JP2014096919A - 充電装置とそれを搭載した自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、充電装置とそれを搭載した自動車に関するもので、使い勝手を向上することを目的とするものである。
【解決手段】本体ケース２と、この本体ケース２の側面に設けた開口部３から、この本体ケース２内、外に出し入れ自在に配置した充電台４と、この充電台４上に上下動自在に配置した設置体７と、この設置体７上に配置した弾性体１２と、設置体７を本体ケース２内で上方に移動させる上昇機構８と、充電台４を本体ケース２内に収納させた状態で、弾性体１２の上方に配置した充電コイル５とを備え、本体ケース２の開口部３に、その上辺から下方に向けて軟質材１８を垂らし、軟質材は金属繊維を混入した構造とするとともに、この軟質材はアースラインに接続した。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯機器を、非接触式で充電する充電装置とそれを搭載した自動車に関するものである。

この種の充電装置は、携帯機器を本体ケースの上面に載せれば、この上面下方に配置した充電コイルから磁束が供給され、これによって充電が行えるようになっている。

また、前記本体ケースの上面に、コインやクリップなどの異物が存在したときに、その異物を検出する異物検出回路が設けられている（例えば、下記特許文献１）。

特開２０１１−３６１２５号公報

上記従来例では、本体ケースの上面に携帯機器が載せられると、下方の充電コイルから磁束が供給され、これにより非接触充電が行われるようになっている。

また、本体ケースの上面にコインやクリップなどの金属製異物が存在したときには、前記磁束によってコインやクリップなどが高温化するのを防止するために、異物検出回路によってこれらの異物検出を行い、携帯機器への充電を行わせないようにしている。

このような充電装置を例えば自動車内に設置した場合、この充電装置の機能を十分に理解していない使用者によって、本体ケースの上面にコインやクリップなどの金属製異物が載せられることが多く、この状態になると、前記異物検出回路が動作し、充電が行えない状態となる。

しかし、このように充電が開始されない理由が、前記コインやクリップなどの金属製異物であることを理解していない使用者にとっては、結論として充電を実行することができない状態となり、使い勝手の悪いものとなる。

そこで、本発明は、使い勝手を向上することを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために本発明は、本体ケースと、この本体ケースの側面に設けた開口部から、この本体ケース内、外に出し入れ自在に配置した充電台と、この充電台上に上下動自在に配置した設置体と、この設置体上に配置した弾性体と、設置体を本体ケース内で上方に移動させる上昇機構と、充電台を本体ケース内に収納させた状態で、弾性体の上方に配置した充電コイルとを備え、本体ケースの開口部に、その上辺から下方に向けて軟質材を垂らし、軟質材は金属繊維を混入した構造とするとともに、この軟質材はアースラインに接続し、これによって所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、本体ケースと、この本体ケースの側面に設けた開口部から、この本体ケース内、外に出し入れ自在に配置した充電台と、この充電台上に上下動自在に配置した設置体と、この設置体上に配置した弾性体と、設置体を本体ケース内で上方に移動させる上昇機構と、充電台を本体ケース内に収納させた状態で、弾性体の上方に配置した充電コイルとを備え、本体ケースの開口部に、その上辺から下方に向けて軟質材を垂らし、軟質材は金属繊維を混入した構造とするとともに、この軟質材はアースラインに接続したものであるので、使い勝手を向上することが出来る。

すなわち本発明においては、本体ケースの側面に設けた開口部から、この本体ケース内、外に出し入れ自在に配置した充電台に対して携帯機器を載せ、その後この充電台を本体ケース内に押し込めば、充電台の上方に配置した充電コイルによって携帯機器への充電が行えるようになっている。

そして、このような構成にすれば、携帯機器と充電コイル間に金属製異物が介在することは無く、その結果として簡単に充電を実行することが出来、使い勝手の良いものとなる。

また、本発明においては、充電台上に上下動自在に配置した設置体と、この設置体上に配置した弾性体と、設置体を本体ケース内で上方に移動させる上昇機構とを備えたものであるので、弾性体上に携帯機器を載せた状態で、この弾性体を設置体とともに上昇機構で上昇させれば、携帯機器を充電コイル方向に押圧することができ、その結果、携帯機器と充電コイルとの間の距離は小さくなり、効率的な充電が行えるようになる。

