(57)【要約】      （修正有）【課題】誘導充電レシーバおよび１つ以上の係合ポイントを有する電子機器用の回転可能な磁気マウントを有する誘導充電器を提供する。【解決手段】磁気マウントは、誘導コイルと軸方向に位置合わせされた状態で誘導充電レシーバを有する電子機器に充電電流を供給する誘導コイルを含む静電誘導充電ヘッド１６を有する。円形フレームを有するバックプレート（ローターフレーム３０）は、静電誘導充電ヘッドと回転係合している。バックプレートはまた、電子機器の１つ以上の係合点と磁気的に結合するために永久磁石１５ａ、１５ｂが取り付けられた１つ以上の磁石支持アーム（クレードルアーム１４）を含む。【選択図】図４Ａ
2020110038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導充電器の回転可能なドックであって、前記ドックは、
ステータキャップであって、ステータキャップに取り付けられる構造的マウントインターフェースを含む、ステータキャップと、
中央開口部によって画定される円形軸受、および、前記円形軸受から半径方向に延びる一対の対向する磁石支持アームを有するローターフレームと、
前記ローターフレームが前記円形軸受内で回転可能に係合されるステータベースであって、前記ステータベースは、前記ローターフレームの前記中央開口部を通して前記ステータキャップに結合される、ステータベースと、
前記ステータベースに取り付けられる誘導充電コイルと、
前記一対の対向する磁石支持アームの各々に取り付けられる１つ以上の永久磁石と、
を備える、誘導充電器の回転可能なドック。
【請求項２】
前記円形軸受は、その内周の周りに複数の戻り止めを画定する、請求項１に記載のドック。
【請求項３】
前記ステータベースは、その外周の周りに間隔を置いて配置された１つ以上の半径方向に面する突起を含み、各突起は、前記ステータベース内の前記ローターフレームの回転運動を制限するために、前記円形軸受によって画定される前記複数の戻り止めのうちの１つに係合可能である、請求項２に記載のドック。
【請求項４】
前記円形軸受は、内部円周フランジを画定し、
前記ステータキャップは、前記円形軸受の前記内部円周フランジと摺動回転係合するリムを画定する、
請求項１に記載のドック。
【請求項５】
前記ステータベースは、前記ステータキャップに取り付けられるリテーナハブをさらに含む、請求項１に記載のドック。
【請求項６】
前記ステータベースに取り付けられ、前記誘導充電コイルへの電気的接続を含む電力相互接続インターフェースをさらに備える、請求項１に記載のドック。
【請求項７】
前記電力相互接続インターフェースは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートである、請求項６に記載のドック。
【請求項８】
前記電力相互接続インターフェースが接続されたプリント回路基板をさらに備え、前記プリント回路基板は、前記誘導充電コイルに選択的に電力を供給する誘導充電回路を含む、請求項６に記載のドック。
【請求項９】
前記誘導充電回路に接続されたインジケータライトをさらに備え、前記インジケータライト上の所定の出力は、前記誘導充電回路によって評価される対応する充電回路状態に応じて生成される、請求項８に記載のドック。
【請求項１０】
前記ステータベースに取り付けられ、前記インジケータライトと光学的に連絡している光ガイドベゼルをさらに備える、請求項９に記載のドック。
【請求項１１】
前記誘導充電コイルに取り付けられ、ステータ面を画定するステータカバーと、
前記一対の対向する磁石支持アームの各々に取り付けられ、デバイス係合面を画定する磁石カバーと、
をさらに備える、請求項１に記載のドック。
【請求項１２】
前記デバイス係合面は、前記ステータ面よりも外側にさらに延びる、請求項１１に記載のドック。
【請求項１３】
前記構造的マウントインターフェースは、構造体に固定された対応するジョイントソケットに係合可能なジョイントボールである、請求項１に記載のドック。
【請求項１４】
誘導充電レシーバおよび１つ以上の係合ポイントを有する電子機器用の磁気マウントであって、
誘導コイルと軸方向に位置合わせされた状態で誘導充電レシーバを有する電子機器に充電電流を供給する誘導コイルを含む静電誘導充電ヘッドと、
前記静電誘導充電ヘッドと回転係合する円形フレーム、および、電子機器の１つ以上の係合点と磁気的に結合するために永久磁石が取り付けられた１つ以上の磁石支持アームを有するバックプレートと、
を備える、磁気マウント。
【請求項１５】
前記静電誘導充電ヘッドから延びる構造的マウントインターフェースをさらに備える、請求項１４に記載の磁気マウント。
【請求項１６】
前記円形フレームは、前端部および後端部を有するフランジ付き中央開口部によって画定される、請求項１４に記載の磁気マウント。
【請求項１７】
前記静電誘導充電ヘッドは、前記円形フレームの前端部に面し、それと回転係合するステータベースと、前記ステータベースに結合され、前記円形フレームの後端部に面し、それと回転係合するステータキャップと、を含む、請求項１６に記載の磁気マウント。
