(57)【要約】【課題】ワイヤレス充電における充電効率を向上する技術を提供する。【解決手段】充電装置１００は、第１コイル部１０ａから第５コイル部１０ｅ、第１弾性体部２０ａから第３弾性体部２０ｃ、支持部２２、第１壁部４２ａから第４壁部４２ｄを含む。第１弾性体部２０ａから第３弾性体部２０ｃは、第１コイル部１０ａから第５コイル部１０ｅを下方から支持する。支持部２２は、第１弾性体部２０ａから第３弾性体部２０ｃを下方から支持する。第１壁部４２ａから第４壁部４２ｄは、支持部２２、第１弾性体部２０ａから第３弾性体部２０ｃ、第１コイル部１０ａから第５コイル部１０ｅの周囲に設けられる。第２コイル部１０ｂ、第４コイル部１０ｄの上面は、第１壁部４２ａから第４壁部４２ｄの上端よりも上方に突出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル部と、
前記コイル部を下方から支持する弾性体部と、
前記弾性体部を下方から支持する支持部と、
前記支持部、前記弾性体部、前記コイル部の周囲の少なくとも一部に設けられる壁部とを備え、
前記コイル部の上面は、前記壁部の上端よりも上方に突出することを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記コイル部を上方から覆うとともに、前記壁部の上端に当接する化粧パネルをさらに備え、
前記コイル部の上面は、前記化粧パネルに接触することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
化粧パネルと、
前記化粧パネルの下方に配置されるコイル部と、
前記コイル部を下方から支持する弾性体部と、
前記弾性体部を下方から支持する支持部とを備え、
前記コイル部の上面は、前記化粧パネルに接触することを特徴とする充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電装置に関し、特にワイヤレス充電を実行する充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス充電では、電力の供給側の１次コイルにおいて発生された磁束が、電力のピックアップ側の２次コイルにおいて受け取られることによって、電力が無線伝送される。このようなワイヤレス充電の充電効率を向上するために、例えば、１次コイルは複数のコイルによって形成されており、そのうちの２次コイルにもっと近いコイルが電力の無線伝送に使用される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１５−５０８９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワイヤレス充電において供給される電力量は増加する傾向にある。そのような状況下において、充電効率の向上がさらに求められる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワイヤレス充電における充電効率を向上する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の充電装置は、コイル部と、コイル部を下方から支持する弾性体部と、弾性体部を下方から支持する支持部と、支持部、弾性体部、コイル部の周囲の少なくとも一部に設けられる壁部とを備える。コイル部の上面は、壁部の上端よりも上方に突出する。
【０００７】
本発明の別の態様もまた、充電装置である。この装置は、化粧パネルと、化粧パネルの下方に配置されるコイル部と、コイル部を下方から支持する弾性体部と、弾性体部を下方から支持する支持部とを備える。コイル部の上面は、化粧パネルに接触する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ワイヤレス充電における充電効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係る充電装置が搭載される車室内を後方から見た外観図である。
【図２】本発明の実施例に係る充電装置の構造を示す分解斜視図である。
【図３】図２の充電装置の構造を示す斜視図である。
【図４】図２の充電装置の構造を示す別の斜視図である。
【図５】図５（ａ）−（ｂ）は、図１の充電装置の構造を示す上面図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施例を具体的に説明する前に、基礎となった知見を説明する。本発明の実施例は、ワイヤレス充電を実行可能な充電装置に関する。充電装置の上面側には化粧パネルが配置され、化粧パネルに載置された電子機器に対して充電装置はワイヤレス充電を実行する。電子機器の一例は、スマートフォン等の携帯型端末装置である。ワイヤレス充電の国際標準規格として、ＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）において策定されたＱｉがある。このようなワイヤレス充電では、これまで５Ｗであった供給電力量が１５Ｗに増加される。一方、ワイヤレス充電の充電効率は有線充電の充電効率よりも低いので、ワイヤレス充電の電力損失は大きくなりやすい。このような電力損失は、供給電力量が増加するとさらに大きくなる。そのため、充電効率を向上し、電力損失を減少することが、供給電力量が増加する状況下において求められる。
