JP5321718B1 - 無接点充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】 無接点充電される装置において、誘電加熱を防ぐこと。
【解決手段】 システム１０を構成するのは、入力部２０、出力部３０、充電部４０、及び処理部５０である。出力部３０が出力するのは、注意喚起である。充電部４０の機能は、無接点充電である。この注意喚起が出力される条件は、入力部２０が操作されることである（Ｓ１２）。無接点充電が開始されるのは、入力部２０が操作され、かつ、注意喚起が出力された後である（Ｓ１４）。そのような複雑な操作が促すのは、金属異物の有無を確認することである。
【選択図】 図３

Description

本発明が関係するのは、無接点（ワイヤレス）充電システムである。

近年流通しているのは、無接点充電システムである。その技術を開示するのは、特許文献１及び特許文献２である。これらの文献が開示する無接点充電システムを構成するのは、端末及び充電装置である。端末を構成するのは、充電コイル及び筐体である。充電コイルの機能は、起電である。起電の原理は、電磁誘導である。充電コイルの設置場所は、筐体内側である。筐体の背面が有するのは、凹部である。凹部の機能は、後述する位置決めである。凹部の位置は、充電コイルの中心の同軸上である。他方、充電装置を構成するのは、電力供給コイル及び装置本体である。電力供給コイルの機能は、励磁である。励磁の原理は、電磁誘導である。電力供給コイルが設けられているのは、装置本体内である。装置本体の表面が有するのは、凸部である。凸部の位置は、電力供給コイルの中心の同軸上である。凸部の機能は、位置決めである。つまり、凸部の挿入先を凹部とすることで、電力供給コイルの位置が充電コイルの中心の同軸上となる。その結果、充電効率は向上する。

従前から流通しているのは、金属性の装飾シール（以下、メタルシールという）である。例示すると、金属板であって粘着材が付されたものやアルミ性シール等である。一般的に、メタルシールが貼られるのは、端末の背面である。

当該装飾された端末が無接点充電される場合、メタルシールが発熱する。その原理は、いわゆる誘電加熱である。メタルシールが達する温度は、約１８０度である。その結果、携帯装置又は充電装置は変形する。

そこで必要なのは、誘電加熱を防ぐための技術である。当該技術を開示するのは、特許文献３及び特許文献４である。これらの文献が開示する充電装置を構成するのは、検出回路及び制御回路である。検出回路の機能は、金属異物の検出である。制御回路の機能は、充電の抑制である。充電が抑制されるのは、金属異物が検出された時である。

特開２００８−１４１９４０号公報 特開２００８−２３６８８６号公報 国際公開第２０１２／００２０６３号 特開２０１１−２０５８１９号公報

前述の公知技術において重要なのは、如何にして検出精度を向上させるかである。しかし、仮に検出精度が向上しても、困難なのは、検出漏れをゼロにすることである。しかも、メタルシールの温度が約１８０度になるまでに要する時間は、約３秒程度である。つまり、誘電加熱を防ぐために大切なのは、如何にしてメタルシールを貼付させないかである。

本発明に係るシステムを構成するのは、充電部、入力部及び処理部である。充電部の機
能は、無接点充電である。入力部の機能は、操作である。処理部が制御するのは、充電部である。それによって、充電部が開始するのは、無接点充電である。この無接点充電が開始される条件は、入力部が操作され、その操作数が複数であることである。「複数」が含むのは、複数個の入力部が操作されること（操作時期が同時か否かは問わない）、及び単数個の入力部への操作回数が複数であることである。そのような複雑な操作が促すのは、金属異物の有無を確認することである。

金属異物の有無を確認することが促されるので、金属異物の誤加熱に起因する筐体変形を防ぐことができる。

本実施の形態に係るシステムの構成を示すブロック図。 本実施の形態に係るシステムのヒューマン・マシン・インターフェースを示す状態遷移図 本実施の形態に係る制御処理の流れを示すフロー図 本実施の形態に係る注意喚起処理の流れを示すフロー図 本実施の形態に係るシステムの一具体例を示す斜視図 本実施の形態に係るシステムの一具体例を示す斜視図 本実施の形態に係る入力部の一具体例を示す図 本実施の形態に係る入力部の一具体例を示す図 本実施の形態に係る入力部の一具体例を示す図

