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特許7317085複数のデバイスを充電するための折り畳み可能剛性ドッキングステーション
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-20
(45)【発行日】2023-07-28
(54)【発明の名称】複数のデバイスを充電するための折り畳み可能剛性ドッキングステーション
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20230721BHJP
H01F 38/14 20060101ALI20230721BHJP
H02J 50/90 20160101ALI20230721BHJP
H02J 50/10 20160101ALI20230721BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 301A
H01F38/14
H02J7/00 301D
H02J50/90
H02J50/10
【請求項の数】
17
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021154566
(22)【出願日】2021-09-22
(65)【公開番号】P2022052762
(43)【公開日】2022-04-04
【審査請求日】2021-10-04
(31)【優先権主張番号】63/082,263
(32)【優先日】2020-09-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】503260918
【氏名又は名称】アップル インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】Ｏｎｅ Ａｐｐｌｅ Ｐａｒｋ Ｗａｙ，Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ９５０１４， Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】カラニコス， デメトリオス ビー．
(72)【発明者】
【氏名】ワルトン， クリストファー ジェイ．
(72)【発明者】
【氏名】ハーグ， グラント エス．
【審査官】高野 誠治
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１３／００９９７３０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１３－５００６９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５５６４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０１９６６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０６５２７２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－１０７４３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１４６５７６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】CES 2020:Satechi Launches New Trio Wireless Charging Pad，米国，MacRumors，2020年01月07日
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ １０／４２ －１０／４８
Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２
Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６
Ｈ０２Ｊ ５０／００ －５０／９０
Ｈ０１Ｆ ３８／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
折り畳み可能充電器であって、上側及び下側を有する第１のリーフであって、
前記上側にある第１の接触面と、
前記第１の接触面の下の磁石アレイと、
第１のコイルと、
前記磁石アレイ及び前記第１のコイルを支持するための第１のエンクロージャと、
第１の固定磁石と、
を含む、第１のリーフと、
上側及び下側を有する第２のリーフであって、
充電パックと、
前記充電パックを支持するための第２のエンクロージャと、
第２の固定磁石と、
を含む、第２のリーフと、
前記第１のリーフを前記第２のリーフに接合する主ヒンジと、を備え、前記主ヒンジは、前記第１のリーフの前記上側が前記第２のリーフの前記上側に隣接するように第１の方向に折り畳み可能であり、前記主ヒンジは、前記第１のリーフの前記下側が前記第２のリーフの前記下側に隣接するように第２の方向に折り畳み可能であり、
前記第１のリーフの前記下側が前記第２のリーフの前記下側に隣接する場合に、前記第１の固定磁石が前記第２の固定磁石に引き付けられる、
折り畳み可能充電器。
【請求項2】
前記第１のリーフの前記上側が前記第２のリーフの前記上側に隣接する場合に、前記第１の固定磁石が前記第２の固定磁石に引き付けられる、請求項１に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項3】
前記充電パックが、磁石と、
第２のコイルと、を備える、請求項２に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項4】
前記充電パックが、パックヒンジを介して前記第２のエンクロージャに取り付けられている、請求項３に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項5】
前記磁石アレイが、第１の電子デバイスを前記第１のリーフの前記第１の接触面に整列させる、請求項４に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項6】
前記充電パックが、第２の接触面を更に備え、前記充電パック内の前記磁石が、第２の電子デバイスを前記第２の接触面に整列させる、請求項５に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項7】
前記主ヒンジがフレキシブル回路基板を更に備え、前記フレキシブル回路基板が複数の導体を含み、前記複数の導体のそれぞれが電気接続を形成する、請求項６に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項8】
前記複数の導体のそれぞれが、第１のトレース及び第２のトレースを備え、前記第１のトレース及び前記第２のトレースが、前記第１のリーフ内で共に接続されており、前記第１のトレース及び前記第２のトレースが、前記第２のリーフ内で共に接続されている、請求項７に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項9】
前記主ヒンジがフレキシブル回路基板を更に備え、前記フレキシブル回路基板が、電気接続を形成する複数のトレースを含み、前記複数のトレースのそれぞれが蛇行パターンを形成する、請求項６に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項10】
前記複数のトレースのそれぞれが、部分的に入れ子にされた蛇行パターンを形成する、請求項９に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項11】
前記複数のトレースのそれぞれが、完全に入れ子にされた蛇行パターンを形成する、請求項９に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項12】
前記パックヒンジが、単一のシャフトを有する単一の枢動ヒンジを備える、請求項６に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項13】
前記パックヒンジが、前記充電パックに取り付けられた第１のシャフトと、前記第１のシャフトによって駆動される第２のシャフトと、を有する摺動ヒンジを備え、前記第２のシャフトが、前記パックヒンジのラックに係合するためのピニオンを備える、請求項６に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項14】
折り畳み可能充電器であって、上側及び下側を有する第１のリーフであって、
前記上側にある第１の接触面と、
前記第１の接触面の下の磁石アレイと、
第１のコイルと、
前記磁石アレイ及び前記第１のコイルを支持するための第１のエンクロージャと、
を含む、第１のリーフと、
上側及び下側を有する第２のリーフであって、
第２の接触面と、
前記第２の接触面の下の磁石と、
第２のコイルと、
前記磁石及び前記第２のコイルを支持するための第２のエンクロージャと、
を含む、第２のリーフと、
前記第１のリーフを前記第２のリーフに接合する主ヒンジであって、前記主ヒンジは、
電気接続を形成する複数のトレースを備えるフレキシブル回路基板であって、前記複数のトレースのそれぞれは蛇行パターンを有する、フレキシブル回路基板を備える、主ヒンジと、を備え、
前記主ヒンジは、前記第１のリーフの前記上側が前記第２のリーフの前記上側に隣接するように第１の方向に折り畳み可能であり、前記主ヒンジは、前記第１のリーフの前記下側が前記第２のリーフの前記下側に隣接するように第２の方向に折り畳み可能である、
折り畳み可能充電器。
【請求項15】
前記第２のリーフが、前記磁石及び前記第２のコイルを収容し前記第２の接触面を支持する充電パックを更に備え、前記充電パックは、外部電子デバイスを充電するために、前記第２のリーフにおける下方位置から前記第２のリーフの上にある上方位置へ移動可能である、請求項１４に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項16】
各電気接続は、第１のトレース及び第２のトレースを備え、前記第１のトレース及び前記第２のトレースが、前記第１のリーフ内で共に接続されており、前記第１のトレース及び前記第２のトレースが、前記第２のリーフ内で共に接続されている、請求項１５に記載の折り畳み可能充電器。
【請求項17】
前記磁石アレイが、前記第１のコイルの周りに周方向に位置し、前記第２のコイルが、前記磁石の周りに周方向に位置する、請求項１６に記載の折り畳み可能充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０２０年９月２３日に出願された米国特許仮出願第６３／０８２，２６３号の優先権の利益を主張し、同文献は参照により援用されている。
本出願は、２０２０年９月２３日に出願された米国特許仮出願第６３／０８２，２６３号の優先権の利益を主張し、同文献は参照により援用されている。
【背景技術】
【0002】
電子デバイスは過去数年間にわたって広く普及してきた。我々は、どこに行くときでもそれらを持ち歩く。電子デバイスは、電子メールのチェック、ビデオの視聴、又はニュースのキャッチアップなどの我々の活動の一部にとって不可欠であり得る。電子デバイスはまた、電子メールの更新を提供する、又は会議リマインダとして機能する場合などに我々の活動の一部を補完し得る。
【0003】
これらの電子デバイスは、定期的に充電される必要がある。多くの場合、ケーブルは電子デバイス内に挿入される必要があり、又は、電子デバイスは、電子デバイスの内部のバッテリ若しくは電子デバイスに関連付けられたバッテリを充電するために、無線充電器上に配置される必要がある。
【0004】
電子デバイスが無線充電器上に配置されたとき、電子デバイス内の充電電子機器が無線充電器内の電子機器に適切に整列することが望ましい場合がある。適切な整列は、無線充電器から電子デバイスへの充電の効率を増加させることができ、それによって、電力を節約し、充電時間を減少させる。しかし、適切に整列されると、電子デバイスは、不注意に押されて移動する場合がある。したがって、電子デバイスは、無線充電器に対して定位置に確実に保持されることが望ましい場合がある。
【0005】
充電は、例えば、ベッドサイドテーブル、旅行中のホテルの部屋、職場、コーヒーショップ、及び他の場所などの様々な場所で行われ得る。結果として、これらの無線充電器を持ち運ぶことが望ましい場合がある。これを容易にするために、無線充電器は、コンパクトな形態に折り畳まれる又は閉じられることが望ましい場合がある。
【0006】
これらの電子デバイスは非常に普及しているため、多くの場合、一度に２つ以上のデバイスを充電することができることが望ましい。したがって、無線充電器は、複数のデバイスを同時に充電することができることが望ましい場合がある。
【0007】
したがって、２つ以上の電子デバイスに電力を供給することができ、電子デバイスに適切に整列し電子デバイスを確実に保持することができ、コンパクトな形状に折り畳み可能である無線充電器が必要とされている。
【発明の概要】
【0008】
したがって、本発明の実施形態は、２つ以上の電子デバイスに電力を供給することができ、電子デバイスに適切に整列し電子デバイスを確実に保持することができ、コンパクトな形状に折り畳み可能である無線充電器を提供することができる。
【0009】
本発明の例示的な実施形態は、電子デバイスを無線充電器に整列させるための整列機構を有する無線充電器を提供することができる。無線充電器は、電子デバイスが無線充電器に対して定位置に確実に保持されるように、電子デバイスを無線充電器に取り付けるための取り付け機構を更に含むことができる。本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、整列機構及び取り付け機構は同じ機構であってもよいが、他の実施形態では、それらは別個の機構であってもよい。本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、２つ以上の整列及び取り付け機構が、２つ以上の電子デバイスを無線充電器に整列させ取り付けるために含まれ得る。
【0010】
本発明の例示的な実施形態は、整列機構及び取り付け機構の両方として磁石を用いることができる。無線充電器内の磁石は、電子デバイス内の対応する磁石を引き付けることができる。この磁気引力は、電子デバイスを無線充電器と整列させるのに役立ち得る。この磁気引力はまた、無線充電器に対して電子デバイスを定位置に固定するのに役立ち得る。
【0011】
コイルは、無線充電器内の磁石の周りに周方向に位置することができる。無線充電器内の磁石が電子デバイス内の対応する磁石と整列されたとき、無線充電器内のコイルは、電子デバイス内の対応する磁石の周りに周方向に位置する対応するコイルと整列され得る。無線充電器内のコイルと電子デバイス内のコイルとの間の結合を増加させて、充電効率を改善し充電時間を低減するために、シールドが無線充電器内に含められ得る。
【0012】
本発明の例示的な実施形態は、整列機構及び取り付け機構の両方として磁石アレイを用いる。無線充電器内の磁石アレイは、電子デバイス内の対応する磁石アレイを引き付けることができる。この磁気引力は、電子デバイスを無線充電器と整列させるのに役立ち得る。この磁気引力はまた、無線充電器に対して電子デバイスを定位置に固定するのに役立ち得る。
【0013】
磁石アレイは、無線充電器内のコイルの周りに周方向に位置することができる。無線充電器内の磁石アレイが電子デバイス内の対応する磁石アレイと整列されたとき、無線充電器内のコイルは、電子デバイス内の対応する磁石アレイによって周方向に取り囲まれた対応するコイルと整列され得る。無線充電器内のコイルと電子デバイス内のコイルとの間の結合を増加させて、充電効率を改善し充電時間を低減するために、シールドが無線充電器内に含められ得る。
【0014】
本発明の例示的な実施形態は、一度に２つ以上の電子デバイスを充電することができる無線充電器を提供することができる。例えば、無線充電器は、第１の電子デバイスを充電するための第１の整列、取り付け、及び充電構成要素を有する第１のリーフと、第２の電子デバイスを充電するための第２の整列、取り付け、及び充電構成要素を有する第２のリーフと、を含むことができる。第１のリーフは、上側にある第１の接触面を含むことができる。磁石アレイは、第１の接触面の下に配置され得る。磁石アレイは、第１のコイルを横方向及び周方向に取り囲むことができる。第１のエンクロージャは、磁石アレイ及び第１のコイルを支持することができる。第１のエンクロージャは、第１のコイルのためのシールドを提供することができ、第１のコイルと第１の電子デバイス内の対応するコイルとの間の結合を改善させることができる。
【0015】
第２のリーフは、第２の電子デバイスを充電するための充電パックを含むことができる。充電パックは、第２の接触面の下に配置され得る磁石を含むことができる。磁石は、第２のコイルによって横方向及び周方向に取り囲まれ得る。パックエンクロージャは、磁石及び第２のコイルを支持することができる。パックエンクロージャは、第２のコイルのためのシールドを提供することができ、第２のコイルと第２の電子デバイス内の対応するコイルとの間の結合を改善させることができる。
【0016】
パックは、パックヒンジによって、第２のリーフ内の第２のエンクロージャに取り付けられ得る。パックヒンジは、回転軸を提供することができる単一のシャフトを使用することができ、それによって、充電パックは、第２のリーフの上で回転することができる。これは、第２の電子デバイスが平坦な表面上に容易に配置されることを可能にする設計を第２の電子デバイスが有さないとき、パックが第２の電子デバイスを引き付けて固定する位置にあることを可能にする。パックヒンジは、充電パックが、第２のリーフの上側の上に第２のリーフに対して直角又は略直角で充電パックがある上方位置から第２のリーフ内の開口部又は通路内に充電パックがある下方位置へ移動することを可能にする。
【0017】
主ヒンジは、第１のリーフを第２のリーフに接合するために使用され得る。主ヒンジは、第１のリーフの上側が第２のリーフの上側に隣接し得るように、第１の方向に折り畳み可能である。主ヒンジは、第１のリーフの下側が第２のリーフの下側に隣接し得るように、第２の方向に折り畳み可能である。これらの配置は、移動のためのコンパクトな形態を有する無線充電器を提供することができる。閉鎖磁石は、折り畳まれたとき第１のリーフを第２のリーフに固定するために、第１のリーフ及び第２のリーフの両方に配置され得る。閉鎖磁石は、ヒンジの近くに配置され得る。これは、容易な開放を可能にしながら、無線充電器を閉鎖位置に保つのに役立ち得る。
【0018】
第１のリーフの下側が第２のリーフの下側に隣接するとき、第１のリーフの接触面及び第２のリーフの充電パックは露出され得る。接触面は、第１の電子デバイスの表面上、例えば、下向きに配置された電話の背面上に配置され得る。次いで、第２の電子デバイスは、無線充電器の上部上に配置され得、充電パックに取り付けられ得、充電パックは、第２の電子デバイスに応じて上方位置又は下方位置にあり得る。これは、複数のデバイスを充電するための省スペース配置を提供することができる。
【0019】
主ヒンジは、第１のリーフと第２のリーフとの間のデータ及び電力伝送のためのフレキシブル回路基板を含むことができる。フレキシブル回路基板は、第１のリーフと第２のリーフとの間に電気接続を形成するための多数の導体を含むことができる。導体はそれぞれ、冗長性のために２つ以上のトレースから形成され得る。この冗長性は、第１のリーフ及び第２のリーフの折り畳み及び展開によって生じる開放回路の形成から主ヒンジを保護するのに役立ち得る。加えて又は代わりに、１つ以上の導体又はトレースは、蛇行パターンを有することができ、蛇行パターンは、部分的に又は完全に入れ子にされた蛇行パターンである。
【0020】
無線充電器は、ケーブルを介して電力及びデータを受け取ることができる。ケーブルはまた、この同じケーブルを使用して外部デバイスにデータを供給することができる。ケーブルは、主ヒンジ、第１のリーフ、又は第２のリーフに接続され得る。ケーブルは、主ヒンジ、第１のリーフ、又は第２のリーフ内の回路又は構成要素に直接繋がれ得る。代わりに、ケーブルは、コネクタレセプタクル内に挿入され得るコネクタインサート内で終端することができ、コネクタレセプタクルは、主ヒンジ、第１のリーフ、又は第２のリーフ内に位置する。
【0021】
本発明の様々な実施形態は、本明細書に記載されているこれらの特徴及び他の特徴のうちの１つ以上を組み込むことができる。以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することによって、本発明の性質及び利点のより良い理解を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の一実施形態による無線充電器を示す図である。
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【図11】本発明の一実施形態による無線充電器を示す図である。
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【図24】本発明の一実施形態による、主ヒンジで使用され得るフレキシブル回路基板を示す図である。
【0046】
【図25】本発明の一実施形態による無線充電器の一部分の側面図である。
【0047】
【図26】本発明の一実施形態による、蛇行導体を有するフレキシブル回路基板の例を示す図である。
【0048】
【図27A】本発明の一実施形態による、主ヒンジ内のフレキシブル回路基板上で使用され得るトレースの例を示す図である。
【図27B】本発明の一実施形態による、主ヒンジ内のフレキシブル回路基板上で使用され得るトレースの例を示す図である。
【0049】
【図28A】本発明の一実施形態による、主ヒンジ内のフレキシブル回路基板上で使用され得るトレースの例を示す図である。
