WO2015025478A1

WO2015025478A1 - 携帯端末充電装置と、それを搭載した自動車

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Publication number: WO2015025478A1
Application number: PCT/JP2014/003990
Authority: WO
Inventors: 健畠山; 雄世山西; 太田　智浩; 竹志山本
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2015-02-26
Also published as: US20160197509A1; JPWO2015025478A1; EP3046208A4; JP6311132B2; EP3046208A1; US10069337B2; EP3046208B1

Abstract

　支持板（６）の携帯端末設置部と携帯端末（１５）間に金属異物（５０）が存在すると、充電コイル（８）の内方部分の磁束が減少し、逆に、その外方の磁束が増加することを見出し、その状態を、充電コイル（８）と携帯端末（１５）間の大径の検出コイル（４３）、および、この大径の検出コイル（４３）の内方に配置され、かつこの大径の検出コイル（４３）よりも小径の検出コイル（４４）で検出する構成とした。

Description

携帯端末充電装置と、それを搭載した自動車

　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、それを搭載し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携帯端末充電装置が脚光を浴びている。

　すなわち、このような携帯端末充電装置は、表面側が携帯端末設置部となった支持板と、この支持板の裏面側に、この支持板に対向して配置された充電コイルとを備え、前記携帯端末設置部に携帯端末が置かれると、充電コイルからの磁束で、携帯端末への充電を行うことが出来るようになっているのである（これに類似するものとしては、例えば下記特許文献１が存在する）。

特開２０１２－１６１２５号公報

　上記従来例において、支持板の携帯端末設置部に、例えば硬貨などの金属異物が置かれ、さらにその上に携帯端末が置かれた場合には、それを異物検出手段で検出し、例えば充電コイルへの通電を遮断するようにしている。

　このため、前記充電コイルからの磁束によって、異物の温度が上昇してしまうのを抑制することはできる。

　しかしながら、この従来例では、異物検出手段を、金属検知アンテナコイルと、それに接続した発信回路によって構成しているので、汎用性という観点で好ましいものではなかった。

　すなわち、従来例は、金属異物が存在すると発信回路の発信状態が変化することを利用し、この異物検出を行うようにしているが、そのようなものでは、発信回路の設定が、極めて微妙な設定状態となっているので、事前に特性が知られた携帯端末の充電においては有用ではあるが、特性が知られていない携帯端末の充電では、携帯端末自身で発信状態が変化し、結論として充電を行うことが出来ないこともあり、汎用性という観点では好ましいものではなかった。

　例えば、自動車の車内に携帯端末充電装置を設置した場合には、不特定多数の人物が、いろんな種類の携帯端末を充電しようと試みることが多く、この状態で、携帯端末の機種によっては充電が行えないと言うのは、使い勝手の悪いものとなる。

　そこで、本発明は、使い勝手を良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、表面側が携帯端末設置部となった支持板と、この支持板の裏面側に、この支持板に対向して配置された充電コイルと、前記充電コイルと前記支持板の携帯端末設置部との間に配置された、大径の第１の検出コイル、および、この第１の検出コイルの内方に配置され、かつこの第１の検出コイルよりも小径の第２の検出コイルと、これらの第１、第２の検出コイルに接続した制御部とを備え、前記制御部は、前記第１の検出コイルで検出される第１の電圧（Ｖ１）に対する、前記第２の検出コイルで検出される第２の電圧（Ｖ２）の比（Ｖ２／Ｖ１）が、設定値よりも小さくなると、安全動作を実行させる構成とし、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、表面側が携帯端末設置部となった支持板と、この支持板の裏面側に、この支持板に対向して配置された充電コイルと、前記充電コイルと前記支持板の携帯端末設置部との間に配置された、大径の第１の検出コイル、および、この第１の検出コイルの内方に配置され、かつこの第１の検出コイルよりも小径の第２の検出コイルと、これらの第１、第２の検出コイルに接続した制御部とを備え、前記制御部は、前記第１の検出コイルで検出される第１の電圧（Ｖ１）に対する、前記第２の検出コイルで検出される第２の電圧（Ｖ２）の比（Ｖ２／Ｖ１）が、設定値よりも小さくなると、安全動作を実行させる構成としたので、使い勝手の良いものとなる。

　すなわち、本発明は、携帯端末設置部と携帯端末間に金属異物が存在すると、充電コイルの内方部分の磁束が減少し、逆に、その外方の磁束が増加することを見出し、その状態を、第１、第２の検出コイルで検出する構成としたものである。

