專利名稱：軟磁片,包括該軟磁片的組件和包括該組件的非接觸式輸電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于線圈之間的電磁感應(yīng)的非接觸式或無接點(diǎn)輸電 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
非接觸式或無接點(diǎn)式輸電系統(tǒng)中的一種包括電力接收裝置和電力傳 送裝置。電力接收裝置包括接收線圈，而電力輸送裝置包括輸送線圈。在 輸送線圈和接收線圈之間不存在直接接觸，基于輸送線圈和接收線圈之間 產(chǎn)生的電磁感應(yīng)，將電力從輸送線圈傳遞至接收線圈。例如，這樣的非接 觸式輸電系統(tǒng)用在用于向人造心臟供給電力的供電系統(tǒng)中。其它應(yīng)用領(lǐng)域
包括用于手持裝置的供電系統(tǒng)、IC標(biāo)識系統(tǒng)、蓄電池充電器系統(tǒng)等。
在JP-A2003-45731中公開了一種行之有效的輸電系統(tǒng)，在此以參考 的方式結(jié)合其內(nèi)容。所公開的輸電系統(tǒng)包括兩個(gè)線圈，即接收線圈和輸送 線圈，以及鐵氧體片。鐵氧體片包括多個(gè)軟磁鐵氧體小片，并設(shè)置在一個(gè) 線圈的外部上。
近來，要求非接觸式輸電系統(tǒng)，特別是電力接收裝置具有薄斷面。對 于薄斷面要求，也要求減薄軟磁片，如上述公開的片。然而，當(dāng)向該軟磁 片施加力時(shí)，薄的軟磁片可能會破碎；如果軟磁片破碎，則磁粉從破碎的 片上散落到電力接收裝置內(nèi)或外。存在對薄軟磁片的需求，該薄軟磁片用 于非接觸式輸電系統(tǒng)的電力接收裝置，并能夠在向該軟磁片施加力時(shí)阻止 磁粉的散落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種軟磁片，包括一對絕緣薄膜和密封地插 入所述絕緣薄膜之間的軟磁部件。
4本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種組件，包括上述軟磁片和堆疊在所述軟磁片上的線圈片，所述線圈片包括線圈。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了 一種非接觸式輸電系統(tǒng)，包括電力接收裝置和電力輸送裝置，電力接收裝置包括上述組件。
通過研究下文的較佳實(shí)施例的描述，并參照附圖，可以理解本發(fā)明的目的，且可以更完整地理解它的結(jié)構(gòu)。


圖1為示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非接觸式輸電系統(tǒng)的一部分的橫截面視圖，其中該非接觸式輸電系統(tǒng)包括電力輸送裝置和電力接收裝置。'
圖2A為示意性示出圖1的電力接收裝置的軟磁片的透視圖。
圖2B為示意性示出圖1的電力接收裝置的一部分的透視圖，該電力
接收裝置包括圖2A的軟磁片。
圖3A為示意性示出圖2A的軟磁片的變形的透視圖。
圖3B為示意性示出圖2B的電力接收裝置的變形的透視圖，該電力
接收裝置包括圖3A的軟磁片。
圖4為示意性示出圖1的電力接收裝置的變形的分解透視圖。圖5A為示意性示出圖1的電力接收裝置的變形的橫截面視圖。圖5B為示意性示出圖1的電力接收裝置的另一變形的橫截面視圖。圖5C為示意性示出圖1的電力接收裝置的另一變形的橫截面視圖。圖6A為示意性示出圖1的電力接收裝置的另一變形的一部分的橫截
面視圖，其中所展示的部分對應(yīng)于圖5B或圖5C的右側(cè)部分或左側(cè)部分。圖6B為示意性示出圖1的電力接收裝置的另一變形的一部分的橫截
面視圖，其中所展示的部分對應(yīng)于圖5B或圖5C的右側(cè)部分或左側(cè)部分。圖7為示意性示出圖1的電力接收裝置的另一變形的一部分的橫截
