(57)【要約】【課題】複数の電池内蔵機器をケース上面のどこに載せても、内蔵電池を効率よく充電する。【解決手段】充電台は、受電コイル５１に起電力を誘導する複数の送電コイル１１と、上面に複数の電池内蔵機器５０を載せることのできる面積の上面プレート２１を有するケース２０と、各々の送電コイル１１を上面プレート２１の内面に沿って移動させる移動機構１３と、上面プレート２１に載せられる各々の電池内蔵機器５０の位置を検出して移動機構１３を制御し、各々の送電コイル１１を各々の電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近させる位置検出制御器１４とを備える。充電台は、ケース２０の上面プレート２１に複数の電池内蔵機器５０が載せられると、各々の電池内蔵機器５０の位置を位置検出制御器１４が検出し、移動機構１３で各々の送電コイル１１を移動させて各々の電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近させる。【選択図】図５
2010288430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁結合される受電コイル(51)を内蔵して、この受電コイル(51)に誘導される電力で充電される電池(52)を内蔵する電池内蔵機器(50)の充電台であって、
交流電源(12)に接続されて受電コイル(51)に起電力を誘導する複数の送電コイル(11)と、複数の送電コイル(11)を内蔵すると共に、上面には複数の電池内蔵機器(50)を載せることのできる面積の上面プレート(21)を有するケース(20)と、このケース(20)に内蔵されて、各々の送電コイル(11)を上面プレート(21)の内面に沿って独立して移動させる移動機構(13)と、上面プレート(21)に載せられる各々の電池内蔵機器(50)の位置を検出して移動機構(13)を制御して各々の送電コイル(11)を各々の電池内蔵機器(50)の受電コイル(51)に接近させる位置検出制御器(14)、(84)とを備え、
前記ケース(20)の上面プレート(21)に複数の電池内蔵機器(50)が載せられると、各々の電池内蔵機器(50)の位置が位置検出制御器(14)、(84)に検出され、位置検出制御器(14)、(84)が移動機構(13)を制御して、移動機構(13)でもって各々の送電コイル(11)を上面プレート(21)に沿って移動させて各々の電池内蔵機器(50)の受電コイル(51)に接近させるようにしてなる充電台。
【請求項２】
前記移動機構(13)が、各々の送電コイル(11)を上面プレート(21)の内面に沿って独立して移動できる複数組の駆動機構(40)を備えており、各々の駆動機構(40)は、送電コイル(11)を互いに交差する方向に移動させるＹ軸駆動機構(40B)およびＸ軸駆動機構(40A)を備えており、
Ｙ軸駆動機構(40B)は送電コイル(11)を先端部に連結してなる板バネ(41)と、この板バネ(41)を巻き取る巻き取り軸(42)と、この巻き取り軸(42)を正転して板バネ(41)を巻き取り軸(42)に巻き取り、また逆転して板バネ(41)を巻き取り軸(42)から繰り出して送電コイル(11)を板バネ(41)の長手方向であるＹ軸方向に移動させるＹ軸アクチュエータ(43)とを備え、
Ｘ軸駆動機構(40A)は、前記巻き取り軸(42)をＸ軸方向に移動させるＸ軸ガイド(44)と、このＸ軸ガイド(44)に沿って巻き取り軸(42)を移動させるＸ軸アクチュエータ(45)とを備えており、
前記位置検出制御器(14)、(84)が各々の電池内蔵機器(50)の位置を検出して、各々の駆動機構(40)に設けている前記Ｙ軸アクチュエータ(43)及びＸ軸アクチュエータ(45)を制御して、各々の送電コイル(11)を各々の電池内蔵機器(50)の受電コイル(51)に接近するようにしてなる請求項１に記載される充電台。
【請求項３】
前記ケース(20)に、前記送電コイル(11)の上下方向の移動を制限しながら水平方向に移動させる水平ガイド(22)を設けている請求項２に記載される充電台。
【請求項４】
前記ケースが、前記上面プレート(21)と対向する位置にガイドプレート(23)を設けて、このガイドプレート(23)と上面プレート(21)との間に、前記送電コイル(11)を上下方向の移動を制限して水平方向に移動させる移動スペース(24)を設けて水平ガイド(22)としており、水平ガイド(22)が移動スペース(24)で送電コイル(11)を水平方向に移動させるようにしてなる請求項３に記載される充電台。
【請求項５】
前記板バネ(41)が、巻き取り軸(42)から繰り出された押し出し状態で長手方向に交差する横断面形状をアーチ状に湾曲させるリボン状薄板とする請求項２に記載される充電台。
【請求項６】
前記Ｙ軸アクチュエータ(43)とＸ軸アクチュエータ(45)がステッピングモータである請求項１に記載される充電台。
【請求項７】
前記Ｘ軸駆動機構(40A)が、巻き取り軸(42)に固定してなるラック(46)と、このラック(46)に噛み合ってラック(46)をＸ軸ガイド(44)に沿って移動させるピニオン(47)とを備え、前記Ｘ軸アクチュエータ(45)がピニオン(47)を回転して巻き取り軸(42)をＸ軸方向に移動させるようにしてなる請求項２に記載される充電台。
【請求項８】
前記Ｘ軸ガイド(44)に沿って移動できるようにＸ軸ガイド(44)に連結してなるキャリッジ(26)を備え、このキャリッジ(26)には前記ラック(46)が連結されると共に、前記巻き取り軸(42)を回転自在に連結しており、前記ラック(46)を介して巻き取り軸(42)を連結しているキャリッジ(26)が前記Ｘ軸ガイド(44)に沿って移動されるようにしてなる請求項２に記載される充電台。
【請求項９】
前記Ｘ軸ガイド(44)が回転自在にケース(20)に連結されると共に、このＸ軸ガイド(44)に回転しないが軸方向に移動できるように前記巻き取り軸(42)を連結しており、前記Ｙ軸アクチュエータ(43)がＸ軸ガイド(44)に連結され、このＹ軸アクチュエータ(43)がＸ軸ガイド(44)を回転して、前記巻き取り軸(42)を回転するようにしてなる請求項８に記載される充電台。
【請求項１０】
複数のピニオン(47)がラック(46)の移動方向に所定の間隔に並べて配列され、各々のピニオン(47)がＸ軸アクチュエータ(45)に回転されてラック(46)をＸ軸方向に移動させるようにしてなる請求項７に記載される充電台。
【請求項１１】
前記位置検出制御器(14)、(84)が各々の電池内蔵機器(50)の受電コイル(51)の位置を検出して送電コイル(11)を受電コイル(51)に接近させる請求項１又は２に記載される充電台。
【請求項１２】
前記位置検出制御器(84)が、上面プレート(21)に固定している複数の位置検出コイル(30)と、この位置検出コイル(30)にパルス信号を供給するパルス電源(31)と、このパルス電源(31)から位置検出コイル(30)に供給されるパルス信号に励起されて受電コイル(51)から位置検出コイル(30)に出力されるエコー信号を受信する受信回路(32)と、この受信回路(32)が受信するエコー信号から受電コイル(51)の位置を判別する識別回路(93)とを備えており、さらに、前記位置検出コイル(30)は、受電コイル(51)のＸ軸方向の位置を検出する複数のＸ軸検出コイル(30A)と、Ｙ軸方向の位置を検出する複数のＹ軸検出コイル(30B)とを備えており、
前記パルス電源(31)がいずれかの位置検出コイル(30)にパルス信号を供給する状態で、このパルス信号に励起されて受電コイル(51)から出力されるエコー信号を、前記Ｘ軸検出コイル(30A)と前記Ｙ軸検出コイル(30B)の両方で受信して受電コイル(51)の位置を判別する請求項１１に記載される充電台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パック電池や携帯電話などの電池内蔵機器を上に載せて、電磁誘導作用で電力を搬送して内蔵電池を充電する充電台に関し、とくに複数の電池内蔵機器を載せて各々の内蔵電池を一緒に充電できる充電台に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導の作用で送電コイルから受電コイルに電力搬送して、内蔵電池を充電する充電台は開発されている。（特許文献１及び２参照）
【０００３】
特許文献１は、充電台に、交流電源で励磁される送電コイルを内蔵し、パック電池には送電コイルに電磁結合される受電コイルを内蔵する構造を記載する。さらに、パック電池は、受電コイルに誘導される交流を整流し、これを電池に供給して充電する回路も内蔵する。この構造によると、充電台の上にパック電池を載せて、非接触状態でパック電池の電池を充電できる。
【０００４】
さらに、特許文献２は、電池内蔵機器の底部に電池を内蔵し、さらにその下方に二次側充電用アダプターを設けて、この二次側充電用アダプターに受電コイルと充電回路を内蔵する構造を記載する。また、受電コイルに電磁結合される送電コイルを充電台に設ける構造も記載する。充電台に二次側充電用アダプターを結合する電池内蔵機器を載せ、送電コイルから受電コイルに電力搬送して、電池内蔵機器の電池を充電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６３６５５号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０１１８２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、充電台の上に載せるパック電池の位置がずれると、パック電池を充電できなくなる欠点がある。それは、携帯電子機器と充電台との相対位置がずれると、送電コイルと受電コイルが電磁結合されない状態となって、送電コイルから受電コイルに交流電力を搬送できなくなるからである。この欠点は、特許文献２に記載されるように、充電台に位置決め凸部を設け、この位置決め凸部を嵌入する位置決め凹部を携帯電子機器に設けて解消できる。この構造は、位置決め凹部に位置決め凸部を案内して、携帯電子機器と充電台との相対的な位置ずれを防止できる。
【０００７】
ただ、特許文献２に示す構造は、位置決め凸部を位置決め凹部に案内するように電池内蔵機器を充電台にセットするので、電池内蔵機器のセットに手間がかかる欠点がある。また、この構造は、全てのユーザーが常に正常な状態で電池内蔵機器を充電台にセットすることが難しい欠点もある。さらに、この構造は、ケースの底面に位置決め凹部を設けて、この位置決め凹部の上に受電コイルを配置することから、電池内蔵機器を薄くできない欠点がある。携帯電話等の電池内蔵機器は、できるかぎり薄くすることが要求されることから、位置決め凹部によって厚くなると携帯に不便になる欠点がある。
【０００８】
この弊害は、充電台の上面全体の広い面積に受電コイルに電力搬送する磁界を発生して解消できる。ただ、この構造によると、電池内蔵機器を載せない部分にも磁界を発生することから、送電コイルから受電コイルに搬送する電力効率が低下する欠点がある。また、充電台の上に、鉄などの金属を載せると、これに磁気誘導作用で電流が流れて発熱する弊害がある。
【０００９】
