非接触供电系统、电气装置、中继器和适配器的制造方法
【专利摘要】一种非接触供电系统，其配备有非接触供电装置(3)和电气装置(10)。该非接触供电装置包括：高频逆变器(4)，用于供给高频电流；以及初级线圈(L1)，其被供给该高频电流。该电气装置包括：次级线圈(L2)，用于使用初级线圈所产生的交变磁通量来产生感应电动势；以及受电电路(22)，用于将次级线圈所产生的感应电动势供给至负载(Z)。该非接触供电系统还配备有结构体(15)，其中该结构体具有可变形状且被配置成能够独立固定。沿着该结构体配置有使初级线圈和高频逆变器相连接的连接线、使次级线圈和受电电路相连接的连接线、以及使受电电路和负载相连接的连接线中的至少一个。根据结构体的形状，相对于初级线圈在空间上确定次级线圈的位置。
【专利说明】非接触供电系统、电气装置、中继器和适配器
【技术领域】
[0001]本发明涉及非接触供电系统、电气装置、中继器和适配器。
【背景技术】
[0002]近年来，能够高效率地以非接触方式接收电力的电气装置已投入实际使用(例如，专利文献I)。例如，将非接触供电装置的初级线圈嵌入诸如桌子等的扁平结构体中。在将内置有次级线圈的电气装置放置在该初级线圈上的情况下，该电气装置可以接收电力。此外，通过使用内置有次级线圈的非接触适配器，该电气装置可以经由连接线来接收电力。
[0003]现有技术文献_4] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特开2011-151900
【发明内容】
_6] 发明要解决的问题
[0007]在将非接触供电装置的初级线圈嵌入诸如桌子等的扁平结构体中的情况下不存在问题。然而，在将该初级线圈嵌入相对于诸如桌子等的平坦面垂直安装的板内的情况下，发生问题。也就是说，可能无法将内置有次级线圈的电气装置配置在嵌入有初级线圈的板上。
[0008]经由连接线连接至电气装置的非接触适配器由于该非接触适配器的自重而需要固定至板等的垂直面以使得不会从该垂直面脱落。然而，在利用诸如磁体或双面胶带等的单独部件固定适配器的情况下，该适配器的重新定位所用的安装和拆卸极其麻烦。磁体可能吸附金属并且对该金属进行感应加热。双面胶带或粘合剂有损适配器的美观，并且还妨碍清洁。
[0009]因此，无线供电在将电气装置放置在平坦面上并且该电气装置从与该平坦面垂直的面接收电力的这两个情况下无法满足供电。
[0010]本发明的目的是提供一种非接触供电系统、电气装置、中继器和适配器，其中该非接触供电系统、电气装置、中继器和适配器在使用电磁感应的非接触供电中，可以在空间上将初级线圈与次级线圈磁连接的位置定位在重力方向的任意位置处。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]根据本发明的一个方面，一种非接触供电系统，包括:非接触供电装置，其包含:高频逆变器，其被配置为供给高频电流；以及初级线圈，其中向所述初级线圈供给高频电流；电气装置，其包含:次级线圈，其被配置为基于所述初级线圈所产生的交变磁通量来产生感应电动势；以及受电电路，其被配置为将所述次级线圈所产生的感应电动势供给至负载；以及结构体，其具有可变形状并且被配置成能够独立固定，其中，沿着所述结构体配置有如下的多个连接线中的至少一个连接线:被配置为使所述初级线圈连接至所述高频逆变器的连接线、被配置为使所述次级线圈连接至所述受电电路的连接线、以及被配置为使所述受电电路连接至所述负载的连接线，以及根据所述结构体的形状，相对于所述初级线圈在空间上确定所述次级线圈的位置。
[0013]在上述结构中，优选地，所述结构体是多关节式挠性臂。
[0014]在上述结构中，优选地，所述结构体是波纹式挠性臂。
