JP4519180B2 - 充電台、携帯機器と充電台及びパック電池と充電台 - Google Patents

Description

本発明は、充電できる電池を内蔵する携帯機器と、この携帯機器に内蔵される電池を充電する充電台に関する。

電磁誘導の作用で電源コイルから誘導コイルに電力搬送して、携帯機器に内蔵される電池を充電する充電台は開発されている。（特許文献１及び２参照）

特許文献１は、充電台に、高周波電源で励磁される電源コイルを内蔵し、パック電池には、電源コイルに電磁結合される誘導コイルを内蔵する構造を記載する。さらに、パック電池は、誘導コイルに誘導される交流を整流し、これを電池に供給して充電する回路も内蔵する。この構造によると、充電台の上にパック電池を載せて、非接触状態でパック電池の電池を充電できる。

さらに、特許文献２は、携帯機器の底部に電池を内蔵し、さらにその下方に二次側充電用アダプタを設けて、この二次側充電用アダプタに誘導コイルと充電回路を内蔵する構造を記載する。また、誘導コイルに電磁結合される電源コイルを充電台に設ける構造も記載する。充電台に二次側充電用アダプタを結合する携帯機器を載せ、電源コイルから誘導コイルに電力搬送して、携帯機器の電池を充電する。
特開平９−６３６５５号公報 実用新案登録第３０１１８２９号

特許文献１に記載される構造は、充電台の上に載せるパック電池の位置がずれると、パック電池を充電できなくなる欠点がある。それは、パック電池と充電台との相対位置がずれると、電源コイルと誘導コイルが電磁結合されない状態となって、電源コイルから誘導コイルに交流電力を搬送できなくなるからである。この欠点は、特許文献２に記載されるように、充電台に位置決め凸部を設け、この位置決め凸部を嵌入する位置決め凹部を携帯機器に設けて解消できる。この構造は、位置決め凹部に位置決め凸部を案内して、携帯機器と充電台との相対的な位置ずれを防止できる。

ただ、特許文献２に示す構造は、位置決め凸部を位置決め凹部に案内するように携帯機器を充電台にセットするので、携帯機器のセットに手間がかかる欠点がある。また、この構造は、全てのユーザーが常に正常な状態で携帯機器を充電台にセットすることが難しい欠点もある。さらに、この構造は、ケースの底面に位置決め凹部を設けて、この位置決め凹部の上に誘導コイルを配置することから、携帯機器を薄くできない欠点がある。携帯電話等の携帯機器は、できるかぎり薄くすることが要求されることから、位置決め凹部によって厚くなると携帯に不便になる欠点がある。

この弊害は、充電台の上面全体の広い面積に、誘導コイルに電力搬送する磁界を発生して解消できる。ただ、この構造によると、携帯機器を載せない部分にも磁界を発生させることから、電源コイルから誘導コイルに搬送する電力効率が低下する欠点がある。また、充電台の上に、鉄などの金属を載せると、これに磁気誘導作用で電流が流れて発熱する弊害がある。

本出願人は、以上の欠点を解消することを目的として、充電台の上面プレートの下に電源コイルを配置すると共に、この電源コイルを上面プレートの内面に沿って移動機構で移動させる充電台を開発した。この充電台は、上面プレートに載せられる携帯機器の位置を検出して、移動機構でもって電源コイルを携帯機器の誘導コイルに接近させる。この充電台は、ケースの上面プレートに載せられる携帯機器の位置を検出する位置検出制御器を設け、この位置検出制御器で移動機構を制御して、電源コイルを移動させて携帯機器の誘導コイルに接近させる。この充電台は、電源コイルを携帯機器の誘導コイルに接近して、電源コイルから誘導コイルに電力を搬送する。

この構造は、携帯機器の位置がずれても電池を充電できる。ただ、電源コイルを携帯機器の誘導コイルの位置に移動させる機構、さらに携帯機器の位置を検出する機構が複雑になって製造コストが高くなる欠点がある。