さらに、充電台の上面全体の広い面積に電力搬送する磁界を発生する充電台は、複数の電池内蔵機器を載せて複数の受電コイルに電力搬送して一緒に充電できる。しかしながら、この充電台は、多数の電池内蔵機器を載せて充電できるように充電台の載せ面を大きくするほど、送電コイルを大きくする必要がある。大きな送電コイルの充電台は、つねに効率よく電池内蔵機器の受電コイルに電力搬送するのが難しい。それは、大きな送電コイルの上に小さい受電コイルがセットされることから、載せられる電池内蔵機器の数が少ない状態では、送電コイルの狭い領域にのみ受電コイルが電磁結合されるからである。大きな送電コイルで小さい受電コイルに電磁結合する状態は、送電コイルの受電コイルに電磁結合されない領域から交流磁界が漏れる弊害もある。さらに、この充電台は、各々の電池内蔵機器に供給する電力を独立して制御できない。このため、電池内蔵機器側で内蔵電池の充電電力をコントロールする必要がある。送電コイルから受電コイルに所定の電力が伝送される状態で、内蔵電池が満充電されて充電電力を制限すると、電池内蔵機器で発熱が大きくなる欠点がある。受電コイルに伝送される電力と、内蔵電池の充電電力の差が発熱となるからである。電池内蔵機器や内蔵電池は発熱を放熱する機構が難しく、発熱によって内蔵電池や電池内蔵機器自体に極めて悪影響を与える欠点がある。
【００１０】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、複数の電池内蔵機器をケース上面のどこに載せても各々の内蔵電池を好ましい充電条件にコントロールしながら効率よく充電して、電池内蔵機器や内蔵電池の発熱を少なくできる充電台を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、複数の電池内蔵機器を載せて一緒に充電できる構造としながら、交流磁界の外部への漏れを極めて少なくできる充電台を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、ケース上面に電池内蔵機器と一緒に他の金属を載せても発熱しない構造にして、安全を向上できる充電台を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１１】
本発明の充電台は、電磁結合される受電コイル５１を内蔵して、この受電コイル５１に誘導される電力で充電される電池５２を内蔵する電池内蔵機器５０の充電台である。充電台は、交流電源１２に接続されて受電コイル５１に起電力を誘導する複数の送電コイル１１と、複数の送電コイル１１を内蔵すると共に、上面には複数の電池内蔵機器５０を載せることのできる面積の上面プレート２１を有するケース２０と、このケース２０に内蔵されて、各々の送電コイル１１を上面プレート２１の内面に沿って独立して移動させる移動機構１３と、上面プレート２１に載せられる各々の電池内蔵機器５０の位置を検出して移動機構１３を制御して各々の送電コイル１１を各々の電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近させる位置検出制御器１４、８４とを備えている。充電台は、ケース２０の上面プレート２１に複数の電池内蔵機器５０が載せられると、各々の電池内蔵機器５０の位置が位置検出制御器１４、８４に検出され、位置検出制御器１４、８４が移動機構１３を制御して、移動機構１３でもって各々の送電コイル１１を上面プレート２１に沿って移動させて各々の電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近させる。
【００１２】
以上の充電台は、複数の電池内蔵機器をケース上面のどこに載せても、各々の内蔵電池を好ましい充電条件にコントロールしながら効率よく充電して、電池内蔵機器や内蔵電池の発熱を少なくできる特徴がある。それは、以上の充電台が、各々の受電コイルに電磁結合して電力搬送できる複数の送電コイルを備えると共に、各々の送電コイルを各々の電池内蔵機器の受電コイルに接近させる移動機構を備えているからである。この充電台は、ケースに載せられる各々の電池内蔵機器の受電コイルに、別々に送電コイルを接近して充電する。このため、各々の電池内蔵機器には、別々の送電コイルから各々の受電コイルに電力搬送できる。したがって、各々の送電コイルから受電コイルに電力搬送される電力をコントロールすることができ、各々の内蔵電池を好ましい充電状態で満充電できる。また、別々の送電コイルから各々の受電コイルに伝送する電力をコントロールできる。したがって、充電電力が制限され、あるいは充電を停止する内蔵電池の電池内蔵機器には、送電コイルから伝送する電力を小さく、あるいは停止できるので、電池内蔵機器や内蔵電池の発熱を少なくできる。さらに、別々の送電コイルを各々の受電コイルに電磁結合して、電力搬送することから、各々の電池内蔵機器に効率よく電力搬送して、内蔵電池を高効率に充電できる。
【００１３】
また、本発明の充電台は、ケースの上面の面積を大きくして、複数の電池内蔵機器をセットして、各々の電池内蔵機器の内蔵電池を一緒に充電できる構造を実現しながら、交流磁界の外部への漏れを極めて少なくできる特徴も実現する。それは、各々の送電コイルを受電コイルに電磁結合して電力搬送できるからである。
【００１４】
さらにまた、本発明の充電台は、電池内蔵機器の位置を検出して、送電コイルを電池内蔵機器の受電コイルに接近させるので、ケース上面に電池内蔵機器と一緒に他の金属を載せても発熱しない構造にでき、安全を向上することができる。
【００１５】
さらに、以上の充電台は、従来のように、電池内蔵機器を充電台の所定の位置に、たとえば、位置決め凸部を位置決め凹部に案内しながらセットすることなく、すなわち、位置決めすることなく極めて簡単に電池内蔵機器を充電台に載せて、内蔵電池を効率よく充電できる。このように、位置決め凸部や位置決め凹部等を必要としない充電台は、電池内蔵機器を薄く設計して便利に携帯できる特徴もある。
【００１６】
本発明の充電台は、移動機構１３が、各々の送電コイル１１を上面プレート２１の内面に沿って独立して移動できる複数組の駆動機構４０を備えて、各々の駆動機構４０は、送電コイル１１を互いに交差する方向に移動させるＹ軸駆動機構４０ＢおよびＸ軸駆動機構４０Ａを備えることができる。Ｙ軸駆動機構４０Ｂは、送電コイル１１を先端部に連結してなる板バネ４１と、この板バネ４１を巻き取る巻き取り軸４２と、この巻き取り軸４２を正転して板バネ４１を巻き取り軸４２に巻き取り、また逆転して板バネ４１を巻き取り軸４２から繰り出して送電コイル１１を板バネ４１の長手方向であるＹ軸方向に移動させるＹ軸アクチュエータ４３とを備えることができる。Ｘ軸駆動機構４０Ａは、巻き取り軸４２をＸ軸方向に移動させるＸ軸ガイド４４と、このＸ軸ガイド４４に沿って巻き取り軸４２を移動させるＸ軸アクチュエータ４５とを備えることができる。充電台は、位置検出制御器１４、８４が各々の電池内蔵機器５０の位置を検出して、各々の駆動機構４０に設けているＹ軸アクチュエータ４３及びＸ軸アクチュエータ４５を制御して、各々の送電コイル１１を各々の電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近させることができる。
【００１７】
以上の充電台は、移動機構に複数の送電コイルを独立して別々に移動させる複数組の駆動機構を設けながら、各々の送電コイルの移動領域を大きくして、各々の送電コイルを最適な位置に移動しながら、複数の電池内蔵機器の内蔵電池を充電できる特徴がある。複数の電池内蔵機器をケースに載せて、各々の内蔵電池を一緒に充電する充電台は、各々の電池内蔵機器の受電コイルに送電コイルを接近する必要がある。また、この充電台は、ユーザーが電池内蔵機器をセットする領域を制限しない構造として便利に使用できる。ところが、複数の送電コイルをＸ軸方向とＹ軸方向に移動させる複数組の駆動機構を備える充電台は、送電コイルをＸ軸方向とＹ軸方向に移動させる各々の駆動機構が、他の駆動機構の動きを制限して送電コイルを自由な位置に移動するのが難しい。それは、送電コイルをＸ軸方向とＹ軸方向に移動させるためにＸ軸ガイドとＹ軸ガイドとを交差するように設けているからである。とくに、充電台は、ケースの上にセットされる電池内蔵機器の受電コイルに接近するように送電コイルを同一水平面内で移動させることから、複数組の駆動機構は互いに干渉して送電コイルの移動領域を制限する。ところが、以上の充電台が備える各々の駆動機構は、巻き取り軸を正転し、又は逆転して、先端部に送電コイルを設けてる板バネを巻き取り、あるいは繰り出して長手方向に往復運動して送電コイルをＹ軸方向に移動させる。このため、送電コイルをＹ軸方向にガイドするＹ軸ガイドを必要とせず、各々の送電コイルを移動できる領域を広くできる。したがって、以上の充電台は、ユーザーが自由にケースの上に電池内蔵機器を載せる構造としながら、複数の送電コイルを各々の電池内蔵機器の受電コイルに接近して、内蔵電池を効率よく充電できる優れた特徴を実現する。
【００１８】
本発明の充電台は、ケース２０に、送電コイル１１の上下方向の移動を制限しながら水平方向に移動させる水平ガイド２２を設けることができる。
この充電台は、送電コイルの上下の位置ずれを防止しながら、上面プレートに沿って水平方向に移動でき、複数の送電コイルを各々の受電コイルに接近して効率よく内蔵電池を充電できる。
【００１９】
本発明の充電台は、ケース２０が、上面プレート２１と対向する位置にガイドプレート２３を設けて、このガイドプレート２３と上面プレート２１との間に、送電コイル１１を上下方向の移動を制限して水平方向に移動させる移動スペース２４を設けて水平ガイド２２として、水平ガイド２２が移動スペース２４で送電コイル１１を水平方向に移動させることができる。
この充電台は、簡単な構造で送電コイルを安定して上面プレートに沿って水平方向に移動できる特徴がある。
【００２０】
本発明の充電台は、板バネ４１を、巻き取り軸４２から繰り出された押し出し状態で長手方向に交差する横断面形状をアーチ状に湾曲させるリボン状薄板とすることができる。
この充電台は、繰り出される板バネを安定して直線状に保持できる。このため、薄い板バネを使用しながら、安定して送電コイルをＹ軸方向に移動できる。板バネを薄くできることから、巻き取り軸を軽いトルクでスムーズに回転して、送電コイルをＹ軸方向に移動できる特徴も実現できる。
【００２１】
本発明の充電台は、Ｙ軸アクチュエータ４３とＸ軸アクチュエータ４５をステッピングモータとすることができる。
この充電台は、簡単な機構で送電コイルを正確な位置に移動して、受電コイルに接近できる特徴がある。それは、ステッピングモータが回転位置を正確にコントロールできるからである。
【００２２】
本発明の充電台は、Ｘ軸駆動機構４０Ａが、巻き取り軸４２に固定してなるラック４６と、このラック４６に噛み合ってラック４６をＸ軸ガイド４４に沿って移動させるピニオン４７とを備えて、Ｘ軸アクチュエータ４５がピニオン４７を回転して巻き取り軸４２をＸ軸方向に移動させることができる。
以上の充電台は、簡単な機構で、安定して巻き取り軸をＸ軸方向に移動できる特徴がある。
【００２３】
本発明の充電台は、Ｘ軸ガイド４４に沿って移動できるように、Ｘ軸ガイド４４に連結してなるキャリッジ２６を備えて、このキャリッジ２６にはラック４６を連結すると共に、巻き取り軸４２を回転自在に連結して、ラック４６を介して巻き取り軸４２を連結しているキャリッジ２６をＸ軸ガイド４４に沿って移動させることができる。
以上の充電台は、簡単な機構で巻き取り軸を安定してＸ軸方向に移動できる特徴がある。
【００２４】
本発明の充電台は、Ｘ軸ガイド４４を回転自在にケース２０に連結すると共に、このＸ軸ガイド４４に、回転しないが軸方向に移動できるように巻き取り軸４２を連結し、さらに、Ｙ軸アクチュエータ４３をＸ軸ガイド４４に連結して、このＹ軸アクチュエータ４３でＸ軸ガイド４４を回転して、巻き取り軸４２を回転させることができる。
