JP6178976B2 - 携帯端末充電装置と、それを用いた自動車 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話などの携帯端末を充電するための携帯端末充電装置と、それを用いた自動車に関するものである。

携帯電話等の携帯端末はその機能が極めて高くなり、それにつれて電力消費も大きくなっている。

したがって、自動車内を含め、各所で充電が行えることが求められてきているが、近年の傾向として、ケーブルを使わずに、いわゆる非接触充電が行えるものが脚光を浴びている。

このような要望に応える携帯端末充電装置としては、以下のようなものが提案されている。

すなわち、上面に携帯端末設置板を配置した本体ケースと、この本体ケース内において、前記携帯端末設置板の下面側に対向して可動自在に設けた充電コイルと、この充電コイルを前記携帯端末設置板の下面側に対向して移動させる駆動手段と、この駆動手段と前記充電コイルに接続した制御手段とを備えた構成となっていた。

また、前記携帯端末設置板には、この携帯端末設置板上面に設置される携帯端末の位置を検出する複数の検出コイルが、設けられていた（例えば下記特許文献１）。

特開２００９−２４７１９４号公報

上記従来例においては、携帯端末を携帯端末設置板の上面に置けば、置かれた携帯端末の位置は検出コイルによって検出され、その検出場所に充電コイルが移動し、その状態で充電が行えるので、効率的な充電が行える。

また、次回の充電に備えて、充電の完了後には、充電位置から待機位置へと充電コイルを移動させることが考えられるが、このときに考慮すべきは、使用者に不快感を与えないようにすることである。

すなわち、充電時に充電コイルが移動することは、充電動作が適切に起動されたと使用者に安心感を与えるものになるが、充電終了後や充電中断時に充電コイルが移動するのは、使用者として予期せぬ動作で、不快感となることにもなる。

特に、自動車運転時には、音に敏感になっている状況であるので、このような予期せぬ動作音は不快感となることが多い。

そこで、本発明は、不快感を与えるのを少なく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、上面に携帯端末設置板を配置した本体ケースと、この携帯端末設置板上面に設置される携帯端末の位置を検出する、複数の検出コイルで構成される検出手段と、携帯端末設置板の下面側に対向した状態で、可動自在に配置した充電コイルと、この充電コイルを移動させる駆動手段と、この駆動手段と充電コイルに接続した制御手段とを備え、制御手段は、充電コイルによる携帯端末の充電時には、検出手段が検出した携帯端末に対向する充電位置に待機位置から前記充電コイルを移動させ、充電終了、または充電中断時には、充電コイルを充電位置から待機位置へ移動させる速度を、待機位置から充電位置へ移動させる速度よりも低速とし、待機位置は、複数の検出コイルと対向し、かつ、充電コイルの中心点が、複数の検出コイルの各中心点から外れた位置にある構成とし、これにより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、上面に携帯端末設置板を配置した本体ケースと、この携帯端末設置板上面に設置される携帯端末の位置を検出する、複数の検出コイルで構成される検出手段と、携帯端末設置板の下面側に対向した状態で、可動自在に配置した充電コイルと、この充電コイルを移動させる駆動手段と、この駆動手段と充電コイルに接続した制御手段とを備え、制御手段は、充電コイルによる携帯端末の充電時には、検出手段が検出した携帯端末に対向する充電位置に待機位置から前記充電コイルを移動させ、充電終了、または充電中断時には、充電コイルを充電位置から待機位置へ移動させる速度を、待機位置から充電位置へ移動させる速度よりも低速とし、待機位置は、複数の検出コイルと対向し、かつ、充電コイルの中心点が、複数の検出コイルの各中心点から外れた位置にある構成としたので、使用者に不快感を与えることの少ないものとすることができる。

すなわち、本発明においては、充電終了、または充電中断時には、充電コイルを、充電位置から待機位置に駆動手段によって移動させる。このように、充電コイルを、充電位置から待機位置に移動させるときには、この充電コイルを待機位置から充電位置に移動させるときよりも低速で行わせる構成としたので、そのときの動作音は極めて小さなものとなり、使用者に不快感を与えることの少ないものとすることができる。

本発明の一実施形態の携帯端末充電装置を自動車の車内に設置した状態を示す斜視図 同斜視図 同斜視図 同一部を取り除いた状態を示す斜視図 同一部を取り除いた状態を示す平面図 同一部切欠斜視図 同一部を取り除いた状態を示す斜視図 同一部を取り除いた状態を示す平面図 同制御ブロック図 同動作フローチャート 同検出コイルを示す図 同検出コイルを示す図 同検出コイルを示す図 同検出コイルと充電コイルの関係を示す図 同動作フローチャート 同検出コイルと充電コイルの関係を示す図 同検出コイルと充電コイルの関係を示す図 同検出コイルと充電コイルの関係を示す図 同充電コイルを待機位置から充電位置に移動させるときの状態を示す図 同充電コイルを充電位置から待機位置に移動させるときの状態を示す図 同動作フローチャート

