JP2013066263A - 非接触給電システム、電気機器、中継器及びアダプタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】机1に立設したサイドボード2には給電装置3の1次コイルL1が収容されている。机1に載置された電気機器10の筐体11には、形状が可変可能かつ自立固定可能なフレキシブルアーム15が取着されている。フレキシブルアーム15の先端部には、1次コイルL1の励磁により2次電力を受電する2次コイルL2を収容した収容ケース18を取着している。従って、2次コイルL2は、フレキシブルアーム15によって、収容ケース18に希望する方向に力を加えるだけで、希望する1次コイルと対峙する方向に向けることができ、しかも、その状態が保持される。
【選択図】図5
Description
本発明は、上記問題点を解消するために、電磁誘導を利用する非接触給電おいて、1次コイルと2次コイルの磁気結合が、重力方向に対してどの方向でも位置決め固定が空間的に可能な非接触給電システム、電気機器、中継器及びアダプタを提供することを目的とする。
また、上記構成において、形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体は、蛇腹式のフレキシブルアームであることが好ましい。
また、上記構成において、形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体は、蛇腹式のフレキシブルアームであることが好ましい。
また、上記構成において、前記構造体の先端部に取着した収容ケースは、2次コイルの後側に磁性体を配置することが好ましい。
また、上記構成において、前記カバーは、アクセサリーが施されていることが好ましい。
また、上記構成において、前記支持台は、複数の前記収容ケースを前記構造体を介して支持し、その各収容ケースに収容された中間コイル同士にて共振回路を形成することが好ましい。
また、上記構成において、前記構造体に取着した収容ケースは、カバーでカバーリングされていることが好ましい。
以下、本発明の非接触給電システムを具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図4において、給電装置3の高周波インバータ4は、1次コイルL1と接続されている。高周波インバータ4は、図示しない電源回路から駆動電源が入力されると、1次コイルL1を励磁する。一方、電気機器10の受電回路22は、フレキシブルアーム15を伝って配線された接続線21を介して収容ケース18内の2次コイルL2と接続されている。受電回路22は、給電装置3の1次コイルL1の励磁による交番磁界にて2次コイルL2に誘起された2次電力を直流電圧に変換する。続いて、受電回路22は、その直流電圧を、所望の電圧にDC/DC変換し、そのDC/DC変換した直流電圧を電気機器10の負荷Zに供給する。
今、図5に示すように、電気機器10を、机1の左側に配置すると、電気機器10(筐体11)は、サイドボード2に設けた給電装置3の1次コイルL1のコイル面と離間した位置に配置される。
次に、上記のように構成した第1実施形態の効果を以下に記載する。
(1)上記第1実施形態によれば、電気機器10は、1次コイルL1の励磁により2次電力を受電する2次コイルL2を収容した収容ケース18を、フレキシブルアーム15を介して筐体11に対して回動可能にかつその状態を保持できるように連結した。
(2)上記実施形態によれば、2次コイルL2を収容した収容ケース18は、開口部のカバー19を除いて、金属又は磁性体で形成した。従って、2次コイルL2が受電の際に発生する電磁波が外部に放射されるのが防止される。
(3)上記実施形態によれば、収容ケース18には2次コイルL2の後側に磁性体20を収容配置したので、漏れ磁束も低減され1次コイルL1との磁気結合も向上し、1次コイルL1から効率良い給電がなされる。
(4)上記実施形態によれば、2次コイルL2と受電回路22を電気的接続する接続線21は、第1アームA1及び第2アームA2のパイプ内を通って筐体11内に導かれるようした。従って、接続線21が、外に現れないので、電気機器10としてデザイン的にも優れ、机1の上の美観を損なうことがない。
○第1実施形態では、1次コイルL1及び2次コイルL2を円形状に形成したが、四角形状等、その他の形状で実施してもよい。
また、連結体26の球体部26aには、貫通穴26cが軸方向に貫通形成されている。そして、その連通する貫通穴26cに接続線21を通して、接続線21が外に現れないようにしている。
勿論、蛇腹式のフレキシブルアーム25の基端部においてUSB対応のコネクタ33を連結しないで通常の電源供給用のコネクタを連結したアダプタに応用してもよい。
○上記実施形態では、サイドボード2に設けた給電装置3は1次コイルL1を1個設けた。これを、図15に示すように、サイドボード2内に複数個の1次コイルL1を設けるとともに、各1次コイルL1をそれぞれ個々に励磁する高周波インバータ4を設けた給電装置3にて実施してもよい。
また、図16(a)(b)に示すように、室内の壁37内に複数の1次コイルL1を設けるとともに、各1次コイルL1をそれぞれ個々に励磁する高周波インバータ4を設けた給電装置3にて実施してもよい。
なお、音声信号は、図4(b)で示したアンテナコイルAT1,AT2等を介して別の独立した無線信号であったり、電力伝送の磁束に重畳した信号であったりしてもよい。また、オーディオ機器本体40の第2フレキシブルアーム15bを省略し、オーディオ側1次コイルL1aを、オーディオ機器本体40の筐体の壁面内側に設ける。そして、スピーカ側2次コイルL2aを、第3フレキシブルアーム15cを介してオーディオ側1次コイルL1aと対峙させてもよい。
