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技術 非接触型受電装置およびそれを用いた電子機器並びに充電システム

出願人 株式会社東芝東芝マテリアル株式会社
発明者 井上哲夫
出願日 2008年8月20日 (12年4ヶ月経過) 出願番号 2009-529038
公開日 2010年11月25日 (10年0ヶ月経過) 公開番号 WO2009-025279
状態 特許登録済
技術分野 ロータリートランス及び誘導結合コネクタ 電磁波による給配電方式
主要キーワード 巻回形状 インダクタンス変動 トランス間 金属粉ペースト アモルファス粉 発熱抑制 磁性デバイス 非接触型充電
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題・解決手段

スパイラルコイルを有する受電コイルと、整流器と、2次電池、前記2次電池から直流電圧が供給されて動作する電子デバイス具備する非接触型受電装置において、前記2次電池とスパイラルコイルの間、および前記電子デバイスと前記スパイラルコイルの間の少なくとも1箇所に配置された複合磁性体を有し、前記複合磁性体は絶縁層を介して2層以上の磁性薄帯を有すると共に、前記スパイラルコイル側に配置された第1の磁性薄帯の比透磁率をμd、厚さをtd、第1の磁性薄帯以外の第2以降の磁性薄帯の平均の比透磁率μu、総厚をtuとしたときに、μd・td≦60[mm]、μu・tu≧100[mm]であることを特徴とする。上記構成によれば、1次コイル給電側コイル)のインダクタンス変動量の抑制の最適化を図りながら、裏面のシールド性確保を実現できる非接触型充電器用の受電装置およびそれを用いた電子機器を提供できる。

概要

背景

近年、携帯用通信機器発展は目覚ましいものがあり、とりわけ携帯電話機の小型軽薄化が進められている。また、携帯電話以外にもビデオカメラハンディカメラ等)、コードレス電話機ラップトップパソコンノート型パソコン)などの各種電子機器も小型軽薄化が進められている。

これら電子機器は、電子機器本体に2次電池を搭載することにより、コンセントに繋がなくても使用できるようになり、携帯性、利便性が大幅に向上している。現在のところ、この2次電池には容量に限界があり、数日〜数週間に1回は充電を行わなければならなかった。

充電方法には、接触型充電方式非接触型充電方式がある。接触型充電方式は、受電装置電極給電装置の電極を直接接触させることにより充電を行う方式である。接触型充電方式は、その装置構造が単純であることから従来から一般的に用いられてきた。

しかしながら、近年の電子機器の小型軽薄化に伴い各種電子機器の重量が軽くなり、受電装置の電極と給電装置の電極の接触圧不足し、充電不良を起こすと言った問題が生じていた。また、2次電池は熱に弱く電池温度上昇を防ぐために過放電過充電を起こさないように回路設計を行わねばならなかった。このような問題に対処するために非接触型充電方式が検討されるようになっている。

非接触型充電方式は、受電装置と給電装置の両方にコイルを設けることにより電磁誘導を利用した充電方式である。非接触型であることから電極同士の接触圧を考慮する必要は無い。また、接触圧を考慮しなくてよいので、電極同士の接触状態に左右されず安定した充電電圧を供給することができる。

従来の非接触型充電方式は、電動歯ブラシ電気シェーバーと言った低消費電力で充電時間の長いものに使われていた。当時の2次電池はニッケル水素が主流であったため充電時間が8時間程度長くかかるものが多かった。近年、新規な2次電池としてLiイオン2次電池などの高容量密度電池の出現により、携帯電話やパソコン等の比較的大消費電力量で高速充電を必要とする電子機器についても非接触充電方式が検討されるようになってきている。

非接触型充電器の一例として、特開平11−265814号公報(特許文献1)または特開2000−23393号公報(特許文献2)が挙げられ、いずれもフェライトコア磁芯としその周りにコイルを巻回することにより小型化を実現している。また、特開平9−190938号公報(特許文献3)では、フェライト粉アモルファス粉を混合した樹脂基板にコイル等を実装することにより、小型・薄型化を実現している。

しかしながら、フェライトは薄く加工すると脆くなるため耐衝撃性に弱く、機器の落下等受電システムに不具合が生じるなどの問題があった。また、機器の薄型化に対応して受電部分を薄型化するために、コイルに金属粉ペースト印刷して形成された平面コイルを採用するなどのことが行われている。平面コイルと磁性シートを用いて結合を強化する構造の一例として、実開昭58−80753号公報(特許文献4)、特開平4−122007号公報(特許文献5)または特開平8−148360号公報(特許文献6)が提案されている。これらの提案では、磁性体(磁性シート)は1次、2次コイル間の結合を強めるためのコア材として使用されている。

一方で、送電速度が大きくなるとトランス間の結合だけでなく、その周辺部品発熱による障害が生じる。つまり、平面コイルを使用する場合、平面コイルを通る磁束が、機器内部の基板等に鎖交するため、電磁誘導により発生する渦電流で装置内が発熱するため、大きな電力を送信できず充電時間が長くかかるなどの問題があった。このため、磁性体(磁性シート)は裏面に対するシールド材としても使用されていた。シールド効果を得るためには、磁性体(磁性シート)は透磁率が大きく、面積および厚さが大きいほど有効とされていた。

また、送信速度を大きくするためには、送電電力を大きくする必要があるが、金属体に対して送電を続けると金属体内で発生する渦電流により金属体が発熱するため、例えば送電(給電)装置のコイルを1次コイル、受電装置側のコイルを2次コイルとしたとき、1次コイルをRF−IDタグアンテナとして使用し上部に2次コイルが有る場合と無い場合をRF信号により判断する安全システムを持たせる必要がある。しかしながら、この場合、磁性体(磁性シート)と送電側のコイルとの位置関係により、1次コイルのインダクタンスが大きく変化すると、1次コイル側で送電のために設けられた共振回路共鳴周波数が変化し十分な共振が得られず上記アンテナとして機能しない不具合が発生していた。
特開平11−265814号公報
特開2000−23393号公報
特開平9−190938号公報
実開昭58−80753号公報
特開平4−122007号公報
特開平8−148360号公報