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、自動車１の車内２の前方にはハンドル３が設置されている。

また、ハンドル３の側方には、音楽や、映像の再生と、カーナビゲーション映像を映し出す電子機器４が設置されている。

さらに、車内２の電子機器４後方には、携帯端末充電装置５が設置されている。

この携帯端末充電装置５は、図２〜図６に示すように、上面に携帯端末設置板６を配置した箱型の本体ケース７と、この本体ケース７内において、前記携帯端末設置板６の下面側に対向した状態で水平方向に可動自在に設けた充電コイル８と、この充電コイル８を前記携帯端末設置板６の下面側に対向して水平方向に移動させる駆動手段９と、この駆動手段９と前記充電コイル８に接続した制御手段（図９の１０）とを備えている。

以下、各部について詳細に説明する。

先ず、携帯端末設置板６について説明する。

この携帯端末設置板６は、図６に示すように、表面板１１、中板１２、裏面板１３を重合させた構成となっている。

また、表面板１１と裏面板１３は、合成樹脂によって形成され、さらに中板１２は、セラミックによって形成されている。つまり、充電コイル８からの磁束が、この携帯端末設置板６を、携帯端末１５方向に通過できるような構成となっている。

また、中板１２の表面には、図９の位置検出コイル１４が設けられている。

この位置検出コイル１４は、上記特許文献１（特開２００９−２４７１９４号公報）で用いられているものであり、携帯端末設置板６の上面の何れの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたかを検出するものである。

本実施形態においては、この位置検出コイル１４を用いて、携帯端末設置板６の上面のどの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたかを検出し、次に駆動手段９によって充電コイル８を、前記携帯端末１５の充電コイル（図示せず）位置にまで移動させる構成となっている。

次に、充電コイル８部分について説明する。

充電コイル８は、図４、図５から理解されるように、リード線を円環状に複数回巻きつけることによって構成されており、その外周側と、下面側は、合成樹脂製の保持体１６によって覆われた状態で保持されている。

また、この保持体１６の下面には、図６のごとく、前記充電コイル８の下方に向けて延長された支持脚１７が、合成樹脂にて一体的に形成されている。

また、この支持脚１７の下面と、この支持脚１７の下方に配置した金属製の支持板１８の上面との間には、０・３ミリの隙間を設けているので、通常状態においては、充電コイル８の移動時に、支持脚１７の下面が支持板１８の上面に接触することはない。

そして、以上の構成において、本実施形態では、充電コイル８の下方に支持脚１７が設けられた構成としているのである。

なお、支持板１８の下方には、制御基板１９、本体ケース７の下面板２０が配置されており、この支持板１８の下面と、下面板２０の上面との間には、制御基板１９を貫通した支持体２１を設けている。

次に、駆動手段９について説明する。

駆動手段９は、図４、図５に示すように、Ｘ軸方向駆動軸２２と、Ｙ軸方向駆動軸２３を有し、これらのＸ軸方向駆動軸２２と、Ｙ軸方向駆動軸２３のそれぞれの中間部分は、保持体１６の充電コイル保持部外において、この保持体１６に係合させている。

つまり、保持体１６には、Ｘ軸方向駆動軸２２が貫通する貫通孔（図示せず）と、Ｙ軸方向駆動軸２３が貫通する貫通孔２４が、上下に所定間隔をおき、クロスした状態で設けられており、そこにＸ軸方向駆動軸２２と、Ｙ軸方向駆動軸２３が貫通することで、係合状態となっているのである。

また、Ｘ軸方向駆動軸２２の一端側にはウォームホイール２５が設けられ、一端には、ギア２６、他端にもギア２６が設けられている。

そして、ウォームホイール２５はウォーム２７に係合し、このウォーム２７はモータ２８に連結されている。

また、両側のギア２６は、それぞれ歯車板２９に係合している。

このため、モータ２８を駆動すれば、ウォーム２７が回転し、それによってウォームホイール２５がＸ軸方向駆動軸２２とともに、Ｘ軸方向に移動し、これにて充電コイル８がＸ軸方向に移動することとなる。

また、Ｙ軸方向駆動軸２３の一端側にはウォームホイール３０が設けられ、一端には、ギア３１、他端にもギア３１が設けられている。

そして、ウォームホイール３０はウォーム３２に係合し、このウォーム３２はモータ３３に連結されている。

また、両側のギア３１は、それぞれ歯車板３４に係合している。

このため、モータ３３を駆動すれば、ウォーム３２が回転し、それによってウォームホイール３０がＹ軸方向駆動軸２３、Ｙ軸方向に移動し、これにて充電コイル８がＹ軸方向に移動することとなる。

