TW201539927A - 可攜式機器用電源裝置、可攜式機器、及充電裝置 - Google Patents

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Takezo Hatanaka
Hisashi Tsuda
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Nitto Denko Corp
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Abstract

本發明之可攜式機器用電源裝置包含二次電池、電路基板、及受電模組。電路基板安裝有包含藉由外部電力之輸入而對二次電池進行充電之充電電路之充放電電路。受電模組具有受電共振線圈及電力提取線圈，其等係藉由共振現象自外部被供給電力，且對充電電路輸出作為外部電力。於受電模組之受電共振線圈及電力提取線圈之內周側，配置有電路基板及二次電池之至少一者之一部分或全部。

Description

可攜式機器用電源裝置、可攜式機器、及充電裝置
本發明係關於一種用作可攜式機器之電源裝置之可攜式機器用電源裝置及其充電裝置。
先前，作為可攜式機器之電源裝置，提出一種藉由搭載可充放電之二次電池而無需電池之頻繁之更換作業之構成。且，對二次電池充電之情形時，採用如專利文獻1之藉由機械接點供給電力之有線充電方式、或如專利文獻2、3藉由電磁感應供給電力之無線充電方式。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平9-50795號公報
[專利文獻2]日本特開2014-7594號公報
[專利文獻3]日本特開2010-207017號公報
如此，自先前以來，可攜式機器之充電裝置係自輕量化及可攜性之觀點而言期望可攜式機器本身為小型，故一般充電裝置亦配合可攜式機器之尺寸為小型，關注於該可攜式機器特有之充電裝置之規格而提出有各種構成。此外，亦期望若有應關注於充電裝置之其他規格之點，則提出關注於該點之構成之充電裝置。
因此，本發明之目的在於提供一種至少可實現可攜式機器之小 型化之可攜式機器用電源裝置、可攜式機器、及充電裝置。
為了解決上述問題，第1發明之可攜式機器用電源裝置具有：二次電池；電路基板，其係安裝有藉由外部電力之輸入而對上述二次電池進行充電之充電電路；及受電模組，其具有受電共振線圈及電力提取線圈，該受電共振線圈及電力提取線圈係藉由共振現象自外部被供給電力，且對上述充電電路輸出作為上述外部電力；且於上述受電模組之上述受電共振線圈及上述電力提取線圈之內周側，配置有上述電路基板及上述二次電池之至少一者之一部分或全部。
根據上述之構成，藉由於受電模組之受電共振線圈及電力提取線圈之內周側配置電路基板及二次電池之至少一者之一部分或全部，可實現可攜式機器用電源裝置之小型化。藉此，可實現可攜式機器之小型化。
又，先前，作為可攜式機器之電源裝置而使用之可攜式機器用電源裝置係自輕量化及可攜性之觀點而言期望可攜式機器本身為小型，故一般充電裝置亦配合可攜式機器之尺寸為小型。因此，採用對可攜式機器用電源裝置之二次電池藉由無線進行充電之方式之情形時，由於容易將距充電裝置之傳輸距離設計為數毫米左右，故一般採用可以短距離實現高傳輸效率之電磁感應方式之充電方式。藉此，採用傳輸效率較電磁感應方式低，但利用關注到可實現數米之長距離之傳輸距離之電力傳輸之點的共振現象之磁共振方式，作為可攜式機器用電源裝置之充電方式，係電源裝置之技術領域之常識之外者。
然而，本案發明者們進行各種研究及實驗之結果，注意到因採用利用共振現象之磁共振方式而發現無法藉由電磁感應方式獲得之特性，且藉由該特性可改善可攜式機器用電源裝置所要求之事項。
即，本案發明者們發現，於受電模組之內周側或外周側之附近 位置，藉由共振現象而形成成為較其他部位更小之磁場強度之磁場空間。藉此，可攜式機器用電源裝置可將磁場空間之形成位置作為充電電路等之配置場所，因此可實現較採用電磁感應方式之可攜式機器用電源裝置更小型化。
再者，本案發明者們發現，藉由調整受電模組、與對該受電模組供給外部電力之供電模組所具有之線圈間之耦合係數之值，可調整恆定電壓充電時之相對於充電時間之負載變動特性。藉此，可攜式機器用電源裝置即便不另外設置阻抗匹配器，亦可抑制自恆定電流充電過渡至恆定電壓充電時之過量之外部電力之輸入，因此可實現由阻抗匹配器之削減所引起之小型化。
第1發明之上述電路基板之至少一部分亦可配置於以成為較其他部位更小之磁場強度之方式藉由上述共振現象形成之磁場空間。
根據上述之構成，使磁場較小之空間部分出現於受電模組之附近位置，可將該空間部分作為電路基板之至少一部分之配置場所而有效利用。藉此，於難以確保零件之配置場所之可攜式機器用電源裝置中，亦容易確保充電電路之配置場所，進而可實現可攜式機器用電源裝置之小型化。
第1發明之上述電路基板亦可作為配置於上述可攜式機器用電源裝置內部之各種零件之支持構造體之一部分。
根據上述之構成，藉由使支持構造體之一部分代用作電路基板，可進一步實現可攜式機器用電源裝置之小型化及輕量化。
第1發明之上述受電模組亦可以將上述二次電池可拆裝地保持之方式形成。
根據上述之構成，由於可將受電模組作為二次電池之電池固定座使用，故可進一步削減零件件數。
又，第2發明之可攜式機器具備第1發明之可攜式機器用電源裝 置之任一者。
根據上述之構成，可實現可攜式機器之小型化。
第2發明之可攜式機器亦可為具備第1發明之可攜式機器用電源裝置之人體安裝機器。
