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特表2024-508757ワイヤレス電力伝送効率を改善するためのアクセサリデバイス

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-28

(54)【発明の名称】ワイヤレス電力伝送効率を改善するためのアクセサリデバイス

(51)【国際特許分類】

H01F 38/14 20060101AFI20240220BHJP

H02J 50/10 20160101ALI20240220BHJP

H02J 50/70 20160101ALI20240220BHJP

【ＦＩ】

H01F38/14

H02J50/10

H02J50/70

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023549622

(86)(22)【出願日】2021-10-29

(85)【翻訳文提出日】2023-08-16

(86)【国際出願番号】 US2021057366

(87)【国際公開番号】W WO2022177614

(87)【国際公開日】2022-08-25

(31)【優先権主張番号】202110186318.3

(32)【優先日】2021-02-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】PCT/US2021/028099

(32)【優先日】2021-04-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】ＡｐｐｌｅＩｎｃ．

【住所又は居所原語表記】ＯｎｅＡｐｐｌｅＰａｒｋＷａｙ，Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ９５０１４，Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100121979

【弁理士】

【氏名又は名称】岩崎吉信

(72)【発明者】

【氏名】リンルイヤン

(72)【発明者】

【氏名】チャバルコマシュージェイ

(72)【発明者】

【氏名】ムサウィザキ

(72)【発明者】

【氏名】シューウォーツアダムエル

(57)【要約】

ワイヤレス伝送システムにおけるワイヤレス伝送効率を改善するためのアクセサリ（３００）は、送電機巻線（１０３）から受電機（１０４）のフレンドリ金属への磁束結合を低減させ、及び／又は送電機巻線（１０３）から受電機巻線（１０５）への磁束結合を強化するように寸法決め及び配置された磁気（例えば、フェライト）コアを含むことができる。コアは、受電機巻線の外側寸法（例えば、外径）に対応する開口を画定することができる。コアは更に、送電機巻線の外側寸法（例えば、外径）に対応する外側寸法など、受電機のフレンドリ金属への磁束結合を低減させるのに十分な磁束を遮断するように選択された外側寸法を有し得る。アクセサリは、受電機デバイス（１０４）用のケースであってもよく、又は送電機デバイス（１０２）の面に取り付けられるように構成されてもよく、１つ以上の整列用固定具を含んでもよい。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＴｘ巻線を有する送電機（ＰＴｘ）と、ＰＲｘ巻線を有する受電機（ＰＲｘ）とを備え、前記ＰＴｘ巻線と前記ＰＲｘ巻線とが寸法的に不一致であるワイヤレス電力伝送システムにおいて、ワイヤレス電力伝送効率を改善するためのアクセサリであって、前記アクセサリが、
選択された磁気特性を有する材料から形成されたコアを備えており、前記コアが、
前記ＰＴｘ巻線から前記ＰＲｘのフレンドリメタルへの磁束結合を低減させることと、
前記ＰＴｘ巻線から前記ＰＲｘ巻線への磁束結合を強化することと、
のうちの少なくとも１つを実行するように寸法決め及び配置されている、アクセサリ。

【請求項2】

前記コアがフェライトコアである、請求項１に記載のアクセサリ。

【請求項3】

前記ＰＴｘ巻線と前記ＰＲｘ巻線との間の前記寸法的不一致が、前記ＰＲｘ巻線よりも大きいＰＴｘ巻線を含み、前記コアが、前記ＰＲｘ巻線の外側寸法に対応する開口を画定する、請求項１に記載のアクセサリ。

【請求項4】

前記コアが、前記ＰＲｘの前記フレンドリ金属への磁束結合を低減させるのに十分な磁束を遮断するように選択された外側寸法を有する、請求項３に記載のアクセサリ。

【請求項5】

前記開口が、前記ＰＲｘ巻線の外径に対応する内径を有する、請求項４に記載のアクセサリ。

【請求項6】

電子デバイスとワイヤレス充電器との間のワイヤレス電力伝送効率を改善するように構成されたアクセサリであって、前記デバイスのワイヤレス充電巻線と前記ワイヤレス充電器のワイヤレス充電巻線とが寸法的に不一致であり、前記アクセサリが、
選択された磁気特性を有する材料から形成されたコアを備えており、前記コアが、
前記充電器の前記ワイヤレス充電巻線から前記デバイスの金属への磁束結合を低減させることと、
前記充電器の前記ワイヤレス充電巻線から前記電話の前記ワイヤレス充電巻線への磁束結合を強化することと、
のうちの少なくとも１つを実行するように寸法決め及び配置されている、アクセサリ。