ここで、モータ２８、３３ついて、もう少し詳しく説明する。

モータ２８、３３は、入力されたパルス電力に応じて、断続的なステップ動作を行うステッピングモータを使うことが好ましい。ステッピングモータの速度は、毎秒のパルス数（ステップ数）である［ｐｐｓ］で表すのが一般的で、これをパルスレート、あるいはステップレートと呼ぶ。

なお、図４に示す３５は充電コイル８に通電するためのフレキシブル配線であり、このフレキシブル配線３５の端部は、上述した支持脚１７の側面に固定されている。

また、図９に示すごとく制御手段１０には、Ｘ軸モータ制御部３６を介してモータ２８が接続され、またＹ軸モータ制御部３７を介してモータ３３が接続されている。

また、制御手段１０には、充電コイル制御部３８を介して充電コイル８が接続され、さらに位置検出コイル１４には、検出用コイル制御部３９を介して位置検出コイル１４が接続されている。

以上のような構成において、本実施形態では、電源スイッチ４０をＯＦＦ操作（図１０のＳ１）にすると、充電コイル８を図４〜図６に示すように、本体ケース７の中央（以下Ａ点と称す）に移動させ（図１０のＳ２）、その後電源をＯＦＦ状態とする（図１０のＳ３）。

つまり、図２のごとく、本体ケース７の携帯端末設置板６上に携帯端末１５を置いていない状態では、この携帯端末設置板６は図１のごとく車内２に表出した状態となっている。

このため、誤ってこの携帯端末設置板６上に手をついてしまう状況が発生することもあり、このときには携帯端末設置板６にとっては過重がかかった状態となる。

そこで、本実施形態では、充電コイル８を図４〜図６に示すように、本体ケース７の中央に移動させ、上述した過重を、充電コイル８、保持体１６、支持脚１７、支持板１８によって支えるようにしているのである。

つまり、このような携帯端末設置板６上への過重がかかった状態になると、携帯端末設置板６はわずかながら下方に湾曲するが、その状態で、充電コイル８、保持体１６、支持脚１７も下方に移動し、支持脚１７の下面が支持板１８の上面に当接することになる。

その結果、上記過重は、携帯端末設置板６、充電コイル８、保持体１６、支持脚１７を介して支持板１８で支え、これにより携帯端末設置板６や充電コイル８の損傷を抑制することが出来るようになる。

なお、本実施形態では、過重に対する強度を高めるために、支持板１８の下面側を、支持体２１を介して本体ケース７の下面板２０に支持する構成としている。

また、このような過重が取り除かれれば、携帯端末設置板６は上方へと弾性復帰し、充電コイル８、保持体１６もＸ軸方向駆動軸２２、Ｙ軸方向駆動軸２３の弾性復帰で上方復帰するので、支持脚１７の下面は支持板１８の上面上に隙間を持って配置された状態となる。

このため、以降の充電コイル８移動時の障害となることはない。

また、携帯端末１５の充電時には、先ずは電源スイッチ４０をＯＮ状態（図１０のＳ４）にするとともに、携帯端末設置板６の上面上に携帯端末１５が置かれることになる。

この状態になっても、本実施形態では、先ずは、制御手段１０によって充電コイル８がＡ点に存在しているか否かの確認を行う（図１０のＳ５）。

この確認は、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７が記憶するモータ２８、３３の駆動量から判別することができる。

そして、充電コイル８がＡ点に存在していないと判断された場合には、制御手段１０によって充電コイル８をＡ点に移動させ（図１０のＳ６）、このＡ点にて充電待機状態とする（図１０のＳ７）。

次に、制御手段１０は、位置検出コイル１４を用いて、携帯端末設置板６の上面の何れの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたかを検出する（図１０のＳ８、Ｓ９）。

なお、携帯端末１５が置かれたか場所とは、実際には携帯端末１５が内蔵する携帯充電コイル（図１６の１５ａ）の場所である。

その後、制御手段１０は、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７を介してモータ２８、３３を駆動し、検出された携帯端末１５が保有する携帯充電コイル（図１６の１５ａ）位置へと充電コイル８を移動させ（図１０のＳ１０）、その後、充電コイル制御部３８を介して充電を開始する（図１０のＳ１１、Ｓ１２）。

また、この充電中には、上記特許文献１（特開２００９−２４７１９４号公報）と同じ動作により、充電の継続が必要か否か（充電完了したか、否か）を判定し（図１０のＳ１３）、充電完了（満充電）すると、制御手段１０は、充電動作を終了させる（図１０のＳ１４）。

また、このような充電動作が完了すると、制御手段１０によって充電コイル８がＡ点に存在しているか否かの確認を行い（図１０のＳ１５）、その後、充電コイル８をＡ点に戻す（図１０のＳ６）。

この確認は、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７が記憶するモータ２８、３３の駆動量から判別することができる。