本発明は、さらに、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて簡単な構造としながら、携帯機器の誘導コイルと充電台の電源コイルとを効率よく電磁結合させて、充電台から携帯機器に効率よく電力搬送して電池を速やかに充電できる携帯機器と充電台を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、ユーザーが便利に使用して、携帯機器の電池を効率よく充電できる携帯機器と充電台を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の携帯機器と充電台は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
携帯機器と充電台は、誘導コイル５１を内蔵し、この誘導コイル５１に誘導される電力で充電される電池５４を内蔵する携帯機器５０と、この携帯機器５０を脱着自在にセットして携帯機器５０の電池５４を充電する充電台１０とからなる。充電台１０は、装着部１２の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面１３として、湾曲底面１３の内側に、携帯機器５０の誘導コイル５１に電磁結合される電源コイル２１を内蔵しており、この電源コイル２１には電源２２を接続している。携帯機器５０は、充電台１０の装着部１２に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面１３に沿う形状に湾曲して湾曲背面５３として、この湾曲背面５３の内側に誘導コイル５１を内蔵している。充電台１０は、装着部１２に携帯機器５０がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル２１から誘導コイル５１に電力搬送して、誘導コイル５１に誘導される電力で携帯機器５０の電池５４を充電する。
本発明の充電台は、誘導コイル51を内蔵し、この誘導コイル51に誘導される電力で充電される電池54を内蔵する携帯機器50を脱着自在にセットして携帯機器50の電池54を充電する充電台10であって、前記充電台10は、装着部12の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面13として、湾曲底面13の内側に、前記携帯機器50の誘導コイル51に電磁結合される電源コイル21を内蔵しており、この電源コイル21には電源22を接続しており、さらに、前記携帯機器50は、充電台10の装着部12に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面13に沿う形状に湾曲して湾曲背面53として、この湾曲背面53の内側に誘導コイル51を内蔵しており、前記充電台10の装着部12に携帯機器50がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル21から誘導コイル51に電力搬送して、誘導コイル51に誘導される電力で携帯機器50の電池54を充電するようにしてなる。
本発明のパック電池と充電台は、誘導コイル51を内蔵し、この誘導コイル51に誘導される電力で充電される電池54を備えるパック電池70と、該パック電池70を装着する携帯機器50を脱着自在にセットしてパック電池70の電池(54)を充電する充電台10とからなり、前記充電台10は、装着部12の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面13として、湾曲底面13の内側に、前記パック電池70の誘導コイル51に電磁結合される電源コイル21を内蔵しており、この電源コイル21には電源22を接続しており、さらに、前記パック電池70は、充電台10の装着部12に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面13に沿う形状に湾曲して湾曲背面53として、この湾曲背面53の内側に誘導コイル51を内蔵しており、前記充電台10の装着部12にパック電池70がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル21から誘導コイル51に電力搬送して、誘導コイル51に誘導される電力でパック電池70の電池54を充電するようにしてなる。
本発明の充電台は、誘導コイル51を内蔵し、この誘導コイル51に誘導される電力で充電される電池54を備えるパック電池70を装着する携帯機器50を脱着自在にセットしてパック電池70の電池54を充電する充電台10であって、前記充電台10は、装着部12の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面13として、湾曲底面13の内側に、前記パック電池70の誘導コイル51に電磁結合される電源コイル21を内蔵しており、この電源コイル21には電源22を接続しており、さらに、前記パック電池70は、充電台10の装着部12に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面13に沿う形状に湾曲して湾曲背面53として、この湾曲背面53の内側に誘導コイル51を内蔵しており、前記充電台10の装着部12にパック電池70がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル21から誘導コイル51に電力搬送して、誘導コイル51に誘導される電力でパック電池70の電池54を充電するようにしてなる。
本発明のパック電池と充電台は、誘導コイル51を内蔵し、この誘導コイル51に誘導される電力で充電される電池54を備えるパック電池70と、該パック電池70を脱着自在にセットしてパック電池70の電池54を充電する充電台10であって、前記充電台10は、装着部12の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面13として、湾曲底面13の内側に、前記パック電池70の誘導コイル51に電磁結合される電源コイル21を内蔵しており、この電源コイル21には電源22を接続しており、さらに、前記パック電池70は、充電台10の装着部12に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面13に沿う形状に湾曲して湾曲背面53として、この湾曲背面53の内側に誘導コイル51を内蔵しており、前記充電台10の装着部12にパック電池70がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル21から誘導コイル51に電力搬送して、誘導コイル51に誘導される電力でパック電池70の電池54を充電するようにしてなる。
本発明の充電台は、誘導コイル51を内蔵し、この誘導コイル51に誘導される電力で充電される電池54を備えるパック電池70を脱着自在にセットしてパック電池70の電池54を充電する充電台10であって、前記充電台10は、装着部12の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面13として、湾曲底面13の内側に、前記パック電池70の誘導コイル51に電磁結合される電源コイル21を内蔵しており、この電源コイル21には電源22を接続しており、さらに、前記パック電池70は、充電台10の装着部12に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面13に沿う形状に湾曲して湾曲背面53として、この湾曲背面53の内側に誘導コイル51を内蔵しており、前記充電台10の装着部12にパック電池70がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル21から誘導コイル51に電力搬送して、誘導コイル51に誘導される電力でパック電池70の電池54を充電するようにしてなる。

この構造の携帯機器と充電台は、極めて簡単な構造としながら、誘導コイルと電源コイルとを効率よく電磁結合させて、充電台から携帯機器に能率よく電力搬送して電池を速やかに充電できる特徴がある。それは、装着部の底面を湾曲底面とし、さらに、ここにセットする携帯機器の背面を湾曲背面とすることから、携帯機器を装着部に入れると、それ自体の自重で、湾曲底面の底部に湾曲背面が位置するように案内されるからである。このように、独特の構造で湾曲底面と湾曲背面を接近して定位置に案内できることから、湾曲底面の内側に内蔵される誘導コイルを、常に電源コイルに接近させて、電源コイルから誘導コイルへの電力搬送を効率よくして、電池を速やかに充電できる特徴を実現する。

また、以上の携帯機器と充電台は、携帯機器を充電台の装着部に入れると、湾曲底面と湾曲背面によって所定の位置に案内されることから、従来のように位置決め凹部に位置決め凸部を案内するなどして正確にセットする必要がなく、携帯機器を装着部に入れて、誘導コイルを電源コイルに接近できることから、種々のユーザーが便利に使用して、携帯機器の電池を効率よく充電できる特徴も実現する。

本発明の請求項２の携帯機器と充電台は、誘導コイル５１を、湾曲背面５３に沿う湾曲面に巻かれたコイルとすることができる。
この構造は、誘導コイルを湾曲背面に沿う湾曲面に巻かれた形状とすることから、誘導コイルを湾曲背面に接近して、いいかえると、湾曲底面の内側に内蔵している電源コイルに、より接近して配設できる。このため、誘導コイルを電源コイルに接近して配設でき、さらに、前述した独特の構造で湾曲底面と湾曲背面を接近して定位置に案内できることから、電源コイルから誘導コイルへの電力搬送をより効率よくして、電池を速やかに充電できる。

本発明の請求項３の携帯機器と充電台は、携帯機器５０を、脱着自在なカバー４０で被覆しており、充電台１０の装着部１２を、カバー４０で被覆する携帯機器５０をセットできる内形としている。
この構造の携帯機器と充電台は、携帯機器をカバーで被覆する状態で、あるいはカバーで被覆しない状態においても、装着部の所定の位置に案内して、誘導コイルを電源コイルに接近して携帯機器の電池を効率よく充電できる。

本発明の請求項４の携帯機器と充電台は、充電台１０の装着部１２を、Ｕ溝状である湾曲底面１３の長手方向が、後方に向かって上り勾配に傾斜する姿勢として、下端にストッパ壁１４を設けている。この充電台１０は、装着部１２にセットされる携帯機器５０の長手方向を後方に向かって上り勾配とする姿勢で、携帯機器５０の下端をストッパ壁１４に載せて装着する。
この構造の携帯機器と充電台は、携帯機器の下端を装着部のストッパ壁に載せてセットすることで、携帯機器の長手方向のずれを阻止し、さらに、装着部の湾曲底面に、携帯機器の湾曲背面を案内することで長手方向に交差する横方向のずれを防止できる。このため、装着部にセットされる携帯機器の長手方向と横方向のずれを防止して、誘導コイルを常に電源コイルに接近させて、電池を効率よく充電できる。

