CN108621964A - 扶手箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够向受电装置供电(能够使受电装置受电)的扶手箱。本发明的扶手箱(1)的特征在于具有：箱主体(2)，其具有底部(20)和从底部(20)的表面竖立设置的筒状的壁部(21)；以及线圈(3)，其设置于箱主体(2)，由沿着壁部(21)的周向卷绕的导线(30)构成，在进行规定条件的通电时形成电磁场共振场。本发明的扶手箱(1)通过进行由共振方式产生的供电，即使在通过利用当前的电磁感应方式的无线供电设置困难的扶手箱中也能够无线供电。

Description

扶手箱

技术领域

本发明涉及扶手箱，详细而言，涉及能够对便携式终端等设备供电的扶手箱。

背景技术

近年来，手机等便携式终端被使用在各种场所。作为便携式终端，其功能极其高，伴随于此电力消耗也大。其结果，要求能够在各场所进行充电。

该要求也对车辆内部提出了要求。在车室内搭载对便携式终端进行充电的充电装置正在发展。将车辆的扶手箱设置于与驾驶员、乘客的距离近的位置，在扶手箱设置充电装置正在发展。在当前的扶手箱中设置有用于电源供给的线缆(或连接线缆的端子)。

近年来，作为充电装置，不使用线缆就进行充电的方式(即，无线充电)备受瞩目。

例如，在专利文献1中记载了当前的无线充电的充电装置(也称为供电装置)。

在专利文献1中记载了如下对电磁感应方式的便携终端进行充电的便携终端充电装置(也称为无线供电装置)，该便携终端充电装置具备多个充电线圈、多个检测线圈、以及与多个充电线圈及多个检测线圈电连接的控制部。在该充电装置中，选择多个充电线圈中的、与检测出阻抗变化的检测线圈对应的充电线圈，从该充电线圈使磁场输出，使用响应于磁场的充电线圈对便携终端进行充电。

专利文献1：国际公开第2016/002205号

但是，当前的无线充电所利用的电磁感应方式的无线供电装置存在供电距离短的问题。此处，供电距离是无线供电装置的线圈(也称为充电线圈、供电线圈)与便携式终端(也称为受电装置)的线圈(也称为受电线圈)的距离。供电距离短需要在充电时(或无线供电时)将受电装置配置于与供电装置接近的位置。

另外，在当前的电磁感应式的无线充电装置中，根据其原理，需要使供电线圈的轴心和受电线圈的轴心处于同轴位置。

在当前的供电装置中，紧密地配置有多个供电线圈。由此，即使产生受电线圈的位置偏离，任意者的供电线圈和受电线圈的轴心的位置也会重叠，即使产生受电装置的位置偏离也能够供电。如上所述，在当前的供电装置中存在如下问题，即，为了容许受电装置的位置偏离，需要在宽广的面积紧密地配置多个供电线圈，设置面积变宽。即，由于当前的供电装置难以小型化，因此设置位置受到限定。

并且，在当前的电磁感应方式的供电装置中，要求使供电线圈和受电线圈的轴向一致，即受电线圈的轴向相对于由供电线圈产生的磁通不倾斜。即，在当前的供电装置中，受电装置的配置受到限定，其设置位置受到限定。

除此之外，在当前的供电装置中，为了提高各个供电线圈产生的磁场的强度，将供电线圈的绕组的密度增大(将线圈的匝数增多)。具体而言，形成为作为轴心部的空芯部变窄。其结果，在当前的供电装置中，搭载有许多匝数多的供电线圈，供电线圈单体及多个供电线圈的整体变重。

如上所述，在当前的电磁感应方式的供电装置中存在如下问题，即，由于需要配置多个线圈，因此其设置位置受到限定。

其结果，该当前的电磁感应方式的供电装置难以设置于扶手箱。

发明内容

本发明就是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于提供能够向受电装置供电(能够使受电装置受电)的扶手箱。

