JP2013005665A

JP2013005665A - コイル移動型無接点充電器

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Publication number: JP2013005665A
Application number: JP2011136942A
Authority: JP
Inventors: Rei Shukutani; 玲宿谷
Original assignee: Tanashin Denki Co Ltd
Current assignee: Tanashin Denki Co Ltd
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2013-01-07
Anticipated expiration: 2031-06-21
Also published as: US20120326659A1; JP5666997B2; KR20120140611A; DE102012210218A1; CN102882243A

Abstract

【課題】
送電コイル（１４）を装着したテーブル（１５）をＸ軸方向及びＹ軸方向に自在に移動させる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、固定ガイド（２１）と、Ｘ軸用スライダ（６）と、Ｙ軸用スライダ（９）と、単一のモータ（１０）と、前記モータの動力を前記Ｘ軸用スライダ又は前記Ｙ軸用スライダの一方に伝達する動力伝達手段（１１）と、前記モータの動力が伝達された一方のスライダの動力を他方のスライダに伝達する動力分配手段（１２）と、前記他方のスライダに固着された送電コイル（１４）を装着したテーブル（１５）と、を具備し、前記モータの動力が、一方のスライダ及び他方のスライダに伝達されることにより、前記テーブルに装着された前記送電コイルがＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在になるよう構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、受電側のコイルを内蔵した充電池を充電器の上に載せ、受電側のコイルを検知し、該受電側のコイルに向かって送電側のコイルを装着したテーブルをＸ軸方向及びＹ軸方向に自在に移動させるとともに、該送電側のコールから該受電側のコイルへ電力を伝達させる簡単な構成で安価な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軸方向及びＹ軸方向に自在に移動させる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、ＷＯ２０１０／１５０４８２号公報には次のような充電器が開示されている。
すなわちこの公報には、２次元移動機構を使用した無接点充電器が開示されており、この２次元移動機構は、Ｘ軸方向に平行に配置されラック（２７）を有する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軸用スライダを駆動する第一駆動機構（８）と、Ｙ軸方向に平行に配置されるＹ軸ガイド（９）と、該Ｘ軸ガイド（６）にガイドされラック（４７）を有するＹ軸用スライダ（１０）と、該Ｘ軸用スライダを駆動する第二駆動機構（１１）と、を有して構成されている。また、前記第一駆動機構（８）は、モータ（３０）と、ウォームギヤ（３２）と、一対のピニオン（３３，３４）とで構成され、前記第二駆動機構（１１）は、モータ（５０）と、ウォームギヤ（５２）と、一対のピニオン（５３，５４）とで構成されている。さらに、前記Ｘ軸用スライダ（６）及び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、該スライダーベース（１２）上に固着されるテーブル本体（１３）と、該テーブル本体（１３）の上面にはコイル（１４）が装着されている。との開示がある。

このように、コイル移動型無接点充電器では、前記コイル（１４）が装着されたテーブル本体（１３）をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在とするために、各軸方向に、ガイド（６，９）、スライダ（７，１０）及び駆動機構（８，１１）を設ける必要があり構成が複雑となる問題があった。

また、前記ガイド（６，９）は金属性の丸棒で形成されていて非常に高価なものであり、各駆動機構（８，１１）のモータ（３０，５０）及びウォームギヤ（３２，５２）も、いずれも高価なものばかりである。これら高価な部品をＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれの軸方向に設けなければならず、装置自体が高価なものとなってしまう問題もあった。

