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JP7522263B2 - 無線充電装置 - Google Patents
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Description

本発明は、充電装置に関し、特に、無線充電装置に関する。
科学技術の発展と進歩に伴い、現在、例えば、スマートフォンやタブレットコンピュータなどの携帯設備は、車両用アプリケーションプログラム（例えば、ｃａｒ ｐｌａｙ）により車両用電子制御システムと接続して使用することができる。ユーザーが携帯設備の電源切れを心配する必要がないようにするため、無線充電装置はさらに車両に適用することで、携帯設備が車両用アプリケーションプログラムにより電子制御システムと接続されつつ、無線充電装置上に置かれて充電できることが可能となる。
携帯設備が無線充電装置上に置かれて充電する過程では、無線充電装置は熱量を発生し携帯設備も熱量を発生する。この２つの熱量が重なる場合には、無線充電装置の充電効果を低下させる可能性がある。したがって、この分野の研究者は前記問題を解決することに取り組んでいる。
本発明は、自身から発生した熱量及び携帯設備から発生した熱量が充電効果に影響を与えることを回避可能な無線充電装置の提供を目的とする。
本発明の実施例の１つに開示された無線充電装置は、２つの電子装置を充電することに用いられる。無線充電装置は、外殻と、無線充電モジュールと、ファンとを含む。外殻は内部空間と、少なくとも１つの空気入口と、空気出口と、支持面とを有し、空気入口及び空気出口は内部空間に接続し、支持面は内部空間に反対向き、支持面は２つの配置領域を有し、空気入口は２つの配置領域の間に位置し、２つの配置領域は２つの電子装置の配置に供することに用いられる。無線充電モジュールは、内部空間に設けられ、２つの配置領域に対応する。ファンは、内部空間内に設けられ、空気入口から空気を内部空間に吸い込み、空気出口により空気を吹き出すことに用いられる。
上記実施例に開示の無線充電装置によれば、外殻における空気入口は２つの電子装置の配置に供する２つの配置領域の間に位置することにより、ファンが空気入口から空気を内部空間に吸い込む過程において、まず空気が電子装置の周囲を流れて、電子装置を放熱させ、続いて、空気が内部空間に入った後、無線充電モジュールを放熱させることができるため、電子装置と無線充電装置を適宜の温度に保つことが可能であり、充電効果を維持することができる。
以上の本発明の内容に関する説明及び以下の実施形態の説明は、本発明の原理を展示、解釈することに用いられ、本発明の特許請求の範囲にさらなる解釈を提供する。
本発明の第一の実施例により開示された無線充電装置を示す斜視模式図である。 図１の分解模式図である。 図２におけるエアガイドの斜視模式図である。 図２における分離素子の斜視模式図である。 図１の上面模式図である。 図５の切断線６―６に沿って示す断面模式図である。 図５の切断線７―７に沿って示す断面模式図である。 気流が図１の無線充電装置を流れた圧力の分布模擬図である。 気流が図１の無線充電装置を流れた流場の分布模擬図である。 気流が図１の無線充電装置を流れた温度の分布模擬図である。
図１と図２を参照する。図１は本発明の第一の実施例により開示された無線充電装置を示す斜視模式図である。図２は図１の分解模式図である。
本実施例では、無線充電装置１は２つの電子装置２を充電することに用いられ、電子装置２は、例えば、スマートフォンである。無線充電装置１は、外殻１０と、無線充電モジュール２０と、ファン３０とを含む。なお、無線充電装置１は、分離素子４０と、２つの支持クッション５０とを更に含む。
続いて、図２とともに図３～図７を参照すると、図３は図２におけるエアガイドの斜視模式図である。図４は図２における分離素子の斜視模式図である。図５は図１の上面模式図である。図６は図５の切断線６―６に沿って示す断面模式図である。図７は図５の切断線７―７に沿って示す断面模式図である。
