(57)【要約】【課題】充電中に被給電装置が給電装置から容易には外れず、且つ効率よく非接触電力伝送による充電が可能な手段を提供する。【解決手段】給電装置２と、給電装置２から給電される携帯電話機３とを備えている。給電装置２には送電コイル２３が備えられており、送電コイル２３は給電筐体２５に覆われている。携帯電話機３には受電コイル３１が設けられており、受電コイル３１は電話機筐体３５に覆われている。給電装置２と携帯電話機３は嵌合可能であり、嵌合された状態において送電コイル２３から受電コイル３１へ非接触電力伝送によって電力供給が行われる。携帯電話機３にはコア５が備えられており、コア５の周りには受電コイル３１が取り巻かれている。送電コイル２３は、給電装置２と携帯電話機３が嵌合された状態において、コア５を取り巻く位置に設けられている。【選択図】図２
2011160535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電装置と、
上記給電装置から電力を供給される被給電装置と、を備えた電子機器であって、
上記給電装置は、
入力された第１電圧の交流信号を第２電圧に変換する第１信号変換部と、
上記第１信号変換部において上記第２電圧に変換された交流信号に基づいて、予め設定された周波数の交流信号を発生させる信号生成部と、
上記信号生成部で発生された交流信号が入力される送電コイルと、
少なくとも上記送電コイルを覆う第１筐体と、を備え、
上記被給電装置は、
上記送電コイルから電磁誘導によって交流信号が伝送される受電コイルと、
上記受電コイルから出力された交流信号に基づいて直流信号を生成する第２信号変換部と、
上記第２信号変換部で生成された直流信号を入力して蓄える二次電池と、
上記受電コイル、上記第２信号変換部、及び上記二次電池を覆う第２筐体と、を備え、
上記第１筐体が上記第２筐体と接触する部分に、上記第２筐体と嵌合可能な形状であり、上記送電コイルを覆う第１嵌合部が設けられており、
上記第２筐体が上記第１筐体と接触する部分に、上記第１筐体と嵌合可能な形状であり、上記受電コイルを覆う第２嵌合部が設けられており、
上記第１嵌合部及び上記第２嵌合部の一方に覆われたコアを備え、
上記送電コイル及び上記受電コイルの一方は、上記コアを取り巻く位置に設けられており、
上記送電コイル及び上記受電コイルの他方は、上記第１筐体及び上記第２筐体が嵌合された状態において、上記コアを取り巻く位置に設けられる電子機器。
【請求項２】
上記受電コイルは、上記第１筐体及び上記第２筐体が嵌合された状態において、上記送電コイルより大きい直径で上記コアを取り巻く位置に設けられている請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
第１筐体に配置され、上記第１筐体及び上記第２筐体が嵌合されている状態において上記第１信号変換部、上記信号生成部、及び上記送電コイルへ交流信号を導通させ、上記第１筐体及び上記第２筐体の嵌合が解除されている状態において上記第１信号変換部、上記信号生成部、及び上記送電コイルへの交流信号の導通を遮断する切換部、を更に備える請求項１から３のいずれかに記載の電子機器。
【請求項４】
上記切換部は、可動部を備え、上記可動部の可動によってオンオフを切り換える機械式スイッチである請求項４に記載の電子機器。
【請求項５】
上記切換部は、回路部を備え、上記回路部に印加される電圧、または上記回路部に流れる電流に基づいてオンオフを切り換える電子式スイッチである請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
上記第１筐体及び上記第２筐体の少なくとも一方に、上記第１嵌合部及び上記第２嵌合部が嵌合された状態における上記第１筐体及び上記第２筐体の間隙に沿って設けられており、上記第１嵌合部及び上記第２嵌合部が嵌合された状態において上記第１筐体及び上記第２筐体の両方と接触して、上記第１嵌合部及び上記第２嵌合部を密閉する弾性部材を、更に備える請求項１から５のいずれかに記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被給電装置が給電装置に嵌め込まれ、非接触電力伝送によって給電装置から被給電装置に電力供給が行われる携帯型電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
被給電装置が給電装置に嵌め込まれ、非接触電力伝送によって給電装置から被給電装置に電力供給されることによって、被給電装置の充電が行われることは、多くの被給電装置において行われている。このような被給電装置としては、例えば、携帯電話、ＰＨＳ、リモートコントローラー、電動歯ブラシ、電気シェーバー、及びデジタルカメラなどが挙げられる。
【０００３】
