JP3185101U - 電磁式位置決め機能付き電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一方向ワイヤレス充電の他、双方向ワイヤレス充電を行うことも可能である電磁式位置決め機能付き電子装置を提供する。
【解決手段】電磁式位置決め機能付き電子装置は、本体１０と、双方向無線充放電手段２０と、電磁素子３０とを含む。双方向無線充放電手段は、本体に設けられ、電力供給モジュール２１と、電力供給モジュールに電気的に接続する制御回路モジュール２２と、制御回路モジュールに電気的に接続する送受信回路モジュール２３とを有し、制御回路モジュールには電流方向を変換可能な磁極制御回路が設けられ、磁極制御回路が電力供給モジュールに電気的に接続される。電磁素子は、本体の一方側に設けられ、磁極制御回路に電気的に接続し、かつ極性を転換可能な異なる２つの磁極を備え、さらに送受信回路モジュールと間隔距離Ｄを隔てる。
【選択図】図１

Description

本考案は、相互に位置決めさせるように磁極の極性を転換して制御する２つの電子装置により、一方向ワイヤレス充電の他、双方向ワイヤレス充電を行うことも可能である電磁式位置決め機能付き電子装置に関する。

一般に、両電子装置（例えば、携帯電話および充電器）同士は、電力のワイヤレス伝送（例えば、一方向ワイヤレス充電）を行う時に、２つの電子装置の送受信回路モジュールが相互に対応可能であることにより、ワイヤレス伝送による電力のロスを減少するために、第一電子装置の一方側に磁石（または凸部）を、第二電子装置の対向側に対応する磁石（または凹部）を固設する。
これによって、２つの電子装置を相互に突き合わせるとき、該対応する磁石と該磁石とが互いに吸引（または、相互に係合）して位置決めし、２つの送受信回路モジュールを相互に対応させて、２つの電子装置が対になって使用する際に容易になる。

しかしながら、前記磁石および対応する磁石は、いずれも固定の磁極を有するため、２つの電子装置の間で一方向ワイヤレス充電にしか適用できない。そのため、第二の電子装置がその送受信回路モジュールを介して第一電子装置の送受信回路モジュールに電力を伝送しようとする場合には、第一電子装置の磁石の反発によって逆方向のワイヤレス充電を行い難い。
同時に、２つの電子装置同士が相互に位置決めすることも容易でないため、第一電子装置が第二電子装置と対を成す場合のみ使用可能であるが、２つの電子装置の間における双方向ワイヤレス充電に適用できず、使用の利便性が限定される。

これに鑑みて、本考案者は、専念に研究や設計、組み立てをし、一方向ワイヤレス充電または双方向無線充放電に適用可能で、使用利便性を向上する電磁式位置決め機能付き電子装置を提供する。

考案が解決しょうとする課題

本考案は、電磁素子が「同種のものがしりぞけ合い、異種のものが引き合う性質」を持つことに加え、磁極の磁性が転換可能でかつ吸着位置決めの効果を備えることにより、適用可能な類型が増加し、一方向ワイヤレス充電および双方向無線充放電に適用可能となり、充電しようとする場合には、いずれかの電子装置を上下反転する必要はなく、使用上に極めて便利である電磁式位置決め機能付き電子装置を提供することを主な目的とする。

前記目的を達成するために、本考案に係る電磁式位置決め機能付き電子装置は、本体と、前記本体に設けられ、電力供給モジュールと、前記電力供給モジュールに電気的に接続する制御回路モジュールと、前記制御回路モジュールに電気的に接続する送受信回路モジュールとを有し、前記制御回路モジュールには電流方向を変換可能な磁極制御回路が設けられ、前記磁極制御回路が前記電力供給モジュールに電気的に接続されている双方向無線充放電手段と、前記本体の一方側に設けられ、前記磁極制御回路に電気的に接続し、かつ極性を転換可能な異なる２つの磁極を備え、さらに前記送受信回路モジュールと間隔距離を隔てた電磁素子とを含む。よって、磁極の磁性が転換可能でかつ吸着位置決めの効果を備えることにより、適用可能な類型が増加し、一方向ワイヤレス充電および双方向無線充放電に適用可能となり、充電しようとする場合には、いずれかの電子装置を上下反転する必要はなく、使用上に極めて便利である。

