Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR CONNECTING ELECTRONIC CIRCUIT BOARD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/142053
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is an electronic device wherein power supply and information communication between electronic circuit boards are performed without wire connection, and means for achieving such power supply and information communication are reduced in sizes. The electronic device is provided with a first electronic circuit board (2), a second electronic circuit board (4), a first coil (3a) connected to the first electronic circuit board (2) and a second coil (3b) connected to the second electronic circuit board (4). The first electronic circuit board (2) and the second electronic circuit board (4) are electrically connected to each other by feeding power from the first coil (3a) to the second coil (3b) by electromagnetic induction.

Inventors:
YABE MASAAKI (JP)
KOIZUMI YOSHIAKI (JP)
HIGUMA TOSHIYASU (JP)
KUSHIRO NORIYUKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/054711
Publication Date:
November 26, 2009
Filing Date:
March 12, 2009
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MITSUBISHI ELECTRIC CORP (JP)
YABE MASAAKI (JP)
KOIZUMI YOSHIAKI (JP)
HIGUMA TOSHIYASU (JP)
KUSHIRO NORIYUKI (JP)
International Classes:
H01F38/14; H04B5/02
Domestic Patent References:
WO2004088851A12004-10-14
Foreign References:
JP2005260122A2005-09-22
JPH08241386A1996-09-17
JPH0766060A1995-03-10
JPH11168268A1999-06-22
JP2002280230A2002-09-27
JP2000276562A2000-10-06
JP2001033136A2001-02-09
JP2006340394A2006-12-14
Other References:
See also references of EP 2284849A4
Attorney, Agent or Firm:
KOBAYASHI, Hisao et al. (JP)
Hisao Kobayashi (JP)
Download PDF:
Claims:
 第1電子回路基板と、
 第2電子回路基板と、
 前記第1電子回路基板に接続された第1コイルと、
 前記第2電子回路基板に接続された第2コイルと、
 を備え、
 前記第1コイルから前記第2コイルへ電磁誘導により電力を送電することで、
 前記第1電子回路基板と前記第2電子回路基板の間を電気的に接続する
 ことを特徴とする電子機器。
 前記第1コイルと前記第2コイルはフレキシブル基板を用いて構成されている
 ことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
 前記第1コイルまたは前記第2コイルのコイル面の一方に磁性体を配置した
 ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の電子機器。
 前記第1コイルと前記第2コイルを、
 前記磁性体を配設していない面で対向するように配置した
 ことを特徴とする請求項3記載の電子機器。
 前記第1コイルは、
 前記第1電子回路基板から前記第2電子回路基板へ電力を送電するための第1電力用コイルと、
 前記第1電子回路基板と前記第2電子回路基板の間で通信を行うための第1通信用コイルと、
 を備え、
 前記第2コイルは、
 前記第1電力用コイルが送信した電力を受電するための第2電力用コイルと、
 前記第1通信用コイルと通信するための第2通信用コイルと、
 を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の電子機器。
 前記第1コイルと前記第2コイルを面方向に積み重ねて配置した
 ことを特徴とする請求項5記載の電子機器。
 前記第1電力用コイルと前記第2電力用コイルを面方向に対向配置するとともに、
 前記第1通信用コイルと前記第2通信用コイルを面方向に対向配置し、
 前記第1電力用コイルおよび前記第2電力用コイルの組からなる第1セットと、前記第1通信用コイルおよび前記第2通信用コイルの組からなる第2セットを、
 間に磁性体を介して面方向に積み重ねて配置した
 ことを特徴とする請求項6記載の電子機器。
 前記第1セットと前記第2セットの対向面の反対側に位置するコイルの外側に磁性体を配置した
 ことを特徴とする請求項7記載の電子機器。
 前記第1セットと前記第2セットの間に磁気シールド材を配置した
 ことを特徴とする請求項7または請求項8記載の電子機器。
 前記第1コイルおよび前記第2コイルは、
 単一のコイルを中間タップで2つのコイルに分割することで、
 前記第1電力用コイルと前記第1通信用コイル、および前記第2電力用コイルと前記第2通信用コイルを備えるように構成された
 ことを特徴とする請求項5ないし請求項9のいずれかに記載の電子機器。
 前記第1コイルまたは前記第2コイルの少なくとも一方は、
 複数のコイルを直列接続して面方向に重ねることでコイル巻数を調整されてなる
 ことを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の電子機器。
 前記第1コイルまたは前記第2コイルの少なくとも一方は、
 複数のコイルを並列接続して面方向に重ねることで電流容量を調整されてなる
 ことを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の電子機器。
 第1電子回路基板と、
 第2電子回路基板と、
 前記第1電子回路基板に接続された第1コイルと、
 前記第2電子回路基板に接続された第2コイルと、
 を備え、
 前記第1コイルから前記第2コイルへ電磁誘導により電力を送電することで、
 前記第1電子回路基板と前記第2電子回路基板の間を電気的に接続し、
 前記第1コイルまたは前記第2コイルの少なくとも一方は、
 フレキシブル基板で構成され、
 前記第1電子回路基板または前記第2電子回路基板の電子回路を実装した面と反対側の面に固定されるとともに、
 前記第1電子回路基板または前記第2電子回路基板の端部で折り曲げられて前記電子回路を実装した面の側に延設された上で前記電子回路と接続されている
 ことを特徴とする電子機器。
 前記第1コイルは、
 前記第1電子回路基板から前記第2電子回路基板へ電力を送電するための第1電力用コイルと、
 前記第1電子回路基板と前記第2電子回路基板の間で通信を行うための第1通信用コイルと、
 を備え、
 前記第2コイルは、
 前記第1電力用コイルが送信した電力を受電するための第2電力用コイルと、
 前記第1通信用コイルと通信するための第2通信用コイルと、
 を備えることを特徴とする請求項13記載の電子機器。
 前記第1電力用コイルと前記第2電力用コイルを面方向に対向配置するとともに、
 前記第1通信用コイルと前記第2通信用コイルを面方向に対向配置し、
 前記第1電力用コイルおよび前記第2電力用コイルの組からなる第1セットと、前記第1通信用コイルおよび前記第2通信用コイルの組からなる第2セットを、
 間に磁性体を介して面方向に積み重ねて配置した
 ことを特徴とする請求項14記載の電子機器。
 前記第1セットと前記第2セットの対向面の反対側に位置するコイルの外側に磁性体を配置した
 ことを特徴とする請求項15記載の電子機器。
 前記第1セットと前記第2セットの間に磁気シールド材を配置した
 ことを特徴とする請求項15または請求項16記載の電子機器。
 前記第1コイルと前記第2コイルは、シリアルデータを互いに送受信する
 ことを特徴とする請求項1ないし請求項17のいずれかに記載の電子機器。
 前記第1コイルまたは前記第2コイルが送信するデータを前記シリアルデータと合成して単一の送信データとするデータ合成手段を備え、
 前記第1コイルまたは前記第2コイルは、
 前記データ合成手段が合成した前記送信データを送信する
 ことを特徴とする請求項18記載の電子機器。
 前記第1コイルまたは前記第2コイルが受信した前記送信データを前記データ合成手段が合成する前の各データに分割するデータ分割手段を備えた
 ことを特徴とする請求項19記載の電子機器。
 前記第1電子回路基板および前記第2電子回路基板上に実装されている電子部品が用いる通信信号速度よりも、
 前記第1コイルと前記第2コイルの間の通信信号速度を速くした
 ことを特徴とする請求項1ないし請求項20のいずれかに記載の電子機器。
 前記第1コイルと前記第2コイルは巻き線仕様が異なる
 ことを特徴とする請求項1ないし請求項21のいずれかに記載の電子機器。
 前記第1電子回路基板と前記第2電子回路基板は、互いに着脱自在に構成されている
 ことを特徴とする請求項1ないし請求項22のいずれかに記載の電子機器。
 第1電子回路基板と、
 第2電子回路基板と、
 前記第1電子回路基板に接続された第1コイルと、
 前記第2電子回路基板に接続された第2コイルと、
 を備えた電子機器の電子回路基板を接続する方法であって、
 前記第1コイルから前記第2コイルへ電磁誘導により電力を送電することで、
 前記第1電子回路基板と前記第2電子回路基板の間を電気的に接続する
 ことを特徴とする電子回路基板の接続方法。
 前記第1コイルと前記第2コイルを、フレキシブル基板を用いて構成した
 ことを特徴とする請求項24記載の電子回路基板の接続方法。
 第1電子回路基板と、
 第2電子回路基板と、
 前記第1電子回路基板に接続された第1コイルと、
 前記第2電子回路基板に接続された第2コイルと、
 を備えた電子機器の電子回路基板を接続する方法であって、
 前記第1コイルから前記第2コイルへ電磁誘導により電力を送電することで、
 前記第1電子回路基板と前記第2電子回路基板の間を電気的に接続し、
 前記第1コイルまたは前記第2コイルの少なくとも一方を、
 フレキシブル基板で構成し、
 前記第1電子回路基板または前記第2電子回路基板の電子回路を実装した面と反対側の面に固定するとともに、
 前記第1電子回路基板または前記第2電子回路基板の端部で折り曲げて前記電子回路を実装した面の側に延設した上で前記電子回路と接続する
 ことを特徴とする電子回路基板の接続方法。
 前記第1コイルを、
 前記第1電子回路基板から前記第2電子回路基板へ電力を送電するための第1電力用コイルと、
 前記第1電子回路基板と前記第2電子回路基板の間で通信を行うための第1通信用コイルと、
 で構成するとともに、
 前記第2コイルを、
 前記第1電力用コイルが送信した電力を受電するための第2電力用コイルと、
 前記第1通信用コイルと通信するための第2通信用コイルと、
 で構成したことを特徴とする請求項26記載の電子回路基板の接続方法。
 前記第1電力用コイルと前記第2電力用コイルを面方向に対向配置するとともに、
 前記第1通信用コイルと前記第2通信用コイルを面方向に対向配置し、
 前記第1電力用コイルおよび前記第2電力用コイルの組からなる第1セットと、前記第1通信用コイルおよび前記第2通信用コイルの組からなる第2セットを、
 間に磁性体を介して面方向に積み重ねて配置した
 ことを特徴とする請求項27記載の電子回路基板の接続方法。
 前記第1セットと前記第2セットの対向面の反対側に位置するコイルの外側に磁性体を配置した
 ことを特徴とする請求項28記載の電子回路基板の接続方法。
 前記第1セットと前記第2セットの間に磁気シールド材を配置した
 ことを特徴とする請求項28または請求項29記載の電子回路基板の接続方法。
Description:
電子機器、電子回路基板の接続 法

 本発明は、家庭用電化製品などの電子機 、および電子機器を構成する電子回路基板 接続方法に関する。

 従来、冷蔵庫に関し、『情報表示装置を に設けた冷蔵庫の従来構造としては、扉へ 電源供給および情報通信を有線で実現して る。しかし、こうした構造では多くの構成 品が必要となり、製造工程においても組み てが複雑化するため高コストとなるという 題がある。』という課題を解決するための 術として、『冷蔵庫本体1には高周波発生回 路9と、それに接続した第一コイル4から成る 電回路10を設け、扉2には第一コイル4と電磁 誘導結合する第二コイル5から成る受電回路11 を設け、その第二コイル5を情報表示装置3に 続している。ここで、前記冷蔵庫本体1は前 記高周波発生回路9の出力に情報を載せる手 を有しており、前記扉2は第二コイル5に誘起 された電圧から前記情報を検出する手段を有 している。さらに、前記扉2は第二コイル5に 起された交流を整流し、前記情報入出力部3 の直流電源とする手段を具備している。』と いうものが提案されている(特許文献1)。