ＷＯ２０１０／１５０４８２

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る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、前記回路基板によって前記充電池の位置を検出し前記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、前記下ケースに固定されＸ軸方向又はＹ軸方向のいずれか一方に平行になるように配置される主ガイド及び副ガイドからなる固定ガイドと、前記Ｘ軸方向に移動自在なＸ軸用スライダと、前記Ｙ軸方向に移動自在なＹ軸用スライダと、前記Ｘ軸用スライダ及びＹ軸用スライダを同時に駆動可能な単一のモータと、前記モータの動力を前記Ｘ軸用スライダ又は前記Ｙ軸用スライダの一方に伝達する動力伝達手段と、前記モータの動力が伝達された前記一方のスライダの動力を他方のスライダに伝達する動力分配手段と、前記他方のスライダに固着され前記送電コイルを装着したテーブルと、を具備し、前記固定ガイドに前記一方のスライダをＸ軸方向又はＹ軸方向に移動自在に取着し、前記固定ガイドに取着した一方のスライダの一部には前記固定ガイドに直交する方向に平行なガイド部を形成し、前記固定ガイドに取着しない他方のスライダを、前記固定ガイドに取着した一方のスライダのガイド部に沿って移動自在になるように取着し、前記一方のスライダに前記モータ及び前記動力伝達手段の一部であるギヤ群を設け、前記モータの動力を、該ギヤ群を介し前記一方のスライダに伝達するとともに前記動力分配手段により該他方のスライダにも伝達され、該他方のスライダに固着され前記テーブルに装着された前記送電コイルがＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在となるように構成している。

前記一方のスライダをＹ軸用スライダとし、前記他方のスライダをＸ軸用スライダとし、前記動力分配手段は、前記ギヤ群の一部のギヤに凸部を設け、前記Ｘ軸用スライダの一部にＹ軸方向に平行な溝を設け、前記ギヤの凸部を前記Ｘ軸用スライダの溝に係合させて構成し、前記モータの動力を受けた前記ギヤ群の回転力を前記凸部と前記溝によりX軸方向への動力に変換させる構成にするとよい。

前記一方のスライダをＸ軸用スライダとし、前記他方のスライダをＹ軸用スライダとし、前記動力分配手段は、前記ギヤ群の一部のギヤに凸部を設け、前記Ｙ軸用スライダの一部にＸ軸方向に平行な溝を設け、前記ギヤの凸部を前記Ｙ軸用スライダの溝に係合させて構成し、前記モータの動力を受けた前記ギヤ群の回転力を前記凸部と前記溝によりＹ軸方向への動力に変換させる構成にしてもよい。

本発明のコイル移動型無接点充電器は、固定ガイドに前記一方のスライダをＸ軸方向又はＹ軸方向に移動自在に取着し、前記固定ガイドに取着した一方のスライダの一部には前記固定ガイドに直交する方向に平行なガイド部を形成し、前記固定ガイドに取着しない他方のスライダを、前記固定ガイドに取着した一方のスライダのガイド部に沿って移動自在になるように取着し、前記一方のスライダに前記モータ及び前記動力伝達手段の一部であるギヤ群を設け、前記モータの動力を、該ギヤ群を介し前記一方のスライダに伝達するとともに前記動力分配手段により該他方のスライダにも伝達され、該他方のスライダに固着され前記テーブルに装着された前記送電コイルがＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在となるように構成する２次元移動機構を搭載している。従って、送電コイルを装着した前記テーブルがＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在でありながら、それぞれの軸方向にモータや金属製のガイドを設ける必要がなく、単一のモータと、どちらかの軸方向に一本の金属性ガイドを設ける構成にすることができ、装置を簡素化することができる。また、モータや金属製のガイドは、非常に高価であるため、これらの使用数を減らすことにより、装置を安価にすることができる。

さらに、前記一方のスライダをＹ軸用スライダとし、前記他方のスライダをＸ軸用スライダとし、前記動力分配手段は、前記ギヤ群の一部のギヤに凸部を設け、前記Ｘ軸用スライダの一部にＹ軸方向に平行な溝を設け、前記ギヤの凸部を前記Ｘ軸用スライダの溝に係合させて構成し、前記モータの動力を受けた前記ギヤ群の回転力を前記凸部と前記溝によりＸ軸方向への動力に変換させる構成にすると、さらなる装置の簡素化を実現することができる。