なお、制御手段１０によって充電コイル８をＡ点に戻すことが出来ない場合、例えば運転中の何らかの衝撃で、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７が記憶するモータ２８、３３の駆動量から算出される位置と、位置検出コイル１４によって測定される実位置がずれた場合には、図７、図８の動作を実行させる。

つまり、制御手段１０でＸ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７を介してモータ２８、３３を駆動し、充電コイル８を本体ケース７内のコーナまで移動させるのである。

このコーナ部分にはスイッチ４１、４２が存在しており、充電コイル８が本体ケース７内のコーナまで移動すれば、これらのスイッチ４１、４２が動作し、これにより制御手段１０は充電コイル８が初期値に移動したと判定する。

そして、この状態では、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７によるモータ２８、３３の動作量も初期値とし、ここから再度位置制御を行うようにしているのである。

以上のように本実施形態では、充電動作終了時、制御手段１０によって充電コイル８をＡ点に戻すようにしており、この部分について、さらに詳細に説明を行う。

このＡ点は上述のごとく、本体ケース７の中央部分であるが、このＡ点と、位置検出コイル１４との関係は、以下のようになっている。

先ず、位置検出コイル１４について説明する。

この位置検出コイル１４は、携帯端末設置板６を構成するセラミック製の中板１２に設けられているが、詳細には図１１のごとく、中板１２の表面側には、Ｘ軸方向の位置を検出する位置検出コイル１４Ａが設けられ、また中板１２の裏面側には、Ｙ軸方向の位置を検出する位置検出コイル１４Ｂが設けられている。

なお、位置検出コイル１４Ａと位置検出コイル１４Ｂは、携帯端末設置板６を構成するセラミック製の中板１２を介して直交する状態となっている。

Ｘ軸方向の位置を検出する位置検出コイル１４Ａは、図１１、図１２から理解されるように、携帯端末設置板６を構成するセラミック製の中板１２の長手方向に、複数の位置検出コイル１４Ａａ、１４Ａｂ、１４Ａｃ、１４Ａｄを所定間隔ごとに配置することにより構成されている。

これらの位置検出コイル１４Ａａ、１４Ａｂ、１４Ａｃ、１４Ａｄは図１２に示すごとく、長方形のループ形状となっているが、それらの短辺方向の１／３の寸法をずらした状態で、配置されている。

したがって、位置検出コイル１４Ａａの図１２の下辺と、位置検出コイル１４Ａｄの上辺は重なった状態となっている。

そして、このような状態で、携帯端末設置板６を構成するセラミック製の中板１２の長手方向に、複数の位置検出コイル１４Ａａ、１４Ａｂ、１４Ａｃ、１４Ａｄが規則正しく配置されている。

これに対して、Ｙ軸方向の位置を検出する位置検出コイル１４Ｂは、図１１、図１３から理解されるように、携帯端末設置板６を構成するセラミック製の中板１２の短手方向に、複数の位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄを所定間隔ごとに配置することにより構成されている。

これらの位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄは図１３に示すごとく、長方形のループ形状となっているが、それらの短辺方向の１／３の寸法をずらした状態で、配置されている。

したがって、位置検出コイル１４Ｂａの図１３の右辺と、位置検出コイル１４Ｂｄの左辺は重なった状態となっている。

そして、このような状態で、携帯端末設置板６を構成するセラミック製の中板１２の短手方向に、複数の位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄが規則正しく配置されている。

次に、図１４を用いて、位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄと、上記本体ケース７の中央部分であるＡ点との関係について説明する。

なお、この図１４では、位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄの区別をしやすいように、図１４の上下にもずらした状態としているが、実際の状態は図１３のようになっている。

図１４において、ａは位置検出コイル１４Ｂａの短辺の中心を通る中心線、ｂは位置検出コイル１４Ｂａの短辺の中心を通る中心線、ｃは位置検出コイル１４Ｂａの短辺の中心を通る中心線、ｄは位置検出コイル１４Ｂａの短辺の中心を通る中心線である。

ここで重要なことは、この図１４に示すごとく、上記Ａ点にて待機中の充電コイル８の中心点が、何れの位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄの中心線ａ、ｂ、ｃ、ｄとも重ならない状態となっていることである。

つまり、充電終了後、充電コイル８は、何れの位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄの中心線ａ、ｂ、ｃ、ｄとも重ならない（位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂの中心線ａ、ｂ、ｃ、ｄとは外れた部分）に移動され、このＡ位置にて待機するようにしているのである（図１０のＳ２、またはＳ７）。

なお、本実施形態においては、携帯端末設置板６の上面に、携帯端末１５が置かれたか否かの検出（図１０のＳ８）は、位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄ側で行うので、これらの位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄの中心線ａ、ｂ、ｃ、ｄとは重ならない位置を、上記充電コイル８の待機位置であるＡ位置としている。