根據上述之構成，可實現作為可攜式機器之人體安裝機器之小型化，且藉由可攜式機器用電源裝置之小型化而提高人體安裝機器之形狀或尺寸之自由度，因此可減輕加工成適合使用者各人之體格或體形之外形狀或尺寸時之加工負擔。
第2發明之可攜式機器亦可為具備第1發明之可攜式機器用電源裝置之安裝於耳朵之助聽器。
根據上述之構成，可實現作為可攜式機器之助聽器之小型化，且藉由可攜式機器用電源裝置之小型化而提高助聽器之形狀或尺寸之自由度，因此可減輕加工成適合使用者各人之耳朵形狀之外形狀或尺寸時之加工負擔。
又，第3發明之充電裝置係可安裝第2發明之可攜式機器，且對所安裝之上述可攜式機器之上述可攜式機器用電源裝置供給上述外部電力者，且具有：供電模組，其具備藉由上述共振現象對上述受電模組供給電力之供電共振線圈及電力供給線圈；及殼體，其於安裝有上述可攜式機器時，以成為使上述供電模組之線圈軸與上述受電模組之線圈軸一致之位置關係之方式形成。
根據上述之構成，由於以於安裝有可攜式機器時，成為使供電模組之線圈軸與受電模組之線圈軸一致之位置關係之方式形成殼體，故即便不使使用者注意到包含於殼體安裝有可攜式機器時可攜式機器相對於安裝面之傾斜角度或傾斜軸之旋轉角度的可攜式機器之安裝姿勢，只要進行將可攜式機器安裝於充電裝置之行為，即可對可攜式機器之可攜式機器用電源裝置如設計規格般進行充電。
根據本發明，可至少實現可攜式機器之小型化。
3‧‧‧二次電池
6‧‧‧可攜式機器
7‧‧‧充電裝置
8‧‧‧充電電路
9‧‧‧耳掛型助聽器
10‧‧‧可攜式機器用電源裝置
61‧‧‧受電模組
63‧‧‧電路基板
65‧‧‧輸出部
66‧‧‧輸入部
71‧‧‧供電模組
72‧‧‧電源部
73‧‧‧控制部
75‧‧‧殼體
75a‧‧‧凹部
75b‧‧‧支持部
91‧‧‧助聽器本體
92‧‧‧耳模
93‧‧‧連結部
101‧‧‧充放電電路
103‧‧‧磁性構件
103a‧‧‧開口部
104a‧‧‧第1連接端子
104b‧‧‧第2連接端子
601‧‧‧支持構造體
611‧‧‧受電共振線圈
612‧‧‧電力提取線圈
631‧‧‧介面部
651‧‧‧揚聲器
661‧‧‧操作按鈕
662‧‧‧連接器
711‧‧‧供電共振線圈
712‧‧‧電力供給線圈
911a‧‧‧頭抵接面部
911b‧‧‧內側抵接面部
911c‧‧‧底面部
911d‧‧‧上表面部
911e‧‧‧耳殼抵接面部
911f‧‧‧外側面部
A5‧‧‧耳道型助聽器
A50‧‧‧殼體
A51‧‧‧殼部
A52‧‧‧面板部
A53‧‧‧前端部
圖1係搭載有可攜式機器用電源裝置之耳掛型助聽器之說明圖。
圖2係可攜式機器用電源裝置之立體圖。
圖3係可攜式機器用電源裝置之立體圖。
圖4係充電系統之方塊圖。
圖5係顯示可攜式機器用電源裝置之零件配置之態樣之說明圖。
圖6係顯示將耳掛型助聽器安裝於充電裝置之狀態之說明圖。
圖7係充電裝置之立體圖。
圖8A係對可攜式機器用電源裝置配置二次電池之狀態之說明圖。
圖8B係對可攜式機器用電源裝置配置有二次電池之狀態之說明圖。
圖9A係對可攜式機器用電源裝置配置二次電池之狀態之說明圖。
圖9B係對可攜式機器用電源裝置配置有二次電池之狀態之說明圖。
圖9C係可攜式機器用電源裝置之立體圖。
圖9D係耳掛型助聽器之立體圖。
圖9E係顯示對耳掛型助聽器拆裝可攜式機器用電源裝置之方向之說明圖。
圖10A係對可攜式機器用電源裝置配置二次電池之狀態之說明圖。
圖10B係對可攜式機器用電源裝置配置有二次電池之狀態之說明圖。
圖10C係搭載有可攜式機器用電源裝置之耳掛型助聽器之立體圖。
圖10D係搭載有可攜式機器用電源裝置之耳掛型助聽器之立體圖。
圖11係耳道型助聽器之立體圖。
圖12A係耳道型助聽器之立體圖。
圖12B係耳道型助聽器之立體圖。
圖13A係可攜式機器用電源裝置之零件配置之說明圖。
圖13B係可攜式機器用電源裝置之零件配置之說明圖。
圖13C係可攜式機器用電源裝置之零件配置之說明圖。
圖14係顯示耳道型助聽器與磁場空間之關係之說明圖。
圖15係顯示耳掛型助聽器之空氣電池及可攜式機器用電源裝置之配置狀態之說明圖。
(可攜式機器用電源裝置10之概要)
如圖1所示，本實施形態之可攜式機器用電源裝置10係構成為藉由利用共振現象之磁共振方式可對二次電池3進行充電，於受電模組61之內周側配置有電路基板63及二次電池3之至少一者之一部分或全部。此處，所謂『共振現象』係指2個以上之線圈於共振頻率上調諧。
若具體說明，則亦如圖2所示，可攜式機器用電源裝置10具有二次電池3、電路基板63、及受電模組61。電路基板63安裝有包含藉由外部電力之輸入對二次電池3進行充電之充電電路之充放電電路101。 受電模組61具有受電共振線圈611及電力提取線圈612，其等係藉由共振現象自外部供給電力，且作為外部電力輸出於充電電路。於受電模組61之受電共振線圈611及電力提取線圈612之內周側，配置有電路基 板63及二次電池3之至少一者之一部分或全部。
藉此，可攜式機器用電源裝置10係藉由於受電模組61之內周側配置電路基板63及二次電池3之至少一者之一部分或全部，而較將電路基板63及二次電池3配置於受電模組61之外周側之構成更小型化。 其結果，可攜式機器用電源裝置10可實現耳掛型助聽器9等之可攜式機器6之小型化。另，受電模組61亦可作為二次電池3之電池固定座而使用。即，受電模組61亦可以將二次電池3可拆裝地保持之方式形成。又，如圖3所示，可攜式機器用電源裝置10亦可具備沿著受電模組61之內周面配置之磁性構件103。
