JP2011229314A - 充電装置、および、充電装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】置き方および被充電機器の形状によらず簡単に効率良く充電をすること。
【解決手段】充電装置（１００Ａ）は、受電コイル（２８０）を備える被充電機器（２００）を無接点充電方式で充電する装置である。充電装置は、所定距離以内の受電コイルに電力を供給することが可能であり、所定距離の２倍以内の間隔で対向して配置される第１送電コイル及び第２送電コイル（１８０Ａ，Ｂ）と、第１及び第２送電コイルのいずれかが受電コイルに電力を供給可能な位置に被充電機器を保持可能な保持部と、被充電機器に電力を供給する送電コイルとして、第１及び第２送電コイルのいずれかを選択する選択手段（１７０）と、第１及び第２送電コイルのいずれかが効率良く電力を供給できるかを検知する検知手段（１１０，１６０）とを備える。選択手段は、検知手段の検知結果に応じて送電コイルを選択する。
【選択図】図３

Description

この発明は、充電装置、および、充電装置の制御方法に関し、特に、無接点充電方式での充電に適した充電装置、および、充電装置の制御方法に関する。

従来、無接点充電方式で充電する充電装置において、載置台に置かれた被充電機器に設けられた受電コイルの位置に応じて、充電装置側の送電コイルを移動させることによって、効率よく充電することが可能なものがあった（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００８−１０９７６２号公報

しかし、特許文献１の充電装置においては、充電装置の載置台に、被充電機器の受電コイルの有る側の面が接するように載置されなければ、受電コイルと載置台の送電コイルとの距離が、送電可能な距離よりも大きくなり過ぎて、充電できないといった問題があった。

また、特許文献１の充電装置においては、被充電機器の受電コイルの有る側の面が平らであれば、載置台に安定して載置させることができるが、その面が平らでなければ、載置台に安定して載置させることができない。このため、受電コイルと載置台の送電コイルとの距離が、送電可能な距離よりも大きくなってしまうので、充電できないといった問題があった。

さらに、特許文献１の充電装置においては、送電コイルを移動させるための機構を設ける必要があるため、構造が複雑になるとともに製品のコストが高くなってしまうといった問題があった。

さらにまた、特許文献１の充電装置においては、効率よく充電可能な位置を検出するために、充電を開始する前に、載置台の範囲を隈無く送電コイルを移動させる必要がある。このため、充電を開始するまでに時間を要するといった問題があった。

この発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的の１つは、置き方および被充電機器の形状によらず簡単に効率良く充電をすることが可能な充電装置、および、充電装置の制御方法を提供することである。

この発明の他の目的は、簡単な構造で製造コストを比較的、抑えることが可能な充電装置を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、充電を開始するまでに比較的、時間を要さなくすることが可能な充電装置、および、充電装置の制御方法を提供することである。

上述の目的を達成するために、この発明のある局面によれば、充電装置は、受電コイルを備える被充電機器を無接点充電方式で充電する装置である。

充電装置は、所定距離以内の受電コイルに電力を供給することが可能であり、所定距離の２倍以内の間隔で対向して配置される第１送電コイル及び第２送電コイルと、第１及び第２送電コイルのいずれかが受電コイルに電力を供給可能な位置に被充電機器を保持可能な保持部と、被充電機器に電力を供給する送電コイルとして、第１及び第２送電コイルのいずれかを選択する選択手段と、第１及び第２送電コイルのいずれかが効率良く電力を供給できるかを検知する検知手段とを備える。選択手段は、検知手段の検知結果に応じて送電コイルを選択する。

好ましくは、保持部は、対向した側面を持ち、鉛直上方が開口した穴を有し、該穴の内部に被充電機器の少なくとも一部が入った状態で被充電機器を保持する。第１及び第２送電コイルは、対向した側面の側にそれぞれ配置される。

好ましくは、穴の深さは、被充電機器を保持した場合に、該被充電機器の受電コイルが該穴の内部に位置するような深さである。

好ましくは、第１及び第２送電コイルを移動させる駆動部を更に備える。検知手段は、第１及び第２送電コイルを移動させながら検知を行なう。

好ましくは、選択手段によっていずれの送電コイルが選択されているかを示す情報を表示する情報表示部を更に備える。

この発明の他の局面によれば、充電装置の制御方法は、受電コイルを備える被充電機器を無接点充電方式で充電する充電装置の制御部の制御方法である。充電装置は、受電コイルに電力を供給することが可能な第１送電コイル及び第２送電コイルと、第１及び第２送電コイルのいずれかが受電コイルに電力を供給可能な位置に被充電機器を保持可能な保持部とを備える。

制御方法は、第１及び第２送電コイルのいずれかが効率良く電力を供給できるかを検知する検知ステップと、検知ステップによる検知結果に応じて被充電機器に電力を供給する送電コイルとして第１及び第２送電コイルのいずれかを選択する選択ステップとを含む。

