JP2006081273A - 電動負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の電磁結合による電源の給電制御は、負荷の種類に関わらず電源供給を行う一次側結合回路と二次側結合回路が電磁結合する条件にあるか否かに基づき、負荷への電源供給が行われものであった。したがって、負荷に適した電源供給を行う保証はなく、低電圧での動作など、不安全、不安定な動作をさせる可能性を持つものであった。
【解決手段】上記従来の課題を解決するために、本発明の多機能処理装置は、装置本体１と、前記装置本体１と着脱可能に装着される付加機能装置７を備え、前記付加機能装置７の条件を認識して電磁結合による給電を行うもので、前記装置本体１が、対応可能な付加機能装置７であることを認識した後に、前記付加機能装置７への電源供給を行うため、不特定多数の電磁結合を利用した機器に対しての不安全、不安定な動作を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、装置本体と、所定の機能を果たすべく前記装置本体へ着脱可能に取付けられる電動負荷装置から成り、前記装置本体から前記別体の電動負荷装置への電源供給制御を行う電動負荷駆動装置に関するものである。

従来、この種の電源供給制御としては、携帯電話とその充電器のセット（充電器が装置本体で、コードレス電話が電動負荷装置）、本体から扉への電源供給を無接点で行う左右両開き可能な冷蔵庫などが挙げられる。

さらに、上記電源供給制御において、安全性を配慮した制御も知られている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、上記特許文献１に記載された電源供給制御を備えた電気機器のシステム回路を示すものである。

図９に示すように、電気機器は、充電機能を備えた本体（充電器）１００と、該本体１００へ着脱自在に取付けられる負荷器（以下、携帯電話器と称する）１０６とから成り、携帯電話器１０６が本体１００に装着された状態では、前記本体１００に設けられた一次側結合回路１０５と、これと別体に設けられた負荷１０８の電源となる二次側結合回路１０７とが電磁結合する電気機器である。そして、前記一次側結合回路１０５の電流値を検出する電流検知手段１０４と、前記一次側結合回路１０５の実電流値と基準電流値との差分値を算出する補正値算出手段と、前記一次側結合回路１０５の電流制限値と前記差分値とを足し合わせて得られる値を閾値として前記一次側結合回路１０５の過電流を検出（判定）する過電流検出手段と、過電流が検出（判定）されたときには前記一次側結合回路への給電を遮断する給電遮断回路１０３を有する構成としている。なお、前記補正値算出手段及び過電流検出手段等は、制御マイコン１０２によって構成されている。
特開２００１−１１２１８９号公報

しかしながら、上記従来の構成では、決められた本体１００に、決められた携帯電話器１０６の負荷１０８を動作させる場合の給電制御における過電流検知を行うのみで、電源供給を行う一次側結合回路１０５と二次側結合回路１０７が電磁結合する条件であれば、携帯電話器１０６等の負荷の種類に関わらず負荷へ電源供給が行われるものであった。

したがって、常に負荷に適した電源供給を行う保証はなく、負荷の種類によっては、低電圧での動作など、不安全、不安定な動作をさせる可能性を持つという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、本体と着脱自在で負荷を備える別体から成り、電磁結合を利用した電源供給を備えた電動負荷駆動装置において、本体が対応可能な負荷であるかを判断し、負荷へ適した電源供給を行う電動負荷駆動装置を提供するものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明の電動負荷駆動装置は、装置本体と、所定の機能を果たすべく、前記装置本体へ着脱可能に取付けられる電動負荷装置から成り、前記装置本体から前記別体の電動負荷装置への電源供給制御を、前記電動負荷駆動装置が前記装置本体に装着された状態において、前記装置本体に設けられた供給側非接触電源装置と前記電動負荷装置に設けられた供給側非接触電源装置の電磁結合による電源供給としたものである。

かかる構成とすることにより、所定の機能を果たす電動負荷装置を前記装置本体に取付けることにより、前記電動負荷装置の駆動が可能となり、前記電動負荷装置による作業、運転制御等が前記電動負荷装置の果たす機能に応じて多種にわたり行え、多用途の電動負荷駆動が単一の装置本体によって行えるものである。

また、本発明は、前記電動負荷装置への通電に際し、前記電動負荷装置と装置本体との適合性認識を行い、その認識結果に応じて電磁結合により装着された電動負荷装置への通電を制御する制御手段を備えたものである。

これによって、水分や汚れ、ホコリなどによる漏電や感電の危険性のない非接触方式の電源供給に加え、本体が対応可能な電動負荷装置であることを認識した後に、処理装置への電源供給を行うことができる。