図１が示すのは、本実施の形態に係るシステムの構成である。システム１０を構成するのは、入力部２０、出力部３０、充電部４０及び処理部５０である。これらは、電気的に接続されている。

入力部２０の機能は、操作である。入力部２０が発生するのは、操作信号である。この信号が発生するのは、ユーザ操作時である。ユーザが操作する目的は、充電開始である。入力部２０の個数は、単数又は複数である。入力部２０を具現化するものは、充電専用スイッチに限らず、汎用のものでもよい。汎用スイッチの例示は、マウス、キーボード、ステアリングスイッチやタッチパネル等である。これらを具備しているのは、家や車両などである。

出力部３０の機能は、注意喚起である。注意喚起の目的は、金属異物（例えば、メタルシール）の除去である。注意喚起の出力方法は、音声、画像、振動、匂い、光及びこれらに類するものである。出力部３０を具現化するものは、スピーカ、ディスプレイ、バイブレータ、エアコンディショナーやライト等である。これらを具備しているのは、家や車両などである。

充電部４０の機能は、無接点（ワイヤレス）充電である。充電部４０を構成するのは、各種電子部品であり、例示すると、コイルやコンデンサ等である。充電部４０の詳細な技術内容を開示するのは、国際公開第２０１２／００２０６３号、特開２０１１−２０５８１９号公報、特開２０１２−３９６８２号公報及び特開２０１２−６５５３７号公報である。これらの技術内容は、適宜取込まれ、本願明細書の一部とする。

処理部５０が実行するのは、各種制御処理である。処理部５０を構成するのは、各種コンピュータ部品であり、例示すると、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｆやリアルタイムクロック等である。ＲＯＭが格納するのは、各種プログラムである。これらのプログラムを
実行するのは、ＣＰＵである。ＲＡＭが記憶するのは、各種信号（データ）である。Ｉ／Ｆが主に受信するのは、操作信号である。この操作信号の源は、入力部２０である。当該操作信号の入力先は、ＲＡＭ又はレジスタである。Ｉ／Ｆが主に送信するのは、制御信号である。この制御信号の源は、ＣＰＵである。当該制御信号の出力先は、出力部３０及び充電部４０である。リアルタイムクロック（ＲＴＣ）の機能は、現在時刻Ｒの提供である。

図２が示すのは、本実施の形態に係るシステムのヒューマン・マシン・インターフェースである。入力部２０が操作されると、注意喚起が出力される。これを出力するのは、出力部３０である。入力部２０がさらに操作されると、その時期が注意喚起完了後であれば、無接点充電が開始される。他方、操作時期が注意喚起完了前であれば、無接点充電は開始されない。つまり、これまでの操作が無効となり、操作はやり直しになる。当該状態遷移を実現するのは、以下の処理である。

図３が示すのは、本実施に形態に係る制御処理の流れである。制御処理が実行される条件は、入力部２０が操作されることである。これは、いわゆる割り込み処理である。

この処理において、処理部５０が加算（インクリメント）するのは、操作回数ｎであり、この操作回数は、「ｎ」から「ｎ＋１」となる（Ｓ１０）。操作回数ｎを記憶するのは、処理部５０（例えば、ＲＡＭやレジスタ等）である。

操作回数が加算された後、処理部５０が判断するのは、操作回数ｎが１であるか否かである（Ｓ１１）。この時に参照されるのは、処理部５０（例えば、ＲＡＭやレジスタ等）である。

操作回数ｎが１である場合（Ｓ１２の「Ｙ」）、処理部５０が実行するのは、注意喚起処理である（Ｓ１２）。この処理において、処理部５０が出力するのは、制御信号である。この制御信号を受けて、出力部３０が出力するのは、注意喚起である。また、この処理が完了すると、完了フラグ値Ｆが設定されて、その値Ｆが「０」から「１」になる。このフラグ値Ｆを記憶するのは、処理部５０（例えば、ＲＡＭやレジスタ等）である。注意喚起処理の詳細は、後述する。

操作回数ｎが１ではない場合（Ｓ１１の「Ｎ」）、処理部５０が判断するのは、完了フラグ値Ｆが１であるか否かである（Ｓ１３）。この時に参照されるのは、処理部５０（例えば、ＲＡＭやレジスタ等）である。

