特開 2024-72956 無線給電ケース

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024072956

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】無線給電ケース

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/10 20160101AFI20240522BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240522BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20240522BHJP

【ＦＩ】

H02J50/10

H02J7/00 301D

H02J7/00 301B

H02J7/02 U

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022183870

(22)【出願日】2022-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柴田 実

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 真

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503EA01

5G503FA03

5G503GB08

(57)【要約】

【課題】収容部に収容された電子機器に給電することができる無線給電装置を備えた無線給電ケースであって、発光表示機能を有しつつ製造コストが抑えられた無線給電ケースを提供する。
【解決手段】本発明の一態様として、電子機器４０を収容する収容部１０と、収容部１０に収容された電子機器４０に給電するための無線給電装置２０と、発光表示部２７２と、を備え、無線給電装置２０が、回路基板２５と、回路基板２５上に実装された光源２６と、回路基板２５を収容する筐体２３とを有し、光源２６が発する光を発光表示部２７２まで導く導光体２７が無線給電装置２０に取り付けられた、無線給電ケース１を提供する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子機器を収容する収容部と、
前記収容部に収容された前記電子機器に給電するための無線給電装置と、
発光表示部と、
を備え、
前記無線給電装置が、回路基板と、前記回路基板上に実装された光源と、前記回路基板を収容する筐体とを有し、
前記光源が発する光を前記発光表示部まで導く導光体が前記無線給電装置に取り付けられた、
無線給電ケース。

【請求項2】

前記導光体が、前記無線給電装置の前記筐体に固定され、
前記筐体と前記導光体の接続部分からの前記筐体の内部への水の浸入を抑えるために前記接続部分が止水部材に覆われた、
請求項１に記載の無線給電ケース。

【請求項3】

前記発光表示部が、前記収容部の開口部の周りの板状のパネル部の表面に露出するように設けられた、
請求項１に記載の無線給電ケース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線給電ケースに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、携帯電話機を保持するための携帯電話機用ホルダー装置であって、保持した携帯電話機に給電する機能と、携帯電話機の充電状態に応じて発光する充電インジケータを備えたものが知られている（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－７７８９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には給電装置と充電インジケータを接続する手段は開示されていないが、一般的な構造では、給電装置の基板と充電インジケータの光源がハーネスで接続される。この場合、充電インジケータを設けるためのコストが大きくなるという問題がある。

【0005】

本発明の目的は、収容部に収容された電子機器に給電することができる無線給電装置を備えた無線給電ケースであって、発光表示機能を有しつつ製造コストが抑えられた無線給電ケースを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］～［３］の無線給電ケースを提供する。

【0007】

［１］電子機器を収容する収容部と、前記収容部に収容された前記電子機器に給電するための無線給電装置と、発光表示部と、を備え、前記無線給電装置が、回路基板と、前記回路基板上に実装された光源と、前記回路基板を収容する筐体とを有し、前記光源が発する光を前記発光表示部まで導く導光体が前記無線給電装置に取り付けられた、無線給電ケース。
［２］前記導光体が、前記無線給電装置の前記筐体に固定され、前記筐体と前記導光体の接続部分からの前記筐体の内部への水の浸入を抑えるために前記接続部分が止水部材に覆われた、上記［１］に記載の無線給電ケース。
［３］前記発光表示部が、前記収容部の開口部の周りの板状のパネル部の表面に露出するように設けられた、上記［１］に記載の無線給電ケース。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、収容部に収容された電子機器に給電することができる無線給電装置を備えた無線給電ケースであって、発光表示機能を有しつつ製造コストが抑えられた無線給電ケースを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る無線給電ケースの斜視図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態に係る無線給電ケースの設置位置の例を概略的に示す図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態に係る無線給電装置の斜視図である。

【図4】図４は、受電用コイルを内部に有する電子機器が収容された状態の無線給電ケースの垂直断面図である。

【図5】図５は、図４の光源周辺の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（無線給電ケースの構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る無線給電ケース１の斜視図である。無線給電ケース１は、電子機器を収容する収容部１０と、収容部１０に収容された電子機器に給電するための無線給電装置２０と、無線給電装置２０の動作状態などに応じて発光表示を行う発光表示部２７２を備える。

