JP2007130033A - リングセンサの給電システム - Google Patents
リングセンサの給電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007130033A JP2007130033A JP2005323099A JP2005323099A JP2007130033A JP 2007130033 A JP2007130033 A JP 2007130033A JP 2005323099 A JP2005323099 A JP 2005323099A JP 2005323099 A JP2005323099 A JP 2005323099A JP 2007130033 A JP2007130033 A JP 2007130033A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- core
- feeding device
- power feeding
- secondary coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 24
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 14
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 4
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000024883 vasodilation Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/14—Inductive couplings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02416—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
- A61B5/02427—Details of sensor
- A61B5/02433—Details of sensor for infrared radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/02—Operational features
- A61B2560/0204—Operational features of power management
- A61B2560/0214—Operational features of power management of power generation or supply
- A61B2560/0219—Operational features of power management of power generation or supply of externally powered implanted units
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
【課題】電磁誘導により電力をリングセンサに給電することにより、重量バランスが良好で防水構造を備えたリングセンサを提供する。
【解決手段】電源から得た電力を磁束に変換する給電装置に、被給電装置であるリングセンサを載置し、電磁誘導により給電装置からリングセンサへ給電する構造により、電気接点を廃し防水構造とした。またリングセンサの中心に対して略対称な位置に2次コイルとコアを配置することにより重量バランスを均一とした。
【選択図】図1
【解決手段】電源から得た電力を磁束に変換する給電装置に、被給電装置であるリングセンサを載置し、電磁誘導により給電装置からリングセンサへ給電する構造により、電気接点を廃し防水構造とした。またリングセンサの中心に対して略対称な位置に2次コイルとコアを配置することにより重量バランスを均一とした。
【選択図】図1
Description
本発明は、リング状をなしたコードレス機器、好ましくは、非侵襲で生体の脈拍を光学的に計測するリングセンサの給電システムに関する。
従来技術による脈波センサは指輪型に設けられて、回路部や電池を内蔵する収納部と、人体の脈波情報を検出する検出部と、これらを指に固定するための固定部材から構成され、回路部と検出部がフレキシブル基板によって柔軟に電気的に接続されている。前記固定部材の形状は閉じたリング状のものや、収納部の一端に馬蹄形のクリップ状に設けたものが提案されている(例えば特許文献1参照)。
前記検出部は受光部と発光部を備え、発光部から出射された光が指の血管に当たって、血管を流れる血液中のヘモグロビンに吸収され、残りの光が透過して受光部に達し、電気信号に変換される構造となっている。
このような検出部を指に押し当て、予め血管に所定の圧力を与えておけば、脈拍による血管拡張期には受光部が受ける光量が減少し、収縮期には増加する。このように、光が血管を通過する時、脈拍によって光量が周期的に変調を受けるので、受光部が出力する信号の振幅変化の周期を測定することにより脈拍数を知る事が出来る。
また、負荷に非接触で給電する手段として、電磁誘導による方法が知られている。図8(a)(b)は、電磁誘導による非接触給電手段が適用された電気機器の回路ブロック図と電力伝達部の断面図である。
