JP2006102055A - コードレス電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】壁等にコンセントを設けることなくワークトップ上に載置して電源として使用することができ、不使用時には取り除いて邪魔にならず、ワークトップ面をフラットにしてこれを広く使用することができるコードレス電源装置を提供すること。
【解決手段】少なくとも送電側の電磁誘導式１次コイル５と該１次コイル５に通電してこれを励磁するインバータ回路１０を備える１次コイルユニット２と、少なくとも受電側の２次コイル１７とコンセント部１８を備えるコースター型アダプタ３とを、システムキッチン等のカウンターのワークトップ３２を間に挟んで対向配置してコードレス電源装置１を構成する。ここで、コースター型アダプタ３は、これを電源として使用する際はワークトップ３２上の所定位置に載置され、不使用時には取り除くことが可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁誘導による電力伝送を利用したコードレス電源装置に関するものである。

例えば、キッチンの壁には、商用ＡＣ電源に接続されたコンセントが予め固設されており、キッチンカウンター上でミキサーやシェーカー等の調理家電品を使用する場合は、調理家電品から延びるコードをコンセントに差し込んで商用ＡＣ電源から電力供給を受けることが行われている。

ところで、電磁誘導による電力伝送を利用してコードレスを実現する提案が今までに種々なされている（例えば、特許文献１，２参照）。

例えば、特許文献１には、高周波磁界を発生する１次コイルを含む磁気発生部をトッププレートの下方に固設し、該磁気発生部の上方のトッププレート上に、２次コイルを内蔵した回転調理機器等の負荷部が載置されると、これを検知して１次コイルに通電し、該１次コイルと２次コイルとを電磁誘導結合させて負荷部側に給電する技術が開示されている。

又、特許文献２には、電話機等の電源として使用される２次電池（充電式電池）を、電磁誘導による電力伝送を利用して非接触で充電する充電装置が提案されている。

特許第２８５５９２９号公報 特開平８−１６３７９２号公報

例えば、キッチンにおいて、従来のように壁に固設されたコンセントにコードを差し込んで調理家電品を使用する場合には、キッチンカウンタ上での調理家電品の使用場所が壁のコンセントに近い位置に限定されるため、作業中の移動距離が増えて作業効率が悪いという問題がある。コンセントの位置から遠くてコードが届かない場所で調理家電品を使用するためには、延長コードを使用すれば良いが、延長コードがキッチンカウンターの作業スペースを制約したり、コードがコンロ等の熱機器に触れる可能性があるという問題が発生する。又、コードをその都度コンセントに差し込んだり、抜く作業が必要であるため、その手間が大変で、作業者に負担を強いることとなる。

そこで、特許文献１，２等に提案されているような電磁誘導による電力伝送を利用したコードレスを実現してコンセントを廃することが考えられるが、特許文献１，２に提案されている構成は、何れもワークトップ上に載置してコンセントを使用することができる構成にはなっていない。そして、特許文献１に記載された構成では、ワークトップ上に負荷部を置いて加熱等を行う場合には、１次側の磁気発生部が厚くて大きいために邪魔になるという問題がある。又、引用文献２に記載された構成では、ワークトップ面に凹部や位置決め突起が設けられているため、ワークトップに特別な加工が必要となるとともに、上面がフラットでないワークトップは、調理する場合やものを置く場合に不便となる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、壁等にコンセントを設けることなくワークトップ上に載置して電源として使用することができ、不使用時には取り除いて邪魔にならず、ワークトップ面をフラットにしてこれを広く使用することができるコードレス電源装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、少なくとも送電側の電磁誘導式１次コイルと該１次コイルに通電してこれを励磁するインバータ回路を備える１次コイルユニットと、少なくとも受電側の２次コイルとコンセント部を備えるコースター型アダプタとを、システムキッチン等のカウンターのワークトップを間に挟んで対向配置してコードレス電源装置を構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記コースター型アダプタは、これを電源として使用する際は前記ワークトップ上の所定位置に載置され、不使用時には取り除くことが可能であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記コースター型アダプタを電源として使用する際にこれを前記ワークトップ上に載置する前記所定位置は、前記ワークトップ上にマーキングされていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記コースター型アダプタに、少なくとも位置信号を発信する発信手段を設け、前記１次コイルユニットに、前記発信手段から発信される信号を受信する受信手段を設けたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記受信手段が前記発信手段から発信される信号を受信すると、前記インバータ回路による前記１次コイルへの通電がなされて該１次コイルが励磁されて磁界を発生し、該１次コイルと前記２次コイルが電磁誘導結合されて１次コイル側から２次コイル側への送電が行われることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、前記インバータ回路による前記１次コイルへの通電がなされた後、前記コースター型アダプタのコンセント部に接続された負荷による電力消費が所定時間以上なされない場合には、前記１次コイルへの通電を停止することを特徴とする。