本考案の特徴、特点および技術的内容をより深く理解するために、以下の本考案に係る詳細説明および添付図面を参照されたい。前記添付図面は参考や説明のために供されるにすぎず、本考案を限定するものではない。

本考案に係る電子装置の第一実施例を示す斜視図である。 本考案に係る双方向無線充放電手段の電力供給モジュール、磁極制御回路を有する制御回路モジュール、送受信回路モジュールおよび電磁素子の接続関係の模式図である。 図２の磁極制御回路の簡単な回路の模式図である。 第二実施例の電子装置において電磁素子が送受信回路モジュールに設けられる態様を示す斜視図である。 図４の電子装置が別の同種な電子装置と対応して実施する態様の模式図である。 第三実施例の電子装置において電磁素子が位置決め素子と組み合わせて実施する態様を示す斜視図である。 図６の電子装置と別の電子装置とが上下反転して位置決めした実施態様を示す斜視図である。 本考案の電子装置と別の電子装置とが互いに並べて位置決めした実施態様を示す斜視図である。

本考案は、電磁式位置決め機能付き電子装置を提供する。図１〜図５は、本考案の電子装置において磁性を転換可能な電磁素子が設けられている実施例を示す。
図１は、本考案の電磁素子が送受信回路モジュールの外に設けられる実施例を示す。
図２は、電力供給モジュール、磁極制御回路を有する制御回路モジュールおよび送受信回路モジュールを含む本考案の双方向無線充放電手段及びこれらの関係の模式図を示す。
図３は、本考案の磁極制御回路を示し、４つのトランジスタ素子と４つのダイオード素子とがそれぞれ対を成す関係の模式図を示す。
図４、図５は、本考案の電磁素子が送受信回路モジュール内に設けられる実施例を示す。
また、図６〜図８は、本考案の電子装置において電磁素子と別の位置決め素子とが組み合わせられる実施例を示す。

本考案の電子装置１００は、本体１０と、本体１０に設けられる双方向無線充放電手段２０と、本体１０の一方側に設けられる電磁素子３０とを含み、電磁素子３０が本体１０の当該側の何れかの箇所に設けられてもよく、設置方式に応じて以下の３つの実施例を挙げられる。

図１に示すように、本考案の電子装置１００の双方向無線充放電手段２０は、電力供給モジュール２１と、電力供給モジュール２１に電気的に接続する制御回路モジュール２２と、制御回路モジュール２２に電気的に接続する送受信回路モジュール２３とを有し、制御回路モジュール２２に電流経路を切り替えて制御可能な磁極制御回路２２０が設けられ、磁極制御回路２２０が電力供給モジュール２１に電気的に接続されている。
電力供給モジュール２１は、電子装置１００に必要な使用電力を供給するための電池（例えば、バッテリ、リチウム電池または他の直流電源を供給する給電器）であり、制御回路モジュール２２は、電子装置の運行を処理するための制御回路付き回路板であり、送受信回路モジュール２３は、伝送コイルであり、制御回路モジュール２２に設けてもよいし、制御回路モジュール２２と間隔を空いて設けてもよく、ワイヤレス伝送およびワイレス受信のために用いられている。

