(57)【要約】【課題】整流回路の発熱を少なくしながら、整流回路に使用される整流素子の耐圧異常による故障を有効に防止する。【解決手段】電池内蔵機器と充電台は、電源コイル１１を備える充電台１０と、誘導コイル５１を内蔵する電池内蔵機器５０とからなる。電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１に誘導される交流を整流する整流回路５３と、整流回路５３の出力で電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を充電する充電回路５４と、誘導コイル５１の両端を短絡する短絡回路５６と、充電異常を検出して短絡回路５６をオンに制御する制御回路５７とを備える。電池内蔵機器５０は、充電台１０の電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送される動作状態における充電異常を制御回路５７で検出して、制御回路５７が短絡回路５６をオン状態に制御して、誘導コイル５１から整流回路５３への電力供給を遮断する。【選択図】図７
2011114985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源コイルを備える充電台と、この電源コイルに電磁結合される誘導コイルを内蔵する電池内蔵機器とからなり、電源コイルから誘導コイルに電力搬送される電力でもって、電池内蔵機器の内蔵電池を充電するようにしてなる電池内蔵機器と充電台であって、
前記電池内蔵機器は、誘導コイルに誘導される交流を整流する整流回路と、この整流回路の出力で前記電池内蔵機器の内蔵電池を充電する充電回路と、前記誘導コイルの両端を短絡する短絡回路と、充電異常を検出して短絡回路をオンに制御する制御回路とを備えており、
前記充電台の電源コイルから誘導コイルに電力搬送される動作状態における充電異常が制御回路に検出されて、前記制御回路が短絡回路をオン状態に制御して、前記誘導コイルから前記整流回路への電力供給を遮断するようにしてなる電池内蔵機器と充電台。
【請求項２】
前記整流回路が同期整流回路である請求項１に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項３】
前記同期整流回路が、ＦＥＴブリッジ回路を備え、ＦＥＴブリッジ回路のＦＥＴを短絡回路に併用してなる請求項２に記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項４】
前記短絡回路が直列コンデンサーを介して誘導コイルの両端を短絡する請求項１ないし３のいずれかに記載される電池内蔵機器と充電台。
【請求項５】
前記誘導コイルと直列に接続してなるＰＴＣを備え、誘導コイルに異常な電力が供給されるとＰＴＣがトリップして前記誘導コイルから前記整流回路への電力供給を遮断するようにしてなる請求項１ないし４のいずれかに記載される電池内蔵機器と充電台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パック電池や携帯電話などの電池内蔵機器と、この電池内蔵機器に電磁誘導作用で電力を搬送して、電池内蔵機器の内蔵電池を充電する充電台に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導の作用で電源コイルから誘導コイルに電力搬送して、内蔵電池を充電する充電台は開発されている。（特許文献１参照）
【０００３】
特許文献１は、充電台に、交流電源で励磁される電源コイルを内蔵し、パック電池には電源コイルに電磁結合される誘導コイルを内蔵する構造を記載する。さらに、パック電池は、誘導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、非接触状態でパック電池の電池を充電できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６３６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の充電システムは、誘導コイルに誘導される交流を整流回路で整流して、電池を充電できる直流に変換している。整流回路にはダイオードなどの整流素子のブリッジ回路が使用される。ところが、このブリッジ回路は、整流素子に起因する発熱が問題となる。とくに、異常な状態で使用されて耐圧による破損を防止するために、整流素子に高耐圧のものを使用すると、オン状態における電圧降下が大きくなって発熱量が大きくなる。電磁誘導作用で電力搬送して電池内蔵機器の内蔵電池を充電する充電システムは、充電するときに電池内蔵機器の温度上昇を少なくすることが大切である。発熱が、電池や内蔵している電子部品等に熱による悪影響を与えるからである。
【０００６】
整流回路の発熱は、整流素子の電圧降下を小さくして少なくできる。整流素子にＦＥＴを使用する同期整流回路は、整流素子の電圧降下を小さくして発熱を少なくできる。同期整流回路は、誘導コイルに誘導される交流に同期してブリッジに接続しているＦＥＴをオンオフに制御して、ダイオードのブリッジ回路と同じように交流を整流する。同期整流回路は、整流素子であるＦＥＴのオン抵抗が小さいことから発熱を少なくできる。整流素子であるＦＥＴのオン抵抗と電流の二乗の積が電力損失となって発熱するからである。整流素子であるＦＥＴ等の半導体素子は、オン抵抗を小さくするために耐圧を低くしなければならない。ただ、整流素子の耐圧を小さくすると、整流出力を電池から切断した状態で、電源コイルから誘導コイルに電力が供給されると、誘導コイルに誘導される交流電圧が高くなって、整流素子の耐圧を超えて破壊してしまう弊害がある。誘導コイルが無負荷になると電圧が上昇するからである。この状態は、たとえば、充電台の制御が故障して正常に動作しなくなる状態で発生する。すなわち、内蔵電池が満充電になって、電池内蔵機器から充電台に充電を停止させる信号が伝送されたにもかかわらず、電源コイルが励起状態にあるとき過充電になって保護回路が働き、電池がオープン状態になったときに発生する。
【０００７】
本発明は、以上の弊害を防止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、整流回路の発熱を少なくしながら、整流回路に使用される整流素子の耐圧異常による故障を有効に防止できる電池内蔵機器と充電台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】
【０００８】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、電源コイル１１を備える充電台１０と、この電源コイル１１に電磁結合される誘導コイル５１を内蔵する電池内蔵機器５０、７０とからなり、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送される電力でもって、電池内蔵機器５０、７０の内蔵電池５２を充電する。電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１に誘導される交流を整流する整流回路５３と、この整流回路５３の出力で電池内蔵機器５０、７０の内蔵電池５２を充電する充電回路５４と、誘導コイル５１の両端を短絡する短絡回路５６、７６と、充電異常を検出して短絡回路５６、７６をオンに制御する制御回路５７とを備えている。電池内蔵機器５０、７０は、充電台１０の電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送される動作状態における充電異常を制御回路５７で検出して、制御回路５７が短絡回路５６、７６をオン状態に制御して、誘導コイル５１から整流回路５３への電力供給を遮断する。