発明の開示
上記のように従来の非接触型充電器の受電装置は、送電効率向上のための結合強化、発熱抑制のためのシールド性向上のために、2次コイルの1次コイルとの反対の面に高透磁率および大体積の磁性体(磁性シート)を配置すると、1次コイルのインダクタンスの変動が大きくなり、該磁性体と1次コイルの相対位置関係によっては共振回路が十分効果的な共振条件からずれてしまう問題が発生していた。

本発明は、このような課題を解決するためのものであり、共振性を向上させ、かつ発熱を抑制することを可能とする受電装置を提供するものである。このため、本発明の受電装置を用いた電子機器並びに充電システムは送電電力を大きくすることが可能となり、充電時間の短縮が可能となる。

本発明の非接触型受電装置は、スパイラルコイルを有する受電コイルと、前記受電コイルに発生した交流電圧整流する整流器と、前記整流器で整流された直流電圧が充電される2次電池、前記2次電池から直流電圧が供給されて動作する電子デバイス具備する非接触型受電装置において、前記2次電池とスパイラルコイルの間、および前記電子デバイスと前記スパイラルコイルの間の少なくとも1箇所に配置された複合磁性体を有し、前記複合磁性体は絶縁層を介して少なくとも2層以上の磁性薄帯を有すると共に、前記スパイラルコイル側に配置された第1の磁性薄帯の比透磁率をμd、厚さをtd、第1の磁性薄帯以外の第2以降の磁性薄帯の平均の比透磁率μu、総厚をtuとしたときに、μd・td≦60[mm]、μu・tu≧100 [mm]であることを特徴とするものである。

また、前記複合磁性体は(μu・tu)/(μd・td)≧10であることが好ましい。また、前記複合磁性体において、第1の磁性薄帯の面積が、第2以降の磁性薄帯の面積より大きいことが好ましい。また、前記複合磁性体の絶縁層が磁性粉末を含有した樹脂からなることが好ましい。また、前記複合磁性体において、前記第1の磁性薄帯と第2以降の磁性薄帯の距離が30μm以上であることが好ましい。また、前記複合磁性体の総厚が0.3mm以下であることが好ましい。また、前記2次電池がLiイオン2次電池であることが好ましい。

また、本発明の非接触型受電装置は電子機器に好適である。また、本発明の電子機器を非接触型給電装置に設置することにより充電を可能とする充電システムをも提供するものである。

[発明の効果]
本発明は、受電装置のスパイラルコイル(受電側スパイラルコイル:2次コイル)と2次電池の間、または整流器と前記スパイラルコイルの間の少なくとも一箇所以上に複数枚からなる磁性薄帯を具備する複合磁性体を配置することにより、給電側スパイラルコイル(1次コイル)から発生した磁束が回路基板や2次電池等へ鎖交することを防ぎ、誘導起電力(電磁誘導)に起因したノイズ、発熱を抑制しながら、2次コイルの有無による1次コイルのインダクタンス変動量を制御し、1次コイルが構成する共振回路の共振性を向上させ発振を制御することができる。

概要

スパイラルコイルを有する受電コイルと、整流器と、2次電池、前記2次電池から直流電圧が供給されて動作する電子デバイスを具備する非接触型受電装置において、前記2次電池とスパイラルコイルの間、および前記電子デバイスと前記スパイラルコイルの間の少なくとも1箇所に配置された複合磁性体を有し、前記複合磁性体は絶縁層を介して2層以上の磁性薄帯を有すると共に、前記スパイラルコイル側に配置された第1の磁性薄帯の比透磁率をμd、厚さをtd、第1の磁性薄帯以外の第2以降の磁性薄帯の平均の比透磁率μu、総厚をtuとしたときに、μd・td≦60[mm]、μu・tu≧100[mm]であることを特徴とする。上記構成によれば、1次コイル(給電側コイル)のインダクタンス変動量の抑制の最適化をりながら、裏面のシールド性確保を実現できる非接触型充電器用の受電装置およびそれを用いた電子機器を提供できる。

目的

本発明は、このような課題を解決するためのものであり、共振性を向上させ、かつ発熱を抑制することを可能とする受電装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
5件

この技術が所属する分野

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請求項1

スパイラルコイルを有する受電コイルと、前記受電コイルに発生した交流電圧整流する整流器と、前記整流器で整流された直流電圧充電される2次電池、前記2次電池から直流電圧が供給されて動作する電子デバイス具備する非接触型受電装置において、前記2次電池とスパイラルコイルの間、および前記電子デバイスと前記スパイラルコイルの間の少なくとも1箇所に配置された複合磁性体を有し、前記複合磁性体は絶縁層を介して少なくとも2層以上の磁性薄帯を有すると共に、前記スパイラルコイル側に配置された第1の磁性薄帯の比透磁率をμd、厚さをtd、第1の磁性薄帯以外の第2以降の磁性薄帯の平均の比透磁率μu、総厚をtuとしたときに、μd・td≦60[mm]、μu・tu≧100[mm]であることを特徴とする非接触型受電装置。

請求項2

前記複合磁性体において(μu・tu)/(μd・td)≧10であることを特徴とする請求項1記載の受電装置。

請求項3

前記複合磁性体において、第1の磁性薄帯の面積が、第2以降の磁性薄帯の面積より大きいことを特徴とする請求項1または請求項2記載のいずれか1項に記載の非接触型受電装置。

