(57)【要約】【課題】特別な設備を必要とせずに、構造の簡単な成形金型、一般的なプレス機、恒温槽や磁性粉体で、コイルの厚さ方向に突出した端子を収容するスペースを有し、高剛性で形状や板厚が自在な防磁シートの提供。【解決手段】磁性粉体がバインダーとともにプレス成形されてなる防磁シートであって、該シートの一方の面に、該シートと接合するコイルの厚み方向に突出した端子を収容する端子ガイド凹部が設けられたことを特徴とする防磁シート。【選択図】図１
2008210860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉体がバインダーとともにプレス成形されてなる防磁シートであって、
該シートの一方の面に、該シートと接合するコイルの厚み方向に突出した端子を収容する端子ガイド凹部が設けられたことを特徴とする防磁シート。
【請求項２】
前記磁性材料は、Ｍｎ−Ｚｎフェライトが３０〜７０質量％、残部が鉄系磁性粉、ニッケル系磁性粉の組成であることを特徴とする請求項１に記載の防磁シート。
【請求項３】
前記バインダーが加熱硬化型エポキシ系樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の防磁シート。
【請求項４】
下型と、成形するべき磁性シートの形状に対応したキャビティが設けられ該下型の上面に順に重ねられた第１中間型及び第２中間型と、これらの中間型のキャビティ内に挿入される押圧部と該押圧部の先端面に端子ガイド凹部形成用の突起とを有し、下型に対して昇降可能に設けられた上型とを有する成形装置を用い、
前記キャビティ内に、磁性粉体とバインダーとを少なくとも含む粉体材料を入れ、
次いで、上型を降下させ、キャビティ内の粉体材料をプレスして予備加圧体を作製する予備加圧を行い、
次いで、上型を上昇させ、第２中間型を外し、第１中間型の上面を擦り切り面として予備加圧体の上部を擦り切り、
次いで、上型を降下させ、予備加圧体を高圧プレスしてシート成形体を作製するプレス成形を行い、
次いで、該シート成形体を加熱してバインダーを硬化させ、該シートの一方の面に、該シートと接合するコイルの厚み方向に突出した端子を収容する端子ガイド凹部が設けられた防磁シートを得ることを特徴とする防磁シートの製造方法。
【請求項５】
前記磁性材料は、Ｍｎ−Ｚｎフェライトが３０〜７０質量％、残部が鉄系磁性粉、ニッケル系磁性粉の組成であることを特徴とする請求項４に記載の防磁シートの製造方法。
【請求項６】
前記バインダーが加熱硬化型エポキシ系樹脂であることを特徴とする請求項４又は５に記載の防磁シートの製造方法。
【請求項７】
前記予備加圧におけるプレス圧力が５０〜２００ｋｇの範囲であることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の防磁シートの製造方法。
【請求項８】
前記プレス成形におけるプレス圧力が２０〜１００ｔの範囲であることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の防磁シートの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれかに記載の端子ガイド凹部を有する防磁シートと、厚み方向に突出した端子を持つコイルとを、該端子を前記端子ガイド凹部に収容した状態で接合してなることを特徴とする防磁シート付きコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電磁誘導方式による無接点方式電力伝送システムにおいて電力伝送用コイルの防磁用に使用される防磁シートとその製造方法、この防磁シートを含む防磁シート付きコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、電気剃刀機、卓上掃除機、リモートコントローラなど、コードレスにした機器（コードレス機器）に内蔵したバッテリーを充電する充電器として、充電器に内蔵した一次コイルと機器に内蔵した二次コイルとを磁気結合した無接点充電式機器が知られている。