本發(fā)明涉及從供電側(cè)以非接觸方式獲取電力的非接觸受電用線圈裝置及使用其的非接觸受電用磁芯。

背景技術(shù)：

近年來，采用通過電磁感應(yīng)等非接觸方式從供電側(cè)向受電側(cè)傳輸電力的充電方式的電子設(shè)備增加。例如，通過采用非接觸方式作為具有二次電池的電子設(shè)備的充電方式，無須如例如采用將端子連接的接觸方式的情況那樣設(shè)置連接端子，因此，從防水性等方面來看是有利的。

提案有如下技術(shù)：在如非接觸電磁感應(yīng)式充電機(jī)構(gòu)那樣進(jìn)行非接觸式電力傳輸時(shí)，在受電側(cè)裝置同時(shí)采用使在供電側(cè)形成的磁通流入的磁芯和產(chǎn)生感應(yīng)電流的線圈(參照專利文獻(xiàn)1等)。且提案有通過使用這種具有磁芯和線圈的非接觸受電用線圈裝置，提高電力傳輸效率的技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2009－123943號(hào)公報(bào)

發(fā)明所要解決的問題

但是，在現(xiàn)有的非接觸受電用線圈裝置中，在供電側(cè)和受電側(cè)的磁芯之間形成的磁通的擴(kuò)散擴(kuò)大，特別是當(dāng)供電側(cè)和受電側(cè)的磁芯的距離大時(shí)，磁通漏增多，可能產(chǎn)生傳輸效率降低等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠抑制受電時(shí)產(chǎn)生的磁通泄漏的非接觸受電用線圈裝置。

用于解決問題的技術(shù)方案

本發(fā)明提供一種非接觸受電用線圈裝置，其具有：磁芯，其由磁性體構(gòu)成，使在供電側(cè)形成的磁通流入；導(dǎo)線，其通過所述磁通產(chǎn)生感應(yīng)電流，其特征在于，

所述磁芯具有配置于所述導(dǎo)線的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)周壁部、配置于所述導(dǎo)線的外周側(cè)的外周壁部、以及連接所述內(nèi)周壁部與所述外周壁部的連接壁部，所述內(nèi)周壁部、外周壁部、以及連接壁部均在所述磁芯的中央孔的周圍沿著所述導(dǎo)線延伸，

所述導(dǎo)線配置于由所述內(nèi)周壁部、所述外周壁部及所述連接壁部包圍的槽部。

本發(fā)明的非接觸受電用線圈裝置中，磁芯具有內(nèi)周壁部、外周壁部和連接壁部，導(dǎo)線配置于被這些壁部包圍的槽部，因此，能夠抑制在供電側(cè)和受電側(cè)之間形成的磁通的擴(kuò)散，抑制磁通泄漏。即，這種非接觸受電用線圈裝置能夠通過磁通從供電側(cè)到受電側(cè)的流入部分和磁通從受電側(cè)到供電側(cè)的流入部分這兩者來縮短供電側(cè)和受電側(cè)的磁芯間的距離，因此，能夠抑制磁通泄漏。另外，通過抑制磁通的擴(kuò)散，即使增大供電側(cè)和受電側(cè)的距離，也能夠較高地保持電力的傳輸效率。

