JP2013070477A - 非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】非接触給電システムにおいて、可動装置に装着される電気機器の選択の自由度をより向上させることにある。
【解決手段】可動装置３０における収納スペース４１に薄型ＴＶやフォトフレームなどの好みの電気機器を設置した状態で、その電気機器を動作させることが可能となる。よって、可動装置３０に設置される電気機器の選択の自由度を向上させることができる。また、引き戸（可動装置３０）はスライド移動可能であるため、引き戸、ひいては電気機器の位置をユーザの好みに合わせて変更可能である。
【選択図】図３

Description

この発明は、非接触給電システムに関する。

従来、給電装置から受電装置へ非接触にて給電を行う非接触給電システムが存在する（例えば、特許文献１参照）。近年、この非接触給電システムを通じて高効率での非接触給電が可能となりつつあることから、その実用化が進められている。

例えば、電磁誘導を用いて電源から電気機器に非接触で給電する方法がある。この方式においては、従来の電源及び電気機器間の電気コードをなくすコードレス化が可能である。

特に給電対象が可動体である場合には、可動体の移動を阻害する電気コードを省略できるため、非接触給電のメリットは大きい。給電対象が可動体である構成には、現状では以下のようなものが存在する。すなわち、産業分野では、工場やクリーンルームなどにおいて、非接触で給電される移動台車が存在する（例えば、特許文献２参照）。また、ＩＤカードシステムにおいても、読み取り機に対し人や物に取り付けられたカードをかざすことで、この読み取り機からＩＤカードに給電が行われ、その電力に基づき読み取り機及びＩＤカード間で認証等が実行される（例えば、特許文献３参照）。さらに、道路に等間隔で敷き詰められた複数の１次コイルから走行中の車の下部に取り付けられた２次コイルに給電するアイデアも存在する（例えば、特許文献４参照）。これら構成は、１次コイルを大きく又は複数個使って、移動体に設けられる１つの２次コイルに給電する場合が多い。

また、特許文献５に記載の非接触伝送装置は、固定装置に対して可動装置が往復運動するように構成される。可動装置には、その移動方向に沿って一定間隔毎に複数の２次コイルが設けられている。固定装置には、何れかの２次コイルに対向する１つの１次コイルが設けられている。可動装置が何れの位置にあっても、１次コイルが何れかの２次コイルと磁気結合するように構成されている。

特開２００３−２０４６３７号公報 特開平７−２３１１号公報 特開２０１１−２８３８１号公報 特開２０１１−１６７０３１号公報 実開平７−１４７３４号公報

上記可動体に給電する非接触給電システムを家庭内やオフィスに適用することが検討されている。この場合、可動体としてドア、窓ガラス等が想定される。例えばドアを可動体とした場合、その可動体に受電電力が供給される電気機器が一体的に搭載されることが考えられる。しかし、この構成においては、ユーザの希望に合わせて電気機器の変更や追加を行うことが困難である。従って、電気機器の選択の自由度がより高い可動体が求められている。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動装置に装着される電気機器の選択の自由度をより向上させた非接触給電システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の非接触給電システムは、高周波電流が供給されることで交番磁束を発生させる１次コイルを有する給電装置と、前記交番磁束を介して誘起電圧を発生させる２次コイルを有する可動装置と、を備えた非接触給電システムにおいて、前記給電装置は固定的に設置され、前記可動装置は、前記給電装置に対して移動可能に構成されるとともに、ユーザによって選択された電気機器が着脱可能に構成され、装着された前記電気機器に前記２次コイルを通じて受電した電力を供給可能に構成される。

また、上記構成において、前記可動装置は、一定範囲をスライド可能にガイドレールに保持され、前記給電装置は前記可動装置の可動範囲に対応する位置に設けられることが好ましい。

また、上記構成において、前記可動装置には前記電気機器を収納する収納スペースが形成されることが好ましい。
また、上記構成において、前記可動装置には、前記電気機器を設置可能な配置台が形成されることが好ましい。

また、上記構成において、前記１次コイル又は前記２次コイルには、共振コンデンサが直列又は並列に設けられることが好ましい。
また、上記構成において、前記２次コイルは、前記可動装置の移動方向に沿って複数配置されるとともに、前記１次コイルにおける前記可動装置の移動方向に対応する長さをＡ、前記２次コイルの前記移動方向の長さをＣ、前記２次コイルの間隔をＢとした場合にＡ＞Ｂ＋２Ｃを満たすようにＡ、Ｂ及びＣが設定されることが好ましい。

また、上記構成において、前記可動装置は一つ又は複数の仕様を持ち、前記可動装置は前記ガイドレールから着脱可能に構成されることが好ましい。
また、上記構成において、前記可動装置は、閉じた状態で２つの空間を仕切るとともに、開いた状態で物体の通り抜けを可能とする開閉体であることが好ましい。

また、上記構成において、前記ガイドレールは壁、天井又は床に設けられることが好ましい。
また、上記構成において、前記可動装置は台車であることが好ましい。

また、上記構成において、前記２次コイルの出力を整流する整流回路と、前記整流回路からの電圧を商用電圧と同一の電圧に変換して、その変換した電圧を前記電気機器に供給する単数又は複数の電圧安定化回路と、を備えることが好ましい。

また、上記構成において、前記１次コイルに供給される前記高周波電流を生成する高周波インバータを備え、前記高周波インバータは共振型であることが好ましい。
また、上記構成において、前記高周波インバータは１石電圧共振型であることが好ましい。