外殻１０は、ハウジング１１と、エアガイド１２とを含む。ハウジング１１は互いに組み立てる台１１１と、蓋１１２とを含み、台１１１は蓋１１２とともに内部空間１１３を形成する。蓋１１２は支持面１１２１と、内上面１１２２と、２つの接続穴１１２３とを有する。支持面１１２１は内部空間１１３に反対向き、支持面１１２１は２つの配置領域１１２１ａを有する。内上面１１２２は支持面１１２１に反対向く。支持面１１２１における２つの配置領域１１２１ａの間に位置する２つの接続穴１１２３は支持面１１２１と内上面１１２２とを貫通する 。エアガイド１２は、シールド部１２１と、壁部１２２とを含む。壁部１２２はシールド部１２１の周囲に接続し、壁部１２２はシールド部１２１とともにガイド空間１２３を形成する。壁部１２２はシールド部１２１から離れる側に４つの凹部１２２１を有する。壁部１２２は支持面１１２１に当接して２つの接続穴１１２３の周囲に位置し、４つの凹部１２２１はそれぞれに支持面１１２１とともに４つの空気入口１３を形成する。２つの空気入口１３は一方の接続穴１１２３の両側に相対的に位置し、別の２つの空気入口１３は他方の接続穴１１２３の両側に相対的に位置する。これらの空気入口１３は、ガイド空間１２３と２つの接続穴１１２３を介して内部空間１１３に接続する。
本実施例では、無線充電装置１は複数のネジ６０を更に含む。エアガイド１２は、例えば、ネジ６０で蓋１１２に固定されるが、これに限らない。他の実施例では、エアガイドは粘着で蓋に固定される。
なお、接続穴１１２３の数は２個であることに限らない。他の実施例では、接続穴の数は１個のみであってもよい。なお、エアガイド１２は４つの凹部１２２１を有することに限らない。他の実施例では、エアガイドは２つの凹部のみを有し、支持面とともに２つの空気入口を形成してもよい。さらに、空気入口１３はエアガイドと支持面とで形成されることに限らない。他の実施例では、空気入口は直接に支持面上に形成される。別の実施例では、空気入口の数は１個のみであってもよい。
分離素子４０は、ハウジング１１における蓋１１２の内上面１１２２に固定されて、内部空間１１３を排水路１１３１と電子素子収容領域１１３２とに分け、電子素子収容領域１１３２は無線充電モジュール２０とファン３０とを収容する。これらの空気入口１３はガイド空間１２３と、２つの接続穴１１２３と、排水路１１３１とを介して電子素子収容領域１１３２に接続する。
さらには、分離素子４０は、例えば、粘着でハウジング１１における蓋１１２の内上面１１２２に固定される。分離素子４０は排水槽４１を有し、台１１１は内下面１１１１と内側面１１１２とを有する。内下面１１１１は内上面１１２２に向き、内側面１１１２は内上面１１２２と内下面１１１１とを繋げる。蓋１１２における内上面１１２２と、台１１１における内下面１１１１及び内側面１１１２と、排水槽４１とともに排水路１１３１を形成し、分離素子４０と台１１１における内下面１１１１との間には開口Ｏが形成され、開口Ｏは排水路１１３１と電子素子収容領域１１３２とを接続する。
分離素子４０の排水槽４１は幅狭部４１１と、テーパー部４１２と、幅広部４１３とを有し、テーパー部４１２は幅広部４１３と幅狭部４１１とを繋げ、幅狭部４１１は幅広部４１３より内側面１１１２から離れる。幅広部４１３の幅Ｄ１は幅狭部４１１の幅Ｄ２より大きく、テーパー部４１２の幅は幅狭部４１１から幅広部４１３への方向に沿って広がる。なお、幅広部４１３の深さＨ１は幅狭部４１１の深さＨ２より大きく、テーパー部４１２の深さは幅狭部４１１から幅広部４１３への方向に沿って広がる。