【請求項7】

１つ以上の整列用固定具を更に備える、請求項６に記載のアクセサリ。

【請求項8】

前記１つ以上の整列用固定具が、前記アクセサリを前記電子デバイスに対して整列させ又は固定するように構成されている、請求項７に記載のアクセサリ。

【請求項9】

前記１つ以上の整列用固定具が、前記アクセサリを前記ワイヤレス充電器に対して整列させ又は固定するように構成されている、請求項７に記載のアクセサリ。

【請求項10】

前記１つ以上の整列用固定具が、前記アクセサリを前記デバイスと前記ワイヤレス充電器の両方に対して整列させ又は固定するように構成されている、請求項７に記載のアクセサリ。

【請求項11】

前記整列用固定具が、１つ以上の磁石を含む、請求項７に記載のアクセサリ。

【請求項12】

前記１つ以上の磁石がリングを形成する、請求項１１に記載のアクセサリ。

【請求項13】

前記コアがフェライトコアである、請求項６に記載のアクセサリ。

【請求項14】

前記寸法的不一致が、前記ワイヤレス充電器の前記ワイヤレス充電巻線が前記電子デバイスの前記ワイヤレス充電巻線よりも大きいことを含み、前記コアが、前記電子デバイスの前記ワイヤレス充電巻線の外側寸法に対応する開口を画定する、請求項６に記載のアクセサリ。

【請求項15】

前記コアが、前記電子デバイスの前記フレンドリ金属への磁束結合を低減させるのに十分な磁束を遮断するように選択された外側寸法を有する、請求項１４に記載のアクセサリ。

【請求項16】

前記開口が、前記ワイヤレス充電器の前記ワイヤレス充電巻線の外径に対応する内径を有する、請求項１５に記載のアクセサリ。

【請求項17】

前記アクセサリが、前記電子デバイス用のケースである、請求項６に記載のアクセサリ。

【請求項18】

前記アクセサリが、前記デバイスと前記ワイヤレス充電器との間に設けられるように構成されたシムである、請求項６に記載のアクセサリ。

【請求項19】

電子デバイスとワイヤレス送電機との間のワイヤレス電力伝送効率を改善するように、前記ワイヤレス送電機の面に取り付けられるように構成されたアクセサリであって、前記電子デバイスのワイヤレス充電巻線と前記ワイヤレス送電機のワイヤレス充電巻線とが寸法的に不一致であり、前記アクセサリが、
選択された磁気特性を有する材料から形成されたコアであって、
前記ワイヤレス送電機の前記ワイヤレス充電巻線から前記電子デバイスの金属への磁束結合を低減させることと、
前記ワイヤレス送電機の前記ワイヤレス充電巻線から前記電子デバイスの前記ワイヤレス充電巻線への磁束結合を強化することと、
のうちの少なくとも１つを実行するように寸法決め及び配置されている、コアと、
前記ワイヤレス送電機の前記面に前記アクセサリを固定するように構成された接着剤と、
を備える、アクセサリ。

【請求項20】

前記コアが、前記ワイヤレス送電機の少なくとも１つのワイヤレス充電巻線によって誘導される磁束から、前記電子デバイスの前記金属を遮蔽するように寸法決めされたフェライトリングである、請求項１９に記載のアクセサリ。

【請求項21】

前記フェライトリングが、前記ワイヤレス送電機の１つ以上のワイヤレス充電巻線の近くに配置されて所望のレベルの遮蔽又は磁束方向変更を提供するようにサイズ及び寸法が決められた１つ以上のタブを備える、請求項２０に記載のアクセサリ。

【請求項22】

前記フェライトコアが、前記ワイヤレス送電機の１つ以上のワイヤレス充電巻線の近くに配置されて所望のレベルの遮蔽又は磁束方向変更を提供するようにサイズ及び寸法が決められた追加のフェライトバーを更に備える、請求項２０に記載のアクセサリ。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

例示的なワイヤレス（誘導）電力伝送システムを図１に示す。ワイヤレス送電機（Power Transmitter、ＰＴｘ）１０２とワイヤレス受電機（Power Receiver、ＰＲｘ）１０４との間のワイヤレス（誘導）電力伝送の効率は、ＰＴｘ（巻線１０３）とＰＲｘ（巻線１０５）とのそれぞれの巻線間の磁気結合の程度に依存する。ワイヤレス（誘導）電力伝送巻線は、マグネットワイヤ若しくはリッツワイヤなどの適切なワイヤから巻かれたコイル、又はプリント回路基板（Printed Circuit Board、ＰＣＢ）若しくはフレキシブルプリント回路基板（フレックス回路）上に好適に形成されたトレースを含む、様々な形態をとることができる。これらの巻線は、概ね円形であると考えられてもよく、ほぼ平面であってもよいが、必ずしも平面である必要はない。概ね円形とは、巻線が閉ループを形成することを意味するが、形状は、正方形、長方形、円形、楕円形、多角形、及び他の形状を含む任意の閉形態であってもよく、丸みを帯びた角を有することもあるが、必ずしもそうであるわけではない。加えて、巻線は、多くの場合、巻線の最も外側の巻きと巻線の最も内側の巻きとの間の距離に対応する厚さを有する。例えば、円形巻線は、（最も外側の巻線の直径に対応する）外径及び（巻線の最も内側の巻きの直径に対応する）内径を有してもよい。文脈に応じて、本明細書で使用する「直径」は、外径、内径、又はこれら２つの平均のいずれかを指すことがある。「直径」はまた、正方形の巻線の辺の長さ、又は長方形若しくは楕円形の巻線の長軸若しくは短軸の長さなど、形状が厳密に円形ではない巻線の同様の内側寸法又は外側寸法を包含するものとして理解され得る。

