JP2012130139A - 磁気誘導式コイル移動型無接点充電器 - Google Patents

Abstract

【課題】
送電コイル（１４）を装着したテーブル（１５）をＸ軸方向およびＹ軸方向に自在に移動させる磁気誘導式コイル移動型無接点充電器において、簡単な構成で安価かつ電力効率の高い充電器を提供すること。
【解決手段】
磁気誘導式コイル移動型無接点充電器において、スライダーベース（１２）とテーブル本体（１３）との間に付勢部材（７１）を介在させて、前記付勢部材の付勢力によって回路基板（１６）に押し付けられ、前記送電コイルと回路基板との距離を一定に保ちながら、前記テーブルがX軸方向およびY軸方向に移動する構成とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、受電側のコイルを内臓した充電池を上に載せ、送電側のコイルを装着したテーブルをＸ軸方向およびＹ軸方向に自在に移動させるとともに、該受電側のコイルへ磁気誘導作用により電力を伝達させる簡単な構成で安価かつ電力効率が高く、耐久性に優れた磁気誘導式コイル移動型無接点充電器に関する。

送電側のコイルを装着したテーブルをＸ軸方向およびＹ軸方向に自在に移動させる磁気誘導式コイル移動型無接点充電器としては、種々のものが提案されている。

例えば、特開平２００９−２４７１９４号公報には次のような充電台が開示されている。
すなわちこの公報には、交流電源（１２）に接続されて誘導コイル（５１）に起電力を誘導する電源コイル（１１）と、この電源コイル（１１）を内蔵すると共に、上面には電池内蔵機器（５０）を載せる上面プレート（２１）を有するケース（２０）と、このケース（２０）に内蔵されて、電源コイル（１１）を上面プレート（２１）の内面に沿って移動させる移動機構（１３）と、上面プレート（２１）に載せられる電池内蔵機器（５０）の位置を検出して、移動機構（１３）を制御して電源コイル（１１）を電池内蔵機器（５０）の誘導コイル（５１）に接近させる位置検出制御器（１４）とを備える。充電台（１０）は、電源コイル（１１）と、交流電源（１２）と、移動機構（１３）と、位置検出制御器（１４）とをケース（２０）に内蔵している。
また、誘導コイル（５１）に接近する電源コイル（１１）は、誘導コイル（５１）に電磁結合されて誘導コイル（５１）に交流電力を搬送する。電池内蔵機器（５０）は、誘導コイル（５１）の交流電力を整流して直流に変換し、この直流で内蔵電池（５２）を充電する。
さらに、電源コイル（１１）は、ケース（２０）の上面プレート（２１）の下に配設されて、上面プレート（２１）に沿って移動するように配設される。電源コイル（１１）から誘導コイル（５１）への電力搬送の効率は、電源コイル（１１）と誘導コイル（５１）の間隔を狭くして向上できる。好ましくは、電源コイル（１１）を誘導コイル（５１）に接近する状態で、電源コイル（１１）と誘導コイル（５１）の間隔は７ｍｍ以下とする。したがって、電源コイル（１１）は、上面プレート（２１）の下にあって、できるかぎり上面プレート（２１）に接近して配設される。電源コイル（１１）は、上面プレート（２１）の上に載せられる電池内蔵機器（５０）の誘導コイル（５１）に接近するように移動するので、上面プレート（２１）の下面に沿って移動できるように配設される。との開示がある。

このように、磁気誘導式の充電器では、電源コイルから誘導コイルへの電力搬送の効率は、電源コイルと誘導コイルの間隔を狭くして向上することができるため、できるだけ、電源コイルと誘電コイルとの間隔を狭める必要がある。
また、誘電コイル移動型の充電器では、誘電コイルがX軸方向およびY軸方向に移動するため、誘電コイルをケースの上面プレートの内面に沿って移動させる必要がある。

しかし、この公報では明記されていないが、誘導コイルを上面プレートの内面に沿って移動させるには、いくつか問題がある。図１１は、誘導コイル（誘導コイル）と上面プレート（上ケース）との間隔について記載した概略説明図である。まず、図１１（ａ）に示す如く、誘導コイル２０１は土台２０２の上面に装着され、前記土台２０２はスライダーベース２０３に固着されている。該スライダーベース２０３にはガイド２０４が挿通しており、該ガイド２０４の両端をガイド取付部２０５で固定している。前記誘導コイル２０１の上方には上ケース２０６が配置されている。そして、前記スライダーベース２０３は、ガイド２０４に沿って図中左右方向（Ｘ軸またはＹ軸方向）に移動する。

