WO2018096291A1 - Dispositif de rechargement inductif d'un élément électronique du type téléphone portable - Google Patents

Dispositif de rechargement inductif d'un élément électronique du type téléphone portable Download PDF

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Vincent LUBERT
Frédéric DUCOS
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Definitions

  • Inductive charging device for an electronic element of the mobile phone type
  • the present invention relates to a device for inductive recharging of an electronic element of the mobile phone or digital tablet type having at least one receiving antenna.
  • the device has an outer face for supporting the electronic element for reloading.
  • a flat-shaped carriage is movable in the interior of the device by carrying at least one transmitting antenna intended to be aligned with and close to said at least one receiving antenna, the mobile carriage being actuated by a motorized actuating mechanism.
  • Such an inductive charging device may be on board a motor vehicle but this is not limiting.
  • the antenna or the transmitting antennas are correctly positioned relative to the antenna or to the receiving antennas in order to allow efficient induction charging. Even small deviations from the optimal position can lead to a decrease in the efficiency of reloading.
  • a charging area of a transmitting antenna is 20 x 20 mm in the recharging device.
  • the charging zone in the electronic element to be recharged is less, approximately 10 x 10 mm 2 .
  • the seating area of the telephone may be between approximately 140 x 80 mm and 200 x 100 mm and the dimensions of the telephones are between 10 x 70 mm and 175 x 85 mm.
  • the problem underlying the present invention is to design an induction charging device of an electronic element that allows adaptation of the positioning of the antenna or transmitting antennas in the recharging device relative to the antenna or receiving antennas of the electronic element, this adaptation to be simple and inexpensive in being as efficient as possible.
  • the present invention relates to a device for inductive recharging of an electronic element of the portable telephone or digital tablet type having at least one receiving antenna, the device having an outer face intended to support the electronic element for its recharging, a flat-shaped carriage being movable in the interior of the device and carrying at least one transmitting antenna intended to be aligned with and close to said at least one receiving antenna, the mobile carriage being actuated by a motorized actuating mechanism, remarkable in the actuating mechanism comprises a single motor coupled to a main driving element moving the carriage in a plane parallel to the outer face of the device, the main driving element being of circular shape and the motor meshing with a periphery of the main driving element by driving the lement main drive in rotation.
  • the technical effect obtained is to use a single motor that can adjust in two components. It is also possible to use only one antenna while the state of the art uses two motors or several antennas. There is therefore a cost saving but also a simplicity of adjustment of the position of the carriage.
  • the actuating mechanism comprises at least one guide pin pointing towards the carriage, said at least one guide pin penetrating into a groove on one face of the carriage opposite the actuating mechanism and the motor has a gearbox and an output shaft meshing with the periphery of the main drive element, the output shaft and the main drive element extending in a plane parallel to the plane of the carriage.
  • the output shaft of the motor may be parallel to the plane of the carriage, making the reloading device more compact.
  • the main driving element is integral with a pulley as a driving pulley arranged coaxially with the main drive element and rotated by the motor via the main driving element, a belt being wound around the driving pulley and at least one return driven pulley, the belt carrying said at least one guide pin.
  • This embodiment is relatively inexpensive and can be adapted according to the course imposed on the belt.
  • the tensioning roller or rollers ensure an adjustable tension of the belt and possibly make it possible to locally modify the path of the belt, thus facilitating adaptation to several types of receiving faces of the electronic element.
  • the main driving element is a primary gear element driving two secondary gear elements arranged diametrically opposite to the center of the primary gear element, said at least one guiding finger passing through each secondary gear element towards the carriage, said at least one guiding pin being movable towards and away from each other; away from the carriage by action of a cam profile carried by a face of the primary gear element facing the carriage.
  • This embodiment is the most complex but also the most accurate.
  • the fingers are partially retractable by fitting into a guide path formed by a respective groove.
  • the carriage can be driven alternately on one or more secondary gear elements themselves driven by the primary gear element.
  • said at least one guide pin is resiliently biased away from the carriage by a biasing element, the groove forming a guide path for said at least one finger. This automatically removes a finger from the groove when it no longer exerts a drive action of the carriage, the cam profile is then reduced.
  • the actuation system comprises two secondary gear element guiding fingers, each secondary gear element having a first drive gear meshing with the periphery of the primary gear element and a second gear geared towards the carriage, the first drive gear and the second gear being coaxial by being secured by a connecting shaft, the first drive gear, the second gear, the primary gear element and the carriage extending into respective parallel planes.
  • each second pinion is of larger diameter than the first drive pinion to which it is associated, the second pinion remotely covering a portion of the primary gear element, the second pinion being traversed by two bores for the passage a respective guide finger, the two bores defining between them an arc of less than 45 ° circle.
  • the main element is a driving eccentric wheel
  • the actuating mechanism also comprising a guide pin and an auxiliary eccentric wheel not driven directly by the motor, the mechanism of actuation being configured so that the movement of the carriage is a combination of a translational movement and a rotational movement.
  • This combined movement of translation and rotation of the carriage can cover a larger load area.
  • the device comprises a fixed support bearing the axis of each of the two eccentric wheels and which support the guide pin is secured by one end, the guide pin being housed in a closed circular flange guide zone for a limitation of his displacement.
  • said at least one transmitting antenna is in the form of a plane coil resting on a carriage face intended to face said at least one receiving antenna of the electronic element to be recharged.
  • the present invention also relates to a remarkable motor vehicle in that it incorporates such an induction charging device.
  • an electronic element of the mobile phone style may be misplaced or moved when placed on the induction charging device.