 また、携帯通信端末に関し、『ICカード ンターフェイス用非接触型コイルアンテナ リーダライタ用非接触型コイルアンテナの 信性能の向上と全体の小型化・薄型化とを 立して図ることが可能な携帯通信端末を提 する。』ことを目的とした技術として、『 帯電話機などの携帯通信端末1は、電子機器1 0をその内部に有する上筐体3を備え、この上 体3の内面(カバー8の内面8a)上に、ICカード ンターフェイス用非接触型コイルアンテナ びリーダライタ用非接触コイルアンテナを するシート状のフレキシブル基材17を貼着し 、そのフレキシブル基材17上にICカードイン ーフェイス用非接触型コイルアンテナ及び ーダライタ用非接触コイルアンテナを覆う ート状の軟磁性体電波吸収体2を貼着する。 というものが提案されている(特許文献2)。

 また、信号伝送方法に関し、『少ない信 線での信号伝送を簡易に行う信号伝送方法 信号伝送装置及び信号伝送装置であり、ビ ト数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号 ビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信 号に縦-横変換して、空き時間αを作成し、前 記空き時間αに制御信号を挿入し、前記デー 信号及び制御信号を含むパラレル信号をシ アル信号に変換して伝送する。』という技 が提案されている(特許文献3)。

特開2001-33136号公報(要約)

特開2006-340394号公報(要約)

再表2004/088851号公報(要約)

 一般に、電子回路基板を有線結線すると 接点部分の経年劣化等による電力供給や通 の品質低下、接点部分を有することによる 型化・薄型化の困難、などの課題がある。 のため、電子回路基板を無結線で接続する とが望まれている。

 この点に関し、上記特許文献1に記載の技術 では、冷蔵庫の扉への電源供給および情報通 信を無線で実現している。
 しかし、同文献で用いられているコイルの 造では、各コイルの大きさはそれぞれ1~3cm で、厚さが5~10mmであり、より小型な電子機 へ適用するためには、更なるコイルの小型 ・薄型化を行わなければならないという課 があった。

 また、上記特許文献2に記載の技術では、IC ードインターフェイス用非接触型コイルア テナ及びリーダライタ用非接触コイルアン ナを一体化し、コイルアンテナの小型化・ 型化が可能である。
 しかし、同文献に記載の技術は、フレキシ ル基材17上に2種類のコイルアンテナを構成 るものであり、電子回路基板間を無結線で 続するものではない。

 また、上記特許文献3に記載の技術では、少 ない信号線での信号伝送を簡易に行うことが 可能であり、電子機器の小型化の実現が可能 である。
 しかし、信号線が同期的に変化するパラレ 信号である場合は同技術の適用が容易であ ものの、非同期で変化するパラレル信号、 たは非同期で変化するパラレル信号とシリ ル信号、アナログ信号を合わせて信号伝送 ることは困難であった。

 本発明は、上記のような課題を解決する めになされたものであり、電子機器におけ 電子回路基板間の電力供給および情報通信 無結線で行い、これらの実現手段の小型化 行うことを目的とする。

 本発明に係る電子機器は、第1電子回路基 板と、第2電子回路基板と、前記第1電子回路 板に接続された第1コイルと、前記第2電子 路基板に接続された第2コイルと、を備え、 記第1コイルから前記第2コイルへ電磁誘導 より電力を送電することで、前記第1電子回 基板と前記第2電子回路基板の間を電気的に 接続するものである。

 本発明に係る電子機器によれば、第1コイル から第2コイルへ電磁誘導により電力を送電 ることで、第1電子回路基板と第2電子回路基 板を無結線で接続することが可能となる。
 また、第1電子回路基板と第2電子回路基板 間に接点がないため、接続部の信頼性、経 劣化や環境による劣化耐力、および取り扱 やすさが向上する。
 また、第1電子回路基板と第2電子回路基板 接続部の小型化・薄型化が可能となり、こ らを搭載した電子機器の小型化が可能とな 。

実施の形態1に係る電子機器1の構成図 ある。 コイル3の構成図である。 コイル3の別の構成例を示す図である。 第1電子回路基板2と第2電子回路基板4の 配置例を示す図である。 実施の形態2に係る電子機器1の構成図 ある。 第1通信用コイル3Caと第2通信用コイル3C b、および第1電力用コイル3Paと第2電力用コイ ル3Pbの配置例を示す図である。 第1通信用コイル3Caと第2通信用コイル3C b、および第1電力用コイル3Paと第2電力用コイ ル3Pbの別配置例を示す図である。 コイル3を通信用と電力用に分離するた めの構成例を示す図である。 実施の形態3に係る電子機器1のコイル 成を示す図である。 実施の形態4に係る電子機器1のコイル 成を示す図である。 実施の形態5に係る電子機器1の構成図 ある。 実施の形態6に係る電子機器1の構成図 ある。 実施の形態7に係る電子機器1の構成図 ある。 実施の形態8に係る一次側電源回路8、 よび二次側電源回路12の構成例を示す図で る。 実施の形態8に係る一次側通信回路7、 よび二次側通信回路11の構成例を示す図で る。 一次側信号合成・分割手段7cの構成例 示す図である。 第1電子回路基板2と第2電子回路基板4 の間の通信動作を説明するシーケンス図で る。

符号の説明

 1 電子機器、2 第1電子回路基板、3 コイ ル、3a 第1コイル、3b 第2コイル、3Ca 第1通 用コイル、3Cb 第2通信用コイル、3Pa 第1電 用コイル、3Pb 第2電力用コイル、4 第2電子 路基板、5 主機能部、6 一次側非接触給電 通信部、7 一次側通信回路、7a 一次側変調 回路、7b 一次側復調回路、7c 一次側信号合 ・分割手段、8 一次側電源回路、10 二次側 非接触給電・通信部、11 二次側通信回路、11 a 二次側変調回路、11b 二次側復調回路、11c 二次側信号合成・分割手段、12 二次側電源 路、13 主機能部出力信号線、13s 主機能部 リアル信号出力線、13p 主機能部パラレル 号出力線、14 主機能部入力信号線、14s 主 能部シリアル入力信号線、14p 主機能部パラ レル入力信号線、15 主機能部電源出力、16  助機能部入力信号線、16s 補助機能部シリ ル入力信号線、16p 補助機能部パラレル入力 信号線、17 補助機能部出力信号線、17s 補助 機能部シリアル出力信号線、17p 補助機能部 ラレル出力信号線、18 補助機能部電源入力 、21 フレキシブル基材、22 回路パターン、2 3 コイル部、24 接続部、25 接続端子部、26  スルーホール、27 中間タップ、30 コイル間 ャップ、31 磁性体、32 磁気遮蔽材、33 コ ル接続端子、34 回路部品、35 コイル接続 、36 コイル固定手段、40 電源供給部、41  次側平滑手段、42 交流変換手段、43 一次側 共振コンデンサ、44 二次側共振コンデンサ 45 整流手段、46 二次側平滑手段、47 電圧 換手段、48 二次側電圧出力部、50 一次側通 信用共振コンデンサ、51 一次側送信信号入 、52 一次側搬送波発生手段、53 一次側変調 手段、54 一次側電流制御手段、55 一次側復 手段、56 一次側信号増幅手段、57 一次側 ッファ手段、58 一次側受信信号出力、59 一 次側電源、60 二次側通信用共振コンデンサ 61 二次側送信信号入力、62 二次側搬送波発 生手段、63 二次側変調手段、64 二次側電流 御手段、65 二次側復調手段、66 二次側信 増幅手段、67 二次側バッファ手段、68 二次 側受信信号出力、69 二次側電源、71 データ 成部、72 データ分割部、73 タイマ、74 シ アルデータ受信手段、75 データエンコーダ 部、76 コイル送信データバッファ、77 コイ 送信部、78 コイル受信部、79 コイル受信 ータバッファ、80 シリアルデータ送信手段 81 データデコーダ部。

実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1に係る電子機 1の構成図である。
 図1において、電子機器1は複数の電子回路 板から構成されており、図1では第1電子回路 基板2と第2電子回路基板4とから構成される。
 第1電子回路基板2は電子機器1の主機能を実 するための電子回路基板であり、第2電子回 路基板4は電子機器1の補助的機能を実現する めの電子回路基板である。
 第1電子回路基板2には第1コイル3aが、第2電 回路基板4には第2コイル3bがそれぞれ接続さ れている。以後、第1コイル3aと第2コイル3bを 総称するときは、コイル3と呼ぶ。

 第1電子回路基板2と第2電子回路基板4は、有 線による接続はされておらず、第1コイル3aと 第2コイル3bとの間の電磁誘導結合により電気 的に接続されている。
 このため、第1電子回路基板2から第2電子回 基板4への電力供給および第1電子回路基板2 第2電子回路基板4との間の信号の送受信に いては、電磁誘導により第1コイル3aおよび 2コイル3bを介して行われる。

 第1電子回路基板2は、電子機器1の主機能を 現するための電子回路基板であり、主機能 5、一次側非接触給電・通信部6を備える。
 主機能部5は、電子機器1の主機能を実現す 。
 一次側非接触給電・通信部6は、主機能部5 よび第1コイル3aと接続され、第2電子回路基 4への電力供給および第2電子回路基板4との の通信信号の送受信のための機能を有する
 主機能部5と一次側非接触給電・通信部6と 、主機能部出力信号線13、主機能部入力信号 線14、主機能部電源出力15で接続されている

 一次側非接触給電・通信部6は、一次側通信 回路7と一次側電源回路8を備える。
 一次側通信回路7は、主機能部5と補助機能 9との間で送受信される通信信号を第1コイル 3aと第2コイル3bを介して送受信するため、主 能部出力信号線13および主機能部入力信号 14を介して伝達される信号に応じて第1コイ 3a電流に対する変復調処理を行う。
 一次側電源回路8は、第1電子回路基板2から 2電子回路基板4への電力供給を行うための 力供給処理を行い、第1コイル3a電流の制御 行う。

 主機能出力信号線13の例として、シリアル 号を出力する主機能シリアル出力信号線13s パラレル信号を出力する主機能パラレル出 信号線13pが挙げられる。
 また、主機能入力線14の例として、シリア 信号の入力となる主機能シリアル入力信号 14sとパラレル信号を入力する主機能パラレ 入力信号線14pが挙げられる。
 主機能出力信号線13および主機能入力信号 14には、シリアル信号およびパラレル信号の ようなデジタル信号線ではなく、アナログ信 号線を用いてもよい。

 第2電子回路基板4は、電子機器1の補助的な 能を実現するための電子回路基板であり、 助機能部9、二次側非接触給電・通信部10を える。
 補助機能部9は、電子機器1の補助的な機能 実現する。
 二次側非接触給電・通信部10は、補助機能 9および第2コイル3bと接続され、第1電子回路 基板2から供給された電力を第2電子回路基板4 へ電源として供給する機能、および第1電子 路基板2との通信信号の送受信のための機能 有する。
 補助機能部9と二次側非接触給電・通信部10 は、補助機能部入力信号線16、補助機能部 力信号線17、補助機能部電源入力18で接続さ ている。

 二次側非接触給電・通信部10は、二次側通 回路11と二次側電源回路12を備える。
 二次側通信回路11は、主機能部5と補助機能 9との間で送受信される通信信号を第1コイ 3aと第2コイル3bを介して送受信するため、補 助機能部入力信号線16および補助機能部出力 号線17を介して伝達される信号に応じて第2 イル3b電流に対する変復調処理を行う。
 二次側電源回路12は、第1電子回路基板2より 給電された電力を受け、第2電子回路基板4の 源として供給する。
 ここで、補助機能入力信号線16および補助 能出力信号線17には、シリアル信号およびパ ラレル信号のようなデジタル信号線ではなく 、アナログ信号線を用いてもよい。

