JP2009065759A - 非接触伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に接続可能であって、電気的な不具合が生じにくい非接触伝送装置を提供する。
【解決手段】本願の非接触伝送装置Ｓは、電磁誘導作用によって電力を伝送する電磁誘導回路２３、３３と、電磁誘導回路２３、３３に接続されるケーブルＷ１と、を備えた装置本体５１、６１を具備し、非接触で電力を伝送する非接触伝送装置であって、装置本体５１、６１は、ケーブルＷ１と接続される電子機器が収容されるケース本体８０に取り付けられ、装置本体５１、６１及びケース本体８０には、ケーブルＷ１が貫通する貫通孔６４、８１を有しており、貫通孔６４、８１の周囲であって、装置本体５１、６１とケース本体８０の間に、環状のシール部材８５が配置される。
【選択図】図１

Description

本願は、非接触で電力を給電する非接触伝送装置等に関する。

近年、筋力の衰えた老人や傷病者の、歩行動作、階段の昇降動作、着座姿勢からの起立動作、起立姿勢からの着座動作などを補助することで、筋力低下の抑制を図る歩行補助装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の歩行補助装置は、利用者の腹部に巻きつけられる腹帯の側面に固定される第一リンクと、利用者の大腿部に巻きつけられる脚当ての側面に固定される第二リンクとを、電気アクチュエータにより連結し、当該電気アクチュエータで第一リンクに対して第二リンクを前後方向に揺動させることで、利用者の大腿部の動きを補助するものである。なお、当該歩行補助装置における電気アクチュエータなど電気部品に電気を供給するための蓄電池などは、背中に背負うようになっている。

また、当該歩行補助装置は、電気アクチュエータなどの電気部品を使用するため、当該電気部品に電気を供給する必要があり、そのための配線が必ず必要となる。通常、この種の装置は、外部に露出した接点を有するコネクタなどによって接続されている。

特開２００２−３０１１２４号公報

しかしながら、コネクタなど電気的な接点を介して接続されている場合、利用者にとっては、接続も容易でなく、また、何度も着脱を繰り返すことで電気的な接触度が低下（接点における抵抗値が増大）し、これにより電気の供給が非効率になる場合や、接触不良になる場合があるという問題がある。

また、電気的な接点の場合、金属部分が外気に露出することとなり、腐食又は錆などの問題がある。

また、人体に装着するものであるため、長期間（時間）に渡り使用すれば、埃、汗などで脚当てが汚れ、洗濯したい場合があるが、一般に洗濯などすることについては考慮されておらず、且つコネクタを利用している場合には、そのまま洗えないという問題がある。

また、利用者にあっては、手軽に使用可能であって、安価な装置が要求されている。

そこで、このような課題の一例を解消するために、本願は、容易に接続可能であって、電気的な不具合が生じにくい非接触伝送装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、請求項１に記載の非接触伝送装置は、電磁誘導作用によって電力を伝送する電磁誘導回路（２３、３３）と、当該電磁誘導回路に接続されるケーブル（Ｗ１）と、を備えた装置本体（５１、６１）を具備し、非接触で電力を伝送する非接触伝送装置であって、前記装置本体は、前記ケーブルと接続される電子機器が収容されるケース本体（８０）に取り付けられ、前記装置本体及びケース本体には、前記ケーブルが貫通する貫通孔（６４、８１）を有しており、前記貫通孔の周囲であって、前記装置本体とケース本体の間に、環状のシール部材（８５）が配置されることを特徴とする。

このように本願の非接触式伝送装置は、装置本体とケース本体との間であって、貫通孔の周囲にシール部材が配置されているため、ケース本体と装置本体とが接触している部分からケース本体の内部へと水などが浸入することによって基板や電子機器が接触不良などを起こすことを容易に防止することが可能となっている。

また、請求項２に記載の非接触伝送装置は、請求項１に記載の非接触伝送装置において、前記装置本体は、前記ケース本体を貫通する固定具（８３）によって取り付けられ、前記シール部材は、前記固定具及び前記貫通孔の周囲であって、前記装置本体と前記ケース本体の間に配置されることを特徴とする。

このように本願の非接触伝送装置は、装置本体とケース本体との間であって、貫通孔及び固定具の周囲にシール部材が配置されているため、ケース本体と装置本体とが接触している部分からケース本体の内部へと水などが浸入することによって基板や電子機器が接触不良などを起こすことを容易に防止することが可能となっている。

また、請求項３に記載の非接触伝送装置は、請求項１、又は２に記載の非接触伝送装置において、前記装置本体は、電力が供給され、前記電磁誘導作用による給電を行う給電ヘッドを収容する給電ハウジングと、前記給電ハウジングに着脱可能に組み付けられ、前記給電ヘッドと同軸上に対向配置されて前記電磁誘導作用による受電を行う受電ヘッドを収容する受電ハウジングと、を具備し、少なくとも前記給電ハウジング、又は前記受電ハウジングのどちらか一方が、前記ケース本体に取り付けられ、前記受電ヘッド及び給電ヘッドは、前記給電ハウジング及び前記受電ハウジングの内部で樹脂により覆われていることを特徴とする。

