(57)【要約】【課題】誘導コイルの位置を正確に検出しながら、内蔵電池を効率よく充電する。【解決手段】電池内蔵機器と充電台は、充電台１０の電源コイル１１から、電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に電力搬送して内蔵電池５２を充電する。充電台１０は、位置検出コイル３０に位置検出信号を供給し、誘導コイル５１から出力されるエコー信号で誘導コイル５１の位置を検出する位置検出制御器１４を備える。電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１に直列接続してなる直列コンデンサー５５と誘導コイル５１に並列接続される並列コンデンサー５６と切換回路５７とを備え、位置検出制御器１４が位置検出信号を出力する状態では、誘導コイル５１に並列コンデンサー５６を接続し、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送する状態では、誘導コイル５１と並列コンデンサー５６とを非接続状態として、直列コンデンサー５５を介して誘導コイル５１の交流を整流回路５３に出力する。【選択図】図１０
2010263663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源コイル(11)を備える充電台(10)と、この電源コイル(11)に電磁結合される誘導コイル(51)を内蔵する電池内蔵機器(50)、(60)、(70)とからなり、電源コイル(11)から誘導コイル(51)に電力搬送される電力でもって、電池内蔵機器(50)、(60)、(70)の内蔵電池(52)を充電するようにしてなる電池内蔵機器と充電台であって、
前記充電台(10)は、前記電池内蔵機器(50)、(60)、(70)を脱着自在にセットする装着部を有するケース(20)と、前記電源コイル(11)に接続してなる交流電源(12)と、前記電源コイル(11)を誘導コイル(51)に接近するように移動させる移動機構(13)と、装着部にセットされる電池内蔵機器(50)、(60)、(70)の位置を検出して移動機構(13)を制御して電源コイル(11)を電池内蔵機器(50)、(60)、(70)の誘導コイル(51)に接近させる位置検出制御器(14)、(44)とを備え、
前記位置検出制御器(14)、(44)が、上面プレート(21)に固定している位置検出コイル(30)と、この位置検出コイル(30)に位置検出信号を供給する検出信号発生回路(31)と、この検出信号発生回路(31)から位置検出コイル(30)に供給される位置検出信号に励起されて誘導コイル(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誘導コイル(51)の位置を判別する識別回路(33)とを備えており、
前記電池内蔵機器(50)、(60)、(70)が、前記誘導コイル(51)に接続されて、誘導コイル(51)に誘導される交流を直流に変換して、内蔵電池(52)に充電電力を供給する整流回路(53)と、前記誘導コイル(51)の交流を整流回路(53)に入力する誘導コイル(51)に直列に接続してなる直列コンデンサー(55)と、前記誘導コイル(51)と並列に接続される並列コンデンサー(56)と、直列コンデンサー(55)及び並列コンデンサー(56)と誘導コイル(51)との接続状態を切り換える切換回路(57)、(67)、(77)とを備えており、
この切換回路(57)、(67)、(77)によって、位置検出制御器(14)、(44)が位置検出信号を出力する状態にあっては、誘導コイル(51)に並列コンデンサー(56)が接続され、電源コイル(11)から誘導コイル(51)に電力搬送する状態にあっては、前記誘導コイル(51)と前記並列コンデンサー(56)とを非接続状態として、前記直列コンデンサー(55)を介して誘導コイル(51)の交流を整流回路(53)に出力するようにしてなる電池内蔵機器と充電台。
【請求項２】
前記充電台(10)の装着部がケース(20)の上面に設けてなる上面プレート(21)である請求項１に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項３】
前記切換回路(57)が、並列コンデンサー(56)と直列に接続してなるスイッチング素子(58)を備え、このスイッチング素子(58)のオン状態において、並列コンデンサー(56)が誘導コイル(51)と並列に接続され、スイッチング素子(58)のオフ状態において、並列コンデンサー(56)と誘導コイル(51)とを非接続状態とするようにしてなる請求項１に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項４】
前記切換回路(67)が、互いに直列に接続してなる一対のペアースイッチング素子(68)を備え、ペアースイッチング素子(68)と直列に並列コンデンサー(56)を接続しており、ペアースイッチング素子(68)の接続点がアースライン(63)に接続され、かつ各々のペアースイッチング素子(68)は並列コンデンサー(56)を介して誘導コイル(51)の両端に接続され、ペアースイッチング素子(68)のオン状態で並列コンデンサー(56)が誘導コイル(51)に接続され、ペアースイッチング素子(68)のオフ状態で並列コンデンサー(56)と誘導コイル(51)とが非接続状態とされる請求項１に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項５】
前記ペアースイッチング素子(68)がＦＥＴである請求項４に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項６】
前記整流回路(53)がブリッジダイオード回路を備え、前記誘導コイル(51)がダイオードを介してアースライン(63)に接続されてなる請求項４又は５に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項７】
前記直列コンデンサー(55)と前記並列コンデンサー(56)とがひとつの直列並列コンデンサー(75)で、前記切換回路(57)、(67)、(77)が、直列並列コンデンサー(75)の整流回路(53)側をショートするショート回路(73)を備えており、前記ショート回路(73)が直列並列コンデンサー(56)の整流回路(53)側をショート状態として直列並列コンデンサー(56)が誘導コイル(51)と並列に接続され、前記ショート回路(73)の非短絡状態において、直列並列コンデンサー(75)が整流回路(53)と直列に接続されて誘導コイル(51)の交流を直列並列コンデンサー(75)を介して整流回路(53)に出力するようにしてなる請求項１に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項８】
前記位置検出制御器(14)が、電池内蔵機器(50)、(60)、(70)の誘導コイル(51)の位置を粗検出する第１の位置検出制御器(14A)と、前記誘導コイル(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、
前記第１の位置検出制御器(14)が、複数の位置検出コイル(30)と、前記検出信号発生回路(31)と、前記受信回路(32)と、前記識別回路(33)とを備えており、
第１の位置検出制御器(14A)で誘導コイル(51)に接近された電源コイル(11)が、第２の位置検出制御器(14B)で誘導コイル(51)に接近されるようにしてなる請求項１に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項９】
前記交流電源(12)が自励式の発振回路を有し、前記第２の位置検出制御器(14B)が、自励式の発振回路の発振周波数から誘導コイル(51)の位置を検出して移動機構(13)を制御する請求項８に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項１０】
前記位置検出制御器(44)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)に位置検出信号を供給する検出信号発生回路(31)と、この検出信号発生回路(31)から位置検出コイル(30)に供給される位置検出信号に励起されて誘導コイル(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誘導コイル(51)の位置を判別する識別回路(43)とを備え、
前記識別回路(43)が、誘導コイル(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を記憶する記憶回路(47)を備えており、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、識別回路(47)に記憶されるエコー信号のレベルに比較して、誘導コイル(51)の位置を検出する請求項１に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項１１】
前記ケース(20)の上面プレート(21)が複数の電池内蔵機器(50)を載せることができる大きさで、前記位置検出制御器(14)が、充電している電池内蔵機器(50)の内蔵電池(52)が満充電されない状態において、電源コイル(11)の位置を別の電池内蔵機器(50)の誘導コイル(51)の位置に移動するように移動機構(13)を制御して、各々の電池内蔵機器(50)を満充電するようにしてなる請求項１に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項１２】
前記位置検出制御器(14)が、充電している内蔵電池(52)の電圧と残容量と温度からなる電池情報の少なくともひとつを検出し、検出する電池情報で電源コイル(11)の位置を変更して、充電する電池内蔵機器(50)を切り換えるようにしてなる請求項１１に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項１３】
