JPH02229409A - 電磁結合用のコイルを有する電力供給装置 - Google Patents

電磁結合用のコイルを有する電力供給装置

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JPH02229409A
JPH02229409A JP1050544A JP5054489A JPH02229409A JP H02229409 A JPH02229409 A JP H02229409A JP 1050544 A JP1050544 A JP 1050544A JP 5054489 A JP5054489 A JP 5054489A JP H02229409 A JPH02229409 A JP H02229409A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁結合用のコイルを用いて電力を伝送し、２
次電池に電力を供給する電力供給装置に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、
ニッカド電池等の２次電池を内蔵した電子機器では、第
１図に示すように２次電池への充電を電気的接点１０１
を用いて行っていた．なお第１図において、１０２はコ
ントローラ，１０３は２次電池である． しかし、上記のように電気的接点１０１を用いた場合に
は、電気的接点１０１の汚れ．ｇ食等によって接触不良
が生じたり、あるいは電気的接点１０１から静電気が侵
入し、この静電気によって電子機器に静電気破壊が生じ
る可能性があるため、電気的接点の不要な非接触式の電
力供給装置が望まれていた。
このような要望から種々の非接触式の電力供給装置が提
案されており、その一例を第２図，第３図に示す。第２
図，第３図において、１次コイル１０８，１０８ａにコ
ントローラ１０２から交流電流が通電されると、１次コ
イル１０Ｂ，１０８ａの巻かれた１次コアと２次コイル
１０９の巻かれた２次コア１０７とでトランスが形成さ
れているために、２次コイル１０９には電圧が誘起され
て２次電池１０３に電力が供給される。
ここで、上記のトランスを形成する１次コアと２次コア
との間の距離が長くなるにつれて、電力の伝送効率が低
下する傾向がある．いま一例として、１次コア及び２次
コアの外寸が３０ＩＩＩ１程度である場合の、１次コア
と２次コアとの距離に対する電力の伝送特性を第４図に
示す。第４図に示されるように、１次コアと２次コアと
の距離がＩＭ以上になると、電力の伝送効率は大幅に低
下する。
ここで、第２図．第３図に示すように１次コア及び２次
コアがそれぞれ１次ケース．２次ケースに収納されてい
る場合には、１次コアと２次コアとの間に両ケースの厚
さに相当する距離ができる。
この両ケースの厚さに相当する距離は、ケースの強度を
考慮すると１ｍａ＋以下にすることは非常に困難である
ため、第２図，第３図に示す装置では良好な電力の伝送
効率を得ることはできない。なお、上記の装置の構成は
、例えば実開昭５９−１７６３３９号公報．特開昭６２
−１１９１０１号公報に開示されている。
そして、非接触式の電力供給装置の電力の伝送効率を向
上させるために、例えば特開昭６２−２６０５２６号公
報には第５図（ａ）に示す装置が開示されている．この
第５図（ａ）に示される装置では、１次ケース２０１と
２次ケース２０２とにそれぞれ凹凸部が設けられ、その
凸部内にコア２０５が配置される。そして２次電池２０
７に電力を供給するときには、凸部内に配置されたコア
２０５を、１次ケース２０１．２次ケース２０２にそれ
ぞれ収納された１次コイル２０３．２次コイル２０４の
内側に位置させて、１次コイル２０３と２次コイル２０
４との磁気的な結合を強化させている．また第５図（ｂ
）に示すように、コア２０５を省略して１次コイル２０
３と２次コイル２０４とを同一平面上に形成し、磁気的
な結合を強化したものも提案されている。なお、２０６
はは交流電源である。
しかしながら、第５図（ａ）．　（ｂ）に示すように構
成された場合、１次ケース及び２次ケースにそれぞれ凹
凸部を設ける必要があるため、ケースの形状が複雑にな
ると共に、特に凸部の機械的強度に問題が生じる。また
、第５図（ａ），■）に示す装置においては、２次ケー
