JP2013085433A - ガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイド位置決め機構を利用して電子装置とワイヤレス充電器を精確に定位させ、携帯装置に高効率で充電させるガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置を提供する。
【解決手段】ワイヤレス充電器はワイヤレス充電ベース、キャリア及び弾性装置で構成される。ワイヤレス充電ベースは発信端コイルを有し、キャリアは電子装置の搭載に用いられる。キャリアが電子装置を搭載させる場合、キャリアは電子装置が重力に引かれることで牽引されてレールに沿い初期位置から充電位置まで移動され、電子装置の受信端コイルをワイヤレス充電ベースの発信端コイルに対応させ、キャリアが電子装置未搭載の場合、キャリアは弾性装置の引張力により初期位置へ復位される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ワイヤレス充電器に関し、より詳しくは、ガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置に関する。

昨今科学技術の発展に伴い、携帯式の電子装置の普及率が上昇しており、日常に於いて携帯式の電子装置に頼る場面が益々増えている。然しながら、ハイエンドの携帯式の電子装置はモニターディスプレイ及びマイクロプロセッサの消費する電流量を鑑みると、ユーザーが携帯式の電子装置の操作頻度が高まるにつれ、携帯式の電子装置は一定時間操作が行われた後に電池の電力を急速に消耗させ、ユーザーが携帯式の電子装置の電池の電力不足という状況に頻繁に陥ってしまう。このため、毎日携帯式の電子装置の充電を行い、隔日の必要な電力を維持させている。

しかしながら、前述した従来の技術では、現在市場に於ける大多数の充電器は変圧器に電源ケーブルを付属させ、電源ケーブルと携帯式の電子装置を実際に接続させて充電を行う。然しながら、携帯式の電子装置は薄型軽量化を目指しており、携帯式の電子装置及び充電器も軽量化並びに体積縮小させる方式で製造されるようになり、その欠点として、充電器の電源ケーブルの充電プラグと携帯式の電子装置の充電ジャックも縮小されて設置され、ユーザーが充電動作を行う際、細心の注意を払い充電プラグを精確に充電ジャックに合わせ、充電プラグを充電ジャック中に挿し込まねばならず不便であることが挙げられるようになった。

このため、少数のメーカーは図１のような発信コイル７１を有するワイヤレス充電器７を提案している。携帯式の電子装置８内部に受信コイル８１を有し、ワイヤレス充電器７の発信コイル７１が発する信号を受信させ、ワイヤレスで充電を行う。ここで説明が必要なのは、ワイヤレス充電の技術では大体に於いて受信コイル８１の中心と発信コイル７１の中心が相互に照準を合わせているかにより充電効率が決定されるが、然しながら現在市場に出回っているワイヤレス充電器７は皆携帯式の電子装置８に対し精確に定位動作を行う機能を有しておらず、このため、受信コイル８１の中心を発信コイル７１の中心に照準を合わせれず、ワイヤレス充電器７の携帯式の電子装置８に対する充電効率の低下或いは携帯式の電子装置８に対する充電が行えない事態を招いた。

これらを鑑みると、本発明ではガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置を提供し、発信コイルと受信コイルの照準合わせを精確に行わせ、高効率の充電及び使用上の利便性を向上させる。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、ガイド位置決め機構を利用し電子装置とワイヤレス充電器を精確に定位させ、携帯装置へ高効率で充電させるガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置を提供することを主目的とする。

受信端コイルを有する電子装置に充電させるガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置を提供することを副目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るガイド位置決め機構は、受信端コイルを有する電子装置の充電に用いられるガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置であって、ワイヤレス充電装置は、
レール及び発信端コイルを有するワイヤレス充電ベースと、
電子装置を搭載させ、延伸部を有し、延伸部はレール上に活動的に設置されるキャリアと、
キャリアに連結され、キャリアに引張力を与えてキャリアに初期位置を維持させる弾性装置を含み、
キャリアが電子装置を搭載させる場合、キャリアは電子装置の重力に牽引されてレールに沿い初期位置から充電位置まで移動され、電子装置の受信端コイルをワイヤレス充電ベースの発信端コイルに対応させ、キャリアが電子装置未搭載の場合、キャリアは弾性装置の引張力により初期位置へ復位されることを特徴とする。