前記上面プレート(21)が電源コイル(11)の位置を外部から視認できる透光性を有する請求項１に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項１４】
前記電源コイル(11)に向かって光を照射する発光ダイオード(19)を備える請求項１３に記載される電池内蔵機器と充電台。
【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と、この電池内蔵機器に電磁誘導作用で電力を搬送して、電池内蔵機器の内蔵電池を充電する充電台に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導の作用で電源コイルから誘導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電源コイルを内蔵し、パック電池には電源コイルに電磁結合される誘導コイルを内蔵する構造を記載する。さらに、パック電池は、誘導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誘導コイルと充電回路を内蔵する構造を記載する。また、誘導コイルに電磁結合される電源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、電源コイルから誘導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、電源コイルと誘導コイルが電磁結合されない状態となって、電源コイルから誘導コイルに交流電力を搬送できなくなるからである。また、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、携帯電話と充電台との相対的な位置ずれを少なくできる。ただ、この構造によっても、つねに電源コイルと誘導コイルとの相対位置を正確に配置することはできない。
【０００７】
本発明者等は、さらに、この欠点を解決することを目的として、電源コイルを移動できる構造とし、充電台にセットされる電池内蔵機器の誘導コイルを検出して、電源コイルを誘導コイルに接近する充電台を開発した。図１は、この充電台１１０と、この充電台１１０にセットされる電池内蔵機器１５０の回路図を示している。この充電台１１０は、誘導コイル１５１の位置を検出する位置検出制御器１１４を備える。図２は位置検出制御器１１４のブロック図を示している。この位置検出制御器１１４は、充電台のケースの装着部である上面プレートの内側に固定している複数の位置検出コイル１３０と、この位置検出コイル１３０にパルス信号の位置検出信号を供給する検出信号発生回路１３１と、この検出信号発生回路１３１から位置検出コイル１３０に供給される位置検出信号に励起されて誘導コイル１５１から位置検出コイル１３０に出力されるエコー信号を受信する受信回路１３２と、この受信回路１３２が受信するエコー信号から誘導コイル１５１の位置を判別する識別回路１３３とを備えている。識別回路１３３は、誘導コイル１５１の位置に対する各々の位置検出コイル１３０に誘導されるエコー信号のレベルを記憶する記憶回路１３７を備えている。
【０００８】
以上の位置検出制御器は、以下のようにして誘導コイルの位置を検出する。
（１）検出信号発生回路１３１がパルス信号の検出信号を位置検出コイル１３０に出力する。
（２）位置検出コイル１３０に供給される位置検出信号のパルス信号に励起されて、図３に示すように、誘導コイル１５１から位置検出コイル１３０にエコー信号が出力される。
（３）受信回路１３２にエコー信号が受信される。
（４）複数の位置検出コイル１３０を順番に切り換えて各々の位置検出コイル１３０からパルス信号の位置検出信号を出力し、各々の位置検出コイル１３０でもってエコー信号を受信する。
（５）識別回路１３３は、各々の位置検出コイル１３０に誘導されるエコー信号のレベルを、識別回路１３３の記憶回路１３７に記憶されるエコー信号のレベルに比較して、誘導コイル１５１の位置を検出する。誘導コイル１５１に接近する位置検出コイル１３０に誘導されるエコー信号はレベルが高く、誘導コイル１５１が位置検出コイル１３０から離れるにしたがってエコー信号のレベルが低くなるので、識別回路１３３はエコー信号のレベルから誘導コイル１５１の位置を検出する。図２の位置検出制御器１１４は、Ｘ軸方向とＹ軸方向に位置検出コイル１３０を配設して、誘導コイルのＸ軸方向の位置をＸ軸検出コイル１３０ＡでＹ軸方向の位置をＹ軸検出コイル１３０Ｂで検出する。
【０００９】
以上の位置検出制御器１１４は、図１の回路図に示すように、誘導コイル１５１と並列に並列コンデンサー１５３を接続して、並列共振回路を構成し、パルスによるトリガーに共振してエコー信号を発生させる。ただ、誘導コイル１５１と並列に接続している並列コンデンサー１５３は、誘導コイル１５１に誘導される電力で内蔵電池１５２を充電するときの電力効率を低くする弊害がある。
【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、非充電中は並列共振回路を構成してエコー信号を発生させて誘導コイルの位置を正確に検出しながら、充電中は並列コンデンサを切り離して電力効率を高くして内蔵電池を効率よく充電できる電池内蔵機器と充電台と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】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、電源コイル１１を備える充電台１０と、この電源コイル１１に電磁結合される誘導コイル５１を内蔵する電池内蔵機器５０、６０、７０とからなり、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送される電力でもって、電池内蔵機器５０、６０、７０の内蔵電池５２を充電する。充電台１０は、電池内蔵機器５０、６０、７０を脱着自在にセットする装着部を有するケース２０と、電源コイル１１に接続してなる交流電源１２と、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近するように移動させる移動機構１３と、装着部にセットされる電池内蔵機器５０、６０、７０の位置を検出して移動機構１３を制御して電源コイル１１を電池内蔵機器５０、６０、７０の誘導コイル５１に接近させる位置検出制御器１４、４４とを備えている。位置検出制御器１４、４４は、上面プレート２１に固定している位置検出コイル３０と、この位置検出コイル３０に位置検出信号を供給する検出信号発生回路３１と、この検出信号発生回路３１から位置検出コイル３０に供給される位置検出信号に励起されて誘導コイル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誘導コイル５１の位置を判別する識別回路３３とを備えている。電池内蔵機器５０、６０、７０は、誘導コイル５１に接続されて、誘導コイル５１に誘導される交流を直流に変換して、内蔵電池５２に充電電力を供給する整流回路５３と、誘導コイル５１の交流を整流回路５３に入力する誘導コイル５１に直列に接続してなる直列コンデンサー５５と、誘導コイル５１と並列に接続される並列コンデンサー５６と、直列コンデンサー５５及び並列コンデンサー５６と誘導コイル５１との接続状態を切り換える切換回路５７、６７、７７とを備えている。電池内蔵機器５０、６０、７０は、切換回路５７、６７、７７によって、位置検出制御器１４、４４が位置検出信号を出力する状態にあっては、誘導コイル５１に並列コンデンサー５６を接続し、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送する状態にあっては、誘導コイル５１と並列コンデンサー５６とを非接続状態として、直列コンデンサー５５を介して誘導コイル５１の交流を整流回路５３に出力する。
【００１２】
以上の電池内蔵機器と充電台は、常時は並列共振回路を構成して誘導コイルの位置を正確に検出しながら、充電時はこの並列コンデンサーを切り離し電力効率を高くして内蔵電池を効率よく充電できる特徴がある。エコー信号を発生できるのは、誘導コイルの位置を検出する状態においては、誘導コイルと並列に並列コンデンサーを接続するからである。また、電力効率を高くして、内蔵電池を効率よく充電できるのは、内蔵電池を充電する状態にあっては、誘導コイルと並列にコンデンサーを接続することなく、誘導コイルと直列にコンデンサーを接続して、誘導コイルの電力を整流回路に出力できるからである。誘導コイルに直列コンデンサーを接続する回路構成は、誘導コイルに並列コンデンサーを接続する従来の回路構成より電力効率を向上して充電中のコイルや電池の発熱を抑え、内蔵電池を効率よく速やかに、しかも安全に充電できる。
【００１３】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、充電台１０の装着部を、ケース２０の上面に設けてなる上面プレート２１とすることができる。
以上の充電台は、電池内蔵機器を上面プレートの自由な位置にセットして、内蔵電池を効率よく充電できる特徴がある。
【００１４】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、切換回路５７が、並列コンデンサー５６と直列に接続してなるスイッチング素子５８を備え、このスイッチング素子５８のオン状態において、並列コンデンサー５６を誘導コイル５１と並列に接続し、スイッチング素子５８のオフ状態において、並列コンデンサー５６と誘導コイル５１とを非接続状態とすることができる。
以上の電池内蔵機器は、簡単な回路構成としながら、切り替え可能な並列共振回路を構成して、電力効率を高くして内蔵電池を効率よく充電できる特徴がある。
