WO2013038675A1 - 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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WO2013038675A1
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秀明 安倍
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パナソニック 株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a non-contact power feeding system, an electric device, a repeater, and an adapter.
  • Patent Document 1 non-contact power supply that wirelessly supplies power to electrical equipment has become possible with high efficiency, and practical application has begun (for example, Patent Document 1).
  • the primary coil of the non-contact power feeding device is embedded in a flat structure such as a desk.
  • the electrical device is supplied with power, or the electrical device is supplied with power through a connection line using a non-contact adapter with a built-in secondary coil. I was receiving.
  • the primary coil of the non-contact power feeding device is embedded in a flat structure such as a desk, but the primary coil is placed on a board or the like standing upright with respect to the flat surface of the desk or the like. Problems occur when embedded. That is, an electric device with a built-in secondary coil cannot be placed on a board or the like in which the primary coil is embedded.
  • the present invention relates to a non-contact power feeding system capable of spatially positioning a position where a primary coil and a secondary coil are magnetically coupled at an arbitrary position in the direction of gravity in non-contact power feeding using electromagnetic induction, It aims at providing an apparatus, a repeater, and an adapter.
  • a non-contact power feeding system includes a high-frequency inverter that supplies a high-frequency current, a non-contact power feeding device that includes a primary coil that is energized with the high-frequency current, and an alternating power generated from the primary coil.
  • An electric device including a secondary coil that generates an induced electromotive force via magnetic flux, and a power receiving circuit that supplies the induced electromotive force generated by the secondary coil to a load; and a structure that is variable in shape and can be self-supported and fixed Is provided.
  • At least one of a connection line connecting the primary coil and the high-frequency inverter, a connection line connecting the secondary coil and the power reception circuit, and a connection line connecting the power reception circuit and the load is the structure.
  • the secondary coil is spatially positioned with respect to the primary coil according to the shape of the structure.
  • the structure is preferably an articulated flexible arm.
  • the said structure WHEREIN: It is preferable that the said structure is a bellows type flexible arm.
  • the non-contact power feeding system further includes a repeater disposed between the primary coil and the secondary coil.
  • the repeater is provided on a support base, is supported by the second structure having a variable shape and can be fixed independently, and magnetic resonance by an alternating magnetic flux generated from the primary coil.
  • Intermediate coil An induced electromotive force is generated in the secondary coil by magnetic resonance of the intermediate coil, and the electric device is driven by the induced electromotive force generated in the secondary coil.
  • an electrical device includes a secondary coil that generates an induced electromotive force by an alternating magnetic flux generated from a primary coil of a non-contact power feeding device, a housing case that houses the secondary coil, A power receiving circuit that supplies an induced electromotive force generated by the secondary coil to a load; and a structure that is provided between a device main body of the electric device and the housing case and that is variable in shape and can be fixed independently.
  • the power receiving circuit may be provided in the device main body. Moreover, it is preferable to arrange
  • the power receiving circuit may be housed in the housing case together with the secondary coil.
  • a connection line connecting the load and the power receiving circuit is disposed along the structure.
  • the structure is preferably an articulated flexible arm.
  • the said structure WHEREIN: It is preferable that the said structure is a bellows type flexible arm.
  • the structure preferably includes a base end portion having a connector. Moreover, it is preferable that this connector can be attached or detached with the connector provided in the said apparatus main body.
  • the connector is preferably a USB compatible connector.
  • the said structure WHEREIN It is preferable that the said electric equipment is further provided with the magnetic body arrange
  • the said structure WHEREIN It is preferable that the said electric equipment is further provided with the cover which covers the said storage case.
  • the said structure WHEREIN It is preferable that the cover is provided with the accessory.
  • the repeater is disposed between the non-contact power feeding device including the primary coil and the electric device including the secondary coil.
  • the repeater includes an intermediate coil that magnetically resonates with an alternating magnetic flux generated from the primary coil and generates an induced electromotive force in the secondary coil by the magnetic resonance, a housing case that houses the intermediate coil, and a support base And a structure body that is provided between the housing case and has a variable shape and is capable of being fixed independently.
  • the repeater further includes a resonance capacitor connected to the intermediate coil.
  • the storage case may be one of a plurality of storage cases supported on the support base via the structure.
  • a resonance circuit is formed by the intermediate coils housed in the plurality of housing cases.
  • the repeater is further connected to the housing case via the second structure having a variable shape and capable of being fixed independently, and forms a resonance circuit together with the intermediate coil. It is preferable to include a second intermediate coil and a second storage case that stores the second intermediate coil.
  • an adapter for supplying power to an electric device includes a secondary coil that generates an induced electromotive force by an alternating magnetic flux generated from a primary coil of a non-contact power supply device, and the secondary coil.
  • a housing case that accommodates the electrical device, a connector that is detachably attached to the electrical device, a structure body that is provided between the housing case and the connector, has a variable shape, and can be fixed independently, and along the structure body And a connection line connecting the secondary coil and the connector.
  • the structure may be a bellows type flexible arm.
  • the connection line is wired in the flexible arm.
  • the connector is preferably a USB compatible connector.
  • the said structure WHEREIN It is preferable that the said adapter is further provided with the cover which covers the said storage case.
  • the position where the primary coil and the secondary coil are magnetically coupled can be spatially positioned at an arbitrary position in the direction of gravity.
  • (A) is an electrical block circuit diagram explaining the electrical configuration of the non-contact power feeding system
  • (b) is an electrical block circuit diagram explaining another example of the electrical configuration of the non-contact power feeding system.
  • a side board 2 is erected and fixed to the upper rear portion of the desk 1.
  • a non-contact power feeding device (hereinafter referred to as a power feeding device) 3 is housed and fixed in the side board 2.
  • a primary coil L1 and a high-frequency inverter 4 that excites the primary coil L1 are provided in the casing of the power feeding device 3.
  • the primary coil L1 provided in the housing of the power feeding device 3 is arranged so that its coil surface faces the front of the desk 1, that is, parallel to the front surface 2a of the side board 2.
  • the power feeding device 3 has a power supply circuit (not shown), rectifies commercial power input from the outside, performs DCD / DC conversion, drives the high-frequency inverter 4, and excites the primary coil L1. .
  • the high-frequency inverter 4 generates an alternating magnetic field in the primary coil L1 by passing a high-frequency current of several tens of kHz to several tens of MHz through the primary coil L1.
  • the alternating magnetic field generated from the primary coil L1 is radiated forward from the front surface 2a of the side board 2.
  • an electrical device 10 that receives secondary power from the power feeding device 3 includes a leg 12 in a housing 11 (a device body of the electrical device 10), and the desk 1. It can be placed at any position.
  • a housing case 18 that houses the secondary coil L ⁇ b> 2 that generates secondary power using the alternating magnetic field from the primary coil L ⁇ b> 1 is provided via the flexible arm 15. It has been.
  • the flexible arm 15 has a first arm A1, a second arm A2, a first universal joint J1, a second universal joint J2, and a third universal joint J3.
  • the first arm A ⁇ b> 1 is connected to the first universal joint J ⁇ b> 1 provided on the upper surface 13 of the housing 11 at the base end.
  • the first arm A1 is connected to the first universal joint J1, and is supported so as to be swingable with the first universal joint J1 as a fulcrum.
  • the first arm A1 is connected to and supported by the first universal joint J1 so as not to swing around the first universal joint J1 unless a certain amount of force is applied to the first arm A1. ing. That is, the sliding resistance between the first arm A1 and the first universal joint J1 does not swing with respect to the first universal joint J1 unless the force is applied to some extent, and the state is maintained. The sliding resistance is set.
  • the distal end portion of the first arm A1 is connected to the proximal end portion of the second arm A2 via the second universal joint J2 attached to the distal end portion.
  • the second arm A2 is connected to the second universal joint J2, and is supported so as to be swingable with the second universal joint J2 as a fulcrum.
  • the second arm A2 is connected and supported by the second universal joint J2 so that the second arm A2 does not swing around the second universal joint J2 unless a certain force is applied to the second arm A2. ing. That is, similarly, the sliding resistance between the second arm A2 and the second universal joint J2 does not swing with respect to the second universal joint J2 unless the force is applied to some extent. Is set to the sliding resistance to be held.
  • the tip of the second arm A2 is connected to a third universal joint J3 attached to the center of the back surface of the housing case 18.
  • the housing case 18 is supported to be swingable with the third universal joint J3 (the tip of the second arm A2) as a fulcrum by connecting the third universal joint J3 and the second arm A2.
  • the housing case 18 is connected and supported by the third universal joint J3 so that it does not swing around the third universal joint J3 unless a certain amount of force is applied to the housing case 18, and the state is maintained. . That is, similarly, if the sliding resistance between the second arm A2 and the third universal joint J3 does not apply a certain amount of force, the housing case 18 does not swing around the third universal joint J3 as a fulcrum. The sliding resistance to be held is set.
  • the flexible arm 15 including the first arm A1, the second arm A2, the first universal joint J1, the second universal joint J2, and the third universal joint J3 is a structure that is variable in shape and can be fixed independently.
  • the first arm A1, the second arm A2, the first universal joint J1, the second universal joint J2, and the third universal joint J3 constituting the flexible arm 15 may be made of metal or synthetic resin. Good.
  • the housing case 18 is closed with a cover 19 made of a material such as a metal or a magnetic body, and a front opening made of a material through which an alternating magnetic field passes.
  • a secondary coil L2 is arranged and fixed in the housing case 18, and a magnetic body 20 is arranged and fixed on the rear side of the secondary coil L2.
  • the secondary coil L ⁇ b> 2 provided in the housing case 18 is arranged so that its coil surface is parallel to the surface of the cover 19.
  • the surface of the cover 19 of the housing case 18 (coil surface of the secondary coil L2) can be directed in the desired direction only by applying a force to the housing case 18 in the desired direction. Retained.
  • the surface of the cover 19 of the housing case 18 (coil surface of the secondary coil L2) can be opposed to the coil surface of the primary coil L1 of the power feeding device 3 provided on the side board 2.
  • the primary coil L1 By energizing the primary coil L1 in this opposed state, secondary power is generated in the secondary coil L2.
  • the winding end of the secondary coil L2 in the housing case 18 is connected to a connecting wire 21 (see FIG. 4A), and the connecting wire 21 is transmitted through the flexible arm 15 drawn out from the back surface of the housing case 18. Guided into the housing 11 of the device 10.
