JP2007180189A - Magnetic core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁性コアに関し、特に情報と負荷の電力とを同時に送ることができる配線システムに用いる非接触給電装置に用いる磁性コアに関する。 The present invention relates to a magnetic core, and more particularly to a magnetic core used in a non-contact power feeding device used in a wiring system capable of simultaneously transmitting information and load power.
従来、端末器を通じて負荷の操作(監視)制御を行うシステムには、端末器へ中央監視装置から複極のベースバンド信号からなる伝送信号を時分割多重によって送り、各端末器ではこの伝送信号を利用して情報の授受を行うとともに、端末回路部の電源を得るシステムがあった(特許文献1)。 Conventionally, in a system that performs load operation (monitoring) control through a terminal device, a transmission signal composed of a multipolar baseband signal is sent from the central monitoring device to the terminal device by time division multiplexing, and each terminal device transmits this transmission signal. There has been a system for exchanging information by using and obtaining a power supply for a terminal circuit unit (Patent Document 1).
そしてこのシステムでは、埋め込み型の配線器具用に規格されているスイッチボックスとこれに対応する取付枠を用いて操作スイッチ等を設けた操作用端末器を壁面に埋め込み配設することで、従前の壁スイッチと同様な使い方が行われるようになっている。また2組の操作用端末器を取り付ける場合には、2つの取付窓を備えた2連用の取付枠を用い、取付枠の片側の一連分を一連型のスイッチボックスに取り付け、残りの片側を壁面に沿わせるように配置し、夫々の取付窓に操作用端末器を取り付けることで、2つの操作用端末器を併設する構成を採用していた。また取付窓間に設けた導電片を両側の取付窓に設けた操作用端末器のリード片を接触させることで、一方の操作用端末器(スイッチボックス側)から他方の操作用端末器へ信号線を送り配線する構成となっている。
上述のシステムでは伝送信号により端末器の端末回路部に電力を供給することができるものの、例えば信号線の電流容量等の制限から制御用端末器により制御される負荷への電源供給は夫々の設置場所において商用電源から供給する構成であった。 In the above-mentioned system, power can be supplied to the terminal circuit unit of the terminal device by the transmission signal. However, for example, the power supply to the load controlled by the control terminal device is restricted due to the limitation of the current capacity of the signal line. It was the structure which supplies from commercial power supply in the place.
ところで、給電側の巻線コイルに通電して受電側に向けて磁束を漏洩させ、受電側の巻線コイルに前記磁束による誘導電位を発生させて給電側から受電側に電力を伝達する方法が採用されている。このような電力の伝達方法は、給電側巻線コイルと受電側巻線コイルとを距離を設けて設置した場合であっても実施することが可能であることから給電側コイルと受電側コイルとをそれぞれ別々のモジュール内に設置して給電側モジュールと受電側モジュールとの間を非接触で給電させる方法として利用することができる。
このとき給電側巻線コイルで発生させた磁界が受電側巻線コイル以外に漏洩することを抑制させることで受電側巻線コイルを通過する磁界強度を高めることができ給電側モジュールから受電側モジュールへの給電効率のより高められた非接触給電を実施させ得ることとなる。
そのため、磁性コアにより給電側モジュールと受電側モジュールとの間の磁界を誘導させることが有効となる。
By the way, there is a method in which power is supplied from the power feeding side to the power receiving side by energizing the winding coil on the power feeding side to leak magnetic flux toward the power receiving side, generating an induced potential due to the magnetic flux in the winding coil on the power receiving side. It has been adopted. Such a power transmission method can be carried out even when the power-feeding side winding coil and the power-receiving side winding coil are installed at a distance from each other. Can be used as a method for supplying power in a non-contact manner between the power supply side module and the power reception side module.
At this time, the magnetic field generated by the power supply side winding coil is prevented from leaking to other than the power reception side winding coil, so that the strength of the magnetic field passing through the power reception side winding coil can be increased. Thus, contactless power feeding with higher power feeding efficiency can be performed.
Therefore, it is effective to induce a magnetic field between the power supply side module and the power reception side module by the magnetic core.