【０００９】
以上の電池内蔵機器は、誘導コイルに誘導される交流を整流する整流回路に使用する整流素子に耐圧の低い素子を使用することでオン抵抗を小さくし、結果的に電圧降下を小さくして発熱を少なくでき、さらに、充電異常の状態では、誘導コイルを短絡回路で短絡して、誘導コイルから整流回路への電力供給を遮断するので、整流回路に使用される整流素子の電圧破壊を有効に防止できる特徴も実現される。すなわち、電池内蔵機器の発熱を少なくしながら、整流素子の耐圧異常による故障を確実に防止できる特徴がある。
【００１０】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、整流回路５３を同期整流回路５３Ｘとすることができる。
以上の電池内蔵機器は、整流回路を、ＦＥＴなどの半導体スイッチング素子を使用する同期整流回路とするので、整流素子のオン抵抗をさらに小さくして発熱をより少なくできる。
【００１１】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、同期整流回路５３ＸがＦＥＴブリッジ回路６０を備えて、ＦＥＴブリッジ回路６０のＦＥＴを短絡回路７６に併用することができる。
以上の電池内蔵機器は、充電異常の状態において、同期整流回路が備えるＦＥＴブリッジ回路のＦＥＴを短絡回路に併用して誘導コイルからの電力供給を遮断するので、専用の短絡回路を設けることなく、回路構成を簡単にして製造コストを低減できる。
【００１２】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、短絡回路５６、７６が直列コンデンサー５５を介して誘導コイル５１の両端を短絡することができる。
以上の電池内蔵機器は、誘導コイルの出力側を直列コンデンサーを介して短絡回路で短絡するので、短絡回路をオンとする短絡状態において、誘導コイルの発熱を有効に防止できる。
【００１３】
本発明の電池内蔵機器と充電台は、誘導コイル５１と直列に接続してなるＰＴＣ５９を備えて、誘導コイル５１に異常な電力が供給されるとＰＴＣ５９がトリップして誘導コイル５１から整流回路５３、７６への電圧供給を遮断することができる。
以上の電池内蔵機器は、誘導コイルに異常な交流電力が供給される状態、たとえば、電池内蔵機器が電磁調理器（ＩＨ）に載せられる状態においては、ＰＴＣがトリップして誘導コイルの電流を実質的に遮断する。このため、このような状態では、内蔵電池の充電を停止し、また、整流回路に高電圧の交流が入力されるのを防止して整流回路の故障も防止できる。さらに、電磁調理器から除いた状態では、ＰＴＣが低抵抗な状態に復帰するので、正常に充電台にセットする状態では内蔵電池の充電を再開できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例にかかる電池内蔵機器と充電台の斜視図である。
【図２】図１に示す充電台の内部構造を示す概略斜視図である。
【図３】図１に示す充電台の内部構造を示す水平断面図である。
【図４】図３に示す充電台の垂直縦断面図である。
【図５】図３に示す充電台の垂直横断面図である。
【図６】充電台の位置検出制御器の一例を示す回路図である。
【図７】本発明の一実施例にかかる電池内蔵機器と充電台のブロック図である。
【図８】図７に示す電池内蔵機器の回路図である。
【図９】電池内蔵機器の他の一例を示す回路図である。
【図１０】位置検出信号で励起された誘導コイルから出力されるエコー信号の一例を示す図である。
【図１１】電源コイルと誘導コイルの相対的な位置ずれに対する発振周波数の変化を示す図である。
【図１２】充電台の位置検出制御器の他の一例を示す回路図である。
【図１３】図１２に示す位置検出制御器の位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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電池内蔵機器と充電台を例示するものであって、本発明は電池内蔵機器と充電台を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、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。
【００１６】
図１ないし図７は、充電台１０の概略構成図及び原理図を示している。充電台１０は、図１、図２、及び図７に示すように、充電台１０の上に電池内蔵機器５０を載せて、電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を磁気誘導作用で充電する。電池内蔵機器５０は、電源コイル１１に電磁結合される誘導コイル５１を内蔵している。この誘導コイル５１に誘導される電力で充電される内蔵電池５２を内蔵している。
【００１７】
図８は、電池内蔵機器５０の回路図を示す。この電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１に誘導される交流を整流する整流回路５３と、この整流回路５３の出力で電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を充電する充電回路５４と、誘導コイル５１の両端を短絡する短絡回路５６と、充電異常を検出して短絡回路５６をオンに制御する制御回路５７とを備えている。
【００１８】
整流回路５３は、誘導コイル５１に誘導される交流を整流して、充電回路５４に出力する。図の電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１と整流回路５３の間に直列コンデンサー５５を接続しており、この直列コンデンサー５５を介して、誘導コイル５１に誘導される交流を整流回路５３に入力している。直列コンデンサー５５は、誘導コイル５１と直列共振回路を構成して、誘導コイル５１に誘導される交流を効率よく整流回路５３に入力する。したがって、直列コンデンサー５５の静電容量は、誘導コイル５１のインダクタンスで、誘導される交流の周波数に近くなるように設定される。さらに、図の電池内蔵機器５０は、整流回路５３の出力側に整流回路５３から出力される脈流を平滑化する電解コンデンサー５８を接続している。
【００１９】
整流回路５３は、誘導コイル５１から入力される交流を整流する整流素子６１を備えている。図８に示す整流回路５３は、整流素子６１にＦＥＴを使用する同期整流回路５３Ｘとしている。整流素子６１をＦＥＴ等の半導体スイッチング素子とする同期整流回路５３Ｘは、整流素子のオン抵抗を小さくして発熱を少なくできる特長がある。ただ、整流回路は、整流素子として、ダイオードを使用することができ、さらには、今後開発される全ての半導体素子を使用することができる。
【００２０】
同期整流回路５３Ｘは、すでに集積回路（ＩＣ）として市販されている。同期整流回路５３Ｘは、ダイオードのブリッジ回路と同じように、４個の整流素子６１であるＦＥＴ６３、６４、６５、６６をブリッジに接続してなるＦＥＴブリッジ回路６０と、このＦＥＴブリッジ回路６０を構成するＦＥＴ６３、６４、６５、６６をオンオフに制御する切換回路６２とを備えている。図のＦＥＴブリッジ回路６０は、２個のＰチャンネルのＦＥＴ６３、６４と２個のＮチャンネルのＦＥＴ６５、６６をブリッジに接続しており、これらのＦＥＴ６３、６４、６５、６６を切換回路６２で別々にオンオフに制御している。ＦＥＴブリッジ回路６０は、２個のＦＥＴ６３、６５を直列に接続してなる直列回路と、２個のＦＥＴ６４、６６を直列に接続してなる直列回路とを並列に接続している。
