JP2014007924A - 携帯型給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器の部品の劣化を抑えることが可能となる携帯型給電装置を提供する。
【解決手段】充放電可能であるバッテリを保持する保持部と、前記バッテリに充電された電力を用いて、ワイヤレス電力伝送方式により外部への給電を行う給電部と、を備えた携帯型給電装置とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、外部への給電が可能である携帯型の給電装置に関する。

従来、ワイヤレス充電対応の（ワイヤレス方式の充電が可能である）電気機器が利用されている。ワイヤレス充電対応の電気機器の例としては、携帯電話機を含む各種のモバイル端末などが挙げられる。ワイヤレス充電対応の電気機器は、ワイヤレス方式に対応した給電装置があれば充電用ケーブルを接続する必要もなく、手軽に充電を行うことが出来るために便利である。

またワイヤレス方式の充電は充電用ケーブルの接続を要しないため、有線方式の充電に比べて、充電に関わる部品の劣化が抑えられるという利点もある。

例えば、有線方式の充電に対応している電気機器には、一般的に、充電コネクタ（充電用ケーブルが接続されるコネクタ）を保護するコネクタカバーが設けられる。このコネクタカバーは、有線方式の充電が行われる度に開閉されるため、劣化が促進されることになる。この点、ワイヤレス方式の充電が行われる場合には、こういった劣化は生じない。

なお充電コネクタは、ワイヤレス充電対応の電気機器にも備えられている。充電コネクタを備えることにより、充電用ケーブルを介して商用電源等に接続させることができ、状況に応じて有線方式の充電も可能である。

また、このような有線方式の充電が外出先等でも可能となるように、モバイルバッテリ（携帯型給電装置）が利用されている。従来のモバイルバッテリは、充電コネクタを備えた電気機器に対して、有線方式の充電を行うように構成されている。ユーザはモバイルバッテリを携帯することにより、様々な場所で充電を行うことが出来る。

特開２０１２−２９８４４号公報

上述した通りモバイルバッテリを利用すれば、様々な場所での充電が可能となるため便利である。しかし従来のモバイルバッテリは有線方式の充電を行うため、多用すると、先述したように、電気機器の部品（コネクタカバー等）の劣化を招くおそれがある。特に電気機器が防水仕様である場合、部品の劣化によって防水機能が低下し、機器内部に水が進入して故障に繋がるおそれがある。

本発明は上述した問題に鑑み、電気機器の部品の劣化を抑えることが可能となる携帯型給電装置の提供することを目的とする。

本発明に係る携帯型給電装置は、充放電可能であるバッテリを保持する保持部と、前記バッテリに充電された電力を用いて、ワイヤレス電力伝送方式により外部への給電を行う給電部と、を備えた構成とする。本構成によれば、電気機器の部品の劣化を抑えることが可能となる。

また上記構成としてより具体的には、第１ケーブルが接続される給電コネクタを有し、前記給電部は、複数種の給電形態の中から選ばれた給電形態によって、前記給電を行うものであり、前記複数種の給電形態には、前記バッテリに充電された電力を用いて、前記ワイヤレス電力伝送方式により外部への給電を行う第１給電形態と、前記バッテリに充電された電力を、第１ケーブルを介して外部へ供給する第２給電形態と、が含まれる構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、第２ケーブルが接続される充電コネクタを有し、第２ケーブルを介して供給される外部電力を、前記バッテリに充電させる構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記複数種の給電形態には、第２ケーブルを介して供給される外部電力を前記バッテリに充電させずに用いて、前記ワイヤレス電力伝送方式により外部への給電を行う第３給電形態が、含まれる構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記給電部は、給電コイルを有しており、受電コイルを有した電気機器に対して、前記給電コイルと前記受電コイルを用いた電磁誘導方式の電力伝送を行うことにより、前記ワイヤレス電力伝送方式による給電を行う構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記保持部は、前記バッテリを着脱自在に保持する構成としてもよい。

