TW201935806A - 無線供電裝置 - Google Patents
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Abstract
本揭示提供一種無線供電裝置,能對埋入球狀的受電裝置的中心部的受電線圈進行有效率的無線供電。
具備:保持受電裝置(2)的保持部(10a)、送電線圈(11)、以產生用來對受電線圈(24)進行無線供電的磁力線的方式,對送電線圈(11)供應高頻電流的驅動電路(13)、接收從無線資料發送單元定期發送的資料的無線資料接收單元;以附加於受電裝置(2)表面的標記(M)朝向預定方向的方式使受電裝置(2)保持於保持部(10a)時,以受電線圈(24)及送電線圈(11)各自的軸心平行的方式,將送電線圈(11)相對於保持部(10a)定位。
具備:保持受電裝置(2)的保持部(10a)、送電線圈(11)、以產生用來對受電線圈(24)進行無線供電的磁力線的方式,對送電線圈(11)供應高頻電流的驅動電路(13)、接收從無線資料發送單元定期發送的資料的無線資料接收單元;以附加於受電裝置(2)表面的標記(M)朝向預定方向的方式使受電裝置(2)保持於保持部(10a)時,以受電線圈(24)及送電線圈(11)各自的軸心平行的方式,將送電線圈(11)相對於保持部(10a)定位。
Description
本發明係有關於用來向例如棒球用球的形態等的球狀的受電裝置供應電力的無線供電裝置。
本案申請人們進行在中心部內藏專用感測器的棒球用球的形態的量測裝置(受電裝置)的開發。該球狀的量測裝置,藉由投球,能夠量測投出的球的旋轉數及旋轉軸、球速等,並藉由量測到的資料分析,將稱為「直球的尾勁」及「變化球的旋轉」的投手的球質可視化,能夠支援提高精度的練習。
為了讓投出的球的行動及投球感與真正的硬式用棒球一樣,在埋入硬式用棒球的芯部的膠囊內內藏所有的量測裝置構成部件,芯部以外的部分與真正的硬式用棒球有相同的構造較佳。
亦即,將真正的硬式用棒球的橡膠芯以上述膠囊置換,在該膠囊的外周卷繞與真正的硬式用棒球一樣的毛線或木綿線,將其以2片由白色的馬皮或牛皮形成的表皮包覆,將2個表皮的接合部堅固地縫合較佳。
這樣設成與真正的硬式用棒球相同的外周部構造時,因為無法將內藏電池的充電端子設於外周面,本案申請人們檢討到作為球狀量測裝置的電源將小型的硬幣形乃至扭扣型的充電電池內藏於上述膠囊,同時也在膠囊內內藏無線供電用的受電線圈及充電電路,藉由無線供電能將充電電池重複充電。
作為這種能無線供電的球狀機器,例如,已知有下記專利文獻1揭示的高爾夫球。作為該從前的受電裝置的高爾夫球,內藏有記憶體、由微處理器及天線線圈(受電線圈)構成的電子標籤(2)、蓄電用元件(3),利用非接觸式充電器(17)能夠將蓄電用元件充電。亦即,在非接觸式充電器中,設有放置高爾夫球的碗型高爾夫球保持器(18),在該保持器的底部內藏一次線圈,高爾夫球內藏的天線線圈接收從一次線圈產生的磁力線而藉由變壓器作用產生二次輸出,藉由該輸出對蓄電用元件充電。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]特開2005-81128號公報
[發明所欲解決的問題]
上述從前的高爾夫球中內藏的電子標籤因為消耗電力極小,在將高爾夫球在磁性坑上開球時,蓄電用元件也因在天線線圈產生的電流能充電的程度的蓄電量小,故即便將一次線圈設於碗型高爾夫球保持器的底部也能夠充分地充電。
已知在電磁感應式無線供電中,在一次線圈與二次線圈之間若有軸方向的間隙,供電效率會大大地惡化,間隙大致未滿1cm是技術常識。在球的中心部內藏天線線圈時,設於保持器底部的一次線圈、與設於球的中心部的天線線圈之間,會產生相當於球的半徑的間隙。因為高爾夫球的直徑為4cm以上,在上述先前技術中,雖然在一次線圈與天線線圈之間存在2cm左右的間隙,但將蓄電用元件充電的程度的微弱電力的供電應該是可行的。