【００２１】
ＦＥＴブリッジ回路６０を構成する４個のＦＥＴ６３、６４、６５、６６は、切換回路６２でオンオフに制御される。切換回路６２は、ＦＥＴブリッジ回路６０を構成する４個のＦＥＴ６３、６４、６５、６６を、誘導コイル５１に誘導される交流に同期してオンオフに切り換えて、電解コンデンサー５８のプラス側を常に誘導コイル５１のプラス側に、また、電解コンデンサー５８のマイナス側を誘導コイル５１のマイナス側に常に接続する。誘導コイル５１は、電源コイル１１の周波数で出力側のプラスとマイナスが変化する。したがって、切換回路６２は、誘導コイル５１の直列コンデンサー５５側がプラスとなるタイミングにあっては、図８の実線で示すように電流を流すように２個のＦＥＴ６３、６６をオン、他のＦＥＴ６４、６５をオフとする。このタイミングにおいて、左列上側のＰチャンネルのＦＥＴ６３と、右列下側のＮチャンネルのＦＥＴ６６をオンに切り換え、その他のＦＥＴ６４、６５をオフとして、実線で示すように通電する。また、直列コンデンサー５５側がマイナスとなるタイミングにあっては、図８の鎖線で示すように電流を流すように２個のＦＥＴ６４、６５をオン、他のＦＥＴ６３、６６をオフに切り換える。このタイミングにおいて、右列上側のＰチャンネルのＦＥＴ６４と、左列下側のＮチャンネルのＦＥＴ６５をオンに切り換え、その他のＦＥＴ６３、６６をオフとして、鎖線で示すように通電する。誘導コイル５１の両端は、電源コイル１１の周波数で直列コンデンサー５５側がプラスとマイナスに切り換えられるので、切換回路６２は誘導コイル５１のプラスとマイナスを検出して、ＦＥＴ６３、６４、６５、６６をオンオフに切り換える。
【００２２】
短絡回路５６は、誘導コイル５１の両端を短絡して、誘導コイル５１から整流回路５３への電力供給を遮断する。図８の短絡回路５６は、誘導コイル５１の両端を直列コンデンサー５５を介して短絡している。この構造は、短絡回路５６をオンとする短絡状態において、誘導コイル５１の発熱を有効に防止できる特長がある。図の短絡回路５６は、誘導コイル５１の出力側を短絡する短絡スイッチ５６Ａとしている。図に示す短絡スイッチ５６ＡはＦＥＴである。ただ、この短絡スイッチには、トランジスタ等の半導体スイッチング素子やリレーも使用できる。
【００２３】
短絡回路５６である短絡スイッチ５６Ａは、充電異常を検出する制御回路５７でオンオフに制御される。制御回路５７は、充電異常を検出して短絡スイッチ５６Ａをオンオフに制御する。制御回路５７は、充電異常を検出しない状態では短絡スイッチ５６ＡのＦＥＴをオフとし、充電異常を検出すると短絡スイッチ５６ＡのＦＥＴをオンに切り換える。オン状態の短絡スイッチ５６Ａは、誘導コイル５１の出力側を直列コンデンサー５５を介して短絡して、誘導コイル５１から同期整流回路５３Ｘへの電力供給を遮断する。
【００２４】
充電異常な状態は、たとえば、電池内蔵機器５０の内蔵電池５２が過充電となり保護回路により切断された後も、充電台１０からの電力搬送を停止できない状態、あるいは、電池内蔵機器５０が電磁調理器などに載せられて、誘導コイル５１に異常な電力が誘導される状態などである。内蔵電池５２の充電を停止して、充電台１０からの電力搬送を停止できない状態は、たとえば、電池内蔵機器５０から充電を停止する信号を充電台１０に伝送したにもかかわらず、充電台１０が故障して電源コイル１１への交流電力の供給を停止できない状態で発生する。
【００２５】
内蔵電池５２の充電を停止する状態で、充電台１０が故障して続けて電力搬送されると、電池側の保護回路が働いて切断され、誘導コイル５１は無負荷な状態となって誘導電圧が異常に高くなる。また、電池内蔵機器５０が電磁調理器などに載せられると、誘導コイル５１に電力搬送されるパワーが極めて大きくなって、誘導コイル５１の誘導電圧が規定値よりも高くなる。この状態は、同期整流回路５３Ｘの整流素子６１であるＦＥＴ６３、６４、６５、６６に耐圧よりも高い電圧を印加して、ＦＥＴ６３、６４、６５、６６を破壊する原因となる。
【００２６】
同期整流回路５３Ｘは４個の整流素子６１であるＦＥＴ６３、６４、６５、６６で構成される。ＦＥＴ６３、６４、６５、６６は、同期整流回路５３Ｘの電力損失を少なくするために、オン抵抗の小さいＦＥＴを使用する。同期整流回路５３Ｘの電力損失が大きいと、内蔵電池５２を充電するときに電池内蔵機器５０の発熱量が大きくなり、この発熱が内蔵する電子部品や内蔵電池５２を故障させ、あるいは劣化させる原因となるからである。ＦＥＴ６３、６４、６５、６６のオン抵抗は、耐圧を低くして小さくできる。たとえば、耐圧を２０ＶとするＦＥＴのオン抵抗が約４００ｍΩであるのに対して、同じチップ面積で耐圧を５ＶとするＦＥＴのオン抵抗は約１５０ｍΩと相当に小さくできる。
【００２７】
以上のことから、同期整流回路５３Ｘの整流素子６１であるＦＥＴ６３、６４、６５、６６は、誘導コイル５１に負荷を接続する状態、すなわち誘導コイル５１の電力で内蔵電池５２を充電する状態で耐えられる耐圧の素子を使用することで、オン抵抗を小さくして発熱による悪影響を防止できる。ただ、この状態で耐えられる耐圧のＦＥＴは、誘導コイル５１が無負荷となって誘電電圧が高くなると耐圧破壊されて故障する原因となる。
【００２８】
図８の電池内蔵機器５０は、同期整流回路５３Ｘの整流素子６１であるＦＥＴ６３、６４、６５、６６の耐圧による故障を防止する短絡回路５６を備える。短絡回路５６は、前述したように、誘導コイル５１の誘電電圧が高くなる充電異常において、誘導コイル５１から同期整流回路５３Ｘへの交流の供給を遮断する。充電異常において、制御回路５７は短絡回路５６をオンに切り換えて、誘導コイル５１の出力側を直列コンデンサー５５を介して短絡する。この状態で、誘導コイル５１から同期整流回路５３Ｘには交流が入力されず、同期整流回路５３Ｘの整流素子６１であるＦＥＴ６３、６４、６５、６６が高電圧で故障するのが防止される。
【００２９】
さらに、電池内蔵機器は、図９に示すように、同期整流回路５３Ｘの整流素子６１を短絡回路７６に併用することもできる。図の電池内蔵機器７０は、ＦＥＴブリッジ回路６０を構成するＦＥＴ６４、６６の直列回路を短絡回路７６として、誘導コイル５１の両端を直列コンデンサー５５を介して短絡する構造としている。短絡回路７６を構成するＦＥＴ６４、６６は、切換回路６２でオンオフに制御される。切換回路６２は、充電異常を検出する制御回路５７からの入力信号によって、ＦＥＴ６４、６６をオンオフに制御する。この電池内蔵機器７０は、制御回路５７が充電異常を検出しない状態では、切換回路６２がＦＥＴ６３、６４、６５、６６を整流素子６１として制御して、同期整流回路５３Ｘで誘導コイル５１から入力される交流を整流して充電回路５４に出力する。さらに、電池内蔵機器７０は、制御回路５７が充電異常を検出すると、切換回路６２がＦＥＴ６４、６６を連続オンに切り換え、ＦＥＴ６４、６６を短絡回路７６として誘導コイル５１の出力側を直列コンデンサー５５を介して短絡する。したがって、この電池内蔵機器７０は、制御回路５７が充電異常を検出する状態では、同期整流回路５３Ｘを整流回路として動作させることなく、同期整流回路５３Ｘの整流素子６１を短絡回路７６に併用して、実質的に整流回路への電力供給を遮断する状態として、充電回路５４への電力供給を遮断する。さらに、この電池内蔵機器７０は、誘導コイル５１の誘電電圧が高くなる充電異常において、短絡回路７６であるＦＥＴ６４、６６を連続オンとして誘導コイル５１の出力側を短絡するので、同期整流回路５３Ｘの整流素子６１であるＦＥＴ６３、６４、６５、６６の耐圧による故障を防止する。以上の電池内蔵機器７０は、前述のように誘導コイル５１の出力側を短絡する短絡スイッチを設けることなく、同期整流回路５３Ｘの整流素子６１であるＦＥＴ６４、６６を短絡回路７６に併用して誘導コイル５１からの電力供給を遮断するので、回路構成を簡単にして製造コストを低減できる。
