JP2011071894A - 磁気誘導ループコイル及びインターホン機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気信号を放射する磁気誘導ループコイルの小型化を可能とする。
【解決手段】 ループコイル１の巻回軸の一方向を通信方向とし、他方となるループコイル１の背部の巻回端面にループコイル１より広い前面を有する板状の磁気ヨーク２を配置し、磁気ヨーク２の中央にループコイル１の中心に配置するコア３を設けた。コア３及び磁気ヨーク２は縦長に形成し、ループコイル１を長円形状に巻回すると共に、磁気ヨーク２はループコイル１の巻回面の長手方向に延ばして長方形状とし、磁気ヨーク２のループコイル１に面する前面は、ループコイル１の巻回面積に対して２倍の面積とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、音声などの電気信号をＴモード対応の補聴器で聞き取ることを可能とするための磁気信号に変換する磁気誘導ループコイル、及びその磁気誘導ループコイルを組み込んだインターホン機器に関する。

難聴者等の聴覚に障害のある人は、補聴器を使用しなければ音声を始め周囲の音を聞き取るのが難しいし、電話を使用する場合は専用の拡声器を受話器に取り付けなければ通話できなかった。そのため、拡声機能を取り付けにくいインターホン装置は聴覚障害者にとって使用することが難しかった。

そこで、特許文献１ではインターホンに磁気誘導信号を出力するループアンテナ（ループコイル）を接続し、誘導コイルを備えた補聴器を身につけることで、インターホン装置に拡声機能を設けることなく、聴覚障害者がインターホンを使用して通話を可能とする装置が提案されている。これは、室内に設置されたインターホン親機に、床等に埋設したループコイルをドライブ回路を介して接続し、来訪者があった場合に難聴者であってもＴモード対応の補聴器を身に付けていればインターホン親機を使用して応答することを可能としたものである。

一方で、磁気信号を発生するコイルとして誘導ループコイルが知られている。これは図６に示すような構造を有し、磁性体から成る棒状コア３０の周囲に銅線を巻回してコイルを３１形成して作製され、巻線幅ｌに対して磁気ヨークの長さｂを長くすることでインダクタンスを大きくし、必要な大きさの磁気信号を発生させることが可能であった。

特開２００２−２３８１００号公報

しかしながら、特許文献１の構成は、来訪者に対して応答することは可能となったが、玄関等に設置され、居住者を呼び出すためのインターホン子機に関しては容易にループコイルを取り付けられないため、訪問者が聴覚障害者であった場合は相変わらず使用できなかった。
そのため、ループコイルをインターホン機器に内蔵させると、インターホン子機にも適用出来るため便利であるが、ループコイルは広い設置スペースを必要とするため、上述したように床に埋設するような設置形態となり、インターホン機器に組み込むことは難しかった。まして、インターホン親機より小さなインターホン子機に組み込むことなど不可能であった。
そのため、ループコイルとして、比較的小型にできる上記図６に示す誘導ループコイルの使用が考えられるが、磁気信号の放射方向（通信方向）は磁気ヨークの軸方向であるため、インターホンケース内でこの軸方向を前方に向けようとすると、インターホンケースの大きさや厚みを極端に大きくしなければならないため現実的ではない。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、磁気誘導ループコイルの小型化を可能とすると共に、小型化した磁気誘導ループコイルを組み込んだインターホン機器を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、直線の巻回軸に導線を巻回して１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯の磁気信号を発信する磁気誘導ループコイルにおいて、巻回軸の一方を通信方向とし、他方となるループコイル背部の巻回端面にループコイルより広い前面を有する板状の磁気ヨークを配置し、ループコイルは、長方形状或いは長円形状に巻回されると共に、磁気ヨークのループコイル当接面はループコイルを包含する長方形或いは長円形を成すことを特徴とする。
この構成によれば、磁気ヨークをループコイル背部に配置することで、巻回軸方向の磁束の対称性を変化させて指向性を制御することができ、要求される前方の磁束の強度を上げることができる。よって、ループコイルの見かけ上のコア長を長く、逆に巻回幅を短くでき、所定方向への磁気信号の発信を良好に行うことが可能となり、コイル全体の小型化、特に巻回軸方向である前方通信方向への突出量を小さくすることが可能となる。
また、ループコイルを長方形状或いは長円形状に形成し、磁気ヨークも同様に一方に長い形状とすることで、磁気ヨークの通信方向の面積を大きくしつつ、インターホン機器ケース等に組み込んだ際に省スペースで組み込むことが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、磁気ヨークのループコイルに当接する前面は、ループコイルが磁気ヨークを覆う巻回面積に対して１．４〜４倍の面積を有することを特徴とする。
この構成によれば、磁気信号の送信を良好に行うことができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、ループコイル内に透磁率３００以上のコアを配置し、該コア面積に対する磁気ヨーク前面の面積比が５倍以上であることを特徴とする。
この構成によれば、従来のソレノイドコイルを用いた磁気誘導ループコイルよりも、銅損を低減させかつ小型化を図ることができる

