JP5775614B2

JP5775614B2 - Charging stand

Info

Publication number: JP5775614B2
Application number: JP2014020331A
Authority: JP
Inventors: 遠矢　正一; 正一遠矢; 康成溝口; 薩摩　栄治; 栄治薩摩; 恭三寺尾
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2014-02-05
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2028-11-17
Also published as: JP2014064460A; JP2013240277A; JP5475184B2; JP2014079167A; JP5430046B2; JP2013240276A; JP5662532B2

Description

本発明は、パック電池や携帯電話などの電池内蔵機器を上に載せて、電磁誘導作用で電力を搬送して内蔵電池を充電する充電台に関する。 The present invention relates to a charging base on which a battery built-in device such as a battery pack or a mobile phone is placed on top, and power is transferred by electromagnetic induction to charge the built-in battery.

電磁誘導の作用で電源コイルから誘導コイルに電力搬送して、内蔵電池を充電する充電台は開発されている。（特許文献１及び２参照） A charging stand has been developed that carries power from the power supply coil to the induction coil by the action of electromagnetic induction and charges the internal battery. (See Patent Documents 1 and 2)

特許文献１は、充電台に、交流電源で励磁される電源コイルを内蔵し、パック電池には電源コイルに電磁結合される誘導コイルを内蔵する構造を記載する。さらに、パック電池は、誘導コイルに誘導される交流を整流し、これを電池に供給して充電する回路も内蔵する。この構造によると、充電台の上にパック電池を載せて、非接触状態でパック電池の電池を充電できる。 Patent Document 1 describes a structure in which a power supply coil that is excited by an AC power supply is built in a charging stand, and an induction coil that is electromagnetically coupled to the power supply coil is built in a battery pack. Further, the battery pack includes a circuit for rectifying the alternating current induced in the induction coil and supplying the battery to the battery for charging. According to this structure, the battery pack can be charged in a non-contact state by placing the battery pack on the charging stand.

さらに、特許文献２は、電池内蔵機器の底部に電池を内蔵し、さらにその下方に二次側充電用アダプターを設けて、この二次側充電用アダプターに誘導コイルと充電回路を内蔵する構造を記載する。また、誘導コイルに電磁結合される電源コイルを充電台に設ける構造も記載する。充電台に二次側充電用アダプターを結合する電池内蔵機器を載せ、電源コイルから誘導コイルに電力搬送して、電池内蔵機器の電池を充電する。 Further, Patent Document 2 has a structure in which a battery is built in the bottom of a battery built-in device, a secondary side charging adapter is further provided below, and an induction coil and a charging circuit are built in the secondary side charging adapter. Describe. A structure in which a power supply coil that is electromagnetically coupled to the induction coil is provided on the charging stand is also described. The battery built-in device that couples the secondary charging adapter is placed on the charging stand, and power is transferred from the power coil to the induction coil to charge the battery of the battery built-in device.

特開平９−６３６５５号公報JP-A-9-63655 実用新案登録第３０１１８２９号Utility model registration No. 3011829

特許文献１は、充電台の上に載せるパック電池の位置がずれると、パック電池を充電できなくなる欠点がある。それは、携帯電子機器と充電台との相対位置がずれると、電源コイルと誘導コイルが電磁結合されない状態となって、電源コイルから誘導コイルに交流電力を搬送できなくなるからである。この欠点は、特許文献２に記載されるように、充電台に位置決め凸部を設け、この位置決め凸部を嵌入する位置決め凹部を携帯電子機器に設けて解消できる。この構造は、位置決め凹部に位置決め凸部を案内して、携帯電子機器と充電台との相対的な位置ずれを防止できる。 Patent Document 1 has a drawback that the battery pack cannot be charged if the position of the battery pack placed on the charging stand is shifted. This is because when the relative position between the portable electronic device and the charging stand is shifted, the power supply coil and the induction coil are not electromagnetically coupled, and AC power cannot be conveyed from the power supply coil to the induction coil. As described in Patent Document 2, this drawback can be eliminated by providing a positioning convex portion on the charging stand and providing a positioning concave portion into which the positioning convex portion is inserted in the portable electronic device. This structure can prevent the relative displacement between the portable electronic device and the charging stand by guiding the positioning protrusion to the positioning recess.

ただ、特許文献２に示す構造は、位置決め凸部を位置決め凹部に案内するように電池内蔵機器を充電台にセットするので、電池内蔵機器のセットに手間がかかる欠点がある。また、この構造は、全てのユーザーが常に正常な状態で電池内蔵機器を充電台にセットすることが難しい欠点もある。さらに、この構造は、ケースの底面に位置決め凹部を設けて、この位置決め凹部の上に誘導コイルを配置することから、電池内蔵機器を薄くできない欠点がある。携帯電話等の電池内蔵機器は、できるかぎり薄くすることが要求されることから、位置決め凹部によって厚くなると携帯に不便になる欠点がある。 However, since the structure shown in Patent Document 2 sets the battery built-in device on the charging stand so as to guide the positioning convex portion to the positioning concave portion, there is a drawback that it takes time to set the battery built-in device. In addition, this structure has a drawback that it is difficult for all users to always set the battery-equipped device on the charging stand in a normal state. Furthermore, this structure has a drawback that the battery built-in device cannot be made thin because a positioning recess is provided on the bottom surface of the case and the induction coil is disposed on the positioning recess. Since a battery built-in device such as a mobile phone is required to be as thin as possible, there is a disadvantage that it becomes inconvenient to carry if it is thickened by the positioning recess.

この弊害は、充電台の上面全体の広い面積に誘導コイルに電力搬送する磁界を発生して解消できる。ただ、この構造によると、電池内蔵機器を載せない部分にも磁界を発生することから、電源コイルから誘導コイルに搬送する電力効率が低下する欠点がある。また、充電台の上に、鉄などの金属を載せると、これに磁気誘導作用で電流が流れて発熱する弊害がある。 This adverse effect can be solved by generating a magnetic field that carries power to the induction coil over a wide area of the entire top surface of the charging stand. However, according to this structure, since a magnetic field is generated even in a portion where the battery built-in device is not placed, there is a drawback in that the power efficiency conveyed from the power supply coil to the induction coil is reduced. In addition, when a metal such as iron is placed on the charging stand, there is a problem in that a current flows due to magnetic induction and heat is generated.

本発明は、さらに、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池内蔵機器をケース上面のどこに載せても内蔵電池を効率よく充電できる充電台を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、ケース上面に電池内蔵機器と一緒に他の金属を載せてもこれに磁気誘導作用で電流が流れて発熱することがなく、安全に使用できると共に、電源コイルから誘導コイルに効率よく電力搬送できる充電台を提供することにある。 The present invention was further developed with the object of overcoming this drawback. An important object of the present invention is to provide a charging stand that can efficiently charge an internal battery no matter where the battery internal device is placed on the upper surface of the case.
In addition, another important object of the present invention is that even if another metal is placed on the upper surface of the case together with the battery built-in device, current does not flow due to the magnetic induction effect and heat is generated, and it can be used safely. An object of the present invention is to provide a charging stand that can efficiently transfer power from a power supply coil to an induction coil.

本発明の充電台は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。すなわち、本発明の充電台は、電池と誘導コイルを内蔵する電池内蔵携帯機器を充電する充電台であって、前記誘導コイルに起電力を誘導する電源コイルと、前記電源コイルを移動させる移動機構と、前記誘導コイルの位置を検出して前記移動機構を制御し、前記電源コイルを前記誘導コイルに接近させる位置検出制御器と、前記電池内蔵携帯機器からの満充電信号を検出する満充電検出回路と、前記電源コイルおよび前記移動機構を内蔵すると共に、複数の前記電池内蔵携帯機器を載せることができる大きさの上面プレートを有するケースとを備え、前記満充電検出回路が充電中の一の電池内蔵携帯機器より満充電信号を検出すると、他の電池内蔵携帯機器の位置を検出して、前記電源コイルを前記他の電池内蔵携帯機器の誘導コイルに接近するように前記移動機構を制御して、前記他の電池内蔵携帯機器への充電を行う。 The charging stand of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object. That is, the charging base of the present invention is a charging base for charging a battery-equipped portable device including a battery and an induction coil, and includes a power supply coil for inducing an electromotive force in the induction coil, and a moving mechanism for moving the power supply coil. A position detection controller for detecting the position of the induction coil to control the moving mechanism and causing the power supply coil to approach the induction coil; and a full charge detection for detecting a full charge signal from the battery-equipped mobile device A circuit and a case having a built-in power supply coil and the moving mechanism, and a top plate having a size capable of mounting a plurality of portable devices with a built-in battery. When a fully charged signal is detected from the mobile device with a built-in battery, the position of another mobile device with a built-in battery is detected, and the power coil is connected to the induction coil of the other mobile device with a built-in battery. And it controls the moving mechanism so as to performs the charging of the other battery-containing mobile device.

本発明の充電台は、電池内蔵機器をケース上面のどこに載せても内蔵電池を効率よく充電できる。 The charging stand of the present invention can efficiently charge the internal battery regardless of where the battery internal device is placed on the upper surface of the case.

とくに、本発明の充電台は、従来のように、電池内蔵機器を充電台の所定の位置に、たとえば、位置決め凸部を位置決め凹部に案内しながらセットすることなく、すなわち、位置決めすることなく極めて簡単に電池内蔵機器を充電台に載せて、内蔵電池を効率よく充電できる。このように、位置決め凸部や位置決め凹部等を必要としない充電台は、電池内蔵機器を薄く設計して便利に携帯できる特徴もある。 In particular, the charging stand according to the present invention is not required to set the battery built-in device at a predetermined position of the charging stand, for example, while guiding the positioning convex portion to the positioning concave portion, that is, without positioning. Easily place a battery-equipped device on a charging stand and charge the built-in battery efficiently. As described above, the charging stand that does not require the positioning convex portion and the positioning concave portion has a feature that the battery built-in device can be designed thinly and can be conveniently carried.

また、本発明の充電台は、ケースの上面プレートに載せられた電池内蔵機器の位置を位置検出制御器で検出して、電源コイルを誘導コイルに接近させて電池内蔵機器に内蔵される電池を充電するので、ケース上面に、電池内蔵機器と一緒に他の金属を載せても、これに磁気誘導作用で電流が流れるのを確実に阻止して安全に使用できる特徴がある。 In addition, the charging stand of the present invention detects the position of the battery built-in device placed on the upper plate of the case with the position detection controller, and moves the power coil closer to the induction coil so that the battery built in the battery built-in device is Since the battery is charged, there is a feature that even if another metal is placed on the upper surface of the case together with the battery built-in device, the current can be reliably prevented from flowing due to the magnetic induction action and used safely.

