(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扉枠側に設けた一次側ユニットと、蝶番を介して前記扉枠に支持される開閉扉側に設けた二次側ユニットとを有し、前記一次側ユニットから前記二次側ユニットへ非接触給電を行うことによって、前記扉枠側から前記一次側ユニットおよび前記二次側ユニットを介して前記開閉扉に配置した電気錠装置に電力供給する非接触給電装置であって、
前記一次側ユニットは、前記開閉扉に磁極面を対向させるようにして前記扉枠側に配置される一次側コアおよび前記一次側コアに巻回された一次側巻線を有する一次側コイルと、商用電源を高周波に変換して前記一次側巻線に供給する高周波インバータ回路とを備え、
前記二次側ユニットは、前記開閉扉が閉まった状態で前記一次側コアと磁極面同士が対向するように前記開閉扉に配置された二次側コアおよび前記二次側コアに巻回された二次側巻線を有し、前記一次側コイルと共に磁気トランスを構成する二次側コイルと、前記二次側巻線から供給される高周波を安定化して前記電気錠装置に電源を供給する安定化電源回路と、前記二次側巻線に電気的に接続され前記二次側巻線の漏れインダクタンスと共に共振回路を形成する共振コンデンサとを備え、
前記一次側コアと前記二次側コアとの磁極対向距離が所定範囲内で大きくなるほど前記共振回路の共振が強くなるように、前記共振コンデンサの静電容量値が設定されたことを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
前記一次側コア又は前記二次側コアのうち少なくとも何れか一方の、前記磁極対向面以外の部位の少なくとも一部を覆う非磁性の導電性材料からなる電磁遮蔽部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項３】
前記一次側ユニット又は前記二次側ユニットのうち少なくとも何れか一方の筐体が、非磁性の導電性材料で形成されたことを特徴とする請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項４】
前記共振コンデンサが前記二次側巻線に直列接続されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項５】
前記一次側コアおよび前記二次側コアは、それぞれ、両脚片の一端側を継ぎ部を介して連結したＵ字型コアからなり、各々の前記コアの前記継ぎ部の略全体に等ピッチで前記一次側巻線又は前記二次側巻線の何れかが巻回されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項６】
前記一次側コアおよび前記二次側コアは、前記磁極対向面の面積が他の部位の断面積よりも大きく形成され、且つ、前記磁極対向面の少なくとも１つの辺の長さが、前記一次側コアと前記二次側コアとで異なる長さに設定されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項７】
前記一次側巻線又は前記二次側巻線のうち少なくとも何れか一方が、前記コアにバイファイラ巻きされた２本の巻線からなることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、集合住宅や事業所などへのセキュリティシステムの導入によって、開閉扉に電気錠装置を設置する事例が増加しているが、図１１に示すように開閉扉５２に取り付けられた電気錠装置４に商用電源を給電する場合、扉枠５０に対して開閉扉５２を支持させる蝶番５１に通電金具６を配置し、この通電金具６を介して扉枠５０から開閉扉５２に取り付けた電気錠装置４へ給電する方法が一般的である。しかしながら、蝶番５１に通電金具６を施工する配線作業が非常に複雑であり、また長期間に亘って開閉扉５２の開閉が繰り返された場合は、電線の捩れや周辺部材との接触、摩耗によって短絡や断線が発生する可能性があった。
【０００３】
また、開閉扉５２がアルミ製や鋼製の場合には、開閉扉５２の強度を確保するために、開閉扉５２の内部に上下方向に延びる補強板５３が配置されているのであるが、通電部材６を介して開閉扉５２内部に配線された内部配線５を、蝶番５１と反対側のハンドル５４付近に取り付けられた電気錠装置４まで配線するためには、補強板５３に貫通孔５３ａを開けて内部配線５を通す必要があり、配線作業に手間がかかっていた。
【０００４】
