(57)【要約】【課題】本開示は、非接触型充電の位置合わせを簡易に実現できる非接触型充電装置を提供する。【解決手段】本開示に係る非接触型充電装置は、第１の筐体とコイルと第１の保持部材と第２の保持部材と連動移動機構とを有する。第１の筐体は、載置面を有する。載置面は、被充電端末が載置される面である。コイルは、第１の筐体内に収容される。第１の保持部材は、載置面における被充電端末の一端に対応した位置に固定されている。第２の保持部材は、載置面における被充電端末の他端に対応した位置に移動可能に配されている。連動移動機構は、第２の保持部材の移動に連動してコイルを第１の筐体内で移動させる。【選択図】図３
2020072622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被充電端末が載置される載置面を有する第１の筐体と、
前記第１の筐体内に収容されるコイルと、
前記載置面における前記被充電端末の一端に対応した位置に固定された第１の保持部材と、
前記載置面における前記被充電端末の他端に対応した位置に移動可能に配された第２の保持部材と、
前記第２の保持部材の移動に連動して前記コイルを前記第１の筐体内で移動させる連動移動機構と、
を備えた非接触型充電装置。
【請求項２】
前記連動移動機構は、前記第２の保持部材の前記第１の筐体の長手方向に沿った移動に連動して、前記コイルを前記第１の筐体内で前記第１の筐体の長手方向に沿って移動させる
請求項１に記載の非接触型充電装置。
【請求項３】
前記連動移動機構は、前記第１の筐体内における前記一端に対応した位置と前記他端に対応した位置との間の長さに対する所定の割合の位置に前記コイルが収容された状態が維持されるように、前記コイルを移動させる
請求項２に記載の非接触型充電装置。
【請求項４】
前記被充電端末は、前記一端及び前記他端の中間位置に第２のコイルが収容され、
前記所定の割合は、略１／２である
請求項３に記載の非接触型充電装置。
【請求項５】
前記連動移動機構は、前記第２の保持部材の第１の移動量での移動に連動して、前記コイルを前記第１の筐体内で第２の移動量で移動させる
請求項３に記載の非接触型充電装置。
【請求項６】
前記被充電端末は、前記一端及び前記他端の中間位置に第２のコイルが収容され、
前記連動移動機構は、前記第２の移動量が前記第１の移動量の略１／２に維持されるように、前記コイルを移動させる
請求項５に記載の非接触型充電装置。
【請求項７】
前記連動移動機構は、
軸が前記コイルに連結された第１のピニオンと、
一端が前記第２の保持部材に連結され、前記第１のピニオンに噛み合う第１のラックと、
を有し、
前記連動移動機構は、前記第２の保持部材の前記第１の移動量での移動に応じて前記第１のラックが前記第１の移動量で移動し、前記第１のラックの前記第１の移動量での移動に連動して、前記第１のピニオンの軸が前記第２の移動量で移動し、前記第１のピニオンの軸の前記第２の移動量での移動に応じて前記コイルを前記第２の移動量で移動させる
請求項６に記載の非接触型充電装置。
【請求項８】
前記連動移動機構は、
軸が前記第１のピニオンの反対側で前記コイルに連結された第２のピニオンと、
一端が前記第１のラックの反対側で前記第２の保持部材に連結され、前記第２のピニオンに噛み合う第２のラックと、
をさらに有し、
前記連動移動機構は、さらに、前記第２の保持部材の前記第１の移動量での移動に応じて前記第２のラックが前記第１の移動量で移動し、前記第２のラックの前記第１の移動量での移動に連動して、前記第２のピニオンの軸が前記第２の移動量で移動し、前記第２のピニオンの軸の前記第２の移動量での移動に応じて前記コイルを前記第２の移動量で移動させる
請求項７に記載の非接触型充電装置。
【請求項９】
前記第１の筐体における前記第１の保持部材側の端部が連結された第２の筐体と、
前記コイルに電気的に接続され、前記第２の筐体に収容される回路基板と、
をさらに備えた
請求項１から８のいずれか１項に記載の非接触型充電装置。
【請求項１０】
前記第２の筐体は、前記第１の筐体の長手方向が前記第２の筐体の主面に対して交差した姿勢になるように前記第１の筐体の前記端部が連結されている
請求項９に記載の非接触型充電装置。
【請求項１１】
第１の筐体と前記第１の筐体が連結された第２の筐体とを有する請求項１から１０のいずれか１項に記載の非接触型充電装置と、
前記第２の筐体を支持可能な開口部が形成されたホルダと、
を備えた充電システム。
【請求項１２】
前記ホルダは、前記第２の筐体における同一直線上にない３点以上を支持可能である
請求項１１に記載の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、非接触型充電装置及び充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触型充電（ワイヤレス充電）では、給電側のコイルに電力を供給して磁束を発生させ、その磁束により受電側のコイルに誘導電力が発生することで、電力が無線伝送されることがある。このとき、受電側のコイルに対して給電側のコイルの位置を適切に合わせると、充電効率を向上できる。この非接触型充電の位置合わせを簡易に実現することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３４５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、非接触型充電の位置合わせを簡易に実現できる非接触型充電装置及び充電システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示に係る非接触型充電装置は、第１の筐体とコイルと第１の保持部材と第２の保持部材と連動移動機構とを有する。第１の筐体は、載置面を有する。載置面は、被充電端末が載置される面である。コイルは、第１の筐体内に収容される。第１の保持部材は、載置面における被充電端末の一端に対応した位置に固定されている。第２の保持部材は、載置面における被充電端末の他端に対応した位置に移動可能に配されている。連動移動機構は、第２の保持部材の移動に連動してコイルを第１の筐体内で移動させる。
