JP2019071576A - Hearing aid charging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は補聴器用充電システムに関するものであり、特に、電磁誘導によって補聴器の二次電池を充電する補聴器用充電システムに関する。 The present invention relates to a charging system for a hearing aid, and more particularly to a charging system for a hearing aid that charges a secondary battery of the hearing aid by electromagnetic induction.
従来、充電可能な二次電池によって作動する補聴器が知られている。このような補聴器に対して非接触で充電を行う技術として、例えば特許文献1には、補聴器の二次電池に対して磁界共鳴の原理を利用して充電を行う補聴器用充電システムが示されている。また特許文献2には、補聴器を保管する乾燥ケースに送電コイルを配設し、電磁誘導の原理を利用することによってこの送電コイルから補聴器に設けた受電コイルに対して送電を行い、補聴器を保管する際に二次電池を充電する補聴器用充電システムが示されている。
Hearing aids are known which are operated by rechargeable secondary batteries. As a technology for charging such a hearing aid contactlessly, for example,
ところで磁界共鳴の原理を利用する充電方式は、送電コイルと受電コイルとの距離が数メートル離れていても送電を行うことができるというメリットがあるものの、共振回路が必要であるため構成が複雑になり、充電器や補聴器の小型化が難しいという問題を抱えている。また、電磁誘導の原理を利用する充電方式と比較して一般的に充電効率が劣るというデメリットもある。一方、電磁誘導による充電方式は、磁界共鳴による充電方式よりも充電器や補聴器の小型化が容易であり、また充電効率も優れているというメリットがあるものの、送電コイルと受電コイルの距離が短くなければ送電を行うことができないという問題がある。 By the way, although the charging method using the principle of magnetic field resonance has the merit that power can be transmitted even if the distance between the power transmission coil and the power reception coil is several meters apart, the configuration is complicated because a resonant circuit is required. The problem is that it is difficult to miniaturize the charger and the hearing aid. In addition, there is also a disadvantage that the charging efficiency is generally inferior to the charging method using the principle of electromagnetic induction. On the other hand, although the charging method by electromagnetic induction has the advantage of being easier to miniaturize the charger and the hearing aid than the charging method by magnetic field resonance and also having the excellent charging efficiency, the distance between the transmitting coil and the receiving coil is short. If there is no power transmission can not be performed.
ここで、図4を参照しながら電磁誘導による充電方式の問題点について説明する。図4(a)は、受電コイル11とこの受電コイル11につながる二次電池12とを備える補聴器13を示している。なお、図4(a)における左側の図は補聴器13の側面図であり、右側の図は補聴器13の正面図である。そしてこの補聴器13を、図4(b)に示す充電器14の凹部15に載置して充電を行う場合、図示のように、充電器14に設けた送電コイル16と受電コイル11とが対向する状態においては、送電コイル16から受電コイル11に送電することができるものの、図4(c)に示すように、凹部15に対して補聴器13を逆向きに載置した状態においては、受電コイル11が送電コイル16から離れて送電可能範囲から外れてしまい、二次電池12へ充電することができない。このため従来は、充電器14に補聴器13を載置する向きを表示したり、構造上決まった向きでしか充電器14に載置できないような形状にしたりして、補聴器13が正しい向きで充電器14にセットされるようにしていた。しかし、補聴器13を載置する向きが表示されている場合においては、使用者はその表示に注意を払って補聴器13をセットしなければならず、利便性が損なわれることになる。また決まった向きでしかセットできないようにした場合は、補聴器13の形状に応じて充電器14を準備しなければならず、充電器14の種類が増えるために汎用性の面で難がある。
Here, the problem of the charging method by electromagnetic induction will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows a
本発明はこのような問題点を解決することを課題とするものであり、補聴器の二次電池を充電する際、補聴器の向きを気にすることなく充電器に簡単にセットすることができ、また電磁誘導による充電方式の利点を生かして充電器の小型化が図れるとともに、充電効率も優れる補聴器用充電システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve such a problem, and when charging a secondary battery of a hearing aid, it can be easily set in a charger without worrying about the orientation of the hearing aid, Another object of the present invention is to provide a charging system for a hearing aid, which makes it possible to miniaturize the charger by making use of the advantage of the charging method by electromagnetic induction, and which is excellent in charging efficiency.
