(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平な一次側の筐体と二次側の筐体とが互いの側面同士を面接させることで壁面に沿って接続可能に構成されるとともに一次側から二次側へ非接触により電力を供給可能な配線システムであって、
一次側または二次側の筐体のいずれか一方の前記側面に第１の嵌合凹部が形成されるとともに、一次側または二次側の筐体のいずれか他方の前記側面に第１の嵌合凸部が形成され、第１の嵌合凸部の突出片の側面周囲に内蔵または露出した非接触給電のための第１の巻線コイルを有するとともに嵌合時に第１の巻線コイルと略同心円をなすべく第１の嵌合凹部の側面周囲に内蔵された非接触給電のための第２の巻線コイルを有し、
前記二次側の筐体は、前記一次側の筐体との面接箇所に形成された面接状態を、該一次側の筐体と面接される側面とは対向する側面に形成させて扁平状に形成された他の筐体を面接させ、前記一次側の筐体と前記二次側の筐体とを含む３つ以上の筐体を壁面に沿って配列させ、しかも、前記対向する側面で面接された二次側の筐体と他の筐体との間で非接触給電をさせ得るように、前記一次側の筐体と面接される側面に形成されている前記第１の嵌合凹部または前記第１の嵌合凸部と嵌合可能な第１の嵌合凸部または第１の嵌合凹部が前記対向する側面に形成されており、該形成された第１の嵌合凸部または第１の嵌合凹部に、前記第１の巻線コイルまたは前記第２の巻線コイルが形成されていることを特徴とする配線システム。
【請求項２】
第１の嵌合凸部の突出片の頂面に開口された穴状の第２の嵌合凹部が形成されるとともに第１の嵌合凹部の開口底面から突出された第２の嵌合凸部が形成され、第１の巻線コイルと略同心円をなすべく第２の嵌合凸部の突出片の側面周囲に内蔵または露出した非接触給電のための第３の巻線コイルを有することを特徴とする請求項１記載の配線システム。
【請求項３】
第１の嵌合凸部および／または第１の嵌合凹部は、筐体からそれぞれ取り外し可能に構成されることを特徴とする請求項１または２記載の配線システム。
【請求項４】
前記一次側の筐体は、電力線に接続されている電力路接続口と情報線に接続されている情報路接続口とをモジュール化して形成した接続口を備えたゲート装置に接続される機能装置であって、前記ゲート装置の電力路接続口および情報路接続口に接続され、前記ゲート装置から前記電力を得るとともに前記ゲート装置を介して前記情報信号の授受を行う基本機能モジュールであり、前記二次側の筐体は、基本機能モジュールに接続可能に構成され、基本機能モジュールから非接触により電力の供給を受け得る拡張機能モジュールであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の配線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平な一次側の筐体と二次側の筐体とが互いの側面同士を面接させることで壁面に沿って接続可能に構成されるとともに一次側から二次側へ非接触により電力を供給可能な配線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一次側と二次側とが非接触である非接触給電機構において、一次側のコアと二次側のコアがともに巻線コイルである構成が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１９６２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような非接触給電機構においては、巻線コイルの給電能力（給電効率）は巻線間距離に大きく左右される。というのも、巻線間距離が大きくなればなる程、一次側の磁束の漏れが増大してしまい、二次側を通過する磁束が減少してしまうため、一次側の筐体と二次側の筐体との接続部分（非接触給電機構設置部分）の磁界的な間隙が生じる程、給電能力が下がってしまうという問題が生じ得る。
【０００４】
特に、情報と電力とを同時に送ることができる配線システムに用いる機能装置であって、機能モジュールを１または複数連結可能に構成し、各機能モジュールに非接触給電機構を備えて順に給電する構成においては、筐体内にそれぞれ巻線コイルを内蔵する場合、隣り合う筐体が接続した際に、筐体のケース分だけ一次側の巻線コイルと二次側の巻線コイルとの間に磁界的な間隙ができてしまう。上述したように、非接触給電機構における巻線コイルの給電能力は、一次側と二次側との巻線間距離に大きく左右されるため、巻線間距離が離れると、給電能力が下がってしまうという問題を生じ得る。特に、このような配線システムに用いる機能装置は設置場所の都合上、薄型が要請されるため、こちらも給電能力を大きく左右する要素の１つである巻線コイルの巻線面積にも限界があり、少しでも給電能力を上げる必要が生じ得る。