さらに、本発明においては、本体ケースの開口部に、その上辺から下方に向けて軟質材を垂らしているので、充電台上の携帯機器の上に、異物が置かれた場合にも、それを取り除くことも出来るので、これによってもコインやクリップなどの金属製異物による影響を無くすことができる。

また、携帯機器の上の異物を取り除くためには、この軟質材としても、ある程度の強度が必要となるので、この軟質材には金属繊維を混入した構造としている。さらに、この金属繊維を混入した軟質材はアースラインに接続した。

そして、このように本体ケースの開口部に、その上辺から下方に向けて、金属繊維を混入した構造の軟質材を垂らした状態とするとともに、この金属繊維を混入した軟質材はアースラインに接続すると、開口部から本体ケース外に、磁束やノイズが漏洩するのを抑制することもできる。

本発明の一実施形態にかかる充電装置の断面図 同充電装置の断面図 同充電装置の断面図 同充電装置の断面図 同充電装置の制御ブロック図 同動作フローチャート 本発明の一実施形態にかかる充電装置の斜視図

以下、本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１において、１は自動車の車内に配置された充電装置で、この充電装置１は、箱型の本体ケース２と、この本体ケース２の前面（この前面も含め、外周面は側面の一つとして表現している）に設けた矩形状の開口部３から、この本体ケース２内、外に出し入れ自在に配置した充電台４と、この充電台４を前記本体ケース２内に収納させた状態で、この充電台４上方の本体ケース２内部分に配置した充電コイル５とを備えている。

充電台４は水平方向に伸びた支持板５ａと、この支持板５ａの本体ケース２外方側端部において、上方に向けて伸ばした蓋板５ｂとを備え、支持板５ａには複数のローラ１１が設けられている。

また、充電台４の上面には、携帯機器６の設置体７を設けており、この設置体７の後端側（本体ケース２の奥側）は、前記充電台４の後端側（本体ケース２の奥側）よりも、後方に配置している。

この設置体７には、前記充電台４を本体ケース２内に収納させる動作に連動し、この設置体７を上方に移動させる上昇機構８が連結されている。

つまり、上昇機構８は、本体ケース２外側から内側に向けて傾斜配置したレバー９と、このレバー９の上端を設置体７に軸支させ、レバー９の下端を充電台４に軸支させた軸１０により構成されている。

このため、充電台４を図１の状態から、図２、図３、図４と本体ケース２の内側（後方側）に押し込めば、図３のごとく設置体７の後端側（本体ケース２の奥側）が本体ケース２の内部後面に当接した状態で、上昇機構８によって設置体７が上昇させられる構成となっている。

そして、このような構成の設置体７には、図２のごとく携帯機器６を支持する弾性体１２を設けている。

また、この携帯機器６内には充電コイル１３とそれに制御部（図示せず）を介して接続された充電電池（図示せず）が設けられている。

以上の構成において、携帯機器６の充電電池を充電するためには、先ずは図１のごとく、充電台４を本体ケース２外に引き出し（図６のＳ１）、次に携帯機器６を、その表示部（図２の１４）側を下にし、弾性体１２上に載せる（図６のＳ２）。

その後、充電台４を本体ケース２内に、図２、図３、図４と奥側に押し込めば、充電台４の蓋板５ｂによって本体ケース２の開口部３が蓋をされた状態となる。

また、この状態になると、上述のごとく設置体７が上昇機構８によって上方に持ち上げられ、この状態では携帯機器６の充電コイル１３側が、本体ケース２の充電コイル５の設置面（天井面）に、弾性体１２の弾性を利用して押し付けられることになる。

つまり、携帯機器６の充電コイル１３と、本体ケース２の充電コイル５が、可能な限り接近した状態となり、効率の良い充電が行える状態となる。

さて、図４のごとく、携帯機器６の充電コイル１３側が、本体ケース２の充電コイル５の設置面（天井面）に、弾性体１２の弾性を利用して押し付けられた状態では、本体ケース２の充電コイル５の設置面（天井面）で、充電コイル５の外周部に配置した感圧式の検知センサ１５が携帯機器６で押されることで、充電準備完了が検知され、充電が開始される（図６のＳ４）。

つまり、この検知センサ１５は歪センサによって構成されており、これが上述のごとく携帯機器６で押されて歪むと、携帯機器６の適切な設置が検出され、図５の制御部１６を介して充電コイル５に通電が開始され、これによって携帯機器６への充電が行われるのである。