非接触電力伝送は、給電装置に設けられた送電コイルから、被給電装置において送電コイルと対向する位置に設けられた受電コイルへ、電磁誘導を利用して電力を電送する方式である。非接触電力伝送によって充電される電子機器の多くにおいては、電力が伝送される際に、送電コイルと受電コイルは、お互いの軸方向が平行となる位置に配置される。
【０００４】
非接触電力伝送によって電力伝送が実行される装置として、特許文献１には、非接触給電アダプタが開示されている。非接触給電アダプタは、建屋の壁などに配置されて高周波磁界を発生する非接触給電部に対して、磁石によって着脱自在に取り付けられている。非接触給電部から非接触給電アダプタへは非接触電力伝送によって電力が伝送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５９６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、被給電装置を充電する際に、被給電装置がフル充電状態となるまでの時間の短縮化、つまり充電速度の高速化が要求されている。当該要求は、非接触電力伝送による充電にも当てはまる。したがって、非接触電力伝送による被給電装置への充電を、より効率よく実行できる構成が求められている。
【０００７】
また、非接触電力伝送によって充電される被給電装置は、充電時に給電装置に固定されていないことが多い。例えば、被給電装置は、充電時に、給電装置に設けられたガイドに沿って給電装置に置かれるだけである。また、給電装置も固定されて使用されることはほとんどなく、机上などに置かれた状態で使用されることが多い。この場合、充電時に外部から力がかかれば、被給電装置が給電装置から簡単に外れてしまうため、充電ができなくなるおそれがある。充電中の被給電装置及び給電装置が液体を浴びた場合の対応もなされていない。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、充電中に被給電装置が給電装置から容易には外れず、液体を浴びるような事態に対しても安全に、且つ効率よく非接触電力伝送による充電が可能な手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
(1)  本発明の電子機器は、給電装置と、上記給電装置から電力を供給される被給電装置と、を備えた電子機器である。上記給電装置は、入力された第１電圧の交流信号を第２電圧に変換する第１信号変換部と、上記第１信号変換部において上記第２電圧に変換された交流信号に基づいて、予め設定された周波数の交流信号を発生させる信号生成部と、上記信号生成部と電線を介して接続されており、上記信号生成部で発生された交流信号が入力される送電コイルと、少なくとも上記送電コイルを覆う第１筐体と、を備える。上記被給電装置は、上記送電コイルから電磁誘導によって交流信号が伝送される受電コイルと、上記受電コイルから出力された交流信号に基づいて直流信号を生成する第２信号変換部と、上記第２信号変換部で生成された直流信号を入力して蓄える二次電池と、上記受電コイル、上記第２信号変換部、及び上記二次電池を覆う第２筐体と、を備える。上記第１筐体が上記第２筐体と接触する部分に、上記第２筐体と嵌合可能な形状であり、上記送電コイルを覆う第１嵌合部が設けられている。上記第２筐体が上記第１筐体と接触する部分に、上記第１筐体と嵌合可能な形状であり、上記受電コイルを覆う第２嵌合部が設けられている。上記第１嵌合部及び上記第２嵌合部の一方に覆われたコアを備える。上記送電コイル及び上記受電コイルの一方は、上記コアを取り巻く位置に設けられている。上記送電コイル及び上記受電コイルの他方は、上記第１筐体及び上記第２筐体が嵌合された状態において、上記コアを取り巻く位置に設けられる。
【００１０】
本発明の電子機器では、給電装置の第１筐体に第１嵌合部が設けられ、被給電装置の第２筐体に第２嵌合部が設けられており、第１嵌合部と第２嵌合部は相互に嵌合可能である。
【００１１】
また、第１嵌合部と第２嵌合部が嵌合されると、コアを中心軸として、その外側に送電コイル及び受電コイルが取り巻かれる状態となる。この状態において、送電コイルに電圧が印加されると、磁力が発生する。発生した磁力の殆どはコアを通る。前記のとおり、コアの外側には受電コイルも取り巻かれている。したがって、受電コイルにおいても、送電コイルにおいて発生した磁力の変化とほぼ同一の磁力の変化が発生することになる。その結果、受電コイルにおいて、当該磁力の変化に応じた起電力が発生する。
【００１２】
(2)  上記受電コイルは、上記第１筐体及び上記第２筐体が嵌合された状態において、上記送電コイルより大きい直径で上記コアを取り巻く位置に設けられている。
【００１３】