請求項１及び２記載の発明によれば、コースター型アダプタを電源として使用する場合には、これをワークトップ上の所定位置に載置すれば、送電側の１次コイルと受電側の２次コイルとの電磁誘導結合によって１次コイルユニットからコースター型アダプタへの送電がなされ、該コースター型アダプタのコンセント部から調理家電品等の負荷への給電が可能となるため、コードレスの電源装置が実現される。この結果、ワークトップ上の所定位置で調理家電品等の負荷を使用することができ、作業中の移動距離が短縮され、或はコードのコンセントへの抜き差し作業が省略されるため、調理作業等の効率向上を図ることができる。

又、コースター型アダプタを使用しない場合には、これをワークトップ上から取り除いておくことできるため、ワークトップ面をフラットにしてこれを広く使用することができる。

請求項３記載の発明によれば、コースター型アダプタを電源として使用する際にこれを前記ワークトップ上のマーキングに沿って所定位置に正しく載置することができ、該コースター型アダプタを１次ユニットとの間に大きな位置ずれを生じることなく常に正しく対向配置することができる。

請求項４及び５記載の発明によれば、発信手段からの信号を受信手段が受信することによって、コースター型アダプタが１次コイルユニットに対向する適正な位置にあることを確認した上で、インバータ回路による１次コイルへの通電がなされるようにしたため、１次コイルと２次コイルとの電磁誘導結合が確実になされて１次コイルユニット側からコースター型アダプタへの給電が安定的になされる。

請求項６記載の発明によれば、インバータ回路による１次コイルへの通電がなされた後、コースター型アダプタのコンセント部に接続された負荷による電力消費が所定時間以上なされない場合には、前記１次コイルへの通電を停止するようにしたため、無駄な電力消費が抑えられるとともに、安全性が高められる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るコードレス電源装置の一部を破断した斜視図、図２は同コードレス電源装置の基本構成図、図３は同コードレス電源装置の使用形態を示すシステムキッチンの部分斜視図である。

本実施の形態に係るコードレス電源装置１は、システムキッチン３０において使用されるものであって、図１に示すように、システムキッチン３０の水平な台３１上に設置された１次コイルユニット２と、台３１の上方のキッチンカウンター（以後、「ワークトップ」と称する）３２上に取り外し可能に設置されたコースター型アダプタ３とを、ワークトップ３２を間に挟んで対向配置して構成されている。ここで、ワークトップ３２は、耐熱ガラスで構成されており、その全表面は凹凸の無い平坦な平面を形成している。

上記１次コイルユニット２は、磁気シールドされたハウジング４に送電側の電磁誘導式１次コイル５を組み込んで構成されており、ハウジング４の下部外周に設けられた複数の吸着パッド６によって台３１上に固定されている。ここで、１次コイル５は、環状巻線によって構成されており、図２に示すように、その中心部には銅製の導電材７が設けられている。又、１次コイルユニット１は、ハウジング４の側部に接続されたコード８（図１参照）を介して家庭用のＡＣ２００Ｖ（５０／６０Ｈｚ）の商用電源９（図２参照）に接続されている。

又、１次コイルユニット２には、図２に示すように、前記１次コイル５に通電してこれを励磁するインバータ回路１０を含む駆動回路が組み込まれている。

上記インバータ回路１０は、周波数切替式であって、前記商用電源９からの交流を不図示の整流器で整流するとともに、不図示の平滑コンデンサで平滑化する。このインバータ回路１０の出力端子間には２つのスイッチング素子１１，１２が直列に接続されており、これらのスイッチング素子１１，１２には２つの共振コンデンサ１３，１４が並列に接続されている。そして、２つのスイッチング素子１１，１２の接続点と２つの共振コンデンサ１３，１４の接続点には前記１次コイル５が接続されており、各スイッチング素子１１，１２と２つの共振コンデンサ１３，１４の接続点には、各スイッチング素子１１，１２を制御する制御回路１５が接続されている。