また、上記構成において、前記電気機器は、他の電気機器に非接触で電力を供給する非接触給電装置であることが好ましい。

本発明によれば、非接触給電システムにおいて、可動装置に装着される電気機器の選択の自由度をより向上させることができる。

第１の実施形態における非接触給電システムの構成を示すブロック図。 第１の実施形態における高周波インバータ（１石電圧共振型インバータ）等の具体的構成を示すブロック図。 （ａ），（ｂ）可動装置（引き戸）の斜視図、（ｃ）引き戸が外された状態のレール部等の正面図、（ｄ）電気機器が設置された可動装置（引き戸）の斜視図、（ｅ），（ｆ）開閉される可動装置（引き戸）の斜視図。 第１の実施形態における（ａ），（ｂ）１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との位置関係及び構成を示した斜視図。 第１の実施形態における、（ａ）２次コイルＬ２が２つの場合の２次コイルＬ２の可動距離を示した断面図、（ｂ）２次コイルＬ２が３つの場合の２次コイルＬ２の可動距離を示した断面図、（ｃ）２次コイルＬ２が４つの場合の２次コイルＬ２の可動距離を示した断面図。 第１の実施形態における可動装置の正面図。 第２の実施形態における（ａ）可動装置（台車）の斜視図、（ｂ）ＴＶが設置された可動装置（台車）の斜視図、（ｃ）アイロンが設置された可動装置（台車）の斜視図、（ｄ）壁に設けられる給電装置を示した斜視図、（ｅ），（ｆ）可動装置（台車）の使用態様を示した斜視図。 第３の実施形態における（ａ），（ｂ）可動装置（スライドボード）の移動態様を示した斜視図。 他の実施形態における両コイルＬ１，Ｌ２の位置関係及び構成を示した斜視図。 他の実施形態における高周波インバータ（２石ハーフブリッジ型部分共振型インバータ）等の具体的構成を示すブロック図。 他の実施形態における配置台が設けられた可動装置（引き戸）の斜視図。 他の実施形態における上下方向に移動する可動装置（スライドボード）の斜視図。 他の実施形態における上側のガイドレールによってスライド可能に吊り下げ支持される可動装置の斜視図。

（第１の実施形態）
以下、本発明の非接触給電システムを具体化した第１の実施形態を図１〜図６を参照しつつ説明する。

図１に示すように、非接触給電システムは、給電装置１０と、可動装置３０とを備える。以下、非接触給電装置１０及び可動装置３０の電気的構成について説明する。
（給電装置）
非接触給電装置１０は、高周波インバータ１１と、１次コイルＬ１とを備える。

高周波インバータ１１は、商用電源からの電力を高周波電流に変換し、その高周波電流を１次コイルＬ１に供給する。詳しくは、図２に示すように、高周波インバータ１１は、１石電圧共振型インバータで構成される。

すなわち、高周波インバータ１１は、１次側並列共振コンデンサＣ１と、平滑コンデンサＣ２と、全波整流回路１２と、コンデンサＣａ、Ｃｂと、ダイオードＤ１，Ｄ２と、抵抗Ｒ１〜Ｒ５と、ＦＥＴＱ１と、トランジスタＴｒ１と、帰還巻線Ｌａとを備える。

全波整流回路１２は、商用電源に並列接続されるとともに、回路に電流を供給可能に接続されている。この回路は、上流側の接続線Ａ１と、下流側の接続線Ａ２とを有する。両接続線Ａ１，Ａ２間には、３つの接続線Ａ３〜Ａ５が並列接続されている。接続線Ａ３には平滑コンデンサＣ２が設けられ、接続線Ａ４には、接続線Ａ１側から順に抵抗Ｒ２及びコンデンサＣａが直列で設けられている。

また、１次側並列共振コンデンサＣ１は、１次コイルＬ１とともにＬＣ共振回路を構成する。また、抵抗Ｒ１及びダイオードＤ１にて第１の並列回路を構成する。また、ＦＥＴＱ１及びダイオードＤ２にて第２の並列回路を構成する。接続線Ａ５には、接続線Ａ１側から順に、ＬＣ共振回路、第１の並列回路、第２の並列回路、及び抵抗Ｒ５が直列で設けられている。

また、ＦＥＴＱ１のゲート端子と、接続線Ａ４の抵抗Ｒ２及びコンデンサＣａ間には、帰還巻線Ｌａ及び抵抗Ｒ３が直列接続されている。抵抗Ｒ３はＦＥＴＱ１の損失を抑制するために設けられている。また、抵抗Ｒ３及びＦＥＴＱ１のゲート端子間には、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子が接続されている。また、トランジスタＴｒ１のエミッタ端子は接続線Ａ２に接続されている。そして、トランジスタＴｒ１のベース端子は抵抗Ｒ４の一端に接続されている。この抵抗Ｒ４の他端は抵抗Ｒ５及び上記第２の並列回路間に接続されている。さらに、トランジスタＴｒ１のベース端子及び抵抗Ｒ４間と、接続線Ａ２との間にはコンデンサＣｂが接続されている。

商用電源からの交流電流は、全波整流回路１２によって全波整流されて、さらに平滑コンデンサＣ２によって平滑化される。この平滑化された電流は抵抗Ｒ２を通してコンデンサＣａに供給される。従って、コンデンサＣａの電圧が上昇し、これに伴いＦＥＴＱ１のゲート電圧が閾値以上となったときＦＥＴＱ１がオン状態となる。そして、１次コイルＬ１には、接続線Ａ１からの電流が流れる。これにより、１次コイルＬ１と磁気的に結合する帰還巻線Ｌａに電圧が誘起されて帰還がかかり発振が始まる。