　つまり、外方の磁束が増加したことを大径の第１の検出コイルで検出した場合には第１の電圧（Ｖ１）は大きくなり、また、内方の磁束が減少すると前記小径の第２の検出コイルで検出される第２の電圧（Ｖ２）は逆に小さくなるので、比（Ｖ２／Ｖ１）は、設定値よりも十分小さくなり、その結果として、金属異物の存在を確実に検出し、金属異物存在時の安全動作を確実に実行させることが出来る。

　また、このような金属異物検出動作は、充電する携帯端末の種類に実質的な影響を受けるものではないので、各種携帯端末の充電は汎用性をもって充電することが出来、使い勝手の良いものとなるのである。

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断面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動作を示す図同動作を示す図同動作を示す図同動作を示す図

　以下、本発明の一実施形態にかかる携帯端末充電装置を、自動車に搭載した例を、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等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８に示すように、上面に支持板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、前記支持板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を前記支持板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に接続した制御部（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、支持板６について説明する。

　この支持板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、この支持板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（位置検出手段の一例）が設けられている。

　この位置検出コイル１４は、先行文献（特開２００９－２４７１９４号公報）で用いられているものであり、支持板６上面である携帯端末設置部の何れの位置に、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、支持板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の携帯充電コイル（図１３の１５ａ）に対向する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、線材をスパイラル状に巻きつけた環状形状に構成されており、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。

　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。

　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に示すごとく制御部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、制御部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、図２に示す本体ケース７の支持板６外周部分に設けた電源スイッチ４０をＯＦＦ操作（図１０のＳ１）にすると、制御部１０によって、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の支持板６上に携帯端末１５を置いていない状態では、この支持板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、誤ってこの支持板６上に手をついてしまう状況が発生することもあり、このときには支持板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、このような支持板６上への過重がかかった状態になると、支持板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、支持板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、これにより支持板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、支持板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、図３の電源スイッチ４０をＯＮ状態（図１０のＳ４）にするとともに、支持板６の上面上に携帯端末１５を置くことになる。

　この状態になっても、本実施形態では、先ずは、制御部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、制御部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、制御部１０は、位置検出コイル１４を用いて、支持板６の上面の何れかの位置に、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（図示せず）の場所である。

　その後、制御部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（図示せず）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、上記先行文献（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、制御部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、制御部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）。

　なお、制御部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、制御部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、これにより制御部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。

　次に、本実施形態における最も大きな特徴点について、説明する。

　本実施形態における最も大きな特徴点は、前記支持板６上面（携帯端末設置部）に金属異物が存在する状態を検出するために、図１１、図１２のごとく、充電コイル８と支持板６の携帯端末設置部との間に、大径の検出コイル４３、および、この検出コイル４３の内方に配置され、かつこの検出コイル４３よりも小径の検出コイル４４を設けたことである。

　具体的には、本実施形態では、携帯端末１５の置かれた場所に応じて、充電コイル８が可動自在となっているので、これらの検出コイル４３、４４は充電コイル８の上面（支持板６側面）に配置し、充電コイル８とともに可動する構成としている。

　また、大径の検出コイル４３は、円環状の充電コイル８の外径と略同じ大きさ（充電コイル８の外径よりもわずかに小さい）とし、小径の検出コイル４４は、前記円環状の充電コイル８の内径と略同じ大きさ（充電コイル８の内径よりもわずかに大きい）とした。

　さらに、これらの大径の検出コイル４３と小径の検出コイル４４はそれぞれ、図９のごとく、電圧検出手段４５、４６を介して制御部１０に接続した。

　なお、図９の４７は、図１０で示した動作や、これらの大径の検出コイル４３と小径の検出コイル４４を用いた金属異物に対する安全動作を行わせるためのプログラムなどが格納されたメモリである。

　本実施形態は、携帯端末設置部（支持板６上面）と携帯端末１５間に金属異物が存在すると、充電コイル８の内方部分の磁束が減少し、逆に、その外方の磁束が増加することを見出し、その状態を、大径の検出コイル４３と小径の検出コイル４４で検出するものである。

　以下、この状態を、理解をしやすくするために簡易化した図１３～図１７を用いて説明する。

　図１３は、図３のごとく、携帯端末設置部（支持板６上面）と携帯端末１５間に金属異物が存在しない状態で、携帯端末１５への充電を実行している状態（図１０のＳ１２）を示している。