以上の充電台は、巻き取り軸を回転させるＹ軸アクチュエータをケースに固定して、送電コイルをＹ軸方向に移動できる。Ｙ軸アクチュエータがＸ軸ガイドを回転して、送電コイルをＹ軸方向に移動できるからである。いいかえると、この充電台は、Ｙ軸アクチュエータを、たとえばキャリッジに固定して、可撓性のリード線を介して電力などを伝送する必要がなく、可撓性のリード線に起因する故障を皆無にして、長期間にわたって安定して送電コイルをＹ軸方向に移動できる特徴がある。
【００２５】
本発明の充電台は、複数のピニオン４７をラック４６の移動方向に所定の間隔に並べて配列して、各々のピニオン４７をＸ軸アクチュエータ４５で回転してラック４６をＸ軸方向に移動させることができる。
この充電台は、短いラックで巻き取り軸をＸ軸方向に往復運動できるストロークを大きくできる特徴がある。
【００２６】
本発明の充電台は、位置検出制御器１４、８４が各々の電池内蔵機器５０の受電コイル５１の位置を検出して送電コイル１１を受電コイル５１に接近させることができる。
この充電台は、各々の電池内蔵機器に内蔵される受電コイルの位置を位置検出制御器で検出して送電コイルを受電コイルに接近させるので、送電コイルを正確に受電コイルに接近させて効率よく充電できる。とくに、この充電台は、電池内蔵機器の構造や機種に関係なく、言い換えると、電池内蔵機器に内蔵される受電コイルの位置に関係なく、種々の電池内蔵機器を充電台の上面プレートに載せる状態で、電池内蔵機器に内蔵される受電コイルの位置を位置検出制御器で検出して、内蔵電池を効率よく充電できる。
【００２７】
さらに、本発明の充電台は、位置検出制御器８４が、上面プレート２１に固定している複数の位置検出コイル３０と、この位置検出コイル３０にパルス信号を供給するパルス電源３１と、このパルス電源３１から位置検出コイル３０に供給されるパルス信号に励起されて受電コイル５１から位置検出コイル３０に出力されるエコー信号を受信する受信回路３２と、この受信回路３２が受信するエコー信号から受電コイル５１の位置を判別する識別回路９３とを備えることができる。位置検出コイル３０は、受電コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する複数のＸ軸検出コイル３０Ａと、Ｙ軸方向の位置を検出する複数のＹ軸検出コイル３０Ｂとを備えることができる。位置検出制御器８４は、パルス電源３１がいずれかの位置検出コイル３０にパルス信号を供給する状態で、このパルス信号に励起されて受電コイル５１から出力されるエコー信号を、Ｘ軸検出コイル３０ＡとＹ軸検出コイル３０Ｂの両方で受信して受電コイル５１の位置を判別することができる。
以上の充電台は、位置検出制御器が、パルス電源から位置検出コイルにパルス信号を送る状態で、このパルス信号に励起される受電コイルから出力されるエコー信号を、Ｘ軸検出コイルとＹ軸検出コイルの両方で受信して受電コイルの位置を判別するので、上面プレートに複数の電池内蔵機器が載せられた状態においても受電コイルの位置を正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例にかかる充電台の概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる充電台の内部構造を示す平面図である。
【図３】図２に示す充電台のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２に示す充電台のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の一実施例にかかる充電台と電池内蔵機器のブロック図である。
【図６】本発明の一実施例にかかる充電台の位置検出制御器を示す回路図である。
【図７】板バネ横断面を示す拡大端面図であって、図２に示す充電台のＶＩＩ−ＶＩＩ線端面に相当する図である。
【図８】本発明の他の実施例にかかる充電台の内部構造を示す平面図である。
【図９】本発明の他の実施例にかかる充電台の内部構造を示す平面図である。
【図１０】パルス信号で励起された受電コイルから出力されるエコー信号の一例を示す図である。
【図１１】第１の位置検出制御器が受電コイルの位置を検出する他の一例を示す回路図である。
【図１２】第１の位置検出制御器が複数の受電コイルの位置を検出する例を示す原理図である。
【図１３】送電コイルと受電コイルの相対的な位置ずれに対する発振周波数の変化を示す図である。
【図１４】本発明の他の実施例にかかる充電台と電池内蔵機器のブロック図である。
【図１５】送電コイルと受電コイルの相対的な位置ずれに対する送電コイルの電圧の変化を示す図である。
【図１６】送電コイルと受電コイルの相対的な位置ずれに対する送電コイルに電力を供給する交流電源の消費電力の変化を示す図である。
【図１７】送電コイルと受電コイルの相対的な位置ずれに対する受電コイルの電流の変化を示す図である。
【図１８】位置検出制御器の他の一例を示す回路図である。
【図１９】図１８に示す位置検出制御器が複数の受電コイルの位置を検出する例を示す原理図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための充電台を例示するものであって、本発明は充電台を以下のものに特定しない。
【００３０】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００３１】
図１ないし図６は、充電台の概略構成図及び原理図を示している。充電台１０は、図１と図６に示すように、充電台１０の上に複数の電池内蔵機器５０を載せて、各々の電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を磁気誘導作用で充電する。電池内蔵機器５０は、送電コイル１１に電磁結合される受電コイル５１を内蔵している。この受電コイル５１に誘導される電力で充電される電池５２を内蔵している。ここで、電池内蔵機器５０は、パック電池であっても良い。
【００３２】
図６は電池内蔵機器５０の回路図を示す。この電池内蔵機器５０は、受電コイル５１と並列にコンデンサー５３を接続している。コンデンサー５３と受電コイル５１は並列共振回路５４を構成する。コンデンサー５３と受電コイル５１の共振周波数は、送電コイル１１から電力搬送される周波数に近似する周波数として、送電コイル１１から効率よく受電コイル５１に電力搬送できる。図６の電池内蔵機器５０は、受電コイル５１から出力される交流を整流するダイオード５５と、整流された脈流を平滑化する平滑コンデンサー５６とからなる整流回路５７と、この整流回路５７から出力される直流で電池５２を充電する充電制御回路５８とを備える。充電制御回路５８は、電池５２の満充電を検出して充電を停止する。
【００３３】
充電台１０は、図１ないし図６に示すように、交流電源１２に接続されて受電コイル５１に起電力を誘導する複数の送電コイル１１と、各々の送電コイル１１を内蔵すると共に、上面には複数の電池内蔵機器５０を載せる面積の上面プレート２１を有するケース２０と、このケース２０に内蔵されて、各々の送電コイル１１を別々に独立して上面プレート２１の内面に沿って移動させる移動機構１３と、上面プレート２１に載せられる各々の電池内蔵機器５０の位置を検出して、移動機構１３を制御して各々の送電コイル１１を電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近させる位置検出制御器１４とを備える。充電台１０は、複数の送電コイル１１と、各々の送電コイル１１に交流電力を供給する交流電源１２と、移動機構１３と、位置検出制御器１４とをケース２０に内蔵している。
【００３４】
この充電台１０は、以下の動作で複数の電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を充電する。
（１）ケース２０の上面プレート２１に複数の電池内蔵機器５０が載せられると、各々の電池内蔵機器５０の位置が位置検出制御器１４で検出される。
（２）各々の電池内蔵機器５０の位置を検出した位置検出制御器１４は、移動機構１３を制御して、移動機構１３でもって各々の送電コイル１１を上面プレート２１に沿って移動させて各々の電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近させる。
（３）各々の受電コイル５１に別々に接近する複数の送電コイル１１は、各々の受電コイル５１に電磁結合されて受電コイル５１に交流電力を搬送する。
（４）各々の電池内蔵機器５０は、受電コイル５１の交流電力を整流して直流に変換し、この直流で内蔵電池５２を充電する。
【００３５】
以上の動作で複数の電池内蔵機器５０の電池５２を充電する充電台１０は、図２と図５に示すように、交流電源１２に接続している複数の送電コイル１１をケース２０に内蔵している。各々の送電コイル１１は、ケース２０の上面プレート２１の下に配設されて、上面プレート２１に沿って水平方向に移動するように配設される。送電コイル１１から受電コイル５１への電力搬送の効率は、送電コイル１１と受電コイル５１の間隔を狭くして向上できる。好ましくは、送電コイル１１を受電コイル５１に接近する状態で、送電コイル１１と受電コイル５１の間隔は７ｍｍ以下とする。したがって、送電コイル１１は、上面プレート２１の下にあって、できるかぎり上面プレート２１に接近して配設される。送電コイル１１は、上面プレート２１の上に載せられる電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近するように移動するので、上面プレート２１の下面に沿って移動できるように配設される。
【００３６】
送電コイル１１を内蔵するケース２０は、電池内蔵機器５０を載せる平面状の上面プレート２１を上面に設けている。図１ないし図４の充電台１０は、上面プレート２１全体を平面状として水平に配設している。上面プレート２１は、大きさや外形が異なる種々の電池内蔵機器５０を複数個載せることができる大きさ、たとえば、一辺を１０ｃｍないし５０ｃｍとする四角形、又は直径を１０ｃｍないし５０ｃｍとする円形としている。本発明の充電台は、上面プレートを大きくして、より多くの電池内蔵機器を同時に載せることができる大きさとして、複数の電池内蔵機器を一緒に載せて同時に内蔵電池を充電する。また、上面プレートは、その周囲に周壁などを設け、周壁の内側に電池内蔵機器をセットして、内蔵する電池を充電することもできる。
【００３７】
各々の送電コイル１１は、上面プレート２１と平行な面で渦巻き状に巻かれて、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。この送電コイル１１は、上面プレート２１に直交する交流磁束を上面プレート２１の上方に放射する。送電コイル１１は、交流電源１２から交流電力が供給されて、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。送電コイル１１は、磁性材からなるコア１５に線材を巻いてインダクタンスを大きくできる。コア１５は、透磁率が大きいフェライト等の磁性材料で、上方を開放する壺形としている。壺形のコア１５は、渦巻き状に巻かれた送電コイル１１の中心に配置する円柱部１５Ａと、外側に配置される円筒部１５Ｂを底部で連結する形状としている。コア１５のある送電コイル１１は、磁束を特定部分に集束して、効率よく電力を受電コイル５１に伝送できる。ただ、送電コイルは、必ずしもコアを設ける必要はなく、空芯コイルとすることもできる。空芯コイルは軽いので、これを上面プレートの内面で移動する移動機構を簡単にできる。送電コイル１１は、受電コイル５１の外径にほぼ等しくして、受電コイル５１に効率よく電力搬送する。
