(57)【要約】【課題】極めて簡単な回路構成としながら、受電コイル側から送電コイル側に情報を伝送する。【解決手段】電力搬送における情報伝送方法は、互いに接近して送電コイル１１と受電コイル３１を配設して、磁気誘導作用で送電コイル１１から受電コイル３１に無接点で電力を電送する電力搬送方法であって、受電コイル３１側から送電コイル１１側に情報を伝送する情報伝送方法である。この情報伝送方法は、受電コイル３１の負荷を変化させて、負荷変動に対する送電コイル１１の電流変化を検出して、受電コイル３１側から送電コイル１１側に情報を伝送する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接近して送電コイル(11)と受電コイル(31)を配設して、磁気誘導作用で送電コイル(11)から受電コイル(31)に無接点で電力を電送する電力搬送方法であって、受電コイル(31)側から送電コイル(11)側に情報を伝送する電力搬送における情報伝送方法において、
受電コイル(31)の負荷を変化させて、負荷変動に対する送電コイル(11)の電流変化を検出して、受電コイル(31)側から送電コイル(11)側に情報を伝送する電力搬送における情報伝送方法。
【請求項２】
前記受電コイル(31)の負荷を特定のパターンで変更して、送電コイル(11)側に情報を伝送する請求項１に記載される電力搬送における情報伝送方法。
【請求項３】
前記受電コイル(31)側と前記送電コイル(11)側とで非同期に情報を伝送する請求項１に記載される電力搬送における情報伝送方法。
【請求項４】
前記受電コイル(31)の出力で電池(40)を充電し、充電される電池(40)の状態を示す情報を受電コイル(31)側から送電コイル(11)側に伝送する請求項１に記載される電力搬送における情報伝送方法。
【請求項５】
前記受電コイル(31)側から送電コイル(11)側に伝送される電池(40)の満充電の情報で、送電コイル(11)の電力搬送を停止する請求項４に記載される電力搬送における情報伝送方法。
【請求項６】
前記受電コイル(31)側から送電コイル(11)側に伝送される情報が、電力供給過多又は、電力供給不足をあらわす情報である請求項１に記載される電力搬送における情報伝送方法。
【請求項７】
前記受電コイル(31)側から送電コイル(11)側に伝送される情報が、受電コイル(31)で充電される電池(40)の電圧、電流、温度のいずれかの情報、または、ＩＤ情報である請求項１に記載される電力搬送における情報伝送方法。
【請求項８】
送電コイル(11)に交流電力を供給する充電台(10)と、この充電台(10)の送電コイル(11)に接近して配設される受電コイル(31)を有する電池内蔵機器(30)とからなり、電池内蔵機器(30)が充電台(10)に伝送する情報で受電コイル(31)の負荷を変化させる情報伝送回路(34)を備え、充電台(10)が送電コイル(11)の電流を検出して受電コイル(31)の負荷の変化を検出する情報受信回路(14)とを備えており、
電池内蔵機器(30)が、伝送する情報に応じて受電コイル(31)の負荷を変化し、この負荷の変化を充電台(10)の情報受信回路(14)で検出して、電池内蔵機器(30)からの情報を検出する充電台と電池内蔵機器。
【請求項９】
前記電池内蔵機器(30)の情報伝送回路(34)が、受電コイル(31)の負荷をオープンにするスイッチング素子(35)を備える請求項８に記載される充電台と電池内蔵機器。
【請求項１０】
前記充電台(10)が、入力される電力を交流電力に変換して送電コイル(11)に供給する電源回路(12)と、この電源回路(12)の入力側に入力スイッチ(18)を介して接続してなる出力端子(19)を備えており、前記電池内蔵機器(30)の電池(40)が満充電されると、電源回路(12)をオフ状態として、入力スイッチ(18)をオンとして、入力される電力を出力端子(19)から出力する請求項８に記載される充電台と電池内蔵機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電コイルから受電コイルに無接点で電力を搬送する方法において、受電コイルから送電コイルに情報を伝送する方法と、この方法を使用する充電台及び電池内蔵機器に関する。
【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、電池を充電する方法と装置は開発されている。（特許文献１及び２参照）
特許文献１は、充電台に、高周波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、無接点でパック電池の電池を充電できる。
【０００３】