また、図２、図３に示すように、電磁素子３０は、磁極制御回路２２０に電気的に接続することで、電磁素子３０に磁気吸引力を発生させる。
また、電磁素子３０は、極性を転換可能の異なる２つの磁極を備え、磁極制御回路２２０を介して電磁素子３０の異なる２つの磁極の極性（すなわち、磁界方向）を転換するように制御し、転換方式は、制御回路モジュール２２で磁極制御回路２２０に流れる電流の経路を制御することによって実現される。
さらに、電磁素子３０と送受信回路モジュール２３との間は、間隔距離Ｄ（図１に示すように）を隔てられることにより、それぞれが相互に接触してショート（Ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ）することを防ぐ。

電力供給モジュール２１は、２つの電極（正極および負極）を有し、２つの電極が磁極制御回路２２０にそれぞれ電気的に接続され、磁極制御回路２２０は、少なくとも４つのトランジスタ素子を有し、４つのトランジスタ素子が２ずつ直列接続し、かつ、互いに直列接続した２つのトランジスタ素子が別の互いに直列接続した２つのトランジスタ素子に並列接続している。
さらに、各トランジスタ素子には並列接続したダイオード素子２２５がそれぞれ電気的に接続され（図３に示すように）、トランジスタ素子のそれぞれがオフ状態にある場合には、対応に並列接続したダイオード素子２２５（例えば、キャパシター、抵抗またはツェナーダイオード）を介して、流れ続けてきた電流が全ての高電圧をオフ状態であるトランジスタ素子に加圧しないようにし、トランジスタ素子を保護する効果に達する。
また、電磁素子３０が４つのトランジスタ素子の間に電気的に接続されている。ここで、トランジスタ素子は、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＭＯＳＦＥＴ(登録商標)と略称する）、相補型金属酸化膜半導体（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ；ＣＭＯＳと略称する）を用いてよく、ダイオード素子２２５は、キャパシター、抵抗またはツェナーダイオード（ｚｅｎｅｒ ｄｉｏｄｅ）を用いてよい。

図３に示すように、４つのトランジスタ素子は、第一トランジスタ素子２２１、第一トランジスタ素子２２１に直列接続した第二トランジスタ素子２２２、第一トランジスタ素子２２１に並列接続した第三トランジスタ素子２２３および第三トランジスタ素子２２３に直列接続した第四トランジスタ素子２２４であってよく、さらに、第四トランジスタ素子２２４が第二トランジスタ素子２２２に並列接続している。
電磁素子３０の一端が第一トランジスタ素子２２１と第二トランジスタ素子２２２との間に電気的に接続され、電磁素子３０の他端が第三トランジスタ素子２２３と第四トランジスタ素子２２４との間に電気的に接続され、電力供給モジュール２１の１つの電極（正極）が第一トランジスタ素子２２１と第三トランジスタ素子２２３との間に（直接または間接で、図２では、間接に電気的接続する場合を点線で示す）電気的に接続され、電力供給モジュール２１のもう１つの電極（負極）が第二トランジスタ素子２２２と第四トランジスタ素子２２４との間に（直接または間接で、図２では、間接に電気的接続する場合を点線で示す）電気的に接続されている。

電磁素子３０（例えば、電磁石）が本体１０の一方側に垂直に設けられ、図１に示すように、電磁素子３０は、本体１０の一方側に固設されたマグネタイザ３１と、マグネタイザ３１に巻き取られた導電コイル３２とを備え、導電コイル３２の両導線の先端部が磁極制御回路２２０にそれぞれ電気的に接続される。マグネタイザ３１の両端は電磁素子３０の異なる２つの磁極であり、マグネタイザ３１が本体１０の一方側に垂直に設けられ、マグネタイザ３１の一端は、本体１０の一方側の表面に嵌設されると共に本体１０の当該側に露出している。
さらに、図３に示すように、導電コイル３２の一端が第一トランジスタ素子２２１と第二トランジスタ素子２２２との間に電気的に接続され、導電コイル３２の他端が第三トランジスタ素子２２３と第四トランジスタ素子２２４との間に電気的に接続されている。よって、導電コイル３２に電流が流れると、マグネタイザ３１は、電流方向に形成した磁界に応じて、マグネタイザ３１の両端に対応する異なる２つの極性を形成する。マグネタイザ３１の一端（すなわち、嵌設されると共に本体１０の当該側に露出している）に形成した磁極は、磁気吸引力を発生し、別の電子装置の位置決め素子（例えば磁石、図７参照）と互いに磁気吸引して位置決めすることができる。また、マグネタイザ３１の形状は、ロッド状またはリング状を用いれば、電磁素子３０の使用可能な類型が増加する。

