JP4842174B2

JP4842174B2 - 非接触給電装置

Info

Publication number: JP4842174B2
Application number: JP2007057143A
Authority: JP
Inventors: 川朝夫石
Original assignee: URO Electronics Ind Co Ltd
Current assignee: URO Electronics Ind Co Ltd
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2027-03-07
Also published as: JP2008215028A

Description

本発明は、固定側装置と可動側装置とを有し、これら両装置間で電磁誘導により給電する装置に係わり、とくに固定側装置と可動側装置とが接近したときに給電するものに関する。

建物の部屋入り口に設けられるドアには、セキュリティ用電子機器を取り付ける例が増えている。この場合、電源ライン、回路配線をドア枠からドアに接続する必要のあることが多く、適当なケーブルを用いて接続するか無線方式で連系するかして電源および信号の伝送を行っている。

例えば、特許文献１には、給電部１０から受電部８に対して無線方式で給電して二次電池７に充電し、ＩＤカード９とカードリーダ３とが信号授受を行うセキュリティシステムが示されている。
特開２００６−１３８１６２号公報

しかしながら、特許文献１には、無線方式の給電手段がどのような具体的構成であるかは示されていない。

ここで、セキュリティとドアの施錠との関係に関して言えば、閉扉状態では閂を懸けておき、開扉するときに閂を外すことが行えればよい。そして、ドアチェッカにより自動的に閉扉状態になることを前提にすれば、開扉状態ではセキュリティ目的で給電する必要はないから電源、信号の授受を行わなくてよい。

本発明は上述の点を考慮してなされたもので、固定側装置と可動側装置とが接近したときに給電する非接触給電装置を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明では、
固定側装置と可動側装置とが接近したときに非接触給電する装置において、
少なくとも一方が磁石であって互いに磁気的に吸引し合う一対の磁気吸引部材と、
それぞれ前記磁気吸引部材を構成する一対の磁性部材を有し、前記固定側装置と前記可動側装置とに取り付けられ、互いに磁気吸引して摺動する一対の磁気的作動手段と、
それぞれ前記磁気的作動手段に組み込まれ、前記磁気的作動手段に対して前記磁気吸引部材による磁気吸引方向と反対方向に前記磁性部材の磁気吸引力よりも小さい作用力を与える一対のバネと、
それぞれ磁気鉄心およびこの磁気鉄心に巻装された巻線を有し、前記一対の磁気的作動手段に各別に装着されて電磁エネルギーを授受する電磁結合手段と、
をそなえ、前記一対の磁気的作動手段が磁気吸引により接近したとき前記電磁結合手段を作動させることを特徴とする非接触給電装置、
を提供するものである。

本発明は上述のように、閉扉状態になると、一対の磁気的作動手段が磁気吸引して摺動すると、この磁気的作動手段に装着された電磁結合手段が電磁エネルギーを授受して給電を行うため、良好に給電することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施例の構成を示しており、ドアを閉めた状態であってドア１００側に対してドア枠２００側から給電するときの各要素の位置関係を示している。

図１では、ドア１００側の磁性部材である磁石１１１とドア枠２００側の磁性部材である磁石２１１とが吸引し合って、一対の磁気的作動手段１１０，２１０が相互に最接近している。

磁気的作動手段１１０は、磁石１１１の他に、磁石支持部材１１２、バネ１１３を有し、これに対向するもう一つの磁気的作動手段２１０は、磁石２１１の他に、磁石支持部材２１２、伸張性のバネ２１３を有する。そして、磁石１１１，２１１が吸引し合うことにより、バネ１１３，２１３を圧縮して磁気的作動手段１１０，２１０を相互に接近させる。

この磁気的作動手段１１０，２１０には、電磁結合手段１２０，２２０が組み込まれており、磁気的作動手段１２０，２２０は、バネ１１３，２１３を圧縮する方向に、電磁結合手段１２０，２２０と一緒に摺動突起１１２，２１２により取付枠１３０，２３０内を摺動して最接近位置に達する。