好ましい実施形態では、キャリアは枢軸により延伸部に枢設される主ギアをさらに含むことを特徴とする。

好ましい実施形態では、レールは複数の第一ギア部を有すると共に主ギアはそれらの第一ギア部に噛合され、キャリアが電子装置を搭載させてレールに沿い移動される場合に、主ギアを枢軸に対向させて回転させるを特徴とする。

好ましい実施形態では、キャリアはサイドアーム及び電子装置の搭載に用いられる底板を更に含み、サイドアーム及び底板は主ギアに固設され、電子装置がキャリアのサイドアーム及び底板に倚り懸る場合、キャリアは電子装置の重力に牽引されてキャリアをレールに沿わせて移動させ、主ギアにサイドアーム及び底板を連動させ枢軸に対向させて回転させることを特徴とする。

好ましい実施形態では、ワイヤレス充電ベースは電子装置の搭載に用いられる接触面を有し、接触面はサイドアーム及び底板に隣接され、電子装置がワイヤレス充電ベースの接触面と、キャリアのサイドアーム及び底板に倚り懸る場合、キャリアは電子装置の重力に牽引されてキャリアをレールに沿わせて移動させ、主ギアにサイドアーム及び底板を連動させ枢軸に対向させて回転させることを特徴とする。

好ましい実施形態では、ワイヤレス充電ベースは延伸部に当接される緩衝部材を含むことを特徴とする。

好ましい実施形態では、延伸部は複数の第二ギア部を有し、緩衝部材はそれらの第二ギア部に当接されることを特徴とする。

好ましい実施形態では、緩衝部材は制動ギアであることを特徴とする。

好ましい実施形態では、キャリアの延伸部は端部を有し、弾性装置は延伸部の端部に固定されることを特徴とする。

好ましい実施形態では、キャリアの延伸部は側端表面を有し、弾性装置係は延伸部の側端表面に固定されることを特徴とする。

好ましい実施形態では、ワイヤレス充電ベースは位置限定部材を更に含み、キャリアが電子装置未搭載の場合、位置限定部材はキャリアを初期位置で制動させることを特徴とする。

好ましい実施形態では、弾性装置は線形特性ばねであることを特徴とする。

本発明によれば、発信コイルと受信コイルの照準合わせを精確に行わせ、高効率での充電及び使用上の利便性が得られる。

従来のワイヤレス充電器の携帯装置に対する充電を説明する傾斜概略図である。 本発明に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置を説明する傾斜概略図である。 本発明に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置を説明する傾斜分解図である。 本発明に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置の電子装置の搭載前を説明する正面図である。 本発明に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置の電子装置の搭載時を説明する正面図である。

以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置はまず、図２及び図３はそれぞれ本発明に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置１の傾斜概略図及び傾斜分解図である。本発明に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置１は受信端コイル４６を有する電子装置４に対し充電を行う。ガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置１はワイヤレス充電ベース１１、キャリア１３及び弾性装置１５を含む。ワイヤレス充電ベース１１は発信端コイル１１０及びレール１１２を有し、発信端コイル１１０は通常ワイヤレス充電ベース１１内部に設置される。ここでは、ワイヤレス充電ベース１１は発信端コイル１１０を利用し電子装置４の受信端コイル４６を感応させ、受信端コイル４６に電流を発生させることにより電子装置４に充電させる効果を達成させる。

ガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置１の弾性装置１５はキャリア１３及びワイヤレス充電ベース１１にそれぞれ連結され、通常はワイヤレス充電ベース１１内部に設置され、視覚上簡潔に保たれ、但しこの接続方式に制限されるわけではなく、キャリア１３を弾性装置１５に接続させるあらゆる方式で良く、キャリア１３をワイヤレス充電ベース１１に対向させて初期位置を維持させるものも、本発明の精神の範疇に属する。好ましい本実施形態では、弾性装置１５が与える弾性回復力は引張力であり、キャリア１３が電子装置４の搭載前は、弾性装置１５の引張により初期位置への定位を維持させる。

図２と図３によれば、キャリア１３はレール１１２上に活動的に設置される延伸部１３２を有する。好ましい本実施形態では、ワイヤレス充電ベース１１のレール１１２は実質的に鉛直方向に沿って設置され、実質的に地心方向に沿って設置されるが、これに限られるわけではなく、キャリア１３を重力により牽引させてレール１１２に沿わせて移動させる。続いて、キャリア１３は電子装置４の搭載に用いられ、キャリア１３が電子装置４の搭載時には、キャリア１３は電子装置４が重力に引かれることで牽引されてレール１１２に沿い初期位置から充電位置まで移動される。電子装置４が充電位置に達すると、ワイヤレス充電ベース１１の発信端コイル１１０の中心は実質的に電子装置４の受信端コイル４６の中心に照準を合わせ、これはワイヤレス充電ベース１１が電子装置４に充電を行う上で最良の効率が得られる位置であり、本発明に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置１は充電位置で充電を行える。同時に、キャリア１３及びワイヤレス充電ベース１１に連結される弾性装置１５はキャリア１３の移動に伴い引っ張られて変形され、弾性位置エネルギーを保存させる。これにより、もしユーザーが充電を完成させ、電子装置４をキャリア１３から取り外した場合、キャリア１３は電子装置４の重力の影響が消失されるため、キャリア１３は弾性装置１５が保存した弾性位置エネルギーにより初期位置へ復位される。

詳述すると、図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ本発明に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置１の電子装置４搭載前の正視図及び電子装置４搭載時の正視図である。ここでは、キャリア１３は枢軸１３６により延伸部１３２に枢設される主ギア１３５を含み、これにより、主ギア１３５は延伸部１３２に対向して回転される。次に、キャリア１３はサイドアーム１３８及び電子装置４の搭載に用いられる底板１３９を更に含み、主ギア１３５はサイドアーム１３８及び底板１３９に固設され、主ギア１３５の回転時には、サイドアーム１３８及び底板１３９は主ギア１３５と同調して同じ角度で延伸部１３２に対向して回転される。ここで説明すべきは、好ましい本実施形態に於いては、主ギア１３５及び延伸部１３２はワイヤレス充電ベース１１内に設置され、サイドアーム１３８及び底板１３９はワイヤレス充電ベース外に設置され、枢軸１３６はワイヤレス充電ベース１１の貫通槽１１５を貫通させてサイドアーム１３８及び底板１３９を主ギア１３５に固定され、これにより本発明に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置１はユーザーが置くサイドアーム１３８及び底板１３９のみが露出され、外形全体の単純化を維持させる。但しこれはあくまで一例示に過ぎず、当技術分野に習熟する者であればキャリア１３の各部材の設置位置を容易に変化させることができるため、これに制限させるわけではない。

一方で、ワイヤレス充電ベース１１のレール１１２は複数の第一ギア部１１２ａを有し、主ギア１３５はその周縁に凸状にギアの歯１３５ａを形成させると共に第一ギア部１１２ａに噛合させる。本実施形態では、第一ギア部１１２ａはレール方向（即ち鉛直方向）に沿い順に設置され、このため、電子装置４がキャリア１３のサイドアーム１３８及び底板１３９に搭載される場合、キャリア１３は電子装置４が重力に引かれることで牽引されて地心方向へ向かい移動され、また主ギア１３５を連動させて回転させ、つまりはキャリア１３はレール１１２に沿い徐々に移動すると、サイドアーム１３８及び底板１３９は主ギア１３５に同調して回転される。