本発明における補聴器用充電システムは、受電コイルによって充電される二次電池と、前記二次電池によって作動する補聴器と、前記受電コイルに対して電磁誘導によって送電を行う送電コイルを有する充電器と、を備え、前記充電器は、前記送電コイルを複数有するものであって、複数の送電コイルのうち、前記二次電池に対して充電可能である送電コイル、又は前記二次電池に対して充電効率が最もよい送電コイルを検知するとともに、検知した送電コイルからのみ前記受電コイルに対して送電を行うよう構成されることを特徴とする。 The charging system for a hearing aid in the present invention includes a secondary battery charged by a receiving coil, a hearing aid operated by the secondary battery, and a charger having a power transmission coil transmitting power to the receiving coil by electromagnetic induction; And the charger includes a plurality of the power transmission coils, and among the plurality of power transmission coils, the power transmission coil chargeable to the secondary battery, or the charging efficiency to the secondary battery While detecting the best power transmission coil, power is transmitted to the power reception coil only from the detected power transmission coil.
このような補聴器用充電システムにおいて、前記受電コイルは前記二次電池に設けられ、前記補聴器は、前記二次電池を着脱可能に保持するものであって、該二次電池を何れの極性方向で取り付けても作動するよう構成されることが好ましい。 In such a charging system for a hearing aid, the power receiving coil is provided to the secondary battery, and the hearing aid holds the secondary battery in a removable manner, and the secondary battery is arranged in any polarity direction. Preferably, the attachment is also configured to operate.
このような本発明の補聴器用充電システムによれば、補聴器の二次電池を充電するにあたって、補聴器の向きを気にすることなく充電器に簡単にセットすることができ、また電磁誘導による充電方式を採用していることから、充電器の小型化が図れるとともに、高い充電効率を得ることができる。 According to such a charging system for a hearing aid of the present invention, when charging the secondary battery of the hearing aid, the charging system can be easily set in the charger without worrying about the direction of the hearing aid, and the charging method by electromagnetic induction Therefore, the charger can be miniaturized, and high charging efficiency can be obtained.
以下、図面を参照しながら、本発明に従う補聴器用充電システムの一実施形態について説明する。本実施形態の補聴器用充電システムは、二次電池1と、補聴器2と、充電器3(図2参照)で構成されている。なお、図1(a)における左側の図は補聴器2の側面図であり、中央の図は補聴器2の正面図であり、右側の図は二次電池1の断面図である。また、図示した補聴器2は耳かけ型であるがフック等は省略して示している。
Hereinafter, an embodiment of a charging system for a hearing aid according to the present invention will be described with reference to the drawings. The hearing aid charging system of the present embodiment is configured of a
二次電池1は、充放電可能な電池本体1aを備えている。電池本体1aとして、本実施形態ではリチウムイオン電池を使用しているが、他にも、リチウムイオンポリマー電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、鉛蓄電池など、種々の電池を採用することができる。
The
また二次電池1は、電池本体1aに接続される受電コイル1bを備えている。受電コイル1bとしては、例えばスパイラル型、ソレノイド型などのコイルを採用することができる。また、FPC(フレキシブル基板)上に形成されるコイルの他、絶縁皮膜付きの金属線材で形成されるコイルなど、様々な構成のコイルを採用することができる。
The
更に二次電池1は、電池本体1aと受電コイル1bの間に配設される制御回路1cを備えている。制御回路1cは、電池本体1a及び受電コイル1bに接続されている。なお、制御回路1cの詳細な説明については後述する。
The
本実施形態の二次電池1は概略円柱状をなしていて、ボタン型の空気電池と略同形状に形成されている。また、二次電池1の極性は、電池本体1aの位置する側が負極であって、受電コイル1bの位置する側が正極である。
The
