(57)【要約】      （修正有）【課題】充電中の携帯機器の移動の抑制効果を向上させることが可能なシート部材を提供する。【解決手段】携帯機器１００と、携帯機器１００を非接触充電にて充電するための充電器２００と、の間に敷くシート部材２２１であって、携帯機器、充電器は充電に伴う電損、誘導損によって温度上昇があり加熱されると粘度が低下する材料である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯機器と、前記携帯機器を非接触充電にて充電するための充電器と、の間に敷くシート部材であって、加熱されると粘度が低下する材料であるシート部材。
【請求項２】
前記シート部材の材料が、熱可塑性ゴム、熱可塑性エラストマー、熱可塑性ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、または可塑剤が添加された熱可塑性樹脂である、請求項１に記載のシート部材。
【請求項３】
前記シート部材は、前記携帯機器が配置されたときに前記携帯機器の重量によって重力方向に沈み込むように変形する材料である、請求項１に記載のシート部材。
【請求項４】
前記シート部材の材料が、粘弾性体である請求項３に記載のシート部材。
【請求項５】
受電部を備えた携帯機器を非接触充電にて充電するための充電器であって、
前記携帯機器が載せられる面に設けられた、請求項１から４のいずれか１項に記載のシート部材と、
前記シート部材を挟んで前記受電部が対向する位置で電磁結合または電界結合により前記受電部に送電する送電部と、を有する充電器。
【請求項６】
前記受電部が受電コイルであり、かつ前記送電部が送電コイルであり、
前記送電コイルに送電する電力伝送回路と、
前記送電コイルのインピーダンスの変化量を検知し、検知した変化量が予め設定された許容範囲内の場合に前記電力伝送回路に前記送電コイルへ送電させる送電側制御部と、をさらに有する、請求項５に記載の充電器。
【請求項７】
前記送電側制御部は、前記電力伝送回路が前記送電コイルに送電している途中に前記インピーダンスの前記変化量が前記許容範囲外になったことを検知した場合に前記電力伝送回路に前記送電コイルへの送電を中断させる、請求項６に記載の充電器。
【請求項８】
受電部を備えた携帯機器と、
前記携帯機器を非接触充電にて充電するための充電器であって、前記携帯機器が載せられる面に設けられた、請求項１から４のいずれか１項に記載のシート部材と、前記シート部材を挟んで前記受電部が対向する位置で電磁結合または電界結合により前記受電部に送電する送電部と、を有する充電器と、
を有する携帯機器の充電システム。
【請求項９】
前記携帯機器が携帯電話機である、請求項８に記載の携帯機器の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触充電により携帯機器を充電する際に敷くシート部材、シート部材を備えた充電器および携帯機器の充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
充電器と携帯機器との間にケーブルやコネクタなど電気的接続箇所を設けない非接触充電には、磁界結合方式と、電界結合方式とがある。磁界結合方式は、さらに電磁誘導方式と磁界共振方式とに分類される。電磁誘導方式と磁界共振方式では、充電器側のコイルと携帯機器側のコイルを互いに対向配置させて充電器が携帯機器へ送電する点では同じであるが、磁界結合モードが異なる。一方、電界結合方式では、充電器側の電極と携帯機器側の電極との間で容量結合させることによって充電器から携帯機器に送電される。
【０００３】
上述した非接触充電では、充電中に携帯機器は充電器に対向配置されている。しかし、携帯機器がバイブレータを備えた携帯電話機の場合、充電中に着信があったときに携帯電話機がバイブレータの振動により移動する場合がある。この場合、携帯電話機が充電器に対向しなくなって、充電器が携帯電話機へ送電できなくなる可能性がある。そこで、充電中の携帯電話機の移動を抑制可能な充電システムが特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された充電システムでは、充電器の表面（携帯機器を載せる面）に接続手段としてのゴム面を形成することによって、充電中の携帯電話機の移動を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
携帯機器、充電器は、充電に伴う電損、誘導損によって温度が上昇する傾向がある。特許文献１に開示された充電システムにおいて、充電器の表面に形成されたゴム面に熱硬化性ゴムが用いられた場合、熱硬化性ゴムは、携帯機器で発生した熱によって粘度が高くなったり、経年劣化によって硬くなる可能性がある。この場合、充電前に比べむしろ携帯電話機が移動しやすい状態となってしまう。
【０００６】
