JP6735002B1 - エアロゾル吸引器用の電源ユニット - Google Patents
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エアロゾル源からエアロゾルを生成可能な負荷に対して電力を供給可能な電源と、
前記電源を収容する筐体と、
前記電源の充電を制御可能な充電器と、
前記充電器に接続され、交流電力を直流電力に変換する変換器と、を備えるエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記筐体には、
前記筐体が横向きに置かれた場合に非接触で電力を受電可能な第1受電コイルと、
前記第1受電コイルとは別体且つ前記筐体が縦向きに置かれた場合に非接触で電力を受電可能な第2受電コイルと、が収容されており、
前記電源ユニットは、前記第1受電コイルと前記第2受電コイルの間における短絡を防止するダイオードをさらに備え、
前記第1受電コイル及び前記第2受電コイルは、前記変換器に対して並列に接続され且つ前記変換器と共に前記電源の一端側に隣接して配置される。
エアロゾル吸引器1は、燃焼を伴わずに香味を吸引するための器具であり、所定方向(以下、長手方向Aと呼ぶ)に沿って延びる棒形状を有する。エアロゾル吸引器1は、図1に示すように、長手方向Aに沿って電源ユニット10と、第1カートリッジ20と、第2カートリッジ30と、がこの順に設けられている。第1カートリッジ20は、電源ユニット10に対して着脱可能であり、第2カートリッジ30は、第1カートリッジ20に対して着脱可能である。言い換えると、第1カートリッジ20及び第2カートリッジ30は、それぞれ交換可能である。
(電源ユニット)
第1実施形態の電源ユニット10は、図2及び図3に示すように、円筒状の電源ユニットケース11の内部に電源12、充電器13、制御部50、各種センサ等を収容する。
第1カートリッジ20は、図3に示すように、円筒状のカートリッジケース27の内部に、エアロゾル源22を貯留するリザーバ23と、エアロゾル源22を霧化する電気的な負荷21と、リザーバ23から負荷21へエアロゾル源を引き込むウィック24と、エアロゾル源22が霧化されることで発生したエアロゾルが第2カートリッジ30に向かって流れるエアロゾル流路25と、第2カートリッジ30の一部を収容するエンドキャップ26と、を備える。
第2カートリッジ30は、香味源31を貯留する。第2カートリッジ30は、第1カートリッジ20のエンドキャップ26に設けられたカートリッジ収容部26aに着脱可能に収容される。第2カートリッジ30は、第1カートリッジ20側とは反対側の端部が、ユーザの吸口32となっている。なお、吸口32は、第2カートリッジ30と一体不可分に構成される場合に限らず、第2カートリッジ30と着脱可能に構成されてもよい。このように吸口32を電源ユニット10と第1カートリッジ20とは別体に構成することで、吸口32を衛生的に保つことができる。
続いて、電源ユニット10の電気回路について図5を参照しながら説明する。
制御部50は、図4に示すように、エアロゾル生成要求検出部51と、電力制御部53と、報知制御部54と、を備える。
図5に示すように、非接触充電回路46は、受電コイル43と、整流器44と、平滑コンデンサ47と、AC導線48と、DC導線49と、を備える。
図3に示すように、電源ユニットケース11の内部には、ボトム部11bに受電コイル43及び整流器44が配置され、電源12に対し、受電コイル43及び整流器44と反対側に充電器13が配置されている。電源ユニットケース11が縦向きに置かれた状態における充電時に、受電コイル43が電源12より鉛直方向の下方に配置されることで、受電コイル43と充電マット62の送電コイル61との間の距離が短くなり、送電効率が向上する。さらに、電源12を挟んで受電コイル43の反対側に充電器13が配置されることで、受電コイル43の漏洩磁場が充電器13に与える影響を抑えることができる。
本実施形態の電源ユニット10に適用される回路構成は、図5に示される回路構成に限定されず、例えば、図7に示すような回路構成を適用できる。図7に示す回路構成は、変換器として整流器44の代わりにインバータ70が設けられている点が図5に示される回路構成と相違している。インバータ70は、4個のスイッチング素子71をブリッジ接続することで構成される。スイッチング素子71は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、又はMOSFET(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor)等のトランジスタであり、制御部50がゲート電圧を調整することによって開閉制御される。
図8〜図10に示すように、第2実施形態の電源ユニット10は、電源ユニットケース11が横向きに置かれた場合に非接触で電力を受電可能な第1受電コイル43B1(図9B参照)と、電源ユニットケース11が縦向きに置かれた場合に非接触で電力を受電可能な第2受電コイル43B2(図9A参照)と、を備える点が第1実施形態と相違している。このような電源ユニット10によれば、横置きと縦置きでそれぞれ専用の受電コイル43B1、43B2を有するので、横置きと縦置きの双方で効率的に充電できる。
第2実施形態の電源ユニット10に適用される回路構成は、図10に示される回路構成に限定されず、例えば、図11に示すような回路構成を適用できる。図11に示す回路構成は、充電器13の入力側の共通化されたDC導線49にリップル除去用の平滑コンデンサ47、及び充電器13に過大な電圧が印加されないようにするためのツェナーダイオード40が設けられている点が図10の回路構成と相違している。
図12〜図15に示すように、第3実施形態の電源ユニット10は、電源ユニットケース11が横向きに置かれた場合に非接触で電力を受電可能な第1受電コイル43B1(図13B参照)と、電源ユニットケース11が縦向きに置かれた場合に非接触で電力を受電可能な第2受電コイル43B2(図13A参照)と、を備えるにあたり、第1受電コイル43B1及び第2受電コイル43B2が電源12の一端側に隣接して配置される点と、整流器44が共通化される点が第2実施形態と相違している。