本実施例では、台１１１は、遮水壁１１１３と、複数の排水口１１１４と、空気出口１１１５とを更に有する。遮水壁１１１３は内下面１１１１から隆起し、開口Ｏを遮る。遮水壁１１１３は台１１１の内下面１１１１を第一の領域１１１１ａと第二の領域１１１１ｂとに分け、第一の領域１１１１ａの少なくとも一部は排水路１１３１に対応し、第二の領域１１１１ｂは電子素子収容領域１１３２に対応する。これらの排水口１１１４は第一の領域１１１１ａに位置し、排水路１１３１に接続する。第一の領域１１１１ａは２つの排水斜面１１１１ｃを有し、２つの排水斜面１１１１ｃのそれぞれは、相対的な第一の側１１１１ｄと第二の側１１１１ｅとを有する。第一の側１１１１ｄから内上面１１２２までの距離Ｔ１は第二の側１１１１ｅから内上面１１２２までの距離Ｔ２より小さい。２つの排水斜面１１１１ｃは対称して形成され、すなわち、２つの排水斜面１１１１ｃにおける２つの第一の側１１１１ｄは２つの第二の側１１１１ｅの間に位置する。２つの排水斜面１１１１ｃは一部の排水口１１１４と別の一部の排水口１１１４との間に位置し、排水斜面１１１１ｃのそれぞれにおける第二の側１１１１ｅは第一の側１１１１ｄと一部の排水口１１１４との間に位置する。空気出口１１１５は、第二の領域１１１１ｂに位置し、電子素子収容領域１１３２に接続する。
本実施例では、遮水壁１１１３の設置により、空気入口１３から排水路１１３１に入った水が第一の領域１１１１ａに落ちた後、直接に電子素子収容領域１１３２に入ることが回避できるため、水が電子素子収容領域１１３２内の無線充電モジュール２０とファン３０に不利な影響を与えることが回避できる。
さらに、排水斜面１１１１ｃの設置により、空気入口１３から排水路１１３１に入った水が第一の領域１１１１ａに落ちた後、排水斜面１１１１ｃで排水口１１１４から排出されるため、水が継続的に溜まって遮水壁１１１３から溢れることが回避できる。
なお、排水斜面１１１１ｃと排水口１１１４の数は、本発明を限定するためではない。他の実施例では、排水斜面と排水口の数は、それぞれ１つのみであってもよい。
本実施例では、分離素子４０における排水槽４１は幅と深さに差があるように設置され、排水路１１３１に入る水に対して、水を集中し導いて第一の領域１１１１ａへ落ちる効果を有する。なお、分離素子４０における排水槽４１は幅と深さに差があることに限らない。他の実施例では、分離素子における排水槽は幅と深さが均一であってもよい。
なお、分離素子４０と、台１１１における遮水壁１１１３及び排水口１１１４とは任意に用いられる構造であり、排水や水の無線充電モジュール２０及びファン３０への影響の回避などの必要がなければ、分離素子４０と、台１１１における遮水壁１１１３及び排水口１１１４とは省略することができる。
無線充電モジュール２０は、回路板２１と、２つのコイルパック２２とを含む。回路板２１は台１１１に固定され、回路板２１において台１１１の内下面１１１１に向く表面に複数の熱源２１１を有する。これらの熱源２１１は、例えば、チップなどの電子部品である。２つのコイルパック２２は、回路板２１に固定され、回路板２１において台１１１の内下面１１１１から離れる側に位置する。２つのコイルパック２２は蓋１１２の支持面１１２１における２つの配置領域１１２１ａにそれぞれに対応し、２つのコイルパック２２は２つの配置領域１１２１ａに置いた２つの電子装置２をそれぞれに無線充電することに用いられる。
ファン３０は、例えば、軸流式ファン３０である。ファン３０は、台１１１に固定され、台１１１の空気出口１１１５に位置する。ファン３０の入風側３１は、回路板２１の熱源２１１の近隣にある。これにより、入風側３１からファン３０に入った風は回路板２１の熱源２１１を放熱させることができる。
