CN106415977B - 移动终端充电装置及搭载其的汽车 - Google Patents
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Abstract
一种移动终端充电装置,具有:表面侧作为移动终端设置部的支承板;在支承板的背面侧,与支承板相对配置的充电线圈;以同心状地配置在充电线圈的与支承板相对的面上的多个检测线圈;与这些检测线圈连接的控制部。在充电动作时,控制部将由多个检测线圈中的第一检测线圈检测的电压值、和由第一检测线圈及配置于第一检测线圈的外侧的至少一个检测线圈构成的组中的两个检测线圈所检测的电压值的差进行比较。而且,根据该比较结果,控制部执行安全动作。
Description
技术领域
本发明涉及用于对移动电话等移动(便携)终端进行充电的移动终端充电装置和搭载有其的汽车。
背景技术
移动电话等移动终端其功能正在变得极其强大,随之,电力消耗也变大。因此,要求包括在汽车内、到处可以进行充电,但是,作为近年的趋势,不使用电缆而进行所谓的非接触充电的移动终端充电装置引人注目。
即,这种移动终端充电装置具有:表面侧作为移动终端设置部的支承板和在该支承板的背面侧与该支承板相对配置的充电线圈。当移动终端放置在移动终端部时,利用来自充电线圈的磁通就能够进行对移动终端的充电(作为与此类似的装置,例如存在专利文献1、专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2012-16125号公报
专利文献2:(日本)特开2009-247194号公报
发明内容
本发明提供一种移动终端充电装置,其降低了因进行充电的移动终端的种类不同而带来的影响,通用性高,具有使用方便的异物检测部。
本发明的一方式的移动终端充电装置具有支承板、充电线圈、多个检测线圈和控制部。支承板的表面侧作为移动终端设置部。充电线圈在支承板的背面侧与支承板相对配置。多个检测线圈以同心状配置在充电线圈的、与支承板相对的面上。控制部与这些检测线圈连接。在充电动作时,控制部将由多个检测线圈中的第一检测线圈检测的电压值和利用由第一检测线圈及配置于第一检测线圈的外侧的至少一个检测线圈构成的组中的两个检测线圈所检测的电压值的差进行比较。而且,根据该比较的结果,控制部执行安全动作。另外,本发明的另一方式的汽车将上述移动终端充电装置搭载在车厢内。
通过这种金属异物检测动作,来降低因充电的移动终端的种类不同而带来的影响。因此,移动终端充电装置具有高的通用性,使用方便。
附图说明
图1是表示将本发明的实施方式的移动终端充电装置设置在汽车的车厢里内的状态的立体图;
图2是本发明第一实施方式的移动终端充电装置的立体图;
图3是表示在图2所示的移动终端充电装置上放置移动终端的状态的立体图;
图4是表示将图2所示的移动终端充电装置的一部分拆除的状态的立体图;
图5是图4所示的状态的移动终端充电装置的平面图;
图6是图2所示的移动终端充电装置的虚线S-S‘的剖面图;
图7是表示图4所示的移动终端充电装置的另一状态的立体图;
图8是图7所示的状态的移动终端充电装置的平面图;
图9是图2所示的移动终端充电装置的控制方块图;
图10是图2所示的移动终端充电装置的动作流程图;
图11是图2所示的移动终端充电装置的检测线圈的立体图;
图12是图11所示的检测线圈的平面图;
图13是表示图2所示的移动终端充电装置的动作的图;
图14是表示图2所示的移动终端充电装置的动作的图;
图15是表示图2所示的移动终端充电装置的动作的图;
图16是表示图2所示的移动终端充电装置的动作的图;
图17是表示图2所示的移动终端充电装置的动作的图;
图18是表示模拟图13所示的磁通量分布的结果的图;
图19是本发明第二实施方式的移动终端充电装置的检测线圈的立体图。
具体实施方式