本発明の一実施例にかかる充電台の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the charging stand concerning one Example of this invention. 本発明の一実施例にかかる充電台の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the charging stand concerning one Example of this invention. 図２に示す充電台の垂直縦断面図である。It is a vertical longitudinal cross-sectional view of the charging stand shown in FIG. 図２に示す充電台の垂直横断面図である。It is a vertical cross-sectional view of the charging stand shown in FIG. 本発明の一実施例にかかる充電台の位置検出制御器を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the position detection controller of the charging stand concerning one Example of this invention. 本発明の一実施例にかかる充電台と電池内蔵機器のブロック図である。It is a block diagram of the charging stand and battery built-in apparatus concerning one Example of this invention. パルス信号で励起された誘導コイルから出力されるエコー信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the echo signal output from the induction coil excited with the pulse signal. 電源コイルと誘導コイルの相対的な位置ずれに対する発振周波数の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the oscillation frequency with respect to the relative position shift of a power supply coil and an induction coil. 本発明の他の実施例にかかる充電台の位置検出制御器を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the position detection controller of the charging stand concerning the other Example of this invention. 図９に示す位置検出制御器の位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベルを示す図である。It is a figure which shows the level of the echo signal induced | guided | derived to the position detection coil of the position detection controller shown in FIG. 本発明の他の実施例にかかる充電台の位置検出制御器を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the position detection controller of the charging stand concerning the other Example of this invention. 電源コイルと誘導コイルの相対的な位置ずれに対する電源コイルの電圧の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the voltage of a power supply coil with respect to the relative position shift of a power supply coil and an induction coil. 電源コイルと誘導コイルの相対的な位置ずれに対する電源コイルに電力を供給する交流電源の消費電力の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the power consumption of AC power supply which supplies electric power to a power supply coil with respect to relative position shift of a power supply coil and an induction coil. 電源コイルと誘導コイルの相対的な位置ずれに対する誘導コイルの電流の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the electric current of an induction coil with respect to the relative position shift of a power supply coil and an induction coil.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための充電台を例示するものであって、本発明は充電台を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a charging stand for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the charging stand as follows.

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

図１ないし図６は、充電台の概略構成図及び原理図を示している。充電台１０は、図１と図６に示すように、充電台１０の上に電池内蔵機器５０を載せて、電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を磁気誘導作用で充電する。電池内蔵機器５０は、電源コイル１１に電磁結合される誘導コイル５１を内蔵している。この誘導コイル５１に誘導される電力で充電される電池５２を内蔵している。ここで、電池内蔵機器５０は、パック電池であっても良い。 1 to 6 show a schematic configuration diagram and a principle diagram of a charging stand. As shown in FIGS. 1 and 6, the charging stand 10 places the battery built-in device 50 on the charging stand 10 and charges the built-in battery 52 of the battery built-in device 50 by magnetic induction. The battery built-in device 50 includes an induction coil 51 that is electromagnetically coupled to the power supply coil 11. A battery 52 that is charged with electric power induced in the induction coil 51 is incorporated. Here, the battery built-in device 50 may be a battery pack.

図６は電池内蔵機器５０の回路図を示す。この電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１と並列にコンデンサー５３を接続している。コンデンサー５３と誘導コイル５１は並列共振回路５４を構成する。コンデンサー５３と誘導コイル５１の共振周波数は、電源コイル１１から電力搬送される周波数に近似する周波数として、電源コイル１１から効率よく誘導コイル５１に電力搬送できる。図６の電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１から出力される交流を整流するダイオード５５と、整流された脈流を平滑化する平滑コンデンサー５６とからなる整流回路５７と、この整流回路５７から出力される直流で電池５２を充電する充電制御回路５８とを備える。充電制御回路５８は、電池５２の満充電を検出して充電を停止する。 FIG. 6 is a circuit diagram of the battery built-in device 50. The battery built-in device 50 has a capacitor 53 connected in parallel with the induction coil 51. The capacitor 53 and the induction coil 51 constitute a parallel resonance circuit 54. The resonance frequency of the capacitor 53 and the induction coil 51 can be efficiently transferred from the power supply coil 11 to the induction coil 51 as a frequency that approximates the frequency of power transfer from the power supply coil 11. 6 includes a rectifier circuit 57 including a diode 55 that rectifies the alternating current output from the induction coil 51, a smoothing capacitor 56 that smoothes the rectified pulsating flow, and an output from the rectifier circuit 57. And a charge control circuit 58 for charging the battery 52 with a direct current. The charge control circuit 58 detects full charge of the battery 52 and stops charging.

充電台１０は、図１ないし図６に示すように、交流電源１２に接続されて誘導コイル５１に起電力を誘導する電源コイル１１と、この電源コイル１１を内蔵すると共に、上面には電池内蔵機器５０を載せる上面プレート２１を有するケース２０と、このケース２０に内蔵されて、電源コイル１１を上面プレート２１の内面に沿って移動させる移動機構１３と、上面プレート２１に載せられる電池内蔵機器５０の位置を検出して、移動機構１３を制御して電源コイル１１を電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に接近させる位置検出制御器１４とを備える。充電台１０は、電源コイル１１と、交流電源１２と、移動機構１３と、位置検出制御器１４とをケース２０に内蔵している。 As shown in FIGS. 1 to 6, the charging stand 10 includes a power supply coil 11 that is connected to an AC power supply 12 and induces an electromotive force in the induction coil 51, and the power supply coil 11, and has a battery on the upper surface. A case 20 having an upper surface plate 21 on which the device 50 is placed, a moving mechanism 13 that is built in the case 20 and moves the power supply coil 11 along the inner surface of the upper surface plate 21, and a battery built-in device 50 that is placed on the upper surface plate 21. And a position detection controller 14 that controls the moving mechanism 13 to bring the power supply coil 11 closer to the induction coil 51 of the battery built-in device 50. The charging stand 10 includes a power coil 11, an AC power supply 12, a moving mechanism 13, and a position detection controller 14 in a case 20.

この充電台１０は、以下の動作で電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を充電する。
（１）ケース２０の上面プレート２１に電池内蔵機器５０が載せられると、この電池内蔵機器５０の位置が位置検出制御器１４で検出される。
（２）電池内蔵機器５０の位置を検出した位置検出制御器１４は、移動機構１３を制御して、移動機構１３でもって電源コイル１１を上面プレート２１に沿って移動させて電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に接近させる。
（３）誘導コイル５１に接近する電源コイル１１は、誘導コイル５１に電磁結合されて誘導コイル５１に交流電力を搬送する。
（４）電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１の交流電力を整流して直流に変換し、この直流で内蔵電池５２を充電する。 The charging stand 10 charges the built-in battery 52 of the battery built-in device 50 by the following operation.
(1) When the battery built-in device 50 is placed on the upper surface plate 21 of the case 20, the position detection controller 14 detects the position of the battery built-in device 50.
(2) The position detection controller 14 that has detected the position of the battery built-in device 50 controls the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 along the upper surface plate 21 with the moving mechanism 13, thereby Approach the induction coil 51.
(3) The power supply coil 11 approaching the induction coil 51 is electromagnetically coupled to the induction coil 51 and carries AC power to the induction coil 51.
(4) The battery built-in device 50 rectifies the AC power of the induction coil 51 and converts it into direct current, and charges the built-in battery 52 with this direct current.

以上の動作で電池内蔵機器５０の電池５２を充電する充電台１０は、交流電源１２に接続している電源コイル１１をケース２０に内蔵している。電源コイル１１は、ケース２０の上面プレート２１の下に配設されて、上面プレート２１に沿って移動するように配設される。電源コイル１１から誘導コイル５１への電力搬送の効率は、電源コイル１１と誘導コイル５１の間隔を狭くして向上できる。好ましくは、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近する状態で、電源コイル１１と誘導コイル５１の間隔は７ｍｍ以下とする。したがって、電源コイル１１は、上面プレート２１の下にあって、できるかぎり上面プレート２１に接近して配設される。電源コイル１１は、上面プレート２１の上に載せられる電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に接近するように移動するので、上面プレート２１の下面に沿って移動できるように配設される。 The charging stand 10 that charges the battery 52 of the battery built-in device 50 by the above operation has the power supply coil 11 connected to the AC power supply 12 built in the case 20. The power supply coil 11 is disposed under the upper surface plate 21 of the case 20 so as to move along the upper surface plate 21. The efficiency of power transfer from the power supply coil 11 to the induction coil 51 can be improved by narrowing the interval between the power supply coil 11 and the induction coil 51. Preferably, the distance between the power supply coil 11 and the induction coil 51 is set to 7 mm or less with the power supply coil 11 approaching the induction coil 51. Therefore, the power supply coil 11 is disposed below the top plate 21 and as close to the top plate 21 as possible. Since the power supply coil 11 moves so as to approach the induction coil 51 of the battery built-in device 50 placed on the upper surface plate 21, the power supply coil 11 is disposed so as to be movable along the lower surface of the upper surface plate 21.

電源コイル１１を内蔵するケース２０は、電池内蔵機器５０を載せる平面状の上面プレート２１を上面に設けている。図の充電台１０は、上面プレート２１全体を平面状として水平に配設している。上面プレート２１は、大きさや外形が異なる種々の電池内蔵機器５０を上に載せることができる大きさ、たとえば、一辺を５ｃｍないし３０ｃｍとする四角形、又は直径を５ｃｍないし３０ｃｍとする円形としている。本発明の充電台は、上面プレートを大きくして、すなわち複数の電池内蔵機器を同時に載せることができる大きさとして、複数の電池内蔵機器を一緒に載せて内蔵電池を順番に充電することもできる。また、上面プレートは、その周囲に周壁などを設け、周壁の内側に電池内蔵機器をセットして、内蔵する電池を充電することもできる。 The case 20 containing the power supply coil 11 is provided with a flat upper surface plate 21 on which the battery built-in device 50 is placed on the upper surface. The charging stand 10 shown in the figure is disposed horizontally with the entire top plate 21 as a flat surface. The upper surface plate 21 has such a size that various battery built-in devices 50 having different sizes and outer shapes can be placed thereon, for example, a quadrangle having a side of 5 cm to 30 cm, or a circle having a diameter of 5 cm to 30 cm. The charging stand according to the present invention can also charge a built-in battery in order by mounting a plurality of battery-equipped devices together so that the top plate is enlarged, that is, a size capable of simultaneously loading a plurality of battery-equipped devices. . The top plate can also be provided with a peripheral wall around it, and a battery built-in device can be set inside the peripheral wall to charge the built-in battery.

