專利名稱：電子設(shè)備充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備的充電裝置。
象模擬電子時(shí)計(jì)這樣的電子設(shè)備的常用的充電裝置，使用一種在一部分表面上的太陽電池組，對后者作適當(dāng)?shù)呐渲?，以便由于對太陽電池組的照射而產(chǎn)生的電功率對二次電池充電。從日本專利公開申請書第154665/77號、日本專利公開申請書第11846/74號，以及日本實(shí)用新型公告第4240/81號中得知，另一種常用的充電裝置利用一種在表的外部的充電端子，對后者作適當(dāng)?shù)呐渲茫员阌脕碓从谕獠侩娫吹碾姽β蕦Χ坞姵爻潆?。此外，從日本專利公開申請書第29783/86號得知，另一種充電裝置利用一種設(shè)置在時(shí)計(jì)里面電磁耦合充電線圈，對后者進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲茫员阌赏獠看艌龉╇姷碾姶篷詈铣潆娋€圈對二次電池充電。在使電磁耦合充電線圈的充電裝置中，在時(shí)計(jì)里面設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)符合電路，以計(jì)算充電時(shí)間。充電期間，電動機(jī)受到控制，而且該電動機(jī)的激勵(lì)電路處于斷開狀態(tài)。另外，為補(bǔ)償充電時(shí)間的延遲而設(shè)置了補(bǔ)償設(shè)施。
然而，上述現(xiàn)有技術(shù)具有如下缺點(diǎn)。
首先，當(dāng)利用太陽電池裝置或充電端子裝置時(shí)，因?yàn)槭直砗苄?，因而其外形設(shè)計(jì)受到限制。因此，對于其裝飾外表具有重要的商業(yè)意義的模擬電子手表來說，應(yīng)用太陽電池組或充電端子是有困難的。
其次，就日本專利公開申請書第29783/86號中所述的電磁耦合裝置而論，為手表供電的磁場影響驅(qū)動指針用的步進(jìn)電動機(jī)，結(jié)果，導(dǎo)致指針誤動作。因此，在充電時(shí)就要求有電動機(jī)控制設(shè)施、計(jì)數(shù)設(shè)施和符合設(shè)施，從而，充電型手表的設(shè)計(jì)受到限制而且成本增大。此外，當(dāng)把該充電裝置用于充電型手表的窗式顯示器時(shí)，在充電時(shí)需要停止指針的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此使產(chǎn)品的形象變壞。另外，上述現(xiàn)有技術(shù)還存在的缺點(diǎn)是會影響靠近窗式顯示器的其他模擬手表。在此之前，還未曾有過改進(jìn)了的對實(shí)際使用是適宜的和有效的任何充電裝置。更準(zhǔn)確地說，提供一種能在短時(shí)間內(nèi)以低的能量消耗給手表充電、并且能提高電磁耦合效率、又適合實(shí)際使用的小尺寸和低成本的充電裝置是很困難的。
因此，為消除上述各種問題，本發(fā)明的目的是提供一種為象模擬手表那樣的充電型電子設(shè)備充電的、小尺寸而且低成本的充電裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種電子設(shè)備的充電裝置，其中，電子設(shè)備的設(shè)計(jì)不會受到限制而且充電操作不影響如同手表那樣的充電型電子設(shè)備的功能。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行充電操作、而且消耗能量少、可用作窗式顯示器或其他用途的充電裝置。
根據(jù)本發(fā)明，具有預(yù)定頻率的交流電流依據(jù)振蕩器和開關(guān)元件的動作，為充電線圈供電。通過該電流生成磁通，后者流過由牢固地裝有充電線圈的線圈軛和裝在電子設(shè)備的二次線圈的磁芯構(gòu)成的磁路。從而，通過電磁感應(yīng)在該二次線圈中產(chǎn)生電壓。充電電流從該二次線圈經(jīng)由整流電路流到二次電池組，對它充電。
為了更充分地理解本發(fā)明，結(jié)合各附圖進(jìn)行如下說明，各附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電子設(shè)備的充電裝置的電路圖;
圖2是顯示充電線圈結(jié)構(gòu)的說明性視圖;
圖3是顯示另一種充電線圈結(jié)構(gòu)的說明性視圖;
圖4是顯示充電線圈激勵(lì)時(shí)間的計(jì)時(shí)圖;
圖5是用于在原理上說明本發(fā)明電子設(shè)備用充電裝置的示意圖;
圖6是顯示轉(zhuǎn)子慣性矩與極限磁場頻率之間關(guān)系的曲線圖;