さらに、特許文献２は、電池を内蔵する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。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの公報に記載される電力搬送による電池の充電は、接点を介することなく無接点で電池を充電できる。この電力搬送は、たとえばニッケルカドミウム電池を０．１Ｃの小電流で連続して充電する方法に適している。しかしながら、電池を急速充電する方法にあっては、電池が満充電された状態で送電コイル側から電力搬送を停止できない。満充電された電池の充電を停止するには、受電コイル側に満充電を検出して充電電流を遮断する回路を設ける必要がある。ただ、この方式は、受電コイル側で電流を遮断するので、送電コイルから受電コイルに向かっての電力搬送を停止できず、無駄に電力が消費されるなどの弊害が発生する。この弊害は、受電コイル側から送電コイル側に、電池が満充電された情報を伝送し、送電コイルで満充電を検出して電力搬送を停止する方式で解消できる。しかしながら、この方式を実現するには、満充電の情報を受電コイル側から送電コイル側に伝送する回路構成が複雑になって、部品コストが高価になる欠点がある。それは、受電コイル側から送電コイル側に情報を伝送するために、たとえば受電コイル側に送信器を、送電コイル側に受信器を設けて情報を伝送するからである。
【０００５】
本発明は、さらにこのような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、極めて簡単な回路構成としながら、受電コイル側から送電コイル側に情報を伝送できる電力搬送における情報伝送方法と、この情報伝送方法を使用する充電台及び電池内蔵機器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】
【０００６】
本発明の電力搬送における情報伝送方法は、互いに接近して送電コイル１１と受電コイル３１を配設して、磁気誘導作用で送電コイル１１から受電コイル３１に無接点で電力を電送する電力搬送方法であって、受電コイル３１側から送電コイル１１側に情報を伝送する情報伝送方法である。この情報伝送方法は、受電コイル３１の負荷を変化させて、負荷変動に対する送電コイル１１の電流変化を検出して、受電コイル３１側から送電コイル１１側に情報を伝送する。
【０００７】
以上の情報伝送方法は、極めて簡単な回路構成としながら受電コイル側から送電コイル側に情報を伝送できる特徴がある。それは、受電コイルの負荷を変動して、この負荷の変動を送電コイルの電流の変化として検出して、受電コイル側から送電コイル側に情報を伝送するからである。
【０００８】
本発明の電力搬送における情報伝送方法は、受電コイル３１の負荷を特定のパターンで変更して、送電コイル１１側に情報を伝送することができる。
この情報伝送方法は、あらかじめ特定されたパターンの負荷変動で、種々の情報を正確に送電コイル側に伝送できる。
【０００９】
本発明の電力搬送における情報伝送方法は、受電コイル３１側と送電コイル１１側とで非同期に情報を伝送することができる。
この情報伝送方法は、非同期に情報を伝送するので、受電コイル側と送電コイル側とを同期させる回路を必要とせず、簡単な回路で情報を伝送できる。
【００１０】
本発明の電力搬送における情報伝送方法は、受電コイル３１の出力で電池４０を充電し、充電される電池４０の状態を示す情報を受電コイル３１側から送電コイル１１側に伝送することができる。
この情報伝送方法は、電池の状態を送電コイル側で検出しながら電池を充電できるので、電池を好ましい状態で充電できる。
【００１１】
本発明の電力搬送における情報伝送方法は、受電コイル３１側から送電コイル１１側に伝送される電池４０の満充電情報で、送電コイル１１の電力搬送を停止することができる。
この情報伝送方法は、電池が満充電されたことを送電コイル側で検出できるので、電池が満充電された後に、送電コイル側からの電力搬送を停止できる。このため、無駄に電力を消費することなく、また満充電後における受電コイル側の発熱を防止できる特徴がある。
【００１２】
本発明の電力搬送における情報伝送方法は、受電コイル３１側から送電コイル１１側に伝送される情報を、電力供給過多、又は電力供給不足を表す情報とすることができる。
この情報伝送方法は、受電コイル側に伝送する電力の過多や不足を送電コイル側で検出できるので、受電コイル側に好ましい状態で電力が搬送されているかどうかを送電コイル側で検出して、理想的な状態で電力搬送できる特徴がある。
【００１３】
本発明の電力搬送における情報伝送方法は、受電コイル３１側から送電コイル１１側に伝送される情報を、受電コイル３１で充電される電池４０の電圧、電流、温度のいずれかの情報、または、ＩＤ情報とすることができる。