  • first arm A1 and the second arm A2 are pipe-shaped arms in this embodiment, and the connection line 21 is a pipe of the second arm A2 and the first arm A1, as shown by a broken line in FIG. It is guided into the housing 11 through the inside.
  • the connection line 21 led into the housing 11 is connected to the power receiving circuit 22 shown in FIG.
  • the power receiving circuit 22 includes a rectifier circuit, a DC / DC converter, and the like.
  • the power receiving circuit 22 rectifies the secondary power excited by the secondary coil L2 by a rectifier circuit, converts the secondary power into a predetermined DC voltage by a DC / DC converter, and the LED (light emitting element) of the electric device (desk lamp) 10 or the like.
  • the load Z is supplied to cause the load Z to emit light.
  • the high-frequency inverter 4 of the power feeding device 3 is connected to the primary coil L1.
  • the high-frequency inverter 4 excites the primary coil L1 when driving power is input from a power supply circuit (not shown).
  • the power receiving circuit 22 of the electrical device 10 is connected to the secondary coil L ⁇ b> 2 in the housing case 18 through a connection line 21 wired along the flexible arm 15.
  • the power receiving circuit 22 converts secondary power induced in the secondary coil L2 into a DC voltage by an alternating magnetic field generated by excitation of the primary coil L1 of the power supply device 3.
  • the power receiving circuit 22 DC / DC converts the DC voltage into a desired voltage and supplies the DC / DC converted DC voltage to the load Z of the electrical device 10.
  • the load Z of the electrical device 10 may be a light emitter that is driven by the secondary power generated by the secondary coil L2.
  • the load Z emits light by a DC / DC converted DC power source, or the secondary power. It may be a light emitter that emits light using an AC power source as it is.
  • a primary antenna coil AT1 for transmission / reception is provided in the vicinity of the primary coil L1 in the power feeding device 3, and a secondary secondary coil for transmission / reception is provided in the housing case 18 in the vicinity of the secondary coil L2.
  • a side antenna coil AT2 (see FIG. 4B) may be provided.
  • the primary side antenna coil AT1 is connected to the primary side signal transmitting / receiving circuit 31 in the power feeding device 3.
  • the secondary antenna coil AT2 is connected to the signal line 30, and the signal line 30 is connected to the secondary signal transmission / reception circuit 32 in the housing 11 through the flexible arm 15.
  • the electric circuit in this case is shown in FIG.
  • the power feeding device 3 and the electric device 10 have a communication function, and by using the flexible arm 15, the secondary antenna coil AT2 for communication can be disposed in the vicinity of the primary antenna coil AT1.
  • detailed control of power supply and information communication can be executed without impairing the convenience.
  • the electric device 10 when the electric device 10 is arranged on the left side of the desk 1, the electric device 10 (housing 11) is connected to the coil surface of the primary coil L ⁇ b> 1 of the power feeding device 3 provided on the side board 2. It is arranged at a separated position.
  • the cover 19 of the housing case 18 housing the secondary coil L2 is connected to the housing 11 via the flexible arm 15 so as to face the primary coil L1 of the power feeding device 3 provided on the side board 2.
  • the held housing case 18 is directed toward the coil surface of the primary coil L1.
  • the container case 18 is held and guided so that the surface of the cover 19 of the container case 18 faces the coil surface of the primary coil L1.
  • the first arm A1 and the second arm A2 of the flexible arm 15 freely rotate, and the housing case 18 freely rotates with the third universal joint J3 (the tip of the second arm A2) as a fulcrum.
  • the surface of the cover 19 of the housing case 18 (the coil surface of the secondary coil L ⁇ b> 2) faces the coil surface of the primary coil L ⁇ b> 1 of the power feeding device 3. Moreover, that state is maintained.
  • the secondary power generated in the secondary coil L ⁇ b> 2 is supplied to the power receiving circuit 22 of the electric device 10 through the connection line 21.
  • the power receiving circuit 22 rectifies the secondary power, converts it to a desired DC voltage, supplies it to the load Z, and causes the load Z to emit light.
  • the electric device 10 when the electric device 10 is arranged on the right side of the desk 1, the electric device 10 (housing 11) is the coil surface of the primary coil L ⁇ b> 1 of the power feeding device 3 provided on the side board 2. It is arrange
  • the housing case 18 is held, and the surface of the cover 19 of the housing case 18 is guided so as to face the coil surface of the primary coil L1.
  • the surface of the cover 19 of the housing case 18 (coil surface of the secondary coil L ⁇ b> 2) faces the coil surface of the primary coil L ⁇ b> 1 of the power feeding device 3. Moreover, that state is maintained.
  • the primary coil L1 If the primary coil L1 is excited from this state, secondary power is generated in the secondary coil L2 accommodated in the opposing housing case 18, and the secondary power generated in the secondary coil L2 is connected to the secondary coil L2.
  • the electric power is supplied to the power receiving circuit 22 of the electric device 10 via the line 21.
  • the power receiving circuit 22 rectifies the secondary power, converts it into a desired DC voltage, supplies it to the load Z, and causes the load Z to emit light.
  • the electric device 10 can receive power from the power feeding device 3 and illuminate the desk 1 even if the arrangement position of the electric device 10 is changed on the desk 1.
  • the effect of 1st Embodiment comprised as mentioned above is described below.
  • the electric device 10 is configured such that the housing case 18 that houses the secondary coil L2 that generates secondary power by excitation of the primary coil L1 can be rotated with respect to the housing 11 via the flexible arm 15 It connected so that the state could be maintained.
  • the secondary coil L2 can be directed in the desired direction only by applying a force in the desired direction to the housing case 18 by the flexible arm 15, and the state is maintained. That is, the position where the primary coil L1 and the secondary coil L2 are magnetically coupled can be spatially positioned at an arbitrary position in the direction of gravity. As a result, regardless of the orientation of the power supply device 3 and the position of the electrical device 10 on the desk 1, the electrical device 10 can receive power from the power supply device 3. Can be illuminated.
  • the housing case 18 housing the secondary coil L2 is formed of a metal or a magnetic material except for the cover 19 of the opening. Therefore, it is possible to prevent electromagnetic waves generated when the secondary coil L2 receives power from being radiated to the outside.
  • connection line 21 that electrically connects the secondary coil L2 and the power receiving circuit 22 is guided into the housing 11 through the pipes of the first arm A1 and the second arm A2. Therefore, since the connection line 21 does not appear outside, the electrical device 10 is excellent in design and does not impair the aesthetic appearance on the desk 1.
  • the primary coil L1 and the secondary coil L2 are formed in a circular shape, but may be implemented in other shapes such as a square shape.
  • the flexible arm 15 is composed of two arms, the first arm A1 and the second arm A2, but is not limited to this, and is an articulated type composed of three or more arms.
  • the flexible arm may be used.
  • this may be carried out with a single arm, with the base end of the arm connected to the upper surface 13 of the housing 11 with a universal joint and the tip connected to the center of the back surface of the housing case 18 with a universal joint.
  • connection line 21 is guided into the housing 11 through the pipes of the first arm A1 and the second arm A2, but the inside of the housing 11 is wound around the outer surface of the flexible arm 15 in a spiral shape. You may lead to.
  • the secondary coil L2 and the magnetic body 20 are stored in the storage case 18.
  • the power receiving circuit 22 shown in the first embodiment may be housed in the housing case 18.
  • a wiring that is drawn from the power receiving circuit 22 and supplies a DC voltage to the load Z of the electrical device 10 becomes the connection line 21.
  • the load Z is driven by a DC voltage supplied via the connection line 21.
  • the connecting line 21 is guided into the housing 11 while spirally winding the outer surface of the flexible arm 15, but the inside of the housing 11 passes through the pipes of the first arm A1 and the second arm A2. You may be made to guide to.
  • the flexible arm 15 includes the first arm A1, the second arm A2, the first universal joint J1, the second universal joint J2, and the third universal joint J3. That is, the flexible arm 15 is composed of an articulated flexible arm including the arm.
  • the flexible arm 25 is a flexible arm that is formed in a bellows shape by continuously connecting the same-shaped connecting bodies 26 made of metal or synthetic resin.
  • the connecting body 26 constituting the flexible arm 25 has a spherical part 26a formed at one end and a spherical concave part 26b formed at the other end. Then, the spherical body portion 26a of the connecting body 26 is fitted and connected to the concave portion 26b of the connecting body 26 on the connecting side, and this is sequentially repeated, and the plurality of connecting bodies 26 are connected, whereby a bellows type flexible arm is connected. 25 is formed.
  • the recessed portion 26b and the spherical portion 26a to be fitted are slidable between the inner peripheral surface of the concave portion 26b and the outer peripheral surface of the spherical portion 26a, and the concave portion 26b and the spherical portion 26a are rotatable with respect to each other.
  • the inner circumferential surface of the recess 26b and the outer circumferential surface of the spherical body portion 26a have sliding resistance, and the sliding resistance is set so that the coupling bodies 26 do not rotate unless a certain amount of force is applied to the coupling body 26.
  • the connecting bodies 26 are connected and supported so as to maintain the state.
  • the bellows-type flexible arm 25 including the plurality of connecting bodies 26 is also a structure that is variable in shape and can be fixed independently.
  • a through hole 26c is formed in the spherical body portion 26a of the connecting body 26 so as to penetrate in the axial direction.
  • the connection line 21 is prevented from appearing outside through the connection line 21 through the communicating through hole 26c.
  • the bellows type flexible arm 25 configured in this way is connected and fixed to the upper surface 13 of the housing 11 of the electric device 10 as shown in FIG. Connected and fixed to the back.
  • the housing case 18 (coil surface of the secondary coil L2) can be directed in the desired direction only by applying a force in the desired direction to the housing case 18, and the state is maintained.
  • the coil surface (accommodating case 18) of the secondary coil L ⁇ b> 2 of the electrical device 10 is the same as that of the first embodiment.
  • the secondary coil L1 can be opposed.
  • the secondary coil L2 generates secondary power by exciting the primary coil L1.
  • connection line 21 is passed through the flexible arm 25. You may implement this with the bellows type flexible arm in which the through-hole 26c is not formed. In this case, the connecting wire 21 is spirally wound around the outer surface of the flexible arm 25 and guided into the housing 11.
  • the above-mentioned bellows type flexible arm 25 had its base end connected and fixed to the upper surface 13 of the casing 11 of the electric device 10. As shown in FIG. 11, a connector 33 compatible with USB (Universal Serial Bus) may be connected to the base end portion of the bellows type flexible arm 25. Then, the connection line 21 may be connected to a predetermined terminal of the USB-compatible connector 33 as the power supply adapter 36.
