JPH0837121A

JPH0837121A - 給電装置

Info

Publication number: JPH0837121A
Application number: JP6174031A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Abe; 秀明安倍; Shosuke Akisada; 昭輔秋定; Hideki Tamura; 秀樹田村; Katsuhiro Hirata; 勝弘平田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-07-26
Filing date: 1994-07-26
Publication date: 1996-02-06

Abstract

(57)【要約】【目的】１次コアと２次コアとの結合係数を増大さ
せ、漏れ磁束を低減して、装置本体の小型化を図る。【構成】電源部１０側に１次巻線Ｌ１が巻回された１
次コアＫ１を、負荷部１１側に２次巻線Ｌ２が巻回され
た２次コアＫ２を備え、別体で構成された電源部１０に
負荷部１１を装着すると、１次巻線Ｌ１と２次巻線Ｌ２
とが磁気結合して、１次側から２次側に電力が伝達可能
になっている。１次コアＫ１は、一対の脚部Ｋ１１及び
その間の橋渡し部Ｋ１２からなるコ字状で、２次コアＫ
２は、同様に、一対の脚部Ｋ２１及びその間の橋渡し部
Ｋ２２からなるコ字状で、脚部Ｋ１１と脚部Ｋ２１の端
面が対向しうる。また、１次巻線Ｌ１は、１次コアＫ１
の両脚部Ｋ１１に互いに逆極性となるように直列に巻回
され、２次巻線Ｌ２は、２次コアＫ２の両脚部Ｋ２１に
直列に巻回されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非接触式充電器や浴室
内等の水回りで使用可能な電気機器に用いられる給電装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、変圧器を介して１次入力から所要
の２次出力を得る自励式インバータ電源回路が報告され
ている（「Ｃ級自励発振形コンバータについて」電子情
報通信学会技術研究報告第1〜6頁，Vol 91，No 37，19
91年5月17日発行）。

【０００３】この回路図を図２２に示す。このインバー
タ電源回路は、自励発振のために、トランス１の１次巻
線Ｌ１及びコンデンサＣ１からなる共振回路、スイッチ
ング用の電界効果トランジスタ２及び１次巻線Ｌ１と結
合する帰還巻線Ｌ３等を備えており、２次巻線Ｌ２に出
力を送出するようになっている。バイアス電圧発生用の
コンデンサＣ２は、抵抗Ｒ１を介して電源３に接続さ
れ、電源３からコンデンサＣ２への充電によりバイアス
電圧Ｖ_Bが得られている。抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２と
の接続点は、帰還巻線Ｌ３を介して電界効果トランジス
タ２のゲートに接続されており、帰還巻線Ｌ３を介して
得られるゲート・ソース間電圧（以下、ゲート電圧Ｖ_G
という）が電界効果トランジスタ２のスレショルド電圧
Ｖｔｈに達すると、電界効果トランジスタ２をオンさせ
るようになっている。また、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２
との接続点は、抵抗Ｒ２及びダイオードＤ１の直列回路
で構成されるバイアス制御回路を介して共振回路のＡ点
に接続されている。そして、電界効果トランジスタ２の
オン期間中に、コンデンサＣ２のバイアス電圧Ｖ_Bが電
界効果トランジスタ２のドレイン電圧Ｖ_Dより高くなる
と、上記バイアス電圧制御回路、電界効果トランジスタ
２を通って、コンデンサＣ２の電荷が放電されるように
なっている。

【０００４】なお、トランス１の２次巻線Ｌ２には、２
次巻線Ｌ２に誘起された電力を整流するダイオードＤ２
が接続されており、このダイオードＤ２を経て直流電流
が負荷４へ供給されるようになっている。

【０００５】次に、定常時における動作について図２３
の波形図を用いて説明する。ここで、コンデンサＣ２の
バイアス電圧をＶ_B、電界効果トランジスタ２のドレイ
ン電圧をＶ_D、ゲート電圧をＶ_Gとする。先ず、電源３の
接続による起動時について説明すると、抵抗Ｒ１を通し
てコンデンサＣ２が充電され、バイアス電圧Ｖ_Bが上昇
する。そして、バイアス電圧Ｖ_Bによりゲート電圧Ｖ_Gが
電界効果トランジスタ２のスレショルド電圧Ｖｔｈに達
することにより、電界効果トランジスタ２がオンし、以
後、図２３に示すように発振動作が持続される。