この情報伝送方法は、受電コイル側の出力で、充電している電池の状態やＩＤを送電コイル側で検出できるので、送電コイル側で電池を好ましい状態で充電でき、また電池のＩＤを判別して充電できる。
【００１４】
本発明の充電台と電池内蔵機器は、送電コイル１１に交流電力を供給する充電台１０と、この充電台１０の送電コイル１１に接近して配設される受電コイル３１を有する電池内蔵機器３０とからなり、電池内蔵機器３０が充電台１０に伝送する情報で受電コイル３１の負荷を変化させる情報伝送回路３４を備え、充電台１０が送電コイルの電流を検出して受電コイル３１の負荷の変化を検出する情報受信回路１４を備えている。電池内蔵機器３０は、伝送する情報で受電コイル３１の負荷を変化し、この負荷の変化を充電台１０の情報受信回路１４で検出して、電池内蔵機器３０の情報を検出する。
【００１５】
以上の充電台と電池内蔵機器は、極めて簡単な回路構成としながら電池内蔵機器から充電台に情報を伝送できる特徴がある。それは、電池内蔵機器の受電コイルの負荷を変動させると共に、負荷の変動を充電台側の送電コイルの電流の変化として検出して、電池内蔵機器から充電台に情報を伝送するからである。
【００１６】
本発明の充電台と電池内蔵機器は、電池内蔵機器３０の情報伝送回路３４が、受電コイル３１の負荷をオープンにするスイッチング素子３５を備えることができる。
この充電台と電池内蔵機器は、電池内蔵機器から充電台に、確実に安定して情報を伝送できる。それは、スイッチング素子をオンオフに切り換えて、受電コイルの負荷をオープンに切り換えて情報を伝送するからである。また、スイッチング素子をオフに切り換えて、受電コイルの負荷をオープンにする回路構成は、情報を伝送するタイミングでの電力消費がなく、またオープン状態における弊害がなく、能率よく電池内蔵機器から充電台に情報を伝送できる。
【００１７】
さらに、本発明の充電台と電池内蔵機器は、充電台１０が、入力される電力を交流電力に変換して送電コイル１１に供給する電源回路１２と、この電源回路１２の入力側に入力スイッチ１８を介して接続してなる出力端子１９を備えて、電池内蔵機器３０の電池４０が満充電されると、電源回路１２をオフ状態として、入力スイッチ１８をオンとして、入力される電力を出力端子１９から出力することができる。
この構造は、出力端子を介して複数の充電台を接続する状態で、電力が供給される充電台にセットされる電池内蔵機器の電池が満充電されると、入力スイッチをオンとして、出力端子から別の充電台に電力を供給できるので、複数の充電台に順番に電力を供給しながら、複数の電池内蔵機器の電池を充電できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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情報伝送方法とこの情報伝送方法を使用する充電台及び電池内蔵機器を例示するものであって、本発明は、情報伝送方法と、充電台及び電池内蔵機器を以下のものには特定しない。
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、充電できる電池４０を電源として内蔵する電池内蔵機器３０と、この電池内蔵機器３０をセットして、内蔵する電池４０を充電する充電台１０のブロック図を示している。電池内蔵機器３０に内蔵される電池４０は、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池などの充電できるすべての電池とすることができる。
【００２１】
電池内蔵機器３０は、充電台１０の送電コイル１１に電磁結合される受電コイル３１と、この受電コイル３１に誘導される交流を整流して電池４０を充電する直流に変換する充電回路３２と、充電される電池４０の状態、たとえば電圧と電流と温度と満充電を検出する検出回路３３と、この検出回路３３で検出される情報を受電コイル３１の負荷を切り換えるスイッチング素子３５を制御して伝送する情報伝送回路３４とを備えている。
【００２２】
充電回路３２は、図示しないが、受電コイル３１に誘導される交流を整流して直流に変換する整流回路と、整流回路で整流された脈流を平滑化するコンデンサーからなる平滑回路とを備える。充電回路３２は、充電する電池４０のタイプにより最適な回路に設計される。たとえば、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池を充電する充電回路は、出力電流を安定化する定電流回路を備えており、リチウムイオン電池を充電する充電回路は定電圧・定電流充電回路を内蔵している。
【００２３】