図４、図５に示すように、本考案の電子装置の第二実施例は前記第一実施例と、以下の相違点がある。
すなわち、電磁素子３０が送受信回路モジュール２３内に設けられており、送受信回路モジュール２３は、電磁素子３０を収納する収納部２３１を有し、電磁素子３０の外縁と送受信回路モジュール２３の内縁との間で間隔距離Ｄを隔てる。
よって、それぞれの間に相互に接触してショートしてしまうことを防ぐ他、２つの同じの電子装置１００、２００を相互に接近して突き合せるときに、２つの電磁素子３０が互いに磁気吸引して位置決めする機能を果たし、電子装置１００の一方側の送受信回路モジュール２３が別の電子装置１００の対応側の対応する送受信回路モジュール５３とは、相互に位置合わせることができ、電力のワイヤレス伝送に容易になり、ロスが減少される。

第二実施例では、受信回路モジュール２３の収納部２３１に位置された電磁素子３０は、本体１０の一方側に垂直に設けられる他、本体１０の当該側に平行に設けられてもよく、電流が電磁素子３０の導電コイル３２に流れた後、本体１０の当該側に異なる２つの磁極を形成可能である。
これによって、図５に示すように、本考案の電子装置１００と同種の別の電子装置２００とが互いに接近すると、２つの制御回路モジュールにより電流の流れる経路を制御し、電磁素子３０の導電コイル３２に流れた後、２つの電磁素子３０のマグネタイザ３１同士が互いに磁気吸引して位置決めする機能を果たす。
このため、両電子装置１００、２００は、送信先または受信先のどっちであっても、いずれも反転する必要はなく、相互に位置決めし電力のワイヤレス伝送（例えば、ワイヤレス充電または放電）を行うことができる。

図５における別の電子装置２００は、その本体４０の対応側の電磁素子３０を２つの半円形状の磁石片が横向きになるようにディスク状に固設した磁気素子（図示せず）に代った場合には、本考案の第二実施例の電子装置１００は、当該電磁素子３０で対応して配合することができる。
さらに、図５における別の電子装置２００は、本体４０の対応側に異なる磁極の２つの磁石ブロック（図７の２つの磁石４１に示すように）が間隔を置いて設置される場合にも、第二実施例の電子装置１００の電磁素子３０と対応して配合することができる。

図６、図７、図８に示すように、本考案の電子装置の第三実施例は、前記第一実施例を改良するものであって、以下の相違点がある。
すなわち、本体１０の一方側に電磁素子３０だけでなく、さらに位置決め素子１１（例えば、磁石または電磁石）が設けられており、位置決め素子１１と電磁素子３０とは互いに対応して設けられ、相互に位置決めする機能を備えることにより、本体１０の該側に間隔をおいて対向する姿勢になり、かつ送受信回路モジュール２３の対向する両側にそれぞれ位置されている。
よって、第三実施例の電子装置１００は、図７または図８に示すように、別の電子装置２００の対応側の２つの磁石４１と容易に吸着して位置決めすることができ、電力のイヤレス伝送（例えば、ワイヤレス充電または放電）が便利になる。