請求項4

前記複合磁性体の絶縁層が磁性粉末を含有した樹脂からなることを特徴とした請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の非接触型受電装置。

請求項5

前記複合磁性体において、前記第1の磁性薄帯と第2以降の磁性薄帯の距離が30μm以上であること特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の非接触型受電装置。

請求項6

前記複合磁性体の総厚が0.3mm以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の非接触型受電装置。

請求項7

前記2次電池がLiイオン2次電池であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の非接触型受電装置。

請求項8

請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の非接触型受電装置を具備したことを特徴とする電子機器

請求項9

請求項8記載の電子機器を非接触型給電装置に設置することにより充電を可能とする充電システム

技術分野

0001

本発明は、携帯電話ビデオカメラ等の各種電子機器において非接触型充電を可能とする非接触型受電装置およびそれを用いた電子機器並びに充電システムに関する。

背景技術

0002

近年、携帯用通信機器発展は目覚ましいものがあり、とりわけ携帯電話機の小型軽薄化が進められている。また、携帯電話以外にもビデオカメラ(ハンディカメラ等)、コードレス電話機ラップトップパソコンノート型パソコン)などの各種電子機器も小型軽薄化が進められている。

0003

これら電子機器は、電子機器本体に2次電池を搭載することにより、コンセントに繋がなくても使用できるようになり、携帯性、利便性が大幅に向上している。現在のところ、この2次電池には容量に限界があり、数日〜数週間に1回は充電を行わなければならなかった。

0004

充電方法には、接触型充電方式と非接触型充電方式がある。接触型充電方式は、受電装置の電極給電装置の電極を直接接触させることにより充電を行う方式である。接触型充電方式は、その装置構造が単純であることから従来から一般的に用いられてきた。

0005

しかしながら、近年の電子機器の小型軽薄化に伴い各種電子機器の重量が軽くなり、受電装置の電極と給電装置の電極の接触圧不足し、充電不良を起こすと言った問題が生じていた。また、2次電池は熱に弱く電池温度上昇を防ぐために過放電過充電を起こさないように回路設計を行わねばならなかった。このような問題に対処するために非接触型充電方式が検討されるようになっている。

0006

非接触型充電方式は、受電装置と給電装置の両方にコイルを設けることにより電磁誘導を利用した充電方式である。非接触型であることから電極同士の接触圧を考慮する必要は無い。また、接触圧を考慮しなくてよいので、電極同士の接触状態に左右されず安定した充電電圧を供給することができる。

0007

従来の非接触型充電方式は、電動歯ブラシ電気シェーバーと言った低消費電力で充電時間の長いものに使われていた。当時の2次電池はニッケル水素が主流であったため充電時間が8時間程度長くかかるものが多かった。近年、新規な2次電池としてLiイオン2次電池などの高容量密度電池の出現により、携帯電話やパソコン等の比較的大消費電力量で高速充電を必要とする電子機器についても非接触充電方式が検討されるようになってきている。

0008

非接触型充電器の一例として、特開平11−265814号公報(特許文献1)または特開2000−23393号公報(特許文献2)が挙げられ、いずれもフェライトコア磁芯としその周りにコイルを巻回することにより小型化を実現している。また、特開平9−190938号公報(特許文献3)では、フェライト粉アモルファス粉を混合した樹脂基板にコイル等を実装することにより、小型・薄型化を実現している。

0009

しかしながら、フェライトは薄く加工すると脆くなるため耐衝撃性に弱く、機器の落下等受電システムに不具合が生じるなどの問題があった。また、機器の薄型化に対応して受電部分を薄型化するために、コイルに金属粉ペースト印刷して形成された平面コイルを採用するなどのことが行われている。平面コイルと磁性シートを用いて結合を強化する構造の一例として、実開昭58−80753号公報(特許文献4)、特開平4−122007号公報(特許文献5)または特開平8−148360号公報(特許文献6)が提案されている。これらの提案では、磁性体(磁性シート)は1次、2次コイル間の結合を強めるためのコア材として使用されている。

0010

一方で、送電速度が大きくなるとトランス間の結合だけでなく、その周辺部品発熱による障害が生じる。つまり、平面コイルを使用する場合、平面コイルを通る磁束が、機器内部の基板等に鎖交するため、電磁誘導により発生する渦電流で装置内が発熱するため、大きな電力を送信できず充電時間が長くかかるなどの問題があった。このため、磁性体(磁性シート)は裏面に対するシールド材としても使用されていた。シールド効果を得るためには、磁性体(磁性シート)は透磁率が大きく、面積および厚さが大きいほど有効とされていた。

0011

また、送信速度を大きくするためには、送電電力を大きくする必要があるが、金属体に対して送電を続けると金属体内で発生する渦電流により金属体が発熱するため、例えば送電(給電)装置のコイルを1次コイル、受電装置側のコイルを2次コイルとしたとき、1次コイルをRF−IDタグアンテナとして使用し上部に2次コイルが有る場合と無い場合をRF信号により判断する安全システムを持たせる必要がある。しかしながら、この場合、磁性体(磁性シート)と送電側のコイルとの位置関係により、1次コイルのインダクタンスが大きく変化すると、1次コイル側で送電のために設けられた共振回路共鳴周波数が変化し十分な共振が得られず上記アンテナとして機能しない不具合が発生していた。
特開平11−265814号公報
特開2000−23393号公報
特開平9−190938号公報
実開昭58−80753号公報
特開平4−122007号公報
特開平8−148360号公報