検出回路３３は、電池４０の電圧と電流と温度と満充電を検出する。電流を検出する回路は、電池と直列に接続している電流検出抵抗（図示せず）の両端の電圧をアンプ（図示せず）で増幅して検出する。アンプの出力電圧から充電電流は検出される。電池の温度を検出する回路は、電池に熱結合するように配置している温度センサ（図示せず）を接続している。温度センサは、サーミスタ等の温度によって電気抵抗が変化する素子で、電気抵抗を検出して電池温度が検出される。さらに、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池を内蔵する電池内蔵機器の検出回路は、充電している電池のピーク電圧を検出して、又はピーク電圧からのΔＶ低下を検出して、満充電を検出する。リチウムイオン電池を内蔵する電池内蔵機器は、電池の電圧を検出して満充電を検出したり、定電流充電後、定電圧充電において充電電流が所定値以下になったとき満充電を検出する。
【００２４】
情報伝送回路３４は、充電回路３２を介して受電コイル３１に接続されたスイッチング素子３５と、このスイッチング素子３５のオンオフを制御する制御回路３６とを備えている。制御回路３６はマイコン等からなり、受電コイル３１からの電力を電源として動作する。図１に示す電池内蔵機器３０は、電池４０に直列にスイッチング素子３５を接続している。このスイッチング素子３５には、電池４０の充電状態をオンオフに制御するスイッチング素子を併用することができる。このスイッチング素子３５は、オフに制御されて、充電回路３２を介して受電コイル３１の負荷をオープンにする。ただ、図示しないが、スイッチング素子は、充電回路を介することなく、受電コイルに直列に接続することもできる。このスイッチング素子も、オフに制御されて、受電コイルの負荷を直接にオープンにする。制御回路３６は、検出回路３３で検出される電池等の情報に基づいて、対応するパターンでスイッチング素子３５を制御して、受電コイル３１の負荷を変化させる。受電コイル３１に誘導される交流電力は充電回路３２に入力されて、充電回路３２で直流に変換されて電池４０を充電する。受電コイル３１で電池４０を充電する状態で、制御回路３６はスイッチング素子３５をオン状態とする。オン状態のスイッチング素子３５は、充電回路３２の出力を電池４０に供給して電池４０を充電する。制御回路３６は、電池４０の充電を停止し、あるいは電池の情報を送電コイル１１側の充電台１０に伝送するときに、スイッチング素子３５をオフに切り換える。
【００２５】
スイッチング素子３５をオンからオフに切り換えて、受電コイル３１の負荷をオープンに切り換えると、受電コイル３１に電磁結合している送電コイル１１の電流は変化する。図２は、受電コイル３１から充電回路３２に供給する消費電力に対する、送電コイル１１の電流を示している。この図に示すように、スイッチング素子３５をオフに切り換えて、受電コイル３１の負荷をオープンにして充電回路３２に供給する電力を０とすると、送電コイル１１の電流も減少する。したがって、送電コイル１１側の充電台１０は、送電コイル１１の電流を検出して、スイッチング素子３５がオンからオフに切り換えられたことを検出できる。
【００２６】
ただ、情報伝送回路５４は、図３に示すように、受電コイル３１に並列にスイッチング素子５５を接続することもできる。この電池内蔵機器５０は、受電コイル３１で電池４０を充電する状態では、制御回路５６がスイッチング素子５５をオフ状態とする。オフ状態のスイッチング素子５５は、受電コイル３１に誘導される交流電力を充電回路３２に入力して電池４０を充電する。制御回路５６は、電池の情報を送電コイル１１側の充電台１０に伝送するときに、スイッチング素子５５をオンに切り換える。スイッチング素子５５をオフからオンに切り換えて、受電コイル３１を閉回路として負荷を小さくすると、受電コイル３１に電磁結合している送電コイル１１の電流が増加する。したがって、送電コイル１１側の充電台１０は、送電コイル１１の電流を検出して、スイッチング素子５５がオフからオンに切り換えられたことを検出できる。
【００２７】
図１に示す電池内蔵機器３０の制御回路３６がスイッチング素子３５をオンオフに切り換えて、電池の情報を伝送する状態を図４に示す。この図は、制御回路３６がスイッチング素子３５をオンオフに切り換えて、受電コイル３１の電流を所定のパターンで断続する状態を示している。この図において、横軸は時間を、縦軸は受電側電力波形（電池４０の充電電力）を示しており、縦軸の受電側電力波形は、送電側電流波形あるいはスイッチング素子３５の制御パターンと同等のパターンとなる。このようなパターンは、受電コイル３１の負荷の変化でもある。
【００２８】
