JP2024531227A

JP2024531227A - 充電器

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Publication number: JP2024531227A
Application number: JP2024508618A
Authority: JP
Inventors: トルシュテン、クレム; マナル、アリ
Original assignee: ブラウンゲーエムベーハー
Priority date: 2021-08-24
Filing date: 2022-08-04
Publication date: 2024-08-29
Also published as: WO2023026120A1; KR20240028505A; US20230060431A1; EP4142096B1; CA3227328A1; CN117882263A; EP4142096A1

Abstract

本開示は、パーソナルケアデバイス（２００）の充電可能なエネルギー源（２５０）を充電するための充電器（１００）であって、パーソナルケアデバイスを位置決めするための充電領域（１０２）を有する充電器ハウジング（１０１）と、パーソナルケアデバイスの充電可能なエネルギー源の充電手順を実行するための充電回路（１３０）と、充電器の少なくとも一部分の動きを検出するための動きセンサ（１１０）、好ましくは、充電器は、動きエンハンサ（１４０、１４３）を備え、充電回路及び動きセンサに結合されたコントローラ（１２０）と、を有し、コントローラは、コントローラが充電領域へのパーソナルケアデバイスの配置を示す動き信号を動きセンサから受信したときに充電回路を起動する、及び／又はコントローラが充電領域からのパーソナルケアデバイスの取外しを示す動き信号を動きセンサから受信したときに充電回路を停止するように構成されている、充電器（１００）に関する。

Description

本開示は、好ましくはパーソナルケアデバイスの充電可能なエネルギー源の好ましくは無線充電のための充電器に関し、そのような充電器と充電可能なエネルギー源を有するパーソナルケアデバイスとを備えるシステムに関する。

パーソナルケアデバイスなどのデバイスの充電可能なエネルギー源は、充電器によって充電することができ、そのような充電器は、無線方式で、例えば誘導方式又は共振誘導方式でエネルギーを伝達することができることが一般に知られている。そのような充電器は、好ましくは、充電可能なエネルギー源が充電器上に配置され、充電を必要とする場合にのみエネルギーを伝達することが更に知られている。充電器は、充電可能なエネルギー源が完全に充電されている場合、すなわち、充電器が充電モードよりも少ないエネルギーを消費するスタンバイモードを充電器が有する場合、エネルギー伝達をオフに切り替えるように構成することができる。

文献欧州特許第０３５７８２９Ａ１号は、給電装置及び受電装置を有する非接触給電システムを記載している。システムは、当該受電装置が所定の相対位置にあるときを検出する位置検出手段、及び／又は受電装置の充電可能な電源が充電されたレベルを検出する充電レベル検出手段を備える。給電装置から受電装置への給電は、位置及び／又は充電レベル制御手段によって制御される。

欧州特許第０３５７８２９Ａ１号

一般的な目的は、充電器とパーソナルケアデバイスなどの充電されるデバイスとを備える既知の充電器又はシステムを改善することであり、好ましくは、充電器が主電源接続から本質的に独立することができ、ある延長期間にわたって内蔵エネルギー源で動作することができるように改善することである。

少なくとも１つの態様によれば、パーソナルケアデバイスの充電可能なエネルギー源を充電するための充電器が提供され、充電器は、パーソナルケアデバイスを位置決めするための充電領域を有する充電器ハウジングと、パーソナルケアデバイスの充電可能なエネルギー源の充電手順を実行するための充電回路と、充電器の少なくとも一部分の動きを検出するための動きセンサであって、好ましくは充電器が動きエンハンサを含む動きセンサと、充電回路及び動きセンサに結合されたコントローラであって、コントローラが充電領域へのパーソナルケアデバイスの配置を示す動き信号を動きセンサから受信したときに充電回路を起動する、及び／又はコントローラが充電領域からのパーソナルケアデバイスの取外しを示す動き信号を動きセンサから受信したときに充電回路を停止するように構成されるコントローラと、を備える。

少なくとも１つの態様によれば、本明細書で説明される充電器と、パーソナルケアデバイスが充電器の充電領域内に位置決めされたときに充電器によって充電可能であるように構成された充電可能なエネルギー源を有するパーソナルケアデバイスと、を備えるシステムが提供される。

少なくとも１つの態様によれば、パーソナルケアデバイスの充電可能なエネルギー源を充電するための充電器であって、充電回路と、充電回路をスタンバイモードに自動的に切り替えるための、又は充電回路を起動するためのコントローラと、を有し、スタンバイモードにおける充電器のエネルギー消費は、約５ｍＷ未満、好ましくは約２ｍＷ未満、より好ましくは約１ｍＷ未満、更により好ましくは約０．５Ｗ未満、更により好ましくは約０．２ｍＷ未満、特に約０．１ｍＷであり、好ましくは、充電器は、少なくとも１つの充電手順のためのエネルギーを提供するための内部エネルギー源を備え、更に好ましくは、充電器は、コントローラに結合された動きセンサを備え、コントローラは、動きセンサによってコントローラに提供される信号に基づいて充電回路を起動するように構成されている、充電器が提供される。

本開示は、例示的実施形態の詳細な説明及び図面の参照により、更に明瞭にされる。
充電器の概略図である。パーソナルケアデバイスの概略図である。充電器と、充電される充電可能なエネルギー源を有するデバイスの底部と、を通る断面図であり、充電器及びデバイスはシステムを形成する。

