(57)【要約】【課題】充電台において金属物の吸着を抑制しつつ、受電電極と給電部との適切な接続状態を実現することを課題とする。【解決手段】充電台は、一対の受電電極を備える充電対象物の載置部が形成された筐体と、それぞれ前記筐体に設けられた開口部から出没することによって前記受電電極と接触又は離間する一対の給電部を備え、少なくとも軟磁性体を含む素材により形成された電極部と、前記電極部の側方に前記電極部と対向させて配置された第１のヨークと、対向配置された前記電極部と前記第１のヨークとの間に配置された固定磁石と、前記載置部に前記充電対象物が載置された状態のときに前記電極部に接近し、前記載置部から前記充電対象物が除去された状態のときに前記電極部から離れる第２のヨークと、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の受電電極を備える充電対象物の載置部が形成された筐体と、
それぞれ前記筐体に設けられた開口部から出没することによって前記受電電極と接触又は離間する一対の給電部を備え、少なくとも軟磁性体を含む素材により形成された電極部と、
前記電極部の側方に前記電極部と対向させて配置された第１のヨークと、
対向配置された前記電極部と前記第１のヨークとの間に配置された固定磁石と、
前記載置部に前記充電対象物が載置された状態のときに前記電極部に接近し、前記載置部から前記充電対象物が除去された状態のときに前記電極部から離れる第２のヨークと、を備え、
前記載置部から前記充電対象物が除去された状態のときに、前記筐体内において前記固定磁石、前記電極部、前記第１のヨーク及び前記第２のヨークを含む第１の磁気回路を形成し、
前記載置部に前記充電対象物が載置された状態のときに、前記固定磁石、前記電極部、前記受電電極及び前記第１のヨークを含む第２の磁気回路を形成する充電台。
【請求項２】
前記第２のヨークは、前記充電対象物が前記載置部に載置されたときに、前記充電対象物が接触する接触部を備えたレバー部材に設けられた請求項１に記載の充電台。
【請求項３】
前記レバー部材は、前記第２のヨークを前記電極部から離す方向に付勢する付勢部材を備える請求項２に記載の充電台。
【請求項４】
充電対象物である携帯端末が充電台の載置部から除去された状態のときに、前記充電台の筐体内に設けられた固定磁石、電極部、第１のヨーク及び第２のヨークを含む第１の磁気回路を形成し、
前記携帯端末が前記載置部に載置された状態のときに、前記第２のヨークが前記電極部から離れるとともに、前記携帯端末が備える受電電極に前記電極部が引き寄せられ、前記固定磁石、前記電極部、前記受電電極及び前記第１のヨークを含む第２の磁気回路を形成する携帯端末の充電構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電台及び携帯端末装置の充電構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話やタブレット型の携帯端末装置の充電装置として、充電対象となる携帯端末装置が載置されると、その荷重により押し出された給電部が、携帯端末装置が備える受電電極と接触して充電を行う充電台が知られている。このような充電台では、携帯端末装置が傾いて載置されるなど、荷重が十分に作用しないと受電電極と充電台側の給電部とが微小な接圧で接触すると異常発熱を起こす可能性があった。このような受電電極と給電部との微小な接圧での接触を回避できる提案として、例えば、磁石により受電電極（受電表面電極）と給電部（給電表面電極）とを接続するコネクタが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平４−１１５７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の開示では、受電表面電極の裏側に受電永久磁石を備えるとともに、給電表面電極の裏側に裏面電極を介して給電永久磁石が配置されている。このため、このコネクタを家電製品や、携帯端末装置の充電装置に用いようとする、例えば、金属製のヘアピンやクリップを引き寄せてしまい、ショートの原因となる可能性がある。
【０００５】