【発明の概要】

【0002】

巻線間の磁気結合の程度に影響を及ぼし得る１つの要因は、これらの巻線の相対的な大きさである。ＰＴｘコイルとＰＲｘコイルとの間に大きさの不一致がある場合、ＰＴｘ巻線からの磁束は、受電機巻線以外の受電デバイスの金属構造に結合することができる。このような構造は、「フレンドリ金属」として知られているか、又は呼ばれることがある。この結合は、送電機からのエネルギを浪費し、効率の低下を引き起こすので、望ましくない可能性がある。場合によっては、このような望ましくない磁気結合はまた、ＰＴｘデバイス及びＰＲｘデバイスの一方又は両方が、送電されているワイヤレス電力の量を誤解することにつながり、フィードバックループの問題につながる場合がある。

【0003】

ＰＴｘ巻線を有する送電機（ＰＴｘ）と、ＰＲｘ巻線を有する受電機（ＰＲｘ）とを備え、ＰＴｘ巻線とＰＲｘ巻線とが寸法的に不一致であるワイヤレス電力伝送システムにおいて、ワイヤレス電力伝送効率を改善するためのアクセサリが、選択された磁気特性を有する材料から形成されたコアを含むことができる。コアは、ＰＴｘ巻線からＰＲｘのフレンドリ金属への磁束結合を低減させること、及びＰＴｘ巻線からＰＲｘ巻線への磁束結合を強化することのうちの少なくとも１つを実行するように、寸法決め及び配置され得る。コアはフェライトコアであってもよい。ＰＴｘ巻線とＰＲｘ巻線との間の寸法的不一致は、ＰＲｘ巻線よりも大きいＰＴｘ巻線を含むことができる。このような場合、コアは、ＰＲｘ巻線の外側寸法に対応する開口を画定することができる。コアは、ＰＲｘのフレンドリ金属への磁束結合を低減させるのに十分な磁束を遮断するように選択された外側寸法を有することができる。開口は、ＰＲｘ巻線の外径に対応する内径を有することができる。アクセサリは、接着剤、磁石、機械的特徴などによってＰＴｘ又はＰＲｘのいずれかに取り付けられるように構成されたシムを含む様々な形態で構成されてもよい。アクセサリは、スマートフォン、スマートウォッチなどの電子デバイス用のケースとして構成されてもよい。

【0004】

アクセサリは、電子デバイスのワイヤレス充電巻線とワイヤレス充電器のワイヤレス充電巻線とが寸法的に不一致であるときに、電子デバイスとワイヤレス充電器との間のワイヤレス電力伝送効率を改善するように構成され得る。アクセサリは、選択された磁気特性を有する材料から形成されたコアを含むことができ、コアは、ワイヤレス充電器のワイヤレス充電巻線から電子デバイスの金属への磁束結合を低減させることと、ワイヤレス充電器のワイヤレス充電巻線からデバイスのワイヤレス充電巻線への磁束結合を強化することとのうちの少なくとも１つを実行するように寸法決め及び配置される。アクセサリは、１つ以上の整列用固定具を更に含むことができる。１つ以上の整列用固定具は、電子デバイスに対してアクセサリを整列させ又は固定するように構成することができる。追加又は代替として、１つ以上の整列用固定具は、ワイヤレス充電器に対してケースを整列させ又は固定するように構成することができる。整列用固定具は、１つ以上の磁石を含むことができる。１つ以上の磁石は、リングを形成することができる。コアはフェライトコアであってもよい。寸法的不一致は、ワイヤレス充電器のワイヤレス充電巻線が電子デバイスのワイヤレス充電巻線よりも大きいことを含み得る。このような場合、コアは、電子デバイスのワイヤレス充電巻線の外側寸法に対応する開口を画定することができる。コアは、電子デバイスのフレンドリ金属への磁束結合を低減させるのに十分な磁束を遮断するように選択された外側寸法を有することができる。開口は、ワイヤレス充電器のワイヤレス充電巻線の外径に対応する内径を有することができる。