本発明に係る携帯型給電装置によれば、電気機器の部品の劣化を抑えることが可能となる。

第１実施形態に係るモバイルバッテリおよびモバイル端末の構成図である。 第１実施形態に係る給電形態に関する説明図である。 第２実施形態に係るモバイルバッテリの構成図である。 第１給電形態に関する説明図である。 第２給電形態に関する説明図である。 第３給電形態に関する説明図である。 給電形態の設定に関する動作のフローチャートである。

本発明の実施形態について、第１実施形態および第２実施形態を例に挙げて、以下に説明する。

１．第１実施形態
［モバイルバッテリ等の構成］
まず第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るモバイルバッテリ１（携帯型給電装置の一形態）、およびモバイルバッテリ１からの給電を受け得るモバイル端末２（電気機器の一形態）の概略的な構成図である。なおモバイルバッテリ１はモバイル端末２の他、これに準じた構成の各種電気機器に対して給電可能である。

図１に示すようにモバイルバッテリ１は、筐体１０、バッテリ１１、ワイヤレス給電装置１２、および充電コネクタ１３などを備えている。筐体１０は、モバイルバッテリ１の外観部を形成しており、内部にバッテリ１１やワイヤレス給電装置１２などを適切に保持するとともに、これらを外部の衝撃等から保護する役割を果たす。

また筐体１０のサイズは、ユーザがモバイルバッテリ１を容易に携帯することが出来る程度に、十分に小さく設計されている。すなわちモバイルバッテリ１は、ユーザに携帯される仕様（携帯型）とすることを前提として設計されており、この点において、いわゆる据え置き型のワイヤレス給電装置などとは異なっている。

バッテリ１１は、充放電可能である二次電池であり、筐体１０の内部に保持されている。バッテリ１１は筐体１０の内部に固定されていても良く、筐体１０から着脱自在となっていても良い。着脱自在である場合には、筐体１０から取り外された状態のバッテリ１１を予め充電しておき、充電後のバッテリ１１を筐体１０内部に取付けることも可能である。

ワイヤレス給電装置１２は、供給される電力を用いて、ワイヤレス電力伝送方式により外部への給電を行う機能を有する。より具体的に説明すると、ワイヤレス給電装置１２は給電コイルを有している。そしてワイヤレス給電装置１２は、受電コイルを有した電気機器（モバイル端末２など）に対して、給電コイルと受電コイルを用いた電磁誘導方式の電力伝送を行うことにより、ワイヤレス電力伝送方式による給電を行う。なおワイヤレス電力伝送を実現させる手法としては、電磁誘導方式とは異なる手法が採用されても構わない。

充電コネクタ１３は、モバイルバッテリ充電用ケーブルＣbが接続されるコネクタである。モバイルバッテリ１は充電コネクタ１３を有することにより、図１に示すように、モバイルバッテリ充電用ケーブルＣbを介して商用電源（外部電源の一形態）に接続可能である。これによりモバイルバッテリ１は、モバイルバッテリ充電用ケーブルＣbを介して供給される商用電力（外部電力の一形態）を、バッテリ１１に充電させること可能である。

また図１に示すように、モバイル端末２は、筐体２０、バッテリ２１、ワイヤレス受電装置２２、充電コネクタ２３、およびコネクタカバー２４などを備えている。モバイル端末２は、バッテリ２１に充電されている電力を用いて駆動し、その機能を発揮させるようになっている。例えばモバイル端末２が携帯電話機である場合、バッテリ２１に充電されている電力を用いて、通信処理、表示処理、および音声出力処理などの各種処理が行われる。

筐体２０は、モバイル端末２の外観部を形成しており、内部にバッテリ２１やワイヤレス受電装置２２などを適切に保持するとともに、これらを外部の衝撃等から保護する役割を果たす。またバッテリ２１は、充放電可能である二次電池であり、筐体２０の内部に保持されている。

ワイヤレス受電装置２２は、受電コイルを備えており、モバイルバッテリ１（ワイヤレス給電装置１２）からワイヤレス電力伝送方式により送られてくる電力を受電する。ワイヤレス受電装置２２は、モバイルバッテリ１から受電した電力を用いて、バッテリ２１を充電させる。

