JP2012518975A - 誘導結合された棚及び格納コンテナ - Google Patents

Abstract

【解決手段】組込み一次コイルを備えた誘導結合棚ユニット及び格納コンテナと共に、工具を格納して充電するための誘導結合システムが提供される。電力が、一次コイルから、二次コイルを含む機器に誘導結合される。一次コイルが棚ユニットに組み込まれ、その棚ユニット上に格納された機器を充電する。一次コイルは、同様に、格納コンテナ内に組み込まれる。誘導結合棚ユニットは、工具ボックスのような誘導結合格納コンテナを受け入れて保持するように構成される。工具ボックス内の組込み二次コイルは、棚ユニット内の一次コイルから誘導結合された電力を受け取る。そして、工具ボックス内の組込み一次コイルは、受け取った電力を、個々の機器内の二次コイルに誘導結合させる。組込み一次コイルは、いろいろな量の電力を提供する。
【選択図】図１

Description

今日の世界において一般化している電子機器に関連した問題の一つとしては、各種電子機器に関連したコードやケーブルの必要性ということがある。再充電可能なコードレス機器もまた一般的には選択肢の一つである。しかし、これらの機器は、やはり充電が必要であり、また、その充電のために関連のコードやケーブルが必要である。

これらの制約に対処すべく、誘導結合電力回路を提供するという技術が発達してきた。この回路は、動的に共鳴点を探り、一次コイルから、二次コイルを備えた二次機器への電力供給を最適化する。この電力供給は、複合的な各種負荷条件の下で発生させることができる。この回路を使用することにより、一次供給回路は、自身の動作を調整して、電力を供給すべき二次機器の要求に整合させている。また、その回路により、一次供給回路が、複数の二次機器に同時に電力を供給できるようになっている。

電力源から機器に対して配線接続の必要なく電力を転送するために、インテリジェント誘導結合電力回路が開発されてきた。一次コイルは、ラップトップコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話、及び電動工具などの機器に組み込まれた二次コイルに対して、電力を誘導的に結合させる。本発明の実施形態は、この誘導結合技術を、棚ユニット、格納コンテナ、及び、機器を充電して格納するためのシステムに応用するものである。

一実施形態において、一次コイルは、格納コンテナに組み込まれる。低、中、及び高電力の一次コイルは、格納コンテナのいかなる場所にも、またいかなる数でも、またいかなる組み合わせでも組み込むことができる。棚ユニットは車両に搭載される。

他の実施形態においては、一次コイルは、格納コンテナに組み込まれる。低、中、及び高電力の一次コイルは、格納コンテナのいかなる場所にも、またいかなる数でも、またいかなる組み合わせでも組み込むことができる。その格納コンテナは、二次コイルを含む機器を受け入れて保持するように構成された工具ボックスである。また、格納コンテナは、外部一次コイルから誘導結合された電力を受け取るように構成された組込み二次コイルを含んでいる。

更に他の実施形態においては、工具を格納して充電するシステムが提供される。複数の棚に複数の一次コイルが組み込まれた棚ユニットが、誘導結合格納コンテナを受け入れるように構成される。格納コンテナは、それらの棚に組み込まれた１つの一次コイルから誘導結合された電力を受けるように構成された組込み二次コイルを含んでいる。そして、格納コンテナに誘導結合された電力は、その格納コンテナ内に組み込まれた一次コイルから機器内の二次コイルに誘導結合される。そのシステムは、車両に搭載され得る。

この概要は、以下の詳細な説明で更に説明する簡略化した形態における概念の選択を紹介するために提供される。この概要は、請求する主題の鍵となる特徴又は根本的な特徴を特定することを意図したものではなく、あるいは、請求する主題の範囲を限定するように使用されることを意図したものでもない。

本発明は、添付の図面を参照しつつ、以下に詳細に記述される。
図１は、誘導結合棚ユニットの部分斜視図である。 図２は、誘導結合格納コンテナの斜視図である。 図３は、図２の誘導結合格納コンテナの底部の外側ケースが外された様子の底面図である。 図４は、図２の誘導結合格納コンテナの部分斜視図である。 図５は、誘導結合工具ホルスターの斜視図である。 図６は、図５の誘導結合工具ホルスターの展開斜視図である。