例えば、図6に示すように給電側Xと受電側YとにそれぞれU型コア(磁性コア)11X,11Yと巻線コイル12X,12Yとを用いて非接触給電をさせることができる。このU型コアには、通常、一端部側を同一方向に向けて互いに離間されて配された2つの脚部が形成されており、この2つの脚部の内の一方の脚部から磁束を導入して、該導入した磁束の向きを転換させて、磁束が導入されてきた方向に他方の脚部から磁束を漏洩させるべく、これら脚部の他端側が胴部により連結されてU字型に形成されている。通常、これら脚部は直線状に形成され、前記胴部はこれら脚部に直交する方向に形成されて、脚部と胴部とが正面視直角をなして連結個所が形成されている。また、図6に例示の非接触給電においては受電側U型コア11Yと給電側U型コア11Xとは同一形状のものが用いられている。
そして、受電側U型コア11Yと給電側U型コア11Xとがギャップを介して対称となるように配されている。すなわち、給電側U型コア11Xと受電側U型コア11Yとは、互いに脚部を対向させて環状に配置されている。
For example, as shown in FIG. 6, non-contact power feeding can be performed on the power feeding side X and the power receiving side Y using U-shaped cores (magnetic cores) 11 X and 11 Y and
The power receiving side U-shaped
また、図6に例示の給電側U型コア11Xは、脚部11X1と脚部11X1との間の胴部11X2に巻線が巻回された巻線コイル12Xが備えられている。受電側U型コア11Yもその胴部11Y2に巻線が巻回された巻線コイル12Yが備えられている。
Further, the power supply side U-shaped
この給電側巻線コイル12Xに通電すると磁界が発生し、発生した磁界は給電側巻線コイル12Xが備えられた給電側U型コア11Xにより誘導され、給電側U型コア11Xの一脚部から漏洩される。そして、この漏洩された磁界は、この給電側U型コア11Xの一脚部に対向する位置に配された受電側U型コア11Yの一脚部に伝達され、該伝達された磁界は、一脚部と胴部との連結個所で磁束の向きが直角方向に曲折され、胴部により他脚部側に誘導される。さらに、他脚部と胴部との連結個所で磁束の向きが直角方向に曲折されて受電側U型コア11Yの他脚部の端部から給電側に漏洩される。このとき受電側U型コア11Y内部を通過する磁界が形成されることにより、受電側U型コア11Yの胴部11Y2に備えられている巻線コイル12Yに誘導電位が発生する。また、受電側U型コア11Yの他脚部から漏洩された磁界は、この受電側U型コア11Yの他脚部に対向する位置に配された給電側U型コア11Xの他脚部に伝達され給電側U型コア内部を通過することとなる。
This magnetic field is energized to feed
このようにして、給電側U型コアと受電側U型コアとを磁路とする環状の磁界が形成されて、給電側から受電側に給電がされる。このとき、ギャップが形成されている個所や磁界の向きが変更される磁性コアの曲折個所などに由来する磁界強度の低下が生じる。このようなロスが生じると給電側から受電側への給電効率が低下してしまうこととなる。この非接触給電に用いられる場合のごとく、磁性コアには、磁界のロスを低減させることが求められている。 In this way, an annular magnetic field having the magnetic path of the power feeding side U-shaped core and the power receiving side U-shaped core is formed, and power is fed from the power feeding side to the power receiving side. At this time, the magnetic field strength is reduced due to the location where the gap is formed or the bent portion of the magnetic core where the direction of the magnetic field is changed. When such a loss occurs, the power supply efficiency from the power supply side to the power reception side decreases. As in the case of this non-contact power supply, the magnetic core is required to reduce magnetic field loss.
磁界のロスを低減させるためには、断面積の大きな磁性コアを用いることも考え得るが、このような磁性コアは、通常、よりコンパクトに使用し得るものが求められており、大きな断面積の磁性コアは採用困難である。すなわち、従来の磁性コアは、磁界のロスを低減させつつもコンパクト化させることが困難であるという問題を有している。 In order to reduce the loss of the magnetic field, it is possible to use a magnetic core having a large cross-sectional area. However, such a magnetic core is usually required to be used more compactly and has a large cross-sectional area. The magnetic core is difficult to adopt. That is, the conventional magnetic core has a problem that it is difficult to make it compact while reducing the loss of the magnetic field.
本発明の課題は、磁界のロスを低減させつつコンパクト化させ得る磁性コアを提供することにある。 The subject of this invention is providing the magnetic core which can be made compact, reducing the loss of a magnetic field.
本発明は、前記課題を解決すべくなされたもので、磁性コアにかかる請求項1記載の発明は、一端部側を同一方向に向けて互いに離間されて配された2つの脚部と該脚部の他端部側を連結する胴部とによりU字型に形成されており、前記胴部と脚部との連結個所が正面視円弧状に形成されていることを特徴としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention according to claim 1 relating to a magnetic core is characterized in that two legs and one leg that are spaced apart from each other with one end facing in the same direction. It is formed in the shape of a letter U by the body part which connects the other end side of the part, and the connection part of the body part and the leg part is formed in a front view arc shape.