この発明に従えば、充電装置、および、充電装置に制御方法によって、被充電機器に電力を供給する送電コイルとして、第１及び第２送電コイルのいずれかが選択され、第１及び第２送電コイルのいずれかが効率良く電力を供給できるかが検知され、検知結果に応じて送電コイルが選択される。

また、所定距離の２倍以内の間隔で対向して配置される第１送電コイル及び第２送電コイルが備えられ、第１及び第２送電コイルのいずれかが受電コイルに電力を供給可能な位置に被充電機器が保持される。このため、被充電機器の受電コイルがいずれかの送電コイルから所定距離以内になるように被充電機器を保持することができる。その結果、置き方および被充電機器の形状によらず簡単に効率良く充電をすることが可能な充電装置、および、充電装置の制御方法を提供することである。

さらに、送電コイルを移動させる機構などを設けることなく、電力を供給する送電コイルが第１及び第２送電コイルから選択される。送電コイルを移動させる機構よりも、電力を供給する送電コイルを選択する機構の方が、一般的に、構造が簡単であり、コストが低い。その結果、簡単な構造で製造コストを比較的、抑えることが可能な充電装置を提供することである。

さらにまた、効率よく充電できるようにするために、送電コイルを或る範囲で移動させるのではなく、第１及び第２送電コイルから選択するようにする。或る範囲で送電コイルを移動させるよりも、送電コイルを選択する方が、時間を要さない。その結果、充電を開始するまでに比較的、時間を要さなくすることが可能な充電装置、および、充電装置の制御方法を提供することである。

この発明の実施の形態における充電装置の斜視図である。 この発明の実施の形態における充電装置の平面図、正面図および断面図である。 この発明の第１の実施の形態における充電装置の機能ブロック図である。 この発明の第１の実施の形態における充電装置によって実行される充電制御処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の第１の実施の形態の変形例における充電装置の正面図である。 この発明の第２の実施の形態における充電装置の正面図である。 この発明の第２の実施の形態における充電装置の機能ブロック図である。 この発明の第３の実施の形態における充電装置の正面図である。 この発明の第３の実施の形態における充電装置の機能ブロック図である。 この発明の第３の実施の形態における充電装置によって実行される充電制御処理の流れを示すフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

［第１の実施の形態］
図１は、この発明の実施の形態における充電装置１００Ａの斜視図である。図２は、この発明の実施の形態における充電装置１００Ａの平面図、正面図および断面図である。図１および図２を参照して、充電装置１００Ａの筐体は、上部筐体１０１と、下部筐体１０２とから構成される。

上部筐体１０１は、ごく浅く丸い皿状の形状の外周に下部筐体１０２との嵌合部が形成され、中央に、被充電機器２００を立掛けるためのくぼみである穴部を有する。下部筐体１０２は、中空円筒の軸方向の一端である下端が底面で閉じられた形状であり、他端である上端の開口部に上部筐体１０１が嵌め込み可能に形成される。上部筐体１０１と下部筐体１０２とが嵌め合わされることによって、内部に空間が形成される。この空間に、送電コイル１８０Ａ，Ｂおよび図３で後述する制御回路が設けられる。

なお、上部筐体１０１の材質は、充電装置１００Ａの内部の送電コイル１８０Ａ，Ｂと外部の受電コイル２８０（図３に図示）との間の電磁誘導が妨げられない材質、たとえば、樹脂である。下部筐体１０２の材質は、特に限定されない。

ここで、送電コイル１８０と受電コイル２８０との間の電磁誘導による無接点充電方式について簡単に説明する。送電コイル１８０に交流を流すと、送電コイル１８０で、変動する磁束が発生する。この変動する磁束によって、受電コイル２８０に交流の起電力が発生する。

送電コイル１８０側に電源を設け、受電コイル２８０側に交流を直流に変換する回路および二次電池を設ければ、送電コイル１８０と受電コイル２８０との間に接点が無くても、送電コイル１８０から受電コイル２８０に電力を伝送することができ、受電コイル２８０で発生した交流の起電力を直流に変換して二次電池を充電することができる。

被充電機器２００Ａ，Ｂは、それぞれ、たとえば、撮像装置（動画、静止画）、ＩＣレコーダ、携帯音楽プレーヤ、携帯電話機、コントローラ（ゲーム機）、携帯ゲーム機、腕時計、リモコン（テレビ、レコーダ）、および、懐中電灯など電池を使用する携帯機器である。被充電機器２００には、受電コイル２８０が設けられる。被充電機器２００の構成については、後述する図３で説明する。

上部筐体１０１の穴部の形状は、直方体の角を丸く面取りした形状である。また、穴の口の部分も丸く面取りされる。穴部の横断面の形状は、この充電装置１００Ａで充電することを想定している複数の被充電機器のうち、長手方向に垂直な断面が最も大きい被充電機器の断面の形状より大きくなるように定められる。