第三実施例では、図７に示すように、本考案の電子装置１００と別の電子装置２００とが互いに接近する時に、別の電子装置２００は本体４０の対応側に異なる磁極の２つの磁石４１が間隔をおいて設けられ、２つの磁石４１の間に対応する送受信回路モジュール５３が設けられる。
このため、２つの電子装置１００、２００を重ねた後それぞれが位置決め可能で、電力をワイヤレス伝送し易くするために、電子装置１００の電磁素子３０および位置決め素子１１は、同種のものがしりぞけ合い、異種のものが引き合う原理で、別の電子装置２００の２つの磁石４１と相互に吸引して位置決めし、送受信回路モジュール２３と対応する送受信回路モジュール５３とが正確に対応することができ、最適なワイヤレス充電の効率に達する。
また、別の電子装置２００内に双方向ワイヤレス充放電手段５０が設けられており、対応する送受信回路モジュール５３の他、さらに電力供給モジュール５１と、電力供給モジュール５１および対応する送受信回路モジュール５３に電気的に接続する制御回路モジュール５２とを含む。

また、本考案の電磁素子３０および位置決め素子１１は、本体１０の該側（例えば、上側）に設けられる他、設置箇所を限定されず、本体１０の類型に応じて、図８に示すように、本体１０の他方側（例えば、周側）に設けられても良い。
このため、２つの電子装置１００、２００が並列して設置する場合にも電力のワイヤレス伝送を行うことができ、使用の利便性を向上し、美観の効果が増加する。前記位置決め素子１１は、磁石または電磁石を用いる他、凸部および凹溝を用いてもよい。

前記の本考案の各実施形態では、前記電子装置１００、２００は、携帯式電子装置（例えば、携帯電話、ノートパソコン、パネルコンピュータ、デジタルカメラ）、電動機器（例えば、電動工具）、電力供給装置、または電力をワイヤレス伝送するのみに用いるワイヤレス充電装置であってよい。

以上のように、本考案に係る電磁式位置決め機能付き電子装置は、以下の特長がある。
（１）本体１０内に電流経路を切り替えて制御可能な磁極制御回路２２０が設けられるとともに、電磁素子３０が電気接続されることによって、電磁素子３０の異なる２つの磁極が極性を転換することにより、同種のものがしりぞけ合い、異種のものが引き合う性質で、吸引し位置決めする対応位置決め構造が増加する。このため、充電時にいずれかの電子装置を上下反転する必要はなく、使用上に極めて便利であり、さらに美観の効果を備える。
（２）電磁素子３０と送受信回路モジュール２３とが間隔距離Ｄを隔てることにより、それぞれが相互に接触してショートすることを防ぐ。
（３）磁極制御回路２２０は、４つのトランジスタ素子をスイッチとして設置し、電磁素子３０に流れる電流の方向を切り替えて制御し易くなり、電磁素子３０のマグネタイザ３１の両端の磁極がそれに応じて変換可能になり、使用の利便性を向上する。
（４）前記各トランジスタ素子にはダイオード２２５がさらにそれぞれ並列接続され、各トランジスタ素子のそれぞれがオフ状態にある場合には、対応して並列接続したダイオード素子２２５を介して、流れ続けてきた電流が全ての高電圧をオフ状態であるトランジスタ素子に加圧しないようにし、トランジスタ素子を保護する効果に達する。

前述した開示は、単に本考案の好ましい具体的な実施例に過ぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を限定するものではない。いずれの本考案の明細書および図面の内容によって実施した等価な変形が、本考案の主張範囲内に納入されるべきことは言うまでもない。

１００ 電子装置
１０ 本体
１１ 位置決め素子
２０ 双方向無線充放電手段
２１ 電力供給モジュール
２２ 制御回路モジュール
２３ 送受信回路モジュール
２２０ 磁極制御回路
２２１ 第一トランジスタ素子
２２２ 第二トランジスタ素子
２２３ 第三トランジスタ素子
２２４ 第四トランジスタ素子
２２５ ダイオード素子
２３１ 収納部
３０ 電磁素子
３１ マグネタイザ
３２ 導電コイル
Ｄ 可動距離
２００ 電子装置
４０ 本体
４１ 磁石
５０ 双方向ワイヤレス充放電手段
５１ 電力供給モジュール
５２ 制御回路モジュール
５３ 対応する送受信回路モジュール