【００３８】
図２と図５の充電台１０は、２個の電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を同時に充電できるように２組の送電コイル１１を設けている。充電台は、３個以上の送電コイルを設け、各々の送電コイルを別々に独立して移動させて、３個以上の電池内蔵機器の内蔵電池を同時に充電することもできる。
【００３９】
送電コイル１１を上面プレート２１に沿って水平面内で移動させるために、ケース２０は、送電コイル１１の上下方向の移動を制限しながら水平方向に移動させる水平ガイド２２を設けている。図３と図４のケース２０は、上面プレート２１と対向する位置にガイドプレート２３を設けて、このガイドプレート２３と上面プレート２１との間に、送電コイル１１の上下方向の移動を制限しながら水平方向に移動させる移動スペース２４を設けて水平ガイド２２としている。このケース２０の水平ガイド２２は、移動スペース２４に送電コイル１１を配置して、送電コイル１１を水平面内に移動させるようにしている。ガイドプレート２３は、ケース２０の底板とすることができる。図３と図４の送電コイル１１は、上面と下面とに、摩擦抵抗の小さいスライド凸部２５を設けている。この送電コイル１１は、スライド凸部２５を上面プレート２１とガイドプレート２３とに接触しながら、少ない摩擦抵抗でスムーズに移動できる。
【００４０】
交流電源１２は、たとえば、２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波電力を、各々の送電コイル１１に別々に、供給電力をコントロールしながら供給する。交流電源１２は、可撓性のリード線１６を介して送電コイル１１に接続される。送電コイル１１が上面プレート２１に載せられる電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近するように移動されるからである。交流電源１２は、図示しないが、自励式の発振回路と、この発振回路から出力される交流を電力増幅するパワーアンプとを備える。自励式の発振回路は、送電コイル１１を発振コイルに併用している。したがって、この発振回路は、送電コイル１１のインダクタンスで発振周波数が変化する。送電コイル１１のインダクタンスは、送電コイル１１と受電コイル５１との相対位置で変化する。送電コイル１１と受電コイル５１との相互インダクタンスが、送電コイル１１と受電コイル５１との相対位置で変化するからである。したがって、送電コイル１１を発振コイルに使用する自励式の発振回路は、交流電源１２が受電コイル５１に接近するにしたがって変化する。このため、自励式の発振回路は、発振周波数の変化で送電コイル１１と受電コイル５１との相対位置を検出することができ、位置検出制御器１４に併用できる。
【００４１】
各々の送電コイル１１は、移動機構１３で受電コイル５１に接近するように移動される。図２ないし図４の移動機構１３は、各々の送電コイル１１を上面プレート２１の内面に沿って独立して移動できる複数組の駆動機構４０を備えている。各々の駆動機構４０は、送電コイル１１を互いに交差する方向に移動させるＹ軸駆動機構４０ＢおよびＸ軸駆動機構４０Ａを備えている。
【００４２】
Ｙ軸駆動機構４０Ｂは、送電コイル１１を先端部に連結してなる板バネ４１と、この板バネ４１を巻き取る巻き取り軸４２と、この巻き取り軸４２を正転して板バネ４１を巻き取り軸４２に巻き取り、また逆転して板バネ４１を巻き取り軸４２から繰り出して送電コイル１１を板バネ４１の長手方向であるＹ軸方向に移動させるＹ軸アクチュエータ４３とを備えている。
【００４３】
Ｘ軸駆動機構４０Ａは、巻き取り軸４２をＸ軸方向に移動させるＸ軸ガイド４４と、このＸ軸ガイド４４に沿って巻き取り軸４２を移動させるＸ軸アクチュエータ４５とを備えている。Ｙ軸アクチュエータ４３とＸ軸アクチュエータ４５は、ステッピングモータである。ステッピングモータのアクチュエータは、位置検出制御器１４で回転角が制御されて、送電コイル１１をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動させる。ただし、アクチュエータは、ステッピングモータに特定せず、サーボモータとすることもできる。さらに、Ｙ軸アクチュエータは、巻き取り軸を制御しながら回転できる全ての機構、また、Ｘ軸アクチュエータは、巻き取り軸をＸ軸方向に制御しながら移動できる全てのもの、たとえば位置の制御ができるシリンダ等も使用できる。
【００４４】
この移動機構１３は、位置検出制御器１４が各々の電池内蔵機器５０の位置を検出して、各々の駆動機構４０に設けているＹ軸アクチュエータ４３とＸ軸アクチュエータ４５を制御して、各々の送電コイル１１を各々の電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近し、送電コイル１１から受電コイル５１に電力搬送して電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を充電する。位置検出制御器１４は、各々の電池内蔵機器５０の位置を検出して、検出する位置情報から、いずれの送電コイル１１を受電コイル５１に接近できるかを判定し、各組の駆動機構４０のＹ軸アクチュエータ４３とＸ軸アクチュエータ４５とを制御して、各々の送電コイル１１を受電コイル５１に接近させる。位置検出制御器１４は、先に検出する電池内蔵機器５０の受電コイル５１に、あらかじめ特定している第１の送電コイル１１を接近し、次に検出される電池内蔵機器５０の受電コイル５１に第２の送電コイル１１を接近させるように駆動機構４０を制御する。また、この順番で送電コイル１１を受電コイル５１に接近できない状態になると、先に検出される電池内蔵機器５０の受電コイル５１に第２の送電コイル１１を接近し、あとで検出される電池内蔵機器５０の受電コイル５１に第１の送電コイル１１を接近させる。また、位置検出制御器１４は、あらかじめ第１の送電コイル１１が移動できる領域と、第２の送電コイル１１を移動できる領域とを記憶しておき、記憶する情報で第１の送電コイル１１と第２の送電コイル１１を接近させる電池内蔵機器５０の受電コイル５１を特定することもできる。
【００４５】
板バネ４１は、所定の横幅を有する細長い帯状で、巻き取り軸４２に巻き取りできるように弾性変形できる金属板や硬質のプラスチック板で製作される。板バネ４１は、送電コイル１１の横方向の移動、すなわちＸ軸方向の移動を阻止しながら、送電コイル１１を長手方向のＹ軸方向に移動させる。板バネ４１は、横幅を広くして横方向の移動をより確実に阻止できる。ただ、横幅が広すぎると巻き取り軸４２の巻き取りトルクが大きくなる。したがって、板バネ４１の横幅は、送電コイル１１の横方向を阻止して長手方向にスムーズに移動できるように、１ｃｍ〜３ｃｍとする。さらに、板バネ４１は、図７の拡大端面図に示すように、巻き取り軸４２から直線状に繰り出された押し出し部分が、長手方向に交差する横断面形状をアーチ状に湾曲させるリボン状薄板としている。リボン状薄板の板バネ４１は、薄くして巻き取り軸４２に小さいトルクで巻き取りできるようにしながら、直線状に押し出された押し出し部分の上下方向の波形変形を阻止して、送電コイル１１をより確実に押し出しできる特徴がある。板バネ４１は、先端部に送電コイル１１を固定して、後端部を巻き取り軸４２に固定している。この板バネ４１は、正転する巻き取り軸４２に巻き取られ、逆転する巻き取り軸４２から繰り出されて、送電コイル１１をＹ軸方向に移動させる。
【００４６】
図２のＸ軸駆動機構４０Ａは、巻き取り軸４２に固定してなるラック４６と、このラック４６に噛み合ってラック４６をＸ軸ガイド４４に沿って移動させるピニオン４７とを備える。この図のＸ軸駆動機構４０Ａは、複数のピニオン４７をラック４６の移動方向に所定の間隔に並べて配列している。図２のＸ軸駆動機構４０Ａは、２個のピニオン４７を離して配置している。各々のピニオン４７を回転するために、Ｘ軸アクチュエータ４５に回転されるウォーム４８をピニオン４７に噛み合う位置に配置している。このＸ軸駆動機構４０Ａは、Ｘ軸アクチュエータ４５のステッピングモータでウォーム４８を回転し、ウォーム４８で両方のピニオン４７を回転して、ラック４６をＸ軸方向に移動させる。
【００４７】
さらに、図２の駆動機構４０は、送電コイル１１をＸ軸ガイド４４に沿って移動できるように、Ｘ軸ガイド４４に連結しているキャリッジ２６を備え、このキャリッジ２６にラック４６を設けて、巻き取り軸４２を回転自在に連結している。キャリッジ２６はプラスチック製で、ラック４６を一体的に成形して設けている。さらに、キャリッジ２６は、その両端部に、Ｘ軸ガイド４４を回転でき、かつ軸方向にも移動できるように挿通してなるガイド孔２７Ａを設けてなるガイドリング２７を一体的に成形して設けている。キャリッジ２６は、両端部に設けているガイドリング２７のガイド孔２７ＡにＸ軸ガイド４４を挿通して、Ｘ軸ガイド４４に沿って移動できる構造としている。
【００４８】
このＸ軸駆動機構４０Ａは、ウォーム４８をＸ軸アクチュエータ４５のステッピングモータで回転させてピニオン４７を回転し、回転するピニオン４７に噛み合うラック４６を往復運動させて、このラック４６を介して、巻き取り軸４２を連結しているキャリッジ２６をＸ軸ガイド４４に沿って往復運動させる。このＸ軸駆動機構４０Ａは、Ｘ軸アクチュエータ４５のステッピングモータの正転と逆転を切り換えて、キャリッジ２６を往復運動して、巻き取り軸４２をＸ軸ガイド４４に沿って移動できる。
【００４９】
さらに、図２の駆動機構４０は、Ｘ軸ガイド４４を回転して、巻き取り軸４２を正転又は逆転させる。このことを実現するために、Ｘ軸ガイド４４を回転できるようにケース２０の側壁２０Ａに連結しており、このＸ軸ガイド４４に、回転しないが軸方向に移動できるように巻き取り軸４２を連結している。さらに、Ｘ軸ガイド４４は、その端部に、Ｙ軸アクチュエータ４３のステッピングモータを、歯車４９を介して連結して、ステッピングモータで正転と逆転とに回転されるようにしている。駆動機構４０は、Ｙ軸アクチュエータ４３のステッピングモータがＸ軸ガイド４４を回転して、巻き取り軸４２を正転と逆転に回転できる。このＹ軸駆動機構４０Ｂは、Ｙ軸アクチュエータ４３をケース２０に固定して、送電コイル１１をＹ軸方向に移動できる。
【００５０】
図２ないし図４の充電台は、２個の送電コイル１１と２組の駆動機構４０を備える。２組の駆動機構４０は、四角形の上面プレート２１の対向する２辺にＸ軸ガイド４４を配置している。この充電台１０は、２個の電池内蔵機器５０をケース２０に載せて一緒に充電できる。本発明の充電台は、送電コイルを２個に特定しない。充電台は、図８に示すように、３個の送電コイル１１と３組の駆動機構４０を設けて、３個の電池内蔵機器の内蔵電池を充電できることができる。この充電台７０は、四角形の３辺にＸ軸ガイド４４を設けている。また、充電台は、図９に示すように、各々の駆動機構４０のＸ軸ガイド４４を四角形の４辺に位置するように、４組の駆動機構４０を設けることができる。この充電台８０は、各々の駆動機構４０で４個の送電コイル１１を移動する構造として、４個の電池内蔵機器の内蔵電池を一緒に充電することができる。さらに、図示しないが、上面プレートを５角形以上の多角形として、各々の外周辺と平行にＸ軸ガイドを設けることで、５個以上の送電コイルを５組以上の駆動機構で移動する構造として、５個以上の電池内蔵機器の内蔵電池を一緒に充電することができる。