【請求項１８】
前記静電誘導充電ヘッドに取り付けられ、前記誘導コイルへの電気的接続を含む電力相互接続インターフェースをさらに備える、請求項１４に記載の磁気マウント。
【請求項１９】
前記静電誘導充電ヘッドは前面を画定し、
前記磁石支持アームは各々、デバイス係合面を画定し、
前記静電誘導充電ヘッドの前記前面は、前記磁石支持アームの前記デバイス係合面から後退している、
請求項１４に記載の磁気マウント。
【請求項２０】
前記円形フレームは、その内周の周りに複数の戻り止めを画定し、
前記静電誘導充電ヘッドは、その外周に間隔を置いて配置された半径方向に面する１つ以上の突起を含み、各突起は、前記バックプレートの回転運動を制限するために、前記円形フレームによって画定される複数の戻り止めの１つに係合可能である、
請求項１４に記載の磁気マウント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
この出願は、２０１８年１２月３１日に出願された「回転可能な磁気マウントを有する誘導充電器」と題する米国仮特許出願第６２／７８７，１５４号に関して、３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．  §１１９（ｅ）に基づく利益を請求する。そしてその全内容は、参照により本明細書に完全に組み込まれる。
【０００２】
［技術分野］
本開示は、一般に、モバイル電子機器を保護するためのマウント、およびモバイル電子機器のバッテリ用の充電器に関する。より詳細には、本開示は、回転可能な磁気マウントを備えた誘導充電器に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、多種多様なモバイル電子機器が市場に存在しているが、最近では、多くのニーズを満たすより少ないカテゴリの機器に向かって収束してきた。通常、これらは、以前は音楽プレーヤ、ゲーム機、携帯情報端末、デジタルスチルおよびビデオカメラ、電子リーダ、マッピングおよびナビゲーションデバイスなどの個別の独立したデバイスで提供されていた機能を統合するスマートフォンである。短距離／ローカルデータ転送リンク用のＷｉＦｉ（登録商標）およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、並びに通信範囲を実質的に拡大できるＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ；モバイル通信用グローバルシステム）、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  ＧＳＭ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；ＧＳＭエボリューションのための強化されたデータ信号速度）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；ロングタームエボリューション）などの標準を実施するセルラー通信システムを含む、いくつかの中短距離通信範囲モダリティも統合されている。
【０００４】
他の電子機器と同様に、機能の継続は電源の可用性に依存するため、スマートフォンはオンボードバッテリを組み込んでいる。このようなバッテリは、取り外し可能または永続的に取り付けられ、数時間のアクティブな使用と１日中のスタンバイ操作に対応する電力容量を備えている。これらのバッテリを充電するために、スマートフォンには、電力グリッド、車両のバッテリ／電気システム、携帯用外部バッテリなど、外部電源に接続可能なオンボード充電回路が組み込まれている。
【０００５】
スマートフォンと電源との間のさまざまな接続方式が当該技術分野で知られている。最も単純なものの１つは、デバイスの対応するソケット内に受け入れられる同軸コネクタプラグを有するＡＣ（交流）電源アダプタである。必要な電流容量に応じて、プラグおよびソケットのサイズと形状は異なり得る。この多様性とメーカー間の標準化の欠如は、同様の電力要件を有する他のデバイスと互換性のない、独自のメーカー固有の多くのコネクタおよびアダプタの急増をもたらした。したがって、モバイル電子機器の電源接続を標準化する動きがあった。
【０００６】
ほとんどのメーカーは現在、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタを使用してデバイスに電力を供給している。ＵＳＢ規格とそれに関連するコネクタ構成は長年にわたって進化しており、さまざまな世代のコネクタが現在使用されている。ＵＳＢ相互接続は、ソケットに受け入れられるプラグで構成されるが、これらのコネクタの形状とサイズはタイプによって異なる。ＵＳＢは主にデータ転送リンクであるが、規格ではさまざまな電流レベルで５Ｖ  ＤＣ（直流）電力を供給するための１つのラインが定義されており、メーカーおよびデバイスに依存しない充電器およびコネクタケーブルの標準化が可能になる。つまり、標準のＵＳＢケーブルを使用して、ＵＳＢポートが壁のコンセントに差し込まれたＡＣアダプタ、１２Ｖの自動車のソケットに差し込まれたシガーライターアダプタ、または携帯バッテリに組み込まれていても、ＵＳＢポートに接続でき、一貫した電圧および電力が接続デバイスに供給されることを期待できる。多くの場合、アダプタの端部はＵＳＢタイプＡコネクタであるが、スマートフォンの端部は通常、Ｍｉｃｒｏ  ＢコネクタまたはタイプＣコネクタなどの小さなフットプリントのコネクタである。