最接近位置では、電磁結合手段１２０，２２０における鉄心１２１，２２１によって両者が磁気的に結合し、コイル１２２，２２２の一方に入力が与えられると他方に出力が生じる。これら入、出力は、端子Ｔ１，Ｔ２を介して図示しない電源回路に流れる。

鉄心１２１，２２１は、縦断面形状がほぼコ字型のものを例示したが、縦断面形状がＣ字型、Ｕ字型でもコ字型と同様に、コイル１２２，２２２を巻装することができ、磁気的作動手段１１０，２１０との関係も同様に構成することができる。素材は、とくに限定されないが、フェライトが適当である。

図２は、図１の状態にあったドア１００が開き始めた状態を示しており、ドア１００がドア枠２００から離隔し、磁気的作動手段１１０，２１０が相互に離間した上に、ドア１００またはドア枠２００内に収納された状態となっている。

つまり、図１では、磁気的作動手段１１０，２１０はドア１００の外周面またはドア枠２００の内周面から突出していたが、図２では突出していない。これは、磁石１１１と磁石２１１との磁気吸引が行われなくなり、バネ１１３，２１３の伸張力により磁気的作動手段１１０，２１０が電磁結合手段１２０，２２０とともに引っ込んだ状態となっている。

この状態では、電磁結合手段１２０，２２０相互間の電磁結合はないから、端子Ｔ１，Ｔ２間での給電は行われない。したがって、開扉状態で給電が必要であれば、例えばドア１００側に二次電池を設けて閉扉状態で充電しておき、開扉状態では、二次電池から回路に対して給電する構成とすればよい。

そして、図１の閉扉状態を図２の開扉状態と対比すると判るように、磁気的作動手段１１０，２１０の位置関係、つまり磁気的作動手段１１０，２１０が互いに相手側に突出して電磁結合手段１２０，２２０が給電作用を行う。この閉扉状態では、磁石１１１，２１１が互いに磁気吸引することにより磁気的作動手段１１０，２１０が摺動して電磁結合手段１２０，２２０が電磁結合した状態となり、給電動作を行う。

図３(a)，(b)は、図１および図２で簡略化して描いた結果、図示していなかった細部構造を付加して描いた、磁気的作動手段１１０，２１０および電磁結合手段１２０，２２０、取付枠１３０，２３０を示している。この場合、ドア１００側とドア枠２００側とを纏めて示しており、符号は両方につき共通するものとして示している。

すなわち、磁気的作動手段１１０，２１０は、磁石１１１，２１１、鉄心１２１，２２１の端面、つまり相互対向面が、磁石支持部材１１２，２１２に固着された面部材１２４，２２４により保持されている。

そして、磁気的作動手段１１０，２１０の摺動のために、取付枠２３０の内面には、バネ１１３，２１３の保持部材を兼ねる天井面および底面のガイドレール１３１，２３１および両側壁面のガイドレール１３２，２３２が設けられている。

図４(a)，(b)は、電磁結合手段１２０，２２０の他の構成例を示したものである。すなわち、図４(a)は、縦断面形状がＩ字型をなすＩ型鉄心の１２１，２２１にコイル１２２，２２２を巻装して周囲に磁気的作動手段１１０，２１０の磁石１１１ａ，２１１ａを配したものである。また、図４(b)は、周壁、底壁および底壁中心部に立てられた心柱を持ち、縦断面がＥ字型で横断面が同心円型の、いわゆるポット型鉄心１２１，２２１の内部空間にコイル１２２，２２２を巻装、収納して、周囲に磁石１１１ａ，２１１ａを配したものである。このように、電磁結合手段１１０，２１０は、種々の構成とすることができる。