本明細書の文脈において、「パーソナルケア」とは、皮膚及びその付属器（すなわち、毛及び爪）並びに、歯及び口腔（舌、歯茎などを含む）の育成（又はケア）を意味するものとし、一方では、疾病の予防並びに健康の維持及び増強を目指し、また一方では、皮膚及びその付属器の美容的処置並びに外観の改善を目指すものである。これは、ウェルビーイングの維持及び強化を含む。これは、スキンケア、ヘアケア、口腔ケア、及びネイルケアを含む。これは、顎ひげケア、シェービング、及び脱毛など整容動作を更に含む。したがって、「パーソナルケアデバイス」とは、このような育成又は整容動作を実行するための任意のデバイス、例えば、皮膚マッサージデバイス又は皮膚ブラシなどの（美容）皮膚処置デバイス；湿式かみそり；電気シェーバー又はトリマー；電動脱毛器；及び手動又は電動の歯ブラシ、（電気）フロッサー、（電気）洗浄器、（電気）舌クリーナ、又は（電気）歯肉マッサージ器などの口腔ケアデバイスを意味する。これは、本提案のパーソナルケアデバイスが、これらの育成又はデバイス領域のうちの１つ又は複数において、これらの領域のうちの１つ又は複数の他の領域においてよりも、より顕著な利点を有し得ることを除外するものでない。本明細書では、パーソナルケアデバイスを表すために電動歯ブラシを選択した。詳細が電動歯ブラシに特有でない限り、提案される技術は、任意の他のパーソナルケアデバイスにおいて使用することができる。

本開示による充電器は、動きセンサと、コントローラと、デバイス、好ましくはパーソナルケアデバイスが充電器の充電領域内に配置されたときにデバイスの充電可能なエネルギー源を充電するための充電回路と、を備える。充電回路は、誘導エネルギー伝達用の１つの充電コイルと、充電されるデバイスを受け入れるための厳密に１つの充電領域と、を備え得る。本開示で提案される一態様によれば、充電回路は、動きセンサによって提供される１つ以上の動き信号に基づいてデバイスの配置が決定されたときに起動される。動き信号は、動きセンサが特定の閾値を超える動きを経験する場合に提供される単純な「高」信号であってもよい。動き信号はまた、動きの強度又は振幅に依存し得る。動き信号は、異なる方向の動きに対する２つ以上の成分を含んでもよい。動きは、直線加速度又は角速度のような加速度であってもよい。更に、充電器は、充電を必要とするデバイスが充電領域内に配置されているかどうかをチェックするために、１日に１回などの規則的又は不規則な間隔で充電回路を自動的に起動するように構成されてもよい。完全に充電されたデバイスが充電領域に入れられた場合であっても、デバイスのエネルギー源からエネルギーが漏れるため、しばらくしてから再び充電する必要がある場合がある。充電回路のそのような規則的又は不規則な起動は、充電器上のデバイスの以前の配置が正確に判定されなかったという問題も克服し得る。

いくつかの態様によれば、充電器は、デバイスの充電可能なエネルギー源の少なくとも１回の少なくとも部分的な充電のためのエネルギーを提供する内部エネルギー源を備えてもよい。この内部「電力バンク」は、長期間、例えば、１週間又は数週間、１ヶ月又は数ヶ月の間、充電器を主電源接続から独立させることができる。エネルギーを節約するために、スタンバイモード中の低電力消費又は超低電力消費設計が実装されてもよく、詳細な例を以下に提供する。低電力消費設計は、充電器が充電していない間、すなわち、充電器がスタンバイモードにあるとき、すべての不要なエネルギー消費構成要素をオフに切り替え、低電力消費ユニットのみを使用して割込みなどの立ち上がり信号を提供することに基づくことができ、低エネルギー消費要素は動きセンサとすることができ、動きセンサを実現する機械的振動スイッチの場合、機械的振動スイッチは、閾値を超える振動がスイッチを閉鎖するまでエネルギーを消費しなくてもよい。充電されるデバイスの存在に即座に応答するように設計された充電器は、約１００ｍＷのスタンバイ電力を必要とすることが知られているが、以下に提示されるような低電力消費概念は、そのようなスタンバイ電力消費を最大１０００分の１に低減することができ、これは、充電器がスタンバイモードにある間に内部エネルギー源から非常に少量のエネルギーしか消費せず、充電器自体が長期間、例えば１ヶ月又は２ヶ月に充電されなかった場合でも、依然としてデバイスを充電することができることを意味する。電源接続又は任意の他の形態の充電に長時間頼っていないそのような充電器は、例えば、定期的に移動し、ローカルアダプタなどに頼らないことを望むユーザのニーズに応える。