このように本願の非接触伝送装置は、給電ヘッド及び受電ヘッドが樹脂により覆われているため、外部から給電及び受電ヘッドへの水の侵入を容易に防止することが可能となっている。

また、請求項４に記載の非接触伝送装置は、請求項３に記載の非接触伝送装置において、前記給電ヘッド及び受電ヘッドは、それぞれ互いに所定の波長により通信可能な通信端子（２７、３７）を備え、前記受電ヘッド及び給電ヘッドには、可視光を遮断し、且つ通信可能な波長のみを透過させるカバーシート（５５）が配置されていることを特徴とする。

このように本願の非接触伝送装置は、給電及び受電ヘッドにはカバーシートが配置されているので、外部から内部の部品を見えなくし、且つ給電及び受電ヘッド間で通信を行うことが可能となる。

また、請求項５に記載の非接触伝送装置は、請求項４に記載の非接触伝送装置において、前記給電ヘッド又は前記受電ヘッドを位置決めするための第１の段差（５２ａ、６２ａ）と、カバーシートを位置決めするための第２の段差（５２ｂ、６２ｂ）と、が前記受電ハウジング及び給電ハウジングの内部に形成されていることを特徴とする。

このようにすれば、容易に給電ヘッド、受電ヘッド、及びカバーシートを給電又は受電ハウジングの内部に位置決めすることができる。よって、製造者の負担を軽減し、製造時間を短縮することが可能となっている。

また、請求項６に記載の非接触伝送装置は、請求項５に記載の非接触伝送装置において、前記カバーシートは、ドット状に配置された接着シートを用いて前記第２の段差に貼着されることを特徴とする。

このようにすれば、容易にカバーシートを所定の個所に貼着することが可能となる。

また、請求項７に記載の非接触伝送装置の装置本体を製造する製造方法は、請求項４に記載の非接触伝送装置の装置本体を製造する製造方法であって、前記給電ハウジングに給電ヘッドを取り付け、その上部に前記カバーシートを取り付ける工程と、前記給電ハウジングを位置決めする凹部を有する下金型（９２）に前記カバーシートが凹部側に配置されるように前記給電ハウジングを載置する工程と、前記給電ハウジングの上部に上金型（９１）を配置する工程と、前記上金型を前記下金型側に押圧し、前記給電ハウジングを前記下金型に密着させる押圧部材（９３）を前記上金型及び下金型に取り付ける工程と、前記カバーシートと前記給電ハウジングによって形成される空間に樹脂を注入する工程と、を備えたことを特徴とする。

このようにすれば、カバーシートと給電ハウジングによって形成される空間に容易に樹脂を注入することが可能となり、簡易な金型で装置本体として機能する給電ヘッドを含む給電ハウジングを製造することが可能となっている。

また、請求項８に記載の非接触伝送装置の装置本体を製造する製造方法は、請求項４に記載の非接触伝送装置の装置本体を製造する製造方法であって、前記受電ハウジングに受電ヘッドを取り付け、その上部に前記カバーシートを取り付ける工程と、前記受電ハウジングを位置決めする凹部を有する下金型（９７）に前記カバーシートが凹部側に配置されるように前記受電ハウジングを載置する工程と、前記受電ハウジングの上部に上金型（９６）を配置する工程と、前記上金型を前記下金型側に押圧し、前記受電ハウジングを前記下金型に密着させる押圧部材（９８）を前記上金型及び下金型に取り付ける工程と、前記カバーシートと前記受電ハウジングによって形成される空間に樹脂を注入する工程と、を備えたことを特徴とする。

このようにすれば、カバーシートと受電ハウジングによって形成される空間に容易に樹脂を注入することが可能となり、簡易な金型で装置本体として機能する受電ヘッドを含む受電ハウジングを製造することが可能となっている。

以下、本願の最良の実施形態について添付図面に基づいて説明する。図１は利用者の膝部に関節補助装置を装着した際の状態図、図２は関節補助装置の構成図である。なお、以下に説明する実施の形態は、人体の膝部における関節の動きを補助する関節補助装置に対して本願を適用したものである。

―関節補助装置の構成及び機能の概要―
関節補助装置Ｓは、図１及び図２に示すように、利用者２の両足の膝部の関節部分２ａに取り付けられるリンク機構部５と、当該利用者２の膝部の動作に応じてリンク機構部５を駆動する駆動部７と、蓄電池などの電源部９と、電磁誘導作用により非接触で駆動部７に対して当該電源部９の電力を伝送し、且つ駆動部７を駆動制御するための駆動信号Ｓｈを伝送する通信機能付きの電力伝送部１０と、各部を統括的に制御する制御部１５と、を含んで構成されている。

電力伝送部１０は、電源部９と接続される給電部２０と、駆動部７（例えば、ＤＣモータ）と接続される受電部３０と、を備え、制御部１５による制御によって非接触にて給電部２０から受電部３０へと電力を供給、及び駆動信号Ｓｈを送信可能になっている。

図１に示すように、電源部９、制御部１５、給電部２０は電気的に接続された状態で所定のケーシング８６に収容されて利用者の腹部に装着され、受電部３０、駆動部７は電気的に接続された状態でケーシング８０に収容されて利用者の大腿部に装着されるようになっている。なお、当該ケーシング８６、８０同士は、所定の連結部材８７により着脱可能に接続されている。