このように、扉枠に対して開閉自在に支持された開閉扉に扉枠側から接触給電する場合は、蝶番に配置される通電金具の接触信頼性が低いという問題や、蝶番が大型化して美観を損ねるといった問題があるため、扉枠側に設けられた一次側コイルと、開閉扉側に設けられて一次側コイルに磁気結合される二次側コイルとを用いて、扉枠側から開閉扉に取り付けられた電気錠装置へ非接触給電を行う非接触給電装置が提案されていた（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
この種の非接触給電装置は、スイッチング電源と同様にフィードバック制御系で使用される場合が多く、受電側である二次側の状態を電流値或いは電圧値で監視して、給電側である一次側にフィードバックし、一次側の高周波インバータ回路の発振周波数やデューティ比を調整することによって二次側への電力供給を安定化していた（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３９２７２７２号公報（段落［００３３］−［００６１］、及び、第１図）
【特許文献２】特開２００６−７４８４８号公報（段落［００３４］−［００３８］、及び、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の非接触給電装置で一次側の高周波インバータ回路をフィードバック制御する場合、二次側から一次側に非接触で信号を帰還する手段が必要になる。信号を帰還する手段として赤外線通信を用いる場合は、外乱光や水滴、埃などの影響を受け易いという問題があった。すなわち、赤外波長域のエネルギーを持つ太陽光が通信部に照射される光量は、開閉扉や非接触給電装置の施工条件や天候あるいは時間帯によって一定とはならず、また結露による水滴の発生や長期間の使用により受光部に埃が蓄積する可能性も考えられるため、通信の信頼性が低いという問題があった。
【０００７】
また、信号を帰還する手段として、磁気的な高周波信号を磁気トランスの励磁磁束に重畳する方法を用いる場合、給電用の巻線（上記の一次側コイルおよび二次側コイル）とは別に、磁気トランスの一次側および二次側の両方に信号用の巻線をそれぞれ必要とし、また、信号の送信側には重畳する信号の発生回路、信号の受信側にはフィルタ回路や復調回路などの信号処理回路がそれぞれ必要になるため、回路規模が大きくなるといった問題やコストアップを招くといった問題があった。
【０００８】
このような問題点を解決するために、非接触給電装置においてフィードバック制御を行わずに、信号を帰還する手段を不要にした場合、一次側の高周波インバータ回路は、磁気トランスの一次側コアと二次側コアとの磁極対向距離に関わらず一定条件で動作することになる。ここで、磁気トランスの磁極対向距離は開閉扉の種類や施工条件によってばらつきがあり、また経年による蝶番の緩みやズレに伴って開閉扉の建て付けが悪化すると、磁極対向距離は変動することになり、特に開閉の支軸となる蝶番から離れた位置にあるハンドル側ではその影響が顕著であった。そして、磁極対向距離が大きくなるほど、一次側コイルと二次側コイルとの磁気結合が低下するため、一次側の高周波インバータ回路を一定条件で動作させた場合は、磁極対向距離の増加に伴って給電能力が低下し、所望の給電能力を得られなくなるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、二次側へ所望の電力を安定的に供給することができる非接触給電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、扉枠側に設けた一次側ユニットと、蝶番を介して扉枠に支持される開閉扉側に設けた二次側ユニットとを有し、一次側ユニットから二次側ユニットへ非接触給電を行うことによって、扉枠側から一次側ユニットおよび二次側ユニットを介して開閉扉に配置した電気錠装置に電力供給する非接触給電装置であって、一次側ユニットは、開閉扉に磁極面を対向させるようにして扉枠側に配置される一次側コアおよび一次側コアに巻回された一次側巻線を有する一次側コイルと、商用電源を高周波に変換して一次側巻線に供給する高周波インバータ回路とを備え、二次側ユニットは、開閉扉が閉まった状態で一次側コアと磁極面同士が対向するように開閉扉に配置された二次側コアおよび二次側コアに巻回された二次側巻線を有し、一次側コイルと共に磁気トランスを構成する二次側コイルと、二次側巻線から供給される高周波を安定化して電気錠装置に電源を供給する安定化電源回路と、二次側巻線に電気的に接続され二次側巻線の漏れインダクタンスと共に共振回路を形成する共振コンデンサとを備え、一次側コアと二次側コアとの磁極対向距離が所定範囲内で大きくなるほど共振回路の共振が強くなるように、共振コンデンサの静電容量値が設定されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、一次側コア又は二次側コアのうち少なくとも何れか一方の、磁極対向面以外の部位の少なくとも一部を覆う非磁性の導電性材料からなる電磁遮蔽部材を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、一次側ユニット又は二次側ユニットのうち少なくとも何れか一方の筐体が、非磁性の導電性材料で形成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの発明において、共振コンデンサが二次側巻線に直列接続されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの発明において、一次側コアおよび二次側コアは、それぞれ、両脚片の一端側を継ぎ部を介して連結したＵ字型コアからなり、各々のコアの継ぎ部の略全体に等ピッチで一次側巻線又は二次側巻線の何れかが巻回されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの発明において、一次側コアおよび二次側コアは、磁極対向面の面積が他の部位の断面積よりも大きく形成され、且つ、磁極対向面の少なくとも１つの辺の長さが、一次側コアと二次側コアとで異なる長さに設定されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかの発明において、一次側巻線又は二次側巻線のうち少なくとも何れか一方が、コアにバイファイラ巻きされた２本の巻線からなることを特徴とする。ここにおいて、バイファイラ巻きとは、２本の巻線を１束にした状態で１束の巻線を一緒にコアに巻回する巻き方を言う。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、一次側コアと二次側コアとの磁極対向距離が大きくなると、磁気結合の低下によって供給電力の低下が発生するが、磁極対向距離が大きいほど、二次側巻線の漏れインダクタンスと共振コンデンサとで構成される共振回路の共振が強くなることで、二次側巻線から安定化電源回路に供給される高周波電力を大きくして、供給電力の低下を抑制することができる。したがって、経年によって磁極対向距離が変化する場合でも、安定化電源回路から所望の供給電力を得ることができ、広範囲の磁極対向距離に対してフィードバック制御を用いずに所望の供給電力を確保することができる。さらに、経年によって磁極間距離が変動しやすい開閉扉の自由端側に二次側ユニットを設置することができるから、ハンドル付近に配置される電気錠装置と二次側ユニットの間の距離を短くして、開閉扉内部の配線作業を簡略化することができる。
【００１８】
ところで、磁気トランスの周辺に磁性材料がある場合、この磁性材料が漏れ磁束の経路（漏れ磁路）を形成するため、磁気結合が低下して給電能力を悪化させるという問題があった。また、例えば鋼製の扉枠や開閉扉に非接触給電装置を設置する場合、扉枠や開閉扉を高周波の漏れ磁束が鎖交することによって鉄損が発生し、扉枠や開閉扉が発熱してしまうという問題もあった。
【００１９】
それに対して、請求項２の発明によれば、一次側コア又は二次側コアのうち少なくとも何れか一方の、磁極対向面以外の部位の少なくとも一部を、非磁性の導電性材料からなる電磁遮蔽部材で覆っているので、電磁遮蔽部材の電磁遮蔽効果によって漏れ磁束を低減することができ、供給電力の低下を抑制するとともに、鉄損の発生によって扉枠や開閉扉が発熱するのを抑制できるという効果がある。
【００２０】
請求項３の発明によれば、一次側ユニット又は二次側ユニットの筐体に電磁遮蔽効果を持たせることができるので、筐体の電磁遮蔽効果によって漏れ磁束を低減することができ、供給電力の低下を抑制するとともに、鉄損の発生によって扉枠や開閉扉が発熱するのを抑制できるという効果がある。しかも、電磁遮蔽部材を別途設けなくても良いから、一次側ユニット又は二次側ユニットの部品数を少なくして、小型化を図ることができるという効果がある。
【００２１】
ところで、負荷である電気錠装置の動作状態によって二次側ユニットの負荷インピーダンスは大きく変動するのであるが、請求項４の発明によれば、共振コンデンサを二次側巻線に直列接続しているので、負荷インピーダンスの大きさに関係なく、一定の負荷電圧を得ることができ、過大な共振電圧によって負荷に耐圧以上の電圧が印加されるのを防止できるという効果がある。
【００２２】
