非接触伝送デバイス、並びにそれを備えるバッテリユニット及びバッテリリッドユニット
【課題】非接触通信用コイル及び非接触給電用コイルの一体化を可能とした非接触伝送デバイス、並びにそれを備えるバッテリユニット及びバッテリリッドユニットを提供する。
【解決手段】同一の磁性体１０上に非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０を設ける。磁性体１０の、比透磁率の実部をμ'、比透磁率の虚部をμ''、tanδ＝μ''／μ'、磁性体１０の飽和磁束密度をＢｍとしたとき、室温（例えば２５度）かつ１４ＭＨｚ以下の周波数において、２０≦μ'≦５００、μ''≦２００、tanδ≦１.０、かつＢｍ＞３３０ｍＴ（磁界の強さが１.６ｋＡ／ｍのとき）とする。
【解決手段】同一の磁性体１０上に非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０を設ける。磁性体１０の、比透磁率の実部をμ'、比透磁率の虚部をμ''、tanδ＝μ''／μ'、磁性体１０の飽和磁束密度をＢｍとしたとき、室温（例えば２５度）かつ１４ＭＨｚ以下の周波数において、２０≦μ'≦５００、μ''≦２００、tanδ≦１.０、かつＢｍ＞３３０ｍＴ（磁界の強さが１.６ｋＡ／ｍのとき）とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で信号及び電力を伝送する非接触伝送デバイス、並びにそれを備えるバッテリユニット及びバッテリリッドユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触で「信号」を伝送するＮＦＣ（Near Field Communication）は、例えば乗車カードや電子マネー等の非接触ＩＣカードが実用化され、近年では携帯電話やスマートフォン等の小型モバイル機器にも広く組み込まれている。ＮＦＣでは、ＩＣモジュールとコイルを備える非接触ＩＣカードや携帯電話をリーダ・ライタに近接させることで、非接触で信号を伝送できる。
【０００３】
他方、非接触で「電力」を伝送する非接触給電（Wireless Charging）は、近年では伝送効率が向上し、小型モバイル機器にも採用される流れとなっている。非接触給電では、一方のコイルを備える機器を前記一方のコイルと磁気的に結合する他方のコイルを備える充電器に近接させることで、非接触で電力を伝送できる。非接触給電は、電極が不要であるために、接触不良による充電エラーを避けることができ、また防水構造とするにも適している。
【０００４】
小型モバイル機器に非接触給電を採用する場合、既に組み込まれていることの多いＮＦＣと併設することになる。ＮＦＣと非接触給電は、コイルの電磁誘導を利用する点では共通するものの、各々のコイルは使用周波数や特性が異なる。例えば、ＮＦＣで使用する周波数が１３.５６ＭＨｚであるのに対し、非接触給電で使用する周波数は主に５０〜４００ｋＨｚの帯域であることが多い。また、ＮＦＣ用のコイルのインダクタンスが例えば１〜４μＨ（１３.５６ＭＨｚ時）であるのに対し、非接触給電用のコイルのインダクタンスは例えば８〜２４μＨ（１００〜３００ＫＨｚ時）である。そのため、ＮＦＣと非接触給電を併設することを考えると、例えば図１５（Ａ）,（Ｂ）に示すようにそれぞれのコイルを別々に分けて配置するのが通常である。
【０００５】
下記特許文献１は、非接触ＩＣカードにおいて２つのコイルを一体配置するものの、当該２つのコイルは信号送信系と信号受信系であり、必要とされる特性に大きな差は無い。下記特許文献２は、非接触給電に関し、被充電側のコイルと２次電池（通常アルミ等の金属でケーシングされている）との間に電磁遮蔽板を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−６９５３３号公報
【特許文献２】特開平８−７９９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
省スペース化の進んだ小型モバイル機器には、図１６のようにバッテリ、カメラ、ＮＦＣデバイスに加えて非接触給電デバイスを別途配置するスペースは存在しない。例えばＮＦＣデバイス（信号系）と非接触給電デバイス（電力系）を一体化するにしても、前述の通り各々のコイルは使用周波数や特性が異なるため両者を一体化することは困難である。
【０００８】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、非接触通信用コイル及び非接触給電用コイルの一体化を可能とした非接触伝送デバイス、並びにそれを備えるバッテリユニット及びバッテリリッドユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、非接触伝送デバイスである。この非接触伝送デバイスは、
平板状の磁性体と、前記磁性体の一方の面に設けられた非接触通信用コイル及び非接触給電用コイルとを備え、
前記磁性体の、比透磁率μrの実部をμ'、比透磁率μrの虚部をμ''、tanδ＝μ''／μ'としたとき、室温かつ１４ＭＨｚ以下の周波数において、
２０≦μ'≦５００、
μ''≦２００、かつ
tanδ≦１.０
であり、さらに、
前記磁性体の飽和磁束密度をＢｍとしたとき、室温かつ磁界の強さ１.６ｋＡ／ｍにおいて、Ｂｍ＞３３０ｍＴであることを特徴とする。
【００１０】
前記非接触給電用コイルが前記非接触通信用コイルの内側に位置してもよい。
【００１１】
前記磁性体は、前記非接触給電用コイルの内側において前記非接触給電用コイルの配置面から立ち上がる凸部を有してもよい。
【００１２】
前記非接触通信用コイル及び前記非接触給電用コイルが実質的に角形形状であってもよい。
【００１３】
前記非接触給電用コイルは、前記非接触通信用コイルと実質的に同心配置であってもよい。
【００１４】
前記磁性体は、前記非接触通信用コイルと前記非接触給電用コイルとの間のリング状の領域において前記一方の面から立ち上がる凸部を有してもよい。
【００１５】
本発明の第２の態様は、バッテリユニットである。このバッテリユニットは、前記非接触伝送デバイスとバッテリとが一体となっていることを特徴とする。
【００１６】
前記バッテリが金属ケーシングで覆われ、前記非接触伝送デバイスの前記磁性体の他方の面が前記バッテリ側にあって前記磁性体が磁気シールドを成してもよい。
【００１７】
前記バッテリが前記非接触伝送デバイスと接着或いは粘着により一体化されていてもよい。
【００１８】
前記非接触伝送デバイス及び前記バッテリを収容するパッケージを備え、前記非接触伝送デバイスの配線が前記パッケージの内部にあり、かつ前記配線と導通して外部との電気的接続を可能とする接点が前記パッケージに設けられていてもよい。
【００１９】
前記バッテリユニットにおいて、過充電防止回路が内蔵されていてもよい。
【００２０】
前記バッテリユニットにおいて、信号混合分離回路を備え、電気的接続のための接点を通信用及び給電用に共用してもよい。
【００２１】
