JP2010200471A

JP2010200471A - 非接触式充電器

Info

Publication number: JP2010200471A
Application number: JP2009041686A
Authority: JP
Inventors: Masaya Fujii; 雅也藤井; Yuki Makita; 祐樹牧田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】非接触式充電器において、二次側コイルを有する二次側機器の個数に応じた最適な充電制御を行う。
【解決手段】非接触式充電器としての一次側機器は、二次側コイル及び二次電池を内蔵した二次側機器が配置されるべき機器配置部と、二次側コイルと磁気的に結合する一次側コイルと、一次側コイルに交流の励磁電流を供給する一次側回路と、一次側回路を制御することによって充電制御を行う充電制御部と、を備える。励磁電流の供給によって二次側コイルに誘導起電力が生じて二次側機器内の二次電池が充電される。充電制御部は、一次側コイルに励磁電流を供給するために必要な、一次側回路への入力電流を検出し、入力電流値に基づいて機器配置部に配置された二次側機器の個数を検出する。そして、検出個数に応じて、励磁電流の周波数を最適化する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、二次側機器に設けられた二次電池等の蓄電体を非接触にて充電する非接触式充電器に関する。

二次電池を充電するためには、二次電池の形状に合った接触式充電器を用いることが一般的である。しかしながら、この場合においては、電池形状に応じて専用の充電器を個別に用意する必要があると共に二次電池を充電器に載置する時に電池の極性を適切に合わせる必要がある。それに対し、コイル及び二次電池を電池筐体内部に備えた二次側機器の充電を、電磁誘導を利用して非接触で行う非接触式充電器が提案されている。この非接触式充電器には、一台の充電器にて複数種類の二次側機器の充電が行える、電池の極性を意識する必要がないといった利点がある。

例えば、下記特許文献１には、乾電池型の二次側機器である乾電池型被充電部を１個以上収容できる凹部を備えた充電機能部（一次側機器に対応）が提案されている。この充電機能部では、凹部を形成する側壁内に一次側コイルが巻かれており、該一次側コイルから凹部内に垂直に立てられた乾電池型被充電部内の二次側コイルに電力が伝達されて乾電池型被充電部内の二次電池が充電される。

この構成によれば、複数種類の乾電池型被充電部を共通の充電器（充電機能部）にて充電することが可能である。例えば、単三型の乾電池型被充電部も単四型の乾電池型被充電部も共通の充電器にて充電することが可能である。

充電の際、一次側コイルと二次側コイルはそれらのコアと共にトランスとして機能し、該トランスの二次側負荷は、凹部内に配置された乾電池型被充電部の個数の増減などに伴って増減する。しかしながら、特許文献１の構成では、凹部内における乾電池型被充電部の配置状態に関係なく、一次側コイルの発振条件は一定のままである。このため、凹部内における乾電池型被充電部の配置状態に依存して充電時間が大きく変動してしまう。また、非接触充電が可能な電池以外の電池（汎用の乾電池等）が凹部内に収容されている場合などにおいても、一次側コイルの励磁による磁束発生が行われてしまうという問題もある。これらの問題は、他の従来方法（下記特許文献２及び３等）においても当てはまる。

特開２００５−１２４３２４号公報特開２００４−３１２８８８号公報特開２００５−１１７７４８号公報

そこで本発明は、二次側機器の配置状態に適した充電制御を行いうる非接触式充電器を提供することを目的とする。

本発明に係る非接触式充電器は、二次側コイル及び蓄電体を有する二次側機器が配置されるべき機器配置部と、前記機器配置部に配置された前記二次側機器の前記二次側コイルと磁気的に結合する一次側コイルと、前記一次側コイルに交流の励磁電流を供給することによって、前記機器配置部に配置された前記二次側機器の前記二次側コイルに誘導起電力を生じさせて前記蓄電体を充電するための一次側回路と、前記機器配置部における前記二次側機器の配置状態を検出し、その検出結果に応じて前記励磁電流の周波数を変更する充電制御部と、を備えたことを特徴とする。

励磁電流の周波数変更により、一次側コイルからの単位時間当たりの電力伝達量を変化させることができる。このため、上記のように構成すれば二次側機器の配置状態に応じて単位時間当たりの電力伝達量を変化させることでき、結果、二次側機器の配置状態の変化に関わらず、二次側機器の充電時間を概ね一定にするといったことが可能となる。

具体的には例えば、前記充電制御部は、前記機器配置部に配置された前記二次側機器の個数又は種類を前記配置状態として検出し、その検出結果に応じて前記励磁電流の周波数を変更する。

更に具体的には例えば、前記充電制御部は、前記一次側コイルに前記励磁電流を供給するために必要な、前記一次側回路への入力電流に基づいて、前記個数又は前記種類を検出する。

或いは具体的には例えば、前記充電制御部は、前記一次側コイルに前記励磁電流を供給することによる前記一次側コイルの発生磁束に基づいて、前記個数又は前記種類を検出する。

また、本発明に係る他の非接触式充電器は、二次側コイル及び蓄電体を有する二次側機器が配置されるべき機器配置部と、前記機器配置部に配置された前記二次側機器の前記二次側コイルと磁気的に結合する一次側コイルと、前記一次側コイルに交流の励磁電流を供給することによって、前記機器配置部に配置された前記二次側機器の前記二次側コイルに誘導起電力を生じさせて前記蓄電体を充電するための一次側回路と、前記機器配置部に配置された前記二次側機器の個数を検出し、前記個数がゼロである場合に前記一次側コイルへの前記励磁電流の供給を停止する充電制御部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、機器配置部に二次側機器が配置されていない時には、一次側コイルの励磁が停止される。このため、無駄な電力消費が抑制される。また、機器配置部に二次側機器と異なる異物（汎用の乾電池等）が配置されている時においても一次側コイルの励磁が停止されるため、異物で発生しうる渦電流損による発熱が防止され、充電器としての安全性が高まる。

本発明によれば、二次側機器の配置状態に適した充電制御を行いうる非接触式充電器を提供することが可能である。

本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

本発明の実施形態に係る一次側機器の外観斜視図である。本発明の実施形態に係る二次側機器の外観斜視図である。本発明の実施形態に係る一次側機器に設けられる一次側コア及び一次側コイルの外観斜視図である。一次側筐体の断面図上に二次側機器を併せて示した図であって、一次側筐体の斜面を二次側機器が転がる様子を示す図である。図１の一次側機器を上方から見た平面図である。一次側機器の各窪み部上に二次側機器が配置されている状態における一次側機器及び二次側機器の外観斜視図である。二次側機器の外観正面図である。二次側筐体の外形形状である円筒の軸方向に沿った、二次側機器の断面図である。二次側機器の分解図である。二次側機器が一次側機器の窪み部上に配置されている状態における、一次側機器及び二次側機器の断面図である一次側機器及び二次側機器の概略的な電気回路図である。駆動周波数と、二次側機器の配置本数と、入力電流値との関係を表す図である。駆動周波数を一定周波数に固定した状態における、二次側機器の配置本数と入力電流値との関係を示す図である。駆動周波数と、二次側機器の配置本数と、入力電流値と、充電電流値との関係を示す図である。一次側機器による基本動作のフローチャートを示す図である。一次側機器による周波数固定動作のフローチャートを示す図である。駆動周波数を一定周波数に固定した状態における、単三型又は単四型の二次側機器の配置本数と入力電流値との関係を示す図である。一次側機器による種類判別動作のフローチャートを示す図である。二次側機器の種類判別に利用される閾値（基準電流値）を説明するための図である。一次側機器の第１変形構造を示す図である。一次側機器の第２変形構造を示す図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、或る物体の断面図においては、後述の図４等の如く一般的に該物体の断面部位に対して斜線が施されるが、後に参照される一部の断面図（例えば図１０）においては、図示煩雑化の防止のため、該斜線の図示を省略することがある。

