特開 2022-26100 電子機器及び非接触式充電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022026100

(43)【公開日】2022-02-10

(54)【発明の名称】電子機器及び非接触式充電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/12 20160101AFI20220203BHJP

   H02J 50/70 20160101ALI20220203BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20220203BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20220203BHJP

【ＦＩ】

H02J50/12

H02J50/70

H02J50/40

H02J7/00 301D

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020129401

(22)【出願日】2020-07-30

(71)【出願人】

【識別番号】591036457

【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003166

【氏名又は名称】特許業務法人山王内外特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】酒井 清秀

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503GB08

(57)【要約】

【課題】横置き状態で、充電することができる電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１０は、バッテリ１３を収納するケース１１と、ケース１１の側面を覆う磁性シート１５と、磁性シート１５の外面に設けられ、充電器２１の給電コイル４０との間で磁界共鳴して、当該給電コイル４０から電力を非接触で受ける受電コイル１７と、ケース１１内に収納され、受電コイル１７で受けた電力をバッテリ１３に供給する充電回路１４とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリを収納するケースと、
前記ケースの側面を覆う磁性シートと、
前記磁性シートの外面に設けられ、充電器の給電コイルとの間で磁界共鳴して、当該給電コイルから電力を非接触で受ける受電コイルと、
前記ケース内に収納され、前記受電コイルで受けた電力を前記バッテリに供給する充電回路とを備える
ことを特徴とする電子機器。

【請求項2】

請求項１記載の電子機器と、
前記給電コイルを有する前記充電器とを備え、
前記給電コイルの巻き線は、複数の直線部を有する
ことを特徴とする非接触式充電システム。

【請求項3】

請求項１記載の電子機器と、
前記給電コイルを有する前記充電器とを備え、
前記給電コイルは、１つ以上の巻き線を有し、
各巻き線は、互いに直交する
ことを特徴とする非接触式充電システム。

【請求項4】

請求項１記載の電子機器と、
前記給電コイルを有する前記充電器とを備え、
前記給電コイルは、
渦巻き状に形成される第１巻き線と、
前記第１巻き線と直交するソレノイド形の第２巻き線とを有する
ことを特徴とする非接触式充電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電子機器及び充電システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

充電システムには、充電器から電子機器に対して、非接触で電力を送信して、当該電子機器の充電を行うものがある。このような、非接触式の充電システムは、例えば、特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１６１５４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示される非接触式充電システムは、充電器から携帯時計に対して、非接触で電力を送信して、当該携帯時計の充電を行うものである。このとき、携帯時計は、バンドを有しており、折り曲げたバンドを介して、充電器に載置される。

【0005】

具体的には、携帯時計を充電する場合、携帯時計は、携帯時計の受電コイル、バンドのバイパス部材、及び、充電器の給電コイルが、上下方向において重なり合うように、平置きされる。なお、バイパス部材は、軟磁性材料で形成されている。

【0006】

このため、特許文献１に開示される非接触式充電システムにおいては、電力の送信を効率的に行うためには、充電器に対して携帯時計をできる限り正確に置く必要がある。しかしながら、ユーザの利便性を考慮すれば、携帯時計が手間をかけずに簡単な方向で充電器に載置できることが好ましい。

【0007】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、横置き状態で、充電することができる電子機器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】

【0008】

本開示に係る電子機器は、バッテリを収納するケースと、ケースの側面を覆う磁性シートと、磁性シートの外面に設けられ、充電器の給電コイルとの間で磁界共鳴して、当該給電コイルから電力を非接触で受ける受電コイルと、ケース内に収納され、受電コイルで受けた電力をバッテリに供給する充電回路とを備えるものである。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、横置き状態で、充電することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る非接触式充電システムの構成を示す図である。図１Ａは、電子機器が充電器に載置された状態を示す図である。図１Ｂは、充電器の構成を示す平面図である。

【図2】実施の形態１に係る非接触式充電システムに適用される電子機器の構成を示す縦断面図である。

【図3】実施の形態２に係る非接触式充電システムに適用される充電器の構成を示す図である。

【図4】実施の形態３に係る非接触式充電システムに適用される充電器の構成を示す図である。図４Ａは、充電器の構成を示す平面図である。図４Ｂは、図４ＡのIV－IV 矢視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0012】

実施の形態１．
実施の形態１に係る電子機器１０について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る非接触式充電システムの構成を示す図である。具体的には、図１Ａは、電子機器１０が充電器２１に載置された状態を示す図である。図１Ｂは、充電器２１の構成を示す平面図である。図２は、実施の形態１に係る非接触式充電システムに適用される電子機器１０の構成を示す縦断面図である。

【0013】

図１に示した実施の形態１に係る非接触式充電システムは、磁界共鳴方式を用いて、非接触充電（給電）を行うシステムである。非接触式充電システムは、充電対象となる電子機器１０及び充電器２１を備えている。この非接触式充電システムは、充電器２１から電子機器１０に対して、非接触で電力を送信して、当該電子機器１０の充電を行う。電子機器１０は、例えば、腕時計型携帯機器等である。