スライダーベース２０３に土台２０２を介し誘導コイル２０１が装着している状態において、ガイド２０４と上ケース２０６とが平行になっている場合、誘導コイル２０１の上面と上ケース２０６の下面との間隔は、図中Ｐ−１，Ｐ−２，Ｐ−３のいずれの位置でも変わることはなく常に一定に保たれるが、これらの充電器は大量生産する必要があり、大量生産をする中では、図１１（ｂ），図１１（ｃ）のように、部品の仕上がりによって誘導コイル２０１の上面と上ケース２０６の下面との間隔が常に一定に保たれず、関連する部品の精度によって、その間隔に大きな影響がでてしてしまう。

図１１（ｂ）は、図中左側のガイド取付部２０５が若干低くなっているため、ガイド２０４が図中左下がりの状態となっている。すると、Ｐ−４の位置ではＰ−５の位置よりも、誘導コイル２０１の上面と上ケースの下面との間隔が開いている。すなわち、Ｐ−４の位置では、誘導コイル２０１が上ケースの上方に位置する電源コイル（図示せず）から離れているため、電力効率が低下してしまう。

また、図１１（ｃ）は、上ケース２０６の図中中央が下方に撓んでいるため、誘導コイル２０１の上面と上ケースの下面との間隔が無くなってしまっている。Ｐ−６，Ｐ−８の位置でも、誘導コイル２０１は上ケース２０６の下面に接触しているが、Ｐ−７の位置では誘導コイル２０１と上ケースの下面とは大きく摺動することになる。すると、誘導コイル２０１が移動する際にこの摺動負荷が高くなりモータを含む駆動機構に悪影響を及ぼしてしまう。更に、この摺動を繰り返すことにより誘導コイル２０１または上ケース２０６が摩耗してしまい、求める性能を維持できなくなる可能性がある。

従って、このような不具合を回避するため、通常、誘導コイルの上面と上ケースの下面との間隔を、部品精度を考慮して若干隙間を空けるように考慮していた。しかし、部品精度は緩和させることはできず、部品精度は高度に求める必要があり部品が高価となってしまうとともに、常に電源コイルと誘電コイルとの間隔は一定に保つことはできず電力の効率化が困難であった。また、上述では、上ケース２０６が図中下方に撓んでいることを説明しているが、図中上方に撓んだ場合は誘導コイル２０１の上面と上ケースの下面との間隔が広がってしまい、下方に撓んだ場合と同様に電源コイルと誘導コイルとの間隔を一定に保つことはできない。

特開２００９−２４７１９４

そこで、本発明は、簡単な構成で安価に製造することができ、かつ電力の効率化を図った磁気誘導式コイル移動型無接点充電器を提供することを目的とする。

本発明は、下ケース内に磁気誘導式の無接点充電器の送電コイルを装着した２次元移動機構を配置し、上ケースの下面側に回路基板を配置し、前記下ケースの上方から前記上ケースを被せて構成し、前記上ケースの上面に受電コイルを装着した充電池を戴置すると、前記２次元移動機構により前記送電コイルを該充電池近傍に移動させ、該送電コイルから磁気誘導結合により電力を充電池に向けて供給することによって前記充電池を充電する磁気誘導式コイル移動型無接点充電器において、前記２次元移動機構は、Ｘ軸用スライダをＸ軸ガイドに沿ってＸ軸方向に移動させる第一駆動機構と、Ｙ軸用スライダをＹ軸ガイドに沿ってＹ軸方向に移動させる第二駆動機構と、前記Ｘ軸スライダおよびＹ軸用スライダの移動によりＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動するテーブルと、を有し、前記テーブルは、前記Ｘ軸用スライダおよびＹ軸用スライダに装着し、該Ｘ軸用スライダがＸ軸方向に移動すると該Ｙ軸用スライダに沿ってＸ軸方向へ移動し、該Ｙ軸用スライダがＹ軸方向に移動すると該Ｘ軸用スライダに沿ってＹ軸方向へ移動するスライダーベースと、該スライダーベースに、Ｚ方向に移動可能に固着されるテーブル本体と、前記スライダーベースと前記テーブル本体との間に挟持され、該テーブルをＺ方向における前記上ケースに接近する方向に付勢する付勢部材と、前記テーブル本体の上面に装着する前記送電コイルと、有し、前記回路基板には、上ケースの上面に戴置された前記充電池の位置を検出する位置検出回路と、前記第一駆動機構及び第二駆動機構の駆動を制御する駆動制御回路と、を有し、前記充電池が前記上ケースの上面に戴置されたことを前記位置検出回路が検出し、前記駆動機構制御回路によって第一駆動機構及び第二駆動機構を駆動して前記テーブルを移動するとき、前記送電コイルが前記付勢部材の付勢力によって前記回路基板に押付けられ、該送電コイルと該回路基板との距離を一定の間隔に保ちながら、前記テーブルがＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する構成としている。

