木曜日に公開された特許出願によると、Appleはスピーカー、マイク、触覚エンジンにすでに使用されている電気コイルのマルチモードバージョンを使用して誘導充電技術を自社のデバイスに統合することを積極的に調査している。
米国特許商標庁が「音響または触覚デバイスを用いた誘導電力伝送」として公開した出願において、Appleは、専用の送信コイルがiPhoneのような消費者向け電子機器内の受信コイルと相互作用する、一般的な2コイル誘導充電システムについて説明しています。従来のソリューションとは異なり、本発明は追加のハードウェアを必要とせず、オーディオまたは振動フィードバック部品の既存のコイルを使用します。
一部の実装では、デバイス側のコイルは2つのモードで動作します。1つは本来の動作モード、もう1つは誘導電力伝送モードです。例としては、磁気素子と組み合わせて音響膜に力を加えてスピーカーから音を出す（あるいはダイナミックマイクで音を捉えるために力を検出する）ために一般的に使用されるボイスコイルや、AppleのTaptic Engineのような触覚システムなどが挙げられます。
充電機構またはドックに取り付けられているように見える2つ目のコイルも、特定のコンポーネントでは2つの目的を果たす可能性があります。前述のように、1つ目と2つ目のコイルの両方が、動作モードと誘導充電モードを切り替えるか、両方の状態を同時に維持することができます。
コイルと重量要素を備えた触覚デバイスの例。
コイルと磁石のシステムでは、正常な動作を可能にするために、各コイルに異なる周波数で電流を流すことができます。これにより、何らかの動力が生成または検出され、誘導電力伝送が行われます。例えば、スピーカーのボイスコイルに第1周波数で電流を流すと、コイルに取り付けられた振動膜が動き、音が発生します。誘導電力伝送専用の第2周波数では、振動膜に大きな動きは引き起こされないか、あるいは振動膜の動きがユーザーにとって感知できない程度にしか動きません。
あるいは、永久磁石の代わりに中央の電磁石を使用するシステムでは、第1モードと第2モードでは、それぞれ電磁石が作動および非作動となる。他の例では、電磁石を作動させることで、送電コイル、受電コイル、またはその両方の電力伝送動作を補助することができる。
最後に、Appleの発明は、デバイスの1つ以上の面と嵌合する洗練されたドッキングソリューションを必要とします。例えば、iPhoneのスピーカーやマイクのコイルにアクセスするには、マルチポイントドッキング機構が必要になります。
前述の通り、Appleが提案する誘導充電システムは、複数のスピーカー、マイク、触覚フィードバックエンジン、その他のコイルベアリング部品を搭載した既存製品ラインナップとうまく連携します。しかし、各コイルのサイズが比較的小さいため、電力伝送効率に悪影響を与え、大容量バッテリーの充電時間が許容できないほど長くなる可能性があります。
Apple Watch 用の Apple 磁気充電ケーブル誘導充電システム。
誘導充電システムは、コイルの直径、距離、抵抗、さらには形状にも敏感です。現在の技術水準を示す好例として、Apple Watchの独立型コイルと、Appleの磁気充電ケーブルに搭載されているコイルが挙げられます。専用のハードウェアを使用しても充電速度は遅く、Apple Watchの205mAhバッテリーをフル充電するのにかかる時間は、iPhone 6sの1,715mAhセルを5W電源アダプタで充電するのとほぼ同じです。
Apple Watch以外の誘導充電に関するAppleの計画は不明だが、慣例が維持されれば、この技術は1～2世代で他の製品にも浸透するはずだ。
Apple の誘導充電特許申請は 2014 年 4 月に初めて提出され、Justin D. Crosby、Nikolas T. Vitt、Gary P. Geaves が発明者として認められています。