【0014】

図１及び図２に示すように、電子機器１０は、ケース１１、ムーブメント１２、バッテリ１３、充電回路１４、磁性シート１５，１６、受電コイル１７、及び、バンド１８を有している。

【0015】

ケース１１は、電子機器１０の本体を構成するものである。このケース１１は、金属材料又は樹脂材料で形成されている。また、ケース１１内には、ムーブメント１２、バッテリ１３、及び、充電回路１４が、当該ケース１１の外側から内側に向けて順に収納されている。

【0016】

ムーブメント１２は、現時刻等を表示するものである。充電回路１４は、受電コイル１７で発生した電力をバッテリ１３に供給するものである。バッテリ１３は、ムーブメント１２が駆動するための電力を蓄えるものである。また、バッテリ１３は、蓄えた電力をムーブメント１２に供給するものである。

【0017】

磁性シート１５，１６は、磁束を遮断するものである。この磁性シート１５，１６は、軟磁性材料で形成されている。磁性シート１５は、ケース１１の側面をその外側から覆うように設けられている。また、磁性シート１６は、ケース１１の内面をその内側から覆うように設けられている。即ち、磁性シート１５は、ムーブメント１２、バッテリ１３、及び、充電回路１４の外周を囲うように設けられている。また、磁性シート１６は、充電回路１４の下面を囲うように設けられている。

【0018】

ムーブメント１２、バッテリ１３、及び、充電回路１４は、主に、金属製部材である。このような金属製部材が受電コイル１７の近傍に存在していると、後述する給電コイル４０で発生した磁界の磁束によって、その金属勢以部材に渦電流が発生してしまい、このように、電子機器１０は、ムーブメント１２、バッテリ１３、及び、充電回路１４の周囲に磁性シート１５，１６を設けることにより、当該ムーブメント１２、バッテリ１３、及び、充電回路１４への磁束の侵入を防止している。

【0019】

受電コイル１７は、後述する充電器２１の給電コイル４０との間で磁界共鳴して、当該給電コイル４０から電力を非接触で受けるものである。この受電コイル１７は、磁性シート１５の外周面に設けられている。なお、図１及び図２は、受電コイル１７がケース１１の外周を周回するように配置される例である。

【0020】

バンド１８は、ケース１１を身体に装着するためのものである。このバンド１８は、例えば、金属材料又は樹脂材料で形成されている。

【0021】

これに対して、図１に示すように、充電器２１は、給電コイル４０を有している。この給電コイル２０は、上述したように、受電コイル１７との間で磁界共鳴して、当該受電コイル１７に対して電力を非接触で供給するものである。

【0022】

給電コイル４０は、充電器２１の内部に内蔵されており、当該充電器２１の上面の下部において、広範囲に亘って配置されている。なお、充電器２１の上面は、電子機器１０を充電する際に、当該電子機器１０が載置される面である。

【0023】

給電コイル４０は、例えば、１つの巻き線４１から構成されている。巻き線４１は、複数の直線部４１ａを有している。このように、給電コイル４０は、巻き線４１が複数の直線部４１ａを有することにより、電子機器１０の受電コイル１７と上下方向において容易に重なり合うことができる。

【0024】

従って、非接触式充電システムにおいては、充電器２１の給電コイル４０に電力が供給されると、強力な磁界が給電コイル４０において発生する。このとき、電子機器１０が充電器２１の上面に近づくと、その受電コイル１７が給電コイル４０において発生した磁界に晒されることになり、給電コイル４０と受電コイル１７とが磁界共鳴する。このため、充電器２１の給電コイル４０に供給された電力は、磁界の共鳴によって、受電コイル１７に向けて非接触で送られる。そして、受電コイル１７に電力が供給されると、その電力は、充電回路１４を介してバッテリ１３に送られ、当該バッテリ１３が充電される。

【0025】

また、電子機器１０は、ケース１１の側面に受電コイル１７を設けているため、充電器２１の上面に対して横置きされた状態で、給電コイル４０と受電コイル１７とを上下方向において磁界共振結合させることができる。このため、電子機器１０は、充電器２１の上面に対して横置きされた状態で、バッテリ１３を充電させることができる。なお、図１Ａに示すように、電子機器１０の横置き状態とは、ケース１１の側面に設けられた受電コイル１７が充電器２１の上面に当接した状態のことである。また、図１Ａに示した巻き線４１の断面は、図１Ｂの断面Ｉ－Ｉ矢視の方向から見たものである。

【0026】

更に、電子機器１０は、ケース１１の側面に設けた受電コイル１７を充電器２１の上面に当接させることにより、充電可能となるため、バンド１８の形状及び材質に関わらず、バッテリ１３を充電することができる。

【0027】

以上、実施の形態１に係る電子機器１０は、バッテリ１３を収納するケース１１と、ケース１１の側面を覆う磁性シート１５と、磁性シート１５の外面に設けられ、充電器２１の給電コイル４０との間で磁界共鳴して、当該給電コイル４０から電力を非接触で受ける受電コイル１７と、ケース１１内に収納され、受電コイル１７で受けた電力をバッテリ１３に供給する充電回路１４とを備える。このため、電子機器１０は、横置き状態で、充電することができる。