前記送電コイルの上面または前記回路基板の下面の少なくとも一方に摺接保護シートを付着させるとよい。

前記送電コイルの上面に付着させる摺接保護シートの材質をポリエチレンとするとよい。

前記回路基板の下面に付着させる摺接保護シートの材質をポリエステルとするとよい。

前記付勢部材を圧縮ばねとするとよい。

前記スライダーベースは、角筒状をなす角筒部を有し、該角筒部の上部に少なくとも２つの鍔部設けるとともに、前記角筒部の天面には有底の穴を設け、前記テーブル本体は、前記送電コイルを装着する土台部と、該土台部の下面に有底の凹部を設けるとともに、少なくとも２つの爪部を設け、前記スライダーベースの穴と前記テーブル本体の凹部との間に、前記圧縮ばねを収納するとともに、前記スライダーベースの鍔部に前記テーブル本体の爪部をそれぞれ係止させることにより、前記スライダーベースにテーブル本体を固着するとよい。

前記スライダーベースの上面と、前記テーブル本体の土台部の下面との間に僅かな隙間を設けるとよい。

本発明の磁気誘導式コイル移動型無接点充電器は、スライダーベースとテーブル本体との間に付勢部材を介在させ、該テーブル本体をZ方向における上ケースに接近する方向に付勢することになる。従って、第一駆動機構及び第二駆動機構を駆動して前記テーブルが移動するとき、前記テーブル本体の上面に装着された前記送電コイルが前記付勢部材の付勢力によって前記上ケースの下面側に配置された回路基板に押付けられ、該送電コイルと該回路基板との距離を一定の間隔に保ちながら、テーブルがX軸方向およびY軸方向に移動することができる。その結果、電力の効率化を図ることができる。さらに、付勢部材によってテーブル本体がZ方向に可動可能となるため、駆動機構等の部品精度を高度に求める必要はなくコストを安くすることができる。

また、前記送電コイルの上面または前記回路基板の下面の少なくとも一方に摺接保護シートを付着させると、前記送電コイルおよび前記回路基板の摺動による摩耗を防ぐことができる。

さらに、前記送電コイルの上面に付着させる摺接保護シートの材質を摺動性のよいポリエチレンにすると摺動性が向上する。

また、前記回路基板の下面に付着させる摺接保護シートの材質を帯電防止のポリエステルにすると、摺動により発生する静電気の帯電を防止することができる。

さらに、前記付勢部材を圧縮ばねとすると、安価かつ構成の簡略化を図ることができる。

また、前記スライダーベースに角筒状をなす角筒部を有し、該角筒部の上部に少なくとも２つの鍔部設けるとともに、前記角筒部の天面には有底の穴を設け、前記テーブル本体に前記送電コイルを装着する土台部と、該土台部の下面に有底の凹部を設けるとともに、少なくとも２つの爪部を設け、前記スライダーベースの穴と前記テーブル本体の凹部との間に、前記圧縮ばねを収納するとともに、前記スライダーベースの鍔部に前記テーブル本体の爪部をそれぞれ係止させることにより、前記スライダーベースにテーブル本体を固着すると、前記スライダーベースに対し前記テーブル本体がZ方向において可動可能となり、前記テーブルがX軸方向およびY軸方向に移動する際、前記送電コイルを前記回路基板に、常時、摺接させながら移動することができる。

さらに、前記スライダーベースの上面と、前記テーブル本体の土台部の下面との間に僅かな隙間を設けたことにより、前記スライダーベースに対し前記テーブル本体がZ方向において簡単な構成により可動可能となる。

