JP5452394B2 - 非接触給電機能付き什器 - Google Patents

Description

本発明は、非接触給電機能付き什器に関し、詳しくは非接触給電ユニットから発生する電磁波の外部への漏洩を遮断する機能を備えた什器に関するものである。

近年、負荷機器に給電を行う給電システムとして、有線で給電を行うのではなくて、給電装置から負荷機器側に設けられる受電装置へ非接触で給電を行う非接触給電システムが知られている。

その一例として、例えば特許文献１には、負荷機器に内蔵する給電装置に一次コイルとこれに接続される第１の磁性体とを設け、受電装置に二次コイルとこれに接続される第２の磁性体とを設けた非接触給電システムが開示されている。この一次コイルと二次コイルは第１の磁性体と第２の磁性体との引力によって所定の位置に誘導され、一次コイルから二次コイルへ非接触給電を行う。そして、給電装置及び受電装置のうち少なくともどちらか一方に磁気シールドを設けることにより、電磁波が負荷機器に影響を及ぼさないようにしている。

特開２００９−９５０７２号公報

ところが上記特許文献１に示された従来例では、負荷機器に対しては磁気シールドが行われているが、磁気シールドされていない受電装置の側面方向からは電磁波が外部に漏洩しやすくなり、このため側面方向に配置した他の負荷機器に影響を及ぼすという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、什器本体或いは室内に設置した負荷機器に対して、給電装置及び受電装置から発生する電磁波の影響を及ぼさないようにできる非接触給電機能付き什器を提供することにある。

前記の課題を解決するために、本発明の非接触給電機能付き什器は、給電装置が埋設されている床に什器本体を設置し、この什器本体に、天板部とこの天板部の外周側から床面に向けて延出された側壁部とを設け、前記天板部の上方に負荷機器を配置し、前記天板部と前記側壁部とで囲まれた空間部に、床内部の前記給電装置から非接触で電力を受けて前記負荷機器へ供給する受電装置を収納すると共に、この空間部の床対向側以外のすべての面をシールド部材で覆ったことを特徴とする。

前記天板部の上面から上方に向けて垂直な仕切壁を立設し、この仕切壁の一方の面に前記負荷機器を設置固定することが好ましい。

前記仕切壁の一方の面とは反対側の他方の面に、机機能と収納機能のいずれか一方の機能を持たせることが好ましい。

本発明の非接触給電機能付き什器は、什器本体或いは室内に設置した負荷機器に対して、給電装置及び受電装置から発生する電磁波の影響を及ぼさないようにできるものである。

本発明の非接触給電機能付き什器の実施形態の一例を説明する正面断面図である。 同上の側面断面図である。 同上の床内部に、給電コイルと高周波インバータとを埋設した実施形態の正面断面図である。 他の実施形態であり、什器本体の仕切壁の背面側に机機能を持たせた一例を説明する側面断面図である。 更に他の実施形態であり、什器本体の仕切壁の背面側に収納機能を持たせた一例を説明する側面断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態の非接触給電機能付き什器を正面から見た図であり、図２は側面から見た図である。以下の例では、建物として、戸建て住宅或いは集合住宅を想定するが、住宅に限らず、オフィスや店舗などの建屋でもよい。

フローリング用の床Ｆを構成する床材８の内部には、給電装置５が埋設されている。なお給電装置５は床材８の下面側に配設されてもよい。給電装置５は、商用電源からの電気エネルギーを磁気エネルギーに変換して高周波磁界を発生する給電コイル５ａと、交流電流の周波数を制御する高周波インバータ２０（図３）とを備えている。なお床材８として、単位寸法に形成されたものが用いられるが、単位寸法に形成することは必須ではない。またコルクタイル、プラスチックタイルなどを床材８として用いることもできる。

什器２は、間仕切り壁の機能を有する什器本体３を備える。什器本体３にはキャスター１８が取り付けられており、床Ｆ上を移動走行可能としている。なお、キャスター１８にロック機構（図示せず）を設けて、什器本体３をその場で動かないように固定するのが望ましい。

上記什器本体３には、天板部９と、天板部９の四辺側から床面７近傍まで延出された側壁部１２と、側壁部１２の下面側を覆う底板部２３とが設けられている。これら天板部９と側壁部１２と底板部２３とで囲まれた空間部１０に、受電装置６が収納されている。