本発明の請求項５の携帯機器と充電台は、携帯機器５０が、湾曲背面５３に沿う湾曲面に巻かれた誘導コイル５１を内蔵しており、この誘導コイル５１を、Ｕ溝状に湾曲する湾曲底面１３の長手方向に細長いループ状としている。
この構造は、誘導コイルと電源コイルとの電磁結合する面積を大きくして効率よく電池を充電できる。

本発明の請求項６の携帯機器と充電台は、携帯機器５０が、背面に複数本の円筒形電池５４を平行に並べて収納する電池収納部６１を有する電子機器６０と、この電子機器６０の電池収納部６１に脱着自在に収納してなるパック電池７０とを備え、パック電池７０に誘導コイル５１と電池５４とを内蔵している。
この構造は、電池収納部に入れる円筒形電池に代わってパック電池を収納し、パック電池の電池を収納する状態で携帯機器を充電台にセットして、パック電池に内蔵される電池を充電できる。

本発明の請求項７の携帯機器と充電台は、充電台１０が隣接する充電台１０に脱着自在に連結できる連結部１７を有する。
この構造は、複数台の充電台を連結して、複数の携帯機器の電池を充電できる。
充電台１０が、装着部１２を設けてなる上ケース１１Ａを備え、この上ケース１１Ａの装着部１２が、底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面１３としている。
電源コイル２１が平面状に巻かれた平面コイルで、Ｕ溝状の長手方向に細長いループ状に巻かれて、長手方向に長い領域に電力搬送できる構造としている。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための携帯機器と充電台を例示するものであって、本発明は携帯機器と充電台を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１ないし図４は、携帯機器５０を充電台１０の装着部１２にセットする状態を示している。図１と図３は、携帯機器５０をカバーで被覆することなく充電台１０にセットする状態を示し、図２と図４は、携帯機器５０をカバー４０で被覆して充電台１０にセットする状態を示している。携帯機器５０は、図３と図４に示すように、誘導コイル５１と、この誘導コイル５１に電力搬送される電力で充電される電池５４を内蔵している。充電台１０は、携帯機器５０をケース１１の装着部１２に脱着自在にセットして、携帯機器５０の電池５４を充電する。本実施例においては、携帯機器５０として、ゲーム電子機器等の電子製品を、操作するリモコンが利用できる。

図３ないし図５の充電台１０は、上ケース１１Ａに装着部１２を設けている。上ケース１１Ａの装着部１２は、底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面１３としている。図の上ケース１１Ａの装着部１２は、Ｕ溝状である湾曲底面１３の長手方向が、後方に向かって上り勾配に傾斜する姿勢であって、下端にはストッパ壁１４を設けている。この装着部１２は、長手方向に直交する断面形状をＵ溝状として、携帯機器５０を正確な位置に案内する。この上ケース１１Ａは、装着部１２の両側に一対の側壁１５を設けて、装着部１２の下端部にはストッパ壁１４を設ける形状にプラスチックを成形して製作している。

さらに、図の上ケース１１Ａは、ストッパ壁１４に、ＬＥＤ３０の発光を外部に照射する光ガイド３１を露出させている。光ガイド３１は、透光性のプラスチック製で、図６と図７に示すように下ケース１１Ｂに固定している。この光ガイド３１は、ケース１１内に固定している回路基板２０に配置されるＬＥＤ３０の光を先端の露出部３１Ａにガイドして、露出部３１Ａから外部に照射する。露出部３１Ａの先端は、ストッパ壁１４の表面側と、ストッパ壁１４の内面側、すなわち装着部１２側に露出して、ＬＥＤ３０の発光をストッパ壁１４の表面と、ストッパ壁１４の内面に照射する。ストッパ壁１４の内面に照射される発光は、図７に示すように、携帯機器５０のカバー４０に照射されてカバー４０を発光させる。

充電台１０は、図３、図４、及び図６に示すように、上ケース１１Ａの湾曲底面１３の内側に電源コイル２１を配置している。電源コイル２１は平面状に巻かれた平面コイルで、湾曲底面１３の内面に接近して配設している。電源コイル２１は、Ｕ溝状の長手方向に細長いループ状に巻いて、長手方向に長い領域に電力搬送できるようにしている。図の電源コイル２１は平面コイルであるが、電源コイルは、湾曲底面に沿うように両側部を湾曲面とする平面コイルとすることもできる。

電源コイル２１は、誘導コイル５１との反対側、図において電源コイル２１の下側にシールド層２３を設けている。シールド層２３は、透磁率の高い金属やフェライトからなる層で、電源コイル２１の誘導コイル５１と反対側をシールドする。シールド層２３と電源コイル２１は、ケース１１に内蔵しているプラスチック製の支持台１６に固定している。支持台１６は、回路基板２０を挟着して下ケース１１に固定されて、シールド層２３と電源コイル２１をケース１１の定位置に配置する。この支持台１６は、湾曲底面１３に沿う傾斜面１６Ａを有し、この傾斜面１６Ａにシールド層２３と電源コイル２１とを積層して固定している。

電源コイル２１は、図８の回路図に示すように、回路基板２０に実装される高周波の電源２２に接続している。高周波の電源２２は、ＡＣアダプタ２５から入力される直流電力を高周波電力に変換して電源コイル２１に供給する。高周波の電源２２は、携帯機器５０に内蔵される電池５４が満充電されると高周波電力の出力を遮断する回路を内蔵している。携帯機器５０の電池５４の満充電は、携帯機器５０に内蔵している充電回路５２で検出される。高周波の電源２２は、携帯機器５０の充電回路５２と通信して、携帯機器５０の電池５４が満充電されたことを検出して出力を遮断することができる。