完了フラグ値Ｆが１である場合（Ｓ１３の「Ｙ」）、処理部５０が実行するのは、充電処理である（Ｓ１４）。この処理において、処理部５０が出力するのは、制御信号である。この制御信号を受けて、充電部４０が開始するのは、無接点充電である。充電処理の詳細な技術内容を開示するのは、国際公開第２０１２／００２０６３号、特開２０１１−２０５８１９号公報、特開２０１２−３９６８２号公報及び特開２０１２−６５５３７号公報である。これらの技術内容は、適宜取込まれ、本願明細書の一部とする。

完了フラグ値Ｆが１ではない場合（Ｓ１３の「Ｎ」）、処理部５０が減算するのは、操作回数ｎであり、この操作回数は、「ｎ」から「０」となる（Ｓ１５）。操作回数ｎを記憶するのは、処理部５０（例えば、ＲＡＭやレジスタ等）である。この処理によって、入力部２０への操作が注意喚起完了前である場合、これまでの操作が無効となる。つまり、操作は、初めからやり直さなければならない。

図４が示すのは、注意喚起処理の流れである。この処理を実行するのは、前述のとおり
、処理部５０である。もっとも、処理部５０は、概念的な構成部品であり、それを具現化する部品の数は複数であってもよい。例えば、充電処理を実行するのは、充電装置の処理部であり、他方、注意喚起処理を実行するのは、カーナビゲーション装置の処理部である。

注意喚起処理において、処理部５０が制御するのは、出力部３０である。それによって出力部３０が出力するのは、注意喚起である（Ｓ２１）。注意喚起の例示は、「金属異物を取り除いて下さい」である。注意喚起の出力方法は、音声、画像、振動、匂い、光及びこれらに類するものである。注意喚起に対応するデータを記憶するのは、処理部５０（例えば、ＲＯＭ）である。

注意喚起が出力された後、処理部５０が設定するのは、完了時刻Ｔである（Ｓ２２）。この処理で参照されるのは、注意喚起の所要時間Ｐ及び現在時刻Ｒである。注意喚起の所要時間Ｐを予め記憶するのは、処理部５０（例えば、ＲＯＭ）である。現在時刻Ｒを提供するのは、ＲＴＣである。完了時刻Ｔとは、現在時刻Ｒから所要時間Ｐが経過した時点である。設定された完了時刻Ｔを記憶するのは、処理部５０（例えば、ＲＡＭ）である。

完了時刻Ｔが設定された後、処理部５０が判断するのは、現在時刻Ｒが完了時刻Ｔであるか否かである（Ｓ２３）。この処理で参照されるのは、現在時刻Ｒ及び完了時刻Ｔである。現在時刻Ｒを提供するのは、ＲＴＣである。完了時刻Ｔを記憶するのは、処理部５０（例えば、ＲＡＭ）である。

現在時刻Ｒが完了時刻Ｔ以後である場合（Ｓ２３の「Ｙ」）、処理部５０が設定するのは、完了フラグ値Ｆであり、その値は「０」から「１」となる。設定された完了フラグ値Ｆを記憶するのは、処理部５０（例えば、ＲＡＭやレジスタ等）である。

現在時刻Ｒが完了時刻Ｔの前である場合（Ｓ２３の「Ｎ」）、処理部５０が繰り返すのは、ステップＳ２３の処理である。

図５が示すのは、システム１０の一具体例である。システム１０を具現化するのは、充電装置１１である。充電装置１１を構成するのは、入力部２０、出力部３０、充電部４０、及び処理部５０である。入力部２０を具現化するのは、スイッチ２１である。出力部３０を具現化するのは、液晶表示装置３１であるが、スピーカであってもよい。充電部４０を具現化するのは、コイル４１である。処理部５０を具現化するのは、コンピュータ回路５１である。これらの部品が設けられているのは、筐体６１である。充電装置１１が発生するのは、磁力Ｈである。磁力Ｈを受けるのは、情報処理装置７１である。これによって、情報処理装置７１は無接点充電される。情報処理装置７１の技術を開示するのは、特開２００８−１４１９４０号公報及び特開２００８−２３６８８６号公報である。これらの技術内容は、適宜取込まれ、本願明細書の一部とする（以下でも、同じ）。