本例の受電装置６は、受電コイル６ａと、整流平滑回路２１と、正弦波出力インバータ２２とを備えている。受電コイル６ａは、上記給電コイル５ａの磁界の変化から電圧を発生させる。整流平滑回路２１は、受電コイル６ａで受電された電力を直流電力に変換して出力する。正弦波出力インバータ２２は、整流平滑回路２１から出力される直流電力（例えば２４Ｖ）を負荷電力（２５０Ｗ以上、ＡＣ１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）に変換する。これら給電コイル５ａと受電コイル６ａの間隔Ｇ（図１）は例えば４５ｍｍとされる。また図３に示す給電コイル５ａの外径寸法Ｍは例えば３４５ｍｍ、受電コイル６ａの外径寸法Ｎは例えば２４５ｍｍとされる。

上記給電装置５と受電装置６とで非接触給電ユニット４が構成される。つまり、給電コイル５ａからの磁気エネルギーを電磁誘導の原理で受電コイル６ａで電気エネルギーに変換して、負荷機器に電力を供給する非接触給電システムが構成される。

ここで、上記天板部９の内面全面に亘って非透磁性を有するシールド部材１１ａが被覆されており、さらに側壁部１２の内面全面に亘って非透磁性を有するシールド部材１１ｂが被覆されている。床対向側Ａに位置する底板部２３の内面には、シールド部材は被覆されていない。これにより、天板部９と側壁部１２とで囲まれた空間部１０は、給電コイル５ａが埋設されている床対向側Ａ以外のすべての面が磁気シールド空間となっている。

一方、天板部９の上面からは、上方に向けて扁平箱形状をした垂直な仕切壁１３が立設されている。仕切壁１３の上端高さは天井高さよりも低く設定されているが、天井高さと同じ高さとしてもよい。本例の仕切壁１３の大きさは３７Ｖ型テレビが設置可能な大きさとされる。

上記仕切壁１３の表側の面１３ａには、負荷機器１として薄型テレビを設置固定するテレビ設置面１４（図２）が設けられている。負荷機器としては、薄型テレビ以外に、ＤＶＤレコーダー、ＬＥＤ照明器具、ノートパソコン、ラジオ、ステレオ、チューナー、理美容機器、携帯電話などの各種の電子機器を広く含む。

上記テレビ設置面１４の下側にはコンセント１５が設置されている。コンセント１５は、天板部９とシールド部材１１ａとを貫通する電路５０を介して正弦波出力インバータ２２の出力側に接続されている。比較的大きな電力を供給可能なコンセント１５を設け、薄型テレビの電源コード５１の一端に設けられているプラグをコンセント１５に差し込むことでテレビを使用できる。なお、コンセント１５の設置位置は、仕切壁１３以外の什器本体３の側面部や天面部など、適宜に選択自在である。

しかして、上記構成の什器本体３の天板部９と側壁部１２とで包囲される空間部１０に受電装置６を収納し、空間部１０における床対向側Ａ以外の全ての面をシールド部材１１ａ,１１ｂで覆うようにしたので、受電装置６から発生する電磁波が什器本体３の外部に漏洩するのを防止できる。しかも、側壁部１２に設けられるシールド部材１１ｂの下端部は床面７近傍位置まで延びているので、磁気シールドされた空間部１０が床面７近傍まで延びた状態となる。これにより、床材８内部の給電装置５から発生する高周波磁界が什器本体３の外部に漏洩することがなく、給電効率を高めることができると同時に、空間部１０の外部に設置されたすべての負荷機器１に対して電磁波の影響を及ぼさないようにできる。

また本例では、天板部９の上面から立設した扁平箱状の仕切壁１３に薄型テレビなどの負荷機器１を設置しているので、仕切壁１３周囲の天板部分９ａ（図１、図２）を、物置きスペースやテーブルとして利用可能となる。また、仕切壁１３にコンセント１５を設けたので、負荷機器１の電源コード５１が仕切壁１３内に収まり、外部に垂れて邪魔になることもなくなる。