圖7是顯示充電線圈激勵(lì)頻率與感應(yīng)電流之間關(guān)系的曲線圖;
圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的，用于模擬電子手表的充電裝置的外形圖;以及圖9是表示充電線圈和盒構(gòu)件的裝配結(jié)構(gòu)的剖視圖。
下面參考各附圖對本發(fā)明的一個(gè)例證性的實(shí)施例作詳細(xì)的描述。
參照附圖1，該圖示出根據(jù)本發(fā)明的、電子設(shè)備用的充電裝置的電路圖。圖1中，標(biāo)號1是振蕩器，標(biāo)號2，3，4和5都是開關(guān)元件，標(biāo)號6和6′是依靠各開關(guān)元件予以激勵(lì)的充電線圈。標(biāo)號7是開關(guān)設(shè)備，8是定時(shí)器，該定時(shí)器隨開關(guān)7處于接通狀態(tài)而開始充電操作，并在由定時(shí)器8預(yù)定的時(shí)間內(nèi)完成充電操作。標(biāo)號9是顯示部分，它通過例如發(fā)光二極管之類的任何裝置表明充電操作處于執(zhí)行中。標(biāo)號10是電源。
圖2是說明性視圖，用于表明充電線圈6和6′的結(jié)構(gòu)。由圖2可見，一對充電線圈6和6′耦合到由鐵板或磁性鋼板制成的線圈軛12上。該充電線圈具有大體上三角形的造型，但也可以具有另外的例如圓筒形的外形，而且并不限定于上述的外形。此外，充電線圈對6和6′可串聯(lián)連接或并聯(lián)連接。標(biāo)號11和11′表示相應(yīng)連接好的兩線圈的兩個(gè)末端。一旦把交流電壓加到該充電線圈對上，該充電線圈對就產(chǎn)生交流磁場，從而能夠在它們的上部和下部表面產(chǎn)生磁極(N和S極)。在該實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)嘏帕谐潆娋€圈6和6′的極性，使它們各具相反的極性。(例如，當(dāng)充電線圈6的上表面是N極時(shí)，則充電線圈6′的上表面是S極。)通過把充電線圈6和6′各繞組的起始段相互連接，或者把各繞組的結(jié)束段相互連接，通過使充電線圈6和6′繞組的纏繞方向彼此相反，或使各線圈的附著方向(前或背面)相反，很容易得到這樣的裝置。在該實(shí)施例中，各繞組的結(jié)束段相互連接，繞組的起始段，就是兩線圈的末端部分11和11′，通過線圈軛12的孔13和13′，被拉到線圈軛12的背面?？?4和14′是為穿過固定螺釘而提供的。圖3顯示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中，線圈6和6′被纏繞在例如純鐵那樣的磁芯15和15′上，并被固定在由塑料、玻璃環(huán)氧樹脂或其他類似材料制成的基片上。
參照圖4，該圖是顯示線圈激勵(lì)時(shí)間的計(jì)時(shí)圖。S0表示由振蕩器1提供的輸出信號。該輸出信號的輸出頻率預(yù)定了線圈的激勵(lì)頻率，即，為電子設(shè)備充電的交流磁場的頻率。S1和S2分別表示輸送到開關(guān)晶體管2，4和3，5的信號。S3和S4表示在相應(yīng)的線圈6和6′的末端11和11′的電壓(用于激勵(lì)線圈的電壓)的時(shí)間圖。在這樣一種結(jié)構(gòu)中，供給線圈6和6′的電流的方向以預(yù)定的頻率f變向。P1和P2表明在線圈6和6′上產(chǎn)生的磁極的方向。
參考圖5，該圖在原理上說明當(dāng)按上述時(shí)間圖激勵(lì)充電線圈時(shí)本發(fā)明的充電機(jī)理。圖5中，將充電裝置加到充電型模擬電子手表上。標(biāo)號17是一個(gè)充電型模擬電子手表。標(biāo)號18是二次線圈。標(biāo)號19是該二次線圈的磁芯。標(biāo)號20是連接到二次線圈18的整流電路。標(biāo)號21是二次電池組，即充電型模擬電子手表的電源。此外，標(biāo)號6和6′是充電線圈，而12是線圈軛。
磁通在充電線圈中生成并通過由線圈軛12和二次線圈18的磁芯19組成的磁路。換句話說，該磁通順序流過線圈6上表面的N極，磁芯19，線圈6′的上表面的S極，線圈6′的下表面的N極，線圈軛12和線圈6下表面的S極。借助這樣的磁通，在二次線圈18里產(chǎn)生感應(yīng)電壓，而且所感應(yīng)電流通過整流電路輸送到二次電池，以便對它充電。在該實(shí)施例中，因?yàn)槌潆娋€圈對6和6′固定在線圈軛12上，所以，由充電線圈產(chǎn)生的磁通幾乎都進(jìn)入線圈軛12內(nèi)部，從而使提供以上提到的一種有效的磁路成為可能。倘若沒設(shè)置線圈軛12，許多磁通就會漏泄到空氣中，從而降低了充電效率。此外，因?yàn)榫€圈6的極性與線圈6′的極性相反，也就是說，線圈6和6′的極性在相位上彼此相差180度，這樣的結(jié)構(gòu)使得能夠增強(qiáng)通過二次線圈磁芯的磁通。即，由充電線圈6產(chǎn)生的磁通穿過磁芯19，并可靠地橫穿另一充電線圈6′，提高了充電效率。倘若充電線圈6的極性與線圈6′的極性相同，磁通相互排斥，其結(jié)果使磁通量減少，隨之也就降低了充電效率。因此，根據(jù)本發(fā)明的充電裝置的結(jié)構(gòu)能夠提高充電效率。
