JP2007252090A - 電力供給機構、並びに、それを用いた検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
漏電の恐れが無く、電力の安定供給が可能な電力供給機構、並びに、それを用いた検知装置を提供すること。
【解決手段】
移動体に内包される回路に、外部電源回路から電力を供給するための電力供給機構において、
前記外部電源回路を、１次コイルを含む電源回路とし、前記移動体に内包される回路に２次コイルを含む回路を具備させ、前記外部電源回路から前記移動体に内包される回路への電力供給に電磁誘導を用い、
前記１次コイルから前記２次コイルへの電力供給を、前記２次コイルが特定の位置においてのみしかできないようにすること。
【選択図】図１

Description

本発明は、軌道上を移動する物体に外部から電力を供給する電力供給機構、電力供給方法、並びに、それらを用いた機器に関する。

近年、窓ガラスを破壊して建造物内へ進入する犯罪が増加している。
それにともない、窓ガラスへの人体の接近を検知する装置や、窓ガラスの破壊を検知する装置の需要が高まっている。

窓ガラスへの人体の接近を検知する方法としては、窓ガラスに貼着した導電薄膜の静電容量変化を検知する方法が提案されている。（特許文献２参照）

窓ガラスの破壊を検知する方法としては、窓ガラスに貼着した導電薄膜の抵抗値変化を検知する方法が提案されている。（特許文献１参照）

移動体に電力を供給する方法としては、パンタグラフと電線のように導電部材を接触させて供給する方法や、有線接続して供給する方法や、移動体に電池を搭載して電池から供給する方法や、太陽電池を移動体に設置して太陽電池から供給する方法が用いられている。

特開２００１−１２６１５４号公報 特開２００１−８０４８５７号公報

しかしながら、導電部材を接触させて供給する方法は、導電部材が結露して漏電する事が懸念される。
また、有線接続して供給する方法は、意匠性の低下をもたらす事が懸念される。
また、移動体に電池を搭載して電池から供給する方法は、電池の交換をせねばならない。
また、太陽電池を移動体に設置して太陽電池から供給する方法は、天候により発電量が安定せず、かつ、夜間には供給ができない。

電磁誘導方式で電力を供給する方法は、２次側の回路が開放された場合、１次側の回路に流れる電流は低下するが、待機電力として僅かながら消費されてしまう。
待機電力を抑えるために、１次側の電流変化により、回路に流れる電流を遮断する回路を増設する方法もあるが、コスト高になってしまうという問題を生じていた。

本発明の課題は、漏電の恐れが無く、電力の安定供給が可能な電力供給機構、並びに、それを用いた検知装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、移動体に内包される回路に、外部電源回路から電力を供給するための電力供給機構において、
前記外部電源回路が１次コイルを含む電源回路であって、前記移動体に内包される回路が２次コイルを含む回路を有し、前記外部電源回路から前記移動体に内包される回路への電力供給が電磁誘導を用いることを特徴とする、電力供給機構である。

請求項２に記載の発明は、前記１次コイルおよび前記２次コイルに磁性体コアが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の電力供給機構である。

請求項３に記載の発明は、前記１次コイルから前記２次コイルへの電力供給を、前記２次コイルが特定の位置においてのみしかできないことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電力供給機構である。

請求項４に記載の発明は、前記１次コイルおよび前記２次コイルの巻数を調整することにより、外部電源の電圧を前記移動体内で用いる電圧に変換することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電力供給機構である。

請求項５に記載の発明は、前記外部電源回路が窓サッシに内蔵され、前記移動体に内包される回路が窓ガラス枠に内蔵されることを特徴とする、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電力供給機構である。

請求項６に記載の発明は、前記窓サッシおよび前記窓ガラス枠が樹脂からなることを特徴とする請求項７に記載の電力供給機構である。

請求項７に記載の発明は、窓の施錠が解除されることにより、前記１次コイルへ流入する電流を遮断する手段を有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の電力供給機構である。

請求項８に記載の発明は、前記移動体が、ヒータであることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電力供給機構である。

