(57)【要約】【課題】本発明は、無接点充電装置と、それを搭載した自動車に関するもので、設置板上に金属製の異物が置かれた場合に、この異物を適切に検出することを目的とするものである。  【解決手段】位置検出コイル１４による携帯端末１５の位置確認後に、この位置検出コイル１４に所定間隔で複数回、異物検出信号を印加するとともに、各異物検出信号を印加時における前記携帯端末１５からのエコー信号を位置検出コイル１４で検出してメモリ１０ａに記憶させ、次に前記メモリ１０ａに記憶させたエコー信号の変化状態に基づき、設置板６上の金属製異物検出を行う構成とした。【選択図】図１１
2015027172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に設置板を配置した本体ケースと、前記設置板、またはその下方に配置されるとともに、この設置板上面に設置される携帯端末の位置を検出する位置検出コイルと、前記設置板、またはこの設置板の下方に配置されるとともに、この設置板上面に設置される携帯端末への充電を行う充電コイルと、この充電コイルおよび前記位置検出コイルに接続した制御部と、この制御部に接続したメモリとを備え、前記制御部は、前記位置検出コイルによる携帯端末の位置確認後に、この位置検出コイルに所定間隔で複数回、異物検出信号を印加するとともに、各異物検出信号を印加時における前記携帯端末からのエコー信号を前記位置検出コイルで検出して前記メモリに記憶させ、次に前記メモリに記憶させたエコー信号の変化状態に基づき、前記設置板上の異物検出を行う無接点充電装置。
【請求項２】
前記制御部は、各異物検出信号印加後に、携帯端末からのエコー信号の値を検出してメモリに記憶させ、次に、前記メモリに記憶させたエコー信号のうち、第Ｍ回目のエコー信号の値から、減衰設定値以下に減衰したエコー信号となった前記第Ｍ回目よりも後方の第Ｎ回目を検出し、その後、前記Ｍ回目から、第Ｎ回目までの減衰経過時間を検出し、次に、前記減衰経過時間の長さが閾値よりも短いものは、前記設置板上へ異物が存在と検出する請求項１に記載の無接点充電装置。
【請求項３】
前記制御部は、第１の異物検出信号印加後、この印加時点から第１の所定時間後に、携帯端末からのエコー信号の検出を開始し、その後の所定時間内におけるエコー信号のピーク値を前記メモリに記憶させ、次に、前記第１の異物検出信号印加よりも後の、第２の異物検出信号印加後、第２の所定時間後に、携帯端末からのエコー信号の検出を開始し、その後の所定時間内におけるエコー信号のピーク値を前記メモリに記憶させる構成とし、前記第２の所定時間は、第１の所定時間よりも長い時間とした請求項２に記載の無接点充電装置。
【請求項４】
前記制御部は、各異物検出信号印加後に、携帯端末からのエコー信号を検出し、次に、この検出したエコー信号の値をデジタル信号に変換後、前記メモリに記憶させる請求項１〜３のいずれか一つに記載の無接点充電装置。
【請求項５】
前記制御部は、異物の存在を検出すると、前記充電コイルへの通電を停止させる請求項１〜４のいずれか一つに記載の無接点充電装置。
【請求項６】
前記制御部は、異物の存在を検出すると、警報部を駆動させる請求項１〜５のいずれか一つに記載の無接点充電装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の無接点充電装置を車内に配置した自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話などの携帯端末を充電するための無接点充電装置と、それを搭載した自動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の携帯端末は、その機能が極めて高くなり、それにつれて電力消費も大きくなっている。
【０００３】
したがって、自動車内を含め、各所で充電が行えることが求められ、近年の傾向として、ケーブルを使わない、いわゆる非接触充電が脚光を浴びている。
【０００４】
そして、このような要望に応える無接点充電装置としては、以下のようなものが提案されている。
【０００５】
すなわち、上面に設置板を配置した本体ケースと、前記設置板に配置されるとともに、この設置板上面に設置される携帯端末の位置を検出する位置検出コイルと、前記設置板の下方に配置した充電コイルと、この充電コイルおよび前記位置検出コイルに接続された制御部とを備えた構成となっていた（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４７１９４号公報