[0015]在上述结构中，优选地，所述非接触供电系统还包括:中继器，其配置在所述初级线圈和所述次级线圈之间，所述中继器包括:第二结构体，其配置在支撑台上，所述第二结构体具有可变形状并且被配置成能够独立固定；以及中间线圈，其经由所述第二结构体进行支撑，并且被配置为利用所述初级线圈所产生的交变磁通量来进行磁共振，其中，所述中间线圈的磁共振使所述次级线圈产生感应电动势，以利用所述次级线圈所产生的感应电动势来驱动所述电气装置。
[0016]根据本发明的另一方面，一种电气装置，包括:次级线圈，其被配置为基于非接触供电装置的初级线圈所产生的交变磁通量来产生感应电动势；容纳盒，其被配置为容纳所述次级线圈；受电电路，其被配置为将所述次级线圈所产生的感应电动势供给至负载；以及结构体，其配置在所述容纳盒以及所述电气装置的装置本体之间，所述结构体具有可变形状并且被配置成能够独立固定。
[0017]在上述结构中，所述受电电路可以配置在所述装置本体中。此外，优选地，沿着所述结构体配置有被配置为使配置在所述容纳盒内的所述次级线圈连接至所述受电电路的连接线。
[0018]在上述结构中，所述受电电路和所述次级线圈可以容纳在所述容纳盒内。此外，优选地，沿着所述结构体配置有被配置为使所述负载连接至所述受电电路的连接线。
[0019]在上述结构中，优选地，所述结构体是多关节式挠性臂。
[0020]在上述结构中，优选地，所述结构体是波纹式挠性臂。
[0021 ] 在上述结构中，优选地，所述结构体包括具有连接器的基端部。优选地，所述连接器能够相对于所述装置本体中所配置的连接器进行安装和拆卸。
[0022]在上述结构中，优选地，所述连接器是能够应用USB的连接器。
[0023]在上述结构中，优选地，所述电气装置还包括磁性体，所述磁性体配置在所述容纳盒内的所述次级线圈的后侧。
[0024]在上述结构中，优选地，所述电气装置还包括盖，所述盖被配置为覆盖所述容纳盒。
[0025]在上述结构中，优选地，所述盖具有配件。
[0026]根据本发明的又一方面，一种中继器，其配置在包括初级线圈的非接触供电装置和包括次级线圈的电气装置之间，所述中继器包括:中间线圈，其被配置为利用所述初级线圈所产生的交变磁通量进行磁共振，由此所述中间线圈的磁共振使所述次级线圈产生感应电动势；容纳盒，其被配置为容纳所述中间线圈；以及结构体，其配置在支撑台和所述容纳盒之间，所述结构体具有可变形状并且被配置为能够独立固定。
[0027]在上述结构中，优选地，所述中继器还包括谐振电容器，所述谐振电容器连接至所述中间线圈。
[0028]在上述结构中，所述容纳盒可以是所述支撑台经由所述结构体所支撑的多个容纳盒的其中一个。在这种情况下，优选地，所述中间线圈容纳在各所述容纳盒内，以使得各所述容纳盒内的所述中间线圈形成谐振电路。
[0029]在上述结构中，优选地，所述中继器还包括:第二结构体，其具有可变形状并且被配置成能够独立固定；第二中间线圈，其经由所述第二结构体连结至所述容纳盒，所述第二中间线圈连同所述中间线圈一起形成谐振电路；以及第二容纳盒，其被配置为容纳所述第二中间线圈。
[0030]根据本发明的又一方面，一种适配器，其被配置为向电气装置供给电力，所述适配器包括:次级线圈，其被配置为基于非接触供电装置的初级线圈所产生的交变磁通量来产生感应电动势；容纳盒，其被配置为容纳所述次级线圈；连接器，其能够相对于所述电气装置进行安装和拆卸；结构体，其配置在所述容纳盒和所述连接器之间，所述结构体具有可变形状并且被配置成能够独立固定；以及连接线，其沿着所述结构体配置，并且被配置为使所述次级线圈连接至所述连接器。
[0031 ] 在上述结构中，所述结构体可以是波纹式挠性臂。在这种情况下，优选地，所述连接线配置在所述挠性臂内。
[0032]在上述结构中，优选地，所述连接器是能够应用USB的连接器。
[0033]在上述结构中，优选地，所述适配器还包括盖，所述盖被配置为覆盖所述容纳盒。
[0034]在上述结构中，优选地，所述盖具有配件。
[0035]发明的效果
