(57)【要約】【課題】コイルが対向して配置される両コイルモジュール間の漏れ磁束の量を少なくすることのできる非接触式電力伝送用のコイルモジュールを提供する。【解決手段】２次側コイルモジュール３５は、導電線を平面状に巻き回された第１のコイル４１と、このコイル４１を配設する磁性シート４０とを備える。磁性シート４０には、第１のコイル４１の空芯部４５において平面部４２から突出する内側突起部４３と、第１のコイル４１よりも外側において平面部４２から突出する外側突起部４４とが設けられている。【選択図】図３
2012070557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電線を平面状に巻回された第１のコイルと、この第１のコイルが配設される磁性シートとを備え、前記第１のコイルとこれに対向して配置される第２のコイルとの間で電磁誘導による電力の伝送を行う非接触式電力伝送用のコイルモジュールにおいて、
前記磁性シートには、前記第１のコイルの中央および前記第１のコイルよりも外側の少なくとも一方において、前記第２のコイルに向けて突出する突起部が設けられてなる
ことを特徴とする非接触式電力伝送用のコイルモジュール。
【請求項２】
前記突起部は前記磁性シートの厚さを局所的に増大させることにより形成されてなる請求項１に記載の非接触式電力伝送用のコイルモジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載の非接触式電力伝送用のコイルモジュールと、同コイルモジュールのコイルに発生する誘導起電力により充電される二次電池とを含む電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電線を平面状に巻回された第１のコイルと、この第１のコイルが配設される磁性シートとを備え、前記第１のコイルとこれに対向して配置される第２のコイルとの間で電磁誘導による電力の伝送を行う非接触式電力伝送用のコイルモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されるように、接続端子によらないで電力伝送を行う非接触伝送用のコイルモジュールが知られている。このようなコイルモジュールは、同モジュールに対向して配置される対向コイルとの間の電磁誘導の作用により電力伝送を行う。
【０００３】
図７を参照して、従来の非接触伝送用のコイルモジュール１００およびこのコイルモジュール１００に対向して配置されるコイルモジュール２００の構成について説明する。以下では、図中の上下側向に両コイルモジュール１００，２００が対向して配置されるとともに、コイルモジュール２００からコイルモジュール１００に向かう側を「上側」とし、コイルモジュール１００からコイルモジュール２００に向かう側を「下側」とする。
【０００４】
コイルモジュール１００は、磁性シート１１０と、同シート１１０の下面１１１に設けられた平面状の第１のコイル１２０とにより構成されている。また、コイルモジュール２００は、磁性シート２１０と、同シート２１０の上面２１１に設けられた平面状の第２のコイル２２０とにより構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２７０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の両コイルモジュール１００，２００では、図７の一点鎖線の矢印に示すように、各コイル１２０，２２０の中心を通過することなく外部に漏洩する漏れ磁束の量が多くなる。このため、こうした漏れ磁束の存在により電力の伝送効率を向上させるうえでなお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイルが対向して配置されるコイルモジュール間の漏れ磁束の量を少なくすることのできる非接触伝送用のコイルモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の非接触式電力伝送用のコイルモジュールは、導電線を平面状に巻回された第１のコイルと、この第１のコイルが配設される磁性シートとを備え、第１のコイルとこれに対向して配置される第２のコイルとの間で電磁誘導による電力の伝送を行い、磁性シートには、第１のコイルの中央および第１のコイルよりも外側の少なくとも一方において、第２のコイルに向けて突出する突起部が設けられてなることを特徴とする。
【０００９】
この非接触式電力伝送用のコイルモジュールにあって、突起部は磁性シートの厚さを局所的に増大させることにより形成されてなることが好ましい。