上述の構成においては、受電コイルの直径が大きく、送電コイルの直径が小さいため、送電コイルのサイズを小さくすることができる。これにより、給電装置のサイズを小さくすることができる。また、電子機器が送電コイルのみを第１筐体で覆う構成である場合、第１筐体のサイズを小さくすることができる。第１筐体のサイズが小さいことは、以下の理由で好適である。つまり、電子機器の構成が、送電コイルのみが第１筐体で覆われ、第１筐体が被給電装置に装着されて被給電装置が充電される構成である場合に、第１筐体を被給電装置に装着し易い。また、第１筐体が装着されても被給電装置のサイズがそれ程大きくならず、被給電装置の取り扱いが容易である。
【００１４】
(3)  本発明の電子機器は、第１筐体に配置され、上記第１筐体及び上記第２筐体が嵌合されている状態において上記第１信号変換部、上記信号生成部、及び上記送電コイルへ交流信号を導通させ、上記第１筐体及び上記第２筐体の嵌合が解除されている状態において上記第１信号変換部、上記信号生成部、及び上記送電コイルへの交流信号の導通を遮断する切換部、を更に備える。
【００１５】
上述の構成においては、給電装置と被給電装置が接続されていない場合に、切換部によって、第１信号変換部、信号生成部、及び送電コイルへの交流信号の導通が遮断される。したがって、被給電装置が給電装置に接続されていない場合にまで、商用電源などから給電装置に電力伝送され、無駄な電力が消費されることが防止可能である。
【００１６】
(4)  上記切換部は、可動部を備え、上記可動部の可動によってオンオフを切り換える機械式スイッチであることが好ましい。
【００１７】
(5)  上記切換部は、回路部を備え、上記回路部に印加される電圧、または上記回路部に流れる電流に基づいてオンオフを切り換える電子式スイッチである。
【００１８】
切換部が電子式スイッチで構成されることにより、切換部が第１筐体の表面へ露出することが回避できる。
【００１９】
(6)  本発明の電子機器は、上記第１筐体及び上記第２筐体の少なくとも一方に、上記第１嵌合部及び上記第２嵌合部が嵌合された状態における上記第１筐体及び上記第２筐体の間隙に沿って設けられており、上記第１嵌合部及び上記第２嵌合部が嵌合された状態において上記第１筐体及び上記第２筐体の両方と接触して、上記第１嵌合部及び上記第２嵌合部を密閉する弾性部材を、更に備える。
【００２０】
第１嵌合部及び第２嵌合部が嵌合されている場合、第１嵌合部及び第２嵌合部は弾性部材によって密閉される。これにより、第１嵌合部及び第２嵌合部が嵌合された状態で、給電装置から被給電装置への電力伝送が行われている場合に、給電装置及び被給電装置において電力が伝送される空間、並びに当該空間の周囲に配置されている送電コイル、受電コイル及びコアなどの防水性を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電子機器では、給電装置の第１筐体に第１嵌合部が設けられ、被給電装置の第２筐体に第２嵌合部が設けられており、第１嵌合部と第２嵌合部は相互に嵌合可能である。したがって、被給電装置が給電装置の上に置かれる場合よりも、給電装置と被給電装置の接続は外れにくい。
【００２２】
また、本発明の電子機器では、送電コイルに電圧が印加されると、磁力が発生する。発生した磁力の殆どはコアを通る。本発明の電子機器では、コアの外側には受電コイルも取り巻かれている。したがって、受電コイルにおいて、送電コイルにおいて発生した磁力の変化とほぼ同一の磁力の変化が発生する。その結果、受電コイルにおいて、当該磁力の変化に応じた起電力が発生する。一方、送電コイルと受電コイルがお互いの軸方向が平行となる位置に配置された構成の場合、送電コイルにおいて発生した磁力のうち、受電コイルの巻線の内側を通らないものが、本発明の電子機器の構成の場合より多い。つまり、この場合の受電コイルにおける磁力の変化は、本発明の場合よりも小さいため、発生する起電力も小さい。したがって、本発明においては、効率よく充電を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の電子機器の一例である充電機器１を示す斜視図である。
【図２】図２は、給電筐体２５及び電話機筐体３５の断面図及び下面図であり、（Ａ）には断面図が示されており、（Ｂ）には下面図が示されている。
【図３】図３は、充電機器１の構成を示すブロック図であり、（Ａ）には給電装置２の構成が示されており、（Ｂ）には携帯電話機３の構成が示されている。
【図４】図４は、切換部２５３の構造を模式的に示す側面図であり、（Ａ）には配線が開放されている状態が示されており、（Ｂ）には配線が短絡されている状態が示されている。
【図５】図５は、給電筐体２５及び電話機筐体３５の断面図であり、（Ａ）にはコア５が給電筐体２５に覆われている形態が示されており、（Ｂ）には送電コイル２３が受電コイル３１より大きい直径でコア５を取り巻く位置に設けられている形態が示されている。
