車載用非接触充電装置
【課題】車の急発進、急停車、急ハンドル、悪路など振動の大きい道路の走行時においても誘導コイルの位置ずれや浮きによる充電効率の悪化を防ぎ、かつ消費電力、周りへのＤＣ磁場の影響の低減、および電池内蔵機器の簡単な取り外しができる。
【解決手段】自装置に内蔵され、起電力を誘導する電源コイルを備えた非接触充電装置であって、自装置には、前記起電力を誘導する電源コイルと、誘導コイルを吸引する電磁石と、３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサ部と、検出された加速度を用いて電流制御信号の値を計算する電流制御部と、制御信号の値によって出力電流を可変させる可変電流レギュレータを備え、加速度検出時に可変電流レギュレータから電磁石に電流を送り、磁力を発生させることにより、電池内蔵機器の誘導コイルを吸引する。
【解決手段】自装置に内蔵され、起電力を誘導する電源コイルを備えた非接触充電装置であって、自装置には、前記起電力を誘導する電源コイルと、誘導コイルを吸引する電磁石と、３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサ部と、検出された加速度を用いて電流制御信号の値を計算する電流制御部と、制御信号の値によって出力電流を可変させる可変電流レギュレータを備え、加速度検出時に可変電流レギュレータから電磁石に電流を送り、磁力を発生させることにより、電池内蔵機器の誘導コイルを吸引する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被充電機器である電池内蔵機器などを充電するための非接触充電装置に関し、特に自動車等の移動体に搭載される非接触充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の非接触充電装置に関連して、電磁石にて電池内蔵機器を非接触充電装置に引きつけ正しい位置に設置し、充電を開始するもの（電磁気エネルギ転送のための装置）が開示されており、特に、自動車内における環境で充電中に電池内蔵機器（充電可能な電子デバイス）が移動しないように電磁石にてＤＣ磁場を発生させ電池内蔵機器の位置を非接触充電装置上に保持し続けるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５０４０７４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、特許文献１に示された非接触充電装置においては、自動車内における環境での使用時に常に電池内蔵機器保持し続けるため、常に電磁石に電流を流し続けなければならず電力を常に消費し続けてしまい周りへのＤＣ磁場の影響も常に与えることになるという問題があった。
【０００５】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、３軸の加速度センサを非接触充電装置内に新たに設けることにより、検出した加速度に応じた電流値を電磁石に流し、電池内蔵機器の誘導コイルを非接触充電装置に吸引させることにより、消費電力、周りへのＤＣ磁場の影響の低減ができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、自装置に内蔵され、起電力を誘導する電源コイルを備えた非接触充電装置であって、自装置には、前記起電力を誘導する電源コイルと、誘導コイルを吸引する電磁石と、３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサ部と、検出された加速度に応じて電流を可変させる電流制御部とを備え、電流制御部は、３軸加速度センサ部での加速度検出時に電磁石に電流を送り、電池内蔵機器の誘導コイルを吸引する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、非接触充電器の車内での使用時において、消費電力および周りへのＤＣ磁場の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における非接触充電装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における非接触充電装置の概略斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における非接触充電装置の動作説明のためのフロー図
【図４】本発明の実施の形態２における非接触充電装置のブロック図
【図５】本発明の実施の形態２における非接触充電装置の概略斜視図
【図６】本発明の実施の形態２における非接触充電装置の動作説明のためのフロー図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における非接触充電装置について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態１における非接触充電装置１０および電池内蔵機器５０のブロック図、図２は本発明の実施の形態1における非接触充電装置１０および電池内蔵機器５０の概略斜視図である。
【００１１】
図１において、非接触充電装置１０は、車内のコンソールボックスの中や上などに設置され、車内に持ち込んだ携帯電話などの電池内蔵機器を自動車の移動中に待ち受け受信などの動作をさせながら充電するもので、直流電源部１７、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１、電源コイル１２、可変電流レギュレータ１３、加速度センサ部としての３軸加速度センサ部１４、電流制御部１５及び電磁石１６を備え、電池内蔵機器５０は、車内に持ち込む携帯電話のように、充電池による電力を用いて画像の表示や、その他の動作を行うものでこれらの機能を実現するための表示部、動作部（図示せず）以外に、共振回路部５１、電池５２、整流回路部５３、充電制御回路部５４および吸着部５５を備える。
【００１２】
非接触充電装置１０は、車両の走行中における振動時や加減速時に車両とは別の方向に動かないように車内にビスなどで固定して設けられる。
【００１３】
非接触充電装置１０は、電源コイル１２に交流電流を流すことで発生する振動磁場により、電源コイル１２と電池内蔵機器５０に設けられた誘導コイル５６の間で磁気共鳴が起こり、誘導コイル５６に電源コイル１２と同様の電流を発生させる。電池内蔵機器５０では、この電流を整流回路部５３にて整流し、電池５２が充電される。
【００１４】
非接触充電装置１０において、直流電源部１７は、車のバッテリー電源３２から得られる１２Ｖの直流電圧をコイルやコンデンサを用いてリップル除去し、車両のエンジンスタート時における電源変動の低減を行う。
【００１５】
また直流電源部１７は、車のアクセサリー電源３３の電圧を監視することにより、車両のバッテリーの充電状態を把握し、アクセサリー電源３３のＯＦＦ時にＤＣ／ＡＣコンバータ１１と可変電流レギュレータ１３への電源供給を止める。
【００１６】
非接触充電装置１０において、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１は、直流電源部１７から得られる電流を交流に変換し、たとえば、２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波電力を電源コイル１２に供給する。