１次コイルＬ１に流れる電流により、トランジスタＴｒ１のベース端子に閾値以上の電圧が印加される。従って、コンデンサＣａの電荷は、帰還巻線Ｌａ、抵抗Ｒ３及びトランジスタＴｒ１を通じて放電される。これにより、ＦＥＴＱ１のゲート電圧が閾値未満となってＦＥＴＱ１がオフ状態となる。このように、ＦＥＴＱ１のゲート電圧は制御される。

１次側並列共振コンデンサＣ１が設けられることで１次コイルＬ１は共振する。これにより、１次コイルＬ１の高周波電圧を昇圧できる。
（可動装置）
可動装置３０は、複数の２次コイルＬ２と、２次コイルＬ２と同数の２次側並列共振コンデンサＣ３と、２次コイルＬ２と同数の整流回路３１と、単一の電圧安定化回路３２と、内蔵型給電装置３３とを備える。

２次コイルＬ２及び２次側並列共振コンデンサＣ３は並列接続されている。２次コイルＬ２は、１次コイルＬ１により発生する交番磁束を介して誘起電流を発生させる。２次側並列共振コンデンサＣ３を設けることで、２次コイルＬ２の出力電圧を昇圧させることや、定電圧とすることができる。

整流回路３１は、誘起電流を全波整流し、整流した電流を電圧安定化回路３２に出力する。電圧安定化回路３２は、整流回路３１からの電圧を商用電源周波数の商用電圧と同一の電圧に変換し、その変換した電圧を電気機器４０に供給する。電気機器４０としては第１及び第２の電気機器４０ａ，４０ｂがある。これら電気機器４０ａ，４０ｂは可動装置３０に対して着脱可能である。

電圧安定化回路３２にはコンセント３９が接続されている。一方、第１の電気機器４０ａはプラグ３６を有する。このプラグ３６をコンセント３９に接続することで、第１の電気機器４０ａ及び電圧安定化回路３２は導通状態となる。第１の電気機器４０ａとしては薄型ＴＶ、スピーカ、照明装置、及び扇風機等が想定される。

内蔵型給電装置３３は、第１の電気機器４０ａと同様に電圧安定化回路３２に有線接続されている。すなわち、内蔵型給電装置３３は電気機器でもある。
内蔵型給電装置３３は、高周波インバータ３８と、給電用コイルＬ３とを備える。高周波インバータ３８は、電圧安定化回路３２からの電流を高周波電流に変換し、その高周波電流を給電用コイルＬ３に供給する。これにより、給電用コイルＬ３から交番磁束が発生する。

ここで、第２の電気機器４０ｂとしては携帯端末が想定される。第２の電気機器４０ｂは、受電用コイルＬ４と、整流回路３１と、を備える。受電用コイルＬ４は、給電用コイルＬ３からの交番磁束に基づき電流を誘起する。整流回路３１は誘起された電流を整流し、その整流した電流を携帯端末の２次電池（図示略）に充電する。

次に、可動装置３０及び非接触給電装置１０の機械的構成について説明する。
図３（ａ）に示すように、本例では、可動装置３０は、家庭内の部屋間を区切る引き戸として構成されている。引き戸は、例えば木材、ガラス、プラスチック又は壁材等からなる厚さ４０ｍｍの長方形の板状に形成される。

図３（ｅ），（ｆ）に示すように、引き戸である可動装置３０は、その上端及び下端がレール部４６ａ，４６ｂによって図中の左右方向にスライド可能に支持されている。ユーザは、部屋間を移動する際、取手４４を通じて可動装置３０を同図中の左右方向に開閉する。引き戸は、開かれた状態においては、図中の破線で示される戸袋４３内に位置する。なお、引き戸は、レール部４６ａ，４６ｂからユーザによって着脱可能に構成される。

また、可動装置３０には、電気機器を設置可能な収納スペース４１が形成されている。この収納スペース４１は、ユーザ側に開口した矩形状の穴として設けられる。図３（ａ）に示す構成においては、収納スペース４１が２行３列に計６つ設けられている。この収納スペース４１は、可動装置３０の厚さ方向からみて正方形である。また、図３（ｂ）に示す構成においては、収納スペース４１が上下に計２つ設けられている。この収納スペース４１は、可動装置３０の厚さ方向からみて左右方向に長い長方形である。

図３（ｄ）に示すように、収納スペース４１には、電気機器４０として薄型ＴＶ及び扇風機が設置される。その他の電気機器としては、例えば、デジタルフォトフレーム、ＬＥＤや有機ＥＬを備える照明器具、携帯端末等様々なものが設置される。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、収納スペース４１内にはコンセント３９が設けられている。コンセント３９は収納スペース４１に第１の電気機器４０ａが設置されたときに、第１の電気機器４０ａのプラグ３６が挿入される。このプラグ３６が挿入された状態において、図２に示されるように、第１の電気機器４０ａと電圧安定化回路３２とが電気的に接続された状態となる。

また、収納スペース４１内には、内蔵型給電装置３３が設けられている。携帯端末等の第２の電気機器４０ｂが収納スペース４１内に設置されると、内蔵型給電装置３３から第２の電気機器４０ｂに電磁誘導を通じた非接触の給電が可能となる。

なお、各収納スペース４１にコンセント３９及び内蔵型給電装置３３の何れか一方が設けられていてもよいし、各収納スペース４１にコンセント３９及び内蔵型給電装置３３の両方が設けられていてもよい。