請求項９に記載の発明は、前記移動体が、表示装置であることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電力供給機構である。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電力供給機構を有する、窓ガラスへの人体接近を検知するための検知装置であって、
窓ガラス上に設置された透明導電膜、検知回路、および／或いは、発信装置を有することを特徴とする検知装置である。

移動体に内包される回路に、外部電源回路から電力を供給するための電力供給機構において、
前記外部電源回路を、１次コイルを含む電源回路とし、前記移動体に内包される回路に２次コイルを含む回路を具備させ、前記外部電源回路から前記移動体に内包される回路への電力供給に電磁誘導を用い、
前記１次コイルから前記２次コイルへの電力供給を、前記２次コイルが特定の位置においてのみしかできないようにすることにより、
電力がほとんど浪費されず、経済的である電力供給機構を作製することができる。
移動体が軌道上を動くため、1次、２次の誘導コイルを最適な位置を合わせることは容易である。さらには、移動体が窓ガラスのように結露等で水分が付き易い環境や、人体が接触する可能性のある場合、電極がむき出しでない電磁誘導方式は安全性の面でも有効である。

前記１次コイルおよび前記２次コイルに磁性体コアを用いることにより、電力の伝達効率を上げることができる。

前記１次コイルおよび前記２次コイルの巻数を調整することにより、外部電源の電圧を前記移動体内で用いる電圧に変換することにより、電圧を調整するための昇圧あるいは降圧トランスを設ける必要がなくなる。

窓の施錠が解除されることにより、前記１次コイルへ流入する電流を遮断する手段を有することにより、待機電力を抑制できる。

移動体に内包される回路に、外部電源回路から電力を供給するための電力供給機構において、
前記外部電源回路を、１次コイルを含む電源回路とし、前記移動体に内包される回路に２次コイルを含む回路を具備させ、前記外部電源回路から前記移動体に内包される回路への電力供給に電磁誘導を用いることにより、意匠性を損ねることがない。

さらには、移動体に設置されたセキュリティーに関わる電気機器へ電力を供給する際に、電磁誘導方式を用いることにより、電池の消耗等と言った、電力供給不安がなく、常時安定した動作が可能となる。

図１〜図４を基に、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明の電力供給機構の一例を説明するための図である。
外部電源４に１次コイル１、移動体３に２次コイル２が接続されている。
図１のようにフェライトに代表される磁性体コア６を設け、磁束の漏れが少なくなるようにコアを可能な限り接近した位置に配置することにより、効率よく外部電源４から移動体３に電力を供給することが可能となる。
移動体３が軌道上を動くため、ズレによる電力損失は起こりにくい。
磁性体コア６には電圧がかからないため、漏電の恐れはない。（表面にむき出しになっていても問題とならない。）

１次コイル１の巻数と２次コイル２の巻数の比を、外部電源電圧および移動体側回路の駆動電圧に応じて設定することにより、他に昇／降圧トランスを設ける必要がない。

１次コイル、２次コイルの中間領域の材質は強磁性体以外であればよい。
商用周波数が５０〜６０Ｈｚ程度であれば、金属でも良いし、空間であってもかまわない。

図２は、本発明の電力供給機構の窓への設置例を説明するための図である。
外部電源４から電力を窓ガラス枠８に供給するために、１次コイル１を窓サッシ７へ、２次コイル２を窓ガラス枠８へ、互いが対向する位置に接近させて設置する。
本図の場合は、窓が閉じられた時にのみ電力が供給される。窓が開放された時、ある定められた位置の時のみ電力を供給する場合は、適宜、コイルの設置位置を調整する。

窓サッシ７、窓ガラス枠８の材質は強磁性体以外であれば、いかなるものを用いても良いが、金属よりも熱伝導の低い樹脂を用いることにより、冬季の結露防止、断熱に有効である。

図３は、本発明の電力供給機構を用いて、窓ガラスに表示装置１２を設置した一例を説明するための図である。
表示装置１２に用いる発光素子としては、いかなるデバイスを用いても良いが、意匠性の観点から、薄型化できるものが望ましく、有機ＥＬや無機ＥＬ素子が代表例として挙げられる。
広義の表示装置としては、自発光素子に限らず、反射型、透過型デバイスも適用可能であり、液晶、エレクトロクロミック、電子ペーパー等が挙げられる。