本発明の第３の態様は、バッテリリッドユニットである。このバッテリリッドユニットは、前記非接触伝送デバイスと、バッテリで動作する機器本体に取り付けて前記バッテリを覆うリッドとを備え、前記非接触伝送デバイスが前記リッドと一体になっていることを特徴とする。
【００２２】
前記バッテリで動作する機器本体と電気的接続を可能とする接点を有してもよい。
【００２３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、磁性体の透磁率に条件を設けることで非接触通信用コイル及び非接触給電用コイルの一体化を可能とした非接触伝送デバイス、並びにそれを備えるバッテリユニット及びバッテリリッドユニットを実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る非接触伝送デバイスの平面図。
【図２】図１のII-II断面図。
【図３】本発明の実施の形態２に係る非接触伝送デバイスの平面図。
【図４】本発明の実施の形態３に係る非接触伝送デバイスの平面図。
【図５】本発明の実施の形態４に係る非接触伝送デバイスの平面図。
【図６】本発明の実施の形態５に係る非接触伝送デバイスの平面図。
【図７】図６のVII-VII断面図。
【図８】本発明の実施の形態６に係るバッテリユニットを小型モバイル機器本体に取り付ける場合の模式的分解図。
【図９】非接触伝送デバイスが小型モバイル機器本体に直接電気的に接続される場合のバッテリユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１０】バッテリが非接触伝送デバイスの増設に対応している場合のバッテリユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１１】バッテリユニットが樹脂等のパッケージに覆われて一体化されている場合のバッテリユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１２】バッテリユニットに過充電防止回路を内蔵した場合のバッテリユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１３】信号混合分離回路を用いる場合のバッテリユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１４】本発明の実施の形態７に係るバッテリリッドユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１５】ＮＦＣと非接触給電の各コイルを別々に分けて配置した場合の模式図。
【図１６】ＮＦＣと非接触給電の各コイルを別々にして携帯電話に搭載する場合の模式的説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態１に係る非接触伝送デバイス１の平面図である。図２は、図１のII-II断面図である。非接触伝送デバイス１は、平板状の磁性体１０と、非接触通信用コイル２０（ＮＦＣコイル）と、非接触給電用コイル３０とを備える。
【００２８】
磁性体１０は、例えば一体のフェライト焼成物であって磁気シールドとして作用し、コアとして機能する凸部１１を中央部に有する。すなわち、凸部１１は、非接触給電用コイル３０の内側において非接触給電用コイル３０の配置面から立ち上がる。なお、凸部１１は、磁性体１０の一部であってもよいし磁性体１０とは別体であってもよい。
【００２９】
非接触通信用コイル２０は、非接触で「信号」を伝送するためのコイルである。非接触給電用コイル３０は、非接触で「電力」を伝送するためのコイルである。非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０は、磁性体１０の一方の面上に設けられ、それぞれ１本分の線径の厚みとなるように薄く平面的に複数回（多数回）周回する。非接触給電用コイル３０が非接触通信用コイル２０の内側となる位置関係であり、両者は実質的に同心配置かつ上方から見て実質的に角形形状である。
【００３０】
非接触通信用コイル２０は、ここではＦＰＣ２１（フレキシブルプリント基板）上の導体パターンとして形成される。ＦＰＣ２１は、外形は磁性体１０と略同形状で且つ中央部が開口した枠状部（環状部）を有し、非接触給電用コイル３０を囲むように磁性体１０の一方の面上に接着等により固定される。また、ＦＰＣ２１は、前記枠状部から外側に延びる端子部２１ａ,２２ｂを有する。端子部２１ａ,２２ｂには電気的な接点となる電極２０１〜２０４が形成される。非接触通信用コイル２０の両端の引出線２０ａ,２０ｂは、端子部２１ａ上に引き出されて電極２０１,２０２に電気的に接続される。なお、引出線２０ｂのうち非接触通信用コイル２０の環状部を内側から外側に跨ぐ部分には、例えばジャンパー線を用いる。非接触給電用コイル３０の両端の引出線３０ａ,３０ｂは、非接触通信用コイル２０の上を跨いで端子部２１ｂ上に引き出され、電極２０３,２０４に電気的に接続される。非接触給電用コイル３０は、例えばエナメル線等の絶縁被覆線を周回させたものである。
【００３１】
本実施の形態では、同一の磁性体１０上に非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０を設けている。非接触通信用コイル２０の使用周波数は例えば１３.５６ＭＨｚであるのに対し、非接触給電用コイル３０の使用周波数は例えば５０〜４００ｋＨｚの帯域であることが多い。また、非接触通信用コイル２０のインダクタンスは１μＨ（１３.５６ＭＨｚ時）とするのに対し、非接触給電用コイル３０のインダクタンスは８〜２０μＨ（１００〜３００ＫＨｚ時）とする必要がある（いずれも磁性体１０上に配置時のインダクタンス値）。このように、両コイルは使用周波数や特性が異なるため、磁性体１０は下記の性質を満たすように作製する。すなわち、磁性体１０の、比透磁率の実部をμ'、比透磁率の虚部をμ''、tanδ＝μ''／μ'、磁性体１０の飽和磁束密度をＢｍとしたとき、室温（例えば２５度）かつ１４ＭＨｚ以下の周波数において、
２０≦μ'≦５００、
μ''≦２００、
tanδ≦１.０、かつ
Ｂｍ＞３３０ｍＴ（磁界の強さが１.６ｋＡ／ｍのとき）
とする。但し、Ｂｍの条件のみ直流時の値を示している。
【００３２】
上記条件のうち、２０≦μ'は、充電器側あるいはリーダ・ライタ側と電磁誘導により電力あるいは信号をやりとりするために必要な透磁率の条件である。μ'≦５００は、μ'が５００を超えてくると磁気損失項であるμ''が大きくなるため、主にＮＦＣのために設定した条件である。μ''≦２００は、μ''が２００を超えてくるとＮＦＣの通信距離が短くなるため、必要な通信距離を確保するために設定した条件である。μ''が小さいほど、リーダ・ライタから離しても通信が可能となる。tanδ≦１.０は、電磁誘導による通信効率と磁気損失とのバランスを考慮して主にＮＦＣのために設定した条件である。Ｂｍ＞３３０ｍＴは、非接触給電用コイル３０に流れる比較的大きな電流によっても磁気飽和しないようにするために、主に非接触給電のために設定した条件である。これらの条件を満たすことにより、磁性体１０は、電力系と信号系の双方に対応できる磁気シールドとなる。
