KR20120140611A

KR20120140611A - 코일 이동형 무접점 충전기

Info

Publication number: KR20120140611A
Application number: KR1020120063573A
Authority: KR
Inventors: 레이 슈쿠야
Original assignee: 다나신덴기가부시키가이샤
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2012-12-31
Also published as: DE102012210218A1; CN102882243A; JP5666997B2; JP2013005665A; US20120326659A1

Abstract

송전 코일(14)을 장착한 테이블(15)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 자유롭게 이동시키는 코일 이동형 무접점 충전기에 있어서, 간단한 구성이고 저렴하며 또한 전력 효율이 높은 충전기를 제공하기 위해, 자기 유도식 코일 이동형 무접점 충전기에 있어서, 고정 가이드(21)와, X축용 슬라이더(6)와, Y축용 슬라이더(9)와, 단일의 모터(10)와, 상기 모터의 동력을 상기 X축용 슬라이더 또는 상기 Y축용 슬라이더의 한쪽에 전달하는 동력 전달 수단(11)과, 상기 모터의 동력이 전달된 한쪽의 슬라이더의 동력을 다른쪽의 슬라이더에 전달하는 동력 분배 수단(12)과, 상기 다른쪽의 슬라이더에 고착된 송전 코일(14)을 장착한 테이블(15)을 구비하고, 상기 모터의 동력이, 한쪽의 슬라이더 및 다른쪽의 슬라이더에 전달되는 것에 의해, 상기 테이블에 장착된 상기 송전 코일이 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 되도록 구성하였다.

Description

코일 이동형 무접점 충전기{COIL MOVING TYPE CONTACTLESS CHARGER}

본 발명은 수전측의 코일을 내장한 충전지를 충전기의 위에 싣고, 수전측의 코일을 검지하며, 해당 수전측의 코일을 향해 송전측의 코일을 장착한 테이블을 X축 방향 및 Y축 방향으로 자유롭게 이동시키는 동시에, 해당 송전측의 코일로부터 해당 수전측의 코일로 전력을 전달시키는 간단한 구성이고 저렴한 코일 이동형 무접점 충전기에 관한 것이다.

송전측의 코일을 장착한 테이블을 X축 방향 및 Y축 방향으로 자유롭게 이동시키는 코일 이동형 무접점 충전기로서는 각종의 것이 제안되어 있다.

예를 들면, WO2010/150482호 공보에는 다음과 같은 충전기가 개시되어 있다.

즉, 이 공보에는 2차원 이동 기구를 사용한 무접점 충전기가 개시되어 있고, 이 2차원 이동 기구는 X축 방향에 평행하게 배치되고 랙(27)을 갖는 X축 가이드(6)와, 해당 X축 가이드(6)에 가이드되는 X축용 슬라이더(7)와, 해당 X축용 슬라이더를 구동하는 제 1 구동기구(8)와, Y축 방향에 평행하게 배치되는 Y축 가이드(9)와, 해당 X축 가이드(6)에 가이드되고 랙(47)을 갖는 Y축용 슬라이더(10)와, 해당 X축용 슬라이더를 구동하는 제 2 구동기구(11)를 갖고 구성되어 있다. 또, 상기 제 1 구동기구(8)는 모터(30)와, 웜 기어(32)와, 한쌍의 피니언(33, 34)으로 구성되고, 상기 제 2 구동기구(11)는 모터(50)와, 웜 기어(52)와, 한쌍의 피니언(53, 54)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 X축용 슬라이더(6) 및 Y축용 슬라이더(10)의 쌍방에 대해 부착된 슬라이더 베이스(12)와, 해당 슬라이더 베이스(12)상에 고착되는 테이블 본체(13)와, 해당 테이블 본체(13)의 상면에는 코일(14)이 장착되어 있다는 개시가 있다.

이와 같이, 코일 이동형 무접점 충전기에서는 상기 코일(14)이 장착된 테이블 본체(13)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 하기 위해, 각 축 방향에, 가이드(6, 9), 슬라이더(7, 10) 및 구동기구(8, 11)를 설치할 필요가 있어 구성이 복잡해지는 문제가 있었다.

또, 상기 가이드(6, 9)는 금속성의 둥근 봉으로 형성되어 있어 매우 고가의 것이며, 각 구동기구(8, 11)의 모터(30, 50) 및 웜 기어(32, 52)도 모두 고가인 것 뿐이다. 이들 고가의 부품을 X축 방향 및 Y축 방향에 각각의 축방향으로 설치하지 않으면 안 되고, 장치 자체가 고가의 것으로 되어 버리는 문제도 있었다.

