JP2024020134A - 無線充電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】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を提供する。【解決手段】無線充電装置１は、互いに組み立てる台１１と蓋１２とを含むハウジングと、無線充電モジュール２０と、ファン３０と、を含む。ハウジングは、内部空間と、少なくとも１つの空気入口１２５と、空気出口１１４と、支持面１２１とを有し、空気入口と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、少なくとも１つの配置領域１２１１を有し、配置領域は、空気入口の１つの側に位置し、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、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。【選択図】図２

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、少なくとも１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、ハウジングと、無線充電モジュールと、ファンとを含む。ハウジングは、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、支持面は少なくとも１つの配置領域を有し、配置領域は空気入口の一側に位置し、配置領域は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、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、電子装置の配置に供する配置領域が空気入口の１つの側に位置するように設置されることにより、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１の上面模式図である。 図３の切断線４―４に沿って示す断面模式図である。 図３の切断線５―５に沿って示す断面模式図である。 図３の支持クッションにおける突出構造によって導かれた気流の流場模擬図である。 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。 本発明の第二の実施例により開示された無線充電装置を示す分解模式図である。 図１０の無線充電装置の上面模式図である。
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。
続いて、図２～図５を参照する。図３は図１の上面模式図である。図４は図３の切断線４―４に沿って示す断面模式図である。図５は図３の切断線５―５に沿って示す断面模式図である。
無線充電装置１は、ハウジング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２つの支持クッション４０を更に含むことができる。
ハウジング１０は、互いに組み立てる台１１と、蓋１２とを含み、台１１は蓋１２とともに内部空間１３を形成し、内部空間１３は無線充電モジュール２０とファン３０とを収容する。
蓋１２は、支持面１２１と、分離リブ１２２と、メサ構造１２４と、複数の空気入口１２５と、複数の防水構造１２６とを有する。支持面１２１は内部空間１３に反対向き、支持面１２１は２つの配置領域１２１１を有する。分離リブ１２２は、支持面１２１から***し、支持面１２１の２つの配置領域１２１１の間に位置する。メサ構造１２４は、支持面１２１に***し、風上の面１２４１を有し、風上の面１２４１は支持面１２１に立ち、２つの配置領域１２１１に向く。風上の面１２４１は、例えば、支持面１２１に対して垂直であるが、これに限らない。他の実施例では、風上の面１２４１は支持面１２１と鋭角、または鈍角をなす。これらの空気入口１２５は、風上の面１２４１上に位置し、内部空間１３に接続する。これらの防水構造１２６は、支持面１２１から***して、それぞれにこれらの空気入口１２５内に位置する。これらの防水構造１２６のそれぞれは、支持面１２１と鈍角θ１をなす誘導斜面１２６１を有し、この鈍角θ１の角度は、例えば、１２０～１５０°の範囲内に収めるが、これに限らない。
本実施例では、これらの防水構造１２６は、水の空気入口１２５から内部空間１３への侵入による、内部空間１３における無線充電モジュール２０への不利な影響を防げる。なお、防水構造１２６が誘導斜面１２６１に係る設計を有することで、外部気流を導いて空気入口１２５から内部空間１３へ入ることができる。
なお、防水構造１２６における誘導斜面１２６１は、支持面１２１と鈍角θ１をなすことに限らない。他の実施例では、防水構造における誘導斜面は、支持面に対して垂直である表面に調整できる。なお、蓋１２はこれらの防水構造１２６を有することに限らず、水の空気入口１２５から内部空間１３への侵入を防ぐ必要がなければ、蓋１２におけるこれらの防水構造１２６は省略することができる。