請求項５の発明によれば、コアの継ぎ部の略全体に一次側巻線又は二次側巻線の何れかを巻回しているので、一次側巻線又は二次側巻線の巻幅をできるだけ大きくとることで、巻線周辺の漏れ磁路の磁気抵抗をできるだけ大きくして、漏れ磁束を減少させることができ、また等ピッチで巻線を巻回することによって、漏れ磁束を低減できるから、磁気結合の低下を抑制して、供給電力を向上させることができる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、一次側コアおよび二次側コアは、磁極対向面の面積が他の部位の断面積よりも大きく形成されており、磁気効率は磁極対向面積に比例するため、磁極対向面の面積を大きくとることで磁気効率を高めて、供給電力を向上させることができる。しかも、磁極対向面の少なくとも１つの辺の長さが一次側コアと二次側コアとで異なる長さに設定されているので、この辺に沿う方向において一次側コアと二次側コアの位置が相対的にずれたとしても、磁気結合の低下を抑制して、供給電力の低下を抑制することができ、位置ずれに対する許容範囲を大きくとることができる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、２本の巻線を１束にした状態で１束の巻線を一緒にコアに巻回しているので、２本の巻線の巻線長を均一化でき、巻線抵抗と漏れインダクタンスを含むインダクタンス値のばらつきを小さくできる。この結果、一次側ではインダクタンスのばらつきに起因して発生するノイズを抑制でき、二次側では共振条件のばらつきを小さくできるから、給電能力を安定化できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
【００２６】
本実施形態の非接触給電装置Ａは、図３（ａ）に示すように、扉枠５０に蝶番５１を介して開閉自在に支持される開閉扉５２に設けた電気錠装置４に対して扉枠側から非接触で電力供給を行うためのものであり、扉枠５０の上枠部に設けた一次側ユニット１と、開閉扉５２の上部に設けた二次側ユニット２とを有している。一次側ユニット１には電源線３を介して商用電源ＡＣが供給され、一次側ユニット１から二次側ユニット２へ電磁誘導により非接触で電力を供給し、二次側ユニット２から内部配線５を介して電気錠装置４へ電力供給を行うようになっている。尚、図３（ａ）中の５３は、開閉扉５２の内部に上下方向に沿って配設された補強部材である。
【００２７】
図１は非接触給電装置Ａの概略構成を示す回路ブロック図であり、一次側ユニット１は、入力フィルタ回路１１と、高周波インバータ回路１２と、一次側コイル３１とを備える。また二次側ユニット２は、一次側コイル３１に磁気結合された二次側コイル３２と、共振コンデンサ２１ａ，２１ｂと、ダイオードブリッジ回路２２と、平滑コンデンサ２３と、安定化電源回路２４とを備えている。
【００２８】
入力フィルタ回路１１は、例えば電源投入時の突入電流を低減するサーミスタ素子、過電流ヒューズ、サージ吸収素子、雑音端子電圧を低減するＬＣフィルタ回路、整流平滑化回路などで構成される。
【００２９】
高周波インバータ回路１２は、２巻線式の絶縁型スイッチングレギュレータ回路（例えばプッシュプル回路など）で構成され、入力フィルタ回路１１を介して供給される商用電源ＡＣの電源電圧を高周波に変換し、磁気トランス３０の一次側コイル３１（一次側巻線３５ａ，３５ｂ）に供給する。
【００３０】
一次側コイル３１と、一次側コイル３１に磁気的に結合された二次側コイル３２とで磁気トランス３０が構成されており、一次側コイル３１の構成を図４および図５を参照して説明する。尚、図５中のＢ１は主磁路を、Ｂ２は漏れ磁路をそれぞれ示している。
【００３１】
一次側コイル３１は、磁性材料により脚片３３ａ，３３ｂの一端側を継ぎ部３３ｃを介して連結したＵ字形状に形成されるとともに、各脚片３３ａ，３３ｂの先端面を磁極対向面３３ｄとした一次側コア３３と、角筒状の巻胴部３４ｂの両端部に鍔部３４ａ，３４ａを有し、巻胴部３４ｂの孔内に継ぎ部３３ｃを挿通した状態で一次側コア３３に組み合わされたコイルボビン３４と、コイルボビン３４にそれぞれ巻回された２本の一次側巻線３５ａ，３５ｂとを備える。なお、一次側コア３３の材料としては、高周波領域の鉄損が小さく、形状の自由度が高いフェライト材料が好適であり、数点の部材を組み合わせることでＵ字形状に形成しても良い。
【００３２】
また、一次側コア３３の断面積は、高周波インバータ回路１２の動作状態において磁気飽和しない程度の大きさが必要である。また継ぎ部３３ｃの長さ、すなわち両脚片３３ａ，３３ｂの間隔はできるだけ広い方が好ましく、磁極対向面３３ｄ，３３ｄは大面積である方が好ましい。そこで、本実施形態では両脚片３３ａ，３３ｂの側面視の形状を逆Ｔ字形に形成してあり、継ぎ部３３ｃに連結される側の端部に比べて、磁極対向面３３ｄ側を幅広として、磁極対向面３３ｄの面積を大きくしてある。