특허문헌 1: WO2010/150482

그래서, 본 발명은 간단한 구성이고 저렴하게 제조할 수 있는 코일 이동형 무접점 충전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 하부 케이스내에 무접점 충전기의 송전 코일을 장착한 2차원 이동 기구를 배치하고, 상부 케이스의 하면측에 회로 기판을 배치하고, 상기 하부 케이스의 위쪽으로부터 상기 상부 케이스를 씌워 구성하고, 상기 상부 케이스의 상면에 수전 코일을 장착한 충전지를 탑재하면, 상기 회로 기판에 의해서 상기 충전지의 위치를 검출하고 상기 2차원 이동 기구에 의해 상기 송전 코일을 해당 충전지 근방으로 이동시키고, 해당 송전 코일로부터 전력을 상기 충전지를 향해 공급하는 것에 의해서 해당 충전지를 충전하는 코일 이동형 무접점 충전기에 있어서, 상기 2차원 이동 기구는 상기 하부 케이스에 고정되고 X축 방향 또는 Y축 방향의 어느 한쪽에 평행하게 되도록 배치되는 주 가이드 및 부 가이드로 이루어지는 고정 가이드와, 상기 X축 방향으로 이동 가능한 X축용 슬라이더와, 상기 Y축 방향으로 이동 가능한 Y축용 슬라이더와, 상기 X축용 슬라이더 및 Y축용 슬라이더를 동시에 구동 가능한 단일의 모터와, 상기 모터의 동력을 상기 X축용 슬라이더 또는 상기 Y축용 슬라이더의 한쪽에 전달하는 동력 전달 수단과, 상기 모터의 동력이 전달된 상기 한쪽의 슬라이더의 동력을 다른쪽의 슬라이더에 전달하는 동력 분배 수단과, 상기 다른쪽의 슬라이더에 고착되고 상기 송전 코일을 장착한 테이블을 구비하고, 상기 고정 가이드에 상기 한쪽의 슬라이더를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동 가능하게 취착(부착)하고, 상기 고정 가이드에 취착된 한쪽의 슬라이더의 일부에는 상기 고정 가이드에 직교하는 방향에 평행한 가이드부를 형성하고, 상기 고정 가이드에 취착되지 않은 다른쪽의 슬라이더를, 상기 고정 가이드에 취착된 한쪽의 슬라이더의 가이드부를 따라 이동 가능하게 되도록 취착하고, 상기 한쪽의 슬라이더에 상기 모터 및 상기 동력 전달 수단의 일부인 기어군을 설치하고, 상기 모터의 동력을, 해당 기어군을 통해 상기 한쪽의 슬라이더에 전달하는 동시에 상기 동력 분배 수단에 의해 해당 다른쪽의 슬라이더로도 전달되고, 해당 다른쪽의 슬라이더에 고착되고 상기 테이블에 장착된 상기 송전 코일이 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 되도록 구성하고 있다.

상기 한쪽의 슬라이더를 Y축용 슬라이더로 하고, 상기 다른쪽의 슬라이더를 X축용 슬라이더로 하고, 상기 동력 분배 수단은 상기 기어군의 일부의 기어에 볼록부를 설치하고, 상기 X축용 슬라이더의 일부에 Y축 방향에 평행한 홈을 설치하고, 상기 기어의 볼록부를 상기 X축용 슬라이더의 홈에 걸어 맞춰 구성하고, 상기 모터의 동력을 받은 상기 기어군의 회전력을 상기 볼록부와 상기 홈에 의해 X축 방향으로의 동력으로 변환시키는 구성으로 하면 좋다.

상기 한쪽의 슬라이더를 X축용 슬라이더로 하고, 상기 다른쪽의 슬라이더를 Y축용 슬라이더로 하고, 상기 동력 분배 수단은 상기 기어군의 일부의 기어에 볼록부를 설치하고, 상기 Y축용 슬라이더의 일부에 X축 방향에 평행한 홈을 설치하고, 상기 기어의 볼록부를 상기 Y축용 슬라이더의 홈에 걸어 맞춰 구성하고, 상기 모터의 동력을 받은 상기 기어군의 회전력을 상기 볼록부와 상기 홈에 의해 Y축 방향으로의 동력으로 변환시키는 구성으로 해도 좋다.

본 발명의 코일 이동형 무접점 충전기는 고정 가이드에 상기 한쪽의 슬라이더를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동 가능하게 취착하고, 상기 고정 가이드에 취착된 한쪽의 슬라이더의 일부에는 상기 고정 가이드에 직교하는 방향에 평행한 가이드부를 형성하고, 상기 고정 가이드에 취착되지 않은 다른쪽의 슬라이더를, 상기 고정 가이드에 취착된 한쪽의 슬라이더의 가이드부를 따라 이동 가능하게 되도록 취착하고, 상기 한쪽의 슬라이더에 상기 모터 및 상기 동력 전달 수단의 일부인 기어군을 설치하고, 상기 모터의 동력을, 해당 기어군을 통해 상기 한쪽의 슬라이더에 전달하는 동시에 상기 동력 분배 수단에 의해 해당 다른쪽의 슬라이더로도 전달되고, 해당 다른쪽의 슬라이더에 고착되고 상기 테이블에 장착된 상기 송전 코일이 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 되도록 구성하는 2차원 이동 기구를 탑재하고 있다. 따라서, 송전 코일을 장착한 상기 테이블이 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하면서, 각각의 축 방향에 모터나 금속제의 가이드를 설치할 필요가 없고, 단일의 모터와, 어느 쪽의 축 방향에 1개의 금속성 가이드를 설치하는 구성으로 할 수 있으며. 장치를 간소화할 수 있다. 또, 모터나 금속제의 가이드는 매우 고가이기 때문에, 이들 사용수를 줄이는 것에 의해, 장치를 저렴하게 할 수 있다.

또한, 상기 한쪽의 슬라이더를 Y축용 슬라이더로 하고, 상기 다른쪽의 슬라이더를 X축용 슬라이더로 하며, 상기 동력 분배 수단은 상기 기어군의 일부의 기어에 볼록부를 설치하고, 상기 X축용 슬라이더의 일부에 Y축 방향에 평행한 홈을 설치하며, 상기 기어의 볼록부를 상기 X축용 슬라이더의 홈에 걸어 맞춰 구성하고, 상기 모터의 동력을 받은 상기 기어군의 회전력을 상기 볼록부와 상기 홈에 의해 X축 방향으로의 동력으로 변환시키는 구성으로 하면, 가일층의 장치의 간소화를 실현할 수 있다.

