專利名稱：一種無觸點的充電器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種無觸點的充電器，該充電器利用電磁感應在相互獨立的初級和次級線圈之間傳輸電能。
增加磁傳輸效率的一個傳統方法是將U形磁心用于初級和次級線圈。線圈是分開的并纏繞在兩端的磁性分支上。這樣就增加了在相對的磁心部分的磁性分支表面的尺寸和增加了線圈的相對表面。
考慮到磁傳輸效率，增加磁心的截面積和次級回路的線圈是有效的。然而，由于對小型化和便攜裝置的要求，對截面尺寸有限制，對磁心的尺寸和固定在次級殼體的線圈也有限制。因而限制了可以傳輸的能量。圖4顯示了傳統的小型便攜式無觸點的充電器。
圖4中，參考標號A代表了初級線圈，參考標號B代表了次級線圈。參考標號11代表初級線圈A的一部分殼體，標號12代表用于初級線圈A的U形磁心，參考標號13代表了圍繞初級線圈A的U形磁心12的磁性分支的繞組。參考標號14代表了次級線圈B的一部分殼體，參考標號15代表了用于次級線圈B的U形磁心，參考標號16代表了圍繞次級線圈B的U形磁心15的磁性分支的繞組。初級線圈A和次級線圈B的形成是通過圍繞磁心12和15的各端的磁分支的繞組13和16。磁分支設置成互相面對，其間有殼體11和14。
圖5顯示了這種結構的磁通量的分布，圖中使用了與圖4相同的參考標號。
在圖5中，磁通量在初級線圈A中產生，沿U形磁心12各端的磁分支12a和12b和次級線圈B的U形磁心15各端的磁分支15a和15b組成封閉磁路，將能量傳輸到次級線圈B，一種可以想到的改進初級線圈A和次級線圈B之間磁耦合的方法是增加初級線圈A和次級線圈B的磁心12和15的磁分支12a，12b，15a，15b的截面積，以便從初級線圈A傳輸盡可能多的磁通量到次級線圈。在初級線圈A各端的磁分支12a和12b(開口側)之間的距離也要增加以防止磁通量通過次級線圈B，這可減少直接返回初級線圈A的磁通量x(漏磁)。
然而，由于繞組16圍繞次級線圈B的U形磁心15各端的磁分支15a和15b，要考慮到為繞組16提供空間。由于這個原因，在必須小而薄的便攜式電子裝置中增加磁分支15a和15b的截面積和U形磁心15各端的磁分支15a和15b之間的距離是非常困難的。
為了實現上述目的，本發明提供了一種無觸點充電器，包含蓄電池的電池驅動電子裝置設置在電源部分，電源部分的電能通過無觸點充電器提供。無觸點充電器包括通過電磁感應提供能量的初級線圈和接受能量的次級線圈。初級和次級線圈設置成互相面對并有殼體位于其間；初級線圈包括在各端有磁分支的U形磁心和圍繞磁分支的繞組；次級線圈包括在各端有磁分支的U形磁心和圍繞U形磁心的共同磁心部分的繞組；初級線圈的磁分支的截面積大于次級線圈的磁分支的截面積。
在次級線圈，磁心的磁分支的開口端之間的距離大于共同磁心部分。在初級線圈，磁心的磁分支截面積的底部的寬度比頂部大。因此，初級線圈產生的磁通量可有效地提供給次級線圈。
另外，編織金屬絲用作初級和次級線圈中至少一個的繞組材料。
根據本發明的無觸點充電器，包含蓄電池的電池驅動電子裝置設置在電源部分，電源部分的電能通過無觸點充電器提供。無觸點充電器包括初級線圈和次級線圈。初級線圈通過電磁感應向次級線圈提供能量，初級和次級線圈設置成互相面對并有殼體位于其間。初級線圈包括在各端有磁分支的U形磁心和圍繞磁分支的繞組；次級線圈包括在各端有磁分支的U形磁心和圍繞U形磁心的共同磁心部分的繞組；初級線圈的磁分支的截面積大于次級線圈的磁分支的截面積。
在次級線圈，磁心的磁分支的開口端之間的距離大于共同磁心部分。在初級線圈，磁心的磁分支截面積底部的寬度比頂部大。因此，次級線圈可以做的小、輕、薄并可得到所要的能量。
另外，通過編織一束金屬絲得到的編織金屬絲包括多個絕緣的單絲，故金屬絲的位置在內側和外側交替變化。編織金屬絲被用作初級和次級線圈中的至少一個的繞組材料。這樣，當一個線圈產生的磁通量與另一個線圈的繞組相交并且沒有通過線圈的磁心時，另一線圈的渦流造成的損耗可以減少，有助于減少次級線圈的損耗和提供所要求的能量。
圖1是本發明的無觸點充電器的實施例的截面圖。
在圖1，參考標號A代表初級線圈。參考標號B代表次級線圈。在初級線圈A，參考標號1代表殼體，標號2代表U形磁心，標號2a和2b代表在U形磁心各端的磁分支，標號3代表圍繞各端的磁分支的繞組。在次級線圈B，標號4代表殼體，標號5代表U形磁心。標號5a和5b代表在U性磁心各端的磁分支，標號6代表圍繞各端的磁分支5a和5b的共同部分的繞組。