Claims (10)

1. 本体と、
   前記本体に設けられ、電力供給モジュールと、前記電力供給モジュールに電気的に接続する制御回路モジュールと、前記制御回路モジュールに電気的に接続する送受信回路モジュールとを有し、前記制御回路モジュールには電流方向を変換可能な磁極制御回路が設けられ、前記磁極制御回路が前記電力供給モジュールに電気的に接続されている双方向無線充放電手段と、
   前記本体の一方側に設けられ、前記磁極制御回路に電気的に接続し、かつ極性を転換可能な異なる２つの磁極を備え、さらに前記送受信回路モジュールと間隔距離を隔てる電磁素子とを含む事を特徴とする、
   電磁式位置決め機能付き電子装置。
2. 前記電力供給モジュールは、２つの電極を有し、前記２つの電極が前記磁極制御回路にそれぞれ電気的に接続され、前記磁極制御回路は、少なくとも４つのトランジスタ素子を有し、前記４つのトランジスタ素子が２ずつ直列接続し、かつ、互いに直列接続した２つのトランジスタ素子が別の互いに直列接続した２つのトランジスタ素子に並列接続され、さらに、前記各トランジスタ素子には並列接続したダイオード素子がそれぞれ電気的に接続され、前記電磁素子が前記４つのトランジスタ素子の間に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電磁式位置決め機能付き電子装置。
3. 前記４つのトランジスタ素子は、第一トランジスタ素子、前記第一トランジスタ素子に直列接続した第二トランジスタ素子、前記第一トランジスタ素子に並列接続した第三トランジスタ素子および前記第三トランジスタ素子に直列接続した第四トランジスタ素子であり、前記第四トランジスタ素子が前記第二トランジスタ素子に並列接続し、前記電磁素子の一端が前記第一トランジスタ素子と前記第二トランジスタ素子との間に電気的に接続され、前記電磁素子の他端が前記第三トランジスタ素子と前記第四トランジスタ素子との間に電気的に接続され、前記電力供給モジュールの１つの電極が前記第一トランジスタ素子と前記第三トランジスタ素子との間に電気的接続され、前記電力供給モジュールのもう１つの電極が前記第二トランジスタ素子と前記第四トランジスタ素子との間に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２記載の電磁式位置決め機能付き電子装置。
4. 前記電磁素子は、前記本体の一方側に固設されたマグネタイザと、前記マグネタイザに巻き取られた導電コイルとを備え、前記導電コイルの両導線の先端部が前記磁極制御回路にそれぞれ電気的に接続され、前記マグネタイザの両端は前記電磁素子の異なる２つの磁極であることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁式位置決め機能付き電子装置。
5. 前記マグネタイザの形状は、ロッド状およびリング状のうち一つであることを特徴とする請求項４記載の電磁式位置決め機能付き電子装置。
6. 前記電磁素子が前記本体の一方側に垂直に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電磁式位置決め機能付き電子装置。
7. 前記電磁素子が前記本体の一方側に平行に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電磁式位置決め機能付き電子装置。
8. 前記送受信回路モジュールは、前記電磁素子を収納する収納部を有し、前記電磁素子の外縁と前記送受信回路モジュールの内縁との間で間隔距離を隔てることを特徴とする請求項１記載の電磁式位置決め機能付き電子装置。
9. 前記本体の一方側に位置決め素子がさらに設けられ、前記位置決め素子と前記電磁素子とは互いに対応して設けられていることを特徴とする請求項１記載の電磁式位置決め機能付き電子装置。
10. 前記位置決め素子は、磁石、電磁石、凸部および凹溝のうち一つであることを特徴とする請求項９記載の電磁式位置決め機能付き電子装置。

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