電源コイル１１は、上面プレート２１と平行な面で渦巻き状に巻かれて、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。この電源コイル１１は、上面プレート２１に直交する交流磁束を上面プレート２１の上方に放射する。電源コイル１１は、交流電源１２から交流電力が供給されて、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。電源コイル１１は、磁性材からなるコア１５に線材を巻いてインダクタンスを大きくできる。コア１５は、透磁率が大きいフェライト等の磁性材料で、上方を開放する壺形としている。壺形のコア１５は、渦巻き状に巻かれた電源コイル１１の中心に配置する円柱部１５Ａと、外側に配置される円筒部１５Ｂを底部で連結する形状としている。コア１５のある電源コイル１１は、磁束を特定部分に集束して、効率よく電力を誘導コイル５１に伝送できる。ただ、電源コイルは、必ずしもコアを設ける必要はなく、空芯コイルとすることもできる。空芯コイルは軽いので、これを上面プレートの内面で移動する移動機構を簡単にできる。電源コイル１１は、誘導コイル５１の外径にほぼ等しくして、誘導コイル５１に効率よく電力搬送する。 The power supply coil 11 is wound in a spiral shape on a surface parallel to the upper surface plate 21 and radiates an alternating magnetic flux above the upper surface plate 21. The power supply coil 11 radiates an alternating magnetic flux orthogonal to the upper surface plate 21 above the upper surface plate 21. The power supply coil 11 is supplied with AC power from the AC power supply 12 and radiates AC magnetic flux above the top plate 21. The power supply coil 11 can increase the inductance by winding a wire around a core 15 made of a magnetic material. The core 15 is made of a magnetic material such as ferrite having a high magnetic permeability, and has a bowl shape that opens upward. The bowl-shaped core 15 has a shape in which a cylindrical portion 15A disposed at the center of the power coil 11 wound in a spiral shape and a cylindrical portion 15B disposed outside are connected at the bottom. The power supply coil 11 having the core 15 can concentrate the magnetic flux to a specific portion and efficiently transmit power to the induction coil 51. However, the power supply coil does not necessarily need to be provided with a core, and can be an air-core coil. Since the air-core coil is light, a moving mechanism for moving it on the inner surface of the upper plate can be simplified. The power supply coil 11 is substantially equal to the outer diameter of the induction coil 51 and efficiently conveys power to the induction coil 51.

交流電源１２は、たとえば、２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波電力を電源コイル１１に供給する。交流電源１２は、可撓性のリード線１６を介して電源コイル１１に接続される。電源コイル１１が上面プレート２１に載せられる電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に接近するように移動されるからである。交流電源１２は、図示しないが、自励式の発振回路と、この発振回路から出力される交流を電力増幅するパワーアンプとを備える。自励式の発振回路は、電源コイル１１を発振コイルに併用している。したがって、この発振回路は、電源コイル１１のインダクタンスで発振周波数が変化する。電源コイル１１のインダクタンスは、電源コイル１１と誘導コイル５１との相対位置で変化する。電源コイル１１と誘導コイル５１との相互インダクタンスが、電源コイル１１と誘導コイル５１との相対位置で変化するからである。したがって、電源コイル１１を発振コイルに使用する自励式の発振回路は、交流電源１２が誘導コイル５１に接近するにしたがって変化する。このため、自励式の発振回路は、発振周波数の変化で電源コイル１１と誘導コイル５１との相対位置を検出することができ、位置検出制御器１４に併用できる。 The AC power supply 12 supplies, for example, high frequency power of 20 kHz to 1 MHz to the power supply coil 11. The AC power supply 12 is connected to the power supply coil 11 via a flexible lead wire 16. This is because the power supply coil 11 is moved so as to approach the induction coil 51 of the battery built-in device 50 placed on the upper surface plate 21. Although not shown, the AC power source 12 includes a self-excited oscillation circuit and a power amplifier that amplifies the AC output from the oscillation circuit. The self-excited oscillation circuit uses the power supply coil 11 as an oscillation coil. Therefore, the oscillation frequency of this oscillation circuit changes due to the inductance of the power supply coil 11. The inductance of the power supply coil 11 changes at the relative position between the power supply coil 11 and the induction coil 51. This is because the mutual inductance between the power supply coil 11 and the induction coil 51 changes at the relative position between the power supply coil 11 and the induction coil 51. Therefore, the self-excited oscillation circuit that uses the power supply coil 11 as the oscillation coil changes as the AC power supply 12 approaches the induction coil 51. For this reason, the self-excited oscillation circuit can detect the relative position between the power supply coil 11 and the induction coil 51 based on a change in the oscillation frequency, and can be used together with the position detection controller 14.

電源コイル１１は、移動機構１３で誘導コイル５１に接近するように移動される。図１ないし図４の移動機構１３は、電源コイル１１を、上面プレート２１に沿って、Ｘ軸方向とＹ軸方向に移動させて誘導コイル５１に接近させる。図の移動機構１３は、位置検出制御器１４で制御されるサーボモータ２２でネジ棒２３を回転して、ネジ棒２３にねじ込んでいるナット材２４を移動して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させる。サーボモータ２２は、電源コイル１１をＸ軸方向に移動させるＸ軸サーボモータ２２Ａと、Ｙ軸方向に移動させるＹ軸サーボモータ２２Ｂとを備える。ネジ棒２３は、電源コイル１１をＸ軸方向に移動させる一対のＸ軸ネジ棒２３Ａと、電源コイル１１をＹ軸方向に移動させるＹ軸ネジ棒２３Ｂとを備える。一対のＸ軸ネジ棒２３Ａは、互いに平行に配設されて、ベルト２５に駆動されてＸ軸サーボモータ２２Ａで一緒に回転される。ナット材２４は、各々のＸ軸ネジ棒２３Ａにねじ込んでいる一対のＸ軸ナット材２４Ａと、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂにねじ込んでいるＹ軸ナット材２４Ｂからなる。Ｙ軸ネジ棒２３Ｂは、その両端を一対のＸ軸ナット材２４Ａに回転できるように連結している。電源コイル１１はＹ軸ナット材２４Ｂに連結している。 The power supply coil 11 is moved by the moving mechanism 13 so as to approach the induction coil 51. 1 to 4 moves the power supply coil 11 along the top plate 21 in the X-axis direction and the Y-axis direction to approach the induction coil 51. The moving mechanism 13 shown in the drawing rotates the screw rod 23 by the servo motor 22 controlled by the position detection controller 14 to move the nut member 24 screwed into the screw rod 23, thereby moving the power supply coil 11 to the induction coil 51. To approach. The servo motor 22 includes an X-axis servo motor 22A that moves the power supply coil 11 in the X-axis direction, and a Y-axis servo motor 22B that moves the power coil 11 in the Y-axis direction. The screw rod 23 includes a pair of X-axis screw rods 23A that move the power supply coil 11 in the X-axis direction, and a Y-axis screw rod 23B that moves the power supply coil 11 in the Y-axis direction. The pair of X-axis screw rods 23A are arranged in parallel to each other, driven by the belt 25, and rotated together by the X-axis servomotor 22A. The nut member 24 includes a pair of X-axis nut members 24A screwed into the respective X-axis screw rods 23A, and a Y-axis nut member 24B screwed into the Y-axis screw rods 23B. The Y-axis screw rod 23B is coupled so that both ends thereof can be rotated to a pair of X-axis nut members 24A. The power coil 11 is connected to the Y-axis nut member 24B.

さらに、図に示す移動機構１３は、電源コイル１１を水平な姿勢でＹ軸方向に移動させるために、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂと平行にガイドロッド２６を配設している。ガイドロッド２６は、両端を一対のＸ軸ナット材２４Ａに連結しており、一対のＸ軸ナット材２４Ａと一緒に移動する。ガイドロッド２６は、電源コイル１１に連結されるガイド部２７を貫通しており、電源コイル１１をガイドロッド２６に沿ってＹ軸方向に移動できるようにしている。すなわち、電源コイル１１は、互いに平行に配設されるＹ軸ネジ棒２３Ｂとガイドロッド２６に沿って移動するＹ軸ナット材２４Ｂとガイド部２７を介して、水平な姿勢でＹ軸方向に移動する。 Further, the moving mechanism 13 shown in the figure has a guide rod 26 disposed in parallel with the Y-axis screw rod 23B in order to move the power supply coil 11 in the Y-axis direction in a horizontal posture. Both ends of the guide rod 26 are connected to the pair of X-axis nut members 24A and move together with the pair of X-axis nut members 24A. The guide rod 26 penetrates the guide portion 27 connected to the power supply coil 11 so that the power supply coil 11 can be moved along the guide rod 26 in the Y-axis direction. In other words, the power supply coil 11 moves in the Y-axis direction in a horizontal posture through the Y-axis screw rod 23B and the Y-axis nut member 24B that moves along the guide rod 26 and the guide portion 27 that are arranged in parallel to each other. To do.

この移動機構１３は、Ｘ軸サーボモータ２２ＡがＸ軸ネジ棒２３Ａを回転させると、一対のＸ軸ナット材２４ＡがＸ軸ネジ棒２３Ａに沿って移動して、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂとガイドロッド２６をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸サーボモータ２２ＢがＹ軸ネジ棒２３Ｂを回転させると、Ｙ軸ナット材２４ＢがＹ軸ネジ棒２３Ｂに沿って移動して、電源コイル１１をＹ軸方向に移動させる。このとき、電源コイル１１に連結されたガイド部２７は、ガイドロッド２６に沿って移動して、電源コイル１１を水平な姿勢でＹ軸方向に移動させる。したがって、Ｘ軸サーボモータ２２ＡとＹ軸サーボモータ２２Ｂの回転を位置検出制御器１４で制御して、電源コイル１１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動できる。ただし、本発明の充電台は、移動機構を以上のメカニズムには特定しない。移動機構には、電源コイルをＸ軸方向とＹ軸方向に移動できる全ての機構を利用できるからである。 In the moving mechanism 13, when the X-axis servo motor 22A rotates the X-axis screw rod 23A, the pair of X-axis nut members 24A move along the X-axis screw rod 23A, and the Y-axis screw rod 23B and the guide rod 26 is moved in the X-axis direction. When the Y-axis servo motor 22B rotates the Y-axis screw rod 23B, the Y-axis nut member 24B moves along the Y-axis screw rod 23B and moves the power supply coil 11 in the Y-axis direction. At this time, the guide part 27 connected to the power supply coil 11 moves along the guide rod 26 to move the power supply coil 11 in the Y-axis direction in a horizontal posture. Therefore, the rotation of the X-axis servo motor 22A and the Y-axis servo motor 22B can be controlled by the position detection controller 14 to move the power supply coil 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction. However, the charging stand of the present invention does not specify the moving mechanism as the above mechanism. This is because any mechanism that can move the power supply coil in the X-axis direction and the Y-axis direction can be used as the moving mechanism.