一方、蓋１２はメサ構造１２４を有することに限らない。他の実施例では、蓋はメサ構造を有しなくてもよく、これらの空気入口は直接に蓋の支持面上に形成されてもよい。なお、空気入口１２５の数は複数個に限らない。他の実施例では、空気入口１２５の数は１個のみであってもよい。さらに、分離リブ１２２は任意に用いられる構造であるため、省略することができる。
本実施例では、蓋１２は、支持面１２１に反対向く内上面１２７と、隔壁１２８とを更に有する。隔壁１２８は、内上面１２７から***して、内部空間１３を排水路１３１と電子素子収容領域１３２とに分け、空気入口１２５は排水路１３１を介して電子素子収容領域１３２に接続する。電子素子収容領域１３２は、無線充電モジュール２０と、ファン３０とを収容する。
台１１は、内下面１１１と、遮水壁１１２と、複数の排水口１１３と、空気出口１１４とを有する。内下面１１１は内上面１２７に向き、蓋１２の隔壁１２８と内下面１１１との間には開口Ｏが形成され、この開口Ｏは排水路１３１と電子素子収容領域１３２とを接続する。遮水壁１１２は内下面１１１から***し、開口Ｏを遮る。遮水壁１１２は台１１の内下面１１１を第一の領域１１１１と第二の領域１１１２とに分け、第一の領域１１１１の少なくとも一部は排水路１３１に対応し、第二の領域１１１２は電子素子収容領域１３２に対応する。これらの排水口１１３は、第一の領域１１１１に位置し、排水路１３１に接続する。第一の領域１１１１は２つの排水斜面１１１３を有し、２つの排水斜面１１１３のそれぞれは相対的な第一の側１１１４と第二の側１１１５とを有する。第一の側１１１４から内上面１２７までの距離Ｔ１は第二の側１１１５から内上面１２７までの距離Ｔ２より小さい。２つの排水斜面１１１３は対称して形成され、すなわち、２つの排水斜面１１１３における２つの第一の側１１１４は２つの第二の側１１１５の間に位置する。２つの排水斜面１１１３は一部の排水口１１３と別の一部の排水口１１３との間に位置し、排水斜面１１１３のそれぞれにおける第二の側１１１５は第一の側１１１４と一部の排水口１１３との間に位置する。空気出口１１４は、第二の領域１１１２に位置し、電子素子収容領域１３２に接続する。
本実施例では、遮水壁１１２の設置により、空気入口１２５から排水路１３１に入った水が第一の領域１１１１に落ちた後、直接に電子素子収容領域１３２へ侵入することが回避できるため、水が電子素子収容領域１３２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１１１３の設置により、空気入口１２５から排水路１３１に入った水が第一の領域１１１１に落ちた後、排水斜面１１１３で排水口１１３から排出されるため、水が継続的に溜まって遮水壁１１２から溢れることが回避できる。
なお、排水斜面１１１３と排水口１１３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く、あるいは、台は排水斜面を有しなくてもよい。
なお、蓋１２における隔壁１２８と、台１１における遮水壁１１２及び排水口１１３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、蓋１２における隔壁１２８と、台１１における遮水壁１１２及び排水口１１３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１１に固定され、回路板２１において台１１の内下面１１１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１１の内下面１１１から離れる側に位置する。２つのコイルパック２２は蓋１２の支持面１２１における２つの配置領域１２１１にそれぞれ対応し、２つのコイルパック２２は２つの配置領域１２１１に置いた２つの電子装置２をそれぞれに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１１に固定され、台１１の空気出口１１４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４０は、例えば、ゴム材質である。２つの支持クッション４０のそれぞれは、蓋１２の支持面１２１における２つの配置領域１２１１に設けられる。２つの支持クッション４０は同様な構造であるため、以下は１つの支持クッション４０のみについて詳細に説明する。支持クッション４０は、電子装置２を支持することに用いられる複数の突出構造４１を有し、これらの突出構造４１は空気入口１２５に向く複数の流路４２を形成する。詳細には、これらの突出構造４１のそれぞれは、三角形状のバンプであり、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、風上の面１２４１に対して垂直であり、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４１の角４１１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４１の角４１１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４１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４１は千鳥に配列する。これらの突出構造４１で形成される流路４２（例えば、図３の線分Ｃ１）と風上の面１２４１の法線Ｎとがなす夾角θ２は１５°～６０°の範囲内に収める。