また、本発明の電動負荷駆動装置は、機能や電気的仕様の異なる複数の電動負荷装置に対しての本体認証を可能とすることで、装置本体の安全でかつ幅広い電動負荷装置、機器への対応が実現できる。

さらに、本発明の電動負荷駆動装置は、装置本体から所定の電動負荷装置を外すことで、自動的に装置本体の備える供給側非接触電源装置の電源供給動作が遮断されるものである。

本発明の電動負荷駆動装置は、装置本体から別体に構成された電動負荷装置への電源供給を、電磁結合を利用した電源供給とし、前記装置本体に搭載された制御手段により、電動負荷装置の認証動作後に給電動作を行うことで、装置本体と対を成さない不特定多数の電磁結合を利用した電動負荷装置、機器を誤って装置本体に装着した際の、低電圧印加による仕様外動作など、不安全あるいは不安定な機器動作を防ぐことができる。

また、機能や電気的仕様の異なる複数の電動負荷装置に対しての本体認証を可能とすることで、装置本体の安全かつ幅広い電動負荷装置、機器に対応した駆動制御が実現できる。

さらに、前記装置本体から電動負荷装置を外すことで、装置本体の供給側非接触電源装置による給電動作が停止するため、未使用時の安全性が向上し、かつ省エネ効果も有する。

請求項１に記載の発明は、供給側非接触電源装置を備えた装置本体と、前記装置本体に着脱可能に取付けられ、電力の供給によって作動する電動負荷装置と、前記電動負荷装置に設けられ、電磁結合により前記供給側非接触電源装置から給電を受ける受給側非接触電源装置と、前記需給側非接触電源装置から前記電動式駆動装置への通電を制御する制御装置を備えたものである。

かかる構成とすることにより、所定の機能を果たす電動負荷装置を前記装置本体に取付けることにより、前記電動負荷装置の駆動が可能となり、前記電動負荷装置による作業、運転制御等が前記電動負荷装置の果たす機能に応じて多種にわたり行え、多用途の電動負荷駆動が単一の装置本体によって行えるものである。

請求項２に記載の発明は、前記異なる作動を行う複数の電動負荷装置を、前記装置本体へ着脱可能に取付ける構成とし、さらに前記装置本体に取付けられた電動負荷装置が前記複数ある電動負荷装置のいずれであるかを、データ化された前記電動負荷装置の機能や電気的仕様から認識する認識手段と、前記認識手段の出力により前記供給側非接触電源装置と受給側非接触電源装置の通電を制御する制御手段を備えたものである。

かかる構成とすることにより、装置本体は、前記電動負荷装置との適合性を認識した後に、該電動負荷装置へ給電を行うため、前記電動負荷装置が、前記供給側非接触電源装置を備えた付加機能装置を搭載した場合であっては、前記装置本体の認証がなければ、該装置本体からの電源供給が行われず、したがって、不特定多数の電磁結合を利用した電気機器に対しての不安全な動作を防ぐことができる。

請求項３に記載の発明は、前記認識手段による制御手段への出力を無線通信手段にて行う請求項２に記載の電動負荷駆動装置。

かかる構成とすることにより、使用者は、複雑な操作をすることなく、本体装置に所定の付加機能装置を搭載した電動負荷装置を装着するだけで、装置本体が前記電動負荷装置（付加機能装置）の認証動作を行うことができる。

また、請求項４に記載の発明は、前記無線通信手段の出力信号を赤外線信号としたものである。

かかる構成とすることにより、電磁ノイズ等の影響が受け難く、動作の正確性が確保できる。

さらに、請求項５に記載の発明は、前記無線通信手段の出力信号を、前記受給側非接触電源装置への電源供給に制御信号を重ねる電源重畳通信としたものである。

かかる構成とすることにより、前記無線通信を、電源と制御信号の経路を分けることなく同一の経路で行うことができる。

また、請求項６に記載の発明は、前記装置本体の制御データを更新する制御データ更新手段を備えたものである。

かかる構成とすることにより、前記装置本体を変更することなく、装置本体が認証可能とする付加機能装置を搭載した電動負荷装置の種類を変更できるため、前記電動負荷装置（付加機能装置）の不安全動作を防ぐと共に、機能や電気的仕様の異なる複数の電動負荷装置（付加機能装置）に対して、装置本体の広範囲な対応が可能となる。