另一方面,在本案申請人們開發中的棒球用球狀的量測裝置中,為了能量測投出的球的旋轉數及旋轉軸、球速等,內藏進行比較高度的資訊處理的微處理器,同時也內藏用來將藉由與智慧手機間的通信量測到的資料進行無線通信的通信電路,作為該等微處理器及通信電路的驅動用電源將鋰充電電池內藏並使其充電時,與上述先前技術的情形相比需要藉由無線供電電力送出相當大的電力。
又,受電線圈有因其卷曲方向造成的方向性,為了提高無線供電效率,使充電器(無線供電裝置)側的送電線圈(一次線圈)的軸心方向與受電線圈的軸心方向一致較佳。但是,為了使外層構造與真正的硬式用棒球相同,在製造工程中經過於芯部的膠囊外周卷繞毛線及木綿線的工程後,無法從外部判別埋入內部的受電線圈會朝向那個方向,若無法得知2片表皮縫合時與受電線圈間的位置關係,出現在球的外表面的縫合線與受電線圈間的關係會變得不定,從外觀會無法判別受電線圈的方向性,進而無法判斷要將球以何種方式設置於充電器供電效率才會變好。
鑑於該等課題,本發明的目的為提供一種無線供電裝置,能對埋入球狀的受電裝置的中心部的受電線圈進行有效率的無線供電。
[解決問題的手段]
[解決問題的手段]
本揭示的無線供電裝置向球狀的受電裝置供應電力。受電裝置內藏有:充電電池、受電線圈、充電電路及無線資料發送單元。較佳為能在受電裝置的表面,相對於前述受電線圈於預定的位置附加預定的標記。
無線供電裝置具備:送電線圈、以產生用來對前述受電線圈進行無線供電的磁力線的方式,對前述送電線圈供應高頻電流的驅動電路、接收從前述無線資料發送單元定期發送的資料的無線資料接收單元。再來,無線供電裝置可具備:保持前述受電裝置的保持部。又,無線供電裝置可更具備:因應由無線資料接收單元接收到的前述資料進行預定的通報的通報單元。
較佳為以附加於前述受電裝置表面的前述標記朝向預定方向的方式使前述受電裝置保持於前述保持部時,以前述受電線圈及前述送電線圈各自的軸心平行的方式,將前述送電線圈相對於前述保持部定位。
較佳為在前述無線資料接收單元接收的前述資料中包含關於向前述受電線圈的供電狀況的資訊,前述通報單元能夠因應前述供電狀況的變化變更通報內容。
較佳為前述送電線圈藉由比前述受電裝置的外徑還大徑且具有預定軸長的電磁線圈構成。
[發明的效果]
[發明的效果]
根據本發明的無線供電裝置,能夠更容易進行使受電裝置保持的作業,讓送電線圈與受電線圈間的位置關係更適切,藉此更加提升供電效率。
本揭示的無線供電裝置,係向球狀受電裝置供應電力者,球狀受電裝置可以內藏充電電池、受電線圈、充電電路及無線資料發送單元。受電裝置可以是有各種用途乃至構造者,但例如,可以是在中心部內藏專用感測器的棒球用球的形態的量測裝置。該球狀量測裝置能夠在棒球的硬式用棒球的芯部埋入膠囊,並在膠囊內內藏量測裝置構成部件。作為量測裝置構成部件,較佳為可以包含:由具有預定軸長的電磁線圈構成的受電線圈、配置於該受電線圈的內周側的硬幣形乃至扭扣型的充電電池、利用在受電線圈受電到的電力將充電電池充電的充電電路、用來發送包含關於向受電線圈的供電狀況及充電電池的充電狀態等的各種資訊的資料的無線資料發送單元、用來檢出球的旋轉數及旋轉軸及球速等的感測器、用來進行記錄・量測及/或分析由該感測器檢出的資料的各種演算的演算部、用來將演算部的演算結果向智慧手機等外部機器以bluetooth(註冊商標)及Wi-Fi(註冊商標)等適宜的通訊協定進行無線發送的無線通信電路。較佳為能夠在投球時表現出與真正的硬式用棒球一樣的行動,為了得到相同的投球感,芯部以外的部分與真正的硬式用棒球有相同的構造較佳。
較佳為能在球狀受電裝置的表面,相對於前述受電線圈於預定的位置(例如受電線圈的軸心與表面的交叉部分)附加預定的標記。棒球用球狀量測裝置的情形,該標記為在表皮的表面藉由印刷及刺繡等適宜的方法附加的標誌標記等。又,標記位於能推定與表面的交叉部分的位置也可以。又,上述標記與附加在無線供電裝置的標記一致也可以。又,上述標記可以以球的表皮的縫線或球表面的縫線花紋代用也可以。藉由作為硬式棒球或皮革製壘球使用的受電裝置、與上述無線供電裝置構成無線供電系統時,上述標記為硬式棒球或皮革製壘球的表皮的縫線即可。另一方面,藉由作為軟式棒球或皮橡膠製壘球使用的受電裝置、與上述無線供電裝置構成無線供電系統時,上述標記為軟式棒球或橡膠製壘球的表皮的縫線即可。