図8(a)(b)おいて、電源に接続された給電装置518の上に、負荷を有する被給電装置501が載置され、互いに分離可能な構成となっている。給電装置518は発振回路に接続された1次コイル510を備え、磁束を発生する。被給電装置501は2次コイル502を備え、1次コイル510で発生した磁束を受け、電力に変換し負荷に供給する。
このように給電装置518に内蔵された1次コイル510と被給電装置501に内蔵された2次コイル502が組になるように当接してトランスを構成し、給電装置518から被給電装置501へ電力が伝達されるように構成されている。多くの場合、前記コイルは磁性体からなるコアに巻回され、1次コイルと2次コイルとの結合を高めている。このような非接触給電手段を利用した製品として、電動はぶらしなどが市販されている。
特開2001−70264 公報
脈波センサには防水性が要求される。例えば浴室内は温度変化が激しく、血圧上昇の危険性が高くなることから、入浴中の装着が、とりわけ要望される。防水手段として収納部を密閉構造とする方法があるが、電池交換の手間が煩わしいし、収納部の開閉を繰り返すことによりシールが磨耗し、防水性が損なわれるおそれがある。
別の手段として、充電用の電気接点を収納部から露出させて設ける方法があるが、腐食による接触不良を起こすおそれがある。これらの課題を解決する手段として、前記背景技術に示すような、電磁誘導による非接触給電手段が考えられる。この場合、収納部に2次コイルやコアを格納する構造が容易に想到されるが、コイルやコアは寸法や重量が大きいのでリングの美観を損ねるし、重量バランスが悪く、装着感を損ねる。
本発明は前述の課題に鑑み、小型にして重量バランスが良好で、かつ防水性の高いリングセンサを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、
給電装置の1次コイルと被給電装置の2次コイルとが電磁結合し、給電を行う給電装置において、前記給電装置と被給電装置とが分離可能に構成された非接触給電装置であって、前記給電装置が備える給電側コアは分離可能に構成される。
給電装置の1次コイルと被給電装置の2次コイルとが電磁結合し、給電を行う給電装置において、前記給電装置と被給電装置とが分離可能に構成された非接触給電装置であって、前記給電装置が備える給電側コアは分離可能に構成される。
前記給電側コアは、一端が開口し、前記1次コイルの外径より大きい有底筒状をなした筒状部と、前記筒状部の底部中央に立設された中芯と、前記開口を閉塞する蓋部とからなり、前記中芯と同心軸となるように前記1次コイルが巻回され、
前記2次コイルを前記中芯に挿通し、前記開口を前記蓋部で閉塞した状態で閉磁路をなすようにした。
前記2次コイルを前記中芯に挿通し、前記開口を前記蓋部で閉塞した状態で閉磁路をなすようにした。
前記中芯の外径は前記開口側に寄るほど小さくなるような錐台状であるのが好ましい。
前記蓋部の略中央部に柱が立設され、前記柱は前記開口に嵌合し、前記柱の外周面が前記開口の内周面に当接するのが好ましい。
前記柱の略中央部に凹部を備え、前記凹部は前記中芯の端部に嵌合し、前記凹部の内周面が、前記中芯の外周面に当接するのが好ましい。
前記給電側コアは、一端が開口し、前記1次コイルの外径より大きい有底筒状をなした筒状部と、この筒状部の底部中央に立設された中芯と、前記開口を閉塞する蓋部とからなり、前記中芯と同心軸となるように1次コイルが巻回され、前記中芯の開口側端面に前記被給電装置を載置し、前記開口を前記蓋部で閉塞した状態で閉磁路をなすようにした。
前記蓋部の略中央部に柱が立設され、前記柱は前記開口に嵌合し、前記柱の外周面が前記開口の内周面に当接するのが好ましい。
前記中芯の高さと前記被給電装置との厚みの和が前記筒状部の内壁高さより小さく、かつ前記中芯の高さと前記被給電装置の厚みと前記柱の高さとの和が前記筒状部の内壁高さと同じか、または大きいことが好ましい。
前記中芯の端面の領域内に前記2次コイルが収まって載置されるような嵌合部を備えるのが好ましい。
前記被給電装置がリング状の筐体を備え、前記中芯と前記柱の少なくともいずれか一方の略中央部に前記2次コイルの内径より小径な空洞部を備えるのが好ましい。
前記給電側コアは、ギャップによって第1と第2の載置平面に分割された平面を有する角筒部と、前記載置平面上に載置された前記被給電装置の上に重ねて載置される蓋部とからなり、1次コイルは前記ギャップに巻回され、前記被給電側コアは不連続部によって第1と第2のコアに分割され、前記第1と第2の載置平面に前記第1と第2のコアが、それぞれ当接するように載置し、さらに前記第1と第2のコアを前記蓋部によって橋絡させた状態で閉磁路をなすようにした。
前記ギャップの間隔が、前記不連続部の間隔より小さい関係にあることが好ましい。
前記ギャップと不連続部の位置が略一致するように、前記載置平面と被給電装置が嵌合する嵌合部を備えた。
連続または不連続なリング状の筐体を備え、前記筐体内に連続したリング状の2次コイル、または不連続部分を有するリング状の磁性体からなる被給電側コアと、
この被給電側コアの外形に沿って巻回された2次コイルとを備えるのが好ましい。
この被給電側コアの外形に沿って巻回された2次コイルとを備えるのが好ましい。
前記被給電側コアが可撓性であることが好ましい。
前記被給電側コアが磁性体の薄板を積層して成るのも良い。
前記被給電側コアが磁性体粉末を樹脂に分散して成型しても良い。
前記2次コイルが複数のコイルを組み合わせて成るのも良い。
前記2次コイルが、それぞれ独立した負荷に電力を供給するように接続されるも良い。
前記2次コイルに可撓性基板が接続されるのも良い。
前記2次コイル全体が可撓性基板から成るのも良い。
