(57)【要約】【課題】  本発明は薄型化を図るとともに、幅方向に大きくなるのを確実に防止することができる小型コンパクトな非接触充電器の送電コイルの移動装置を得るにある。【解決手段】  ケース体内に回転可能に取付けられた遊星軸車と、この遊星軸車を回転させるケース体に取付けられた遊星軸車回転用パルスモータと、遊星軸車に回転可能に取付けられた遊星歯車と、この遊星歯車と噛み合い、遊星軸車と同一軸心で回転するリング状の外輪歯車と、この外輪歯車を回転させるケース体に取付けられた外輪歯車回転用パルスモータと、遊星軸車の軸心以外の部位に取付けられた送電コイルと、ケース体内に設けられた制御基板と、この制御基板に設けられた遊星軸車回転用パルスモータと外輪歯車回転用パルスモータを駆動させ、ケーブルで接続された送電コイルを検出センサーで検出された所定位置へ移動させるパルスモータ駆動制御回路とで非接触充電器の送電コイルの移動装置を構成している。【選択図】  図２
2010096346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース体と、このケース体内に回転可能に取付けられた遊星軸車と、この遊星軸車を回転させる前記ケース体に取付けられた遊星軸車回転用パルスモータと、前記遊星軸車に回転可能に取付けられた遊星歯車と、この遊星歯車と噛み合い、前記遊星軸車と同一軸心で回転するリング状の外輪歯車と、この外輪歯車を回転させる前記ケース体に取付けられた外輪歯車回転用パルスモータと、前記遊星軸車の軸心以外の部位に取付けられた送電コイルと、前記ケース体内に設けられた制御基板と、この制御基板に設けられた前記遊星軸車回転用パルスモータと前記外輪歯車回転用パルスモータを駆動させ、ケーブルで接続された前記送電コイルを検出センサーで検出された所定位置へ移動させるパルスモータ駆動制御回路とからなることを特徴とする非接触充電器の送電コイルの移動装置。
【請求項２】
リング状の外輪歯車はケース体に取付けられた２個のガイド歯車および外輪歯車回転用パルスモータによって駆動される、該外輪歯車回転用パルスモータに接続された駆動歯車とで支持されていることを特徴とする請求項１記載の非接触充電器の送電コイルの移動装置。
【請求項３】
送電コイルへ接続されるケーブルは制御基板より遊星軸車の背面に取付けられた遊星軸車カバー内に、該遊星軸車の軸部で逆の遊びを有し、かつ遊星歯車の軸部を介して送電コイルに接続されていることを特徴とする請求項１記載の非接触充電器の送電コイルの移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は検出センサーで検出した位置へ送電コイルを移動させ、非接触で携帯電話機、カメラ、ＰＤＡ、携帯電子端末等の受電コイルを内蔵した電子機器の充電を行なう非接触充電器の送電コイルの移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触で電子機器を充電する非接触充電器は、該非接触充電器の送電コイル部分に電子機器の受電コイルを正確に位置させなければ効率よく充電することができなかった。
【０００３】
このため、非接触充電器の送電コイル部分を固定的に設置し、この送電コイル部分に電子機器の受電コイルを正確に位置させて充電するものが考えられていた。
また、電子機器の受電コイルの位置を検出センサーで検出し、送電コイルをスクリューとラックとピニオンを用いて移動させることも考えられているが、前者にあっては使用者が非接触充電器の送電コイル部分に電子機器の受電コイルを正確に位置させることが難しく、少しでも位置がずれていると充電効果が低下するという欠点があり、後者は構造が複雑でコスト高になりやすく、さらなる薄型化への対応が難しいという問題を抱えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８９４６４
【特許文献２】特開２００８−３０１５５３
【特許文献３】特開平９−１９０９３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、非接触充電器に受電コイルを内蔵した電子機器を気軽に位置させても、受電コイルを効率よく充電できる位置へ送電コイルを移動させることができ、薄型化を図るとともに、幅方向に大きくなるのを確実に防止することができる小型コンパクトな非接触充電器の送電コイルの移動装置を提供することを目的としている。
【０００６】
また、本発明は送電コイルへの配線も他の部品と干渉することなく、確実に行なうことができる非接触充電器の送電コイルの移動装置を提供することを目的としている。