また、磁性コアにかかる請求項2記載の発明は、請求項1に記載の磁性コアにおいて、 胴部と脚部とが円弧状に形成されて正面視円弧状に形成されていることを特徴としている。 According to a second aspect of the invention relating to the magnetic core, in the magnetic core according to the first aspect, the body portion and the leg portion are formed in an arc shape and are formed in an arc shape in a front view. Yes.
また、磁性コアにかかる請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の磁性コアにおいて、断面が円形に形成されていることを特徴としている。 According to a third aspect of the invention relating to a magnetic core, in the magnetic core according to the first or second aspect, the cross section is formed in a circular shape.
さらに、非接触給電装置にかかる請求項4記載の発明は、給電側モジュールと該給電側モジュールにより非接触給電される受電側モジュールとを備え、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の磁性コアが前記給電側モジュールと受電側モジュールとに備えられて前記非接触給電が実施されることを特徴としている。 Furthermore, invention of Claim 4 concerning a non-contact electric power feeder is equipped with the electric power feeding side module and the electric power receiving side module electrically contact-less-fed by this electric power feeding side module, Claim 1 thru | or 3 A magnetic core is provided in the power supply side module and the power reception side module to perform the non-contact power supply.
従来のU型コアなどの磁性コアにおいては、連結個所、特に角先端部分において磁束密度が低下し、実質、磁性コアの有効な断面積が低下しているが、本発明によれば、胴部と脚部との連結個所が円弧状に形成されていることから、従来の磁性コアの角先端部分のように磁束密度が低下した個所が形成されることを抑制させることができ磁界のロスを低減させ得る。しかも、磁性コアから角先端部分など効率の低い個所をなくすことができ、磁性コアをコンパクト化させ得る。すなわち、磁界のロスを低減させつつコンパクト化させ得る。
さらに、本発明によれば、胴部と脚部との連結個所が円弧状に形成されていることから、巻線により形成された巻線コイルを、磁性コアの脚部から連結個所を通して胴部に備えさせることが容易となる効果も奏する。したがって、胴部への巻線コイル装着のために、一旦、脚部を切断し、巻線コイル装着後再び接着させるような手間を省略することができ、さらに、この接着による新たなギャップ形成を抑制させることもできる。
In a conventional magnetic core such as a U-shaped core, the magnetic flux density is reduced at the connecting portion, particularly at the corner tip portion, and the effective cross-sectional area of the magnetic core is substantially reduced. Since the connecting portion between the base and the leg is formed in an arc shape, it is possible to suppress the formation of a portion where the magnetic flux density is reduced like the corner tip portion of the conventional magnetic core, thereby reducing the magnetic field loss. Can be reduced. In addition, the low-efficiency portion such as the corner tip portion can be eliminated from the magnetic core, and the magnetic core can be made compact. That is, it can be made compact while reducing the loss of the magnetic field.
Furthermore, according to the present invention, since the connecting portion between the body portion and the leg portion is formed in an arc shape, the winding coil formed by winding is passed through the connecting portion from the leg portion of the magnetic core. The effect which becomes easy to prepare for is also show | played. Therefore, in order to mount the winding coil on the body, it is possible to omit the trouble of once cutting the leg portion and then bonding it again after mounting the winding coil. It can also be suppressed.
また、非接触給電装置にこのような磁性コアを用いた場合には、非接触給電装置をコンパクト化させることができ、しかも、磁性コアの脚部に接着個所が形成されることも抑制されるため磁性コアに新たなギャップ部が形成されて給電効率が低下することを抑制させ得る。 Moreover, when such a magnetic core is used for a non-contact power feeding device, the non-contact power feeding device can be made compact, and the formation of an adhesive portion at the leg portion of the magnetic core is also suppressed. Therefore, it can be suppressed that a new gap portion is formed in the magnetic core and power supply efficiency is lowered.
