JP2013243828A - ワイヤレス給電器 - Google Patents

Abstract

【課題】軽い衝撃やバイブレーションによる振動で被給電機器に力が加わった場合でも、簡単に被給電機器の位置が本来置いた場所からずれることのない、ワイヤレス給電器を提供する。
【解決手段】ワイヤレス給電器１０は、本体１１と固定シート３０とから構成されており、固定シート３０は本体１１の上面１２のうち、被給電機器に電力を伝送する載置部１３の外形に合わせて貼り付けられている。固定シート３０は、平坦な連続樹脂面に微細孔が形成され、微細孔はその径より大きい径を有する内部の気泡に連続し、内部の気泡は他の気泡と細径管にて連続した構造を有するので、平滑面に重ね合わせると吸盤のように作用し密着する。そのため、スマートフォン２０を載置部１３に置くとスマートフォン２０の接触面と固定シート３０が密着し、スマートフォン２０は載置部１３に固定される。
【選択図】図１

Description

この発明は、ワイヤレス給電器に関し、特に被給電機器に給電を行うにあたって被給電機器が載置されるワイヤレス給電器に関するものである。

従来から、スマートフォンをワイヤレス給電器の所定の位置に載置することにより、スマートフォンへの給電をワイヤレスで行う給電方式がある。給電方式には、例えば電磁誘導方式があり、受電側電子機器（例えば携帯電話機）と、給電側電子機器（例えば携帯電話機用の充電器）のそれぞれにコイルを設け、給電側電子機器のコイルが発生した磁束によって受電側コイルに起電力が生じることにより、給電側電子機器から受電側電子機器へ送電する。ワイヤレス給電器の形状は、例えば、さまざまな形状のスマートフォンに対応可能なようにスマートフォンが載置される上面が水平に形成されている（特許文献１参照）。

スマートフォンへ給電する場合、ワイヤレス給電器の給電部とスマートフォンの受電部を対向させるように、スマートフォンをワイヤレス給電器の所定の位置に載置させておく。

特開２００６−３２００４７

しかし、特許文献１に開示されている機器充電置き台の場合、載置部が水平であるため、何かの弾みで給電中のスマートフォンやワイヤレス給電器に手が触れたり、スマートフォンがバイブレーション機能により振動したりして、スマートフォンの位置がずれて、給電が中断してしまう場合がある。

本発明の目的は、軽い衝撃や振動で被給電機器に力が加わった場合でも、簡単に被給電機器の位置が本来置いた場所からずれることを防止して給電を安定させることができる、ワイヤレス給電器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、被給電機器にワイヤレスで電力を伝送するワイヤレス給電器であって、被給電機器が載置されると、被給電機器に電力が伝送される載置部を有する本体と、少なくとも載置部の一部に貼り付けられた、表面に微細孔と微細孔より大きい径を有する内部の気泡とが連続するとともに内部の気泡が他の気泡と細径管にて連続した構造の発泡合成樹脂シートからなる再剥離性の固定シートとを備えたものである。

このように構成すると、被給電機器に電力を伝送するにあたって、上記固定シート上に被給電機器が載置される。被給電機器の接触面が上記固定シートに密着し、平面方向の抵抗が増大するため、被給電機器の位置ずれによる給電中断を防止することができる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、固定シートは被給電機器の外形に対応させて載置部のみに貼り付けられたものである。

このように構成すると、本体上面に被給電機器の載置場所が明示されるため、被給電機器を置く場所が容易にわかる。

第３の発明は、第１または第２の発明の構成において、固定シートには文字または図柄が形成されたものである。

このように構成すると、ワイヤレス給電器の意匠性を向上させることができる。また、給電時の注意事項を固定シートにつけることができる。さらに、固定シートがワイヤレス給電器本体上面の全面に貼りつけられている場合には、被給電機器の載置場所を表示することができる。

第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明の構成において、本体は載置部を複数有し、その載置部の各々に固定シートが貼り付けられたものである。

このように構成することで、複数の被給電機器について、同時に上記の効果を得ることができる。また、異なる種類の被給電機器の載置場所を明示することができる。

本発明によれば、ワイヤレス給電器において、被給電機器の位置ずれによる給電中断を防止することができる。また、ワイヤレス給電器本体上面の意匠性を向上させたり、本体上面に給電時の注意事項を記載したり、被給電機器の載置場所を明示することができる。

本発明の第１実施形態に係るワイヤレス給電器と被給電機器の概略構成を示した斜視図である。 図１に示したＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 再剥離シートの構成を示した断面図である。 本発明の第２実施形態に係るワイヤレス給電器の概略構成を示した平面図である。 図４に示したＹ−Ｙ線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態に係るワイヤレス給電器の概略構成を示した平面図である。

