專利名稱：用于手提裝置充電的電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手提裝置中使用的為非觸式手提裝置充電的電池裝置，所述手提裝置例如無線電話、移動電話和PHS。
背景技術(shù)：
用于非觸式手提裝置充電的電池裝置包括充電端的初級電路和被充電端的次級電路，這些電路彼此完全隔離地安裝在殼體內(nèi)。由電源提供電流，所述電流在初級端電路的線圈中產(chǎn)生磁通量；初級端電路的線圈磁通量在被充電端的次級端電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。對感應(yīng)電動勢進(jìn)行整流，將其用于對移動電話等裝置中的次級電池(用于充電的電池)進(jìn)行再充電。在該類為非觸式手提裝置進(jìn)行充電的電池裝置中，為了有效地將電能從充電端轉(zhuǎn)換到被充電端，重要的是初級電路的線圈和次級電路的線圈緊密耦合，以便不會漏泄磁通量。減少磁通量漏泄的傳統(tǒng)方法將初級端和次級端電路的線圈設(shè)置得使它們的繞組面在其鐵心軸上彼此相對，并將其外殼制得非常薄，以減小它們之間的間隙尺寸。
近來為非觸式手提裝置充電的電池裝置的一個例子已經(jīng)作得小、薄而輕，它們用于較小容量的充電，將依照圖4A對此進(jìn)行描述。參考標(biāo)記50代表容納充電端初級電路的樹脂外殼，參考標(biāo)記55代表容納次級端電路的樹脂外殼，所述次級端電路包括了手提裝置的主要部分。
初級端電路的線圈L11包括繞組53，該繞組纏繞在包含樹脂繞線管52的線圈架(coil form)周圍，所述樹脂繞線管52中插有T形磁芯51。繞組53的引線與端子54連接，端子54設(shè)置在繞線管52底面上并與外部電路相接。
次級端電路的線圈L12包括繞組57，該繞組纏繞在包含樹脂繞線管56的線圈架周圍。
初級端電路線圈L11的繞線管52和次級端電路線圈L12的繞線管56的繞組線圈架的外部尺寸相同，兩個線圈的繞組面彼此相對，殼體位于兩個繞組之間。
為了減輕手提裝置機(jī)身的重量并降低成本，上述用于手提裝置充電的電池裝置在次級端電路的線圈L12中沒有磁芯。為縮短初級端電路線圈L11與次級端電路線圈L12之間的距離，繞組面直接接觸外殼表面。由于繞線管用作線圈架，因此兩個線圈的繞組直徑通常作得大體相同。
然而，正如圖4B中的虛線所示，由初級端電路線圈L11發(fā)出的磁通量的分布不是線性的，而是形成了圍繞繞組53從磁芯51的突起部分到磁芯51下端面的閉合線。在由初級端電路線圈L11發(fā)出的磁通量內(nèi)，次級端電路線圈L12位于初級端電路外殼50與次級端電路外殼55之間的區(qū)域(間隙G)中，初級端電路線圈L11的繞組內(nèi)徑X與次級端電路線圈L12的繞組內(nèi)徑大體相同的事實(shí)使次級端電路線圈L12難于有效地收集從初級端電路線圈L11發(fā)出的磁通量。結(jié)果，為了有效地將所需能量轉(zhuǎn)換到次級端電路的線圈L12中，必需采取諸如提高初級端和次級端電路線圈中繞組數(shù)量或增加其對置部分面積的措施。這些措施具有使電路變得更大的缺點(diǎn)。
本發(fā)明已經(jīng)認(rèn)識到要解決上面提到的這些問題。在考慮到對置線圈之間的距離與線圈內(nèi)徑之間的關(guān)系后，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過保證預(yù)定關(guān)系可使初級端電路線圈產(chǎn)生的磁通量有效地轉(zhuǎn)換到次級端電路線圈中。本發(fā)明的一個目的是提供一種薄、質(zhì)輕而且不貴的電池裝置，用于有效地利用該發(fā)明為手提裝置充電。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明為手提裝置充電的電池裝置包括第一線圈，該線圈被供應(yīng)電流，第一線圈安裝在第一殼體中；第二線圈，來自第一線圈的電能被轉(zhuǎn)換到該線圈中，第二線圈安裝在第二殼體中。第二線圈包括包括空心線圈，空心線圈繞組的內(nèi)徑要大于第一線圈繞組的內(nèi)徑。第一線圈和第二線圈設(shè)置得使它們的繞組面彼此相對。
另外，第一線圈和第二線圈包括通過自粘合制得的空心線圈，例如cement導(dǎo)線(商標(biāo)名)。這會使裝置作得薄而輕。


圖1A和1B表示依照本發(fā)明第一實(shí)施例為手提裝置充電的電池裝置的剖面圖和磁通量分布圖；圖2A和2B表示依照本發(fā)明第二實(shí)施例為手提裝置充電的電池裝置的剖面圖和磁通量分布圖；圖3是表示為手提裝置充電的電池裝置和為手提裝置充電的傳統(tǒng)電池裝置的輸出特性的曲線圖；
