JP2011205830A - 給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】被充電機器と二次電池との間の接点不良を防止することができる給電システムを提供する。
【解決手段】被充電機器３０の電源用の電池ユニット２０と充電器１０とにそれぞれ備えられた電池側コイル２１及び充電器側コイル１１の電磁誘導作用により非接触で充電器１０から電池ユニット２０に充電を行う。電池ユニット２０は、被充電機器３０本体に着脱自在、且つ被充電機器３０本体に一体保持された状態で充電器側コイル１１と電池側コイル２１を通じて非接触で充電可能に構成されるとともに、被充電機器３０本体に収容された電池ユニット２０の二次電池に充電された電力を、電池側コイル２１と被充電機器３０本体に内蔵された本体側コイル３１の電磁誘導作用により非接触で被充電機器３０本体に供給するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、被充電機器に充電するための給電システムに関するものである。

従来より、被充電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給電システムが知られている（例えば特許文献１参照）。このような給電システムでは、被充電機器及びこれに対応する専用の充電器には、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被充電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。

特開２００１−６９３８８号公報

しかしながら、上記したような給電システムでは、被充電機器と二次電池との間で接点不良が生じると、動作不良を生じる虞があった。
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、被充電機器と二次電池との間の接点不良を防止することができる給電システム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、被充電機器の電源用の電池ユニットと充電器とにそれぞれ備えられた電池側コイル及び充電器側コイルの電磁誘導作用により非接触で前記充電器から前記電池ユニットに給電を行い、前記電池側コイルにて受電した電力を前記電池ユニットに内蔵の二次電池に充電する給電システムであって、前記電池ユニットは、前記被充電機器本体に着脱自在、且つ前記被充電機器本体に一体保持された状態で前記充電器側コイルと前記電池側コイルを通じて非接触で充電可能に構成されるとともに、被充電機器本体に収容された前記電池ユニットの二次電池に充電された電力を、前記電池側コイルと前記被充電機器本体に内蔵された本体側コイルの電磁誘導作用により非接触で前記被充電機器本体に供給するように構成されたことを特徴とする。

この発明では、被充電機器本体に着脱自在に収容された電源用の電池ユニットの電力が、電池側コイルと被充電機器本体に内蔵の本体側コイルの電磁誘導作用により非接触で被充電機器本体に供給されるため、被充電機器本体と電池ユニットとの間に電気的な接点を設けなくても済む。そのため、被充電機器本体と電池ユニット（二次電池）との間の電気的な接点不良が生じないように構成とすることが可能となり、その結果、それに起因する被充電機器の動作不良を防止することができる。また、電池ユニットの被充電機器本体への着脱が容易となり、その結果、電池ユニットの交換を迅速に行うことが可能となる。

また、電池ユニットは被充電機器本体に着脱自在、且つ被充電機器本体に一体保持された状態で充電器にて非接触充電可能に構成される。このため、例えば、被充電機器本体に装着された電池ユニットの電池容量が少なくなってきたとき、早急に予備の電池ユニットと交換したい場合にはそれが可能であり、電池ユニットを早急に交換する必要がない場合には、電池ユニットを被充電機器本体に装着した状態で充電することにより電池ユニットの交換無しに対応できるため、利便性を向上させることができる。

更に、電池側コイルが充電器側コイルからの受電用と本体側コイルへの送電用とを兼ねるため、電池ユニットに受電用コイルと送電用コイルをそれぞれ別に設ける場合に比べて部品点数の増加を抑え、また、電池ユニットのサイズを小さく抑えることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の給電システムにおいて、前記電池ユニットは、防水及び防塵構造を有することを特徴とする。
この発明では、電池ユニットへの水や塵埃の侵入を防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の給電システムにおいて、前記被充電機器本体は、防水及び防塵構造を有することを特徴とする。
この発明では、悪環境下で電池ユニットを交換する場合においても被充電機器本体及び電池ユニットへの水や塵埃の侵入を防止することができる。

従って、上記記載の発明によれば、被充電機器と二次電池との間の接点不良を防止することができる。

本実施形態の給電システムを示す概略構成図である。 別例の給電システムを示す概略構成図である。 別例の給電システムを示す概略構成図である。

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、本実施形態の給電システムを示す。本実施形態の給電システムでは、充電器１０から電池ユニット２０への電力供給、及び電池ユニット２０から例えばデジタルカメラよりなる被充電機器３０の本体への電力供給が、それらにそれぞれ備えられたコイル１１，２１，３１の電磁誘導作用によりそれぞれ非接触でなされるようになっている。