適用例

図５は、本発明をドアのサムターン操作装置に適用したときの全体構成を示している。ドア１００には、サムターン３０３ａおよびサムターン操作装置３０３ｂ付きの受電装置３０３が設けられ、ドア枠２００には電源３０１に接続された送電装置３０２が設けられている。

これにより、閉扉状態ではドア枠２００側の送電装置３０２からドア１００側の受電装置３０３に向けて非接触で給電が行われ、例えばＲＦＩＤと呼ばれる無線式ＩＤカードによりサムターン操作装置３０３ｂによりサムターン３０３ａを開閉操作することができる。

操作後に開扉状態になると給電が停止するが、そのときはサムターンの操作を必要としないから不都合はない。そして、その後に再び閉扉状態になって給電可能となるからサムターンを操作することができる。

他の実施例

上記実施例における磁石１１１，２１１は、その一方のみを磁石とし、他方は鉄などの磁性材の部材に置き換えてもよい。さらに、磁石１１１，２１１は、永久磁石の他に、閉扉状態で通電されて磁気吸着する電磁石を用いることもできる。

また、上記実施例では、ドアとドア枠との間での給電を例に説明したが、これに類する設備における固定側装置と可動側装置との間の給電にも、同様に本発明を適用することができる。

本発明の一実施例の構成を示す縦断面図であって、建物の閉扉状態を示す図。本発明の一実施例の構成を示す縦断面図であって、建物の開扉状態を示す図。本発明の他の実施例の構成を示す縦断面図。本発明に用いる磁気的作動手段の他の構成例を示す斜視図。本発明に係る非接触給電装置をドアのサムターン操作装置に適用した例を示す説明図。

符号の説明

１００ドア、１１０，２１０磁気的作動手段、１１１，２１０磁石、
１１２，２１２磁石支持部材、１１３，２１３バネ、
１２０，２２０電磁結合手段、１２１，２２１鉄心、
１２２，２２２コイル、１３０，２３０取付枠、
１３１，１３２，２３１，２３２ガイドレール、３０１電源、
３０２送電装置、３０３受電装置、３０３ａサムターン、
３０３ｂサムターン駆動装置。Ｔ端子。

Claims

固定側装置と可動側装置とが接近したときに非接触給電する装置において、
少なくとも一方が磁石であって互いに磁気的に吸引し合う一対の磁気吸引部材と、
それぞれ前記磁気吸引部材を有し、前記固定側装置と前記可動側装置とに取り付けられ、互いに磁気吸引して摺動する一対の磁気的作動手段と、
それぞれ前記磁気的作動手段に組み込まれ、前記磁気的作動手段に対して前記磁気吸引部材による磁気吸引方向と反対方向に前記磁気吸引部材の磁気吸引力よりも小さい作用力を与える一対のバネと、
それぞれ磁気鉄心およびこの磁気鉄心に巻装された巻線を有し、前記一対の磁気的作動手段に各別に装着されて電磁エネルギーを授受する電磁結合手段と、
をそなえ、前記一対の磁気的作動手段が磁気吸引により接近したとき前記電磁結合手段を作動させることを特徴とする非接触給電装置。
請求項1記載の非接触給電装置において、
前記磁気的作動手段は、磁気吸引し合う方向に沿って移動可能であることを特徴とする非接触給電装置。
請求項1記載の非接触給電装置において、
前記一対の磁気吸引部材は、ともに永久磁石である非接触給電装置。
請求項1記載の非接触給電装置において、
前記磁気鉄心は縦断面がほぼコ字型であり、前記一対の磁気吸引部材は前記磁気鉄心の中央部に配されたことを特徴とする非接触給電装置。
請求項１記載の非接触給電装置において、
前記磁気鉄心は縦断面がＩ型であり、前記磁気吸引部材は前記磁気鉄心の周囲に配されたことを特徴とする非接触給電装置。
請求項１記載の非接触給電装置において、
前記磁気鉄心はポット型であり、前記磁気吸引部材は前記磁気鉄心の周囲に配されたことを特徴とする非接触給電装置。