JP7483557B2 - 無線給電装置 - Google Patents
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Description
本発明は、無線給電装置に関する。
本発明に係る背景技術として、実用新案登録第３２０３１５２号公報（以下、特許文献１という）がある。特許文献１の要約書の「課題」の欄には、「フレキシブルでスリムな構造を有する、吊り下げ式フレキシブル無線充電デバイスを提供する。」と記載されている。当該要約書の「解決手段」の欄には、「無線充電デバイス３は、フレキシブル担持部材３０、薄膜送信コイルアセンブリ、および吊り下げ要素３３を含んでいる。フレキシブル担持部材３０は、メイン担持部３０１とサブ担持部３０２を含んでいる。サブ担持部３０２は、メイン担持部３０１と接続され、それによって、ポケット３０３はメイン担持部３０１とサブ担持部３０２と共に、規定される。各ポケット３０３は、入口３０４と収容空間３０５を有している。薄膜送信コイルアセンブリは、メイン担持部３０１内に配置され、特定の周波数を有する電磁波を放射し、それにより、ポケット３０３の収容空間内３０５の、受電デバイスＡを無線で充電できる。吊り下げ要素は、メイン担持部と接続されている。フレキシブル担持部材は、吊り下げ要素を介して、対象に吊り下げられる。」と記載されている。
特許文献１において、予め設けられたポケットの中に、受電デバイスに適切なサイズのものが無い場合がある。また例えば、何らかの振動がフレキシブル担持部材に伝わることで受電デバイスがポケット内で移動し充電に影響が生じる可能性もある。
本発明は、より適切に受電デバイスを充電することができる無線給電装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、電源に電気的に接続されるソケットと、グランドに電気的に接続される留具と、が設けられた取付部材と、前記ソケットに挿入されるソケットピンと、前記留具に係止される係止具と、を有し、前記ソケットピンの挿入、及び前記係止具の係止によって前記取付部材に着脱自在に取り付けられ、無線給電対象の受電デバイスを前記取付部材に固定するバンドと、を備え、前記ソケットピンは、前記ソケット内で前記電源に電気的に接続される給電電極と、前記係止具及び前記留具を通じて前記グランドに電気的に接続されるグランド接続検知電極と、を有し、前記取付部材は、前記ソケットに挿入された前記ソケットピンの前記グランド接続検知電極がグランドに電気的に接続されている場合に限り、前記給電電極に前記電源を電気的に接続し、前記受電デバイスに無線給電する給電部に通電するスイッチ回路を備えることを特徴とする。
本発明によれば、より適切に受電デバイスを充電することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る着脱式無線給電装置１の構成を模式的に示す平面図である。
着脱式無線給電装置１は、板状の取付ボード２と、当該取付ボード２に着脱自在な帯状の複数のバンド４と、を備え、各バンド４が受電デバイスＡ（図３）を取付ボード２に固定し、当該バンド４から受電デバイスＡに無線給電する装置である。
図１は、本実施形態に係る着脱式無線給電装置１の構成を模式的に示す平面図である。
着脱式無線給電装置１は、板状の取付ボード２と、当該取付ボード２に着脱自在な帯状の複数のバンド４と、を備え、各バンド４が受電デバイスＡ（図３）を取付ボード２に固定し、当該バンド４から受電デバイスＡに無線給電する装置である。
取付ボード２は、電源ケーブル６を備え、当該電源ケーブル６は、車両が備える電源Ｅ（図５）の供給口であるシガーソケットに接続される。かかる取付ボード２は、車両の車室内に設けられたサンバイザーなどの適宜の部材に適宜の固定具を用いて取り付けられる。
また取付ボード２は、多数のソケット１１及び留具１２が表面に設けられている。
ソケット１１及び留具１２は、バンド４を取付ボード２に固定する部材（留具）として機能する。本実施形態では、これらソケット１１及び留具１２がバンド４に給電するための電気的な接点を構成している。具体的には、ソケット１１は車両の電源Ｅに電気的に接続されることで高電位側の接点として構成され、留具１２はグランドＧ（図５）に電気的に接続されることで、低電位側の接点として構成されている。この留具１２として、グランドＧに電気的に接続された金属製のスナップボタンが用いられている。
なお、ソケット１１については後述する。取付ボード２におけるソケット１１及び留具１２の数、及び配置は任意である。
ソケット１１及び留具１２は、バンド４を取付ボード２に固定する部材（留具）として機能する。本実施形態では、これらソケット１１及び留具１２がバンド４に給電するための電気的な接点を構成している。具体的には、ソケット１１は車両の電源Ｅに電気的に接続されることで高電位側の接点として構成され、留具１２はグランドＧ（図５）に電気的に接続されることで、低電位側の接点として構成されている。この留具１２として、グランドＧに電気的に接続された金属製のスナップボタンが用いられている。
なお、ソケット１１については後述する。取付ボード２におけるソケット１１及び留具１２の数、及び配置は任意である。
図２はバンド４の裏面４Ｒの側を模式的に示す平面図である。
バンド４は弾性による伸縮性を有した帯状のゴムバンドである。またバンド４は一対のソケットピン２１及び係止具２２と、無線給電用の給電コイル２４とを裏面４Ｒに備えている。
バンド４は弾性による伸縮性を有した帯状のゴムバンドである。またバンド４は一対のソケットピン２１及び係止具２２と、無線給電用の給電コイル２４とを裏面４Ｒに備えている。