充電器１０は、外部からの例えば商用電源の供給に基づいて電力供給の制御を行う電源回路１２と、電源回路１２から供給される電力に基づき電池ユニット２０の充電に適した所定の交流電力を生成する送電回路１３とを備える。送電回路１３は、充電器側コイル１１を通じて被充電機器３０に装着された電池ユニット２０の電池側コイル２１に向けて電力伝送を行う。

電池ユニット２０は、被充電機器３０に着脱自在に取り付けられるものである。電池ユニット２０に設けられる充放電回路２２は、電池ユニット２０の充電時において、電池側コイル２１を通じて受電した充電器１０からの交流電力を所定の直流電力に変換して二次電池２３に供給する。そして、二次電池２３はその直流電力にて充電される。尚、電池ユニット２０を装着状態の被充電機器３０が充電器１０の載置部１０ａ（充電位置）に載置された状態で、電池側コイル２１と充電器側コイル１１は被充電機器３０の厚み方向（撮像方向であって、図１中、上下方向）に並ぶように構成されている。

一方、電池ユニット２０から被充電機器３０への電力供給時において、充放電回路２２は、二次電池２３からの直流電力に基づき被充電機器３０の動作に適した所定の交流電力を生成し、電池側コイル２１に供給する。これにより、充放電回路２２は、電池側コイル２１を通じて被充電機器３０の本体に内蔵の本体側コイル３１に向けて電力伝送を行うようになっている。尚、電池ユニット２０が被充電機器３０に装着された状態で、電池側コイル２１と本体側コイル３１は被充電機器３０の厚み方向に並ぶように構成されている。

被充電機器３０は、例えばデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置やカメラ付き携帯電話等の携帯機器であって、静止画や動画の撮影等、主たる機能を実行するための機能回路（図示略）を備えており、その機能回路は、被充電機器３０の本体に装着された電池ユニット２０からの電源供給に基づいて動作する。また、被充電機器３０には、本体側コイル３１と電気的に接続された本体側回路３２が内蔵され、その本体側回路３２は、本体側コイル３１を通じて受電した電池ユニット２０からの交流電力を所定の直流電力に変換して前記機能回路に供給する。

また、この被充電機器３０の本体、及びそれに着脱自在に取り付けられる電池ユニット２０は防水及び防塵構造を有しているため、悪環境下で電池ユニット２０を交換する場合においても、被充電機器３０本体及び電池ユニット２０への水や塵埃の侵入が防止されるようになっている。

尚、充電器１０、電池ユニット２０及び被充電機器３０本体はそれぞれ、図示しない認証回路及び認証用コイルを備えており、それらの認証回路は、認証用コイルを通じて充電器１０と電池ユニット２０との間、及び電池ユニット２０と被充電機器３０本体との間で確認信号の授受を行う。

つまり、充電器１０の認証回路は、充電しようとする電池ユニット２０が充電器１０と適合するものか否かをその確認信号の授受にて判定し、適合の電池ユニット２０であるとの判定に基づいて送電回路１３に充電許可信号を出力し、送電回路１３はその充電許可信号の入力に基づいて電池ユニット２０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、適合しない電池ユニット２０や金属等が充電器１０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、これと同様に、電池ユニット２０の認証回路は、その電池ユニット２０が装着された被充電機器３０が電池ユニット２０と適合するものか否かをその確認信号の授受にて判定し、適合の被充電機器３０であるとの判定に基づいて充放電回路２２に送電許可信号を出力し、充放電回路２２はその送電許可信号の入力に基づいて被充電機器３０本体に向けての送電を開始するようになっている。

上記のような給電システムでは、電池ユニット２０が被充電機器３０の本体内部に一体保持された状態（装着された状態）で、その電池ユニット２０を充電器１０により充電可能となっている。電池ユニット２０を充電する際には、まず、電池ユニット２０が装着されたままで被充電機器３０を充電器１０の載置部１０ａに所定の向きで載置する。この載置された状態において、充電器１０、電池ユニット２０及び被充電機器３０本体のそれぞれのコイル１１，２１，３１は、被充電機器３０の厚み方向に電池側コイル２１を真ん中として一列に並ぶようになっている。そして、充電器側コイル１１及び電池側コイル２１を通じた充電器１０から電池ユニット２０への電力伝送によって電池ユニット２０の二次電池２３が充電される。尚、この充電時においては、図示しないスイッチ等をオフすることで、充電器側コイル１１及び電池側コイル２１で生じた磁界によって本体側コイル３１に誘起電圧が生じることが防止されているため、充電中において本体側コイル３１が電池側コイル２１に磁気的に影響することが防止されている。