  • the present invention in particular by its three previously detailed embodiments, makes it possible to correct these positional variations of the electronic element on the device.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a sectional view of an induction charging device according to a first embodiment according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of a top view of the induction charging device according to the first embodiment shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 illustrates the different successive steps of the kinematics seen from above of the induction charging device illustrated in FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 4 is a schematic representation of a sectional view of an induction charging device according to a second embodiment according to the present invention
  • FIG. 5 is a schematic representation of a top view of the induction charging device according to the second embodiment illustrated in FIG. 4;
  • FIG. 6 illustrates various successive stages of the kinematics viewed from above of the induction charging device illustrated in FIGS. 4 and 5,
  • FIG. 7 illustrates various successive steps of the cross-sectional kinematics of the induction charging device illustrated in FIGS. 4 and 5;
  • FIG. 8 is a schematic representation of a top view of the induction charging device in accordance with FIG. third embodiment according to the present invention,
  • FIG. 9 illustrates various successive steps of the kinematics seen from above of the induction charging device illustrated in FIG. 8,
  • FIG. 10 illustrates a comparison of the charging zone obtained according to a recharging device of the state of the art and a recharging device according to the third embodiment of the present invention illustrated in FIG. 8,
  • FIG. 11 is a schematic representation of an exploded view of the induction charging device according to the third embodiment illustrated in FIG. 8.
  • the present invention relates to an inductive recharging device 1 of an electronic element 2, visible in FIG. 11, of the type portable telephone or digital tablet having at least one receiving antenna.
  • the recharging device 1 has an outer face for the support of the electronic element 2 for reloading.
  • a carriage 4 of planar shape is movable in the interior of the device 1 and carries at least one transmitting antenna 3 intended to be aligned with and close to said at least one receiving antenna.
  • the mobile carriage 4 is actuated by a motorized actuating mechanism.
  • the actuating mechanism comprises a single motor 5 coupled to a main driving element 6, 6a, 6b moving the carriage 4 in a plane parallel to the outer face of the device 1.
  • the main driving element 6, 6a, 6b is circular in shape and the motor 5 meshes with a periphery of the main driving element 6, 6a, 6b by driving the main driving element 6, 6a, 6b in rotation.
  • the actuating mechanism comprises at least one guide pin 7 pointing towards the carriage 4. Said at least one guide pin 7 penetrates into a groove 8 made on a face of the carriage 4 vis-à-vis the actuating mechanism.
  • the motor 5, advantageously electric, may have a gearbox 5a and an output shaft 9 meshing with the periphery of the main driving element 6, 6a, 6b.
  • the output shaft 9 and the main driving element 6, 6a, 6b extend in a plane parallel to the plane of the carriage 4.
  • the main driving element 6, in direct contact with the motor 5 at its periphery, is integral with a pulley. as driving pulley 10.
  • This driving pulley 10 can be arranged coaxially with the main driving element 6 and is rotated by the motor 5 via the main driving element 6.
  • a belt 1 1 is then wound around the driving pulley 10 and at least one driven pulley 12 back. It is this belt 1 1 which carries said at least one guiding finger 7 penetrating into a groove 8 made on a face of the carriage 4 vis-à-vis the actuating mechanism and the driving element 6.
  • Figures 1 to 3 there is shown a single guide pin 7.
  • the guide pin 7 is in the form of a square.
  • the pulleys 10, 12 rotate the belt 1 1.
  • the actuating mechanism may comprise at least one tensioning roller 13 of the belt 1 1, advantageously two tensioning rollers.
  • the tensioning rollers 13 ensure an appropriate tension of the belt 1 1 and possibly make it possible to locally modify the trajectory of the belt 1 1.
  • Figure 3 shows a kinematic movement of the carriage 4 initiated by the actuating mechanism in various positions A to G achieved by rotation of the main driving element 6 and its driving pulley 10 associated.
  • the main driving element in direct contact with the motor 5 at its periphery, is an element of the invention.
  • primary gear 6a driving two secondary gear elements 14, 15, 16 arranged diametrically opposite to the center of the primary gear element 6a.
  • the guide finger or fingers 7 can be movable towards and away from the carriage 4 by the action of a cam profile 17 carried by a face of the primary gear element 6a oriented towards the carriage 4.
  • the guide finger or fingers 7 can be pushed towards the carriage 4 by the cam profile 17, in particular visible in FIGS. 4 and 7.
  • the guide finger or fingers 7 can point perpendicular to their secondary gearing 14, 1 5, 1 6 associated, as well as perpendicular to the primary gear element 6a.
  • the or the guide fingers 7 can be resiliently biased away from the carriage 4 by a biasing member.
  • the guide fingers 7 may for example be mounted on one or more springs to retract when they are not pushed by the cam profile 1 7 of the primary gear element 6a.
  • the groove or grooves 8 form a guide path for the guide finger or fingers 7.
  • the actuating system comprises two guiding fingers 7 per secondary gear element 14, 1 5, 1 6.
  • Each secondary gear element 14, 1 5, 1 6 may have a first drive gear 14 meshing with the periphery of the primary gear element 6a and a second gear gear 16 facing the carriage 4.
  • the first drive gear 14 and the second gear 16 can be coaxial by being interconnected by a connecting shaft 15 keeping them at a distance from each other in superimposed planes.
  • the first drive gear 14, the second gear 16, the gear element 6a and the carriage 4 can then extend in respective parallel superimposed planes.
  • Each second pinion 16 may be larger in diameter than the first drive gear 14 with which it is associated. In this case, the second pinion 16 remotely covers a portion of the primary gear element 6a. It is on this portion of the primary gear element 6a that can be covered by the second pinions 16 that the guide pin or fingers 7 rest either directly, in the retracted position, or via the profile. cam 17.
  • the second pinion 16 may be traversed by two bores 16a for the passage of a respective guide pin 7, the two bores 16a delimiting between them an arc advantageously less than 45 °.