図６が示すのは、システム１０の一具体例である。システム１０を具現化するのは、充電装置１２、車載装置１３及びケーブル１４である。充電装置１２を構成するのは、入力部２０、充電部４０、及び処理部５０である。入力部２０を具現化するのは、スイッチ２２である。充電部４０を具現化するのは、コイル４２である。処理部５０を具現化するのは、コンピュータ回路５１である。この具体例において、充電装置１２を更に構成するのは、接続部８２である。接続部８２の機能は、各種信号の授受である。接続部８２を具現化するのは、バス（例えば、ＵＳＢ）及びローカルネットワーク回線（例えば、車載ＬＡＮ）である。これらの部品が設けられているのは、筐体６２である。車載装置１３を構成するのは、出力部３０及び処理部５０である。出力部３０を具現化するのは、液晶表示装置３２であるが、スピーカであってもよい。処理部５０を具現化するのは、図示しないコ
ンピュータ回路である。このように、当該具体例では、処理部５０のハードウエアが分割され、それらの帰属先が充電装置１２及び車載装置１３となる。そのため、制御処理の機能も分割される。すなわち、制御処理の主な部分を実行するのは、充電装置１２であるが、注意喚起処理を実行するのは、車載装置１３である。充電装置１２が発生するのは、磁力Ｈである。磁力Ｈを受けるのは、情報処理装置７２である。これによって、情報処理装置７２は無接点充電される。当該具体例における利点は、車載装置１３を流用できることである。

図７乃至９が示すのは、入力部の一具体例である。これらの具体例では、入力部２０を構成するのは、複数のスイッチである。スイッチの数が２つである場合、あるスイッチの機能は、充電開始であり、他方のスイッチの機能は、ユーザ意思の表示である。その意思表示内容は、注意喚起内容を確認したことである。注意喚起が出力されない場合、当該ユーザ意思の表示内容は、金属異物の不存在を確認したことである。注意喚起が出力されない場合、無接点充電の開始条件は、複数のスイッチが操作されることである。複数のスイッチが同時に操作されるか否かは、問わない。

図７が示すとおり、スイッチ２１及びスイッチ２４の設置場所は、充電装置１１である。スイッチ２１の機能は、充電開始であり、スイッチ２４の機能は、ユーザ意思の表示である。スイッチ２１及びスイッチ２４が配置されているのは、対角線上であり、この対角線をなすのは、筐体６１の表面である。スイッチ２１の形状は、円である。他方、スイッチ２４の形状は、矩形である。スイッチ２４が有する接触面は、好ましくは、金属加工されている。

図８が示すとおり、スイッチ２１の設置場所は、充電装置１１である。ステアリングスイッチ２５の設置場所は、ステアリング９０である。ステアリングスイッチ２５の接続先は、図示しない端子であり、この端子が設けられているのは、充電装置１１である。スイッチ２１の機能は、充電開始であり、ステアリングスイッチ２５の機能は、ユーザ意思の表示である。スイッチ２１及びステアリングスイッチ２５は、離れて配置されている。スイッチ２１の形状は、円である。他方、ステアリングスイッチ２５の形状は、矩形である。ステアリングスイッチ２５が有する接触面は、好ましくは、金属加工されている。

図９が示すとおり、スイッチ２２の設置場所は、充電装置１２である。ソフトウエアスイッチ２６の表示場所は、車載装置１３の液晶表示装置３２である。スイッチ２１の機能は、充電開始であり、ソフトウエアスイッチ２６の機能は、ユーザ意思の表示である。ソフトウエアスイッチ２６を具現化するものは、図示しないタッチパネルである。ソフトウエアスイッチ２６の画像を格納するのは、車載装置１３のコンピュータ回路である。

本実施の形態が奏する効果は、次のとおりである。無接点充電が開始される条件は、入力部２０への操作数が複数であることである。そのような複雑な操作が促すのは、金属異物の有無を確認することである。それによって、金属異物が取り除かれ、金属異物の誤加熱に起因する筐体変形を防ぐことができる。

本実施の形態が奏する更なる効果は、次のとおりである。入力部２０が操作されると、無接点充電が開始される前に、注意喚起が出力される。当該注意喚起が促すのは、金属異物の有無を確認することである。それによって、筐体変形を防ぐ確率が高まる。

本実施の形態が奏する更なる効果は、次のとおりである。注意喚起の完了前に入力部２０が操作されても、当該操作が無効となる。つまり、金属異物の確認は、省き難くなる。それによって、筐体変形を防ぐ確率がより高まる。