充電コネクタ２３は、モバイル端末充電用ケーブルＣt（モバイルバッテリ充電用ケーブルＣbと共通であっても構わない）が接続されるコネクタである。モバイル端末２は充電コネクタ２３を有することにより、モバイル端末充電用ケーブルＣtを介して商用電源に接続可能である。これによりモバイル端末２は、モバイル端末充電用ケーブルＣtを介して供給される商用電力を、バッテリ２１に充電させること可能である。

コネクタカバー２４は、例えばゴム材質によって開閉自在に形成された部品であり、充電コネクタ２３を保護する役割を果たす。すなわちコネクタカバー２４は、充電コネクタ２３が用いられないときには、閉じた状態（充電コネクタ２３を密閉するように覆う状態）とされ、外部からの衝撃や浸水等から充電コネクタ２３を保護する。一方、充電コネクタ２３が用いられるとき（有線方式の充電時）には、コネクタカバー２４は開いた状態（充電コネクタ２３を覆わない状態）にされる。なおコネクタカバー２４は、開閉される度に疲労が蓄積し、劣化が促進されることになる。

［給電形態について］
図２は、モバイルバッテリ１がモバイル端末２へ給電する際の給電形態の様子を、模式的に表している。なお当該給電に際しては、ワイヤレス給電装置１２（給電コイル）とワイヤレス受電装置２２（受電コイル）の間に電磁的結合が形成され得るように、予め、モバイルバッテリ１とモバイル端末２の位置関係が決められる。例えば、モバイル端末２がモバイルバッテリ１の上に置かれることによって、このように位置関係が決められる。

給電の際、モバイルバッテリ１においては、図２に白抜き矢印で示すように、バッテリ１１に充電されている電力がワイヤレス給電装置１２に供給される。ワイヤレス給電装置１２は、当該供給された電力を用いて給電コイルに電流を流し、電磁誘導方式によるワイヤレス受電装置２２への電力伝送を行う。

一方、モバイル端末２においては、ワイヤレス受電装置２２が受電した電力を用いて、バッテリ２１の充電が進められる。なおバッテリ２１が満充電の状態になると、その情報がモバイルバッテリ１に送られ、給電は停止されるようになっている。これにより、無駄な電力消費が抑えられるようになっている。

上述した給電形態ではワイヤレス電力伝送方式が利用されているため、コネクタカバー２４の開閉は不要である。そのためコネクタカバー２４の劣化は抑えられる。また当該給電形態による充電（ワイヤレス方式の充電）は、モバイル端末充電用ケーブルＣtの接続等を要する有線方式の充電に比べて、充電作業の手軽さ等の観点からも優れている。このようにモバイルバッテリ１は、携帯することで様々な場所での充電を可能とするとともに、コネクタカバー２４等の劣化抑制や充電作業の手軽さ等において優れている。

２．第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。なお第２実施形態は、モバイルバッテリの構成および給電形態を除き、基本的には第１実施形態と同等である。以下の説明では、第１実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、共通する部分については説明を省略することがある。

［モバイルバッテリの構成］
図３は、本実施形態に係るモバイルバッテリ１Ａの概略的な構成図である。モバイルバッテリ１Ａは、第１実施形態の場合と同様に、筐体１０、バッテリ１１、ワイヤレス給電装置１２、および充電コネクタ１３などを備えている。そして更にモバイルバッテリ１Ａは、給電コネクタ１４を備えている。

給電コネクタ１４は、給電用ケーブルＣsが接続されるコネクタである。モバイルバッテリ１Ａは給電コネクタ１４を有することにより、給電用ケーブルＣsを介して、モバイル端末２の充電コネクタ２３に接続可能である。これによりモバイルバッテリ１Ａは、バッテリ１１に充電されている電力を、有線方式によってモバイル端末２に供給することが可能である。なおモバイル端末２は、給電用ケーブルＣsを介して電力を受けると、この電力をバッテリ２１に充電させるようになっている。