尚、図示しないが、１次コイルユニット２には、前記コースター型アダプタ３に設けられた不図示の送信手段から発信される信号を受信する受信手段が設けられている。

他方、前記コースター型アダプタ３は、コースターに類似の扁平な矩形板状のケース１６に受電側の２次コイル１７を組み込むとともに、ケース１６のコーナー部に形成された凸部１６ａに電源取り出し用のコンセント部１８（図１参照）を設けて構成されており、図２に示すように、２次コイル１７とコンセント部１８とを結ぶ導線１９には整流器２０が設けられている。ここで、ケース１６は磁気シールドされており、これに組み込まれた前記２次コイル１７は、環状巻線によって構成されており、その中心部には銅製の導電材２１が設けられている。

尚、図示しないが、コースター型アダプタ３には、当該コースター型アダプタ３の位置を示す位置信号や種別を示す識別信号（例えば、アダプタ３に付されたＩＤを示す信号）等を１次コイルユニット１側の前記受信手段に向かって発信する発信手段が設けられている。

ところで、後述のように、コースター型アダプタ３は、これを電源として使用する場合には前記ワークトップ３２上の所定位置（図１に示すように、１次コイルユニット２に対向する位置）に載置されるが、ワークトップ３２上の所定位置には、目印としてコースター型アダプタ３の外形形状に沿う矩形枠状のマーク３３が付されており、このマーク３３に合わせてコースター型アダプタ３をワークトップ３２上の所定位置に正しく載置することができる。尚、コースター型アダプタ３を使用しない場合には、これをワークトップ３２上から取り除いておくことができる。

而して、以上のように構成されたコードレス電源装置１の使用に際しては、図３に示すように、キッチンカウンタ３２上に複数のコースター型アダプタ３を配置する構成も可能であり、各コースター型アダプタ３から電源供給を受けて例えばミキサー５０やシェーカー５１或は炊飯器５２を動作させてこれらを調理に供することができる。即ち、ミキサー５０とシェーカー５１の使用に際しては、これらから延びるコード４１，４２の端部に設けられたプラグ４３，４４を各コースター型アダプタ３のコンセント部１８（図１参照）に差し込み、炊飯器５２の使用に際しては該炊飯器５２をコースター型アダプタ３上に載せることによって、ミキサー５０やシェーカー５１或は炊飯器５２に通電してこれらを使用することができる。尚、図示していないが、ワークトップ３２上の各コースター型アダプタ３の下方には、これらに対向する１次コイルユニット２（図１及び図２参照）が配置されている。

次に、本発明に係るコードレス電源装置１の動作手順を図４に示すフローチャートに従って説明する。

当該コードレス電源装置１の操作が開始されると、コースター型アダプタ３を図１に示すようにワークトップ３２上の前記マーク３３が付された所定位置（１次コイルユニット２の真上）に載置する（ステップＳ１）。この状態では、コースター型アダプタ３の真下に１次コイルユニット２が位置している。そして、コースター型アダプタ３側の発信手段から位置信号や識別信号等を１次コイルユニット２に向かって発信し（ステップＳ２）、その信号が１次コイルユニット２側の受信手段によって受信されたか否かが判断される（ステップＳ３）。

コースター型アダプタ３が１次コイルユニット２の直上の所定位置に正しく位置している場合には、１次コイルユニット２側の受信手段による信号の受信がなされる（ステップＳ３での判断結果がＹｅｓ）ため、コースター型アダプタ３側の発信手段からの信号の発信が停止される（ステップＳ４）。これに対して、１次コイルユニット２とコースター型アダプタ３との間に位置ずれが生じている場合には、１次コイルユニット２側の受信手段による信号の受信がなされない（ステップＳ３での判断結果がＮｏ）ため、１次コイルユニット２側の受信手段による信号の受信がなされるまでコースタ型アダプタ３をワークトップ３２上で移動させてその位置を調整し（ステップＳ５）、両者の位置を一致させる。