[0036]根据本发明，可以在空间上将初级线圈与次级线圈磁连接的位置定位在重力方向的任意位置处。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是配备有第一实施例的非接触供电系统的非接触供电装置的桌子的斜视图。
[0038]图2是配备有非接触供电系统的受电电路的电气装置的斜视图。
[0039]图3是说明挠性臂的说明图。
[0040]图4(a)是说明非接触供电系统的电气结构的电路框图，并且(b)是说明非接触供电系统的电气结构的另一示例的电路框图。
[0041 ] 图5是说明本实施例的作用的斜视图。
[0042]图6是说明本实施例的作用的斜视图。
[0043]图7是作为第一实施例的另一示例的配置有受电电路的容纳盒的截面图。
[0044]图8是说明作为第一实施例的另一示例的波纹式挠性臂的说明图。
[0045]图9是说明波纹式挠性臂的作用的斜视图。
[0046]图10是说明波纹式挠性臂的作用的斜视图。
[0047]图11是示出波纹式挠性臂的另一示例的图。
[0048]图12是示出波纹式挠性臂的另一示例的图。
[0049]图13是示出同一非接触供电系统的电气结构的电路框图。
[0050]图14是说明作为第一实施例的另一示例的可伸缩挠性臂的说明图，其中(a)是示出收缩状态的图，并且(b)是示出伸展状态的图。
[0051]图15是说明作为第一实施例的另一示例的非接触供电系统的说明图。
[0052]图16是说明作为第一实施例的另一示例的说明图，其中(a)是示出音频设备的配置状态的斜视图，并且(b)是示出音频设备的配置状态的侧视图。
[0053]图17是说明作为第一实施例的另一示例的说明图，其中(a)是示出电气装置的配置状态的斜视图，并且(b)是示出电气装置的配置状态的侧视图。
[0054]图18是示出第二实施例的非接触供电系统的整体斜视图。
[0055]图19是示出第三实施例的非接触供电系统的整体斜视图。
[0056]图20是说明同一第一中继器的说明图。
[0057]图21是说明同一第二中继器的说明图。
[0058]图22是示出同一非接触供电系统的电气结构的电路框图。
[0059]图23是示出第三实施例的另一示例中的电气结构的电路框图。
[0060]图24是示出第三实施例的另一示例中的电气结构的电路框图。
[0061]图25是示出第三实施例的另一示例中的中继器的图。
【具体实施方式】
[0062]第一实施例
[0063]以下将参考附图来说明实现根据本发明的非接触供电系统的第一实施例。
[0064]如图1所示，将侧板2垂直地固定至桌子I的上表面后部。在侧板2内固定地容纳有非接触供电装置(以下称为供电装置)3。在供电装置3的壳体内配置有初级线圈LI和用于对初级线圈LI进行励磁的高频逆变器4。配置在供电装置3的壳体内的初级线圈LI被配置成线圈面面向桌子I的前方、即变得与侧板2的正面2a平行。
[0065]供电装置3具有电源电路(未示出)，对从外部输入的商用电力进行整流，进行DC/DC转换，驱动高频逆变器4，并且对初级线圈LI进行励磁。在本实施例中，高频逆变器4使几十kHz?几十MHz的高频电流流向初级线圈LI，以在初级线圈LI中产生交变磁场。初级线圈LI所产生的交变磁场从侧板2的正面2a向着前方发射。
[0066]如图2所示，用于从供电装置3接收二次电力的电气装置(在本实施例中为电灯)在壳体11 (电气装置10的装置本体)处配备有腿12，从而能够配置在桌子I的任意位置处。在电气装置10的壳体11的上表面13上经由挠性臂15配置有容纳次级线圈L2的容纳盒18，其中该次级线圈L2用于基于来自初级线圈LI的交变磁场来产生二次电力。
[0067]如图3所示，挠性臂15具有第一臂Al、第二臂A2、第一万向接头J1、第二万向接头J2和第三万向接头J3。
