БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ АЭРОЗОЛЬНОГО ИНГАЛЯТОРА
POWER SUPPLY UNIT FOR AEROSOL INHALER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к блоку питания для аэрозольного ингалятора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Аэрозольный ингалятор, допускающий беспроводную зарядку, и блок питания для аэрозольного ингалятора известны (US 9901117 B, US 2015/0333561 A, JP 5767342 B, JP 6326188 B, JP 2018-126355 A и JP 2019-510469 T). Например, документ US 9901117 B раскрывает большое число примерных схем расположения энергоприемных катушек, таких как расположение энергоприемной катушки, допускающее беспроводной прием энергии, в нижнем участке корпуса, расположение энергоприемной катушки с возможностью охвата перезаряжаемого источника питания, расположения множества энергоприемных катушек и расположение энергоприемной катушки в виде криволинейной формы.
[0003] Документ US 2015/0333561 A раскрывает портативное зарядное устройство, в котором располагается энергопередающая катушка, и аэрозольный ингалятор, включающий грузик для выравнивания энергопередающей катушки и энергоприемной катушки.
[0004] В аэрозольном ингаляторе, допускающем беспроводную зарядку, и блоке питания для аэрозольного ингалятора, в токоведущем проводе переменного тока, по которому протекает переменный ток, принимаемый беспроводным способом, может выделяться тепло вследствие поверхностного эффекта, что может влиять на схемные элементы. Следовательно, желательно предотвращать выделение тепла в токоведущем проводе переменного тока. Здесь, поверхностным эффектом называется явление, в результате которого, когда в проводник подается высокочастотная волна, значение полного сопротивления повышается из-за вытеснения тока к поверхности проводника.
[0005] Целью настоящего изобретения является создание блока питания для аэрозольного ингалятора, способного предотвращать выделение тепла, вызванное поверхностным эффектом в токоведущем проводе переменного тока.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] В соответствии с аспектом настоящего изобретения, блок питания для аэрозольного ингалятора включает в себя: источник питания, выполненный с возможностью подачи энергии в нагрузку, выполненную с возможностью образования аэрозоля из источника аэрозоля; и зарядное устройство, выполненное с возможностью управления зарядкой источника питания, при этом блок питания дополнительно включает в себя: энергоприемную катушку, выполненную с возможностью беспроводного приема энергии, преобразователь, выполненный с возможностью преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока, токоведущий провод переменного тока, соединяющий энергоприемную катушку и преобразователь, и токоведущий провод постоянного тока, соединяющий преобразователь и зарядное устройство и имеющий длину, равную длине токоведущего провода переменного тока или больше.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0007] Фиг. 1 - вид в перспективе аэрозольного ингалятора, оборудованного блоком питания в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 - вид в перспективе блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1.
Фиг. 3 - вид в разрезе аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1.
Фиг. 4 - блок-схема, представляющая конфигурацию основных частей блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1.
Фиг. 5 - схематическое представление конфигурации схемы блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1.
Фиг. 6 - вид в перспективе, схематически представляющий состояние беспроводной зарядки блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 1.
Фиг. 7 - вид в разрезе аэрозольного ингалятора в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 8 - вид в перспективе, схематически представляющий состояние беспроводной зарядки блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 7.
Фиг. 9 - вид в разрезе аэрозольного ингалятора в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 10 - вид в перспективе, схематически представляющий состояние беспроводной зарядки блока питания аэрозольного ингалятора, показанного на фиг. 9.
Фиг. 11 - схематическое представление конфигурации схемы блока питания аэрозольного ингалятора в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0008] Далее по тексту приведено описание блока питания для аэрозольного ингалятора и аэрозольного ингалятора в соответствии с каждым вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0009] (Аэрозольный ингалятор)
Аэрозольный ингалятор 1 является устройством для ингаляции ароматизатора без горения и имеет форму стержня, продолжающегося в предварительно заданном направлении, в дальнейшем именуемым продольным направлением A). Как показано на фиг. 1, аэрозольный ингалятор 1 содержит блок 10 питания, первый картридж 20 и второй картридж 30 в приведенном порядке вдоль продольного направления A. Первый картридж 20 является присоединяемым к блоку 10 питания и отсоединяемым от него, и второй картридж 30 является присоединяемым к первому картриджу 20 и отсоединяемым от него. Иначе говоря, первый картридж 20 и второй картридж 30 являются сменными.
[0010] <Первый вариант осуществления>
(Блок питания)
Как показано на фиг. 2 и 3, блок 10 питания в соответствии с первым вариантом осуществления вмещает источник 12 питания, зарядное устройство 13, блок 50 управления, различные датчики и т.п. внутри цилиндрического корпуса 11 блока питания.
[0011] Выводы 41 для разрядки выполнены на верхнем участке 11a, расположенном со стороны одного конца (стороны первого картриджа 20) корпуса 11 блока питания в продольном направлении A. Выводы 41 для разрядки выполнены так, чтобы выступать из верхней поверхности верхнего участка 11a по направлению к первому картриджу 20, и выполнены с возможностью электрического соединения с нагрузкой 21 первого картриджа 20.
[0012] Воздухоподводящий участок 42, который подводит воздух к нагрузке 21 первого картриджа 20, выполнен на верхней поверхности верхнего участка 11a, вблизи выводов 41 для разрядки.