以下に、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は非接触給電装置を用いた配線システムの構成図である。
この非接触給電装置を用いるシステムでは、建物内の適所において埋め込み配設している1乃至複数のスイッチボックスを基本ベースとして用いる。これらのスイッチボックス間には壁面内に先行配線した電力線L1と、情報線L2とを送り配線する。また、始端のスイッチボックスに対して、配電ボックス1内の主幹ブレーカMBと分岐ブレーカBBとを介して屋内に引き込まれた電力線L1を導入するとともに、外部のインターネット網NTにゲートウェイGW(必要に応じてルータ、ハブ)を介して接続されている情報線L2を導入してある。
The preferred embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram of a wiring system using a non-contact power feeding device.
In the system using the non-contact power feeding device, one or a plurality of switch boxes embedded and disposed at appropriate positions in a building are used as a basic base. Between these switch boxes, the power line L1 and the information line L2 previously wired in the wall surface are sent and wired. In addition, the power line L1 drawn indoors through the main breaker MB and the branch breaker BB in the distribution box 1 is introduced to the starting switch box, and the gateway GW (if necessary) is connected to the external Internet network NT. Information line L2 connected via a router and a hub).
これらのスイッチボックスは、例えばJISで規格化された大角形の1個モジュール寸法の埋め込み型の配線器具が3個取り付けることができる1連の取付枠に対応して規格化されたスイッチボックスからなり、上部から配電ボックス1または他のスイッチボックスから送り配線されてくる電力線L1および情報線L2を導入するとともに、下部からは他のスイッチボックスへ送り配線するための電力線L1および情報線L2が導出している。そして各スイッチボックスには非接触給電装置を構成する基本機能モジュール8を接続するゲート装置3を取り付けてある。
These switch boxes consist of switch boxes that are standardized to correspond to a series of mounting frames to which, for example, three large square embedded module wiring equipment standardized by JIS can be mounted. In addition, the power line L1 and the information line L2 sent from the distribution box 1 or another switch box are introduced from the upper part, and the power line L1 and the information line L2 for feeding and wiring to the other switch box are derived from the lower part. ing. Each switch box is provided with a gate device 3 for connecting a
ゲート装置3は、ボディ背面部に速結端子構造の接続端子部5a,5bおよび送り配線用の接続端子部5a’、5b’を設け、それぞれに対応する電力線L1、情報線L2を接続するようになっている。また、ボディ前面部には、送られてきた電力線L1に電気的に接続されている接触部を備えた電力路接続口6Aと、送られてきた情報線L2に電気的に接続されている情報路接続口6Bとを有し、モジュール化した接続口6を備えている。
The gate device 3 is provided with
基本機能モジュール8は、後述する拡張機能モジュール9と非接触給電を実施する。基本機能モジュール8は、合成樹脂製で扁平なモジュール本体内に図2に示す回路を内蔵しており、背面部のコネクタ7の被接続部7A,7Bをゲート装置3の接続口6A,6Bに結合させることで、スイッチボックスの前面開口を覆うとともに、周部のフランジをスイッチボックスの前面開口周辺の壁面に重ねた状態となる。
The