本発明の磁気誘導式コイル移動型無接点式充電器の外観斜視図 該充電器の分解斜視図 Ｘ軸用スライダ、一対のピニオンおよびウォームギヤの関係を示す平面図 Ｘ軸用スライダ、一対のピニオンおよびウォームギヤの関係を示す斜視図 Ｙ軸用スライダ、一対のピニオンおよびウォームギヤの関係を示す平面図 Ｙ軸用スライダ、一対のピニオンおよびウォームギヤの関係を示す斜視図 テーブルの分解斜視図 スライダーベースの斜視図 スライダーベースのテーブル本体への取付け状態を、一部断面にして示す側面図 テーブルが移動した状態を示す斜視図 先行技術における誘導コイルと上面プレートとの間隔について記載した概略説明図

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明の磁気誘導式コイル移動型無接点充電器１および電子機器等受電コイルを搭載した電源用充電池２の外観を示す斜視図である。

この無接点充電器１とは、充電器側と充電池側とをコネクタ等によって接続をする必要がなく、図１に示すように、充電器１の上面に充電池２を載せるだけで、無接点で充電器１の電力を充電池２へ伝達して、充電池２を充電するものである。以下に詳細を記載するが、充電器側と充電池側にそれぞれコイルを設け、それらのコイルを利用して、充電器の電力を磁気誘導作用により充電池へ伝達して充電池を充電させる。

図２に示す如く、充電器１は、矩形状の四辺から薄壁を上方に向けて形成した下ケース３内に２次元移動機構４を配置し、その上から上ケース５を被せて構成され、下ケース３と上ケース５とは図示しないねじにより固定される。

図中矢印はそれぞれの軸方向を示しており、ＸはＸ軸方向、ＹはＹ軸方向、ＺはＺ軸方向を示している。
前記２次元移動機構４は、Ｘ軸方向に平行に配置されるＸ軸ガイド６と、該Ｘ軸ガイド６にガイドされるＸ軸用スライダ７と、該Ｘ軸用スライダ７を移動させる第一駆動機構８と、Ｙ軸方向に平行に配置されるＹ軸ガイド９と、該Ｙ軸ガイド９にガイドされるＹ軸用スライダ１０と、該Ｙ軸用スライダ１０を移動させる第二駆動機構１１と、前記Ｘ軸用スライダ７および前記Ｙ軸用スライダ１０の双方に対して取付けられたスライダーベース１２と、このスライダーベース１２上に固着されるテーブル本体１３とで構成される。前記テーブル本体１３の上面には送電側のコイルである送電コイル１４が装着され、テーブル本体１３と送電コイル１４とスライダーベース１２とでテーブル１５が構成される。

前記上ケース５の下面側には回路基板１６を配置している。
この回路基板１６には、前記第一駆動機構８および第二駆動機構１１を駆動制御する駆動制御回路１７や、受電コイルを内臓した前記電源用充電池２の位置を検出する位置検出回路１８や、前記電源用充電池２が充電完了したことを検知し充電を停止する充電制御回路１９等を搭載している。

前記Ｘ軸ガイド６およびＹ軸ガイド９は金属製の丸棒で、それぞれ両端部を前記下ケース３に設けられた凹状の軸取付部２０，２０に上方より挿入し、各軸取付部２０，２０からの抜出しが、軸取付片２１，２１により防止されている。

図３は、前記Ｘ軸用スライダ７がＸ軸方向の移動範囲におけるちょうど中心に位置している状態を示している。Ｘ軸用スライダ７は、Ｘ軸方向に長いベース部２５の両端部に、該Ｘ軸ガイド６に装着するための一対のガイド部２６，２６を有するとともに、該ベース部２５の図中下縁にＸ軸ガイド６と平行なラック２７を有している。該ラック２７はＸ軸用スライダ７の最大移動距離の半分の長さに設定されている。また、前記ベース部２５は、図中上縁の中央より、Ｙ軸方向に延出する延出部２８も有している。