在说明本发明的实施方式之前,简单地说明现有移动终端充电装置的问题点。在上述现有例中,在支承板的移动终端设置部放置有例如硬币等金属异物,进而在其上放置移动终端的情况下,用异物检测部检测出该异物,隔断例如向充电线圈的通电。
因此,能够抑制异物的温度因来自充电线圈的磁通而上升。
但是,在该现有例中,由金属探测天线线圈和与其连接的振荡电路构成异物检测部,所以从通用性之类的观点考虑,不理想。
即,现有例利用金属异物存在时振荡电路的振荡状态发生变化的现象,来检测异物。在这种结构中,在事前已知特性的移动终端的充电中是有用的。但是,在对未知特性的移动终端充电时,有可能将移动终端自身导致的振荡状态的变化误探测为异物导致的变化,有时作为结论就不能进行充电,从通用性的观点考虑,是不理想的。
例如,在汽车的车内设置了移动终端充电装置的情况下,大多是不特定的许多人往往尝试要对各种各样的移动终端进行充电。在该状态下,由于移动终端的机型而导致不能充电,使用不方便。
下面,以本发明实施方式的移动终端充电装置及将其搭载在汽车上的情况为例,参照附图进行说明。
(第一实施方式)
在图1中,在汽车1的车厢2内的前方设置有方向盘3。另外,在方向盘3的侧方设有放出音乐或影像的再生和汽车导航影像等的电子设备4。
另外,在车厢2内的电子设备4后方设置有移动终端充电装置5。
如图2~图8所示,移动终端充电装置5具有:上表面配置有支承板6的箱型的主体外壳7、在主体外壳7内,以与支承板6的下表面侧相对的状态在水平方向移动自如地设置的充电线圈8、使充电线圈8与支承板6的下表面侧相对并在水平方向上移动的驱动部9、与驱动部9和充电线圈8连接的控制部(图9的控制部10)。
以下,对各部分详细地进行说明。
首先,对支承板6进行说明。如图6所示,支承板6设定为使表面板11、中板12、背面板13重合的构成。
另外,表面板11和背面板13由合成树脂形成,进而,中板12由陶瓷形成。即,设定为使得来自充电线圈8的磁通可以沿移动终端15方向通过支承板6的构成。
另外,在中板12的表面,设有图9的位置检测线圈14(位置检测部的一例)。
位置检测线圈14在专利文献2中使用,在支承板6上表面即移动终端设置部的任何位置,检测是否放置有图3所示的移动终端15。
在本实施方式中,设定为如下构成:使用位置检测线圈14,检测在支承板6的上表面的哪个位置如图3所示放置有移动终端15,接着,通过驱动部9使充电线圈8移动到与移动终端15的终端充电线圈(图13的15a)相对的位置。
接着,对充电线圈8部分进行说明。如从图4、图5理解的那样,充电线圈8构成为将线材卷绕成螺旋状的环状形状,其外周侧和下面侧保持在由合成树脂制的保持体16覆盖的状态。
另外,如图6所示,在保持体16的下面,通过合成树脂一体地形成有朝向充电线圈8的下方延长的支承腿17。
另外,在支承腿17的下表面和配置于支承腿17的下方的金属制的支承板18的上表面之间,设置0.3毫米的间隙,因此,在通常状态下,在充电线圈8移动时,支承腿17的下表面不会与支承板18的上表面接触。
另外,在支承板18的下方,配置有控制基板19、主体外壳7的下面板20,在支承板18的下表面和下面板20的上表面之间,设置有贯通控制基板19的支承体21。
接着,对驱动部9进行说明。如图4、图5所示,驱动部9具有X轴方向驱动轴22和Y轴方向驱动轴23,这些X轴方向驱动轴22和Y轴方向驱动轴23各自的中间部分,在保持体16的充电线圈保持部外与保持体16卡合。
即,在保持体16上,贯通X轴方向驱动轴22的贯通孔(未图示)和贯通Y轴方向驱动轴23的贯通孔24,以上下隔开规定间隔且相交叉的状态设置,X轴方向驱动轴22和Y轴方向驱动轴23贯通其中,从而成为卡合状态。
另外,在X轴方向驱动轴22的一端侧设有涡轮25,在一端设有齿轮26,在另一端也设有齿轮26。而且,涡轮25与涡杆27卡合,涡杆27与电动机28连结。
另外,两侧的齿轮26分别与齿轮板29卡合。
因此,如果驱动电动机28,涡杆27就旋转,由此,涡轮25与X轴方向驱动轴22一起沿X轴方向移动,因此,充电线圈8沿X轴方向移动。