【０００７】
ほとんどの場合、充電ケーブルをスマートフォンに接続することは、比較的簡単な手作業である。ただし、何度も遭遇すると、ユーザ経験が大幅に低下する可能性のある多くの制限があり得る。１つは、ほとんどのＵＳＢコネクタが方向性を持ち、つまり、プラグはソケットと同じ方向に向いている必要があり、そうでないと挿入できない。また、ＵＳＢ充電ケーブルは、使用していないときでも見苦しいケーブルをすぐに手が届くように配置しなければならないという点で、すべてのケーブルまたはワイヤーベース接続に共通する制限を共有する。
【０００８】
これらの欠陥への対応として、誘導充電が開発された。充電器側には、電源に接続されて電磁界を生成する誘導コイルがある。この電磁エネルギーは、電子機器の対応する誘導コイルによって捕捉され、電気的接続を必要とせずに充電回路に伝えられる。Ｑｉ充電標準は、デバイス側と充電器側の誘導結合の動作パラメータおよび構成を管理する。
【０００９】
Ｑｉのようなワイヤレス誘導充電方式を使用するか、またはＵＳＢケーブルを介した有線充電方式を使用するかに拘わらず、スマートフォンは通常、アクティブに操作または表示されることなく、平らな面に水平に置かれる。短時間スマートフォンとやり取りするときに、スマートフォンを手に持って使用後に元に戻してよい。ただし、例えば、車両の運転、コンピュータでの作業、料理など、ユーザがスマートフォンを使用しない、またはスマートフォンに関係しない主要なタスクを実行している状況があるが、それにも拘わらずスマートフォンの機能にアクセスし、またはスマートフォンで何かを見ることを望む場合がある。
【００１０】
これらのニーズに応えて、さまざまな取付装置が開発された。１つの構成は、吸引カップ、接着剤、またはその他の取付方式を介してクレードルを表面に取り付けた状態で、スマートフォンを機械的に保持するクレードルである。圧縮維持機構は、特に充電ケーブルを接続する必要性と結びついている場合、係合および／または係合解除がしばしば面倒である。最近では、１つ以上の永久磁石を含むマウントヘッドが表面に固定され、金属プレートがスマートフォンの背面に取り付けられている磁気マウントが利用されている。マウントの磁石は金属板と係合し、それによりスマートフォンをマウントに取り外し可能に係合する。
【００１１】
誘導充電機能を組み込んだスマートフォンの充電コイルは、本体の裏側の多くのスペースを占有する。フラッシュまたは照明ユニットとともに、背面カメラ（２つ、場合によってはそれ以上のレンズを含む可能性がある）などの追加機能を使用すると、スマートフォンの全重量を保持する永久磁石のために十分なサイズでなければならない、取り付けられる金属板の面積が小さくなる場合がある。充電コイルは、磁気ヘッドへの最もバランスの取れた取り付けを容易にする方法でプレートを取り付けるためのアイデアである中央領域を占有するので、本体の特定の位置に関してもスペースが制限される。したがって、プレートは中心から外れた領域に配置しなければならず、最適な取り付けのかみ合いが得られない。さらに、従来のスマートフォンデバイスは向きを感知し、検出された向きに応じてディスプレイを横向きまたは縦向きに調整できるが、中心から外れた位置でスマートフォンをヘッドに取り付けると、異なる向き、通常は水平向きに切り替えることができない。
【００１２】
したがって、当該技術分野では、誘導充電機能を組み込んだ改良された磁気スマートフォンマウントが必要である。当該技術分野では、そのような磁気マウントは回転可能であり、異なるデバイスの向きを自由に切り替える必要もある。要するに、回転可能な磁気マウントを有する誘導充電器が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本開示は、誘導充電器の回転可能ドックのさまざまな実施形態を考慮する。ドックは、それに取り付けられた構造的マウントインターフェースを有するステータキャップを含んでよい。加えて、ドックは、中央開口部によって画定される円形軸受を有するローターフレームを含んでよい。ローターフレームはまた、円形軸受から半径方向に延びる一対の対向する磁石支持アームを有してよい。ローターフレームがその円形軸受内で回転可能に係合されるステータベースがあってよい。ステータベースは、ローターフレームの中央開口部を通してステータキャップに結合されてよい。ソケットはまた、ステータベースに取り付けられた誘導充電コイルを含んでよい。さらに、一対の対向する磁石支持アームの各々に取り付けられた１つ以上の永久磁石があってよい。