本発明の実施形態が、法定要件を満たしつつ、以下詳細に説明される。しかしながら、その説明自体は、この特許の範囲を限定することを意図するものではない。むしろ、発明者は、請求する主題は、他の方法でも具現化できるということを熟慮している。

背景技術の項目で記したように、インテリジェント誘導結合電力回路を提供する技術が発展してきている。この回路は、動的に共鳴点を探り、一次コイルから、二次コイルを備えた二次機器への電力供給を最適化する。この回路により、一次コイルは、二次機器の電力必要量を決定し、それを供給することができる。この回路を使用することにより、一次供給回路は、自身の動作を調整して、電力を供給すべき二次機器の要求に整合させている。また、その回路により、一次供給回路が、複数の二次機器に同時に電力を供給できるようになっている。その回路の例やその回路の動作は、以下の米国特許に含まれており、それらはすべてここで援用するものとする。すなわち、6,436,299; 6,673,250; 6,731,071; 6,806,649; 6,812,645; 6,831,417; 6,917,163; 6,975,198; 7,116,200; 7,118,240; 7,126,450; 及び7,132,918である。

上述のような誘導結合電力回路を形成するのに必要な一次コイルは、棚ユニットに組み込まれる。組込み一次コイルを備えた棚ユニットは、部屋又はオフィス内の伝統的な棚ユニットであり、あるいは、その棚ユニットは、車両に搭載される。

図１は、棚ユニットの断面を示している。棚ユニット１０は、棚１２，１４，１６及び１８を含んでいる。図１には４枚の棚が示されているものの、誘導結合棚ユニットは、いかなる数の棚も含み得る。ドッキング領域部２６が、棚１６に取り付けられ、また、一次コイルが設けられている。一次コイルは、ドッキング領域部２６の表面に取り付けられるか、ドッキング領域部２６の下側に取り付けられるか、又はドッキング領域部２６の内部に埋め込まれる。あるいは、一次コイルは、ドッキング領域部２６の代わりに、棚１６内に組み込むことができる。かかる実施形態においては、円柱孔が棚に開けられ、一次コイルの上端部が棚の面と面一になるように、一次コイルが棚の下側から取り付けられる。一次コイルは、また、棚の下から搭載され、ねじ、ボルト、支持ブラケット、又は他の何らかの手段により、取り付けられる。他の実施形態においては、一次コイルは、棚に埋め込まれ、電源コードが、棚の端から延びているか、その棚ユニットを支持するハードウェアを通じて走っている。

図１を引き続き参照し、棚ユニット１０が車両に搭載される場合には、ドッキング領域部２６に組み込まれる一次コイルは、車両のバッテリ又は電気回路から電力を引く。ビルディング内の棚ユニットは、コンセントへの接続を介して、一次コイルに電力を供給する。ドッキング領域部２６は、工具ケース２８と摩擦的に嵌合するように形成される。図１には工具ケースが示されているものの、棚ユニットは、いかなる誘導結合格納コンテナをも受け入れて保持するように構成できる。工具ケース２８をドッキング領域部２６に固定するために、留め金、ロック機構、又は他の手段が考えられる。その嵌合により、工具ケース２８を使用するときは外すことができ、一方、格納中は所定の位置に維持できる。車両内に実装する場合には、上述の摩擦的嵌合により、ケース２８は輸送中に所定位置に保持できることが保証される。

誘導結合格納コンテナは、ドッキング領域部２６を使用することなく、誘導結合棚ユニット上にそのまま置くこともできる。かかる実施形態においては、一次コイルは、棚１６内に組み込まれるであろう。また、ドッキング領域部２６が使用されるときでさえ、一次コイルは、ドッキング領域部２６ではなく、棚１６内に組み込まれ得る。他の実施形態においては、複数の一次コイルが、棚１６又はドッキング領域部２６内に埋め込まれるか、もしくは組み込まれる。複数の一次コイルがある実施形態においては、複数の一次コイルは、単一の制御回路により制御され得る。

