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技術 ワイヤレス給電器

出願人 株式会社テクノスジャパン
発明者 大西秀憲
出願日 2017年8月28日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2017-163150
公開日 2019年3月14日 (9ヶ月経過) 公開番号 2019-041524
状態 未査定
技術分野 電磁波による給配電方式 電池等の充放電回路
主要キーワード DCアダプター 電源用コード 什器備品 出力設定器 ユニバーサル電源 踏付け 商用電源コンセント 内蔵充電池
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年3月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

建物内において小型電子電気機器ワイヤレス電力を供給する、ワイヤレス給電器を提供する。

解決手段

ワイヤレス給電器1は、商用電源に接続することで赤外線照射する発光(照射)部23を備えた送電ユニット2と、発光(照射)部から照射された赤外線を集光して発電する発電部33を備えた受電ユニット3が、互いに独立して構成されている。送電ユニットは、商用電源の電力を変電する電圧変換回路交流電力直流電力に変換する整流回路LED(赤外線)、赤外線を照射する発光(照射)部及びこれらを制御する制御部を含んで構成されており、受電ユニットは、赤外線を集光して発電する発電部、所定電圧まで変電する電圧変換回路、変電した電力を蓄電する蓄電器DC出力回路及びこれらを制御する制御部を含んで構成されている。

概要

背景

ノート型パソコン電話器プリンターなどの小型電子機器ラジオビデオゲーム器などの小型電気機器建物内で使用する場合の電源は、前記小型電子電気機器(以下、電子機器等という)用として付属されたACアダプター(AC/DCアダプターを含む)をコンセントに接続するか、前記電子機器等に内蔵させる乾電池叉は充電池を用いている。
しかし、ACアダプターから給電する場合は、壁などに設けられたコンセントが必要であり、前記電子機器等の使用場所は、前記コンセントに接続したACアダプターの長さの範囲内に限定される。一方、乾電池や充電池はコンセントの有無に影響されない反面、電池の消耗により交換叉は充電が必要となる。
また、ACアダプター及びこれに関連するコード類を使用すると、前記電子機器等の周辺が乱雑となり、足による引っ掛け踏付けにより断線(破損)のおそれがあった。

かかる現状において、ACアダプターによる電源の代替策として、ワイヤレス電源の開発が試みられている。例えば、電力が供給される電力用1次コイルを備えた家具と、この家具の電力用1次コイルによる磁束内に配置される電力用2次コイルを備えたコードレス機器を備えた無接点給電装置が開示されている(特許文献1参照。)。
また、コード付き及びワイヤレスの両方の電子デバイスへ電力を供給できるユニバーサル電源であって、一体化されたワイヤレス給電器と、コードによる電力供給用の1以上の電力取出し口とを備えた電源が開示されている(特許文献2参照。)。

概要

建物内において小型電子電気機器にワイヤレスで電力を供給する、ワイヤレス給電器を提供する。ワイヤレス給電器1は、商用電源に接続することで赤外線照射する発光(照射)部23を備えた送電ユニット2と、発光(照射)部から照射された赤外線を集光して発電する発電部33を備えた受電ユニット3が、互いに独立して構成されている。送電ユニットは、商用電源の電力を変電する電圧変換回路交流電力直流電力に変換する整流回路LED(赤外線)、赤外線を照射する発光(照射)部及びこれらを制御する制御部を含んで構成されており、受電ユニットは、赤外線を集光して発電する発電部、所定電圧まで変電する電圧変換回路、変電した電力を蓄電する蓄電器DC出力回路及びこれらを制御する制御部を含んで構成されている。

目的

本発明は、前記課題を解決するために成されたものであり、建物内において小型電子機器等にワイヤレスで電力を供給することができる、ワイヤレス給電器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

小型電子電気機器ワイヤレス電力を供給する給電器であって、該給電器は、商用電源に接続することで赤外線照射する発光部を備えた送電ユニットと、前記発光部から照射された赤外線を集光して発電する発電部を備えた受電ユニットが、互いに独立して構成されていることを特徴とするワイヤレス給電器

請求項2

前記送電ユニットは、商用電源の電力を変電する電圧変換回路交流電力直流電力に変換する整流回路、赤外線を照射する発光部及びこれらを制御する制御部を含んで構成されており、前記受電ユニットは、前記赤外線を集光して発電する集光器及びソーラー所定電圧まで変電する電圧変換回路、変電した電力を蓄電する蓄電池及びこれらを制御する制御部を含んで構成されていることを特徴とする請求項1に記載のワイヤレス給電器。

請求項3

前記受電ユニットは、DC出力回路が設けられており、該DC出力回路には異なる電力を出力することができる出力切換部が設けられていることを特徴とする請求項1叉は2に記載のワイヤレス給電器。