0012

発明の開示
上記のように従来の非接触型充電器の受電装置は、送電効率向上のための結合強化、発熱抑制のためのシールド性向上のために、2次コイルの1次コイルとの反対の面に高透磁率および大体積の磁性体(磁性シート)を配置すると、1次コイルのインダクタンスの変動が大きくなり、該磁性体と1次コイルの相対位置関係によっては共振回路が十分効果的な共振条件からずれてしまう問題が発生していた。

0013

本発明は、このような課題を解決するためのものであり、共振性を向上させ、かつ発熱を抑制することを可能とする受電装置を提供するものである。このため、本発明の受電装置を用いた電子機器並びに充電システムは送電電力を大きくすることが可能となり、充電時間の短縮が可能となる。

0014

本発明の非接触型受電装置は、スパイラルコイルを有する受電コイルと、前記受電コイルに発生した交流電圧整流する整流器と、前記整流器で整流された直流電圧が充電される2次電池、前記2次電池から直流電圧が供給されて動作する電子デバイス具備する非接触型受電装置において、前記2次電池とスパイラルコイルの間、および前記電子デバイスと前記スパイラルコイルの間の少なくとも1箇所に配置された複合磁性体を有し、前記複合磁性体は絶縁層を介して少なくとも2層以上の磁性薄帯を有すると共に、前記スパイラルコイル側に配置された第1の磁性薄帯の比透磁率をμd、厚さをtd、第1の磁性薄帯以外の第2以降の磁性薄帯の平均の比透磁率μu、総厚をtuとしたときに、μd・td≦60[mm]、μu・tu≧100 [mm]であることを特徴とするものである。

0015

また、前記複合磁性体は(μu・tu)/(μd・td)≧10であることが好ましい。また、前記複合磁性体において、第1の磁性薄帯の面積が、第2以降の磁性薄帯の面積より大きいことが好ましい。また、前記複合磁性体の絶縁層が磁性粉末を含有した樹脂からなることが好ましい。また、前記複合磁性体において、前記第1の磁性薄帯と第2以降の磁性薄帯の距離が30μm以上であることが好ましい。また、前記複合磁性体の総厚が0.3mm以下であることが好ましい。また、前記2次電池がLiイオン2次電池であることが好ましい。

0016

また、本発明の非接触型受電装置は電子機器に好適である。また、本発明の電子機器を非接触型給電装置に設置することにより充電を可能とする充電システムをも提供するものである。

0017

[発明の効果]
本発明は、受電装置のスパイラルコイル(受電側スパイラルコイル:2次コイル)と2次電池の間、または整流器と前記スパイラルコイルの間の少なくとも一箇所以上に複数枚からなる磁性薄帯を具備する複合磁性体を配置することにより、給電側スパイラルコイル(1次コイル)から発生した磁束が回路基板や2次電池等へ鎖交することを防ぎ、誘導起電力(電磁誘導)に起因したノイズ、発熱を抑制しながら、2次コイルの有無による1次コイルのインダクタンス変動量を制御し、1次コイルが構成する共振回路の共振性を向上させ発振を制御することができる。

図面の簡単な説明

0018

本発明の受電装置の一実施例を示す分解斜視図である。
本発明の受電装置の他の一実施例を示す分解斜視図である。
本発明の受電装置に具備される複合磁性体の一実施例を示す断面図である。
本発明の充電システムの一実施例を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

0019

図1は本発明の受電装置の一例を示す分解斜視図である。図2は本発明の受電装置の他の一例を示す分解斜視図である。図中、1は電子機器、2は受電装置、3は電子機器本体部、4は筐体、11はスパイラルコイル、12は整流器、13は2次電池、14は電子機器本体部の電子デバイス、15は電子デバイスを搭載する回路基板、16は複合磁性体である。また、図1はスパイラルコイル11と2次電池13の間に複合磁性体16を配置した例、図2は電子デバイス14とスパイラルコイル11の間に複合磁性体16を配置した例である。

0020

まず、本発明の受電装置は、スパイラルコイル、整流器、2次電池、電子デバイスを具備している。スパイラルコイルは、銅等の金属ワイヤ巻回したもの、金属粉ペーストを印刷・乾燥させた平面コイルなど特に限定されるものではない。また、スパイラルコイルの巻回形状は、円形楕円四角形多角形など特に限定されるものではなく、巻回回数要求特性に応じて制御すればよい。

0021

また、整流器は、トランジスタダイオードなどの各種半導体素子が挙げられる。また、整流器の個数は任意であり、必要に応じ1個または2個以上の整流器を設けるものとする。なお、図1においては整流器12を回路基板15のアンテナ側に設けたがアンテナと反対の面に設けてもよい。また、整流器はTFT等の成膜技術で形成されたものであってもよい。

0022

また、2次電池13は充放電が可能なものであり、平板型やボタン型等の種々の形状のものを使用することができる。また、電子デバイス14は、抵抗素子容量素子インダクタンス素子制御素子など回路を構成するための各種素子を示すものである。また、回路基板15は、樹脂フィルムセラミックス基板等の絶縁性基板上に、前記電子デバイスを実装し回路を設けるための基板である。

0023

複合磁性体16は、絶縁層を介して少なくとも2層以上の磁性薄帯を有するものである。2層以上の磁性薄帯において、スパイラルコイル側の磁性薄帯を第1の磁性薄帯、第1の磁性薄帯以外のものを第2以降の磁性薄帯とする。また、第2以降の磁性薄帯は、第1の磁性薄帯側から順に第2の磁性薄帯、第3の磁性薄帯、とする。このため、磁性薄帯が2層の場合はスパイラルコイル側から第1の磁性薄帯と第2の磁性薄帯となり、磁性薄帯が3層の場合はスパイラルコイル側から第1、第2、第3、…の磁性薄帯となる。