ソケットピン２１は、ソケット１１の挿入口１５に挿入され、当該ソケット１１の内部で電源Ｅと電気的に接続される部材である。
係止具２２は、取付ボード２の留具１２に係止され、当該留具１２を通じてグランドＧに電気的に接続される金属製の部材である。かかる係止具２２として留具１２に嵌合する金属製のスナップボタンが用いられている。
給電コイル２４は、ソケットピン２１と係止具２２との間に配置され、電気配線２６によって、これらソケットピン２１及び係止具２２に電気的に接続されている。
係止具２２は、取付ボード２の留具１２に係止され、当該留具１２を通じてグランドＧに電気的に接続される金属製の部材である。かかる係止具２２として留具１２に嵌合する金属製のスナップボタンが用いられている。
給電コイル２４は、ソケットピン２１と係止具２２との間に配置され、電気配線２６によって、これらソケットピン２１及び係止具２２に電気的に接続されている。
かかるバンド４は、ソケットピン２１が取付ボード２のソケット１１に差込み固定され、また係止具２２が留具１２に係止される（留められる）ことで、取付ボード２に着脱偉材に取り付けられる。このとき、図３に示すように、バンド４と取付ボード２との間で受電デバイスＡが挟み込まれることで、当該受電デバイスＡが取付ボード２上で固定される。受電デバイスＡの受電部Ａ１を給電コイル２４が覆うようにバンド４で受電デバイスＡが固定されることで、この給電コイル２４から受電デバイスＡへ無線給電による充電が効率良く行われる。
なお、受電デバイスＡは、給電コイル２４の無線給電を受電する受電部Ａ１を有した適宜の電子機器である。受電デバイスＡとしては、例えばスマートフォンやタブレットＰＣ（Personal Computer）などが挙げられる。
前掲図１に示すように、着脱式無線給電装置１において、多数のソケット１１及び留具１２が取付ボード２に設けられているため、ユーザは、所望の箇所にあるソケット１１及び留具１２を用いて受電デバイスＡをバンド４で固定することができる。また着脱式無線給電装置１において、長さが異なる複数のバンド４を任意の位置に設けることが可能であるため、受電デバイスＡのサイズに応じた長さのバンド４を使って、多様なサイズの受電デバイスＡをしっかりと取付ボード２に固定することができる。またバンド４が伸縮性を有するゴムバンドであるため、受電デバイスＡを強固に締め付けることができ、当該着脱式無線給電装置１が設けられている車両等の振動が受電デバイスＡに伝わったとしても、受電デバイスＡの位置ずれを抑え、充電を継続することができる。
図４はソケット１１の構造を概略的に示す図である。図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＩ－Ｉ線断面図である。
ソケット１１は、略円筒状のソケット本体３０と、このソケット本体３０を取付ボード２の表装材２Ａに回転自在に固定する固定具３２とを有する。固定具３２は、表装材２Ａの裏面側に係止する平板状のヘッド部３２Ａと、表装材２Ａを表面側に貫通しソケット本体３０を軸支する柱状の胴部３２Ｂとを備え、いわゆるリベット状を成している。ソケット本体３０は、かかる固定具３２によって表装材２Ａに固定されることで、当該固定具３２の胴部３２Ｂを軸として回転自在となる。
ソケット１１は、略円筒状のソケット本体３０と、このソケット本体３０を取付ボード２の表装材２Ａに回転自在に固定する固定具３２とを有する。固定具３２は、表装材２Ａの裏面側に係止する平板状のヘッド部３２Ａと、表装材２Ａを表面側に貫通しソケット本体３０を軸支する柱状の胴部３２Ｂとを備え、いわゆるリベット状を成している。ソケット本体３０は、かかる固定具３２によって表装材２Ａに固定されることで、当該固定具３２の胴部３２Ｂを軸として回転自在となる。
ソケット１１が回転自在に構成されることで、ユーザは、バンド４のソケットピン２１をソケット１１に挿入固定した後、前掲図３に示すように、当該ソケット１１を中心に矢印Ｘで示すように回転させることができる。これにより、ユーザは、例えば受電デバイスＡの形状やサイズ、取付ボード２上での受電デバイスＡの姿勢に応じてバンド４の延在方向を適宜の方向に調整し、受電デバイスＡを任意の姿勢でしっかりと固定することができる。
ところで、着脱式無線給電装置１において、取付ボード２の表面に、高電位側の接点となるソケット１１と、グランドＧの接点となる留具１２とが設けられているため、何ら対策を施さなければ、例えば金属ピンなどの導電部材がソケット１１と留具１２とに亘って接触した場合に地絡を生じる可能性がある。
そこで本実施形態の着脱式無線給電装置１は、バンド４のソケットピン２１がソケット１１に挿入され、なおかつ、当該バンド４の係止具２２が留具１２に固定されている（すなわち、グランドＧに電気的に接続されている）場合に限り、電源Ｅの電力がソケット１１からバンド４に供給されるように構成されている。
この構成により、ソケット１１と留具１２とが例えば金属ピンなどで単に導通しただけでは、電力がソケット１１から供給されることがなく、このような導通による地絡を確実に防止できる。
以下、かかる構成について図５を参照して説明する。
そこで本実施形態の着脱式無線給電装置１は、バンド４のソケットピン２１がソケット１１に挿入され、なおかつ、当該バンド４の係止具２２が留具１２に固定されている（すなわち、グランドＧに電気的に接続されている）場合に限り、電源Ｅの電力がソケット１１からバンド４に供給されるように構成されている。
この構成により、ソケット１１と留具１２とが例えば金属ピンなどで単に導通しただけでは、電力がソケット１１から供給されることがなく、このような導通による地絡を確実に防止できる。
以下、かかる構成について図５を参照して説明する。
図５は、着脱式無線給電装置１の電気的構成を示す図である。
