WO2012133762A1 - 建築物及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

　この建築物は、磁界共鳴式の非接触給電システムの送電コイルを備えている。そして、この建築物の施工方法は、全体としてループをなす送電コイルをその延在方向に沿った複数箇所で分割した分割電線がそれぞれ設けられた複数の建築部材を、屋内空間を囲むように連接する工程と；前記各分割電線間を電気的に接続することで、前記屋内空間を囲む前記送電コイルを形成する工程と；を有する。

Description

建築物及びその施工方法

　本発明は、非接触給電システムを備えた建築物と、この建築物の施工方法とに関する。
　本願は、２０１１年０３月３１日に、日本国に出願された特願２０１１－０７８０８１号と、２０１１年０３月３１日に、日本国に出願された特願２０１１－０７８０８２号とに基づき優先権を主張し、これらの内容をここに援用する。

　従来の住宅や店舗、オフィスなどの建築物では、その壁面、天井面、床面に開口を形成し、この開口にコンセントなどの接続器を設置して給電口を確保している。そして、接続器に対して、電気機器（負荷）の電線のプラグなどを接続することによって、電気機器への電力供給を行えるようにしている。また、コンセント等の接続器は、近年の電気製品の使用増加に伴って、より多くの電気機器に対して同時に電力を供給できるよう、例えばテーブルタップ等を介して接続させたり、建築物の壁面のみならず家具等にも接続器を設けられたりして、電源の需要増加に対応している。

　このような接触式の給電システムでは、コンセントなどの接続器を設置するための開口を建築部材に形成する必要がある上、その設置位置によっては屋内の間取りに制約が生じ、屋内デザインの自由度が下がる。また、接続器の設置位置によっては、家電等の電気機器の配置も制約を受けることになる。

　これに対し、特許文献１には、筐体内の複数の位置に設置されて高周波磁界を発生する複数の非接触給電部と、これら非接触給電部が発生する高周波磁界による電磁誘導を利用して各非接触給電部から非接触で受電した電力を負荷へ供給する非接触受電部と、この非接触受電部を前記各非接触給電部に対向する筐体外面に取り付ける取付手段とを備えた非接触給電用パネルが開示されている。

　この非接触給電用パネルは、建築物に設置することによって、コンセントなどの接触式の接続器を設けることなく負荷に給電できるため、接続器を設置するための開口を建築部材に設ける必要がない。このため、建築部材に開口を形成することによる気密性等の性能低下を防止できるとともに、施工の簡略化等を図ることが可能になる。

日本国特開２００９－１５９６７５号公報

　ところで、上記電磁誘導方式の非接触給電用パネルでは、非接触給電部と非接触受電部とを互いに対向させて正確に位置合わせする必要があるとともに、送電距離を長くすることが困難であるという性質がある。そのため、使用における制約が大きく、屋内の間取りの制約や屋内デザインの自由度の規制、負荷の配置制約を緩和できないという問題があった。また、電力の供給時に非接触給電部と非接触受電部とを１対１で対向させて正確に位置合わせする必要があるため、電気製品の使用数の増大に対応できるものでもなかった。
　本発明は、上記接触式の給電システム及び電磁誘導方式による非接触給電用パネルが有する課題を解消して、屋内の間取りの制約やデザインの自由度の規制、そして負荷配置の制約を緩和させることを可能にした、非接触給電システムの送電コイルを備えた建築物と、この建築物の施工方法とを提供することを課題とする。

　上記の課題を解決するために、この発明は以下を提供する。
（１）本発明の一態様に係る建築物は、磁界共鳴式の非接触給電システムの送電コイルを備えている。
（２）上記（１）に記載の建築物において、屋内空間に面する最内層に位置する建築部材と、屋外に面する最外層に位置する他の建築部材との間に、前記送電コイルが配置されていてもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載の建築物において、前記送電コイルと同じ周波数で共鳴するリピータをさらに備えてもよい。

（４）上記（１）～（３）の何れか一項に記載の建築物において、屋内空間を取り囲むように連設された複数の建築部材をさらに備え；前記送電コイルが、前記各建築部材の並び方向に沿って前記屋内空間を取り囲むループをなすように、前記各建築部材に設けられている；構成を採用してもよい。
（５）上記（４）に記載の建築物の場合、前記送電コイルが、前記建築部材毎に分割された分割電線と、これら分割電線間を電気的に接続するコネクタとを備えてもよい。

（６）上記（４）または（５）に記載の建築物において、前記建築部材が、壁材、幅木、床材、天井材、のうちの少なくとも一つであってもよい。
（７）上記（１）～（６）の何れか一項に記載の建築物において、屋内空間に面する屋内面を有する建築部材をさらに備え；前記送電コイルが複数の小コイルを含んでかつ、これら小コイルが前記屋内面を複数領域に区画するように配列されている；構成を採用してもよい。
（８）上記（７）に記載の建築物において、前記建築部材が、格子状に配置された根太と、これら根太間に配された断熱材とを備えた床材であり；前記断熱材及び前記根太の少なくとも一方に、前記小コイルが一体に設けられている；構成を採用してもよい。
（９）上記（７）または（８）に記載の建築物において、前記小コイルの大きさが、前記領域毎に異なってもよい。

（１０）本発明の一態様に係る建築物の施工方法は、送電コイルをその線材に沿った複数箇所で分割した分割電線がそれぞれ設けられた複数の建築部材を、屋内空間を囲むように連接する工程と；前記各分割電線間を電気的に接続することで、前記屋内空間を囲む前記送電コイルを形成する工程と；を有する。

　上記（１）に記載の建築物においては、大きな電力を伝送可能である反面、送電距離を長くすることが困難な電磁誘導方式や、送電距離を長くできる反面、伝送可能な電力を大きくすることが困難な電波方式ではなく、電磁誘導方式よりも電力の送電距離を長くてかつ電波方式よりも大きな電力を送電可能な、磁界共鳴方式の非接触給電システムを採用している。

