(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のフレームを含むケースと、
当該ケースの内部に設けられた受電コイルと、
当該受電コイルに接続された蓄電手段と、
を備えた電子機器と、
所定の平面内に配線された送電用導線を備え、
前記送電用導線に対して所定の周波数の交流電圧を印加することで、当該所定の周波数で変動する磁界を生じさせる充電装置と、
により構成され、
前記充電装置における前記所定の平面上に載置された前記電子機器の前記蓄電手段を前記受電コイルと前記送電用導線との間における電磁誘導により充電する非接触充電システムであって、
前記送電用導線は、前記フレームが載置される範囲を二分した２つの領域の各々において生じる磁界の向きが反対となるようにパターン配置され、
前記受電コイルは、前記送電用導線による少なくとも２つの環状領域のうち、いずれかの環状領域とサイズ及び形状が等しくなるように設定され、かつ、前記フレームの中心に関して対称な２つ以上の閉領域が設けられる形状である
ことを特徴とする非接触充電システム。
【請求項２】
前記電子機器は、
前記ケースの内部に設けられた電波の受信に用いられるアンテナをさらに備え、
前記ケースは環状のフレーム部と裏蓋部とから構成され、
前記ケースのフレーム部と前記アンテナとの間及び前記ケースの裏蓋部と前記アンテナとの間に磁性体が設けられていることを特徴とする請求項１記載の非接触充電システム。
【請求項３】
前記ケースは、導電性の材質からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触充電システム。
【請求項４】
前記受電コイルの上部には、磁性体が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項５】
前記送電用導線は、
所定のパターンが前記所定の平面内に複数個二次元配置され、両端に印加された所定の電圧に対し、隣接する当該所定のパターンにより生じる磁束の向きが互いに反対となるように配線されている
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項６】
前記充電装置は、シート上に前記送電用導線のパターン配置がなされ、当該シートを折り畳むことで、前記パターン配置が積層される
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項７】
前記受電コイルは、一又は複数のコイル部を含み、当該一又は複数のコイル部の各々は、前記二分された２つの領域の何れかから同一極性の起電力が得られる向きにそれぞれ巻回されている
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項８】
前記送電用導線のパターン配置には、前記二分された２つの領域のうち一方の領域に設けられた第１のループ構造と、前記二分された２つの領域のうち他方の領域に設けられた第２のループ構造と、が含まれ、
前記受電コイルは、前記第１のループ構造から第１起電力を得る第１のコイル部と、前記第２のループ構造から前記第１起電力と同一極性で第２起電力を得る第２のコイル部とを含む
ことを特徴とする請求項７記載の非接触充電システム。
【請求項９】
前記送電用導線のパターン配置には、前記二分された２つの領域のうち一方の領域に設けられた第１のループ構造と、前記二分された２つの領域のうち他方の領域に設けられた第２のループ構造と、が含まれ、
前記コイル部は、前記第１のループ構造又は前記第２のループ構造の何れかを貫く磁束変化に基づいて起電力を得ることを特徴とする請求項７記載の非接触充電システム。
【請求項１０】
前記第１のループ構造及び前記第２のループ構造は、前記二分された２つの領域の境界線上で連結されて８の字型形状を成すことを特徴とする請求項８又は９記載の非接触充電システム。
【請求項１１】
前記第１のループ構造及び前記第２のループ構造は、前記フレームが載置される範囲内に設けられていることを特徴とする請求項８〜１０の何れか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項１２】
前記ケースは、下部を覆う裏蓋部を含み、
前記所定の周波数は、商用電源周波数であり、
前記裏蓋部の厚さは、当該裏蓋部の材質と前記商用電源周波数とによって定まる表皮厚さよりも薄く構成される
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項１３】
環状のフレーム部と裏蓋部とから構成されるケースと、
当該ケースの内部に設けられた受電コイルと、
当該受電コイルに接続された蓄電手段と、
前記ケースの内部に設けられた電波の受信に用いられるアンテナと、
を備え、