駆動部７は、図示しないが、例えば、回転機構を有するＤＣモータと、駆動信号に基づいて当該ＤＣモータを所定の回転方向及び速度で駆動制御する駆動制御部と、を含んで構成されている。ＤＣモータは、回転軸が所定の歯車群を含んで構成されるギアボックスを介してリンク機構部５と接続され、回転軸が回転することによって得られる回転駆動力が前記歯車群を介して直線運動に変換されてリンク機構部５に伝達されるようになっている。そして、リンク機構部５が所定の動作を行うことによって利用者の膝部における関節の動きを補助するようになっている。

制御部１５は、主として演算機能を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）、作業用ＲＡＭ、及び各種データやプログラムを記憶するＲＯＭを備えて構成されている。当該ＣＰＵが、例えばＲＯＭに記憶された各種プログラムを実行することにより、各部を制御するとともに関節補助装置Ｓ全体を統括制御する。具体的には、制御部１５は、図２に示すように、例えば、ＤＣモータの回転方向や速度など当該ＤＣモータを駆動制御するための駆動信号Ｓｈを給電部２０に出力するようになっている。また、制御部１５は、給電する電力を制御するための電力制御信号Ｓｂを給電部２０に出力するようになっている。

このように構成された関節補助装置Ｓは、制御部１５によって出力される電力制御信号Ｓｂに基づいて電磁誘導作用により非接触で駆動部７に蓄電池の電力が供給されるとともに、駆動信号Ｓｈに基づいてＤＣモータ７ａを所定の回転数で駆動させリンク機構部５を動作させて利用者の膝部の動きを補助するようになっている。

よって、本実施形態の関節補助装置Ｓでは、非接触で電源部９の電力を駆動部７に伝送、及び制御部１５から出力される駆動信号Ｓｈを駆動部７に伝送し、リンク機構部５を動作させることが可能となっている。

次に、電力伝送部の具体的な構成及び機能について図３乃至図５を用いて説明する。図３は給電及び受電部の構成図、図４は給電及び受電ユニットの外観斜視図、図５は給電部と受電部を組み付けた時の断面図である。

電力伝送部１０の給電部２０は、図３に示すように、受電部３０に電力を供給するための給電回路２１ａを含む給電基板２１と給電ヘッド２３を備え、一方、受電部３０は、給電部２０から電力を受電するための受電回路３１ａを含む受電基板３１と受電ヘッド３３を備えている。給電基板２１と給電ヘッド２３とは別体として構成されており、それぞれがケーブルＷ１により電気的に接続されている。一方、受電基板３１と受電ヘッド３３も別体として構成されており、それぞれがケーブルＷ１により電気的に接続されている。なお、当該給電又は受電基板２１、３１はそれぞれ接続ケーブルＷ２を介して電源部９、制御部１５、又は駆動部７と接続されている。

当該給電ヘッド２３と受電ヘッド３３は連結部材５５に設けられており、電磁誘導作用により給電ヘッド２３から受電ヘッド３３に非接触で電力を伝送可能であって、且つ所定の情報（例えば、駆動信号Ｓｈ）を伝送可能になっている。

給電ヘッド２３は、給電ユニット２５と、情報の送受信を行う通信端子２７と、を備え、当該給電ユニット２５及び通信端子２７は、例えば、ガラスエポキシ基板上に固定されている。一方、受電ヘッド３３は、受電ユニット３５と、情報の送受信を行う通信端子３７と、を備え、当該受電ユニット３５及び通信端子３７は、例えば、ガラスエポキシ基板上に固定されている。この通信端子２７、３７は、例えば、ＩＲ−フォトトランジスタやＩＲ−ＬＥＤを用い、所定の波長による通信（赤外線通信など）によって、所定の情報を送受信可能になっている。

給電及び受電ユニット２５、３５は、図３及び図４に示すように、環状の給電及び受電コイル４１、４６と、当該給電及び受電コイル４１、４６が取り付けられるフェライトなどの磁性体からなる給電及び受電コア４２、４７と、を備えている。給電及び受電コア４２、４７は、図４に示すように、それぞれ環状の凹部４２ａ、４７ａを有し、当該凹部４２ａ、４７ａの中央には円柱状の突起４２ｂ、４７ｂを有している。そして、給電及び受電コイル４１、４６が当該突起４２ｂ、４７ｂの周りであって凹部４２ａ、４７ａに配置されている。

このように構成された給電及び受電ヘッド２３、３３は、図５に示すように、それぞれを近接させ重ね合わせるように配置した状態で、当該給電ヘッド２３の給電コイル４１に電圧を印加することによって受電コイル４６が電磁誘導作用により誘電起電力を発生し、受電ヘッド３３が当該給電ヘッド２３から電力を受電することが可能になっている。

また、給電及び受電ヘッド２３、３３は、それぞれ給電及び受電ハウジング５１、６１に収容されている。なお、給電及び受電ハウジング５１、６１は図１に示す連結部材５５として機能するものである。また、図５に示すように、給電ハウジング５１は受電ハウジング６１の全体を覆うようにして着脱可能に取り付けられている。