【００３３】
また、コイルボビン３４はできるだけ大きな巻幅が得られるように、脚片３３ａ，３３ｂと鍔部３４ａとの間の隙間や、鍔部３４ａの厚みをできるだけ小さくして、巻胴部３４ｂの長さを継ぎ部３３ｃよりも若干小さい寸法に形成してあり、２本の一次側巻線３５ａ，３５ｂは、２本を１束にした状態で、１束の巻線を同時にコイルボビン３４に巻回することで（この巻き方をバイファイラ巻きと言う。）、図４（ｂ）に示すように軸方向において一次側巻線３５ａと一次側巻線３５ｂとが交互に並ぶように両巻線３５ａ，３５ｂを複数回巻回している。このように２本の一次側巻線３５ａ，３５ｂは一束にされた状態でバイファイラ巻きされているので、２本の巻線３５ａ，３５ｂの巻線長を均一化でき、巻線抵抗と漏れインダクタンスを含むインダクタンス値のばらつきを小さくできる。この結果、一次側コイル３１ではインダクタンスのばらつきに起因して発生するノイズを抑制でき、また二次側コイル３２では共振条件のばらつきを小さくできるから、給電能力を安定化できるという効果がある。また一次側巻線３５ａ，３５ｂの巻幅をできるだけ大きくとることで、巻線周辺の漏れ磁路の磁気抵抗をできるだけ大きくして、漏れ磁束を減少させることができ、さらに等ピッチで均一に巻線を巻回することによって、漏れ磁束を低減できるから、磁気結合の低下を抑制して、供給電力を向上させることができる。
【００３４】
また、図４（ａ）に示すようにＵ字形状の一次側コア３３の左右両側には、非磁性の導電材料からなる電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂが配置されている。電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂは、一次側巻線３５ａ，３５ｂの巻幅方向に沿った平板形状に形成され、脚片３３ａ，３３ｂおよび継ぎ部３３ｃを側面方向から挟むように配置されている。電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂは、一次側コア３３の側面の外形よりも十分大きな面積を有するほうが好ましく、その材料としては非磁性で導電率が高い金属材料（例えばアルミニウムや銅など）を用いることが好ましい。尚、電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂの形状は矩形板状に限定されるものではなく、電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂの形状をくの字形状やＵ字形状とし、その組み合わせによって、一次側コア３３の側面や上面（磁極対向面３３ｄと反対側の面）を覆うようにしても良い。
【００３５】
なお、磁気トランス３０の二次側コイル３２は、図５（ａ）（ｂ）に示すようにＵ字形状の二次側コア３６と、二次側コア３６の継ぎ部３６ｃに組み付けられたコイルボビン３７と、コイルボビン３７に巻回された二次側巻線３８ａ，３８ｂとを備えており、二次側コア３６、コイルボビン３７、二次側巻線３８ａ，３８ｂは、一次側コイル３１の一次側コア３３、コイルボビン３４、一次側巻線３５ａ，３５ｂと同様の構成を有しているので、その説明は省略する。なお、二次側コイル３２では、二次側コア３６の磁極対向面３６ｄが一次側コア３３の磁極対向面３３ｄに比べて大きく形成されている。すなわち、図５の例では磁極対向面３３ｄの幅方向（図５（ｂ）中の左右方向）に沿った２辺が磁極対向面３３ｄよりも大きく形成されており、この辺に沿う双方向において一次側コア３３と二次側コア３６の相対的な位置が多少ずれたとしても、一次側コア３３の磁極対向面３３ｄが二次側コア３６の磁極対向面３６ｄに対向しているから、磁気結合の低下を抑制して、供給電力の低下を抑制することができ、ユニット１，２間の相対的な位置ずれに対する許容範囲を大きくとることができる。
【００３６】