【００１４】
別の実施形態は、誘導充電レシーバおよび１つ以上の係合ポイントを有する電子機器用の磁気マウントを考慮する。マウントは、誘導コイルと軸方向に位置合わせされた状態で誘導充電レシーバを有する電子機器に充電電流を供給する誘導コイルを含む静電誘導充電ヘッドを含んでよい。マウントは、静電誘導充電ヘッドと回転係合している円形フレームを有するバックプレートを含んでもよい。バックプレートは、電子機器の１つ以上の係合点と磁気的に結合するために永久磁石が取り付けられた１つ以上の磁石支持アームを含んでもよい。
【００１５】
現在考慮されている実施形態は、添付図面と併せて読んだときに、以下の詳細な説明を参照することにより最もよく理解されるであろう。
【００１６】
本明細書に開示されるさまざまな実施形態のこれらおよび他の特徴および利点は、以下の説明および図面に関してよりよく理解されるであろう。図面では、同じ番号は全体を通じて同じ部品を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本開示の一実施形態による誘導充電器の回転可能なドックの正面斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す誘導充電器の回転可能なドックの背面斜視図である。
【図３】図３は、本開示のさまざまな実施形態による、誘導充電器の回転可能なドックに取り付けられ得る誘導充電レシーバおよびマウント係合点を含む例示的なモバイル機器の背面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、誘導充電器の回転可能なドックの分解正面斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、誘導充電器の回転可能なドックの分解背面斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図２の軸線Ｘ−Ｘに沿って取られた、組み立てられた誘導充電器の回転可能なドックの断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図２の軸線Ｙ−Ｙに沿って取られた、組み立てられた誘導充電器の回転可能なドックの断面図である。
【図６】図６は、誘導充電器の回転可能なドックのさまざまな実施形態で利用されるステータベースアセンブリ３８の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付図面に関連して以下に述べる詳細な説明は、誘導充電器の回転可能なドックの現在の好ましい実施形態の説明として意図されており、それを開発または利用できる唯一の形態を表すことを意図していない。この説明は、図示された実施形態に関連してドックを開発および操作するための機能を示している。しかしながら、同じまたは同等の機能は、本開示の範囲内に包含されることも意図される異なる実施形態によって達成され得ることを理解されたい。さらに、第１、第２、遠位、近位、左、右などの関係用語の使用は、必ずしも実際のそのような関係またはそのような要素間の順序を必要とすることなく、別の要素と区別するためにのみ使用されることを理解されたい。
【００１９】
図１および図２は、それぞれ、図３に示されるモバイル機器１２が搭載され得る誘導充電器の回転可能なドック１０の一実施形態の前部および後部を示す。ドック１０は、一般に、誘導充電ヘッド１６に加えて、各々磁石１５を含む第１または上部クレードルアーム１４ａと第２または下部クレードルアーム１４ｂとを含む一対のクレードルアーム１４を備える。クレードルアーム１４を特に上部クレードルアーム１４ａまたは下部クレードルアーム１４ｂと呼ぶのは、それらが本開示のさまざまな実施形態にしたがって完全に回転するように構成されているので、一貫性と利便性のみを目的としている。
【００２０】
モバイル機器１２はスマートフォンであると理解され、図示のように平坦な背面１８を備えた本体によって特徴付けられる。モバイル機器１２の外側カバーのすぐ下で、本体の中央に位置するのは、誘導充電レシーバ２０であり得る。誘導充電ヘッド１６の対応するコイルと電磁気的に結合したときに、誘導充電レシーバ２０は、モバイル機器１２のオンボードバッテリを充電するために、またはデバイスに電力を供給するために、電気エネルギーを伝送する。
【００２１】
一実施形態によれば、ドック１０およびモバイル機器１２により実施される充電方式は、無線電力コンソーシアムにより設定される無線電力伝送のためのオープンＱｉ仕様に準拠している。これに関して、ドック１０は、電力変換ユニットを制御するシステムユニットと、受信モバイル機器１２からの要求に基づいて誘導充電コイルへの出力電気信号を調整する通信および制御ユニットとを有する基地局として構成され得る。さらに、モバイル機器１２は、バッテリまたは他の負荷に電気的に接続された二次コイルを備えた電力ピックアップユニットを含むと理解される。電力ピックアップユニットは、負荷に伝送される電力を調整する通信および制御ユニットに接続され得る。最大１０ワットの電力が受信側モバイル機器１２に供給され得る。Ｑｉ充電器の実施は当該技術分野で周知であるので、その追加の詳細は省略する。誘導充電ヘッド１６は、Ｑｉ規格に準拠する必要はなく、本開示の範囲から逸脱することなく他の無線電力伝送方式を代用し得ることが理解されよう。
