專利名稱：環(huán)形傳感器的饋電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)形無繩設(shè)備的饋電系統(tǒng)，優(yōu)選地，涉及一種非侵入式光學(xué)測(cè)量活體脈動(dòng)或脈搏的環(huán)形傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的脈搏波傳感器包括用于容納電路部或電池的環(huán)形殼體部；用于檢測(cè)人體脈搏信息的檢測(cè)部；和將上述部分固定到手指的固定部件，其中電路部和檢測(cè)部彼此通過柔性板柔性地電連接。作為固定部件的實(shí)例，提出了在殼體部的一端設(shè)置閉合的、環(huán)形的固定部件或馬蹄回形針形固定部件的設(shè)計(jì)(參見例如JP2001-70264A)。
檢測(cè)部包括光接收部分和光發(fā)射部分，并被構(gòu)造成從光發(fā)射部分發(fā)出的光，在入射到手指的血管上之后，被流過血管的血液中的血色素吸收，而其余的光到達(dá)光接收部分而轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
如果這樣的檢測(cè)部壓緊手指以將特定的壓力預(yù)先施加到血管上，在血管舒張期由于脈搏的原因光接收部分接收到的光量就減少，并在血管收縮期增加。因此，由于在光通過血管期間脈搏周期地改變光量，因此可通過測(cè)量光接收部分的信號(hào)輸出的幅度變化周期得到脈搏速率。
而且，作為一種以非接觸的方式向負(fù)載饋電的裝置，已知可采用一種利用電磁感應(yīng)的方法。圖8A和8B分別是采用利用電磁感應(yīng)的非接觸式饋電裝置的電力裝置的電路框圖和電能傳輸部分的截面圖。
在圖8A和8B中，連接到電源的饋電單元518上安裝了具有負(fù)載的用電單元501，兩者不可分開。包括連接到振蕩電路的初級(jí)線圈510的饋電單元518產(chǎn)生磁通量。包括次級(jí)線圈502的用電單元501接收初級(jí)線圈510產(chǎn)生的磁通量，將它們轉(zhuǎn)換為電能，并將電能饋送到負(fù)載。
包括在饋電單元518內(nèi)的初級(jí)線圈510與包括在用電單元501內(nèi)的次級(jí)線圈502是成對(duì)的彼此接觸的一組，從而形成變壓器以將電能從饋電單元518傳輸?shù)接秒妴卧?01。在很多情況中，每個(gè)線圈圍繞由磁性材料制成的芯纏繞，通過這樣增強(qiáng)了初級(jí)線圈與次級(jí)線圈之間的耦合。采用這種非接觸式的饋電裝置的產(chǎn)品包括市售的電動(dòng)牙刷等等。
脈搏波傳感器必須防水。例如，在浴室內(nèi)，存在劇烈的溫度變化從而增加了血壓上升的風(fēng)險(xiǎn)，因而非常需要在洗浴期間佩戴的脈搏波傳感器。實(shí)際上提供閉合的殼體部是一種防水的方法，但是更換電池的時(shí)間和工作是令人煩惱的，而且重復(fù)地打開和關(guān)閉殼體部可能導(dǎo)致密封磨損，從而降低防水性。
另外的方式是使充電用電觸點(diǎn)從殼體部暴露出來，但是這可能導(dǎo)致由于腐蝕而電觸點(diǎn)失敗。一種用于解決這些問題的裝置可為利用電磁感應(yīng)的非接觸式饋電裝置，例如背景技術(shù)中介紹的。然而，雖然容易構(gòu)造出將次級(jí)線圈和芯容納在殼體部?jī)?nèi)的結(jié)構(gòu)，但是線圈和芯的尺寸和重量較大，從而影響環(huán)形外觀，而且較差的重量平衡將損害良好的使用性。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種尺寸小的環(huán)形傳感器，并成功地實(shí)現(xiàn)重量平衡及高防水性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種通過將饋電單元的初級(jí)線圈與用電單元的次級(jí)線圈電磁耦合以便饋送電能的饋電系統(tǒng)，其中饋電系統(tǒng)為饋電單元和用電單元彼此分離的非接觸式饋電系統(tǒng)，并且饋電單元包括以可分的方式構(gòu)成的饋電側(cè)芯。