 図2は、コイル3の構成図である。ここでは 2層の多層基板によるフレキシブル基板コイ として構成した例を示した。コイル巻数は 2層の表面10回巻き、裏面10回巻きの20回巻き である。
 コイル3は、フレキシブル基材21とフレキシ ル基材21上に固定された銅箔などによる回 パターン22からなるフレキシブル基板で構成 されたコイルであり、全体的な構成として、 コイル部23、接続部24、および接続端子部25か らなる。
 回路パターン22は、表面の回路パターン22a 裏面の回路パターン22bからなる。また、回 パターン22aと回路パターン22bはスルーホー 26により接続されている。

 図3は、コイル3の別の構成例を示す図で る。ここでは、2層の表面5回巻き、裏面5回 きの10回巻きコイルの例を示した。

 図2および図3に示すフレキシブル基板コイ では、コイル巻線の巻き数が同数であれば コイル面中心部のコイルパターンのない領 の面積が大きいほど、コイルのインダクタ スを大きく取れる。
 また、コイル面中心部のコイルパターンの い領域の面積が大きいほどコイル同士を対 させた際の中心位置からのずれに対して性 の低下が抑制できる。
 対向させた際にお互いのコイルにおいて、 イル面中心部のコイルパターンのない部分 重なる面積が大きいほど、コイル間の結合 は高くなる。

 図4は、第1電子回路基板2と第2電子回路基板 4の配置例を示す図である。
 図4に示すように、第1コイル3aと第2コイル3b は、対向させて配置させる。このとき、各コ イルはコイル間ギャップ30の間隔があけられ 状態で配置される。
 コイル間ギャップ30は、第1電子回路基板2と 第2電子回路基板4との取り付け状態により変 する。
 たとえば、樹脂ケースなどにより第1電子回 路基板2と第2電子回路基板4とが覆われている 場合、樹脂ケースの厚み分のギャップが発生 する。また、樹脂ケースのようなものが不要 な場合は、第1コイル3aと第2コイル3bとがほぼ 密着状態で配置される。

 図4において、コイル3は磁性体31により挟ま れている。
 磁性体31は、第1コイル3aと第2コイル3bのそ ぞれについて、コイル同士の対向面と反対 の面に取り付けられている。
 磁性体31を設けることにより、第1コイル3a 第2コイル3bとの間の結合度の向上、コイル3 らの磁束の漏れの抑制による付近の回路へ 悪影響の抑制を図ることができる。しかし これらの対策が不要であれば設ける必要は い。

 磁性体31として、酸化鉄、酸化クロム、コ ルト、フェライトなどの素材からなる板状 ものや、樹脂と混ぜることでシート状に形 されたものなどを用いることができる。フ キシブル基板コイルの特性を有効に利用す のであればシート状のものが望ましい。
 磁性体31のサイズは、磁性体31によりコイル より発生する磁束の集中を促し、漏れ磁束を 削減するためにも、フレキシブル基板コイル の最も外周を通るコイル巻線パターン部より 大きくするとよい。
 磁性体31の厚みについては、用いるコイル ら発生する磁束の磁束飽和に対して余裕の られる厚みとすることが望ましい。フレキ ブル基板コイルの薄さを生かすためにも0.5m 下の厚みとするとよい。

 以上、本実施の形態1に係る電子機器1の構 を説明した。
 次に、本実施の形態1に係る電子機器1の動 を、下記ステップ(1)~(11)で説明する。

(1)第1電子回路基板2において、一次側非接触 電・通信部6の一次側電源回路8は、接続さ た主機能部5より電源を受け、第1コイル3aに す電流を制御することで第2電子回路基板4 電力を供給する。
(2)第1コイル3aに電流が流れることにより、第 2コイル3bに電磁誘導による電流が発生する。

(3)第2電子回路基板4の二次側非接触給電・通 部10の二次側電源回路2では、第2コイル3bに 生した電流を整流し直流電力に変換し、所 の電圧に変換することで、第2電子回路基板 4の電源として第2電子回路基板4へ供給する。
 これにより、第2電子回路基板4の補助機能 9および二次側非接触給電・通信部10が動作 る。

(4)第1電子回路基板2の主機能部5が第2電子回 基板4の補助機能部9へ情報を送信する場合、 一次側非接触給電・通信部6の一次側通信回 7は、主機能部5より受けた送信情報を通信信 号として変調をかけ、第1コイル3aに流す電流 を制御する。
(5)第1コイル3aに電流が流れることにより、第 2コイル3bに電磁誘導による電流が発生する。

(6)このとき、第1コイル3aには電力給電用の電 流が流れているため、電力供給用の電流に対 して通信信号の電流を重畳させる。
 重畳させるには、電力供給電流と異なる周 数を用いる手段や、電力給電用電流の振幅 変える手段などを用いることができる。
(7)第2電子回路基板4の二次側非接触給電・通 部10の二次側通信回路11では、第2コイル3bに 流れる電流から通信信号成分を取り出し復調 を行い、第1電子回路基板2の主機能部5からの 受信情報として、補助機能部9へその受信情 を渡す。

(8)同様に、第2電子回路基板4の補助機能部9が 第1電子回路基板2の主機能部5へ情報を送信す る場合、二次側非接触給電・通信部10の二次 通信回路11は、補助機能部9より受けた送信 報を通信信号として変調をかけ、第2コイル 3bに流す電流を制御する。
(9)第2コイル3bに電流が流れることにより、第 1コイル3aに電磁誘導による電流が発生する。

(10)このとき、第2コイル3bには電力受電の電 が流れているため、電力受電用の電流に対 て通信信号の電流を重畳させる。
 重畳させるには、電力供給電流と異なる周 数を用いる手段や、受電側の負荷あるいは 振周波数を変化させることによる第1コイル 3aに生じる電流の変化(負荷変調)に通信信号 重畳させる手段を用いることができる。
(11)第1電子回路基板2の一次側非接触給電・通 信部6の一次側通信回路7では、第1コイル3aに れる電流から通信信号成分を取り出し復調 行い、第2電子回路基板4の補助機能部9から 受信情報として、補助機能部9へその受信情 報を渡す。

 以上、本実施の形態1に係る電子機器1の動 を説明した。
 次に、図1の構成の適用例を説明する。

 図1の構成の用途として、以下の(a)~(c)が考 られる。
(a)電子機器1の主機能部5に対して、補助機能 9を主機能部5と絶縁する用途
(b)補助機能部9を主機能部5から着脱する用途
(c)着脱とともに複数の補助機能を用途に応じ て交換する用途

 さらには、電子機器1の具体例として、た とえば家庭用電化機器や空気調和機の壁付け リモコン(有線)などが上げられる。以下では 空気調和機の壁付けリモコンを例にとって 具体的な動作説明を行う。

(具体例1:空気調和機のリモコン)
 空気調和機のリモコンは、空気調和機の室 機と接続され、空気調和機の操作を行う。 の機能は、当該リモコンの主機能部5に対応 する。
 リモコンは、空気調和機の操作を行う機能 外に、補助機能として、空気調和機の管理 る情報をリモコン外部と入出力を行う機能 有する。この、リモコン外部と入出力する 助機能は、第2電子回路基板4上の補助機能 9が受け持つ。

 このリモコンの例における補助機能部9の補 助機能として、LAN(Local Area Network)への接続 あるいはUSB(Universal Serial Bus)機器との接続 能がある。
 必要に応じて、補助機能を切り替えること 可能とするため、第2電子回路基板4としてLA Nインターフェース基板およびUSBインターフ ース基板を用意し、交換可能とする。

 図1に示す構成により、第1電子回路基板2( 空気調和機リモコン主機能)と第2電子回路基 4(各インターフェース機能)を接点コネクタ しで接続することが可能となり、インター ェースの交換も容易となる。

 補助機能部9の機能の具体例としては、空 気調和機の動作ログやメンテナンス情報など の情報を空気調和機のリモコンに備えられた USBインターフェースに接続したUSBメモリに書 き出す機能が考えられる。

 一方、USBインターフェースは、その規格 の端子形状より、接点等の金属部を使用者 指等で触れることが可能である。この場合 下記に述べるような絶縁上の課題が発生す 。

 空気調和機は、一般的に100Vあるいは200Vと った交流電源に接続され、リモコンには降 された直流電圧が電源として供給される。 かし、交流受電部等に事故等により絶縁破 が発生すると、リモコンに交流電源がその ま印加される可能性がある。
 このような場合に、人が触れる可能性のあ 端子部に絶縁破壊による交流電源電圧がそ まま印加されると、端子部に触れた人が感 する等の危険性がある。

 そこで、本実施の形態1に係る電子機器1の 成を採用し、リモコンの電子回路基板とイ ターフェースの電子回路基板を絶縁するこ を図る。
 図1の構成を採用すると、リモコンの電子回 路基板とインターフェースの電子回路基板は 有線接続されておらず、電磁誘導作用を用い て電気的に接続されているので、両者の間は 絶縁されており、端子部を人が触れても感電 等するおそれがない、という利点がある。

 以上、空気調和機のリモコンに関する構成 、図1の構成を採用した例を説明した。
 次に、空気調和機の室外機の制御基板に図1 の構成を採用した例を説明する。

(具体例2:空気調和機の室外機の制御基板)
 図1の構成では、第1電子回路基板2と第2電子 回路基板4とは電子機器1の内部に構成される のとしたが、第2電子回路基板4は必ずしも 子機器1の内部にある必要はない。
 第1電子回路基板を空気調和機の室外機制御 基板、第2電子回路基板4を空気調和機のメン ナンス用回路基板であるものと仮定する。

 メンテナンス用回路基板は、メンテナンス 行者が持ち運びする移動可能な装置である 空気調和機のメンテナンス等を行う際には メンテナンス回路を室外機基板に設けられ 接点端子に接続する必要性がある。
 ところが、空気調和機の室外機は屋外に設 されており、温度変化や直射日光、風雨な の影響を受ける環境にあるため、上述の接 端子は環境の影響を受けて劣化する可能性 高い。
 本実施の形態1に係る電子機器1を適用する 、空気調和機の室外機制御基盤とメンテナ ス用回路基板とを電気的な結線で接続する 要がないため、上述の接点端子が劣化して 、電気的な接続にはあまり影響が生じない これにより、室外機制御基板の環境劣化耐 を向上することができる。

 以上のように、本実施の形態1によれば、第 1電子回路基板2と、第2電子回路基板4との間 電磁誘導により電気的に接続するため、第1 子回路基板2と第2電子回路基板4との間を無 線で接続することが可能となる。
 これにより、第1電子回路基板2と第2電子回 基板4間の絶縁を行うことが可能となる。

 また、本実施の形態1によれば、第1電子 路基板2と第2電子回路基板4との間に接点が いため、接続部の信頼性向上と経年劣化、 境劣化耐力を向上することが可能となる。

 また、本実施の形態1によれば、第1電子回 基板2と第2電子回路基板4との接続部の小型 ・薄型化が可能となり、これらを搭載した 子機器の小型化が可能となる。
 さらには、第1電子回路基板2と第2電子回路 板4との接続部の取り扱いが容易となり、第 1電子回路基板2と第2電子回路基板4の着脱も 易となる。

 また、本実施の形態1によれば、第1電子回 基板2と第2電子回路基板4に接続するコイル3 フレキシブル基板で構成したため、コイル3 の小型化、薄型化が可能となり、これを用い る電子機器1の小型化が可能となる。
 また、フレキシブル基板は薄く、曲げるこ も可能であるため、コイルの配置位置の自 度が向上し、取り扱いが容易になる。

 これにより、電源や通信信号の絶縁手段と て、トランスを用いる場合と比較し、結合 必要とする体積の縮小およびコストの低減 可能となる。また、フォトカプラを用いる 合と比較し、通信速度の向上を行うことが きる。
 また、コイル3の厚みを薄くすることができ 、対向する第1コイル3aと第2コイル3bの対抗面 と逆の面に磁性体を設けることで、磁束の漏 れによる周辺回路への影響の抑制を向上する ことが可能となるとともに、第1コイル3aと第 2コイル3b間の結合度を向上することが可能と なる。