本実施形態における特徴の一つは、本体ケース２内の携帯機器６上方に充電コイル５を設けたことである。

すなわち、このようにすれば、携帯機器６と充電コイル５間に、コインやクリップなどの金属製異物が介在することが少なく、その結果として適切な充電が行われ、極めて使い勝手の良いものとなるのである。

つまり、携帯機器６の充電のために、この携帯機器６を図２のごとく充電台４上に配置した状態で、さらに携帯機器６の上面にコインやクリップなどの金属製異物を置くことは極めてまれな状態であるので、これらの金属製異物によって携帯機器６への充電が阻害されることは無く、常に適切な充電が行われ、使い勝手の良いものとなるのである。

なお、本実施形態においては、本体ケース２の充電コイル５の設置面（天井面）で、充電コイル５の外周部に温度センサ１７を設けているので、何らかの理由で、携帯機器６が異常な温度上昇をした場合には、それを早く検出して、充電を終了させることが出来る。

また、本実施形態においては、図１、図７に示すごとく、前記本体ケース２の開口部３に、その上辺から下方に向けて軟質材１８を垂らしているので、図７の状態の充電台４上の携帯機器６の上に、異物が置かれていた場合にも、それを取り除くことも出来、これによってもコインやクリップなどの金属製異物による影響を無くすことができる。

なお、携帯機器６の上の異物を取り除くためには、この軟質材１８としても、ある程度の強度が必要となるので、この軟質材１８には金属繊維を混入した構造としている。

また、この金属繊維を混入した軟質材１８はアースラインに接続した。

さらに、本実施形態によれば、上述のごとく検知センサ１５によって携帯機器６の適切な設置が検出されると、図５の制御部１６を介して充電コイル５に通電を開始する構成としたが、図４の状態で、先ず、検知センサ１５によって携帯機器６の適切な設置を検出し、次に、図５の制御部１６によって充電コイル５と、携帯機器６の充電コイル１３との結合状態を検出することで、携帯機器６の設置を再確認し、その後、制御部１６を介して充電コイル５に通電を開始する構成としても良い。

すなわち、携帯機器６の充電コイル１３は、表示部１４とは反対側に設けられているので、この携帯機器６の適切な設置とは、充電コイル１３を上方にして、この携帯機器６を弾性体１２上に設置することではある。

そのため、検知センサ１５により携帯機器６の設置および充電位置への上昇が確認された後に、図５の制御部１６によって充電コイル５と、携帯機器６の充電コイル１３との結合状態を検出し、携帯機器６の適切な設置（上下方向の確認）を再確認した後に、制御部１６を介して充電コイル５に通電を開始する構成とするのである。

なお、充電装置１の充電コイル５と、携帯機器６の充電コイル１３との結合状態を、コイルの結合係数変動などで検出すること自体は、例えば（特開２００９−２４７１９４号公報）等で知られている周知の技術であるので、説明の煩雑化を避けるために、その説明は簡略化する。

以上のように本実施形態は、本体ケース２と、この本体ケース２の側面に設けた開口部３から、この本体ケース２内、外に出し入れ自在に配置した充電台４と、この充電台４上に上下動自在に配置した設置体７と、この設置体７上に配置した弾性体１２と、前記設置体７を本体ケース２内で上方に移動させる上昇機構８と、前記充電台４を前記本体ケース２内に収納させた状態で、前記弾性体１２の上方に配置した充電コイル５とを備え、前記充電コイル５部分、またはその近傍に、感圧式の検知センサ１５を配置したものであるので、使い勝手を向上することが出来る。

すなわち本実施形態においては、本体ケース２の側面に設けた開口部３から、この本体ケース２内、外に出し入れ自在に配置した充電台４に対して携帯機器６を載せ、その後この充電台４を本体ケース２内に押し込めば、充電台４の上方に配置した充電コイル５によって携帯機器６への充電が行えるようになっている。

そして、このような構成にすれば、携帯機器６と充電コイル５間に金属製異物が介在することは無く、その結果として簡単に充電を実行することが出来、使い勝手の良いものとなる。

また、本実施形態においては、充電台４上に上下動自在に配置した設置体７と、この設置体７上に配置した弾性体１２と、前記設置体７を本体ケース２内で上方に移動させる上昇機構８とを備えたものであるので、弾性体１２上に携帯機器６を載せた状態で、この弾性体１２を設置体７とともに上昇機構８で上昇させれば、携帯機器６を充電コイル５方向に押圧することができ、その結果、携帯機器６と充電コイル５との間の距離は小さくなり、効率的な充電が行えるようになる。