在一個(gè)實(shí)施例中，饋電側(cè)芯包括柱形部分，其一端具有開口并且形成為大于初級(jí)線圈外徑的帶底柱形；芯部，其在柱形部分的底部中心處突出；和用于封閉開口的蓋部分，其中以與芯部同心的方式纏繞初級(jí)線圈，并且將次級(jí)線圈插入芯部，以便當(dāng)用蓋部分封閉開口時(shí)，形成閉合磁路。
在一個(gè)實(shí)施例中，芯部的外徑隨著逐漸靠近開口而減少，從而呈現(xiàn)為截頭錐形。
在一個(gè)實(shí)施例中，柱在蓋部分的大致中心部分處突出并被裝配到開口，柱的外周面與開口的內(nèi)周面接觸。
在一個(gè)實(shí)施例中，凹部位于柱的大致中心部分，凹部被裝配到芯部的端部，并且凹部的內(nèi)周面與芯部的外周面接觸。
在一個(gè)實(shí)施例中，饋電側(cè)芯包括柱形部分，其一端具有開口并且形成為大于初級(jí)線圈外徑的帶底柱形；芯部，其在柱形部分的底部中心處突出；和用于封閉開口的蓋部分，其中以與芯部同心的方式纏繞初級(jí)線圈，用電單元安置在芯部的開口側(cè)端面上，并且當(dāng)開口被蓋部分封閉時(shí)，形成閉合磁路。
在一個(gè)實(shí)施例中，柱在蓋部分的大致中心部分處突出并被裝配到開口，并且柱的外周面與開口的內(nèi)周面接觸。
在一個(gè)實(shí)施例中，芯部的高度與用電單元的厚度之和小于柱形部分的內(nèi)壁高度，并且芯部的高度、用電單元的厚度與柱的高度之和等于或大于柱形部分的內(nèi)壁高度。
在一個(gè)實(shí)施例中，饋電系統(tǒng)進(jìn)一步包括配合部分，從而使次級(jí)線圈容納并放置在芯部的端面區(qū)內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施例中，用電單元包括環(huán)形外殼，并且在芯部或者柱中至少一個(gè)的大致中心部分處，設(shè)置直徑小于次級(jí)線圈的內(nèi)徑的中空部分。
在一個(gè)實(shí)施例中，饋電側(cè)芯包括矩形柱部分，其具有被間隙部分隔為第一和第二放置面的放置面；和放置在放置面上的用電單元上的蓋部分，其中初級(jí)線圈圍繞間隙部纏繞，用電單元包括用電側(cè)芯，用電側(cè)芯被不連續(xù)部分分隔為第一和第二芯，第一和第二芯分別接觸地放置在第一和第二放置面上，并且當(dāng)?shù)谝缓偷诙颈簧w部分橋接時(shí)，形成了閉合磁路。
在一個(gè)實(shí)施例中，間隙部的距離小于不連續(xù)部分的距離。
在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包括配合部分，在該配合部分處放置面與用電單元將彼此適配，以便間隙部和不連續(xù)部分大致彼此位置重合。
而且，提供了一種用電單元，包括連續(xù)或不連續(xù)的環(huán)形外殼；和在外殼或不連續(xù)部分內(nèi)由環(huán)形磁性材料制成的具有環(huán)形連續(xù)的次級(jí)線圈的用電側(cè)芯，和沿用電側(cè)芯的外輪廓纏繞的次級(jí)線圈。
在一個(gè)實(shí)施例中，用電側(cè)芯為柔性的。
在一個(gè)實(shí)施例中，用電側(cè)芯是通過將磁性材料薄片堆疊為多層而形成的。
在一個(gè)實(shí)施例中，用電側(cè)芯是通過將磁粉分散到樹脂內(nèi)而模制成的。
在一個(gè)實(shí)施例中，次級(jí)線圈包括組合在一起的多個(gè)線圈。
在一個(gè)實(shí)施例中，將次級(jí)線圈連接，以便分別向彼此獨(dú)立的負(fù)載饋電。
在一個(gè)實(shí)施例中，柔性板被連接到次級(jí)線圈。
在一個(gè)實(shí)施例中，整個(gè)次級(jí)線圈是由柔性板構(gòu)成的。