基本機能モジュール8は、図2に示すように、被接続部7Aを介して接続される商用電源ACを整流平滑するAC/DCコンバータ13aと、平滑化された交流電源を高い周波数に変換し、磁性コア11(以下「コア」ともいう)に巻装した巻線コイル12(以下「コイル」ともいう)に印加するDC/ACコンバータ13bと、AC/DCコンバータ13aおよびDC/ACコンバータ13bの間を接続する線路に接続され、安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源+Vを得る直流電源部14と、被接続部7Bを介して接続される情報線L2を通じて双方向に伝送される情報信号を送受信部15と、情報線L2を介して受信される情報信号をE/O変換して発光素子LEDを通じて送出するするE/O変換部16と、後述する拡張機能モジュール9側から送られてくる光信号からなる情報信号を受光素子PDで受光してO/E変換して送受信部15に渡すO/E変換部17とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
コイル12およびコア11は、基本機能モジュール8と連結する拡張機能モジュール9に電力を非接触で供給するための給電手段を構成するトランスの一次側となる電磁結合部(電力供給部)を構成するもので、連結する拡張機能モジュール9(図3参照)側に設けたコイル18を巻回したコア19にコア11が磁気結合してトランス作用によりコイル18側に電源電圧を誘起させて電力供給を行うようになっている。ここで、DC/ACコンバータ13bにより商用周波数よりも周波数が高い交流電力に変換することで、電磁結合部によるトランス構成の小型化を図っている。
The
一方、E/O変換部16の発光素子LEDは隣接する拡張機能モジュール9に情報信号を光信号により非接触で伝達するためのもので、連結された拡張機能モジュール9側のO/E変換部20に設けた受光素子PDに対置される。また、O/E変換部17の受光素子LEDは隣接する拡張機能モジュール9から光信号により伝達されてくる情報信号を受け取るためのもので、連接する拡張機能モジュール9側のE/O変換部21の発光素子LEDに対置される。
On the other hand, the light emitting element LED of the E / O conversion unit 16 is used to transmit an information signal to the adjacent
なお、コア11とコイル12とからなる電磁結合部は、図3では1組しか示していないが、必要に応じて電気的に並列に2組備えていてもよい。また、E/O変換部16の発光素子LED,O/E変換部17の受光素子PDもそれぞれに別の発光素子LED、受光素子PDを接続しており、モジュール本体の両側において側壁に近接する内部位置にそれぞれ1組ずつ配置している。
In addition, although only one set of the electromagnetic coupling portion including the
なお、図2ではゲート装置3の両接続口6A,6Bおよび基本機能モジュール8のコネクタ7の被接続部7A,7Bを縦方向で示しているが、実際は横方向になっている。
In FIG. 2, both the
この非接触給電装置を用いるシステムでは、電力供給を受けて動作する機能によって複数の種類の拡張機能モジュール9が準備されているが、高さ寸法を基本機能モジュール8と同じ高さ寸法に規格化され、また横幅寸法も規格化された単位モジュール寸法の整数倍に規格化され、また背面を平坦な面に形成して壁面に沿わせることができるようにしている。
In the system using this non-contact power supply device, a plurality of types of
拡張機能モジュール9内には図3に示すように上述のコイル18、コア19からなる電磁結合部を2組備え、モジュール本体の両側壁に近接する内部に配置される。電力受給部となる一方の電磁結合部(二次側)には、整流回路28が電気的に接続され、基本機能モジュール8または他の拡張機能モジュール9の一次側から受けた電力を平滑化する。また、電力供給部となる他方の電磁結合部(一次側)には、整流回路28に電気的に接続されたDC/ACコンバータ29が電気的に接続され、平滑化された電力を周波数が高い交流電力に変換する。これらの電磁結合部を構成するコア19の先端が近接配置されるモジュール本体の側面位置が磁気結合部となる。また、整流回路28およびDC/ACコンバータ29間を接続する線路には直流電源部22が接続され、内部回路の動作電源+Vを得るようになっている。
As shown in FIG. 3, the
さらに、情報信号を授受するために、拡張機能モジュール9内には連結する基本機能モジュール8または拡張機能モジュール9から送られてくる光信号からなる情報信号を受光素子PDで受光して電気的な信号に変換するO/E変換部20と、電気信号からなる情報信号を隣接する基本機能モジュール8または9へ光信号からなる情報信号として発光素子LEDで送り出すためのE/O変換部21と、O/E変換部20からの電気信号からなる情報信号を受け取るとともに、電気信号からなる情報信号をE/O変換部21へ送り出す情報信号送受信部23とからなる情報信号送受信手段を二組設け、一方の発光素子LEDと受光素子PDをモジュール本体の左側側壁近傍の内部に、また他方の伝送処理部の発光素子LEDと受光素子PDをモジュール本体の右側側壁近傍の内部に配置してある。ここで、左側に配置される発光素子LEDの位置は、受光素子PDの下側であり、右側に配置される発光素子LEDの位置は受光素子PDの上側となる。また、左側に連結される基本機能モジュール8または拡張機能モジュール9の右側に配置されている発光素子LEDおよび受光素子PDと、左側に配置されている受光素子PDおよび発光素子LEDとがそれぞれ対向している。また、右側に連結される基本機能モジュール8または拡張機能モジュール9の左側に配置されている発光素子LEDおよび受光素子PDと、右側に配置されている受光素子PDおよび発光素子LEDとがそれぞれ対向している。そして、モジュール本体内において両側の情報信号送受信部23間を双方向の信号ライン24で接続して、両側に隣接する基本機能モジュール8または拡張機能モジュール9に対して情報信号を中継できるようになっている。