【００２２】
モバイル機器１２は、１つ以上の磁気マウント係合点２２を含み、示される例示的な構成は、第１または上部磁気マウント係合点２２ａおよび第２または下部磁気マウント係合点２２ｂを含む。これらの磁気マウント係合点２２は、クレードルアーム１４の磁石１５と相互作用して、モバイル機器１２をドック１０に機械的に維持、保持、または他の方法で取り付けることが理解される。図示の例では、磁気マウント係合点２２は、接着ストリップを介して背面１８に固定された強磁性プレートである。接着剤、はんだなどの代替の取付方式を利用し得るが、プレートはユーザがアフターマーケットアクセサリとして取り付けるので、より簡単な固定方法が好ましくてよい。モバイル機器１２の既知の現在の製造業者はいずれも磁気マウント係合点２２を組み込んでいないが、カバーが磁気マウント係合点２２として機能し得る特定の位置にある金属部分を含むことも可能である。
【００２３】
磁気マウント係合ポイント２２またはプレートは、クレードルアーム１４内の磁石１５と整列するように背面１８に固定され得る。したがって、第１または上部磁気マウント係合点２２ａと第２または下部磁気マウント係合点２２ｂとの間の垂直分離は、第１または上部クレードルアーム１４ａと第２または下部クレードルアーム１４ｂとの間の同一または同様の分離であり得る。第１または上部の磁気マウント係合点２２ａと第２または下部の磁気マウント係合点２２ｂとの間の特定の分離距離は変えてもよいが、動作中に誘導充電ヘッド１６との電磁干渉を避けるために誘導充電レシーバ２０と重ならないことが好ましい。さらに、背面１８は、カメラレンズ２４、フラッシュ／照明ユニットなど、プレートを配置するときに同様に避けるべき他の特徴を含んでよい。この点に関して、モバイル機器１２の背面１８上の特定の利用可能な空間は互いに異なり得るので、プレートの位置決めをガイドするための異なるテンプレートが提供され得る。
【００２４】
さまざまな実施形態はスマートフォン用のドックとして説明されるが、これは単なる例であり、限定するものではない。少なくとも１つの磁気マウント係合点２２を磁気取り付けのために配置できる平坦な、または実質的に平坦な背面１８の少なくとも上述の基本要素を有する他の任意の適切な電子機器、および誘導充電レシーバ２０も利用され得る。利用される磁石の強度、ならびにドック１０が取り付けられる構造物の周囲の利用可能なスペースに応じて、モバイル機器１２のサイズおよび重量は制限され得る。
【００２５】
モバイル機器１２は、本開示のさまざまな実施形態にしたがってドック１０に取り付けられ、次にドック１０は、構造物に取り付けられ得る。そのような構造には、ダッシュボードおよびフロントガラスなどの車両内または車両上の表面、ならびに空調ベント、管状構造などが含まれる。車両搭載を超えて、ドック１０は、キッチンカウンタ、机、棚などの他の表面に取り付けられ得る。この目的のために、ドック１０は、構造的マウントインターフェース２６を含み得る。図１および図２に示す例では、構造的マウントインターフェース２６は、ドック１０から延びる軸２８に取り付けられるか、さもなければ一体的に形成されるジョイントボールである。ジョイントボールは、ボールソケットジョイントを定義するために、対応するジョイントソケットに係合可能であると理解される。次に、ジョイントソケットは、構造物に取り外し可能に結合され得る構造物マウントの一部であり得る。構造的マウントは、吸引カップマウント、接着マウント、クランプマウント、または当該技術分野で知られている他のタイプのマウントであり得る。
【００２６】
本開示の実施形態は、クレードルアーム１４およびそれが一部であるローターフレームが、静電誘導充電ヘッド１６の周りを回転することを考慮する。したがって、それに取り付けられたモバイル機器１２は、誘導充電レシーバ２０との無線充電リンクを維持しながら、横向きから縦向きの間で回転し得る。モバイル機器１２は、充電ケーブルを取り外したり挿入したりすることなく、途切れることなく充電し続けることができる。さらに、モバイル機器１２は、ドック１０への機械的接続および誘導充電ヘッド１６への充電リンクの両方を停止させる１回の手動動作で、所望に応じてドック１０から容易に取り外されてよい。この機能を達成するためのドック１０の構造は、図４Ａおよび図４Ｂの分解斜視図に追加してさらに詳細に説明される。
【００２７】