１つの側面では、本明細書開示の充電台及び携帯端末装置の充電構造は、充電台において金属物の吸着を抑制しつつ、受電電極と給電部との適切な接続状態を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書開示の充電台は、一対の受電電極を備える充電対象物の載置部が形成された筐体と、それぞれ前記筐体に設けられた開口部から出没することによって前記受電電極と接触又は離間する一対の給電部を備え、少なくとも軟磁性体を含む素材により形成された電極部と、前記電極部の側方に前記電極部と対向させて配置された第１のヨークと、対向配置された前記電極部と前記第１のヨークとの間に配置された固定磁石と、前記載置部に前記充電対象物が載置された状態のときに前記電極部に接近し、前記載置部から前記充電対象物が除去された状態のときに前記電極部から離れる第２のヨークと、を備え、前記載置部から前記充電対象物が除去された状態のときに、前記筐体内において前記固定磁石、前記電極部、前記第１のヨーク及び前記第２のヨークを含む第１の磁気回路を形成し、前記載置部に前記充電対象物が載置された状態のときに、前記固定磁石、前記電極部、前記受電電極及び前記第１のヨークを含む第２の磁気回路を形成する。
【０００７】
本明細書開示の携帯端末装置の充電構造は、充電対象物である携帯端末装置が充電台の載置部から除去された状態のときに、前記充電台の筐体内に設けられた固定磁石、電極部、第１のヨーク及び第２のヨークを含む第１の磁気回路を形成し、前記携帯端末装置が前記載置部に載置された状態のときに、前記第２のヨークが前記電極部から離れるとともに、前記携帯端末装置が備える受電電極に前記電極部が引き寄せられ、前記固定磁石、前記電極部、前記受電電極及び前記第１のヨークを含む第２の磁気回路を形成する。
【発明の効果】
【０００８】
本明細書開示の充電台及び携帯端末装置の充電構造によれば、充電台において金属物の吸着を抑制しつつ、受電電極と給電部との適切な接続状態を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（Ａ）は実施形態の充電台と充電対象物であるタブレット装置とを正面側から観た斜視図であり、図１（Ｂ）は実施形態の充電台とタブレット装置とを背面側から観た斜視図である。
【図２】図２は充電台の図１（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３はタブレット装置が充電台の載置部に載置されていない状態の充電台の図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４はタブレット装置が充電台の載置部に載置されていない状態の充電台内部の様子を示す説明図である。
【図５】図５は第１の磁気回路の説明図である。
【図６】図６は第１の磁気回路を模式的に示す説明図である。
【図７】図７はタブレット装置が充電台の載置部に載置された状態の充電台の図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】図８はタブレット装置が充電台の載置部に載置された状態の充電台内部の様子を示す説明図である。
【図９】図９は第２の磁気回路の説明図である。
【図１０】図１０は第２の磁気回路を模式的に示す説明図である。
【図１１】図１１は凸状に形成された給電部を備えた例を示す説明図である。
【図１２】図１２は電極部に給電部を別個に設けた実施形態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。
【００１１】
（実施形態）
まず、図１乃至図３を参照しつつ、実施形態の充電台１及び携帯端末装置、すなわちタブレット装置２の充電構造１００について説明する。図１（Ａ）は実施形態の充電台１と充電対象物であるタブレット装置２とを正面側から観た斜視図であり、図１（Ｂ）は実施形態の充電台１とタブレット装置２とを背面側から観た見た斜視図である。図２は充電台１の図１（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。図３はタブレット装置２が充電台１の載置部４ａに載置されていない状態の充電台１の図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００１２】
本実施形態では、充電台１及び充電構造１００による充電対象物として携帯端末装置の一例であるタブレット装置２を想定している。充電対象物は、タブレット装置２に限定されるものでなく、携帯電話機や他の家電製品、その他の電気製品にも広く適用することができる。
【００１３】
タブレット装置２は、背面側に一対の受電電極２ａを備えており、充電台１が備える載置部４ａに載置されることにより充電可能な状態となる。充電台１は、筐体３を備える。筐体３は、前面板４と底板５を備える。前面板４には、段状の載置部４ａが設けられている。載置部４ａには一対の開口部４ａ１が設けられている。開口部４ａ１には、後述する突起部１２ｂが出没する。前面板４には一対の窓部４ｂが設けられている。窓部４ｂには、後述する給電部６ａが出没する。
【００１４】