前記ケースのフレーム部と前記アンテナとの間及び前記ケースの裏蓋部と前記アンテナとの間には磁性体が設けられ、
前記受電コイルは、前記フレーム部の中心に関して対称な２つ以上の閉領域が設けられる形状である
ことを特徴とすることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触充電システム及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、充電先の電子装置への有線や接点を用いた接続、或いは、代替バッテリの挿入などを行わずにバッテリの充電が可能なワイヤレス充電装置がある。このワイヤレス充電装置では、一般に、充電器のコイルに交流電圧を印加することで充電される側の電子装置のコイル内に磁束変化を生じさせ、電磁誘導による起電力に基づいてコイル電流を充電池に供給する技術が用いられている。このような充電方式を用いた技術として、特許文献１には、磁界の時間変化により情報通信と電力の供給の両機能を併用させることで、外部機器から時刻情報と電力とを選択的に受け付ける電子腕時計について開示されている。
【０００３】
このような電磁誘導による充電方式では、充電装置側のコイルと受け側のコイルとの間に導電層が存在する場合、例えば、電子機器に金属性の裏蓋が用いられている場合には、この導電層を貫く磁束の変化に伴って導電層に渦電流が発生することで発熱するという問題がある。そこで、特許文献２には、電子機器の裏蓋の全体又は一部に電気伝導率の低い材質の部材を用いることで渦電流の発生を抑える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８５７６９号公報
【特許文献２】特開２００９−１６４２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電子機器では、導電性の材質によるフレーム構造を用いることが要求される場合には、このような電子機器に対する非接触充電において、環状のフレームを貫くように充電装置から磁束が出力されると、フレームがショートリングとなって充電効率が低下し、効率よく充電が出来なくなる。即ち、電子機器のフレーム構造の材質によっては、効率よく充電することが出来ないという課題がある。
【０００６】
この発明の目的は、簡易な構成で、電子機器の筐体の材質にかかわらず、電子機器に対
して効率よく充電を行うことが可能な非接触充電システム及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、
環状のフレームを含むケースと、
当該ケースの内部に設けられた受電コイルと、
当該受電コイルに接続された蓄電手段と、
を備えた電子機器と、
所定の平面内に配線された送電用導線を備え、
前記送電用導線に対して所定の周波数の交流電圧を印加することで、当該所定の周波数で変動する磁界を生じさせる充電装置と、
により構成され、
前記充電装置における前記所定の平面上に載置された前記電子機器の前記蓄電手段を前記受電コイルと前記送電用導線との間における電磁誘導により充電する非接触充電システムであって、
前記送電用導線は、前記フレームが載置される範囲を二分した２つの領域の各々において生じる磁界の向きが反対となるようにパターン配置され、
前記受電コイルは、前記送電用導線による少なくとも２つの環状領域のうち、いずれかの環状領域とサイズ及び形状が等しくなるように設定され、かつ、前記フレームの中心に関して対称な２つ以上の閉領域が設けられる形状である
ことを特徴とする非接触充電システムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に従うと、簡易な構成で、電子機器の筐体の材質にかかわらず、電子機器に対して有効に充電を行うことが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の非接触充電システムの全体構成を示す図である。
【図２】送電用導線及び受電コイルの形状及び配置の例を示す図である。
【図３】送電用導線及び受電コイルの形状及び配置の例を示す図である。
【図４】送電用導線の配線パターンの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態の非接触充電システムの全体を側面から見た模式図である。
非接触充電システム１は、充電装置としての充電器１００と、充電される電子機器２００とにより構成される。
【００１２】