本発明の実施形態に係る充電システムは、一次側機器１と二次側機器２とから成る。一次側機器１は、コイルを用いた電磁誘導により、非接触にて二次側機器２内の二次電池を充電する非接触式充電器である。

図１は一次側機器１の外観斜視図であり、図２は二次側機器２の外観斜視図である。図３は、一次側機器１に設けられた一次側コア１２及び一次側コイル１３の外観斜視図である。一次側機器１は、上面に２つの窪み部１１が設けられた直方体形状の筐体（以下、一次側筐体という）１０を備え、樹脂等から成る一次側筐体１０の内部に、磁性材料（強磁性体）から成る一次側コア１２及び一次側コア１２に巻かれた一次側コイル１３が設けられている。二次側機器２は、内部に空洞を有する円筒形状の筐体（以下、二次側筐体という）２０と、二次側コイル（図２において不図示）と、を有する。二次側コイルは、ニ次側筐体２０内に配置されている。

一次側機器１の各窪み部１１は斜面を含んで形成されており、図４に示す如く、各斜面上に二次側機器２を置くと二次側機器２は斜面上を転がって窪み部１１の底部にて静止する。図４は、上記斜面に直交する面を断面とする、一次側筐体１０の断面図上に、二次側機器２を併せて示したものであり、上記斜面を二次側機器２が転がる様子を示した図である。また、図５は、一次側機器１を上方から見た平面図である。図６は、各窪み部１１上に二次側機器２が配置されている状態における一次側機器１及び二次側機器２の外観斜視図である（図６において隠れ線の図示を省略）。尚、窪み部１１上に二次側機器２が配置されているという表現は、特に断りなき限り、二次側機器２が窪み部１１の底部にて静止しているという表現と同義である。

一次側コア１２は、一次側筐体１０の上面と平行な面を有し且つ窪み部１１の下方に配置された板状のコア（例えば、フェライトコア）である（図３及び図４参照）。図３に示す如く、一次側コア１２の中心軸の１つと一致する、一次側コイル１３の中心軸をＹ軸と定義する。一次側コイル１３は、一次側コア１２の外周面に沿って（即ち、図４の断面方向に沿って）Ｙ軸周りに巻かれている。

詳細は後述するが、二次側機器２内の二次側コイルは、二次側機器２の外形形状である円筒の中心軸周りに巻かれている（図７〜図９参照）。加えて、図６に示す如く一次側機器１の各窪み部１１の底部に二次側機器２が静止している状態において、各二次側機器２に設けられた二次側コイルの中心軸がＹ軸方向を向くように各窪み部１１の形状が設計されている。従って、この状態において、一次側コイル１３に交流の励磁電流を流せば、一次側コイル１３にて発生した磁束がＹ軸方向に沿って各二次側コイルを鎖交し、各二次側コイルに誘導起電力が発生する。つまり、電力が一次側コイル（送電側コイル）１３から各二次側機器２内の二次側コイル（受電側コイル）に非接触で伝達され、この電力を用いて各二次側機器２内の二次電池を充電することができる。

一次側機器１に設けられた２つの窪み部１１の形状は互いに同一であり、第１の窪み部１１上に配置された第１の二次側機器２内の二次側コイルと一次側コイル１３との間の距離（二次側コイルの中心軸及び一次側コイル１３の中心軸間距離）は、第２の窪み部１１上に配置された第２の二次側機器２についてのそれと略同じである。従って、二次側コイルを鎖交する磁束の量も、第１及び第２の二次側機器２間で略同じである。

図７〜図９を参照して、二次側機器２の構造を説明する。図７は、二次側機器２の外観正面図である。図８は、二次側筐体２０の外形形状である円筒の軸方向に沿った、二次側機器２の断面図である。図９は、二次側機器２の分解図である。本実施形態に係る二次側機器２の外形形状は、汎用の乾電池の外形形状と同じとなっており、二次側機器２を汎用の乾電池と同じように用いることができる。

本実施形態では、二次側機器２の外形形状（二次側筐体２０の外形形状）は、単三型又は単四型の乾電池のそれと同じであることを想定する。二次側機器２の外形形状が単三型の乾電池の外形形状及び単四型の乾電池の外形形状の何れであっても二次側機器２内の二次電池を充電できるように、一次側機器１は設計される。以下、外形形状が単三型の乾電池のそれと同じである二次側機器２を単三型の二次側機器２と呼び、外形形状が単四型の乾電池のそれと同じである二次側機器２を単四型の二次側機器２と呼ぶ。

図８及び図９に示すように、二次側機器２には、２つの外装部材２０ａ、二次電池２１、磁性フィルム２２、二次側コイル２３及びフレキシブル基板２４が設けられている。

二次電池２１は、ニッケル水素二次電池等の二次電池である。二次電池２１として、任意の形状を有する二次電池を利用することができる。但し、二次電池２１として、汎用の二次電池を用いることも可能である。例えば、図７〜図９に示す構成とは異なるが、二次電池２１として単四型の二次電池を用いると共に二次側筐体２０の外形を単三型の乾電池のそれと同じにし、更に、二次電池２１の正及び負の電極に接続された２つの電極を二次側筐体２０の両端に設けておくようにしてもよい。これにより、二次側機器２を汎用の単三型二次電池と同じように使用することができる。

本実施形態では、汎用の乾電池及び二次電池と同様、二次電池２１の外形が円筒形状であって、その円筒の両端面に二次電池２１の正及び負の電極が設けられていることを想定する。更に、二次電池２１の正及び負の電極がそのまま二次側機器２の正及び負の電極として用いられることを想定する。二次電池２１の外形形状である円筒の軸（中心軸）を、中心軸ＣＸと呼ぶ。中心軸ＣＸに沿った方向における、二次側機器２の長さをＬ₂にて表す（図７参照）。窪み部１１上に単三型及び単四型の二次側機器２を配置できるように、Ｙ軸方向における窪み部１１の長さは単三型の二次側機器２の長さＬ₂よりも長い。

磁性フィルム２２は、磁性材料（強磁性体）を用いて形成された可撓性を有するフィルムであり、中心軸ＣＸ周りに二次電池２１の外周面に巻かれている。この磁性フィルム２２上に二次側コイル２３が中心軸ＣＸ周りに巻かれている。磁性フィルム２２は、一次側コイル１３によって誘導される、二次側コイル２３の鎖交磁束の磁束密度を大きくするための二次側コアとして機能する。尚、磁性フィルム２２の代わりに、剛性を有する二次側コア（例えばフェライトコア）を磁性フィルム２２と同じ位置に設けるようにしても構わない。

磁性フィルム２２は二次電池２１の外周面の一部に巻かれている。二次電池２１の外周面の残部にはフレキシブル基板２４が巻きつけてある。フレキシブル基板２４には、整流回路を含む電気回路が実装される。