引き続き図１を参照すると、ドッキング領域部２６は、ケース２８が適切な位置に置かれて充電されているときに点灯する小型インジケータライト３０を含んでいる。ケース２８は、好ましくは、一列のコードレス電動工具を収納する。それらの電動工具には、共通の二次コイル及びバッテリパックユニットが備わっているか、又は、それぞれが個々のバッテリ及び二次コイルユニットが備わっている。ポータブルコンピュータ及び他のポータブル電子機器のような、二次コイルを含む他の機器が、ドッキング領域部２６に嵌合する誘導結合格納コンテナ内に格納できる。ケース２８は、ドッキング領域部２６内の一次コイルからケース２８内の各種二次コイルへ誘導結合される電力を分配するように構成される。より具体的には、以下に更に記述されるように、ドッキング領域部２６内の一次コイルは、ケース２８内に組み込まれた二次コイルに電力を分配する。ケース２８内に組み込まれた二次コイルは、ケース内に組み込まれたいくらかの一次コイルに電力を分配する。そして、これらの組込み一次コイルは、バッテリパックユニット内の二次コイルに電力を誘導結合せせる。この実施形態によれば、使用されないときに工具を充電できる。車両に搭載される棚の場合には、サービス車両が、仕事場から仕事場へ移動している間、工具を充電でき、それにより労働者は、いかなる仕事場へも充電された工具と共に到着することができる。他の実施形態においては、ドッキング領域部２６内の一次コイルは、機器のバッテリパックユニット内に含まれる二次コイルに直接的に電力を誘導結合できる。

ケース２８の詳細図が、図２−４に示されている。図２及び４に示されているように、ケース２８は、１つ以上の電動工具を収容するように設計されている。電動工具はコードレスであり、関連バッテリパック３４を備えている。ケース２８は、電動工具を方向づけして所定の位置に保持するように設計されている。より具体的には、ケース２８は、いくつかの工具の各々に対して、その底にドッキング領域を形成している。これらのドッキング領域は、ケース２８内の一次コイル上で、工具のバッテリパック３４を直接的に方向づけさせるように設計されている。図２は、工具が除かれたケース２８を示している。

図３は、ケース２８の底の内部を示しており、そこにはいくつかの回路及び一次コイルが設けられている。上述のように、一次コイルは、工具のバッテリパックに電力を分配するように適応されている。ケース２８内に組み込まれた一次コイルは、ケース２８内に組み込まれた二次コイルから電力を受け取り、その二次コイルは、ドッキング領域部２６内に組み込まれた一次コイルから誘導結合された電力を受け取る。ケース２８内に組み込まれた一次コイルは、個々の回路により、又は単一回路制御メカニズムにより制御される。複数の一次コイルを備えた実施形態においては、単一の回路が、その複数の一次コイルのすべてを制御し得る。

図５及び６は、誘導結合格納コンテナが工具ホルスター５００である実施形態を示している。ホルスター本体５０２は、コードレスドリル５０６を受け入れて保持するように構成された鋳造コンパートメントを含んでいる。コードレスドリル５０６は、使用の際には簡単に外すことができ、その工具ホルスター５００に格納されるときには充電される。鋳造コンパートメント５０４は、図６に最もよく示されている。他の実施形態においては、ホルスター本体５０２は、二次コイルを含む他の機器を受け入れて保持するための１つ以上の鋳造コンパートメントを備えることができる。一次コイルは、各鋳造コンパートメントに近接してホルスター本体５０２内に埋め込まれるか、あるいは搭載され、それにより、電力が、各一次コイルから、機器内の各二次コイルに誘導結合される。図５においては、コードレスドリル５０６が鋳造コンパートメント内に置かれたときに、そのコードレスドリル５０６内の二次コイルが、ホルスター本体５０２内の一次コイルに近接して、電力が一次コイルから二次コイルに誘導結合されるように、一次コイルは、ホルスター本体５０２内に埋め込まれるか、あるいは搭載される。

