Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP7463975B2 - In-vehicle wireless charging device - Google Patents

In-vehicle wireless charging device Download PDF

Info

Publication number
JP7463975B2
JP7463975B2 JP2021002615A JP2021002615A JP7463975B2 JP 7463975 B2 JP7463975 B2 JP 7463975B2 JP 2021002615 A JP2021002615 A JP 2021002615A JP 2021002615 A JP2021002615 A JP 2021002615A JP 7463975 B2 JP7463975 B2 JP 7463975B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power transmission
transmission coil
charging device
slider
wireless charging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021002615A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022107919A (en
Inventor
誠啓 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2021002615A priority Critical patent/JP7463975B2/en
Publication of JP2022107919A publication Critical patent/JP2022107919A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7463975B2 publication Critical patent/JP7463975B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、車載用ワイヤレス充電装置に関する。 The present invention relates to an in-vehicle wireless charging device.

車載用ワイヤレス充電装置に関する技術が種々提案されている。例えば、下記特許文献1には、乗員が携帯電話の置き忘れを直感的に認識できる車載用ワイヤレス充電装置が記載されている。このような車載用ワイヤレス充電装置では、車両の走行中に加わる振動や衝撃でワイヤレス充電装置の充電可能範囲から携帯電話がズレてしまい、充電ができなくなる虞がある。そこで、ワイヤレス充電装置の送電コイルを携帯電話の移動位置に合わせてX-Y方向へ移動させる2次元移動機構を設けたムービングコイル方式が考えられる(下記特許文献2等参照)。 Various technologies related to in-vehicle wireless charging devices have been proposed. For example, the following Patent Document 1 describes an in-vehicle wireless charging device that allows passengers to intuitively recognize when they have left their mobile phone behind. With such in-vehicle wireless charging devices, there is a risk that the mobile phone may move out of the charging range of the wireless charging device due to vibrations and shocks caused while the vehicle is traveling, making it impossible to charge. To address this issue, a moving coil system has been proposed that includes a two-dimensional movement mechanism that moves the power transmission coil of the wireless charging device in the X-Y directions in accordance with the mobile phone's position (see Patent Document 2, etc.).

特開2013-38870号公報JP 2013-38870 A 特開2012-130139号公報JP 2012-130139 A

しかしながら、車載用ワイヤレス充電装置では、車両内に搭載できる搭載スペースが限られているため、送電コイルを移動させる2次元移動機構を大きくすることが難しく、携帯電話等の被充電装置の充電可能範囲を広げることが難しいという問題がある。 However, with in-vehicle wireless charging devices, the amount of space available inside a vehicle is limited, making it difficult to enlarge the two-dimensional movement mechanism that moves the power transmission coil, and therefore making it difficult to expand the charging range of devices to be charged, such as mobile phones.

そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、車両内に搭載する搭載スペースを変更することなく、携帯電話等の被充電装置の充電可能範囲を広げることができる車載用ワイヤレス充電装置を提供することを目的とする。 The present invention was conceived in light of these points, and aims to provide an in-vehicle wireless charging device that can expand the charging range of a charged device such as a mobile phone without changing the mounting space inside the vehicle.

上記課題を解決するため、本発明の第1の発明は、被充電装置に内蔵された受電コイルへ電磁誘導により非接触で電力を送電する送電コイルと、前記送電コイルが装着された送電コイル支持台と、前記送電コイル支持台を収容すると共に、上面には前記被充電装置を載せる上面プレートを有して、車両内に搭載されるケースと、前記ケース内に配置されて、前記送電コイル支持台を前記上面プレートの内面に沿って移動させる2次元移動機構と、前記上面プレートに載せられた前記被充電装置の前記受電コイルの位置を検出する位置検出装置と、前記位置検出装置によって検出された前記受電コイルの位置へ前記送電コイルを接近させるように前記2次元移動機構を駆動制御する制御装置と、を備え、前記2次元移動機構は、前記送電コイル支持台をX方向へ移動させるX方向移動機構と、前記送電コイル支持台を前記X方向に対して直交するY方向へ移動させるY方向移動機構と、を有し、前記X方向移動機構は、前記送電コイル支持台が前記X方向における中央位置から両端部へ移動するに従って、前記送電コイルの中心軸が前記X方向斜め外側へ傾斜するように案内するX方向案内機構部を有し、前記Y方向移動機構は、前記送電コイルの中心軸が前記Y方向へ傾斜しないように案内するY方向案内機構部を有する、車載用ワイヤレス充電装置である。 In order to solve the above problem, the first aspect of the present invention includes a power transmission coil that transmits power contactlessly by electromagnetic induction to a power receiving coil built into a charged device, a power transmission coil support base on which the power transmission coil is attached, a case that houses the power transmission coil support base and has an upper surface plate on which the charged device is placed, and is mounted in a vehicle, a two-dimensional movement mechanism that is disposed in the case and moves the power transmission coil support base along the inner surface of the upper surface plate, a position detection device that detects the position of the power receiving coil of the charged device placed on the upper surface plate, and a power transmission coil that moves the power transmission coil close to the position of the power receiving coil detected by the position detection device. and a control device that drives and controls the two-dimensional movement mechanism to move the power transmission coil support base in the X direction, the two-dimensional movement mechanism having an X-direction movement mechanism that moves the power transmission coil support base in the X direction and a Y-direction movement mechanism that moves the power transmission coil support base in the Y direction perpendicular to the X direction, the X-direction movement mechanism having an X-direction guide mechanism that guides the central axis of the power transmission coil to tilt diagonally outward in the X direction as the power transmission coil support base moves from the center position in the X direction to both ends, and the Y-direction movement mechanism having a Y-direction guide mechanism that guides the central axis of the power transmission coil to not tilt in the Y direction.

次に、本発明の第2の発明は、上記第1の発明に係る車載用ワイヤレス充電装置において、前記X方向移動機構は、前記送電コイル支持台を前記Y方向へ摺動移動可能に支持した状態で、前記X方向へ移動する断面円形の軸状のX方向スライダと、前記X方向スライダの一端側に取り付けられたX方向駆動モータと、前記X方向駆動モータのモータ軸に固定されたピニオンギヤと、を有し、前記X方向案内機構部は、上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成されて、前記X方向スライダの両端部をそれぞれ前記X方向に摺動移動可能に支持する一対のX方向ガイド軸と、前記X方向スライダの前記一端側を支持する前記X方向ガイド軸の全長に渡って対向するように上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成されて、前記ピニオンギヤに噛み合うラックと、を有する、車載用ワイヤレス充電装置である。 The second invention of the present invention is an in-vehicle wireless charging device according to the first invention, in which the X-direction movement mechanism includes an axial X-direction slider with a circular cross section that moves in the X-direction while supporting the power transmission coil support base so that it can slide in the Y-direction, an X-direction drive motor attached to one end of the X-direction slider, and a pinion gear fixed to the motor shaft of the X-direction drive motor, and the X-direction guide mechanism includes a pair of X-direction guide shafts that are formed in an arc shape with a predetermined radius of curvature protruding upward and support both ends of the X-direction slider so that they can slide in the X-direction, and a rack that is formed in an arc shape with a predetermined radius of curvature protruding upward so as to face each other over the entire length of the X-direction guide shaft that supports the one end of the X-direction slider and meshes with the pinion gear.

次に、本発明の第3の発明は、上記第2の発明に係る車載用ワイヤレス充電装置において、前記X方向スライダは、両端部に設けられて、前記X方向に沿って上方に突出した所定曲率半径の円弧状に貫通するX方向ガイド孔が形成された一対のX方向ガイド部を有し、一対の前記X方向ガイド軸は、一対の前記X方向ガイド部の前記X方向ガイド孔にそれぞれ摺動可能に挿通される、車載用ワイヤレス充電装置である。 The third aspect of the present invention is an in-vehicle wireless charging device according to the second aspect of the present invention, in which the X-direction slider has a pair of X-direction guide parts at both ends, each of which has an X-direction guide hole that protrudes upward along the X-direction and penetrates in an arc shape with a predetermined radius of curvature, and the pair of X-direction guide shafts are slidably inserted into the X-direction guide holes of the pair of X-direction guide parts.