圖4A和4B表示一個為非觸式手提裝置充電的傳統(tǒng)電池裝置示例的剖面圖和磁通量分布圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1到3描述依照本發(fā)明的為手提裝置充電的電池裝置的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1A是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的為手提裝置充電的電池裝置的剖視圖，圖1B表示該同一裝置的磁通量分布圖。
參考標(biāo)記L1表示初級端電路的線圈，L2表示次級端電路的線圈。初級端電路線圈L1包括T形磁芯12、繞組13和樹脂繞線管11。繞線管11具有位于中空圓柱部分上的底部，用以設(shè)置繞組槽。在繞線管11的圓柱部分的底部作為邊界的情況下，其底部大于頂部。在繞線管11的繞組槽中纏繞繞組13。T形磁芯12包括鐵氧體或類似物，在其板狀部分的上定點(diǎn)處具有一突起部分，從而在剖視圖上表現(xiàn)為T形。隨著突起部分進(jìn)入頂部，T形磁芯12就從底面插入了繞線管11的圓柱部分。板狀部分緊固在底端的底面上，以便使繞組13設(shè)置在突起部分周圍。繞線管11直接與未示出的線路板連接。
次級端電路線圈L12包括空心線圈17，在其周圍纏繞并緊固了cement導(dǎo)線或類似物，通過粘接或類似方式將空心線圈17連接到基板16的預(yù)定位置上。
空心線圈17的內(nèi)徑Y(jié)1要大于初級端電路中線圈L1的繞線管11的繞線槽直徑X1，提前根據(jù)初級端電路線圈L1與次級端電路線圈L2的繞組面之間的距離確定Y1的值。
通過以下方式分別將初級端電路的線圈L1和次級端電路的線圈L2安裝到充電器殼體和手提裝置機(jī)身的外殼內(nèi)包含了T形磁芯11突起部分的線圈繞組面13面向著空心線圈17的繞組面。
在圖1B中，通過虛線示出了由初級端電路線圈L1產(chǎn)生的磁通量的分布。參考標(biāo)記X1代表繞線管線圈架的外部尺寸(即繞組13的內(nèi)徑)，在初級端電路線圈L1的繞線管11周圍纏繞了繞組13，Y1代表次級端電路線圈L2的空心線圈17的內(nèi)徑，G1代表在并入了充電側(cè)外殼厚度和被充電側(cè)外殼厚度后初級端電路線圈L1與次級端電路線圈L2之間的間隙。在初級端電路線圈L1產(chǎn)生的穿過間隙G1的磁通量的分布范圍內(nèi)，當(dāng)次級端電路線圈L2的繞組面設(shè)置在與初級端電路線圈L1的繞組面相對的位置時，通過使空心線圈17的內(nèi)徑Y(jié)1大于繞組13的內(nèi)徑X1，次級端電路線圈L2比在內(nèi)徑相同時能連接到更多的磁通量，這使電能轉(zhuǎn)換得比傳統(tǒng)裝置更有效。
圖2A表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的為手提裝置充電的電池裝置的剖視圖，圖2B表示其磁通量分布圖，該裝置適合低功率，它能制造得薄、輕而且便宜。
參考標(biāo)記L3代表初級端電路的線圈，L4代表次級端電路的線圈。初級端電路的線圈L1包括空心線圈22，在該空心線圈周圍纏繞并緊固了預(yù)定匝數(shù)的cement導(dǎo)線或類似物，通過粘接或類似方式將空心線圈22粘接連接到電路板21上。次級端電路的線圈L4包括空心線圈27，在該空心線圈周圍纏繞并緊固了預(yù)定匝數(shù)的cement導(dǎo)線或類似物，通過粘接或類似方式將空心線圈27連接到電路板26上。
空心線圈27的內(nèi)徑Y(jié)2要大于初級端電路中空心線圈22的繞線槽直徑X2，Y2值要根據(jù)初級端電路空心線圈22與次級端電路空心線圈27的繞組面之間的距離而定。
通過以下方式將初級端電路線圈L3與次級端電路線圈L4分布安裝到充電器的外殼和小型手提裝置的機(jī)身外殼內(nèi)空心線圈22和27的繞組面要彼此相對。
在圖2B中用虛線示出了由初級端電路線圈L3產(chǎn)生的磁通量的分布。參考標(biāo)記X2代表初級端電路線圈L3的空心線圈22的內(nèi)徑，Y2代表次級端電路線圈L4的空心線圈27的內(nèi)徑，G2代表在并入了充電側(cè)外殼厚度和被充電側(cè)外殼厚度后初級端電路線圈L3與次級端電路線圈L4之間的距離。在開口間隙G2內(nèi)由線圈L3產(chǎn)生的磁通量的分布范圍內(nèi)，當(dāng)次級端電路線圈L4的繞組面設(shè)置在與初級端電路線圈L3的繞組面相對的位置時，通過使空心線圈27的內(nèi)徑Y(jié)2大于初級端電路空心線圈22的內(nèi)徑，次級端電路的線圈L4能比在內(nèi)徑相同時連接到更多的磁通量，由此它比傳統(tǒng)裝置更有效地轉(zhuǎn)換了電能。由于初級端電路線圈L3與次級端電路線圈L4之間的間隔(G2)增大，從而通過增加次級端電路空心線圈27的內(nèi)徑(用Yg表示)可更有效地接收由初級端電路線圈L3產(chǎn)生的磁通量，于是就提高了效率。
