(57)【要約】【課題】自動扉において、扉側に装着される各種センサや制御装置に、非接触方式で外部電源の電力を十分に供給できる自動扉用非接触給電装置を提供する。【解決手段】無目側に設けられた外部電源の電力を非接触方式で扉側に装着された機器に供給するための自動扉用非接触給電装置であって、無目側に設けられる給電部と、扉側に設けられる充電部とから構成され、給電部は、外部電源に接続される高周波発振回路と、円柱状磁性体コアを実装した給電コイルとを備え、充電部は、空芯コイルである充電コイルを備える。給電が行われない場合に、給電コイルと充電コイルとは別々になっており、給電が行われた際に、円柱状磁性体コアを実装した給電コイルが、空芯コイルである受電コイルの中に入れるように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無目側に設けられた外部電源の電力を非接触方式で扉側に装着された機器に供給するための自動扉用非接触給電装置であって、
前記無目側に設けられる給電部と、前記扉側に設けられる充電部とから構成され、
前記給電部は、前記外部電源に接続される高周波発振回路と、円柱状磁性体コアを実装した給電コイルとを備え、
前記充電部は、空芯コイルである充電コイルを備えることを特徴とする自動扉用非接触給電装置。
【請求項２】
給電が行われない場合に、前記給電コイルと前記充電コイルとは別々になっており、給電が行われた際に、前記円柱状磁性体コアを実装した前記給電コイルが、空芯コイルである前記受電コイルの中に入れるように構成される請求項１に記載の自動扉用非接触給電装置。
【請求項３】
前記給電部及び前記受電部には、更に、前記高周波発振回路の発振周波数に共振するためのコンデンサを設ける請求項２に記載の自動扉用非接触給電装置。
【請求項４】
前記円柱状磁性体コアは、円柱状フェライトコアである請求項２又は請求項３に記載の自動扉用非接触給電装置。
【請求項５】
前記高周波発振回路として、ハートレイ発振回路を用いる請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の自動扉用非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動扉の安全な動作のために扉側に装着される各種センサや制御装置に、非接触方式で電力を供給するための自動扉用非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動扉（以下、自動ドアともいう）の構造は、例えば、両引き扉の場合、図６のように構成される。すなわち、建物側に固定した無目（以下、チャネル又はベースともいう）１にスライド用ローラ２,３を介して扉（以下、ドアとも言う）４,５を懸架し、更に、無目１内の両端部にプーリー６,７を軸架してベルト８を張設する。そして、ベルト８の下側の一部をドア４に、また、上側の一部をドア５にそれぞれ係合させると共に、モータユニット９によりプーリー６を回転駆動することによってドア４,５を開閉するようになっており、その制御は、タッチスイッチ１０或いは近接スイッチによって行われている。
【０００３】
また、モータユニット９によりプーリー６を回転駆動することによってドアが開閉制御されるときに、ドア４,５は、完全にスムーズに移動するのではなく、ある程度の振動を有しながら移動していくものなので、ドア４,５が無目１に接触して破損してしまうことを防ぐために、無目１とドア４,５とは密着した状態ではなく、無目１とドア４,５との間に、ある程度の隙間が設けられている。
【０００４】
ここで、タッチスイッチのようにドアに装着されたセンサによってドアを開閉制御する自動扉では、可動部であるドアに装着されたセンサに電力を供給する方法として、電話器に用いられるようなヘリカルコード１２を使用するか、或いは電車のようにトロリー線に接触させるような方法しかなかった。しかしながら、かかる配線１１は、ドアの開閉頻度が激しいことから、故障が生じ易い問題点がある。
【０００５】
上記問題点の解決方法として、例えば、特許文献１に記載された方法がある。これはドアに電池を備え、タッチスイッチのタッチ信号を、ドア側に設けた発振装置により光信号として無目内の受光制御装置に送信することによって、ドアを開閉制御するものである。特許文献１に記載された方法を用いた場合において、外部の電源から電力を供給する必要はないが、安全な動作のために扉側に装着されたセンサを考えると、電力消費が大きくなるので、電池の大容量化が必要となるか、又は電池の交換を頻繁に行う必要があるとの問題が生じてしまう。