図４の（１）は、電池の情報として、電池４０を充電する状態を示している。この状態で、制御回路３６は、スイッチング素子３５を連続してオン状態とする。ただし、図の鎖線で示すように、スイッチング素子３５を一時的にパルス状にオフに切り換える（例えば、４．５秒間充電オン、０．５秒間充電オフ）こともできる。この状態で、送電コイル１１から受電コイル３１に電力搬送し、受電コイル３１の出力は充電回路３２に供給されて電池４０を充電する。この状態を検出する送電コイル１１側の充電台１０は、ＬＥＤ１７からなるパイロットランプを点灯して充電状態にあることを表示する。
図４の（２）は、充電の待機状態であって、制御回路３６は、この状態でスイッチング素子３５をオフに保持し、一時的にパルス状にオンに切り換えて、充電の待機状態であることを送電コイル１１側の充電台１０に伝送する（パルスの周期は、たとえば、約５００ｍ秒に設定でき、パルス幅は、たとえば、約７０ｍ秒に設定できる）。充電台１０は、充電待機中であることを検出して、送電コイル１１から受電コイル３１に電力搬送して電池４０を充電できる状態とする。この状態は、電池４０を充電できる状態にあるので、ＬＥＤ１７のパイロットランプは点灯される。このような充電待機状態は、たとえば、充電開始時の電池温度が、所定温度範囲（たとえば、０〜４０℃）を外れるときの状態である。
図４の（３）は、電池４０が満充電された状態であって、制御回路３６はスイッチング素子３５をオフに切り換える。ただ、この状態で、制御回路３６は、図の鎖線で示すように、連続してオフに保持されるスイッチング素子３５を、所定の周期でオンに切り換えて、満充電されたことを送電コイル１１側の充電台１０に伝送することもできる（パルスの周期は、たとえば、約２００ｍ秒に設定でき、パルス幅は、たとえば、約１００ｍ秒に設定できる）。送電コイル１１は、スイッチング素子３５が連続して所定の時間オフに保持されることを検出して、送電コイル１１から受電コイル３１への電力搬送を停止、すなわち送電コイル１１に交流電力の供給を停止する。この状態で、送電コイル１１側の充電台１０は、ＬＥＤ１７を消灯して充電を停止したことを表示する。
図４の（４）は、電池４０を正常に充電できない充電エラーを検出する状態で、制御回路３６は、所定の周期で、たとえば１００ｍ秒の周期で、所定の時間幅、たとえば１０ｍ秒の時間はスイッチング素子３５をオンに切り換えて充電エラーの情報を充電台１０に伝送する。充電台１０は、充電エラーを検出して、送電コイル１１から受電コイル３１への電力搬送を停止する。すなわち、送電コイル１１への交流電力の供給を停止する。この状態で、充電台１０は、ＬＥＤ１７のパイロットランプを点滅させて、充電エラーを表示する。
図４の（５）は、制御回路３６が所定のパターン（たとえば、パルス周期約２０ｍ秒、パルス幅約１０ｍ秒）でスイッチング素子３５をオンオフに切り換えて、電池の情報として、ＩＤ情報を充電台１０に伝送する。充電台１０は、伝送されるＩＤを認識して、正常であることを確認した後、充電を開始、すなわち送電コイル１１から受電コイル３１に電力搬送する。充電台１０は、ＩＤを認識して、正常であれば送電コイル１１から受電コイル３１に電力搬送を開始するが、正常でないと判定すると、送電コイル１１から受電コイル３１への電力搬送を開始しない。すなわち、送電コイル１１に交流電力の供給を開始しない。ここで、充電台１０は、電池内蔵機器３０の装着を検知したら、まず送電を開始する。電池内蔵機器３０の制御回路３６は、充電台１０から搬送される電力を電源として起動して、ＩＤを伝送できる状態となる。充電台１０は、送電開始後、既定時間以内に電池内蔵機器３０からＩＤ情報が伝送されるかどうかを検出し、ＩＤを認識できなければ送電を停止する。
【００２９】
以上の図４に示すパターンは、パルスの周期を２００〜１０００ｍ秒程度の範囲とし、パルス幅を５〜２００ｍ秒程度の範囲として、各電池等の情報のパターンを区別できるように設定することができる。
このようなパターンは、パルス１周期で検出、認識できるようなパターンとなってはいるが、充電台１０側で確実に検出できるように、数回のパルス周期（２〜１０回、望ましくは３〜６回、さらに望ましくは４回）にわたって繰り返される。ここで、このようなパターンにより、電池４０が充電され、電流、電圧、電力が印加されることになるので、電池等の情報のための充電は、充電台１０側で確実に検出できると共に、充電による電池への悪影響（過充電等）を考慮して、上記の回数のパルス周期とすることが望ましい。
なお、１周期のパルスパターンを同じとして、パルス周期の回数を異なる回数とすることにより、各電池等の情報を区別することもできる。
【００３０】