請求項４の発明は、請求項３に記載の構成において、磁気ヨーク及びコアを一体に形成したことを特徴とする。
この構成によれば、ループコイルの製造工程を簡略化できる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の構成において、ループコイルはボビンに巻回して形成され、ボビンの前面が透磁率１００以上の磁性材から成る閉塞板で閉塞されることを特徴とする。
この構成によれば、短い電線長で高いインダクタンスを得ると共に、抵抗成分を減らすことができ、ループコイルの効率を高めることができる。

請求項６の発明は、居住者を呼び出すための呼出ボタン、或いは呼び出しに対して応答するための通話ボタンと、通話する機能を有するインターホン回路とを備えたインターホン機器であって、請求項１乃至５の何れかに記載の磁気誘導ループコイルと、これを駆動する為のドライブ回路を内蔵し、磁気誘導ループコイルの通信方向をインターホン機器のケース正面方向としてケースに収納し、インターホンの呼出音、通話音声等を誘導ループコールを使用して前方へ磁気信号として出力することを特徴とする。
この構成によれば、内蔵した磁気誘導ループコイルを使用して呼出音や通話音声を磁気信号により発信するため、磁気信号を受信するＴモード対応の補聴器等を身に付けることで、聴力に障害がある人でもインターホン機器に拡声手段を設けること無く、居住者と通話、逆に来訪者と通話することが可能となり、バリアフリー化に貢献でき利便性が向上する。
また、磁気誘導ループコイルの前後方向の長さを小さくできるため、インターホン機器ケースの厚みをそのために大きくする必要がないし、全体が棒状に形成されるので、設置スペースもケース隅部の僅かなスペースで良く、ケースの大型化を防ぐことができる。

本発明の磁気誘導ループコイルによれば、ループコイルの巻回軸が短くても、見かけ上のコア長を長くすると共に、巻回軸方向の磁束の対称性を変化させることができるため、磁気信号の送信を良好に行うことが可能となり、ループコイル全体の小型化が可能となる。
また、本発明のインターホン機器によれば、聴力に障害がある人でもインターホン機器に拡声手段を設けること無く、居住者と通話、逆に来訪者と通話することが可能となり、バリアフリー化に貢献できる。

本発明に係る磁気誘導ループコイルの一例を示す斜視説明図である。 図１のループコイルの発生磁界の特性を示す説明図である。 磁気誘導ループコイルの他の例を示す説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図ある。 磁気誘導ループコイルの他の例を示す斜視説明図である。 本発明に係るインターホン機器を使用したインターホンシステムのブロック図である。 従来の磁気誘導ループコールの斜視説明図である。 図６のループコイルの発生磁界の特性を示す説明図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る磁気誘導ループコイルの一例を示す斜視説明図であり、１は銅線を巻回して形成したループコイル、２は縦長の板状に形成した磁気ヨーク、３はコイル１の中心軸上に配置したコアである。
ループコイル１は、例えば線径０．４５φ（直径０．４５ｍｍ）の銅線を巻回し、インダクタンスが１．２ｍＨ、インピーダンスが８オームとなるよう形成されている。尚、図１において矢印Ａの方向が前方であり、磁気信号の出力方向（通信方向）である。

磁気ヨーク２はパーマロイやフェライト等の磁性材料が使用され、例えば幅Ｗ１＝１９ｍｍ、高さＨ１＝１１０ｍｍ、厚さＤ１＝３ｍｍの縦長立方体形状のフェライトで形成されている。

コア３は磁気ヨーク２と一体に形成され、例えば幅Ｗ２＝５ｍｍ、高さＨ２＝６０ｍｍ、厚さＤ２＝６ｍｍで磁気ヨーク２の中央部に形成され、磁気ヨーク２と同様に縦長の立方体形状となっている。
この結果、磁気ヨーク２はコア３に対して前面の面積比が５．９倍の大きさとなり、巻回したループコイル１を含めた面積比を見ると、図示しないが長方形状に巻回形成されたループコイル１を含む面積はコアの約３倍（図示せず）とみることができるため、ループコイル１が磁気ヨーク前面を覆う巻回面積に対する磁気ヨーク２の面積比は２．０倍となっている。

図２は、このように作製した磁気誘導ループコイルの１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚにおける発生磁界の特性を示している。この図２に示すように、磁気ヨーク２をループコイル１の背面に当接するように設けることで、磁界がループコイル１の軸方向で非対称となり、前方に対する磁界強度が後方に対する磁界強度より大きくなる。