由于初級線圈A設置在臺子或類似結構上，可以大于次級線圈B。U形磁心2的截面積H1在圍繞各端的磁分支2a和2b的繞組3之前是增大的。便攜的次級線圈B可以由人攜帶。為了使其盡可能的小，U形磁心5的截面積H2減小，繞組6圍繞共同磁心部分。磁分支5a和5b之間的距離與初級線圈A各端的磁分支2a和2b之間的距離相配合。這樣磁軸是平齊的。將繞組6纏繞在磁分支之間有較寬距離的薄U形磁心5的共同磁心上，充電器可以做的小而薄。
初級線圈A各端的磁分支2a和2b和次級線圈B各端的磁分支5a和5b設置成互相面對，殼體1和4位于其間。
因此，通過在次級線圈中使用小、輕、薄的U形磁心2，整個結構更加輕，并可以用于便攜電子裝置。
圖2顯示了本發明的無觸點充電器的另一實施例的截面圖。在圖2中，次級線圈B使用了U形磁心7，磁分支7a和7b的開口端之間的距離L2大于共同磁心基部之間的距離L1。為了減少直接返回初級線圈A的磁心2的磁通量(漏磁通)，又不允許初級線圈A產生的磁通量進入次級線圈B的磁心7，初級線圈A的磁分支2a和2b之間的距離增大且磁軸是對齊的。這樣可增加磁傳輸效率和使充電器變的小、輕、薄。
圖3是本發明的無觸點充電器的又一實施例的截面圖。
在圖3，初級線圈A使用了U形磁心8，其兩端的磁分支8a和8b的截面積經過調整使頂部S2窄于基部S1。纏繞繞組9以便固定磁心8，磁通量的流向限制在朝向開口端，因此減少了直接流向初級線圈A的磁通量(漏磁通)并使初級線圈A產生的磁通不能進入次級線圈B的磁心5，通過縮小流向磁心8的開口端的磁通量增加了磁傳輸效率。
此外，在上述各個實施例中，通過編織一束金屬絲得到的編織金屬絲包括多根絕緣的單根金屬絲，所以金屬絲的位置在內側和外側交替地變化。編織金屬絲被用作初級和次級線圈中的至少一個的繞組材料。因此當一個線圈產生的磁通量相交另一個線圈的繞組且不通過另一線圈的磁心時，可減少另一線圈的渦流產生的損耗，并幫助減少次級線圈的損耗和提供所要求的能量。
本發明的無觸點充電器并不限于上面介紹的實施例。例如，U形磁心的截面形狀可制成圓的、正方的、多邊形的等等。另外，通過編織一束金屬絲制得的編織金屬絲包括多根絕緣的單個金屬絲，故金屬絲的位置在內側和外側交替變化。編織金屬絲被用作初級和次級線圈中的一個的繞組材料。由單根金屬絲構成的成束金屬絲(辮編線、絞合線等)編織出的復雜的成束金屬絲是可接受的替代物。
如上所述，根據本發明的無觸點充電器包括初級線圈和次級線圈。初級和次級線圈帶有U形磁心，磁心的各端有磁分支。圍繞初級線圈的磁分支設有繞組，圍繞次級線圈的共同磁心部分設有繞組，因此使得次級線圈小、薄、輕。這樣使整體結構變輕和便于用于便攜電子裝置。通過改變初級和次級線圈的互相面對的U形磁心的磁分支的形狀，可以在提供初級線圈產生的磁通的同時減少到達次級線圈的漏磁通并增加磁傳輸效率。
權利要求
1.一種無觸點的充電器，包含蓄電池的電池驅動電子裝置放置在電源部分，所述電源部分的電能通過所述無觸點的充電器提供，所述無觸點的充電器包括初級線圈和次級線圈，所述初級線圈通過電磁感應提供能量給所述次級線圈，所述初級和次級線圈設置成互相面對，其間有一殼體；所述初級線圈包括兩端各有一分支部分的U形磁心和圍繞所述U形磁心的所述分支部分的繞組；所述次級線圈包括兩端各有一分支部分的U形磁心和圍繞所述U形磁心共同部分的繞組；所述初級線圈的磁性分支的截面積大于所述次級線圈的磁性分支的截面積。
2.根據權利要求1所述的無觸點的充電器，其特征在于，在所述次級線圈，所述磁心的磁性分支開口端之間的距離大于磁心的共同部分。
3.根據權利要求1所述的無觸點的充電器，其特征在于，在所述初級線圈，所述磁心的磁性分支的截面積的底部要比頂部寬。
4.根據權利要求1所述的無觸點的充電器，其特征在于，所述初級和次級的線圈中至少一個的繞組材料是編織金屬絲。
全文摘要
一種無觸點的充電器。包含蓄電池的電池驅動電子裝置放置在電源部分,電源部分的電能通過無觸點的充電器提供。無觸點的充電器包括初級線圈和次級線圈,初級線圈通過電磁感應提供能量給次級線圈,初級和次級線圈設置成互相面對,其間有一殼體。初級線圈包括兩端各有一分支部分的U形磁心和圍繞U形磁心的分支部分的繞組。次級線圈包括兩端各有一分支部分的U形磁心和圍繞U形磁心的共同部分的繞組。U初級線圈的磁性分支的截面積大于次級線圈的磁性分支的截面積。
文檔編號H02J17/00GK1362770SQ01145418
公開日2002年8月7日 申請日期2001年12月27日 優先權日2000年12月27日
發明者阿部重夫, 小島秀樹 申請人:東光株式會社