【００３３】
本実施の形態によれば、下記のとおりの効果を奏することができる。
【００３４】
(1) 磁性体１０が上記の条件を満たすものであるため、同一の磁性体１０で非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０に対して効果的に磁気シールドを行うことが可能となる。
【００３５】
(2) そして、そのような磁性体１０上に非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０を一体的に設けて一体化コイルユニットとしたことで、省スペース化を図ることができ、例えば小型モバイル機器への搭載に有利である。すなわち、既に組み込まれていることの多いＮＦＣに加え、小型モバイル機器に非接触給電機能を搭載することが小型化により容易となる。
【００３６】
図３は、本発明の実施の形態２に係る非接触伝送デバイス２の平面図である。本実施の形態の非接触伝送デバイス２は、図１に示す非接触伝送デバイス１と比較して、非接触通信用コイル２０の両端の引出線２０ａ,２０ｂ及び非接触給電用コイル３０の両端の引出線３０ａ,３０ｂをＦＰＣ２１の同じ端子部２１ｃ上に引き出してそれぞれ端子部２１ｃ上の電極２０１〜２０４に電気的に接続している点で相違し、その他の点は同様である。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００３７】
図４は、本発明の実施の形態３に係る非接触伝送デバイス３の平面図である。本実施の形態の非接触伝送デバイス３は、図１に示す非接触伝送デバイス１と異なり、非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０の位置関係が逆になっていて（非接触給電用コイル３０が非接触通信用コイル２０の外側に位置し）、非接触通信用コイル２０用の電極２０１,２０２が非接触給電用コイル３０の内側にあり、磁性体１０は図１の凸部１１に相当するものを有さない。この場合、ＦＰＣ２１の中央部に開口は不要で、端子部２１ａは無く、端子部２１ｂは非接触給電用コイル３０の環状部と磁性体１０との間を通って外側に延びる。本実施の形態のその他の点は、実施の形態１と同様である。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００３８】
図５は、本発明の実施の形態４に係る非接触伝送デバイス４の平面図である。本実施の形態の非接触伝送デバイス４は、図４に示す非接触伝送デバイス３と比較して、ＦＰＣ２０の端子部２１ｂが無くなって非接触給電用コイル３０の両端の引出線３０ａ,３０ｂが直接磁性体１０の外側に引き出されている点で相違し、その他の点は同様である。本実施の形態も、実施の形態３と同様の効果を奏する。
【００３９】
図６は、本発明の実施の形態５に係る非接触伝送デバイス１５の平面図である。図７は、図６のVII-VII断面図である。本実施の形態の非接触伝送デバイス１５は、図１に示す非接触伝送デバイス１と比較して、磁性体１０が非接触通信用コイル２０と非接触給電用コイル３０との間のリング状の領域に突起部１２を有する点で相違し、その他の点は同様である。突起部１２は、凸部１１と略同一高さである。なお、突起部１２は、図示のように前記リング状の領域を１周する連続したリング状突起であってもよいし、複数の突起がリング状に配列されたものであってもよい（不図示）。なお、突起部１２をリング状突起とする場合、リング状突起を内側から外側に渡す溝部（不図示）を設け、当該溝部を経由して非接触給電用コイル３０の引出線３０ａ,３０ｂを引き出してもよい。これによれば、引出線３０ａ,３０ｂが突起部１２から出っ張ることを防止できる。
【００４０】
突起部１２を設けた理由は次のとおりである。すなわち、非接触伝送デバイス１５で非接触通信を行う場合、非接触給電用コイル３０は非接触通信と無関係な導体部であり、非接触給電用コイル３０による電磁波の干渉により非接触通信の通信距離が短くなるという問題がある。そこで、突起部１２を設けると、非接触通信時の非接触給電用コイル３０による干渉を低減でき、突起部１２を設けない場合と比較して非接触通信の通信距離を長くすることができる。なお、実施の形態２〜４の場合にも同様の突起部１２を設けることができ、そうすることでコイル間の干渉を低減できる。
【００４１】
以下、非接触伝送デバイス及びバッテリを一体化したバッテリユニットの実施の形態について説明する。
【００４２】
図８は、本発明の実施の形態６に係るバッテリユニット５を小型モバイル機器本体８に取り付ける場合の模式的分解図である。なお、小型モバイル機器は、図示の例では携帯電話であるが、スマートフォンやデジタルカメラ、携帯ゲーム機、携帯音楽プレイヤ等の小型モバイル機器であってもよい。
【００４３】
バッテリユニット５は、小型モバイル機器のバッテリ７の表面（小型モバイル機器本体８とは反対側の面）に、非接触伝送デバイス６を接着ないし粘着により一体化したものである。非接触伝送デバイス６とバッテリ７は当初から一体に形成されてもよい。非接触伝送デバイス６は、実施の形態１〜５のいずれかで説明したものを用いる。非接触伝送デバイス６の磁性体１０（図１等）は、コイル搭載面と反対側の面がバッテリ７側になる配置である。２次電池であるバッテリ７は、アルミ等の金属ケーシングで表面が覆われている。バッテリユニット５は、小型モバイル機器本体８に取り付けられた状態でリッド９（バッテリケース）によって覆われる。リッド９は、小型モバイル機器本体８に対して着脱自在に取り付けられる。
【００４４】
非接触伝送デバイス６と小型モバイル機器本体８との電気的接続の方法の例を以下に説明する。
【００４５】
図９は、非接触伝送デバイス６が小型モバイル機器本体８に直接電気的に接続される場合のバッテリユニット５と小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。非接触伝送デバイス６と小型モバイル機器本体８との電気的接合は、給電及び通信のどちらも小型モバイル機器本体８側に専用端子８０１〜８０４を既存の電源端子８ａとは別に設けて非接触伝送デバイス６の電極２０１〜２０４と直接接合する。給電系は小型モバイル機器本体８内の過充電防止回路８１等を経由してバッテリ７に給電し、信号系は小型モバイル機器本体８内へ信号を伝送してＲＦＩＤ信号処理回路８２にて信号処理を行う。なお、バッテリ７と小型モバイル機器本体８との接続は、既存の電源端子７ａ,８ａの相互接続によって成される。
【００４６】
図１０は、バッテリ７が非接触伝送デバイスの増設に対応している場合のバッテリユニット５と小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。バッテリ７は、非接触伝送デバイス６との接点となる端子７０１〜７０４を有するとともに、小型モバイル機器本体８との接点となる端子７１１〜７１４を既存の電源端子７ａとは別に有する。非接触伝送デバイス６とバッテリ７とを一体化する際に、端子２０１〜２０４と端子７０１〜７０４とを電気的に接続させる。この場合、バッテリユニット５を小型モバイル機器本体８の所定位置に取り付けることで、端子７１１〜７１４が小型モバイル機器本体８側の専用端子８０１〜８０４に接続され、給電及び通信のどちらの電気的接続も完了できる。図１０におけるその他の点は図９と同様である。