0024

本発明において、複合磁性体を構成する第1の磁性薄帯の比透磁率をμd、厚さをtd(mm)、第2以降の磁性薄帯の平均の比透磁率をμu、総厚をtu(mm)としたときにμd・td≦60、μu・tu≧100であることを特徴とするものである。また、第2以降の磁性薄帯の平均の比透磁率は第2以降の各磁性薄帯の比透磁率を測定し平均値を取ったものである。また、総厚tuは第2以降の磁性薄帯の厚さをそれぞれ測定し、合計した値である。(磁性薄帯の比透磁率×磁性薄帯の厚さ)は磁気回路でいう磁気抵抗を示すものである。

0025

本発明ではμd・td≦60かつμu・tu≧100としている。第1の磁性薄帯はスパイラルコイルに最も近い磁性薄帯となるため、充電する際に共振周波数に影響を与え易い。そのため、μd・td≦60とすることにより、磁気抵抗を大きくし磁束が第1の磁性薄帯に集中するのを防ぎ第1の磁性薄帯での損失を抑制し、共振性が低下するのを防ぐことを可能とする。

0026

また、第2以降の磁性薄帯をμu・tu≧100とすることにより磁気抵抗を小さくしシールド効果を向上させ、機器内部の基板等に発生する渦電流を抑制し、発熱を抑えることを可能とする。つまり、第1の磁性薄帯のみではシールド効果が不十分であり発熱を抑制できず、第2以降の磁性薄帯のみでは共振性が低下する。例えば、μu・tu≧100の磁性薄帯を多層化するだけではシールド性は向上するものの共振性が低下するのである。そのため、本発明ではスパイラルコイル側にμd・td≦60からなる第1の磁性薄帯を設けたのである。

0027

また、(μu・tu)/(μd・td)≧10となることが好ましい。前述のように第1の磁性薄帯は共振性の向上、第2以降の磁性薄帯はシールド性の向上に主として機能するものである。(μu・tu)/(μd・td)≧10とすると、第1の磁性薄帯と第2以降の磁性薄帯の機能分担が明確になり、特性が向上する。

0028

なお、(μu・tu)/(μd・td)比の上限は特に限定されるものではないが70以下が好ましい。(μu・tu)/(μd・td)比が70を超えても効果は得られるが、μuまたはtuを極端に大きくするか、μdまたはtdを極端に小さくする必要があり、製造管理が難しくなる。

0029

また、複合磁性体において、第1の磁性薄帯の面積が、第2以降の磁性薄帯の面積より大きいことが好ましい。第2以降の磁性薄帯が複数枚ある場合は、その中で最も面積の大きなものを第2以降の磁性薄帯の面積とする。第1の磁性薄帯の面積>第2以降の磁性薄帯の面積とすることにより、共振性が低下するのを防ぐことができる。

0030

また、複合磁性体を構成する絶縁層は、無機絶縁層有機絶縁層など特に限定されるものではないが、好ましくは絶縁性樹脂を用いた有機絶縁層である。絶縁性樹脂は接着剤フィルムゴムなど様々な形態で使用可能であり、磁性薄帯のサイズに合わせて設けることができる。

0031

また、絶縁層は絶縁フィルム、接着剤、ゴム等を組合せたものでもよく、接着剤付き絶縁フィルムなどがその一例である。また、絶縁性樹脂としては、例えば天然ゴムネオプレーンゴム、クロロプレンゴムシリコーンゴムハイパロン、その他の合成ゴムPVC樹脂エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂、アクリル樹脂シリコーン樹脂ポリウレタン樹脂ポリプロピレン樹脂ポリエステル樹脂ポリイミド樹脂ポリカーボネート樹脂ポリエチレンテレフタレート樹脂ポリエチレンナフタレート樹脂ポリブチレンナフタレート樹脂ポリエステルエストラマー樹脂、フッ素樹脂その他の合成樹脂を用いることができる。絶縁層が無く、第1と第2の磁性薄帯が直接的に面接触していると機能(役割分担する効果が十分得られない。つまり、第1と第2の磁性薄帯が直接面接触していると一つの磁性薄帯として機能してしまうのである。

0032

また、絶縁層は各磁性薄帯の絶縁性が保てれば良いので最外層については絶縁層があっても無くても良いが、最外層にも絶縁層を設けた方が周辺部材(回路基板、2次電池、スパイラルコイル)との絶縁性を維持できるので好ましい。図3に絶縁層の一例を示した。

0033

図3(a)は片面に絶縁層として接着剤層と絶縁フィルムを設けた例、図3(b)は両面に絶縁層として接着剤層と絶縁フィルムを設けた例である。図中、5は絶縁フィルム、6は接着剤層、7は磁性薄帯である。この磁性薄帯と絶縁層との積層体を多層化することにより本実施例用の複合磁性体となる。

0034

また、複合磁性体の絶縁層が磁性粉末を含有した樹脂から成ることが好ましい。絶縁層に磁性粉末を含有させることによりシールド効果が上がり発熱を抑制できる。磁性粉末としては、フェライト粉、センダスト粉、アモルファス粉などが挙げられる。

0035

また、前記複合磁性体において、前記第1の磁性薄帯と第2以降の磁性薄帯の距離が30μm以上であることが好ましい。第1の磁性薄帯と第2以降の磁性薄帯の距離とは第1の磁性薄帯と第2の磁性薄帯の層間絶縁する絶縁層の厚さとなる。このため、絶縁層の好ましい厚さは30μm以上となる。

0036

前述のように第1の磁性薄帯と第2の磁性薄帯が面接触していると一つの磁性薄帯として機能してしまうため絶縁層を介して面接触を防ぐ必要がある。その一方で絶縁層の厚さがあまり薄いと層間絶縁効果が不十分となるおそれがあるので30μm以上あった方が好ましい。