スの凸部を１次ケースの凹部に挿入するときに、その挿
入方向が限定されてしまうという問題もある．すなわち
、第６図ら）に示すように、２次コイル３０２は１次コ
イル３０１のコイル面に対して垂直な方向からのみ挿入
が可能であり、第６図（ａ）に示すように、コイル面と
平行な方向からの挿入は不可能である。このため、２次
電池に電力を供給するために、２次ケースを１次ケース
に挿入する際の操作性が悪いという問題や、挿入方向が
限定されているために２次ケースの形状等に制約をうけ
るという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電力の
伝送効率を向上させるために第１コイルと第２コイルと
を同一平面上に配置して、第１コイルと第２コイルとを
電磁的に結合する電極供給装置において、第１コイルを
第２コイルに挿入する際に、第２コイルが形成された第
２平面に垂直な方向からだけでなく平行な方向からの挿
入も可能とすることによって、上記問題点を解決するこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明による電磁結合用の
コイルを有する電力供給装置は、互いに外形寸法の異な
る第１コイル（４０２）と第２コイル（４０１）とを同
一平面上に配置して、前記第１コイル（４０２）と第２
コイル（４０ｆ）とを電磁的に結合し、この電磁的な結
合を用いて電力を伝送し供給する電力供給装置において
、 第１平面上にループ状に形成された第１コイル（４０２
）、 前記第１平面と平行な第２平面上に、前記第１コイル（
４０２）よりも大きなループ状に形成された第２コイル
（４０１）、 前記第１平面上に形成された前記第１コイル（４０２）
が前記第２平面上に形成された前記第２コイル（４０１
）に実質的に前記第２平面の平面方向からの挿入が可能
なように、前記第２コイル（４０１）の外周の１部に形
成され、かつ前記第１コイルの挿入方向の幅よりも大き
な内径部を有する少なくとも４箇所の折曲部（４０３）
からなる第２コイル（４０１）の開口部（４０４）、前
記第１コイル（４０２）及び前記第２コイル（４０１）
のいずれか一方のコイルに接続されて、前記一方のコイ
ルに時間とともに変化する電流を流すことによって、前
記一方のコイルが発生する磁界を変化させる送電部（５
０４）、および前記第１コイル（４０２）及び前記第２
コイル（４０１）のいずれか他方のコイルに接続されて
、前記一方のコイルが発生する磁界の変化によって前記
他方のコイルに誘起された電圧に基づく電流を取り込む
受電部（５０６）を備える。
〔作用〕
上記構成において、第２コイルの外周の一部に少な《と
も４箇所の折曲部からなる開口部が形成され、この開口
部は、第１コイルの第２コイルへの挿入方向の幅よりも
大きな内径部を有している。
このため、第１平面上に形成された第１コイルを第２平
面上に形成された第２コイルに、実質的に第２平面の平
面方向から挿入することが可能となる．なお、もちろん
第１コイルを、第２コイルが形成された第２平面に垂直
な方向から挿入することも可能である。
〔実施例〕
以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。
第７図において、第２コイルとしての１次コイル４０１
が長方形状に巻回されており、その外周の一部に４箇所
の折曲部４０３が形成されている。
この４箇所の折曲部４０３は、１次コイル４０１と同様
に長方形状に巻回された第１コイルとしての２次コイル
４０２に対する開口部４０４となっている。この開口部
４０４は２次コイル４０２の挿入方向の幅よりも大きな
内径部を有しているために、第１平面上に形成された２
次コイル４０２を第２平面上に形成された１次コイルに
、両平面が重なるように挿入する際に、２次コイル４０
２を第２平面に平行な方向Ｂから挿入することが可能と
なる。また、もちろんこのとき２次コイル４０２を第２
平面に垂直な方向Ａから挿入することも可能であること
は言うまでもない。
以上のように構成された１次コイル４０１及び２次コイ
ル４０２の実装図を第８図に示す。
第８図に示すものは、バーコードリーグのハンドスキャ
ナ５０５及びそのホルダー５０３であり、第２ハウジン
グとしてのハンドスキャナ５０５のグリップ部５０７の