請求項4

前記受電ユニットは、前記送電ユニットから照射される赤外線を集光可能な範囲内の場所に設置できる係止手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のワイヤレス給電器。

技術分野

0001

本発明は、建物内において小型電子電気機器ワイヤレス電力を供給する、ワイヤレス給電器に関する。

背景技術

0002

ノート型パソコン電話器プリンターなどの小型電子機器ラジオビデオゲーム器などの小型電気機器を建物内で使用する場合の電源は、前記小型電子電気機器(以下、電子機器等という)用として付属されたACアダプター(AC/DCアダプターを含む)をコンセントに接続するか、前記電子機器等に内蔵させる乾電池叉は充電池を用いている。
しかし、ACアダプターから給電する場合は、壁などに設けられたコンセントが必要であり、前記電子機器等の使用場所は、前記コンセントに接続したACアダプターの長さの範囲内に限定される。一方、乾電池や充電池はコンセントの有無に影響されない反面、電池の消耗により交換叉は充電が必要となる。
また、ACアダプター及びこれに関連するコード類を使用すると、前記電子機器等の周辺が乱雑となり、足による引っ掛け踏付けにより断線(破損)のおそれがあった。

0003

かかる現状において、ACアダプターによる電源の代替策として、ワイヤレス電源の開発が試みられている。例えば、電力が供給される電力用1次コイルを備えた家具と、この家具の電力用1次コイルによる磁束内に配置される電力用2次コイルを備えたコードレス機器を備えた無接点給電装置が開示されている(特許文献1参照。)。
また、コード付き及びワイヤレスの両方の電子デバイスへ電力を供給できるユニバーサル電源であって、一体化されたワイヤレス給電器と、コードによる電力供給用の1以上の電力取出し口とを備えた電源が開示されている(特許文献2参照。)。

先行技術

0004

特開2001−309579号公報
特表2013−500692号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1の無接点給電装置は、家具の天板内面側に、電力伝送部が設けられており、電力伝送部は電力用1次コイルと、該1次コイルに高周波電流を供給するための1次側回路が設けられている。前記電力伝送部には電源用コードが接続されており、この電源用コードの電源プラグ商用電源コンセント差込口に接続することにより、1次側回路に電力を供給している。
一方、前記天板の表面側には、底部に電力用2次コイルが設けられたコードレス機器(電気ポット)を、前記電力用1次コイルに高周波電流が供給されることにより発生する磁束内に電力用2次コイルが配置されるように設置している。
しかし、前記コードレス機器(電気ポット)は、商用電源コンセントの差込口に接続した電源用コードとはコードレスで接続されているものの、前記電力用1次コイルに高周波電流が供給されることにより発生する磁束内に、前記コードレス機器(電気ポット)に設けた電力用2次コイルを配置しなければならない。したがって、前記コードレス機器(電気ポット)の設置場所が、前記家具の天板上に限定されるという問題点がある。

0006

特許文献2の電源は、ワイヤレス電子デバイスへ電力を供給するワイヤレス給電器である。該ワイヤレス給電器は、電磁場を生成でき、これをピックアップして使用し、ワイヤレス電子デバイス(例えば、ノート型パソコン)に電力を発生させている。すなわち、該ワイヤレス電子デバイスはワイヤレス給電器が生成する電磁場に近接して配置する必要がある。したがって、前記ワイヤレス電子デバイスの設置場所が、前記ワイヤレス給電器が発生させる電磁場の範囲に限定されるという問題点がある。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、前記課題を解決するために成されたものであり、建物内において小型電子機器等にワイヤレスで電力を供給することができる、ワイヤレス給電器を提供することを目的としている。

0008

本発明のワイヤレス給電器は、本体背面に設けられたプラグを、部屋の壁などに設けられた交流電源のコンセントに差し込むことで、赤外線照射する発光部を備えた送電ユニットと、前記発光部から照射された赤外線を集光して電力を発電する発電部を備えた受電ユニットが、互いに独立して構成されている。前記ワイヤレス給電器を使用する時は、前記送電ユニットの発光部と前記受電ユニットの発電部を対向させて配置することが望ましい。

0009

本発明のワイヤレス給電器の送電ユニットは、交流電源の電圧100Vを例えば、最大12Vに降圧する電圧変換回路と、交流電力直流電力に変換する整流回路、電力を受けて赤外線を照射する発光部及びこれらを制御する制御部を含んで構成されている。
また、前記受電ユニットは、前記赤外線を集光して発電する発電部(集光器及びソーラー)、小型電子機器等の使用電圧まで変電する電圧変換回路、変電した電力を蓄電する蓄電池及びこれらを制御する制御部を含んで構成されている。