又,受電裝置的無線資料發送單元雖然也可以藉由從受電線圈電性分離的另一個通信電路構成,但為了電路構成的簡單化及小型化,作為藉由使包含受電線圈共振電路的阻抗變動造成的2值ASK調變,從受電裝置側進行向無線供電裝置側的單方向通信的電路構成較佳。無線資料發送單元,可以是因受電線圈受到的電力而動作者,在受電線圈受到電力的期間,定期地發送包含預定資訊的封包。發送的資訊可以適宜設計,但例如可以包含受電中的電力(關於供電狀況的資訊)、必要電力乃至相對於現在的受電電力的必要電力之差、送電停止要求、充電電池的充電率(關於充電狀態的資訊)等,又,也可以包含受電裝置的種別資訊及機器固有的資訊等。
本揭示的無線供電裝置可以具備保持球狀的受電裝置的保持部。又,具備:保持比較小徑(例如硬式用棒球的大小)的第1受電裝置的第1保持部、保持比較大徑(例如壘球的大小)的第2受電裝置的第2保持部也可以。藉此,可以使球狀的受電裝置以不轉動的方式保持於無線供電裝置。
又,本揭示的無線供電裝置可以具備:送電線圈、以產生用來對前述受電線圈進行無線供電的磁力線的方式,對前述送電線圈供應高頻電流的驅動電路、接收從前述無線資料發送單元發送的資料的無線資料接收單元、因應由該無線資料接收單元接收到的前述資料進行預定的通報的通報單元。
送電線圈也可以是渦卷狀的平面線圈,但藉由具有預定的軸長的電磁線圈構成也可以。不管是哪一種,送電線圈的內徑比受電裝置的外徑還大徑,在送電線圈內能配置受電裝置較佳。
驅動電路可以是適宜的電路構成,可以利用市售的驅動器IC實現,典型地藉由半橋式或全橋式構成的反相器構成。高頻電流的頻率一致於包含受電裝置側的受電線圈的共振電路的共振頻率較佳。作為共振電路的特性,雖然判明存在阻抗成為極大的並聯共振頻率、及阻抗成為極小串聯共振頻率,但更佳為使高頻電流的頻率一致於串聯共振頻率。再來,因為送電線圈與受電線圈之間的距離或角度的變化等而共振頻率發生變化時,隨著該受電裝置側的共振頻率的變化而高頻電流的頻率也自動地變動也可以。
無線資料接收單元可以是適合受電裝置的無線資料發送單元的構成的適宜者,當無線資料發送單元為進行上述那種受電側的負載變動造成的2值ASK調變的構成時,能夠藉由檢出重疊於在送電線圈流動的高頻電流的接收信號波形的檢波電路來構成,經由檢波得到的串列資料被輸入至通報單元。
通報單元為因應包含於接收到的資料中的資訊進行預定的通報者,可以具備:由實裝有通報處理程式的微處理器等構成的通報處理部、由藉由通報處理部進行驅動控制的LED及蜂鳴器等構成的通知部。在受電裝置的無線資料發送單元發送的資料中,可以包含關於受電中的電力等的向受電線圈的供電狀況的資訊,通報單元可以因應供電狀況的變化變更通報內容。例如,藉由因應受電中的電力相對於送電中的電力的比例增減LED的點滅速度而構成通報處理部,能夠告知使用者受電裝置相對於無線供電裝置的送電線圈是否位於適切的位置。
本揭示的無線供電裝置可以更具備:調整前述驅動電路的電源電壓(向送電線圈供應的高頻電流的電源電壓)的電源電壓調整控制單元,藉此能因應來自受電裝置的要求(例如,受電裝置的無線資料發送單元發送的資料中包含的關於必要電力的資訊)調整送電電力。電源電壓調整控制單元雖可以是適宜的構成,但例如可以藉由:由微處理器等構成的電壓控制部、將無線供電裝置的主電源電路輸出的主電源電壓變換成電壓控制部指令的電壓作為高頻電流的電源電壓輸出至驅動電路的電壓變換電路來構成。電壓變換電路可以是DC/DC變流器或可變型定電壓調節器。DC/DC變流器為能夠輸出從比主電源電壓還低的最低電壓到比主電源電壓還高的最高電壓的升/降變流器。此外,電壓控制部及通報處理部可以藉由共通的微處理器構成,但由不同的微處理器構成也可以。
該電源電壓調整控制單元,更佳為電壓控制部,可選擇執行由前述通報單元進行預定的通報時的第1控制模式、及用來將前述受電裝置的前述充電電池充滿電的第2控制模式。相關的控制模式的選擇,可以藉由設於無線供電裝置的操作部的預定操作進行、又充電開始時的預定時間執行第1控制模式,之後自動執行第2控制模式也可以。