前記可撓性基板は略平行に配置された複数の導体を備え、前記導体は前記可撓性基板の一端から他端に向かって延び、一方の導体の一端と他方の導体の他端をそれぞれ電気的に接続することにより2次コイルを成すのも良い。
上記に記載の給電装置に、被給電装置を載置した状態で給電可能である
非接触給電装置を構成した。
非接触給電装置を構成した。
上記に記載の被給電装置をリングセンサに実装するのが好ましい。
上記に記載のリングセンサに上記に記載の給電装置を組合せるのが好ましい。
本発明のセンサによれば、リングセンサを非接触で給電することが出来るので、充電用の電気接点が不要となり、防水構造が実現出来る。また電池交換の手間が不要となり、充電装置の上に載置するだけで充電がなされるので利便性が高い。また2次コイルとコアをリングの中心に対して略対称な位置に配置することにより重量バランスが均一となり良好な装着感が得られる。また、コアによって閉磁路が形成されるので漏れ磁束が少なく、電力伝達効率が高い。
(発明の実施の形態1)
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。
図1(a)は実施の形態1に係るリングセンサの断面図である。図1(b)はリングセンサの2次コイルのみを図示した断面図である。(c)は複数の2次コイルを設けた場合の回路図である。
被給電装置であるリングセンサ101はリング状のベルト106と、ベルト106の外周に備えられた収納部4とから構成され、ベルト106は指を挿通するのに適した、閉じたリング状を成している。
このリングの内周面にセンサとしての受光部と発光部を備えた検出部1が設けられている。
収納部4には回路部2が収納されており、検出部1と回路部2がフレキシブル基板3で電気的に接続されている。
リング状ベルト106は外周面と内周面の間にリングと同心円状に導線を巻回した2次コイル102が内包されている。この2次コイル102は、負荷である回路部2へ電気的に接続され、回路部2に接続された電池(ここでは図示しない)を充電する。
図2(a)は、実施の形態1に係るリングセンサ101の電池に給電する給電装置118の電力伝達部の断面図である。図2(b)は図2(a)のA−A’の断面図である。
給電装置118の電力伝達部は給電側コアと、給電側コアに巻回された1次コイル102とから構成されている。
給電側コアはフェライトなどの磁性体から成り、一端が開口し、有底筒状をなした筒状部111と、筒状部111の底部中央に立設された中芯112と、前記開口を閉塞する蓋部113と、蓋部113の略中央部に立設された柱114から成る。
中芯112の形状は、外径が前記開口に寄るほど小さくなるような錐台状である。
また、柱114は前記筒状部111の開口に嵌合し、外周面は前記筒状部111の内周面に当接する。
また、柱114の略中央部に中芯112の上端部に嵌合する凹部116を備える。凹部116の内面は中芯112の壁面に当接する。
1次コイル110は筒状部111の底部内周面に沿って中芯112と同心軸となるように巻回されている。
このように構成された給電装置118において、中芯112にリングセンサ101を挿通し、蓋部113を載置して筒状部111の開口を閉塞させることにより、図中に矢印で示すような閉磁路が形成され、給電がなされる。
これによると、1次コイル110で発生した磁束は2次コイル102で受けられ、電磁誘導により電力に変換され回路部2へ伝達される。1次コイル110で発生した磁束は中芯112を収束するように通って2次コイル102と鎖交するように閉磁路が形成されるので、効率良く2次コイル102に電力伝達がなされる。また、2次コイル102に磁束を収束させ鎖交させる作用は給電装置118に備えられた中芯112によってなされるから、リングセンサ101はコアが不要であり、軽量である。
このような構成にすると、給電装置118から被給電装置であるリングセンサ101へ非接触で電力を伝達出来るので電気接点が不要となり、リングセンサ101の防水構造が可能となる。
また柱114を備えることにより、筒状部111の内周面と柱114の外周面とが当接する部分の面積を増している。
また凹部116を備えることにより、中芯112と柱114とが当接する部分の面積を増している。
コア同士が当接する部分は磁気ギャップとなり磁気抵抗が増大し電力伝達効率の低下を招くから、磁気ギャップの厚みは薄く、当接する部分の面積は広くすることが好ましい。よって本実施形態の形状によると、磁気抵抗が減少し電力伝達効率が向上する。
また、前記開口と蓋部113は嵌合する形状であるから位置合わせが容易となる。
また中芯112の形状は錐台状であるから、異なる内径を有するリングセンサを単一の給電装置で給電出来、中芯112の途中でリング101が係止しても給電が可能である。
また、図1(c)に示すように、2次コイル102を、互いに独立して巻回された第1と第2の2次コイル102aと102bで構成し、それぞれが第1と第2の独立した負荷109aと109bに給電させても良い。
この構成によると、第1と第2の負荷109aと109bとの間の電気的結合を弱くすることが出来るので、例えば第1の負荷109aの変動による第2の負荷109bの変動を抑制することが出来る。
また巻き数を違えることにより、異なった出力電圧を取り出すことも出来る。例えば第1の負荷109aと第2の負荷109bが、それぞれ電圧の異なる2次電池であり、これらを充電する場合に有効である。
なお、2次コイルは必ずしも2つに限定されず、複数設けても良い。
