筺体の曲面に這わせるように、つまり平面部を曲げて筐体内に収容する必要がある。またその場合でも、アンテナの表面に十分なエリアを確保できないので一定のインダクタンス得るためには、細い線材を用いてコイルの巻数を増やす必要がある。その結果、１次側機器からそのウェアラブル機器に大きな電力を送ると、抵抗値が大きくなり発熱の問題等が発生する。したがって、大きな電力の供給はできない。
【００２２】
２．本発明に係る実施形態
【００２３】
２．１）実施形態１
【００２４】
図２は、本発明の実施形態１に係る非接触電力送受電装置を示す斜視図である。以下、非接触電力送受電装置を「送受電装置」と略する。送受電装置１００Ａは、非接触方式、具体的には電磁結合方式（相互誘導方式）を用いて電力の送信および受信を行う装置である。
【００２５】
送受電装置１００Ａは、１次側機器である送電機器５０と、２次側機器、つまり受電機器であるウェアラブル機器３０とを備える。ウェアラブル機器３０は、典型的には指輪型の機器であるが、その他、ブレスレットにも適用され得る。
【００２６】
図３は、図２に示した送受電装置１００Ａの側面図であり、送電機器５０にウェアラブル機器３０が搭載された状態、つまり送受電（本実施形態では充電）可能な状態を示す。図４は、図３に示す送受電装置１００Ａの断面図であり、ｚ方向に沿う中心軸から右半分を示す。
【００２７】
送電機器５０は、ベースハウジング５１、突起部５２、１次アンテナ部５６、および磁性体５７を主に備える。これらの部材は、例えば軸方向（図２〜４等において上下方向であるｚ方向）で見て、円形に構成される。ベースハウジング５１内には、送電のための図示しない電源部を含む回路機器が収容されており、その回路機器は１次アンテナ部５６に電気的に接続される。図４に示すように、１次アンテナ部５６は、ベースハウジング５１の上面に設けられた開口５１ａ（図４参照）に対面するように配置されている。
【００２８】
図４に示すように、突起部５２は中空構造を有し、ベースハウジング５１の開口５１ａを覆うように、ベースハウジング５１の上面に設けられている。ベースハウジング５１および突起部５２は樹脂で構成される。突起部５２は、ウェアラブル機器３０の筐体３１に設けられた軸方向に貫通する空芯部３２に挿入されて、ウェアラブル機器３０が送電機器５０に対して位置決めされることで、充電可能な状態となる（図３、４参照）。
【００２９】
１次アンテナ部５６は、磁性板５４と、磁性板５４上に設けられた１次コイル５３とを有する。１次コイル５３は、例えば磁性板５４の周縁部付近に、ｚ軸を中心に巻回されて構成されたスパイラルコイルである。１次コイル５３は、単線、平行線、または撚線により構成される。
【００３０】
磁性板５４の大きさ、つまりその径は、図示するものより大きく構成されていてもよい。その場合、１次コイル５３が周縁部付近に配置されていなくてもよい。
【００３１】
磁性板５４の材料として、例えばフェライト、金属磁性体、あるいは、磁性粒子と樹脂との混合材が用いられる。
【００３２】
１次コイル５３は、磁性体５７の周囲にこれと同軸で設けられている。磁性体５７は、突起部５２の突起する方向（ｚ軸に沿った上方向）へ磁性板５４から突出するように磁性板５４上に搭載されている。磁性体５７、１次アンテナ部５６、および、ウェアラブル機器３０に内蔵された２次アンテナ部３６により、磁気回路が構成される。このため、ウェアラブル機器３０が送電機器５０上に搭載された状態で、磁性体５７の上面の高さ位置が２次アンテナ部３６の高さ位置付近に位置するように、これら磁性体５７およびウェアラブル機器３０のサイズや配置が設計されている。これにより、１次アンテナ部５６および２次アンテナ部３６間の磁気的結合を強めることができる。
【００３３】
突起部５２の高さは、任意に設定される。例えばそれは、ウェアラブル機器３０が送電機器５０に安定して載置されるような高さに設定される。
【００３４】
ウェアラブル機器３０は、筐体３１、２次アンテナ部３６、筐体３１に設けられた導電体３５等を主に備える。これらは環状に構成されており、典型的には軸方向で見て円形に構成されている。
【００３５】