【００１５】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、切換回路６７が、互いに直列に接続してなる一対のペアースイッチング素子６８を備え、ペアースイッチング素子６８と直列に並列コンデンサー５６を接続して、ペアースイッチング素子６８の接続点をアースライン６３に接続し、各々のペアースイッチング素子６８を並列コンデンサー５６を介して誘導コイル５１の両端に接続し、ペアースイッチング素子６８のオン状態で並列コンデンサー５６を誘導コイル５１に接続し、ペアースイッチング素子６８のオフ状態で並列コンデンサー５６と誘導コイル５１とを非接続状態とすることができる。
以上の電池内蔵機器は、誘導コイルと整流回路のアースラインを共通とすることなく、並列共振回路を構成して誘導コイルの位置を正確に検出し、しかも内蔵電池を充電する充電では電力効率を高くして効率よく充電できる特徴がある。
【００１６】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、ペアースイッチング素子６８をＦＥＴとすることができる。
【００１７】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、整流回路５３がブリッジダイオード回路を備え、誘導コイル５１を、ダイオードを介してアースライン６３に接続することができる。
以上の電池内蔵機器は、誘導コイルの両端をブリッジダイオードの出力側のアースラインに接続することなく、ブリッジダイオード回路でもって誘導コイルの電力を効率よく整流して内蔵電池を効率よく充電できる。
【００１８】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、直列コンデンサー５５と並列コンデンサー５６とをひとつの直列並列コンデンサー７５として、切換回路７７が、直列並列コンデンサー７５の整流回路５３側をショートするショート回路７３を備えることができる。ショート回路７３は、直列並列コンデンサー７５の整流回路５３側をショート状態として直列並列コンデンサー７５を誘導コイル５１と並列に接続し、ショート回路７３の非短絡状態において、直列並列コンデンサー７５を整流回路５３と直列に接続して誘導コイル５１の交流を直列並列コンデンサー７５を介して整流回路５３に出力することができる。
以上の電池内蔵機器は、ひとつのコンデンサーを並列コンデンサーと直列コンデンサーに切り換えて使用するので、簡単な回路構成としながら、切り替え可能な並列共振回路を構成し、内蔵電池の充電効率を高くできる特徴がある。
【００１９】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、位置検出制御器１４が、電池内蔵機器５０、６０、７０の誘導コイル５１の位置を粗検出する第１の位置検出制御器１４Ａと、誘導コイル５１の位置を精密検出する第２の位置検出制御器１４Ｂとを備えて、第１の位置検出制御器１４Ａが、複数の位置検出コイル３０と、検出信号発生回路３１と、受信回路３２と、識別回路３３とを備えることができる。この充電台は、第１の位置検出制御器１４Ａで誘導コイル５１に接近された電源コイル１１を、第２の位置検出制御器１４Ｂで誘導コイル５１に接近させることができる。
【００２０】
以上の電池内蔵機器と充電台は、電池内蔵機器の誘導コイルの位置を粗検出する第１の位置検出制御器と、誘導コイルの位置を精密検出する第２の位置検出制御器とを備え、第１の位置検出制御器で誘導コイルに接近された電源コイルを、第２の位置検出制御器で誘導コイルに接近させるので、誘導コイルの位置をより正確にできる特徴がある。とくに、以上の充電台は、第１の位置検出制御器が、上面プレートに固定している複数の位置検出コイルに位置検出信号を送って、この位置検出信号に励起されて、誘導コイルと並列コンデンサーによる並列共振回路から位置検出コイルに出力されるエコー信号を受信回路で受信して誘導コイルの位置を判別するので、複数の位置検出コイルでもって、検出範囲を広くしながら、誘導コイルの位置を電気的に調べることができる。この構造は、広い範囲を効率よく検出できるので、電池内蔵機器の誘導コイルの位置を粗検出する第１の位置検出制御器として極めて有効である。
【００２１】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、交流電源１２が自励式の発振回路を有し、第２の位置検出制御器１４Ｂが、自励式の発振回路の発振周波数から誘導コイル５１の位置を検出して移動機構１３を制御することができる。
以上の充電台は、第２の位置検出制御器が、交流電源が有する自励式の発振回路の発振周波数から誘導コイルの位置を正確に検出するので、第２の位置検出制御器でもって誘導コイルの位置を精密に検出できる特徴がある。
【００２２】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、位置検出制御器４４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に位置検出信号を供給する検出信号発生回路３１と、この検出信号発生回路３１から位置検出コイル３０に供給される位置検出信号に励起されて誘導コイル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誘導コイル５１の位置を判別する識別回路４３とを備え、識別回路７３が、誘導コイル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を記憶する記憶回路４７を備えて、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を、識別回路４７に記憶されるエコー信号のレベルに比較して、誘導コイル５１の位置を検出することができる。
【００２３】
以上の電池内蔵機器と充電台は、識別回路が、各々の位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベルを、識別回路の記憶回路に記憶されるエコー信号のレベルに比較して、誘導コイルの位置を検出するので、位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベルから、誘導コイルの位置を正確に検出することができる。この充電台は、誘導コイルの位置を位置検出制御器で正確に検出することにより、電源コイルを速やかに誘導コイルに接近させて、内蔵電池を効率よく充電できる。
【００２４】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、ケース２０の上面プレート２１を、複数の電池内蔵機器５０を載せることができる大きさとして、充電している電池内蔵機器５０の内蔵電池５２が満充電されない状態において、位置検出制御器１４が、電源コイル１１の位置を別の電池内蔵機器５０の誘導コイル５１の位置に移動するように移動機構１３を制御して、各々の電池内蔵機器５０を満充電することができる。
【００２５】
以上の電池内蔵機器と充電台は、電池が満充電される前に、次の電池内蔵機器の電池を充電し、この工程を繰り返して複数の電池内蔵機器の電池を充電するので、各々の電池の充電時間を短くして、電源コイルから誘導コイルに供給する送電電力を大きくすることができ、複数の電池内蔵機器をより短い時間で満充電できる。とくに、この電池内蔵機器と充電台は、充電する電池内蔵機器を切り換えながら充電することで、誘導コイルや電池の発熱を少なくしながら、電池の充電電流を大きくして速やかに満充電できる。
【００２６】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、位置検出制御器１４が、充電している内蔵電池５２の電圧と残容量と温度からなる電池情報の少なくともひとつを検出し、検出する電池情報で電源コイル１１の位置を変更して、充電する電池内蔵機器５０を切り換えることができる。
以上の電池内蔵機器と充電台は、充電している電池から検出される電池情報に基づいて、充電する電池内蔵機器を切り換えるので、充電される電池を保護しながら、短時間で満充電できる。
【００２７】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、上面プレート２１が、電源コイル１１の位置を外部から視認できる透光性を有することができる。
この電池内蔵機器と充電台は、電源コイルが電池内蔵機器に接近することを、目で見て確認できるので、電池内蔵機器が確実に充電されることを確認しながら、安心して使用できる。
【００２８】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、電源コイル１１に光を照射する発光ダイオード１９を備えることができる。
この電池内蔵機器と充電台は、移動する電源コイルやその周囲を発光ダイオードで明るく照らすことにより、優れたデザイン性を実現しながら、電源コイルの移動を明確に表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本出願人が先に出願した電池内蔵機器と充電台のブロック図である。
【図２】図１に示す充電台の位置検出制御器を示す回路図である。
【図３】パルス信号で励起された誘導コイルと並列コンデンサーによる並列共振回路から出力されるエコー信号の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる充電台の斜視図である。
【図５】図４に示す充電台の内部構造を示す概略斜視図である。
【図６】図４に示す充電台の内部構造を示す水平断面図である。
【図７】図６に示す充電台の垂直縦断面図である。
【図８】図６に示す充電台の垂直横断面図である。
【図９】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１０】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１１】電池内蔵機器の他の一例を示すブロック図である。
【図１２】電池内蔵機器の他の一例を示すブロック図である。
【図１３】位置検出信号で励起された誘導コイルと並列コンデンサーによる並列共振回路から出力されるエコー信号の一例を示す図である。