順便提及，在上述實(shí)施例中，由于被充電裝置的尺寸因素，次級端電路中線圈的繞組外徑基本上等于初級端電路中線圈的繞組外徑。
下面，依照圖3描述為手提裝置充電的電池裝置的輸出特性，所述電池裝置利用了第二實(shí)施例的空心線圈。
在圖3中，豎軸表示從次級端電路的線圈向負(fù)載輸出的電壓，水平軸表示從次級端電路的線圈向負(fù)載提供的電流，參考標(biāo)記31表示根據(jù)本發(fā)明的為手提裝置充電的電池裝置的輸出特性，其中增大了次級端電路線圈的內(nèi)徑(在該實(shí)施例中為18mm)，參考標(biāo)記32代表為手提裝置充電的傳統(tǒng)電池裝置的輸出特性，其中次級端電路線圈的內(nèi)徑(在該實(shí)施例中為16mm)與初級端電路的線圈內(nèi)徑相同。在這兩種情況下，初級端電路線圈的內(nèi)徑為16mm，初級端電路的線圈與次級端電路的線圈之間的間隙為4mm。
當(dāng)整流器和負(fù)載連接到次級端線圈上時獲得的測量值證實(shí)，根據(jù)本發(fā)明的為手提裝置充電的電池裝置從次級端負(fù)載獲得的負(fù)載電流和輸出電壓比傳統(tǒng)為手提裝置充電的電池裝置獲得的負(fù)載電流和輸出電壓大，其轉(zhuǎn)換效率大約增加了12％。
根據(jù)本發(fā)明的為手提裝置充電的電池裝置并不限于上面所描述的實(shí)施例。例如，初級端電路的線圈中使用的磁芯橫截面不需要為T形，其橫截面可以是I形或E形；另外，當(dāng)考慮繞組面時，不需要空心線圈為環(huán)形，空心線圈的形狀可以是多邊形或任何各類型的形狀。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的為手提裝置充電的電池裝置包括空心線圈作為第二線圈，第二線圈的繞組內(nèi)徑要大于第一線圈的繞組內(nèi)徑，將第一和第二線圈設(shè)置得使它們的繞組面彼此相對。由此，由第一線圈繞組產(chǎn)生的磁通量有效地與第二線圈的繞組連接。
因此，在根據(jù)本發(fā)明的為手提裝置充電的電池裝置中，在對置的第一和第二線圈之間的空間內(nèi)由第一線圈繞組產(chǎn)生的磁通量能有效地與第二線圈連接，從而提高了初級端電路到次級端電路的能量轉(zhuǎn)換率。
此外，由于根據(jù)本發(fā)明的為手提裝置充電的電池裝置的第一和第二線圈包括空心線圈而不使用磁體，因此就可以提供一種小型手提裝置使用的為手提裝置充電的電池裝置，能以較低的成本將該裝置作得薄而輕。
權(quán)利要求
1.一種為手提裝置充電的電池裝置，它包括第一線圈，它被提供電流，所述第一線圈安裝在第一殼體內(nèi)；第二線圈，從所述第一線圈向其轉(zhuǎn)換電能，第二線圈安裝在第二殼體內(nèi)；所述第二線圈包括空心線圈，所述空心線圈的繞組內(nèi)徑大于所述第一線圈的繞組內(nèi)徑，將所述第一線圈和第二線圈設(shè)置得使它們的繞組面彼此相對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為手提裝置充電的電池裝置，其中所述第二線圈的繞組內(nèi)徑大于所述第一線圈的繞組內(nèi)徑，所述第二線圈的繞組外徑基本上等于所述第一線圈的繞組外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的為手提裝置充電的電池裝置，其中所述第二線圈的繞組內(nèi)徑是相對于所述第一線圈考慮到充電側(cè)與被充電側(cè)外殼的厚度以及磁通量分布確定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的為手提裝置充電的電池裝置，所述第一線圈和所述第二線圈包括由自粘合線制成的空心線圈。
全文摘要
一種為手提裝置充電的電池裝置,它包括:第一線圈,它被提供電流,第一線圈安裝在第一殼體內(nèi);第二線圈,從所述第一線圈向其轉(zhuǎn)換電能,第二線圈安裝在第二殼體內(nèi);第二線圈包括空心線圈,空心線圈的繞組內(nèi)徑大于第一線圈的繞組內(nèi)徑,將第一線圈和第二線圈設(shè)置得使它們的繞組面彼此相對。
文檔編號H02J17/00GK1346137SQ0113729
公開日2002年4月24日 申請日期2001年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者江木豐 申請人:東光株式會社