絶縁素材から成る２つの外装部材２０ａを結合することで、二次側筐体２０が形成される。２つの外装部材２０ａを結合した時にできる二次側筐体２０の内部空間に、二次電池２１、磁性フィルム２２、二次側コイル２３及びフレキシブル基板２４が収容される。尚、２つの外装部材２０ａにて二次側筐体２０を形成するのではなく、内部が空洞となっている、円筒形状を有する１つの外装部材にて二次側筐体２０を形成するようにしてもよい。

図１０は、二次側機器２が一次側機器１の窪み部１１上に配置されている状態における一次側機器１及び１つの二次側機器２の、上下方向（一次側筐体１０の上面と下面を結ぶ方向）に平行な断面による断面図である。二次側機器２が一次側機器１の窪み部１１上に配置されている時、一次側コイル１３と二次側コイル２３は磁気的に結合しており、それらは一次側コア１２及び磁性フィルム２２と共に磁気回路（電磁結合回路）を形成する。尚、図１０では、図示の簡略化上、磁気フィルム２２等の図示を省略している。

一次側機器１では、一次側機器１内で生成された直流電圧が発振回路を用いて交流電圧に変換される。この交流電圧が一次側コイル１３に印加されて交流の励磁電流が一次側コイル１３に流れることで、電磁誘導によって二次側コイル２３に誘導起電力が生じる。この誘導起電力にて二次電池２１を充電することができる。図１０において、破線曲線３０１は、一次側コイル１３に励磁電流を流すことによって生じる磁束の流れを表している。

交流の励磁電流を一次側コイル１３に流すことで二次側コイル２３に誘導起電力を生じさせて該誘導起電力にて二次電池２１を充電することができる任意の回路を、一次側機器１及び二次側機器２に搭載することができる。例として、図１１に、本実施形態にて採用する一次側機器１及び二次側機器２の概略的な電気回路図を示す。符号３１〜３６によって参照される各部位は一次側機器１に設けられる。符号４１〜４３によって参照される各部位は、フレキシブル基板２４上に実装される。

図１１に示す例では、ハーフブリッジ共振型インバータ回路が採用されている。直流電圧源３１から出力される直流電圧が発振回路を用いて交流電圧に変換される。この交流電圧が一次側コイル１３に印加されて交流の励磁電流が一次側コイル１３に流れることにより、二次側コイル２３の両端間に誘導起電力が生じる。この誘導起電力が、ダイオード４１及び４２から成る整流回路により直流に変換されて二次電池２１が充電される。

図１１に示される回路についてより詳細に説明する。一次側機器１にはＡＣプラグ（不図示）が設けられており、ＡＣプラグを介して一次側機器１に供給された商用交流電力を整流回路（不図示）を用いて直流電圧に変換することにより、直流電圧源３１が形成される。

直流電圧源３１の正側の出力端子は、コンデンサ３２の一端とＰチャンネル型の電界効果トランジスタであるＦＥＴ３４のソースに接続されており、直流電圧源３１の負側の出力端子は、コンデンサ３３の一端とＮチャンネル型の電界効果トランジスタであるＦＥＴ３５のソースに接続されている。コンデンサ３２の他端及びコンデンサ３３の他端は一次側コイル１３の一端に共通接続されており、ＦＥＴ３４のドレインとＦＥＴ３５のドレインは一次側コイル１３の他端に共通接続されている。制御回路３６が、ＦＥＴ３４及び３５を交互にオンとすることにより、一次側コイル１３に交流の励磁電流が流れる。

二次側コイル２３の一端及び他端は、それぞれダイオード４１及び４２のアノードに接続されており、ダイオード４１及び４２のカソードは二次電池２１の正の電極に接続されている。二次側コイル２３の巻き線中央部には引き出し線（所謂センタータップ）が設けられており、その引き出し線は二次電池２１の負の電極に接続されている。また、二次電池２１に対して並列に平滑化コンデンサ４３が設けられている。

二次側機器２の正の電極がＹ軸の正側を向くように二次側機器２を窪み部１１上に置くこともできるし、二次側機器２の負の電極がＹ軸の正側を向くように二次側機器２を窪み部１１上に置くこともできる。前者の置き方と後者の置き方とで、二次側コイル２３に生じる誘導起電力の極性が逆転するが、上記のような接続関係を有するダイオード４１及び４２を含む整流回路を設けることにより、極性の向きに関係なく、二次電池２１を充電することができる。

単三型の二次側機器２における二次電池２１の容量及び形状的な大きさは単四型のそれらよりも大きい。また、単三型の二次側機器２における二次側コイル２３の自己インダクタンスＬ_B3は、単四型の二次側機器２における二次側コイル２３の自己インダクタンスＬ_B4よりも大きい。

尚、図１１の回路では、図示及び説明の簡単化のため、ダイオード４１及び４２のカソードと上記引き出し線が二次電池２１の電極に直接接続されているが、必要に応じて、ダイオード４１及び４２のカソード並びに引き出し線と二次電池２１の電極との間に、過充電防止回路等を含む充電電流制御回路を設けるようにしても良い。

一次側機器１の窪み部１１上に配置された二次側機器２の本数（個数）を、配置本数と呼ぶ。一次側機器１に設けられた２つの窪み部１１の内、一方の窪み部１１にのみ二次側機器２が配置されている時、配置本数は１本であり、夫々の窪み部１１に二次側機器２が配置されている時、配置本数は２本である。２つの窪み部１１の何れにも二次側機器２が配置されていない時、配置本数は０本である。

尚、以下の説明において、単に二次側機器２といった場合、それは一次側機器１の窪み部１１上に配置された単三型の二次側機器２を指し、単に二次電池２１及び二次側コイル２３といった場合、それらは一次側機器１の窪み部１１上に配置された単三型の二次側機器２内の二次電池２１及び二次側コイル２３を指す。また、便宜上、１組の一次側コア１２及び一次側コイル１３から成る部位を送電部と呼び、１組の磁気フィルム２２及び二次側コイル２３から成る部位を受電部と呼ぶ。

本実施形態に係る充電システムでは、２つの受電部が１つの送電部を共用するため、送電部から発生した磁束は２つの受電部間で分散されて充電に利用される。１つの送電部と１又は２つの受電部から成る磁気回路をトランスとみなすことができるが、二次側機器２の配置状態の変化はトランスの二次側負荷の変化として現れる。二次側機器２の配置状態の変化には、配置本数の変化、二次側機器２の種類の変化（単三型及び単四型間の変化）が含まれる。二次側負荷が変化した時、二次電池２１の充電にとって最適な充電条件（励磁電流の周波数など）も変化する。これに鑑み、本実施形態では、二次側機器２の配置状態に応じて充電条件を変化させる。二次側機器２の配置状態は制御回路３６によって検出され、その検出結果に応じて制御回路３６が充電条件を制御する。

例えば、上記トランスの二次側負荷の変化は上記トランスの一次側電流の変化となって現れることを考慮し、一次側電流に基づいて配置状態を検出することができる。一次側電流とは、一次側コイル１３に励磁電流を供給するために直流電圧源３１から一次側回路に供給される電流を指す。ここで、一次側回路とは、図１１のコンデンサ３２及び３３並びにＦＥＴ３４及び３５を含む回路を指す。一次側回路に、一次側コイル１３及び／又は制御回路３６が含まれていると考えることも可能であるし、一次側コイル１３及び／又は制御回路３６が含まれていないと考えることも可能である。尚、二次側回路は、図１１のダイオード４１及び４２並びにコンデンサ４３を含む回路であり、一次側回路及び二次側回路が機能することによって一次側コイル１３から二次側コイル２３への電力伝達が実現される。