勿論、携帯端末設置板６の上面に、携帯端末１５が置かれたか否かの検出（図１０のＳ８）を、１４Ａａ、１４Ａｂ、１４Ａｃ、１４Ａｄ側で行うこととしても良く、その場合には、これらの位置検出コイル１４Ａａ、１４Ａｂ、１４Ａｃ、１４Ａｄの中心線ａ、ｂ、ｃ、ｄとは重ならない位置を、上記充電コイル８の待機位置であるＡ位置とする。

以上の構成を基に、動作説明をさらに詳細に行うと、携帯端末１５の充電のために、電源スイッチ４０をＯＮ状態（図１０のＳ４）にすると、上述のごとく、制御手段１０によって充電コイル８がＡ点に存在しているか否かの確認を行う（図１０、図１５のＳ５）。

この確認は、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７が記憶するモータ２８、３３の駆動量から判別することができる。

そして、充電コイル８がＡ点に存在していないと判断された場合には、制御手段１０によって充電コイル８をＡ点に移動させ（図１０、図１５のＳ６）、このＡ点にて充電待機状態とする（図１０、図１５のＳ７）。

次に、制御手段１０は、位置検出コイル１４を用いて、携帯端末設置板６の上面の何れの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたかを検出する（図１０、図１５のＳ８、Ｓ９）。

なお、携帯端末１５が置かれたか場所とは、実際には携帯端末１５が内蔵する携帯充電コイル（図１６の１５ａ）の場所である。

この点について、図１４、図１５を用いて詳細に説明すると、位置検出コイル１４を用いて、携帯端末設置板６の上面の何れの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたかを検出するときには、図９の検出用コイル制御部３９から、位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄに、順次１ＭＨｚのパルス信号を供給し（図１５のＳ８１）、その時に、携帯端末１５の携帯充電コイル（図１６の１５ａ）からのエコー信号があるか、否かによって、制御手段１０は、携帯端末設置板６の上面の何れの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたか否かを判定する（図１５のＳ８２、Ｓ８３）。

なお、このときに位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄで捕らえたエコー信号は、図９のメモリ１０ａに一時的に記憶される。

さて、携帯端末１５の携帯充電コイル（図１６の１５ａ）は、よく知られているように、充電前には、１ＭＨｚにて共振するようになっているので、上述した位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄに、順次１ＭＨｚのパルス信号が出力されたときには、大きなエコー信号を発することとなり、それを位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄが捕らえ、これによって携帯端末設置板６の上面の何れの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたことが検出される。

図１６は、携帯端末設置板６の上面で、位置検出コイル１４Ｂｂの中心線ｂ上に、携帯端末１５の携帯充電コイル１５ａが置かれた状態を示し、位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄで捕らえるエコー信号は、位置検出コイル１４Ｂｂが最も大きなものであることが判る。

これに対して、図１７は 携帯端末設置板６の上面で、位置検出コイル１４Ｂｂ、１４Ｂｃの中心線ｂ、ｃ間上に、携帯端末１５の携帯充電コイル１５ａが置かれた状態を示し、位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄで捕らえるエコー信号は、位置検出コイル１４Ｂｂ、１４Ｂｃが、１４Ｂａ、１４Ｂｄよりも大きいが、図１６のエコー信号よりも小さなものとなる。

また、携帯端末１５の種類や、その状態（例えば裏面側にカバーがある、シールが貼られている）によっては、前記携帯端末１５の携帯充電コイル１５ａからのエコー信号は図１７と同じように小さなものとなってしまうことがあり、このようなものでも、携帯端末設置板６の上面の何れの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたことが検出できるように、前記エコー信号の判定レベルを下げている。

しかし、このようにエコー信号の判定レベルを下げると、充電コイル８からのエコー信号によって誤動作を起こしてしまう虞がある。

図１８は、充電コイル８の待機位置Ａ点が、例えば位置検出コイル１４Ｂｂの中心線ｂ下となった場合を示し、このときには充電コイル８からのエコー信号は、位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄで捕らえた場合、位置検出コイル１４Ｂｂがもっとも大きなものであること、およびそのレベルが高いものであることが判る。

そして、このような状態になると、位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄで捕らえたエコー信号が、携帯充電コイル１５ａによるものか、充電コイル８によるものかが判定できなくなり、その結果として以降の動作に誤動作が発生する虞がある。

つまり、上述のごとく、携帯端末１５が、携帯端末設置板６の上面の何れの位置に置かれたか、またはその種類や、その状態（例えば裏面側にカバーがある、シールが貼られている）によっては、前記携帯端末１５の携帯充電コイル１５ａからのエコー信号は図１７のとうに小さなものとなってしまうことがあり、このようなものでも、携帯端末設置板６の上面の何れの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたことが検出できるように、前記エコー信号の判定レベルを下げている。

しかしながら、このように判定レベルを下げると、図１８のように充電コイル８からのエコー信号のレベルが高いものになると、制御手段１０は、携帯端末設置板６の上面に携帯端末１５が置かれていないにも関らず、携帯端末設置板６の上面に携帯端末１５が置かれたと判断し、以降の動作を実行してしまう。