【図６】図６は、給電筐体２５の全てが電話機筐体３５にはまり込んでいる状態の断面図であり、（Ａ）には図２（Ａ）の変形例が示されており、（Ｂ）には図５（Ａ）の変形例が示されており、（Ｃ）には図５（Ｂ）の変形例が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。
【００２５】
図１に示されるように、本発明の電子機器の一例である携帯電話の充電機器１は、給電装置２（本発明の給電装置の一例）と、給電装置２から電力を供給される携帯電話機３（本発明の被給電装置の一例）とで構成されている。給電装置２から携帯電話機３への電力供給は、給電装置２が携帯電話機３に装着された状態、換言すると後述する給電筐体２５及び電話機筐体３５が嵌合された状態で、非接触電力伝送によって行われる。なお実施例の説明は携帯電話を用いて行うが上述された携帯機器においても無接点給電の機構については何ら変わることがない。
【００２６】
以下の説明においては、図１に示されるように、携帯電話機３が液晶表示部３４２を正面として設置された状態を基準として上下方向を定義し、液晶表示部３４２が設けられている側を手前側（正面）として前後方向を定義し、携帯電話機３を手前側（正面）から見て左右方向を定義する。
【００２７】
［給電装置２］
図３（Ａ）に示されるように、給電装置２は、コンバータ２１（本発明の第１信号変換部の一例）、高周波発振回路２２（本発明の信号生成部の一例）、及び送電コイル２３（本発明の送電コイルの一例）を備えている。
【００２８】
コンバータ２１は、例えば電源トランスで構成されている。コンバータ２１には、商用電源４から１００Ｖ（本発明の第１電圧の一例）の交流信号が入力される。電源トランスに入力された１００Ｖの交流信号は、高周波発振回路２２や送電コイル２３などの後段の回路において扱うのに適した電圧（例えば１２Ｖの交流電圧、本発明の第２電圧の一例）に変換されて、出力される。以上より、コンバータ２１は、入力された１００Ｖの交流信号を１２Ｖに変換する。
【００２９】
高周波発振回路２２は、水晶やセラミックなどの発振子及び増幅回路などで構成されている。増幅回路の出力の一部は増幅回路の入力にフィードバックされている。この際、フィードバックによって入力に戻される増幅回路の出力と、増幅回路への元の入力信号（１２Ｖの交流信号）が同相とされることにより、当該入力信号は発振する。発振周波数は、搭載される発振子によって決定される。なお、高周波発振回路２２は、上述した構成に限らず、他の公知の発振回路（例えば抵抗とコンデンサを用いた発振回路）が用いられてもよい。以上より、高周波発振回路２２は、コンバータ２１において１２Ｖに変換された交流信号に基づいて、予め設定された周波数の交流信号を発生させる。
【００３０】
送電コイル２３は、電源コード２６を介して高周波発振回路２２と接続されており、高周波発振回路２２で発生された交流信号が入力される。つまり、送電コイル２３に交流電流が流れる。送電コイル２３に流れる電流は、交流信号の周波数に応じて変動する。電流の変動によって、送電コイル２３には磁界が発生する。
【００３１】
図１及び図３（Ａ）に示されるように、コンバータ２１及び高周波発振回路２２はプラグ２４に覆われている。プラグ２４は、合成樹脂などの絶縁部材で構成されている。プラグ２４からは、銅などの導体で構成された２個の刃部２４１、２４２が突出している。刃部２４１、２４２は、コンバータ２１と接続されている。刃部２４１、２４２が屋内の壁などに設けられた差し込み口に差し込まれることによって、商用電源４から当該差し込み口を介してコンバータ２１に１００Ｖの交流信号が供給される。また、プラグ２４の内部から外部にかけて、高周波発振回路２２と接続されている電源コード２６が設けられている。電源コード２６は、プラグ２４の外部において絶縁部材で覆われている。この絶縁部材は、プラグ２４を構成する絶縁部材と一体であってもよいし、プラグ２４を構成する絶縁部材と異なっていてもよい。なお、電源コード２６を覆う絶縁部材とプラグ２４を構成する絶縁部材が異なる場合、双方の絶縁部材の境界部分には、防水用のシールなどが貼付されることが好ましい。
【００３２】
［給電筐体２５］
図１から図３に示されるように、送電コイル２３は給電筐体２５（本発明の第１筐体の一例）に覆われている。つまり、給電装置２は送電コイル２３を覆う給電筐体２５を備えている。給電筐体２５も、プラグ２４と同様に絶縁部材で構成されている。なお、本実施形態においては、給電筐体２５は、送電コイル２３のみを覆っているが、送電コイル２３に加えて、高周波発振回路２２、或いは高周波発振回路２２及びコンバータ２１も給電筐体２５に覆われていてもよい。以上より、給電筐体２５は、少なくとも送電コイル２３を覆う。
【００３３】
給電筐体２５は円筒状である。また、給電筐体２５には、上面２５Ａの中央部に円形の穴２５１が形成されている。
【００３４】