【発明の効果】
【０００６】
本開示に係る非接触型充電装置によれば、非接触型充電の位置合わせを簡易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る非接触型充電装置の構成を示す正面図及び側面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る非接触型充電装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、実施形態に係る非接触型充電装置の動作を示す側面図である。
【図４】図４は、実施形態に係る非接触型充電装置の動作（被充電端末が載置されていない状態の動作）を示す矢視図である。
【図５】図５は、実施形態に係る非接触型充電装置の動作（被充電端末が載置された状態の動作）を示す矢視図である。
【図６】図６は、実施形態に係る非接触型充電装置の動作（他の被充電端末が載置された状態の動作）を示す矢視図である。
【図７】図７は、実施形態に係る非接触型充電装置が設置されるドリンクホルダ及び車両の内装部材を示す斜視図である。
【図８】図８は、実施形態におけるドリンクホルダの構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、実施形態におけるドリンクホルダの構成を示す分解斜視図である。
【図１０】図１０は、実施形態におけるリングカバーが外された状態のドリンクホルダの構成を示す斜視図及び上面図である。
【図１１】図１１は、実施形態に係る非接触型充電装置の構成を示す上面図及び下面図である。
【図１２】図１２は、実施形態に係る非接触型充電装置がドリンクホルダに設置された状態を示す断面図である。
【図１３】図１３は、実施形態に係る非接触型充電装置がドリンクホルダに設置された状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本開示に係る非接触型充電装置の実施形態について説明する。
【０００９】
（実施形態）
実施形態に係る非接触型充電装置は、被充電端末の充電を行う。被充電端末は、例えば、スマートホンなどの携帯機器である。携帯機器の普及に伴い、携帯機器等の被充電端末の充電を自動車等の車両内で行うことが要求され得る。非接触型充電装置は、被充電端末に充電用の接点を接続する必要が無い非接触型充電（ワイヤレス充電）を行う。非接触型充電（ワイヤレス充電）は、車両内における被充電端末の充電に適している。非接触型充電装置は、例えば、充電用の接点を引き出す必要がないので車両における非接触型充電装置の設置場所の意匠品位を上げることができる。充電用の接点を接続する操作が不要になることで、車両内における被充電端末の充電時にユーザの利便性を向上できる。
【００１０】
非接触型充電（ワイヤレス充電）を行うために、給電側のコイルは、非接触型充電装置における載置面を有する筐体内に内蔵され、受電側のコイルは、被充電端末内に内蔵され得る。非接触型充電装置における載置面に被充電端末が載置され、給電側のコイルに電力を供給して磁束を発生させ、その磁束により被充電端末内における受電側のコイルに誘導電力が発生することで、電力が無線伝送される。このとき、受電側のコイルに対して給電側のコイルの位置を適切に合わせると、充電効率を向上できる。
【００１１】
載置面の左右に支持部材を有する充電装置では、被充電端末が載置面に載せられ、左右の支持部材で被充電端末を挟持して保持する。この充電装置では、被充電端末の位置が上下方向にずれないように載置面に滑り止めの部材（例えば、ゴムシート）が配され得る。このため、給電側のコイルと受電側のコイルとの距離が大きくなりやすく、充電効率が低下しやすい。
【００１２】
被充電端末の位置を上下方向に合わせるために、充電装置において、載置面の下部に支持部材をさらに設けて、下部の支持部材で携帯端末装置の上下方向の位置を規制することがある。この充電装置では、被充電端末を左右の支持部材で保持した後に下部の支持部材を動かして被充電端末の上下方向の位置を手動で合わせるため、非接触型充電の位置合わせの動作が煩雑になりやすい。
【００１３】
それに対して、非接触型充電の位置合わせを行えるように、被充電端末における受電側のコイルの位置を電磁気的に検知するための検知基板を給電側のコイルとともに筐体内に内蔵して充電装置を構成することが考えられる。この充電装置では、給電側のコイルと受電側のコイルとの間に検知基板が配されることになり、給電側のコイルと受電側のコイルとの距離が大きくなりやすく、充電効率が低下しやすい。
【００１４】
