JP6061014B2 - 非接触型充電器 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話等の電子機器のバッテリを充電するための非接触型充電器に関する。

携帯電話端末、携帯情報端末をはじめとする、各種の可搬性を有する電子機器のバッテリを充電する方式として、電子機器のバッテリ側の端子と充電器側の端子との直接的な接触を行うことなく、充電器と電子機器との間で電磁誘導や電界結合を利用して充電を行う非接触充電技術が存在する。

特許文献１には、充電器に位置決め凸部を形成し、電子機器に位置決め凹部を形成して、位置決め凸部と位置決め凹部を嵌合させることによって、充電器に電子機器を位置決めし、非接触で充電を行う構成が開示されている。
しかし、このような構成では、所定形状の位置決め凹部が形成された電子機器でないと、この充電器で充電を行うことができず、汎用性が低い。

そこで、平面状の天面パネルの下方に給電コイルを配した充電器がある。この充電器は、天面パネル上に電子機器を載置し、受電コイルを天面パネルの下方の給電コイルに対向させることで、これらの間における電磁誘導による充電を行う。このような充電器は、天面パネルが平面状であり、天面パネル上に電子機器を載置しさえすれば良いので、様々な電子機器を充電可能な汎用性の高いものとなっている。
このとき、平面状の天面パネル上に載置した電子機器の充電コイルを、充電器の給電コイルに対して正対させることが、充電効率の面で重要である。

そこで、特許文献２には、充電器の天面に、電子機器を位置決めするためのマークが設けられた構成が開示されている。

特許文献３には、充電器側で電子機器の機種を特定し、特定された機種に応じ、電子機器の充電器天面への載置位置を表示する構成が開示されている。

特許文献４には、電子機器側の受電コイルの位置を検出し、その位置に応じて給電コイルを移動させる構成が開示されている。

特開２００８−２３６８８６号公報 特開２００８−３０１５５３号公報 特開２００８−３０１５５４号公報 特開２０１０−８８１７８号公報

しかしながら、特許文献３の技術は、予め、機種が登録されていない電子機器においては、載置位置を表示することができない。
特許文献４の技術においては、給電コイルを移動させる機構が必要であり、構造が複雑化し、コストが高くなる。

加えて、特許文献２〜４においては、振動や傾斜等によって、充電器上で電子機器が動きやすく、給電コイルに対して電子機器がずれてしまい、充電を確実に行うことができない場合がある。

そこでなされた本発明の目的は、汎用性が高く様々な電子機器に対応可能で、振動や傾斜によって電子機器がずれるのを防ぎ、確実に充電を行うことのできる非接触型充電器を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、充電対象物を載置する載置面を有した筺体と、電源から送り込まれた電流によって磁界または電界を発生させる給電コアと、前記給電コアを覆うカバー部材と、前記給電コアの近傍に設けられ、前記充電対象物の表面を吸着保持する保持部材と、を備え、前記保持部材は、吸着面を有する吸着部材と、弾性を有し、前記吸着部材を支持する支持部材と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、保持部材で充電対象物の表面を吸着保持することで、振動や傾斜によって電子機器がずれるのを防ぎ、確実に充電を行うことが可能となる。
また、充電対象物側には、保持部材を吸着するための平面が形成されていれば良く、特に突起や凹部等を形成する必要もないため、汎用性が高く、様々な電子機器に対応可能な充電器を提供することができる。

本実施形態に係る非接触型充電器の充電対象物としての、携帯電話の概略構成を示す斜視図である。 非接触型充電器の外観を示す斜視図である。 カバー部材を取り外した状態における非接触型充電器の外観を示す斜視図である。 カバー部材および保持部材を示す斜視図である。 非接触型充電器で携帯電話を充電する場合の構成を示す側断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による非接触型充電器を実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

図１は、充電対象物となる電子機器の一例としての携帯電話１０を示す図である。
携帯電話１０は、その筺体１１に、情報を表示する液晶ディスプレイ等からなる表示部、操作を行うための操作キー、外部と無線による通信を行うためのアンテナ１２、制御回路、バッテリ等を備えている。なおここで、図１に図示されない構成要素については、いずれも符号を付していない。

筺体１１内には、携帯電話１０のバッテリを充電するための充電回路が設けられている。充電回路は、制御回路によって動作が制御される。
この充電回路は、筺体１１の一方の表面１１ａの内側面に対向する位置に、受電コイル１３を備えている。充電回路では、外部からの電磁誘導によって受電コイル１３に電流が流れると、その電流をバッテリに供給する。これによって、バッテリを充電することができる。