素子91は、図15に示すように、ダイオードDの代わりに、制御部50によって制御され、回路を開閉する開閉器Sとしてもよい。この場合、第1受電コイル43B1を用いて充電しているとき、第2受電コイル43B2側の開閉器Sを開放し、第2受電コイル43B2を用いて充電しているとき、第1受電コイル43B1側の開閉器Sを開放することで、第1受電コイル43B1と第2受電コイル43B2との間の短絡を確実に防止できる。また、開閉器Sを用いると、開閉器Sを通過するときの抵抗が小さいため、充電効率を向上させることができる。
また、図16に示すように、第3実施形態の電源ユニット10においても、充電器13の入力側のDC導線49にリップル除去用の平滑コンデンサ47と充電器13に過大な電圧が印加されないようにするためのツェナーダイオード40との少なくとも一方が設けられていることが好ましい。これにより、電源ユニット10の小型化及び軽量化を図りつつ、充電器13を適切に保護することができる。
例えば、受電コイルは、平面的に構成されてもよいし、立体的に構成されてもよい。例えば、電源ユニットケースが少なくとも一部に丸みを帯びた湾曲部を有する場合、第1受電コイルは、電源ユニットケースの湾曲部に少なくとも一部が対向するように配置され、且つ、0ではない曲率を有するものとできる。このようにすると、横置き用の第1受電コイルが曲率を持つため、曲率によって第1受電コイルの径を大きくでき、横置き時の充電効率を高くできる。また、電源ユニットケース内のスペースを有効活用することで、電源ユニットケースのサイズの大型化を回避できる。
エアロゾル源からエアロゾルを生成可能な負荷(負荷21)に対して電力を供給可能な電源(電源12)と、
前記電源を収容する筐体(電源ユニットケース11)と、を備えるエアロゾル吸引器(エアロゾル吸引器1)用の電源ユニット(電源ユニット10)であって、
前記筐体には、前記筐体が横向きに置かれた場合と前記筐体が縦向きに置かれた場合の双方で、非接触で電力を受電可能な少なくとも一つの受電コイル(受電コイル43)が収容されている、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(1)に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記受電コイルは、前記筐体の長さ方向における中心軸(中心線L)に対して斜めに配置される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(1)に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記受電コイルは、
前記筐体が横向きに置かれた場合に非接触で電力を受電可能な第1受電コイル(第1受電コイル43B1)と、
前記第1受電コイルとは別体且つ前記筐体が縦向きに置かれた場合に非接触で電力を受電可能な第2受電コイル(第2受電コイル43B2)と、を備える、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(3)に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記電源の充電を制御可能な充電器(充電器13)をさらに備え、
前記第1受電コイル及び前記第2受電コイルは、前記充電器に対して並列に接続される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(4)に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記第1受電コイルと前記充電器とを接続する回路の一部(DC導線49)と、前記第2受電コイルと前記充電器とを接続する回路の一部(DC導線49)とは、共通化されている、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(3)〜(5)のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記電源の充電を制御可能な充電器(充電器13)と、
前記充電器に接続され、交流電力を直流電力に変換する変換器(整流器44、インバータ70)と、をさらに備え、
前記第1受電コイル及び前記第2受電コイルは、前記変換器に対して並列に接続される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(4)〜(6)のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記充電器の入力側に接続される平滑コンデンサ(平滑コンデンサ47)とツェナーダイオード(ツェナーダイオード40)の少なくとも一方をさらに備え、
前記第1受電コイル及び前記第2受電コイルは、前記平滑コンデンサと前記ツェナーダイオードの少なくとも一方に対して並列に接続される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(7)に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記平滑コンデンサと前記ツェナーダイオードの少なくとも一方は、前記第1受電コイルが非接触で電力を受電した場合と前記第2受電コイルが非接触で電力を受電した場合の双方において、前記充電器が正常に動作可能な電力を供給可能に構成される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(7)に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記平滑コンデンサの容量は、前記第1受電コイルから供給される電力と前記第2受電コイルから供給される電力とのうちリップルが大きい方に基づき設定される、
及び/又は、前記ツェナーダイオードのツェナー電圧は、前記第1受電コイルから供給される電力と前記第2受電コイルから供給される電力とのうち過渡電圧又は定常的な電圧が高い方に基づき設定される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(3)〜(9)のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記筐体は、少なくとも一部に丸みを帯びた湾曲部を有し、
前記第1受電コイルは、前記湾曲部に少なくとも一部が対向するように配置され、且つ、0ではない曲率を有する、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(3)〜(5)のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