そこで、本実施形態では、非接触型充電装置を、被充電端末が載置面に載置され上下方向に保持されるように保持部材が操作されることに連動して筐体内で給電側のコイルが受電側のコイルに対応した位置に移動するように機械的に構成することで、非接触型充電の位置合わせの簡易な実現を図る。
【００１５】
具体的には、非接触型充電装置１は、図１及び図２に示すように構成され得る。図１（ａ）は、非接触型充電装置１の構成を示す正面図である。図１（ｂ）は、非接触型充電装置１の構成を示す側面図である。図２は、非接触型充電装置１の構成を示す分解斜視図である。
【００１６】
非接触型充電装置１は、縦型で構成され、縦方向に被充電端末を保持（チャッキング）可能である。例えば、非接触型充電装置１は、筐体（第１の筐体）１０、コイル２０、保持部材（第１の保持部材）３０、保持部材（第２の保持部材）４０、連動移動機構５０、筐体（第２の筐体）６０、及び回路基板７０を有する。
【００１７】
筐体１０は、載置面１０ａを有する。載置面１０ａは、被充電端末（例えば、図３（ｂ）に示す被充電端末１００又は図３（ｃ）に示す被充電端末２００）が載置される面である。なお、以下では、載置面１０ａに垂直な方向をＺ方向とし、載置面１０ａに沿って筐体６０に近づく方向をＸ方向とし、Ｚ方向及びＸ方向に垂直な方向をＹ方向とする。筐体１０は、被充電端末に対応した形状を有し、例えば、Ｘ方向を長手方向とする略直方体形状を有している。筐体１０の長手方向（Ｘ方向）は、筐体６０の＋Ｘ側の主面６０ａに対して、ＸＺ側面視で垂直な方向から若干＋Ｚ側に傾斜して交差している。
【００１８】
筐体１０は、カバー１１、ベース１２、ギアストッパー１３、スプリング１４、アーム１５、及び解除ボタン１６を有する。カバー１１は、矩形板型の形状を有し、保持部材４０がスライドされるガイド開口１１ａが形成されている。ガイド開口１１ａは、保持部材４０が連動移動機構５０に連結される部分４０ａの幅に対応したＹ方向幅を維持しながら、カバー１１における−Ｘ側の端部から＋Ｘ方向に延びている。ベース１２は、側壁１２ａ、開口１２ｂ及び底壁１２ｃを有している。側壁１２ａは、底壁１２ｃの端部から−Ｚ方向に延びている。開口１２ｂは、ベース１２における−Ｚ方向に開口した箇所である。底壁１２ｃの内面には、連動移動機構５０の一部がスライドされるガイドレール１２ｃ１，１２ｃ２が配されている。各ガイドレール１２ｃ１，１２ｃ２は、Ｙ方向に離間して並ぶとともに、−Ｘ側の側壁１２ａの内面から＋Ｘ方向に延びている。ギアストッパー１３は、−Ｙ側の側壁１２ａ及び底壁１２ｃに設けられた溝部１２ｃ３に収容される。スプリング１４は、溝部１２ｃ３における側壁１２ａとギアストッパー１３との間に収容され、ギアストッパー１３を＋Ｙ側（ラックギア５１ｃ）へ付勢している（図５（ｃ）参照）。アーム１５は、一端がギアストッパー１３に回転可能に連結され、他端が−Ｙ側の側壁１２ａにおける切り欠き部１２ｃ４付近に配され、一端及び他端の中間の部分が穴１２ｃ５に回転可能に軸支される。解除ボタン１６は、切り欠き部１２ｃ４に収容される。解除ボタン１６が＋Ｙ側へ押されると、ギアストッパー１３の＋Ｙ側への付勢が解除される（図４（ｃ）参照）。
【００１９】
コイル２０は、Ｘ方向を長手方向とするＸＺ側面形状を有し、筐体１０内に収容されている。コイル２０は、筐体１０の内面に対向している。これにより、コイル２０と筐体１０の内面との間に所定の基板（例えば、検知基板）が介在している場合に比べて、コイル２０と載置面１０ａとのＺ方向距離を近くすることができる。コイル２０は、非接触型充電における給電側のコイルとして機能する。コイル２０は、回路基板７０に電気的に接続され、被充電端末の充電時に回路基板７０から電力が給電され得る。
【００２０】
コイル２０は、コイル本体２１、コイルホルダ２２、及びホルダ支持部材２３を有する。コイル本体２１は、例えばエナメル線等の線材がスパイラル状に巻き回され環状形状で形成され得る。コイル本体２１は、その外周側及び＋Ｚ側の面が合成樹脂等の非磁性体で形成された保持体で覆われていてもよく、その＋Ｚ側の面にフェライト等の磁性体のシートが貼り付けられていてもよい。コイルホルダ２２は、コイル本体２１に対応した開口２２ａを有し、開口２２ａにコイル本体２１が収容された状態でコイル本体２１を保持する。ホルダ支持部材２３は、Ｘ方向に延びてコイルホルダ２２の一端（例えば、＋Ｙ側の端部）に接続されている。ホルダ支持部材２３は、＋Ｚ側に突出した部分２３ａが連動移動機構５０の−Ｚ側からベース１２におけるガイドレール１２ｃ１と＋Ｙ側の側壁１２ａとの間の空間で、Ｘ方向にスライド可能である。
【００２１】
保持部材３０は、載置面１０ａにおける被充電端末の一端に対応した位置（すなわち、載置面１０ａにおける＋Ｘ側の端部）に固定されている。保持部材３０は、非接触型充電装置１の使用時の姿勢（図７（ｃ）参照）において、載置面１０ａにおける鉛直下方に位置し、被充電端末が載置面１０ａに載置された際に被充電端末の一端（被充電端末の＋Ｘ側の端部）を保持（チャッキング）する。すなわち、被充電端末は、その自重により保持部材３０の＋Ｘ側の面に押し付けられ、その一端（＋Ｘ側の端部）が位置決めされ得る。これにより、載置面１０ａに滑り止めの部材を設けることなく被充電端末の上下方向の位置ずれを防止できる。
【００２２】