또, 상기 한쪽의 슬라이더를 X축용 슬라이더로 하고, 상기 다른쪽의 슬라이더를 Y축용 슬라이더로 하며, 상기 동력 분배 수단은 상기 기어군의 일부의 기어에 볼록부를 설치하고, 상기 Y축용 슬라이더의 일부에 X축 방향에 평행한 홈을 설치하고, 상기 기어의 볼록부를 상기 Y축용 슬라이더의 홈에 걸어 맞춰 구성하고, 상기 모터의 동력을 받은 상기 기어군의 회전력을 상기 볼록부와 상기 홈에 의해 Y축 방향으로의 동력으로 변환시키는 구성으로 해도, 가일층의 장치의 간소화를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 코일 이동형 무접점 충전기 및 충전지의 외관 사시도,
도 2는 제 1 실시형태의 2차원 이동 기구를 탑재한 코일 이동형 충전기의 분해 사시도,
도 3은 제 1 실시형태의 Y축용 슬라이더와 고정 가이드의 관계를 나타내는 평면도,
도 4는 제 1 실시형태의 동력 전달 수단을 나타내는 저면도,
도 5는 제 1 실시형태의 동력 분배 수단을 나타내는 설명도,
도 6은 제 1 실시형태의 동력 분배 수단을 나타내는 설명도,
도 7은 제 1 실시형태의 동력 분배 수단을 나타내는 설명도,
도 8은 제 1 실시형태의 테이블의 분해도,
도 9는 제 1 실시형태의 테이블이 이동하는 상태를 나타내는 사시도,
도 10은 제 1 실시형태의 2차원 이동 기구의 동작을 나타내는 설명도,
도 11은 제 1 실시형태의 송전 코일의 이동에 있어서의 중심점의 궤적을 나타내는 설명도,
도 12는 제 2 실시형태의 2차원 이동 기구를 탑재한 코일 이동형 충전기를 나타내는 평면도.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를, 도면을 참조해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 코일 이동형 무접점 충전기(1) 및 전자기기 등 수전 코일 C를 탑재한 전원용 충전지(2)의 외관을 나타내는 사시도이다.

이 무접점 충전기(1)는 충전기측과 충전지측을 커넥터 등에 의해서 접속을 할 필요가 없으며, 도 1에 나타내는 바와 같이, 충전기(1)의 상면에 충전지(2)를 싣는 것만으로, 무접점으로 충전기(1)의 전력을 충전지(2)에 전달하여 충전지(2)를 충전하는 것이다. 충전기의 전력을 충전지에 전달하는 방법은 다양한 방법이 이용되고 있다. 본 발명의 실시형태에서는 이하에 상세하게 기재하겠지만, 충전기측(송전측)과 충전지측(수전측)에 각각 코일을 설치하고, 그들 코일을 이용하여, 충전기의 전력을 자기 유도 작용에 의해 충전지에 전달하여 충전지를 충전시키는 것이다. 단, 충전지(2)에의 전력의 전달 방법은 이들에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 제 1 실시형태의 2차원 이동 기구를 탑재한 코일 이동형 무접점 충전기(1)를 나타내는 도면으로서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 충전기(1)는 직사각형형상의 4변으로부터 얇은 벽을 위쪽을 향하게 하여 형성한 하부 케이스(3)내에 2차원 이동 기구(4)를 배치하고, 그 위로부터 상부 케이스(5)를 씌워 구성되고, 하부 케이스(3)와 상부 케이스(5)는 도시하지 않은 나사에 의해 고정된다.

도면 중, 화살표는 각각의 축 방향을 나타내고 있으며, X는 X축 방향, Y는 Y축 방향, Z는 Z축 방향을 나타내고 있다.

상기 2차원 이동 기구(4)는 X축 방향으로 이동 가능한 X축용 슬라이더(6)와, Y축 방향에 평행하게 각각 배치되는 주 가이드(7), 부 가이드(8)와, 해당 주 가이드(7) 및 부 가이드(8)에 가이드되어 Y축 방향으로 이동 가능한 Y축용 슬라이더(9)와, 해당 Y축용 슬라이더(9)에 배치되는 모터(10)와, 해당 모터(10)의 동력을 상기 Y축용 슬라이더(9)에 전달하는 동력 전달 수단(11)과, 상기 Y축용 슬라이더(9)에 전달되는 동력을 상기 X축용 슬라이더(6)로도 동력을 분배하는 동력 분배 수단(12)과, 상기 X축용 슬라이더(6)상에 고착되는 테이블 본체(13)와, 상기 테이블 본체(13)의 상면에 장착되는 송전측의 코일인 송전 코일(14)로 구성된다. 상기 테이블 본체(13)와 송전 코일(14)로 테이블(15)이 구성된다.

상기 상부 케이스(5)의 하면측에는 회로 기판(16)을 배치하고 있다.

이 회로 기판(16)에는 상기 동력 전달 수단(11)을 구동 제어하는 구동 제어 회로(17)나, 수전코일 C를 내장한 상기 전원용 충전지(2)의 위치를 검출하는 위치 검출 회로(18)나, 상기 전원용 충전지(2)가 충전 완료된 것을 검지하고 충전을 정지시키는 충전 제어 회로(19) 등을 탑재하고 있다.

도 3은 상기 Y축용 슬라이더(9)가 상기 주 가이드(7) 및 부 가이드(8)에 가이드되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 주 가이드(7)는 금속제의 둥근 봉이고, 각각 양 단부를 고정 부재(20, 20)에 삽입하고 하부 케이스(3)에 나사로 고착된다. 상기 부 가이드(8)는 합성수지제이며 상기 하부 케이스(3)에 나사로 고착된다. 이들 주 가이드(7)와 부 가이드(8)로 고정 가이드(21)를 형성하고 있다.

