非接触受电装置用磁片以及使用它的非接触受电装置、电子设备以及非接触充电装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式涉及非接触受电装置用磁片以及使用它的非接触受电装置、电 子设备以及非接触充电装置。
【背景技术】
[0002] 近年来,便携型通信设备的发展令人瞩目,特别是移动电话机的小型轻薄化正急 速推进。在移动电话机以外,视频相机(手持式相机等)、无绳电话机、膝上型个人计算机 (笔记本型个人计算机)等电子设备的小型轻薄化也正在推进。它们通过在电子设备主体 部搭载二次电池,能够无需连接到插座而进行使用,提高了便携性、便利性。当前,二次电池 容量有界限,在几天~几周内必须对二次电池充电一次。
[0003] 在二次电池的充电方法中,有接触充电方式与非接触充电方式。接触充电方式是 使受电装置的电极与供电装置的电极直接接触而进行充电的方式。接触充电方式由于其装 置构造简单,所以一般情况下使用该方式。但是,伴随着近年来的电子设备的小型轻薄化, 电子设备变轻,产生了受电装置的电极与供电装置的电极的接触压力不足,引起充电不良 这样的问题。进而,二次电池不经热,所以为了防止电池的温度上升,需要设计用于不引起 过放电、过充电的目的的电路。根据这一点,研宄了非接触充电方式的应用。
[0004] 非接触充电方式是在受电装置与供电装置这两者中设置线圈,利用电磁感应来进 行充电的方式。在非接触充电方式中,不需要考虑电极彼此间的接触压力,所以能够不受电 极彼此的接触状态影响而稳定地供给充电压。作为非接触充电装置的线圈,已知了具备卷 绕在铁氧体磁芯的周围的线圈的构造、在混合有铁氧体粉末、非晶粉末的树脂基板上安装 线圈的构造等。然而,铁氧体如果加工得较薄则变脆,所以耐冲击性弱,具有由于设备的掉 落等而容易在受电装置中产生不佳状况这样的问题。
[0005] 进而,为了与设备的薄型化对应地使受电部分薄型化,研宄了采用通过在基板上 螺旋状地印刷金属粉膏来形成了的平面线圈。然而,在采用平面线圈的构造中,通过平面线 圈的磁通与设备内部的基板等发生交链,所以存在由于通过电磁感应产生的涡电流而在装 置内发热这样的问题。因此,无法发送大的电力,充电时间变长。具体来说,在接触充电装 置中,移动电话机的充电需要90分左右,与此相对地,在非接触充电装置中需要120分。
[0006] 在以往的应用非接触充电方式的受电装置中,应对由于电磁感应产生的涡电流的 措施不充分。受电装置具备二次电池,所以要求尽可能抑制热的产生。受电装置安装于电 子设备主体部,所以热的产生对电路部件等造成不良影响。由此在充电时无法发送大的电 力,充电时间变长。进而,涡电流的产生导致噪声的产生,成为充电效率的降低的因素。针 对这一点,提出了在受电装置的规定的位置处设置磁性薄板的方案。通过控制磁性薄板的 导磁率与板厚、或者磁性薄板的饱和磁通密度与板厚,能够抑制由涡电流导致的发热、产生 噪声以及受电效率的降低等。
[0007] 提出了在非接触充电装置的供电侧配置磁铁,并进行受电侧的设备的位置对准的 非接触充电方式。例如,在作为国际标准的WPC(Wireless Power Consortium,无线电源联 盟)中,在"System Description Wireless Power Transfer volume I :Low Power Part l:interface Definition version l.OJuly 2010"中记载了利用磁铁进行定位的非接触 充电装置。
[0008] 在利用磁铁进行定位的情况下,在以往的磁性薄板中,发生了磁饱和,磁屏蔽效应 大幅度降低。因此,在充电时导致二次电池的温度上升,担忧二次电池的循环寿命的降低。 以往的磁屏蔽例如具有饱和磁通密度为0. 55~2T (5. 5~20kG)的磁性薄板,在1张或者3 张以下的范围内层叠这样的磁性薄板。即使将磁性薄板的层叠体用作磁屏蔽,由于从在供 电装置中配置了的磁铁产生的磁场,磁屏蔽也容易发生磁饱和,有可能无法发挥作为磁屏 蔽的功能。
[0009] 在现状下的非接触充电方式的国际标准中,在受电侧的设备的位置对准中,存在 使用磁铁的方式与不使用磁铁的方式。在以往的磁屏蔽中使用的磁性薄板的软磁特性优 良,所以即使在1张或者3张以下的范围内层叠饱和磁通密度为0. 55~2T的磁性薄板来 使用,如果磁铁位于附近,则也容易发生磁饱和。根据这样的背景,期望无论有无供电装置 侧的磁铁,都能够得到充分的磁屏蔽效应和高的充电效率的非接触受电装置用磁片。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献1 :日本特开平11-265814号公报
[0012] 专利文献2 :日本特开2000-023393号公报
[0013] 专利文献3 :日本特开平9-190938号公报
[0014] 专利文献4 :国际公开第2007/111019号
[0015] 专利文献5 :国际公开第2007/122788号
【发明内容】