保持部材３０は、台座部３１及びゴムシート３２を有する。台座部３１は、載置面１０ａにおける＋Ｘ側の端部に配されているとともに、筐体６０の−Ｘ側の主面６０ａに配されている。台座部３１は、主面６０ａより台座状に隆起している。台座部３１は、−Ｘ側の台座面３１ａが載置面１０ａに略直交するようにＹＺ方向に延びている。台座面３１ａは、筐体６０の−Ｘ側の主面６０ａに対して、ＸＺ側面視で若干−Ｘ側に傾斜して延びている。ゴムシート３２は、台座面３１ａに貼り付けられており、被充電端末が載置面１０ａに載置され被充電端末の＋Ｘ側の端部が当接された際にその弾性力で被充電端末への衝撃を緩和できる。
【００２３】
保持部材４０は、載置面１０ａにおける被充電端末の他端に対応した位置（すなわち、載置面１０ａにおける−Ｘ側の端部）に移動可能に配されている。保持部材４０は、筐体１０の長手方向に沿って（すなわち、Ｘ方向に）移動可能に構成されている。保持部材４０は、非接触型充電装置１の使用時の姿勢（図３（ｃ）参照）において、載置面１０ａにおける鉛直上方側に位置し、被充電端末が載置面１０ａに載置されＸ方向に押し下げられるように操作された際に被充電端末の他端（被充電端末の−Ｘ側の端部）を保持（チャッキング）する。すなわち、被充電端末は、Ｘ方向の押し下げ操作により保持部材４０の＋Ｘ側の面に押し付けられ、その他端（＋Ｘ側の端部）が位置決めされ得る。
【００２４】
保持部材４０は、板状部４１及びゴムシート４２を有する。板状部４１は、載置面１０ａにおける−Ｘ側の端部に配されているとともに、部分４０ａを介して連動移動機構５０に連結されている。板状部４１は、部分４０ａがガイド開口１１ａに沿ってＸ方向にスライドした際に、部分４０ａを介してその移動の動作を連動移動機構５０に伝達可能である。板状部４１は、載置面１０ａにおける−Ｘ側の端部付近から概ね−Ｚ方向に延びている。板状部４１は、＋Ｘ側の主面４１ａが載置面１０ａに略直交するようにＹＺ方向に延びている。主面４１ａは、台座面３１ａに対して、ＸＺ側面視で若干＋Ｘ側に傾斜して延びている。ゴムシート４２は、主面４１ａに貼り付けられており、被充電端末が載置面１０ａに載置され被充電端末の−Ｘ側の端部が当接された際にその弾性力で被充電端末への衝撃を緩和できる。主面４１ａが台座面３１ａに対してＸＺ側面視で若干＋Ｘ側に傾斜して延びていることにより、保持部材４０は、保持部材３０と協働して被充電端末をＺ方向にも保持することができる。ゴムシート３２、４２は、リブ形状となっており、適切につぶれることにより、その反発力で保持力を向上させることができる。
【００２５】
また、保持部材４０に対するＸ方向の押し下げ操作により被充電端末が保持部材４０の＋Ｘ側の面に押し付けられたとき、保持部材４０は、保持部材３０と協働して、被充電端末のＸ方向長さを検知することもできる。例えば、図３（ａ）に示すように、被充電端末が載置されていない状態において、保持部材４０がその可動範囲の−Ｘ側の端部まで操作されている場合、保持部材３０の−Ｘ側の面と保持部材４０の＋Ｘ側の面との距離はＤ１となり得る。図３（ａ）は、被充電端末が載置されていない状態における非接触型充電装置１を示す側面図である。
【００２６】
一方、図３（ｂ）に示すように、被充電端末１００が載置面１０ａに載置された状態において、保持部材４０が被充電端末１００の−Ｘ側の端部１００ａまで押し下げられるように操作された場合、保持部材３０の−Ｘ側の面と保持部材４０の＋Ｘ側の面との距離はＤ２（＜Ｄ１）となり得る。図３（ｂ）に示されるように、この距離Ｄ２は、被充電端末１００のＸ方向長さに概ね等しくなっている。図３（ｂ）は、被充電端末１００が載置された状態における非接触型充電装置１を示す側面図である。
【００２７】
図３（ｃ）に示すように、被充電端末２００が載置面１０ａに載置された状態において、保持部材４０が被充電端末２００の−Ｘ側の端部２００ａまで押し下げられるように操作された場合、保持部材３０の−Ｘ側の面と保持部材４０の＋Ｘ側の面との距離はＤ３（＜Ｄ１）となり得る。図３（ｃ）に示されるように、この距離Ｄ３は、被充電端末２００のＸ方向長さに概ね等しくなっている。図３（ｃ）は、被充電端末１００が載置された状態における非接触型充電装置１を示す側面図である。
【００２８】
図１及び図２に戻って、連動移動機構５０は、保持部材４０のＸ方向の移動に連動して、コイル２０を筐体１０内でＸ方向に移動させる。連動移動機構５０は、保持部材４０の第１の移動量での移動に連動して、コイル２０を筐体１０内で第２の移動量で移動させる。第２の移動量は、第１の移動量に対して所定の割合に維持され得る。
【００２９】
所定の割合は、被充電端末のＸ方向長さ（Ｘ方向の全長）に対する被充電端末の一端から受電側のコイルが収容された位置までのＸ方向距離の割合に応じて予め決められている。例えば、被充電端末のＸ方向長さに対する被充電端末の一端から受電側のコイルが収容された位置までのＸ方向距離の割合が略１／２である場合、所定の割合は、略１／２に決められ得る。
【００３０】
すなわち、連動移動機構５０は、筐体１０内における被充電端末の＋Ｘ側の端部に対応した位置と−Ｘ側の端部に対応した位置との間の長さに対する所定の割合（例えば、略１／２）の位置にコイル２０が収容された状態が維持されるように、コイル２０を移動させる。これにより、被充電端末のＸ方向長さ（Ｘ方向の全長）に対応して、筐体１０内で給電側のコイル２０が受電側のコイルに対応した位置に機械的に位置決めされ得る。
【００３１】