筐体３１は、上述したように軸方向に貫通する空芯部３２を有する。筐体３１は、非磁性体で構成されており、特に樹脂で構成される。図４に示すように、筐体３１内には、例えばバッテリー２７および回路機器２９が収容されている。バッテリー２７も筐体３１の形状に沿った環状、例えば円形または円弧形状に構成されている。回路機器２９は、例えばバッテリー２７と２次アンテナ部３６との間に配置される。
【００３６】
２次アンテナ部３６は、筐体３１の空芯部３２と同軸で筐体３１内に収容されている。２次コイル３３は、上記回路機器２９に電気的に接続されている。２次アンテナ部３６は、磁性板３４と、磁性板３４上に設けられた２次コイル３３とを有する。２次コイル３３は、磁性板３４上でz軸を中心に巻回されて構成されたスパイラルコイルである。２次コイル３３は１次コイル５３と同様の構成を有していればよい。
【００３７】
２次アンテナ部３６は、ウェアラブル機器３０が送電機器５０に搭載されて充電可能な状態で、２次コイル３３が１次コイル５３側に向くように、筐体３１内の軸方向端部に配置される。
【００３８】
ウェアラブル機器３０が送電機器５０に搭載された状態では、突起部５２、磁性体５７、１次アンテナ部５６、および２次アンテナ部３６が実質的に同軸で配置される。
【００３９】
磁性板３４の材料は、上記磁性板５４の材料と同様のものが用いられる。
【００４０】
図４に示すように、導電体３５として、第１導電体３５１が、例えば筐体３１の内周面３１ａに沿って環状に設けられている。また、第２導電体３５２が、筐体３１の外周面３１ｂに沿って環状に設けられている。
【００４１】
導電体３５は、筐体３１内の特にバッテリー２７へ向かう磁束を低減するように設けられる。具体的には、導電体３５の端部である導電体端部３５ａの位置よりも、バッテリー２７が軸方向で遠い位置に配置されるように筐体３１内に収容される。導電体３５が無い場合、バッテリー２７への磁束の侵入により渦電流が発生してバッテリー２７が発熱するが、本実施形態ではその発熱を抑制できる。
【００４２】
導電体３５は磁性体、あるいは非磁性体である。導電体３５の材料は、Ag、Au、Ti、SUS等や、Fe、Coをベースにしたアモルファス磁性体等の金属でもよいし、導電性の塗料等であってもよい。導電体３５が筐体３１の表面に設けられることにより、１次アンテナ部５６によって発生する磁束により導電体３５には渦電流が発生する。これにより、１次アンテナ部５６および２次アンテナ部３６の結合係数は多少下がるおそれがあるが、筐体３１内への磁束の侵入を抑制し、つまり筐体３１内の磁束を低減することができる。
【００４３】
また、上記した材料の導電体３５が設けられることにより、ウェアラブル機器３０の装飾性、意匠性を高めることができる。特に、ウェアラブル機器３０が指輪型の機器である場合、装飾性、意匠性は重要な要素となる。
【００４４】
さらに、導電体３５が高強度の金属の場合、例えば樹脂で構成される筐体３１の機械的強度を高めることができる。ここで、筐体３１をすべて金属で構成してしまうと、筐体全体に渦電流が発生し、結合係数がさらに低下してしまう。したがって、筐体３１のベースは樹脂で構成され、部分的に導電体３５が設けられる本実施形態が望ましい形態となる。
【００４５】
導電体３５が設けられない場合、バッテリー２７に限らず、回路機器２９に悪影響を及ぶことも考えられる。例えば磁束の侵入により、回路機器２９により生成される信号にノイズが発生するおそれがある。図４において、導電体３５がさらに下まで延びるように設計されることにより、このような不具合を回避することができる。
【００４６】
なお、回路機器２９に使用される信号の周波数は、電力伝送に用いられる磁束変化の周波数より十分に高いことが多い。したがって、たとえ回路機器２９に磁束が侵入しても、回路機器２９の信号に重大な問題が発生するおそれは少ない。したがって、導電体３５は少なくともバッテリー２７への磁束侵入を低減できればよい。
【００４７】
以上のように、本実施形態に係る送受電装置１００Ａでは、２次アンテナ部３６が、筐体３１を貫通する空芯部３２と同心で筐体３１内に収容されている。したがって、空芯部３２を備えるような小型化に適したウェアラブル機器３０を実現することができる。また、筐体３１に導電体３５が設けられるため、筐体３１内への磁束の侵入を抑制できるとともに、ウェアラブル機器３０の意匠性および機械的強度が向上する。
【００４８】