【００３０】
さらに、図７ないし図９の電池内蔵機器５０、７０は、誘導コイル５１と直列に接続しているＰＴＣ５９を備える。ＰＴＣ５９は、通常のノーマル状態では電気抵抗が小さいが、過大な電流が流れて所定の温度まで温度上昇するとトリップして、電気抵抗を著しく大きくして、誘導コイル５１の電流を実質的に遮断する。この電池内蔵機器５０、７０は、前述のように短絡回路５６、７６がオンとなる状態で、誘導コイル５１に誘導される電流が設定値よりも大きくなると、ＰＴＣ５９がトリップして誘導コイル５１の電流を遮断する。このため、電池内蔵機器５０、７０が電磁調理器などに載せられても、誘導コイル５１の電流を遮断して安全に使用できる。ＰＴＣ５９は、電池内蔵機器５０、７０が電磁調理器から外されると、復帰して電気抵抗が小さくなる。このため、電磁調理器から外して、ふたたび充電台１０にセットして、内蔵電池５２を充電できる。
【００３１】
電池内蔵機器５０、７０は、ノーマル状態において短絡回路５６、７６をオフとして、誘導コイル５１に誘導される交流を同期整流回路５３Ｘで整流し、電解コンデンサー５８で平滑化して、内蔵電池５２の充電に使用される。同期整流回路５３Ｘから出力される直流は、充電回路５４で制御されて内蔵電池５２を充電する。充電回路５４は、内蔵電池５２の満充電を検出して充電を停止する。リチウムイオン電池の内蔵電池５２を充電する充電回路５４は、定電圧・定電流充電して内蔵電池５２を満充電する。ニッケル水素電池の内蔵電池５２を充電する充電回路５４は、定電流充電して内蔵電池５２を満充電する。
【００３２】
さらに、図７と図８の電池内蔵機器５０は、電池温度が所定値以下の場合において、充電台１０から送電される電力による渦電流でもって、内蔵電池５２を温めることもできる。従来の充電台では、電池温度が所定値以下（例えば０℃以下）の場合には、充電される電池の損傷を避けるために充電を開始しない構造になっている。この場合、電池内蔵機器は、内蔵電池の温度が所定値まで上昇するのを待ってから充電する必要があった。これに対して、図７と図８に示す電池内蔵機器５０と充電台１０は、電池内蔵機器５０の内蔵電池５２の温度が所定値以下の場合において、内蔵電池５２の充電を開始しないが、充電台１０から電池内蔵機器５０に送電を行い、その渦電流により内蔵電池５２を温めて、充電可能な温度まで電池温度を上昇させることにより充電開始までの時間を短縮できる。図の電池内蔵機器５０は、内蔵電池５２の温度を検出する温度センサ６７を備えており、制御回路５７が、検出された電池温度を所定値と比較して、内蔵電池５２の充電を開始するかどうかを判定する構造としている。電池内蔵機器５０は、内蔵電池５２の温度が所定値以下の状態において、充電台１０から送電が開始されると、制御回路５７がこのことを充電台１０側に通信して伝えると共に、誘導コイル５１の両端に接続した短絡回路５６をオン状態に制御する。充電台１０から送電されるエネルギーは、内蔵電池５２の充電には使用されず、誘導コイル５１及び、内蔵電池５２周辺の金属部分を渦電流で温める。電池内蔵機器５０は、温度センサ６７で電池温度を所定の周期で検出し、検出される電池温度が所定値まで上昇すると制御回路５７が短絡回路５６をオフに制御し、誘導コイル５１から整流回路５３に電力供給して、内蔵電池５２の充電を開始する。以上のように、内蔵電池の温度が所定値以下にある電池内蔵機器が充電台にセットされて充電が開始されない状態においても、充電台から送電されるエネルギーで内蔵電池を充電可能な温度まで温めて、速やかに充電を開始することができる。
【００３３】
充電台１０は、図１ないし図７に示すように、交流電源１２に接続されて誘導コイル５１に起電力を誘導する電源コイル１１と、この電源コイル１１を内蔵すると共に、上面には電池内蔵機器５０を載せる上面プレート２１を有するケース２０と、このケース２０に内蔵されて、電源コイル１１を上面プレート２１の内面に沿って移動させる移動機構１３と、上面プレート２１に載せられる電池内蔵機器５０の位置を検出して、移動機構１３を制御して電源コイル１１を電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に接近させる位置検出制御器１４とを備える。充電台１０は、電源コイル１１と、交流電源１２と、移動機構１３と、位置検出制御器１４とをケース２０に内蔵している。
【００３４】
この充電台１０は、以下の動作で電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を充電する。
（１）ケース２０の上面プレート２１に電池内蔵機器５０が載せられると、この電池内蔵機器５０の位置が位置検出制御器１４で検出される。
（２）電池内蔵機器５０の位置を検出した位置検出制御器１４は、移動機構１３を制御して、移動機構１３でもって電源コイル１１を上面プレート２１に沿って移動させて電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に接近させる。
（３）誘導コイル５１に接近する電源コイル１１は、誘導コイル５１に電磁結合されて誘導コイル５１に交流電力を搬送する。
（４）電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１の交流電力を整流して直流に変換し、この直流で内蔵電池５２を充電する。
【００３５】
以上の動作で電池内蔵機器５０の内蔵電池５２を充電する充電台１０は、交流電源１２に接続している電源コイル１１をケース２０に内蔵している。電源コイル１１は、ケース２０の上面プレート２１の下に配設されて、上面プレート２１に沿って移動するように配設される。電源コイル１１から誘導コイル５１への電力搬送の効率は、電源コイル１１と誘導コイル５１の間隔を狭くして向上できる。好ましくは、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近する状態で、電源コイル１１と誘導コイル５１の間隔は７ｍｍ以下とする。したがって、電源コイル１１は、上面プレート２１の下にあって、できるかぎり上面プレート２１に接近して配設される。電源コイル１１は、上面プレート２１の上に載せられる電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に接近するように移動するので、上面プレート２１の下面に沿って移動できるように配設される。
【００３６】
電源コイル１１を内蔵するケース２０は、電池内蔵機器５０を載せる平面状の上面プレート２１を上面に設けている。図１と図２の充電台１０は、上面プレート２１全体を平面状として水平に配設している。上面プレート２１は、大きさや外形が異なる種々の電池内蔵機器５０を上に載せることができる大きさ、たとえば、一辺を５ｃｍないし３０ｃｍとする四角形としている。ただ、上面プレートは、直径を５ｃｍないし３０ｃｍとする円形とすることもできる。図１と図２の充電台１０は、上面プレート２１を大きくして、すなわち複数の電池内蔵機器５０を同時に載せることができる大きさとして、複数の電池内蔵機器５０を一緒に載せて内蔵される内蔵電池５２を順番に充電できるようにしている。また、上面プレートは、その周囲に周壁などを設け、周壁の内側に電池内蔵機器をセットして、内蔵する電池を充電することもできる。