連動移動機構５０は、ラック部材５１、ラック部材５２、ピニオン（第１のピニオン）５３、ピニオン（第２のピニオン）５４、ダンパ５５、ダンパ５６、ダンパホルダ５７、スプリング５８、及びスプリング５９を有する。ラック部材５１は、＋Ｘ側が開放され＋Ｘ側の部分が−Ｘ側の部分より若干Ｙ方向幅が狭くなった略逆Ｕ字形状を有し、ダンパホルダ５７がスライドされるガイド開口５１ｄが形成されている。ガイド開口５１ｄは、ダンパホルダ５７のガイドレール５７ｇの幅に対応したＹ方向幅を維持しながら、ラック部材５１における＋Ｘ側の端部から−Ｘ方向に延びている。ラック部材５１は、＋Ｘ側の部分における＋Ｙ側の端面にラック（第１のラック）５１ａが形成され、＋Ｘ側の部分における−Ｙ側の端面にラック（第２のラック）５１ｂが形成され、−Ｘ側の部分における−Ｙ側の端面にラックギア５１ｃが形成されている。ラック部材５２は、−Ｘ側が開放された略Ｕ字形状を有し、開放部における＋Ｙ側の内側面にラック５２ａが形成され、開放部における−Ｙ側の内側面にラック５２ｂが形成され、開放部における＋Ｘ側の端部にコイル５８に対応した凸部５２ｃ及びコイル５９に対応した凸部５２ｄが形成されている。ピニオン５３は、−Ｙ側でラック５１ａに噛み合うとともに＋Ｙ側でラック５２ａに噛み合うようにラック部材５１及びラック部材５２に組み付けられる。ピニオン５４は、＋Ｙ側でラック５１ｂに噛み合うとともに−Ｙ側でラック５２ｂに噛み合うようにラック部材５１及びラック部材５２に組み付けられる。ダンパ５５は、ピニオン５３とダンパホルダ５７との間に設けられる。ダンパ５５には、ピニオン５３の軸が連結されている。ダンパ５５は、ピニオン５３の回転トルクを減衰させピニオン５３をゆっくり回転させることができる。ダンパ５６は、ピニオン５４とダンパホルダ５７との間に設けられる。ダンパ５６には、ピニオン５４の軸が連結されている。ダンパ５６は、ピニオン５４の回転トルクを減衰させピニオン５４をゆっくり回転させることができる。これにより動作品位が向上する。ダンパホルダ５７は、ネジ等でコイルホルダ２２が固定される穴５７ａ〜５７ｄと、ダンパ５５，５６が収容される溝部５７ｅ，５７ｆとラック部材５１がスライドされるガイドレール５７ｇと、ラック部材５２がスライドされる側壁部５７ｈ，５７ｉとを有する。スプリング５８は、一端がガイドレール５７ｇの＋Ｘ側の部分に結合され、他端がラック５２の凸部５２ｃに嵌め込まれる。スプリング５９は、一端がガイドレール５７ｇの＋Ｘ側の部分に結合され、他端がラック５２の凸部５２ｄに嵌め込まれる。
【００３２】
連動移動機構５０では、ラック５１ａは、一端がラック５１ｂの反対側（保持部材４０のＹ方向中心に対してラック５１ｂの反対側）で保持部材４０に連結され、ラック５１ｂは、一端がラック５１ａの反対側（保持部材４０のＹ方向中心に対してラック５１ａの反対側）で保持部材４０に連結されている。すなわち、ラック５１ａは、一端がラック５１ｂの＋Ｙ側でラック部材５１における−Ｘ側の部分を介して保持部材４０に連結されている。ラック５１ｂは、一端がラック５１ａの−Ｙ側でラック部材５１における−Ｘ側の部分を介して保持部材４０に連結されている。ピニオン５３は、−Ｙ側でラック５１ａに噛み合い、＋Ｙ側でラック５２ａに噛み合う。ピニオン５４は、＋Ｙ側でラック５１ｂに噛み合い、−Ｙ側でラック５２ａに噛み合う。この構成により、保持部材４０のＸ方向の移動量Ｌでの移動に応じて、ラック５１ａ，５１ｂがＸ方向に移動量Ｌで移動し、ラック５１ａ，５１ｂのＸ方向の移動量Ｌでの移動に連動して、ピニオン５３，５４の軸がＸ方向に移動量Ｌ／２で移動し、ピニオン５３，５４の軸のＸ方向の移動量Ｌ／２での移動に応じてコイル３０がＸ方向に移動量Ｌ／２で移動される。すなわち、ピニオン５３，５４とラック５２ａ，５２ｂとの噛み合わせ箇所を疑似的に回転軸とみなすと、ピニオン５３，５４の軸の移動距離がラック５１ａ，５１ｂとの噛み合わせ箇所の移動距離の１／２になる。これにより、ラック５１ａ，５１ｂがＸ方向に移動量Ｌで移動すると、ピニオン５３，５４の軸がＸ方向に移動量Ｌ／２で移動する。この結果、ピニオン５３，５４の軸に連結されたコイル２０がＸ方向に移動量Ｌ／２で移動され得る。これにより、連動移動機構５０は、筐体１０内における被充電端末の＋Ｘ側の端部に対応した位置と−Ｘ側の端部に対応した位置との間の長さに対する所定の割合（例えば、略１／２）の位置にコイル２０が収容された状態が維持されるように、コイル２０を移動させることができる。
【００３３】
例えば、図３（ａ）に示すように、被充電端末が載置されていない状態において、保持部材４０がその可動範囲の−Ｘ側の端部まで操作されている場合、保持部材３０の−Ｘ側の面とコイル２０の中心のＸ座標との距離はＤ１１となる。このとき、連動移動機構５０は、次の数式１が成り立つように、コイル２０を筐体１０内で位置決めすることができる。
Ｄ１１≒Ｄ１／２・・・数式１
【００３４】
これを正面図で示すと、図４（ａ）〜図４（ｃ）のようになる。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、それぞれ、被充電端末が載置されていない状態における非接触型充電装置１の矢視図である。図４（ａ）は、被充電端末が載置されていない状態を外観構成で示し、図４（ｂ）は、被充電端末が載置されていない状態をカバー１１を外した構成で示し、図４（ｃ）は、被充電端末が載置されていない状態をさらにコイル２０及びコイルホルダ２２を外した構成で示している。図４（ａ）では、被充電端末が載置されていないことが示され、図４（ｂ）では、保持部材３０の−Ｘ側の面とコイル２０の中心のＸ座標との距離がＤ１１となっていることが示され、図４（ｃ）では、保持部材３０の−Ｘ側の面とピニオン５３，５４のＸ座標との距離がＤ１１’（≒Ｄ１１）となっていることが示されている。