【特許文献２】特開２００９−３３７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来例においては、携帯端末を設置板の上面に存在する携帯端末の位置は位置検出コイルによって検出し、その検出場所に充電コイルを移動させ、効率的な充電を行う。
【０００８】
このような無接点充電装置における課題は、設置板の上面に例えば硬貨などの金属製異物が置かれ、さらにその上に携帯端末が置かれた場合には、前記充電コイルからの磁束によって金属製異物の温度が上昇してしまうことである。
【０００９】
そこで、充電コイルに波形検出回路を接続し、この波形から得られる所定値が閾値を越えると異物検出を行うものも提案されている（例えば、上記特許文献２）。
【００１０】
しかしながら、設置板上に置かれる携帯端末の種類、特に携帯充電コイル形状などは大きく異なるので、上記波形から得られる所定値自身も大きくばらつくことになる。
【００１１】
つまり、このような従来例では、予め種類、特に携帯充電コイル形状などが知られた携帯端末に対する充電のためには有効であるが、複数種の携帯端末の使用に対しては、異物検出機能が適切に機能しなくなる虞がある。
【００１２】
そこで、本発明は、複数種の携帯端末の使用に対しても、異物検出機能が適切に機能するようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そしてこの目的を達成するために本発明は、上面に設置板を配置した本体ケースと、設置板、またはその下方に配置されるとともに、この設置板上面に設置される携帯端末の位置を検出する位置検出コイルと、設置板、またはこの設置板の下方に配置されるとともに、この設置板上面に設置される携帯端末への充電を行う充電コイルと、この充電コイルおよび位置検出コイルに接続した制御部と、この制御部に接続したメモリとを備え、制御部は、位置検出コイルによる携帯端末の位置確認後に、この位置検出コイルに所定間隔で複数回、異物検出信号を印加するとともに、各異物検出信号を印加時における携帯端末からのエコー信号を位置検出コイルで検出してメモリに記憶させ、次にメモリに記憶させたエコー信号の変化状態に基づき、設置板上の異物検出を行う構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明は、上面に設置板を配置した本体ケースと、設置板、またはその下方に配置されるとともに、この設置板上面に設置される携帯端末の位置を検出する位置検出コイルと、設置板、またはこの設置板の下方に配置されるとともに、この設置板上面に設置される携帯端末への充電を行う充電コイルと、この充電コイルおよび位置検出コイルに接続した制御部と、この制御部に接続したメモリとを備え、制御部は、位置検出コイルによる携帯端末の位置確認後に、この位置検出コイルに所定間隔で複数回、異物検出信号を印加するとともに、各異物検出信号を印加時における携帯端末からのエコー信号を位置検出コイルで検出してメモリに記憶させ、次にメモリに記憶させたエコー信号の変化状態に基づき、設置板上の異物検出を行う構成としたので、複数種の携帯端末の使用に対しても、異物検出機能が適切に機能するようになる。
【００１５】
すなわち、本発明では、位置検出コイルによる携帯端末の位置確認後に、この位置検出コイルに所定間隔で複数回、異物検出信号を印加するとともに、各異物検出信号を印加時における携帯端末からのエコー信号を位置検出コイルで検出してメモリに記憶させ、次にメモリに記憶させたエコー信号の変化状態に基づき、設置板上の金属製異物検出を行う構成としたものである。
【００１６】
以上の構成としても、各異物検出信号印加後に、携帯端末から得られるエコー信号の値は、複数種の携帯端末ごとに異なるが、本発明では、異物が存在するときには、携帯端末の種類に関らず、エコー信号の変化が大きくなるので、この変化の大きさによって異物検出を行うこととしたものである。
【００１７】
このようにすれば、複数種の携帯端末の使用に対しても、異物検出を適切に行うことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態の無接点充電装置を自動車の車内に設置した状態を示す斜視図
【図２】同斜視図
【図３】同斜視図
【図４】同一部を取り除いた状態を示す斜視図
【図５】同一部を取り除いた状態を示す平面図
【図６】同断面図
【図７】同一部を取り除いた状態を示す斜視図
【図８】同一部を取り除いた状態を示す平面図
【図９】同制御ブロック図