またモバイルバッテリ１Ａは充電コネクタ１３に供給された商用電力を、図３の白抜き矢印で示すように、バッテリ１１に伝送することも可能であり、図３の着色矢印で示すように、バッテリ１１を介さずにワイヤレス給電装置１２に伝送することも可能である。バッテリ１１に伝送される商用電力は、バッテリ１１の充電に用いられ、ワイヤレス給電装置１２に伝送される商用電力はバッテリ１１に充電されず、ワイヤレス給電装置１２の駆動に用いられることとなる。

［給電形態について］
次に、モバイルバッテリ１Ａがモバイル端末２へ給電する際の、給電形態について説明する。モバイルバッテリ１Ａは、第１給電形態から第３給電形態の３種類の給電形態に対応している。以下、これらの給電形態の具体的内容について、順に説明する。

図４は、第１給電形態の様子を模式的に表している。なお第１給電形態による給電に際しては、ワイヤレス給電装置１２（給電コイル）とワイヤレス受電装置２２（受電コイル）の間に電磁的結合が形成され得るように、予め、モバイルバッテリ１Ａとモバイル端末２の位置関係が決められる。

第１給電形態では、モバイルバッテリ１Ａにおいて、図４に白抜き矢印で示すように、バッテリ１１に充電されている電力がワイヤレス給電装置１２に供給される。ワイヤレス給電装置１２は、当該供給された電力を用いて給電コイルに電流を流し、電磁誘導方式によるワイヤレス受電装置２２への電力伝送を行う。一方、モバイル端末２においては、ワイヤレス受電装置２２が受電した電力を用いて、バッテリ２１の充電が進められる。

このように第１給電形態は、第１実施形態における給電形態と同等であり、予めバッテリ１１に充電されている電力を給電に用いるため、商用電源等が用意されていない場所においても実現可能である。また第１給電形態によればワイヤレス方式の充電となるため、コネクタカバー２４等などの劣化抑制や充電作業の手軽さなどにおいて優れている。

図５は、第２給電形態の様子を模式的に表している。なお第２給電形態による給電に際しては、給電用ケーブルＣsを用いて、予め、モバイルバッテリ１Ａ（給電コネクタ１４）がモバイル端末２（充電コネクタ２３）に有線接続される。なおこの際、モバイル端末２においてはコネクタカバー２４が開かれる。

第２給電形態では、モバイルバッテリ１Ａにおいて、図５に白抜き矢印で示すように、バッテリ１１に充電されている電力が給電コネクタ１４に伝送される。給電コネクタ１４に伝送された電力は、更に給電用ケーブルＣsと充電コネクタ２３を介してバッテリ２１に供給され、バッテリ２１の充電が進められる。

このように第２給電形態は、予めバッテリ１１に充電されている電力を給電に用いるため、商用電源等が用意されていない場所においても実現可能である。また第２給電形態によれば、何らかの事情でワイヤレス方式の充電が出来ないような場合であっても、有線方式によって充電の実施が可能である。また第２給電形態による充電は、ワイヤレス充電に対応していない各種の電気機器に対しても、実施可能である。

図６は、第３給電形態の様子を模式的に表している。なお第３給電形態による給電に際しては、予め、モバイルバッテリ１Ａ（充電コネクタ１３）が商用電源に接続される。またワイヤレス給電装置１２（給電コイル）とワイヤレス受電装置２２（受電コイル）の間に電磁的結合が形成され得るように、予め、モバイルバッテリ１Ａとモバイル端末２の位置関係が決められる。

第３給電形態では、図６に白抜き矢印で示すように、商用電力がモバイルバッテリ１Ａ（充電コネクタ１３）に供給される。この供給された商用電力は、図６に着色矢印で示すように、バッテリ１１を介さずにワイヤレス給電装置１２へ供給される。ワイヤレス給電装置１２は、供給された電力を用いて給電コイルに電流を流し、電磁誘導方式によるワイヤレス受電装置２２への電力伝送を行う。