さらに、本発明の充電台は、移動機構を、電源コイルをＸ軸方向とＹ軸方向に移動させる機構に特定しない。それは、本発明の充電台が、上面プレートに直線状のガイド壁を設けて、このガイド壁に沿って電池内蔵機器を載せる構造として、電源コイルをガイド壁に沿って直線上に移動できる構造とすることができるからである。この充電台は、図示しないが、電源コイルを、一方向、たとえばＸ軸方向にのみ移動できる移動機構として、電源コイルをガイド壁に沿って直線上に移動できる。 Furthermore, the charging stand of the present invention does not specify the moving mechanism as a mechanism that moves the power supply coil in the X-axis direction and the Y-axis direction. The charging base of the present invention has a structure in which a linear guide wall is provided on the upper plate, and a battery built-in device is placed along the guide wall, and the power coil can be moved along the guide wall in a straight line. Because it can be done. Although this charging stand is not shown, the power supply coil can be moved linearly along the guide wall as a moving mechanism that can move the power supply coil only in one direction, for example, the X-axis direction.

位置検出制御器１４は、上面プレート２１に載せられた電池内蔵機器５０の位置を検出する。図１ないし図４の位置検出制御器１４は、電池内蔵機器５０に内蔵される誘導コイル５１の位置を検出して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させる。さらに、位置検出制御器１４は、誘導コイル５１の位置を粗検出する第１の位置検出制御器１４Ａと、誘導コイル５１の位置を精密検出する第２の位置検出制御器１４Ｂとを備える。この位置検出制御器１４は、第１の位置検出制御器１４Ａで誘導コイル５１の位置を粗検出すると共に、移動機構１３を制御して電源コイル１１の位置を誘導コイル５１に接近させた後、さらに、第２の位置検出制御器１４Ｂで誘導コイル５１の位置を精密検出しながら移動機構１３を制御して、電源コイル１１の位置を正確に誘導コイル５１に接近させる。この充電台１０は、速やかに、しかも、より正確に電源コイル１１を誘導コイル５１に接近できる。 The position detection controller 14 detects the position of the battery built-in device 50 placed on the top plate 21. The position detection controller 14 shown in FIGS. 1 to 4 detects the position of the induction coil 51 built in the battery built-in device 50, and causes the power supply coil 11 to approach the induction coil 51. Furthermore, the position detection controller 14 includes a first position detection controller 14A that roughly detects the position of the induction coil 51, and a second position detection controller 14B that precisely detects the position of the induction coil 51. The position detection controller 14 roughly detects the position of the induction coil 51 by the first position detection controller 14A, and controls the moving mechanism 13 to bring the position of the power supply coil 11 closer to the induction coil 51. Further, the moving mechanism 13 is controlled while accurately detecting the position of the induction coil 51 by the second position detection controller 14B, so that the position of the power supply coil 11 is brought close to the induction coil 51 accurately. The charging stand 10 can bring the power supply coil 11 close to the induction coil 51 quickly and more accurately.

第１の位置検出制御器１４Ａは、図５に示すように、上面プレート２１の内面に固定している複数の位置検出コイル３０と、この位置検出コイル３０にパルス信号を供給するパルス電源３１と、このパルス電源３１から位置検出コイル３０に供給されるパルスに励起されて誘導コイル５１から位置検出コイル３０に出力されるエコー信号を受信する受信回路３２と、この受信回路３２が受信するエコー信号から電源コイル１１の位置を判別する識別回路３３とを備える。 As shown in FIG. 5, the first position detection controller 14 A includes a plurality of position detection coils 30 fixed to the inner surface of the upper surface plate 21, and a pulse power supply 31 that supplies a pulse signal to the position detection coil 30. A receiving circuit 32 that receives an echo signal that is excited by a pulse supplied from the pulse power supply 31 to the position detection coil 30 and that is output from the induction coil 51 to the position detection coil 30, and an echo signal that the reception circuit 32 receives And an identification circuit 33 for determining the position of the power supply coil 11.

位置検出コイル３０は複数列のコイルからなり、複数の位置検出コイル３０を上面プレート２１の内面に所定の間隔で固定している。位置検出コイル３０は、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する複数のＸ軸検出コイル３０Ａと、Ｙ軸方向の位置を検出する複数のＹ軸検出コイル３０Ｂとを備える。各々のＸ軸検出コイル３０Ａは、Ｙ軸方向に細長いループ状であって、複数のＸ軸検出コイル３０Ａは、所定の間隔で上面プレート２１の内面に固定されている。隣接するＸ軸検出コイル３０Ａの間隔（ｄ）は、誘導コイル５１の外径（Ｄ）よりも小さく、好ましくはＸ軸検出コイル３０Ａの間隔（ｄ）を誘導コイル５１の外径（Ｄ）の１倍ないし１／４倍としている。Ｘ軸検出コイル３０Ａは、間隔（ｄ）を狭くして、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を正確に検出できる。各々のＹ軸検出コイル３０Ｂは、Ｘ軸方向に細長いループ状であって、複数のＹ軸検出コイル３０Ｂは、所定の間隔で上面プレート２１の内面に固定されている。隣接するＹ軸検出コイル３０Ｂの間隔（ｄ）も、Ｘ軸検出コイル３０Ａと同じように、誘導コイル５１の外径（Ｄ）よりも小さく、好ましくはＹ軸検出コイル３０Ｂの間隔（ｄ）を誘導コイル５１の外径（Ｄ）の１倍ないし１／４倍としている。Ｙ軸検出コイル３０Ｂも、その間隔（ｄ）を狭くして、誘導コイル５１のＹ軸方向の位置を正確に検出できる。 The position detection coil 30 includes a plurality of rows of coils, and the plurality of position detection coils 30 are fixed to the inner surface of the upper surface plate 21 at a predetermined interval. The position detection coil 30 includes a plurality of X-axis detection coils 30A that detect the position of the induction coil 51 in the X-axis direction, and a plurality of Y-axis detection coils 30B that detect the position in the Y-axis direction. Each X-axis detection coil 30A has a loop shape elongated in the Y-axis direction, and the plurality of X-axis detection coils 30A are fixed to the inner surface of the upper surface plate 21 at a predetermined interval. The interval (d) between the adjacent X-axis detection coils 30A is smaller than the outer diameter (D) of the induction coil 51, and preferably the interval (d) between the X-axis detection coils 30A is equal to the outer diameter (D) of the induction coil 51. 1 times to 1/4 times. The X-axis detection coil 30A can accurately detect the position of the induction coil 51 in the X-axis direction by narrowing the interval (d). Each Y-axis detection coil 30B has a loop shape elongated in the X-axis direction, and the plurality of Y-axis detection coils 30B are fixed to the inner surface of the upper surface plate 21 at a predetermined interval. The interval (d) between the adjacent Y-axis detection coils 30B is also smaller than the outer diameter (D) of the induction coil 51, and preferably the interval (d) between the Y-axis detection coils 30B is the same as the X-axis detection coil 30A. The outer diameter (D) of the induction coil 51 is 1 to 1/4 times. The Y-axis detection coil 30B can also accurately detect the position of the induction coil 51 in the Y-axis direction by narrowing the interval (d).

パルス電源３１は、所定のタイミングでパルス信号を位置検出コイル３０に出力する。パルス信号が入力される位置検出コイル３０は、パルス信号で接近する誘導コイル５１を励起する。励起された誘導コイル５１は、流れる電流のエネルギーでエコー信号を位置検出コイル３０に出力する。したがって、誘導コイル５１の近くにある位置検出コイル３０は、図７に示すように、パルス信号が入力された後、所定の時間遅れて、誘導コイル５１からのエコー信号が誘導される。位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号は、受信回路３２で識別回路３３に出力される。したがって、識別回路３３は、受信回路３２から入力されるエコー信号でもって、位置検出コイル３０に誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。複数の位置検出コイル３０にエコー信号が誘導されるとき、識別回路３３は、エコー信号レベルの大きい位置検出コイル３０にもっとも接近していると判定する。 The pulse power supply 31 outputs a pulse signal to the position detection coil 30 at a predetermined timing. The position detection coil 30 to which the pulse signal is input excites the induction coil 51 that approaches with the pulse signal. The excited induction coil 51 outputs an echo signal to the position detection coil 30 with the energy of the flowing current. Therefore, as shown in FIG. 7, the position detection coil 30 near the induction coil 51 induces an echo signal from the induction coil 51 with a predetermined time delay after the pulse signal is input. The echo signal induced in the position detection coil 30 is output to the identification circuit 33 by the reception circuit 32. Therefore, the identification circuit 33 determines whether or not the induction coil 51 is approaching the position detection coil 30 using the echo signal input from the reception circuit 32. When echo signals are induced in the plurality of position detection coils 30, the identification circuit 33 determines that the position detection coil 30 with the highest echo signal level is closest.

図５に示す位置検出制御器１４は、各々の位置検出コイル３０を切換回路３４を介して受信回路３２に接続する。この位置検出制御器１４は、入力を順番に切り換えて複数の位置検出コイル３０に接続するので、ひとつの受信回路３２で複数の位置検出コイル３０のエコー信号を検出できる。ただし、各々の位置検出コイルに受信回路を接続してエコー信号を検出することもできる。 The position detection controller 14 shown in FIG. 5 connects each position detection coil 30 to the reception circuit 32 via the switching circuit 34. Since the position detection controller 14 switches the inputs in order and connects them to the plurality of position detection coils 30, the single reception circuit 32 can detect the echo signals of the plurality of position detection coils 30. However, an echo signal can also be detected by connecting a receiving circuit to each position detection coil.