さらに、本実施形態においては、前記充電コイル５部分、またはその近傍に、感圧式の検知センサ１５を配置したものであるので、携帯機器６の適切な設置を検出することも出来る。

すなわち、弾性体１２上に携帯機器６を載せた状態で、この弾性体１２を設置体７とともに上昇機構８で上昇させれば、携帯機器６によって感圧式の検知センサ１５が押圧されることで、その設置を検出することができるのである。

また、本発明の他の実施形態として、図４の状態で、先ず、検知センサ１５によって携帯機器６の適切な設置を検出し、次に、図５の制御部１６によって充電コイル５と、携帯機器６の充電コイル１３との結合状態を検出することで、携帯機器６の設置を再確認し、その後、制御部１６を介して充電コイル５に通電を開始する構成としても良い。

すなわち、携帯機器６の充電コイル１３は、表示部１４とは反対側に設けられているので、この携帯機器６の適切な設置とは、充電コイル１３を上方にして、この携帯機器６を弾性体１２上に設置することではある。

そのため、検知センサ１５により携帯機器６の設置および充電位置への上昇が確認された後に、図５の制御部１６によって充電コイル５と、携帯機器６の充電コイル１３との結合状態を検出し、携帯機器６の適切な設置（上下方向の確認）を再確認した後に、制御部１６を介して充電コイル５に通電を開始する構成とするのである。

さらに、本実施形態においては、設置体７上に配置した弾性体１２を導電性物質により形成するとともに、この弾性体１２をアースラインに接続したことも特徴の一つとなっている。

すなわち、本実施形態においては、上述のごとく、弾性体１２上に携帯機器６を載せた状態で、この弾性体１２を設置体７とともに上昇機構８で上昇させることで、携帯機器６を充電コイル５方向に押圧し、それによって、携帯機器６の充電コイル１３と充電コイル５との間の距離を小さくし、効率的な充電が行えるようにしているが、携帯機器６が押圧されることで、このときに携帯機器６の誤操作が発生してしまう虞がある。

例えば、現在実用化されている非接触充電タイプの携帯機器６の多くは、その裏面側に充電コイル１３が配置され、表面側に表示部１４が配置され、この表面の表示部１４が操作部となっている。また、このような表示部１４の操作部は、指でタッチすることで発生する静電容量の変化で、どの部分が、どのように操作されたかを判定し、操作行動を実行するようになっている。

本実施形態において、このような構成の携帯機器６に対して充電を行うときには、図２に示すごとく、その充電コイル１３側（裏面側）を上方、表示部１４側（表面側）を下方として、弾性体１２上に置かれることになる。

このとき、上述のごとく、弾性体１２を設置体７とともに上昇機構８で上昇させると、携帯機器６の表示部（操作部）１４は弾性体１２に押圧されることになるが、そのときの押圧状況によっては、表示部１４上における静電容量の局部的な変化が発生し、その結果として携帯機器６の思わぬ誤操作が発生してしまう虞がある。

そこで、本実施形態では、設置体７上に配置した弾性体１２を導電性物質により形成するとともに、この弾性体１２をアースラインに接続したものであり、このような構成とすると、携帯機器６の表示部（操作部）１４が弾性体１２に押圧されても、表示部１４上における静電容量の局部的な変化は発生しにくく、その結果として携帯機器６の思わぬ誤操作も発生しにくく、使い勝手の良いものとなるのである。

なお、弾性体１２は、発泡体に導電性物質を混入させた構成としても良いし、発泡体の表面に導電線を配置した構成としても良い。

そして、このような構成の弾性体１２の下面に網状の導電性ネットを配置し、この導電性ネットを、アース線を介してアースラインに接続した。

次に、本実施形態における他の特徴点について説明する。

すなわち、本実施形態では、上述のごとく、前記本体ケース２の開口部３に、その上辺から下方に向けて軟質材１８を垂らしているので、図７の状態の充電台４上の携帯機器６の上に、異物が置かれていた場合にも、それを取り除くことも出来、これによってもコインやクリップなどの金属製異物による影響を無くすことができる。