本発明は、充電中の携帯機器の移動を抑制する効果を向上させることが可能なシート部材、充電器、および携帯機器の充電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のシート部材は、携帯機器と、前記携帯機器を非接触充電にて充電するための充電器と、の間に敷くシート部材であって、加熱されると粘度が低下する材料である。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の充電器は、受電部を備えた携帯機器を非接触充電にて充電するための充電器であって、前記携帯機器が載せられる面に設けられた上記シート部材と、前記シート部材を挟んで前記受電部が対向する位置で電磁結合または電界結合により前記受電部に送電する送電部と、を有する。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の携帯機器の充電システムは、受電部を備えた携帯機器と、前記携帯機器を非接触充電にて充電するための充電器であって、前記携帯機器が載せられる面に設けられた上記シート部材と、前記シート部材を挟んで前記受電部が対向する位置で電磁結合または電界結合により前記受電部に送電する送電部と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、充電中の携帯機器の移動を抑制する効果を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の充電システムの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す携帯機器および充電器の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す充電システムの充電動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の充電システムの他の実施形態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の充電システムの一実施形態を示す斜視図である。図１に示す充電システム１０では、ＡＣアダプタ２１４が取り付けられた充電器２００の上面（表面）にシート部材２２１が貼り付けられている。シート部材２２１の上面には、マーク２２２が形成され、マーク２２２の上に携帯機器１００が配置される。本実施形態では、シート部材２２１は熱可塑性ゴムとし、携帯機器１００は携帯電話機とする。シート部材２２１は絶縁材料、絶縁加工されたシートであってもよい。携帯機器１００および充電器２００の電気的構成について説明する。図２は、図１に示す携帯機器１００および充電器２００の電気的構成を示すブロック図である。
【００１３】
まず、携帯機器１００の電気的構成について説明する。携帯機器１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０を搭載している。ＣＰＵ１１０は、バス１３０を介して図２に示す各部と接続されている。以下、ＣＰＵ１１０に接続されている各部について説明する。
【００１４】
ＲＯＭ（Read Only Memory）１１１は、ＣＰＵ１１０が実行するための通信制御、省電力制御といった各種の制御プログラムや、音声着信時などに鳴らすためのメロディデータを格納している。作業用メモリ１１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、ＣＰＵ１１０がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するように構成されている。不揮発メモリ１１３は、データの消去、書き込みを自由に行うことができ、電源を切ってもデータの内容が消えない半導体メモリである。不揮発メモリ１１３には、電話帳データや着信時のイルミネーションなどの各種設定値、ユーザーデータなどが格納されている。無線機送受信部１１４は、無線によってデータの送受信を行う回路である。ＬＥＤ部１１５は、複数色の発光が可能なＬＥＤ（Light Emitting Diode）で構成されている。ＬＥＤ部１１５は、点滅パターンを変えることにより着信時などのイルミネーション機能の発光部として利用される。バイブレータ１１６は、着信時に振動することによって音の代わりにユーザーに着信を通知する手段である。キー入力部１１７は、各種のハードキーの他、タッチパネルなどの入力デバイスによるソフトキーなどにより入力を受け付ける入力回路である。キーバックライト１１８は、キー入力部１１７を照光する部品である。表示制御部１１９は、表示部１２０の表示を制御する制御回路である。マイク１２１、スピーカー１２２、およびレシーバ１２３は音響部品である。マイク１２１にて送話者の音声を入力し、レシーバ１２３より相手話者の音声を出力する。スピーカー１２２は、上述したメロディデータに示された音などを出力する。電源制御部１２４は、充電式電池１２９から携帯機器１００の各部に供給される電力を制御する。さらに、電源制御部１２４は、受電側制御部１２５を制御して受電コイル１２８で発生した起電力で充電式電池１２９を充電する動作を制御する。受電側制御部１２５は、整流回路１２６及び通信回路１２７を制御する。通信回路１２７は、携帯機器１００の受電電圧、充電式電池１２９の充電状況を示す充電情報を充電器２００へ通知する。受電コイル１２８は、充電器２００から受電する機能と、通信用のアンテナ機能とを兼ねている。