  • USB Universal Serial Bus
  • the connector 33 can be freely attached to and detached from the USB connector 34 provided in the electric device 10, and the electric device 10 acquires a power source. be able to.
  • a bellows type flexible arm 25 having a USB-compatible connector 33 is connected to a housing case 18 that houses the secondary coil L2, the magnetic body 20, and the power receiving circuit 22, for supplying power. You may apply to the adapter 36.
  • FIG. 12 a bellows type flexible arm 25 having a USB-compatible connector 33 is connected to a housing case 18 that houses the secondary coil L2, the magnetic body 20, and the power receiving circuit 22, for supplying power. You may apply to the adapter 36.
  • a commercially available electric device 10 provided with a USB connector 34 can be freely attached and detached to obtain a power source.
  • the electrical circuit at this time is shown in FIG.
  • the present invention may be applied to an adapter in which an ordinary power supply connector is connected without connecting the USB connector 33 at the base end of the bellows type flexible arm 25.
  • the flexible arm 35 is composed of a plurality of telescopic pipes P1, P2, and P3 and a plurality of universal joints J1 and J2. You may form and implement.
  • This flexible arm 35 has a telescopic pipe P1, P2, P3 built in the order of the diameter in a telescopic structure. And the base end part of the telescopic pipe P1 with the largest diameter is connected with the upper surface 13 of the housing
  • the sliding resistance between the telescopic pipes P1, P2 and P3 is set to a sliding resistance that maintains the state without stretching or sliding unless a force is applied to some extent. Yes.
  • the sliding resistance between the telescopic pipe P1 and the first universal joint J1 is not applied to some extent, the telescopic pipe P1 does not swing around the first universal joint J1 and the state is maintained.
  • the sliding resistance between the second universal joint J2 and the tip of the telescopic pipe P3 does not apply a certain amount of force, the housing case 18 does not swing around the second universal joint J2 and remains in that state.
  • the sliding resistance is set.
  • the telescopic pipes P1 to P3 can be expanded and contracted, and the surface of the cover 19 of the storage case 18 can be oriented in the desired direction only by applying a force to the storage case 18 in the desired direction. Retained. Then, when the primary coil L1 is excited in this facing state, secondary power is generated in the secondary coil L2.
  • connection line 21 wired in the telescopic pipes P1 to P3 is wound up in the housing 11.
  • the connection line 21 wound up in the telescopic pipes P1 to P3 is rewound.
  • a pantograph-type link mechanism may be used to embody a flexible arm that is variable in shape and can be fixed independently.
  • a bellows-type flexible arm that is formed by winding a strip-shaped metal plate in a spiral shape so as to form a cylinder and can be fixed independently. It may be embodied.
  • power supply to one electrical device (table lamp) 10 is shown for one primary coil L1, but the present invention is not limited to this, and a plurality of electrical devices 10 are used for one primary coil. It is also possible to supply power.
  • the electric device 10 may be applied to various electric devices such as a fan, a television, a radio, an audio device, a toaster, a charger, etc. without being limited to the lighting fixture.
  • the power feeding device 3 provided on the side board 2 is provided with one primary coil L1. As shown in FIG. 15, this is performed by a power feeding device 3 provided with a plurality of primary coils L1 in the side board 2 and a high-frequency inverter 4 for exciting each primary coil L1 individually. May be.
  • a power feeding apparatus provided with a plurality of primary coils L1 in an indoor wall 37 and a high-frequency inverter 4 for exciting each primary coil L1 individually. 3 may be implemented.
  • an audio device main body 40 such as an amplifier or a tuner is installed in the center facing a primary coil L1 on the wall 37 on a shelf 38 provided on the wall 37, and speakers 41 are provided on both sides of the audio device main body 40. Install.
  • the secondary coil L2 extended from the back surface of the audio equipment main body 40 via the articulated 1st flexible arm 15a is made to oppose the primary coil L1.
  • the audio device main body 40 drives the audio device main body 40 using the power received by the secondary coil L2 by a power receiving circuit (not shown) provided therein.
  • high-frequency alternating current is generated by a high-frequency inverter (not shown) provided in the audio device main body 40 using the power received by the secondary coil L2.
  • the high frequency inverter is connected to an audio side primary coil L1a provided at the tip of an articulated second flexible arm 15b extending from the upper surface of the audio device main body 40 by a connection line (not shown). Then, the high frequency inverter excites the audio side primary coil L1a via a connection line wired along the second flexible arm 15b.
  • the speaker 41 on both sides makes the speaker side secondary coil L2a provided at the tip of the articulated third flexible arm 15c extending from the upper surface of the speaker 41 face the audio side primary coil L1a.
  • the audio side primary coil L1a and the speaker side secondary coil L2a may be connected and fixed to each other with a magnet or an adhesive tape. Further, the audio side primary coil L1a and the speaker side secondary coil L2a may be magnetically coupled by making the coil side of the audio side primary coil L1a orthogonal to the coil side of the speaker side secondary coil L2a. .
  • the audio signal may be another independent radio signal via the antenna coils AT1, AT2, etc. shown in FIG. 4B, or may be a signal superimposed on the power transmission magnetic flux.
  • the second flexible arm 15b of the audio device main body 40 may be omitted, and the audio side primary coil L1a may be provided inside the wall surface of the housing of the audio device main body 40. Then, the speaker side secondary coil L2a may be opposed to the audio side primary coil L1a via the third flexible arm 15c.
  • the third flexible arm 15c of the speaker 41 may be omitted, and the speaker-side secondary coil L2a may be provided inside the wall surface of the speaker 41 casing. Then, the audio side primary coil L1a may be opposed to the speaker side secondary coil L2a via the second flexible arm 15b.
  • the secondary coil L2 was connected from the audio equipment body 40 via the first flexible arm 15a. This may be implemented by omitting the first flexible arm 15a of the audio device main body 40 and providing the secondary coil L2 inside the wall surface of the housing of the audio device main body 40. In this case, it is necessary to arrange the audio device main body 40 so that the secondary coil L2 faces the primary coil L1.
  • the first to third flexible arms 15a, 15b, and 15c are articulated flexible arms, but may be implemented by bellows-type flexible arms. Moreover, in the said embodiment, the storage case 18 was bare.
  • the housing case 18 housing the secondary coil L2 may be covered with an applique cover 43.
  • the storage case 18 becomes an accessory, which is excellent in design and aesthetics.
  • This accessory is an application unique to a structure that can be independently fixed in a space in any form, and it is possible to produce a living space that makes the most of individuality, making use of the effects of non-contact and non-contact.
  • cover 43 since the cover 43 is removable, it is easy to change the contents according to the season. Of course, the cover 43 may be fixed to the housing case 18. Moreover, you may implement only by a cover, without giving an accessory to the cover 43. FIG.
  • the cover 43 may be covered with the housing case 18 of the adapter 36 shown in FIGS.
  • index which shows the arrangement position of the primary coil L1 of the electric power feeder 3 was displayed on the side board 2
  • index which shows the arrangement position of the primary coil L1 was displayed on the front 2a of the side board 2. May be displayed.
  • the index indicating the arrangement position of the primary coil L1 may be a picture or a photograph that appears as a three-dimensional stereoscopic image.
  • the arrangement position of the primary coil L1 can be shown with a visual sense of depth, and a non-contact and long gap space power feeding effect can be achieved.
  • a visual sense of depth is provided by pasting a picture or photograph that appears as a three-dimensional stereoscopic image on the cover 43 shown in FIGS. 17 (a) and 17 (b) covering the housing case 18 housing the secondary coil L2. It may be implemented as shown.
  • a power feeding device 3 (first non-contact power feeding device) that performs non-contact power feeding to the electrical device 10 is provided on the desk 1, and the power feeding device 3 is provided at a place other than the desk 1. It is characterized in that it receives non-contact power supply from the non-contact power supply device.
  • a floor-side power feeding device 51 as a second non-contact power feeding device is housed and fixed in the floor 50 on which the desk 1 is placed.
  • a floor-side primary coil L1f and a floor-side high-frequency inverter 52 that excites the floor-side primary coil L1f are provided.
  • the floor-side primary coil L1f is arranged so that its coil surface faces upward of the floor 50, that is, parallel to the floor surface.
  • the floor-side power feeding device 51 has a power supply circuit (not shown), rectifies commercial power input from the outside, performs DC / DC conversion, drives the floor-side high-frequency inverter 52, and excites the floor-side primary coil L1f. It is supposed to be.
  • a desk-side power feeding device 53 as a first non-contact power feeding device is housed and fixed in the desk 1.
  • a plurality of desk-side primary coils L1d are provided in a line in the left-right direction, and a desk-side high-frequency inverter 54 that excites each desk-side primary coil L1d is provided.
  • the desk-side primary coils L1d provided in the left and right rows are arranged so that their coil surfaces face upward of the desk 1, that is, parallel to the upper surface of the desk 1.
  • the desk-side power feeding device 53 has a power supply circuit (not shown), rectifies the power input from the outside, performs DC / DC conversion, drives the desk-side high-frequency inverter 54, and excites the desk-side primary coil L1d. It is like that.
  • a housing that houses a desk-side secondary coil L2d that receives secondary power from the floor-side primary coil L1f using electromagnetic induction via a bellows-type flexible arm 25.
  • a case 18 is provided.
  • the surface of the cover 19 of the storage case 18 (coil surface of the desk side secondary coil L2d) is simply applied in the desired direction to the storage case 18 by the bellows-type flexible arm 25. It can be turned and its state is maintained.
  • the surface of the cover 19 of the housing case 18 (the coil surface of the desk-side secondary coil L2d) can be opposed to the coil surface of the floor-side primary coil L1f of the floor-side power feeding device 51 provided on the floor 50. .
  • the floor side primary coil L1f is excited in this facing state, secondary power is generated in the desk side secondary coil L2d.
  • the secondary power received by the desk-side secondary coil L2d is output to a power circuit (not shown) of the desk-side power feeding device 53 via the connection line 21 wired along the bellows type flexible arm 25.
  • the power supply circuit of the desk-side power feeding device 53 rectifies the received power received by the desk-side secondary coil L2d, performs DC / DC conversion, drives the desk-side high-frequency inverter 54, and drives the desk-side primary coil L1d. Is to be excited.