【００３５】
一方、図３（ｂ）に示すように、被充電端末１００が載置された状態において、保持部材４０が被充電端末１００の−Ｘ側の端部１００ａまで押し下げられるように操作された場合、保持部材３０の−Ｘ側の面とコイル２０の中心のＸ座標との距離はＤ１２となる。すなわち、保持部材４０のＸ方向の移動量が（Ｄ１−Ｄ２）であり、コイル２０のＸ方向の移動量が（Ｄ１−Ｄ２）／２であれば、次の数式２が成り立つ。
Ｄ１２＝Ｄ１１−（Ｄ１−Ｄ２）／２・・・数式２
このとき、数式１及び数式２から次の数式３を導くことができる。
Ｄ１２＝Ｄ２／２・・・数式３
【００３６】
これを矢視図で示すと、図５（ａ）〜図５（ｃ）のようになる。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、それぞれ、被充電端末１００が載置された状態における非接触型充電装置１を示す矢視図である。図５（ａ）は、被充電端末１００が載置された状態の動作を正面の外観構成で示し、図５（ｂ）は、被充電端末１００が載置された状態の動作をカバー１１を外した正面の構成で示し、図５（ｃ）は、被充電端末１００が載置された状態をさらにコイル２０及びコイルホルダ２２を外した構成で示している。図５（ａ）では、被充電端末１００が載置されていることが示され、図５（ｂ）では、保持部材３０の−Ｘ側の面とコイル２０の中心のＸ座標との距離がＤ１２となっていることが示され、図５（ｃ）では、保持部材３０の−Ｘ側の面とピニオン５３，５４のＸ座標との距離がＤ１２’（≒Ｄ１２）となっていることが示されている。
【００３７】
このとき、図３（ｂ）に示すように、被充電端末１００内におけるコイル１２０の中心が被充電端末１００の一端からほぼＤ１２のＸ方向距離に位置しているので、数式３の位置決めでコイル２０の中心のＸ位置とコイル１２０のＸ位置とをほぼ一致させることができる。これにより、コイル２０からコイル１２０へ電力を無線伝送する際の効率を容易に向上できる位置へコイル２０を位置決めすることができる。
【００３８】
図３（ｃ）に示すように、被充電端末２００が載置された状態において、保持部材４０が被充電端末２００の−Ｘ側の端部２００ａまで押し下げられるように操作された場合、保持部材３０の−Ｘ側の面とコイル２０の中心のＸ座標との距離はＤ１３となる。すなわち、保持部材４０のＸ方向の移動量がＤ１−Ｄ３であり、コイル２０のＸ方向の移動量が（Ｄ１−Ｄ３）／２であれば、次の数式４が成り立つ。
Ｄ１３＝Ｄ１１−（Ｄ１−Ｄ３）／２・・・数式４
このとき、数式１及び数式４から次の数式５を導くことができる。
Ｄ１３＝Ｄ３／２・・・数式５
【００３９】
これを矢視図で示すと、図６（ａ）〜図６（ｃ）のようになる。図６（ａ）〜図６（ｃ）は、それぞれ、被充電端末１００が載置された状態における非接触型充電装置１を示す矢視図である。図６（ａ）は、被充電端末２００が載置された状態を外観構成で示し、図６（ｂ）は、被充電端末２００が載置された状態をカバー１１を外した正面の構成で示し、図６（ｃ）は、被充電端末２００が載置された状態をさらにコイル２０及びコイルホルダ２２を外した矢視の構成で示している。図６（ａ）では、被充電端末２００が載置されていることが示され、図６（ｂ）では、保持部材３０の−Ｘ側の面とコイル２０の中心のＸ座標との距離がＤ１３となっていることが示され、図６（ｃ）では、保持部材３０の−Ｘ側の面とピニオン５３，５４のＸ座標との距離がＤ１３’（≒Ｄ１３）となっていることが示されている。
【００４０】
このとき、図３（ｃ）に示すように、被充電端末２００内におけるコイル２２０の中心が被充電端末２００の一端からほぼＤ１３のＸ方向距離に位置しているので、数式５の位置決めでコイル２０の中心のＸ位置とコイル２２０のＸ位置とをほぼ一致させることができる。これにより、コイル２０からコイル２２０へ電力を無線伝送する際の効率を容易に向上できる位置へコイル２０を位置決めすることができる。
【００４１】
図１及び図２に戻って、筐体６０は、筐体１０における保持部材３０側の端部が連結されている。回路基板７０は、筐体６０に収容されている。回路基板７０は、非接触充電を行うための回路が実装されており、その回路がコイル２０に電気的に接続されている。これにより、筐体１０に回路基板７０を収容する場合に比べて、筐体１０に収容すべき部品点数を削減でき、筐体１０のＺ方向の厚さを薄くすることができる。
【００４２】
筐体６０は、カバー６１及びベース６２を有し、カバー６１の−Ｘ側の面６０ａに筐体１０における保持部材３０側の端部が連結されている。カバー６１は、＋Ｘ側が開放された略円筒形状を有している。カバー６１の外周面には、溝６１１〜６１３が設けられている。回路基板７０は、カバー６１がベース６２に嵌め込まれた際にできる内部空間に収容されている。ベース６２は、−Ｘ側が開放された略円筒形状を有している。ベース６２の内周面には、回路基板７０の充電端子が嵌め込まれる切り欠き部６２ａが設けられている。回路基板７０の充電端子が切り欠き部６２ａに嵌め込まれることで、回路基板７０の充電端子が筐体６０の外部へ露出される。