【0028】

また、実施の形態１に係る非接触式充電システムは、電子機器１０と、給電コイル４０を有する充電器２１とを備える。その給電コイル４０の巻き線４１は、複数の直線部４１ａを有する。このため、非接触式充電システムにおいては、電子機器１０が充電器２１の上面に対してどこの位置で横置き状態になっても、電子機器１０の受電コイル１７と、充電器２１の給電コイル４０とは、上下方向において、重なり合うことができる。この結果、非接触式充電システムは、電子機器１０を横置き状態で容易に充電させることができる。

【0029】

実施の形態２．
実施の形態２に係る非接触式充電システムについて、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態２に係る非接触式充電システムに適用される充電器２２の構成を示す図である。

【0030】

図３に示すように、実施の形態２に係る非接触式充電システムは、実施の形態１に係る充電器２１に替えて、充電器２２を備えている。

【0031】

充電器２２は、給電コイル５０を備えている。この給電コイル５０は、１つ以上の巻き線５１から構成されている。なお、図３は、給電コイル５０が４つの巻き線５１から構成される例である。各巻き線５１は、互いに直交するように配置されている。

【0032】

具体的には、各巻き線５１は、２つの直線部５１ａ，５１ｂをそれぞれ有している。各巻き線５１は、自身が有する２つの直線部５１ａ，５１ｂ同士が直交するように配置されている。更に、各巻き線５１は、自身の一方の直線部５１ａと、他の巻き線５１における他方の直線部５１ｂとが直交するように配置されている。

【0033】

このように、給電コイル５０は、複数の巻き線５１を有し、各巻き線５１は、互いに直交するように配置されている。このため、電子機器１０が充電器２２の上面に横置きされて、その横置き方向がどの方向であっても、受電コイル１７が、一方の直線部５１ａ及び他方の直線部５１ｂのうち、当該受電コイル１７との間の交差角度が小さい方の直線部とより強く磁界共振する。この結果、電子機器１０は、横置き方向に関わらず、横置き状態で、充電することができる。

【0034】

以上、実施の形態２に係る非接触式充電システムは、電子機器１０と、給電コイル５０を有する充電器２２とを備える。その給電コイル５０は、１つ以上の巻き線５１を有し、各巻き線５１は、互いに直交する。このため、非接触式充電システムは、電子機器１０を、横置き方向に関わらず、横置き状態で、充電することができる。

【0035】

実施の形態３．
実施の形態３に係る非接触式充電システムについて、図４を用いて説明する。図４は、実施の形態３に係る非接触式充電システムに適用される充電器２３の構成を示す図である。具体的には、図４Ａは、充電器２３の構成を示す平面図である。図４Ｂは、図４ＡのIV－IV 矢視断面図である。

【0036】

図４に示すように、実施の形態３に係る非接触式充電システムは、実施の形態１に係る充電器２１に替えて、充電器２３を備えている。

【0037】

充電器２３は、給電コイル６０を備えている。この給電コイル６０は、巻き線６１，６２及び磁性シート６３から構成されている。巻き線６１，６２は、互いに直交するように配置されている。なお、巻き線６１は、第１巻き線を構成し、巻き線６２は、第２巻き線を構成するものである。

【0038】

巻き線６１は、１つの平面上において、渦巻き状に形成されている。巻き線６２は、ソレノイド形状をなしている。この巻き線６２は、巻き線６１に対して、その中央孔を貫通して巻き付けられている。このとき、巻き線６２は、巻き線６１と共に、当該巻き線６１の下方に配置される磁性シート６３に対しても、巻き付けられる。

【0039】

このように、給電コイル６０は、巻き線６１，６２を有し、この巻き線６１，６２は、互いに直交するように配置されている。このため、電子機器１０が充電器２３の上面に横置きされて、その横置き方向がどの方向であっても、受電コイル１７が、巻き線６１，６２のうち、当該受電コイル１７との間の交差角度が小さい方の巻き線とより強く磁界共振し、受電コイル１７との間の交差角度が大きい方の巻き線と弱く磁界共振する。この結果、電子機器１０は、横置き方向に関わらず、横置き状態で、充電することができる。

【0040】

以上、実施の形態３に係る非接触式充電システムは、電子機器１０と、給電コイル６０を有する充電器２３とを備える。その給電コイル６０は、渦巻き状に形成される巻き線６１と、巻き線６１と直交するソレノイド形状をなす巻き線６２とを有する。このため、非接触式充電システムは、電子機器１０を、横置き方向に関わらず、横置き状態で、充電することができる。

【0041】

なお、本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、或いは、各実施の形態における任意の構成要素の変形、若しくは、各実施の形態における任意の構成要素の省略が可能である。

【符号の説明】

【0042】

１０ 電子機器、１１ ケース、１２ ムーブメント、１３ バッテリ、１４ 充電回路、１５，１６，６３ 磁性シート、１７ 受電コイル、１８ バンド、２１～２３ 充電器、４０，５０，６０ 給電コイル、４１，５１，６１，６２ 巻き線、４１ａ，５１ａ，５１ｂ 直線部、６３ 磁性シート。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】