着脱式無線給電装置１において、取付ボード２は、ソケット１１に内設された２つの独立した出力電極４１及びスイッチ制御電極４２と、これら出力電極４１及びスイッチ制御電極４２が接続されたスイッチＩＣ４４と、留具１２に設けられたグランド電極４６とを備える。
着脱式無線給電装置１において、取付ボード２は、ソケット１１に内設された２つの独立した出力電極４１及びスイッチ制御電極４２と、これら出力電極４１及びスイッチ制御電極４２が接続されたスイッチＩＣ４４と、留具１２に設けられたグランド電極４６とを備える。
スイッチＩＣ４４は、車両の電源Ｅに接続され、スイッチ制御電極４２の電位状態に応じて、電源Ｅと出力電極４１との間を開閉するスイッチ回路である。具体的には、スイッチＩＣ４４は、スイッチ制御電極４２がオープン状態（ハイ・インピーダンス状態）の場合、スイッチを開成することで電源Ｅと出力電極４１との間を切断する。一方、スイッチ制御電極４２がグランドＧに電気的に接続される等して非オープン状態になった場合、スイッチを閉成することで電源Ｅと出力電極４１とを電気的に接続する。
グランド電極４６はグランドＧに接続され、グランド電位に維持される電極である。
グランド電極４６はグランドＧに接続され、グランド電位に維持される電極である。
着脱式無線給電装置１において、バンド４は、上記給電コイル２４を有し、当該給電コイル２４への通電により、受電デバイスＡに無線給電する給電部５０と、給電部５０の高電位側に接続された給電電極５１と、給電部５０の低電位側に接続された低電位電極５２と、当該低電位電極５２に保護抵抗Ｒを介して接続されたグランド接続検知電極５４と、を備える。
給電電極５１及びグランド接続検知電極５４はソケットピン２１に設けられ、給電電極５１はソケット１１内で出力電極４１を通じて電源Ｅに電気的に接続される。
低電位電極５２は係止具２２に電気的に接続されている。したがって、係止具２２が取付ボード２の留具１２に係止されると、低電位電極５２、及び、この低電位電極５２に接続されたグランド接続検知電極５４は共に、係止具２２、及び留具１２を通じてグランドＧに電気的に接続されることとなる。
給電電極５１及びグランド接続検知電極５４はソケットピン２１に設けられ、給電電極５１はソケット１１内で出力電極４１を通じて電源Ｅに電気的に接続される。
低電位電極５２は係止具２２に電気的に接続されている。したがって、係止具２２が取付ボード２の留具１２に係止されると、低電位電極５２、及び、この低電位電極５２に接続されたグランド接続検知電極５４は共に、係止具２２、及び留具１２を通じてグランドＧに電気的に接続されることとなる。
かかる構成において、バンド４のソケットピン２１が取付ボード２のソケット１１に挿入固定され、当該ソケットピン２１の給電電極５１及びグランド接続検知電極５４がそれぞれソケット１１の出力電極４１及びスイッチ制御電極４２に接触すると、取付ボード２の側のスイッチＩＣ４４が、スイッチ制御電極４２の電位状態、換言すればグランド接続検知電極５４の電位状態に基づき出力電極４１と電源Ｅとの間を離接する。
すなわち、バンド４の係止具２２が取付ボード２の留具１２に係合することでグランド接続検知電極５４がグランドＧに電気的に接続されている場合に限り、スイッチＩＣ４４が出力電極４１と電源Ｅとを電気的に接続して、当該出力電極４１からソケットピン２１の給電電極５１へ電力を供給し、給電部５０に通電する。
一方、係止具２２が留具１２に係合しておらずグランド接続検知電極５４がオープン状態である場合、スイッチＩＣ４４は出力電極４１と電源Ｅとを切断し、ソケット１１の出力電極４１自体に電源Ｅの電圧が印加されないようにする。
すなわち、バンド４の係止具２２が取付ボード２の留具１２に係合することでグランド接続検知電極５４がグランドＧに電気的に接続されている場合に限り、スイッチＩＣ４４が出力電極４１と電源Ｅとを電気的に接続して、当該出力電極４１からソケットピン２１の給電電極５１へ電力を供給し、給電部５０に通電する。
一方、係止具２２が留具１２に係合しておらずグランド接続検知電極５４がオープン状態である場合、スイッチＩＣ４４は出力電極４１と電源Ｅとを切断し、ソケット１１の出力電極４１自体に電源Ｅの電圧が印加されないようにする。
このように、バンド４のソケットピン２１が取付ボード２のソケット１１に挿入固定されたとしても、当該バンド４の係止具２２が留具１２を通じてグランドＧに接続されていない限りは、ソケット１１に電源Ｅが接続されることがない。
これにより、バンド４を取付ボード２へ適切に固定していない状態での通電を確実に防止できる。また、取付ボード２において、ソケット１１のスイッチ制御電極４２が適切な電位状態（本実施形態では非オープン状態）になった場合に限り、当該ソケット１１に電源Ｅが接続されるため、ソケット１１と留具１２とが例えば金属ピンなどで導通状態となった場合でも地絡が防止される。
これにより、バンド４を取付ボード２へ適切に固定していない状態での通電を確実に防止できる。また、取付ボード２において、ソケット１１のスイッチ制御電極４２が適切な電位状態（本実施形態では非オープン状態）になった場合に限り、当該ソケット１１に電源Ｅが接続されるため、ソケット１１と留具１２とが例えば金属ピンなどで導通状態となった場合でも地絡が防止される。
本実施形態において、ソケットピン２１とソケット１１の係合構造は、いわゆる回転ロック式構造となっており、ユーザがソケットピン２１をソケット１１の挿入口１５に挿入した後、当該ソケットピン２１を回すことで、ソケットピン２１がソケット１１の内部で抜き出し不能に引っ掛かった状態（ロック状態）となり、また、この状態のときに、出力電極４１と給電電極５１、及びスイッチ制御電極４２とグランド接続検知電極５４が接触して接続される。