  • Figures 6 and 7 show the movement kinematics of the carriage 4 by the actuating mechanism in various positions A to G which correspond for these two figures, respectively in top view and side view of the actuating mechanism. In these figures, the displacement of the carriage 4 is shown exaggerated to be better visible.
  • the driving element in direct contact with the motor 5 at its periphery, is a gear wheel. eccentric motor 6b.
  • the actuating mechanism also comprises a guide pin 7 and an auxiliary eccentric wheel 18 not driven directly by the motor 5.
  • the actuating mechanism is configured so that the movement of the carriage 4 is a combination of a translational movement and a rotational movement.
  • the driving eccentric wheel 6b can be toothed and cooperate with a meshing surface provided on the output shaft 9 of the motor 5.
  • a guide zone 7a advantageously with a circular closed flange, defines the path of the guide pin 7.
  • the guiding finger 7, which may be substantially of rectilinear shape, may have a first end housed in the groove of the carriage 4 and a second end framed by the guiding zone 7a.
  • the movement of the carriage 4 is defined by the circular closed rim of the guiding zone 7a against which the second end of the guide finger 7 bears.
  • FIG. 9 shows a kinematics of this third embodiment according to the present invention combining translation movement and rotational movement. The beginning of kinematics begins with a translation movement between the references A and B followed by a combination of translational and rotational movements for steps C to I.
  • FIG. 10 shows a comparison of the charging zones 23a, 23 for a charging device of the state of the art 1a and a recharging device 1 according to the present invention.
  • the charging zone 23 of the recharging device 1 according to the present invention may be doubled with respect to the charging zone 23a of the recharging device according to the state of the art 1a. This is due to the creation of a movement combining a translation and a rotation of the carriage 4 creating a substantially double load zone 23 of the charging zone 23a of the state of the art.
  • the load coverage area can be doubled.
  • the same coverage area with fixed antennas requires doubling the antennas, which also requires doubling all the electronics necessary for their control.
  • FIG. 11 shows an exploded view of the inductive recharging device 1 according to this third embodiment of the present invention for an electronic element 2 of the portable telephone or digital tablet type.
  • the inductive recharging device 1 may have a bearing surface on which the electronic element 2 is loaded. This bearing surface is advantageously formed by an upper face of an upper housing 22.
  • the assembly is a motor vehicle in which is integrated the inductive recharging device 1. This is valid for all embodiments of the present invention.
  • the recharging device 1 comprises a fixed support 20 carrying the respective axis 21 of each of the two eccentric wheels 6b, 18 and which support the guide pin 7 is secured by one end.
  • the inductive recharging device 1 may comprise a lower housing 19 cooperating with the removable upper housing 22 to integrate and protect the entire rest of the device 1 in their interior.
  • the upper and lower housings 22, 19 also house between them the motor 5, advantageously electric, and the output shaft 9 of the motor 5.
  • a gearbox 5a can be associated with the motor 5.
  • the fixed support 20 may also carry the circular closed guiding zone 7b for guiding the second end of the substantially rectilinear guide pin 7, the other end of which has penetrated into a groove on one side of the carriage 4 vis-à-vis the support 20.
  • the second end of the guide pin 7 is housed inside the guide zone 7b.
  • the recharging device 1 according to the first and second modes may have such lower and upper boxes 19, 22 and such a fixed support 20, the fixed support 20 being adapted specifically for each embodiment.
  • a fixed support may have two axes of rotation for each of the pulleys 10, 12 with, where appropriate, an axis of rotation for each tensioner roller 13 .
  • a fixed support may have an axis 21 of rotation for the primary gear element 6a main.
  • the mobile carriage 4 Superimposed on the actuating mechanism is the mobile carriage 4 or antenna support.
  • the carriage 4 supports two coils, for example Litz coils, forming the transmitting antennas 3.
  • the upper case 22 covers all these elements of the actuating mechanism and forms the upper face of the charging device 1 on which is applied the electronic element 2 to recharge.
  • the antenna or the transmitting antennas may be in the form of one or plane coils bearing on a carriage face 4 intended to face one or receiving antennas of the electronic element 2 to recharge.
  • these coils can be arranged online, in a triangle or any other way that improves the coverage of the charging zone.

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Abstract

La présente invention a pour objet un dispositif de rechargement (1) inductif d'un élément électronique (2) du type téléphone portable ou tablette numérique présentant au moins une antenne réceptrice, le dispositif (1) présentant une face extérieure destinée au support de l'élément électronique (2), un chariot (4) de forme plane étant mobile dans l'intérieur du dispositif (1) et portant au moins une antenne émettrice (3) destinée à être alignée avec et à proximité de ladite au moins une antenne réceptrice, le chariot (4) mobile étant actionné par un mécanisme d'actionnement motorisé. Le mécanisme d'actionnement comprend un unique moteur (5) couplé à un élément d'entraînement principal (6a) rendant mobile le chariot (4) dans un plan parallèle à la face extérieure du dispositif (1), l'élément d'entraînement principal (6a) étant de forme circulaire et le moteur (5) engrenant à une périphérie de l'élément d'entraînement principal (6a) en entraînant l'élément d'entraînement principal (6) en rotation.

Description

Dispositif de rechargement inductif d'un élément électronique du type téléphone portable
La présente invention concerne un dispositif de rechargement inductif d'un élément électronique du type téléphone portable ou tablette numérique présentant au moins une antenne réceptrice. Le dispositif présente une face extérieure destinée au support de l'élément électronique pour son rechargement. Un chariot de forme plane est mobile dans l'intérieur du dispositif en portant au moins une antenne émettrice destinée à être alignée avec et à proximité de ladite au moins une antenne réceptrice, le chariot mobile étant actionné par un mécanisme d'actionnement motorisé.
Un tel dispositif de rechargement inductif peut être embarqué au bord d'un véhicule automobile mais ceci n'est pas limitatif.
