JP2003153457A

JP2003153457A - 非接触式充電装置

Info

Publication number: JP2003153457A
Application number: JP2001344599A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Kamiya; 和良神谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】被充電器の温度上昇を抑えながらも、充電を
極力短時間で行い、また充電部に金属異物が置かれた場
合の異常な温度上昇を防止する。【解決手段】充電装置２のケースの上面に、二次電池
４を内蔵するバーコードリーダ１が縦置き状にセットさ
れる充電部を設ける。バーコードリーダ１の本体ケース
内の下端部に、受電コイル５を設け、充電装置２の充電
部の下部に、その受電コイル５と電磁結合する送電コイ
ル１１を設ける。送電コイル１１の温度を検出する温度
センサ１４を設ける。充電制御回路１０は、温度センサ
１４の検出温度が設定温度以下のときには、充電電流が
大きな値となり、検出温度が設定温度を越えたときに
は、充電電流が小さな値となるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送電コイルと被充
電器側の受電コイルとの電磁結合により二次電池の充電
を行うようにした非接触式充電装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】ハンディタイプの光学
式情報読取装置例えばバーコードリーダ（バーコードハ
ンディターミナル）においては、二次電池例えばリチウ
ムイオン電池（電池パック）を電源とし、本体ケース内
の基端側（下端側）に、そのリチウムイオン電池や、受
電コイル、整流回路等からなる充電回路を備えて構成さ
れる。そして、専用の非接触式の充電装置により前記リ
チウムイオン電池の充電が行われるようになっている。

【０００３】この場合、充電装置においては、ケースに
上面に、凹状をなす充電部を有し、ケース内に、送電コ
イルや充電制御回路等を備えて構成される。これにて、
前記バーコードリーダが、充電部に例えば縦置き状にセ
ットされると、送電コイルに通電され、バーコードリー
ダの受電コイルとの間の電磁結合によりリチウムイオン
電池の充電が行われるようになっている。尚、リチウム
イオン電池の充電には、一般に、定電流定電圧方式が用
いられる。

【０００４】ところで、充電を短時間で行うためには、
充電電流をできるだけ大きくすることが望ましいが、充
電電流が大きくなると、送電コイルの発熱が大きくな
り、充電部ひいてはバーコードリーダの本体ケース（被
充電器）の温度が高くなる不都合があった。特に上記の
ようなハンディタイプのバーコードリーダにおいては、
本体ケースの把持部分の温度が高くなることになるた
め、手に持ったユーザに不快感を与えることがあり、ひ
どい場合には、ユーザが持つ（使用する）ことができな
いほど高温となる虞もあった。

【０００５】また、上記した充電装置では、もし充電部
に例えば硬貨等の金属異物が置かれた場合でも、送電コ
イルが発振してしまい、その金属異物が発熱して高温と
なってしまう問題がある。このような異物が置かれた場
合の対策として、従来では、充電装置側及び被充電器側
の双方に通信用のコイルを設け、それらの間で磁気結合
による通信を行うように構成し、充電装置側で正規の信
号を受信しない時には、送電コイルを間欠発振させると
いった制御を行うものがあった。ところが、この構成で
は、構造が複雑となる欠点がある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、被充電器の必要以上の温度上昇を抑え
ることができながらも、充電を極力短時間で行うことが
でき、また充電部に金属異物が置かれた場合の異常な温
度上昇を簡単な構成で防止することができる非接触式充
電装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の非接触式充電装置は、温度センサにより、
送電コイル、あるいは充電部のケース内側、あるいは充
電部のケース表面、あるいは被充電器の表面のいずれか
１か所以上の温度を検出し、充電電流制御手段により、
その温度センサの検出に基づいて送電コイルによる充電
電流を制御するようにしている（請求項１の発明）。

【０００８】これによれば、温度センサにより、充電時
の被充電器の表面の温度を直接あるいは間接的に検出す
ることができ、充電電流制御手段の制御によって、検出
温度（あるいは温度上昇度合い）が小さいときには、充
電電流を大きくして充電時間の短縮に寄与させることが
でき、検出温度（あるいは温度上昇度合い）が大きいと
きには、充電電流を制限して被充電器の表面の温度上昇
を、ユーザに不快感を与えない程度に抑えることができ
る。また、充電部に金属異物が置かれた場合について
も、同様の制御により、その金属異物の温度上昇を抑え
ることが可能となる。