ドック１０は、一般に、バックプレートとも呼ばれるローターフレーム３０で構成される。ローターフレーム３０は円形軸受３２またはフレーム部分を有し、そこから前述の一対の対向するクレードルアーム１４ａ、１４ｂが延びている。クレードルアーム１４は磁石１５を組み込んでいるので、磁石支持アームと呼ばれてもよい。クレードルアーム１４は、円形軸受３２から半径方向に、すなわち、所定の半径によって規定される中心軸に沿って円形軸受３２の円周に垂直に延びる。示されるように、ローターフレーム３０は、中央開口部３４をさらに画定する。円形軸受３２は、所定の厚さを有する弓形の断面を有し、さらに、内周フランジ３６を有する。
【００２８】
上述したように、クレードルアーム１４、ひいてはそれらが離れているローターフレーム３０は、誘導充電ヘッド１６に回転可能に係合または結合される。さらに詳細には、誘導充電ヘッド１６は、ローターフレーム３０の円形軸受３２内に収容されるステータベースアセンブリ３８を含む。図２の軸線Ｘ−Ｘに沿って取られた図５Ａの断面図をさらに参照すると、内部円周フランジ３６は、前向きリム側４０ａと対向する後向きリム側４０ｂとによって画定される。ステータベースアセンブリ３８は、前向きリム側面４０ａに対向して配置され、円形軸受３２内で回転することが考慮される。
【００２９】
さまざまな実施形態はさらに、円形軸受３２のこの回転を制限して、誘導充電ヘッド１６に対して定位置に一時的にロックすることを考慮する。この目的のために、円形軸受３２は、その内周の周りに複数の戻り止め４１も画定する。図２の軸線Ｙ−Ｙに沿って取られた図５Ｂの断面図に示すように、これらの戻り止め４１は、円形軸受３２の内周に対して圧縮し得る一組の半径方向に面する突起４２と係合することが考慮される。ローターフレーム３０に十分な回転力が加えられると、戻り止め４１に対する突起４２の摩擦ロック力に打ち勝つことができ、円形軸受３２をさらに回転させることができる。
【００３０】
突起４２と円形軸受３２との接触は別として、ローターフレーム３０の他の部分とステータベースアセンブリ３８との間の偶発的な接触のみが理解される。図６は、ステータベースアセンブリ３８のさらなる詳細を示し、これは、ステータベースフレーム４４およびリテーナハブ４６を含む。ステータベースフレーム４４は、底部リム部分４８と、外側リム周囲５２から挿入される隆起した内側フランジ部分５０とを備えた環状構成を有する。隆起した内側フランジ部分５０からは、ステータベースフレーム４４と一体に形成され得る一組の突起プラットフォーム５４が延びる。特に、隆起した内側フランジ部分５０の周りに互いに等距離の関係で離間された第１の突起プラットフォーム５４ａ、第２の突起プラットフォーム５４ｂ、および第３の突起プラットフォーム５４ｃがある。図４Ｂに最もよく示するように、突起プラットフォーム５４は各々、突起４２を受けるそれぞれの横孔５６を画定する。突起プラットフォーム５４は、突起４２がその範囲をわずかに超えて延びてローターフレーム３０の円形軸受３２と接触するように、隆起した内側フランジ部分５０の縁に沿って配置される。これに関して、隆起した内側フランジ部分５０の縁部は、円形軸受３２と接触しないことが理解される。
【００３１】
また、隆起した内側フランジ部分５０からは、第１の軌道プラットフォーム５８ａ、第２の軌道プラットフォーム５８ｂ、および第３の軌道プラットフォーム５８ｃを含む一組の軌道プラットフォーム５８が延びる。したがって、軌道プラットフォーム５８は、突起プラットフォーム５４と交互になり、各突起プラットフォーム５４は、１つの軌道プラットフォーム５８と別の軌道プラットフォーム５８との間で円周方向の中心にある。軌道プラットフォーム５８は、隆起した内側フランジ部分５０の寸法に概ね対応する部分的な弧寸法を有する上部横溝６０を画定する。
【００３２】
ステータベースフレーム４４は、リテーナハブ４６が配置される中央開口部６２を画定する。より詳細には、リテーナハブ４６は、底部リム部分６４ａおよび中間リム部分６４ｂを備えた一連の段付きフランジ部分と、中央プラットフォーム６６とによって画定される円形ディスクである。リテーナハブ４６は、ステータベースフレーム４４と軸方向に整列される。ローターフレーム３０の反対側、すなわち後向きリム４０ｂには、円形軸受３２の中央開口部３４を通してステータベースアセンブリ３８に結合または取り付けられたステータキャップ６８がある。ステータキャップ６８は、同様に、円形軸受３２の後向きリム４０ｂと回転係合する外側リム７０によって画定される円形構成を有する。さらに詳細には、外側リム７０は肩部７２によって画定され、一方、円形軸受３２の後向きリム４０ｂは内側フランジ７４を画定し、肩部７２は内側フランジ７４に面している。図５Ａは、肩部７２が内側フランジ７４からわずかに分離されていることを示すが、これらの２つの表面は互いに摺動係合していると理解される。円形軸受３２の外側リム７０は、ステータベースフレーム４４の軌道プラットフォーム５８に画定された上部横溝６０内に受容されるように構成された一組の円周方向に間隔を置いた弓形のレール７６をさらに含む。これは、ステータベースフレーム４４とステータキャップ６８との軸方向の整列を維持するのを助けるために想定される。
【００３３】