面視圖，其中所展示的部分對應(yīng)于圖5B或圖5C的右側(cè)部分或左側(cè)部分。圖8A為示意性示出圖2A的軟磁片的變形的透視圖。圖8B為示意性示出圖2A的軟磁片的另一變形的透視圖。圖8C為示意性示出圖2A的軟磁片的另一變形的透視圖。雖然本發(fā)明允許各種變形和替換形式，但以舉例的方式在附圖中示出了其具體實(shí)施例，且在此將詳細(xì)描述這些具體實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這里的所述附圖和詳細(xì)描述不是為了將本發(fā)明限制為所公開的特定形式，而相反，本發(fā)明覆蓋落入由附加的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍之內(nèi)的所有變形、等同物和替換。
具體實(shí)施例方式
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非接觸式或無接點(diǎn)輸電系統(tǒng)包括電力
接收裝置1和電力輸送裝置2。
電力接收裝置1包括軟磁片11、線圈片12、接收裝置殼體13和電路板45。軟磁片11安裝在電路板45上。線圈片12堆疊在軟磁片11上。線圈片12包括接收線圈33，如隨后所描述的，接收線圈33連接至形成在電路板45上的電路圖案。接收裝置殼體13由絕緣體制成，并容納軟磁片11、線圈片12和電路板45。
參照圖2A和2B，軟磁片11包括一對絕緣薄膜32和軟磁部件31，其中為了更好地理解，在圖2B中部分地省略了絕緣薄膜32。本實(shí)施例的軟磁部件31固定在絕緣薄膜32之間。具體的該軟磁部件31密封插入絕緣薄膜32之間。換句話說，軟磁部件31具有層狀結(jié)構(gòu)。每個(gè)絕緣薄膜32由聚酯薄膜制成。然而，本發(fā)明不限于此。絕緣薄膜32可以由其它材料制成。
本實(shí)施例的軟磁部件31包括十個(gè)軟磁件311。每個(gè)軟磁件3U具有小瓷磚形狀。然而，本發(fā)明不限于此。軟磁件可以具有其它形狀，如三角形等。此外，軟磁件311具有彼此相同的形狀。然而，本發(fā)明不限于此。例如，如圖3A和3B所示，軟磁部件可以由軟磁件31c、 31d組成，其中為了更好地理解，在圖3B中部分地省略了絕緣薄膜32。每個(gè)軟磁件31c具有矩形形狀。每個(gè)軟磁件31d具有與軟磁件31c類似的形狀，但形成有大致具有半環(huán)的凹陷。具有凹陷的軟磁件31d設(shè)置為形成圓形凹陷，該圓形凹陷定位在軟磁部件的中間部分。所述凹陷可以具有其他形狀。
本實(shí)施的軟磁件311設(shè)置成一層，以組成單環(huán)路(single lo叩)，使得軟磁部件31具有不包括任何軟磁件311的中間部分。在中間部分，絕緣薄膜31彼此直接固定。該絕緣薄膜31被形成在該中間部分處帶有開口 。
線圈片12包括兩個(gè)絕緣薄膜和接收線圈33。接收線圈33密封地插入絕緣薄膜之間。換句話說，線圈片12具有層狀結(jié)構(gòu)，使得接收線圈33通過該絕緣薄膜與該接收線圈33的外部絕緣。本實(shí)施例的接收線圈33的材料為絞合線，但是本發(fā)明不限于具體材料。線圈片12連接至軟磁片11，使得接收線圈33的內(nèi)部區(qū)域?qū)?yīng)于軟磁片11的中間部分，如從圖2B中明顯看出的。線圈片12可以具有其它結(jié)構(gòu)。例如，線圈片可以形成為印刷電路板，在印刷電路板中，線圈印刷在基板或板上。線圈片可以具有在絕緣片上固定有分立線圈的結(jié)構(gòu)。線圈片可以由分立線圈構(gòu)成，該分立線圈由多匝自焊絲(self-welding wire )形成。