另外，例如，所述槽部也可以在沿著所述中央孔的徑向的截面上為u字狀，所述內(nèi)周壁部和所述外周壁部的所述槽部的深度方向的長(zhǎng)度也可以相等。

通過將磁芯及形成于磁芯的槽部的形狀設(shè)置為u字狀，能夠更有效地抑制磁通泄漏。

例如，所述磁芯也可以將相互分體的多個(gè)分割磁芯組合而成。

與一體的連續(xù)的磁芯相比，這種磁芯在耐沖擊性這一點(diǎn)上是有利的。

另外，所述多個(gè)分割磁芯也可以包含形狀彼此相同的第一磁芯和第二磁芯。

通過將形狀相等的第一磁芯和第二磁芯組合構(gòu)成磁芯，能夠減少非接觸受電用線圈裝置所包含的零部件的種類，便于制造，并且能夠降低成本。

另外，例如，所述磁芯也可以在所述中央孔的周圍以270度以上且低于350度的范圍將所述導(dǎo)線收容于所述槽部。

磁芯未必是完全包圍中央孔周圍的環(huán)狀(圓環(huán)、橢圓環(huán)、方形環(huán)狀)，只要是圓弧狀、c形環(huán)狀、l字狀那種包圍中央孔周圍的形狀，則可以是任何形狀。但是，通過在中央孔的周圍以270度以上的范圍將導(dǎo)線收容于其槽部中，能夠增加導(dǎo)線上產(chǎn)生的感應(yīng)電流。另外，通過將在中央孔的周圍以低于350度的范圍將導(dǎo)線收容于其槽部中，能夠減小磁芯，實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化，并且能夠便于向槽部的外部引出導(dǎo)線。

另外，例如，也可以在所述外周壁部及所述內(nèi)周壁部中至少一方形成將所述導(dǎo)線從所述槽部引出到外部的切口。

通過在磁芯上形成切口，從而無須為了導(dǎo)線的配線而在磁芯外部確保槽的深度方向的空間，因此，這種非接觸受電用線圈有助于搭載對(duì)象的裝置的小型化。

另外，例如，所述連接壁部的所述槽部的寬度方向的長(zhǎng)度也可以大于所述內(nèi)周壁部及所述外周壁部的所述槽部的深度方向的長(zhǎng)度。

這種非接觸受電用線圈為薄型，有助于搭載對(duì)象的裝置的薄型化。

另外，本發(fā)明提供一種非接觸受電用磁芯，由磁性體構(gòu)成，使在供電側(cè)形成的磁通流入，其特征在于，

具有配置于內(nèi)周側(cè)的內(nèi)周壁部、配置于外周側(cè)的外周壁部、以及連接所述內(nèi)周壁部與所述外周壁部的連接壁部，所述內(nèi)周壁部、外周壁部、以及連接壁部均在中央孔的周圍延伸，

形成有由所述內(nèi)周壁部、所述外周壁部及所述連接壁部包圍的環(huán)狀或圓弧狀的槽部。

這種非接觸受電用磁芯適用于上述非接觸受電用線圈裝置。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的非接觸受電用線圈裝置及與其對(duì)應(yīng)的非接觸供電用線圈裝置的剖面圖；

圖2是圖1所示的非接觸受電用線圈裝置的平面圖；

圖3是圖2所示的非接觸受電用線圈裝置所包含的磁芯的平面圖；

圖4是變形例所涉及的非接觸受電用線圈所包含的分割磁芯的立體圖；

圖5是表示圖4所示的分割磁芯的使用狀態(tài)的概念圖；

圖6是表示與非接觸受電用線圈裝置對(duì)應(yīng)的非接觸供電用線圈裝置的變形例的剖面圖。

符號(hào)說明

10…線圈裝置

20…磁芯

21、121…中央孔

22、122…內(nèi)周壁部

22a…內(nèi)壁前端

24、124…外周壁部

24a…外壁前端

24c…切口

26、126…連接壁部

28、128…槽部

30…導(dǎo)線

120a…分割磁芯

50…受電側(cè)設(shè)備

80…供電側(cè)線圈

60…供電側(cè)線圈裝置

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的非接觸受電用線圈裝置10(以下，稱為線圈裝置10)及與線圈裝置10對(duì)應(yīng)的非接觸供電用線圈裝置60(以下，稱為供電側(cè)線圈裝置60)的剖面圖。線圈裝置10安裝于使用經(jīng)由線圈裝置10獲取的電力進(jìn)行動(dòng)作的受電側(cè)設(shè)備50，并收容于受電側(cè)設(shè)備50的框體51的內(nèi)部。