また、2次コイル102には高周波電流が流れるから、表皮効果による損失を低減する目的で複数の2次コイルを設け、それぞれを並列に接続しても良い。また互いに絶縁された導線を予め撚り合わせたリッツ線を巻回して2次コイル102を形成しても良い。
(発明の実施の形態2)
図3は実施の形態2に係るリングセンサの断面図である。図3(b)はリングセンサの2次コイルと被給電側コアのみを図示した断面図である。なお本実施の形態にかかる構成において、図1から2に示した実施の形態1と同一の構成については説明を省略して、相違点を中心に説明する。
図3は実施の形態2に係るリングセンサの断面図である。図3(b)はリングセンサの2次コイルと被給電側コアのみを図示した断面図である。なお本実施の形態にかかる構成において、図1から2に示した実施の形態1と同一の構成については説明を省略して、相違点を中心に説明する。
リングセンサ201は不連続部207を備えた馬蹄形のリング状のベルト206と、ベルト206の外周に備えられた収納部4とから構成されている。
ベルト206の内部に馬蹄形の被給電側コア205が内包されている。さらに被給電側コア205の馬蹄形断面の外形に沿って2次コイル202が巻回されている。
被給電側コア205は表面が絶縁されたアモルファス金属薄板などの磁性体を積層して柔軟に形成しても良い。
または、磁性体粉末を樹脂に分散して柔軟にモールド成型しても良い。
または、磁性体小片を複数並べ樹脂で柔軟にモールド成型しても良い。
このように形成された被給電側コア205は可撓性を有するから、これを実装したリングセンサ201を指に装着した際の装着感が良好である。また、形状が馬蹄形であるから装着者の指の大きさが異なる場合においても容易に装着することが出来る。また被給電側コア205やベルト206の弾性によって指を締め付け、検出部1を測定部位に押し当てることが出来る。なお前記金属薄板表面の絶縁は渦電流による損失を低減するためのものである。
図4(a)は実施の形態2に係る給電装置の電力伝達部の断面図である。図4(b)は図4(a)のA−A’の断面図である。
給電装置218は給電側コアと、給電側コアに巻回された1次コイル210とから構成されている。
給電側コアは一端が開口し、有底筒状をなした筒状部211と、筒状部211の底部中央に立設された中芯212と、前記開口を閉塞する蓋部213と、蓋部213の略中央部に立設された柱214とから成る。
中芯212の外径はリングセンサ201のベルト206の外径より大径である。
中芯212の高さは、中芯212の高さとリングセンサ201の厚みとの和が筒状部211の内壁の高さより低くなるよう設計されている。
また、柱214は前記筒状部211の開口に嵌合し、外周面は筒状部211の内周面に当接する。
柱214の高さは、中芯212の高さとリングセンサ201の厚みと柱214の高さとの和が、筒状部211の内壁の高さと同じか、または大きくなるよう設計されている。
1次コイル210は筒状部211の底部内周面に沿って中芯212と同心軸となるように巻回されている。
このように構成された給電装置において、中芯212の上端面にリングセンサ201を載置し、前記開口に蓋部213を載置して閉塞させることにより、リングセンサ201の被給電側コア205をも含めて図中に矢印で示すような閉磁路が形成され、給電がなされる。
これによると、リングセンサ201の形状が馬蹄形のように不連続なリング状であっても、1次コイル210で発生した磁束がリングセンサ201のコア205を通って2次コイル202と鎖交するように閉磁路が形成されるので、効率良く2次コイル202に電力伝達がなされる。
なお、伝達される電力量は2次コイル202を鎖交する磁束数によって決定され、また磁束はコアに収束されるように通過する。したがって、2次コイル202の巻数は多く、被給電側コア205の断面積を大きくすることが好ましい。
給電側コアの寸法が上記のように設計されたことにより、異なる厚みを有するリングセンサを載置しても常に筒状部211の内周面と柱214の外周面とが当接する。また常に柱214の上端面と被給電側コア205とが当接する。このようにして常に安定して閉磁路が形成される。
また、中芯212の上端面に、中芯212の外周部を盛り上げた形状からなる嵌合部217を設けた。これにより、中芯212の端面の領域内に2次コイル205が収まって載置されるような位置合せが容易となる。
また、中芯212と柱214の少なくともいずれか一方に2次コイル205の内径より小径な空洞部216を設けた。これにより、閉磁路以外の部分、すなわち電力伝達に寄与しない部分のコアが不要となるので軽量である。なおこの空洞部216を設ける目的はコアの軽量化であるから、凹部など肉抜きの形状であっても良い。
(発明の実施の形態3)
図5(a)は第3の実施の形態に係るリングセンサの断面図である。図5(b)は2次コイルと被給電側コアのみを図示した断面図である。図5(c)は回路図である。
図5(a)は第3の実施の形態に係るリングセンサの断面図である。図5(b)は2次コイルと被給電側コアのみを図示した断面図である。図5(c)は回路図である。
リングセンサ301は収納部304と、収納部304の一端と他端に備えられた第1の脚部306aと第2の脚部306bとから構成されている。
収納部304の一端と他端には連結部319が設けられている。前記一端と他端にそれぞれ、第1と第2の脚部306aと306bとの一端が、連結部319において回転軸を中心に回動可能に連結し、全体で馬蹄形のリング形状を成している。
これによると、脚部306の開き角度が調節自在であるから、装着者の指の太さが異なる場合の装着に好適である。