次に、本発明の第4の発明は、上記第2の発明又は第3の発明に係る車載用ワイヤレス充電装置において、前記送電コイル支持台は、前記Y方向に沿って貫通して、前記X方向スライダが挿通される断面円形のY方向挿通孔が設けられている、車載用ワイヤレス充電装置である。 The fourth aspect of the present invention is an in-vehicle wireless charging device according to the second or third aspect of the present invention, in which the power transmission coil support base is provided with a Y-direction insertion hole with a circular cross section that penetrates along the Y direction and through which the X-direction slider is inserted.

次に、本発明の第5の発明は、上記第2の発明乃至第4の発明のいずれか1つに係る車載用ワイヤレス充電装置において、前記Y方向移動機構は、上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成されて、前記送電コイル支持台を前記X方向へ摺動移動可能に支持した状態で、前記Y方向へ移動するY方向スライダと、前記X方向スライダの全長に渡って対向するように前記Y方向に沿って配置されて、前記Y方向スライダの一端側に設けられたナット部材がねじ込まれるネジ軸と、前記ネジ軸を回転駆動するY方向駆動モータと、を有し、前記Y方向案内機構部は、前記X方向スライダの全長に渡って対向するように前記Y方向に沿って配置されて、前記Y方向スライダの他端側を摺動移動可能に支持するY方向ガイド軸を有する、車載用ワイヤレス充電装置である。 Next, the fifth invention of the present invention is an in-vehicle wireless charging device according to any one of the second to fourth inventions, in which the Y-direction movement mechanism is formed in an arc shape with a predetermined radius of curvature protruding upward, and has a Y-direction slider that moves in the Y direction while supporting the power transmission coil support base so that it can slide in the X direction, a screw shaft that is arranged along the Y direction so as to face the X-direction slider over the entire length, and into which a nut member provided on one end of the Y-direction slider is screwed, and a Y-direction drive motor that rotates and drives the screw shaft, and the Y-direction guide mechanism unit has a Y-direction guide shaft that is arranged along the Y direction so as to face the X-direction slider over the entire length, and supports the other end of the Y-direction slider so that it can slide.

次に、本発明の第6の発明は、上記第5の発明に係る車載用ワイヤレス充電装置において、前記Y方向スライダは、前記他端側に設けられて、前記Y方向に沿って貫通するY方向ガイド孔が形成されたY方向ガイド部を有し、前記Y方向ガイド軸は、前記Y方向ガイド部の前記Y方向ガイド孔に摺動可能に挿通される、車載用ワイヤレス充電装置である。 The sixth aspect of the present invention is an in-vehicle wireless charging device according to the fifth aspect of the present invention, in which the Y-direction slider has a Y-direction guide portion provided on the other end side and having a Y-direction guide hole penetrating along the Y direction, and the Y-direction guide shaft is slidably inserted into the Y-direction guide hole of the Y-direction guide portion.

次に、本発明の第7の発明は、上記第5の発明又は第6の発明に係る車載用ワイヤレス充電装置において、前記送電コイル支持台は、前記X方向に沿って上方に突出した所定曲率半径の円弧状に貫通して、前記Y方向スライダが挿通されるX方向挿通孔が設けられている、車載用ワイヤレス充電装置である。 The seventh aspect of the present invention is an in-vehicle wireless charging device according to the fifth or sixth aspect of the present invention, in which the power transmission coil support base is provided with an X-direction insertion hole through which the Y-direction slider is inserted, penetrating the power transmission coil support base in an arc shape with a predetermined radius of curvature protruding upward along the X-direction.

第1の発明によれば、車両内に搭載されるケース内には、送電コイルが装着された送電コイル支持台を上面プレートの内面に沿って、X方向とY方向へ移動させる2次元移動機構が配置されている。2次元移動機構によって移動される送電コイル支持台は、X方向における中央位置から両端部へ移動するに従って、送電コイルの中心軸がX方向斜め外側へ傾斜するように案内されると共に、送電コイルの中心軸がY方向へ傾斜しないように案内される。 According to the first invention, a two-dimensional movement mechanism is disposed in a case mounted in a vehicle, which moves a power transmission coil support base, on which a power transmission coil is mounted, in the X and Y directions along the inner surface of the top plate. As the power transmission coil support base moves from the center position in the X direction to both ends, the power transmission coil support base is guided so that the central axis of the power transmission coil is tilted diagonally outward in the X direction, and is guided so that the central axis of the power transmission coil is not tilted in the Y direction.

従って、送電コイルは、X方向における中央位置から両端部へ移動するに従って、送電コイルの中心軸がX方向斜め外側へ傾斜するため、送電コイルの中心軸回りに形成される充電可能領域は、X方向斜め外側へ傾斜する。一方、送電コイルの中心軸は、Y方向へ傾斜しないため、送電コイルの中心軸回りに形成される充電可能領域は、Y方向へ傾斜しない。その結果、ケースの上面プレート上における、送電コイルによって被充電装置を充電できる充電可能範囲が、送電コイルの中心軸回りに形成される充電可能領域の傾斜角度分だけX方向両外側へ拡張される。これにより、ケースを車両内に搭載する搭載スペースを変更することなく、上面プレート上における、携帯電話等の被充電装置の充電可能範囲をX方向両外側へ広げることができる。 Therefore, as the power transmission coil moves from the center position in the X direction to both ends, the central axis of the power transmission coil tilts diagonally outward in the X direction, so that the chargeable area formed around the central axis of the power transmission coil tilts diagonally outward in the X direction. On the other hand, the central axis of the power transmission coil does not tilt in the Y direction, so the chargeable area formed around the central axis of the power transmission coil does not tilt in the Y direction. As a result, the chargeable range on the top plate of the case in which the charged device can be charged by the power transmission coil is expanded outward in both directions in the X direction by the tilt angle of the chargeable area formed around the central axis of the power transmission coil. This makes it possible to expand the chargeable range of a charged device, such as a mobile phone, on the top plate in both directions in the X direction without changing the installation space for installing the case in the vehicle.

第2の発明によれば、ピニオンギヤに噛み合うラックは、上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成されて、X方向スライダの一端側を支持するX方向ガイド軸の全長に渡って対向するように配置されている。そして、X方向駆動モータを正・逆回転させることによって、断面円形の軸状のX方向スライダは、上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成された一対のX方向ガイド軸に沿って摺動移動する。これにより、簡易な構成で、送電コイルがX方向における中央位置から両端部へ移動するに従って、送電コイルの中心軸をX方向斜め外側へ傾斜させることができる。 According to the second invention, the rack that meshes with the pinion gear is formed in an arc shape with a predetermined radius of curvature that protrudes upward, and is arranged to face the entire length of the X-direction guide shaft that supports one end of the X-direction slider. Then, by rotating the X-direction drive motor forward and backward, the shaft-like X-direction slider with a circular cross section slides along a pair of X-direction guide shafts that are formed in an arc shape with a predetermined radius of curvature that protrudes upward. This makes it possible, with a simple configuration, to tilt the central axis of the power transmission coil diagonally outward in the X-direction as the power transmission coil moves from the center position in the X-direction to both ends.

第3の発明によれば、X方向スライダは、両端部に設けられた一対のX方向ガイド部にX方向に沿って上方に突出した所定曲率半径の円弧状に貫通するX方向ガイド孔が形成されている。そして、一対のX方向ガイド軸は、一対のX方向ガイド部のX方向ガイド孔にそれぞれ摺動可能に挿通される。これにより、X方向スライダを上方に突出した所定曲率半径の円弧状に移動させることができ、送電コイル支持台を上方に突出した所定曲率半径の円弧状に移動させることができる。 According to the third invention, the X-direction slider has an X-direction guide hole formed in a pair of X-direction guide sections provided at both ends, which penetrates in an arc shape with a predetermined radius of curvature protruding upward along the X direction. The pair of X-direction guide shafts are slidably inserted into the X-direction guide holes of the pair of X-direction guide sections. This allows the X-direction slider to move in an arc shape with a predetermined radius of curvature protruding upward, and the power transmission coil support base to move in an arc shape with a predetermined radius of curvature protruding upward.

