充電システム、受電装置を備えた電気機器、及び給電装置を備えた充電器
【課題】受電部及び電池を有する受電装置と給電部を有する給電装置とを用いて非接触で電力の授受を行う充電ユニットにおいて、受電装置の大型化を招くことなく、該受電装置を効率良く冷却可能な構成を得る。
【解決手段】充電システム（１）は、受電側コイル（１１）（受電部）及び電池（１２）を有する機器（３）（受電装置）と、該受電側コイル（１１）に対して非接触で給電を行う給電側コイル（２１）（給電部）を有する充電器（２）（給電装置）と、を備える。機器（３）に、該機器（３）内で発生した熱を充電器（２）に伝えるように、該充電器（２）と接触する部分に接触部（１３ａ）（熱伝導部）を設ける。充電器（２）は、機器（３）の接触部（１３ａ）と接触する接触部（２３ａ）と、該接触部（２３ａ）の熱を外部へ放熱するためのヒートシンク（２４）（放熱部）とを有する。
【解決手段】充電システム（１）は、受電側コイル（１１）（受電部）及び電池（１２）を有する機器（３）（受電装置）と、該受電側コイル（１１）に対して非接触で給電を行う給電側コイル（２１）（給電部）を有する充電器（２）（給電装置）と、を備える。機器（３）に、該機器（３）内で発生した熱を充電器（２）に伝えるように、該充電器（２）と接触する部分に接触部（１３ａ）（熱伝導部）を設ける。充電器（２）は、機器（３）の接触部（１３ａ）と接触する接触部（２３ａ）と、該接触部（２３ａ）の熱を外部へ放熱するためのヒートシンク（２４）（放熱部）とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受電部及び電池を有する受電装置と、該受電部に対して非接触で電力を供給する給電部を有する給電装置とを備えた充電システム、該受電装置を備えた電気機器、及び該給電装置を備えた充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、受電部及び電池を有する受電装置と、該受電部に対して非接触で電力を供給する給電部を有する給電装置とを備えた充電システムが知られている。このような充電システムとしては、例えば特許文献１に開示されるように、送電装置（給電装置）から電子機器（受電装置）に非接触で電力を供給して、該電子機器内の電池を充電する構成が知られている。
【０００３】
なお、前記特許文献１には、電子機器及び送電装置がそれぞれコイルを有していて、送電装置のコイルに電流を流した際に生じた磁場を利用して電子機器側のコイルに電流を流す、いわゆる電磁誘導によって、電池の充電を行う構成が開示されている。
【０００４】
このような構成では、電子機器及び送電装置は、内部で熱が発生して高温になる。そのため、前記特許文献１に開示されている構成では、電子機器にヒートスプレッダを設ける一方、送電装置にヒートシンクを設けて、電子機器及び送電装置の内部の熱を外部に逃すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７２９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のように、受電装置側にも放熱用のヒートスプレッダを設けると、その分、機器が大型化してしまう。大型の機器であれば、ヒートスプレッダを設けても特に問題はないが、ＩＣタグや補聴器のような小型の機器では、小型且つ軽量であることが要求されるため、ヒートスプレッダのような放熱部を設けることは難しい。
【０００７】
しかしながら、上述のようにコイルを用いて電磁誘導により電力を授受する構成では、コイルによって機器内部の温度が上昇してしまうため、小型の機器でも冷却手段が必要になる。
【０００８】
そのため、本発明では、受電部及び電池を有する受電装置と給電部を有する給電装置とを用いて非接触で電力の授受を行う充電ユニットにおいて、受電装置の大型化を招くことなく、該受電装置を効率良く冷却可能な構成を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態にかかる充電ユニットは、電力を受電するための受電部、及び該受電部によって受電した電力により充電される電池を有する受電装置と、該受電装置の受電部に対して非接触で給電を行う給電部を有する給電装置と、を備え、前記受電装置には、該受電装置内で発生した熱を前記給電装置に伝えるように、該給電装置と接触する部分に熱伝導部が設けられていて、前記給電装置は、前記受電装置の熱伝導部と接触する接触部と、該接触部に熱的に接続されていて、該接触部の熱を外部へ放熱するための放熱部とを有している（第１の構成）。
【００１０】
以上の構成により、受電装置内の受電部等で発生した熱は、該受電装置の熱伝導部を介して、給電装置の接触部に伝わる。そして、該接触部に伝わった熱は、給電装置の放熱部から外部へ放熱される。これにより、受電装置内に放熱手段を設けなくても、該受電装置内の熱を、給電装置を介して外部へ放熱することができるため、受電装置の大型化を招くことなく、該受電装置の温度上昇を抑制することができる。
【００１１】
前記第１の構成において、前記受電部は、前記受電装置の熱伝導部に熱的に接続されていて、前記給電部は、前記給電装置の放熱部に熱的に接続されているのが好ましい（第２の構成）。
【００１２】
これにより、受電部及び給電部で発生した熱を、それぞれ、受電装置の熱伝導部及び給電装置の放熱部に効率良く伝えることができる。したがって、受電部及び給電部を効率良く冷却することができる。
【００１３】
前記第１または第２の構成において、前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料によって構成されているのが好ましい（第３の構成）。一般的に、熱伝導性樹脂の熱伝導率は１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、このような熱伝導率を有する材料によって受電装置の熱伝導部及び給電装置の接触部を構成することにより、該受電装置から給電装置に熱を効率良く伝えることができる。よって、受電装置内で発生した熱を給電装置から外部に効率良く放熱することが可能となる。
【００１４】
前記第１から第３の構成のいずれか一つの構成において、前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、それぞれ、該受電装置及び給電装置の筐体の一部に設けられていて、前記熱伝導部及び接触部は、前記受電装置及び給電装置の筐体の他の部分に比べて熱伝導率が高い材料によって構成されているのが好ましい（第４の構成）。
【００１５】
これにより、受電装置の熱伝導部及び給電装置の接触部のみが、熱伝導率の高い材料によって構成されるため、受電装置及び給電装置のそれ以外の部分を安価な通常の樹脂によって構成することができる。したがって、充電システム全体の製造コストの増大を抑制することができる。
【００１６】
しかも、受電装置及び給電装置の一部が熱伝導率の高い材料によって構成されるため、当該一部から効率良く放熱されるとともに、それ以外の部分に熱が伝わるのを防止できる。したがって、上述の構成により、受電装置内の電池等の構成部品に熱が伝わるのを防止できる。
【００１７】
前記第１から第４の構成のいずれか一つの構成において、前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、それぞれ、接触面の算術平均粗さが１μｍ以下であるのが好ましい（第５の構成）。こうすることで、受電装置の熱伝導部と給電装置の接触部との接触面積を大きくすることができ、該受電装置内の熱を給電装置側に効率良く伝えることができる。これにより、受電装置内の熱を、給電装置を介して外部に効率良く放熱することが可能になる。
【００１８】
前記第１から第５の構成のいずれか一つの構成において、前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、少なくとも一方が熱伝導性のエラストマーによって構成されるのが好ましい（第６の構成）。このような構成にすることで、エラストマーによって構成された受電装置の熱伝導部及び給電装置の接触部の少なくとも一方が、容易に変形するため、該熱伝導部と接触部とをより密着させることができる。したがって、熱伝導部と接触部との間に形成される空気の層が小さくなる。これにより、受電装置側から給電装置側に熱を伝導する際に空気の層による影響を受けにくくなるため、受電装置から給電装置側に熱を効率良く伝えることができる。
【００１９】