【０００９】この場合、充電電流制御手段を、温度セン
サの検出に応じて複数段階に充電電流を制御するように
構成することができ（請求項２の発明）、これにより、
より緻密な制御を行うことができて、充電時間の短縮、
及び、温度上昇の抑制に一層効果的となる。また、温度
センサとしては、サーミスタ、熱電対、測温抵抗体のい
ずれか１種以上を採用することができる（請求項３の発
明）。さらには、本発明は、被充電器として、ハンディ
タイプの光学式情報読取装置に適用すれば（請求項４の
発明）、ユーザが把持する部分の温度上昇を抑えること
ができ、効果的となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。尚、本実施例では、
被充電器として、ハンディタイプの光学式情報読取装置
であるバーコードリーダ（バーコードハンディターミナ
ル）の充電装置に本発明を適用している。図１は、本実
施例における充電システムの構成を概略的に示してお
り、被充電器たるバーコードリーダ１と、そのバーコー
ドリーダ１専用の本実施例に係る被接触式の充電装置２
とを備えて構成される。

【００１１】詳しく図示はしないが、前記バーコードリ
ーダ１は、手持ち操作可能な縦長形状をなす本体ケース
３（図２に一部のみ図示）の先端部（図２で上端部）
に、バーコードを読取るための読取口を有し、また、本
体ケース３の表面部には、例えばＬＣＤからなる表示部
や、テンキーやファンクションキー等の複数個の操作キ
ーを有したキー操作部、読取り指示用のトリガスイッチ
等が設けられている。この場合、本体ケース３の基端側
（図２で下端側）が、ユーザが片手で持って操作する把
持部とされている。

【００１２】さらに、これも図示はしないが、前記本体
ケース３の先端側内部には、照明装置、ＣＣＤセンサ、
結像レンズ、反射鏡等からなり、前記読取口からバーコ
ードを読取るための読取機構が設けられている。また、
本体ケース３内には、全体の制御や、前記読取機構から
の撮像データの処理（デコード処理等）や記憶等を行
う、マイコンを主体としてなる制御装置や、外部との間
での通信を行う通信装置等も設けられている。

【００１３】そして、図１に示すように、本体ケース３
内には、電源となる二次電池４が配設されていると共
に、その二次電池４に充電を行うための充電機構が設け
られている。本実施例では、前記二次電池４は、リチウ
ムイオン電池（保護回路を内蔵した電池パック）から構
成されている。また、前記充電機構は、受電コイル５、
整流回路６、充電制御回路７等から構成されている。図
２に示すように、そのうち受電コイル５は、本体ケース
３内の基端部（下端部）に位置して設けられている。
尚、前記充電制御回路７は、後述するように、満充電電
圧に達した後の定電圧充電時に、充電電圧を制御するよ
うになっている。

【００１４】これに対し、本実施例に係る充電装置２
は、ケース８（図２参照）内に、整流回路９、充電制御
回路１０、送電コイル１１等を配設して構成されてい
る。このとき、図２に示すように、前記ケース８の外面
部この場合上面部には、前記バーコードリーダ１が着脱
可能にセットされる凹状の充電部１２が設けられてお
り、前記送電コイル１１はその充電部１２のすぐ下部に
位置して配設されている。この充電部１２には、図示の
ように前記バーコードリーダ１がその本体ケース３の下
端部を差込むようにして縦置き状にセットされ、その装
着状態で、前記送電コイル１１と前記バーコードリーダ
１の受電コイル５とが近接して対向するように位置さ
れ、以て、それらが電磁結合されるようになっている。

【００１５】この充電装置２は、図１に示すように、商
用電源１３に接続されて前記整流回路９に電源供給を受
けるようになっている。前記充電制御回路１０は、マイ
コンやインバータ回路を含んで構成され、前記送電コイ
ル１１に対して所定の電力を供給し、ひいては充電電流
の制御が可能とされている。このとき、この充電制御回
路１０は、基本的には二次電池４が満充電電圧に達する
まで定電流充電を行うようになっているのであるが、本
実施例では、後述するように、例えば２段階に充電電流
を制御するようになっている。