【００１１】
電力損失を低減するためには、（１）コイル自体の性能向上、（２）充電装置のコイルの中心と電子機器のコイルの中心の一致度の向上、（３）充電装置のコイルと電子機器のコイルの距離を近づけることが有効である。このうち、（１）コイル自体の性能向上のために、リッツ線の径を増加させたり、巻き数を増加させたりする。しかしながら、これによりコイルの厚み方向のばらつきが大きくなる傾向があり、充電装置のコイルと電子機器のコイルの距離を離さなければならなくなる。これは、（３）充電装置のコイルと電子機器のコイルの距離を近づけることに相反する。本実施例においては、コイル自体の性能向上によってコイルの厚み方向のばらつきが大きくなる場合であっても、充電装置のコイルと電子機器のコイルの距離が離れることの抑制を目的とする。なお、以下の説明において、「平行」、「直交」は、完全な平行、直交だけではなく、誤差の範囲で平行、直交からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。
【００１２】
図１は、本発明の実施例に係る充電装置が搭載される車室内を後方から見た外観図である。車室の前方に配置されたダッシュボード２００の前方にはウインドシールド２０２が配置され、ダッシュボード２００の右側部分にステアリングホイール２０４が配置される。なお、ステアリングホイール２０４は、ダッシュボード２００の左側に配置されてもよい。ダッシュボード２００の中央部分には上下方向に延びるセンターコンソール２０６が配置されており、センターコンソール２０６にはモニタ２０８が設置される。モニタ２０８は、車載用のナビゲーション装置の画面であり、カーナビゲーションシステムの画像等を表示する。
【００１３】
また、モニタ２０８の下方には充電装置開口部２１０が設置される。充電装置開口部２１０の内部には本実施例に係る充電装置が配置される。ユーザが充電装置開口部２１０から内部に電子機器を挿入することによって、充電装置に電子機器が載置される。この電子機器は、前述のごとく、携帯型端末装置であり、ワイヤレス充電のためのコイル部を内蔵する。なお、電子機器は電力を供給される側に相当し、充電装置に電子機器が載置された状態において、電子機器は充電装置によってワイヤレス充電される。
【００１４】
図２は、本発明の実施例に係る充電装置１００の構造を示す分解斜視図であり、図３は、充電装置１００の構造を示す斜視図であり、図４は、充電装置１００の構造を示す別の斜視図である。図２から図４に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直交座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、充電装置１００の厚み方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図２から図４における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。ここでは、ｚ軸の正方向を「上方」、「上側」、「上面側」ということもあり、ｚ軸の負方向を「下方」、「下側」、「下面側」ということもある。また、充電装置１００のｙ軸の負方向側には、図１の充電装置開口部２１０が設置されているので、図示しない電子機器は、ｙ軸の負方向側から充電装置１００に載置される。
【００１５】
充電装置１００は、コイル部１０と総称される第１コイル部１０ａ、第２コイル部１０ｂ、第３コイル部１０ｃ、第４コイル部１０ｄ、第５コイル部１０ｅ、コイル部設置板１２、弾性体部２０と総称される第１弾性体部２０ａ、第２弾性体部２０ｂ、第３弾性体部２０ｃ、支持部２２、土台板３０、ケース４０を含む。また、図３に示される化粧パネル５０が充電装置１００に含まれてもよい。
【００１６】
コイル部１０は、図示しない電子機器に電力を無線伝送するためのコイル、つまり磁束を発生するためのコイルである。コイル部１０には公知の技術が使用されればよいが、例えば、細いエナメル線を複数本撚り合わせたリッツ線によって形成される。また、前述のごとく、性能向上のために、リッツ線の径が増加されたり、巻き数が増加されたりする。これにより、コイル部１０の厚みが増加するとともに、コイル部１０ごとの厚み方向のばらつきも大きくなる。ここでは、例えば、厚み方向のばらつきは最大１．４ｍｍ程度である。さらに、コイル部１０の表面にはフェライトのシートが貼り付けられている。
