专利名称：平面线圈和使用该平面线圈的非接触电力传输装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种由螺旋状电线制成的平面线圈和使用该平面线圈的非接触电力 传输装置。
背景技术：
近年来，许多非接触充电装置可被广泛使用。这些非接触充电装置均配备有本体 和用于对本体进行非接触充电的充电器。这些非接触充电装置均包括充电器中的电力传输 线圈和本体中的电力接收线圈，并且均被配置为通过在这些线圈之间产生的电磁感应而从 充电器向本体传输电力。通常，该本体已被应用于无绳电话、剃须刀、牙刷等。如在日本未审专利申请公开 2006-311712中提出的，该本体还可以应用于蜂窝电话终端装置等。本体和充电器需要是薄 型化或小型化的，以便在蜂窝电话终端装置中使用。为了满足这种需要，电力传输线圈和电 力接收线圈可以均由平面线圈形成。平面线圈由螺旋状电线形成，其中相邻匝在径向方向 上被间隔开，以在一个平面上具有螺旋结构。该平面线圈在绕线方向上与均由轴向盘绕的 电线形成的一般线圈不相同。为了满足本体和充电器是薄型化或小型化的需要，如上所述，将平面线圈布置在 本体和充电器中的每个中。在本体和充电器中，其它电气设备被布置为靠近该平面线圈，并 且容易受到在该平面线圈中产生的热的负面影响。特别地，对本体是薄型化或小型化的需 要是强烈的，并且本体还配备有作为易受外部的热的影响的电气设备之一的二次电池。鉴 于这些需要，必须抑制在该平面线圈中产生的热。在传统的平面线圈中，电线的相邻匝在其径向方向上彼此未被间隔开，而是彼此 紧密接触。在用于电力传输线圈和电力接收线圈时，传统的平面线圈遭受了由于电线的相 邻匝之间的涡电流的产生而导致的过热。当被设置冷却单元或散热单元以解决该问题时， 本体需要被大型化并被以高成本制造。
发明内容
本发明被实现以克服上述问题，本发明的一个目的是提供平面线圈和使用该平面 线圈的非接触电力传输装置。该平面线圈被配置为抑制电线的相邻匝之间的涡电流的产 生，以防止过热对周围的电气设备的负面影响。本发明中的平面线圈是由螺旋状电线制成的平面线圈。该平面线圈的特征在于线 圈的相邻匝被以这种预定间隔间隔开，从而不产生涡电流。尽管具有简单的结构，但是本发 明中的平面线圈使得能够防止由于电线的相邻匝之间的相互作用而导致的涡电流的产生， 从而有效地抑制过热的产生。即使当被布置在薄型化和小型化的装置中时，本发明中的平 面线圈也使得能够防止发热对周围的电气设备的负面影响。在该平面线圈中，电线优选地满足以下关系0. Imm 彡 d2 彡 0. 8mm,以及
0. 625 ≤ dl/d2 ≤ 11. 5，其中，dl被定义为电线的直径，d2被定义为电线的相邻匝之间的间隔。该配置使 得能够进一步抑制涡电流的产生，从而使得由涡电流导致的发热最小化。优选地，该平面线圈包括布置在电线的相邻匝之间的绝缘体，用于保持相邻匝之 间的各个预定间隔以及进一步防止涡电流的产生。在上述平面线圈中，优选地，电线由多个细丝(filament)构成。该细丝被以彼此 紧密相邻的关系而并排布置。此外，优选地，该绝缘体由多个纤维构成。通过这种布置，可 以使电线与绝缘体成束，并且使用绕线装置自动地将电线盘绕成螺旋结构，由此可以以非 常高的生产率和降低的成本来制造平面线圈。在本发明中，非接触电力传输装置包括用于电力传输线圈和电力接收线圈中的一 个或这二者的上述平面线圈。可以制造本发明中的非接触电力传输装置而不需要特别的部 件，这使得能够减小其尺寸并降低其制造成本。即使当电气部件被设计为薄型化且小型化 时，该非接触电力传输装置也使得能够防止由于平面线圈的发热而导致的对其它电气设备 的负面影响。