[0013] Энергоприемная катушка 43 для беспроводной зарядки источника 12 питания внешним источником питания (не показанным) и выпрямитель 44, который преобразует энергию переменного тока, принимаемую энергоприемной катушкой 43, в энергию постоянного тока, вмещаются в нижем участке 11b, расположенном со стороны другого конца (стороны, противоположной первому картриджу 20) корпуса 11 блока питания в продольном направлении A. Способ беспроводной передачи энергии может быть электромагнитным индукционным способом, магнитно-резонансным способом, сочетанием электромагнитного индукционного способа и магнитно-резонансного способа или других способов. При любом способе беспроводной передачи энергии, корпус 11 блока питания может иметь физический контакт с внешним источником питания или обходиться без такого контакта. В настоящем описании, термин беспроводная передача энергии синонимичен термину бесконтактная передача энергии.
[0014] На боковой поверхности верхнего участка 11a корпуса 11 блока питания выполнено исполнительное устройство 14, манипулируемое пользователем. Исполнительное устройство 14 включает в себя кнопочный переключатель, сенсорную панель и т.п. и применяется, когда включают или выключают блок 50 управления и различные датчики, согласно намерению пользователя.
[0015] Источник 12 питания является заряжаемой батареей аккумуляторов, и, предпочтительно, является ионно-литиевым аккумулятором. Зарядное устройство 13 управляет подведением энергии для зарядки из выпрямителя 44 в источник 12 питания. Зарядное устройство 13 выполнено с использованием зарядной ИС (интегральной микросхемы), преобразователя постоянного напряжения в постоянное, вольтметра, амперметра, процессора и т.п.
[0016] Как показано на фиг. 4, блок 50 управления соединен с зарядным устройством 13, исполнительным устройством 14, различными датчиками, например, датчиком 15 втягивания, который обнаруживает затяжку (втягивающее действие), датчиком 16 напряжения, который измеряет напряжение источника 12 питания, датчиком 17 температуры, который определяет температуру, и памятью 18, которая хранит число затяжек или время подачи напряжения в нагрузку 21. Блок 50 управления выполняет различные операции управления аэрозольным ингалятором 1. Датчик 15 втягивания может быть образован емкостным микрофоном, датчиком давления или подобным устройством. В конкретном случае, блок 50 управления является процессором (MCU (блоком микроконтроллера)). Более конкретно, процессор структурно является электрической схемой, полученной сочетанием схемных элементов, таких как полупроводниковые элементы.
[0017] (Первый картридж)
Как показано на фиг. 3, первый картридж 20 содержит, в цилиндрическом корпусе 27 картриджа, емкость 23, которая хранит источник 22 аэрозоля, электрическую нагрузку 21, которая распыляет источник 22 аэрозоля, фитиль 24, который подсасывает источник аэрозоля из емкости 23 к нагрузке 21, проточный канал 25 для аэрозоля, в котором аэрозоль, образованный распылением источника 22 аэрозоля, протекает ко второму картриджу 30, и концевой колпачок 26, который вмещает часть второго картриджа 30.
[0018] Емкость 23 является секционированной и сформирована так, чтобы охватывать наружную границу проточного канала 25 для аэрозоля, и хранит источник 22 аэрозоля. В емкости 23 может размещаться пористое тело, например, полимерная ткань или хлопчатобумажная нить, и пористое тело может быть пропитано источником 22 аэрозоля. Емкости 23 может хранить только источник 22 аэрозоля, без размещения такого пористого тела, как полимерная ткань или хлопчатобумажная нить. Источник 22 аэрозоля включает в себя жидкость, например, глицерин, пропиленгликоль или воду.
[0019] Фитиль 24 является элементом, удерживающим жидкость, который всасывает источник 22 аэрозоля из емкости 23 к нагрузке 21 с использованием явления капиллярности, и сформирован, например, из стекловолокна или пористой керамики.
[0020] Нагрузка 21 распыляет источник 22 аэрозоля без горения с использованием энергии, подаваемой из источника 12 питания через выводы 41 для разрядки. Нагрузка 21 сформирована из электронагревательной проволоки (спирали), навитой с предварительно заданным шагом. Нагрузка 21 может быть любым элементом, способным к образованию аэрозоля посредством распыления источника 22 аэрозоля и является, например, нагревательным элементом или ультразвуковым генератором. Примеры нагревательного элемента включают в себя нагреватель сопротивления, керамический нагреватель и нагреватель индукционного нагрева.
[0021] Проточный канал 25 для аэрозоля выполнен с выходной стороны от нагрузки 21 и по осевой линии L блока 10 питания.
[0022] Концевой колпачок 26 включает в себя участок 26a вмещения картриджа, который вмещает часть второго картриджа 30, и соединительный проход 26b, который позволяет проточному каналу 25 для аэрозоля и участку 26a вмещения картриджа сообщаться друг с другом.
[0023] (Второй картридж)
Второй картридж 30 хранит источник 31 ароматизатора. Второй картридж 30 разъемно вмещается в участок 26a вмещения картриджа, выполненный в концевом колпачке 26 первого картриджа 20. Концевой участок второго картриджа 30 со стороны, противоположной первому картриджу 20, является ингаляционной трубкой 32 для пользователя. Ингаляционная трубка 32 не ограничена формированием неразъемно со вторым картриджем 30, но может быть выполнена с возможностью соединения и разъединения со вторым картриджем 30. При формировании ингаляционной трубки 32 отдельно от блока 10 питания и первого картриджа 20 таким способом, ингаляционную трубку 32 можно поддерживать в гигиеничном состоянии.
[0024] Второй картридж 30 добавляет ароматизатор в аэрозоль, при пропускании аэрозоля, образуемого распылением источника 22 аэрозоля посредством нагрузки 21, через источник 31 ароматизатора. В качестве изделия из исходного материала, образующего источник 31 ароматизатора, можно использовать резаный табак или прессовку, изготовленную формованием исходного табачного материала в виде гранул. Источник 31 ароматизатора может быть сформирован из растения, отличающегося от табака (например, мяты, китайской травки или растительного лекарственного средства). Источник 31 ароматизатора можно снабдить такой ароматической добавкой, как ментол.