【００１７】
コイル部設置板１２は、ｘ−ｙ平面に広がる板状の形状を有しており、ｘ軸方向よりもｙ軸方向に長い。コイル部設置板１２の上面には、第１コイル部１０ａ、第３コイル部１０ｃ、第５コイル部１０ｅがｙ軸方向に並んで設置される。また、第１コイル部１０ａ、第３コイル部１０ｃ、第５コイル部１０ｅの上面には、第２コイル部１０ｂ、第４コイル部１０ｄがｙ軸方向に並んで設置される。具体的に説明すると、第１コイル部１０ａと第３コイル部１０ｃとの上面には、これらに部分的に重なり合うように第２コイル部１０ｂが設置され、第３コイル部１０ｃと第５コイル部１０ｅとの上面には、これらに部分的に重なり合うように第４コイル部１０ｄが設置される。
【００１８】
支持部２２は、コイル部設置板１２と同様に、ｘ−ｙ平面に広がる板状の形状を有しており、ｘ軸方向よりもｙ軸方向に長い。支持部２２には、ｙ軸方向に並んだ第１溝部２４ａ、第２溝部２４ｂ、第３溝部２４ｃが形成される。第１溝部２４ａ、第２溝部２４ｂ、第３溝部２４ｃは、溝部２４と総称され、ｙ軸方向よりもｘ軸方向に長い矩形状の溝である。第１溝部２４ａには第１弾性体部２０ａが固定され、第２溝部２４ｂには第２弾性体部２０ｂが固定され、第３溝部２４ｃには第３弾性体部２０ｃが固定される。そのため、支持部２２は、弾性体部２０を下方から支持する。
【００１９】
弾性体部２０は、溝部２４のサイズに合ったサイズの板状の形状を有する。弾性体部２０の上面はコイル部設置板１２の下面に接触する。そのため、弾性体部２０は、コイル部１０、コイル部設置板１２を下方から支持する。弾性体部２０は、例えば、マイクロセルポリマーシートのような弾力性のある樹脂材料によって形成されたパットである。弾性体部２０は、コイル部設置板１２と支持部２２との間に挟まれて、充電装置１００の厚み方向に縮まる方向の力を受けて変形するが、元の形状に戻ろうとする復元力を有する。なお、弾性体部２０は、パットでなくてもよく、板バネ等であってもよい。
【００２０】
土台板３０は、コイル部設置板１２、支持部２２と同様に、ｘ−ｙ平面に広がる板状の形状を有しており、ｘ軸方向よりもｙ軸方向に長い。土台板３０は、支持部２２を下方から支持する。
【００２１】
ケース４０は、ｘ軸方向およびｙ軸方向の外周を第１壁部４２ａ、第２壁部４２ｂ、第３壁部４２ｃ、第４壁部４２ｄによって囲まれた器型の形状を有する。第１壁部４２ａ、第２壁部４２ｂ、第３壁部４２ｃ、第４壁部４２ｄは、壁部４２と総称され、充電装置１００の厚み方向に延びる。壁部４２によって囲まれたケース４０の空間内に土台板３０が取り付けられることによって、コイル部１０、コイル部設置板１２、弾性体部２０、支持部２２はケース４０の空間内に収納される。
【００２２】
図３に示される化粧パネル５０は、ケース４０の開口部分を覆うように、つまりコイル部１０を上方から覆うように、ケース４０に取り付けられる。ケース４０への化粧パネル５０の取付は任意の方法でなされればよいので、ここでは説明を省略する。化粧パネル５０がケース４０に取り付けられた場合、コイル部１０の上面は、化粧パネル５０の下面に接触する。
【００２３】
図５（ａ）−（ｂ）は、充電装置１００の構造を示す上面図および断面図である。図５（ａ）は上面図であり、中央部分に支持部２２、コイル部設置板１２が重複して配置される。また、コイル部設置板１２において複数のコイル部１０が重なりながらｙ軸方向に並べられる。なお、複数の弾性体部２０はコイル部設置板１２に隠されているので、図２に示されない。これらを囲むように、第１壁部４２ａから第４壁部４２ｄが配置される。そのため、壁部４２は、支持部２２、弾性体部２０、コイル部１０の周囲に設けられるといえる。
【００２４】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。ケース４０に土台板３０が取り付けられ、土台板３０の上方に支持部２２が配置される。支持部２２には、凹型形状の溝部２４が複数形成される。各溝部２４には弾性体部２０が固定され、複数の弾性体部２０の上方にはコイル部設置板１２が配置される。コイル部設置板１２の上面には、第１コイル部１０ａ、第３コイル部１０ｃ、第５コイル部１０ｅが配置され、これらのコイル部１０の上面には、第２コイル部１０ｂ、第４コイル部１０ｄが配置される。そのため、このような積層体の中で、第２コイル部１０ｂ、第４コイル部１０ｄの上面６０が最も高い位置に配置される。また、このような積層体のｙ軸の負方向側に第１壁部４２ａが配置され、ｙ軸の正方向側に第３壁部４２ｃが配置される。
【００２５】