図４Ａと図４Ｂのように示す。キャリア１３の下降速度が速すぎ、電子装置４の損壊に繋がるのを防ぐため、ワイヤレス充電ベース１１は、延伸部１３２に当接され、下に向かい移動する延伸部１３２を減速させ、同時にキャリア１３の下降速度を抑制させる緩衝部材１１９を含む。好ましい本実施形態では、当接される方式で延伸部１３２は、延伸部１３２の二方に形成される複数の第二ギア部１３２ａを有し、また緩衝部材１１９は制動ギアであり、制動ギアは対になって設置され、延伸部１３２の二方の第二ギア部１３２ａにそれぞれ当接され、制動ギアに負荷される重力を均等に分担させる。これにより、キャリア１３が電子装置４が重力に引かれることで牽引されて下へ向かい移動される場合、制動ギアは延伸部１３２の移動速度を減速させ、キャリア１３及び電子装置４を平穏な速度で下へ移動させる。

図２乃至図４Ｂによれば、ワイヤレス充電ベース１１は、電子装置４を倚り懸ける接触面１１３を有し、また接触面１１３はサイドアーム１３８及び底板１３９に隣接され、電子装置４はワイヤレス充電ベース１１の接触面１１３と、キャリア１３のサイドアーム１３８及び底板１３９に同時に倚り懸り、その際にキャリア１３は電子装置４が重力に引かれることで牽引されてキャリア１３をレール１１２に添わせて移動させ、また主ギア１３５にサイドアーム１３８及び底板１３９を連動させて枢軸１３６に対向させて回転させ、キャリア１３に搭載される電子装置はサイドアーム１３８及び底板１３９の回転に従い充電位置まで回転され、この際電子装置は好ましくは直立を呈して載置される。

図２のように示す。以下に本発明に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置１の弾性装置１５の可能な設置方式を詳述する。好ましい本実施形態では、弾性装置１５は好ましくは線形特性ばねである。その接続方式は、キャリア１３の延伸部１３２が端部１３２ｂを有し、また弾性装置１５の一端と延伸部１３２の端部１３２ｂが固定されるか、或いはキャリア１３の延伸部１３２が側端表面１３２ｃを有し、弾性装置１５は延伸部１３２の側端表面１３２ｃに固定されるものであり、この設置により、弾性装置１５に保存された弾性位置エネルギーを解放させ、延伸部１３２を初期位置まで引張させる。然しながら、この接続と設置は一つの例に過ぎず、これに制限されるわけではない。このほか、ワイヤレス充電ベース１１は、キャリア１３に当接され、キャリア１３が弾性装置１５の引張力により引っ張られて過度に移動するのを防ぐ位置限定部材１１６を更に含む。キャリア１３が電子装置４未搭載の場合、位置限定部材１１６はキャリア１３を初期位置で制動させる。ほかにも、設置方法を変化させて位置限定部材１１６を延伸部１３２で制動させ、キャリア１３に位置限定の構造を実現させても良いが、これらに制限されるわけでもない。

上述のように、本発明に係るガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置は、ユーザーが電子装置をキャリア上に置くだけで、電子装置はキャリアに誘導されて充電位置まで自ら移動し、当然ながら、充電位置とはワイヤレス充電器が電子装置に対して最良の効率で充電出来る位置に設計されるものである。これにより、電子装置の受信端コイルとワイヤレス充電器の発信端コイルが精確に定位しない、或いは充電が出来ないといった問題を回避できる。

上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。

１ ガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置
１１ ワイヤレス充電ベース
１１０ 発信端コイル
１１２ レール
１１３ 接触面
１１２ａ 第一ギア部
１１５ 貫通槽
１１６ 位置限定部材
１１９ 緩衝部材
１３ キャリア
１３２ 延伸部
１３２ａ 第二ギア部
１３２ｂ 端部
１３２ｃ 側端表面
１３５ 主ギア
１３５ａ ギアの歯
１３６ 枢軸
１３８ サイドアーム
１３９ 底板
１５ 弾性装置
４ 電子装置
４６ 受信端コイル
７ ワイヤレス充電器
７１ 発信コイル
８ 携帯式の電子装置
８１ 受信コイル