作為搭載有線圈裝置10的受電側(cè)設(shè)備50，可以舉出手機(jī)、智能手機(jī)及平板電腦等攜帯型移動(dòng)終端、電子表那種所謂的穿戴式終端以及其它電子設(shè)備，沒有特別限定。此外，在本實(shí)施方式中，作為受電側(cè)設(shè)備50，以被稱為所謂的智能手表的具有通信功能的電子表為例進(jìn)行說明。受電側(cè)設(shè)備50的框體51除了具備線圈裝置10以外，還具備用于存儲(chǔ)經(jīng)由線圈裝置10獲取的電力的二次電池(未圖示)或顯示裝置(未圖示)等。

線圈裝置10具有：磁芯20，其由磁性體構(gòu)成，使在供電側(cè)(供電側(cè)線圈裝置60)形成的磁通流入；導(dǎo)線30，其通過在供電側(cè)形成的磁通產(chǎn)生感應(yīng)電流。圖2是從供電側(cè)(z軸負(fù)方向側(cè))觀察圖1所示的線圈裝置10的平面圖。

如圖2所示，磁芯20從z軸方向來看，具有包圍位于磁芯20中央的中央孔21周圍的圓環(huán)狀的外形。如作為僅磁芯20的平面圖的圖3及圖1所示，磁芯20具有配置于導(dǎo)線30的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)周壁部22、配置于導(dǎo)線30的外周側(cè)的外周壁部24、以及連接內(nèi)周壁部22與外周壁部24的連接壁部26。

如圖3所示，內(nèi)周壁部22、外周壁部24及連接壁部26均在磁芯20的中央孔21的周圍沿著導(dǎo)線30延伸，具有圓環(huán)狀的外形。其中，在外周壁部24形成有槽部28深度方向(z軸方向)上的高度小于其它部分的切口24c。

如圖1～圖3所示，在磁芯20上形成有槽部28，內(nèi)周壁部22、外周壁部24、連接壁部26包圍槽部28的三個(gè)方向(中央孔21的徑向內(nèi)側(cè)、徑向外側(cè)及z軸正方向)。如圖3所示，從z軸負(fù)方向側(cè)觀察，槽部28為環(huán)狀，如圖2所示，導(dǎo)線30配置于槽部28。

如圖1所示，槽部28在沿著中央孔21徑向的截面上為u字狀。磁芯20以槽部28開口朝向表面?zhèn)?z軸負(fù)方向側(cè))的姿勢(shì)配置于框體51表面附近。磁芯20的內(nèi)周壁部22在中央孔21徑向上夾著導(dǎo)線30與外周壁部24相對(duì)。

如圖1所示，內(nèi)周壁部22的槽部28的深度方向(z軸方向)上的長(zhǎng)度l1與外周壁部24的槽部28的深度方向(z軸方向)上的長(zhǎng)度l2相等。另外，連接內(nèi)周壁部22和外周壁部24的z軸正方向端部的連接壁部26的槽部28寬度方向上的長(zhǎng)度l3大于內(nèi)周壁部22及外周壁部24的槽部28的深度方向上的長(zhǎng)度l1、l2。

如圖2所示，配置于槽部28的導(dǎo)線30構(gòu)成環(huán)繞中央孔21的環(huán)狀的線圈(受電側(cè)線圈)。配置于槽部28的導(dǎo)線30經(jīng)由形成于外周壁部24的切口24c引出到槽部28的外部。導(dǎo)線30的匝數(shù)沒有特別限定，根據(jù)受電側(cè)設(shè)備50的電路等適當(dāng)確定。

磁芯20由磁性體構(gòu)成，使用鐵氧體或金屬等材料形成。磁芯20也可以含有例如結(jié)合了鐵氧體或金屬等磁性粉的碳或樹脂等材料。另外，磁芯20可以由燒結(jié)體構(gòu)成，也可以由磁性片材構(gòu)成，還可以將燒結(jié)體與磁性片材接合而構(gòu)成。