【0005】

ワイヤレス充電アクセサリデバイスは、ワイヤレス送電機のワイヤレス送電巻線からワイヤレス受電機のフレンドリ金属への磁束結合を低減させるための、又はワイヤレス送電巻線からワイヤレス受電機の寸法的に不一致なワイヤレス受電巻線への磁束結合を強化するための手段と、ワイヤレス電力送電機のワイヤレス送電巻線からワイヤレス受電機のフレンドリ金属への磁束結合を低減させるための、又はワイヤレス送電巻線からワイヤレス受電機のワイヤレス受電巻線への磁束結合を強化するための手段を、ワイヤレス受電機又はワイヤレス送電機のうちの少なくとも１つに対して整列させるための手段と、を含むことができる。ワイヤレス送電機のワイヤレス送電巻線からワイヤレス受電機のフレンドリ金属への磁束結合を低減させるための、又はワイヤレス送電巻線からワイヤレス受電機のワイヤレス受電巻線への磁束結合を強化するための手段は、フェライトコアであり得る。ワイヤレス送電巻線とワイヤレス受電巻線との間の寸法的不一致は、ワイヤレス受電巻線よりも大きいワイヤレス送電巻線を含むことができ、コアは、ワイヤレス受電巻線の外側寸法に対応する開口を画定する。コアは、ワイヤレス受電機のフレンドリ金属への磁束結合を低減させるのに十分な磁束を遮断するように選択された外形寸法を有することができる。

【0006】

アクセサリは、電子デバイスとワイヤレス送電機との間のワイヤレス電力伝送効率を改善するように、ワイヤレス送電機の面に取り付けられるように構成され得、電子デバイスのワイヤレス充電巻線とワイヤレス送電機のワイヤレス充電巻線とが寸法的に不一致である。アクセサリは、選択された磁気特性を有する材料から形成されたコアを含むことができ、コアは、ワイヤレス送電機のワイヤレス充電巻線から電子デバイスの金属への磁束結合を低減させることと、ワイヤレス送電機のワイヤレス充電巻線から電子デバイスのワイヤレス充電巻線への磁束結合を強化することとのうちの少なくとも１つを実行するように寸法決め及び配置される。アクセサリは、接着剤によって、又は機械的締結具などの他の方法によって、ワイヤレス送電機の面に取り付けられるように構成することができる。コアは、ワイヤレス送電機の少なくとも１つのワイヤレス充電巻線によって誘導される磁束から電子デバイスの金属を遮蔽するように寸法決めされた、フェライトリングであることができる。フェライトリングは、所望のレベルの遮蔽又は磁束方向変更を提供するように、ワイヤレス送電機の１つ以上のワイヤレス充電巻線の近くに配置されるようにサイズ及び寸法が決められた１つ以上のタブを含むことができる。コアは、所望のレベルの遮蔽又は磁束方向変更を提供するように、ワイヤレス送電機の１つ以上のワイヤレス充電巻線の近くに配置されるようにサイズ及び寸法が決められた追加のフェライトバーを更に含むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】ワイヤレス電力伝送システムを示す図である。