制御回路３６は、電流センサ又はシャント抵抗等を用いて、直流電圧源３１から一次側回路に供給される電流の大きさを検出する。検出されるべき電流の大きさを入力電流値と呼び、その値を記号Ｉ_INによって表す。本例では図１１に示すようなハーフブリッジ共振型インバータ回路を採用しており、一次側コイル１３に供給される励磁電流の周波数に相当する駆動周波数を、可聴域の上限周波数（約２０ｋＨｚ）以上としつつも、ハーフブリッジ共振型インバータ回路の共振周波数以上に設定する必要がある。

共振周波数は、１／（２π√ＬＣ）にて表される。ここで、√ＬＣは、（Ｌ×Ｃ）の正の平方根を表している。Ｃは、共振用コンデンサであるコンデンサ３２及び３３の静電容量によって定まる静電容量である。Ｌは、一次側コイル１３及び二次側コイル２３の自己インダクタンスに依存するインダクタンスであり、その値は、二次側機器２の配置本数等によって変化する。二次側機器２の配置本数が少ないほどＬが小さくなって共振周波数が増大する。

配置本数が０本である時の共振周波数以上の周波数である所定周波数ｆ₀に駆動周波数を設定した上でインバータ回路の駆動を開始した後、入力電流値から配置状態を検出し、必要に応じて駆動周波数を変更することができる。

駆動周波数の変更動作の詳細を説明するに先立ち、駆動周波数と二次側機器２の配置本数と入力電流値との関係について説明する。図１２は、その関係を表す図である。今、駆動周波数として設定されるべき周波数ｆ₀、ｆ₁及びｆ₂を想定すると共に入力電流値が取りうる値Ｉ₀、Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃及びＩ₄を想定する。ここで、不等式「ｆ₀＞ｆ₁＞ｆ₂＞０」及び「０＜Ｉ₀＜Ｉ₁＜Ｉ₂＜Ｉ₃＜Ｉ₄」が満たされる。

駆動周波数がｆ₀である時において配置本数を０本から１本に増大させると、入力電流値はＩ₀からＩ₁へと増大する。配置本数の増大は上記トランスの二次側負荷の増大に相当するからである。その後、配置本数が１本である状態において、駆動周波数をｆ₀からｆ₁へと減少させると入力電流値はＩ₁からＩ₂へと増大する。駆動周波数をｆ₀からｆ₁へと減少させることによって配置本数が１本である時の共振周波数に駆動周波数が近づき、一次側コイル１３から二次側コイル２３への単位時間当たりの電力伝達量が増大するからである。

次に、駆動周波数がｆ₁である時において配置本数を１本から２本に増大させると、入力電流値はＩ₂からＩ₃へと増大する。配置本数の増大は上記トランスの二次側負荷の増大に相当するからである。その後、配置本数が２本である状態において、駆動周波数をｆ₁からｆ₂へと減少させると入力電流値はＩ₃からＩ₄へと増大する。駆動周波数をｆ₁からｆ₂へと減少させることによって配置本数が２本である時の共振周波数に駆動周波数が近づき、一次側コイル１３から二次側コイル２３への単位時間当たりの電力伝達量が増大するからである。

また、図１３に、駆動周波数をｆ₀に固定した場合における二次側機器２の配置本数と入力電流値との関係を示す。駆動周波数がｆ₀である場合において、配置本数を０本から１本に増大させると入力電流値は図１２にも示されるようにＩ₀からＩ₁へと増大し、更に、配置本数を１本から２本に増大させると入力電流値はＩ₁からＩ₅へと増大する。当然、不等式「Ｉ₁＜Ｉ₅」が成り立つ。

上述したような駆動周波数（ｆ₀、ｆ₁及びｆ₂）と配置本数と入力電流値（Ｉ₀、Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃、Ｉ₄及びＩ₅）との関係を予め調べておけば、入力電流値に基づいて配置本数を検出することができる。具体的には例えば、配置本数を０本と１本との間で判別するための基準電流値Ｉ_TH1及び配置本数を１本と２本との間で判別するための基準電流値Ｉ_TH2を、実験等を介して予め設定しておくと良い。ここで、不等式「Ｉ₀＜Ｉ_TH1＜Ｉ₁＜Ｉ_TH2＜Ｉ₅」が成立する。

また、図１４に示す如く、駆動周波数がｆ₁であって且つ配置本数が１本である時の、二次電池２１の充電電流値と、駆動周波数がｆ₂であって且つ配置本数が２本である時の、１本当たりの二次電池２１の充電電流値とが同程度となるように、周波数ｆ₁及びｆ₂を、実験等を介して予め設定しておくとよい。このような設定を行っておき、配置本数が１本である時に駆動周波数がｆ₁となるように且つ配置本数が２本である時に駆動周波数がｆ₂となるように駆動周波数を制御すれば、充電完了までに必要な時間が配置本数に依存しなくなる。尚、図１４は、図１２に、充電電流値の駆動周波数及び配置本数依存性を示す折れ線３２０を追加した図である。また、充電電流値とは、図１１のダイオード４１及び４２を介して二次電池２１に流入する、単位時間当たりの電流の大きさを指す。

［基本動作］
駆動周波数の変更動作を含む、一次側機器１の動作のフローチャートを図１５に示す。図１５のフローチャートに対応する動作を、後述の図１６及び図１８に対応する動作と区別すべく、便宜上、基本動作と呼ぶ。図１５のフローチャートに沿って、一次側機器１の基本動作を説明する。図１５及び後述の図１６及び図１８に示される各ステップの処理は、制御回路３６によって実行される。図１５及び後述の図１６及び図１８に示す動作例では、６００分にて二次電池２１の充電が完了することが想定されている。

まずステップＳ１１において、制御回路３６は、発振周波数とも言うべき駆動周波数をｆ₀に設定した上で一次側回路の駆動を開始する（即ち、ＦＥＴ３４及び３５のオン／オフによる励磁電流の供給を開始する）。続くステップＳ１２において入力電流値Ｉ_INを検出し、ステップＳ１３において、検出した入力電流値Ｉ_INと所定の基準電流値Ｉ_TH1とを比較する。

ステップＳ１３において不等式「Ｉ_IN＞Ｉ_TH1」が成立する場合は、二次側機器２の配置本数が１本以上であると判断してステップＳ２１に移行する。一方、ステップＳ１３において不等式「Ｉ_IN＞Ｉ_TH1」が成立しない場合は、二次側機器２の配置本数が０本であると判断して、ステップＳ１４にて一次側回路の駆動を停止し（即ち、ＦＥＴ３４及び３５をオフにして励磁電流の供給を停止し）、その状態で所定の待機時間（例えば、１分間）だけ待機した後、ステップＳ１１に戻る（ステップＳ１５）。これより、所定の待機時間ごとに一次側機器１上の二次側機器２の有無が確認される。

ステップＳ２１では、ステップＳ１２にて検出した入力電流値Ｉ_INと所定の基準電流値Ｉ_TH2とを比較する。そして、不等式「Ｉ_IN＞Ｉ_TH2」が成立する場合は、二次側機器２の配置本数が２本であると判断し、ステップＳ２３にて駆動周波数をｆ₂に変更してからステップＳ２４に移行する。一方、不等式「Ｉ_IN＞Ｉ_TH2」が成立しない場合は、二次側機器２の配置本数が１本であると判断し、ステップＳ２２にて駆動周波数をｆ₁に変更してからステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４において、制御回路３６は、充電時間の計測を開始する。ここにおける充電時間とは、駆動周波数をｆ₁又はｆ₂に設定してからの経過時間を指す。続くステップＳ２５において、充電時間が６００分を超えたか否かを判定する。充電時間が６００分に達したと判断した場合は一次側回路の駆動を停止して、充電動作を終了する。