前記第１から第６の構成のいずれか一つの構成において、前記給電装置は、前記接触部の接触面に風を送るための送風部を有するのが好ましい（第７の構成）。こうすることで、給電装置の接触部の接触面を冷却することができる。これにより、受電装置から給電装置の接触部に伝わる熱をより効率良く外部へ放熱することができる。
【００２０】
前記第１から第７の構成のいずれか一つの構成において、前記給電装置は、前記接触部の接触面に前記受電装置を吸着させるための吸着部を有するのが好ましい（第８の構成）。これにより、給電装置の接触部に対して受電装置の熱伝導部をより確実に密着させることができる。したがって、受電装置内で発生した熱を、熱伝導部及び接触部を介して給電装置の放熱部に、より確実に伝えることができ、受電装置の熱を外部へ効率良く放熱することができる。
【００２１】
前記第１から第８の構成のいずれか一つの構成において、前記受電装置の受電部及び前記給電装置の給電部は、電磁誘導によって電力の授受を行うように、それぞれ、コイルによって構成されているのが好ましい（第９の構成）。
【００２２】
このように、受電装置の受電部及び給電装置の給電部がそれぞれコイルによって構成されていて、電力の授受が電磁誘導によって行われる場合、コイルで熱が発生するため、受電装置内及び給電装置内の温度が上昇しやすい。このような構成において、上述の第１から第８の構成を適用することで、受電装置内の受電部で生じた熱を給電装置内の放熱部から外部に効率良く放熱することができる。また、給電装置内の給電部を構成するコイルで生じた熱も該給電装置内の放熱部から外部に放熱することができる。
【００２３】
本発明の一実施形態にかかる電気機器は、請求項１から９のいずれか一つに記載の受電装置を備えている（第１０の構成）。
【００２４】
本発明の一実施形態にかかる充電器は、請求項１から９のいずれか一つに記載の給電装置を備えている（第１１の構成）。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一実施形態にかかる充電ユニットによれば、受電部及び電池を有する受電装置に熱伝導部を設けるとともに、該受電部に対して非接触で電力を供給する給電部を有する給電部に、該熱伝導部と接触する接触部と、該接触部に熱的に接続された放熱部とを設けた。これにより、受電装置の大型化を防止しつつ、該受電装置内で発生した熱を給電装置から外部へ効率良く放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、実施形態１にかかる充電システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、実施形態１の変形例にかかる充電システムにおける機器の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、実施形態２にかかる充電システムにおける充電器の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、実施形態３にかかる充電システムの概略構成を示す図である。
【図５】図５は、充電器の概略構成を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２８】
［実施形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態１にかかる充電システム１の概略構成を示す図である。この充電システム１は、充電器２（給電装置）と、該充電器２によって供給される電力を電池４に充電する充電ユニット１０を含む機器３（受電装置、電気機器）と備えている。この機器３は、例えば、ＩＣタグや補聴器などのように、内部に電池を有する小型機器である。なお、図１では、充電器２及び機器３内の配線等の記載を省略するとともに、内部の構成を簡略化して示している。
【００２９】
充電システム１は、充電器２と機器３側の充電ユニット１０との間で、非接触で電力の送受電を行うように構成されている。具体的には、充電器２は、ＡＣアダプター２６を介して図示しない電源に接続された給電側コイル２１（給電部）を有している一方、充電ユニット１０は、電池４に接続される充電回路の一部を構成する受電側コイル１１（受電部）を有している。この構成により、充電システム１は、電磁誘導を利用して、充電器２から充電ユニット１０に電力を供給するように構成されている。ここで、非接触で電力の送受電を行うとは、２つの装置間で端子を介すことなく、電力の授受を行うことを意味する。
【００３０】
詳しくは、充電器２は、給電側コイル２１と、該給電側コイル２１に流れる電流等を制御するための駆動回路２２と、該給電側コイル２１及び駆動回路２２が収納される筐体２３とを備えている。この筐体２３は、主に、例えばポリカーボネート樹脂（ＰＣ）等の樹脂材料によって構成される。また、筐体２３の一部には、後述するように、他の部分よりも熱伝導率の高い高熱伝導率樹脂が用いられている。給電側コイル２１は、この高熱伝導率樹脂によって構成されている部分に対して熱的に接続されるように、筐体２３内に配置されている。
【００３１】
充電器２の筐体２３内には、該充電器２で発生した熱等を放熱するためのヒートシンク２４（放熱部）が設けられている。このヒートシンク２４は、後述するように、充電器２の筐体２３において高熱伝導率樹脂によって構成されている部分に対して熱的に接続されている。
【００３２】
機器３は、受電側コイル１１と、該受電側コイル１１から電池４に流れる電流等を制御するための制御回路１２と、該受電側コイル１１及び制御回路１２が収納される筐体１３とを備えている。この筐体１３も、上述の充電器２の筐体２３と同様、例えばＰＣ樹脂によって構成されていて、一部に、他の部分よりも熱伝導率の高い高熱伝導率樹脂が用いられている。なお、詳しくは後述するように、機器３の筐体１３は、充電器２の筐体２３と接触する部分が上述の高熱伝導率樹脂によって構成されている。また、受電側コイル１１は、この高熱伝導率樹脂によって構成されている部分に対して熱的に接続されるように、筐体１３内に配置されている。
【００３３】
電池４は、特に図示しないが、例えば、有底円筒状の２つの部材を組み合わせることによって円柱状に形成されるケースを有している。このケース内には、平板状の正極及び負極が交互に複数積層されてなる電極体が収納されている。
【００３４】
正極は、正極活物質を含有する正極活物質層を、アルミニウム等の金属箔製の正極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、正極は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有酸化物である正極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む正極合剤を、アルミニウム箔などからなる正極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。正極活物質であるリチウム含有酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２などのリチウムコバルト酸化物やＬｉＭｎ２Ｏ４などのリチウムマンガン酸化物、ＬｉＮｉＯ２などのリチウムニッケル酸化物等のリチウム複合酸化物を用いるのが好ましい。なお、正極活物質として、１種類の物質のみを用いてもよいし、２種類以上の物質を用いてもよい。また、正極活物質は、上述の物質のものに限られない。
【００３５】
負極は、負極活物質を含有する負極活物質層を、銅等の金属箔製の負極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、負極は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む負極合剤を、銅箔などからなる負極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料（黒鉛類、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類など）を用いるのが好ましい。負極活物質は、上述の物質のものに限られない。
【００３６】
したがって、本実施形態における電池４は、リチウムイオンによって電子を正極と負極との間で移動させることにより充放電を行う、いわゆるリチウムイオン電池である。
【００３７】
なお、各正極は、電池４のケースを構成する一方の部材に電気的に接続されている。一方、各負極は、電池４のケースを構成する他方の部材に電気的に接続されている。これにより、電池４の内部の電極体は、電池４のケースに対して電気的に接続されている。