そして、受電ハウジング６１に対して給電ハウジング５１を取り付けた状態において、給電時には、受電コイル４６及び給電コイル４１が互いに近接し、且つ同軸上で平行に対向するように配置され、これにより給電コイル４１と受電コイル４６との間に電磁誘導回路が構成される。

一方、双方の通信端子２７、３７も、互いに近接し、且つ同軸上で平行に対向するように配置され、これにより双方の通信端子２７、３７との間で所定の情報を通信可能になっている。

なお、給電及び受電ユニット２５、３５、通信端子２７、３７、給電基板２１、及び受電基板３１は、基板上においてそれぞれ樹脂等で覆われ（モールドされ）、上部にカバーシート５５を配置して一体化された板状に形成されており、接点などが露出しないようになっている。これにより、外部から水などの浸入を容易に防止でき、腐食又は錆などによる接点不良を防止することが可能となっている。

次に、給電及び受電ハウジングの構造について、図６乃至図１０を用いて詳述する。図６は給電及び受電ハウジングの組み付け構造を示し、図６（ａ）は取付部材の斜視図、図６（ｂ）は給電ハウジングの斜視図、図６（ｃ）は受電ハウジングの斜視図、図７は給電ハウジングの内部を示す斜視図、図８は受電ハウジングの底面を示す斜視図、図９は溝部に設けられる蓋部の構造を示し、図９（ａ）は給電ハウジングの斜視図、図９（ｂ）は蓋部の正面拡大図、図１０は給電及び受電ハウジングの他の実施形態を示し、図１０（ａ）は給電ハウジングの内部構造図、図１０（ｂ）は受電ハウジングの内部構造図である。

図６に示すように、給電ハウジング５１と受電ハウジング６１は取付部材７０によって着脱可能に取り付けられる。

給電ハウジング５１は、図６（ｂ）に示すように、略卵型形状の端部壁５１ａと、その端部壁５１ａの外周から略垂直方向に延ばされた側部壁５１ｂとを有する円筒型のケース本体５２を有している。よって、ケース本体５２の一端は開口を有している。当該側部壁５１ｂの外壁は、端部壁５１ａから開口に向かって外側に張り出すように湾曲して形成される。

ケース本体５２の内部は、図７に示すように、端部壁５１ａの一部として機能する底部を有し、この底部には、段差を形成することによって給電ヘッド２３の基板がはめ込まれる平面矩形状の凹部５２ａを有している。当該凹部５２ａに給電ヘッド２３の基板が取り付けられることによって、給電コイル４１、給電コア４２、及び通信端子２７が位置決めされる。

また、当該凹部５２ａの上部に形成されている平滑面には、外部から給電ヘッド２３が遮蔽されるようにカバーシート５５が配置される。当該カバーシート５５は、可視光を遮断し、所定の波長（例えば、赤外線）のみを透過する材料が好適に用いられる。さらに好適には、耐熱性を重視し、例えば、ポリカーボネイト（ＰＣ）系の材料が用いられ、給電ヘッド２３側と対向する面に黒色の赤外線を透過する着色剤（ＩＲインキ）が塗布されて形成される。これにより給電ヘッド２３上にカバーシート５５を配置した状態で、当該給電ヘッド２３上に樹脂を注入する上で、耐熱性を考慮することなく、樹脂を注入することが可能となる。また、着色剤は外部に露出しないため、経年劣化などによる剥がれなどが防止され、その耐久性にも優れる。

また、カバーシート５５を取り付ける際には、凹部５２ａが形成されている関係上接着剤を塗布しにくいため、一般にドットライナーと称される貼着シートを用意し、カバーシート５５を取り付けたい所定部に当該貼着シートを押し付けドット状の両面接着体をその所定部に貼着し、その接着体によってカバーシート５５を貼り付けるようにすることが好ましい。当該ドットライナーとは、シート面上にドット状の両面接着体が配置されたシートであって、当該シートを所定部に押し付けることにより押し付けられた箇所に対応する各ドット状の両面接着体が剥がれるようになっているものである。これにより、接着したい個所に対応させてカバーシート５５を取り付けるための接着シートを切断するなどの作業がなくなるため、作業者の負担を軽減し、作業工程を短縮化することが可能となる。

また、側部壁５１ｂ及び底部５２の一部は切り欠かれて溝部５３が形成されており、当該溝部５３は、凹部５２ａと通じており、当該ケース本体５２のカバーシート５５と凹部５２ａとで形成される空間内に樹脂を埋め込む際の入口として用いられる。

当該溝部５３は、図９に示すように、ヒンジ機能を有するように蓋部５１ｃを端部壁５１ａに形成し、当該溝部５３からの樹脂の注入が終了したら、当該蓋部５１ｃを折り曲げて溝部５３を閉じるようにしても構わない。このようにすれば、見栄えが良くなるとともに外部から空気や水の浸入による侵食を容易に防ぐことが可能となる。

また、端部壁５１ａには、溝部５３が形成された内側に給電ヘッド２３からケーブルＷ１を引き出すための貫通孔５４が形成され、当該貫通孔５４は端部壁５１ａから突出して形成されるパイプ状の突出部に連通している。