次に、発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞

図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係るワイヤレス給電器１０は、本体１１と、本体１１の上面１２に貼り付けられた固定シート３０と、本体１１に内蔵された給電コイル（図示しない）とを備えている。本体１１は板状の筐体であり、本体１１の上面１２は平滑かつ水平な面である。本体１１は、スマートフォン２０が載置されるとスマートフォン２０に電力を伝送する載置部１３を２箇所並列に有する。固定シート３０は各々の載置部１３の外形に合わせて、２箇所に貼り付けられている。給電コイルは、本体１１の載置部１３の直下に内蔵されている。尚、載置部１３の大きさは、用いる給電方式に左右される。ここでは電磁誘導方式で説明しているが、例えば電界結合方式の場合はより大きな載置部を有する。本体１１は、公知の絶縁材料を使用することができる。本体１１の材料としては、プラスチック、ガラスなどが好ましく挙げられる。上面１２は水平な平面である。上面１２の面積は、図１からわかるように、余裕を持ってスマートフォン２０を２箇所に載置可能な面積である。載置部１３の形状は、スマートフォン２０の外形に対応している。載置部１３の面積は、スマートフォン２０を余裕を持って載置可能な面積である。被給電機器であるスマートフォン２０は、表示部２１と、表示部２１の反対側に埋設されている受電コイル（図示しない）を備えている。

図３を参照して、固定シート３０は、ワイヤレス給電器１０にスマートフォン２０を固定するためのものである。固定シート３０は、発泡層３４と発泡層３４の下面に形成された接着層３５とを備えている。固定シート３０は、対象物同士を吸着によって接着するシートである。固定シート３０の厚みは、少なくとも０．１ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍである。０．１ｍｍより薄い場合は、平滑面への密着力が低下し、また、クッション性も低下するため保護力、被覆力、固定力も低下するので好ましくない。

発泡層３４は、固定シート３０が貼り付けられる対象物と、他の対象物を吸着によって貼り合わせる層である。以下、発泡層の表面構造及び内部構造について説明する。

発泡層３４は、少なくとも一つの表面が微細孔を有する平坦な連続樹脂面で構成される。そして、上記微細孔はその平均径より大きい平均径の内部気泡に連続し、その内部の気泡は他の内部の気泡と細径管にて連続した構造である必要がある。

微細孔を有する平坦な連続樹脂面とは、樹脂フィルムに孔を開けたような微細孔がほぼ均質に分布した構造を意味する。微細孔の径及び空隙率は特に限定するものではないが、微細孔の平均径が５０μｍ、空隙率が５〜２５％以下であることが好ましい。この範囲を超える時は、密着力が低下する傾向にある。

発泡層３４の表面部分より中心に存在する内部の気泡の平均径は、上記微細孔平均径より大きい必要がある。好ましくは１．５〜５倍必要である。

発泡層３４の材料は限定されるものではなく、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、ブタジエン系合成ゴム等が例示され、これらは単独で使用しても２種以上を併用してもよい。中でもウレタン樹脂とガラス転移温度０℃以下のアクリル樹脂及び／またはブタジエン系合成ゴムの混合物が好ましく、ウレタン樹脂とガラス転移温度−１０℃〜−５０℃のアクリル樹脂及び／またはブタジエン系合成ゴムの混合物がより好ましい。

ウレタン樹脂は特に限定されるものではなく、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及びその他のポリマーポリオール等の高分子ポリオールと、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート及び脂環族ポリイソシアネート等のポリイソシアネートと、低分子量ポリオール、ポリアミン、水等鎖伸長剤、必要ならその他の成分及び添加剤等、公知の成分を使用することにより例えば調整することができる。

ウレタン樹脂成分（Ａ）は、上記した出発物質を用いて公知の製造方法により製造することができる。例えば、乳化剤と機械的な剪断力とによる強制乳化法や、ウレタン樹脂骨格中に連結されたイオン性あるいは非イオン性親水成分による自己乳化法等により、上記成分からなるウレタン樹脂が水中に微粒子上に分散した形態で製造することができる。

アクリル樹脂成分（Ｂ）は、特に限定されるものではなく、例えば（メタ）アクリル酸エステルモノマー、官能基含有モノマー等を主成分とし、必要なら少量の（メタ）アクリル酸誘導体モノマー、（メタ）アクリル酸誘導体モノマー以外のビニルモノマーを共重合する等、公知の成分を使用することができる。その成分及び量比についてはＴｇが−１０℃以下、中でも−１０℃〜−５０℃となるようにすることが好ましい。製造方法も特に限定されるものではなく、公知の方法で製造することができる。例えば、アニオン系乳化剤、ノニオン系乳化剤、カチオン系乳化剤等を用いたいわゆる乳化重合法によりアクリル樹脂をエマルジョン状態で製造することができる。