実施の形態2.
 実施の形態1では、通信に用いるコイル3と 力の送受電に用いるコイル3とを共用とした したがって、実施の形態1では、第1電子回 基板2に接続されるコイル3は第1コイル3aのみ であり、また第2電子回路基板4に接続される イル3は第2コイル3bのみであった。
 本発明の実施の形態2では、コイル3を電力 受電用と通信用とに分けて構成した例を説 する。

 第1電子回路基板2から第2電子回路基板4への 電力供給が小さく、また第1電子回路基板2と 2電子回路基板4間の通信速度が遅い場合、 とえば供給電力100mW以下で通信速度2.4kbpsの 合には、電力供給用の搬送波を用いて通信 行うことができる。
 この場合、実施の形態1に説明したように、 通信用コイルと電力用コイルを共用化するこ とが可能である。

 しかし、通信速度をさらに速くし、また給 する電力をさらに向上しようとした場合、 信速度向上のためには搬送波の周波数増加 必要である一方で、電力供給の点では搬送 周波数を通信速度向上に合わせて増加させ と電力給電性能が低下することから、両者 要求は相反する関係にある。
 したがって、同一コイルで上述の双方の要 を実現することが困難となる。
 そこで、本実施の形態2では、通信速度の向 上と電力供給量向上の両立のため、コイル3 通信用コイルと電力用コイルとして分割し 用いる構成とした。ここでの通信速度は240kb ps以上、給電電力は1W以上を想定する。

 図5は、本発明の実施の形態2に係る電子機 1の構成図である。実施の形態1で説明した図 1と同様の構成には同じ符号を付し、説明を 略する。
 図5において、第1電子回路基板2には、一次 非接触給電・通信部6の一次側通信回路7に 1通信用コイル3Caが接続され、一次側電源回 8に第1電力用コイル3Paが接続される。
 同様に第2電子回路基板4には、二次側非接 給電・通信部10の二次側通信回路11に第2通信 用コイル3Cbが接続され、二次側電源回路12に 、第2電力用コイル3Pbが接続される。
 各コイルは、第1通信用コイル3Caと第2通信 コイル3Cbとが対向し、第1電力用コイル3Paと 2電力用コイル3Pbとが対向する構成となる。

 各コイル3は、実施の形態1の図2あるいは図3 で説明したように、フレキシブル基材21とフ キシブル基材21上に固定された銅箔などに る回路パターン22からなるフレキシブル基板 で構成されたコイルである。
 コイルの巻線数などの仕様は、通信用コイ 3Caと3Cb、電力用コイル3Paと3Pbで同一とせず それぞれの性能を得るために仕様を変える とも可能である。また、対向する第1コイル と第2コイルを同一仕様のコイルとせず、巻 数などの仕様を変えてもよい。

 図6は、第1通信用コイル3Caと第2通信用コイ 3Cb、および第1電力用コイル3Paと第2電力用 イル3Pbの配置例を示す図である。
 図6において、25Caは第1通信用コイル3Caの接 端子、25Cbは第2通信用コイル3Cbの接続端子 25Paは第1電力用コイル3Paの接続端子、25Pbは 2電力用コイル3Pbの接続端子である。

 図6において、第1通信用コイル3Caと第2通信 コイル3Cbが対向し、また、第1電力用コイル 3Paと第2電力用コイル3Pbとが対向し、対抗す コイルの対向面の反対面に磁性体31が設けら れる。
 上部磁性体31a、下部磁性体31bは、コイル全 を挟み込む形で配置され、中部磁性体31cは 通信用コイルと電力用コイルを分離する形 配置される。
 30は、通信用コイルと電力用コイルそれぞ における第1コイルと第2コイル間のギャップ を示す。

 中部磁性体31cの片面には通信用コイルの一 (図6では第2通信用コイル3Cb)が配置され、も う片面には電力用コイルの一方(図6では第2電 力用コイル3Pb)が配置される。
 また、ギャップ30を介して中部磁性体31cを み込む形で、上側に第1通信用コイル3Ca、下 に第1電力用コイル3Paが配置される。さらに 、第1通信用コイル3Caの外側に上部磁性体31a 第1電力用コイル3Paの下側に下部磁性体31bを 置する。
 このように、フレキシブル基板コイルの面 向に各コイルを重ねて配置する。

 図7は、第1通信用コイル3Caと第2通信用コイ 3Cb、および第1電力用コイル3Paと第2電力用 イル3Pbの別配置例を示す図である。
 図6の構成では、周波数や電流値などの使用 条件により通信用コイル3Ca、3Cbと電力用コイ ル3Pa、3Pbとが互いに干渉し合い、それぞれの 性能を低下させる場合もある。そのような場 合は、図7に示す構成で干渉を抑えることが きる。

 図6では、通信用コイル3Ca、3Cbと電力用コイ ル3Pa、3Pbを中部磁性体31cで分離したが、これ を介しての干渉が生じる可能性がある。
 そこで図7のように、中部磁性体31cを中部磁 性体31dと中部磁性体31eの二つに分け、その間 に磁気遮蔽材32をはさむことで、通信用コイ 3Ca、3Cbと電力用コイル3Pa、3Pb間の磁束を遮 し、お互いの干渉を抑制する。

 磁気遮蔽材32としては、アルミ製のシート 板などを用いることができる。
 アルミニウムは、直流磁場においては非磁 体であり、コイルの出力する磁束に影響を えないが、交流磁場においては反磁性体と り、コイルから発生する磁束を打ち消す方 に磁束が発生する。
 この作用により、磁気遮蔽材32の逆面に対 て、磁束が透過し、コイル間での干渉を抑 することが可能となる。

 図8は、コイル3を通信用と電力用に分離す ための構成例を示す図である。図2や図3と同 様の構成は、同じ符号を付して説明を省略す る。
 図5~図7において、通信用コイルと電力用コ ルを分割した構成例を示したが、コイルを 信用と電力用とで分ける方法として、図8に 示すようなコイルを用いることも可能である 。
 図8に示すコイルは、図2や図3と同様にフレ シブル基板で構成されるコイルであるが、 間タップ27を用いて1つの巻線を複数に分割 ることで1つのコイルを複数のコイルとして 用いる。

 図8では、図2に示すコイルに中間タップ27 を設け、巻き数の違う2つのコイルを構成し 例を示した。巻き数の少ないほうを通信用 イルとして用い、巻き数の多いほうを電力 として用いる。

 図8に示すコイルでは、通信用コイルと電力 用コイルとを一枚のフレキシブル基板上に構 成できるため、図6や図7のように通信用コイ と電力用コイルを重ねる必要がなく、第1コ イルと第2コイルを対向させ、対抗面と反対 に磁性体を配置するというように、図4と同 の構成とすることができる。
 ただし、通信用コイルと電力用コイルを分 する方法と比較し、互いの干渉を抑制する 果は低下する。

 以上のように、本実施の形態2によれば、第 1電子回路基板2と、第2電子回路基板4との間 電磁誘導により電気的に接続するため、実 の形態1と同様の効果を発揮することができ 。
 また、第1電子回路基板2と第2電子回路基板4 に接続するコイル3をフレキシブル基板で構 したため、実施の形態1と同様の効果を発揮 ることができる。

 また、本実施の形態2のように、コイル3を 信用コイルと電力用コイルに分割した場合 あっても、フレキシブル基板コイルを用い ことでコイル自体を薄くすることができる め、コイルの占める体積の増加を抑制する とが可能となる。
 これにより、これらを搭載する電子機器の 型化が可能となる。

 また、本実施の形態2によれば、フレキシブ ル基板コイルを用いることで、通信用コイル と電力用コイルを分割した場合でも、コイル を重ねて配置してお互いのコイルを近接配置 できる。
 これにより、コイル体積の増加が抑制でき コイルを共用した構成のような1組のコイル を用いた場合と同等の取り扱いやすさを得る ことが可能となる。

 また、図8で説明したように、コイルに中間 タップ27を用いて1つのコイルを複数に分割し 、通信用コイルと電力用コイルとして用いる ことで、1つのコイルと同等の取り扱いやす を得ることが可能となる。
 また、複数のコイルを用いる場合と比較し 対向するコイルの位置決めが1つのコイルだ けで実現でき、コイル性能の信頼性を高める ことが可能となる。

 また、図6で説明したように、通信用コイル と電力用コイルのように分割された複数から なる第1コイルおよび第2コイルを重ねた状態 対向させる場合に、用途の異なるコイルご に対抗面と反対の面に磁性体を設けたこと より、それぞれのコイルの結合度を高める とが可能となる。
 また、互いのコイルを分離する中部磁性体3 1cを共用化することで、磁性体の数を減らす とが可能となり、これらを搭載する電子機 の小型化、低コスト化が可能となる。

 また、図7で説明したように、通信用コイル と電力用コイルのように分割された複数から なる第1コイルおよび第2コイルを重ねた状態 対向させる場合に、用途の異なるコイルの に磁気遮蔽材32を配置したことにより、互 のコイル間に生じる干渉を抑制することが 能となる。
 これにより、コイルを共用化した際と同等 取り扱い易さを得ることが可能となる。

実施の形態3.
 本発明の実施の形態3では、フレキシブル基 板コイルの特徴を利用し、複数のコイルを重 ねて直列接続することにより、コイル巻線の 巻き数(コイルのインダクタンス値)を調整す 構成を説明する。
 なお、後述の図9で説明するコイル3以外の 成は、実施の形態1~2と同様であるため、説 を省略する。

 まず初めに、コイル巻線の巻き数を調整 る必要がある事情について説明し、その後 本実施の形態3に係るコイル3の構成を説明 る。

 コイル3を電力用コイルとして用いる場合は 、通信用コイルと比較して大きな電力を伝送 する必要があることから、コイルに流れる電 流を通信用コイルよりも大きくする必要があ る。
 通信用途では、第1コイルと第2コイル間で 磁誘導により供給する電力は数mWオーダの電 力でよいが、電力用途では、第2電子回路基 4を動作させるために数百mWから数W以上の電 を供給する必要がある。
 このため電力用コイルの用途では、通信用 イルと比較し100~1000倍以上の電力送電を行 必要がある。
 大電力を送るために、コイル仕様として、 力用コイル巻線の巻き数は通信用コイル巻 の巻き数より多くする必要がある。通信用 イルと電力用コイルの巻き数比は、通信用1 に対して電力用4以上が必要となる。

 また、電磁誘導によりコイル間で通信する 合、通信用コイルに流す電流は、通信速度 応じた高い周波数を必要とする。
 たとえば、240kbps(bit/s)の通信速度を必要と る場合、通信用に用いる搬送波の周波数は 信速度の10倍程度の2.4MHzとすればよい。また 、たとえば240Mbpsの通信速度を実現する場合 、通信用に用いる搬送波の周波数は2.4GHzな とすればよい。

 一方で、電力用のコイルに流す電流の周波 は、通信用と比較し低い周波数とする必要 ある。電力の送電にMHzオーダ以上の周波数 用いると、高周波数動作可能でかつ大きな 流を流せる素子が必要になることから、電 回路のコストが高くなる点、高周波により 路の容量結合による損失が生じる点、およ 回路設計が高度化する点より、回路の取り いが複雑化する。
 このため、電力用コイルに流れる電流は通 と比較し低周波数とし、また、電磁誘導の 果を高めるためコイルのインダクタンスも くする、つまりコイル巻線の巻き数を多く る必要がある。

 ここでは、通信用に用いるコイル電流発 のための搬送波周波数としてMHz以上の周波 を想定し、電力用に用いるコイル電流発生 ための搬送波周波数として10kHz~500kHzを想定 る。

