(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-08
(54)【発明の名称】一体型電気装置のための充電式電力源を備えたドアアセンブリおよびその方法
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20241031BHJP
H02J 50/12 20160101ALI20241031BHJP
H02J 50/40 20160101ALI20241031BHJP
E06B 7/28 20060101ALI20241031BHJP
E06B 3/72 20060101ALI20241031BHJP
【FI】
H02J7/00 303C
H02J50/12
H02J50/40
H02J7/00 301D
H02J7/00 P
E06B7/28 Z
E06B3/72
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024523524
(86)(22)【出願日】2022-11-07
(85)【翻訳文提出日】2024-05-20
(86)【国際出願番号】 US2022049152
(87)【国際公開番号】W WO2023081475
(87)【国際公開日】2023-05-11
(32)【優先日】2021-11-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523301385
【氏名又は名称】マゾナイト コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100205659
【氏名又は名称】齋藤 拓也
(74)【代理人】
【識別番号】100185269
【氏名又は名称】小菅 一弘
(72)【発明者】
【氏名】シヴァサンカラン サティシュクマール
(72)【発明者】
【氏名】ボドゥルカ アレックス
(72)【発明者】
【氏名】アンダリビ-アバダン ナヴィド
【テーマコード(参考)】
2E016
5G503
【Fターム(参考)】
2E016JA11
2E016KA05
2E016LB01
2E016LB05
2E016LB11
2E016LC02
2E016MA01
2E016RA00
2E016RA02
2E016RA03
5G503AA01
5G503AA04
5G503BA02
5G503BB01
5G503CA01
5G503CA11
5G503CC02
5G503DA07
5G503FA06
5G503GB08
(57)【要約】
本開示の態様は、少なくとも1つの内部充電式バッテリと、そのような充電式バッテリによって電力を供給される少なくとも1つのさらなるDCコンポーネントとを備える充電式ドアを記載し、少なくとも1つの内部充電式バッテリは、有線接続などの物理的接続、またはドアにおける磁気接触またはポゴピンもしくはバネ接触などの他の接触を介して、第2の充電式バッテリを介して、または無線充電、例えば磁気誘導もしくは共鳴充電を介して、ドア上またはドア内の第2の充電式バッテリの配置を介して、充電されるように構成される。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ドアであって、
矩形の内側ドアフレームを含むドアスラブと、
前記内側ドアフレームの第1の矩形側面に固定または形成された第1の外面または外板と、
前記内側ドアフレームの第2の対向する矩形側面に固定または形成された第2の外面または外板と、
別個の外側ドアフレーム上または別個の外側ドアフレーム内の対応するヒンジ部または取付点に取り付けられるように構成された少なくとも1つのヒンジ部または取付点と、
を備えるドアであって、
前記矩形の内側ドアフレームは、複数の少なくとも部分的な内部コンポーネントを収容する少なくとも1つの中空キャビティを含み、前記コンポーネントは、複数の直流(DC)電気装置を含み、前記複数の直流(DC)電気装置は、
少なくとも1つの内部充電式バッテリ、および
電子アクセス制御、ドア状態センサ、ビデオ付き入口カメラ、音声通信ユニット、音声もしくはビデオドアベル、デジタルカメラ、ライト、動作検知器もしくはセンサ、近接センサ、ドアオープナ、冷暖房サーモスタット制御、警報センサもしくは制御、照明、家庭用もしくは自動車用バッテリ、または自動車制御を含む群から選択される少なくとも1つの装置、
を含み、
少なくとも1つの前記内部充電式バッテリは、少なくとも1つの前記装置に電力を供給するように構成され、
少なくとも1つの前記内部充電式バッテリは、充電位置においてドアに取り付けられる少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリによって充電されるように構成される、ドア。
【請求項2】
前記コンポーネントは、少なくとも1つの前記内部充電式バッテリと、少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリとの間に配置された充電回路をさらに含む、請求項1に記載のドア。
【請求項3】
前記ドアスラブは、少なくとも1つのユーザインタフェースまたは低バッテリ通知モジュールを含む、請求項1に記載のドア。
【請求項4】
少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリは、前記ドアに配置された少なくとも1つの磁石、および少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリに取り付けられた少なくとも1つの対応する磁石を有する、磁気的に取り付けられた位置を介して、少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを充電するように構成される、請求項1に記載のドア。
【請求項5】
複数の磁石は、前記ドアスラブにおける無線充電モジュールに近接して前記ドアスラブ内に設けられる、請求項4に記載のドア。
【請求項6】
少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリは、物理的接続を介して少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを充電するように構成される、請求項4に記載のドア。
【請求項7】
前記物理的接続は、複数のポゴピンまたはバネ接触を含む、請求項6に記載のドア。
【請求項8】
