JP2009004511A - Contactless power supply - Google Patents
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Abstract
【課題】 受電コイルで発生する熱による被充電機器の不具合発生を防止した非接触型給電装置を提供する。
【解決手段】 充電器ケース7に給電コイル4を収納してなる充電器2と被充電機器ケース8に受電コイル5を収納してなる被充電機器3とで構成され、対向する両コイル4,5間で電磁誘導による電力搬送が可能にされて成る非接触型給電装置1である。充電器ケース7の少なくとも被充電機器ケース8が接触される受電コイル対向面側の部位を、被充電機器ケース8よりも放熱性の高い放熱材料で構成する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contact type power feeding device that prevents a malfunction of a charged device due to heat generated in a power receiving coil.
SOLUTION: A charger 2 in which a feeding coil 4 is housed in a charger case 7 and a device to be charged 3 in which a power receiving coil 5 is housed in a device case 8 to be charged. This is a non-contact type power feeding device 1 in which power can be conveyed between the five by electromagnetic induction. At least a portion of the charger case 7 on the side facing the power receiving coil with which the device case 8 to be charged is brought into contact is made of a heat dissipating material that has higher heat dissipation than the device case 8 to be charged.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、非接触型給電装置に関するものである。 The present invention relates to a non-contact power supply apparatus.
従来一般に、携帯電話やデジタルカメラ等の携帯機器は、外部に露出する電気接点を有し、この電気接点を充電器の電気接点に接触させて充電させているが、このような接触型給電装置では、電気接点が汚損したり、水に濡れて錆びたりすると充電ができなくなる恐れがあるため、近年では、充電器に給電コイルを備えると共に被充電機器に受電コイルを備え、対向する両コイル間で電磁誘導を利用した電力搬送を行わせることで充電させるといった非接触型給電装置が注目されている(たとえば特許文献1参照)。 Conventionally, a portable device such as a mobile phone or a digital camera has an electrical contact exposed to the outside and is charged by contacting the electrical contact with an electrical contact of a charger. In recent years, there is a risk that charging may become impossible if the electrical contacts become soiled or get wet with water and rust, so in recent years, the charger is equipped with a power supply coil and the device to be charged is equipped with a power reception coil. Attention has been focused on a non-contact type power supply device that is charged by performing power transfer using electromagnetic induction (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、この非接触型給電装置では、充電の際に被充電機器に内蔵された受電コイルで熱が発生するのであって、この熱によって被充電機器が熱くなって熱による損傷等の不具合を生じさせる恐れがあった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、受電コイルで発生する熱による被充電機器の不具合発生を防止した非接触型給電装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a non-contact type power supply device that prevents the occurrence of malfunctions of a device to be charged due to heat generated in a power receiving coil. To do.