図３（ａ）の破線で示すように、可動装置３０における上端には、左右方向に沿って２次コイルＬ２が配列されている。
また、図３（ａ）の右下の収納スペース４１部分に示すように、収納スペース４１に電気機器４０が設置されない場合には、収納スペース４１に応じた外形を有する意匠部材４５が嵌め込まれてもよい。意匠部材４５を収納スペース４１に嵌め込むことで、外観からは普通の引き戸に見える。特に、意匠部材４５を板状に形成することで、収納スペース４１に電気機器４０を設置した状態で、その電気機器４０を外から隠すことができる。

図３（ｅ），（ｆ）に示すように、レール部４６ａの上側の壁には、非接触給電装置１０が内蔵されている。この非接触給電装置１０は外付けすることも可能である。本例では、非接触給電装置１０は、可動装置３０が閉状態にあるときの右上角部に対応する位置と、可動装置３０が開状態にあるときの右上角部に対応する位置とに計２つ設けられている。

次に、１次コイルＬ１及び２次コイルＬ２の具体的な構成について図４（ａ），（ｂ）を参照しつつ説明する。本例では、両コイルＬ１，Ｌ２は、方形の平面コイルであるとともに、平板状のコア３７に重ねられている。可動装置３０の開閉に伴い、固定的に設置される１次コイルＬ１に対して複数（本例では４つ）の２次コイルＬ２は変位する。

同図に示すように、１次コイルＬ１の横幅が長さＡであって、２次コイルＬ２の幅が長さＣであるとする。そして、互いに隣接する２次コイルＬ２間の距離を長さＢとする。この場合、Ａ≧Ｂ＋２Ｃの条件を満たすように両コイルＬ１，Ｌ２のサイズや位置関係が設定される。

この条件を満たすことで、可動装置３０の位置に関わらず、何れかの２次コイルＬ２を１次コイルＬ１に対面させること、ひいては、１次コイルＬ１から２次コイルＬ２に給電することが可能となる。

図５（ａ）〜（ｃ）には、上記条件を満たした構成において、２次コイルＬ２がｎ個設けられる場合の可動装置３０の可動距離Ｘを示す。この可動距離は、何れかの２次コイルＬ２が１次コイルＬ１に対面して給電が可能な範囲をいう。可動距離Ｘは、「Ｘ＝（Ａ−Ｃ）×ｎ」の式から求められる。本例では、Ａ＝１０ｃｍ、Ｂ＝８ｃｍ、Ｃ＝１ｃｍに設定される。

図５（ａ）に示すように、２次コイルＬ２が２個の場合には、可動装置３０の可動距離は１８ｃｍである。図５（ｂ）に示すように、２次コイルＬ２が３個の場合には、可動装置３０の可動距離は２７ｃｍである。また、図５（ｃ）に示すように、２次コイルＬ２が４個の場合には、可動装置３０の可動距離は３６ｃｍである。逆に、約１ｍの可動距離を得るためには１１個の２次コイルＬ２が必要となる。

図６には、上記図２とは異なる可動装置３０の配置例が示されている。
本例では、一対の可動装置３０ａ，３０ｂ（引き戸）は、引き戸枠４７に左右方向にスライド可能に嵌め込まれている。左右方向に延びる引き戸枠４７の中央において、可動装置３０ａの右端面と可動装置３０ｂの左端面とが接した状態にあるとき、可動装置３０ａ，３０ｂによって部屋が仕切られた閉状態となる。この状態から両可動装置３０ａ，３０ｂを互いに離間する開方向に移動させることで、人等が部屋間を移動可能な開状態となる。

可動装置３０ａにおいては、収納スペース４１が計３つ設けられている。すなわち、上側に比較的大きい収納スペース４１が１つ設けられ、その収納スペース４１の下側に左右方向に並ぶ比較的小さい収納スペース４１が２つ設けられている。大きい収納スペース４１には第１の電気機器４０ａである薄型ＴＶが設置され、小さい収納スペース４１には第１の電気機器４０ａである左右のスピーカが設置される。薄型ＴＶ及び両スピーカは、プラグ３６及びコンセント３９を通じて電圧安定化回路３２に接続されている。

可動装置３０ｂにおいては、小さい収納スペース４１が３行２列で計６つ設けられている。これら収納スペース４１には、第２の電気機器４０ｂである携帯端末と、第１の電気機器４０ａである照明器具及びデジタルフォトフレームとが設置されている。これら電気機器は、プラグ３６及びコンセント３９を通じて電圧安定化回路３２に接続されていてもよいし、内蔵型給電装置３３を通じて非接触で可動装置３０ｂから電力が供給されてもよい。特に、携帯端末の場合には頻繁に充電することから、内蔵型給電装置３３を通じて非接触で充電可能とすることで、充電毎にプラグを挿し込む手間が省ける。

非接触給電装置１０（１次コイルＬ１）は、引き戸枠４７の右上角部付近と、左上角部付近とに２つ設けられる。そして、２次コイルＬ２は、各可動装置３０ａ，３０ｂの上端に沿って配置される。１次コイルＬ１及び２次コイルＬ２の関係は、図４を参照しつつ説明した上記条件（Ａ≧Ｂ＋２Ｃ）を満たすように設定されている。

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）可動装置３０における収納スペース４１に薄型ＴＶやフォトフレームなどの好みの電気機器を設置した状態で、その電気機器を動作させることが可能となる。よって、可動装置３０に設置される電気機器の選択の自由度を向上させることができる。

また、引き戸（可動装置３０）はスライド移動可能であるため、引き戸、ひいては電気機器の位置をユーザの好みに合わせて変更可能である。よって、利便性の高い非接触給電システムを提供することができる。