前記第一駆動機構８は、Ｘ軸用モータ３０と、このモータ３０の軸３１に直結したウォームギヤ３２と、このウォームギヤ３２と前記ラック２７との間に介在する一対のＸ軸用ピニオン３３，３４とで構成されている。一対のＸ軸用ピニオン３３，３４は、Ｘ軸用スライダ７がＸ軸方向の移動範囲におけるちょうど中心に位置している状態で、前記ラック２７の両端近傍の歯に同時に噛合する。なお、この実施の形態では一対のピニオン３３，３４の形状および寸法を同一にし、部品の共通化を図っているが、設計等の都合により異なる形状および寸法とすることができる。後述するＹ軸用ピニオン５３，５４についても同様である。

前記ウォームギヤ３２は、Ｘ軸ガイド６と平行に配置され、前記Ｘ軸用モータ３０と反対側の端部を下ケース３に設けられた軸支部３５に回転自在に支持されている。該ウォームギヤ３２は、第一ウォーム３６と第二ウォーム３７とを有し、両ウォーム３６，３７間は連結部３８となっている。

図４に示す如く、Ｘ軸用ピニオン３３，３４は上下二段の二段ギヤとなっている。下方に位置する第一段目のギヤ４１，４３は前記ラック２７に噛合する平ギヤであり、上方に位置する第二段目のギヤ４０，４２はそれぞれ第一ウォーム３６および第二ウォーム３７と噛合するはすばギヤとなっている。

図５は、前記Ｙ軸用スライダ１０がＹ軸方向の移動範囲におけるちょうど中心に位置している状態を示している。Ｙ軸用スライダ１０は、Ｙ軸方向に長いベース部４５の両端部に、該Ｙ軸ガイド９に装着するための一対のガイド部４６，４６を有するとともに、該ベース部４５の図中下縁にＹ軸ガイド９と平行なラック４７を有している。該ラック４７はＹ軸用スライダ１０の最大移動距離の半分の長さに設定されている。また、前記ベース部４５は、図中上縁の中央より、Ｘ軸方向に延出する延出部４８も有している。

前記第二駆動機構１１は、Ｙ軸用モータ５０と、このモータ５０の軸５１に直結したウォームギヤ５２と、このウォームギヤ５２と前記ラック４７との間に介在する一対のＹ軸用ピニオン５３，５４とで構成されている。一対のＹ軸用ピニオン５３，５４は、Ｙ軸用スライダ１０がＹ軸方向の移動範囲におけるちょうど中心に位置している状態で、前記ラック４７の両端近傍の歯に同時に噛合する。

前記ウォームギヤ５２は、Ｙ軸ガイド９と平行に配置され、前記Ｙ軸用モータ５０と反対側の端部を下ケース３に設けられた軸支部５５に回転自在に支持されている。該ウォームギヤ５２は、第一ウォーム５６と第二ウォーム５７とを有し、両ウォーム５６，５７間は連結部５８となっている。

図６に示す如く、Ｙ軸用ピニオン５３，５４は上下二段の二段ギヤとなっている。上方に位置する第一段目のギヤ６０，６２は前記ラック４７に噛合する平ギヤであり、下方に位置する第二段目のギヤ６１，６３はそれぞれ第一ウォーム５６および第二ウォーム５７と噛合するはすばギヤとなっている。

図７は、前記テーブル１５を分解した斜視図である。前記テーブル１５は、図中下から、スライダーベース１２、付勢部材である圧縮ばね７１、テーブル本体１３、送電コイル１４の順に上下方向に重ね合わせるように配置されている。

図７およ図８の如く、前記スライダーベース１２は、角筒状をなす角筒部６５の底面三箇所に、Ｌ字状の脚部６６を突出させている。すなわち、２つの脚部６６は下端の屈曲部６７を右方へ向けて図中左方に設けられ、1つの脚部６６は下端の屈曲部６７を左方へ向けて図中右方に設けられている。

前記角筒部６５は、その図中前面および後面の上部に、それぞれ、鍔部６９，６９を突出させ、天面には有底の丸穴７０を有し、その丸穴７０内に圧縮ばね７１を収納できるようにしている。図７の如く、前記圧縮ばね７１は、線材をコイル状に巻いて形成し、押される力に対して戻ろうとする力が発生するばねであり、本実施の形態では線材をφ０．３２ｍｍとしている。図８の如く、前記圧縮ばね７１を前記スライダーベース１２に収納した状態では、この圧縮ばね７１の上端は、角筒部６５の上面より突出している。