上記課題を解決するために請求項1に係る非接触型給電装置にあっては、充電器ケース7に給電コイル4を収納してなる充電器2と被充電機器ケース8に受電コイル5を収納してなる被充電機器3とで構成され、対向する両コイル4,5間で電磁誘導による電力搬送が可能にされて成る非接触型給電装置1において、充電器ケース7の少なくとも被充電機器ケース8が接触される受電コイル対向面側の部位を、被充電機器ケース8よりも放熱性の高い放熱材料で構成したことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, in the non-contact type power feeding device according to
これによると、充電器ケース7の少なくとも被充電機器ケース8が接触される受電コイル対向面側の部位を、被充電機器ケース8よりも放熱性の高い放熱材料で構成したので、充電の際に受電コイル5で熱が発生しても、この熱は被充電機器ケース8から充電器ケース7にすみやかに移動させることができるのであり、受電コイル5での発熱によって被充電機器ケース8が熱くなることを防止でき、ひいては受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることを防止できる。
According to this, since at least the portion of the
また、請求項2に係る非接触型給電装置にあっては、請求項1において、充電器ケース7の受電コイル対向面側の部位の平面積を、被充電機器ケース8の接触面積に比べて、大きく形成したことを特徴とする。
Moreover, in the non-contact power supply device according to
これによると、被充電機器ケース8よりも放熱性の高い放熱材料で構成される充電器ケース7の受電コイル対向面側の部位に、被充電機器ケース8が接触されずに外気に臨む部位を確保することができるから、充電した際の受電コイル5での発熱は充電器ケース7に伝わらせて確実に外気に放熱させることができ、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることを効果的に防止できる。
According to this, a portion of the
また、請求項3に係る非接触型給電装置にあっては、請求項1又は2において、充電器ケース7を、被充電機器ケース8よりも放熱性の高い放熱材料で一体成形したことを特徴とする。
Further, in the non-contact power supply device according to
これによると、充電器ケース7から外気への放熱可能面積を大きくすることができ、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることを効果的に防止できる。
According to this, it is possible to increase a heat dissipating area from the
また、請求項4に係る非接触型給電装置にあっては、請求項1乃至3のいずれか一項において、被充電機器ケース8の内面に非金属製の熱伝シート6を介して受電コイル5が取着されたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the non-contact type power feeding device according to any one of the first to third aspects, wherein the power receiving coil is provided on the inner surface of the
これによると、受電コイル5で発生した熱は、熱伝シート6を介してスムーズに被充電機器ケース8に移動され、そして充電器ケース7の受電コイル対向面側の部位にすみやかに移動させることができるのであり、つまり、受電コイル5での発熱が被充電機器ケース8内に篭って熱くなることを防止でき、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることを効果的に防止できる。なお、非金属製の熱伝シート6によると、受電コイル5と給電コイル4との間の電磁誘導を阻害しないようにでき、被充電機器3の充電を支障なく行わせることができる。
According to this, the heat generated in the