本開示による充電器は、充電器の少なくとも一部分の動き（典型的には加速度の形態の動き）を測定するように構成された動きセンサを備え、好ましくは、充電器の一部分は充電領域を備える。動きセンサは、１軸若しくは２軸若しくは３軸加速度計、１軸若しくは２軸若しくは３軸ジャイロスコープ、又は１軸若しくは２軸若しくは３軸磁力計のうちの少なくとも１つによって実現され得る。６軸又は更に９軸を有する複合動きセンサが企図され、システムインパッケージとして利用可能である。このような動きセンサは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）として実現されてもよい。本明細書で主に論じられる動きセンサの例は、（小型化された）慣性測定ユニット（ＩＭＵ）に関するが、動きセンサの他の実現、例えば、充電器の少なくとも一部分と、充電器の別の部分又は充電器が置かれている地面などとの間の位置の変化を測定するための電気光学センサ、あるいは容量センサ又は誘導センサなども同様に考慮されることは除外されない。また、気圧計、好ましくはＭＥＭＳ気圧計も動きセンサとして考慮され得る。更に、機械的振動スイッチ、好ましくはＳＭＤ実装可能振動スイッチが使用されてもよい。一例として、中国、広東のＳｈｅｎｚｈｅｎＣｈｅｎｇＳｈｅｎｇＸｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．製の全方向振動検出器ＣＳＸ－ＳＥＮ－１８０Ａが使用され得る。このような振動スイッチは、静止時に閉鎖され、振動衝撃を受けたときに開放されるように設計され得る。多くの場合、そのような振動スイッチは、スイッチを開閉するボール状要素を使用する。そのような振動スイッチは静止時に再び確実に閉鎖することができないため、コントローラは、スイッチが開放しているか閉鎖しているかを監視するのではなく、スイッチ状態の変化を検出するように構成されてもよい。そのような振動スイッチは、振動振幅に依存する動き信号を生成しないが、ある最小振幅の振動が経験される場合、スイッチの閉又は開状態（単数又は複数）の変化、すなわち、コントローラにおける高又は低信号入力の変化を生成する。そのような信号は、閾値と比較される必要はない。

動きセンサは、ユーザが充電されるパーソナルケアデバイスを充電器の充電領域内に配置するときに、充電器の少なくとも一部分の振動又は小さな変位などの典型的に小さな動きを判定するために使用される。ユーザは、典型的には、パーソナルケアデバイスを充電領域内に配置するプロセスにおいて充電器のいくらかの振動又は小さな変位を引き起こす。以下で更に詳細に説明されるように、充電器及び場合によってはパーソナルケアデバイスは、充電領域におけるパーソナルケアデバイスの配置によって引き起こされる動きを増強する構造を有してもよく、それにより、充電器上へのパーソナルケアデバイスの配置は、例えば充電器が配置される地面の振動によって引き起こされる充電器の振動をより良好に区別することができる。動きを増強させるためのそのような構造は、本明細書では動きエンハンサと呼ばれる。動きエンハンサの様々な例については、以下で更に詳細に説明する。

動きセンサによって提供される動き信号又は時間的に離間した複数の動き信号のシーケンスが、コントローラに供給されてもよく、コントローラは、動き信号又は動き信号のシーケンスがパーソナルケアデバイスの充電器への配置を示す場合に、充電器の充電回路を起動するように構成されてもよい。充電回路の起動は、好ましくは、充電手順自体を開始しなくてもよい。充電回路は、充電可能なエネルギー源を有するパーソナルケアデバイスなどのデバイスが充電器の充電領域内に実際に配置されているかどうかを最初にチェックするように構成されてもよく、好ましくは、充電回路は、そのようなデバイスが存在するかどうかだけでなく、充電可能なエネルギー源が実際に充電を必要とするかどうか、すなわち少なくとも部分的に消耗しているかどうかもチェックするように構成されてもよい。充電を必要とする充電可能なエネルギー源を有するデバイスが充電領域に配置された場合にのみ、充電回路は充電手順を開始する。デバイスが充電領域内に存在しない場合（例えば、デバイスが取り外されて動きセンサ信号をトリガした場合、又は充電器が置かれている地面が振動していた場合）、又は充電可能なエネルギー源を有するデバイスが存在するが、充電可能なエネルギー源が完全に充電されて充電を必要としない場合、充電回路は、エネルギーを消費しないように、再び停止されて完全にオフに切り替えられる。次に、コントローラは、動き信号を監視するコントローラの一部のみが依然としてアクティブであり得るスリープモードに自身を切り替えてもよい。充電手順が完了した場合も同様である。企図され得る充電回路は、米国特許第１０２１８２１２Ｂ２号に記載されており、この文献は参照により本明細書に含まれる。

具体的には、内蔵エネルギー貯蔵量を枯渇させないために充電が行われないときのスタンバイモードにおいて可能な限り低いエネルギー消費を有する充電器の場合、動きセンサは、低電力消費モードで使用され得る。説明されるように、１０マイクロアンペア未満の電流消費が可能である。次いで、動きセンサからの動き信号を監視するコントローラ部分を使用して、有意な動きが検出されたときに立ち上がり信号を生成して、コントローラのスリープ部分をアクティブ状態に切り替えることができ、それにより、コントローラは充電回路を起動することができ、次いで充電回路は説明したように手順を開始する。

１つの非限定的な例では、充電器の内部電力バンク、すなわち内部エネルギー源は、６．８００ｍＡｈのバッテリを有し、典型的なパーソナルケアデバイスは、７００ｍＡｈの充電量を必要とし得る（充電器とパーソナルケアデバイスの充電可能なエネルギー源との間の電力伝送効率は、典型的には５０％未満である）。その場合、電力バンクは、３～４回の完全な充電事象に十分であり得る。