前記スライダーベース１２は、図２に示す如く、Ｘ軸用スライダ７の延出部２８およびＹ軸用スライダ１０の延出部４８に対して、次のように装着されている。すなわち、図８に示す前記角筒部６５は前記Ｙ軸用スライダ１０の延出部４８に摺動自在に装着され、前記三つの脚部６６は前記Ｘ軸用スライダ７の延出部２８に摺動自在に装着されている。これにより、図２に示すスライダーベース１２は、Ｘ軸用スライダ７がＸ軸方向へ移動すると、Ｙ軸用スライダ１０の延出部４８に沿ってＸ軸方向へ移動し、Ｙ軸用スライダ１０がＹ軸方向へ移動すると、Ｘ軸用スライダ７の延出部２８に沿ってＹ軸方向へ移動する。従って、スライダーベース１２は、Ｘ軸用スライダ７およびＹ軸用スライダ１０の移動に合わせてＸ−Ｙ方向に移動することになる。

前記テーブル本体１３は、図７に示す如く、前記送電コイル１４を装着する矩形状の土台部７４を有し、該土台部７４の下面中央部に円形の凹部７５を有するとともに、この凹部７５を挟んで一対の爪部７６を下方へ向けて突出させている。そして、該テーブル本体１３と前記スライダーベース１２との合体は、前記テーブル本体１３の凹部７５の内底面に前記圧縮ばね７１の上端を圧接させた状態で一対の爪部７６を前記スライダーベース１２の一対の鍔部６９の位置に合わせて行う。

図９の如く、前記スライダーベース１２が前記Ｘ軸用スライダ７（図２参照）及びＹ軸用スライダ１０（図２参照）を挿入した状態において、前記スライダーベース１２に前記テーブル本体１３を合体させると、前記スライダーベース１２の上面とテーブル本体１３の下面との間には僅かな隙間ｔ１が設けられ、前記スライダーベース１２の鍔部６９の下面と前記テーブル本体１３の爪部７６の上面との間には、僅かな隙間ｔ２が設けられることになる。従って、テーブル本体１３の上面に装着される送電コイル１４（図２、図９参照）は、圧縮ばね７１に抗して、スライダーベース１２に対し図中上下方向、すなわち、Ｚ軸方向に隙間ｔ１及びｔ２分だけ可動可能となる。この隙間ｔ１は前記上ケース５が基準値よりも図中下方になった場合に、隙間ｔ１分だけテーブル本体１３を下げることができ、隙間ｔ２は、前記上ケース５が基準値よりも図中上方になった場合に、隙間ｔ２分だけテーブル本体１３を上げることができるようになっている。すなわち、前記テーブル本体１３がZ方向に可動可能となっているためZ方向において、駆動機構等の部品制度が僅かに変化したとしても、このテーブル本体１３の可動可能範囲内であれば、前記送電コイル１４を常に前記回路基板１６に摺接させることができるため、該送電コイル１４と回路基板１６との距離を一定の間隔に保つことができる。なお、本実施の形態では、隙間ｔ１は約０．５ｍｍ程度、隙間ｔ２は約０．８ｍｍ程度としているが、これに限るものではない。

前記送電コイル１４の上面には、摺接保護シートであるフィルム８０が貼付けられている。このフィルム８０は、摺動性の良い材質を用いるとよく、本実施の形態では、ポリエチレン製のフィルムを用いている。このポリエチレン製のフィルムにより、前記送電コイル１４と回路基板１６との摺接による摩耗を防ぐことができる。

前記回路基板１６の下面には、摺接保護シートであるシート８１が貼付けられている。このシート８１は、帯電防止材質を用いるとよく、本実施の形態では、ポリエステル製のシートを用いている。このポリエステル製のシートにより、前記送電コイル１４と回路基板１６との摺接により発生する静電気の帯電を防止することができる。

次に、２次元移動機構４の動作について説明する。図１０は、２次元移動機構４の送電コイル１４（実線で示す）が図中手前側のホームポジションに位置した状態を示している。この状態において、図１のように充電池２を、２次元移動機構４による送電コイル１４の移動範囲、すなわち充電可能範囲に置くと、位置検出回路１８（図２参照）が充電池２を検出する。すると、駆動制御回路１７（図２参照）が充電池２の位置に向けて前記送電コイル１４を移動させるべく、前記Ｘ軸用モータ３０およびＹ軸用モータ５０を起動させる。