また、上記実施形態では、収容ケース18は、剥き出しであった。
また、上記実施形態では、給電装置3の1次コイルL1の配置位置をサイドボード2に表示していかったが、1次コイルL1の配置位置を示す指標をサイドボード2の正面2aに表示するようにしてもよい。これによって、速やかに、給電装置3の1次コイルL1の位を認識でき、2次コイルL2を1次コイルL1に対して正確且つ確実に対峙させることができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態では、電気機器10に非接触給電する給電装置3が机1に設けられ、その給電装置3が机1以外の場所に設けられた第3の非接触給電装置から非接触給電を受ける点に特徴を有している。
机側給電装置53は、図示しない電源回路を有し、外部から入力される電源を整流し、DCD/DC変換して、机側高周波インバータ54を駆動し、机側1次コイルL1dを励磁するようになっている。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態では、給電装置3と給電装置3から給電を受ける電気機器10の間に中継器を介在させ、電気機器10が中継器を介して給電装置3から非接触給電を受ける点に特徴を有している。
そこで、本実施形態の場合、電気機器10は、第1の中継器60と第2の中継器70を用いて、給電装置3から非接触給電を受けるようになっている。
支持台71の上部先端部には、ユニバーサルジョイントJ7を介して、第1収容ケース72の下端外周面に連結されている。第1収容ケース72は、ユニバーサルジョイントJ7と連結されることで、ユニバーサルジョイントJ7を支点として、揺動可能に支持される。そして、第1収容ケース72は、同第1収容ケース72にある程度の力を加えないとユニバーサルジョイントJ7を支点として揺動せず、その状態を保持するようにユニバーサルジョイントJ7に連結支持されている。
そして、図19に示すように、第2の中継器70を、給電装置3の近傍に配置する。このとき、第2の中継器70の第1収容ケース72の前面(カバー73側の面)を、給電装置3の1次コイルL1と対峙させる。続いて、第2の中継器70の第2収容ケース75の前面(カバー76側の面)を、電気機器(本実施形態では扇風機)10側に向ける。
このとき、一方の第1の中継器60の収容ケース62(中間コイルLc0)は、第2の中継器70の第2収容ケース75(第2中間コイルLc2)と電気機器10の収容ケース18(2次コイルL2)の間に配置され、互いに対峙する。
なお、本実施形態では、第1の中継器60及び第2の中継器70を1個ずつ設けたが、用途に応じて複数個使用したり、いずれか一方のみを1個又は複数個使用したりして実施してもよい。
また、1個の第2の中継器70を、給電装置3と電気機器10の間に配置したときには、図23に示す電気回路となる。
○上記各実施形態では、形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体として、多関節式のフレキシブルアーム15や、蛇腹式のフレキシブルアーム25等で実施しが、これに限定されるものではなく、要は形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体であればよい。従って、形状が可変可能かつ自立固定可能な金属であってもよい。
Claims (23)
- 高周波電流を供給する高周波インバータと、高周波電流が通電される1次コイルを有する非接触給電装置と、
2次コイルを有し、前記非接触給電装置の1次コイルから発生する交番磁束を介して誘導起電力を前記2次コイルに発生させ、その2次コイルで発生した起電力を、受電回路を介して負荷に供給し前記負荷が駆動される電気機器と
で構成され非接触給電システムであって、
前記1次コイルと前記高周波インバータを接続する接続線、前記2次コイルと前記受電回路を接続する接続線、前記受電回路と前記負荷を接続する接続線のうちで、少なくともいずれか一つ以上の接続線を、形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体に沿って配置して、
自立固定可能な前記構造体がその形状を可変することを利用して、前記1次コイルと前記2次コイルとを空間的に位置決め固定して非接触給電がなされることを特徴とする非接触給電システム。 - 請求項1に記載の非接触給電システムにおいて、
形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体は、多関節式のフレキシブルアームであることを特徴とする非接触給電システム。 - 請求項1に記載の非接触給電システムにおいて、
形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体は、蛇腹式のフレキシブルアームであることを特徴とする非接触給電システム。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の非接触給電システムおいて、