第1の脚部306aの筐体内部に、被給電側コアである、弓形の第1のコア305aが内包されている。さらにこのコア305aの弓形断面の外形に沿って第1の2次コイル302aが巻回されている。同様にして第2の脚部306bが形成される。これらがフレキシブル基板308によって直列に柔軟に電気的、構造的に接続され、単一の出力を得る構成となっている。
このように2次コイル302が非一体的に設けられた場合であっても、これらをフレキシブル基板308によって柔軟に相互接続することが出来る。
また、実施の形態2に述べた方法によって柔軟に2つの脚部を形成し、収納部304の一端と他端にそれぞれ接着してもよい。これによっても、脚部の開き角度が調節自在なリングを構成出来る。
図6(a)は実施の形態3に係る給電装置の電力伝達部の断面図である。図6(b)は図6(a)のA−A’の断面図である。
給電装置318は給電側コアと、給電側コアに巻回された1次コイルから構成されている。
給電側コアは角筒形コア311と蓋部313とから成る。
角筒形コア311は、外壁の一つの面に角筒の軸方向と平行にギャップ315を備える。さらにギャップ315の対極側に、本実施形態では角筒形コア311の底部を芯として1次コイル310が巻回されている。角筒形コア311のギャップ315を備えた面を載置面とし、この上にリングセンサ301を載置する。このとき、ギャップ315によって分割された載置面の一方にリングセンサ301の第1のコア305aが、他方に第2のコア305bが、それぞれ当接するような位置関係となる。さらに第1のコア305aと第2のコア305bを橋絡するように蓋部313を載置させた状態で図中に矢印で示すような閉磁路を成すように構成した。
これによると、1次コイル310で発生した磁束がリングセンサ301のコア305を通って2次コイル302と鎖交するように閉磁路が形成されるので、効率良く2次コイル302に電力伝達がなされる。
なお、前記載置面に備えられたギャップ315の間隔は零より大きく、リングセンサ301の不連続部307の間隔より小さく設計されるのが好ましく、例えば数ミリメートル程度で良い。
要は給電装置318で発生した磁束が、前記一方の載置面からリングセンサ301のコア305と蓋部313を通って前記他方の載置面へ通過するような閉磁路を形成すれば良いのである。つまりギャップ315を設け、この部分で磁気抵抗を増大させ、磁束の通過を阻止すれば良いのである。
また、給電装置318のギャップ315とリングセンサ301の不連続部307の位置を合致して載置する必要がある。このような載置状態が容易に得られるように、前記載置面に嵌合部317を設けた。
被給電装置のコア305がギャップ315を橋絡した場合、この部分で閉磁路が形成される。このとき2次コイル302を鎖交する磁束数が減少し、電力伝達効率が低下する問題がある。よって嵌合部317を設けることにより、このような問題を回避出来る。
(発明の実施の形態4)
図7は実施の形態4に係るリングセンサのコアにフレキシブル基板を周設した斜視図および、フレキシブル基板の平面図である。
図7は実施の形態4に係るリングセンサのコアにフレキシブル基板を周設した斜視図および、フレキシブル基板の平面図である。
被給電側コア405にフレキシブル基板408が周設されている。
このフレキシブル基板408には2次コイル402と回路部2に接続された配線が一体的に形成されている。
このフレキシブル基板408には2次コイル402と回路部2に接続された配線が一体的に形成されている。
例えば図に示すように帯状のフレキシブル基板408には、長手方向に対して平行な導体A−aないしC−cと、回路部2に接続された導体Dとdとが形成されている。さらに端子部AないしDが一端E−E’に、aないしdが他端e−e’に、それぞれ列設されている。
このようなフレキシブル基板408を被給電側コア405の弓形断面の外形に沿って周設し、接合部419において、一端E−E’と他端e−e’とを連結する。端子部Aとd、Bとa、Cとb、Dとcをそれぞれ電気的に接続することにより、2次コイル402が形成される。
このように形成された2次コイルは全体が柔軟であるから、被給電側コアが可動部を有する場合に好適である。
この構造によると被給電側コア405に導線を巻回する代わりに、フレキシブル基板408を周設させるだけで2次コイル402が形成されるので、製造が簡便である。
また、前記平行導体の本数を増やしたり、多層配線を備えたフレキシブル基板を使用し巻き数を増やす構造としても良い。
101、201、301 リングセンサ
501 被給電装置
102、202、302、402、502 2次コイル
102a、302a 第1の2次コイル
102b、302b 第2の2次コイル
4、304 収納部
205、305、405 被給電側コア
305a 第1のコア
305b 第2のコア
106、206、306 ベルト
306 脚部
207、307 不連続部
408 フレキシブル基板
109a 第1の負荷
109b 第2の負荷
110、210、310、510 1次コイル
111、211 筒状部
311 角筒形コア
112、212 中芯
113、213、313 蓋部
114、214 柱
315 ギャップ
116 凹部
216 空洞部
217、317 嵌合部
118、218、318、518 給電装置
419 接合部
501 被給電装置
102、202、302、402、502 2次コイル
102a、302a 第1の2次コイル
102b、302b 第2の2次コイル
4、304 収納部
205、305、405 被給電側コア