図９は、複数台の充電台１０を横に並べて、複数の携帯機器５０の電池を充電する状態を示している。この状態で使用される充電台１０は、横に隣接する充電台１０に脱着自在に連結できる連結部１７を備えている。連結部１７は、水平面内で９０度回転させて、折り畳みできるように下ケース１１Ｂの底面に連結される。この連結部１７はプラスチック製で、図６に示すように、その一端部には、下ケース１１Ｂに回転できるように連結する回転軸１７Ａを上に突出して設けており、他端部には、隣接する充電台１０の下ケース１１Ｂに設けた嵌着凹部１８に案内される嵌着凸部１７Ｂを上に突出して設けている。下ケース１１Ｂは、連結部１７の嵌着凸部１７Ｂを案内する嵌着凹部１８を底面に設けている。この連結部１７は、使用しない状態では、隣の充電台１０に突出しないように折り畳まれる。隣に充電台１０を並べて使用するときは、９０度回転して、下ケース１１Ｂから引き出し、嵌着凸部１７Ｂを隣の下ケース１１Ｂの嵌着凹部１８に入れて、隣接する充電台１０を連結する。

充電台１０に内蔵される高周波の電源２２の回路図を図８に示している。この電源２２は、ＡＣアダプタ２５から入力される電源コネクタ２６と、隣の充電台１０から入力される外部入力コネクタ２７から電力が供給される。電源コネクタ２６と外部入力コネクタ２７は、図９に示すように、ケース１１のケース１１の背面に固定している。さらに、ケース１１の底面には、隣の充電台１０に電力を供給する電源コード２８を脱着できるように収納している。電源コード２８を収納するために、ケース１１の底面には電源コード２８を嵌着する収納凹部１９を設けている。この電源コード２８は、高周波の電源２２に接続している。

高周波の電源２２は、電源コネクタ２６から入力される電力と、外部入力コネクタ２７から入力される電力とを切り換えて、携帯機器５０の電池５４を充電する。すなわち、電源コイル２１を励磁する。図８と図９に示すように、第１の充電台１０Ａと第２の充電台１０Ｂを連結して第１の携帯機器５０Ａの電池５４と第２の携帯機器５０Ｂの電池５４を充電するには、以下の工程でふたつの携帯機器５０の電池５４を充電する。
（１）第１の充電台１０ＡをＡＣアダプタ２５に接続して、ＡＣアダプタ２５から第１の充電台１０Ａの電源２２に直流電力を供給する。第１の充電台１０Ａの電源２２は、ＡＣアダプタ２５から入力される直流電力で電源コイル２１を励磁して、第１の携帯機器５０Ａの電池５４を充電する。この状態で、第１の充電台１０Ａの電源２２は、電源コード２８からは電力を出力しない。
（２）第１の携帯機器５０Ａの電池５４が満充電されると、第１の充電台１０Ａの電源２２は電源コイル２１の励磁を停止して、電源コード２８から第２の充電台１０Ｂに直流電力を出力する。
（３）第２の充電台１０Ｂの電源２２は、電源コード２８から入力される直流電力、すなわち外部入力コネクタ２７から入力される直流電力でもって、電源コイル２１を励磁して、第２の携帯機器５０Ｂの電池５４を充電する。第２の携帯機器５０Ｂの電池５４が満充電されると、第２の充電台１０Ｂの電源２２は電源コイル２１の励磁を停止して、電池５４の充電を終了する。

以上のように、複数の携帯機器５０の電池５４を順番に充電する回路構成は、ＡＣアダプタ２５からの入力電力を大きくすることなく、複数の携帯機器５０の電池５４を満充電できる。

携帯機器５０は、図３と図４に示すように、充電台１０の装着部１２に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面１３に沿う形状に湾曲して湾曲背面５３として、この湾曲背面５３の内側に、湾曲背面５３の沿う湾曲面に巻かれた誘導コイル５１を内蔵している。図１０は、脱着自在なカバー４０で被覆している携帯機器５０を示す斜視図である。このカバー４０は、携帯機器５０の電子機器６０のケース表面に設けているスイッチなどの操作部６５を露出して、操作部６５のない表面をカバーしている。図の携帯機器５０は、前面と背面の一部にスイッチなどの操作部６５を設けているので、操作部６５のない携帯機器５０の背面の上部のスイッチ部を除くほぼ全面と、両側面と上下面からなる外周面と、前面の外周部を被覆している。カバー４０は、弾性的に収縮して携帯機器５０の表面に密着するように被着される。また、カバー４０は伸縮して携帯機器５０に脱着できるように被着される。携帯機器５０は、カバー４０で被覆する状態で、あるいはカバーで被覆されない状態で、充電台１０の装着部１２にセットして内蔵する電池５４を充電する。カバー４０は、伸縮性のある軟質プラスチックや天然あるいは合成ゴムで、携帯機器５０を落下や衝突などの衝撃から保護する。カバー４０で被覆し、あるいは被覆されない携帯機器５０は、図１と図２に示すように、上下の長手方向を後方に向かって上り勾配とする姿勢で充電台１０の装着部１２にセットされ、その下端をストッパ壁１４に載せる姿勢で装着される。