一方、充電時間が６００分に達していないと判断した場合は、ステップＳ２６において入力電流値Ｉ_INを再度検出し、続くステップＳ２７において、その再度検出した入力電流値Ｉ_INと所定の基準電流値Ｉ_TH3とを比較する。そして、ステップＳ２７において不等式「Ｉ_IN＜Ｉ_TH3」が成立する場合は、一次側機器１の窪み部１１上に配置されていた二次側機器２が窪み部１１上から取り除かれた可能性があると判断して、ステップＳ１１に戻り、上述のステップＳ１１以降の各処理を再度実行する。ステップＳ２７において不等式「Ｉ_IN＜Ｉ_TH3」が成立しない場合は、ステップＳ２５に戻り、上述のステップＳ２５以降の処理を再度実行する。

駆動周波数がｆ₁である時には、基準電流値Ｉ_TH3に所定値Ｉ_TH3Aが代入されており、駆動周波数がｆ₂である時には、基準電流値Ｉ_TH3に所定値Ｉ_TH3Bが代入されている。Ｉ_TH3A及びＩ_TH3Bは、不等式「０＜Ｉ_TH3A＜Ｉ₂」、「０＜Ｉ_TH3B＜Ｉ₄」且つ「Ｉ_TH3A＜Ｉ_TH3B」が成立するように予め設定されている。

尚、ステップＳ２６及びＳ２７の処理を省略することも可能である。その場合は、ステップＳ２４において充電時間の計測を開始した後、入力電流値Ｉ_INを考慮することなく、充電時間が６００分に達したか否かを判定し、充電時間が６００分に達した時点で一次側回路の駆動を停止して充電動作を終了すればよい。

上述のように処理することにより、配置本数に応じた最適な駆動周波数にて二次電池２１の充電が行われ、配置本数に依存せず、一定の充電時間にて二次電池２１の充電を完了することができる（一定の充電時間にて残容量がゼロの二次電池２１を満充電の状態にすることができる）。

また、入力電流値Ｉ_INが基準電流値Ｉ_TH1に達していない場合は、一次側機器１の窪み部１１上に二次側機器２が配置されていない、或いは、窪み部１１上に異物（二次側機器２と異なる汎用の乾電池や二次電池）が配置されている可能性が高い。このため、その場合は、一次側回路の駆動を停止する（ステップＳ１４参照）。これにより、窪み部１１上に汎用の乾電池等が設置された場合における電池筐体での渦電流損による発熱が防止され、充電器としての安全性が高まる。また、無駄な電力消費も抑制される。

［周波数固定動作］
駆動周波数を固定した状態で一次側機器１を動作させることもできる。この動作を、周波数固定動作と呼ぶ。図１６は、周波数固定動作のフローチャートである。このフローチャートに沿って、周波数固定動作を説明する。

周波数固定動作では、まずステップＳ３１において、発振周波数とも言うべき駆動周波数をｆ₁に設定した上で一次側回路の駆動を開始する（即ち、ＦＥＴ３４及び３５のオン／オフによる励磁電流の供給を開始する）。続くステップＳ３２において入力電流値Ｉ_INを検出し、ステップＳ３３において、検出した入力電流値Ｉ_INと所定の基準電流値Ｉ_TH4とを比較する。

ステップＳ３３において不等式「Ｉ_IN＞Ｉ_TH4」が成立する場合は、二次側機器２の配置本数が１本以上であると判断してステップＳ３６に移行する。一方、ステップＳ３３において不等式「Ｉ_IN＞Ｉ_TH4」が成立しない場合は、二次側機器２の配置本数が０本であると判断して、ステップＳ３４にて一次側回路の駆動を停止し（即ち、ＦＥＴ３４及び３５をオフにして励磁電流の供給を停止し）、その状態で所定の待機時間（例えば、１分間）だけ待機した後、ステップＳ３１に戻る（ステップＳ３５）。これより、所定の待機時間ごとに一次側機器１上の二次側機器２の有無が確認される。

基準電流値Ｉ_TH4は、上述の電流値Ｉ₂よりも小さくなるように（図１２参照）、且つ、駆動周波数がｆ₁であって配置本数が０本である時に観測される入力電流値Ｉ_INよりも大きくなるように、実験等を介して予め設定される。

ステップＳ３６において、制御回路３６は、充電時間の計測を開始する。ここにおける充電時間とは、ステップＳ３３からステップＳ３６への移行時点から見た経過時間、又は、ステップＳ３１において一次側回路の駆動を開始してからの経過時間を指す。その後、充電時間が６００分に達するまで駆動周波数ｆ₁による一次側回路の駆動を継続し（ステップＳ３７）、充電時間が６００分に達した時点で一次側回路の駆動を停止して充電動作を終了する。

尚、周波数固定動作に、上述のステップＳ２６及びＳ２７のような処理を含めることも可能である。即ち、ステップＳ３６にて充電時間の計測を開始した後、所定の時間間隔にて入力電流値Ｉ_INを検出し、基準電流値Ｉ_TH4以下の入力電流値Ｉ_INが検出されたならば、ステップＳ３４に移行して一次側回路の駆動を停止するようにしてもよい。

図１６に対応する周波数固定動作によれば、図１５に対応する基本動作と同様、一次側機器１の窪み部１１上に二次側機器２が配置されていない、或いは、窪み部１１上に異物（二次側機器２と異なる汎用の乾電池や二次電池）が配置されている場合などにおいて、一次側回路の駆動が停止される。このため、窪み部１１上に汎用の乾電池等が設置された場合における電池筐体での渦電流損による発熱が防止され、充電器としての安全性が高まる。また、無駄な電力消費も抑制される。

［種類判別動作］
また、一次側機器１の窪み部１１上に配置されている物体が、単三型の二次側機器２であるのか、或いは、単四型の二次側機器２であるのか、或いは、単三型又は単四型の二次側機器２以外の異物であるのかを判別する機能を、制御回路３６に持たせることも可能である。この機能を実現する動作を、種類判別動作という。

図１７を参照して、種類判別動作について説明する。図１７は、駆動周波数を一定周波数ｆ_Aにて固定している状態における、単三型又は単四型の二次側機器２の配置本数と入力電流値との関係を示している。今、入力電流値が取りうる値Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C、Ｉ_D及びＩ_Eを想定する。ここで、不等式「０＜Ｉ_A＜Ｉ_C＜Ｉ_E」、「０＜Ｉ_A＜Ｉ_B＜Ｉ_D」、「Ｉ_B＜Ｉ_C」且つ「Ｉ_D＜Ｉ_E」が少なくとも満たされる。また、図１７に示す例では、Ｉ_DがＩ_Cよりも大きくなっているが、充電システムの各構成部材の構造等に依存してＩ_DはＩ_C以下にもなりうる。入力電流値Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C、Ｉ_D及びＩ_Eは、駆動周波数を一定周波数ｆ_Aにて固定している時に観測される入力電流値である。