２つの支持クッション５０は、例えば、ゴム材質である。２つの支持クッション５０のそれぞれは、蓋１１２の支持面１１２１における２つの配置領域１２１１ａに設けられる。２つの支持クッション５０は同様な構造であるため、以下は１つの支持クッション５０のみについて詳細に説明する。支持クッション５０は複数の突出構造５１を有し、これらの突出構造５１は電子装置２を支持することに用いられ、これらの突出構造５１は空気入口１３に向く複数の流路５２（図５における線分Ｃに沿う）を形成する。詳細には、これらの突出構造５１は、三角形状のバンプであり、それぞれに互いに平行な第一の直線Ｌ１と、第二の直線Ｌ２と、第三の直線Ｌ３と、第四の直線Ｌ４とに沿って配列し、第一の直線Ｌ１と、第二の直線Ｌ２と、第三の直線Ｌ３と、第四の直線Ｌ４とは、空気入口１３がある平面Ｓに対して平行であり、第二の直線Ｌ２及び第三の直線Ｌ３は第一の直線Ｌ１と第四の直線Ｌ４との間に位置し、第一の直線Ｌ１及び第三の直線Ｌ３に位置する一部の突出構造５１の角５１１は第一の方向Ｄ１に向き、第二の直線Ｌ２及び第四の直線Ｌ４に位置する別の一部の突出構造５１の角５１１は第二の方向Ｄ２に向き、第一の方向Ｄ１と第二の方向Ｄ２とは反対である。第一の直線Ｌ１及び第二の直線Ｌ２に位置する一部の突出構造５１は千鳥に配列し、第三の直線Ｌ３及び第四の直線Ｌ４に位置する別の一部の突出構造５１は千鳥に配列する。
本実施例では、これらの突出構造５１は、電子装置２を支持し、滑り止めの効果を提供することができる。なお、これらの突出構造５１は電子装置２を持ち上げ、ファン３０が作動する過程において、これらの突出構造５１で形成される流路５２により外部気流を電子装置２の底部から空気入口１３へ導くことができる。
なお、支持クッション５０における突出構造５１の配列方式及び形状は、本発明を限定するためではなく、必要に応じて任意に調整できる。
本実施例では、２つの支持クッション５０は対称する構造ではなく、同様な構造であるため、構造が対称する支持クッションを２種類生産する必要がなく、コストを抑えることができる。なお、支持クッション５０も任意に用いられる素子であるため、省略することができる。
ファン３０の動作で、空気入口１３から内部空間１１３に入った気流は排水路１１３１に沿って電子素子収容領域１１３２に入り、無線充電モジュール２０の回路板２１における熱源２１１とコイルパック２２を放熱させ、無線充電効果を維持させる。続いて、ファン３０は電子素子収容領域１１３２内の空気を外部へ吹き出す。また、気流が無線充電装置１を流れた圧力、流場、及び温度の分布模擬図については、図８～１０を参照する。図８の圧力の分布図は、電子装置２と支持クッション５０における突出構造５１との間にある気流は、流動抵抗が低くて圧力が大きくないことを示す。図９の流場の分布図は、電子装置２と支持クッション５０における突出構造５１との間にある気流は流動抵抗が低いため、ファン３０の作動で、電子装置２と支持クッション５０との間及び分離素子４０内にある気流の流速がより早いことにより、電子装置２が発生する熱を除去する速度を向上させることを示す。上述した無線充電装置１の構造配置について、図１０の温度の分布図は、無線充電装置１の全体として温度がより均一であることを示す。
このように、外殻１０における空気入口１３が２つの電子装置２の配置に供する２つの配置領域１１２１ａの間に位置することにより、ファン３０が空気入口１３から空気を内部空間１１３に吸い込む過程において、まず空気が電子装置２の周囲を流れて、電子装置２を放熱させ、続いて、空気が内部空間１１３に入った後、無線充電モジュール２０を放熱させることができるため、電子装置２と無線充電装置１を適宜の温度に保つことが可能であり、充電効果を維持することができる。
上記実施例に開示の無線充電装置によれば、外殻における空気入口が２つの電子装置の配置に供する２つの配置領域の間に位置することにより、ファンが空気入口から空気を内部空間に吸い込む過程において、まず空気が電子装置の周囲を流れて、電子装置を放熱させ、続いて、空気が内部空間に入った後、無線充電モジュールを放熱させることができるため、電子装置と無線充電装置を適宜の温度に保つことが可能であり、充電効果を維持することができる。
本発明の１つの実施例では、本発明の無線充電装置は、例えば、自動運転車、電動車、及び半自動運転車などの車載装置に適用できるものである。