Pour des dispositifs de rechargement inductif d'un élément électronique, il est nécessaire que l'antenne ou les antennes émettrices soient correctement positionnées par rapport à l'antenne ou aux antennes réceptrices afin de permettre un rechargement par induction efficient. Des déviations même petites de la position optimale peuvent conduire à une baisse d'efficacité du rechargement.
Pour ordre d'idée, pour un téléphone portable, une zone de charge d'une antenne émettrice est de 20 x 20 mm dans le dispositif de rechargement. La zone de charge dans l'élément électronique à recharger est moindre, d'environ 10 x 10 mm2. Pour un dispositif de rechargement par induction, la zone de pose du téléphone peut être comprise approximativement entre 140 x 80 mm et 200 x 100 mm et les dimensions des téléphones sont comprises entre 1 10 x 70 mm et 175 x 85 mm.
Etant donné les dimensions respectivement de chacun des éléments dont la zone de positionnement du téléphone, les dimensions du téléphone, la zone active de l'antenne émettrice du dispositif de rechargement, la zone active de l'antenne réceptrice du téléphone, pour permettre la charge du téléphone dans tous les cas de figures, il faut soit multiplier le nombre d'antennes dans le dispositif de rechargement, soit déplacer cette antenne pour qu'elle permette de charger le téléphone.
Il a donc été proposé de prévoir un ajustement de l'antenne et des antennes émettrices par rapport à l'antenne ou aux antennes réceptrices afin de corriger une possible déviation de place de l'élément électronique à recharger, celui-ci n'ayant pas été correctement placé par l'utilisateur ou ayant dévié de sa position de départ. Ceci est particulièrement le cas dans un véhicule automobile dans lequel le téléphone portable est susceptible d'être mal placé ou de bouger.
II est ainsi connu d'utiliser des moteurs électriques, avantageusement deux moteurs électriques, pour corriger la position du chariot embarquant l'antenne ou les antennes émettrices dans le dispositif de rechargement.
Utiliser deux moteurs électriques accroît cependant considérablement le prix du dispositif de rechargement et augmente son encombrement, étant donné que chaque moteur présente son électronique de commande qui est alors doublée.
En solution alternative, il a aussi été prévu de multiplier le nombre d'antennes émettrices, ce qui est aussi une solution coûteuse et complexe.
Le problème à la base de la présente invention est de concevoir un dispositif de rechargement par induction d'un élément électronique qui permette une adaptation du positionnement de l'antenne ou des antennes émettrices se trouvant dans le dispositif de rechargement par rapport à l'antenne ou aux antennes réceptrices de l'élément électronique, cette adaptation devant être simple et peu coûteuse en étant la plus efficiente possible.
A cet effet la présente invention concerne un dispositif de rechargement inductif d'un élément électronique du type téléphone portable ou tablette numérique présentant au moins une antenne réceptrice, le dispositif présentant une face extérieure destinée au support de l'élément électronique pour son rechargement, un chariot de forme plane étant mobile dans l'intérieur du dispositif et portant au moins une antenne émettrice destinée à être alignée avec et à proximité de ladite au moins une antenne réceptrice, le chariot mobile étant actionné par un mécanisme d'actionnement motorisé, remarquable en ce que le mécanisme d'actionnement comprend un unique moteur couplé à un élément d'entraînement principal rendant mobile le chariot dans un plan parallèle à la face extérieure du dispositif, l'élément d'entraînement principal étant de forme circulaire et le moteur engrenant à une périphérie de l'élément d'entraînement principal en entraînant l'élément d'entraînement principal en rotation.
L'effet technique obtenu est d'utiliser un seul moteur qui peut effectuer un réglage selon deux composantes. Il est aussi possible d'utiliser une seule antenne alors que l'état de la technique utilise deux moteurs ou plusieurs antennes. Il y a donc une économie de coût mais aussi une simplicité de réglage de la position du chariot.
La multiplication des moteurs et des antennes nécessitait l'emploi de toute une électronique de commande que la présente invention permet de supprimer.
Avantageusement, le mécanisme d'actionnement comprend au moins un doigt de guidage pointant vers le chariot, ledit au moins un doigt de guidage pénétrant dans une gorge pratiquée sur une face du chariot en vis-à-vis du mécanisme d'actionnement et le moteur présente un réducteur et un arbre de sortie engrenant à la périphérie de l'élément d'entraînement principal, l'arbre de sortie et l'élément d'entraînement principal s'étendant dans un plan parallèle au plan du chariot.
Comparé à un moteur se trouvant avec un arbre de sortie perpendiculaire au chariot, l'arbre de sortie du moteur peut être parallèle au plan du chariot, ce qui rend le dispositif de rechargement plus compact.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans le mécanisme d'actionnement, l'élément d'entraînement principal est solidaire d'une poulie en tant que poulie menante disposée coaxialement à l'élément d'entraînement principal et entraînée en rotation par le moteur via l'élément d'entraînement principal, une courroie étant enroulée autour de la poulie menante et d'au moins une poulie menée de retour, la courroie portant ledit au moins un doigt de guidage.
Ce mode de réalisation est relativement économique et peut être adapté selon le parcours imposé à la courroie. Le ou les galets tendeurs assurent une tension réglable de la courroie et permettent éventuellement de modifier localement la trajectoire de la courroie, d'où une adaptation facilitée à plusieurs types de faces de réception de l'élément électronique.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, l'élément d'entraînement principal est un élément d'engrenage primaire entraînant deux éléments d'engrenage secondaires disposés en étant diamétralement opposés par rapport au centre de l'élément d'engrenage primaire, ledit au moins un doigt de guidage traversant chaque élément d'engrenage secondaire en direction du chariot, ledit au moins un doigt de guidage étant mobile en rapprochement et en éloignement du chariot par action d'un profil de came porté par une face de l'élément d'engrenage primaire orientée vers le chariot.