また、請求項5に係る非接触型給電装置にあっては、請求項4において、被充電機器ケース8を熱伝シート当接側部位17と熱伝シート非当接側部位18とで分割して形成し、熱伝シート当接側部位17に充電器ケース7への接触部位を備えると共に、熱伝シート当接側部位17を熱伝シート非当接側部位18よりも放熱性の高い放熱材料で構成したことを特徴とする。
Further, in the non-contact power feeding device according to
これによると、受電コイル5での発熱を、熱伝シート6、被充電機器ケース8の熱伝シート当接側部位17、充電器ケース7の受電コイル対向面側の部位に、順にすみやかに移動されて放熱させることができる。つまり、放熱性の違いから被充電機器ケース8において熱伝シート当接側部位17から熱伝シート非当接側部位18に移動する熱を抑制することができるのであり、受電コイル5での発熱が被充電機器ケース8からすみやかに被充電機器ケース8に移動され、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることを効果的に防止できる。
According to this, the heat generated in the
また、請求項6に係る非接触型給電装置にあっては、請求項4において、被充電機器ケース8における平面視で受電コイル5に重複しない部位に、一端が熱伝シート6に当接すると共に他端が充電器ケース7に当接可能にされる被充電機器側金属製伝熱部19を設けたことを特徴とする。
Moreover, in the non-contact-type electric power feeder which concerns on
これによると、受電コイル5での発熱を熱伝シート6から被充電機器側金属製伝熱部19を介して充電器ケース7にすばやく移動させることができ、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることを効果的に防止できる。なお、被充電機器側金属製伝熱部19は被充電機器ケース8における平面視で受電コイル5に重複しない部位に設けられるので、受電コイル5と給電コイル4との間の電磁誘導を阻害しないようにでき、被充電機器3の充電を支障なく行わせることができる。
According to this, the heat generated in the
また、請求項7に係る非接触型給電装置にあっては、請求項6において、充電器ケース7に、被充電機器側金属製伝熱部19に当接させる充電器側金属製伝熱部20を設けたことを特徴とする。
Moreover, in the non-contact-type electric power feeder which concerns on
これによると、熱伝シート6を経て被充電機器側金属製伝熱部19に移動した受電コイル5での発熱を、被充電機器側金属製伝熱部19に当接した充電器側金属製伝熱部20によって漏れなく受けて充電器ケース7に移動させることができ、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることを効果的に防止できる。
According to this, the heat generated in the
本発明にあっては、受電コイルで発生する熱を被充電機器外に逃し、被充電機器の熱による不具合発生を防止できる、という利点を有する。 In this invention, it has the advantage that the heat | fever which generate | occur | produces with a receiving coil can be escaped outside a to-be-charged apparatus, and the malfunction generation | occurrence | production by the heat | fever of a to-be-charged apparatus can be prevented.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
図1に本発明の実施形態の例の非接触型給電装置1を示す。
FIG. 1 shows a contactless
この非接触型給電装置1は、給電コイル4を内蔵した充電器2と受電コイル5を内蔵した被充電機器3とで構成され、対向する両コイル4,5間で電磁誘導による電力搬送が可能にされたことで、被充電機器3に充電できるようにされた装置である。すなわち、充電器2の上面の充電用載置部12に被充電機器3を載置すると、給電コイル4と受電コイル5とが対向されて、被充電機器3が充電されるようになっている。
This non-contact type