携帯機器５０は、湾曲背面５３の内側に、湾曲背面５３に沿う湾曲面に巻かれた誘導コイル５１を内蔵している。図３、図４、及び図１１の携帯機器５０は、複数本の円筒形電池５４を平行に並べて収納する電池収納部６１を有する電子機器６０と、この電子機器６０の電池収納部６１に脱着自在に装着しているパック電池７０とからなる。電子機器６０は、背面に開口するように電池収納部６１を設けて、ここにパック電池７０を装着して開口部を閉塞している。図の携帯機器５０は、パック電池７０に電池５４と誘導コイル５１を内蔵して、湾曲背面５３の内側に誘導コイル５１を収納している。電子機器６０の電池収納部６１は、図３、図４、及び図１１の鎖線で示すように、複数の、図にあっては２本の単三電池５４Ｂを平行に並べて収納できる形状としている。パック電池７０は、複数の、図にあっては２本の単三電池５４Ｂに代わって電池収納部６１に脱着自在に収納できる外形としている。この構造の携帯機器５０は、図１１に示すように、単三電池５４Ｂと充電できるパック電池７０の両方で便利に使用できる。ただし、携帯機器は、脱着できるパック電池とはしないで、脱着できないように充電できる電池を内蔵し、さらに、この電池に充電電力を切り換えする誘導コイルを湾曲背面の内側に配設することもできるのはいうまでもない。電子機器６０は、図１１の鎖線で示すように、電池収納部６１に単三電池５４Ｂを装着する状態では、開口部を脱着蓋６３で閉塞する。脱着蓋６３は、電池収納部６１の開口部に脱着できるように連結される。脱着蓋６３を外して、電池収納部６１に単三電池５４Ｂを装着し、単三電池５４Ｂを装着する状態で脱着蓋６３を電子機器６０に連結して電池収納部６１の開口部を閉塞する。

パック電池７０は、脱着蓋６３を外して電池収納部６１に装着される。電池収納部６１に装着されるパック電池７０は、脱着蓋を一体構造に設けている。このパック電池７０は、電池収納部６１に装着されて、開口部を閉塞する。パック電池７０を図１２と図１３に示している。図１３は、図１２に示すパック電池７０の分解斜視図である。さらに、携帯機器５０を充電台１０にセットした状態の断面図を図３と図４に示している。これらの図に示すパック電池７０は、電池５４を収納している電池ケース７１と、この電池ケース７１に収納している２本の単四電池５４Ａと、単四電池５４Ａを定位置に配置する電池ホルダ７２と、この電池ホルダ７２の上に積層するように配設されて電池５４に接続している回路基板７３と、この回路基板７３の上に積層するように配設しているブラケット７４と、このブラケット７４の上に配設しているシールド層７５と、シールド層７５の上に配設している誘導コイル５１と、さらに誘導コイル５１の上に配設している背面カバー７６とを備える。背面カバー７６とブラケット７４と電池ホルダ７２は、絶縁材のプラスチックを成形して製作している。

背面カバー７６は、電子機器６０の湾曲背面５３に沿う湾曲面に成形して、表面と内面を湾曲面としている。図の背面カバー７６は、電池収納部６１の脱着蓋６３に代わって使用されるので、外形を電池収納部６１の開口部を閉塞できる外形、すなわち脱着蓋６３と同じ形状に成形している。図のパック電池７０は、背面カバー７６を介して電子機器６０の電池収納部６１に連結する。この背面カバー７６は、電池収納部６１の開口部に脱着できるように、上端部（図１２において左下部）に係止フック７７を一体的に成形して設けて、下端部（図１２において右上部）には電池収納部６１の開口部に係止される弾性フック７８を一体的に成形して設けている。電池収納部６１は、係止フック７７と弾性フック７８を係止する係止凹部６７、６８を電池収納部６１の上下端部に設けている。このパック電池７０は、係止フック７７を係止凹部６７に引っかける状態で電池収納部６１に押し込んで、弾性フック７８を係止凹部６８に係止して、電池収納部６１に外れない状態でセットされる。弾性フック７８を弾性的に変形して係止凹部６８から外して、パック電池７０は電子機器６０から外すことができる。さらに、図３と図４の断面図に示す背面カバー７６は、両側縁の中央部に長手方向に伸びる凸条７９を設けている。この凸条７９は、電子機器６０に設けた電池収納部６１の開口部両側に設けたガイド溝６９に入れられて、背面カバー７６を開口部に確実に連結している。

誘導コイル５１は、背面カバー７６の内面に配設される。誘導コイル５１は、表面に絶縁皮膜を設けている金属である銅線を平面状に巻いて平面コイルとし、これを背面カバー７６の内面の湾曲面に沿う形状に変形して、背面カバー７６の湾曲面に接近して配設している。誘導コイル５１は、電源コイル２１に効率よく電磁結合できるように、携帯機器５０の長手方向、すなわち単四電池５４Ａの長手方向に細長いループ状としている。

シールド層７５は、誘導コイル５１の下面に積層されて、回路基板７３及び電池５４を電源コイル２１から磁気シールドする。このシールド層７５は、金属やフェライト等の透磁率の高い層で、電源コイル２１の高周波が回路基板７３や電池５４に影響を与えるのを防止する。シールド層７５は、誘導コイル５１に沿う形状に湾曲されて、誘導コイル５１の背面に接近して配設される。

ブラケット７４はプラスチック製で、背面カバー７６に対向する表面を、背面カバー７６に沿う湾曲面に成形している。ブラケット７４は、その表面と背面カバー７６の内面とに間に湾曲する隙間を設けて、ここに誘導コイル５１とシールド層７５を挟着する状態で固定している。ブラケット７４は、回路基板７３に対向する裏面を平面状とし、あるいは回路基板７３に実装する電子部品を案内する凹部を設けた形状に成形して、回路基板７３に積層するように固定される。さらに、ブラケット７４は、誘導コイル５１を定位置に配置する位置決め凸部７４ａを表面に一体的に成形して設けている。位置決め凸部７４ａは、細長い誘導コイル５１の内側穴に案内されて、誘導コイル５１を定位置に配置する。図１２のブラケット７４は、細長い誘導コイル５１の内側穴の長手方向に離して、その両端部に位置するように設けて、誘導コイル５１を定位置に配置している。さらに、ブラケット７４は、位置決め凸部７４ａのある部分を厚く成形して、電池ケース７１を固定するネジ止めボスに併用している。このブラケット７４は、電池ケース７１を貫通する止ネジ８１をブラケット７４の各位置決め凸部７４ａにねじ込んで、電池ケース７１をブラケット７４に固定できる。

回路基板７３は、誘導コイル５１に誘導される電力で電池５４を充電する充電回路（図示せず）を実現する電子部品８４を実装している。この充電回路は、誘導コイル５１に誘導される高周波電力を電池５４を充電できる直流に変換して電池５４を充電する。回路基板７３は、実装する電子部品８４を、図１３において下面（図３と図４において上面）、すなわち電池側に固定している。