ステータキャップ６８をステータベースアセンブリ３８に取り付ける第１の方式がある。特に、ステータキャップ６８は、そこから突出する複数の離間したボス７８を画定する。ボス７８は各々、リテーナハブ４６の中央プラットフォーム６６上に画定された対応するファスナ孔８０と整列したファスナ貫通孔７９を画定すると理解される。図５Ｂの断面図は、ボス７８と中央プラットフォーム６６との関係を最もよく示す。リテーナハブ４６をステータキャップ６８に固定するために、ねじなどの留め具をリテーナハブ端部またはステータキャップ端部から挿入し得る。
【００３４】
ステータキャップ６８がステータベースアセンブリ３８に結合される第２の方式は、そこから延びる一組の離間したクリップ８２である。特に図５Ｂを参照すると、クリップ８２は、ステータベースフレーム４４の底部リップ８８と係合するように構成されたフック部分８６を備えたウェッジ端部８４によって画定され、より具体的には、隆起した内側フランジ部分５０によって画定される。軌道プラットフォーム５８の各々は、隆起した内側フランジ部分５０から垂直に延び、そしてその両端に、足９０が水平かつ半径方向内側に延びる。２つの足９０間の開口部は、クリップ８２が挿入される場所である。ウェッジ端部８４は、軌道プラットフォーム５８の内側リムに押し付けられると曲がり、フック部分８６が軌道プラットフォーム５８の底部を越えると、フック部分８６がロックされた状態で底部リップ８８に対してスナップバックする。したがって、クリップ８２の円周方向の幅は、ステータベースフレーム４４上に画定された２つの足９０間の間隔と実質的に同一の広がりを有すると理解される。これらの線に沿って、クリップ８２の各々の相対位置は、軌道プラットフォーム５８のそれぞれの足９０の間に画定された開口部９２と一致すると理解される。
【００３５】
ステータキャップ６８の後方には、前述の構造的マウントインターフェース２６が取り付けられる。さらに詳細には、ステータキャップ６８は、前述のボス７８およびクリップ８２が延びる内側９４と、対向する外側９６とによって画定される。ステータキャップ６８の中心は、軸２８の少なくとも一部が挿入される取付凹部９８を画定する。内側９４は、内側９４から外側９６まで延びる中央貫通孔１０２を備えた別のボス１００を画定する。ねじファスナ１０４は、内側９４から挿入され、構造的マウントインターフェース２６の雌ねじと係合する。ねじ式ファスナ１０４の頭部１０５は、ボス１００に対して圧縮され、それにより、構造的マウントインターフェース２６をステータキャップ６８に結合する。
【００３６】
図４Ｂを参照すると、リテーナハブ４６には、電力相互接続インターフェース１０６も取り付けられる。一実施形態によれば、電力相互接続インターフェース１０６は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートであり得る。タイプＣ、ミニタイプＢ、およびマイクロタイプＢなどの任意のＵＳＢポートソケットタイプを利用し得るが、好ましくは、オプションの実施形態では、電力相互接続インターフェース１０６はＵＳＢタイプＣソケットである。ステータベースアセンブリ３８およびステータキャップ６８がローターフレーム３０を挟んで一緒に取り付けられた状態で、電力相互接続インターフェース１０６は、ステータキャップ６８の内側９６に向かって配置される。したがって、図４Ａに最もよく示すように、ステータキャップ６８によって規定されるのは、底部に面する開口部１０８である。電力相互接続インターフェース１０６を機械的に支持する係合プラットフォーム１１０もあり得る。
【００３７】
電力相互接続インターフェース１０６の電力伝送ピンは、リテーナハブ４６の底部に取り付けられたプリント回路基板１１２に電気的に接続され得る。プリント回路基板１１２は、上述の電力変換ユニット、通信および制御ユニットなどのＱｉ充電システムの実施において利用される集積回路を組み込み得る。リテーナハブ４６の内部に適合するために、プリント回路基板１１２は円形に成形されると理解されるが、これは単なる例であり、限定するものではない。リテーナハブ４６の底部リム部分４８内に配置されるプリント回路基板１１２に加えて、プリント回路基板１１２は、図５Ａの断面図に示されるように円形取付板１１４に取り付けられる。円形取付板１１４に関する追加の詳細は、以下に検討される。
【００３８】
ドック１０は誘導充電機能を有し、したがって誘導充電ヘッド１６は、そのための充電コイルアセンブリ１１６を含む。具体的には、充電コイルアセンブリ１１６は、誘導コイル１１８と、誘導コイル１１８が取り付けられるコイルフレーム１２０とから構成される。電磁界が生成されている間、干渉を回避するために、コイルフレーム１２０は、誘導コイル１１８をプリント回路基板１１２から機械的に、そしてある程度まで電磁的に分離する。誘導コイル１１８の端部は、プリント回路基板１１２に取り付けられた充電回路に電気的に接続される。上述のように、ドック１０の実施形態は、Ｑｉワイヤレス充電標準を実施してよく、したがって、誘導コイル１１８のサイズおよび構成は同様にそれに対応すると理解される。対応する誘導充電レシーバへの電力伝送を最大化するために、誘導コイル１１８の露出ワイヤは、誘導充電ヘッド１６の前面に向かって配置されてよい。加えて、保持のために誘導コイル１１８の前に配置された円形構成の保護シートパネル１２２があってもよい。