Ｘ軸用モータ３０の動力は、第一ウォーム３６からＸ軸用ピニオン３３を介してＸ軸用スライダ７へ伝達され、該スライダ７がＸ軸ガイド６に沿って矢印Ｘ１方向へ移動する。同時にＹ軸用モータ５０の動力は、第二ウォーム５７からＹ軸用ピニオン５４を介してＹ軸用スライダ１０へ伝達され、該スライダ１０がＹ軸ガイド９に沿って矢印Ｙ１方向へ移動する。

すると、前記テーブル１５は、Ｘ軸用スライダ７およびＹ軸用スライダ１０の延出部２８，４８の交差部に位置するため、このテーブル１５に装着された送電コイル１４も該交差部の移動にともない移動する。そして、送電コイル１４が所定の位置まで移動すると、駆動制御回路１７（図２参照）によりＸ軸用モータ３０およびＹ軸用モータ５０を停止して、送電コイル１４から充電池２へ電力を伝達し充電池２への充電が開始される。

以上の構成によれば、無接点充電方式によりコネクタ等の接続をする必要がなく、コイル移動型によりコイルの大きさを小さくすることができ、また、充電範囲内にコイルを敷詰める必要もないため安価に製造することができる。さらに、磁気誘導作用で電力を伝達させる方式でありながら、前記スライダーベース１２とテーブル本体１３との間に圧縮ばね７１を介在させ、該テーブル本体１３をZ方向における上ケース５に接近する方向に付勢することができ、第一駆動機構及び第二駆動機構を駆動して前記テーブルが移動するとき、前記テーブル本体１３の上面に装着された前記送電コイル１４が回路基板１６に押付けられ、該送電コイル１４と該回路基板１６との距離を一定の間隔に保つことができるため、電力の効率化を図ることができる。また、圧縮ばね７１によってテーブル本体１３がZ方向に可動可能となるため、駆動機構等の部品精度を高度に求める必要はなくコストをさらに安くすることができる。

また、前記送電コイル１４の上面または前記回路基板１６の下面の少なくとも一方に摺接保護シートを付着させると、前記送電コイル１４および前記回路基板１６の摩耗防ぐことができる。

さらに、前記送電コイル１４の上面にポリエチレン製のフィルム８０を貼付けると摺動性が向上する。

また、前記回路基板１６の下面にポリエステル製のシート８１を貼付けると摺動により発生する静電気の帯電を除去することができる。

さらに、前記付勢部材を圧縮ばね７１とすると、安価かつ構成の簡略化を図ることができる。

また、前記スライダーベース１２に２つの鍔部６９，６９設けるとともに、前記丸穴７０を設け、前記テーブル本体１３に土台部７４と、該土台部の下面に凹部７５を設けるとともに、爪部７６，７６を設け、前記スライダーベース１２の丸穴７０と前記テーブル本体１３の凹部７５との間に、前記圧縮ばね７１を収納するとともに、前記スライダーベース１２の鍔部６９，６９に前記テーブル本体１３の爪部７６，７６をそれぞれ係止させることにより、前記スライダーベース１２にテーブル本体１３を固着すると、前記スライダーベース１２に対し前記テーブル本体１３がZ方向において可動可能となり、前記テーブル１５がX軸方向およびY軸方向に移動する際、前記送電コイル１４を前記回路基板１６に、常時、摺接させながら移動することができる。

さらに、前記スライダーベース１２の上面と、前記テーブル本体１３の土台部７４の下面との間に僅かな隙間ｔを設けたことにより、前記スライダーベース１２に対し前記テーブル本体１３がZ方向において簡単な構成により可動可能となる。

なお、本実施の形態では、充電池を上ケースの上面に戴置して説明したが、充電池単体に限るものではなく、受電コイルを内蔵した製品、例えば、携帯電話や、ポータブル音楽再生機、ポータブルゲーム機等であってもよい。

２ 充電池
３ 下ケース
４ ２次元移動機構
５ 上ケース
６ Ｘ軸ガイド
７ Ｘ軸用スライダ
８ 第一駆動機構
９ Ｙ軸ガイド
１０ Ｙ軸用スライダ
１１ 第二駆動機構
１２ スライダーベース
１３ テーブル本体
１４ 送電コイル
１５ テーブル
１７ 駆動制御回路
１８ 位置検出回路
６５ 角筒部
６９ 鍔部
７０ 丸穴
７１ 圧縮ばね
７４ 土台部
７５ 凹部
７６ 爪部
８０ フィルム
８１ シート