【００５１】
位置検出制御器１４は、上面プレート２１に載せられた電池内蔵機器５０の位置を検出する。図５と図６の位置検出制御器１４は、電池内蔵機器５０に内蔵される受電コイル５１の位置を検出して、送電コイル１１を受電コイル５１に接近させる。さらに、位置検出制御器１４は、受電コイル５１の位置を粗検出する第１の位置検出制御器１４Ａと、受電コイル５１の位置を精密検出する第２の位置検出制御器１４Ｂとを備える。この位置検出制御器１４は、第１の位置検出制御器１４Ａで受電コイル５１の位置を粗検出すると共に、移動機構１３を制御して送電コイル１１の位置を受電コイル５１に接近させた後、さらに、第２の位置検出制御器１４Ｂで受電コイル５１の位置を精密検出しながら移動機構１３を制御して、送電コイル１１の位置を正確に受電コイル５１に接近させる。この充電台１０は、速やかに、しかも、より正確に送電コイル１１を受電コイル５１に接近できる。
【００５２】
第１の位置検出制御器１４Ａは、図６に示すように、上面プレート２１の内面に固定している複数の位置検出コイル３０と、この位置検出コイル３０にパルス信号を供給するパルス電源３１と、このパルス電源３１から位置検出コイル３０に供給されるパルスに励起されて受電コイル５１から位置検出コイル３０に出力されるエコー信号を受信する受信回路３２と、この受信回路３２が受信するエコー信号から送電コイル１１の位置を判別する識別回路３３とを備える。
【００５３】
位置検出コイル３０は複数列のコイルからなり、複数の位置検出コイル３０を上面プレート２１の内面に所定の間隔で固定している。位置検出コイル３０は、受電コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する複数のＸ軸検出コイル３０Ａと、Ｙ軸方向の位置を検出する複数のＹ軸検出コイル３０Ｂとを備える。各々のＸ軸検出コイル３０Ａは、Ｙ軸方向に細長いループ状であって、複数のＸ軸検出コイル３０Ａは、所定の間隔で上面プレート２１の内面に固定されている。隣接するＸ軸検出コイル３０Ａの間隔（ｄ）は、受電コイル５１の外径（Ｄ）よりも小さく、好ましくはＸ軸検出コイル３０Ａの間隔（ｄ）を受電コイル５１の外径（Ｄ）の１倍ないし１／４倍としている。Ｘ軸検出コイル３０Ａは、間隔（ｄ）を狭くして、受電コイル５１のＸ軸方向の位置を正確に検出できる。各々のＹ軸検出コイル３０Ｂは、Ｘ軸方向に細長いループ状であって、複数のＹ軸検出コイル３０Ｂは、所定の間隔で上面プレート２１の内面に固定されている。隣接するＹ軸検出コイル３０Ｂの間隔（ｄ）も、Ｘ軸検出コイル３０Ａと同じように、受電コイル５１の外径（Ｄ）よりも小さく、好ましくはＹ軸検出コイル３０Ｂの間隔（ｄ）を受電コイル５１の外径（Ｄ）の１倍ないし１／４倍としている。Ｙ軸検出コイル３０Ｂも、その間隔（ｄ）を狭くして、受電コイル５１のＹ軸方向の位置を正確に検出できる。
【００５４】
パルス電源３１は、所定のタイミングでパルス信号を位置検出コイル３０に出力する。パルス信号が入力される位置検出コイル３０は、パルス信号で接近する受電コイル５１を励起する。励起された受電コイル５１は、流れる電流のエネルギーでエコー信号を位置検出コイル３０に出力する。したがって、受電コイル５１の近くにある位置検出コイル３０は、図１０に示すように、パルス信号が入力された後、所定の時間遅れて、受電コイル５１からのエコー信号が誘導される。位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号は、受信回路３２で識別回路３３に出力される。したがって、識別回路３３は、受信回路３２から入力されるエコー信号でもって、位置検出コイル３０に受電コイル５１が接近しているかどうかを判定する。複数の位置検出コイル３０にエコー信号が誘導されるとき、識別回路３３は、エコー信号レベルの大きい位置検出コイル３０にもっとも接近していると判定する。
【００５５】
図６に示す第１の位置検出制御器１４Ａは、各々の位置検出コイル３０を切換回路３４を介して受信回路３２に接続する。この第１の位置検出制御器１４Ａは、入力を順番に切り換えて複数の位置検出コイル３０に接続するので、ひとつの受信回路３２で複数の位置検出コイル３０のエコー信号を検出できる。ただし、各々の位置検出コイルに受信回路を接続してエコー信号を検出することもできる。
【００５６】
図６の第１の位置検出制御器１４Ａは、識別回路３３で制御される切換回路３４で複数の位置検出コイル３０を順番に切り換えて受信回路３２に接続する。パルス電源３１は切換回路３４の出力側に接続されて、位置検出コイル３０にパルス信号を出力する。パルス電源３１から位置検出コイル３０に出力されるパルス信号のレベルは、受電コイル５１からのエコー信号に比較して極めて大きい。受信回路３２は、入力側にダイオードからなるリミッター回路３５を接続している。リミッター回路３５は、パルス電源３１から受信回路３２に入力されるパルス信号の信号レベルを制限して受信回路３２に入力する。信号レベルの小さいエコー信号は、制限されることなく受信回路３２に入力される。受信回路３２は、パルス信号とエコー信号の両方を増幅して出力する。受信回路３２から出力されるエコー信号は、パルス信号から所定のタイミング、たとえば数μｓｅｃ〜数百μｓｅｃ遅れた信号となる。エコー信号がパルス信号から遅れる遅延時間は、一定の時間であるから、パルス信号から所定の遅延時間後の信号をエコー信号とし、このエコー信号のレベルから位置検出コイル３０に受電コイル５１が接近しているかどうかを判定する。
【００５７】
受信回路３２は、位置検出コイル３０から入力されるエコー信号を増幅して出力するアンプである。受信回路３２は、パルス信号とエコー信号を出力する。識別回路３３は、受信回路３２から入力されるパルス信号とエコー信号から位置検出コイル３０に受電コイル５１が接近してセットされるかどうかを判定する。識別回路３３は、受信回路３２から入力される信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３６を備えている。このＡ／Ｄコンバータ３６から出力されるデジタル信号を演算してエコー信号を検出する。識別回路３３は、パルス信号から特定の遅延時間の後に入力される信号をエコー信号として検出し、さらにエコー信号のレベルから受電コイル５１が位置検出コイル３０に接近しているかどうかを判定する。
【００５８】
識別回路３３は、複数のＸ軸検出コイル３０Ａを順番に受信回路３２に接続するように切換回路３４を制御して、受電コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する。識別回路３３は、各々のＸ軸検出コイル３０Ａを受信回路３２に接続する毎に、受信回路３２に接続しているＸ軸検出コイル３０Ａにパルス信号を出力し、パルス信号から特定の遅延時間の後に、エコー信号が検出されるかどうかで、このＸ軸検出コイル３０Ａに受電コイル５１が接近しているかどうかを判定する。識別回路３３は、全てのＸ軸検出コイル３０Ａを受信回路３２に接続して、各々のＸ軸検出コイル３０Ａに受電コイル５１が接近しているかどうかを判定する。受電コイル５１がいずれかのＸ軸検出コイル３０Ａに接近していると、このＸ軸検出コイル３０Ａを受信回路３２に接続する状態でエコー信号が検出される。したがって、識別回路３３は、エコー信号を検出できるＸ軸検出コイル３０Ａから受電コイル５１のＸ軸方向の位置を検出できる。受電コイル５１が複数のＸ軸検出コイル３０Ａに跨って接近する状態では、複数のＸ軸検出コイル３０Ａからエコー信号が検出される。この状態において、識別回路３３はもっとも強いエコー信号、すなわちレベルの大きいエコー信号が検出されるＸ軸検出コイル３０Ａにもっとも接近していると判定する。識別回路３３は、Ｙ軸検出コイル３０Ｂも同じように制御して、受電コイル５１のＹ軸方向の位置を検出する。
【００５９】
さらに、第１の位置検出制御器１４Ａは、図６の鎖線で示すように、識別回路３３に、受電コイル５１の位置に対する各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベル、すなわち図１０に示すように、各々の位置検出コイル３０をパルス信号で励起して所定の時間経過後に誘導されるエコー信号のレベルを記憶する記憶回路３７を備えることができる。この第１の位置検出制御器１４Ａは、各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベルを検出し、検出したエコー信号のレベルを記憶回路３７に記憶しているエコー信号のレベルに比較して、受電コイル５１の位置を検出することができる。
【００６０】
記憶回路３７を備える第１の位置検出制御器１４Ａは、以下のようにして、各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベルから、受電コイル５１の位置を求めることができる。図１１は、受電コイル５１をＸ軸方向に移動させる状態における、Ｘ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを示しており、横軸が受電コイル５１のＸ軸方向の位置を示し、縦軸が各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを示している。この第１の位置検出制御器１４Ａは、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを検出することによって、受電コイル５１のＸ軸方向の位置を求めることができる。この図に示すように、受電コイル５１をＸ軸方向に移動すると、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルは変化する。たとえば、受電コイル５１の中心が第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａの中心にあるとき、図１１の点Ａで示すように、第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルが最も強くなる。また、受電コイル５１が第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａと第２のＸ軸位置検出コイル３０Ａの中間にあるとき、図１１の点Ｂで示すように、第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａと第２のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルは同じとなる。すなわち、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａは、受電コイル５１が最も近くにあるときに誘導されるエコー信号のレベルが最も強くなり、受電コイル５１が離れるにしたがってエコー信号のレベルは小さくなる。したがって、どのＸ軸位置検出コイル３０Ａのエコー信号のレベルが最も強いかで、受電コイル５１がどのＸ軸位置検出コイル３０Ａに最も接近しているかを判定できる。また、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａにエコー信号が誘導されるとき、強いエコー信号を検出するＸ軸位置検出コイル３０Ａからどの方向にあるＸ軸位置検出コイル３０Ａにエコー信号が誘導されるかで、最もエコー信号の強いＸ軸位置検出コイル３０Ａからどの方向にずれて受電コイル５１があるかを判定でき、また、エコー信号のレベル比でふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａとの相対位置を判定できる。たとえば、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａのエコー信号のレベル比が１であると、受電コイル５１はふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａの中央に位置すると判定できる。