【００４７】
図１１は、バッテリユニット５が樹脂等のパッケージ５ａに覆われて一体化されている場合のバッテリユニット５と小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。非接触伝送デバイス６の配線はパッケージ５ａの内部にあり、当該配線と導通する接点である端子５０１〜５０４がパッケージ５ａの表面に露出して設けられる。この場合も、バッテリユニット５を小型モバイル機器本体８の所定位置に取り付けることで、端子５０１〜５０４が小型モバイル機器本体８側の専用端子８０１〜８０４に接続され、給電及び通信のどちらの電気的接続も完了できる。図１１におけるその他の点は図９と同様である。
【００４８】
図１２は、バッテリユニット５に過充電防止回路５２を内蔵した場合のバッテリユニット５と小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。これによれば、小型モバイル機器本体８を経由せずに非接触伝送デバイス６からバッテリ７に給電可能である。このため、図１１に示す給電用の端子５０３,５０４,８０３,８０４は不要である。図１２におけるその他の点は図１１と同様である。
【００４９】
図１３は、信号混合分離回路を用いる場合のバッテリユニット５と小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。信号混合分離回路５３,８３は、バッテリユニット５及び小型モバイル機器本体８にそれぞれ設けられる。信号混合分離回路５３,８３を用いることにより電源系の接続と信号系の接続を共用すれば、既存の電源端子に加えての端子の増設は必要ない。すなわち、図１２における通信用の端子５０１,５０２,８０１,８０２は不要である。図１３におけるその他の点は図１２と同様である。
【００５０】
以下、非接触伝送デバイスをバッテリケース用のリッド９の背面（内側の面）に一体化したバッテリリッドユニットの実施の形態について説明する。
【００５１】
図１４は、本発明の実施の形態７に係るバッテリリッドユニットと小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。非接触伝送デバイス６は、実施の形態１〜５のいずれかで説明したものを用いる。通常のリッドには接点が無いので、専用の端子９０１〜９０４を新たに設け、小型モバイル機器本体８側の専用端子８０１〜８０４に接続する。図１４におけるその他の点は、図９と同様である。
【００５２】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００５３】
非接触伝送デバイスにおいて、非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０は同心配置に限定されない。実施の形態１及び２において、磁性体１０の凸部１１（コイルコアとして作用）は無くてもよい。非接触通信用コイル２０はＦＰＣ２１上の導電パターンとして形成することに替えて、エナメル銅線等の絶縁被覆線を周回させたコイルとしてもよい。非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０は角形形状であるとスペース効率がよいが、円形や長円形を始め、その他の形状としてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１〜４ 非接触伝送デバイス
５ バッテリユニット
７ バッテリ
８ 小型モバイル機器本体
９ リッド
１０ 磁性体
１１ 凸部
２０ 非接触通信用コイル
２１ ＦＰＣ
２１ａ,２２ｂ 端子部
３０ 非接触給電用コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で信号及び電力を伝送する非接触伝送デバイス、並びにそれを備えるバッテリユニット及びバッテリリッドユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触で「信号」を伝送するＮＦＣ（Near Field Communication）は、例えば乗車カードや電子マネー等の非接触ＩＣカードが実用化され、近年では携帯電話やスマートフォン等の小型モバイル機器にも広く組み込まれている。ＮＦＣでは、ＩＣモジュールとコイルを備える非接触ＩＣカードや携帯電話をリーダ・ライタに近接させることで、非接触で信号を伝送できる。
【０００３】
他方、非接触で「電力」を伝送する非接触給電（Wireless Charging）は、近年では伝送効率が向上し、小型モバイル機器にも採用される流れとなっている。非接触給電では、一方のコイルを備える機器を前記一方のコイルと磁気的に結合する他方のコイルを備える充電器に近接させることで、非接触で電力を伝送できる。非接触給電は、電極が不要であるために、接触不良による充電エラーを避けることができ、また防水構造とするにも適している。
【０００４】
小型モバイル機器に非接触給電を採用する場合、既に組み込まれていることの多いＮＦＣと併設することになる。ＮＦＣと非接触給電は、コイルの電磁誘導を利用する点では共通するものの、各々のコイルは使用周波数や特性が異なる。例えば、ＮＦＣで使用する周波数が１３.５６ＭＨｚであるのに対し、非接触給電で使用する周波数は主に５０〜４００ｋＨｚの帯域であることが多い。また、ＮＦＣ用のコイルのインダクタンスが例えば１〜４μＨ（１３.５６ＭＨｚ時）であるのに対し、非接触給電用のコイルのインダクタンスは例えば８〜２４μＨ（１００〜３００ＫＨｚ時）である。そのため、ＮＦＣと非接触給電を併設することを考えると、例えば図１５（Ａ）,（Ｂ）に示すようにそれぞれのコイルを別々に分けて配置するのが通常である。
【０００５】
下記特許文献１は、非接触ＩＣカードにおいて２つのコイルを一体配置するものの、当該２つのコイルは信号送信系と信号受信系であり、必要とされる特性に大きな差は無い。下記特許文献２は、非接触給電に関し、被充電側のコイルと２次電池（通常アルミ等の金属でケーシングされている）との間に電磁遮蔽板を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−６９５３３号公報
【特許文献２】特開平８−７９９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
省スペース化の進んだ小型モバイル機器には、図１６のようにバッテリ、カメラ、ＮＦＣデバイスに加えて非接触給電デバイスを別途配置するスペースは存在しない。例えばＮＦＣデバイス（信号系）と非接触給電デバイス（電力系）を一体化するにしても、前述の通り各々のコイルは使用周波数や特性が異なるため両者を一体化することは困難である。