　そして、このような磁界共鳴式の非接触給電システムの送電コイルを備えることで、建築物の屋内空間の任意位置で家電等の負荷に非接触給電を行うことが可能になる。また、コンセントなどの接続器の設置を不要にしてコードレス化を図ることが可能になるとともに、内装の意匠性を高めることが可能になる。さらに、壁材、天井材、床材等の建築部材に配線用の開口を形成する必要がなく、施工性、デザイン性の向上を図ることが可能になる。さらに、開口を建築部材に形成する必要が無いため、開口の形成による、建築部材ないし建築物の気密性等の性能低下を防止することも可能になる。

　また、家電等の負荷の配置の自由度が高まり、屋内デザインを容易に変更することが可能になるとともに、間取りが制約されず、建築物の設計時に、電力供給の観点から間取りを決めなくてもよくなる。特に、建築物の完成後に、間取りや屋内のデザインを容易に変更することが可能になる。

　また、建築物の完成後に電気の配線工事をすることが不要となり、電気配線の施工費用を低減することができる。特に、建築後に間取りを変更する場合などにおける経済的負担を軽減することが可能になる。これにより、屋内を流行のデザインに合わせてアレンジすることができ、時代とともに進化する建築物のデザイン変化への対応を容易に行うことが可能になる。

　上記（２）に記載の建築物の場合、内壁と外壁との間や、屋内空間を形成する最内層に位置する建築部材から、屋根上や外壁面等の、屋外に面する最外層に位置する他の建築部材にかけての範囲内に送電コイルを設けている。この構成によれば、屋内空間に送電コイルが顕在することがなく、建築物の屋内デザインが送電コイルによって損なわれることを防止できる。

　上記（３）に記載の建築物の場合、送電コイルと同じ周波数で共鳴するリピータ（中継器）を設けることで、給電効率を維持しつつ送電距離を長くすることが可能になる。これにより、さらに確実に、屋内の間取りの制約、デザインの自由度、家電等の負荷の配置の制約を解消できる。

　上記（４）に記載の建築物の場合、送電コイルが屋内空間を取り囲むように配設される一連の建築部材（例えば壁、幅木や梁など）に具備されて屋内空間を取り囲むように配設される。これにより、建築物の屋内空間の任意位置で、家電等の負荷に非接触給電を行うことが可能になる。また、コンセントなどの接続器の設置を不要にしてコードレス化を図ることが可能になるとともに、内装の意匠性を高めることが可能になる。さらに、壁、天井、床等の建築部材に配線用の開口を形成する必要がなく、施工性、屋内デザイン性の向上を図ることが可能になる。さらに、接続器を設置するための開口が不要になるため、開口の形成による建築部材ないし建築物の気密性等の性能低下を防止することも可能になる。

　また、建築物の屋内空間の任意位置で家電等の負荷に非接触給電を行うことが可能になることによって家電等の負荷の配置の自由度が高まり、デザインを容易に変更することが可能になるとともに、間取りが制約されず、建築物の設計時に電力供給の観点から間取りが制約されずに済む。特に、建築物の完成後に、間取りや屋内デザインを容易に変更することが可能になる。

　また、建築物の完成後、電気の配線工事が不要となり、電気配線の施工費用を低減することができる。特に、事後的に間取りを変更する等の際に、経済的負担を軽減することが可能になる。これにより、屋内を流行のデザインに合わせることができ、時代とともに進化する住宅等の建築物のデザイン変化への対応を容易に行うことが可能になる。

　上記（５）に記載の建築物の場合、例えば壁や幅木など、屋内空間を取り囲む方向に分割して形成された各建築部材に送電コイルの分割電線を設け、互いに隣り合う建築部材同士を接続すると同時に、互いに隣り合う分割電線同士をコネクタで電気的に接続することができる。その結果、屋内空間を取り囲むように分割電線を結線してループ状の送電コイルを形成することができる。この構成によれば、さらに確実且つ容易に、屋内空間を取り囲むように送電コイルを配設することが可能になる。

　上記（６）に記載の建築物の場合、建築部材が、壁材、幅木、床材、天井材、のうちの何れであっても、確実且つ容易に屋内空間を取り囲むように送電コイルを配設することができる。

　上記（７）に記載の建築物の場合、単一の送電コイルで大きな領域をカバーするよりも、磁界強度を抑え、なおかつ屋内面に沿った磁界強度分布を均一にすることが可能となる。また、小コイルの配置、大きさ、数等を屋内面の領域毎に細かく設定することで、屋内空間に求められる磁界強度の分布を細かに設定することも出来る。さらには、建築後に屋内デザインの変更等を行う場合であっても、これに容易に対応することが可能となる。

　上記（８）に記載の建築物の場合、根太または断熱材を交換するだけで同時に小コイルも設置できるので、改築工事により屋内デザインを変更する際、工事を容易且つ低コストに行うことが出来る。また、改築工事のみならず、新築工事においても、同様の効果を得ることが可能である。
　上記（９）に記載の建築物の場合、改築工事により屋内デザインを変更する際、改築後の室内レイアウトに応じて、領域毎に、磁界強度及び磁界が及ぶ範囲に強弱を自由に付けることができる。

　上記（１０）に記載の建築物の施工方法では、例えば壁や幅木など、屋内空間を取り囲む方向に分割して形成された各建築部材に送電コイルの分割電線を設け、互いに隣り合う建築部材同士を接続するとともに、互いに隣り合う分割電線同士を電気的に接続する。その結果、屋内空間を取り囲むように分割電線を結線してループ状の送電コイルを形成することができる。この施工方法によれば、確実且つ容易に、屋内空間を取り囲むように送電コイルを配設することが可能になる。その結果、上記（１）に記載の建築物と同様の作用効果を得ることが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る建築物を示す斜視図である。 同建築物の建物ユニットを示す図であって、非接触給電システムの送電コイルの配置を示す斜視図である。 同建物ユニットの壁部を示す断面図である。 従来の建築物における配線方法を示す斜視図である。 同実施形態の建築物における配線方法を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る建築物を示す斜視図である。 同建築物の建物ユニットを示す斜視図である。 同建物ユニットの建築部材を示す図であって、非接触給電システムの送電コイルの電線を備えた幅木の端部の斜視図である。 同建物ユニットの変形例を示す図であって、梁部材に送電コイルを備えた場合を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る建築物の建物ユニットを示す斜視図である。 同建物ユニットにおける送電コイルの配置を示す図であって、図１０の矢視Ｄより見た平断面図である。 同送電コイルの配置を示す図であって、図１１のＥ－Ｅ断面図である。 上記第２実施形態及び上記第３実施形態における磁界形状の差を説明するための説明図である。