【００１７】
電源コイル１２は、非接触充電装置１０の筐体の上面であり電池内蔵機器５０を載せるための上面プレート３１に対して平行な面を形成するよう渦巻き状に巻かれた空芯コイルであって、交流磁束を放射して上面プレート３１に載せられた電池内蔵機器５０内の誘導コイル５６に起電力を誘導する。
【００１８】
３軸加速度センサ部１４は、非接触充電装置１０に固定して設けられ、非接触充電装置１０が前後、左右、上下にそれぞれ加速度がかかったときに各方向の加速度を検出する。すなわち、３軸加速度センサ部１４は、車両の挙動に応じて非接触充電装置１０に加わる加速度を検出する。
【００１９】
３軸加速度センサ部１４にて検出された加速度の情報は、加速度検出信号として電流制御部１５に送られる。
【００２０】
可変電流レギュレータ１３は、直流電源部１７から電源供給され、電流制御部１５からの制御信号の値（入力値）により出力電流値を変化させる。
【００２１】
電磁石１６は、コアとコイルからなり、コイルが可変電流レギュレータ１３に接続されて電磁石１６に電流が供給される。
【００２２】
電流制御部１５は、演算処理を行なうためのマイコン１８を備え、３軸加速度センサ部１４で検出した加速度を用いて制御信号の値を計算し、可変電流レギュレータ１３の出力電流値を変化させる。
【００２３】
電流制御部１５から可変レギュレータ１３へ入力する制御信号の値は、３軸加速度センサ部１４で検出した加速度が増加すると可変電流レギュレータ１３から出力される電流値（電磁石のコイルに供給される電流値）を増やし、減少すると電流値を減らすように計算される。
【００２４】
制御信号の値は、上面プレート３１と垂直な方向（ｚ方向）と水平な方向（ｘ、ｙ方向）にかかる加速度から計算される各方向ごとの制御信号の値の総和によって決まる。
【００２５】
ｚ方向とｘ、ｙ方向では吸着部５５が電磁石１６から離れるために要する加速度が異なるため、ｚ方向とｘ、ｙ方向では異なる計算式で各制御信号の値を算出する。
【００２６】
図１においては説明の便宜上、電磁石１６と電源コイル１２とを分離して、さらに、誘導コイル５６と吸着部５５とを分離して、それぞれ図示しているが、具体的には図２に示すとおり、電磁石１６のコアが電源コイル１２の略中心に位置するように、さらに、吸着部５５が誘導コイル５６の略中心に位置するように、それぞれが配置される。
【００２７】
すなわち、電磁石１６は、電源コイル１２の中心に配置され、可変電流レギュレータ１３から電流が供給されると誘導コイル５６がある方向がＮ極になるように線が巻かれている。これは、電磁石１６の磁束の方向を電源コイル１２から出る磁束の方向と同じにするためである。電磁石１６に電流が供給されると上面プレート３１をはさんで誘導コイル５６の中心に配置された吸着部５５に磁力をかける。
【００２８】
電池内蔵機器５０において、共振回路部５１は、誘導コイル５６と誘導コイル５６に並列接続されたコンデンサ５７とからなり、共振回路部５１の共振周波数は電源コイル１２から電力搬送される周波数に近似する周波数となっている。
【００２９】
また、電池内蔵機器５０における整流回路部５３は誘導コイル５６から出力された交流電流を整流するダイオード５８と整流された脈流を平滑化する平滑コンデンサ５９とからなり、整流回路部５３から出力される直流電流が充電制御回路部５４を通じて電池５２を充電する。
【００３０】
吸着部５５は電池内蔵機器５０内に固定されており、材質は磁性体のように磁力に引きつけられるものであれば良い。
【００３１】
以上のように構成された非接触充電装置１０について、以下にその処理動作を説明する。
【００３２】
図３は本発明の実施の形態１における非接触充電装置１０のフロー図である。非接触充電装置１０が動作している状態（アクセサリー電源３３がＯＮの状態）においては、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１が高周波電力を電源コイル１２に供給しているため、この状態でユーザが、電池内蔵機器５０を非接触充電装置１０の上面プレート３１上に置くと、まず、マイコン１８が電源コイル１２に供給された高周波電力の共振を検出する（ステップＳ１１）。
【００３３】
すると、この検出結果に基づいてマイコン１８が可変電流レギュレータ１３を制御して電磁石１６に直流電流を供給し、電磁石１６からはＤＣ磁場が発生する（Ｓ１２）。
ステップＳ１２で発生したＤＣ磁場により、吸着部５５が電磁石１６上の正しい位置に引き付けられる（Ｓ１３）。
【００３４】
ここで、「正しい位置」とは、誘導コイル５６に効率良く電流を発生させるために電源コイル１２と誘導コイル５６が最も重なる位置であり、吸着部５５と電磁石１６が重なる位置を意味する。この際、吸着部５５は電池内蔵機器５０に固定されているものであるため、電池内蔵機器５０も移動する。
【００３５】
電池内蔵機器５０が正しい位置に引き付けられると電源コイル１２から誘導コイル５６に起電力を誘導し、充電を開始する(Ｓ１４)。
【００３６】
充電が開始されると、マイコン１８は３軸加速度センサ部１４が非接触充電装置１０の加速度を検出したか否か判定する（Ｓ１５）。
【００３７】
たとえば、車の発進時、走行時からの停止時、右左折、勾配のある道路の走行時、悪路など振動の大きい道路の走行時など、車両に加減速が発生すると、非接触充電装置１０は車両（あるいは車室内）に固定されているため、３軸加速度センサ部１４が非接触充電装置１０の加速度を検出する（Ｓ１５、ＹＥＳ）。
【００３８】
この場合、マイコン１８にて３軸加速度センサ部１４で検出した加速度から制御信号の値が計算され(Ｓ１７)、計算された制御信号の値のに相当する直流電流が可変電流レギュレータ１３から電磁石１６に電流供給される(Ｓ１８)。
【００３９】
なお、充電が開始されないとマイコン１８は加速度の検出を行なわないため、不要な電流を流すことなく、消費電力および周りへのＤＣ磁場の影響の低減を行う。
【００４０】
電磁石１６に電流が供給されると、電磁石１６から電池内蔵機器５０内の吸着部５５に対して電流値に比例した磁力を発生し、吸着部５５が上面プレート３１を介して電磁石１６に磁力に比例した力で吸着する。
【００４１】
車が停止中または勾配が少なく振動が少ない道路での一定速度での直進走行で加速度が検出されなくなる(Ｓ１５、ＮＯ)と、可変電流レギュレータ１３から電磁石１６に電流の供給を停止する(Ｓ１６)。
【００４２】
電磁石１６への電流の供給が停止されると、電磁石１６から電池内蔵機器５０内の吸着部５５に対する磁力が止まり、吸着部５５への上面プレート３１を介した磁力による吸着がなくなる。
【００４３】
電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっていないとマイコン１８が判断すれば（Ｓ１９、ＮＯ）マイコン１８が、引き続き加速度の検出されたか否かの判定を行う。
電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっているとマイコン１８が判断すれば（Ｓ１
９、ＹＥＳ）、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１から電源コイル１２への高周波電力の供給を停止し、充電を終了する（Ｓ２０）。
【００４４】