【図28B】本発明の一実施形態による、主ヒンジ内のフレキシブル回路基板上で使用され得るトレースの例を示す図である。
【0050】
【図29】本発明の一実施形態による、主ヒンジ内のフレキシブル回路基板上で使用され得るトレースの例を示す図である。
【0051】
【図30】本発明の一実施形態による、主ヒンジに使用され得る層を示す図である。
【0052】
【図31】本発明の一実施形態による、リーフ内の基板に主ヒンジ用のフレキシブル回路基板を取り付ける際に使用され得るコネクタを示す図である。
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
【0057】
【0058】
【0059】
【図38】いくつかの実施形態による、磁気整列システムを組み込む無線充電システムの簡略図である。
【0060】
【0061】
【0062】
【図41】いくつかの実施形態による二次整列構成要素の簡略上面図である。
【0063】
【図42A】いくつかの実施形態による磁気整列システムの斜視図である。
【図42C】いくつかの実施形態による径方向の磁気配向を有する弓状磁石の例を示す図である。
【図42D】いくつかの実施形態による径方向の磁気配向を有する弓状磁石の例を示す図である。
【図42E】いくつかの実施形態による径方向の磁気配向を有する弓状磁石の例を示す図である。
【0064】
【図43A】いくつかの実施形態による、異なる磁気整列システムについての力プロファイルのグラフである。
【図43B】いくつかの実施形態による、異なる磁気整列システムについての力プロファイルのグラフである。
【0065】
【図44】いくつかの実施形態による二次整列構成要素の簡略上面図である。
【0066】
【図45A】いくつかの実施形態による磁気整列システムの斜視図である。
【0067】
【0068】
【図47】いくつかの実施形態による二次整列構成要素の簡略上面図である。
【0069】
【0070】
【0071】
【0072】
【0073】
【図54】第１の電子デバイス内の第１の磁石と第２の電子デバイス内の第２の磁石との間の垂直抗力を示す図である。
【0074】
【図55】第１の電子デバイス内の第１の磁石と第２の電子デバイス内の第２の磁石との間のせん断力を示す図である。
【0075】
【図56】いくつかの実施形態による、ＮＦＣタグ回路を組み込む無線充電器デバイスの分解図である。
【0076】
【図57】いくつかの実施形態による無線充電器デバイスの部分断面図である。
【0077】
【図58】いくつかの実施形態による、ポータブル電子デバイスで実施され得るプロセスのフロー図である。
【0078】
【0079】
【0080】
【図61】本発明の一実施形態によるパックヒンジの構成要素を示す図である。
【0081】
【図62】本発明の一実施形態による、ヒンジを充電パックに取り付けるために使用され得るステムを示す図である。
【0082】
【図63】本発明の一実施形態による主ヒンジの一部分を示す図である。
【0083】
【図64】本発明の一実施形態による、主ヒンジ内のフレキシブル回路基板上にトレースを形成するために使用され得る金属化パターンの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0084】
図１は、本発明の一実施形態による無線充電器を示す。この図は、他の含まれる図と同様に、説明のために示されており、本発明の可能な実施形態又は特許請求の範囲のいずれも限定しない。
【0085】
無線充電器１００は、第１のリーフ１１０及び第２のリーフ１２０を含むことができる。第１のリーフ１１０及び第２のリーフ１２０は、主ヒンジ１３０によって接合され得る。第１のリーフ１１０は、上面１１６及び下面１１８を含むことができる。第１のリーフ１１０は、接触面１１２を更に含むことができる。第２のリーフ１２０は、本明細書では下方位置に示されており第２のリーフ１２０の空洞１２４内に位置する充電パック１４０を含むことができる。第２のリーフ１２０は、上面１２６及び下面１２８を含むことができる。
【0086】
本発明の実施形態は、１つ以上の電子デバイスに適切に整列し１つ以上の電子デバイスを確実に保持することができる無線充電器を提供することができる。したがって、第１のリーフ１１０は、第１の電子デバイス（図示せず）内の充電回路を第１のリーフ１１０内の充電回路に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。第１のリーフ１１０は、第１の電子デバイスを第１のリーフ１１０に取り付けるための１つ以上の取り付け機構を更に含むことができる。更に、第２のリーフ１２０は、第２の電子デバイス（図示せず）内の充電回路を第２のリーフ１２０の充電パック１４０内の充電回路に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。第２のリーフ１２０は、第２の電子デバイスを第２のリーフ１２０に取り付けるための１つ以上の取り付け機構を更に含むことができる。これらの様々な整列機構及び取り付け機構の例が、以下に示されている。
【0087】
本発明の実施形態は、一度に２つ以上の電子デバイスを更に充電することができる。したがって、無線充電器１００は、第１の電子デバイスを充電するための第１のリーフ１１０と、第２の電子デバイスを充電するための充電パック１４０を有する第２のリーフ１２０と、を含むことができる。この例では、第１のリーフ１１０は、電話を充電するように構成され得、第２のリーフ１２０及び充電パック１４０は、腕時計又は他のウェアラブルコンピューティングデバイスを充電するように構成され得る。本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、第１のリーフ１１０及び第２のリーフ１２０は、同じタイプのデバイスを充電するように構成され得る。例えば、第１のリーフ１１０及び第２のリーフ１２０の両方は、電話を充電するように構成され得る。代替的に、第１のリーフ１１０及び第２のリーフ１２０の両方は、腕時計又は他のウェアラブルコンピューティングデバイスを充電するように構成され得る。本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、無線充電器は、３つ以上のリーフを含むことができ、各リーフは、同じ又は異なるタイプの電子デバイスを充電するように構成されている。
【0088】
本発明の実施形態は、コンパクトな形状に折り畳み可能である無線充電器を更に提供することができる。この例では、主ヒンジ１３０は、第１のリーフ１１０の上面１１６が第２のリーフ１２０の上面１２６に隣接するように、無線充電器１００が閉鎖されることを可能にする。主ヒンジ１３０は、第１のリーフ１１０の下面１１８が第２のリーフ１２０の下面１２８に隣接するように、無線充電器１００が閉鎖されることを更に可能にする。
【0089】
充電パック１４０は、パックヒンジ１５０を介して第２のリーフ１２０に取り付けられ得る。パックヒンジ１５０は、充電パック１４０が図示されているような閉鎖又は下方位置から開放又は上方位置へ移動することを可能にする。開放又は上方位置では、充電パック１４０は、第２のリーフ１２０の上面１２６に対して直角又は略直角であることができる。
【0090】
主ヒンジ１３０及びパックヒンジ１５０は、充電時に大きな可撓性を有する無線充電器１００を提供することができる。例えば、主ヒンジ１３０は、第１のリーフ１１０の下面１１８が第２のリーフ１２０の下面に隣接することを可能にする。この構成では、第１のリーフ１１０は、第１の電子デバイスを充電するために使用され得、第２のリーフ１２０は、第２のデバイスを充電するために使用され得る。例えば、無線充電器１００の第１のリーフ１１０の接触面１１２は、第１の電子デバイスの裏側上に配置され得、第１の電子デバイスは電話である。第２のリーフ１２０の充電パック１４０は、第２の電子デバイスを充電するために使用され得る。充電パック１４０は、第２の電子デバイスの特定の特性、及び任意のユーザの嗜好に応じて、上方位置又は下方位置にあることができる。
【0091】
図２は、図１の無線充電器の下面図である。無線充電器１００は、第１のリーフ１１０及び第２のリーフ１２０を含むことができる。第１のリーフ１１０及び第２のリーフ１２０は、主ヒンジ１３０によって接合され得る。第１のリーフ１１０は、下面１１８を含むことができ、第２のリーフ１２０は下面１２８を含むことができる。
【0092】
充電パック１４０は、第２のリーフ１２０内の空洞１２４内に位置し得る。充電パック１４０は、パックヒンジ１５０によって第２のリーフ１２０に取り付けられ得る。パックヒンジ１５０は、充電パック１４０が第２のリーフ１２０に対して上方位置へ回転することを可能にすることができ、これは、腕時計又は他のウェアラブルコンピューティングデバイスなどの電子デバイスを充電するのにより好適であり得る。充電パック１４０の回転を容易にするために、充電パック１４０の裏側を、第２のリーフ１２０の下面１２８で利用可能であることができる。これは、充電パック１４０を開放又は上方位置へ移動させるために力が充電パック１４０に適用されることを可能にする。
【0093】
図３は、図１の無線充電器の分解図である。無線充電器１００は、第１の電子デバイスを充電するための第１のリーフ１１０と、第２の電子デバイスを充電するための第２のリーフ１２０と、を含むことができる。第１のリーフ１１０は、主ヒンジ１３０によって第２のリーフ１２０に接合され得る。
【0094】
第１のリーフ１１０は、第１の電子デバイスを第１のリーフ１１０に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。具体的には、第１のリーフ１１０は環状磁石アレイ３２０を含むことができる。磁石アレイ３２０は、第１の電子デバイスが第１のリーフ１１０に近接するとき、第１の電子デバイス（図示せず）内の対応する磁石アレイ（図示せず）を引き付けることができる。磁石アレイ３２０は、第１の電子デバイスを第１のリーフ１１０に取り付けるための取り付けデバイスとして更に機能することができる。接触面１１２はまた、取り付けデバイスとして機能することができる。具体的には、接触面１１２は、電話（例えば）の裏側を第１のリーフ１１０に保持する高摩擦又は高静止摩擦（ｓｔｉｃｔｉｏｎ）材料から形成され得る。接触面１１２の高摩擦又は高静止摩擦面は、第１の電子デバイスを第１のリーフ１１０から取り外すために必要なせん断力を増加させることができる。加えて又は代わりに、接触面１１２は、接着剤を使用して形成され得る。接着剤を使用することにより、第１の電子デバイスを第１のリーフ１１０から取り外すために必要な垂直抗力を増加させることができる。
【0095】
整列されると、第１のリーフ１１０は、コイル３３０を使用して第１の電子デバイスに充電を行うことができる。磁石アレイ３２０は、コイル３３０を後に及び周方向に取り囲むことができる。電力はコネクタ３００で受け取られ得る。コネクタ３００は、ライトニングコネクタ、ＵＳＢタイプＣコネクタ、又は他のタイプのコネクタであり得る。この電力は、基板４１０を介して制御回路３１０に供給され得る。制御回路３１０は、コイル３３０内に交流を生成することができる。これらの交流は、第１の電子デバイス内の対応するコイル（図示せず）に結合する時間変化磁束を生成することができる。第１の電子デバイスは、これらの誘導電流を使用して、第１の電子デバイス内のバッテリを充電することができる。コイル３３０及び磁石アレイ３２０は、第１の下部エンクロージャ３５０によって支持され得る。
【0096】
第２のリーフ１２０は、第２の電子デバイスを第２のリーフ１２０に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。具体的には、第２のリーフ１２０は磁石４２０を含むことができる。磁石４２０は、第２の電子デバイスが充電パック１４０に近接するとき、第２の電子デバイス（図示せず）内の対応する磁石（図示せず）を引き付けることができる。磁石４２０は、第２の電子デバイスを充電パック１４０に取り付けるための取り付けデバイスとして更に機能することができる。
【0097】
整列されると、充電パック１４０は、コイル４３０を使用して第２の電子デバイスに充電を行うことができる。コイル４３０は、磁石４２０を横方向及び周方向に取り囲むことができる。コネクタ３００で受け取られた電力は、基板４１０によって、充電パック１４０内の制御回路４１２に供給され得る。制御回路４１２は、コイル４３０内に交流を生成することができる。これらの交流は、第２の電子デバイス内の対応するコイル（図示せず）に結合する時間変化磁束を生成することができる。第２の電子デバイスは、これらの誘導電流を使用してバッテリ及び第２の電子デバイスを充電することができる。コイル４３０、磁石４２０及び制御回路４１２は、充電パックエンクロージャ４４０内に支持され得る。第２のリーフ１２０は、第２の下部エンクロージャ４５０によって支持され得る。パックヒンジ１５０は、充電パックエンクロージャ４４０を第２の下部エンクロージャ４５０に取り付けることができる。基板４１０は、ケーブル４１４（図４に示されている）を介して制御回路４１２と通信することができる。基板４１０は、フレキシブル回路基板１３２を介して制御回路３１０と通信することができる。
【0098】
無線充電器１００は、上層５１０及び下層５５０を更に含むことができる。これらの層は、天然又は人工の層であることができ、触れたくなるような表面を有することができる。第１の上部エンクロージャ５３０及び第２の上部エンクロージャ５３２は、スペーサ５２０によって上層５１０に接合され得る。フレキシブル回路基板１３２及び主ヒンジ１３０は、保護層５６０及び保護層５６２によって保護され得る。歪み解放ブラケット５６４は、主ヒンジ１３０が折り畳まれる際に生じ得る歪みからフレキシブル回路基板１３２を保護するのに更に役立ち得る。無線充電器１００は磁石５４０を更に含むことができる。磁石５４０は、無線充電器１００が第１の方向に折り畳まれたとき、第１のリーフ１１０の上面１１６を第２のリーフ１２０の上面１２６に固定するように配置され得る。磁石５４０は、無線充電器１００が第２の方向に折り畳まれたとき、第１のリーフ１１０の下面１１８を第２のリーフ１２０の下面１２８に固定するように配置され得る。
【0099】
これらの無線充電器の部分は、様々な材料から形成され得る。接触面１１２及び他の高摩擦表面は、エラストマー、プラスチック、ＰＶＣプラスチック、ゴム、シリコンゴム、ウレタン、ポリウレタン、ニトリル、ネオプレン、シリコーン、又は他の材料から形成され得る。接触面１１２は、二段成形プロセスを使用して形成され得る。例えば、接触面１１２は、より軟らかいシリコーン層によって覆われたポリカーボネート層から形成され得る。充電パックエンクロージャ４４０、パックヒンジ１５０、第１の下部エンクロージャ３５０、第２の下部エンクロージャ４５０、及び他の部分は、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の材料から形成され得る。これらの構造及び他の構造は、深絞りプロセス又は他の技術を使用して、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械加工、金属射出成形、打ち抜き、鍛造によって形成され得る。上層５１０及び下層５５０は、皮革又は他の天然材料又は人工材料から形成され得る。
【0100】
図４は、図１の無線充電器で使用され得る電子回路のレイアウトを示す。無線充電器１００は、第１のリーフ１１０及び第２のリーフ１２０を含むことができる。第１のリーフ１１０及び第２のリーフ１２０は、主ヒンジ１３０によって接合され得る。電力は、無線充電器１００によってコネクタ３００で受け取られ得る。コネクタ３００は、ライトニング、ＵＳＢタイプＣ、又は他のタイプのコネクタであり得る。コネクタ３００で受け取られた電力は、基板４１０によって使用されて、ケーブル４１４を介して充電パック１４０内の制御回路４１２に電力を供給することができる。同様に、充電パック１４０は、パックヒンジ１５０で第２のリーフ１２０に取り付けられ得る。基板４１０からの電力は、主ヒンジ１３０内のフレキシブル回路基板１３２を介して制御回路３１０に供給され得る。
【0101】
本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、コネクタ３００は、無線充電器１００の他の部分上に位置してもよい。加えて、コネクタ３００は省略され得、繋留ケーブルが、無線充電器１００内のこれらの回路若しくは構成要素又は他の回路若しくは構成要素のうちの１つに直接接続され得る。例が次の図に示されている。
【0102】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の一実施形態による無線充電器を示す。この例では、無線充電器１０１は、（図１に示されている）無線充電器１００と同様であり得る。無線充電器１０１は、第１のリーフ１１０及び第２のリーフ１２０を含むことができる。第１のリーフ１１０は、主ヒンジ１３０によって第２のリーフ１２０に接合され得る。ケーブル５８０は、主ヒンジ１３０に直接接続する繋留ケーブルであることができる。図５Ｂに示されているように、無線充電器１０１によってケーブル５８０上で受け取られた電力は、基板４１０によって受け取られ得る。基板４１０は、フレキシブル回路基板１３２を介して制御回路３１０に電力を供給することができる。
【0103】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の一実施形態による無線充電器を示す。この例では、無線充電器１０２は、（図１に示されている）無線充電器１００と同様であり得る。無線充電器１０２は、ケーブル５８０を介して電力を受け取ることができる。ケーブル５８０は、無線充電器１０２の第１のリーフ１１０内のコネクタ３０１に繋がれている繋留ケーブルであってもよい。電力は、ケーブル５８０を介して基板３１２によって受け取られ得る。基板３１２は、制御回路３１０に電力を供給することができる。基板３１２は、主ヒンジ１３０内のフレキシブル回路基板１３２を介して、第２のリーフ１２０内の基板４１０に電力を更に供給することができる。
【0104】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の一実施形態による無線充電器を示す。この例では、無線充電器１０３は、（図１に示されている）無線充電器１００と同様であり得る。この例では、コネクタ３００は、無線充電器１０３の第１のリーフ１１０内に位置することができる。コネクタ３００で受け取られた電力は、基板３１２に供給され得る。基板３１２は、第１のリーフ１１０内の制御回路３１０に電力を供給することができる。基板３１２は、フレキシブル回路基板１３２及び主ヒンジ１３０を介して、第２のリーフ１２０内の基板４１０に電力を更に供給することができる。
【0105】
本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、データは、電力と同じ又は同様の方法で流れることができる。例えば、データは、第１のリーフ１１０内のコイル３３０を介して第１の電子デバイスに供給され得る。データはまた、第２のリーフ１２０内のコイル４３０を介して第２の電子デバイスに供給され得る。同様に、データは、第１の電子デバイスから第１のリーフ１１０内のコイル３３０を介して受け取られ得る。データはまた、第２の電子デバイスからコイル４３０及び第２のリーフ１２０を介して受け取られ得る。
【0106】
上述の例では、充電パック１４０は、パックヒンジ１５０によって第２の下部エンクロージャ４５０に取り付けられ得る。本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、他のパックヒンジが使用されてもよい。例が次の図に示されている。
【0107】
図８Ａ及び図８Ｂは、図１の無線充電器の一部分の破断図である。第２のリーフ１２０は、パックヒンジ１５０を介して第２のリーフ１２０に取り付けられた充電パック１４０を含むことができる。充電パック１４０は、上面１４２、磁石４２０、及びコイル４３０を含むことができる。磁石４２０及びコイル４３０は、充電パックエンクロージャ４４０内に収容され得る。パックヒンジ１５０は、第２の下部エンクロージャ４５０に取り付けられ得るシャフト８５２に取り付けられ得る。図示の閉鎖位置では、パックヒンジ１５０の表面１５４は、ストップ８５３上に載置することができる。これは、充電パック１４０が下方位置にかつ空洞１２４内にあるとき、充電パック１４０の上面８４２と第２のリーフ１２０の上面１２６との間の適切な整列を提供することができる。この位置では、無線充電器１００は閉鎖されている。パックヒンジ１５０は、パックヒンジ１５０の表面８５５がストップ８５６に遭遇するまで、シャフト８５２を中心に回転することができる。この時点で、充電パック１４０は、上方位置にかつ空洞１２４外にあることができる。この位置では、無線充電器１００は開放している。充電パック１４０は、第２のリーフ１２０の上面１２６に対して略直角であり得る。例えば、充電パック１４０は、第２のリーフ１２０の上面１２６に対して８５～９０度の角度であり得る。例えば、充電パック１４０は、第２のリーフ１２０の上面１２６に対して８７度の角度であり得る。代わりに、充電パック１４０は、充電パック１４０が上方位置にあるとき、第２のリーフ１２０の上面１２６に対して８９度の角度であり得る。
【0108】
この構成では、ストップ８５３は、無線充電器１００が閉鎖されているとき、パックヒンジ１５０の表面８５４に遭遇することができる。これは、充電パック１４０の上面１４２を第２のリーフ１２０の上面１２６に整列させることができる。加えて、ストップ８５６は、無線充電器１００が開放しているとき、パックヒンジ１５０上の表面８５５に遭遇することができる。ストップ８５３及びストップ８５６は、組付け中に第２のリーフ１２０のエンクロージャ部分に取り付けられ得る。これは、開放又は閉鎖時に充電パック１４０が第２のリーフ１２０内に正しく位置決めされるように、ストップ８５３及びストップ８５６が正確に位置決めされることを可能にする。