充電器１００は、シート状のものであり、折り畳み可能に構成することが可能である。この充電器１００の表面には、送電用導線１１が後述する配置構造で設けられ、この送電用導線１１の両端は、端部に設けられた電源回路１２を介して外部電源に接続される電源コード１３と繋がっている。この外部電源には、通常の商用電源を用いることが可能である。即ち、日本では、電源回路１２には、５０Ｈｚ、又は、６０Ｈｚの交流電圧が供給される。電源回路１２は、供給された周波数のまま、必要に応じて電圧変換または電流制限を行って送電用導線１１に供給する。電源回路１２における電圧変換回路には、従来公知の種々の回路を用いることが出来るので、詳しい説明を省略する。
【００１３】
電子機器２００は、例えば、電子腕時計である。この電子腕時計は、ケース２１（導電性ケース）内に表示動作部２２と、モータ２３と、受信回路２４と、磁性シート２５ａ、２５ｂ、２５ｃと、受電コイル２６と、蓄電手段としての電源部２７などが設けられている。
【００１４】
表示動作部２２は、例えば、時刻を表示するための指針の歯車が配列された輪列機構である。この輪列機構は、モータ２３によって回転動作される。受信回路２４は、例えば、標準電波を受信して時刻情報を取得する際に用いられる受信回路である。磁性シート２５ａ、２５ｂは、標準電波の受信に用いられるアンテナ２８からの磁気的な影響によってケース２１に発生する渦電流を軽減するために配置されている。
【００１５】
受電コイル２６は、充電器１００の送電用導線１１と対になり、電力を受けるために用いられるコイルである。この受電コイル２６は、ケース２１内の裏蓋部２１ｂ付近にこの裏蓋部２１ｂと平行に配置される。この受電コイル２６の配置及び構造については後に詳述する。
磁性シート２５ｃは、充電器１００から電子機器２００に入り込む磁束を当該磁性シート２５ｃの範囲内で充電器１００側に戻すために受電コイル２６を覆うように、この受電コイル２６の上部に設けられている。
【００１６】
電源部２７は、充電、蓄電、放電が可能な二次電池と、受電コイル２６で生じた起電力に基づき二次電池を充電するための充電回路とを含む。この充電回路には、交流電圧を整流する整流回路や、大電圧がかかったときの電圧リミッタなどが含まれる。
【００１７】
ケース２１は、本実施形態の電子腕時計では、導電性の金属により形成されており、例えば、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼が用いられている。このケース２１は、側面部であるフレーム２１ａに対して裏蓋部２１ｂが相対的に薄く形成されている。このときの裏蓋部２１ｂの厚さは、例えば１ｍｍ程度である。この裏蓋部２１ｂの厚さは、５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの交流電圧が送電用導線１１に供給された場合に生じる磁束変化に対し、この裏蓋部２１ｂで生じる渦電流による損失に係る表皮厚さよりも十分に薄い。このため、損失を小さくすることが出来る。
なお、電子腕時計では、動作に必要とされる電力が小さい場合が多く、従って、充電時に供給される電力を小さく抑えることでも発熱量を抑えることが出来る。
【００１８】
次に、送電用導線１１と受電コイル２６の形状及び配置について説明する。
【００１９】
図２は、充電器１００における送電用導線１１の形状及び配置と、電子機器２００における受電コイル２６の形状及び配置の例を示す図である。
ここでは、送電用導線１１及び受電コイル２６と共に、受電コイル２６に対するフレーム２１ａの位置を示し、その他の構成については表示を省略している。
【００２０】
［第１実施形態］
図２（ａ）は、第１実施形態の非接触充電システムにおける送電用導線１１の配線形状と受電コイル２６ａの配置を示す図である。
この送電用導線１１は、シート１０の上面中央において２つの環状領域（第１のループ構造、第２のループ構造）が連結されるように配置されている。また、これら２つの環状領域は、電源回路１２に接続された送電用導線１１の両端に所定の電圧差が印加された場合に、互いに反対回りに電流が流れるように接続される。即ち、送電用導線１１は、８の字型に配線されている。このような配線形状により、この送電用導線１１に電圧が印加された際に２つの環状領域を貫く磁束の向きは、常に反対向きになる。
なお、送電用導線１１は、同じ位置を複数回通るように積層されて設けられても良い。また、この配線形状を縮小したものが複数個並列に配列されていても良い。
【００２１】
この送電用導線１１による２つの環状領域の大きさは、フレーム２１ａのサイズ（直径）よりも小さいことが望ましい。また、形成された２つの環状領域の形状及び／又は面積は、出来る限り等しくなるように形成されることが望ましい。このようなパターンで配置された送電用導線１１により、図２（ａ）におけるシート１０の左側に形成されている環状領域を上向きに貫く磁束（磁力線）の多くは、シート１０の右側に形成されている環状領域を下向きに貫く磁束（磁力線）となって戻ってくる。即ち、充電器１００から出力された磁束の多くは、フレーム２１ａの外側に漏れずにそのまま戻ってくることになる。また、図２（ａ）におけるシート１０の左半分と右半分の磁束の向きが反対となり、フレーム２１ａ内部で磁束がループ状に戻る形となり、フレーム２１ａを周回する磁束は少なくなる。