【００３８】
（冷却構造）
次に、上述のような構成を有する充電システム１の冷却構造について図１を用いて説明する。
【００３９】
充電システム１では、充電器２の筐体２３及び機器３の筐体１３に、それぞれ、他の部分よりも熱伝導率の高い高熱伝導率材料によって構成された接触部２３ａ，１３ａが形成されている。これらの接触部２３ａ，１３ａは、それぞれ、筐体２３，１３の一部を構成している。なお、機器３の筐体１３に設けられた接触部１３ａが、本発明の熱伝導部に対応する。
【００４０】
既述のとおり、充電器２の給電側コイル２１は、筐体２３の接触部２３ａに対して熱的に接続されるように、該筐体２３内に配置されている。また、機器３の受電側コイル１１は、筐体１３の接触部１３ａに対して熱的に接続されるように、該筐体１３内に配置されている。これにより、充電器２の給電側コイル２１で発生した熱は、筐体２３の接触部２３ａに伝わるとともに、機器３の受電側コイル１１で発生した熱は、筐体１３の接触部１３ａに伝わる。
【００４１】
ここで、上述の充電システム１では、機器３は、筐体１３の接触部１３ａが充電器２における筐体２３の接触部２３ａと当接するように、該充電器２上に載置される。これにより、充電器２の給電側コイル２１の上方に機器３の受電側コイル１１が位置することになり、充電器２から機器３側に効率良く電力を供給することができる。加えて、機器３で発生した熱を、該機器３の筐体１３の接触部１３ａを介して充電器２の筐体２３の接触部２３ａに効率良く伝えることができる。
【００４２】
充電器２の筐体２３内に配置されるヒートシンク２４は、該筐体２３の接触部２３ａに熱的に接続されている。これにより、該接触部２３ａの熱は、ヒートシンク２４から外部へ放熱される。充電器２の筐体２３の接触部２３ａには、該充電器２の給電側コイル２１で発生した熱が伝わるとともに、機器３の受電側コイル１１で発生した熱も該機器３の筐体１３の接触部１３ａを介して伝わる。これらの熱が、筐体２３の接触部２３ａに熱的に接続されたヒートシンク２４を介して外部へ放熱される。
【００４３】
充電器２の筐体２３の接触部２３ａ及び機器３の筐体１３の接触部１３ａを構成する高熱伝導率樹脂は、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）をベースとして、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、結晶性の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）または溶融性の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の高熱伝導率のフィラーを添加したものである。このようにＰＰＳ樹脂をベースとすることで、上述のようなフィラーを添加しても流動性が高いため、優れた成形性を有するとともに形成された樹脂も或る程度の強度を有する。
【００４４】
ここで、上述の高熱伝導率樹脂は、熱伝導率が、ベース樹脂に絶縁性フィラーを添加した一般的な熱伝導性樹脂の熱伝導率（１．０Ｗ／ｍ・Ｋ）の値以上であるのが好ましい。より好ましくは、高熱伝導率樹脂は、熱伝導率がガラスの熱伝導率（約１．５Ｗ／ｍ・Ｋ）以上である。さらに好ましくは、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。このように１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する樹脂は、一般的に超高熱伝導性樹脂と呼ばれ、チタン（Ｔｉ）と同等以上の熱伝導性を有する。この超高熱伝導性樹脂は、内部に、Ａｇ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｎ等の合金からなる低融点合金によって構成される金属相を有し、該金属相が伝熱経路を構成している。なお、筐体１３，２３に使用するＰＣ樹脂の熱伝導率は約０．２Ｗ／ｍ・Ｋである。
【００４５】
また、充電器２の筐体２３の接触部２３ａ及び機器３の筐体１３の接触部１３ａは、それぞれ、接触面の表面粗さが算術平均粗さＲａで１μｍ以下が好ましい。すなわち、接触面の表面粗さは、通常の接触面の表面粗さ（Ｒａで１μｍよりも大きい表面粗さ）ではなく、摺動面の表面粗さと同程度に設定されるのが好ましい。このような表面粗さにすることで、充電器２の接触部２３ａと機器３の接触部１３ａとの接触面積を増大させることができ、該機器３から充電器２に効率良く熱を伝えることができる。したがって、機器３で発生する熱を効率良く外部に放熱することができる。なお、接触面の表面粗さはＲａで０．４μｍ以下がより好ましい。
【００４６】
（実施形態１の効果）
以上より、この実施形態では、充電器２側のみに放熱手段としてのヒートシンク２４を設けるとともに、該ヒートシンク２４に充電器２及び機器３の熱を伝えるように構成した。これにより、機器３に放熱手段を設けることなく、該機器３内で発生する熱を外部に放熱することができる。したがって、機器３の大型化を抑制しつつ、該機器３の温度上昇を抑制することができる。
【００４７】
しかも、充電器２の筐体２３の接触部２３ａ及び機器３の筐体１３の接触部１３ａは、高熱伝導率樹脂によって構成されるため、該接触部２３ａ，１３ａによって効率良く熱を伝達することができるとともに、それ以外の部分に熱が伝わるのを防止できる。したがって、充電器２の筐体２３および機器３の筐体１３において、高熱伝導率樹脂によって構成された部分以外に熱が伝わって、充電器２や機器３内の構成部品が高温になるのを防止できる。
【００４８】
（実施形態１の変形例）
図２に、実施形態１の変形例を示す。この変形例では、充電器２と機器３との接触部分だけではなく、該充電器２及び機器３の各筐体の一部を構成する部品全体が高熱伝導率樹脂によって形成されている。なお、図２には、一例として、機器３の筐体に適用した場合を示すが、充電器２の筐体にも同様に適用することができる。
【００４９】
詳しくは、筐体１６は、図２の上半分を構成する上部筐体１４と、図２の下半分を構成する下部筐体１５とからなる。すなわち、これらの上部筐体１４と下部筐体１５とを組み合わせることによって、筐体１６が構成される。そして、充電器２の筐体２３に接触する下部筐体１５のみを、実施形態１で用いた高熱伝導率樹脂によって構成する。
【００５０】
これにより、通常の樹脂（例えばＰＣ樹脂）によって構成される上部筐体１４と、高熱伝導率樹脂によって構成される下部筐体１５とを組み合わせることにより、充電器２の筐体２３に接触する部分が高熱伝導率樹脂によって構成される筐体１６を容易に実現することができる。
【００５１】
［実施形態２］
図３に、実施形態２にかかる充電システムの充電器３０の概略構成を示す。この充電器３０は、機器３との接触面に風を送る送風機構３５を備えている点を除いて、上述の実施形態１と同じ構成を有する。したがって、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、機器３の構成は、上述の実施形態１と同一であるため、図示及び説明を省略する。
【００５２】
具体的には、充電器３０は、機器３が接触する筐体３１の接触部３１ａに対して、風を送るための送風機構３５（送風部）を有している。この送風機構３５は、例えば、ファンなどのような送風手段によって構成される。送風機構３５は、充電器３０の筐体３１内に配置されている。そのため、充電器３０の筐体３１には、接触部３１ａが設けられている面に、送風機構３５から排出される風を該接触部３１ａに送るための吹き出し口３１ｂが設けられている。具体的には、この吹き出し口３１ｂは、筐体３１に設けられた貫通穴３１ｃと、該貫通穴３１ｃの周縁部に筐体３１の接触部３１ａ側に向かって風を流すように設けられたガイド部３１ｄとによって構成される。なお、図３において、風の流れを矢印で示す。
【００５３】
（実施形態２の効果）
以上より、この実施形態によれば、充電器３０に、機器３が接触する筐体３１の接触部３１ａに風を送る送風機構３５を設けたため、該接触部３１ａを効率良く冷却することができる。これにより、機器３や充電器３０内で発生した熱を、充電器３０内のヒートシンク２４だけでなく、筐体３１の接触部３１ａからも放熱することができる。したがって、機器３及び充電器３０をより効率良く冷却することができる。
【００５４】
［実施形態３］