상기 Y축용 슬라이더(9)는 X축 방향으로 긴 베이스부(22)의 도면 중 우단부에, 상기 주 가이드(7)를 삽입 통과시키는 한쌍의 제 1 가이드부(23, 23)를 갖고, 해당 한쌍의 제 1 가이드부(23, 23)에 상기 주 가이드(7)를 삽입하고 있다. 한편, 도면 중 좌단부에는 상기 부 가이드(8)에 걸어 맞춰지는 제 2 가이드부(24)를 갖고 있다. 또, 상기 베이스부(22)의 도면 중 좌상부에는 상기 모터(10)를 고착하는 모터 부착부(25)도 갖고 있다. 또한, 상기 베이스부(22)의 대략 중앙에는 관통 구멍(26)도 갖고 있다.

상기 베이스부(22)의 표면은 외부틀 부분을 제외하고 한층 낮은 오목부(27)로 되어 있다. 또, 상기 베이스부(22)의 Y축 방향의 양단(도면 중 상하단)은 X축 방향에 평행한 가이드부(28, 28)를 형성하고 있다.

도 4는 상기 동력 전달 수단(11)을 나타내고 있으며, 상기 Y축용 슬라이더(9)의 이면측을 나타내고 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 동력 전달 수단(11)은 상기 모터(10)의 축(30)에 직결한 웜 기어(31)와, 랙 플레이트(32)와, 이 웜 기어(31)와 상기 랙 플레이트(32)의 사이에 개재되는 복수의 기어로 구성되는 기어군(33)으로 구성되어 있다.

상기 랙 플레이트(32)는 Y축 방향으로 가늘고 길게 형성되며 긴쪽 방향의 1측면(도면 중 우측)에 랙(34)을 갖고 있다. 해당 랙 플레이트(32)는 상기 하부 케이스(3)에 도시하지 않은 나사로 고정된다(도 2 참조).

상기 기어군(33)은 상기 Y축용 슬라이더(9)의 베이스부(22)의 이면측에 장치되고, 제 1 기어(40), 제 2 기어(41), 제 3 기어(42), 제 4 기어(43), 제 5 기어(44)로 구성되어 있다. 제 1 기어(40)는 상하 2단 기어로 되어 있고, 도면 중 아래쪽에 위치하는 제1단째 기어(45)는 상기 웜 기어(31)와 맞물리는 헬리컬 기어이며, 위쪽에 위치하는 제2단째 기어(46)는 평 기어로 되어 있다. 제 2 기어(41), 제 3 기어(42), 제 4 기어(43)는 각각 평 기어로 되어 있다. 제 5 기어(44)는 상하 2단 기어로 되어 있으며, 도면 중 아래쪽에 위치하는 제1단째 기어(47)는 상기 제 4 기어(43)와 맞물리고, 위쪽에 위치하는 제2단째 기어(48)는 상기 랙 플레이트(32)의 랙(34)과 맞물려 있다. 해당 제 5 기어(44)는 제1단째 기어(47), 제2단째 기어(48) 모두 평 기어로 되어 있다.

이러한 구성으로 하는 것에 의해서, 상기 Y축용 슬라이더(9)에 장착된 상기 모터(10)를 기동하면, 기어군(33)을 통해 상기 모터(10)의 동력이 상기 하부 케이스(3)에 고정된 랙 플레이트(32)에 전달되고, 그 반력을 받아 상기 Y축용 슬라이더(9)는 상기 주 가이드(7) 및 부 가이드(8)(도 3 참조)를 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 된다.

도 5 내지 도 7은 상기 X축용 슬라이더(6)와 상기 Y축용 슬라이더(9)와 상기 동력 분배 수단(12)의 관계를 나타내는 설명도이다. 도 5는 사시도, 도 6은 일부를 단면으로 한 측면 설명도, 도 7은 정면도로 되어 있다. 도 5 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 X축용 슬라이더(6)는 상기 Y축용 슬라이더(9)의 위쪽에 배치된다.

상기 X축용 슬라이더(6)는 도 7에 나타내는 바와 같이, 직사각형형상의 1모서리(도면 중 좌상부)가 이지러져 있는 형상을 이루고, 대략 중앙에, Y축 방향에 평행한 캠 홈(50)이 설치되어 있다. 또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 해당 X축용 슬라이더(6)의 Y축 방향의 양단에는 아래쪽으로 연장하는 피가이드부(51, 51)가 설치되어 있다. 이 피가이드부(51, 51)의 하단의 3개소(도 7 참조)에 내측을 향한 발톱부(52, 52)를 갖고 있다.

상기 X축용 슬라이더(6)는 상기 피가이드부(51, 51)를 상기 Y축용 슬라이더(9)의 가이드부(28)에 걸어 맞추고 있고, 상기 발톱부(52, 52)에 의해 Z축 방향(도면 중 상하 방향)의 어긋남을 방지하고 있다. 이것에 의해, X축용 슬라이더(6)는 상기 Y축용 슬라이더(9)상을 상기 가이드부(28, 28)를 따라 X축 방향으로 이동 가능하게(도 7 참조) 되어 있다. 이와 같이, Y축용 슬라이더(9)에 가이드부(28, 28)를 일체적으로 설치하는 것에 의해서, X축 방향으로도 필요하다고 고려되고 있던 고가의 금속제의 축을 생략할 수 있다.