充電器2は給電コイル4を収納した充電器ケース7がその外殻を構成している。充電器ケース7は対向する上壁部9と底壁部11との各外縁同士を側壁部10で連結した函状ケースであって、本例では2つ割り状の上ケース7aと下ケース7bとで形成されている。上ケース7aは側壁部10の上部を構成する上側壁部10aが上壁部9の周縁から垂設されて下方に開口した容器状に形成され、下ケース7bは側壁部10の下部を構成する下側壁部10bが底壁部11の周縁から立設されて上方に開口した容器状に形成されている。上側壁部10aと下側壁部10bとを連続させるように上ケース7aと下ケース7bとを合わせることで内部に密閉状態の収納部13ができるのであり、この収納部13に給電コイル4が配設されている。一方、被充電機器3はその外殻を構成する被充電機器ケース8に受電コイル5や充電池(図示せず)が内蔵されている。なお、被充電機器3としては、携帯電話やデジタルカメラや理容器などの携帯機器一般が挙げられるのであるが、本例では携帯電話を例に挙げて説明している。
In the
ここで、充電器2の給電コイル4と被充電機器3の受電コイル5とはなるべく近づけて位置させることにより、充電器2の給電コイル4で発生させた磁束Aを受電コイル5に効率よく鎖交させることができて給電効率を向上できる。したがって、本例では給電コイル4は、上面が被充電機器3の充電用載置部12となる充電器ケース7の上壁部9の内面部位に極力近接するように、収納部13に配設されている。また、被充電機器ケース8には上記充電用載置部12に接地して載置される充電用接地部16を備えているが、受電コイル5は、充電用接地部16の裏側となる被充電機器ケース8の内面部位に極力近接するように配設される。ここで、本例の被充電機器ケース8はその下部が底壁部14とその周縁で立設する側壁部15とを有して構成されており、底壁部14の外面(下面)が充電用接地部16になると共に、この底壁部14の内面(上面)に積層して受電コイル5が配設されている。なお、図中4a,5aは各コイル4b,5bを巻回した磁性体(ヨーク)であり、巻回したコイル4b,5bには樹脂などで保形処理が適宜施してあって、給電コイル4や受電コイル5を形成させている。また、充電器ケース7の上壁部9や被充電機器ケース8の底壁部14は、磁束Aが通過する箇所であるので、磁束Aに影響がない非磁性体材料や非金属材料で構成させている。また、本例では、充電器ケース7の充電用載置部12となる上壁部9の上面や被充電機器ケース8の充電用接地部16となる底壁部14の下面はそれぞれ平面形状に形成されると共に、被充電機器ケース8の底壁部14は被充電機器本体3aとなる側壁部15に着脱自在な扁平な蓋状物14aで構成されている。
Here, the
ところで、本例の充電器2にあっては、充電器ケース7の少なくとも被充電機器ケース8が接地される受電コイル対向面側の部位を、被充電機器ケース8よりも放熱性の高い放熱材料で構成した放熱部21としている。本例では放熱部21は充電器ケース7の上ケース7aが構成している。ここで、上ケース7aの材料としては、被充電機器ケース8よりも熱伝導率λ(W/mK)の値が大きいものを選択するのが好ましく、たとえばセラミック系の材料を好適に用いることができる。充電器ケース7の上ケース7aをセラミック系の材料で形成した場合には熱伝導率λ1は約200(W/mK)であり、被充電機器ケース8をプラスチックで形成した場合には被充電機器ケース8の熱伝導率λ2は約0.1〜0.3(W/mK)であるため、充電器ケース7の上ケース7aに被充電機器ケース8よりも充分に大きい熱伝導率λを備えることができる(λ1>λ2)。なお、充電器ケース7の上ケース7aはたとえばプラスチック材料にカーボン(熱伝導率λ=80〜230)などの高熱伝導材を配合して成形することも好ましい。
By the way, in the
このように充電器ケース7の少なくとも被充電機器ケース8が接地される受電コイル対向面側の部位を、被充電機器ケース8よりも放熱性の高い放熱材料で構成した放熱部21としたことで、充電の際に受電コイル5で熱が発生しても、この熱は被充電機器ケース8から充電器ケース7の放熱部21にすみやかに移動されるのであり、受電コイル5での発熱によって被充電機器ケース8が熱くなってしまうことを防止でき、ひいては受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることを防止できたものである。
In this way, at least the portion of the
以下、本発明の実施の形態の他例を列挙する。ここで、先例と同様部分には同符号を付して説明を省き、異なる部位につき説明をしていく。 Hereinafter, other examples of the embodiment of the present invention will be listed. Here, the same parts as those in the previous example are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different parts will be described.
図2の例は、充電器ケース7の上壁部9の上面面積を、被充電機器ケース8の充電用接地部16(底壁部14)の面積に比べて、大きく形成した例である。なお、本例の被充電機器ケース8は対向する上壁部22と底壁部14との各外縁同士を側壁部15で連結した函状ケースであって、2つ割り状の上ケース8aと下ケース8bとで形成されている。上ケース8aは側壁部15の上部を構成する上側壁部15aが上壁部22の周縁から垂設されて下方に開口した容器状に形成され、下ケース8bは側壁部15の下部を構成する下側壁部15bが底壁部14の周縁から立設されて上方に開口した容器状に形成されている。上側壁部15aと下側壁部15bとを連続させるように上ケース8aと下ケース8bとを合わせることで内部に密閉状態の収納部23ができるのであり、この収納部23に受電コイル5が配設されている。