また、この非接触式電力伝送用のコイルモジュールは、同コイルモジュールのコイルに発生する誘導起電力により充電される二次電池を含む電池パックに適用することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の非接触伝送用のコイルモジュールにあっては、コイルが対向して配置される両コイルモジュール間の漏れ磁束の量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を携帯電話用の電池パックに内蔵された非接触式電力伝送用のコイルモジュールとして具体化した第１実施形態について、同コイルモジュールを内蔵した電池パックを備えた携帯電話およびその非接触式充電装置の断面構造を示す断面図。
【図２】同コイルモジュールの分解斜視構造を示す斜視図。
【図３】同コイルモジュールとこれに対向して配置される１次側コイルモジュールの間の磁束を示すための断面構造を示す断面図。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる非接触式電力伝送用のコイルモジュールについて、同コイルモジュールの断面構造を示す断面図。
【図５】本発明のその他の実施形態にかかる非接触式電力伝送用のコイルモジュールについて、（ａ）および（ｂ）はその断面構造を示す断面図。
【図６】本発明のその他の実施形態にかかる非接触式電力伝送用のコイルモジュールについて、（ａ）および（ｂ）はその断面構造を示す断面図。
【図７】従来の非接触式電力伝送用のコイルモジュールについて、同コイルモジュールとこれに対向するコイルモジュールとの断面構造を示す断面図。
【図８】比較例の非接触式電力伝送用のコイルモジュールについて、同コイルモジュールの断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、電池パック３３が内蔵された携帯電話１、およびその電池パック３３の二次電池３６を充電するための充電装置２の各断面構造をそれぞれ示している。なお、図１では、携帯電話１を充電するために充電装置２の上側に携帯電話１が置かれた状態を示している。
【００１３】
樹脂材料等、非磁性体からなる携帯電話１のハウジング３０には、各種情報を表示する表示部３１と、携帯電話１を操作する操作部３２とが設けられている。携帯電話１の電源となる電池パック３３は、このハウジング３０に着脱可能に収納されている。
【００１４】
電池パック３３は、２次側コイルモジュール３５と、２次側コイルモジュール３５に電気的に接続される二次電池３６と、これらを収納するケース３４とによって構成されている。
【００１５】
樹脂材料等、非磁性体からなる充電装置２のハウジング１０には、１次側コイルモジュール１１および回路基板１２が設けられている。なお、２次側コイルモジュール３５は、「非接触伝送用のコイルモジュール」に相当する。そして、１次側コイルモジュール１１は、「非接触伝送用のコイルモジュールに対向して配置されるコイルモジュール」に相当する。
【００１６】
携帯電話１の電池パック３３を充電装置２によって充電する際の充電態様について説明する。
携帯電話１が充電装置２のハウジング１０上に載置されると、充電装置２の１次側コイルモジュール１１と携帯電話１の２次側コイルモジュール３５とが対向して近接した状態となる。
【００１７】
ここで、１次側コイルモジュール１１に所定周波数の交流電流が供給されると、１次側コイルモジュール１１に交番磁束が発生する。この交番磁束により２次側コイルモジュール３５には上記周波数と同じ周波数の誘導起電力が発生する。この誘導起電力により発生する交流電流を整流した直流電流を二次電池３６に供給することにより、二次電池３６は充電される。そして、二次電池３６が満充電になったことに基づいて、充電装置２は携帯電話１の充電を停止する。
【００１８】
図２および図３を参照して、２次側コイルモジュール３５の構成について説明する。
図２に示すように、２次側コイルモジュール３５は、平面状の第１のコイル４１と、これが配設される磁性シート４０とにより構成されている。磁性シート４０は、軟磁性のフェライト粉末を焼結させることにより成形されている。
【００１９】
第１のコイル４１は、導電線を環状に巻回されて形成されている。第１のコイル４１の中央には、中空空間である空芯部４５が設けられている。
磁性シート４０には、第１のコイル４１が配置されるとともに平面視において円環状に形成される平面部４２が設けられている。平面部４２の内周縁には、同平面部４２から上側に向かい突出する円柱状の外形を有する内側突起部４３が設けられている。平面部４２の外周縁には、同平面部４２から１次側コイルモジュール１１（図１参照）に向かい突出する円筒形状の外側突起部４４が設けられている。内側突起部４３および外側突起部４４は、平面部４２に対して垂直に突出している。
【００２０】
図３に示すように、内側突起部４３には、断面形状において上側に開口するとともに下側に凹む凹部４７が形成されている。なお、平面部４２の厚さＴ１と内側突起部４３の厚さＴ２とは互いに等しい。また、外側突起部４４には、その下端部から外側に向けて延びる円環状の延長部４６が設けられている。この外側突起部４４の厚さＴ３と平面部４２の厚さＴ１とは互いに等しい。
【００２１】