なお、電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっているとマイコン１８が判断しても車の走行時の振動や急停止、急発進により電池内蔵機器５０が大きく跳ねたり、非接触充電装置１０外に飛び出したりするのを防ぐために、加速度検出による上記の電磁石の動作を続けてもよい。
【００４５】
以上のように本実施の形態１によれば、３軸の加速度センサと電磁石を非接触充電装置内に新たに設けることにより、車の発進時、走行時からの停止時、右左折、勾配のある道路の走行時、悪路など振動の大きい道路の走行時に発生する各軸の加速度を検出し、検出した加速度に応じた電流値を電磁石に流して電池内蔵機器の誘導コイルを非接触充電装置に吸引させることにより、車の急発進、急停車、急ハンドル、悪路など振動の大きい道路の走行時においても誘導コイルの位置ずれや浮きによる充電効率の悪化を防ぎ、充電時間の短縮化、消費電力の低減を行うことができる。
【００４６】
また、停車時や安定走行時など加速度が検出されない時は電磁石に電流を供給しないため、電磁石の消費電力の低減、周りへのＤＣ磁場の影響の低減を行うことができる。
さらに、停車時などユーザが電池内蔵機器を取り出すときにも電磁石から磁力が発生していないため、電池内蔵機器を簡単に非接触充電装置から取り外すことができる。
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における非接触充電装置について図面を参照しながら説明する。
【００４７】
図４は本発明の実施の形態２における非接触充電装置２０のブロック図および電池内蔵機器５０のブロック図、図５は本発明の実施の形態２における非接触充電装置２０および電池内蔵機器５０の概略斜視図である。
【００４８】
本実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
実施の形態２と実施の形態１との相違点は、非接触充電装置が自装置の上面プレート上に圧力センサ部を有していることである。
【００５０】
図４において、非接触充電装置２０は、車内のコンソールボックスの中や上などに設置され、車内に持ち込んだ携帯電話などを移動中に待ち受け受信などの動作をさせながら充電するもので、直流電源部１７、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１、電源コイル１２、可変電流レギュレータ１３、３軸加速度センサ部１４、電流制御部１５ａ、電磁石１６および、圧力センサ部２１を備え、電池内蔵機器５０は、車内に持ち込む携帯電話のように、充電池による電力を用いて表示、動作するもので表示部、動作部以外に、共振回路部５１、電池５２、整流回路部５３、充電制御回路部５４および吸着部５５を備える。
【００５１】
電流制御部１５ａはマイコン１８ａを備え、３軸加速度センサ部１４で検出した加速度と充電開始時に記憶しておいた圧力センサ値（詳細後述）に応じた電流値を計算し、可変電流レギュレータ１３から電磁石１６に電流供給する。
【００５２】
圧力センサ部２１は、電磁石１６の真上の上面プレート３１上に配置されており、充電開始時に圧力センサ部２１にて検出した値（例えば抵抗値）である圧力センサ値をマイコン１８ａに記憶しておく。
【００５３】
また、圧力センサ部２１での値測定時が走行時などで圧力センサ部２１に加わる力が一定ではない場合を加味して圧力センサ部２１の値測定時に３軸加速度センサ部１４の値もマイコン１８ａに記憶し、記憶時の圧力センサ部２１と垂直な方向への加速度を考慮しても良い。
【００５４】
以上のように構成された非接触充電装置２０について、以下にその処理動作を説明する。
【００５５】
図６は本発明の実施の形態２における非接触充電装置２０のフロー図である。
【００５６】
非接触充電装置２０が動作している状態（アクセサリー電源３３がＯＮの状態）においては、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１が高周波電力を電源コイル１２に供給しているため、この状態でユーザが、電池内蔵機器５０を非接触充電装置２０の上面プレート３１上に置くと、まず、マイコン１８ａが電源コイル１２に供給された高周波電力の共振を検出する（ステップＳ２１）。
【００５７】
すると、この検出結果に基づいてマイコン１８ａが可変電流レギュレータ１３を制御して電磁石１６に直流電流が供給され、電磁石１６からＤＣ磁場が発生する（Ｓ２２）。
ステップＳ２２で発生したＤＣ磁場により、吸着部５５が電磁石１６上の正しい位置に引き付けられる（Ｓ２３）。
【００５８】
ここでの正しい位置とは、誘導コイル５６に効率良く電流を発生させるために電源コイル１２と誘導コイル５６が最も重なる位置であり、吸着部５５と電磁石１６が重なる位置を意味する。この際、吸着部５５は電池内蔵機器５０に固定されているものであるため、電池内蔵機器５０も移動する。
【００５９】
電池内蔵機器５０が正しい位置に引き付けられると電源コイル１２から誘導コイル５６に起電力を誘導し、充電を開始する(Ｓ２４)。
【００６０】
充電開始時に圧力センサ部２１にて電池内蔵機器５０の重量を検知し、値をマイコン１８ａに記憶する（Ｓ２５）。
【００６１】
充電が開始されると、マイコン１８ａは３軸加速度センサ部１４が非接触充電装置１０の加速度を検出したか否か判定する（Ｓ２６）。
【００６２】
たとえば、車の発進時、走行時からの停止時、右左折、勾配のある道路の走行時、悪路など振動の大きい道路の走行時など、車両に加減速が発生すると、非接触充電装置１０は車両（あるいは車室内）に固定されているため、３軸加速度センサ部１４が非接触充電装置１０の加速度を検出する（Ｓ２６、ＹＥＳ）。
【００６３】
この場合、マイコン１８ａにて３軸加速度センサ部１４で検出した加速度と充電開始時にマイコン１８ａに記憶しておいた電池内蔵機器５０の重量から制御信号の値が計算され(Ｓ２８)、計算された制御信号の値のに相当する直流電流が可変電流レギュレータ１３から電磁石１６に電流供給される(Ｓ２９)。
【００６４】
なお、充電が開始されないとマイコン１８ａは加速度の検出を行なわないため、不要な電流を流すことなく、消費電力および周りへのＤＣ磁場の影響の低減を行う。
【００６５】
電磁石１６に電流が供給されると、電磁石１６から電池内蔵機器５０内の吸着部５５に対して電流値に比例した磁力を発生し、吸着部５５が上面プレート３１を介して電磁石１
６に磁力に比例した力で吸着する。
【００６６】
車が停止中または勾配が少なく振動が少ない道路での一定速度での直進走行で加速度が検出されなくなる(Ｓ２６、ＮＯ)と、可変電流レギュレータ１３から電磁石１６に電流の供給を停止する(Ｓ２７)。
【００６７】
電磁石１６への電流の供給が停止されると、電磁石１６から電池内蔵機器５０内の吸着部５５に対する磁力が止まり、吸着部５５への上面プレート３１を介した磁力による吸着がなくなる。
【００６８】
電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっていないとマイコン１８ａが判断すれば（Ｓ３０、ＮＯ）、マイコン１８ａが、引き続き加速度の検出されたか否かの判定を行う。
【００６９】
電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっているとマイコン１８ａが判断すれば（Ｓ３０、ＹＥＳ）、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１から電源コイル１２への高周波電力の供給を停止し、充電を終了する（Ｓ３１）。