为了解决上述课题，本发明的扶手箱的特征在于，其具备：

箱主体，其具有底部和从底部的表面竖立设置的筒状的壁部；

以及

线圈，其设置于箱主体，由沿着壁部的周向卷绕的导线构成，在进行规定条件的通电时形成电磁场共振场。

就本发明的扶手箱而言，通过进行规定条件的通电，线圈形成电磁场共振场。在电磁场共振场中，线圈产生的电磁场进行了规定的共振振动。在该电磁场共振场中，通过配置受电装置的线圈(受电线圈)，从而对连接受电线圈的受电装置进行供电。

就本发明的扶手箱而言，即使形成电磁场共振场的线圈(供电线圈)和受电线圈的距离长也能够供电。而且，关于供电线圈和受电线圈的位置(及轴向的角度)，自由度高。并且，就形成电磁场共振场的线圈而言，能够减少其匝数。而且，能够在轴心设置空芯部。

如上所述，由于本发明的扶手箱不会产生当前的电磁感应方式中产生的不良情况，因此能够应用于通过当前的电磁感应方式设置困难的扶手箱，能够对受电装置无线供电。

附图说明

图1是实施方式1的车辆用扶手箱的斜视图。

图2是表示实施方式1的车辆用扶手箱的结构的斜视图。

图3是表示实施方式1的车辆用扶手箱的结构的剖视图。

图4是表示实施方式1的车辆用扶手箱的电路结构的图。

图5是表示实施方式1的受电装置的电路结构的图。

图6是表示实施方式1的由无线供电的方式产生的供电效率的图。

图7是表示实施方式2的车辆用扶手箱的结构的剖视图。

图8是表示实施方式3的车辆用扶手箱的结构的剖视图。

图9是表示实施方式4的车辆用扶手箱的结构的剖视图。

图10是表示实施方式5的车辆用扶手箱的结构的剖视图。

图11是表示实施方式6的车辆用扶手箱的结构的剖视图。

图12是表示实施方式7的车辆用扶手箱的结构的剖视图。

图13是表示实施方式8的车辆用扶手箱的结构的剖视图。

图14是表示实施方式9的车辆用扶手箱的结构的剖视图。

图15是表示实施方式10的车辆用扶手箱的结构的剖视图。

标号的说明

1：扶手箱

2：箱主体 20：底部 21：壁部

210：主体部件 213：表面部件

211、214：作为收容凹部的凹槽

3：线圈

4：电力供给装置

5：供电侧的共振电路

6：受电侧的共振电路 63：线圈

7：受电装置

具体实施方式

下面，作为实施方式使用车辆用扶手箱对本发明进行具体的说明。

[实施方式1]

本方式是图1～图6所示的车辆用扶手箱1(以下，称为扶手箱)。图1是表示扶手箱1的结构的斜视图。图2是表示箱主体2的结构的斜视图。图3是表示图1中的III-III线的剖面的剖视图。

本方式的扶手箱1具有箱主体2和线圈3。

箱主体2具有底部20和从底部20的表面20a竖立设置的筒状的壁部21。箱主体2整体呈上方开口的槽状。

底部20是表面20a面向上方的呈方形的板状的部分。底部20的表面20a划分出扶手箱1的收容空间10(在槽状的箱主体2中划分出的内部的空间)的下表面。

壁部21与底部20设置为一体。壁部21具有沿着底部20的表面20a的外周形状的内周形状，即，筒形状的垂直于轴向的剖面的内周形状为方形状。壁部21划分出扶手箱1的收容空间10。壁部21从底部20的表面20a的凸出高度是固定的。

壁部21具有：主体部件210，其从底部20的表面20a竖立设置；以及表面部件213，其配置于主体部件210的凸出方向的顶端面210a。

主体部件210具有实质上形成壁部21的板状的方形筒状。在主体部件210的凸出方向的顶端面210a，遍及整周形成有剖面矩形形状的凹槽211。凹槽211呈沿着环状的顶端面210a的环状。