【０００６】
このように、上記の問題を解決することが可能で、扉側に装着される各種センサや制御装置に、非接触方式で外部電源の電力を供給できる自動扉用非接触給電装置の開発が要望されている。
【特許文献１】実公昭６３−２８８３５号公報
【非特許文献１】浦野高志著,「非接触型充電器ユニット」,Product Hotline magazine誌「TDK NOW」,TDK株式会社,第２２巻,1997年1月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、近年、例えば、非特許文献１に記載されたように、電磁誘導方式を採用した非接触給電装置（非接触型充電器ユニット）がある。この非接触型充電器ユニットの原理、すなわち、電磁誘導方式を採用した非接触給電装置の原理（非接触充電原理）を、図７を用いて説明する。
【０００８】
つまり、図７に示されるように、送電コイルに電源（交流電圧）を入力すると、交流磁束が発生し、ファラデーの法則に従い、貫通する磁束により受電コイルに誘導起電力が発生し、これを負荷（負荷抵抗）で受電する方式である。ただ、このとき受電コイル内に有効電力分として寄与する有効磁束以外に、空気中に漏洩して無効分となってしまう磁束もある。
【０００９】
そこで、この無効磁束をいかに小さくできるかが、電磁誘導方式で伝送電力効率を上げるうえでの重要なポイントとなる。つまり、出来るだけ送電コイルと受電コイルとの距離（送受電コイル間の隙間、すなわち、非接触部の距離）を小さくすることがポイントとなる（ちなみに、非接触文献１に記載された非接触型充電器ユニットでは、送電コイルと受電コイルとの距離は６ｍｍである）。換言すれば、送電コイルと受電コイルとの隙間がある程度大きくなると（例えば、６ｍｍより大きくなると）、伝送電力効率が低下し、給電機能が十分に果たせないおそれがある。
【００１０】
そこで、非特許文献１に開示されたような、電磁誘導方式を採用した非接触給電装置を自動扉に適用できるかどうかを検討する。非特許文献１の非接触給電装置を自動扉に適用すると、つまり、送電コイルとフェライトコアと外部電源とを備える送電部は、自動扉の無目側に取り付けられることになり、受電コイルとフェライトコアと負荷とを備える受電部は、自動扉のドアに取り付けられることになる。
【００１１】
一般的に、自動扉において無目とドアとの隙間は、非特許文献１で言う好ましい非接触部の距離（例えば、６ｍｍ）より大きいので、更に、ドアの閉状態で必ずしもその隙間が一定となるとは限らないとの問題もあるので、非特許文献１に開示されたような電磁誘導方式を採用した非接触給電装置を自動扉に適用しても、十分に給電機能が果たせない可能性が非常に大きいとの問題点がある。
【００１２】
本発明は、上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的は、自動扉において、扉側に装着される各種センサや制御装置に、非接触方式で外部電源の電力を十分に供給できる自動扉用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】
【００１３】
本発明は、無目側に設けられた外部電源の電力を非接触方式で扉側に装着された機器に供給するための自動扉用非接触給電装置に関し、本発明の上記目的は、前記無目側に設けられる給電部と、前記扉側に設けられる充電部とから構成され、前記給電部は、前記外部電源に接続される高周波発振回路と、円柱状磁性体コアを実装した給電コイルとを備え、前記充電部は、空芯コイルである充電コイルを備えることによって達成される。
【００１４】
また、本発明の上記目的は、給電が行われない場合に、前記給電コイルと前記充電コイルとは別々になっており、給電が行われた際に、前記円柱状磁性体コアを実装した前記給電コイルが、空芯コイルである前記受電コイルの中に入れるように構成されることにより、或いは、前記給電部及び前記受電部には、更に、前記高周波発振回路の発振周波数に共振するためのコンデンサを設けることにより、或いは、前記円柱状磁性体コアとして、円柱状フェライトコアを用いることにより、或いは、前記高周波発振回路として、ハートレイ発振回路を用いることによってより効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る自動扉用非接触給電装置を用いれば、自動扉において、扉側に装着される各種センサや制御装置に、非接触方式で外部電源の電力を十分かつ安定に供給できるという優れた効果を奏する。