また、穴部の深さは、この充電装置１００Ａで充電することを想定している複数の被充電機器のうち、長手方向の両端から受電コイル２８０までのそれぞれの距離のうち短い方の距離が最も大きい被充電機器を、長手方向の受電コイルが備えられた側（長手方向の受電コイルまでの距離が短い方の端）を下にして穴部に立掛けた場合に、受電コイルが穴部の内部に位置するように定められる。

これにより、充電装置１００Ａの被充電機器２００を保持する部分は、穴部の内部に被充電機器２００の少なくとも一部が入った状態で被充電機器２００が立掛けられることにより、被充電機器２００を保持する。

なお、ここでは、２つの被充電機器２００Ａ，Ｂが、穴部に立掛けられている例を示しているが、これに限定されず、穴部に立掛けられる被充電機器の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

送電コイル１８０Ａ，Ｂは、穴部の直方体の形状の広い方の２つの側面のそれぞれの内部の空間に設けられる。送電コイル１８０Ａ，Ｂは、できるだけ穴部に近い位置に設けられることが望ましい。送電コイル１８０Ａ，Ｂおよび受電コイル２８０は、本実施の形態においては、扁平型の空芯コイルである。

この対向する送電コイル１８０Ａ，Ｂのいずれかで、被充電機器２００Ａ，Ｂの受電コイル２８０との間で電磁誘導を生じさせる必要があるので、穴部の側面のうち送電コイル１８０Ａ，Ｂが内部に備えられる方の対向する側面の幅は、この充電装置１００Ａで充電することを想定している複数の被充電機器のうち、長手方向に垂直な断面の短い方の幅が最も大きい被充電機器の当該短い方の幅よりも大きく、かつ、送電コイル１８０と受電コイル２８０との間で電磁誘導が生じ得る最大の距離Ｄの２倍以下である。

また、穴部の側面のうち送電コイル１８０Ａ，Ｂが内部に備えられてない方の対向する側面の幅は、この充電装置１００Ａで充電することを想定している複数の被充電機器のうち、長手方向に垂直な断面の長い方の幅が最も大きい被充電機器の当該長い方の幅よりも大きい。

これにより、充電装置１００Ａの被充電機器２００を保持する部分は、受電コイル２８０をいずれかの送電コイル１８０からの距離が距離Ｄ以内、つまり、電磁誘導が生じ得る距離以内となるように、被充電機器２００を保持することができる。

充電装置１００Ａの上面には、充電の状態を表示するための表示部１４０が設けられる。表示部１４０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプで構成される。ＬＥＤランプは、送電コイル１８０Ａ，Ｂそれぞれの側に３個ずつ設けられる。なお、ＬＥＤランプの個数は、それぞれの側に３個に限定されず、１個であってもよいし、他の個数であってもよい。

第１の実施の形態においては、表示部１４０は、対向する送電コイル１８０Ａ，Ｂのいずれが用いられて充電されているかを表示する。具体的には、用いられている送電コイル１８０の側のＬＥＤランプ３個が点灯され、用いられていない送電コイル１８０の側のＬＥＤランプ３個が消灯される。また、充電が完了したときには、点灯されていたＬＥＤランプが消灯される。

また、表示部１４０は、充電の経過状況を表示するようにしてもよい。具体的には、それぞれの側の３個のランプの点灯数によって充電の経過状況を表示してもよい。たとえば、充電初期には３個、充電中期には２個、充電終期には１個、点灯するようにする。

図３は、この発明の第１の実施の形態における充電装置１００Ａの機能ブロック図である。図３を参照して、充電装置１００Ａについて説明する前に、被充電機器２００について説明する。

被充電機器２００は、被充電機器２００の機能を実現するための電気部品２１０と、電気部品２１０に電力を供給する二次電池２２０と、充電装置１００Ａの送電コイル１８０Ａ，Ｂから電磁誘導によって電力の供給を受けて二次電池２２０に充電をする受電コイル２８０とを備える。

被充電機器２００の機能とは、被充電機器２００が動画撮像装置である場合、ムービ撮影機能およびムービ再生機能などである。また、被充電機器２００が携帯電話である場合、電話機能および電子メール機能などである。

二次電池２２０は、本実施の形態においては、リチウムイオン電池であることとする。しかし、これに限定されず、二次電池２２０は、他の種類のもの、たとえば、ニッケル水素電池またはニカド電池であってもよい。

受電コイル２８０には、交流を直流に変換する回路、および、二次電池２２０への充電を制御する回路が含まれる。ここでは、二次電池２２０への充電は、定電流・定電圧充電方式で行なわれる。

充電装置１００Ａは、制御回路と、送電コイル１８０Ａ，Ｂとを備える。制御回路は、制御部１１０と、記憶部１２０と、表示部１４０と、電力供給部１５０と、送電電力制御部１６０と、供給先切替部１７０とを含む。