これが、誤動作の原因で、本実施形態では、これを防止するために上述のごとく、充電終了後に、充電コイル８が待機するＡ位置は、何れの位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄの中心線ａ、ｂ、ｃ、ｄとも重ならない位置（位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂの中心線ａ、ｂ、ｃ、ｄとは外れた位置）とした。

その結果、充電コイル８からのエコー信号は、図１４のごとく、何れの位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂで捕らえたものも小さく（図１７よりも十分小さく）することが出来る。

したがって、携帯端末設置板６の上面に携帯端末１５が置かれたか、否かの判定を間違うことは無く、以降の誤動作を起こしてしまうことがなくなるのである
そして、このように携帯端末設置板６の上面に携帯端末１５が置かれたことが判定されると、その後は、制御手段１０により、検出用コイル制御部３９を動作させ、位置検出コイル１４Ａａ、１４Ａｂ、１４Ａｃ、１４Ａｄと、位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄにパルス信号を供給し、携帯端末１５の携帯充電コイル１５ａを特定する（図１５のＳ９）。

そして、この携帯端末１５の携帯充電コイル１５ａの位置が特定できると、制御手段１０は、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７を介してモータ２８、３３を駆動し、検出された携帯端末１５が保有する携帯充電コイル１５ａ位置へと充電コイル８を移動させ（図１０、図１５のＳ１０）、その後、充電コイル制御部３８を介して充電を開始する（図１０のＳ１１、Ｓ１２）。

次に、本実施形態における最も大きな特徴点について、図１９〜図２１を用いて説明する。

本実施形態では、上述のごとく、電源スイッチ４０をＯＦＦ操作（図１０のＳ１）にすると、充電コイル８を図４〜図６に示すように、本体ケース７の中央（待機位置で、以下Ａ点と称す）に移動させ（図１０のＳ２）、その後電源をＯＦＦ状態とする（図１０のＳ３）。

また、充電中でも、上記特許文献１（特開２００９−２４７１９４号公報）と同じ動作により、充電の継続が必要か否か（充電完了したか、否か）を判定し（図１０のＳ１３）、充電完了（満充電）すると、制御手段１０は、充電動作を終了させる（図１０のＳ１４）。

そして、このような充電動作が完了すると、制御手段１０によって充電コイル８がＡ点に存在しているか否かの確認を行い（図１０のＳ１５）、その後、充電コイル８をＡ点に戻す（図１０のＳ６）。

また、携帯端末１５の充電中でも、この携帯端末１５を携帯端末設置板６上から取り上げた場合には、充電の継続が必要か否か（充電完了したか、否か）が判定され（図１０のＳ１３）、この場合にも、制御手段１０は、充電動作を終了させ（図１０のＳ１４）、次に、充電コイル８がＡ点に存在しているか否かの確認を行い（図１０のＳ１５）、その後、充電コイル８をＡ点に戻す（図１０のＳ６）。

つまり、本実施形態では、充電終了後には、充電コイル８をＡ位置（待機位置）に移動させて待機させることとしている。

具体的には、何れの位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂｄの中心線ａ、ｂ、ｃ、ｄとも重ならない位置（位置検出コイル１４Ｂａ、１４Ｂｂ、１４Ｂｃ、１４Ｂの中心線ａ、ｂ、ｃ、ｄとは外れた位置）を充電コイル８の待機位置（Ａ位置）とし、充電完了後は、このＡ位置に充電コイル８を移動させて、電源をＯＦＦ状態とするようにしている。

本実施形態では、このような特徴を備えることで、上述のごとく、携帯端末設置板６の上面に携帯端末１５が置かれていないにも関らず、携帯端末設置板６の上面に携帯端末１５が置かれたと判断することは無く、その結果として、以降の誤動作も防止できる。

また、誤ってこの携帯端末設置板６上に手をついてしまった場合に、携帯端末設置板６に過重がかかった状態でも、充電コイル８を図４〜図６に示すように、本体ケース７のＡ位置（例えば中央部）に移動させ、上述した過重を、充電コイル８、保持体１６、支持脚１７、支持板１８によって支えるようにしている。

このため、上記過重は、携帯端末設置板６、充電コイル８、保持体１６、支持脚１７を介して支持板１８で支えることができ、これにより携帯端末設置板６や充電コイル８の損傷を抑制することが出来る。

このように、本実施形態では、充電動作の完了時、および充電の中断時には、充電コイル８を待機位置（Ａ位置）に戻すようにしているが、例えば、上述した充電中断時においては、このような動作において更なる改善が求められる。