第1控制模式執行時,可以以比較低的定電壓供應至驅動電路的方式由電壓控制部控制電壓變換電路,通報單元可以在第1控制模式執行時進行因應供電狀況的變化的通報動作。藉此,相對於送電線圈的受電線圈的位置關係的變化,特別是兩線圈的軸心方向的相對角度的變化造成的受電電力的變動會較顯著地被表現,能夠基於通報單元的通報內容容易地旋轉操作受電裝置進行調整,使得埋入球狀受電裝置的受電線圈相對於送電線圈成為更適切的位置關係。
另一方面,第2控制模式執行時,藉由因應充電電池的充電狀態將電壓變換電路的輸出電壓(高頻電流的電源電壓)在預定範圍內變更,能夠將充電電池以適切的充電分佈進行充電。充電分佈可以是適宜者,但從充電時間的縮短與電池單元的劣化防止的觀點來看,可以是CCCV方式。
第1控制模式執行時的電壓變換電路的輸出電壓,可以設為比第2控制模式執行時的電壓變換電路的輸出電壓的調整範圍的最大電壓還小的定電壓、更佳為比上述調整範圍的中間電壓還小的定電壓。例如,第2控制模式執行時的上述調整範圍為1~7V時,第1控制模式執行時3V的定電壓能向驅動電路作為電源電壓供應。
再來,本揭示的無線供電裝置,以附加於受電裝置表面的前述標記朝向預定方向(例如正前)的方式使受電裝置保持於保持部時,能夠以受電線圈及送電線圈各自的軸心平行的方式,將送電線圈相對於保持部定位。藉此,使用者在看附加在受電裝置表面的標記的同時藉由以朝向預先設定的方向的方式置於無線供電裝置的保持部,能夠簡單地使受電線圈與送電線圈配置於適切的位置關係。此外,受電線圈及送電線圈各自的軸心平行,包含各自的軸心一致的情形。又,實際使用時,前述標記以從預定方向朝向些微偏移的方向(例如傾斜上方、傾斜下方、傾斜左右方向等)的方式將受電裝置保持於保持部,藉此在受電線圈及送電線圈各自的軸心之間雖然會有角度產生,但在這情形中若能夠供電的話也能進行供電動作。例如,作為受電線圈及送電線圈各自的軸心之間的相對角度可以容許-30°~+30左右,並能夠進行無線供電動作。
更佳為可以以前述受電線圈及前述送電線圈各自的軸心平行的方式將前述受電裝置保持於前述保持部後,以從徑方向看時前述受電線圈及前述送電線圈至少部分地重疊的方式,將前述送電線圈相對於前述保持部定位。藉此,以上述標記朝向預定方向的方式使受電裝置保持於保持部後,因為分別具有預定的軸長的受電線圈及送電線圈重疊,該等兩線圈的磁性結合更緊密,能夠更加提升供電效率。
以下,根據圖式說明本揭示的實施形態。
圖1~5表示作為本發明的第1實施形態的電磁感應方式的無線供電裝置的充電器1、作為受電裝置的球狀量測裝置2。藉由該等充電器1及量測裝置2構成無線供電系統。
圖1~5表示作為本發明的第1實施形態的電磁感應方式的無線供電裝置的充電器1、作為受電裝置的球狀量測裝置2。藉由該等充電器1及量測裝置2構成無線供電系統。
[量測裝置的構成]
首先,關於量測裝置2的構成參照圖4並說明,本實施形態的球狀量測裝置2,取代棒球的硬式用棒球的芯部,埋入內藏構成量測裝置的電子部件的球狀膠囊20,在該膠囊20的外周,與真正的硬式用棒球一樣卷繞毛線21(羊毛)及木綿線22,將外表面以白色的馬皮或牛皮構成的2個表皮23包覆,將2個表皮23的接合部堅固地縫合來製造。
首先,關於量測裝置2的構成參照圖4並說明,本實施形態的球狀量測裝置2,取代棒球的硬式用棒球的芯部,埋入內藏構成量測裝置的電子部件的球狀膠囊20,在該膠囊20的外周,與真正的硬式用棒球一樣卷繞毛線21(羊毛)及木綿線22,將外表面以白色的馬皮或牛皮構成的2個表皮23包覆,將2個表皮23的接合部堅固地縫合來製造。
膠囊20內內藏有:受電線圈24、硬幣形鋰充電電池25、控制基板26、及貼附於受電線圈24的內周側的磁性片材27。受電線圈24為具有與充電電池25的厚度同等或大一點點的軸長的電磁線圈,從軸方向看時卷繞成圓形。因為受電線圈24具有預定的軸長,能以覆蓋充電電池25外周的方式將設為筒狀的磁性片材27安定地貼附。受電線圈24及磁性片材27的直徑比膠囊20的內徑還小、比充電電池25的外徑還大。控制基板26從軸方向看時可以是圓形狀,具有與充電電池25的直徑同等的直徑。此外,在膠囊20內填充矽氧凝膠等填充劑,藉此將受電線圈24、充電電池25及控制基板26在膠囊20內以不會移動的方式固定。