図４に、実施形態３にかかる充電システム５０の充電器４０の概略構成を示す。この充電器４０は、接触部４１ａに機器３を吸着させるための吸着機構４５を備えている点を除いて、上述の実施形態１と同じ構成を有する。したがって、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、機器３の構成は、上述の実施形態１と同一であるため、説明を省略する。
【００５５】
具体的には、図４に示すように、充電器４０の筐体４１内には、該筐体４１の接触部４１ａに機器３を吸着させるための吸着機構４５（吸着部）が設けられている。この吸着機構４５は、例えばポンプ等によって構成される吸引部４６と、該吸引４６に接続された複数の吸引配管４７とを備えている。各吸引配管４７は、筐体４１の接触部４１ａに設けられた複数の吸引口４１ｂに繋がっている。図５に一例を示すように、吸引口４１ｂは、平面視で、矩形状の接触部４１ａの四隅に設けられている。
【００５６】
このような構成において、吸引部４６が駆動すると、該吸引部４６によって吸引配管４７の内部の空気が吸引されるため、筐体４１の接触部４１ａに設けられた複数の吸引口４１ｂから吸引部４６に向かって空気が吸引される。これにより、吸引口４１ｂの周りに吸引力が生じるため、筐体４１の接触部４１ａ上に位置する機器３を、該接触部４１ａ側（図４の白抜き矢印方向）に吸着させることができる。したがって、該機器３の筐体１３の接触部１３ａと充電器４０の筐体４１の接触部４１ａとを密着させることができる。
【００５７】
なお、吸着機構４５の吸引部４６は、機器３内の電池４に充電を行う際にのみ空気を吸引するように制御される。したがって、吸引部４６は、機器３の電池４に対する充電が完了した場合には、動作を停止する。
【００５８】
（実施形態３の効果）
以上より、この実施形態によれば、充電器４０に、筐体４１の接触部４１ａに機器３を吸着させるための吸着機構４５を設けたため、該機器３の筐体１３の接触部１３ａを充電器４０の筐体４１の接触部４１ａにより確実に密着させることができる。これにより、機器３で発生した熱を、該機器３の筐体１３の接触部１３ａ及び充電器４０の筐体４１の接触部４１ａを介して、該充電器４０内のヒートシンク２４に、より確実に伝えることができる。したがって、機器３内の熱を、充電器４０側のヒートシンク２４によってより効率良く外部に放熱することができる。
【００５９】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【００６０】
前記各実施形態では、非接触で電力を授受する構成として、電磁誘導方式の構成について説明した。しかしながら、非接触で電力を授受できる構成であれば、電波方式など他の構成であってもよい。
【００６１】
前記各実施形態では、充電器２，３０，４０の接触部２３ａ，３１ａ，４１ａ及び機器３の接触部１３ａを、高熱伝導率樹脂によって構成している。しかしながら、機器３の熱を効率良く充電器２，３０，４０側に伝えることができる材料であれば、金属など他の材料によって接触部１３ａ，２３ａ，３１ａ，４１ａを構成してもよい。
【００６２】
前記各実施形態では、接触部１３ａ，２３ａ，３１ａ，４１ａを、高熱伝導率樹脂によって構成している。しかしながら、接触部１３ａ，２３ａ，３１ａ，４１ａを熱伝導性のエラストマーによって構成してもよい。この場合には、機器３を充電器２，３０，４０上に置いたときに、接触部１３ａ，２３ａ，３１ａ，４１ａが変形するため、該機器３と充電器２，３０，４０とをより確実に密着させることができる。したがって、機器３の接触部１３ａと充電器２，３０，４０の接触部１３ａ，２３ａ，３１ａ，４１ａとの間の空気層を小さくすることができ、熱伝導に対する該空気層の影響を小さくすることができる。よって、機器３の熱を、充電器２，３０，４０側に効率良く伝えて外部へ効率良く放熱することができる。なお、上述の熱伝導性のエラストマーとは、シリコン系ゴム、アクリル系ゴム、エチレンプロピレン系ゴム等に、酸化アルミや窒化ホウ素等の熱伝導物質が充填された材料である。
【００６３】
前記各実施形態では、高熱伝導率樹脂によって、充電器２，３０，４０及び機器３の筐体２３，３１，４１，１３の一部分を構成している。しかしながら、高熱伝導率樹脂によって、筐体２３，３１，４１，１３全体を構成してもよい。
【００６４】
前記各実施形態では、電池４をリチウムイオン電池として構成している。しかしながら、電池４は、充電可能な二次電池であれば、リチウムイオン電池以外の電池であってもよい。また、電池の形状もコイン状に限らず、円柱状や直方体状など、どのような形状であってもよい。
【００６５】
前記実施形態２では、送風機構３５としてファンを用いているが、この限りではなく、充電器３０の接触部３１ａに対して風を送ることができる構成であれば、どのような構成であってもよい。
【００６６】
前記実施形態３では、吸着機構４５を、筐体４１の接触部４１ａに設けられた吸引口４１ｂから吸引部４６によって空気を吸引する構成としている。しかしながら、例えば、接触部表面に機器３が吸着しやすい材料を設けたり、接触部と機器３との間に両者を吸着させるような材料を配置したりしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明による充電ユニットは、電池及び受電部を有する受電装置と、該受電部に非接触で電力を供給する給電部を有する給電装置とを備えた構成に利用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１，５０ 充電システム、２，３０，４０ 充電器（給電装置）、３ 機器(電気機器）、４ 電池、１０ 充電ユニット(受電装置）、１１ 受電側コイル（受電部）、１３，２３，３１，４１ 筐体、１３ａ 接触部（熱伝導部）、２１ 給電側コイル（給電部）、２３ａ，３１ａ，４１ａ 接触部、２４ ヒートシンク（放熱部）、３１ｂ 吹き出し口、３５ 送風機構（送風部）、４５ 吸着機構（吸着部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受電部及び電池を有する受電装置と、該受電部に対して非接触で電力を供給する給電部を有する給電装置とを備えた充電システム、該受電装置を備えた電気機器、及び該給電装置を備えた充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、受電部及び電池を有する受電装置と、該受電部に対して非接触で電力を供給する給電部を有する給電装置とを備えた充電システムが知られている。このような充電システムとしては、例えば特許文献１に開示されるように、送電装置（給電装置）から電子機器（受電装置）に非接触で電力を供給して、該電子機器内の電池を充電する構成が知られている。
【０００３】
なお、前記特許文献１には、電子機器及び送電装置がそれぞれコイルを有していて、送電装置のコイルに電流を流した際に生じた磁場を利用して電子機器側のコイルに電流を流す、いわゆる電磁誘導によって、電池の充電を行う構成が開示されている。
【０００４】
このような構成では、電子機器及び送電装置は、内部で熱が発生して高温になる。そのため、前記特許文献１に開示されている構成では、電子機器にヒートスプレッダを設ける一方、送電装置にヒートシンクを設けて、電子機器及び送電装置の内部の熱を外部に逃すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７２９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のように、受電装置側にも放熱用のヒートスプレッダを設けると、その分、機器が大型化してしまう。大型の機器であれば、ヒートスプレッダを設けても特に問題はないが、ＩＣタグや補聴器のような小型の機器では、小型且つ軽量であることが要求されるため、ヒートスプレッダのような放熱部を設けることは難しい。
【０００７】
しかしながら、上述のようにコイルを用いて電磁誘導により電力を授受する構成では、コイルによって機器内部の温度が上昇してしまうため、小型の機器でも冷却手段が必要になる。
【０００８】
そのため、本発明では、受電部及び電池を有する受電装置と給電部を有する給電装置とを用いて非接触で電力の授受を行う充電ユニットにおいて、受電装置の大型化を招くことなく、該受電装置を効率良く冷却可能な構成を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態にかかる充電ユニットは、電力を受電するための受電部、及び該受電部によって受電した電力により充電される電池を有する受電装置と、該受電装置の受電部に対して非接触で給電を行う給電部を有する給電装置と、を備え、前記受電装置には、該受電装置内で発生した熱を前記給電装置に伝えるように、該給電装置と接触する部分に熱伝導部が設けられていて、前記給電装置は、前記受電装置の熱伝導部と接触する接触部と、該接触部に熱的に接続されていて、該接触部の熱を外部へ放熱するための放熱部とを有している（第１の構成）。