【００２２】
ここで、裏蓋部２１ｂを貫く交流磁束がフレーム２１ａを周回すると、電磁誘導によりフレーム２１ａに起電力が生じる。フレーム２１ａは電気導電性材質であり、厚みもあるので電気抵抗は非常に小さい。従って、このフレーム２１ａに電圧がかかると容易に大電流が流れ、ショートリングとなって裏蓋部２１ｂを貫く磁束の変化を打ち消してしまう。本実施形態の送電用導線１１の配線形状は、このフレーム２１ａによる電気的損失を防ぐものとなっている。
【００２３】
なお、この送電用導線１１により形成された環状領域は、完全な円形である必要はなく、楕円形や多角形（例えば、正方形、長方形やひし形）であってもよい。また、Ｓ字型のように、環状領域の角度方向に対して所定の角度範囲には配線されていない形状であってもよい。
【００２４】
一方、受電コイル２６ａは、通常のコイルと同様に導線を多重に巻回したものであり、両端が充電回路に接続されている。本実施形態の受電コイル２６ａは、送電用導線１１による２つの環状領域のうち、一方とサイズ及び形状が等しくなるように設定されている。また、この受電コイル２６ａは、シート１０の中心とフレーム２１ａの中心とを一致させた場合に、送電用導線１１による一方の環状領域と重なるように配置されている。そして、シート１０上に充電器１００及び電子機器２００の相対位置関係を表示させておくことにより、充電の際には、電子機器２００が充電器１００上に適切な位置関係で配置されるようにすることができる。
なお、上記のように２つの環状領域の形状及びサイズが同一の場合には、受電コイル２６ａがどちらの環状領域と重なるように配置されても同様に適切な充電が行われる。ここで、受電コイル２６ａは、送電用導線１１による２つの環状領域を跨いだり、１つの環状領域の内部及び外部を跨いだりするように配置されると、受電コイル２６ａ内を上向きに貫く磁束と下向きに貫く磁束とにより磁束の総量が相殺される。従って、電子機器２００は、受電コイル２６ａの内部に含まれる上向き磁界の領域と下向き磁界の領域との差が大きくなるように充電器１００のシート１０上に配置されるのが好ましいが、受電コイル２６ａが２つの環状領域を均等に跨いで配置されない限りは、配置された位置に応じた効率で二次電池の充電が成される。
【００２５】
このように、受電コイル２６ａは、送電用導線１１に印加される電圧変化に伴い、受電コイル２６ａを貫く磁束の変化が出来る限り大きくなるサイズ及び形状に形成され、また、送電用導線１１に対して最適な位置に配置可能とされる。
【００２６】
図２（ｂ）は、本実施形態の電子機器２００が備える受電コイルの変形例を示す図である。
【００２７】
この変形例の受電コイル２６ｂは、円環形状の代わりに１つの角型フレーム形状を有している。即ち、この受電コイル２６ｂの形状は、送電用導線１１による一の環状領域の形状と同一に限られない。例えば、小型の電子機器２００の内部に配置された構成要素により送電用導線１１による一の環状領域と同一形状及びサイズの受電コイル２６ｂを配置することが出来ないような場合であっても、適宜配置可能な他の形に設定することができる。
【００２８】
受電コイル２６ｂは、送電用導線１１による２つの環状領域を跨いだり、１つの環状領域の内部及び外部を跨いだりするような形状である場合には、受電コイル２６ｂ内を上向きに貫く磁束と下向きに貫く磁束により磁束の総量が相殺されるので、受電コイル２６ｂの内部に含まれる上向き磁界の領域と下向き磁界の領域との差が大きい方が好ましい。一方、受電コイル２６ｂが送電用導線１１による一の環状領域に内包されるサイズ及び形状の場合には、受電コイル２６ｂの形状に係る充電効率への影響は小さく抑えられて、電源部２７の二次電池の充電が適切に行われる。
【００２９】
このように第１実施形態の非接触充電システム１は、送電用導線１１により逆極性の磁束を発生する２つの環状領域が設けられた充電器１００と、充電器１００から出力される磁束により電磁誘導で電力を取得する受電コイル２６を備え、この受電コイル２６が金属ケース２１に内包される電子機器２００により構成される。このような構成の非接触充電システム１において、充電器１００から出力される磁束が送電用導線１１へ印加される交流電圧により変動してもフレーム２１ａの内部から漏れるのを低減させるので、電子機器２００のフレーム２１ａをショートリングとして機能させずに効率よく電子機器２００の二次電池が充電可能となる。従って、電子機器２００のケース２１、特に、フレーム２１ａとして、電気伝導性の低い材質の部材に限らず、導電性金属を含むことが出来るので、材料選択の幅を広げることが出来る。
