JP2011205783A - 非接触電力伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送電部と受電部との間でのデータ通信の際の情報漏洩を抑えることができる非接触電力伝送装置を提供する。
【解決手段】受電部（生体計測機器１０）及び送電部（充電器２０）にそれぞれコイル１３（及びコイル２２）を備え、各コイルを通じて交流電力の送電及び受電を行い、その受電した交流電力を直流電力に変換して二次電池に供給する。また、各コイルを通じて充電器と生体計測機器との間でデータの通信が可能となるように構成される。そして、コイル１３は、磁性体コア３０に巻装されるとともに、該磁性体コア３０にて覆われる。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯機器と充電器との間等、２つの機器間で電磁誘導にて電力伝送を行う非接触電力伝送装置に関するものである。

従来より、携帯機器に内蔵される二次電池（バッテリ）を非接触で充電するものが知られている。携帯機器（受電部）及びこれに対応する専用の充電器（送電部）には、それぞれ充電のための電力を伝送するコイルが備えられており、両コイルでの電磁誘導により充電器から携帯機器に交流電力を伝送し、これを直流電力に変換して二次電池を充電させるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、特許文献１のような非接触充電においては、充電器と携帯機器（体温計）との間で相互が適合するものかどうかを充電動作前に確認することが誤動作等を防止する上で望ましい。そのため、相互の確認のための無線通信用のアンテナを充電器と携帯機器とに備え、充電前にアンテナにて充電器と携帯機器との相互間で確認のための機器認証データの授受を行って、充電器側で適合機器である旨の判定がなされた後に充電動作を許可するように構成される。

また、特許文献１では、充電器に表示部が設けられており、充電時において、前記アンテナにて生体データ（体温等のデータ）を携帯機器から充電器に転送し、そのデータを充電器の表示部に表示させることが可能となっている。

特開２００９−２２２５４３号公報

ところで、特許文献１では、充電器と携帯機器との相互間で確認のための機器認証データや生体データがアンテナでの無線通信にて授受されるため、そのデータが漏洩してしまう虞があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、送電部と受電部との間でのデータ通信の際の情報漏洩を抑えることができる非接触電力伝送装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、送電部及び受電部にそれぞれコイルを備え、前記各コイルを通じて交流電力の送電及び受電を行い、その受電した交流電力を直流電力に変換して負荷に供給する非接触電力伝送装置であって、前記各コイルを通じて前記送電部と前記受電部との間でデータの通信が可能となるように構成され、前記各コイルは、磁性体コアに巻装されるとともに、該磁性体コアにて覆われてなることを特徴とする。

この発明では、各コイルが磁性体コアに巻装されるとともに、該磁性体コアにて覆われため、各コイルの漏れ磁束を低減することができ、その結果、データの漏洩を抑制することができる。また、電力供給及びデータ通信が同一のコイルを通じて行われるため、電力供給用のコイルとデータ通信用のコイルを別に備える必要が無く、その結果、部品点数の増加を抑えることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の非接触電力伝送装置において、前記各コイルは、その軸方向の正面側から送受電及びデータ通信を行うように構成され、前記磁性体コアは、前記コイルの背面側の端面と前記コイルの径方向外側を覆うように形成されたことを特徴とする。

この発明では、コイルの漏れ磁束をより低減することができ、その結果、データの漏洩をより抑制することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の非接触電力伝送装置において、前記各コイルを通じて前記交流電力に前記データを重畳させて該データの通信がなされるように構成されたことを特徴とする。

この発明では、電力供給及びデータ通信を同一のコイルを通じて行うことができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の非接触電力伝送装置において、前記送電部と前記受電部との間の前記交流電力の供給と前記データの通信は、前記各コイルを通じて間欠的になされるように構成されたことを特徴とする。

この発明では、電力供給及びデータ通信を同一のコイルを通じて行うことができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の非接触電力伝送装置において、前記送電部は充電器であり、前記受電部は携帯型の生体計測機器であることを特徴とする。