在控制基板26上,如圖5所示,實裝有:利用受電線圈24受電的電力用來將充電電池25充電的充電IC261(充電電路)、與受電線圈24一同構成並聯共振電路的電容262、用來使該共振電路的阻抗變化的負載電路263(無線資料發送單元)、藉由以從充電電池25供應的電力動作的微處理器等構成的控制部264、用來在與外部的智慧手機等攜帶電子機器之間進行雙方向無線通信的無線IC265(無線通信電路)、用來檢出將球狀量測裝置2投出時的球的旋轉數及旋轉軸及球速等的感測器266。此外,將電容262串聯連接至受電線圈24構成串聯共振電路也可以。
充電IC261因在受電線圈24受電的電力動作,開始電力供應後依照預先訂定的充電分佈開始充電電池25的充電動作控制。作為充電分佈採用CCCV方式較佳,充電初期進行定電流充電,之後進行定電壓充電,藉此能夠抑制充電電池25的劣化同時提升充電速度。
又,充電動作控制中,充電IC261為了將預定的資訊封包資料定期地向充電器1發送,向負荷電路263輸出2值信號。發送的封包資料中可以包含:向受電線圈24的供電狀況(受電中的電力等)、充電電池25的充電狀態(充電率等)、依照充電分佈的充電電池25的充電在現時點必要的必要電力(或必要電力對現在的受電電力之差)、充電電池25的溫度、充電IC261檢出的錯誤資訊、以及送電停止要求等的各種資訊乃至指令。該封包資料例如可以是80~100位元左右。充電IC261對負荷電路263輸出2值信號後,在受電線圈24流動的電流波形與2值ASK調變信號重疊,該調變信號藉由電磁相互作用發送至送電線圈11。而且,藉由充電IC261及負荷電路263,對充電器1進行單方向無線資料通信。
此外,送電線圈11及受電線圈24使個別的天線線圈內藏在充電器1及量測裝置2,通過該天線線圈能收發上述封包資料,但為了裝置構成的簡單化,圖5所示的電路構成較佳。
控制部264基於感測器26的檢出信號,量測乃至分析投出球狀量測裝置2時的旋轉數、旋轉軸及球速,將該結果記憶於記憶體。又,從外部機器通過無線IC265而有通信要求時,依照該要求將記憶的量測結果乃至分析結果對外部機器通過無線IC265發送。
又,在球狀量測裝置2的表皮23的外表面,在與埋入內部的受電線圈24的軸心的交叉部分附加標記M,藉由以將該標記M朝向正前的方式將球狀量測裝置2配置於充電器1,受電線圈24的軸心與充電器1的送電線圈11的軸心呈平行。作為附加這種標記M的方法,能在球狀量測裝置2的製造工程中的木綿線22的卷繞後且表皮23的縫合前,利用本實施形態的充電器1或後述的第2實施形態的檢查器1'檢查埋入內部的受電線圈24的軸心方向,以標記M位於判明的軸心位置的方式縫上附加標記M的表皮23。
[充電器的構成]
接著,詳細說明關於作為本實施形態的無線供電裝置的充電器1的構成。
接著,詳細說明關於作為本實施形態的無線供電裝置的充電器1的構成。
如圖1~圖3所示,充電器1為剖面中空且作為全體具備環狀外殼10,並在該外殼10內,於環形狀全體內藏由具有預定的軸長的電磁線圈構成的送電線圈11。又,外殼10具有能讓該環形狀以立起的狀態設置於桌子上的底面,在外殼10的底部內藏電路基板12及主電源裝置(圖未示)等。外殼的環形狀的內徑比球狀量測裝置2的外徑還大,在外殼10的環形狀的內部能配置球狀量測裝置2。
又,如圖2所示,在外殼10的環形狀的內面底部,設置用來使棒球的硬式用棒球的大小的球狀量測裝置2以不轉動的方式保持的由圓弧狀凹部構成的保持部10a。再來,在本實施形態中,外殼10的環形狀的內面全體,構成用來保持壘球的大小的第2球狀量測裝置2'的第2保持部10b。此外,保持部10a如圖3A的(a)所示可以是形成於外殼10自體的底部上面的凹部。又,如圖3A的(b)所示外殼10的底部上面以平坦成形,在該底部上面安裝盤狀構件100,能夠藉由形成在該盤狀構件100上面的凹部保持,藉此能夠達成外殼10的成形金屬模的簡單,降低成本。