ウェアラブル機器３０が指輪型のような小型の機器である場合、筐体３１内のスペースは非常に狭い。したがって、２次アンテナ部３６、回路機器２９、バッテリー２７、導電体３５の相対配置やそれぞれの大きさ（サイズ）を、結合係数の観点から設計することが本技術では重要となる。特に、導電体が非磁性体である場合、上述したように結合係数を低減させるデメリットがある。しかし、送電機器５０側に磁性体５７を設け、この磁性体５７の配置、および１次アンテナ部５６および２次アンテナ部３６の位置合わせを適切にする（位置合わせ精度を高める）ことにより、結合係数を改善することができる。
【００４９】
本実施形態では、導電体３５が筐体３１の内周面および外周面の両方に設けられ、また、磁性体５７が設けられることにより、磁束を効果的に低減することができる。
【００５０】
本実施形態では、突起部５２が筐体３１の空芯部３２に挿入されるので、充電時において、送電機器５０とウェアラブル機器３０との位置決めが容易となる。また、１次コイル５３および２次コイル３３がソレノイドコイルであるため、充電時において、送電機器５０およびウェアラブル機器３０の周方向の相対位置は任意の位置でよい。これにより、安定的な送受電を行うことができる。
【００５１】
２．２）実施形態２
【００５２】
次に、本発明の実施形態２に係るウェアラブル機器について説明する。これ以降の説明では、上記実施形態１に係る送受電装置１００Ａおよびウェアラブル機器３０が含む部材や機能等について実質的に同様の要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００５３】
図５は、実施形態２に係るウェアラブル機器を示す側面図である。なお、図５では、筺体３１内の部品の図示を省略している。図６は、図５に示すウェアラブル機器８０のｚ軸を含む面の断面図である。
【００５４】
筐体３１は、筐体３１の内周面３１ａと外周面３１ｂとの間に設けられた端面（第１端面３１ｃ）と、それと反対側に設けられた端面（第２端面３１ｄ）とを有する。第１端面３１ｃに対向する第２端面３１ｄは、２次アンテナ部３６が設けられる面、つまり、第１端面３１ｃより２次アンテナ部３６に近い側に設けられた面である。
【００５５】
そして導電体８５は、内周面３１ａから第１端面３１ｃを介して外周面３１ｂまで連続的に設けられている。これにより、上記実施形態１に係るウェアラブル機器３０に比べ、筐体３１内への磁束の侵入を効果的に抑制することができる。また、本実施形態によれば、上記実施形態１に係るウェアラブル機器３０の意匠とは異なる意匠を実現することができる。また、実施形態１に比べて導電体８５の面積が増える分、筺体３１の機械的強度も増える。
【００５６】
本実施形態においても、実施形態１と同様に、筐体３１内の上部寄りにバッテリー２７が配置されることが望ましい。
【００５７】
３．実施形態１、２に係る送受電装置の結合状態の解析
【００５８】
本発明者は、上記実施形態１に係る送受電装置１００Ａ、上記実施形態２に係る送受電装置（これを符号１００Ｂとする）における磁気的な結合状態を調べるため、電磁界シミュレーションを行った。図７Ａ〜Ｄは、そのシミュレーションによる解析結果であり磁束分布を示す。シミュレータとして、アンシス社の「Maxwell」が用いられた。ウェアラブル機器３０、８０の筐体３１の内径は20mm、外径は28mmに設定された。１次コイル５３、２次コイル３３の線の断面直径はともに0.22mm、巻き数はともに20Tに設定された。磁性板３４、５４の厚さはともに0.2mm、透磁率（比透磁率）はそれぞれ120、300に設定された。磁性体５７の透磁率は300に設定された。
【００５９】
図７Ａは、比較例１として、磁性体５７を有していない送電機器１５０および導電体３５を有していないウェアラブル機器１３０とで構成される送受電装置についてのシミュレーションを示す。図７Ｂは、比較例２として、磁性体５７を有していない送電機器１５０と、上記実施形態１に係るウェアラブル機器８０とで構成される送受電装置についてのシミュレーションを示す。図７Ｃ、Ｄは、実施形態１、２に係る送受電装置１００Ａ、１００Ｂをそれぞれ示す。
【００６０】
図８は、比較例１、２、実施形態１、２についての結合係数を示す表である。
【００６１】