本実施例では、これらの突出構造４１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４１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４１で形成される流路４２により外部気流を電子装置２の底部から空気入口１２５へ導くことができる。詳細には、図６を参照すると、図６は図３の支持クッション４０の突出構造４１によって導かれた気流の流場模擬図である。このように、気流を有効に利用して、電子装置２を放熱させることができる。
なお、これらの突出構造４１で形成される流路４２（例えば、図３の線分Ｃ１）と風上の面１２４１の法線Ｎとがなす夾角θ２は１５°～６０°の範囲内に収めることにより、電子装置２のレンズ３が気流に与える影響を減少させることができる。より好ましくは、これらの突出構造４１で形成される流路４２（例えば、図３の線分Ｃ１）と風上の面１２４１の法線Ｎとがなす夾角θ２は１５°～３０°の範囲内に収めることにより、電子装置２のレンズ３が気流に与える影響を更に減少させることができる。
なお、これらの突出構造４１で形成される流路４２（例えば、図３の線分Ｃ１）と風上の面１２４１の法線Ｎとがなす夾角θ２は本発明を限定するためではなく、実際の必要に応じて任意に調整できる。なお、これらの突出構造４１は任意に用いられる構造であるため、省略することができる。
図１と図３によると、本実施例の支持クッション４０におけるこれらの突出構造の配列方式は、左側の配置領域１２１１に置いた電子装置２におけるレンズ３が気流に対する妨害を極小化することができる。右側の配置領域１２１１に置いた電子装置２について、そのレンズ３は無線充電装置１の右側由来の気流に対する妨害程度が小さいため、構造を対称的に設置することなく、右側の支持クッション４０は左側の支持クッション４０と同様な構造でありうる。したがって、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４０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１２５から内部空間１３に入った気流は排水路１３１に沿って電子素子収容領域１３２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１３２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は図７～９を参照する。図７の圧力の分布図は、電子装置２と支持クッション４０における突出構造４１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８の流場の分布図は、電子装置２と支持クッション４０における突出構造４１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４０との間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９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、空気入口１２５が位置する風上の面１２４１は電子装置２の配置に供する配置領域１２１１に向くこと、すなわち、電子装置２の配置に供する配置領域１２１１は空気入口１２５の一側に位置するように設置されることにより、ファン３０が空気入口１２５から空気を内部空間１３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１３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。
本実施例では、配置領域１２１１の数は１つで、コイルパック２２の数は２つであるが、これらに限らない。他の実施例では、配置領域とコイルパックの数は１つのみであり得る。
続いて、図１０と図１１を参照すると、図１０は本発明の第二の実施例により開示された無線充電装置を示す分解模式図である。図１１は図１０の無線充電装置の上面模式図である。
本実施例の無線充電装置１ａは、図１～６に示した無線充電装置１に類似しており、両者の相違点は主に支持クッションの構造にあるため、以下は本実施例の無線充電装置１ａにおける支持クッション４０ａのみについて詳細に説明する。本実施例の無線充電装置１ａにおける図１～６に示した無線充電装置１と同様な部分については、割愛する。
本実施例では、支持クッション４０ａにおけるこれらの突出構造４１ａは斜め方向の長いリブであり、流路４２ａのそれぞれはこれらの突出構造４１ａの隣接する両者の間に形成される。これらの突出構造４１ａで形成される流路４２ａ（例えば、図１１の線分Ｃ２）と蓋１２ａにおける風上の面１２４１ａの法線Ｎとがなす夾角θ３は１５°～６０°の範囲内に収める。より好ましくは、これらの突出構造４１ａで形成される流路４２ａ（例えば、図１１の線分Ｃ２）と風上の面１２４１ａの法線Ｎとがなす夾角θ３は１５°～３０°の範囲内に収める。