表示装置１２は窓ガラス９上に直接形成しても、他のガラスやフィルム上に形成したものを窓ガラス９上に設置してもよい。

窓ガラス９側の２次コイル２に接続された制御回路と窓ガラス９上に設置された表示装置を接続するために有線で接続する必要があるが、意匠性の観点から、極細の金属線、あるいは図のように透明導電性結線１３により形成されることが望ましい。

透明導電性結線１３に用いる材料としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズの何れか、または、それらの２種類もしくは３種類の混合酸化物や、窒化チタンなどの金属窒化物が挙げられるが、デバイスにより必要とされる抵抗値や使用環境に応じた耐久性などにより、いかなる導電性材料を用いても良い。

図４は、本発明の電力供給機構を用いた、窓ガラスへセキュリティー機能を付与する場合の回路の一例を説明するための図である。

窓ガラス９には透明導電性フィルム１６を設置されている。
人物を検知する方法としては、透明導電性フィルム１６の対辺や対角の抵抗値をモニタし、ガラスが破壊された時の抵抗値変化を検出する方法や、人物が接近した時の人物と透明導電性フィルム１６間で変化する静電容量を検出する方法を用いることができる
抵抗値や静電容量の変化を検出するための代表的な回路としてはブリッジ回路が挙げられる。
図４のように、人物の接近やガラスの破壊の際に、警報を発したり、外部に通報したりするための発信／警報回路１５を設けてもよい。

本発明の電力供給機構、並びに、それを用いた検知装置を用いることにより、建造物への不法侵入を未然に防止でき、また、不幸にして建造物への不法侵入が発生した場合にも迅速に対応可能な、セキュリティサービスに利用できる。

本発明の電力供給機構一例を説明するための図である。 本発明の電力供給機構の窓への設置例を説明するための図である。 本発明の電力供給機構を用いて、窓ガラスに表示装置を設置した一例を説明するための図である。 窓ガラスへセキュリティー機能を付与する場合の回路の一例を説明するための図である。

符号の説明

１…１次コイル
２…２次コイル
３…移動体
４…外部電源
５…内部回路
６…磁性体コア
７…窓サッシ
８…窓ガラス枠
９…窓ガラス
１０…１次コイル設置部
１１…２次コイル設置部
１２…表示装置
１３…透明導電性結線
１４…検知回路
１５…発信／警報回路
１６…透明導電性フィルム

Claims (10)

1. 移動体に内包される回路に、外部電源回路から電力を供給するための電力供給機構において、
   前記外部電源回路が１次コイルを含む電源回路であって、前記移動体に内包される回路が２次コイルを含む回路を有し、前記外部電源回路から前記移動体に内包される回路への電力供給が電磁誘導を用いることを特徴とする、電力供給機構。
2. 前記１次コイルおよび前記２次コイルに磁性体コアが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の電力供給機構。
3. 前記１次コイルから前記２次コイルへの電力供給を、前記２次コイルが特定の位置においてのみしかできないことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電力供給機構。
4. 前記１次コイルおよび前記２次コイルの巻数を調整することにより、外部電源の電圧を前記移動体内で用いる電圧に変換することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電力供給機構。
5. 前記外部電源回路が窓サッシに内蔵され、前記移動体に内包される回路が窓ガラス枠に内蔵されることを特徴とする、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電力供給機構。
6. 前記窓サッシおよび前記窓ガラス枠が樹脂からなることを特徴とする請求項７に記載の電力供給機構。
7. 窓の施錠が解除されることにより、前記１次コイルへ流入する電流を遮断する手段を有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の電力供給機構。
8. 前記移動体が、ヒータであることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電力供給機構。
9. 前記移動体が、表示装置であることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電力供給機構。
10. 請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電力供給機構を有する、窓ガラスへの人体接近を検知するための検知装置であって、
    窓ガラス上に設置された透明導電膜、検知回路、および／或いは、発信装置を有することを特徴とする検知装置。