【0011】

無線給電ケース１においては、無線給電装置２０の給電用コイルと、収容部１０に収容された電子機器の受電用コイルを用いた電磁誘導により無線給電が行われる。電子機器を収容部１０に収容する（挿し入れる）ことにより、無線給電装置２０の給電用コイルと電子機器の受電用コイルが平行に近い状態で近づき、電磁誘導による給電が行われる。

【0012】

無線給電装置２０により給電することのできる電子機器は、受電用コイルなどが含まれる受電装置を有する機器であり、例えば、スマートフォンなどの携帯電話機、オーディオプレーヤー、携帯ゲーム機などである。

【0013】

発光表示部２７２は、収容部１０に収容された電子機器の充電中、充電完了などの充電状態や、収容部１０内に金属製の異物が検知されたことを発光表示することができる。また、発光表示部２７２の点灯、点滅などの発光のタイミングや、発光色などを使い分けることにより、これらの複数の異なる状態を表示することができる。

【0014】

なお、金属製の異物が無線給電装置２０の給電用コイルと電子機器の受電用コイルの間又はその近傍に入り込んだ状態で無線給電が行われると、金属製の異物に電流が流れることにより、金属製の異物の発熱や電力の損失などの問題が生じ得る。このため、ＦＯＤと呼ばれる異物検知の結果を行い、検知されたときにその旨を発光表示部２７２によって表示することにより、使用者に対処を促すことができる。

【0015】

発光表示部２７２は、無線給電ケース１が設置された状態において使用者から視認できる位置、例えば、無線給電ケース１が車両室内に設置された状態で車両室内から視認できる位置、に設けられる。

【0016】

収容部１０は、電子機器を立てた状態で収容する、上方に開口する開口部を有するポケット状の容器である。ここで、立てた状態とは、電子機器の短辺の側面が収容部１０の内側の底面に対向する状態をいう。

【0017】

収容部１０は、例えば、図１に示されるように、開口部の周りに板状のパネル部１１を有する。例えば、無線給電ケース１を取り付け対象物に取り付けた際に、パネル部１１が取り付け対象物のパネル部分の一部となる。

【0018】

図２は、無線給電ケース１の設置位置の例を概略的に示す図である。図２に示される例では、無線給電ケース１は、自動車５０の運転席５１と助手席５２の間に配置されたセンターコンソール５３に設置される。この場合、無線給電ケース１のパネル部１１が、センターコンソール５３のアッパーパネルの一部となり、アッパーパネル内に発光表示部２７２が設けられる。

【0019】

無線給電ケース１がセンターコンソール５３に設置される場合、運転席５１に座った乗員と助手席５２に座った乗員のいずれも無線給電ケース１の近傍に容易に手が届くため、無線給電ケース１を利用することができ、かつ、窮屈でない姿勢で無線給電ケース１に電子機器を収容し、また、取り出すことができる。

【0020】

図３は、無線給電装置２０の斜視図である。図４は、受電用コイル４１を内部に有する電子機器４０が収容された状態の無線給電ケース１の垂直断面図である。

【0021】

無線給電装置２０は、無線給電用の給電用コイル２１と、給電用コイル２１に給電用の電流を流すための回路を有する、給電用コイル２１に接続された回路基板２５と、回路基板２５を収容する筐体２３と、回路基板２５に接続された外部から電力を供給するためのハーネスコネクター２４とを有する。

【0022】

筐体２３は、図１及び後述する図４に示される例では、無線給電装置２０を収容部１０に取り付けたときに収容部１０側を向く、ＦＲ４（ガラスエポキシ）などからなる底板２３１と、底板２３１に被せられて給電用コイル２１や回路基板２５を覆う樹脂製のカバー２３２を有する。

【0023】

無線給電装置２０は、収容部１０の側壁の外側の面１０１に着脱可能に取り付けられる。無線給電装置２０は、収容部１０に取り付け、取り外しができるため、メンテナンス性に優れる。給電用コイル２１は、典型的には平面コイルであり、無線給電装置２０が収容部１０に取り付けられた状態で、収容部１０の側壁の外側の面１０１に対向する位置に設けられている。