また、前記一方のスライダをＸ軸用スライダとし、前記他方のスライダをＹ軸用スライダとし、前記動力分配手段は、前記ギヤ群の一部のギヤに凸部を設け、前記Ｙ軸用スライダの一部にＸ軸方向に平行な溝を設け、前記ギヤの凸部を前記Ｙ軸用スライダの溝に係合させて構成し、前記モータの動力を受けた前記ギヤ群の回転力を前記凸部と前記溝によりＹ軸方向への動力に変換させる構成にしても、さらなる装置の簡素化を実現することができる。

本発明のコイル移動型無接点充電器及び充電池の外観斜視図第一の実施形態の２次元移動機構を搭載したコイル移動型充電器の分解斜視図第一の実施形態のＹ軸用スライダと固定ガイドとの関係を示す平面図第一の実施形態の動力伝達手段を示す底面図第一の実施形態の動力分配手段を示す説明図第一の実施形態の動力分配手段を示す説明図第一の実施形態の動力分配手段を示す説明図第一の実施形態のテーブルの分解図第一の実施形態のテーブルが移動する状態を示す斜視図第一の実施形態の２次元移動機構の動作を示す説明図第一の実施形態の送電コイルの移動における中心点の軌跡を示す説明図第二の実施形態の２次元移動機構を搭載したコイル移動型充電器を示す平面図

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は本発明のコイル移動型無接点充電器１及び電子機器等受電コイルＣ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。充電器の電力を充電池に伝達する方法は様々な方法が用いられている。本発明の実施の形態では以下に詳細を記載するが、充電器側（送電側）と充電池側（受電側）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ものである。ただし、充電池２への電力の伝達方法はこれに限定されるものではない。

図２は第一の実施形態の２次元移動機構を搭載したコイル移動型無接点充電器１を示す図であり、図２に示す如く、前記充電器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軸方向に移動自在なＸ軸用スライダ６と、Ｙ軸方向に平行にそれぞれ配置される主ガイド７、副ガイド８と、該主ガイド７及び副ガイド８にガイドされてＹ軸方向に移動自在なＹ軸用スライダ９と、該Ｙ軸用スライダ９に配置されるモータ１０と、該モータ１０の動力を前記Ｙ軸用スライダ９に伝達する動力伝達手段１１と、前記Ｙ軸用スライダ９に伝達される動力を前記Ｘ軸用スライダ６にも動力を分配する動力分配手段１２と、前記Ｘ軸用スライダ６上に固着されるテーブル本体１３と、前記テーブル本体１３の上面に装着される送電側のコイルである送電コイル１４とで構成される。前記テーブル本体１３と送電コイル１４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、前記動力伝達手段１１を駆動制御する駆動制御回路１７や、受電コイルＣを内蔵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。

図３は、前記Ｙ軸用スライダ９が前記主ガイド７及び副ガイド８にガイドされている状態を示している。図３に示す如く、前記主ガイド７は金属製の丸棒で、それぞれ両端部を固定部材２０，２０に挿入し下ケース３にねじで固着される。前記副ガイド８は、合成樹脂製で前記下ケース３にねじで固着される。これら主ガイド７と副ガイド８とで固定ガイド２１を形成している。

前記Ｙ軸用スライダ９は、Ｘ軸方向に長いベース部２２の図中右端部に、前記主ガイド７を挿通させる一対の第一ガイド部２３，２３を有し、該一対の第一ガイド部２３，２３に前記主ガイド７を挿入している。一方、図中左端部には、前記副ガイド８に係合する第二ガイド部２４を有している。また、前記ベース部２２の図中左上部には、前記モータ１０を固着するモータ取付部２５も有している。さらに前記ベース部２２のほぼ中央には、貫通孔２６も有している。

前記ベース部２２の表面は、外枠部分を除き一段低い凹部２７となっている。また、前記ベース部２２のＹ軸方向の両端（図中上下端）は、Ｘ軸方向に平行なガイド部２８，２８を形成している。