この場合において、ソケットピン２１のグランド接続検知電極５４がソケット１１の出力電極４１に誤って接続されると（いわゆる逆挿しされると）、電源Ｅに接続された出力電極４１がバンド４のグランド接続検知電極５４を通じてグランドＧに接続され地絡を生じる可能性がある。
そこで本実施形態では、ソケット１１及びソケットピン２１は、ソケット１１の挿入口１５へソケットピン２１が挿入される際に、逆挿を防止し、ソケット１１の出力電極４１及びスイッチ制御電極４２と、ソケットピン２１の給電電極５１及びグランド接続検知電極５４とが、正しい組み合わせで自ずと接続される構造となっている。
この場合において、ソケットピン２１のグランド接続検知電極５４がソケット１１の出力電極４１に誤って接続されると（いわゆる逆挿しされると）、電源Ｅに接続された出力電極４１がバンド４のグランド接続検知電極５４を通じてグランドＧに接続され地絡を生じる可能性がある。
そこで本実施形態では、ソケット１１及びソケットピン２１は、ソケット１１の挿入口１５へソケットピン２１が挿入される際に、逆挿を防止し、ソケット１１の出力電極４１及びスイッチ制御電極４２と、ソケットピン２１の給電電極５１及びグランド接続検知電極５４とが、正しい組み合わせで自ずと接続される構造となっている。
具体的には、ソケットピン２１は、前掲図２の平面図に示すように、円柱状の挿入棒６０と、当該挿入棒６０から互いに反対方向に直線状に延びた第１バー部６２、及び第２バー部６４と、を備え、第１バー部６２に給電電極５１が設けられ、第２バー部６４にグランド接続検知電極５４が設けられている。さらにソケットピン２１は、逆挿防止部６６を有している。
ソケットピン２１において、挿入棒６０、第１バー部６２、及び第２バー部６４からなる部位は、図２に示す平面視において、挿入棒６０を中心に１８０度回転しても対称となる回転対称性を有した形状となっている。逆挿防止部６６は、ソケットピン２１の当該回転対称性を打ち消す部位である。具体的には、逆挿防止部６６は、第１バー部６２及び第２バー部６４の延在方向と交差する方向（図示例では直交方向）に挿入棒６０から棒状に延びた形状を成した部位である。
一方、ソケット１１において、挿入口１５の開口形状は、前掲図４に示すように、ソケットピン２１の平面視形状と略同一形状を成している。
したがって、ソケットピン２１が逆挿し状態でソケット１１の挿入口１５に挿入されるときには、逆挿防止部６６が挿入口１５に引っ掛かることで挿入が阻止される。これにより、ソケットピン２１がソケット１１に対して常に決まった向きで挿入されるようになる。
ソケットピン２１において、挿入棒６０、第１バー部６２、及び第２バー部６４からなる部位は、図２に示す平面視において、挿入棒６０を中心に１８０度回転しても対称となる回転対称性を有した形状となっている。逆挿防止部６６は、ソケットピン２１の当該回転対称性を打ち消す部位である。具体的には、逆挿防止部６６は、第１バー部６２及び第２バー部６４の延在方向と交差する方向（図示例では直交方向）に挿入棒６０から棒状に延びた形状を成した部位である。
一方、ソケット１１において、挿入口１５の開口形状は、前掲図４に示すように、ソケットピン２１の平面視形状と略同一形状を成している。
したがって、ソケットピン２１が逆挿し状態でソケット１１の挿入口１５に挿入されるときには、逆挿防止部６６が挿入口１５に引っ掛かることで挿入が阻止される。これにより、ソケットピン２１がソケット１１に対して常に決まった向きで挿入されるようになる。
次いで、ソケット１１、及びソケットピン２１の上述した回転ロック構造について詳述する。
図６は、ソケットピン２１が挿入された状態のソケット１１を図４（Ａ）のＩＩ－ＩＩ線で切断した断面図である。このＩＩ－ＩＩ線は、Ｉ－Ｉ線を所定角度αで右周りに回転させた線である。
ソケット１１の内部は、挿入状態のソケットピン２１が所定角度αに亘って回転可能な空間が設けられている。そしてソケットピン２１は、挿入棒６０の外周から径方向に突出した第１バー部６２、第２バー部６４、及び逆挿防止部６６を備えた形状を成すことで、ソケット１１内で回転した場合に、図６に示すように、これら第１バー部６２、第２バー部６４、及び逆挿防止部６６がソケット１１の内部で上面１１Ａに引っ掛かり、挿入口１５から抜き出し不能となる。
図６は、ソケットピン２１が挿入された状態のソケット１１を図４（Ａ）のＩＩ－ＩＩ線で切断した断面図である。このＩＩ－ＩＩ線は、Ｉ－Ｉ線を所定角度αで右周りに回転させた線である。
ソケット１１の内部は、挿入状態のソケットピン２１が所定角度αに亘って回転可能な空間が設けられている。そしてソケットピン２１は、挿入棒６０の外周から径方向に突出した第１バー部６２、第２バー部６４、及び逆挿防止部６６を備えた形状を成すことで、ソケット１１内で回転した場合に、図６に示すように、これら第１バー部６２、第２バー部６４、及び逆挿防止部６６がソケット１１の内部で上面１１Ａに引っ掛かり、挿入口１５から抜き出し不能となる。
このように、ソケットピン２１がソケット１１に抜き出し不能となることで、取付ボード２へのバンド４の固定が強固なものとなる。
なお、ソケット１１に挿入されたソケットピン２１が回転可能な角度範囲は、図４（Ｂ）に示すように、ソケット１１の内側面に形成され、ソケットピン２１の逆挿防止部６６が入り込む凹部７０の周方向（回転軸周り方向）の幅によって規制可能である。
なお、ソケット１１に挿入されたソケットピン２１が回転可能な角度範囲は、図４（Ｂ）に示すように、ソケット１１の内側面に形成され、ソケットピン２１の逆挿防止部６６が入り込む凹部７０の周方向（回転軸周り方向）の幅によって規制可能である。
また本実施形態では、ソケットピン２１が回転しソケット１１から抜き出し不能になったときに、ソケットピン２１がソケット１１に電気的に接続されるように構成されている。