【０００６】ここで、ドレイン電圧Ｖ_Dがバイアス電圧
Ｖ_Bより低下すると、上記バイアス制御回路から電界効
果トランジスタ２を通してコンデンサＣ２の電荷が放電
され、バイアス電圧Ｖ_Bが低下する。このため、このバ
イアス電圧Ｖ_Bに重畳されているゲート電圧Ｖ_Gが徐々に
低下していって、電界効果トランジスタ２のスレショル
ド電圧Ｖｔｈに近づいて電界効果トランジスタ２のオン
時間が短縮される。一方、電界効果トランジスタ２のオ
ン時間が短縮されると、コンデンサＣ２の放電時間が減
少することとなって、バイアス電圧Ｖ_Bは逆に上昇する
こととなる。

【０００７】この結果、バイアス電圧Ｖ_Bが安定化する
方向に負帰還がかかり、図２３に示すように共振回路に
よる安定した自励発振動作が持続することとなる。ま
た、電源電圧が変動した時、例えば電源３の電圧が変動
して高くなると、電界効果トランジスタ２のオン時間が
長くなるのでコンデンサＣ２の放電時間が長くなり、バ
イアス電圧Ｖ_Bが低下して、負荷電力を一定化するよう
にオン時間が短縮される。

【０００８】このようなインバータ電源回路が適用され
る給電装置の構成の一例を図２４に示す。この給電装置
は、電源部１０と負荷部１１とが別体で構成され、電源
部１０側に１次巻線Ｌ１が巻回された１次コア７を、負
荷部１１側に２次巻線Ｌ２が巻回された２次コア６を備
え、接点を有しない非接触式になっている。電源部１０
に接続された交流商用電源から入力された電圧が整流平
滑回路９で直流電圧に変換され、この電圧が発振回路８
により発振する。この発振により、コ字状の１次コア７
に巻回された１次巻線Ｌ１に交流磁束が発生する。この
交流磁束は、１次巻線Ｌ１に対向して配置される負荷部
１１のＩ字状の２次コア６に巻回された２次巻線Ｌ２に
伝えられ、相互誘導作用により、２次巻線Ｌ２に電圧が
誘起される。この誘起電圧は整流平滑回路５で整流さ
れ、直流電流が２次電池からなる負荷４に供給される。

【０００９】このように、電源部１０と負荷部１１とを
別体で構成し、接点を有しない非接触式にすることによ
って、非接触式の充電器や浴室内等の水回りで使用可能
な電気機器に適用することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の給電装置においては、１次巻線Ｌ１が１次コア７の
中央部に巻回されているため、磁力線の分布が、図２５
の点線で示すようになっており、１次コア７の１次巻線
Ｌ１で発生した磁束の多くが、２次コア６以外の空間に
漏れている。

【００１１】このため、１次巻線Ｌ１と２次巻線Ｌ２と
の結合係数は低下する。また、コアに近接して金属製の
電子部品等を配置すると、この漏れ磁束による渦電流損
の発生によって発熱し、電気特性等を変化させてしまう
ため、コア近傍に電子部品等を配置することができな
い。

【００１２】また、巻線が巻回されるコアを可能な限り
小型化することによって装置全体の小型化が可能になる
が、漏れ磁束を増大させることなく更に小型化すること
が困難であった。

【００１３】従来、ギャップを有して対向するコア間の
漏れ磁束を低減するチョークコイルのボビンが提案され
ている（特開平５−１３２４５号公報）。しかし、この
ボビンは、高抵抗、高透磁率材料で形成することにより
磁束が巻線巻回部分から漏洩するのを防止するものであ
って、１次巻線を有する１次コアと２次巻線を有する２
次コアとが分離して構成され、巻線間の相互誘導作用を
利用する場合に生じるコアからの磁束の漏れを防止する
ものではない。

【００１４】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、１次コアと２次コアとの結合係数を増大させ、漏れ
磁束を低減して、装置本体の小型化を図る給電装置を提
供することを目的とする。