【００１０】
以上の構成により、受電装置内の受電部等で発生した熱は、該受電装置の熱伝導部を介して、給電装置の接触部に伝わる。そして、該接触部に伝わった熱は、給電装置の放熱部から外部へ放熱される。これにより、受電装置内に放熱手段を設けなくても、該受電装置内の熱を、給電装置を介して外部へ放熱することができるため、受電装置の大型化を招くことなく、該受電装置の温度上昇を抑制することができる。
【００１１】
前記第１の構成において、前記受電部は、前記受電装置の熱伝導部に熱的に接続されていて、前記給電部は、前記給電装置の放熱部に熱的に接続されているのが好ましい（第２の構成）。
【００１２】
これにより、受電部及び給電部で発生した熱を、それぞれ、受電装置の熱伝導部及び給電装置の放熱部に効率良く伝えることができる。したがって、受電部及び給電部を効率良く冷却することができる。
【００１３】
前記第１または第２の構成において、前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料によって構成されているのが好ましい（第３の構成）。一般的に、熱伝導性樹脂の熱伝導率は１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、このような熱伝導率を有する材料によって受電装置の熱伝導部及び給電装置の接触部を構成することにより、該受電装置から給電装置に熱を効率良く伝えることができる。よって、受電装置内で発生した熱を給電装置から外部に効率良く放熱することが可能となる。
【００１４】
前記第１から第３の構成のいずれか一つの構成において、前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、それぞれ、該受電装置及び給電装置の筐体の一部に設けられていて、前記熱伝導部及び接触部は、前記受電装置及び給電装置の筐体の他の部分に比べて熱伝導率が高い材料によって構成されているのが好ましい（第４の構成）。
【００１５】
これにより、受電装置の熱伝導部及び給電装置の接触部のみが、熱伝導率の高い材料によって構成されるため、受電装置及び給電装置のそれ以外の部分を安価な通常の樹脂によって構成することができる。したがって、充電システム全体の製造コストの増大を抑制することができる。
【００１６】
しかも、受電装置及び給電装置の一部が熱伝導率の高い材料によって構成されるため、当該一部から効率良く放熱されるとともに、それ以外の部分に熱が伝わるのを防止できる。したがって、上述の構成により、受電装置内の電池等の構成部品に熱が伝わるのを防止できる。
【００１７】
前記第１から第４の構成のいずれか一つの構成において、前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、それぞれ、接触面の算術平均粗さが１μｍ以下であるのが好ましい（第５の構成）。こうすることで、受電装置の熱伝導部と給電装置の接触部との接触面積を大きくすることができ、該受電装置内の熱を給電装置側に効率良く伝えることができる。これにより、受電装置内の熱を、給電装置を介して外部に効率良く放熱することが可能になる。
【００１８】
前記第１から第５の構成のいずれか一つの構成において、前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、少なくとも一方が熱伝導性のエラストマーによって構成されるのが好ましい（第６の構成）。このような構成にすることで、エラストマーによって構成された受電装置の熱伝導部及び給電装置の接触部の少なくとも一方が、容易に変形するため、該熱伝導部と接触部とをより密着させることができる。したがって、熱伝導部と接触部との間に形成される空気の層が小さくなる。これにより、受電装置側から給電装置側に熱を伝導する際に空気の層による影響を受けにくくなるため、受電装置から給電装置側に熱を効率良く伝えることができる。
【００１９】
前記第１から第６の構成のいずれか一つの構成において、前記給電装置は、前記接触部の接触面に風を送るための送風部を有するのが好ましい（第７の構成）。こうすることで、給電装置の接触部の接触面を冷却することができる。これにより、受電装置から給電装置の接触部に伝わる熱をより効率良く外部へ放熱することができる。
【００２０】
前記第１から第７の構成のいずれか一つの構成において、前記給電装置は、前記接触部の接触面に前記受電装置を吸着させるための吸着部を有するのが好ましい（第８の構成）。これにより、給電装置の接触部に対して受電装置の熱伝導部をより確実に密着させることができる。したがって、受電装置内で発生した熱を、熱伝導部及び接触部を介して給電装置の放熱部に、より確実に伝えることができ、受電装置の熱を外部へ効率良く放熱することができる。
【００２１】
前記第１から第８の構成のいずれか一つの構成において、前記受電装置の受電部及び前記給電装置の給電部は、電磁誘導によって電力の授受を行うように、それぞれ、コイルによって構成されているのが好ましい（第９の構成）。
【００２２】
このように、受電装置の受電部及び給電装置の給電部がそれぞれコイルによって構成されていて、電力の授受が電磁誘導によって行われる場合、コイルで熱が発生するため、受電装置内及び給電装置内の温度が上昇しやすい。このような構成において、上述の第１から第８の構成を適用することで、受電装置内の受電部で生じた熱を給電装置内の放熱部から外部に効率良く放熱することができる。また、給電装置内の給電部を構成するコイルで生じた熱も該給電装置内の放熱部から外部に放熱することができる。
【００２３】
本発明の一実施形態にかかる電気機器は、請求項１から９のいずれか一つに記載の受電装置を備えている（第１０の構成）。
【００２４】
本発明の一実施形態にかかる充電器は、請求項１から９のいずれか一つに記載の給電装置を備えている（第１１の構成）。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一実施形態にかかる充電ユニットによれば、受電部及び電池を有する受電装置に熱伝導部を設けるとともに、該受電部に対して非接触で電力を供給する給電部を有する給電部に、該熱伝導部と接触する接触部と、該接触部に熱的に接続された放熱部とを設けた。これにより、受電装置の大型化を防止しつつ、該受電装置内で発生した熱を給電装置から外部へ効率良く放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、実施形態１にかかる充電システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、実施形態１の変形例にかかる充電システムにおける機器の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、実施形態２にかかる充電システムにおける充電器の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、実施形態３にかかる充電システムの概略構成を示す図である。
【図５】図５は、充電器の概略構成を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２８】
［実施形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態１にかかる充電システム１の概略構成を示す図である。この充電システム１は、充電器２（給電装置）と、該充電器２によって供給される電力を電池４に充電する充電ユニット１０を含む機器３（受電装置、電気機器）と備えている。この機器３は、例えば、ＩＣタグや補聴器などのように、内部に電池を有する小型機器である。なお、図１では、充電器２及び機器３内の配線等の記載を省略するとともに、内部の構成を簡略化して示している。
【００２９】
充電システム１は、充電器２と機器３側の充電ユニット１０との間で、非接触で電力の送受電を行うように構成されている。具体的には、充電器２は、ＡＣアダプター２６を介して図示しない電源に接続された給電側コイル２１（給電部）を有している一方、充電ユニット１０は、電池４に接続される充電回路の一部を構成する受電側コイル１１（受電部）を有している。この構成により、充電システム１は、電磁誘導を利用して、充電器２から充電ユニット１０に電力を供給するように構成されている。ここで、非接触で電力の送受電を行うとは、２つの装置間で端子を介すことなく、電力の授受を行うことを意味する。