（２）引き戸（可動装置３０）は同じ外形のものを内部の仕様（収納スペース４１の数、大きさ等）を変えた複数種類を準備できる。また、ユーザは、自身で可動装置３０をレール部４６ａ，４６ｂから取り外すことができるので、季節や自分の好みに合わせて可動装置３０を取り替えることができる。

（３）１次コイルＬ１及び２次コイルＬ２にそれぞれ並列に共振コンデンサＣ１，Ｃ３が設けられている。このため、１次コイルＬ１側の高周波電圧を昇圧でき、同様に２次コイルＬ２側の出力電圧を昇圧することや定電圧とすることができる。また、１次コイルＬ１及び２次コイルＬ２間の磁気結合度が小さくても高効率で電力伝送できる。

（４）１次コイルＬ１における、可動装置３０の移動方向に対応する長さをＡとし、２次コイルＬ２の当該移動方向の長さをＣとし、各２次コイルＬ２の間隔の長さをＢとする。この場合、Ａ＞Ｂ＋２Ｃの条件を満たすように、両コイルＬ１，Ｌ２の形状及び位置関係は設定されている。この条件を満たす範囲において、２次コイルＬ２の数を最小限とすることで、可動装置３０の位置に関わらず両コイルＬ１，Ｌ２を対応させることを可能としつつ、より簡易に可動装置３０を構成できる。従って、可動装置３０の移動距離に沿ってコイルを敷き詰める従来の構成に比べて、小型化、省施工及び低コストを実現することができる。

（５）可動装置３０は必要に合わせて取り替え可能に構成されている。従って、例えば、収納スペース４１に照明器具が設置されている場合において、照明が必要ないときには、その可動装置３０を取り外し、普通の引き戸に取り替えることもできる。

また、電気機器の収納形態（収納スペース４１の数、大きさ）が異なる複数の仕様の可動装置３０を用意しておけば、ＴＶ用、ステレオ用、照明用、送風用等の目的に合わせて可動装置３０を適宜取り替えることができる。このため、自分の生活スタイルにあった利用ができて便利である。また、可動装置３０はユーザによって着脱かつ持ち運び可能であるため、専門の業者に頼ることなく、ユーザが交換作業を行うことができる。

（６）電圧安定化回路３２は、整流回路３１からの電圧を商用電源周波数の商用電圧と同一の電圧に変換する。従って、一般に市販されている電気機器をそのまま可動装置３０に設置して使用できる。

（７）高周波インバータ１１は共振型であるので、インバータ効率、ひいてはシステム効率が向上する。また、高周波インバータ１１は１次コイルＬ１との共振回路も兼ねることができるため、回路を簡易に構成すること、ひいては低コスト化が図れる。

さらには、高周波インバータ１１は１石電圧共振型であるので、フルブリッジ型やハーフブリッジ型に比べて簡易に構成すること、ひいては低コスト化が図れる。
（８）電圧安定化回路３２には内蔵型給電装置３３が接続されている。この内蔵型給電装置３３を通じて、収納スペース４１に設置される携帯端末等に非接触で給電することができる。このため、収納スペース４１に携帯端末等を設置するだけで、携帯端末等の充電が可能となるため、利便性を向上させることができる。

（９）１次コイルＬ１及び２次コイルＬ２にはコア３７が設けられている。このため、両コイルＬ１，Ｌ２間の磁気結合度が向上し、コイルの小型化と高効率化が図れる。
（１０）既存のレール部４６ａ，４６ｂ又は引き戸枠４７に嵌め込まれている通常の引き戸を可動装置３０に取り替えるだけで、簡単に電気機器に電力供給可能な引き戸を実現することができる。また、既存のレール部４６ａ，４６ｂを利用できるため、非接触給電システムのために新たにレール部４６ａ，４６ｂ等を設ける必要がない。

（１１）意匠部材４５を収納スペース４１に嵌め込むことで、外観からは普通の引き戸に見える。これにより、可動装置３０の意匠性を向上させることができる。この意匠部材４５の色は、可動装置３０と同色であってもよいし、可動装置３０と異なる色のアクセントとして使用してもよい。

さらに意匠部材４５を板状に形成することで、収納スペース４１に電気機器４０を設置した状態で、その電気機器４０を外から隠すことができる。これにより、例えば、扇風機を使用しない期間においては意匠部材４５を収納スペース４１に嵌め込むことで、外観から煩雑な印象を与えることを抑制できる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図７を参照して説明する。この実施形態の非接触給電システムは、可動装置が台車であること、及び給電装置の位置が上記第１の実施形態と異なっている点を除き、上記第１の実施形態とほぼ同様に構成される。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図７（ａ）に示すように、可動装置５０は、四角柱状の台部５１と、その台部５１の下面に装着される４つの車輪５２とを備えた台車として構成される。台部５１の背面には、その長手方向に沿って２次コイルＬ２が配列されている。

図７（ｂ），（ｃ）に示すように、台部５１の上面には、電気機器４０としてＴＶやアイロン等が設置される。可動装置５０から電気機器４０への給電方法は、上記第１の実施形態と同様に、可動装置５０に設けられるコンセントに電気機器４０のプラグが挿し込まれる構成であってもよいし、可動装置５０に設けられる内蔵型給電装置３３を通じて非接触で給電されてもよい。

また、図７（ｄ）に示すように、壁における低い位置（一般的にコンセントが配設される位置）には非接触給電装置１０が設けられる。この非接触給電装置１０は壁に内蔵されていてもよいし、外付けされていてもよい。