【００１５】また、本発明は、漏れ磁束を低減しつつコ
アを小型化する給電装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、１次巻線が巻回された１次コアを有する
電源部と、２次巻線が巻回された２次コアを有する負荷
部とがそれぞれ分離独立して形成されてなり、上記電源
部に上記負荷部を装着することにより上記１次コアの両
端面と上記２次コアの両端面とが互いに対向して磁気結
合する給電装置において、上記１次コア及び上記２次コ
アは、それぞれ一対の脚部とその間の橋渡し部とからな
り、上記装着時に各コアの脚部両端面の対向部が互いに
対向する位置に設けられており、少なくとも上記１次巻
線は、上記１次コアの両脚部に直列接続されるように巻
回されている（請求項１）。

【００１７】また、上記１次巻線及び上記２次巻線は、
プリント基板上の導電材からなるパターンで形成されて
いる（請求項２）。

【００１８】また、上記１次コアの脚部には、帰還巻線
が巻回されている（請求項３）。

【００１９】また、請求項１記載の給電装置において、
孔が穿設されたプリント基板を備え、上記プリント基板
は、上記孔を介して上記１次コアに貫通され、かつ、基
板面上には上記孔を中心に導電材からなる螺旋状のパタ
ーンを有する帰還巻線が形成されている（請求項４）。

【００２０】また、上記１次コア及び上記２次コアは、
それぞれ上記対向部の断面積が相対的に大きく形成され
ている（請求項５）。

【００２１】また、上記２次コアは、上記対向部の断面
積が相対的に大きく形成されている（請求項６）。

【００２２】また、上記１次コア及び上記２次コアは、
それぞれ上記対向部が別体で形成されている（請求項
７）。

【００２３】また、請求項１記載の給電装置において、
上記電源部を収納する第１の筐体と、上記負荷部を収納
する第２の筐体とを備え、上記１次コアは、上記対向部
が上記第１の筐体に埋設され、上記２次コアは、上記対
向部が上記第２の筐体に埋設されている（請求項８）。

【００２４】また、上記２次コアは、上記対向部がプリ
ント基板上の磁性材からなるパターンで形成されている
（請求項９）。

【００２５】

【作用】請求項１記載の発明によれば、少なくとも１次
巻線は、１次コアの両脚部に直列接続されるように巻回
されているので、１次コアと２次コアとの結合係数が増
大し、１次側から２次側への漏れ磁束が低減することと
なる。なお、２次巻線の方も、２次コアの両脚部に直列
接続されるように巻回するようにしてもよい。

【００２６】また、請求項２記載の発明によれば、少な
くとも１次巻線は、１次コアの両脚部に直列接続される
ように巻回されているので、漏れ磁束が低減する。従っ
て、プリント基板を共用化して電子回路部品等を搭載し
ても、悪影響が及ぼされることがないため、スペース効
率が向上することとなる。

【００２７】また、請求項３記載の発明によれば、帰還
巻線は、１次巻線が巻回された１次コアの脚部に巻回さ
れているので、１次巻線との磁気結合状態が向上し、漏
れ磁束が低減する。

【００２８】また、請求項４記載の発明によれば、漏れ
磁束が低減するので、プリント基板を共用化して帰還巻
線に近接して電子回路部品等を搭載しても、悪影響が及
ぼされることがないため、スペース効率が向上すること
となる。

【００２９】また、請求項５記載の発明によれば、磁気
結合状態が低下することなく、１次コア及び２次コアの
対向部以外の部分が小型化される。

【００３０】また、請求項６記載の発明によれば、磁気
結合状態が低下することなく、２次コアの対向部以外の
部分が小型化される。

【００３１】また、請求項７記載の発明によれば、対向
部が相対的に大きい場合には、別体形成により、コア成
形が容易になる。

【００３２】また、請求項８記載の発明によれば、電源
部に負荷部を装着すると、第１の筐体及び第２の筐体に
よって、１次コアと２次コアの対向部のギャップ長が規
制される。従って、ギャップ長が一定に保持される。

【００３３】また、請求項９記載の発明によれば、漏れ
磁束が低減するので、プリント基板を共用化して２次巻
線に近接して電子回路部品等を搭載しても、悪影響が及
ぼされることがないため、スペース効率が向上すること
となる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明に係る給電装置の実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は磁気結合部分
の第１実施例を示す構成図である。