なおこのとき、供給された商用電力の一部（余剰分など）はバッテリ１１の充電に用いられても良い。また必要に応じて、供給された商用電力とバッテリ１１に充電されている電力の両方が、ワイヤレス給電装置１２へ供給されるようにしても良い。一方、モバイル端末２においては、ワイヤレス受電装置２２が受電した電力を用いて、バッテリ２１の充電が進められる。

このように第３給電形態は、商用電源等が用意されている場所に限られるが、バッテリ１１の放電を極力抑え、バッテリ１１に蓄えられている電力を出来るだけ温存することが可能である。また第３給電形態によればワイヤレス方式の充電となるため、コネクタカバー２４等などの劣化抑制や充電作業の手軽さなどにおいて優れている。

充電等に際して上述した各給電形態のうちの何れが適用されるかについては、例えば、ユーザが任意に設定可能であっても良く、自動的に設定されるようにしても良い。自動的に設定される場合にモバイルバッテリ１Ａが行う動作の一例について、図７のフローチャートを参照しながら以下に説明する。

なお本例でのモバイルバッテリ１Ａは、各給電形態を切替える機能の他、モバイル端末２との間に電磁的結合が形成され得るか否か（適切に位置決めがなされているか否か等）を判別する機能、モバイル端末２に有線接続されているか否かを判別する機能、および商用電源に接続されているか否かを判別する機能を有しているとする。

モバイルバッテリ１Ａは、モバイル端末２との間に電磁的結合が形成され得るか否かを判別する（ステップＳ１１）。そして電磁的結合が形成され得ると判別した場合（ステップＳ１１のＹ）、次にモバイルバッテリ１Ａは、商用電源に接続されているか否かを判別する（ステップＳ１２）。

商用電源に接続されていないと判別した場合（ステップＳ１２のＮ）、モバイルバッテリ１Ａは、第１給電形態（バッテリ１１の電力を用いたワイヤレス給電）によりモバイル端末２に給電する（ステップＳ１３）。モバイル端末２は、給電された電力を用いてバッテリ１１を受電させることになる。

なおこのとき、バッテリ１１（モバイルバッテリ１Ａ側のバッテリ）の充電残量が不足している場合、或いは、バッテリ２１（モバイル端末２側のバッテリ）が満充電である場合には、モバイルバッテリ１Ａの動作はステップＳ１１に戻る。

一方、商用電源に接続されていると判別した場合（ステップＳ１２のＹ）、モバイルバッテリ１Ａは、第３給電形態（主に商用電力を用いたワイヤレス給電）によりモバイル端末２に給電する（ステップＳ１３）。モバイル端末２は、給電された電力を用いてバッテリ１１を受電させることになる。なおこのとき、バッテリ２１が満充電である場合には、モバイルバッテリ１Ａの動作はステップＳ１１に戻る。

またモバイルバッテリ１Ａは、モバイル端末２との間に電磁的結合を形成することが出来ないと判別した場合には（ステップＳ１１のＮ）、次に、モバイル端末２に有線接続されているか否かを判別する（ステップＳ１５）。

有線接続されていると判別した場合（ステップＳ１５のＹ）、モバイルバッテリ１Ａは、第２給電形態（バッテリ１１の電力を用いた有線給電）によりモバイル端末２に給電する（ステップＳ１６）。モバイル端末２は、給電された電力を用いてバッテリ１１を受電させることになる。

なおこのとき、バッテリ１１の充電残量が不足している場合、或いは、バッテリ２１が満充電である場合には、モバイルバッテリ１Ａの動作はステップＳ１１に戻る。一方、有線接続されていないと判別した場合（ステップＳ１５のＮ）、モバイルバッテリ１Ａの動作はステップＳ１１に戻る。

上述したステップＳ１１〜Ｓ１６の動作によれば、その時の状況に応じて、適切な給電形態を適用することが可能となる。またモバイルバッテリ１Ａは、商用電源に接続されており、かつ、モバイル端末２の充電が不要である状況下において、商用電力を用いて自動的にバッテリ１１を充電するようになっていても良い。