Claims (12)

1. 受信端コイルを有する電子装置の充電に用いられるガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置であって、前記ワイヤレス充電装置は、
   レール及び発信端コイルを有するワイヤレス充電ベースと、
   前記電子装置を搭載させ、延伸部を有し、前記延伸部は前記レール上に活動的に設置されるキャリアと、
   前記キャリアに連結され、前記キャリアに引張力を与えて前記キャリアに初期位置を維持させる弾性装置を含み、
   前記キャリアが前記電子装置を搭載させる場合、前記キャリアは前記電子装置が重力に引かれることで牽引されて前記レールに沿い前記初期位置から充電位置まで移動され、前記電子装置の前記受信端コイルを前記ワイヤレス充電ベースの前記発信端コイルに対応させ、前記キャリアが前記電子装置未搭載の場合、前記キャリアは前記弾性装置の前記引張力により前記初期位置へ復位されることを特徴とするガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。
2. 前記キャリアは枢軸により前記延伸部に枢設される主ギアをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。
3. 前記レールは複数の第一ギア部を有すると共に前記主ギアは前記それらの第一ギア部に噛合され、前記キャリアが前記電子装置を搭載させて前記レールに沿い移動される場合に、前記主ギアを前記枢軸に対向させて回転させることを特徴とする、請求項２に記載のガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。
4. 前記キャリアはサイドアーム及び前記電子装置の搭載に用いられる底板を更に含み、前記サイドアーム及び前記底板は前記主ギアに固設され、前記電子装置が前記キャリアの前記サイドアーム及び前記底板に倚り懸る場合、前記キャリアは前記電子装置が重力に引かれることで牽引されて前記キャリアを前記レールに沿わせて移動させ、前記主ギアに前記サイドアーム及び前記底板を連動させ前記枢軸に対向させて回転させることを特徴とする、請求項３に記載のガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。
5. 前記ワイヤレス充電ベースは前記電子装置の搭載に用いられる接触面を有し、前記接触面は前記サイドアーム及び前記底板に隣接され、前記電子装置が前記ワイヤレス充電ベースの前記接触面と、前記キャリアの前記サイドアーム及び前記底板に倚り懸る場合、前記キャリアは前記電子装置が重力に引かれることで牽引されて前記キャリアをレールに沿わせて移動させ、前記主ギアに前記サイドアーム及び前記底板を連動させ前記枢軸に対向させて回転させることを特徴とする、請求項４に記載のガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。
6. 前記ワイヤレス充電ベースは前記延伸部に当接される緩衝部材を含むことを特徴とする、請求項５に記載のガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。
7. 前記延伸部は複数の第二ギア部を有し、前記緩衝部材は前記それらの第二ギア部に当接されることを特徴とする、請求項６に記載のガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。
8. 前記緩衝部材は制動ギアであることを特徴とする、請求項７に記載のガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。
9. 前記キャリアの前記延伸部は端部を有し、前記弾性装置は延伸部の前記端部に固定されることを特徴とする、請求項７に記載のガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。
10. 前記キャリアの前記延伸部は側端表面を有し、前記弾性装置係は前記延伸部の前記側端表面に固定されることを特徴とする、請求項７に記載のガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。
11. 前記ワイヤレス充電ベースは位置限定部材を更に含み、前記キャリアが前記電子装置未搭載の場合、前記位置限定部材は前記キャリアを前記初期位置で制動させることを特徴とする、請求項７に記載のガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。
12. 前記弾性装置は線形特性ばねであることを特徴とする、請求項１に記載のガイド位置決め機構を有するワイヤレス充電装置。

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