305a 第1のコア
305b 第2のコア
106、206、306 ベルト
306 脚部
207、307 不連続部
408 フレキシブル基板
109a 第1の負荷
109b 第2の負荷
110、210、310、510 1次コイル
111、211 筒状部
311 角筒形コア
112、212 中芯
113、213、313 蓋部
114、214 柱
315 ギャップ
116 凹部
216 空洞部
217、317 嵌合部
118、218、318、518 給電装置
419 接合部
Claims (25)
- 給電装置の1次コイルと被給電装置の2次コイルとが電磁結合し、給電を行う給電装置において、
前記給電装置と被給電装置とが分離可能に構成された非接触給電装置であって、
前記給電装置が分離可能に構成された給電側コアを備えた
ことを特徴とする給電装置。 - 前記給電側コアは、一端が開口し、前記1次コイルの外径より大きい有底筒状をなした筒状部と、
前記筒状部の底部中央に立設された中芯と、前記開口を閉塞する蓋部とからなり、
前記中芯と同心軸となるように前記1次コイルが巻回され、
前記2次コイルを前記中芯に挿通し、前記開口を前記蓋部で閉塞した状態で閉磁路をなす関係にある
ことを特徴とする、請求項1に記載の給電装置。 - 前記中芯の外径は前記開口側に寄るほど小さくなるような錐台状である
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の給電装置。 - 前記蓋部の略中央部に柱が立設され、前記柱は前記開口に嵌合し、
前記柱の外周面が前記開口の内周面に当接する
ことを特徴とする、請求項2または3に記載の給電装置。 - 前記柱の略中央部に凹部を備え、前記凹部は前記中芯の端部に嵌合し、
前記凹部の内周面が、前記中芯の外周面に当接する
ことを特徴とする、請求項4に記載の給電装置。 - 前記給電側コアは、一端が開口し、前記1次コイルの外径より大きい有底筒状をなした筒状部と、この筒状部の底部中央に立設された中芯と、前記開口を閉塞する蓋部とからなり、
前記中芯と同心軸となるように前記1次コイルが巻回され、
前記中芯の開口側端面に前記被給電装置を載置し、
前記開口を前記蓋部で閉塞した状態で閉磁路をなす関係にある
ことを特徴とする、請求項1に記載の給電装置。 - 前記蓋部の略中央部に柱が立設され、前記柱は前記開口に嵌合し、
前記柱の外周面が前記開口の内周面に当接する
ことを特徴とする、請求項6に記載の給電装置。 - 前記中芯の高さと前記被給電装置との厚みの和が前記筒状部の内壁高さより小さく、
かつ前記中芯の高さと前記被給電装置の厚みと前記柱の高さとの和が
前記筒状部の内壁高さと同じか、または大きい
ことを特徴とする、請求項7に記載の給電装置。 - 前記中芯の端面の領域内に前記2次コイルが収まって載置されるような嵌合部を備えた
ことを特徴とする、請求項6から8のいずれか1項に記載の給電装置。 - 前記被給電装置がリング状の筐体を備え、
前記中芯と前記柱の少なくともいずれか一方の略中央部に
前記2次コイルの内径より小径な空洞部を備えた
ことを特徴とする、請求項6から9のいずれか1項に記載の給電装置。 - 前記給電側コアは、
ギャップによって第1と第2の載置平面に分割された平面を有する角筒部と、
前記載置平面上に載置された前記被給電装置の上に重ねて載置される蓋部とからなり、
1次コイルは前記ギャップに巻回され、
前記被給電装置は被給電側コアを備え、
前記被給電側コアは不連続部によって第1と第2のコアに分割され、
前記第1と第2の載置平面に前記第1と第2のコアが、それぞれ当接するように載置し、
さらに前記第1と第2のコアを前記蓋部によって橋絡させた状態で
閉磁路をなす関係にある
ことを特徴とする、請求項1に記載の給電装置。 - 前記ギャップの間隔が、前記不連続部の間隔より小さい関係にある
ことを特徴とする、請求項11に記載の給電装置。 - 前記ギャップと不連続部の位置が略一致するように、
前記載置平面と被給電装置が嵌合する嵌合部を備えた
ことを特徴とする、請求項11または12に記載の給電装置。 - 連続または不連続なリング状の筐体を備え、
前記筐体内に連続したリング状の2次コイル、または
不連続部分を有するリング状の磁性体からなる被給電側コアと、
この被給電側コアの外形に沿って巻回された2次コイルとを備えた
ことを特徴とする、被給電装置。 - 前記被給電側コアが可撓性である
ことを特徴とする、請求項14に記載の給電装置。 - 前記被給電側コアが磁性体の薄板を積層して成る
ことを特徴とする、請求項14または15に記載の給電装置。 - 前記被給電側コアが磁性体粉末を樹脂に分散して成型した
ことを特徴とする、請求項14または15に記載の給電装置。 - 前記2次コイルが複数のコイルを組み合わせて成る
ことを特徴とする、請求項14から17のいずれか1項に記載の給電装置。 - 前記2次コイルが、それぞれ独立した負荷に電力を供給するように接続された
ことを特徴とする、請求項18に記載の給電装置。 - 前記2次コイルに可撓性基板が接続された
ことを特徴とする、請求項14から19のいずれか1項に記載の給電装置。 - 前記2次コイル全体が可撓性基板から成る
ことを特徴とする、請求項20に記載の給電装置。 - 前記可撓性基板は略平行に配置された複数の導体を備え、
前記導体は前記可撓性基板の一端から他端に向かって延び、
一方の導体の一端と他方の導体の他端をそれぞれ電気的に接続することにより前記2次コイルを成す