図５の位置検出制御器１４は、識別回路３３で制御される切換回路３４で複数の位置検出コイル３０を順番に切り換えて受信回路３２に接続する。パルス電源３１は切換回路３４の出力側に接続されて、位置検出コイル３０にパルス信号を出力する。パルス電源３１から位置検出コイル３０に出力されるパルス信号のレベルは、誘導コイル５１からのエコー信号に比較して極めて大きい。受信回路３２は、入力側にダイオードからなるリミッター回路３５を接続している。リミッター回路３５は、パルス電源３１から受信回路３２に入力されるパルス信号の信号レベルを制限して受信回路３２に入力する。信号レベルの小さいエコー信号は、制限されることなく受信回路３２に入力される。受信回路３２は、パルス信号とエコー信号の両方を増幅して出力する。受信回路３２から出力されるエコー信号は、パルス信号から所定のタイミング、たとえば数μｓｅｃ〜数百μｓｅｃ遅れた信号となる。エコー信号がパルス信号から遅れる遅延時間は、一定の時間であるから、パルス信号から所定の遅延時間後の信号をエコー信号とし、このエコー信号のレベルから位置検出コイル３０に誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。 The position detection controller 14 shown in FIG. 5 connects the plurality of position detection coils 30 in order with the switching circuit 34 controlled by the identification circuit 33 and connects to the receiving circuit 32. The pulse power supply 31 is connected to the output side of the switching circuit 34 and outputs a pulse signal to the position detection coil 30. The level of the pulse signal output from the pulse power supply 31 to the position detection coil 30 is extremely higher than the echo signal from the induction coil 51. The receiving circuit 32 has a limiter circuit 35 made of a diode connected to the input side. The limiter circuit 35 limits the signal level of the pulse signal input from the pulse power supply 31 to the reception circuit 32 and inputs the pulse signal to the reception circuit 32. An echo signal having a low signal level is input to the receiving circuit 32 without being limited. The receiving circuit 32 amplifies and outputs both the pulse signal and the echo signal. The echo signal output from the receiving circuit 32 is a signal delayed from the pulse signal by a predetermined timing, for example, several μsec to several hundred μsec. Since the delay time that the echo signal is delayed from the pulse signal is a fixed time, a signal after a predetermined delay time from the pulse signal is used as an echo signal, and the induction coil 51 approaches the position detection coil 30 from the level of this echo signal. Determine whether or not.

受信回路３２は、位置検出コイル３０から入力されるエコー信号を増幅して出力するアンプである。受信回路３２は、パルス信号とエコー信号を出力する。識別回路３３は、受信回路３２から入力されるパルス信号とエコー信号から位置検出コイル３０に誘導コイル５１が接近してセットされるかどうかを判定する。識別回路３３は、受信回路３２から入力される信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３６を備えている。このＡ／Ｄコンバータ３６から出力されるデジタル信号を演算してエコー信号を検出する。識別回路３３は、パルス信号から特定の遅延時間の後に入力される信号をエコー信号として検出し、さらにエコー信号のレベルから誘導コイル５１が位置検出コイル３０に接近しているかどうかを判定する。 The reception circuit 32 is an amplifier that amplifies and outputs an echo signal input from the position detection coil 30. The receiving circuit 32 outputs a pulse signal and an echo signal. The identification circuit 33 determines whether or not the induction coil 51 is set close to the position detection coil 30 from the pulse signal and echo signal input from the reception circuit 32. The identification circuit 33 includes an A / D converter 36 that converts a signal input from the reception circuit 32 into a digital signal. The digital signal output from the A / D converter 36 is calculated to detect an echo signal. The identification circuit 33 detects a signal input after a specific delay time from the pulse signal as an echo signal, and further determines whether the induction coil 51 is approaching the position detection coil 30 from the level of the echo signal.

識別回路３３は、複数のＸ軸検出コイル３０Ａを順番に受信回路３２に接続するように切換回路３４を制御して、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する。識別回路３３は、各々のＸ軸検出コイル３０Ａを受信回路３２に接続する毎に、識別回路３３に接続しているＸ軸検出コイル３０Ａにパルス信号を出力し、パルス信号から特定の遅延時間の後に、エコー信号が検出されるかどうかで、このＸ軸検出コイル３０Ａに誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。識別回路３３は、全てのＸ軸検出コイル３０Ａを受信回路３２に接続して、各々のＸ軸検出コイル３０Ａに誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。誘導コイル５１がいずれかのＸ軸検出コイル３０Ａに接近していると、このＸ軸検出コイル３０Ａを受信回路３２に接続する状態でエコー信号が検出される。したがって、識別回路３３は、エコー信号を検出できるＸ軸検出コイル３０Ａから誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出できる。誘導コイル５１が複数のＸ軸検出コイル３０Ａに跨って接近する状態では、複数のＸ軸検出コイル３０Ａからエコー信号が検出される。この状態において、識別回路３３はもっとも強いエコー信号、すなわちレベルの大きいエコー信号が検出されるＸ軸検出コイル３０Ａにもっとも接近していると判定する。識別回路３３は、Ｙ軸検出コイル３０Ｂも同じように制御して、誘導コイル５１のＹ軸方向の位置を検出する。 The identification circuit 33 detects the position of the induction coil 51 in the X-axis direction by controlling the switching circuit 34 so that the plurality of X-axis detection coils 30A are connected to the receiving circuit 32 in order. The identification circuit 33 outputs a pulse signal to the X-axis detection coil 30A connected to the identification circuit 33 every time each X-axis detection coil 30A is connected to the reception circuit 32, and a specific delay time is determined from the pulse signal. Later, it is determined whether the induction coil 51 is approaching the X-axis detection coil 30A based on whether an echo signal is detected. The identification circuit 33 connects all the X-axis detection coils 30A to the reception circuit 32, and determines whether or not the induction coil 51 is close to each X-axis detection coil 30A. When the induction coil 51 approaches one of the X-axis detection coils 30A, an echo signal is detected in a state where the X-axis detection coil 30A is connected to the reception circuit 32. Therefore, the identification circuit 33 can detect the position of the induction coil 51 in the X-axis direction from the X-axis detection coil 30A that can detect an echo signal. In a state in which the induction coil 51 approaches across the plurality of X-axis detection coils 30A, echo signals are detected from the plurality of X-axis detection coils 30A. In this state, the identification circuit 33 determines that it is closest to the X-axis detection coil 30A from which the strongest echo signal, that is, the echo signal having a high level is detected. The identification circuit 33 similarly controls the Y-axis detection coil 30B to detect the position of the induction coil 51 in the Y-axis direction.

識別回路３３は、検出するＸ軸方向とＹ軸方向から移動機構１３を制御して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近する位置に移動させる。識別回路３３は、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２Ａを制御して、電源コイル１１を誘導コイル５１のＸ軸方向の位置に移動させる。また、移動機構１３のＹ軸サーボモータ２２Ｂを制御して、電源コイル１１を誘導コイル５１のＹ軸方向の位置に移動させる。 The identification circuit 33 controls the moving mechanism 13 from the detected X-axis direction and Y-axis direction to move the power supply coil 11 to a position approaching the induction coil 51. The identification circuit 33 controls the X-axis servomotor 22A of the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 to the position of the induction coil 51 in the X-axis direction. Further, the Y-axis servomotor 22B of the moving mechanism 13 is controlled to move the power supply coil 11 to the position of the induction coil 51 in the Y-axis direction.

以上のようにして、第１の位置検出制御器１４Ａが電源コイル１１を誘導コイル５１に接近する位置に移動させる。本発明の充電台は、第１の位置検出制御器１４Ａで電源コイル１１を誘導コイル５１に接近した後、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送して電池５２を充電することができる。ただ、充電台は、さらに電源コイル１１の位置を正確に制御して誘導コイル５１に接近させた後、電力搬送して電池５２を充電することができる。電源コイル１１は、第２の位置検出制御器１４Ｂでより正確に誘導コイル５１に接近される。 As described above, the first position detection controller 14 A moves the power supply coil 11 to a position approaching the induction coil 51. The charging stand according to the present invention can charge the battery 52 by transferring power from the power supply coil 11 to the induction coil 51 after the power supply coil 11 approaches the induction coil 51 by the first position detection controller 14A. However, the charging stand can further accurately control the position of the power supply coil 11 to approach the induction coil 51 and then carry power to charge the battery 52. The power supply coil 11 is brought closer to the induction coil 51 more accurately by the second position detection controller 14B.

第２の位置検出制御器１４Ｂは、交流電源１２を自励式の発振回路として、自励式の発振回路の発振周波数から電源コイル１１の位置を正確に検出して移動機構１３を制御する。第２の位置検出制御器１４Ｂは、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２ＡとＹ軸サーボモータ２２Ｂを制御して、電源コイル１１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動させて、交流電源１２の発振周波数を検出する。自励式の発振回路の発振周波数が変化する特性を図８に示している。この図は、電源コイル１１と誘導コイル５１の相対的な位置ずれに対する発振周波数の変化を示している。この図に示すように、自励式の発振回路の発振周波数は、電源コイル１１が誘導コイル５１に最も接近する位置でもっとも高くなり、相対位置がずれるにしたがって発振周波数が低くなる。したがって、第２の位置検出制御器１４Ｂは、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２Ａを制御して電源コイル１１をＸ軸方向に移動し、発振周波数が最も高くなる位置で停止する。また、Ｙ軸サーボモータ２２Ｂも同じように制御して電源コイル１１をＹ軸方向に移動して、発振周波数が最も高くなる位置で停止する。第２の位置検出制御器１４Ｂは、以上のようにして、電源コイル１１を誘導コイル５１に最も接近する位置に移動できる。 The second position detection controller 14B controls the moving mechanism 13 by accurately detecting the position of the power supply coil 11 from the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit using the AC power supply 12 as a self-excited oscillation circuit. The second position detection controller 14B controls the X-axis servo motor 22A and the Y-axis servo motor 22B of the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction. Detect the oscillation frequency. The characteristic that the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit changes is shown in FIG. This figure shows changes in the oscillation frequency with respect to the relative displacement between the power supply coil 11 and the induction coil 51. As shown in this figure, the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit is highest at the position where the power supply coil 11 is closest to the induction coil 51, and the oscillation frequency is lowered as the relative position is shifted. Therefore, the second position detection controller 14B controls the X-axis servomotor 22A of the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 in the X-axis direction, and stops at the position where the oscillation frequency becomes the highest. The Y-axis servo motor 22B is similarly controlled to move the power supply coil 11 in the Y-axis direction and stop at the position where the oscillation frequency becomes the highest. The second position detection controller 14B can move the power supply coil 11 to the position closest to the induction coil 51 as described above.

以上の充電台は、第１の位置検出制御器１４Ａで誘導コイル５１の位置を粗検出した後、さらに第２の位置検出制御器１４Ｂで微調整して電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させるが、図９に示す以下の位置検出制御器６４は、微調整することなく電源コイル１１を誘導コイル５１に接近できる。 In the above charging stand, after the position of the induction coil 51 is roughly detected by the first position detection controller 14A, fine adjustment is further performed by the second position detection controller 14B to bring the power supply coil 11 closer to the induction coil 51. However, the following position detection controller 64 shown in FIG. 9 can bring the power supply coil 11 closer to the induction coil 51 without fine adjustment.