［第１実施形態］
　以下、図１から図５を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る建築物について説明する。

　本実施形態の建築物は、住宅や店舗、オフィスビル等であり、例えばユニット工法を用いて構築されている。図１に示すように、工場で、複数本の鉄骨柱１と複数本の鉄骨梁２（建築部材）とを連結して形成した、例えばラーメン構造の骨組構造体３に対して、天井パネル４、壁パネル５、床パネル６等（以上、建築部材）を設置して、直方体形状の建物ユニット７を構築する。そして、複数の建物ユニット７を建築現場に搬送し、基礎構造上に並べて据え付ける。さらに、下段をなす建物ユニット７上に上段をなす建物ユニット７を積み上げていく。さらに、これら複数の建物ユニット７を互いに一体化することによって、建築物Ａが構築される。

　なお、このようなユニット工法を用いて建築物Ａを構築した場合、建築物Ａの建設効率を高めることができ、また、高い構造強度を確保することができる。

　一方、本実施形態の建築物Ａは、家電等の電気機器（負荷）に対して非接触で給電するための非接触給電システムを備えている。この非接触給電システムは、磁界共鳴式の給電システムであり、送電コイル（送電側デバイス、磁界発生器）と、受電コイル（受電側デバイス）とを備えている。

　本実施形態では、例えば図２及び図３に示すように、下地８と化粧板９との間に、シート状あるいは板状の送電コイル１０を挟み込ませて天井パネル４、壁パネル５、床パネル６等を形成し、これらの建築部材を設置して各建物ユニット７が構築されている。これにより、本実施形態では、屋内空間Ｈ１を区画形成する建築部材４、５、６の内表面９ａよりも屋外Ｈ２側に送電コイル１０が設けられている。また、複数の建物ユニット７を設置して建築物Ａを構築した後に、電源に繋がる送電線（共に不図示）が、天井パネル４、壁パネル５、床パネル６等に設けられた送電コイル１０に接続されることで、前記電源から各送電コイル１０への給電が可能となる。

　受電コイルは、送電コイル１０と同一の共振周波数を有するものであり、家電等の電気機器（負荷）に貼り付けた上でこの電気機器に対して、電気的に直接接続したり、送電線を介して接続したりするなどして、建築物Ａの屋内空間Ｈ１や屋外Ｈ２に適宜配設されている。なお、「同一の共振周波数」とは、完全な同一に限らず、実質的に同一という意味である。

　上記構成からなる送電コイル１０を備えた建築物Ａにおいては、前記電源から送電コイル１０に共振周波数と同一の周波数の電流を流すと、送電コイル１０と受電コイルとの間の磁界が振動し、送電コイル１０と受電コイルとの間で共鳴現象が生じる。そして、このように共鳴現象を発生させると、送電コイル１０と受電コイルとの間に発生する磁界を介して、送電コイル１０から受電コイルに、ひいては電気機器に電力が供給される。

　本実施形態の建築物Ａにおいては、大きな電力を伝送可能である反面、送電距離を長くすることが困難な電磁誘導方式や、送電距離を長くできる反面、伝送可能な電力を大きくすることが困難な電波方式ではなく、電磁誘導方式よりも電力の送電距離を長くすることができ、電波方式よりも大きな電力を送電可能な磁界共鳴方式の非接触給電システムの送電コイル１０を備えている。

　このような磁界共鳴式の非接触給電システムの送電コイル１０を備えることで、建築物Ａの屋内Ｈ１の任意の位置で家電等の電気機器（負荷）に非接触給電を行うことが可能になる。また、コンセントなどの接続器の設置を不要にしてコードレス化を図ることが可能になるとともに、内装の意匠性を高めることが可能になる。さらに、壁、天井、床等の建築部材４、５、６に配線用の開口を形成する必要がないので、施工性、デザイン性の向上や、開口の形成による気密性等の性能低下を防止することも可能になる。

　また、コンセントなどの接続器の設置箇所の固定による給電位置の制約も無くなる。そのため、家電等の電気機器の配置の自由度が高まり、屋内デザインを容易に変更することが可能になるとともに、間取りが制約されず、建築物Ａの設計時に電力供給の観点で間取りを決めなくてもよくなる。特に、建築物Ａの完成後に、事後的に間取りや屋内Ｈ１のデザインを容易に変更することが可能になる。

　また、建築物Ａの建設時や建設後における電気の配線工事が実質的に不要となり、電気配線の施工費用を低減することができる。特に、事後的に間取りを変更する等の際に、経済的負担を軽減することが可能になる。これにより、流行に合わせた屋内デザインに変更することができ、時代とともに進化する住宅等の建築物Ａのデザイン変化への対応を容易に行うことが可能になる。

　本実施形態の建築物Ａは、ユニット工法を用いて構築している。また、建物ユニット７の骨組構造体３が、天井梁や床梁として用いられる鉄骨梁２にＣ型鋼が用いられ、また、鉄骨柱１に角鋼管が用いられている。そして、従来、このようなユニット工法を用いて建築物Ａを構築する場合には、図４に示すように、予め、互いに隣接する鉄骨梁２（天井梁）のそれぞれに通線孔１１を穿設しておき、各通線孔１１に電線１２を通すことで、互いに隣り合う建物ユニット７間の配線を行うようにしていた。なお、従来では、工場内でスイッチ類に結線した電線１２を建築現場で結線していたが、建築現場において配線長さの不足を避けるために、電線１２を長めに残すようにしていた。この場合、長めに残した電線１２は、螺旋状に巻いて天井４の上に置かれた状態で、工場から建設現場への各建物ユニット７の搬送が行われていた。