【０００８】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、非接触通信用コイル及び非接触給電用コイルの一体化を可能とした非接触伝送デバイス、並びにそれを備えるバッテリユニット及びバッテリリッドユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、非接触伝送デバイスである。この非接触伝送デバイスは、
平板状の磁性体と、前記磁性体の一方の面に設けられた非接触通信用コイル及び非接触給電用コイルとを備え、
前記磁性体の、比透磁率μrの実部をμ'、比透磁率μrの虚部をμ''、tanδ＝μ''／μ'としたとき、室温かつ１４ＭＨｚ以下の周波数において、
２０≦μ'≦５００、
μ''≦２００、かつ
tanδ≦１.０
であり、さらに、
前記磁性体の飽和磁束密度をＢｍとしたとき、室温かつ磁界の強さ１.６ｋＡ／ｍにおいて、Ｂｍ＞３３０ｍＴであることを特徴とする。
【００１０】
前記非接触給電用コイルが前記非接触通信用コイルの内側に位置してもよい。
【００１１】
前記磁性体は、前記非接触給電用コイルの内側において前記非接触給電用コイルの配置面から立ち上がる凸部を有してもよい。
【００１２】
前記非接触通信用コイル及び前記非接触給電用コイルが実質的に角形形状であってもよい。
【００１３】
前記非接触給電用コイルは、前記非接触通信用コイルと実質的に同心配置であってもよい。
【００１４】
前記磁性体は、前記非接触通信用コイルと前記非接触給電用コイルとの間のリング状の領域において前記一方の面から立ち上がる凸部を有してもよい。
【００１５】
本発明の第２の態様は、バッテリユニットである。このバッテリユニットは、前記非接触伝送デバイスとバッテリとが一体となっていることを特徴とする。
【００１６】
前記バッテリが金属ケーシングで覆われ、前記非接触伝送デバイスの前記磁性体の他方の面が前記バッテリ側にあって前記磁性体が磁気シールドを成してもよい。
【００１７】
前記バッテリが前記非接触伝送デバイスと接着或いは粘着により一体化されていてもよい。
【００１８】
前記非接触伝送デバイス及び前記バッテリを収容するパッケージを備え、前記非接触伝送デバイスの配線が前記パッケージの内部にあり、かつ前記配線と導通して外部との電気的接続を可能とする接点が前記パッケージに設けられていてもよい。
【００１９】
前記バッテリユニットにおいて、過充電防止回路が内蔵されていてもよい。
【００２０】
前記バッテリユニットにおいて、信号混合分離回路を備え、電気的接続のための接点を通信用及び給電用に共用してもよい。
【００２１】
本発明の第３の態様は、バッテリリッドユニットである。このバッテリリッドユニットは、前記非接触伝送デバイスと、バッテリで動作する機器本体に取り付けて前記バッテリを覆うリッドとを備え、前記非接触伝送デバイスが前記リッドと一体になっていることを特徴とする。
【００２２】
前記バッテリで動作する機器本体と電気的接続を可能とする接点を有してもよい。
【００２３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、磁性体の透磁率に条件を設けることで非接触通信用コイル及び非接触給電用コイルの一体化を可能とした非接触伝送デバイス、並びにそれを備えるバッテリユニット及びバッテリリッドユニットを実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る非接触伝送デバイスの平面図。
【図２】図１のII-II断面図。
【図３】本発明の実施の形態２に係る非接触伝送デバイスの平面図。
【図４】本発明の実施の形態３に係る非接触伝送デバイスの平面図。
【図５】本発明の実施の形態４に係る非接触伝送デバイスの平面図。
【図６】本発明の実施の形態５に係る非接触伝送デバイスの平面図。
【図７】図６のVII-VII断面図。
【図８】本発明の実施の形態６に係るバッテリユニットを小型モバイル機器本体に取り付ける場合の模式的分解図。
【図９】非接触伝送デバイスが小型モバイル機器本体に直接電気的に接続される場合のバッテリユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１０】バッテリが非接触伝送デバイスの増設に対応している場合のバッテリユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１１】バッテリユニットが樹脂等のパッケージに覆われて一体化されている場合のバッテリユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１２】バッテリユニットに過充電防止回路を内蔵した場合のバッテリユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１３】信号混合分離回路を用いる場合のバッテリユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１４】本発明の実施の形態７に係るバッテリリッドユニットと小型モバイル機器本体の概略ブロック図。
【図１５】ＮＦＣと非接触給電の各コイルを別々に分けて配置した場合の模式図。
【図１６】ＮＦＣと非接触給電の各コイルを別々にして携帯電話に搭載する場合の模式的説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態１に係る非接触伝送デバイス１の平面図である。図２は、図１のII-II断面図である。非接触伝送デバイス１は、平板状の磁性体１０と、非接触通信用コイル２０（ＮＦＣコイル）と、非接触給電用コイル３０とを備える。
【００２８】
磁性体１０は、例えば一体のフェライト焼成物であって磁気シールドとして作用し、コアとして機能する凸部１１を中央部に有する。すなわち、凸部１１は、非接触給電用コイル３０の内側において非接触給電用コイル３０の配置面から立ち上がる。なお、凸部１１は、磁性体１０の一部であってもよいし磁性体１０とは別体であってもよい。
【００２９】
非接触通信用コイル２０は、非接触で「信号」を伝送するためのコイルである。非接触給電用コイル３０は、非接触で「電力」を伝送するためのコイルである。非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０は、磁性体１０の一方の面上に設けられ、それぞれ１本分の線径の厚みとなるように薄く平面的に複数回（多数回）周回する。非接触給電用コイル３０が非接触通信用コイル２０の内側となる位置関係であり、両者は実質的に同心配置かつ上方から見て実質的に角形形状である。
【００３０】