少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを充電するように構成されている前記物理的接続が、少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリを取り付けるように構成された磁気的接続でもある、請求項6に記載のドア。
【請求項8】
少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリが、誘導または共鳴充電システムを介して少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを無線充電するように構成される、請求項4に記載のドア。
【請求項9】
誘導または共鳴充電システムは、誘導または共鳴電力送信機から電力を受信するように構成された少なくとも1つの電力受信機を、前記受信機と前記送信機との間の最小限の近接範囲内で含む、請求項8に記載のドア。
【請求項10】
少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリは、少なくとも1つの前記内部バッテリを充電するために前記ドアスラブに磁気的に取り付けられるように構成される、請求項9に記載のドア。
【請求項11】
少なくとも1つの前記充電式バッテリは、少なくとも1つの他のドアの形状または外面の形状に対応する前記ドアスラブ内の予め構成された凹部に嵌合するように構成される、請求項10に記載のドア。
【請求項12】
少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリは、前記ドアにおける少なくとも1つの物理的コネクタ、および少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリにおける少なくとも1つのスロットまたは締まりばめ取付部を介して、前記充電位置において少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを充電するように構成される、請求項1に記載のドア。
【請求項13】
少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリは、前記ドアスラブ上または前記ドアスラブ内の少なくとも1つのスロット内または締まりばめ取付部上に構成された前記ドアにおける少なくとも1つの物理的コネクタを有する、ドアスラブに取り付けられた充電コネクタを介して、前記充電位置において少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを充電するように構成される、請求項1に記載のドア。
【請求項14】
ドアを充電する方法であって、
外装ドアフレーム内に設けられるドアスラブを設けるステップであって、前記ドアスラブは、
矩形の内側ドアフレームと、
前記内側ドアフレームの第1の矩形側面に固定または形成された第1の外面または外板と、
前記内側ドアフレームの第2の対向する矩形側面に固定または形成された第2の外面または外板と、
別個の外側ドアフレーム上または別個の外側ドアフレーム内の対応するヒンジ部または取付点に取り付けられるように構成された少なくとも1つのヒンジ部または取付点と、
を備え、
前記矩形の内側ドアフレームは、複数の少なくとも部分的な内部コンポーネントを収容する少なくとも1つの中空キャビティを含み、前記コンポーネントは、複数の直流(DC)電気装置を含み、前記複数の直流(DC)電気装置は、
少なくとも1つの内部充電式バッテリ、および
電子アクセス制御、ドア状態センサ、ビデオ付き入口カメラ、音声通信ユニット、音声もしくはビデオドアベル、デジタルカメラ、ライト、動作検知器もしくはセンサ、近接センサ、ドアオープナ、冷暖房サーモスタット制御、警報センサもしくは制御、照明、家庭用もしくは自動車用バッテリ、または自動車制御を含む群から選択される少なくとも1つの装置、
を含む、ステップと、
少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを介して少なくとも1つの前記装置に電力を供給するステップと、
前記ドアの充電位置に配置される少なくとも1つのさらなる充電式バッテリを前記ドアに取り付けるステップと、
前記充電位置に配置される少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリを使用して、少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを充電するステップと、
を含む、方法。
【請求項15】
前記ドアに配置された少なくとも1つの磁石、および少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリに取り付けられた少なくとも1つの対応する磁石を有する、磁気的に取り付けられた位置を介して、少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを充電するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項16】
複数の磁石は、前記ドアスラブ内の無線充電モジュールに近接して前記ドアスラブ内に設けられる、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
物理的接続を介して少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを充電するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項18】
前記物理的接続は、複数のポゴピンまたはバネ接触を含む、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを充電するように構成されている前記物理的接続は、少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリを取り付けるように構成された磁気的接続でもある、請求項17に記載の方法。
【請求項20】
少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリは、磁気誘導または共鳴充電システムを介して、少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを無線充電するように構成される、請求項15に記載の方法。
【請求項21】
前記磁気誘導または共鳴充電システムは、誘導または共鳴電力送信機から電力を受信するように構成された少なくとも1つの電力受信機を、前記受信機と前記送信機との間の最小限の近接範囲内で含む、請求項20に記載の方法。