【図１０】同動作フローチャート
【図１１】同動作説明図
【図１２】同動作説明図
【図１３】同動作説明図
【図１４】同動作説明図
【図１５】同動作説明図
【図１６】同動作説明図
【図１７】同動作フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１において、自動車１の車内２の前方にはハンドル３が設置されている。
【００２１】
また、ハンドル３の側方には、音楽や、映像の再生と、カーナビゲーション映像等を映し出す電子機器４が設置されている。
【００２２】
さらに、車内２の電子機器４後方には、無接点充電装置５が設置されている。
【００２３】
この無接点充電装置５は、図２〜図８に示すように、上面に設置板６を配置した箱型の本体ケース７と、この本体ケース７内において、設置板６の下面側に対向した状態で水平方向に可動自在に設けた充電コイル８と、この充電コイル８を設置板６の下面側に対向して水平方向に移動させる駆動部９と、この駆動部９と充電コイル８に接続した制御部（図９の１０）とを備えている。
【００２４】
以下、各部について詳細に説明する。
【００２５】
先ず、設置板６について説明する。
【００２６】
この設置板６は、図７に示すように、表面板１１、中板１２、裏面板１３を重合させた構成となっている。
【００２７】
また、表面板１１と裏面板１３は、合成樹脂によって形成され、さらに中板１２は、セラミックによって形成されている。つまり、充電コイル８からの磁束が、この設置板６を、図３の携帯端末１５方向（下から上方向）に通過できるような構成となっている。
【００２８】
また、中板１２の表面には、図９の位置検出コイル１４（位置検出手段の一例）が設けられている。
【００２９】
この位置検出コイル１４は、上記特許文献１（特開２００９−２４７１９４号公報）で用いられているものであり、設置板６の上面の何れの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたかを検出するものである。
【００３０】
本実施形態においては、この位置検出コイル１４を用いて、設置板６の上面のどの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたかを検出し、次に駆動部９によって充電コイル８を、携帯端末１５の携帯充電コイル（図示せず）に対向する位置にまで移動させる構成となっている。
【００３１】
次に、充電コイル８部分について説明する。
【００３２】
充電コイル８は、図４、図５から理解されるように、リード線を円環状に複数回巻きつけた構成であり、その外周側と、下面側は、合成樹脂製の保持体１６によって覆われた状態で保持されている。
【００３３】
また、この保持体１６の下面には、図７のごとく、充電コイル８の下方に向けて延長された支持脚１７が、合成樹脂にて一体的に形成されている。
【００３４】
また、この支持脚１７の下面と、この支持脚１７の下方に配置した金属製の支持板１８の上面との間には、０・３ミリの隙間を設けているので、通常状態においては、充電コイル８の移動時に、支持脚１７の下面が支持板１８の上面に接触することはない。
【００３５】
そして、以上の構成において、本実施形態では、充電コイル８の下方に支持脚１７が設けられた構成としているのである。
【００３６】
なお、支持板１８の下方には、制御基板１９、本体ケース７の下面板２０が配置されており、この支持板１８の下面と、下面板２０の上面との間には、制御基板１９を貫通した支持体２１を設けている。
【００３７】
次に、駆動部９について説明する。
【００３８】
駆動部９は、図４、図５に示すように、Ｘ軸方向駆動軸２２と、Ｙ軸方向駆動軸２３を有し、これらのＸ軸方向駆動軸２２と、Ｙ軸方向駆動軸２３のそれぞれの中間部分は、保持体１６の充電コイル保持部外において、この保持体１６に係合させている。
【００３９】
つまり、保持体１６には、Ｘ軸方向駆動軸２２が貫通する貫通孔（図示せず）と、Ｙ軸方向駆動軸２３が貫通する貫通孔２４が、上下に所定間隔をおき、クロスした状態で設けられており、そこにＸ軸方向駆動軸２２と、Ｙ軸方向駆動軸２３が貫通することで、係合状態となっているのである。
【００４０】
また、Ｘ軸方向駆動軸２２の一端側にはウォームホイール２５が設けられ、一端には、ギア２６、他端にもギア２６が設けられている。
【００４１】
そして、ウォームホイール２５はウォーム２７に係合し、このウォーム２７はモータ２８に連結されている。
【００４２】
また、両側のギア２６は、それぞれ歯車板２９に係合している。