【００１６】この場合、充電装置２は、充電部１２に磁
束を通す物体が置かれたことを自動で検出し、送電コイ
ル１１を発振させるようになっている。従って、バーコ
ードリーダ１が充電部１２にセットされると、受電コイ
ル５が接近配置されたことを自動で検出して送電コイル
１１が発振し、以て二次電池４に対する充電を行うよう
になっている。また、充電部１２に他の金属異物（例え
ば硬貨等）が置かれたときにも、自動で発振するように
なる。

【００１７】さて、この充電装置２には、この場合前記
送電コイル１１の温度を検出するための温度センサ１４
が設けられている。この温度センサ１４は、例えばサー
ミスタからなり、送電コイル１１の表面の温度を検出し
てその検出信号を前記充電制御回路１０に出力するよう
になっている。そして、充電制御回路１０は、そのソフ
トウエア的構成により、前記温度センサ１４の検出温度
に基づいて、前記送電コイル１１への供給電力を制御
し、充電電流を制御する充電電流制御手段として機能す
るようになっている。この場合、温度センサ１４の検出
温度が、予め設定された所定温度以下のときには、大き
な充電電流に制御し、検出温度が設定温度を越えると、
充電電流を小さくするように制御する。

【００１８】具体的には、本実施例では、充電時の送電
コイル１１の表面温度と、バーコードリーダ１の本体ケ
ース３の表面温度との相関関係を予め把握しておき、例
えば本体ケース３がユーザが持って不快感を感じるよう
な温度例えば５０℃となる送電コイル１１の温度を設定
温度とする。そして、設定温度以下のときの充電電流
を、充電時間を短時間とすることができる極力大きな値
（例えば６００ｍＡ）とし、設定温度を越えたときの充
電電流を、送電コイル１１ひいては本体ケース３の温度
上昇を抑えることができるに十分な値（例えば１２０ｍ
Ａ）とするようになっている。

【００１９】次に、上記構成の作用について、図３も参
照して述べる。バーコードリーダ１（二次電池４）を充
電するには、ユーザは、図２に示すように、バーコード
リーダ１を充電装置２の充電部１２に縦置き状にセット
する。すると、充電装置２は、送電コイル１１に電力を
供給して発振させ、これにより、受電コイル５との間の
電磁結合により二次電池４の充電が行われる。二次電池
４の充電が完了した時点あるいはバーコードリーダ１が
充電部１２から取外された時点で、充電動作（送電コイ
ル１１の発振）は終了する。

【００２０】このとき、基本的には、充電開始初期（満
充電電圧に達するまで）は、充電制御回路１０により、
充電電流が一定値（例えば６００ｍＡ）となるように制
御される。そして、満充電電圧に達した時点（図３の時
間ｔ）で、前記充電制御回路７による定電圧充電制御に
切替えられるようになっている。図３に示すように、こ
の定電圧充電時には、充電電流の値は次第に低下し、充
電電流が所定の収束値に低下した時点で充電が終了され
るようになっている。このとき、比較的大きな電流値で
定電流充電を行うことにより、充電時間の短縮化を図る
ことができるものである。

【００２１】しかして、上記のように充電電流が比較的
大きくなると、送電コイル１１の発熱が大きくなり、充
電部１２ひいてはバーコードリーダ１の本体ケース３の
表面温度が高くなる事情があった。そこで、本実施例で
は、充電制御回路１０は、上述のように、送電コイル１
１の温度を検出する温度センサ１４の検出温度に基づい
て、検出温度が設定温度以下のときには、充電電流が大
きな値（６００ｍＡ）となり、検出温度が設定温度を越
えたときには、充電電流が小さな値（１２０ｍＡ）とな
るように、充電電流を二段階に制御するようになってい
る。

【００２２】これにより、図３に示すように、送電コイ
ル１１の温度が高くなったときには充電電流が下げら
れ、温度が設定温度以下に低下すれば再び高い充電電流
に戻されるといった制御が行われる。これにて、検出温
度が低いときには、充電電流を大きくして充電時間の短
縮に寄与させることができながらも、送電コイル１１の
発熱が抑制され、ひいてはバーコードリーダ１の本体ケ
ース３の把持部分の温度が必要以上（例えば５０℃以
上）に高くなることが未然に防止されるのである。この
結果、バーコードリーダ１の本体ケース３（把持部）を
持ったユーザに不快感を与えたり、ユーザが持つ（使用
する）ことができないほど高温となるといったことがな
くなるのである。