ことを特徴とする、請求項21に記載の給電装置。 - 請求項1から13のいずれか1項に記載の給電装置に、
請求項14から22のいずれか1項に記載の被給電装置を載置した状態で給電可能である
ことを特徴とする、非接触給電装置。 - 請求項14から22のいずれか1項に記載の被給電装置を実装したリングセンサ。
- 請求項24に記載のリングセンサに
請求項1から13のいずれか1項に記載の給電装置を組合せたリングセンサ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005323099A JP2007130033A (ja) | 2005-11-08 | 2005-11-08 | リングセンサの給電システム |
US11/593,497 US20070103267A1 (en) | 2005-11-08 | 2006-11-07 | Power feed system for ring sensor |
CNA2006100647657A CN1981699A (zh) | 2005-11-08 | 2006-11-08 | 环形传感器的馈电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005323099A JP2007130033A (ja) | 2005-11-08 | 2005-11-08 | リングセンサの給電システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007130033A true JP2007130033A (ja) | 2007-05-31 |
Family
ID=38003172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005323099A Pending JP2007130033A (ja) | 2005-11-08 | 2005-11-08 | リングセンサの給電システム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070103267A1 (ja) |
JP (1) | JP2007130033A (ja) |
CN (1) | CN1981699A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015134177A (ja) * | 2015-02-24 | 2015-07-27 | ローム株式会社 | 脈波センサ |
WO2024219155A1 (ja) * | 2023-04-21 | 2024-10-24 | 株式会社村田製作所 | 生体センサ及び生体情報検出装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2450921B1 (de) * | 2010-11-05 | 2012-09-26 | RAFI GmbH & Co. KG | Ladevorrichtung, Empfangsstation sowie Steckvorrichtung zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie |
CN102217930A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-10-19 | 张洪旗 | 一种手链的脉搏监测装置 |
WO2013153736A1 (ja) * | 2012-04-10 | 2013-10-17 | パナソニック株式会社 | 無線電力伝送装置、送電装置、および受電装置 |
US9362776B2 (en) * | 2012-11-27 | 2016-06-07 | Qualcomm Incorporated | Wireless charging systems and methods |
JP6101608B2 (ja) * | 2013-09-17 | 2017-03-22 | 高周波熱錬株式会社 | 誘導加熱コイル及び誘導加熱装置並びに加熱方法 |
DE102022101446A1 (de) * | 2022-01-21 | 2023-07-27 | ONVY HealthTech Group GmbH | Ringförmiges Computergerät |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05258962A (ja) * | 1992-01-22 | 1993-10-08 | Hughes Aircraft Co | 分離可能な誘導型結合器 |
JPH06197479A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 電磁給電装置 |
JP2000342547A (ja) * | 1999-06-04 | 2000-12-12 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | リングセンサ |
JP2005278318A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Seiko Epson Corp | 充電装置、充電装置の制御方法、制御プログラム及び記録媒体 |
-
2005
- 2005-11-08 JP JP2005323099A patent/JP2007130033A/ja active Pending
-
2006