[0025] В аэрозольном ингаляторе 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, аэрозоль, в который добавлен ароматизатор, может создаваться источником 22 аэрозоля, источником 31 ароматизатора и нагрузкой 21. То есть, источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора можно назвать аэрозолеобразующим источником, который образует аэрозоль.
[0026] Кроме конфигурации, в которой источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора отделены друг от друга, в качестве конфигурации аэрозолеобразующего источника, используемой в аэрозольном ингаляторе 1, можно также применить конфигурацию, в которой источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора сформированы как одно целое, конфигурацию, в которой источник 31 ароматизатора отсутствует, и вещества, которые могут содержаться в источнике 31 ароматизатора, добавлены в источник 22 аэрозоля, или конфигурацию, в которой в источник 22 аэрозоля добавлено лекарство, китайская травка или что-то подобное вместо источника 31 ароматизатора.
[0027] В аэрозольном ингаляторе 1, выполненном вышеописанным образом, как показано стрелкой B на фиг. 3, воздух, втекающий из воздуховпускного отверстия (не показанного), выполненного в корпусе 11 блока питания, протекает через окрестность нагрузки 21 первого картриджа 20 из воздухоподводящего участка 42. Нагрузка 21 распыляет источник 22 аэрозоля, всосанный или перемещенный из емкости 23 фитилем 24. Аэрозоль, образованный распылением, протекает по проточному каналу 25 для аэрозоля вместе с воздухом, втекающим из воздуховпускного отверстия, и подается во второй картридж 30 по соединительному проходу 26b. Аэрозоль, подаваемый во второй картридж 30, дополняется ароматизатором, при протекании через источник 31 ароматизатора, и подается в ингаляционную трубку 32.
[0028] В аэрозольном ингаляторе 1 предусмотрен блок 45 уведомления, который представляет разнотипную информацию. Блок 45 уведомления может быть выполнен с использованием светоизлучающего элемента, вибрационного элемента или звукоизлучающего элемента. Блок 45 уведомления может быть также сочетанием, по меньшей мере, двух элементов из светоизлучающего элемента, вибрационного элемента и звукоизлучающего элемента. Блок 45 уведомления может быть выполнен в любом компоненте из блока 10 питания, первого картриджа 20 и второго картриджа 30, но предпочтительно обеспечивается в блоке 10 питания для того, чтобы сократить длину токоведущего провода от источника 12 питания. Например, боковая поверхность исполнительного устройства 14 является светопропускающей и выполнена с возможностью испускания света светоизлучающим элементом, например, светодиодом (СД).
[0029] (Электрическая схема)
Дальше приведено описание электрической схемы блока 10 питания со ссылкой на фиг. 5.
[0030] Блок 10 питания включает в себя источник 12 питания, вывод 41a для разрядки положительного полюса и вывод 41b для разрядки отрицательного полюса, составляющие выводы 41 для разрядки, блок 50 управления, включенный между положительным полюсом источника 12 питания и выводом 41a для разрядки положительного полюса и между отрицательным полюсом источника 12 питания и выводом 41b для разрядки отрицательного полюса, схему беспроводной зарядки 46, включающую в себя энергоприемную катушку 43 и выпрямитель 44, зарядное устройство 13, расположенное в пути передачи энергии между схемой беспроводной зарядки 46 и источником 12 питания, и переключатель 19, расположенный в пути передачи энергии между источником 12 питания и выводами 41 для разрядки. Переключатель 19 выполнен, например, с использованием полевого МОП-транзистора (MOSFET) и отпирается и запирается с управлением от блока 50 управления, регулирующего напряжение затвора.
[0031] (Блок управления)
Как показано на фиг. 4, блок 50 управления включает в себя детектор 51 запроса на образование аэрозоля, блок 53 управления питанием и блок 54 управления извещениями.
[0032] Детектор 51 запроса на образование аэрозоля определяет запрос на образование аэрозоля по результату на выходе датчика 15 втягивания. Датчик 15 втягивания выполнен с возможностью выдачи значения изменения давления в блоке 10 питания, вызванного втягивающим действием пользователя на ингаляционной трубке 32. Датчик 15 втягивания является, например, датчиком давления, который выдает выходное значение (например, значение напряжения или значения тока), соответствующее давлению воздуха, которое изменяется из-за скорости струи воздуха, всасываемого из воздуховпускного отверстия по направлению к ингаляционной трубке 32, (то есть, при затяжке пользователя). Датчик 15 втягивания может быть выполнен с возможностью определения, может ли скорость струи или давление воздуха соответствовать затяжке пользователя, и выдает одно из значения включения и значения выключения.
[0033] Блок 54 управления извещениями управляет блоком 45 уведомления, чтобы сообщать разнотипную информацию. Например, блок 54 управления извещениями управляет блоком 45 уведомления, чтобы сообщать о наступлении срока замены второго картриджа 30 в соответствии с обнаружением наступления срока замены второго картриджа 30. Блок 54 управления извещениями сообщает о наступлении срока замены второго картриджа 30 на основании числа затяжек или суммарного времени подачи напряжения в нагрузку 21, сохраненных в памяти 18. Блок 54 управления извещениями может сообщать не только о наступлении срока замены второго картриджа 30, но также о наступлении срока замены первого картриджа 20, наступлении срока замены источника 12 питания, наступлении срока зарядки источника 12 питания и т.п.
[0034] Когда детектор 51 запроса на образование аэрозоля обнаруживает запрос на образование аэрозоля, блок 53 управления питанием управляет разрядкой источника 12 питания через выводы 41 для разрядки посредством замыкания или размыкания переключателя 19.