Further, in order to send and receive information signals, an information signal consisting of an optical signal transmitted from the
また、拡張機能モジュール9内には、信号ライン24上の情報信号を受信するとともに、信号ライン26上に情報信号を送出する送受信部25と、この送受信部25で受信される情報信号からデータを取り込んで処理を行うとともに、当該拡張機能モジュール9から他の拡張機能モジュール9にデータを送る場合のデータ生成処理を行う演算処理部26と、I/Oインターフェース27を介して演算処理部26との間でデータの授受を行って動作する機能部30とを具備する。これらの各部には、動作電源+Vが前記の直流電源部22から供給される。機能部30の構成は、拡張機能モジュール9によって異なる。
Further, in the
拡張機能モジュール9としては、空調機器の運転操作器を構成する拡張機能モジュールや、空調機器の温度設定器を構成する拡張機能モジュール、照明器具のオン・オフ操作用の壁スイッチを構成する拡張機能モジュール、ガス、火災または防犯用の警報器を構成する拡張機能モジュール、さらに、電力供給を利用した電気カミソリ、電動歯ブラシ、携帯オーディオプレーヤ等の充電器を構成する拡張機能モジュール、インターホンの通話機能と訪問者を撮影するべく設置されたテレビカメラにより撮影される画像を表示する表示機能(モニタ)とを備えたインターホンの親機に対応する子機を構成する拡張機能モジュール等、種々適用可能である。
As the
なお、この配線システムの情報信号の伝送方式としては、ベースバンド伝送またはブロードバンド伝送の何れを採用してもよく、またプロトコルについても限定されないが、音声、映像などを用いるインターホンの親機、子機との間にはJT−H232パケットに基づいて音声・映像を相互に送るようにし、また制御系における操作側からの操作データにより1乃至複数の機能を操作できるような1対1または1対Nの対応が可能なユニキャストやブロードキャストに対応する経路制御プロトコルを適宜採用することが好ましい。また、ゲート装置3間の使用プロトコルと、ゲート装置3に連なる機能モジュール8,9での使用プロトコルとを異ならせることとしてもよく、例えばゲート装置3にプロトコル変換を行うようにしてもよい。
As the information signal transmission method of this wiring system, either baseband transmission or broadband transmission may be adopted, and the protocol is not limited. 1 to 1 or 1 to N so that audio and video can be sent to each other based on the JT-H232 packet and one or more functions can be operated by operation data from the operation side in the control system. It is preferable to appropriately adopt a route control protocol corresponding to unicast or broadcast capable of handling the above. Further, the protocol used between the gate devices 3 and the protocol used in the
基本機能モジュール8を使用するにあたっては、まず、ゲート装置3を予め建物の適所の壁面に埋設してあるスイッチボックスに取付枠を介して取り付け、先行配線されている電力線L1および情報線L2の接続を行う。その後、ゲート装置3の前面部に設けられた電線路接続口6A,6Bに対して基本機能モジュール8のコネクタ7の対応する被接続部7A,7Bを接続するとともに、基本機能モジュール8をゲート装置3の前面部を覆うように取付枠に取り付ける。この基本機能モジュール8はこの取り付けた状態において壁面よりも前面部が突出し、両側面が室内側に露出することになる。
In using the
そして、拡張機能モジュール9は基本機能モジュール8の露出した両側側面(接続面)の一方に片側の側面(接続面)を面接させ、この状態で連結体等により拡張機能モジュール9と基本機能モジュール8とを機械的に連結する。この際、例えば、位置決めのための嵌合手段として、凸部および凹部をそれぞれのモジュールの接続面の対応する位置に設けることにより、モジュール間の連結が確実となる。
The
さらに、先に連結した拡張機能モジュール9に別の拡張機能モジュール9を連結する場合には、対向側面を面接させた状態で連結体等により互いに機械的に連結する。このようにして図1に示すように順次拡張機能モジュール9(91…93)を側方に連結することができる。なお、基本機能モジュール8の両側に拡張機能モジュール9を連結するようにしてもよい。このようにして、拡張機能モジュール9を連結した後、両端に位置する拡張機能モジュール9または基本機能モジュール8の反連結個所位の側部に脱着自在にエンドカバーを被着することで拡張機能モジュール9の連結施工が完了することとなる。なお、基本機能モジュール8に拡張機能モジュール9を連結しない状態、つまり、未使用のまま置いておく場合にはエンドカバーを基本機能モジュール8の両側部に被着する。