  • the desk-side primary coils L1d provided in the left and right rows are arranged so that their coil surfaces are parallel to the upper surface of the desk 1. Therefore, even the electric device 10 that does not include the flexible arms 15 and 25 and that has the secondary coil provided inside the bottom surface of the housing can receive power if placed above the desk-side primary coil L1d.
  • the third embodiment is characterized in that a relay device is interposed between the power feeding device 3 and the electric device 10 that receives power from the power feeding device 3, and the electric device 10 receives non-contact power feeding from the power feeding device 3 through the relay device. have.
  • an electric device an electric fan in this embodiment
  • a housing case 18 that houses a secondary coil L ⁇ b> 2 via a bellows type flexible arm 25 is connected to the primary coil L ⁇ b> 1 of the power feeding device 3. It is placed in a position that cannot be reached.
  • the electric device 10 cannot receive power supply from the primary coil L1 of the power supply device 3. Therefore, in the case of the third embodiment, the electrical device 10 is configured to receive non-contact power feeding from the power feeding device 3 using the first repeater 60 and the second repeater 70.
  • the first repeater 60 includes a support base 61 placed on the desk 1, and a cylindrical storage case 62 via a universal joint J ⁇ b> 6 at the top end of the support base 61. Is connected to the outer peripheral surface of the lower end.
  • the housing case 62 is supported by the universal joint J6 so as to be swingable by being connected to the universal joint J6.
  • the housing case 62 is connected and supported by the universal joint J6 so as not to swing with the universal joint J6 as a fulcrum unless a certain amount of force is applied to the housing case 62.
  • the sliding resistance between the housing case 62 and the universal joint J6 is set to a sliding resistance that keeps the state of the housing case 62 without swinging around the universal joint J6 unless a force is applied to some extent.
  • the universal joint J6 is a structure that is variable in shape and can be fixed independently.
  • the cylindrical storage case 62 is closed at its both side openings by covers 63 and 64 made of a material that passes an alternating magnetic field.
  • An intermediate coil Lc0 is accommodated in the accommodation case 62.
  • the intermediate coil Lc0 is disposed and accommodated such that its coil surface is parallel to the covers 63 and 64.
  • a resonance capacitor Cx1 is connected to the intermediate coil Lc0.
  • the coil Lc0 and the capacitor Cx1 constitute a first resonance circuit.
  • the second repeater 70 includes a support base 71 and a first storage case 72 that are placed on the desk 1.
  • the upper end portion of the support base 71 is connected to the outer peripheral surface of the lower end of the first accommodation case 72 via a universal joint J7.
  • the first housing case 72 is supported by the universal joint J7 so as to be swingable by being connected to the universal joint J7.
  • the first housing case 72 is connected and supported by the universal joint J7 so as not to swing around the universal joint J7 unless a certain amount of force is applied to the first housing case 72, and to maintain the state. .
  • the universal joint J7 has a variable shape and can be fixed independently.
  • the first housing case 72 houses the first intermediate coil Lc1, and its front opening is closed by a cover 73 made of a material that allows an alternating magnetic field to pass through.
  • the first intermediate coil Lc1 is disposed and accommodated such that its coil surface is parallel to the cover 73.
  • the bellows type flexible arm 25 is provided at the center of the back surface of the first housing case 72, and the second housing case 75 is attached to the tip of the flexible arm 25.
  • the second housing case 75 houses the second intermediate coil Lc2, and the front opening thereof is closed with a cover 76 made of a material that allows an alternating magnetic field to pass through.
  • the second intermediate coil Lc ⁇ b> 2 is connected to the first intermediate coil Lc ⁇ b> 1 accommodated in the first accommodation case 72 via the connection line 77.
  • the connection line 77 is configured to connect the first intermediate coil Lc1 and the second intermediate coil Lc2 through the bellows type flexible arm 25.
  • the second housing case 75 (the coil surface of the second intermediate coil Lc2) can be directed in the desired direction by the flexible arm 25 only by applying a force in the desired direction to the second housing case 75. Moreover, that state is maintained.
  • a resonance capacitor Cx2 is connected to the first intermediate coil Lc1 of the first housing case 72, and the first intermediate coil Lc1, the capacitor Cx2, and the second intermediate coil Lc2
  • the 2nd resonance circuit is comprised.
  • the 2nd repeater 70 is arrange
  • the front surface (the surface on the cover 73 side) of the first housing case 72 of the second repeater 70 is opposed to the primary coil L ⁇ b> 1 of the power feeding device 3.
  • the front surface (surface on the cover 76 side) of the second housing case 75 of the second repeater 70 is directed to the electric device (electric fan in the third embodiment) 10 side.
  • the housing case 18 extending from the bellows type flexible arm 25 provided in the electric device (electric fan in the present embodiment) 10 is directed to the second housing case 75 side of the second repeater 70. Accordingly, the second housing case 75 (second intermediate coil Lc2) of the second repeater 70 and the housing case 18 (secondary coil L2) of the electrical device 10 face each other over a long distance.
  • the first repeater 60 is disposed between the second accommodation case 75 of the second repeater 70 and the accommodation case 18 of the electric device 10.
  • the accommodation case 62 (intermediate coil Lc0) of one first repeater 60 is separated from the second accommodation case 75 (second intermediate coil Lc2) of the second repeater 70 and the accommodation case 18 ( They are arranged between the secondary coils L2) and face each other.