給電筐体２５の内部から外部にかけて、送電コイル２３と接続されている電源コード２６が設けられている。本実施形態においては、電源コード２６は、給電筐体２５の下面２５Ｂから給電筐体２５の外部へ出てきている。上述したように、電源コード２６は、一方を送電コイル２３と、他方を高周波発振回路２２と接続されており、給電筐体２５の外部において絶縁部材で覆われている。この絶縁部材が、給電筐体を構成する絶縁部材と一体であってもよいし、給電筐体２５を構成する絶縁部材と異なっていてもよいことも、上述のプラグ２４の場合と同様である。
【００３５】
なお、図示されていないが、給電筐体２５の上面２５Ａには、円筒状の突起が設けられている。円筒状の突起は、上面２５Ａから離れた位置、つまり先端部分の直径が上面２５Ａに近い位置の直径よりも大きく構成されている。また、円筒状の突起は、ゴムなどの形状の変化が可能な素材で構成されている。また、円筒状の突起は、後述する電話機筐体３５の凹部３５１に設けられた穴（不図示）と嵌合可能である。これにより、給電筐体２５と電話機筐体３５が嵌合したときに、当該突起と当該穴によって嵌合された状態が保持されるため、給電筐体２５と電話機筐体３５の嵌合は外れにくい。
【００３６】
図１に示されるように、給電筐体２５には、下面２５Ｂの外周に沿って弾性部材２７が設けられている。弾性部材２７は、例えばＯリングである。弾性部材２７は、給電筐体２５と電話機筐体３５が嵌合された状態において、電話機筐体３５の下面に設けられた凹部３５１の外周３５１Ｂに圧接される。これにより、給電筐体２５は、電話機筐体３５の凹部３５１に挿入された場合に、外部に対して密閉された状態となる。
【００３７】
なお、弾性部材２７が設けられる位置は、携帯電話機３の充電中において給電筐体２５の挿入口（本実施形態では凹部３５１に挿入された給電筐体２５と凹部３５１の外周３５１Ｂとの間隙）を塞ぐことができるならば、給電筐体２５の下面２５Ｂの外周に限らない。例えば、弾性部材２７は、電話機筐体３５の凹部３５１の外周３５１Ｂに沿って設けられてもよい。
【００３８】
なお、給電筐体２５と電話機筐体３５が嵌合されていない状態において、電話機筐体３５の凹部３５１には、ゴム栓（不図示）または外周に弾性部材（例えばＯリング７）が設けられた蓋６などが装着されてもよい。
【００３９】
［携帯電話機３］
図１に示されるように、携帯電話機３は、上下方向の長さが左右方向の長さよりも長く、左右方向の長さが前後方向の長さより長い縦長形状である。携帯電話機３は、前面に操作パネルが設けられている。操作パネルは、各種操作ボタン３４１や液晶表示部３４２から構成されている。携帯電話機３は、操作ボタン３４１や液晶表示部３４２（液晶表示部３４２がタッチパネルで構成されている場合）からの指示入力によって動作する。
【００４０】
図３（Ｂ）に示されるように、携帯電話機３は、受電コイル３１（本発明の受電コイルの一例）、変換回路３２（本発明の第２信号変換部の一例）、及び二次電池３３（本発明の二次電池の一例）を備えている。
【００４１】
後述するように受電コイル３１と送電コイル２３が近接して配置されている状態において、送電コイル２３に交流信号が流れると、受電コイル３１には、送電コイル２３から電磁誘導によって交流信号が伝送される。つまり、送電コイル２３に流れる電流が変化することによって送電コイル２３に磁界が発生すると、送電コイル２３を貫く磁力線の数が変動する。これにより、送電コイル２３と対向して配置されている受電コイル３１を貫く磁力線の数が変動する。当該変動によって、受電コイル３１に交流電流が流れる。
【００４２】
変換回路３２は、整流回路（不図示）及び平滑回路（不図示）で構成されている。整流回路は、ダイオードなどの整流素子で構成された回路であり、交流信号を直流信号に変換する。平滑回路は、コンデンサやチョークコイルによって構成された回路であり、整流回路において整流された出力電圧に含まれる脈動成分を取り除いて平滑化した直流信号を出力する。以上より、変換回路３２は、受電コイル３１から出力された交流信号に基づいて直流信号を生成する。
【００４３】
二次電池３３は、変換回路３２で生成された直流信号を入力して蓄える。二次電池３３としては、例えばリチウムイオン電池が用いられる。
【００４４】
［電話機筐体３５］
図１及び図３（Ｂ）に示されるように、受電コイル３１、変換回路３２、及び二次電池３３は、電話機筐体３５（本発明の第２筐体の一例）に覆われている。受電コイル３１は、携帯電話機３の上下方向における下端近傍であって、前後方向及び左右方向における中央付近において電話機筐体３５に覆われている。二次電池３３は、携帯電話機３の上下方向における下部であって、前後方向における後部において電話機筐体３５に覆われている。変換回路３２は、例えば受電コイル３１と二次電池３３の間に位置において電話機筐体３５に覆われている。
【００４５】
［第１嵌合部及び第２嵌合部］