Ce mode de réalisation est le plus complexe mais aussi le plus précis. Les doigts sont partiellement escamotables en s'insérant dans un chemin de guidage formé par une gorge respective. Le chariot peut être entraîné alternativement sur un ou plusieurs éléments d'engrenage secondaires eux- mêmes entraînés par l'élément d'engrenage primaire.
Avantageusement, ledit au moins un doigt de guidage est rappelé élastiquement en éloignement du chariot par un élément de rappel, la gorge formant un chemin de guidage pour ledit au moins un doigt. Ceci permet de retirer automatiquement un doigt de la gorge quand celui-ci n'exerce plus une action d'entraînement du chariot, le profil de came étant alors réduit.
Avantageusement, le système d'actionnement comprend deux doigts de guidage par élément d'engrenage secondaire, chaque élément d'engrenage secondaire présentant un premier pignon d'entraînement engrenant à la périphérie de l'élément d'engrenage primaire et un deuxième pignon tourné vers le chariot, le premier pignon d'entraînement et le deuxième pignon étant coaxiaux en étant solidarisés par un arbre de liaison, le premier pignon d'entraînement, le deuxième pignon, l'élément d'engrenage primaire et le chariot s'étendant dans des plans parallèles respectifs.
Avantageusement, chaque deuxième pignon est de plus grand diamètre que le premier pignon d'entraînement auquel il est associé, le deuxième pignon recouvrant à distance une portion de l'élément d'engrenage primaire, le deuxième pignon étant traversé par deux alésages pour le passage d'un doigt de guidage respectif, les deux alésages délimitant entre eux un arc de cercle inférieur à 45° .
Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, l'élément principal est une roue à excentrique motrice, le mécanisme d'actionnement comprenant aussi un doigt de guidage et une roue à excentrique auxiliaire non entraînée directement par le moteur, le mécanisme d'actionnement étant configuré afin que le mouvement du chariot soit une combinaison d'un mouvement de translation et d'un mouvement de rotation. Ce mouvement combiné de translation et de rotation du chariot permet de couvrir une plus grande surface de charge. Avantageusement, le dispositif comprend un support fixe portant l'axe de chacune des deux roues à excentrique et auquel support le doigt de guidage est solidarisé par une extrémité, le doigt de guidage étant logé dans une zone de guidage à rebord circulaire fermé pour une limitation de son déplacement.
Avantageusement, ladite au moins une antenne émettrice est sous forme d'une bobine plane en appui sur une face de chariot destinée à être en vis- à-vis de ladite au moins une antenne réceptrice de l'élément électronique à recharger.
La présente invention concerne aussi un véhicule automobile remarquable en ce qu'il intègre un tel dispositif de rechargement par induction. Dans un véhicule automobile en marche, un élément électronique du style téléphone portable peut être mal placé ou bouger quand placé sur le dispositif de rechargement par induction. La présente invention, notamment par ses trois modes de réalisation précédemment détaillés, permet de corriger ces variations de position de l'élément électronique sur le dispositif.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'un dispositif de rechargement par induction conformément à un premier mode de réalisation selon la présente invention,
- la figure 2 est une représentation schématique d'une vue de dessus du dispositif de rechargement par induction conformément au premier mode de réalisation montré à la figure 1 ,
- la figure 3 illustre les différentes étapes successives de la cinématique vue de dessus du dispositif de rechargement par induction illustré aux figures 1 et 2,
- la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'un dispositif de rechargement par induction conformément à un deuxième mode de réalisation selon la présente invention,
- la figure 5 est une représentation schématique d'une vue de dessus du dispositif de rechargement par induction conformément au deuxième mode de réalisation illustré à la figure 4, - la figure 6 illustre différentes étapes successives de la cinématique vue de dessus du dispositif de rechargement par induction illustré aux figures 4 et 5,
- la figure 7 illustre différentes étapes successives de la cinématique vue en coupe du dispositif de rechargement par induction illustré aux figures 4 et 5, - la figure 8 est une représentation schématique d'une vue de dessus du dispositif de rechargement par induction conformément à un troisième mode de réalisation selon la présente invention,
- la figure 9 illustre différentes étapes successives de la cinématique vue de dessus du dispositif de rechargement par induction illustré à la figure 8,
- la figure 10 illustre une comparaison de la zone de charge obtenue selon un dispositif de rechargement de l'état de la technique et un dispositif de rechargement selon le troisième mode de réalisation de la présente invention illustré à la figure 8,
- la figure 11 est une représentation schématique d'une vue en éclaté du dispositif de rechargement par induction conformément au troisième mode de réalisation illustré à la figure 8.
Dans ce qui va suivre il sera fait référence à toutes les figures prises en combinaison et quand une référence numérique est manquante à une figure donnée, cette référence numérique est à rechercher dans les autres figures.
En se référant à toutes les figures, dans tous ses modes de réalisation, la présente invention concerne un dispositif de rechargement 1 inductif d'un élément électronique 2, visible à la figure 1 1 , du type téléphone portable ou tablette numérique présentant au moins une antenne réceptrice. Le dispositif de rechargement 1 présente une face extérieure destinée au support de l'élément électronique 2 pour son rechargement.
Un chariot 4 de forme plane est mobile dans l'intérieur du dispositif 1 et porte au moins une antenne émettrice 3 destinée à être alignée avec et à proximité de ladite au moins une antenne réceptrice. Le chariot 4 mobile est actionné par un mécanisme d'actionnement motorisé.