【０００７】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
【０００８】
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明はケース体と、このケース体内に回転可能に取付けられた遊星軸車と、この遊星軸車を回転させる前記ケース体に取付けられた遊星軸車回転用パルスモータと、前記遊星軸車に回転可能に取付けられた遊星歯車と、この遊星歯車と噛み合い、前記遊星軸車と同一軸心で回転するリング状の外輪歯車と、この外輪歯車を回転させる前記ケース体に取付けられた外輪歯車回転用パルスモータと、前記遊星軸車の軸心以外の部位に取付けられた送電コイルと、前記ケース体内に設けられた制御基板と、この制御基板に設けられた前記遊星軸車回転用パルスモータと前記外輪歯車回転用パルスモータを駆動させ、ケーブルで接続された前記送電コイルを検出センサーで検出された所定位置へ移動させるパルスモータ駆動制御回路とで非接触充電器の送電コイルの移動装置を構成している。
【発明の効果】
【００１０】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）ケース体と、このケース体内に回転可能に取付けられた遊星軸車と、この遊星軸車を回転させる前記ケース体に取付けられた遊星軸車回転用パルスモータと、前記遊星軸車に回転可能に取付けられた遊星歯車と、この遊星歯車と噛み合い、前記遊星軸車と同一軸心で回転するリング状の外輪歯車と、この外輪歯車を回転させる前記ケース体に取付けられた外輪歯車回転用パルスモータと、前記遊星軸車の軸心以外の部位に取付けられた送電コイルと、前記ケース体内に設けられた制御基板と、この制御基板に設けられた前記遊星軸車回転用パルスモータと前記外輪歯車回転用パルスモータを駆動させ、ケーブルで接続された前記送電コイルを検出センサーで検出された所定位置へ移動させるパルスモータ駆動制御回路とで構成されているので、遊星軸車、遊星歯車、リング状の外輪歯車の駆動によって、移動体を所定の座標（Ｘ、Ｙ）に回転移動させることができる。
したがって、従来のスクリューやラックとピニオンを用いるものと比べ、厚さ寸法を薄く、幅方向の寸法も小さくでき、小型化を図ることができる。    
（２）前記（１）によって、動きがすべて円運動であるので、スムーズに移動させることができる。
（３）前記（１）によって、遊星軸車回転用パルスモータと外輪歯車回転用パルスモータの制御で移動体の制御ができるので、制御が容易にできる。
（４）請求項２も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られるとともに、リング状の外輪歯車をスムーズに駆動させることができる。
（５）請求項３も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られるとともに、送電コイルへ接続されるケーブルを他の部品に干渉することなく確実に配線することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を実施するための第１の形態のカバー体を外した斜視図。
【図２】本発明を実施するための第１の形態の分解斜視図。
【図３】送電コイルが外輪歯車と遊星軸車の中心に位置する状態の説明図。
【図４】遊星軸車回転用パルスモータだけの回転状態を示す説明図。
【図５】外輪歯車回転用パルスモータだけの回転状態を示す説明図。
【図６】各パルスモータが同期して回転する状態を示す説明図。
【図７】送電コイルの位置を検出する状態の説明図。
【図８】遊星軸車回転用パルスモータを回転させて原点に移動させる説明図。
【図９】図８に示す各象限とその回転方向の説明図。
【図１０】変換式の説明図。
【図１１】各パルスモータを同期させて回転させる状態の説明図。
【図１２】図１１に示す各象限とその回転方向の説明図。
【図１３】送電コイルの位置を検出する状態の説明図。
【図１４】遊星軸車回転用パルスモータを回転させる状態の説明図。
【図１５】図１４に示す各象限とその回転方向の説明図。
【図１６】変換式の第１の説明図。
【図１７】変換式の第２の説明図。
【図１８】変換式の第３の説明図。
【図１９】検出枠の上部の送電コイルの移動範囲を示す説明図。
【図２０】検出枠の下部の送電コイルの移動範囲を示す説明図。
【図２１】図３のＡ部詳細図。
【図２２】図３のＡ部部分断面図。
【図２３】本発明を実施するための第２の形態のカバー体を外した斜視図。