도 7과 같이, 링크 플레이트(60)는 합성 수지제로 원반형상을 이루는 본체부(61)와, 이 본체부(61)의 바깥쪽에 위치하고, 위쪽(도 6 참조)으로 돌출된 볼록부(62)를 갖고 있다. 또, 상기 본체부(61)의 중앙에는 아래쪽(도 6 참조)으로 연장하는 축부(63)를 갖고 있다. 이 링크 플레이트(60)는 도 5와 같이, 상기 Y축용 슬라이더(9)와 상기 X축용 슬라이더(6)의 사이에 개재시키고, 상기 Y축용 슬라이더(9)의 오목부(27)의 위에 배치한다. 그리고, 도 6과 같이, 상기 축부(63)를 상기 Y축용 슬라이더(9)의 관통 구멍(26)에 통과시키고, 상기 본체부(61)의 저면을 상기 Y축용 슬라이더(9)의 오목부(27)의 상면에 맞춘 후, 상기 축부(63)를 상기 기어군(33)의 일부인 제 4 기어(43)에 압입하고 있다. 이것에 의해, 해당 기어군(33)의 일부인 제 4 기어(43)와 링크 플레이트(60)는 일체로 회전할 수 있다. 또, 상기 링크 플레이트(60)의 볼록부(62)는 상기 X축용 슬라이더(6)의 캠 홈(50)에 걸어 맞춰지도록 배치한다. 상기 링크 플레이트(60)의 볼록부(62)와 상기 X축용 슬라이더(6)의 캠 홈(50)으로 동력 분배 수단(12)을 형성하고 있다.

상기 모터(10)가 기동하면, 상기 기어군(33)(도 4 참조)이 순차 회전하게 되고, 상기 Y축용 슬라이더(9)는 화살표 Y1 방향으로 이동한다. 이 때, 기어군(33)의 일부인 제 4 기어(43)도 회전하기 때문에, 상기 링크 플레이트(60)는 해당 제 4 기어(43)와 일체로 회전하게 된다. 그러면, 이 링크 플레이트(60)가 화살표 C1 방향으로 회전하게 되고, 상기 볼록부(62)가 상기 X축용 슬라이더(6)의 캠 홈(50)을 압압하고, 해당 X축용 슬라이더(6)는 상기 Y축용 슬라이더(9)의 가이드부(28, 28)를 따라 화살표 X1 방향으로 이동하게 된다. 즉, 단일의 모터인 모터(10)의 동력을, Y축용 슬라이더(9)에 전달하고 Y축용 슬라이더(9)를 이동시키는 동시에, 동력 분배 수단(12)에 의해 X축용 슬라이더(6)로도 동력을 분배하고, X축용 슬라이더(6)와 Y축용 슬라이더(9)를 동시에 이동시키는 것을 가능하게 하고 있다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 테이블 본체(13)는 직사각형형상의 토대부(65)를 갖고 있다. 해당 토대부(65)의 상면에 상기 송전 코일(14)을 장착한다. 그리고, 상기 토대부(65)의 하면측에서 상기 X축용 슬라이더(6)에 고착되어 있다. 테이블 본체(13)에 송전 코일(14)을 장착하는 수단은 특히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 접착제로 장착해도 좋다. 또, 상기 X축용 슬라이더(6)에 테이블 본체(13)를 고착하는 수단도 특히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 상기 토대부(65)의 양단에 발톱과 같은 훅을 설치하고 그 훅을 상기 X축용 슬라이더(6)의 일부에 걸어 맞춰 고착해도 좋다. 또, 도시하고 있지 않지만, 상기 송전 코일(14)의 상면에는 슬라이딩성이 양호한 재질이나 대전 방지 재질을 이용한 슬라이딩 접촉 보호 시트 등을 점착하여 상기 송전 코일(14)과 상기 회로 기판(16)의 슬라이딩 접촉에 의한 마모나 정전기의 대전을 방지하도록 해도 좋다.

다음에, 2차원 이동 기구(4)의 동작에 대해 도 9 및 도 10을 이용해서 설명한다. 도 9는 2차원 이동 기구(4)의 송전 코일(14)(실선으로 나타냄)이 도면중 바로앞측의 홈 포지션에 위치한 상태를 나타내고 있다. 이 상태에 있어서, 도 1과 같이 충전지(2)를, 2차원 이동 기구(4)에 의한 송전 코일(14)의 이동 범위, 즉 충전 가능 범위에 두면, 위치 검출 회로(18)(도 2 참조)가 충전지(2)를 검출한다. 그러면, 구동 제어 회로(17)(도 2 참조)가 충전지(2)의 위치를 향해 상기 송전 코일(14)을 이동시키도록, 상기 모터(10)를 기동시킨다.

상기 모터(10)의 동력은 상기 동력 전달 수단(11)(도 4 참조)에 의해 상기 Y축용 슬라이더(9)에 전달되고, Y축용 슬라이더(9)가 화살표 Y1 방향으로 이동한다. 동시에 상기 동력 분배 수단(12)(도 7 참조)에 의해 모터(10)의 동력은 상기 X축용 슬라이더(6)로도 전달되며, X축용 슬라이더(6)가 화살표 X1 방향으로 이동한다.

즉, 상기 테이블(15)상에 고착되어 있는 상기 송전 코일(14)은 X축용 슬라이더(6)의 이동에 수반하여 이동한다. 그리고, 송전 코일(14)이 소정의 위치까지 이동하면, 구동 제어 회로(17)(도 2 참조)에 의해 모터(10)를 정지시켜, 송전 코일(14)로부터 충전지(2)에 전력을 전달하고 충전지(2)에의 충전이 시작된다.