 以上、コイル巻線の巻き数を調整する必要 ある事情について説明した。
 次に、本実施の形態3に係るコイル3の構成 説明する。

 フレキシブル基板で構成されたコイルは、 の構成上、多層基板の層数の数しかコイル パターンを同一円周上に重ねることができ い。
 このため巻き数を同じとした場合に、同一 イズで巻線をボビンに巻いて構成したコイ と比較し、インダクタンスが低くなり、コ ル性能が低くなるが、巻線コイルと比較し みは薄くすることができる。
 これを利用し、フレキシブル基板コイルで 、後述の図9のように複数のコイルを用いて コイル同士を直列接続し重ねて用いることで 、コイルの巻線の数(コイルのインダクタン 値)を調整できる。
 また、フレキシブル基板コイルでは重ねて 急激にコイルの厚みが増加するわけではな ので、磁性体の配置もコイル1枚の際と同様 にコイルの対抗面の反対面に配置することで 対応できる。

 図9は、本実施の形態3に係る電子機器1のコ ル構成を示す図である。
 図9において、第1コイル3aは二枚のコイル3a- 1、3a-2から構成され、第1コイル3aに備えられ いる各コイルの接続端子25a-1、25a-2を各コイ ルが直列接続となるように接続する。
 同様に、第2コイル3bは二枚のコイル3b-1、3b- 2から構成され、第2コイル3bに備えられてい 各コイルの接続端子25b-1、25b-2を各コイルが 列接続となる用に接続する。

 コイル3a-1とコイル3a-2が同一仕様コイルで れば、第1コイル3aはコイル3a-1の倍の巻き数 することができる。コイル3a-1とコイル3a-2 別の仕様のコイルとすることも可能である
 同様に、第2コイル3bについてもコイル3b-1と コイル3b-2の組み合わせを要求仕様にあわせ 変更することができる。

 図9では、フレキシブル基板コイルにより 使用条件に応じてコイルの直列数を変えるこ とでコイル巻線の巻き数を変更する例につい て示したが、これは第1コイル3aおよび第2コ ル3bを、通信用コイル3Ca、3Cbと電力用コイル 3Pa、3Pbに分割した構成において特に有効であ る。

 通信用コイルと電力用コイルを比較した場 、通信用コイルに比べ、電力用コイルはコ ルを介して大きな電力が送電されることか 、コイル巻線の巻き数を多く(コイルのイン ダクタンスを大きく)する必要がある。
 異なる仕様のコイルを複数作るよりも、1種 類の仕様のコイルだけ用いるほうが、コイル 一枚あたりのコストを低減できることから、 通信用コイルと電力用コイルの仕様は同一と し、電力用のコイルは直列数を増やすことで 必要なコイル巻線の巻き数(コイルのインダ タンス値)を得る。

 この手法によれば、基本的な仕様のコイル 数点用意しておくのみで、直列数の変更に り、種々のコイル仕様に対応可能となる。
 また、フレキシブル基板で構成されるコイ であれば厚みは50μm以下であるため、複数 重ねても、電子回路基板の厚みよりも薄く ることが可能である。

 また、通信用のコイルにおいては、第1電 子回路基板2と第2電子回路基板4との間で双方 向での通信を行うことから、回路構成を対称 としたほうがよいが、電力用コイルのように 第1電子回路基板2から第2電子回路基板4への1 向の給電しか行わない場合は、第1電力用コ イル3Paと第2電力用コイルの仕様(巻線の巻き )は、同一でなくともよい。

 第1電力用コイル3Paから第2電力用コイル3Pb の電磁誘導による電力送電の際に、第1電力 コイル3Paと第2電力用コイル3Pbの巻き数仕様 を同一とした場合、コイル間の結合損失や銅 損により第2電力用コイル3Pbに生じる電圧が くなる傾向がある。
 このような場合は、第1電力用コイル3Paより も第2電力用コイル3Pbの巻き数を多くすると い。

 以上のように、本実施の形態3では、第1コ ル3aおよび第2コイル3bをフレキシブル基板コ イルで構成し、このコイルは使用条件に応じ て直列数を変えることで様々な仕様のコイル を構成できるようにした。
 そのため、直列接続したコイルは重ね合わ ることが可能であり、重ねるとともに対向 の反対面への磁性体配置もコイル1枚の際と 同様に行うことができる。
 これにより、様々な仕様のコイルの構成を 易とするとともに、コイルの小型化、薄型 が可能となる。

 また、本実施の形態3によれば、直列接続数 の数によりコイル仕様の変更が容易であるこ とから、少ない種類の仕様のコイルで任意の 巻線仕様のコイルへ対応でき、コイルの種類 を削減することができる。
 これにより、コイル作成に必要なコストの 減が可能となり、これを用いる電子機器の ストの上昇を抑制することができる。

 また、本実施の形態3によれば、通信用コイ ルと電力用コイルを分割して構成することに より、通信用搬送波周波数と電力用搬送波周 波数との間で大きな差、例えば100倍以上の差 をつけることも容易である。
 したがって、通信用と電力用それぞれの用 に適した搬送波周波数を用いることが容易 ある。

実施の形態4.
 本発明の実施の形態4では、フレキシブル基 板コイルの特徴を利用し、複数のコイルを重 ねて直列接続することにより、コイル巻線の 断面積(電流容量)を調整する構成を説明する
 なお、後述の図10で説明するコイル3以外の 成は、実施の形態1~2と同様であるため、説 を省略する。

 フレキシブル基板で構成されたコイルは、 の構成上コイルパターンの銅箔の厚みに制 があり、一例として最大で35μm程度である
 多層基板のフレキシブル基板により回路を 成すれば構成可能な分だけの並列回路を構 することが可能となるが、並列パターンを 成する層は同一コイル巻線と同じであるた 、コイルの面積を一定と仮定した場合、並 パターンを用いない場合と比較し、一枚の イルに構成可能なコイルの巻き数が減るこ になる。

 図10は、本実施の形態4に係る電子機器1のコ イル構成を示す図である。
 図10において、第1コイル3aは二枚のコイル3a -1、3a-2から構成され、第1コイル3aに備えられ ている各コイルの接続端子25a-1、25a-2を各コ ルが並列接続となるように接続する。
 同様に、第2コイル3bは二枚のコイル3b-1、3b- 2から構成され、第2コイル3bに備えられてい 各コイルの接続端子25b-1、25b-2を各コイルが 列接続となるように接続する。

 コイル3a-1とコイル3a-2が同一コイルであれ 、第1コイル3aはコイル3a-1と同じ巻き数で、 イルパターンの断面積を2倍とすることがで きる。
 第2コイル3bについても第1コイル3a-1とコイ 3a-2と同様に構成する。
 図10において、並列化された各コイルの接 端子は、第1コイル接続端子33a、第2コイル接 続端子33bに集約される。

 図10では、フレキシブル基板コイルによ 使用条件に応じてコイルの並列数を変える とでコイル巻線の断面積(電流容量)を変更す る例について示したが、これは第1コイル3aお よび第2コイル3bを、通信用コイル3Ca、3Cbと電 力用コイル3Pa、3Pbに分割した構成において特 に有効である。

 電力用コイルでは、通信用コイルと比較し コイル巻線の巻き数が多く必要であるとと に、電流も多く流す必要がある。
 通信用コイルのサイズと電力用コイルのサ ズを異なるサイズとして構成することも可 であるが、それぞれ異なる仕様のコイルが 要となるとともに、電子機器1内部にこれら コイルを配置する際に、通信用コイルと電力 用コイルの大きさの違いが配置位置や配置手 段に影響を与えるため、通信用コイルと電力 用コイルのサイズは同じほうがよい。

 そこで、コイル仕様、特にコイルサイズを1 種類とし、通信用コイルと電力用コイルとで 同じサイズのコイルを用い、電力用コイルに 必要な電流容量を得るためには、このコイル を並列接続して用いる。
 コイル巻線の巻き数の増加には、実施の形 3で説明したように、コイルの直列接続を行 えばよい。
 実施の形態3で説明したフレキシブル基板コ イルの直列接続と、実施の形態4で説明した レキシブル基板コイルの並列接続を組み合 せることで、コイル巻線の巻き数(インダク ンス)やコイル巻線の断面積(電流容量)を変 ることができる。

 たとえば、実施の形態3と実施の形態4をあ せ、直列と並列を併用して1つのコイルを作 例を以下に示す。
 同一仕様のコイルを4枚用い、2枚を直列接 したものを2組構成し、それらを並列に接続 る。これにより基本の1枚のコイルと比較し 、コイル巻線の巻き数が2倍で、コイル巻線 断面積(電流容量)が2倍としたコイルを構成 ることができる。
 この4枚のコイルを重ね合わせ、図4と同様 コイルの一方の面に磁性体31を配置すること で、第1あるいは第2コイルを構成することが きる。

 異なる仕様のコイルを複数作るよりも、1種 類の仕様のコイルだけ用いるほうが、コイル 一枚あたりのコストを低減できることから、 通信用コイルと電力用コイルの仕様は同一と し、電力用のコイルは並列数を増やすことで 必要なコイル巻線の断面積(電流容量)を得る
 よって、基本的な仕様のコイルを数点用意 ておけば、並列数の変更により、種々のコ ル仕様に対応可能となる。

 以上のように、本実施の形態4では、第1コ ル3aおよび第2コイル3bをフレキシブル基板コ イルで構成し、このコイルは使用条件に応じ て並列数を変えることで様々な電流容量のコ イルを構成できるようにした。
 そのため、並列接続したコイルは重ね合わ ることが可能であり、重ねるとともに対向 の反対面への磁性体配置もコイル1枚の際と 同様に行うことができる。
 これにより、様々な仕様のコイルの構成を 易とするとともに、コイルの小型化、薄型 が可能となる。

 また、本実施の形態4によれば、並列接続数 の数によりコイル仕様の変更が容易であるこ とから、少ない種類の仕様のコイルで任意の 電流容量仕様のコイルへ対応でき、コイルの 種類を削減することができる。
 これにより、コイル作成に必要なコストの 減が可能となり、これを用いる電子機器の ストの上昇を抑制することができる。

実施の形態5.
 図11は、本発明の実施の形態5に係る電子機 1の構成図である。同図は、電子機器1の内 における第1電子回路基板2、第2電子回路基 4、第1コイル3a、第2コイル3bの配置例を示す

 電子機器1は、第1電子回路基板2と第2電子回 路基板4とから構成される。
 第1電子回路基板2は、電子機器1の主機能を 現する回路であり、一次側回路部品34a、一 側コイル接続部35a、一次側コイル接続部35a 接続された第1コイル3a、第1コイル3aの一方 面に配置された磁性体31aを備える。
 第2電子回路基板4は、電子機器1の補助機能 実現する回路であり、二次側回路部品34b、 次側コイル接続部35b、二次側コイル接続部3 5bに接続された第2コイル3b、第2コイル3bの一 の面に配置された磁性体31bを備える。

 コイルから発生する磁束による電子回路 板への誤動作等の影響の抑制や、コイルの 傍にある金属による電力給電性能、通信性 の低下をふせぐために、コイルの一方の面 配置された磁性体31のコイルと反対の面に 気シールドを配置してもよい。

 第2電子回路基板4において、二次側回路部 34bの実装されていない面に磁性体31bが固定 れ、磁性体31bの電子回路基板と反対面に第2 イル3bが固定されている。
 第2コイル3bはフレキシブル基板で構成され ため、第2コイル3bの接続端子部24b部を曲げ ことで、第2電子回路基板4の二次側回路部 34bの実装面と反対の面に固定している。
 また、第1電子回路基板2に接続された第1コ ル3aも同様にフレキシブル基板で構成され ため、第2電子回路基板4の下面と電子機器1 ケースの間(図示せず)などの狭い空間に配置 することができる。
 図11の例では、第2電子回路基板4に第2コイ 3bを固定する例について示したが、第1電子 路基板2に第1コイル3aを固定してもよい。

