(57)【要約】【課題】電力供給装置の筐体に被給電装置が載置されると筐体と被給電装置との位置関係が不変のまま被給電装置と確実に磁気的に結合することができる電力供給装置を提供する。【解決手段】本発明に係る電力供給装置１０は、筐体１１に収容された給電部１２と、給電部１２と筐体１１の底面との位置関係が可変となるよう給電部１２を筐体１１の内部で位置決めするバネ１３と、給電部１２に設けられ、磁石により磁気的に吸引される磁気部材１４と、を備える。給電部１２は、被給電装置の受電部が近接すると、受電部に設けられた磁気部材と給電部１２に設けられた磁気部材１４とが磁気的に引き付けあうことによってバネ１３の弾性力により受電部に対して給電可能な位置へ自動的に移動する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に収容された給電部と、
前記給電部と前記筐体の底面との位置関係が可変となるよう前記給電部を前記筐体内で位置決めするバネと、
前記給電部に設けられ、磁石により磁気的に吸引される磁気部材と、
を備え、
前記給電部は、
前記給電部と近接すると前記給電部から電磁エネルギーを受ける受電部が近接すると、前記受電部に設けられた磁気部材と前記給電部に設けられた前記磁気部材とが磁気的に引き付けあうことによって前記バネに支持されつつ前記受電部に対して給電可能な位置へ移動し、
前記給電部に設けられた前記磁気部材と前記受電部に設けられた前記磁気部材の少なくとも一方は磁石であることを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
前記給電部は、
高周波電源と、
前記高周波電源に接続されたコイルと、
を有し、
前記高周波電源は、
前記受電部が近接して前記受電部に設けられた前記磁気部材と前記給電部に設けられた前記磁気部材とが磁気的に引き付けあうことによって前記バネに支持されつつ前記受電部に対して給電可能な位置へ移動すると、前記コイルと前記受電部のコイルとが磁気的に結合することにより前記受電部に対し電磁エネルギーを供給する、
請求項１記載の電力供給装置。
【請求項３】
前記給電部は、
前記受電部を有する電子機器が前記筐体に載置されると、前記受電部に設けられた前記磁気部材と前記給電部に設けられた前記磁気部材とが磁気的に引き付けあうことによって前記バネに支持されつつ前記受電部に対して給電可能な位置へ移動する、
請求項１または２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
前記給電部は、
前記給電部に設けられた前記磁気部材と前記受電部に設けられた前記磁気部材との磁気的な引力が弱まると、前記バネにより前記筐体の中央に位置決めされる、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【請求項５】
前記給電部の前記磁気部材は磁石により構成され、
前記受電部の前記磁気部材は前記磁石に近接すると磁気的に引き付けられる磁性片により構成された、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被給電装置に対して無結線で電力を供給する電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の無結線で電力を供給する技術に、特開２００６−３０３３９９号公報（特許文献１）に開示された技術がある。
【０００３】
この特許文献１に開示された位置決め機構付き非接触給電装置は、基台に埋設され高周波電源に接続された一次コイルを巻回した第１の分割コアと、基台に埋設された２個の磁性片と、被給電装置が接続された二次コイルを巻回した第２の分割コアと、被給電装置に第２の分割コアと所定の間隔で設けられたマグネットとを備え、基台上に被給電装置が置かれ基台に埋設された２個の磁性片と被給電装置に設けられたマグネットの両極とがそれぞれ近接吸引すると、基台に埋設された第１の分割コアの分割面と被給電装置に設けられた第２の分割コアの分割面とが正確に対向配置されるようになっている。このため、この非接触給電装置によれば、基台に対する被給電装置の位置決め操作が容易かつ確実に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０３３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この非接触給電装置では、第１の分割コアが基台（筐体）に固定されているため、被給電装置を基台上で移動させることにより位置決めを行う必要がある。このため、被給電器具が大きくなればなるほど、マグネットの磁気引力を利用した被給電装置の筐体に対する位置決めが難しくなってしまう。