一方、受電ハウジング６１は、図６（ｃ）に示すように略卵型形状の端部壁６１ａと、その端部壁６１ａの外周から略垂直方向に延ばされた側部壁６１ｂとを有する円筒型のケース本体６２を有している。よって、ケース本体６２の一端は開口を有している。当該側部壁６１ｂの外壁は、当該給電ハウジング５１の側部壁５１ｂと同様に、端部壁６１ａから開口に向かって外側に張り出すように湾曲して形成される。

ケース本体６２の内部は、端部壁６１ａの一部として機能する底部を有し、この底部には、段差を形成することによって受電ヘッド３３の基板がはめ込まれる平面矩形状の凹部６２ａを有している。当該凹部６２ａに受電ヘッド３３の基板が取り付けられることによって、受電コイル４６、受電コア５２、及び通信端子３７が位置決めされる。

また、当該凹部６２ａの上部に形成されている平滑面には、給電ハウジング５１と同様に、カバーシート５５が貼着シートによって取り付けられる。また、側部壁６１ｂ及び底部６２の一部は切り欠かれて溝部６３が形成されており、当該溝部６３は、凹部６２ａと通じており、当該ケース本体６２のカバーシート５５と凹部６２ａで形成される空間内に樹脂を埋め込む際の入口として用いられる。

また、端部壁６１ａには、溝部６３が形成された内側に受電ヘッドからリード線を引き出すための貫通孔６４が形成され、当該貫通孔６４は端部壁６１ａから突出して形成されるパイプ状の突出部に連通している。

当該受電ハウジング６１のケース本体６２は、給電ハウジング５１のケース本体５２よりも一回り小さく形成されており、受電ハウジング６１の側部壁６１ｂの外周面が給電ハウジング５１のケース本体５２に形成されている側部壁５１ｂの内周面に当接するようになっている。そして、受電ハウジング６１のケース本体６２の外周はその全周に亘って給電ハウジング５１のケース本体５２に形成されている側部壁５１ｂの内周面に気密に取り付けられる。

また、図８に示すように、端部壁６１ａの下端面には、端部壁６１ａ外周の内側に沿ってシール部材として機能するゴムなどの弾性体（例えば、Ｏリング８５）が配置される溝６５が形成されているとともに、その溝６５の内側の４隅には、所定のケーシングに取り付けるためのネジ部材８３が取り付けられるねじ孔６６が形成されている。さらに端部壁６１ａの側部には、取付部材７０のフック７２ａと係合する係合部６７が形成されている。

また、他の実施形態として、図１０に示すように、給電ハウジング５１及び受電ハウジング６１の凹部５２ａ、６２ａに新たにカバーシート配置用の段差５２ｂ、６２ｂを設けるようにしても構わない。このようにすることで、カバーシート５５の位置決めが容易にできるとともに、カバーシート５５の周縁がその段差５２ｂ、６２ｂによって保持されるため当該カバーシート５５の端部を剥がれ難くすることが可能となる。

また、給電ハウジング５１及び受電ハウジング６１のケース本体５２、６２は、図６（ａ）に示すように、取付部材７０により一体的に取り付けられる。取付部材７０は、例えば、樹脂製の部材であって、水平部７１と、その水平部７１の両端に対向するように取り付けられる垂直部７２と、を含む略Ｈ状に形成されている。当該垂直部７２の一端側には、フック７２ａが形成されている。そして、互いのケース本体５２、６２を嵌合させた状態で、水平部７１を給電ハウジング５１の端部壁５１ａに沿って配置し、当該フック７２ａを受電ハウジング６１の両側部に形成された係合部６５と係合させることで、互いのケース本体５２、６２を着脱可能に取り付けることが可能となっている。

このように給電ハウジング５１及び受電ハウジング５１は、その側面形状が湾曲して形成されているため、利用者は手にフィットし易く、且つ両者を嵌め易くなっており、給電ハウジング５１と受電ハウジング６１の嵌合を容易に行うことが可能となっている。

次に、給電及び受電ハウジングの取付状態について、図１１及び図１２を用いて詳述する。図１１は受電ハウジングが所定のケーシングに取り付けられ、当該受電ハウジングに給電ハウジングが取付部材によって取り付けられる状態を示す図、図１２は図１１のＡ−Ａ断面図である。なお、本実施形態では受電ハウジング６１を所定のケーシング８０に取り付ける取付例を示すこととするが、給電ハウジング５１を所定のケーシング８０に取り付ける場合に適用することも可能である。

図１１に示すように、受電ヘッド３３を収容する受電ハウジング６１は、所定のケーシング８０に取り付けられる。ケーシング８０は、例えば、略矩形状の端部壁８０ａと、その端部壁８０ａの外周から下方垂直方向へ延ばされた４枚の側部壁８０ｂと、その側部壁８０ｂにより形成された開口部を塞ぐ蓋（図示なし）と、を備え、内部には当該受電ヘッド３３とケーブルＷ１を介して電気的に接続される図示しない受電基板３１及び駆動部７（駆動モータなど）が収容される。