 なお、本実施の形態5で説明した以外の構 成は、実施の形態1~4と同様であるため、説明 を省略したことを付言しておく。

 以上のように、本実施の形態5によれば、第 1電子回路基板2と第2電子回路基板4の接続に する空間を削減することが可能となり、こ により電子機器1の小型化、薄型化、低コス 化が実現できる。
 また、一方のコイルを電子回路基板に固定 ることで、第1電子回路基板2と第2電子回路 板4の配置や固定が容易となり、取り扱いが 簡単になる。

実施の形態6.
 図12は、本発明の実施の形態6に係る電子機 1の構成図である。図12における各構成要素 、配置手法を除いて図11と同様であるため 同様の符号を付して説明を省略する。

 第1電子回路基板2において、一次側回路部 34aの実装されていない面に磁性体31aが固定 れ、磁性体31aの電子回路基板と反対面に第1 イル3aが固定されている。
 第1コイル3aはフレキシブル基板で構成され ため、第1コイル3aの接続端子部24aを曲げる とで、第1電子回路基板2の一次側回路部品34 aの実装面と反対の面に固定している。
 同様に、第2電子回路基板4において、二次 回路部品34bの実装されていない面に磁性体31 bが固定され、磁性体31bの電子回路基板と反 面に第2コイル3bが固定されている。
 第2コイル3bはフレキシブル基板で構成され ため、第2コイル3bの接続端子部24bを曲げる とで、第2電子回路基板4の二次側回路部品34 bの実装面と反対の面に固定している。
 以上のように構成された第1電子回路基板2 第2電子回路基板4は、各コイルが対向するよ うに配置される。第1電子回路基板2と第2電子 回路基板4は、電子機器1のケース(図示せず) どによりそれぞれ固定される。

 以上のように、本実施の形態6によれば、 実施の形態5と同様の効果を発揮することが きる。

実施の形態7.
 図13は、本発明の実施の形態7に係る電子機 1の構成図である。同図は、電子機器1の内 における第1電子回路基板2、第2電子回路基 4、第1通信用コイル3Ca、第1電力用コイル3Pa 第2通信用コイル3Cb、第2電力用コイル3Pbの配 置例を示す。

 電子機器1は、第1電子回路基板2と第2電子 回路基板4を備える。

 第1電子回路基板2は、電子機器1の主機能 実現する回路であり、一次側回路部品34a、 次側通信用コイル接続部35Ca、一次側通信用 コイル接続部35Caに接続された第1通信用コイ 3Ca、第1通信用コイル3Caの一方の面に配置さ れた磁性体31、一次側電力用コイル接続部35Pa 、一次側電力用コイル接続部35Paに接続され 第1電力用コイル3Pa、第1電力用コイル3Paの一 方の面に配置された磁性体31、第1通信用コイ ル3Caと第1電力用コイル3Paとそれぞれのコイ に配置された磁性体を固定するコイル固定 段36を備える。

 第2電子回路基板4は、電子機器1の補助機 を実現する回路であり、二次側回路部品34b 二次側通信用コイル接続部35Cb、二次側通信 用コイル接続部35Cbに接続された第2通信用コ ル3Cb、第2通信用コイル3Cbの一方の面に配置 された磁性体31、二次側電力用コイル接続部3 5Pb、二次側電力用コイル接続部35Pbに接続さ た第2電力用コイル3Pbを備える。

 第2通信用コイル3Cbと第2電力用コイル3Pbは 磁性体31のそれぞれ異なる面に配置される。
 図13の第2通信用コイル3Cbと第2電力用コイル 3Pbと磁性体31の構成は、実施の形態2の図6で した構成と同様である。図7で示した構成と てもよい。
 これらの構成の詳細については実施の形態2 と同様であるため、説明は省略する。

 第1通信用コイル3Caと第1電力用コイル3Paは それぞれコイル固定手段36の内側にコイル3 コイル固定手段36とで磁性体31を挟み込むよ に固定される。
 これにより、第1通信用コイル3Caと第1電力 コイル3Paとは対向する状態でコイル固定手 36に固定される。
 このとき、対向する第1通信用コイル3Caと第 1電力用コイル3Paとの間にはギャップが形成 れ、ここに第2通信用コイル3Cbと第2電力用コ イル3Pbとそれらが挟み込む磁性体31から構成 れる第2電子回路基板4に接続されたコイル 挿入する。
 このとき、第1通信用コイル3Caと第2通信用 イル3Cbとが対向し、第1電力用コイル3Paと第2 電力用コイル3Pbとが対向するように配置され る。

 第1通信用コイル3Caと第2通信用コイル3Cb の間、第1電力用コイル3Paと第2電力用コイル 3Pbとの間にはコイル間ギャップ30が生じるが コイル固定手段36にばね機構などを設け、 1通信用コイル3Caと第1電力用コイル3Paとで、 内側に挿入された、第2通信用コイル3Cbと第2 力用コイル3Pbとを密着するように圧力をか て挟み込んでもよい。この方が各コイル間 結合度が向上する。

 図13では、第1電子回路基板2側に接続される コイルにコイル固定手段36を設けた手段につ て説明したが、第1コイルではなく第2コイ に固定手段36を用いる構成としてもよい。
 コイルから発生する磁束による電子回路基 への誤動作等の影響の抑制や、コイルの近 にある金属による電力給電性能、通信性能 低下をふせぐために、コイルの一方の面に 置された磁性体31のコイルと反対の面に磁 シールドを配置してもよい。

 本実施の形態7で説明した構成以外の構成 は、実施の形態2~4と同様であるため、説明を 省略したことを付言しておく。

 以上のように、本実施の形態7によれば、第 1電子回路基板2と第2電子回路基板4の接続が 易になる。
 また、各コイルをフレキシブル基板で構成 たため、コイル固定に要する空間を削減す ことが可能となり、これにより電子機器1の 小型化、薄型化、低コスト化を実現すること ができる。
 また、一方のコイルを他方のコイルで挟み み、固定することで、第1電子回路基板2と 2電子回路基板4の配置や固定が容易となり、 取り扱いが簡単になる。

実施の形態8.
 以上の実施の形態1~7では、第1電子回路基板 2と第2電子回路基板4の周辺構成を中心に説明 した。本発明の実施の形態8では、両基板間 通信や電力送受電に係る具体的な動作例を 明する。
 なお、以下の説明では、各部の構成は実施 形態2のように通信用コイルと電力用コイル が分離している構成を例にするが、両者が共 用化されている場合でも、原則的な動作は同 様であることを付言しておく。

 図14は、本実施の形態8に係る一次側非接触 電・通信部6の一次側電源回路8、および二 側非接触給電・通信部10の二次側電源回路12 構成例を示す図である。
 図14において、一次側電源回路8は、電源供 部40、一次側平滑手段41、交流変換手段42、 次側共振用コンデンサ43を備える。
 二次側電源回路12は、二次側共振用コンデ サ44、整流手段45、二次側平滑手段46、電圧 換手段47、二次側電圧出力部48を備える。

 電源供給部40は、第1電子回路基板2の主機能 部5より供給される電源の供給点を示す。
 一次側平滑手段41は、電界コンデンサより 成される。
 交流変換手段42は、トランジスタやMOSFET、IG BTなどのブリッジ状に構成されたスイッチン 素子と、各スイッチング素子をオン/オフ制 御するスイッチング素子制御手段42eから構成 される。42a、42b、42c、42dはそれぞれスイッチ ング素子を示す。
 交流変換手段42は、フルブリッジ回路構成 しているが、ハーフブリッジ回路構成とし もよい。また、各スイッチング素子42a~42dは スイッチング素子制御手段42e(図示せず)に りオン/オフ制御される。
 整流手段45は、ダイオードなどにより構成 れる。図9では半波整流回路方式について記 しているが、全波整流回路方式を用いても い。
 二次側平滑手段46は、コンデンサ46aまたは 界コンデンサ46bで構成される。
 電圧変換手段47は、レギュレータ47a、コン ンサ47b、電界コンデンサ47cで構成される。

 次に、図14を用いて、第1電子回路基板2か ら第2電子回路基板4への電力供給の動作を以 のステップ(1)~(5)で説明する。

(1)第1電子回路基板2の一次側非接触給電・通 部6内の一次側電源回路8では、主機能部5か 電源供給部40より供給される直流電力を交 変換手段42により交流電力に変換し、第1電 用コイル3Paに供給する。
(2)このとき、交流変換手段42では、第1電力用 コイル3Paと一次側共振コンデンサ43、第2電力 用コイル3Pbと二次側共振コンデンサ44に共振 生じる周波数を出力する。

(3)第1電力用コイル3Paと第2電力用コイル3Pbと 対向した状態であれば、交流変換手段42に り第1電力用コイル3Paに供給された電力が電 誘導結合により第2電力用コイル3Pbに誘導さ れる。
(4)このとき二次側非接触給電・通信部10では 次側電源回路8において、第2電力用コイル3P bに得られた交流電力を整流手段45により整流 し、二次側平滑手段46により平滑化すること 直流電力に変換する。

(5)ここで得られた直流電力は、電圧変換手段 47により、第2電子回路基板4を駆動するため 必要な電圧に変換される。
 図14では、第1電力用コイル3Paと一次側共振 ンデンサ43とは直列接続構成としているが 用いる回路構成に応じて並列接続としても い。同様に、第2電力用コイル3Pbと二次側共 用コンデンサ44は並列接続としているが、 いる回路構成に応じて直列接続としてもよ 。

 以上、第1電子回路基板2から第2電子回路 板4への電力供給の動作を説明した。

 図15は、本実施の形態8に係る一次側非接触 電・通信部6内の一次側通信回路7、および 次側非接触給電・通信部10内の二次側通信回 路11の構成例を示す図である。
 図15において、一次側通信回路7は、一次側 調回路7a、一次側復調回路7b、一次側信号合 成・分割手段7c、一次側通信用共振コンデン 50を備える。
 一次側通信回路7は、第1通信用コイル3Caお び主機能部5と接続される。主機能部5が出力 する送信信号は主機能信号出力線13を介して 次側通信回路7へ入力され、主機能部5に入 する受信信号は主機能信号入力線14から出力 される。

 一次側変調回路7aは、一次側搬送波発生手 52、一次側変調手段53、一次側電流制御手段5 4を備える。また一次側復調回路7bは、一次側 復調手段55、一次側信号増幅手段56、一次側 ッファ手段57を備える。
 一次側変調回路7aと一次側信号合成・分割 段7cとは一次側送信信号入力51と接続され、 次側復調回路7bと一次側信号合成・分割手 7cとは一次側受信信号出力58とで接続される
 一次側電源59は、主機能部電源出力15より得 られる電源である。

 一次側信号合成・分割手段7cは、主機能部5 ら出力される信号あるいは主機能部5へ入力 される信号が複数ある場合、つまり、主機能 部出力信号線13または主機能部入力信号線14 複数ある場合に用いられる。
 主機能部出力信号線13が1つである場合は、 号の合成は不要であるため、主機能部信号 力13と一次側送信信号入力51とを直接接続し てもよい。
 また、主機能部入力信号線14が1つである場 は、信号の分割は不要であるため、主機能 入力信号線14は一次側受信信号出力58と直接 接続してもよい。
 一次側信号合成・分割手段7cが必要ない場 は、省略してもよい。

 一次側変調回路7a(一次側搬送波発生手段52 一次側変調手段53と一次側電流制御手段54)は 、第1電子回路基板2から第2電子回路基板4へ 信信号を送信する時に用いられる。
 一次側復調回路7b(一次側復調手段55と一次 信号増幅手段56と一次側バッファ手段57)は、 第1電子回路基板2が第2電子回路基板4から通 信号を受信する時に用いられる。

 二次側通信回路11は、二次側変調回路11a、 次側復調回路11b、二次側信号合成・分割手 11c、二次側通信用共振コンデンサ60を備える 。
 二次側通信回路11は、第2通信用コイル3Cbお び補助機能部9に接続される。補助機能部9 出力する送信信号は補助機能信号出力線17を 介して二次側通信回路11へ入力され、補助機 部9に入力する受信信号は補助機能信号入力 線16から出力される。