在一個(gè)實(shí)施例中，柔性板包括大致平行于柔性板放置的多個(gè)導(dǎo)體，導(dǎo)體從柔性板的一端延伸到另一端，并且一個(gè)導(dǎo)體的一端與另一個(gè)導(dǎo)體的另一端彼此電連接，由此形成次級(jí)線圈。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種非接觸式饋電系統(tǒng)，其能夠通過將上述用電單元放置在上述饋電單元上來饋電。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種環(huán)形傳感器，在其上安裝了上述的用電單元。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種環(huán)形傳感器，其中上述的環(huán)形傳感器與上述的饋電單元組合。
根據(jù)本發(fā)明的傳感器，由于環(huán)形傳感器能以非接觸的方式接收電能，因此不需要充電用的電觸點(diǎn)，使得實(shí)現(xiàn)防水構(gòu)造是可行的。另外，不再需要更換電池所需的時(shí)間和人工，并且僅通過將環(huán)形傳感器安置在充電設(shè)備上來實(shí)現(xiàn)充電，因此具有更高的便利性。進(jìn)一步地，當(dāng)次級(jí)線圈和芯被放置在相對(duì)環(huán)的中心大致對(duì)稱的位置時(shí)，能夠得到均衡的重量平衡以便獲得良好舒適感。而且，由于利用芯形成閉合磁路，漏磁很少并且獲得高的電能傳輸效率。


通過下文給出的詳細(xì)說明以及附圖將會(huì)更全面地了解本發(fā)明，該附圖僅僅是示意性的，并不是對(duì)本發(fā)明的限制，其中圖1A到1C是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的環(huán)形傳感器的截面圖和電路圖；圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的饋電單元的電能傳輸部分的截面圖；圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的環(huán)形傳感器的截面圖；圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的饋電單元的電能傳輸部分的截面圖；圖5A到5C是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的環(huán)形傳感器的截面圖和電路圖；圖6A和6B是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的饋電單元的電能傳輸部分的截面圖；圖7A和7B分別是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的其中繞環(huán)形傳感器的芯設(shè)置柔性板的透視圖和該柔性板的平面圖；和圖8A和8B分別是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的非接觸式饋電裝置的電路框圖和電能傳輸部分的截面圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施例1)以下，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖1A是根據(jù)實(shí)施例1的環(huán)形傳感器的截面圖。圖1B是僅僅示出了環(huán)形傳感器的次級(jí)線圈的截面圖。圖1C是提供了多個(gè)次級(jí)線圈的情形的電路圖。
作為用電單元的環(huán)形傳感器101由環(huán)形帶106和設(shè)置在帶106的外圍的殼體部4構(gòu)成，其中帶106具有適于手指插入的閉合環(huán)形狀。
在環(huán)的內(nèi)周面上設(shè)置了包括作為傳感器的光接收部分和光發(fā)射部分的檢測(cè)部1。
電路部2容納在殼體部4內(nèi)。檢測(cè)部1和電路部2彼此通過柔性板3電連接。
環(huán)形帶106在其外圍表面和內(nèi)周表面之間包含次級(jí)線圈102，在該次級(jí)線圈102中與環(huán)同心地纏繞著導(dǎo)線。該次級(jí)線圈102電連接到作為負(fù)載的電路部2，以便向連接到電路部2的電池(未示出)充電。
圖2A是根據(jù)實(shí)施例1的向環(huán)形傳感器101的電池饋電的饋電單元118的電能傳輸部分。圖2B是沿著圖2A中的線A-A’的截面圖。