【００３５】この給電装置は、電源部１０と負荷部１１
とが別体で構成され、電源部１０側に１次巻線Ｌ１が巻
回された１次コアＫ１を、負荷部１１側に２次巻線Ｌ２
が巻回された２次コアＫ２を備えている。そして、電源
部１０に負荷部１１を装着すると、１次巻線Ｌ１と２次
巻線Ｌ２とが磁気結合して、１次巻線Ｌ１側から２次巻
線Ｌ２側に電磁誘導によって電力が伝達可能になってい
る。

【００３６】１次コアＫ１は、一対の脚部Ｋ１１及びそ
の間の橋渡し部Ｋ１２からなるコ字状を有している。２
次コアＫ２は、同様に、一対の脚部Ｋ２１及びその間の
橋渡し部Ｋ２２からなるコ字状を有し、脚部Ｋ１１と脚
部Ｋ２１の端面が対向しえるようになっている。なお、
脚部Ｋ１１，Ｋ２１の端面面積は、一致している。

【００３７】１次巻線Ｌ１は、１次コアＫ１の両脚部Ｋ
１１に互いに逆極性となるように直列に巻回され、１次
巻線Ｌ１の両端は、従来装置同様、発振回路に接続さ
れ、交流電源が供給されるようになっている。また、２
次巻線Ｌ２は、２次コアＫ２の両脚部Ｋ２１に直列に巻
回され、その両端は整流平滑回路を介して負荷に接続さ
れている。

【００３８】このように、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ
２を、各コアの脚部Ｋ１１，Ｋ２１に巻回することによ
って、磁力線の分布が図２の点線で示すようになり、従
来の場合に比して、漏れ磁束を大幅に低減することがで
きる。特に、橋渡し部Ｋ１２，Ｋ２２近傍における漏れ
磁束が低減できるので、金属製の電子回路部品を橋渡し
部Ｋ１２，Ｋ２２に近接して配置することができる。従
って、スペース効率を向上し、装置の小型化が図れる。

【００３９】図３は磁気結合部分の第２実施例を示す構
成図である。第２実施例では、１次巻線Ｌ１のみが１次
コアＫ１の脚部Ｋ１１に巻回され、２次巻線Ｌ２は、２
次コアＫ２の橋渡し部Ｋ２２に巻回されている。この場
合でも、同様に漏れ磁束を低減することができる。

【００４０】図４は磁気結合部分の第３実施例を示す構
成図である。第３実施例では、１次巻線Ｌ１及び２次巻
線Ｌ２は、それぞれプリント基板Ｐ１，Ｐ２上に形成さ
れた導電材からなるパターンで構成されている。

【００４１】プリント基板Ｐ１は、２箇所に孔Ｐ１１が
穿設され、１次コアＫ１の脚部Ｋ１１がこの孔Ｐ１１に
貫通した状態で、不図示の支持手段によって電源部１０
の筐体内に支持されている。導電材からなるパターン
は、各孔Ｐ１１の周囲に螺旋状に形成されてなり、両パ
ターン間をジャンパー線Ｊで逆極性となるように直列に
接続するとともに、リード線Ｂで図外の発振回路に接続
されている。

【００４２】プリント基板Ｐ２は、プリント基板Ｐ１と
同様に、２箇所に孔Ｐ２１が穿設され、２次コアＫ２の
脚部Ｋ２１がこの孔Ｐ２１に貫通した状態で、不図示の
支持手段によって負荷部１１の筐体内に支持されてい
る。２次巻線Ｌ２は、導電材からなるパターンが各孔Ｐ
２１の周囲に螺旋状に形成されて構成されている。そし
て、両パターンは、１次巻線Ｌ１の場合と同様、ジャン
パー線とリード線で整流平滑回路に接続されている。

【００４３】このように、導電材からなるパターンで構
成された１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２を、各コアの脚
部Ｋ１１，Ｋ２１に巻回することによって、第１実施例
と同様に、漏れ磁束を大幅に低減することができる。ま
た、各巻線Ｌ１，Ｌ２がプリント基板Ｐ１，Ｐ２上に形
成されているので、コイルボビンを用いることなく、巻
線を固定することができる。また、漏れ磁束が低減され
ているので、図４に示すように、２次巻線Ｌ２近傍のプ
リント基板Ｐ２上に電子部品Ａを配設しても、渦電流損
に伴う発熱等の異常事態が生じることがない。従って、
スペース効率を向上することができる。