0010

本発明のワイヤレス給電器は、前記受電ユニットには、小型電子機器等に電力を供給するDC出力回路が設けられており、該DC出力回路には異なる電力(電圧及び電流)を出力する出力切換部が設けられている。

0011

本発明のワイヤレス給電器は、前記受電ユニットは、前記送電ユニットから照射される赤外線を集光可能な範囲内に設置するための係止手段が設けられている。前記受電ユニットの設置場所は、前記送電ユニットの発光部から発光される赤外線を集光できる場所、例えば、前記小型電子機器等の筐体、室内の壁や柱、叉は什器備品等に係止することができる。

発明の効果

0012

本発明のワイヤレス給電器は、コンセントに差し込む送電ユニットからの赤外線ビームにより、受電ユニットを介して小型電子機器等に給電するため、前記コンセントと前記小型電子機器等の接続がワイヤレスとなる。これにより、部屋内において、コンセントの位置を気にすることなく小型電子機器等の使用が可能となる。
本発明のワイヤレス給電器は、送電ユニットに備えた超高輝度赤外線LEDチップから照射される光ビームにより、受電ユニットから小型電気機器等へ給電可能なため、該小型電子等に内蔵されている電池交換叉は充電池を充電する必要がなく、常に小型電子機器等を使用することができる。
本発明のワイヤレス給電器は、電源コードを延設する必要がないので、電源コードを足で引っ掛ける等による破損や断線を防止することができる。
本発明のワイヤレス給電器は、コンセントがあれば送電ユニットを装着でき、赤外線の光ビームが届く範囲内であれば受電ユニットを様々な場所に容易に設置することが可能である。

図面の簡単な説明

0013

本発明の実施形態の一例を示すワイヤレス給電器の斜視図である。
本発明の実施形態の一例を示すワイヤレス給電器のブロック図である。
本発明の他の実施形態を示すワイヤレス給電器のブロック図である。

実施例

0014

本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態の一例を示すワイヤレス給電器の斜視図である。図1において、ワイヤレス給電器1は、送電ユニット2と受電ユニット3が、互いに独立して構成されている。送電ユニット2は、略方形の筐体28背部に、室内の壁等に設けられた交流電源のコンセントに挿入するプラグ29が設けられている。前記筐体28の内部には図2に示す回路が格納されている。前記筐体28の前部には、赤外線を発光(照射)する、略半円状の発光部23が突設されている。該発光部23は上下左右角度調整可能で、仰俯角は180度、水平角は180度である。

0015

受電ユニット3は、略方形叉は円筒形の筐体39外縁に、小型電子機器等に電力を供給する電源コード40が接続されている。該電源コード40の先端はプラグが設けられており、前記小型電子機器等のジャックに挿入される。前記筐体39の内部には図2に示す回路が格納されている。前記筐体39の背部には、前記小型電子機器等、室内の壁や柱、或いは什器備品等に係止可能な係止片50が設けられている。なお、前記係止片50は、フッククランプ、叉はマグネット等を用いることができる。前記筐体39の前部には、送電ユニット2から発光された赤外線を集光する、略半円状の発電部33が突設されている 該発電部33は上下左右に角度調整可能で、仰俯角は180度、水平角は180度である。

0016

図2は、本発明の実施形態の一例を示すブロック図である。図2において、送電ユニット2は、電圧変換回路21、整流回路22、LED(赤外線)25、発光(照射)部23及び制御回路24を含んで構成されている。

0017

電圧変換回路21は、交流電力(AC100V)を、例えば、最大20V、1Aに降圧する。次に、整流回路22で交流電力(以下、AC電力という)を直流電力(以下、DC電力という)に変換する。なお、本実施形態では、AC電力を電圧変換回路21で降圧した後にDC電力に変換しているが、先に整流回路22でAC電力をDC電力に変換した後、電圧変換回路21でDC電力を降圧してもよい。

0018

LED(赤外線)25は、超高輝度赤外線LEDチップを複数個使用している。前記1個の超高輝度赤外線LEDチップは、チップLED、リード線及びコネクターで形成されている。発光(照射部)23には前記超高輝度赤外線LEDチップが、例えば、丸型に束ね収納され、略半円状の中心軸部にLED光線を投光するための円形照射窓27が形成されている。なお、前記超高輝度赤外線LEDチップに代えて、超高輝度赤外線LED電球を用いてもよい。制御回路24は、前記電圧変換回路21、整流回路22、LED(赤外線)25及び発光(照射)部23を制御する回路である。