上記実施例に開示の無線充電装置によれば、電子装置の配置に供する配置領域が空気入口の１つの側に位置し、無線充電モジュールが内部空間に位置し、ファンが内部空間に設けられるように設置されることにより、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、１ａ：無線充電装置
２：電子装置
３：レンズ
１０：ハウジング
１１：台
１１１：内下面
１１１１：第一の領域
１１１２：第二の領域
１１１３：排水斜面
１１１４：第一の側
１１１５：第二の側
１１２：遮水壁
１１３：排水口
１１４：空気出口
１２、１２ａ：蓋
１２１：支持面
１２１１：配置領域
１２２：分離リブ
１２４：メサ構造
１２４１、１２４１ａ：風上の面
１２５：空気入口
１２６：防水構造
１２６１：誘導斜面
１２７：内上面
１２８：隔壁
１３：内部空間
１３１：排水路
１３２：電子素子収容領域
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、４０ａ：支持クッション
４１、４１ａ：突出構造
４１１：角
４２、４２ａ：流路
Ｏ：開口
θ１：鈍角
Ｌ１：第一の直線
Ｌ２：第二の直線
Ｌ３：第三の直線
Ｌ４：第四の直線
Ｄ１：第一の方向
Ｄ２：第二の方向
Ｃ１、Ｃ２：線分
Ｎ：法線
θ２、θ３：夾角
Ｔ１、Ｔ２：距離

Claims (15)

  1. 少なくとも１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、前記支持面は前記内部空間に反対向き、前記支持面は少なくとも１つの配置領域を有し、前記少なくとも１つの電子装置の配置に供することに用いられる前記少なくとも１つの配置領域は、前記少なくとも１つの空気入口の一側に位置する、ハウジングと、
    前記内部空間に設けられ、前記少なくとも１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. 前記ハウジングは、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、隔壁とを有し、前記隔壁は前記内上面から***して、前記内部空間を排水路と電子素子収容領域とに分け、前記ハウジングは前記内下面に位置する少なくとも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内下面に位置し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. 前記隔壁と前記内下面との間には開口が形成され、前記ハウジングは前記内下面から***する遮水壁を更に有し、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. 前記遮水壁は前記内下面を第一の領域と第二の領域に分け、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、相対的な第一の側と第二の側を有する少なくとも１つの排水斜面を有し、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。
  5. 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４に記載の無線充電装置。
  6. 前記ハウジングはメサ構造を有し、前記メサ構造は前記支持面に***し、前記メサ構造は風上の面を有し、前記風上の面は前記支持面に立ち、前記少なくとも１つの空気入口は前記風上の面に位置する、請求項１に記載の無線充電装置。
  7. 前記ハウジングは少なくとも１つの防水構造を有し、前記少なくとも１つの防水構造は前記支持面から***し前記少なくとも１つの空気入口内に位置する、請求項６に記載の無線充電装置。
  8. 前記少なくとも１つの空気入口及び前記少なくとも１つの防水構造はいずれも複数個あり、前記防水構造はそれぞれに前記空気入口内に位置する、請求項７に記載の無線充電装置。
  9. 前記少なくとも１つの防水構造は誘導斜面を有し、前記誘導斜面と前記支持面は鈍角をなす、請求項７に記載の無線充電装置。
  10. 前記鈍角の角度は１２０～１５０°の範囲内に収める、請求項９に記載の無線充電装置。
  11. 前記少なくとも１つの配置領域の数は２つであり、前記２つの配置領域はそれぞれに２つの電子装置の配置に供することに用いられ、前記風上の面は前記２つの配置領域に向く、請求項６に記載の無線充電装置。
  12. 前記ハウジングは分離リブを更に有し、前記分離リブは前記支持面に***し、前記２つの配置領域の間に位置する請求項１１に記載の無線充電装置。
  13. 前記風上の面は前記支持面に対して垂直である、請求項６に記載の無線充電装置。
  14. 前記無線充電モジュールは回路板と少なくとも１つのコイルパックとを含み、前記回路板は前記少なくとも１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。
  15. 少なくとも１つの支持クッションを更に含み、前記少なくとも１つの支持クッションは前記少なくとも１つの配置領域に設けられる、請求項１に記載の無線充電装置。
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