而して、１次コイルユニット２とコースター型アダプタ３の位置が一致したために発信手段からの信号の発信が停止される（ステップＳ４）と、１次コイルユニット２側の商用電源９、インバータ回路１０、スイッチング素子１１，１２、共振コンデンサ１３，１４及び制御回路１５によって構成される駆動回路によって１次コイル５に通電がなされる（ステップＳ６）。すると、１次コイル５が高周波発振によって励磁され、導電材７から図２に示すような高周波の磁束が発生し、この磁束の領域にコースター型アダプタ３の２次コイル１７が配置されることによって、電磁誘導の原理に従って２次コイル１７の導線１９に電流が流れ、この電流は、整流回路２０によって整流され、コンセント部１８から１次側の商用電源９と同じ２００Ｖ（５０／６０Ｈｚ）の電源として取り出してこれを各種調理家電品の駆動に供することができる（ステップＳ７）。即ち、図３に示すように、例えばミキサー５０から延びるコード４１の端部に取り付けられたプラグ４３をコースター型アダプタ３のコンセント部１８（図１及び図２参照）に差し込めば、ミキサー５０に給電されて該ミキサー５０が駆動されて使用される。

以上のように、本発明に係るコードレス電源装置１は、トランスとして実質的に機能し、送電側の１次コイル５と受電側の２次コイル１７を対面させて両者を電磁誘導結合させることによって、電磁誘導による電力伝送を実現したものであって、受電側のコースター型アダプタ３のコンセント部１８に調理家電品等の負荷を接続してこれに給電することができる。

上述のようにコースター型アダプタ３のコンセント部１８に調理家電品が接続されてこれが使用されている状態において、この調理家電品が使用中であるか否かが電力消費の有無によって判断され（ステップＳ８）、調理家電品の使用が終了して電力消費がなされない場合（ステップＳ８での判断結果がＮｏである場合）には、その状態が所定時間（例えば１０分）経過したか否かが判断される（ステップＳ９）。調理家電品の使用が終了して電力消費がなされない状態が所定時間継続すると（ステップＳ９の判断結果がＹｅｓ）、１次コイル５への通電を停止し（ステップＳ１０）、それ以外の場合（ステップＳ８での判断結果がＹｅｓ又はステップＳ９での判断結果がＮｏである場合）には、１次コイル５への通電が継続してなされる。

而して、調理家電品の使用が終了して電力消費がなされない状態が所定時間継続したために１次コイル５への通電が停止される（ステップＳ１０）と、当該コードレス電源装置１を続けて使用するか否かを判断し（ステップＳ１１）、続けて使用しない場合（ステップＳ１１での判断結果がＮｏである場合）には、コースター型アダプタ３をキッチンカウンタ３２から取り除いてこれを不図示のコースタースタンドに立てて保管し（ステップＳ１２）、操作を終了する（ステップＳ１３）。これに対して、当該コードレス電源装置１を続けて使用する場合（ステップＳ１１での判断結果がＹｅｓである場合）には、以上の一連の動作が繰り返される。

以上のように、本実施の形態に係るコードレス電源装置１によれば、送電側の１次コイル５と受電側の２次コイル１７との電磁誘導結合によって１次コイルユニット２からコースター型フダプタ３への送電がなされ、該コースター型アダプタ３のコンセント部１８から調理家電品等の負荷への給電がなるため、コードレスの電源装置が実現される。この結果、ワークトップ３２上の所定位置で調理家電品等の負荷を使用することができ、作業中の移動距離が短縮され、或はコードのコンセントへの抜き差し作業が省略されるため、調理作業等の効率向上を図ることができる。

そして、コースター型アダプタ３を電源として使用する際にこれをワークトップ３２上のマーク３３に沿って所定位置に正しく載置することができるため、該コースター型アダプタ３を１次ユニット２との間に大きな位置ずれを生じることなく常に正しく対向配置することができる。

又、本実施の形態では、コースター型アダプタ３側の発信手段からの信号を１次コイルユニット２側の受信手段が受信することによって、コースター型アダプタ３が１次コイルユニット２に対向する適正な位置にあることを確認した上で、インバータ回路１０を含む駆動回路による１次コイル５への通電がなされるようにしたため、１次コイル５と２次コイル１７との電磁誘導結合が確実になされて１次コイルユニット２側からコースター型アダプタ３への給電が安定的になされる。