도면 중, 가상선으로 나타나 있는 것은 상술한 상기 송전 코일(14)의 이동 범위에 있어서, 홈 포지션에 위치하는 송전 코일(14)의 이동 범위의 대극(對極)에 위치한 상태를 나타내고 있다. 본 실시형태에서는 홈 포지션에 위치한 상기 송전 코일(14)이, 가상선으로 나타난 대극의 위치로 이동했을 때의 거리를, X축 방향으로 약 32㎜, Y축 방향으로 약 36㎜로 설정하고 있다. 즉, 본 실시형태의 상기 송전 코일(14)의 이동 범위는 이 범위내인 것으로 된다. 그러나, 본 실시형태에서는 이러한 설정으로 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

도 10은 상기 2차원 이동 기구(4)의 동작에 있어서, 상기 동력 전달 수단(11)의 작용을 나타내며, 상기 X축용 슬라이더(6) 및 Y축용 슬라이더(9)의 동작을 설명한 것이다. 도 10의 (a)는 홈 포지션의 위치이고, 상기 링크 플레이트(60)는 도 10의 (b), 도 10의 (c)의 순으로 시계방향으로 회전하고, 도 10의 (d)에서, 대략 1회전하고 있다. 상기 X축용 슬라이더(6)는 이 링크 플레이트(60)가 1회전하면, 상기 Y축용 슬라이더(9)의 가이드부(28, 28)를 따라 X축 방향으로 1왕복하도록 되어 있다.

도면 중, O는 상기 링크 플레이트(60)의 본체부(61)의 중심점이며, O＇는 상기 볼록부(62)의 중심점이다(도 10의 (b) 및 도 10의 (c) 참조). 도 10의 (b) 및 도 10의 (c)에는 x-x＇의 선이 나타나 있다. 이것은 상기 본체부(61)의 중심점 O를 통과하는 X축 방향에 평행한 직선이다.

도 10의 (a)의 홈 포지션의 위치로부터 상기 구동 모터(10)를 기동시키면, 상기 동력 전달 수단(11)에 의해 상기 X축용 슬라이더(6) 및 Y축용 슬라이더(9)가 이동을 시작한다. 도 10의 (b)와 같이, 상기 동력 전달 수단(11)으로부터 상기 링크 플레이트(60)에 동력이 전달되면, 해당 링크 플레이트(60)가 도면 중 시계방향(화살표 C1 방향)으로 회전하고, 해당 링크 플레이트(60)의 볼록부(62)가 상기 X축용 슬라이더(6)의 캠 홈(50)을 압압하고 X축용 슬라이더(6)는 상기 Y축용 슬라이더(9)의 가이드부(28, 28)를 따라 화살표 X1 방향으로 이동한다. 이 때, 상기 Y축용 슬라이더(9)는 상기 주 가이드(7) 및 부 가이드(8)(도 3 참조)를 따라 화살표 Y1 방향으로 이동한다.

상기 X축용 슬라이더(6)는 도 10의 (b)와 같이, 상기 링크 플레이트(60)의 볼록부(62)의 중심점 O＇가 x-x＇선의 도면 중 아래쪽측에 위치해 있는 동안에는 도면 중 X1 방향으로 이동하지만, 상기 링크 플레이트(60)의 볼록부(62)의 중심점 O＇가 상기 x-x＇선의 도면 중 위쪽측에 위치할 때까지 회전하면, 상기 X축용 슬라이더(6)는 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이, 화살표 X2 방향으로 이동한다.

또한, 10의 (d)에 나타내는 위치까지 상기 링크 플레이트(60)가 회전하면, 도 10의 (a)에서 나타내는 위치로부터 1회전한 것이 되고, 상기 X축용 슬라이더(6)는 X축 방향으로 1왕복한 것으로 된다. 상기 링크 플레이트(60)의 1회전, 즉 X축용 슬라이더(6)가 1왕복하면, Y축용 슬라이더(9)는 도면 중 L만큼 Y1 방향으로 이동한다. 본 실시형태에서는 이 때의 Y축용 슬라이더(9)의 이동거리 L은 약 2㎜로 설정되어 있다.

도 11은 상기 송전 코일(14)의 이동에 있어서의 중심점의 궤적을 나타내는 도면이고, 상술한 바와 같이 상기 송전 코일(14)은 상기 테이블 본체(13)의 토대부(65)에 고착되어 있고, 또한 해당 테이블 본체(13)는 상기 X축용 슬라이더(6)에 장착(도 8 참조)되어 있다. 도 11과 같이, 상기 송전 코일(14)의 중심점이 홈 포지션의 위치 P1에 위치해 있을 때, 상기 충전지(2)를 상기 송전 코일(14)의 이동 범위내인 P2(상기 충전지(2)에 내장되어 있는 수전 코일의 중심점이 P2의 위치에 있다고 가정함)에 두면, 상기 구동 제어 회로(17)가 작동하며 상기 모터(10)를 기동한다.