The example of FIG. 2 is an example in which the upper surface area of the
ここで、図2(b)には充電時の非接触型給電装置1の上面図を示す。この図から明らかなように充電器ケース7の上ケース7aの上壁部9の周縁部位が被充電機器ケース8よりも側方に張り出している。つまり、充電器ケース7の放熱部21には被充電機器ケース8が接触されずに外部に臨む部位が確保されており、充電器ケース7の放熱部21に伝わった熱をこの放熱部21から確実に外気に放熱させることができたのであり、受電コイル5での発熱の充電器2側への移動を促進でき、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることを効果的に防止できたものである。
Here, FIG. 2B shows a top view of the non-contact
図3の例は、充電器ケース7を被充電機器ケース8よりも放熱性の高い放熱材料で一体成形した例である。すなわち、充電器ケース7の全外面が放熱部21を構成することとなっている。したがって、先例に比べて放熱部21における外気への接触面積が大きくなって放熱性能を高めることができたものであり、結果、被充電機器ケース8から充電器ケース7への熱の移動を促進して、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることを効果的に防止できたものである。なおたとえば、充電器ケース7の底壁部11を更に熱伝導率の高い材料でできた物に接触されば、更に熱の移動を促進できることとなり、受電コイル5での発熱による被充電機器3の不具合発生をより効果的に防止することもできて好ましい。
The example of FIG. 3 is an example in which the
図4の例は、被充電機器3において、被充電機器ケース8の内面に非金属製の熱伝シート6を介して受電コイル5を取着させ、被充電機器ケース8を熱伝シート当接側部位17と熱伝シート非当接側部位18とで分割して形成し、熱伝シート当接側部位17に充電器ケース7への接触部位を備えると共に、熱伝シート当接側部位17を熱伝シート非当接側部位18よりも放熱性の高い放熱材料で構成した例である。
In the example of FIG. 4, in the charged
詳しくは、本例の熱伝シート6は被充電機器ケース8の下ケース8bの底壁部14の内面に沿って積層されており、この熱伝シート6を介して被充電機器ケース8の底壁部14に受電コイル5が取り付けられている。熱伝シート6には、たとえばセラミックや熱可塑性プラスチックや、エラストマー材料に熱伝導性充填材を含有させたものなど、熱伝導率λの大きな非金属製の材質で形成したものを好適に用いることができる。ここで、上記熱伝シート6は、上ケース8aと下ケース8bとで成る被充電機器ケース8のうち、下ケース8bにのみ接するようにされている。また、この被充電機器ケース8の下ケース8bは上ケース8aに比べて放熱性の高い放熱材料で形成されている。つまり、上記熱伝シート当接側部位17は下ケース8bが構成すると共に、上記熱伝シート非当接側部位18は上ケース8aが構成している。たとえば被充電機器ケース8の下ケース8bをセラミック系の材料で形成した場合には熱伝導率λ3は約200(W/mK)であり、被充電機器ケース8の上ケース8aをプラスチックで形成した場合には熱伝導率λ4は約0.1〜0.3(W/mK)であるため、下ケース8bに上ケース8aよりも充分に大きい熱伝導率λを備えることができる(λ3>λ4)。なお、被充電機器ケース8の下ケース8bはたとえばプラスチック材料にカーボン(熱伝導率λ=80〜230)などの高熱伝導材を配合して成形することも好ましい。なお、本例も先例と同様に、充電器ケース7の放熱部21となる上ケース7aには、被充電機器ケース8(下ケース8b)よりも放熱性に優れたものを使用している(λ1>λ3)。
Specifically, the
したがって、本例の非接触型給電装置1では、受電コイル5で発生した熱は、熱伝シート6を介してスムーズに被充電機器ケース8の下ケース8bに移動されるのであり、続けてこの被充電機器ケース8の下ケース8bから充電器ケース7の放熱部21にすみやかに移動されて放熱されるようになっているのであり、つまり、受電コイル5での発熱が被充電機器ケース8内に篭って被充電機器3を熱くさせることが有効に防止されており、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることが効果的に防止されている。殊に、熱伝シート6が接触される被充電機器ケース8の下ケース8bは上ケース8aに比べて放熱性の高い放熱材料で構成されているので、被充電機器ケース8の下ケース8bから上ケース8aへの熱の移動が生じにくくなっており、受電コイル5から充電器2の放熱部に至る熱移動を滞りなくスムーズに行わせ得る、という利点も有している。なお、非金属製の熱伝シート6によると、受電コイル5と給電コイル4との間の電磁誘導を阻害しないようにでき、被充電機器3の充電を支障なく行わせることができる利点も有する。