具体的には、ソケット１１の内部には、図６に示すように、出力電極４１及びスイッチ制御電極４２が設けられ、これら出力電極４１及びスイッチ制御電極４２は、ソケットピン２１が所定角度αだけ回転したときに、第１バー部６２の給電電極５１、及び第２バー部６４のグランド接続検知電極５４が接触する位置（図示例では、ソケット１１の内部の底面）に配置されている。
具体的には、ソケット１１の内部には、図６に示すように、出力電極４１及びスイッチ制御電極４２が設けられ、これら出力電極４１及びスイッチ制御電極４２は、ソケットピン２１が所定角度αだけ回転したときに、第１バー部６２の給電電極５１、及び第２バー部６４のグランド接続検知電極５４が接触する位置（図示例では、ソケット１１の内部の底面）に配置されている。
この構成により、ユーザがソケットピン２１をソケット１１に単に挿入しただけでは、これらソケット１１及びソケットピン２１が電気的に接続されることはなく、ソケットピン２１の回転によりソケットピン２１がソケット１１から抜けなくなったときに限り、ソケットピン２１がソケット１１に電気的に接続されるため、安全性が高い着脱式無線給電装置１を実現できる。
なお、本実施形態のソケット１１の内部には、ソケットピン２１を右回りではなく、左回りに所定角度αだけ回転させたときに、第１バー部６２の給電電極５１、及び第２バー部６４のグランド接続検知電極５４が接触する位置（図４（Ａ）のＩＩＩ－ＩＩＩ断面線の切断面内の位置）にも出力電極４１及びスイッチ制御電極４２が配置されている。なお、ＩＩＩ－ＩＩＩ断面線におけるソケット１１の断面構成は、ＩＩ－ＩＩ断面線における断面構成（図６）と同じであるため図示を省略する。
かかる構成により、ユーザは、ソケットピン２１を右回り及び左回りのどちらに回転させてもソケット１１及びソケットピン２１を電気的に接続することができ、使い勝手を向上させることができる。
かかる構成により、ユーザは、ソケットピン２１を右回り及び左回りのどちらに回転させてもソケット１１及びソケットピン２１を電気的に接続することができ、使い勝手を向上させることができる。
上述した実施形態によれば次のような効果を奏する。
本実施形態の着脱式無線給電装置１は、電源Ｅに電気的に接続されるソケット１１と、グランドＧに電気的に接続される留具１２と、を有した取付ボード２と、ソケット１１に挿入されるソケットピン２１と、留具１２に係止される係止具２２と、を有し、ソケットピン２１の挿入、及び係止具２２の係止によって取付ボード２に着脱自在に取り付けられ、無線給電対象の受電デバイスＡを取付ボード２上で固定するバンド４と、を備える。
この着脱式無線給電装置１において、ソケットピン２１は、ソケット１１内で電源Ｅに電気的に接続される給電電極５１と、係止具２２及び留具１２を通じてグランドＧに電気的に接続されるグランド接続検知電極５４とを有する。また取付ボード２は、ソケット１１に挿入されたソケットピン２１のグランド接続検知電極５４がグランドＧに電気的に接続されている場合に限り、給電電極５１に電源Ｅを電気的に接続し、受電デバイスＡに無線給電する給電部５０に通電するスイッチＩＣ４４を備える。
この着脱式無線給電装置１において、ソケットピン２１は、ソケット１１内で電源Ｅに電気的に接続される給電電極５１と、係止具２２及び留具１２を通じてグランドＧに電気的に接続されるグランド接続検知電極５４とを有する。また取付ボード２は、ソケット１１に挿入されたソケットピン２１のグランド接続検知電極５４がグランドＧに電気的に接続されている場合に限り、給電電極５１に電源Ｅを電気的に接続し、受電デバイスＡに無線給電する給電部５０に通電するスイッチＩＣ４４を備える。
かかる着脱式無線給電装置１によれば、スイッチＩＣ４４を備えるため、異物によるショートや、出力電極４１に触れてしまうなどの意図しない通電を抑止しすることができる。
また、ソケットピン２１がソケット１１の内で電源Ｅに電気的に接続される構成であるため、電気的接続部分（本実施形態では出力電極４１）に使用者が触れることを防ぐことができる。
また受電デバイスＡがバンド４で取付ボード２に固定されるので、受電デバイスＡを簡単に取付ボード２に固定できる。また受電デバイスＡのサイズに応じた長さのバンド４を用いることで、受電デバイスＡが振動などによって移動することがないように、しっかりと固定できる。
また、ソケットピン２１がソケット１１の内で電源Ｅに電気的に接続される構成であるため、電気的接続部分（本実施形態では出力電極４１）に使用者が触れることを防ぐことができる。
また受電デバイスＡがバンド４で取付ボード２に固定されるので、受電デバイスＡを簡単に取付ボード２に固定できる。また受電デバイスＡのサイズに応じた長さのバンド４を用いることで、受電デバイスＡが振動などによって移動することがないように、しっかりと固定できる。
また着脱式無線給電装置１によれば、バンド４のソケットピン２１が取付ボード２のソケット１１に挿入固定されたとしても、当該バンド４の係止具２２が留具１２を通じてグランドＧに接続されていない限りは、ソケット１１に電源Ｅが接続されることがない。
これにより、バンド４を取付ボード２へ適切に固定していない状態での通電を確実に防止できる。また、取付ボード２において、ソケット１１のスイッチ制御電極４２がグランドＧに電気的に接続されている場合に限り、当該ソケット１１に電源Ｅが接続されるため、ソケット１１と留具１２とが例えば金属ピンなどで導通状態となった場合でも地絡を防止できる。
これにより、バンド４を取付ボード２へ適切に固定していない状態での通電を確実に防止できる。また、取付ボード２において、ソケット１１のスイッチ制御電極４２がグランドＧに電気的に接続されている場合に限り、当該ソケット１１に電源Ｅが接続されるため、ソケット１１と留具１２とが例えば金属ピンなどで導通状態となった場合でも地絡を防止できる。
