(57)【要約】【課題】小型化、薄型化しても効率よく電力を伝送し、大電流化に対して対応することができる非接触電力伝送装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】第１コイル１２を含む送電装置１１と、第２コイル１４を含む受電装置１３とを備え、第１コイル１２および第２コイル１４は平面コイルで構成され、第１コイル１２と第２コイル１４とを対向させ、電磁結合させることにより非接触で電力を伝送させるものであり、第２コイル１４の第１コイル１２と対向する面とは反対側の面には、磁性体シート１５、さらにその上に反磁性体シート１６が設けられているものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コイルを含む送電装置と、第２コイルを含む受電装置とを備え、前記第１コイルおよび前記第２コイルは平面コイルで構成され、前記第１コイルと前記第２コイルとを対向させ、電磁結合させることにより非接触で電力を伝送させるものであり、前記第２コイルの前記第１コイルと対向する面とは反対側の面には、磁性体シート、さらにその上に反磁性体シートが設けられていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項２】
前記反磁性体シートには、グラファイトシートが用いられていることを特徴とする請求項１記載の非接触電力伝送装置。
【請求項３】
前記磁性体シートの面積を前記第２コイルの面積よりも大きく、前記反磁性体シートの面積を前記磁性体シートの面積よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載の非接触電力伝送装置。
【請求項４】
前記反磁性体シートの厚さを、前記磁性体シートの厚さよりも薄くしたことを特徴とする請求項１記載の非接触電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話のような携帯端末と充電器との間等で非接触電力伝送を行うことができる非接触電力伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の携帯電子機器において非接触で充電できるものが要望されている。従来この非接触充電を行うために、図３のように、充電器側に送信側コイル１、本体機器側に受信側コイル２を配し、近接させたコイル間に電磁誘導を生じさせることにより充電器側から本体機器側に電力を伝送するものである。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８８１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら携帯電子機器の高性能化に伴い、受信側非接触充電モジュールの小型化、薄型化が要望されるとともに、電池容量も大きくなり、これを短時間で充電するため、大電流化が求められ、発熱対策も求められるようになってきている。
【０００６】
本発明はこれらの課題に対し、小型化、薄型化しても効率よく電力を伝送し、放熱性を向上させることにより、大電流化に対して対応することができる非接触電力伝送装置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】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために、第１コイルを含む送電装置と、第２コイルを含む受電装置とを備え、第１コイルおよび第２コイルは平面コイルで構成され、第１コイルと第２コイルとを対向させ、電磁結合させることにより非接触で電力を伝送させるものであり、第２コイルの第１コイルと対向する面とは反対側の面に、磁性体シート、さらにその上に反磁性体シートを設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、第２コイルに接して磁性体シートが設けられているため、第１コイルから伝送された電力を効率よく受け取ることができる。受電装置の薄型化のために磁性体シートの厚さを薄くすると、磁界が磁性体シートの外側に漏れてくるため、電力伝送効率が悪くなるが、磁性体シートの上には非磁性体シートが設けられているため、磁性体シートから漏れようとする磁束が磁性体シートの方に抑えつけられ、結果として電力伝送効率を向上させることができる。さらに反磁性体シートとしてグラファイトシートを用いると、グラファイトシートは面方向への熱伝導率が非常に高いため、第２コイルで発生した熱を効率よく拡散させることができ、大電流化をも可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態における非接触電力伝送装置の断面図
【図２】本発明の一実施の形態における反磁性体シートの断面図
【図３】従来の非接触電力伝送装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態における非接触電力伝送装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態における非接触電力伝送装置の断面図であり、送電装置１１の表面付近に、平面状に巻回された第１コイル１２が配置され、受電装置１３の表面付近に、平面状に巻回された第２コイル１４が配置されている。この第１コイル１２と第２コイル１４が対向するように置くことで、電磁結合により第１コイル１２から第２コイル１４へと非接触で電力が伝送されるものである。第２コイル１４は厚さ約０．４ｍｍとなっており、第２コイル１４の第１コイル１２と対向する面とは反対側の面には、第２コイル１４が巻回されている領域を覆うように、厚さ約０．４ｍｍのフェライトシートからなる磁性体シート１５が配置されている。このように第２コイル１４に近接して磁性体シート１５を配置することにより、第１コイル１２との電磁結合を強めることができ、電力伝送の効率を上げることができる。