饋電單元118的電能傳輸部分包括饋送側(cè)芯(feeding-side core)和纏繞饋送側(cè)芯的初級(jí)線圈110。
饋送側(cè)芯包括由鐵素體或其它磁性材料制成的柱形部分111，該柱形部分111一端開口并形成為帶底柱形(bottomed cylindrical shape)；在柱形部分111的底部中心處突出的芯部112；封閉所述開口的蓋部分113；和在蓋部分113的大致中心部分處突出的柱114。
芯部112形成為截頭錐形，其外徑隨著靠近開口而減小。
另外，將柱114裝配到柱形部分111的開口，并且使其外周表面與柱形部分111的內(nèi)周表面接觸。
另外，在柱114的大致中心部分處設(shè)置裝配到芯部112的上端的凹部116。凹部116的內(nèi)表面與芯部112的壁表面接觸。
初級(jí)線圈110在柱形部分111的底部沿內(nèi)周表面纏繞從而與芯部112同心。
在如上所示構(gòu)造的饋電單元118中，將環(huán)形傳感器101插入芯部112，并且通過蓋部分113封閉柱形部分111的開口。因此，例如圖中箭頭所示的閉合磁路就形成了，允許實(shí)現(xiàn)電能饋送。
這樣，在初級(jí)線圈110處產(chǎn)生的磁通量被次級(jí)線圈102接收，并利用電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換為電能以便傳送到電路部2。形成閉合磁路，以便在初級(jí)線圈110處產(chǎn)生的磁通量會(huì)聚地通過芯部112并與次級(jí)線圈102互連。因此高效地實(shí)現(xiàn)了將電能傳輸?shù)酱渭?jí)線圈102。此外，由于使磁通量會(huì)聚并與次級(jí)線圈102交鏈的功能是由包括在饋電單元118內(nèi)的芯部112實(shí)現(xiàn)的，因此環(huán)形傳感器101不需要芯，重量輕。
由于利用如上所示構(gòu)造，電能可以以非接觸的方式從饋電單元118傳送到作為用電單元的環(huán)形傳感器101，因此就不需要電觸點(diǎn)了，從而可構(gòu)造使環(huán)形傳感器101具有防水構(gòu)造。
另外，通過提供柱114，增加了柱形部分111的內(nèi)周表面與柱114的外周表面彼此接觸處的部分的面積。
另外，通過提供凹部116，增加了芯部112與柱114彼此接觸處的部分的面積。
芯彼此接觸的部分產(chǎn)生氣隙，增加了磁阻并導(dǎo)致電能傳輸效率的降低。因此，優(yōu)選地，氣隙的厚度應(yīng)當(dāng)小并且接觸部分的面積大。這樣，采用這個(gè)實(shí)施例的設(shè)計(jì)，減小了磁阻并提高了電能傳輸效率。
另外，開口和蓋部分113為互相適配的形狀，有利于它們位置對(duì)準(zhǔn)。
另外，利用芯部112的截頭錐形的優(yōu)點(diǎn)，可以用單個(gè)饋電單元向不同內(nèi)徑的環(huán)形傳感器饋電。因此，甚至環(huán)形傳感器101接合在芯部112上的任意點(diǎn)也可實(shí)現(xiàn)電能饋送。
另外，如圖1C中所示，還可能的是，次級(jí)線圈102包括彼此獨(dú)立地纏繞的第一和第二次級(jí)線圈102a和102b以便分別向第一和第二獨(dú)立的負(fù)載109a和109b饋電。
這樣，由于第一與第二負(fù)載109a與109b之間的電耦合可以變?nèi)?，使得抑制例如由于第一?fù)載109a的變化而引起的第二負(fù)載109b的變化成為可能。
進(jìn)一步地，通過設(shè)置不同數(shù)量的繞數(shù)，可獲取不同的電壓。這對(duì)于例如第一負(fù)載109a和第二負(fù)載109b為電壓互不相同的二次電池且需對(duì)其進(jìn)行充電的情況是有用的。
另外，次級(jí)線圈不必在數(shù)量上限制為兩個(gè)，可以為多個(gè)。
另外，由于高頻電流流過次級(jí)線圈102，可以并連多個(gè)次級(jí)線圈以減少由皮膚效應(yīng)引起的損失。進(jìn)一步地，可利用由預(yù)絞的絕緣導(dǎo)線制成的絞合線來纏繞形成次級(jí)線圈102。