また、腕時計、電卓等、従来、電池の起電力が低下した場合に電池交換することが一般的であった機器についても、近年では、内蔵バッテリーを無接点方式によって充電する方式のものが出現してきている。この種の無接点充電式機器では、充電器と機器を電気的に接続する接点を設けることなく、一次コイルから二次コイルへの電磁誘導により、充電器から機器に電力を供給することができる。この無接点充電式機器に用いられる送電コイル、受電コイル、電子キーシステム用アンテナコイルなどの、電子機器用コイルとしては、表面に樹脂絶縁層が形成されたもの（樹脂外装付きコイル）を採用することが一般的である（例えば、特許文献１〜４参照。）。
【０００３】
前記無接点充電式機器の送電コイルには、外部金属体の影響を遮蔽し、受電コイルへの電送効率を良くするために防磁シートを使用することが求められ、磁気シールド効果の高い新素材の採用が検討されている。
従来、防磁シートに関しては、例えば、特許文献５，６に開示された技術が提案されている。
特許文献５には、少なくとも１種類の軟磁性粒子と、高分子材料と、揮発性溶剤とからなる液状の防磁性組成物を絶縁性支持体の少なくとも一方の表面に塗布することにより得られる防磁性シートが開示されている。
特許文献６には、特殊ニッケル合金防磁板を塩化ビニール系防磁シートで全体を覆い、フックを３か所設けて、それに携帯電話のアンテナを引っかけてアンテナからの電磁波を防磁し、脳、眼球を守る携帯電話の電磁波防磁板が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２５８９４１号公報
【特許文献２】特開平６−３０２２２１号公報
【特許文献３】特開２００５−１３６３４２号公報
【特許文献４】特開２００５−１３７１７３号公報
【特許文献５】特開２００３−２４３８７７号公報
【特許文献６】特開平９−２２３８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、現在知られている各種の防磁シートは、剛性が弱いために、前述したように送電コイルと組み合わせた時の特性安定維持が困難であり、また価格も高いという欠点があった。
【０００５】
また、防磁シートとコイルとを組み合わせて無接点充電式機器に用いる場合、一般にコイルには、その厚み方向に突出する巻始め端子があるために、平坦なシート面上にコイルを接合すると、その防磁シート付きコイルの厚さが巻始め端子の分だけ厚くなってしまう問題があった。そして、市場のニーズである機器の「軽薄短小」を達成するために、薄い防磁シート付きコイルの提供が求められている。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、特別な設備を必要とせずに、構造の簡単な成形金型、一般的なプレス機、恒温槽や磁性粉体で、コイルの厚さ方向に突出した端子を収容するスペースを有し、高剛性で形状や板厚が自在な防磁シートの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、磁性粉体がバインダーとともにプレス成形されてなる防磁シートであって、該シートの一方の面に、該シートと接合するコイルの厚み方向に突出した端子を収容する端子ガイド凹部が設けられたことを特徴とする防磁シートを提供する。
【０００８】
本発明の防磁シートにおいて、前記磁性材料は、Ｍｎ−Ｚｎフェライトが３０〜７０質量％、残部が鉄系磁性粉、ニッケル系磁性粉の組成であることが好ましい。
【０００９】
本発明の防磁シートにおいて、前記バインダーは、加熱硬化型エポキシ系樹脂であることが好ましい。
【００１０】
また本発明は、下型と、成形するべき磁性シートの形状に対応したキャビティが設けられ該下型の上面に順に重ねられた第１中間型及び第２中間型と、これらの中間型のキャビティ内に挿入される押圧部と該押圧部の先端面に端子ガイド凹部形成用の突起とを有し、下型に対して昇降可能に設けられた上型とを有する成形装置を用い、
前記キャビティ内に、磁性粉体とバインダーとを少なくとも含む粉体材料を入れ、
次いで、上型を降下させ、キャビティ内の粉体材料をプレスして予備加圧体を作製する予備加圧を行い、