電池内蔵機器３０は、制御回路３６でスイッチング素子３５をオンオフに切り換えて、電池等の情報を送電コイル１１側の充電台１０に伝送できるので、電池４０を充電している状態で、あるいは充電を停止している状態で、図５に示すように、制御回路３６が特定のパターンでスイッチング素子３５をオンオフに切り換えることで、スタートビットとストップビットの間に、クロックパルス等による同期信号なしに、非同期式の通信方式で電池等の情報を伝送することができる。スタートビットとストップビットは、制御回路３６があらかじめ特定している特定パターンでスイッチング素子３５をオンオフに切り換えて、送電コイル１１側の充電台１０に伝送する。また、スタートビットとストップビットの間に伝送される電池等の情報も、あらかじめ特定される複数の特定のパターンでスイッチング素子３５をオンオフに切り換えて、電池等の情報を充電台１０に伝送できる。この非同期の通信方式は、たとえば、５０ｂｐｓ〜５００ｂｐｓ、好ましくは１００ｂｐｓの伝送速度で電池等の情報を伝送する。
このような電池等の情報としては、上述の図４に示す電池の情報や、検出回路３３で検出される電池４０の電圧、電流、温度等の電池の情報を採用することができる。
【００３１】
充電台１０は、入力される電力を所定の周波数の交流に変換して送電コイル１１に供給する電源回路１２と、この電源回路１２を制御して送電コイル１１への電力供給をコントロールする送電制御部１３と、送電コイル１１の電流変化から電池等の情報を検出して、電池等の情報を送電制御部１３に出力する情報受信回路１４とを備える。
【００３２】
電源回路１２は、ＡＣアダプタ２０から入力される直流を所定の周波数と電圧の交流（あるいは脈流）に変換するＤＣ／ＡＣインバータである。この電源回路１２は、トランス（図示せず）の一次側に接続しているパワートランジスタ（図示せず）を所定の周期でオンオフに切り換えて、直流を交流に変換して出力する。この電源回路１２は、パワートランジスタをオフに保持するように切り換えて、送電コイル１１への交流出力を遮断できる。
【００３３】
情報受信回路１４は、電源回路１２に供給される電流（換言するなら、送電コイル１１に流れる電流）を検出して、受電コイル３１の負荷変動、すなわちスイッチング素子３５のオンオフを検出する。図に示す情報受信回路１４は、電源回路１２に供給される電流を検出する電流検出回路１５である。スイッチング素子３５がオフに切り換えられると、図２に示すように、送電コイル１１の電流が減少し、電源回路１２の消費電力が減少することから、電源回路１２に供給される電流の減少を検出してスイッチング素子３５のオフを検出できる。ただ、図示しないが、情報受信回路は、送電コイルに流れる電流を直接に検出する電流検出回路とすることもできる。スイッチング素子３５がオフに切り換えられると、図２に示すように、送電コイル１１の電流が減少することから、電源回路１２に供給される電流の減少を検出してスイッチング素子３５のオフを検出できる。受電コイル３１側の電池内蔵機器３０は、電池４０の状態を検出して、スイッチング素子３５をオフに切り換えて電池等の情報を伝送することから、情報受信回路１４は、電流検出回路１５が検出する電流の変化から電池等の情報を検出、出力できる。たとえば、電流検出回路１５は、図４の（１）〜（５）に示すパターンで電流が変化することを検出して、（１）…充電中、（２）…充電待機中、（３）…充電終了、（４）…充電エラー、（５）…ＩＤの情報として、受電コイル３１側の情報を検出、出力する。
【００３４】
マイコン等を内蔵する送電制御部１３は、情報受信回路１４である電流検出回路１５から入力される電池等の情報で、各電池等の情報に対応するように、電源回路１２を制御する。すなわち、図４の（１）の充電中と（２）の充電待機中にあっては、電源回路１２から送電コイル１１に交流電力を供給して、送電コイル１１から受電コイル３１に電力搬送する状態とする。また、図４の（３）の電池４０が満充電された状態と、（４）の充電エラーの情報を検出すると、送電制御部１３は、電源回路１２を、出力を停止する状態に制御する。電源回路１２のＤＣ／ＡＣインバータは、トランスの一次側に接続しているパワートランジスタなどの半導体スイッチング素子をオフに保持して、送電コイル１１への交流電力の出力を遮断できる。また、送電制御部１３は、電流検出回路１５からＩＤが正常である情報が入力されると、送電コイル１１への交流電力の供給を開始し、ＩＤが正常でない情報が入力されると、送電コイル１１への交流電力の供給を停止する。
ここで、送電制御部１３は、情報受信回路１４である電流検出回路１５から入力される電圧を、所定の周期、たとえば、５ｍ秒周期（図４に示すような最小パルス幅より、短い周期に設定される。）にて、電圧データとして取り込むことで、検出、演算して、電池等の情報として、認識、判定している。そして、送電制御部１３は、電池等の情報を認識、判定してから、電池等の情報に対応して、電源回路１２を制御する。
【００３５】