[0016] 本发明所要解决的课题在于,在供电装置侧配置磁铁的非接触充电方式、或者在 供电装置侧未配置磁铁的非接触充电方式中,提供通过抑制由于电磁感应而在受电侧产生 的涡电流,能够抑制由涡电流引起的二次电池的发热、充电效率的降低的非接触受电装置 用磁片以及使用它的非接触受电装置、电子设备以及非接触充电装置。
[0017] 本实施方式的非接触受电装置用磁片具备2种以上的磁性薄板的层叠体。层叠体 的至少1层具有具备在同一平面上以相邻的方式设置了的2个以上的同一种类的磁性薄板 的构件构造部。构件构造部中的磁性薄板彼此的间隙部的宽度为〇mm以上且1mm以下。
[0018] 构件构造部的形状优选为梳齿状、旋涡状、波状、倾斜梳齿状、同心圆状中的某一 种。在构件构造部中,在将相邻的磁性薄板彼此的间隙部的合计长度设为1〇〇时,相邻的磁 性薄板彼此相接的部位的长度优选为10以上100以下。另外,在构件构造部中,相邻的磁 性薄板彼此相接的部位的长度优选低于磁性薄板的厚度T ( y m)。
[0019] 上述2种以上的磁性薄板优选包含磁致伸缩常数的绝对值超过5ppm的第1磁性 薄板;以及磁致伸缩常数的绝对值为5ppm以下的第2磁性薄板。另外,优选的是,第1磁 性薄板的厚度为50 y m以上且300 y m以下,第2磁性薄板的厚度为10 y m以上且30 y m以 下。另外,优选的是,第1磁性薄板由不锈钢构成,第2磁性薄板由Co基非晶合金、或者具 有5nm以上且30nm以下的范围的平均晶粒径的Fe基微晶合金构成。
[0020] 另外,本实施方式的非接触受电装置用磁片适合于非接触受电装置、电子设备、非 接触充电装置。
【附图说明】
[0021] 图1是示出磁片的构造例的剖面图。
[0022] 图2是示出磁片的构造例的剖面图。
[0023] 图3是示出磁片的构造例的剖面图。
[0024] 图4是示出磁片中的构件构造部的一个例子的图(梳齿状)。
[0025] 图5是示出磁片中的构件构造部的一个例子的图(同心圆状)。
[0026] 图6是示出磁片中的构件构造部的一个例子的图(波状)。
[0027]图7是示出磁片中的构件构造部的一个例子的图(倾斜梳齿状)。
[0028] 图8是示出梳齿状构件构造部的组装例的图。
[0029]图9是示出相邻的磁性薄板彼此相接触的构造的一个例子的图。
[0030] 图10是示出构件构造部的间隙部的一个例子的图。
[0031] 图11是示出电子设备的概略结构的图。
[0032] 图12是示出电子设备的概略结构的图。
[0033] 图13是示出非接触充电装置的概略结构的图。
[0034] 符号说明
[0035]1…磁片,2…磁性薄板,3…粘着层部,4…磁性薄板,5…树脂膜、6…间隙部,7…构 件构造部,7_1…第1磁性薄板片,7-2…第2磁性薄板片,10…电子设备,11…受电装置, 12…电子设备主体部,13…电路基板,14…电子装置,15…框体,16…螺旋状线圈,17…整流 器,18…二次电池,20…非接触充电装置,30…供电装置,31…供电线圈,32…供电线圈用磁 芯,33…磁铁。
【具体实施方式】
[0036] 下面,说明实施方式的非接触受电装置用磁片以及使用它的非接触受电装置、电 子设备以及非接触充电装置。
[0037] 本实施方式的非接触受电装置用磁片具备多个的磁性薄板的层叠体。构成磁片的 层叠体具备2种以上的磁性薄板。即,层叠体至少具备至少第1磁性薄板以及种类与其不同 的第2磁性薄板。种类不同的磁性薄板意味着磁致伸缩常数等磁特性、厚度、构成材料等不 同的磁性薄板。作为2种以上的磁性薄板,也可以使用种类与第1以及第2磁性薄板不同 的第3磁性薄板、更多的磁性薄板。磁性薄板的种类只要是2种以上,则没有特别的限定, 但如果考虑伴随着构成材料(原材料)的供应等的制造性,则优选为4种以下、进而优选为 3种以下。
[0038] 图1至图3是示出非接触受电装置用磁片的构造例的剖面图。在这些图中,非接 触受电装置用磁片1具备作为第1磁性薄板的磁性薄板2、粘着层部3以及种类与磁性薄板 2不同的作为第2磁性薄板的磁性薄板4,图3所示的非接触受电装置用磁片还具备树脂膜 5〇
[0039] 磁性薄板2优选是即使在供电装置侧存在磁铁也不易发生磁饱和的磁性薄板。磁 性薄板4优选是按受电装置的使用频率而得到高导磁率的磁性薄板。通过将层叠不易发生 磁饱和的磁性薄板2与具有高导磁率的磁性薄板4而得到的磁片1配置于电子设备等,无 论有无非接触充电装置的供电装置侧的定位用的磁铁,都能够抑制发热、噪声的产生、受电 效率的降低等。
[0040] 在磁性薄板2与磁性薄板4之间,设置了粘着层部3。粘着层部3优选至少设置 在磁性薄板2与磁性薄板4之间。粘着层部3的材料只要能够固定磁性薄板2以及磁性薄 板4,则没有特别的限定。例如,作为粘着层部3,能够使用具有粘着性的树脂膜、粘接剂等。 作为树脂膜的具体例,可以列举聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜、聚酯纤维膜、聚酰亚胺(PI) 膜、聚苯硫醚(PPS)膜、聚丙烯(PP)膜、聚四氟乙烯(PTFE)膜等。作为粘接剂的具体例,可 以列举环氧树脂系粘接剂、娃树脂系粘接剂、丙條fe系粘着剂等。
[0041] 如后面所述,当在磁性薄板2、4上设置构件构造部的情况下