【0109】
図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の一実施形態による無線充電器の一部分の破断図を示す。無線充電器１０４は、パックヒンジにいくつかの変更を伴って、無線充電器１００（図１に示されている）と同じ又は同様であり得る。充電パック１４０は、第２のリーフ１２０内の充電パックエンクロージャ４４０内の磁石４２０及びコイル４３０を含むことができる。充電パックエンクロージャ４４０は、パックヒンジ９５０を介して第２の下部エンクロージャ４５０（図３に示されている）に取り付けられ得る。パックヒンジ９５０は、軸９５２を中心として回転することができる。閉鎖位置では、ストップ９５３は、パックヒンジ９５０の表面９５４に遭遇することができる。開放状態では、ストップ９５６は、パックヒンジ９５０の表面９５５に遭遇することができる。様々な磁石（図示せず）が、開放状態、閉鎖状態、又は両方で充電パック１４０を固定するために使用され得る。
【0110】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の一実施形態による無線充電器の一部分の破断図を示す。無線充電器１０５は、パックヒンジにいくつかの変更を伴って、無線充電器１００（図１に示されている）と同じ又は同様であり得る。充電パック１４０は、充電パックエンクロージャ４４０内に磁石４２０及びコイル４３０を含むことができる。パックヒンジ１５０は、無線充電器１０５の上面１２６を形成する柔軟な材料から形成され得る。したがって、ヒンジ１０５０は折り畳み可能であり、充電パック１４０が下方位置から上方位置へ移動するのを可能にすることができる。様々な磁石（図示せず）が、開放状態、閉鎖状態、又は両方で充電パック１４０を固定するために使用され得る。
【0111】
同様に、無線充電器の持ち運びを容易にするために、無線充電器はコンパクトな形状に折り畳み可能であることが望ましい場合がある。このような無線充電器の例が以下の図に示されている。
【0112】
図１１は、本発明の一実施形態による無線充電器を示す。無線充電器１１００は、第１のリーフ１１１０及び第２のリーフ１１２０を含むことができる。第１のリーフ１１１０は、第１の電子デバイスの充電をサポートすることができ、第２のリーフ１１２０は、第２の電子デバイスの充電をサポートすることができる。第１のリーフ１１１０は、主ヒンジ１１３０を介して第２のリーフ１１２０に取り付けられ得る。
【0113】
図１２は、図１１の無線充電器を示す。無線充電器１１００は、（図１に示されている）無線充電器１００と同様であり得る。無線充電器１１００は、ケーブル５８０上で電力を受け取ることができる。無線充電器１１００は、第１のリーフ１１１０及び第２のリーフ１１２０を含むことができる。第１のリーフ１１１０及び第２のリーフ１１２０は、主ヒンジ１１３０によって接合され得る。第２のリーフ１１２０は、充電パック１１４０を含むことができる。充電パック１１４０は、パックヒンジ１１５０によって第２のリーフ１１２０に接続され得る。
【0114】
第１のリーフ１１１０は、上面１１１６及び下面１１１８を含むことができる。第１のリーフ１１１０は、接触面１１１２を更に含むことができる。第２のリーフ１１２０は、本明細書では下方位置に示されており第２のリーフ１１２０の空洞１１２４内に位置する充電パック１１４０を含むことができる。第２のリーフ１１２０は、上面１１２６及び下面１１２８を含むことができる。
【0115】
本発明の実施形態は、１つ以上の電子デバイスに適切に整列し１つ以上の電子デバイスを確実に保持することができる無線充電器を提供することができる。したがって、第１のリーフ１１１０は、第１の電子デバイス（図示せず）内の充電回路を第１のリーフ１１１０内の充電回路に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。第１のリーフ１１１０は、第１の電子デバイスを第１のリーフ１１１０に取り付けるための１つ以上の取り付け機構を更に含むことができる。更に、第２のリーフ１１２０は、第２の電子デバイス（図示せず）内の充電回路を第２のリーフ１１２０の充電パック１１４０内の充電回路に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。第２のリーフ１１２０は、第２の電子デバイスを第２のリーフ１１２０に取り付けるための１つ以上の取り付け機構を更に含むことができる。これらの様々な整列機構及び取り付け機構の例が以下に示されている。
【0116】
本発明の実施形態は、一度に２つ以上の電子デバイスを更に充電することができる。したがって、無線充電器１１００は、第１の電子デバイスを充電するための第１のリーフ１１１０と、第２の電子デバイスを充電するための充電パック１１４０を有する第２のリーフ１１２０と、を含むことができる。この例では、第１のリーフ１１１０は、電話を充電するように構成され得、第２のリーフ１１２０及び充電パック１１４０は、腕時計又は他のウェアラブルコンピューティングデバイスを充電するように構成され得る。本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、第１のリーフ１１１０及び第２のリーフ１１２０は、同じタイプのデバイスを充電するように構成され得る。例えば、第１のリーフ１１１０及び第２のリーフ１１２０の両方は、電話を充電するように構成され得る。代替的に、第１のリーフ１１１０及び第２のリーフ１１２０の両方は、腕時計又は他のウェアラブルコンピューティングデバイスを充電するように構成され得る。本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、無線充電器は、３つ以上のリーフを含むことができ、各リーフは、同じ又は異なるタイプの電子デバイスを充電するように構成されている。
【0117】
本発明の実施形態は、コンパクトな形状に折り畳み可能である無線充電器を更に提供することができる。この例では、主ヒンジ１１３０は、第１のリーフ１１１０の上面１１１６が第２のリーフ１１２０の上面１１２６に隣接するように、無線充電器１１００が閉鎖されることを可能にする。主ヒンジ１１３０は、第１のリーフ１１１０の下面１１１８が第２のリーフ１１２０の下面１１２８に隣接するように、無線充電器１１００が閉鎖されることを更に可能にする。
【0118】
充電パック１１４０は、パックヒンジ１１５０を介して第２のリーフ１１２０に取り付けられ得る。パックヒンジ１１５０は、充電パック１１４０が図示されているような閉鎖又は下方位置から開放又は上方位置へ移動することを可能にする。開放又は上方位置では、充電パック１１４０は、第２のリーフ１１２０の上面１１２６に対して直角又は略直角であることができる。
【0119】
図１３は、図１１の無線充電器の分解図である。無線充電器１１００は、第１の電子デバイスを充電するための第１のリーフ１１１０と、第２の電子デバイスを充電するための第２のリーフ１１２０と、を含むことができる。第１のリーフ１１１０は、主ヒンジ１１３０によって第２のリーフ１１２０に接合され得る。
【0120】
第１のリーフ１１１０は、第１の電子デバイスを第１のリーフ１１１０に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。具体的には、第１のリーフ１１１０は環状磁石アレイ１３２０を含むことができる。磁石アレイ１３２０は、第１の電子デバイスが第１のリーフ１１１０に近接するとき、第１の電子デバイス（図示せず）内の対応する磁石アレイ（図示せず）を引き付けることができる。磁石アレイ１３２０は、第１の電子デバイスを第１のリーフ１１１０に取り付けるための取り付けデバイスとして更に機能することができる。接触面１１１２はまた、取り付けデバイスとして機能することができる。具体的には、接触面１１１２は、電話（例えば）の裏側を第１のリーフ１１１０に保持する高摩擦又は高静止摩擦材料から形成され得る。接触面１１１２の高摩擦又は高静止摩擦面は、第１の電子デバイスを第１のリーフ１１１０から取り外すために必要なせん断力を増加させることができる。加えて又は代わりに、接触面１１１２は、接着剤を使用して形成され得る。接着剤を使用することにより、第１の電子デバイスを第１のリーフ１１１０から取り外すために必要な垂直抗力を増加させることができる。
【0121】
整列されると、第１のリーフ１１１０は、コイル１３３０を使用して第１の電子デバイスに充電を行うことができる。磁石アレイ１３２０は、コイル１３３０を後に及び周方向に取り囲むことができる。電力はコネクタ１３００で受け取られ得る。コネクタ１３００は、ライトニング、ＵＳＢタイプＣ、又は他のタイプのコネクタであり得る。この電力は、基板１４１０を介して制御回路１３１０に供給され得る。制御回路１３１０は、コイル１３３０内に交流を生成することができる。これらの交流は、第１の電子デバイス内の対応するコイル（図示せず）に結合する時間変化磁束を生成することができる。第１の電子デバイスは、これらの誘導電流を使用して、第１の電子デバイス内のバッテリを充電することができる。コイル１３３０及び磁石アレイ１３２０は、コイルエンクロージャ１３９０及び第１の下部エンクロージャ１３５０によって支持され得る。
【0122】
第２のリーフ１１２０は、第２の電子デバイスを第２のリーフ１１２０に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。具体的には、第２のリーフ１１２０は、充電パック１１４０内に磁石１４２０を含むことができる。充電パック１１４０は、上面１１４２によって覆われてもよい。磁石１４２０は、第２の電子デバイスが充電パック１１４０に近接するとき、第２の電子デバイス（図示せず）内の対応する磁石（図示せず）を引き付けることができる。磁石１４２０は、第２の電子デバイスを充電パック１１４０に取り付けるための取り付けデバイスとして更に機能することができる。
【0123】
整列されると、充電パック１１４０は、コイル１４３０を使用して第２の電子デバイスに充電を行うことができる。コイル１４３０は、磁石１４２０を横方向及び周方向に取り囲むことができる。コネクタ１３００で受け取られた電力は、基板１４１０によって、充電パック１１４０内の制御回路１４１２に供給され得る。制御回路１４１２は、コイル１４３０内に交流を生成することができる。これらの交流は、第２の電子デバイス内の対応するコイル（図示せず）に結合する時間変化磁束を生成することができる。第２の電子デバイスは、これらの誘導電流を使用してバッテリ及び第２の電子デバイスを充電することができる。コイル１４３０、磁石１４２０、及び制御回路１４１２は、パックエンクロージャ１４４０内に支持され得る。第２のリーフ１１２０は、第２の下部エンクロージャ１４５０によって支持され得る。パックヒンジ１１５０は、パックエンクロージャ１４４０を第２の下部エンクロージャ１４５０に取り付けることができる。基板１４１０は、フレキシブル回路基板１１３２を介して制御回路１３１０と通信することができる。
【0124】
無線充電器１１００は、上層１５６０及び下層１５５０を更に含むことができる。これらの層は、天然又は人工の層であることができ、触れたくなるような表面を有することができる。従順性層１５７０が、上層１５６０と上部エンクロージャ１５８０との間にあってもよい。スペーサ１５９０を上部エンクロージャ１５８０の下に配置され得る。フレキシブル回路基板１１３２及び主ヒンジ１１３０が含まれ得る。従順性層１３５２は、下層１５５０と第１の下部エンクロージャ１３５０との間に配置され得、従順性層１４５２は、下層１５５０と第２の下部エンクロージャ１４５０との間に配置され得る。無線充電器１１００は、無線充電器１１００が第１の方向に折り畳まれたとき、第１のリーフ１１１０の上面１１１６を第２のリーフ１１２０の上面１１２６に固定するように配置され得る磁石（図示せず）を更に含むことができる。これらの磁石は、無線充電器１１００が第２の方向に折り畳まれたとき、第１のリーフ１１１０の下面１１１８を第２のリーフ１１２０の下面１１２８に固定するように配置され得る。
【0125】
これらの無線充電器の部分は、様々な材料から形成され得る。接触面１１１２及び他の高摩擦表面は、エラストマー、プラスチック、ＰＶＣプラスチック、ゴム、シリコンゴム、ウレタン、ポリウレタン、ニトリル、ネオプレン、シリコーン、又は他の材料から形成され得る。接触面１１１２は、二段成形プロセスを使用して形成され得る。例えば、接触面１１１２は、より軟らかいシリコーン層によって覆われたポリカーボネート層から形成され得る。充電パックエンクロージャ１４４０、パックヒンジ１１５０、第１の下部エンクロージャ１３５０、第２の下部エンクロージャ１４５０、及び他の部分は、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の材料から形成され得る。これらの構造及び他の構造は、深絞りプロセス又は他の技術を使用して、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械加工、金属射出成形、打ち抜き、鍛造によって形成され得る。上層５１０及び下層５５０は、皮革又は他の天然材料又は人工材料から形成され得る。代わりに、第１の下部エンクロージャ１３５０及び第２の下部エンクロージャ１４５０は、プラスチック又は他の材料であってもよい。
【0126】
図１４は、図１１の無線充電器で使用され得る回路を示す。無線充電器１１００は、第１のリーフ１１１０及び第２のリーフ１１２０を含むことができる。電力は、無線充電器１１００によってコネクタ１３００で受け取られ得る。コネクタ１３００は、ライトニング、ＵＳＢタイプＣ、又は他のコネクタレセプタクルであり得る。基板１４１０は、この電力を受け取り、充電パック１１４０内の制御回路１４１２（図１３に示されている）に電力を供給することができる。基板１４１０は、フレキシブル回路基板１１３２を介して第１のリーフ１１１０内の制御回路１３１２に電力を供給することができる。データは、無線充電器１１００のコネクタ１３００で受け取られ得る。このデータは、基板１４１０によって受け取られ得、充電パック１１４０内の制御回路１１４４に供給され得る。充電パック１１４０は、コイル１４３０を使用して、第２の電子デバイスにデータを供給することができる。代替的に、基板１４１０は、主ヒンジ１１３０内のフレキシブル回路基板１１３２を介して制御回路１３１２にデータを供給することができる。制御回路１３１２は、コイル１３３０を使用して、第１の電子デバイスにデータを供給することができる。データは同様に、制御回路１３１２及び制御回路１４１２（図１３に示されている）によって受け取られてもよく、無線充電器１１００によって使用されてもよく、又はコネクタ１３００を介して外部デバイスに供給されてもよい。充電パック１１４０は、パックヒンジ１１５０によって第２のリーフ１１２０に取り付けられ得る。
【0127】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、本発明の一実施形態によるパックヒンジを示す。パックヒンジ１５１０は、図１２のパックヒンジ１１５０として、又は本発明の他の実施形態でのパックヒンジとして使用され得る。無線充電器１１００は、充電パック１１４０を支持する第２のリーフ１１２０を含むことができる。充電パック１１４０は、パックヒンジ１５１０によって第２のリーフ１１２０に接続され得る。第２のリーフ１１２０は上面１１２６を含むことができ、充電パック１１４０は上面１１４２を含むことができる。パックヒンジ１５１０は、回転可能シャフト１５２０を含むことができる。図１５Ａでは、無線充電器１１００は閉鎖され得、充電パック１１４０は、下方位置にあることができる。パックヒンジ１６１０の表面１５２３は、ストップ１５２２に隣接し得る。この位置では、第２のリーフ１１２０の上面１１２６は、充電パック１１４０の上面１１４２と平行であってもよく、又は上面１１４２と整列されてもよい。図１５Ｂでは、充電パック１１４０は上方位置へ回転され得、無線充電器１１００は開放され得る。この位置では、表面１５２５は、第２のリーフ１１２０のストップ１５２４に隣接し得る。この位置では、充電パック１１４０の上面１１４２は、第２のリーフ１１２０の上面１１２６に対して略直交又は垂直であり得る。例えば、上面１１４２は、上面１１２６に対して８５度～８９度の角度であり得る。上面１１４２は、上面１１２６に対して８９度の角度であり得る。
【0128】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、本発明の一実施形態によるパックヒンジを示す。パックヒンジ１６１０は、図１２のパックヒンジ１１５０として、又は本発明の他の実施形態でのパックヒンジとして使用され得る。無線充電器１１００は、充電パック１１４０を支持する第２のリーフ１１２０を含むことができる。充電パック１１４０は、パックヒンジ１６１０によって第２のリーフ１１２０に接続され得る。第２のリーフ１１２０は上面１１２６を含むことができ、充電パック１１４０は上面１１４２を含むことができる。パックヒンジ１６１０は、回転可能シャフト１６２０を含むことができる。図１６Ａでは、無線充電器１１００が閉鎖され得、充電パック１１４０は、下方位置にあることができる。パックヒンジ１６１０の表面１６１２は、第２の下部エンクロージャ１４５０に隣接し得る。この位置では、第２のリーフ１１２０の上面１１２６は、充電パック１１４０の上面１１４２と平行であってもよく、又は上面１１４２と整列されてもよい。図１６Ｂでは、充電パック１１４０は上方位置へ回転され得、無線充電器１１００は開放され得る。この位置では、表面１６２２は、第２のリーフ１１２０の表面１６２４に隣接し得る。この位置では、充電パック１１４０の上面１１４２は、第２のリーフ１１２０の上面１１２６に対して略直交又は垂直であり得る。例えば、上面１１４２は、上面１１２６に対して８５度～８９度の角度であり得る。上面１１４２は、上面１１２６に対して８９度の角度であり得る。
【0129】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、本発明の一実施形態による別のパックヒンジを示す。このパックヒンジ１７１０は、図１２のパックヒンジ１１５０として、又は本発明の他の実施形態でのパックヒンジとして使用され得る。パックヒンジ１７１０は、充電パック１１４０を第２のリーフ１１２０に接続することができる。パックヒンジ１７１０は、ブロック１７３０によって支持されたシャフト１７２０を含むことができる。ブロック１７３０は、締結具１７３２を使用して、第２の下部エンクロージャ１４５０（図１３に示されている）又は他の適切な構造に締結され得る。ワイヤ１７５０は、充電パック１１４０内の回路及び他の構成要素に電気的に接続され得る。
【0130】
本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、図１２のパックヒンジ１１５０又はパックヒンジ１７１０などのパックヒンジが、移動に対する抵抗を提供することが望ましい場合がある。移動に対するこの抵抗は、充電パック１１４０が第２の電子デバイスを充電しているとき、第２のリーフ１１２０に対する充電パック１１４０の位置を維持するのに役立ち得る。したがって、締結具１７４０は、シャフト１７２０に適用される張力又は圧力の量を調節するために使用され得る。締結具１７４０によって適用されるシャフト１７２０上の圧力を増加させることにより、第２のリーフ１１２０に対する充電パック１１４０の移動に対する抵抗を増加させることができる。
【0131】
本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、図１２のパックヒンジ１１５０又はパックヒンジ１７１０などのパックヒンジが、第２のリーフ１１２０に増加した物理的間隙を提供することが更に望ましい場合がある。この追加の物理的間隙を提供することができるパックヒンジの例が、以下の図に示されている。
【0132】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、本発明の一実施形態による別のパックヒンジを示す。パックヒンジ１８１０は、図１２のパックヒンジ１１５０として、又は本発明の他の実施形態でのパックヒンジとして使用され得る。パックヒンジ１１８０は、充電パック１１４０を第２のリーフ１１２０に接続することができる。パックヒンジ１８１０は、第１のシャフト１８２０を含むことができる。第１のシャフト１８２０は、第２のシャフト１８３０のギヤ１８３２を駆動することができるギヤ１８２２を含むことができる。第２のシャフト１８３０は、ギヤ１８３４を含むことができる。ギヤ１８３４は、ラック１８４０と噛合して、第１のシャフト１８２０及び第２のシャフト１８３０の横方向の移動を提供することができる。
【0133】
この構成では、パックヒンジ１８１０の回転軸は、ラック１８４０に沿って横方向に移動することができる。結果として、充電パック１１４０は、下方位置から上方位置へ回転することができ、第２のリーフ１１２０の上面１１２６により大きな間隙を有することができる。これは、充電のために第２のリーフ１１２０上に第２の電子デバイスを配置することを容易にすることができる。
【0134】
同様に、本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、図１２のパックヒンジ１１５０又はパックヒンジ１７１０などのパックヒンジが、移動に対する抵抗を提供することが望ましい場合がある。移動に対するこの抵抗は、充電パック１１４０が第２の電子デバイスを充電しているとき、第２のリーフ１１２０に対する充電パック１１４０の位置を維持するのに役立ち得る。したがって、本発明の実施形態は、摩擦クリップなどの構造を使用して、この移動に対する抵抗を提供することができる。この抵抗は対称であることができる、すなわち、抵抗は、充電パック１１４０の上方移動の場合と、充電パック１１４０の下方移動の場合とで同じであることができる。本発明の他の実施形態では、下方移動に対する抵抗は、上方移動に対する抵抗よりも増加され得る。これは、無線充電器１１００が使用のために容易に開放されることを可能にしつつ、充電中に第２のデバイスを定位置に保持することができるパックヒンジ１１５０を提供することができる。例が次の図に示されている。