可攜式機器用電源裝置10係藉由採用利用共振現象之磁共振方式，而利用電磁感應方式所無法獲得之特性，即，於受電模組61之內周側或外周側之附近位置形成成為較其他部位更小之磁場強度之磁場空間之特性、或可調整恆定電壓充電時之相對於充電時間之負載變動特性之特性，而可實現小型化。關於磁場空間及負載變動特性之細節將予以後述。
(可攜式機器用電源裝置10：二次電池3)
二次電池3可針對可充放電之電池應用所有種類。例如，可例示鉛蓄電池、控制閥式鉛蓄電池、鋰空氣電池、鋰離子電池、鋰離子聚合物電池、磷酸鐵鋰離子電池、鋰硫電池、鈦酸鋰電池、鎳鎘蓄電池、鎳氫充電池、鎳鐵電池、鎳鋰電池、鎳鋅電池、充電式鹼性電池、鈉硫電池、氧化還原液流電池、鋅溴液流電池、矽電池、銀鋅電池(Silver-Zinc)等作為二次電池3。
鎳氫二次電池之標稱電壓與一次電池即空氣電池之標稱電壓相同，係1.2V~1.4V。此處，所謂『標稱電壓』係定義為在通常之狀態下使用電池之情形時所獲得的端子間之電壓之基準值，接近於充滿電之電池雖可獲得高於標稱電壓之端子電壓，但進行放電之情形、或對 負載供給較大之電流之情形時，成為低於標稱電壓之端子電壓。
作為標稱電壓大於空氣電池之標稱電壓之二次電池3，可例示鉛蓄電池、控制閥式鉛蓄電池、鋰空氣電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、二氧化錳鋰二次電池、鈦酸碳鋰二次電池等。
又，鋰離子電池及鋰聚合物電池之標稱電壓係3.6V~3.7V。二氧化錳鋰二次電池之標稱電壓係3.0V。鈦酸碳鋰二次電池之標稱電壓係1.5V。又，鋰離子電池之『放電終止電壓』與『充電終止電壓』之電壓範圍係2.7V~4.2V。所謂『放電終止電壓』係指可安全地進行放電之放電電壓之最低值之電壓，所謂『充電終止電壓』係指可安全地進行充電之充電電壓之最高值之電壓。
二次電池3較佳為鋰離子電池。於該情形時，由於鋰離子電池之標稱電壓為3.6V~3.7V之範圍，故大於空氣電池或鎳氫二次電池之標稱電壓即1.2V~1.4V。又，鋰離子電池之電池電壓顯示隨著放電而自4.2V左右下降至2.7V左右之放電特性，但由於能量密度較空氣電池或鎳氫二次電池高，故相較於使用空氣電池或鎳氫二次電池之情形，可更長時間驅動機器。
(可攜式機器用電源裝置10：受電模組61)
受電模組61具有受電共振線圈611及電力提取線圈612。作為受電共振線圈611及電力提取線圈612所使用之線圈之種類，例示螺旋型或螺線管型、環型。對受電共振線圈611及電力提取線圈612，使用附絕緣被膜之銅線材料。
(可攜式機器用電源裝置10：電路基板63)
電路基板63係如圖4所示，安裝有充放電電路101及介面部631，且連接於輸出部65及輸入部66。介面部631具有以下功能：對輸出部65輸出控制信號；接收來自輸入部66之輸入信號；及處理與可攜式機器6之驅動零件之使用目的相應之各種資訊或資料。
包含充放電電路101及介面部631之電路基板63之至少一部分係配置於以成為較其他部位(周邊部位)小之磁場強度之方式藉由共振現象所形成之磁場空間。藉此，於難以確保零件之配置場所之可攜式機器用電源裝置10中，亦容易確保充電電路8之配置場所，進而可實現可攜式機器用電源裝置10之小型化。又，可攜式機器用電源裝置10係藉由抑制電路基板63之由磁場引起之渦流之產生而防止錯誤動作或特定溫度以上之發熱，由此可實現小型化。
另，除了電路基板63以外，或替代電路基板63，亦可將二次電池3之至少一部分、或輸出部65及輸入部66之至少一部分配置於『磁場空間』。又，電路基板63係如圖1所示，亦可採用配置於可攜式機器6內部之各種零件之支持構造體601之一部分。支持構造體601係形成各種控制信號端子或GND端子、電源端子等且可拆裝地設置有連接器662等。該情形時，藉由使支持構造體601之一部分代用作電路基板63，可進一步實現可攜式機器用電源裝置10之小型化及輕量化。例如如圖15所示，可攜式機器6為耳掛型助聽器9等助聽器之情形時，一般為使設置於支持構造體601之連接端子與空氣電池接觸之構成，但若為將該支持構造體601之一部分作為電路基板63之可攜式機器用電源裝置10，則不進行助聽器之內部構造之大幅設計變更而可於空氣電池之配置場所配置可攜式機器用電源裝置10。即，由於容易將關於空氣電池之部分置換成可攜式機器用電源裝置10，故可將已存之空氣電池用之助聽器變更為二次電池用之助聽器。其結果，可將工廠出貨前或工廠出貨後之流通過程或位於使用者之手邊之空氣電池用之助聽器以低成本改良成可充電之二次電池3用之助聽器。
(可攜式機器用電源裝置10：充放電電路101)
如圖5所示，上述之電路基板63安裝有充放電電路101。充放電電路101具有變壓電路及充電電路。變壓電路係執行將二次電池3之充 電電力轉換成驅動零件之驅動電力而輸出之信號處理之電路。作為變壓電路，作為降壓用途可應用線性穩壓器，作為升壓及降壓之用途可應用開關穩壓器。另，該等各穩壓器可例示藉由半導體元件以高速接通/斷開電流之方式等。
充電電路係應用恆定電流/恆定電壓線性充電器用之IC。該充電電路用之IC具有報知充電電流已減少至設定值之特定值之功能或利用計時器進行之充電結束功能、利用熱反饋進行之充電電流之穩定化功能、及高電力動作時或高周圍溫度條件下之晶片溫度限制功能等。 另，充電電路亦可以將二次電池3之充電規格劃分成特定階段，並於各劃分中以最佳之效率進行充電之方式，具備複數個充電電路。於該情形時，可高效率地進行充電。
(可攜式機器用電源裝置10之具體構成)
