JP2011010444A

JP2011010444A - 非接触充電器

Info

Publication number: JP2011010444A
Application number: JP2009150997A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Katsura; 嘉志記桂
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2011-01-13
Also published as: EP2267864A2; US20100327803A1; EP2267864A3

Abstract

【課題】大型化を抑制することができ、且つ製造コストの低コスト化を図ることができる非接触充電器を提供する。
【解決手段】非接触充電器１１は、一次コイル３０を有し、二次コイル４１を有する電動歯ブラシ本体１２へ一次コイル３０と二次コイル４１間の電磁誘導により非接触で電力伝達を行う。そして、非接触充電器１１は、一次コイル３０を有する充電器本体２１と、充電器本体２１に固定され、充電器本体２１の通電状態の情報を使用者に通知するための発光ダイオード３５及び補助コイル３３を有し一次コイル３０と補助コイル３３間の電磁誘導により非接触で伝達された電力を発光ダイオード３５の電源として情報を通知する情報通知ブロック２２とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、電動歯ブラシ本体等の負荷機器の二次電池を充電するための非接触充電器に関するものである。

従来、一次コイルを有し、二次コイルを有する負荷機器へ一次コイルと二次コイル間の電磁誘導により非接触で電力伝達を行う非接触充電器としては、前記一次コイルと二次コイル間における漏洩磁束による高周波電力をピックアップコイルにて取り出し、該電力を電源として発光ダイオードを点灯させるものがある（例えば、特許文献１参照）。詳しくは、上記非接触充電器では、ピックアップコイルにて取り出した漏洩磁束に応じた高周波電力を直流電圧に変換して一次側の直流電圧源にフィードバックするとともに、前記漏洩磁束に応じた直流電圧によって発光ダイオードを点灯させるようにしている。これにより、使用者は充電中であることを知ることができる。

特開平９−２９８８４７号公報

しかしながら、上記のような非接触充電器では、発光ダイオード（通知手段）が、感電を回避すべくケースの外表面と回路との絶縁距離を確保する必要のある一次側（一次コイルと接続される側）にあるため、発光ダイオードをケースの奥まった位置に配置する必要が生じてケース自体が大型化してしまうという問題がある。

又、上記のような非接触充電器では、発光ダイオードが、一次側（一次コイルと接続される側）にあるため、例えば、発光ダイオードを備えた上位機種と備えていない下位機種とで、それぞれ専用の独立した回路及びケースが必要となるため、製造コストが高くなってしまうという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、大型化を抑制することができ、且つ製造コストの低コスト化を図ることができる非接触充電器を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、一次コイルを有し、二次コイルを有する負荷機器へ前記一次コイルと前記二次コイル間の電磁誘導により非接触で電力伝達を行う非接触充電器において、前記一次コイルを有する充電器本体と、前記充電器本体に固定され、前記充電器本体又は前記負荷機器の情報を使用者に通知するための通知手段、及び補助コイルを有し、前記一次コイルと前記補助コイル間の電磁誘導により非接触で伝達された電力を前記通知手段の電源として前記情報を通知する情報通知ブロックとを備えたことを要旨とする。

同構成によれば、充電器本体又は負荷機器の情報を使用者に通知するための通知手段を有する情報通知ブロックは、充電器本体とは別体で該充電器本体に固定されるものである。そして、情報通知ブロックは、補助コイルを有し、一次コイルと補助コイル間の電磁誘導により非接触で伝達された電力を通知手段の電源として情報を通知するものであるため、通知手段を含む情報通知ブロックは感電を回避する構造（例えば、通知手段をケースの奥まった位置に配置する構造）を必要としない。よって、大型化を抑制することができる。

又、例えば、通知手段を備えた上位機種と備えていない下位機種とで、充電器本体（その回路及びケース）を共通とすることができるので、専用部品を小規模化することができ、ひいては製造コストの低コスト化を図ることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の非接触充電器において、前記情報通知ブロックは、前記充電器本体に対して着脱可能とされたことを要旨とする。
同構成によれば、情報通知ブロックは、充電器本体に対して着脱可能とされるため、例えば、使用者の気分による情報通知ブロックのデザイン（色や形）の変更を容易に行うことができる。又、例えば、通知手段のみの故障時に情報通知ブロックのみを容易に交換することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の非接触充電器において、前記充電器本体は、防水機能を有することを要旨とする。
同構成によれば、充電器本体は通知手段を備えていないため、従来のように通知手段が充電器本体に備えられるようなものに比べて、防水機能（液体による感電を回避する機能）を有した構成を容易に実現することができる。詳しくは、通知手段が一次側（一次コイルと接続される側であって、充電器本体側）にあると、通知手段の機能を妨害しないように防水機能構造を設ける必要がありその製造が困難となるが、これを回避することができる。例えば、通知手段が発光ダイオードや液晶ディスプレイの場合、その表示部分を阻害しないようにポッティング樹脂を配設したり、また例えば、通知手段が振動発生用のモータやスピーカの場合、その振動や音色を阻害しないようにポッティング樹脂を配設するといった必要があり、その製造が困難となるが、これを回避することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の非接触充電器において、前記情報通知ブロックは、前記負荷機器の保持を可能とするための保持構成部を有することを要旨とする。