接收裝置殼體13形成有凹陷部13a。凹陷部13a定位為對應(yīng)于軟磁片11的中間部分。本實(shí)施例的凹陷部13a具有倒角矩形形狀。然而，凹陷部13a可以具有任何形狀。
參照圖1，電力輸送裝置2包括用于供電的軟磁片21、線圈片22、輸送裝置殼體23和電路板24。軟磁片21具有與軟磁片11相同的結(jié)構(gòu)。線圈片22具有與線圈片12相同的結(jié)構(gòu)，其中線圈片22的線圈用作輸送線圈。然而，軟磁片21和/或線圈片22可以具有其它結(jié)構(gòu)。輸送線圈連接至形成在電路板24上的電路圖案。電力從線圈片22的輸送線圈輸送至接收線圈33。
輸送裝置殼體23形成有突起部23a，該突起部23a適合與凹陷部13a配合。突起部23a定位為對應(yīng)于軟磁片21的中間部分。在將突起部23a與凹陷部13a配合時(shí)，接收線圈33和輸送線圈設(shè)置為圍繞突起部23a和凹陷部13a，同時(shí)線圈片22的輸送線圈定位于與線圈片12的接收線圈33對應(yīng)，如圖1所示。接收線圈33和輸送線圈之間的位置對應(yīng)增強(qiáng)了輸電效率。在該實(shí)施例中，凹陷部13a形成為接收裝置殼體13的一部分，同時(shí)突起部23a形成為輸送裝置殼體23的一部分。可選擇地，凹陷部可形成為輸送裝置殼體23的一部分，同時(shí)突起部可形成為接收裝置殼體13的一部分。
可以將電力接收裝置1變形為如圖4所示。所展示的電路板45設(shè)置有定位標(biāo)記41。軟磁片11的絕緣薄膜32也設(shè)置有定位標(biāo)記41。同 地，線圈片12的絕緣薄膜34也形成有定位標(biāo)記41。定位標(biāo)記41之間的位置 對應(yīng)提供了合適堆疊的電路板45、軟磁片11和線圈片12。定位標(biāo)記41 可以具有其它任何形狀。
在該變形中，電路板45設(shè)置有電子元件44?？紤]到電子元件44的存 在，軟磁片11和線圈片12分別設(shè)置有切斷狀部分42、 43。由于切斷狀部 分42、 43的存在，當(dāng)軟磁片11和線圈片12堆疊在電路板45上時(shí)，可以 阻止軟磁片11和線圈片12被不希望地彎曲。
在上述實(shí)施例中，電力接收裝置1和電力輸送裝置2都包括各自的軟 磁片ll、 21。取決于它的使用環(huán)境，電力接收裝置1和電力輸送裝置2中 的任何一個(gè)可以包括軟磁片。然而，較佳地是，電力接收裝置1包括軟磁 片11。
在上述實(shí)施例中，軟磁片包括均勻厚度的軟磁部件31，且軟磁片的數(shù) 目僅為一個(gè)。然而，本發(fā)明不限于此。例如，軟磁片可以具有安裝部和圍 繞部，其中線圈片的接收線圈安裝在安裝部上，且圍繞部具有比安裝部的 厚度大的厚度。例如，圖5A至5C包括了非均勻厚度的軟磁片。圖5A的 軟磁片11包括軟磁件31al和軟磁件31a2。每個(gè)軟磁件31al具有均勻厚 度。另一方面，每個(gè)軟磁件31a2具有L形橫截面，即非均勻厚度。軟磁 件31al和軟磁件31a2設(shè)置為使軟磁片11具有較薄的部分和較厚的部分， 其中較薄的部分用作安裝部，同時(shí)較厚的部分用作圍繞部。較厚的部分， 即圍繞部增強(qiáng)了輸電特性。
雖然圖5A的軟磁片11不具有上述中間部分，但即使該軟磁片具有圍 繞部，該軟磁片也可以具有中間部分。例如，與圖5A類似，圖5B的軟 磁片11包括軟磁件31al和軟磁件31a2，所述軟磁件31al和軟磁件31a2 設(shè)置為使軟磁片11具有較薄的部分和較厚的部分。此外，圖5B的軟磁片 ll設(shè)置有不包含任何軟磁部件的中間部分。而且，類似結(jié)構(gòu)的軟磁片ll 可以由彼此具有不同形狀的兩個(gè)軟磁片形成，如圖5C所示。在圖5C中， 每個(gè)軟磁片lla和軟磁片llb具有均勻厚度的軟磁部件。然而，與軟磁片 Ua相比，軟磁片llb的軟磁部件具有大的孔。在此注意到，圖5A至5C 的軟磁片是示意性展示的，因此沒有示出絕緣薄膜32。