 二次側変調回路11aは、二次側搬送波発生手 62、二次側変調手段63、二次側電流制御手段 64を備え、二次側復調回路11bは、二次側復調 段65、二次側信号増幅手段66、二次側バッフ ァ手段67を備える。
 二次側変調回路11aと二次側信号合成・分割 段11cとは二次側送信信号入力61と接続され 二次側復調回路11bと二次側信号合成・分割 段11cとは二次側受信信号出力68と接続される 。
 二次側電源69は、補助機能部電源入力18より 得られる電源である。

 二次側信号合成・分割手段11cは、補助機能 9から出力される信号あるいは補助機能部9 入力される信号が複数ある場合、つまり、 助機能部出力信号線17または補助機能部入力 信号線16が複数ある場合に用いられる。
 補助機能部出力信号線17が1つである場合は 信号の合成は不要であるため、補助機能部 号出力17と二次側送信信号入力とを直接接 してもよい。
 また、補助機能部入力信号線16が1つである 合は、信号の分割は不要であるため、補助 能部入力信号線16は二次側受信信号出力68と 直接接続してもよい。
 二次側信号合成・分割手段11cが必要ない場 は、省略してもよい。

 二次側変調回路11a(二次側搬送波発生手段62 二次側変調手段63と二次側電流制御手段64) 、第2電子回路基板4から第1電子回路基板2へ 信信号を送信する時に用いられる。
 二次側復調回路11b(二次側復調手段65と二次 信号増幅手段66と二次側バッファ手段67)は 第2電子回路基板4が第1電子回路基板2から通 信号を受信する時に用いられる。

 次に、図15の各構成の機能を説明する。
 なお、図15では、一次側通信回路7と二次側 信回路11の構成が対称となる構成例につい 示した。また、変調方式はASK(Amplitude Shift K eying)方式を用いるものとした。

 一次側搬送波発生手段52は、通信に用いる 送波を発生するものである。搬送波として 正弦波、三角波、方形波などが用いられる
 一次側変調手段53は、一次搬送波発生手段52 から得られる搬送波と、一次側送信信号入力 51から得られる送信信号とから、電磁誘導に り通信を行う際の通信信号を生成する。図1 5に示した例では、AND回路により構成されて る。

 一次側復調手段55は、第1通信用コイル3Caに られた電流から受信信号の復調を行う。図1 5に示した例では、変調方式をASK方式として ることから、変調は成分を取り除く構成と て、コンデンサとダイオードからなる整流 路としている。
 一次側信号増幅手段56は、復調された信号 増幅する。図15に示した例では、オペアンプ を用いた増幅回路としている。
 一次側バッファ手段57は、受信した通信信 をデジタル信号として安定化させる。

 第2電子回路基板4における二次側搬送波 生手段62、二次側変調手段63、二次側電流制 手段64、二次側復調手段65、二次側信号増幅 手段66、二次側バッファ手段67の機能は、そ ぞれ一次側搬送波発生手段52、一次側変調手 段53、一次側電流制御手段54、一次側復調手 55、一次側信号増幅手段56、一次側バッファ 段57と同様であるため、説明は省略する。

 なお、図15では変調方式をASK方式とした について示したが、PSK(Phase Shift Keying)方式 FSK(Frequency Shift Keying)方式、QAM(Quadrature Ampl itude Modulation)方式などを用いる場合は、一次 側搬送波発生手段52(二次側搬送波発生手段62) 、一次側変調手段53(二次側変調手段63)、一次 側復調手段54(二次側復調手段64)をそれぞれの 方式に応じた構成に変更することで容易に対 応可能である。

 図16は、一次側信号合成・分割手段7cの構成 例を示す図である。一次側信号合成・分割手 段7cと二次側信号合成・分割手段11cの基本的 動作は同じであるため、以下では一次側信 合成・分割手段7cを中心に説明を行う。
 図16において、一次側通信回路7の内部に構 される、一次側変調回路7aと一次側復調回 7bは、図15で説明したものと同様であるため 明を省略する。

 図16では、図1や図5で説明したように、主 機能部出力信号線13を主機能部シリアル出力 号線13sと主機能部パラレル出力信号線13pと る。同様に、主機能部入力信号線14を、主 能部シリアル入力信号線14sと主機能部パラ ル入力信号線14pとする。

 主機能部シリアル出力信号線13sで用いら る信号は、主機能部5が補助機能部9とシリ ル通信を行うためのシリアル出力信号であ 、主機能部シリアル入力信号線14sで用いら る信号は、主機能部5が補助機能部9とシリア ル通信を行うためのシリアル入力信号である 。

 主機能部パラレル信号出力線13pで用いら る信号は、シリアル通信の際のハードウェ フロー制御に用いられるRTS(Request to Send)信 号とし、主機能部パラレル信号入力線14pで用 いられる信号は、CTS(Clear to Send)信号とする RTS、CTSはいずれも1bitの信号である。

 一次側信号合成・分割手段7cの主な構成 素は、複数データの合成を行うデータ合成 71、複数データへの分割を行うデータ分割部 72、および時間管理を行うタイマ73である。

 まず、データ合成部71の各構成について 明する。

 主機能部シリアル出力信号線13sは、シリア データ受信手段74と接続され、シリアルデ タ受信手段74は、主機能部5より送信された リアルデータを所定の周期でサンプリング ることでシリアルデータの受信を行う。
 シリアルデータ受信手段74は、コイル送信 ータバッファ76と接続される。シリアルデー タ受信手段74は、受信したシリアルデータを イル送信データバッファ76の所定の領域に 納する。
 主機能部パラレル出力信号線13pは、データ ンコーダ部75と接続される。データエンコ ダ部75は、主機能部パラレル出力信号線13pか ら入力されたデータの読み込みを行う。

 データエンコーダ部75は、コイル送信デー バッファ76と接続され、主機能部パラレル出 力信号線13pから入力されたデータを読み込ん でコイル送信データバッファ76の所定の領域 格納する。
 このとき、データエンコーダ部75は、主機 部パラレル出力信号線13pから入力されたデ タを単純にパラレルデータからシリアルデ タに変換してもよい。また、データの圧縮 冗長性の付与などデータ変換処理を行い、 換後のデータをコイル送信データバッファ76 に格納してもよい。

 コイル送信データバッファ76は、コイル送 部77と接続される。
 コイル送信部77は、コイル送信データバッ ァ76に格納されたデータを、一次側通信回路 7と二次側通信回路11との間で通信を行うため に決められた所定の通信速度に応じた周期で 、一次側送信信号入力51を介して接続された 調回路7aに出力する。
 変調回路7aは、第1通信用コイル3Caと接続さ 、コイル送信部77から出力された信号に変 をかけるとともに、第1通信用コイル3Caに流 電流の制御を行う。

 次に、データ分割部72の各構成について 明する。

 コイル受信部78は、第1通信用コイル3Caと接 された復調回路7bと一次側受信信号出力58を 介して接続され、第1通信用コイル3Caを介し 受信された信号を復調回路7bにより復調し、 コイルからの受信信号として一次側通信回路 7と二次側通信回路11との間で通信を行うため に決められた所定の通信速度に応じた周期で サンプリングを行う。
 また、コイル受信部78は、コイル受信デー バッファ79と接続され、サンプリングしたデ ータをコイル受信データバッファ79に順次格 する。
 コイル受信データバッファ79は、シリアル ータ送信手段80とデータデコーダ部81と接続 れる。

 シリアルデータ送信手段80は、主機能部 リアル入力線14sと接続され、コイル受信デ タバッファ79の所定の領域に格納されたデー タを主機能部5のシリアル通信速度に応じた 期で主機能部シリアル入力線14sに出力する

 データデコード部81は、主機能部パラレル 力線14pと接続され、コイル受信データバッ ァ79の所定の領域に格納されたデータを主機 能部5の入力信号として主機能部パラレル入 線14pに出力する。
 このとき、データデコーダ部81は、コイル 信データバッファ79に格納されたデータの所 定領域のデータを主機能部パラレル入力信号 性14pに単純に出力してもよい。あるいは、コ イル受信データバッファ79に格納されたデー の所定領域のデータに対し、データの伸張 冗長性の削除などデータ変換処理を行い、 換後のデータを主機能部パラレル入力線14p 出力してもよい。

 次に、タイマ73について説明する。
 タイマ73は、一次側信号合成・分割手段7cに おける時間管理を行う。
 タイマ73は、データエンコーダ部75、データ デコーダ部81、コイル送信部77、コイル受信 78と接続される。
 タイマ73は、データエンコーダ部75に対して 、主機能部パラレル出力線13pの信号の読込タ イミング、データ変換タイミング、コイル送 信データバッファ76への格納タイミング等を 知する。
 また、データデコーダ部81に対して、コイ 受信データバッファ79からの読込タイミング 、データ変換タイミング、主機能パラレル入 力線14pの出力信号の更新タイミング等を通知 する。
 また、コイル送信部77に対して、一次側通 回路7と二次側通信回路11との間での通信を う際の送信タイミングの時間管理を行い送 タイミングの通知を行う。
 また、コイル受信部78に対して、一次側通 回路7と二次側通信回路11との間での通信を う際に受信の次の処理を行うための時間管 を行い、受信完了等の受信動作イベントの イミングをコイル受信部78から受け取る。

 二次側通信回路11、二次側変調回路11a、 次側復調回路11b、二次側信号合成・分割手 11c、補助機能部シリアル出力線17s、補助機 部パラレル出力線17p、補助機能部シリアル 力線16s、補助機能部パラレル入力線16p、第2 信用コイル3Cbは、一次側通信回路7、一次側 変調回路7a、一次側復調回路7b、一次側信号 成・分割手段7c、主機能部シリアル出力線13s 、主機能部パラレル出力線13p、主機能部シリ アル入力線14s、主機能部パラレル入力線14p、 第1通信用コイル3Caと同様であるため、説明 省略する。

 次に、図15~図16を用いて、第1電子回路基 2の主機能部5から第2電子回路基板4の補助機 能部9への通信動作を、以下のステップ(1)~(12) で説明する。

(1)主機能部5は、補助機能部9に送信したいデ タを主機能部シリアル出力線13sあるいは主 能部パラレル出力線13pに出力する。
(2)シリアルデータ受信手段74は、主機能部シ アル出力線13sに出力されたシリアルデータ 受信し、コイル送信データバッファ76の所 領域に格納する。

(3)データエンコーダ部75は、主機能部パラレ 出力線13pに出力されたパラレルデータをタ マ73による読込タイミングに基づいて読み み、データ変換等の処理後、コイル送信デ タバッファ76の所定領域に格納する。
(4)主機能部シリアル出力線13sと主機能部パラ レル出力線13pから出力されたデータが1つの ータとして、コイル送信データバッファ76に 格納される。

(5)コイル送信データバッファ76に格納された ータは、コイル送信部77により、一次側送 信号入力51を介して、一次側通信回路7と二 側通信回路11との間で通信を行うために決め られた所定の通信速度に応じた周期で、変調 回路7aに送られる。
(6)変調回路7aは、一次側送信信号入力51から1/ 0あるいはHigh/Lowで示される通信信号を一次側 非接触給電・通信部6に出力する。

(7)一次側変調手段53は、一次側搬送波発生手 52から得られる搬送波とANDをとり、変調信 を生成する。
(8)変調信号により一次側電流制御手段54のト ンジスタがオン/オフ動作し、これにより、 一次側電源59から第1通信用コイル3Caに流れる 電流が制御される。

(9)第1通信用コイル3Caに電流が流れることで 電磁誘導により第2通信用コイル3Cbに電力が 起される。
(10)第2通信用コイル3Cbに誘起された電力から 二次側復調手段65により搬送波成分が除去 れ、通信信号が復調される。