[0035] Блок 53 управления питанием выполняет управление таким образом, чтобы количество аэрозоля, образуемое распылением источника аэрозоля нагрузкой 21, находилось в искомом диапазоне, иначе говоря, выполняет управление таким образом, чтобы количество энергии, подаваемой из источника 12 питания в нагрузку 21, находилось в пределах некоторого диапазона. В частности, блок 53 управления питанием управляет замыканием/размыканием переключателя 19 методом, например, широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Вместо данного метода, блок 53 управления питанием может управлять замыканием/размыканием переключателя 19 методом частотно-импульсной модуляции (ЧИМ).
[0036] Блок 53 управления питанием может прекращать подачу энергии из источника 12 питания в нагрузку 21, когда прошел предварительно заданный период с момента, когда началась подача энергии в нагрузку 21. Иначе говоря, блок 53 управления питанием прекращает подачу энергии из источника 12 питания в нагрузку 21, когда период затяжки превышает предварительно заданный период, даже в пределах периода затяжки, когда пользователь фактически выполняет затяжку. Предварительно заданный период устанавливается для того, чтобы уменьшить вариации периода затяжки пользователя. Блок 53 управления питанием управляет скважностью замыкания/размыкания переключателя 19 в течение одной затяжки в соответствии с количеством накопленной электроэнергии в источнике 12 питания. Например, блок 53 управления питанием управляет интервалом времени включения (импульсным интервалом) для подачи энергии из источника 12 питания в нагрузку 21 и управляет длительностью включения (широтой импульса) для подачи энергии из источника 12 питания в нагрузку 21.
[0037] Блок 53 управления питанием определяет прием энергии из внешнего источника питания энергоприемной катушкой 43 и управляет зарядкой источника 12 питания через зарядное устройство 13.
[0038] (Схема беспроводной зарядки)
Как показано на фиг. 5, схема 46 беспроводной зарядки включает в себя энергоприемную катушку 43, выпрямитель 44, сглаживающий конденсатор 47, токоведущий провод 48 переменного тока и токоведущий провод 49 постоянного тока.
[0039] Во время зарядки, энергоприемная катушка 43 располагается вплотную к энергопередающей катушке 61, которая возбуждается энергией переменного тока от внешнего источника питания беспроводным способом, и принимает энергию переменного тока от энергопередающей катушки 61 беспроводным способом. Например, как показано на фиг. 6, в блоке 10 питания в соответствии с настоящим вариантом осуществления, когда корпус 11 блока питания располагают вертикально, с обращенным вниз нижним участком 11b данного корпуса над зарядным ковриком 62, в котором установлена энергопередающая катушка 61, энергоприемная катушка 43 приближена вплотную к энергопередающей катушке 61 зарядного коврика 63 без проводного соединения, и из энергопередающей катушки 61 может приниматься энергия. Выражение «вертикально» означает, что продольное направление располагается, по существу, в вертикальном направлении.
[0040] Выпрямитель 44 преобразует энергию переменного тока, принимаемую энергоприемной катушкой 43, в энергию постоянного тока. Энергия постоянного тока, преобразованная выпрямителем 44, сглаживается сглаживающим конденсатором 47. Выпрямитель 44 в соответствии с настоящим вариантом осуществления выполнен по схеме двухполупериодного выпрямителя, в которой четыре диода D1-D4 включены по мостовой схеме, но может быть выполнен по схеме однополупериодного выпрямителя. В конкретном случае, в выпрямителе 44 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, анод диода D1 и катод диода D2 подсоединены к токоведущему проводу 48 переменного тока, продолжающемуся от одного конца энергоприемной катушки 43 в первой соединительной точке P1, и анод диода D3 и катод диода D4 подсоединены к токоведущему проводу 48 переменного тока, продолжающемуся от другого конца энергоприемной катушки 43 во второй соединительной точке P2. Катоды диодов D1 и D3 подсоединены к токоведущему проводу 49 постоянного тока со стороны положительного полюса, в третьей соединительной точке P3, и аноды диодов D2 и D4 подсоединены к токоведущему проводу 49 постоянного тока со стороны отрицательного полюса, в четвертой соединительной точке P4.
[0041] Токоведущий провод 48 переменного тока соединяет энергоприемную катушку 43 и выпрямитель 44 и подает энергию переменного тока, принимаемую энергоприемной катушкой 43 в выпрямитель 44. Поскольку энергия переменного тока протекает по токоведущему проводу 48 переменного тока, то из-за поверхностного эффекта может выделяться тепло.
[0042] Токоведущий провод 49 постоянного тока соединяет выпрямитель 44 и зарядное устройство 13 и подает энергию постоянного тока, преобразованную выпрямителем 44 в зарядное устройство 13. В отличие от токоведущего провода 48 переменного тока, токоведущий провод 49 постоянного тока не выделяет тепла из-за поверхностного эффекта.
[0043] При этом, токоведущий провод 49 постоянного тока имеет длину, равную длине токоведущего провода 48 переменного тока или больше. Токоведущий провод 49 постоянного тока, предпочтительно, не такой же по длине, как токоведущий провод 49 переменного тока, а длиннее токоведущего провода 48 переменного тока. Таким образом, поскольку токоведущий провод 48 переменного тока можно сделать короче, то можно избежать выделения тепла в токоведущем проводе 48 переменного тока, вызванного поверхностным эффектом, и влияния выделения тепла в токоведущем проводе 48 переменного тока на схемные элементы. В частности, можно предотвратить снижение коэффициента передачи по мощности из-за повышения температуры энергоприемной катушки 43, вызываемого выделением тепла в токоведущем проводе 48 переменного тока, когда применяется магнитно-резонансный способ. Схемные элементы включают в себя, в дополнение к выпрямителю 44, зарядное устройство 13 и схемные элементы, содержащиеся в блоке 50 управления, конденсаторы и резисторы, выполненные на плате (не показанной), на которой они смонтированы.