【０００６】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、電力供給装置の筐体に被給電装置が載置されると筐体と被給電装置との位置関係が不変のまま被給電装置と確実に磁気的に結合することができる電力供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電力供給装置は、上述した課題を解決するために、筐体と、前記筐体に収容された給電部と、前記給電部と前記筐体の底面との位置関係が可変となるよう前記給電部を前記筐体内で位置決めするバネと、前記給電部に設けられ、磁石により磁気的に吸引される磁気部材と、を備え、前記給電部は、前記給電部と近接すると前記給電部から電磁エネルギーを受ける受電部が近接すると、前記受電部に設けられた磁気部材と前記給電部に設けられた前記磁気部材とが磁気的に引き付けあうことによって前記バネに支持されつつ前記受電部に対して給電可能な位置へ移動し、前記給電部に設けられた前記磁気部材と前記受電部に設けられた前記磁気部材の少なくとも一方は磁石であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電力供給装置は、筐体に被給電装置が載置されると筐体と被給電装置との位置関係が不変のまま被給電装置と確実に磁気的に結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る電力供給装置およびこの電力供給装置により電力を供給される被給電装置の一実施形態を示す概略的な外観図。
【図２】電力供給装置の内部構成例を概略的に示す図。
【図３】パーソナルコンピュータの内部構成例を概略的に示す図。
【図４】（ａ）は非使用状態における電力供給装置の給電部の一次コイルとパーソナルコンピュータの受電部の二次コイルとの位置関係の一例を説明するための断面投影図、（ｂ）は斜視図。
【図５】（ａ）は使用状態における電力供給装置の給電部の一次コイルとパーソナルコンピュータの受電部の二次コイルとの位置関係の一例を説明するための断面投影図、（ｂ）は斜視図。
【図６】図５に示したパーソナルコンピュータが電力供給装置から取り除かれた様子を説明するための電力供給装置の断面投影図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る電力供給装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る電力供給装置およびこの電力供給装置により電力を供給される被給電装置の一実施形態を示す概略的な外観図である。
【００１２】
なお、本発明は、被給電装置に対して無結線で電力を供給する電力供給装置に適用することができる。本実施形態では、本発明に係る電力供給装置により電力を供給される被給電装置として、ノートブック型のパーソナルコンピュータ（以下パーソナルコンピュータという）を用いる場合の一例について示す。図１には、電力供給装置を内部に収容する筐体にパーソナルコンピュータが載置された様子の一例を示した。
【００１３】
図１に示すように、電力供給装置１０は、筐体１１の内部に給電部１２を有する。また、被給電装置としてのパーソナルコンピュータ２０は、受電部２１を有する。受電部２１は、給電部１２と近接すると給電部１２と磁気的に結合し、給電部１２から電磁誘導により電磁エネルギーを受けることができるようになっている。
【００１４】
なお、筐体１１の上面の面積は、筐体１１の上面に様々な大きさのパーソナルコンピュータ２０を載置可能となる面積とするとよい。たとえば筐体１１の上面の面積を、１９インチの表示装置を有するノートブック型のパーソナルコンピュータの底面の面積より大きい面積とした場合、１７インチや１４インチ、１２インチなど様々なサイズの表示装置を有するノートブック型のパーソナルコンピュータが筐体１１の上面に載置可能となる。
【００１５】
図２は、電力供給装置１０の内部構成例を概略的に示す図である。また、図３は、パーソナルコンピュータ２０の内部構成例を概略的に示す図である。
【００１６】
電力供給装置１０は、図２に示すように、給電部１２のほか、給電部１２を筐体１１内で位置決めするバネ１３と、給電部１２に設けられた磁気部材１４とを有する。給電部１２は、図示しない商用電源から電力を供給される高周波電源１５と、高周波電源１５と接続された一次コイル１６とを有する。
【００１７】
一方、パーソナルコンピュータ２０は、図３に示すように、受電部２１のほか、受電部２１に設けられた磁気部材２２と、受電部２１から電力を供給される給電制御部２３と、二次電池により構成されたバッテリ２４と、を少なくとも有する。受電部２１は、給電制御部２３と接続された二次コイル２５により構成される。