如圖1所示，可攜式機器用電源裝置10係可拆裝地具備二次電池3。二次電池3係硬幣型之鈕扣電池，上表面係負極，另一方面，自側周面至下表面設定為正極。二次電池3之一部分係配置於形成為環狀之受電模組61之內周側。於受電模組61之軸向之一側，設置有平板狀之電路基板63。於電路基板63之成為受電模組61側之端子面，設置有負電極用之第1連接端子104a、與正電極用之第2連接端子104b。第1連接端子104a可抵接於二次電池3之上表面。另一方面，第2連接端子104b可抵接於二次電池3之側周面或下表面。
(可攜式機器用電源裝置10之零件配置)
可攜式機器用電源裝置10可由包含二次電池3、電路基板63、及受電模組61之配置之組合之複數個態樣形成。
若具體說明，則如圖4所示，可攜式機器用電源裝置10係分類成二次電池3之側周面(正面)與電路基板63之端子面對向之第1組、及二次電池3之上表面(負面)與電路基板63之端子面對向之第2組。於第1 組中，於追加有受電模組61之條件下，分類成第1態樣、第2態樣、第3態樣、及第4態樣。
(可攜式機器用電源裝置10之零件配置：第1組)
第1態樣係具有使受電模組61之軸心正交於電路基板63之端子面且正交於二次電池3之軸心之位置關係，且於該位置關係下於受電模組61之內周側配置有二次電池3及電路基板63之一部分的態樣。此處，各態樣中之『平行』及『正交』係包含安裝時之誤差者。另，第1態樣亦可於受電模組61之內周側配置二次電池3及電路基板63之至少一者之一部分或全部。
第1態樣之第1連接端子104a及第2連接端子104b之端子配置係藉由使第1連接端子104a及第2連接端子104b自電路基板63之端子面突出，而形成為第1連接端子104a與二次電池3之上表面接觸，第2連接端子104b與二次電池3之側周面接觸的態樣。
又，第1態樣之端子配置亦如圖8A及圖8B所示，可為藉由使第1連接端子104a自電路基板63之端子面突出，另一方面，第2連接端子104b以面狀配置於電路基板63之端子面，而形成為第1連接端子104a與二次電池3之上表面接觸，第2連接端子104b與二次電池3之側周面接觸的態樣。另，圖8A及圖8B係於受電模組61之內周側設置有磁性構件103。
又，第1態樣之端子配置亦如圖9A、圖9B及圖9C所示，可為藉由使第1連接端子104a及第2連接端子104b自電路基板63之端子面突出，而形成為第1連接端子104a與二次電池3之上表面接觸，第2連接端子104b與二次電池3之下表面接觸的態樣。該態樣之情形時，如圖9D所示，由於可採用於相對於耳掛型助聽器9之側面壁間之輪廓線交叉(例如正交)之方向配置受電模組61之構成，故於左耳用及右耳用之任一側之耳掛型助聽器9中，皆可對受電模組61以相同姿勢(角度及傾斜) 進行充電。另，二次電池3係如圖9E所示，可嵌入至耳掛型助聽器9之底部，或亦可將耳掛型助聽器9之底部設為蓋構造，而藉由該蓋構造之開關進行更換。又，圖9A、圖9B及圖9C係第1態樣之變化例，於電路基板63之周圍配置有磁性構件103與受電模組61。二次電池3係配置於供電模組71之內周側，且配置於磁場空間內。
第2態樣係具有使受電模組61之軸心與電路基板63之端子面平行且與二次電池3之軸心平行之位置關係，且於該位置關係下於受電模組61之內周面配置有二次電池3之一部分與電路基板63之一部分的態樣。第2態樣之第1連接端子104a及第2連接端子104b之端子配置係藉由使第1連接端子104a及第2連接端子104b自電路基板63之端子面突出，而形成為第1連接端子104a與二次電池3之上表面接觸，第2連接端子104b與二次電池3之側周面之自受電模組61露出之部分接觸的態樣。
第3態樣亦如圖10A及圖10B所示，係具有使受電模組61之軸心與電路基板63之端子面平行且與二次電池3之軸心平行之位置關係，且於該位置關係下於受電模組61之內周面配置有二次電池3之一部分的態樣。第3態樣之第1連接端子104a及第2連接端子104b之端子配置係藉由使第1連接端子104a及第2連接端子104b自電路基板63之端子面突出，而形成為第1連接端子104a與二次電池3之上表面接觸，第2連接端子104b與二次電池3之側周面接觸的態樣。又，將覆蓋二次電池3之側周面整體之尺寸之磁性構件103設置於受電模組61之內周面之情形時，構成為於磁性構件103之第2連接端子104b之配置位置形成開口部103a，使第2連接端子104b經由該開口部103a而與二次電池3之側周面接觸。另，於磁性構件103形成有開口部103a之上述構成適於安裝。
又，形成為不於磁性構件103設置上述之開口部103a，而使第1連接端子104a與二次電池3之上表面接觸，使第2連接端子104b與二次電 池3之下表面接觸的態樣為最適宜。另，使第2連接端子104b與二次電池3之下表面接觸之構成之情形時，由於第2連接端子104b為金屬，故擔心對線圈特性之影響、與輸電側磁場所引起之發熱之影響，但藉由實驗可確認並無第2連接端子104b之尺寸所產生之影響。且，此種使第2連接端子104b與二次電池3之下表面接觸之構成之情形時，雖採用由上下之第1連接端子104a與第2連接端子104b夾著二次電池3之構成，但藉由採用圖10D之構成，亦可與電池更換式之可攜式機器6對應。
另，第3態樣之二次電池3可嵌入至耳掛型助聽器9之底部，或亦可將耳掛型助聽器9之殼體設為可分割而可進行更換。例如如圖10C所示，可以耳掛型助聽器9之上部為旋轉中心使殼體之一側相對於另一側可滑動移動，且將殼體之另一側設為開放狀態，藉此可更換二次電池3。又，例如如圖10D所示，可將耳掛型助聽器9之殼體之一部分形成作為二次電池3之電池固定座，且將該電池固定座設置為可滑動移動，藉此可於遠離電路基板63之場所更換二次電池3。