【００３０】
詳しくは、充電器２は、給電側コイル２１と、該給電側コイル２１に流れる電流等を制御するための駆動回路２２と、該給電側コイル２１及び駆動回路２２が収納される筐体２３とを備えている。この筐体２３は、主に、例えばポリカーボネート樹脂（ＰＣ）等の樹脂材料によって構成される。また、筐体２３の一部には、後述するように、他の部分よりも熱伝導率の高い高熱伝導率樹脂が用いられている。給電側コイル２１は、この高熱伝導率樹脂によって構成されている部分に対して熱的に接続されるように、筐体２３内に配置されている。
【００３１】
充電器２の筐体２３内には、該充電器２で発生した熱等を放熱するためのヒートシンク２４（放熱部）が設けられている。このヒートシンク２４は、後述するように、充電器２の筐体２３において高熱伝導率樹脂によって構成されている部分に対して熱的に接続されている。
【００３２】
機器３は、受電側コイル１１と、該受電側コイル１１から電池４に流れる電流等を制御するための制御回路１２と、該受電側コイル１１及び制御回路１２が収納される筐体１３とを備えている。この筐体１３も、上述の充電器２の筐体２３と同様、例えばＰＣ樹脂によって構成されていて、一部に、他の部分よりも熱伝導率の高い高熱伝導率樹脂が用いられている。なお、詳しくは後述するように、機器３の筐体１３は、充電器２の筐体２３と接触する部分が上述の高熱伝導率樹脂によって構成されている。また、受電側コイル１１は、この高熱伝導率樹脂によって構成されている部分に対して熱的に接続されるように、筐体１３内に配置されている。
【００３３】
電池４は、特に図示しないが、例えば、有底円筒状の２つの部材を組み合わせることによって円柱状に形成されるケースを有している。このケース内には、平板状の正極及び負極が交互に複数積層されてなる電極体が収納されている。
【００３４】
正極は、正極活物質を含有する正極活物質層を、アルミニウム等の金属箔製の正極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、正極は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有酸化物である正極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む正極合剤を、アルミニウム箔などからなる正極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。正極活物質であるリチウム含有酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２などのリチウムコバルト酸化物やＬｉＭｎ２Ｏ４などのリチウムマンガン酸化物、ＬｉＮｉＯ２などのリチウムニッケル酸化物等のリチウム複合酸化物を用いるのが好ましい。なお、正極活物質として、１種類の物質のみを用いてもよいし、２種類以上の物質を用いてもよい。また、正極活物質は、上述の物質のものに限られない。
【００３５】
負極は、負極活物質を含有する負極活物質層を、銅等の金属箔製の負極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、負極は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む負極合剤を、銅箔などからなる負極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料（黒鉛類、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類など）を用いるのが好ましい。負極活物質は、上述の物質のものに限られない。
【００３６】
したがって、本実施形態における電池４は、リチウムイオンによって電子を正極と負極との間で移動させることにより充放電を行う、いわゆるリチウムイオン電池である。
【００３７】
なお、各正極は、電池４のケースを構成する一方の部材に電気的に接続されている。一方、各負極は、電池４のケースを構成する他方の部材に電気的に接続されている。これにより、電池４の内部の電極体は、電池４のケースに対して電気的に接続されている。
【００３８】
（冷却構造）
次に、上述のような構成を有する充電システム１の冷却構造について図１を用いて説明する。
【００３９】
充電システム１では、充電器２の筐体２３及び機器３の筐体１３に、それぞれ、他の部分よりも熱伝導率の高い高熱伝導率材料によって構成された接触部２３ａ，１３ａが形成されている。これらの接触部２３ａ，１３ａは、それぞれ、筐体２３，１３の一部を構成している。なお、機器３の筐体１３に設けられた接触部１３ａが、本発明の熱伝導部に対応する。
【００４０】
既述のとおり、充電器２の給電側コイル２１は、筐体２３の接触部２３ａに対して熱的に接続されるように、該筐体２３内に配置されている。また、機器３の受電側コイル１１は、筐体１３の接触部１３ａに対して熱的に接続されるように、該筐体１３内に配置されている。これにより、充電器２の給電側コイル２１で発生した熱は、筐体２３の接触部２３ａに伝わるとともに、機器３の受電側コイル１１で発生した熱は、筐体１３の接触部１３ａに伝わる。
【００４１】
ここで、上述の充電システム１では、機器３は、筐体１３の接触部１３ａが充電器２における筐体２３の接触部２３ａと当接するように、該充電器２上に載置される。これにより、充電器２の給電側コイル２１の上方に機器３の受電側コイル１１が位置することになり、充電器２から機器３側に効率良く電力を供給することができる。加えて、機器３で発生した熱を、該機器３の筐体１３の接触部１３ａを介して充電器２の筐体２３の接触部２３ａに効率良く伝えることができる。
【００４２】
充電器２の筐体２３内に配置されるヒートシンク２４は、該筐体２３の接触部２３ａに熱的に接続されている。これにより、該接触部２３ａの熱は、ヒートシンク２４から外部へ放熱される。充電器２の筐体２３の接触部２３ａには、該充電器２の給電側コイル２１で発生した熱が伝わるとともに、機器３の受電側コイル１１で発生した熱も該機器３の筐体１３の接触部１３ａを介して伝わる。これらの熱が、筐体２３の接触部２３ａに熱的に接続されたヒートシンク２４を介して外部へ放熱される。
【００４３】
充電器２の筐体２３の接触部２３ａ及び機器３の筐体１３の接触部１３ａを構成する高熱伝導率樹脂は、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）をベースとして、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、結晶性の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）または溶融性の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の高熱伝導率のフィラーを添加したものである。このようにＰＰＳ樹脂をベースとすることで、上述のようなフィラーを添加しても流動性が高いため、優れた成形性を有するとともに形成された樹脂も或る程度の強度を有する。
【００４４】
ここで、上述の高熱伝導率樹脂は、熱伝導率が、ベース樹脂に絶縁性フィラーを添加した一般的な熱伝導性樹脂の熱伝導率（１．０Ｗ／ｍ・Ｋ）の値以上であるのが好ましい。より好ましくは、高熱伝導率樹脂は、熱伝導率がガラスの熱伝導率（約１．５Ｗ／ｍ・Ｋ）以上である。さらに好ましくは、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。このように１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する樹脂は、一般的に超高熱伝導性樹脂と呼ばれ、チタン（Ｔｉ）と同等以上の熱伝導性を有する。この超高熱伝導性樹脂は、内部に、Ａｇ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｎ等の合金からなる低融点合金によって構成される金属相を有し、該金属相が伝熱経路を構成している。なお、筐体１３，２３に使用するＰＣ樹脂の熱伝導率は約０．２Ｗ／ｍ・Ｋである。
【００４５】