磁性シート４０に第１のコイル４１を取り付けた状態において、内側突起部４３は空芯部４５に挿通されている。このとき、内側突起部４３の外周面と空芯部４５の内周縁とは近接している。また、外側突起部４４の内周面と第１のコイル４１の外周縁とは近接している。すなわち、外側突起部４４の内周面と第１のコイル４１の外周縁とは接触しているか、もしくは外側突起部４４および第１のコイル４１の寸法誤差等により僅かな隙間を介して外側突起部４４の内周面と第１のコイル４１の外周縁とが隣り合っている。
【００２２】
１次側コイルモジュール１１は、２次側コイルモジュール３５と同様に軟磁性のフェライト粉末を焼結させることにより成形されている。２次側コイルモジュール３５は、磁性シート５０と、磁性シート５０に取り付けられる平面状の第２のコイル５１とを含めて構成されている。磁性シート５０および第２のコイル５１は、磁性シート４０および第１のコイル４１とその構成が概ね共通しているため、対応する部位の符号を５０番台の数字を付してその説明を省略する。なお、磁性シート４０の内側突起部４３の外形寸法は、磁性シート５０の内側突起部５３の外形寸法よりも大きい。
【００２３】
１次側コイルモジュール１１と２次側コイルモジュール３５との間の磁気回路について説明する。
１次側コイルモジュール１１と２次側コイルモジュール３５とが近接した状態において、第２のコイル５１に交流電流が供給されたときには、以下の磁気回路が形成する。すなわち、第２のコイル５１の内周側から第１のコイル４１の内周側に向かい、磁性シート４０を介して第１のコイル４１の外周側から第２のコイル５１の外周側に向かい、磁性シート５０を介して第２のコイル５１の内周側に戻る。なお、第２のコイル５１の電流の向きによっては、上記磁気回路とは反対の磁束の流れとなる磁気回路が形成される。すなわち、１次側コイルモジュール１１と２次側コイルモジュール３５との間では、１次側コイルモジュール１１に供給される交流電流により、上述の磁気回路と、この磁気回路とは反対の磁束の流れとなる磁気回路とが交番的に形成されるようになる。
【００２４】
第２のコイル５１に生じる磁束は、内側突起部５３を通るとともに内側突起部４３に向かう。このとき、第２のコイル５１の空芯部５５側に向かう磁束は内側突起部５３を通過することにより２次側コイルモジュール３５に向かうようになる。そして、内側突起部５３から出る磁束は、内側突起部４３に向かうようになる。
【００２５】
また、１次側コイルモジュール１１の磁束が２次側コイルモジュール３５に到達したとき、同磁束は、内側突起部４３を介して平面部４２を通過した後、外側突起部４４から第２のコイル５１に向かう。このとき、外側突起部４４により、２次側コイルモジュール３５よりも外側に流れる漏れ磁束の量が少なくなる。そして、外側突起部４４から第２のコイル５１に向かう磁束は、同コイル５１の外側突起部５４に向かうため、両コイルモジュール１１，３５よりも外側に向かい流れる漏れ磁束の量が少なくなる。
【００２６】
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態によれば、磁性シート４０に外側突起部４４が設けられることにより、１次側コイルモジュール１１よりも外側に向かい流れる漏れ磁束の量を少なくすることができる。
【００２７】
さらに、磁性シート４０に内側突起部４３が設けられることにより、磁束が内側突起部４３から１次側コイルモジュール１１に向かう場合には、第１のコイル４１の空芯部４５に向けて流れる磁束が１次側コイルモジュール１１に向けて流れるようになる。したがって、両コイルモジュール１１，３５間の漏れ磁束の量を少なくすることができる。
【００２８】
加えて、２次側コイルモジュール３５にも同様に内側突起部５３および外側突起部５４を設けるため、両コイルモジュール１１，３５との間の磁束は、内側突起部４３，５３間および外側突起部４４，５４間にそれぞれ流れる。したがって、両コイルモジュール１１，３５間の漏れ磁束の量を一層少なくすることができる。
【００２９】
（２）図８に示すように、２次側コイルモジュール３５の構成として、平板状に成形した磁性シート３００に空芯コイル３１０を取り付け、磁性シート３００の空芯コイル３１０よりも外側の部位３２０を折り曲げてケース３４に取り付けるものが考えられる。このような構成によれば、図７に示す構成と比較して漏れ磁束の量を低減することができる。
【００３０】
ただし、上記部位３２０が上側に向かうにつれて径方向の外側に傾斜するため、空芯コイル３１０の外側の部位から磁束が２次側コイルモジュール３５（図３参照）に向かい流れるとき、磁束が上記部位３２０に沿って流れて磁束が外側に広がるおそれがある。その結果、両コイルモジュール１１，３５間よりも外側に流れる漏洩磁束を少なくする効果が低くなる。なお、図８の構成を１次側コイルモジュール１１に適用しても同様の問題が生じることとなる。
【００３１】