代替軟磁件，軟磁片11可以具有一個(gè)或多個(gè)軟磁板。例如，圖6A的
8軟磁片11包括兩個(gè)軟磁板51和52，它們采用粘合劑55粘接在一起。較 佳地是，粘合膠55具有小的楊氏模量，且在硬化過程中具有小的收縮性。 所展示軟磁板51和52由彼此不同的材料制成。圖6B的組件包括三個(gè)軟
磁片llu、 llm和llb。上部軟磁片llu具有框架形狀。中部軟磁片llm由與 上部軟磁片llu的材料相同的材料制成，但具有通常的板狀形狀。底部軟 磁片llb由不同于中部軟磁片llm的材料制成，但具有與軟磁片llm相同
的形狀。注意到，圖6A和6B的每個(gè)組件具有這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有 類似于圖5A至5C的較薄的部分和較厚的部分。
圖7示出了該組件的另一變形。圖7的組件包括兩個(gè)軟磁片11g、llp。 軟磁片11p具有通常的片狀軟磁部件54。另一方面，軟磁片llg具有設(shè)置 有磁隙61的軟磁部件51。磁隙61正好設(shè)置在線圈33下面，以增加圖7 的組件的磁飽和特性。較佳地是，軟磁部件51具有大的滲透性，如鐵氧 體或金屬化軟磁材料。鐵氧體的例子為Mn-Zn鐵氧體或Ni-Zn鐵氧體。 金屬化軟磁材料的例子為鐵硅鋁磁合金。軟磁部件54用來阻止磁泄漏。 軟磁部件54由電磁干擾抑制片制成，所述電磁干擾抑制片包括分散并位 于樹脂粘合劑中的鐵硅鋁磁合金薄片?？紤]到圖6A，可以對該變形進(jìn)行 進(jìn)一步的變形。具體地，軟磁部件51和軟磁部件54粘接在一起，且整個(gè) 部件51、 54密封地插入兩個(gè)絕緣薄膜32之間。
雖然圖2A的軟磁片11的軟磁部件31由彼此相同的軟磁件311組成， 但本發(fā)明不限于此。軟磁片可以由兩種或多種軟磁件組成，這取決于它的 使用環(huán)境。詳細(xì)地，如果僅在特殊區(qū)域需要高絕緣性，則具有高絕緣特性 的軟磁件應(yīng)當(dāng)用于該特殊區(qū)域。例如，在Mn-Zn基鐵氧體和Ni-Zn基鐵氧 體之間，Ni-Zn基鐵氧體應(yīng)當(dāng)用于該特殊區(qū)域；作為替代，Mn-Zn基鐵氧 體可以用于除所述特殊區(qū)域之外的其它區(qū)域。同樣地，如果發(fā)熱元件僅設(shè) 置在特定區(qū)域上，則具有高居里點(diǎn)的軟磁件應(yīng)當(dāng)用于所述特定區(qū)域。例如， 在Mn-Zn基鐵氧體和Ni-Zn基鐵氧體之間，Ni-Zn基鐵氧體應(yīng)當(dāng)用于該特 定區(qū)域；作為替代，Mn-Zn基鐵氧體可以用于除所述特定區(qū)域之外的其它 區(qū)域。
在圖8A中，采用了兩種軟磁件51、 52 。軟磁件52僅設(shè)置在一個(gè)側(cè) 邊緣上；其它區(qū)域由其它軟磁件51占據(jù)。這是具有上述特殊區(qū)域或特定區(qū)域的情況。在圖8B中，采用了兩種軟磁件51， 52，但是這兩種軟磁件 51， 52設(shè)置成棋盤狀圖案，使得它們的磁性被平均化。此外，圖8C的軟 磁片包括兩層軟磁件。在這個(gè)實(shí)施例中，上層的軟磁件的數(shù)目等于下層的 軟磁件的數(shù)目。換句話說，屬于上層的軟磁件在數(shù)目上與屬于下層的軟磁 件相等。與圖8B類似，下層包括兩種軟磁件51、 52，這兩種軟磁件51、 52設(shè)置成棋盤狀圖案。上層包括一種軟磁件53。 例1