固定シート３０の製造時における合成樹脂の状態は特に限定されるものではないが、液状、中でもエマルジョンであることが好ましい。樹脂固形分含有率も特に限定されていないが、通常３０〜６０重量％である。

ウレタン樹脂成分（Ａ）とＴｇ−１０℃以下のアクリル樹脂及び／又はブタジエン系合成ゴム（Ｂ）との固形分重量比（Ａ）／（Ｂ）は９５／５〜２０／８０、中でも９０／１０〜５０／５０が好ましい。ウレタン樹脂成分（Ｂ）が１０〜５０重量％であると特に高強度で、繰り返しの着脱性に優れたものとなる傾向がある。

固定シート３０の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、エマルジョンの機械発泡法により適宜条件を選定することにより得ることができる。

接着層３５は固定シート３０を使用するときに発泡層３４と対象物を接着させるための層である。接着層３５の材質としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタン変性ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エチレン‐酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合樹脂、天然ゴム、ＳＢＲ，ＮＢＲ，シリコーンゴム等の合成ゴムが挙げられ、溶剤型または無溶剤型のものが使用できる。

固定シート３０は、再剥離シート３００から形成されてもよい。図３を再び参照して、再剥離シート３００は、固定シート３０の両面を離型シートで保護しているシートである。固定シート３０は、載置部１３に貼り付ける前の状態では両面を離型シート３３で保護されている。再剥離シート３００を載置部１３に貼り付ける直前に離型シート３３を剥がし、載置部１３に貼り付ける。

再剥離シート３００は、固定シート３０と離型シート３３から構成され、固定シート３０が離型シート３３にサンドされている。なお、離型シート３３は基体シート３１の上に離型層３２が形成されている。

離型シート３３は、固定シート３０を外傷から保護するためのシートであり、使用する際に、再剥離シート３００から剥離されるシートである。図３を参照して、離型シート３３は、基体シート３１とその上に形成される離型層３２から構成されている。

基体シート３１は、離型シート３３の一部を構成するシートである。基体シート３１は、再剥離シート３００から離型シート３３を剥がすときに、離型シート３３を剥がしやすいように柔軟性を備えている。そのような基体シート３１の材質としては、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などの有機系樹脂が挙げられる。その他としては、アルミニウム箔、銅箔などの金属箔、グラシン紙、コート紙、セロハンなどのセルロース系シートなどを挙げることができる。

離型層３２は、再剥離シート３００から離型シート３３を剥がすときに、再剥離シート３００から離型シート３３を剥がしやすくするためのものである。離型層３２の材質としては、メラミン樹脂系離型剤、シリコーン樹脂系離型剤、フッ素樹脂系離型剤、セルロース誘導体系離型剤、尿素樹脂系離型剤、ポリオレフィン樹脂系離型剤、パラフィン系離型剤及びこれらの複合型離型剤などを用いることができる。離型層の形成方法としては、基体シート上にロールコート法、スプレーコート法、などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法で形成する方法が挙げられる。

ワイヤレス給電器１０によってスマートフォン２０に給電を行う方法を説明する。スマートフォン２０に対して給電を行いたいときは、ワイヤレス給電器１０のうち、固定シート３０が貼り付けられた載置部１３に、スマートフォン２０を載置する。そうすると、載置部１３の直下に設けられている給電コイルと、スマートフォン２０に埋設されている受電コイルとが相対向して近接することとなり、給電コイルから受電コイルへ送電が行われる。

載置部１３には固定シート３０が貼り付けられており、スマートフォン２０を載置部１３に置くとスマートフォン２０の接触面と固定シート３０が密着し、スマートフォン２０は載置部１３に固定される。スマートフォン２０が振動したときやワイヤレス給電器１０またはスマートフォン２０に軽い衝撃を加えたときでも、スマートフォン２０は載置部１３から動くことなく固定される。つまり、ワイヤレス給電器１０内の給電コイルとスマートフォン２０内の受電コイルとが相対向した状態が維持される。そのため、コイルの位置ずれによって給電不可能な事態に陥るのを防ぐことができる。また、載置部１３及び固定シート３０は上面１２に２箇所設けられているので、２つのスマートフォンに対して同時に給電することも可能である。また、固定シート３０が貼り付けられる対象物と他の対象物との貼り合わせは、粘着剤を使用するのではなく、発泡層３４の表面にある微細孔による吸着を利用する。そのため、固定シート３０の表面は汚れにくくなっている。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係るワイヤレス給電器１０Ａについて、図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５を参照して、ワイヤレス給電器１０Ａは、本体１１と、固定シート３０Ａと、給電コイル（図示しない）とを備えている。ワイヤレス給電器１０Ａは、固定シート３０Ａの形状を除いては第１実施形態と構成を同じくするので、ここでは相違点のみを説明する。