この発明では、生体計測機器を充電する非接触電力伝送装置において、データ通信の際の情報漏洩を抑えることができる。

従って、上記記載の発明によれば、送電部と受電部との間でのデータ通信の際の情報漏洩を抑えることができる。

本実施形態の非接触充電システムの構成図である。 コイルの構成図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の非接触充電システムを示す。例えば血圧計よりなる携帯型の生体計測機器１０は、血圧の計測等、主たる機能を実行するための機能回路（図示略）を備え、同じく内蔵の二次電池（バッテリ）１１からの電源供給に基づいて動作する。また、生体計測機器１０には受電側回路１２が内蔵され、その受電側回路１２は、受電側コイル１３を通じて受電した充電器２０からの所定の交流電力を所定の直流電力に変換し、二次電池１１はその直流電力にて充電される。

充電器２０は、外部からの例えば商用電源の供給に基づいて生体計測機器１０の充電に適した所定の交流電力を生成する送電側回路２１を備え、送電側回路２１は送電側コイル２２を通じて生体計測機器１０の受電側コイル１３に向けて電力伝送を行う。

また、送電側回路２１は、各コイル１３，２２を通じて生体計測機器１０の受電側回路１２との間で機器認証データの授受を行う。このとき、送電側回路２１及び受電側回路１２は、各コイル１３，２２を通じて充電器２０側から生体計測機器１０側に供給する電力に機器認証データを重畳させて送受信するようになっている。そして、送電側回路２１は、充電器２０に載置（近接）したものが該充電器２０と適合する生体計測機器１０か否かを機器認証データの授受にて判定し、適合の生体計測機器１０であるとの判定に基づいて生体計測機器１０に向けての送電を開始するようになっている。これにより、適合しない機器や金属等が充電器２０に載置されても送電が実施されないため、無用な充電動作が防止される。

また、生体計測機器１０の受電側回路１２は、前記機能回路から出力された生体データ（血圧値の計測データ等）を、各コイル１３，２２を通じて充電器２０の送電側回路２１に送信する。このとき、受電側回路１２は、各コイル１３，２２を通じて充電器２０側から生体計測機器１０側に供給する電力に生体データを重畳させて送信するようになっている。尚、生体計測機器１０の充電を開始する際、送電側回路２１は生体データのデータ量を示す信号を受電側回路１２から各コイル１３，２２を通じて受け取り、その信号に基づいて充電の完了時間とデータ転送の完了時間とを揃えるように制御する。

充電器２０は、パソコン等の外部機器に接続するための図示しない接続コネクタ（例えば、ＵＳＢコネクタ）を有し、その接続コネクタをパソコンに接続することで、生体計測機器１０から受け取った生体データを充電器２０からパソコンに転送可能となっている。そして、充電器２０から転送された生体データを、例えばパソコンのディスプレイに表示させることが可能となっている。

次に、送電側及び受電側の各コイル１３，２２の構成について説明する。尚、各コイル１３，２２は同一の構成であるため、以下には受電側コイル１３を例にとって説明する。
図２に示すように、コイル１３は磁性体コア３０に巻装されている。磁性体コア３０は、円形板部３１の中心から突出する軸部３２を有し、その軸部３２を中心としてコイル１３が円環状に巻回されて構成されている。これにより、磁性体コア３０は、円形板部３１にてコイル１３の軸方向（図２における上下方向）の一端面（背面側の端面）を覆うように構成されている。また、磁性体コア３０は、円形板部３１の縁部分から軸部３２と同方向（軸方向）に延出された外周壁部３３を有しており、その外周壁部３３にてコイル１３の外周面（径方向外側の面）が覆われるようになっている。

このように構成された送電側コイル２２及び受電側コイル１３は、生体計測機器１０が充電器２０に充電位置に載置された状態において、正面側（円形板部３１とは反対側）が互いに対向するように配置される。そして、各コイル１３，２２に生じる磁束は磁性体コア３０を通過し、正面側から電力及びデータの授受を行うようになっている。これにより、各コイル１３，２２の漏れ磁束が低減されるため、生体データの漏洩及び各コイル１３，２２で生じる磁束による外部機器への影響を抑制することが可能となっている。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）充電器２０及び生体計測機器１０にそれぞれコイルを備え、各コイル１３，２２を通じて交流電力の送電及び受電を行い、その受電した交流電力を直流電力に変換して負荷（二次電池１１）に供給する。また、各コイル１３，２２を通じて充電器２０と生体計測機器１０との間でデータ（機器認証データ及び生体データ）の通信が可能となるように構成され、各コイル１３，２２は、磁性体コア３０に巻装されるとともに、該磁性体コア３０にて覆われる。このため、各コイル１３，２２の漏れ磁束を低減することができ、その結果、生体データの漏洩を抑制することができる。また、電力供給及びデータ通信が同一のコイル１３，２２を通じて行われるため、電力供給用のコイルとデータ通信用のコイルを別に備える必要が無く、その結果、部品点数の増加を抑えることができる。