制造了根據(jù)實(shí)施例1的非接觸式輸電系統(tǒng)，并進(jìn)行了評估。本實(shí)施例 l基于圖l、 2A和2B。每個(gè)軟磁件311由燒結(jié)尖晶石鐵氧體制成，該鐵 氧體具有約2500的滲透性和約0.5 T (5000 G)的飽和磁化強(qiáng)度。每塊311 的尺寸為11 mmX 11 mmX 1 mm。絕緣薄膜32由聚酯薄膜制成。軟磁片 21具有與軟磁片11相同的結(jié)構(gòu)。接收線圈由五匝絞合線形成，所述絞合 線由一捆十條銅基自焊絲形成，每條焊絲具有100pm的直徑。接收線圈 具有矩形環(huán)形狀，該矩形環(huán)具有35mmX25mm的外部尺寸，同時(shí)具有 25mmX15mm的內(nèi)部尺寸；接收線圈的厚度為1.5 mm。接收線圈插入聚 酯絕緣薄膜之間。線圈片22具有與線圈片12相同的結(jié)構(gòu)。突起部23a具 有3mm X18.5mmX8.5mm的形狀，而凹陷部13a具有3 mmX20 mmX
10 mm的形狀。在100kHz的頻率和4V的初級電壓電平的條件下，對二 次電壓電平P2和它的轉(zhuǎn)換效率Ti進(jìn)行了求值，其中11 =(輸入功率/輸入 功率)X100(Q/。)。所計(jì)算的二次電壓電平P2為8W，同時(shí)所計(jì)算的轉(zhuǎn)換效 率t!為58。/。。所計(jì)算的這些值顯示了良好的輸電能力。
例2
對圖3A和3B的情況進(jìn)行了類似的評估。軟磁件31c具有35 mmX
11 mmX 1 mm的尺寸。軟磁件31d的半環(huán)形狀的凹陷具有5 mm的半徑。 其它條件與上述實(shí)施例1的條件相同。所計(jì)算的二次電壓電平P2為8 W， 同時(shí)所計(jì)算的轉(zhuǎn)換效率il為59 %。所計(jì)算的這些值顯示了良好的輸電能 力。
例3
對圖5B的情況進(jìn)行了類似的評估。較薄的部分具有1 mm的厚度。 較厚的部分具有2.5mm的厚度。其它條件與上述實(shí)施例1的條件相同。所計(jì)算的二次電壓電平P2為8W，同時(shí)所計(jì)算的轉(zhuǎn)換效率11為68%。從 所述計(jì)算結(jié)果可以理解，較厚的部分增強(qiáng)了轉(zhuǎn)換效率Ti。 例4
對圖7的情況進(jìn)行了評估。軟磁部件51由Mn-Zn鐵氧體制成，并具 有l(wèi)lmm X5mmXlmm的形狀。軟磁部件51的磁隙61為1 mm。軟磁 部件54由包括分散在樹脂粘合劑中的鐵硅鋁磁合金粉末的電磁干擾抑制 片制成。磁隙61阻止了磁飽和，而電磁干擾抑制片阻止了磁泄漏。此外， 允許軟磁片具有30 mm的彎曲半徑。
本申請基于之前分別于2008年7月10日和2008年9月26日向日本 專利局遞交的日本專利申請JP2008-180583和JP2008-247346，在此以參考 的方式結(jié)合其內(nèi)容。
雖然已經(jīng)描述了認(rèn)為是本發(fā)明的較佳實(shí)施例的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員 將會認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的精神的前提下，可對此進(jìn)行其它的、進(jìn)一 步的變形，且目的是為了要求落入本發(fā)明的實(shí)際保護(hù)范圍之類的所有的這 樣的實(shí)施例的權(quán)利。
權(quán)利要求
1.一種軟磁片，包括一對絕緣薄膜；和固定在所述絕緣薄膜之間的軟磁部件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁片，其中所述軟磁部件密封地插入所 述絕緣薄膜之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁片，其中所述軟磁部件包括兩個(gè)或更 多個(gè)軟磁件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的軟磁片，其中所述軟磁件設(shè)置成一層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的軟磁片，其中所述軟磁件設(shè)置成兩層或更 多層，每層包括兩個(gè)或更多個(gè)所述軟磁件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的軟磁片，其中屬于所述層中之一層的軟磁 件的數(shù)目等于屬于所述層中另一層的軟磁件的數(shù)目。