【０００５】
本発明は、給電能力をより大きくすることができる配線システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る配線システムは、扁平な一次側の筐体と二次側の筐体とが互いの側面同士を面接させることで壁面に沿って接続可能に構成されるとともに一次側から二次側へ非接触により電力を供給可能な配線システムであって、一次側または二次側の筐体のいずれか一方の前記側面に第１の嵌合凹部が形成されるとともに、一次側または二次側の筐体のいずれか他方の前記側面に第１の嵌合凸部が形成され、第１の嵌合凸部の突出片の側面周囲に内蔵または露出した非接触給電のための第１の巻線コイルを有するとともに嵌合時に第１の巻線コイルと略同心円をなすべく第１の嵌合凹部の側面周囲に内蔵された非接触給電のための第２の巻線コイルを有し、前記二次側の筐体は、前記一次側の筐体との面接箇所に形成された面接状態を、該一次側の筐体と面接される側面とは対向する側面に形成させて扁平状に形成された他の筐体を面接させ、前記一次側の筐体と前記二次側の筐体とを含む３つ以上の筐体を壁面に沿って配列させ、しかも、前記対向する側面で面接された二次側の筐体と他の筐体との間で非接触給電をさせ得るように、前記一次側の筐体と面接される側面に形成されている前記第１の嵌合凹部または前記第１の嵌合凸部と嵌合可能な第１の嵌合凸部または第１の嵌合凹部が前記対向する側面に形成されており、該形成された第１の嵌合凸部または第１の嵌合凹部に、前記第１の巻線コイルまたは前記第２の巻線コイルが形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
上記構成の配線システムによれば、一次側の筐体と二次側の筐体とが互いに接続可能に構成されている。一次側または二次側の筐体のいずれか一方に穴状の第１の嵌合凹部が形成される一方、一次側または二次側の筐体のいずれか他方に第１の嵌合凸部が形成される。すなわち、穴状の第１の嵌合凹部に第１の嵌合凸部の突出片を挿通させることにより、一次側の筐体と二次側の筐体とが嵌合される。
【０００８】
ここで、第１の嵌合凸部の突出片の側面周囲に、非接触給電のための第１の巻線コイルが内蔵または露出されるように設けられる。さらに、第１の嵌合凹部の側面周囲に、非接触給電のための第２の巻線コイルが嵌合時に第１の巻線コイルと略同心円をなすべく内蔵される。
【０００９】
このように、一次側の筐体と二次側の筐体とが嵌合した時に、一次側の巻線と二次側の巻線とが略同心円かつ略同一面上で形成されるため、一次側と二次側との位置決めと同時に一次側と二次側との巻線間の距離も近づけることができる。したがって、電磁誘導の効率をよりよくすることができ、給電能力をより大きくすることができる。
【００１０】
好ましくは、第１の嵌合凸部の突出片の頂面に開口された穴状の第２の嵌合凹部が形成されるとともに第１の嵌合凹部の開口底面から突出された第２の嵌合凸部が形成され、第１の巻線コイルと略同心円をなすべく第２の嵌合凸部の突出片の側面周囲に内蔵または露出した非接触給電のための第３の巻線コイルを有するように構成される。
【００１１】
この場合、第２の嵌合凹部が第１の嵌合凸部の突出片の頂面に開口されて形成される。さらに、第２の嵌合凹部に嵌合可能なように、第１の嵌合凹部の開口底面から突出された第２の嵌合凸部が形成される。そして、第２の嵌合凸部の突出片の側面周囲に、第３の巻線コイルが第１の巻線コイルと略同心円をなすべく内蔵または露出される。すなわち、嵌合時に、第１、第２および第３の巻線コイルが略同心円をなす構成となっている。
【００１２】
したがって、一次側の筐体と二次側の筐体とが嵌合した時に、一次側の巻線と二次側の巻線とが略同一面上で形成されるとともに、一次側または二次側の２つの巻線間に二次側または一次側の巻線を挟む形状となるため、一次側と二次側との巻線間の距離がより近く、電磁誘導の効率をよりよくすることができ、給電能力をより大きくすることができる。
【００１３】
好ましくは、第１の嵌合凸部および／または第１の嵌合凹部は、筐体からそれぞれ取り外し可能に構成される。
【００１４】
この場合、第１の嵌合凸部および嵌合凹部を取り外すことができるため、巻線コイル形成のため導線を第１の嵌合凸部および嵌合凹部に巻き付ける際に、予め嵌合凸部および嵌合凹部のみを当該嵌合凸部および／または嵌合凹部の形状に対応した巻線治具を介して自動巻線機にセットすることが可能となり、製造効率を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る配線システムは、前記一次側の筐体は、電力線に接続されている電力路接続口と情報線に接続されている情報路接続口とをモジュール化して形成した接続口を備えたゲート装置に接続される機能装置であって、前記ゲート装置の電力路接続口および情報路接続口に接続され、前記ゲート装置から前記電力を得るとともに前記ゲート装置を介して前記情報信号の授受を行う基本機能モジュールであり、前記二次側の筐体は、基本機能モジュールに接続可能に構成され、基本機能モジュールから非接触により電力の供給を受け得る拡張機能モジュールであることを特徴とするものである。