[0068]第一臂Al的基端部连结至配置在壳体11的上表面13上的第一万向接头J1。第一臂Al连结至第一万向接头J1，由此由第一万向接头Jl枢转地支撑。
[0069]第一臂Al连结至第一万向接头Jl并且由第一万向接头Jl支撑，由此除非向第一臂Al施加一定程度的力，否则第一臂Al不会绕第一万向接头Jl枢转并且保持其原始状态。也就是说，对第一臂Al和第一万向接头Jl之间的滑动阻抗进行设置，以使得除非向第一臂Al施加一定程度的力，否则第一臂Al不会绕第一万向接头Jl枢转并且保持其原始状态。
[0070]第一臂Al的前端部经由安装至该第一臂Al的前端部的第二万向接头J2连结至第二臂A2的基端部。第二臂A2连结至第二万向接头J2，由此由第二万向接头J2枢转地支撑。[0071]第二臂A2连结至第二万向接头J2并且由第二万向接头J2支撑，由此除非向第二臂A2施加一定程度的力，否则第二臂A2不会绕第二万向接头J2枢转并且保持其原始状态。也就是说，对第二臂A2和第二万向接头J2之间的滑动阻抗进行设置，以使得除非向第二臂A2施加一定程度的力，否则第二臂A2不会绕第二万向接头J2枢转并且保持其原始状态。
[0072]第二臂A2的前端部与安装至容纳盒18的背面中央位置的第三万向接头J3相连结。第三万向接头J3连结至第二臂A2，这导致容纳盒18由第三万向接头J3(第二臂A2的前端部)枢转地支撑。
[0073]容纳盒18连结至第三万向接头J3并且由第三万向接头J3支撑，由此除非向容纳盒18施加一定程度的力，否则容纳盒18不会绕第三万向接头J3枢转并且保持其原始状态。也就是说，对第二臂A2和第三万向接头J3之间的滑动阻抗进行设置，以使得除非向容纳盒18施加一定程度的力，否则容纳盒18不会绕第三万向接头J3枢转并且保持其原始状态。
[0074]因而，包括第一臂Al、第二臂A2、第一万向接头J1、第二万向接头J2和第三万向接头J3的挠性臂15是具有可变形状并且被配置成能够独立固定的结构体。构成挠性臂15的第一臂Al、第二臂A2、第一万向接头J1、第二万向接头J2和第三万向接头J3可以由金属或合成树脂制成。
[0075]容纳盒18具有由金属或磁性体制成的盒体，并且其前侧开口部19被由能够使交变磁场透过的材料所制成的盖19覆盖。在容纳盒18中，固定地配置有次级线圈L2，并且在次级线圈L2的后侧固定地配置有磁性体20。容纳盒18内所配置的次级线圈L2被配置成其线圈面变得与盖19的表面平行。
[0076]因而，仅通过在期望方向上向容纳盒18施加力，可以使容纳盒18的盖19的表面(即，次级线圈L2的线圈面)朝向该期望方向，并且保持该状态。
[0077]这样可以使容纳盒18的盖19的表面(即，次级线圈L2的线圈面)与侧板2中所配置的供电装置3的初级线圈LI的线圈面相对。通过在该相对的状态下对初级线圈LI进行励磁，次级线圈L2产生二次电力。
[0078]容纳盒18内的次级线圈L2的卷绕端连接至连接线21 (参考图4 (a))，并且连接线21沿着从容纳盒18的背面引出的挠性臂15被引导至电气装置10的壳体11内。
[0079]例如，在本实施例中，第一臂Al和第二臂A2各自为管状臂，并且如由图3的虚线所示，连接线21经由第二臂A2和第一臂Al的管被引导至壳体11内。引导至壳体11内的连接线21连接至图2所示的受电电路22。
[0080]受电电路22包括整流器电路和DC/DC转换器等。受电电路22在整流器电路中对次级线圈L2所产生的二次电力进行整流，在DC/DC转换器中将该电力转换成预定的DC电压，并且将该DC电压供给至电气装置10(电灯)的诸如LED(发光元件)等的负载Z，由此使得负载Z能够发光。
[0081]接着，将参考图4来说明供电装置3和电气装置10的电气结构。