【図１４】電源コイルと誘導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１５】本発明の他の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１６】図１５に示す位置検出制御器の位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
図４ないし図１０は、充電台１０の概略構成図及び原理図を示している。充電台１０は、図４、図５、及び図１０に示すように、充電台１０の上に電池内蔵機器５０を載せて、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、電源コイル１１に電磁結合される誘導コイル５１を内蔵している。この誘導コイル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。
【００３３】
図１０ないし図１２は、電池内蔵機器５０、６０、７０の回路図を示す。この電池内蔵機器５０、６０、７０は、誘導コイル５１に接続されて、誘導コイル５１に誘導される交流を直流に変換して、内蔵電池５２に充電電力を供給する整流回路５３を備えている。整流回路５３は、誘導コイル５１から入力される交流を直流に変換して、内蔵電池５２の充電を制御する充電制御回路５４に出力する。充電制御回路５４は、整流回路５３から入力される電力で内蔵電池５２を満充電する。充電制御回路５４は、内蔵電池５２の満充電を検出して充電を停止する。リチウムイオン電池の内蔵電池５２を充電する充電制御回路５４は、定電圧・定電流充電して内蔵電池５２を満充電する。ニッケル水素電池の内蔵電池を充電する充電制御回路は、定電流充電して内蔵電池を満充電する。
【００３４】
さらに、図１０ないし図１２の電池内蔵機器５０、６０、７０は、誘導コイル５１の交流を整流回路５３に効率よく入力するために誘導コイル５１に直列に接続している直列コンデンサー５５と、誘導コイル５１と並列に接続している並列コンデンサー５６と、直列コンデンサー５５及び並列コンデンサー５６と誘導コイル５１との接続状態を切り換える切換回路５７、６７、７７とを備えている。
【００３５】
切換回路５７、６７、７７は、位置検出制御器１４から位置検出信号が出力される状態にあっては、誘導コイル５１に並列コンデンサー５６を接続する。並列コンデンサー５６を並列に接続している誘導コイル５１は、誘導コイル５１と並列コンデンサー５６とで並列共振回路を構成し、位置検出制御器１４の位置検出コイル３０から出力される位置検出信号に励起されてエコー信号を発生する。誘導コイル５１と直列コンデンサー５５だけでは共振状態は起こらず並列コンデンサー５６が必要になる。したがって、切換回路５７、６７、７７は、電池内蔵機器５０、６０、７０が充電台１０にセットされて、電池内蔵機器５０、６０、７０の誘導コイル５１の位置を位置検出制御器１４で検出する状態では、並列コンデンサー５６を誘導コイル５１に接続する。
【００３６】
ただ、並列コンデンサー５６を並列に接続している誘導コイル５１は、誘導される電力を効率よく整流回路５３に出力することができず、電力効率が低くなる弊害がある。誘導コイル５１は、並列コンデンサー５６を接続する状態に比較して、直列コンデンサー５５を接続する状態で整流回路５３に出力する電力効率を向上できる。したがって、切換回路５７、６７、７７は、誘導コイル５１の位置を検出して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近した後は、誘導コイル５１に直列コンデンサー５５を接続して、誘導される電力を誘導コイル５１から整流回路５３に出力する。すなわち、切換回路５７、６７、７７は、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送する状態にあっては、誘導コイル５１に並列コンデンサー５６を接続しない状態、すなわち並列コンデンサー５６を非接続状態として、直列コンデンサー５５を誘導コイル５１に接続する。この状態で、誘導コイル５１に誘導される交流は、直列コンデンサー５５を介して整流回路５３に出力される。
【００３７】
図１０に示す切換回路５７は、並列コンデンサー５６と直列に接続してなるスイッチング素子５８を備える。並列コンデンサー５６とスイッチング素子５８との直列回路は、誘導コイル５１と並列に接続される。スイッチング素子５８はＦＥＴなどの半導体スイッチング素子で、コントロール回路５９でオンオフに制御される。この切換回路５７は、スイッチング素子５８をオン状態として、並列コンデンサー５６を誘導コイル５１と並列に接続する。また、スイッチング素子５８のオフ状態において、並列コンデンサー５６と誘導コイル５１とを非接続状態とする。直列コンデンサー５５は、誘導コイル５１と直列に接続されて、誘導コイル５１を整流回路５３に接続している。
【００３８】
コントロール回路５９は、スイッチング素子５８であるＦＥＴのゲート電圧を制御して、スイッチング素子５８をオンオフに切り換える。このコントロール回路５９は、誘導コイル５１の位置を検出する状態において、スイッチング素子５８をオンとして、誘導コイル５１に並列コンデンサー５６を接続する。並列コンデンサー５６を並列に接続している誘導コイル５１は、位置検出コイル３０から出力される位置検出信号に励起されて高レベルのエコー信号を出力する。スイッチング素子５８をオンに切り換える状態で、誘導コイル５１と整流回路５３との間に直列コンデンサー５５を接続しているが、オン状態のスイッチング素子５８によって、誘導コイル５１と並列コンデンサー５６とが並列に接続されるので、この状態で並列共振回路を構成して、位置検出信号に励起されて高レベルのエコー信号を出力する。
【００３９】
誘導コイル５１の位置が検出されて、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させた後、コントロール回路５９はスイッチング素子５８をオフに切り換えて、並列コンデンサー５６を誘導コイル５１に接続しない状態とする。すなわち、コントロール回路５９は、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送する状態にあっては、スイッチング素子５８をオフとして並列コンデンサー５６を誘導コイル５１から切り離し、誘導コイル５１に誘導される交流を、直列コンデンサー５５を介して整流回路５３に効率よく出力する。
【００４０】
さらに、図１１の切換回路６７は、互いに直列に接続してなる一対のペアースイッチング素子６８を備える。図のペアースイッチング素子６８はＦＥＴ等の半導体スイッチング素子である。ペアーＦＥＴ６８Ａ、６８Ｂはソースを接続して、互いに直列に接続している。さらに、ペアースイッチング素子６８の接続点であるＦＥＴのソースは、高抵抗な抵抗器６４、例えば１００ｋΩの抵抗器を介してアースライン６３に接続してアース電位としている。各々のペアースイッチング素子６８には直列に並列コンデンサー５６を接続している。各々のペアースイッチング素子６８であるペアーＦＥＴ６８Ａ、６８Ｂは、ドレインに接続している並列コンデンサー５６を介して誘導コイル５１の両端に接続している。この図の切換回路６７は、並列コンデンサー５６、ペアーＦＥＴ６８Ａ、ペアーＦＥＴ６８Ｂ、並列コンデンサー５６の直列回路を誘導コイル５１と並列に接続している。
【００４１】
直列コンデンサー５５は、図の実線で示すように、並列コンデンサー５６よりも整流回路５３側に接続され、あるいは鎖線で示すように、並列コンデンサー５６と誘導コイル５１との間に接続することもできる。並列コンデンサー５６と誘導コイル５１との間に接続している直列コンデンサー５５は、ペアースイッチング素子６８をオンに切り換える状態で、並列コンデンサー５６と直列に接続される。したがって、誘導コイル５１とで並列共振回路を実現するコンデンサーの静電容量は、直列コンデンサー５５とふたつの並列コンデンサー５６を直列接続している合成容量となる。
【００４２】
ペアースイッチング素子６８のペアーＦＥＴ６８Ａ、６８Ｂは、コントロール回路６９で一緒にオンオフに切り換えられる。コントロール回路６９は、ペアースイッチング素子６８である両方のＦＥＴのゲート電圧を同じように制御して、一対のペアースイッチング素子６８を同時にオンオフに切り換える。コントロール回路６９が、ペアースイッチング素子６８のＦＥＴをオンに切り換える状態で並列コンデンサー５６は誘導コイル５１と並列に接続される。また、コントロール回路６９が、ペアースイッチング素子６８をオフ状態として、並列コンデンサー５６は誘導コイル５１から切り離されて非接続状態となる。
【００４３】
以上のコントロール回路６９は、誘導コイル５１の位置を検出する状態においては、ペアースイッチング素子６８をオンとして、誘導コイル５１と並列コンデンサー５６を接続する。並列コンデンサー５６を並列に接続している誘導コイル５１は、位置検出コイル３０から出力される位置検出信号に励起されて並列共振してエコー信号を出力する。
【００４４】
誘導コイル５１の位置が検出されて、電源コイルを誘導コイル５１に接近させた後、コントロール回路５９はペアースイッチング素子６８をオフに切り換えて、並列コンデンサー５６を誘導コイル５１に接続しない状態とする。すなわち、コントロール回路５９は、電源コイルから誘導コイル５１に電力搬送する状態にあっては、ペアースイッチング素子６８をオフとして並列コンデンサー５６を誘導コイル５１から切り離し、誘導コイル５１に誘導される交流を、直列コンデンサー５５を介して整流回路５３に効率よく出力する。
【００４５】
図１１の切換回路６７は、ペアースイッチング素子６８の一方をアース電位とするので、コントロール回路６９の回路構成を簡単にできる。とくに、整流回路５３をブリッジダイオード回路として、誘導コイル５１の両方をアース電位としない状態、すなわち誘導コイル５１がダイオードを介してアースライン６３に接続される状態で、コントロール回路６９がペアースイッチング素子６８をオンオフに制御する回路構成を簡単にできる。
