JP6600955B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、非接触による給電機能を備えた電子機器に関する。

従来、非接触による給電において、スマートフォン等の平坦な形状の製品は、一般に受電コイルを製品の底面に平行に配置している。
これは、製品の形状から、底面を下にして充電台に置くことが自然であり、受電コイルを製品の底面に配置することで、充電台の送電コイルと製品の受電コイルとの間の平行度を保てることから、送電効率を高めることができるためである。
なお、非接触による給電に関する技術は、例えば特許文献１に記載されている。

特開２０１４−２１７０８０号公報

しかしながら、ポータブルな製品においては、給電時の設置の向きが自然には規定されないことから、どのような姿勢で置かれても充電台から給電ができることが望ましい。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電子機器における非接触による給電をより柔軟に行うことを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様の電子機器は、
底面又は裏面、前記底面又は裏面に対向する上面又は表面、及び、側面のそれぞれの面に対して平行でない斜交面を複数有し、ベルトを一端の前記側面及び他端の前記側面に有する電子機器本体と、
コイル面が前記斜交面と平行となるように、前記斜交面の前記電子機器本体内部側に設置される受電用コイルと、
を備え、
前記斜交面は前記上面又は表面と前記側面との間に設けられ、
前記受電用コイルは、前記ベルトが備えられている前記側面以外の前記側面と、前記上面又は表面との間における前記斜交面の前記電子機器本体内部側に設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、電子機器における非接触による給電をより柔軟に行うこと可能となる。

本発明の電子機器の一実施形態としてのリスト端末の構成を示す模式図である。 リスト端末が充電台に載置された状態例を示す図であり、図２（Ａ）はリスト端末の底面が充電台に面して載置された状態、図２（Ｂ）はリスト端末が側面を充電台に面して載置された状態を示す図である。 リスト端末が種々の状態で充電台に載置された場合の受電用コイルと送電用コイルが発生する磁束との関係を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の電子機器の一実施形態としてのリスト端末１の構成を示す模式図である。
また、図２は、リスト端末１が充電台Ｐ（被載置部材）に載置された状態例を示す図であり、図２（Ａ）はリスト端末１の底面が充電台に面して載置された状態、図２（Ｂ）はリスト端末１が側面を充電台Ｃに面して載置された状態を示している。
リスト端末１は、腕時計型に構成され、スマートフォンに類する機能を備えた電子機器である。

図１に示すように、リスト端末１は、本体１０と、受電用コイル２０と、ベルト３０とを備えている。
本体１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）あるいはディスプレイ等からなる情報処理機能と、非接触による給電を受ける受電機能とを備えている。

受電用コイル２０は、充電台Ｃの送電用コイルが発生させた磁束を介して、電磁誘導により電力を発生させる。本実施形態において、受電用コイル２０は、リスト端末１が底面を充電台Ｃに面して載置された場合（以下、適宜「平置き」と呼ぶ。）、リスト端末１が表示面を充電台Ｃに面して載置された場合（以下、適宜「伏せ置き」と呼ぶ。）及び、ベルト３０の支持によりリスト端末１の１つの側面を充電台Ｃに面して載置された場合（以下、適宜「横置き」と呼ぶ。）のいずれにおいても、充電台Ｃの送電用コイルが発生させた磁束とコイル面が交差するように設置されている。

また、図２に示すように、リスト端末１は、方形の底面１０Ａに対して略垂直な４つの側面１０Ｂと、本体１０において底面１０Ａと表裏をなす表示面１０Ｃと、表示面１０Ｃと各側面１０Ｂとを繋ぎ、表示面１０Ｃ及び１つの側面１０Ｂと平行ではなく直交しない（即ち、０度より大きく９０度未満の角度を有する）４つの斜交面１０Ｄとを備えている。また、本体１０において、ベルト３０が連結されていない側部（例えばリューズが備えられる側部あるいはこれに対向する側部）における斜交面１０Ｄの本体１０内部側には、受電用コイル２０がそれぞれ設置されている。なお、表示面１０Ｃは、例えば、ディスプレイによって時刻等の情報を表示したり、あるいは、文字盤によって時刻を表したりする機能を備えている。

具体的には、受電用コイル２０は、本体１０内部において、ベルト３０が連結されていない側部における各斜交面１０Ｄにコイル面が平行な状態でそれぞれ設置されている。
このように受電用コイル２０を設置することで、種々の姿勢でリスト端末１が充電台Ｃに載置された場合において、充電台Ｃの送電用コイルが発生させた磁束と受電用コイル２０のコイル面とが交差する状態となる。
なお、受電用コイル２０の設置角度は、平置き時、伏せ置き時及び横置き時の送電用コイル面との角度と、周辺部品の影響等を考慮して調整することができる。