補聴器2は、二次電池1によって作動するものである。本実施形態の補聴器2は、補聴器本体2aと、補聴器本体2aに対して開閉可能な電池カバー2bとを備えていて、電池カバー2bを開くことによって、補聴器本体2aに対する二次電池1の取り付け、取り外しが行えるようにしている。また本実施形態の補聴器2は、二次電池1を何れの極性方向で取り付けても作動するように構成されている。具体的には、図1(a)に示すように、二次電池1の正極(受電コイル1b側)が補聴器2の側面左側に位置しても、図1(b)に示すように、正極が補聴器2の側面右側に位置しても作動する。このように、二次電池1が何れの極性方向で取り付けられても作動できるようにするには、補聴器2に、例えば特開平9−98540号公報で開示される如き、極性の違いに応じて電流経路が変わる回路などを設けることによって実現可能である。また本実施形態の補聴器2は、ボタン型の空気電池によっても作動可能であって、空気電池においても極性方向を問わずに作動する。
The
充電器3(図2参照)は、二次電池1を充電する際に補聴器2を載置する凹部3aを備えている。凹部3aの外側には、受電コイル1bに対して電磁誘導によって送電を行う2つの送電コイル(第1送電コイル3b、第2送電コイル3c)が、凹部3aを挟むように設けられている。第1送電コイル3b、第2送電コイル3cも受電コイル1bと同様に、スパイラル型、ソレノイド型など様々なコイルを採用することができ、またFPC(フレキシブル基板)上に形成されるコイルの他、絶縁皮膜付きの金属線材で形成されるコイルなど、様々な構成のコイルを採用することができる。
The charger 3 (see FIG. 2) includes a
次に、本実施形態における補聴器用充電システムで二次電池1を充電する方法について、図2(a)を参照しながら説明する。なお図2(a)は、充電器3の凹部3aに対して補聴器2が正規の向きでセットされた状態を示すものとする。
Next, a method of charging the
まず、補聴器2が充電器3にセットされる前の状態において、充電器3は、第1送電コイル3b、第2送電コイル3cの両方から、電力を周期的に送電する。なおこの時の電力は、後述する電池本体1aに充電を行うときの電力よりも低くしておくことが好ましい(ステップ1)。
First, in a state before the
そして補聴器2を、図2(a)に示すように充電器3の凹部3aに対して載置すると、受電コイル1bは、近接する第1送電コイル3bから電力を受電して制御回路1cに電力を供給する。その際、電力供給された制御回路1cは、受電コイル1bの負荷や受電効率を変動させるように作動する(ステップ2)。
And if the
受電コイル1bの負荷や受電効率が変動すると、受電コイル1bに対して電力を供給する第1送電コイル3bの電圧、周波数や定在波比も変わることになる。一方、受電コイル1bから離れた第2送電コイル3cには、受電コイル1bの負荷や受電効率の変動の影響が及ばないため、第2送電コイル3cの電圧、周波数や定在波比は補聴器2を載置する前後で変わることがない。従って充電器3は、第1送電コイル3bでの電圧、周波数や定在波比の変動によって、凹部3aに対して補聴器2が載置されたこと、また第1送電コイル3b側に受電コイル1bが位置していることを検知することができる。ここで制御回路1cは、二次電池1の状況を、受電コイル1bの負荷や受電効率を離散的に変えることによってデジタル信号として充電器3に伝達させることが可能である。なお、受電コイル1bの負荷や受電効率を連続的に変えることによってアナログ信号として伝達するようにしてもよい(ステップ3)。
When the load of the
そして充電器3は、電池本体1aを充電可能な電力で、第1送電コイル3bから送電を開始する。これにより受電コイル1bで電力が受電され、電池本体1aを充電することができる。なお、受電コイル1bが第1送電コイル3b側に位置していることを検知した後は、第2送電コイル3cからの周期的な送電は停止しておく(ステップ4)。
And the
第1送電コイル3bからの送電が進んで電池本体1aが満充電になると、制御回路1cは、電池本体1aの電圧等からこれを検知することができる。そして制御回路1cは、ステップ3で説明したようなデジタル信号やアナログ信号によって、電池本体1aが満充電になったことを充電器3に伝達する。これにより充電器3は、第1送電コイル3bからの送電を停止し、電池本体1aの充電が完了する(ステップ5)。
When power transmission from the first
本実施形態の充電器3は、補聴器2を、図2(b)に示すように図2(a)とは逆向きに載置することが可能である。この場合、上述したステップ2、3において制御回路1cは、受電コイル1bの負荷や受電効率を変動させるように作動し、これにより、受電コイル1bに近接する第2送電コイル3cでの電圧、周波数や定在波比が変動するため、充電器3は、凹部3aに対して補聴器2が載置されたこと、また第2送電コイル3c側に受電コイル1bが位置していることを検知する。そしてステップ4、5においては、充電器3は、電池本体1aを充電可能な電力で第2送電コイル3cから送電を開始する一方、第1送電コイル3bからの周期的な送電は停止する。そして、電池本体1aが満充電になったことが制御回路1cから伝達されると、第2送電コイル3cによる送電を停止して電池本体1aの充電を終了する。
The
このように本実施形態の補聴器用充電システムによれば、充電器3に対して補聴器2を正規の向きでセットしても、逆向きにセットしても二次電池1の充電を行うことが可能である。
As described above, according to the charging system for a hearing aid of the present embodiment, even if the
ところで本実施形態の補聴器2は、上述したように二次電池1を何れの極性方向で取り付けても作動するように構成されている。従って、補聴器2と充電器3の形状を、補聴器2が充電器3に対して決まった向きでしかセットできないようにした場合でも、図2(c)のように、図2(a)とは逆向きで二次電池1が取り付けられることがある。この場合でも充電器3は、上述した図2(b)の場合と同様の手順で、二次電池1の充電を行うことができる。
By the way, as described above, the
以上、本発明に従う補聴器用充電システムの一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に従う範疇で種々の変更を加えたものも含む。例えば上述した補聴器2に対して二次電池1は着脱可能に保持されていたが、本発明には二次電池1が補聴器2から取り外されないものも含まれる。また、受電コイル1bを補聴器2に設けてこれを取り外しできないようにする一方、電池本体1aは取り外し可能としてもよい。