図１２に示すように、端部壁８０ａには、受電ヘッド３３と受電基板３１とを接続するケーブルＷ１が挿入されるケーブル挿入用孔部８１と、受電ハウジング６１に形成されたネジ孔６６に取り付けられるネジ部材８３が挿入されるネジ部材挿入用孔部８２と、が形成されており、当該ケーブル挿入用孔部８１と受電ハウジング６１から突出している突出部とを位置あわせした状態で、ネジ部材８３がケーシング８０の内部から受電ハウジング６１のネジ孔６６に取り付けられて当該受電ハウジング６１が当該ケーシング８０の端部壁８０ａ上に取り付けられるようになっている。また、受電ハウジング６１の溝６５にはＯリング８５が装着される。これにより受電ハウジング６１をケーシング８０の端部壁８０ａに気密に取り付けることが可能となる。

このＯリング８５は当該ケーブル挿入用孔部８１及びネジ部材挿入用孔部８２の外側に設けられるため、受電ハウジング６１をケーシング８０の端部壁８０ａに取り付けた状態において、受電ハウジング６１と端部壁８０ａとが接触している部分からケーブル挿入用孔部８１及びネジ部材挿入用孔部８２を介してケーシング８０の内部に外部から水などが浸入するのを完全に遮断することが可能となっている。

このように構成された関節補助装置Ｓは、コネクタなど外部に露出した接点を用いる必要性がなくなるとともに、容易に着脱可能であって、防水処理が施されているため、例えば、脚当てをそのまま洗っても、従来のように当該接点に腐食や錆などが発生し、電力の供給が減少、及びリークなどの発生を防止できるので、不具合を生じないようにすることが可能となっている。

次に、給電及び受電ヘッドの製造方法について、図１３、及び図１４を用いて詳述する。図１３は給電ハウジング用の金型を示し、図１３（ａ）は断面図、図１３（ｂ）は平面図、図１４は受電ハウジング用の金型を示し、図１４（ａ）は断面図、図１４（ｂ）は平面図である。

給電ヘッド２３及び受電ヘッド３３は、一端に開口を有する容器状の給電及び受電ハウジング（樹脂成形体）５１、６１の内部に給電ヘッド２３及び受電ヘッド３３の基板を実装し、当該基板上を樹脂で封止して、水分や振動などから基板上に設けられた各種部品（給電及び受電ユニット２５、３５、通信端子２７、３７）を保護する。また、樹脂上にはカバーシート５５が設けられる。

このような給電ヘッド及び受電ヘッド２３、３３は、以下に説明する金型によって製造することが可能となっている。以下、給電ハウジング用の金型と受電ハウジング用の金型とに分けて説明を行なう。まず、給電ハウジング用の金型について説明する。

図１３に示すように、給電ハウジング用の金型９０は、上金型９１、下金型９２、及び押圧部材９３を含んで構成されている。

下金型９２は、給電ハウジング５１と協同してキャビティ空間Ｓを形成する。下金型９２は、給電ハウジング５１の開口部外周を覆う略卵状の底面を有する凹部９２ａが形成されている。この凹部９２ａは、給電ハウジング５１の溝部５３と連絡し、且つ外部と連絡する連絡路９２ｂが形成されている。

上金型９１は、下金型９２と略同じ幅を有する板状体で形成されている。この板状体は、給電ハウジング５１に形成されている突出部を露出した状態で当該下金型９２の上部に配置される。

押圧部材９３は、下金型９２の幅方向に掛け渡される基体９３ａと、その基体９３ａの両端部から垂直方向に曲折して形成され下金型９２及び上金型９１の側面部を支持する側壁９３ｂと、その側壁９３ｂの両端部から内側に曲折して形成される突出体９３ｃと、含んで構成されている。当該突出体９３ｃには、螺旋状のネジ孔９３ｄが形成され、当該ネジ孔９３ｄにはネジ孔９３ｄと螺合するネジ部材９４が設けられている。そして、当該ネジ部材９４の締付力によって、上金型９１を下金型９２に密着させるように押圧するようになっている。

次に、上記金型を用いて給電ヘッドとカバーシートの間に樹脂を注入する方法について説明する。

まず、給電ハウジング５１に給電ヘッド２３を取り付けるともに、その上部にカバーシート５５を取り付けて、このカバーシート５５が凹部側に配置されるように、下金型９２の凹部９２ａに給電ハウジング５１を載置する。

次に、下金型９２及び給電ハウジング５１の上部に上金型９１を配置するとともに、押圧部材９３を下金型９２及び上金型９１に取り付け、当該押圧部材９３に設けられたネジ部材９４の締付力を調整し、上金型９１を下金型９２に密着させ、給電ハウジング５１を下金型９２に密着させる。

次に、連絡路９２ｂを介してキャビティ空間Ｓ内にウレタン樹脂を注入する。つまり、キャビティ空間Ｓに樹脂を流し込み、樹脂を固化させてカバーシート５５と給電ヘッド２３の基板との間を樹脂封止する。