【請求項22】
少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリは、少なくとも1つの前記内部バッテリを充電するために前記ドアスラブに磁気的に取り付けられるように構成される、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記少なくとも1つの充電式バッテリが、少なくとも1つの他のドアの形状または外面の形状に対応する前記ドアスラブ内の予め構成された凹部に嵌合するように構成される、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリは、前記ドアにおける少なくとも1つの物理的コネクタ、および少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリにおける少なくとも1つのスロットまたは締まりばめ取付部を介して、前記充電位置において少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを充電するように構成される、請求項14に記載の方法。
【請求項25】
少なくとも1つのさらなる前記充電式バッテリは、前記ドアスラブ上または前記ドアスラブ内の少なくとも1つのスロット内または締まりばめ取付部上に構成された前記ドアにおける少なくとも1つの物理的コネクタを有する、ドアスラブに取り付けられた充電コネクタを介して、前記充電位置において少なくとも1つの前記内部充電式バッテリを充電するように構成される、請求項1に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
〔関連出願の相互参照〕
本出願は、2021年11月5日に出願された米国仮出願第63/276,060号の利益を主張し、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本技術は、住宅、アパート、コンドミニアム、ホテルの部屋、または事業所などの、住宅用または商業用の建物のための外装ドアまたは内装ドアを対象とし、より具体的には、ドアアセンブリに取り付けられた電気装置(電気デバイス、electric device)を作動させるために電力を供給するための充電式電力源を備えたドアアセンブリを対象とする。
【背景技術】
【0003】
住宅用または商業用の建物のための典型的な既存の外装ドアまたは内装ドアは、電子アクセス制御、ドア状態フィードバック、入口カメラおよび音声通信、電動ドアラッチ、電動ドアロックなどの、所望の機能を提供するためにドアに取り付けられた複数の電気装置(またはコンポーネント)を有し得る。また、外装ドアおよび内装ドアの市場では、ビデオドアベル、スマートロック、LED照明、スマートガラス、電気機械式ドアクローザ、無線接続電子機器などを含む追加の電気装置の採用の増加が見られる。これらの個別の電気装置の各々は、典型的に、既存のドアに追加されるか、または既存のドアの近くに設置され、既存のドア構造と一緒に機能し、定期的な交換または充電を必要とする少なくとも1つのバッテリで個別に電力を供給される。バッテリを交換または充電しなければ、電気装置は作動しない。
【0004】
現在の電気装置は、見栄えが悪く不快である場合があるように外装ドアまたは内装ドアに取り付けられている。電気装置は、典型的には、各々、1つもしくは複数の充電式バッテリパック、または定期的に充電もしくは交換しなければならない少なくとも1つの非充電式バッテリのいずれかを有し、ドアの外観に合わない可能性がある何らかの耐候性ハウジング(筐体、housing)を有する。複数の異なるバッテリパックおよび異なる種類のバッテリが必要であり、異なる電気装置の各々のために、これらの異なるバッテリの電源管理が困難になり、管理が厄介になる。
【0005】
電動ドアロック、電動カメラ、電動ラッチおよびロックなどの付属品に電力を供給するなど、ドアの電気作動能力を高めるために、ドアに電力を供給するためにACライン電流を供給することが提案されている。新しい建築プロジェクトにAC電力を供給することは可能であるが、アフターマーケット、復旧(rehabilitation)、または改造プロジェクトにAC電力を供給することは、スケジュール上の問題を生じる可能性があり、既存の壁および外側ドアフレームにAC電力を組み込んで接続するためのコストを含む部品コストを増加させ、また、必要とされる様々な技工(crafts)による他の問題が生じる可能性がある。
【0006】
したがって、ドアの構造的完全性、断熱性能および/または音響性能、エネルギー効率、ならびに美観に悪影響を与えることなく、また、既存の壁および外装ドアフレームをAC電力で改修する(retrofit)必要がなく、単一のバッテリ電源から電力を供給し、電気装置をドアに組み込むように設計されたドアおよび操作(operation)方法が必要とされている。
【発明の概要】
【0007】
本開示は、概して、住宅、アパート、コンドミニアム、ホテルの部屋、または事業所などの住宅用または商業用の建物の外装ドアまたは内装ドアに関し、より具体的には、ドアアセンブリに取り付けられた電気装置を作動させる(operate)ために電力を供給するための充電式電力源を備えたドアアセンブリに関する。例示的な実施形態は、矩形の内側ドアフレームを含むドアスラブ(door slab)と、内側ドアフレームの第1の矩形側面に固定または形成された第1の外面または外板と、内側ドアフレームの第2の対向する矩形側面に固定または形成された第2の外面または外板と、別個の外側ドアフレーム上または内の対応するヒンジ部または取付点に取り付けられるように構成された少なくとも1つのヒンジ部または取付点とを備えるドアであって、矩形の内側ドアフレームが、複数の少なくとも部分的な内部コンポーネントを収容する少なくとも1つの中空キャビティ(cavity)を含み、コンポーネントが、複数の直流(DC)電気装置を含み、複数の直流(DC)電気装置が、少なくとも1つの内部充電式バッテリ、および電子アクセス制御、ドア状態センサ、ビデオ付き入口カメラ、音声通信ユニット、音声もしくはビデオドアベル、デジタルカメラ、ライト、動作検知器もしくはセンサ、近接センサ、ドアオープナ、冷暖房サーモスタット制御、警報センサもしくは制御、照明、家庭用もしくは自動車用バッテリ、または自動車制御を含む群から選択される少なくとも1つの装置を含み、少なくとも1つの内部充電式バッテリが、少なくとも1つの装置に電力を供給するように構成され、少なくとも1つの内部充電式バッテリが、少なくとも1つの充電式バッテリに近接して有線または無線で配置された少なくとも1つのさらなる充電式バッテリによって充電されるように構成される、ドアを提供する。