【0024】

図１、図３に示される例では、筐体２３は、無線給電装置２０を収容部１０へ取り付けるための、両側部から側方に突出した板状の第１の突出部２３３と、下端から下方に突出したネジ止め用の孔を有する第２の突出部２３４とを有する。無線給電装置２０を収容部１０へ取り付ける際には、まず、無線給電装置２０を下方から収容部１０へ近づけ、２つの第１の突出部２３３の各々を対応する第１の固定部１０２の溝１０７にスライドさせて嵌め込む。その後、第２の突出部２３４の孔を通してネジ１３を第２の固定部１０３の孔にねじ込み、第２の突出部２３４を第２の固定部１０３に固定する。

【0025】

給電用コイル２１は、筐体２３の内部に設置されているため、結露により生じる水分などの給電用コイル２１への付着を抑えることができる。なお、収容部１０に収容された電子機器の受電用コイルとの距離をより小さくするために、給電用コイル２１を筐体２３の外側に設置してもよい。また、給電用コイル２１の表面はノイズ低減フィルターなどの部品で覆われていてもよい。

【0026】

給電用コイル２１の大きさや形状は、例えば、無線給電の規格に応じて設定される。給電用コイル２１の形状は、典型的には角が丸められた四角形や円形であるが、電子機器の給電可能な位置の調整などのために、角が丸められた三角形や卵型などの他の形状を採用してもよい。

【0027】

無線給電装置２０には、光源２６が発する光を発光表示部２７２まで導く導光体２７が取り付けられている。典型的には、導光体２７は、無線給電装置２０の筐体２３に固定され、図３に示される例では、筐体２３のカバー２３２に固定されている。導光体２７は、光源２６が発する光を透過するＰＭＭＡ（メタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの透明材料からなる。

【0028】

図４に示されるように、電子機器４０は、無線給電装置２０が取り付けられている側の収容部１０の側壁の内面１０４に沿うように、かつ受電用コイル４１が配置されている側の面（例えば、電子機器４０がスマートフォンである場合は表示画面が設けられた面の反対側の面）が内面１０４側を向くように、収容部１０に収容される。

【0029】

図４中の一点鎖線Ｃは、電子機器４０の面内方向の中心位置を示している。一般的には、受電用コイル４１は電子機器４０の中心近くに配置されている。このため、受電用コイル４１の面内方向の中心位置は、一点鎖線Ｃで表される位置とほぼ一致する。

【0030】

無線給電装置２０の給電用の給電用コイル２１と電子機器４０の受電用コイル４１は、電磁誘導による無線給電を行うために、給電用コイル２１に流れる電流により生じる磁界が受電用コイル４１の内側を通るような位置関係にある。このため、給電用コイル２１の面内方向の中心位置と受電用コイル４１の面内方向の中心位置がある程度近ければ無線給電が可能であり、種々のサイズの電子機器４０に対応することができる。

【0031】

電子機器４０は、収容部１０内に立てた状態で収容されるため、上下方向の位置は収容部１０の内側の底面１０５の深さにより決まる。そのため、電子機器４０の上下方向の位置ずれはほぼなく、電子機器４０を給電可能な位置へ精度よく収めることができる。

【0032】

無線給電ケース１においては、スマートフォンなどの電子機器４０は、通常、その上側の一部が収容部１０の外に突出した状態で収容部１０内に収容される。このため、この突出した部分を掴んで電子機器４０を収容部１０から取り出すことができる。また、電子機器４０が収容部１０に収容された状態でも突出した部分を容易に視認することができるため、電子機器４０の置き忘れなどを防ぎやすい。

【0033】

無線給電装置２０の回路基板２５上には、光源２６が実装されている。光源２６は、発光表示部２７２の発光の光源であり、ＬＥＤチップなどの発光素子が用いられる。フルカラーＬＥＤなどの複数の色の光を発することのできる発光素子を光源２６として用いる場合には、発光表示部２７２が複数の色で発光表示を行うことができる。

【0034】

無線給電装置２０は、受電用コイル４１と給電用コイル２１を介して、電子機器４０に含まれる受電装置から、電子機器４０の充電状態などの電子機器４０の状態に関する情報を含むデータを受信することができる。そして、例えば、この電子機器４０に含まれる受電装置から受け取った情報に基づいて、回路基板２５に実装されたコントローラが、同じく回路基板２５に実装されたドライバを制御し、給電用コイル２１に電流を流す。

【0035】

具体的には、電子機器４０の充電状態に応じて、給電用コイル２１に電流を流して電子機器４０に給電したり、電流を止めて給電を終わらせたりすることができる。そして、給電用コイル２１への電流の制御に伴って、コントローラが光源２６の動作を制御して、充電（給電）中、充電（給電）完了などの状態に応じた発光をさせることができる。