【図2A】コイルが異なる寸法を有する状況における磁束結合を示すワイヤレス電力伝送システムを示す図である。

【図2B】コイルが異なる寸法を有する状況における磁束結合を示すワイヤレス電力伝送システムを示す図である。

【図3A】ワイヤレス電力伝送効率を向上させるためにＰＴｘとＰＲｘとの間に介在するアクセサリを有するワイヤレス電力伝送システムを示す図である。

【図3B】ワイヤレス電力伝送効率を向上させるためにＰＴｘとＰＲｘとの間に介在するアクセサリを有するワイヤレス電力伝送システムを示す図である。

【図4A】ワイヤレス電力伝送効率を向上させるアクセサリのそれぞれの実施形態を示す。

【図4B】ワイヤレス電力伝送効率を向上させるアクセサリのそれぞれの実施形態を示す。

【図5A】ワイヤレス電力伝送効率を向上させるアクセサリのそれぞれの実施形態を示す。

【図5B】ワイヤレス電力伝送効率を向上させるアクセサリのそれぞれの実施形態を示す。

【図6A】ワイヤレス電力伝送効率を向上させるアクセサリのそれぞれの実施形態を示す。

【図6B】ワイヤレス電力伝送効率を向上させるアクセサリのそれぞれの実施形態を示す。

【図7A】ワイヤレス電力伝送効率を向上させるアクセサリのそれぞれの実施形態を示す。

【図7B】ワイヤレス電力伝送効率を向上させるアクセサリのそれぞれの実施形態を示す。

【図8】フェライトコアを組み込んだ磁束遮蔽用／方向変更用のアクセサリの実施形態を示す図である。

【図9】図８の磁束遮蔽用／方向変更用アクセサリの更なる詳細を示す図である。

【図10】対応する磁石リングを有するセグメント化されたフェライトコアを含む、ワイヤレス電力伝送効率を向上させるアクセサリを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下の記載では、説明を目的として、開示された概念に対する十分な理解のために、多くの具体的な詳細を説明している。この記載の一部として、本開示の図面のいくつかは、簡略化のために、構造及び装置をブロック図の形態で表す。明瞭にするために、本明細書において、実際の実装形態の全ての特徴が説明されているわけではない。しかも、本明細書において使用される文言は、専ら読みやすさ及び説明の目的で選択されたものであり、開示された主題を限定又は制限するために選択されたものではない。むしろ、添付の特許請求の範囲は、このような目的を意図したものである。

【0009】

開示される概念の様々な実施形態は、限定としてではなく例として添付の図面に示されており、同様の参照番号は同様の要素を示している。図示の簡略化と明瞭化のため、適切である場合、参照番号は、対応する要素及び／又は類似の要素を示すために異なる図面の中で繰り返し使用されている。そのほか、本明細書に記載の実装形態の完全な理解をもたらすために、具体的な詳細が数多く記載されている。その他の例では、説明されている関連する該当機能を不明瞭にしないように、方法、手順、及び構成要素は詳細に説明されていない。本開示における「ある（an）」、「１つの（one）」、又は「別の（another）」実施形態への言及は、必ずしも同じ又は異なる実施形態に対するものではなく、少なくとも１つを意味するものである。所与の図面を用いて本開示の複数の実施形態又は本開示の複数の種を示している場合があり、図面中の要素が全て、所与の実施形態又は種において必要とされ得るものではない。参照番号は、所与の図面において与えられている場合にいくつかの図面を通して同じ要素を指すが、すべての図面において繰り返されているわけではない。図面は、別段の指示がない限り縮尺通りではなく、特定の部分の比率は、本開示の詳細及び特徴をより良く示すために誇張されている場合がある。

【0010】

図２Ａ及び図２Ｂは、ＰＴｘ巻線１０３とＰＲｘ巻線１０５との間の大きさの不一致を含むワイヤレス（誘導）電力伝送構成を示す。図示の構成では、ＰＴｘ巻線１０３は、ＰＲｘ巻線１０５よりも大きい直径を有する。図示していない他の状況では、逆も真であり得る。図２Ｂの側面図において、磁束線２０２は、（図２Ａの平面図に示す）ＰＴｘ巻線１０３を反時計回り方向に駆動することに関連する例示的な磁束経路を示す。図２Ｂに見られるように、磁束線２０２の一部はＰＲｘ巻線１０５を通過する。磁束のこの部分は、ＰＲｘデバイスに効果的に結合すると考えられ得る。しかしながら、磁束線２０２のうちのいくつかはＰＲｘ巻線１０５を通過せず、むしろ、図２Ｂにおいて「Ｘ」印によって示す、ＰＲｘデバイス１０４の金属構成要素（すなわち、前述の「フレンドリ金属」）に到達する。１０３からの磁束の一部がＰＲｘ巻線１０５ではなくフレンドリ金属と相互作用する程度だけ、ＰＴｘとＰＲｘとの間の磁気結合は低減される。これは、部分的には、ＰＴｘ及びＰＲｘの巻線１０３及び１０５のそれぞれの異なる寸法に起因する。

【0011】

この大きさの不一致に対処し、ＰＴｘ巻線１０３とＰＲｘ巻線１０５との間の磁気結合の程度を改善する１つの方法は、ＰＴｘとＰＲｘとの間に磁束遮蔽用及び／又は方向変更用のアクセサリを設けることである。図３Ａはこのような構成の側面図を示し、図３Ｂはこのような構成の平面図を示す。磁束遮蔽用及び／又は方向変更用のアクセサリは、フェライト、又は焼結フェライトやナノ結晶シートなどの好適な磁気特性を有する他の強磁性材料から作られた、コア３００を含み得る。コア３００は、ＰＴｘ巻線１０４によって誘導される磁束からＰＲｘ１０４のフレンドリ金属を遮蔽するように、及び／又はその磁束の一部又はほぼすべてをＰＲｘ巻線１０５に効果的に方向変更させるように、寸法決めされ得る。

【0012】

比較的大きいＰＴｘコイル１０３と比較的小さいＰＲｘコイル１０５とを有する図示の例では、フェライトコア３００は、ＰＲｘコイルの内径に概ね対応する内径（Inner Diameter、ＩＤ）と、そうでなければフレンドリ金属に結合するＰＴｘコイルからの磁束を遮断するのに十分な大きさの外径（Outer Diameter、ＯＤ）とを有するリング形状であってもよい。このようなコア３００をそれぞれの巻線の間に、それぞれの巻線とほぼ平行に、かつそれぞれの巻線とほぼ重なって同軸に配置することによって、巻線１０３、１０５間の磁気結合が改善され得て、ＰＲｘデバイス１０４のフレンドリ金属への磁束結合が低減され得る。