３．その他
以上に説明した通り、各実施形態のモバイルバッテリ（１、１Ａ）は、充放電可能であるバッテリ１１を保持する機能部（保持部）と、バッテリ１１に充電された電力を用いてワイヤレス電力伝送方式により外部（モバイル端末２）への給電を行う機能部（給電部）と、を備えている。

そのためモバイルバッテリ（１、１Ａ）は、携帯することで様々な場所での充電を可能とするとともに、コネクタカバー２４等（電気機器の部品）の劣化を抑えることが可能であり、更に、充電作業の手軽さ等において優れている。

なお第２実施形態のモバイルバッテリ１Ａは、給電用ケーブルＣs（第１ケーブル）が接続される給電コネクタ１４と、モバイルバッテリ充電用ケーブルＣb（第２ケーブル）が接続される充電コネクタ１３を有しており、モバイルバッテリ充電用ケーブルＣbを介して供給される商用電力を、バッテリ１１に充電させることが可能である。

また更にモバイルバッテリ１Ａは、第１給電形態から第３給電形態（複数種の給電形態）の中から選ばれた給電形態によって、外部への給電を行うようになっている。なお第１給電形態は、バッテリ１１に充電された電力を用いて、ワイヤレス電力伝送方式により外部への給電を行う形態である。また第２給電形態は、バッテリ１１に充電された電力を、給電用ケーブルＣsを介して外部へ供給する形態である。また第３給電形態は、モバイルバッテリ充電用ケーブルＣbを介して供給される商用電力をバッテリ１１に充電させずに用いて、ワイヤレス電力伝送方式により外部への給電を行う形態である。

また本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全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。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本発明は、モバイルバッテリ等に利用することができる。

１、１Ａ モバイルバッテリ（携帯型給電装置）
１１ バッテリ
１２ ワイヤレス給電装置
１３ 充電コネクタ
１４ 給電コネクタ
２ モバイル端末（電気機器）
２１ バッテリ
２２ ワイヤレス受電装置
２３ 充電コネクタ
２４ コネクタカバー
３ 充電用ワイヤ
Ｃs 給電用ケーブル（第１ケーブル）
Ｃb モバイルバッテリ充電用ケーブル（第２ケーブル）
Ｃt モバイル端末充電用ケーブル

Claims (6)

1. 充放電可能であるバッテリを保持する保持部と、
   前記バッテリに充電された電力を用いて、ワイヤレス電力伝送方式により外部への給電を行う給電部と、
   を備えたことを特徴とする携帯型給電装置。
2. 第１ケーブルが接続される給電コネクタを有し、
   前記給電部は、
   複数種の給電形態の中から選ばれた給電形態によって、前記給電を行うものであり、
   前記複数種の給電形態には、
   前記バッテリに充電された電力を用いて、前記ワイヤレス電力伝送方式により外部への給電を行う第１給電形態と、
   前記バッテリに充電された電力を、第１ケーブルを介して外部へ供給する第２給電形態と、が含まれることを特徴とする請求項１に記載の携帯型給電装置。
3. 第２ケーブルが接続される充電コネクタを有し、
   第２ケーブルを介して供給される外部電力を、前記バッテリに充電させることを特徴とする請求項２に記載の携帯型給電装置。
4. 前記複数種の給電形態には、
   第２ケーブルを介して供給される外部電力を前記バッテリに充電させずに用いて、前記ワイヤレス電力伝送方式により外部への給電を行う第３給電形態が、含まれることを特徴とする請求項３に記載の携帯型給電装置。
5. 前記給電部は、
   給電コイルを有しており、
   受電コイルを有した電気機器に対して、前記給電コイルと前記受電コイルを用いた電磁誘導方式の電力伝送を行うことにより、前記ワイヤレス電力伝送方式による給電を行うことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の携帯型給電装置。
6. 前記保持部は、前記バッテリを着脱自在に保持することを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の携帯型給電装置。

Images