電池ホルダ７２は、複数本、図においては２本の単四電池５４Ａを定位置に配置すると共に、回路基板７３を定位置に配置する。電池ホルダ７２はプラスチック製で、電池対向面に電池５４の嵌着凹部７２ａを設ける形状に成形している。図のパック電池７０は、２本の単四電池５４Ａを内蔵するので、単四電池５４Ａの円筒に沿う形状の嵌着凹部７２ａを平行に２列に設けている。パック電池７０の単四電池５４Ａは、図３と図４の鎖線で示す単三電池５４Ｂに代わって電池収納部６１に装着される。単四電池５４Ａは単三電池５４Ｂよりも外径が小さいので、図３と図４に示すように、電池収納部６１に装着される単三電池５４Ｂよりも中心位置を両側に離して配置して、電池間の隙間を広くして、ここに回路基板７３に実装する電子部品８４を配置する収納スペース８２を設けている。すなわち、単四電池５４Ａは、できる限り外側に離して配置して、電池間の収納スペース８２を広くしている。

電池ホルダ７２は、回路基板７３との対向面である基板対向面に、回路基板７３を定位置に嵌着する周壁７２ｂを一体的に成形して設けている。この周壁７２ｂの内側に回路基板７３を嵌着して、定位置に固定している。さらに、電池ホルダ７２は、回路基板７３に固定している電子部品８４を案内する凹部７２ｃを基板対向面に設けている。この凹部７２ｃは、隣接する電池５４の間にあって、電池５４の間にできる収納スペース８２を有効に利用して、電子部品８４を配設している。

電池ケース７１は、内部に複数、図にあっては２本の単四電池５４Ａを収納できる箱形にプラスチックを成形して、開口部を背面カバー７６に連結している。箱形の電池ケース７１は、開口縁を背面カバー７６に嵌合係止構造で連結し、あるいは溶着して連結して、開口部を背面カバー７６で閉塞して組み立てられる。図３と図４の断面図に示す電池ケース７１は、電池収納部６１に設けている隔壁６６を案内する案内溝７１ａを底面に設けている。隔壁６６は、単三電池５４Ｂを定位置に収納するために、電池５４の間に設けている。さらに、電池ケース７１は、案内溝７１ａの両側に、単四電池５４Ａを定位置に配置する保持リブ７１ｂを一体的に成形して設けている。この電池ケース７１は、保持リブ７１ｂと両側の側壁との間に単四電池５４Ａを入れて定位置に配置している。さらに、電池ケース７１は、出力端子８３を外部に露出させる端子窓７１ｃを開口して、端子窓７１ｃから出力端子８３を外部に露出している。パック電池７０の出力端子８３は、電池収納部６１に設けている電源端子６２に接触して、電子機器６０に電力を供給する。電源端子６２は、電池収納部６１に収納される単三電池５４Ｂの電極に接触する位置に配置される。したがって、単三電池５４Ｂに代わってパック電池７０を収納して、パック電池７０から電子機器６０に電力が供給される。

以上のパック電池７０は、以下の工程で組み立てられる。
（１）電池ケース７１に電池５４を収納し、この電池５４の上に電池ホルダ７２を配設して電池５４を定位置に配置する。
（２）電池ホルダ７２の上に回路基板７３とブラケット７４を積層し、さらに、ブラケット７４の上にシールド層７５を介して誘導コイル５１を積層して、誘導コイル５１をブラケット７４の定位置に配置する。この状態で、回路基板７３と電池５４と誘導コイル５１とを接続し、電池ケース７１の端子窓７１ｃの内側に回路基板７３に接続している出力端子８３を配置する。
（３）電池ケース７１を貫通する止ネジ８１をブラケット７４の位置決め凸部７４ａにねじ込んで、ブラケット７４を電池ケース７１に固定して電池組立８０とする。
（４）電池ケース７１の開口縁を背面カバー７６に固定して、電池組立８０を背面カバー７６に固定する。

以上の構成を備える本実施例の携帯機器と充電台においては、携帯機器５０を、脱着自在なカバー４０で被覆しており、充電台１０の装着部１２を、カバー４０で被覆する携帯機器５０をセットできる内形としている。この構造の携帯機器と充電台は、携帯機器５０をカバー４０で被覆する状態で、あるいはカバーで被覆しない状態においても、装着部１２の所定の位置に案内して、誘導コイル５１を電源コイル２１に接近して携帯機器５０の電池５４を効率よく充電できる。

図３に示すように、カバーで被覆されない携帯機器５０が適切に配置された状態においては、充電台１０の湾曲底面１３の最も底の部分と、携帯機器５０の湾曲背面５３の最も底の部分が一致して接触する。充電台１０の湾曲底面１３と、携帯機器５０の湾曲背面５３は、左右対称な構造なので、携帯機器５０を充電台１０の装着部１２に装着すると、携帯機器５０自体の自重で、滑り落ちるようにして、適切な配置位置に配置できる。そして、充電台１０の湾曲底面１３と、携帯機器５０の湾曲背面５３とを、摩擦係数が小さい材質のプラスチック材料とすると、このように、より容易に、滑り落ちるようにして、適切な配置位置に配置できる。

また、図４に示すように、カバー４０で被覆する状態においても、充電台１０の湾曲底面１３に、携帯機器５０の湾曲背面５３を配置するときに、以下のように位置合わせができるので、容易に位置合わせして、効率よく充電することができる。
（１）充電台１０の湾曲底面１３の最も底の部分と、携帯機器５０の湾曲背面５３の最も底の部分を合わせるようにして配置すると位置合わせが良好にできる。
（２）充電台１０の湾曲底面１３、携帯機器５０の湾曲背面５３は、左右対称な構造なので、両者の中心線を合わせるようにして配置すると位置合わせが良好にできる。
（３）携帯機器５０の前面が、左右方向に水平となるように配置すると位置合わせが良好にできる。