筐体３の内部には、一対の電極部６が配置されている。電極部６は、軸部７により筐体３の内部において揺動可能に設けられている。電極部６は、軟磁性体を含む素材により形成されており、磁束を通すヨークとして機能することができる。電極部６は、筐体３に設けられた窓部４ｂから出没することによってタブレット装置２が備える受電電極２ａと接触又は離間する給電部６ａを備える。電極部６は左右対称に一対設けられており、これにより、給電部６ａも一対準備されている。給電部６ａは、窓部４ｂから突出した状態となることにより受電電極２ａと接触する。給電部６ａは、窓部４ｂから没することにより受電電極２ａと離間する。電極部６は、上述のようにヨークとして機能するだけでなく、通電経路としても機能する。従って、一方の電極部６には、給電線８ａが接続されており、他方の電極部６にはグランド線８ｂが接続されている。
【００１５】
図３を参照すると、筐体３の内部には、それぞれ電極部６の側方に電極部６と対向させて配置された第１のヨーク９を備える。第１のヨーク９は、軟磁性体を含む素材により成形されている。第１のヨーク９は、電極部６と同様に左右対称に一対設けられており、それぞれ筐体３の底板５に設置されている。第１のヨーク９のそれぞれには、固定磁石１０が設けられている。固定磁石１０は、対向配置された電極部６と第１のヨーク９との間に配置されている。固定磁石１０の極性はどちらでも構わないが、本実施形態では、電極部６と対向する側をＮ極とし、第１のヨーク９と対向する側をＳ極としている。
【００１６】
筐体３の内部には、第２のヨーク１１が配置されている。第２のヨーク１１は、軟磁性体を含む素材により成形されている。第２のヨーク１１は、電極部６と同様に左右対称に一対設けられている。第２のヨーク１１は、電極部６の下側に配置されており、載置部４ａにタブレット装置２が載置された状態のときに電極部６に接近し、載置部４ａからタブレット装置２が除去された状態のときに電極部６から離れる。具体的に、第２のヨーク１１は、タブレット装置２が載置部４ａに載置されたときに、タブレット装置２が接触する突起部１２ｂを備えたレバー部材１２に設けられている。突起部１２ｂは、筐体３が備える開口部４ａ１に出没する。ここで、突起部１２ｂは、接触部の一形態であり、タブレット装置２が接触することによってレバー部材１２を作動させることができるものであれば、その形状は問わない。レバー部材１２は、筐体３の内部に、軸部１２ａを介して揺動可能に装着されている。タブレット装置２が突起部１２ｂを押すとレバー部材１２は、軸部１２ａを回転軸として回転し、第２のヨーク１１を電極部６から離す。レバー部材１２と底板５との間には、第２のヨーク９を電極部６から離す方向に付勢する付勢部材１３を備える。本実施形態における付勢部材は、コイルばねを用いているが、他の弾性部材を用いてもよい。付勢部材１３であるコイルばねは、第２のヨークと電極部６とが離された状態のときに自由長となるように設置されている。すなわち、第２のヨーク１１と電極部６とが磁着した状態のときに伸張した状態なり、第２のヨーク１１と電極部６とを離す方向の付勢力を発揮する。なお、第２のヨーク１１の大きさは、受電電極２ａと比較して十分小さくする。これは、後に詳説する第２のヨーク１１を含む第１の磁気回路Ｍ１における磁力と、受電電極２ａを含む第２の磁気回路Ｍ２における磁力との関係を規定する為である。
【００１７】
つぎに、このような充電台１の機能につき、載置部４ａからタブレット装置２が除去された状態のときと、載置部４ａにタブレット装置２が載置された状態のときにつき、説明する。
【００１８】
まず、載置部４ａからタブレット装置２が除去された状態のときについて、図２、図４乃至図６を参照しつつ説明する。図２、図４に示すように、載置部４ａからタブレット装置２が除去された状態のとき、電極部６の下側には、第２のヨーク１１が近づいた状態となっている。これは、図５や図６に示すように、第１の磁気回路Ｍ１が形成されているためである。図５や図６を参照すると、第１の磁気回路Ｍ１は、固定磁石１０、電極部６、第２のヨーク１１及び第１のヨーク９を含んだ閉じた磁気回路となっている。具体的に、固定磁石１０のＮ極から漏れ出た磁束は、電極部６が受ける。そして、電極部６の下面から漏れ出た磁束は、第２のヨーク１１が受ける。さらに、第２のヨーク１１が第１のヨーク９と対向する面から漏れ出た磁束は、第１のヨーク９が受ける。そして、第１のヨーク９を通じて、固定磁石１０のＳ極に磁束が通る。このような第１の磁気回路Ｍ１が形成されることにより、タブレット装置２が載置部４ａから除去された状態では、電極部６は、常に第２のヨーク１１と引き合う状態となる。このため、電極部６は、筐体３内で固定された状態となる。このため、電極部６が筐体３内でガタつくことがなく、窓部４ｂから外部へ飛び出すこともない。また、第１の磁気回路Ｍ１は、筐体３内で上下方向広がる磁気回路となり、磁束が窓部４ｂ側に向かうことがないため、窓部４ｂ付近にクリップ等の小さな金属物が存在する場合においても電極部６が窓部４ｂ側に移動することがない。この結果、電極部６と金属物との軸的な吸着が回避される。