【００４３】
このため、モータ２８を駆動すれば、ウォーム２７が回転し、それによってウォームホイール２５がＸ軸方向駆動軸２２とともに、Ｘ軸方向に移動し、これにて充電コイル８がＸ軸方向に移動することとなる。
【００４４】
また、Ｙ軸方向駆動軸２３の一端側にはウォームホイール３０が設けられ、一端には、ギア３１、他端にもギア３１が設けられている。
【００４５】
そして、ウォームホイール３０はウォーム３２に係合し、このウォーム３２はモータ３３に連結されている。
【００４６】
また、両側のギア３１は、それぞれ歯車板３４に係合している。
【００４７】
このため、モータ３３を駆動すれば、ウォーム３２が回転し、それによってウォームホイール３０がＹ軸方向駆動軸２３、Ｙ軸方向に移動し、これにて充電コイル８がＹ軸方向に移動することとなる。
【００４８】
なお、図４に示す３５は充電コイル８に通電するためのフレキシブル配線であり、このフレキシブル配線３５の端部は、上述した支持脚１７の側面に固定されている。
【００４９】
また、図９に示すごとく制御部１０には、Ｘ軸モータ制御部３６を介してモータ２８が接続され、またＹ軸モータ制御部３７を介してモータ３３が接続されている。
【００５０】
また、制御部１０には、充電コイル制御部３８を介して充電コイル８が接続され、さらに位置検出コイル１４には、検出用コイル制御部３９を介して位置検出コイル１４が接続されている。
【００５１】
以上のような構成において、本実施形態では、図２に示す本体ケース７の設置板６外周部分に設けた電源スイッチ４０をＯＦＦ操作（図１０のＳ１）にすると、制御部１０によって、充電コイル８を図４〜図６に示すように、本体ケース７の設置板６中央（以下Ａ点と称す）に移動させ（図１０のＳ２）、その後電源をＯＦＦ状態とする（図１０のＳ３）。
【００５２】
つまり、図２のごとく、本体ケース７の設置板６上に携帯端末１５を置いていない状態では、この設置板６は図１のごとく車内２に表出した状態となっている。
【００５３】
このため、誤ってこの設置板６上に手をついてしまう状況が発生することもあり、このときには設置板６にとっては過重がかかった状態となる。
【００５４】
そこで、本実施形態では、充電コイル８を図４〜図６に示すように、本体ケース７の中央に移動させ、上述した過重を、充電コイル８、保持体１６、支持脚１７、支持板１８によって支えるようにしているのである。
【００５５】
つまり、このような設置板６上への過重がかかった状態になると、設置板６はわずかながら下方に湾曲するが、その状態で、充電コイル８、保持体１６、支持脚１７も下方に移動し、支持脚１７の下面が支持板１８の上面に当接することになる。
【００５６】
その結果、上記過重は、設置板６、充電コイル８、保持体１６、支持脚１７を介して支持板１８で支え、これにより設置板６や充電コイル８の損傷を抑制することが出来るようになる。
【００５７】
なお、本実施形態では、過重に対する強度を高めるために、支持板１８の下面側を、支持体２１を介して本体ケース７の下面板２０に支持する構成としている。
【００５８】
また、このような過重が取り除かれれば、設置板６は上方へと弾性復帰し、充電コイル８、保持体１６もＸ軸方向駆動軸２２、Ｙ軸方向駆動軸２３の弾性復帰で上方復帰するので、支持脚１７の下面は支持板１８の上面上に隙間を持って配置された状態となる。
【００５９】
このため、以降の充電コイル８移動時の障害となることはない。
【００６０】
また、携帯端末１５の充電時には、先ずは電源スイッチ４０をＯＮ状態（図１０のＳ４）にするとともに、設置板６の上面上に携帯端末１５が置かれることになる。
【００６１】
この状態になっても、本実施形態では、先ずは、制御部１０によって充電コイル８がＡ点に存在しているか否かの確認を行う（図１０のＳ５）。
【００６２】
この確認は、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７が記憶するモータ２８、３３の駆動量から判別することができる。
【００６３】
そして、充電コイル８がＡ点に存在していないと判断された場合には、制御部１０によって充電コイル８をＡ点に移動させ（図１０のＳ６）、このＡ点にて充電待機状態とする（図１０のＳ７）。
【００６４】
次に、制御部１０は、位置検出コイル１４を用いて、設置板６の上面の何れかの位置に、図３のごとく携帯端末１５が置かれたかを検出する（図１０のＳ８、Ｓ９）。
【００６５】
なお、携帯端末１５が置かれたか場所とは、実際には携帯端末１５が内蔵する携帯充電コイル（図示せず）の場所である。