例えば、自動車１の運転時に充電中の携帯端末１５を携帯端末設置板６の上面から取り上げた場合、制御手段１０は、充電動作を終了させ（図１０のＳ１４）、次に、充電コイル８がＡ点に存在しているか否かの確認を行い（図１０のＳ１５）、その後、充電コイル８をＡ点に戻す（図１０のＳ６）。

このとき、充電コイル８をＡ点に戻すためにＸ軸方向駆動軸２２用のモータ２８が駆動されると、ウォーム２７、ウォームホイール２５、ギア２６も急速に動作する。

また、充電コイル８をＡ点に戻すためにＹ軸方向駆動軸２３用のモータ３３が駆動されると、ウォーム３２、ウォームホイール３０、ギア３１も急速に動作する。

ここで、課題となるのは、携帯端末１５を携帯端末設置板６の上面から取り上げた場合に上述のごとく、Ｘ軸方向駆動軸２２用のモータ２８、ウォーム２７、ウォームホイール２５、ギア２６、Ｙ軸方向駆動軸２３用のモータ３３、ウォーム３２、ウォームホイール３０、ギア３１が動作することによる動作音である。

すなわち、携帯端末１５を充電するために、それを携帯端末設置板６上に置いたときには、置いた場所に充電コイル８を移動させるための動作音がしても、充電動作のために充電コイル８を移動させている（充電動作が正常に起動している）との安心感がある。

しかしながら、充電停止時には、充電を停止しているにも関らず上述した動作音が発生すると、使用者は、その音に戸惑う場合もある。特に、自動車１の運転時には、音に敏感になっている状況であるので、この動作音は出来るだけ小さくすることが望まれる。

そこで、本実施形態では、充電停止時、中断時においては、上述した充電コイル８をＡ点に戻すために行う動作にともなう動作音を小さくするものである。

具体的には、図２０に示すように、充電停止時、中断時においては、上述した充電コイル８をＡ点に戻すために行うモータ２８、３３の少なくとも一方の回転数（ステッピングモータを使用する場合パルスレート）を大幅に減少させたものであり、以下、この点を詳細に説明する。

図１９は、充電のために、制御手段１０によって充電コイル８を、携帯端末１５が保有する携帯充電コイル（図１６の１５ａ）位置へと移動させる（図１０のＳ１０）時の、モータ２８、３３の速度を示したものである。

先ず、モータ２８、３３は、１０ｍｍ／１秒の動作で立ち上がり（図１９のａ）、次に、速度を上昇させ（図１９のｂ）、その後、６０ｍｍ／１秒の速度（図１９のｃ）で安定駆動される。

つまり、充電コイル８を、携帯端末１５が保有する携帯充電コイル（図１６の１５ａ）位置へと移動させる（図１０のＳ１０）時には、出来るだけ短時間で、充電コイル８を目的地点に移動させ、早期に充電が開始される状態にするのである。

このときには、制御手段１０は、充電コイル８移動が、待機位置への移動か、充電位置への移動かを判定し（図２１のＳ１）、充電位置への移動であれば、メモリ１０ａに記録された速度テーブル（図１９）によって充電コイル８を移動させる（図２１のＳ２、Ｓ３）。

これに対して、充電停止時、中断時において、上述した充電コイル８をＡ点に戻す時には、図２０のごとく、モータ２８、３３の回転数を大幅に減少させる。

具体的には、充電停止時、中断時において、上述した充電コイル８をＡ点に戻す時には、図２０のごとく、モータ２８、３３の回転数を、４ｍｍ／１秒（図２０のｄ）と、起動から停止まで略一定状態とする。

つまり、このときには、上述した充電コイル８を、携帯端末１５が保有する携帯充電コイル（図１６の１５ａ）位置へと移動させるときの起動時（図１９のａ）よりも、勿論、安定駆動時（図１９のｃ）よりも、低速でモータ２８、３３を駆動するようにしたものである。

このときには、制御手段１０は、充電コイル８の移動が、待機位置への移動か、充電位置への移動かを判定し（図２１のＳ１）、待機位置への移動であれば、メモリ１０ａに記録された速度テーブル（図２０）によって充電コイル８を移動させる（図２１のＳ４、Ｓ３）。

このため、Ｘ軸方向駆動軸２２用のモータ２８、ウォーム２７、ウォームホイール２５、ギア２６、Ｙ軸方向駆動軸２３用のモータ３３、ウォーム３２、ウォームホイール３０、ギア３１が動作することによる動作音は極めて小さなものなり、使用者に不快感を与えることの無いものとなる。

さらに、モータ２８、３３をステッピングモータとする場合について詳しく説明する。

ここで、人間の耳の特性として、周波数帯によって敏感な領域とそうでない領域があることが知られている。この人間の耳の特性として広く知られているフレッチャー＆マンソンの等ラウドネス曲線によると、略１ｋＨｚより低い周波数領域では、周波数が低くなる程、人間の耳の感度が悪くなる。