図１及び図２（Ａ）に示されるように、給電筐体２５の円形の穴２５１の直径は、電話機筐体３５の下面に設けられた円形の突起３５２と嵌合可能なように、円形の突起３５２の直径よりも少し大きい。また、図２（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、送電コイル２３は、円形の穴２５１と同心であって円形の穴２５１よりも直径が大きい円周に沿って螺旋状に設けられている。つまり、送電コイル２３は、円形の穴２５１を取り巻く給電筐体２５の内部に設けられている。
【００４６】
図１及び図２（Ａ）に示されるように、電話機筐体３５には、下面に円形の凹部３５１が形成されている。凹部３５１は、給電筐体２５と嵌合可能なように、給電筐体２５の直径よりも少し大きい。また、凹部３５１の円形の底面の中央部には、円形の突起３５２が設けられている。円形の突起３５２の直径は、給電筐体２５に設けられた円形の穴２５１と嵌合可能なように、円形の穴２５１の直径より少し小さい。また、図２（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、受電コイル３１は、凹部３５１と同心であって凹部３５１よりも直径が大きい円周に沿って螺旋状に設けられている。つまり、受電コイル３１は、凹部３５１を取り巻く電話機筐体３５の内部に設けられている。
【００４７】
なお、図示されていないが、凹部３５１において、給電筐体２５と電話機筐体３５が嵌合されたときに給電筐体２５の円筒状の突起と対向する位置には、当該突起と相対する形状の穴が設けられている。これにより、上述したように、給電筐体２５と電話機筐体３５が嵌合したときに、当該突起と当該穴によって嵌合された状態が保持されるため、給電筐体２５と電話機筐体３５の嵌合は外れにくい。
【００４８】
以上より、給電筐体２５及び電話機筐体３５は、給電筐体２５の上面２５Ａと電話機筐体３５の凹部３５１の嵌合、及び給電筐体２５の円形の穴２５１と電話機筐体３５の円形の突起３５２の嵌合によって、嵌合可能である。
【００４９】
つまり、給電筐体２５が電話機筐体３５と接触する部分は、電話機筐体３５と嵌合可能な形状である上面２５Ａ及び円形の穴２５１（本発明の第１嵌合部の一例）で構成されている。また、送電コイル２３は、上面２５Ａ並びに円形の穴２５１の側面によって覆われている。また、電話機筐体３５が給電筐体２５と接触する部分は、給電筐体２５と嵌合可能な形状である凹部３５１及び円形の突起３５２（本発明の第２嵌合部の一例）で構成されている。また、受電コイル３１は、凹部３５１の側面並びに電話機筐体３５の下面及び側面によって覆われている。
【００５０】
［コア５］
図２に示されるように、電話機筐体３５の円形の突起３５２の内部には、円柱状のコア５（本発明のコアの一例）が設けられている。つまり、コア５は、円形の突起３５２に覆われている。コア５の材質としては、例えばフェライトが用いられる。
【００５１】
上述したように、受電コイル３１は、凹部３５１を取り巻く電話機筐体３５の内部に設けられている。また、コア５は、凹部３５１の底面の中央部に設けられた円形の突起３５２の内部に設けられている。つまり、受電コイル３１は、コア５を取り巻く位置に設けられている。また、上述したように、送電コイル２３は、円形の穴２５１を取り巻く給電筐体２５の内部に設けられている。ここで、円形の穴２５１は円形の突起３５２と嵌合する。これにより送電コイル２３は、コア５を取り巻く位置に設けられることになる。つまり、送電コイル２３は、給電筐体２５及び電話機筐体３５が嵌合された状態において、コア５を取り巻く位置に設けられている。
【００５２】
上述したように、受電コイル３１は、凹部３５１を取り巻く電話機筐体３５の内部に設けられている。つまり、受電コイル３１の直径は凹部３５１の直径より大きい。一方、送電コイル３１は、給電筐体２５に覆われている。また、上述したように、凹部３５１は、給電筐体２５の直径より少し大きい。つまり、受電コイル３１は、給電筐体２５及び電話機筐体３５が嵌合された状態において、送電コイル２３より大きい直径でコア５を取り巻く位置に設けられている。
【００５３】
［切換部２５３］
図４に示されるように、給電筐体２５の内部には切換部２５３（本発明の切換部の一例）が備えられている。切換部２５３は、押しボタンなどの摺動部材２５４（本発明の可動部の一例）と、受け部材２５５で構成される。
【００５４】
摺動部材２５４は、給電筐体２５の円柱の側面２５Ｃに設けられており、側面２５Ｃと垂直な方向に、図４（Ａ）に示される第１姿勢と図４（Ｂ）に示される第２姿勢との間で摺動する。摺動部材２５４は、バネなどの弾性部材によって第１姿勢に保持されている。
【００５５】