図３は、リスト端末１が種々の状態で充電台Ｃに載置された場合の受電用コイル２０と送電用コイルが発生する磁束との関係を示す模式図である。
図３（Ａ）、（Ｂ）は、リスト端末１の表示面１０Ｃが充電台Ｃに面して載置された状態を示している。図３（Ａ）、（Ｂ）に示す状態では、表示面１０Ｃが充電台Ｃ（送電用コイル面）と平行となるため、表示面１０Ｃと斜交している斜交面１０Ｄは、送電用コイル面に対して０度より大きく９０度未満の角度有することとなる。
そのため、受電用コイル２０のコイル面は、送電用コイル面が発生させた磁束と交差することとなり、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す状態において、充電台Ｃからリスト端末１に給電することが可能である。

図３（Ｃ）は、リスト端末１の側面１０Ｂ（ベルト３０が連結されていない側面１０Ｂ）が充電台Ｃに面して載置された状態を示している。図３（Ｃ）に示す状態では、側面１０Ｂが充電台Ｃ（送電用コイル面）と平行となるため、側面１０Ｂと斜交している斜交面１０Ｄは、送電用コイル面に対して０度より大きく９０度未満の角度を有することとなる。
そのため、受電用コイル２０のコイル面は、送電用コイル面が発生させた磁束と交差することとなり、図３（Ｃ）に示す状態において、充電台Ｃからリスト端末１に給電することが可能である。

図３（Ｄ）は、リスト端末１の底面１０Ａが充電台Ｃに面して載置された状態を示している。図３（Ｄ）に示す状態では、底面１０Ａが充電台Ｃ（送電用コイル面）と平行となるため、底面１０Ａと平行な表示面１０Ｃと斜交している斜交面１０Ｄは、送電用コイル面に対して０度より大きく９０度未満の角度を有することとなる。
そのため、受電用コイル２０のコイル面は、送電用コイル面が発生させた磁束と交差することとなり、図３（Ｄ）に示す状態において、充電台Ｃからリスト端末１に給電することが可能である。

図１及び図２に戻り、ベルト３０は、腕等のユーザの身体にリスト端末１を装着するためのベルトである。

［作用］
次に、リスト端末１の作用について説明する。
図３に示すように、リスト端末１は、種々の状態で充電台Ｃに載置された場合に、いずれの状態においても受電用コイル２０のコイル面と充電台Ｃの送電用コイルが発生する磁束とが交差する。
すると、送電用コイルが発生する磁束を介して、受電用コイル２０が電磁誘導により起電力を発生する。
このようにして発生された電力が、本体１０に備えられた不図示の充電制御回路等を介してリスト端末１のバッテリに蓄積される。
これにより、充電台Ｃからリスト端末１に給電を行うことができる。
即ち、本実施形態に係るリスト端末１によれば、電子機器における非接触による給電をより柔軟に行うことが可能となる。

また、本実施形態に係るリスト端末１によれば、製品の設置方向の制約を受けることなく給電が可能となるため、充電時の使い勝手を向上できる。
また、本実施形態に係るリスト端末１によれば、充電台Ｃを製品に合わせた特殊な形状にする必要がないため、充電台Ｃの携帯性を高めることができ、充電台Ｃの互換性も確保することができる。

［変形例１］
上述の実施形態において、斜交面１０Ｄは、表示面１０Ｃと各側面１０Ｂとを繋ぎ、表示面１０Ｃ及び１つの側面１０Ｂと平行ではなく直交しない（即ち、０度より大きく９０度未満の角度を有する）ものとして説明した。即ち、上述の実施形態では、受電用コイル２０は、そのコイル面が表示面１０Ｃと０度より大きく９０度未満の角度となるように設置されるものとして説明した。
これに対し、受電用コイル２０のコイル面が、リスト端末１が安定して載置される姿勢において送電用コイルのコイル面に平行となる角度の中間の角度となるように、受電用コイル２０を設置することとしてもよい。具体的には、受電用コイル２０をそのコイル面が表示面１０Ｃと略４５度の角度となるように設置することができる。
このような構成により、平置き及び伏せ置きの場合、及び、横置きの場合のいずれであっても、受電用コイル２０のコイル面は、送電用コイルのコイル面に対して略４５度の角度を有することとなり、リスト端末１を種々の状態で充電台Ｃに載置した場合に、一定以上の発電効率を確保することができる。