さらに、請求項７に記載の発明は、前記受給側非接触電源装置に蓄電手段を備えたものである。

かかる構成とすることにより、何らかの障害で装置本体からの電源供給が遮断された場合、あるいは状態においても、継続して機能を果たす、あるいは電動負荷装置（付加機能装置）単独での運転使用が可能となる。

また、請求項８に記載の発明は、前記装置本体または処理装置の少なくともいずれかに、前記電動負荷装置の前記装置本体からの取り外しにより、前記供給側非接触電源装置からの給電を停止する停止手段を設けたものである。

かかる構成とすることにより、不必要な電源を持つことがなく、高い安全性と省エネ効果が得られる。

さらに、請求項９に記載の発明は、前記認識手段による出力を、報知手段へ出力するものである。

かかる構成とすることにより、使用者は装置本体の電動負荷装置（付加機能装置）への受給動作を確認することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電動負荷駆動装置のブロック図である。図２は同実施の形態１における電動負荷駆動装置本体の主制御装置の備える内部メモリのデータ構造図である。図３は同実施の形態１における電動負荷駆動装置の付加機能装置認識フロー図である。

図１において、電動負荷駆動装置の装置本体１は、主制御装置２と内部メモリ３と通信手段を構成する赤外線素子５と、過電流保護機能を備えた供給側非接触電源装置６と、装置本体１の給電動作を表示するＬＥＤ４で構成されている。この電動負荷駆動装置によって駆動される電動負荷装置の一つであり、かつ加熱や冷却、撹拌などの機能を果たす付加機能装置７は、ヒーターやモーターなどの負荷１１と、その負荷１１を直接制御する制御装置１０と、前記装置本体１の供給側非接触電源装置６を受けて前記負荷１１および前記制御装置１０へ電源供給を行う受給側非接触電源装置９と、通信手段を構成する赤外線素子８で構成されている。ここで、前記供給側非接触電源装置６と受給側非接触電源装置９相互間の電源の授受は、電磁誘導作用を原理に行われるもので、周知の技術でよいため、その詳細説明は省略する。

また図２において、前記装置本体１の主制御装置２が備える内部メモリ３は、電源（交流）の電圧や周波数、および前記付加機能装置７へ供給可能な電源容量や最大出力電圧や電流などの仕様を示す本体データおよび、前記付加機能装置７の種類を識別する装置コード、装置名データおよび駆動電圧や電力・電流などの電気仕様データと、負荷への通電時間（通電時間データ）や動作設定の種類（動作モードデータ）などの制御仕様データで構成されている機能データを所定の記憶個所に複数格納している。

以上のように構成された電動負荷駆動装置について、以下、その動作および作用を説明する。

まず図３に示すように、付加機能装置７を装置本体１に搭載した際に、ステップ１で供給側、受給側それぞれの非接触電源装置６、９により、前記装置本体１から前記付加機能装置７へ低電圧（数Ｖ）の初期電源を供給する。

次にステップ２で、前記初期電源の供給を受けた付加機能装置７の制御装置１０は、赤外線素子５、８の無線通信により、装置本体１の主制御装置２へ装置コードを送信する。

そして、ステップ３で、前記装置コードを受信した主制御装置２は、その装置コードから前記付加機能装置７が対応可能な装置であるかを判定する。具体的には、図２に示す内部メモリ３の機能データの中で、該当する装置コードが存在するか否かを検索し、その検索結果で判定信号を出力する。

前記内部メモリ３内に該当する装置データが存在することを確認すると、ステップ４で、前記装置コードの示す電気使用データおよび制御仕様データの読込みをする。

そして、ステップ５で、前記装置本体１から付加機能装置７へ所定の給電動作を行う制御へ移り、ＬＥＤ４を点灯させる。

また、前述のステップ３で、装置コードが未確認の場合、ステップ６へ移行して、供給側非接触電源装置６の動作は停止し、ＬＥＤ４は消灯状態となる。

なお、本実施の形態１で示す電動負荷駆動装置における付加機能装置７の具体例としては、調理用装置、および保存用空間を有する容器装置などを想定している。そして、前記装置本体１に搭載する付加機能装置７を、モーターで駆動される撹拌機能を有する撹拌機能容器装置やヒーターによる加熱機能を有する加熱機能容器装置とした場合、前記撹拌機能容器装置から前記加熱機能容器装置に変更した際も、図３に示す制御フローにより自動認識された後、適正な電源供給が行われる。