【００４６】
さらに、図１２の電池内蔵機器７０は、直列コンデンサー５５と並列コンデンサー５６とをひとつの直列並列コンデンサー７５で構成する。この電池内蔵機器７０は、切換回路７７でもって直列並列コンデンサー７５を直列コンデンサー５５と並列コンデンサー５６に切り換えて使用する。直列並列コンデンサー７５は、誘導コイル５１と整流回路５３との間に接続している。切換回路７７は、この直列並列コンデンサー７５の整流回路５３側をショートするショート回路７３を備えている。ショート回路７３は、ＰＴＣ等の抵抗素子７４とスイッチング素子７８とからなり、スイッチング素子７８がコントロール回路７９でオンオフに制御される。スイッチング素子７８はフォトモスＦＥＴで、光を介してオンオフに切り換えられる。コントロール回路７９は、スイッチング素子７８をオンに切り換えて、ショート回路７３でもって直列並列コンデンサー７５の整流回路５３側をショート状態として、直列並列コンデンサー７５を誘導コイル５１と並列に接続する。また、コントロール回路７９がスイッチング素子７８をオフに切り換える状態では、ショート回路７３を非短絡状態、すなわちオープン状態として、直列並列コンデンサー７５を誘導コイル５１と直列に接続して、誘導コイル５１の交流を直列並列コンデンサー７５を介して整流回路５３に出力する。
【００４７】
充電台１０は、図４ないし図１０に示すように、交流電源１２に接続されて誘導コイル５１に起電力を誘導する電源コイル１１と、この電源コイル１１を内蔵すると共に、上面には電池内蔵機器５０を載せる上面プレート２１を有するケース２０と、このケース２０に内蔵されて、電源コイル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を制御して電源コイル１１を電池内蔵機器５０の誘導コイル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、電源コイル１１と、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。
【００４８】
この充電台１０は、以下の動作で電池内蔵機器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に電池内蔵機器５０が載せられると、この電池内蔵機器５０の位置が位置検出制御器１４で検出される。
（２）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でもって電源コイル１１を上面プレート２１に沿って移動させて電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に接近させる。
（３）誘導コイル５１に接近する電源コイル１１は、誘導コイル５１に電磁結合されて誘導コイル５１に交流電力を搬送する。
（４）電池内蔵機器５０は、誘導コイル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。
【００４９】
以上の動作で電池内蔵機器５０の電池５２を充電する充電台１０は、交流電源１２に接続している電源コイル１１をケース２０に内蔵している。電源コイル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に沿って移動するように配設される。電源コイル１１から誘導コイル５１への電力搬送の効率は、電源コイル１１と誘導コイル５１の間隔を狭くして向上できる。好ましくは、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近する状態で、電源コイル１１と誘導コイル５１の間隔は７ｍｍ以下とする。したがって、電源コイル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。電源コイル１１は、上面プレート２１の上に載せられる電池内蔵機器５０の誘導コイル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。
【００５０】
電源コイル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４と図５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を上に載せることができる大きさ、たとえば、一辺を５ｃｍないし３０ｃｍとする四角形としている。ただ、上面プレートは、直径を５ｃｍないし３０ｃｍとする円形とすることもできる。図４と図５の充電台１０は、上面プレート２１を大きくして、すなわち複数の電池内蔵機器５０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５０を一緒に載せて内蔵される電池５２を順番に充電できるようにしている。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。
【００５１】
ケース２０の上面プレート２１は、その内側を移動する電源コイル１１を外部から視認できる透光性を有する。この充電台１０は、電源コイル１１が電池内蔵機器５０に接近することをユーザーが目で見て確認できるので、ユーザーは電池内蔵機器５０が確実に充電されることを確認できる。したがって、ユーザーは安心して充電台１０を使用できる。さらに、電源コイル１１に光を照射する発光ダイオード１９を設けることで、移動する電源コイル１１やその周囲を発光ダイオード１９でライトアップして、優れたデザイン性と、電源コイル１１の移動をアピールすることができる。また、発光ダイオード１９の光が上面プレート２１を透過して電池内蔵機器５０を照射する構造とすることもできる。図５と図６に示す充電台１０は、電源コイル１１の周囲に４個の発光ダイオード１９を等間隔で配置している。これらの発光ダイオード１９は、図１０に示すように、充電台１０に内蔵される直流電源１８から電力が供給されて点灯する。ただ、発光ダイオードは、電源コイルの中心部に配置することもできる。また、電源コイルの位置を表示する発光ダイオードは、３個以下とし、あるいは５個以上とすることもできる。この充電台１０は、電池内蔵機器５０を充電する状態で、電池内蔵機器５０を発光ダイオード１９で照射し、あるいは充電状態で発光ダイオード１９の発光色や点滅パターン等の点灯状態を変化することで、ユーザーに電池内蔵機器５０の充電状態を明確に知らせることもできる。
【００５２】
電源コイル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。この電源コイル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。電源コイル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。電源コイル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電源コイル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のある電源コイル１１は、磁束を特定部分に集束して、効率よく電力を誘導コイル５１に伝送できる。ただ、電源コイルは、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。電源コイル１１は、誘導コイル５１の外径にほぼ等しくして、誘導コイル５１に効率よく電力搬送する。
【００５３】
交流電源１２は、たとえば、２０ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高周波電力を電源コイル１１に供給する。交流電源１２は、可撓性のリード線１６を介して電源コイル１１に接続される。電源コイル１１が上面プレート２１に載せられる電池内蔵機器５０の誘導コイル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、電源コイル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、電源コイル１１のインダクタンスで発振周波数が変化する。電源コイル１１のインダクタンスは、電源コイル１１と誘導コイル５１との相対位置で変化する。電源コイル１１と誘導コイル５１との相互インダクタンスが、電源コイル１１と誘導コイル５１との相対位置で変化するからである。したがって、電源コイル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が誘導コイル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電源コイル１１と誘導コイル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。
【００５４】
電源コイル１１は、移動機構１３で誘導コイル５１に接近するように移動される。図５ないし図８の移動機構１３は、電源コイル１１を、上面プレート２１に沿って、Ｘ軸方向とＹ軸方向に移動させて誘導コイル５１に接近させる。図の移動機構１３は、位置検出制御器１４で制御されるサーボモータ２２でネジ棒２３を回転して、ネジ棒２３にねじ込んでいるナット材２４を移動して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させる。サーボモータ２２は、電源コイル１１をＸ軸方向に移動させるＸ軸サーボモータ２２Ａと、Ｙ軸方向に移動させるＹ軸サーボモータ２２Ｂとを備える。ネジ棒２３は、電源コイル１１をＸ軸方向に移動させる一対のＸ軸ネジ棒２３Ａと、電源コイル１１をＹ軸方向に移動させるＹ軸ネジ棒２３Ｂとを備える。一対のＸ軸ネジ棒２３Ａは、互いに平行に配設されて、ベルト２５に駆動されてＸ軸サーボモータ２２Ａで一緒に回転される。ナット材２４は、各々のＸ軸ネジ棒２３Ａにねじ込んでいる一対のＸ軸ナット材２４Ａと、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂにねじ込んでいるＹ軸ナット材２４Ｂからなる。Ｙ軸ネジ棒２３Ｂは、その両端を一対のＸ軸ナット材２４Ａに回転できるように連結している。電源コイル１１はＹ軸ナット材２４Ｂに連結している。