　一方、図５に示すように、屋内給電用の送電コイル１０に加えて、互いに隣接する建物ユニット７間における結線に、上記磁界共鳴式の給電システムを適用してもよい。すなわち、互いに隣り合う建物ユニット７の一方の鉄骨梁２（天井梁や床梁）に小型の送電コイル１０ａを貼り付け、他方の建物ユニット７の鉄骨梁２（天井梁や床梁）に受電コイル１３ａを貼り付けてもよい。この場合、各建物ユニット７を所定位置に設置する際に、送電コイル１０ａと受電コイル１３ａとが互いに対向するように設置することが好ましい。さらに、各鉄骨梁２（天井梁や床梁）に通線孔１１が形成されている場合には、通線孔１１を覆うように送電コイル１０ａや受電コイル１３ａを設けることが好ましい。

　このように送電コイル１０ａと受電コイル１３ａを設けた場合、前記電源から送電コイル１０ａに共振周波数と同一の周波数の電流を流すことで、送電コイル１０ａと受電コイル１３ａとの間で共鳴現象による磁界が発生し、その結果、送電コイル１０ａから受電コイル１３ａに電力が供給される。そして、受電コイル１３ａに接続した電線１４に電気機器を接続することで、従来のように通線孔１１に電線１２を通して隣り合う建物ユニット７間で配線を行うことなく、隣り合う建物ユニット７間で送電を行うことが可能になる。

　これにより、建築現場で行っていた建物ユニット７間での電線の配線作業が不要になり、現場工数を削減することが可能になる。また、スイッチ類への電線１２の結線作業を建築現場で行う必要もないため、この点からも現場工数を削減することが可能になる。さらには、長めに電線１２を残す必要がなくなるため、通電時の電気抵抗の減少を図ることができ、なお且つ余分な電線を減らして建設コストの削減を図ることが可能になる。

　さらに、住宅等におけるＩＴ化（情報技術化。ＩＴ：Information Technology）、オール電化（屋内機器の総電気化）が普及するにつれて、配線量が増える傾向にある。そして、この配線量の増加に応じて建物ユニット７の鉄骨梁２（天井梁等）に形成する通線孔１１の大きさを大きくしたり、通線孔１１の数を増やしたりすると、鉄骨梁２の強度が低下してしまう場合がある。これに対し、上記のように送電コイル１０ａと受電コイル１３ａを設けて、隣り合う建物ユニット７間で送電を行うようにすることにより、通線孔１１が不要になるため、住宅等におけるＩＴ化やオール電化に柔軟且つ確実に対応することが可能になる。

　また、近年、住宅等のＩＴ化、オール電化の普及等によって、使用する電気機器（負荷）の数が増大している。そして、従来のコンセントなどの接触式の接続器を設けた場合や、電磁誘導式の非接触給電システムでは、口数が決まっているため、接続できる電気機器の数に制限が生じる。なお、接続器にタップなどを接続して（タコ足配線して）口数を増やした場合であっても、接続できる電気機器の数に制限が生じる。これに対し、本実施形態のように磁界共鳴式の非接触給電システムの送電コイル１０，１０ａを備えて、建築物Ａの屋内Ｈ１内の電気機器に非接触給電を行うようにした場合には、給電する電気機器の数に制限が生じない。よって、住宅等のＩＴ化、オール電化の普及等によって、使用する電気機器の数が増大しても、確実に対応することが可能になる。

　以上、本発明の第１実施形態に係る建築物Ａについて説明したが、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、建築物Ａをユニット工法により構築した場合を説明したが、一般的な在来の木造工法など、他の工法で構築してもよい。この場合においても、建築部材に送電コイル１０や送電コイル１０ａを具備することで、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

　また、屋内空間Ｈ１に面する内壁と、外壁や屋根上等との間、すなわち、屋内空間Ｈ１を形成する最内層の建築部材（例えば化粧板９）から屋外Ｈ２に面する最外層に位置する建築部材にかけての範囲内に、送電コイル１０を設けるようにしてもよい。この場合には、屋内空間Ｈ１に送電コイル１０が露出することがなく、建築物Ａの屋内空間Ｈ１の屋内デザインが送電コイル１０によって損なわれることを防止できる。また、例えば、内装のクロスに電線を印刷して送電コイル１０を形成し、屋内空間Ｈ１を形成する最表層（最表面側）の建築部材に送電コイル１０をクロスごと貼り付けてもよい。このように、クロスに電線を印刷することで容易に送電コイル１０を建築部材に設けることができるとともに、このクロスを、屋内空間Ｈ１を取り囲むように壁パネル５や天井パネル４に貼り付けることによって、容易に、建築物Ａに送電コイル１０を形成することが可能となる。
　また、電線を予め備えた、壁パネル５、鉄骨梁２、その他の建築部材を適宜組み合わせることで、屋内空間Ｈ１内に複数の送電コイル１０を配設してもよい。

　さらに、送電コイル１０，１０ａと同じ周波数で共鳴するリピータ（中継器）を、送電コイル１０，１０ａと受電コイル１３との間に設けてもよい。この場合には、給電効率を維持しつつ送電距離を長くすることが可能になる。すなわち、送電コイル１０，１０ａと受電コイル１３との間の距離が離れても、給電効率を維持することができる。これにより、送電コイル１０及び受電コイル１３間距離の制約が小さくなるので、さらに家電等の負荷の配置の自由度を高めることができる。

［第２実施形態］
　以下、図６から図９を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る建築物及びその施工方法について説明する。