上記構成において、ＴＶが設置された可動装置５０を車輪５２を通じて移動させる。このとき、図７（ｅ）に示すように、一の非接触給電装置１０が設けられている位置から、他の非接触給電装置１０が設けられている位置に可動装置５０を移動させる。これらの状態においては、両コイルＬ１，Ｌ２が対向した状態にあるため、非接触給電装置１０から可動装置５０を通じてＴＶへの給電が可能となる。

図７（ｆ）に示すように、アイロンが可動装置５０に載せられている場合には、アイロンがけをするときのみ、可動装置５０を出してきて、その日の好みや状況に合わせて適当な非接触給電装置１０に近づける。これにより、アイロンに電力を供給することが可能となる。この構成においては、例えば、可動装置５０の上面をアイロン台とすることで、利便性を向上させることができる。

以上、説明した実施形態によれば、特に以下の効果を奏することができる。
（１２）電気機器を載せた状態で可動装置５０を移動させて、両コイルＬ１，Ｌ２を対向した状態とすることで電気機器への給電が可能となる。このように、プラグ等の配線接続を行うことなく、容易に電気機器の位置を変更することができる。

（１３）可動装置５０（台車）に載せることが可能であれば、比較的サイズの大きい電気機器に対しても給電することができる。
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について、図８を参照して説明する。この実施形態の非接触給電システムは、可動装置がスライドボードである点を除き、上記第１の実施形態とほぼ同様に構成される。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図８（ａ）に示すように、可動装置６０は、スライドボードとして形成されている。この可動装置６０にも、収納スペース６２が形成されている。この収納スペース６２には、例えば電気機器４０として壁掛けＴＶが嵌め込まれる。この壁掛けＴＶは、収納スペース６２から着脱可能である。

壁には、左右方向に延出する凹状のガイドレール６１が固定的に取り付けられる。ガイドレール６１は、ねじ又は接着材等で壁に固定される。ガイドレール６１は、互いに開口側が向き合う態様で一対設けられている。そして、そのガイドレール６１間には可動装置６０（スライドボード）が嵌め込まれる。この可動装置６０は、上下の両端が各ガイドレール６１の内面に摺動しつつ、ガイドレール６１の延出方向にスライドする。可動装置６０の上端には、左右方向に沿って２次コイルＬ２が配列されている。また、上側のガイドレール６１の上方の壁には非接触給電装置１０が内蔵又は外付けされている。本例では、非接触給電装置１０は、ガイドレール６１の全域に亘って等間隔で４つ配列されている。両コイルＬ１，Ｌ２の形状及び位置関係については、上記図４を参照しつつ説明した第１の実施形態と同様に設定される。上記構成によれば、図８（ｂ）に示すように、可動装置６０を手動でガイドレール６１に沿って移動させることができる。

以上、説明した実施形態によれば、特に以下の効果を奏することができる。
（１４）可動装置６０を、壁に取り付けられるガイドレール６１に沿って移動させることで、電気機器４０（例えばＴＶ）を好みの位置に簡単に移動させることができる。従って、利便性を向上させることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・第１の実施形態においては、可動装置３０は引き戸であったが引き戸と同様に往復移動する開閉体であれば、引き戸に限らず、窓ガラス、障子、ふすま、間仕切り壁、什器のスライド扉であってもよい。

・第１の実施形態においては、非接触給電装置１０は２つ設けられていた。しかし、非接触給電装置１０の数は単数又は３つ以上であってもよい。単数の場合には、可動装置３０の開閉に伴う移動距離を制限することで、可動装置３０の位置に関わらず、非接触給電装置１０から可動装置３０に給電することが可能となる。

・上記各実施形態においては、両コイルＬ１，Ｌ２は方形の平面コイルであるとともに、平板状のコア３７に重ねられていたが、コイル及びコアはこの構成に限らない。例えば、図９に示すように、磁性体のコア６４をコの字型とし、その両端部にコイルＬ１，Ｌ２を巻いて構成されていてもよい。また、Ｅの字型のコアやコアレスのコイルであってもよい。この場合であっても、１次コイルＬ１及び２次コイルＬ２の関係は、図４を参照しつつ説明した上記条件（Ａ≧Ｂ＋２Ｃ）を満たすように設定されている。

・上記各実施形態においては、高周波インバータ１１は１石電圧共振型インバータで構成されていた。しかし、高周波インバータ１１は、１石電圧共振型インバータに限らず、図１０に示すように、２石ハーフブリッジ型部分共振型インバータであってもよい。同図に示すように、当該インバータは、全波整流回路１２と、平滑コンデンサＣ２と、一対のＦＥＴＱ２，Ｑ３と、寄生ダイオードＤ３，Ｄ４と、コンデンサＣ４〜Ｃ７とを備える。

コンデンサＣ４は、１次側直列共振コンデンサであって１次コイルＬ１に直列接続されている。上流側の接続線Ａ１１と、下流側の接続線Ａ１２との間には１対の接続線Ａ１３，Ａ１４が接続される。接続線Ａ１３には、接続線Ａ１１側から順にＦＥＴＱ２，Ｑ３が設けられている。ＦＥＴＱ２，Ｑ３には、それぞれ寄生ダイオードＤ３，Ｄ４が並列接続されている。また、接続線Ａ１４には、接続線Ａ１１側から順にコンデンサＣ５，Ｃ６が設けられている。また、接続線Ａ１３におけるＦＥＴＱ２，Ｑ３間と、接続線Ａ１４におけるコンデンサＣ５，Ｃ６間との間には１次コイルＬ１及びコンデンサＣ４が直列接続されている。また、１次コイルＬ１及びコンデンサＣ４に対してコンデンサＣ７が並列接続されている。