また、充電器２の筐体２３の接触部２３ａ及び機器３の筐体１３の接触部１３ａは、それぞれ、接触面の表面粗さが算術平均粗さＲａで１μｍ以下が好ましい。すなわち、接触面の表面粗さは、通常の接触面の表面粗さ（Ｒａで１μｍよりも大きい表面粗さ）ではなく、摺動面の表面粗さと同程度に設定されるのが好ましい。このような表面粗さにすることで、充電器２の接触部２３ａと機器３の接触部１３ａとの接触面積を増大させることができ、該機器３から充電器２に効率良く熱を伝えることができる。したがって、機器３で発生する熱を効率良く外部に放熱することができる。なお、接触面の表面粗さはＲａで０．４μｍ以下がより好ましい。
【００４６】
（実施形態１の効果）
以上より、この実施形態では、充電器２側のみに放熱手段としてのヒートシンク２４を設けるとともに、該ヒートシンク２４に充電器２及び機器３の熱を伝えるように構成した。これにより、機器３に放熱手段を設けることなく、該機器３内で発生する熱を外部に放熱することができる。したがって、機器３の大型化を抑制しつつ、該機器３の温度上昇を抑制することができる。
【００４７】
しかも、充電器２の筐体２３の接触部２３ａ及び機器３の筐体１３の接触部１３ａは、高熱伝導率樹脂によって構成されるため、該接触部２３ａ，１３ａによって効率良く熱を伝達することができるとともに、それ以外の部分に熱が伝わるのを防止できる。したがって、充電器２の筐体２３および機器３の筐体１３において、高熱伝導率樹脂によって構成された部分以外に熱が伝わって、充電器２や機器３内の構成部品が高温になるのを防止できる。
【００４８】
（実施形態１の変形例）
図２に、実施形態１の変形例を示す。この変形例では、充電器２と機器３との接触部分だけではなく、該充電器２及び機器３の各筐体の一部を構成する部品全体が高熱伝導率樹脂によって形成されている。なお、図２には、一例として、機器３の筐体に適用した場合を示すが、充電器２の筐体にも同様に適用することができる。
【００４９】
詳しくは、筐体１６は、図２の上半分を構成する上部筐体１４と、図２の下半分を構成する下部筐体１５とからなる。すなわち、これらの上部筐体１４と下部筐体１５とを組み合わせることによって、筐体１６が構成される。そして、充電器２の筐体２３に接触する下部筐体１５のみを、実施形態１で用いた高熱伝導率樹脂によって構成する。
【００５０】
これにより、通常の樹脂（例えばＰＣ樹脂）によって構成される上部筐体１４と、高熱伝導率樹脂によって構成される下部筐体１５とを組み合わせることにより、充電器２の筐体２３に接触する部分が高熱伝導率樹脂によって構成される筐体１６を容易に実現することができる。
【００５１】
［実施形態２］
図３に、実施形態２にかかる充電システムの充電器３０の概略構成を示す。この充電器３０は、機器３との接触面に風を送る送風機構３５を備えている点を除いて、上述の実施形態１と同じ構成を有する。したがって、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、機器３の構成は、上述の実施形態１と同一であるため、図示及び説明を省略する。
【００５２】
具体的には、充電器３０は、機器３が接触する筐体３１の接触部３１ａに対して、風を送るための送風機構３５（送風部）を有している。この送風機構３５は、例えば、ファンなどのような送風手段によって構成される。送風機構３５は、充電器３０の筐体３１内に配置されている。そのため、充電器３０の筐体３１には、接触部３１ａが設けられている面に、送風機構３５から排出される風を該接触部３１ａに送るための吹き出し口３１ｂが設けられている。具体的には、この吹き出し口３１ｂは、筐体３１に設けられた貫通穴３１ｃと、該貫通穴３１ｃの周縁部に筐体３１の接触部３１ａ側に向かって風を流すように設けられたガイド部３１ｄとによって構成される。なお、図３において、風の流れを矢印で示す。
【００５３】
（実施形態２の効果）
以上より、この実施形態によれば、充電器３０に、機器３が接触する筐体３１の接触部３１ａに風を送る送風機構３５を設けたため、該接触部３１ａを効率良く冷却することができる。これにより、機器３や充電器３０内で発生した熱を、充電器３０内のヒートシンク２４だけでなく、筐体３１の接触部３１ａからも放熱することができる。したがって、機器３及び充電器３０をより効率良く冷却することができる。
【００５４】
［実施形態３］
図４に、実施形態３にかかる充電システム５０の充電器４０の概略構成を示す。この充電器４０は、接触部４１ａに機器３を吸着させるための吸着機構４５を備えている点を除いて、上述の実施形態１と同じ構成を有する。したがって、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、機器３の構成は、上述の実施形態１と同一であるため、説明を省略する。
【００５５】
具体的には、図４に示すように、充電器４０の筐体４１内には、該筐体４１の接触部４１ａに機器３を吸着させるための吸着機構４５（吸着部）が設けられている。この吸着機構４５は、例えばポンプ等によって構成される吸引部４６と、該吸引４６に接続された複数の吸引配管４７とを備えている。各吸引配管４７は、筐体４１の接触部４１ａに設けられた複数の吸引口４１ｂに繋がっている。図５に一例を示すように、吸引口４１ｂは、平面視で、矩形状の接触部４１ａの四隅に設けられている。
【００５６】
このような構成において、吸引部４６が駆動すると、該吸引部４６によって吸引配管４７の内部の空気が吸引されるため、筐体４１の接触部４１ａに設けられた複数の吸引口４１ｂから吸引部４６に向かって空気が吸引される。これにより、吸引口４１ｂの周りに吸引力が生じるため、筐体４１の接触部４１ａ上に位置する機器３を、該接触部４１ａ側（図４の白抜き矢印方向）に吸着させることができる。したがって、該機器３の筐体１３の接触部１３ａと充電器４０の筐体４１の接触部４１ａとを密着させることができる。
【００５７】
なお、吸着機構４５の吸引部４６は、機器３内の電池４に充電を行う際にのみ空気を吸引するように制御される。したがって、吸引部４６は、機器３の電池４に対する充電が完了した場合には、動作を停止する。
【００５８】
（実施形態３の効果）
以上より、この実施形態によれば、充電器４０に、筐体４１の接触部４１ａに機器３を吸着させるための吸着機構４５を設けたため、該機器３の筐体１３の接触部１３ａを充電器４０の筐体４１の接触部４１ａにより確実に密着させることができる。これにより、機器３で発生した熱を、該機器３の筐体１３の接触部１３ａ及び充電器４０の筐体４１の接触部４１ａを介して、該充電器４０内のヒートシンク２４に、より確実に伝えることができる。したがって、機器３内の熱を、充電器４０側のヒートシンク２４によってより効率良く外部に放熱することができる。
【００５９】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【００６０】
前記各実施形態では、非接触で電力を授受する構成として、電磁誘導方式の構成について説明した。しかしながら、非接触で電力を授受できる構成であれば、電波方式など他の構成であってもよい。
【００６１】
前記各実施形態では、充電器２，３０，４０の接触部２３ａ，３１ａ，４１ａ及び機器３の接触部１３ａを、高熱伝導率樹脂によって構成している。しかしながら、機器３の熱を効率良く充電器２，３０，４０側に伝えることができる材料であれば、金属など他の材料によって接触部１３ａ，２３ａ，３１ａ，４１ａを構成してもよい。
【００６２】
前記各実施形態では、接触部１３ａ，２３ａ，３１ａ，４１ａを、高熱伝導率樹脂によって構成している。しかしながら、接触部１３ａ，２３ａ，３１ａ，４１ａを熱伝導性のエラストマーによって構成してもよい。この場合には、機器３を充電器２，３０，４０上に置いたときに、接触部１３ａ，２３ａ，３１ａ，４１ａが変形するため、該機器３と充電器２，３０，４０とをより確実に密着させることができる。したがって、機器３の接触部１３ａと充電器２，３０，４０の接触部１３ａ，２３ａ，３１ａ，４１ａとの間の空気層を小さくすることができ、熱伝導に対する該空気層の影響を小さくすることができる。よって、機器３の熱を、充電器２，３０，４０側に効率良く伝えて外部へ効率良く放熱することができる。なお、上述の熱伝導性のエラストマーとは、シリコン系ゴム、アクリル系ゴム、エチレンプロピレン系ゴム等に、酸化アルミや窒化ホウ素等の熱伝導物質が充填された材料である。
【００６３】
前記各実施形態では、高熱伝導率樹脂によって、充電器２，３０，４０及び機器３の筐体２３，３１，４１，１３の一部分を構成している。しかしながら、高熱伝導率樹脂によって、筐体２３，３１，４１，１３全体を構成してもよい。
【００６４】