【００１２】
しかしながら、受電装置１３の薄型化のために磁性体シート１５の厚さを薄くすると、磁束が磁性体シート１５の外にまで漏れ出してくるために、電力伝送効率が劣化してくるようになる。これに対して図１のように、磁性体シート１５の上に厚さ約８０μｍの反磁性体シート１６を密着させて設けることにより、磁性体シート１５から漏れてくる磁束を抑えるように働き、電力伝送効率の劣化を抑えることができる。この効果をより発揮させるためには、反磁性体シート１６の面積を磁性体シート１５の面積より大きくして磁性体シート１５全体を覆うようにすることが望ましい。
【００１３】
さらにこの反磁性体シート１６としては、グラファイトシートを用いることが望ましい。グラファイトシートを用いることにより、反磁性体シートとして、磁束を抑える効果が得られるとともに、面方向への熱伝導性に優れるため、第１コイル１２に大電流が流れ、第２コイル１４が発熱しても速やかに熱を拡散させることができる。特にポリイミドシート等の樹脂シートを熱分解して得られる熱分解グラファイトシートは、結晶性に優れるため、磁束を抑える効果、熱伝導率に優れ、より好ましい。
【００１４】
図２は、反磁性体シート１６の一例の断面図である。厚さ約２０μｍの熱分解グラファイトシート１７の一方の面に厚さ約１０μｍの粘着テープ１８が貼り合わされ、もう一方の面に厚さ約５０μｍの絶縁テープ１９が貼り合わされて、反磁性体シート１６を構成している。この粘着テープ１８側を磁性体シート１５に貼り合わすことにより、磁性体シート１５に密着させることができる。ここで熱分解グラファイトシート１７の厚さは、薄い方が望ましい。熱分解グラファイトシートの反磁性体としての効果で磁束を抑えるのは、その表面近傍で発生するものであり、熱分解グラファイトシートは薄いものほど結晶性が向上するためである。さらに熱伝導率も薄い方が向上する傾向にあるため、第２コイル１４で発熱した熱を速やかに拡散させることができる。
【００１５】
このように反磁性体シート１６の厚さを、磁性体シート１５の厚さよりもはるかに薄くしているため、反磁性体シート１６の厚さによる、全体の厚さへの影響を小さくすることができ、受電装置の薄型化を達成することができる。
【００１６】
通常このような非接触電力伝送装置の受電装置の方はリチウムイオン電池等の充電池に接続されるが、充電時には第２コイル１４で発熱すると同時に充電池の方も発熱する。携帯電子機器の小型化に伴い、その配置に制限が生じ、受電装置と充電池を重ねて配置せざるを得ない場合が発生してくる。このようになると、充電池が発熱するのに加えて、第２コイル１４からの熱が加わると、さらに充電池の温度が上昇してしまう事態となる。
【００１７】
これに対し図２のように構成した反磁性体シート１６を第２コイル１４に貼り合せたものでは、粘着テープ１８よりも絶縁テープ１９の方を厚くすることにより、絶縁テープ１９側の熱抵抗を、粘着テープ１８側の熱抵抗よりも大きくしている。このようにすることにより、第２コイル１４から発生した熱は、粘着テープ１８を通して熱分解グラファイトシート１７に伝わる。熱分解グラファイトシート１７は面方向への熱伝導に優れているため、熱分解グラファイトシート１７に伝わった熱は速やかに面方向に広がる。一方熱分解グラファイトシート１７は、厚さ方向には熱伝導率が低いためそれほど伝わらない。さらに絶縁テープ１９側の熱抵抗を高くしているため、受電装置と充電池を重ねて配置しても、第２コイル１４で発生した熱はほとんど充電池に伝わらなくすることができ、充電池の温度上昇を抑制することができる。
【００１８】
さらに反磁性体シート１６の端部は、図１のように筐体２０等に接続するようにすることが望ましい。このようにすることにより、第２コイル１４で発生した熱をより外部に逃がすことができ、充電池の温度上昇を抑制することができる。
【００１９】
なお、以上の実施の形態では、第２コイル１４の部分にのみ、磁性体シート１５および反磁性体シート１６を設けたが、さらに送電装置１１側にも同様に、第１コイル１２の第２コイル１４と対向する面とは反対側の面に、磁性体シート、さらにその上に反磁性体シートを設けることがより望ましい。このようにすることによりさらに小型、薄型化および、電力伝送効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明に係る非接触電力伝送装置は、小型化、薄型化しても効率よく電力を伝送し、放熱性を向上させることにより、大電流化に対して対応することができるため、産業上有用である。
【符号の説明】
【００２１】
１１  送電装置
１２  第１コイル
１３  受電装置
１４  第２コイル
１５  磁性体シート
１６  反磁性体シート
１７  熱分解グラファイトシート
１８  粘着テープ
１９  絶縁テープ
２０  筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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