支持台に、形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体を介して支持された中間コイルを有し、前記1次コイルから発生する交番磁束にて、前記中間コイルが磁気共鳴して、前記中間コイルの磁気共鳴によって、前記2次コイルに誘導起電力を発生させ、その2次コイルで発生した起電力にて前記電気機器を駆動させる中継器を、前記1次コイルと前記2次コイルとの間に配置したことを特徴とする非接触給電システム。 - 2次コイルを有し、非接触給電装置の1次コイルから発生する交番磁束を介して誘導起電力を前記2次コイルに発生させ、その2次コイルで発生した起電力を、受電回路を介して負荷に供給しその負荷を駆動する電気機器であって、
機器本体と前記2次コイルを収容した収容ケースとの間に、形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体を設けたことを特徴とする電気機器。 - 請求項5に記載の電気機器において、
前記受電回路は、前記機器本体に設けられ、前記収容ケースに設けた2次コイルと前記受電回路とを接続する接続線は、前記形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体に沿って配置したことを特徴とする電気機器。 - 請求項5に記載の電気機器において、
前記受電回路は、前記2次コイルとともに前記収容ケースに収容され、前記負荷と前記受電回路とを接続する接続線は、前記形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体に沿って配置したことを特徴とする電気機器。 - 請求項5〜7のいずれか1つに記載の電気機器において、
形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体は、多関節式のフレキシブルアームであることを特徴とする電気機器。 - 請求項5〜7のいずれか1つに記載の電気機器において、
形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体は、蛇腹式のフレキシブルアームであることを特徴とする電気機器。 - 請求項5〜9のいずれか1つに記載の電気機器において、
形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体は、基端部にコネクタが設けられ、前記機器本体に設けたコネクタと着脱可能に取着されることを特徴とする電気機器。 - 請求項10に記載の電気機器において、
前記構造体の基端部に設けたコネクタは、USB対応のコネクタであることを特徴とする電気機器。 - 請求項5〜11のいずれか1つに記載の電気機器において、
前記構造体の先端部に取着した収容ケースは、2次コイルの後側に磁性体を配置したことを特徴とする電気機器。 - 請求項5〜12のいずれか1つに記載の電気機器において、
前記構造体の先端部に取着した収容ケースは、カバーでカバーリングされていることを特徴とする電気機器。 - 請求項13に記載の電気機器において、
前記カバーは、アクセサリーが施されていることを特徴とする電気機器。 - 中間コイルを有し、非接触給電装置の1次コイルから発生する交番磁束にて、前記中間コイルを磁気共鳴させて、前記中間コイルの磁気共鳴によって、電気機器の2次コイルに誘導起電力を発生させ、その2次コイルで発生した起電力にて電気機器を駆動させる中継器であって、
支持台と前記中間コイルを収容した収容ケースとの間に、形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体を設けたことを特徴とする中継器。 - 請求項15に記載の中継器において、
前記中間コイルは、共振用のコンデンサが接続されていることを特徴とする中継器。 - 請求項15または16に記載の中継器において、
前記支持台は、複数の前記収容ケースを前記構造体を介して支持し、その各収容ケースに収容された中間コイル同士にて共振回路を形成することを特徴とする中継器。 - 請求項15または16に記載の中継器において、
前記収容ケースは、前記中間コイルと共振回路を形成する第2中間コイルを収容した第2収容ケースと、形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体とで連結されていることを特徴とする中継器。 - 基端部にコネクタを有し、そのコネクタが電気機器と着脱可能に接続され、前記電気機器に電源を供給するアダプタであって、
非接触給電装置の1次コイルから発生する交番磁束を介して誘導起電力を発生する2次コイルを収容する収容ケースを有し、前記収容ケースと前記コネクタとの間に、形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体を設けるとともに、前記2次コイルとコネクタとを接続する接続線を、前記形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体に沿って配置したことを特徴とするアダプタ。 - 請求項19に記載のアダプタにおいて、
形状が可変可能かつ自立固定可能な構造体は、蛇腹式のフレキシブルアームであって、前記接続線がフレキシブルアーム内に配線されていることを特徴とするアダプタ。 - 請求項19または20に記載のアダプタにおいて、
前記構造体の基端部に設けたコネクタは、USB対応のコネクタであることを特徴とするアダプタ。 - 請求項19〜21のいずれか1つに記載のアダプタにおいて、
前記構造体に取着した収容ケースは、カバーでカバーリングされていることを特徴とするアダプタ。 - 請求項22に記載のアダプタにおいて、
前記カバーは、アクセサリーが施されていることを特徴とするアダプタ。
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