この位置検出制御器６４は、図９に示すように、上面プレートの内面に固定している複数の位置検出コイル３０と、この位置検出コイル３０にパルス信号を供給するパルス電源３１と、このパルス電源３１から位置検出コイル３０に供給されるパルスに励起されて誘導コイル５１から位置検出コイル３０に出力されるエコー信号を受信する受信回路３２と、この受信回路３２が受信するエコー信号から電源コイル１１の位置を判別する識別回路７３とを備える。さらに、この位置検出制御器６４は、識別回路７３に、誘導コイル５１の位置に対する各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベル、すなわち図７に示すように、各々の位置検出コイル３０をパルス信号で励起して所定の時間経過後に誘導されるエコー信号のレベルを記憶する記憶回路７７を備えている。この位置検出制御器６４は、各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベルを検出し、検出したエコー信号のレベルを記憶回路７７に記憶しているエコー信号のレベルに比較して、誘導コイル５１の位置を検出している。 As shown in FIG. 9, the position detection controller 64 includes a plurality of position detection coils 30 fixed to the inner surface of the upper surface plate, a pulse power supply 31 that supplies a pulse signal to the position detection coil 30, and the pulse A receiving circuit 32 that receives an echo signal that is excited by a pulse supplied from the power supply 31 to the position detection coil 30 and that is output from the induction coil 51 to the position detection coil 30, and a power supply coil from the echo signal that the receiving circuit 32 receives And an identification circuit 73 for discriminating the position of 11. Further, the position detection controller 64 causes the discrimination circuit 73 to detect the level of the echo signal induced in each position detection coil 30 with respect to the position of the induction coil 51, that is, as shown in FIG. Is stored with a storage circuit 77 for storing the level of an echo signal that is induced after a predetermined time has passed. The position detection controller 64 detects the level of the echo signal induced in each position detection coil 30, compares the level of the detected echo signal with the level of the echo signal stored in the storage circuit 77, and The position of the induction coil 51 is detected.

この位置検出制御器６４は、以下のようにして、各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベルから、誘導コイル５１の位置を求めている。図９に示す位置検出コイル３０は、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する複数のＸ軸検出コイル３０Ａと、Ｙ軸方向の位置を検出する複数のＹ軸検出コイル３０Ｂとを備え、複数の位置検出コイル３０を上面プレート２１の内面に所定の間隔で固定している。各々のＸ軸検出コイル３０Ａは、Ｙ軸方向に細長いループ状であって、各々のＹ軸検出コイル３０Ｂは、Ｘ軸方向に細長いループ状としている。図１０は、誘導コイル５１をＸ軸方向に移動させる状態における、Ｘ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを示しており、横軸が誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を示し、縦軸が各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを示している。この位置検出制御器６４は、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを検出することによって、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を求めることができる。この図に示すように、誘導コイル５１をＸ軸方向に移動すると、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルは変化する。たとえば、誘導コイル５１の中心が第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａの中心にあるとき、図１０の点Ａで示すように、第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルが最も強くなる。また、誘導コイル５１が第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａと第２のＸ軸位置検出コイル３０Ａの中間にあるとき、図１０の点Ｂで示すように、第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａと第２のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルは同じとなる。すなわち、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａは、誘導コイル５１が最も近くにあるときに誘導されるエコー信号のレベルが最も強くなり、誘導コイル５１が離れるにしたがってエコー信号のレベルは小さくなる。したがって、どのＸ軸位置検出コイル３０Ａのエコー信号のレベルが最も強いかで、誘導コイル５１がどのＸ軸位置検出コイル３０Ａに最も接近しているかを判定できる。また、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａにエコー信号が誘導されるとき、強いエコー信号を検出するＸ軸位置検出コイル３０Ａからどの方向にあるＸ軸位置検出コイル３０Ａにエコー信号が誘導されるかで、最もエコー信号の強いＸ軸位置検出コイル３０Ａからどの方向にずれて誘導コイル５１があるかを判定でき、また、エコー信号のレベル比でふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａとの相対位置を判定できる。たとえば、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａのエコー信号のレベル比が１であると、誘導コイル５１はふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａの中央に位置すると判定できる。 The position detection controller 64 obtains the position of the induction coil 51 from the level of the echo signal induced in each position detection coil 30 as follows. The position detection coil 30 shown in FIG. 9 includes a plurality of X-axis detection coils 30A that detect the position of the induction coil 51 in the X-axis direction, and a plurality of Y-axis detection coils 30B that detect the position in the Y-axis direction. A plurality of position detection coils 30 are fixed to the inner surface of the upper surface plate 21 at a predetermined interval. Each X-axis detection coil 30A has an elongated loop shape in the Y-axis direction, and each Y-axis detection coil 30B has an elongated loop shape in the X-axis direction. FIG. 10 shows the level of the echo signal induced by the X-axis position detection coil 30A in a state where the induction coil 51 is moved in the X-axis direction, and the horizontal axis shows the position of the induction coil 51 in the X-axis direction. The vertical axis indicates the level of the echo signal induced in each X-axis position detection coil 30A. The position detection controller 64 can determine the position of the induction coil 51 in the X-axis direction by detecting the level of the echo signal induced in each X-axis position detection coil 30A. As shown in this figure, when the induction coil 51 is moved in the X-axis direction, the level of the echo signal induced in each X-axis position detection coil 30A changes. For example, when the center of the induction coil 51 is at the center of the first X-axis position detection coil 30A, the level of the echo signal induced by the first X-axis position detection coil 30A as shown by the point A in FIG. Is the strongest. Further, when the induction coil 51 is located between the first X-axis position detection coil 30A and the second X-axis position detection coil 30A, as shown by a point B in FIG. 10, the first X-axis position detection coil 30A. And the level of the echo signal induced in the second X-axis position detection coil 30A is the same. That is, in each X-axis position detection coil 30A, the level of the echo signal that is induced when the induction coil 51 is closest is the strongest, and the level of the echo signal decreases as the induction coil 51 moves away. Therefore, it can be determined which X-axis position detection coil 30A is closest to the induction coil 51 based on which X-axis position detection coil 30A has the strongest echo signal level. Also, when an echo signal is induced in the two X-axis position detection coils 30A, in which direction the echo signal is induced from the X-axis position detection coil 30A that detects a strong echo signal. Thus, it can be determined in which direction the induction coil 51 is shifted from the X-axis position detection coil 30A having the strongest echo signal, and the relative position of the two X-axis position detection coils 30A can be determined by the level ratio of the echo signal. Can be judged. For example, if the level ratio of the echo signals of the two X-axis position detection coils 30A is 1, it can be determined that the induction coil 51 is located at the center of the two X-axis position detection coils 30A.

識別回路７３は、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置に対する、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを記憶回路７７に記憶している。誘導コイル５１が置かれると、いずれかのＸ軸位置検出コイル３０Ａにエコー信号が誘導される。したがって、識別回路７３は、Ｘ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号で誘導コイル５１が載せられたこと、すなわち電池内蔵機器５０が充電台１０に載せられたことを検出する。さらに、いずれかのＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを、記憶回路７７に記憶しているレベルに比較して、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を判別することができる。識別回路は、隣接するＸ軸位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベル比から誘導コイルのＸ軸方向の位置を特定する関数を記憶回路に記憶して、この関数から誘導コイルの位置を判別することもできる。この関数は、ふたつのＸ軸位置検出コイルの間に誘導コイルを移動させて、各々のＸ軸位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベル比を検出して求められる。識別回路７３は、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベル比を検出し、検出されるレベル比から、この関数に基づいてふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａの間における誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を演算して検出することができる。 The identification circuit 73 stores in the storage circuit 77 the level of the echo signal that is induced in each X-axis position detection coil 30 A with respect to the position of the induction coil 51 in the X-axis direction. When the induction coil 51 is placed, an echo signal is induced in one of the X-axis position detection coils 30A. Therefore, the identification circuit 73 detects that the induction coil 51 is mounted by an echo signal that is induced by the X-axis position detection coil 30A, that is, that the battery built-in device 50 is mounted on the charging stand 10. Furthermore, the position of the induction coil 51 in the X-axis direction can be determined by comparing the level of the echo signal induced in any X-axis position detection coil 30 A with the level stored in the storage circuit 77. . The discriminating circuit stores in the memory circuit a function that specifies the position of the induction coil in the X-axis direction from the level ratio of the echo signal induced in the adjacent X-axis position detection coil, and determines the position of the induction coil from this function. You can also This function is obtained by moving the induction coil between the two X-axis position detection coils and detecting the level ratio of the echo signal induced in each X-axis position detection coil. The identification circuit 73 detects the level ratio of the echo signals induced in the two X-axis position detection coils 30A, and the induction between the two X-axis position detection coils 30A based on this function from the detected level ratio. The position of the coil 51 in the X-axis direction can be calculated and detected.

以上は、識別回路７３が、Ｘ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号から、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する方法を示すが、誘導コイル５１のＹ軸方向の位置もＸ軸方向と同じようにして、Ｙ軸位置検出コイル３０Ｂに誘導されるエコー信号から検出できる。 The above shows a method in which the identification circuit 73 detects the position of the induction coil 51 in the X-axis direction from the echo signal induced in the X-axis position detection coil 30A. In the same manner as in the axial direction, it can be detected from the echo signal induced in the Y-axis position detection coil 30B.

識別回路７３が、誘導コイル５１のＸ軸方向とＹ軸方向の位置を検出すると、この識別回路７３からの位置信号でもって、位置検出制御器６４は電源コイル１１を誘導コイル５１の位置に移動させる。
なお、上記のような波形のエコー信号が検出されたとき、充電台の識別回路７３は、電池内蔵機器５０の誘導コイル５１が搭載されたと認識、識別することができる。エコー信号の波形とは異なる波形が検出、識別されるときは、電池内蔵機器５０の誘導コイル５１以外（例えば、金属異物）のものが搭載されたとして、電力供給を停止することができる。また、エコー信号の波形が検出、識別されないときは、電池内蔵機器５０の誘導コイル５１が搭載されていないとして、電力供給をしない。 When the identification circuit 73 detects the positions of the induction coil 51 in the X-axis direction and the Y-axis direction, the position detection controller 64 moves the power supply coil 11 to the position of the induction coil 51 with the position signal from the identification circuit 73. Let
When the echo signal having the waveform as described above is detected, the charging base identification circuit 73 can recognize and identify that the induction coil 51 of the battery built-in device 50 is mounted. When a waveform different from the waveform of the echo signal is detected and identified, it is possible to stop the power supply on the assumption that something other than the induction coil 51 (for example, a metal foreign object) of the battery built-in device 50 is mounted. Further, when the waveform of the echo signal is not detected or identified, it is assumed that the induction coil 51 of the battery built-in device 50 is not mounted, and power is not supplied.