固定シート３０Ａは、本体１１の全面に貼り付けられている。固定シート３０Ａのうち、本体１１の載置部１３にあたるところに図柄１４が設けられている。図柄１４はスマートフォン２０を載置する場所を表す矩形と、使用者に載置場所を伝える文字とからなる。固定シート３０Ａは、第１実施形態の固定シート３０と同じ材料を用いて形成することができる。

固定シート３０Ａの図柄１４は、発泡層と接着層の間に設けてもよいし、発泡層の上に設けてもよい。発泡層と接着層との間に設ける場合は、オフセット印刷やスクリーン印刷などの印刷法で設けることができる。発泡層の上に図柄１４を設ける場合は、ホットスタンプなどの手段が考えられる。

固定シート３０Ａはワイヤレス給電器１０Ａの全面に設けられているが、図柄１４が形成されているため、載置場所や注意事項が一目見ただけで容易にわかるようになっている。載置部１３は２箇所に設けられているので、２つのスマートフォンに対して同時に給電を行うことができる。また、載置部１３が２箇所あり、各々の載置部で載置するスマートフォンの種類が異なるという場合もある。その場合にも、図柄１４を形成して注意事項を記載しておけば、誤ることなく給電を行うことができる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係るワイヤレス給電器１０Ｂについて、図６を参照して説明する。ワイヤレス給電器１０Ｂは、固定シート３０Ｂ、３０Ｃの形状を除いては、第１実施形態と構成を同じくするので、ここでは相違点のみを説明する。

２箇所の載置部のうち、一方には固定シート３０Ｂが、もう一方には固定シート３０Ｃが各々貼り付けられている。一方の固定シート３０Ｂは、載置部１３の一部にのみ貼り付けられている。固定シート３０Ｂは、載置部１３の上部と下部の２箇所に貼り付けられている。固定シート３０Ｂの大きさは、載置部１３に比べると小さいものとなっている。また、固定シート３０Ｃの形状は、「Ｎ」という文字になっている。

固定シート３０Ｂのように、載置部の一部にのみ固定シートを貼り付けると、載置部の全面又は上面の全てに固定シートを貼り付ける場合よりも固定シートの面積は格段に少なくて済む。そのため、材料費を削減してコストを低下させることができる。また、固定シート３０Ｃのように、固定シート自体を図案化して貼り付けると、ワイヤレス給電器の意匠性を向上させることができる。

なお、上記の各実施形態では、ワイヤレス給電器の上面及び載置部は水平であるが、固体シート上に載置された被給電機器が位置ずれしない範囲において、載置面が傾斜していてもよい。

また、上記の各実施形態では、載置面の形状は矩形形状であるが、被給電機器を載置して給電を行うことができれば、いずれの形状であってもよい。

また、上記の各実施形態では、ワイヤレス給電器に載置部を２箇所設けているが、載置部は１箇所であってもよいし、３箇所以上設けてもよい。

また、上記の各実施形態では、被給電機器の例としてスマートフォンで説明したが、ワイヤレス給電器に載置してワイヤレス電力伝送を利用できるものであれば何でもよい。スマートフォン以外にも、タブレットＰＣ、携帯音楽プレーヤー、携帯電話、電子ブックリーダー、ＩＣレコーダーなどを例として挙げることができる。用途も被給電機器への給電に限るものではない。

また、上記の各実施形態では電磁誘導方式を用いているが、電解結合方式、磁界共鳴方式など、他の方式であってもよい。

１０、１０Ａ、１０Ｂ ワイヤレス給電器
１１ 本体
１２ 上面
１３ 載置部
１４ 図柄
２０ スマートフォン
２１ 表示部
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ 固定シート
３１ 基体シート
３２ 離型層
３３ 離型シート
３４ 発泡層
３５ 接着層
３００ 再剥離シート

Claims (4)

1. 被給電機器にワイヤレスで電力を伝送するワイヤレス給電器であって、
   前記被給電機器が載置されると、前記被給電機器に電力が伝送される載置部を有する本体と、
   少なくとも前記載置部の一部に貼り付けられた、表面に微細孔と微細孔より大きい径を有する内部の気泡とが連続するとともに内部の気泡が他の気泡と細径管にて連続した構造の発泡合成樹脂シートからなる再剥離性の固定シートとを備えた、ワイヤレス給電器。
2. 前記固定シートは、前記被給電機器の外形に対応させて前記載置部のみに貼り付けられた、請求項１に記載のワイヤレス給電器。
3. 前記固定シートには、文字または図柄が形成された、請求項１または２に記載のワイヤレス給電器。
4. 前記本体は前記載置部を複数有し、
   その載置部の各々に前記固定シートが貼り付けられた、請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤレス給電器。

Images