【００３７】
電源コイル１１は、上面プレート２１と平行な面で渦巻き状に巻かれて、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。この電源コイル１１は、上面プレート２１に直交する交流磁束を上面プレート２１の上方に放射する。電源コイル１１は、交流電源１２から交流電力が供給されて、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。電源コイル１１は、磁性材からなるコア１５に線材を巻いてインダクタンスを大きくできる。コア１５は、透磁率が大きいフェライト等の磁性材料で、上方を開放する壺形としている。壺形のコア１５は、渦巻き状に巻かれた電源コイル１１の中心に配置する円柱部１５Ａと、外側に配置される円筒部１５Ｂを底部で連結する形状としている。コア１５のある電源コイル１１は、磁束を特定部分に集束して、効率よく電力を誘導コイル５１に伝送できる。ただ、電源コイルは、必ずしもコアを設ける必要はなく、空芯コイルとすることもできる。空芯コイルは軽いので、これを上面プレートの内面で移動する移動機構を簡単にできる。電源コイル１１は、誘導コイル５１の外径にほぼ等しくして、誘導コイル５１に効率よく電力搬送する。
【００３８】
交流電源１２は、たとえば、２０ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高周波電力を電源コイル１１に供給する。交流電源１２は、可撓性のリード線１６を介して電源コイル１１に接続される。電源コイル１１が上面プレート２１に載せられる電池内蔵機器５０の誘導コイル５１に接近するように移動されるからである。交流電源１２は、図示しないが、自励式の発振回路と、この発振回路から出力される交流を電力増幅するパワーアンプとを備える。自励式の発振回路は、電源コイル１１を発振コイルに併用している。したがって、この発振回路は、電源コイル１１のインダクタンスで発振周波数が変化する。電源コイル１１のインダクタンスは、電源コイル１１と誘導コイル５１との相対位置で変化する。電源コイル１１と誘導コイル５１との相互インダクタンスが、電源コイル１１と誘導コイル５１との相対位置で変化するからである。したがって、電源コイル１１を発振コイルに使用する自励式の発振回路は、交流電源１２が誘導コイル５１に接近するにしたがって変化する。このため、自励式の発振回路は、発振周波数の変化で電源コイル１１と誘導コイル５１との相対位置を検出することができ、位置検出制御器１４に併用できる。
【００３９】
電源コイル１１は、移動機構１３で誘導コイル５１に接近するように移動される。図２ないし図５の移動機構１３は、電源コイル１１を、上面プレート２１に沿って、Ｘ軸方向とＹ軸方向に移動させて誘導コイル５１に接近させる。図の移動機構１３は、位置検出制御器１４で制御されるサーボモータ２２でネジ棒２３を回転して、ネジ棒２３にねじ込んでいるナット材２４を移動して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させる。サーボモータ２２は、電源コイル１１をＸ軸方向に移動させるＸ軸サーボモータ２２Ａと、Ｙ軸方向に移動させるＹ軸サーボモータ２２Ｂとを備える。ネジ棒２３は、電源コイル１１をＸ軸方向に移動させる一対のＸ軸ネジ棒２３Ａと、電源コイル１１をＹ軸方向に移動させるＹ軸ネジ棒２３Ｂとを備える。一対のＸ軸ネジ棒２３Ａは、互いに平行に配設されて、ベルト２５に駆動されてＸ軸サーボモータ２２Ａで一緒に回転される。ナット材２４は、各々のＸ軸ネジ棒２３Ａにねじ込んでいる一対のＸ軸ナット材２４Ａと、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂにねじ込んでいるＹ軸ナット材２４Ｂからなる。Ｙ軸ネジ棒２３Ｂは、その両端を一対のＸ軸ナット材２４Ａに回転できるように連結している。電源コイル１１はＹ軸ナット材２４Ｂに連結している。
【００４０】
さらに、図に示す移動機構１３は、電源コイル１１を水平な姿勢でＹ軸方向に移動させるために、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂと平行にガイドロッド２６を配設している。ガイドロッド２６は、両端を一対のＸ軸ナット材２４Ａに連結しており、一対のＸ軸ナット材２４Ａと一緒に移動する。ガイドロッド２６は、電源コイル１１に連結されるガイド部２７を貫通しており、電源コイル１１をガイドロッド２６に沿ってＹ軸方向に移動できるようにしている。すなわち、電源コイル１１は、互いに平行に配設されるＹ軸ネジ棒２３Ｂとガイドロッド２６に沿って移動するＹ軸ナット材２４Ｂとガイド部２７を介して、水平な姿勢でＹ軸方向に移動する。
【００４１】
この移動機構１３は、Ｘ軸サーボモータ２２ＡがＸ軸ネジ棒２３Ａを回転させると、一対のＸ軸ナット材２４ＡがＸ軸ネジ棒２３Ａに沿って移動して、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂとガイドロッド２６をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸サーボモータ２２ＢがＹ軸ネジ棒２３Ｂを回転させると、Ｙ軸ナット材２４ＢがＹ軸ネジ棒２３Ｂに沿って移動して、電源コイル１１をＹ軸方向に移動させる。このとき、電源コイル１１に連結されたガイド部２７は、ガイドロッド２６に沿って移動して、電源コイル１１を水平な姿勢でＹ軸方向に移動させる。したがって、Ｘ軸サーボモータ２２ＡとＹ軸サーボモータ２２Ｂの回転を位置検出制御器１４で制御して、電源コイル１１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動できる。ただし、本発明の充電台は、移動機構を以上のメカニズムには特定しない。移動機構には、電源コイルをＸ軸方向とＹ軸方向に移動できる全ての機構を利用できるからである。
【００４２】
位置検出制御器１４は、上面プレート２１に載せられた電池内蔵機器５０の位置を検出する。図２ないし図５の位置検出制御器１４は、電池内蔵機器５０に内蔵される誘導コイル５１の位置を検出して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させる。さらに、位置検出制御器１４は、誘導コイル５１の位置を粗検出する第１の位置検出制御器１４Ａと、誘導コイル５１の位置を精密検出する第２の位置検出制御器１４Ｂとを備える。この位置検出制御器１４は、第１の位置検出制御器１４Ａで誘導コイル５１の位置を粗検出すると共に、移動機構１３を制御して電源コイル１１の位置を誘導コイル５１に接近させた後、さらに、第２の位置検出制御器１４Ｂで誘導コイル５１の位置を精密検出しながら移動機構１３を制御して、電源コイル１１の位置を正確に誘導コイル５１に接近させる。この充電台１０は、速やかに、しかも、より正確に電源コイル１１を誘導コイル５１に接近できる。
【００４３】
第１の位置検出制御器１４Ａは、図６に示すように、上面プレート２１の内面に固定している複数の位置検出コイル３０と、この位置検出コイル３０に位置検出信号を供給する検出信号発生回路３１と、この検出信号発生回路３１から位置検出コイル３０に供給されるパルスに励起されて誘導コイル５１から位置検出コイル３０に出力されるエコー信号を受信する受信回路３２と、この受信回路３２が受信するエコー信号から電源コイル１１の位置を判別する識別回路３３とを備える。