第4態樣係具有使受電模組61之軸心與電路基板63之端子面平行，另一方面，正交於二次電池3之軸心之位置關係，且於該位置關係下於受電模組61之內周面配置有二次電池3與電路基板63的態樣。
又，於二次電池3之上表面與電路基板63之端子面抵接之第2組中，於追加有受電模組61之條件下，分類成第5態樣、第6態樣、及第7態樣。
第5態樣係具有使受電模組61之軸心與電路基板63之端子面平行，且正交於二次電池3之軸心之位置關係，且於該位置關係下於受電模組61之內周面配置有二次電池3與電路基板63的態樣。
第6態樣係具有使受電模組61之軸心正交於電路基板63之端子面，且與二次電池3之軸心平行之位置關係，且於該位置關係下於受 電模組61之內周面配置有二次電池3的態樣。第6態樣之第1連接端子104a及第2連接端子104b之端子配置係藉由使第1連接端子104a以面狀配置於電路基板63之端子面，另一方面，第2連接端子104b自電路基板63之端子面突出，而形成為第1連接端子104a與二次電池3之上表面接觸、第2連接端子104b與二次電池3之側周面接觸的態樣。另，第6態樣之端子配置亦可構成為使受電模組61自電路基板63隔開，且使第2連接端子104b與自受電模組61與電路基板63之隙縫露出之二次電池3之側周面接觸。或，第6態樣之端子配置亦可構成為使受電模組61抵接於電路基板63，且使第2連接端子104b接觸至於與電路基板63側相反之側露出之二次電池3之側周面。
又，將覆蓋二次電池3之側周面整體之尺寸之開口部103a設置於受電模組61之內周面之情形時，可採用於磁性構件103之一部分形成缺口部，使第2連接端子104b經由該缺口部與二次電池3之側周面接觸之構成。另，於磁性構件103形成有開口部103a之上述構成適於安裝。
第7態樣係具有使受電模組61之軸心與電路基板63之端子面平行且與二次電池3之軸心平行之位置關係，且於該位置關係下於受電模組61之內周面配置有二次電池3的態樣。第7態樣之第1連接端子104a及第2連接端子104b之端子配置係藉由使第1連接端子104a以面狀配置於電路基板63之端子面，另一方面，第2連接端子104b自電路基板63之端子面突出，而形成為第1連接端子104a與自受電模組61露出之二次電池3之上表面接觸，第2連接端子104b與自受電模組61露出之二次電池3之側周面接觸的態樣。
另，於本實施形態中，作為與硬幣型之二次電池3接觸之電極，使用第1連接端子104a及第2連接端子104b進行說明，但並非限定於此。例如，亦可為於硬幣形之二次電池3熔接電極，引出引線，而與 電路基板63連接之構成。
(可攜式機器用電源裝置10：磁場較小之空間部分)
接著，對設為電路基板63等之配置場所之『磁場較小之空間部分』進行詳細說明。
如圖1所示，可攜式機器用電源裝置10係構成為將『磁場較小之空間部分』形成於期望位置。空間部分於期望位置之形成可藉由設定與充電裝置7之位置關係或供電狀態、內部構成等供電條件而實現。
例如，可攜式機器用電源裝置10亦可構成為於自充電裝置7之供電模組71之供電共振線圈711對受電模組61之受電共振線圈611藉由共振現象供給電力時，於供電模組71之供電共振線圈711與受電模組61之受電共振線圈611之間之期望位置，將具有較該期望位置以外之磁場強度小之磁場強度之磁場空間形成作為『空間部分』。於該情形時，由於可使『空間部分』出現於受電模組61之充電裝置7側之附近位置，故藉由將受電模組61之配置位置設定於較外壁構件之充電裝置7側之前端部略後側，可將外壁構件之前端部側確保作為電路基板63等之配置場所。
若詳細說明『空間部分』之形成方法，則例示如下方法：以於自充電裝置7之供電模組71之供電共振線圈711對受電模組61之受電共振線圈611藉由共振現象供給電力時，流入至供電模組71之供電共振線圈711之電流之方向與流入至受電模組61之受電共振線圈611之電流之方向成為反向之方式，設定供給至供電模組71之供電共振線圈711之電力之頻率。
根據上述之形成方法，於進行利用共振現象之電力傳輸時，藉由將供電模組71之供電共振線圈711與受電模組61之受電共振線圈611接近配置，可提高表示供電共振線圈711與受電共振線圈611之耦合之強度之耦合係數。若如此般以耦合係數較高之狀態計測傳輸特性 『S21』(成為自供電共振線圈711對受電共振線圈611輸送電力時之輸電效率之指標之值)，則其測定波形係於低頻側與高頻側峰值分離。 且，藉由於該高頻側之峰值附近之頻率設定供給至供電共振線圈711之電力之頻率，流入至供電共振線圈711之電流之方向與流入至受電共振線圈611之電流之方向成為反向，供電共振線圈711之內周側所產生之磁場與受電共振線圈611之內周側所產生之磁場相互抵消，藉此，於供電共振線圈711及受電共振線圈611之內周側，由磁場產生之影響降低，而將具有較供電共振線圈711及受電共振線圈611之內周側以外之磁場強度小之磁場強度之磁場空間形成作為『空間部分』。
又，作為『空間部分』之其他形成方法，例示如下方法：以於自供電共振線圈711對受電共振線圈611藉由共振現象供給電力時，流入至供電共振線圈711之電流之方向與流入至受電共振線圈611之電流之方向成為同向之方式，設定供給至供電共振線圈711之電力之頻率。