Selon l'invention, le mécanisme d'actionnement comprend un unique moteur 5 couplé à un élément d'entraînement principal 6, 6a, 6b rendant mobile le chariot 4 dans un plan parallèle à la face extérieure du dispositif 1 . L'élément d'entraînement principal 6, 6a, 6b est de forme circulaire et le moteur 5 engrène à une périphérie de l'élément d'entraînement principal 6, 6a, 6b en entraînant l'élément d'entraînement principal 6, 6a, 6b en rotation.
Optionnellement, dans les modes de réalisation de l'invention, le mécanisme d'actionnement comprend au moins un doigt de guidage 7 pointant vers le chariot 4. Ledit au moins un doigt de guidage 7 pénètre dans une gorge 8 pratiquée sur une face du chariot 4 en vis-à-vis du mécanisme d'actionnement.
Le moteur 5, avantageusement électrique, peut présenter un réducteur 5a et un arbre de sortie 9 engrenant à la périphérie de l'élément d'entraînement principal 6, 6a, 6b. L'arbre de sortie 9 et l'élément d'entraînement principal 6, 6a, 6b s'étendent dans un plan parallèle au plan du chariot 4.
Il va maintenant être détaillé trois modes de réalisation de l'invention qui ne sont pas limitatifs.
Dans un premier mode de réalisation, en se référant notamment aux figures 1 à 3, dans le mécanisme d'actionnement, l'élément d'entraînement principal 6, en prise directe avec le moteur 5 à sa périphérie, est solidaire d'une poulie en tant que poulie menante 10.
Cette poulie menante 10 peut être disposée coaxialement à l'élément d'entraînement principal 6 et est entraînée en rotation par le moteur 5 via l'élément d'entraînement principal 6. Une courroie 1 1 est alors enroulée autour de la poulie menante 10 et d'au moins une poulie menée 12 de retour. C'est cette courroie 1 1 qui porte ledit au moins un doigt de guidage 7 pénétrant dans une gorge 8 pratiquée sur une face du chariot 4 en vis-à-vis du mécanisme d'actionnement et de l'élément d'entraînement 6. Aux figures 1 à 3, il est montré un unique doigt de guidage 7.
A la figure 1 , le doigt de guidage 7 est en forme d'équerre. Les poulies 10, 12 entraînent en rotation la courroie 1 1 . Le mécanisme d'actionnement peut comporter au moins un galet tendeur 13 de la courroie 1 1 , avantageusement deux galets tendeurs. Les galets tendeurs 13 assurent une tension appropriée de la courroie 1 1 et permettent éventuellement de modifier localement la trajectoire de la courroie 1 1 .
La figure 3 montre une cinématique du mouvement du chariot 4 initié par le mécanisme d'actionnement en diverses positions A à G atteintes par rotation de l'élément d'entraînement principal 6 et de sa poulie menante 10 associée. Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, en se référant notamment aux figures 4 à 7, dans le mécanisme d'actionnement, l'élément d'entraînement principal, en prise directe avec le moteur 5 à sa périphérie est un élément d'engrenage primaire 6a entraînant deux éléments d'engrenage secondaires 14, 1 5, 1 6 disposés en étant diamétralement opposés par rapport au centre de l'élément d'engrenage primaire 6a.
Le ou les doigts de guidage 7, avantageusement au nombre de deux par engrenage secondaire 14, 1 5, 1 6 comme montré aux figures 4 à 7, peuvent traverser chaque élément d'engrenage secondaire 14, 15, 1 6 en direction du chariot 4. Le ou les doigts de guidage 7 peuvent être mobiles en rapprochement et en éloignement du chariot 4 par action d'un profil de came 1 7 porté par une face de l'élément d'engrenage primaire 6a orientée vers le chariot 4.
Le ou les doigts de guidage 7 peuvent être poussés vers le chariot 4 par le profil de came 17, notamment visible aux figures 4 et 7. Le ou les doigts de guidage 7 peuvent pointer perpendiculairement à leur engrenage secondaire 14, 1 5, 1 6 associé, de même que perpendiculairement à l'élément d'engrenage primaire 6a.
De plus, le ou les doigts de guidage 7 peuvent être rappelés élastiquement en éloignement du chariot 4 par un élément de rappel. Les doigts de guidage 7 peuvent par exemple être montés sur un ou des ressorts pour pouvoir s'escamoter lorsqu'ils ne sont pas poussés par le profil de came 1 7 de l'élément d'engrenage primaire 6a. La ou les gorges 8 forment un chemin de guidage pour le ou les doigts de guidage 7.
Comme particulièrement bien visible à la figure 7, le système d'actionnement comprend deux doigts de guidage 7 par élément d'engrenage secondaire 14, 1 5, 1 6. Chaque élément d'engrenage secondaire 14, 1 5, 1 6 peut présenter un premier pignon 14 d'entraînement engrenant à la périphérie de l'élément d'engrenage primaire 6a et un deuxième pignon 1 6 tourné vers le chariot 4.
Le premier pignon 14 d'entraînement et le deuxième pignon 1 6 peuvent être coaxiaux en étant solidarisés entre eux par un arbre de liaison 1 5 les maintenant à distance l'un de l'autre dans des plans superposés. Le premier pignon 14 d'entraînement, le deuxième pignon 1 6, l'élément d'engrenage primaire 6a et le chariot 4 peuvent alors s'étendre dans des plans parallèles respectifs superposés.
Chaque deuxième pignon 16 peut être de plus grand diamètre que le premier pignon 14 d'entraînement auquel il est associé. Dans ce cas, le deuxième pignon 16 recouvre à distance une portion de l'élément d'engrenage primaire 6a. C'est sur cette portion de l'élément d'engrenage primaire 6a pouvant être recouverte par les deuxièmes pignons 16 que s'appuient le ou les doigts de guidage 7 soit directement, ceci en position escamotée, ou soit par l'intermédiaire du profil de came 17.