【００４３】
筐体６０は、非接触型充電装置１の使用時の姿勢（図７（ｃ）参照）において、筐体１０に対して鉛直下方に位置し、車両内の設置場所に対応した形状で構成され得る。このとき、車両内における非接触型充電装置１の設置場所として既存の内装部材を利用すれば、車両内の意匠性や品位が向上し、非接触型充電装置１を設置できる。車両内の設置場所がドアのポケットである場合、筐体６０は、ドアのポケットに対応した略板形状で構成され得る。車両内の設置場所がドリンクホルダの開口部である場合、筐体６０は、ドリンクホルダの開口部に対応した略円筒形状で構成され得る。
【００４４】
例えば、図７（ａ）に示すように、車両内の座席４０１，４０２間のコンソールには、ドリンクホルダ（ホルダ）４０４が形成され得る。ドリンクホルダ４０４は、その開口部４０４ａ，４０４ｂ内に缶又はビン等のドリンク容器が配された際に、車両の走行に伴う振動があってもドリンク容器を安定的に保持し得る。各開口部４０４ａ，４０４ｂは、例えばφ７５ｍｍ×４５ｍｍで構成され得る。ドリンクホルダ４０４における開口部４０４ａ，４０４ｂには、それぞれ、リングカバーが取り外し可能に嵌め込まれ得る。
【００４５】
車両内の設置場所がドリンクホルダの開口部である場合、図７（ｂ）に示すように、開口部４０４ａに嵌め込まれていたリングカバー４０５ａが取り外されると、開口部４０４ａにおける電気的な接点と機械的な支持点とが露出し、ドリンク容器に代えて非接触型充電装置１を設置可能な状態になる。電気的な接点には、車両のバッテリ等の電気系統から電力が供給され得る。機械的な支持点は、同一直線上にない３点以上で構成され得る。非接触型充電装置１の筐体６０にも、開口部４０４ａの電気的な接点に対応した電気的な接点と機械的な被支持点とが形成されている。電気的な接点は、回路基板７０に電気的に接続されている。機械的な被支持点は、同一直線上にない３点以上で構成され得る。
【００４６】
具体的には、ドリンクホルダ４０４は、図８及び図９に示すように構成され得る。図８は、ドリンクホルダ４０４の構成を示す斜視図である。図９は、非接触型充電装置１の構成を示す分解斜視図である。ドリンクホルダ４０４は、ホルダカバー４０６、リングカバー４０５ａ，４０５ｂ、ベース４０７、防水シート４０８ａ，４０８ｂ、充電端子４０９ａ，４０９ｂ、ストッパー４１１ａ〜４１３ａ，４１１ｂ〜４１３ｂ、及びスプリング４２１ａ〜４２３ａ，４２１ｂ〜４２３ｂを有する。ホルダカバー４０６は、下面が開放された上面に開口部４０４ａ，４０４ｂが形成された略直方体形状を有する。リングカバー４０５ａ，４０５ｂは、それぞれ、開口部４０４ａ，４０４ｂに対応した環状形状を有し、開口部４０４ａ，４０４ｂに取り外し可能に構成されている。ベース４０７は、上面が開放され４つの側壁４０７ａ〜４０７ｄを含む略直方体形状を有する。ベース４０７は、開口部４０４ａ，４０４ｂの間に対応した位置に側壁４０７ａ及び側壁４０７ｃを接続する板状のリブ部４０７４を有する。ベース４０７は、側壁４０７ｄからリブ部４０７４側へ板状に突出した突出部４０７１ａ、リブ部４０７４から側壁４０７ｄ側へ板状にそれぞれ突出した突出部４０７２ａ，４０７３ａ、リブ部４０７４から側壁４０７ｂ側へ板状に突出した突出部４０７１ｂ、側壁４０７ｂからリブ部４０７４側へ板状にそれぞれ突出した突出部４０７２ｂ，４０７３ｂを有する。防水シート４０８ａ，４０８ｂは、リングカバー４０５ａ，４０５ｂにおける充電端子４０９ａ，４０９ｂの外周を囲う形で貼り付けられる。充電端子４０９ａ，４０９ｂは、それぞれ、ホルダカバー４０６がベース４０７に嵌め込まれた際に車両のバッテリ等の電気系統に電気的に接続され、開口部４０４ａ，４０４ｂにおける電気的な接点として機能する。ストッパー４１１ａ〜４１３ａは、それぞれ、突出部４０７１ａ〜４０７３ａ上に載置されホルダカバー４０６がベース４０７に嵌め込まれた際にスプリング４２１ａ〜４２３ａで開口部４０４ａ側面の穴を介して内側へ付勢され、開口部４０４ａにおける機械的な支持点として機能する。ストッパー４１１ｂ〜４１３ｂは、それぞれ、突出部４０７１ｂ〜４０７３ｂ上に載置されホルダカバー４０６がベース４０７に嵌め込まれた際にスプリング４２１ｂ〜４２３ｂで開口部４０４ｂ側面の穴を介して内側へ付勢され、開口部４０４ｂにおける機械的な支持点として機能する。
【００４７】
例えば、ドリンクホルダ４０４における開口部４０４ａからリングカバー４０５ａが取り外されると、図１０に示すように、開口部４０４ａにおいて、充電端子４０９ａ及びストッパー４１１ａ〜４１３ａの先端が露出される。図１０（ａ）は、リングカバー４０５ａが外された状態のドリンクホルダ４０４の構成を示す斜視図である。図１０（ｂ）は、リングカバー４０５ａが外された状態のドリンクホルダ４０４の構成を示す上面図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、開口部４０４ａの内側面付近に充電端子４０９ａが電気的な接点として露出されているとともに、ストッパー４１１ａ〜４１３ａの先端が同一直線上にない３点の機械的な支持点として構成されていることが示されている。
【００４８】