最後に、ネジ部材９４を緩め、押圧部材９３を上下金型９１、９２から取り外し、下金型９２から上金型９１を解放させて、給電ハウジング５１を取り外し、処理を終了する。

次に、受電ハウジング用の金型について説明する。図１４に示すように、受電ハウジング用の金型９５は、上金型９６、下金型９７、及び押圧部材９８を含んで構成されている。

下金型９７は、受電ハウジング６１と協同してキャビティ空間Ｓを形成する。下金型９７は、受電ハウジング６１の開口部外周を覆う略卵状の底面を有する凹部９７ａが形成されている。この凹部９７ａは、受電ハウジング６１の溝部６３と連絡し、且つ外部と連絡する連絡路９７ｂが形成されている。なお、本実施形態の下金型９７における凹部９７ａの高さは、受電ハウジング６１の高さ（深さ）よりも低く形成されている。

上金型９６は、受電ハウジング６１と略同形状の板状体で形成されている。この板状体は、受電ハウジング６１に形成されている突出部を回避するように溝部９６ａが形成され、当該受電ハウジング６１の上部に配置される。

押圧部材９８は、上金型９６の幅方向に掛け渡される基体９８ａと、その基体９８ａの両端部から垂直方向に曲折して形成され下金型９７の側面部を支持する側壁９８ｂと、その側壁９８ｂの両端部から内側に曲折して形成される突出体９８ｃと、含んで構成されている。当該基体９８ａの中央部には、螺旋状のネジ孔９８ｄが形成され、当該ネジ孔９８ｄにはネジ孔９８ｄと螺合するネジ部材９９が設けられている。そして、当該ネジ部材９９の締付力によって、上金型９６を介して受電ハウジング６１を下金型９７に密着させるように押圧するようになっている。

次に、上記金型を用いて受電ヘッドとカバーシートの間に樹脂を注入する方法について説明する。

まず、受電ハウジング６１に受電ヘッド３３を取り付けるともに、その上部にカバーシート５５を取り付けて、このカバーシート５５が凹部側に配置されるように下金型９７の凹部９７ａに受電ハウジング６１を載置する。

次に、受電ハウジング６１の上部に上金型９６を配置するとともに、押圧部材９８を下金型９７及び上金型９６に取り付け、当該押圧部材９８に設けられたネジ部材９９の締付力を調整し、上金型９６を下金型９７側に押圧して受電ハウジング６１を下金型９７に密着させる。

次に、連絡路９７ｂを介してキャビティ空間Ｓ内にウレタン樹脂を注入する。つまり、キャビティ空間Ｓに樹脂を流し込み、樹脂を固化させてカバーシート５５と受電ヘッド３３の基板との間を樹脂封止する。

最後に、ネジ部材９９を緩め、押圧部材９８を上下金型９６、９７から取り外し、下金型９７から上金型９６を解放させて、受電ハウジング６１を取り外し、処理を終了する。

本実施形態の金型９０、９５によれば、カバーシート５５と給電ハウジング５１又は受電ハウジング６１によって形成されるキャビティ空間Ｓに容易に樹脂を注入することが可能となり、簡易な金型で装置本体を構成する給電ヘッド２３を含む給電ハウジング５１及び受電ヘッド３３を含む受電ハウジング６１を製造することが可能となっている。また金型９０、９５は簡易な構成によって製造可能なため、金型にかかるコストを低減することができ、製造コストを低減できる。

また、カバーシート５５は耐熱性を有した材料を用いるため、熱変形を考慮しなくてよいため、樹脂の注入工程において処理時間を短縮可能となっている。また、カバーシート５５はインキ面が外部に露出しないため、経年劣化などによるインキ面の剥がれなどが防止され、その耐久性にも優れる。

なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。例えば、給電ヘッド２３と受電ヘッド３３が収容される給電及び受電ハウジング５１、６１の形状は、それぞれ逆の形状をしていても構わない。その場合には、給電ハウジング５１が受電ハウジング６１によって覆われることとなる。

また、ケーシング８０に取り付けられる一例として受電ハウジング６１の取付例を示したが、給電ハウジング５１も受電ハウジング６１と同様に所定のケーシングに取り付けることが可能である。

また、受電ハウジング６１をケーシング８０に取り付ける場合に、図示しないが、例えば、受電ハウジング６１の側面を固定具によって保持するなど他の実施形態が考えられるが、そのような場合には、Ｏリング８５は、ケーブル挿入用孔部８１の外周に設けられていれば足りる。

また、本実施形態の給電ハウジング５１、及び受電ハウジング６１には、小型化を図るために、電磁誘導回路を構成するための一部である給電ヘッド２３、受電ヘッド３３のみがそれぞれのハウジングに取り付けられるようになっているが、給電ヘッド２３に接続される給電回路２１ａを含む給電基板２１、受電ヘッド３３に接続される受電回路３１ａを含む受電基板３１を給電ヘッド２３、受電ヘッド３３と一緒に給電ハウジング５１、及び受電ハウジング６１に取り付けるようにしても構わない。