そして、本実施形態では、二次側巻線３８ａ，３８ｂと直列にそれぞれ共振コンデンサ２１ａ，２１ｂを接続してあり、二次側巻線３８ａ，３８ｂの漏れインダクタンスと共振コンデンサ２１ａ，２１ｂとでそれぞれ共振回路を構成している。図６は非接触給電装置Ａの二次側の等価回路であり、Ｅは二次側巻線３８ａ，３８ｂに誘起される周波数ｆの電圧を、Ｌは二次側巻線３８ａ，３８ｂの漏れインダクタンスを、Ｃは共振コンデンサ２１ａ，２１ｂの静電容量値を、Ｒは負荷回路のインピーダンスを夫々示している。ここで、周波数ｆがｆ＝１／（２π√ＬＣ）のとき、ＬＣ直列共振の状態であり、電源Ｅ側から見たインピーダンスＺが負荷回路のインピーダンスＲに等しく（Ｚ＝Ｒ）、インピーダンスＺが最小になるので負荷で最大電力を取り出すことができる。ここで、共振コンデンサ２１ａ，２１ｂの静電容量値は、磁気トランス３０の磁気結合が初期に比べて小さくなるような条件下、すなわち一次側巻線３５ａ，３５ｂが巻回された一次側コア３３と、二次側巻線３８ａ，３８ｂが巻回された二次側コア３６との磁極対向距離が初期時に比べて大きくなった際に上記共振回路が共振点を有するような静電容量値に設定されている。ここにおいて、負荷である電気錠装置４の動作状態によって二次側ユニット２の負荷インピーダンスＲは大きく変動するのであるが、本実施形態では、共振コンデンサ２１ａ，２１ｂを二次側巻線３８ａ，３８ｂに直列接続しているので、負荷インピーダンスＲの大きさに関係なく、一定の負荷電圧を得ることができ、過大な共振電圧によって負荷に耐圧以上の電圧が印加されるのを防止できるという効果がある。なお、共振コンデンサ２１ａ，２１ｂとしては、誘導正接（ｔａｎδ）の小さいポリプロピレン系のものが、高周波領域で低損失のため好適である。
【００３７】
ダイオードブリッジ回路２２の交流入力端子間には共振コンデンサ２１ａ，２１ｂが接続されるとともに、直流出力端子間には平滑コンデンサ２３が接続されており、共振コンデンサ２１ａ，２１ｂに発生した交流電圧はダイオードブリッジ回路２２によって整流された後、平滑コンデンサ２３によって平滑される。なお、ダイオードブリッジ回路２２はショットキーバリアダイオードを４個組み合わせて構成しても良い。
【００３８】
安定化電源回路２４は、例えばシリーズレギュレータ回路やスイッチングレギュレータ回路により構成され、平滑コンデンサ２３から入力される直流電圧を安定化して、負荷となる電気錠装置４に供給する。
【００３９】
ところで、開閉扉５２に設けた電気錠装置４に対して扉枠５０側から非接触給電する場合に、開閉扉５２を開閉自在に支持する蝶番５１側に寄せて一次側ユニット１および二次側ユニット２を配置すると、開閉扉５２の自由端側（蝶番５１と反対側であってハンドル５４の近傍）に配置される電気錠装置４と二次側ユニット２との間を内部配線５により接続する必要があり、開閉扉５２内部に補強板５３が配置されている場合は内部配線５の施工に手間がかかるという問題がある。
【００４０】
そこで、本実施形態では、開閉扉５２の自由端側（電気錠装置４と同じ側）に一次側ユニット１および二次側ユニット２を配置しているが、開閉扉５２の自由端側では、経年による蝶番５１の緩みやずれによって、一次側コア３３および二次側コア３６の磁極間距離が変化する量が蝶番側よりも大きくなっている。扉枠５０の間口と開閉扉５２の外側面との間の隙間（所謂チリ寸法）は一般に０ｍｍより大きく１０ｍｍ以下の範囲内であり、チリ寸法が０ｍｍの状態とは扉枠５０と開閉扉５２とが干渉して、開閉動作に弊害を生じるような状態である。このチリ寸法は開閉扉５２の種類や施工条件によって一概ではなく、また経年による蝶番５１の緩みやズレなどでチリ寸法が変動する可能性がある。この変動は開閉の支軸となる蝶番５１側では小さく、支軸から遠いハンドル５４や電気錠装置４が配置される側では大きくなっているため、本実施形態のように開閉扉５２の自由端側に両ユニット１，２を配置した場合は、磁極対向距離の変動によって磁気結合が低下する恐れがある。
【００４１】
そこで、本実施形態では、磁気トランス３０の二次側巻線３８ａ，３８ｂと直列に共振コンデンサ２１ａ，２１ｂを接続してあり、二次側巻線３８ａ，３８ｂの漏れインダクタンスと共振コンデンサ２１ａ，２１ｂとで構成される共振回路は、一次側コア３３と二次側コア３６との磁極対向距離が所定範囲内で大きくなるほど、共振が強くなるように共振コンデンサ２１ａ，２１ｂの静電容量値が設定されているので、磁極対向距離の増加に伴う供給電力の低下を、共振回路による共振動作で補うことができ、フィードバック制御を行うことなく所望の供給電力を確保することが可能になる。図２（ａ）は本実施形態の磁極対向距離Ｌ（ｍｍ）と供給電力Ｗ１（Ｗ）との関係を示すグラフ、図２（ｂ）は共振コンデンサ２１ａ，２１ｂが無い場合の磁極対向距離Ｌ（ｍｍ）と供給電力Ｗ１（Ｗ）との関係を示すグラフであり、共振コンデンサ２１ａ，２１ｂが無い場合は磁極間距離の増加に伴って、磁気トランス３０の磁気結合（図２（ｂ）中のｂ）が低下し、それによって供給電力Ｗ１（同図中のａ）が低下するため、所望の目標電力を確保できる磁極対向距離Ｌの範囲が狭くなっている（０＜Ｌ≦Ｌ２）。一方、本実施形態でも磁極間距離の増加に伴って、磁気トランス３０の磁気結合（図２（ａ）中のｂ）が低下するのであるが、共振点に近付くにつれて共振回路の共振の強さ（同図中のｃ）が強くなることで、供給電力Ｗ１（同図中のａ）の低下が抑制され、より広範囲の磁極対向距離（０＜Ｌ≦Ｌ１、Ｌ１＞Ｌ２）で所望の目標電力を得ることができる。