[0044] Токоведущий провод 48 переменного тока является, предпочтительно, высокочастотным обмоточным проводом, сформированным скруткой множества токоведущих проводов (например, эмалированных проводов). Таким образом, поскольку площадь поперечного сечения каждого токоведущего провода уменьшается, то поверхностный эффект в токоведущем проводе 48 переменного тока может быть эффективно предотвращен. Соответственно, дополнительно можно предотвращать выделение тепла в токоведущем проводе 48 переменного тока вследствие поверхностного эффекта и влияние выделения тепла в токоведущем проводе 48 переменного тока на схемные элементы. Аналогично, можно избежать снижения коэффициента передачи по мощности при магнитно-резонансном способе.
[0045] (Компоновочная конфигурация)
Как показано на фиг. 3, внутри корпуса 11 блока питания, энергоприемная катушка 43 и выпрямитель 44 располагаются в нижнем участке 11b, и зарядное устройство 13 располагается со стороны, противоположной энергоприемной катушке 43 и выпрямителю 44 относительно источника 12 питания. Энергоприемная катушка 43 располагается под источником 12 питания в вертикальном направлении во время зарядки, чтобы допускать прием энергии в то время, когда корпус 11 блока питания располагается вертикально, и когда зарядка выполняется с использованием зарядного коврика 62, расстояние между энергоприемной катушкой 43 и энергопередающей катушкой 61 сокращается, и поэтому коэффициент передачи по мощности повышается. Кроме того, поскольку зарядное устройство 13 располагается со стороны, противоположной энергоприемной катушке 43, а источник 12 питания располагается между ними, то можно устранять влияние магнитного поля рассеяния энергоприемной катушки 43 на зарядное устройство 13.
[0046] Энергоприемная катушка 43 и выпрямитель 44 могут располагаться с одной стороны из стороны одного конца и стороны другого конца источника 12 питания в продольном направлении A. Во втором и третьем вариантах осуществления, описанных ниже, энергоприемная катушка 43 и выпрямитель 44 располагаются над источником 12 питания в вертикальном направлении в то время, как корпус 11 блока питания расположен вертикально. Поскольку энергоприемная катушка 43 и выпрямитель 44 расположены с одной стороны из стороны одного конца и стороны другого конца источника 12 питания, то токоведущему проводу 48 переменного тока, соединяющему энергоприемную катушку 43 и выпрямитель 44, не требуется пересекать или переходить источник 12 питания, который является самым крупным из всех компонентов аэрозольного ингалятора 1, и поэтому токоведущий провод 48 переменного тока является коротким, и поверхностный эффект ослабляется.
[0047] Энергоприемная катушка 43 и выпрямитель 44 могут располагаться с любой из сторон из стороны одного конца и стороны другого конца источника 12 питания в направлении, ортогональном продольному направлению A. Хотя в настоящем варианте осуществления показан удлиненный цилиндрический блок 10 питания, корпус 11 блока питания для блока 10 питания может быть частью в виде прямоугольного столбика, имеющего прямоугольные верхнюю и нижнюю поверхности, или частью в виде эллиптического столбика, имеющего эллиптические верхнюю и нижнюю поверхности, или может иметь овальную форму в целом. В данном случае, если зарядное устройство 13 располагается со стороны, противоположной энергоприемной катушке 43, а источник 12 питания располагается между ними в направлении, ортогональном продольному направлению A, то влияние магнитного поля рассеяния энергоприемной катушки 43 на зарядное устройство 13 может устраняться более действенно.
[0048] (Магнитный экран)
Как показано на фиг. 3, в корпусе 11 блока питания, который вмещает энергоприемную катушку 43 предусмотрен экран 81, который защищает схемные элементы от магнитного поля рассеяния энергоприемной катушки 43. Экран 81 сформирован из феррита, мягкого магнитного или подобного материала и может экранировать или ослаблять магнитное поле рассеяния посредством поглощения магнитного потока рассеяния.
[0049] Как показано на фиг. 3 и 6, когда энергоприемная катушка 43 располагается вдоль нижней поверхности корпуса 11 блока питания, чтобы иметь возможность приема энергии в то время, как корпус 11 блока питания расположен вертикально, экран 81 предпочтительно располагается так, чтобы ограждать, по меньшей мере, верхнюю поверхность энергоприемной катушки 43. При этом, поскольку используется экран 81, который ограждает верхнюю поверхность энергоприемной катушки 43, то магнитное поле рассеяния может эффективно экранироваться без применения крупного экранирующего элемента. На нижней поверхности экрана 81 может быть сформировано углубление, и энергоприемная катушка 43 может располагаться в углублении. При этом, способность экранирования магнитного поля рассеяния может быть значительно повышена.
[0050] Поскольку корпус 11 блока питания вмещает энергоприемную катушку 43, экран 81, выпрямитель 44 и источник 12 питания по порядку снизу в вертикальном направлении во время зарядки, при вертикальном размещении над зарядным ковриком 62, то одновременно могут решаться три проблемы эффективного экранирования магнитного поля рассеяния, защиты выпрямителя 44 от магнитного поля рассеяния и ослабления поверхностного эффекта.
[0051] Далее, со ссылкой на фиг. 7-11 будут последовательно описаны варианты со второго по четвертый осуществления блока 10 питания. Следует отметить, что описание первого варианта осуществления включается обозначением таких же конфигураций, как конфигурации первого варианта осуществления, с использованием таких же номеров позиций, как в первом варианте осуществления.