【００１６】
すなわち、基本機能モジュールおよび拡張機能モジュールの電力供給部もしくは拡張機能モジュールの電力受給部のいずれか一方に穴状の第１の嵌合凹部が形成されるとともに基本機能モジュールおよび拡張機能モジュールの電力供給部もしくは拡張機能モジュールの電力受給部のいずれか他方に第１の嵌合凸部が形成され、第１の嵌合凸部の突出片の側面周囲に内蔵または露出した非接触給電のための第１の巻線コイルを有し、嵌合時に第１の巻線コイルと略同心円をなすべく第１の嵌合凹部の側面周囲に内蔵された第２の巻線コイルを有することを特徴とするものである。あるいは、さらに、第１の嵌合凸部の突出片の頂面に開口された穴状の第２の嵌合凹部が形成されるとともに第１の嵌合凹部の開口底面から突出された第２の嵌合凸部が形成され、第１の巻線コイルと略同心円をなすべく第２の嵌合凸部の突出片の側面周囲に内蔵または露出した非接触給電のための第３の巻線コイルを有するように構成される。好ましくは、基本機能モジュールおよび拡張機能モジュールは、非接触給電機構の第１および第２の嵌合凸部ならびに第１および第２の嵌合凹部がそれぞれ取り外し可能に構成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る配線システムによれば、一次側の筐体と二次側の筐体とが嵌合した時に、一次側の巻線と二次側の巻線とが略同心円かつ略同一面上で形成されるため、一次側と二次側との位置決めと同時に一次側と二次側との巻線間の距離も近づけることができる。したがって、電磁誘導の効率をよりよくすることができ、給電能力をより大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を説明する。図２は本発明に係る一実施形態における機能装置を用いる配線システムの構成図である。図３は本実施形態における基本機能モジュールの回路構成図であり、図４は本実施形態における拡張機能モジュールの回路構成図である。
【００２０】
本実施形態の機能装置を用いるシステムでは、建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックスを基本ベースとして用いる。これらのスイッチボックス間には壁面内に先行配線した電力線Ｌ１と、情報線Ｌ２とを送り配線する。また、始端のスイッチボックスに対して配線ボックス１内の主幹ブレーカＭＢと分岐ブレーカＢＢとを介して屋内に引き込まれた電力線Ｌ１を導入するとともに、外部のインターネット網ＮＴにゲートウェイＧＷ（必要に応じてルータ、ハブ）を介して接続されている情報線Ｌ２を導入してある。
【００２１】
なお、本実施形態においては、情報線Ｌ２を導入することにより情報を送ることとしているが、少なくとも電力線Ｌ１を送る構成として実現可能であり、情報線Ｌ２の代わりに後述する各機能モジュールに無線により情報を送ったり、情報線Ｌ２によることなく各機能モジュール単体で各機能を実行することとしてもよい。
【００２２】
これらのスイッチボックスは、例えばＪＩＳで規格化された大角形の１個モジュール寸法の埋め込み型の配線器具が３個取り付けることができる１連の取付枠に対応して規格化されたスイッチボックスからなり、上部から配電ボックス１または他のスイッチボックスから送り配線されてくる電力線Ｌ１および情報線Ｌ２を導入するとともに、下部からは他のスイッチボックスへ送り配線するための電力線Ｌ１および情報線Ｌ２が導出している。そして各スイッチボックスには本発明の機能装置を構成する基本機能モジュール８を接続するゲート装置３を取り付けてある。
【００２３】
ゲート装置３は、ボディ背面部に速結端子構造の接続端子部５ａ，５ｂおよび送り配線用の接続端子部５ａ’、５ｂ’を設け、それぞれに対応する電力線Ｌ１、情報線Ｌ２を接続するようになっている。また、ボディ前面部には、送られてきた電力線Ｌ１に電気的に接続されている接触部を備えた電力路接続口６Ａと、送られてきた情報線Ｌ２に電気的に接続されている情報路接続口６Ｂとを有し、モジュール化した接続口６を備えている。
【００２４】
基本機能モジュール８は、後述する拡張機能モジュール９と機能装置を構成する。基本機能モジュール８は、合成樹脂製で扁平なモジュール本体内に図３に示す回路を内蔵しており、背面部のコネクタ７の被接続部７Ａ，７Ｂをゲート装置３の接続口６Ａ，６Ｂに結合させることで、スイッチボックスの前面開口を覆うとともに、周部のフランジをスイッチボックスの前面開口周辺の壁面に重ねた状態となる。
【００２５】