引き続き図５及び６を参照し、いくつかの実施形態においては、ホルスター本体５０２は、二次コイルを含む特別バッテリ５１０を受け入れて保持するように構成された鋳造コンパートメント５０８も含んでいる。特別バッテリ５１０が鋳造コンパートメント５０８内に格納されている間に充電できるように、一次コイルは、鋳造コンパートメント５０８に近接して、ホルスター本体５０２内に埋め込まれるか、あるいは搭載されている。更に他の実施形態は、複数の二次コイルを含む複数の機器を充電することができる複数の一次コイルを含んでいる。

引き続き図５及び６を参照し、ホルスター本体５０２は、底部より上部の方が広いようにテーパ形状になっている。ホルスター本体５０２の一側面は実質的に平坦である。ここで図６を参照すると、側面パネル５１２は、実質的に平坦側面となっている。工具ホルスター５００は、車両内壁又はビルの壁のような側面に対して搭載される。側面に対して搭載されたとき、側面パネル５１２は、ねじ込みされ、ボルト着けされ、ブランケットに載せられ、さもなくば側面に対して搭載される。工具ホルスター５００が車両に搭載される場合には、埋め込まれた一次コイルが、車両バッテリ又はエンジンから電力の供給を受ける。工具ホルスターがビルの壁に搭載される場合には、一次コイルは、コンセント又はバッテリから電力を受ける。

一次コイルは、低、中、又は高電力である。低電力一次コイルは、概ね２０ワットまでの電力を供給する。中電力一次コイルは、概ね２０ワットから１００ワットまでの電力を供給する。高電力一次コイルは、概ね１００ワットを超える電力を供給する。いかなる数の一次コイルやその組み合わせが、図１のドッキング領域部２６及び棚１２，１４，１６及び１８に組み込まれる。

図１に戻り、一次コイルが棚１２，１４，１６又は１８内に直接的に組み込まれ、ドッキング面が使用されない実施形態について、誘導結合格納コンテナの適切な位置付けのために、好ましくは、インジケータが使用される。具体的には、ロゴ、絵、又は他のしるしを伴った、領域の輪郭が、好ましくは、棚１２，１４，１６又は１８上に提供される。棚１２，１４，１６又は１８内に組み込まれた各一次コイルのために、インジケータライトを設けてもよい。より具体的には、インジケータライトは、棚面の下に埋め込まれ、プレクシグラス（Plexiglas）のような光を通す材料で覆われる。機器が、対応する一次コイルの上に置かれ、充電されているときに、そのインジケータライトは点灯する。暗い線のような他のインジケータも、各一次コイルについての充電領域の輪郭を表すことができる。充電領域の輪郭顕在化は、ＬＥＤ又は他の発光インジケータによっても行える。

複数の一次コイルを備えるように記述した実施形態においては、単一の回路が、その複数の一次コイルのすべてを制御できる。
本発明は、特定の実施形態に関して記述されてきたが、それらは、あらゆる点に関し、限定的というよりは一例である。択一的な他の実施形態が、その範囲を逸脱することなく、本発明が属する技術分野の当業者には明らかであろう。

以上から、この発明は、前述のすべての目標及び目的を達成するようにうまく調整されたものであり、そのシステム及び方法で自明であり、それらに固有の他の利点も備えるものである、ということが分かるであろう。特定の特徴及びサブコンビネーションが有用であり、また、他の特徴やサブコンビネーションを参照することなく採用できるであろう。これは、特許請求の範囲に予期されるものであり、その範囲に含まれる。

Claims (20)