（２）各コイル１３，２２は、その軸方向の正面側から送受電及びデータ通信を行うように構成され、磁性体コア３０は、コイル１３，２２の背面側の端面とコイル１３，２２の径方向外側を覆うように形成される。これにより、コイル１３，２２の漏れ磁束をより低減することができ、その結果、生体データの漏洩をより抑制することができる。

（３）各コイル１３，２２を通じて交流電力にデータを重畳させて該データの通信がなされるように構成される。これにより、電力供給及びデータ通信を同一のコイル１３，２２を通じて行うことができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、送電側回路２１及び受電側回路１２は、各コイル１３，２２を通じて充電器２０側から生体計測機器１０側に供給する電力にデータ（機器認証データや生体データ）を重畳させて送受信したが、これ以外に例えば、電力供給とデータ通信とを各コイル１３，２２を通じて間欠的に行うようにしてもよい。このような構成によっても、電力供給及びデータ通信を同一のコイル１３，２２を通じて行うことができる。

・上記実施形態では、磁性体コア３０の断面形状が、軸部３２から円形板部３１にかけて左右に二股に分かれてそれぞれ外周壁部３３まで延びるように形成されたが、これ以外に例えば、断面形状が二股に分かれず左右のどちらか一方に延びるように形成（断面Ｃ字状に形成）してもよい。また、上記実施形態の磁性体コア３０において、外周壁部３３又は軸部３２を省略しても良い。これらのような構成によっても各コイル１３，２２の漏れ磁束を低減させることができる。

・上記実施形態では、生体計測機器１０から受け取った生体データを充電器２０からパソコンに転送するように構成したが、これ以外に例えば、生体計測機器１０からの生体データを充電器２０に設けた表示部に表示させるように構成してもよい。

・上記実施形態では、生体計測機器１０を血圧計としたが、これ以外に例えば、歩数計等の活動量計や、心電計や、体温計としてもよい。また、上記実施携帯では、生体計測機器１０と充電器２０との非接触充電システムに適用したが、これ以外に例えば、携帯電話や携帯情報端末等、その他の非接触電力伝送を行う機器に適用してもよい。

１０…受電部としての生体計測機器、１３，２２…コイル、２０…送電部としての充電器、３０…磁性体コア。

Claims (5)

1. 送電部及び受電部にそれぞれコイルを備え、前記各コイルを通じて交流電力の送電及び受電を行い、その受電した交流電力を直流電力に変換して負荷に供給する非接触電力伝送装置であって、
   前記各コイルを通じて前記送電部と前記受電部との間でデータの通信が可能となるように構成され、
   前記各コイルは、磁性体コアに巻装されるとともに、該磁性体コアにて覆われてなることを特徴とする非接触電力伝送装置。
2. 請求項１に記載の非接触電力伝送装置において、
   前記各コイルは、その軸方向の正面側から送受電及びデータ通信を行うように構成され、
   前記磁性体コアは、前記コイルの背面側の端面と前記コイルの径方向外側を覆うように形成されたことを特徴とする非接触電力伝送装置。
3. 請求項１又は２に記載の非接触電力伝送装置において、
   前記各コイルを通じて前記交流電力に前記データを重畳させて該データの通信がなされるように構成されたことを特徴とする非接触電力伝送装置。
4. 請求項１又は２に記載の非接触電力伝送装置において、
   前記送電部と前記受電部との間の前記交流電力の供給と前記データの通信は、前記各コイルを通じて間欠的になされるように構成されたことを特徴とする非接触電力伝送装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の非接触電力伝送装置において、
   前記送電部は充電器であり、前記受電部は携帯型の生体計測機器であることを特徴とする非接触電力伝送装置。

Images