【００１８】
なお、本実施形態では、パーソナルコンピュータ２０の底面と受電部２１の位置関係が固定されている場合の例について説明する。
【００１９】
電力供給装置１０の筐体１１にパーソナルコンピュータ２０が載置され、一次コイル１６と二次コイル２５とが磁気的に結合可能な位置となると、高周波電源１５から出力される高周波電力が一次コイル１６および二次コイル２５を介して給電制御部２３に供給される。
【００２０】
従来の技術では、被給電装置としてパーソナルコンピュータ２０ほどの重さのものを適用することを考慮していない。このため、従来の技術を適用すると、電力供給装置１０の筐体１１にパーソナルコンピュータ２０を載置する際に、パーソナルコンピュータ２０を筐体１１の上でユーザ自ら摺動させる必要があり、非常に不便である。
【００２１】
そこで、本実施形態に係る電力供給装置１０は、ユーザによりパーソナルコンピュータ２０が筐体１１の上に大まかに載置されると、自動的に一次コイル１６と二次コイル２５とが磁気的に結合可能な位置となるように、バネ１３によって筐体１１に支持された給電部１２が移動可能に構成される。
【００２２】
図２に示すように、給電部１２は、給電部１２と筐体１１の底面との位置関係が可変となるよう、バネ１３によって筐体１１内で位置決めされる。図２には、筐体１１にパーソナルコンピュータ２０が載置されていない状態（以下、非使用状態という）で給電部１２が筐体１１の底面中央部付近に位置決めされる場合の例について示した。
【００２３】
非使用状態において給電部１２が筐体１１の底面中央部付近に位置決めされている場合、筐体１１にパーソナルコンピュータ２０が載置された状態（以下、使用状態という）における給電部１２と受電部２１との距離の底面方向の最大値を最小にすることができる。このため、パーソナルコンピュータ２０における受電部２１の設置位置に対して広範に対応可能となる。被給電装置の受電部２１の設置位置が既知の所定の位置である場合は、この所定の位置に対応する位置に非使用状態における給電部１２を位置決めするとよい。
【００２４】
給電部１２に設けられた磁気部材１４および受電部２１に設けられた磁気部材２２は、近接すると互いに磁気引力によって引き付けあうよう構成される。給電部１２に設けられた一つの磁気部材１４と、この磁気部材に対応する受電部２１に設けられた一つの磁気部材２２との少なくとも一方は、磁石により構成されるとよい。図２には、給電部１２に設けられた磁気部材１４として２個の磁石を用い、受電部２１に設けられた磁気部材２２が磁石に対応する位置に設けられた２個の磁性片である場合の例について示した。
【００２５】
なお、一般的なノートブック型のパーソナルコンピュータの電力容量は９０Ｗ程度である。この程度の電力容量に対応する給電部の大きさはコンパクトディスクメディア程度であり、重さは磁石の磁気力で可動なほどである。
【００２６】
パーソナルコンピュータ２０の給電制御部２３は、一次コイル１６および二次コイル２５を介して高周波電源１５から出力される電力を供給され、パーソナルコンピュータ２０に内蔵されたバッテリ２４を含むパーソナルコンピュータ２０の各種デバイスに対する給電を制御する。
【００２７】
次に、本実施形態に係る電力供給装置１０の動作の一例について説明する。
【００２８】
図４は、非使用状態における電力供給装置１０の給電部１２の一次コイル１６とパーソナルコンピュータ２０の受電部２１の二次コイル２５との位置関係の一例を説明するための図であり、（ａ）は断面投影図、（ｂ）は斜視図である。なお、図４（ａ）において、パーソナルコンピュータ２０の構成は磁性片２２および二次コイル２５のみを図示し、他の構成については図示を省略した。
【００２９】
図４に示す例では、二次コイル２５のループ面の中心位置が一次コイル１６のループ面の中心位置とずれている。この位置関係のままでは、給電部１２から受電部２１への電力供給効率が悪いことが予想される。
【００３０】
図５は、使用状態における電力供給装置１０の給電部１２の一次コイル１６とパーソナルコンピュータ２０の受電部２１の二次コイル２５との位置関係の一例を説明するための図であり、（ａ）は断面投影図、（ｂ）は斜視図である。図５（ａ）において、パーソナルコンピュータ２０の構成は磁性片２２および二次コイル２５のみを図示し、他の構成については図示を省略した。また、図５（ａ）において、点線は図４（ａ）における給電部１２の位置を示している。
【００３１】