图1示出了本发明的第一实施例中的平面线圈的平面图。图2示出了使用上述平面线圈的非接触电力传输装置的侧视图。图3示出了非接触电力传输装置的电路。图4示出了温度上升值、交流电阻值以及交流电阻值相对于直流电阻值的比率的变化。图5示出了(a)在自动绕线期间和(b)在绕线之后的本发明第二实施例中的平面 线圈。图6示出了上述平面线圈的示意性截面图。图7示出了用于在上述平面线圈中使用的绝缘纤维的(a)截面图和(b)透视图。图8示出了被布置为与磁性层紧密接触的上述平面线圈。
具体实施例方式(第一实施例)下文中参考附图对本实施例中的平面线圈给出说明。图1示出了本实施例中的平 面线圈1。图2和图3均示出了使用该平面线圈1的非接触电力传输装置50。该非接触电力传输装置50包括具有电力传输线圈2的再充电器3和具有电力接 收线圈4的本体5。图2中的本体5是移动电话。如图3所示，再充电器3包括整流和平滑 电路51、电压转换电路52、振荡电路53、显示电路54、控制电路55和电力传输线圈2。本体 5包括电力接收线圈4、整流电路27、控制电路28和主要由二次电池29构成的负载L。图 2中由56指示的部件是印刷基板，电路51至55安装在印刷基板上。由6指示的部件是由 电力传输线圈2和磁体62构成的电力传输线圈块。再充电器3设置有作为主线圈的电力传输线圈2，本体5设置有作为二次线圈的电 力接收线圈4。在这种配置中，允许再充电器3经由在这些线圈之间发生的电磁感应而向本体5提供电力。如图2所示，本体5的电力接收线圈4布置在盖子3的背面侧，并利用盖子 3覆盖容纳空间30的开口，容纳空间30在其中容纳二次电池29。使用图1所示的本实施例中的平面线圈1作为本体5的电力接收线圈4。平面线 圈1的螺旋状电线7被覆有具有非常小的厚度的绝缘膜(在本实施例中为釉质(enamel))， 并被盘绕成单个平面上的螺旋结构。电线7的相邻匝在径向方向上被以这种预定间隔而彼 此间隔开，从而不产生涡电流。电线7可以由单个细丝、一束的多个细丝或一股的多个细丝 构成。电线7的相邻匝被以这种预定间隔而间隔开，以形成螺旋状空气层8。在制造本实施例中的平面线圈1时，使用绕线装置的绕线头(未示出)将电线7 放置至片材9上。具体地，从绕线头中依次拉出电线7，然后将电线7布线到预先在片材9 上设置的附着层上。根据预定的绕线方式进行布线。然后，将封装片材(未示出)附着到 设置在片材9上的附着层上，以利用该封装片材对电线7进行封装。不需要通过上述绕线 来制造本实施例中的平面线圈1，但是可以通过进行蚀刻以使得相邻匝被彼此间隔开等来 将本实施例中的平面线圈1形成为螺旋状电线7。图4示出了均具有30mm的外径和5mm的内径的尺寸的平面线圈1的温度上升值 (°C)、在200kHz处的交流(AC)电阻值(πιΩ)以及交流电阻值相对于直流(DC)电阻值的比 率的变化。这些平面线圈由具有不同的dl/d2比率(dl/d2 = 1. 15/0. 1,1.05/0.2,0. 7/0.6 和0. 5/0. 8)的电线7形成，以提供2. 75W的电气输出，其中dl被定义为电线的直径(mm)， d2被定义为电线的相邻匝之间的间隔(mm)。图4示出了 dl为0. 7mm且d2为0. 6mm的平面线圈1显示出最低的温度上升值。 鉴于dl为1. 15mm且d2为0. Imm的平面线圈被发现显示出最低的交流电阻值，在这些平面 线圈中，dl为0. 7mm且d2为0. 6mm的平面线圈1最不可能发生涡电流，并且大概几乎不遭 受由于涡电流的产生而导致的温度上升。在本实施例中，可以使用平面线圈1作为再充电器3的电力传输线圈2。通过将 这些平面线圈1用于电力传输线圈2和电力接收线圈4这两者，非接触电力传输装置使得 能够抑制平面线圈的发热。该非接触电力传输装置可以被形成为具有薄型化且小型化的结 构，而不会引起对其它电气部分的由发热而导致的负面影响。(第二实施例)下文中对本实施例中的平面线圈1的不同部件进行说明。用相似的附图标记表示 与第一实施例中的平面线圈1中的部分相似的部分，并且重复的说明被视为是不必要的。图5和图6示出了本实施例中的平面线圈1。在制造该平面线圈1时，电线7被绕 着绕线设备的绕线轴10而自动地盘绕成螺旋结构。