上記着脱式無線給電装置１において、ソケットピン２１は、ソケット１１に挿入された状態で回転したときに、抜き出し不能に当該ソケット１１の内部に引っ掛かる形状を有する。
これにより、ソケットピン２１とソケット１１の結合が強固となり、取付ボード２へのバンド４の取付が強固なものとなる。
これにより、ソケットピン２１とソケット１１の結合が強固となり、取付ボード２へのバンド４の取付が強固なものとなる。
上記着脱式無線給電装置１において、ソケット１１は、ソケットピン２１が抜き出し不能に引っ掛かっているときに給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４が接触する位置に、当該給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４のそれぞれをスイッチＩＣ４４に電気的に接続する電極である出力電極４１及びスイッチ制御電極４２が配置されている。
これにより、ユーザがソケットピン２１をソケット１１に単に挿入しただけでは、これらソケット１１及びソケットピン２１が電気的に接続されることはなく、ソケットピン２１がソケット１１から抜けなくなったときに限り、スイッチＩＣ４４によって、ソケットピン２１がソケット１１に電気的に接続されるため、安全性が高い着脱式無線給電装置１を実現できる。
これにより、ユーザがソケットピン２１をソケット１１に単に挿入しただけでは、これらソケット１１及びソケットピン２１が電気的に接続されることはなく、ソケットピン２１がソケット１１から抜けなくなったときに限り、スイッチＩＣ４４によって、ソケットピン２１がソケット１１に電気的に接続されるため、安全性が高い着脱式無線給電装置１を実現できる。
上記着脱式無線給電装置１において、ソケット１１は、ソケットピン２１が右回り（正方向）に回転し抜き出し不能に引っ掛かる位置（図４（Ａ）のＩＩ－ＩＩ線断面内の位置）、及び左回り（逆方向）に回転し抜き出し不能に引っ掛かる位置（図４（Ａ）のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面内の位置）ごとに、上記出力電極４１、及びスイッチ制御電極４２が配置されている。
これにより、ユーザがソケットピン２１を右回り及び左回りのどちらに回転させてもソケット１１及びソケットピン２１を電気的に接続することができ、使い勝手を向上させることができる。
これにより、ユーザがソケットピン２１を右回り及び左回りのどちらに回転させてもソケット１１及びソケットピン２１を電気的に接続することができ、使い勝手を向上させることができる。
上記着脱式無線給電装置１において、バンド４は伸縮性を有する。
これにより、受電デバイスＡを強固に締め付けることができ、取付ボード２が固定された車両等の振動が受電デバイスＡに伝わったとしても、受電デバイスＡの位置ずれを抑え、充電を継続することができる。
これにより、受電デバイスＡを強固に締め付けることができ、取付ボード２が固定された車両等の振動が受電デバイスＡに伝わったとしても、受電デバイスＡの位置ずれを抑え、充電を継続することができる。
上記着脱式無線給電装置１において、取付ボード２は、複数のソケット１１と、複数の留具１２とが設けられているため、ユーザは、受電デバイスＡのサイズや形状、取付ボード２における固定位置に合わせてソケット１１及び留具１２を選択し、バンド４によって受電デバイスＡを固定することができる。これにより、無線給電対象の受電デバイスＡのサイズや形状、固定位置に関し、自由度が非常に高い着脱式無線給電装置１が得られる。
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において任意に変形、及び応用が可能である。
（変形例１）
上述した実施形態において、ソケットピン２１が逆挿防止部６６を備えることで、ソケットピン２１がソケット１１に対して常に決まった向きで挿入されるようにし、ソケットピン２１の給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４と、ソケット１１内の出力電極４１及びスイッチ制御電極４２とが正しい組み合わせで接続されるようにした。
しかしながら、ソケットピン２１が逆挿防止部６６を備える構成に限らず、ソケットピン２１における給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４の配置によって、これら給電電極５１及びグランド接続検知電極５４が、ソケット１１内の出力電極４１及びスイッチ制御電極４２に常に正しい組み合わせで接続されるようにし、これらが誤った組み合わせで接続されること（以下、「逆接続」という）を防止してもよい。
例えば、図７に示すように、ソケットピン２１において、第２バー部６４の上面６４Ａ、及び下面６４Ｂのそれぞれに給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４を互いに図面縦方向Ｄにおいて重ならないように配置する。一方、ソケット１１の内部には、これら給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４が接触する位置（図７の例では、ソケット１１の内部における上面、及び底面のそれぞれ）に、出力電極４１、及びスイッチ制御電極４２が配置される。