低電力消費設計の一例として、オランダ、アムステルダムＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＮ．Ｖ．製のＬＳＭ６ＤＳＯ慣性モジュールが参照される。ＬＳＭ６ＤＳＯは、３軸（３Ｄ）デジタル加速度計と３軸（３Ｄ）デジタルジャイロスコープとを有するシステムインパッケージである。ＬＳＭ６ＤＳＯは、ジャイロスコープがパワーダウンモードで構成される超低電力モードで構成した（ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓから入手可能なデータシートのセクション６．２．１を参照）。ＬＳＭ６ＤＳＯは、１２．５Ｈｚの出力データレート（ＯＤＲ）及び＋／－２ｇのフルスケールに設定した。これらの設定は、わずか５．５マイクロアンペアの電流消費をもたらし、これは、コンボ高性能モードにおけるＬＳＭ６ＤＳＯの０．５５ｍＡの電流消費と比較されるべきである。どの動き信号が割込みを引き起こす有効な動き信号として適格であるかを判定するために、立ち上がり割込みを有効にして、閾値と加速度計信号が閾値を上回らなければならない期間とを設定した。ＬＳＭ６ＤＳＯはマイクロコントローラ（充電器のコントローラの一部分を実現する）に接続され、マイクロコントローラは、マイクロコントローラがエネルギーを消費しないスリープモードから割込み信号がマイクロコントローラを立ち上がらせるように構成した。

本明細書による充電器は、動きセンサ及び充電回路に結合された「コントローラ」を備える。コントローラという用語は、パッケージ化されたマイクロコントローラのような単一のユニットを必ずしも指すわけではなく、コントローラは空間的に分離したサブコントローラユニットを含んでもよいことを理解されたい。いくつかの実施形態では、動きセンサは、イベント検出割込みの作成のための信号プロセッサ、ＦＩＦＯのようなデータバッチングのためのメモリ、温度センサなどの更なる構成要素を含み得る上記の例のようなシステムインパッケージの一部である。「コントローラ」という用語は、システムインパッケージの一部、例えば別個のマイクロコントローラを包含し得る。そのようなコントローラセットアップでは、充電器がスタンバイモードにあるとき、マイクロコントローラは完全にスリープモードにあり得、システムインパッケージによって実現されるコントローラ部分は、マイクロコントローラを起動する割込みとして立ち上がり信号を提供する。

いくつかの態様によれば、上述の低電力消費設計と組み合わされているか否かにかかわらず、コントローラは、規則的な間隔又は不規則な間隔で、例えば、１日１回、１日２回、１時間毎、１分毎、１日２４回、１日１．４４０回等で自動的に立ち上がるように構成されてもよい。パーソナルケアデバイスの充電可能なエネルギー源は、典型的には、使用されていないが充電器の充電領域に立っているときであってもエネルギーを漏らすため、充電器は、動き信号が充電回路の起動を引き起こすかどうかとは無関係に、パーソナルケアデバイスの漏れている充電可能なエネルギー源の定期的な再充電に対処することができる。これはまた、パーソナルケアデバイスの充電器上への位置決めが、何らかの理由でコントローラをトリガして充電回路を起動させない状況を回避することができる。

全体として、ＬＳＭ６ＤＳＯを使用する上述の超低電力設計を備える充電器は、スタンバイ又はスリープモード（１日１回の充電回路の自動起動）において０．１ｍＷの電力を消費した。これは、従来の充電器設計のより一般的な１００ｍＷの電力消費と比較される。

ここでは、内蔵電源（例えば、主電源接続から独立したパーソナルケアデバイスの充電可能なエネルギー源の少なくとも部分的な充電を可能にするために、少なくとも１．５００ｍＡｈ、好ましくは少なくとも５．０００ｍＡｈの容量を有し得るエネルギー源によって実現される内部電源バンク）を有する充電器に対して特定の値を有する低電力設計が強調されているが、これは、特に複数の軸の動きデータの時系列を生成するために、動きセンサが例えばより高い出力データレートで駆動されることを除外するものではない。

充電器内に配置された、例えば、充電器のハウジングに、又は充電領域を含む充電器のハウジングの少なくとも一部分にそれ自体が固定的に接続されたＰＣＢなどの支持体に固定された動きセンサは、充電領域内へのデバイスの配置によって誘発された動き信号を判定することができる。動きセンサは、コントローラによって絶対動き信号閾値と比較され得る動き信号を提供するか、又は動きセンサは、所定の特徴的な時間的動き信号シーケンスと比較され得る動きセンサデータの時間シーケンスを提供し得る。動きセンサは、充電領域内へのデバイスの配置に関連付けられた動き信号の特徴的な時間的挙動を決定することを可能にするように、高周波数でサンプリングされてもよく、例えば、サンプリング周波数は、１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの範囲内、好ましくは１５０Ｈｚ～２ｋＨｚの範囲内であってもよい。動き信号の時間シーケンスは、動き信号が１軸ＩＭＵ、２軸ＩＭＵ、３軸ＩＭＵ、又は最大９軸ＩＭＵによって生成されるかどうかにかかわらず、通常の統計分析によって分析することができる。これは、動き信号シーケンスを所定の基準動き信号シーケンスと比較することと、例えば、２つのシーケンス間の絶対差を計算し、現在の動き信号シーケンスをデバイス配置イベントに特徴的であるか否かとして分類することと、を含むことができる。動き信号の時間シーケンスは、動き信号シーケンスが充電領域上のパーソナルケアデバイスの配置に特徴的であるか否かを分類するために、機械学習アルゴリズムによって、例えば、訓練されたリカレントニューラルネットワークによって分類されてもよい。機械的振動スイッチの場合、振動がある大きさを有し、したがってスイッチを閉鎖する場合にのみ動き信号を生成するように、スイッチを較正することができる。この場合、基準信号との比較は必要ない。