このとき、非接触型充電装置１の筐体６０には、図１１に示すように、対応する構成が設けられている。図１１（ａ）は、非接触型充電装置１の構成を示す上面図である。図１１（ｂ）は、非接触型充電装置１の構成を示す下面図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、筐体６０のベース６２の切り欠き部６２ａから充電端子７０ａが電気的な接点として充電端子４０９ａに対応した位置に露出されているとともに、カバー６１の外周面における溝６１１〜６１３が機械的な被支持点としてストッパー４１１ａ〜４１３ａに対応した位置に構成されていることが示されている。
【００４９】
図７（ｃ）に示すように、非接触型充電装置１がドリンクホルダ４０４の開口部４０４ａに設置されると、図１２に示すように、開口部４０４ａの電気的な接点と筐体６０の電気的な接点とが接触するとともに、図１０に示すように、開口部４０４ａの機械的な支持点と筐体６０の機械的な被支持点とが嵌合する。図１２は、非接触型充電装置１がドリンクホルダ４０４に設置された状態を示す断面図である。
【００５０】
これにより、車両のバッテリ等の電気系統から、開口部４０４ａの電気的な接点、筐体６０の電気的な接点、回路基板７０経由でコイル２０へ電力が供給され得る。それとともに、同一直線上にない３点以上の機械的な支持点で筐体６０が支持されるので、車両の走行に伴う振動があっても筐体６０を安定的に支持することができ、筐体６０に連結された筐体１０も安定的に支持することができる。すなわち、非接触型充電装置１及びドリンクホルダ４０４により、車両内での被充電端末の充電に適した充電システム５００が構成され得る。
【００５１】
以上のように、実施形態では、非接触型充電装置１を、被充電端末が載置面１０ａに載置され上下方向に保持されるように保持部材４０が操作されることに連動して筐体１０内で給電側のコイル２０が受電側のコイルに対応した位置（例えば、被充電端末の全長に対する略半分の位置）に移動するように機械的に構成する。これにより、非接触型充電装置１の保持（チャッキング）に連動して非接触型充電の位置合わせが機械的に自動的に行われ得るので、非接触型充電の位置合わせを簡易に実現できる。
【００５２】
また、実施形態では、非接触型充電の位置合わせが機械的に自動的に行われ、検知基板を設ける必要が無いので、被充電端末の載置面１０ａと筐体１０内のコイル２０との対面距離を容易に近くすることができ、非接触型充電の充電効率を向上できる。
【００５３】
また、実施形態では、非接触型充電装置１が縦型で構成され、被充電端末を保持部材３０，４０により上下方向に保持し、載置面１０ａに滑り止めの部材を設ける必要が無いので、被充電端末の載置面１０ａと筐体１０内のコイル２０との対面距離を容易に近くすることができ、非接触型充電の充電効率を向上できる。
【００５４】
また、実施形態では、検知基板を設ける必要が無く、回路基板７０を筐体６０内に収容させているので、筐体１０を容易に薄型で構成できる。
【００５５】
また、実施形態では、非接触型充電装置１がドリンクホルダ４０４の開口部に設置された際に同一直線上にない３点以上の機械的な支持点で筐体６０が支持されるので、車両の走行に伴う振動があっても筐体６０を安定的に支持することができ、非接触型充電装置１を安定的に支持することができる。
【００５６】
また、実施形態では、非接触型充電装置１がドリンクホルダ４０４の開口部に設置された際に筐体６０を安定的に支持することができるので、筐体６０の横方向の幅を容易に小さく構成できる。
【００５７】
なお、実施形態では、連動移動機構５０が２組のピニオン及びラックを含む場合について例示しているが、連動移動機構５０は、２組のうち１組のピニオン及びラックが省略された構成であってもよい。例えば、連動移動機構５０は、図２に示すピニオン５４及びラック５１ｂ，５２ｂが省略された構成であってもよいし、図２に示すピニオン５３及びラック５１ａ，５２ａが省略された構成であってもよい。この場合でも、連動移動機構５０は、保持部材４０が操作されることに連動して筐体１０内で給電側のコイル２０を受電側のコイルに対応した位置に移動させることができる。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
【００５９】
また、ドリンクホルダに設置された充電端子４０９ａ，４０９ｂは、非接触型充電装置１用の端子であるが、それ以外の機器（例えば、ヒータ付保温カップの電源など）への適用も可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  非接触型充電装置
１０  筐体
２０  コイル
３０  保持部材
４０  保持部材
５０  連動移動機構
６０  筐体
７０  回路基板
４０４  ドリンクホルダ
５００  充電システム
【図１】
2020072622.tif 000003
【図２】
2020072622.tif 000004
【図３】
2020072622.tif 000005
【図４】
2020072622.tif 000006
【図５】
2020072622.tif 000007
【図６】
2020072622.tif 000008
【図７】
2020072622.tif 000009
【図８】
2020072622.tif 000010
【図９】
2020072622.tif 000011
【図１０】
2020072622.tif 000012
【図１１】
2020072622.tif 000013
【図１２】
2020072622.tif 000014
【図１３】
2020072622.tif 000015