【００６６】
その後、制御部１０は、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７を介してモータ２８、３３を駆動し、検出された携帯端末１５が保有する携帯充電コイル（図示せず）位置へと充電コイル８を移動させ（図１０のＳ１０）、その後、充電コイル制御部３８を介して充電を開始する（図１０のＳ１１、Ｓ１２）。
【００６７】
また、この充電中には、上記特許文献１（特開２００９−２４７１９４号公報）と同じ動作により、充電の継続が必要か否か（充電完了したか、否か）を判定し（図１０のＳ１３）、充電完了（満充電）すると、制御部１０は、充電動作を終了させる（図１０のＳ１４）。
【００６８】
また、このような充電動作が完了すると、制御部１０によって充電コイル８がＡ点に存在しているか否かの確認を行い（図１０のＳ１５）、その後、充電コイル８をＡ点に戻す（図１０のＳ６）。
【００６９】
この確認は、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７が記憶するモータ２８、３３の駆動量から判別することができる。
【００７０】
なお、制御部１０によって充電コイル８をＡ点に戻すことが出来ない場合、例えば運転中の何らかの衝撃で、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７が記憶するモータ２８、３３の駆動量から算出される位置と、位置検出コイル１４によって測定される実位置がずれた場合には、図８の動作を実行させる。
【００７１】
つまり、制御部１０でＸ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７を介してモータ２８、３３を駆動し、充電コイル８を本体ケース７内のコーナまで移動させるのである。
【００７２】
このコーナ部分にはスイッチ４１、４２が存在しており、充電コイル８が本体ケース７内のコーナまで移動すれば、これらのスイッチ４１、４２が動作し、これにより制御部１０は充電コイル８が初期値に移動したと判定する。
【００７３】
そして、この状態では、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７によるモータ２８、３３の動作量も初期値とし、ここから再度位置制御を行うようにしているのである。
【００７４】
また、図９のごとく、この位置検出コイル１４（異物検出手段）と、この位置検出コイル１４（異物検出手段）によって異物を検出した場合に警報を発する異物警報部（図２、図３、図９の４３）と、メモリ１０ａを、制御部１０に接続した。
【００７５】
つまり、制御部１０は、位置検出コイル１４で金属製異物を検出し、異物警報部４３を駆動する構成とした。
【００７６】
以下、この点について、詳細に説明する。
【００７７】
異物警報部４３は、図９に示すごとく制御部１０に接続され、また図２、図３に示すごとく本体ケース７に実装されている。
【００７８】
また、異物警報部４３が接続された制御部１０には、検出用コイル制御部３９を介して位置検出コイル１４が接続されている。
【００７９】
さらに、図２、図３に示すごとく、設置板６外周の本体ケース７部分は、設置板６よりも上方に突出させた上方突出部７ａを設け、この本体ケース７の上方突出部７ａに異物警報部４３と電源スイッチ４０を設けた。
【００８０】
つまり、自動車１運転時には、運転にともなう振動や慣性力を携帯端末１５が受けることになるので、設置板６外周の本体ケース７部分に上方突出部７ａを設け、携帯端末１５充電時に、携帯端末１５が本体ケース７外へと落下するのを抑制するようにしているのである。
【００８１】
しかしながら、このように設置板６外周の本体ケース７部分に上方突出部７ａを設けると、本体ケース７の上面には窪みが存在する状態となるので、運転者や同乗者は、この窪み部分、つまり設置板６上面に、硬貨などの金属製異物を、つい置いてしまうことにもなる。
【００８２】
そして、この異物上に携帯端末１５を置いた状態で充電を開始すると、異物である硬貨も充電コイル８から供給される磁束により温度上昇してしまう。
【００８３】
そこで、本実施形態では、設置板６上面に、硬貨などの金属製異物が置かれた状態で、さらにその上に携帯端末１５を置いた状態で充電が開始された状態でも、金属製異物の温度上昇を抑制するもので、以下この点を具体的に説明する。
【００８４】