　本実施形態の建築物は、上記第１実施形態と同様に、住宅や店舗、オフィスビル等であり、例えばユニット工法を用いて構築されている。例えば図６に示すように、工場で、複数本の鉄骨柱１０１と複数本の鉄骨梁１０２（建築部材）とを連結して形成した、例えばラーメン構造の骨組構造体１０３に、天井パネル１０４、壁パネル１０５、床パネル１０６等（建築部材）を設置して、直方体形状の建物ユニット１０７を構築する。そして、複数の建物ユニット１０７を建築現場に搬送し、基礎構造上に据え付けて並設する。さらに、下段をなす建物ユニット１０７上に、上段をなす建物ユニット１０７を積み上げていく。さらに、これら複数の建物ユニット１０７を互いに一体化することによって、建築物Ｂが構築される。

　なお、このようなユニット工法を用いて建築物Ｂを構築した場合、建築物Ｂの建設効率を高めることができ、また、高い構造強度を確保することができる。

　一方、本実施形態の建築物Ｂは、上記第１実施形態と同様に、家電等の電気機器（負荷）に対して非接触で給電するための非接触給電システムを備えている。この非接触給電システムは、磁界共鳴式の給電システムであり、送電コイル（送電側デバイス、磁界発生器）と、受電コイル（受電側デバイス）とを備えている。

　本実施形態の建築物Ｂは、骨組構造体に対して天井パネル１０４、壁パネル１０５、床パネル１０６等を設置することによって組み立てられる。そして、この建築物Ｂの屋内空間Ｈ３を取り囲む一連の建築部材に対し、送電コイルが具備されている。しかも、本実施形態の送電コイルは、前記建築部材毎に分割された分割電線と、これら分割電線間を電気的に接続するコネクタとを備えている。

　より具体的に言うと、本実施形態では、図７及び図８に示すように、各壁パネル１０５の下端縁に沿って取り付けられた見切り材である幅木１１０を前記一連の建築部材として選択し、この幅木１１０が送電コイル１１１をなす電線１１２を内蔵している。幅木１１０は、平面視した場合に屋内空間Ｈ３を取り囲むように四分割されている。分割された各幅木１１０（幅木片）は、各壁パネル１０５に取り付けられることで、屋内空間Ｈ３を取り囲むように配設されている。さらに、各幅木１１０に内蔵した、送電コイル１１１をなす複数本の電線１１２（分割電線）は、幅木１１０の長手方向（延在方向）に沿って配設されている。すなわち、本実施形態の建築物Ｂでは、前記屋内空間を取り囲むように連設された複数の建築部材である４本の幅木１１０を備え、送電コイル１１１をなす電線１１２が、４本の幅木１１０の並び方向に沿って屋内空間Ｈ３を取り囲むループをなすように、各幅木１１０に設けられている。

　また、各幅木１１０は、屋内空間Ｈ３を取り囲むように配設した状態で、互いに隣り合う幅木１１０の端部同士がコネクタ１１３を用いて接続されている。各コネクタ１１３は、隣り合う一方の幅木１１０に内蔵された電線１１２と他方の幅木１１０に内蔵された電線１１２とを電気的に接続するためのＬ字状導線などの導電部材１１４を内蔵している。すなわち、各コネクタ１１３は、各幅木１１０間を機械的に接続する役目と、各電線１１２間を電気的に接続する役目とを兼ね備えている。

　コネクタ１１３を用いて、互いの間に直角をなすように隣り合う幅木１１０の各端部間を接続することによって、屋内空間Ｈ３を取り囲むように複数（４本）の幅木１１０が配設される。そして、コネクタ１１３を介して隣り合う幅木１１０にそれぞれ内蔵した電線１１２がコイル状をなすように電気的に接続されて、平面視した場合に屋内空間Ｈ３を取り囲むように長方形をなす送電コイル１１１が形成される。
　本実施形態の建築物Ｂを施工する際には、屋内空間Ｈ３を取り囲むように配設される一連の幅木１１０（建築部材）のそれぞれに送電コイル１１１をなす電線１１２を設け、この幅木１１０を各壁パネル１０５の下端縁に設置するとともに、幅木１１０の延在方向に沿って屋内空間Ｈ３を取り囲む送電コイル１１１を形成する。すなわち、本実施形態に係る建築物の施工方法は、全体としてループをなす送電コイル１１１をその延在方向に沿った複数箇所で分割した電線１１２がそれぞれ設けられた複数の幅木１１０を、屋内空間Ｈ３を囲むように連接する工程と；各電線１１２間をコネクタ１１３により電気的に接続することで、屋内空間Ｈ３を囲む送電コイル１１１を形成する工程と；を含む。
　このようにして、複数の建物ユニット１０７を設置して建築物Ｂを構築した後に、図示しない電源に繋がる送電線を、幅木１１０に設けた送電コイル１１１（電線１１２）に接続する。

　図７に示すように、受電コイル１１９ａは、送電コイル１１１と同一の共振周波数を有するものであり、家電等の電気機器（負荷）１１９に貼り付けた上で、この電気機器１１９に対して電気的に直接接続したり、送電線を介して接続したりするなどして、建築物Ｂの屋内空間Ｈ３に適宜配設されている。なお、「同一の共振周波数」とは、完全な同一に限らず、実質的に同一という意味である。

　上記構成からなる建築物Ｂにおいては、幅木１１０に設けた送電コイル１１１に対して前記電源から共振周波数と同一の周波数の電流を流すと、送電コイル１１１と受電コイルとの間の磁界が振動し、送電コイル１１１と受電コイルとの間で共鳴現象が生じる。そして、このように共鳴現象を発生させると、送電コイル１１１と受電コイル１１９ａとの間に発生する磁界を介して、送電コイル１１１から受電コイル１１９ａに、ひいては電気機器１１９に電力が供給される。

　本実施形態の建築物Ｂにおいては、大きな電力を伝送可能である反面、送電距離を長くすることが困難な電磁誘導方式や、送電距離を長くできる反面、伝送可能な電力を大きくすることが困難な電波方式ではなく、電磁誘導方式よりも電力の送電距離を長くすることができ、電波方式よりも大きな電力を送電可能な磁界共鳴方式の非接触給電システムを採用し、この磁界共鳴式の給電システムの送電コイル１１１が具備されている。