第4の発明によれば、送電コイル支持台は、Y方向に沿って貫通して、X方向スライダが挿通される断面円形のY方向挿通孔が設けられている。これにより、X方向スライダがX方向へ移動した場合に、送電コイル支持台は、X方向スライダ回りに自由に回転することができ、送電コイルの中心軸をX方向斜め外側へ傾斜させることができる。また、送電コイルの中心軸をY方向に傾斜させないで、送電コイル支持台をY方向の両端部へスムーズに移動させることができる。 According to the fourth invention, the power transmission coil support base is provided with a Y-direction insertion hole with a circular cross section that penetrates along the Y direction and through which the X-direction slider is inserted. This allows the power transmission coil support base to freely rotate around the X-direction slider when the X-direction slider moves in the X direction, and the central axis of the power transmission coil can be tilted diagonally outward in the X direction. In addition, the power transmission coil support base can be moved smoothly to both ends in the Y direction without tilting the central axis of the power transmission coil in the Y direction.

第5の発明によれば、軸状のY方向スライダは、上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成されて、一端側に設けられたナット部材が、Y方向に沿って配置されたネジ軸にねじ込まれると共に、他端側は、Y方向ガイド軸に摺動移動可能に支持されている。これにより、Y方向駆動モータを正・逆回転させることによって、Y方向スライダは、Y方向ガイド軸に沿って摺動移動する。これにより、簡易な構成で、送電コイルの中心軸をY方向に傾斜させないで、Y方向の両端部へスムーズに移動させることができる。また、X方向スライダのX方向への移動に伴って、送電コイル支持台を上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成されたY方向スライダに沿って移動させることができる。 According to the fifth invention, the shaft-shaped Y-direction slider is formed in an arc shape with a predetermined radius of curvature protruding upward, and a nut member provided on one end side is screwed into a screw shaft arranged along the Y direction, while the other end side is supported so as to be slidably movable on the Y-direction guide shaft. As a result, by rotating the Y-direction drive motor forward and backward, the Y-direction slider slides along the Y-direction guide shaft. This allows the power transmission coil to be moved smoothly to both ends in the Y direction with a simple configuration without tilting the central axis of the power transmission coil in the Y direction. In addition, as the X-direction slider moves in the X direction, the power transmission coil support base can be moved along the Y-direction slider formed in an arc shape with a predetermined radius of curvature protruding upward.

第6の発明によれば、Y方向スライダは、他端側に設けられたY方向ガイド部にY方向に沿って貫通するY方向ガイド孔が形成されている。そして、Y方向ガイド軸は、Y方向ガイド部のY方向ガイド孔に摺動可能に挿通される。これにより、Y方向スライダをY方向に移動させた場合に、送電コイル支持台に装着された送電コイルの中心軸がY方向に傾斜しないように移動させることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the Y-direction slider has a Y-direction guide hole formed in a Y-direction guide section provided on the other end side thereof, which penetrates along the Y direction. The Y-direction guide shaft is slidably inserted into the Y-direction guide hole of the Y-direction guide section. This allows the Y-direction slider to be moved in the Y direction without causing the central axis of the power transmission coil mounted on the power transmission coil support base to tilt in the Y direction.

第7の発明によれば、送電コイル支持台は、X方向に沿って上方に突出した所定曲率半径の円弧状に貫通して、Y方向スライダが挿通されるX方向挿通孔が設けられている。これにより、Y方向スライダがY方向へ移動した場合に、送電コイル支持台は、軸状に形成されたX方向スライダに沿って移動するため、送電コイルの中心軸をY方向に傾斜しないように移動させることができる。これにより、X方向スライダがX方向へ移動した場合に、送電コイル支持台をY方向スライダに沿ってX方向の両端部へスムーズに移動させることができる。 According to the seventh invention, the power transmission coil support base is provided with an X-direction insertion hole that penetrates in an arc shape with a predetermined radius of curvature protruding upward along the X-direction and through which the Y-direction slider is inserted. As a result, when the Y-direction slider moves in the Y-direction, the power transmission coil support base moves along the X-direction slider that is formed in an axial shape, so that the power transmission coil can be moved without tilting its central axis in the Y-direction. As a result, when the X-direction slider moves in the X-direction, the power transmission coil support base can be moved smoothly along the Y-direction slider to both ends in the X-direction.

本実施形態に係る車載用ワイヤレス充電装置を車両に搭載した状態の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a state in which an in-vehicle wireless charging device according to an embodiment of the present invention is mounted on a vehicle. 車載用ワイヤレス充電装置の2次元移動機構の一例を示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a two-dimensional movement mechanism of an in-vehicle wireless charging device. 車載用ワイヤレス充電装置の2次元移動機構の一例を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing an example of a two-dimensional movement mechanism of an in-vehicle wireless charging device. FIG. 図3のIV-IV矢視断面図である。4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3. 送電コイルが上面に装着された送電コイル支持台の一例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view illustrating an example of a power transmission coil support base having a power transmission coil attached to an upper surface thereof. 車載用ワイヤレス充電装置の制御構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a control configuration of an in-vehicle wireless charging device.

以下、本発明に係る車載用ワイヤレス充電装置を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、車載用ワイヤレス充電装置11の搭載位置について図1に基づいて説明する。尚、各図に適宜に示される矢印Xは、車両後方側を示し、又矢印Zは車両上方側を示している。更に、矢印Yは、矢印Xに対して直交する車幅方向左側を示している。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。 The following is a detailed explanation of one embodiment of the in-vehicle wireless charging device according to the present invention, with reference to the drawings. First, the mounting position of the in-vehicle wireless charging device 11 will be explained with reference to FIG. 1. Note that the arrow X shown appropriately in each figure indicates the rear side of the vehicle, and the arrow Z indicates the upper side of the vehicle. Furthermore, the arrow Y indicates the left side in the vehicle width direction, which is perpendicular to the arrow X. In the following explanation, descriptions of directions will be made based on this direction.

図1に示すように、車両本体1の車両内2前方にはハンドル3が、また、ハンドル3の左方には車両用電子機器5が配置されている。更に、ハンドル3の左方で、車両用電子機器5の下方に設けられたコンソールボックス6には、携帯機器、例えば、携帯電話等の被充電装置8(図4参照)を電磁誘導により非接触で充電する車両用ワイヤレス充電装置(以下、単に「充電装置」という。)11が搭載されている。また、コンソールボックス6の上面には、充電装置11をON・OFFする充電スイッチ12が、充電装置11の車幅方向右側に、つまり、運転席側に、隣接して配置されている。尚、充電スイッチ12は、充電装置11の車両前方側、又は、車両後方側に、隣接して配置してもよい。 As shown in FIG. 1, a handle 3 is disposed at the front of the vehicle interior 2 of the vehicle body 1, and vehicle electronic devices 5 are disposed to the left of the handle 3. Furthermore, a console box 6 provided to the left of the handle 3 and below the vehicle electronic devices 5 is equipped with a vehicle wireless charging device (hereinafter simply referred to as "charging device") 11 that charges a portable device, for example, a charged device 8 such as a mobile phone (see FIG. 4), in a non-contact manner by electromagnetic induction. In addition, a charging switch 12 that turns the charging device 11 on and off is disposed on the upper surface of the console box 6 adjacent to the right side of the charging device 11 in the vehicle width direction, that is, on the driver's seat side. The charging switch 12 may be disposed adjacent to the charging device 11 on the front side or rear side of the vehicle.

次に、充電装置11の概略構成について図2乃至図5に基づいて説明する。図2と図4に示すように、充電装置11は、被充電装置8に内蔵された受電コイル8Aに電磁誘導により起電力を発生させて、非接触で電力を送電する送電コイル13を内蔵すると共に、上面に被充電装置8を載せる上面プレート15を有するケース16と、このケース16内に収容される2次元移動機構17と、を備えている。また、充電装置11を駆動するための電力及び受電コイル8Aへ送電するために用いられる電力は、車両本体1に搭載される不図示のカーバッテリから供給される。 Next, the schematic configuration of the charging device 11 will be described with reference to Figs. 2 to 5. As shown in Figs. 2 and 4, the charging device 11 includes a built-in power transmission coil 13 that generates an electromotive force by electromagnetic induction in a power receiving coil 8A built into the charged device 8 and transmits power contactlessly, a case 16 having a top plate 15 on which the charged device 8 is placed, and a two-dimensional movement mechanism 17 housed within the case 16. In addition, power for driving the charging device 11 and power used for transmitting power to the power receiving coil 8A are supplied from a car battery (not shown) mounted on the vehicle body 1.