作為導(dǎo)線30，可以采用將含有cu等的導(dǎo)電性芯材的外周以樹脂等絕緣被膜包覆的包覆電線，但是只要是能夠通過磁通的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的電線即可，沒有特別限定。另外，導(dǎo)線30的芯材可以為單線，也可以為絞線。

圖1所示的供電側(cè)線圈裝置60被收容于供電側(cè)設(shè)備90的框體91的內(nèi)部。作為供電側(cè)設(shè)備90，例如可以舉出用于對(duì)受電側(cè)設(shè)備50所具備的二次電池充電的充電器，但是，只要為對(duì)受電側(cè)設(shè)備50進(jìn)行供電的裝置即可，沒有特別限定。

供電側(cè)線圈裝置60具有供電側(cè)磁芯70和供電側(cè)線圈80。與受電側(cè)的磁芯20相同，供電側(cè)磁芯70從z軸正方向觀察，具有包圍位于供電側(cè)磁芯70的中央的供電側(cè)中央孔71的周圍的圓環(huán)狀的外形。在供電側(cè)磁芯70上，以與受電側(cè)磁芯20的槽部28相對(duì)的方式形成有從z軸正方向側(cè)看呈環(huán)狀的供電側(cè)磁芯槽部78，在供電側(cè)磁芯槽部78配置有供電側(cè)線圈80。

供電側(cè)磁芯70具有配置于供電側(cè)線圈80的內(nèi)周側(cè)的供電側(cè)內(nèi)周壁部72、配置于供電側(cè)線圈80的外周側(cè)的供電側(cè)外周壁部74以及連接供電側(cè)內(nèi)周壁部72與供電側(cè)外周壁部74的供電側(cè)連接壁部76。從供電側(cè)設(shè)備90所具備的未圖示的二次電池或經(jīng)由供電側(cè)設(shè)備90連接的交流電源向供電側(cè)線圈80供電。

供電側(cè)磁芯70的外徑及供電側(cè)中央孔71的直徑與受電側(cè)磁芯20的外徑及中央孔21的直徑大致相等。與線圈裝置10的磁芯20相同，供電側(cè)磁芯70也由磁性體構(gòu)成，使用鐵氧體或金屬等材料形成。與導(dǎo)線30形成的線圈相同，供電側(cè)線圈80也由以環(huán)繞供電側(cè)中央孔71的周圍的方式卷繞的包覆電線等構(gòu)成。

從圖1所示的供電側(cè)設(shè)備90向受電側(cè)設(shè)備50的供電及受電在使供電側(cè)設(shè)備90的表面與受電側(cè)設(shè)備50的表面接觸或接近的狀態(tài)下進(jìn)行。即，如圖1所示，在將收容導(dǎo)線30的槽部28和收容供電側(cè)線圈80的供電側(cè)磁芯槽部78以相互相對(duì)的方式配置的狀態(tài)下，進(jìn)行供電及受電。此時(shí)，磁芯20的內(nèi)周壁部22的前端即內(nèi)壁前端22a與供電側(cè)磁芯70的供電側(cè)內(nèi)周壁部72相對(duì)，磁芯20的外周壁部24的前端即外壁前端24a與供電側(cè)磁芯70的供電側(cè)外周壁部74相對(duì)。

在圖1所示的狀態(tài)下，通過向供電側(cè)線圈80流通規(guī)定頻率的交流電流，在供電側(cè)線圈裝置60形成磁通。在供電側(cè)線圈裝置60形成的磁通流入與供電側(cè)磁芯70相對(duì)配置的磁芯20，再?gòu)拇判?0流入供電側(cè)磁芯70，由此形成通過磁芯20和供電側(cè)磁芯70的磁通的回路。

配置于磁芯20的槽部28的導(dǎo)線30通過配置于導(dǎo)線30周邊的磁芯20等的磁通的波動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流。導(dǎo)線30上產(chǎn)生的感應(yīng)電流存儲(chǔ)于受電側(cè)設(shè)備50所具備的二次電池等中，用于受電側(cè)設(shè)備50的動(dòng)作。這樣，進(jìn)行從供電側(cè)線圈裝置60向受電側(cè)的線圈裝置10的非接觸供電及非接觸受電。