図４は、前記動力伝達手段１１を示しており、前記Ｙ軸用スライダ９の裏面側を示している。図４に示す如く、前記動力伝達手段１１は、前記モータ１０の軸３０に直結したウォームギヤ３１と、ラックプレート３２と、このウォームギヤ３１と前記ラックプレート３２との間に介在する複数のギヤで構成されるギヤ群３３と、で構成されている。

前記ラックプレート３２はＹ軸方向に細長く形成され長手方向の一側面（図中右側）にラック３４を有している。該ラックプレート３２は、前記下ケース３に図示しないねじにて固定される（図２参照）。

前記ギヤ群３３は、前記Ｙ軸用スライダ９のベース部２２の裏面側に装置され、第一ギヤ４０、第二ギヤ４１、第三ギヤ４２、第四ギヤ４３、第五ギヤ４４で構成されている。第一ギヤ４０は、上下二段ギヤとなっていて、図中下方に位置する第一段目ギヤ４５は前記ウォームギヤ３１と噛合するはすばギヤで、上方に位置する第二段目ギヤ４６は平ギヤとなっている。第二ギヤ４１、第三ギヤ４２、第四ギヤ４３は、それぞれ平ギヤとなっている。第五ギヤ４４は、上下二段ギヤとなっていて、図中下方に位置する第一段目ギヤ４７は前記第四ギヤ４３と噛合し、上方に位置する第二段目ギヤ４８は、前記ラックプレート３２のラック３４と噛合している。該第五ギヤ４４は、第一段目ギヤ４７、第二段目ギヤ４８ともに平ギヤとなっている。

このような構成にすることによって、前記Ｙ軸用スライダ９に装着された前記モータ１０を起動すると、ギヤ群３３を介し前記モータ１０の動力が前記下ケース３に固定されたラックプレート３２に伝達され、その反力を受けて前記Ｙ軸用スライダ９は前記主ガイド７及び副ガイド８（図３参照）に沿ってＹ軸方向に移動自在となる。

図５ないし図７は、前記Ｘ軸用スライダ６と前記Ｙ軸用スライダ９と前記動力分配手段１２の関係を示す説明図である。図５は斜視図、図６は一部を断面とした側面説明図、図７は正面図となっている。図５ないし図７に示す如く、前記Ｘ軸用スライダ６は前記Ｙ軸用スライダ９の上方に配置される。

前記Ｘ軸用スライダ６は、図７に示す如く、矩形状の一角（図中左上部）が欠けている形状をなし、ほぼ中央に、Ｙ軸方向に平行なカム溝５０が設けられている。また、図６に示す如く、該Ｘ軸用スライダ６のＹ軸方向の両端には、下方に延出する被ガイド部５１，５１が設けられている。この被ガイド部５１，５１の下端の３箇所（図７参照）に内側に向けた爪部５２，５２を有している。

前記Ｘ軸用スライダ６は、前記被ガイド部５１，５１を前記Ｙ軸用スライダ９のガイド部２８に係合させており、前記爪部５２，５２によりＺ軸方向（図中上下方向）の外れを防止している。これによりＸ軸用スライダ６は、前記Ｙ軸用スライダ９上を前記ガイド部２８，２８に沿ってＸ軸方向に移動自在（図７参照）となっている。このように、Ｙ軸用スライダ９にガイド部２８，２８を一体的に設けることによって、Ｘ軸方向にも必要と考えられていた高価な金属製の軸を省くことができる。

図７の如く、リンクプレート６０は、合成樹脂製で円盤状をなす本体部６１と、この本体部６１の外方に位置し、上方（図６参照）に突出する凸部６２を有している。また、前記本体部６１の中央には下方（図６参照）に延出する軸部６３を有している。このリンクプレート６０は、図５の如く、前記Ｙ軸用スライダ９と前記Ｘ軸用スライダ６との間に介在させ、前記Ｙ軸用スライダ９の凹部２７の上に配置する。そして、図６の如く、前記軸部６３を前記Ｙ軸用スライダ９の貫通孔２６に通し、前記本体部６１の底面を前記Ｙ軸用スライダ９の凹部２７の上面あわせた後、前記軸部６３を前記ギヤ群３３の一部である第四ギヤ４３に圧入している。これにより、該ギヤ群３３の一部である第四ギヤ４３とリンクプレート６０とは一体に回転することができる。また、前記リンクプレート６０の凸部６２は、前記Ｘ軸用スライダ６のカム溝５０に係合するように配置する。前記リンクプレート６０の凸部６２と前記Ｘ軸用スライダ６のカム溝５０とで動力分配手段１２を形成している。