  • the second resonance circuit including the first intermediate coil Lc1, the second intermediate coil Lc2, and the capacitor Cx2 of the second repeater 70 is driven by the drive frequency of the primary coil L1. Resonates at. That is, the primary coil L1 magnetically resonates the second resonance circuit of the second repeater 70, and the first intermediate coil L1 excites the second intermediate coil Lc2.
  • the first resonance circuit including the intermediate coil Lc0 and the capacitor Cx1 of the first repeater 60 resonates at the excitation frequency of the second intermediate coil Lc2.
  • the second intermediate coil Lc2 magnetically resonates the first resonance circuit of the first repeater 60, and the second intermediate coil Lc2 excites the secondary coil L2 of the electric device 10 to supply power to the electric device 10. .
  • the first repeater 60 and the second repeater 70 are provided one by one. However, a plurality of them may be used depending on the application, or only one or a plurality of either one may be used. Or may be used.
  • a resonance capacitor Cx2 is connected in parallel to the first intermediate coil Lc1 and the second intermediate coil Lc2. This may be implemented by connecting a resonance capacitor Cx2 in series with the first intermediate coil Lc1 and the second intermediate coil Lc2 as shown in FIG. Of course, a resonance circuit in which capacitors are connected in series and parallel may be used.
  • a plurality of (two in the figure) articulated flexible arms 15 are provided at the upper end of the support base 81 as in the relay 80 shown in FIG.
  • the storage cases 72 and 75 may be attached to the distal end side of the flexible arm 15, respectively.
  • the articulated flexible arm 15 or the bellows type flexible arm 25 is used as the structure whose shape is variable and can be self-supported, but the structure is not limited to this.
  • the structure may be any structure that is variable in shape and can be fixed independently. Therefore, it may be a metal whose shape is variable and capable of being fixed independently.
  • no resonance capacitor is provided for the primary coil L1 and the secondary coil L2, but a resonance capacitor is connected in series to the primary coil L1 and the secondary coil L2. Or you may connect and implement in parallel.

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Abstract

 非接触給電システムは、非接触給電装置(3)と、電気機器(10)とを備える。非接触給電装置は、高周波電流を供給する高周波インバータ(4)と、高周波電流が通電される1次コイル(L1)とを含む。電気機器は、1次コイルから発生する交番磁束によって誘導起電力を発生する2次コイル(L2)と、その2次コイルで発生した誘導起電力を負荷(Z)に供給する受電回路(22)とを含む。非接触給電システムは更に、形状が可変かつ自立固定可能な構造体(15)を備える。1次コイルと高周波インバータを接続する接続線、2次コイルと受電回路を接続する接続線、及び受電回路と負荷を接続する接続線のうちの少なくともいずれか一つが構造体に沿って配置される。構造体の形状によって、1次コイルに対して2次コイルが空間的に位置決めされる。

Description

非接触給電システム、電気機器、中継器及びアダプタ
 本発明は、非接触給電システム、電気機器、中継器及びアダプタに関するものである。
 近年、電気機器にワイヤレスで電源を供給する非接触給電が高効率でできるようになり、実用化が始まっている(例えば、特許文献1)。例えば、机等のフラットな構造物に非接触給電装置の1次コイルを埋め込む。そして、2次コイルを内蔵した電気機器をその1次コイル上に置くことによって、電気機器は給電を受けたり、2次コイルを内蔵する非接触アダプタを使い接続線を介して電気機器は給電を受けたりしていた。
特開2011-151900号公報
 ところが、非接触給電装置の1次コイルが机等のフラットな構造物に埋め込まれる場合には問題がないが、机等のフラットな面に対して垂直に立設されたボード等に1次コイルが埋め込まれた場合に問題が生じる。つまり、2次コイルを内蔵した電気機器は、1次コイルを埋め込んだボード等の上に配置できない。
 また、接続線を介して電気機器に接続される非接触アダプタは、その非接触アダプタの自重でボード等の垂直面から脱落しないように、垂直面に対して位置決め固定する必要がある。しかし、位置決め固定するために、磁石や両面接着テープなどの新たな手段を使って固定すると、非接触アダプタの位置を変える場合の着脱が非常に煩わしくなる。また、磁石は金属を吸着し、吸着した金属を誘導加熱する虞がある。両面接着テープや接着剤は、美観を損ね、掃除もし難くなる。
 従って、ワイヤレス給電では、電気機器をフラットな面に置いて給電を受ける使い方とフラットな面に対して垂直な面から給電を受ける使い方の両方を満たす良策がなかった。
 本発明は、電磁誘導を利用する非接触給電において、1次コイルと2次コイルとを磁気結合させる位置を重力方向における任意の位置で空間的に位置決めすることが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。
 本発明の一態様によれば、非接触給電システムは、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次コイルとを含む非接触給電装置と、前記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次コイルと、その2次コイルで発生した誘導起電力を負荷に供給する受電回路とを含む電気機器と、形状が可変かつ自立固定可能な構造体とを備える。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、及び前記受電回路と前記負荷を接続する接続線のうちの少なくともいずれか一つが前記構造体に沿って配置されている。前記構造体の形状によって、前記1次コイルに対して前記2次コイルが空間的に位置決めされている。
 上記構成において、前記構造体は、多関節式のフレキシブルアームであることが好ましい。
 上記構成において、前記構造体は、蛇腹式のフレキシブルアームであることが好ましい。
 上記構成において、前記非接触給電システムは更に、前記1次コイルと前記2次コイルとの間に配置される中継器を備えることが好ましい。前記中継器は、支持台に設けられ、形状が可変かつ自立固定可能な第2の構造体と、その第2の構造体を介して支持され、前記1次コイルから発生する交番磁束によって磁気共鳴する中間コイルとを含む。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が発生し、その2次コイルで発生した誘導起電力にて前記電気機器が駆動される。
 本発明の他の態様によれば、電気機器は、非接触給電装置の1次コイルから発生する交番磁束によって誘導起電力を発生する2次コイルと、前記2次コイルを収容する収容ケースと、前記2次コイルで発生した誘導起電力を負荷に供給する受電回路と、前記電気機器の機器本体と前記収容ケースとの間に設けられ、形状が可変かつ自立固定可能な構造体とを備える。
 上記構成において、前記受電回路は、前記機器本体に設けてもよい。また、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を、前記構造体に沿って配置することが好ましい。
 上記構成において、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てもよい。また、前記負荷と前記受電回路とを接続する接続線を、前記構造体に沿って配置することが好ましい。
 上記構成において、前記構造体は、多関節式のフレキシブルアームであることが好ましい。
 上記構成において、前記構造体は、蛇腹式のフレキシブルアームであることが好ましい。
 上記構成において、前記構造体は、コネクタを有する基端部を含むことが好ましい。また、このコネクタは、前記機器本体に設けたコネクタと着脱可能であることが好ましい。
 上記構成において、前記コネクタは、USB対応のコネクタであることが好ましい。
 上記構成において、前記電気機器は更に、前記収容ケース内において、前記2次コイルの後側に配置される磁性体を備えることが好ましい。
 上記構成において、前記電気機器は更に、前記収容ケースを覆うカバーを備えることが好ましい。
 上記構成において、前記カバーには、アクセサリーが施されていることが好ましい。
 本発明の更に別の態様によれば、中継器は、1次コイルを含む非接触給電装置と、2次コイルを含む電気機器との間に配置される。この中継器は、前記1次コイルから発生する交番磁束によって磁気共鳴し、そ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る中間コイルと、その中間コイルを収容する収容ケースと、支持台と前記収容ケースとの間に設けられ、形状が可変かつ自立固定可能な構造体とを備える。
 上記構成において、前記中継器は更に、前記中間コイルに接続された共振用のコンデンサを備えることが好ましい。
 上記構成において、前記収容ケースは、前記支持台に前記構造体を介して支持される複数の収容ケースのうちの一つであってもよい。この場合、前記複数の収容ケースにそれぞれ収容された前記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。
 上記構成において、前記中継器は更に、形状が可変かつ自立固定可能な第2の構造体と、前記第2の構造体を介して前記収容ケースに連結され、前記中間コイルとともに共振回路を形成する第2中間コイルと、前記第2中間コイルを収容した第2収容ケースと、を備えることが好ましい。
 本発明の更に別の態様によれば、電気機器に電源を供給するアダプタは、非接触給電装置の1次コイルから発生する交番磁束によって誘導起電力を発生する2次コイルと、その2次コイルを収容する収容ケースと、前記電気機器と着脱可能に設けられたコネクタと、前記収容ケースと前記コネクタとの間に設けられ、形状が可変かつ自立固定可能な構造体と、前記構造体に沿って配置され、前記2次コイルとコネクタとを接続する接続線とを備える。
 上記構成において、前記構造体は、蛇腹式のフレキシブルアームであってもよい。この場合、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が好ましい。
 上記構成において、前記コネクタは、USB対応のコネクタであることが好ましい。
 上記構成において、前記アダプタは更に、前記収容ケースを覆うカバーを備えることが好ましい。
 上記構成において、前記カバーには、アクセサリーが施されていることが好ましい。
 本発明によれば、1次コイルと2次コイルとを磁気結合させる位置を重力方向における任意の位置で空間的に位置決めすることが可能である。
第1実施形態の非接触給電システムの非接触給電装置を備えた机の斜視図。 非接触給電システムの受電回路を備えた電気機器の斜視図。 フレキシブルアームを説明するための説明図。 (a)は非接触給電システムの電気的構成を説明する電気ブロック回路図、(b)は非接触給電システムの電気的構成の別例を説明する電気ブロック回路図。 本実施形態の作用を説明する斜視図。 本実施形態の作用を説明する斜視図。 第1実施形態の別例である収容ケースに受電回路を配置した状態を示す収容ケースの断面図。 第1実施形態の別例である蛇腹式のフレキシブルアームを説明する説明図。 蛇腹式のフレキシブルアームの作用を説明する斜視図。 蛇腹式のフレキシブルアームの作用を説明する斜視図。 蛇腹式のフレキシブルアームの別例を示す図。 蛇腹式のフレキシブルアームの別例を示す図。 同じく非接触給電システムの電気的構成を示す電気ブロック回路図。 第1実施形態の別例である伸縮式のフレキシブルアームを説明する説明図であって、(a)は収縮状態を示す図、(b)は伸張状態を示す図。 第1実施形態の別例である非接触給電システムを説明する説明図。 第1実施形態の別例を説明する説明図であって、(a)はオーディオ機器の配置状態を示す斜視図、(b)はオーディオ機器の配置状態を示す側面図。 第1実施形態の別例を説明する説明図であって、(a)は電気機器の配置状態を示す斜視図、(b)は電気機器の配置状態を示す側面図。 第2実施形態の非接触給電システムを示す全体斜視図。 第3実施形態の非接触給電システムを示す全体斜視図。 同じく第1の中継器を示す説明図。 同じく第2の中継器を示す説明図。 同じく非接触給電システムの電気的構成を示す電気ブロック回路図。 第3実施形態の別例の電気的構成を示す電気ブロック回路図。 第3実施形態の別例の電気的構成を示す電気ブロック回路図。 第3実施形態の別例の中継器を示す図。