充電台１０は、位置検出制御器１４、６４で移動機構１３を制御して電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させた状態で、交流電源１２で電源コイル１１に交流電力を供給する。電源コイル１１の交流電力は誘導コイル５１に電力搬送されて、電池５２の充電に使用される。電池内蔵機器５０は、電池５２が満充電されたことを検出すると、充電を停止して、満充電信号を充電台１０に伝送する。電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１に満充電信号を出力し、この満充電信号を誘導コイル５１から電源コイル１１に伝送して、充電台１０に満充電の情報を伝送することができる。この電池内蔵機器５０は、交流電源１２と異なる周波数の交流信号を誘導コイル５１に出力し、充電台１０はこの交流信号を電源コイル１１で受信して満充電を検出することができる。また、電池内蔵機器５０が特定周波数の搬送波を満充電信号で変調する信号を誘導コイル５１に出力し、充電台１０が特定周波数の搬送波を受信し、この信号を復調して満充電信号を検出することもできる。さらに、電池内蔵機器は、満充電信号を充電台に無線伝送して、満充電の情報を伝送することもできる。この電池内蔵機器は、満充電信号を送信する送信器を内蔵しており、充電台は満充電信号を受信する受信器を内蔵する。図６に示す位置検出制御器１４は、内蔵電池５２の満充電を検出する満充電検出回路１７を内蔵している。この満充電検出回路１７は、電池内蔵機器５０から出力される満充電信号を検出して、電池５２の満充電を検出する。 The charging stand 10 supplies AC power to the power supply coil 11 with the AC power supply 12 in a state in which the position detection controllers 14 and 64 control the moving mechanism 13 to bring the power supply coil 11 close to the induction coil 51. The AC power of the power supply coil 11 is transferred to the induction coil 51 and used for charging the battery 52. When the battery built-in device 50 detects that the battery 52 is fully charged, it stops charging and transmits a full charge signal to the charging stand 10. The battery built-in device 50 can output a full charge signal to the induction coil 51, transmit this full charge signal from the induction coil 51 to the power supply coil 11, and transmit full charge information to the charging stand 10. The battery built-in device 50 outputs an AC signal having a frequency different from that of the AC power source 12 to the induction coil 51, and the charging stand 10 can receive the AC signal by the power source coil 11 and detect full charge. Further, the battery built-in device 50 outputs a signal that modulates a carrier wave of a specific frequency with a full charge signal to the induction coil 51, and the charging stand 10 receives the carrier wave of a specific frequency and demodulates this signal to detect a full charge signal. You can also Furthermore, the battery built-in device can also transmit full charge information by wirelessly transmitting a full charge signal to the charging stand. The battery built-in device has a built-in transmitter that transmits a full charge signal, and the charging stand has a built-in receiver that receives the full charge signal. The position detection controller 14 shown in FIG. 6 incorporates a full charge detection circuit 17 that detects the full charge of the built-in battery 52. The full charge detection circuit 17 detects a full charge signal output from the battery built-in device 50 to detect full charge of the battery 52.

複数の電池内蔵機器５０を載せることができる上面プレート２１の充電台１０は、複数の電池内蔵機器５０の電池５２を順番に切り換えて満充電する。この充電台１０は、最初にいずれかの電池内蔵機器５０の誘導コイル５１の位置を検出して、この誘導コイル５１に電源コイル１１を接近させて、この電池内蔵機器５０の電池５２を満充電する。この電池内蔵機器５０の電池５２が満充電されて、満充電検出回路１７が満充電信号を受信すると、位置検出制御器１４は、この電池内蔵機器５０とは別の位置にセットされる第２の電池内蔵機器５０の誘導コイル５１の位置を検出し、移動機構１３を制御して電源コイル１１を第２の電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に接近させる。この状態で、第２の電池内蔵機器５０の電池５２に電力搬送して、この電池５２を満充電する。さらに、第２の電池内蔵機器５０の電池５２が満充電されて、第２の電池内蔵機器５０からの満充電信号を満充電検出回路１７が受信すると、位置検出制御器１４が、さらに第３の電池内蔵機器５０の誘導コイル５１を検出して、移動機構１３を制御して第３の電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に電源コイル１１を接近させて、この電池内蔵機器５０の電池５２を満充電する。以上のように、複数の電池内蔵機器５０が上面プレート２１にセットされると、次々と電池内蔵機器５０を切り換えて内蔵電池５２を満充電する。この充電台１０は、満充電された電池内蔵機器５０の位置を記憶して、満充電された電池内蔵機器５０の電池５２を充電しない。上面プレート２１の上にセットされる全ての電池内蔵機器５０の電池５２を満充電したことを検出すると、充電台１０は、交流電源１２の動作を停止して電池５２の充電を停止する。ここで、上記の実施例では、電池内蔵機器５０の電池５２が満充電されると充電を停止しているが、電池５２が所定容量となったときを満充電として充電を停止してもよい。 The charging stand 10 on the top plate 21 on which the plurality of battery built-in devices 50 can be placed switches the batteries 52 of the plurality of battery built-in devices 50 in order and is fully charged. The charging stand 10 first detects the position of the induction coil 51 of any one of the battery built-in devices 50, brings the power coil 11 close to the induction coil 51, and fully charges the battery 52 of the battery built-in device 50. To do. When the battery 52 of the battery built-in device 50 is fully charged and the full charge detection circuit 17 receives the full charge signal, the position detection controller 14 is set to a second position different from the battery built-in device 50. The position of the induction coil 51 of the battery built-in device 50 is detected, and the moving mechanism 13 is controlled to bring the power supply coil 11 closer to the induction coil 51 of the second battery built-in device 50. In this state, power is transferred to the battery 52 of the second battery-equipped device 50, and the battery 52 is fully charged. Further, when the battery 52 of the second battery built-in device 50 is fully charged and the full charge detection circuit 17 receives the full charge signal from the second battery built-in device 50, the position detection controller 14 further performs the third operation. The induction coil 51 of the battery built-in device 50 is detected, the moving mechanism 13 is controlled to bring the power coil 11 close to the induction coil 51 of the third battery built-in device 50, and the battery 52 of the battery built-in device 50 is removed. Fully charge. As described above, when the plurality of battery built-in devices 50 are set on the top plate 21, the battery built-in devices 50 are sequentially switched to fully charge the built-in battery 52. The charging stand 10 stores the position of the fully-charged battery built-in device 50 and does not charge the battery 52 of the fully-charged battery built-in device 50. When it is detected that the batteries 52 of all the battery built-in devices 50 set on the top plate 21 are fully charged, the charging stand 10 stops the operation of the AC power supply 12 and stops the charging of the batteries 52. Here, in the above embodiment, the charging is stopped when the battery 52 of the battery built-in device 50 is fully charged. However, the charging may be stopped when the battery 52 reaches a predetermined capacity. .

図６に示す第２の位置検出制御器１４Ｂは、自励式の発振回路の発振周波数の変化から電源コイル１１と誘導コイル５１の相対位置を判定するが、電源コイルと誘導コイルとの相対位置を微調整する第２の位置検出制御器は、電源コイルの電圧、電源コイルに電力を供給する交流電源の消費電力、あるいは誘導コイルに誘導される電流から電源コイルの誘導コイルに対する相対位置を検出することができる。この第２の位置検出制御器は、発振周波数を変化させる必要がないので、他励式の発振回路とすることができる。 The second position detection controller 14B shown in FIG. 6 determines the relative position between the power supply coil 11 and the induction coil 51 from the change in the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit, but the relative position between the power supply coil and the induction coil is determined. The second position detection controller for fine adjustment detects the relative position of the power supply coil to the induction coil from the voltage of the power supply coil, the power consumption of the AC power supply that supplies power to the power supply coil, or the current induced in the induction coil. be able to. Since the second position detection controller does not need to change the oscillation frequency, it can be a separately-excited oscillation circuit.

図１１において、電源コイル１１の電圧から誘導コイル５１に対する電源コイル１１の相対位置を検出する第２の位置検出制御器１４Ｃは、電源コイル１１に発生している交流電圧を整流して直流電圧に変換し、その電圧を検出する電圧検出回路８３を内蔵している。この第２の位置検出制御器１４Ｃは、電源コイル１１を移動させて、電源コイル１１の電圧を電圧検出回路８３で検出する。電源コイル１１と誘導コイル５１の相対位置に対して電源コイル１１の電圧が変化する特性を図１２に示している。この図は、電源コイル１１と誘導コイル５１の相対的な位置ずれに対する電源コイル１１の電圧の変化を示している。この図に示すように、電源コイル１１の電圧は、電源コイル１１が誘導コイル５１に最も接近する位置でもっとも低くなり、相対位置がずれるにしたがって電圧が高くなる。したがって、第２の位置検出制御器１４Ｃは、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２Ａを制御して電源コイル１１をＸ軸方向に移動し、電源コイル１１の電圧が最も低くなる位置で停止する。また、Ｙ軸サーボモータ２２Ｂも同じように制御して電源コイル１１をＹ軸方向に移動して、電源コイル１１の電圧が最も低くなる位置で停止する。第２の位置検出制御器１４Ｃは、以上のようにして、電源コイル１１を誘導コイル５１に最も接近する位置に移動できる。 In FIG. 11, the second position detection controller 14 C that detects the relative position of the power supply coil 11 with respect to the induction coil 51 from the voltage of the power supply coil 11 rectifies the AC voltage generated in the power supply coil 11 into a DC voltage. A voltage detection circuit 83 for converting and detecting the voltage is incorporated. The second position detection controller 14 C moves the power supply coil 11 and detects the voltage of the power supply coil 11 with the voltage detection circuit 83. The characteristic that the voltage of the power supply coil 11 changes with respect to the relative position of the power supply coil 11 and the induction coil 51 is shown in FIG. This figure shows a change in the voltage of the power supply coil 11 with respect to the relative displacement between the power supply coil 11 and the induction coil 51. As shown in this figure, the voltage of the power supply coil 11 is the lowest at the position where the power supply coil 11 is closest to the induction coil 51, and the voltage is increased as the relative position is shifted. Therefore, the second position detection controller 14C controls the X-axis servomotor 22A of the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 in the X-axis direction, and stops at a position where the voltage of the power supply coil 11 is lowest. The Y-axis servomotor 22B is similarly controlled to move the power supply coil 11 in the Y-axis direction and stop at a position where the voltage of the power supply coil 11 is lowest. The second position detection controller 14 C can move the power supply coil 11 to the position closest to the induction coil 51 as described above.