【0135】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、本発明の一実施形態によるパックヒンジを示す。この例では、充電パック１１４０をパックヒンジ１９１０に取り付けられ得る。パックヒンジ１９１０は、シャフト１９２０及びばねクリップ１９３０を含むことができる。ばねクリップ１９３０は、単一のばねクリップであってもよく、又はブロック１９４０のスロット１９４２内に平行に配置されたいくつかのばねクリップから形成されてもよい。ばねクリップ１９３０は、タブ１９３２及びアーム１９３４を含むことができる。タブ１９３２はスロット１９４２内に挿入され得、アーム１９３４はシャフト１９２０を保持することができる。シャフト１９２０とアーム１９３４との間の表面における干渉は、第２のリーフ１１２０（図１２に示されている）に対する充電パック１１４０の移動に対する抵抗を提供することができる。アーム１９３４は、充電パック１１４０の上方及び下方運動に対する非対称抵抗を提供するために異なる幅を有することができ、又は、アーム１９３４は、充電パック１１４０の上方及び下方運動に対する対称抵抗を提供することができる。
【0136】
図２０Ａ及び図２０Ｂは、本発明の一実施形態によるパックヒンジを示す。この例では、ヒンジ２０１０はシャフト２０２０を含むことができる。シャフト２０２０は、ばねクリップ２０３０によって定位置に保持され得、ばねクリップ２０３０は、ばねクリップ１９３０（図１９Ｂに示されている）と同じ又は同様であることができる。ばねクリップ２０３０は、ヒンジ２０１０のブロック２０４０のスロット２０４２内に位置することができるタブ２０３２を含むことができる。シャフト２０２０は、充電パック１１４０の上方運動と下方運動との間の差動抵抗を提供するために、カム加工されてもよく又は非円筒形であってもよい。アーム２０３４は、充電パック１１４０の上方及び下方運動に対する非対称抵抗を提供するために異なる幅を有してもよく、又はアーム２０３４は、充電パック１１４０の上方及び下方運動に対する対称抵抗を提供するために同等であってもよい。
【0137】
図２１Ａ及び図２１Ｂは、本発明の一実施形態によるパックヒンジを示す。この例では、パックヒンジ２１１０は、充電パック１１４０の移動を提供することができる。この例では、パックヒンジ２１１０のシャフト２１２０は、ブロック２１４０によって支持され得る。シャフト２１２０は、上方位置と下方位置との間で回転することができる。磁石２１５２及び２１５４は、充電パック１１４０が下方位置にあるとき、充電パック１１４０を定位置に固定するために、互いに引き付けるように配置され得る。磁石２１５４及び磁石２１５６は、充電パック１１４０が上方位置にあるとき、充電パック１１４０を定位置に固定するために、互いに引き付けることができる。これらの磁石間の磁場は、充電パック１１４０の移動に対する抵抗を提供することができる。磁石２１５２及び磁石２１５６は、充電パック１１４０の移動に対する抵抗を提供及び調節するようにサイズ決定され得る。下方移動に対する抵抗及び上方移動に対する抵抗は、サイズ決定に応じて対称又は非対称であることができる。
【0138】
図２２は、図２１Ａ及び図２１Ｂのパックヒンジのより詳細な図である。この例では、パックヒンジ２１００のシャフト２１２０は、ブロック２１４０によって支持され得る。磁石２１５４はシャフト２１２０に取り付けられ得、磁石２１５２はブロック２１４０に取り付けられ得る。
【0139】
図２３は、図２１Ａ及び図２１Ｂのパックヒンジの下面図である。この例では、パックヒンジ２１００のシャフト２１２０は、ブロック２１４０によって支持され得る。磁石２１５４はシャフト２１２０に取り付けられ得、磁石２１５２はブロック２１４０に取り付けられ得る。
【0140】
図１２に示されているように、第１のリーフ１１１０及び第２のリーフ１１２０は、主ヒンジ１１３０によって接続され得る。主ヒンジ１１３０は、無線充電器１１００がコンパクトな形状になることを可能にする。例えば、主ヒンジ１１３０は、第１のリーフ１１１０の上面１１１６が、第２のリーフ１１２０の上面１１２６に隣接して折り畳まれることを可能にする。同様に、主ヒンジ１１３０は、第１のリーフ１１１０の下面１１１８が第２のリーフ１１２０の下面１１２８に隣接して折り畳まれることを可能にする。残念ながら、この折り畳みは、主ヒンジ１１３０及びその構成要素を摩耗させる可能性がある。例えば、主ヒンジ１１３０は、フレキシブル回路基板１１３２を含むことができる。したがって、フレキシブル回路基板１１３２は、その信頼性を改善させるための機構を含むことができる。例が次の図に示されている。
【0141】
図２４は、本発明の一実施形態に主ヒンジで使用され得るフレキシブル回路基板を示す。フレキシブル回路基板１１３２は、図１４に示されているように基板１４１０に接続するための第１の端部１１３４と、図１４に示されているように制御回路１３１２に接続するための第２の端部１１３６と、を含むことができる。第１の端部１１３４は、基板１４１０上の対応する接点と嵌合するための接点１１３５を含むことができ、第２の端部１１３６は、制御回路１３１２上の対応する接点と嵌合するための接点１１３７を含むことができる。フレキシブル回路基板１１３２は、接点１１３５を接点１１３７に接続するための多数のトレース１１３８を含むことができる。
【0142】
図２５は、本発明の一実施形態による無線充電器の一部分の側面図を示す。無線充電器１１００の主ヒンジ１１３０は、フレキシブル回路基板１１３２を含むことができる。フレキシブル回路基板１１３２は、第１のリーフ１１１０内の基板１４１０から第２のリーフ１２００内の制御回路１３１２への経路を提供することができる。
【0143】
耐久性を改善するために、フレキシブル回路基板１１３２上のトレースは、曲線状、ループ状、又は蛇行形状又はパターンなどの非線形形状を有することができる。これらの蛇行形状又はパターンは、主ヒンジ１１３０の折り畳み及び展開の際の伸張及び圧縮に対してより弾性がある。例が次の図に示されている。
【0144】
図２６は、本発明の一実施形態による、蛇行導体を有するフレキシブル回路基板の例を示す。この例では、トレース２６１０は蛇行形状を有することができる。これは、トレースが狭く主ヒンジ１１３０の折り畳みに起因する損傷を受けやすい場合、特に有用である。トレース２６２０は、例えば電力を伝送するために、よりより幅広であってもよい。トレース２６２０がより幅広であり、したがって潜在的により堅牢であるため、トレース２６２０は蛇行形状を必要としない場合がある。
【0145】
図２７Ａ及び図２７Ｂは、本発明の一実施形態による、主ヒンジ内のフレキシブル回路基板上で使用され得るトレースの例を示す。図２７Ａでは、トレース２７１０は蛇行形状を有することができ、トレース２７２０は蛇行形状を有さない。蛇行形状は、トレース２７１２によって示されているように入れ子にされ得、又は蛇行形状は、トレース２７１４によって示されているように別個であることができる。トレース２７１０は、部分的に入れ子にされたトレースであることができる。図２７Ｂでは、トレース２７５０は、蛇行でない十分な幅を有することができる。トレース２７６０は、入れ子にされ得、蛇行であり得る。トレース２７６０は、端部２７６２及び２７６４で終端することができる。これらのトレースは、冗長性のために複数のトレースが使用される１つ以上の信号に使用され得る。トレース２７７０は、単一のトレースであってもよい。
【0146】
図２８Ａ及び図２８Ｂは、本発明の一実施形態による、主ヒンジ内のフレキシブル回路基板上で使用され得るトレースの例を示す。図２８Ａでは、トレース２８１０は、完全に入れ子にされた蛇行トレースであってもよい。トレース２８２０は、より幅広のトレースであってもよく、したがって、蛇行形状を有さなくてもよい。トレース２８３０はまた、完全に入れ子にされたトレースであってもよい。図２８Ｂでは、トレース２８５０は、蛇行でない十分な幅を有することができる。トレース２８８００は、入れ子にされ得、蛇行であり得る。トレース２８６０は、端部２８６２及び２８６４で終端することができる。これらのトレースは、冗長性のために複数のトレースが使用される１つ以上の信号に使用され得る。トレース２８７０は、単一のトレースであってもよい。
【0147】
図２９は、本発明の一実施形態による、主ヒンジ内のフレキシブル回路基板上で使用され得るトレースの例を示す。この例では、トレース２９１０は、端部２９１２で共に接合された２つの個々のトレース２９１０から形成された導体であってもよい。同様に、トレース２９２０は、端部２９２２で共に接合された２つの個々のトレース２９２０から形成された導体であってもよい。
【0148】
本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、様々な層が、耐久性を改善させるために、主ヒンジ１１３０に使用され得る。例が次の図に示されている。
【0149】
図３０は、本発明の一実施形態による、主ヒンジに使用され得る層を示す。この例では、第１の層３０１０は、熱活性化フィルム３０２０又は他の接着剤層を使用して、第２の層３０３０に取り付けられ得る。第２の層３０３０及びフレキシブル回路基板１１３２は、熱活性化フィルム３０４０又は他の接着剤層によって第３の層３０５０に取り付けられ得る。第３の層３０５０は、熱活性化フィルム３０６０又は他の接着剤層によって第４の層３０７０に取り付けられ得る。第１の層３０１０及び第４の層３０７０は、ニトリルゴムなどの柔軟な材料であり得る。第２の層３０３０及び第３の層３０５０は、プラスチック又は液晶ポリマーなどの他の材料から形成され得る。
【0150】
図３１は、本発明の一実施形態による、リーフ内の基板に主ヒンジ用のフレキシブル回路基板を取り付ける際に使用され得るコネクタを示す図である。この例では、コネクタ３１００は、フレキシブル回路基板１１３２を第２のリーフ１１２０に接続することができる。コネクタ３１００は、基板１４１０上のパッド１４１３にはんだ付けされたカウリング３１１０を含むことができる。基板間コネクタ３１２０は、フレキシブル回路基板１１３２と基板１４１０との間の接続を形成することができる。
【0151】
図３２は、図３１のコネクタの側面図である。この破断側面図は、図３１の線Ａ－Ｂに沿って示されている。コネクタ３１００は、基板１４１０上のパッド１４１３にはんだ付けされたカウリング３１１０を含むことができる。基板間コネクタ３１２０は、フレキシブル回路基板１１３２を基板１４１０に接続することができる。
【0152】
図３３Ａ及び図３３Ｂは、本発明の一実施形態による無線充電器を示す。無線充電器３３００は、無線充電器１００（図１に示されている）及び無線充電器１１００（図１２に示されている）と同様であり得るが、基部３３３０は剛性であってもよく、折り畳み可能でなくてもよい。無線充電器３３００は、充電パック３３４０及び接触面３３１２を支持する基部３３３０を含むことができる。接触面３３１２は、図１の接触面１１２などの上述の他の接触サービスと同様であり得る。充電パック３３４０は、図１２に示されている充電パック１１４０などの本明細書に示されている他の充電パックと同様であり得る。充電パック３３４０は、パックヒンジ３６５０を介して基部３３３０に取り付けられ得る。基部３３３０は、ユーザが第２の電子デバイスを充電する際の使用のために上方位置内へ充電パック３３４０を押し込むためのアクセスを可能にする開口部３３３２を含むことができる。無線充電器３３００は、電力を受け取るためのコネクタ３３５０を更に含むことができる。コネクタ３３５０はまた、データを受け取る及び供給するために使用され得る。コネクタ３３５０は、ライトニング、ＵＳＢタイプＣ、又は他のタイプのコネクタレセプタクルであり得る。
【0153】
図３４は、図３３Ａ及び図３３Ｂの無線充電器に使用され得る電子機器を示す。電力及びデータは、無線充電器３３００のコネクタ３３５０で受け取られ得る。電力及びデータは、基板３４３０によってコネクタ３３５０から受け取られ得る。電力及びデータは、ケーブル３４２０を介して制御回路３４１０に供給され得る。制御回路３４３１は、接触面３３１２（図３３Ａに示されている）の下に位置することができる。制御回路３４１０は、充電パック３３４０内に位置することができる。データは同様に、制御回路３４３１又は制御回路３４１０から基板３４３０を介してコネクタ３３５０に供給され得る。
【0154】
図３５は、図３３Ａ及び図３３Ｂの無線充電器の分解図である。無線充電器３３００は、接触面３３１２及び上面３３４２を支持する基部３３３０を含むことができる。整列及び充電構成要素が、第１の電子デバイスと嵌合することができる接触面３３１２のために提供され得る。無線充電器３３００は、第１の電子デバイスをコイル３５３０と整列させ接触面３３１２に対して第１の電子デバイスを固定するための整列及び取り付け機構として、磁石アレイ３５２０を含むことができる。無線充電器は、磁石アレイ３５２０によって横方向及び周方向に取り囲まれ得るコイル３５３０を更に含むことができる。コイル３５３０は、第１の電子デバイスに電力を供給するために使用され得る。シールド３５３２は、磁石アレイ３５２０及びコイル３５３０を支持することができる。シールド３５３２は、下部エンクロージャ３５５０に取り付けられ得る。フット３５６０は、無線充電器３３００が使用され得る表面上の欠陥スクラッチを防止するために、下部エンクロージャ３５５０の下に配置され得る。充電パック３３４０は磁石３８２０を含むことができる。磁石３８２０は、第２の電子デバイスを充電パック３３４０に整列させ取り付けるための整列機構及び取り付け機構として使用され得る。磁石３８２０及びコイル３８３０は、充電パックエンクロージャ３８１１内に収容され得る。コイル３８３０は、第２の電子デバイスに電力を供給するために使用され得る。充電パックエンクロージャ３８１１は、パックヒンジ３８５０を介して下部エンクロージャ３５５０に取り付けられ得る。コネクタ３３５０はまた、下部エンクロージャ３５５０に取り付けられてもよく、基板３４３０に電気的に接続されてもよい。
【0155】
図３６Ａ及び図３６Ｂは、本発明の一実施形態による無線充電器を示す。無線充電器３６００は、本明細書に示されている無線充電器１００及び他の無線充電器と同様であり得る。無線充電器３６００は、第１のリーフ３６１０及び第２のリーフ３６２０を含むことができる。第１のリーフ３６１０及び第２のリーフ３６２０は、主ヒンジ３６３０によって接合され得る。第１のリーフ３６１０は、上面３６１６及び下面３６１８を含むことができる。第１のリーフ３６１０は、接触面３６１２を更に含むことができる。第２のリーフ３６２０は、ここでは下方位置で示されている充電パック３６４０を含むことができる。
【0156】
本発明の実施形態は、１つ以上の電子デバイスに適切に整列し１つ以上の電子デバイスを確実に保持することができる無線充電器を提供することができる。したがって、第１のリーフ３６１０は、第１の電子デバイス（図示せず）内の充電回路を第１のリーフ３６１０内の充電回路に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。第１のリーフ３６１０は、第１の電子デバイスを第１のリーフ３６１０に取り付けるための１つ以上の取り付け機構を更に含むことができる。更に、第２のリーフ３６２０は、第２の電子デバイス（図示せず）内の充電回路を、第２のリーフ３６２０の充電パック３６４０内の充電回路に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。第２のリーフ３６２０は、第２の電子デバイスを第２のリーフ３６２０に取り付けるための１つ以上の取り付け機構を更に含むことができる。これらの様々な整列機構及び取り付け機構の例は、本明細書に示されており、無線充電器１００及び本明細書に示されている他の無線充電器に示されているものと同じ又は同様であることができる。
【0157】
本発明の実施形態は、一度に２つ以上の電子デバイスを更に充電することができる。したがって、無線充電器３６００は、第１の電子デバイスを充電するための第１のリーフ３６１０と、第２の電子デバイスを充電するための充電パック３６４０を有する第２のリーフ３６２０と、を含むことができる。この例では、第１のリーフ３６１０は、電話を充電するように構成され得、第２のリーフ３６２０及び充電パック３６４０は、腕時計又は他のウェアラブルコンピューティングデバイスを充電するように構成され得る。本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、第１のリーフ３６１０及び第２のリーフ３６２０は、同じタイプのデバイスを充電するように構成され得る。例えば、第１のリーフ３６１０及び第２のリーフ３６２０の両方は、電話を充電するように構成され得る。代替的に、第１のリーフ３６１０及び第２のリーフ３６２０の両方は、腕時計又は他のウェアラブルコンピューティングデバイスを充電するように構成され得る。本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、無線充電器は、３つ以上のリーフを含むことができ、各リーフは、同じ又は異なるタイプの電子デバイスを充電するように構成されている。
【0158】
本発明の実施形態は、コンパクトな形状に折り畳み可能である無線充電器を更に提供することができる。この例では、主ヒンジ３６３０は、第１のリーフ３６１０の上面３６１６が第２のリーフ３６２０の上面３６２６に隣接するように、無線充電器３６００が閉鎖されることを可能にする。主ヒンジ３６３０は、第１のリーフ３６１０の下面３６１８が第２のリーフ３６２０の下面３６２８に隣接するように、無線充電器３６００が閉鎖されることを更に可能にする。
【0159】
図３７Ａ及び図３７Ｂは、図３６Ａ及び図３６Ｂの無線充電器用の主ヒンジを示す。主ヒンジ３６３０は、ヒンジピンで第１のリーフ３６１０及び第２のリーフ３６２０のそれぞれに接続されており中央ヒンジピンで互いに接続されている２つの連結セクションを含むことができる。具体的には、主ヒンジ３６３０は、リンク３７１０及び３７２０を含む第１の連結セクションを含むことができる。リンク３７１０は、ピン３７１２で第１のリーフ３６１０に、及びピン３７２６で第２のリンク３７２０に取り付けられ得る。リンク３７２０は、ピン３７２２で第２のリーフ３６２０に取り付けられ得る。主ヒンジ３６３０は、リンク３７３０及び３７４０を含む第２の連結セクションを含むことができる。リンク３７３０は、ピン３７３２で第１のリーフ３６１０に、及びピン３７４４で第２のリンク３７４０に取り付けられ得る。リンク３７４０は、ピン３７４２で第２のリーフ３６２０に取り付けられ得る。リンク３７２０及びリンク３７３０は、ピン３７２４で取り付けられ得る。各ピンは、リンク及びリーフが、図面の平面に対して垂直又は直交する方向に回転することを可能にする。
【0160】
同様に、磁石アレイ３２０及び本明細書に示されている他の磁石は、定位置に固定されてもよく、又は第１の位置と第２の位置との間で移動可能であってもよい。磁石アレイ３２０に使用され得る固定磁石の例が、以下の図に示されている。例えば、本明細書に示されている又は本発明の実施形態によって提供される磁石アレイ３２０、１３２０、３５２０、又は他の磁石若しくは磁石アレイは、一次磁気整列構成要素３８１６などの一次磁気整列構成要素のうちのいずれかであり得る。別の例として、本明細書に示されている又は本発明の実施形態によって提供されるコイル３３０、１３３０、３５３０、又は他の磁石若しくは磁石アレイは、誘導コイル３８１２、又は本明細書に示されている他のコイルのうちのいずれかであり得る。
【0161】
同様に、本明細書に示されている様々な磁石アレイは、定位置に固定されてもよく、又は第１の位置と第２の位置との間で移動可能であってもよい。これらの磁石アレイに使用され得る固定磁石アレイの例が、以下の図に示されている。
【0162】
本明細書では、磁気整列システム及びその構成要素の様々な実施形態が記載されている。磁気整列システムは、環状整列構成要素を含み得、環状整列構成要素は、特定の磁気配向又は磁気配向パターンを有する磁石のリングを備え、「一次」環状整列構成要素は、相補的な「二次」環状整列構成要素を引き付け保持することができる。以下に説明されているいくつかの実施形態では、一次環状整列構成要素は、無線充電デバイス内にあり、誘導充電コイルを取り囲むと想定され、二次環状整列構成要素は、ポータブル電子デバイス内にあり、無線充電デバイスの誘導充電コイルから電力を受け取ることができる受電コイルを取り囲むと想定される。多くの変形が可能である。例えば、「一次」環状整列構成要素は、ポータブル電子デバイス内にあってもよく、「二次」環状整列構成要素は、無線充電デバイス内にあってもよい。加えて、本明細書では、一次及び二次環状整列構成要素と相補的である「補助」環状整列構成要素が記載されており、補助環状整列構成要素の一方の表面は、一次整列構成要素に引き付けられ、反対側の表面は、二次整列構成要素に引き付けられる。補助環状整列構成要素は、例えばポータブル電子デバイスの場合、配置され得る。
【0163】
いくつかの実施形態では、磁気整列システムはまた、２つのデバイスを好ましい回転配向に整列させるのを容易にする回転整列構成要素を含むことができる。環状整列構成要素を有するいずれのデバイスも、回転整列構成要素を有してもよく又は有さなくてもよいことを理解されたい。
【0164】
いくつかの実施形態では、磁気整列システムはまた、デバイスが近距離通信（ＮＦＣ）プロトコルを使用して互いに識別することを可能にするために、ＮＦＣコイル及び支持回路を含むことができる。ＮＦＣコイルは、環状整列構成要素の内側（ｉｎｂｏａｒｄ）又は環状整列構成要素の外側（ｏｕｔｂｏａｒｄ）に配置され得る。ＮＦＣ構成要素は、磁気整列を提供するという文脈において任意選択であることを理解されたい。