【図２４】図２３のＢ部部分断面図。
【図２５】本発明を実施するための第３の形態のカバー体を外した斜視図。
【図２６】図２５のＣ部部分断面図。
【図２７】本発明を実施するための第４の形態のカバー体を外した斜視図。
【図２８】図２７のＤ部部分断面図。
【図２９】本発明を実施するための第４の形態の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に示す本発明を実施するための形態により、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
図１ないし図２２に示す本発明を実施するための第１の形態において、１はケース体２のカバー体３に設けられた検出枠４内の、どの位置に受電コイルを内蔵した携帯電話機、カメラ、ＰＤＡ、携帯電子端末等の電子機器５の受電コイルが位置しているかを検出する検出センサー６で検出した位置に、送電コイル７を自動的に移動させる本発明の非接触充電器の送電コイルの移動装置で、この非接触充電器の送電コイルの移動装置１は薄箱形状のケース体２と、このケース体２のケース本体８内に突出するように取付けられた軸９に回転可能に取付けられた遊星軸車１０と、この遊星軸車１０を前記ケース本体８に取付けられた軸１１に回転可能に取付けられた減速歯車１２、１３を介して駆動軸１４に取付けられたピニオン１５で回転駆動させる、前記ケース本体８に取付けられた遊星軸車回転用パルスモータ１６と、前記遊星軸車１０の軸心と外周部との間に取付けられた軸１７に回転可能に取付けられた遊星歯車１８と、この遊星歯車１８と噛み合い、前記遊星軸車１０と同一軸心で回転する等間隔で配置された、前記ケース本体８に取付けられた軸１９、１９、１９に回転可能に取付けられたガイド歯車２０、２０、２０で支持されるリング状の外輪歯車２１と、この外輪歯車２１を前記ガイド歯車２０と一体的に回転するように取付けられた減速歯車２２を介して駆動軸２３に固定されたピニオン２４で回転駆動させる、前記ケース本体８に取付けられた外輪歯車回転用パルスモータ２５と、前記遊星歯車１８の軸心以外の外周部位に取付けられた軸２６に取付けられた送電コイル７と、前記遊星軸車回転用パルスモータ１６および前記外輪歯車回転用パルスモータ２５の外側部位の前記ケース体２内に設けられた制御基板３０と、この制御基板３０が設けられた部位とは反対側の前記ケース体２内に設けられた、前記外輪歯車２１の位置を検出する外輪歯車センサー２７および、前記遊星軸車１０の位置を検出する遊星軸車センサー２８が設けられたセンサー基板２９と、前記遊星歯車１８の上面に固定された前記送電コイル７に接続された送電コイル接続ケーブル３２、３２が接続された端子３３、３３を有する中継基板３４と、前記制御基板３０に設けられた前記遊星軸車回転用パルスモータ１６と前記外輪歯車回転用パルスモータ２５とを駆動させ、ケーブル４１で接続された前記検出センサー６で検出された位置へ、前記送電コイル７を移動させるパルスモータ駆動制御回路３１とで構成されている。
【００１４】
前記送電コイル７に接続されるケーブル４１は前記制御基板３０より前記遊星軸車１０の外周部寄りに形成された係合孔３５、３５、３５と背面より係合する係止爪３６、３６、３６により、該遊星軸車１０の背面に取付けられた遊星軸車カバー３７内に、該遊星軸車１０の軸９を中心として、制御基板３０側には遊星軸車１０の回動による遊星軸車用弧状の遊び３８を、遊星歯車１８側には遊星歯車１８の回動による遊星歯車用弧状の遊び３９を有するようにＳ字状になるように配置し、かつ遊星歯車１８の軸部、本発明を実施する形態では軸受部１８ａ、この軸受部１８ａに挿入されるＤ字状の軸１７との間に形成されるケーブル挿入孔４０を介して前記中継基板３４の端子３３ａ、３３ａに接続されている。
【００１５】
前記ケーブル挿入孔４０に挿入されるケーブル４１は、該ケーブル挿入孔４０の一方の端部に固定状態で設置することにより、ケーブル４１をより確実に他の部品と干渉することなく配線することができる。
【００１６】
上記構成の非接触充電器の送電コイルの移動装置１は図３に示すように、送電コイル７が外輪歯車２１と遊星歯車１８の中心の位置にある状態で、図４に示すように遊星軸車回転用パルスモータ１６のみ回転し、外輪歯車回転用パルスモータ２５が停止している場合、遊星軸車回転用パルスモータ１６とピニオン１５、減速歯車１３、１２と連結されている遊星軸車１０がＣＣＷ方向に回転すると、遊星軸車１０上の遊星歯車１８自身も遊星軸車１０の中心でＣＣＷ方向に回転する。
【００１７】