對于激勵(lì)該線圈的頻率f說明如下。
圖6是表明當(dāng)驅(qū)動電子手表運(yùn)轉(zhuǎn)的步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子不受到影響時(shí)，交流磁場的極限頻率與轉(zhuǎn)子(該轉(zhuǎn)子的直徑作為一個(gè)參數(shù)予以表明)慣性矩之間的關(guān)系的曲線圖。在指針移動不受任何誤動作或振動或類似因素的影響的情況下，頻率為最大值。即，轉(zhuǎn)子的慣性矩為I(該轉(zhuǎn)子直徑為3.0mm)時(shí)，在頻率超過200赫茲的情況下轉(zhuǎn)子就不會受操縱。因此，倘若激勵(lì)該線圈的頻率預(yù)定超過200赫茲，則指針的移動就不受影響。同樣，當(dāng)轉(zhuǎn)子慣性矩為I(轉(zhuǎn)子直徑為1.0mm)時(shí)，倘若頻率預(yù)定超過600赫茲，指針的移動也不影響。通常，在模擬電子手表中，由于尺寸的限制，轉(zhuǎn)子的最大直徑大約是3，0mm，此外，考慮到轉(zhuǎn)子磁鐵的作業(yè)能力，轉(zhuǎn)子的最小直徑大約是1.0mm。另外，大多數(shù)實(shí)際使用的小尺寸薄型模擬電子手表具有小于1.5mm的轉(zhuǎn)子直徑。在這種情況下，當(dāng)頻率超過500赫茲時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中是不會出現(xiàn)任何問題的。
圖7是表明激勵(lì)充電線圈的頻率f與從二次線圈18流向二次電池21的感應(yīng)電流之間的關(guān)系的曲線圖。在該實(shí)施例中，充電線圈6和6′所用線徑為0.3mm，繞組匝數(shù)為170匝和電感為0.64毫享。二次線圈18所用線徑為0.035mm，繞組匝數(shù)為3830匝，和電感為0.5享。從圖7中可見，當(dāng)頻率接近1000赫茲時(shí)，感應(yīng)電流為最大。因此，考慮到對指針移動的影響，在該實(shí)施例中，充電線圈的激勵(lì)頻率，也就是說，振蕩器1的輸出信號的頻率預(yù)定為接近于1000赫茲。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于模擬電子手表的充電裝置的外形圈。標(biāo)號23是一個(gè)盒構(gòu)件。標(biāo)號7是開關(guān)。標(biāo)號9是表明充電正在進(jìn)行中的指示部分。標(biāo)號17是內(nèi)部含有二次線圈的充電型模擬電子手表。標(biāo)號6和6′是充電線圈，后者裝在盒構(gòu)件23里面。圖9是顯示組合結(jié)構(gòu)的剖面圖，其中充電線圈6和6′以及線圈軛12都裝配在盒構(gòu)件23上。在該實(shí)施例中，充電線圈6和6′以及線圈軛12通過后者的孔14和14′直接用螺釘固定在盒構(gòu)件23的里面。除螺釘外，也可能用象粘著那樣的另外的固定方法。圖8中，標(biāo)號24和24′是固定電子手表的構(gòu)件，由此確定了安裝在充電裝置上的充電型模擬電子手表的方位。此外，按照該方位也確定了充電線圈6和6′與裝在電子手表17里面的二次線圈的相對方位。即，如圖5中所示，二次線圈與充電線圈是并行而對立地安置的，因而可獲得有效的充電效率。
如上文所述，根據(jù)本發(fā)明，該充電裝置在效率方面是優(yōu)越的，而且并不影響電子設(shè)備的功能，例如，對模擬電子手表指針的移動并不產(chǎn)生任何損害。換言之，利用電磁感應(yīng)方法作為充電方法，從而，在該電子設(shè)備中不需要附加任何機(jī)械連接設(shè)施，因此，這樣的結(jié)構(gòu)不會影響電子設(shè)備裝飾用的外貌，在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生優(yōu)良的效果。