【００１９】
つぎに、載置部４ａにタブレット装置２が載置された状態のときについて、図７乃至図１０を参照しつつ説明する。図７、図８に示すように、載置部４ａにタブレット装置２が載置された状態のとき、電極部６から、第２のヨーク１１が離れた状態となっている。これは、タブレット装置２が載置部４ａに載置されることにより、突起部１２ｂがタブレット装置２の自重によって押され、レバー部材１２は回転して第２のヨーク１１が電極部６から引き離されるためである。これにより、第１の磁気回路Ｍ１の磁力は弱まる。なお、レバー部材１２は付勢部材１３によって下方に付勢されているため、第２のヨーク１１は容易に電極部６から引き離される。
【００２０】
タブレット装置２が載置部４ａに載置されると、受電電極２ａが窓部４ｂと対向する位置に配置される。このとき、上述のように第１の磁気回路Ｍ１の磁力は弱まっているため、電極部６、より具体的に給電部６ａと受電電極２ａとの磁気的な吸着力が強まる。この結果、第２の磁気回路Ｍ２が形成される。すなわち、第１の磁気回路Ｍ１から第２の磁気回路Ｍ２に切り替わる。図９や図１０を参照すると、第２の磁気回路Ｍ２は、固定磁石１０、電極部６、受電電極２ａ及び第１のヨーク９を含む閉じた磁気回路となっている。具体的に、固定磁石１０から漏れ出た磁束は、電極部６が受ける。そして、電極部６、より具体的に給電部６ａから漏れ出た磁束は、受電電極２ａが受ける。さらに、受電電極２ａの給電部６ａと接触しない面から漏れ出た磁束は、第１のヨーク９が受ける。そして、第１のヨーク９を通じて、固定磁石１０のＳ極に磁束が通る。このような第２の磁気回路Ｍ２が形成されることにより、タブレット装置２が載置部４ａにされた状態では、電極部６は、受電電極２ａ側に引き寄せられ、給電部６ａと受電電極２ａとが磁気的に吸着する。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態の充電台１及び充電構造によれば、充電台において金属物の吸着を抑制しつつ、受電電極と給電部との適切な接続状態を実現することができる。具体的に、装置側、すなわち、タブレット装置側に磁石を必要とせずにタブレット装置２と充電台１の電極同士を磁気的に吸着することが可能となる。その結果、タブレット装置２を充電台２から取り外した状態では、タブレット装置２内に磁石がないためタブレット装置２の電極に金属物が磁気的に吸着することがなくなる。また、このとき第２のヨーク１１が電極部６を引き寄せているため、充電台１側の電極への金属物の磁気的吸着も防止される。この結果、使用者が電極への金属物吸着に気付かないまま、通電されることがなくなり、金属物によるショートの防止が可能となり、利便性を損なわずに携帯端末と卓上置台の安全性および信頼性の向上が図れる。
【００２２】
なお、上記実施形態は、一例であり、例えば、図１１に示すように、給電部１６に凸状部１６ａを形成し、この凸状部１６ａがタブレット装置２に設けられた受電電極２ａの周囲に設けられた凹部に嵌りこむようにしてもよい。これにより、凸状部１６ａと受電電極２ａとが接触しやすくなる。このとき、凸状部１６ａの周囲においてタブレット装置２との間に隙間Ｓが形成されるようにすると、第２の磁気回路Ｍ２が形成され易くなる。
【００２３】
また、図１２に示すように、ヨークとして機能する電極部２６に別個のコネクタ２６ａを形成しこれを給電部としてもよい。すなわち、上記実施例の電極部６は、ヨークとして機能するとともに、給電部６ａまでが一体に形成された態様であったが、コネクタ２６ａを設け、ヨークの機能と電極の機能を分けた態様としてもよい。このような態様を採用するとき、受電電極２ａ側もヨーク部２ａ１と電極部２ａ２とに分割した構成とする。
【００２４】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１  充電台
２  携帯端末装置（充電対象物）
２ａ  受電電極
３  筐体
４  前面板
４ａ  載置部
４ａ１  開口部
４ｂ  窓部
５  底板
６  電極部
６ａ  給電部
８ａ（８ｂ）  給電線／グランド線
９  第１のヨーク
１０  固定磁石
１１  第２のヨーク
１２  レバー部材
１２ａ  軸部
１２ｂ  突起部
１３  付勢部材
１００  充電機構
Ｍ１  第１の磁気回路
Ｍ２  第２の磁気回路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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