【００７０】
なお、電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっているとマイコン１８ａが判断しても車の走行時の振動や急停止、急発進により電池内蔵機器５０が大きく跳ねたり、非接触充電装置２０外に飛び出したりするのを防ぐために、加速度検出による上記の電磁石の動作を続けてもよい。
【００７１】
以上のように構成・取付られた非接触充電装置２０について、以下にその特性等を説明する。
【００７２】
以上のように本実施の形態２によれば、３軸の加速度センサと圧力センサと電磁石を非接触充電装置内に新たに設けることにより、車の発進時、走行時からの停止時、右左折、勾配のある道路の走行時、悪路など振動の大きい道路の走行時に発生する各軸の加速度を検出し、検出した加速度に応じた電流値を電磁石に流して誘導コイルを非接触充電装置に吸引させることにより、車の発進時、走行時からの停止時、右左折、勾配のある道路の走行時、悪路など振動の大きい道路の走行時の誘導コイルの位置ずれや浮きを防ぎ、充電時間の短縮化、消費電力の低減を行うことができる。
【００７３】
また、停車時や安定走行時など加速度が検出されない時は電磁石に電流を供給しないため、電磁石の消費電力の低減、周りへのＤＣ磁場の影響の低減を行うことができる。さらに、停車時などユーザが電池内蔵機器を取り出すときにも電磁石から磁力が発生していないため、電池内蔵機器を簡単に非接触充電装置から取り外すことができる。
【００７４】
上述したように、本発明では、第１の発明に係る非接触充電装置として、車内のコンソールボックスの中や上などに設置され、自装置に内蔵され起電力を誘導する電源コイルを備えた、車内に持ち込んだ携帯電話などを移動中に待ち受け受信などの動作をさせながら充電する非接触充電装置であって、自装置には、前記起電力を誘導する電源コイルと、誘導コイルを吸引する電磁石と、３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサ部と、検出された加速度を用いて電流制御信号の値を計算する電流制御部と制御信号の値によって出力電流を可変させる可変電流レギュレータを備え、加速度検出時に可変電流レギュレータから電磁石に電流を送り、磁力を発生させることにより、電池内蔵機器の誘導コイルを吸引する。
【００７５】
第１の発明によれば、３軸加速度センサ部での加速度により電磁石に供給する電流を制
御することで、車の急発進、急停車、急ハンドル、悪路など振動の大きい道路の走行時でも誘導コイルの位置ずれや浮きによる充電効率の悪化を防ぎ、かつ消費電力、周りへのＤＣ磁場の影響の低減、および電池内蔵機器の簡単な取り外しができる。
【００７６】
また、本発明では、第２の発明に係る非接触充電装置として、電流制御部は、３軸加速度センサ部での加速度と圧力センサによる重量から電流を制御する。
【００７７】
第２の発明によれば、３軸加速度センサ部での加速度と圧力センサによる重量により電流を制御することで、電池内蔵機器の重量にかかわらず車の急発進、急停車、急ハンドル、悪路など振動の大きい道路の走行時でも誘導コイルの位置ずれや浮きによる充電効率の悪化を防ぎ、かつ消費電力、周りへのＤＣ磁場の影響の低減、および電池内蔵機器の簡単な取り外しができる。
【００７８】
以上説明したとおり、本発明は、車両に搭載され、誘導コイルを介して充電される充電池を備えた電池内蔵機器に対して起電力を誘導する非接触充電装置において、前記充電池に充電するための起電力を前記誘導コイルへ誘導する電源コイルと、前記電池内蔵機器を吸引する電磁石と、自装置の加速度を検出する加速度センサ部とを備え、前記電磁石は前記加速度センサ部の検出結果に応じて磁力を変化させる構成を採る。
【００７９】
この構成により、自装置の加速度に応じて必要な分だけ電磁石の磁力を変化させることとなるため、不要な電力消費が低減でき、装置周辺へのＤＣ磁場の影響を低減することができる。
【００８０】
さらに本発明は、前記電池内蔵機器は前記誘導コイルの中心に磁性部材を備え、前記電磁石のコアが前記電源コイルの中心に配置される構成を採る。
【００８１】
この構成により、電磁石によって電源コイルと誘導コイルが重なる位置まで電池内蔵機器が移動して、誘導コイルに効率良く電流を発生させることができる。
【００８２】
また、本発明は、前記加速度センサ部で検出した加速度を用いて前記電磁石へ供給する電流値を制御する電流制御部を備え、前記電流制御部は、前記加速度センサ部による自装置の加速度が検出されない場合に前記電磁石への電流の供給を停止する構成を採る。
この構成により、より確実に電力消費を低減することができる。
【００８３】
また、本発明は、前記加速度センサ部は水平方向および垂直方向を含む３方向の加速度を検出する３軸加速度センサである構成を採る。
【００８４】
この構成により、水平方向の振動のみならず、悪路など特に垂直方向に振動の大きい道路の走行時においても誘導コイルの位置ずれや浮きによる充電効率の悪化を防ぎ、充電時間の短縮化、消費電力の低減を行うことができる。
【００８５】
さらに、本発明は、自装置に載せられた電池内蔵機器の重量を検知する圧力センサ部を備え、前記電流制御部は、前記加速度センサ部で検出した加速度と前記圧力センサ部が検知した値とを用いて前記電磁石へ供給する電流値を制御する構成を採る。
【００８６】
この構成により、、充電を行なう電池内蔵機器の種類（重量）も加味して吸引を行なうことができるので、不必要に電磁石に電力を供給する必要がなくなり、消費電力低減の最適化を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の車載用非接触充電装置は、自動車等の移動体に搭載される非接触充電装置等として有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１０、２０ 非接触充電装置
１１ ＤＣ／ＡＣコンバータ
１２ 電源コイル
１３ 可変電流レギュレータ
１４ ３軸加速度センサ部
１５、１５ａ 電流制御部
１６ 電磁石
１７ 直流電源部
１８、１８ａ マイコン
２１ 圧力センサ部
３１ 上面プレート
３２ バッテリー電源
３３ アクセサリー電源
５０ 電池内蔵機器
５１ 共振回路部
５２ 電池
５３ 整流回路部
５４ 充電制御回路部
５５ 吸着部
５６ 誘導コイル
５７ コンデンサ
５８ ダイオード
５９ 平滑コンデンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被充電機器である電池内蔵機器などを充電するための非接触充電装置に関し、特に自動車等の移動体に搭載される非接触充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の非接触充電装置に関連して、電磁石にて電池内蔵機器を非接触充電装置に引きつけ正しい位置に設置し、充電を開始するもの（電磁気エネルギ転送のための装置）が開示されており、特に、自動車内における環境で充電中に電池内蔵機器（充電可能な電子デバイス）が移動しないように電磁石にてＤＣ磁場を発生させ電池内蔵機器の位置を非接触充電装置上に保持し続けるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５０４０７４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、特許文献１に示された非接触充電装置においては、自動車内における環境での使用時に常に電池内蔵機器保持し続けるため、常に電磁石に電流を流し続けなければならず電力を常に消費し続けてしまい周りへのＤＣ磁場の影響も常に与えることになるという問題があった。