いくつかの態様によれば、本明細書で提案される充電器は、本明細書で動きエンハンサと呼ばれる少なくとも１つの動き増強特徴又は構造を有する。動きエンハンサは、パーソナルケアデバイスが充電領域内に位置決めされたときに充電器の少なくとも一部分の動きの大きさを増大させるように意図されている。これは、充電領域内へのパーソナルケアデバイスの配置のより良好な検出を可能にし得る。以下に４つの例を示す。そのような説明された動きエンハンサのうちの２つ以上が、充電器上で、又は充電器及びパーソナルケアデバイスを備えるシステムによって実現され得ることを理解されたい。

第１の例では、動きエンハンサは、磁石、好ましくは永久磁石であり、パーソナルケアデバイスが磁石、好ましくは永久磁石、又は鋼要素などの磁化可能要素も備える場合、充電器とパーソナルケアデバイスとの間に磁力を引き起こす。充電器の磁石は、好ましくは、充電器内の磁石とパーソナルケアデバイス内の磁石又は磁化可能要素との間の磁気引力が可能な限り高くなるように、充電領域内に設けられる（例えば、ハウジングの内面に取り付けられる）か、又は充電領域に近接して設けられる。好ましくは、パーソナルケアデバイスを充電領域に位置決めするプロセス中、磁気相互作用は、パーソナルケアデバイスを充電器に磁気的にスナップ留めさせてもよい。そのような磁気スナップ動作では、充電器は地面から軽く持ち上げられてもよく、パーソナルケアデバイスは充電器に向かって引っ張られてもよく、その結果、全体的に充電器の特徴的な動き（地球の重力場の方向とは反対の上向きなど）が誘発され、この動きはまた特定の振幅を有する。

第２の例では、動きエンハンサは、充電器の少なくとも一部分がデバイス配置イベントにおいて移動することを可能にする充電領域を備える、少なくとも１つの圧縮性又は弾性の、すなわち変形可能な要素である。例えば、充電器が地面上で立つ１つ又は複数の脚部は、発泡ゴム、例えばポリウレタン発泡ゴムから作製されてもよい。圧縮可能な発泡体の代わりに、１つ又は複数の脚部は、軟質エラストマー材料、例えば、デバイスが充電領域に配置されるときに容易に変形することができるシリコーン材料から作製されてもよい。これにより、ゴム発泡体が圧縮されるか又は軟質要素が変形されるか又はその両方であるときに、パーソナルケアデバイスの重量によって、及び／又はユーザがパーソナルケアデバイスを充電領域に入れる力によって、充電器が下方に押されることを可能にする。少なくとも地面に向かってではなく、いかなる動きも全く誘発されない地面上に本質的に固体ベースを有する充電器とは対照的に、圧縮可能及び／又は柔軟な脚部（単数又は複数）を有する充電器は、この方向に移動可能である。いくつかの実施形態では、少なくとも充電領域は、少なくとも充電領域を実現するハウジング部分が充電器のハウジングの残りの部分に対して移動することができるように、弾性及び／又は圧縮性材料によって充電器の残りの部分に結合される。次に、動きセンサは、充電領域を実現するハウジング部分に固定して結合される。明確にするために、動きは大きい必要はなく、数マイクロメートル又は数十マイクロメートルで十分であり得、これは一般的な意見として成り立つ。

第３の例では、動きエンハンサは、充電領域内の充電器のハウジングの非平面構造である。この非平面構造は、パーソナルケアデバイスが充電領域に配置されたときに充電器のハウジング又は少なくとも充電領域を実現するハウジング部分をぐらつかせる突起であってもよい。非平面構造は、特に、充電されるデバイスのそれぞれの対向する凹部又は突起とそれぞれ協働するように意図された突起、すなわち凸状構造、又は凹部、すなわち凹状構造であってもよい。そのような構造はまた、充電回路の送電コイルを充電されるデバイスの受電コイルと位置合わせさせるために使用され得るが、機械的に係合するハウジング構造は、ユーザが典型的には係合構造を互いにぶつけ合い、それによって充電器の所望の振動（単数又は複数）及び／又は変位（単数又は複数）を引き起こし得るため、単なる平面充電領域に対して充電器の増加した振動及び／又は変位をもたらし得る。充電領域内及び／又はパーソナルケアデバイス上の非平面ハウジング構造は、特に、機械的な充電器－デバイス相互作用の発生の可能性を上昇させ、それにより、配置プロセス中の振動又は変位の可能性を高める、１つ以上の小さな突起などのサブ構造を含んでもよい。

第４の例では、動きエンハンサは、充電領域内のハウジング表面の少なくとも一部分の表面特性である。例えば、表面特性は、典型的なデバイス表面でスティックスリップ効果をサポートするように選択されてもよい。配置手順において、デバイス表面は、次いで、当該表面特性を有する表面上にすぐに貼り付く場合があり、ユーザが貼り付きを克服しようとするときに最終的に滑り落ちる可能性があり、したがって、充電器の振動（単数又は複数）又は変位（単数又は複数）を引き起こす。充電器の観点から、表面特性は、典型的なデバイス表面、例えばポリプロピレン表面でスティックスリップ効果を引き起こすように選択されてもよい。表面特性は、ゴム状材料が、例えばパーソナルケアデバイスのハウジングに典型的な多くのプラスチック材料との高い静止摩擦を引き起こすので、ゴム状材料によるコーティングによって引き起こされ得る。システムの観点から、充電領域の少なくとも一部分における充電器の表面特性及び充電されるパーソナルケアデバイスの協働面の表面特性は、両方とも、スティックスリップ現象がデバイス配置プロセスにおいて生じ得るように選択されてもよい。