上記構成において、ＦＥＴＱ２をオン状態として、ＦＥＴＱ３をオフ状態とすると、全波整流回路１２からの電流はＦＥＴＱ２を介して１次コイルＬ１に流れる。この状態から逆にＦＥＴＱ２をオフ状態として、ＦＥＴＱ３をオン状態とすると、１次コイルＬ１に逆方向の電流（逆起電流）が流れる。このように、ＦＥＴＱ２，Ｑ３を交互にオン状態とすることで１次コイルＬ１は発振する。１次側直列共振コンデンサであるコンデンサＣ４が直列接続されることで１次コイルＬ１は共振する。これにより、１次コイルの高周波電圧を昇圧できる。

本構成においては、２次コイルＬ２に２次側直列共振コンデンサＣ８が直列接続される。この２次側直列共振コンデンサＣ８を設けることで、２次コイルＬ２の出力電圧を昇圧させることや、定電圧とすることができる。

・上記各実施形態においては、意匠部材４５は収納スペース４１に嵌め込むものであったが、シャッターやロールカーテンのように予め可動装置に取り付けられていてもよい。本構成においては、意匠部材４５を引き出すことで簡単に収納スペース４１を隠すことができる。また、意匠部材４５を紛失するおそれがない。

・第１の実施形態においては、収納スペース４１はユーザ側に開口した穴として形成されていた。しかし、収納スペース４１は、可動装置３０（引き戸）の厚さ方向に貫通していてもよい。この構成においては、収納スペース４１に位置する電気機器を可動装置３０の両側から使用可能である。すなわち、可動装置３０が部屋の間仕切りとして使用されている場合、両部屋から電気機器の使用が可能となる。

また、収納スペース４１の底面を、ガラス、プラスチック、又は木材等で形成してもよい。これにより、引き戸としての意匠性が向上する。また、収納スペース４１におけるコンセント３９及び内蔵型給電装置３３の位置を適宜変更してもよい。

・第２の実施形態においては、可動装置５０は台車であったが、台車と同様に車輪５２が取り付けられている家具であれば、これに限らず、車輪付きの収納家具であってもよい。

・第２の実施形態においては、壁に非接触給電装置１０が設けられていたが、非接触給電装置１０を床に設けてもよい。
・第１の実施形態においては、可動装置３０の収納スペース４１に電気機器４０が設置されていた。しかし、この構成に限らず、図１１に示すように、可動装置７０に配置台７１を取り付け、この配置台７１に電気機器４０を設置してもよい。配置台７１は、可動装置７０の面に対して直交するように、半円板状に形成されている。この配置台７１の数、形状又はサイズは、設置される電気機器４０に応じて変更可能である。例えば、配置台を装着可能に可動装置３０に穴が形成されていてもよい。本構成における可動装置７０から電気機器４０への給電方法は、上記第１の実施形態と同様に、可動装置７０に設けられるコンセントに電気機器４０のプラグが挿し込まれる構成であってもよいし、可動装置７０に設けられる内蔵型給電装置３３を通じて非接触で給電される構成であってもよい。本構成によれば、比較的サイズの大きい電気機器４０に対しても給電することができる。

・第３の実施形態においては、ガイドレール６１は左右方向に延出していた。しかし、図１２に示すように、ガイドレール６１を上下方向に延出させてもよい。この場合、可動装置３０を高さ方向にスライドさせて、例えばユーザの好みの高さでＴＶを見ることができる。

また、ガイドレール６１を部屋間に亘って設けてもよい。これにより、２つの部屋で電気機器４０を共有することが可能となる。
さらに、図１３に示すように、上側のガイドレール６５のみ設けてもよい。可動装置６０は、そのガイドレール６５に吊り下げられた状態でスライド可能に支持される。本例では、３つの可動装置６０が設けられ、中央の可動装置６０がＴＶであって、その左右の可動装置６０がスピーカである。それぞれの可動装置６０の位置を調整することで好みの音響状態を実現することができる。また、天井空間を有効に活用できる。

また、この構成を窓ガラスに適用した場合には、その透明性を利用して、窓ガラスに供給された電力で例えば液晶シャッター機能を備えることができる。また、透明電極と組み合わせて有機ＥＬ照明器具や有機ＥＬディスプレイなどの、照明や表示装置を窓ガラス内に設けることができる。

また、ガイドレール６１，６５は、天井又は床に配置されていてもよい。また、可動装置は、カーテンや、シャッターなど形状がフレキシブルな構造物に取り付けられてもよい。これにより、家庭内において可動装置６０を適用できる場所が広がる。

・第３の実施形態及び図１３の構成において、可動装置６０がガイドレール６１，６５に沿って自動で動く構成であってもよい。この場合には、ユーザの操作により、モータ等の駆動力を通じて可動装置６０をガイドレール６１，６５に沿って移動可能となる。この場合には、手動で動かす必要がないため利便性が高い。特に、可動装置６０がユーザの手が届かないほどに高い位置にあっても、手元の操作手段（リモートコントローラ）を通じて、可動装置６０を動かすことができる。

・第１の実施形態においては、可動装置３０は引き戸であったが中心軸を中心に回動する開き戸として構成してもよい。この場合、開き戸が閉じた状態においてのみ、電気機器に電力の供給が可能となる。また、開き戸が完全に開いた状態にあるときに、両コイルＬ１，Ｌ２が対応するように構成してもよい。