【００１５】
次に、充電器２００の電気的構成について説明する。充電器２００は、送電側制御部２１０と、電力伝送回路２１１と、通信回路２１２と、送電コイル２１３と、を有する。送電側制御部２１０は、電力伝送回路２１１および通信回路２１２を制御する。通信回路２１２は、携帯機器１００から送信された各種情報を受信して送電側制御部２１０に提供する。電力伝送回路２１１は、送電側制御部２１０の制御に従って送電コイル２１３へ通電したり、通電を中断したりする。
【００１６】
次に、本実施形態の充電システムの充電動作について説明する。図３は、図１に示す充電システムの充電動作の手順を示すフローチャートである。
【００１７】
まず、充電器２００の送電側制御部２１０が、充電対象物であるか否か判断する（ステップＳ１）。具体的には、送電側制御部２１０は、電力伝送回路２１１に送電コイル２１３へ通電させ、送電コイル２１３のインピーダンスの変化量を検知する。本実施形態では、携帯機器１００が絶縁シート部材２２１のマーク２２２に配置されたときに受電コイル１２８が絶縁シート部材２２１を挟んで送電コイル２１３に対向配置される。これにより、送電側制御部２１０に検知されたインピーダンスの変化量が予め設定された許容範囲内となる。この場合、送電側制御部２１０は、電力伝送回路２１１に送電コイル２１３への送電を開始する。すると、電磁誘導により受電コイル１２８で起電力が発生し、充電式電池１２９の充電が開始する（ステップＳ２）。
【００１８】
ステップＳ１において、インピーダンスの変化量が許容範囲外である場合、送電側制御部２１０は、電力伝送回路２１１に送電コイル２１３への送電を中止させる（ステップＳ３）。ステップＳ１からステップＳ３の動作により、充電器２００自身が、シート部材２２１の上面に載せられた物体が充電対象物なのか金属異物（例えば、鍵）なのか判断し、充電対象物でないと判断した場合には充電を開始しないようにできる。
【００１９】
充電開始後、送電側制御部２１０は、引き続き送電コイル２１３のインピーダンスの変化量を検知し、検知したインピーダンスの変化量が許容範囲内であるか否か判断している（ステップＳ４）。インピーダンスの変化量が許容範囲外になると、送電側制御部２１０は、電力伝送回路２１１に送電コイル２１３への送電を中断させる（ステップＳ５）。インピーダンスの変化量が許容範囲内である場合には、送電側制御部２１０は、電力伝送回路２１１に送電コイル２１３への送電を継続させる（ステップＳ６）。
【００２０】
ステップＳ６の後、送電側制御部２１０は、携帯機器１００の充電が完了したか否か判断する（ステップＳ７）。ステップＳ７の具体的な内容について説明する。携帯機器１００では、電源制御部１２４が充電式電池１２９の充電状況を示す充電情報を受電側制御部１２５に定期的に通知する。受電側制御部１２５は、通知された充電情報を通信回路１２７に受電コイル１２８から充電器２００に無線送信させる。送信された充電情報は、充電器２００の送電コイル２１３を介して通信回路２１２に受信される。通信回路２１２は、受信した充電情報を送電側制御部２１０に出力する。送電側制御部２１０は、入力された充電情報に示された充電状況に基づいて携帯機器１００の充電が完了したか否か判断する。
【００２１】
携帯機器１００の充電が完了すると、送電側制御部２１０は電力伝送回路２１１に送電コイル２１３への送電を停止させる（ステップＳ８）。これにより、充電動作が完了する。
【００２２】
本実施形態では、携帯機器１００の充電が進むにつれて携帯機器１００、充電器２００の温度が上昇すると、シート部材２２１が加熱される。本実施形態ではシート部材２２１は熱可塑性ゴムなので、加熱されたシート部材２２１は粘度が低くなり柔らかくなる。その結果、シート部材２２１と携帯機器１００の密着性が充電前に比べて増す。したがって、充電中の携帯機器１００の移動の抑制効果が向上する。
【００２３】
本実施形態によれば、充電中にバイブレータ１１６が振動しても携帯機器１００がマーク２２２の外側へ移動する可能性は極めて低くなる。仮に、携帯機器１００がマーク２２２の外側へ移動したとしても、送電側制御部２１０が、送電コイル２１３のインピーダンスの変化量が許容範囲外になったことを検知して送電コイル２１３への通電を中断させる。したがって、充電の途中で受電コイル１２８が送電コイル２１３に対向配置されなくなるという異常事態が発生してもフェイルセーフが機能する。
【００２４】
本実施形態の充電システム１０では、シート部材２２１に熱可塑性ゴムを用いる構成であったが、本発明は熱可塑性ゴムに限定されない。シート部材２２１は、熱可塑性ゴムの他に熱可塑性エラストマーとしての熱可塑性ポリウレタン樹脂、一般には熱硬化しにくい組成のシリコーン樹脂、粘度調整剤としての可塑剤が添加されたゴム、樹脂（例えば塩化ビニルのような熱可塑性樹脂）といった加熱されると粘度が低下する材料であればよい。