【００４２】
次に、本実施形態の非接触給電装置Ａを開閉扉に施工した状態について図３（ａ）を参照して説明する。給電装置Ａの一次側ユニット１は、一次側コア３３の磁極対向面３３ｄを下側に向けた状態で、扉枠５０の上枠部内に埋込配設されている。一方、二次側ユニット２は、開閉扉５２を閉じた状態で二次側コア３６の磁極対向面３６ｄが一次側コア３３の磁極対向面３３ｄと対向するように、開閉扉５２の上側部に埋込配設されている。この時、両ユニット１，２は、開閉扉５２の開閉動作が行われても接触したり干渉したりすることがないように所定の空間距離を確保した状態で、一次側の磁極対向面３３ｄ，３３ｄと、二次側の磁極対向面３６ｄ，３６ｄとをそれぞれ対向させて配置されている。尚、一次側ユニット１および二次側ユニット２は、それぞれ、ねじ止めなどの手段を用い、一次側の磁極対向面３３ｄ，３３ｄと二次側の磁極対向面３６ｄ，３６ｄとの間に所定の空間距離を開けた状態で、扉枠５０および開閉扉５２の表面に取り付けるようにしても良い。
【００４３】
また内部配線５は、二次側ユニット２の安定化電源回路２４と電気錠装置４とを電気的に接続するための電気配線であり、開閉扉５２の内部に配線されている。ここで、磁気トランス３０の二次側コイル３２は電気錠装置４の上方に配置されており、内部配線５は略上下方向に沿って配線するだけで良いので、二次側ユニット２と電気錠装置４との間の配線距離を短くして配線作業を簡略化することができる。またアルミニウム製や鋼製の開閉扉５２の場合には、開閉扉５２の内部に補強板５３が上下方向に沿って配設されているが、二次側ユニット２と電気錠装置４とを補強板５３で仕切られた同一の区画内に配置しているので、補強板５３を貫通する形で内部配線５を配線する必要が無く、補強板５３に通線用孔を貫設したり、通線用孔に内部配線５を通す手間がいらなくなるから、配線作業をさらに簡略化できる。
【００４４】
また、開閉扉５２又は扉枠５０が鋼製の時、扉枠５０内に配設された一次側ユニット１では、図７（ａ）に示すように、一次側ユニット１の筐体１０内に一次側コア３３の側面を覆うようにして電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂを配置してあり、この電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂは、扉枠５０の側壁５０ａ，５０ａと一次側コア３３との間に配置されることになる。ここで、図７（ｂ）のように扉枠５０の側壁５０ａ，５０ａと一次側コア３３との間に、電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂが介在しない場合は、一次側コア３３から扉枠５０の側壁５０ａ，５０ａに流入する漏れ磁束Ｂによって、一次側コイル３１と二次側コイル３２との磁気結合が低下してしまうが、本実施形態のように電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂを介在させた場合、その電磁遮蔽効果によって漏れ磁束Ｂが低減されるので、給電能力の低下を抑制することができ、且つ、鉄損の発生による扉枠５０の異常発熱を防止することもできる。尚、図７（ａ）に示す例では、一次側コア３３の磁極対向面３３ｄ以外の部位の少なくとも一部を覆うように電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂを配置しているが、電磁遮蔽部材によって二次側コア３６の磁極対向面３６ｄ以外の部位の少なくとも一部を覆うことで、上述と同様に漏れ磁束を低減し、供給電力の低下や鉄損による開閉扉５２の異常発熱を抑制することができる。
【００４５】