その点、本実施形態では、外側突起部４４が平面部４２に対して垂直に突出する形状であるため、図８に示す構成と比較して、外側突起部４４から流れる磁束は上側に向かい流れる。このため、図８に示す構成よりも両コイルモジュール１１，３５間の漏れ磁束の量を少なくすることができる。
【００３２】
（３）本実施形態では、２次側コイルモジュール３５が電池パック３３に内蔵されている。したがって、充電装置２による電池パック３３の二次電池３６の充電効率を向上させることができる。
【００３３】
また、２次側コイルモジュール３５と１次側コイルモジュール１１との間で電圧信号の送受信を行う場合には、両コイルモジュール１１，３５間での漏れ磁束の量が少ないため、確実に電圧信号の送受信を行うことができる。
【００３４】
（４）本実施形態では、外側突起部４４には延長部４６が設けられている。したがって、延長部４６が省略された外側突起部と比較して、外側突起部５４から外側突起部４４に向かい流れる磁束を受ける面積が大きくなるため、両コイルモジュール１１，３５間の漏れ磁束の量をより一層少なくすることができる。これは、外側突起部５４の延長部５６についても同様の効果を奏することができる。
【００３５】
（第２実施形態）
図４を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と比較して異なる部分について詳細に説明するとともに、同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
第１実施形態では、磁性シート４０の平面部４２の厚さＴ１と、内側突起部４３の厚さＴ２および外側突起部４４の厚さＴ３とが互いに等しくなるように形成されていた。これに対して、本実施形態では、磁性シート６０の各部位の厚みが異なるように形成されている。なお、以下に説明する構成は、磁性シート６０を１次側コイルモジュール１１および２次側コイルモジュール３５のいずれにも適用することが可能である。
【００３７】
図４に示すように、磁性シート６０は、空芯コイル６１が配置されるとともに平面視において円環状に形成される平面部６２が設けられている。
平面部６２の内周縁には、同平面部６２から上側に向かい延びる円柱状の外形を有する内側突起部６３が設けられている。平面部６２の外周縁には、同平面部６２から上側に向かい延びる円筒形状の外側突起部６４が設けられている。
【００３８】
内側突起部６３は、断面形状において磁性シート６０の上面６６から上側に突起する突形状となる。すなわち、内側突起部６３には、第１実施形態の内側突起部４３のように、下側に開口するとともに上側に向けて凹む凹部が形成されていない。換言すれば、内側突起部６３は、空芯コイル６１の空芯部６５に対応する部分を上側に向けて平面部６２よりも厚みを増大させるように形成されている。すなわち、内側突起部６３の厚さＨ１は、平面部６２の厚さＴ１よりも厚くなる。また、内側突起部６３の厚さＨ３は、平面部６２の厚さＴ１よりも厚くなる。
【００３９】
外側突起部６４は、断面形状において磁性シート６０の上面６６から上側に突起する突形状となる。このため、外側突起部６４は、平面部６２の外周縁を同平面部６２の空芯コイル６１が配置される部位よりも厚みを増大させるように形成されている。すなわち、外側突起部６４の厚さＨ２は、平面部６２の厚さＴ１よりも厚くなる。また、外側突起部６４の厚さＨ４は、平面部６２の厚さＴ１よりも厚くなる。
【００４０】
本実施形態によれば第１実施形態の効果（１）〜（３）に加え、以下の効果を奏することができる。
（５）本実施形態では、内側突起部６３は、磁性シート４０の厚みを局所的に増大させることにより形成されている。このため、第１実施形態の内側突起部４３と比較して、空芯コイル６１から空芯部６５に向かい流れる磁束量を増大させることができる。このため、両コイルモジュール１１，３５間の漏れ磁束の量を一層少なくすることができる。
【００４１】
（６）本実施形態では、外側突起部６４は、磁性シート４０の厚みを局所的に増大させることにより形成されている。このため、外側突起部４４のように上側に向けて開口する凹部が設けられる構成と比較して、外側突起部６４に流れる磁束量を増大させることができる。このため、両コイルモジュール１１，３５間の漏れ磁束の量を一層少なくすることができる。
【００４２】
（その他の実施形態）
本発明の非接触式電力伝送用のコイルモジュールおよびこれを備える電池パックの具体的な構成は、上記各実施形態の内容に限定されるものではなく、例えば以下の変更が可能である。また、以下の変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００４３】
・第１実施形態において、図５（ａ）に示すように、磁性シート４０から外側突起部４４を省略することもできる。この場合、径方向において、平面部４２が第１のコイル４１の外周縁よりも外側に延びることが好ましい。このような構成により、図７のコイルモジュール１００，２００と比較して、第１のコイル４１の径方向の外側への漏れ磁束の量を少なくすることができる。また、図５（ｂ）に示すように、磁性シート４０から内側突起部４３を省略することもできる。図５（ａ）、（ｂ）に示す構成においても、第１実施形態の効果（１）に準じた効果を奏することができる。なお、図５（ａ）、（ｂ）に示す構成は１次側コイルモジュール１１についても適用することができる。