【００６１】
この記憶回路３７は、受電コイル５１のＹ軸方向の位置に対する、各々のＹ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを記憶している。受電コイル５１が置かれると、いずれかのＸ軸位置検出コイル３０Ａにエコー信号が誘導される。したがって、識別回路３３は、Ｘ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号で受電コイル５１が載せられたこと、すなわち電池内蔵機器５０が充電台１０に載せられたことを検出する。さらに、いずれかのＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを、記憶回路３７に記憶しているレベルに比較して、受電コイル５１のＸ軸方向の位置を判別することができる。識別回路は、隣接するＸ軸位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベル比から受電コイルのＸ軸方向の位置を特定する関数を記憶回路に記憶して、この関数から受電コイルの位置を判別することもできる。この関数は、ふたつのＸ軸位置検出コイルの間に受電コイルを移動させて、各々のＸ軸位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベル比を検出して求められる。識別回路３３は、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベル比を検出し、検出されるレベル比から、この関数に基づいてふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａの間における受電コイル５１のＸ軸方向の位置を演算して検出することができる。
【００６２】
以上は、識別回路３３が、Ｘ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号から、受電コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する方法を示すが、受電コイル５１のＹ軸方向の位置もＸ軸方向と同じようにして、Ｙ軸位置検出コイル３０Ｂに誘導されるエコー信号から検出できる。
【００６３】
なお、上記のような波形のエコー信号が検出されたとき、充電台の識別回路３３は、電池内蔵機器５０の受電コイル５１が搭載されたと認識、識別することができる。エコー信号の波形とは異なる波形が検出、識別されるときは、電池内蔵機器５０の受電コイル５１以外（例えば、金属異物）のものが搭載されたとして、電力供給を停止することができる。また、エコー信号の波形が検出、識別されないときは、電池内蔵機器５０の受電コイル５１が搭載されていないとして、電力供給をしない。
【００６４】
第１の位置検出制御器１４Ａは、識別回路３３が受電コイル５１のＸ軸方向とＹ軸方向の位置を検出すると、この識別回路３３からの位置信号でもって、送電コイル１１を受電コイル５１の位置に移動させる。識別回路３３は、検出するＸ軸方向とＹ軸方向の位置から移動機構１３を制御して、送電コイル１１を受電コイル５１に接近する位置に移動させる。識別回路３３は、移動機構１３のＸ軸駆動機構４０Ａを制御して、送電コイル１１を受電コイル５１のＸ軸方向の位置に移動させる。また、識別回路３３は、移動機構１３のＹ軸駆動機構４０Ｂを制御して、送電コイル１１を受電コイル５１のＹ軸方向の位置に移動させる。
【００６５】
充電台１０は、上面プレート２１に１個の電池内蔵機器５０を載せる状態では、第１の位置検出制御器１４Ａで受電コイル５１の位置を特定して、移動機構１３を制御して、送電コイル１１を受電コイル５１に接近する位置に移動させる。ただ、第１の位置検出制御器１４Ａは、上面プレート２１に複数の電池内蔵機器５０を載せる状態においては、受電コイル５１の位置を特定することなく、受電コイル５１の位置を複数の候補点として検出する。たとえば、図１２に示すように、上面プレート２１上に２個の電池内蔵機器５０を載せる状態では、第１の位置検出制御器１４Ａは、受電コイル５１の位置として、４個の候補点を検出する。図１２は、上面プレート２１上のＡ点に第１の電池内蔵機器５０Ａを載せて、Ｂ点に第２の電池内蔵機器５０Ｂを載せた状態を示している。このとき、第１の位置検出制御器１４Ａは、第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａと第３のＸ軸位置検出コイル３０Ａで、受電コイル５１からのエコー信号を検出し、第１のＹ軸位置検出コイル３０Ｂと第４のＹ軸位置検出コイル３０Ｂで、受電コイル５１からのエコー信号を検出する。すなわち、第１の位置検出制御器１４Ａは、受電コイルのＸ軸方向の位置として、Ａ点を含むラインｍ１を第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａで検出し、Ｂ点を含むラインｍ２を第３のＸ軸位置検出コイル３０Ａで検出する。また、第１の位置検出制御器１４Ａは、受電コイル５１のＹ軸方向の位置として、Ａ点を含むラインｎ１を第１のＹ軸位置検出コイル３０Ｂで検出し、Ｂ点を含むラインｎ２を第４のＹ軸位置検出コイル３０Ｂで検出する。したがって、第１の位置検出制御器１４Ａは、ラインｍ１及びラインｍ２と、ラインｎ１及びラインｎ２との交点であるＡ点〜Ｄ点の４点を受電コイル５１の位置を示す候補点として検出する。同様にして、第１の位置検出制御器は、上面プレート上に３個の電池内蔵機器を載せる状態では、図示しないが、受電コイルの位置として９個の候補点を検出する。ただ、複数の電池内蔵機器の受電コイルの位置が、第１の位置検出制御器で検出される同一ライン上にある場合には、検出される候補点の個数は少なくなる。例えば、２個の電池内蔵機器を載せる状態で、２個の受電コイルがＸ軸方向またはＹ軸方向を示すいずれかのラインにおいて同一ライン上にある場合、第１の位置検出制御器で検出される受電コイルの候補点は２個となり、これにより２個の受電コイルの位置が特定される。また、３個の電池内蔵機器を載せる状態で、２個の受電コイルがＸ軸方向またはＹ軸方向を示すいずれかのラインにおいて同一ライン上にある場合、第１の位置検出制御器で検出される受電コイ．ルの候補点は４個または６個となり、さらにまた、３個の受電コイル全てが同一ライン上にある場合は、受電コイルの候補点は３個となる。したがって、複数の電池内蔵機器を載せる状態で、第１の位置検出制御器が検出する受電コイルの位置としての候補点の個数は、上面プレートの載せられる電池内蔵機器の個数や位置によって変化する。
【００６６】
充電台１０は、第１の位置検出制御器１４Ａで粗検出された受電コイル５１の検出位置から受電コイル５１の正確な位置を検出し、また、第１の位置検出制御器１４Ａで検出された受電コイル５１の候補点から受電コイル５１の位置を検出する第２の位置検出制御器１４Ｂを備える。この充電台１０は、第１の位置検出制御器１４Ａで粗検出された受電コイル５１の検出位置に移動機構１３で送電コイル１１を接近させた後、第２の位置検出制御器１４Ｂで受電コイル５１の正確な位置を検出し、または、第１の位置検出制御器１４Ａで検出された複数の受電コイルの候補点に移動機構１３で送電コイル１１を接近させた後、第２の位置検出制御器１４Ｂで受電コイル５１の正確な位置を検出する。
【００６７】
第２の位置検出制御器１４Ｂは、交流電源１２を自励式の発振回路として、自励式の発振回路の発振周波数から送電コイル１１の位置を正確に検出して移動機構１３を制御する。第２の位置検出制御器１４Ｂは、移動機構１３のＸ軸駆動機構４０ＡとＹ軸駆動機構４０Ｂを制御して、送電コイル１１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動させて、交流電源１２の発振周波数を検出する。自励式の発振回路の発振周波数が変化する特性を図１３に示している。この図は、送電コイル１１と受電コイル５１の相対的な位置ずれに対する発振周波数の変化を示している。この図に示すように、自励式の発振回路の発振周波数は、送電コイル１１が受電コイル５１に最も接近する位置でもっとも高くなり、相対位置がずれるにしたがって発振周波数が低くなる。したがって、第２の位置検出制御器１４Ｂは、移動機構１３のＸ軸駆動機構４０Ａを制御して送電コイル１１をＹ軸方向に移動し、発振周波数が最も高くなる位置で停止する。また、Ｙ軸駆動機構４０Ｂも同じように制御して送電コイル１１をＸ軸方向に移動して、発振周波数が最も高くなる位置で停止する。第２の位置検出制御器１４Ｂは、以上のようにして、送電コイル１１を受電コイル５１に最も接近する位置に移動させて、受電コイル５１の正確な位置を精密検出できる。また、第２の位置検出制御器１４Ｂは、複数の候補点から受電コイル５１の正確な位置を検出する場合には、図１２のＣ点やＤ点のように、受電コイルが存在しない架空の候補点においても、発振回路の発振周波数から受電コイルが存在しないことを検出できる。
【００６８】
以上の充電台は、第１の位置検出制御器１４Ａで受電コイル５１の位置を粗検出し、また複数の候補点を検出した後、さらに第２の位置検出制御器１４Ｂで受電コイル５１の正確な位置を精密検出して、送電コイル１１を受電コイル５１に接近させる。
【００６９】
図５に示す第２の位置検出制御器１４Ｂは、自励式の発振回路の発振周波数の変化から送電コイル１１と受電コイル５１の相対位置を判定するが、送電コイルと受電コイルとの相対位置を微調整する第２の位置検出制御器は、送電コイルの電圧、送電コイルに電力を供給する交流電源の消費電力、あるいは受電コイルに誘導される電流から送電コイルの受電コイルに対する相対位置を検出することができる。この第２の位置検出制御器は、発振周波数を変化させる必要がないので、他励式の発振回路とすることができる。
【００７０】
図１４において、送電コイル１１の電圧から受電コイル５１に対する送電コイル１１の相対位置を検出する第２の位置検出制御器１４Ｃは、送電コイル１１の電圧を検出する電圧検出回路６３を内蔵している。この第２の位置検出制御器１４Ｃは、送電コイル１１を移動させて、送電コイル１１の電圧を電圧検出回路６３で検出する。送電コイル１１と受電コイル５１の相対位置に対して送電コイル１１の電圧が変化する特性を図１５に示している。この図は、送電コイル１１と受電コイル５１の相対的な位置ずれに対する送電コイル１１の電圧の変化を示している。この図に示すように、送電コイル１１の電圧は、送電コイル１１が受電コイル５１に最も接近する位置でもっとも低くなり、相対位置がずれるにしたがって電圧が高くなる。したがって、第２の位置検出制御器１４Ｃは、移動機構１３のＸ軸駆動機構４０Ａを制御して送電コイル１１をＸ軸方向に移動し、送電コイル１１の電圧が最も低くなる位置で停止する。また、Ｙ軸駆動機構４０Ｂも同じように制御して送電コイル１１をＹ軸方向に移動して、送電コイル１１の電圧が最も低くなる位置で停止する。第２の位置検出制御器１４Ｃは、以上のようにして、送電コイル１１を受電コイル５１に最も接近する位置に移動させて、受電コイル５１の正確な位置を検出できる。