【0165】
図３８は、いくつかの実施形態による、磁気整列システム３８０６を組み込む無線充電システム３８００の簡略図を示す。ポータブル電子デバイス３８０４は、無線充電デバイス３８０２の充電面３８０８上に配置されている。ポータブル電子デバイス３８０４は、スマートフォン、タブレット、若しくはウェアラブルデバイスなどの消費者用電子デバイス、又は無線充電が望まれる任意の他の電子デバイスであることができる。無線充電デバイス３８０２は、好適に構成された受信デバイス内に電流を誘導するために、時間変化磁束を生成するように構成された任意のデバイスであることができる。例えば、無線充電デバイス３８０２は、本明細書に記載されている無線充電器、無線充電マット、パック、又はドッキングステーションなどのうちのいずれであってもよい。無線充電デバイス３８０２は、バッテリ電力又は標準ＡＣ電力などの電源を含んでもよく、又は電源にアクセスしてもよい。
【0166】
無線電力伝送を可能にするために、ポータブル電子デバイス３８０４及び無線充電デバイス３８０２は、それぞれ誘導コイル３８１０及び３８１２を含むことができ、これらは、それらの間で電力を伝送するように動作することができる。例えば、誘導コイル３８１２は、時間変化磁束３８１４を生成する送電コイルであることができ、誘導コイル３８１０は、電流が時間変化磁束３８１４に応答して誘導される受電コイルであることができる。受け取られた電流は、ポータブル電子デバイス３８０４のバッテリを充電する、及び／若しくはポータブル電子デバイス３８０４の構成要素に動作電力を供給するために、並びに／又は所望に応じて他の目的で使用され得る。（本明細書で使用する場合、「無線電力伝送」及び「誘導電力伝送」とは、一般に、第２のデバイスの導電コイル内に電流を誘導する第１のデバイスの導電コイル内に時間変化磁場を生成するプロセスを指す。）
【0167】
効率的な無線電力伝送を可能にするために、誘導コイル３８１２及び３８１０を整列させることが望ましい。いくつかの実施形態によれば、磁気整列システム３８０６は、このような整列を提供することができる。図３８に示されている例では、磁気整列システム３８０６は、無線充電デバイス３８０２の表面内又はその上に配置された一次磁気整列構成要素３８１６と、ポータブル電子デバイス３８０４の表面内又はその上に配置された二次磁気整列構成要素３８１８と、を含む。一次整列構成要素３８１６及び二次整列構成要素３８１８は、誘導コイル３８１０及び３８１２が互いに整列されて無線電力伝送を実施する整列位置へ互いに磁気的に引き付けるように構成されている。
【0168】
一次整列構成要素３８１６は、磁石アレイ３２０（図３に示されている）として、又は本明細書に示されている他の磁石アレイのうちのいずれかとして、又は本発明の実施形態によって提供される他の磁石アレイのうちのいずれかとして使用され得る。
【0169】
本明細書に記載の実施形態によれば、磁気整列システムの磁気整列構成要素（一次又は二次整列構成要素を含む）は、環状構成に配置された弓状磁石から形成され得る。いくつかの実施形態では、各磁石は、所望の方向に配向された磁極性を有し、一次磁気整列構成要素と二次磁気整列構成要素との間の磁気引力は所望の整列を提供する。いくつかの実施形態では、弓状磁石は、第１の方向に配向された磁極性を有する第１の磁気領域と、第１の方向とは異なる（例えば、反対の）第２の方向に配向された磁極性を有する第２の磁気領域と、を含むことができる。以下に説明されているように、異なる構成は、異なる程度の磁場漏れを提供することができる。
【0170】
図３９Ａは、いくつかの実施形態による磁気整列システム３９００の斜視図を示し、図３９Ｂは、図３９Ａに示されている切断面にわたる磁気整列システム３９００を通る断面を示す。磁気整列システム３９００は、図３８の磁気整列システム３８０６の実装形態であってもよい。磁気整列システム３９００では、整列構成要素は全て、（環状構成の軸に沿って）同じ方向に配向された磁極性を有する。説明の便宜上、「軸」方向（「長手」又は「ｚ」方向とも称される）は、磁気整列システム３９００の回転対称軸３９０１と平行であると定義され、横断面（「横」又は「ｘ」又は「ｙ」方向とも称される）は、軸３９０１に対して垂直であると定義される。用語「近位側」は、本明細書では、磁気整列システムが整列されたとき他の整列構成要素に向かって配向された１つの整列構成要素の側を指すために使用され、用語「遠位側」は、近位側と反対側の側を指すために使用される。
【0171】
図３９Ａに示されているように、磁気整列システム３９００は、一次整列構成要素３９１６（図３８の一次整列構成要素３８１６の実装形態であってもよい）と、二次整列構成要素３９１８（図３８の二次整列構成要素３８１８の実装形態であってもよい）を含むことができる。一次整列構成要素３９１６及び二次整列構成要素３９１８は、環状の形状を有し、「環状」整列構成要素とも称され得る。特定の寸法は、所望に応じて選択され得る。いくつかの実施形態では、一次整列構成要素３９１６及び二次整列構成要素３９１８はそれぞれ、約４２４ｍｍの外径及び約６ｍｍの径方向幅を有し得る。一次整列構成要素３９１６及び二次整列構成要素３９１８の外径及び径方向幅は、正確に等しくある必要はない。例えば、二次整列構成要素３９１８の径方向幅は、一次整列構成要素３９１６の径方向幅よりもわずかに小さくてもよく、及び／又は二次整列構成要素３９１８の外径はまた、一次整列構成要素３９１６の径方向幅よりもわずかに小さくてもよく、整列しているとき、一次整列構成要素３９１６の内側及び外側は、二次整列構成要素３９１８の対応する内側及び外側を越えて延在する。一次整列構成要素３９１６及び二次整列構成要素３９１８の厚さ（又は軸方向寸法）はまた、所望に応じて選択され得る。いくつかの実施形態では、一次整列構成要素３９１６は約１．５ｍｍの厚さを有し、二次整列構成要素３９１８は、約０．３７ｍｍの厚さを有する。
【0172】
一次整列構成要素３９１６は、それぞれが１つ以上の一次弓状磁石３９２６から形成され得るいくつかのセクタを含むことができ、二次整列構成要素３９１８は、それぞれが１つ以上の二次弓状磁石３９２８から形成され得るいくつかのセクタを含むことができる。図示されている例では、一次磁石３９２６の数は二次磁石３９２８の数に等しく、各セクタは正確に１つの磁石を含むが、これは必須ではない。一次磁石３９２６及び二次磁石３９２８は、横断面に弓状の（又は湾曲した）形状を有することができ、一次磁石３９２６（又は二次磁石３９２８）が端部から端部まで互いに隣接して配置されたとき、一次磁石３９２６（又は二次磁石３９２８）は、図示されているような環状構造を形成する。いくつかの実施形態では、一次磁石３９２６は、境界面３９３０において互いと接触することができ、二次磁石３９２８は、境界面３９３２において互いと接触することができる。代替的に、小さな隙間又は空間は、隣接する一次磁石３９２６又は二次磁石３９２８を分離することができ、より大きな製造中の公差を提供する。
【0173】
いくつかの実施形態では、一次整列構成要素３９１６はまた、一次磁石３９２６の遠位表面上に配置された環状シールド３９１４を含むことができる。いくつかの実施形態では、シールド３９１４は、単一の環状材料片として形成され得、一次磁石３９２６に接着されて、一次磁石３９２６を定位置に固定することができる。シールド３９１４は、ステンレス鋼などの高い透磁率を有する材料から形成され得、磁場を再方向付けして、磁場が一次整列構成要素３９１６の遠位側を越えて伝播するのを防止することができ、それによって、一次整列構成要素３９１６の遠位側を越えて位置する高感度の電子部品を磁気干渉から保護する。
【0174】
一次磁石３９２６及び二次磁石３９２８は、ＮｄＦｅＢ材料、他の希土類磁性材料、又は磁化されて永続的な磁場を作り出すことができる他の材料などの磁性材料から作製され得る。各一次磁石３９２６及び各二次磁石３９２８は、図３９Ｂにおいて磁極性インジケータ３９１５、３９１７によって示されているように、軸方向に整列された磁極性を有する単一の磁気領域を含むモノリシック構造を有することができる。例えば、各一次磁石３９２６及び各二次磁石３９２８は、接地されており軸方向の磁気配向を有する弓状構造に成形された棒磁石であってもよい。（明らかとなるように、用語「磁気配向」とは、磁石の磁極性の配向の方向を指す。）図示されている例では、一次磁石３９２６は、近位表面に向かって配向された北極、及び遠位表面に向かって配向された南極を有し、二次磁石３９２８は、近位表面に向かって配向された南極、及び遠位表面に向かって配向された北極を有する。他の実施形態では、磁気配向は逆にされてもよく、一次磁石３９２６は、近位表面に向かって配向された南極、及び遠位表面に向かって配向された北極を有し、二次磁石３９２８は、近位表面に向かって配向された北極、及び遠位表面に向かって配向された南極を有する。
【0175】
図３９Ｂに示されているように、一次磁石３９２６及び二次磁石３９２８の軸方向の磁気配向は、一次磁石３９２６と二次磁石３９２８との間に引力を生成する磁場３９４０を生成することができ、それによって、一次整列構成要素３９１６及び二次整列構成要素３９１８が（例えば、図３８に示されているように）配置されているそれぞれの電子デバイス間の整列を容易にする。シールド３９１４は、一次磁石３９２６の下の領域から離れるように磁場３９４０の一部を再方向付けすることができ、磁場３９４０は依然として、一次磁石３９２６及び二次磁石３９２８に横方向に隣接する領域に伝搬することができる。いくつかの実施形態では、磁場３９４０の横方向の伝播は、他の磁気的に高感度の構成要素への磁場漏れをもたらし得る。例えば、強磁性シールドを有する誘導コイルが、環状一次整列構成要素３９１６（又は二次整列構成要素３９１８）の内側領域に配置されている場合、磁場３９４０の漏れは、フェリ磁性シールドを飽和させることができ、これは無線充電性能を劣化させる可能性がある。
【0176】
磁気整列システム３９００は例示的であり、変形形態及び変更形態が可能であることが理解されよう。例えば、一次整列構成要素３９１６及び二次整列構成要素３９１８はそれぞれ、８個の弓状磁石から構築されているとして示されているが、他の実施形態は、１６個の磁石、３６個の磁石、又は任意の他の数の磁石などの異なる数の磁石を使用することができ、一次磁石の数は二次磁石の数に等しくある必要はない。他の実施形態では、一次整列構成要素３９１６及び／又は二次整列構成要素３９１８はそれぞれ、単一のモノリシック環状磁石から形成されてもよいが、磁気整列構成要素３９１６及び３９１８を弓状磁石にセグメント化することにより製造が改善され得、これは、より小さい弓状セグメントが単一のモノリシック環状磁石よりも脆くなく、製造中に磁性材料に課せられた物理的応力に起因する損失が生じにくいためである。
【0177】
図３９Ｂを参照して上述したように、単一の軸方向の磁気配向を有する磁気整列システムは、磁場の横方向の漏れを可能にし得、これは、電子デバイスの他の構成要素の性能に悪影響を及ぼし得る。したがって、いくつかの実施形態は、磁場漏れが低減された磁気整列システムを提供する。ここで、例が説明される。
【0178】
図４０Ａは、いくつかの実施形態による磁気整列システム４０００の斜視図を示し、図４０Ｂは、図４０Ａに示されている切断面にわたる磁気整列システム４０００を通る断面を示す。磁気整列システム４０００は、図３８の磁気整列システム３８０６の実装形態であってもよい。磁気整列システム４０００において、整列構成要素は、以下に記載されているように、「閉ループ」構成で構成された磁気構成要素を有する。
【0179】
図４０Ａに示されているように、磁気整列システム４０００は、一次整列構成要素４０１６（図３８の一次整列構成要素３８１６の実装形態であってもよい）と、二次整列構成要素４０１８（図３８の二次整列構成要素３８１８の実装形態であってもよい）を含むことができる。一次整列構成要素４０１６及び二次整列構成要素４０１８は、環状の形状を有し、「環状」整列構成要素とも称され得る。特定の寸法は、所望に応じて選択され得る。いくつかの実施形態では、一次整列構成要素４０１６及び二次整列構成要素４０１８はそれぞれ、約４２４ｍｍの外径及び約６ｍｍの径方向幅を有し得る。一次整列構成要素４０１６及び二次整列構成要素４０１８の外径及び径方向幅は、正確に等しくある必要はない。例えば、二次整列構成要素４０１８の径方向幅は、一次整列構成要素４０１６の径方向幅よりもわずかに小さくてもよく、及び／又は二次整列構成要素４０１８の外径はまた、一次整列構成要素４０１６の径方向幅よりもわずかに小さくてもよく、整列しているとき、一次整列構成要素４０１６の内側及び外側は、二次整列構成要素４０１８の対応する内側及び外側を越えて延在する。一次整列構成要素４０１６及び二次整列構成要素４０１８の厚さ（又は軸方向寸法）はまた、所望に応じて選択され得る。いくつかの実施形態では、一次整列構成要素４０１６は約１．５ｍｍの厚さを有し、二次整列構成要素４０１８は、約０．３７ｍｍの厚さを有する。
【0180】
一次整列構成要素４０１６は、それぞれがいくつかの一次磁石４０２６から形成され得るいくつかのセクタを含むことができ、二次整列構成要素４０１８は、それぞれがいくつかの二次磁石４０２８から形成され得るいくつかのセクタを含むことができる。図示されている例では、一次磁石４０２６の数は二次磁石４０２８の数に等しく、各セクタは正確に１つの磁石を含むが、これは必須ではない。例えば、以下に説明されているように、セクタは複数の磁石を含むことができる。一次磁石４０２６及び二次磁石４０２８は、横断面に弓状の（又は湾曲した）形状を有することができ、一次磁石４０２６（又は二次磁石４０２８）が端部から端部まで互いに隣接して配置されたとき、一次磁石４０２６（又は二次磁石４０２８）が図示されているような環状構造を形成する。いくつかの実施形態では、一次磁石４０２６は、境界面４０３０において互いと接触することができ、二次磁石４０２８は、境界面４０３２において互いと接触することができる。代替的に、小さな隙間又は空間は、隣接する一次磁石４０２６又は二次磁石４０２８を分離することができ、より大きな製造中の公差を提供する。
【0181】
いくつかの実施形態では、一次整列構成要素４０１６はまた、一次磁石４０２６の遠位表面上に配置された環状シールド４０１４を含むことができる。いくつかの実施形態では、シールド４０１４は、単一の環状材料片として形成され得、一次磁石４０２６に接着されて、一次磁石４０２６を定位置に固定することができる。シールド４０１４は、ステンレス鋼などの高い透磁率を有する材料から形成され得、磁場を再方向付けして、磁場が一次整列構成要素４０１６の遠位側を越えて伝播するのを防止することができ、それによって、一次整列構成要素４０１６の遠位側を越えて位置する高感度の電子部品を磁気干渉から保護する。
【0182】
一次磁石４０２６及び二次磁石４０２８は、ＮｄＦｅＢ材料、他の希土類磁性材料、又は磁化されて永続的な磁場を作り出すことができる他の材料などの磁性材料から作製され得る。各二次磁石４０２８は、（図４０Ｂの磁極性インジケータ４０１７によって示されているように）横断面に径方向成分を有する磁極性を有する単一の磁気領域を有することができる。以下に記載されているように、磁気配向は、軸４００１に対して径方向、又は横断面に径方向成分を有する別の方向であってもよい。各一次磁石４０２６は、反対の磁気配向を有する２つの磁気領域を含み得る。例えば、各一次磁石４０２６は、（図４０Ｂの極性インジケータ４０５３によって示されているように）第１の軸方向に磁気配向を有する内側弓状磁気領域４０５２と、（図４０Ｂの極性インジケータ４０５５によって示されているように）第１の方向と反対の第２の軸方向に磁気配向を有する外側弓状磁気領域４０５４と、磁気配向を有さない中央非磁化領域４０５６と、を有し得る。中央非磁化領域４０５６は、磁場が中央領域４０５６を通って直接わたることを阻止することによって、外側弓状領域４０５４から内側弓状領域４０５２を磁気的に分離することができる。非磁化領域によって分離された反対の磁気配向の領域を有する磁石は、本明細書では、「四極」構成を有すると称される場合がある。
【0183】
いくつかの実施形態では、各二次磁石４０２８は、接地されており弓状構造に成形された磁性材料から作製され得、横断面に径方向成分を有する磁気配向が、例えば、磁化器を使用して作り出され得る。同様に、各一次磁石４０２６は、接地されており弓状構造に成形された単一の磁性材料片から作製され得、磁化器が弓状構造に適用されて、中央領域において消磁しながら又は磁気配向の発生を回避しながら、構造の内側弓状領域内で一方向に軸方向の磁気配向を誘導し、構造の外側弓状領域内で反対方向に軸方向の磁気配向を誘導することができる。いくつかの代替実施形態では、各一次磁石４０２６は、内側弓状磁気領域４０５２及び外側弓状磁気領域４０５４を提供する２つの弓状磁性材料片を有する複合構造であってもよく、このような実施形態では、中央非磁化領域４０５６は、弓状非磁性材料片から形成されてもよく、又は内側弓状磁気領域４０５２及び外側弓状磁気領域４０５４の側壁によって画定されるエアギャップとして形成されてもよい。
【0184】
図４０Ｂに示されているように、二次磁石４０２８（インジケータ４０１７によって示されている）の磁極性は、一次整列構成要素４０１６及び二次整列構成要素４０１８が整列されたとき、二次磁石４０２８の南極が内側弓状磁気領域４０５２の北極（インジケータ４０５３によって示されている）に向かって配向され、二次磁石４０２８の北極が外側弓状磁気領域４０５４の南極に向かって配向される（インジケータ４０５５によって示されている）ように、配向され得る。したがって、内側弓状磁気領域４０５２、二次磁石４０２８及び外側弓状磁気領域４０５６のそれぞれの磁気配向は、一次磁石４０２６と二次磁石４０２８との間に引力を生成する磁場４０４０を生成することができ、それによって、一次整列構成要素４０１６及び二次整列構成要素４０１８が（例えば、図３８に示されているように）配置されているそれぞれの電子デバイス間の整列を容易にする。シールド４０１４は、一次磁石４０２６の下の領域から離れるように磁場４０４０の一部を再方向付けすることができる。更に、中央非磁気領域４０５６の周りに形成された「閉ループ」磁場４０４０は、密かつコンパクトな力線を有することができ、力線は、磁場３９４０が図３９Ｂにおいて一次磁石３９２６及び二次磁石３９２８から漂遊する限り、一次磁石４０２６及び二次磁石４０２８から漂遊しない。したがって、磁気的に高感度の構成要素は、漂遊磁場に対する懸念が低減されながら一次整列構成要素４０１６に比較的近接して配置され得る。したがって、磁気整列システム３９００と比較して、磁気整列システム４０００は、一次整列構成要素４０１６が配置されているデバイスの全体的なサイズを低減するのに役立ち得、また、二次整列構成要素４０１８が配置されている受電デバイスなどの隣接する構成要素又はデバイス内の磁場４０４０によって作り出されるノイズを低減するのに役立ち得る。
【0185】
磁気整列システム４０００は例示的であり、変形形態及び変更形態が可能であることが理解されよう。例えば、一次整列構成要素４０１６及び二次整列構成要素４０１８はそれぞれ、８個の弓状磁石から構築されているとして示されているが、他の実施形態は、１６個の磁石、３６個の磁石、又は任意の他の数の磁石などの異なる数の磁石を使用することができ、一次磁石の数は二次磁石の数に等しくある必要はない。他の実施形態では、二次整列構成要素４０１８は、単一のモノリシック環状磁石から形成され得る。同様に、一次整列構成要素４０１６は、上述のような適切な磁化パターンを有する単一のモノリシック環状磁性材料片から形成され得、又は一次整列構成要素４０１６は、内側環状磁石と外側環状磁石との間に配置された環状のエアギャップ又は非磁性材料の領域を有する、モノリシック内側環状磁石及びモノリシック外側環状磁石から形成され得る。いくつかの実施形態では、複数の弓状磁石を使用する構築は、製造を改善させることができ、これは、より小さい弓状磁石が単一のモノリシック環状磁石よりも脆くなく、製造中に磁性材料に課せられた物理的応力に起因する損失が生じにくいためである。様々な磁気整列構成要素又は個々の磁石の磁気配向は、横方向及び軸方向と正確に整列する必要はないことも理解されたい。磁気配向は、一次及び二次整列構成要素を通る磁場の閉ループ経路を提供する任意の角度を有することができる。
【0186】
上述のように、磁気整列システム４０００のような閉ループ磁気配向を有する磁気整列システムの実施形態では、二次整列構成要素４０１８は、横断面に磁気配向を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、二次整列構成要素４０１８は、径方向の配向で磁極性を有することができる。図４１は、磁極性インジケータ４１１７ａ～ｈによって示されているような径方向の磁気配向を有する二次磁石４１２８ａ～ｈを有する、いくつかの実施形態による二次整列構成要素４１１８の簡略上面図を示す。この例では、各二次磁石４１２８ａ～ｈは、径方向外方側に向かって配向された北磁極、及び径方向内方側に向かう南磁極を有するが、この配向は逆にされてもよく、各二次磁石４１２８ａ～ｈの北磁極は、径方向内方側に向かって配向されてもよく、南磁極は、径方向外方側に向かって配向されている。
【0187】
図４２Ａは、いくつかの実施形態による磁気整列システム４２００の斜視図を示す。磁気整列システム４２００は、径方向外方磁気配向を有する二次整列構成要素４２１８（例えば、図４１に示されている）と、相補的な一次整列構成要素４２１６と、を含む。磁気整列システム４２００の弓状セクションのうちのいくつかは、内部構造を明瞭化するために図示されていないが、磁気整列システム４２００は、完全な環状構造であり得ることを理解されたい。構成要素４２０２がまた図示されており、構成要素４２０２は、例えば、一次磁気整列構成要素４２１６又は二次磁気整列構成要素４２１８の中央領域内に位置する誘導コイルアセンブリ又は他の構成要素を含むことができる。磁気整列システム４２００は、上述の磁気整列システム４０００と同様の閉ループ磁気整列システムであってもよく、それぞれが１つ以上の弓状磁石から作製され得る弓状セクタ４２０１を含むことができる。いくつかの実施形態では、磁気整列システム４２００の閉ループ構成は、構成要素４２０２に影響を及ぼし得る磁場漏れを低減又は防止することができる。