2次元移動機構17は、送電コイル13を上面プレート15の内面に沿ってX方向中央位置からX方向両外側へ移動するに従って送電コイル13の中心軸13AがX方向斜め外側へ傾くように、X方向(車両前後方向)及びY方向(車幅方向)に移動させる。また、上面プレート15に載せられた被充電装置8に内蔵される受電コイル8Aの位置を検出して、検出信号を出力する公知の位置検出センサ18(例えば、特開2009-247194号公報等参照)が、上面プレート15の内面のほぼ全面に渡って設けられている。 The two-dimensional movement mechanism 17 moves the power transmission coil 13 in the X direction (front-rear direction of the vehicle) and the Y direction (vehicle width direction) so that the central axis 13A of the power transmission coil 13 tilts diagonally outward in the X direction as the power transmission coil 13 moves from the center position in the X direction along the inner surface of the top plate 15 to both sides outward in the X direction. In addition, a known position detection sensor 18 (see, for example, JP 2009-247194 A) that detects the position of the power receiving coil 8A built into the charged device 8 placed on the top plate 15 and outputs a detection signal is provided over almost the entire inner surface of the top plate 15.

次に、2次元移動機構17について図2乃至図5に基づいて説明する。図2乃至図4に示すように、2次元移動機構17は、送電コイル13が上面に装着された送電コイル支持台21をX方向(車両前後方向)へ移動させるX方向移動機構23と、送電コイル支持台21をY方向(車幅方向)へ移動させるY方向移動機構25と、から構成されている。 Next, the two-dimensional movement mechanism 17 will be described with reference to Figs. 2 to 5. As shown in Figs. 2 to 4, the two-dimensional movement mechanism 17 is composed of an X-direction movement mechanism 23 that moves the power transmission coil support base 21, on whose upper surface the power transmission coil 13 is mounted, in the X-direction (the front-to-rear direction of the vehicle), and a Y-direction movement mechanism 25 that moves the power transmission coil support base 21 in the Y-direction (the width direction of the vehicle).

X方向移動機構23は、Y方向に沿って配置されて、X方向へ移動する断面円形の軸状に形成されたX方向スライダ27と、ケース16のY方向側の両側壁16A、16Bの近傍のそれぞれに、X方向のほぼ全長に渡ってY方向に相対向するように配置された一対のX方向ガイド軸28A、28Bと、を備えている。また、X方向移動機構23は、X方向スライダ27の両端部に固定されて、一対のX方向ガイド軸28A、28Bが摺動可能に挿通される一対のX方向ガイド部29A、29Bを備えている。 The X-direction movement mechanism 23 is provided with an X-direction slider 27 arranged along the Y direction and formed in the shape of a shaft with a circular cross section that moves in the X direction, and a pair of X-direction guide shafts 28A, 28B arranged to face each other in the Y direction over almost the entire length in the X direction near both side walls 16A, 16B on the Y direction side of the case 16. The X-direction movement mechanism 23 also includes a pair of X-direction guide parts 29A, 29B fixed to both ends of the X-direction slider 27 and through which the pair of X-direction guide shafts 28A, 28B are slidably inserted.

一対のX方向ガイド軸28A、28Bは、上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成され、それぞれの両端部がケース16の底面部に立設された板状の各軸支持部31に固定されている。各X方向ガイド部29A、29Bには、各X方向ガイド軸28A、28Bと同じ曲率半径のX方向ガイド孔32が貫通して形成され、各X方向ガイド軸28A、28Bが摺動可能に挿通されている。また、X方向スライダ27のY方向外側(車幅方向左側)の端部(一端側)を支持するX方向ガイド部29AのY方向外側面には、ステッピングモータ等で構成されたX方向駆動モータ33が、モータ軸33AをY方向外側に向けて、取り付けられている。 The pair of X-direction guide shafts 28A, 28B are formed in an arc shape with a predetermined radius of curvature protruding upward, and both ends of each are fixed to plate-shaped shaft support parts 31 erected on the bottom surface of the case 16. Each X-direction guide part 29A, 29B is formed with an X-direction guide hole 32 with the same radius of curvature as each X-direction guide shaft 28A, 28B, through which each X-direction guide shaft 28A, 28B is slidably inserted. In addition, an X-direction drive motor 33 composed of a stepping motor or the like is attached to the Y-direction outer surface of the X-direction guide part 29A that supports the end (one end side) of the X-direction slider 27 on the outer side in the Y-direction (left side in the vehicle width direction) with the motor shaft 33A facing outward in the Y-direction.

X方向駆動モータ33のモータ軸にはピニオンギヤ35が取り付けられている。また、ピニオンギヤ35に噛み合うラック36が、X方向ガイド部29Aに摺動可能に挿通されたX方向ガイド軸28Aの全長に渡って対向するように配置されている。ラック36は、上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成され、ケース16の底面部にX方向に沿って配置されている。これにより、X方向駆動モータ33を正・逆回転駆動することによって、X方向スライダ27が一対のX方向ガイド軸28A、28Bに案内されて、上方に突出した所定曲率半径の円弧状の軌道に沿ってX方向に往復移動可能となる。 A pinion gear 35 is attached to the motor shaft of the X-direction drive motor 33. A rack 36 that meshes with the pinion gear 35 is arranged to face the entire length of the X-direction guide shaft 28A that is slidably inserted into the X-direction guide portion 29A. The rack 36 is formed in an arc shape with a predetermined radius of curvature that protrudes upward, and is arranged along the X direction on the bottom surface of the case 16. As a result, by driving the X-direction drive motor 33 in forward and reverse rotation, the X-direction slider 27 is guided by the pair of X-direction guide shafts 28A, 28B and can move back and forth in the X direction along an arc-shaped track with a predetermined radius of curvature that protrudes upward.

次に、Y方向移動機構25は、X方向に沿って配置されて、Y方向へ移動する断面円形で上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成されたY方向スライダ41と、ケース16のX方向側の一方(例えば、車両後方側)の側壁16Cの近傍に、一対のX方向ガイド軸28A、28Bの間のほぼ全長に渡ってY方向に沿って配置されたY方向ガイド軸42と、ケース16のX方向側の他方(例えば、車両前方側)の側壁16Dの近傍に、一対のX方向ガイド軸28A、28Bの間のほぼ全長に渡ってY方向ガイド軸42に対して平行になるようにY方向に沿って配置されたネジ軸43と、を備えている。 Next, the Y-direction movement mechanism 25 is provided with a Y-direction slider 41 arranged along the X-direction and formed in an arc shape with a circular cross section and a predetermined radius of curvature protruding upward, which moves in the Y-direction, a Y-direction guide shaft 42 arranged along the Y-direction over almost the entire length between the pair of X-direction guide shafts 28A, 28B near the side wall 16C on one side of the X-direction side of the case 16 (e.g., the rear side of the vehicle), and a screw shaft 43 arranged along the Y-direction so as to be parallel to the Y-direction guide shaft 42 over almost the entire length between the pair of X-direction guide shafts 28A, 28B near the side wall 16D on the other side of the X-direction side of the case 16 (e.g., the front side of the vehicle).