【００７１】
また、図１４において、送電コイル１１に電力を供給する交流電源１２の消費電力から受電コイル５１に対する送電コイル１１の相対位置を検出する第２の位置検出制御器１４Ｃは、交流電源１２の消費電力を検出する消費電力検出回路６４を内蔵している。この第２の位置検出制御器１４Ｃは、送電コイル１１を移動させて、交流電源１２の消費電力を消費電力検出回路６４で検出する。送電コイル１１と受電コイル５１の相対位置に対して交流電源１２の消費電力が変化する特性を図１６に示している。この図は、送電コイル１１と受電コイル５１の相対的な位置ずれに対する交流電源１２の消費電力の変化を示している。この図に示すように、交流電源１２の消費電力は、送電コイル１１が受電コイル５１に最も接近する位置でもっとも小さくなり、相対位置がずれるにしたがって消費電力が大きくなる。したがって、第２の位置検出制御器１４Ｃは、移動機構１３のＸ軸駆動機構４０Ａを制御して送電コイル１１をＸ軸方向に移動し、交流電源１２の消費電力が最も小さくなる位置で停止する。また、Ｙ軸駆動機構４０Ｂも同じように制御して送電コイル１１をＹ軸方向に移動して、交流電源１２の消費電力が最も低くなる位置で停止する。第２の位置検出制御器１４Ｃは、以上のようにして、送電コイル１１を受電コイル５１に最も接近する位置に移動させて、受電コイル５１の正確な位置を検出する。
【００７２】
さらに、図１４において、受電コイル５１の電流から受電コイル５１に対する送電コイル１１の相対位置を検出する第２の位置検出制御器１４Ｃは、受電コイル５１の電流を検出する検出回路６５を内蔵している。電池内蔵機器５０は、受電コイル５１にコンデンサーを接続して受電コイル５１のインピーダンスを変更し、あるいは交流電源１２と異なる周波数の交流信号を受電コイル５１に出力し、充電台１０は、送電コイル５１を介して受電コイル５１のインピーダンスを検出し、あるいは交流信号を送電コイル１１で受信して、検出回路１７でもって受電コイル５１の電流を検出する。また、電池内蔵機器５０が特定周波数の搬送波を受電コイル５１の電流信号で変調する信号を受電コイル５１に出力し、充電台１０が特定周波数の搬送波を受信し、この信号を復調して受電コイルの電流を検出することもできる。さらに、電池内蔵機器から充電台に、受電コイルの電流信号を無線伝送して、電流情報を伝送することもできる。この第２の位置検出制御器１４Ｃは、送電コイル１１を移動させて、受電コイル５１の電流を検出する。送電コイル１１と受電コイル５１の相対位置に対して受電コイル５１の電流が変化する特性を図１７に示している。この図は、送電コイル１１と受電コイル５１の相対的な位置ずれに対する受電コイル５１の変化を示している。この図に示すように、受電コイル５１の電流は、送電コイル１１が受電コイル５１に最も接近する位置でもっとも大きくなり、相対位置がずれるにしたがって電流が小さくなる。したがって、第２の位置検出制御器１４Ｃは、移動機構１３のＸ軸駆動機構４０Ａを制御して送電コイル１１をＸ軸方向に移動し、受電コイル５１の電流が最も大きくなる位置で停止する。また、Ｙ軸駆動機構４０Ｂも同じように制御して送電コイル１１をＹ軸方向に移動して、受電コイル５１の電流が最も大きくなる位置で停止する。第２の位置検出制御器１４Ｃは、以上のようにして、送電コイル１１を受電コイル５１に最も接近する位置に移動させて、受電コイル５１の正確な位置を検出する。
【００７３】
以上の移動機構１３は、送電コイル１１をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動して、送電コイル１１を受電コイル５１の位置に移動させるが、本発明は、移動機構がＸ軸方向とＹ軸方向とに送電コイルを移動して、送電コイルの位置を受電コイルに接近させる構造には特定せず、送電コイルは種々の方向に移動させて、受電コイルに接近することもできる。
【００７４】
以上の充電台１０は、上面プレート２１に複数の電池内蔵機器５０を載せた状態では、第１の位置検出制御器１４Ａで受電コイル５１の複数の候補点を検出した後、第２の位置検出制御器１４Ｂ、１４Ｃで受電コイル５１の正確な位置を精密検出して、送電コイル１１を受電コイル５１に接近させている。ただ、位置検出制御器は、以下に示す構成とすることにより、上面プレートに複数の電池内蔵機器を載せた状態において、複数の候補点を検出することなく受電コイルの位置を特定することができる。
【００７５】
図１８に示す位置検出制御器８４は、上面プレートの内面に固定している複数の位置検出コイル３０と、この位置検出コイル３０にパルス信号を供給するパルス電源３１と、このパルス電源３１から位置検出コイル３０に供給されるパルスに励起されて受電コイル５１から位置検出コイル３０に出力されるエコー信号を受信する受信回路３２と、受信回路３２が受信するエコー信号から送電コイル１１の位置を判別する識別回路９３とを備えている。複数の位置検出コイル３０は、受電コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する複数のＸ軸検出コイル３０Ａと、Ｙ軸方向の位置を検出する複数のＹ軸検出コイル３０Ｂとからなる。この位置検出制御器８４は、パルス電源３１がいずれかの位置検出コイル３０にパルス信号を供給する状態で、このパルス信号に励起されて受電コイル５１から出力されるエコー信号を、Ｘ軸検出コイル３０ＡとＹ軸検出コイル３０Ｂの両方で受信して、受電コイル５１の位置を判別している。さらに、位置検出制御器８４は、識別回路９３に、受電コイル５１の位置に対する各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベル、すなわち図１０に示すように、各々の位置検出コイル３０をパルス信号で励起して所定の時間経過後に誘導されるエコー信号のレベルを記憶する記憶回路９７を備えている。識別回路９３は、各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベルを検出し、検出したエコー信号のレベルを記憶回路９７に記憶しているエコー信号のレベルに比較して、受電コイル５１の位置を検出している。
【００７６】
位置検出制御器８４は、パルス電源３１から特定の位置検出コイル３０にパルス信号を供給すると共に、受電コイル５１から出力されるエコー信号を、Ｘ軸検出コイル３０ＡとＹ軸検出コイル３０Ｂの両方で受信するために、複数のＸ軸検出コイル３０Ａと複数のＹ軸検出コイル３０Ｂとを別々に切り換えてパルス電源３１及び受信回路３２に接続する切換回路９４を備えている。さらに、図に示す位置検出制御器８４は、切換回路９４とパルス電源３１との接続状態を制御する入力切換回路９５と、切換回路９４と受信回路３２との接続状態を制御する受信切換回路９６とを備えている。
【００７７】
切換回路９４は、複数のＸ軸検出コイル３０Ａを順番に切り換えるＸ軸切換回路９４Ａと、複数のＹ軸検出コイル３０Ｂを順番に切り換えるＹ軸切換回路９４Ｂとからなる。Ｘ軸切換回路９４ＡとＹ軸切換回路９４Ｂは、それぞれ入力切換回路９５を介してパルス電源３１に接続している。入力切換回路９５は、識別回路９３に制御されて、パルス電源３１から出力されるパルスを、Ｘ軸切換回路９４ＡとＹ軸切換回路９４Ｂとに切り換えて入力する。この回路構成によると、ひとつのパルス電源３１の出力を切り換えて、Ｘ軸検出コイル３０ＡとＹ軸検出コイル３０Ｂにパルス信号を供給できる。ただ、位置検出制御器は、入力切換回路を設けることなく、Ｘ軸検出コイルとＹ軸検出コイルに別々にパルス信号を供給するパルス電源を備えることもできる。さらに、Ｘ軸切換回路９４ＡとＹ軸切換回路９４Ｂは、それぞれ受信切換回路９６を介して受信回路３２に接続している。受信切換回路９６は、識別回路９３に制御されて、Ｘ軸切換回路９４Ａ及びＹ軸切換回路９４Ｂと受信回路３２との接続状態を切り換えて、Ｘ軸検出コイル３０Ａで受信するエコー信号とＹ軸検出コイル３０Ｂで受信するエコー信号とを別々に受信回路３２に入力している。この位置検出制御器８４は、受信切換回路９６で入力を切り換えることにより、ひとつの受信回路３２でＸ軸検出コイル３０ＡとＹ軸検出コイル３０Ｂからのエコー信号を検出できる。ただし、Ｘ軸切換回路とＹ軸切換回路に別々に受信回路を接続して、各々のエコー信号を検出することもできる。この回路構成によると、いずれかの位置検出コイルにパルス信号を供給する状態で、受電コイルから出力されるエコー信号を、Ｘ軸切換回路に接続された受信回路とＹ軸切換回路に接続された受信回路の両方で同時に受信して、受電コイルの位置を速やかに検出できる。
【００７８】
この位置検出制御器８４は、たとえば、複数の受電コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する場合には、前述の第１の位置検出制御器１４Ａと同様に、複数のＸ軸検出コイル３０Ａを順番に切り換えてＸ軸検出コイル３０Ａにパルス信号を入力し、このパルス信号で励起されて受電コイル５１から出力されるエコー信号をＸ軸検出コイル３０Ａで受信して、受電コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する。ただ、Ｙ軸方向の位置を検出する場合においては、Ｙ軸検出コイル３０Ｂにパルス信号を入力することなく、Ｘ軸方向の位置を検出する工程でエコー信号が検出されたＸ軸検出コイル３０Ａにパルス信号を入力し、このパルス信号に励起されて受電コイル５１から出力されるエコー信号を、複数のＹ軸検出コイル３０Ｂを順番に切り換えて受信することによって受電コイル５１のＹ軸方向の位置を検出する。これにより、受電コイル５１のＸ軸方向の位置とＹ軸方向の位置を検出して受電コイル５１の位置を特定する。
【００７９】
図１８に示す位置検出制御器８４は、以下のようにして複数の受電コイル５１の位置を検出する。
（１）複数の受電コイル５１のＸ軸方向の位置の検出
識別回路９３は、入力切換回路９５を制御して、パルス電源３１とＸ軸切換回路９４Ａとを接続状態とし、パルス電源３１とＹ軸切換回路９４Ｂとを非接続状態とする。さらに、識別回路９３は、受信切換回路９６を制御して、Ｘ軸切換回路９４Ａと受信回路３２とを接続状態とし、Ｙ軸切換回路９４Ｂと受信回路３２とを非接続状態とする。この状態で、識別回路９３は、複数のＸ軸検出コイル３０Ａを順番に受信回路３２に接続するようにＸ軸切換回路９４Ａを制御して、各々のＸ軸検出コイル３０Ａを受信回路３２に接続する毎に、パルス電源３１からパルス信号を出力し、受電コイル５１から出力されるエコー信号をＸ軸検出コイル３０Ａで検出する。識別回路９３は、全てのＸ軸検出コイル３０Ａを順番に受信回路３２に接続して、各々のＸ軸検出コイル３０Ａに入力されるエコー信号から、複数の受電コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する。たとえば、図１９に示すように、上面プレートの上に２個の電池内蔵機器５０を載せる状態では、識別回路９３は、受電コイル５１のＸ軸方向の位置として、Ａ点を含むラインｍ１を第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａで検出し、Ｂ点を含むラインｍ２を第３のＸ軸位置検出コイル３０Ａで検出する。