Claims (7)

1. 下ケース（３）内に磁気誘導式の無接点充電器の送電コイル（１４）を装着した２次元移動機構（４）を配置し、上ケース（５）の下面側に回路基板（１６）を配置し、前記下ケースの上方から前記上ケースを被せて構成し、前記上ケースの上面に受電コイルを装着した充電池（２）を戴置すると、前記２次元移動機構により前記送電コイルを該充電池近傍に移動させ、該送電コイルから磁気誘導結合により電力を前記充電池に向けて供給することによって該充電池を充電する磁気誘導式コイル移動型無接点充電器において、
   前記２次元移動機構は、
   Ｘ軸用スライダ（７）をＸ軸ガイド（６）に沿ってＸ軸方向に移動させる第一駆動機構（８）と、Ｙ軸用スライダ（１０）をＹ軸ガイド（９）に沿ってＹ軸方向に移動させる第二駆動機構（１１）と、前記Ｘ軸スライダおよびＹ軸用スライダの移動によりＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動するテーブル（１５）と、を有し、
   前記テーブルは、
   前記Ｘ軸用スライダおよびＹ軸用スライダに装着し、該Ｘ軸用スライダがＸ軸方向に移動すると該Ｙ軸用スライダに沿ってＸ軸方向へ移動し、該Ｙ軸用スライダがＹ軸方向に移動すると該Ｘ軸用スライダに沿ってＹ軸方向へ移動するスライダーベース（１２）と、該スライダーベースに、Ｚ方向に移動可能に固着されるテーブル本体（１３）と、前記スライダーベースと前記テーブル本体との間に挟持され、該テーブルをＺ方向における前記上ケースに接近する方向に付勢する付勢部材（７１）と、前記テーブル本体の上面に装着する前記送電コイルと、有し、
   前記回路基板には、上ケースの上面に戴置された前記充電池の位置を検出する位置検出回路（１８）と、前記第一駆動機構及び第二駆動機構の駆動を制御する駆動制御回路（１７）と、を有し、
   前記充電池が前記上ケースの上面に戴置されたことを前記位置検出回路が検出し、前記駆動制御回路によって第一駆動機構及び第二駆動機構を駆動して前記テーブルを移動するとき、前記送電コイルが前記付勢部材の付勢力によって前記回路基板に押付けられ、該送電コイルと該回路基板との距離を一定の間隔に保ちながら、前記テーブルがＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することを特徴とする磁気誘導式コイル移動型無接点充電器。
2. 前記送電コイルの上面または前記回路基板の下面の少なくとも一方に摺接保護シート（８０，８１）を付着させることを特徴とする請求項１に記載の磁気誘導式コイル移動型無接点充電器。
3. 前記送電コイルの上面に付着させる前記摺接保護シートの材質をポリエチレンとしたことを特徴とする請求項２に記載の磁気誘導式コイル移動型無接点充電器。
4. 前記回路基板の下面に付着させる前記摺接保護シートの材質をポリエステルとしたことを特徴とする請求項２に記載の磁気誘導式コイル移動型無接点充電器。
5. 前記付勢部材を圧縮ばねとしたことを特徴とする請求項１に記載の磁気誘導式コイル移動型無接点充電器。
6. 前記スライダーベースは、角筒状をなす角筒部（６５）を有し、該角筒部の上部に少なくとも２つの鍔部（６９）設けるとともに、前記角筒部の天面には有底の穴（７０）を設け、
   前記テーブル本体は、前記送電コイルを装着する土台部（７４）と、該土台部の下面に有底の凹部（７５）を設けるとともに、少なくとも２つの爪部（７６）を設け、
   前記スライダーベースの穴と前記テーブル本体の凹部との間に、前記圧縮ばねを収納するとともに、前記スライダーベースの鍔部に前記テーブル本体の爪部をそれぞれ係止させることにより、前記スライダーベースに前記テーブル本体を固着することを特徴とする請求項５に記載の磁気誘導式コイル移動型無接点充電器。
7. 前記スライダーベースの上面と、前記テーブル本体の土台部の下面との間に僅かな隙間（ｔ１）を設けたことを特徴とする請求項６に記載の磁気誘導式コイル移動型無接点充電器。