また、Y方向移動機構25は、Y方向スライダ41のY方向ガイド軸42側(他端側)の端部に固定されて、Y方向ガイド軸42が摺動可能に挿通されるY方向ガイド部45と、Y方向スライダ41のネジ軸43側(一端側)の端部に固定されて、ネジ軸43にねじ込まれるナット部材46と、を備えている。Y方向ガイド部45には、Y方向ガイド孔45Aが貫通して形成され、Y方向ガイド軸42が摺動可能に挿通されている。ナット部材46には、ネジ軸43と噛み合う雌ネジ46Aが形成されている。 The Y-direction movement mechanism 25 also includes a Y-direction guide section 45 that is fixed to the end of the Y-direction slider 41 on the Y-direction guide shaft 42 side (the other end side) and through which the Y-direction guide shaft 42 is slidably inserted, and a nut member 46 that is fixed to the end of the Y-direction slider 41 on the screw shaft 43 side (one end side) and screwed onto the screw shaft 43. A Y-direction guide hole 45A is formed through the Y-direction guide section 45, and the Y-direction guide shaft 42 is slidably inserted. The nut member 46 is formed with a female thread 46A that meshes with the screw shaft 43.

Y方向ガイド軸42は、断面円形の軸状に形成され、両端部をケース16の底面部に立設された板状の一対の軸支持部47に固定されている。ネジ軸43は、両端部をケース16の底面部に立設された板状の一対のネジ軸支持部48A、48Bに回転可能に取り付けられている。ネジ軸43は、X方向駆動モータ33に対してY方向反対側の端部にギヤ51が固定されている。 The Y-direction guide shaft 42 is formed in a shaft shape with a circular cross section, and both ends are fixed to a pair of plate-shaped shaft supports 47 erected on the bottom surface of the case 16. The screw shaft 43 is rotatably attached to a pair of plate-shaped screw shaft supports 48A, 48B erected on the bottom surface of the case 16. A gear 51 is fixed to the end of the screw shaft 43 on the opposite side in the Y direction to the X-direction drive motor 33.

また、X方向駆動モータ33に対してY方向反対側のネジ軸支持部48Aには、ギヤ51と噛み合うピニオンギヤ52がモータ軸53Aに取り付けられたY方向駆動モータ53が、ネジ軸43に対してY方向反対側の背面に固定されている。Y方向駆動モータ53は、ステッピングモータ等で構成されている。これにより、Y方向駆動モータ53を正・逆回転駆動することによって、ネジ軸43が逆・正回転され、Y方向スライダ41がY方向ガイド部45を介してY方向ガイド軸42に沿ってY方向に平行に案内され、ネジ軸43に噛み合うナット部材46を介してY方向に往復移動可能となる。 In addition, a Y-direction drive motor 53, which has a pinion gear 52 that meshes with a gear 51 attached to a motor shaft 53A, is fixed to the back surface of the screw shaft 43 on the opposite side in the Y direction to the screw shaft support part 48A on the opposite side in the Y direction to the X-direction drive motor 33. The Y-direction drive motor 53 is composed of a stepping motor or the like. As a result, by driving the Y-direction drive motor 53 in forward and reverse rotation, the screw shaft 43 is rotated in reverse and forward, and the Y-direction slider 41 is guided in parallel to the Y direction along the Y-direction guide shaft 42 via the Y-direction guide part 45, and can move back and forth in the Y direction via the nut member 46 that meshes with the screw shaft 43.

次に、送電コイル支持台21について図3~図5に基づいて説明する。図5に示すように、送電コイル支持台21は、各辺がX方向とY方向に沿うように形成された平面視四角形状で、上面に送電コイル13が装着される平板部61と、平板部61の下面のX方向略中央部からY方向全幅に渡ってY方向に沿って下方へ突出された断面矩形状のリブ部62と、を有している。 Next, the power transmission coil support base 21 will be described with reference to Figs. 3 to 5. As shown in Fig. 5, the power transmission coil support base 21 has a rectangular shape in plan view with each side formed along the X and Y directions, and has a flat plate portion 61 on whose upper surface the power transmission coil 13 is attached, and a rib portion 62 with a rectangular cross section that protrudes downward in the Y direction from approximately the center in the X direction on the lower surface of the flat plate portion 61 across the entire width in the Y direction.

図3及び図5に示すように、送電コイル支持台21は、平板部61のX方向駆動モータ33に対して反対側の端縁において、X方向全幅に渡って、下面よりも上方に突出するように設けられた円筒部63が設けられている。円筒部63には、X方向に沿って上方に突出した所定曲率半径の円弧状に貫通して、Y方向スライダ41が摺動可能に挿通される断面円形のX方向挿通孔65が設けられている。従って、Y方向スライダ41は、送電コイル支持台21をX方向へ摺動移動可能に支持した状態で、Y方向へ移動する。 As shown in Figures 3 and 5, the power transmission coil support base 21 has a cylindrical portion 63 that is provided at the end edge of the flat plate portion 61 opposite the X-direction drive motor 33 and that protrudes upward from the bottom surface over the entire width in the X direction. The cylindrical portion 63 has an X-direction insertion hole 65 that is circular in cross section and penetrates in an arc shape with a predetermined radius of curvature that protrudes upward along the X direction, through which the Y-direction slider 41 is slidably inserted. Therefore, the Y-direction slider 41 moves in the Y direction while supporting the power transmission coil support base 21 so that it can slide in the X direction.

また、図4及び図5に示すように、リブ部62には、Y方向沿って貫通して、断面円形で軸状のX方向スライダ27が摺動可能に挿通される断面円形のY方向挿通孔66が設けられている。従って、X方向スライダ27は、送電コイル支持台21をY方向へ摺動移動可能に支持した状態で、X方向へ移動する。 As shown in Figs. 4 and 5, the rib portion 62 is provided with a Y-direction insertion hole 66 having a circular cross section that penetrates along the Y direction and through which the shaft-shaped X-direction slider 27 having a circular cross section is slidably inserted. Therefore, the X-direction slider 27 moves in the X direction while supporting the power transmission coil support base 21 so as to be slidably movable in the Y direction.

これにより、図2に示すように、送電コイル支持台21は、X方向スライダ27がX方向へ移動すると、Y方向スライダ41に沿ってX方向へ移動し、Y方向スライダ41がY方向へ移動すると、X方向スライダ27に沿ってY方向へ移動する。従って、送電コイル支持台21は、X方向スライダ27及びY方向スライダ41の移動に合わせてX-Y方向に移動することとなる。 As a result, as shown in FIG. 2, when the X-direction slider 27 moves in the X direction, the power transmission coil support base 21 moves in the X direction along the Y-direction slider 41, and when the Y-direction slider 41 moves in the Y direction, the power transmission coil support base 21 moves in the Y direction along the X-direction slider 27. Therefore, the power transmission coil support base 21 moves in the X-Y directions in accordance with the movements of the X-direction slider 27 and the Y-direction slider 41.

次に、充電装置11の制御構成について説明する。先ず、図2~図4に示すように、充電装置11は、ケース16の内側の底面に、回路基板56が配置されている。図6に示すように、回路基板56には、充電装置11の全体を制御する制御装置71と、位置検出回路73と、モータ駆動制御回路75と、送電制御回路77等が搭載されている。制御装置71は、CPU71A、RAM71B、EEPROM71C、タイマ71D等を備えた公知のものである。CPU71Aは、EEPROM71Cに記憶された各種プログラムや各種パラメータに基づいて、種々の演算処理を実行する。また、RAM71Bは、CPU71Aでの演算結果や各検出装置から入力されたデータ等を一時的に記憶する。 Next, the control configuration of the charging device 11 will be described. First, as shown in Figs. 2 to 4, the charging device 11 has a circuit board 56 disposed on the inner bottom surface of the case 16. As shown in Fig. 6, the circuit board 56 is equipped with a control device 71 that controls the entire charging device 11, a position detection circuit 73, a motor drive control circuit 75, a power transmission control circuit 77, and the like. The control device 71 is a well-known device that includes a CPU 71A, a RAM 71B, an EEPROM 71C, a timer 71D, and the like. The CPU 71A executes various calculation processes based on various programs and various parameters stored in the EEPROM 71C. In addition, the RAM 71B temporarily stores the results of calculations by the CPU 71A and data input from each detection device, and the like.