同構成によれば、情報通知ブロックが負荷機器の保持を可能とするための保持構成部を有するため、例えば、負荷機器の形状に応じた保持構成部の情報通知ブロックを選択すれば、異なる種類の負荷機器に対しても充電器本体を共通とすることができる。即ち、充電器本体の汎用性を更に高めることができ、ひいては製造コストの更なる低コスト化を図ることができる。

請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の非接触充電器において、前記情報通知ブロックは、前記充電器本体の少なくとも３方向の面を覆うためのカバー部を有することを要旨とする。

同構成によれば、充電器本体の少なくとも３方向の面（例えば、正面と両側面）が情報通知ブロックのカバー部に覆われるため、充電器本体と情報通知ブロックとの継ぎ目が減り、見栄えを向上させることができる。又、例えば、充電器本体の色に関わらず、非接触充電器の見た目の色を情報通知ブロックの色に略統一させるといったことができるため、充電器本体の汎用性を高めつつ非接触充電器のデザイン性を向上させることができる。

請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の非接触充電器において、前記通知手段は、前記負荷機器への電力伝達状態か否かに関わらず、前記充電器本体の通電状態の情報を使用者に通知するための発光手段であることを要旨とする。

同構成によれば、通知手段は、負荷機器への電力伝達状態か否かに関わらず、充電器本体の通電状態の情報を使用者に通知するための発光手段であるため、例えば、医療用商品等の通電状態を通知する義務のある商品に容易に適用することができる。即ち、医療用商品等の特殊な商品と前記通電状態を通知する義務のない一般用商品とで充電器本体を共通とすることができるので、特殊な商品（医療用商品等）における専用部品を小規模化することができ、ひいては製造コストの低コスト化を具体的に図ることができる。

本発明によれば、大型化を抑制することができ、且つ製造コストの低コスト化を図ることができる非接触充電器を提供することができる。

本実施形態における電動歯ブラシの模式側面図本実施の形態における電動歯ブラシの模式側面分解図。本実施の形態における電動歯ブラシの回路図。別例における電動歯ブラシの回路図。別例における電動歯ブラシの回路図。別例における電動歯ブラシの回路図。別例における電動歯ブラシの模式側面図。

以下、本発明を電動歯ブラシに具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１〜図３に示すように、本実施形態の電動歯ブラシは、非接触充電器１１と、負荷機器としての電動歯ブラシ本体１２とを備え、前記非接触充電器１１は充電器本体２１と該充電器本体２１に固定される情報通知ブロック２２とを備える。

充電器本体２１は、図２に示すように、樹脂製の本体ケース２３の内部に一次側回路２４を収容保持してなる。本体ケース２３は、扁平な箱状に形成され、その内部において扁平面に沿うように一次側回路２４が実装された基板が収容保持されている。又、本実施の形態の本体ケース２３の内部には、防水機能構造としてポッティング樹脂が充填されている。

前記一次側回路２４は、図３に示すように、４つのダイオードからなり外部の交流電源２５に接続されるブリッジ整流回路２６と、ブリッジ整流回路２６の出力を平滑化するための平滑コンデンサ２７とを備える。又、一次側回路２４は、ブリッジ整流回路２６からの電圧値（外部の交流電源２５の電圧値）に関わらず、直流の出力電圧を予め設定された一定の電圧値（例えば、１００Ｖ）に制御する電圧制御部２８と、電圧制御部２８からの出力電圧を予め設定された周波数（例えば、５０ｋＨｚ）の高周波電圧に変換するための発振部２９とを備える。又、一次側回路２４は、前記高周波電圧により磁力線を発生するための一次コイル３０と、該一次コイル３０と並列接続された共振コンデンサ３１とを備える。