実線で描かれた折れ線３５１は、一次側機器１の窪み部１１上に配置されている物体が単三型の二次側機器２である時の、配置本数と入力電流値との関係を示している。駆動周波数がｆ_Aである時において、単三型の二次側機器２の配置本数を０本から１本に増大させると入力電流値はＩ_AからＩ_Cへと増大し、単三型の二次側機器２の配置本数を更に１本から２本に増大させると入力電流値はＩ_CからＩ_Eへと増大する。配置本数の増大は上記トランスの二次側負荷の増大に相当するからである。

破線で描かれた折れ線３５２は、一次側機器１の窪み部１１上に配置されている物体が単四型の二次側機器２である時の、配置本数と入力電流値との関係を示している。駆動周波数がｆ_Aである時において、単四型の二次側機器２の配置本数を０本から１本に増大させると入力電流値はＩ_AからＩ_Bへと増大し、単四型の二次側機器２の配置本数を更に１本から２本に増大させると入力電流値はＩ_BからＩ_Dへと増大する。配置本数の増大は上記トランスの二次側負荷の増大に相当するからである。

破線で描かれた折れ線３５３は、一次側機器１の窪み部１１上に配置されている物体が単三型の汎用乾電池である時の、配置本数と入力電流値との関係を示している。駆動周波数がｆ_Aである時において、単三型の汎用乾電池の配置本数を０本から１本に増大させると入力電流値はＩ_AからΔだけ増大し、単三型の汎用乾電池の配置本数を更に１本から２本に増大させると入力電流値は更にΔだけ増大する。この入力電流値の増大は、電池筐体における渦電流損の増大等に起因する。但し、汎用乾電池は一次側コイル１３と共に磁気回路を形成する訳ではないため、窪み部１１上に汎用乾電池が置かれている時には、二次側機器２が置かれている時と比較して、上記トランスの負荷電流が十分に小さい。故に、Δは十分に小さく、単三型の汎用乾電池の配置本数が２本である時の入力電流値（Ｉ_A＋２Δ）はＩ_Bよりも、かなり小さい。

不等式「Ｉ_B＜Ｉ_C」且つ「Ｉ_D＜Ｉ_E」が成立するのは、単三型の二次側機器２における二次側コイル２３の自己インダクタンスＬ_B3が単四型の二次側機器２における二次側コイル２３の自己インダクタンスＬ_B4よりも大きいことに起因する。単三型の二次側機器２における二次電池２１の大きさが単四型のそれよりも大きいことに対応して、単三型の二次側機器２における磁性フィルム２２の大きさ及び二次側コイル２３の巻数が単四型のそれらよりも大きいために、上記のようなインダクタンスの相違が生じる（即ち、不等式「Ｌ_B3＞Ｌ_B4」が成立する）。この自己インダクタンスの相違により、一次側機器１の窪み部１１上に単三型の二次側機器２が配置されている時には、一次側機器１の窪み部１１上に単四型の二次側機器２が配置されている時と比べて、上記トランスの二次側負荷が重くなり、結果、入力電流値が大きくなる。

このような関係を利用して種類判別動作を行うことができる。図１８は、種類判別動作の流れの一例を表すフローチャートである。このフローチャートに沿って、種類判別動作の一例を説明する。図１８に対応する例では、配置本数が１本であることが予め分かっている、或いは、配置本数が２本であることが予め分かっていることを前提とする。

まずステップＳ４１において、発振周波数とも言うべき駆動周波数をｆ_Aに設定した上で一次側回路の駆動を開始する（即ち、ＦＥＴ３４及び３５のオン／オフによる励磁電流の供給を開始する）。続くステップＳ４２において入力電流値Ｉ_INを検出し、ステップＳ４３において、検出した入力電流値Ｉ_INと所定の基準電流値Ｉ_TH5とを比較する。

ステップＳ４３において不等式「Ｉ_IN＞Ｉ_TH5」が成立する場合は、一次側機器１の窪み部１１上に配置されている物体が単三型又は単四型の二次側機器２であると判断してステップＳ５１に移行する。一方、ステップＳ４３において不等式「Ｉ_IN＞Ｉ_TH5」が成立しない場合は、一次側機器１の窪み部１１上に配置されている物体が異物（二次側機器２と異なる汎用の乾電池や二次電池）である、或いは、一次側機器１の窪み部１１上に物体が配置されていないと判断して、ステップＳ４４にて一次側回路の駆動を停止し（即ち、ＦＥＴ３４及び３５をオフにして励磁電流の供給を停止し）、その状態で所定の待機時間（例えば、１分間）だけ待機した後、ステップＳ４１に戻る（ステップＳ４５）。これより、所定の待機時間ごとに一次側機器１上の二次側機器２の有無が確認される。

基準電流値Ｉ_TH5は、上述の電流値Ｉ_Bよりも小さく且つ電流値（Ｉ_A＋２Δ）よりも大きくなるように（図１７参照）、実験等を介して予め設定される。

ステップＳ５１において、制御回路３６は、ステップＳ４２にて検出した入力電流値Ｉ_INを更に所定の基準電流値Ｉ_TH6と比較する。配置本数が１本であることが予め分かっている場合、基準電流値Ｉ_TH6には、不等式「Ｉ_B＜Ｉ_TH6＜Ｉ_C」を満たす所定値が代入されており、配置本数が２本であることが予め分かっている場合、基準電流値Ｉ_TH6は、不等式「Ｉ_D＜Ｉ_TH6＜Ｉ_E」を満たす所定値が代入されている。

ステップＳ５１において、不等式「Ｉ_IN＞Ｉ_TH6」が成立する場合は、一次側機器１の窪み部１１上に配置されている二次側機器２が単三型の二次側機器２であると判断して単三型用の充電制御を行う（ステップＳ５２）。一方、不等式「Ｉ_IN＞Ｉ_TH6」が成立しない場合は、一次側機器１の窪み部１１上に配置されている二次側機器２が単四型の二次側機器２であると判断して単四型用の充電制御を行う（ステップＳ５３）。

単三型用の充電制御では、単三型の二次側機器２の充電に最適な駆動周波数にて一次側回路が駆動され、単四型用の充電制御では、単四型の二次側機器２の充電に最適な駆動周波数にて一次側回路が駆動される。単三型の二次側機器２の充電に最適な駆動周波数と単四型の二次側機器２の充電に最適な駆動周波数は、互いに異なり、それらの駆動周波数を予め設定しておくことができる。また、単三型用の充電制御における充電時間（二次側機器２の充電のために一次側回路が駆動される時間）は、単四型用の充電制御におけるそれと同じであっても良いし、異なっていても良い。

尚、種類判別動作に、上述のステップＳ２６及びＳ２７のような処理を含めることも可能である（図１５参照）。即ち、単三型用の充電制御又は単四型用の充電制御にて二次側機器２の充電を開始した後、所定の時間間隔にて入力電流値Ｉ_INを検出し、基準電流値Ｉ_TH5以下の入力電流値Ｉ_INが検出されたならば、ステップＳ４４に移行して一次側回路の駆動を停止するようにしてもよい。

図１８に対応する種類判別動作においても、図１５のステップＳ１３及びＳ１４に対応する駆動停止処理が実行されるため、窪み部１１上に汎用の乾電池等が設置された場合における電池筐体での渦電流損による発熱が防止され、充電器としての安全性が高まると共に、無駄な電力消費も抑制される。また、窪み部１１上に配置された二次側機器２が単三型の二次側機器２であるか或いは単四型の二次側機器２であるかが検出され（即ち、二次側機器２の種類が検出され）、その検出結果に応じて最適な充電制御が切換実行されるため、二次側機器２の種類に応じた最適な充電を成すことが可能である。