【0008】
本明細書に記載される例示的な態様では、このようなドアは、有利には、コンポーネントを交換するか、またはそうでなければドア自体にAC電源を設ける必要なく、既存のドア構造に後付けすることができる。
【0009】
さらなる例示的な実施形態では、ドアコンポーネントは、少なくとも1つの内部充電式バッテリと少なくとも1つのさらなる充電式バッテリとの間に配置された充電回路をさらに含む。
【0010】
さらなる例示的な実施形態では、ドアスラブは、少なくとも1つのユーザインタフェースまたは低バッテリ通知モジュールを含む。
【0011】
さらなる例示的な実施形態では、少なくとも1つのさらなる充電式バッテリは、ドアに配置された少なくとも1つの磁石、および少なくとも1つのさらなる充電式バッテリに取り付けられた(備えられた。設けられた。埋め込まれた。マウントされた。mounted)少なくとも1つの対応する磁石を有する、磁気的に取り付けられた位置を介して、少なくとも1つの内部充電式バッテリを充電するように構成される。そのような磁気的に取り付けられた位置が、電力伝送/充電/再充電のために磁気的接続を利用する事象(event)では、複数の磁気的接続は、例えば、その電力伝送を提供するために、プラス(+)接続のための少なくとも1つ、およびアース(-)接続のための1つを提供することができる。
【0012】
さらなる例示的な実施形態では、複数の磁石は、ドアスラブにおける無線充電モジュールに近接してドアスラブ内に設けられる。
【0013】
さらなる例示的な実施形態では、少なくとも1つのさらなる充電式バッテリは、物理的接続を介して少なくとも1つの内部充電式バッテリを充電するように構成される。
【0014】
さらなる例示的な実施形態では、物理的接続は、複数のポゴピン(pogo pins)またはバネ接触を含む。
【0015】
さらなる例示的な実施形態では、少なくとも1つの内部充電式バッテリを充電するように構成されている物理的接続が、少なくとも1つのさらなる充電式バッテリを取り付けるように構成された磁気的接続でもある。
【0016】
さらなる例示的な実施形態では、少なくとも1つのさらなる充電式バッテリは、誘導または共鳴(共振、resonance)充電システムを介して少なくとも1つの内部充電式バッテリを無線充電するように構成される。
【0017】
さらなる例示的な実施形態では、誘導または共鳴充電システムは、誘導または共鳴電力送信機から電力を受信するように構成された少なくとも1つの電力受信機を、受信機と送信機との間の最小限の近接範囲内で含む。
【0018】
さらなる例示的な実施形態では、少なくとも1つの充電式バッテリは、少なくとも1つの他のドアの形状または外面の形状に対応するドアスラブ内の予め構成された凹部に嵌合するように構成される。
【0019】
さらなる例示的な実施形態では、少なくとも1つのさらなる充電式バッテリは、ドアにおける少なくとも1つの物理的コネクタ、および少なくとも1つのさらなる充電式バッテリにおける少なくとも1つのスロットまたは締まりばめ取付部(interference fit mount)を有する、取り付け位置を介して、少なくとも1つの内部充電式バッテリを充電するように構成される。
【0020】
さらなる例示的な実施形態では、少なくとも1つのさらなる充電式バッテリは、ドアスラブ上または内の少なくとも1つのスロット内または締まりばめ取付部上に構成されたドアにおける少なくとも1つの物理的コネクタを有する、ドアスラブに取り付けられた充電コネクタを介して、少なくとも1つの内部充電式バッテリを充電するように構成される。
【0021】
追加の例示的な実施形態は、本明細書に記載される上記および追加の例示的な実施形態に従ったドアシステムおよびドアを充電する方法に関する。
【0022】
本開示の1つまたは複数の態様の詳細は、添付の図面および以下の説明に示されている。本開示に記載される技術の他の特徴、目的、および利点は、説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図3】ドアの内部を観察できるようにするために外装ドアの外板のない、本発明の実施形態によるドアシステムの正面図である。
【
図4】充電式電源の第1の実施形態を示すブロック図である。
【
図5】ドアに挿入されたバッテリパックを有するドアの斜視図である。
【
図7】円筒形状を有するバッテリパックの拡大図である。
【
図8(1)】充電式電源の第2の実施形態を示すブロック図である。
【
図8(2)】充電式電源の第2の実施形態を示すブロック図である。
【
図9】ドアの外板に取り付けられた矩形のバッテリパックを有するドアの斜視図である。
【
図10】ドア内部の隠れた内部バッテリを示す
図9と同じ図である。
【
図12】ドアの外板に取り付けられた円形パック(puck)のバッテリパック(pack)を有するドアの斜視図である。
【
図13】本開示に従った例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0024】
ここで、添付の図面に示されるような例示的な実施形態および例示的な方法を詳細に参照し、図面全体にわたって、同様の参照符号は同様の部分または対応する部分を示す。しかしながら、そのより広範な態様における本発明は、例示的な実施形態および例示的な方法に関連して示され、説明される特定の詳細、代表的な材料および方法、ならびに例示的な例に必ずしも限定されないことに留意すべきである。
【0025】
例示的な実施形態に関するこの説明は、添付の図面と関連して読まれることが意図されており、これらの図面は、書面による説明全体の一部とみなされる。この説明において、「水平」、「垂直」、「前部」、「後部」、「上側」、「下側」、「上部」および「下部」、ならびにそれらの派生語など(例えば、「水平に」、「垂直に」、「下方に」、「上方に」など)の相対的な用語は、そのときに説明された向き、または議論中の図面に示された向き、および媒体本体に対する向きを指すと解釈されるべきである。これらの相対的な用語は、説明の便宜のためであり、通常は、特定の向きを要求することを意図していない。「接続された」、および「相互接続された」などの取り付け、結合などに関する用語は、明示的に別段の記載がない限り、可動または剛性の両方の取り付けまたは関係と同様に、構造が直接または介在する構造を介して間接的に互いに固定または取り付けられる関係を指す。「動作可能に接続された」という用語は、その関係によって関連する構造が意図された通りに動作することを可能にする、そのような取り付け、結合または接続である。「一体型」(または「ユニット型」)という用語は、単一の部品として作製された部品、または固定され(すなわち、移動不可能)、一緒に接続された別個のコンポーネント(構成要素。部品。component)から作製された部品に関する。さらに、特許請求の範囲で使用される「1つの(a)」および「1つの(an)」という語は、「少なくとも1つ」を意味し、特許請求の範囲で使用される「2つ」という語は、「少なくとも2つ」を意味する。