0037

なお、絶縁層の厚さ(第1の磁性薄帯と第2以降の磁性薄帯の距離)の上限は200μm以下が好ましい。あまり絶縁層の厚さが厚いと第1の磁性薄帯と第2以降の磁性薄帯の距離が離れすぎ、機能分担効果が十分得られなくなる。また、複合磁性体の総厚も必要以上に厚くなり、薄型化が困難になる。複合磁性体の総厚は0.3mm以下であることが好ましい。

0038

また、複合磁性体を構成する磁性薄帯は、前述の比透磁率×厚さを満たすものであれば特に限定されるものではないが、好ましくはCo系アモルファス合金、Fe系アモルファス合金、Fe系微細結晶合金、パーマロイが挙げられる。これら磁性材料は、いずれもロール急冷法単ロールまたは双ロール)または圧延で作製できることから平均板厚100μm以下の薄帯を得易い。また、後述するように比透磁率の調整も行い易い。

0039

また、Co系アモルファス合金またはFe系アモルファス合金としては、次の一般式を満たすものが好ましい。

0040

一般式:(T1-aMa)100-bXb …(1)
(式中、TはCoおよびFeから選ばれる少なくとも1種以上の元素を、MはNi、Mn、Cr、Ti、Zr、Hf、Mo、V、Nb、W、Ta、Cu、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、ReおよびSnから選ばれる少なくとも1種の元素を、XはB、Si、CおよびPから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、aおよびbは関係式:0≦a≦0.3;10≦b≦35at%を満足する数である)が挙げられる。また、上記(1)式においてT元素中にCoとFeの両方を含んでいる場合、Coが多ければCo系アモルファス、Feが多ければFe系アモルファスと称するものとする。

0041

上記した(1)式において、T元素は磁束密度磁歪値鉄損等の要求される磁気特性に応じて組成比率を調整するものとする。M元素は熱安定性耐食性結晶化温度の制御等のために添加される元素である。M元素の添加量はaの値として0.3以下とすることが好ましい。M元素の添加量があまり多すぎると相対的にT元素量が減少することから、アモルファス磁性合金薄帯の磁気特性が低下する。M元素の添加量を示すaの値は実用的には0.01以上とすることが好ましい。aの値は0.15以下とすることがより好ましい。

0042

X元素はアモルファス合金を得るのに必須の元素である。特に、B(ホウ素)は磁性合金アモルファス化に有効な元素である。Si(けい素)はアモルファス相の形成を助成したり、また結晶化温度の上昇に有効な元素である。X元素の含有量があまり過多であると透磁率の低下や脆さが生じ、逆に過少であるとアモルファス化が困難になる。このようなことから、X元素の含有量は10〜35at%の範囲とすることが好ましい。X元素の含有量は15〜25at%の範囲とすることがさらに好ましい。

0043

また、Fe系微結晶磁性合金としては、次の一般式(2)を満たすものが好ましい。

0044

一般式:Fe100-c-d-e-f-g-hAcDdEeSifBgZh …(2)
(式中、AはCuおよびAuから選ばれる少なくとも1種の元素を、DはTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Ni、Coおよび希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素を、EはMn、Al、Ga、Ge、In、Snおよび白金族元素から選ばれる少なくとも1種の元素を、ZはC、NおよびPから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、c、d、e、f、gおよびhは0.01≦c≦8at%、0.01≦d≦10at%、0≦e≦10at%、10≦f≦25at%、3≦g≦12at%、15≦f+g+h≦35at%を満足する数である)で実質的に表される組成を有するFe基合金からなり、かつ面積比組織の20%以上が粒径50nm以下の微結晶粒から成る合金が挙げられる。

0045

上記した(2)式において、A元素は耐食性を高め、結晶粒の粗大化を防ぐと共に、鉄損や透磁率等の磁気特性を改善する元素である。A元素の含有量があまり少ないと結晶粒の粗大化抑制効果等を十分に得ることができず、逆にあまり多すぎると磁気特性が劣化する。従って、A元素の含有量は0.01〜8at%の範囲とすることが好ましい。D元素は結晶粒径の均一化や磁歪の低減等に有効な元素である。D元素の含有量は0.01〜10at%の範囲とすることが好ましい。

0046

E元素は軟磁気特性や耐食性の改善に有効な元素である。E元素の含有量は10at%以下とすることが好ましい。SiおよびBは薄帯製造時における合金のアモルファス化を助成する元素である。Siの含有量は10〜25at%の範囲、Bの含有量は3〜12at%の範囲とすることが好ましい。なお、SiおよびB以外のアモルファス化助成元素としてZ元素を含んでいてもよい。その場合、Si、BおよびZ元素の合計含有量は15〜35at%の範囲とすることが好ましい。微結晶構造は、特に粒径が5〜30nmの結晶粒を合金中に面積比で50〜90%の範囲で存在させた形態とすることが好ましい。

0047

磁性薄帯として用いるアモルファス磁性合金薄帯は、例えばロール急冷法(溶湯急冷法)により作製される。具体的には、所定の組成比に調整した合金素材溶融状態から急冷することにより作製される。微結晶磁性合金薄帯は、例えば液体急冷法によりアモルファス合金薄帯を作製した後、その結晶化温度に対して−50〜+120℃の範囲の温度で1分〜5時間の熱処埋を行い、微結晶粒を析出させる方法により得ることができる。あるいは、液体急冷法の急冷速度を制御して微結晶粒を直接析出させる方法によっても、微結晶磁性合金薄帯を得ることができる。

0048

ロール急冷法を用いる場合、溶湯射出速度ロールの回転速度を調製することにより薄帯の厚さを調製できる。また、パーマロイについては所定の組成の合金溶湯から板材を作製し、その後、圧延を行うことにより薄帯を製造することができる。