　そして、送電コイル１１１が、屋内空間Ｈ３を取り囲むように配設される一連の幅木１１０（建築部材）に具備されることで、屋内空間Ｈ３を取り囲むように配設されている。これにより、建築物Ｂの屋内空間Ｈ３の任意位置で家電等の電気機器１１９に非接触給電を行うことが可能になる。また、コンセントなどの接続器の設置を不要にしてコードレス化を図ることが可能になるとともに、内装の意匠性を高めることが可能になる。さらに、壁、天井、床等の建築部材１０４，１０５，１０６に配線用の開口を形成する必要がない。そのため、施工性、デザイン性の向上や、開口の形成による気密性等の性能低下を防止することも可能になる。

　また、コンセントなどの接続器の設置箇所の固定による給電位置の制約も無くなる。そのため、家電等の負荷の配置の自由度が高まり、屋内デザインを容易に変更することが可能になるとともに、間取りが制約されず、建築物Ｂの設計時に電力供給の観点で間取りを決めなくてもよくなる。特に、建築物Ｂの完成後に、事後的に間取りや屋内空間Ｈ３のデザインを容易に変更することが可能になる。

　また、建築物Ｂの建設時や建設後における電気の配線工事が実質的に不要となり、電気配線の施工費用を削減することができる。特に、事後的に間取りを変更する等の際の経済的負担を軽減することが可能になる。これにより、流行に合わせた屋内デザインに容易に変更することができ、時代とともに進化する住宅等の建築物Ｂのデザイン変化への対応を容易に行うことが可能になる。

　さらに、本実施形態の建築物Ｂにおいては、送電コイル１１１を具備する建築部材として幅木１１０を選定することによって、確実且つ容易に、屋内空間Ｈ３を取り囲むように送電コイル１１１を形成することが可能になる。また、屋内空間Ｈ３を取り囲む四角枠の周方向に分割して形成された各幅木１１０（建築部材）のそれぞれに電線１１２を設け、コネクタ１１３を用いて、互いに隣り合う幅木１１０同士を機械的に接続する。この接続により、互いに隣り合う幅木１１０の電線１１２同士も、導電部材１１４を介して電気的に接続することができ、その結果、屋内空間Ｈ３を取り囲むように各電線１１２を接続してループ状の送電コイル１１１を形成することができる。よって、確実且つ容易に、屋内空間Ｈ３を取り囲むように送電コイル１１１を配設することが可能になる。

　また、本実施形態の建築物Ｂの施工方法においては、屋内空間Ｈ３を取り囲むように配設される一連の幅木１１０に送電コイル１１１を設けることによって、屋内空間Ｈ３を取り囲む送電コイル１１１を形成することができ、上記の送電コイル１１１を備えた建築物Ｂの作用効果を得ることが可能になる。

　以上、本発明の第２実施形態に係る建築物Ｂ及びその施工方法について説明したが、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、建築物Ｂをユニット工法により構築した場合を説明したが、勿論、一般的な在来の木造工法など、他の工法で構築してもよい。この場合においても、建築部材に送電コイル１１１を具備することで、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

　また、本実施形態では、送電コイル１１１を設ける建築部材として幅木１１０を採用した場合を説明したが、建築部材としては、屋内空間Ｈ３を取り囲むように配設される一連の建築部材であれば良く、幅木１１０のみに限定されず、壁材、床材、天井材、のうちの少なくとも一つに適用することができる。例えば、図７に仮想線で図示するように、鉛直方向所定高さ位置に水平に敷設された電線１１２ａを備えた壁パネル１０５を採用しても、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
　さらに、例えば図９に示すように、平面視した場合に屋内空間Ｈ３を取り囲むように配設される一連の天井梁などの鉄骨梁１０２に送電コイル１１１を設けることによって、鉄骨梁１０２の延在方向に沿って屋内空間Ｈ３を取り囲むように送電コイル１１１を形成（配設）してもよい。勿論、この場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
　また、例えば、内装のクロスに印刷して電線１１２を形成し、屋内空間Ｈ３を形成する最表面（最表面側）に位置する建築部材の表面側又は裏面側にクロスを貼り付けることで、各電線１１２を、屋内空間Ｈ３を囲むように形成し、これをもって送電コイル１１１を配設してもよい。このように、クロスに電線１１２を印刷することで、容易に、電線１１２を建築部材に設けることができる。また、このクロスを、屋内空間Ｈ３を取り囲むように壁パネル１０５や天井パネル１０４に貼り付けることによって、容易に、建築物Ｂに送電コイル１１１を形成することが可能となる。
　また、電線１１２を備えた壁パネル１０５や幅木１１０、電線１１２を備えた梁やその他の建築部材を適宜組み合わせて、屋内空間Ｈ３を囲む複数の送電コイル１１１を配設してもよい。

［第３実施形態］
　以下、図１０から図１３を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る建築物について説明する。

　本実施形態の建築物は、上記第１実施形態と同様に、住宅や店舗、オフィスビル等であり、例えばユニット工法を用いて構築されている。そして、上記第１実施形態で図１を用いて説明した建築物Ａと同様に、工場で、複数本の鉄骨柱と複数本の鉄骨梁（建築部材）とを連結して形成した、例えばラーメン構造の骨組構造体に対し、天井パネル、壁パネル、床パネル等（建築部材）を設置して、直方体形状の建物ユニットを構築する。そして、複数の建物ユニットを建築現場に搬送し、基礎構造上に据え付けて並設する。そして、下段をなす建物ユニット上に上段をなす建物ユニットを積み上げていく。さらに、これら複数の建物ユニットを互いに一体化することによって、建築物が構築される。

　そして、本実施形態の建築物も、上記第１実施形態の建築物Ａと同様に、家電等の電気機器（負荷）に対して非接触で給電するための非接触給電システムを備えている。また、この非接触給電システムは、磁界共鳴式の給電システムであり、送電コイル（送電側デバイス、磁界発生器）と、受電コイル（受電側デバイス）とを備えている。ただし、本実施形態では、送電コイルのサイズ、個数、そして配置が、上記第１実施形態の構成とは異なっている。以下、その相違点を中心に説明する。