Further, when another
この基本機能モジュール8と拡張機能モジュール9とが互いに側面を当接させて隣接している個所において双方の磁性コアの配置について示した部分断面図である図4を参照しつつさらに説明すると、この基本機能モジュール8は、筐体が正面視矩形に形成されておりこの筐体の右側に磁性コア11が収容されている。
この磁性コア11は、一端部側を同一方向に向けて互いに離間されて配された2つ脚部111と該脚部の他端部側を連結する胴部112とによりU字型に形成されている。そして、胴部112と脚部111との連結個所が正面視円弧状に形成され、さらに、この胴部112や脚部111自身も正面視円弧状に形成されている。しかも、この胴部、脚部、胴部と脚部との連結個所の円弧は中心を同じくしており、全体の正面視が半円形状となってU字型を形成している。そして、上下方向に脚部111を離間させた状態で脚部111を右側方に向けて基本機能モジュール8の筐体内に収容されている。この磁性コア11は、上下の脚部111とこれら脚部111を連結させる胴部112が同じ矩形断面を有している。すなわち、脚部111と胴部112とは、同じ厚さ、同じ幅に形成されており、しかも、円弧状の連結個所においてもその幅と、厚さとを同じくしている。
This
The
前記拡張モジュール9は、前記基本モジュール8と上下方向の長さが同じ様に形成された正面視矩形の筐体を有しており、筐体の左右にそれぞれ前記基本モジュール8に用いられたものと同形の磁性コア19が収容されており、これら磁性コア19は、上下方向に同じ高さに位置し、筐体左側に収容されている磁性コア19は、上下方向に脚部191を離間させた状態で脚部191を左側方に向けて配されており、筐体右側に収容されている磁性コアは、上下方向に脚部191を離間させた状態で脚部191を右側方に向けて配されている。しかも、この拡張モジュール9の磁性コア19は、基本機能モジュール8の右側面と拡張モジュール9の左側面とを当接させて隣接させた場合に基本機能モジュール8内に収容されている磁性コア11の2つの脚部111が、拡張モジュール9の左側に配された磁性コア19の2つの脚部191とが対向するよう配されている。
また、この拡張モジュール9に収容されている磁性コア19も基本機能モジュール8に収容されている磁性コア19と同形状を有しており、胴部192に巻線コイル18が巻回されている点についても同様である。
The
The
このように基本機能モジュール8と拡張モジュール9とに磁性コアを収容させることにより、基本機能モジュール8の右側面と拡張モジュール9の左側面とを当接させて基本機能モジュール8と拡張モジュール9とを隣接させた場合には、基本機能モジュール8の磁性コア11と拡張モジュール9の磁性コア19とが対向して略真円となる円環形状に配置されることとなる。
Thus, by accommodating the magnetic core in the
この磁性コアが環状に配置された状態で基本機能モジュール8の巻線コイル12に通電すると該巻線コイル12により発生した磁界が、この磁性コアに誘導されて環状磁界が形成される。このとき受電側となる拡張モジュール9では、左側に配された磁性コア19が巻線コイル18に挿通されていることから、この巻線コイル18を前記環状磁界が通過することになり、該環状磁界により拡張モジュール9の前記巻線コイル18に誘導電位が発生して非接触給電が実施されることとなる。
When the winding
また、前記拡張モジュール9と同様に磁性コアを収容させた拡張モジュール9を複数用いてこの基本機能モジュール8の右側に複数の拡張モジュールを隣接させて非接触給電させることも可能である。例えば、前記基本機能モジュール8の右側に一拡張モジュールを隣接させ、さらにこの一拡張モジュールの右側に他の拡張モジュールを隣接させることで基本機能モジュール8から一拡張モジュールを介して他拡張モジュールへの非接触の電力供給を実施させることができる。
Similarly to the
このように、胴部と脚部との連結個所が円弧状に形成された磁性コアを用いることにより基本機能モジュール8の磁性コア11と、拡張モジュール9の磁性コア19とが略真円となる円環形状に配置されることとなり、磁束密度の低い領域が形成されることを抑制できて磁界のロスを低減させつつ磁性コアをコンパクト化させ得る。すなわち、この磁性コアにおいては、連結個所が正面視円弧状に形成されることで、連結個所が直角に形成されている従来のU型の磁性コアに比べて磁性コアを通る磁界の向きが緩やかに変化されることとなり磁界のロスが低減されることとなる。しかも、脚部から胴部にかけての断面積の変化がないことから、さらに磁界のロスが低減されることとなる。
したがって、非接触給電装置も給電効率を向上させつつコンパクト化させ得る。
さらに、脚部から、脚部と胴部との連結個所を通って胴部にいたる区間において断面積が変化しないことから、この区間において、巻線コイルの移動が妨げられることなく、脚部から連結個所を通じて胴部に巻線コイルを装着させることが容易となる。また逆に脱離も容易であることから、巻線コイルの交換も容易となる。すなわち、巻線コイルを、磁性コアの脚部を切断、接着したりせずに磁性コアから脱着させ得る。
As described above, the
Therefore, the non-contact power feeding device can also be made compact while improving the power feeding efficiency.