非接触通信用コイル２０は、ここではＦＰＣ２１（フレキシブルプリント基板）上の導体パターンとして形成される。ＦＰＣ２１は、外形は磁性体１０と略同形状で且つ中央部が開口した枠状部（環状部）を有し、非接触給電用コイル３０を囲むように磁性体１０の一方の面上に接着等により固定される。また、ＦＰＣ２１は、前記枠状部から外側に延びる端子部２１ａ,２２ｂを有する。端子部２１ａ,２２ｂには電気的な接点となる電極２０１〜２０４が形成される。非接触通信用コイル２０の両端の引出線２０ａ,２０ｂは、端子部２１ａ上に引き出されて電極２０１,２０２に電気的に接続される。なお、引出線２０ｂのうち非接触通信用コイル２０の環状部を内側から外側に跨ぐ部分には、例えばジャンパー線を用いる。非接触給電用コイル３０の両端の引出線３０ａ,３０ｂは、非接触通信用コイル２０の上を跨いで端子部２１ｂ上に引き出され、電極２０３,２０４に電気的に接続される。非接触給電用コイル３０は、例えばエナメル線等の絶縁被覆線を周回させたものである。
【００３１】
本実施の形態では、同一の磁性体１０上に非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０を設けている。非接触通信用コイル２０の使用周波数は例えば１３.５６ＭＨｚであるのに対し、非接触給電用コイル３０の使用周波数は例えば５０〜４００ｋＨｚの帯域であることが多い。また、非接触通信用コイル２０のインダクタンスは１μＨ（１３.５６ＭＨｚ時）とするのに対し、非接触給電用コイル３０のインダクタンスは８〜２０μＨ（１００〜３００ＫＨｚ時）とする必要がある（いずれも磁性体１０上に配置時のインダクタンス値）。このように、両コイルは使用周波数や特性が異なるため、磁性体１０は下記の性質を満たすように作製する。すなわち、磁性体１０の、比透磁率の実部をμ'、比透磁率の虚部をμ''、tanδ＝μ''／μ'、磁性体１０の飽和磁束密度をＢｍとしたとき、室温（例えば２５度）かつ１４ＭＨｚ以下の周波数において、
２０≦μ'≦５００、
μ''≦２００、
tanδ≦１.０、かつ
Ｂｍ＞３３０ｍＴ（磁界の強さが１.６ｋＡ／ｍのとき）
とする。但し、Ｂｍの条件のみ直流時の値を示している。
【００３２】
上記条件のうち、２０≦μ'は、充電器側あるいはリーダ・ライタ側と電磁誘導により電力あるいは信号をやりとりするために必要な透磁率の条件である。μ'≦５００は、μ'が５００を超えてくると磁気損失項であるμ''が大きくなるため、主にＮＦＣのために設定した条件である。μ''≦２００は、μ''が２００を超えてくるとＮＦＣの通信距離が短くなるため、必要な通信距離を確保するために設定した条件である。μ''が小さいほど、リーダ・ライタから離しても通信が可能となる。tanδ≦１.０は、電磁誘導による通信効率と磁気損失とのバランスを考慮して主にＮＦＣのために設定した条件である。Ｂｍ＞３３０ｍＴは、非接触給電用コイル３０に流れる比較的大きな電流によっても磁気飽和しないようにするために、主に非接触給電のために設定した条件である。これらの条件を満たすことにより、磁性体１０は、電力系と信号系の双方に対応できる磁気シールドとなる。
【００３３】
本実施の形態によれば、下記のとおりの効果を奏することができる。
【００３４】
(1) 磁性体１０が上記の条件を満たすものであるため、同一の磁性体１０で非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０に対して効果的に磁気シールドを行うことが可能となる。
【００３５】
(2) そして、そのような磁性体１０上に非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０を一体的に設けて一体化コイルユニットとしたことで、省スペース化を図ることができ、例えば小型モバイル機器への搭載に有利である。すなわち、既に組み込まれていることの多いＮＦＣに加え、小型モバイル機器に非接触給電機能を搭載することが小型化により容易となる。
【００３６】
図３は、本発明の実施の形態２に係る非接触伝送デバイス２の平面図である。本実施の形態の非接触伝送デバイス２は、図１に示す非接触伝送デバイス１と比較して、非接触通信用コイル２０の両端の引出線２０ａ,２０ｂ及び非接触給電用コイル３０の両端の引出線３０ａ,３０ｂをＦＰＣ２１の同じ端子部２１ｃ上に引き出してそれぞれ端子部２１ｃ上の電極２０１〜２０４に電気的に接続している点で相違し、その他の点は同様である。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００３７】
図４は、本発明の実施の形態３に係る非接触伝送デバイス３の平面図である。本実施の形態の非接触伝送デバイス３は、図１に示す非接触伝送デバイス１と異なり、非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０の位置関係が逆になっていて（非接触給電用コイル３０が非接触通信用コイル２０の外側に位置し）、非接触通信用コイル２０用の電極２０１,２０２が非接触給電用コイル３０の内側にあり、磁性体１０は図１の凸部１１に相当するものを有さない。この場合、ＦＰＣ２１の中央部に開口は不要で、端子部２１ａは無く、端子部２１ｂは非接触給電用コイル３０の環状部と磁性体１０との間を通って外側に延びる。本実施の形態のその他の点は、実施の形態１と同様である。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００３８】
図５は、本発明の実施の形態４に係る非接触伝送デバイス４の平面図である。本実施の形態の非接触伝送デバイス４は、図４に示す非接触伝送デバイス３と比較して、ＦＰＣ２０の端子部２１ｂが無くなって非接触給電用コイル３０の両端の引出線３０ａ,３０ｂが直接磁性体１０の外側に引き出されている点で相違し、その他の点は同様である。本実施の形態も、実施の形態３と同様の効果を奏する。
【００３９】
図６は、本発明の実施の形態５に係る非接触伝送デバイス１５の平面図である。図７は、図６のVII-VII断面図である。本実施の形態の非接触伝送デバイス１５は、図１に示す非接触伝送デバイス１と比較して、磁性体１０が非接触通信用コイル２０と非接触給電用コイル３０との間のリング状の領域に突起部１２を有する点で相違し、その他の点は同様である。突起部１２は、凸部１１と略同一高さである。なお、突起部１２は、図示のように前記リング状の領域を１周する連続したリング状突起であってもよいし、複数の突起がリング状に配列されたものであってもよい（不図示）。なお、突起部１２をリング状突起とする場合、リング状突起を内側から外側に渡す溝部（不図示）を設け、当該溝部を経由して非接触給電用コイル３０の引出線３０ａ,３０ｂを引き出してもよい。これによれば、引出線３０ａ,３０ｂが突起部１２から出っ張ることを防止できる。
【００４０】
突起部１２を設けた理由は次のとおりである。すなわち、非接触伝送デバイス１５で非接触通信を行う場合、非接触給電用コイル３０は非接触通信と無関係な導体部であり、非接触給電用コイル３０による電磁波の干渉により非接触通信の通信距離が短くなるという問題がある。そこで、突起部１２を設けると、非接触通信時の非接触給電用コイル３０による干渉を低減でき、突起部１２を設けない場合と比較して非接触通信の通信距離を長くすることができる。なお、実施の形態２〜４の場合にも同様の突起部１２を設けることができ、そうすることでコイル間の干渉を低減できる。