内部に２次コイル４０２，整流器（図示せず）、及び受
電部としての２次電池５０６が装備され、第１ハウジン
グとしてのホルダー５０３の内部には１次コイル４０１
、及び送電部としてのコントローラ５０４が装備されて
いる。
このコントローラ５０４の機能を簡単に説明すると、ま
ず第１に、コントローラ５０４は１次コイル４０１に例
えば交流電流のような時間とともに大きさが変化する電
流を与える。これにより１次コイル４０１が発生する磁
界の磁束数が変化するため、１次コイル４０１と電磁的
に結合している２次コイル４０２には起電力が生じる。
そして、この起電力に応じた電流が２次側に流れて、２
次電池５０６に電力が供給される。第２に、コントロー
ラ５０４は２次電池５０６の充電状態を検出する。そし
て、この充電状態が満充電であるときには、１次コイル
４０１に与える電流の変化の大きさを小さくして、２次
電池５０６に供給する電力が小さくなるように制御する
。第３に、コントローラ５０４はハンドスキャナ５０５
がホルダー５０３に置かれているか否かを検出する。そ
して、ハンドスキャナ５０５がホルダー５０３に置かれ
ているときにのみ、コントローラ５０４は１次コイル４
０１に電流を通電する。
ここで、本実施例においては、ハンドスキャナ５０５の
グリップ部５０７の第２外壁としての外壁５０９に、２
次コイル４０２が平行かつ隣接するように配設されてい
る。そして、ハンドスキャナ５０５がホルダー５０３に
置かれて、ハンドスキャナ５０５のグリップ部５０７に
対応して設けられたホルダー５０３の溝部の第１外壁と
しての底面５０８とグリップ部５０７の外壁５０９とが
接した場合に、１次コイル４０１と２次コイル４０２と
が同一平面上に配置されるように、１次コイル４０１が
ホルダー５０３の内部に配設されている。この１次コイ
ル４０１は、外周の一部に折曲部からなる開口部を有し
ているため、２次コイル４０２は１次コイル４０１の形
成された面に垂直な方向からだけでなく、平行な方向か
らの挿入も可能となっている。このため、ハンドスキャ
ナ５０５をホルダー５０３に置いたり、ホルダー５０３
から取り上げたりする際の操作性が大幅に向上する。ま
た、第８図に示されるように、ホルダー５０３の溝部は
、ハンドスキャナ５０５のグリップ部５０７の全周をつ
つみこむ必要がないため、設計・製作を簡単化すること
ができる。
ここで、第７図及び第８図に示したように、１次コイル
４０１の外周の一部を折り曲げた場合の電力の伝送効率
に対する影響を調べるために、第９図（ａ）．　（ｂ）
に示すコイルを用いて電力の伝送効率に関して比較を行
った。なお、第９図（ａ）に示す１次コイルの長さ９０
閣．幅は３７．５ｍｍ，線径０．　５園，６０ターンで
あり、２次コイルの長さは４２霞．幅は１９ｍｍ，線径
０．２ｍｍ，１００ターンである．また、第９図（ハ）
に示す１次コイルは、長さが７０ｍｍのところで折り曲
げられている以外は第９図（ａ）に示すコイルと同様で
ある。上記のコイルを用いて比較を行った結果、両者と
も電力の伝送効率が１５％程度となり、ほとんど差はみ
られなかった。
次に、本発明の第２実施例を第ｌＯ図に示す。
前述の第１実施例においては、１次コイル４０ｌの外周
に１箇所のみ開口部４０４を形成していたが、第２実施
例においては、１次コイル４０１ａの外周に２箇所の開
口部４０４を平行に形成している。これにより第１実施
例では、２次コイル４０２の１次コイル４０１への挿入
方向が、１次コイル４０１の形成された第２平面に平行
な方向については一方向のみであったが、第２実施例に
よれば、２次コイル４０２の１次コイル４０１ａへの挿
入方向が、１次コイル４０１ａの形成された第２平面に
平行な方向について二方向となる。
このため、２次コイル４０２の１次コイル４０１ａへの
挿入において、挿入方向の増加により自由度が増し、さ
らに操作性の向上を図ることができる。
なお、前述した第１，第２実施例においては、１次コイ
ル４０１，４０１ａの外周の一部に開口部４０４を設け
て、２次コイル４０２を１次コイル４０１，４０１ａに
挿入していたが、２次コイル４０２の外周の一部に開口
部４０４を形成し、１次コイル４０１，４０１ａを２次
コイル４０２に挿入するようにしても同一の結果を得る
ことができるのは言うまでもない。
