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非接触給電用伝送コイルおよびその製造方法ならびに非接触給電装置 UPDATE コモンズ

国内特許コード P180015151
整理番号 N17045,S2018-0209-N0
掲載日 2018年7月13日
出願番号 特願2017-243366
公開番号 特開2019-110252
出願日 平成29年12月20日(2017.12.20)
公開日 令和元年7月4日(2019.7.4)
発明者
  • 水野 勉
  • 卜 穎剛
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 非接触給電用伝送コイルおよびその製造方法ならびに非接触給電装置 UPDATE コモンズ
発明の概要 【課題】本発明は、携帯電子機器において、小型化・薄型化を可能とし、かつ表皮効果や近接効果による高周波損失を低減して交流抵抗の増大を抑制できる非接触給電用の伝送コイルを提供することを目的とする。さらにこの伝送コイルを用いた高伝送効率の非接触給電装置を提供することを目的とする。
【解決手段】非接触給電用伝送コイルは、基板と、前記基板上に配置され渦巻状に巻回されたコイルとを備えた非接触給電用伝送コイルであって、前記コイルのコイル導体断面の両側面および両端部上に第一磁性膜を設けたことを特徴とする。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要

近年、二次電池を搭載する携帯通信端末やデジタルカメラ等の携帯電子機器への給電装置として、送電用の1次コイルと受電用の2次コイルの間の電磁誘導を利用した非接触給電装置が提案されている。非接触給電装置では、送電コイルに高周波の交流電流を通電し、送電コイルから発生する高周波磁界を受電コイルが受け取ることで、非接触で電力送電する。このような非接触給電装置は、小型であること、特に薄型であることが要求される。そこで、送電用・受電用の伝送コイルとして渦巻型の平面コイルが使用されている。

薄型コイルの形成技術として、例えば、特許文献1には、導電性インクの印刷パターンやプリント基板上に薄膜形成、表面処理によって形成された導電性パターンをコイルに使用することが記載されている。

しかし、薄膜コイルにおいては、コイル導体厚が薄いため、渦電流による表皮効果や近接効果によってコイル導体の両端部で磁束線が集中し電流が集中する。特に、コイル膜厚がコイルの表皮深さと同程度の場合、コイル導体の側面から表皮深さの領域で電流集中が顕著である。このためコイルの交流抵抗が増大し電力伝送効率が低下する問題があった。

このような表皮効果や近接効果による抵抗増大の対策として、例えば、特許文献2には、撚り線(リッツ線)のような絶縁された電線からなるコイルを使用することが記載されている。また、誘導加熱コイルに関する特許文献3では、コイル導体間に磁性体を挿入して配置し高周波損失を低減することが記載されている。

しかし、特許文献2のリッツ線は電線であり、また特許文献3の磁性体はフェライトであって、何れもバルクであるため小型化・薄型化の要請に十分応えられるものではなかった。さらに、特許文献3のフェライトについては、焼結体であるため振動・落下などによる衝撃に弱いという欠点も有していた。

産業上の利用分野

本発明は、携帯電子機器等に非接触で給電する非接触給電用の伝送コイルおよびその製造方法に関する。さらにはそれを用いた非接触給電装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板と、前記基板上に配置され渦巻状に巻回されたコイルとを備えた非接触給電用伝送コイルであって、
前記コイルのコイル導体断面の両側面および両端部上に第一磁性膜を設けた
ことを特徴とする非接触給電用伝送コイル。

【請求項2】
前記基板の裏面において前記第一磁性膜に対向する位置に第二磁性膜を設けた
ことを特徴とする請求項1記載の非接触給電用伝送コイル。

【請求項3】
前記第一磁性膜における前記コイル導体断面の片端部上の磁性膜部分の長さがコイル導体の表皮深さの1倍以上20倍以下である
ことを特徴とする請求項1又は2記載の非接触給電用伝送コイル。

【請求項4】
前記基板がフレキシブル基板である
ことを特徴とする請求項1乃至3記載の非接触給電用伝送コイル。

【請求項5】
前記コイル導体上のレジスト感光材の開口部分に磁性コンポジット材を充填し、前記磁性コンポジット材の不要部分を除去して前記第一磁性膜及び前記第二磁性膜を形成する
ことを特徴とする請求項1乃至4記載の非接触給電用伝送コイルの製造方法。

【請求項6】
請求項1乃至4のいずれか1項記載の非接触給電用伝送コイルを送電コイルとして又は送電コイルおよび受電コイルとして用いる
ことを特徴とする非接触給電装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017243366thum.jpg
出願権利状態 公開
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