【００２３】ところで、充電装置２の充電部１２上に、
硬貨等の金属異物が置かれた場合にも送電コイル１１の
発振が行われるが、上述と同様に、送電コイル１１の温
度が高くなったときには充電電流が下げられる制御が行
われるので、金属異物の異常な温度上昇を未然に防止す
ることができる。またこの場合、従来のような通信用の
コイルを設ける必要はなくなるので、簡単な構成で済ま
せることができるものである。

【００２４】このように本実施例によれば、バーコード
リーダ１の必要以上の温度上昇を抑えることができなが
らも、その充電を極力短時間で行うことができ、また充
電部１２に金属異物が置かれた場合の異常な温度上昇を
簡単な構成で防止することができるという優れた効果を
奏するものである。特に本実施例のようなハンディタイ
プのバーコードリーダ１においては、ユーザが把持する
部分（本体ケース３の下部側）が高温となる事情がある
が、ユーザに不快感を与えたりすることを効果的に防止
できるものである。

【００２５】尚、上記実施例では、温度センサ１４の検
出温度に基づいて、充電電流を２段階に制御するように
したが、検出温度に応じて、検出温度が高いほど充電電
流を小さくするように充電電流を３段階以上（あるいは
リニア）に制御する構成としても良く、これにより、よ
り緻密な制御を行うことができる。また、温度センサ１
４の検出温度そのものの値を用いるのではなく、温度勾
配（温度上昇度合）に基づいて充電電流を制御するよう
にしても良い。

【００２６】そして、上記実施例では、温度センサ１４
を送電コイル１１の温度を検出するように設けたが、温
度センサを、充電部１２を構成するケース８の内面温度
や、該ケース８の表面温度、被充電器の表面の温度を検
出する位置に設けるようにしても良い。複数個（複数箇
所）に温度センサを設けてそれら複数の検出温度に基づ
いて充電電流を制御するようにしても良い。温度センサ
としては、サーミスタに限らず、熱電対や測温抵抗体等
も採用できる。

【００２７】その他、充電部は、被充電器を横置き状に
セットする形態であっても良く、また、被充電器に内蔵
される二次電池としても、リチウムイオン電池に限ら
ず、各種の二次電池を採用することができ、さらには、
本発明は、被充電器として、バーコードリーダに限ら
ず、他のハンディタイプの光学式情報読取装置、さらに
は充電して使用する電気機器全般に適用することができ
るなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し
得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、充電システム
の構成を概略的に示すブロック図

【図２】バーコードリーダが充電部にセットされた様子
を概略的に示す縦断面図

【図３】充電時の時間経過と充電電流との関係を示す図

【符号の説明】

図面中、１はバーコードリーダ（被充電器）、２は非接
触式充電装置、３は本体ケース、４は二次電池、５は受
電コイル、８はケース、１０は充電制御回路（充電電流
制御手段）、１１は送電コイル、１２は充電部、１４は
温度センサを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｊ 17/00 Ｈ０２Ｊ 17/00 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケースの外面部に、受電コイル及び二次
電池を有する被充電器が着脱可能にセットされる充電部
を有すると共に、前記ケース内に前記充電部にセットさ
れた被充電器の受電コイルと電磁結合する送電コイルを
備える非接触式充電装置であって、前記送電コイル、あるいは前記充電部のケース内側、あ
るいは前記充電部のケース表面、あるいは前記被充電器
の表面のいずれか１か所以上の温度を検出する温度セン
サと、この温度センサの検出に基づいて、前記送電コイルによ
る充電電流を制御する充電電流制御手段とを具備するこ
とを特徴とする非接触式充電装置。
【請求項２】前記充電電流制御手段は、前記温度セン
サの検出に応じて複数段階に充電電流を制御するように
構成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触
式充電装置。
【請求項３】前記温度センサとしては、サーミスタ、
熱電対、測温抵抗体のいずれか１種以上が用いられるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の非接触式充電装
置。
【請求項４】前記被充電器は、ハンディタイプの光学
式情報読取装置であることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれかに記載の非接触式充電装置。