【００３９】
誘導充電ヘッド１６は、充電コイルアセンブリ１１６上に取り付けられ、ステータベースアセンブリ３８に結合されるヘッドカバー１２４をさらに含む。一実施形態では、ヘッドカバー１２４とステータベースアセンブリ３８との間にコネクタベゼル１２６があってよい。プリント回路基板１１２上の照明ドライバ、例えば発光ダイオード、と光通信する光ガイドとして、コネクタベゼル１２６を構成することが可能である。次いで、コネクタベゼル１２６は、色およびパルスパターンが違う異なる光出力を生成し得る。例えば、モバイル機器１２がアクティブに充電されている間、コネクタベゼル１２６は赤色で点滅し得る。充電が完了すると、コネクタベゼル１２６は緑色で点灯し得る。異なる動作状態に対応する他の出力が組み込まれてよく、当業者の範囲内にあるとみなされてもよい。
【００４０】
クレードルアーム１４は各々、磁石１５を保持する空洞１２８を画定する。さらに詳細には、第１または上部クレードルアーム１４ａは、レセプタクルフレーム１３２、左磁石スロット１３４ａ、および右磁石スロット１３４ｂによって画定される第１磁石レセプタクル１３０ａに係合可能である。左磁石１５ａは左磁石スロット１３４ａ内に収容され、右磁石１５ｂは右磁石スロット１３４ｂ内に収容される。第１磁石レセプタクル１３０ａは、統合されたアームフィレットカバー１３６を組み込むと理解されるが、これは、アームフィレットカバー１３６が別個である異なる実施形態で示されるように、オプションである。アームフィレットカバー１３６は、ステータベースアセンブリ３８の外側湾曲に適合するように構成されてもよい。後部磁石カバー１３８は、それぞれの磁石スロット１３４内の磁石１５を囲む。レセプタクルフレーム１３２、磁石１５、および後部磁石カバー１３８を含むアセンブリは、第１の空洞１２８ａ内に配置され、第１のアームカバー１４０ａが上部クレードルアーム１４ａに取り付けられる。
【００４１】
第２または下部クレードルアーム１４ｂは、上述の第１磁石レセプタクル１３０ａのレセプタクルフレーム１３２とはわずかに異なるように構成されたレセプタクルフレーム１４２によって画定される第２磁石レセプタクル１３０ｂに係合可能である。すなわち、統合されたアームフィレットカバーはないが、分離可能／分離したアームフィレットカバー１４４がある。同様に、第２磁石レセプタクル１３０ｂは、左磁石１５ａおよび右磁石１５ｂをそれぞれ収容し、別の後部磁石カバー１３８で所定の位置に固定される左磁石スロット１４６ａおよび右磁石スロット１４６ｂを含む。第２磁石レセプタクル１３０ｂ、磁石１５、および後部磁石カバー１３８のアセンブリは、アームプラットフォーム１４８に取り付けられる。次に、アームプラットフォーム１４８は、第２または下部クレードルアーム１４ｂに取り付けられる。第２磁石レセプタクル１３０ｂ上には、第２のアームカバー１４０ｂが取り付けられる。
【００４２】
クレードルアーム１４、具体的にはそれに取り付けられたアームカバー１４０は各々、取り付けられたときにモバイル機器１２の磁気マウント係合点２２と接触するデバイス係合面１５０を画定する。この点に関して、アームカバー１４０は、磁気マウント係合点２２に摩擦保持力を与えることができる、引っかからない、柔軟な、および／またはエラストマー材料で作られ得る。また、誘導充電ヘッド１６は、クレードルアーム１４に取り付けられたときにモバイル機器１２の誘導充電レシーバ２０の反対側にあるヘッド面１５２を画定する。しかしながら、ヘッド面１５２は、モバイル機器１２のカバーと接触することは理解されず、わずかに離間する。したがって、ヘッド面１５２は、アームカバー１４０のデバイス係合面１５０から後退するか、または別の言い方をすると、デバイス係合面１５０は、ヘッド面１５２よりもさらに外側に延びる。このようにして、ローターフレーム３０に取り付けられた状態でモバイル機器１２を回転させるとき、誘導充電ヘッド１６からの摩擦抵抗には遭遇しない。しかしながら、モバイル機器１２への無線伝送電力を可能にする電磁相互作用を依然として達成するために、ヘッド面１５２は、誘導充電レシーバ２０に十分に近位であると理解される。
【００４３】
本明細書に示される詳細は、例としてであり、本開示の実施形態の例示的議論の目的のためだけであり、原理および概念的態様の最も有用かつ容易に理解される説明であると考えられるものを提供するために提示される。これに関して、必要以上に詳細を示す試みは行われず、図面を用いた説明は、本開示のいくつかの形態が実際にどのように実施され得るかを当業者に明らかにする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【外国語明細書】
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