【０００５】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、３軸の加速度センサを非接触充電装置内に新たに設けることにより、検出した加速度に応じた電流値を電磁石に流し、電池内蔵機器の誘導コイルを非接触充電装置に吸引させることにより、消費電力、周りへのＤＣ磁場の影響の低減ができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、自装置に内蔵され、起電力を誘導する電源コイルを備えた非接触充電装置であって、自装置には、前記起電力を誘導する電源コイルと、誘導コイルを吸引する電磁石と、３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサ部と、検出された加速度に応じて電流を可変させる電流制御部とを備え、電流制御部は、３軸加速度センサ部での加速度検出時に電磁石に電流を送り、電池内蔵機器の誘導コイルを吸引する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、非接触充電器の車内での使用時において、消費電力および周りへのＤＣ磁場の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における非接触充電装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における非接触充電装置の概略斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における非接触充電装置の動作説明のためのフロー図
【図４】本発明の実施の形態２における非接触充電装置のブロック図
【図５】本発明の実施の形態２における非接触充電装置の概略斜視図
【図６】本発明の実施の形態２における非接触充電装置の動作説明のためのフロー図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における非接触充電装置について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態１における非接触充電装置１０および電池内蔵機器５０のブロック図、図２は本発明の実施の形態1における非接触充電装置１０および電池内蔵機器５０の概略斜視図である。
【００１１】
図１において、非接触充電装置１０は、車内のコンソールボックスの中や上などに設置され、車内に持ち込んだ携帯電話などの電池内蔵機器を自動車の移動中に待ち受け受信などの動作をさせながら充電するもので、直流電源部１７、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１、電源コイル１２、可変電流レギュレータ１３、加速度センサ部としての３軸加速度センサ部１４、電流制御部１５及び電磁石１６を備え、電池内蔵機器５０は、車内に持ち込む携帯電話のように、充電池による電力を用いて画像の表示や、その他の動作を行うものでこれらの機能を実現するための表示部、動作部（図示せず）以外に、共振回路部５１、電池５２、整流回路部５３、充電制御回路部５４および吸着部５５を備える。
【００１２】
非接触充電装置１０は、車両の走行中における振動時や加減速時に車両とは別の方向に動かないように車内にビスなどで固定して設けられる。
【００１３】
非接触充電装置１０は、電源コイル１２に交流電流を流すことで発生する振動磁場により、電源コイル１２と電池内蔵機器５０に設けられた誘導コイル５６の間で磁気共鳴が起こり、誘導コイル５６に電源コイル１２と同様の電流を発生させる。電池内蔵機器５０では、この電流を整流回路部５３にて整流し、電池５２が充電される。
【００１４】
非接触充電装置１０において、直流電源部１７は、車のバッテリー電源３２から得られる１２Ｖの直流電圧をコイルやコンデンサを用いてリップル除去し、車両のエンジンスタート時における電源変動の低減を行う。
【００１５】
また直流電源部１７は、車のアクセサリー電源３３の電圧を監視することにより、車両のバッテリーの充電状態を把握し、アクセサリー電源３３のＯＦＦ時にＤＣ／ＡＣコンバータ１１と可変電流レギュレータ１３への電源供給を止める。
【００１６】
非接触充電装置１０において、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１は、直流電源部１７から得られる電流を交流に変換し、たとえば、２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波電力を電源コイル１２に供給する。
【００１７】
電源コイル１２は、非接触充電装置１０の筐体の上面であり電池内蔵機器５０を載せるための上面プレート３１に対して平行な面を形成するよう渦巻き状に巻かれた空芯コイルであって、交流磁束を放射して上面プレート３１に載せられた電池内蔵機器５０内の誘導コイル５６に起電力を誘導する。
【００１８】
３軸加速度センサ部１４は、非接触充電装置１０に固定して設けられ、非接触充電装置１０が前後、左右、上下にそれぞれ加速度がかかったときに各方向の加速度を検出する。すなわち、３軸加速度センサ部１４は、車両の挙動に応じて非接触充電装置１０に加わる加速度を検出する。
【００１９】
３軸加速度センサ部１４にて検出された加速度の情報は、加速度検出信号として電流制御部１５に送られる。
【００２０】
可変電流レギュレータ１３は、直流電源部１７から電源供給され、電流制御部１５からの制御信号の値（入力値）により出力電流値を変化させる。
【００２１】
電磁石１６は、コアとコイルからなり、コイルが可変電流レギュレータ１３に接続されて電磁石１６に電流が供給される。
【００２２】
電流制御部１５は、演算処理を行なうためのマイコン１８を備え、３軸加速度センサ部１４で検出した加速度を用いて制御信号の値を計算し、可変電流レギュレータ１３の出力電流値を変化させる。
【００２３】
電流制御部１５から可変レギュレータ１３へ入力する制御信号の値は、３軸加速度センサ部１４で検出した加速度が増加すると可変電流レギュレータ１３から出力される電流値（電磁石のコイルに供給される電流値）を増やし、減少すると電流値を減らすように計算される。
【００２４】
制御信号の値は、上面プレート３１と垂直な方向（ｚ方向）と水平な方向（ｘ、ｙ方向）にかかる加速度から計算される各方向ごとの制御信号の値の総和によって決まる。
【００２５】
ｚ方向とｘ、ｙ方向では吸着部５５が電磁石１６から離れるために要する加速度が異なるため、ｚ方向とｘ、ｙ方向では異なる計算式で各制御信号の値を算出する。
【００２６】
図１においては説明の便宜上、電磁石１６と電源コイル１２とを分離して、さらに、誘導コイル５６と吸着部５５とを分離して、それぞれ図示しているが、具体的には図２に示すとおり、電磁石１６のコアが電源コイル１２の略中心に位置するように、さらに、吸着部５５が誘導コイル５６の略中心に位置するように、それぞれが配置される。