如圖2及圖3所示,標記M以朝向正前的方式使球狀量測裝置2保持於保持部10a時,以該量測裝置2的受電線圈24的軸心、與充電器1的送電線圈11的軸心平行的方式,相對於保持部10a配置送電線圈11。又,此時,以從徑方向看時受電線圈24及送電線圈11至少部分地重疊的方式,將送電線圈11相對於保持部11a定位。在圖示實施例中,標記M以朝向正前的方式使量測裝置2保持於保持部10a時,受電線圈24完全包含於送電線圈11的軸方向範圍內。
同樣地,使第2球狀量測裝置2'保持於保持部10b時也一樣,以量測裝置2'的受電線圈24'的軸心、與充電器1的送電線圈11的軸心平行的方式,相對於保持部10b配置送電線圈11。又,此時,以從徑方向看時受電線圈24'及送電線圈11至少部分地重疊的方式,將送電線圈11相對於保持部11b定位。
在電路基板12上,如圖5所示,具備:以用來產生相對於受電線圈24進行無線供電的磁力線的方式對送電線圈11供應高頻電流的驅動電路13、將高頻電流的電源電壓(供應至驅動電路13的電壓)基於主電源電壓(5V)生成輸出的電壓變換電路14、檢出重疊於在送電線圈11流動的高頻電流的量測裝置2發出的調變信號的由檢波電路15構成的無線資料接收單元、基於由檢波電路15接收到的資料進行各種控的由微處理器等構成的控制部16、由2個LED17a、17b構成的通知部。此外,雖圖未示但設置電源開關也可以。
2個LED17a、17b可以是分別以不同顏色發光者,一個LED17a例如能用於表示充電電力等級,另一個LED17b例如能用於表示相對於充電器1的量測裝置的位置調整等級(例如,相對於送電線圈11的受電線圈24的位置關係的適切度)。
驅動電路13在本實施形態中藉由電壓形半橋式反相器構成,以藉由2個開關元件Q1、Q2構成的臂、及基於來自控制部16的控制信號向各開關元件Q1、Q2輸出驅動信號的PWM電路13a為主構成。
電壓變換電路14在本實施形態中藉由升/降調節器構成,從比主電源電壓還低的最低電壓(例如1V)到比主電源電壓還高的最高電壓(例如7V)為止,基於來自實裝於控制部16的由控制程式等構成的電壓控制部的指令而可調整輸出電壓。而且,藉由控制部16的電壓控制部及升/降調節器14,構成調整向送電線圈11供應的高頻電流的電源電壓的電源電壓調整控制單元。此外,在電壓變換電路14的輸出側為了使電源電壓穩定化,如圖5所示,設置去耦電容較佳。
檢波電路15,檢測因量測裝置2的無線資料發送單元的負載調變動作而在送電線圈11產生的負載調變成分,將該檢出信號向控制部16輸出。此外,使檢波信號輸入控制部16的類比輸入端口,控制部16可以從檢波信號抽出封包資料、又在檢波電路15內設置A/D變流器,在檢波電路15中生成二值串列資料,使其輸入控制部16的串列輸入端口也可以。而且,藉由檢波電路15及控制部16,接收從量測裝置2側發送的封包資料。
控制部16藉由控制程式等實裝:進行升/降調節器14的輸出電壓控制的電壓控制部、進行LED17a、17b的驅動控制的通報控制部。
電壓控制部,基於從量測裝置2接收的封包資料中包含的與必要電力相關資訊,以進行量測裝置2側要求的電力的送電的方式進行電壓變換電路14的輸出電壓控制。
通報控制部因應從量測裝置2接收的封包資料中包含的充電電池25的充電率,變更控制LED17a的點滅模式。例如,若SOC未滿70%未滿則進行0.5秒週期的點滅、SOC未滿70~80%則進行0.3秒週期的點滅、80~90%則進行0.1秒週期的點滅、90%以上則點亮,藉此進行此控制,能夠以使用者容易理解量測裝置2的充電電池的充電狀態的方式顯示。
又,通報控制部因應封包資料中包含的與供電狀況有關的資訊,變更控制LED17b的點滅模式。例如,相對於基於電壓變換電路14的輸出電壓算出的送電電力,封包資料中包含的受電中電力的比例越小則使LED17b的點滅速度越慢,相對於送電電力的受電中電力的比例越大則加速LED17b的點滅速度,藉此能夠以容易理解送電效率的良否的方式顯示。此外,不是相對於送電電力的比例,而是因應受電中電力之值使點滅速度變動也可以。又,不是電力,而是基於在受電線圈24產生的電壓進行一樣的控制也可以。