位置検出回路73は、位置検出センサ18の検出信号が入力される。そして、位置検出回路73は、位置検出センサ18から入力された検出信号に基づいて、上面プレート15に載せられた被充電装置8に内蔵される受電コイル8Aの位置を検出し、受電コイル8Aの位置情報を制御装置71に出力する。モータ駆動制御回路75は、制御装置71から入力された制御信号に従って、X方向駆動モータ33とY方向駆動モータ53のそれぞれに対して駆動パルスを出力する。送電制御回路77は、制御装置71から入力されたON・OFF信号に従って、送電コイル13に20kHz~1MHzの高周波電力を供給する。また、制御装置71には、充電スイッチ12が電気的に接続され、ON・OFF信号が入力される。 The position detection circuit 73 receives a detection signal from the position detection sensor 18. Based on the detection signal input from the position detection sensor 18, the position detection circuit 73 detects the position of the receiving coil 8A built into the charged device 8 placed on the upper plate 15, and outputs position information of the receiving coil 8A to the control device 71. The motor drive control circuit 75 outputs drive pulses to each of the X-direction drive motor 33 and the Y-direction drive motor 53 according to the control signal input from the control device 71. The power transmission control circuit 77 supplies high-frequency power of 20 kHz to 1 MHz to the power transmission coil 13 according to the ON/OFF signal input from the control device 71. The charging switch 12 is also electrically connected to the control device 71, and ON/OFF signals are input.

上記のように構成された充電装置11では、ユーザが上面プレート15上に被充電装置8を載置して充電スイッチ12をONにすると、制御装置71は、充電スイッチ12が再度、OFFにされるまで、以下の動作を所定時間(例えば、数10ミリ秒~数100ミリ秒)毎に繰り返し行う。そして、ユーザが充電スイッチ12をOFFにすると、制御装置71は、以下の動作を終了する。尚、充電スイッチ12は、通常はOFFになっている。 In the charging device 11 configured as described above, when the user places the charged device 8 on the top plate 15 and turns the charging switch 12 ON, the control device 71 repeats the following operations at predetermined intervals (e.g., several tens to several hundreds of milliseconds) until the charging switch 12 is turned OFF again. Then, when the user turns the charging switch 12 OFF, the control device 71 ends the following operations. Note that the charging switch 12 is normally OFF.

具体的には、制御装置71は、位置検出回路73から入力された受電コイル8Aの位置情報から、上面パネル15上の受電コイル8Aの中心位置(X-Y座標)を算出する。そして、制御装置71は、送電コイル13の現在位置(X-Y座標)から、送電コイル13の中心軸13Aが受電コイル8Aの中心位置を通る送電位置(X-Y座標)まで移動するX方向及びY方向のそれぞれの移動量を算出する。 Specifically, the control device 71 calculates the center position (X-Y coordinates) of the power receiving coil 8A on the upper panel 15 from the position information of the power receiving coil 8A input from the position detection circuit 73. The control device 71 then calculates the amount of movement in each of the X and Y directions from the current position (X-Y coordinates) of the power transmitting coil 13 to the power transmitting position (X-Y coordinates) where the central axis 13A of the power transmitting coil 13 passes through the center position of the power receiving coil 8A.

続いて、制御装置71は、X方向への移動量に相当するX方向駆動モータ33の駆動パルス数と回転方向を算出し、モータ駆動制御回路75へ出力する。また、制御装置71は、Y方向への移動量に相当するY方向駆動モータ53の駆動パルス数と回転方向を算出し、モータ駆動制御回路75へ出力する。そして、モータ駆動制御回路75は、X方向駆動モータ33を指示された回転方向へ指示された駆動パルス数だけ駆動すると共に、Y方向駆動モータ53を指示された回転方向へ指示された駆動パルス数だけ駆動する。これにより、送電コイル支持台21が受電コイル8Aに接近するように移動されて、送電コイル13の中心軸13Aが受電コイル8Aの中心位置を通る送電位置(X-Y座標)まで移動する。 Then, the control device 71 calculates the number of drive pulses and rotation direction of the X-direction drive motor 33 corresponding to the amount of movement in the X-direction, and outputs them to the motor drive control circuit 75. The control device 71 also calculates the number of drive pulses and rotation direction of the Y-direction drive motor 53 corresponding to the amount of movement in the Y-direction, and outputs them to the motor drive control circuit 75. The motor drive control circuit 75 then drives the X-direction drive motor 33 in the specified rotation direction by the specified number of drive pulses, and drives the Y-direction drive motor 53 in the specified rotation direction by the specified number of drive pulses. As a result, the power transmission coil support base 21 is moved closer to the power receiving coil 8A, and the central axis 13A of the power transmission coil 13 moves to the power transmission position (X-Y coordinates) that passes through the center position of the power receiving coil 8A.

そして、制御装置71は、予めEEPROM71Cに記憶する所定の送電電力を読み出し、送電制御回路77へ出力する。これにより、送電制御回路77は、制御装置77から入力された送電電力で、送電コイル13へ20kHz~1MHzの高周波電力を出力する。その結果、送電コイル13は、送電コイル支持台21の上面と平行な面で渦巻き状に巻かれて装着されており、送電コイル支持台21に直交する交流磁束を、送電コイル支持台21の上方へ放射する。これにより、受電コイル8Aに電磁誘導により起電力が発生して、電力が搬送され、被充電装置8の不図示の内蔵二次電池が充電される。 The control device 71 then reads out a predetermined transmission power previously stored in the EEPROM 71C and outputs it to the transmission control circuit 77. As a result, the transmission control circuit 77 outputs high-frequency power of 20 kHz to 1 MHz to the transmission coil 13 with the transmission power input from the control device 77. As a result, the transmission coil 13 is mounted spirally wound on a plane parallel to the upper surface of the transmission coil support base 21, and radiates AC magnetic flux perpendicular to the transmission coil support base 21 upward from the transmission coil support base 21. As a result, an electromotive force is generated in the receiving coil 8A by electromagnetic induction, and power is transported, charging the built-in secondary battery (not shown) of the charged device 8.

上記のように構成された充電装置11では、図4に示すように、Y方向スライダ41は、X方向に沿って上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成されている。このため、送電コイル支持台21が、Y方向スライド軸41に沿ってX方向両端部へ移動した場合には、送電コイル13の中心軸13Aは、上面プレート15に直交する方向に対して角度θ1だけX方向斜め外側へ傾斜する。その結果、送電コイル13から放射される交流磁束も、上面プレート15に直交する方向に対して角度θ1だけX方向斜め外側へ傾斜する。 As shown in FIG. 4, in the charging device 11 configured as described above, the Y-direction slider 41 is formed in an arc shape with a predetermined radius of curvature that protrudes upward along the X-direction. Therefore, when the power transmission coil support base 21 moves to both ends in the X-direction along the Y-direction slide shaft 41, the central axis 13A of the power transmission coil 13 is inclined diagonally outward in the X-direction by an angle θ1 with respect to the direction perpendicular to the top plate 15. As a result, the AC magnetic flux radiated from the power transmission coil 13 is also inclined diagonally outward in the X-direction by an angle θ1 with respect to the direction perpendicular to the top plate 15.

一方、X方向スライダ27は、軸状に形成されているため、送電コイル支持台21が、X方向スライダ27に沿って移動した場合には、送電コイル13の中心軸13Aは、上面プレート15に直交する方向に対して平行に移動して、Y方向に傾斜しない。その結果、送電コイル13から放射される交流磁束も、上面プレート15に直交する方向に対して平行に移動して、Y方向に傾斜しない。 On the other hand, because the X-direction slider 27 is formed in an axial shape, when the power transmission coil support base 21 moves along the X-direction slider 27, the central axis 13A of the power transmission coil 13 moves parallel to the direction perpendicular to the top plate 15 and does not tilt in the Y direction. As a result, the AC magnetic flux radiated from the power transmission coil 13 also moves parallel to the direction perpendicular to the top plate 15 and does not tilt in the Y direction.