【0188】
図４２Ｂは、弓状セクタ４２０１のうちの１つを通る軸方向断面図を示す。弓状セクタ４２０１は、一次磁石４２２６及び二次磁石４２２８を含む。配向インジケータ４２１７によって示されているように、二次磁石４２２８は、径方向外方方向に配向された磁極性を有し、すなわち、北磁極は磁気整列システム４２００の径方向外方側に向かう。上述の一次磁石４０２６と同様に、一次磁石４２２６は、内側弓状磁気領域４２５２と、外側弓状磁気領域４２５４と、中央非磁気領域４２５６（例えば、エアギャップ又は非磁性材料の領域を含むことができる）と、を含む。内側弓状磁気領域４２５２は、インジケータ４２５３によって示されているように、北磁極が二次磁石４２２８に向かうように軸方向に配向された磁極性を有し、外側弓状磁気領域４２５４は、反対の磁気配向を有し、インジケータ４２５５によって示されているように二次磁石４２２８に向かって配向された南磁極を有する。図４０Ｂを参照して説明されているように、図４２Ｂに示されている磁気配向の配置は、一次磁石４２２６と二次磁石４２２８との間の磁気引力をもたらす。いくつかの実施形態では、磁極性は逆にされてもよく、二次磁石４２２８の北磁極は、磁気整列システム４２００の径方向内方側に向かって配向されており、一次磁石４２２６の外側弓状領域４２５４の北磁極は、二次磁石４２２８に向かって配向されており、内側弓状領域４２５２の北磁極は、二次磁石４２２８から離れるように配向されている。
【0189】
一次整列構成要素４２１６及び二次整列構成要素４２１８が整列されたとき、一次整列構成要素４２１６及び二次整列構成要素４２１８の磁極性の径方向に対称的な配置及び方向的な等価性は、二次整列構成要素４２１８が軸に沿った整列を維持しながら、横方向平面で時計回り又は反時計回り方向に自由に（一次整列構成要素４２１６に対して）回転することを可能にする。
【0190】
本明細書で使用する場合、「径方向」の配向は、正確に又は純粋に径方向である必要はない。例えば、図４２Ｃは、いくつかの実施形態による二次弓状磁石４２３８を示す。二次弓状磁石４２３８は、矢印４２３９によって示されているように、純粋な径方向の磁気配向を有する。各矢印４２３９は、磁石４２３８の曲率中心で方向付けられており、内方に延在する場合、矢印４２３９は、曲率中心で収束する。しかしながら、この純粋な径方向磁化を達成するには、磁石４２３８内の磁区が隣接する磁区に対して斜めに配向されることを必要とする。いくつかのタイプの磁性材料では、純粋な径方向の磁気配向が実用的ではないこともある。したがって、いくつかの実施形態は、図４２Ｃの純粋な径方向の配向に近似する「擬似径方向」の磁気配向を使用する。図４２Ｄは、いくつかの実施形態による擬似径方向の磁気配向を有する二次弓状磁石４２４８を示す。磁石４２４８は、弓状磁石４２４８の内側コーナー４２５７、４２５９を接続するベースライン４２５１に対して垂直である、矢印４２４９によって示されている磁気配向を有する。内方に延在する場合、矢印４２４９は収束しない。したがって、磁石４２４８内の隣接する磁区は互いに平行であり、これは、ＮｄＦｅＢなどの磁性材料で容易に達成可能である。しかしながら、磁気整列システムにおける全体的な効果は、図４２Ｃに示されている純粋な径方向の磁気配向と同様となり得る。図４２Ｅは、いくつかの実施形態による磁石４２４８から作製された二次環状整列構成要素４２５８を示す。磁気配向矢印４２４９は、環状整列構成要素４２５８の中心点４２６１まで延在する。図示されているように、磁場方向は略径方向であってもよく、近似値の接近性は、磁石４２４８の数及び環状整列構成要素４２５８の内側半径に依存する。いくつかの実施形態では、１７８個の磁石４２４８は、擬似径方向の配向を提供することができ、他の実施形態では、より多い又はより少ない磁石が使用され得る。「径方向」の磁気配向を有する磁石についての本明細書における全ての言及は、擬似径方向の磁気配向、及び略径方向であるが純粋な径方向ではない他の磁気配向を含むことを理解されたい。
【0191】
いくつかの実施形態では、（例えば、図４２Ｂに示されているように）二次整列構成要素４２１８の径方向の磁気配向は、磁気整列システムの全周の周りで同じである二次整列構成要素４２１８と一次整列構成要素４２１６との間の磁力プロファイルを提供する。径方向の磁気配向はまた、より大きな磁気透過係数（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｅｒｍｅａｎｃｅ）をもたらすことができ、これは、二次整列構成要素４２１８が消磁に対して抵抗し、軸方向の引力を向上させ、２つの構成要素が整列されたときの横方向のせん断力を改善させることを可能にする。
【0192】
図４３Ａ及び図４３Ｂは、いくつかの実施形態による、異なる磁気整列システムについての力プロファイルのグラフを示す。具体的には、図４３Ａは、同様のタイプの磁石を使用する同等のサイズの異なる磁気整列システムについての、軸方向（ｚ）方向における垂直引力（垂直抗力）のグラフ４３００を示す。グラフ４３００は、整列の中心からの変位を表す水平軸を有し、０は整列位置を表し、負及び正の値は、任意の単位での整列位置からの左右変位を表し、グラフ４３００は、任意の単位での変位の関数としての垂直抗力（ＦＮＯＲＭＡＬ）を示す垂直軸を有する。この説明の目的で、ＦＮＯＲＭＡＬは、軸方向における一次整列構成要素と二次整列構成要素との間の磁力として定義され、ＦＮＯＲＭＡＬ＞０は引力を表し、ＦＮＯＲＭＡＬ＜０は反発力を表す。グラフ４３００は、３つの異なるタイプの磁気整列システムについての垂直抗力プロファイルを示す。第１のタイプの磁気整列システムは、軸に沿って配置された一対の相補的なディスク型磁石などの中央整列構成要素を使用し、「中央」磁気整列システムについての代表的な垂直抗力プロファイルは、線４３０１（一点鎖線）として示されている。第２のタイプの磁気整列システムは、例えば、図３９Ａ及び図３９Ｂの磁気整列システム３９００などの軸方向の磁気配向を有する環状整列構成要素を使用し、このような環状軸方向磁気整列システムについての代表的な垂直抗力プロファイルは、線４３０３（破線）として示されている。第３のタイプの磁気整列システムは、閉ループ磁気配向及び径方向の対称性を有する環状整列構成要素（例えば、図４２の磁気整列システム４２００）を使用し、径方向に対称的な閉ループ磁気整列システムについての代表的な垂直抗力プロファイルは、線４３０５（実線）として示されている。
【0193】
同様に、図４３Ｂは、異なる磁気整列システムについての横断方向における横方向（せん断）力のグラフ４３２０を示す。グラフ４３２０は、グラフ４３００と同じ規則及び単位を使用して整列の中心からの変位を表す水平軸と、任意の単位での方向の関数としてせん断力（ＦＳＨＥＡＲ）を示す垂直軸と、を有する。この説明の目的で、ＦＳＨＥＡＲは、横方向の一次整列構成要素と二次整列構成要素との間の磁力として定義され、ＦＳＨＥＡＲ＞０は、変位軸に沿って左に向かう力を表し、ＦＳＨＥＡＲ＜０は、変位軸に沿って右に向かう力を表す。グラフ４３２０は、グラフ４３００と同じ３タイプの磁気整列システムについてのせん断力プロファイルを示し、中央磁気整列システムについての代表的なせん断力プロファイルは線４３２１（一点鎖線）として示されている。環状軸方向磁気整列システムについての代表的なせん断力プロファイルは、線４３２３（破線）として示されており、径方向に対称的な閉ループ磁気整列システムについての代表的な垂直抗力プロファイルは、線４３２５（実線）として示されている。
【0194】
図４３Ａに示されているように、各タイプの磁気整列システムは、それぞれのピーク４３１１、４３１３、及び４３１５によって示されているように、一次及び二次整列構成要素が整列位置（水平軸上の０）にあるとき、軸方向において最も強い磁気引力を達成する。最も強く引き付ける垂直抗力は、全てのシステムについて整列位置で達成されるが、ピークの大きさは、磁気整列システムのタイプに依存する。特に、径方向に対称的な閉ループ磁気整列システム（例えば、図４２の磁気整列システム４２００）は、整列位置にあるとき、他のタイプの磁気整列システムよりも強い磁気引力を提供する。この強く引き付ける垂直抗力は、摩擦力に起因する小さい誤整列を克服することができ、一次整列構成要素と二次整列構成要素との間のより正確かつ堅牢な整列を達成することができ、これは、ポータブル電子デバイスと、磁気整列システムが内部に実装されている無線充電デバイスとの間のより正確かつ堅牢な整列を提供することができる。
【0195】
図４３Ｂに示されているように、最も強いせん断力（引力又は反発力）は、一次及び二次整列構成要素が横方向で整列位置のすぐ外側にあるとき、例えば、それぞれのピーク４３３１ａ～ｂ、４３３３ａ～ｂ、及び４３３５ａ～ｂによって示されているように、整列位置からの分離の－２単位及び＋２単位であるとき得られる。垂直抗力と同様に、せん断力のピーク強度の大きさは、磁気整列システムのタイプに依存する。特に、径方向に対称的な閉ループ磁気整列システム（例えば、図４２の磁気整列システム４２００）は、整列位置のすぐ外側にあるとき、他のタイプの磁気整列システムよりも高い大きさのせん断力を提供する。この強いせん断力は、２つの構成要素が整列されたときをユーザが識別するのを助けるために、触覚フィードバックを提供することができる。加えて、強い垂直抗力と同様に、強いせん断力は、摩擦力に起因する小さい誤整列を克服することができ、一次整列構成要素と二次整列構成要素との間のより正確かつ堅牢な整列を達成することができ、これは、ポータブル電子デバイスと、磁気整列システムが内部に実装されている無線充電デバイスとの間のより正確かつ堅牢な整列を提供することができる。
【0196】
径方向に対称的な閉ループ磁気整列システム（例えば、図４２の磁気整列システム４２００）は、軸方向及び横方向に正確かつ堅牢な整列を提供することができる。更に、径方向の対称性のため、整列システムは、軸の周りに横方向平面で好ましい回転配向を有さない。せん断力プロファイルは、整列された電子デバイスの相対的な回転配向にかかわらず同じである。
【0197】
いくつかの実施形態では、閉ループ磁気整列システムは、１つ以上の好ましい回転配向を提供するように設計され得る。図４４は、いくつかの実施形態による、二次整列構成要素４４１８の簡略上面図を示す。二次整列構成要素４４１８は、磁極性インジケータ４４１７ａ～ｈによって示されているような径方向の磁気配向を有するセクタ４４２８ａ～ｈを含む。セクタ４４２８ａ～ｈのそれぞれは、１つ以上の二次弓状磁石（図示せず）を含み得る。この例では、セクタ４４２８ｂ、４４２８ｄ、４４２８ｆ、及び４４２８ｈ内の二次磁石はそれぞれ、径方向外方側に向かって配向された北磁極、及び径方向内方側に向かう南磁極を有し、セクタ４４２８ａ、４４２８ｃ、４４２８ｅ、及び４４２８ｇ内の二次磁石はそれぞれ、径方向内方側に向かって配向された北磁極、及び径方向外方側に向かう南磁極を有する。換言すれば、二次整列構成要素４４１８のセクタ４４２８ａ～ｈ内の磁石は、交互の磁気配向を有する。相補的な一次整列構成要素は、対応する交互の磁気配向を有するセクタを有することができる。
【0198】
例えば、図４５Ａは、いくつかの実施形態による磁気整列システム４５００の斜視図を示す。磁気整列システム４５００は、交互の径方向の磁気配向を有する二次整列構成要素４５１８（例えば、図４４に示されている）と相補的な一次整列構成要素４５１６と、を含む。磁気整列システム４５００の弓状セクションのうちのいくつかは、内部構造を明瞭化するために図示されていないが、磁気整列システム４５００は、完全な環状構造であり得ることを理解されたい。構成要素４５０２がまた図示されており、構成要素４５０２は、例えば、一次環状整列構成要素４５１６及び／又は二次環状整列構成要素４５１８の中央領域内に位置する誘導コイルアセンブリ又は他の構成要素を含むことができる。磁気整列システム４５００は、上述の磁気整列システム４０００と同様の閉ループ磁気整列システムであってもよく、交互の磁気配向の弓状セクタ４５０１ｂ、４５０１ｃを含むことができ、各弓状セクタ４５０１ｂ、４５０１ｃは、一次環状整列構成要素４５１６及び二次環状整列構成要素４５１８のそれぞれにおける１つ以上の弓状磁石を含む。いくつかの実施形態では、磁気整列システム４５００の閉ループ構成は、構成要素４５０２に影響を及ぼし得る磁場漏れを低減又は防止することができる。
【0199】
図４５Ｂは、弓状セクタ４５０１ｂのうちの１つを通る軸方向断面図を示し、図４５Ｃは、弓状セクタ４５０１ｃのうちの１つを通る軸方向断面図を示す。弓状セクタ４５０１ｂは、一次磁石４５２６ｂ及び二次磁石４５２８ｂを含む。配向インジケータ４５１７ｂによって示されているように、二次磁石４５２８ｂは、径方向外方方向に配向された磁極性を有し、すなわち、北磁極は磁気整列システム４５００の径方向外方側に向かう。上述の一次磁石４０２６と同様に、一次磁石４５２６ｂは、内側弓状磁気領域４５５２ｂと、外側弓状磁気領域４５５４ｂと、中央非磁気領域４５５６ｂ（例えば、エアギャップ又は非磁性材料の領域を含むことができる）と、を含む。内側弓状磁気領域４５５２ｂは、インジケータ４５５３ｂによって示されているように、北磁極が二次磁石４５２８ｂに向かうように軸方向に配向された磁極性を有し、外側弓状磁気領域４５５４ｂは、反対の磁気配向を有し、インジケータ４５５５ｂによって示されているように二次磁石４５２８ｂに向かって配向された南磁極を有する。図４０Ｂを参照して説明されているように、図４５Ｂに示されている磁気配向の配置は、一次磁石４５２６ｂと二次磁石４５２８ｂとの間の磁気引力をもたらす。
【0200】
図４５Ｃに示されているように、弓状セクタ４５０１ｃは、弓状セクタ４５０１ｂに対して「逆」磁気配向を有する。弓状セクタ４５０１ｃは、一次磁石４５２６ｃ及び二次磁石４５２８ｃを含む。配向インジケータ４５１７ｃによって示されているように、二次磁石４５２８ｃは、径方向内方方向に配向された磁極性を有し、すなわち、北磁極は磁気整列システム４５００の径方向内方側に向かう。上述の一次磁石４０２６と同様に、一次磁石４５２６ｃは、内側弓状磁気領域４５５２ｃと、外側弓状磁気領域４５５４ｃと、中央非磁気領域４５５６ｃ（例えば、エアギャップ又は非磁性材料の領域を含むことができる）と、を含む。内側弓状磁気領域４５５２ｃは、インジケータ４５５３ｃによって示されているように、南磁極が二次磁石４５２８ｃに向かうように軸方向に配向された磁極性を有し、外側弓状磁気領域４５５４ｃは、反対の磁気配向を有し、インジケータ４５５５ｃによって示されているように二次磁石４５２８ｃに向かって配向された北磁極を有する。図４０Ｂを参照して説明されているように、図４５Ｃに示されている磁気配向の配置は、一次磁石４５２６ｃと二次磁石４５２８ｃとの間の磁気引力をもたらす。
【0201】
図４４及び図４５Ａ～図４５Ｃに示されているような磁極性の交互配置は、二次整列構成要素４５１８が一次整列構成要素４５１６と整列され、整列構成要素４５１６、４５１８のうちの一方が共通の軸を中心にして他方に対して回転されるとき、「ラチェット（ｒａｔｃｈｅｔｉｎｇ）」感を作り出すことができる。例えば、二次整列構成要素４５１８が一次整列構成要素４５１６に対して回転された際に、各径方向外方磁石４５２８ｂは、一次整列構成要素４５１６の相補的な磁石４５２６ｂと交互に近接して、引き付ける磁力をもたらし、一次整列構成要素４５１６の反対の相補的な磁石（ａｎｔｉ－ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍａｇｎｅｔ）４５２６ｃと近接して、反発磁力をもたらす。一次磁石４５２６ｂ、４５２６ｃ及び二次磁石４５２８ｂ、４５２８ｃが、任意の所与の配向で同じ角度サイズ及び間隔を有する場合、磁石の各対は、相補的な磁石対４５２６ｂ、４５２８ｂ及び４５２６ｃ、４５２８ｃが近接する回転配向において整列が安定し堅牢であるように同様の正味の引き付ける磁力又は反発磁力を受ける。他の回転配向では、安定した回転配向に向かうトルクが受けられ得る。
【0202】
図４４及び図４５Ａ～図４５Ｃに示されている例では、各セクタが１つの磁石を含み、磁気配向の方向が各磁石で交互する。いくつかの実施形態では、セクタは、同じ方向の磁気配向を有する２つ以上の磁石を含み得る。例えば、図４６Ａは、いくつかの実施形態による二次整列構成要素４６１８の簡略上面図を示す。二次整列構成要素４６１８は、上述の二次整列構成要素４５１８と同様に、径方向外方の磁気配向を有する二次磁石４６２８ｂと、径方向内方の配向を有する二次磁石４６２８ｃと、を含む。この例では、磁石は、一対の外方に配向された磁石４６２８ｂ（第１のセクタを形成する）が一対の内方に配向された磁石４６２８ｃ（第１のセクタに隣接する第２のセクタを形成する）に隣接するように配置されている。交互のセクタのパターン（１セクタ当たり２つの磁石を有する）は、二次整列構成要素４６１８の周りで繰り返される。同様に、図４６Ｂは、いくつかの実施形態による別の二次整列構成要素４６１８’の簡略上面図を示す。二次整列構成要素４６１８’は、径方向外方の磁気配向を有する二次磁石４６２８ｂと、径方向内方の配向を有する二次磁石４６２８ｃと、を含む。この例では、磁石は、４つの径方向外方の磁石４６２８ｂの群（第１のセクタを形成する）が、４つの径方向内方の磁石４６２８ｃの群（第１のセクタに隣接する第２のセクタを形成する）に隣接するように配置されている。交互のセクタのパターン（１セクタ当たり４つの磁石を有する）は、二次整列構成要素４６１８’の周りで繰り返される。図４６Ａ及び図４６Ｂには示されていないが、二次整列構成要素４６１８又は４６１８’についての相補的な一次整列構成要素の構造は、図４５Ａ～図８Ｃを考慮して明らかである。図４６Ａ及び図４６Ｂの整列構成要素についてのせん断力プロファイルは、上述のラチェットプロファイルと同様であり得るが、安定した整列を提供する回転配向の数は異なる。
【0203】
他の実施形態では、様々な力プロファイルが、一次及び／又は二次整列構成要素の異なる構成要素磁石の整列を変更することによって作り出され得る。単なる一例として、図４７は、磁極性インジケータ４７１７ａ～ｈによって示されているような位置依存性の磁気配向を有するセクタ４７２８ａ～ｈを有するいくつかの実施形態による、二次整列構成要素４７１８の簡略上面図を示す。この例では、二次整列構成要素４７１８は、二次整列構成要素４７１８の２つの半体を画定する二等分線４７０１によって二分されると見なされ得る。第１の半体４７０３では、セクタ４７２８ｅ～ｈは、上述の例と同様に、径方向外方に配向された磁極性を有する。
【0204】
第２の半体４７０５では、セクタ４７２８ａ～ｄは、径方向ではなく、二等分線４７０１に略平行に配向された磁極性を有する。特に、セクタ４７２８ａ及び４７２８ｂは、二等分線４７０１に平行な第１の方向に配向された磁極性を有し、セクタ４７２８ｃ及びセクタ４７２８ｄはセクタ４７２８ａ及び４７２８ｂの磁極性の方向と反対の方向に配向された磁極性を有する。相補的な一次整列構成要素は、二次整列構成要素４７１８に向かって配向された北磁極を有する内側環状領域と、二次整列構成要素４７１８から離れて配向された北磁極を有する外側環状領域と、中央非磁化領域と、を有することができ、上述のように閉ループ磁気配向を提供する。二次整列構成要素４７１８における磁気配向の非対称配置は、二次整列構成要素４７１８が、第１の半体４７０３に向かう方向よりも、第２の半体４７０５に向かう方向に小さいせん断力を生成するように、せん断力プロファイルを変更することができる。いくつかの実施形態では、このような非対称配置は、一次整列構成要素がドッキングステーションに装着されており、二次整列構成要素がドッキングステーションとドッキングするポータブル電子デバイスに装着されている場合、使用され得る。半環４７０５がポータブル電子デバイスの上部に向かうように二次環状整列構成要素４７１８がポータブル電子デバイス内に配向されていると想定すると、非対称的なせん断力は、ポータブル電子デバイスを下方に摺動させてドッキングステーションとドッキングするアクション、又は、ポータブル電子デバイスを上方に摺動させてドッキングステーションからポータブル電子デバイスを取り外すアクションを容易にすることができ、ポータブル電子デバイスをドッキングステーションとの所望の整列に引き寄せるための引力を依然として提供する。
【0205】
前述の例は例示的であり、限定的ではないことが理解されよう。一次及び／又は二次整列構成要素のセクタは、所与の磁気整列システムの一次及び二次整列構成要素が、所望の整列位置に向かう力を提供するための相補的な磁気配向を有する限り、任意の所望の方向及び任意の組み合わせで配向された磁極性を有する磁気要素を含むことができる。磁気配向の異なる組み合わせは、異なるせん断力プロファイルを作り出すことができ、磁気配向の選択は、所望のせん断力プロファイルに基づいて行われ得る。
【0206】
上述の実施形態では、磁気整列構成要素が、デバイスエンクロージャに対して定位置に固定されており、軸方向又は横方向に移動しないと想定される（必須ではない）。これは、固定された磁束を提供する。いくつかの実施形態では、磁気整列構成要素のうちの１つ以上が軸方向に移動することが望ましい場合がある。例えば、本発明の様々な実施形態では、これらの磁気構造体によって提供される磁束を制限することが望ましい場合がある。磁束を制限することは、ユーザがこれらの磁気構造体のうちの１つを組み込む電子デバイスと携帯している可能性がある様々な料金及び決済カードの消磁を防止するのに役立ち得る。しかし、いくつかの状況では、電子デバイスとアクセサリ又は第２の電子デバイスとの間の磁気引力を増加させるために、この磁束を増加させることが望ましい場合がある。加えて、磁気整列構成要素のうちの１つ以上が横方向に移動することが望ましい場合がある。例えば、電子デバイス及び取り付け構造体又は無線デバイスは、横方向に互いからオフセットされてもよい。磁気整列構成要素が横方向に移動する能力は、特にコイルが磁気整列構成要素と共に移動する場合、このオフセットを補償することができ、デバイス間の結合を改善することができる。したがって、本発明の実施形態は、これらの磁気構造体内の磁石のうちのいくつか又は全てが位置を変更してもよく又は移動してもよい構造を提供することができる。可動磁石を有する磁気構造体の例が、以下の図に示されている。