【００４４】図５は磁気結合部分の第４実施例を示す構
成図である。第４実施例では、コイルボビンＨ１，Ｈ２
が用いられている。コイルボビンＨ１，Ｈ２は、各コア
の脚部Ｋ１１，Ｋ２１に嵌合し、接触圧や摩擦力などに
よって固定され、１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２がそれ
ぞれ直列接続されるように巻回されている。この構成に
よっても、１次コアＫ１と２次コアＫ２間の漏れ磁束を
低減できる。

【００４５】また、１次側のコイルボビンＨ１の一方に
は、帰還巻線Ｌ３が併せて巻回されており、１次巻線Ｌ
１との結合状態を向上させている。この帰還巻線Ｌ３
は、発振回路に接続され、１次巻線Ｌ１の発振を持続さ
せるためのものである。

【００４６】図６は磁気結合部分の第５実施例を示す構
成図である。第５実施例では、帰還巻線Ｌ３は、第４実
施例と異なり、プリント基板Ｐ３上に形成された導電材
からなるパターンで構成されている。プリント基板Ｐ３
は、孔Ｐ３１が穿設されており、１次コアＫ１に貫通さ
れた状態で、橋渡し部Ｋ１２に配設されている。帰還巻
線Ｌ３を構成する導電材からなるパターンは、孔Ｐ３１
の周囲に形成されている。

【００４７】このような構成により、漏れ磁束が低減し
ているので、プリント基板Ｐ３上の帰還巻線Ｌ３に近い
位置に対しても、図６に示すように電子部品Ａを実装す
ることができる。従って、スペース効率を向上すること
ができる。

【００４８】図７は磁気結合部分の第６実施例を示す構
成図である。第６実施例では、１次コアＫ１及び２次コ
アＫ２の断面積を脚部Ｋ１１，Ｋ２１の端部で相対的に
大きくさせている。すなわち、対向部Ｋ１３，Ｋ２３が
各コアの脚部Ｋ１１，Ｋ２１の先端に形成され、この対
向部Ｋ１３，Ｋ２３の端面面積が第１実施例と同様にな
っている。一方、橋渡し部Ｋ１２，Ｋ２２及び脚部Ｋ１
１，Ｋ２１は薄形化され、橋渡し部Ｋ１２，Ｋ２２は更
に細くされている。なお、各巻線Ｌ１，Ｌ２は、第１実
施例と同様に、それぞれ脚部Ｋ１１，Ｋ２１に巻回され
ている。

【００４９】対向部Ｋ１３，Ｋ２３の端面面積を相対的
に大きくした理由は、以下のとおりである。図８は全体
的にほぼ同一の太さで形成され、脚部Ｋ１１，Ｋ２１に
１次巻線Ｌ１及び２次巻線Ｌ２が巻回されているものを
示している。この磁気的な簡易等価回路を図９に示す。
図９において、Ｒｇは、１次コアＫ１と２次コアＫ２と
の対向部のギャップにおける磁気抵抗、Ｒ１，Ｒ２は、
それぞれ１次コアＫ１、２次コアＫ２の磁気抵抗、Ｒ０
１，Ｒ０２は、それぞれ１次コアＫ１、２次コアＫ２の
空間部の磁気抵抗である。なお、一般的に、Ｒ０１，Ｒ
０２＞Ｒｇで、Ｒ１，Ｒ２≪Ｒｇである。

【００５０】ここで、１次コアＫ１で発生した磁束が、
２次コアＫ２に可能な限り多く鎖交していることが望ま
しい。各磁気抵抗は、磁路の長さに比例し、断面積に反
比例する。従って、各コアの断面積を小さくすると磁気
抵抗Ｒ１，Ｒ２はそれに比例して増加するが、Ｒ１，Ｒ
２≪Ｒｇの関係に影響を与えるほどではない。

【００５１】一方、磁気抵抗Ｒｇは、図１０に示すよう
に、対向部のギャップ長ｌに比例し、対向部空間の断面
積Ｓ’に反比例する。また、対向部空間の断面積Ｓ’
は、各コアの対向面の面積Ｓに比例する。従って、磁気
抵抗Ｒｇは、ほぼコア対向面の面積Ｓとギャップ長ｌと
によって決定されるので、コア対向面の面積Ｓが縮小さ
れなければ、磁気抵抗Ｒｇが増加することはない。