その結果、図3に示すように、充電装置11の上面プレート15上における被充電装置8の充電可能範囲81は、X方向に長い平面視長方形状に設定される。そして、この充電可能範囲81は、Y方向スライダ41を断面円形の真っ直ぐな軸状に形成した場合の被充電装置8の充電可能範囲82に対して、送電コイル13の中心軸13A回りに形成される充電可能領域の傾斜角度θ1分だけX方向両外側へそれぞれ平面視長さX1だけ拡張される。これにより、ケース16をコンソールボックス6内に搭載する搭載スペースを変更することなく、上面プレート15上における、携帯電話等の被充電装置8の充電可能範囲81をX方向両外側(車両前後方向両外側)へ広げることができる。 3, the chargeable range 81 of the charged device 8 on the top plate 15 of the charging device 11 is set to a rectangular shape in plan view that is long in the X direction. This chargeable range 81 is expanded by a length X1 in plan view to both sides outward in the X direction by an inclination angle θ1 of the chargeable area formed around the central axis 13A of the power transmission coil 13, compared to the chargeable range 82 of the charged device 8 when the Y-direction slider 41 is formed into a straight shaft shape with a circular cross section. This allows the chargeable range 81 of the charged device 8, such as a mobile phone, on the top plate 15 to be expanded to both sides outward in the X direction (both outward in the front-rear direction of the vehicle) without changing the mounting space for mounting the case 16 in the console box 6.

ここで、一対のX方向ガイド軸28A、28Bとラック36は、X方向案内機構部の一例を構成する。Y方向ガイド軸42は、Y方向案内機構部の一例として機能する。位置検出センサ18と位置検出回路73は、位置検出装置の一例を構成する。 Here, the pair of X-direction guide shafts 28A, 28B and the rack 36 constitute an example of an X-direction guide mechanism. The Y-direction guide shaft 42 functions as an example of a Y-direction guide mechanism. The position detection sensor 18 and the position detection circuit 73 constitute an example of a position detection device.

本発明の車載用ワイヤレス充電装置は、前記実施形態で説明した構成、構造、外観、形状、処理手順等に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変更、改良、追加、削除が可能である。尚、以下の説明において上記図1~図6の前記実施形態に係る充電装置11等と同一符号は、前記実施形態に係る充電装置11等と同一あるいは相当部分を示すものである。 The in-vehicle wireless charging device of the present invention is not limited to the configuration, structure, appearance, shape, processing procedure, etc. described in the above embodiment, and various modifications, improvements, additions, and deletions are possible without changing the gist of the present invention. In the following description, the same reference numerals as those of the charging device 11, etc. in the above embodiment in Figures 1 to 6 indicate the same or equivalent parts as the charging device 11, etc. in the above embodiment.

(A)例えば、充電装置11の2次元移動機構17は、X方向移動機構23をY方向(車幅方向)に沿って配置し、Y方向移動機構25をX方向(車両前後方向)に沿って配置してもよい。これにより、充電装置11の上面プレート15上における被充電装置8の充電可能範囲81をY方向両外側(車幅方向両外側)へ広げることができる。 (A) For example, the two-dimensional movement mechanism 17 of the charging device 11 may be arranged such that the X-direction movement mechanism 23 is arranged along the Y direction (vehicle width direction) and the Y-direction movement mechanism 25 is arranged along the X direction (vehicle front-rear direction). This allows the chargeable range 81 of the charged device 8 on the top plate 15 of the charging device 11 to be expanded to both outside in the Y direction (both outside in the vehicle width direction).

(B)また、例えば、充電装置11は、コンソールボックス6に限らず、インパネトレイ内、ダッシュボードの上などに固定して設置してもよい。これにより、ユーザは、車両の運転中などにおいて、被充電装置8に内蔵される2次電池を充電することができる。 (B) For example, the charging device 11 may be fixedly installed not only in the console box 6 but also in an instrument panel tray, on top of the dashboard, etc. This allows the user to charge the secondary battery built into the charged device 8 while driving the vehicle, etc.

8 被充電装置
8A 受電コイル
11 車両用ワイヤレス充電装置
13 送電コイル
15 上面プレート
16 ケース
17 2次元移動機構
18 位置検出センサ
21 送電コイル支持台
23 X方向移動機構
25 Y方向移動機構
27 X方向スライダ
28A、28B X方向ガイド軸
29A、29B X方向ガイド部
32 X方向ガイド孔
33 X方向駆動モータ
35 ピニオンギヤ
36 ラック
41 Y方向スライダ
42 Y方向ガイド軸
43 ネジ軸
45 Y方向ガイド部
45A Y方向ガイド孔
46 ナット部材
53 Y方向駆動モータ
65 X方向挿通孔
66 Y方向挿通孔
71 制御装置
Reference Signs List 8: Charged device 8A: Power receiving coil 11: Vehicle wireless charging device 13: Power transmitting coil 15: Upper plate 16: Case 17: Two-dimensional movement mechanism 18: Position detection sensor 21: Power transmitting coil support base 23: X-direction movement mechanism 25: Y-direction movement mechanism 27: X-direction slider 28A, 28B: X-direction guide shaft 29A, 29B: X-direction guide section 32: X-direction guide hole 33: X-direction drive motor 35: Pinion gear 36: Rack 41: Y-direction slider 42: Y-direction guide shaft 43: Screw shaft 45: Y-direction guide section 45A: Y-direction guide hole 46: Nut member 53: Y-direction drive motor 65: X-direction insertion hole 66: Y-direction insertion hole 71: Control device

Claims (7)