(實(shí)施例2)圖3A是根據(jù)實(shí)施例2的環(huán)形傳感器的截面圖。圖3B是僅示出了環(huán)形傳感器的次級(jí)線圈及用電側(cè)芯(power-fed side core)的截面圖。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的部件中的與圖1和2中的實(shí)施例1相同的部件的說明被省略，并且下文主要解釋不同之處。
環(huán)形傳感器201包括具有不連續(xù)部分207的馬蹄環(huán)形帶206和位于帶206的外圍上的殼體部4。
馬蹄形用電側(cè)芯205容納在帶206內(nèi)部。進(jìn)一步的，次級(jí)線圈202沿用電側(cè)芯205的馬蹄橫截面的外輪廓纏繞。
也可以通過將表面絕緣的無定形金屬片或其它磁性材料堆疊為多層而形成柔性的用電側(cè)芯205。
另外，還可以通過將磁粉分散到樹脂內(nèi)的方式來模制柔性的用電側(cè)芯205。
另外，還可以利用具有多個(gè)磁性材料小片排列的樹脂來模制柔性的用電側(cè)芯205。
以上述方式形成柔性的用電側(cè)芯205，以便當(dāng)安裝有用電側(cè)芯205的環(huán)形傳感器201裝配到手指時(shí)，得到適配的良好感覺。此外，馬蹄形允許環(huán)形傳感器201容易地與不同尺寸的用戶手指相配。進(jìn)一步的，手指借助于用電側(cè)芯205的彈性或繃緊的帶206被壓緊，以便檢測(cè)部1能夠壓靠在測(cè)量處。應(yīng)當(dāng)注意的是，金屬片表面絕緣是為了減小由渦流引起的損失。
圖4A是根據(jù)實(shí)施例2的饋電單元的電能傳輸部分的截面圖。圖4B是沿圖4A的線A-A’的截面圖。
饋電單元218包括饋電側(cè)芯和纏繞饋電側(cè)芯的初級(jí)線圈210。
饋電側(cè)芯包括一端開口并且其形成帶底柱形的柱形部分211，；在柱形部分211的底部中心處突出的芯部212；封閉所述開口的蓋部分213；和在蓋部分213的大致中心部分處突出的柱214。
芯部212的外徑大于環(huán)形傳感器201的帶206的外徑。
芯部212的高度設(shè)計(jì)為芯部212的高度與環(huán)形傳感器201的厚度之和小于柱形部分211的內(nèi)壁高度。
另外，將柱214裝配到柱形部分211的開口，并且使其外周表面與柱形部分211的內(nèi)周表面接觸。
柱214的高度設(shè)計(jì)為芯部212的高度、環(huán)形傳感器201的厚度以及柱214的高度之和等于或大于柱形部分211的內(nèi)壁高度。
初級(jí)線圈210在柱形部分211的底部沿內(nèi)周表面纏繞以便與芯部212同心。
在如上所示構(gòu)造的饋電單元中，環(huán)形傳感器201安置在芯部212的上端面上，并且通過蓋部分213封閉所述開口。因此，就形成了如圖中箭頭所示的包括環(huán)形傳感器201的用電側(cè)芯205的閉合磁路，允許實(shí)現(xiàn)電能饋送。
這樣，即使環(huán)形傳感器201為類似馬蹄形狀的不連續(xù)的環(huán)形，也可形成閉合磁路以便在初級(jí)線圈210處產(chǎn)生的磁通量通過環(huán)形傳感器201的芯205并與次級(jí)線圈202交鏈。因此，高效地實(shí)現(xiàn)了將電能傳輸?shù)酱渭?jí)線圈202。
另外，傳送電能的數(shù)量取決于與次級(jí)線圈202交鏈的磁通量的數(shù)量，并且磁通量穿透從而會(huì)聚到芯上。因此，優(yōu)選地，次級(jí)線圈202的圈數(shù)越多，用電側(cè)芯205的橫截面越大。
利用如上所述設(shè)計(jì)的用電側(cè)芯的尺寸，即使安裝了具有不同厚度的環(huán)形傳感器，柱形部分211的內(nèi)周表面與柱214的外周表面一直彼此接觸。而且，柱214的底端面與用電側(cè)芯205一直彼此接觸。因此，一直穩(wěn)定地形成閉合磁路。
而且，通過使芯部212的外周部分鼓起而形成的配合部分217位于芯部212的上端面。這有利于次級(jí)線圈202被容納并安置在芯部212的端面區(qū)時(shí)彼此對(duì)準(zhǔn)。