【0026】
図1および
図2は、プレハング(pre-hung)ドアのような、本発明の例示的な実施形態によるドアシステム10を示す。図示された例示的なドアシステム10は、従来のヒンジ付き住宅用外装ドアアセンブリ11を含むが、ドアアセンブリ11は、住宅、アパート、ガレージ、コンドミニアム、ホテル、オフィスビルなどの住宅用もしくは商業用の建物に設けられた枢動可能に取り付けられた外装または内装ドアアセンブリであってもよいか、またはレールに掛けられたドアなどの、ドアと外装フレームとの代替接続部を有するドアであってもよいことを理解されたい。ドアアセンブリ11は、木材、金属、木材複合材料、ガラス繊維強化ポリマー複合材料などの任意の適切な材料から作製され得る。図示された例示的なドアアセンブリ11は、実質的に矩形のドアフレーム12と、2つのリーフを含む「バットヒンジ(butt hinge)」などの少なくとも1つのヒンジ16
1によって枢動可能に(pivotally)取り付けられたドア14とを備える。
【0027】
図示されたドアフレーム12は、第1および第2の平行で、間隔を隔てて垂直に延びるジャンブ(わき柱、jamb)部材12
1、12
2と、第1および第2のジャンブ部材12
1、12
2の上端を接続する水平に延びる上部ジャンブレール部材またはヘッダ12cとを備える。当業者は、ジャンブ部材12
1、12
2の下端が敷居12
tを介して相互接続され得ることを認識する。少なくとも1つのヒンジ16
1は、ドア14を第1のジャンブ部材12
1に枢動可能に取り付ける。典型的には、ドア14を第1のジャンブ部材12
1に固定するために、少なくとも2つのヒンジ16
1および16
2が設けられる。好ましくは、
図2に最もよく示されているように、ドア14をドアフレーム12に固定するために3つのヒンジ16
1、16
2、16
3が使用される。簡潔さの目的のために、以下の説明では、ヒンジのグループ全体を指定するために、下付き文字のない参照数字16を使用することがある。例えば、ヒンジ16
1、16
2、および16
3を総称する場合、参照数字16を使用することがある。同じことが、ジャンブ12
1、12
2、およびヘッダ12
cを備えるドアフレーム12にも当てはまる(一部のフレーム12は、敷居12
tも含む場合がある)。
【0028】
図示されたドア14は、
図1~3に最もよく示されているように、矩形の内側ドアフレーム20、ならびに内側ドアフレーム20の対向する側に固定された、外装ドアの外板(または外面(フェーシング、facing))23および内側ドアの外板(または外面)24を備える。外装ドアの外板23および内装ドアの外板24は、互いに別個に形成され、典型的には、外観が同一であるが、本開示は、より一般的にはドア14に固定されるか、またはドア14と一体であるドアの外面または外板を企図していることに留意すべきである。ドアの外板23および24は、内側ドアフレーム20が外装ドアの外板23と内装ドアの外板24との間に挟まれるように、適切なコアに、および/または内側ドアフレーム20の対向する側に、例えば、典型的には接着により固定される。例示的な実施形態では、外装ドアの外板23および内装ドアの外板24は、シートモールディングコンパウンド(sheet molding compound)(「SMC」)または中密度繊維板(MDF)、他の木材複合材料、ガラス繊維などの繊維強化ポリマー、ハードボード、繊維板、スチール、および他の熱可塑性材料などのポリマー系複合材料から作製される。ドア14は、ヒンジ16によって内側ドアフレーム20に取り付けられたヒンジ側14Hと、水平方向に対向するラッチ側14Lとを有する。
【0029】
内側ドアフレーム20は、それぞれ平行で間隔を隔てて水平に延びる一対の上部レール211および下部レール212、ならびにそれぞれ平行で間隔を隔てて垂直に延びる一対の第1(ロック側)のスタイル(框、stile)221および第2(ヒンジ側)のスタイル222を備え、典型的には、木材または単板積層材(LVL)などの加工木材から製造される。上部レール211および下部レール212は、第1のスタイル221と第2のスタイル222との間に水平に延びる。さらに、上部レール211および下部レール212は、接着剤または機械的締結具を介してなど、第1のスタイル221および第2のスタイル222に固定的に固定され得る。内側ドアフレーム20は、ミッドレール(mid-rail)(図示せず)をさらに備えてもよい。ミッドレールは、水平に延び、上部レール211および下部レール212からそれぞれ間隔を隔てて配置され、典型的にはまた、木材または単板積層材(LVL)などの加工木材から製造される。さらに、ミッドレールは、第1のスタイル221および第2のスタイル222に固定的に固定され得る。ヒンジ16は、内側ドアフレーム20のヒンジスタイルを規定する(define)第1のスタイル221に固定される。
【0030】
典型的なドア14の内側ドアフレーム20ならびに外装ドアの外板23および内装ドアの外板24は、内部キャビティを取り囲んでおり、この内部キャビティは中空であり得るか、または所望の場合、例えば、波形パッド、発泡断熱材、もしくは他のコア材料で充填され得る。したがって、ドア14は、外装ドアの外板23と内装ドアの外板24との間の内側ドアフレーム20内に配置されたコア15を備え得る。コア15は、発泡ポリウレタン材料、セルロース系材料およびバインダー樹脂などの発泡断熱材、波形パッドなどから形成され得る。ドア14は、例示的な実施形態では、外板23、24および内部キャビティを備えるフレーム20を有するものとして説明されるが、本開示の例示的な実施形態は、以下により詳細に説明されるように、内部充電式バッテリを含む複数の内部DCコンポーネント、および本明細書に記載される複数の可能なDCコンポーネントのうちの少なくとも1つの追加物を少なくとも部分的に収容する、少なくとも1つの中空内部空間を含む任意のドア構造を企図する。
【0031】