【００２７】
すなわち、電磁石１６は、電源コイル１２の中心に配置され、可変電流レギュレータ１３から電流が供給されると誘導コイル５６がある方向がＮ極になるように線が巻かれている。これは、電磁石１６の磁束の方向を電源コイル１２から出る磁束の方向と同じにするためである。電磁石１６に電流が供給されると上面プレート３１をはさんで誘導コイル５６の中心に配置された吸着部５５に磁力をかける。
【００２８】
電池内蔵機器５０において、共振回路部５１は、誘導コイル５６と誘導コイル５６に並列接続されたコンデンサ５７とからなり、共振回路部５１の共振周波数は電源コイル１２から電力搬送される周波数に近似する周波数となっている。
【００２９】
また、電池内蔵機器５０における整流回路部５３は誘導コイル５６から出力された交流電流を整流するダイオード５８と整流された脈流を平滑化する平滑コンデンサ５９とからなり、整流回路部５３から出力される直流電流が充電制御回路部５４を通じて電池５２を充電する。
【００３０】
吸着部５５は電池内蔵機器５０内に固定されており、材質は磁性体のように磁力に引きつけられるものであれば良い。
【００３１】
以上のように構成された非接触充電装置１０について、以下にその処理動作を説明する。
【００３２】
図３は本発明の実施の形態１における非接触充電装置１０のフロー図である。非接触充電装置１０が動作している状態（アクセサリー電源３３がＯＮの状態）においては、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１が高周波電力を電源コイル１２に供給しているため、この状態でユーザが、電池内蔵機器５０を非接触充電装置１０の上面プレート３１上に置くと、まず、マイコン１８が電源コイル１２に供給された高周波電力の共振を検出する（ステップＳ１１）。
【００３３】
すると、この検出結果に基づいてマイコン１８が可変電流レギュレータ１３を制御して電磁石１６に直流電流を供給し、電磁石１６からはＤＣ磁場が発生する（Ｓ１２）。
ステップＳ１２で発生したＤＣ磁場により、吸着部５５が電磁石１６上の正しい位置に引き付けられる（Ｓ１３）。
【００３４】
ここで、「正しい位置」とは、誘導コイル５６に効率良く電流を発生させるために電源コイル１２と誘導コイル５６が最も重なる位置であり、吸着部５５と電磁石１６が重なる位置を意味する。この際、吸着部５５は電池内蔵機器５０に固定されているものであるため、電池内蔵機器５０も移動する。
【００３５】
電池内蔵機器５０が正しい位置に引き付けられると電源コイル１２から誘導コイル５６に起電力を誘導し、充電を開始する(Ｓ１４)。
【００３６】
充電が開始されると、マイコン１８は３軸加速度センサ部１４が非接触充電装置１０の加速度を検出したか否か判定する（Ｓ１５）。
【００３７】
たとえば、車の発進時、走行時からの停止時、右左折、勾配のある道路の走行時、悪路など振動の大きい道路の走行時など、車両に加減速が発生すると、非接触充電装置１０は車両（あるいは車室内）に固定されているため、３軸加速度センサ部１４が非接触充電装置１０の加速度を検出する（Ｓ１５、ＹＥＳ）。
【００３８】
この場合、マイコン１８にて３軸加速度センサ部１４で検出した加速度から制御信号の値が計算され(Ｓ１７)、計算された制御信号の値のに相当する直流電流が可変電流レギュレータ１３から電磁石１６に電流供給される(Ｓ１８)。
【００３９】
なお、充電が開始されないとマイコン１８は加速度の検出を行なわないため、不要な電流を流すことなく、消費電力および周りへのＤＣ磁場の影響の低減を行う。
【００４０】
電磁石１６に電流が供給されると、電磁石１６から電池内蔵機器５０内の吸着部５５に対して電流値に比例した磁力を発生し、吸着部５５が上面プレート３１を介して電磁石１６に磁力に比例した力で吸着する。
【００４１】
車が停止中または勾配が少なく振動が少ない道路での一定速度での直進走行で加速度が検出されなくなる(Ｓ１５、ＮＯ)と、可変電流レギュレータ１３から電磁石１６に電流の供給を停止する(Ｓ１６)。
【００４２】
電磁石１６への電流の供給が停止されると、電磁石１６から電池内蔵機器５０内の吸着部５５に対する磁力が止まり、吸着部５５への上面プレート３１を介した磁力による吸着がなくなる。
【００４３】
電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっていないとマイコン１８が判断すれば（Ｓ１９、ＮＯ）マイコン１８が、引き続き加速度の検出されたか否かの判定を行う。
電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっているとマイコン１８が判断すれば（Ｓ１
９、ＹＥＳ）、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１から電源コイル１２への高周波電力の供給を停止し、充電を終了する（Ｓ２０）。
【００４４】
なお、電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっているとマイコン１８が判断しても車の走行時の振動や急停止、急発進により電池内蔵機器５０が大きく跳ねたり、非接触充電装置１０外に飛び出したりするのを防ぐために、加速度検出による上記の電磁石の動作を続けてもよい。
【００４５】
以上のように本実施の形態１によれば、３軸の加速度センサと電磁石を非接触充電装置内に新たに設けることにより、車の発進時、走行時からの停止時、右左折、勾配のある道路の走行時、悪路など振動の大きい道路の走行時に発生する各軸の加速度を検出し、検出した加速度に応じた電流値を電磁石に流して電池内蔵機器の誘導コイルを非接触充電装置に吸引させることにより、車の急発進、急停車、急ハンドル、悪路など振動の大きい道路の走行時においても誘導コイルの位置ずれや浮きによる充電効率の悪化を防ぎ、充電時間の短縮化、消費電力の低減を行うことができる。
【００４６】
また、停車時や安定走行時など加速度が検出されない時は電磁石に電流を供給しないため、電磁石の消費電力の低減、周りへのＤＣ磁場の影響の低減を行うことができる。
さらに、停車時などユーザが電池内蔵機器を取り出すときにも電磁石から磁力が発生していないため、電池内蔵機器を簡単に非接触充電装置から取り外すことができる。
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における非接触充電装置について図面を参照しながら説明する。
【００４７】
図４は本発明の実施の形態２における非接触充電装置２０のブロック図および電池内蔵機器５０のブロック図、図５は本発明の実施の形態２における非接触充電装置２０および電池内蔵機器５０の概略斜視図である。
【００４８】
本実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
実施の形態２と実施の形態１との相違点は、非接触充電装置が自装置の上面プレート上に圧力センサ部を有していることである。
【００５０】