另外，直徑小于次級(jí)線圈202內(nèi)徑的中空部分216位于至少芯部212或者柱214內(nèi)。這省去了閉合磁路之外的部分(即，不對(duì)電能傳輸做出貢獻(xiàn)的部分)的芯，從而減小芯的重量。中空部分216可形成為凹部或其它輕型形狀，以減少芯的重量。
(實(shí)施例3)圖5A是根據(jù)實(shí)施例3的環(huán)形傳感器的截面圖。圖5B是僅示出了次級(jí)線圈和用電側(cè)芯的截面圖。圖5C是電路圖。
環(huán)形傳感器301包括殼體部304，和分別位于殼體部304的一端及另一端處的第一腿部分306a和第二腿部分306b。
耦合部分319分別位于殼體部304的一端及另一端處。在耦合部分319處第一和第二腿部分306a和306b的一端分別耦合到上述一端及另一端處，以便能繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，由此整體形成馬蹄環(huán)形。
這樣，由于腿部分306的開口角度可以自由調(diào)整，環(huán)形傳感器適合于與不同厚度的用戶手指匹配。
在第一腿部分306a的外殼內(nèi)包含有弓形的第一芯305a，其為用電側(cè)芯。第一次級(jí)線圈302a進(jìn)一步沿芯305a的弓形橫截面的外形纏繞。同樣的，形成第二腿部分306b。這些次級(jí)線圈通過柔性板308彼此柔性地依次電連接并且結(jié)構(gòu)連接，從而得到單個(gè)輸出。
即使在次級(jí)線圈302彼此分離的情況下，這些次級(jí)線圈也能夠通過柔性板308彼此柔性地連接。
還可用實(shí)施例2中描述的方法柔性地形成兩個(gè)腿部分，并且分別粘接到殼體部304的一端及另一端。在這種情況下仍可以形成可自由調(diào)整腿部分的開口角度的環(huán)。
圖6A是根據(jù)實(shí)施例3的饋電單元的電能傳輸部分的截面圖。圖6B是沿圖6A的線A-A’的截面圖。
饋電單元318包括饋電側(cè)芯和繞饋電側(cè)芯纏繞的初級(jí)線圈。
饋電側(cè)芯包括矩形柱芯311和蓋部分313。
矩形柱芯311在其外壁的一個(gè)面內(nèi)具有與矩形柱體的軸向平行的間隙部315。進(jìn)一步，在這個(gè)實(shí)施例中，在間隙部315的相對(duì)側(cè)上，初級(jí)線圈310繞矩形柱芯311的底部纏繞。矩形柱芯311具有間隙部315的表面用作放置面，并且環(huán)形傳感器301放置在該面上。這樣，形成環(huán)形傳感器301的第一芯305a與被間隙部315分開的一個(gè)放置面相接觸而第二芯305b與另一個(gè)放置面相接觸的位置關(guān)系。而且，當(dāng)放置蓋部分313以便橋接第一芯305a與第二芯305b時(shí)形成了例如圖中箭頭所指示的閉合磁路。
這樣，形成了閉合磁路，以便在初級(jí)線圈310處產(chǎn)生的磁通量通過環(huán)形傳感器301的芯305并與次級(jí)線圈302交鏈。因此，高效地實(shí)現(xiàn)了將電能傳輸?shù)酱渭?jí)線圈302。
應(yīng)當(dāng)注意的是，放置面內(nèi)設(shè)置的間隙部315的距離，優(yōu)選地，設(shè)計(jì)為大于零并小于環(huán)形傳感器301的不連續(xù)部分307的距離，例如為大約幾毫米。
簡(jiǎn)言之，基本適合的是，在饋電單元318內(nèi)產(chǎn)生的磁通量通過環(huán)形傳感器301的芯305及蓋部分313以便從一個(gè)放置面引導(dǎo)至另一個(gè)放置面。即，適合的是，提供的間隙部315能夠在阻滯磁通量通路的那部分處使磁阻增加。
另外，必需設(shè)置使饋電單元318的間隙部315和環(huán)形傳感器301的不連續(xù)部分307彼此位置一致。配合部分317位于放置面中，以便能夠容易地獲得如上所述的放置狀態(tài)。
當(dāng)用電單元的芯305橋接間隙部315時(shí)，在這個(gè)部分處形成了閉合磁路。這樣，存在的一個(gè)問題是與次級(jí)線圈302交鏈的磁通量數(shù)量減少了，導(dǎo)致電能傳輸效率降低。因此，提供配合部分317可避免這樣的問題。