根據上述之形成方法，於進行利用共振現象之電力傳輸時，藉由將供電共振線圈711與受電共振線圈611接近配置，可提高表示供電共振線圈711與受電共振線圈611之耦合之強度之耦合係數。若如此般以耦合係數較高之狀態計測傳輸特性，則其測定波形係於低頻側與高頻側峰值分離。且，藉由於該低頻側之峰值附近之頻率設定供給至供電共振線圈711之電力之頻率，流入至供電共振線圈711之電流之方向與流入至受電共振線圈611之電流之方向成為同向，供電共振線圈711之外周側所產生之磁場與受電共振線圈611之外周側所產生之磁場相互抵消，藉此，於供電共振線圈711及受電共振線圈611之外周側，由磁場產生之影響降低，而可將具有較供電共振線圈711及受電共振線圈611之外周側以外之磁場強度小之磁場強度之磁場空間形成作為『空間部分』。
又，『空間部分』亦可使關於供電共振線圈711及受電共振線圈611之調整參數變化，且基於供電共振線圈711及受電共振線圈611之間所產生之磁場耦合之強度而設定大小。例如，可藉由相對減弱供電共振線圈711及受電共振線圈611之間所產生之磁場耦合而擴大磁場空間之大小。另一方面，可藉由相對增強供電共振線圈711及受電共振線圈611之間所產生之磁場耦合而縮小磁場空間之大小。藉此，可對可攜式機器用電源裝置10之尺寸或預定搭載之可攜式機器6之尺寸形成最佳之『空間部分』。
另，亦可將供電共振線圈711之配置關係、及受電共振線圈611之配置關係作為調整參數，使該調整參數發生變化而變更供電共振線圈711及受電共振線圈611之間所產生之磁場耦合之強度，藉此變更磁場空間之大小。
又，『空間部分』亦可藉由將供電共振線圈711及受電共振線圈611之形狀作為調整參數，使該等線圈之形狀變化成期望之形狀而變更供電共振線圈711及受電共振線圈611之間及周邊所產生之磁場耦合之強度，而將形狀設定成期望之形狀。於該情形時，藉由將供電共振線圈711及受電共振線圈611設為期望之形狀，可以按照線圈之形狀之期望之形狀形成磁場強度相對較弱之磁場空間。
又，『空間部分』亦可將供電共振線圈711與電力供給線圈712之間之第1距離、及電力提取線圈612與受電共振線圈611之間之第2距離之至少一個作為調整參數，基於該調整參數設定大小。例如，藉由相對縮短供電共振線圈711與電力供給線圈712之間之第1距離、及電力提取線圈612與受電共振線圈611之間之第2距離，可相對減弱磁場耦合而擴大磁場空間之大小。另一方面，藉由相對延長供電共振線圈711與電力供給線圈712之間之第1距離、及電力提取線圈612與受電共振線圈611之間之第2距離，可相對增強磁場耦合而縮小磁場空間之大 小。
再者，『空間部分』亦可藉由以覆蓋除了受電共振線圈611及供電共振線圈711之對向面的至少一部分之面之方式配置磁性構件103，且於供電共振線圈711與受電共振線圈611之間使磁場發生變化而進行電力傳輸，從而於期望位置將具有較該期望位置以外之磁場強度小之磁場強度之磁場空間形成作為『空間部分』。例如，磁性構件103亦可以覆蓋受電共振線圈611之內周面之方式配置。於該情形時，可阻斷受電共振線圈611之內周側所產生之磁場，而於受電共振線圈611之內周側形成具有相對較小之磁場強度之磁場空間作為『空間部分』。
又，磁性構件103亦可以覆蓋與供電共振線圈711及受電共振線圈611之對向面相反側之面之方式配置。於該情形時，可阻斷與受電共振線圈611之對向面相反側之面附近所產生之磁場，而於與受電共振線圈611之對向面相反側之面附近形成具有相對較小之磁場強度之磁場空間作為『空間部分』。
如此，可攜式機器用電源裝置10基於上述之空間部分之形成方法之1以上之組合，可於受電模組61之內側或附近之期望位置特意形成磁場強度較小之磁場空間作為『空間部分』，且可設定『空間部分』之大小或形狀。即，可攜式機器用電源裝置10可根據受電模組61之設置態樣而形成期望之空間部分。
(可攜式機器用電源裝置10：負載變動特性)
接著，對可攜式機器用電源裝置10之負載變動特性進行說明。此處，『負載變動特性』係恆定電壓充電時可攜式機器用電源裝置10之輸入阻抗值相對於充電時間之變化量。
可攜式機器用電源裝置10較佳為以於自供電模組71對包含可藉由恆定電流/恆定電壓充電方式充電之二次電池3之可攜式機器用電源裝置10之受電模組61使磁場發生變化而供給電力時，使負載變動特性 之輸入阻抗值上升之方式，設定供電模組71及受電模組61之任一者之耦合係數之值。根據該構成，即便不另外設置阻抗匹配器，亦可自動抑制自恆定電流充電過渡至恆定電壓充電時之過量之外部電力之輸入。其結果，可實現由例如阻抗匹配器之削減所產生之小型化，或可實現由阻抗匹配器所產生之強制之外部電力之抑制與由負載變動特性所產生之自動之外部電力之抑制的雙重抑制。
『供電模組71及受電模組61之任一者之耦合係數』係電力供給線圈712與供電共振線圈711之間之耦合係數、供電共振線圈711與受電共振線圈611之間之耦合係數、及受電共振線圈611與電力提取線圈612之間之耦合係數之至少一個。
另，電力供給線圈712與供電共振線圈711之間之耦合係數、供電共振線圈711與受電共振線圈611之間之耦合係數、受電共振線圈611與電力提取線圈612之間之耦合係數之值亦可藉由分別使電力供給線圈712與供電共振線圈711之間之距離、供電共振線圈711與受電共振線圈611之間之距離、受電共振線圈611與電力提取線圈612之間之距離發生變化而進行調整。該情形時，藉由將線圈間之距離作為參數之簡易之作業，可調整負載變動特性。
又，『供電模組71及受電模組61之任一者之耦合係數之值』亦可藉由於以使供給至供電模組71之電力之相對於驅動頻率之傳輸特性之值，具有於供電模組71及受電模組61之低於共振頻率之驅動頻率頻帶及高於共振頻率之驅動頻率頻帶分別具有峰值之雙峰性之特性之方式，設定供電模組71及受電模組61之條件下，調整驅動頻率而進行設定。