本発明の一実施例にかかる携帯機器と充電台の斜視図であって、携帯機器をカバーで被覆することなく充電台にセットする状態を示す図である。 本発明の一実施例にかかる携帯機器と充電台の斜視図であって、携帯機器をカバーで被覆して充電台にセットする状態を示す図である。 図１に示す携帯機器と充電台のＡ−Ａ線断面図である。 図２に示す携帯機器と充電台のＡ−Ａ線断面図である。 充電台の斜視図である。 図５に示す充電台の上ケースを外した斜視図である。 図２に示す携帯機器と充電台のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の一実施例にかかる携帯機器と充電台の回路図であって、複数の充電台を並べて使用する状態を示す図である。 複数の充電台を並べて使用する状態を底面から見た背面斜視図である。 カバーで被覆している携帯機器の斜視図である。 携帯機器からパック電池を取り外す状態を示す分解斜視図である。 図１１に示すパック電池の底面斜視図である。 図１２に示すパック電池の分解斜視図である。

符号の説明

１０…充電台 １０Ａ…第１の充電台
１０Ｂ…第２の充電台
１１…ケース １１Ａ…上ケース
１１Ｂ…下ケース
１２…装着部
１３…湾曲底面
１４…ストッパ壁
１５…側壁
１６…支持台 １６Ａ…傾斜面
１７…連結部 １７ａ…回転軸
１７ｂ…嵌着凸部
１８…嵌着凹部
１９…収納凹部
２０…回路基板
２１…電源コイル
２２…電源
２３…シールド層
２５…ＡＤアダプタ
２６…電源コネクタ
２７…外部入力コネクタ
２８…電源コード
３０…ＬＥＤ
３１…光ガイド ３１Ａ…露出部
４０…カバー
５０…携帯機器 ５０Ａ…第１の携帯機器
５０Ｂ…第２の携帯機器
５１…誘導コイル
５２…充電回路
５３…湾曲背面
５４…電池 ５４Ａ…単四電池
５４Ｂ…単三電池
６０…電子機器
６１…電池収納部
６２…電源端子
６３…脱着蓋
６５…操作部
６６…隔壁
６７…係止凹部
６８…係止凹部
６９…ガイド溝
７０…パック電池
７１…電池ケース ７１ａ…案内溝
７１ｂ…保持リブ
７１ｃ…端子窓
７２…電池ホルダ ７２ａ…嵌着凹部
７２ｂ…周壁
７２ｃ…凹部
７３…回路基板
７４…ブラケット ７４ａ…位置決め凸部
７５…シールド層
７６…背面カバー
７７…係止フック
７８…弾性フック
７９…凸条
８０…電池組立
８１…止ネジ
８２…収納スペース
８３…出力端子
８４…電子部品

Claims (19)