0019

受電ユニット3は、集光器35とソーラー36からなる発電部33、電圧変換回路31、蓄電器37、DC出力回路38及び制御回路34を含んで構成されている。前記発電部33は、前記送電ユニット2から照射された赤外線の光ビームを集光する集光器35と、該集光された光ビームで発電するソーラー36より構成されている。発電された電力は電圧変換回路31で、小型電子機器等で使用する定格電圧、例えば、5Vに降圧される。

0020

蓄電器37は、一定の容積にできるだけ多くの電荷を蓄えられるように設計された回路部品であり、コンデンサーとも称される。蓄電器37に前記電圧変換回路31からの直流電圧印加すると、各電極には、印加電圧極性にしたがい、かつその電圧と静電容量に比例した電荷がほぼ瞬間的に蓄えられ、電源からの電力として小型電子機器等に供給される。

0021

DC出力回路38は、DC電力取出口(図示せず)が設けられており、受電ユニット3に付属の電源コード40、叉は小型電子機器等に付属の電源コードを前記電力取出口に挿入し、先端のプラグを前記小型電子機器等のジャックに挿入することで、前記小型電子機器等の作動、及び/叉は内蔵充電池の充電のためにDC電力を使用することができる。

0022

図3は、本発明の他の実施形態を示すブロック図である。図3において、送電ユニット2は、電圧変換回路21、整流回路22、LED(赤外線)25、発光(照射)部23及び制御回路24を含んで構成されている。

0023

電圧変換回路21は、交流電力(AC100V)を、例えば、最大20V、1Aに降圧する。次に、整流回路22でAC電力をDC電力に変換する。なお、本実施形態では、AC電力を電圧変換回路21で降圧した後にDC電力に変換しているが、整流回路22でAC電力をDC電力に変換した後、電圧変換回路21でAC電力をDC電力に降圧してもよい。

0024

LED(赤外線)25は、超高輝度赤外線LEDチップを複数個使用している。前記1個の超高輝度赤外線LEDチップは、チップLED、リード線及びコネクターで形成されている。照射部は前記超高輝度赤外線LEDチップを、例えば、丸型に束ねて収納するもので、略半円状の中心部にLED光線を投光するための円形照射窓27が形成されている。なお、超高輝度赤外線LEDチップに代えて、超高輝度赤外線LED電球を用いてもよい。制御回路は、前記電圧変換回路、整流回路及び発光部を制御する回路である。

0025

受電ユニット3aは、集光器35とソーラー36よりなる発電部33、電圧変換回路31、蓄電器37、DC出力回路38、出力切換部32、出力設定器39及び制御回路34より構成されている。前記発電部33は、前記送電ユニット2から照射された赤外線の光ビームを集光する集光器35と、該集光された光ビームを発電するソーラー36より構成されている。

0026

前記ソーラー36で発電された電力は、蓄電器37に送られる。該蓄電器37は、一定の容積にできるだけ多くの電荷を蓄えられるように設計された回路部品であり、コンデンサーとも称される。蓄電器37に前記ソーラー36で発電された電力を印加すると、各電極には、印加電圧の極性にしたがい、かつその電圧と静電容量に比例した電荷がほぼ瞬間的に蓄えられる。なお、ソーラー36で発電された電力を電圧変換回路31に送り、該電圧変換回路31から蓄電器37に送ることも可能である。

0027

前記蓄電器37に蓄えられた電力は、電圧変換回路31に送られる。本実施形態では、該電圧変換回路31からDC出力回路38に出力する電力値を選択することが可能となっている。前記電圧変換回路31には出力切換部32と出力設定器39が接続されており、該出力設定器39を手動操作することにより、例えば、3V,5V,12V,19Vの4つの異なるDC電力を出力することができるように制御回路34で制御している。図3では12Vの電力を出力する設定を示している。なお、異なるDC電力は、前記4種類に限定されるものではなく、他の異なるDC電力を必要数設定することができる。

0028

前記電圧変換回路31からDC出力回路38を経由して、各種小型電子機器が必要とする定格電力(電圧、電流)が供給される。
DC出力回路38と使用する小型電気機器等のプラグ間電源コード接続すると、該小型電気機器等を作動叉は内蔵充電器の充電のためにDC電力を使用することができる。

0029

本発明は、建物内において、小型電子電気機器にワイヤレスで電力を供給する、ワイヤレス給電器であり、一般家庭だけでなく、各種病院介護施設等で広く使用することが可能である。

0030

1ワイヤレス給電器
2送電ユニット
3、3a受電ユニット
21、31電圧変換回路
22整流回路
23発光(照射)部
24、34制御回路
25LED(赤外線)
27円形照射窓
28、39筐体
29プラグ
32 出力切換部
33発電部
35集光器
36ソーラー
37蓄電器
38DC出力回路
39出力設定器
40電源コード
50 係止片

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