　なお、これらの図１３～図１７において、４８は携帯端末充電装置５の本体ケース７内において充電コイル８の下側（携帯端末１５とは反対側）に設けた磁路形成用の磁性体である。また、４９は携帯端末１５内において端末充電コイル１５ａの上側（携帯端末充電装置５とは反対側）に設けた磁路形成用の磁性体である。

　充電動作が行われると、図１３のごとく携帯端末充電装置５の充電コイル８から磁束が携帯端末１５の端末充電コイル１５ａへと供給され、これにより端末充電コイル１５ａに誘起される電圧により、この携帯端末１５への充電が行われる。

　なお、端末充電コイル１５ａ部分を通過した後の磁束は、矢印のごとく、磁性体４９、空間、磁性体４８を介して充電コイル８へと戻る状態となる。

　これに対して、図１４は、携帯端末設置部（支持板６上面）と携帯端末１５間に、非磁性体の金属異物５０（例えば、アムミニューム製の硬貨）が存在した状態で、携帯端末１５への充電が実行されている状態を示している。

　この場合には、図１４に示すように、金属異物５０を通過する磁束により、この金属異物５０内には渦電流が誘起され、その結果として、この図１４における反時計方向の矢印のごとく磁束が発生する。

　このように反時計方向の矢印となる磁束は、その内方部分（充電コイル８の中心方向）では、この充電コイル８から端末充電コイル１５ａに向かう磁束の向きとは反対方向となり、また反時計方向の矢印となる磁束は、その外方部分（充電コイル８の中心とは反対方向）では、この充電コイル８から端末充電コイル１５ａに向かう磁束の向きとは同方向となる。

　その結果、図１５に示すように、充電コイル８から端末充電コイル１５ａに向かう磁束の内、充電コイル８の内周方向を進む磁束は、充電コイル８内周部分から外方に湾曲後、端末充電コイル１５ａに向かうこととなる。

　つまり、充電コイル８内周部分の磁束は減少し、逆に充電コイル８外周部分の磁束は増加することになる。

　このような状況において、本実施形態では、上述のごとく、充電コイル８上面側（端末充電コイル１５ａ側）に大径の検出コイル４３、および、この検出コイル４３の内方に小径の検出コイル４４を設けたので、図１５の状態を、これらの検出コイル４３、４４により検出することができる。

　具体的には、大径の検出コイル４３で検出される電圧（Ｖ１）は大きくなり（磁束が多く、磁束との距離も近くなる結果）、逆に小径の検出コイル４４で検出される電圧（Ｖ２）は小さくなる（磁束が少なく、磁束との距離も遠くなる結果）。

　本実施形態では、大径の検出コイル４３で検出される電圧（Ｖ１）のピーク電圧が電圧検出手段４５で検出され、また小径の検出コイル４４で検出される電圧（Ｖ２）のピーク電圧が電圧検出手段４６で検出されるようになっている。

　そして、この電圧（Ｖ１）に対する、第２の電圧（Ｖ２）の比（Ｖ２／Ｖ１）が、制御部１０によって設定値（メモリ４７に保管されており、例えば０．７）と比較され、それによって安全動作を実行する。

　一例として、この図１５の状態（金属異物５０有り）では、小径の検出コイル４４で検出される電圧（Ｖ２）が、図１３の状態（金属異物５０無し）に比べて、例えば２５％小さくなっている。

　これに対して、図１５の状態（金属異物５０有り）では、大径の検出コイル４３で検出される電圧（Ｖ１）が、図１３の状態（金属異物５０無し）に比べて、例えば１７０％大きくなっている。

　その結果、電圧（Ｖ１）に対する、第２の電圧（Ｖ２）の比（Ｖ２／Ｖ１）は、図１５の状態（金属異物５０有り）では、図１３の状態（金属異物５０無し）に比べて、半分以下（０．５以下）となる。

　制御部１０は、この検出値（０．５以下）がメモリ４７に記録した設定値（０．７）よりも十分に小さいことで、金属異物５０の存在を検出し（図１０のＳ１７）、直ちに充電コイル８への通電を停止し（図１０のＳ１８）、図１に示す警報機５１を動作させる（図１０のＳ１９）
　なお、警報機５１は図９のごとく制御部１０に接続されているので、このような金属異物５０の存在時には、点灯することで異常状態を報知する。

　次に、図１６は、携帯端末設置部（支持板６上面）と携帯端末１５間に、磁性体の金属異物５２（例えば、鉄製）が存在した状態で、携帯端末１５への充電が実行されている状態を示している。