【0013】

ほぼ同様の解決策が、ＰＲｘコイルがより大きく、ＰＴｘコイル巻線がより小さい逆の状況にも適用され得る。また、上述したように、それぞれの巻線及びコアの形状は厳密に円形である必要はなく、上述した直径が、内側の辺の長さ、長軸及び短軸の長さなどであり得るように、任意の閉じた又はほぼ閉じた形状であってもよい。「実質的に閉じた」形状とは、コアが、セグメント間に（コアサイズと比較して）比較的小さいギャップを有する磁性材料の２つ以上のセグメントから構成されてもよいことを理解されたい。重要なのは、コア３００が、ＰＴｘ巻線１０３からＰＲｘデバイス１０４のフレンドリ金属への望ましくない磁束結合を低減させ、及び／又はＰＲｘ巻線１０５への磁束結合を強化するように配置及び寸法決めされるということである。加えて、記載の実施形態は、ほぼ平面のコイル及びコア３００を特徴とするが、同じ原理が、非平面の巻線及び非平面の中間コア３００に適用される。このような実施形態では、中間コア３００は、いわゆる「フレンドリ金属」への望ましくない磁束結合を低減させるように、及び／又はＰＲｘ巻線内に結合する磁束の量を増加させるように、成形、配置、及び寸法決めされるべきである。

【0014】

様々な他の実装形態では、コア３００は、ＰＲｘコイルの代わりにＰＴｘコイルの形状に寸法的に適合する。例えば、電話をケース内に入れると、フェライトコア／リング３００の外径が送電機巻線１０３の直径と整列するように、フェライトコア３００を充電パッド１０２の送電巻線１０３と整列させることができ、フェライトコア／リング３００の内径は、構造３００の中央開口が磁束を電話１０４の受電窓１０５に流すことができるようにサイズが決められる。すなわち、フェライトコア／リング３００の内径は、電話１０４の受電巻線１０５の内径よりも大きい。場合によっては、フェライトコア／リング３００の内径は、受電巻線１０５の内径よりも大きく、かつ外径よりも小さい。

【0015】

ＰＴｘデバイス１０２及びＰＲｘデバイス１０４の様々な実装形態では、コア３００を組み込んだ中間デバイスは、様々な形態をとり得る。一例として、図４Ａ（平面図）及び図４Ｂ（側面図）に示すように、ＰＴｘ１０２は充電マットであってもよく、ＰＲｘ１０４は携帯電話、スマートウォッチ、タブレットＰＣ、ワイヤレスイヤホン充電ケース、又は他のデバイスであってもよく、フェライトコア３００を組み込んだ中間デバイスは、電子デバイス用のアクセサリ４００であってもよい。アクセサリ４００は、携帯電話のケース、ＰＴｘとＰＲｘとの間に設けることができる「シム」、又はフェライトコア３００を組み込む別の中間デバイスであってもよい。フェライトコア３００は、アクセサリ４００内に設けられてもよく、アクセサリは、コア３００をＰＲｘデバイスのＰＲｘ巻線に対して適切に配置するように設計及び寸法決めされる。例えば、電話をケース内に入れると、フェライトコア／リング３００の内径が受電機巻線１０５の外径と整列し、フェライトコア／リング３００の環形が、電話１０４のフレンドリ金属を充電パッド１０２のＰＴｘ巻線１０３によって誘導される磁束から遮蔽するように、フェライトコア３００を電話１０４の受電巻線１０５と好適に整列させることができる。

【0016】

図５Ａ～図５Ｂ、図６Ａ～図６Ｂ、及び図７Ａ～図７Ｂに示すように、ケース５００、６００、又は７００はそれぞれ、ユーザがアクセサリ／電話の組合せを外部充電デバイスと整列させるのを補助するための１つ以上の機構を任意選択で含むこともできる。一例として、ケースであるか、シムであるかそれとも別のものであるかを問わず、このようなアクセサリは、アクセサリ／デバイスの組合せを、相補的に構成された磁石を有するワイヤレス送電機及び／又は受電機デバイスと整列させる働きをすることができる１つ以上の磁石を含むこともできる。この整列は、デバイスのそれぞれのコイルを整列させることも、フェライトコア３００をＰＴｘ巻線１０３及び／又はＰＲｘ巻線１０５と整列させることも補助することができる。図５Ａ及び図５Ｂでは、磁石リング５０２は、フェライトリング３００の下方にあるものとして示され、あるいは、言い換えれば、フェライトリング３００は、磁石とデバイス（例えば、図示していない電話）との間に設けられている。図４Ａ及び図４Ｂの実施形態と同様に、フェライトリング３００は、送電機からの磁束がデバイスの「フレンドリ金属」に結合するのを防止し、望ましくない電力損失及び関連する発熱を低減させる。加えて、磁石リング５０２の磁石は、損失を低減させるようにセグメント化されたものであってもよい。この実施形態では、アクセサリは、（様々な既知の技法に従って）デバイスに機械的に配置されて固定されてもよく、磁石は、デバイス／アクセサリの組合せを送電デバイス（例えば、図示していない充電パッド）に付着させて整列させるのを補助するために使用されてもよい。加えて、上述したように、また以下でより詳細に説明するように、フェライトリング３００もセグメント化されたものであってよく、この場合、磁石リングセグメントとフェライトリングセグメントは、図１０に関して以下に示すように散りばめられてもよい。