(第1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実施形態を図面に従って説明する。
 図1に示すように、机1の上面後部には、サイドボード2が立設固定されている。サイドボード2内には、非接触給電装置(以下、給電装置という)3が収納固定されている。給電装置3の筐体内には、1次コイルL1、その1次コイルL1を励磁する高周波インバータ4が設けられている。給電装置3の筐体内に設けられた1次コイルL1は、そのコイル面が机1の前方を向くように、即ち、サイドボード2の正面2aと平行になるように配置されている。
 給電装置3は、図示しない電源回路を有し、外部から入力される商用電源を整流し、DCD/DC変換して、高周波インバータ4を駆動し、1次コイルL1を励磁するようになっている。なお、本実施形態では、高周波インバータ4は、数10kHz~数10MHzの高周波電流を1次コイルL1に流すことで、1次コイルL1に交番磁界を発生させている。1次コイルL1から発生した交番磁界は、サイドボード2の正面2aから前方へ放射される。
 図2に示すように、給電装置3から2次電力を受電する電気機器(本実施形態では電気スタンド)10は、その筐体11(電気機器10の機器本体)に脚12を備え、机1のどの位置でも配置できるようになっている。電気機器10の筐体11の上面13には、フレキシブルアーム15を介して、1次コイルL1からの交番磁界を利用して2次電力を発生する2次コイルL2を収容した収容ケース18が設けられている。
 フレキシブルアーム15は、図3に示すように、第1アームA1、第2アームA2、第1ユニバーサルジョイントJ1、第2ユニバーサルジョイントJ2及び第3ユニバーサルジョイントJ3を有している。
 第1アームA1は、基端部が筐体11の上面13に設けた第1ユニバーサルジョイントJ1と連結されている。第1アームA1は、第1ユニバーサルジョイントJ1と連結されることで、第1ユニバーサルジョイントJ1を支点として、揺動可能に支持される。
 そして、第1アームA1は、同第1アームA1にある程度の力を加えないと第1ユニバーサルジョイントJ1を支点として揺動せず、その状態を保持するように第1ユニバーサルジョイントJ1に連結支持されている。つまり、第1アームA1と第1ユニバーサルジョイントJ1との間の摺動抵抗は、ある程度力を加えないと、第1アームA1が第1ユニバーサルジョイントJ1に対して揺動せずその状態が保持される摺動抵抗に設定されている。
 第1アームA1の先端部は、その先端部に取着した第2ユニバーサルジョイントJ2を介して第2アームA2の基端部と連結されている。第2アームA2は、第2ユニバーサルジョイントJ2と連結されることで、第2ユニバーサルジョイントJ2を支点として、揺動可能に支持される。
 そして、第2アームA2は、同第2アームA2にある程度の力を加えないと第2ユニバーサルジョイントJ2を支点として揺動せず、その状態を保持するように第2ユニバーサルジョイントJ2に連結支持されている。つまり、同様に、第2アームA2と第2ユニバーサルジョイントJ2との間の摺動抵抗は、ある程度力を加えないと、第2アームA2が第2ユニバーサルジョイントJ2に対して揺動せずその状態が保持される摺動抵抗に設定されている。
 第2アームA2の先端部は、収容ケース18の裏面中央位置に取着された第3ユニバーサルジョイントJ3と連結されている。収容ケース18は、第3ユニバーサルジョイントJ3と第2アームA2が連結されることで、第3ユニバーサルジョイントJ3(第2アームA2の先端部)を支点として、揺動可能に支持される。
 そして、収容ケース18は、同収容ケース18にある程度の力を加えないと第3ユニバーサルジョイントJ3を支点として揺動せず、その状態を保持するように第3ユニバーサルジョイントJ3に連結支持されている。つまり、同様に、第2アームA2と第3ユニバーサルジョイントJ3との間の摺動抵抗は、ある程度力を加えないと、収容ケース18が第3ユニバーサルジョイントJ3を支点として揺動せずその状態が保持される摺動抵抗に設定されている。
 従って、第1アームA1、第2アームA2、第1ユニバーサルジョイントJ1、第2ユニバーサルジョイントJ2及び第3ユニバーサルジョイントJ3からなるフレキシブルアーム15は、形状が可変であって自立固定可能な構造体である。なお、フレキシブルアーム15を構成する第1アームA1、第2アームA2、第1ユニバーサルジョイントJ1、第2ユニバーサルジョイントJ2及び第3ユニバーサルジョイントJ3は、金属製であっても、合成樹脂であってもよい。
 収容ケース18は、ケース本体が金属、磁性体等よりなり、前側開口部が交番磁界を通す材料よりなるカバー19にて閉塞されている。収容ケース18内には、2次コイルL2が配置固定されているとともに、その2次コイルL2の後側に磁性体20が配置固定されている。そして、収容ケース18内に設けられた2次コイルL2は、そのコイル面がカバー19の面と平行になるように配置されている。
 従って、収容ケース18のカバー19の面(2次コイルL2のコイル面)は、収容ケース18に希望する方向に力を加えるだけで、その希望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。
 これによって、収容ケース18のカバー19の面(2次コイルL2のコイル面)を、サイドボード2に設けた給電装置3の1次コイルL1のコイル面と対峙させることができる。この対峙した状態で、1次コイルL1を励磁することにより、2次コイルL2には2次電力が発生する。
 収容ケース18内の2次コイルL2の巻端は、接続線21(図4(a)参照)に接続され、その接続線21は収容ケース18の裏面から引き出されたフレキシブルアーム15を伝って電気機器10の筐体11内に導かれる。
 例えば、第1アームA1及び第2アームA2は、本実施形態はパイプ状のアームであって、接続線21は、図3に破線で示すように、第2アームA2及び第1アームA1のパイプ内を通って筐体11内に導かれるようになっている。そして、筐体11内に導かれた接続線21は、図2に示す受電回路22に接続されている。
 受電回路22は、整流回路、DC/DCコンバータ等からなる。受電回路22は、2次コイルL2で励起された2次電力を整流回路で整流し、DC/DCコンバータで所定の直流電圧に変換して電気機器(電気スタンド)10のLED(発光素子)等の負荷Zに供給し、負荷Zを発光させる。
 次に、給電装置3と電気機器10の電気的構成を図4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。
 ここで、電気機器10の負荷Zは、2次コイルL2にて発生する2次電力で駆動する発光体であればよく、例えば、DC/DC変換した直流電源にて発光したり、2次電力をそのまま交流電源として使って発光したりする発光体であってもよい。
 また、給電装置3内の1次コイルL1の近傍位置に、送受信用の1次側アンテナコイルAT1を設けるとともに、収容ケース18内であって2次コイルL2の近傍位置に、送受信用の2次側アンテナコイルAT2(図4(b)参照)を設けてもよい。
 この場合、1次側アンテナコイルAT1は、給電装置3内の1次側信号送受信回路31に接続される。また、2次側アンテナコイルAT2は信号線30に接続され、その信号線30はフレキシブルアーム15を伝って筐体11内の2次側信号送受信回路32に接続される。
 ちなみに、この場合の電気回路を図4(b)に示す。給電装置3と電気機器10は、通信機能を持ち、フレキシブルアーム15を用いることにより、通信のための2次側アンテナコイルAT2を1次側アンテナコイルAT1の近傍に配置することができる。その結果、給電の詳細な制御や情報通信も上記利便性を損なわずに実行することができる。
 次に、上記のように構成した非接触給電システムの作用について説明する。
 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、2次コイルL2を収容した収容ケース18のカバー19の面を、サイドボード2に設けた給電装置3の1次コイルL1と対峙させるべく、フレキシブルアーム15を介して筐体11と連結保持された収容ケース18を1次コイルL1のコイル面に向ける。つまり、収容ケース18を持って、収容ケース18のカバー19の面が1次コイルL1のコイル面と対峙するように案内する。
 このとき、フレキシブルアーム15の第1アームA1及び第2アームA2が自在に回動し、かつ、収容ケース18が第3ユニバーサルジョイントJ3(第2アームA2の先端部)を支点として自在に回動する。そのため、収容ケース18のカバー19の面(2次コイルL2のコイル面)は、給電装置3の1次コイルL1のコイル面に対峙する。しかも、その状態が保持される。
 そして、この状態から高周波インバータ4を駆動し1次コイルL1を励磁すれば、対峙している収容ケース18に収容されている2次コイルL2に2次電力が発生する。2次コイルL2に発生した2次電力は、接続線21を介して電気機器10の受電回路22に供給される。受電回路22は、2次電力を整流した後、所望の直流電圧に変換して負荷Zに供給し、該負荷Zを発光させる。
 また、図6に示すように、電気機器10を、机1の右側に配置した場合、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。
 この場合も同様に、離間した位置から、収容ケース18を持って、収容ケース18のカバー19の面が1次コイルL1のコイル面と対峙するように案内する。これによって、図6に示すように、収容ケース18のカバー19の面(2次コイルL2のコイル面)は、給電装置3の1次コイルL1のコイル面に対峙する。しかも、その状態が保持される。
 この状態から1次コイルL1を励磁すれば、対峙している収容ケース18に収容されている2次コイルL2に2次電力が発生し、その2次コイルL2に発生した2次電力は、接続線21を介して電気機器10の受電回路22に供給される。そして、受電回路22は、2次電力を整流した後、所望の直流電圧に変換して負荷Zに供給し、該負荷Zを発光させる。
 つまり、電気機器10は、机1の上でその配置位置を変えても、給電装置3からの給電を受けることができ、机1を照明することができる。
 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)電気機器10は、1次コイルL1の励磁により2次電力を発生する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。
 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、希望する方向に向けることができ、しかも、その状態が保持される。つまり、1次コイルL1と2次コイルL2とを磁気結合させる位置を重力方向における任意の位置で空間的に位置決めすることが可能になる。その結果、給電装置3がどの向きで配置され、かつ、電気機器10が机1のどの位置に配置されていても、電気機器10は、給電装置3からの給電を受けることができ、机1を照明することができる。
(2)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)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)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。
 尚、上記第1実施形態は、以下のように実施してもよい。
 ○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。
 ○第1実施形態では、第1アームA1と第2アームA2の2本のアームよりなるフレキシブルアーム15であったが、これに限定されるものではなく、3本以上のアームよりなる多関節式のフレキシブルアームで実施してもよい。
 勿論、アームが1本で、そのアームの基端部をユニバーサルジョイントで筐体11の上面13と連結し、先端部をユニバーサルジョイントで収容ケース18の裏面中央部に連結して実施してもよい。
 ○第1実施形態では、接続線21を、第1アームA1及び第2アームA2のパイプ内を通して筐体11内に導いたが、フレキシブルアーム15の外側面を螺旋状に巻き付けながら筐体11内に導いてもよい。
 ○第1実施形態では、収容ケース18には2次コイルL2と磁性体20を収容した。これを、図7に示すように、第1実施形態で示した受電回路22を、収容ケース18に収容して実施してもよい。この場合、受電回路22から引き出され、電気機器10の負荷Zに直流電圧を供給する配線が接続線21となる。そして、接続線21を介して供給された直流電圧にて負荷Zは駆動される。
 図7では、その接続線21は、フレキシブルアーム15の外側面を螺旋状に巻き付けながら筐体11内に導かれているが、第1アームA1及び第2アームA2のパイプ内を通して筐体11内に導かれるようにしてもよい。
 ○第1実施形態では、フレキシブルアーム15を第1アームA1、第2アームA2、第1ユニバーサルジョイントJ1、第2ユニバーサルジョイントJ2及び第3ユニバーサルジョイントJ3で構成した。即ち、フレキシブルアーム15を、アームを含む多関節式のフレキシブルアームで構成した。
 これを、図8に示すように、蛇腹状のフレキシブルアーム25で実施してもよい。即ち、フレキシブルアーム25は、金属製又は合成樹脂製の同一形状の連結体26を連続して連結して蛇腹状にしたフレキシブルアームである。
 このフレキシブルアーム25を構成する連結体26は、図8に示すように、一端部にボール状に球体部26aが形成され、他端部に球状の凹部26bが形成されている。そして、連結体26の球体部26aを、連結する側の連結体26の凹部26bに嵌合連結して、これを順次繰り返し、複数の連結体26が連結されることによって、蛇腹式のフレキシブルアーム25が形成される。