　この場合にも、図１６に示すように、金属異物５２を通過する磁束により、この金属異物５２内に渦電流が誘起され、その結果として、この図１６における反時計方向の矢印のごとく磁束が発生する。

　今回の金属異物５２は磁性体であるので、この金属異物５２内に進行した磁束は通過するものと、内部を例えば外方向に進行するものとが発生し、そのために、図１６では、図１４とは異なり、渦電流による磁束を二重で示している。

　ただし、このように二重の状態で発生した磁束は、いずれも図１６における反時計方向となるので、その内方部分（充電コイル８の中心方向）では、充電コイル８から端末充電コイル１５ａに向かう磁束の向きとは反対方向となり、また反時計方向の矢印となる磁束の外方部分（充電コイル８の中心とは反対方向）では、この充電コイル８から端末充電コイル１５ａに向かう磁束の向きとは同方向となる。

　その結果、図１７に示すように、充電コイル８から端末充電コイル１５ａに向かう磁束の内、充電コイル８の内周方向を進む磁束は、充電コイル８内周部分から外方に湾曲後、端末充電コイル１５ａに向かうこととなる（外周では一部が金属異物５２内を進行）。

　このような状況は、充電コイル８上面側（端末充電コイル１５ａ側）に大径の検出コイル４３、および、小径の検出コイル４４により検出することができる。

　そして、大径の検出コイル４３で検出される電圧（Ｖ１）のピーク電圧が電圧検出手段４５で検出され、また小径の検出コイル４４で検出される電圧（Ｖ２）のピーク電圧が電圧検出手段４６で検出され、この電圧（Ｖ１）に対する、第２の電圧（Ｖ２）の比（Ｖ２／Ｖ１）が、制御部１０によって設定値（メモリ４７に保管されており、例えば０．７）と比較され、それによって安全動作が実行される。

　一例として、この図１６の状態（金属異物５２有り）では、小径の検出コイル４４で検出される電圧（Ｖ２）が、図１３の状態（金属異物５０無し）に比べて、例えば１５％小さくなっている。

　これに対して、図１６の状態（金属異物５２有り）では、大径の検出コイル４３で検出される電圧（Ｖ１）が、図１３の状態（金属異物５０無し）に比べて、例えば１７０％大きくなっている。

　その結果、電圧（Ｖ１）に対する、第２の電圧（Ｖ２）の比（Ｖ２／Ｖ１）は、図１６の状態（金属異物５２有り）では、図１３の状態（金属異物５０無し）に比べて、半分以下（０．５以下）となる。

　制御部１０は、この検出値（０．５以下）がメモリ４７に記録した設定値（０．７）よりも十分に小さいことで、金属異物５２の存在を検出し（図１０のＳ１７）、直ちに充電コイル８への通電を停止し（図１０のＳ１８）、図１に示す警報機５１を動作させる（図１０のＳ１９）
　また、警報機５１を点灯させて異常状態を報知する。

　以上のごとく、本実施形態では、携帯端末設置部（支持板６上面）と携帯端末１５間に非磁性体の金属異物５０、または磁性体の金属異物５２の何れが存在していても、充電コイル８の内方部分の磁束が減少し、逆に、その外方の磁束が増加することを見出し、その状態を、大径の検出コイル４３と小径の検出コイル４４で検出するものである。

　つまり、外方の磁束が増加することを大径の検出コイル４３で検出した場合には電圧（Ｖ１）は大きくなり、また、内方の磁束が減少すると前記小径の検出コイル４４で検出される電圧（Ｖ２）は逆に小さくなるので、比（Ｖ２／Ｖ１）は、設定値よりも十分小さくなり、その結果として、金属異物５０、５２の存在を確実に検出し、安全動作を確実に実行させることが出来る。

　また、このような金属異物５０、５２の検出動作（Ｖ２／Ｖ１の比で判定）は、それが磁性体か、非磁性体かと言うことや、充電する携帯端末１５の種類に実質的な影響を受けるものではないので、各種携帯端末１５の充電は汎用性をもって充電することが出来、使い勝手の極めて良いものとなる。

　なお、上記実施形態では、携帯端末充電装置５を、自動車１の車内２に設けた例を示した。

　その理由は、自動車１では、支持板６上に硬貨などが置かれることが多く発生するからである。

　すなわち、自動車１では、運転時の進行方向慣性や振動により、支持板６上から携帯端末１５がずれるので、その対策として図３のごとく、支持板６の外周部には、この支持板６よりも上方に突出させたガード部５３を設けている。