表面部件213是与主体部件210的凸出方向的顶端面210a一致的方形环状的部件。表面部件213在将凹槽211的开口封闭的状态下，被组装于主体部件210的凸出方向的顶端面210a。表面部件213形成箱主体2的凸出方向的顶端面。

表面部件213通过未图示的卡止单元被卡止，固定于主体部件210。在本方式中，将设置于表面部件213的卡止爪插入至在主体部件210开口出的卡止孔而卡止。

线圈3是将导线30沿着壁部21的周向以规定匝数卷绕而形成的。线圈3在收容于凹槽211内的状态下设置于箱主体2。线圈3的匝数由要产生的电磁场共振场决定。线圈3的匝数可以是1匝，也可以是大于或等于2匝的多匝，可以是任意的。

作为线圈3，将其两端(导线30的两端)连接于电力供给装置4(在图1、图3中未图示)。电力供给装置4是对线圈3(的导线30)进行通电的装置。线圈3通过通电产生磁通而形成电磁场。作为线圈3，通过对通电条件进行控制，从而使要产生的磁通产生规定周期的变化，形成电磁场共振场。

在本方式中，在形成的电磁场共振场中配置受电线圈(受电侧的共振电路的线圈)，使受电线圈共振。而且，通过受电侧的共振电路将由共振而在受电线圈产生的电力进行变换而利用。即，在本方式中使用了隔开空间而供给电力的共振方式。

在本方式中，电力供给装置4与线圈3、车载用电池50连接，形成供电侧的共振电路5。

供电侧的共振电路5如图4中示出的该电路结构所示，电力供给装置4与作为直流电源的车载用电池50连接。电力供给装置4与线圈3(供电线圈)连接。在线圈3的与电力供给装置4的连接端，电容器51与线圈3并联连接。电容器51进行向线圈3流动的电流的平滑化(即，去除噪声)。电力供给装置4将来自车载用电池50的电力变换为规定条件的电流，输出至线圈3。电力供给装置4输出至线圈3的电流的规定条件是线圈3产生的磁通能够以规定的周期变化的条件。

电力供给装置4具备进行高速通断动作的开关电路，将输入的直流电流变换为规定条件的电流。电力供给装置4具有：开关元件，其进行高速通断动作；控制装置等，其对开关元件进行控制；以及用于将规定条件的电流通电至线圈3的装置结构。本方式的电力供给装置4形成为能够进行零电压通断动作(ZVS：Zero Voltage Switching)，该零电压通断动作能够针对高速通断动作而降低通断损耗等电力损耗并抑制电磁噪音。

(本方式的动作)

本方式的扶手箱1通过将具备受电侧的共振电路6的受电装置7配置于由线圈3形成的电磁场共振场中，使供电侧的共振电路5和受电侧的共振电路6彼此共振，从而从线圈3隔开空间而对受电装置7供给电力。在本方式中，采用利用电磁场共振场的共振方式。

在受电侧的共振电路6中，如图5中示出的其电路结构所示，与受电装置7连接的受电侧的线圈63(受电线圈)与电容器60并联连接。电容器60还作为将线圈63的接收到的电量的一部分存储的蓄电部起作用。另外，即使在受电装置7的线圈63分离至无法从线圈3受电的位置时，也能够在固定期间从电容器60对受电装置7供电。

如图6所示，供电线圈和受电线圈的相对距离在当前的电磁感应方式(依照Qi标准的电磁感应方式)中为几mm～1cm左右。与此相对，在本方式中采用的共振方式中，供电线圈(线圈3)和受电线圈(线圈63)的相对距离长达10cm～20cm左右。此外，作为共振方式，如果相对距离比规定距离L1长(进入L2的区域)，则供电效率逐渐降低。