被充電装置に内蔵された受電コイルへ電磁誘導により非接触で電力を送電する送電コイルと、
前記送電コイルが装着された送電コイル支持台と、
前記送電コイル支持台を収容すると共に、上面には前記被充電装置を載せる上面プレートを有して、車両内に搭載されるケースと、
前記ケース内に配置されて、前記送電コイル支持台を前記上面プレートの内面に沿って移動させる2次元移動機構と、
前記上面プレートに載せられた前記被充電装置の前記受電コイルの位置を検出する位置検出装置と、
前記位置検出装置によって検出された前記受電コイルの位置へ前記送電コイルを接近させるように前記2次元移動機構を駆動制御する制御装置と、
を備え、
前記2次元移動機構は、
前記送電コイル支持台をX方向へ移動させるX方向移動機構と、
前記送電コイル支持台を前記X方向に対して直交するY方向へ移動させるY方向移動機構と、
を有し、
前記X方向移動機構は、前記送電コイル支持台が前記X方向における中央位置から両端部へ移動するに従って、前記送電コイルの中心軸が前記X方向斜め外側へ傾斜するように案内するX方向案内機構部を有し、
前記Y方向移動機構は、前記送電コイルの中心軸が前記Y方向へ傾斜しないように案内するY方向案内機構部を有する、
車載用ワイヤレス充電装置。
a transmitting coil that transmits electric power to a receiving coil built in the charged device in a wireless manner by electromagnetic induction;
a power transmission coil support base on which the power transmission coil is mounted; and
a case that houses the power transmission coil support base and has an upper plate on an upper surface of which the charged device is placed, the case being mounted in a vehicle;
a two-dimensional movement mechanism that is disposed in the case and moves the power transmitting coil support base along an inner surface of the top plate;
a position detection device that detects the position of the power receiving coil of the charged device placed on the upper plate;
a control device that drives and controls the two-dimensional movement mechanism so as to move the power transmitting coil closer to the position of the power receiving coil detected by the position detection device;
Equipped with
The two-dimensional movement mechanism includes:
an X-direction moving mechanism that moves the power transmission coil support base in an X-direction;
a Y-direction moving mechanism that moves the power transmitting coil support base in a Y direction perpendicular to the X direction;
having
the X-direction movement mechanism includes an X-direction guide mechanism that guides the power transmission coil so that a central axis of the power transmission coil is inclined obliquely outward in the X-direction as the power transmission coil support base moves from a central position in the X-direction to both ends,
the Y-direction movement mechanism has a Y-direction guide mechanism that guides the central axis of the power transmission coil so as not to incline in the Y direction;
In-vehicle wireless charging device.
請求項1に記載の車載用ワイヤレス充電装置において、
前記X方向移動機構は、
前記送電コイル支持台を前記Y方向へ摺動移動可能に支持した状態で、前記X方向へ移動する断面円形の軸状のX方向スライダと、
前記X方向スライダの一端側に取り付けられたX方向駆動モータと、
前記X方向駆動モータのモータ軸に固定されたピニオンギヤと、
を有し、
前記X方向案内機構部は、
上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成されて、前記X方向スライダの両端部をそれぞれ前記X方向に摺動移動可能に支持する一対のX方向ガイド軸と、
前記X方向スライダの前記一端側を支持する前記X方向ガイド軸の全長に渡って対向するように配置されると共に、上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成されて、前記ピニオンギヤに噛み合うラックと、
を有する、
車載用ワイヤレス充電装置。
The in-vehicle wireless charging device according to claim 1,
The X-direction movement mechanism includes:
an X-direction slider having a circular cross section and a shaft shape that moves in the X direction in a state in which the power transmission coil support base is supported so as to be slidable in the Y direction;
an X-direction drive motor attached to one end side of the X-direction slider;
a pinion gear fixed to a motor shaft of the X-direction drive motor;
having
The X-direction guide mechanism includes:
a pair of X-direction guide shafts each formed in an upwardly protruding arc shape having a predetermined radius of curvature, and supporting both ends of the X-direction slider so as to be slidable in the X-direction;
a rack that is disposed to face the pinion gear over the entire length of the X-direction guide shaft that supports the one end of the X-direction slider, the rack being formed in an arc shape having a predetermined radius of curvature protruding upward, and meshing with the pinion gear;
having
In-vehicle wireless charging device.
請求項2に記載の車載用ワイヤレス充電装置において、
前記X方向スライダは、両端部に設けられて、前記X方向に沿って上方に突出した所定曲率半径の円弧状に貫通するX方向ガイド孔が形成された一対のX方向ガイド部を有し、
一対の前記X方向ガイド軸は、一対の前記X方向ガイド部の前記X方向ガイド孔にそれぞれ摺動可能に挿通される、
車載用ワイヤレス充電装置。
The in-vehicle wireless charging device according to claim 2,
the X-direction slider has a pair of X-direction guide portions provided at both ends, each having an X-direction guide hole that projects upward along the X-direction and penetrates in an arc shape with a predetermined radius of curvature;
The pair of X-direction guide shafts are slidably inserted into the X-direction guide holes of the pair of X-direction guide portions, respectively.
In-vehicle wireless charging device.
請求項2又は請求項3に記載の車載用ワイヤレス充電装置において、
前記送電コイル支持台は、前記Y方向に沿って貫通して、前記X方向スライダが挿通される断面円形のY方向挿通孔が設けられている、
車載用ワイヤレス充電装置。
The in-vehicle wireless charging device according to claim 2 or 3,
The power transmission coil support base is provided with a Y-direction insertion hole having a circular cross section, the Y-direction insertion hole penetrating along the Y direction and through which the X-direction slider is inserted.
In-vehicle wireless charging device.
請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の車載用ワイヤレス充電装置において、
前記Y方向移動機構は、
上方に突出した所定曲率半径の円弧状に形成されて、前記送電コイル支持台を前記X方向へ摺動移動可能に支持した状態で、前記Y方向へ移動するY方向スライダと、
前記X方向スライダの全長に渡って対向するように前記Y方向に沿って配置されて、前記Y方向スライダの一端側に設けられたナット部材がねじ込まれるネジ軸と、
前記ネジ軸を回転駆動するY方向駆動モータと、
を有し、
前記Y方向案内機構部は、
前記X方向スライダの全長に渡って対向するように前記Y方向に沿って配置されて、前記Y方向スライダの他端側を摺動移動可能に支持するY方向ガイド軸
を有する、
車載用ワイヤレス充電装置。
The in-vehicle wireless charging device according to any one of claims 2 to 4,
The Y-direction moving mechanism includes:
a Y-direction slider that is formed in an arc shape having a predetermined radius of curvature and protrudes upward, and that moves in the Y direction while supporting the power transmission coil support base so as to be slidable in the X direction;
a screw shaft disposed along the Y direction so as to face the X direction slider over the entire length thereof, and into which a nut member provided on one end of the Y direction slider is screwed;
A Y-direction drive motor that rotates the screw shaft;
having
The Y-direction guide mechanism includes:
a Y-direction guide shaft that is disposed along the Y direction so as to face the X-direction slider over the entire length thereof and that slidably supports the other end side of the Y-direction slider;
In-vehicle wireless charging device.
請求項5に記載の車載用ワイヤレス充電装置において、
前記Y方向スライダは、前記他端側に設けられて、前記Y方向に沿って貫通するY方向ガイド孔が形成されたY方向ガイド部を有し、
前記Y方向ガイド軸は、前記Y方向ガイド部の前記Y方向ガイド孔に摺動可能に挿通される、
車載用ワイヤレス充電装置。
The in-vehicle wireless charging device according to claim 5,
the Y-direction slider has a Y-direction guide portion provided on the other end side and having a Y-direction guide hole penetrating along the Y direction;
The Y-direction guide shaft is slidably inserted into the Y-direction guide hole of the Y-direction guide portion.
In-vehicle wireless charging device.
請求項5又は請求項6に記載の車載用ワイヤレス充電装置において、
前記送電コイル支持台は、前記X方向に沿って上方に突出した所定曲率半径の円弧状に貫通して、前記Y方向スライダが挿通されるX方向挿通孔が設けられている、
車載用ワイヤレス充電装置。
The in-vehicle wireless charging device according to claim 5 or 6,
The power transmission coil support base is provided with an X-direction insertion hole that penetrates the power transmission coil support base in an arc shape having a predetermined radius of curvature and protrudes upward along the X-direction, and through which the Y-direction slider is inserted.
In-vehicle wireless charging device.
JP2021002615A 2021-01-12 2021-01-12 In-vehicle wireless charging device Active JP7463975B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021002615A JP7463975B2 (en) 2021-01-12 2021-01-12 In-vehicle wireless charging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021002615A JP7463975B2 (en) 2021-01-12 2021-01-12 In-vehicle wireless charging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022107919A JP2022107919A (en) 2022-07-25
JP7463975B2 true JP7463975B2 (en) 2024-04-09

Family

ID=82556125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021002615A Active JP7463975B2 (en) 2021-01-12 2021-01-12 In-vehicle wireless charging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7463975B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012080636A (en) 2010-09-30 2012-04-19 Canon Inc Electronic apparatus and power reception control method thereof
JP2015079822A (en) 2013-10-16 2015-04-23 矢崎総業株式会社 Non-contact power supply
WO2015093002A1 (en) 2013-12-16 2015-06-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 Contactless charging device, program therefor, and automobile having contactless charging device mounted therein

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012080636A (en) 2010-09-30 2012-04-19 Canon Inc Electronic apparatus and power reception control method thereof
JP2015079822A (en) 2013-10-16 2015-04-23 矢崎総業株式会社 Non-contact power supply
WO2015093002A1 (en) 2013-12-16 2015-06-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 Contactless charging device, program therefor, and automobile having contactless charging device mounted therein

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022107919A (en) 2022-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5921173B2 (en) In-vehicle device and rotation method
KR100533452B1 (en) Haptic interface device
CN109532686B (en) Wireless storage device that charges of smart mobile phone of car handrail case
JP6467638B2 (en) Portable terminal charger and car equipped with it
JP4596020B2 (en) Vehicle control device
JP6193561B2 (en) Display system and mobile device
US20120319644A1 (en) Contactless charging system
EP3062415A1 (en) Mobile terminal charging device and automobile using same
JP6706751B2 (en) A vehicle equipped with a non-contact charging device, its program, and the non-contact charging device
CN101466569A (en) Vehicle input device
JP6364625B2 (en) Non-contact charger, its program, and car equipped with it
EP3096198B1 (en) Operation device and vehicular shift device including the operation device
WO2015104773A1 (en) Input device
JP7463975B2 (en) In-vehicle wireless charging device
WO2014207997A1 (en) Input apparatus
JP6519519B2 (en) In-vehicle controller
WO2015097997A1 (en) Input device
JP6464927B2 (en) Input device
JP6364808B2 (en) Remote control device
JP2014099232A (en) Display unit
JP5814763B2 (en) In-vehicle device and moving method
CN114655124A (en) Center console structure of vehicle
CN116061687A (en) User interface device
JP7172907B2 (en) wireless power supply
JP2017077860A (en) Display device and display system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230414

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240227

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240311

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7463975

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150