【００５２】以上より、図７に示すように、対向部Ｋ１
３，Ｋ２３を各コアの脚部Ｋ１１，Ｋ２１の先端に形成
し、コアの対向面積を図８と同等に維持することによ
り、漏れ磁束が増大することなく、他のコア磁路部、す
なわち脚部Ｋ１１，Ｋ２１を薄形化し、橋渡し部Ｋ１
２，Ｋ２２を細く形成して、コアの小型化を図ることが
できる。

【００５３】なお、図１１に示すように、脚部Ｋ１１，
Ｋ２１を、橋渡し部Ｋ１２，Ｋ２２と同様に細く形成す
ると、更にコアの小型化を図ることができる。この場合
でも、対向部Ｋ１３，Ｋ２３によってコアの対向面積が
図８と同等に維持されているので、漏れ磁束の増加はほ
とんどない。

【００５４】また、図１２に示すように、２次側の脚部
Ｋ２１及び橋渡し部Ｋ２２を細く形成し、または、図１
３に示すように、細く形成された橋渡し部Ｋ２２と脚部
先端となる対向部Ｋ２３とで２次コアＫ２を構成して、
２次コアＫ２のみを小型化してもよい。通常、２次側の
負荷部は、小型化が強く要求される電気機器を構成する
ので、図１２、図１３に示すような構成が有効である。

【００５５】なお、図１１の対向部Ｋ１３，Ｋ２３は、
図１４に示すように、それぞれ脚部Ｋ１１，Ｋ２１と分
離した別体として形成し、両脚部Ｋ１１の先端にそれぞ
れ対向部Ｋ１３を、両脚部Ｋ２１の先端にそれぞれ対向
部Ｋ２３を当接して、１次コアＫ１及び２次コアＫ２を
構成してもよい。

【００５６】このように、別体として形成した脚部Ｋ１
１と対向部Ｋ１３、脚部Ｋ２１と対向部Ｋ２３を当接し
てコアを構成した場合、図１５に示すように、ギャップ
長をｌ₁、対向部Ｋ１３と脚部Ｋ１１及び対向部Ｋ２３
と脚部Ｋ２１の当接に伴う隙間寸法をそれぞれｌ₂，ｌ₃
とすると、ｌ₁≫ｌ₂，ｌ₃になるので、全体の磁気抵抗
は、ほぼギャップ長ｌ₁のみで決定される。

【００５７】従って、図７や図１１で示した一体構成の
場合と、磁気的特性をほとんど同一にすることができる
ので、漏れ磁束を低減しつつ、コアの小型化が図れる。
また、一体構成の場合よりもコア成形の製造が容易にな
る。また、当接前の状態でコイルボビンをコアに挿入す
ることができるので、コイルボビンを用いることもでき
る。

【００５８】図１６は磁気結合部分の第７実施例を示す
構成図、図１７は同断面図である。第７実施例では、各
コアの対向部Ｋ１３，Ｋ２３を、電源部１０及び負荷部
１１の筐体１０１，１１１内に埋設している。この構成
により、図１７に示すように、筐体１０１，１１１によ
って、各コアが保持され、各コアの対向部Ｋ１３，Ｋ２
３間のギャップ長が設定される。また、対向部Ｋ１３，
Ｋ２３を筐体１０１，１１１内に埋設することにより、
装置の小型化が図れる。また、図１４に示したように対
向部Ｋ１３，Ｋ２３を別体で形成する場合は、対向部Ｋ
１３，Ｋ２３を、筐体１０１，１１１に同時成型等で一
体に構成することができる。従って、製造工程を簡略化
できる。

【００５９】図１８、図１９は磁気結合部分の第８実施
例を示す構成図で、図１８はコ字状の２次コアＫ２、図
１９はＩ字状の２次コアＫ２を示している。図２０、図
２１は図１８、図１９の断面図である。第８実施例で
は、２次コアＫ２の対向部Ｋ２３を電子部品Ａなどが搭
載されたプリント基板Ｐ２上の導電材からなるパターン
で、２次巻線Ｌ２を磁性材からなるパターンで形成して
いる。なお、１次コアも同様に構成されているが図略し
ている。