(11)復調された通信信号は、二次側信号増幅 路66により補助機能部9で受信可能な電圧レ ルまで増幅され、二次側バッファ手段67によ り安定化される。
(12)安定化された信号は、二次側受信信号出 68より出力され、補助機能部9に取り込まれ 。

 第2電子回路基板4の補助機能部9から第1電 子回路基板2の主機能部5へ通信する時の動作 、回路が対称であることもあり基本的に上 第1電子回路基板2の主機能部5から第2電子回 路基板4の補助機能部9への通信動作と同様で るため、説明は省略する。

 以上の説明では、主機能部5が補助機能部9 の出力信号として、主機能部シリアル出力 13sに出力されるシリアル信号と、主機能部 ラレル出力線13pに出力されるパラレル信号 して説明したが、それぞれ複数の信号を用 てもよい。
 このときは、シリアル信号とパラレル信号 数に応じて、シリアル受信手段74およびデ タエンコーダ部75の数を増やせばよい。

 また、ここで用いる信号は、シリアル信号 パラレル信号のようなデジタル信号とした 、アナログ信号の場合でもシリアル受信手 74やデータエンコーダ部75の代わりにアナロ グ/デジタル変換器(A/D変換器)を用いて構成し てもよい。
 また、主機能部5と補助機能部9との間の通 以外に、一次側非接触給電・通信部6と二次 非接触給電・通信部10との間での情報交換 行う場合も考えられるが、このような場合 、コイル送信データバッファ76およびコイル 受信データバッファ78に一次側非接触給電・ 信部6と二次側非接触給電・通信部10との間 の情報交換を行うデータ領域を設けるとよ 。

 以上のように、主機能部5と補助機能部9と 間の通信で用いる信号の種類と数が多い場 は、主機能部5と一次側通信回路7との間およ び補助機能部9と二次側通信回路11との間の通 信速度よりも一次側通信回路7と二次側通信 路9との間の通信速度を速くするとよい。
 たとえば、主機能部5と一次側通信回路7と 間および補助機能部9と二次側通信回路11と 間の通信速度を9600bpsとした場合、一次側通 回路7と二次側通信回路9との間の通信速度 240kbpsと25倍とすれば、一次側通信回路7と二 側通信回路11とで処理にかかるオーバヘッ の影響を少なくすることができる。

 一方で、主機能部5と補助機能部9との間の 信で用いる信号の種類がシリアル信号のみ ある場合、一次側信号合成・分割手段7cある いは二次側信号合成・分割手段11cでの信号の 合成、分割の処理は不要となる。
 そのため、一次側信号合成・分割手段7cあ いは二次側信号合成・分割手段11cでの信号 合成、分割処理を行わず、主機能部出力信 線13を直接一次信号入力部51に接続し、補助 能部出力信号線17を二次側送信信号入力61に 接続してもよい。
 同様に、主機能部入力信号線14を一次側受 信号出力58に接続し、補助機能部入力線16を 次側受信信号出力68に接続してもよい。
 このとき、主機能部5と一次側通信回路7と 間および補助機能部9と二次側通信回路11と 間の通信速度と、一次側通信回路7と二次側 信回路11との間の通信速度を同じとしてよ 。

 一次側通信回路7および二次側通信回路11 おける一次側信号合成・分割手段7cおよび 次側信号合成・分割手段11cについて、ハー ウェアで構成する例を示したが、一次側信 合成・分割手段7cおよび二次側信号合成・分 割手段11cをソフトウェアで構成してもよい。

 図17は、第1電子回路基板2と第2電子回路 板4との間の通信動作を説明するシーケンス である。図17では、主機能部5、一次側非接 給電・通信部6、補助機能部9、二次側非接 給電・通信部10について着目し、それぞれの 間の通信シーケンスについて説明する。

 図17において、主機能部5と一次側非接触給 ・通信部6とはシリアル通信線とパラレル通 信線とで接続されている。同様に補助機能部 9と二次側非接触給電・通信部10とはシリアル 通信線とパラレル通信線とで接続されている 。
 一次側非接触給電・通信部6と二次側非接触 給電・通信部10とは無結線であり、上記に説 したように、コイル3を介して通信信号の伝 達が行われる。

(通常時通信シーケンス101)
 まず、通常時つまり、主機能部5から補助機 能部9への主機能部シリアル通信信号SD1およ 補助機能部9から主機能部5への主機能部シリ アル通信信号SD2がない場合について説明する 。
 一次側非接触給電・通信部6は、所定時間間 隔で定期処理を行う。このとき、一次側非接 触給電・通信部6は、主機能部5の出力する主 能部パラレル信号PD1を二次側非接触給電・ 信部10に伝送する。一次側非接触給電・通 部6内の動作については前述した通りである

 このとき、二次側非接触給電・通信部10で 、主機能部5の出力した主機能部パラレル通 信号PD1の受信後、所定期間経過後、主機能 パラレル通信信号PD1を補助機能部9のパラレ ル入力線へと出力する。
 また、二次側非接触給電・通信部10は、補 機能部9の出力する補助機能部パラレル通信 号PD2を一次側非接触給電・通信部6に伝送す る。
 ここで、二次側非接触給電・通信部6におい て、主機能部パラレル通信信号PD1の補助機能 部9への出力と補助機能部パラレル通信信号PD 2の出力あるいは伝送の順序はいずれが先あ いは同じとしてもよい。二次側非接触給電 通信部10内の動作については前述した通りで ある。

 一次側非接触給電・通信部6は、二次側非 接触給電・通信部10からの補助機能部パラレ 通信信号PD2を含んだ応答の受信後、補助機 部パラレル通信信号SD2を主機能部5のパラレ ル入力信号線へ出力する。通常時は所定間隔 ごとに同様の処理を繰り返す。

(主機能部送信シーケンス102)
 次に、主機能部5から補助機能部9への主機 部シリアル通信信号SD1がある場合について 明する。
 一次側非接触給電・通信部6は、所定時間間 隔で定期処理を行うが、定期処理よりも前に 主機能部5から一次側非接触給電・通信部6に して主機能部シリアル送信信号SD1を受信し 場合、次に発生する定期処理まで主機能部 リアル送信信号SD1は保持される。
 定期処理時に、一次側非接触給電・通信部6 は、主機能部5の出力する主機能部パラレル 号PD1および主機能部シリアルデータSD1を二 側非接触給電・通信部10に伝送する。一次側 非接触給電・通信部6内の動作については前 した通りである。

 このとき、二次側非接触給電・通信部10で 、主機能部5の出力した主機能部パラレル通 信号PD1および主機能部シリアル通信信号SD1 受信後、所定期間経過後、主機能部パラレ 通信信号PD1を補助機能部9のパラレル入力線 へと出力する。
 また、主機能部シリアル通信信号SD1を補助 能部9のシリアル入力線へ出力する。
 また、二次側非接触給電・通信部10は、補 機能部9の出力する補助機能部パラレル通信 号PD2を一次側非接触給電・通信部6に伝送す る。
 ここで、二次側非接触給電・通信部6におい て、主機能部パラレル通信信号PD1の補助機能 部9への出力と主機能部シリアル通信信号SD1 補助機能部9への出力と補助機能部パラレル 信信号PD2の出力あるいは伝送の順序はいず が先あるいは同じとしてもよい。二次側非 触給電・通信部10内の動作については前述 た通りである。

 一次側非接触給電・通信部6は、二次側非 接触給電・通信部10からの補助機能部パラレ 通信信号PD2を含んだ応答の受信後、補助機 部パラレル通信信号SD2を主機能部5のパラレ ル入力信号線へ出力する。

(補助機能部送信シーケンス103)
 次に、補助機能部9から主機能部5への補助 能部シリアル通信信号SD2がある場合につい 説明する。
 一次側非接触給電・通信部6は、所定時間間 隔で定期処理を行うが、定期処理の応答より も前に補助機能部9から二次側非接触給電・ 信部10に対して補助機能部シリアル送信信号 SD2を受信した場合、次に発生する定期処理に 対する応答まで主機能部シリアル送信信号SD2 は保持される。
 定期処理時に、一次側非接触給電・通信部6 は主機能部5の出力する主機能部パラレル信 PD1を二次側非接触給電・通信部10に伝送する 。一次側非接触給電・通信部6内の動作につ ては前述した通りである。

 このとき、二次側非接触給電・通信部10で 、主機能部5の出力した主機能部パラレル通 信号PD1の受信後、所定期間経過後、主機能 パラレル通信信号PD1を補助機能部9のパラレ ル入力線へと出力する。
 また、二次側非接触給電・通信部10は、補 機能部9の出力する補助機能部パラレル通信 号PD2および補助機能部9より受信した補助機 能部シリアル通信信号SD2を一次側非接触給電 ・通信部6に伝送する。
 ここで、二次側非接触給電・通信部6におい て、主機能部パラレル通信信号PD1の補助機能 部9への出力と補助機能部パラレル通信信号PD 2の出力あるいは伝送の順序はいずれが先あ いは同じとしてもよい。二次側非接触給電 通信部10内の動作については前述した通りで ある。

 一次側非接触給電・通信部6は、二次側非 接触給電・通信部10からの補助機能部パラレ 通信信号PD2および補助機能部シリアル通信 号SD2を含んだ応答の受信後、補助機能部パ レル通信信号PD2を主機能部5のパラレル入力 信号線へ出力し、また、補助機能部シリアル 通信信号SD2を主機能部5のシリアル入力線へ 力する。

 上記説明では、シリアル通信信号は、主機 部5あるいは補助機能部9のいずれかからし 送信されない状態について説明したが、主 能部5が一次側非接触給電・通信部6および二 次側非接触給電・通信部10に対して送信した リアル通信信号受信の後の応答の際に、補 機能部9から主機能部5への補助機能部シリ ル通信信号SD2を送信してもよい。
 また、定期処理に関して、一次側非接触給 ・通信部6を通信の主導となるマスタ側の機 器とし、二次側非接触給電・通信部10をスレ ブ側機器としたが、逆に二次側非接触給電 通信部10を通信の主導となるマスタ側機器 してもよい。

 以上、第1電子回路基板2と第2電子回路基板4 との間の通信シーケンスを説明した。
 次に、本実施の形態8の構成による効果を説 明する。

 第1電子回路基板2と第2電子回路基板4との間 を無結線で接続しようとした場合、シリアル 信号やパラレル信号など複数の信号を伝達し あうには、複数のそれぞれの信号を伝達する 手段が必要となる。
 このとき、通信に用いる回路やコイルの数 増やす手段や、周波数を分けるなどの手段 より複数の信号を伝達しあう手段が考えら るが、回路やコイルの数の増加や、周波数 重化による回路規模の増大などが課題とな 。

 本実施の形態8によれば、複数の信号を一次 側信号合成・分割手段7cにより1つのシリアル 信号に変換し、第1通信用コイル3Caと第2通信 コイル3Cbとの間で伝送させ、受信側では受 した1つのシリアル信号から元の複数の信号 を分割することにより、1組の通信用回路(お びコイル)により複数の信号の伝送が実現で きる。
 これにより回路規模の増大が抑制でき、機 の小型化が実現できる。

 また、本実施の形態8によれば、有線で行 われていたハードウェアフロー制御によるシ リアル通信機能の有線部分を、一次側非接触 給電・通信部6と第1コイル3aと第2コイル3bと 次側非接触給電・通信部10で置き換え、主機 能部5および補助機能部9における通信プロト ル等のソフトウェアを変更することなく、 接触による給電および通信が実現できるよ になる。

実施の形態9.
 実施の形態1~8で説明した構成の適用例とし 、空気調和機の室内リモコン、空気調和機 室外機制御回路基板、家庭用電化機器にお る入出力装置やFA(Factory Automation)機器の入 力装置が上げられる。