[0082]在图4中，供电装置3的高频逆变器4连接至初级线圈LI。在从电源电路(未示出)接收到驱动电力的情况下，高频逆变器4对初级线圈LI进行励磁。电气装置10的受电电路22经由沿着挠性臂15配置的连接线21连接至容纳盒18内的次级线圈L2。受电电路22将基于通过供电装置3的初级线圈LI的励磁所产生的交变磁场而在次级线圈L2中感应得到的二次电力转换成DC电压。随后，受电电路22将该DC电压DC/DC转换成期望电压并且将该DC/DC转换得到的DC电压供给至电气装置10的负载Z。
[0083]电气装置10的负载Z仅需是利用次级线圈L2所产生的二次电力进行驱动的发光体，并且例如可以是利用DC/DC转换得到的DC电力或利用作为AC电力的二次电力进行发光的发光体。
[0084]可以在供电装置3内的初级线圈LI的附近配置发送接收用初级侧天线线圈AT1，并且可以在容纳盒18内的次级线圈L2的附近配置发送接收用次级侧天线线圈AT2(参见图 4(b))。
[0085]在这种情况下，初级侧天线线圈ATl连接至供电装置3内的初级侧信号发送接收电路31。次级侧天线线圈AT2连接至信号线30，并且信号线30沿着挠性臂15连接至壳体11内的次级侧信号发送接收电路32。
[0086]图4(b)示出这种情况下的电路。供电装置3和电气装置10具有通信功能，并且通过使用挠性臂15，可以将通信所用的次级侧天线线圈AT2配置在初级侧天线线圈ATl的附近。结果，可以在不会损害上述便利性的情况下实现供电所用的详细控制和信息通信。
[0087]接着，将说明具有上述结构的非接触供电系统的作用。
[0088]在如图5所示、将电气装置10配置在桌子I的左侧的情况下，电气装置10(壳体11)配置在远离侧板2中所配置的供电装置3的初级线圈LI的线圈面的位置处。
[0089]接着，为了使容纳次级线圈L2的容纳盒18的盖19的表面与侧板2中所配置的供电装置3的初级线圈LI相对，使经由挠性臂15连结至壳体11的容纳盒18朝向初级线圈LI的线圈面。也就是说，利用手引导容纳盒18，以使得容纳盒18的盖19的表面与初级线圈LI的线圈面相对。
[0090]在这种情况下，挠性臂15的第一臂Al和第二臂A2可自由地枢转，并且容纳盒18绕第三万向接头J3 (第二臂A2的前端部)可自由地枢转。因而，容纳盒18的盖19的表面(次级线圈L2的线圈面)可以与供电装置3的初级线圈LI的线圈面相对，并且保持该状态。
[0091]在这种状态下驱动高频逆变器4以对初级线圈LI进行励磁的情况下，容纳在相对的容纳盒18内的次级线圈L2产生二次电力。将次级线圈L2所产生的二次电力经由连接线21供给至电气装置10的受电电路22。受电电路22对该二次电力进行整流，将整流后的电力转换成期望的DC电压，并且将该DC电压供给至负载Z，由此使得负载Z能够发光。
[0092]在如图6所示、将电气装置10配置在桌子I的右侧的情况下，电气装置10(壳体11)配置在远离侧板2中所配置的供电装置3的初级线圈LI的线圈面的位置处。
[0093]同样在这种情况下，利用手从分离位置引导容纳盒18，以使得容纳盒18的盖19的表面与初级线圈LI的线圈面相对。因而,如图6所示，容纳盒18的盖19的表面(次级线圈L2的线圈面)可以与供电装置3的初级线圈LI的线圈面相对，并且保持该状态。
[0094]在这种状态下对初级线圈LI进行励磁的情况下，容纳在相对的容纳盒18内的次级线圈L2产生二次电力，并且将次级线圈L2所产生的二次电力经由连接线21供给至电气装置10的受电电路22。然后，受电电路22对二次电力进行整流，将整流后的电力转换成期望的DC电压，并且将该DC电压供给至负载Z，由此使得负载Z能够发光。[0095]也就是说，电气装置10可以在桌子I的任意位置处从供电装置3接收电力，以对桌子I进行照明。
[0096]接着，具有上述结构的第一实施例具有以下效果。
[0097](I)在电气装置10中，容纳有通过初级线圈LI的励磁来产生二次电力的次级线圈L2的容纳盒18经由挠性臂15可枢转地连结至壳体11，由此保持该状态。