図3~4に示されるように、図示された例示的な実施形態では、ドアシステム10は、電子アクセス制御、ドア状態フィードバック、入口カメラおよび音声/ビデオ通信などの機能を提供するために、ドアシステム10のドア14に取り付けられるか、またはドアシステム10のドア14内に少なくとも部分的に収容される、複数の可能な直流(DC)電気装置30のうちの少なくとも1つを備える。具体的には、ドアシステム10に取り付けられ得る電気装置30には、
図3に最もよく示されているように、電動ドアラッチ30
1、ドアベル30
2、デジタルカメラ30
3、ライト30
4、動作検知器30
5(または動作センサ)、近接センサ30
6が含まれるが、これらに限定されない。具体的には、電動ドアラッチ30
1は、ドア14の内側ドアフレーム20に取り付けられ得、一方、ドアベル30
2、デジタルカメラ30
3、およびライト30
4は、
図3に最もよく示されているように、ドアシステム10のドア14に取り付けられ得る。
図3は電気装置30を示しているが、図面上のそれらの位置は代表的であり、固定されることを意図していない。ドア14における電気装置30の位置は、
図3~4に示す位置から大きく変化してもよい。ドアに取り付けられ、電子アクセス制御、ドア状態フィードバック、入口カメラおよび通信などの機能を提供するために、販売されている複数の電気装置が存在するため、ドアシステム10は、電動ドアラッチ30
1、ドアベル30
2、デジタルカメラ30
3、ライト30
4、動作検知器30
5、近接センサ30
6以外の電気装置を備えてもよいことを理解されたい。簡潔さの目的のために、以下の議論では、電気装置のグループ全体を指定するために、下付きの数字のない参照数字を使用することがある。本明細書では、電気装置30
1~30
6および/または他の電気装置を総称する場合、参照数字36が使用される。
【0032】
例示的な実施形態では、電気装置30は、典型的には、低電圧DC電力によって作動する低電圧DC電気装置である。低電圧直流(DC)は、当該技術分野では50ボルト(V)以下として知られている。一般的な低電圧は、1.8V、3.3V、5V、12V、24V、および48Vである。低電圧は通常、ドアベル、ビデオドアベル、ガレージドアオープナ制御、冷暖房サーモスタット、警報システムセンサおよび制御、屋外地上照明、家庭用および自動車用バッテリのために使用される。多くのDC電気装置は5V DCで作動する。5V DCのような低電圧(電源が正常に動作している場合)では、接触による衝撃は生じない。しかしながら、高電流、低電圧の短絡(自動車用バッテリ)は、アークフラッシュを引き起こし、火傷(burns)をする可能性がある。
【0033】
図3~4に示されるように、図示された例示的なドア14は、電気装置30に電力を供給するための充電式電源40をさらに備える。例示的な実施形態では、充電式電源40は、ヒンジ側スタイル22
2に取り付けられるなど、ドア14の内部空間内に取り付けられるか、または少なくとも部分的に収容される充電式バッテリパックであり、配電システムを介して電気装置30に電気的に接続される。特定の実施形態では、電気装置30の1つまたは複数は、特定の電気装置30に適切な作動電圧を供給するためにコントローラ42を介して充電式電源40に接続され得る。例えば、
図3に示されるように、ライト30
4および動作検知器30
5は、コントローラ42を介して充電式電源40に接続され、一方、ドアラッチ30
1、ドアベル30
2は、電源40に直接接続される。
図3は例示的な実施形態を示し、個々の電気装置30と充電式電源40との間の電気接続は、その電気装置30の電力要件に対応することを理解されたい。
【0034】
例示的な実施形態では、充電式電源40は、充電式バッテリパック120、および取り外し可能な充電式バッテリパック100を含む。第1の例示的な実施形態では、
図4に示されるように、ドアシステム10には、複数の取り外し可能な充電式バッテリパック100、例えば、少なくとも2つ(
図4では100aおよび100bとして示される)が設けられる。充電式バッテリパック100は、遠隔充電ステーション102において充電するために、例えばドア14の開口部を介してドア14から取り外し可能であり得る。
【0035】
図4は、充電ステーション102および充電式電源40についての例示的な構成を示す。充電ステーション102は、交流(AC)電源104に電気的に接続されている。AC電源104は、米国ではグリッド電力、壁電力(wall power)、または家庭用電力として知られている標準的な120(または110)ボルトの汎用AC電源であり得る。220ボルトなどの他の電圧を使用することもできる。AC電源104は、取り外し可能なバッテリパック100を充電するために充電ステーション102に電力を供給する。充電ステーション102は、好ましくは、バッテリパック100を充電するためのDCを供給するためにACを整流するAC-直流(DC)コンバータ112を備える。充電ステーション102は、例示的な実施形態では、入力電力インジケータ108および充電状態インジケータ110を含むユーザインタフェース106も備える。入力電力インジケータ108は、例えば、充電ステーション102がAC電源104に電気的に接続されているかどうかを示すライトまたはLEDであってもよく、充電状態インジケータ110は、好ましくは、バッテリ100の充電状態(バッテリが完全に充電されているか、またはまだ充電されているかどうか)を示す1つまたは複数のライトまたはLEDである。特定の実施形態では、ユーザインタフェース106および/または充電回路118は、充電ステーション102の代わりに、(例えば、
図8に示すように)充電式バッテリパック100上に配置されてもよい。AC-DCコンバータ112からのDC(
図4および
図8は例示的な120V ACから12V DCへのコンバータを示しているが、本明細書の様々な実施形態の説明でさらに記載されるように任意の変換が企図される(例えば、5V DCへの変換など、またはその他)ことに留意されたい)は、バッテリ100を充電するために電力インタフェース114に送られる。バッテリ100は、電力インタフェース114上の電気端子116と電気接続するために電力インタフェース114に接続され得る。例示的な図示された電力インタフェース114はまた、バッテリパック100の充電を制御および調節するための充電回路118を備える。
【0036】
例示的な方法では、充電されたバッテリパック100は、電源40に追加電力を供給するためにドアに挿入され得る。