如上所述，已結(jié)合充電型模擬電子手表對根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備充電裝置作了說明。然而，本發(fā)明也可應(yīng)用于卡片式袖珍型無線電設(shè)備、激晶袖形型電視機(jī)或類似設(shè)備的充電裝置。由此可見，各自的從上述各說明中已很清楚，所述都已有效地達(dá)到，并且，因?yàn)樵诓幻撾x本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對以上結(jié)構(gòu)作某些變更，因此企圖說明，應(yīng)當(dāng)把所有包含在上述描述或顯示于附圖中的內(nèi)容解釋為例證性的，而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種通過在設(shè)置于電子設(shè)備中的二次線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法，以便設(shè)置于電子設(shè)備中的電能存設(shè)備進(jìn)行充電的電子設(shè)備用的充電裝置，其特征在于所述充電裝置至少包括各振蕩電路，受所述各振蕩電路的輸出信號控制的各開關(guān)元件，依靠所述各開關(guān)元件把具有預(yù)定頻率的電流加到其上的充電線圈，以及有可能把電子設(shè)備配置于所述充電線圈上面的盒構(gòu)件，所述充電線圈是一對環(huán)形線圈，而且設(shè)置在用磁性材料制成的線圈軛上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的充電裝置，其特征在于所述一對環(huán)形充電線圈大體上是三角形的，而且相互毗連地一道被安裝在軛板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的充電裝置，其特征還在于所述環(huán)形充電線圈對是串聯(lián)連接的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的充電裝置，其特征還在于所述充電線圈之一的極性與另一個(gè)所述充電線圈的極性相反。
5.一種用于其內(nèi)部設(shè)置有永久磁鐵轉(zhuǎn)子的電動機(jī)和電能存設(shè)備，并且通過在二次線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流而得到充電的電子設(shè)備的充電裝置，其特征在于所述充電裝置至少包括各振蕩電路，受所述各振蕩電路的輸出信號控制的各開關(guān)元件，依靠所述各開關(guān)元件把具有預(yù)定頻率的勵(lì)磁電流加到其上的充電線圈，有可能把電子設(shè)備配置于所述充電線圈上面的盒構(gòu)件，以及由一對環(huán)形線圈構(gòu)成的充電線圈，該線圈設(shè)置在用磁性材料制成的線圈軛上，其中，所述激勵(lì)頻率被預(yù)定在各轉(zhuǎn)子的動作不受影響的范圍之內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的充電裝置，其特征在于所述一對環(huán)形線圈大體上是三角形的，而且相互毗連地安裝在軛板上，所述線圈的一個(gè)端面與另一線圈同一端面是反向的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的充電裝置，其特征在于所述環(huán)形充電線圈是相互串聯(lián)連接的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的充電裝置，其特征在于所述頻率超過200赫茲。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的充電裝置，其特征在于所述頻率值是為了獲得最大充電效率而預(yù)定的。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的充電裝置，其特征在于所述頻率大約是1000赫茲。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的充電裝置，其特征在于所述電子設(shè)備是電子表。
全文摘要
一種充電型電子設(shè)備，例如模擬電子時(shí)計(jì)的充電裝置，該裝置至少包括振蕩電路，由振蕩電路的輸出信號控制的開關(guān)元件，依靠開關(guān)元件而把具有預(yù)定頻率的電流加到其上的充電線圈，以及可用于把電子設(shè)備安置在充電線圈上的盒構(gòu)件，所述充電線圈是設(shè)置在由磁性材料制成的線圈軛上的一對環(huán)形線圈。使用這種裝置時(shí)，電子設(shè)備的設(shè)計(jì)不受限制，并且所述設(shè)備的功能不受影響。
文檔編號H02J7/02GK1030650SQ88104380
公開日1989年1月25日 申請日期1988年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月10日
發(fā)明者坂本研二, 石川研男, 早川求 申請人:精工愛普生株式會社