【００４４】
位置検出コイル３０は複数列のコイルからなり、複数の位置検出コイル３０を上面プレート２１の内面に所定の間隔で固定している。位置検出コイル３０は、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する複数のＸ軸検出コイル３０Ａと、Ｙ軸方向の位置を検出する複数のＹ軸検出コイル３０Ｂとを備える。各々のＸ軸検出コイル３０Ａは、Ｙ軸方向に細長いループ状であって、複数のＸ軸検出コイル３０Ａは、所定の間隔で上面プレート２１の内面に固定されている。隣接するＸ軸検出コイル３０Ａの間隔（ｄ）は、誘導コイル５１の外径（Ｄ）よりも小さく、好ましくはＸ軸検出コイル３０Ａの間隔（ｄ）を誘導コイル５１の外径（Ｄ）の１倍ないし１／４倍としている。Ｘ軸検出コイル３０Ａは、間隔（ｄ）を狭くして、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を正確に検出できる。各々のＹ軸検出コイル３０Ｂは、Ｘ軸方向に細長いループ状であって、複数のＹ軸検出コイル３０Ｂは、所定の間隔で上面プレート２１の内面に固定されている。隣接するＹ軸検出コイル３０Ｂの間隔（ｄ）も、Ｘ軸検出コイル３０Ａと同じように、誘導コイル５１の外径（Ｄ）よりも小さく、好ましくはＹ軸検出コイル３０Ｂの間隔（ｄ）を誘導コイル５１の外径（Ｄ）の１倍ないし１／４倍としている。Ｙ軸検出コイル３０Ｂも、その間隔（ｄ）を狭くして、誘導コイル５１のＹ軸方向の位置を正確に検出できる。
【００４５】
検出信号発生回路３１は、所定のタイミングで位置検出信号であるパルス信号を位置検出コイル３０に出力する。位置検出信号が入力される位置検出コイル３０は、位置検出信号で接近する誘導コイル５１を励起する。励起された誘導コイル５１は、流れる電流のエネルギーでエコー信号を位置検出コイル３０に出力する。したがって、誘導コイル５１の近くにある位置検出コイル３０は、図１０に示すように、位置検出信号が入力された後、所定の時間遅れて、誘導コイル５１からのエコー信号が誘導される。位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号は、受信回路３２で識別回路３３に出力される。したがって、識別回路３３は、受信回路３２から入力されるエコー信号でもって、位置検出コイル３０に誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。複数の位置検出コイル３０にエコー信号が誘導されるとき、識別回路３３は、エコー信号レベルの大きい位置検出コイル３０にもっとも接近していると判定する。
【００４６】
図６に示す位置検出制御器１４は、各々の位置検出コイル３０を切換回路３４を介して受信回路３２に接続する。この位置検出制御器１４は、入力を順番に切り換えて複数の位置検出コイル３０に接続するので、ひとつの受信回路３２で複数の位置検出コイル３０のエコー信号を検出できる。ただし、各々の位置検出コイルに受信回路を接続してエコー信号を検出することもできる。
【００４７】
図６の位置検出制御器１４は、識別回路３３で制御される切換回路３４で複数の位置検出コイル３０を順番に切り換えて受信回路３２に接続する。検出信号発生回路３１は切換回路３４の出力側に接続されて、位置検出コイル３０に位置検出信号を出力する。検出信号発生回路３１から位置検出コイル３０に出力される位置検出信号のレベルは、誘導コイル５１からのエコー信号に比較して極めて大きい。受信回路３２は、入力側にダイオードからなるリミッター回路３５を接続している。リミッター回路３５は、検出信号発生回路３１から受信回路３２に入力される位置検出信号の信号レベルを制限して受信回路３２に入力する。信号レベルの小さいエコー信号は、制限されることなく受信回路３２に入力される。受信回路３２は、位置検出信号とエコー信号の両方を増幅して出力する。受信回路３２から出力されるエコー信号は、位置検出信号から所定のタイミング、たとえば数μｓｅｃ〜数百μｓｅｃ遅れた信号となる。エコー信号が位置検出信号から遅れる遅延時間は、一定の時間であるから、位置検出信号から所定の遅延時間後の信号をエコー信号とし、このエコー信号のレベルから位置検出コイル３０に誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。
【００４８】
受信回路３２は、位置検出コイル３０から入力されるエコー信号を増幅して出力するアンプである。受信回路３２は、位置検出信号とエコー信号を出力する。識別回路３３は、受信回路３２から入力される位置検出信号とエコー信号から位置検出コイル３０に誘導コイル５１が接近してセットされるかどうかを判定する。識別回路３３は、受信回路３２から入力される信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３６を備えている。このＡ／Ｄコンバータ３６から出力されるデジタル信号を演算してエコー信号を検出する。識別回路３３は、位置検出信号から特定の遅延時間の後に入力される信号をエコー信号として検出し、さらにエコー信号のレベルから誘導コイル５１が位置検出コイル３０に接近しているかどうかを判定する。
【００４９】
識別回路３３は、複数のＸ軸検出コイル３０Ａを順番に受信回路３２に接続するように切換回路３４を制御して、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する。識別回路３３は、各々のＸ軸検出コイル３０Ａを受信回路３２に接続する毎に、識別回路３３に接続しているＸ軸検出コイル３０Ａに位置検出信号を出力し、位置検出信号から特定の遅延時間の後に、エコー信号が検出されるかどうかで、このＸ軸検出コイル３０Ａに誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。識別回路３３は、全てのＸ軸検出コイル３０Ａを受信回路３２に接続して、各々のＸ軸検出コイル３０Ａに誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。誘導コイル５１がいずれかのＸ軸検出コイル３０Ａに接近していると、このＸ軸検出コイル３０Ａを受信回路３２に接続する状態でエコー信号が検出される。したがって、識別回路３３は、エコー信号を検出できるＸ軸検出コイル３０Ａから誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出できる。誘導コイル５１が複数のＸ軸検出コイル３０Ａに跨って接近する状態では、複数のＸ軸検出コイル３０Ａからエコー信号が検出される。この状態において、識別回路３３はもっとも強いエコー信号、すなわちレベルの大きいエコー信号が検出されるＸ軸検出コイル３０Ａにもっとも接近していると判定する。識別回路３３は、Ｙ軸検出コイル３０Ｂも同じように制御して、誘導コイル５１のＹ軸方向の位置を検出する。
【００５０】
識別回路３３は、検出するＸ軸方向とＹ軸方向から移動機構１３を制御して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近する位置に移動させる。識別回路３３は、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２Ａを制御して、電源コイル１１を誘導コイル５１のＸ軸方向の位置に移動させる。また、移動機構１３のＹ軸サーボモータ２２Ｂを制御して、電源コイル１１を誘導コイル５１のＹ軸方向の位置に移動させる。