绕线轴10被布置为从旋转盘11的平 滑平面Ila的旋转中心突出。随着绕线轴10和旋转盘11旋转而电线7被固定在其一端， 电线7被绕着绕线轴10而自动地盘绕在盘11的平滑表面Ila上。如图5所示，多个(本实施例中为3个)细丝7a与单个绝缘纤维12—起被成束并 被盘绕，使得如图6所示一组细丝7a和单个绝缘纤维12被在径向方向上交替地布置。结 果，多个细丝7a被成束并被盘绕，以形成螺旋状电线7，并且绝缘纤维12被插入在径向方向 上彼此相邻的电线7的匝之间。多个细丝7a不需要如图6所示布置成一行，而是可以排列 成多行。绝缘纤维12在被插入在电线7的相邻匝之间的同时被盘绕成螺旋结构，使得强制地将电线7的相邻匝以恒定的间隔而间隔开。绝缘体13由绝缘纤维12形成，并被插入在 电线7的相邻匝之间，以有效地抑制涡电流的产生。与第一实施例中的具有被插入在相邻 匝之间的空气层的平面线圈相比，本实施例中的平面线圈使得能够通过与电线7紧密接触 的绝缘体13(即，绝缘纤维12)而快速地散热。另外，在制造本实施例中的平面线圈时，电线7和绝缘纤维12被绕着绕线轴10而 盘绕在一起。与第一实施例中通过绕线或蚀刻制造平面线圈相比，可以以更高的生产率和 显著更低的成本来制造本实施例中的平面线圈。绝缘纤维12可以由诸如尼龙6和聚脂之类的树脂形成。为了实现快速散热，优选 地，本实施例中的平面线圈1由热传导材料形成。绝缘纤维12不需要由单个纤维形成，而 是可以由一束的多个细丝或一股的多个细丝形成。另外，绝缘纤维12不需要具有图中示出 的矩形截面，而是可以具有圆形或者椭圆形的截面。图7中的绝缘纤维12可以由一束的许多细丝12a形成。每个细丝12a包括芯14 和覆盖芯的壳部15。芯14由具有高粘性和250°C的高熔点的聚脂制成。壳部15由具有 160°C的低熔点的聚脂聚合物制成。在制作该绝缘纤维时，通过加热熔融壳部15以显示其 附着性。例如，优选地，如图8所示地布置磁性层16，以经由平面线圈1的电力接收线圈4 而有效地接收电力。磁性层16被稳固地布置到电力接收线圈4，以远离电力传输线圈2。磁 性层16可以被稳固地布置到由第一实施例的平面线圈1制成的电力接收线圈4或由第一 实施例或第二实施例中的平面线圈1制成的电力传输线圈2。
权利要求
一种平面线圈，包括螺旋状电线，其中所述电线的相邻匝被以预定的间隔而间隔开。
2.根据权利要求1所述的平面线圈，其中， 所述电线满足以下关系0. Imm 彡 d2 彡 0. 8mm,以及 0. 625 彡 dl/d2 彡 11. 5，其中，dl被定义为所述电线的直径，d2被定义为所述电线的所述相邻匝之间的间隔。
3.根据权利要求1或2所述的平面线圈，还包括被插入在所述电线的所述相邻匝之间 的绝缘体。
4.根据权利要求3所述的平面线圈，其中，所述电线由多个细丝构成，所述细丝被以彼此紧密相邻的关系而并排布置。
5.根据权利要求3或4所述的平面线圈，其中， 所述绝缘体由多个纤维构成。
6.一种非接触电力传输装置，包括根据权利要求1至5之一所述的平面线圈，所述平面 线圈用于电力传输线圈和电力接收线圈中的一个或这二者。
全文摘要
提供了平面线圈和使用该平面线圈的非接触电力传输装置，该平面线圈能够减小在电气线圈的相邻电气部分之间产生的涡电流，以由此防止周围的电气部分受到所产生的热的负面影响。该平面线圈(1)由被覆有极薄的绝缘覆膜的螺旋状电线(7)构成，其中电线(7)的径向上相邻的部分被以预定的距离而间隔开以抑制涡电流。适当地使用该平面线圈(1)作为该非接触电力传输装置的电力传输线圈或者电力接收线圈。
文档编号H01F27/28GK101911224SQ20088012250
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月24日 优先权日2007年12月25日
发明者北村孝太, 北村浩康, 小林健太郎, 田村秀树, 薮内英一, 铃木诚之 申请人:松下电工株式会社