受け部材２５５は、送電コイル２３と高周波発振回路２２を接続する配線のうち、一部が開放された箇所に設けられた銅板などの導電性部材である。受け部材２５５は、上記配線を開放する図４（Ａ）に示される第３姿勢と、上記配線を短絡する図４（Ｂ）に示される第４姿勢との間で姿勢変化する。受け部材２５５は、バネなどの弾性部材によって第３姿勢に保持されている。受け部材２５５は、摺動部材２５４によって、給電筐体２５の外部から内部の向きに押されることによって第３姿勢から第４姿勢に姿勢変化する。
【００５６】
図４（Ａ）に示されるように、給電筐体２５が電話機筐体３５と嵌合されていない場合、摺動部材２５４が第１姿勢に保持され、受け部材２５５が第３姿勢に保持されているため、上記配線は開放されている。一方、図４（Ｂ）に示されるように、給電筐体２５が電話機筐体３５と嵌合された場合、電話機筐体３５の下面に設けられた凹部３５１の側面３５１Ａが給電筐体２５の円柱の側面２５Ｃに接する状態となる。これにより、摺動部材２５４は側面３５１Ａによって給電筐体２５の外部から内部の向きに押され第２姿勢に姿勢変化する。すると、受け部材２５５は、摺動部材２５４によって、給電筐体２５の外部から内部の向きに押され第４姿勢に姿勢変化する。その結果、上記配線は短絡され、コンバータ２１、高周波発振回路２２、及び送電コイル２３に電流が流れる。
【００５７】
以上より、給電筐体２５は、給電筐体２５及び電話機筐体３５が嵌合された状態においてコンバータ２１、高周波発振回路２２、及び送電コイル２３へ交流信号を導通させ、給電筐体２５及び電話機筐体３５の嵌合が解除されている状態においてコンバータ２１、高周波発振回路２２、及び送電コイル２３への交流信号の導通を遮断する切換部２５３を備える。また、切換部２５３は、摺動部材２５４を備え、摺動部材２５４の可動によってオンオフを切り換える機械式スイッチである。
【００５８】
［実施形態の効果］
本実施形態の充電機器１では、給電装置２の給電筐体２５に上面２５Ａ及び円形の穴２５１が設けられ、携帯電話機３の電話機筐体３５に凹部３５１及び円形の突起３５２が設けられており、上面２５Ａ及び凹部３５１並びに円形の穴２５１及び円形の突起３５２は相互に嵌合可能である。したがって、携帯電話機３が給電装置２の上に置かれる場合よりも、給電装置２と携帯電話機３の接続は外れにくい。
【００５９】
また、上述の実施形態においては、上面２５Ａ及び凹部３５１並びに円形の穴２５１及び円形の突起３５２が嵌合されると、コア５を中心軸として、その外側に送電コイル２３及び受電コイル３１が取り巻かれる状態となる。この状態において、送電コイル２３に電圧が印加されると、磁力が発生する。発生した磁力の殆どはコア５を通る。前記のとおり、コア５の外側には受電コイル３１も取り巻かれている。したがって、受電コイル３１においても、送電コイル２３において発生した磁力の変化とほぼ同一の磁力の変化が発生することになる。その結果、受電コイル３１において、当該磁力の変化に応じた起電力が発生する。一方、送電コイル２３と受電コイル３１がお互いの軸方向が平行となる位置に配置された構成の場合、送電コイル２３において発生した磁力のうち、受電コイル３１の巻線の内側を通らないものが、本発明の充電機器１の構成の場合より多い。つまり、この場合の受電コイル３１における磁力の変化は、本発明の場合よりも小さいため、発生する起電力も小さい。したがって、本発明においては、効率よく充電を行うことが可能である。
【００６０】
上述の実施形態においては、受電コイル３１の直径が大きく、送電コイル２３の直径が小さいため、送電コイル２３のサイズを小さくすることができる。これにより、給電装置２のサイズを小さくすることができる。また、充電機器１が送電コイル２３のみを給電筐体２５で覆う構成である場合、給電筐体２５のサイズを小さくすることができる。給電筐体２５のサイズが小さいことは、以下の理由で好適である。つまり、充電機器１の構成が、送電コイル２３のみが給電筐体２５で覆われ、給電筐体２５が携帯電話機３に装着されて携帯電話機３が充電される構成である場合に、給電筐体２５を携帯電話機３に装着し易い。また、給電筐体２５が装着されても携帯電話機３のサイズがそれ程大きくならず、携帯電話機３の取り扱いが容易である。
【００６１】
上述の実施形態においては、給電装置２と携帯電話機３が接続されていない場合に、切換部２５３によって、コンバータ２１、高周波発振回路２２、及び送電コイル２３への交流信号の導通が遮断される。したがって、携帯電話機３が給電装置２に接続されていない場合にまで、商用電源４などから給電装置２に電力伝送され、無駄な電力が消費されることが防止可能である。
【００６２】
上述の実施形態においては、穴２５１及び突起３５２が嵌合されている場合、穴２５１及び突起３５２は弾性部材２７によって密閉される。これにより、穴２５１及び突起３５２が嵌合された状態で、給電装置２から携帯電話機３への電力伝送が行われている場合に、給電装置２及び携帯電話機３において電力が伝送される空間、並びに当該空間の周囲に配置されている送電コイル２３、受電コイル３１及びコア５などの防水性を高めることが可能となる。