[0098]因而，利用挠性臂15，可以仅通过在期望方向上向容纳盒18施加力来使次级线圈L2朝向该期望方向，并且保持该状态。也就是说，可以在空间上将初级线圈LI与次级线圈L2磁连接的位置定位在重力方向的任意位置处。结果，即使在供电装置3朝向任何方向并且电气装置10配置在桌子I的任意位置处的情况下，电气装置10也可以从供电装置3接收电力来对桌子I进行照明。 [0099](2)除了形成在开口部上的盖19以外的容纳次级线圈L2的容纳盒18由金属或磁性体构成。因此，可以防止受电时从次级线圈L2产生的电磁波发射到外部。
[0100](3)由于在容纳盒18内的次级线圈L2的后侧容纳有磁性体20，因此减少了泄漏磁通量并且提高了与初级线圈LI的磁耦合。这样实现了来自初级线圈LI的高效供电。
[0101](4)使次级线圈L2电连接至受电电路22的连接线21经由第一臂Al和第二臂A2的管被引导至壳体11内。由于连接线21从外部不可见，因此电气装置10具有优良的设计，并且没有损坏桌子I上的美观。
[0102]另外，可以按照如下对上述第一实施例进行修改。
[0103]〇在第一实施例中，初级线圈LI和次级线圈L2被形成为圆形，然而这些线圈可以具有诸如矩形等的任意形状。
[0104]〇在第一实施例中，挠性臂15由第一臂Al和第二臂A2这两个臂构成。然而，挠性臂15不限于该结构并且可以是包括三个以上的臂的多关节式挠性臂。
[0105]当然，挠性臂15可以由单个臂构成。在这种情况下，该臂的基端部可以利用万向接头连结至壳体11的上表面13，并且该臂的前端部可以利用万向接头连结至容纳盒18的背面中央部。
[0106]〇在第一实施例中，连接线21经由第一臂Al和第二臂A2的管被引导至壳体11内。然而，连接线21可以在以螺旋状卷绕挠性臂15的外侧面的同时被引导至壳体11内。
[0107]〇在第一实施例中，次级线圈L2和磁性体20容纳在容纳盒18内。可选地，如图7所示，可以将第一实施例中的受电电路22容纳在容纳盒18内。在这种情况下，从受电电路22引出的并且向电气装置10的负载Z供给DC电压的布线成为连接线21。利用经由连接线21所供给的DC电压来驱动负载Z。
[0108]在图7中，连接线21在以螺旋状卷绕挠性臂15的外侧面的同时被引导至壳体11内。然而，连接线21可以经由第一臂Al和第二臂A2的管被引导至壳体11内。
[0109]〇在第一实施例中，挠性臂15由第一臂Al、第二臂A2、第一万向接头J1、第二万向接头J2和第三万向接头J3构成。也就是说，挠性臂15是包括这些臂的多关节式挠性臂。
[0110]可选地，如图8所示，挠性臂可以是波纹式挠性臂25。波纹式挠性臂25包括彼此连续连结的连结构件26。这些连结构件26各自具有相同的形状并且由金属或合成树脂制成。
[0111]如图8所示，构成挠性臂25的各连结构件26的一端具有球体部26a并且另一端具有球状凹部26b。连结构件26通过使各连结构件26的球体部26a顺次嵌合到相邻的连结构件26的凹部26b内来彼此连结，从而形成波纹式挠性臂25。
[0112]凹部26b的内周面和所嵌合的球体部26a的外周面相对于彼此可滑动。在凹部26b的内周面和球体部26a的外周面之间存在滑动阻抗。对该滑动阻抗进行设置，以使得除非向这些连结构件26施加一定程度的力，否则这些连结构件26相对于彼此不会转动，并且保持其状态。
[0113]因而，由连结构件26构成的波纹式挠性臂25也是具有可变形状并且被配置成能够独立固定的结构体。
[0114]贯通孔26c穿过各连结构件26的球体部26a轴向延伸。使连接线21穿过贯通孔26c以防止连接线21从外部可见。
[0115]如图8所示，波纹式挠性臂25的基端部固定地连结至电气装置10的壳体11的上表面13，并且波纹式挠性臂25的前端部固定地连结至容纳盒18的背面中央位置。