1. 誘導コイル(51)を内蔵し、この誘導コイル(51)に誘導される電力で充電される電池(54)を内蔵する携帯機器(50)と、この携帯機器(50)を脱着自在にセットして携帯機器(50)の電池(54)を充電する充電台(10)とからなり、
   前記充電台(10)は、装着部(12)の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面(13)として、湾曲底面(13)の内側に、前記携帯機器(50)の誘導コイル(51)に電磁結合される電源コイル(21)を内蔵しており、この電源コイル(21)には電源(22)を接続しており、
   さらに、前記携帯機器(50)は、充電台(10)の装着部(12)に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面(13)に沿う形状に湾曲して湾曲背面(53)として、この湾曲背面(53)の内側に誘導コイル(51)を内蔵しており、
   前記充電台(10)の装着部(12)に携帯機器(50)がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル(21)から誘導コイル(51)に電力搬送して、誘導コイル(51)に誘導される電力で携帯機器(50)の電池(54)を充電するようにしてなる携帯機器と充電台。
2. 前記誘導コイル(51)が、湾曲背面(53)に沿う湾曲面に巻かれたコイルである請求項１に記載される携帯機器と充電台。
3. 前記携帯機器(50)が、脱着自在なカバー(40)で被覆されており、前記充電台(10)の装着部(12)が、カバー(40)で被覆する携帯機器(50)をセットできる内形としている請求項１に記載される携帯機器と充電台。
4. 充電台(10)の装着部(12)が、Ｕ溝状である湾曲底面(13)の長手方向が、後方に向かって上り勾配に傾斜する姿勢であって、下端にストッパ壁(14)を設けており、装着部(12)にセットされる携帯機器(50)の長手方向を後方に向かって上り勾配とする姿勢で、携帯機器(50)が下端をストッパ壁(14)に載せて装着されるようにしてなる請求項１に記載される携帯機器と充電台。
5. 前記携帯機器(50)が、湾曲背面(53)に沿う湾曲面に巻かれた誘導コイル(51)を内蔵しており、この誘導コイル(51)がＵ溝状に湾曲する湾曲底面(13)の長手方向に細長いループ状である請求項１に記載される携帯機器と充電台。
6. 前記携帯機器(50)が、背面に複数本の円筒形電池(54)を平行に並べて収納する電池収納部(61)を有する電子機器(60)と、この電子機器(60)の電池収納部(61)に脱着自在に収納してなるパック電池(70)とを備え、パック電池(70)に誘導コイル(51)と電池(54)とを内蔵している請求項１に記載される携帯機器と充電台。
7. 前記充電台(10)が隣接する充電台(10)に脱着自在に連結できる連結部(17)を有する請求項１に記載される携帯機器と充電台。
8. 前記充電台(10)が、装着部(12)を設けてなる上ケース(11A)を備え、この上ケース(11A)の装着部(12)が、底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面(13)としている請求項１に記載される携帯機器と充電台。
9. １２．前記電源コイル(21)が平面状に巻かれた平面コイルで、Ｕ溝状の長手方向に細長いループ状に巻かれて、長手方向に長い領域に電力搬送できる構造としている請求項１に記載される携帯機器と充電台。
10. 誘導コイル(51)を内蔵し、この誘導コイル(51)に誘導される電力で充電される電池(54)を内蔵する携帯機器(50)を脱着自在にセットして携帯機器(50)の電池(54)を充電する充電台(10)であって、
    前記充電台(10)は、装着部(12)の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面(13)として、湾曲底面(13)の内側に、前記携帯機器(50)の誘導コイル(51)に電磁結合される電源コイル(21)を内蔵しており、この電源コイル(21)には電源(22)を接続しており、
    さらに、前記携帯機器(50)は、充電台(10)の装着部(12)に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面(13)に沿う形状に湾曲して湾曲背面(53)として、この湾曲背面(53)の内側に誘導コイル(51)を内蔵しており、
    前記充電台(10)の装着部(12)に携帯機器(50)がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル(21)から誘導コイル(51)に電力搬送して、誘導コイル(51)に誘導される電力で携帯機器(50)の電池(54)を充電するようにしてなる充電台。
11. 誘導コイル(51)を内蔵し、この誘導コイル(51)に誘導される電力で充電される電池(54)を備えるパック電池(70)と、該パック電池(70)を装着する携帯機器(50)を脱着自在にセットしてパック電池(70)の電池(54)を充電する充電台(10)とからなり、
    前記充電台(10)は、装着部(12)の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面(13)として、湾曲底面(13)の内側に、前記パック電池(70)の誘導コイル(51)に電磁結合される電源コイル(21)を内蔵しており、この電源コイル(21)には電源(22)を接続しており、
    さらに、前記パック電池(70)は、充電台(10)の装着部(12)に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面(13)に沿う形状に湾曲して湾曲背面(53)として、この湾曲背面(53)の内側に誘導コイル(51)を内蔵しており、
    前記充電台(10)の装着部(12)にパック電池(70)がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル(21)から誘導コイル(51)に電力搬送して、誘導コイル(51)に誘導される電力でパック電池(70)の電池(54)を充電するようにしてなるパック電池と充電台。
12. 誘導コイル(51)を内蔵し、この誘導コイル(51)に誘導される電力で充電される電池(54)を備えるパック電池(70)を装着する携帯機器(50)を脱着自在にセットしてパック電池(70)の電池(54)を充電する充電台(10)であって、
    前記充電台(10)は、装着部(12)の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面(13)として、湾曲底面(13)の内側に、前記パック電池(70)の誘導コイル(51)に電磁結合される電源コイル(21)を内蔵しており、この電源コイル(21)には電源(22)を接続しており、
    さらに、前記パック電池(70)は、充電台(10)の装着部(12)に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面(13)に沿う形状に湾曲して湾曲背面(53)として、この湾曲背面(53)の内側に誘導コイル(51)を内蔵しており、
    前記充電台(10)の装着部(12)にパック電池(70)がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル(21)から誘導コイル(51)に電力搬送して、誘導コイル(51)に誘導される電力でパック電池(70)の電池(54)を充電するようにしてなる充電台。
13. 誘導コイル(51)を内蔵し、この誘導コイル(51)に誘導される電力で充電される電池(54)を備えるパック電池(70)と、該パック電池(70)を脱着自在にセットしてパック電池(70)の電池(54)を充電する充電台(10)であって、
    前記充電台(10)は、装着部(12)の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面(13)として、湾曲底面(13)の内側に、前記パック電池(70)の誘導コイル(51)に電磁結合される電源コイル(21)を内蔵しており、この電源コイル(21)には電源(22)を接続しており、
    さらに、前記パック電池(70)は、充電台(10)の装着部(12)に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面(13)に沿う形状に湾曲して湾曲背面(53)として、この湾曲背面(53)の内側に誘導コイル(51)を内蔵しており、
    前記充電台(10)の装着部(12)にパック電池(70)がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル(21)から誘導コイル(51)に電力搬送して、誘導コイル(51)に誘導される電力でパック電池(70)の電池(54)を充電するようにしてなるパック電池と充電台。
14. 誘導コイル(51)を内蔵し、この誘導コイル(51)に誘導される電力で充電される電池(54)を備えるパック電池(70)を脱着自在にセットしてパック電池(70)の電池(54)を充電する充電台(10)であって、
    前記充電台(10)は、装着部(12)の底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面(13)として、湾曲底面(13)の内側に、前記パック電池(70)の誘導コイル(51)に電磁結合される電源コイル(21)を内蔵しており、この電源コイル(21)には電源(22)を接続しており、
    さらに、前記パック電池(70)は、充電台(10)の装着部(12)に載せられる背面をＵ溝状の湾曲底面(13)に沿う形状に湾曲して湾曲背面(53)として、この湾曲背面(53)の内側に誘導コイル(51)を内蔵しており、
    前記充電台(10)の装着部(12)にパック電池(70)がセットされると、互いに電磁結合される電源コイル(21)から誘導コイル(51)に電力搬送して、誘導コイル(51)に誘導される電力でパック電池(70)の電池(54)を充電するようにしてなる充電台。
15. 前記誘導コイル(51)が、湾曲背面(53)に沿う湾曲面に巻かれたコイルである請求項１１又は１３に記載されるパック電池と充電台。
16. 前記携帯機器(50)が、脱着自在なカバー(40)で被覆されており、前記充電台(10)の装着部(12)が、カバー(40)で被覆する携帯機器(50)をセットできる内形としている請求項１１に記載されるパック電池と充電台。
17. 前記パック電池(70)が、湾曲背面(53)に沿う湾曲面に巻かれた誘導コイル(51)を内蔵しており、この誘導コイル(51)がＵ溝状に湾曲する湾曲底面(13)の長手方向に細長いループ状である請求項１１又は１３に記載されるパック電池と充電台。
18. 前記充電台(10)が、装着部(12)を設けてなる上ケース(11A)を備え、この上ケース(11A)の装着部(12)が、底面をＵ溝状に湾曲する湾曲底面(13)としている１１又は１３に記載されるパック電池と充電台。
19. 前記電源コイル(21)が平面状に巻かれた平面コイルで、Ｕ溝状の長手方向に細長いループ状に巻かれて、長手方向に長い領域に電力搬送できる構造としている１１又は１３に記載されるパック電池と充電台。
    

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