그러면, 상기 위치 검출 회로(18)에 의해, 충전지(2)의 P2의 위치가 검출되고, 상기 송전 코일(14)은 X방향 및 Y방향으로 정현 곡선을 그리면서 상기 송전 코일(14)의 중심점을 P2 근방까지 이동하고 정지시킨다. 그리고, 상기 송전 코일(14)로부터 상기 충전기(2)에의 전력의 전달이 시작된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에서는 충전기의 전력을 충전지에 전달하는 방법으로서 자기 유도 작용을 이용한 방식(자기 유도 방식)으로 하고 있다. 이 자기 유도 방식에 의한 전력의 전달은 송전측 코일(충전기)의 중심과 수전측 코일(충전지)의 중심이 일치하면 전력의 전달 효율이 좋다. 그러나, 각각의 코일의 중심이 멀어질수록, 전력의 전달량이 손실되어 버려 전력의 전달 효율이 저하해 버린다. 즉, 상기 충전지(2)를 상기 송전 코일(14)의 이동 범위내에 두었을 때, 이 Y축용 슬라이더(9)의 이동거리 L이 길어져 버리면, 상기 송전 코일(14)(충전기)의 중심과 수전측 코일(충전지)의 중심이 일치하기 어려워지고, 전력의 전달 효율이 낮은 범위가 넓어져 버린다.

따라서, 전력의 효율을 고려하면, X축용 슬라이더(6)의 1왕복에서의 Y축용 슬라이더(9)의 이동거리 L은 짧은 쪽이 좋고, 본 실시형태에 기재되는 바와 같이 대략 2㎜정도로 멈추게 해 두는 쪽이 좋다. 그러나, 이 설정에 한정되는 것은 아니다.

다음에, 제 2 실시형태에 대해, 도 12를 참조하여 설명한다. 도 12는 제 2 실시형태의 2차원 이동 기구를 나타내고 있으며, 제 1 실시형태와의 차이는 각도를 90도 기울인 것뿐이다. 즉, X축 방향과 Y축 방향이 반대로 되어 있는 것뿐이며, 장치의 구성은 동일하다.

도 12와 같이, 주 가이드(101)와 부 가이드(102)로 이루어지는 고정 가이드(103)가 X축 방향을 향해, 각각 평행하게 배치되어 있다. 이들 주 가이드(101) 및 부 가이드(102)는 도시하지 않은 하부 케이스에 고정된다.

X축용 슬라이더(104)는 상기 주 가이드(101) 및 부 가이드(102)에 가이드되어 X축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 상기 X축용 슬라이더(104)는 Y축 방향으로 긴 베이스부(105)를 갖고 있고, 해당 베이스부(105)의 X축 방향의 양단(도면 중 좌우단)은 Y축 방향에 평행한 가이드부(106, 106)를 형성하고 있다.

상기 X축용 슬라이더(104)의 위쪽에는 Y축용 슬라이더(107)가 배치되어 있다. 해당 Y축용 슬라이더(107)는 직사각형형상의 1모서리(도면 중 좌하부)가 이지러져 있는 형상을 이루고, 대략 중앙에 X축 방향에 평행한 캠 홈(108)이 설치되어 있다. 또, 해당 Y축용 슬라이더(107)의 X축 방향의 양단에는 피가이드부(109, 109)가 설치되어 있다. 그리고, 해당 Y축용 슬라이더(107)는 상기 피가이드부(109, 109)를 상기 X축용 슬라이더(104)의 가이드부(106, 106)에 걸어 맞추어, 상기 가이드부(106, 106)를 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

링크 플레이트(110)는 원반형상을 이루는 본체부(111)와, 이 본체부(111)의 바깥쪽에 위치하고 위쪽으로 돌출된 볼록부(112)를 갖고 있다. 해당 링크 플레이트(110)는 상기 X축용 슬라이더(104)와 상기 Y축용 슬라이더(107)에 개재시키고, 상기 X축용 슬라이더(104)의 베이스부(105)상에 회전 가능하게 배치하고, 상기 볼록부(112)를 상기 Y축용 슬라이더(107)의 캠 홈(108)에 걸어 맞추고 있다. 그리고, 상기 볼록부(112)와 상기 캠 홈(108)으로 동력 분배 수단(113)을 형성하고 있다. 또, 상기 링크 플레이트(110)는 도시하지 않은 축부를 갖고 있으며, 해당 축부를 상기 X축용 슬라이더(104)의 관통구멍(도시하지 않음)에 통과시키고 있다. 또한, 이 축부는 도시하지 않은 기어군의 일부의 기어에 압입되어 있고, 해당 기어의 회전과 일체로 회전할 수 있다.

이상의 구성에 의하면, 제 1 실시형태와 같이, 테이블(15)이 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하면서, 모터(10)는 1개만으로 좋고, 또 금속성의 주 가이드(7)도 Y축 방향으로 1개 있으면 좋으며, 장치를 간소화할 수 있다. 또, 상기 모터(10)나 주 가이드(7)는 매우 고가이기 때문에, 이들 사용 수를 줄이는 것에 의해, 장치를 저렴하게 할 수 있다.

또한, 동력 분배 수단(12)을 상기 기어군(33)의 일부인 링크 플레이트(60)에 볼록부(62)를 설치하고, 상기 X축용 슬라이더(6)에 캠 홈(50)을 설치하며, 상기 볼록부(62)를 상기 캠 홈(50)에 걸어 맞추어 구성하고, 상기 모터(10)의 동력을 받은 상기 링크 플레이트(60)의 회전력을 상기 볼록부(62)와 상기 캠 홈(50)에 의해 X축 방향으로 동력을 변환시키는 구성으로 하면, 가일층의 장치의 간소화를 실현할 수 있다.