Le deuxième pignon 16 peut être traversé par deux alésages 16a pour le passage d'un doigt de guidage 7 respectif, les deux alésages 16a délimitant entre eux un arc de cercle avantageusement inférieur à 45° .
Les figures 6 et 7 montrent la cinématique de déplacement du chariot 4 par le mécanisme d'actionnement dans diverses positions A à G qui se correspondent pour ces deux figures, respectivement en vue de dessus et en vue de coupe latérale du mécanisme d'actionnement. A ces figures, le déplacement du chariot 4 est montré exagéré pour être mieux visible.
Dans un troisième mode de réalisation de l'invention, en se référant notamment aux figures 8 à 1 1 , dans le mécanisme d'actionnement, l'élément d'entraînement, en prise directe avec le moteur 5 à sa périphérie est une roue à excentrique motrice 6b. Le mécanisme d'actionnement comprend aussi un doigt de guidage 7 et une roue à excentrique auxiliaire 18 non entraînée directement par le moteur 5. Le mécanisme d'actionnement est configuré afin que le mouvement du chariot 4 soit une combinaison d'un mouvement de translation et d'un mouvement de rotation.
La roue à excentrique motrice 6b peut être dentée et coopérer avec une surface d'engrènement prévue sur l'arbre de sortie 9 du moteur 5. Une zone de guidage 7a, avantageusement à rebord fermé circulaire, délimite le parcours du doigt de guidage 7. Le doigt de guidage 7, pouvant être sensiblement de forme rectiligne, peut présenter une première extrémité logée dans la gorge du chariot 4 et une deuxième extrémité encadrée par la zone de guidage 7a. Le mouvement du chariot 4 est défini par le rebord fermé circulaire de la zone de guidage 7a contre lequel s'appuie la deuxième extrémité du doigt de guidage 7. La figure 9 montre une cinématique de ce troisième mode de réalisation selon la présente invention combinant mouvement de translation et mouvement de rotation. Le début de cinématique commence par un mouvement de translation entre les références A et B suivie d'une combinaison de mouvements de translation et de rotation pour les étapes C à I.
Dans un sous-mode de réalisation de ce troisième mode de réalisation selon la présente invention, au lieu d'un déplacement afin de trouver une position privilégie du chariot 4 support de l'antenne ou des antennes il peut être prévu un déplacement continu du chariot 4.
La figure 10 montre une comparaison des zones de charge 23a, 23 pour un dispositif de rechargement de l'état de la technique 1 a et un dispositif de rechargement 1 selon la présente invention. La zone de charge 23 du dispositif de rechargement 1 selon la présente invention peut être doublée par rapport à la zone de charge 23a du dispositif de rechargement selon l'état de la technique 1 a. Ceci est dû à la création d'un mouvement combinant une translation et une rotation du chariot 4 créant une zone de charge 23 sensiblement double de la zone de charge 23a de l'état de la technique.
En fonction des valeurs d'excentration possibles, la zone de couverture de charge peut donc être doublée. Pour l'état de la technique, la même zone de couverture avec des antennes fixes nécessite de doubler les antennes, ce qui oblige aussi à doubler toute l'électronique nécessaire à leur pilotage.
La figure 1 1 montre une vue en éclaté du dispositif de rechargement 1 inductif selon ce troisième mode de la présente invention pour un élément électronique 2 du type téléphone portable ou tablette numérique. Le dispositif de rechargement 1 inductif peut présenter une surface d'appui sur lequel l'élément électronique 2 est chargé. Cette surface d'appui est avantageusement formée par une face supérieure d'un boîtier supérieur 22.
Avantageusement, l'ensemble est un véhicule automobile dans lequel est intégré le dispositif de rechargement 1 inductif. Ceci est valable pour tous les modes de réalisation de la présente invention.
Le dispositif de rechargement 1 comprend un support fixe 20 portant l'axe 21 respectif de chacune des deux roues à excentrique 6b, 18 et auquel support le doigt de guidage 7 est solidarisé par une extrémité. A la figure 1 1 , le dispositif de rechargement 1 inductif peut comprendre un boîtier inférieur 19 coopérant avec le boîtier supérieur 22 amovible pour intégrer et protéger la totalité du reste du dispositif 1 en leur intérieur. Les boîtiers supérieur et inférieur 22, 19 logent aussi entre eux le moteur 5, avantageusement électrique, et l'arbre de sortie 9 du moteur 5. Un réducteur 5a peut être associé au moteur 5.
Dans le troisième mode de réalisation, le support fixe 20 peut porter aussi la zone de guidage 7b fermée circulaire pour le guidage de la deuxième extrémité du doigt de guidage 7 sensiblement rectiligne dont l'autre extrémité a pénétré dans une gorge aménagée sur une face du chariot 4 en vis-à-vis du support 20. La deuxième extrémité du doigt de guidage 7 est logée à l'intérieur de la zone de guidage 7b.
En analogie avec ce mode de réalisation, le dispositif de rechargement 1 selon les premier et deuxièmes modes peut présenter de tels boîtiers inférieur et supérieur 19, 22 et un tel support fixe 20, le support fixe 20 étant adapté spécifiquement pour chaque mode de réalisation.
En se référant aux figures spécifiques à ces modes de réalisation, par exemple pour le premier mode, un support fixe peut présenter deux axes de rotation pour chacune des poulies 10, 12 avec, le cas échéant, un axe de rotation pour chaque galet tendeur 13.
Pour le deuxième mode, un support fixe peut présenter un axe 21 de rotation pour l'élément d'engrenage primaire 6a principal.
Superposé au mécanisme d'actionnement se trouve le chariot 4 mobile ou support d'antenne. A la figure 1 1 , le chariot 4 supporte deux bobines, par exemple des bobines de Litz, formant les antennes émettrices 3. Le boîtier supérieur 22 recouvre tous ces éléments du mécanisme d'actionnement et forme la face supérieure du dispositif de rechargement 1 sur lequel est appliqué l'élément électronique 2 à recharger.