次いで、上型を上昇させ、第２中間型を外し、第１中間型の上面を擦り切り面として予備加圧体の上部を擦り切り、
次いで、上型を降下させ、予備加圧体を高圧プレスしてシート成形体を作製するプレス成形を行い、
次いで、該シート成形体を加熱してバインダーを硬化させ、該シートの一方の面に、該シートと接合するコイルの厚み方向に突出した端子を収容する端子ガイド凹部が設けられた防磁シートを得ることを特徴とする防磁シートの製造方法を提供する。
【００１１】
本発明の防磁シートの製造方法において、前記磁性材料は、Ｍｎ−Ｚｎフェライトが３０〜７０質量％、残部が鉄系磁性粉、ニッケル系磁性粉の組成であることが好ましい。
【００１２】
本発明の防磁シートの製造方法において、前記バインダーは、加熱硬化型エポキシ系樹脂であることが好ましい。
【００１３】
本発明の防磁シートの製造方法において、前記予備加圧におけるプレス圧力が５０〜２００ｋｇの範囲であることが好ましい。
【００１４】
本発明の防磁シートの製造方法において、前記プレス成形におけるプレス圧力が２０〜１００ｔの範囲であることが好ましい。
【００１５】
また本発明は、前述した端子ガイド凹部を有する防磁シートと、厚み方向に突出した端子を持つコイルとを、該端子を前記端子ガイド凹部に収容した状態で接合してなることを特徴とする防磁シート付きコイルを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の防磁シートは、シートの一方の面に、該シートと接合するコイルの厚み方向に突出した端子を収容する端子ガイド凹部が設けられたものなので、この防磁シートとコイルとを接合する際に、コイルの厚さ方向に突出した端子を該端子ガイド凹部に収容した状態で両者を接合することにより、薄型の防磁シート付きコイルを提供することができる。また、本発明の防磁シートは、磁性粉体をバインダーとともにプレス成形してなるものなので、高剛性で、良好な磁気シールド性能を有し、ニーズに応じて種々の厚みや形状のものとすることができる。
【００１７】
本発明の防磁シートの製造方法によれば、特別な設備を必要とせずに、構造の簡単な成形金型、一般的なプレス機、恒温槽や磁性粉体で、コイルの厚さ方向に突出した端子を収容するスペースを有し、高剛性で形状や板厚が自在な防磁シートを効率よく製造することができる。
【００１８】
本発明の防磁シート付きコイルは、前述した端子ガイド凹部を有する防磁シートと、厚み方向に突出した端子を持つコイルとを、該端子を前記端子ガイド凹部に収容した状態で接合してなるものなので、薄型の防磁シート付きコイルを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１〜図５は、本発明の磁性シートの製造方法の一実施形態を、工程順に示す断面図である。これらの図中、符号１は下型、２は上型、２Ａは端子ガイド凹部形成用の突起、３は第１中間型、４は第２中間型、５は粉体材料、５Ａは予備加圧体、６は擦り切り板、７は治具受け板、８はシート受け皿、９はシート成形体である。
【００２０】
（使用する成形型）
本実施形態では、図１に示すように、下型１と、成形するべき磁性シートの形状に対応したキャビティが設けられ該下型１の上面に順に重ねられた第１中間型３及び第２中間型４と、これらの中間型３，４のキャビティ内に挿入される押圧部と該押圧部の先端面に端子ガイド凹部形成用の突起２Ａとを有し、下型１に対して昇降可能に設けられた上型２とを有する成形装置を用いている。この突起２Ａの突出高さは、第１中間型３の厚さ以内とされている。中間型３，４のキャビティ形状及び上型２の押圧部形状を変更することで、円形、楕円形、長丸形、三角形、正方形や長方形などの四辺形、５角以上の多角形などの種々の形状及び厚みを有する磁性シートを製造できる。
【００２１】
（粉体材料）
本発明の製造方法において、磁性シートの材料として、磁性粉体とバインダーとを少なくとも含む粉体材料が用いられる。
【００２２】