図4に示されるように、例示的な電源40は、ドア14に組み込まれるか、またはドア14内に少なくとも部分的に収容され、例示的な実施形態では、容易に取り外しできない内部バッテリ120を備える。内部バッテリ120は、充電回路122を介してバッテリパック100から電力を受け取り、バッテリパック100によって充電された状態に保たれる。内部バッテリ120は、取り外し可能なバッテリ100が充電されるためにシステムから取り外されたときに、ドアが作動することを可能にする。
【0037】
例示的な実施形態では、電源40は、バッテリパック100の電力状態を監視して、バッテリパック100の電力が低く、交換および充電することが必要であることをユーザに警告するための低バッテリインジケータ124も備える。バッテリパック100が低いことが示されると、ユーザはバッテリパック100をドア14から取り外し、それを新しく充電したバッテリパック100と交換する。取り外されたバッテリパック100は次いで、後の時点でドア14に使用されるバッテリパック100を交換するために後の時間で使用するために充電ステーション102で充電される。
【0038】
1つのみの取り外し可能なバッテリパック100が利用可能である例示的な実施形態では、例示的なドアシステム10および関連する電気コンポーネント30は、取り外し可能なバッテリパック100がない場合(例えば、充電中)でも、内部バッテリ120の存在により完全に作動するように構成され得る。
【0039】
図5および
図6に示されるように、例示的な実施形態では、バッテリパック100は、バッテリパック100への容易なアクセスを可能にするために、例えば、ロック側縁部を介して、ドア14の縁部42に挿入される。フレーム12に形成され得るドア14の図示された縁部42は、バッテリパック100のためのハウジング126を挿入するための開口部44を備える。ハウジング126は開口部44に嵌合(適合。フィット。fit)し、ねじなどの機械的締結具、または接着などにより、開口部44内に固定される。ハウジング126はまた、バッテリパック100が電源40に電気的に接続されることを可能にするために電源40に配線され得る。例示的な実施形態では、バッテリパック100は、ハウジング126内にスライドし、例えば、1つまたは複数のラッチ128によってその中に保持される。バッテリパック100を取り外すには、ユーザはバッテリパック100のラッチを外し、それをハウジング126から外側へスライドさせる。
図5~6は、矩形の形状を有するバッテリパック100を示しているが、それはまた、
図7に示されるような円筒形などの異なる形状であってもよい。
【0040】
図9に示されるように、さらなる例示的な実施形態では、充電式バッテリパック100は内装ドアの外板24に取り付けられ得る。この実施形態では、バッテリパックは、内装ドアの外板24上のデザインの特徴を補完するように成形および構成され得る。例えば、
図9に示されるように、ドアの外板24は、その外面に矩形の形状のデザイン200を有する。図示された充電式バッテリパック100はまた、ドアの表面の全体的な(over)美的デザインと調和するように、デザイン200と同じ矩形の形状を有する。
図9には矩形の形状のデザイン200が示されているが、本発明はまた、
図12に示されるような円形パックなどの他のデザインも企図する。
【0041】
例示的な実施形態では、バッテリパック100は、内部バッテリ120を無線で、またはハードワイヤード接続(hard wired connection)によって充電することができる。ハードワイヤード充電の場合、バッテリパック100は、内装ドアの外板24上の対応するコネクタに適合する電気コネクタを備え得る。バッテリパック100は、磁気的に(1つまたは複数の可能な磁石のセットを使用して)、またはプッシュラッチ、磁気タッチラッチ、従来のラッチ、もしくはそれらの組み合わせなどの1つもしくは複数のラッチによってドアの外板24の外側に取り付けられ得、内部バッテリ120に近接して配置され得る。磁気的な取り付けは、任意のツールまたは機械的インタフェースを必要とせずに、ドアの外板24へのバッテリパック100の取り付けおよびドアの外板24からのバッテリパック100の取り外しの容易さに関してさらなる利点を提供する。例示的な実施形態では、バッテリパック100を取り付けるために使用される磁気接触は、バッテリパック(例えば、パックとして構成される)を所定の位置に保持し、また、バッテリの充電端子としても機能する。バッテリパック100は、例えば、磁気誘導もしくは磁気共鳴を使用した無線充電、または有線接続もしくは非有線接続(例えば、限定されないが、ポゴピンまたはバネ接触)を含む物理的接続を介した充電に使用され得る。磁気的接続のさらなる利点としては、ドアおよび関連するドアシステムの耐水性および耐塵性、ならびに内部バッテリを充電するための全体的に高速なメカニズム(mechanism)を提供することが挙げられる。
【0042】
図8は、さらなる例示的な実施形態を示し、これは、
図4に示され、上述された充電ステーション102と同様の充電ステーション102を含む。バッテリパック100は、充電ステーション102およびドア14の電源40とそれぞれインタフェースで接続するための入力インタフェース300および出力電力インタフェース302を備える。バッテリパック100はまた、バッテリパック100への充電を制御および調節する(regulate)ための充電回路304を備える。あるいは、充電回路304は、
図4に示すように、代わりに充電ステーション102に配置されてもよい。バッテリパック100はまた、低バッテリ電力インジケータ308、入力電力インジケータ310、出力電力インジケータ312、および出力電力ボタン314を有するユーザインタフェース306を備える。インジケータ308、310、312はそれぞれ、バッテリパック100が低電力であるかどうか、充電ステーション102に接続されているかどうか、および内部バッテリ120に充電を供給しているかどうかを示す。特定の実施形態では、ユーザインタフェース306は、バッテリパック100のいずれかの障害(故障、fault)状態を示すインジケータ(図示せず)も備え得る。出力電力ボタン314は、ユーザがバッテリパック100から内部バッテリ120の充電をオン/オフにすることを可能にする。出力電力ボタン314は、例えば、ユーザが外出するときにシステムをオフにしたい場合、またはシステムに障害がある場合に、安全機能として機能し得る。さらに、
図8の例示的な実施形態における充電回路122はドアスラブ内にあるものとして図示されているが、本発明者らは、そのような回路はポータブル充電式パック内に設けられてもよいことを言及する。
【0043】