另外,在Y轴方向驱动轴23的一端侧设有涡轮30,在一端设有齿轮31,在另一端也设有齿轮31。而且,涡轮30与涡杆32卡合,涡杆32与电动机33连结。
另外,两侧的齿轮31分别与齿轮板34卡合。
因此,如果驱动电动机33,涡杆32就旋转,由此,涡轮30与Y轴方向驱动轴23一起沿Y轴方向移动,因此,充电线圈8沿Y轴方向移动。
另外,图4所示的35是用于给充电线圈8通电的柔性配线,柔性配线35的端部固定于上述的支承腿17的侧面。
另外,如图9所示,在控制部10,经由X轴电动机控制部36连接电动机28,另外,经由Y轴电动机控制部37连接有电动机33。
另外,在控制部10,经由充电线圈控制部38连接有充电线圈8,再经由位置检测线圈控制部39连接有位置检测线圈14。
在如上所述的构成中,在本实施方式中,在将设于图2所示的主体外壳7的支承板6的外周部分的电源开关40操作至断开(OFF)(图10的S1)时,通过控制部10使充电线圈8如图4~图6所示向主体外壳7的中央(以下称为A点)移动(图10的S2),之后将电源设为断开状态(图10的S3)。
即,如图2所示,在主体外壳7的支承板6上没有放置移动终端15的状态下,支承板6如图1那样成为露出在车厢2内的状态。
因此,有时也会发生误将手放在支承板6上的状况,这时,对于支承板6而言成为施加了负荷的状态。
于是,在本实施方式中,如图4~图6所示,使充电线圈8向主体外壳7的中央移动,充电线圈8、保持体16、支承腿17、支承板18支承上述的负荷。
即,当这样成为向支承板6上施加了负荷的状态时,支承板6就会稍微向下方弯曲。在该状态下,充电线圈8、保持体16、支承腿17也向下方移动,支承腿17的下表面与支承板18的上表面抵接。
其结果是,上述负荷经由支承板6、充电线圈8、保持体16、支承腿17被支承板18支承。由此,能够抑制支承板6或充电线圈8的损伤。
另外,在本实施方式中,为了提高对于负荷的强度,设定为将支承板18的下表面侧经由支承体21支承于主体外壳7的下面板20的构成。
另外,如果这种负荷被取除,支承板6就会向上方进行弹性恢复,充电线圈8、保持体16也因X轴方向驱动轴22、Y轴方向驱动轴23的弹性恢复而向上方恢复,所以,支承腿17的下表面成为保持间隙配置在支承板18的上表面上的状态。因此,不会成为以后充电线圈8移动时的障碍。
另外,在移动终端15充电时,首先,将图3的电源开关40设为接通(ON)状态(图10的S4),并且,将移动终端15放置在支承板6的上表面上。
即使成为该状态,在本实施方式中,首先,通过控制部10确认充电线圈8是否存在于A点(图10的S5)。该确认可以根据X轴电动机控制部36、Y轴电动机控制部37储存的电动机28、33的驱动量进行判别。
而且,在判断为充电线圈8未存在于A点的情况下,通过控制部10使充电线圈8向A点移动(图10的S6),在该A点设为充电待机状态(图10的S7)。
接着,控制部10使用位置检测线圈14检测出是否如图3那样将移动终端15放置在支承板6的上表面的任何位置(图10的S8、S9)。
另外,所谓放置移动终端15的部位,实际上是移动终端15内置的移动充电线圈(未图示)的部位。
之后,控制部10经由X轴电动机控制部36、Y轴电动机控制部37而驱动电动机28、33,使充电线圈8向检测出的移动终端15保有的移动充电线圈(未图示)位置移动(图10的S10),之后,经由充电线圈控制部38开始充电(图10的S11、S12)。
另外,在该充电中,通过和专利文献2相同的动作,判定是否需要继续充电(充电完毕与否)(图10的S13),若充电完毕(充满电),控制部10则使充电动作结束(图10的S14)。
另外,当这种充电动作完成时,控制部10确认充电线圈8是否存在于A点(图10的S15),之后,使充电线圈8返回到A点(图10的S6)。该确认可以根据X轴电动机控制部36、Y轴电动机控制部37储存的电动机28、33的驱动量进行判别。