以上のように本実施の形態においては、搭載された付加機能装置７が正しく動作可能な装置であるか本体の主制御装置の備える内部メモリのデータを参照・確認することで、付加機能装置の仕様外の電圧印加など、不安全な動作開始を防止する効果を有する。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における電動負荷駆動装置のブロック図である。図５は同実施の形態２における電動負荷駆動装置本体の付加機能装置認識フロー図である。ここで、先の実施の形態１と同じ構成要件については同じ符号を付して説明する。

本実施の形態２の電動負荷駆動装置は、図４に示すように、外部メモリ１２より主制御装置２が備える内部メモリ３へアクセス可能な回路構成としている。

まず図５に示すように、実施の形態１と同様、付加機能装置７を装置本体１に搭載した際に、ステップ１で供給側および受給側それぞれの非接触電源装置６、９により、装置本体１から付加機能装置７へ低電圧（数Ｖ）の初期電源を供給する。

そして、ステップ２で、前記初期電源の供給を受けた付加機能装置７の制御装置１０は、赤外線素子５、８より、前記装置本体１の主制御装置２へ装置コードを送信する。

次にステップ３−１で、前記内部メモリ３に該当する装置コードが確認できなかった場合、前記内部メモリ３に格納されている図２に示すような機能データを更新することができる。まずステップ３−２で、前記外部メモリ１２より該当する装置データを検索する。そして、目的の装置コードを確認した場合、内部メモリ３に上書きまたは追加記録を行った後、ステップ４で、装置コードの示す電気使用データおよび制御仕様データの読込みをする。

さらに、ステップ５で、前記装置本体１から付加機能装置７へ所定の給電を行う給電動作へ移り、ＬＥＤ４を点灯させる。また、ステップ３で、装置コードが未確認の場合、ステップ６へ移行し、供給側非接触電源装置６の動作を停止し、ＬＥＤ４を消灯状態とする。

以上のように、本実施の形態においては、搭載された付加機能装置７が正しく動作可能な装置であるか装置本体１の主制御装置２が備える内部メモリ３のデータを参照・確認する制御手段に加えて、外部メモリ１２により前記内部データ３の内容更新を可能とすることで、前記装置本体１と時間差を伴い開発や販売された新規な付加機能装置７への対応も可能となる。

したがって、機能や電気的仕様の異なる多種多様の付加機能装置７に対して、装置本体１の広範囲な対応が可能となり、電動負荷駆動装置としての汎用性が高まるものである。

（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３における電動負荷駆動装置のブロック図である。

本実施の形態３における電動負荷駆動装置は、先の実施の形態１または実施の形態２の場合において、受給側非接触電源９と制御装置１０の経路間に、蓄電装置１３を備えたものである。

したがって、何らかの障害で装置本体１からの電源供給が遮断された場合においても、継続して所定の機能を果たすことができる。また、単独で付加機能装置７を使用することも可能となる。

（実施の形態４）
図７は本発明の実施の形態４における電動負荷駆動装置のブロック図である。

本実施の形態の電動負荷駆動装置は、先の実施の形態１または実施の形態３のいずれかの場合において、図７に示すように、装置本体１の主制御装置２から供給側非接触電源６への経路間に磁性スイッチ１５を備え、付加機能装置７には、前記装置本体１側に備えられた磁性スイッチ１５をＯＮさせる磁性素子１６が備えられている。

以上のように構成された電気機器は、前記装置本体１に付加機能装置７を搭載した際に、磁性素子１６の近接により、装置本体１の磁性スイッチ１５がＯＮして、主制御装置２の命令により供給側非接触電源装置６が動作する。また逆に、付加機能装置７を取外した際は、磁性スイッチ１５はＯＦＦし、前記主制御装置２からの命令経路が途絶え、供給側非接触電源装置６による給電動作が停止する。

以上のように本実施の形態においては、複雑な操作をすることなく、付加機能装置７を装置本体１から外すことで、装置本体１の給電動作が停止するため、不必要な電源を持つことがなく、高い安全性と省エネ効果を有する。

（実施の形態５）
図８は本発明の実施の形態５における電動負荷駆動装置のブロック図である。

本実施の形態の電動負荷駆動装置は、装置本体１に主制御装置２と内部メモリ３とＬＥＤ４と、制御信号をある所定の周波数の電流波形に変換する周波数変換回路１７と、ある所定の周波数の電流波形を検知する周波数検知回路１８と、供給側非接触電源装置６を備え、付加機能装置７に負荷１１と制御装置１０と受給側非接触電源装置９と、周波数変換回路１９と周波数検知回路２０を備えている。