另外，在当前的电磁感应方式(依照Qi标准)中，能够供电的供电部和受电部的相对角度为彼此平行的大致0°左右，极其狭小。与此相对，本方式的共振方式的能够供电的供电部和受电部的相对角度大，为大致90°左右，供电部和受电部的配置的自由度高。此外，就共振方式而言，如果相对距离比规定距离L1长，则相对距离越长、相对角度越逐渐狭小。其结果，在相对距离及相对角度与供电效率的关系中，如果相对距离比L1长，则随着其距离变长而供电效率降低。

(本方式的效果)

本方式的扶手箱1具有：箱主体2，其具有底部20和从底部20的表面20a竖立设置的筒状的壁部21；以及线圈3，其设置于箱主体2，由沿着壁部21的周向卷绕的导线30构成，在进行规定条件的通电时形成电磁场共振场。

本方式的扶手箱1使用了共振方式。共振方式能够将供电部和受电部的相对距离设定得长。另外，不需要紧密配置线圈3。其结果，即使在容许位置偏离的状态下配置接收电力的受电装置7(线圈63)，也能够使受电装置7(线圈63)受电，可以充电。

本方式的扶手箱1，即使线圈3和受电线圈63的距离长，也能够供电。而且，关于线圈3和受电线圈63的位置(角度)，自由度高。并且，作为线圈3，能够减少导线的匝数。而且，能够在轴心设置空芯部。

如上所述，由于本方式的扶手箱1不会产生当前的电磁感应方式(例如，依照Qi标准)中产生的不良情况，因此在通过当前的电磁感应方式设置困难的扶手箱1中也能够无线供电。

另外，车辆的扶手箱1设置在车辆的中央部。该位置是从车室的外周面隔开距离的位置，在与配置于车辆外周面侧的各种装置(例如，在仪表板、仪表盘搭载的电子设备)之间能够抑制彼此的噪声的影响。

在本方式的扶手箱1中，线圈3配置于壁部21。在本方式的共振方式中，能够将供电部和受电部的相对距离设定得长，并且即使使用具备空芯部的线圈3，也能够使受电装置7(线圈63)受电。

在本方式的扶手箱1中，线圈3配置于壁部21的开口顶端部。根据该结构，能够简单地配置线圈3。另外，能够将线圈3和乘客的距离缩短，能够使乘客通过口袋等携带的受电装置7(线圈63)受电。

另外，如上所述，本方式的线圈3，由于不需要将导线30紧密地配置到轴心部，因此能够设置在壁部21。

在本方式的扶手箱1中，壁部21具备主体部件210、以及在主体部件210的顶端侧(在凸出方向上顶端的表面侧)配置的表面部件213。而且，在主体部件210形成有收容线圈3的凹槽211(相当于收容凹部)。

根据该结构，通过在将线圈3收容在凹槽211内的状态下组装表面部件213，从而能够制造箱主体2。即，能够简单地制造。

另外，线圈3成为被表面部件213包覆的结构。因此，车辆的乘客不会看到线圈3。即，抑制外表美观性的降低。

[实施方式2]

本方式是除了箱主体2的主体部件210和表面部件213的结构不同之外与实施方式1相同的扶手箱1。

图7表示出本方式的扶手箱1的壁部21。如图7所示，作为主体部件210，其凸出方向的顶端面210a呈平面。

以覆盖主体部件210的凸出方向的顶端面210a的方式配置的表面部件213，在与顶端面210a相对的面213b形成有收容线圈3的凹槽214。凹槽214具有实施方式1的凹槽211形成于表面部件213的结构。

(本方式的效果)

除了在表面部件213形成了凹槽214之外，本方式为与实施方式1相同的结构。即，发挥与实施方式1相同的效果。

[实施方式3]

本方式是除了箱主体2的主体部件210和表面部件213的结构不同之外与实施方式1～2相同的扶手箱1。

图8表示出本方式的扶手箱1的壁部21。如图8所示，作为主体部件210，与实施方式1相同地，在其凸出方向的顶端面210a形成有凹槽211。

在以覆盖主体部件210的凸出方向的顶端面210a的方式配置的表面部件213，在与实施方式2相同地，在与顶端面210a相对的面213b形成有凹槽214。

即，在本方式中，具有实施方式1的凹槽211形成于主体部件210、实施方式2的凹槽214形成于表面部件213的结构。

(本方式的效果)