【００３０】
また、受電コイル２６の上部に磁性シート２５ｃを設けることで、充電器１００から電子機器２００に入り込む磁束を磁性シート２５ｃの範囲内、即ち、フレーム２１ａ内で充電器１００側に戻すことができるので、電子機器２００の充電を効率よく行うことが出来る。
【００３１】
また、受電コイル２６は、充電器１００に出入りする磁力線のうち、主に一方向の磁束に対応して配置されるので、電子機器２００の充電を効率よく行うことが出来る。
【００３２】
また、送電用導線１１により形成される環状領域を８の字状に形成することで、充電器１００をより簡便に製造することが出来る。
【００３３】
また、送電用導線１１により形成された環状領域がフレーム２１ａの範囲内に設けられることで、より多くの磁力線のループをフレーム２１ａの内部にとどめることが出来るので、フレーム２１ａによるショートリングの効果をより確実に低減させることができる。
【００３４】
また、充電器１００から裏蓋部２１ｂ及び受電コイル２６を略垂直に磁束が貫く構成となっており、また、磁束の変化を商用電源周波数程度と低周波数にしており、更に、裏蓋部２１ｂの厚さをこの周波数に対応する表皮厚さよりも薄く設定することで、フレーム２１ａによる損失低減だけではなく、裏蓋部２１ｂにおける発熱及び損失を小さく抑えることが出来る。
【００３５】
［第２実施形態］
図３（ａ）は、第２実施形態の非接触充電システム１における電子機器２００が備える受電コイルの形状を示す図である。
【００３６】
この第２実施形態の非接触充電システムと第１実施形態の非接触充電システムとの違いは、受電コイルの形状及び配置だけであり、他の構成要素については、同一の符号を用いて詳しい説明を省略する。
【００３７】
この第２実施形態の非接触充電システム１における受電コイル２６ｃは、送電用導線１１の形状と同一の、８の字形状に形成されている。そして、受電コイル２６ｃにおいて形成された２つの環状領域に対し、反対向きの磁束の変化が与えられることで、受電コイル２６ｃには、同一方向に二倍の起電力が生じることになる。
【００３８】
充電の際には、電子機器２００は、送電用導線１１による２つの環状領域がそれぞれ受電コイル２６ｃによる２つの閉領域（第１のコイル部、第２のコイル部）と重なるように充電器１００上に配置される。これにより、充電器１００から出力される磁束の変化を電子機器２００の受電コイル２６ｃで効率よく起電力に変換することが出来る。また、第１例と同様に、フレーム２１ａ内での磁束は、充電器１００における送電用導線１１への印加電圧の変化に関わらずほぼ一定であり、従って、同様にフレーム２１ａによる電流ロスを抑えることが出来る。
【００３９】
図３（ｂ）は、第２実施形態の非接触充電システムにおける受電コイルの形状の変形例を示す図である。
【００４０】
この変形例の受電コイル２６ｄには、上記の受電コイル２６ｃと同様に、異なる２つの閉領域が形成されている。また、この受電コイル２６ｄは、金属フレーム２１ａの中心に対して対称なθ形である。即ち、受電コイル２６ｄにおける２つの閉領域の形状は、送電用導線１１による２つの環状領域の形状と同一に限られない。
【００４１】
この変形例では、受電コイル２６ｄの２つの閉領域は、何れも送電用導線１１による２つの環状領域の上部を跨がないように配置されている。一方、この受電コイル２６ｄの２つの閉領域には、送電用導線１１による２つの環状領域上部の何れにも含まれない領域が含まれる。この２つの環状領域の連結部の両脇は、当該２つの環状領域を形成する送電用導線１１を流れる電流により生じる磁界がキャンセルされている領域であるので、環状領域内の磁束変化に基づく起電力自体をキャンセルするような悪影響を及ぼさない。従って、それぞれの閉領域と環状領域とが重なる範囲での磁束変化に基づいて起電力が生じ、電源部２７の二次電池が充電される。
【００４２】
２つの閉領域が各々設けられる形状としては、上記の８の字型やθ型の他に、Ｓ字型等であってもよい。また、閉領域の各々が楕円形や多角形（例えば、正方形、長方形、ひし形）の形状であってもよい。また、２つの閉領域が接している必要は無い。何れの場合であっても、各閉領域が送電用導線１１による２つの環状領域の上部を跨がないように配置されることが望ましい。
【００４３】
このように第２実施形態の非接触充電システム１では、送電用導線１１により逆極性の磁束を発生する２つの環状領域が設けられた充電器１００と、これらの環状領域に対してそれぞれ個別に設けられた２つの閉領域により起電力を発生させて充電が可能な電子機器２００を備えるので、電子機器２００のフレーム２１ａをショートリングとして機能させずに効率よく電子機器２００の二次電池が充電可能となる。
【００４４】
［第３実施形態］