【００５５】
さらに、図に示す移動機構１３は、電源コイル１１を水平な姿勢でＹ軸方向に移動させるために、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂと平行にガイドロッド２６を配設している。ガイドロッド２６は、両端を一対のＸ軸ナット材２４Ａに連結しており、一対のＸ軸ナット材２４Ａと一緒に移動する。ガイドロッド２６は、電源コイル１１に連結されるガイド部２７を貫通しており、電源コイル１１をガイドロッド２６に沿ってＹ軸方向に移動できるようにしている。すなわち、電源コイル１１は、互いに平行に配設されるＹ軸ネジ棒２３Ｂとガイドロッド２６に沿って移動するＹ軸ナット材２４Ｂとガイド部２７を介して、水平な姿勢でＹ軸方向に移動する。
【００５６】
この移動機構１３は、Ｘ軸サーボモータ２２ＡがＸ軸ネジ棒２３Ａを回転させると、一対のＸ軸ナット材２４ＡがＸ軸ネジ棒２３Ａに沿って移動して、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂとガイドロッド２６をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸サーボモータ２２ＢがＹ軸ネジ棒２３Ｂを回転させると、Ｙ軸ナット材２４ＢがＹ軸ネジ棒２３Ｂに沿って移動して、電源コイル１１をＹ軸方向に移動させる。このとき、電源コイル１１に連結されたガイド部２７は、ガイドロッド２６に沿って移動して、電源コイル１１を水平な姿勢でＹ軸方向に移動させる。したがって、Ｘ軸サーボモータ２２ＡとＹ軸サーボモータ２２Ｂの回転を位置検出制御器１４で制御して、電源コイル１１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動できる。ただし、本発明の充電台は、移動機構を以上のメカニズムには特定しない。移動機構には、電源コイルをＸ軸方向とＹ軸方向に移動できる全ての機構を利用できるからである。
【００５７】
さらに、本発明の充電台は、移動機構を、電源コイルをＸ軸方向とＹ軸方向に移動させる機構に特定しない。それは、本発明の充電台が、上面プレートに直線状のガイド壁を設けて、このガイド壁に沿って電池内蔵機器を載せる構造として、電源コイルをガイド壁に沿って直線上に移動できる構造とすることができるからである。この充電台は、図示しないが、電源コイルを、一方向、たとえばＸ軸方向にのみ移動できる移動機構として、電源コイルをガイド壁に沿って直線上に移動できる。
【００５８】
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ないし図８の位置検出制御器１４は、電池内蔵機器５０に内蔵される誘導コイル５１の位置を検出して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させる。さらに、位置検出制御器１４は、誘導コイル５１の位置を粗検出する第１の位置検出制御器１４Ａと、誘導コイル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で誘導コイル５１の位置を粗検出すると共に、移動機構１３を制御して電源コイル１１の位置を誘導コイル５１に接近させた後、さらに、第２の位置検出制御器１４Ｂで誘導コイル５１の位置を精密検出しながら移動機構１３を制御して、電源コイル１１の位置を正確に誘導コイル５１に接近させる。この充電台１０は、速やかに、しかも、より正確に電源コイル１１を誘導コイル５１に接近できる。
【００５９】
第１の位置検出制御器１４Ａは、図９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に位置検出信号を供給する検出信号発生回路３１と、この検出信号発生回路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誘導コイル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電源コイル１１の位置を判別する識別回路３３とを備える。
【００６０】
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、誘導コイル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、誘導コイル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）を誘導コイル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、誘導コイル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、誘導コイル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）を誘導コイル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、誘導コイル５１のＹ軸方向の位置を正確に検出できる。
【００６１】
検出信号発生回路３１は、所定のタイミングで位置検出信号であるパルス信号を位置検出コイル３０に出力する。位置検出信号が入力される位置検出コイル３０は、位置検出信号で接近する誘導コイル５１を励起する。励起された誘導コイル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、誘導コイル５１の近くにある位置検出コイル３０は、図１３に示すように、位置検出信号が入力された後、所定の時間遅れて、誘導コイル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に誘導コイル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。
【００６２】
図９に示す位置検出制御器１４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。この位置検出制御器１４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。
【００６３】
図９の位置検出制御器１４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。検出信号発生回路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に位置検出信号を出力する。検出信号発生回路３１から位置検出コイル３０に出力される位置検出信号のレベルは、誘導コイル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、検出信号発生回路３１から受信回路３２に入力される位置検出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、位置検出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、位置検出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。エコー信号が位置検出信号から遅れる遅延時間は、一定の時間であるから、位置検出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に誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。
【００６４】
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、位置検出信号とエコー信号を出力する。識別回路３３は、受信回路３２から入力される位置検出信号とエコー信号から位置検出コイル３０に誘導コイル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、位置検出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誘導コイル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。
【００６５】
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、誘導コイル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、識別回路３３に接続しているＸ軸検出コイル３０Ａに位置検出信号を出力し、位置検出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に誘導コイル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に誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。誘導コイル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から誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出できる。誘導コイル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、誘導コイル５１のＹ軸方向の位置を検出する。
【００６６】
識別回路３３は、検出するＸ軸方向とＹ軸方向から移動機構１３を制御して、電源コイル１１を誘導コイル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軸サーボモータ２２Ａを制御して、電源コイル１１を誘導コイル５１のＸ軸方向の位置に移動させる。また、移動機構１３のＹ軸サーボモータ２２Ｂを制御して、電源コイル１１を誘導コイル５１のＹ軸方向の位置に移動させる。