另外,在通过控制部10不能使充电线圈8返回A点的情况下,例如在因驾驶中的任何冲击,根据X轴电动机控制部36、Y轴电动机控制部37储存的电动机28、33的驱动量计算出的位置和由位置检测线圈14测定的实际位置偏离的情况下,执行如下的动作。
即,利用控制部10经由X轴电动机控制部36、Y轴电动机控制部37驱动电动机28、33,使充电线圈8如图7、图8所示移动到主体外壳7内的角落。
在该角落部分存在有开关41、42,如果充电线圈8移动到主体外壳7内的角落,这些开关41、42就会动作,由此,控制部10判定为充电线圈8移动到了初始值。
而且,在该状态下,X轴电动机控制部36、Y轴电动机控制部37驱动的电动机28、33的动作量也设为初始值,从此再次进行位置控制。
接着,对本实施方式的最大的特征点进行说明。本实施方式的最大的特征点是,为了检测在支承板6上表面(移动终端设置部)存在金属异物的状态,如图11、图12所示,在充电线圈8和支承板6的移动终端设置部之间,以同心状地设有多个检测线圈。在此所谓的“同心状”,意思是所有的检测线圈的轴不必严格地相同,也可以存在些许偏差。即,只要是各检测线圈为围绕相同的轴的环状,且在一个检测线圈的内侧或外侧配置有其它检测线圈的构成即可。另外,充电线圈及各检测线圈的形状也可以如图11、图12那样未必是圆,也可以是椭圆或四边形。
在本实施方式中,设有:检测线圈43、配置于检测线圈43的内侧且比检测线圈43小径的检测线圈54、及配置于检测线圈54的内侧且比检测线圈54小径的检测线圈44。图示的其它检测线圈是用于表示稍后进行说明的检测线圈的位置和感应电压的关系的检测线圈,在本实施方式中不是必须的构成要素。
在本实施方式中,充电线圈8根据移动终端15放置的部位而移动自如,因此,这些多个检测线圈配置于充电线圈8的上表面(支承板6侧的一面),设定为可与充电线圈8一起移动的构成。
另外,大径的检测线圈43设为与圆环状的充电线圈8的外径大致相同的大小(比充电线圈8的外径稍小),小径的检测线圈44设为与圆环状的充电线圈8的内径大致相同的大小(比充电线圈8的内径稍大)。即,检测线圈43具有与充电线圈8的外径相等的外径,检测线圈44具有与充电线圈8的内径相等的外径。
进而,检测线圈43、检测线圈44及检测线圈54分别如图9那样,经由电压检测部45、46及55与控制部10连接。
另外,在图9的存储器47中,储存有用于进行图10所示的动作或对于使用了这些检测线圈的金属异物的安全动作的程序等。
本实施方式发现,在移动终端设置部(支承板6上表面)和移动终端15间存在金属异物时,充电线圈8的内侧部分的磁通量减少,相反地,其外侧的磁通量增加,用多个检测线圈检测该状态。
下面,使用为了容易理解而简化的图13~图17说明该状态。
图13表示如图3那样在移动终端设置部(支承板6上表面)和移动终端15间不存在金属异物的状态下,执行对移动终端15的充电的状态(图10的S12)。
另外,在图13~图17中,在移动终端充电装置5的主体外壳7内的充电线圈8的下侧(与移动终端15相反侧),设有磁路形成用的磁性体48。另外,在移动终端15内且终端充电线圈15a的上侧(与移动终端充电装置5的相反侧),设有磁路形成用的磁性体49。
当进行充电动作时,如图13所示,从移动终端充电装置5的充电线圈8向移动终端15的终端充电线圈15a供给磁通,由此,通过在终端充电线圈15a诱发的电压进行向移动终端15的充电。
另外,通过了终端充电线圈15a部分后的磁通,如箭头所示,成为经由磁性体49、空间、磁性体48返回充电线圈8的状态。
与此相对,图14表示在移动终端设置部(支承板6上表面)和移动终端15间存在非磁性体的金属异物50(例如,铝制的硬币)的状态下,执行向移动终端15的充电的状态。
该情况下,如图14所示,利用通过金属异物50的磁通,在金属异物50内诱发涡电流,作为其结果,产生由该涡电流诱发的磁通。