つまり、本実施の形態の充電コイル８の移動に適用して考えると、ステッピングモータのパルスレートが略１ｋＨｚより低い周波数領域では、周波数が低くなる程、動作音が小さくなり、使用者に不快感を与えなくなるということである。

また、Ｘ軸方向駆動軸２２用のモータ２８、ウォーム２７、ウォームホイール２５、ギア２６、Ｙ軸方向駆動軸２３用のモータ３３、ウォーム３２、ウォームホイール３０、ギア３１が動作することによる動作音は、携帯端末充電装置５を構成する本体ケース７、携帯端末設置板６などによって決まる固有共振点に関係するところで大きくなる。

よって、ステッピングモータの安定動作時のパルスレートを４０Ｈｚなど低い周波数とすれば、その４０Ｈｚに到達するまでの０〜４０Ｈｚに前述の固有共振点が存在することはほとんど無い。この点からも、モータ２８、３３の駆動による動作音で使用者に不快感を与えることの少ないものとすることができる。

特に、自動車１の運転時には、音に敏感になっている状況であるので、このように動作音が小さくことは、極めて評価されるものとなる。

また、低速でモータ２８、３３を駆動することで、充電コイル８をＡ点に戻す時間は長くなるが、このときは、充電停止時、中断時であるので、何の問題も無いものとなる。

以上のごとく本発明においては、充電終了、または充電中断時には、前記充電コイルを、充電位置から待機位置に前記駆動手段によって移動させるが、このように、充電コイルを、充電位置から待機位置に移動させるときには、この充電コイルを待機位置から充電位置に移動させるときよりも、前記低速で行わせる構成としたので、そのときの動作音は極めて小さなもので、使用者に不快感を与えることの少ないものとすることが出来るのである。

したがって、車載用や家庭用の携帯端末充電装置としての活用が期待されるものとなる。

１ 自動車
２ 車内
３ ハンドル
４ 電子機器
５ 携帯端末充電装置
６ 携帯端末設置板
７ 本体ケース
８ 充電コイル
９ 駆動手段
１０ 制御手段
１０ａ メモリ
１１ 表面板
１２ 中板
１３ 裏面板
１４ 位置検出コイル
１４Ａａ，１４Ａｂ，１４Ａｃ，１４Ａｄ，１４Ｂａ，１４Ｂｂ，１４Ｂｃ，１４Ｂｄ
位置検出コイル
１５ 携帯端末
１５ａ 携帯充電コイル
１６ 保持体
１７ 支持脚
１８ 支持板
１９ 制御基板
２０ 下面板
２１ 支持体
２２ Ｘ軸方向駆動軸
２３ Ｙ軸方向駆動軸
２４ 貫通孔
２５ ウォームホイール
２６ ギア
２７ ウォーム
２８ モータ
２９ 歯車板
３０ ウォームホイール
３１ ギア
３２ ウォーム
３３ モータ
３４ 歯車板
３５ フレキシブル配線
３６ Ｘ軸モータ制御部
３７ Ｙ軸モータ制御部
３８ 充電コイル制御部
３９ 検出用コイル制御部
４０ 電源スイッチ
４１ スイッチ
４２ スイッチ

Claims (6)

1. 上面に携帯端末設置板を配置した本体ケースと、
   前記携帯端末設置板上面に設置される携帯端末の位置を検出する、複数の検出コイルで構成される検出手段と、
   前記本体ケース内において、前記携帯端末設置板の下面側に対向した状態で、可動自在に配置した充電コイルと、
   前記充電コイルを移動させる駆動手段と、
   前記駆動手段と前記充電コイルに接続した制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記充電コイルによる携帯端末の充電時には、前記検出手段が検出した携帯端末に対向する充電位置に待機位置から前記充電コイルを移動させ、
   充電終了、または充電中断時には、前記充電コイルを前記充電位置から前記待機位置へ移動させる速度を、前記待機位置から前記充電位置へ移動させる速度よりも低速とし、
   前記待機位置は、前記複数の検出コイルと対向し、かつ、前記充電コイルの中心点が、前記複数の検出コイルの各中心点から外れた位置にある
   携帯端末充電装置。
2. 前記充電コイルを充電位置から待機位置に移動させる安定動作速度が、前記充電コイルを待機位置から充電位置に移動させる安定動作速度よりも低速である請求項１に記載の携帯端末充電装置。
3. 前記充電コイルの下部に支持脚を設けるとともに、この支持脚の下面と、この支持脚の下方に配置した支持板の上面との間には、隙間を設けた請求項１に記載の携帯端末充電装置。
4. 前記駆動手段は、ステッピングモータを１ｋＨｚより低い周波数のパルスレートで駆動させる請求項１に記載の携帯端末充電装置。
5. 前記制御手段が前記充電コイルの移動を低速にするとは、前記パルスレートを低くすることである請求項４に記載の携帯端末充電装置。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の携帯端末充電装置を車内に配置した自動車。

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