図１Ａは、充電器１の概略図である。

図１Ｂは、電動歯ブラシとして実現されるパーソナルケアデバイス２の概略図である。

図２は、システム１０を共に形成する充電器１００及びパーソナルケアデバイス２００の下部の概略断面図である。充電器１００は、外側ハウジング表面１０１０を有するハウジング１０１を備え、ハウジング１０１は、充電されるパーソナルケアデバイス２００を配置するための充電領域１０２を実現する。図２に示す概略図では、動きセンサ１１０は、充電器１００のハウジング１０１の内面に固定されているが、動きセンサ１１０は、パーソナルケアデバイス２００を充電領域１０２内に配置することによって生じ得る充電器１００又は充電器の少なくとも一部分の振動又は変位を受ける限り、任意の場所に取り付けることができることを理解されたい。例えば、動きセンサ１１０は、ハウジング１０１に固定されたＰＣＢなどの支持体に取り付けられてもよく、その結果、ハウジング１０１の振動又は変位は、支持体及びその上に取り付けられた動きセンサ１１０によって同様に経験される。

充電器１００は、コントローラ１２０及び充電回路１３０を備え、主電源接続がなくてもパーソナルケアデバイスの充電可能なエネルギー源を充電するという意図された機能を充電器１００が提供することができるように、電力バンク機能を提供することができるバッテリ又は充電可能なバッテリなどの内部エネルギー源１５０を備えることができる。後者は、当然ながら、本開示による充電器が主電源接続のみを有すること、又は内部エネルギー源のみを有することを除外するものではない。充電回路１３０は、好ましくは誘導結合又は共振誘導結合による無線エネルギー伝達用に構成されてもよく、送信コイル１３１及び送信回路１３２を備えてもよい。

パーソナルケアデバイス２００は、ここでは、外側ハウジング表面２０１０を有し、ハウジング２０１内に配置されたハウジング２０１と、充電可能なエネルギー源２５０と、それに結合された、受信コイル２３１及び受信回路２３２を含むエネルギー受信回路２３０と、を含む。誘導エネルギー伝達装置の一例を説明している文献ＵＳ１０２１８２１２Ｂ２号を既に参照した。

既知のワイヤレス充電器では、充電回路は、充電していない場合、スタンバイモードにあり得る。充電器は、スタンバイにおいて、物体、具体的には充電可能なエネルギー源を充電するためのエネルギー受信回路を備える適切なデバイスが充電器の充電領域上に存在するかどうかを定期的にチェックしてもよい。充電器はまた、充電手順を開始する前に、そのようなデバイスが実際に充電を必要とするかどうかをチェックしてもよい。ユーザが充電されるべきデバイスを充電領域に配置したことを見落とさないために、このチェックは比較的頻繁に、例えば約１秒毎に行われなければならない。そのような充電器は、そのようなスタンバイモードにおいて約１００ｍＷを消費することがあり、それにより、かなり短時間で典型的な内部エネルギー源を消耗させることになり、電源接続なしでより長期間にわたる充電器の実用的な使用には短すぎる。例えば、内部エネルギー源は、１ヶ月の期間で消耗され、充電はもはや不可能である。

スタンバイモードにおけるそのような高いエネルギー消費を克服するために、本開示による充電器１００は、スタンバイモードにおける充電器のエネルギー消費が可能な限り低くなるように、充電回路１３０が完全にオフに切り替えられ、場合によってはコントローラ１２０も少なくとも部分的にオフに切り替えられるスタンバイモードを有してもよい。本開示によれば、動きセンサ１１０は、スリープ中のコントローラ１２０を立ち上がらせるための割込みなどの信号を提供し、その後、スリープ中のコントローラ１１０自体が充電回路１３０を起動することができる。この低エネルギー消費設計は有益な選択肢であるが、動きセンサ１１０は、そのような低エネルギー消費設計なしで充電器において使用することもできる。更に、低エネルギー消費セットアップであっても、充電器は依然として、充電されるデバイスをチェックするために定期的に又は不定期に立ち上がるように設計され得る。そのような立ち上がりは、１日に１回、又は１日に２回、又は３回、４回など、又は１時間に１回、又は３０分に１回、又は１５分に１回、又は１分に１回など行われてもよい。

動きセンサ１１０を使用する基本的な考え方は、注意深いユーザであっても典型的には、ユーザがパーソナルケアデバイス２００を充電領域１０２に入れたときに動きセンサ１１０によって測定することができる充電器１００の何らかの振動又は変位を引き起こすという事実にある。

充電器１００は、パーソナルケアデバイス２００の充電領域１０２内への配置によって引き起こされる振動振幅及び／又は変位の増加をサポートするために、動きエンハンサ１４０、１４１、１４２、１４３、１４４を備えてもよい。システムの観点から、パーソナルケアデバイス２００は、代替的に又は追加的に、動きエンハンサ２４０、２４１、２４２を備えてもよく、好ましくは、充電器の動きエンハンサ及びパーソナルケアデバイスの動きエンハンサは、充電器の充電領域内へのパーソナルケアデバイスの配置の結果として充電器に生じる振動（単数又は複数）及び／又は変位（単数又は複数）のサイズ又は振幅又は時間長又は頻度を増強させるように相乗的に協働する。