本発明は前記の好ましい実施例で上述のように開示されたが、これに限定されるものではない。本発明の精神と範囲を逸脱しない範囲において、あらゆる当業者は適切な変更・修飾を行うことができる。したがって、本発明の特許保護の範囲は、本明細書に添付する特許請求の範囲で特定されるものに準拠する。
１：無線充電装置
２：電子装置
１０：外殻
１１：ハウジング
１１１：台
１１１１：内下面
１１１１ａ：第一の領域
１１１１ｂ：第二の領域
１１１１ｃ：排水斜面
１１１１ｄ：第一の側
１１１１ｅ：第二の側
１１１２：内側面
１１１３：遮水壁
１１１４：排水口
１１１５：空気出口
１１２：蓋
１１２１：支持面
１１２１ａ：配置領域
１１２２：内上面
１１２３：接続穴
１１３：内部空間
１１３１：排水路
１１３２：電子素子収容領域
１２：エアガイド
１２１：シールド部
１２２１：凹部
１２２：壁部
１２３：ガイド空間
１３：空気入口
２０：無線充電モジュール
２１：回路板
２１１：熱源
２２：コイルパック
３０：ファン
３１：入風側
４０：分離素子
４１：排水槽
４１１：幅狭部
４１２：テーパー部
４１３：幅広部
５０：支持クッション
５１：突出構造
５１１：角
５２：流路
６０：ネジ
Ｄ１、Ｄ２：幅
Ｈ１、Ｈ２：深さ
Ｏ：開口
Ｔ１、Ｔ２：距離
Ｌ１：第一の直線
Ｌ２：第二の直線
Ｌ３：第三の直線
Ｌ４：第四の直線
Ｓ：平面
Ｄ１：第一の方向
Ｄ２：第二の方向
Ｃ：線分

Claims (15)

  1. ２つの電子装置を充電することに用いられる無線充電装置であって、
    内部空間と、少なくとも１つの空気入口と、空気出口と、支持面とを有し、前記少なくとも１つの空気入口と前記空気出口は前記内部空間に接続し、前記支持面は２つの配置領域を有し、前記支持面は前記内部空間に反対向き、前記少なくとも１つの空気入口は前記２つの配置領域の間に位置し、前記２つの配置領域は前記２つの電子装置の配置に供することに用いられる、外殻と、
    前記内部空間に設けられ、前記２つの配置領域に対応する、無線充電モジュールと、
    前記内部空間内に設けられ、前記少なくとも１つの空気入口から空気を前記内部空間に吸い込み、前記空気出口により空気を吹き出すことに用いられる、ファンと、
    を含む、無線充電装置。
  2. 前記外殻に接続して前記内部空間内に位置する分離素子を更に含み、前記分離素子は前記内部空間を排水路と電子素子収容領域とに分け、前記外殻は少なくとも１つの排水口を更に有し、前記少なくとも１つの空気入口と前記少なくとも１つの排水口は前記排水路に接続し、前記空気出口は前記電子素子収容領域に接続し、前記無線充電モジュールの少なくとも一部と前記ファンは前記電子素子収容領域に位置する、請求項１に記載の無線充電装置。
  3. 前記外殻は前記支持面に反対向く内上面と、前記内上面に向く内下面と、遮水壁とを有し、前記空気出口と前記少なくとも１つの排水口はいずれも前記内下面に位置し、前記遮水壁は前記内下面から隆起し、前記分離素子は前記内上面に固定され、前記分離素子と前記内下面との間には開口が形成され、前記遮水壁は前記開口を遮る、請求項２に記載の無線充電装置。
  4. 前記分離素子は排水槽を有し、前記外殻は内側面を更に有し、前記内側面は前記内上面と前記内下面とを繋げ、前記内上面と、前記内下面と、前記内側面と、前記排水槽とはともに前記排水路を形成し、前記排水槽は連接する幅広部と幅狭部とを有し、前記幅広部の幅は前記幅狭部の幅より大きく、前記幅狭部は前記幅広部より前記内側面から離れる、請求項３に記載の無線充電装置。
  5. 前記排水槽はテーパー部を更に有し、前記テーパー部は前記幅広部と前記幅狭部を繋げ、前記テーパー部の幅は前記幅狭部から前記幅広部への方向に沿って広がる、請求項４に記載の無線充電装置。
  6. 前記幅広部の深さは前記幅狭部の深さより大きく、前記テーパー部の深さは前記幅狭部から前記幅広部への方向に沿って広がる、請求項５に記載の無線充電装置。