また、図１１において、電源コイル１１に電力を供給する交流電源８２の消費電力から誘導コイル５１に対する電源コイル１１の相対位置を検出する第２の位置検出制御器１４Ｃは、交流電源８２の消費電力を検出する消費電力検出回路８４を内蔵している。この第２の位置検出制御器１４Ｃは、電源コイル１１を移動させて、交流電源８２の消費電力を消費電力検出回路８４で検出する。電源コイル１１と誘導コイル５１の相対位置に対して交流電源８２の消費電力が変化する特性を図１３に示している。この図は、電源コイル１１と誘導コイル５１の相対的な位置ずれに対する交流電源８２の消費電力の変化を示している。この図に示すように、交流電源８２の消費電力は、電源コイル１１が誘導コイル５１に最も接近する位置でもっとも小さくなり、相対位置がずれるにしたがって消費電力が大きくなる。したがって、第２の位置検出制御器１４Ｃは、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２Ａを制御して電源コイル１１をＸ軸方向に移動し、交流電源８２の消費電力が最も小さくなる位置で停止する。また、Ｙ軸サーボモータ２２Ｂも同じように制御して電源コイル１１をＹ軸方向に移動して、交流電源８２の消費電力が最も低くなる位置で停止する。第２の位置検出制御器１４Ｃは、以上のようにして、電源コイル１１を誘導コイル５１に最も接近する位置に移動できる。 In FIG. 11, the second position detection controller 14 C that detects the relative position of the power supply coil 11 with respect to the induction coil 51 from the power consumption of the AC power supply 82 that supplies power to the power supply coil 11 includes the power consumption of the AC power supply 82. Is incorporated. The second position detection controller 14 C moves the power supply coil 11 and detects the power consumption of the AC power supply 82 by the power consumption detection circuit 84. FIG. 13 shows the characteristic that the power consumption of the AC power supply 82 changes with respect to the relative position of the power supply coil 11 and the induction coil 51. This figure shows a change in the power consumption of the AC power supply 82 with respect to the relative displacement between the power supply coil 11 and the induction coil 51. As shown in this figure, the power consumption of the AC power supply 82 is the smallest at the position where the power supply coil 11 is closest to the induction coil 51, and the power consumption is increased as the relative position is shifted. Therefore, the second position detection controller 14C controls the X-axis servomotor 22A of the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 in the X-axis direction, and stops at a position where the power consumption of the AC power supply 82 is minimized. . The Y-axis servo motor 22B is similarly controlled to move the power supply coil 11 in the Y-axis direction and stop at a position where the power consumption of the AC power supply 82 is lowest. The second position detection controller 14 C can move the power supply coil 11 to the position closest to the induction coil 51 as described above.

さらに、図１１において、誘導コイル５１の電流からから誘導コイル５１に対する電源コイル１１の相対位置を検出する第２の位置検出制御器１４Ｃは、誘導コイル５１の電流を検出する回路を内蔵している。この第２の位置検出制御器１４Ｃは、誘導コイル５１の電流を電池内蔵機器９０側で検出して検出した電流で搬送波を変調して充電台８０に無線伝送する送信回路９５と、この送信回路９５から送信される信号を充電台８０側で受信し、この信号を復調して誘導コイル５１の電流を検出する受信回路８５とを備えている。この第２の位置検出制御器１４Ｃは、電源コイル１１を移動させて、誘導コイル５１の電流を検出する。電源コイル１１と誘導コイル５１の相対位置に対して誘導コイル５１の電流が変化する特性を図１３に示している。この図は、電源コイル１１と誘導コイル５１の相対的な位置ずれに対する誘導コイル５１の変化を示している。この図に示すように、誘導コイル５１の電流は、電源コイル１１が誘導コイル５１に最も接近する位置でもっとも大きくなり、相対位置がずれるにしたがって電流が小さくなる。したがって、第２の位置検出制御器１４Ｃは、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２Ａを制御して電源コイル１１をＸ軸方向に移動し、誘導コイル５１の電流が最も大きくなる位置で停止する。また、Ｙ軸サーボモータ２２Ｂも同じように制御して電源コイル１１をＹ軸方向に移動して、誘導コイル５１の電流が最も大きくなる位置で停止する。第２の位置検出制御器１４Ｃは、以上のようにして、電源コイル１１を誘導コイル５１に最も接近する位置に移動できる。 Further, in FIG. 11, the second position detection controller 14 C that detects the relative position of the power supply coil 11 with respect to the induction coil 51 from the current of the induction coil 51 includes a circuit that detects the current of the induction coil 51. . The second position detection controller 14C includes a transmission circuit 95 that modulates a carrier wave with a current detected by detecting the current of the induction coil 51 on the battery built-in device 90 side and wirelessly transmits it to the charging base 80, and the transmission circuit 95 is provided with a receiving circuit 85 that receives the signal transmitted from 95 on the charging stand 80 side, demodulates the signal, and detects the current of the induction coil 51. The second position detection controller 14 C detects the current of the induction coil 51 by moving the power supply coil 11. FIG. 13 shows the characteristic that the current of the induction coil 51 changes with respect to the relative position of the power supply coil 11 and the induction coil 51. This figure shows the change of the induction coil 51 with respect to the relative displacement between the power supply coil 11 and the induction coil 51. As shown in this figure, the current of the induction coil 51 becomes the largest at the position where the power supply coil 11 is closest to the induction coil 51, and the current becomes smaller as the relative position is shifted. Therefore, the second position detection controller 14C controls the X-axis servomotor 22A of the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 in the X-axis direction, and stops at the position where the current of the induction coil 51 becomes the largest. The Y-axis servo motor 22B is similarly controlled to move the power supply coil 11 in the Y-axis direction and stop at a position where the current of the induction coil 51 becomes the largest. The second position detection controller 14 C can move the power supply coil 11 to the position closest to the induction coil 51 as described above.

以上の移動機構１３は、電源コイル１１をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動して、電源コイル１１を誘導コイル５１に最も近い位置に移動させるが、本発明は、移動機構がＸ軸方向とＹ軸方向とに電源コイルを移動して、電源コイルの位置を誘導コイルに接近させる構造には特定せず、電源コイルは種々の方向に移動させて、誘導コイルに接近することもできる。 The above moving mechanism 13 moves the power supply coil 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction to move the power supply coil 11 to a position closest to the induction coil 51. However, in the present invention, the moving mechanism is in the X-axis direction. The power coil is moved in the Y-axis direction and the position of the power coil is not specified as a structure for approaching the induction coil, and the power coil can be moved in various directions to approach the induction coil.

１０充電台
１１電源コイル
１２交流電源
１３移動機構
１４位置検出制御器
１４Ａ第１の位置検出制御器
１４Ｂ第２の位置検出制御器
１４Ｃ第２の位置検出制御器
１５コア
１５Ａ円柱部
１５Ｂ円筒部
１６リード線
１７満充電検出回路
２０ケース
２１上面プレート
２２サーボモータ
２２ＡＸ軸サーボモータ
２２ＢＹ軸サーボモータ
２３ネジ棒
２３ＡＸ軸ネジ棒
２３ＢＹ軸ネジ棒
２４ナット材
２４ＡＸ軸ナット材
２４ＢＹ軸ナット材
２５ベルト
２６ガイドロッド
２７ガイド部
３０位置検出コイル
３０ＡＸ軸検出コイル
３０ＢＹ軸検出コイル
３１パルス電源
３２受信回路
３３識別回路
３４切換回路
３５リミッター回路
３６Ａ／Ｄコンバータ
５０電池内蔵機器
５１誘導コイル
５２電池
５３コンデンサー
５４共振回路
５５ダイオード
５６平滑コンデンサー
５７整流回路
５８充電制御回路
６４位置検出制御器
７３識別回路
７７記憶回路
８０充電台
８２交流電源
８３電圧検出回路
８４消費電力検出回路
８５受信回路
９０電池内蔵機器
９５送信回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Charging stand 11 Power supply coil 12 AC power supply 13 Movement mechanism 14 Position detection controller 14A 1st position detection controller 14B 2nd position detection controller 14C 2nd position detection controller 15 Core 15A Cylindrical part 15B Cylindrical part 16 Lead wire 17 Full charge detection circuit 20 Case 21 Top plate 22 Servo motor 22A X-axis servo motor 22B Y-axis servo motor 23 Screw rod 23A X-axis screw rod 23B Y-axis screw rod 24 Nut material 24A X-axis nut material 24B Y-axis nut Material 25 Belt 26 Guide rod 27 Guide section 30 Position detection coil 30A X-axis detection coil 30B Y-axis detection coil 31 Pulse power supply 32 Receiving circuit 33 Identification circuit 34 Switching circuit 35 Limiter circuit 36 A / D converter 50 Battery built-in device 51 Inductive coil 52 Battery 53 Conde Sensor 54 resonance circuit 55 diode 56 smoothing capacitor 57 rectifier circuit 58 charge control circuit 64 position detection controller 73 identification circuit 77 memory circuit 80 charging stand 82 AC power supply 83 voltage detection circuit 84 power consumption detection circuit 85 reception circuit 90 battery built-in device 95 Transmitter circuit

Claims

A charging stand for charging a battery-equipped portable device including a battery and an induction coil,
A power supply coil for inducing an electromotive force in the induction coil, a moving mechanism for moving the power supply coil, and a position for detecting the position of the induction coil to control the moving mechanism and causing the power supply coil to approach the induction coil A detection controller ;
A full charge detection circuit for detecting a full charge signal from the portable device with built-in battery;
A case having a built-in power supply coil and the moving mechanism, and a top plate having a size capable of mounting a plurality of the battery-equipped portable devices;
When the full charge detection circuit detects a full charge signal from one battery built-in portable device being charged, the position of the other battery built-in portable device is detected, and the power coil is used as the induction coil of the other battery built-in portable device. A charging stand that controls the moving mechanism so as to approach the battery and charges the other mobile device with a built-in battery.

The position detection controller is
A plurality of position detection coils arranged along the top plate;
A receiving circuit for receiving signals detected by the plurality of position detection coils;
The charging stand according to claim 1, further comprising: an identification circuit that determines a position of the induction coil from a signal received by the receiving circuit.

The AC power supply connected to the power supply coil has a self-excited oscillation circuit,
The charging stand according to claim 1, wherein the position detection controller detects the position of the induction coil from the oscillation frequency of the oscillation circuit and controls the moving mechanism.