図４は、第３実施形態の非接触充電システム１における充電器１００を示す図である。
【００４５】
この第３実施形態の非接触充電システム１は、充電器１００におけるシート１０上に設けられた送電用導線１１の配置パターンのみが異なるものであり、他の部分は、第１実施形態の非接触充電システム１と同様であり、詳しい説明を省略する。
【００４６】
本実施形態の充電器１００は、上記のようにシート状のものであり、送電用導線１１が設けられたシートを折り曲げることで送電用導線１１を積層させる。また、この送電用導線１１では、複数の小さな環状領域が格子状に配列されている。
【００４７】
図４（ａ）に示すように、シート１０の左半分には、電源回路１２に接続される一端の電極１１ａが設けられ、送電用導線１１が左半分から右半分へと繋がって、シート１０の右半分には、電源回路１２に接続される他端の電極１１ｂが設けられている。そして、シート１０を中央で折り曲げることにより、図４（ｂ）に示すように、シート１０の左半分における送電用導線１１とシート１０の右半分における送電用導線１１とが同一のパターンで重ねられることで、積層コイルと同等の機能を示す。
同様に、シート１０は、更に複数回折り畳まれることで、コイル様に送電用導線１１がパターン配置された充電器１００とすることが可能である。
【００４８】
このとき、各環状領域を貫いて発生する磁束の向きは、隣接する領域ごとに互い違いになっている。従って、電子機器２００を充電する場合に、フレーム２１ａ内に配置された環状領域の多くの磁束（磁力線）は、隣接する環状領域を出入りすることになり、フレーム２１ａの外部には漏れ出さない。一方、フレーム２１ａ近傍やフレーム２１ａを跨ぐ領域に配置されている環状領域の磁束の一部はフレーム２１ａを跨ぐことになり、磁束の変化によりフレーム２１ａに局所的な起電力を発生させる。しかしながら、全体としては、大きな起電力が生じない。
【００４９】
以上のように、第３実施形態の非接触充電システムによれば、シート上に配線された送電用導線１１により二次元配列された複数のコイル様環状領域が設けられ、これらの環状領域により発生する磁束の向きが隣接する環状領域で互い違いに配置された充電器１００と、フレーム２１ａのサイズと比較して小さな受電コイル２６が設けられた電子機器２００とを備えるので、電子機器２００がシート１０上の正確な位置に配置された場合には、他の実施例同様、フレーム２１ａによるショートリングの形成を抑えることが出来る。更に、この第３実施形態の非接触充電システムでは、充電の際に電子機器２００を充電器１００のシート１０上に正確な位置決めをして配置しなくても電子機器２００の二次電池に効果的な充電を行うことが出来る。
【００５０】
また、シート状の充電器１００を適宜折り畳んで用いるので、シート上に送電用導線１１のパターンを設けるだけで容易に製造可能であり、また、容易に充電器１００として機能させることが出来る。
【００５１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、シート状の充電器１００を例に挙げて説明したが、より厚みを持ったものや、スタンド状で電子機器２００を立てかけたりする形状のものであっても良い。
【００５２】
また、上記実施の形態では、電子腕時計を例に挙げて説明したが、これに限られない。懐中時計や置時計といった他の形態の電子時計であっても良いし、電子時計以外の他の電子機器、例えば、携帯電話や携帯型音声再生装置などであってもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態では、充電器１００において、２つの端部に印加された交流電圧が複数の環状領域に対して直列に印加されたが、並列に印加されることとしても良い。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成や配置は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜修正可能である。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
【００５５】
［付記］
＜請求項１＞
環状のフレームを含むケースと、
当該ケースの内部に設けられた受電コイルと、
当該受電コイルに接続された蓄電手段と、
を備えた電子機器と、
所定の平面内に配線された送電用導線を備え、
前記送電用導線に対して所定の周波数の交流電圧を印加することで、当該所定の周波数で変動する磁界を生じさせる充電装置と、
により構成され、
前記充電装置における前記所定の平面上に載置された前記電子機器の前記蓄電手段を前記受電コイルと前記送電用導線との間における電磁誘導により充電する非接触充電システムであって、