図２では、充電器１００及びパーソナルケアデバイス２００に様々な動きエンハンサが示されているが、当然ながら、１つの動きエンハンサのみが実現されてもよく、又は２つの相乗的に協働する動きエンハンサ若しくは複数の動きエンハンサが充電器及び／又はパーソナルケアデバイスに設けられてもよいことが理解されるべきである。

充電器１００は、永久磁石１４０、例えば、ネオジム－ＮｄＦｅＢ－材料から作製され得るディスク形状の磁石を含んでもよく、磁石１４０は、パーソナルケアデバイス内の永久磁石又は磁化可能要素１４０と協働するように意図され、それにより、配置手順において、磁石１４０と磁石又は磁化可能要素２４０との間の磁気相互作用が、充電器１００の振動（単数又は複数）又は変位（単数又は複数）、具体的には充電器１００の地面からの持ち上げ、場合によっては充電器１００のパーソナルケアデバイス２００へのスナップ留め動作さえも引き起こす。システムの観点から、パーソナルケアデバイス２００は磁石２４０を備えてもよく、充電器１００は磁化可能要素１４０を備えてもよい。

充電器１００は、充電領域１０２内に非平面ハウジング構造１４１を含むことができ、例えば、充電器１００のハウジング１０１は、充電領域１０２内に突起又は凹部を含むことができ、具体的には、非平面ハウジング構造１４１は、パーソナルケアデバイス２００の非平面ハウジング構造２４１又は２４２と協働して、配置プロセス中に充電器１００ｄの振動（単数又は複数）及び／又は変位（単数又は複数）を引き起こすように意図される。図示される例では、充電器１００の非平面ハウジング構造１４１は、パーソナルケアデバイス２００の非平面ハウジング構造２４１と協働するように意図されたドーム形状の突起であり、２つの非平面ハウジング構造１４１及び２４１は、凸形状及び嵌合凹形状のように互いに嵌合するように成形される。非平面ハウジング構造１４１及び２４１はまた、好ましくは、コイル１３１及び２３１が無線充電のために最適に配置されるように、送信コイル１３１と受信コイル２３１を位置合わせさせるために使用されてもよい。図示される例では、パーソナルケアデバイス２４０の非平面ハウジング構造２４１は、追加のより小さな非平面ハウジング構造２４２、ここでは小さなこぶ又は隆起を含み、これらは、配置プロセスにおいて充電器１００の振動（単数又は複数）及び／又は変位（単数又は複数）を引き起こすように意図されている。システムの観点から、充電器１００又はパーソナルケアデバイス２００のいずれかの非平面ハウジング構造は、１つ以上の非平面ハウジング構造１４１又は２４１によって実現されてもよく、加えて、これらの非平面ハウジング構造１４１又は２４１のうちの１つ以上は、非平面サブ構造２４２を備えてもよい。図示されない例では、充電器１００は、こぶ又は隆起又はリングなどの非平面サブ構造を備え、したがって、配置において、パーソナルケアデバイス２００と充電器１００との間の何らかの衝突が引き起こされる。

充電器１００は、充電領域１０２に、スティックスリップ効果をサポートする表面特性１４２を含んでもよい。例えば、充電器１００は、そのような表面特性１４２を実現するためにゴム状材料からのコーティングを含み得る。システムの観点から、充電器１００及びパーソナルケアデバイス２００はそれぞれ、充電領域１０２及びパーソナルケアデバイス２００のそれぞれの協働領域において、スティックスリップ効果を共にサポートする表面特性を有してもよい。

充電器１００は、充電器１００が地面に立つ１つ以上の脚部１４３を備えてもよく、この１つ以上の脚部１４３は、地面に向かう方向における充電器１００の変位及び／又は振動が可能になるように、発泡ゴム又は軟質シリコーンなどの圧縮性及び／又は弾性材料から作製される。パーソナルケアデバイス２００の重量及び／又はユーザがパーソナルケアデバイス２００を充電器１００の充電領域１０２に押し込む力は、振動（単数又は複数）及び／又は変位（単数又は複数）を引き起こし得る。代替的に又は追加的に、充電領域１０２を実現するハウジング部分１０３は、残りのハウジング部分１０４に対する、充電領域１０２を実現するハウジング部分１０３の少なくとも振動及び／又は変位が可能になるように、圧縮性及び／又は弾性材料によって充電器の残りのハウジング部分１０４に接続されてもよい。

本明細書に開示される寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきではない。その代わりに、特に指示されない限り、そのような寸法は各々、列挙された値とその値を囲む機能的に同等な範囲との両方を意味することが意図される。例えば、「４０ｍｍ」と開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することが意図される。