前記モータ１０が起動すると、前記ギヤ群３３（図４参照）が順次回転することになり、前記Ｙ軸用スライダ９は矢印Ｙ１方向に移動する。このとき、ギヤ群３３の一部である第四ギヤ４３も回転するため、前記リンクプレート６０は該第四ギヤ４３と一体に回転することになる。すると、このリンクプレート６０が矢印Ｃ１方向に回転することになり、前記凸部６２が前記Ｘ軸用スライダ６のカム溝５０を押圧し、該Ｘ軸用スライダ６は前記Ｙ軸用スライダ９のガイド部２８，２８に沿って矢印Ｘ１方向に移動することになる。すなわち、単一のモータであるモータ１０の動力を、Ｙ軸用スライダ９に伝達しＹ軸用スライダ９を移動させるとともに動力分配手段１２によりＸ軸用スライダ６にも動力を分配し、Ｘ軸用スライダ６とＹ軸用スライダ９を同時に移動させることを可能としている。

図８に示す如く、前記テーブル本体１３は矩形状の土台部６５を有している。該土台部６５の上面に前記送電コイル１４を装着する。そして、前記土台部６５の下面側にて、前記Ｘ軸用スライダ６に固着している。テーブル本体１３に送電コイル１４を装着する手段は特に限定するものではなく、例えば、接着剤にて装着しても良い。また、前記Ｘ軸用スライダ６にテーブル本体１３を固着する手段も特に限定するものではなく、例えば、前記土台部６５の両端に爪のようなフックを設けてそのフックを前記Ｘ軸用スライダ６の一部に係合させて固着しても良い。また、図示していないが、前記送電コイル１４の上面には、摺動性の良い材質や帯電防止材質を用いた摺接保護シートなどを貼付けて前記送電コイル１４と前記回路基板１６との摺接による摩耗や静電気の帯電を防ぐようにしても良い。

次に、２次元移動機構４の動作について図９及び図１０を用いて説明する。図９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、前記モータ１０を起動させる。

前記モータ１０の動力は、前記動力伝達手段１１（図４参照）により前記Ｙ軸用スライダ９に伝達され、Ｙ軸用スライダ９が矢印Ｙ１方向へ移動する。同時に前記動力分配手段１２（図７参照）によりモータ１０の動力は、前記Ｘ軸用スライダ６にも伝達され、Ｘ軸用スライダ６が矢印Ｘ１方向へ移動する。

すなわち、前記テーブル１５上に固着されている前記送電コイル１４は、Ｘ軸用スライダ６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）によりモータ１０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。

図中、仮想線で示されているのは、上述した前記送電コイル１４の移動範囲において、ホームポジションに位置する送電コイル１４の移動範囲の対極に位置した状態を示している。本実施の形態では、ホームポジションに位置した前記送電コイル１４が、仮想線で示された対極の位置に移動したときの距離を、Ｘ軸方向に約３２ｍｍ、Ｙ軸方向に約３６ｍｍと設定している。すなわち、本実施の形態の前記送電コイル１４の移動範囲とは、この範囲内のこととなる。しかし、本実施の形態ではこのような設定で説明したが、これに限定されるものではない。

図１０は、前記２次元移動機構４の動作において、前記動力伝達手段１１の作用を示し、前記Ｘ軸用スライダ６及びＹ軸用スライダ９の動作を説明したものである。図１０（ａ）はホームポジションの位置であり、前記リンクプレート６０は、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）の順に時計方向に回転し、図１０（ｄ）で、ほぼ１回転している。前記Ｘ軸用スライダ６は、このリンクプレート６０が１回転すると、前記Ｙ軸用スライダ９のガイド部２８，２８に沿ってＸ軸方向に１往復するようになっている。