Furthermore, since the cross-sectional area does not change in the section from the leg section to the trunk section through the connecting portion between the leg section and the trunk section, the movement of the winding coil is not hindered in this section. It becomes easy to attach the winding coil to the body through the connecting portion. On the other hand, since the detachment is easy, the winding coil can be easily replaced. That is, the winding coil can be detached from the magnetic core without cutting and bonding the legs of the magnetic core.
なお、本実施形態においては、装置をコンパクト化させ得る点、磁性コアの脚部に接着個所が形成されることを抑制して給電効率の低下を抑制させ得る点など本発明の効果をより顕著に発揮させ得ることから磁性コアを非接触給電装置に用いる場合を例に説明したが、本発明においては、磁性コアの用途をこのようなものに限定するものではない。 In the present embodiment, the effects of the present invention are more conspicuous, such as the ability to make the device compact and the ability to suppress the formation of adhesive portions on the legs of the magnetic core to suppress the reduction in power supply efficiency. However, in the present invention, the use of the magnetic core is not limited to such a case.
また、本実施形態においては、一端部側を同一方向に向けて互いに離間されて配された2つの脚部と該脚部の他端部側を連結する胴部とによりU字型に形成され、この胴部と脚部との連結個所が円弧状に形成されている磁性コアとして、図5a)に示すような正面視が半円形状のものを例に説明したが、本発明においては磁性コアをこのような正面視が半円形状のものに限定するものではなく、図5b)に示すような半円よりも円弧の範囲の狭い円弧形状に全体を形成させることもできる。また、磁性コア全体で円弧形状を有しているものに限定されるものでもなく、図5c)に示すような胴部が直線形状に形成されているような形状であってもよく、脚部が直線形状に形成されていてもよい。さらには、本実施形態においては、断面形状が矩形のものを例に説明したが、本発明においては、図5d)に示すような円形断面を採用することも可能である。 Further, in the present embodiment, it is formed in a U-shape by two leg portions that are arranged so that one end portions thereof are spaced apart from each other in the same direction and a trunk portion that connects the other end portions of the leg portions. In the present invention, the magnetic core in which the connecting portion between the body portion and the leg portion is formed in an arc shape has been described as an example of a semicircular shape when viewed from the front as shown in FIG. 5a). The core is not limited to a semicircular shape when viewed from the front, and the whole core can be formed in an arc shape having a narrower arc range than the semicircle as shown in FIG. Moreover, it is not limited to what has a circular arc shape in the whole magnetic core, It may be a shape where the trunk | drum as shown in FIG. May be formed in a linear shape. Furthermore, in the present embodiment, the case where the cross-sectional shape is rectangular has been described as an example. However, in the present invention, a circular cross-section as shown in FIG.
この図5d)に示すように磁性コアを円形断面に形成させることで、磁性コアを断面矩形に形成した場合に比べて磁性コア中の磁束密度をより高めることができる。すなわち、矩形断面の磁性コアの場合には、断面角部が中心部に比べて磁性密度が低くなるが、この角部をなくして断面円形に形成させた場合には、断面内の磁束密度を均一化でき磁性コア中の磁束密度をより高めることができる。 By forming the magnetic core in a circular cross section as shown in FIG. 5d), the magnetic flux density in the magnetic core can be further increased as compared with the case where the magnetic core is formed in a rectangular cross section. That is, in the case of a magnetic core having a rectangular cross section, the magnetic density at the corner of the cross section is lower than that at the center, but when the cross section is formed without the corner, the magnetic flux density in the cross section is reduced. The magnetic flux density in the magnetic core can be further increased.
8:基本機能モジュール、9:拡張モジュール、11,19:磁性コア、12,18:巻線コイル、X:給電側モジュール、Y:受電側モジュール 8: Basic function module, 9: Expansion module, 11, 19: Magnetic core, 12, 18: Winding coil, X: Power supply side module, Y: Power reception side module
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005375640A JP2007180189A (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Magnetic core |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011515733A (en) * | 2008-02-25 | 2011-05-19 | ティヴォ インク | Stackable communication system |
JP2013106477A (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-30 | Toshiba Corp | Resonator and wireless power transmission device |
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2005
- 2005-12-27 JP JP2005375640A patent/JP2007180189A/en not_active Withdrawn
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