情報通知ブロック２２は、図２及び図３に示すように、樹脂製の情報通知ケース３２（図２参照）と、その内部に略収容保持された補助コイル３３（図２及び図３参照）と抵抗器３４（図３参照）と通知手段及び発光手段としての発光ダイオード３５（図２及び図３参照）と共振コンデンサ３６（図３参照）とを備える。

情報通知ケース３２は、図１及び図２に示すように、前記充電器本体２１（その本体ケース２３）上に載置可能に形成されるとともに、載置された状態で充電器本体２１（その本体ケース２３）の少なくとも３方向の面であって本実施の形態では正面と両側面とを覆うためのカバー部３２ａ，３２ｂを有する。又、本実施の形態の情報通知ケース３２は、充電器本体２１（その本体ケース２３）の上面において前記一次コイル３０と対応した位置以外を覆うように形成され、一次コイル３０と対応した位置には上下に貫通する保持構成部としての保持孔３２ｃが形成されている。この保持孔３２ｃの内側面は、電動歯ブラシ本体１２の基端部の外形と対応して形成され、該部分における本体ケース２３の上面とともに、挿入された電動歯ブラシ本体１２を保持可能としている。又、前記補助コイル３３は、図１及び図２に示すように、前記一次コイル３０の近傍であって、前記保持孔３２ｃの内側面に沿って（その外側に）配置されている。

そして、補助コイル３３には、図３に示すように、発光ダイオード３５が（陽極側が抵抗器３４を介して）接続されるとともに、共振コンデンサ３６が並列接続される。又、発光ダイオード３５は、図１及び図２に示すように、その発光部が前記情報通知ケース３２の正面に露出するように配置されている。

このように構成された非接触充電器１１では、充電器本体２１が通電状態（外部の交流電源２５に接続された状態）となると、一次コイル３０と補助コイル３３間の電磁誘導により非接触で伝達された電力を電源として、電動歯ブラシ本体１２への電力伝達状態か否かに関わらず、発光ダイオード３５が点灯して通電状態の情報が使用者に通知される。尚、情報通知ブロック２２は、充電器本体２１のように外部の交流電源２５に接続されるものではなく、感電の虞がないため、情報通知ケース３２の内部に防水機能構造としてポッティング樹脂が充填されておらず、外表面に大きな隙間がないだけの簡単な簡易防水構造とされている。

電動歯ブラシ本体１２は、全体が棒状に形成され、図２及び図３に示すように、その内部に二次コイル４１（図２及び図３参照）と発光ダイオード４２（図２及び図３参照）と抵抗器４３（図３参照）と共振コンデンサ４４（図３参照）と整流用のダイオード４５と二次電池４６（図３参照）とを備える。二次コイル４１は、図１及び図２に示すように、前記一次コイル３０と対応して電動歯ブラシ本体１２の基端部に配置されている。

そして、二次コイル４１には、図３に示すように、発光ダイオード４２が（陽極側が抵抗器４３を介して）接続されるとともに、共振コンデンサ４４が並列接続される。又、二次コイル４１には、整流用のダイオード４５を介して二次電池４６が接続される。尚、この二次電池４６は、図示しない駆動回路に接続され、電動歯ブラシ本体１２に設けられた図示しないスイッチの操作に基づいて、歯ブラシ部４７（図１及び図２参照）を駆動するための図示しないモータに駆動電圧を供給する。

このように構成された電動歯ブラシ本体１２は、図１に示すように、その基端部が前記保持孔３２ｃに挿入されて保持されると、一次コイル３０と二次コイル４１間の電磁誘導により非接触で二次コイル４１側に電力伝達が行われ、二次電池４６が充電されるとともに、発光ダイオード４２が点灯して充電中である情報が使用者に通知される。

次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）通知手段としての発光ダイオード３５を有する情報通知ブロック２２は、充電器本体２１とは別体で該充電器本体２１に固定されるものである。そして、情報通知ブロック２２は、補助コイル３３を有し、充電器本体２１の一次コイル３０と補助コイル３３間の電磁誘導により非接触で伝達された電力を発光ダイオード３５の電源として情報を通知するものであるため、発光ダイオード３５を含む情報通知ブロック２２は感電を回避する構造（例えば、発光ダイオード３５をケースの奥まった位置に配置する構造）を必要としない。よって、非接触充電器１１の大型化を抑制することができる。