図４において、非接触充電装置２０は、車内のコンソールボックスの中や上などに設置され、車内に持ち込んだ携帯電話などを移動中に待ち受け受信などの動作をさせながら充電するもので、直流電源部１７、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１、電源コイル１２、可変電流レギュレータ１３、３軸加速度センサ部１４、電流制御部１５ａ、電磁石１６および、圧力センサ部２１を備え、電池内蔵機器５０は、車内に持ち込む携帯電話のように、充電池による電力を用いて表示、動作するもので表示部、動作部以外に、共振回路部５１、電池５２、整流回路部５３、充電制御回路部５４および吸着部５５を備える。
【００５１】
電流制御部１５ａはマイコン１８ａを備え、３軸加速度センサ部１４で検出した加速度と充電開始時に記憶しておいた圧力センサ値（詳細後述）に応じた電流値を計算し、可変電流レギュレータ１３から電磁石１６に電流供給する。
【００５２】
圧力センサ部２１は、電磁石１６の真上の上面プレート３１上に配置されており、充電開始時に圧力センサ部２１にて検出した値（例えば抵抗値）である圧力センサ値をマイコン１８ａに記憶しておく。
【００５３】
また、圧力センサ部２１での値測定時が走行時などで圧力センサ部２１に加わる力が一定ではない場合を加味して圧力センサ部２１の値測定時に３軸加速度センサ部１４の値もマイコン１８ａに記憶し、記憶時の圧力センサ部２１と垂直な方向への加速度を考慮しても良い。
【００５４】
以上のように構成された非接触充電装置２０について、以下にその処理動作を説明する。
【００５５】
図６は本発明の実施の形態２における非接触充電装置２０のフロー図である。
【００５６】
非接触充電装置２０が動作している状態（アクセサリー電源３３がＯＮの状態）においては、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１が高周波電力を電源コイル１２に供給しているため、この状態でユーザが、電池内蔵機器５０を非接触充電装置２０の上面プレート３１上に置くと、まず、マイコン１８ａが電源コイル１２に供給された高周波電力の共振を検出する（ステップＳ２１）。
【００５７】
すると、この検出結果に基づいてマイコン１８ａが可変電流レギュレータ１３を制御して電磁石１６に直流電流が供給され、電磁石１６からＤＣ磁場が発生する（Ｓ２２）。
ステップＳ２２で発生したＤＣ磁場により、吸着部５５が電磁石１６上の正しい位置に引き付けられる（Ｓ２３）。
【００５８】
ここでの正しい位置とは、誘導コイル５６に効率良く電流を発生させるために電源コイル１２と誘導コイル５６が最も重なる位置であり、吸着部５５と電磁石１６が重なる位置を意味する。この際、吸着部５５は電池内蔵機器５０に固定されているものであるため、電池内蔵機器５０も移動する。
【００５９】
電池内蔵機器５０が正しい位置に引き付けられると電源コイル１２から誘導コイル５６に起電力を誘導し、充電を開始する(Ｓ２４)。
【００６０】
充電開始時に圧力センサ部２１にて電池内蔵機器５０の重量を検知し、値をマイコン１８ａに記憶する（Ｓ２５）。
【００６１】
充電が開始されると、マイコン１８ａは３軸加速度センサ部１４が非接触充電装置１０の加速度を検出したか否か判定する（Ｓ２６）。
【００６２】
たとえば、車の発進時、走行時からの停止時、右左折、勾配のある道路の走行時、悪路など振動の大きい道路の走行時など、車両に加減速が発生すると、非接触充電装置１０は車両（あるいは車室内）に固定されているため、３軸加速度センサ部１４が非接触充電装置１０の加速度を検出する（Ｓ２６、ＹＥＳ）。
【００６３】
この場合、マイコン１８ａにて３軸加速度センサ部１４で検出した加速度と充電開始時にマイコン１８ａに記憶しておいた電池内蔵機器５０の重量から制御信号の値が計算され(Ｓ２８)、計算された制御信号の値のに相当する直流電流が可変電流レギュレータ１３から電磁石１６に電流供給される(Ｓ２９)。
【００６４】
なお、充電が開始されないとマイコン１８ａは加速度の検出を行なわないため、不要な電流を流すことなく、消費電力および周りへのＤＣ磁場の影響の低減を行う。
【００６５】
電磁石１６に電流が供給されると、電磁石１６から電池内蔵機器５０内の吸着部５５に対して電流値に比例した磁力を発生し、吸着部５５が上面プレート３１を介して電磁石１
６に磁力に比例した力で吸着する。
【００６６】
車が停止中または勾配が少なく振動が少ない道路での一定速度での直進走行で加速度が検出されなくなる(Ｓ２６、ＮＯ)と、可変電流レギュレータ１３から電磁石１６に電流の供給を停止する(Ｓ２７)。
【００６７】
電磁石１６への電流の供給が停止されると、電磁石１６から電池内蔵機器５０内の吸着部５５に対する磁力が止まり、吸着部５５への上面プレート３１を介した磁力による吸着がなくなる。
【００６８】
電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっていないとマイコン１８ａが判断すれば（Ｓ３０、ＮＯ）、マイコン１８ａが、引き続き加速度の検出されたか否かの判定を行う。
【００６９】
電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっているとマイコン１８ａが判断すれば（Ｓ３０、ＹＥＳ）、ＤＣ／ＡＣコンバータ１１から電源コイル１２への高周波電力の供給を停止し、充電を終了する（Ｓ３１）。
【００７０】
なお、電池内蔵機器５０内の電池５２が満充電になっているとマイコン１８ａが判断しても車の走行時の振動や急停止、急発進により電池内蔵機器５０が大きく跳ねたり、非接触充電装置２０外に飛び出したりするのを防ぐために、加速度検出による上記の電磁石の動作を続けてもよい。
【００７１】
以上のように構成・取付られた非接触充電装置２０について、以下にその特性等を説明する。
【００７２】
以上のように本実施の形態２によれば、３軸の加速度センサと圧力センサと電磁石を非接触充電装置内に新たに設けることにより、車の発進時、走行時からの停止時、右左折、勾配のある道路の走行時、悪路など振動の大きい道路の走行時に発生する各軸の加速度を検出し、検出した加速度に応じた電流値を電磁石に流して誘導コイルを非接触充電装置に吸引させることにより、車の発進時、走行時からの停止時、右左折、勾配のある道路の走行時、悪路など振動の大きい道路の走行時の誘導コイルの位置ずれや浮きを防ぎ、充電時間の短縮化、消費電力の低減を行うことができる。
【００７３】
また、停車時や安定走行時など加速度が検出されない時は電磁石に電流を供給しないため、電磁石の消費電力の低減、周りへのＤＣ磁場の影響の低減を行うことができる。さらに、停車時などユーザが電池内蔵機器を取り出すときにも電磁石から磁力が発生していないため、電池内蔵機器を簡単に非接触充電装置から取り外すことができる。
【００７４】
上述したように、本発明では、第１の発明に係る非接触充電装置として、車内のコンソールボックスの中や上などに設置され、自装置に内蔵され起電力を誘導する電源コイルを備えた、車内に持ち込んだ携帯電話などを移動中に待ち受け受信などの動作をさせながら充電する非接触充電装置であって、自装置には、前記起電力を誘導する電源コイルと、誘導コイルを吸引する電磁石と、３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサ部と、検出された加速度を用いて電流制御信号の値を計算する電流制御部と制御信号の値によって出力電流を可変させる可変電流レギュレータを備え、加速度検出時に可変電流レギュレータから電磁石に電流を送り、磁力を発生させることにより、電池内蔵機器の誘導コイルを吸引する。
【００７５】
