(57)【要約】【課題】従来の非接触充電器において、充電中に非接触の受電部と送電部の位置合せの制度が低いと、効率よく充電器できないために、無駄な電力を消費したり、エネルギーが熱となって変換効率をさげる要因になっている。【解決手段】円筒状の充電台と、この充電台を垂直に均等に区別するように充電台内に配置された平面コイルを有する複数のシートコイルとこの各シートコイルを直列に接続するとともにコンデンサを介して正弦波出力の高周波アンプに接続し、上記充電台とシートコイルとによって形成された空間に投入される電力によって、内蔵する二次電池に充電電力を供給するコイルを有する携帯機器に、シートコイルより無接触により電力を供給するよう構成した非接触充電器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の充電台と、この充電台を垂直に均等に区別するように充電台内に配置された平面コイルを有する複数のシートコイルとこの各シートコイルを直列に接続するとともにコンデンサを介して正弦波出力の高周波アンプに接続し、上記充電台とシートコイルとによって形成された空間に投入される電力によって、内蔵する二次電池に充電電力を供給するコイルを有する携帯機器に、シートコイルより無接触により電力を供給するよう構成した非接触充電器。
【請求項２】
前記複数のシートコイルは、コンデンサに接続される側を密巻きとし正弦波出力の高周波アンプと直接接続される側を疎巻となるように構成したことを特徴とする請求項１記載の非接触充電器。
【請求項３】
前記シートコイルが３個以上で構成される場合にコンデンサ接続側から高周波アンプと直接接続される側に密巻きから徐々に疎巻きとなるように構成したことを特徴とする請求項１記載の非接触充電器。
【請求項４】
前記複数のシートコイルは、取り付けられるケースなどに溝の切りかけを作製して、前記複数のシートコイルをはめ込むようにする構成をとり、一定の間隔および平行性を確保できるように構成したことを特徴とする非接触充電器。
【請求項５】
前記複数のシートコイルは、取り付けられるケースの材料をアルミとし、前記複数シートコイルをプリント基板上に作製したことを特徴とした請求項４記載の非接触充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非接触充電器、特にそのコイル構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、情報機器の普及に伴い、携帯電話、電子情報端末などの小型、薄型および軽量化が急速に進み、リチウムイオン電池およびニッケル水素電池などの二次電池で駆動する電源が多用されるようになってきている。
【０００３】
しかし、充電器との接点が露呈していると使用する場所、その環境の影響を受ける場合がある。
【０００４】
例えば、髭剃り、電動はブラシなどの水周りがある場合、非接触で充電できれば、充電端子がある場合に比べて、比較的信頼性があるようになる。
【０００５】
また、小型の面では、立体テレビの３Ｄ用のめがねのように充電用の端子の作製が困難なものにおいて、非接触で充電できれば、簡単に充電できるようになる。
【０００６】
充電中に非接触の受電部と送電部の位置合せの制度が低いと、効率よく充電器できないために、位置合せが重要となる。
【０００７】
その非接触充電器において、特許文献１に記載しているような平面磁気素子などを使用し、回路パターン化して、コイルを作製している。
【０００８】
そのコイルで電流を流せる部分を作成し、電磁気学の物理現象から磁界を発生させ、電力を得るようにしている。
【０００９】
従来の非接触充電器は充電開始時に受電部から送信部へ所定のパターン信号やＩＤ信号を送り、送信部で所定のパターン信号やＩＤ信号を検知したことに限り送信部の出力を強磁界に維持を行ったりすることが可能である。
【００１０】
受電部から送信部で受け取った信号に連動させて送信部の出力制御を可変することが知られている。
【００１１】