 嵌合する凹部26bと球体部26aは、その凹部26bの内周面と球体部26aの外周面とが摺動可能であって、凹部26bと球体部26aが互いに回動可能になっている。なお、凹部26bの内周面と球体部26aの外周面は摺動抵抗を有し、その摺動抵抗は連結体26にある程度の力を加えないと連結体26同士が回動しないように設定され、その状態を保持するように連結体26同士が連結支持されている。
 従って、この複数の連結体26よりなる蛇腹式のフレキシブルアーム25も、形状が可変であって自立固定可能な構造体である。
 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。
 このように構成された蛇腹式のフレキシブルアーム25は、図8に示すように、その基端部が電気機器10の筐体11の上面13に連結固定され、その先端部が収容ケース18の中央裏面に連結固定される。
 従って、収容ケース18(2次コイルL2のコイル面)は、収容ケース18に希望する方向に力を加えるだけで、その希望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。
 これによって、図9、図10に示すように、電気機器10の2次コイルL2のコイル面(収容ケース18)を、第1実施形態と同様に、サイドボード2に設けた給電装置3の1次コイルL1と対峙させることができる。そして、この状態で、1次コイルL1を励磁することにより、2次コイルL2には2次電力が発生する。
 なお、図8に示す蛇腹式のフレキシブルアーム25では、接続線21をフレキシブルアーム25内に通した。これを貫通穴26cが形成されていない蛇腹式のフレキシブルアームで実施してもよい。この場合には、フレキシブルアーム25の外側面に接続線21を螺旋状に巻いて筐体11内に導くことになる。
 ○上記の蛇腹式のフレキシブルアーム25は、その基端部が電気機器10の筐体11の上面13に連結固定されていた。これを、図11に示すように、蛇腹式のフレキシブルアーム25の基端部に、USB(Universarl Serial Bus)対応のコネクタ33を連結してもよい。そして、接続線21をUSB対応のコネクタ33の所定の端子に接続して電源供給用のアダプタ36として実施してもよい。
 これによって、USBコネクタ34を設けた市販の電気機器10であれば、コネクタ33をその電気機器10に設けられたUSBコネクタ34に対して自由に着脱して、該電気機器10は電源を取得することができる。
 また、図12に示すように、USB対応のコネクタ33を備えた蛇腹式のフレキシブルアーム25を、2次コイルL2、磁性体20及び受電回路22を収容した収容ケース18に連結した電源供給用のアダプタ36に応用してもよい。
 同様に、USBコネクタ34を設けた市販の電気機器10であれば、自由に着脱して電源を取得することができる。ちなみに、このときの電気的回路は図13に示す。
 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。
 また、上記したフレキシブルアーム15,25の他に、図14(a)(b)に示すように、複数のテレスコピックパイプP1,P2、P3と複数のユニバーサルジョイントJ1,J2とで、フレキシブルアーム35を形成して実施してもよい。
 このフレキシブルアーム35は、複数のテレスコピックパイプP1,P2,P3を、径の大きさの順で内蔵にさせて伸縮構造にしたものである。そして、最も径の大きなテレスコピックパイプP1の基端部を、第1ユニバーサルジョイントJ1を介して筐体11の上面13に連結する。一方、最も径の小さなテレスコピックパイプP3の先端部を第2ユニバーサルジョイントJ2を介して収容ケース18に連結する。
 そして、このとき、各テレスコピックパイプP1,P2,P3間の伸縮動作する際の摺動抵抗は、ある程度力を加えないと、伸縮摺動せずその状態が保持される摺動抵抗に設定されている。同様に、テレスコピックパイプP1と第1ユニバーサルジョイントJ1との間の摺動抵抗は、ある程度力を加えないと、テレスコピックパイプP1が第1ユニバーサルジョイントJ1を支点として揺動せずその状態が保持される摺動抵抗に設定されている。さらに、第2ユニバーサルジョイントJ2とテレスコピックパイプP3の先端部との間の摺動抵抗は、ある程度力を加えないと、収容ケース18が第2ユニバーサルジョイントJ2を支点として揺動せずその状態が保持される摺動抵抗に設定されている。
 これによって、テレスコピックパイプP1~P3を伸縮し、収容ケース18に希望する方向に力を加えるだけで、収容ケース18のカバー19の面は、希望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。そして、この対峙した状態で、1次コイルL1を励磁することにより、2次コイルL2には2次電力が発生する。
 なお、フレキシブルアーム35が収縮したときには、テレスコピックパイプP1~P3内に配線された接続線21は、筐体11内で巻き取られる。そして、反対に、フレキシブルアーム35が伸張したときには、テレスコピックパイプP1~P3内に巻き取られていた接続線21は、巻戻されるようになっている。
 さらに、上記したフレキシブルアーム15,25の他に、パンタグラフ型のリンク機構を使って、形状が可変であって自立固定可能なフレキシブルアームを具体化してもよい。
 さらにまた、上記したフレキシブルアーム15,25の他に、帯状の金属板を円筒状になるように螺旋状に巻いて形成した、形状が可変であって自立固定可能な蛇腹式のフレキシブルアームにて具体化してもよい。
 上記実施形態では、1つの1次コイルL1に対し1つの電気機器(電気スタンド)10への給電を示したが、これに限定されず、1つの1次コイルに対し、複数の電気機器10に給電することも可能である。
 勿論、電気機器10は、照明器具に限らず、扇風機、テレビ、ラジオ、オーディオ機器、トースタ、充電器等、種々の電気機器に応用してもよい。
 ○上記実施形態では、サイドボード2に設けた給電装置3には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。
 この場合、電気機器10の置く場所の自由度がさらに増し美観を損ねない。
 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。
 この場合、例えば、壁37に設けた棚38に、壁面の1次コイルL1に対向して中央にアンプやチューナ等のオーディオ機器本体40を設置するとともに、オーディオ機器本体40の両側にスピーカ41を設置する。
 そして、図16(b)に示すように、オーディオ機器本体40の裏面から多関節式の第1フレキシブルアーム15aを介して延びる2次コイルL2を1次コイルL1と対峙させる。オーディオ機器本体40は、内部に設けた受電回路(図示せず)にて2次コイルL2が受電した電力を使い、オーディオ機器本体40を駆動させる。
 また、2次コイルL2が受電した電力を使い、オーディオ機器本体40の内部に設けた高周波インバータ(図示せず)で高周波交流を発生させる。高周波インバータは、オーディオ機器本体40の上面から延びる多関節式の第2フレキシブルアーム15bの先端に設けたオーディオ側1次コイルL1aと接続線(図示せず)で接続する。そして、高周波インバータは、第2フレキシブルアーム15bに伝って配線された接続線を介してオーディオ側1次コイルL1aを励磁させる。
 一方、両側のスピーカ41は、同スピーカ41の上面から延びる多関節式の第3フレキシブルアーム15cの先端に設けたスピーカ側2次コイルL2aをオーディオ側1次コイルL1aと対峙させる。
 このとき、オーディオ側1次コイルL1aとスピーカ側2次コイルL2aを磁石や接着テープにて、互いに連結固定させて実施してもよい。また、オーディオ側1次コイルL1aのコイル面とスピーカ側2次コイルL2aのコイル面を直交させて、オーディオ側1次コイルL1aとスピーカ側2次コイルL2aとを磁気結合して実施してもよい。
 これによって、両側のスピーカ41には、非接触コードレスで美観を損ねることなくオーディオ機器本体40から電力と音声信号が入力される。
 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てもよい。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、その反対に、スピーカ41の第3フレキシブルアーム15cを省略し、スピーカ側2次コイルL2aを、スピーカ41の筐体の壁面内側に設けてもよい。そして、オーディオ側1次コイルL1aを、第2フレキシブルアーム15bを介してスピーカ側2次コイルL2aと対峙させてもよい。
 さらに、オーディオ機器本体40から第1フレキシブルアーム15aを介して2次コイルL2を連結した。これを、オーディオ機器本体40の第1フレキシブルアーム15aを省略し、2次コイルL2を、オーディオ機器本体40の筐体の壁面内側に設けて実施してもよい。この場合、オーディオ機器本体40を、2次コイルL2が1次コイルL1と対峙させるように配置する必要がある。
 なお、第1~第3フレキシブルアーム15a,15b,15cは、多関節式のフレキシブルアームであったが、蛇腹式のフレキシブルアームにて実施してもよい。
 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。
 これを、図17(a)(b)に示すように、2次コイルL2を収容した収容ケース18には、アップリケを施したカバー43をカバーリングしてもよい。これによって、収容ケース18がアクセサリーとなってデザイン的、美観的にも優れたものとなる。このアクセサリーは、任意な形で空間に自立固定できる構造ならではの応用であり、非接触、無接点の効果を生かした、個性を生かした生活空間の演出が可能になる。
 また、カバー43が着脱可能なので季節に合わせて内容を変更することも容易である。なお、カバー43が収容ケース18に固定されていてもよいことは勿論である。また、カバー43にアクセサリーを施さず単にカバーだけで実施してもよい。
 さらに、図11、図12に示す、アダプタ36の収容ケース18にカバー43をカバーリングして実施してもよい。
 また、上記実施形態では、給電装置3の1次コイルL1の配置位置を示す指標をサイドボード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の位置を認識でき、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。
 また、1次コイルL1の配置位置を示す指標には、3次元の立体画像として見える絵や写真でもよい。これによって、1次コイルL1の配置位置を、視覚的な奥行き感とともに見せることができ、非接触かつ長ギャップの空間給電の演出が可能となる。勿論、2次コイルL2を収容した収容ケース18をカバーリングした図17(a)(b)に示すカバー43に、3次元の立体画像として見える絵や写真を貼り付けて視覚的な奥行き感を見せるようにして実施してもよい。
 (第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。
 第2実施形態は、電気機器10に非接触給電する給電装置3(第1の非接触給電装置)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2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。
 図18に示すように、机1の置かれた床50内には、第2の非接触給電装置としての床側給電装置51が収納固定されている。床側給電装置51の筐体内には、床側1次コイルL1f、その床側1次コイルL1fを励磁する床側高周波インバータ52が設けられている。床側1次コイルL1fは、そのコイル面が床50の上方を向くように、即ち、床面と平行になるように配置されている。床側給電装置51は、図示しない電源回路を有し、外部から入力される商用電源を整流し、DC/DC変換して、床側高周波インバータ52を駆動し、床側1次コイルL1fを励磁するようになっている。
 一方、机1内には、第1の非接触給電装置としての机側給電装置53が収納固定されている。机側給電装置53の筐体内には、複数の机側1次コイルL1dを左右方向に一列に設けるとともに、各机側1次コイルL1dを励磁する机側高周波インバータ54を設けている。
 左右一列に設けられた各机側1次コイルL1dは、そのコイル面が机1の上方を向くように、即ち、机1の上面と平行になるように配置されている。
 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、DC/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。
 また、机1の下面左奥には、蛇腹式のフレキシブルアーム25を介して、床側1次コイルL1fから電磁誘導を利用して2次電力を受電する机側2次コイルL2dを収容した収容ケース18が設けられている。
 従って、蛇腹式のフレキシブルアーム25によって、収容ケース18のカバー19の面(机側2次コイルL2dのコイル面)は、収容ケース18に希望する方向に力を加えるだけで、その希望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。
 その結果、収容ケース18のカバー19の面(机側2次コイルL2dのコイル面)を、床50に設けた床側給電装置51の床側1次コイルL1fのコイル面と対峙させることができる。この対峙した状態で、床側1次コイルL1fを励磁することにより、机側2次コイルL2dには2次電力が発生する。
 机側2次コイルL2dにて受電した2次電力は、蛇腹式のフレキシブルアーム25に沿って配線された接続線21を介して机側給電装置53の図示しない電源回路に出力される。これによって、机側給電装置53の電源回路は、机側2次コイルL2dが受電した受電電力を整流し、DC/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。
 従って、第2実施形態では、第1実施形態の効果のような机1上の電気機器10の置き場所の自由度の拡大だけでなく、床50に対する机1の電気機器10の配置自由度も大幅に向上できる。
 しかも、左右一列に設けた各机側1次コイルL1dは、そのコイル面が机1の上面と平行になるように配置した。従って、フレキシブルアーム15,25を備えない、筐体の底面内側に2次コイルを設けた電気機器10でも、机側1次コイルL1dの上方に置けば給電を受けることができる。
 (第3実施形態)
 次に、本発明の第3実施形態について説明する。
 第3実施形態は、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。