尚、図１８を参照して上述した種類判別動作の例では、配置本数が１本であることが予め分かっている、或いは、配置本数が２本であることが予め分かっていることが前提となっている。しかしながら、このような前提を不要とすべく、入力電流値に基づいて配置本数の判別をも行うようにしても良い。

例えば、不等式「０＜Ｉ_A＜Ｉ_B＜Ｉ_C＜Ｉ_D＜Ｉ_E」が成立することが予め実験等を介して分かっている場合においては、駆動周波数ｆ_Aにて一次側回路を駆動している時に検出された入力電流値Ｉ_INを、基準電流値Ｉ_THA、Ｉ_THB、Ｉ_THC及びＩ_THDと比較する。図１９に示す如く、基準電流値Ｉ_THA、Ｉ_THB、Ｉ_THC及びＩ_THDは、不等式「（Ｉ_A＋２Δ）＜Ｉ_THA＜Ｉ_B＜Ｉ_THB＜Ｉ_C＜Ｉ_THC＜Ｉ_D＜Ｉ_THD＜Ｉ_E」を満たすように予め設定される。基準電流値Ｉ_THAは、例えば、上述の基準電流値Ｉ_TH5と同じとされる（図１８のステップＳ４３参照）。

そして、
不等式「Ｉ_THA＜Ｉ_IN＜Ｉ_THB」が満たされる場合は、配置本数が１本であって且つ窪み部１１上に配置されている二次側機器２が単四型の二次側機器２であると判断して、第１の単四型の充電制御を実行し、
不等式「Ｉ_THB≦Ｉ_IN＜Ｉ_THC」が満たされる場合は、配置本数が１本であって且つ窪み部１１上に配置されている二次側機器２が単三型の二次側機器２であると判断して、第１の単三型の充電制御を実行し、
不等式「Ｉ_THC≦Ｉ_IN＜Ｉ_THD」が満たされる場合は、配置本数が２本であって且つ窪み部１１上に配置されている各二次側機器２が単四型の二次側機器２であると判断して、第２の単四型の充電制御を実行し、
不等式「Ｉ_THD≦Ｉ_IN」が満たされる場合は、配置本数が２本であって且つ窪み部１１上に配置されている各二次側機器２が単三型の二次側機器２であると判断して、第２の単三型の充電制御を実行するようにしてもよい。

第１の単三型用の充電制御は、図１５のステップＳ２２及びＳ２４〜Ｓ２７の各処理を実行するための制御であり、第２の単三型用の充電制御は、図１５のステップＳ２３及びＳ２４〜Ｓ２７の各処理を実行するための制御である。

第１の単四型用の充電制御は、図１５のステップＳ２２及びＳ２４〜Ｓ２７の各処理と同様の処理を実行するための制御である。但し、第１の単四型用の充電制御における駆動周波数はｆ₁ではなく所定の周波数ｆ₁’とされる。第２の単四型用の充電制御は、図１５のステップＳ２３及びＳ２４〜Ｓ２７の各処理と同様の処理を実行するための制御である。但し、第２の単四型用の充電制御における駆動周波数はｆ₂ではなく所定の周波数ｆ₂’とされる。周波数ｆ₁及びｆ₂間の関係と同様（図１２参照）、不等式「ｆ₁’＞ｆ₂」が成立する。

また例えば、一次側機器１における２つの窪み部１１上に単三型の二次側機器２及び単四型の二次側機器２が１つずつ配置されている状態（以下、第１配置状態という）において観測される入力電流値と、一次側機器１における２つの窪み部１１上に２つの単四型の二次側機器２が配置されている状態（以下、第２配置状態という）において観測される入力電流値との間で、明確な差異が認められるならば、前者の入力電流値と後者の入力電流値との間の電流値を基準電流値として用いて該基準電流値と検出入力電流値Ｉ_INとを比較することにより、実際の配置状態が第１及び第２配置状態の何れであるかを判別することも可能である。この判別結果を用いて、二次側機器２の配置状態に応じた駆動周波数の制御等を行うことができる。第１配置状態と、一次側機器１における２つの窪み部１１上に２つの単三型の二次側機器２が配置されている状態との関係等においても、同様である。

［配置本数等の判別方法の変形例］
上述してきた例では、配置本数及び窪み部１１上に配置されている二次側機器２の種類を入力電流値に基づいて判別しているが、それらを入力電流値以外の要素に基づいて判別するようにしてもよい。

例えば、それらを、励磁電流を一次側コイル１３に供給することによって一次側コイル１３に発生した磁束の量（以下、発生磁束量という）に基づいて、判別するようにしてもよい。この場合、発生磁束量を測定するためのサーチコイル（不図示）を一次側筐体１０内の一次側コイル１３近傍に設けておけばよい。制御回路３６は、サーチコイルの測定結果から発生磁束量を検出し、検出した発生磁束量に基づいて、配置本数及び／又は窪み部１１上に配置されている二次側機器２の種類を判別する。

発生磁束量は入力電流値に概ね比例しており、入力電流値が増大すれば発生磁束量も増大する。従って、入力電流値の代わりに発生磁束量を利用する場合、上述の説明文における入力電流値を発生磁束量に読み替えると共に、上述の説明文における電流値に関わる記号を磁束量に関わる記号として取り扱えばよい。より具体的には例えば、上述の基本動作、周波数固定動作及び種類判別動作の説明文における入力電流値及び電流値を発生磁束量及び磁束量に読み替えると共に、記号Ｉ_IN、Ｉ₀〜Ｉ₅、Ｉ_A〜Ｉ_E及びＩ_TH1〜Ｉ_TH6を発生磁束量又は磁束量を表す記号として取り扱えばよい。

或いは、配置本数及び窪み部１１上に配置されている二次側機器２の種類を、ユーザによる手動設定操作に基づいて検出するようにしてもよい。即ち例えば、ユーザが、一次側機器１に設けられたスイッチ（不図示）等を操作することによって、配置本数、及び／又は、窪み部１１上に配置されている二次側機器２の種類を設定し、制御回路３６が、そのスイッチに対する操作内容を検出することで、配置本数、及び／又は、窪み部１１上に配置されている二次側機器２の種類を検出するようにしてもよい。

更に或いは、一次側機器１における２つの窪み部１１の夫々にマイクロスイッチ（不図示）を設けておくようにしてもよい。各マイクロスイッチは、対応する窪み部１１上に二次側機器２が配置されていない時にオフとなっており、対応する窪み部１１上に二次側機器２が配置された時に二次側機器２と接触してオンとなる。この場合、制御回路３６は、一次側機器１に設けられた２つのマイクロスイッチのオン、オフの状態から配置本数を検出することができる。

［一次側筐体等の変形例］
上述したような窪み部１１を有する一次側筐体１０を採用することにより、二次側機器２を窪み部１１の斜面上の任意の場所に乱雑に置いた場合でも、最終的に、二次側機器２は二次側コイル２３の中心軸がＹ軸方向を向いた状態で窪み部１１の底部にて静止する。この静止した二次側機器２の位置は、二次電池２１の充電にとって最適な位置である。つまり、一次側筐体１０を採用することにより、充電に最適な位置へ二次側機器２を配置することが容易になる。