また、遊星歯車１８は固定されている外輪歯車２１と噛み合っているので、ＣＷ方向に回転する。
【００１８】
図５に示すように外輪歯車回転用パルスモータ２５のみ回転し、遊星軸車回転用パルスモータ１６が停止している場合、外輪歯車回転用パルスモータ２５とピニオン２４、減速歯車２２、ガイド歯車２０と連結されている外輪歯車２１がＣＷ方向に回転すると、外輪歯車２１と噛み合っている遊星歯車１８が遊星歯車中心でＣＷに方向に回転する。
【００１９】
図６に示すように、遊星軸車回転用パルスモータ１６と外輪歯車回転用パルスモータ２５が同期して回転し、遊星軸車回転用パルスモータ１６と外輪歯車回転用パルスモータ２５が同期してＣＷ方向に回転する場合、遊星歯車１８が遊星軸車１０と外輪歯車２１の中心で回転する（遊星歯車中心での遊星歯車の回転は発生しない）。
【００２０】
使用する場合、送電コイル７がどの象限にあるかを検出センサー６で検出する。
例えば図７に示すように、送電コイル７が第４象限にあることを検出すると、図８に示すように遊星軸車回転用パルスモータ１６をθ′回転し、原点（０、０）の位置へ移動させる。この時の回転方向は図９に示すように行ない、θ′は図１０に示す変換式で算出する。
【００２１】
次に図１１に示すように、遊星軸車回転用パルスモータ１６と外輪歯車回転用パルスモータ２５とを同期させて回転させて、（外輪歯車２１の外輪歯車センサー２７をＯＮ）＋（基準励磁相をＯＮ）まで回転させる。その時の回転方向は図１２に示すように行なう。
【００２２】
次に図１３に示すように、送電コイル７の位置を検出する。これはバックラッシュ等が原因で、図８に示す操作を行なった時に、原点に送電コイル７が戻っているとは限らないからである。
【００２３】
次に図１４に示すように、遊星軸車回転用パルスモータ１６を（遊星軸車１０の遊星軸車センサー２８をＯＮ）＋（基準励磁相をＯＮ）まで回転させる。その時の回転方向は図１５に示すように行なう。
【００２４】
前記図１０に示す変換式の詳細は、検出センサー６にて検出した前記ケース体２のカバー体３の検出枠４内に位置された電子機器５の位置座標（Ｘ、Ｙ）に対して、遊星歯車機構を用いて移動体である送電コイル７を（ｘ、ｙ）に移動させる。
【００２５】
例えば図１６に示すように、検出センサー６にて電子機器５の位置座標Ｂ（ｘ、ｙ）を検出する。
【００２６】
Ｏ（o、ｏ）：外輪歯車２１と遊星軸車１０の中心で送電コイル７の原点
Ａ（ｏ、ｒ）：遊星歯車１８の中心座標
ｒは遊星歯車１８の中心から送電コイル７の中心までの長さ（移動体の回転半径）
Ｂ（ｘ、ｙ）：電子機器５の位置座標
次に図１６に示す状態から図１７に示すように、遊星軸車１０と外輪歯車２１を同期させて回転させ、送電コイル７の位置を原点に維持したまま線分ＯＡと線分のなす角が直角になる角度θまで回転させる。
【００２７】
この時、回転角θはＸ軸と線分ＯＢのなす角であり、座標Ｂ（ｘ、ｙ）より下記の通り、
θ＝ｔａｎ-１（ｙ／ｘ）…（１式）
また、遊星軸車１０と外輪歯車２１の回転方向は電子機器５の位置が、どの象限に位置しているかにより、回転方向を決定し、最短で線分ＯＡと線分ＯＢのなす角が直角となる角θ回転させるようにする。
【００２８】
各象限による回転方向は下記の通りである。
【００２９】
第１象限：ＣＣＷ
第２象限：ＣＷ
第３象限：ＣＣＷ
第４象限：ＣＷ
次に、図１７に示す状態から図１８に示すように、外輪歯車２１を固定した状態で遊星軸車１０を回転させ、送電コイル７を電子機器５の位置Ｂまで移動させる。
θ回転した点をＡ′とし、線分ＯＡ′からの遊星軸車１０の回転角度をθ′としたとき、遊星歯車１８と外輪歯車２１の減速比は２分の１であるから、遊星歯車１８の回転角は２θ′となる。
また、線分ＯＡ"とＡ"Ｂは共に同じ長さｒであるから、△ＯＢＡ"は二等辺三角形である。
【００３０】
よって、ＯＡ′の直角線上を送電コイルは動くことになる。
【００３１】
Ｂ（ｘ、ｙ）は送電コイル７が移動するθ′は余弦定理により、図１０に示すような変換式となる。
また、遊星軸車１０の回転方向はＸの座標によって決定され、Ｘ座標と回転方向の関係は
Ｘ＞Ｏ：ＣＷ
Ｘ＜Ｏ：ＣＣＷ
である。
よって、前記１式および図１０に示す式より、原点からのパルスモータの回転角度は下記の通りである。
【００３２】
遊星軸車回転用パルスモータ１６の
回転角度：θ＋θ′（ｄｅｇ）
遊星軸車回転用パルスモータ１６の
パルス数：（θ＋θ′）／α（ｐｌｕｓ）
外輪歯車回転用パルスモータ２５の
回転角度：θ（ｄｅｇ）
外輪歯車回転用パルスモータ２５の
パルス数：θ／α（ｐｌｕｓ）