磁性材料としては、フェライト系磁性粉、鉄系磁性粉、ニッケル系磁性粉、コバルト系磁性粉などが挙げられ、これらを１種又は２種以上を混合した磁性粉体を用いることができる。本発明において、好ましい磁性粉体としては、Ｍｎ−Ｚｎフェライトが３０〜７０質量％、残部が鉄系磁性粉、ニッケル系磁性粉の組成を持つ磁性粉体が挙げられ、さらにＭｎ−Ｚｎフェライトが４０〜６０質量％、鉄系磁性粉が６０〜４０質量％の組成のものが好ましい。
【００２３】
バインダーとしては、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール樹脂などが挙げられ、特に、加熱硬化型エポキシ系樹脂が好ましい。
このバインダーの配合量は、粉体材料全量の１／２０〜１／４０質量の範囲、特に１／３０質量程度が好ましい。
粉体材料全量
【００２４】
（粉体材料充填工程）
本実施形態において、防磁シートを製造する場合、まず、図１に示すように、成形装置の上型２を上昇させ、第１中間型３及び第２中間型４に設けられたキャビティ内に、前述した粉体材料を適量充填する。粉体材料は、予め十分に混合しておく必要がある。
【００２５】
（予備加圧工程）
次に、図２に示すように、上型２をその先端面が第１中間型上面よりも上位にある予備加圧位置まで下降させ、上型２をエアープレスで押し、擦り切り可能な固さの予備加圧体５Ａを作製する予備加圧工程を行う。この予備加圧工程のプレス圧力は、５０〜２００ｋｇの範囲とするのが好ましい。このプレス圧力が前記範囲未満であると、予備加圧体５Ａが充分に固化せず、次工程で第２中間型４を外した際に崩れやすくなる。またプレス圧力が前記範囲を超えると、予備加圧体５Ａが固くなってしまい、擦り切りが困難になる。
【００２６】
（擦り切り工程）
次に、図３に示すように、上型２を上昇させ、さらに第２中間型４を取り外し、第１中間型３の上面を擦り切り面として予備加圧体５Ａの上部を擦り切り板６のエッジで擦り切り、所定の厚さに揃える擦り切り工程を行う。
【００２７】
（プレス成形工程）
次に、図４に示すように、第１中間型３上に第２中間型４をセットし、上型２を下降させ、予備加圧体５Ａを高圧プレスし、成形シート９を作製するプレス成形工程を行う。成形シート９の一方の面には、上型２の突起２Ａの形状に対応した端子ガイド凹部１１が形成される。このプレス成形工程におけるプレス圧力は、直径５０ｍｍの防磁シートの場合、２０〜１００ｔの範囲が好ましい。このプレス圧力が２０ｔ未満であると、得られる防磁シートの透磁率が低下して磁気シールド性能が低下する。一方、プレス圧力が１００ｔを超えると、成形体が型からはみ出し易くなる。
【００２８】
（成形シートの離型）
次に、図５に示すように、下型１を外し、第１中間型３の端部を治具受け板７で支持した状態で、エアープレスにセットし、成形シート９を下方に配置したシート受け皿８上に落として離型する。
【００２９】
（アニール工程）
次に、前記のように得られた成形シート９を、恒温槽（図示せず）に入れ、加熱することで、バインダーとして加えた樹脂を硬化させるアニール工程を行う。このアニール工程の温度及び処理時間は、バインダーとして使用する樹脂の種類に応じて適宜設定され、前述した加熱硬化型エポキシ系樹脂の場合には、加熱温度１００〜１８０℃の範囲、加熱時間０．５〜２時間程度が好ましい。
【００３０】
本実施形態の製造方法によれば、特別な設備を必要とせずに、構造の簡単な成形金型、一般的なプレス機、恒温槽や磁性粉体を使って、高効率、低コスト、高剛性、形状や板厚が自在な防磁シートを効率よく製造することができる。
【００３１】
図６は、前述した製造方法によって製造された本発明に係る防磁シートの一例を示す斜視図であり、図６中符号１０は防磁シート、１１は端子ガイド凹部である。
本例の防磁シート１０は、磁性粉体がバインダーとともにプレス成形されて円板状をなしており、防磁シート１０の一方の面に、該シートと接合するコイル１２の厚み方向に突出した巻始め端子１３を収容する長溝状の端子ガイド凹部１１が設けられたことを特徴としている。
【００３２】