除了分别在主体部件210形成凹槽211、在表面部件213形成凹槽214之外，本方式为与实施方式1～2相同的结构。即，发挥与实施方式1～2相同的效果。

如实施方式1～3记载所述，可知收容线圈3的凹槽211、214形成在主体部件210和表面部件213中的至少一方即可，并不限于将在内部收容线圈3的空间划分出的部件。

[实施方式4]

本方式是除了箱主体2的主体部件210和表面部件213的结构不同之外与实施方式1相同的扶手箱1。

图9表示出本方式的扶手箱1的壁部21。如图9所示，以覆盖主体部件210的凸出方向的顶端面210a的方式配置的表面部件213进一步填充于凹槽211的内部，还介于凹槽211和线圈3之间。

本方式在主体部件210的顶端面210a的凹槽211配置了线圈3的状态下，进行树脂密封而形成表面部件213。

(本方式的效果)

除了在表面部件213将凹槽211及线圈3树脂密封之外，本方式为与实施方式1相同的结构。即，发挥与实施方式1相同的效果。

并且，在本方式中，在配置了线圈3的状态下将凹槽211树脂密封，将线圈3固定于壁部21。由此，抑制线圈3的位置偏离，抑制由线圈3形成的电磁场共振场的偏离。

并且，在车辆行驶时，线圈3进行振动而与凹槽211的内表面抵接，抑制产生噪声的情况。

此外，本方式的结构也应用于实施方式2～3，能够发挥相同的效果。

[实施方式5]

本方式是除了箱主体2的主体部件210和表面部件213的结构不同之外与实施方式1相同的扶手箱1。

图10表示出本方式的扶手箱1的壁部21。如图10所示，壁部21的主体部件210的凸出方向的顶端面210a呈平面。

在主体部件210的内表面210c侧，配置以覆盖内表面210c的方式配置的表面部件213。表面部件213形成壁部21的内表面。在主体部件210的内表面210c形成有收容线圈3的凹槽215。凹槽215是遍及筒状的壁部21的整周形成的。

在本方式中，在主体部件210的内周侧的表面配置有表面部件213。

(本方式的效果)

除了在壁部21的主体部件210的内表面210c形成了凹槽215之外，本方式为与实施方式1相同的结构。即，发挥与实施方式1相同的效果。

[实施方式6]

本方式是除了表面部件213的结构不同之外与实施方式5相同的扶手箱1。

图11表示出本方式的扶手箱1的壁部21。如图11所示，壁部21的主体部件210的凸出方向的顶端面210a呈平面。

在主体部件210的内表面210c，与实施方式5相同地，形成有收容线圈3的凹槽215。凹槽215是遍及筒状的壁部21的整周形成的。

而且，表面部件213是以封闭凹槽215的开口的方式配置的。表面部件213由在周向排列的多个部件构成，将这些多个部件组合而将沿着周向延伸的环状的凹槽215的开口封闭。

(本方式的效果)

除了以仅将凹槽215的开口封闭的方式形成表面部件213之外，本方式为与实施方式5相同的结构。即，发挥与实施方式5相同的效果。

[实施方式7]

本方式是除了箱主体2的主体部件210和表面部件213的结构不同之外与实施方式5相同的扶手箱1。

图12表示出本方式的扶手箱1的壁部21。如图12所示，壁部21的主体部件210的凸出方向的顶端面210a呈平面。

在主体部件210的外表面210d侧，以覆盖外表面210d的方式配置表面部件213。表面部件213形成壁部21的外表面。在主体部件210的外表面210d形成有收容线圈3的凹槽216。凹槽216是遍及筒状的壁部21的整周形成的。

(本方式的效果)

除了在壁部21的主体部件210的外表面210d形成了凹槽216之外，本方式为与实施方式5相同的结构。即，发挥与实施方式5相同的效果。

[实施方式8]