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的軟磁片，其中所述軟磁件分成至少兩組， 各組由彼此不同的材料制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁片，其中所述軟磁部件包括彼此堆疊 的兩個(gè)或更多個(gè)軟磁板。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的軟磁片，其中所述軟磁板分成至少兩組， 各組由彼此不同的材料制成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的軟磁片，包括中間部分，所述中間部分 在所述絕緣薄膜彼此直接固定的位置處不包括所述軟磁部件。
11. 一種組件，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁片和堆疊在所述軟 磁片上的線圈片，所述線圈片包括線圈。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的組件，其中所述線圈片為包括兩個(gè)薄膜 和密封地插入所述兩個(gè)薄膜之間的所述線圈的層狀結(jié)構(gòu)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的組件，其中所述軟磁片包括安裝部和圍 繞部，所述線圈設(shè)置在所述安裝部上，所述圍繞部具有比所述安裝部的另 一厚度大的厚度。
14. 一種非接觸式輸電系統(tǒng)，包括電力接收裝置和電力輸送裝置， 所述電力接收裝置包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的所述組件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的非接觸式輸電系統(tǒng)，其中 所述電力接收裝置包括接收裝置殼體；所述電力輸送裝置包括輸送裝置殼體；所述接收裝置殼體和所述輸送裝置殼體中的一個(gè)設(shè)置有突起 部，而所述接收裝置殼體和所述輸送裝置殼體中剩余的一個(gè)設(shè)置有凹陷 部；并且當(dāng)所述電力輸送裝置向所述電力接收裝置輸送電力時(shí)，所述突起 部與所述凹陷部配合。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的非接觸式輸電系統(tǒng)，其中 所述組件的所述線圈用作所述電力接收裝置的接收線圈；所述電力輸送裝置包括輸送線圈；所述接收線圈和所述輸送線圈設(shè)置為圍繞所述突 起部和所述凹陷部。
全文摘要
一種非接觸式輸電系統(tǒng)，包括電力接收裝置和電力輸送裝置。電力輸送裝置包括輸送線圈。電力接收裝置包括一組件，該組件包括線圈片和堆疊在線圈片上的軟磁片。線圈片包括接收線圈。電力從輸送線圈輸送至接收線圈。軟磁片包括一對絕緣薄膜和密封地插入所述絕緣薄膜之間的軟磁部件。
文檔編號H01F7/00GK101630562SQ200910151899
公開日2010年1月20日 申請日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者佐久間定勝 申請人:Nec東金株式會社