基本機能モジュール８は、図３に示すように、被接続部７Ａを介して接続される商用電源ＡＣを整流平滑するＡＣ／ＤＣコンバータ１３ａと、平滑化された交流電源を高い周波数に変換し、巻線コイル１１に印加するＤＣ／ＡＣコンバータ１３ｂと、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３ａおよびＤＣ／ＡＣコンバータ１３ｂの間を接続する線路に接続され、安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源＋Ｖを得る直流電源部１４と、被接続部７Ｂを介して接続される情報線Ｌ２を通じて双方向に伝送される情報信号を送受信部１５と、情報線Ｌ２を介して受信される情報信号をＥ／Ｏ変換して発光素子ＬＥＤを通じて送出するするＥ／Ｏ変換部１６と、後述する拡張機能モジュール９側から送られくる光信号からなる情報信号を受光素子ＰＤで受光してＯ／Ｅ変換して送受信部１５に渡すＯ／Ｅ変換部１７とを備えている。
【００２６】
巻線コイル１１は、基本機能モジュール８と連結する拡張機能モジュール９に電力を非接触で供給するための給電手段を構成するトランスの一次側となる電磁結合部（電力供給部）を構成するもので、連結する拡張機能モジュール９（図４参照）側に設けた巻線コイル１８に巻線コイル１１が磁気結合してトランス作用により巻線コイル１８側に電源電圧を誘起させて電力供給を行うようになっている。ここで、ＤＣ／ＡＣコンバータ１３ｂにより商用周波数よりも周波数が高い交流電力に変換することで、電磁結合部によるトランス構成の小型化を図っている。
【００２７】
一方、Ｅ／Ｏ変換部１６の発光素子ＬＥＤは隣接する拡張機能モジュール９に情報信号を光信号により非接触で伝達するためのもので、連結された拡張機能モジュール９側のＯ／Ｅ変換部２０に設けた受光素子ＰＤに対置される。また、Ｏ／Ｅ変換部１７の受光素子ＬＥＤは隣接する拡張機能モジュール９から光信号により伝達されてくる情報信号を受け取るためのもので、連接する拡張機能モジュール９側のＥ／Ｏ変換部２１の発光素子ＬＥＤに対置される。
【００２８】
なお、巻線コイル１１である電磁結合部は、図３では１組しか示していないが、必要に応じて電気的に並列に２組備えていてもよい。また、Ｅ／Ｏ変換部１６の発光素子ＬＥＤ，Ｏ／Ｅ変換部１７の受光素子ＰＤもそれぞれに別の発光素子ＬＥＤ、受光素子ＰＤを接続しており、モジュール本体の両側において側壁に近接する内部位置にそれぞれ１組ずつ配置している。
【００２９】
なお、図３ではゲート装置３の両接続口６Ａ，６Ｂおよび基本機能モジュール８のコネクタ７の被接続部７Ａ，７Ｂを縦方向で示しているが、実際は横方向になっている。
【００３０】
本実施形態の機能装置を用いる配線システムでは、電力供給を受けて動作する機能によって複数の種類の拡張機能モジュール９が準備されているが、高さ寸法を基本機能モジュール８と同じ高さ寸法に規格化され、また横幅寸法も規格化された単位モジュール寸法の整数倍に規格化され、また背面を平坦な面に形成して壁面に沿わせることができるようにしている。
【００３１】
拡張機能モジュール９内には図４に示すように上述の巻線コイル１８による電磁結合部を２組備え、モジュール本体の両側壁に近接する内部に配置される。電力受給部となる一方の電磁結合部（二次側）には、整流回路２８が電気的に接続され、基本機能モジュール８または他の拡張機能モジュール９の一次側から受けた電力を平滑化する。また、電力供給部となる他方の電磁結合部（一次側）には、整流回路２８に電気的に接続されたＤＣ／ＡＣコンバータ２９が電気的に接続され、平滑化された電力を周波数が高い交流電力に変換する。これらの電磁結合部を構成する巻線コイル１８が近接配置されるモジュール本体の側面位置が磁気結合部となる。また、整流回路２８およびＤＣ／ＡＣコンバータ２９間を接続する線路には直流電源部２２が接続され、内部回路の動作電源＋Ｖを得るようになっている。
【００３２】
さらに、情報信号を授受するために、拡張機能モジュール９内には連結する基本機能モジュール８または拡張機能モジュール９から送られてくる光信号からなる情報信号を受光素子ＰＤで受光して電気的な信号に変換するＯ／Ｅ変換部２０と、電気信号からなる情報信号を隣接する基本機能モジュール８または９へ光信号からなる情報信号として発光素子ＬＥＤで送り出すためのＥ／Ｏ変換部２１と、Ｏ／Ｅ変換部２０からの電気信号からなる情報信号を受け取るとともに、電気信号からなる情報信号をＥ／Ｏ変換部２１へ送り出す情報信号送受信部２３とからなる情報信号送受信手段を二組設け、一方の発光素子ＬＥＤと受光素子ＰＤをモジュール本体の左側側壁近傍の内部に、また他方の伝送処理部の発光素子ＬＥＤと受光素子ＰＤをモジュール本体の右側側壁近傍の内部に配置してある。ここで、左側に配置される発光素子ＬＥＤの位置は、受光素子ＰＤの下側であり、右側に配置される発光素子ＬＥＤの位置は、受光素子ＰＤの上側となる。