　図１０は、本実施形態の建物ユニット２０７であり、上記第１実施形態で説明した建物ユニット７に相当する。上記第１実施形態では、建物ユニット７の床パネル６の略全面を囲むように単一の大きな送電コイル１０を設けた場合を説明したが、本実施形態では、図１０及び図１１に示すように、前記送電コイル１０よりも小さい複数の送電コイル２１０（小コイル）を、床パネル２０６を平面視した場合にその全面に敷き詰めるように、この床パネル２０６内に設けている。

　図１２に示すように、本実施形態の床パネル２０６は、底壁３５２と；この底壁３５２上に立設された複数本の根太３０１と；これら根太３０１上に支持されたフローリング３０６と；底壁３５２及び根太３０１及びフローリング３０６により区画された空間３０２内に配置された、送電コイル２１０，断熱材３０３，パーチクルボード３０４，そしてサイルシート３０５と；を少なくとも備えている。
　図１１に示すように、フローリング３０６は、格子状に配置された複数本の根太３０１により支持されているが、これら根太３０１により区画された四角形の空間３０２内に、送電コイル２１０が個別に配置されている。各送電コイル２１０は、平面視した場合に空間３０２を囲む略四角形（正方形又は長方形）を成している。このように、本実施形態の送電コイルは、複数の小コイルである送電コイル２１０を備え、なおかつ、これら送電コイル２１０が、床パネル２０６の上面である屋内面２０６ａを複数領域に区画するように、縦横に配列されている。なお、各根太３０１間のピッチとしては、例えば４５ｃｍを採用することができる。

　そして、図１２に示す縦断面視した場合、各送電コイル２１０は、底壁３５２上に立設された一対の根太３０１間に、前記空間３０２を囲むように配置されている。そして、その送電コイル２１０を上から覆うように、前記空間３０２内に断熱材３０３が敷き詰められ、さらにその上に、パーチクルボード３０４及びサイルシート３０５がこの順で敷き詰めされている。そして最後に、根太３０１の上面にフローリング３０６が施工されている。なお、断熱材３０３からフローリング３０６にかけての各部材には金属が含まれていないため、屋内空間で受電コイルが受電するための磁界３５０を発せさせる上での妨げとならない。同様の理由により、施工に際しては、磁界３５０の形成に悪影響を及ぼす虞のある、アルミシート等の金属製断熱フィルムを送電コイル２１０よりも上に設けないようにする必要がある。

　本実施形態の各送電コイル２１０により形成される磁界３５０と、上記第１実施形態で説明した前記送電コイル１０により形成される磁界３５１の、床パネル２０６の表面に沿う方向の分布を図１３に示す。同図において、横軸が、床パネル２０６の一端から他端にかけての送電コイル１０又は２１０の配置を示し、縦軸が、磁界が及ぶ、床面からの高さを示している。

　本実施形態の送電コイル２１０は、各根太３０１間に配置され、それぞれが略半円状の強度分布を持つ磁界３５０を発生させている。各送電コイル２１０の大きさは上記第１実施形態の送電コイル１０の大きさよりも小さいため、磁界の及ぶ範囲（すなわち、水平方向の巾寸法や鉛直方向の高さ）も相対的に小さくなる。その結果、上記第１実施形態の送電コイル１０よりも磁界が及ぶ高さが低い磁界３５０が複数形成されて、床パネル２０６の上面を覆う。よって、送電コイル１０によって形成される高さＨ２の磁界３５１に比べて、全体として略平坦かつ磁界強度を所望の高さＨ１（例えば１．５ｍ程度）に抑えることが可能となる。したがって、磁界の及ぶ高さを低く抑えたい場合や、床パネル２０６に近い位置に配置された電気機器３０８（負荷）の受電コイル３０８ａで受電する場合などに、特に適している。
　一方、前記送電コイル１０の場合には、その大きさに応じて磁界３５１の及ぶ高さＨ２が高くなるので、床パネル２０６より比較的離れた高い位置に配置された電気機器３０８（負荷）の受電コイル３０８ａで受電する場合などに適している。

　本実施形態では、床パネル２０６の床面を格子状に区画し、各区画内のそれぞれに送電コイル２１０を配置する構成を採用しているので、建物ユニット２０７の屋内デザインを変えるための改築工事に対して柔軟に対応することができる。すなわち、図１３を再び参照して説明すると、屋内デザインの変更などを目的として例えば仕切壁を同図のＷ１の位置に新たに設ける必要が生じても、紙面左より３つの送電コイル２１０により、改築工事前と同様の高さを持つ磁界を屋内に分布させることができる。また、仕切壁Ｗ１よりも紙面右側の屋内空間での給電が不要である場合には、この仕切壁Ｗ１よりも紙面右側にある２つの送電コイル２１０への電流供給を絶つだけで、極めて容易に対応することができる。
　また、屋内で得られる磁界強度（磁界の及ぶ範囲）の屋内分布が所望の分布となるようにしたい場合、本実施形態では、各領域（各区画）内のそれぞれに送電コイル２１０を配置する構成を採用しているので、その大きさを配置場所毎に異ならせても良い。例えば、磁界強度（磁界の及ぶ範囲）を高くしたい場合には大きめの送電コイル２１０を設置する一方、低くしたい場合には小さめの送電コイル２１０を設置する。なお、ここで言う大きい、小さいとは、送電コイル２１０が形成するループにより囲まれる面積の大小を言う。

　また、本実施形態では、各根太３０１間に形成される空間３０２を利用してそこに送電コイル２１０を配置するだけで施工できるため、この点からも、建物ユニット２０７の改築工事に適している。すなわち、送電コイル２１０を備えていない従来の建物ユニット２０７に対しても、根太３０１を跨いで送電コイル２１０を設ける必要が無く、根太３０１自体への加工が不要であるため、後付けで送電コイル２１０を容易に設置することができる。