【0207】
図４８Ａ～図４８Ｃは、本発明の一実施形態による可動磁石の例を示す。これらの例では、第１の電子デバイス４８００は、本明細書に示されている無線充電器のうちのいずれかなどの無線充電器、又は磁石４８１０（例えば、図３の磁石アレイ３２０、又は上述の磁石アレイ及び整列磁石などの環状若しくは他の磁気整列構成要素のうちのいずれか）を有する他のデバイスであってもよく、第２の電子デバイス（図示せず）は、電話又は他の電子デバイスであってもよい。図４８Ａでは、可動磁石４８１０は第１の電子デバイス４８００内に収容され得る。第１の電子デバイス４８００は、デバイスエンクロージャ４８３０、磁石４８１０、及びシールド４８２０を含むことができる。磁石４８１０は、非可動シールド４８２０に隣接する第１の位置（図示せず）にあってもよい。この位置では、磁石４８１０はデバイスエンクロージャ４８３０から分離され得る。結果として、デバイスエンクロージャ４８３０の表面における磁束４８１２は比較的低くなり得、それによって、磁気デバイス、及び決済カード上に記憶された情報などの磁気的に記憶された情報を保護する。第１の電子デバイス４８００内の磁石４８１０が第２の電子デバイス内の第２の磁石（図示せず）に引き付けられた際に、磁石４８１０は移動することができ、例えば、図示されているように、シールド４８２０から離れてデバイスエンクロージャ４８３０に隣接するように移動することができる。磁石４８１０がこの位置にある場合、デバイスエンクロージャ４８３０の表面における磁束４８１２は、比較的高くなり得る。磁束４８１２のこの増加は、第２の電子デバイスを第１の電子デバイス４８００に引き付けることに役立ち得る。
【0208】
この構成では、磁石４８１０がシールド４８２０から分離するのに大量の磁気引力が必要となり得る。したがって、本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態は、シールド部分及び戻り板部分に分割されるシールドを含むことができる。例えば、図４８Ｂでは、線４８６０は、シールド４８４０及び戻り板４８５０へのシールド４８２０の分割を示すために使用され得る。
【0209】
図４８Ｃでは、可動磁石４８１０を第１の電子デバイス４８００内に収容され得る。第１の電子デバイス４８００は、デバイスエンクロージャ４８３０、磁石４８１０、シールド４８４０、及び戻り板４８５０を含むことができる。磁気引力がない場合、磁石４８１０は、シールド４８４０が戻り板４８５０に隣接し得るように、第１の位置（図示せず）にあり得る。同様に、この構成では、デバイスエンクロージャ４８３０の表面における磁束４８１２は、比較的低くなり得る。磁石４８１０及び第１の電子デバイス４８００が、第２の電子デバイス（図示せず）内の第２の磁石（図示せず）に引き付けられた際に、磁石４８１０は移動することができ、例えば、図示されているように、戻り板４８５０から離れてデバイスエンクロージャ４８３０に隣接するように移動することができる。この構成では、シールド４８４０は、戻り板４８５０から分離され得、デバイスエンクロージャ４８３０の表面における磁束４８１２が増加され得る。前述のように、磁束４８１２のこの増加により、第２の電子デバイスを第１の電子デバイス４８００に引き付けることに役立ち得る。
【0210】
本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、様々な筐体及び構造が、可動磁石を案内するために使用され得る。加えて、様々な表面が、これらの可動磁石と共に使用され得る。これらの表面は剛性であり得る。代替的に、これらの表面は、従順性であり得、少なくともいくらか可撓性である。例が次の図に示されている。
【0211】
図４９Ａ及び図４９Ｂは、本発明の一実施形態による可動磁気構造を示す。この例では、第１の電子デバイス４９００は、本明細書に示されている無線充電器のうちのいずれかなどの無線充電器、又は磁石４９１０（例えば、図３の磁石アレイ３２０、又は上述の磁石アレイ及び整列磁石などの環状若しくは他の磁気整列構成要素のうちのいずれか）を有する他のデバイスであってもよく、第２の電子デバイス４９６０（図４９Ｂに示されている）は、電話又は他の電子デバイスであってもよい。図４９Ａは、第１の電子デバイス４９００内の可動第１の磁石４９１０を示す。第１の電子デバイス４９００は、第１の磁石４９１０、保護表面４９１２、筐体４９２０及び４９２２、従順性構造体４９２４、シールド４９４０、及び戻り板４９５０を含み得る。この図では、第１の磁石４９１０は第２の磁石（図示せず）に引き付けられず、したがって、シールド４９４０は、戻り板４９５０に磁気的に引き付けられている又は取り付けられている。この位置では、従順性構造体４９２４は、拡張又は弛緩され得る。従順性構造体４９２４は、エラストマー、シリコンゴム連続気泡フォーム、シリコンゴム、ポリウレタンフォーム、又は他のフォーム若しくは他の圧縮性材料から形成され得る。
【0212】
図４９Ｂでは、第２の電子デバイス４９６０は、第１の電子デバイス４９００に近接する。第２の磁石４９７０は、第１の磁石４９１０を引き付けることができ、それによってシールド４９４０及び戻り板４９５０を互いから分離させる。筐体４９２０及び４９２２は、従順性構造体４９２４を圧縮することができ、それによって、第１の電子デバイス４９００の保護表面４９１２が第２の電子デバイス４９６０の筐体４９８０に向かって又は筐体４９８０に隣接するように移動することを可能にする。第２の磁石４９７０は、筐体４９９０又は他の構造によって第２の電子デバイス４９６０内の定位置で保持され得る。第２の電子デバイス４９６０が第１の電子デバイス４９００から取り外された際に、第１の磁石４９１０及びシールド４９４０は、図４９Ａに示されているように、戻り板４９５０に磁気的に引き付けられ得る。
【0213】
図５０Ａ及び図５０Ｂは、本発明の一実施形態による可動磁気構造を示す。この例では、第１の電子デバイス５０００は、本明細書に示されている無線充電器のうちのいずれかなどの無線充電器、又は磁石５０１０（例えば、図３の磁石アレイ３２０、又は上述の磁石アレイ及び整列磁石などの環状若しくは他の磁気整列構成要素のうちのいずれか）を有する他のデバイスであってもよく、第２の電子デバイス５０６０（図５０Ｂに示されている）は、電話又は別の電子デバイスであってもよい。図５０Ａは、第１の電子デバイス５０００内の可動第１の磁石５０１０を示す。第１の電子デバイス５０００は、第１の磁石５０１０、柔軟な表面５０１２、筐体部分５０２０及び５０２２、シールド５０４０、及び戻り板５０５０を含むことができる。この図では、第１の磁石５０１０は第２の磁石に引き付けられず、したがって、シールド５０４０は、戻り板５０５０に磁気的に取り付けられている又は引き付けられている。この位置では、柔軟な表面５０１２は弛緩され得る。柔軟な表面５０１２は、エラストマー、シリコンゴム連続気泡フォーム、シリコンゴム、ポリウレタンフォーム、又は他のフォーム若しくは他の圧縮性材料から形成され得る。
【0214】
図５０Ｂでは、第２の電子デバイス５０６０は、第１の電子デバイス５０００に近接する。第２の磁石５０７０は、第１の磁石５０１０を引き付けることができ、それによって、シールド５０４０及び戻り板５０５０を互いから分離させる。第１の磁石５０１０は、第２の電子デバイス５０６０に向かって柔軟な表面５０１２を引き伸ばすことができ、それによって、第１の電子デバイス５０００の第１の磁石５０１０が第２の電子デバイス５０６０の筐体５０８０に向かって移動することを可能にする。第２の磁石５０７０は、筐体５０８０又は他の構造によって第２の電子デバイス５０６０内の定位置で保持され得る。第２の電子デバイス５０６０が第１の電子デバイス５０００から取り外された際に、第１の磁石５０１０及びシールド５０４０は、図５０Ａに示されているように、戻り板５０５０に磁気的に引き付けられ得る。
【0215】
図５１～図５３は、本発明の一実施形態による可動磁気構造を示す。この例では、第１の電子デバイス５１００は、本明細書に示されている無線充電器のうちのいずれかなどの無線充電器、又は磁石５１１０（例えば、図３の磁石アレイ３２０、又は上述の磁石アレイ及び整列磁石などの環状若しくは他の磁気整列構成要素のうちのいずれか）を有する他のデバイスであってもよく、第２の電子デバイス５０９０（図５２に示されている）は、電話又は他の電子デバイスであってもよい。図５１では、第１の磁石５１１０及びシールド５１４０は、第１の電子デバイス５１００における戻り板５１５０に磁気的に引き付けられてもよく又は取り付けられてもよい。第１の電子デバイス５１００は、デバイスエンクロージャ５１２０内に少なくとも部分的に収容され得る。図５２では、第２の電子デバイス５１６０の筐体５１８０は、方向５１８５に第１の電子デバイス５１００のデバイスエンクロージャ５１２０の表面にわたって横方向に移動することができる。第２の電子デバイス５１６０内の第２の磁石５１７０は、第１の電子デバイス５１００内の第１の磁石５１１０を引き付け始めることができる。この磁気引力５１１５は、シールド５１４０と戻り板５１５０との間の磁気引力５１４５を克服することによって、第１の磁石５１１０及びシールド５１４０を戻り板５１５０から引き離すことができる。図５３では、第２の電子デバイス５１６０内の第２の磁石５１７０は、第１の電子デバイス５１００内の第１の磁石５１１０と整列されている。第１の磁石５１１０及びシールド５１４０は、戻り板５１５０から引き離され、それによって、磁気引力５１４５を低減する。第１の磁石５１１０は、デバイスエンクロージャ５１２０の近くに又は隣接に移動し、それによって、第２の電子デバイス５１６０内の第２の磁石５１７０への磁気引力５１１５を増加させる。
【0216】
図５１～図５３に示されているように、第１の電子デバイス５１００内の第１の磁石５１１０と第２の電子デバイス５１６０内の第２の磁石５１７０との間の磁気引力は、第１の磁石５１１０及びシールド５１４０が戻り板５１５０から引き離されたとき増加し得る。これは、以下の図にグラフで示されている。
【0217】
図５４は、第１の電子デバイス内の第１の磁石と第２の電子デバイス内の第２の磁石との間の垂直抗力をそれらの間の横方向のオフセットの関数として示す。図５１～図５３に示されているように、第１の磁石５１１０と第２の磁石５１７０との間のオフセットが大きい場合、第１の磁石５１１０及びシールド５１４０は、第１の電子デバイス５１００内の戻り板５１５０に取り付けられたままでもよく、磁気引力５１１５は最小であり得る。この磁気引力を克服するために必要なせん断力は、ここでは曲線５４１０として示されている。図５２に示されているように、第１の磁石５１１０と第２の磁石５１７０との間のオフセット又は横方向距離が減少した際に、第１の磁石５１１０及びシールド５１４０は、戻り板５１５０から引き離されてもよく又は分離されてもよく、それによって、第１の磁石５１１０と第２の磁石５１７０との間の磁気引力５１１５を増加させる。これは、ここでは不連続５４２０として示されている。図５３に示されているように、第１の磁石５１１０及び第２の磁石５１７０が整列した際に、磁気引力５１１５は曲線５４３０に沿って最大５４４０まで増加する。曲線５４１０と曲線５４３０との間の差は、第１の磁石５１１０が軸方向に移動することができることからもたらされる、第２の電子デバイス５１６０などの電話又は他の電子デバイスと、第１の電子デバイス５１００などの無線充電器との間の磁気引力の増加を示すことができる。この例では、第１の磁石５１１０は横方向に移動しないが、本発明の他の実施形態では、第１の磁石５１１０はこのような移動が可能であることにも留意されたい。第１の磁石５１１０が横方向に移動することが可能である場合、曲線５４３０は、ゼロのオフセットから第１の磁石５１１０の可能な横方向の移動の範囲によって克服され得るオフセットへの平坦なピークを有することができる。
【0218】
図５５は、第１の電子デバイス内の第１の磁石と第２の電子デバイス内の第２の磁石との間のせん断力をそれらの間の横方向のオフセットの関数として示す。オフセットが第１の磁石５１１０と第２の磁石５１７０との間にない場合、図５３に示されているように、第２の磁石５１７０を第１の磁石５１１０に対して移動させるためのせん断力はない。オフセットが増加した際に、磁石を再整列させることを試みる力であるせん断力は、曲線５５４０に沿って増加することができる。不連続５５１０において、第１の磁石５１１０及びシールド５１４０は、（図５１及び図５２に示されているように）戻り板５１５０に戻ることができ、それによって、点５５２０に磁気せん断力を減少させる。磁気せん断力は、オフセットが増加する際に、曲線５５３０に沿って降下し続けることができる。曲線５５３０と曲線５５４０との間の差は、第１の磁石５１１０が軸方向に移動することができることからもたらされる、第２の電子デバイス５１６０などの電話又は他の電子デバイスと、第１の電子デバイス５１００などの無線充電器との間の磁気引力の増加を示すことができる。この例では、第１の磁石５１１０は横方向に移動しないが、他の例では、第１の磁石５１１０はこのような移動が可能であることにも留意されたい。第１の磁石５１１０が横方向に移動することが可能である場合、曲線５５３０は、第２の磁石５１７０の横方向の移動が第１の磁石５１１０の可能な横方向の移動の範囲を克服するまで、ゼロにとどまることができる。
【0219】
様々な用途のために、磁気整列構成要素を有するデバイスが、整列される他のデバイスを識別することを可能にすることが望ましい場合がある。デバイスがデバイス間の通信プロトコルを定義する無線充電規格をサポートするいくつかの実施形態では、デバイスは、そのプロトコルを使用して通信する。例えば、無線電力伝送のＱｉ規格は、誘導コイルの変調方式を介して、受電デバイス（すなわち、無線で伝送される電力を受け取るための誘導コイルを有するデバイス）が送電デバイス（すなわち、別のデバイスに無線で電力を伝送するための時間変化磁場を生成するための誘導コイルを有するデバイス）に情報を通信することを可能にする通信プロトコルを定義する。Ｑｉ通信プロトコル又は同様のプロトコルは、デバイス識別若しくは充電状態などの情報、又は受電デバイスから送電デバイスへの電力伝送を増加又は減少させるためのリクエストを通信するために使用され得る。
【0220】
いくつかの実施形態では、ＮＦＣサブシステムなどの別個の通信サブシステムが、デバイス間の追加の通信を可能にするために提供され得る。例えば、環状磁気整列構成要素を有する各デバイスは、ＮＦＣコイルを有することができ、ＮＦＣコイルは、環状磁気整列構成要素の内側に配置され得、環状磁気整列構成要素と同心に配置され得る。デバイスがまた誘導性充電コイル（送電コイル又は受電コイルであることができる）を有する場合、ＮＦＣコイルは、誘導性充電コイルと環状磁気整列構成要素との間の隙間内に配置され得る。いくつかの実施形態では、ＮＦＣコイルは、デバイスのそれぞれの磁気整列構成要素が整列されたとき、ポータブル電子デバイスが無線充電デバイス及び／又は補助デバイスなどの他のデバイスを識別することを可能にするために使用され得る。例えば、受電デバイスのＮＦＣコイルはＮＦＣリーダ回路に結合され得、送電デバイス又はアクセサリデバイスのＮＦＣコイルはＮＦＣタグ回路に結合され得る。デバイスが近接するとき、受電デバイスのＮＦＣリーダ回路は作動されて送電デバイス及び／又はアクセサリデバイスのＮＦＣタグを読み取ることができる。このようにして、受電デバイスは、送電デバイス及び／又はアクセサリデバイスから情報（例えば、デバイス識別）を得ることができる。
【0221】
いくつかの実施形態では、ポータブル電子デバイス内のＮＦＣリーダは、相補的な磁気整列構成要素を有する別のデバイスが整列されたとき予想される変化に対応する、ポータブル電子デバイスの磁気整列構成要素によって生成されたＤＣ（又は静的）磁場の変化を検出することによって、トリガされ得る。予想される変化が検出されたとき、他のデバイスが存在すると想定して、ＮＦＣリーダは作動されて他のデバイス内のＮＦＣタグを読み取ることができる。
【0222】
いくつかの実施形態では、ＮＦＣタグは、無線充電器及び環状整列構造体を含むデバイス内に位置することができる。ＮＦＣタグは、無線充電器デバイスが相補的な環状整列構造体及びＮＦＣリーダを有するポータブルデバイスと整列されたとき、ＮＦＣタグがポータブル電子デバイスのＮＦＣリーダによって読み取り可能であるように配置及び構成され得る。
【0223】
図５６は、いくつかの実施形態によるＮＦＣタグを組み込む無線充電器デバイス５６０２の分解図を示し、図５７は、いくつかの実施形態による無線充電器デバイス５６０２の部分断面図を示す。図５６に示されているように、無線充電器デバイス５６０２は、プラスチック又は金属（例えば、アルミニウム）から作製され得るエンクロージャ５６０４と、シリコーン、プラスチック、ガラス、又はＡＣ及びＤＣ磁場に対して透過性である他の材料から作製され得る充電面５６０６と、を含むことができる。充電面５６０６は、エンクロージャ５６０４の上部にある円形開口部５６０３内に嵌合するように成形され得る。
【0224】
無線送電コイルアセンブリ５６１１は、エンクロージャ５６０４内に配置され得る。無線送電コイルアセンブリ５６１１は、別のデバイスへの誘導電力伝送のための無線送電コイル５６１２、並びに無線送電コイル５６１２のうちのいくつかの又は全ての表面の周りに配置されたＡＣ磁気及び／又は電気シールド５６１３を含むことができる。無線送電コイル５６１２を制御するための制御回路５６１４（例えば、ロジックボード及び／又は電力回路を含むことができる）は、コイル５６１２の中心及び／又はコイル５６１２の下に配置され得る。いくつかの実施形態では、制御回路５６１４は、Ｑｉプロトコル又は他のプロトコルなどの無線充電プロトコルに従って、無線送電コイル５６１２を動作させることができる。
【0225】
一次環状磁気整列構成要素５６１６は、無線送電コイルアセンブリ５６１１を取り囲むことができる。一次環状磁気整列構成要素５６１６は、図示されているように環状構成で配置された多数の弓状磁石セクションを含むことができる。各弓状磁石セクションは、第１の軸方向に配向された磁極性を有する内側弓状領域と、第１の軸方向と反対の第２の軸方向に配向された磁極性を有する外側弓状領域と、磁気的に偏光されていない中央弓状領域と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、一次環状磁気整列構成要素５６１６の直径及び厚さは、図５７に最も良く見られるように、一次環状磁気整列構成要素５６１６の弓状磁石セクションがエンクロージャ５６０４の上面にあるリップ５６０９の下に嵌合するように選択される。例えば、各弓状磁石セクションは、内側領域及び外側領域を磁化する前又は後のいずれかで、リップ５６０９の下の位置内に挿入され得る。いくつかの実施形態では、一次環状磁気整列構成要素５６１６は、２つの隣接する弓状磁石セクションの間に隙間５６３６を有することができる。隙間５６３６は、外部ワイヤが無線送電コイル５６１２及び／又は制御回路５６１４に接続されることを可能にするために、エンクロージャ５６０４の側面における開口部５６０７と整列され得る。
【0226】
支持リングサブアセンブリ５６４０は、軸方向に延在する環状フレーム５６４２と、フレーム５６４２の上縁部にある摩擦パッド５６４４と、を含むことができる。摩擦パッド５６４４は、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）などのシリコーン又は熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）などの材料から作製され得、充電面５６０６に対する支持及び保護を提供することができる。フレーム５６４２は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ガラス繊維強化ポリカーボネート（ＧＦＰＣ）、又はガラス繊維強化ポリアミド（ＧＦＰＡ）などの材料から作製され得る。フレーム５６４２は、その上に配置されたＮＦＣコイル５６６４を有することができる。例えば、ＮＦＣコイル５６６４は、フレーム５６４２上に巻かれた銅ワイヤ又は他の導電性ワイヤから作製された４ターン又は５ターンのソレノイドコイルであることができる。いくつかの実施形態では、ＮＦＣコイル５６６４は、フレーム５６４２上に配置され得るＮＦＣタグ回路（図示せず）に電気的に接続され得る。ＮＦＣ回路の関連する設計原理は、当技術分野において周知であり、詳細な説明は省略される。フレーム５６４２は、一次環状磁気整列構成要素５６１６と無線送電コイルアセンブリ５６１１との間の隙間領域５６１７内に挿入され得る。いくつかの実施形態では、隙間領域５６１７は、無線送電コイル５６１２内で生成されたＡＣ電磁場からＡＣシールド５６１３によってシールドされており、また、一次環状磁気整列構成要素５６１６のＤＣ磁場から弓状磁石セクションの閉ループ構成によってシールドされている。
【0227】