また、左側に連結される基本機能モジュール８または拡張機能モジュール９の右側に配置されている発光素子ＬＥＤおよび受光素子ＰＤと、左側に配置された受光素子ＰＤおよび発光素子ＬＥＤとがそれぞれ対向している。また、右側に連結される基本機能モジュール８または拡張機能モジュール９の左側に配置されている発光素子ＬＥＤおよび受光素子ＰＤと、右側に配置された受光素子ＰＤおよび発光素子ＬＥＤがそれぞれ対向している。そして、モジュール本体内において両側の情報信号送受信部２３間を双方向の信号ライン２４で接続して、両側に隣接する基本機能モジュール８または拡張機能モジュール９に対して情報信号を中継できるようになっている。
【００３３】
また、拡張機能モジュール９内には、信号ライン２４上の情報信号を受信するとともに、信号ライン２６上に情報信号を送出する送受信部２５と、この送受信部２５で受信される情報信号からデータを取り込んで処理を行うとともに、当該拡張機能モジュール９から他の拡張機能モジュール９にデータを送る場合のデータ生成処理を行う演算処理部２６と、Ｉ／Ｏインターフェース２７を介して演算処理部２６との間でデータの授受を行って動作する機能部３０とを具備する。これらの各部には、動作電源＋Ｖが前記の直流電源部２２から供給される。機能部３０の構成は、拡張機能モジュール９によって異なる。
【００３４】
拡張機能モジュール９としては、空調機器の運転操作器を構成する拡張機能モジュールや、空調機器の温度設定器を構成する拡張機能モジュール、照明器具のオン・オフ操作用の壁スイッチを構成する拡張機能モジュール、ガス、火災または防犯用の警報器を構成する拡張機能モジュール、さらに、電力供給を利用した電気カミソリ、電動歯ブラシ、携帯オーディオプレーヤ等の充電器を構成する拡張機能モジュール、インターホンの通話機能と訪問者を撮影するべく設置されたテレビカメラにより撮影される画像を表示する表示機能（モニタ）とを備えたインターホンの親機に対応する子機を構成する拡張機能モジュール等、種々適用可能である。
【００３５】
なお、本発明の機能装置を用いる配線システムの情報信号の伝送方式としては、ベースバンド伝送またはブロードバンド伝送の何れを採用してもよく、またプロトコルについても限定されないが、音声、映像などを用いるインターホンの親機、子機との間にはＪＴ−Ｈ２３２パケットに基づいて音声・映像を相互に送るようにし、また、制御系における操作側からの操作データにより１乃至複数の機能を操作できるような１対１または１対Ｎの対応が可能なユニキャストやブロードキャストに対応する経路制御プロトコルを適宜採用することが好ましい。また、ゲート装置３間の使用プロトコルとゲート装置３に連なる機能モジュール８，９での使用プロトコルとを異ならせることとしてもよく、例えばゲート装置３にプロトコル変換を行うようにしてもよい。
【００３６】
機能装置を構成する基本機能モジュール８を使用するにあたっては、まず、ゲート装置３を予め建物の適所の壁面に埋設してあるスイッチボックス２に取付枠を介して取り付け、先行配線されている電力線Ｌ１および情報線Ｌ２の接続を行う。その後、ゲート装置３の前面部に設けられた電線路接続口６Ａ，６Ｂに対して基本機能モジュール８のコネクタ７の対応する被接続部７Ａ，７Ｂを接続するとともに、基本機能モジュール８をゲート装置３の前面部を覆うように取付枠に取り付ける。この基本機能モジュール８はこの取り付けた状態において壁面よりも前面部が突出し、両側面が室内側に露出することになる。
【００３７】
そして、拡張機能モジュール９は基本機能モジュール８の露出した両側側面（接続面）の一方に片側の側面（接続面）を面接させ、この状態で連結体等により拡張機能モジュール９と基本機能モジュール８とを機械的に連結する。これによって基本機能モジュール８と拡張機能モジュール９とで機能装置が構成されることになる。この際、後述するように位置決めのための嵌合手段として、嵌合凸部および嵌合凹部をそれぞれのモジュールの接続面の対応する位置に設けることにより、モジュール間の連結が確実となる。
【００３８】
さらに、先に連結した拡張機能モジュール９に別の拡張機能モジュール９を連結する場合には、対向側面を面接させた状態で連結体等により互いに機械的に連結する。このようにして図２に示すように順次拡張機能モジュール９（９1…９3）を側方に連結することができる。
【００３９】
なお、基本機能モジュール８は、両側に拡張機能モジュール９を連結することができるため、基本機能モジュール８の両側方向に拡張機能モジュール９を連結してもよい。このようにして、拡張機能モジュール９を連結した後、両端に位置する拡張機能モジュール９または基本機能モジュール８の反連結部位の側部に着脱自在にエンドカバーを被着することで、拡張機能モジュール９の連結施工が完了することになる。尚基本機能モジュール８に拡張機能モジュール９を連結しない状態、つまり未使用のまま置いておく場合にはエンドカバー２８を基本機能モジュール８の両側部に被着する。