在如上的線圈裝置10中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的導(dǎo)線30配置于槽部28，該槽部28的除與供電側(cè)線圈裝置60相對(duì)的方向以外的三個(gè)方向，即中央孔21的徑向內(nèi)側(cè)、徑向外側(cè)及供電側(cè)線圈裝置60的相反側(cè)的三個(gè)方向被內(nèi)周壁部22、外周壁部24及連接壁部26包圍。因此，磁芯20的內(nèi)壁前端22a及外壁前端24a和供電側(cè)磁芯70的距離均縮短。由此，線圈裝置10能夠抑制在供電側(cè)和受電側(cè)之間形成的磁通的擴(kuò)散，抑制磁通泄漏。

另外，通過將導(dǎo)線30配置于圖1所示的具有u字狀截面形狀的槽部28，能夠防止磁通沿磁芯20周邊的xy方向擴(kuò)散，使磁通集中于磁芯20和供電側(cè)磁芯70相對(duì)的位置。因此，線圈裝置10能夠抑制磁通泄漏，提高傳輸效率，同時(shí)能夠延長(zhǎng)可實(shí)現(xiàn)容許的傳輸效率的傳輸距離。

另外，在線圈裝置10中，相對(duì)于導(dǎo)線30位于內(nèi)周側(cè)的內(nèi)周壁部22和位于外周側(cè)的外周壁部24的槽部28的深度方向的長(zhǎng)度相等。這樣的線圈裝置10中，通過使內(nèi)壁前端22a與外壁前端24a的高度一致，通過磁通從供電側(cè)向受電側(cè)的流入部分和磁通從受電側(cè)向供電側(cè)的流入部分這兩者來縮短供電側(cè)和受電側(cè)磁芯20、70之間的距離。因此，線圈裝置10能夠抑制磁通泄漏，延長(zhǎng)可實(shí)現(xiàn)容許傳輸效率的傳輸距離(供電側(cè)線圈裝置60和受電側(cè)線圈裝置10的最短距離)。

另外，在線圈裝置10中，磁芯20的連接壁部26的槽部28寬度方向的長(zhǎng)度l3大于內(nèi)周壁部22及外周壁部24的槽部28的深度方向的長(zhǎng)度l1、l2。由此，能夠在確保收容導(dǎo)線30的槽部28的容積的同時(shí)，使線圈裝置10薄型化。

此外，磁芯20的內(nèi)周壁部22、外周壁部24及連接壁部26的厚度沒有特別限定，例如，內(nèi)周壁部22、外周壁部24以及連接壁部26可以為相同厚度。

另外，如圖2或圖3所示，通過在線圈裝置10的外周壁部24形成從槽部28向外部引出導(dǎo)線30的切口24c，能夠使圖1所示的內(nèi)壁前端22a及外壁前端24a接觸或接近框體51。這種線圈裝置10能夠縮短供電、受電時(shí)的磁芯20和供電側(cè)磁芯70的距離，抑制磁通泄漏。另外，這種磁芯20的切口24c有助于受電側(cè)設(shè)備50的小型化。此外，磁芯20的切口可以設(shè)置于內(nèi)周壁部22，也可以設(shè)置于內(nèi)周壁部22和外周壁部24這兩者。

以上，列舉實(shí)施方式說明了本發(fā)明的線圈裝置，不用說，本發(fā)明的線圈裝置不限于實(shí)施方式，許多其它變形例也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。例如，在線圈裝置10中，磁芯20在z軸方向觀察為圓環(huán)狀，但是，磁芯也可以是橢圓環(huán)、方形環(huán)狀等其它環(huán)狀形狀，也可以是如c形環(huán)狀那樣一部分未連接的環(huán)狀。另外，線圈裝置10的磁芯也可以是如圓弧狀、l字型那樣僅包圍中央孔的一部分的形狀。