様々な例示的な実施形態に関して述べたように、バッテリパック100は、有線接続または無線によって内部バッテリ120を充電するために使用され得る。有線接続によって接続される場合、バッテリパック100および内部バッテリ120は、バッテリパック100がドア14にどのように接続されるかの相違を除いて、第1の実施形態について上述したように機能する。充電されたバッテリパック100は、電源40にDC電力を供給するためにドア14に挿入され得る。
図8に示されるように、第2の実施形態の好ましい電源40は、ドア14に組み込まれ、容易に取り外しできない内部バッテリ120を備える。例示的な実施形態では、バッテリパック100は、(前述のように)ドアの外板24に取り付けられ、このドアの外板は、好ましくは、住宅、建物などの内装に面するドアの外板である。バッテリパック100の出力電力インタフェース302は、電源40の入力電力インタフェース316と(有線または無線で)適合する。例示的な実施形態では、バッテリパック100は、ユーザの承認なしに取り外すことができないように、セキュリティ上の理由からドアの内装側に取り付けられ得る。バッテリパック100の電力が低下すると、低電力インジケータ308が、ユーザに低電力状態を警告するためにオンになる。次いで、ユーザはバッテリパック100をドア14から取り外し、それを充電ステーション102で充電することができる。バッテリパックが充電されている間、内部バッテリ120は、バッテリパック100が充電されている間、ドアに電力を供給するのに十分なエネルギーを含む。
【0044】
上述のように、第2の実施形態のバッテリパック100は、内部バッテリ120を無線で充電することができる。無線充電は、当該技術分野において公知であり、例えば、米国特許第9,143,000号および同第8,193,764号に開示され、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。本発明の無線充電は、例えば、誘導結合によるような近接場技術(near field techniques)を使用して達成され得る。無線充電は、好ましくは、(好ましくはバッテリパック100内の)電力送信機、および(好ましくは電源40内の)電力受信機を含む。バッテリパック100は、Qi規格、Apple MagSafe、Magne Charge、SAE J2954規格、PMA規格、Rezence(A4WP)などの使用によって誘導充電システムを用いて内部バッテリ120を充電することができる。電力送信機は、少なくとも1つの送信機コイル、および電力受信機の充電を制御するためのコントローラを含む。電力受信機および電力送信機(したがって、バッテリパック100および電源40)は、効果的な電力伝送を提供するために、互いに近接する範囲内に取り付けられる。近接は、一般に、システムによって使用される充電規格によって提供される。例示的な実施形態では、電力送信機および電力受信機を隔てる材料は、無線充電中のエネルギー損失を最小化するために電気絶縁材料から作製される。バッテリパック100および/または電源40はまた、状態を監視するため、充電/放電サイクルを最適化/制御するため、または内部バッテリ120および/もしくはバッテリパック100の動作を最適化/制御するためのハードウェアおよび/またはソフトウェアを備え得る。例示的な実施形態では、このような磁気誘導は、スマートドアシステムのための充電コイル上の変調データとともに構成される。
【0045】
他の例示的な実施形態では、無線充電は、電流を生成するために充電コイルの共鳴周波数に依存する磁気共鳴を介して実行され得る。例示的な実施形態では、これは、有利なことに、コイルの正確な整列に依存することなく、複数の装置が同じ共鳴場に存在することを可能にする。さらに例示的な実施形態では、このような異なる装置は、様々な電力要件および送信フィールド(transmission field)に沿った様々な配置を有し得る。さらに、このような磁気共鳴は、誘導に比べてより長い範囲、例えば、最大約50センチメートル(cm)(磁気誘導の場合、例えば、15cmに対して)、および最大、例えば、100ワット(W)の電力伝送を有し得る。
【0046】
図13は、複数の少なくとも部分的な内部コンポーネントを収容する(本明細書に記載される様々な実施形態のいずれかに従った)ドアを充電する例示的な方法のためのフローチャートを概して400で提供し、そのコンポーネントは、少なくとも1つの内部充電式バッテリ、および電子アクセス制御、ドア状態センサ、ビデオ付き入口カメラ、音声通信ユニット、音声もしくはビデオドアベル、デジタルカメラ、ライト、動作検知器もしくはセンサ、近接センサ、ドアオープナ、冷暖房サーモスタット制御、警報センサもしくは制御、照明、家庭用もしくは自動車用バッテリ、または自動車制御を含む群から選択される少なくとも1つの装置を含む、複数の直流(DC)電気装置を含む。方法は、ステップ410において、少なくとも1つの内部充電式バッテリを介して少なくとも1つの装置に電力を供給するステップと、ステップ420において、ドアの充電位置に配置される少なくとも1つのさらなる充電式バッテリをドアに取り付けるステップと、ステップ430において、充電位置に配置される少なくとも1つのさらなる充電式バッテリを使用して少なくとも1つの内部充電式バッテリを充電するステップとを含む。追加のステップは、440において、少なくとも1つの内部充電式バッテリを介して少なくとも1つの装置に電力を供給し続けながら、少なくとも1つのさらなる充電式バッテリをドアから取り外すステップと、450において、(例えば、ウォールワート(電源アダプタ、wall wart)または他の装置を介して外部から)少なくとも1つのさらなる充電式バッテリを充電するステップと、460において、少なくとも1つのさらなる充電式バッテリを充電位置に再び取り付けるステップとを含み得る。
【0047】
本明細書に開示される様々な態様は、本明細書および添付の図面に具体的に示される組み合わせとは異なる組み合わせで組み合わされてもよいことを理解されたい。また、例によっては、本明細書に記載されるプロセスまたは方法のいずれかの特定の行為または事象が、異なる順序で実行されてもよく、追加されてもよく、統合されてもよく、または完全に省略されてもよい(例えば、記載される全ての行為または事象が、本技術を実施するために必要でなくてもよい)ことも理解されたい。加えて、本開示の特定の態様は、明確さの目的で単一のモジュールまたはユニットによって実行されるものとして記載されているが、本開示の技術は、例えば、スマートドアに関連するユニットまたはモジュールの組み合わせによって実行されてもよいことを理解されたい。
【国際調査報告】