記憶部１２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）（たとえば、フラッシュメモリ）などの不揮発性メモリおよびＲＡＭ（Random Access Memory）（たとえば、ＳＤＲＡＭ（synchronous Dynamic Random Access Memory））などの揮発性メモリを含む。

記憶部１２０は、充電装置１００Ａを制御するためのプログラムのデータ、充電装置１００Ａを制御するためのデータ、および、充電装置１００Ａの各種機能を設定するための設定データなどを記憶する。

また、記憶部１２０は、プログラムが実行されるときのワークメモリ、および、充電制御処理が行なわれるときの一時メモリなどとして用いられる。

制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含み、記憶部１２０に記憶された充電装置１００Ａを制御するためのプログラムに従って、記憶部１２０、表示部１４０、電力供給部１５０、送電電力制御部１６０、および、供給先切替部１７０を制御する。

電力供給部１５０は、制御部１１０によって制御されて、電源コンセントなどの外部電源３００から交流の電力の供給を受けて、その電力を送電電力制御部１６０に供給する。また、電力供給部１５０は、交流を直流に変換して、制御電力として、制御部１１０、記憶部１２０、表示部１４０、送電電力制御部１６０および供給先切替部１７０に供給する。

送電電力制御部１６０は、制御部１１０によって制御されて、電力供給部１５０から供給された交流を直流に変換して、変換された直流を制御部１１０によって指定された電流または電圧となるように制御した後、再度、交流に変換して出力する。

供給先切替部１７０は、制御部１１０によって制御されて、電力を供給する送電コイル１８０を切替える。

送電コイル１８０Ａ，Ｂは、供給された電力を、電磁誘導で、被充電機器２００の受電コイル２８０に出力する。

表示部１４０は、制御部１１０によって制御されて、ＬＥＤランプで前述したような表示をする。

定電流・定電圧充電方式では、充電の初期には、二次電池２２０に適合した所定の定電流値で二次電池２２０に充電する。また、電圧値が所定の定電圧値まで上昇すると、当該定電圧値で二次電池２２０に充電する。そして、電流値が所定の充電終了電流値まで下がると、充電を終了する。

本実施の形態においては、受電コイル２８０で直流に変換されたときに、充電のそれぞれのタイミングで、このような定電流値および定電圧値を超えず、充電終了電流値を下回らない交流の起電力が受電コイル２８０で発生するような磁束を送電コイル１８０で発生させることができるように、送電電力制御部１６０から出力される交流を制御する必要がある。このため、次のように制御する。

制御部１１０は、充電に用いる送電コイルの検出時、および、充電の初期には、送電電力制御部１６０を制御して、電力供給部１５０によって供給された交流から変換された直流が所定の第１の電流値となるように制御した後、再度、当該直流を交流に変換したもの（以下「第１の交流」という）を出力させる。第１の電流値は、当該第１の交流が受電コイル２８０に伝達され直流に変換された場合の電流値が、前述の定電流値を上回らないような電流値に定められる。

また、制御部１１０は、電力供給部１５０によって供給された交流から変換された直流の電圧値が所定の電圧値になった場合には、送電電力制御部１６０を制御して、変換された直流が所定の第１の電圧値となるように制御した後、再度、当該直流を交流に変換したもの（以下「第２の交流」という）を出力させる。第１の電圧値は、当該第２の交流が受電コイル２８０に伝達され直流に変換された場合の電圧値が、前述の定電圧値を上回らないような電圧値に定められる。

そして、制御部１１０は、電力供給部１５０によって供給された交流から変換された直流の電流値が所定の第２の電流値まで下がった場合には、電力供給部１５０、送電電力制御部１６０および供給先切替部１７０を制御して、使用されている送電コイル１８０での充電を終了させる。第２の電流値は、受電コイル２８０に伝達された交流が直流に変換された場合の電流値が、前述の充電終了電流値を下回らないような値に定められる。

図４は、この発明の第１の実施の形態における充電装置１００Ａによって実行される充電制御処理の流れを示すフローチャートである。図４を参照して、ステップＳ１０１で、充電装置１００Ａの制御部１１０は、変数ｋの値を１に初期化する。

ステップＳ１０２では、制御部１１０は、供給先切替部１７０を制御して、電力の供給先をｋ番目の送電コイル１８０に切替える。なお、第１の実施の形態においては、１番目が送電コイル１８０Ａ、２番目が送電コイル１８０Ｂであることとする。

次に、ステップＳ１０３で、制御部１１０は、送電電力制御部１６０を制御して、電力供給部１５０から供給される交流を変換して、前述の第１の交流を、供給先切替部１７０によって切替えられた供給先の送電コイル１８０に出力させ、このときの第１の交流に変換前の直流の電圧値Ｖ（ｋ）（Ｖ）を検出する。これにより、被充電機器２００の二次電池２２０に電力が供給される。