また、非接触充電で充電開始時に二次電池に電力を送るスイッチを所定のパターンで  ＯＮ／ＯＦＦさせ、電力送信部は送受信のコイルを通して電流変化や電圧変化を検出し、所定のパターンを検出したときに限り電力送信の出力を強制磁界に維持するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１７３９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記従来の非接触充電器において、充電中に非接触の受電部と送電部の位置合せの制度が低いと、効率よく充電器できないために、無駄な電力を消費したり、エネルギーが熱となって変換効率をさげる要因になっている。そのため、容易に位置合せが可能になれば、所定の充電台上で充電が可能になる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の非接触充電器は、円筒状の充電台と、この充電台を垂直に均等に区別するように充電台内に配置された平面コイルを有する複数のシートコイルとこの各シートコイルを直列に接続するとともにコンデンサを介して正弦波出力の高周波アンプに接続し、上記充電台とシートコイルとによって形成された空間に投入される電力によって、内蔵する二次電池に充電電力を供給するコイルを有する携帯機器に、シートコイルより無接触により電力を供給するよう構成したものである。
【００１５】
また、本発明の前記複数のシートコイルは、コンデンサに接続される側を密巻きとし正弦波出力の高周波アンプと直接接続される側を疎巻となるように構成したもの、前記シートコイルが３個以上で構成される場合にコンデンサ接続側から高周波アンプと直接接続される側に密巻きから徐々に疎巻きとなるように構成した非接触充電器である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、充電中に非接触の受電部と送電部の位置合せの制度が低いと、効率よく充電器できないために、容易に位置合せが可能になり、所定の充電台上で充電が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に示す非接触充電器の構成図
【図２】本発明の実施の形態２に示す等価回路図
【図３】本発明の実施の形態１に示す回路構成図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１おける非接触充電器の構成図である。
【００２０】
図１において充電台１は電力を送電する置き台であり、円筒状に構成され垂直に４分割され、分割部に携帯機器２を挿入し、電力を供給する。平面コイルを有するシートＡ１１及び平面コイルを有するシートＢ１２及び平面コイルを有するシートＣ１３及び平面コイルを有するシートＤ１４はそれぞれシートにコイルが印刷又は巻き線状のポリウレタン線が取り付けされ、電流を流すことにより、磁界を発生する。
【００２１】
コンデンサ１５は直列接続された平面コイルを有するシートＡ１１と平面コイルを有するシートＢ１２と平面コイルを有するシートＣ１３と平面コイルを有するシートＤ１４のコイルと直列接続される。
【００２２】
正弦波出力高周波アンプ１６は高周波の正弦波を出力し、平面コイルを有するシートＡ１１のコイルとコンデンサ１５とに接続され、高周波電力を供給することにより、平面コイルを有するシートＡ１１及び平面コイルを有するシートＢ１２及び平面コイルを有するシートＣ１３及び平面コイルを有するシートＤ１４に磁界を発生させる。
【００２３】
ハーネスＡ１７はコンデンサ１５と平面コイルを有するシートＤ１４と接続し、高周波電流を流す。
【００２４】
ハーネスＢ１８は平面コイルを有するシートＡ１１のコイルと平面コイルを有するシートＢ１２のコイルとを接続し、高周波電流を流す。ハーネスＣ１９は平面コイルを有するシートＢ１２と平面コイルを有するシートＣ１３とを接続し、高周波電流を流す。
【００２５】
同様に図１には記載できないが、平面コイルを有するシートＣ１３と平面コイルを有するシートＤ１４のそれぞれのコイルはハーネスで接続され、高周波電流を流す。携帯機器２は非接触充電器１より送電された電力を受電し、携帯機器に内蔵されている二次電池に充電をする機器である。
【００２６】
図３において、図１の状態を回路構成図にしたものである。
【００２７】
この図３において、携帯機器用受電コイル２１は充電台１の分割部に挿入し、平面コイルを有するシート１１及び平面コイルを有するシートＢ１２及び平面コイルを有するシートＣ１３及び平面コイルを有するシートＤ１４からの磁界により電圧を誘起する。
【００２８】
整流平滑部２２は誘起された正弦波電圧を整流及び平滑を行い、充電回路２３に直流電力を供給する。充電回路２３は二次電池２４の二次電池に適した電圧及び電流を供給する回路で構成され、二次電池２４を充電する。