図中Ｏは、前記リンクプレート６０の本体部６１の中心点であり、Ｏ’は前記凸部６２の中心点である（図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）参照）。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）には、ｘ−ｘ’の線が示されている。これは、前記本体部６１の中心点Ｏを通るＸ軸方向に平行な直線である。

図１０（ａ）のホームポジションの位置から前記駆動モータ１０を起動させると、前記動力伝達手段１１により前記Ｘ軸用スライダ６及びＹ軸用スライダ９が移動を開始する。図１０（ｂ）の如く、前記動力伝達手段１１から前記リンクプレート６０に動力が伝達されると、該リンクプレート６０が図中時計方向（矢印Ｃ１方向）に回転し、該リンクプレート６０の凸部６２が前記Ｘ軸用スライダ６のカム溝５０を押圧しＸ軸用スライダ６は前記Ｙ軸用スライダ９のガイド部２８，２８に沿って矢印Ｘ１方向に移動する。このとき、前記Ｙ軸用スライダ９は前記主ガイド７及び副ガイド８（図３参照）に沿って矢印Ｙ１方向に移動する。

前記Ｘ軸用スライダ６は、図１０（ｂ）の如く、前記リンクプレート６０の凸部６２の中心点Ｏ’がｘ−ｘ’線の図中下方側に位置している間は、図中Ｘ１方向に移動するが、前記リンクプレート６０の凸部６２の中心点Ｏ’が前記ｘ−ｘ’線の図中上方側に位置するまで回転すると、前記Ｘ軸用スライダ６は図１０（ｃ）に示す如く、矢印Ｘ２方向に移動する。

さらに、図１０（ｄ）に示す位置まで前記リンクプレート６０が回転すると、図１０（ａ）で示す位置から１回転したことになり、前記Ｘ軸用スライダ６はＸ軸方向に１往復したことになる。前記リンクプレート６０の１回転すなわちＸ軸用スライダ６が１往復すると、Ｙ軸用スライダ９は、図中ＬだけＹ１方向に移動する。本実施の形態では、このときのＹ軸用スライダ９の移動距離Ｌは、約２ｍｍに設定されている。

図１１は、前記送電コイル１４の移動における中心点の軌跡を示す図であり、上述したように前記送電コイル１４は前記テーブル本体１３の土台部６５に固着されており、さらに該テーブル本体１３は前記Ｘ軸用スライダ６に装着（図８参照）されている。図１１の如く、前記送電コイル１４の中心点がホームポジションの位置Ｐ１に位置しているとき、前記充電池２を前記送電コイル１４の移動範囲内であるＰ２（前記充電器２に内蔵されている受電コイルの中心点がＰ２の位置にあると仮定する）に置くと、前記駆動制御回路１７が作動し前記モータ１０を起動する。

すると、前記位置検出回路１８により、充電池２のＰ２の位置が検出され、前記送電コイル１４はＸ方向及びＹ方向に正弦曲線を描きながら前記送電コイル１４の中心点をＰ２近傍まで移動し停止する。そして、前記送電コイル１４から前記充電器２への電力の伝達が開始される。

上述したが、本発明の実施の形態では、充電器の電力を充電池へ伝達する方法として磁気誘導作用を用いた方式（磁気誘導方式）にしている。この磁気誘導方式による電力の伝達は、送電側コイル（充電器）の中心と受電側コイル（充電池）の中心が一致すると電力の伝達効率が良い。しかし、それぞれのコイルの中心が離れるほど、電力の伝達量がロスしてしまい電力の伝達効率が低下してしまう。すなわち、前記充電池２を前記送電コイル１４の移動範囲内に置いた際、このＹ軸用スライダ９の移動距離Ｌが長くなってしまうと、前記送電コイル１４（充電器）の中心と受電側コイル（充電池）の中心とが一致し難くなり、電力の伝達効率が低い範囲が広がってしまう。