次いで、ステップＳ１０４で、制御部１１０は、ステップＳ１０３で検出された直流の電圧値Ｖ（ｋ）を記憶部１２０に記憶させる。そして、ステップＳ１０５で、変数ｋの値を１加算する。

ステップＳ１０６では、変数ｋの値が送電コイル１８０の数（第１の実施の形態においては２つ）以下であるか否かを判断する。変数ｋの値が送電コイル１８０の数以下であると判断した場合（ステップＳ１０６でＹＥＳの場合）、つまり、すべての送電コイル１８０について電圧値Ｖ（ｋ）が検出されていない場合、制御部１１０は、実行する処理をステップＳ１０２の処理に戻す。

一方、変数ｋの値が送電コイル１８０の数以下でないと判断した場合（ステップＳ１０６でＮＯの場合）、つまり、すべての送電コイルについて電圧値Ｖ（ｋ）が検出された場合、ステップＳ１１１で、制御部１１０は、電圧値Ｖ（ｋ）＜閾値Ｖｔｈを満たす送電コイル１８０があるか否かを判断する。

閾値Ｖｔｈは、被充電機器２００の二次電池２２０にさらに充電する必要がないと判断するための閾値であって、たとえば、前述の第１の電圧値の９０％の値とされる。電圧値Ｖ（ｋ）が閾値Ｖｔｈ未満である送電コイル１８０があれば、充電対象の被充電機器２００があると判断する。

Ｖ（ｋ）＜Ｖｔｈを満たす送電コイル１８０があると判断した場合（ステップＳ１１１でＹＥＳの場合）、つまり、充電対象の被充電機器２００があると判断した場合、ステップＳ１１２で、制御部１１０は、供給先切替部１７０を制御して、最も電圧値Ｖ（ｋ）が小さい送電コイル１８０に切替え、電力供給部１５０および送電電力制御部１６０を制御して、充電を開始させる。充電中の送電電力制御部１６０の制御については、前述したとおりである。

このように、最も電圧値Ｖ（ｋ）が小さい送電コイル１８０を用いることによって、最も良い充電効率で被充電機器２００の二次電池２２０を充電することができる。つまり、ステップＳ１０１〜ステップＳ１１２までの処理によって、順次、送電コイル１８０を切替えながら、それぞれの送電コイル１８０による充電効率を検出して、最も良い充電効率が検出された送電コイルを、充電に用いる送電コイルとして切替えることができる。

ステップＳ１１３では、制御部１１０は、充電が終了したか否かを判断する。充電終了の判断については、前述したとおりである。充電が終了していないと判断した場合（ステップＳ１１３でＮＯの場合）、制御部１１０は、ステップＳ１１３の処理を繰返す。

一方、充電が終了したと判断した場合（ステップＳ１１３でＹＥＳの場合）、制御部１１０は、実行する処理をステップＳ１０１の処理に戻す。これによって、充電装置１００Ａに複数の被充電機器２００がセットされている場合に、充電対象の被充電機器２００があれば、その被充電機器２００にも充電される。

Ｖ（ｋ）＜Ｖｔｈを満たす送電コイル１８０がないと判断した場合（ステップＳ１１１でＮＯの場合）、つまり、充電対象の被充電機器２００がないと判断した場合、制御部１１０は、この充電制御処理を終了して、実行する処理を呼出元の処理に戻す。

［第１の実施の形態の変形例］
第１の実施の形態の変形例における充電装置１００Ａ’は、第１の実施の形態の円形の送電コイル１８０Ａ，Ｂの形状を変更したものである。このため、送電コイル１８０の形状以外は、共通であるので、重複する説明は繰返さない。

図５は、この発明の第１の実施の形態の変形例における充電装置１００Ａ’の正面図である。図５を参照して、第１の実施の形態の変形例の送電コイル１８０Ａ’，Ｂ’の形状は、充電装置１００Ａ’の穴部の送電コイル１８０Ａ’，Ｂ’が内部に備えられる方の側面の全体をカバーする角を丸く面取りした長方形とする。長方形としたので、角まで広くカバーすることができる。

これにより、被充電機器２００が、充電装置１００Ａ’の穴部の端の方にセットされた場合であっても、送電コイル１８０と受電コイル２８０との距離を近くすることができる。このため、効率良く充電することができる。

［第２の実施の形態］
第１の実施の形態における充電装置１００Ａは、穴部の対向する側面の内部にそれぞれ１つずつの送電コイル１８０Ａ，Ｂを設けるようにした。第２の実施の形態における充電装置１００Ｂは、穴部の対向する側面の内部にそれぞれ複数の送電コイル１８０を設けることとする。このため、穴部のそれぞれの側面の送電コイルを複数にしたことによって変更される部分以外は、第１の実施の形態と共通であるので、重複する説明は繰返さない。