若具體說明，則亦可將供給至供電模組71之電力之驅動頻率，設定成與供電模組71及受電模組61之低於共振頻率之驅動頻率頻帶所顯現之傳輸特性之峰值對應之頻帶、或與供電模組71及受電模組61之 高於共振頻率之驅動頻率頻帶所顯現之傳輸特性之峰值對應之頻帶，並以使恆定電壓充電時可攜式機器用電源裝置10之輸入阻抗值成為增加傾向之方式進行設定。
(可攜式機器用電源裝置10之應用例：可攜式機器6)
對將如上述般構成之可攜式機器用電源裝置10應用於可攜式機器6之情形進行具體說明。
可攜式機器6係如圖4所示，具有可攜式機器用電源裝置10、揚聲器或發光零件、顯示器等輸出部65(驅動零件)、及麥克風或開關等輸入部66(驅動零件)。此處，『可攜式機器6』亦包含「手持式(可由手握持)」及「穿戴式(可安裝於身體：人體安裝機器)」之任一機器。具體而言，可攜式機器6可例示可攜式電腦(膝上型電腦、筆記型個人電腦、平板PC等)、或相機、音響機器/AV機器(可攜式音樂播放器、IC記錄器、可攜式DVD播放器等)、計算機(口袋電腦、計算器)、遊戲機、電腦周邊機器(可攜式印表機、可攜式掃描器、可攜式數據機等)、專用資訊機器(電子辭典、電子記事簿、電子書、可攜式資料終端等)、可攜式通訊終端機、聲音通訊終端機(行動電話、PHS、衛星電話、第三方無線電系統、業餘無線電系統、特定低功率無線電系統/個人無線電系統/市民電台等)、資料通訊終端機(行動電話/PHS(功能型手機/智慧型手機)、無線電呼叫器等)、廣播接收機(電視/電台)、可攜式電台、可攜式電視、單波段電視、其他機器(手錶、懷錶)、助聽器、手持式GPS、預防犯罪蜂鳴器、手電筒/筆型手電筒、電池組等。又，『助聽器』可例示耳掛型助聽器、耳道型助聽器、眼鏡型助聽器。
另，將可攜式機器用電源裝置10搭載於人體安裝機器之情形時，可實現作為可攜式機器6之人體安裝機器之小型化，且藉由可攜式機器用電源裝置10之小型化而提高人體安裝機器之形狀或尺寸之自 由度，因此可減輕加工成與使用者各人之體格或體形匹配之外形狀或尺寸時之加工負擔。
(可攜式機器用電源裝置10之應用例：耳掛型助聽器9)
使用耳掛型助聽器9對可攜式機器6為助聽器之情形進行詳細說明。另，將可攜式機器用電源裝置10搭載於助聽器之情形時，可實現作為可攜式機器6之助聽器之小型化，且藉由可攜式機器用電源裝置10之小型化而提高助聽器之形狀或尺寸之自由度，因此可減輕加工成與使用者各人之耳朵形狀匹配之外形狀或尺寸時之加工負擔。
如圖1所示，耳掛型助聽器9具有：助聽器本體91，其係安裝於耳殼；及可攜式機器用電源裝置10，其係配置於助聽器本體91之底部。可攜式機器用電源裝置10之受電模組61之軸心係設定為與自助聽器本體91之底部向上部之方向一致。
又，耳掛型助聽器9具備：耳模92，其係抵接於耳道開口或其附近；連結部93，其連結助聽器本體91與耳模92；電路基板63；以及圖4之輸出部65及輸入部66，其等係連接於電路基板63。輸出部65係輸出聲音之揚聲器651等。輸入部66係用以控制音量位準或電源接通/斷開之操作按鈕661、或將外部之聲音轉換成電性聲音信號之集音麥克風等。
助聽器本體91具有自頂部向底部以沿著耳殼之根部之方式彎曲之六面體之殼體(外壁構件)。即，助聽器本體91之殼體具有：上表面部911d，其係位於頂部；底面部911c，其係位於底部；頭抵接面部911a，其係抵接於頭；耳殼抵接面部911e，其係與頭抵接面部911a對向配置，且抵接於耳殼；內側抵接面部911b，其係沿著耳殼之根部以面狀抵接；及外側面部911f，其係與內側抵接面部911b對向配置。又，助聽器本體91可二分割成頭抵接面部911a與耳殼抵接面部。藉此，頭抵接面部911a係作為蓋體發揮功能，耳殼抵接面部係作為收容 體發揮功能。
於助聽器本體91之上表面部，連接有連結部93之一端部。連結部93係形成為中空之管狀。連結部93之另一端部係連接於耳模92。藉此，耳掛型助聽器9可將於助聽器本體91中經集音及放大之聲音自揚聲器651經由連結部93而輸出至耳模92，從而使耳掛型助聽器9之安裝者聽見清晰之聲音。
(可攜式機器用電源裝置10之充電裝置7)
耳掛型助聽器9係設為可拆裝於充電裝置7。充電裝置7係如圖6及圖7所示，具有可載置耳掛型助聽器9之殼體75。殼體75具有圓柱形狀之外徑。於殼體75之上表面中心部，形成有收容耳掛型助聽器9之底部之凹部75a。於凹部75a之周圍，形成有與收容於凹部75a之耳掛型助聽器9之耳模92抵接之支持部75b。支持部75b係以於將耳掛型助聽器9安裝於充電裝置7時，將耳掛型助聽器9之安裝姿勢即自助聽器本體91之底部朝向上部之線段相對於充電裝置7之支持部75b之面維持於一定之方式形成。即，充電裝置7係使內置於耳掛型助聽器9之受電模組61之軸心相對於支持部75b之面形成為一定之傾斜角度。另，受電模組61之軸心之傾斜角度較佳為直角。
於充電裝置7之內部，設置有供電模組71，其係對載置於充電台之耳掛型助聽器9藉由共振現象供給電力。供電模組71係設定為具有與受電模組61之軸心一致之軸心。供電模組71具備供電共振線圈711及電力供給線圈712。作為供電共振線圈711及電力供給線圈712所使用之線圈之種類，例示螺旋型或螺線管型、環型。又，充電裝置7具有：電源部72，其係對供電模組71供給交流電力；及控制部73，其控制電源部72。