0049

また、比透磁率の調製には熱処理や分割が効果的である。例えば、Co70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯(20μm厚)の場合、急冷状態では135kHzでの比透磁率は3000程度であるが、350℃×30分熱処理することで10000に、440℃×60分熱処理することで50000にすることができる。また、例えば440℃×60分熱処理したものを分割することで1000〜50000で変化させることができる。ここでは、同一材料での透磁率と熱処理、分割について示したが、材料の異なる磁性体を組み合わせてもよく、例えばケイ素鋼板では1500、50Niパーマロイで3000、80Niパーマロイで15000、Fe系アモルファスで5000程度の透磁率は調整可能である。

0050

本発明の非接触型受電装置は2層以上の磁性薄帯を有する複合磁性体を前記2次電池と前記スパイラルコイルの間、および前記電子デバイスと前記スパイラルコイルの間の少なくとも1箇所に配置されている。前記2次電池とスパイラルコイルの間、および前記電子デバイスと前記スパイラルコイルの間に配置とは2次電池/複合磁性体/スパイラルコイル、電子デバイス/複合磁性体/スパイラルコイルの位置関係が維持されている状態を示すものである。そのため、図1に示した2次電池/複合磁性体/スパイラルコイルのように各構成が直接積層された構造に限定されるものではない。例えば、図2のように電子デバイス/回路基板/複合磁性体/2次電池/スパイラルコイルの順に配置された構造は、前記電子デバイスと前記スパイラルコイルの間に複合磁性体が配置された構造に含まれる。つまり、回路基板等の他の構成が間に配置された構造を除外するものではなく、実質的に前記電子デバイスと前記スパイラルコイルの間に配置されているものは本発明に含まれるものである。前記2次電池と前記スパイラルコイルの間についても同様である。

0051

以上のような非接触型受電装置は様々な電子機器に搭載可能である。電子機器としては、携帯電話、携帯型オーディオ機器デジタルカメラ、ハンディカメラ(動画録画用カメラ)、コードレス電話機、ノート型パソコン(ラップトップ型パソコン)、携帯型ゲーム機などが挙げられる。これら電子機器は2次電池により起動できるためコードレスで使用可能な携帯型電子機器である。

0052

また、図4に非接触型受電装置を用いた充電システムの一例を示した。図中、20は充電システム、1は受電装置、11は受電装置側スパイラルコイル(2次コイル)、13は2次電池、16は複合磁性体、30は給電装置、31は給電装置側スパイラルコイル(1次コイル)、32は1次コイル用磁心である。

0053

充電の仕組みは、まず、給電装置30の給電装置側スパイラルコイル31に電源(図示しない)から交流電圧を印加し、給電装置側スパイラルコイル31に磁束を生じさせる。給電装置側スパイラルコイル31に発生させた磁束は、給電装置側スパイラルコイル31と非接触で配置された受電装置側スパイラルコイル11に伝達される。受電装置側スパイラルコイル11では磁束を受けて電磁誘導で交流電圧が生じる。この交流電圧は整流器12で整流される。整流器12で整流された直流電圧は2次電池13に充電される。このように充電システム20では非接触で電力の伝送が行われる。

0054

本発明の受電装置は、所定の位置に複合磁性体を配置しているので共振性が向上し、1次コイルと2次コイルの十分な結合と1次コイルのインダクタンス変動量の抑制の最適化を図りながら、シールド効果を向上させることができる。このため、1次コイル(給電装置側コイル)からの磁束の伝達率が良いので充電効率が向上する。また、シールド効果も良好であるため充電中の発熱も抑制できる。

0055

前述のように携帯型電子機器は薄型化、小型化されている。そのため、受電システムや電子デバイス等を実装した回路基板をコンパクト収納しなければならないが、本発明では充電中の発熱を抑制することにより電子デバイス等の回路部品への影響を防ぐことができる。本発明の受電装置であれば、複合磁性体と受電装置側スパイラルコイルの合計厚さを0.5mm以下と薄くすることも可能である。

0056

また、2次電池の中でもLiイオン2次電池は容量も大きいため電子機器の駆動電源として使用されている。しかしながら、Liイオン2次電池は熱に弱く必要以上に加熱されると電池内部で炭酸ガスが発生するおそれがある。本発明のようにシールド効果を向上させて発熱を抑制してあるので2次電池への悪影響を防ぐことができる。言い換えれば、Liイオン2次電池のように熱に弱い2次電池を搭載した受電装置に好適であると言える。

0057

(実施例)
(充電システム)
非接触型の充電システムとして携帯電話用の充電システムを用意した。給電装置はAC電源からの電力を、制御回路を通して一定の電磁波に変換しその電磁波を送信する1次コイルが置き台の近傍に配置され、受電装置は携帯電話内のスパイラルコイルから成る2次コイルおよびそのコイルが受信した電磁波を整流する整流器を実装する回路基板および2次電池を具備する構造である。

0058

なお、1次コイルは銅ワイヤ外径40mm、内径5mmに巻回されたものである。磁性体は比透磁率(μ1)100、厚さ(d1)0.5mm、大きさ45mm×45mmのものを設置した。受電システムは、銅ワイヤを外径30mm、内径10mmに巻回された2次コイルを、磁性体は2次コイルを介して送電システムの反対側に設置され、2層以上の磁性薄帯を積層した複合磁性体から構成される。各実施例で使用した複合磁性体は以下の通りである。

0059

(実施例1)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を200℃で30分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第1磁性薄帯を調製した。

0060

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を350℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを厚さ10μmの接着層を介して接着して実施例1用の複合磁性体を調製した。

0061

(実施例2)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃で60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。