さらに、送電制御部１３は、情報受信回路１４である電流検出回路１５から入力される電池等の情報で、電源回路１２をコントロールする。電池内蔵機器３０は、検出回路３３で電池４０の電圧や電流や温度を検出し、制御回路３６が検出する信号でスイッチング素子３５をオンオフに切り換えて電池等の情報を充電台１０に伝送する。したがって、充電台１０は、電池内蔵機器３０から伝送される電池４０の電圧や電流や温度などを示す電池等の情報を電流検出回路１５で検出し、検出する電池等の情報でもって送電制御部１３が電源回路１２を制御することもできる。たとえば、電池４０の電圧や電流や温度が異常な範囲になると、電源回路１２の出力を遮断して送電コイル１１から受電コイル３１への電力搬送を停止することもできる。
【００３６】
また、充電台１０は、電池内蔵機器３０がセット、装着されたことを、以下のようにして検出する。図１と図３に示す電池内蔵機器３０は、磁石３７を内蔵しており、充電台１０は、定位置にセットされる電池内蔵機器３０の磁石３７と対向する位置にホールＩＣ１６を内蔵している。この充電台１０は、ホールＩＣ１６が、ホール効果を利用して、電池内蔵機器３０が定位置にセットされたことを検出（セット検出）すると、ホールＩＣ１６から送電制御部１３にオン信号を出力する。送電制御部１３は、オン信号が入力されると、電源回路１２を制御して、送電コイル１１から受電コイル３１に電力搬送する状態とする。つまり、出力オン状態にする。電池内蔵機器３０の制御回路３６が、充電台１０から電力搬送されて起動し、ＩＤを伝送できる状態となるからである。そして、電力供給を受けた電池内蔵機器３０は、ＩＤ情報を伝送する。充電台は、送電開始後、既定時間以内に電池内蔵機器３０からＩＤ情報が伝送されるかどうかを検出し、ＩＤを認識できなければ送電を停止する。
【００３７】
次に、受電コイル３１側から送電コイル１１側に伝送される情報、あるいは、送電コイル１１側で検出、認識、判定される情報が、電力供給過多又は、電力供給不足等をあらわす情報（電池等の情報、あるいは、単に情報）について、図６を用いて説明する。この図において、横軸は時間を示している。さらに、図６の（ａ）と（ｂ）において、縦軸は、送電側電流波形を示している。このようなパターンは、ある意味、受電コイル３１の負荷の変化でもある。また、図６の（ｃ）と（ｄ）において、縦軸は、受電側電力波形（電池４０の充電電力）を示しており、縦軸の受電側電力波形は、送電側電流波形あるいはスイッチング素子３５の制御パターンと同等のパターンとなる。このようなパターンは、ある意味、受電コイル３１の負荷の変化でもある。
【００３８】
図６の（ａ）は、電池内蔵機器３０がセットされて、上述のように、セット検出され、出力オン状態となっているが、送電コイル１１と受電コイル３１の位置が正常な位置から少しずれた位置にあるときのパターンである。つまり、出力オン状態となるものの、受電コイル３１が少しずれた位置にあるので、電池内蔵機器３０には必要な電力供給がされず、マイコンを備える制御回路３６は動作することができない。よって、図６の（ａ）のように、送電側電流波形は、一定レベルを維持し、電流が流れない（あるいは電流が所定値以下しかない）。そして、送電制御部１３は、セット検出してから、所定時間、電流が検出されないとき、あるいは、上述の図４に示すようなパターンがいずれも検出できないときは、電力供給不足の情報（電池等の情報）であり、「異常１」として、異常を検出して、送電コイル１１への交流電力の出力を遮断する。
図６の（ｂ）は、電池内蔵機器３０がセットされて、上述のように、セット検出され、出力オン状態となっているが、送電コイル１１と受電コイル３１との間に、金属板等が不所望に介在するときのパターンである。つまり、出力オン状態となるものの、金属板により電力が消費されることにより、送電側電流は出力され続けることになる。また、電池内蔵機器３０には、必要な電力供給がされず、マイコンを備える制御回路３６は動作することができない。よって、図６の（ｂ）のように、送電側電流波形は、出力され続けることになる。そして、送電制御部１３は、セット検出してから、所定時間、電流が検出され続けるときは、電力供給過多（換言するなら、電力不足または異物の検出）の情報（電池等の情報）であり、「異常２」として、異常を検出して、送電コイル１１への交流電力の出力を遮断する。
図６の（ｃ）は、電池内蔵機器３０がセットされて、ＩＤ情報の確認を行い、正常に充電されている状態から、何かの衝撃等により、不所望に充電台１０の送電コイル１１と電池内蔵機器３０の受電コイル３１との位置がずれた場合のパターンである。つまり、位置がずれたことにより、正常な充電状態から、充電電流が低下することになり、送電側電流は低下することになる。また、大きくずれると、充電電流、送電側電流は実質的にゼロとなる。よって、図６の（ｃ）のように、送電側電流波形は、低下することになる。そして、送電制御部１３は、セット検出してから、所定時間、電流がゼロ、あるいは、電流が所定値以下が検出されるときは、電力供給不足の情報（電池等の情報）であり、「異常３」として、異常を検出して、送電コイル１１への交流電力の出力を遮断する。