【００４４】
・第１実施形態において、両突起部４３，４４を有する１次側コイルモジュール１１と両突起部５３，５４を有する２次側コイルモジュール３５との組み合わせであったが、両コイルモジュール１１，３５の組み合わせはこれに限られない。以下にその他のコイルモジュールの組み合わせについて説明する。
【００４５】
両突起部４３，４４を有する１次側コイルモジュール１１を「第１の１次側コイルモジュール」とし、内側突起部４３のみを有するものを「第２の１次側コイルモジュール」とし、外側突起部４４のみを有するものを「第３の１次側コイルモジュール」とする。一方、両突起部５３，５４を有する２次側コイルモジュール３５を「第１の２次側コイルモジュール」とし、内側突起部５３のみを有するものを「第２の２次側コイルモジュール」とし、外側突起部５４のみを有するものを「第３の２次側コイルモジュール」とする。このとき、その他のコイルモジュールの組み合わせは以下の通りとなる。
（Ａ）第１の１次側コイルモジュールと第２の２次側コイルモジュール
（Ｂ）第１の１次側コイルモジュールと第３の２次側コイルモジュール
（Ｃ）第２の１次側コイルモジュールと第１の２次側コイルモジュール
（Ｄ）第２の１次側コイルモジュールと第２の２次側コイルモジュール
（Ｅ）第２の１次側コイルモジュールと第３の２次側コイルモジュール
（Ｆ）第３の１次側コイルモジュールと第１の２次側コイルモジュール
（Ｇ）第３の１次側コイルモジュールと第２の２次側コイルモジュール
（Ｈ）第３の１次側コイルモジュールと第３の２次側コイルモジュール
・第２実施形態において、図６（ｂ）に示すように、磁性シート６０から外側突起部６４を省略することもできる。この場合、径方向において、平面部６２が第１のコイル４１の外周縁よりも外側に延びることが好ましい。このような構成により、図７に示すコイルモジュール１００，２００と比較して、第１のコイル４１の径方向の外側への漏れ磁束の量を少なくすることができる。また、図６（ｂ）に示すように、磁性シート６０から内側突起部６３を省略することもできる。図６（ａ）、（ｂ）に示す構成においても、第１実施形態の効果（１）に準じた効果を奏することができる。なお、図６（ａ）、（ｂ）に示す構成は１次側コイルモジュール１１についても適用することができる。
【００４６】
・上記各実施形態において、外側突起部４４，５４，６４は、平面部４２，５２，６２から上側に向かうにつれて径方向の外側に傾斜する形状とすることもできる。この場合においても、第１実施形態の効果（１）を奏することはできる。
【００４７】
・上記各実施形態では、軟磁性を有するフェライト粉末を焼結することにより磁性シート４０，５０，６０を成形したが、磁性シート４０〜６０の成形態様はこれに限られない。例えば、フェライト粉末とゴム等の高分子素材を結合材料として、シート状に成形することもできる。また、磁性シート４０〜６０を形成する材料は、フェライト粉末に限られず、ケイ素鋼板、パーマロイ、鉄等の他の軟磁性材料であってもよい。
【００４８】
・上記各実施形態において、１次側コイルモジュール１１と２次側コイルモジュール３５との電磁誘導により、充電装置２と携帯電話１との間で二次電池３６の充電状態を示す情報を電気信号として送受信を行うこともできる。また、このような非接触伝送用のコイルモジュールと、これに対向するコイルモジュールとの電磁誘導により、上記各実施形態のような電力の入出力に代えて、上記電気信号の送受信のみを行うこともできる。
【符号の説明】
【００４９】
１１…１次側コイルモジュール、３３…電池パック、３５…２次側コイルモジュール、４０，５０，６０…磁性シート、４１…第１のコイル、５１…第２のコイル、６１…空芯コイル（第１のコイル、第２のコイル）、４２，５２，６２…平面部、４３，５３，６３…内側突起部、４４，５４，６４…外側突起部、４５…空芯部。
【図１】
2012070557.tif 000003
【図２】
2012070557.tif 000004
【図３】
2012070557.tif 000005
【図４】
2012070557.tif 000006
【図５】
2012070557.tif 000007
【図６】
2012070557.tif 000008
【図７】
2012070557.tif 000009
【図８】