［変形例２］
上述の実施形態において、リスト端末１の外観及び内部構造等に基づく送電効率への影響（磁束の貫通特性）を考慮して、受電用コイル２０の設置角度を調整することとしてもよい。例えば、リスト端末１の構造に起因して、平置きの場合（底面１０Ａに垂直に磁束が発生する場合）における送電用コイルからの磁束の貫通特性と、横置きの場合（側面１０Ｂに垂直に磁束が発生する場合）における送電用コイルからの磁束の貫通特性とに差がある場合には、それらの差を考慮して、平置き及び横置きのいずれの場合にも、同等の送電効率となるように受電用コイル２０の設置角度を調整することができる。

以上のように構成されるリスト端末１は、本体１０と、受電用コイル２０とを備える。
本体１０は、リスト端末１の本体を構成する。
受電用コイル２０は、本体１０を充電台Ｃに載置した際の、充電台Ｃに接する本体１０の載置面に対して、０度より大きく９０度未満の角度に設置されたコイル面を有する。
これにより、リスト端末１においては、種々の状態において、受電用コイル２０のコイル面が、充電台Ｃの送電用コイルが発生する磁束と交差する。
すると、送電用コイルが発生する磁束を介して、受電用コイル２０が電磁誘導により起電力を発生する。
したがって、電子機器における非接触による給電をより柔軟に行うことが可能となる。

また、受電用コイル２０は、本体１０の底面１０Ａ（裏面）、及び側面１０Ｂのそれぞれの面に対して、０度より大きく９０度未満の角度に設置されている。
これにより、本体１０のいずれの面が充電台Ｃの載置面に接して載置された場合であっても、受電用コイル２０が電磁誘導により起電力を発生することができる。

また、本体１０は、底面１０Ａ（裏面）に対向する表示面１０Ｃ（上面又は表面）と側面１０Ｂとに対して、０度より大きく９０度未満の角度を有する斜交面１０Ｄを備える。
受電用コイル２０は、コイル面が斜交面１０Ｄと平行となるように、斜交面１０Ｄの本体１０内部側に設置されている。
これにより、受電用コイル２０を適切な角度で容易に設置することができる。

また、電子機器本体は、斜交面１０Ｄを複数備える。
また、少なくとも１つの斜交面１０Ｄにおける本体１０内部側に、受電用コイル２０が設置されている。
これにより、適切な位置にある斜交面１０Ｄに受電用コイル２０を設置することができる。

また、受電用コイル２０は、本体１０の底面１０Ａ（裏面）に平行な角度及び側面１０Ｂに平行な角度に対する中間の角度にコイル面が設置されている。
これにより、種々の状態において、受電用コイル２０のコイル面は、送電用コイルのコイル面に対して略４５度の角度を有することとなり、電子機器を種々の状態で充電台に載置した場合に、一定以上の発電効率を確保することができる。

また、受電用コイル２０は、本体１０における磁束の貫通特性に基づいて、本体１０の底面１０Ａ（裏面）に垂直に磁束が発生する場合及び本体１０の側面１０Ｂに垂直に磁束が発生する場合における送電効率が同等となる角度にコイル面が設置されている。
これにより、種々の状態において、送電効率の相違を生じることなく、適切に給電を行うことができる。

また、本体１０は、装着用のベルト３０を一端の側面１０Ｂ及び他端の側面１０Ｂに備える。
受電用コイル２０は、ベルト３０が備えられている側面１０Ｂ以外の側面１０Ｂと、底面１０Ａ（裏面）と表裏をなす表示面１０Ｃ（上面又は表面）との間における斜交面１０Ｄの本体１０内部側に設置されている。
これにより、ユーザに装着して使用される電子機器において、充電台に載置される可能性の高い種々の姿勢で、非接触による給電を適切に行うことが可能となる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の実施形態において、斜交面１０Ｄの全てに受電用コイル２０を備えることとしてもよいし、本体１０を充電台Ｐに載置した際に充電台Ｐと接する載置面となる面に対して、０度より大きく９０度未満の角度に設置されたコイル面を有する受電用コイル２０を備える構成であればどのような構成であってもよい。

また、上述の実施形態では、リスト端末１が、表示面１０Ｃ及び側面１０Ｂと平行ではなく直交しない（即ち、０度より大きく９０度未満の角度を有する）斜交面１０Ｄを備え、斜交面２０Ｄに平行に受電用コイル２０のコイル面を設置することとしたが、これに限られない。即ち、受電用コイル２０のコイル面が、表示面１０Ｃ及び側面１０Ｂと平行ではなく直交しない角度（即ち、０度より大きく９０度未満の角度）で設置されれば、斜交面１０Ｄを異なる角度としたり、あるいは、本体１０が斜交面１０Ｄを備えない構成としたりすることができる。