図６の（ｄ）は、電池内蔵機器３０がセットされて、ＩＤ情報の確認を行い、正常に充電されている状態から、何かの衝撃等により、送電コイル１１と受電コイル３１の位置が、正常な位置からわずかにずれた位置にあるときのパターンである。電池内蔵機器３０がセットされて、ＩＤ情報の確認を行い、充電を開始すると電力が多く消費され、受電コイル３１の位置がわずかにずれているので、供給される電力が十分でなく電力が不足し、マイコンの動作電力、電圧以下の電力しか供給されないので、マイコンを備える制御回路３６は動作することができず、充電電流、送電側電流は停止となる(図６（ｄ）にＡと示す)。その後、送電コイル１１と受電コイル３１の位置がわずかにずれているだけなので、送電側電流が流れて電力供給されることにより、電池内蔵機器３０がセット検出されて、ＩＤ情報の確認を行い、充電を開始する。その後、再び、電力が不足して、充電電流、送電側電流は停止となり、これが繰り返されることになる。よって、図６の（ｄ）のように、ＩＤ情報としてのパルスを、一回のＩＤ情報確認に必要な回数以上（たとえば、１０回以上  望ましくは２０回以上）検出したなら、電力供給不足の情報（電池等の情報）であり、「異常４」として、異常を検出して、送電コイル１１への交流電力の出力を遮断する。
【００３９】
図７は、ひとつのＡＣアダプタ２０を２台の充電台１０に接続する状態を示している。この充電台１０は、第１の充電台１０Ａにセットしている電池４０が満充電されると、ＡＣアダプタ２０を第２の充電台１０Ｂに切り換えて、ひとつのＡＣアダプタ２０で２台の充電台１０に順番に電力を供給して、各充電台１０にセットされる電池内蔵機器３０に内蔵される電池４０を順番に充電する。したがって、第１の充電台１０Ａは、第２の充電台１０Ｂへの電力供給を制御する入力スイッチ１８を電源回路１２の入力側に設けると共に、この入力スイッチ１８から出力される出力端子１９を設けている。入力スイッチ１８は、送電制御部１３に制御される。第１の充電台１０Ａは、これにセットされる第１の電池内蔵機器３０Ａに内蔵される電池４０が満充電されると、送電制御部１３で電源回路１２をオフ状態に切り換えた後、入力スイッチ１８をオンに切り換えて、出力端子１９に接続される第２の充電台１０Ｂに、ＡＣアダプタ２０から電力を供給する状態とする。第２の充電台１０Ｂは、ＡＣアダプタ２０から入力される電力で、セットしている第２の電池内蔵機器３０Ｂに内蔵される電池４０を充電する。
さらに、図７に示す充電台１０を複数個接続することにより、ひとつのＡＣアダプタ２０を利用して、複数の充電台に順番に電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】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２】受電コイルから充電回路に供給する消費電力に対する、送電コイルの電流を示す図である。
【図３】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４】電池内蔵機器の制御回路がスイッチング素子をオンオフに切り換えて情報を伝送する状態を示す図である。
【図５】電池内蔵機器から充電台に情報を伝送する他の一例を示す図である。
【図６】電池内蔵機器から充電台に情報を伝送する他の一例を示す図である。
【図７】ひとつのＡＣアダプタを複数の充電台に接続する状態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…充電台                    １０Ａ…第１の充電台
１０Ｂ…第２の充電台
１１…送電コイル
１２…電源回路
１３…送電制御部
１４…情報受信回路
１５…電流検出回路
１６…ホールＩＣ
１７…ＬＥＤ
１８…入力スイッチ
１９…出力端子
２０…ＡＣアダプタ
３０…電池内蔵機器              ３０Ａ…第１の電池内蔵機器
３０Ｂ…第２の電池内蔵機器
３１…受電コイル
３２…充電回路
３３…検出回路
３４…情報伝送回路
３５…スイッチング素子
３６…制御回路
３７…磁石
４０…電池
５０…電池内蔵機器
５４…情報伝送回路
５５…スイッチング素子
５６…制御回路
【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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