[0052] <Второй вариант осуществления>
Как показано на фиг. 7 и 8, блок 10 питания в соответствии со вторым вариантом осуществления отличается от блока 10 питания в соответствии с первым вариантом осуществления тем, что энергоприемная катушка 43, экран 81, выпрямитель 44 и зарядное устройство 13 располагаются над источником 12 питания в вертикальном направлении в корпусе 11 блока питания, когда блок 10 питания заряжается, при вертикальном размещении. При этом, поскольку источник 12 питания, имеющий большой вес, располагается под энергоприемной катушкой 43, экраном 81, выпрямителем 44 и зарядным устройством 13 в вертикальном направлении, когда источник 12 питания заряжается, то центр тяжести снижен, и устойчивость при размещении может повышаться. Когда блок 10 питания в соответствии со вторым вариантом осуществления заряжают, можно использовать зарядную стойку (не показанную), включающую в себя энергопередающую катушку 61, через которую может проходить корпус 11 блока питания. Вместо зарядной стойки можно применять зарядный коврик 62 из первого варианта осуществления. Когда в настоящем варианте осуществления применяется зарядный коврик 62, передача энергии выполняется, предпочтительно, магнитно-резонансным способом.
[0053] <Третий вариант осуществления>
Как показано на фиг. 9 и 10, блок 10 питания в соответствии с третьим вариантом осуществления отличается от блока 10 питания в соответствии с первым и вторым вариантами осуществления тем, что энергоприемная катушка 43 выполнена с возможностью приема энергии беспроводным способом, когда корпус 11 блока питания размещается горизонтально. В частности, энергоприемная катушка 43 располагается в корпусе 11 блока питания таким образом, что энергоприемная катушка 43 находится вблизи энергопередающей катушки 61 только в пределах предварительно заданного углового диапазона, в котором корпус 11 блока питания размещен горизонтально и повернут в направлении качения, чтобы энергия могла приниматься. Выражение «горизонтально» означает, что продольное направление располагается, по существу, в горизонтальном направлении. В этом случае, корпус 11 блока питания предпочтительно снабжен участком регулировки положения, чтобы блок 10 питания можно было удерживать в пределах предварительно заданного углового диапазона, в котором может приниматься энергия.
[0054] Блок 10 питания в соответствии с третьим вариантом осуществления также включает в себя экран 81. Экран 81 выполнен с возможностью защиты схемных элементов от магнитного поля (магнитного поля от энергопередающей катушки 61 и магнитного поля рассеяния энергоприемной катушки 43) в состоянии, в котором корпус 11 блока питания размещается горизонтально так, что эффективность приема энергии энергоприемной катушкой 43 максимально повышена, и под конкретным углом, на который корпус 11 блока питания повернут в направлении качения из данного состояния. В частности, экран 81 располагается так, чтобы ограждать сторону обратной поверхности энергоприемной катушки 43, или экран 81 располагается так, чтобы охватывать схемные элементы. При этом, схемные элементы могут быть защищены от магнитного поля, без использования чрезмерно большого экранирующего элемента, и блок 10 питания можно уменьшить в размерах и по весу.
[0055] Экран 81 может быть выполнен с возможностью защиты схемных элементов от магнитного поля в состоянии, в котором корпус 11 блока питания размещается горизонтально так, что эффективность приема энергии энергоприемной катушкой 43 максимально повышена, и под любым углом, на который корпус 11 блока питания повернут в направлении качения из данного состояния. Например, другой участок, кроме энергоприемной катушки 43, может быть огражден гибким экранирующим элементом, другой участок, кроме энергоприемной катушки 43, может быть охвачен трубчатым экранирующим элементом, или другая область корпуса 11 блока питания, кроме области, в которой расположена энергоприемная катушка 43, сформирована из металла, который не пропускает магнитный поток.
[0056] <Четвертый вариант осуществления>
Как показано на фиг. 11, блок 10 питания в соответствии с четвертым вариантом осуществления отличается от блока питания в соответствии с первым вариантом осуществления тем, что вместо выпрямителя 44 выполнен инвертор 70 в качестве преобразователя. Инвертор 70 преобразует энергию переменного тока, принимаемую энергоприемной катушкой 43 в энергию постоянного тока. Инвертор 70 в соответствии с настоящим вариантом осуществления сформирован посредством включения переключающих элементов 71 по мостовой схеме. Переключающий элемент 71 является, например, таким транзистором, как биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) или полевой транзистор на основе металл-оксидной структуры (MOSFET), и управление отпиранием и запиранием выполняется блоком 50 управления, регулирующим напряжение затвора.
[0057] В конкретном случае, в инверторе 70 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, эмиттер транзистора T1 и коллектор транзистора T2 соединены с токоведущим проводом 48 переменного тока, продолжающимся от одного конца энергоприемной катушки 43, в первой соединительной точке P1, и эмиттер транзистора T3 и коллектор транзистора T4 соединены с токоведущим проводом 48 переменного тока, продолжающимся от другого конца энергоприемной катушки 43, во второй соединительной точке P2. Коллекторы транзистора T1 и транзистора T3 подсоединены к токоведущему проводу 49 постоянного тока со стороны положительного полюса, в третьей соединительной точке P3, и эмиттеры транзистора T2 и транзистора T4 подсоединены к токоведущему проводу 49 постоянного тока со стороны отрицательного полюса, в четвертой соединительной точке P4. Каждый из диодов D1-D4, включенный в прямом направлении от эмиттера к коллектору, выполнен между коллектором и эмиттером каждого из транзисторов T1-T4. Поскольку вместо выпрямителя 44 применяется инвертор 70, то энергоприемную катушку 43 можно использовать как энергопередающую катушку.