【００１６】
つまり、本発明を自動扉に適用すれば、外部電源から扉側に装着される各種センサや制御装置に給電するためのドア開閉に追従する電力補給用の配線を必要としないので、頻繁なドア開閉に対しても、その電力補給用の配線による故障を生ずることなく、自動扉を安全かつ便利に使用することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係る自動扉用非接触給電装置は、自動扉において、無目側に設けられた外部電源から、自動扉の安全な動作のために扉側に装着される各種センサや制御装置（以下、説明を簡潔にするために、扉側に装着された各種センサや制御装置のことを単に負荷とも言う）に、非接触方式で電力を供給するために、使用される。
【００１８】
以下、本発明の好適な実施例について、図を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
本発明の自動扉用非接触給電装置を両引き扉の自動扉に適用した場合（実施例１）を、図１及び図２を用いて説明する。つまり、本発明の自動扉非接触給電装置を適用した両引き扉の自動扉において、図１にドアが開時の状態を模式的に示し、図２にドアは移動して閉じようとする状態を模式的に示す。
【００２０】
本発明の自動扉用非接触給電装置は、自動扉の無目側に設けられる給電部と、自動扉のドア側（扉側）に設けられる受電部とから構成される。
【００２１】
具体的に、図１及び図２から分かるように、給電部は、図示しない無目側に設けられた外部電源１００に接続される高周波発振回路１０１と、円柱状の磁性体コア（本例では、円柱状のフェライトコア１０４）を実装する給電コイル１０３とを備える。
【００２２】
また、図１及び図２に示すように、ドアごとに、磁性体コアを実装しない空芯コイルである受電コイル１０５を備える受電部が設けられており、具体的に、ドアの上端部に受電コイル１０５が取り付けられている。側面から見ると、空芯コイルである受電コイル１０５は、ドーナツの形状を有する。
【００２３】
本発明の自動扉用非接触給電装置による電力供給は、図２に示されたように、扉閉時に行われる。本発明による電力供給は、基本的に、電磁誘導方式を採用した非接触給電方式に基づいて行われる。
【００２４】
つまり、自動扉の固定部である無目側に取り付けられた外部電源１００の電力を、高周波発振回路１０１を介して、円柱状のフェライトコア１０４を実装した給電コイル１０３と、自動扉の可動部であるドア４,５の上端部に取り付けられた受電コイル１０５を通して、ドアに取り付けられた負荷１０７、つまり、扉に取り付けられた各種センサや制御装置の機器に電力を供給する。
【００２５】
即ち、円柱状のフェライトコア１０４を実装した給電コイル１０３と、扉に取り付けられた受電コイル１０５が電力供給時に、図２のように重なり、電磁誘導しているため、電力の伝送効率が良い。本発明の自動扉用非接触給電装置による電力供給時に、給電部と充電部とは、より詳しく説明すると、給電コイル１０３と受電コイル１０５とは非接触となっている。
【００２６】
なお、本発明では、高周波発振回路１０１の発振周波数に共振するために、給電部にも受電部にも、それぞれ共振コンデンサ１０２を設けることができる（図１及び図２参照）。このように、給電部の高周波発振回路の発振周波数に共振するためのコンデンサを設けることにより、本発明の自動扉用非接触給電装置による電力供給の効率が更に良くなる。
【００２７】
また、図１及び図２に示されるように、本発明では、充電部に整流回路１０６を設けるようにしても良い。つまり、外部電源１００からの電力を整流してから負荷１０７に給電するようにしても良い。
【００２８】
本発明は上述したように両引き扉の自動扉に適用できるだけではなく、片引き扉の自動扉に適用することもできる。
【００２９】