【００５１】
以上のようにして、第１の位置検出制御器１４Ａが電源コイル１１を誘導コイル５１に接近する位置に移動させる。本発明の充電台は、第１の位置検出制御器１４Ａで電源コイル１１を誘導コイル５１に接近した後、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送して内蔵電池５２を充電することができる。ただ、充電台は、さらに電源コイル１１の位置を正確に制御して誘導コイル５１に接近させた後、電力搬送して内蔵電池５２を充電することができる。電源コイル１１は、第２の位置検出制御器１４Ｂでより正確に誘導コイル５１に接近される。
【００５２】
第２の位置検出制御器１４Ｂは、交流電源１２を自励式の発振回路として、自励式の発振回路の発振周波数から電源コイル１１の位置を正確に検出して移動機構１３を制御する。第２の位置検出制御器１４Ｂは、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２ＡとＹ軸サーボモータ２２Ｂを制御して、電源コイル１１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動させて、交流電源１２の発振周波数を検出する。自励式の発振回路の発振周波数が変化する特性を図１１に示している。この図は、電源コイル１１と誘導コイル５１の相対的な位置ずれに対する発振周波数の変化を示している。この図に示すように、自励式の発振回路の発振周波数は、電源コイル１１が誘導コイル５１に最も接近する位置でもっとも高くなり、相対位置がずれるにしたがって発振周波数が低くなる。したがって、第２の位置検出制御器１４Ｂは、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２Ａを制御して電源コイル１１をＸ軸方向に移動し、発振周波数が最も高くなる位置で停止する。また、Ｙ軸サーボモータ２２Ｂも同じように制御して電源コイル１１をＹ軸方向に移動して、発振周波数が最も高くなる位置で停止する。第２の位置検出制御器１４Ｂは、以上のようにして、電源コイル１１を誘導コイル５１に最も接近する位置に移動できる。
【００５３】
以上の充電台は、第１の位置検出制御器１４Ａで誘導コイル５１の位置を粗検出した後、さらに第２の位置検出制御器１４Ｂで微調整して電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させるが、図１２に示す以下の位置検出制御器４４は、微調整することなく電源コイル１１を誘導コイル５１に接近できる。
【００５４】
この位置検出制御器４４は、図１２に示すように、上面プレートの内面に固定している複数の位置検出コイル３０と、この位置検出コイル３０に位置検出信号を供給する検出信号発生回路３１と、この検出信号発生回路３１から位置検出コイル３０に供給されるパルスに励起されて誘導コイル５１から位置検出コイル３０に出力されるエコー信号を受信する受信回路３２と、この受信回路３２が受信するエコー信号から電源コイル１１の位置を判別する識別回路４３とを備える。さらに、この位置検出制御器４４は、識別回路４３に、誘導コイル５１の位置に対する各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベル、すなわち図１０に示すように、各々の位置検出コイル３０を位置検出信号で励起して所定の時間経過後に誘導されるエコー信号のレベルを記憶する記憶回路４７を備えている。この位置検出制御器４４は、各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベルを検出し、検出したエコー信号のレベルを記憶回路４７に記憶しているエコー信号のレベルに比較して、誘導コイル５１の位置を検出している。
【００５５】
この位置検出制御器４４は、以下のようにして、各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベルから、誘導コイル５１の位置を求めている。図１２に示す位置検出コイル３０は、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する複数のＸ軸検出コイル３０Ａと、Ｙ軸方向の位置を検出する複数のＹ軸検出コイル３０Ｂとを備え、複数の位置検出コイル３０を上面プレート２１の内面に所定の間隔で固定している。各々のＸ軸検出コイル３０Ａは、Ｙ軸方向に細長いループ状であって、各々のＹ軸検出コイル３０Ｂは、Ｘ軸方向に細長いループ状としている。図１３は、誘導コイル５１をＸ軸方向に移動させる状態における、Ｘ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを示しており、横軸が誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を示し、縦軸が各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを示している。この位置検出制御器４４は、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを検出することによって、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を求めることができる。この図に示すように、誘導コイル５１をＸ軸方向に移動すると、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルは変化する。たとえば、誘導コイル５１の中心が第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａの中心にあるとき、図１３の点Ａで示すように、第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルが最も強くなる。また、誘導コイル５１が第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａと第２のＸ軸位置検出コイル３０Ａの中間にあるとき、図１３の点Ｂで示すように、第１のＸ軸位置検出コイル３０Ａと第２のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルは同じとなる。すなわち、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａは、誘導コイル５１が最も近くにあるときに誘導されるエコー信号のレベルが最も強くなり、誘導コイル５１が離れるにしたがってエコー信号のレベルは小さくなる。したがって、どのＸ軸位置検出コイル３０Ａのエコー信号のレベルが最も強いかで、誘導コイル５１がどのＸ軸位置検出コイル３０Ａに最も接近しているかを判定できる。また、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａにエコー信号が誘導されるとき、強いエコー信号を検出するＸ軸位置検出コイル３０Ａからどの方向にあるＸ軸位置検出コイル３０Ａにエコー信号が誘導されるかで、最もエコー信号の強いＸ軸位置検出コイル３０Ａからどの方向にずれて誘導コイル５１があるかを判定でき、また、エコー信号のレベル比でふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａとの相対位置を判定できる。たとえば、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａのエコー信号のレベル比が１であると、誘導コイル５１はふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａの中央に位置すると判定できる。