【0017】

図６Ａ及び図６Ｂでは、磁石リング５０２は、フェライトリング３００の上方にあるものとして示され、あるいは、言い換えれば、フェライトリング３００は、磁石と送電デバイス（例えば、図示していない充電パッド）との間に設けられている。図４Ａ～図４Ｂ及び図５Ａ～図５Ｂの実施形態と同様に、フェライトリング３００は、送電機からの磁束がデバイスの「フレンドリ金属」に結合するのを防止し、望ましくない電力損失及び関連する発熱を低減させる。加えて、磁石リング５０２の磁石は、損失を低減させるようにセグメント化されたものであってもよい。この実施形態では、アクセサリ（例えば、ケース又はシム）は、デバイス（例えば、電話）に磁気的に固定され（及び整列され）てもよく、デバイス／アクセサリの組合せは、送電デバイス（例えば、図示していない充電パッド）に対して自由に配置されてもよい。上記のように、また以下でより詳細に説明するように、フェライトリング３００もセグメント化されたものであってよく、この場合、磁石リングセグメントとフェライトリングセグメントは、図１０に関して以下に示すように散りばめられてもよい。

【0018】

図７Ａ及び図７Ｂでは、磁石リング５０２は、フェライトリング３００とほぼ同じ平面内にあるものとして示されている。厳密な共平面性は必須ではなく、所与の実施形態における磁石及びフェライトコアのそれぞれの高さに応じて、可能でない場合もある。上述した図４Ａ～図４Ｂ、図５Ａ～図５Ｂ、図６Ａ～図６Ｂ、及び図７Ａ～図７Ｂの実施形態と同様に、フェライトリング３００は、送電機からの磁束がデバイスの「フレンドリ金属」に結合するのを防止し、望ましくない電力損失及び関連する発熱を低減させる。加えて、磁石リング５０２の磁石は、損失を低減させるようにセグメント化されたものであってもよい。この実施形態では、磁石を使用して、デバイス及び／又は送電デバイス（例えば、充電パッド）の両方に対してアクセサリを固定して配置し得る。

【0019】

図１０では、図７Ａ及び図７Ｂと同様に、磁石リング５０２は、フェライトリング３００とほぼ同じ平面内にあるものとして示されている。上述したように、特に、所与の実施形態について磁石及びフェライトコアのそれぞれの高さが異なる可能性を考慮すると、正確な共平面性は必要とされない。しかしながら、パッケージングのために、リング５０２内の磁石構成要素及びリング３００内のフェライト構成要素が、結果としてのアクセサリのｚ高さが低くなるように、これらの構成要素の少なくとも一部が同一平面上にあるように構成されることが有用であり得る。上述した図４Ａ～図４Ｂ、図５Ａ～図５Ｂ、図６Ａ～図６Ｂ、及び図７Ａ～図７Ｂの実施形態と同様に、フェライトリング３００は、送電機からの磁束がデバイスの「フレンドリ金属」に結合するのを防止し、望ましくない電力損失及び関連する発熱を低減させる。加えて、磁石リング５０２の磁石は、損失を低減させ、製造性を改善するように、セグメント「Ｍ」にセグメント化される。同様に、フェライトリング３００は、磁石セグメント「Ｍ」の間に介在するセグメント「Ｆ」にセグメント化される。上記のように、磁石を使用して、デバイス及び／又は送電デバイス（例えば、充電パッド）に対してアクセサリを固定及び配置し得る。磁石セグメントとフェライトセグメントの相対的なサイズは、半径方向及び円周方向の両方において、（磁石のサイズを大きくすることによって）アクセサリ１０００とデバイス（例えば、電話）及び／又は送電機との間に必要とされる十分な固定力を提供するために、及び／又は（フェライトセグメントのサイズを大きくすることによって）磁束遮蔽／結合効果を増加させるために、必要に応じて調整され得る。いくつかの実施形態では、磁石リングセグメントとフェライトリングセグメントの相対的な配置は、様々なセグメントがそれぞれのリングの円周に沿ってほぼ同一直線上にあるようになされ得る。フェライトリングセグメント及び磁石リングセグメントの特定の寸法に応じて、円周の周りの広い共線性がいくつかの用途に適切であり得るので、正確な共線性が必要とされないか又は提供されない場合がある。