交流電力を直流電力に変換する変換器(整流器44、インバータ70)をさらに備え、
前記変換器は、
第1変換器(第1整流器44B1)と、
前記第1変換器とは別体である第2変換器(第2整流器44B2)と、を備え、
前記第1受電コイル及び前記第2受電コイルは、前記筐体内において離間して配置され、
前記第1受電コイルは、前記第1変換器に接続され、
前記第2受電コイルは、前記第2変換器に接続される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(11)に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記第1変換器と前記第2変換器は、前記筐体に収容され、
前記第1受電コイルと前記第1変換器は、前記電源の一端側に配置され、
前記第2受電コイルと前記第2変換器は、前記電源の他端側に配置される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(11)又は(12)に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記電源の充電を制御可能な充電器(充電器13)をさらに備え、
前記充電器の入力側に接続される平滑コンデンサ(平滑コンデンサ47)とツェナーダイオード(ツェナーダイオード40)の少なくとも一方をさらに備え、
前記第1変換器及び前記第2変換器は、前記平滑コンデンサと前記ツェナーダイオードの少なくとも一方に対して並列に接続される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(3)〜(10)のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記第1受電コイルと前記第2受電コイルの間における短絡を防止する素子(素子91)をさらに備える、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(14)に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記素子は、開閉器である、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(14)に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記素子は、ダイオード(ダイオードD)である、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(6)、(11)〜(13)のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記変換器は、整流器(整流器44)又はインバータ(インバータ70)である、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
10 電源ユニット
11 電源ユニットケース(筐体)
12 電源
13 充電器
21 負荷
43 受電コイル
43B1 第1受電コイル
43B2 第2受電コイル
44 整流器
44B1 第1整流器
44B2 第2整流器
47 平滑コンデンサ
40 ツェナーダイオード
91 素子
D ダイオード
Claims (4)
- エアロゾル源からエアロゾルを生成可能な負荷に対して電力を供給可能な電源と、
前記電源を収容する筐体と、
前記電源の充電を制御可能な充電器と、
前記充電器に接続され、交流電力を直流電力に変換する変換器と、を備えるエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記筐体には、
前記筐体が横向きに置かれた場合に非接触で電力を受電可能な第1受電コイルと、
前記第1受電コイルとは別体且つ前記筐体が縦向きに置かれた場合に非接触で電力を受電可能な第2受電コイルと、が収容されており、
前記電源ユニットは、前記第1受電コイルと前記第2受電コイルの間における短絡を防止するダイオードをさらに備え、
前記第1受電コイル及び前記第2受電コイルは、前記変換器に対して並列に接続され且つ前記変換器と共に前記電源の一端側に隣接して配置される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項1に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記充電器の入力側に接続される平滑コンデンサとツェナーダイオードの少なくとも一方をさらに備え、
前記第1受電コイル及び前記第2受電コイルは、前記平滑コンデンサと前記ツェナーダイオードの少なくとも一方に対して並列に接続され、
前記平滑コンデンサと前記ツェナーダイオードの少なくとも一方は、前記第1受電コイルが非接触で電力を受電した場合と前記第2受電コイルが非接触で電力を受電した場合の双方において、前記充電器が正常に動作可能な電力を供給可能に構成される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項1に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記充電器の入力側に接続される平滑コンデンサとツェナーダイオードの少なくとも一方をさらに備え、
前記第1受電コイル及び前記第2受電コイルは、前記平滑コンデンサと前記ツェナーダイオードの少なくとも一方に対して並列に接続され、
前記平滑コンデンサの容量は、前記第1受電コイルから供給される電力と前記第2受電コイルから供給される電力とのうちリップルが大きい方に基づき設定される、
及び/又は、前記ツェナーダイオードのツェナー電圧は、前記第1受電コイルから供給される電力と前記第2受電コイルから供給される電力とのうち過渡電圧又は定常的な電圧が高い方に基づき設定される、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記筐体は、少なくとも一部に丸みを帯びた湾曲部を有し、
前記第1受電コイルは、前記湾曲部に少なくとも一部が対向するように配置され、且つ、0ではない曲率を有する、エアロゾル吸引器用の電源ユニット。
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