本実施形態においては、上述のごとく、図９に示す制御部１０が、位置検出コイル１４によって携帯端末１５の位置を確認後、Ｘ軸モータ制御部３６、Ｙ軸モータ制御部３７を介してモータ２８、３３を駆動し、検出された携帯端末１５が保有する携帯充電コイル（図示せず）位置へと充電コイル８を移動させ（図１０のＳ１０）、その後、充電コイル制御部３８を介して充電を開始するようになっている（図１０のＳ１１、Ｓ１２）。
【００８５】
このような構成において、本実施形態では、金属製異物の検出のために、制御部１０の動作として、図１０のＳ１０と、Ｓ１１の間に、図１７の動作を介在させたことが特徴となっている。
【００８６】
なお、図１７においても、図１０との関係を明確にすべく、図１０のＳ１０と、Ｓ１１は、この図１７においてもＳ１０と、Ｓ１１と付している。
【００８７】
本実施形態では、図１１に示すように、このような金属製異物の検出のために、位置検出コイル１４に異物検出信号として、例えば１ＭＨｚのパルス（ａ）を所定間隔で印加するようにしている（図１１では一つしか示していないが、所定時間後にはこの図１１のパルスが位置検出コイル１４に異物検出信号として印加される）。
【００８８】
このとき、この位置検出コイル１４と携帯端末１５が保有する携帯充電コイル（図示せず）とは対向しているので、図１１の（ｂ）のようなエコー信号が携帯端末１５の携帯充電コイルから戻り、位置検出コイル１４で検出される。
【００８９】
制御部１０は、図１１の（ｃ）のように、位置検出コイル１４が検出するエコー信号のピークホールドをし、その時のアナログ値をデジタル信号に変換し、メモリ１０ａに記憶させる。
【００９０】
つまり、図１２のごとく、このような金属製異物の検出のために、制御部１０から、位置検出コイル１４に、異物検出信号として、例えば１ＭＨｚのパルス（ａ）を印加すると、図１３の（ａ）のようなエコー信号が携帯端末１５の携帯充電コイルから位置検出コイル１４に戻り、これが図１２のコンデンサ４４に充電されることになる。
【００９１】
そして、これによってエコー信号のピークホールドが行えるのである。
【００９２】
この図１２において、トランジスタ４５（スイッチング素子の一例）は、制御部１０によってＯＮ、ＯＦＦが制御され、ＯＮ状態では、上記位置検出コイル１４で検出したエコー信号はトランジスタ４５に流れ、コンデンサ４４には充電されない。
【００９３】
これに対して、制御部１０によってトランジスタ４５をＯＦＦにすると、上記位置検出コイル１４で検出したエコー信号はコンデンサ４４に充電されることとなる。
【００９４】
そして、このようにトランジスタ４５がＯＦＦの間は、コンデンサ４４への充電が継続され、その結果として図１３（ｂ）、図１１（ｃ）のごとく、上記位置検出コイル１４で検出したエコー信号に対するピークホールドが行えるのである。
【００９５】
制御部１０はコンデンサ４４の電圧値をデジタル信号に変換し、メモリ１０ａに記憶させる。
【００９６】
続いて、制御部１０は、トランジスタ４５をＯＮの状態とし、コンデンサ４４の電荷を放電させ、再び、金属製異物の検出のために、位置検出コイル１４に、異物検出信号として、例えば１ＭＨｚのパルス（ａ）を印加する。
【００９７】
すると、図１３の（ａ）、図１１の（ｂ）のようなエコー信号が携帯端末１５の携帯充電コイルから位置検出コイル１４に戻るが、このときには、まだトランジスタ４５をＯＦＦとしていないので、コンデンサ４４への充電は開始されない。つまり、エコー信号のピークホールドはまだ開始されないのである。
【００９８】
本実施形態では、制御部１０によって、位置検出コイル１４に、異物検出信号として、例えば１ＭＨｚのパルス（ａ）を印加後、ピークホールドを開始するまでの時間を毎回徐々に遅らせるようにしている。
【００９９】
つまり、制御部１０によって、位置検出コイル１４に、異物検出信号として、例えば１ＭＨｚのパルス（ａ）を印加後、図１２のトランジスタ４５をＯＮからＯＦＦにするタイミング（時間）を、毎回遅らせるのである。
【０１００】
その結果、制御部１０が検出するピークホールドの値は、図１４のようになる。
【０１０１】
この図１４は、携帯充電コイルの形状などがことなる５個の携帯端末１５を用いて、異物検出をした結果を示している。
【０１０２】
つまり、制御部１０によって、位置検出コイル１４に、異物検出信号として、例えば１ＭＨｚのパルス（ａ）を印加後、ピークホールドを開始するまでの時間が早いものは、ピーク値は高く、ピークホールドを開始する時間を遅らせると、ピーク値も小さくなるという結果を示している。
【０１０３】