(實(shí)施例4)圖7A是根據(jù)實(shí)施例4的其中柔性板周向地設(shè)置在環(huán)形傳感器的芯上的透視圖。圖7B是柔性板的平面圖。
柔性板408周向地設(shè)置在用電單元芯405上。在這個(gè)柔性板408上，次級(jí)線圈402和連接到電路部2的接線整體形成。
在例如為如圖所示的帶形的柔性板408上，導(dǎo)體A-a到C-c與縱向平行，并且形成了連接到電路部2的導(dǎo)體D和d。進(jìn)一步地，端子部分A到D在一端E-E’處排列，而端子部分a到d在另一端e-e’處排列。
如上所示的柔性板408沿用電單元芯405的弓形橫截面的外形環(huán)繞，并且一端E-E’和另一端e-e’在連接部分419處連接在一起。端子部分A和d、B和a、C和b、D和c分別彼此電連接，因此形成次級(jí)線圈402。
以這種方式形成的次級(jí)線圈整個(gè)都為柔性的，因此適于用電側(cè)芯具有可移動(dòng)部件的情況。
利用這種構(gòu)造，僅通過在用電單元芯405上周向地提供柔性板408而不是在其上纏繞導(dǎo)線的方式來形成次級(jí)線圈402，因此便于制造。
進(jìn)一步，該構(gòu)造可以通過使用具有多層布線的柔性板增加平行導(dǎo)體的數(shù)量，或者增加圈數(shù)的數(shù)量。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，顯然本發(fā)明可以有各種變化。這些變化并非都脫離了本發(fā)明的精神和范圍，并且對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說都是顯而易見的全部變形被認(rèn)為是包括在所附的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種通過將饋電單元的初級(jí)線圈與用電單元的次級(jí)線圈電磁耦合以便饋送電能的饋電系統(tǒng)，其中饋電系統(tǒng)為非接觸式饋電系統(tǒng)，其中饋電單元和用電單元彼此分離，并且饋電單元包括饋電側(cè)芯，該饋電側(cè)芯是以可分的方式構(gòu)成的。
2.如權(quán)利要求1所述的饋電系統(tǒng)，其中，饋電側(cè)芯包括一端具有開口并且形成為大于初級(jí)線圈外徑的帶底柱形的柱形部分；在柱形部分的底部中心處突出的中心芯部；和用于封閉開口的蓋部分，其中，以與中心芯部同心的方式纏繞初級(jí)線圈，并且次級(jí)線圈被插入中心芯部，以便當(dāng)用蓋部分封閉開口時(shí)，形成閉合磁路。
3.如權(quán)利要求1所述的饋電系統(tǒng)，其中，中心芯部的外徑隨著逐漸靠近開口而減小，從而呈現(xiàn)為截頭錐形。
4.如權(quán)利要求2所述的饋電系統(tǒng)，其中，一柱在蓋部分的大致中心部分處突出并被裝配到開口，并且所述柱的外周面與開口的內(nèi)周面接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的饋電系統(tǒng)，其中，在柱的大致中心部分設(shè)置凹部，凹部被裝配到中心芯部的端部，并且凹部的內(nèi)周面與中心芯部的外周面接觸。
6.如權(quán)利要求1所述的饋電系統(tǒng)，其中，饋電側(cè)芯包括在一端具有開口并且形成為大于初級(jí)線圈外徑的帶底柱形的柱形部分；在柱形部分的底部中心處突出的中心芯部；和用于封閉開口的蓋部分，其中以與中心芯部同心的方式纏繞初級(jí)線圈，用電單元被設(shè)置在中心芯部的開口側(cè)端面上，和當(dāng)開口被蓋部分封閉時(shí)，形成閉合磁路。
7.如權(quán)利要求6所述的饋電系統(tǒng)，其中，柱在蓋部分的大致中心部分處突出并被裝配到開口，并且柱的外周面與開口的內(nèi)周面接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的饋電系統(tǒng)，其中，中心芯部的高度與用電單元的厚度之和小于柱形部分的內(nèi)壁高度，和中心芯部的高度、用電單元的厚度與柱的高度之和等于或大于柱形部分的內(nèi)壁高度。