1. １つ以上の棚を有する棚ユニットと、
   前記１つ以上の棚内に組み込まれる１つ以上の一次コイルと、
   を備えた誘導結合棚ユニットであって、
   各一次コイルは、電源に接続され、各一次コイルは、二次コイルを含む機器に、電力を誘導結合できることを特徴とする誘導結合棚ユニット。
2. 各一次コイルについての充電領域を示すインジケータを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の誘導結合棚ユニット。
3. 前記１つ以上の一次コイルは、低電力一次コイル、中電力一次コイル、及び高電力一次コイルからなるグループから選択された一次コイルの組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の誘導結合棚ユニット。
4. 誘導結合格納コンテナを受け入れて保持するように構成されたドッキング領域部が、前記棚ユニットに取り付けられ、前記１つ以上の棚内に組み込まれた前記１つ以上の一次コイルは、前記ドッキングユニットに組み込まれることを特徴とする請求項１に記載の誘導結合棚ユニット。
5. 前記誘導結合格納コンテナは、工具ボックスであることを特徴とする請求項４に記載の誘導結合棚ユニット。
6. 前記棚ユニットは、車両に搭載されることを特徴とする請求項１に記載の誘導結合棚ユニット。
7. 複数の一次コイルが前記１つ以上の棚内に組み込まれ、前記複数の一次コイルは、単一回路により制御されることを特徴とする請求項１に記載の誘導結合棚ユニット。
8. １つ以上の二次コイルを含んだ１つ以上の機器を格納することができる格納コンテナと、
   前記格納コンテナ内に組み込まれる１つ以上の一次コイルと、
   を備えた誘導結合格納コンテナであって、
   各一次コイルは、電源に接続され、各一次コイルは、二次コイルを含む機器に、電力を誘導結合できることを特徴とする誘導結合格納コンテナ。
9. 前記１つ以上の一次コイルは、低電力一次コイル、中電力一次コイル、及び高電力一次コイルからなるグループから選択された一次コイルの組み合わせであることを特徴とする請求項８に記載の誘導結合格納コンテナ。
10. 複数の一次コイルが前記格納コンテナ内に組み込まれ、前記複数の一次コイルは、単一回路により制御されることを特徴とする請求項８に記載の誘導結合格納コンテナ。
11. 前記格納コンテナは、１つ以上の二次コイルを含んだ１つ以上の工具を受け入れて保持するように設計されたコンパートメントを含む工具ボックスであることを特徴とする請求項８に記載の誘導結合格納コンテナ。
12. 前記格納コンテナは、側面に搭載された工具ホルスターであることを特徴とする請求項８に記載の誘導結合格納コンテナ。
13. 前記格納コンテナ内に組み込まれた１つ以上の二次コイルを更に備え、
    前記格納コンテナ内に組み込まれた二次コイルは、１つ以上の外部一次コイルから誘導結合された電力を受け取ることができ、前記格納コンテナ内に組み込まれた二次コイルに誘導結合された電力は、前記格納コンテナ内に組み込まれた１つ以上の一次コイルに送られることを特徴とする請求項８に記載の誘導結合格納コンテナ。
14. 前記格納コンテナは、１つ以上の一次コイルを含む面から誘導結合された電力を受け取るように設計されていることを特徴とする請求項１３に記載の誘導結合格納コンテナ。
15. 機器を格納して誘電的に充電するためのシステムであって、
    １つ以上の面と、
    前記１つ以上の面内に組み込まれた１つ以上の一次コイルであって、前記１つ以上の一次コイルの各々が、電源に接続され、前記１つ以上の一次コイルの各々が、二次コイルに電力を誘導結合できる１つ以上の一次コイルと、
    二次コイルを含む１つ以上の機器を格納できる格納コンテナと、
    を備えたことを特徴とするシステム。
16. 前記格納コンテナ内に組み込まれ、前記１つ以上の面内に組み込まれた１つ以上の一次コイルから誘導結合された電力を受け取ることができる１つ以上の二次コイルと、
    前記格納コンテナ内に組み込まれた二次コイルにより受け取られた電力を、１つ以上の二次コイルを含む前記１つ以上の機器に対して誘導結合させることができる前記格納コンテナ内に組み込まれた１つ以上の一次コイルと、
    を更に備えることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
17. 前記１つ以上の面は、棚ユニットの棚であることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
18. 前記格納コンテナを受け入れて保持するように構成されたドッキング領域部が、前記棚ユニットに取り付けられることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
19. 前記格納コンテナは、工具ボックスであることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
20. 車両に搭載されることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。

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