【００８０】
（２）複数の受電コイル５１のＹ軸方向の位置の検出
識別回路９３は、受信切換回路９６を制御して、Ｘ軸切換回路９４Ａと受信回路３２とを非接続状態とし、Ｙ軸切換回路９４Ｂと受信回路３２とを接続状態とする。このとき、入力切換回路９５は、パルス電源３１とＸ軸切換回路９４Ａとを接続状態とし、パルス電源３１とＹ軸切換回路９４Ｂとを非接続状態の状態に保持する。この状態で、識別回路９３は、（１）の工程（Ｘ軸方向の位置を検出する工程）においてエコー信号が検出されたＸ軸検出コイル３０Ａにパルス電源３１を接続するようにＸ軸切換回路９４Ａを制御すると共に、複数のＹ軸検出コイル３０Ｂを順番に受信回路３２に接続するようにＹ軸切換回路９４Ｂを制御して、受電コイル５１のＹ軸方向の位置を検出する。識別回路９３は、各々のＹ軸検出コイル３０Ｂを受信回路３２に接続する毎に、Ｘ軸検出コイル３０Ａにパルス電源３１からパルス信号を入力し、このパルス信号に励起されて受電コイルから出力されるエコー信号をＹ軸検出コイル３０Ｂで検出する。すなわち、図１９において、識別回路９３は、パルス電源３１を第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａに接続してパルス信号を出力する毎に、複数のＹ軸位置検出コイル３０Ｂを順番に切り換えてエコー信号を検出し、受電コイル５１のＹ軸方向の位置として、Ａ点を含むラインｎ１を第１のＹ軸検出コイルで検出する。さらに、識別回路９３は、パルス電源３１を第３のＸ軸位置検出コイル３０Ａに接続してパルス信号を出力する毎に、Ｙ軸位置検出コイル３０Ｂを順番に切り換えてエコー信号を検出し、受電コイル５１のＹ軸方向の位置として、Ｂ点を含むラインｎ２を第４のＹ軸検出コイル３０Ｂで検出する。
【００８１】
（３）複数の受電コイル５１の位置の特定
識別回路９３は、第１のＸ軸検出コイル３０Ａで検出されるラインｍ１と、第１のＹ軸検出コイル３０Ｂで検出されるラインｎ１との交点から、第１の電池内蔵機器５０Ａの受電コイル５１の位置をＡ点に特定する。さらに、識別回路９３は、第３のＸ軸検出コイル３０Ａで検出されるラインｍ２と、第４のＹ軸検出コイル３０Ｂで検出されるラインｎ２との交点から、第２の電池内蔵機器５０Ｂの受電コイル５１の位置をＢ点に特定する。
さらに、位置検出制御器８４は、上記の方法で複数の受電コイル５１の位置を特定した後、複数のＹ軸検出コイル３０Ｂを順番に切り換えてＹ軸検出コイル３０Ｂにパルス信号を入力し、このパルス信号で励起されて受電コイル５１から出力されるエコー信号をＹ軸検出コイル３０Ｂで受信して、このエコー信号に基づいて受電コイル５１のＹ軸方向の位置をより正確に検出することもできる。
【００８２】
識別回路９３が、受電コイル５１のＸ軸方向とＹ軸方向の位置を検出すると、この識別回路９３からの位置信号でもって、位置検出制御器８４は送電コイル１１を受電コイル５１の位置に移動させる。
【００８３】
充電台１０は、位置検出制御器１４、８４で移動機構１３を制御して各々の送電コイル１１を各々の電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近させた状態で、交流電源１２で送電コイル１１に交流電力を供給する。各々の送電コイル１１の交流電力は各々の受電コイル５１に電力搬送されて、電池５２の充電に使用される。電池５２が満充電されたことを検出する電池内蔵機器５０は、充電を停止し、あるいは充電を停止することなく、満充電信号を充電台１０に伝送する。電池内蔵機器５０は、受電コイル５１に満充電信号を出力し、この満充電信号を受電コイル５１から送電コイル１１に伝送して、充電台１０に満充電の情報を伝送することができる。この電池内蔵機器５０は、受電コイル５１にコンデンサーを接続して受電コイル５１のインピーダンスを変更し、あるいは交流電源１２と異なる周波数の交流信号を受電コイル５１に出力し、充電台１０は、送電コイル５１を介して受電コイル５１のインピーダンスを検出し、あるいは交流信号を送電コイル１１で受信して満充電を検出することができる。また、電池内蔵機器５０が特定周波数の搬送波を満充電信号で変調する信号を受電コイル５１に出力し、充電台１０が特定周波数の搬送波を受信し、この信号を復調して満充電信号を検出することもできる。さらに、電池内蔵機器は、満充電信号を充電台に無線伝送して、満充電の情報を伝送することもできる。この電池内蔵機器は、満充電信号を送信する送信器を内蔵しており、充電台は満充電信号を受信する受信器を内蔵する。図５に示す位置検出制御器１４は、満充電された内蔵電池５２を検出する満充電検出回路１７を内蔵している。この満充電検出回路１７は、電池内蔵機器５０から出力される満充電信号を検出して、満充電された電池５２を内蔵する電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近している送電コイル１１への電力供給を停止して、この電池５２の充電を停止する。
【００８４】
送電コイル１１の個数よりも多数の電池内蔵機器５０を載せることができる上面プレート２１の充電台１０は、充電する電池内蔵機器５０の電池５２を順番に切り換えて、すなわち、充電している内蔵電池５２の満充電を検出すると、充電していない電池内蔵機器５０の受電コイル５１に送電コイル１１を移動して、次の電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を満充電する。この充電台１０は、最初に各々の電池内蔵機器５０の受電コイル５１の位置を検出する。たとえば、２個の送電コイル１１と２組の駆動機構４０を有する充電台１０に、第１ないし第３の電池内蔵機器５０がセットされると、２個の送電コイル１１を第１の電池内蔵機器５０Ａと第２の電池内蔵機器５０Ｂの受電コイル５１に接近して内蔵電池５２を充電する。いずれかの内蔵電池５２が満充電されると、仮に第１の電池内蔵機器５０Ａの内蔵電池５２が満充電されると、第１の電池内蔵機器５０Ａの受電コイル５１に接近している送電コイル１１への電力供給を停止した後、この送電コイル１１を第３の電池内蔵機器５０Ｃの受電コイル５１に接近し、送電コイル１１に交流電力を供給して、第３の電池内蔵機器５０Ｃの内蔵電池５２を充電する。第３の電池内蔵機器５０Ｃの内蔵電池５２が満充電されると、この受電コイル５１に接近している送電コイル１１への交流電力の供給を停止し、また第２の電池内蔵機器５０Ｂの内蔵電池５２が満充電されると、この電池内蔵機器５０の受電コイル５１に接近している送電コイル１１への交流電力の供給を停止して、充電を終了する。さらに、上面プレート２１に２個の電池内蔵機器５０がセットされて、２個の送電コイル１１で各々の電池内蔵機器５０を充電している状態で、３個目の電池内蔵機器５０がセットされると、充電台１０は以下のようにして全ての電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を満充電する。位置検出制御器１４、８４は、いずれかの電池内蔵機器５０の内蔵電池５２が満充電されると、各々の電池内蔵機器５０の位置を再検出する。この状態で、充電してしない位置に電池内蔵機器５０がセットされたことを検出すると、満充電した電池内蔵機器５０を充電していた送電コイル１１を、後にセットされた電池内蔵機器５０の受電コイル５１に位置に移動して、この電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を充電する。上面プレート２１に送電コイル１１の個数よりも多数の電池内蔵機器５０がセットされた状態で、位置検出制御器１４、８４は、最初に２個の電池内蔵機器５０の位置を検出して、各々の電池内蔵機器５０の受電コイル５１の位置に送電コイル１１を接近して内蔵電池５２を満充電し、その後に、再び電池内蔵機器５０の位置を検出して、充電していない電池内蔵機器５０を検出すると、充電を終了した送電コイル１１を未充電の電池内蔵機器５０の位置に移動して内蔵電池５２を充電することもできる。
【００８５】
以上のように、送電コイル１１の個数よりも多数の電池内蔵機器５０が上面プレート２１にセットされると、次々と電池内蔵機器５０を切り換えて内蔵電池５２を満充電する。この充電台１０は、満充電された電池内蔵機器５０の位置を記憶して、満充電された電池内蔵機器５０の電池５２を充電しない。
【符号の説明】
【００８６】
１０…充電台
１１…送電コイル
１２…交流電源
１３…移動機構
１４…位置検出制御器          １４Ａ…第１の位置検出制御器
１４Ｂ…第２の位置検出制御器
１４Ｃ…第２の位置検出制御器
１５…コア                    １５Ａ…円柱部
１５Ｂ…円筒部
１６…リード線
１７…満充電検出回路
２０…ケース                  ２０Ａ…側壁
２１…上面プレート
２２…水平ガイド
２３…ガイドプレート
２４…移動スペース
２５…スライド凸部
２６…キャリッジ
２７…ガイドリング            ２７Ａ…ガイド孔
３０…位置検出コイル          ３０Ａ…Ｘ軸検出コイル
３０Ｂ…Ｙ軸検出コイル
３１…パルス電源
３２…受信回路
３３…識別回路
３４…切換回路
３５…リミッター回路
３６…Ａ／Ｄコンバータ
３７…記憶回路
４０…駆動機構                ４０Ａ…Ｘ軸駆動機構
４０Ｂ…Ｙ軸駆動機構
４１…板バネ
４２…巻き取り軸
４３…Ｙ軸アクチュエータ
４４…Ｘ軸ガイド
４５…Ｘ軸アクチュエータ
４６…ラック
４７…ピニオン
４８…ウォーム
４９…歯車
５０…電池内蔵機器            ５０Ａ…第１の電池内蔵機器
５０Ｂ…第２の電池内蔵機器
５０Ｃ…第３の電池内蔵機器
５１…受電コイル
５２…電池
５３…コンデンサー
５４…並列共振回路
５５…ダイオード
５６…平滑コンデンサー
５７…整流回路
５８…充電制御回路
６３…電圧検出回路
６４…消費電力検出回路
６５…検出回路
７０…充電台
８０…充電台
８４…位置検出制御器
９３…識別回路
９４…切換回路                ９４Ａ…Ｘ軸切換回路
９４Ｂ…Ｙ軸切換回路
９５…入力切換回路
９６…受信切換回路
９７…記憶回路
【図１】
2010288430.tif 000003
【図２】
2010288430.tif 000004
【図３】
2010288430.tif 000005
【図４】
2010288430.tif 000006
【図５】
2010288430.tif 000007
【図６】
2010288430.tif 000008
【図７】
2010288430.tif 000009
【図８】
2010288430.tif 000010
【図９】
2010288430.tif 000011
【図１０】
2010288430.tif 000012
【図１１】
2010288430.tif 000013
【図１２】
2010288430.tif 000014
【図１３】
2010288430.tif 000015
【図１４】
2010288430.tif 000016
【図１５】
2010288430.tif 000017
【図１６】
2010288430.tif 000018
【図１７】
2010288430.tif 000019
【図１８】
2010288430.tif 000020
【図１９】
2010288430.tif 000021