圖4是表示變形例的線圈裝置(受電側(cè)線圈裝置)所包含的分割磁芯120a的立體圖。分割磁芯120a為圓弧狀，在分割磁芯120a上形成有外形同樣呈圓弧狀延伸的槽部128。在槽部128配置有產(chǎn)生感應(yīng)電流的導(dǎo)線。

分割磁芯120a具有配置于導(dǎo)線的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)周壁部122、配置于導(dǎo)線的外周側(cè)的外周壁部124、以及連接內(nèi)周壁部122與外周壁部124的連接壁部126。槽部128由內(nèi)周壁部122、外周壁部124以及連接壁部126包圍。槽部128與圖1所示的槽部28相同，在沿著中央孔121(分割磁芯120a中，具有與圓弧的中心共通的中心的孔)的徑向的截面上為u字狀。

圖5是表示變形例的線圈裝置的磁芯的概念圖。變形例的線圈裝置的磁芯將相互分體的多個(gè)(在圖5所示的例中為三個(gè))分割磁芯120a組合而成。此外，三個(gè)分割磁芯120a具有相同形狀，圖5所示的磁芯包括具有相同形狀的兩個(gè)以上(在圖5所示的例中為三個(gè))的分割磁芯120a。

圖5所示的磁芯具有c形環(huán)狀的外形，與之相對(duì)，配置于槽部128的導(dǎo)線與圖2所示的導(dǎo)線30相同，為圓環(huán)狀，因此，一部分導(dǎo)線配置于槽部128外。將分割磁芯120a組合而成的磁芯只要將導(dǎo)線的一部分收容于槽部128即可，但是，這樣的磁芯優(yōu)選在中央孔121的周圍以270度以上且低于350度的范圍將導(dǎo)線收容于槽部128中。通過將表示將導(dǎo)線收容于槽部128的范圍的角度θ設(shè)置為270度以上，能夠有效增加導(dǎo)線上產(chǎn)生的感應(yīng)電流。另外，通過將表示將導(dǎo)線收容于槽部128的范圍的角度θ設(shè)置為低于350度，能夠減小磁芯，實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化，并且便于向槽部128的外部引出導(dǎo)線。

具有圖4及圖5所示那樣的變形例的分割磁芯120a的線圈裝置也實(shí)現(xiàn)與線圈裝置10同樣的效果。另外，將多個(gè)分割磁芯120a組合而成的磁芯即使受到外部沖擊也不易破裂或碎裂等，在耐沖擊性這一點(diǎn)上是有利的。另外，通過增減組合的分割磁芯120a的數(shù)量，能夠容易地調(diào)節(jié)線圈裝置的特性。

與上述受電側(cè)磁芯20對(duì)應(yīng)使用的供電側(cè)磁芯70的形狀不限于圖1所示那種的環(huán)狀，例如，也可以為圖6所示的供電側(cè)磁芯170。如圖6所示，供電側(cè)磁芯170具有外徑與受電側(cè)磁芯20的外徑大致相等的圓盤狀的外形，具有形成于中央部的圓筒狀的中央凸部172、和構(gòu)成供電側(cè)磁芯170的外周部分的環(huán)狀的外周凸部174。

在供電側(cè)磁芯170上形成有形成于中央凸部172和外周凸部174之間且朝向z軸正方向開口的環(huán)狀的供電側(cè)磁芯槽部178。在供電側(cè)磁芯槽部178配置有供電側(cè)線圈80。在受供電時(shí)，內(nèi)壁前端22a與供電側(cè)磁芯170的中央凸部172相對(duì)，外壁前端24a與供電側(cè)磁芯170的外周凸部174相對(duì)。線圈裝置10即使與具有圖6所示的供電側(cè)磁芯170的供電裝置線圈裝置組合，也能夠進(jìn)行高效率的受供電。