また、一次側コア３３の磁極対向面３３ｄ以外の部位を覆う電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂを設ける代わりに、図８（ａ）に示すように一次側ユニット１の筐体１０Ａ自体を非磁性の導電性材料により形成しても良く、電磁遮蔽部材４１ａ，４１ｂを別途設けなくても、筐体１０Ａ自体が電磁遮蔽機能を有しているので、漏れ磁束の低減を図りつつ、一次側ユニット１の部品数の低減や小型化を図ることができる。なお、この筐体１０Ａでは、一次側コア３３の磁極対向面３３ｄと対向する部位（図中の領域Ｄ１，Ｄ２）のみを、主磁束の通過を妨げることがないように合成樹脂製としているが、図８（ｂ）に示すように一次側ユニット１の筐体１０Ｂにおいて一次側コア３３の全体と対向する部位（図中の矩形領域Ｃ２）を合成樹脂製としても良い。また、二次側コア３６の磁極対向面３６ｄ以外の部位を電磁遮蔽部材で覆う代わりに、二次側ユニット２の筐体２０そのものを非磁性の導電性材料により形成しても良く、上述と同様に電磁遮蔽部材を別途設けなくても、筐体２０自体が電磁遮蔽機能を有しているので、漏れ磁束の低減を図りつつ、二次側ユニット２の部品数の低減や小型化を図ることができる。
【００４６】
ところで、本実施形態では扉枠５０および開閉扉５２の上部の一端側（軸支される側と反対側）に一次側ユニット１および二次側ユニット２を配置しているが、扉枠５０および開閉扉５２の下部の一端側（軸支される側と反対側）に一次側ユニット１および二次側ユニット２を配置しても良いし、図３（ｂ）に示すように開閉扉５２の一端側（軸支される側と反対側）に磁極対向面３６ｄを側方に向けて二次側ユニット２を配置すると共に、扉枠５０の横枠部において二次側コア３６と磁極対向面同士が対向するようにして一次側ユニット１を配置しても良い。このように配置した場合でも、経年により磁極対向面同士の距離が変動した場合には、二次側巻線３８ａ，３８ｂの漏れインダクタンスと共振コンデンサ２１ａ，２１ｂとで構成される共振回路の共振が強まることによって、磁気結合の低下による供給電力の低下を抑制することができ、広範囲の磁極対向距離で所望の供給電力を確保することができる。
【００４７】
また、本実施形態では高周波インバータ回路１２が２巻線式の絶縁型スイッチングレギュレータ回路で構成されているが、図１０に示すように、磁気トランス３０の一次側を２巻線（一次側巻線３５ａ，３５ｂ）、二次側を１巻線（二次側巻線３８）とした絶縁型スイッチングレギュレータ回路（例えばプッシュプル回路）で構成しても良く、この場合は、二次側巻線３８と直接に共振コンデンサ２１が接続されている。また、図１０に示すように高周波インバータ回路１２を１巻線式の絶縁型スイッチングレギュレータ回路（例えばハーフブリッジ回路）で構成しても良く、この場合は、磁気トランス３０の一次側巻線３５および二次側巻線３８はそれぞれ１巻線となり、二次側巻線３８に共振コンデンサ２１が直列接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態の非接触給電装置の概略構成を示す回路ブロック図である。
【図２】（ａ）は同上の磁極対向距離と供給電力との関係を示すグラフ、（ｂ）は従来例の磁極対向距離と供給電力との関係を示すグラフである。
【図３】（ａ）（ｂ）は同上の施工状態を示す説明図である。
【図４】同上に用いる一次側コイルを示し、（ａ）は一部省略せる外観斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【図５】（ａ）は同上に用いる磁気トランスを概略的に示した正面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】同上の二次側回路の等価回路図である。
【図７】（ａ）は同上の一次側コイルを扉枠内に配置した状態の概略断面図、（ｂ）は従来の一次側コイルを扉枠内に配置した状態の概略断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は同上に用いる一次側ユニットの一部省略せる断面図である。
【図９】同上の非接触給電装置の他の回路例を示す回路ブロック図である。
【図１０】同上の非接触給電装置のまた別の回路例を示す回路ブロック図である。
【図１１】従来の非接触給電装置の施工状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ａ  非接触給電装置
１  一次側ユニット
２  二次側ユニット
４  電気錠装置
１２  高周波インバータ回路
２１ａ，２１ｂ  共振コンデンサ
２４  安定化電源回路
３１  一次側コイル
３２  二次側コイル
３３  一次側コア
３５ａ，３５ｂ  一次側巻線
３６  二次側コア
３８ａ，３８ｂ  二次側巻線
ＡＣ  商用電源
５０  扉枠
５１  蝶番
５２  開閉扉
【図１】
0005118418.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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