図５８は、いくつかの実施形態による、ポータブル電子デバイス５２０４で実装され得るプロセス５８００のフロー図を示す。いくつかの実施形態では、プロセス５８００は、ポータブル電子デバイス５２０４の電源がオンにされる間、反復的に実行され得る。ブロック５８０２において、プロセス５８００は、例えば磁力計５２８０を使用して、ベースライン磁場を決定することができる。ブロック５８０４において、プロセス５８００は、磁場の変化が検出されるまで、磁力計５２８０からの信号をモニタリングし続けることができる。ブロック５８０６において、プロセス５８００は、磁場の変化が相補的な磁気整列構成要素の整列と関連付けられた変化の大きさ及び方向と一致するか否かを判定することができる。一致しない場合、ブロック５８０２においてベースライン磁場が更新され得る。ブロック５８０６において磁場の変化が相補的な整列構成要素の整列と関連付けられた変化の大きさ及び方向と一致する場合、ブロック５８０８において、プロセス５８００は、ＮＦＣコイル５２６０と関連付けられたＮＦＣリーダ回路を作動して、整列されたデバイスのＮＦＣタグを読み取ることができる。ブロック５８１０において、プロセス５８００は、ＮＦＣタグから読み取られた識別情報を受信することができる。ブロック５８１２において、プロセス５８００は、識別情報に基づいてポータブル電子デバイス５２０４の挙動を変更することができ、例えば、上述のように色洗浄効果を生成する。ブロック５８１２の後、プロセス５８００はブロック５８０２に任意選択で戻って磁力計５２８０の連続的なモニタリングを提供することができる。プロセス５８００は例示的であり、プロセス５８００に加えて又はプロセス５８００の代わりに他のプロセスを実行することができると理解されたい。
【0228】
図５９は、図１の無線充電器の代替分解図である。無線充電器５９００は、本明細書に示されている無線充電器１００（図１に示されている）及び他の無線充電器と実質的に同様であり得る。無線充電器５９００は、第１の電子デバイス（図示せず）を充電するための第１のリーフ５９０２と、第２の電子デバイス（図示せず）を充電するための第２のリーフ５９０４と、を含むことができる。第１のリーフ５９０２は、主ヒンジ５９０６によって第２のリーフ５９０４に接合され得る。
【0229】
第１のリーフ５９０２は、第１の電子デバイスを第１のリーフ５９０２に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。具体的には、第１のリーフ５９０２は環状磁石アレイ６１４０を含むことができる。磁石アレイ６１４０は、第１の電子デバイスが第１のリーフ５９０２に近接するとき、第１の電子デバイス（図示せず）内の対応する磁石アレイ（図示せず）を引き付けることができる。磁石アレイ６１４０は、第１の電子デバイスを第１のリーフ５９０２に取り付けるための取り付けデバイスとして更に機能することができる。接触面６１１１はまた、取り付けデバイスとして機能することができる。具体的には、接触面６１１１は、電話（例えば）の裏側を第１のリーフ５９０２に保持する高摩擦又は高静止摩擦材料から形成され得る。接触面６１１１の高摩擦又は高静止摩擦面は、第１の電子デバイスを第１のリーフ５９０２から取り外すために必要なせん断力を増加させることができる。加えて又は代わりに、接触面６１１１は、接着剤を使用して形成され得る。接着剤を使用することにより、第１の電子デバイスを第１のリーフ５９０２から取り外すために必要な垂直抗力を増加させることができる。
【0230】
整列されると、第１のリーフ５９０２は、コイル６１１０を使用して第１の電子デバイスに充電を行うことができる。磁石アレイ６１４０は、コイル６１１０を後に及び周方向に取り囲むことができる。電力はコネクタ５９９２で受け取られ得る。コネクタ５９９２は、ライトニング、ＵＳＢタイプＣ、又は他のタイプのコネクタであり得る。この電力は、基板５９９０を介して制御回路６１３０に供給され得る。制御回路６１３０は、コイル６１１０内に交流を生成することができる。これらの交流は、第１の電子デバイス内の対応するコイル（図示せず）に結合する時間変化磁束を生成することができる。第１の電子デバイスは、これらの誘導電流を使用して、第１の電子デバイス内のバッテリ（図示せず）を充電することができる。コイル６１１０及び磁石アレイ６１４０は、第１の下部エンクロージャ５９５０によって支持され得るエンクロージャ６１５０内に収容され得る。エンクロージャ６１５０は、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の材料から形成され得る。シールド６１２０は、第１のリーフ５９０２と充電中の第１の電子デバイスとの間の容量結合を増加させるのに役立ち得る。容量結合のこの増加は、コイル６１１０によって生成された電磁干渉を低減するのに役立ち得る、放射及びノイズを低減するのに役立ち得る。シールド６１２０は、銅、ステンレス鋼、又は他の材料から形成され得る。導電性フォーム及び他の導電性構造体が、このシールドを改善させるために使用され得る。例えば、導電性フォームリング（図示せず）が接触面６１１１の周囲に配置され得る。
【0231】
第２のリーフ５９０４は、第２の電子デバイスを第２のリーフ５９０４に整列させるための１つ以上の整列機構を含むことができる。具体的には、第２のリーフ５９０４は磁石６１６２を含むことができる。磁石６１６２は、第２の電子デバイスが充電パック６１７０に近接するとき、第２の電子デバイス内の対応する磁石（図示せず）を引き付けることができる。磁石６１６２は、第２の電子デバイスを充電パック６１７０に取り付けるための取り付けデバイスとして更に機能することができる。磁石６１６２及びコイル６１１０は、充電パック６１７０内に収容され得る。パックキャップ６１６１は、ポリカーボネート又は他の材料から形成され得、コイル６１６０及び磁石６１６２を覆うことができる。パックキャップ６１６１の表面及び他の態様は、接触面６１１１と同じ又は同様であることができる。
【0232】
第２の電子デバイスが充電パック６１７０に整列されると、充電パック６１７０はコイル６１６０を使用して第２の電子デバイスへの充電を行うことができる。コイル６１６０は、磁石６１６２を横方向及び周方向に取り囲むことができる。コネクタ５９９２で受け取られた電力は、基板５９９０によって、充電パック６１７０内のコイル６１６０に接続され得る制御回路（図示せず）に供給され得る。充電パック６１７０内の制御回路は、コイル６１６０内に交流を生成することができる。これらの交流は、第２の電子デバイス内の対応するコイル（図示せず）に結合する時間変化磁束を生成することができる。第２の電子デバイスは、これらの誘導電流を使用して、第２の電子デバイス内のバッテリ（図示せず）を充電することができる。コイル６１６０、磁石６１６２、及び制御回路は、第２の下部エンクロージャ５９５２によって支持され得る充電パック６１７０内に支持され得る。パックヒンジ６０００は、充電パック６１７０を第２の下部エンクロージャ５９５２に取り付けることができる。基板５９９０は、ケーブル４１４（図４に示されている）を介して制御回路と通信することができる。
【0233】
無線充電器５９００は、上層５９１０及び下層５９７０を更に含むことができる。これらの層は、天然又は人工の層であることができ、触れたくなるような表面を有することができる。第１の上部エンクロージャ５９３０及び第２の上部エンクロージャ５９３２は、層５９２０及び層５９２２によって上層５９１０に接合され得る。第１の下部エンクロージャ５９５０及び第２の下部エンクロージャ５９５２は、層５９６０及び層５９６２によって下層５９７０に接合され得る。無線充電器５９００は磁石５９４０を更に含むことができる。磁石５９４０は、無線充電器５９００が第１の方向に折り畳まれたとき、第１のリーフ５９０２の上面を第２のリーフ５９０４の上面に固定するように配置され得る。磁石５９４０は、無線充電器５９００が第２の方向に折り畳まれたとき、第１のリーフ５９０２の下面を第２のリーフ５９０４の下面に固定するように配置され得る。
【0234】
主ヒンジ５９０６内のフレキシブル回路基板５９８２は、成形物６３２０によって保護され得る。成形物６３２０に関する更なる詳細が図６３に以下に示されている。
【0235】
１つ以上の電磁シールド（ｅ－ｓｈｉｅｌｄ）（図示せず）は、コイル６１１０及びコイル６１６０のうちのいずれか又は両方の上に配置され得る。これらの電磁シールドは、コイル６１１０又はコイル６１６０と電子デバイス内の対応するコイルとの間の電場を遮断するために銅又は他の導電性材料の層から形成され得、対応するコイル間に磁場を通すための透磁率が低くあり得る。これらの電磁シールドは、渦電流の形成を防止するための破断部を含むことができる。１つ以上のフェライト又はフェライト要素（図示せず）が、コイル６１１０及びコイル６１６０のうちのいずれか又は両方の下に配置されて、結合及びシールドを更に改善させることができる。これらのフェライトは、ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、酸化鉄、マンガン、亜鉛、若しくは他の材料又は材料の組み合わせなどの高透磁率を有する材料から形成され得る。
【0236】
これらの無線充電器の部分は、様々な材料から形成され得る。接触面６１１１及び他の高摩擦表面は、エラストマー、プラスチック、ＰＶＣプラスチック、ゴム、シリコンゴム、ウレタン、ポリウレタン、ニトリル、ネオプレン、シリコーン、又は他の材料から形成され得る。接触面６１１１は、二段成形プロセスを使用して形成され得る。例えば、接触面６１１１は、より軟らかいシリコーン層によって覆われたポリカーボネート層から形成され得る。充電パック６１７０、パックヒンジ６０００、第１の下部エンクロージャ５９５０、第２の下部エンクロージャ５９５２、エンクロージャ６１５０、及び他の部分は、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の材料から形成され得る。これらの構造及び他の構造は、深絞りプロセス又は他の技術を使用して、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械加工、金属射出成形、打ち抜き、鍛造によって形成され得る。上層５９１０及び下層５９７０は、合成皮革、又は他の天然若しくは人工材料から形成され得る。この例での磁石５９４０、磁石アレイ６１４０、及び磁石６１６２などの本明細書に示されている磁石のそれぞれは、再利用希土類磁石、又は他の磁石若しくは磁気構造体を使用して形成され得る。
【0237】
図６０Ａ及び図６０Ｂは、本発明の一実施形態によるパックヒンジを示す。この例では、パックヒンジ６０００は、シャフト６０２０を含むことができる。シャフト６０２０は、ばねクリップ１９３０（図１９Ｂに示されている）と同じ又は同様であり得るばねクリップ６０３０によって定位置に保持され得る。ばねクリップ６０３０は、パックヒンジ６０００のブロック６０１０のスロット６０１６（図６１に示されている）内に位置することができるタブ６０３２（図６１に示されている）を含むことができる。シャフト６０２０は、充電パック６１７０（図５９に示されている）の上方運動と下方運動との間の差動抵抗を提供するために、カム加工されてもよく又は非円筒形であってもよい。アーム６０３４（図６１に示されている）は、充電パック６１７０の上方及び下方運動に対する非対称抵抗を提供するために異なる幅を有してもよく、アーム６０３４は、充電パック６１７０の上方及び下方運動に対する対称抵抗を提供するために同等であってもよい。
【0238】
この例では、シャフト６０２０は、スロット６０１８内の限界６０１２と限界６０１４との間で移動することができるストップ６０２２を有することができる。限界６０１４は、無線充電器５９００の上面に対する充電パック６１７０の上方移動を制限することができる。限界６０１２は、無線充電器５９００（図５９に示されている）の上面に対する充電パック６１７０の下方移動を制限することができる。すなわち、シャフト６０２０は、（図示されているように）反時計回りに回転して、シャフト６０２０のストップ６０２２がスロット６０１８の限界６０１４と係合するまで、充電パック６１７０を上昇させることができる。シャフト６０２０は、時計回りに回転して、シャフト６０２０のストップ６０２２がスロット６０１８の限界６０１２と係合するまで、充電パック６１７０を下降させることができる。組付け中に、シャフト６０２０は、ストップ６０２２が限界６０１２と係合するように配置され得る。充電パック６１７０は、無線充電器５９００の上面に対して所望の位置に配置され得る。次いで、充電パック６１７０に取り付けられたステム（図示せず）は、例えば、はんだ付け又はレーザ溶接によってシャフト６０２０に固定され得る。この位置では、ストップ６０２２が限界６０１２に戻ったとき、充電パック６１７０は、無線充電器５９００に対して所望の位置にあることができる。本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、この所望の位置は、無線充電器５９００の上面の平面を含む平面内、無線充電器５９００の上面の平面と平行な平面内、又は他の適切な相対位置にあることができる。
【0239】
図６１は、本発明の一実施形態によるパックヒンジの構成要素を示す。この例では、パックヒンジ６０００は、シャフト６０２０を含むことができる。シャフト６０２０は、ばねクリップ６０３０によって定位置に保持され得る。ばねクリップアーム６０３４は、シャフト６０２０との締まり嵌めを有して、シャフト６０２０の回転摩擦を提供することができる。ばねクリップ６０３０は、パックヒンジ６０００のブロック６０１０のスロット６０１６内に位置することができるタブ６０３２を含むことができる。タブ６０３２は、スロット６０１６との締まり嵌めを有することができる。シャフト６０２０は、充電パック６１７０（図５９に示されている）の上方運動と下方運動との間の差動抵抗を提供するために、カム加工されてもよく又は非円筒形であってもよい。アーム６０３４は、充電パック６１７０の上方及び下方運動に対する非対称抵抗を提供するために異なる幅を有してもよく、又はアーム６０３４は、充電パック６１７０の上方及び下方運動に対する対称抵抗を提供するために同等であってもよい。ばねクリップ６０３０は、シャフト６０２０を垂直方向に保持することができ、係止クリップ６０４０は、凹部６０１７でブロック６０１０に取り付けられて、シャフト６０２０の軸方向並進、すなわち、軸に沿ったシャフト６０２０の移動を防止するのに役立ち得る。
【0240】
この例では、シャフト６０２０は、スロット６０１８内の限界６０１２と限界６０１４（図６０に示されている）との間で移動することができるストップ６０２２を有することができる。２つのストップ６０２２は、過剰な力が充電パック６１７０に適用されたときパックヒンジ６０００の強度を増加させるために使用され得る。限界６０１４は、無線充電器５９００（図５９に示されている）の上面に対する充電パック６１７０の上方移動を制限することができる。限界６０１２は、無線充電器５９００の上面に対する充電パック６１７０の下方移動を制限することができる。すなわち、シャフト６０２０は、反時計回りに回転して、シャフト６０２０のストップ６０２２がスロット６０１８の限界６０１４と係合するまで、充電パック６１７０を上昇させることができる。シャフト６０２０は、時計回りに回転して、シャフト６０２０のストップ６０２２がスロット６０１８の限界６０１２と係合するまで、充電パック６１７０を下降させることができる。組付け中に、シャフト６０２０は、ストップ６０２２が限界６０１２と係合するように配置され得る。充電パック６１７０は、無線充電器５９００の上面に対して所望の位置に配置され得る。次いで、充電パック６１７０に取り付けられたステムは、例えば、シャフト６０２０内の開口部６０２９を介するはんだ付け又はレーザ溶接によってシャフト６０２０に固定され得る。この位置では、ストップ６０２２が限界６０１２に戻ったとき、充電パック６１７０は、無線充電器５９００に対して所望の位置にあることができる。本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、この所望の位置は、無線充電器５９００の上面の平面を含む平面内、無線充電器５９００の上面の平面と平行な平面内、又は他の適切な位置にあることができる。
【0241】
充電パック６１７０は、ステムを介してパックヒンジ６０００に取り付けられ得る。このステムは、図１５Ａ～図１５Ｂ及び図１６Ａ～図１６Ｂに示されているステムの変形形態であることができる。例えば、ステム内のケーブルの出口は、ステムを通るケーブル４１４（図４に示されている）のルーティングを簡略化するために、ステムに対して小さい又は限られた角度で形成され得る。ステムは、シャフト上でより高い線に沿ってシャフト６０２０に取り付けられ得る。この変更形態は、充電パック６１７０が上方位置にあるとき、ケーブル４１４をステムの後方に隠すのに役立ち得る。このようなステムの例が、以下の図に示されている。
【0242】
図６２は、本発明の一実施形態による、パックヒンジを充電パックに取り付けるために使用され得るステムを示す。ステム６２００は、溝６２１０に沿ってシャフト６０２０（図６０に示されている）に取り付けられ得る。ステム６２００は、シャフト６０２０内の開口部６０２９（図６１に示されている）を介してシャフト６０２０にはんだ付け又はレーザ溶接され得る。ステム６２００の端部６２２０は、充電パック６１７０（図５９に示されている）に取り付けられ得る。ケーブル４１４（図４に示されている）は、端部６２２０にある開口部６２２３から端部６２３０にある開口部６２３３への開口部へステムを通ってルーティングされ得る。開口部６２２３と開口部６２３３との間の角度は、ステム６２００を通るケーブル４１４のルーティングを容易にするために、制限され得る（例えば、９０度未満）。溝６２１０は、端部６２３０が無線充電器５９００（図５９に示されている）内で下方に位置し得るように、端部６２３０から離れて配置され得る。これは、充電パック６１７０が直立位置にあるとき、ケーブル４１４の視認性を制限するのに役立ち得る。
【0243】
本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態では、フレキシブル回路基板５９８２上のトレース（図５９に示されている）及びフレキシブル回路基板５９８２自体が、図５９に示されている主ヒンジ５９０６の外面上に可視パターンを形成しないことが望ましい場合がある。すなわち、フレキシブル回路基板５９８２上のトレースは、無線充電器５９００の表面に透けて見えないことが望ましい場合がある。したがって、本発明の実施形態は、このような視認性又は透けて見えることを軽減するための構造を含むことができる。例が次の図に示されている。
【0244】
図６３は、本発明の一実施形態による主ヒンジの一部分を示す。この例では、フレキシブル回路基板５９８２は、上層５９１０と下層５９７０との間の成形物６３２０内に成形され得る。製造中、成形物６３２０は、上層５９１０の底部及び下層５９７０の頂部に適用され得る。フレキシブル回路基板５９８２を間に挟んだ状態で、上層５９１０及び下層５９７０は、圧縮成形機で圧縮され得る。これは、上層５９１０の頂部及び下層５９７０の底部に均一な表面を提供することができる。
【0245】
図６４は、本発明の一実施形態による、主ヒンジ内のフレキシブル回路基板上にトレースを形成するために使用され得る金属化パターンの例を示す。基板部分６４００は、フレキシブル回路基板５９８２の一部分であることができる。トレース２７６０（図２７Ａに示されている）と同様に、トレース６４１０は蛇行形状を有することができる。複数のトレース６４１０は入れ子にされ得る。トレース６４１０は、端部６４２０で終端することができる。これらのトレース６４１０は、１つ以上の信号に使用され得、複数のトレース６４１０は、冗長性のために使用され得る。
【0246】
上層５９１０及び成形物６３２０又は下層５９７０及び成形物６３２０（両方とも図５９に示されている）を介する主ヒンジ５９０６の表面でのトレース６４１０の視認性を防止することが望ましい場合がある。したがって、本発明の実施形態は、トレース６４１０間、トレース６４１０の上、及びトレース６４１０の下に形成された追加の金属化領域６４３０を提供することができる。追加の金属化領域６４３０は、固体であってもよく、穿孔されてもよく、網掛けパターンを有してもよく、又は他のパターンを使用して形成されてもよい。これらの領域は、これらの領域が成形物６３２０及び上層５９１０又は成形物６３２０及び下層５９７０に透けて見えず、主ヒンジ５９０６の表面上に現れないように、非金属化領域のサイズを縮小させる傾向があり得る。
【0247】
個人特定可能な情報の使用は、ユーザのプライバシーを維持するための業界又は政府の要件を満たす又は超えると一般に認識されているプライバシーポリシー及びプラクティスに従うべきであることに十分に理解されたい。特に、個人特定可能な情報データは、意図されない又は許可されていないアクセス又は使用のリスクを最小限に抑えるように管理及び取り扱いされるべきであり、許可された使用の性質はユーザに明確に示されるべきである。
【0248】
本発明の実施形態の上述の説明は、例示及び説明のために提示されている。網羅的であること、又は記載されている厳密な形態に本発明を限定することは意図されず、多くの変更形態及び変形形態が上述の教示に照らして可能である。実施形態は、本発明の原理及びその実際的な適用を最良に説明して、それによって、他の当業者が本発明を様々な実施形態で及び想到される特定の用途に好適な様々な変更形態と共に最良に利用することを可能にするために、選択及び説明されている。したがって、本発明は、以下の特許請求の範囲内の全ての変更形態及び均等物を網羅することを意図することが理解されよう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27A】
【図27B】
【図28A】
【図28B】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33A】
【図33B】
【図34】
【図35】
【図36A】
【図36B】
【図37A】
【図37B】
【図38】
【図39A】
【図39B】
【図40A】
【図40B】
【図41】
【図42A】
【図42B】
【図42C】
【図42D】
【図42E】
【図43A】
【図43B】
【図44】
【図45A】
【図45B】
【図45C】
【図46A】
【図46B】
【図47】
【図48A】
【図48B】
【図48C】
【図49A】
【図49B】
【図50A】
【図50B】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60A】
【図60B】
【図61】
【図62】
【図63】
【図64】