ここで、図７は磁気ヨーク２を取り外した従来の構成の磁気誘導ループコイルの磁界特性を示している。この図７に示すように、磁気ヨーク２が無い場合は、ループコイル１の巻回軸方向である前後方向に対して磁気特性は対称であるのに対して、図１の構成の場合は前方に対して大きな出力特性を有する磁気特性を示し、後方に対する出力は小さい磁気特性となっていることがわかる。

このように、磁気ヨーク２をループコイル１の背部に配置することで、巻回軸方向の磁束の対称性を変化させて指向性を制御することができ、要求される前方の磁束の強度を上げることができる。よって、ループコイル１の見かけ上のコア長を長く、逆に巻回幅を短くでき、所定方向への磁気信号の発信を良好に行うことが可能となり、ループコイル全体の小型化、特に巻回軸方向である前方通信方向への突出量を小さくすることが可能となる。
また、ループコイル１を長方形状に形成し、磁気ヨーク２も同様に一方に長い形状とすることで、磁気ヨーク２の通信方向の面積を大きくしつつ、インターホン機器ケース等に組み込んだ際に省スペースで組み込むことが可能となる。
更に、磁気ヨーク２のループコイル１に当接する前面を、ループコイル１が磁気ヨーク２を覆う巻回面積に対して２．０倍と大きくすることで、磁気信号の送信を良好に行うことができる。
また、コア３の面積に対する磁気ヨーク２の前面の面積比が５．９倍と大きくすることで、従来のソレノイドコイルを用いた磁気誘導ループコイルよりも、銅損を低減させかつ小型化を図ることができるし、磁気ヨーク２とコア３を一体形成することで、ループコイル１の製造工程を簡略化できる。

尚、図１では、コア３に直接銅線を巻回しているが、ボビンを用いてボビンに銅線を巻回し、ボビン内にコア３を配置しても良い。また、コア３は無くても磁気ヨーク２をループコイル１の背部に配置することでコイル巻回軸方向の磁束の対称性を同様に変化させることができる。
また、図１に示す磁気ヨーク２は長方形状であるため、上下端部を保護するために図４に示すようにキャップ７を端部に取り付けると良いが、端部に曲率を設けて磁気ヨーク２自体を長円形状としても良い。同様に長方形状を成すコア３も長円形状としても良い。
更に、磁気ヨーク２は磁性材料であれば良いが、透磁率μ＝３００以上の磁性材料を使用すると、巻回軸方向の磁束の対称性を大きく変化させることができ、前方への磁界強度を上げるのに有効であるし、銅損を更に低減させることができる。また、磁気ヨーク２とコア３とは一体でなくとも良く、別体とすれば材質を変えることができる。

図３は本発明の磁気誘導ループコイルの他の例を示し、（ａ）は斜視説明図、（ｂ）は側面説明図である。この図３の構成では、上記図１の構成に加えてループコイル１の前面に磁性シート５を添付している。ループコイル１は合成樹脂製のボビン６を使用して巻回され、磁性シート５はボビン６の一端となる前面側開口部を閉塞し、鍔部６ａを覆うように、即ちコイル１の前面を覆うように鍔部６ａに貼着されている。この磁性シート５は、樹脂シートや合成ゴムシートに磁性粉末を塗布したものが使用でき、厚みは０．３ｍｍ程度あれば良い、また磁性粉末の透磁率は１００以上あれば良い。

このように、コイル前面に磁性シートを配置することで、磁性シートによりコアの効率が高まり、短い電線長で高いインダクタンスを得ることができ、抵抗成分を減らすことができる。よって、前方に対する磁気信号も大きくすることができる。尚、磁性シート５は大きすぎると、磁気ヨーク２の作用を邪魔することになるため、ループコイル１の前面側を閉塞する程度の面積があればよい。

尚、上記実施形態では、磁気ヨーク２の大きさをコア３に対して前面の面積比が５．９倍の大きさとしているが、５倍以上あればループコイル１による前方に対する放射磁界を大きくすることができる。
また、磁気ヨーク２の広さをループコイル１の巻回面積に対して２．０倍としているが、磁気ヨーク２はループコイル１の巻回面積に対して１．４倍以上になるよう形成すれば、前方に対して大きくなった磁界強度が大きく劣化することがない。但し、磁気ヨーク２を４倍を超えるような大きさとしても、特性が面積に比例して良好に成るようなことも期待出来ないため、１．４倍〜４倍が好ましい。