これは、図１３（ａ）に示した実測波形からも理解されるもので、エコー信号は徐々に減衰するので、ピークホールドを開始するまでの時間が早いと、ピーク値は高く、ピークホールドを開始する時間が遅いと、ピーク値は小さくなる。
【０１０４】
図１３、図１４は、設置板６上面に、携帯端末１５を置いた状態で異物検出信号を発行した時（硬貨などの金属製異物無しの状態）の実測値である。
【０１０５】
これに対して、図１５、図１６は、設置板６上面に、硬貨などの金属製異物が置かれ、その上に携帯端末１５を置いた状態で充電が開始された状態の実測値である。
【０１０６】
これらの図１３、図１４（金属製異物無し）と、図１５、図１６（金属製異物有り）の比較で判明したことは、設置板６上面に、硬貨などの金属製異物が置かれた状態では、位置検出コイル１４が検出するエコー信号の減衰が早くなるということである。
【０１０７】
つまり、図１４は金属製異物無しの状態におけるピーク値を時間の経過とともに示したものであるが、初回、または初回近くの地点おけるピーク値に対して、例えばピーク値が半減するまでの時間をＡとすると、図１６に示す金属製異物有りの場合には、その時間がＢと極端に短くなる。
【０１０８】
エコー信号が早く減衰してしまう理由は、金属異物の存在によってエコー信号が遮蔽、またはエネルギー変換されたものと考えられる。
【０１０９】
また、これらの図１４、図１６からも理解されるように、携帯端末１５の種類が異なっても、その傾向は明確に表れる。
【０１１０】
さらに、重要な点は、位置検出コイル１４に加える信号レベルが一定であると言うことである。
【０１１１】
例えば、充電コイル８によって異物検出を行うことを考えた場合、異物の存在時には、携帯端末１５側からの要請で、この充電コイル８の出力が高くなるので、このように出力が異なる状態では、金属製異物の有無検出を行うのは非常に困難なものとなる。
【０１１２】
これに対して、本実施形態では、位置検出コイル１４に加える信号レベルが一定で、しかも、金属製異物の存在の有無によってエコー信号も大きく変動するので、金属製異物の存在有無を容易に検出することが出来る。
【０１１３】
また、これは携帯端末１５の種類が異なっても同様な関係となるので、極めて有効なものとなる。
【０１１４】
そして、本実施形態では、メモリ１０ａに記憶させたエコー信号のピーク値のデータを活用し、初回、または初回近くの地点おけるピーク値に対して、例えばピーク値が半減するまでの時間が所定値よりも短いものは、異物が存在すると判断し、上述した異物警報部４３を駆動するものとした。
【０１１５】
以上の動作が理解されたところで、制御部１０の実際の制御動作について説明する。
【０１１６】
本実施形態では、上述のごとく、金属製異物の検出のために、制御部１０の動作として、図１０のＳ１０と、Ｓ１１の間に、図１７の動作を介在させたことが特徴となっている。
【０１１７】
先ず、制御部１０は、位置検出コイル１４によって検出した携帯端末１５の位置に充電コイル８を移動し（図１７のＳ１０）、次に、位置検出コイル１４によってエコー信号が検出できるように、検出用ゲインを設定する（図１７のＳ１６）。
【０１１８】
次に、図１１（ａ）で示したパルスの出力回数（実施の形態では例えば５０回）を確認する（図１７のＳ１７）。
【０１１９】
その後、図１１（ａ）で示したパルスを位置検出コイル１４に出力する（図１７のＳ１８）。
【０１２０】
次に、エコー信号を検出するタイミング（時間待ち）を設定する（図１７のＳ１９）。
【０１２１】
なお、この（図１７のＳ１９）においては、上述の説明で理解されるように、毎回タイミングがずらされる。
【０１２２】
そして、このタイミングで、図１２のトランジスタ４５がＯＦＦされ、エコー信号のピークホールドが開始される（図１７のＳ２０）。
【０１２３】
その後、その信号をアナログ値からデジタル値に変換し、メモリ１０ａに記憶させる（図１７のＳ２１、２２）。
【０１２４】
そのご、再び（図１７のＳ１７）に戻り、設定した検出回数が完了するまで、エコー信号のピークホールドが行われ、図１４、図１６のような結果を得る。
【０１２５】
そして、設定した検出回数が完了すると、図１４の時間Ａ、または図１６の時間Ｂの測定が行われる（図１７のＳ２３）。
【０１２６】
その後、充電コイル８への通電が行われ（図１７のＳ１１）、続いて、携帯端末１５からのＩＤを取得する（図１７のＳ２４）。
【０１２７】
次に、取得したＩＤに対して、メモリ１０ａに記録されている減衰までの時間（例えば図１４の時間Ａ、または図１６の時間Ｂ）よりも早いか否かを確認する（図１７のＳ２５）。