本方式是除了表面部件213的结构不同之外与实施方式7相同的扶手箱1。

图13表示出本方式的扶手箱1的壁部21。如图13所示，壁部21的主体部件210的凸出方向的顶端面210a呈平面。

在主体部件210的外表面210d，与实施方式7相同地，形成有收容线圈3的凹槽216。凹槽216是遍及筒状的壁部21的整周形成的。

而且，表面部件213是以封闭凹槽216的开口的方式埋设于凹槽216内的。表面部件213由在周向排列的多个部件构成，将这些多个部件组合而将沿着周向延伸环状的凹槽216的开口封闭。

在本方式中，在主体部件210的外周侧的表面配置有表面部件213。

(本方式的效果)

除了以仅将凹槽216的开口封闭的方式形成表面部件213之外，本方式为与实施方式7相同的结构。即，发挥与实施方式7相同的效果。

[实施方式9]

本方式是除了箱主体2的结构不同之外与实施方式1相同的扶手箱1。

图14表示出本方式的扶手箱1的壁部21。如图14所示，作为壁部21，在其内部将线圈3一体地模塑。

在本方式中，通过嵌件成形而在壁部21将线圈3一体地成型。

(本方式的效果)

除了在壁部21将线圈3一体地模塑(一体地成型而成)之外，本方式为与实施方式1相同的结构。即，发挥与实施方式1相同的效果。

[实施方式10]

本方式是除了箱主体2的结构不同之外与实施方式2相同的扶手箱1。

图15表示出本方式的扶手箱1的壁部21。如图所示，主体部件210的凸出方向的顶端面210a呈平面。

在主体部件210的凸出方向的顶端面210a，以将其整体覆盖的方式配置有粘接片材217。粘接片材217将线圈3粘贴于主体部件210。粘接片材217与顶端面210a相对的面217b由粘接面构成，将线圈3及顶端面210a整面地包覆。

在本方式中，线圈3粘贴于箱主体2。

(本方式的效果)

除了替代表面部件213而使用了粘接片材217之外，本方式为与实施方式2相同的结构。即，发挥与实施方式2相同的效果。

[其它方式]

上述各方式，可以将其结构适当组合。

在上述各方式中，由实心体表示出主体部件210表面部件213，但并不限于该结构，也可以在内部设置用于轻量化等的空间。

在上述各方式中，箱主体2作为整体而呈上方开口的槽状，但并不仅限于该方式。例如，也可以适用于在上述各方式中将上下方向反转的方式、将槽状翻转90°而侧方开口的方式。

上述各方式表示出槽状的箱主体2的壁部21的高度为固定的方式，但并不限于该方式。例如，也可以其凸出高度局部地形成得低。此时，线圈3优选在沿着与壁部21的高度方向(或筒状的壁部21的轴向)垂直的面的面上将导线30在周向卷绕而成。

在上述各方式中，箱主体2作为整体而呈上方开口的槽状，但也可以还具有能够将该开口封闭的盖部件。

Claims (6)

1.一种扶手箱，其特征在于，具有：

箱主体，其具有底部和从该底部的表面竖立设置的筒状的壁部；以及

线圈，其设置于该箱主体，由沿着该壁部的周向卷绕的导线构成，在进行规定条件的通电时形成电磁场共振场。

2.根据权利要求1所述的扶手箱，其中，

所述线圈配置于所述壁部。

3.根据权利要求1所述的扶手箱，其中，

所述线圈配置于所述壁部的开口顶端部。

4.根据权利要求1或2所述的扶手箱，其中，

所述壁部具备主体部件和在该主体部件的表面侧配置的表面部件，

在所述主体部件和所述表面部件中的至少一方，形成有收容所述线圈的收容凹部。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的扶手箱，其中，

所述壁部是与所述线圈一体地成型而成的。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的扶手箱，其中，

所述线圈粘贴于所述箱主体。