Pour tous les modes de réalisation de la présente invention, l'antenne ou les antennes émettrices peuvent être sous forme d'une ou de bobines planes en appui sur une face de chariot 4 destinée à être en vis-à-vis d'une ou des antennes réceptrices de l'élément électronique 2 à recharger. Quand il y a plusieurs antennes, notamment des bobines, ces bobines peuvent être disposées en ligne, en triangle ou toute autre manière améliorant la couverture de la zone de charge.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de rechargement (1 ) inductif d'un élément électronique (2) du type téléphone portable ou tablette numérique présentant au moins une antenne réceptrice, le dispositif (1 ) présentant une face extérieure destinée au support de l'élément électronique (2) pour son rechargement, un chariot (4) de forme plane étant mobile dans l'intérieur du dispositif (1 ) et portant au moins une antenne émettrice (3) destinée à être alignée avec et à proximité de ladite au moins une antenne réceptrice, le chariot (4) mobile étant actionné par un mécanisme d'actionnement motorisé, le mécanisme d'actionnement comprenant un unique moteur (5) couplé à un élément d'entraînement principal (6, 6a, 6b) rendant mobile le chariot (4) dans un plan parallèle à la face extérieure du dispositif (1 ), l'élément d'entraînement principal (6, 6a, 6b) étant de forme circulaire et le moteur (5) engrenant à une périphérie de l'élément d'entraînement principal (6, 6a, 6b) en entraînant l'élément d'entraînement principal (6, 6a, 6b) en rotation, le mécanisme d'actionnement comprenant au moins un doigt de guidage (7) pointant vers le chariot (4), ledit au moins un doigt de guidage (7) pénétrant dans une gorge (8) pratiquée sur une face du chariot (4) en vis-à-vis du mécanisme d'actionnement et le moteur (5) présente un réducteur (5a) et un arbre de sortie (9) engrenant à la périphérie de l'élément d'entraînement principal (6, 6a, 6b), l'arbre de sortie (9) et l'élément d'entraînement principal (6, 6a, 6b) s'étendant dans un plan parallèle au plan du chariot (4), le dispositif étant caractérisé en ce que ,dans le mécanisme d'actionnement, l'élément d'entraînement principal (6) est solidaire d'une poulie en tant que poulie menante (10) disposée coaxialement à l'élément d'entraînement principal (6) et entraînée en rotation par le moteur (5) via l'élément d'entraînement principal (6), une courroie (1 1 ) étant enroulée autour de la poulie menante (10) et d'au moins une poulie menée (12) de retour, la courroie (1 1 ) portant ledit au moins un doigt de guidage (7).
2. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement comporte au moins un galet tendeur (13) de la courroie (1 1 ).
3. Dispositif (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément d'entraînement principal est un élément d'engrenage primaire (6a) entraînant deux éléments d'engrenage secondaires (14, 15, 16) disposés en étant diamétralement opposés par rapport au centre de l'élément d'engrenage primaire (6a), ledit au moins un doigt de guidage (7) traversant chaque élément d'engrenage secondaire (14, 15, 16) en direction du chariot (4), ledit au moins un doigt de guidage (7) étant mobile en rapprochement et en éloignement du chariot (4) par action d'un profil de came (17) porté par une face de l'élément d'engrenage primaire (6a) orientée vers le chariot (4).
4. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit au moins un doigt de guidage (7) est rappelé élastiquement en éloignement du chariot (4) par un élément de rappel, la gorge (8) formant un chemin de guidage pour ledit au moins un doigt (7).
5. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le système d'actionnement comprend deux doigts de guidage (7) par élément d'engrenage secondaire (14, 15, 16), chaque élément d'engrenage secondaire (14, 15, 16) présentant un premier pignon (14) d'entraînement engrenant à la périphérie de l'élément d'engrenage primaire (6a) et un deuxième pignon (16) tourné vers le chariot (4), le premier pignon (14) d'entraînement et le deuxième pignon (16) étant coaxiaux en étant solidarisés par un arbre de liaison (15), le premier pignon (14) d'entraînement, le deuxième pignon (16), l'élément d'engrenage primaire (6a) et le chariot (4) s'étendant dans des plans parallèles respectifs.
6. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque deuxième pignon (16) est de plus grand diamètre que le premier pignon (14) d'entraînement auquel il est associé, le deuxième pignon (16) recouvrant à distance une portion de l'élément d'engrenage primaire (6a), le deuxième pignon (16) étant traversé par deux alésages (17) pour le passage d'un doigt de guidage (7) respectif, les deux alésages (17) délimitant entre eux un arc de cercle inférieur à 45° .
7. Dispositif (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément principal est une roue à excentrique motrice (6b), le mécanisme d'actionnement comprenant aussi un doigt de guidage (7) et une roue à excentrique auxiliaire (18) non entraînée directement par le moteur (5), le mécanisme d'actionnement étant configuré afin que le mouvement du chariot (4) soit une combinaison d'un mouvement de translation et d'un mouvement de rotation.
8. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un support fixe (20) portant l'axe (21 ) de chacune des deux roues à excentrique (6b, 18) et auquel support fixe (20) le doigt de guidage (7) est solidarisé par une extrémité, le doigt de guidage (7) étant logé dans une zone de guidage (7a) à rebord circulaire fermé pour une limitation de son déplacement.
9. Dispositif (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une antenne émettrice (3) est sous forme d'une bobine plane en appui sur une face de chariot (4) destinée à être en vis-à- vis de ladite au moins une antenne réceptrice de l'élément électronique (2) à recharger.
10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il intègre un dispositif de rechargement par induction selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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