図６は、この発明の第２の実施の形態における充電装置１００Ｂの正面図である。図６を参照して、第２の実施の形態においては、充電装置１００Ｂの穴部のそれぞれの側面の内部に３つずつの送電コイル１８０Ｃ〜Ｅ，Ｆ〜Ｈを設けるようにする。

図７は、この発明の第２の実施の形態における充電装置１００Ｂの機能ブロック図である。図７を参照して、穴部の両側面にそれぞれ複数の送電コイル１８０Ｃ〜Ｅ，Ｆ〜Ｈ（１８０Ｅ，Ｈは図示されていない）が設けられる。

表示部１４０の両側面のＬＥＤランプ６つは、それぞれ、６つの送電コイル１８０Ｃ〜Ｅ，Ｆ〜Ｈに対応するようにする。そして、充電に用いられている送電コイル１８０に対応するＬＥＤランプを点灯させ、その他の送電コイル１８０に対応するＬＥＤランプを消灯させるようにする。

充電制御処理については、図４で説明した第１の実施の形態の処理において、送電コイル数を２つから６つに変更すればよい。

［第３の実施の形態］
第１の実施の形態における充電装置１００Ａ、および、第２の実施の形態における充電装置１００Ｂでは、それぞれ、送電コイル１８０Ａ，Ｂおよび送電コイルＣ〜Ｅ，Ｆ〜Ｈの位置が固定であることとした。第３の実施の形態における充電装置１００Ｃでは、送電コイルが移動可能であることとする。

図８は、この発明の第３の実施の形態における充電装置１００Ｃの正面図である。図８を参照して、第３の実施の形態における充電装置１００Ｃの送電コイル１８０Ｊ，Ｋは、それぞれ、穴部の送電コイル１８０Ｊ，Ｋが備えられる側面に平行な方向に移動可能である。

図９は、この発明の第３の実施の形態における充電装置１００Ｃの機能ブロック図である。図９を参照して、充電装置１００Ｃは、図３で説明した第１の実施の形態の充電装置１００Ａの構成に加えて、コイル駆動部１９０Ａ，Ｂをさらに備える。

コイル駆動部１９０Ａ，Ｂは、制御部１１０によって制御されて、それぞれ、送電コイル１８０Ｊ，Ｋを、送電コイル１８０Ｊ，Ｋが備えられる側面に平行な縦方向および横方向に移動させる。

表示部１４０の６つのＬＥＤランプのうち、充電に用いられている送電コイル１８０Ｊ，Ｋの近傍のＬＥＤランプを点灯させ、その他のＬＥＤランプを消灯させるようにする。

図１０は、この発明の第３の実施の形態における充電装置１００Ｃによって実行される充電制御処理の流れを示すフローチャートである。図１０を参照して、この処理は、図４で説明した第１の実施の形態の充電装置１００Ａにおける処理に、ステップＳ１０７の処理を加えたものである。

ステップＳ１０７では、制御部１１０は、送電コイル１８０Ｊ，Ｋのそれぞれについて、受電コイル２８０との間の送電効率が最も良くなる位置を探索するよう、それぞれ、コイル駆動部１９０Ａ，Ｂを制御する。

具体的には、前述の第１の交流を受電コイル２８０に送電しているときの、第１の交流に変換前の直流の電圧値が最も低くなる位置を探索する。

［まとめ］
（１） 以上説明したように、第１の実施の形態から第３の実施の形態の充電装置１００Ａ〜Ｃは、それぞれ、制御回路と、送電コイル１８０Ａ，Ｂ、送電コイル１８０Ｃ〜Ｅ，Ｆ〜Ｈ、および、送電コイル１８０Ｊ，Ｋと、被充電機器２００を保持する部分とを備える。

送電コイル１８０Ａ，Ｂ、送電コイル１８０Ｃ〜Ｅ，Ｆ〜Ｈ、および、送電コイル１８０Ｊ，Ｋは、それぞれ、所定距離Ｄ以内の受電コイル２８０に電力を伝達することが可能な送電コイルであって、所定距離Ｄの２倍である２Ｄ以内の距離で対向して配置される少なくとも２つの送電コイルである。

被充電機器２００を保持する部分は、対向した送電コイル１８０の間に受電コイル２８０が位置するように被充電機器２００を保持することが可能である。

制御回路は、電力を供給する送電コイルを切替える供給先切替部１７０と、供給先切替部１７０によって、順次、送電コイル１８０を切替えながら、それぞれの送電コイル１８０による充電効率を検出する制御部１１０および送電電力制御部１６０とを含む。供給先切替部１７０は、最もよい充電効率が検出された送電コイル１８０を、充電に用いる送電コイル１８０として切替える。