这样,由涡电流诱发的磁通,在其内侧部分(充电线圈8的中心方向),与从充电线圈8朝向终端充电线圈15a的磁通的方向成为相反方向。另外,成为逆时针方向的箭头的磁通在其外侧部分(与充电线圈8的中心相反方向),与从充电线圈8朝向终端充电线圈15a的磁通的方向成为相同方向。
其结果是,如图15所示,从充电线圈8朝向终端充电线圈15a的磁通中的、沿充电线圈8的内周方向前进的磁通,从充电线圈8内周部分向外侧弯曲后,朝向终端充电线圈15a。
即,充电线圈8内周部分的磁通量减少,相反地,充电线圈8外周部分的磁通量增加。
在这种状况下,在本实施方式中,可以通过多个检测线圈检测图15的状态。
在多个检测线圈中,利用通过线圈内侧的磁通生成感应电压。在此,将由检测线圈43、54、44检测的电压值分别设为V1、V2、V3。在本实施方式中,由检测线圈43检测的电压(V1)的峰值电压由电压检测部45来检测,另外,由检测线圈44检测的电压(V3)的峰值电压由电压检测部46来检测,由检测线圈54检测的电压(V2)的峰值电压由电压检测部55来检测。
控制部10按照存储器47中储存的程序,比较由多个检测线圈内的第一检测线圈检测的电压值、和利用由该第一检测线圈及配置于第一检测线圈的外侧的至少一个检测线圈构成的组中的两个检测线圈检测的电压值的差。在本实施方式中,作为“第一检测线圈”使用检测线圈44,作为“两个检测线圈”使用检测线圈54及43。即,控制部10比较由检测线圈44检测的电压值(V3)和由两个检测线圈43、54检测的电压值的差(|V1-V2|)。比较的结果是,当被探测到图15的磁通量分布的状态时,则判断为存在金属异物50,并执行安全动作。
在本实施方式中,控制部10计算由检测线圈44检测的电压值(V3)和由两个检测线圈43、54检测的电压值的差(|V1-V2|)之比。即进行f=|V1-V2|/V3的运算。接着,控制部10比较计算出的f值和设定值(保管在存储器47的值)。
与图13所示的磁通量分布时相比,在图15所示的磁通量分布时,f值增加,因此,在f值比设定值变大时执行安全动作。
作为控制部10的动作,也可以设定为计算f'=V3/|V1-V2|的构成。该情况下,f'值因图15所示的磁通量分布的变化而减少,因此,在f'值比设定值变小时执行安全动作。
作为通过控制部10执行的安全动作,有如下的动作。例如,在f值比设定值大时,控制部10判断为存在金属异物50(图10的S17),立即停止对充电线圈8的通电(图10的S18),使图2所示的报警器51动作(图10的S19)。
另外,因为报警器51与图9的控制部10连接,所以在这种金属异物50存在时,通过点亮灯来报知异常状态。
接着,对本实施方式的最佳的检测线圈的配置进行说明。
如图11所示,本实施方式的检测线圈54在多个检测线圈中,形成于感应电压变为最大的位置。该感应电压成为最大的位置是从充电线圈8朝向终端充电线圈15a的方向的磁通和相反地从终端充电线圈15a朝向充电线圈8返回的方向的磁通的边界的位置。图18更详细地表示该位置。图18表示模拟图13的磁通量分布的结果。图中的箭头的颜色的深浅表示在各点的磁通量的强度,颜色越深磁通量越大。另外,图中的箭头的方向表示在各点的磁通量向量的方向。以磁通量向量的纸面上下方向成分成为零的位置,即箭头指向纸面的水平方向的位置为边界,磁通量方向从向终端充电线圈15a的方向朝向返回充电线圈8的方向变化。通过在该边界位置配置检测线圈,用该检测线圈检测的感应电压成为最大。
另外,该磁通方向的边界的位置不会受终端充电线圈15a的形状变化影响。原因是,本实施方式的检测线圈设置于充电线圈8的表面附近。因终端充电线圈15a的形状变化,自充电线圈8发生的磁通量分布虽然受到影响,但是,对充电线圈8的表面附近的磁通量分布的影响较小。由此,感应电压成为最大的检测线圈的位置并不依存于终端充电线圈15a的形状。