また、レール部を円弧状に形成し、可動装置６０もその円弧に合わせた曲率で曲面状に形成してもよい。
・上記各実施形態においては、非接触給電装置１０から可動装置３０，５０，６０に電磁誘導を利用して給電を行っていたが、給電方式はこれに限らず、例えば、磁気共鳴を利用して給電を行ってもよい。また、電界や電磁波を利用する給電方式であってもよい。

さらに、金属異物検知機能、認証機能、磁界や電界のシールド、回路等の熱放散のための放熱機構、さらにノイズ対策回路、間欠的なコイル励磁等による省エネルギ待機など、通常の非接触給電システムに共通の技術や機構、構造などを組み込んでもよい。

・第１の実施形態においては、引き戸である可動装置３０に収納スペース４１が形成されていた。しかし、第２の実施形態における台車に収納スペース４１を形成してもよい。これにより、台部５１のデッドスペースを有効に活用できる。

・上記各実施形態においては、複数の整流回路３１に対して単一の電圧安定化回路３２が設けられていたが、整流回路３１毎に電圧安定化回路３２を設けてもよい。
・上記各実施形態においては、電圧安定化回路３２は、整流回路３１からの電圧を商用電圧と同一の電圧に変換していた。しかし、電圧安定化回路３２は、電圧を商用電圧と異なる電圧に変換してもよい。この場合には、変圧器等が別に必要となる。

・上記実施形態における可動装置３０，５０，６０は屋内に限らず、屋外において使用されてもよい。
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。

（イ）請求項１〜１４の何れか一項に記載の非接触給電システムにおいて、前記１次コイル及び前記２次コイルの少なくとも何れか一方に磁性体のコアが設けられることを特徴とする非接触給電システム。

同構成によれば、コアが設けられることで両コイル間の磁気結合度が向上し、コイルの小型化と高効率化が図れる。
（ロ）請求項１又は２に記載の非接触給電システムにおいて、前記可動装置は、フレキシブルな構造物に取り付けられることを特徴とする非接触給電システム。

同構成によれば、可動装置は、カーテンやシャッターなど形状がフレキシブルな構造物に取り付けられる。このため、さらに家庭内において応用できる場所が広がる。

１０…非接触給電装置、１１，３８…高周波インバータ、３０，３０ａ，３０ｂ，５０，６０，７０…可動装置、３１…整流回路、３２…電圧安定化回路、４０，４０ａ，４０ｂ…電気機器、４１，６２…収納スペース、６１，６５…ガイドレール、７１…配置台、Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル。

Claims (14)

1. 高周波電流が供給されることで交番磁束を発生させる１次コイルを有する給電装置と、
   前記交番磁束を介して誘起電圧を発生させる２次コイルを有する可動装置と、を備えた非接触給電システムにおいて、
   前記給電装置は固定的に設置され、
   前記可動装置は、前記給電装置に対して移動可能に構成されるとともに、ユーザによって選択された電気機器が着脱可能に構成され、装着された前記電気機器に前記２次コイルを通じて受電した電力を供給可能に構成されることを特徴とする非接触給電システム。
2. 請求項１に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記可動装置は、一定範囲をスライド可能にガイドレールに保持され、
   前記給電装置は前記可動装置の可動範囲に対応する位置に設けられることを特徴とする非接触給電システム。
3. 請求項１又は２に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記可動装置には前記電気機器を収納する収納スペースが形成されることを特徴とする非接触給電システム。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記可動装置には、前記電気機器を設置可能な配置台が形成されることを特徴とする非接触給電システム。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記１次コイル又は前記２次コイルには、共振コンデンサが直列又は並列に設けられることを特徴とする非接触給電システム。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記２次コイルは、前記可動装置の移動方向に沿って複数配置されるとともに、
   前記１次コイルにおける前記可動装置の移動方向に対応する長さをＡ、前記２次コイルの前記移動方向の長さをＣ、前記２次コイルの間隔をＢとした場合にＡ＞Ｂ＋２Ｃを満たすようにＡ、Ｂ及びＣが設定されることを特徴とする非接触給電システム。
7. 請求項２に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記可動装置は一つ又は複数の仕様を持ち、
   前記可動装置は前記ガイドレールから着脱可能に構成されることを特徴とする非接触給電システム。
8. 請求項２又は７に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記可動装置は、閉じた状態で２つの空間を仕切るとともに、開いた状態で物体の通り抜けを可能とする開閉体であることを特徴とする非接触給電システム。
9. 請求項２、７又は８に記載の非接触給電システムにおいて、
   前記ガイドレールは壁、天井又は床に設けられることを特徴とする非接触給電システム。
10. 請求項１に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記可動装置は台車であることを特徴とする非接触給電システム。
11. 請求項１〜１０の何れか一項に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記２次コイルの出力を整流する整流回路と、
    前記整流回路からの電圧を商用電圧と同一の電圧に変換して、その変換した電圧を前記電気機器に供給する単数又は複数の電圧安定化回路と、を備えたことを特徴とする非接触給電システム。
12. 請求項１〜１１の何れか一項に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記１次コイルに供給される前記高周波電流を生成する高周波インバータを備え、
    前記高周波インバータは共振型であることを特徴とする非接触給電システム。
13. 請求項１２に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記高周波インバータは１石電圧共振型であることを特徴とする非接触給電システム。
14. 請求項１〜１３の何れか一項に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記電気機器は、他の電気機器に非接触で電力を供給する非接触給電装置であることを特徴とする非接触給電システム。

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