[0058] То есть, энергоприемная катушка 43 может возбуждаться энергией источника 12 питания, тогда как энергоприемную катушку другого устройства подводят вплотную к энергоприемной катушке 43, и в энергоприемную катушку другого устройства может передаваться энергия. При этом, инвертор 70 преобразует энергию постоянного тока, подводимую из источника 12 питания, в энергию переменного тока посредством многократного повторения состояния, в котором транзисторы T1, T4 отпираются, и транзисторы T2, T3 запираются, и состояния, в котором транзисторы T1, T4 запираются, и транзисторы T2, T3 отпираются. Когда инвертор 70 преобразует энергию переменного тока, принимаемую энергоприемной катушкой 43, в энергию постоянного тока, все транзисторы T1-T4 запираются.
[0059] Настоящее изобретение не ограничено вышеприведенными вариантами осуществления и допускает подходящую модификацию, усовершенствование и т.п.
[0060] Настоящее описание охватывает, по меньшей мере, следующие признаки. Хотя в вышеописанных вариантах осуществления, в скобках указаны соответствующие или подобные компоненты, настоящее изобретение не ограничивается ими.
[0061] (1) Блок питания (блок 10 питания) для аэрозольного ингалятора (аэрозольного ингалятора 1) включающий в себя: источник питания (источник 12 питания), выполненный с возможностью подачи энергии в нагрузку (нагрузку 21), выполненную с возможностью образования аэрозоля из источника аэрозоля; и зарядное устройство (зарядное устройство 13), выполненное с возможностью управления зарядкой источника питания, при этом блок питания дополнительно включает в себя: энергоприемную катушку (энергоприемную катушку 43), выполненную с возможностью беспроводного приема энергии, преобразователь (выпрямитель 44, инвертор 70) выполненный с возможностью преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока, токоведущий провод переменного тока (токоведущий провод 48 переменного тока), соединяющий энергоприемную катушку и преобразователь, и токоведущий провод постоянного тока (токоведущий провод 49 постоянного тока), соединяющий преобразователь и зарядное устройство и имеющий длину, равную длине токоведущего провода переменного тока или больше.
[0062] В соответствии с (1), поскольку длина токоведущего провода постоянного тока, соединяющего преобразователь и зарядное устройство, устанавливается равной или большей длине токоведущего провода переменного тока, соединяющего энергоприемную катушку и преобразователь, то можно предотвращать выделение тепла из-за поверхностного эффекта, вызванного переменным током, принимаемым беспроводным способом и протекающим по токоведущему проводу переменного тока.
[0063] (2) Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (1), в котором токоведущий провод постоянного тока имеет длину больше, чем токоведущий провод переменного тока.
[0064] В соответствии с (2), так как токоведущий провод постоянного тока, соединяющий преобразователь и зарядное устройство, имеет длину больше, чем токоведущий провод переменного тока, соединяющий энергоприемную катушку и преобразователь, то возможно более эффективное предотвращение выделения тепла в токоведущем проводе переменного тока.
[0065] (3) Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (1) или (2), дополнительно включающий в себя: корпус (корпус 11 блока питания), вмещающий источник питания, энергоприемную катушку и преобразователь, при этом энергоприемная катушка и преобразователь располагаются с одной стороны из стороны одного конца и стороны другого конца источника питания.
[0066] В соответствии с (3), поскольку токоведущему проводу переменного тока, соединяющему энергоприемную катушку и преобразователь, не требуется пересекать или переходить источник питания, который является самым крупным из компонентов аэрозольного ингалятора, то токоведущий провод переменного тока является коротким, и поверхностный эффект ослабляется.
[0067] (4) Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (3), в котором корпус дополнительно вмещает зарядное устройство, и при этом энергоприемная катушка, преобразователь и зарядное устройство располагаются над источником питания в вертикальном направлении, когда источник питания заряжается.
[0068] В соответствии с (4), поскольку источник питания, имеющий большой вес, располагается под энергоприемной катушкой, преобразователем и зарядным устройством в вертикальном направлении, когда источник питания заряжается, то центр тяжести снижен, и устойчивость при размещении повышается. В частности, поскольку в корпусе аэрозольного ингалятора присутствует жидкость, то устойчивость при размещении имеет большое значение.
[0069] (5) Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (3), в котором корпус дополнительно вмещает зарядное устройство, при этом зарядное устройство располагается над источником питания в вертикальном направлении, когда источник питания заряжается, и причем энергоприемная катушка и преобразователь располагаются под источником питания в вертикальном направлении, когда источник питания заряжается.
[0070] В соответствии с (5), поскольку энергоприемная катушка располагается под источником питания в вертикальном направлении, когда источник питания заряжается, то, когда применяется зарядный коврик, расстояние между энергоприемной катушкой и энергопередающей катушкой сокращается, и поэтому коэффициент передачи по мощности повышается. Кроме того, поскольку зарядное устройство расположено со стороны, противоположной энергоприемной катушке, а источник питания располагается между ними, то можно устранить влияние магнитного поля рассеяния на схемную плату, на которой смонтировано зарядное устройство.
[0071] (6) Блок питания для аэрозольного ингалятора по любому из пп. (1) - (5), дополнительно включающий в себя: корпус (корпус 11 блока питания), выполненный с возможностью вмещения энергоприемной катушки, при этом в корпусе выполнены схемный элемент, экран (экран 81), выполненный с возможностью защиты схемного элемента от магнитного поля или экранирования или ослабления магнитного поля рассеяния в энергоприемной катушке.