このように、充電装置１００Ａ〜Ｃによれば、順次、送電コイル１８０が切替えられながら、それぞれの送電コイル１８０による充電効率が検出され、最もよい充電効率が検出された送電コイル１８０が、充電に用いる送電コイル１８０として切替えられる。

また、被充電機器２００を挟んで所定距離Ｄの２倍である２Ｄ以内の距離で対向して送電コイル１８０が設けられる。このため、被充電機器２００の受電コイル２８０がいずれかの送電コイル１８０から所定距離Ｄ以内になるように被充電機器２００を保持することができる。その結果、置き方および被充電機器２００の形状によらず簡単に効率良く充電をすることができる。

さらに、第１の実施の形態および第２の実施の形態の充電装置１００Ａ，Ｂによれば、送電コイル１８０を移動させる機構などを設けることなく、電力を供給する送電コイル１８０を複数のうちから切替える。送電コイル１８０を移動させる機構よりも、複数から電力を供給する送電コイル１８０を切替える機構の方が、一般的に、構造が簡単であり、コストが低い。その結果、簡単な構造で製造コストを比較的、抑えることができる。

さらにまた、第１の実施の形態および第２の実施の形態の充電装置１００Ａ，Ｂによれば、効率よく充電できるようにするために、送電コイル１８０を或る範囲で移動させるのではなく、複数の送電コイル１８０を切替えるようにする。或る範囲で送電コイル１８０を移動させるよりも、送電コイル１８０を切替える方が、時間を要さない。その結果、充電を開始するまでに比較的、時間を要さなくすることができる。

（２） また、第１の実施の形態から第３の実施の形態において、被充電機器２００を保持する部分は、対向した側面を持ち鉛直上方が開口した穴部を有し、該穴部の内部に被充電機器２００の少なくとも一部が入った状態で該被充電機器２００が立掛けられることにより被充電機器２００を保持し、対向した送電コイル１８０は、それぞれ、対向した側面の内部に設けられる。

（３） さらにまた、第１の実施の形態から第３の実施の形態において、穴部の横断面は、被充電機器２００の長手方向に垂直な断面よりも少なくとも大きく、穴部の深さは、長手方向の受電コイル２８０が備えられた側を下にして穴部に被充電機器２００を立掛けた場合に、受電コイル２８０が穴の内部に位置するような深さである。

（４） また、第１の実施の形態から第３の実施の形態において、被充電機器２００を保持する部分は、複数の被充電機器２００を保持することが可能であり、制御回路の制御部１１０および送電電力制御部１６０は、いずれかの被充電機器２００の充電が終了して未充電の被充電機器２００がある場合、さらに、充電効率を検出する。

このため、被充電機器２００が複数、充電装置１００Ａ〜Ｃにセットされた場合であっても、それぞれの被充電機器２００を、順次、充電することができる。

（５） また、第２の実施の形態の充電装置１００Ｂは、送電コイル１８０の対向するそれぞれの側に複数の送電コイル１８０Ｃ〜Ｈを備える。

（６） また、第３の実施の形態の充電装置１００Ｃは、対向する送電コイル１８０を、それぞれ、対向方向と垂直な面内で移動させるコイル駆動部１９０Ａ，Ｂをさらに備え、制御回路の制御部１１０および送電電力制御部１６０は、さらに、コイル駆動部１９０Ａ，Ｂによって、それぞれ、送電コイル１８０Ｊ，Ｋを移動させながら、充電効率を検出する。

（７） また、第１の実施の形態から第３の実施の形態において、供給先切替部１７０によっていずれの送電コイル１８０に切替えられているかを示す情報を表示する表示部１４０をさらに備える。

これによって、いずれの送電コイル１８０が用いられいるか、および、その送電コイル１８０で充電中であるか否かを、ユーザに報知することができる。

（８） また、第１の実施の形態から第３の実施の形態における無接点充電方式は、電磁誘導方式である。

［変形例］
次に、上述した実施の形態の変形例について説明する。

（１） 前述した実施の形態においては、充電装置１００Ａ〜Ｃの穴部の形状は、深さによらず一様な断面であることとするが、これに限定されず、深さが深くなるほど断面が小さくなるようなテーパを付けるようにしてもよい。

（２） 前述した実施の形態においては、充電装置１００Ａ〜Ｃの穴部は、底面まで貫通していないこととしたが、これに限定されず、穴部は、底面まで貫通していてもよい。充電装置１００Ａ〜Ｃを使用する際には、平らな面に充電装置１００Ａ〜Ｃを置いて使用することが想定されるので、穴部が底面まで貫通していても、底面まで貫通していない場合と同様に、被充電機器２００Ａ，Ｂを立掛けることができる。