 図19に示すように、蛇腹式のフレキシブルアーム25を介して2次コイルL2を収容した収容ケース18を連結した電気機器(本実施形態では扇風機)10が、給電装置3の1次コイルL1に届かない位置に載置されている。
 この場合、電気機器10は、給電装置3の1次コイルL1からの給電を受けることができない。
 そこで、第3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。
 第1の中継器60は、図20に示すように、机1に載置される支持台61を有し、支持台61の上部先端部にユニバーサルジョイントJ6を介して、円筒状の収容ケース62の下端外周面に連結されている。収容ケース62は、ユニバーサルジョイントJ6と連結されることで、ユニバーサルジョイントJ6を支点として、揺動可能に支持される。そして、収容ケース62は、同収容ケース62にある程度の力を加えないとユニバーサルジョイントJ6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J6に連結支持されている。
 つまり、収容ケース62とユニバーサルジョイントJ6との間の摺動抵抗は、ある程度力を加えないと、収容ケース62がユニバーサルジョイントJ6を支点として揺動せずその状態が保持される摺動抵抗に設定されている。従って、ユニバーサルジョイントJ6は、形状が可変であって自立固定可能な構造体である。
 円筒状の収容ケース62は、その両側開口部が交番磁界を通す材料よりなるカバー63,64にて閉塞されている。収容ケース62内には中間コイルLc0が収容されている。中間コイルLc0は、そのコイル面が、カバー63,64と平行になるように配置収容されている。また、中間コイルLc0には、共振用のコンデンサCx1が接続されている。コイルLc0とコンデンサCx1は、第1共振回路を構成している。
 第2の中継器70は、図21に示すように、机1に載置される支持台71及び第1収容ケース72を有している。
 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。
 つまり、第1収容ケース72とユニバーサルジョイントJ7との間の摺動抵抗は、ある程度力を加えないと、第1収容ケース72が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が保持される摺動抵抗に設定されている。従って、ユニバーサルジョイントJ7は、形状が可変であって自立固定可能な構造体である。
 第1収容ケース72は、第1中間コイルLc1を収容し、その前面開口部が交番磁界を通す材料よりなるカバー73にて閉塞されている。そして、第1中間コイルLc1は、そのコイル面が、カバー73と平行になるように配置収容されている。
 また、第1収容ケース72の裏面中央位置には、蛇腹式のフレキシブルアーム25が設けられ、フレキシブルアーム25の先端部には第2収容ケース75が取着されている。第2収容ケース75は、第2中間コイルLc2を収容し、その前面開口部を交番磁界を通す材料よりなるカバー76で閉塞している。そして、第2中間コイルLc2は、接続線77を介して第1収容ケース72に収容した第1中間コイルLc1と接続されている。接続線77は、蛇腹式のフレキシブルアーム25を伝って第1中間コイルLc1と第2中間コイルLc2とを接続するようになっている。
 従って、第2収容ケース75(第2中間コイルLc2のコイル面)は、第2収容ケース75に希望する方向に力を加えるだけで、フレキシブルアーム25によって、その希望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。
 なお、第3実施形態では、第1収容ケース72の第1中間コイルLc1に、共振用のコンデンサCx2が接続されており、第1中間コイルLc1と、コンデンサCx2と、第2中間コイルLc2とで、第2共振回路を構成している。
 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(第3実施形態では扇風機)10側に向ける。
 一方、電気機器(本実施形態では扇風機)10に設けた蛇腹式のフレキシブルアーム25から延びた収容ケース18を第2の中継器70の第2収容ケース75側に向ける。これによって、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)は、長い距離で相対向する。
 続いて、第2の中継器70の第2収容ケース75と電気機器10の収容ケース18との間に、第1の中継器60を配置する。
 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。
 そして、給電装置3の1次コイルL1が励磁すると、第2の中継器70の第1中間コイルLc1、第2中間コイルLc2及びコンデンサCx2からなる第2共振回路が、1次コイルL1の駆動周波数で共振する。つまり、1次コイルL1は、第2の中継器70の第2共振回路を磁気共鳴させ、その1次コイルL1によって第2中間コイルLc2が励磁する。
 第2の中継器70の第2中間コイルLc2が励磁すると、第1の中継器60の中間コイルLc0及びコンデンサCx1からなる第1共振回路が、第2中間コイルLc2の励磁周波数で共振する。
 つまり、第2中間コイルLc2は、第1の中継器60の第1共振回路を磁気共鳴させ、その第2中間コイルLc2によって電気機器10の2次コイルL2を励磁させて電気機器10を給電する。
 これによって、電力の伝送距離や給電エリアの拡大を図りつつ、安全、安心、省エネで便利な非接触給電システムが実現できる。
 なお、第3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ずつ使用したり、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。
 ちなみに、1個の第1の中継器60を、給電装置3と電気機器10の間に配置したときには、図22に示す電気回路となる。
 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。
 なお、第2の中継器70は、図23に示すうように、第1中間コイルLc1と第2中間コイルLc2に対して共振用のコンデンサCx2を並列に接続した。これを、第1中間コイルLc1と第2中間コイルLc2に対して共振用のコンデンサCx2を、図24に示すうように、直列に接続して実施してもよい。勿論、コンデンサを直並列に接続した共振回路で実施してもよい。
 また、図25に示す中継器80のように、支持台81の上部先端部に、複数(図では2個)の多関節式のフレキシブルアーム15(蛇腹式のフレキシブルアームでもよい)を設け、そのフレキシブルアーム15の先端側に収容ケース72,75をそれぞれ取着して実施してもよい。
 この場合、両収容ケース72,75に収容した中間コイルLc1,Lc2を互いに接続線77で接続するとともに、コンデンサ(図示せず)を接続して共振回路を構成する必要がある。これによって、給電装置3に対する電気機器10の配置の自由度や距離の延長がさらに可能になる。
 尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
 ○上記各実施形態では、形状が可変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、形状が可変かつ自立固定可能な金属であってもよい。
 ○上記各実施形態では、1次コイルL1及び2次コイルL2に対して、共振用のコンデンサを設けていなかったが、1次コイルL1及び2次コイルL2に対して、共振用のコンデンサを直列または並列に接続して実施してもよい。
 

Claims (23)

  1.  非接触給電システムであって、
     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次コイルとを含む非接触給電装置と、
     前記1次コイルから発生する交番磁束によって誘導起電力を発生する2次コイルと、その2次コイルで発生した誘導起電力を負荷に供給する受電回路とを含む電気機器と、
     形状が可変かつ自立固定可能な構造体と、を備え、
     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、及び前記受電回路と前記負荷を接続する接続線のうちの少なくともいずれか一つが前記構造体に沿って配置され、
     前記構造体の形状によって、前記1次コイルに対して前記2次コイルが空間的に位置決め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。
  3.  請求項1に記載の非接触給電システムにおいて、
     前記構造体は、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。
  4.  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は更に、
     前記1次コイルと前記2次コイルとの間に配置される中継器を備え、
     前記中継器は、
     支持台に設けられ、形状が可変かつ自立固定可能な第2の構造体と、
     前記第2の構造体を介して支持され、前記1次コイルから発生する交番磁束によって磁気共鳴する中間コイルと、を含み、
     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が発生し、その2次コイルで発生した誘導起電力にて前記電気機器が駆動されることを特徴とする非接触給電システム。
  5.  電気機器であって、
     非接触給電装置の1次コイルから発生する交番磁束によって誘導起電力を発生する2次コイルと、
     前記2次コイルを収容する収容ケースと、
     前記2次コイルで発生した誘導起電力を負荷に供給する受電回路と、
     前記電気機器の機器本体と前記収容ケースとの間に設けられ、形状が可変かつ自立固定可能な構造体と、を備えたことを特徴とする電気機器。
  6.  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を前記構造体に沿って配置したことを特徴とする電気機器。
  7.  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を前記構造体に沿って配置したことを特徴とする電気機器。
  8.  請求項5~7のいずれか1つに記載の電気機器において、
     前記構造体は、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。
  9.  請求項5~7のいずれか1つに記載の電気機器において、
     前記構造体は、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。
  10.  請求項5~9のいずれか1つに記載の電気機器において、
     前記構造体は、コネクタを有する基端部を含み、前記コネクタが、前記機器本体に設けられたコネクタと着脱可能であることを特徴とする電気機器。
  11.  請求項10に記載の電気機器において、
     前記コネクタは、USB対応のコネクタであることを特徴とする電気機器。
  12.  請求項5~11のいずれか1つに記載の電気機器は更に、
     前記収容ケース内において、前記2次コイルの後側に配置される磁性体を備えることを特徴とする電気機器。
  13.  請求項5~12のいずれか1つに記載の電気機器は更に、
     前記収容ケースを覆うカバーを備えることを特徴とする電気機器。
  14.  請求項13に記載の電気機器において、
     前記カバーには、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。
  15.  1次コイルを含む非接触給電装置と2次コイルを含む電気機器との間に配置される中継器であって、
     前記1次コイルから発生する交番磁束によって磁気共鳴し、そ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る中間コイルと、
     前記中間コイルを収容する収容ケースと、
     支持台と前記収容ケースとの間に設けられ、形状が可変かつ自立固定可能な構造体と、を備えることを特徴とする中継器。
  16.  請求項15に記載の中継器は更に、
     前記中間コイルに接続された共振用のコンデンサを備えることを特徴とする中継器。
  17.  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、前記支持台に前記構造体を介して支持される複数の収容ケースのうちの一つであり、前記複数の収容ケースにそれぞれ収容された前記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。
  18.  請求項15または16に記載の中継器は更に、
     形状が可変かつ自立固定可能な第2の構造体と、
     前記第2の構造体を介して前記収容ケースに連結され、前記中間コイルとともに共振回路を形成する第2中間コイルと、
     前記第2中間コイルを収容した第2収容ケースと、
    を備えることを特徴とする中継器。
  19.  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によって誘導起電力を発生する2次コイルと、
     前記2次コイルを収容する収容ケースと、
     前記電気機器と着脱可能に設けられたコネクタと、
     前記収容ケースと前記コネクタとの間に設けられ、形状が可変かつ自立固定可能な構造体と、
     前記構造体に沿って配置され、前記2次コイルと前記コネクタとを接続する接続線と、を備えたことを特徴とするアダプタ。
  20.  請求項19に記載のアダプタにおいて、
     前記構造体は、蛇腹式のフレキシブルアームであり、
     前記接続線が前記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。
  21.  請求項19または20に記載のアダプタにおいて、
     前記コネクタは、USB対応のコネクタであることを特徴とするアダプタ。
  22.  請求項19~21のいずれか1つに記載のアダプタは更に、
     前記収容ケースを覆うカバーを備えることを特徴とするアダプタ。
  23.  請求項22に記載のアダプタにおいて、
     前記カバーには、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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