次に、本発明に係るインターホン機器について説明する。図５は、本発明のインターホン機器の説明図であり、インターホン機器を使用してインターホンシステムを構成した状態を示している。１１は玄関等に設置して居住者を呼び出すためのインターホン子機、１２は住戸内に設置されてインターホン子機１１からの呼び出しに応答するためのインターホン親機であり、双方は伝送線Ｌ１により接続されている。そして、２１はＴモード対応の補聴器を示している。

インターホン子機１１は、通話する機能を備えたインターホン回路１３と、呼出操作する呼出ボタン１４と、上述した構成の磁気誘導ループコイル１５と、磁気誘導ループコイル１５に供給する信号を増幅するドライブ回路１６とを備えている。一方、インターホン親機１２は、インターホン子機１１との間で通話するためのインターホン回路１７と、呼び出しを受けて応答操作する通話ボタン１８と、上述した構成の磁気誘導ループコイル１９と、磁気誘導ループコイル１９に供給する信号を増幅するドライブ回路２０とを備えている。
尚、インターホン子機１１、インターホン親機１２は、共に磁気誘導ループコイル１５，１９を縦長にケース内に組み込み、前方に磁気信号を発信するように配置されている。

磁気誘導ループコイル１５，１９には、インターホン回路１３，１７に設けられた図示しないスピーカから報音される音声信号と同様の周波数帯の信号がドライブ回路１６，２０で増幅されて供給され、磁気信号を生成して前方に放射される。この放射された磁気信号は、公知のＴモードを備えた補聴器２１により受信することができ、耳に障害を有する人であっても、インターホンシステムを使用して、居住者を呼び出して通話ができるし、来訪者からの呼び出しに対して応答することができる。

このように、磁気誘導ループコイル１５，１９を内蔵して、呼出音や通話音声を磁気信号により発信するため、磁気信号を受信するＴモード対応の補聴器等を身に付けることで、聴力に障害がある人でもインターホン機器に拡声手段を設けること無く、居住者と通話、逆に来訪者と通話することが可能となり、バリアフリー化に貢献でき利便性が向上する。
また、磁気誘導ループコイル１５，１９の前後方向の長さを小さくできるため、インターホン機器ケースの厚みをそのために大きくする必要がないし、全体が棒状に形成されるので、設置スペースもケース隅部の僅かなスペースで良く、ケースの大型化を防ぐことができる。

尚、上記実施形態は、インターホンケース内に磁気誘導ループコイルを縦長に配置しているが、傾倒して横長として収納しても良い。また、インターホン子機１１、インターホン親機１２の双方に磁気誘導ループコイルを組み込んでいるが、何れか一方ににのみ組み込んでも良い。

１・・ループコイル、２・・磁気ヨーク、３・・コア、５・・磁性シート、６・・ボビン、１１・・インターホン子機（インターホン機器）、１２・・インターホン親機（インターホン機器）、１３・・インターホン回路、１５・・磁気誘導ループコイル、１６・・ドライブ回路、１９・・磁気誘導ループコイル、２０・・ドライブ回路。

Claims (6)

1. 直線の巻回軸に導線を巻回して１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯の磁気信号を発信する磁気誘導ループコイルにおいて、
   前記巻回軸の一方を通信方向とし、他方となるループコイル背部の巻回端面に前記ループコイルより広い前面を有する板状の磁気ヨークを配置し、
   前記ループコイルは、長方形状或いは長円形状に巻回されると共に、前記磁気ヨークのループコイル当接面は前記ループコイルを包含する長方形或いは長円形を成すことを特徴とする磁気誘導ループコイル。
2. 前記磁気ヨークの前記ループコイルに当接する前面は、前記ループコイルが前記磁気ヨークを覆う巻回面積に対して１．４〜４倍の面積を有することを特徴とする請求項１記載の磁気誘導ループコイル。
3. 前記ループコイル内に透磁率３００以上のコアを配置し、該コア面積に対する前記磁気ヨーク前面の面積比が５倍以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気誘導ループコイル。
4. 前記磁気ヨーク及び前記コアを一体に形成したことを特徴とする請求項３記載の磁気誘導ループコイル。
5. 前記ループコイルはボビンに巻回して形成され、前記ボビンの前面が透磁率１００以上の磁性材から成る閉塞板で閉塞されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の磁気誘導ループコイル。
6. 居住者を呼び出すための呼出ボタン、或いは呼び出しに対して応答するための通話ボタンと、通話する機能を有するインターホン回路とを備えたインターホン機器であって、
   請求項１乃至５の何れかに記載の磁気誘導ループコイルと、これを駆動する為のドライブ回路を内蔵し、
   前記磁気誘導ループコイルの通信方向をインターホン機器のケース正面方向として前記ケースに収納し、インターホンの呼出音、通話音声等を前記誘導ループコールを使用して前方へ磁気信号として出力することを特徴とするインターホン機器。

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