2012070557.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月18日(2011.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、導電線を平面状に巻回された第１のコイルと、この第１のコイルが配設される磁性シートとを備え、第１のコイルとこれに対向して配置される第２のコイルとの間で電磁誘導による電力の伝送を行う非接触式電力伝送用のコイルモジュールおよびこれを具備する電池パックに関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されるように、接続端子によらないで電力伝送を行う非接触式電力伝送用のコイルモジュールが知られている。このようなコイルモジュールは、同モジュールに対向して配置される対向コイルとの間の電磁誘導の作用により電力伝送を行う。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
図７を参照して、従来の非接触式電力伝送用のコイルモジュール１００およびこのコイルモジュール１００に対向して配置されるコイルモジュール２００の構成について説明する。以下では、図中の上下方向に両コイルモジュール１００，２００が対向して配置されるとともに、コイルモジュール２００からコイルモジュール１００に向かう側を「上側」とし、コイルモジュール１００からコイルモジュール２００に向かう側を「下側」とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイルが対向して配置されるコイルモジュール間の漏れ磁束の量を少なくすることのできる非接触式電力伝送用のコイルモジュールおよびこれを具備する電池パックを提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この非接触式電力伝送用のコイルモジュールにあって、突起部は磁性シートの厚さを局所的に増大させることにより形成されてなることが好ましい。
本発明の電池パックは、上記の非接触式電力伝送用のコイルモジュールと、同コイルモジュールのコイルに発生する誘導起電力により充電される二次電池とを含むことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の非接触式電力伝送用のコイルモジュールにあっては、コイルが対向して配置される両コイルモジュール間の漏れ磁束の量を少なくすることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【図１】本発明を携帯電話用の電池パックに内蔵された非接触式電力伝送用のコイルモジュールとして具体化した第１実施形態について、同コイルモジュールを内蔵した電池パックを備えた携帯電話および充電装置の断面構造を示す断面図。
【図２】同コイルモジュールの分解斜視構造を示す斜視図。
【図３】同コイルモジュールとこれに対向して配置される１次側コイルモジュールの間の磁束を示すための断面構造を示す断面図。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる非接触式電力伝送用のコイルモジュールについて、同コイルモジュールの断面構造を示す断面図。
【図５】本発明のその他の実施形態にかかる非接触式電力伝送用のコイルモジュールについて、（ａ）および（ｂ）はその断面構造を示す断面図。
【図６】本発明のその他の実施形態にかかる非接触式電力伝送用のコイルモジュールについて、（ａ）および（ｂ）はその断面構造を示す断面図。
【図７】従来の非接触式電力伝送用のコイルモジュールについて、同コイルモジュールとこれに対向するコイルモジュールとの断面構造を示す断面図。
【図８】比較例の非接触式電力伝送用のコイルモジュールについて、同コイルモジュールの断面構造を示す断面図。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
樹脂材料等、非磁性体からなる充電装置２のハウジング１０には、１次側コイルモジュール１１および回路基板１２が設けられている。なお、２次側コイルモジュール３５は、「非接触式電力伝送用のコイルモジュール」に相当する。そして、１次側コイルモジュール１１は、「非接触式電力伝送用のコイルモジュールに対向して配置されるコイルモジュール」に相当する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
１次側コイルモジュール１１は、２次側コイルモジュール３５と同様に軟磁性のフェライト粉末を焼結させることにより成形されている。１次側コイルモジュール１１は、磁性シート５０と、磁性シート５０に取り付けられる平面状の第２のコイル５１とを含めて構成されている。磁性シート５０および第２のコイル５１は、磁性シート４０および第１のコイル４１とその構成が概ね共通しているため、対応する部位の符号を５０番台の数字を付してその説明を省略する。なお、磁性シート４０の内側突起部４３の外形寸法は、磁性シート５０の内側突起部５３の外形寸法よりも大きい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、１次側コイルモジュール１１の磁束が２次側コイルモジュール３５に到達したとき、同磁束は、内側突起部４３を介して平面部４２を通過した後、外側突起部４４から第２のコイル５１に向かう。