筺体１１の表面１１ａには、その内部に設けられた受電コイル１３の位置を表示するために、受電コイル１３の中心に対応した位置に、丸印をはじめとする各種のマーク１５が形成されている。ここで、マーク１５は、受電コイル１３の中心や外形が容易に視認できれば良く、その形状や表示方法を何ら限定するものではない。

図２に示すように、非接触型充電器２０は、筺体２１と、筺体２１内に収容された充電回路２２と、充電回路２２に外部から電力を供給する電源コード２３と、充電回路２２から送り込まれる電流によって磁界を発生させる給電コア２４と、給電コア２４を覆うカバー部材２５と、携帯電話１０等の充電対象物となる電子端末を吸着保持する保持部材２６と、を有する。

筺体２１は、全体として例えば矩形をなしたプレート状で、充電対象物である携帯電話１０を載置する平面状の載置面２１ａを有している。
筺体２１の載置面２１ａには、給電コア２４、カバー部材２５、保持部材２６を収容する凹部２７が形成されている。本実施形態では、凹部２７は平面視矩形であるが、その形状については何ら限定するものではない。

充電回路２２は、電源コード２３から供給される電力により、予め定められた動作プログラムに基づいて、給電コア２４への給電を行う。

電源コード２３は、外部の商用交流電源に接続するため、コンセント用のコネクタ２３ａを先端部に備えている。

図３に示すように、給電コア２４は、充電回路２２から供給された電流により、磁界を発生する。この給電コア２４は、例えば偏平なパッケージとされ、その内部に、コイル２４ａを封入しても良い。
この給電コア２４は、凹部２７内に収容した状態で、筺体２１における携帯電話１０等の充電対象物の載置面２１ａに対し、カバー部材２５の厚さ分だけ、低くなるよう形成されている。

図２に示したように、カバー部材２５は、給電コア２４を覆うよう凹部２７に嵌め込まれている。このカバー部材２５は、凹部２７内に保持部材２６を収容するための空間２８が形成されるよう、凹部２７の平面形状よりも小さく形成されている。なお、この空間２８の位置や形状は、いかなるものとしても良い。
カバー部材２５は、透過性を有した樹脂、ガラス系材料等によって形成されており、カバー部材２５によって覆われる下方の給電コア２４が透過して視認できるようになっている。カバー部材２５は、凹部２７に嵌め込んだ状態で、表面２５ａが、筺体２１の載置面２１ａと略面一となるよう形成されている。

さらに、図２、図４に示すように、カバー部材２５の表面２５ａには、給電コア２４の位置を示すため、給電コア２４の中心あるいはその外形を示すマーク（位置表示部）２９が形成されている。なお、カバー部材２５が透過性を有しているため、このマーク２９は、カバー部材２５において給電コア２４に対向する裏面側、あるいは、給電コア２４の表面に形成してもよい。

保持部材２６は、給電コア２４の近傍に設けられ、例えばゴム系材料、シリコン系材料等から形成され、吸盤２６ａと、吸盤２６ａを支持するアーム部材２６ｂとからなる。本実施形態においては、アーム部材２６ｂは、カバー部材２５において、空間２８に臨む端面２５ｂから、空間２８内に突出するよう形成されている。
図５に示すように、吸盤２６ａは、アーム部材２６ｂの先端部に設けられ、その吸着面２６ｃが、筺体２１の載置面２１ａよりも上方に位置するよう設けられている。

このような構成の非接触型充電器２０において、携帯電話１０をはじめとする電子機器を充電するには、以下のようにする。
非接触型充電器２０は、電源コード２３を商用交流電源に接続し、筺体２１の載置面２１ａを上方に向けた状態で設置する。

充電対象物の携帯電話１０は、筺体１１においてマーク１５が形成された側の表面１１ａを、非接触型充電器２０の筺体２１の載置面２１ａに対向させ、マーク１５を、載置面２１ａに表示されたマーク２９に位置合わせする。そして、筺体１１を載置面２１ａに押し付けると、保持部材２６の吸盤２６ａにより筺体１１の表面１１ａが吸着され、これによって携帯電話１０が非接触型充電器２０の載置面２１ａに沿って位置ズレするのを防ぐ。