【００４０】
また、基本機能モジュール８に連結できる拡張機能モジュール９の数は連結部位に加わる荷重の大きさにより制限があり、また基本機能モジュール８のＡＣ／ＤＣコンバータ１３ａおよびＤＣ／ＡＣコンバータ１３ｂの電力供給能力によっても制限される。
【００４１】
ここで、本発明に係る機能装置の基本機能モジュール８および拡張機能モジュール９に用いられる非接触給電機構についてより詳しく説明する。図１は本発明に係る一実施形態における非接触給電機構の一例を説明するための概略図である。
【００４２】
本例においては、基本機能モジュール８の電力供給部に穴状の嵌合凹部８ａ（第１の嵌合凹部に相当）が形成されるとともに拡張機能モジュール９の電力受給部に嵌合凸部９ｂ（第１の嵌合凸部に相当）が形成され、嵌合凸部９ｂの突出片の側面周囲９１に内蔵または露出した非接触給電のための巻線コイル１８（第１の巻線コイルに相当）を有するとともに嵌合時に巻線コイル１８と略同心円をなすべく嵌合凹部８ａの側面周囲８１に内蔵された巻線コイル１１（第２の巻線コイルに相当）を有することを特徴とするものである。
【００４３】
また、図示しないが拡張機能モジュール９の電力供給部にも基本機能モジュール８の電力供給部に形成された嵌合凹部８ａと同様の穴状の嵌合凹部が形成され、巻線コイル１８が内蔵される。
【００４４】
上記構成の非接触給電機構によれば、図１に示すように、一次側の筐体である基本機能モジュール８と二次側の筐体である拡張機能モジュール９とが互いに接続可能に構成されている。一次側の基本機能モジュール８に穴状の嵌合凹部８ａが形成される一方、二次側の拡張機能モジュール９に嵌合凸部９ｂが形成される。すなわち、穴状の嵌合凹部８ａに嵌合凸部９ｂの突出片を挿通させることにより、一次側の筐体と二次側の筐体とが嵌合される。
【００４５】
ここで、嵌合凸部９ｂの突出片の側面周囲９１に、非接触給電のための巻線コイル１８が内蔵または露出されるように設けられる。さらに、嵌合凹部８ａの側面周囲８１に、巻線コイル１１が嵌合時に二次側の巻線コイル１８と略同心円をなすべく内蔵される。
【００４６】
図５は図１の態様におけるモジュールの嵌合による巻線コイルの位置関係を示す概念図である。図５（ａ）は嵌合前を示す概念図であり（従来の非接触給電機構の位置関係とも捉えることができる）、図５（ｂ）は嵌合時を示す概念図である。
【００４７】
図５（ａ）の状態においては、一次側の巻線コイル１１と二次側の巻線コイル１８との間に磁界的な間隙Ｌができている。非接触給電機構における巻線コイル１１，１８の給電能力は、一次側と二次側との巻線コイル１１，１８間の距離（巻線間距離）に大きく左右される。というのも、巻線間距離が大きくなればなる程、一次側の磁束の漏れが増大してしまい、二次側を通過する磁束が減少してしまうため、巻線間距離が離れる程（間隙Ｌが大きい程）、給電能力が下がってしまう。一方、本例においては、一次側の筐体と二次側の筐体とが嵌合した時に、図５（ｂ）に示すように、一次側の巻線コイル１１と二次側の巻線コイル１８とが略同心円かつ略同一面上で形成されるため、一次側と二次側との位置決めと同時に一次側と二次側との巻線間の距離も近づけることができる（Ｌ≒０）。したがって、一次側の磁束の漏れを少なくすることができるため、電磁誘導の効率をよりよくすることができ、給電能力をより大きくすることができる。
【００４８】
続いて、本実施形態における非接触給電機構の他の例について説明する。図６および図７は本発明に係る一実施形態における非接触給電機構の他の一例を説明するための概略図である。
【００４９】
まず、図６に示すように、図１における一次側の構成と二次側の構成とを入れ替えた構成としても図１の例と同様の効果を奏する。すなわち、拡張機能モジュール９の電力受給部に穴状の嵌合凹部９ａが形成されるとともに基本機能モジュール８（および拡張機能モジュール９）の電力供給部に嵌合凸部８ｂが形成され、嵌合凸部８ｂの突出片の側面周囲８２に内蔵または露出した非接触給電のための巻線コイル１１を有するとともに嵌合時に巻線コイル１１と略同心円をなすべく嵌合凹部９ａの側面周囲９２に内蔵された巻線コイル１８を有する構成とする場合も図１の例と同様の効果を奏する。
【００５０】
次に、図７の例について説明する。本例においても、図１の態様と同様に、基本機能モジュール８の電力供給部に穴状の第１の嵌合凹部８ａが形成されるとともに拡張機能モジュール９の電力受給部に第１の嵌合凸部９ｂが形成され、嵌合凸部９ｂの突出片の側面周囲９１に内蔵または露出した非接触給電のための第１の巻線コイル１８を有するとともに嵌合時に第１の巻線コイル１８と略同心円をなすべく嵌合凹部８ａの側面周囲８１に内蔵された第２の巻線コイル１１1を有する。これに加えて、第１の嵌合凸部９ｂの突出片の頂面に開口された穴状の第２の嵌合凹部９ｃが形成されるとともに第１の嵌合凹部８ａの開口底面から突出された第２の嵌合凸部８ｃが形成され、第１の巻線コイル１８と略同心円をなすべく第２の嵌合凸部８ｃの突出片の側面周囲８３に内蔵または露出した非接触給電のための第３の巻線コイル１１2を有するように構成される。