このとき、外側突起部４４により、２次側コイルモジュール３５よりも外側に流れる漏れ磁束の量が少なくなる。そして、外側突起部４４から第２のコイル５１に向かう磁束は、磁性シート５０の外側突起部５４に向かうため、両コイルモジュール１１，３５よりも外側に向かい流れる漏れ磁束の量が少なくなる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態によれば、磁性シート４０に外側突起部４４が設けられることにより、２次側コイルモジュール３５よりも外側に向かい流れる漏れ磁束の量を少なくすることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
加えて、１次側コイルモジュール１１にも同様に内側突起部５３および外側突起部５４を設けるため、両コイルモジュール１１，３５との間の磁束は、内側突起部４３，５３間および外側突起部４４，５４間にそれぞれ流れる。したがって、両コイルモジュール１１，３５間の漏れ磁束の量を一層少なくすることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
ただし、上記部位３２０が上側に向かうにつれて径方向の外側に傾斜するため、空芯コイル３１０の外側の部位から磁束が１次側コイルモジュール１１（図３参照）に向かい流れるとき、磁束が上記部位３２０に沿って流れて磁束が外側に広がるおそれがある。その結果、両コイルモジュール１１，３５間よりも外側に流れる漏洩磁束を少なくする効果が低くなる。なお、図８の構成を１次側コイルモジュール１１に適用しても同様の問題が生じることとなる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
その点、本実施形態では、外側突起部４４が平面部４２に対して垂直に突出する形状であるため、図８に示す構成と比較して、外側突起部４４から流れる磁束は下側に向かい流れる。このため、図８に示す構成よりも両コイルモジュール１１，３５間の漏れ磁束の量を少なくすることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
（４）本実施形態では、外側突起部４４には延長部４６が設けられている。したがって、延長部４６が省略された外側突起部と比較して、１次側コイルモジュール１１から２次側コイルモジュール３５に向けて磁束が流れるとき、外側突起部５４から外側突起部４４に向かい流れる磁束を受ける面積が大きくなるため、両コイルモジュール１１，３５間の漏れ磁束の量をより一層少なくすることができる。また、２次側コイルモジュール３５から１次側コイルモジュール１１に向けて磁束が流れるときには、外側突起部５４の延長部５６により外側突起部４４の延長部４６が奏する効果と同様の効果が得られる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
第１実施形態では、磁性シート４０の平面部４２の厚さＴ１と、内側突起部４３の厚さＴ２および外側突起部４４の厚さＴ３とが互いに等しくなるように形成されていた。これに対して、本実施形態では、磁性シート４０に代えて磁性シート６０を用いている。磁性シート６０は、同シート６０の各部位の厚みが異なるように形成されている。なお、以下に説明する構成は、１次側コイルモジュール１１にも適用することが可能である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図４に示すように、磁性シート６０は、空芯コイル６１が配置されるとともに平面視において円環状に形成される平面部６２が設けられている。
平面部６２の内周縁には、同平面部６２から開口部側に向かい延びる円柱状の外形を有する内側突起部６３が設けられている。平面部６２の外周縁には、同平面部６２から開口部側に向かい延びる円筒形状の外側突起部６４が設けられている。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
内側突起部６３は、断面形状において磁性シート６０の底面６６から突出する突形状となる。すなわち、内側突起部６３には、第１実施形態の内側突起部４３のような凹部が形成されていない。換言すれば、内側突起部６３は、空芯コイル６１の空芯部６５に対応する部分を開口部側に向けて平面部６２よりも厚みを増大させるように形成されている。すなわち、内側突起部６３の厚さＨ１は、平面部６２の厚さＴ１よりも厚くなる。また、内側突起部６３の厚さＨ３は、平面部６２の厚さＴ１よりも厚くなる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