さらに本例では、什器本体３をキャスター１８によって移動可能としたので、床Ｆの掃除が容易にできる。なお、什器本体３に充電装置（図示せず）を設けておき、給電装置５が埋設されている床面７から離れた床面に什器本体３を移動させたときには、充電装置から負荷機器１への給電を行う構成とすることも可能である。

図４は、仕切壁１３の裏側の面１３ｂに、机機能を持たせた場合の一例を示している。図中の５２はＤＶＤレコーダー、１９はＬＥＤ照明器具であり、他の構成は上記実施形態と同様である。本例では、仕切壁１３の裏側の面１３ｂの一部を、起倒自在な机１６としている。机１６を水平に保持した状態では、机１６の下方に人が椅子に腰掛けて足を入れ得るスペースが確保される。机１６を使わないときは垂直に起立させることでコンパクトに収納できる。仕切壁１３の上端側には机１６の上面を照らすＬＥＤ照明器具１９が設けられる。このＬＥＤ照明器具１９の電力は受電装置６の正弦波出力インバータ２２から供給される。また本例では、机１６に正弦波出力インバータ２２の出力側と接続される電路を接続し、この電路を介して机１６自体が例えばノートパソコンに給電する給電機能を有するものとしている。

図５は、仕切壁１３の裏側の面１３ｂに、収納機能を持たせた場合の一例を示している。他の構成は図２と同様である。本例では、仕切壁１３背後に向けて開口した収納スペース１７ａを備えると共に、水平の棚板１７で上下複数段に仕切られている。これにより、仕切壁１３の裏側の面１３ｂを収納スペース１７ａとして有効利用できる。

前記実施形態では、給電装置５は床Ｆの一部に配置しているが、床Ｆの略全面に亘って給電装置５を配置してもよいものであり、この場合、什器本体３を任意の位置に移動させて使用可能となる。

前記実施形態では、非接触給電システムの一例として、電磁誘導の原理を用いたエネルギー伝達方式を例示したが、近年注目されている磁界共鳴方式或いは電界共鳴方式を採用してもよい。これらの技術を用いてエネルギーを伝達すれば、１〜２ｍ程度の距離でも高効率でエネルギーを伝達することが可能である（磁界共鳴方式では２ｍで４０％の効率が確認されている）。本発明において、比較的遠方まで高効率でエネルギーを伝達することが可能な磁界或いは電界の共鳴方式を採用すれば、床Ｆ内に埋設した給電装置５から離れた場所に什器本体３を移動させた場合でも、負荷機器１への非接触給電を行うことができる。

ところで、非接触給電システムにおいて、給電装置５に常時給電していると無駄な電力消費が生じたり、不要輻射による通信障害を生じたりする可能性がある。そこで、常時は給電装置５と受電装置６との間で、間欠的に通信し、受電装置６から給電の必要が生じたときに給電装置５を連続動作させることにより、受電装置６への給電を行うことが望ましい。また、給電装置５の出力を可変とし、受電装置６からの要求に応じて負荷機器に応じた電気エネルギーの供給を行うようにするのが望ましい。

１ 負荷機器
２ 什器
３ 什器本体
４ 非接触給電ユニット
５ 給電装置
６ 受電装置
７ 床面
９ 天板部
１０ 空間部
１１ａ、１１ｂ シールド部材
１２ 側壁部
１３ 仕切壁
１３ａ 一方の面
１３ｂ 他方の面
Ａ 床対向側
Ｆ 床

Claims (3)

1. 給電装置が埋設されている床に什器本体を設置し、この什器本体に、天板部とこの天板部の外周側から床面に向けて延出された側壁部とを設け、前記天板部の上方に負荷機器を配置し、前記天板部と前記側壁部とで囲まれた空間部に、床内部の前記給電装置から非接触で電力を受けて前記負荷機器へ供給する受電装置を収納すると共に、この空間部の床対向側以外のすべての面をシールド部材で覆ったことを特徴とする非接触給電機能付き什器。
2. 前記天板部の上面から上方に向けて垂直な仕切壁を立設し、この仕切壁の一方の面に前記負荷機器を設置固定することを特徴とする請求項１記載の非接触給電機能付き什器。
3. 前記仕切壁の一方の面とは反対側の他方の面に、机機能と収納機能のいずれか一方の機能を持たせたことを特徴とする請求項２記載の非接触給電機能付き什器。
   

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