このような給電システムでは、被充電機器３０本体に着脱自在に収容された電池ユニット２０の電力が、電池側コイル２１と本体側コイル３１の電磁誘導作用により非接触で被充電機器３０本体に供給されるため、被充電機器３０本体と電池ユニット２０との間に電気的な接点を設けなくても済む。従って、被充電機器３０本体と電池ユニット２０（二次電池２３）との間の電気的な接点不良が生じないように構成とすることが可能となっており、その結果、それに起因する被充電機器３０の動作不良が防止されるようになっている。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）被充電機器３０本体に収容された電池ユニット２０の二次電池に充電された電力を、電池側コイル２１と被充電機器３０本体に内蔵された本体側コイル３１の電磁誘導作用により非接触で被充電機器３０本体に供給するように構成されるため、被充電機器３０本体と電池ユニット２０との間に電気的な接点を設けなくても済む。そのため、被充電機器３０本体と電池ユニット２０（二次電池２３）との間の電気的な接点不良が生じないように構成とすることが可能となり、その結果、それに起因する被充電機器３０の動作不良を防止することができる。また、電池ユニット２０の被充電機器３０本体への着脱が容易となり、その結果、電池ユニット２０の交換を迅速に行うことが可能となる。

また、電池ユニット２０は被充電機器３０本体に着脱自在、且つ被充電機器３０本体に一体保持された状態で充電器１０にて非接触充電可能に構成される。このため、例えば、被充電機器３０本体に装着された電池ユニット２０の電池容量が少なくなってきたとき、早急に予備の電池ユニット２０と交換したい場合にはそれが可能であり、電池ユニット２０を早急に交換する必要がない場合には、電池ユニット２０を被充電機器３０本体に装着した状態で充電することにより電池ユニット２０の交換無しに対応できるため、利便性を向上させることができる。

更に、電池側コイル２１が充電器側コイル１１からの受電用と本体側コイル３１への送電用とを兼ねるため、電池ユニット２０に受電用コイルと送電用コイルをそれぞれ別に設ける場合に比べて部品点数の増加を抑え、また、電池ユニット２０のサイズを小さく抑えることができる。

（２）電池ユニット２０及び被充電機器３０本体はそれぞれ、防水及び防塵構造を有するため、悪環境下で電池ユニット２０を交換する場合においても被充電機器３０本体及び電池ユニット２０への水や塵埃の侵入を防止することができる。

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、充電器１０、電池ユニット２０及び被充電機器３０本体のそれぞれのコイル１１，２１，３１が、被充電機器３０の厚み方向に並ぶように構成されたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、図２に示すように、各コイル１１，２１，３１が被充電機器３０の幅方向（図２中、左右方向）に並ぶように構成してもよく、また、図３に示すように、各コイル１１，２１，３１が被充電機器３０の高さ方向（図３中、上下方向）に並ぶように構成してもよい。

また、上記実施形態のような各コイル１１，２１，３１が電池側コイル２１を真ん中として一列に並ぶような構成以外に、例えば図３に示すように、本体側コイル３１を真ん中として一列に並ぶように構成してもよい。また、各コイル１１，２１，３１が一方向に並ぶ構成でなくてもよい。

・上記実施形態では、被充電機器３０をデジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話等の撮像機能付きの機器としたが、特にこれに限定されるものではなく、撮像機能が搭載されていない携帯電話や携帯情報端末等、非接触で充電可能な機器に適用してもよい。

１０…充電器、１１…充電器側コイル、２０…電池ユニット、２１…電池側コイル、２３…二次電池、３０…被充電機器、３１…本体側コイル。

Claims (3)

1. 被充電機器の電源用の電池ユニットと充電器とにそれぞれ備えられた電池側コイル及び充電器側コイルの電磁誘導作用により非接触で前記充電器から前記電池ユニットに給電を行い、前記電池側コイルにて受電した電力を前記電池ユニットに内蔵の二次電池に充電する給電システムであって、
   前記電池ユニットは、被充電機器本体に着脱自在、且つ前記被充電機器本体に一体保持された状態で前記充電器側コイルと前記電池側コイルを通じて非接触で充電可能に構成されるとともに、
   前記被充電機器本体に収容された前記電池ユニットの二次電池に充電された電力を、前記電池側コイルと前記被充電機器本体に内蔵された本体側コイルの電磁誘導作用により非接触で前記被充電機器本体に供給するように構成されたことを特徴とする給電システム。
2. 請求項１に記載の給電システムにおいて、
   前記電池ユニットは、防水及び防塵構造を有することを特徴とする給電システム。
3. 請求項２に記載の給電システムにおいて、
   前記被充電機器本体は、防水及び防塵構造を有することを特徴とする給電システム。

Images