　非接触給電システムを備えていない従来の建物ユニット２０７に対して新たに送電コイル２１０を施工する改装工事を行う場合、更なる利便性を求めるのであれば、前記断熱材３０３内に送電コイル２１０を内蔵させて一体化させるようにしてもよい。この場合には、送電コイル２１０を内蔵した断熱材３０３を工場で予め製造しておき、これを改装工事現場まで運び、そして、建物ユニット２０７の床パネル２０６等を剥がしてから古い断熱材を取り除き、代わりに新しい断熱材３０３を設置する。この間、根太３０１への加工は不要であり、断熱材の交換だけで多数の送電コイル２１０を敷き詰めることが可能となる。
　さらに言うと、屋内の間取りを変えるための改築工事を行う場合、古い断熱材３０３を取り除いた上で、新たな断熱材３０３を代わりに設置するが、改築後の屋内で得られる磁界強度（磁界の及ぶ範囲）の屋内分布が所望の分布となるように、設置場所毎に断熱材３０３を変えても良い。例えば、磁界強度（磁界の及ぶ範囲）を高めにしたい場所には、大きめの送電コイル２１０を内蔵した断熱材３０３を配置する一方、磁界強度（磁界の及ぶ範囲）を低めにしたいか、またはゼロにしたい場所には、小さめの送電コイル２１０を内蔵した断熱材３０３か、または送電コイル２１０を備えない断熱材３０３を配置してもよい。

　また、建物ユニット２０７を新築する場合には、予め、根太３０１自体に送電コイル２１０を一体に設けておいてもよい。その場合には、根太３０１の設置だけで、多数の送電コイル２１０を同時に設置することが可能となる。
　なお、送電コイル２１０を一体に設ける場合には、上述のように断熱材３０３または根太３０１の何れか一方のみに一体に設けても良いし、または、必要に応じて両方に対して一体に設けるようにしてもよい。

　また、本実施形態の各送電コイル２１０は、図示を省略するが、制御回路を介して電源に対して並列接続されており、各送電コイル２１０に流す電流値を個別に制御することが可能となっている。このような制御により、送電コイル２１０毎に電流値を細かく調整することが出来るので、送電コイル２１０毎に発生させる磁界強度を細かく調整することが可能となっている。その結果、例えば床パネル２０６を平面視した場合に、部分的に磁界強度を高めた領域や、逆に低めた領域を形成するなどして、床面上に沿った磁界強度分布に強弱を付けることが可能となっている。

　また、本実施形態では、各送電コイル２１０を直列接続した上で、図示しない電源に接続する場合には、各根太３０１の上面を跨ぐようにして配線を設け、この配線により、互いに隣り合う送電コイル２１０間を電気的に接続することができる。この他、各送電コイル２１０間に図示しないリピータ（中継器）を設け、このリピータを介して無線接続するようにしてもよい。この場合、複数のリピータが必要となるが、リピータ自体の製造コストが安価であるため、施工コストに大きな影響はなく、むしろ、無線接続による施工自由度の高さの利点の方が勝る。

　以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明がこれら実施形態の構成及び方法のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更することができる。また、各実施形態の構成及び方法を適宜組み合わせる変更も、本発明の範囲内に含まれるものとする。

　本発明によれば、屋内の間取りなどによる制約を受けずに負荷への給電を行うことができる、非接触給電システムの送電コイルを備えた建築物と、この建築物の施工方法とを提供することができる。

　４　　天井パネル（天井材）
　５　　壁材（壁パネル）
　６，２０６　　床材（床パネル）
　８　　最外層に位置する他の建築部材（下地）
　９　　最内層に位置する建築部材（化粧板）
　１０，１１１　　送電コイル
　１１０　　連設された複数の建築部材，幅木
　１１２　　電線（分割電線）
　１１３　　コネクタ
　２０６ａ　　屋内面
　２１０　　送電コイル，小コイル
　Ａ，Ｂ　　建築物
　Ｈ１，Ｈ３　　屋内空間 

Claims (10)

1. 　磁界共鳴式の非接触給電システムの送電コイルを備えていることを特徴とする建築物。
2. 　屋内空間に面する最内層に位置する建築部材と、屋外に面する最外層に位置する他の建築部材との間に、前記送電コイルが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の建築物。
3. 　前記送電コイルと同じ周波数で共鳴するリピータをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の建築物。
4. 　屋内空間を取り囲むように連設された複数の建築部材をさらに備え；
   　前記送電コイルが、前記各建築部材の並び方向に沿って前記屋内空間を取り囲むループをなすように、前記各建築部材に設けられている；
   ことを特徴とする請求項１に記載の建築物。
5. 　前記送電コイルが、前記建築部材毎に分割された分割電線と、これら分割電線間を電気的に接続するコネクタとを備えることを特徴とする請求項４に記載の建築物。
6. 　前記建築部材が、壁材、幅木、床材、天井材、のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項４または５に記載の建築物。
7. 　屋内空間に面する屋内面を有する建築部材をさらに備え；
   　前記送電コイルが複数の小コイルを含んでかつ、これら小コイルが前記屋内面を複数領域に区画するように配列されている；
   ことを特徴とする請求項１に記載の建築物。
8. 　前記建築部材が、格子状に配置された根太と、これら根太間に配された断熱材とを備えた床材であり；
   　前記断熱材及び前記根太の少なくとも一方に、前記小コイルが一体に設けられている；
   ことを特徴とする請求項７に記載の建築物。
9. 　前記小コイルの大きさが、前記領域毎に異なることを特徴とする請求項７または８に記載の建築物。
10. 　送電コイルをその線材に沿った複数箇所で分割した分割電線がそれぞれ設けられた複数の建築部材を、屋内空間を囲むように連接する工程と；
    　前記各分割電線間を電気的に接続することで、前記屋内空間を囲む前記送電コイルを形成する工程と；
    を有することを特徴とする建築物の施工方法。

Images