【００６０】一般に、１次側及び２次側は、それぞれ給
電制御のための発振回路や整流回路の電子回路部品を搭
載したプリント基板が配設されていることから、このプ
リント基板を利用して各巻線Ｌ１，Ｌ２や対向部Ｋ２３
と電子回路を一体的に構成し、スペース効率を向上して
いる。

【００６１】本実施例では、図１８、図１９の断面図に
示すように、コアの形状に関わりなく、各巻線Ｌ１，Ｌ
２や対向部Ｋ２３と電子回路とを一体的に構成すること
ができる。

【００６２】なお、上記各実施例において、給電装置
は、負荷部１１が２次電池を備え、電源部１０によって
充電されるものでも、負荷部１１がモータ等の負荷を備
え、電源部１０から電力が供給されるものでも、電源部
１０と負荷部１１とが別体で構成され、電磁誘導によっ
て電源部１０から負荷部１１に電力が伝達されるもので
あれば、同様の効果が得られる。

【００６３】また、上記各実施例において、給電装置
は、１次コアＫ１と２次コアＫ２とで構成されるものに
ついて説明したが、３次以上の多次で構成されるもので
も、同様の効果が得られる。

【００６４】また、上記各実施例において、各コアは、
コ字型の形状のものを用いて説明したが、Ｕ字型やＥ字
型等のように、対向面に先端部を有する構成であれば、
同様の効果が得られる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、少なくとも１次巻線を１次コアの両脚部に直列
接続されるように巻回するようにしたので、漏れ磁束を
低減し、結合係数を増加できる。従って、伝達効率の向
上が図れるとともに、各コアに近接して電子回路部品を
配置することが可能となり、装置の小型化が図れる。

【００６６】また、請求項２の発明によれば、１次巻線
及び２次巻線をプリント基板上の導電材からなるパター
ンで形成するようにしたので、漏れ磁束を低減できると
ともに、プリント基板を各巻線と他の電子部品実装と共
用化できるため、装置の小型化が実現できる。

【００６７】また、請求項３の発明によれば、１次コア
の脚部に帰還巻線を巻回するようにしたので、１次巻線
と帰還巻線との磁気結合を向上できる。

【００６８】また、請求項４の発明によれば、プリント
基板は、孔を介して１次コアに貫通され、かつ、基板面
上には孔を中心に導電材からなる螺旋状のパターンを有
する帰還巻線を形成するようにしたので、プリント基板
を帰還巻線と他の電子部品実装と共用化できるため、装
置の小型化が実現できる。

【００６９】また、請求項５の発明によれば、１次コア
及び２次コアは、それぞれ対向部の断面積が相対的に大
きくなるように形成したので、漏れ磁束を低減できると
ともに、対向部以外の小型化が図れることから、装置の
小型化が実現できる。

【００７０】また、請求項６の発明によれば、２次コア
は、対向部の断面積が相対的に大きくなるように形成し
たので、漏れ磁束を低減できるとともに、対向部以外の
小型化が図れることから、負荷部の小型化が実現でき
る。

【００７１】また、請求項７の発明によれば、１次コア
及び２次コアは、それぞれ対向部を別体で形成するよう
にしたので、各コアの製造が容易になる。また、対向部
の断面積が相対的に大きい場合でも、巻線が巻回された
コイルボビンを脚部に配設することができる。

【００７２】また、請求項８の発明によれば、１次コア
の対向部を第１の筐体に埋設し、２次コアの対向部を第
２の筐体に埋設するようにしたので、対向部間のギャッ
プ長を一定にできる。また、埋設した分だけ装置の小型
化が図れる。また、一体成形することにより、製造工程
の簡略化が図れる。

【００７３】また、請求項９の発明によれば、２次コア
の対向部をプリント基板上の磁性材からなるパターンで
形成するようにしたので、プリント基板を他の電子部品
実装と共用化できるため、装置の小型化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る給電装置の磁気結合部分の第１実
施例を示す構成図である。