Although one embodiment of the charging system for a hearing aid according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications within the scope of the claims. For example, although the
また、上述した充電器3は、凹部3aを挟むようにして2つの送電コイルを設けていたが、図3(a)に示す充電器4のように、凹部4aの片側に2つの送電コイル(第1送電コイル4b、第2送電コイル4c)を設けてもよい。図3(a)は充電器4を部分的に示した平面図であって、第1送電コイル4b、第2送電コイル4cは何れも、少なくとも一部が受電コイル1bに対して対向するように設けられている。このため、受電コイル1bの負荷や受電効率が変動すると、第1送電コイル4b、第2送電コイル4cは何れも、電圧、周波数や定在波比が変わる状態にある。ところで2つの送電コイルは、どちらも同じ仕様で形成されている。このため、受電コイル1bに対してより多くの面積で対向する第2送電コイル4cの方が、第1送電コイル4bよりも効率よく電力を送電することが可能であり、二次電池1に対する充電効率は第2送電コイル4cの方が高くなる。また受電コイル1bの負荷や受電効率の変動に伴う電圧、周波数や定在波比の変動量も、第2送電コイル4cの方が大きくなる。よって本実施形態では、上述したステップ1〜5の如き手順で二次電池1の充電を行うにあたり、充電器4は、受電コイル1bの負荷や受電効率の変動に伴う電圧、周波数や定在波比の変動量がより大きな第2送電コイル4cを検知し、第2送電コイル4cからのみ送電を行うようにしている。このように、複数の送電コイルの電圧等が受電コイルの負荷や受電効率の変動によって何れも変動する場合は、変動量がより大きな送電コイルを特定することによって、二次電池への充電を効率よく行うことができる。
Moreover, although the
また上述した充電器3は、2つの送電コイルを備えるものであるが、図3(b)に示す充電器5のように、更に数を増やしてもよい。図3(b)は充電器5の平面図であって、この充電器5は、補聴器を載置する凹部5aの周囲に4つの送電コイル(第1送電コイル5b、第2送電コイル5c、第3送電コイル5d、第4送電コイル5e)を備えている。このような充電器5によれば、補聴器を4つの方向の何れにセットしても二次電池の充電を行うことが可能である。また、異なる形状の補聴器が2種類存在する場合においては、凹部4aの形状を、一の補聴器については図3(b)における上下方向に載置できるようにし、また他の補聴器については左右方向に載置できるようにすることが好ましい。これにより、一の補聴器は第1送電コイル5b又は第2送電コイル5cで充電し、他の補聴器は第3送電コイル5d又は第4送電コイル5eで充電することができる。すなわち、このような構成を採用する場合は、補聴器の形状毎に充電器を準備する必要がなくなって、汎用性に優れるという利点がある。
Moreover, although the
1:二次電池
1b:受電コイル
2:補聴器
3:充電器
3b:第1送電コイル(送電コイル)
3c:第2送電コイル(送電コイル)
1:
3c: Second power transmission coil (power transmission coil)
Claims (2)
前記二次電池によって作動する補聴器と、
前記受電コイルに対して電磁誘導によって送電を行う送電コイルを有する充電器と、を備え、
前記充電器は、前記送電コイルを複数有するものであって、複数の送電コイルのうち、前記二次電池に対して充電可能である送電コイル、又は前記二次電池に対して充電効率が最もよい送電コイルを検知するとともに、検知した送電コイルからのみ前記受電コイルに対して送電を行うよう構成されることを特徴とする補聴器用充電システム。 A secondary battery charged by the receiving coil,
A hearing aid operated by the secondary battery;
A charger having a power transmission coil for transmitting power to the power reception coil by electromagnetic induction;
The charger has a plurality of the power transmission coils, and among the plurality of power transmission coils, the power transmission coil capable of charging the secondary battery or the charge efficiency is the best for the secondary battery. A charging system for a hearing aid, configured to detect a power transmission coil and to transmit power to the power reception coil only from the detected power transmission coil.
前記補聴器は、前記二次電池を着脱可能に保持するものであって、該二次電池を何れの極性方向で取り付けても作動するよう構成されることを特徴とする請求項1に記載の補聴器用充電システム。 The receiving coil is provided to the secondary battery,
The hearing aid according to claim 1, characterized in that the hearing aid holds the secondary battery in a removable manner, and is configured to operate even if the secondary battery is attached in any polarity direction. Charging system.
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