9.如權(quán)利要求6所述的饋電系統(tǒng)，其中，進(jìn)一步包括使次級(jí)線圈被容納并放置在中心芯部的端面區(qū)內(nèi)的配合部分。
10.如權(quán)利要求6所述的饋電系統(tǒng)，其中，用電單元包括環(huán)形外殼，并且在中心芯部或者柱中至少一個(gè)的大致中心部分處，設(shè)置直徑小于次級(jí)線圈內(nèi)徑的中空部分。
11.如權(quán)利要求1所述的饋電系統(tǒng)，其中，饋電側(cè)芯包括矩形柱部分，其具有被間隙部分隔為第一和第二放置面的放置面；和被放置于用電單元上的蓋部分，該用電單元被放置于放置面上，其中初級(jí)線圈圍繞間隙部纏繞，用電單元包括用電側(cè)芯，用電側(cè)芯被不連續(xù)部分分隔為第一和第二芯，第一和第二芯分別接觸地放置在第一和第二放置面上，并且當(dāng)?shù)谝缓偷诙颈簧w部分橋接時(shí)，形成閉合磁路。
12.如權(quán)利要求11所述的饋電系統(tǒng)，其中，間隙部的距離小于不連續(xù)部分的距離。
13.如權(quán)利要求11所述的饋電系統(tǒng)，其中，進(jìn)一步包括配合部分，在該配合部分處放置面與用電單元彼此適配，從而間隙部和不連續(xù)部分大致彼此位置重合。
14.一種用電單元，包括連續(xù)或不連續(xù)的環(huán)形外殼；和在外殼或不連續(xù)部分內(nèi)的由環(huán)形磁性材料制成的具有環(huán)形的連續(xù)的次級(jí)線圈的用電側(cè)芯，和沿用電側(cè)芯的外輪廓纏繞的次級(jí)線圈。
15.如權(quán)利要求14所述的用電單元，其中，用電側(cè)芯為柔性的。
16.如權(quán)利要求14所述的用電單元，其中，用電側(cè)芯是通過將磁性材料薄片多層堆疊而形成的。
17.如權(quán)利要求14所述的用電單元，其中，用電側(cè)芯是通過將磁粉分散到樹脂內(nèi)而模制成的。
18.如權(quán)利要求14所述的用電單元，其中，次級(jí)線圈包括組合在一起的多個(gè)線圈。
19.如權(quán)利要求18所述的用電單元，其中，將次級(jí)線圈連接，以便分別向彼此獨(dú)立的負(fù)載饋電。
20.如權(quán)利要求14所述的用電單元，其中，柔性板被連接到次級(jí)線圈。
21.如權(quán)利要求20所述的用電單元，其中，整個(gè)次級(jí)線圈是由柔性板構(gòu)成的。
22.如權(quán)利要求21所述的用電單元，其中，柔性板包括大致平行于柔性板放置的多個(gè)導(dǎo)體，導(dǎo)體從柔性板的一端延伸到另一端，并且一個(gè)導(dǎo)體的一端與另一個(gè)導(dǎo)體的另一端彼此電連接，由此形成次級(jí)線圈。
23.一種非接觸式饋電系統(tǒng)，其能夠以這樣的方式饋電，即，將如權(quán)利要求14所述的用電單元放置在如權(quán)利要求1所述的饋電單元上。
24.一種環(huán)形傳感器，在其上安裝了如權(quán)利要求14所述的用電單元。
25.一種環(huán)形傳感器，其中如權(quán)利要求24所述的環(huán)形傳感器與如權(quán)利要求1所述的饋電單元組合。
全文摘要
在用于將來自電源的電能轉(zhuǎn)換為磁通量的饋電單元上，放置了作為用電單元的環(huán)形傳感器，以便利用電磁感應(yīng)將電能從饋電單元饋送到環(huán)形傳感器。利用這種構(gòu)造，省去了電觸點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)了防水構(gòu)造。而且，次級(jí)線圈和芯被放置在相對(duì)于環(huán)形傳感器中心大致對(duì)稱的位置上，由此獲得了均衡的重量平衡。
文檔編號(hào)A61B5/024GK1981699SQ20061006476
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月8日
發(fā)明者岡田豐 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社