【００４１】
以下、非接触伝送デバイス及びバッテリを一体化したバッテリユニットの実施の形態について説明する。
【００４２】
図８は、本発明の実施の形態６に係るバッテリユニット５を小型モバイル機器本体８に取り付ける場合の模式的分解図である。なお、小型モバイル機器は、図示の例では携帯電話であるが、スマートフォンやデジタルカメラ、携帯ゲーム機、携帯音楽プレイヤ等の小型モバイル機器であってもよい。
【００４３】
バッテリユニット５は、小型モバイル機器のバッテリ７の表面（小型モバイル機器本体８とは反対側の面）に、非接触伝送デバイス６を接着ないし粘着により一体化したものである。非接触伝送デバイス６とバッテリ７は当初から一体に形成されてもよい。非接触伝送デバイス６は、実施の形態１〜５のいずれかで説明したものを用いる。非接触伝送デバイス６の磁性体１０（図１等）は、コイル搭載面と反対側の面がバッテリ７側になる配置である。２次電池であるバッテリ７は、アルミ等の金属ケーシングで表面が覆われている。バッテリユニット５は、小型モバイル機器本体８に取り付けられた状態でリッド９（バッテリケース）によって覆われる。リッド９は、小型モバイル機器本体８に対して着脱自在に取り付けられる。
【００４４】
非接触伝送デバイス６と小型モバイル機器本体８との電気的接続の方法の例を以下に説明する。
【００４５】
図９は、非接触伝送デバイス６が小型モバイル機器本体８に直接電気的に接続される場合のバッテリユニット５と小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。非接触伝送デバイス６と小型モバイル機器本体８との電気的接合は、給電及び通信のどちらも小型モバイル機器本体８側に専用端子８０１〜８０４を既存の電源端子８ａとは別に設けて非接触伝送デバイス６の電極２０１〜２０４と直接接合する。給電系は小型モバイル機器本体８内の過充電防止回路８１等を経由してバッテリ７に給電し、信号系は小型モバイル機器本体８内へ信号を伝送してＲＦＩＤ信号処理回路８２にて信号処理を行う。なお、バッテリ７と小型モバイル機器本体８との接続は、既存の電源端子７ａ,８ａの相互接続によって成される。
【００４６】
図１０は、バッテリ７が非接触伝送デバイスの増設に対応している場合のバッテリユニット５と小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。バッテリ７は、非接触伝送デバイス６との接点となる端子７０１〜７０４を有するとともに、小型モバイル機器本体８との接点となる端子７１１〜７１４を既存の電源端子７ａとは別に有する。非接触伝送デバイス６とバッテリ７とを一体化する際に、端子２０１〜２０４と端子７０１〜７０４とを電気的に接続させる。この場合、バッテリユニット５を小型モバイル機器本体８の所定位置に取り付けることで、端子７１１〜７１４が小型モバイル機器本体８側の専用端子８０１〜８０４に接続され、給電及び通信のどちらの電気的接続も完了できる。図１０におけるその他の点は図９と同様である。
【００４７】
図１１は、バッテリユニット５が樹脂等のパッケージ５ａに覆われて一体化されている場合のバッテリユニット５と小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。非接触伝送デバイス６の配線はパッケージ５ａの内部にあり、当該配線と導通する接点である端子５０１〜５０４がパッケージ５ａの表面に露出して設けられる。この場合も、バッテリユニット５を小型モバイル機器本体８の所定位置に取り付けることで、端子５０１〜５０４が小型モバイル機器本体８側の専用端子８０１〜８０４に接続され、給電及び通信のどちらの電気的接続も完了できる。図１１におけるその他の点は図９と同様である。
【００４８】
図１２は、バッテリユニット５に過充電防止回路５２を内蔵した場合のバッテリユニット５と小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。これによれば、小型モバイル機器本体８を経由せずに非接触伝送デバイス６からバッテリ７に給電可能である。このため、図１１に示す給電用の端子５０３,５０４,８０３,８０４は不要である。図１２におけるその他の点は図１１と同様である。
【００４９】
図１３は、信号混合分離回路を用いる場合のバッテリユニット５と小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。信号混合分離回路５３,８３は、バッテリユニット５及び小型モバイル機器本体８にそれぞれ設けられる。信号混合分離回路５３,８３を用いることにより電源系の接続と信号系の接続を共用すれば、既存の電源端子に加えての端子の増設は必要ない。すなわち、図１２における通信用の端子５０１,５０２,８０１,８０２は不要である。図１３におけるその他の点は図１２と同様である。
【００５０】
以下、非接触伝送デバイスをバッテリケース用のリッド９の背面（内側の面）に一体化したバッテリリッドユニットの実施の形態について説明する。
【００５１】
図１４は、本発明の実施の形態７に係るバッテリリッドユニットと小型モバイル機器本体８の概略ブロック図である。非接触伝送デバイス６は、実施の形態１〜５のいずれかで説明したものを用いる。通常のリッドには接点が無いので、専用の端子９０１〜９０４を新たに設け、小型モバイル機器本体８側の専用端子８０１〜８０４に接続する。図１４におけるその他の点は、図９と同様である。
【００５２】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００５３】
非接触伝送デバイスにおいて、非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０は同心配置に限定されない。実施の形態１及び２において、磁性体１０の凸部１１（コイルコアとして作用）は無くてもよい。非接触通信用コイル２０はＦＰＣ２１上の導電パターンとして形成することに替えて、エナメル銅線等の絶縁被覆線を周回させたコイルとしてもよい。非接触通信用コイル２０及び非接触給電用コイル３０は角形形状であるとスペース効率がよいが、円形や長円形を始め、その他の形状としてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１〜４ 非接触伝送デバイス
５ バッテリユニット
７ バッテリ
８ 小型モバイル機器本体
９ リッド
１０ 磁性体
１１ 凸部
２０ 非接触通信用コイル
２１ ＦＰＣ
２１ａ,２２ｂ 端子部
３０ 非接触給電用コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の磁性体と、前記磁性体の一方の面に設けられた非接触通信用コイル及び非接触給電用コイルとを備え、
前記磁性体の、比透磁率μrの実部をμ'、比透磁率μrの虚部をμ''、tanδ＝μ''／μ'としたとき、室温かつ１４ＭＨｚ以下の周波数において、
２０≦μ'≦５００、
μ''≦２００、かつ