したがって、電力の効率を考慮すると、Ｘ軸用スライダ６の１往復でのＹ軸用スライダ９の移動距離Ｌは短い方が良く、本実施の形態に記載されるように凡そ２ｍｍ程度に留めておく方がよい。しかし、この設定に限るものではない。

次に第二の実施の形態について、図１２を参照して説明する。図１２は、第二の実施の形態の２次元移動機構を示しており、第一の実施の形態との相違は、角度を９０度傾けただけである。すなわち、Ｘ軸方向とＹ軸方向が反対となっているだけであり、装置の構成は同一である。

図１２の如く、主ガイド１０１と副ガイド１０２からなる固定ガイド１０３がＸ軸方向に向けて、それぞれ平行に配置されている。これら主ガイド１０１及び副ガイド１０２は、図示しない下ケースに固定される。
Ｘ軸用スライダ１０４は、前記主ガイド１０１及び副ガイド１０２にガイドされてＸ軸方向に移動自在となっている。前記Ｘ軸用スライダ１０４は、Ｙ軸方向に長いベース部１０５を有しており、該ベース部１０５のＸ軸方向の両端（図中左右端）は、Ｙ軸方向に平行なガイド部１０６，１０６を形成している。

前記Ｘ軸用スライダ１０４の上方には、Ｙ軸用スライダ１０７が配置されている。該Ｙ軸用スライダ１０７は、矩形状の一角（図中左下部）が欠けている形状をなし、ほぼ中央にＸ軸方向に平行なカム溝１０８が設けられている。また、該Ｙ軸用スライダ１０７のＸ軸方向の両端には、被ガイド部１０９，１０９が設けられている。そして、該Ｙ軸用スライダ１０７は、前記被ガイド部１０９，１０９を前記Ｘ軸用スライダ１０４のガイド部１０６，１０６に係合させて、前記ガイド部１０６，１０６に沿ってＹ軸方向に移動自在となっている。

リンクプレート１１０は、円盤状をなす本体部１１１と、この本体部１１１の外方に位置し上方に突出する凸部１１２を有している。該リンクプレート１１０は、前記Ｘ軸用スライダ１０４と前記Ｙ軸用スライダ１０７とに介在させ、前記Ｘ軸用スライダ１０４のベース部１０５上に回転可能に配置し、前記凸部１１２を前記Ｙ軸用スライダ１０７のカム溝１０８に係合させている。そして、前記凸部１１２と前記カム溝１０８とで動力分配手段１１３を形成している。また、前記リンクプレート１１０は、図示しない軸部を有しており、該軸部を前記Ｘ軸用スライダ１０４の貫通孔（図示せず）に通している。さらにこの軸部は図示しないギヤ群の一部のギヤに圧入しており、該ギヤの回転と一体に回転することができる。

以上の構成によれば、第一の実施形態の如く、テーブル１５がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在でありながら、モータ１０はひとつだけで良く、また金属性の主ガイド７もＹ軸方向に一本あれば良く、装置を簡素化することができる。また、前記モータ１０や主ガイド７は、非常に高価であるため、これらの使用数を減らすことにより、装置を安価にすることができる。

さらに、動力分配手段１２を前記ギヤ群３３の一部であるリンクプレート６０に凸部６２を設け、前記Ｘ軸用スライダ６にカム溝５０を設け、前記凸部６２を前記カム溝５０に係合させて構成し、前記モータ１０の動力を受けた前記リンクプレート６０の回転力を前記凸部６２と前記カム溝５０によりＸ軸方向に動力を変換させる構成にすると、さらなる装置の簡素化を実現することができる。