比較例１では、結合係数が0.646と高いが、磁束は筐体３１のほぼ全体を貫く。この場合、バッテリー２７に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００６２】
比較例２では、導電体３５が設けられているため、筐体３１内への磁束の侵入が抑制される点では良い結果が得られている。しかし、結合係数は0.600と小さくなり、総合的に見ても実施形態１、２に劣る。
【００６３】
実施形態１、２では、導電体３５により磁束の侵入が抑えられ、かつ、結合係数も0.644と高い。
【００６４】
４．他の実施形態（比較例）
【００６５】
４．１）比較例３
【００６６】
図９は、本発明の他の実施形態（比較例３）に係る送受電装置を示す斜視図である。図１０は、図９に示す送受電装置２００Ａを示す側面図であり、図１１は、その平面図である。
【００６７】
上記実施形態１、２に係る送受電装置１００Ａ、１００Ｂでは、軸方向（ｚ方向）に１次アンテナ部５６および２次アンテナ部３６が対向していた。比較例３に係る送受電装置２００Ａでは、軸方向に直交する方向に、１次アンテナ部２５６および２次アンテナ部２３６が対向している。
【００６８】
例えば、送電機器２５０は、突起部２５２と、突起部２５２内に配置された１次アンテナ部２５６とを備える。ウェアラブル機器２３０は、貫通した空芯部２３２を有する筐体２３１と、筐体２３１内に配置された２次アンテナ部２３６とを備える。１次アンテナ部２５６は、突起部２５２内で軸方向に突出する磁性体２５７と、磁性体２５７の側周面に設けられた１次コイル２５３とを有する。２次アンテナ部２３６は、磁性板２３４と、磁性板２３４の内周面に設けられた２次コイル２３３とを有する。
【００６９】
ウェアラブル機器２３０が送電機器２５０に搭載され、筐体２３１の空芯部２３２に突起部２５２が挿入された状態で送受電（充電）可能な状態となる。この状態では、突起部２５２、１次アンテナ部２５６、２次アンテナ部２３６が実質的に同軸で配置され、かつ、１次アンテナ部２５６と２次アンテナ部２３６とが、当該軸方向に直交する方向（径方向）で対向する。図１２は、このように対向する１次アンテナ部２５６および２次アンテナ部２３６の一部を示す。図１３は、ウェアラブル機器２３０が送電機器２５０に搭載された状態の送受電装置１００Ａの一部（軸から右半分）を示す断面図である。
【００７０】
この比較例３に係る送受電装置２００Ａを構成する各部材は、上記実施形態１（または２）に係る送受電装置１００Ａ（１００Ｂ）に対応する各部材で構成される。
【００７１】
この比較例３では、送電機器２５０の突起部２５２が、ウェアラブル機器２３０の筐体２３１の空芯部３２に挿入されるので、充電時の両者の位置決めが容易となる。また、１次コイル２５３および２次コイル２３３がソレノイドコイルであるため、充電時において、送電機器２５０およびウェアラブル機器２３０の周方向の相対位置は任意の位置でよい。これにより、安定的な送受電を行うことができる。
【００７２】
ウェアラブル機器２３０の筐体２３１内には、バッテリー２２７、その他図示しない回路機器が収容されている。磁束の侵入による悪影響が及ぶおそれがあるバッテリー２２７は、筺体２３１の内部の内周側に設けられた２次コイル２３３に対して対向する位置である外周側に配置されている。この例では、１次アンテナ部２５６および２次アンテナ部２３６により、磁気回路が形成されるため、外周側に配置されたバッテリー２２７への磁束の侵入のおそれが少ない。
【００７３】
例えば、２次アンテナ部２３６の磁性板２３４の材料として、強磁性体が用いられることにより、２次アンテナ部２３６で形成される磁束密度を高めることができる。これにより、バッテリー２２７への磁束の侵入を効果的に抑制できる。強磁性体として、例えばフェライト、金属磁性体、あるいは、磁性粒子と樹脂との混合材などが挙げられる。
【００７４】
４．２）比較例４
【００７５】
図１４は、さらに別の実施形態（比較例４）に係る送受電装置を示す断面図である。この比較例４に係る送受電装置２００Ｂにおいて、上記比較例３に係る送受電装置２００Ａと異なる点は、１次アンテナ部２５９が、磁性板２５４を有する点である。磁性板２５４は、磁性体２５７に磁気的に接続され、磁性体２５７の径より大きい径で構成されている。例えば磁性板２５４は、磁性体２５７と同軸で設けられている。径方向における磁性板２５４の周縁部の位置は、例えば２次アンテナ部２３６付近の位置に配置される。