另，充電裝置7亦可與耳掛型助聽器9之可攜式機器用電源裝置10相同，具有於利用共振現象之供電時使磁場較小之空間部分出現於 供電模組71之內側位置或附近位置，且將該空間部分作為電源部72或控制部73之配置場所之構成。於該情形時，除了耳掛型助聽器9以外，亦可實現充電裝置7之小型化。
如此，充電裝置7係可安裝耳掛型助聽器9，且對所安裝之耳掛型助聽器9之可攜式機器用電源裝置10供給外部電力之裝置，且具有：供電模組71，其具備藉由共振現象對受電模組61供給電力之供電共振線圈711及電力供給線圈712；及殼體75，其係以於安裝有耳掛型助聽器9時，成為使供電模組71之線圈軸與受電模組61之線圈軸一致之位置關係之方式形成。另，耳掛型助聽器9係例示，可應用所有可攜式機器6。
藉此，由於以於安裝有耳掛型助聽器9時，成為使供電模組71之線圈軸與受電模組61之線圈軸一致之位置關係之方式形成殼體75，故即便不使使用者注意到包含於殼體75安裝有耳掛型助聽器9時耳掛型助聽器9相對於支持部75b之面(安裝面)之傾斜角度或傾斜軸之旋轉角度的耳掛型助聽器9之安裝姿勢，只要進行將耳掛型助聽器9安裝於充電裝置7之行為，即可對耳掛型助聽器9之可攜式機器用電源裝置10如設計規格般進行充電。
(可攜式機器用電源裝置10之應用例：耳道型助聽器A5)
如圖11所示，耳道型助聽器A5具有殼體A50，該殼體50具有：筒狀之殼部A51，其係抵接於耳道之外耳道壁面；面板部A52，其係配置於殼部A51之耳道側；及前端部A53，其係配置於殼部A51之內耳側。面板部A52具有作為殼體A50之開關蓋之功能，且具有作為保持可攜式機器用電源裝置10之保持部之功能。藉此，可與自殼體A50拆下面板部A52同時，自殼體A50取出可攜式機器用電源裝置10。又，可攜式機器用電源裝置10之電路基板63係以成為配置於殼體A50內部之各種零件之支持構造體之一部分之方式形成。
耳道型助聽器A5可如圖12A所示，受電模組61沿著面板部A52之輪廓線與面板部A52形成為一體，亦可如圖12B所示，受電模組61一體形成於殼部A51。此種構成可藉由應用圖13A所示之第1態樣之零件配置之可攜式機器用電源裝置10或圖13B所示之第4態樣之零件配置之可攜式機器用電源裝置10、圖13C所示之第5態樣之零件配置之可攜式機器用電源裝置10而實現。又，如圖14所示，於以包圍耳道型助聽器A5之受電模組61之方式配置有供電模組71時，較佳的是將虛線所示之磁場空間形成為收容耳道型助聽器A5之整體之程度。
於以上之詳細說明中，為了可更容易地理解本發明，以特徵部分為中心進行說明，但本發明並非限定於以上之詳細說明所記載之實施形態，亦可應用於其他實施形態，其應用範圍應在可行限度內廣泛地解釋。又，本說明書所使用之用語及語法係為了準確地說明本發明而使用者，並非為了限制本發明之解釋而使用。又，若為本領域技術人員，則被認為容易根據本說明書所記載之發明之概念，推想本發明之概念所包含之其他構成、系統、方法等。因此，申請專利範圍之記載應視為於不脫離本發明之技術思想之範圍內包含均等之構成者。又，為了充分理解本發明之目的及本發明之效果，較理想為充分參酌已揭示之文獻等。
3‧‧‧二次電池
6‧‧‧可攜式機器
9‧‧‧耳掛型助聽器
10‧‧‧可攜式機器用電源裝置
61‧‧‧受電模組
63‧‧‧電路基板
91‧‧‧助聽器本體
92‧‧‧耳模
93‧‧‧連結部
104a‧‧‧第1連接端子
104b‧‧‧第2連接端子
601‧‧‧支持構造體
611‧‧‧受電共振線圈
612‧‧‧電力提取線圈
651‧‧‧揚聲器
661‧‧‧操作按鈕
662‧‧‧連接器
911a‧‧‧頭抵接面部
911b‧‧‧內側抵接面部
911c‧‧‧底面部
911d‧‧‧上表面部
911f‧‧‧外側面部

Claims (9)

  1. 一種可攜式機器用電源裝置，其特徵在於包含：二次電池；電路基板，其係安裝有藉由外部電力之輸入而對上述二次電池進行充電之充電電路；及受電模組，其具有受電共振線圈及電力提取線圈，該受電共振線圈及電力提取線圈係藉由共振現象自外部被供給電力，且對上述充電電路輸出作為上述外部電力；且於上述受電模組之上述受電共振線圈及上述電力提取線圈之內周側，配置有上述電路基板及上述二次電池之至少一者之一部分或全部。
  2. 如請求項1之可攜式機器用電源裝置，其中上述電路基板係作為配置於上述可攜式機器用電源裝置內部之各種零件之支持構造體之一部分。
  3. 如請求項1之可攜式機器用電源裝置，其中上述電路基板之至少一部分係配置於以成為較其他部位更小之磁場強度之方式藉由上述共振現象而形成之磁場空間。
  4. 如請求項2之可攜式機器用電源裝置，其中上述電路基板係作為配置於上述可攜式機器用電源裝置內部之各種零件之支持構造體之一部分。
  5. 如請求項4之可攜式機器用電源裝置，其中上述受電模組係以將上述二次電池可拆裝地保持之方式形成。
  6. 一種可攜式機器，其特徵在於包含如請求項1至5中任一項之可攜式機器用電源裝置。
  7. 如請求項6之可攜式機器，其係人體安裝機器。
  8. 如請求項6之可攜式機器，其係安裝於耳朵之助聽器。
  9. 一種充電裝置，其特徵在於：其係可安裝如請求項6之可攜式機器，且對所安裝之上述可攜式機器之上述可攜式機器用電源裝置供給上述外部電力者，且包含：供電模組，其具備藉由上述共振現象對上述受電模組供給電力之供電共振線圈及電力供給線圈；及殼體，其係以於安裝有上述可攜式機器時，成為使上述供電模組之線圈軸與上述受電模組之線圈軸一致之位置關係之方式形成。
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