以上のように構成された電動負荷装置は、装置本体１の周波数変回路１７により、供給側非接触電源装置６の動作命令以外の制御信号を、ある所定の周波数に変えて供給側非接触電源装置６に送ることで、給電と同様に電磁結合を利用して、付加機能装置７の受給側電源装置９へ制御信号の無線通信が可能となる。前記付加機能装置７の制御装置１０は、周波数検知回路２０により所定の周波数の電流波形を検知し、装置本体１の主制御装置２からの制御信号を認識することができる。また、前記装置本体１に周波数検知回路１８を、前記付加機能装置７に周波数変換回路１９をそれぞれ備えることで、前記付加機能装置７の制御装置１０から装置本体１の主制御装置２へ制御信号を送信することができる。

以上のように本実施の形態においては、先の実施の形態１から実施の形態４に示すように、赤外線素子などを用いて制御信号の無線通信を行うなど電源と制御信号の経路を分けることなく、電源に制御信号を重畳させた無線通信によって、装置本体１と付加機能装置７の適合性認識や適正な給電制御などを行うことができる。

以上のように、本発明にかかる電動負荷駆動装置は、電磁結合を利用した非接触型の電源供給を採用し、機能や電源仕様の異なる複数の負荷を安全に動作させることが可能となるので、水場や油汚れの環境下にある調理装置や冷蔵、温蔵（庫内）装置の機能拡張の用途に加え、音響機器等の駆動装置にも適用できる。

本発明の実施の形態１における電動負荷駆動装置のブロック図 同実施の形態１における電動負荷駆動装置の内部メモリ構成図 同実施の形態１における電動負荷駆動装置の制御フロー図 本発明の実施の形態２における電動負荷駆動装置のブロック図 同実施の形態２における電動負荷駆動装置の制御フロー図 本発明の実施の形態３における電動負荷駆動装置のブロック図 本発明の実施の形態４における電動負荷駆動装置のブロック図 本発明の実施の形態５における電動負荷駆動装置のブロック図 従来例を示す電気機器のブロック図

符号の説明

１ 装置本体
２ 主制御装置
３ 内部メモリ
４ ＬＥＤ
５ 赤外線素子
６ 供給側非接触電源装置
７ 付加機能装置
８ 赤外線素子
９ 受給側非接触電源装置
１０ 制御装置
１１ 負荷
１２ 外部メモリ
１３ 蓄電装置
１４ スイッチ
１５ 磁性スイッチ
１６ 磁性素子
１７ 周波数変換回路
１８ 周波数検知回路
１９ 周波数変換回路
２０ 周波数検知回路

Claims (9)

1. 供給側非接触電源装置を備えた装置本体と、前記装置本体に着脱可能に取付けられ、電力の供給によって作動する電動負荷装置と、前記電動負荷装置に設けられ、電磁結合により前記供給側非接触電源装置から給電を受ける受給側非接触電源装置と、前記需給側非接触電源装置から前記電動式駆動装置への通電を制御する制御装置を備えた電動負荷駆動装置。
2. 前記異なる作動を行う複数の電動負荷装置を、前記装置本体へ着脱可能に取付ける構成とし、さらに前記装置本体に取付けられた電動負荷装置が前記複数ある電動負荷装置のいずれであるかを、データ化された前記電動負荷装置の機能や電気的仕様から認識する認識手段と、前記認識手段の出力により前記供給側非接触電源装置と受給側非接触電源装置の通電を制御する制御手段を備えた請求項１に記載の電動負荷駆動装置。
3. 前記認識手段による制御手段への出力を無線通信手段にて行う請求項２に記載の電動負荷駆動装置。
4. 前記無線通信手段の出力信号を赤外線信号とした請求項３に記載の電動負荷駆動装置。
5. 前記無線通信手段の出力信号を、前記受給側非接触電源装置への電源供給に制御信号を重ねる電源重畳通信とした請求項３に記載の電動負荷駆動装置。
6. 前記装置本体の制御データを更新する制御データ更新手段を備えた請求項１から５のいずれか一項に記載の電動負荷駆動装置。
7. 前記受給側非接触電源装置に蓄電手段を備えた請求項１から６のいずれか一項に記載の電動負荷駆動装置。
8. 前記装置本体または処理装置の少なくともいずれかに、前記電動負荷装置の前記装置本体からの取り外しにより、前記供給側非接触電源装置からの給電を停止する停止手段を設けた請求項１から７のいずれか一項に記載の電動負荷駆動装置。
9. 前記認識手段による出力を、報知手段へ出力する請求項２から８のいずれか一項に記載の電動負荷駆動装置。

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