　すると、運転中にも硬貨が転落しにくい状態となり、それが硬貨を支持板６上においてしまうことにつながるのである。

　したがって、本実施形態の携帯端末充電装置５を、自動車１の車内２に設けることは、極めて有用なものとなる。

　また、本実施形態において、充電コイル８上面側（端末充電コイル１５ａ側）の大径の検出コイル４３と小径の検出コイル４４を設けた例を説明したが、図１１、図１２に示すように、大径の検出コイル４３と小径の検出コイル４４間に、中径の検出コイル５４を設け、これも制御部１０に接続する構成としても良い。

　つまり、中径の検出コイル５４を設ければ、比較する検出コイル４３、４４、５４を切り替えたり、あるいは検出コイル４３と５４、５４と４４の間の状況を検出したりすることもできる。
さらに、上記実施形態では充電コイル８が可動するものを例に説明したが、充電コイル８が固定式のものでもよく、その場合には、検出コイル４３、４４、５４は支持板６を構成する表面板１１、中板１２、裏面板１３のいずれかの場所に設けることも出来る。

　以上のごとく本発明は、携帯端末設置部と携帯端末間に金属異物が存在すると、充電コイルの内方部分の磁束が減少し、逆に、その外方の磁束が増加することを見出し、その状態を、第１、第２の検出コイルで検出する構成としたものである。

　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　支持板
　７　本体ケース
　８　充電コイル
　９　駆動手段
　１０　制御部
　１１　表面板
　１２　中板
　１３　裏面板
　１４　位置検出コイル
　１５　携帯端末
　１５ａ　端末充電コイル
　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
　４３　検出コイル
　４４　検出コイル
　４５　電圧検出手段
　４６　電圧検出手段
　４７　メモリ
　４８　磁性体
　４９　磁性体
　５０　金属異物
　５１　警報機
　５２　金属異物
　５３　ガード部
　５４　検出コイル

Claims

表面側が携帯端末設置部となった支持板と、この支持板の裏面側に、この支持板に対向して配置された充電コイルと、前記充電コイルと前記支持板の携帯端末設置部との間に配置された、大径の第１の検出コイル、および、この第１の検出コイルの内方に配置され、かつこの第１の検出コイルよりも小径の第２の検出コイルと、これらの第１、第２の検出コイルに接続した制御部とを備え、前記制御部は、前記第１の検出コイルで検出される第１の電圧（Ｖ１）に対する、前記第２の検出コイルで検出される第２の電圧（Ｖ２）の比（Ｖ２／Ｖ１）が、設定値よりも小さくなると、安全動作を実行させる構成とした携帯端末充電装置。
前記充電コイルは、線材をスパイラル状に巻きつけた環状形状とし、この充電コイルの前記支持板側の面に、前記第１、第２の検出コイルを配置した請求項１に記載の携帯端末充電装置。
前記充電コイルは、前記支持板の裏面側において可動自在とした請求項２に記載の携帯端末充電装置。
前記第１の検出コイルは、前記充電コイルの外径と略同じ大きさとし、前記第２の検出コイルは前記充電コイルの内径と略同じ大きさとした請求項２または３に記載の携帯端末充電装置。
前記第１、第２の検出コイル間に、第３の検出コイルを配置した請求項１から４のいずれか一つに記載の携帯端末充電装置。
前記制御部は、前記第１の検出コイルで検出される第１の電圧（Ｖ１）に対する、前記第２の検出コイルで検出される第２の電圧（Ｖ２）の比（Ｖ２／Ｖ１）が、設定値よりも小さくなると、安全動作として、前記充電コイルへの通電を遮断する構成とした請求項１から５のいずれか一つに記載の携帯端末充電装置。
前記制御部は、前記第１の検出コイルで検出される第１の電圧（Ｖ１）に対する、前記第２の検出コイルで検出される第２の電圧（Ｖ２）の比（Ｖ２／Ｖ１）が、設定値よりも小さくなると、安全動作として、前記制御部に接続した警報機を動作させる構成とした請求項１から６のいずれか一つに記載の携帯端末充電装置。
前記第１、第２の検出コイルには、それぞれ、ピーク電圧を測定する電圧検出手段が接続され、この電圧検出手段を前記制御部に接続した請求項１から７のいずれか一つに記載の携帯端末充電装置。
請求項１から８のいずれか一つに記載の携帯端末充電装置を、その携帯端末設置部を上面側として、車内に配置した自動車。
前記支持板の外周部には、この支持板よりも上方に突出させたガード部を設けた請求項９に記載の自動車。