利用者の膝部に関節補助装置を装着した際の状態図である。 関節補助装置の構成図である。 給電及び受電部の構成図である。 給電及び受電ユニットの外観斜視図である。 給電部と受電部を組み付けた時の断面図である。 給電及び受電ハウジングの組み付け構造を示し、図６（ａ）は取付部材の斜視図、図６（ｂ）は給電ハウジングの斜視図、図６（ｃ）は受電ハウジングの斜視図である。 給電ハウジングの内部を示す斜視図である。 受電ハウジングの底面を示す斜視図である。 溝部に設けられる蓋部の構造を示し、図９（ａ）は給電ハウジングの斜視図、図９（ｂ）は蓋部の正面拡大図である。 給電及び受電ハウジングの他の実施形態を示し、図１０（ａ）は給電ハウジングの内部構造図、図１０（ｂ）は受電ハウジングの内部構造図である。 受電ハウジングが所定のケーシングに取り付けられ、当該受電ハウジングに給電ハウジングが取付部材によって取り付けられる状態を示す図である。 図１１のＡ−Ａ断面図である。 給電ハウジング用の金型を示し、図１３（ａ）は断面図、図１３（ｂ）は平面図である。 受電ハウジング用の金型を示し、図１４（ａ）は断面図、図１４（ｂ）は平面図である。

符号の説明

Ｓ 関節補助装置
Ｗ１ ケーブル
２３ 給電ヘッド
３３ 受電ヘッド
５１ 給電ハウジング
５２ａ、６２ａ 凹部
５２ｂ、６２ｂ 段差
５５ カバーシート
６１ 受電ハウジング
６４ 貫通孔
８０ ケーシング
８１ ケーブル挿入用孔部
８３ ネジ部材
８５ Ｏリング
９１、９６ 上金型
９２、９７ 下金型
９３、９８ 押圧部材

Claims (8)

1. 電磁誘導作用によって電力を伝送する電磁誘導回路と、当該電磁誘導回路に接続されるケーブルと、を備えた装置本体を具備し、非接触で電力を伝送する非接触伝送装置であって、
   前記装置本体は、前記ケーブルと接続される電子機器が収容されるケース本体に取り付けられ、
   前記装置本体及びケース本体には、前記ケーブルが貫通する貫通孔を有しており、
   前記貫通孔の周囲であって、前記装置本体とケース本体の間に、環状のシール部材が配置されることを特徴とする非接触伝送装置。
2. 前記装置本体は、前記ケース本体を貫通する固定具によって取り付けられ、
   前記シール部材は、前記固定具及び前記貫通孔の周囲であって、前記装置本体と前記ケース本体の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の非接触伝送装置。
3. 前記装置本体は、電力が供給され、前記電磁誘導作用による給電を行う給電ヘッドを収容する給電ハウジングと、前記給電ハウジングに着脱可能に組み付けられ、前記給電ヘッドと同軸上に対向配置されて前記電磁誘導作用による受電を行う受電ヘッドを収容する受電ハウジングと、を具備し、
   少なくとも前記給電ハウジング、又は前記受電ハウジングのどちらか一方が、前記ケース本体に取り付けられ、
   前記受電ヘッド及び給電ヘッドは、前記給電ハウジング及び前記受電ハウジングの内部で樹脂により覆われていることを特徴とする請求項１、又は２に記載の非接触伝送装置。
4. 前記給電ヘッド及び受電ヘッドは、それぞれ互いに所定の波長により通信可能な通信端子を備え、
   前記受電ヘッド及び給電ヘッドの上部には、可視光を遮断し、且つ通信可能な波長のみを透過させるカバーシートが配置されていることを特徴とする請求項３に記載の非接触伝送装置。
5. 前記給電ヘッド又は前記受電ヘッドを位置決めするための第１の段差と、カバーシートを位置決めするための第２の段差と、が前記受電ハウジング及び給電ハウジングの内部に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の非接触伝送装置。
6. 前記カバーシートは、ドット状に配置された接着シートを用いて前記第２の段差に貼着されることを特徴とする請求項５に記載の非接触伝送装置。
7. 請求項４に記載の非接触伝送装置の装置本体を製造する製造方法であって、
   前記給電ハウジングに給電ヘッドを取り付け、その上部に前記カバーシートを取り付ける工程と、
   前記給電ハウジングを位置決めする凹部を有する下金型に前記カバーシートが凹部側に配置されるように前記給電ハウジングを載置する工程と、
   前記給電ハウジングの上部に上金型を配置する工程と、
   前記上金型を前記下金型側に押圧し、前記給電ハウジングを前記下金型に密着させる押圧部材を前記上金型及び下金型に取り付ける工程と、
   前記カバーシートと前記給電ハウジングによって形成される空間に樹脂を注入する工程と、
   を備えたことを特徴とする非接触伝送装置の装置本体を製造する製造方法。
8. 請求項４に記載の非接触伝送装置の装置本体を製造する製造方法であって、
   前記受電ハウジングに受電ヘッドを取り付け、その上部に前記カバーシートを取り付ける工程と、
   前記受電ハウジングを位置決めする凹部を有する下金型に前記カバーシートが凹部側に配置されるように前記受電ハウジングを載置する工程と、
   前記受電ハウジングの上部に上金型を配置する工程と、
   前記上金型を前記下金型側に押圧し、前記受電ハウジングを前記下金型に密着させる押圧部材を前記上金型及び下金型に取り付ける工程と、
   前記カバーシートと前記受電ハウジングによって形成される空間に樹脂を注入する工程と、
   を備えたことを特徴とする非接触伝送装置の装置本体を製造する製造方法。

Images