又,控制部16,可選擇執行由通報單元通報供電狀況時的第1控制模式(位置調整模式)、及用來將量測裝置2的充電電池25充滿電的第2控制模式(充電模式)。相關的控制模式的選擇,可以藉由設於外殼10的操作按鍵等構成的模式選擇操作部(圖未示)的操作進行、又控制部16基於封包資料中包含的資訊檢出球狀量測裝置2配置於充電器1的環狀內部後,以預定時間(例如10秒間)執行第1控制模式,之後自動執行第2控制模式的方式進行充電控制也可以。
在本實施形態中,第1控制模式執行時,能以將電壓變換電路的輸出電壓維持在較低的定電壓(例如3V)的方式構成電壓控制部。藉此因為來自充電器1的送電輸出維持一定,封包資料中包含的與供電狀況有關的資訊的變動,成為僅依據相對於送電線圈11的受電線圈24的位置關係的變化,容易判別受電線圈24相對於送電線圈11會朝向何方向。因此,未在量測裝置2的外表面附加標記M時、或在量測裝置2的製造工程途中欲檢查受電線圈24的軸心方向時,都可藉由第1控制模式的執行確實地判別受電線圈24的軸心方向。
第2控制模式執行時,如同上述,為了依照CCCV方式的充電分佈將充電電池25充滿電,與量測裝置2的充電IC261協動同時進行電壓變換電路14的輸出電壓控制,能從量測裝置2側接收充電動作停止指令後結束送電動作。
本發明並不限定於上述實施形態,可以適宜設計變更。例如,若以在量測裝置2附加標記M的狀態出貨,則不需要進行關於供電狀況的通報的LED17b以及第1控制模式,可以僅進行與充電狀態有關的通報。
又,作為在製造工程途中埋入量測裝置2內部的受電線圈24的軸心方向的檢查目的所使用的檢查器1'也能夠實施本發明的無線供電裝置。此時,因為不需要將量測裝置2的充電電池25充滿電的機能,如圖6所示,作為電壓變換電路14'使用輸出一定電壓的三端子調節器,將比充滿電所需要的電壓範圍的最大電壓還低的電壓(例如3V的定電壓)輸出至驅動電路13進行無線供電,基於與此時的供電狀況有關的資訊使LED17b的點滅速度變化也可以。藉此,能夠達到裝置構成的簡單化及低成本化。
又,本發明的無線供電裝置,不只是上述實施形態說明的球狀量測裝置2、2',也能作為對各種球狀的受電裝置的無線供電裝置實施。
又,在圖1~圖3所示的第1實施形態中,雖然是以無線供電裝置1的環形狀立起的狀態而能設於桌子上的構成,但如圖7及圖8所示的第3實施形態那樣,將無線供電裝置1"的外殼10以碗型構成也可以。在該無線供電裝置1"中,具備以由半球面狀凹部構成的保持部10a在上方開口的方式設置的外殼10。在外殼10中於其上端開口緣部附近內藏送電線圈11,該送電線圈11的軸心在上下方向沿伸。在該無線供電裝置1"的保持部10a,使標記M朝向上方的方式使球狀量測裝置2保持後,量測裝置2的受電線圈24的軸心與送電線圈11的軸心會成為略平行,同時從徑方向看時送電線圈11與受電線圈24會至少部分地重疊。
1、1'、1"‧‧‧無線供電裝置
11‧‧‧送電線圈
13‧‧‧驅動電路
14‧‧‧電壓變換電路
15‧‧‧無線資料接收單元
16‧‧‧控制部(通報單元及電源電壓調整控制單元)
17‧‧‧通知部
2‧‧‧受電裝置
20‧‧‧膠囊
24‧‧‧受電線圈
25‧‧‧充電電池
26‧‧‧控制基板
261‧‧‧充電電路
263‧‧‧構成無線資料送信單元的負載電路
[圖1]在作為本發明的第1實施形態的無線供電裝置的充電器,使作為受電裝置的球狀量測裝置保持的狀態的斜視圖。
[圖2]圖1所示的充電器的正面剖面圖。
[圖3]圖1所示的充電器的側面剖面圖。
[圖3A]表示充電器的外殼的變形例的簡略縱剖面圖。
[圖4]圖1所示的棒球狀量測裝置的側面剖面圖。
[圖5]圖1所示的充電器及棒球狀量測裝置的簡略電路圖。
[圖6]作為本發明的第2實施形態的無線供電裝置的檢查器的簡略電路圖。
[圖7]作為本發明的第3實施形態的無線供電裝置的檢查器的全體斜視圖。
[圖8]同無線供電裝置的縱剖面圖。
Claims (12)