【００６７】
以上のようにして、第１の位置検出制御器１４Ａが電源コイル１１を誘導コイル５１に接近する位置に移動させる。本発明の充電台は、第１の位置検出制御器１４Ａで電源コイル１１を誘導コイル５１に接近した後、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送して電池５２を充電することができる。ただ、充電台は、さらに電源コイル１１の位置を正確に制御して誘導コイル５１に接近させた後、電力搬送して電池５２を充電することができる。電源コイル１１は、第２の位置検出制御器１４Ｂでより正確に誘導コイル５１に接近される。
【００６８】
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電源コイル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軸サーボモータ２２ＡとＹ軸サーボモータ２２Ｂを制御して、電源コイル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１４に示している。この図は、電源コイル１１と誘導コイル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、電源コイル１１が誘導コイル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軸サーボモータ２２Ａを制御して電源コイル１１をＸ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軸サーボモータ２２Ｂも同じように制御して電源コイル１１をＹ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、電源コイル１１を誘導コイル５１に最も接近する位置に移動できる。
【００６９】
以上の充電台は、第１の位置検出制御器１４Ａで誘導コイル５１の位置を粗検出した後、さらに第２の位置検出制御器１４Ｂで微調整して電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させるが、図１５に示す以下の位置検出制御器４４は、微調整することなく電源コイル１１を誘導コイル５１に接近できる。
【００７０】
この位置検出制御器４４は、図１５に示すように、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に位置検出信号を供給する検出信号発生回路３１と、この検出信号発生回路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誘導コイル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電源コイル１１の位置を判別する識別回路４３とを備える。さらに、この位置検出制御器４４は、識別回路４３に、誘導コイル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１３に示すように、各々の位置検出コイル３０を位置検出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４７を備えている。この位置検出制御器４４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４７に記憶しているエコー信号のレベルに比較して、誘導コイル５１の位置を検出している。
【００７１】
この位置検出制御器４４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、誘導コイル５１の位置を求めている。図１５に示す位置検出コイル３０は、誘導コイル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、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。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、各々のＹ軸検出コイル３０Ｂは、Ｘ軸方向に細長いループ状としている。図１６は、誘導コイル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、横軸が誘導コイル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。この位置検出制御器４４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、誘導コイル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、誘導コイル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、誘導コイル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１６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、誘導コイル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１６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、誘導コイル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、誘導コイル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、誘導コイル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誘導コイル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、誘導コイル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。
【００７２】
識別回路４３は、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置に対する、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記憶回路４７に記憶している。誘導コイル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４３は、Ｘ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号で誘導コイル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４７に記憶しているレベルに比較して、誘導コイル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誘導コイルのＸ軸方向の位置を特定する関数を記憶回路に記憶して、この関数から誘導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誘導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４３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の間における誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を演算して検出することができる。
【００７３】
以上は、識別回路４３が、Ｘ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号から、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する方法を示すが、誘導コイル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。
【００７４】
識別回路４３が、誘導コイル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４３からの位置信号でもって、位置検出制御器４４は電源コイル１１を誘導コイル５１の位置に移動させる。
【００７５】
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４３は、電池内蔵機器５０の誘導コイル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の誘導コイル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の誘導コイル５１が搭載されていないとして、電力供給をしない。
【００７６】
充電台１０は、位置検出制御器１４、４４で移動機構１３を制御して電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させた状態で、交流電源１２で電源コイル１１に交流電力を供給する。電源コイル１１の交流電力は誘導コイル５１に電力搬送されて、電池５２の充電に使用される。電池内蔵機器５０は、電池５２が満充電されたことを検出すると、充電を停止して、満充電信号を充電台１０に伝送する。電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１に満充電信号を出力し、この満充電信号を誘導コイル５１から電源コイル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、交流電源１２と異なる周波数の交流信号を誘導コイル５１に出力し、充電台１０はこの交流信号を電源コイル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誘導コイル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１０に示す位置検出制御器１４は、内蔵電池５２の満充電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、電池５２の満充電を検出する。