また、第二の実施形態の如く、動力分配手段１１３を前記ギヤ群の一部であるリンクプレート１１０に凸部１１２を設け、前記Ｙ軸用スライダ１０７にカム溝１０８を設け、前記凸部１１２を前記カム溝１０８に係合させて構成し、前記モータの動力を受けた前記リンクプレート１１０の回転力を前記凸部１１２と前記カム溝１０８により直線方向に動力を変換させる構成にすると、第一の実施形態に対し、角度を９０度傾けてＸ軸方向、Ｙ軸方向が反対となっても第一の実施形態と同様に装置を簡素化することができる。

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。

１無接点充電器
２充電池
３下ケース
４２次元移動機構
５上ケース
６Ｘ軸用スライダ
７主ガイド
８副ガイド
９Ｙ軸用スライダ
１０モータ
１１動力伝達手段
１２動力分配手段
１４送電コイル
１６回路基板
１５テーブル
２１固定ガイド
２８ガイド部
３３ギヤ群
５０カム溝
６２凸部
１０４Ｘ軸用スライダ
１０７Ｙ軸用スライダ
１０８カム溝
１１２凸部
１１３動力分配手段
Ｃ受電コイル

Claims

下ケース（３）内に無接点充電器（１）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（Ｃ）を装着した充電池（２）を戴置すると、前記回路基板によって前記充電池の位置を検出し前記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、
前記下ケースに固定されＸ軸方向又はＹ軸方向のいずれか一方に平行になるように配置される主ガイド（７）及び副ガイド（８）からなる固定ガイド（２１）と、
前記Ｘ軸方向に移動自在なＸ軸用スライダ（６）と、
前記Ｙ軸方向に移動自在なＹ軸用スライダ（９）と、
前記Ｘ軸用スライダ及びＹ軸用スライダを同時に駆動可能な単一のモータ（１０）と、
前記モータの動力を前記Ｘ軸用スライダ又は前記Ｙ軸用スライダの一方に伝達する動力伝達手段（１１）と、
前記モータの動力が伝達された一方のスライダの動力を他方のスライダに伝達する動力分配手段（１２）と、
前記他方のスライダに固着され前記送電コイルを装着したテーブル（１５）と、
を具備し、
前記固定ガイドに前記一方のスライダをＸ軸方向又はＹ軸方向に移動自在に取着し、前記固定ガイドに取着した一方のスライダの一部には前記固定ガイドに直交する方向に平行なガイド部（２８，２８）を形成し、前記固定ガイドに取着しない他方のスライダを、前記固定ガイドに取着した一方のスライダのガイド部に沿って移動自在になるように取着し、前記一方のスライダに前記モータ及び前記動力伝達手段の一部であるギヤ群（３３）を設け、前記モータの動力を、該ギヤ群を介し前記一方のスライダに伝達するとともに前記動力分配手段により該他方のスライダにも伝達され、該他方のスライダに固着され前記テーブルに装着された前記送電コイルがＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在となるように構成したことを特徴とするコイル移動型無接点充電器。
前記一方のスライダをＹ軸用スライダとし、
前記他方のスライダをＸ軸用スライダとし、
前記動力分配手段は、前記ギヤ群の一部に凸部（６２）を設け、前記Ｘ軸用スライダの一部にＹ軸方向に平行な溝（５０）を設け、前記ギヤの凸部を前記Ｘ軸用スライダの溝に係合させて構成し、前記モータの動力を受けた前記ギヤ群の回転力を前記凸部と前記溝によりＸ軸方向への動力に変換させる構成としたことを特徴とする請求項１に記載のコイル移動型無接点充電器。
前記一方のスライダをＸ軸用スライダ（１０４）とし、
前記他方のスライダをＹ軸用スライダ（１０７）とし、
前記動力分配手段（１１３）は、前記ギヤ群の一部に凸部（１１２）を設け、前記Ｙ軸用スライダの一部にＸ軸方向に平行な溝を設け、前記ギヤの凸部を前記Ｙ軸用スライダの溝（１０８）に係合させて構成し、前記モータの動力を受けた前記ギヤ群の回転力を前記凸部と前記溝によりＹ軸方向への動力に変換させる構成としたことを特徴とする請求項１に記載のコイル移動型無接点充電器。