Therefore, in the non-contact
図5の例は、図4の例の被充電機器3の下ケース8bを変形させた例である。すなわち、図4の下ケース8bは底壁部14の周縁から立設した下側壁部15bの高さ寸法が熱伝シート6の厚み寸法に比べて充分に大きく形成されたのに対して、図5の下ケース8bは下側壁部15bの高さ寸法が熱伝シート6の厚み寸法と略同程度に形成されていて扁平な蓋形状となっている。本例は上記のように下ケース8bを薄くしたことで被充電機器3の薄型化を図ったものである。なお、図4の例では下ケース8bの外気への接触面積(側壁部15の外面面積)を大きく採ることができたため、受電コイル5で発生した熱が熱伝シート6を介して下ケース8bに移動した後にこの下ケース8bから外気へ放熱できるのであり、結果、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることの防止に資するようになっている。
The example of FIG. 5 is an example in which the
なお、図4,5の実施形態では、熱伝シート6の受電コイル5の当接面以外の全ての面が下ケース8bに当接されているが、熱伝シート6は受電コイル5と下ケース8bとの熱橋として機能すればよいので、熱伝シート6の受電コイル5の当接面以外の面の全てを下ケース8bに当接させる制限はなく、任意形状に施すことができるのは言うまでもない。
4 and 5, all the surfaces of the
図6の例は、被充電機器ケース8の平面視で受電コイル5に重複しない部位に、一端が熱伝シート6に当接すると共に他端が充電器ケース7に当接可能にされる被充電機器側金属製伝熱部19を設けた例である。これによると、受電コイル5での発熱を熱伝シート6から被充電機器側金属製伝熱部19を介して充電器ケース7にすばやく移動させることができ、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることを効果的に防止できる。なお本例では、被充電機器ケース8の下ケース8bの底壁部14に受電コイル5が積層されており、被充電機器側金属製伝熱部19は、下ケース8bの底壁部14と側壁部15との角部に埋設されていて、充電器2側への当接面である下面のみが底壁部14の下面に露出するように設けられている。つまり、被充電機器側金属製伝熱部19は、給電コイル4と受電コイル5との間の磁束Aが通らない部位である、被充電機器ケース8における平面視で受電コイル5に重複しない部位に設けられているので、受電コイル5と給電コイル4との間の電磁誘導を阻害しないようにでき、被充電機器3の充電を支障なく行わせることが可能にされている。
In the example of FIG. 6, the charged
図7の例は、充電器ケース7に、被充電機器側金属製伝熱部19に当接させる充電器側金属製伝熱部20を設けた例である。これによると、熱伝シート6を経て被充電機器側金属製伝熱部19に移動した受電コイル5での発熱を、被充電機器側金属製伝熱部19に当接した充電器側金属製伝熱部20によって漏れなく受け取って充電器ケース7に移動させることができるのであり、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることが効果的に防止されている。なお本例では、充電器ケース7の上ケース7aの上壁部9に給電コイル4が積層されており、充電器側金属製伝熱部20は、上ケース7aの上壁部9と側壁部10との角部に埋設されていて、被充電機器側金属製伝熱部19への当接面である上面のみが上壁部9の上面に露出するように設けられている。つまり、充電器側金属製伝熱部20は、給電コイル4と受電コイル5との間の磁束Aが通らない部位である、充電器ケース7における平面視で給電コイル4に重複しない部位に設けられているので、受電コイル5と給電コイル4との間の電磁誘導を阻害しないようにでき、被充電機器3の充電を支障なく行わせることが可能にされている。また、充電器側金属製伝熱部20で受け取った被充電機器3側の熱はこれが埋設された上ケース7aの放熱部21によって外気に放熱することができるから、被充電機器3側から充電器2への熱の移動は促進されて、受電コイル5での発熱により被充電機器3に不具合が生じることが効果的に防止されている。
The example of FIG. 7 is an example in which the
1 非接触型給電装置
2 充電器
3 被充電機器
4 給電コイル
5 受電コイル
6 熱伝シート
7 充電器ケース
8 被充電機器ケース
17 熱伝シート当接側部位
18 熱伝シート非当接側部位
19 被充電機器側金属製伝熱部
20 充電器側金属製伝熱部
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