又、例えば、発光ダイオード３５を備えた上位機種と備えていない下位機種とで、充電器本体２１（その回路及び本体ケース２３）を共通とすることができるので、専用部品を小規模化することができ、ひいては製造コストの低コスト化を図ることができる。

特に、本実施の形態では、通知手段が、負荷機器（電動歯ブラシ本体１２）への電力伝達状態か否かに関わらず、充電器本体２１の通電状態の情報を使用者に通知するための発光ダイオード３５とされたため、例えば、医療用商品等の通電状態を通知する義務のある商品に容易に適用することができる。即ち、医療用商品等の特殊な商品と前記通電状態を通知する義務のない一般用商品とで充電器本体２１を共通とすることができるので、少数ロット生産となる特殊な商品（医療用商品等）における専用部品を小規模化することができ、ひいては製造コストの低コスト化を具体的に図ることができる。

（２）充電器本体２１は、情報通知ケース３２の内部に防水機能構造としてポッティング樹脂が充填され、防水機能を有する。そして、充電器本体２１は発光ダイオード３５を備えていないため、従来のように発光ダイオードが充電器本体に備えられるようなものに比べて、防水機能（液体による感電を回避する機能）を有した構成を容易に実現することができる。詳しくは、発光ダイオードが一次側（一次コイルと接続される側であって、充電器本体側）にあると、例えば、発光ダイオードの発光部を外部に露出させるためのケースの孔からポッティング樹脂が漏れて発光部に付着してしまわないようにポッティング樹脂を設けるといった必要がある等、その製造が困難となるが、これを回避することができる。

（３）情報通知ブロック２２が電動歯ブラシ本体１２の保持を可能とするための保持孔３２ｃを有するため、例えば、負荷機器の形状に応じた保持孔の情報通知ブロック２２を選択すれば、異なる種類の負荷機器（例えば、型の違う電動歯ブラシ本体や電気カミソリ本体）に対しても充電器本体２１を共通とすることができる。即ち、充電器本体２１の汎用性を更に高めることができ、ひいては製造コストの更なる低コスト化を図ることができる。

（４）情報通知ケース３２は、充電器本体２１（本体ケース２３）の少なくとも３方向の面であって本実施の形態では正面と両側面とを覆うためのカバー部３２ａ，３２ｂを有し、充電器本体２１の正面と両側面がカバー部３２ａ，３２ｂに覆われるため、充電器本体２１と情報通知ブロック２２との継ぎ目が減り、見栄えを向上させることができる。又、例えば、充電器本体２１の色に関わらず、非接触充電器１１の見た目の色を情報通知ブロック２２（情報通知ケース３２）の色に略統一させるといったことができるため、充電器本体２１の汎用性を高めつつ非接触充電器１１のデザイン性を向上させることができる。

上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、情報通知ブロック２２が、通知手段として、充電器本体２１の通電状態の情報を使用者に通知するための発光ダイオード３５を有するものとしたが、通知手段は充電器本体２１又は負荷機器（電動歯ブラシ本体１２）の情報を使用者に通知するためのものであれば、他の通知手段に変更してもよい。尚、勿論、この場合も前記一次コイル３０と前記補助コイル３３間の電磁誘導により非接触で伝達された電力を通知手段の電源として情報を通知する。

例えば、図４に示すように、情報通知ブロック５１は、前記補助コイル３３の一方の端子に整流用のダイオード５２が接続され、上記実施の形態の発光ダイオード３５及び抵抗器３４に換えて接続された情報管理部５３を有し、更に情報管理部５３には各種の情報を表示可能な液晶ディスプレイ等の通知手段としての表示部５４が接続されたものに変更してもよい。又、この例（図４参照）では、前記電動歯ブラシ本体１２の二次電池４６に情報制御部５５が接続され、該情報制御部５５と情報通知ブロック５１の情報管理部５３とは接触又は非接触で情報通信可能とされている。

そして、表示部５４には、情報制御部５５から得た情報に基づいて二次電池４６の残容量の情報（充電が完了したか否かの情報等）や、使用時間の情報（それに基づく消耗品（電動歯ブラシの場合、歯ブラシ部４７）の交換時期等）が表示される。又、勿論、表示部５４に充電器本体２１の通電状態の情報をも同時に表示させてもよい。

又、例えば、図５に示すように、上記別例（図４参照）の表示部５４を、振動制御部６１と該振動制御部６１に接続された通知手段としての振動発生用のモータ６２に変更した情報通知ブロック６３としてもよい。この場合、例えば、二次電池４６の残容量の情報（充電が完了したか否かの情報等）や、使用時間の情報（それに基づく消耗品（電動歯ブラシの場合、歯ブラシ部４７）の交換時期等）が、振動のパターン等で通知される。このようにすると、例えば、目の不自由な使用者にも情報を通知することができる。