このように、ソケットピン２１において、給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４が第２バー部６４の上面６４Ａ及び下面６４Ｂに配置されることで、図７において、第１バー部６２及び第２バー部６４が反転した姿勢でソケットピン２１がソケット１１に挿入されても、給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４がソケット１１内の出力電極４１及びスイッチ制御電極４２に常に正しい組み合わせで接続され、逆接続が防止される。
また本変形例において、ソケット１１の内部には、ソケットピン２１の挿入棒６０を挟む両側に出力電極４１、及びスイッチ制御電極４２が配置されており、ソケットピン２１が左右どちらへ回転されても、逆接続を防止しつつソケットピン２１を電源Ｅに接続することができる。
上述した実施形態において、ソケットピン２１が逆挿防止部６６を備えることで、ソケットピン２１がソケット１１に対して常に決まった向きで挿入されるようにし、ソケットピン２１の給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４と、ソケット１１内の出力電極４１及びスイッチ制御電極４２とが正しい組み合わせで接続されるようにした。
しかしながら、ソケットピン２１が逆挿防止部６６を備える構成に限らず、ソケットピン２１における給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４の配置によって、これら給電電極５１及びグランド接続検知電極５４が、ソケット１１内の出力電極４１及びスイッチ制御電極４２に常に正しい組み合わせで接続されるようにし、これらが誤った組み合わせで接続されること（以下、「逆接続」という）を防止してもよい。
例えば、図７に示すように、ソケットピン２１において、第２バー部６４の上面６４Ａ、及び下面６４Ｂのそれぞれに給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４を互いに図面縦方向Ｄにおいて重ならないように配置する。一方、ソケット１１の内部には、これら給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４が接触する位置（図７の例では、ソケット１１の内部における上面、及び底面のそれぞれ）に、出力電極４１、及びスイッチ制御電極４２が配置される。
このように、ソケットピン２１において、給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４が第２バー部６４の上面６４Ａ及び下面６４Ｂに配置されることで、図７において、第１バー部６２及び第２バー部６４が反転した姿勢でソケットピン２１がソケット１１に挿入されても、給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４がソケット１１内の出力電極４１及びスイッチ制御電極４２に常に正しい組み合わせで接続され、逆接続が防止される。
また本変形例において、ソケット１１の内部には、ソケットピン２１の挿入棒６０を挟む両側に出力電極４１、及びスイッチ制御電極４２が配置されており、ソケットピン２１が左右どちらへ回転されても、逆接続を防止しつつソケットピン２１を電源Ｅに接続することができる。
（変形例２）
ソケットピン２１、及びソケット１１の挿入口１５は、回転ロック構造を構成するものであれば任意の形状を採用することができる。
図８は本変形例に係るソケットピン２１、及び挿入口１５の態様例を示す図である。
同図に示すように、ソケットピン２１は、バンド４の裏面４Ｒから垂直に延びる挿入棒６０の先端の平面視形状がＴ字状（態様１）、直線状（態様２）、Ｓ字状（態様３）、及びＱ字状（態様４）といった各種の形状が有り得る。各態様において、挿入口１５の形状は、ソケットピン２１の先端の平面視形状と略同一である。また、各態様において、給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４は、電極配置例１に示すように、挿入棒６０の先端形状の上面、及び下面のそれぞれ配置してもよく、また電極配置例２に示すように、挿入棒６０の先端形状の側面や端面に配置してもよい。
ソケットピン２１、及びソケット１１の挿入口１５は、回転ロック構造を構成するものであれば任意の形状を採用することができる。
図８は本変形例に係るソケットピン２１、及び挿入口１５の態様例を示す図である。
同図に示すように、ソケットピン２１は、バンド４の裏面４Ｒから垂直に延びる挿入棒６０の先端の平面視形状がＴ字状（態様１）、直線状（態様２）、Ｓ字状（態様３）、及びＱ字状（態様４）といった各種の形状が有り得る。各態様において、挿入口１５の形状は、ソケットピン２１の先端の平面視形状と略同一である。また、各態様において、給電電極５１、及びグランド接続検知電極５４は、電極配置例１に示すように、挿入棒６０の先端形状の上面、及び下面のそれぞれ配置してもよく、また電極配置例２に示すように、挿入棒６０の先端形状の側面や端面に配置してもよい。
（変形例３）
バンド４は帯状ではなく、受電デバイスＡを包囲する環状であってもよい。
図９は本変形例に係るバンド４の態様例を示す図である。
バンド４が環状である場合、態様１、及び態様２に示すように、給電コイル２４がバンド４の内面４Ｓに配置される一方で、ソケットピン２１、及び係止具２２がバンド４の外面４Ｔに設けられる。これにより、取付例に示すように、バンド４を受電デバイスＡに巻き付けた状態で、外面４Ｔのソケットピン２１、及び係止具２２によって取付ボード２にバンド４を固定できる。
また態様２に示すように、複数のソケットピン２１、及び複数の係止具２２がバンド４の周方向に適宜の間隔で配置されてもよい。これにより、取付ボード２への取付けに用いるソケットピン２１、及び係止具２２を受電デバイスＡの横幅に合わせて選択し、バンド４が受電デバイスＡに隙間無く巻き付いた状態で当該バンド４を取付ボード２に取り付けることができる。