- 一種無線供電裝置,係向內藏有充電電池、受電線圈、充電電路及無線資料發送單元,且在表面相對於前述受電線圈於預定的位置附加預定的標記的球狀受電裝置供應電力,該無線供電裝置具備: 保持前述受電裝置的保持部、送電線圈、以產生用來對前述受電線圈進行無線供電的磁力線的方式,對前述送電線圈供應高頻電流的驅動電路、接收從前述無線資料發送單元定期發送的資料的無線資料接收單元; 以附加於前述受電裝置表面的前述標記朝向預定方向的方式使前述受電裝置保持於前述保持部時,以前述受電線圈及前述送電線圈各自的軸心平行的方式,將前述送電線圈相對於前述保持部定位。
- 如請求項1記載的無線供電裝置,其中, 前述送電線圈藉由比前述受電裝置的外徑還大徑且具有預定軸長的電磁線圈構成。
- 如請求項2記載的無線供電裝置,其中,向前述受電線圈藉由具有預定軸長的電磁線圈構成的前述受電裝置供應電力; 以前述受電線圈及前述送電線圈各自的軸心平行的方式將前述受電裝置保持於前述保持部後,以從徑方向看時前述受電線圈及前述送電線圈至少部分地重疊的方式,將前述送電線圈相對於前述保持部定位。
- 2或3記載的無線供電裝置,更具備: 因應由該無線資料接收單元接收到的前述資料進行預定的通報的通報單元; 在前述無線資料接收單元接收的前述資料中包含關於向前述受電線圈的供電狀況的資訊,前述通報單元因應前述供電狀況的變化變更通報內容。
- 如請求項4記載的無線供電裝置,更具備: 調整前述驅動電路的電源電壓的電源電壓調整控制單元;該電源電壓調整控制單元,可選擇執行由前述通報單元進行預定的通報時的第1控制模式、及用來將前述受電裝置的前述充電電池充滿電的第2控制模式,且在第2控制模式執行時因應前述充電電池的充電狀態將前述電源電壓之值在預定範圍內變更,在第1控制模式執行時將前述電源電壓保持在比前述預定範圍的最大電壓還小的定電壓。
- 一種無線供電系統,具備:請求項1~5中任1項記載的無線供電裝置、及前述受電裝置; 前述受電裝置為作為硬式棒球、軟式棒球、皮革製壘球或橡膠製壘球使用者,前述標記為前述硬式棒球或前述皮革製壘球的表皮縫線、或前述軟式棒球或前述橡膠製壘球表面的縫線花紋。
- 一種無線供電裝置,係向內藏有充電電池、受電線圈、充電電路及無線資料發送單元的球狀受電裝置供應電力,該無線供電裝置具備: 送電線圈、以產生用來對前述受電線圈進行無線供電的磁力線的方式,對前述送電線圈供應高頻電流的驅動電路、接收從前述無線資料發送單元發送的資料的無線資料接收單元;因應由該無線資料接收單元接收到的前述資料進行預定的通報的通報單元;在前述資料中包含關於向前述受電線圈的供電狀況的資訊,前述通報單元因應前述供電狀況的變化變更通報內容。
- 如請求項7記載的無線供電裝置,更具備: 調整前述驅動電路的電源電壓的電源電壓調整控制單元;該電源電壓調整控制單元,可選擇執行由前述通報單元進行預定的通報時的第1控制模式、及用來將前述受電裝置的前述充電電池充滿電的第2控制模式,且在第2控制模式執行時因應前述充電電池的充電狀態將前述電源電壓之值在預定範圍內變更,在第1控制模式執行時將前述電源電壓保持在比前述預定範圍的最大電壓還小的定電壓。
- 如請求項7或8記載的無線供電裝置,更具備: 保持前述受電裝置的保持部。
- 如請求項9記載的無線供電裝置,其中,向在表面相對於前述受電線圈於預定的位置附加預定的標記的前述受電裝置供應電力; 以附加於前述受電裝置表面的前述標記朝向預定方向的方式使前述受電裝置保持於前述保持部時,以前述受電線圈及前述送電線圈各自的軸心平行的方式,將前述送電線圈相對於前述保持部定位。
- 如請求項7~10中任1項記載的無線供電裝置,其中, 前述送電線圈為具有比前述受電裝置的外徑還大徑且具有預定軸長的電磁線圈。
- 如請求項11記載的無線供電裝置,其中,向前述受電線圈藉由具有預定軸長的電磁線圈構成的前述受電裝置供應電力; 以前述受電線圈及前述送電線圈各自的軸心平行的方式將前述受電裝置保持於前述保持部後,以從徑方向看時前述受電線圈及前述送電線圈至少部分地重疊的方式,將前述送電線圈相對於前述保持部定位。
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