在本实施方式中,使用与充电线圈8的外径为大致相同的大小的检测线圈43(V1)和感应电压成为最大的位置的检测线圈54(V2),求得感应电压的差(|V1-V2|)。设为这种检测线圈的配置时,|V1-V2|的值主要由通过检测线圈43和检测线圈54之间的磁通量、即从终端充电线圈15a向充电线圈8返回的方向的磁通量来决定,因此,相反地,不易受到从充电线圈8向终端充电线圈15a行进的方向的磁通量的影响。在此,从充电线圈8向终端充电线圈15a行进的方向的磁通量分布,受终端充电线圈15a的材质、匝数、内径/外径比等的影响大,但是,从终端充电线圈15a向充电线圈8返回的方向的磁通量分布受这种条件的影响小。因此,在本实施方式中,仅仅通过捕捉向充电线圈8返回的方向的磁通量的变化,不受终端充电线圈15a的材质、匝数、内径/外径比等的影响,就能够检测金属异物50导致的磁通量分布的变化。
根据以上叙述,本实施方式的异物检测部不受终端充电线圈15a的种类、即进行充电的移动终端15的种类而导致的影响。因此,具有该异物检测部的移动终端充电装置具有通用性,使用非常方便。
另外,之所以将检测线圈43设定为与充电线圈8的外径大致相同的大小,是因为能够尽可能多地捕捉向充电线圈8返回的方向的磁通。只要用任意的手段将比充电线圈8的外形大的检测线圈固定于充电线圈8,就能够更多地捕捉向充电线圈8返回的方向的磁通。
另外,检测线圈54的位置最优选与感应电压成为最大的位置一致,但从此处有些偏移也没关系。检测线圈54的位置向外侧偏移时,相应地,向充电线圈8返回的方向的磁通量的捕捉量减少。相反地,检测线圈54的位置向内侧偏移时,捕捉向终端充电线圈15a行进的方向的磁通的一部分。总之,在达到本实施方式的效果的基础上,容许有些偏移。
另外,检测线圈44设为与圆环状的充电线圈8的内径大致相同的大小,但是,也可以将更小的检测线圈以任意的手段固定于充电线圈8。理想的是,检测线圈44以与通常假设的最小的金属异物的大小大致相同的方式进行设计。
另外,在本实施方式中,检测线圈使用43、54、44这三个,检测线圈的数量不限于此。也可以设计更多数量的检测线圈,也可以适当变更使用的检测线圈的组合。
图16表示在移动终端设置部(支承板6上表面)和移动终端15间,存在磁性体的金属异物52(例如,铁制)的状态下,执行对移动终端15充电的状态。
在该情况下,如图16所示,由于通过金属异物52的磁通,在该金属异物52内诱发涡电流,作为其结果,产生由该涡电流诱发的磁通。
因为这次的金属异物52为磁性体,所以在金属异物52内前进的磁通包括通过的磁通和在内部例如向外方向前进的磁通量。因此,在图16中,与图14不同,用双层表示涡电流诱发的磁通。
但是,这样以双层的状态产生的磁通在其内侧部分(充电线圈8的中心方向),均与从充电线圈8朝向终端充电线圈15a的磁通的方向成为相反方向,另外,在外侧部分(与充电线圈8的中心相反方向),与从充电线圈8朝向终端充电线圈15a的磁通的方向成为同方向。
其结果,如图17所示,从充电线圈8朝向终端充电线圈15a的磁通中的、在充电线圈8的内周方向前进的磁通,从充电线圈8内周部分向外侧弯曲后,朝向终端充电线圈15a(在外周,一部分在金属异物52内行进)。
即,充电线圈8内周部分的磁通量减少,相反地,充电线圈8外周部分的磁通量增加。
这种状况与图15所示的磁通量分布的状态同样,可以通过设于充电线圈8上表面侧(终端充电线圈15a侧)的多个检测线圈43、44、及54进行检测。
如上所述,在本实施方式中,即使在移动终端设置部(支承板6上表面)和移动终端15之间存在非磁性体的金属异物50或磁性体的金属异物52的任一种,充电线圈8的内侧部分的磁通量也减少,相反地,其外侧的磁通量增加。利用检测线圈43、检测线圈44及检测线圈54检测该状态。
即,由于外侧的磁通量增加,且内侧的磁通量减少,由检测线圈44检测的电压值(V3)和由两个检测线圈43、54检测的电压值的差(|V1-V2|)的比值发生变化。通过探测该变化,能够可靠地检测金属异物50、52的存在,可靠地执行安全动作。