また、第１，第２実施例においては、１次コイル４０１
，４０１ａの開口部４０４を４箇所の折曲部により長方
形状に形成したが、４箇所以上の折曲部から開口部を形
成しても良く、例えば第１１図に示すように、１次コイ
ル４０ｌｂの外周の一部に無数の折曲部を用いて開口部
４０４ａを円弧状に形成してもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、第２コイルの外周の
一部に少なくとも４箇所の折曲部からなる開口部を形成
して、第２コイルが形成された第２千面に平行な方向か
らの第１コイルの第２コイルへの挿入を可能にしたため
に、第１コイルの挿入，取り出し等の操作性を大幅に向
上させることができる。
４０１・・・１次コイル（第２コイル），４０２・・・
２次コイル（第１コイル），４０４・・・開口部，５０
４・・・コントローラ（送電部），５０６・・・２次電
池（受電部）．
【図面の簡単な説明】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）互いに外形寸法の異なる第１コイルと第２コイル
    とを同一平面上に配置して、前記第１コイルと第２コイ
    ルとを電磁的に結合し、この電磁的な結合を用いて電力
    を伝送し供給する電力供給装置において、 第１平面上にループ状に形成された第１コイル、前記第
    １平面と平行な第２平面上に、前記第１コイルよりも大
    きなループ状に形成された第２コイル、 前記第１平面上に形成された前記第１コイルが前記第２
    平面上に形成された前記第２コイルに実質的に前記第２
    平面の平面方向からの挿入が可能なように、前記第２コ
    イルの外周の１部に形成され、かつ前記第１コイルの挿
    入方向の幅よりも大きな内径部を有する少なくとも４箇
    所の折曲部からなる第２コイルの開口部、 前記第１コイル及び前記第２コイルのいずれか一方のコ
    イルに接続されて、前記一方のコイルに時間とともに変
    化する電流を流すことによって、前記一方のコイルが発
    生する磁界を変化させる送電部、および 前記第１コイル及び前記第２コイルのいずれか他方のコ
    イルに接続されて、前記一方のコイルが発生する磁界の
    変化によって前記他方のコイルに誘起された電圧に基づ
    く電流を取り込む受電部を備えた電磁結合用のコイルを
    有する電力供給装置。
  2. （２）互いに外形寸法の異なる第１コイルと第２コイル
    とを同一平面上に配置して、前記第１コイルと第２コイ
    ルとを電磁的に結合し、この電磁的な結合を用いて電力
    を伝送し供給する電力供給装置において、 第１平面上にループ状に形成された第１コイル、前記第
    １コイルを収納し、前記第１平面と平行かつ隣接する第
    １外壁を有する第１ハウジング、前記第１平面と平行な
    第２平面上に、前記第１コイルよりも大きなループ状に
    形成された第２コイル、 前記第２コイルを収納し、前記第２平面と平行かつ隣接
    する第２外壁を有し、前記第１ハウジングの前記第１外
    壁と前記第２外壁とが重ね合わされるように前記第１ハ
    ウジングに対して着脱自在に形成された第２ハウジング
    、 前記第２コイルの一部に形成され、前記第１ハウジング
    の前記第１外壁の幅よりも大きな内径部を有し、この内
    径部内に前記第１外壁が前記第２平面の平面方向から挿
    入可能なように、前記第２ハウジング内に収納された少
    なくとも４箇所の折曲部からなる第２コイルの開口部、 前記第１コイル及び前記第２コイルのいずれか一方のコ
    イルに接続されて、前記一方のコイルに時間とともに変
    化する電流を流すことによって、前記一方のコイルが発
    生する磁界を変化させる送電部、および 前記第１コイル及び前記第２コイルのいずれか他方のコ
    イルに接続されて、前記一方のコイルが発生する磁界の
    変化によって前記他方のコイルに誘起された電圧に基づ
    く電流を取り込む受電部を備えた電磁結合用のコイルを
    有する電力供給装置。
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