Claims

パーソナルケアデバイスの充電可能なエネルギー源を充電するための充電器であって、
前記パーソナルケアデバイスを位置決めするための充電領域を有する充電器ハウジングと、
前記パーソナルケアデバイスの前記充電可能なエネルギー源の充電手順を実行するための充電回路と、
前記充電器の少なくとも一部の動きを検出するための動きセンサと、好ましくは、前記充電器が動きエンハンサを備え、
前記充電回路及び前記動きセンサに結合されたコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記コントローラが前記充電領域への前記パーソナルケアデバイスの配置を示す動き信号を前記動きセンサから受信したときに前記充電回路を起動する、及び／又は前記コントローラが前記充電領域からの前記パーソナルケアデバイスの取外しを示す動き信号を前記動きセンサから受信したときに前記充電回路を停止するように構成されている、充電器。
前記動きエンハンサは、前記充電領域、及び／又は前記充電領域内の非平面ハウジング構造、及び／又は前記充電器ベース上の又は前記充電領域を含む前記充電器の上部とベース部分との間の少なくとも１つの圧縮性要素若しくは弾性要素、及び／又はスティックスリップ効果をサポートする第１の表面特性を有する前記充電領域内の前記充電器の外面の少なくとも一部分に近接して配置された磁石又は磁化可能要素として実現される、請求項１に記載の充電器。
前記充電回路は、前記コントローラによる起動後に、前記充電手順を実行する前に充電を必要とする充電可能なエネルギー源の存在をチェックするように構成されている、請求項１又は２に記載の充電器。
前記コントローラは、前記充電可能なエネルギー源が完全に充電された場合、又は前記パーソナルケアデバイスが前記充電領域から取り外された場合に、前記充電回路がいかなるエネルギーも消費しない停止モードに前記充電回路を切り替えるように構成され、好ましくは、前記コントローラの少なくとも一部がスリープモードに切り替えられる、請求項１～３のいずれか一項に記載の充電器。
前記動きセンサは、加速度計及び／又はジャイロスコープとして実現され、好ましくは前記加速度計及び／又は前記ジャイロスコープは、それぞれＭＥＭＳ加速度計及び／又はＭＥＭＳジャイロスコープとして実現され、更に好ましくは前記加速度計及び／又は前記ジャイロスコープは、２つ以上の軸を有し、及び／又は前記動きセンサは、機械振動スイッチとして、好ましくは無指向性振動スイッチとして実現され、更に好ましくは前記コントローラは、前記振動スイッチの閉状態又は開状態の変化を監視するように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電器。
前記コントローラは、前記動きセンサからの前記動き信号を少なくとも１つの閾値と比較し、前記動き信号が前記閾値レベルを超えて上昇した場合にのみ、任意選択的に、前記動き信号が所定の期間にわたって前記閾値を超えて上昇した場合にのみ、前記充電回路を起動するように構成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の充電器。
前記コントローラは、前記動き信号の時系列を所定の動き信号の時系列と比較し、前記比較によって判定された類似度が閾値を上回る場合にのみ前記充電回路を起動するように構成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の充電器。
前記コントローラは、前記動き信号から独立して規則的又は不規則的なパターンで前記充電回路を自動的に起動させるように構成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の充電器。
前記充電回路は、前記充電可能なエネルギー源を無線充電するように構成され、好ましくは、前記充電回路は、厳密に１つの送信コイルを備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の充電器。
前記充電回路にエネルギーを供給するために、バッテリなどのエネルギー源、又は充電式バッテリなどの充電可能なエネルギー源を備える、請求項１～９のいずれか一項に記載の充電器。
請求項１～１０のいずれか一項に記載の充電器と、前記パーソナルケアデバイスが前記充電器の前記充電領域内に位置決めされたときに前記充電器によって充電可能であるように構成された充電可能なエネルギー源を有するパーソナルケアデバイスと、を備えるシステム。
前記充電器は、前記充電領域内に非平面ハウジング構造を有し、前記パーソナルケアデバイスは、前記パーソナルケアデバイスが前記充電領域内に位置決めされているときに前記充電器の前記非平面ハウジング構造と機械的に係合するように意図されたハウジング構造を有し、好ましくは、前記機械的に係合するハウジング構造は、前記充電器の送信コイルと前記パーソナルケアデバイスの受信コイルとの位置合わせを実施する、請求項１１に記載のシステム。
前記充電器又は前記パーソナルケアデバイスのうちの少なくとも一方が磁石を含み、前記充電器又は前記パーソナルケアデバイスのうちの他方が磁石又は磁化可能要素を含み、前記磁石又は前記磁化可能要素は、前記パーソナルケアデバイスが前記充電器上の充電位置に配置されているときに、前記充電器と前記パーソナルケアデバイスとの間の磁力が、前記動きセンサで測定可能な前記充電器の少なくとも一部分の動きをもたらすように構成されている、請求項１１又は１２に記載のシステム。
前記充電領域内の前記充電器の前記外面の少なくとも一部分は、第１の表面特性を有し、前記パーソナルケアデバイスの前記充電器の前記充電領域内への位置決め中に前記第１の表面特性を有する前記充電領域内の前記充電器の前記外面の前記一部分と接触するように意図された前記パーソナルケアデバイスの前記外面の少なくとも一部分は、第２の表面特性を有し、前記第１の表面特性及び前記第２の表面特性は、スティックスリップ効果をサポートするように選択されている、請求項１１～１３のいずれか一項に記載のシステム。
パーソナルケアデバイスの充電可能なエネルギー源を充電するための充電器であって、充電回路と、前記充電回路をスタンバイモードに自動的に切り替えるための、又は前記充電回路を起動するためのコントローラと、を有し、前記スタンバイモードにおける前記充電器のエネルギー消費は、約５ｍＷ未満、好ましくは約２ｍＷ未満、より好ましくは約１ｍＷ未満、更により好ましくは約０．５Ｗ未満、更により好ましくは約０．２ｍＷ未満、特に約０．１ｍＷであり、好ましくは、前記充電器は、少なくとも１つの充電手順のためのエネルギーを提供するための内部エネルギー源を備え、更に好ましくは、前記充電器は、前記コントローラに結合された動きセンサを備え、前記コントローラは、前記動きセンサによって前記コントローラに提供される信号に基づいて前記充電回路を起動するように構成されている、充電器。