tanδ≦１.０
であり、さらに、
前記磁性体の飽和磁束密度をＢｍとしたとき、室温かつ磁界の強さ１.６ｋＡ／ｍにおいて、Ｂｍ＞３３０ｍＴであることを特徴とする、非接触伝送デバイス。
【請求項２】
前記非接触給電用コイルが前記非接触通信用コイルの内側に位置する請求項１に記載の非接触伝送デバイス。
【請求項３】
前記磁性体は、前記非接触給電用コイルの内側において前記非接触給電用コイルの配置面から立ち上がる凸部を有する、請求項２に記載の非接触伝送デバイス。
【請求項４】
前記非接触通信用コイル及び前記非接触給電用コイルが実質的に角形形状である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の非接触伝送デバイス。
【請求項５】
前記非接触給電用コイルは前記非接触通信用コイルと実質的に同心配置である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の非接触伝送デバイス。
【請求項６】
前記磁性体は、前記非接触通信用コイルと前記非接触給電用コイルとの間のリング状の領域において前記一方の面から立ち上がる凸部を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の非接触伝送デバイス。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の非接触伝送デバイスとバッテリとが一体となっていることを特徴とする、バッテリユニット。
【請求項８】
前記バッテリが金属ケーシングで覆われ、前記非接触伝送デバイスの前記磁性体の他方の面が前記バッテリ側にあって前記磁性体が磁気シールドを成す、請求項７に記載のバッテリユニット。
【請求項９】
前記バッテリが前記非接触伝送デバイスと接着或いは粘着により一体化されている請求項７又は８に記載のバッテリユニット。
【請求項１０】
前記非接触伝送デバイス及び前記バッテリを収容するパッケージを備え、前記非接触伝送デバイスの配線が前記パッケージの内部にあり、かつ前記配線と導通して外部との電気的接続を可能とする接点が前記パッケージに設けられている請求項７乃至９のいずれか一項に記載のバッテリユニット。
【請求項１１】
過充電防止回路が内蔵されている請求項７乃至１０のいずれか一項に記載のバッテリユニット。
【請求項１２】
信号混合分離回路を備え、電気的接続のための接点を通信用及び給電用に共用する、請求項７乃至１１のいずれか一項に記載のバッテリユニット。
【請求項１３】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の非接触伝送デバイスと、バッテリで動作する機器本体に取り付けて前記バッテリを覆うリッドとを備え、前記非接触伝送デバイスが前記リッドと一体になっていることを特徴とする、バッテリリッドユニット。
【請求項１４】
前記バッテリで動作する機器本体と電気的接続を可能とする接点を有する請求項１３に記載のバッテリリッドユニット。
【請求項１】
平板状の磁性体と、前記磁性体の一方の面に設けられた非接触通信用コイル及び非接触給電用コイルとを備え、
前記磁性体の、比透磁率μrの実部をμ'、比透磁率μrの虚部をμ''、tanδ＝μ''／μ'としたとき、室温かつ１４ＭＨｚ以下の周波数において、
２０≦μ'≦５００、
μ''≦２００、かつ
tanδ≦１.０
であり、さらに、
前記磁性体の飽和磁束密度をＢｍとしたとき、室温かつ磁界の強さ１.６ｋＡ／ｍにおいて、Ｂｍ＞３３０ｍＴであることを特徴とする、非接触伝送デバイス。
【請求項２】
前記非接触給電用コイルが前記非接触通信用コイルの内側に位置する請求項１に記載の非接触伝送デバイス。
【請求項３】
前記磁性体は、前記非接触給電用コイルの内側において前記非接触給電用コイルの配置面から立ち上がる凸部を有する、請求項２に記載の非接触伝送デバイス。
【請求項４】
前記非接触通信用コイル及び前記非接触給電用コイルが実質的に角形形状である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の非接触伝送デバイス。
【請求項５】
前記非接触給電用コイルは前記非接触通信用コイルと実質的に同心配置である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の非接触伝送デバイス。
【請求項６】
前記磁性体は、前記非接触通信用コイルと前記非接触給電用コイルとの間のリング状の領域において前記一方の面から立ち上がる凸部を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の非接触伝送デバイス。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の非接触伝送デバイスとバッテリとが一体となっていることを特徴とする、バッテリユニット。
【請求項８】
前記バッテリが金属ケーシングで覆われ、前記非接触伝送デバイスの前記磁性体の他方の面が前記バッテリ側にあって前記磁性体が磁気シールドを成す、請求項７に記載のバッテリユニット。
【請求項９】
前記バッテリが前記非接触伝送デバイスと接着或いは粘着により一体化されている請求項７又は８に記載のバッテリユニット。
【請求項１０】
前記非接触伝送デバイス及び前記バッテリを収容するパッケージを備え、前記非接触伝送デバイスの配線が前記パッケージの内部にあり、かつ前記配線と導通して外部との電気的接続を可能とする接点が前記パッケージに設けられている請求項７乃至９のいずれか一項に記載のバッテリユニット。
【請求項１１】
過充電防止回路が内蔵されている請求項７乃至１０のいずれか一項に記載のバッテリユニット。
【請求項１２】
信号混合分離回路を備え、電気的接続のための接点を通信用及び給電用に共用する、請求項７乃至１１のいずれか一項に記載のバッテリユニット。
【請求項１３】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の非接触伝送デバイスと、バッテリで動作する機器本体に取り付けて前記バッテリを覆うリッドとを備え、前記非接触伝送デバイスが前記リッドと一体になっていることを特徴とする、バッテリリッドユニット。
【請求項１４】
前記バッテリで動作する機器本体と電気的接続を可能とする接点を有する請求項１３に記載のバッテリリッドユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図８】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図８】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−２１９０２（Ｐ２０１３−２１９０２Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７９３２（Ｐ２０１１−２４７９３２）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]