【０１２８】
つまり、本実施形態では、以前充電した機種（ＩＤ）における減衰時間を記録しているので、今回、充電対象となっている携帯端末１５について、この機種の減衰時間が遅ければ、それを順次更新するとともに、異物無しと、判定をする（図１７のＳ２６、Ｓ２７）。
【０１２９】
これに対して、今回充電する携帯端末１５が始めてのもの、あるいは以前充電した機種（ＩＤ）における減衰時間が、メモリ１０ａに記録されている減衰時間よりも遅ければ、設定している減衰時間よりも早いか否かを判断し（図１７のＳ２８）、遅ければ金属製異物無し、と判定する（図１７のＳ２７）。
【０１３０】
また、減衰時間が、設定されている減衰時間よりも早ければ、金属製異物が存在するとして、異物警報部４３を駆動する（図１７のＳ２８、Ｓ２９、Ｓ３０）。
【０１３１】
なお、上記実施形態では、設置板６の下面側に対向した状態で水平方向に可動自在に充電コイル８を設けたが、設置板６に複数の充電コイル（図示せず）を設けて、位置検出コイル１４で検出した携帯端末１５位置の充電コイルを駆動するようにしても良い。
【０１３２】
また、上記実施形態では、設置板６に位置検出コイル１４を設けたが、位置検出コイル１４を設置板６の下方に配置しても良い。
【０１３３】
さらに、上記実施形態では、異物の存在を検出すると、異物警報部４３を駆動するものとしたが、充電コイル８への通電を停止させる構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
以上のごとく本発明においては、位置検出コイルによる携帯端末の位置確認後に、この位置検出コイルに所定間隔で複数回、異物検出信号を印加するとともに、各異物検出信号を印加時における携帯端末からのエコー信号を位置検出コイルで検出してメモリに記憶させ、次にメモリに記憶させたエコー信号の変化状態に基づき、設置板上の金属製異物検出を行う構成としたものである。
【０１３５】
以上の構成としても、各異物検出信号印加後に、携帯端末から得られるエコー信号の値は、複数種の携帯端末ごとに異なるが、本発明では、異物が存在するときには、携帯端末の種類に関らず、エコー信号の変化が大きくなるので、この変化の大きさによって異物検出を行うこととしたものであり、このようにすれば、複数種の携帯端末の使用に対しても、異物検出を適切に行うことができるのである。
【０１３６】
したがって、車載用や家庭用の無接点充電装置としての活用が期待されるものとなる。
【符号の説明】
【０１３７】
１  自動車
２  車内
３  ハンドル
４  電子機器
５  無接点充電装置
６  設置板
７  本体ケース
８  充電コイル
９  駆動部
１０  制御部
１０ａ  メモリ
１１  表面板
１２  中板
１３  裏面板
１４  位置検出コイル
１５  携帯端末
１６  保持体
１７  支持脚
１８  支持板
１９  制御基板
２０  下面板
２１  支持体
２２  Ｘ軸方向駆動軸
２３  Ｙ軸方向駆動軸
２４  貫通孔
２５  ウォームホイール
２６  ギア
２７  ウォーム
２８  モータ
２９  歯車板
３０  ウォームホイール
３１  ギア
３２  ウォーム
３３  モータ
３４  歯車板
３５  フレキシブル配線
３６  Ｘ軸モータ制御部
３７  Ｙ軸モータ制御部
３８  充電コイル制御部
３９  検出用コイル制御部
４０  電源スイッチ
４１  スイッチ
４２  スイッチ
４３  異物警報部
４４  コンデンサ
４５  トランジスタ
【図１】
2015027172.tif 000003
【図２】
2015027172.tif 000004
【図３】
2015027172.tif 000005
【図４】
2015027172.tif 000006
【図５】
2015027172.tif 000007
【図６】
2015027172.tif 000008
【図７】
2015027172.tif 000009
【図８】
2015027172.tif 000010
【図９】
2015027172.tif 000011
【図１０】
2015027172.tif 000012
【図１１】
2015027172.tif 000013
【図１２】
2015027172.tif 000014
【図１３】
2015027172.tif 000015
【図１４】
2015027172.tif 000016
【図１５】
2015027172.tif 000017
【図１６】
2015027172.tif 000018
【図１７】
2015027172.tif 000019