しかしながら、一次側機器の一次側筐体を様々な形状に変形することも可能であり、それに伴って、一次側コアの形状及び位置も上述したそれらから変形することも可能である。

例えば、図２０（ａ）に示すような筐体４００を、一次側機器の一次側筐体として用いるようにしてもよい。筐体４００は、直方体形状の筐体に衝立部４０１が設けられた構造を有する。衝立部４０１は、筐体４００の上面中央に配置された、上方に向かって伸びる板状体である。図２０（ｂ）に示す如く、この衝立部４０１の左右に１つずつ二次側機器２を配置することができる。一次側コア１２及びＹ軸を中心軸として一次側コア１２に巻かれた一次側コイル１３は、筐体４００内部であって且つ二次側機器２が配置されるべき部位の下方に配置され、Ｙ軸は衝立部４０１に対して平行であると共に筐体４００の上面に対して平行である。衝立部４０１の左右に置かれた各二次側機器２における二次側コイル２３の中心軸ＣＸが確実にＹ軸方向を向くように、衝立部４０１の左右に、上述してきた窪み部１１と同様の窪み部を設けるようにしてもよい。

或いは例えば、上記特許文献１に記載された構造を採用した上で、上述の基本動作等を含む各動作を実行するようにしてもよい。この構造を、図２１（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図２１（ａ）は、変形構造に係る一次側機器１ａの外観斜視図であり、図２１（ｂ）は、一次側機器１ａを上方から見た平面図である。但し、図２１（ａ）及び（ｂ）は、一次側機器１ａの凹部４１４内に３本の二次側機器２が配置されている状態における外観斜視図及び平面図である。

一次側機器１ａは、概ね箱状のベース筐体４１０と、ベース筐体４１０の上面に設けられた筒体４１１と、筒体４１１を形成する部材の内部に設けられた一次側コア４１２と、一次側コア４１２に巻かれた一次側コイル４１３（図２１（ａ）及び（ｂ）において不図示）とを備えると共に、図１１において符号３１〜３６によって参照される各部材を備える。一次側機器１ａでは、一次側コア４１２及び一次側コイル４１３が上述の一次側コア１２一次側コイル１３として機能し、一次側コイル４１３の一端がＦＥＴ３４及び３５間の接続点に接続されると共に一次側コイル４１３の他端がコンデンサ３２及び３３間の接続点に接続される。

筒体４１１は、円筒形状の外形を有し、樹脂等を用いて形成される。筒体４１１の外形形状である円筒の中心軸が上下方向を向くように、筒体４１１の底部がベース筐体４１０の上面に接合される。ベース筐体４１０の上面と筒体４１１の内周面とで囲まれた空洞部を、凹部４１４と呼ぶ。

一次側コア４１２は、円筒形状の外形を有し、磁性材料を用いて形成される。一次側コア４１２の外形形状である円筒の中心軸が筒体４１１の中心軸と一致するように、一次側コイル４１３が巻かれた一次側コア４１２を、筒体４１１を形成する部材の内部に収める。一次側コイル４１３は、一次側コア４１２の外周面に沿って一次側コア４１２の中心軸周りに巻かれる。従って、一次側コイル４１３に交流の励磁電流を供給することによって発生する磁束の向きは、凹部４１４において上下方向である。

凹部４１４に複数の二次側機器２を収容することが可能となっており、各二次側機器２は、二次側コイル２３の中心軸ＣＸが上下方向を向くように凹部４１４内に立てて配置される。この状態において、一次側コイル４１３と二次側コイル２３は磁気的に結合して一次側コア１２及び磁性フィルム２２と共に磁気回路を形成するため、一次側コイル４１３に交流の励磁電流を供給すれば、一次側機器１及び二次側機器２から成る充電システムと同様、一次側コイル４１３にて発生した磁束が上下方向に沿って凹部４１４内の各二次側コイル２３を鎖交し、各二次側コイル２３に誘導起電力が発生して各二次電池２１が充電される。

一次側機器１ａにおける制御回路３６は、一次側機器１における制御回路３６と同様の動作を行う。このため、一次側機器１ａの制御回路３６によって、凹部４１４に対する二次側機器２の配置状況が検出され、その検出結果に応じて上述の如く駆動周波数や充電時間が制御される。

＜＜変形等＞＞
上述した説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態の変形例または注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈４を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。

［注釈１］
上述の実施形態では、二次側機器２の外形形状が単三型又は単四型の乾電池のそれと同一であることを想定したが、二次側機器２の外形形状は、単三型及び単四型以外の汎用の乾電池（例えば、単一型又は単二型の乾電池）のそれと同じであっても良い。また、二次側機器２の外形形状を汎用の乾電池のそれと異ならせることも可能である。更に、二次側機器２は、二次電池２１を駆動源とする円筒形状の電気機器（例えば、懐中電灯）であってもよい。

［注釈２］
最大２個の二次側機器２を同時に充電可能な一次側機器１を説明したが、３個以上の二次側機器２を同時に充電可能な一次側機器を形成するようにしてもよい。この場合も、二次側機器２の配置状況が検出されて該配置状況に応じた駆動周波数の制御等が成される。

［注釈３］
図１の一次側筐体１０では、１つの窪み部１１に１つの二次側機器２を配置することができる構成となっているが、１つの窪み部に複数の二次側機器２が配置できるようにしてもよい。例えば、１つの窪み部に２つの二次側機器２を配置できるように、比較的大きな窪み部を一次側筐体に設けるようにしてもよい。

［注釈４］
上述の実施形態では、充電可能な蓄電体として二次側機器２内に二次電池２１を設けているが、二次電池２１の代わりに二次電池以外の蓄電体（例えば、コンデンサ）を二次側機器２内に設けるようにしても良い。

１一次側機器
２二次側機器
１０一次側筐体
１１窪み部
１２一次側コア
１３一次側コイル
２０二次側筐体
２１二次電池
２２磁気フィルム
２３二次側コイル
２４フレキシブル基板
３６制御回路

Claims

二次側コイル及び蓄電体を有する二次側機器が配置されるべき機器配置部と、
前記機器配置部に配置された前記二次側機器の前記二次側コイルと磁気的に結合する一次側コイルと、
前記一次側コイルに交流の励磁電流を供給することによって、前記機器配置部に配置された前記二次側機器の前記二次側コイルに誘導起電力を生じさせて前記蓄電体を充電するための一次側回路と、
前記機器配置部における前記二次側機器の配置状態を検出し、その検出結果に応じて前記励磁電流の周波数を変更する充電制御部と、を備えた
ことを特徴とする非接触式充電器。
前記充電制御部は、前記機器配置部に配置された前記二次側機器の個数又は種類を前記配置状態として検出し、その検出結果に応じて前記励磁電流の周波数を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触式充電器。
前記充電制御部は、前記一次側コイルに前記励磁電流を供給するために必要な、前記一次側回路への入力電流に基づいて、前記個数又は前記種類を検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触式充電器。
前記充電制御部は、前記一次側コイルに前記励磁電流を供給することによる前記一次側コイルの発生磁束に基づいて、前記個数又は前記種類を検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触式充電器。
二次側コイル及び蓄電体を有する二次側機器が配置されるべき機器配置部と、
前記機器配置部に配置された前記二次側機器の前記二次側コイルと磁気的に結合する一次側コイルと、
前記一次側コイルに交流の励磁電流を供給することによって、前記機器配置部に配置された前記二次側機器の前記二次側コイルに誘導起電力を生じさせて前記蓄電体を充電するための一次側回路と、
前記機器配置部に配置された前記二次側機器の個数を検出し、前記個数がゼロである場合に前記一次側コイルへの前記励磁電流の供給を停止する充電制御部と、を備えた
ことを特徴とする非接触式充電器。