【００７７】
複数の電池内蔵機器５０を載せることができる上面プレート２１の充電台１０は、複数の電池内蔵機器５０の電池５２を順番に切り換えて満充電する。この充電台１０は、図４に示すように、最初にいずれかの電池内蔵機器５０（第１の電池内蔵機器５０Ａ）の誘導コイル５１の位置を検出して、この誘導コイル５１に電源コイル１１を接近させて、この電池内蔵機器５０の電池５２を満充電する。この電池内蔵機器５０の電池５２が満充電されて、満充電検出回路１７が満充電信号を受信すると、位置検出制御器１４は、この電池内蔵機器５０とは別の位置にセットされる第２の電池内蔵機器５０Ｂの誘導コイル５１の位置を検出し、移動機構１３を制御して電源コイル１１を第２の電池内蔵機器５０Ｂの誘導コイル５１に接近させる。この状態で、第２の電池内蔵機器５０Ｂの電池５２に電力搬送して、この電池５２を満充電する。さらに、第２の電池内蔵機器５０Ｂの電池５２が満充電されて、第２の電池内蔵機器５０Ｂからの満充電信号を満充電検出回路１７が受信すると、位置検出制御器１４が、さらに第３の電池内蔵機器５０Ｃの誘導コイル５１を検出して、移動機構１３を制御して第３の電池内蔵機器５０Ｃの誘導コイル５１に電源コイル１１を接近させて、この電池内蔵機器５０の電池５２を満充電する。以上のように、複数の電池内蔵機器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。上面プレート２１の上にセットされる全ての電池内蔵機器５０の電池５２を満充電したことを検出すると、充電台１０は、交流電源１２の動作を停止して電池５２の充電を停止する。
ここで、上記及び以下の実施例では、電池内蔵機器５０の電池５２が満充電されると充電を停止しているが、電池５２が所定容量となったときを満充電として充電を停止してもよい。
【００７８】
以上のように、複数の電池内蔵機器５０の電池５２を満充電する充電台１０は、電池内蔵機器５０の電池５２が満充電されると、次の電池内蔵機器５０の誘導コイル５１の位置に電源コイル１１を移動して、満充電されていない次の電池内蔵機器５０の電池５２を充電して満充電するようにして、複数の電池内蔵機器５０の電池５２を満充電できる。さらに、複数の電池内蔵機器５０を充電する充電台１０は、充電している電池内蔵機器５０の電池５２が満充電されない状態で、別の電池内蔵機器５０の誘導コイル５１の位置に電源コイル１１を移動し、この動作を繰り返して、すなわち、充電する電池内蔵機器５０を交互に切り換えて各々の電池内蔵機器５０の電池５２を満充電することができる。この充電台１０は、たとえば、充電している電池内蔵機器５０の電池電圧、残容量、電池温度などの電池情報を検出し、検出する電池情報で充電する電池内蔵機器５０を切り換える。また、以上の充電台は、設定時間が経過すると、電源コイルの位置を別の電池内蔵機器の誘導コイルの位置に移動して、充電する電池内蔵機器を切り換えることもできる。電池の電圧で充電している電池内蔵機器を切り換える充電台は、電池の電圧があらかじめ設定している電圧まで上昇し、あるいは充電している電池の電圧上昇が設定値になると、充電する電池内蔵機器を切り換える。また、電池の残容量を検出して充電する電池内蔵機器を切り換える充電台は、充電している電池の残容量が設定値となり、あるいは残容量の変化が設定値になると、充電する電池内蔵機器を切り換える。また、電池の温度を検出して充電する電池内蔵機器を切り換える充電台は、充電している電池の温度が設定温度まで上昇すると、充電する電池内蔵機器を切り換える。さらに、設定時間が経過すると充電する電池内蔵機器を切り換える充電台は、タイマを内蔵しており、タイマがタイムアップすると充電する電池内蔵機器を切り換える。さらに、充電台は、電池の電圧と残容量と温度と時間の全ての電池情報から、充電している電池内蔵機器を切り換えることもできる。
【００７９】
以上の充電台１０は、電池５２が満充電される前に、次の電池内蔵機器５０の電池５２を充電し、この工程を繰り返して電池内蔵機器５０の電池５２を充電するので、電源コイル１１から誘導コイル５１に供給する送電電力を大きくして、複数の電池内蔵機器５０をより短い時間で満充電できる。それは、ひとつの電池５２の充電時間を短くすることで、電池５２の充電電流を大きくできるからである。電源コイル１１を誘導コイル５１に接近して電力搬送する無接点の充電台は、漏れ磁束によって誘導コイルや電池の発熱を避けることができず、このことによって送電電力に制限を受ける。ところが、充電する電池内蔵機器５０を切り換えながら充電することで、誘導コイル５１や電池５２の発熱を防止しながら送電電力を大きくして、すなちわ電池５２の充電電流を大きくして速やかに満充電できる。充電を停止する状態で誘導コイル５１や電池５２が冷却されるからである。したがって、電池５２が満充電されない状態で充電する電池内蔵機器５０を切り換える充電台１０は、誘導コイル５１や電池５２の発熱を少なくしながら、速やかに満充電できる特徴がある。
【００８０】
この充電台１０は、たとえば、図４に示すように、上面プレート２１に３個の電池内蔵機器５０がセットされる状態では、以下のようにして各々の電池内蔵機器５０の電池５２を満充電する。
（１）最初に、いずれかの電池内蔵機器５０の誘導コイル５１の位置を検出して、この誘導コイル５１に電源コイル１１を接近させて、この第１の電池内蔵機器５０Ａの電池５２を充電する。
（２）位置検出制御器１４は、充電している第１の電池内蔵機器５０Ａの電池電圧、残容量、電池温度などの電池情報から、第１の電池内蔵機器５０Ａの電池５２の充電を中断し、第１の電池内蔵機器５０Ａとは別の位置にセットされる第２の電池内蔵機器５０Ｂの誘導コイル５１の位置を検出し、移動機構１３を制御して電源コイル１１を第２の電池内蔵機器５０Ｂの誘導コイル５１に接近させる。この状態で、第２の電池内蔵機器５０Ｂの電池５２に電力搬送して、この電池５２を充電する。
（３）さらに、位置検出制御器１４は、充電している第２の電池内蔵機器５０Ｂの電池情報から、第２の電池内蔵機器５０Ｂの電池５２の充電を中断し、さらに別の位置にセットされる第３の電池内蔵機器５０Ｃの誘導コイル５１の位置を検出して、移動機構１３を制御して電源コイル１１を第３の電池内蔵機器５０Ｃの誘導コイル５１に接近させて、第３の電池内蔵機器５０Ｃの電池５２を充電する。
（４）その後、位置検出制御器１４は、第３の電池内蔵機器５０Ｃの電池情報から、第３の電池内蔵機器５０Ｃの電池５２の充電を中断し、電源コイル５１を第１の電池内蔵機器５０Ａの誘導コイル５１に位置に移動して、第１の電池内蔵機器５０Ａの電池５２を充電する。
（５）以上のように、第１の電池内蔵機器５０Ａ、第２の電池内蔵機器５０Ｂ、第３の電池内蔵機器５０Ｃを繰り返し充電して、内蔵する電池５２を満充電する。
充電する電池内蔵機器５０を切り換えながら電池５２を充電する工程で、いずれかの電池内蔵機器５０の電池５２が満充電されると、満充電された電池５２を内蔵する電池内蔵機器５０の充電をキャンセルして、次々と電池内蔵機器５０の電池５２を満充電する。上面プレート２１の上にセットされる全ての電池内蔵機器５０の電池５２を満充電したことを検出すると、充電台１０は、交流電源１２の動作を停止して電池５２の充電を終了する。
【符号の説明】
【００８１】
１０…充電台
１１…電源コイル
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
１５…コア                    １５Ａ…円柱部
１５Ｂ…円筒部
１６…リード線
１７…満充電検出回路
１８…直流電源
１９…発光ダイオード
２０…ケース
２１…上面プレート
２２…サーボモータ            ２２Ａ…Ｘ軸サーボモータ
２２Ｂ…Ｙ軸サーボモータ
２３…ネジ棒                  ２３Ａ…Ｘ軸ネジ棒
２３Ｂ…Ｙ軸ネジ棒
２４…ナット材                ２４Ａ…Ｘ軸ナット材
２４Ｂ…Ｙ軸ナット材
２５…ベルト
２６…ガイドロッド
２７…ガイド部
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…検出信号発生回路
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
４３…識別回路
４４…位置検出制御器
４７…記憶回路
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…誘導コイル
５２…電池
５３…整流回路
５４…充電制御回路
５５…直列コンデンサー
５６…並列コンデンサー
５７…切換回路
５８…スイッチング素子
５９…コントロール回路
６０…電池内蔵機器
６３…アースライン
６４…抵抗器
６７…切換回路
６８…ペアースイッチング素子  ６８Ａ…ペアーＦＥＴ
６８Ｂ…ペアーＦＥＴ
６９…コントロール回路
７０…電池内蔵機器
７３…ショート回路
７４…抵抗素子
７５…直列並列コンデンサー
７７…切換回路
７８…スイッチング素子
７９…コントロール回路
１１０…充電台
１１４…位置検出制御器
１３０…位置検出コイル        １３０Ａ…Ｘ軸検出コイル
１３０Ｂ…Ｙ軸検出コイル
１３１…検出信号発生回路
１３２…受信回路
１３３…識別回路
１３７…記憶回路
１５０…電池内蔵機器
１５１…誘導コイル
１５２…電池
１５３…並列コンデンサー
【図１】
2010263663.tif 000003
【図２】
2010263663.tif 000004
【図３】
2010263663.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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