또, 제 2 실시형태와 같이, 동력 분배 수단(113)을 상기 기어군의 일부인 링크 플레이트(110)에 볼록부(112)를 설치하고, 상기 Y축용 슬라이더(107)에 캠 홈(108)을 설치하며, 상기 볼록부(112)를 상기 캠 홈(108)에 걸어 맞추어 구성하고, 상기 모터의 동력을 받은 상기 링크 플레이트(110)의 회전력을 상기 볼록부(112)와 상기 캠 홈(108)에 의해 직선 방향으로 동력을 변환시키는 구성으로 하면, 제 1 실시형태에 대해, 각도를 90도 기울여서 X축 방향, Y축 방향이 반대로 되어도 제 1 실시형태와 마찬가지로 장치를 간소화할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 충전지를 상부 케이스의 상면에 탑재해서 설명했지만, 충전지 단체(單體)에 한정되는 것은 아니며, 수전 코일을 내장한 제품, 예를 들면, 휴대 전화나, 포터블 음악 재생기, 포터블 게임기 등이어도 좋다.

1; 무접점 충전기 2; 충전지
3; 하부 케이스 4; 2차원 이동 기구
5; 상부 케이스 6; X축용 슬라이더
7; 주 가이드 8; 부 가이드
9; Y축용 슬라이더 10; 모터
11; 동력 전달 수단 12; 동력 분배 수단
14; 송전 코일 16; 회로 기판
15; 테이블 21; 고정 가이드
28; 가이드부 33; 기어군
50; 캠 홈 62; 볼록부
104; X축용 슬라이더 107; Y축용 슬라이더
108; 캠 홈 112; 볼록부
113; 동력 분배 수단 C; 수전 코일

Claims

하부 케이스(3)내에 무접점 충전기(1)의 송전 코일(14)을 장착한 2차원 이동 기구(4)를 배치하고, 상부 케이스(5)의 하면측에 회로 기판(16)을 배치하고, 상기 하부 케이스의 위쪽으로부터 상기 상부 케이스를 씌워 구성하고, 상기 상부 케이스의 상면에 수전 코일(C)을 장착한 충전지(2)를 탑재하면, 상기 회로 기판에 의해서 상기 충전지의 위치를 검출하고 상기 2차원 이동 기구에 의해 상기 송전 코일을 해당 충전지 근방으로 이동시키고, 해당 송전 코일로부터 전력을 상기 충전지를 향해 공급하는 것에 의해서 해당 충전지를 충전하는 코일 이동형 무접점 충전기로서,
상기 2차원 이동 기구는,
상기 하부 케이스에 고정되고 X축 방향 또는 Y축 방향의 어느 한쪽에 평행하게 되도록 배치되는 주 가이드(7) 및 부 가이드(8)로 이루어지는 고정 가이드(21)와,
상기 X축 방향으로 이동 가능한 X축용 슬라이더(6)와,
상기 Y축 방향으로 이동 가능한 Y축용 슬라이더(9)와,
상기 X축용 슬라이더 및 Y축용 슬라이더를 동시에 구동 가능한 단일의 모터(10)와,
상기 모터의 동력을 상기 X축용 슬라이더 또는 상기 Y축용 슬라이더의 한쪽에 전달하는 동력 전달 수단(11)과,
상기 모터의 동력이 전달된 한쪽의 슬라이더의 동력을 다른쪽의 슬라이더에 전달하는 동력 분배 수단(12)과,
상기 다른쪽의 슬라이더에 고착되고 상기 송전 코일을 장착한 테이블(15)을 구비하고,
상기 고정 가이드에 상기 한쪽의 슬라이더를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동 가능하게 취착하고, 상기 고정 가이드에 취착된 한쪽의 슬라이더의 일부에는 상기 고정 가이드에 직교하는 방향에 평행한 가이드부(28, 28)를 형성하고, 상기 고정 가이드에 취착되지 않은 다른쪽의 슬라이더를, 상기 고정 가이드에 취착된 한쪽의 슬라이더의 가이드부를 따라 이동 가능하게 되도록 취착하고, 상기 한쪽의 슬라이더에 상기 모터 및 상기 동력 전달 수단의 일부인 기어군(33)을 설치하고, 상기 모터의 동력을, 해당 기어군을 통해 상기 한쪽의 슬라이더에 전달하는 동시에 상기 동력 분배 수단에 의해 해당 다른쪽의 슬라이더로도 전달되고, 해당 다른쪽의 슬라이더에 고착되고 상기 테이블에 장착된 상기 송전 코일이 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 코일 이동형 무접점 충전기.
제 1 항에 있어서,
상기 한쪽의 슬라이더를 Y축용 슬라이더로 하고,
상기 다른쪽의 슬라이더를 X축용 슬라이더로 하고,
상기 동력 분배 수단은 상기 기어군의 일부에 볼록부(62)를 설치하고, 상기 X축용 슬라이더의 일부에 Y축 방향에 평행한 홈(50)을 설치하고, 상기 기어의 볼록부를 상기 X축용 슬라이더의 홈에 걸어 맞춰 구성하고, 상기 모터의 동력을 받은 상기 기어군의 회전력을 상기 볼록부와 상기 홈에 의해 X축 방향으로의 동력으로 변환시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 코일 이동형 무접점 충전기.
제 1 항에 있어서,
상기 한쪽의 슬라이더를 X축용 슬라이더(104)로 하고,
상기 다른쪽의 슬라이더를 Y축용 슬라이더(107)로 하고,
상기 동력 분배 수단(113)은 상기 기어군의 일부에 볼록부(112)를 설치하고, 상기 Y축용 슬라이더의 일부에 X축 방향에 평행한 홈을 설치하고, 상기 기어의 볼록부를 상기 Y축용 슬라이더의 홈(108)에 걸어 맞춰 구성하고, 상기 모터의 동력을 받은 상기 기어군의 회전력을 상기 볼록부와 상기 홈에 의해 Y축 방향으로의 동력으로 변환시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 코일 이동형 무접점 충전기.