他方、コースター型アダプタ３を使用しない場合には、これをワークトップ３２上から取り除いておくことできるため、ワークトップ３２面をフラットにしてこれを広く使用することができ、作業スペースが拡大されて作業性が改善され、一層高い作業効率が確保される。

更に、本実施の形態によれば、インバータ回路１０を含む駆動回路による１次コイル５への通電がなされた後、コースター型アダプタ３のコンセント部１８に接続された負荷による電力消費が所定時間以上なされない場合には、１次コイル５への通電を停止するようにしたため、無駄な電力消費が抑えられるとともに、安全性が高められる。

尚、本発明に係るコードレス電源装置１において、コースター型アダプタ３を取り除いてその箇所に鍋等を載置すれば、当該電源装置１はＩＨヒータとしても機能する。このため、１次コイルユニット２のインバータ回路１０は、前述のように周波数切替式となっており、コードレス電源装置１を「電源」として使用する場合と「ＩＨヒータ」として使用する場合とで出力周波数を６０Ｈｚ／２０ｋＨｚに切り替えることができる。

ところで、以上の実施の形態では、１次コイルユニット２を固定式として説明したが、これを自由に移動可能な可動式とすれば、この一次コイルユニット２に対向するコースター型アダプタ３をワークトップ３２上の任意の位置に載置することができ、可動式のコードレス電源装置が実現される。この場合、１次コイルユニット２をコースター型アダプタ３に追従させて自動的に移動させる構成を採用すれば、当該コードレス電源装置１の利便性が更に高められる。

本発明に係るコードレス電源装置は、システムキッチン等の他、家庭内のリビングやダイニングを含む他の任意の場所で使用して前記と同様の効果を奏することができる。

本発明に係るコードレス電源装置の一部を破断した斜視図である。 本発明に係るコードレス電源装置の基本構成図である。 本発明に係るコードレス電源装置の使用形態を示すシステムキッチンの部分斜視図である。 本発明に係るコードレス電源装置の動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ コードレス電源
２ １次コイルユニット
３ コースター型アダプタ
４ ハウジング
５ １次コイル
６ 吸着パッド
７ 導電材
８ コード
９ 商用電源
１０ インバータ回路
１１，１２ スイッチング素子
１３，１４ 共振コンデンサ
１５ 制御回路
１６ ケース
１７ ２次コイル
１８ コンセント部
１９ 導線
２０ 整流器
２１ 導電材
３０ システムキッチン
３１ 台
３２ キッチンカウンター（ワークトップ）
３３ マーク
４１，４２ コード
４３，４４ プラグ
５０ ミキサー（負荷）
５１ シェーカー（負荷）
５２ 炊飯器（負荷）

Claims (6)

1. 少なくとも送電側の電磁誘導式１次コイルと該１次コイルに通電してこれを励磁するインバータ回路を備える１次コイルユニットと、少なくとも受電側の２次コイルとコンセント部を備えるコースター型アダプタとを、システムキッチン等のカウンターのワークトップを間に挟んで対向配置して構成されることを特徴とするコードレス電源装置。
2. 前記コースター型アダプタは、これを電源として使用する際は前記ワークトップ上の所定位置に載置され、不使用時には取り除くことが可能であることを特徴とする請求項１記載のコードレス電源装置。
3. 前記コースター型アダプタを電源として使用する際にこれを前記ワークトップ上に載置する前記所定位置は、前記ワークトップ上にマーキングされていることを特徴とする請求項１又は２記載のコードレス電源装置。
4. 前記コースター型アダプタに、少なくとも位置信号を発信する発信手段を設け、前記１次コイルユニットに、前記発信手段から発信される信号を受信する受信手段を設けたことを特徴とする１〜３の何れかに記載のコードレス電源装置。
5. 前記受信手段が前記発信手段から発信される信号を受信すると、前記インバータ回路による前記１次コイルへの通電がなされて該１次コイルが励磁されて磁界を発生し、該１次コイルと前記２次コイルが電磁誘導結合されて１次コイル側から２次コイル側への送電が行われることを特徴とする請求項４記載のコードレス電源装置。
6. 前記インバータ回路による前記１次コイルへの通電がなされた後、前記コースター型アダプタのコンセント部に接続された負荷による電力消費が所定時間以上なされない場合には、前記１次コイルへの通電を停止することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のコードレス電源装置。

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