外側突起部６４は、断面形状において磁性シート６０の底面６６から上側に突起する突形状となる。このため、外側突起部６４は、平面部６２の外周縁を同平面部６２の空芯コイル６１が配置される部位よりも厚みを増大させるように形成されている。すなわち、外側突起部６４の厚さＨ２は、平面部６２の厚さＴ１よりも厚くなる。また、外側突起部６４の厚さＨ４は、平面部６２の厚さＴ１よりも厚くなる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
本実施形態によれば第１実施形態の効果（１）〜（３）に加え、以下の効果を奏することができる。
（５）本実施形態では、内側突起部６３は、磁性シート６０の厚みを局所的に増大させることにより形成されている。このため、第１実施形態の内側突起部４３と比較して、空芯コイル６１から空芯部６５に向かい流れる磁束量を増大させることができる。このため、両コイルモジュール１１，３５間の漏れ磁束の量を一層少なくすることができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
（６）本実施形態では、外側突起部６４は、磁性シート６０の厚みを局所的に増大させることにより形成されている。このため、内側突起部４３のような凹部が設けられる構成と比較して、外側突起部６４に流れる磁束量を増大させることができる。このため、両コイルモジュール１１，３５間の漏れ磁束の量を一層少なくすることができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
・第１実施形態において、両突起部５３，５４を有する１次側コイルモジュール１１と両突起部４３，４４を有する２次側コイルモジュール３５との組み合わせであったが、両コイルモジュール１１，３５の組み合わせはこれに限られない。以下にその他のコイルモジュールの組み合わせについて説明する。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
両突起部５３，５４を有する１次側コイルモジュール１１を「第１の１次側コイルモジュール」とし、内側突起部５３のみを有するものを「第２の１次側コイルモジュール」とし、外側突起部５４のみを有するものを「第３の１次側コイルモジュール」とする。一方、両突起部４３，４４を有する２次側コイルモジュール３５を「第１の２次側コイルモジュール」とし、内側突起部４３のみを有するものを「第２の２次側コイルモジュール」とし、外側突起部４４のみを有するものを「第３の２次側コイルモジュール」とする。このとき、その他のコイルモジュールの組み合わせは以下の通りとなる。
（Ａ）第１の１次側コイルモジュールと第２の２次側コイルモジュール
（Ｂ）第１の１次側コイルモジュールと第３の２次側コイルモジュール
（Ｃ）第２の１次側コイルモジュールと第１の２次側コイルモジュール
（Ｄ）第２の１次側コイルモジュールと第２の２次側コイルモジュール
（Ｅ）第２の１次側コイルモジュールと第３の２次側コイルモジュール
（Ｆ）第３の１次側コイルモジュールと第１の２次側コイルモジュール
（Ｇ）第３の１次側コイルモジュールと第２の２次側コイルモジュール
（Ｈ）第３の１次側コイルモジュールと第３の２次側コイルモジュール
・第２実施形態において、図６（ａ）に示すように、磁性シート６０から外側突起部６４を省略することもできる。この場合、径方向において、平面部６２が第１のコイル６１の外周縁よりも外側に延びることが好ましい。このような構成により、図７に示すコイルモジュール１００，２００と比較して、第１のコイル６１の径方向の外側への漏れ磁束の量を少なくすることができる。また、図６（ｂ）に示すように、磁性シート６０から内側突起部６３を省略することもできる。図６（ａ）、（ｂ）に示す構成においても、第１実施形態の効果（１）に準じた効果を奏することができる。なお、図６（ａ）、（ｂ）に示す構成は１次側コイルモジュール１１についても適用することができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
・上記各実施形態において、外側突起部４４，５４，６４は、平面部４２，５２，６２から開口部側に向かうにつれて径方向の外側に傾斜する形状とすることもできる。この場合においても、第１実施形態の効果（１）を奏することができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
・上記各実施形態において、１次側コイルモジュール１１と２次側コイルモジュール３５との電磁誘導により、充電装置２と携帯電話１との間で二次電池３６の充電状態を示す情報を電気信号として送受信を行うこともできる。また、このような非接触式電力伝送用のコイルモジュールと、これに対向するコイルモジュールとの電磁誘導により、上記各実施形態のような二次電池３６を充電するための電力の入出力を省略して、上記電気信号の送受信のみを行うこともできる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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