本実施の形態が奏する更なる効果は、次のとおりである。注意喚起の完了前に入力部２０が操作されると、全ての操作が無効となる。つまり、当該確認を省こうとすると、操作がやり直しになる。それによって、筐体変形を防ぐ確率がより高まる。

本実施の形態が奏する更なる効果は、次のとおりである。複数のスイッチは、離れて配置されているので、ユーザが強いられるのは、両手を使うこと又は片手を移動させることである。そのような複雑な操作が促すのは、金属異物の有無を確認することである。それによって、筐体変形を防ぐことができる。

本実施の形態が奏する更なる効果は、次のとおりである。スイッチ２４、２５の接触面が金属加工されているので、ユーザが接触時に感じるのは、金属感である。この金属感が促すのは、金属異物の有無を確認することである。それによって、筐体変形を防ぐ確率が高まる。

本実施の形態が奏する更なる効果は、次のとおりである。スイッチ２１及びスイッチ２４（又はステアリングスイッチ２５）の形状が互いに異なっているので、ユーザが操作時に感じるのは、違和感である。この違和感が促すのは、金属異物の有無を確認することである。それによって、筐体変形を防ぐ確率が高まる。

以上の説明が前提とするのは、無接点充電の原理が電磁誘導方式である場合であるが、電波方式や電磁界共鳴方式等の他の方式も本発明が排除するものではない。

本発明が利用可能なのは、無接点充電装置及びそれを含むシステムである。

１０ システム
１１、１２ 充電装置
１３ 車載装置
２０ 入力部
３０ 出力部
４０ 充電部
５０ 処理部
８２ 接続部

Claims (8)

1. システムであって、
   このシステムを構成するのは、出力部、充電部、入力部及び処理部であり、
   前記充電部の機能は、無接点充電であり、
   前記入力部の機能は、操作であり、
   前記処理部が制御するのは、前記出力部及び前記充電部であり、それによって、
   （１）前記出力部が出力するのは、注意喚起であり、この注意喚起が出力される条件は、前記入力部が操作されることであり、
   （２）前記充電部が開始するのは、前記無接点充電であり、この無接点充電が開始される条件は、前記入力部が操作されることであり、その操作時期は、前記注意喚起の完了後であり、
   （３）前記注意喚起が再出力される条件は、前記入力部が操作されることであり、その操作時期は、前記注意喚起の出力中である、もの。
2. 請求項１のシステムであって、
   前記出力部が出力するのは、音声であり、その音声内容は、注意喚起である、もの。
3. 請求項１の何れかのシステムであって、
   前記出力部が出力するのは、画像であり、その画像内容は、注意喚起である、もの。
4. 請求項１のシステムであって、
   前記出力部が出力するのは、振動であり、その振動が表現するのは、注意喚起である、もの。
5. 請求項１の何れかのシステムであって、
   前記出力部が出力するのは、匂いであり、その匂いが表現するのは、注意喚起である、もの。
6. 請求項１の何れかのシステムであって、
   前記出力部が出力するのは、光であり、その光が表現するのは、注意喚起である、もの。
7. 装置であって、
   この装置を構成するのは、接続部、充電部、入力部及び処理部であり、
   前記接続部に接続されるのは、出力部であり、
   前記充電部の機能は、無接点充電であり、
   前記入力部の機能は、操作であり、
   前記処理部が制御するのは、前記出力部及び前記充電部であり、それによって、
   （１）前記出力部が出力するのは、注意喚起であり、この注意喚起が出力される条件は、前記入力部が操作されることであり、
   （２）前記充電部が開始するのは、前記無接点充電であり、この無接点充電が開始される条件は、前記入力部が操作されることであり、その操作時期は、前記注意喚起の完了後であり、
   （３）前記注意喚起が再出力される条件は、前記入力部が操作されることであり、その操作時期は、前記注意喚起の出力中である、もの。
8. プログラムであって、
   このプログラムを処理するのは、処理部であり、それによって実行されるのは、注意喚起処理及び充電処理であり、
   （１）前記注意喚起処理によって出力されるのは、注意喚起であり、この処理が実行される条件は、第１の操作信号が発生することであり、
   （２）前記充電処理によって開始されるのは、無接点充電であり、この処理が実行される条件は、第２の操作信号が発生することであり、その発生時期は、前記注意喚起の完了後であり、
   （３）前記注意喚起処理が再実行される条件は、第２の操作信号が発生することであり、その発生時期は、注意喚起の出力中である、もの。