つまり、充電台４を本体ケース２の開口部３内に押し込めば、携帯機器６の上面に軟質材１８が触れながら充電台４が本体ケース２内に押し込まれるので、携帯機器６の上に、異物が置かれていた場合にも、それを軟質材１８によって取り除くことも出来、これによってもコインやクリップなどの金属製異物による影響を無くすことができるのである。

また、携帯機器６の上の異物を取り除くためには、この軟質材１８としても、ある程度の強度が必要となるので、この軟質材１８には金属繊維を混入した構造としている。さらに、この金属繊維を混入した軟質材１８はアースラインに接続した。

また、このように本体ケース２の開口部３に、その上辺から下方に向けて、金属繊維を混入した軟質材１８を垂らした状態とするとともに、この金属繊維を混入した軟質材１８はアースラインに接続すると、開口部３から本体ケース２外に、磁束やノイズが漏洩するのを抑制することもできる。

以上のごとく本発明においては、本体ケースの側面に設けた開口部から、この本体ケース内、外に出し入れ自在に配置した充電台に対して携帯機器を載せ、その後この充電台を本体ケース内に押し込めば、充電台の上方に配置した充電コイルによって携帯機器への充電が行えるようになっている。

そして、このような構成にすれば、携帯機器と充電コイル間に金属製異物が介在することは無く、その結果として簡単に充電を実行することが出来、使い勝手の良いものとなる。

また、本発明においては、充電台上に上下動自在に配置した設置体と、この設置体上に配置した弾性体と、前記設置体を本体ケース内で上方に移動させる上昇機構とを備えたものであるので、弾性体上に携帯機器を載せた状態で、この弾性体を設置体とともに上昇機構で上昇させれば、携帯機器を充電コイル方向に押圧することができ、その結果、携帯機器と充電コイルとの間の距離は小さくなり、効率的な充電が行えるようになる。

さらに、本発明においては、前記本体ケースの開口部に、その上辺から下方に向けて軟質材を垂らしているので、充電台上の携帯機器の上に、異物が置かれた場合にも、それを取り除くことも出来るので、これによってもコインやクリップなどの金属製異物による影響を無くすことができる。

また、携帯機器の上の異物を取り除くためには、この軟質材としても、ある程度の強度が必要となるので、この軟質材には金属繊維を混入した構造としている。さらに、この金属繊維を混入した軟質材はアースラインに接続した。

また、このように本体ケースの開口部に、その上辺から下方に向けて、金属繊維を混入した構造の軟質材を垂らした状態とするとともに、この金属繊維を混入した軟質材はアースラインに接続すると、開口部から本体ケース外に、磁束やノイズが漏洩するのを抑制することもできる。

したがって、各種携帯機器の充電装置としての活用が期待されるものとなる。

１ 充電装置
２ 本体ケース
３ 開口部
４ 充電台
５ 充電コイル
５ａ 支持板
５ｂ 蓋板
６ 携帯機器
７ 設置体
８ 上昇機構
９ レバー
１０ 軸
１１ ローラ
１２ 弾性体
１３ 充電コイル
１４ 表示部
１５ 検知センサ
１６ 制御部
１７ 温度センサ
１８ 軟質材

Claims (6)

1. 本体ケースと、この本体ケースの側面に設けた開口部から、この本体ケース内、外に出し入れ自在に配置した充電台と、この充電台上に上下動自在に配置した設置体と、この設置体上に配置した弾性体と、前記設置体を本体ケース内で上方に移動させる上昇機構と、前記充電台を前記本体ケース内に収納させた状態で、前記弾性体の上方に配置した充電コイルとを備え、前記本体ケースの開口部に、その上辺から下方に向けて軟質材を垂らし、前記軟質材は金属繊維を混入した構造とするとともに、この軟質材はアースラインに接続した充電装置。
2. 前記弾性体を導電性物質により形成するとともに、この弾性体をアースラインに接続した請求項１に記載の充電装置。
3. 前記上昇機構は、前記充電台を前記本体ケース内に収納させる動作に連動し、前記設置体を前記本体ケース内の上方に移動させる構成とした請求項２に記載の充電装置。
4. 前記弾性体は、発泡体に導電性物質を混入させた構成とした請求項２または３に記載の充電装置。
5. 前記弾性体は、発泡体の表面に導電線を配置した構成とした請求項２または３に記載の充電装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一つに記載の充電装置を車内に設置した自動車。