  7. 前記遮水壁は前記内下面を第一の領域と第二の領域とに分け、前記第一の領域の少なくとも一部は前記排水路に対応し、前記第二の領域は前記電子素子収容領域に対応し、前記第一の領域は少なくとも１つの排水斜面を有し、前記少なくとも１つの排水斜面は相対的な第一の側と第二の側を有し、前記第一の側から前記内上面までの距離は前記第二の側から前記内上面までの距離より小さく、前記第二の側は前記第一の側と前記少なくとも１つの排水口との間に位置する、請求項３に記載の無線充電装置。
  8. 前記少なくとも１つの排水口の数と前記少なくとも１つの排水斜面の数はいずれも２つであり、前記２つの排水斜面は互いに対称し、前記２つの排水斜面は前記２つの排水口の間に位置する、請求項７に記載の無線充電装置。
  9. 前記外殻はハウジングと、エアガイドとを含み、前記内部空間と、前記空気出口と、前記支持面とは前記ハウジングに位置し、前記ハウジングは少なくとも１つの接続穴を有し、前記少なくとも１つの接続穴は前記支持面上に位置し、前記２つの配置領域の間に位置し、前記エアガイドはシールド部と壁部とを含み、前記壁部は前記シールド部の周囲に接続し、前記壁部は前記シールド部とともにガイド空間を形成し、前記壁部は前記シールド部から離れる側に複数の凹部を有し、前記壁部は前記支持面に当接して前記少なくとも１つの接続穴の周囲に位置し、前記少なくとも１つの空気入口の数は複数個であり、前記空気入口はそれぞれに前記凹部のところに形成され、前記空気入口は前記ガイド空間と前記少なくとも１つの接続穴を介して前記内部空間に接続する、請求項１に記載の無線充電装置。
  10. 前記少なくとも１つの接続穴の数は２つであり、前記凹部の数は４つであり、前記空気入口の数は４つであり、２つの前記空気入口は一方の前記接続穴の両側に相対的に位置し、別の２つの前記空気入口は他方の前記接続穴の両側に相対的に位置する、請求項９に記載の無線充電装置。
  11. 複数のネジを更に含み、前記エアガイドは前記ネジにより前記ハウジングに固定される、請求項９に記載の無線充電装置。
  12. ２つの支持クッションを更に含み、前記２つの支持クッションはそれぞれ前記２つの配置領域に設けられ、前記２つの支持クッションのそれぞれは複数の突出構造を有し、前記複数の突出構造は前記２つの電子装置を支持することに用いられ、前記複数の突出構造は前記少なくとも１つの空気入口に向く複数の流路を形成する、請求項１に記載の無線充電装置。
  13. 前記支持クッションのそれぞれにおいて、前記複数の突出構造は三角形状のバンプであり、それぞれに互いに平行な第一の直線と、第二の直線と、第三の直線と、第四の直線とに沿って配列し、前記第二の直線及び前記第三の直線は前記第一の直線と前記第四の直線との間に位置し、前記第一の直線及び前記第三の直線に位置する一部の前記複数の突出構造の角は第一の方向に向き、前記第二の直線及び前記第四の直線に配列する別の一部の前記複数の突出構造の角は第二の方向に向き、前記第一の方向と前記第二の方向とは反対であり、前記第一の直線及び前記第二の直線に位置する一部の前記複数の突出構造は千鳥に配列し、前記第三の直線及び前記第四の直線に位置する別の一部の前記複数の突出構造は千鳥に配列する、請求項１２に記載の無線充電装置。
  14. 前記第一の直線と、前記第二の直線と、前記第三の直線と、前記第四の直線とは前記少なくとも１つの空気入口が位置する平面に対して平行である、請求項１３に記載の無線充電装置。
  15. 前記無線充電モジュールは回路板とそれぞれに前記２つの配置領域に対応する２つのコイルパックとを含み、前記回路板は前記２つのコイルパックより前記ファンに近く、前記回路板は前記ファンの入風側の近隣にある少なくとも１つの熱源を有する、請求項１に記載の無線充電装置。
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