0062

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を250℃30分熱処理したものを20mm×20mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを厚さ10μmの接着層を介して接着して実施例2用の複合磁性体を調製した。

0063

(実施例3)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。

0064

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を350℃30分熱処理したものを20mm×20mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを厚さ10μmの接着層を介して接着して実施例3用の複合磁性体を調製した。

0065

(実施例4)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。

0066

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを20mm×20mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを厚さ10μmの接着層を介して接着して実施例4用の複合磁性体を調製した。

0067

(実施例5)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃で60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。

0068

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を250℃30分熱処理したものを25mm×25mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを厚さ10μmの接着層を介して接着して実施例5用の複合磁性体を調製した。

0069

(実施例6)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃で60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの片面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼りつけ、もう片面に30μmの接着層を介して50μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。

0070

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を350℃30分熱処理したものを20mm×20mmに加工し、片面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼りつけ、もう片面に30μmの接着層を介して50μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを厚さ10μmの接着層を介して接着して実施例6用の複合磁性体を調製した。

0071

(実施例7)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの片面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。

0072

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を350℃30分熱処理したものを20mm×20mmに加工し、片面に厚さ10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを、樹脂を貼りつけていない面同士を、厚さ20μmの接着層を介して接着して実施例7用の複合磁性体を調製した。

0073

(実施例8)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに5mm×5mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。

0074

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を350℃30分熱処理したものを35mm×35mmに加工したものを2枚用意し、それぞれ片面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2、3磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2、3磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを、樹脂を貼りつけていない面同士を、厚さ10μmの接着層を介して接着して実施例8用の複合磁性体を調製した。

0075

(実施例9)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。

0076

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を350℃30分熱処理したものを20mm×20mmに加工したものを2枚用意し、それぞれ片面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2、3磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2、3磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを、樹脂を貼りつけていない面同士を、厚さ10μmの接着層を介して接着して実施例9用の複合磁性体を調製した。

0077

(実施例10)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。

0078

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を350℃30分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを、厚さ10μmの接着層を介して接着して実施例10用の複合磁性体を調製した。

0079

(実施例11)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面にセンダストの扁平微粒子平均粒径5μm)をシリコーン樹脂中に分散させたペーストを前記磁性体に塗布、硬化させ全厚さが50μmの小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。

0080

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが35μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を350℃30分熱処理したものを20mm×20mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを、厚さ30μmの接着層を介して接着して実施例11用の複合磁性体を調製した。

0081

(実施例12)
2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの片面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した第1磁性薄帯を調製した。

0082

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を350℃30分熱処理したものを20mm×20mmに加工し、片面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを、樹脂を貼りつけていない面同士を、厚さ10μmの接着層を介して接着して実施例12用の複合磁性体を調製した。

0083

(比較例1)
上記受電装置において、2次コイルに隣接する複合磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第1磁性薄帯を調製した。

0084

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を350℃30分熱処理したものを20mm×20mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを、厚さ10μmの接着層を介して接着して比較例1用の複合磁性体を調製した。

0085

(比較例2)
2次コイルに隣接する磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第1磁性薄帯を調製した。

0086

一方、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を200℃で30分熱処理したものを20mm×20mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けて第2磁性薄帯を調製した。さらに、上記第2磁性薄帯と前記第1磁性薄帯とを、厚さ10μmの接着層を介して接着して比較例2用の複合磁性体を調製した。

0087

(比較例3)
2次コイルに隣接する磁性体は、下記のように調製した。すなわち、飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を440℃60分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、さらに3mm×3mmの小片に分割したものの両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた小片を縦横35mm×35mmに配列した単層の磁性薄帯を調製した。

0088

(比較例4)
飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を460℃30分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼り付けた単層の磁性薄帯を調製した。

0089

(比較例5)
飽和磁束密度Msが0.55、平均厚さtが20μmのCo70Fe5Si5B20(原子比)のCo系アモルファス薄帯を460℃30分熱処理したものを35mm×35mmに加工し、両面に10μmの接着層を介して25μmのポリカーボネート樹脂を貼りつけた磁性薄帯2枚を10μmの接着層を介して貼り付けて形成した磁性薄帯を用いた。

0090

上記各実施例および比較例に係る非接触型受電装置を用いた充電システムについて、使用した複合磁性体の構成および充電システムの共振性およびシールド性(発熱状態)を評価して下記表1に示す結果を得た。

0091

なお、送電電流は1A、送電電力は1.5Wとした。シールド性の評価基準として、2次コイル、磁性デバイスの裏面にバッテリ-を配置し、送電を1時間行った際に、温度上昇が35℃以上になる場合にはシールド性は×と評価し、33℃以上35℃未満の場合には△と評価し、33℃未満になる場合は○と評価した。また、共振性の評価基準として、1次コイルがバッテリーに設置したRF−IDタグ信号を100%受信できた場合は○と評価し、誤り率が5%未満であった場合を△と評価し、それ以上の誤り率であった場合を×と評価した。

0092

[表1]

0093

上記表1に示す結果から明らかなように、各実施例に係る受電装置は共振性およびシールド性が良好であった。

0094

本発明は、受電装置のスパイラルコイル(受電側スパイラルコイル:2次コイル)と2次電池の間、または整流器と前記スパイラルコイルの間の少なくとも一箇所以上に複数枚からなる磁性薄帯を具備する複合磁性体を配置することにより、給電側スパイラルコイル(1次コイル)から発生した磁束が回路基板や2次電池等へ鎖交することを防ぎ、誘導起電力(電磁誘導)に起因したノイズ、発熱を抑制しながら、2次コイルの有無による1次コイルのインダクタンス変動量を制御し、1次コイルが構成する共振回路の共振性を向上させ発振を制御することができる。

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