また、上述の実施形態では、本発明が適用される電子機器は、リスト端末１を例として説明したが、特にこれに限定されない。
例えば、本発明は、非接触による給電機能を有する電子機器一般に適用することができる。具体的には、例えば、本発明は、ノート型のパーソナルコンピュータ、テレビジョン受像機、ビデオカメラ、携帯型ナビゲーション装置、携帯電話機、スマートフォン、ポータブルゲーム機、歩数計、活動量計等の計測機器、血圧計、脈拍計等の生体情報センサ等に適用可能である。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
電子機器本体と、
前記電子機器本体を被載置部材に載置した際の、前記被載置部材に接する前記電子機器本体の載置面に対して、０度より大きく９０度未満の角度に設置されたコイル面を有する受電用コイルと、
を備えたことを特徴とする電子機器。
［付記２］
前記受電用コイルは、
前記電子機器本体の底面又は裏面、及び側面のそれぞれの面に対して、０度より大きく９０度未満の角度に設置されていることを特徴とする付記１に記載の電子機器。
［付記３］
前記電子機器本体は、前記底面又は裏面に対向する上面又は表面と前記側面とに対して、０度より大きく９０度未満の角度を有する斜交面を備え、
前記受電用コイルは、前記コイル面が前記斜交面と平行となるように、前記斜交面の前記電子機器本体内部側に設置されていることを特徴とする付記２に記載の電子機器。
［付記４］
前記電子機器本体は、前記斜交面を複数備え、
少なくとも１つの前記斜交面における前記電子機器本体内部側に、前記受電用コイルが設置されていることを特徴とする付記３に記載の電子機器。
［付記５］
前記受電用コイルは、前記電子機器本体の前記底面又は裏面に平行な角度及び前記側面に平行な角度に対する中間の角度に前記コイル面が設置されていることを特徴とする付記２から４のいずれか１つに記載の電子機器。
［付記６］
前記受電用コイルは、前記電子機器本体における磁束の貫通特性に基づいて、前記電子機器本体の前記底面又は裏面に垂直に磁束が発生する場合及び前記電子機器本体の前記側面に垂直に磁束が発生する場合における送電効率が同等となる角度に前記コイル面が設置されていることを特徴とする付記２から４のいずれか１つに記載の電子機器。
［付記７］
前記電子機器本体は、装着用のベルトを一端の前記側面及び他端の前記側面に備え、
前記受電用コイルは、前記ベルトが備えられている前記側面以外の前記側面と、前記底面又は裏面と表裏をなす上面又は表面との間における前記斜交面の前記電子機器本体内部側に設置されていることを特徴とする付記３又は４に記載の電子機器。

１・・・リスト端末，１０・・・本体，１０Ａ・・・底面，１０Ｂ・・・側面，１０Ｃ・・・表示面，１０Ｄ・・・斜交面，２０・・・受電用コイル，３０・・・ベルト，Ｃ・・・充電台

Claims (5)

1. 底面又は裏面、前記底面又は裏面に対向する上面又は表面、及び、側面のそれぞれの面に対して平行でない斜交面を複数有し、ベルトを一端の前記側面及び他端の前記側面に有する電子機器本体と、
   コイル面が前記斜交面と平行となるように、前記斜交面の前記電子機器本体内部側に設置される受電用コイルと、
   を備え、
   前記斜交面は前記上面又は表面と前記側面との間に設けられ、
   前記受電用コイルは、前記ベルトが備えられている前記側面以外の前記側面と、前記上面又は表面との間における前記斜交面の前記電子機器本体内部側に設置されていることを特徴とする電子機器。
2. 前記斜交面は前記底面又は裏面に対向する上面又は表面と前記側面とに対して、０度より大きく９０度未満の角度を有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記受電用コイルは、前記電子機器本体の前記底面又は裏面に平行な角度及び前記側面に平行な角度に対する中間の角度に前記コイル面が設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
4. 前記受電用コイルは、前記電子機器本体における磁束の貫通特性に基づいて、前記電子機器本体の前記底面又は裏面に垂直に磁束が発生する場合及び前記電子機器本体の前記側面に垂直に磁束が発生する場合における送電効率が同等となる角度に前記コイル面が設置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器。
5. ベルトを一端の側面及び他端の側面に有する電子機器本体と、
   コイル面が前記電子機器本体の底面又は裏面、前記底面又は裏面に対向する上面又は表面、及び、前記側面に対し、０度より大きく９０度未満の角度を有するように、前記電子機器本体内部側に設置される受電用コイルと、
   を備える電子機器。

Images