另外,这种金属异物50、52的检测动作如上所述,其实质上不受磁性体或是非磁性体之类的情况或进行充电的移动终端15的种类的影响,因此,可获得具有通用性的使用极其方便的移动终端充电装置。
(第二实施方式)
接着,对第二实施方式进行说明。在本实施方式中,与第一实施方式相比,多个检测线圈的数量和配置及控制部10的动作不同。
图19表示本实施方式的检测线圈的配置。在本实施方式中,设有检测线圈54及配置于该检测线圈54的内侧且比该检测线圈54小径的检测线圈44。
充电线圈8根据移动终端15放置的部位而移动自如,因此,这些多个检测线圈配置于充电线圈8的上表面(支承板6侧的面),成为可与充电线圈8一起移动的构成。
另外,大径的检测线圈54配置于在实施方式1中进行了说明的、感应电压成为最大的位置。小径的检测线圈44比圆环状的充电线圈8的内径小。
控制部10按照存储器47中储存的程序,比较由多个检测线圈中的、第一检测线圈检测的电压值和利用由该第一检测线圈及配置于第一检测线圈的外侧的检测线圈构成的组中的两个检测线圈检测的电压值的差。在本实施方式中,作为“第一检测线圈”使用检测线圈44,作为“两个检测线圈”使用检测线圈44、54。即,在第一实施方式中,“两个检测线圈”使用“第一检测线圈”以外的检测线圈,与此相对,在本实施方式中,设定为“第一检测线圈”兼作“两个检测线圈”中的一方的构成。
根据这种构成,探测如图15和图16所示的磁通量分布的状态。
具体而言,控制部10计算出由检测线圈44检测的电压值(V3)和由两个检测线圈44、54检测的电压值的差(V2-V3)之比。即,进行f=(V2-V3)/V3那样的运算。接着,控制部10将所计算出的f值与设定值(保管于存储器47)进行比较。
与图13所示的磁通量分布时相比,在图15所示的磁通量分布时,f值增加,因此,在f值比设定值大的情况下执行安全动作。
作为控制部10的动作,也可以设定为计算f'=V3/(V2-V3)的构成。该情况下,f'值根据图15所示的磁通量分布的变化而减少,因此,在f'值比设定值小的情况下执行安全动作。
作为通过控制部10执行的安全动作,有如下的动作。例如,f值比设定值大时,控制部10判断为存在金属异物50(图10的S17)。而且,立即停止对充电线圈8的通电(图10的S18),使图1所示的报警器51动作(图10的S19)。
另外,因为报警器51与图9所示的控制部10连接,所以,在存在这样的金属异物50时,通过点亮灯报知异常状态。
在本实施方式中,检测线圈54的位置设为感应电压成为最大的位置。由此,提高了探测金属异物导致的磁通量分布的变化时的灵敏度。但是,在达到本实施方式的效果的基础上,可以容许有些偏移。
另外,检测线圈44比圆环状的充电线圈8的内径小,因此,也能够探测到更小的金属异物的存在。
另外,在本实施方式中,检测线圈使用54、44这两个,但是,检测线圈的数量不限于此。也可以设置更多数量的检测线圈,也可以适当变更使用的检测线圈的组合。
以上所述,说明了本发明的一实施方式的移动终端充电装置。另外,在上述实施方式中,表示了将移动终端充电装置5设于汽车1的车厢2内的例子。其理由是因为在汽车1中,经常发生在支承板6上放置硬币等的情况。
即,在汽车1中,由于驾驶时的行进方向惯性或振动,移动终端15会从支承板6上偏移,所以,作为其对策,如图3所示,在支承板6的外周部设有从支承板6向上方突出的保护部53。于是,成为在支承板6上放置了硬币等的情况下,在运转中硬币也难以滚落的状态,其关系到将硬币放到支承板6上的情况。
因此,在汽车1的车厢2内设置本实施方式的移动终端充电装置5极其有用。
进而,在上述实施方式中,以充电线圈8可移动的情况为例进行了说明,但是,充电线圈8也可以是固定式的。在这种情况下,检测线圈43、44、54也可以设于构成支承板6的表面板11、中板12、背面板13的任一部位。