【0020】

図８は、フェライトコア３００を組み込んだ磁束遮蔽用／方向変更用のアクセサリ８０１の代替実施形態を示す。アクセサリ８０１は、ＰＴｘデバイス１０２自体に配置され、任意選択でそれに固定されることに適したシムデバイスであり得る。（上記のように、ＰＴｘデバイス１０２は、例えば、充電マット、充電パッド、又は他の好適なワイヤレス／誘導充電デバイスであってもよい。）アクセサリ８０１はまた、中間デバイス８０１をＰＴｘ１０２及び関連するＰＴｘ巻線１０３に対して整列させ及び／又は固定するための機械的、接着的、及び／又は磁気的特徴８０２を含むことができる。上記のように、コア３００は、ＰＲｘデバイス（携帯電話又は他の電子デバイス若しくはアクセサリなど）のフレンドリ金属への望ましくない磁束結合を好適に低減させるように、及び／又はＰＲｘデバイスのＰＲｘ巻線１０５への磁束結合を強化するように寸法決め及び配置されるべきである。したがって、それは、通常はＰＲｘデバイスのフレンドリ金属に結合する磁束を遮断及び／又はその方向を変更するように、ＰＴｘ巻線１０５に対して配置される必要がある。

【0021】

図９は、磁束遮蔽用／方向変更用アクセサリ８０１（図８）の実施形態９０２、９０４の更なる詳細を示す。実施形態９０２及び９０４では、ＰＴｘデバイス１０２は、ＤＤＱコイルとして構成された複数の伝送コイル１０３を含むことができる。アクセサリ９０２、９０４は、ＰＴｘデバイス１０２とＰＲｘデバイス１０４（例えば、携帯電話）との間に配置されてもよい。アクセサリ９０２、９０４は、ＰＴｘデバイス１０２の上部／Ｑコイル１０３を取り囲むフェライトフレーム３００として実装され得るフェライトリング３００を含み得る。結果として、ＰＲｘデバイス１０４のフレンドリ金属は、コイル１０３によって誘導される磁束から効果的に遮蔽される。同様に、アクセサリ９０４は、ＰＴｘデバイス９０４の伝送領域の全て又はほぼ全てを覆うフェライトフレームを含んでもよい。このような実施形態では、必要なレベルの遮蔽／磁束方向変更を提供するために、必要に応じて特定のコイルの近くに追加のフェライトバー９１０を設けてもよい。同様の効果を得るために、フェライトリング／フレーム３００内の任意選択のタブ９１２を使用することもできる。

【0022】

上記は、ワイヤレス送電機（ＰＴｘ）デバイスとワイヤレス受電機（ＰＲｘ）デバイスとの間の改善された結合を提供するワイヤレス電力伝送システム用のアクセサリの例示的な実施形態を説明している。このようなシステムは、様々な用途で使用され得るが、異なるデバイスとともに使用されることを想定して構成されたワイヤレス充電デバイス（例えば、充電マット、充電パッド、充電スタンドなど）とともに使用されるとき、モバイルコンピューティングデバイス（例えば、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォンなど）及びそれらのアクセサリ（例えば、ワイヤレスイヤホン、スタイラス及び他の入力デバイスなど）などの電子デバイスとともに使用されるときに特に有利であり得る。多数の特定の特徴及び様々な実施形態が説明されてきたが、相互に排他的であると特に明記されていない限り、様々な特徴及び実施形態は、特定の実装形態において様々な順列で組み合わせられ得ることを理解されたい。よって、上述の様々な実施形態は例示としてのみ提供されるものであり、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。本開示の範囲から逸脱することなく、また特許請求の範囲から逸脱することなく、本明細書の原理及び実施形態に対して様々な修正及び変更を行うことができる。

【0023】

本明細書に提示されており特許請求されている技法は、本技術分野を実証可能に改善する、実用的な性質の有形物（material object）及び実際の例に参照及び適用され、よって、抽象的な、無形の、又は純粋に理論的なものではない。更に、本明細書の最後に添付された特許請求の範囲のいずれかの請求項が、「～［機能］を［実行］するための手段」又は「～［機能］を［実行］するためのステップ」として示された１つ以上の要素を含む場合、このような要素は、米国特許法第１１２条（ｆ）下で解釈されることが意図されている。しかしながら、他の方法で示された要素を含む請求項については、このような要素は、米国特許法第１１２条（ｆ）下で解釈されるべきではないことが意図されている。

【図1】