バンド４は帯状ではなく、受電デバイスＡを包囲する環状であってもよい。
図９は本変形例に係るバンド４の態様例を示す図である。
バンド４が環状である場合、態様１、及び態様２に示すように、給電コイル２４がバンド４の内面４Ｓに配置される一方で、ソケットピン２１、及び係止具２２がバンド４の外面４Ｔに設けられる。これにより、取付例に示すように、バンド４を受電デバイスＡに巻き付けた状態で、外面４Ｔのソケットピン２１、及び係止具２２によって取付ボード２にバンド４を固定できる。
また態様２に示すように、複数のソケットピン２１、及び複数の係止具２２がバンド４の周方向に適宜の間隔で配置されてもよい。これにより、取付ボード２への取付けに用いるソケットピン２１、及び係止具２２を受電デバイスＡの横幅に合わせて選択し、バンド４が受電デバイスＡに隙間無く巻き付いた状態で当該バンド４を取付ボード２に取り付けることができる。
（変形例４）
取付ボード２の形状は板状に限らず、また、材質は柔軟なものであってもよい。例えば、ある程度の剛性を有した部材（例えば車両内の座席など）を被覆する柔軟な材質から成る部材の表面に、上記複数のソケット１１、及び複数の留具１２を設けることで、バンド４が取り付けられる取付部材を構成してもよい。
取付ボード２の形状は板状に限らず、また、材質は柔軟なものであってもよい。例えば、ある程度の剛性を有した部材（例えば車両内の座席など）を被覆する柔軟な材質から成る部材の表面に、上記複数のソケット１１、及び複数の留具１２を設けることで、バンド４が取り付けられる取付部材を構成してもよい。
（その他の変形例）
上述した実施形態において、給電コイル２４（給電部５０）は、バンド４ではなく、取付ボード２（取付部材）に設けられてもよい。
上述した実施形態の着脱式無線給電装置１は、車両に限らず、適宜の箇所に設置して用いることができる。
上述した実施形態において、給電コイル２４（給電部５０）は、バンド４ではなく、取付ボード２（取付部材）に設けられてもよい。
上述した実施形態の着脱式無線給電装置１は、車両に限らず、適宜の箇所に設置して用いることができる。
上述した実施形態において、水平、及び垂直等の方向、各種の数値、及び形状に係る記載は、特段の断りがない限り、その方向の周辺、その数値の周辺、及び近似の形状を除外するものではない。すなわち、これらの方向、数値、及び形状と同じ作用効果を奏する限りにおいて、実施形態における方向、数値、及び形状は、その方向の周辺、その数値の周辺、及び近似の形状（いわゆる、均等の範囲）を含む。
１ 着脱式無線給電装置（無線給電装置）
２ 取付ボード（取付部材）
４ バンド
１１ ソケット
１２ 留具
１５ 挿入口
２１ ソケットピン
２２ 係止具
２４ 給電コイル
４１ 出力電極
４２ スイッチ制御電極
４４ スイッチＩＣ（スイッチ回路）
４６ グランド電極
５０ 給電部
５１ 給電電極
５２ 低電位電極
５４ グランド接続検知電極
６６ 逆挿防止部
Ａ 受電デバイス
Ａ１ 受電部
Ｅ 電源
Ｇ グランド
α 所定角度
２ 取付ボード（取付部材）
４ バンド
１１ ソケット
１２ 留具
１５ 挿入口
２１ ソケットピン
２２ 係止具
２４ 給電コイル
４１ 出力電極
４２ スイッチ制御電極
４４ スイッチＩＣ（スイッチ回路）
４６ グランド電極
５０ 給電部
５１ 給電電極
５２ 低電位電極
５４ グランド接続検知電極
６６ 逆挿防止部
Ａ 受電デバイス
Ａ１ 受電部
Ｅ 電源
Ｇ グランド
α 所定角度
Claims (4)
- 電源に電気的に接続されるソケットと、グランドに電気的に接続される留具と、が設けられた取付部材と、
前記ソケットに挿入されるソケットピンと、前記留具に係止される係止具と、を有し、前記ソケットピンの挿入、及び前記係止具の係止によって前記取付部材に着脱自在に取り付けられ、無線給電対象の受電デバイスを前記取付部材に固定するバンドと、
を備え、
前記ソケットピンは、
前記ソケット内で前記電源に電気的に接続される給電電極と、
前記係止具及び前記留具を通じて前記グランドに電気的に接続されるグランド接続検知電極と、
を有し、
前記取付部材は、
前記ソケットに挿入された前記ソケットピンの前記グランド接続検知電極がグランドに電気的に接続されている場合に限り、前記給電電極に前記電源を電気的に接続し、前記受電デバイスに無線給電する給電部に通電するスイッチ回路を備える
ことを特徴とする無線給電装置。 - 前記ソケットピンは、
前記ソケットに挿入された状態で回転したときに、抜き出し不能に当該ソケットの内部に引っ掛かる形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線給電装置。 - 前記ソケットは、
前記ソケットピンが回転し抜き出し不能に引っ掛かったときに前記給電電極、及び前記グランド接続検知電極が接触する位置に、当該給電電極、及び前記グランド接続検知電極のそれぞれを前記スイッチ回路に電気的に接続するための電極が配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の無線給電装置。 - 前記ソケットは、
前記ソケットピンが正方向に回転し抜き出し不能に引っ掛かる位置、及び逆方向に回転し抜き出し不能に引っ掛かる位置ごとに、
前記給電電極、及び前記グランド接続検知電極のそれぞれを前記スイッチ回路に電気的に接続するための前記電極が配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の無線給電装置。
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