【００５６】
識別回路４３は、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置に対する、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを記憶回路４７に記憶している。誘導コイル５１が置かれると、いずれかのＸ軸位置検出コイル３０Ａにエコー信号が誘導される。したがって、識別回路４３は、Ｘ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号で誘導コイル５１が載せられたこと、すなわち電池内蔵機器５０が充電台１０に載せられたことを検出する。さらに、いずれかのＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベルを、記憶回路４７に記憶しているレベルに比較して、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を判別することができる。識別回路は、隣接するＸ軸位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベル比から誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を特定する関数を記憶回路に記憶して、この関数から誘導コイル５１の位置を判別することもできる。この関数は、ふたつのＸ軸位置検出コイルの間に誘導コイル５１を移動させて、各々のＸ軸位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベル比を検出して求められる。識別回路４３は、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号のレベル比を検出し、検出されるレベル比から、この関数に基づいてふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ａの間における誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を演算して検出することができる。
【００５７】
以上は、識別回路４３が、Ｘ軸位置検出コイル３０Ａに誘導されるエコー信号から、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する方法を示すが、誘導コイル５１のＹ軸方向の位置もＸ軸方向と同じようにして、Ｙ軸位置検出コイル３０Ｂに誘導されるエコー信号から検出できる。
【００５８】
識別回路４３が、誘導コイル５１のＸ軸方向とＹ軸方向の位置を検出すると、この識別回路４３からの位置信号でもって、位置検出制御器４４は電源コイル１１を誘導コイル５１の位置に移動させる。
【００５９】
なお、上記のような波形のエコー信号が検出されたとき、充電台の識別回路４３は、電池内蔵機器５０の誘導コイル５１が搭載されたと認識、識別することができる。エコー信号の波形とは異なる波形が検出、識別されるときは、電池内蔵機器５０の誘導コイル５１以外（例えば、金属異物）のものが搭載されたとして、電力供給を停止することができる。また、エコー信号の波形が検出、識別されないときは、電池内蔵機器５０の誘導コイル５１が搭載されていないとして、電力供給をしない。
【００６０】
充電台１０は、位置検出制御器１４、４４で移動機構１３を制御して電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させた状態で、交流電源１２で電源コイル１１に交流電力を供給する。電源コイル１１の交流電力は誘導コイル５１に電力搬送されて、内蔵電池５２の充電に使用される。電池内蔵機器５０は、内蔵電池５２が満充電されたことを検出すると、充電を停止して、満充電信号を充電台１０に伝送する。電池内蔵機器５０は、誘導コイル５１に満充電信号を出力し、この満充電信号を誘導コイル５１から電源コイル１１に伝送して、充電台１０に満充電の情報を伝送することができる。この電池内蔵機器５０は、交流電源１２と異なる周波数の交流信号を誘導コイル５１に出力し、充電台１０はこの交流信号を電源コイル１１で受信して満充電を検出することができる。また、電池内蔵機器５０が特定周波数の搬送波を満充電信号で変調する信号を誘導コイル５１に出力し、充電台１０が特定周波数の搬送波を受信し、この信号を復調して満充電信号を検出することもできる。さらに、電池内蔵機器は、満充電信号を充電台に無線伝送して、満充電の情報を伝送することもできる。この電池内蔵機器は、満充電信号を送信する送信器を内蔵しており、充電台は満充電信号を受信する受信器を内蔵する。図７に示す位置検出制御器１４は、内蔵電池５２の満充電を検出する満充電検出回路１７を内蔵している。この満充電検出回路１７は、電池内蔵機器５０から出力される満充電信号を検出して、内蔵電池５２の満充電を検出する。
【符号の説明】
【００６１】
１０…充電台
１１…電源コイル
１２…交流電源
１３…移動機構
１４…位置検出制御器          １４Ａ…第１の位置検出制御器
１４Ｂ…第２の位置検出制御器
１５…コア                    １５Ａ…円柱部
１５Ｂ…円筒部
１６…リード線
１７…満充電検出回路
２０…ケース
２１…上面プレート
２２…サーボモータ            ２２Ａ…Ｘ軸サーボモータ
２２Ｂ…Ｙ軸サーボモータ
２３…ネジ棒                  ２３Ａ…Ｘ軸ネジ棒
２３Ｂ…Ｙ軸ネジ棒
２４…ナット材                ２４Ａ…Ｘ軸ナット材
２４Ｂ…Ｙ軸ナット材
２５…ベルト
２６…ガイドロッド
２７…ガイド部
３０…位置検出コイル          ３０Ａ…Ｘ軸検出コイル
３０Ｂ…Ｙ軸検出コイル
３１…検出信号発生回路
３２…受信回路
３３…識別回路
３４…切換回路
３５…リミッター回路
３６…Ａ／Ｄコンバータ
４３…識別回路
４４…位置検出制御器
４７…記憶回路
５０…電池内蔵機器
５１…誘導コイル
５２…内蔵電池
５３…整流回路                ５３Ｘ…同期整流回路
５４…充電回路
５５…直列コンデンサー
５６…短絡回路                ５６Ａ…短絡スイッチ
５７…制御回路
５８…電解コンデンサー
５９…ＰＴＣ
６０…ＦＥＴブリッジ回路
６１…整流素子
６２…切換回路
６３…ＦＥＴ
６４…ＦＥＴ
６５…ＦＥＴ
６６…ＦＥＴ
６７…温度センサ
７０…電池内蔵機器
７６…短絡回路
【図１】
2011114985.tif 000003
【図２】
2011114985.tif 000004
【図３】
2011114985.tif 000005
【図４】
2011114985.tif 000006
【図５】
2011114985.tif 000007
【図６】
2011114985.tif 000008
【図７】
2011114985.tif 000009
【図８】
2011114985.tif 000010
【図９】
2011114985.tif 000011
【図１０】
2011114985.tif 000012
【図１１】
2011114985.tif 000013
【図１２】
2011114985.tif 000014
【図１３】
2011114985.tif 000015