又、例えば、図６に示すように、上記別例（図４参照）の表示部５４を、音制御部７１と該音制御部７１に接続された通知手段としてのスピーカ７２に変更した情報通知ブロック７３としてもよい。この場合、例えば、二次電池４６の残容量の情報（充電が完了したか否かの情報等）や、使用時間の情報（それに基づく消耗品（電動歯ブラシの場合、歯ブラシ部４７）の交換時期等）が、音のパターン等で通知される。このようにすると、例えば、目の不自由な使用者にも情報を通知することができる。

・上記実施の形態では、情報通知ブロック２２（情報通知ケース３２）は、充電器本体２１（本体ケース２３）の少なくとも３方向の面であって正面と両側面とを覆うためのカバー部３２ａ，３２ｂを有するとしたが、これに限定されず、例えば、図７に示すように、カバー部３２ａ，３２ｂを有していない情報通知ブロック（情報通知ケース）８１に変更してもよい。

・上記実施の形態では、特に言及していないが、情報通知ブロック２２（情報通知ケース３２）を、例えばスナップフィット等にて充電器本体２１（本体ケース２３）に対して着脱可能としてもよい。このようにすると、例えば、使用者の気分による情報通知ブロック２２のデザイン（色や形）の変更を容易に行うことができる。又、例えば、通知手段（発光ダイオード３５）のみの故障時に情報通知ブロック２２のみを容易に交換することができる。

・上記実施の形態では、充電器本体２１は、情報通知ケース３２の内部に防水機能構造としてポッティング樹脂が充填され、防水機能を有するとしたが、これに限定されず、ウェルダー溶着によって防水機能を有する構成にしてもよいし、防水機能を有さない構成にしてもよい。

・上記実施の形態では、情報通知ブロック２２（情報通知ケース３２）が電動歯ブラシ本体１２の保持を可能とするための保持孔３２ｃを有するとしたが、これに限定されず、充電器本体２１（本体ケース２３）のみに電動歯ブラシ本体１２の保持を可能とする構成（例えば、上面に形成した円筒部）を設けてもよい。

・上記実施の形態では、負荷機器が電動歯ブラシ本体１２である電動歯ブラシに具体化したが、これに限定されず、例えば、非接触充電器から非接触で電力伝達が行われる負荷機器が電気カミソリ本体である電気カミソリに具体化してもよい。

１２…電動歯ブラシ本体（負荷機器）、２１…充電器本体、２２，５１，６３，７３，８１…情報通知ブロック、３０…一次コイル、３２ａ，３２ｂ…カバー部、３２ｃ…保持孔（保持構成部）、３３…補助コイル、３５…発光ダイオード（通知手段及び発光手段）、４１…二次コイル、５４…表示部（通知手段）、６２…振動発生用のモータ（通知手段）、７２…スピーカ（通知手段）。

Claims

一次コイルを有し、二次コイルを有する負荷機器へ前記一次コイルと前記二次コイル間の電磁誘導により非接触で電力伝達を行う非接触充電器において、
前記一次コイルを有する充電器本体と、
前記充電器本体に固定され、前記充電器本体又は前記負荷機器の情報を使用者に通知するための通知手段、及び補助コイルを有し、前記一次コイルと前記補助コイル間の電磁誘導により非接触で伝達された電力を前記通知手段の電源として前記情報を通知する情報通知ブロックと
を備えたことを特徴とする非接触充電器。
請求項１に記載の非接触充電器において、
前記情報通知ブロックは、前記充電器本体に対して着脱可能とされたことを特徴とする非接触充電器。
請求項１又は２に記載の非接触充電器において、
前記充電器本体は、防水機能を有することを特徴とする非接触充電器。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の非接触充電器において、
前記情報通知ブロックは、前記負荷機器の保持を可能とするための保持構成部を有することを特徴とする非接触充電器。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の非接触充電器において、
前記情報通知ブロックは、前記充電器本体の少なくとも３方向の面を覆うためのカバー部を有することを特徴とする非接触充電器。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の非接触充電器において、
前記通知手段は、前記負荷機器への電力伝達状態か否かに関わらず、前記充電器本体の通電状態の情報を使用者に通知するための発光手段であることを特徴とする非接触充電器。