【図２】磁力線の分布を示す説明図である。

【図３】本発明に係る給電装置の磁気結合部分の第２実
施例を示す構成図である。

【図４】本発明に係る給電装置の磁気結合部分の第３実
施例を示す構成図である。

【図５】本発明に係る給電装置の磁気結合部分の第４実
施例を示す構成図である。

【図６】本発明に係る給電装置の磁気結合部分の第５実
施例を示す構成図である。

【図７】本発明に係る給電装置の磁気結合部分の第６実
施例を示す構成図である。

【図８】１次コアＫ１及び２次コアＫ２を示す構成図で
ある。

【図９】図８の磁気的な等価回路を示す説明図である。

【図１０】磁気抵抗の説明図である。

【図１１】第６実施例の変形例を示す構成図である。

【図１２】第６実施例の別の変形例を示す構成図であ
る。

【図１３】第６実施例の別の変形例を示す構成図であ
る。

【図１４】第６実施例の別の変形例を示す構成図であ
る。

【図１５】図１４の磁気抵抗の説明図である。

【図１６】本発明に係る給電装置の磁気結合部分の第７
実施例を示す構成図である。

【図１７】第７実施例の各コアの構成を示す断面図であ
る。

【図１８】本発明に係る給電装置の磁気結合部分の第８
実施例を示す構成図で、コ字状のコアを示している。

【図１９】本発明に係る給電装置の磁気結合部分の第８
実施例を示す構成図で、Ｉ字状のコアを示している。

【図２０】図１８の断面図である。

【図２１】図１９の断面図である。

【図２２】従来のインバータ電源回路の回路図である。

【図２３】同電源回路の波形図である。

【図２４】同電源回路が適用される従来の給電装置の構
成例を示すブロック図である。

【図２５】図２４の給電装置の磁力線の分布を示す説明
図である。

【符号の説明】

１０電源部１１負荷部Ａ電子部品Ｋ１１次コアＫ２２次コアＫ１１，Ｋ２１脚部Ｋ１２，Ｋ２２橋渡し部Ｋ１３，Ｋ２３対向部Ｌ１１次巻線Ｌ２２次巻線Ｌ３帰還巻線Ｐ１，Ｐ２プリント基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平田勝弘大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次巻線が巻回された１次コアを有する
電源部と、２次巻線が巻回された２次コアを有する負荷
部とがそれぞれ分離独立して形成されてなり、上記電源
部に上記負荷部を装着することにより上記１次コアの両
端面と上記２次コアの両端面とが互いに対向して磁気結
合する給電装置において、上記１次コア及び上記２次コ
アは、それぞれ一対の脚部とその間の橋渡し部とからな
り、上記装着時に各コアの脚部両端面の対向部が互いに
対向する位置に設けられており、少なくとも上記１次巻
線は、上記１次コアの両脚部に直列接続されるように巻
回されていることを特徴とする給電装置。
【請求項２】上記１次巻線及び上記２次巻線は、プリ
ント基板上の導電材からなるパターンで形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【請求項３】上記１次コアの脚部には、帰還巻線が巻
回されていることを特徴とする請求項１記載の給電装
置。
【請求項４】請求項１記載の給電装置において、孔が
穿設されたプリント基板を備え、上記プリント基板は、
上記孔を介して上記１次コアに貫通され、かつ、基板面
上には上記孔を中心に導電材からなる螺旋状のパターン
を有する帰還巻線が形成されていることを特徴とする給
電装置。
【請求項５】上記１次コア及び上記２次コアは、それ
ぞれ上記対向部の断面積が相対的に大きく形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【請求項６】上記２次コアは、上記対向部の断面積が
相対的に大きく形成されていることを特徴とする請求項
１記載の給電装置。
【請求項７】上記１次コア及び上記２次コアは、それ
ぞれ上記対向部が別体で形成されていることを特徴とす
る請求項１記載の給電装置。
【請求項８】請求項１記載の給電装置において、上記
電源部を収納する第１の筐体と、上記負荷部を収納する
第２の筐体とを備え、上記１次コアは、上記対向部が上
記第１の筐体に埋設され、上記２次コアは、上記対向部
が上記第２の筐体に埋設されていることを特徴とする給
電装置。
【請求項９】上記２次コアは、上記対向部がプリント
基板上の磁性材からなるパターンで形成されていること
を特徴とする請求項１記載の給電装置。