- 2006-11-07 US US11/593,497 patent/US20070103267A1/en not_active Abandoned
- 2006-11-08 CN CNA2006100647657A patent/CN1981699A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05258962A (ja) * | 1992-01-22 | 1993-10-08 | Hughes Aircraft Co | 分離可能な誘導型結合器 |
JPH06197479A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 電磁給電装置 |
JP2000342547A (ja) * | 1999-06-04 | 2000-12-12 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | リングセンサ |
JP2005278318A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Seiko Epson Corp | 充電装置、充電装置の制御方法、制御プログラム及び記録媒体 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015134177A (ja) * | 2015-02-24 | 2015-07-27 | ローム株式会社 | 脈波センサ |
WO2024219155A1 (ja) * | 2023-04-21 | 2024-10-24 | 株式会社村田製作所 | 生体センサ及び生体情報検出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20070103267A1 (en) | 2007-05-10 |
CN1981699A (zh) | 2007-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101339486B1 (ko) | 박막 코일 및 이를 구비하는 전자 기기 | |
US7514818B2 (en) | Power supply system | |
CN106464028B (zh) | 经皮能量传输系统的改进 | |
US20070103267A1 (en) | Power feed system for ring sensor | |
CN108093659B (zh) | 用于数据和功率的无线传输的连接器和设备 | |
EP3344120A1 (en) | Battery module for wireless exchange of data and power | |
JP2018534894A (ja) | デバイスを接続してデバイス間のデータ及び/又は電力のワイヤレス交換を可能にするためのケーブルユニット | |
JP2014197977A (ja) | 給電装置、受電装置、及び、ワイヤレス電力伝送装置 | |
KR20140065436A (ko) | 무선 2차전지 및 그 구성요소들 | |
CN109155535A (zh) | 双平面无线功率传输垫 | |
US10623061B2 (en) | Stackable connector and device for wireless transmission of power | |
WO2012144548A1 (ja) | 電力伝送システム、及び受電ジャケット | |
JP2009170627A (ja) | 非接触授受装置 | |
US11176294B2 (en) | Method of designing coils for transmitting or receiving power wirelessly | |
KR20150048694A (ko) | 박막 코일, 케이스 어셈블리, 및 무접점 전력 수신 장치와 이를 구비하는 전자 기기 | |
KR101973453B1 (ko) | 박막 코일, 무선 전력 수신 장치, 전자 기기, 및 케이스 어셈블리 | |
JP2016051853A (ja) | 受電装置および受電装置用コイルユニット | |
JP2009004514A (ja) | 非接触電力伝送機器 | |
KR101581695B1 (ko) | 코일 기판 | |
WO2018181509A1 (ja) | 無線電力伝送システムおよびシートコイル | |
KR20150048695A (ko) | 박막 코일, 케이스 어셈블리, 및 무접점 전력 수신 장치와 이를 구비하는 전자 기기 | |
KR20150048692A (ko) | 무접점 전력 수신 장치, 케이스 어셈블리, 및 이를 구비하는 전자 기기 | |
KR20150048693A (ko) | 무접점 전력 수신 장치, 케이스 어셈블리, 및 이를 구비하는 전자 기기 | |
KR20150048691A (ko) | 박막 코일, 케이스 어셈블리, 및 무접점 전력 수신 장치와 이를 구비하는 전자 기기 | |
KR20160107141A (ko) | 박막 코일, 무선 전력 수신 장치, 전자 기기, 및 케이스 어셈블리 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100907 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110104 |