前述のごとく、コイル部１０の厚さにはばらつきがあり、複数のコイル部１０の厚さは均一でない。ここでは、コイル部１０の厚さが最も薄い場合であっても、コイル部１０の上面６０は、壁部４２の上端６２よりも上方に突出する。これによって、コイル部１０が厚くなるほど、上端６２からの上面６０の突出の程度が大きくなり、コイル部１０が薄くなるほど、上端６２からの上面６０の突出の程度が小さくなる。
【００２６】
化粧パネル５０がケース４０に取り付けられる場合、化粧パネル５０は壁部４２の上端６２に当接される。そのため、上面６０は、化粧パネル５０の下面によって上端６２の高さまで押し下げられる。上面６０を押し下げる力は、コイル部１０、コイル部設置板１２を介して、弾性体部２０に伝達される。弾性体部２０は、厚み方向に縮むことによって力を吸収する。一方、弾性体部２０は元の形状に戻ろうとする復元力によって、コイル部設置板１２、コイル部１０を押し上げる。そのため、コイル部１０の上面６０は化粧パネル５０の下面に接触する。
【００２７】
ここで、コイル部１０が厚い場合では、コイル部１０が薄い場合と比較して、押し下げる力、つまり弾性体部２０を圧縮する力が大きくなる。これに応じて、押し上げる力、つまり弾性体部２０の復元力も大きくなる。しかしながら、これらの力の大きさにかかわらず、コイル部１０は化粧パネル５０の下面に接触する。つまり、コイル部１０の厚み方向の誤差にかかわらず、コイル部１０の位置は一定である。一方、図示しない電子機器は、化粧パネル５０の上面に載置されるので、コイル部１０と電子機器のコイルとの間の距離は略一定に保たれる。
【００２８】
本発明の実施例によれば、コイル部の上面は、壁部の上端よりも上方に突出するので、化粧パネルを上方から取り付けた場合に、化粧パネルの下面にコイル部の上面を接触させることができる。また、化粧パネルの下面にコイル部の上面が接触するので、化粧パネルの上面に載置される電子機器にコイル部を近づけることができる。電子機器にコイル部が近づくので、コイル部と電子機器のコイルとの距離が離れることを抑制できる。また、コイル部と電子機器のコイルとの距離が離れることが抑制されるので、電力損失の増加を抑制できる。また、電力損失の増加が抑制されるので、ワイヤレス充電における充電効率を向上できる。また、コイル部を弾性体部が支持するので、コイル部の厚さにばらつきがあっても、コイル部の位置を一定にできる。
【００２９】
本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の充電装置は、コイル部と、コイル部を下方から支持する弾性体部と、弾性体部を下方から支持する支持部と、支持部、弾性体部、コイル部の周囲の少なくとも一部に設けられる壁部とを備える。コイル部の上面は、壁部の上端よりも上方に突出する。
【００３０】
この態様によると、コイル部の上面は、壁部の上端よりも上方に突出するので、コイル部の上方に載置される電子機器にコイル部を近づけることができる。
【００３１】
コイル部を上方から覆うとともに、壁部の上端に当接する化粧パネルをさらに備えてもよい。コイル部の上面は、化粧パネルに接触してもよい。この場合、コイル部の上面が化粧パネルに接触するので、化粧パネルの上面に載置される電子機器にコイル部を近づけることができる。
【００３２】
本発明の別の態様もまた、充電装置である。この装置は、化粧パネルと、化粧パネルの下方に配置されるコイル部と、コイル部を下方から支持する弾性体部と、弾性体部を下方から支持する支持部とを備える。コイル部の上面は、化粧パネルに接触する。
【００３３】
この態様によると、コイル部の上面が化粧パネルに接触するので、化粧パネルの上面に載置される電子機器にコイル部を近づけることができる。
【００３４】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３５】
本実施例において、壁部４２は、支持部２２、弾性体部２０、コイル部１０の周囲に設けられる。しかしながらこれに限らず例えば、壁部４２は、支持部２２、弾性体部２０、コイル部１０の周囲の一部に設けられてもよい。本変形例によれば、構造の自由度を向上できる。
【００３６】
本実施例において、充電装置１００は、車両に搭載される。しかしながらこれに限らず例えば、充電装置１００は、車両に搭載されず、台等の上に置かれてもよい。本変形例によれば、適用範囲を拡大できる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  コイル部、  １２  コイル部設置板、  ２０  弾性体部、  ２２  支持部、  ２４  溝部、  ３０  土台板、  ４０  ケース、  ４２  壁部、  ５０  化粧パネル、  ６０  上面、  ６２  上端、  １００  充電装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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