前記送電用導線は、前記フレームが載置される範囲を二分した２つの領域の各々において生じる磁界の向きが反対となるようにパターン配置されている
ことを特徴とする非接触充電システム。
＜請求項２＞
前記ケースは、導電性の材質からなることを特徴とする請求項１記載の非接触充電システム。
＜請求項３＞
前記受電コイルの上部には、磁性体が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の非接触充電システム。
＜請求項４＞
前記送電用導線は、
所定のパターンが前記所定の平面内に複数個二次元配置され、両端に印加された所定の電圧に対し、隣接する当該所定のパターンにより生じる磁束の向きが互いに反対となるように配線されている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の非接触充電システム。
＜請求項５＞
前記充電装置は、シート上に前記送電用導線のパターン配置がなされ、当該シートを折り畳むことで、前記パターン配置が積層される
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の非接触充電システム。
＜請求項６＞
前記受電コイルは、一又は複数のコイル部を含み、当該一又は複数のコイル部の各々は、前記二分された２つの領域の何れかから同一極性の起電力が得られる向きにそれぞれ巻回されている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の非接触充電システム。
＜請求項７＞
前記送電用導線のパターン配置には、前記二分された２つの領域のうち一方の領域に設けられた第１のループ構造と、前記二分された２つの領域のうち他方の領域に設けられた第２のループ構造と、が含まれ、
前記受電コイルは、前記第１のループ構造から第１起電力を得る第１のコイル部と、前記第２のループ構造から前記第１起電力と同一極性で第２起電力を得る第２のコイル部とを含む
ことを特徴とする請求項６記載の非接触充電システム。
＜請求項８＞
前記送電用導線のパターン配置には、前記二分された２つの領域のうち一方の領域に設けられた第１のループ構造と、前記二分された２つの領域のうち他方の領域に設けられた第２のループ構造と、が含まれ、
前記コイル部は、前記第１のループ構造又は前記第２のループ構造の何れかを貫く磁束変化に基づいて起電力を得ることを特徴とする請求項６記載の非接触充電システム。
＜請求項９＞
前記第１のループ構造及び前記第２のループ構造は、前記二分された２つの領域の境界線上で連結されて８の字型形状を成すことを特徴とする請求項７又は８記載の非接触充電システム。
＜請求項１０＞
前記第１のループ構造及び前記第２のループ構造は、前記フレームが載置される範囲内に設けられていることを特徴とする請求項６〜９の何れか一項に記載の非接触充電システム。
＜請求項１１＞
前記ケースは、下部を覆う裏蓋部を含み、
前記所定の周波数は、商用電源周波数であり、
前記裏蓋部の厚さは、当該裏蓋部の材質と前記商用電源周波数とによって定まる表皮厚さよりも薄く構成される
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の非接触充電システム。
＜請求項１２＞
環状のフレームを含むケースと当該ケースの内部に設けられた受電コイルと当該受電コイルに接続された蓄電手段とを備えた電子機器に非接触充電する充電装置であって、
所定の平面内に配線され、前記フレームが載置される範囲を二分した２つの領域の各々において生じる磁界の向きが反対となるようにパターン配置されている送電用導線を備え、
前記送電用導線に対して所定の周波数の交流電圧を印加することで、当該所定の周波数で変動する磁界を生じさせ、前記所定の平面上に載置された前記電子機器の前記蓄電手段を前記受電コイルと前記送電用導線との間における電磁誘導により充電する充電装置。
【符号の説明】
【００５６】
１     非接触充電システム
１０   シート
１１   送電用導線
１１ａ 電極
１１ｂ 電極
１２   電源回路
１３   電源コード
２１   ケース
２１ａ フレーム
２１ｂ 裏蓋部
２２   表示動作部
２３   モータ
２４   受信回路
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ      磁性シート
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ      受電コイル
２７   電源部
２８   アンテナ
１００ 充電器
２００ 電子機器
【図１】
0005942530.tif 000002
【図２】
0005942530.tif 000003
【図３】
0005942530.tif 000004
【図４】
0005942530.tif 000005