[0072] В соответствии с (6), экран может защищать схемный элемент от магнитного поля или магнитного поля рассеяния энергоприемной катушки.
[0073] (7) Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (6), в котором энергоприемная катушка выполнена с возможностью беспроводного приема энергии, когда корпус размещен вертикально, и при этом экран ограждает, по меньшей мере, часть энергоприемной катушки.
[0074] В соответствии с (7), поскольку применяется экран, который ограждает энергоприемную катушку, то магнитное поле рассеяния может эффективно экранироваться без использования большого экрана.
[0075] (8) Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (6), в котором энергоприемная катушка выполнена с возможностью беспроводного приема энергии, когда корпус размещен вертикально, и при этом корпус вмещает энергоприемную катушку, экран, преобразователь и источник питания по порядку снизу в вертикальном направлении, когда источник питания заряжается.
[0076] В соответствии с (8), поскольку энергоприемная катушка, экран, преобразователь и источник питания располагаются по порядку снизу в вертикальном направлении в корпусе, когда источник питания заряжается, то одновременно могут решаться три проблемы эффективного экранирования магнитного поля рассеяния, защиты преобразователя от магнитного поля рассеяния и ослабления поверхностного эффекта.
[0077] (9) Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (8), в котором энергоприемная катушка выполнена с возможностью беспроводного приема энергии, когда корпус размещается горизонтально, и при этом экран выполнен с возможностью защиты схемного элемента от магнитного поля или экранирования или ослабления магнитного поля рассеяния в энергоприемной катушке в состоянии, в котором корпус размещается горизонтально так, что эффективность приема энергии энергоприемной катушкой максимально повышена, и под конкретным углом, на который корпус блока питания повернут в направлении качения из данного состояния.
[0078] В соответствии с (9), поскольку экран используется в состоянии, в котором корпус размещается горизонтально и под конкретным углом, на который корпус повернут в направлении качения из данного состояния, то схемный элемент может быть защищен от магнитного поля рассеяния, без использования чрезмерно большого экрана, и блок питания можно уменьшить в размерах и по весу.
[0079] (10) Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (6), в котором энергоприемная катушка выполнена с возможностью беспроводного приема энергии, когда корпус размещается горизонтально, и при этом экран выполнен с возможностью защиты схемного элемента от магнитного поля или экранирования или ослабления магнитного поля рассеяния в энергоприемной катушке в состоянии, в котором корпус размещается горизонтально так, что эффективность приема энергии энергоприемной катушкой максимально повышена, и под любым углом, на который корпус блока питания повернут в направлении качения из данного состояния.
[0080] В соответствии с (10), поскольку экран используется в состоянии, в котором корпус размещается горизонтально и под любым углом, на который корпус повернут в направлении качения из данного состояния, то схемный элемент может быть защищен от магнитного поля рассеяния, независимо от того, как корпус размещен на коврике для приема энергии.
[0081] (11) Блок питания для аэрозольного ингалятора по любому из пп. (1) - (10), в котором токоведущий провод переменного тока выполнен скруткой множества токопроводящих проводов.
[0082] В соответствии с (11), поскольку токоведущий провод переменного тока выполнен скруткой множества токопроводящих проводов, то площадь поперечного сечения каждого токоведущего провода уменьшается, и поверхностный эффект поверхностный эффект в токоведущем проводе 48 переменного тока может быть эффективно предотвращен.
[0083] (12) Блок питания для аэрозольного ингалятора по любому из пп. (1) - (11), в котором преобразователь является выпрямителем (выпрямителем 44) или инвертором (инвертором 70).
[0084] В соответствии с (12), поскольку преобразователь может быть выпрямителем или инвертором, обладающим высокой гибкостью применения, то можно сократить стоимость изготовления.
[0085] (13) Блок питания (блок 10 питания) для аэрозольного ингалятора (аэрозольного ингалятора 1), включающий в себя: источник питания (источник 12 питания), выполненный с возможностью подачи энергии в нагрузку (нагрузку 21), выполненную с возможностью образования аэрозоля из источника аэрозоля; и зарядное устройство (зарядное устройство 13), выполненное с возможностью управления зарядкой источника питания, при этом блок питания дополнительно включает в себя: энергоприемную катушку (энергоприемную катушку 43), выполненную с возможностью беспроводного приема энергии, преобразователь (выпрямитель 44), выполненный с возможностью преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока, токоведущий провод переменного тока (токоведущий провод 48 переменного тока), соединяющий энергоприемную катушку и преобразователь, и корпус (корпус 11 блока питания), выполненный с возможностью вмещения источника питания, зарядного устройства, энергоприемной катушки, преобразователя и токоведущего провода переменного тока, и причем энергоприемная катушка и преобразователь располагаются с одной стороны из стороны одного конца и стороны другого конца источника питания в продольном направлении.
[0086] В соответствии с (13), токоведущему проводу переменного тока, соединяющему энергоприемную катушку и преобразователь, не требуется пересекать или переходить источник питания, который является самым крупным из компонентов аэрозольного ингалятора. Вследствие этого, токоведущий провод переменного тока является коротким, и можно избежать выделения тепла из-за поверхностного эффекта, создаваемого переменным током, принимаемого беспроводным способом и протекающего по токоведущему проводу переменного тока.
[0087] (14) Блок питания для аэрозольного ингалятора по п. (13), в котором зарядное устройство располагается с одной стороны из стороны одного конца и стороны другого конца источника питания.
[0088] В соответствии с (14), поскольку зарядное устройство располагается со стороны, противоположной энергоприемной катушке и преобразователю, а источник питания располагается между ними, то влияние магнитного поля рассеяния на схемную плату, на которой смонтировано зарядное устройство может устраняться.