前記各実施形態では、電池４をリチウムイオン電池として構成している。しかしながら、電池４は、充電可能な二次電池であれば、リチウムイオン電池以外の電池であってもよい。また、電池の形状もコイン状に限らず、円柱状や直方体状など、どのような形状であってもよい。
【００６５】
前記実施形態２では、送風機構３５としてファンを用いているが、この限りではなく、充電器３０の接触部３１ａに対して風を送ることができる構成であれば、どのような構成であってもよい。
【００６６】
前記実施形態３では、吸着機構４５を、筐体４１の接触部４１ａに設けられた吸引口４１ｂから吸引部４６によって空気を吸引する構成としている。しかしながら、例えば、接触部表面に機器３が吸着しやすい材料を設けたり、接触部と機器３との間に両者を吸着させるような材料を配置したりしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明による充電ユニットは、電池及び受電部を有する受電装置と、該受電部に非接触で電力を供給する給電部を有する給電装置とを備えた構成に利用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１，５０ 充電システム、２，３０，４０ 充電器（給電装置）、３ 機器(電気機器）、４ 電池、１０ 充電ユニット(受電装置）、１１ 受電側コイル（受電部）、１３，２３，３１，４１ 筐体、１３ａ 接触部（熱伝導部）、２１ 給電側コイル（給電部）、２３ａ，３１ａ，４１ａ 接触部、２４ ヒートシンク（放熱部）、３１ｂ 吹き出し口、３５ 送風機構（送風部）、４５ 吸着機構（吸着部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を受電するための受電部、及び該受電部によって受電した電力により充電される電池を有する受電装置と、
前記受電装置の受電部に対して非接触で給電を行う給電部を有する給電装置と、を備え、
前記受電装置には、該受電装置内で発生した熱を前記給電装置に伝えるように、該給電装置と接触する部分に熱伝導部が設けられていて、
前記給電装置は、前記受電装置の熱伝導部と接触する接触部と、該接触部に熱的に接続されていて、該接触部の熱を外部へ放熱するための放熱部とを有している、充電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の充電システムにおいて、
前記受電部は、前記受電装置の熱伝導部に熱的に接続されていて、
前記給電部は、前記給電装置の放熱部に熱的に接続されている、充電システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の充電システムにおいて、
前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料によって構成されている、充電システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、それぞれ、該受電装置及び給電装置の筐体の一部に設けられていて、
前記熱伝導部及び接触部は、前記受電装置及び給電装置の筐体における他の部分に比べて熱伝導率が高い材料によって構成されている、充電システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、それぞれ、接触面の算術平均粗さが１μｍ以下である、充電システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、熱伝導性のエラストマーによって構成される、充電システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記給電装置は、前記接触部の接触面に風を送るための送風部を有する、充電システム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記給電装置は、前記接触部の接触面上に前記受電装置を吸着させるための吸着部を有する、充電システム。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記受電装置の受電部及び前記給電装置の給電部は、電磁誘導によって電力の授受を行うように、それぞれ、コイルによって構成されている、充電システム。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一つに記載の受電装置を備えている、電気機器。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一つに記載の給電装置を備えている、充電器。
【請求項１】
電力を受電するための受電部、及び該受電部によって受電した電力により充電される電池を有する受電装置と、
前記受電装置の受電部に対して非接触で給電を行う給電部を有する給電装置と、を備え、
前記受電装置には、該受電装置内で発生した熱を前記給電装置に伝えるように、該給電装置と接触する部分に熱伝導部が設けられていて、
前記給電装置は、前記受電装置の熱伝導部と接触する接触部と、該接触部に熱的に接続されていて、該接触部の熱を外部へ放熱するための放熱部とを有している、充電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の充電システムにおいて、
前記受電部は、前記受電装置の熱伝導部に熱的に接続されていて、
前記給電部は、前記給電装置の放熱部に熱的に接続されている、充電システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の充電システムにおいて、
前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料によって構成されている、充電システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、それぞれ、該受電装置及び給電装置の筐体の一部に設けられていて、
前記熱伝導部及び接触部は、前記受電装置及び給電装置の筐体における他の部分に比べて熱伝導率が高い材料によって構成されている、充電システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、それぞれ、接触面の算術平均粗さが１μｍ以下である、充電システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記受電装置の熱伝導部及び前記給電装置の接触部は、熱伝導性のエラストマーによって構成される、充電システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記給電装置は、前記接触部の接触面に風を送るための送風部を有する、充電システム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記給電装置は、前記接触部の接触面上に前記受電装置を吸着させるための吸着部を有する、充電システム。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一つに記載の充電システムにおいて、
前記受電装置の受電部及び前記給電装置の給電部は、電磁誘導によって電力の授受を行うように、それぞれ、コイルによって構成されている、充電システム。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一つに記載の受電装置を備えている、電気機器。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一つに記載の給電装置を備えている、充電器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１３０１７７（Ｐ２０１２−１３０１７７Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８０３０２（Ｐ２０１０−２８０３０２）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５１１０８４５５５）日立マクセルエナジー株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５１１０８４５５５）日立マクセルエナジー株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
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