（３） 前述した実施の形態においては、被充電機器２００Ａ，２００Ｂに受電コイル２８０と二次電池２２０とを独立して設けるようにした。しかし、これに限定されず、二次電池に受電コイル（制御回路を含む）を含めるようにしてもよい。これにより、受電コイル２８０を備えていない被充電機器であっても、受電コイルを含んだ二次電池を装着するだけで、本実施の形態における充電装置１００Ａ〜Ｃで充電することができるようになる。

また、このようにすれば、受電コイルを含んだ二次電池を、充電装置１００Ａ〜Ｃの穴部にセットすることにより、被充電機器に装着しなくても充電することができるようになる。

（４） 前述した実施の形態においては、送電コイルおよび受電コイルの間で電力のみが伝達されるようにした。しかし、これに限定されず、受電コイルを制御するための制御信号を充電装置１００Ａ〜Ｃから被充電機器２００Ａ，Ｂに送信するようにしてもよい。

（５） 前述した実施の形態においては、表示部１４０は、ＬＥＤランプで構成されることとした。しかし、これに限定されず、液晶ディスプレイまたはＥＬディスプレイなどで構成されるようにしてもよい。また、表示部１４０を備えないようにしてもよい。

（６） 前述した実施の形態においては、電磁誘導方式で、充電装置１００Ａ〜Ｃから被充電機器２００に電力を伝送するようにした。しかし、これに限定されず、無接点充電方式であれば、他の方式であってもよい。たとえば、本実施の形態のように商用電力の周波数（５０／６０Ｈｚ）のようなＨｚオーダの交流で電磁誘導を生じさせるものに替えて、ｋＨｚオーダの交流で電磁誘導を生じさせるものであってもよい。また、電磁誘導のように磁界結合するものに替えて、ＭＨｚオーダの交流で共振を利用して電界結合または磁界結合で電力伝送をする電磁界結合方式であってもよい。

（７） 本発明は、充電装置１００Ａ〜Ｃの発明、充電装置１００Ａ〜Ｃで実行される制御方法の発明として捉えることができる。

（８） 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００，１００Ａ〜Ｃ，１００Ａ’ 充電装置、１０１ 上部筐体、１０２ 下部筐体、１１０ 制御部、１２０ 記憶部、１４０ 表示部、１５０ 電力供給部、１６０ 送電電力制御部、１７０ 供給先切替部、１８０，１８０Ａ〜Ｈ，Ｊ，Ｋ 送電コイル、１９０Ａ，Ｂ コイル駆動部、２００，２００Ａ，Ｂ 被充電機器、２１０ 電気部品、２２０ 二次電池、２８０ 受電コイル、３００ 外部電源。

Claims (6)

1. 受電コイルを備える被充電機器を無接点充電方式で充電する充電装置であって、
   所定距離以内の前記受電コイルに電力を供給することが可能であり、前記所定距離の２倍以内の間隔で対向して配置される第１送電コイル及び第２送電コイルと、
   前記第１及び第２送電コイルのいずれかが前記受電コイルに電力を供給可能な位置に前記被充電機器を保持可能な保持部と、
   前記被充電機器に電力を供給する送電コイルとして、前記第１及び第２送電コイルのいずれかを選択する選択手段と、
   前記第１及び第２送電コイルのいずれかが効率良く電力を供給できるかを検知する検知手段とを備え、
   前記選択手段は、前記検知手段の検知結果に応じて送電コイルを選択することを特徴とする、充電装置。
2. 前記保持部は、対向した側面を持ち、鉛直上方が開口した穴を有し、
   該穴の内部に前記被充電機器の少なくとも一部が入った状態で前記被充電機器を保持し、
   前記第１及び第２送電コイルは、前記対向した側面の側にそれぞれ配置されることを特徴とする、請求項１記載の充電装置。
3. 前記穴の深さは、前記被充電機器を保持した場合に、該被充電機器の受電コイルが該穴の内部に位置するような深さであることを特徴とする、請求項１乃至２のいずれかに記載の充電装置。
4. 前記第１及び第２送電コイルを移動させる駆動部を更に備え、
   前記検知手段は、前記第１及び第２送電コイルを移動させながら検知を行なうことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の充電装置。
5. 前記選択手段によっていずれの送電コイルが選択されているかを示す情報を表示する情報表示部を更に備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の充電装置。
6. 受電コイルを備える被充電機器を無接点充電方式で充電する充電装置の制御部の制御方法であって、
   前記充電装置は、
   前記受電コイルに電力を供給することが可能な第１送電コイル及び第２送電コイルと、
   前記第１及び第２送電コイルのいずれかが前記受電コイルに電力を供給可能な位置に前記被充電機器を保持可能な保持部とを備え、
   前記制御方法は、
   前記第１及び第２送電コイルのいずれかが効率良く電力を供給できるかを検知する検知ステップと、
   前記検知ステップによる検知結果に応じて前記被充電機器に電力を供給する送電コイルとして前記第１及び第２送電コイルのいずれかを選択する選択ステップとを含む、充電装置の制御方法。

Images