第１の発明によれば、３軸加速度センサ部での加速度により電磁石に供給する電流を制
御することで、車の急発進、急停車、急ハンドル、悪路など振動の大きい道路の走行時でも誘導コイルの位置ずれや浮きによる充電効率の悪化を防ぎ、かつ消費電力、周りへのＤＣ磁場の影響の低減、および電池内蔵機器の簡単な取り外しができる。
【００７６】
また、本発明では、第２の発明に係る非接触充電装置として、電流制御部は、３軸加速度センサ部での加速度と圧力センサによる重量から電流を制御する。
【００７７】
第２の発明によれば、３軸加速度センサ部での加速度と圧力センサによる重量により電流を制御することで、電池内蔵機器の重量にかかわらず車の急発進、急停車、急ハンドル、悪路など振動の大きい道路の走行時でも誘導コイルの位置ずれや浮きによる充電効率の悪化を防ぎ、かつ消費電力、周りへのＤＣ磁場の影響の低減、および電池内蔵機器の簡単な取り外しができる。
【００７８】
以上説明したとおり、本発明は、車両に搭載され、誘導コイルを介して充電される充電池を備えた電池内蔵機器に対して起電力を誘導する非接触充電装置において、前記充電池に充電するための起電力を前記誘導コイルへ誘導する電源コイルと、前記電池内蔵機器を吸引する電磁石と、自装置の加速度を検出する加速度センサ部とを備え、前記電磁石は前記加速度センサ部の検出結果に応じて磁力を変化させる構成を採る。
【００７９】
この構成により、自装置の加速度に応じて必要な分だけ電磁石の磁力を変化させることとなるため、不要な電力消費が低減でき、装置周辺へのＤＣ磁場の影響を低減することができる。
【００８０】
さらに本発明は、前記電池内蔵機器は前記誘導コイルの中心に磁性部材を備え、前記電磁石のコアが前記電源コイルの中心に配置される構成を採る。
【００８１】
この構成により、電磁石によって電源コイルと誘導コイルが重なる位置まで電池内蔵機器が移動して、誘導コイルに効率良く電流を発生させることができる。
【００８２】
また、本発明は、前記加速度センサ部で検出した加速度を用いて前記電磁石へ供給する電流値を制御する電流制御部を備え、前記電流制御部は、前記加速度センサ部による自装置の加速度が検出されない場合に前記電磁石への電流の供給を停止する構成を採る。
この構成により、より確実に電力消費を低減することができる。
【００８３】
また、本発明は、前記加速度センサ部は水平方向および垂直方向を含む３方向の加速度を検出する３軸加速度センサである構成を採る。
【００８４】
この構成により、水平方向の振動のみならず、悪路など特に垂直方向に振動の大きい道路の走行時においても誘導コイルの位置ずれや浮きによる充電効率の悪化を防ぎ、充電時間の短縮化、消費電力の低減を行うことができる。
【００８５】
さらに、本発明は、自装置に載せられた電池内蔵機器の重量を検知する圧力センサ部を備え、前記電流制御部は、前記加速度センサ部で検出した加速度と前記圧力センサ部が検知した値とを用いて前記電磁石へ供給する電流値を制御する構成を採る。
【００８６】
この構成により、、充電を行なう電池内蔵機器の種類（重量）も加味して吸引を行なうことができるので、不必要に電磁石に電力を供給する必要がなくなり、消費電力低減の最適化を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の車載用非接触充電装置は、自動車等の移動体に搭載される非接触充電装置等として有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１０、２０ 非接触充電装置
１１ ＤＣ／ＡＣコンバータ
１２ 電源コイル
１３ 可変電流レギュレータ
１４ ３軸加速度センサ部
１５、１５ａ 電流制御部
１６ 電磁石
１７ 直流電源部
１８、１８ａ マイコン
２１ 圧力センサ部
３１ 上面プレート
３２ バッテリー電源
３３ アクセサリー電源
５０ 電池内蔵機器
５１ 共振回路部
５２ 電池
５３ 整流回路部
５４ 充電制御回路部
５５ 吸着部
５６ 誘導コイル
５７ コンデンサ
５８ ダイオード
５９ 平滑コンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、誘導コイルを介して充電される充電池を備えた電池内蔵機器に対して起電力を誘導する非接触充電装置において、
前記充電池に充電するための起電力を前記誘導コイルへ誘導する電源コイルと、前記電池内蔵機器を吸引する電磁石と、自装置の加速度を検出する加速度センサ部とを備え、
前記電磁石は前記加速度センサ部の検出結果に応じて磁力を変化させる車載用非接触充電装置。
【請求項２】
前記電池内蔵機器は前記誘導コイルの中心に磁性部材を備え、前記電磁石のコアが前記電源コイルの中心に配置される請求項１記載の車載用非接触充電装置。
【請求項３】
前記加速度センサ部で検出した加速度を用いて前記電磁石へ供給する電流値を制御する電流制御部を備え、
前記電流制御部は、前記加速度センサ部による自装置の加速度が検出されない場合に前記電磁石への電流の供給を停止する請求項１記載の車載用非接触充電装置。
【請求項４】
前記加速度センサ部は水平方向および垂直方向を含む３方向の加速度を検出する３軸加速度センサである請求項３記載の車載用非接触充電装置。
【請求項５】
自装置に載せられた電池内蔵機器の重量を検知する圧力センサ部を備え、
前記電流制御部は、前記加速度センサ部で検出した加速度と前記圧力センサ部が検知した値とを用いて前記電磁石へ供給する電流値を制御する請求項３記載の車載用非接触充電装置。
【請求項１】
車両に搭載され、誘導コイルを介して充電される充電池を備えた電池内蔵機器に対して起電力を誘導する非接触充電装置において、
前記充電池に充電するための起電力を前記誘導コイルへ誘導する電源コイルと、前記電池内蔵機器を吸引する電磁石と、自装置の加速度を検出する加速度センサ部とを備え、
前記電磁石は前記加速度センサ部の検出結果に応じて磁力を変化させる車載用非接触充電装置。
【請求項２】
前記電池内蔵機器は前記誘導コイルの中心に磁性部材を備え、前記電磁石のコアが前記電源コイルの中心に配置される請求項１記載の車載用非接触充電装置。
【請求項３】
前記加速度センサ部で検出した加速度を用いて前記電磁石へ供給する電流値を制御する電流制御部を備え、
前記電流制御部は、前記加速度センサ部による自装置の加速度が検出されない場合に前記電磁石への電流の供給を停止する請求項１記載の車載用非接触充電装置。
【請求項４】
前記加速度センサ部は水平方向および垂直方向を含む３方向の加速度を検出する３軸加速度センサである請求項３記載の車載用非接触充電装置。
【請求項５】
自装置に載せられた電池内蔵機器の重量を検知する圧力センサ部を備え、
前記電流制御部は、前記加速度センサ部で検出した加速度と前記圧力センサ部が検知した値とを用いて前記電磁石へ供給する電流値を制御する請求項３記載の車載用非接触充電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５７３８１（Ｐ２０１２−２５７３８１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２８７９４（Ｐ２０１１−１２８７９４）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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