パーソナルコンピュータ２０を筐体１１に載置すると、電力供給装置１０の磁石１４とパーソナルコンピュータ２０の磁性片２２とが互いに引き付けあう。このため、バネ１３の弾性力により磁石１４が磁性片２２と近接するように給電部１２が移動する。この結果、図５（ａ）に示すように、筐体１１の上面から見下ろすと、磁石１４と磁性片２２がそれぞれ重なるとともに、一次コイル１６のループ面の中心位置と二次コイル２５のループ面の中心位置とが自動的に一致する。一次コイル１６のループ面の中心位置と二次コイル２５のループ面の中心位置とが一致することにより、給電部１２から受電部２１へ効率よく電力を供給することができる。
【００３２】
図６は、図５に示したパーソナルコンピュータ２０が電力供給装置１０から取り除かれた様子を説明するための電力供給装置１０の断面投影図である。図６において、点線は図５（ａ）における給電部１２の位置を示している。
【００３３】
図６に示すように、パーソナルコンピュータ２０が取り除かれると、給電部１２は再びバネ１３に支持されつつ図４（ａ）に示した非使用状態と同じ位置に位置決めされる。
【００３４】
本実施形態に係る電力供給装置１０は、給電部１２と筐体１１の底面との位置関係が可変となるように給電部１２が支持される。このため、筐体１１に対してパーソナルコンピュータ２０が大まかに載置されるだけで、給電部１２がパーソナルコンピュータ２０の受電部２１の位置に自動的に移動することにより、筐体１１とパーソナルコンピュータ２０との位置関係が不変のままパーソナルコンピュータ２０の受電部２１と給電部１２とが確実に磁気的に結合することができる。したがって、本実施形態に係る電力供給装置１０は、筐体１１に載置された被給電装置が磁石１４の磁気引力では自動的には筐体１１の上面を摺動不能な重さであっても、容易に受電部２１と給電部１２とを磁気的に結合させることができる。
【００３５】
また、本実施形態に係る電力供給装置１０は、非使用状態において給電部１２が筐体１１の底面中央部付近に位置決めされる。このため、パーソナルコンピュータ２０における受電部２１の設置位置に対して広範に対応可能となる。また、本実施形態に係る電力供給装置１０を利用するパーソナルコンピュータ２０の最大の底面積よりも筐体１１の上面の面積を大きくすることにより、本実施形態に係る電力供給装置１０は、様々なサイズのパーソナルコンピュータ２０に対して適用することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【００３７】
たとえば、給電部１２と筐体１１の底面との位置関係が可変となるよう給電部１２を筐体１１内で位置決めすることができる支持部材であれば、バネ１３に限らず、ゴムなどの他の弾性体であってもよい。また、この支持部材の設置位置および設置数は、図２に示した設置位置および設置数に限定されるものではない。
【００３８】
さらに、筐体１１の底面部側の給電部１２の面に永久磁石や電磁石（または強磁性体）を設けるとともに非使用状態における位置決め希望位置に対応する筐体１１の底面に強磁性体（または永久磁石や電磁石）を配設することによっても、給電部１２は、非使用時では筐体１１の底面の強磁性体の配設位置付近に位置決めされるとともに、使用状態では受電部２１に設けられた磁気部材と給電部１２に設けられた磁気部材とが磁気的に引き付けあうことによって受電部２１に対して給電可能な位置へ移動することができる。
【００３９】
また、本発明に係る電力供給装置１０は、本実施形態で説明したノートブック型のパーソナルコンピュータ２０のほかにも、様々な被給電装置に適用可能であり、特に、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯型ゲーム機、携帯型音楽再生機、携帯型動画再生機などの携帯型の情報処理装置に適用することが可能である。
【００４０】
なお、筐体１１の内部で給電部１２が移動する際に筐体１１と給電部１２とが接触して摩擦力が働く場合には、筐体１１および給電部１２は、摩擦係数の小さい部材同士（たとえばプラスティック同士など）で形成するとよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０  電力供給装置
１１  筐体
１２  給電部
１３  バネ
１４  磁石（給電部１２に設けられた磁気部材）
１５  高周波電源
１６  一次コイル
２０  パーソナルコンピュータ
２１  受電部
２２  磁性片（受電部２１に設けられた磁気部材）
２３  給電制御部
２４  バッテリ
２５  二次コイル
【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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