遊星軸車回転用パルスモータ１６のパルスあたりの外輪歯車２１および遊星軸車１０の回転速度＝α（ｄｅｇ）
である。
【００３３】
なお、前述した動作によって図１９に仮想線で示す枠内を送電コイル７が移動し、検出枠４の上部半分での電子機器５と対応する位置に送電コイル７を移動させることができ、図２０に仮想線で示す枠内を送電コイル７が移動し、検出枠４の下部半分での電子機器５と対応する位置に送電コイル７を移動させることができる。
【００３４】
なお、制御基板３０と送電コイル７と接続されたケーブル４１は遊星軸車１０の軸９部で遊星軸車１０の回動による遊星軸車用弧状の遊び３８および、遊星歯車１８の回動による遊星歯車用弧状の遊び３９により、他の部品と干渉することなく配線された状態となっている。
【００３５】
[発明を実施するための異なる形態]
次に、図２３ないし図２９に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３６】
図２３および図２４に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、遊星歯車１８の軸部のケーブル挿入孔４０を通過したケーブル４１を送電コイル７に直接接続した点で、このように送電コイル７とケーブル４１とを接続した非接触充電器の送電コイルの移動装置１Ａにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００３７】
なお、ケーブル挿入孔４０の送電コイル７側のケーブル４１をたるみが生じないように固定しておく。
【００３８】
図２５および図２６に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、遊星歯車１８の軸部の軸受部１８ａに挿入される軸１７にチャンネル状のケーブル挿入孔４０Ａを用い、該ケーブル挿入孔４０Ａを通過させてケーブル４１を配線した点で、このように構成した非接触充電器の送電コイルの移動装置１Ｂにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００３９】
図２７ないし図２９に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、上部側が半円弧形状で、かつ透明材で形成したカバー体３Ａを用いたケース体２Ａを使用するとともに、遊星歯車１８の軸部の軸受部１８ａにチャンネル状のケーブル挿入孔４０Ｂを形成してケーブル４１を配線し、かつ送電コイル７の外周部に複数個のＬＥＤ４２、４２、４２、４２、４２、４２を用いて送電コイル７の位置を確認できるようにした点で、このように構成した非接触充電器の送電コイルの移動装置１Ｃにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は非接触充電器の送電コイルの移動装置を製造する産業で利用される。
【符号の説明】
【００４１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：非接触充電器の送電コイルの移動装置、
２、２Ａ：ケース体、    ３、３Ａ：カバー体、
４：検出枠、            ５：電子機器、  
６：検出センサー、      ７：送電コイル、
８：ケース本体、        ９：軸、
１０：遊星軸車、      １１：軸、
１２：減速歯車、      １３：減速歯車、
１４：駆動軸、        １５：ピニオン、
１６：遊星軸車回転用パルスモータ、
１７：軸、            １８：遊星歯車、
１９：軸、            ２０：ガイド歯車、
２１：外輪歯車、      ２２：減速歯車、
２３：駆動軸、        ２４：ピニオン、
２５：外輪歯車回転用パルスモータ、
２６：軸、            ２７：外輪歯車センサー、
２８：遊星軸車センサー、    ２９：センサー基板、
３０：制御基板、      ３１：パルスモータ駆動制御回路、
３２：送電コイル接続ケーブル、  ３３、３３ａ：端子、
３４：中継基板、      ３５：係合孔、
３６：係止爪、        ３７：遊星軸車カバー、
３８：遊星軸車用弧状の遊び、  ３９：遊星歯車用弧状の遊び、
４０、４０Ａ、４０Ｂ：ケーブル挿入孔、
４１：ケーブル、      ４２：ＬＥＤ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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