【００２９】
二次電池２４は携帯機器２の電源で携帯機器負荷２５に電力を供給する。
【００３０】
図１を用いて、本実施の形態における非接触充電の動作を詳細に説明する。正弦波出力高周波アンプ１６が高周波の正弦波を出力することで、直列接続された平面コイルを有するシートＡ１１及び平面コイルを有するシートＢ１２及び平面コイルを有するシートＣ１３及び平面コイルを有するシートＤ１４とコンデンサ１５に高周波電流が流れ、平面コイルを有するシートのコイルから磁界を発生する。
【００３１】
この発生した磁界を携帯機器２に内蔵される携帯用受電コイル２１で受電することにより、携帯用受電コイル２１は正弦波電圧を誘起する。
【００３２】
この誘起した正弦波電圧を整流平滑部２２で直流に変換し、充電回路２３で充電制御することによって二次電池２４に充電を行う。これによって非接触充電という特有の効果を有する。
【００３３】
この図１の構成例として、平面コイルを有するシートＡ１１から平面コイルを有するシートＤ１４の４枚のものは、通常のプリント基板上にコイルを作製したものである。
【００３４】
平面コイルを有するシートＡ１１などのこの４枚のものは、ケース２６に溝などの切りかけを作製して、これらの平面コイルを有するシートＡ１１などの４枚のものをはめ込むようにする。
【００３５】
そのことで、これらの平面コイルを有するシートＡ１１は、一定の間隔および平行性を確保でき安定な取り付けが可能である。
【００３６】
今回の平面コイルを有するシートＡ１１などの例を４分割として、４枚としたが、枚数の限定はしない。構成の材料として、充電台１とケース２６は、アルミなどの金属でできている。
【００３７】
図２は本発明の実施の形態２に示す等価回路である。
【００３８】
図１に対応する直列接続された平面コイルを有するシートＡ１１及び平面コイルを有するシートＢ１２及び平面コイルを有するシートＣ１３及び平面コイルを有するシートＤ１４の各コイルはコンデンサ１５と高周波出力アンプ１６に直列接続する。
【００３９】
コンデンサ１５に接続する平面コイルを有するシートＤ１４のコイルは密巻きとし、平面コイルを有するシートＣ１３と平面コイルを有するシートＢ１２及び平面コイルを有するシートＡ１１は正弦波出力高周波アンプに接続される平面コイルを有するシートＡ１１側の各コイルが徐々に疎巻きとなるよう構成する。
【００４０】
図２を用いて、本実施の形態における非接触充電器の磁界の分布を詳細に説明する。
【００４１】
正弦波出力高周波アンプ１６にコンデンサ１５が接続された側がインピーダンスが高くなり、逆に正弦波出力高周波アンプ１６に直接接続されるところはインピーダンスが低くなるため、インピーダンスを均一化するため、コンデンサ１５に接続する平面コイルを有するシートＤ１４のコイルを密巻きとし、高周波アンプ１６に接続する平面コイルを有するシートＡ１１側に向かって徐々に疎巻きとなるように構成することで、インピーダンスが均一化され、その結果、磁界の発生が均等となり、どの分割部においても一様で高効率の電力伝送を行うことができるという特有の効果を有する。
【００４２】
この構成として、平面コイルを有するシートＡ１１から４段階の例で示したが、各コイルが徐々に疎巻きとなる段階は４段階でなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかる非接触充電器は、（発明の効果）が可能になるので非接触充電器などとして有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１    充電台
２    携帯機器
１１  平面コイルを有するシートＡ
１２  平面コイルを有するシートＢ
１３  平面コイルを有するシートＣ
１４  平面コイルを有するシートＤ
１５  コンデンサ
１６  正弦波出力高周波アンプ
１７  ハーネスＡ
１８  ハーネスＢ
１９  ハーネスＣ
２１  携帯機器用受電コイル
２２  整流平滑部
２３  充電回路
２４  二次電池
２５  携帯機器負荷
２６  ケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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