【００５１】
この場合、拡張機能モジュール９の電力受給部において、第２の嵌合凹部９ｃが第１の嵌合凸部９ｂの突出片の頂面に開口されて形成される。さらに、基本機能モジュール８の電力供給部において、第２の嵌合凹部９ｃに嵌合可能なように、第１の嵌合凹部８ａの開口底面から突出された第２の嵌合凸部８ｃが形成される（拡張機能モジュール９の電力供給部においても同様である）。そして、第２の嵌合凸部８ａの突出片の側面周囲８３に、第３の巻線コイル１１2が第１の巻線コイル１８と略同心円をなすべく内蔵または露出される。図８は図７の態様におけるモジュールの嵌合時における巻線コイルの位置関係を示す概念図である。図８に示すように、嵌合時において、第１、第２および第３の巻線コイル１８，１１1，１１2が略同心円をなす構成となっている。
【００５２】
したがって、一次側の筐体（基本機能モジュール８または拡張機能モジュール９）と二次側の筐体（拡張機能モジュール９）とが嵌合した時に、一次側の巻線コイル１１1，１１2と二次側の巻線コイル１８とが略同心円かつ略同一面上で形成されるとともに、一次側の２つの巻線コイル１１1，１１2間に二次側の巻線コイル１８を挟む形状となるため、一次側と二次側との位置決めと同時に一次側と二次側との巻線間の距離をより近付けることができる。したがって、電磁誘導の効率をよりよくすることができ、給電能力をより大きくすることができる。
【００５３】
なお、本例において、図７における一次側の構成と二次側の構成とを入れ替えた構成としても、図７の例と同様の効果を奏する。
【００５４】
本実施形態において、基本機能モジュール８の第１の嵌合凹部８ａおよび拡張機能モジュール９の第１の嵌合凸部９ｂは、筐体からそれぞれ取り外し可能に構成される。より具体的には、筐体の側面端部に取り外し部材９’，８’を有するように構成される（図示しないが、拡張機能モジュール９に設けられる第１の嵌合凸部についても同様である）。
【００５５】
図９は本実施形態におけるモジュールの取り外し部材および巻線治具を示す図であり、図１０は図９の取り外し部材に巻線を形成するための自動巻線機を示す図である。本実施形態における嵌合凸部および嵌合凹部に設けられた巻線コイルによる電力供給部や電力受給部は、筐体（モジュール本体）に導線を巻き回して形成する。
【００５６】
まず、図９に示すように、モジュール本体（図示せず）に取り付け／取り外し可能な取り外し部材８’，９’を樹脂等により形成する。なお、図９は図４の態様のための取り外し部材を示しているが、図６または図７の態様も同様に形成可能である。図７の態様においては、第１の嵌合凹部８ａと第２の嵌合凸部８ｃとのいずれか一方のみが分離して取り外し可能なように形成されてもよいし、いずれもが分離して取り外し可能なように構成されてもよい。そして、図１０に示す公知の自動巻線機１１０の回転軸１２０に、取り外し部材８’，９’に嵌合可能な巻線治具１００を取り付ける。
【００５７】
本実施形態の巻線治具１００は、基本機能モジュール８（すなわち取り外し部材８’）の嵌合凹部８ａに嵌合可能な形状を有している。また、拡張機能モジュール９（すなわち取り外し部材９’）においても当該巻線治具１００が使用可能なように、取り外し部材９’の内側に嵌合凹部８ａと同様の嵌合凹部９ｄが形成されている。なお、取り外し部材８’と取り外し部材９’とで異なる巻線治具１００を使用することとしてもよい。また、取り外し部材９’の嵌合凸部（すなわち、拡張機能モジュール９の嵌合凸部９ｂ）に嵌合可能な巻線治具を用いてもよい。
【００５８】
その後、図１０に示すように、自動巻線機１１０の回転軸１２０に取り付けた巻線治具１００に取り外し部材９’をセットした後、導線１３０の一端部を取り外し部材９’に取り付けて、自動巻線機１１０に内蔵されたモータ（図示せず）により回転軸１２０を回転させるとともに、手または別の器具で導線１３０を所定の張力を保ちつつ摺動させながら、嵌合凸部９ｂの突出片の側面周囲９１に巻き回す。こうして、嵌合凸部９ｂの突出片の側面周囲９１に巻線コイル１８を形成する。
【００５９】
このように、基本機能モジュール８の第１の嵌合凹部８ａおよび拡張機能モジュール９の第１の嵌合凸部９ｂを筐体からそれぞれ取り外し可能に構成することにより、巻線コイル１１，１８を容易に形成することができ、製造効率を向上させることができる。
【００６０】