【0036】

また、収容部１０内の金属製の異物を検知する場合には、例えば、コントローラが給電用コイル２１のＱ値をモニターし、得られたＱ値の大きさに応じて光源２６の動作を制御して、金属製の異物が検知された場合に応じた発光を光源２６にさせることができる。金属製の異物が収容部１０内に入り込んだ場合には、給電用コイル２１のＱ値が、電子機器４０が収容部１０内に収容されたときとは異なる値を示すため、Ｑ値をモニターすることにより、金属製の異物を検知することができる。

【0037】

図５は、図４の光源２６周辺の拡大図である。図５に示されるように、光源２６の発する光が導光体２７の長さ方向の一方の端面である光取込面２７１に主に向かうように、光源２６と導光体２７が設置される。光源２６から発せられて光取込面２７１から導光体２７内に進入した光は、導光体２７の内部を伝播し、導光体２７の光取込面２７１の反対側の端面である発光表示部２７２から放出される。このため、光源２６の発光のタイミング、発光色などの発光状態に応じて発光表示部２７２が発光する。

【0038】

図５などに示されるように、導光体２７の発光表示部２７２側の先端が、パネル部１１の裏側からパネル部１１に設けられた孔に嵌め込まれ、発光表示部２７２がパネル部１１の表面に露出している。導光体２７は、典型的には光取込面２７１と発光表示部２７２を端面とする棒状の形状を有するが、光源２６と発光表示部２７２の位置関係などに応じて屈曲した形状など、様々な形状をとることができる。

【0039】

図５などに示される例では、導光体２７の光取出面を発光表示部２７２として用いているが、発光表示部２７２は導光体２７とは別部品であってもよい。例えば、パネル部１１内に埋め込まれた透明部材を発光表示部２７２として、導光体２７がその透明部材まで光を導くような構成であってもよい。

【0040】

上述のように、無線給電ケース１においては、回路基板２５に直接実装された光源２６から導光体２７を用いて発光表示部２７２まで光を導き、発光させる。このため、ハーネスを用いて回路基板２５に光源を接続するような構成をとる場合と比較して、製造コストを抑えることができる。

【0041】

回路基板２５には、外部からの給電用のハーネスコネクター２４や、その他、コンソールなどに設けられるボタンなどの操作部との接続を行うためのハーネスコネクターなどが設けられる場合があるが、発光表示部２７２用のハーネスコネクターは不要である。

【0042】

筐体２３と導光体２７の接続部分からの筐体２３の内部への水の浸入を抑えるために、その接続部分が止水部材に覆われていることが好ましい。図３～５に示される例では、導光体２７の筐体２３と接触する幅広部２７３の側面を筐体２３の一部である環状の突起２８が覆い、筐体２３と導光体２７の隙間からの筐体２３の内部への水の浸入を抑えている。この場合、筐体２３の（例えばカバー２３２の）突起２８が止水部材として機能する。なお、止水部材の形態は特に限定されず、例えば、止水テープを筐体２３と導光体２７の接続部分の周りに巻き付けて、止水部材として用いてもよい。

【0043】

（実施の形態の効果）
上記の本発明の実施の形態に係る無線給電ケース１においては、回路基板２５に直接実装された光源２６から導光体２７を用いて発光表示部２７２まで光を導き、発光させるため、ハーネスを用いて回路基板２５に光源を接続するような構成をとる場合と比較して、製造コストを抑えることができる。このため、無線給電ケース１は、発光表示機能を有しつつ製造コストが抑えられている。

【0044】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。

【0045】

例えば、上記の無線給電ケース１においては、無線給電の方式に電磁誘導方式を採用しているが、電界結合方式などの他の方式を採用してもよい。また、上記の無線給電ケース１は、電子機器４０を立てた状態で収容する構造を有しているが、これに限定されるものではなく、例えば、電子機器４０をトレー状の収容部内に平置きした状態で給電を行う構造を有していてもよい。

【0046】

また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【符号の説明】

【0047】

１ 無線給電ケース
１０ 収容部
１１ パネル部
２０ 無線給電装置
２３ 筐体
２５ 回路基板
２６ 光源
２７ 導光体
２７２ 発光表示部
２８ 突起
４０ 電子機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】