この状態で、給電コア２４においては、外部の電源から電源コード２３、充電回路２２を介して供給される電流によって、磁界が励起される。
携帯電話１０の受電コイル１３においては、給電コア２４で励起された磁界による電磁誘導によって電流が流れ、この電流によりバッテリが充電される。

上述したようにして、受電コイル１３を備えた携帯電話１０をはじめとする各種の電子機器を、非接触型充電器２０によって非接触で充電を行うことができる。このとき、非接触型充電器２０の筺体２１の載置面２１ａには、給電コア２４を覆うカバー部材２５の表面にマーク２９が形成されているので、このマーク２９に携帯電話１０の受電コイル１３を位置合わせすることによって、受電コイル１３と給電コア２４とを最適な位置関係にセットして充電を行うことができる。
また、充電対象物の携帯電話１０は、非接触型充電器２０に設けられた吸盤２６ａに吸着されることによって、その位置ズレが防止される。これにより、振動や非接触型充電器２０の傾斜等によって携帯電話１０がずれてしまうのを防ぎ、充電を確実に行うことができる。このとき、吸盤２６ａを用いることで、携帯電話１０をはじめとする電子機器側においては、吸盤２６ａが吸着できる平面が有りさえすればよい。したがって、この非接触型充電器２０を、様々な電子機器を対応可能な、汎用性の高いものとすることができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明の非接触型充電器は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、充電対象物の電子機器として携帯電話１０を例に挙げたが、携帯電話１０以外の各種電子機器にも本発明は適用可能である。このような電子機器としては、例えば、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ（Personal Data Assistance，Personal Digital Assistants：個人向け携帯型情報通信機器）、携帯型ゲーム機、ノートブック型パーソナルコンピュータ装置、タッチパッド型コンピュータ装置、デジタルカメラ、デジタル音楽再生機器、電気シェーバ、電動歯ブラシ等がある。充電対象物となるこれら各種の電子機器は、携帯電話１０と同様、その筺体の一面に、受電コイル１３を有するものとする。
マーク１５は、必須の構成ではないが、非接触型充電器２０に対して適切な位置にセットするためには、電子機器の筺体の表面において受電コイル１３に対応する位置に、何らかの形式で形成されているのが好ましい。
また、カバー部材２５の表面２５ａに、給電コア２４の位置を示すためのマーク２９を形成したが、これに限るものではない。すなわち、カバー部材２５が透過性を有しているため、このマーク２９は、カバー部材２５において給電コア２４に対向する裏面側、あるいは、給電コア２４の表面に形成してもよい。

さらに、電源コード２３は、外部の商用交流電源に接続するため、コンセント用のコネクタ２３ａを先端部に備えるようにしたが、例えば、非接触型充電器２０を自動車等に搭載して用いるような場合においては、電源コード２３は、外部の直流電源に接続できるコネクタを備えたものとすれば良い。また、非接触型充電器２０に電源としてのバッテリを内蔵し、このバッテリから充電を行う構成とすることもできる。

また、上記実施形態では、携帯電話１０と非接触型充電器２０との間で、電磁誘導により電力を非接触で供給するようにしたが、電界結合による非接触給電を行うこともできる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０ 携帯電話（電子機器）
１１ 筺体
１１ａ 表面
１２ アンテナ
１３ 受電コイル
１５ マーク
２０ 非接触型充電器
２１ 筺体
２１ａ 載置面
２２ 充電回路
２３ 電源コード
２４ 給電コア
２５ カバー部材
２５ａ 表面
２５ｂ 端面
２６ 保持部材
２６ａ 吸盤（吸着部材）
２６ｂ アーム部材（支持部材）
２６ｃ 吸着面
２７ 凹部
２８ 空間
２９ マーク（位置表示部）

Claims (3)

1. 充電対象物を載置する載置面を有した筺体と、
   電源から送り込まれた電流によって磁界または電界を発生させる給電コアと、
   前記給電コアを覆うカバー部材と、
   前記給電コアの近傍に設けられ、前記充電対象物の表面を吸着保持する保持部材と、を備え、
   前記保持部材は、吸着面を有する吸着部材と、弾性を有し、前記吸着部材を支持する支持部材と、を含むことを特徴とする非接触型充電器。
2. 前記カバー部材は、透過性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触型充電器。
3. 前記カバー部材は、前記給電コアの位置を示す位置表示部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触型充電器。

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