【００６３】
［実施形態の変形例１］
上述の実施形態においては、コア５が電話機筐体３５に覆われている場合について説明したが、コア５は給電筐体２５に覆われていてもよい。例えば、図５（Ａ）に示されるように、給電筐体２５が円柱形状であり、その円柱の中心軸に沿ってコア５が設けられており、送電コイル２３がコア５を取り巻く位置に設けられていてもよい。
【００６４】
［実施形態の変形例２］
上述の実施形態においては、給電筐体２５及び電話機筐体３５が嵌合された状態において、受電コイル３１が、送電コイル２３より大きい直径でコア５を取り巻く位置に設けられている場合について説明した。しかし、給電筐体２５及び電話機筐体３５が嵌合された状態において、送電コイル２３が、受電コイル３１より大きい直径でコア５を取り巻く位置に設けられていてもよい。例えば、図５（Ｂ）に示されるように、電話機筐体３５には、円形の凹部３５１の代わりに、円形の突起３５２のみが設けられており、円形の突起３５２の中心軸に沿ってコア５が設けられており、受電コイル３１がコア５を取り巻く位置に設けられていてもよい。
【００６５】
［実施形態の変形例３］
上述の実施形態においては、切換部２５３が機械式スイッチである場合について説明したが、切換部２５３は電子式スイッチであってもよい。例えば、電流が流れることによって磁界を発生する電磁石を含む回路（本発明の回路部の一例、不図示）が、電話機筐体３５の下面近傍に配置される。また、給電筐体２５には受け部材（不図示）が配置される。受け部材は、磁界を検出することによって、高周波発振回路２２と送電コイル２３を接続する配線を開放する姿勢から短絡する姿勢に姿勢変化される。受け部材は、給電筐体２５が電話機筐体３５に挿入された場合に、電磁石の近傍となるように配置される。これにより、給電筐体２５が電話機筐体３５に挿入された場合に、受け部材が電磁石による磁界を検出する。磁界の検出によって、受け部材は、配線を開放する姿勢から短絡する姿勢に姿勢変化する。以上より、切換部２５３は、電磁石を含む回路を備え、当該回路に流れる電流に基づいてオンオフを切り換える。
【００６６】
なお、電子式スイッチは、磁界によってオンオフを切り換えるものに限らず、電界や光によってオンオフを切り換えるものなどであってもよい。また、電子式スイッチは、電流が流れることによってオンオフが切り換えられるものに限らず、電圧が印加されることによってオンオフが切り換えられるものであってもよい。
【００６７】
本実施形態によれば、切換部２５３が電子式スイッチで構成されることにより、切換部２５３が給電筐体２５の表面へ露出することが回避できる。これは、携帯電話機３が水中で充電される場合に好ましい。デジタル水中カメラ、防水機能を持つカメラの水中での充電にも好適であることは言うまでもない。
【００６８】
［実施形態の変形例４］
上述の実施形態及び変形例１、２においては、図２（Ａ）、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、給電装置２が携帯電話機３に装着された状態、換言すると給電筐体２５及び電話機筐体３５が嵌合された状態で、給電筐体２５の一部が電話機筐体３５から突き出ている場合について説明した。しかし、図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示されるように、給電筐体２５及び電話機筐体３５が嵌合された状態で、給電筐体２５の全てが電話機筐体３５にはまり込んでいてもよい。
【００６９】
なお、図２（Ａ）、図５及び図６のいずれの場合であっても、給電筐体２５及び／または電話機筐体３５に、上述の実施形態で説明した弾性部材２７（図１参照、図２、図５及び図６には不図示）が設けられていてもよい。また、図２（Ａ）、図５及び図６のいずれの場合であっても、給電筐体２５と電話機筐体３５が嵌合されていない状態において、電話機筐体３５の凹部３５１には、ゴム栓（不図示）または外周に弾性部材（例えばＯリング）が設けられた蓋７（図１参照、図２、図５及び図６には不図示）などが装着されてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１・・・充電機器
２・・・給電装置
３・・・携帯電話機
５・・・コア
２１・・・コンバータ
２２・・・高周波発振回路
２３・・・送電コイル
２５・・・給電筐体
３１・・・受電コイル
３２・・・変換回路
３３・・・二次電池
３５・・・電話機筐体
２５３・・・切換部
【図１】
2011160535.tif 000003
【図２】
2011160535.tif 000004
【図３】
2011160535.tif 000005
【図４】
2011160535.tif 000006
【図５】
2011160535.tif 000007
【図６】
2011160535.tif 000008