[0116]因而，仅通过在期望方向上向容纳盒18施加力，可以使容纳盒18(次级线圈L2的线圈面)朝向该期望方向，并且保持该状态。
[0117]因此，以与第一实施例相同的方式，如图9和图10所示，电气装置10的次级线圈L2的线圈面(即，容纳盒18)可以与侧板2中所配置的供电装置3的初级线圈LI相对。在这种状态下，通过对初级线圈LI进行励磁，次级线圈L2产生二次电力。
[0118]在图8所示的波纹式挠性臂25中，连接线21穿过挠性臂25。然而，可以采用不具有贯通孔26c的波纹式挠性臂。在这种情况下，连接线21在以螺旋状卷绕挠性臂25的外侧面的同时被引导至壳体11内。
[0119]〇波纹式挠性臂25的基端部`固定地连结至电气装置10的壳体11的上表面13。可选地，如图11所示，USB(通用串行总线)适用的连接器33可以连结至波纹式挠性臂25的基端部。连接线21可以连接至USB适用的连接器33的预定端子以用作电源供给用适配器36。
[0120]因而，可以将配备有USB连接器34的市售的电气装置10自由地安装至连接器33以接收电力。
[0121]如图12所示，可以将配备有USB适用的连接器33的波纹式挠性臂25应用于与容纳有次级线圈L2、磁性体20和受电电路22的容纳盒18相连结的电源供给用适配器36。
[0122]同样，可以安装配备有USB连接器34的任何市售的电气装置10以接收电力。图13示出这种状态下的电路。
[0123]当然，波纹式挠性臂25的基端部可以连结至正常的电源供给用连接器，而不是连结至USB适用的连接器33。
[0124]如图14(a)和(b)所示，除了挠性臂15和25以外，可以利用多个伸缩管P1、P2和P3以及万向接头Jl和J2来构成挠性臂35。
[0125]挠性臂35按直径递减的顺序内置有伸缩管P1、P2和P3以实现可伸缩结构。直径最大的伸缩管Pl的基端部经由第一万向接头Jl连结至壳体11的上表面13。另一方面，直径最小的伸缩管P3的前端部经由第二万向接头J2连结至容纳盒18。
[0126]在这种情况下，对伸缩操作期间伸缩管P1、P2和P3之间的滑动阻抗进行设置，以使得除非向这些管施加一定程度的力，否则这些管不会伸缩滑动并且保持其原始状态。同样，对伸缩管Pl和第一万向接头JI之间的滑动阻抗进行设置，以使得除非向伸缩管Pi施加一定程度的力，否则伸缩管Pl不会绕第一万向接头Jl枢转并且保持其原始状态。此外，对第二万向接头J2和伸缩管P3的前端部之间的滑动阻抗进行设置，以使得除非向容纳盒18施加一定程度的力，否则容纳盒18不会绕第二万向接头J2枢转并且保持其原始状态。
[0127]因而，仅通过使伸缩管Pl~P3伸缩并且在期望方向上向容纳盒18施加力，可以使容纳盒18的盖19的表面朝向该期望方向，并且此外保持该状态。通过在该相对的状态下对初级线圈LI进行励磁，次级线圈L2产生二次电力。
[0128]在挠性臂35收缩的情况下，配置在伸缩管Pl~P3内的连接线21在壳体11内卷绕。相反，在挠性臂35伸展的情况下，卷绕在伸缩管Pl~P3内的连接线21展开。
[0129]除了挠性臂15和25以外，可以使用缩放型连杆机构来实现具有可变形状并且被配置成能够独立固定的挠性臂。
[0130]除了挠性臂15和25以外，可以通过使带状金属板螺旋状地卷绕成圆筒状来实现具有可变形状并且被配置成能够独立固定的波纹式挠性臂。
[0131]在本实施例中，一个初级线圈LI向一个电气装置(电灯)10供给电力，但还可以向多个电气装置10供给电力。
[0132]当然，除了照明装置以外，电气装置10还可以应用于诸如风扇、电视机、收音机、音频设备、烤箱、电池充电器等的各种电气装置。
[0133]〇在上述实施例中，在侧板2所配置的供电装置3中配置有一个初级线圈LI。可选地，如图15所示，可以在侧板2中配置多个初级线圈LI，并且可以在供电装置3中配置用于对各初级线圈LI进行励磁的高频逆变器4。