【００２５】
また本発明では、図４に示すように、シート部材２２１は、携帯機器１００が配置されたときに携帯機器１００の重量によって重力方向に沈み込むように変形することが望ましい。このようにシート部材２２１が変形することによって、携帯機器１００の周囲を囲む段差がシート部材２２１に形成される。この段差によって、携帯機器１００の移動をさらに抑制することが可能となる。この段差の高さを十分に確保するため、シート部材２２１の厚さｔは、携帯機器１００の重量により重力方向に沈み込む深さΔｔよりも十分厚いことが望ましい。また充電時の熱と、携帯機器１００の質量、充電器２００との接触面形状、接触面積とを考慮してシート部材２２１の厚さｔや、粘度を設定すればよい。シート部材２２１の厚さｔや、携帯機器１００の沈み込み量が充分に大きくなるように構成すれば充電器２００が傾いた状態、斜面に設置された場合にでも横滑りを防ぐこともできる。
【００２６】
本発明では、シート部材２１１は熱可塑性ゴムや、前述の材料に限定されない。ゴムのような弾性体だけでなく、加わる力に応じて変形し、力が解放されれば自然と元の形状へと復元するような粘弾性体、例えば熱硬化性ウレタン樹脂やメラミン樹脂のスポンジ状部材であったりしてもよい。熱に応じて粘度が低くなる材料である必要もない。すなわち、本発明のシート部材は、携帯機器と、前記携帯機器を非接触充電にて充電するための充電器と、の間に敷くシート部材であって、前記携帯機器が配置されたときに前記携帯機器の重量によって重力方向に沈み込むように変形する材料であってもよい。
【００２７】
シート部材２２１が携帯機器１００の重量に応じて変形すると、受電コイル１２８と送電コイル２１３との間の距離も変化する。そのため、携帯機器１００を配置した場合と、重量が携帯機器１００と異なる他の充電非対象の携帯機器、金属異物を配置した場合では、送電コイル２１３のインピーダンスの変化量が異なるため誤って送電されることを防ぐことも期待できる。しかしながら、本実施形態のように、送電コイル２１３のインピーダンスの変化量に基づいて充電対象物か否か判断する場合、携帯機器の重量の違いを考慮できないため判断を誤る可能性がある。そこで、本発明では、充電器２００が携帯機器の識別子に基づいて充電対象物か否か判断することとしてもよい。具体的には、ステップＳ１において、通信回路１２７が、受電側制御部１２５の制御に基づいて、ＲＯＭ１１に予め格納されている携帯機器１００の識別子を充電器２００へ送信する。充電器２００では、送電側制御部２１０が、識別子毎に予め対応付けられている許容範囲に基づいて充電対象物か否か判断する。これにより、携帯機器の重量に関わらず充電対象物か否か正しく判断することが可能となる。
【００２８】
本実施形態では、受電コイル１２８を受電部とし、送電コイル２１３を送電部とする磁界結合方式を例に説明したが、電界結合方式でも同様に行うことが可能である。電界結合方式の場合、携帯機器１００には受電コイル１２８の代わりに受電電極が受電部として設けられ、充電器２００には送電コイル２１３の代わりに送電電極が送電部として設けられる。
【００２９】
本実施形態では、シート部材２２１の上面にマーク２２２を形成したが、ムービングコイル方式と呼ばれる、携帯機器１００の受電コイル１２８の位置に合わせて充電器２００側の送電コイル２１３が移動する方式や、電界結合方式のように位置ずれに対する充電効率が比較的落ちない方式ではマークは不要である。
【００３０】
本実施形態では、インピーダンス値を測定する方法や、送電コイル、受電コイル間で通信する方法にて充電制御する例で説明したが、別の方法や、別の通信手段を用いて行ってもよいので、本充電制御に限定されない。充電時に発熱するような非接触充電であればよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  充電システム
１００  携帯機器
１１０  ＣＰＵ
１１１  ＲＯＭ
１１２  作業用メモリ
１１３  不揮発メモリ
１１４  無線機送受信部
１１５  ＬＥＤ部
１１６  バイブレータ
１１７  キー入力部
１１８  キーバックライト
１１９  表示制御部
１２０  表示部
１２１  マイク
１２２  スピーカー
１２３  レシーバ
１２４  電源制御部
１２５  受電側制御部
１２６  整流回路
１２７、２１２  通信回路
１２８  受電コイル
１２９  充電式電池
１３０  バス
２００  充電器
２１０  送電側制御部
２１１  電力伝送回路
２１２  通信回路
２１３  送電コイル
２１４  ＡＣアダプタ
２２１  シート部材
２２２  マーク
【図１】
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【図２】
2013132103.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013132103.tif 000006