なお、本実施形態において、巻線コイル１８を露出させない場合には、この上から樹脂等によるカバーを取り付けることにより、嵌合凸部９ｂに内蔵型の巻線コイルを形成することができる。また、後述する基本モジュール８の取り外し部材８’における嵌合凹部８ａや図７の態様における第２の嵌合凸部８ｃにおいても同様に形成される。特に、嵌合凹部８ａ（拡張機能モジュール９における嵌合凹部でも同様である）においては、モジュール接続時に筐体表面に巻線コイルが露出すると結露等による水分の付着や空気酸化、塵等の異物の混入または人が触れる等により、各モジュールの耐用年数が短くなったり、安全上の問題が生じるおそれがあるため、内蔵型とすることが好ましい。
【００６１】
また、モジュールの嵌合凹部または嵌合凸部にモジュールを接続しない場合には、防水または防塵のために、取り付け／取り外しが可能な樹脂性等による蓋（図示せず）を取り付けることが好ましい。この蓋は、嵌合凹部または嵌合凸部に対応して蓋取り付け時に巻線コイルが完全に被覆するように構成される。
【００６２】
なお、巻線治具の構成について、取り外し部材８’，９’を巻線治具に取り付け、巻線治具を回転させた際に、巻線治具から取り外し部材８’，９’が容易に外れないような構成としてもよい。図１１および図１２は本実施形態におけるモジュールの取り外し部材および自動巻治具の他の例を示す図である。
【００６３】
図１１の例においては、巻線治具１００’の取り外し部材８’，９’への嵌合足部１０１，１０２が別部材となっており、長さ調整機構１０３を介して互いの嵌合足部１０１，１０２が離間／近接可能に取り付けられる。長さ調整機能１０３は、ハンドル部１０４を回転させることにより離間／近接可能なラック・ピニオン機構やウォームギヤ・ウォームホイール機構により実現可能である。また、ばね等の弾性部材を内蔵して嵌合足部１０１，１０２が互いに離間する方向に付勢する構成としてもよい。
【００６４】
図１２の例においては、巻線治具１００’の嵌合足部がゴム等の弾性部材により形成され、嵌合表面（それぞれの嵌合足部の外側表面）に滑り止め形状１０５を有している。もちろん、巻線治具１００’’全体を弾性部材により形成することとしてもよい。また、図９の巻線治具１００の嵌合表面に弾性部材による滑り止め部を接着等により形成することとしてもよい。
【００６５】
以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る一実施形態における非接触給電機構の一例を説明するための概略図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における機能装置を用いる配線システムの構成図である。
【図３】本実施形態における基本機能モジュールの回路構成図である。
【図４】本実施形態における拡張機能モジュールの回路構成図である。
【図５】図１の態様におけるモジュールの嵌合による巻線コイルの位置関係を示す概念図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における非接触給電機構の他の一例を説明するための概略図である。
【図７】本発明に係る一実施形態における非接触給電機構の他の一例を説明するための概略図である。
【図８】図７の態様におけるモジュールの嵌合時における巻線コイルの位置関係を示す概念図である。
【図９】本実施形態におけるモジュールの取り外し部材および自動巻治具を示す図である。
【図１０】図９の取り外し部材に巻線を形成するための自動巻線機を示す図である。
【図１１】本実施形態におけるモジュールの取り外し部材および自動巻治具の他の例を示す図である。
【図１２】本実施形態におけるモジュールの取り外し部材および自動巻治具の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
３  ゲート装置
８  基本機能モジュール
９  拡張機能モジュール
８ａ，９ａ，９ｃ  嵌合凹部
８ｂ，８ｃ，９ｂ  嵌合凸部
１１，１１1，１１2，１８  巻線コイル
８１，９２  嵌合凹部の側面周囲
８２，８３，９１  嵌合凸部の突出片の側面周囲
【図１】
0004579142.tif 000002
【図２】
0004579142.tif 000003
【図３】
0004579142.tif 000004
【図４】
0004579142.tif 000005
【図５】
0004579142.tif 000006
【図６】
0004579142.tif 000007
【図７】
0004579142.tif 000008
【図８】
0004579142.tif 000009
【図９】
0004579142.tif 000010
【図１０】
0004579142.tif 000011
【図１１】
0004579142.tif 000012
【図１２】
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