次に、本発明の自動扉用非接触給電装置を片引き扉の自動扉に適用した場合（実施例２）を、図３及び図４を用いて説明する。つまり、本発明の自動扉非接触給電装置を適用した片引き扉の自動扉において、図３にドアが開時の状態を模式的に示し、図４にドアは移動して閉じようとする状態を模式的に示す。
【００３０】
基本的に、実施例２に適用された本発明の構造や給電原理は、実施例１と同じであるが、片引き扉の自動扉であるため、ドアは１枚しかないので、本発明を適用した場合、充電部１つだけで足りる。また、実施例１の場合、給電する際（ドア閉時に）に、円柱状のフェライトコア１０４を実装した給電コイル１０３は、２枚のドアに取り付けられた２つの充電コイル１０５と重なるため、円柱状のフェライトコア１０４の長さは、実施例２の場合より長い。換言すれば、実施例２の場合に用いられる円柱状のフェライトコアの長さは、実施例１の場合の半分で良い。
【００３１】
また、本発明の自動扉用非接触給電装置では、高周波発振回路１０１として、図５に示すハートレイ発振回路を用いることが好ましいが、本発明で用いられる高周波発振回路は、ハートレイ発振回路に限定されることなく、他のタイプの発振回路を用いることができることは言うまでもない。
【００３２】
上述した実施例１及び実施例２において、本発明に係る自動扉用非接触給電装置の一番特徴としているのは、本発明を適用した自動扉において、ドア閉時に、即ち、電力供給が行われる際に、図２及び図４に示されるように、円柱状の磁性体コア（円柱状のフェライトコアを用いると、より好ましい。）を実装した給電コイル１０３が、空芯コイルである受電コイル１０５の中に入れるところである。
【００３３】
なお、本発明の具体的な実施形態は、実施例１及び実施例２に限定されることなく、例えば、自動扉の無目側に設けられる給電部の設置位置を適切に変えれば、例えば、実施例１及び実施例２のように扉が閉まった位置に対応する無目側の部分ではなく、扉が開いた位置に対応する無目側の部分に給電部を設置すれば、ドア開時に電力供給を行うことができる。
【００３４】
つまり、本発明では、給電が行われない場合、給電コイル１０３と充電コイル１０５とは別々になっているが、給電が行われる際に、空芯コイルである受電コイル１０５が、円柱状の磁性体コアを実装した給電コイル１０３を包み込むようになっている。
【００３５】
従って、給電コイル１０３と充電コイル１０５との間に、多少の隙間があっても十分に給電可能となる。つまり、本発明を自動扉に適用した場合に、非接触方式で安定かつ十分に給電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る自動扉用非接触給電装置を両引き扉の自動扉に適用した場合（実施例１）を説明するための模式図である。
【図２】本発明に係る自動扉用非接触給電装置を両引き扉の自動扉に適用した場合（実施例１）を説明するための模式図である。
【図３】本発明に係る自動扉用非接触給電装置を片引き扉の自動扉に適用した場合（実施例２）を説明するための模式図である。
【図４】本発明に係る自動扉用非接触給電装置を片引き扉の自動扉に適用した場合（実施例２）を説明するための模式図である。
【図５】本発明に係る自動扉用非接触給電装置の高周波発振回路の一具体例を示す図である。
【図６】従来の自動扉の構造を示す模式図である。
【図７】従来の電磁誘導方式を採用した非接触型充電器ユニットの原理を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    無目
２,３    スライド用ローラ
４,５    ドア
６,７    プーリー
８    ベルト
９    モータユニット
１０    タッチスイッチ
１１    配線
１２    ヘリカルコード
１３    モータ制御回路
１００    外部電源
１０１    高周波発振回路
１０２    共振コンデンサ
１０３    給電コイル
１０４    円柱状フェライトコア
１０５    受電コイル
１０６    整流回路
１０７    負荷
【図１】
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【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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