【００７６】
このような構成によれば、磁気回路が効率良く形成され、上記比較例３に比べ、下で説明するように、結合係数を高めることができる。
【００７７】
５．比較例３および４に係る送受電装置の結合状態の解析
【００７８】
本発明者は、送受電装置２００Ａ、２００Ｂにおける磁気的な結合状態を調べるため、電磁界シミュレーションを行った。シミュレータとして、アンシス社の「Maxwell」が用いられた。ウェアラブル機器２３０の筐体２３１の内径は20mm、外径は28mmに設定された。１次コイル２５３、２次コイル２３３の線の断面直径は0.22mm、巻き数は20Tに設定された。磁性板２３４、２５４の厚さは0.2mmに設定された。磁性板２３４、２５４の透磁率（比透磁率）は120、300にそれぞれ設定された。磁性体２５７の透磁率は300に設定された。
【００７９】
図１５は、結合係数を含む解析結果を示す表である。「Rdc」は直流抵抗を示す。比較例３、４とも、高い結合係数が得られた。特に、比較例３に比べ、比較例４のインダクタンスおよび結合係数が高かった。単位巻数当りのインダクタンスが高ければ、コイルの巻き数を少なくすることができ、装置の小型化に寄与する。また、これにより直流抵抗の低減が可能となる。
【００８０】
６．他の種々の実施形態
【００８１】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【００８２】
上記各実施形態（比較例３、４も含む）において、送電機器およびウェアラブル機器を構成する各部品は、円形以外の形状、例えば楕円形や多角形であってもよい。
【００８３】
上記各実施形態（比較例３、４も含む）において、磁性体５７、２５７は、ソリッド構造を有しているが、中空構造を有していてもよい。１次コイルおよび２次コイルの配置から、磁性体５７、２５７の外周側に磁束が集まるため、その領域に磁性材料を配置することが効果的である。つまり、磁性体５７、２５７が薄い肉厚の中空構造であっても、良好な磁気特性を得ることができる。
【００８４】
あるいは、磁性体５７、２５７は、丸められた磁性シートを円形またはスパイラル状のものであってもよい。その場合も、磁性体５７、２５７は実質的にソリッド構造や中空構造を有していればよい。
【００８５】
上記実施形態１（図４参照）において、第１導電体３５１の上端は、筐体３１の内周面３１ａの上端より低い位置に設けられていたが、内周面３１ａの上端にまで設けられていてもよい。第２導電体３５２についても同様に、外周面３１ｂの上端にまで設けられていてもよい。
【００８６】
導電体３５が、筐体３１の内部の内壁面に設けられていてもよい。この場合、導電体３５の配置は、上記図４または６に示したように、適宜設定可能である。
【００８７】
回路機器２９およびバッテリー２７、２２７の配置や形態は、上記実施形態に限られない。例えば、図４のように一断面で見てバッテリー２７の一部が切り欠かれ、その切り欠かれたスペースに、回路機器２９の一部の部品や他の部品が配置されていてもよい。
【００８８】
以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００８９】
２７、２２７…バッテリー
２９…回路機器
３０、１３０、２３０…ウェアラブル機器
３１、２３１…筐体
３１ａ…内周面
３１ｂ…外周面
３１ｃ…端面（第１端面）
３１ｄ…端面（第２端面）
３２、２３２…空芯部
３３、２３３…２次コイル
３４、５４、２３４、２５４…磁性板
３５、８５…導電体
３５ａ…導電体端部
３６、２３６…２次アンテナ部
５０、１５０、２５０…送電機器
５２、２５２…突起部
５３、２５３…１次コイル
５６、２５６、２５９…１次アンテナ部
５７、２５７…磁性体
８０…ウェアラブル機器
１００Ａ、１００Ｂ、２００Ａ、２００Ｂ…送受電装置
３５１…第１導電体
３５２…第２導電体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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