なお、本例では、防磁シート１０の形状を円板状としているが、この形状は本例示に限定されず、接合するコイルの形状等に適応させて、例えば、楕円形、長丸形、半円形、三角形、正方形や長方形などの四辺形、５角以上の多角形、不定形などの各種の形状とすることができる。また、端子ガイド凹部１１の形状も本例示に限定されず、巻始め端子１３の配設形状に応じて、Ｌ字状、Ｓ字状などの種々の形状とすることができる。さらに、端子ガイド凹部１１の形成個数は１つに限定されず、複数の端子を有するコイルに適応させる場合には、端子数に応じて複数個設けても良い。
【００３３】
この防磁シート１０は、一方の面に端子ガイド凹部１１を設けたものなので、この防磁シート１０とコイル１２とを接合する際に、コイル１２の厚さ方向に突出した巻始め端子１３を端子ガイド凹部１１に収容した状態で両者を接合することにより、薄型の防磁シート付きコイル１４を提供することができる。また、この防磁シート１０は、磁性粉体をバインダーとともにプレス成形してなるものなので、高剛性で、良好な磁気シールド性能を有し、ニーズに応じて種々の厚みや形状のものとすることができる。
【００３４】
図７〜図９は、前記防磁シート１０に接合させるコイルの一例を示す図であり、図７はコイル１２の斜視図、図８はコイル１２の平面図、図９はコイル１２の側面図である。このコイル１２は、その厚み方向（図９参照）に突出した巻始め端子１３を有している。従って、このコイル１２を平坦な防磁シート上に接合した場合には、巻始め端子１３の突出分だけ余分な厚みを生じてしまう。
【００３５】
図１０は、本発明に係る防磁シート付きコイルの一例を示す斜視図である。本例の防磁シート付きコイル１２は、前述した端子ガイド凹部１１を有する防磁シート１０と、厚み方向に突出した巻始め端子を持つコイルとを、該端子を前記端子ガイド凹部に収容した状態で接合した構造になっている。防磁シート１０とコイル１２とを接合する手段は、特に限定されないが、両面粘着フィルム、ホットメルト系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ウレタン系接着剤などを用いることができる。
【００３６】
本例の防磁シート付きコイル１２は、端子ガイド凹部１１を有する防磁シート１０に、巻始め端子１３を端子ガイド凹部１１に収容した状態で、コイル１２を接合したものなので、平坦なシートにコイル１２を接合した場合と比べ、薄型の防磁シート付きコイルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による防磁シートの製造方法の一実施形態における粉体材料充填工程を示す断面図である。
【図２】同じく予備加圧工程を示す断面図である。
【図３】同じく予備加圧体の擦り切り工程を示す断面図である。
【図４】同じくプレス成形工程を示す断面図である。
【図５】同じく成形シートの離型工程を示す断面図である。
【図６】本発明の防磁シートの一例を示す斜視図である。
【図７】コイルを例示する斜視図である。
【図８】同じコイルの平面図である。
【図９】同じコイルの側面図である。
【図１０】本発明の防磁シート付きコイルの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…下型、２…上型、２Ａ…突起、３…第１中間型、４…第２中間型、５…粉体材料、５Ａ…予備加圧体、６…擦り切り板、７…治具受け板、８…シート受け皿、９…シート成形体、１０…防磁シート、１１…端子ガイド凹部、１２…コイル、１３…巻始め端子（厚み方向に突出した端子）、１４…防磁シート付きコイル。
【図１】
2008210860.tif 000003
【図２】
2008210860.tif 000004
【図３】
2008210860.tif 000005
【図４】
2008210860.tif 000006
【図５】
2008210860.tif 000007
【図６】
2008210860.tif 000008
【図７】
2008210860.tif 000009
【図８】
2008210860.tif 000010
【図９】
2008210860.tif 000011
【図１０】
2008210860.tif 000012