产业上的可利用性
如上所述,本发明提供实质上不受进行充电的移动终端的种类的影响的、使用方便的金属异物检测部。因此,期待作为车载用或家庭用的移动终端充电装置的灵活应用。
符号说明
1 汽车
2 车厢
3 方向盘
4 电子设备
5 移动终端充电装置
6 支承板
7 主体外壳
8 充电线圈
9 驱动部
10 控制部
11 表面板
12 中板
13 背面板
14 位置检测线圈
15 移动终端
15a 终端充电线圈
16 保持体
17 支承腿
18 支承板
19 控制基板
20 下面板
21 支承体
22 X轴方向驱动轴
23 Y轴方向驱动轴
24 贯通孔
25 涡轮
26 齿轮
27 涡杆
28 电动机
29 齿轮板
30 涡轮
31 齿轮
32 涡杆
33 电动机
34 齿轮板
35 柔性配线
36 X轴电动机控制部
37 Y轴电动机控制部
38 充电线圈控制部
39 位置检测线圈控制部
40 电源开关
41 开关
42 开关
43 检测线圈
44 检测线圈
45 电压检测部
46 电压检测部
47 存储器
48 磁性体
49 磁性体
50 金属异物
51 报警器
52 金属异物
53 保护部
54 检测线圈
55 电压检测部
Claims (14)
1.一种移动终端充电装置,具备:
支承板,其表面侧作为移动终端设置部;
充电线圈,其在所述支承板的背面侧,与所述支承板相对配置;
多个检测线圈,其以同心状地配置在所述充电线圈的上表面即所述支承板侧的一面上,并包含第一检测线圈;
控制部,其与所述多个检测线圈连接,
在充电动作时,所述控制部将由所述第一检测线圈检测的电压值、和由所述第一检测线圈及配置于所述第一检测线圈的外侧的至少一个检测线圈构成的组中的两个检测线圈所检测的电压值的差进行比较,根据所述比较结果执行安全动作。
2.如权利要求1所述的移动终端充电装置,其中,
所述两个检测线圈的一方为所述第一检测线圈。
3.如权利要求2所述的移动终端充电装置,其中,
所述两个检测线圈的另一方为在所述多个检测线圈中显示最大的电压值的检测线圈。
4.如权利要求1所述的移动终端充电装置,其中,
所述两个检测线圈从所述第一检测线圈以外来选择。
5.如权利要求4所述的移动终端充电装置,其中,
所述两个检测线圈的一方具有与所述充电线圈的外径相等的外径,所述两个检测线圈的另一方为在所述多个检测线圈中显示最大的电压值的检测线圈。
6.如权利要求1~5中任一项所述的移动终端充电装置,其中,
所述控制部检测由所述第一检测线圈检测的所述电压值和由所述两个检测线圈检测的所述电压值的差之比,并将所述比的值与设定值相比较,由此,比较由所述第一检测线圈检测的所述电压值和由所述两个检测线圈检测的所述电压值的差。
7.如权利要求1所述的移动终端充电装置,其中,
所述充电线圈具有将线材卷绕成螺旋状的环状形状。
8.如权利要求1所述的移动终端充电装置,其中,
所述充电线圈在所述支承板的所述背面侧移动自如地配置。
9.如权利要求1所述的移动终端充电装置,其中,
所述第一检测线圈的外径与所述充电线圈的内径相等。
10.如权利要求1所述的移动终端充电装置,其中,
作为所述安全动作,所述控制部隔断向所述充电线圈的通电。
11.如权利要求1所述的移动终端充电装置,其中,
还具备与所述控制部连接的报警器,
作为所述安全动作,所述控制部使所述报警器动作。
12.如权利要求1所述的移动终端充电装置,其中,
还具备与所述多个检测线圈分别连接,测定峰值电压,并且与所述控制部连接的多个电压检测部。
13.一种汽车,具备:
车厢;
权利要求1~12中任一项所述的移动终端充电装置,其将所述移动终端设置部朝向上面配置于所述车厢内。
14.如权利要求13所述的汽车,其中,
在所述支承板的外周部设有保护部,所述保护部从所述支承板向上方突出。
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