[0134]在这种情况下，进一步提高了电气装置10的配置自由度而不会损坏该装置的美观。
[0135]如图16(a)和(b)所示，可以在房间内的壁37中配置多个初级线圈LI，并且可以在供电装置3中配置用于对各初级线圈LI进行励磁的高频逆变器4。
[0136]在这种情况下，例如，在壁37上所配置的隔板的与壁面中的初级线圈LI相对的中央处安装诸如放大器或调谐器等的音频装置本体40，并且在音频装置本体40的两侧上配置扬声器41。
[0137]如图16(b)所示，使经由多关节式挠性臂15a从音频装置本体40的背面延伸出的次级线圈L2与初级线圈LI相对。音频装置本体40使用在内部的受电电路(未示出)处利用次级线圈L2所接收到的电力，以驱动音频装置本体40。
[0138]使用次级线圈L2所接收到的电力，配置在音频装置本体40内的高频逆变器(未示出)产生高频率交流。该高频逆变器经由连接线(未示出)连接至从音频装置本体40的上表面延伸出的多关节式第二挠性臂15b的前端处所配置的音频侧初级线圈Lla。该高频逆变器经由沿着第二挠性臂15b配置的连接线对音频侧初级线圈Lla进行励磁。
[0139]在各扬声器41中，使从扬声器41的上表面延伸出的多关节式第三挠性臂15c的前端处所配置的扬声器侧次级线圈L2a与音频侧初级线圈Lla相对。
[0140]在这种情况下,可以利用磁体或粘合带将音频侧初级线圈Lla固定地连结至扬声器侧次级线圈L2a。可以使音频侧初级线圈Lla的线圈面与扬声器侧次级线圈L2a的线圈面正交，以使音频侧初级 线圈Lla磁连接至扬声器侧次级线圈L2a。[0141]因而，在不会损坏美观的情况下，将电力和音频信号从音频装置本体40以非接触无编码方式供给至扬声器41。
[0142]音频信号可以是经由图4(b)所示的天线线圈ATl和AT2所传输的独立的无线信号、或者叠加在电力传输磁通量上的信号。可以省略音频装置本体40的第二挠性臂15b，并且可以将音频侧初级线圈Lla配置在音频装置本体40的壳体的壁面内侧上。然后，可以经由第三挠性臂15c使扬声器侧次级线圈L2a与音频侧初级线圈Lla相对。
[0143]相反，可以省略扬声器41的第三挠性臂15c，并且可以将扬声器侧次级线圈L2a配置在扬声器41的壳体的壁面内侧上。可以经由第二挠性臂15b使音频侧初级线圈Lla与扬声器侧次级线圈L2a相对。
[0144]从音频装置本体40经由第一挠性臂15a连结次级线圈L2。可以省略音频装置本体40的第一挠性臂15a，并且可以将次级线圈L2配置在音频装置本体40的壳体的壁面内侧上。在这种情况下，需要将音频装置本体40配置成次级线圈L2与初级线圈LI相对。
[0145]第一挠性臂?第三挠性臂15a、15b和15c是多关节式挠性臂，然而还可以是波纹式挠性臂。
[0146]在上述实施例中，容纳盒18露出。
[0147]可选地，如图17(a)和(b)所示，容纳有次级线圈L2的容纳盒18可以被具有装饰的盖43所覆盖。在该结构中，容纳盒18用作改善美观设计的配件。可以通过利用具有可变形状并且被配置成在空间上能够单独固定的结构来实现该配件，从而使得能够通过使用非接触效果来实现个性的生活空间。
[0148]盖43可以是能够拆卸的，因而可以根据季节来改变其内容。当然，盖43可以固定至容纳盒18。盖43可以不具有配件。
[0149]图11和12中的适配器36的容纳盒18可以被盖43所覆盖。
[0150]在上述实施例中，在侧板2上没有显示用于指示供电装置3的初级线圈LI的配置位置的指示器。然而，可以将用于指示初级线圈LI的配置位置的指示器显示在侧板2的正面2a上。根据该结构，可以快速地识别出供电装置3的初级线圈LI的位置，并且可以精确且可靠地使次级线圈L2与初级线圈LI相对。
[0151]用于指示初级线圈LI的配置位置的指示器可以是显现为三维图像的图片或照片。这样可以随着视觉的深度感来呈现初级线圈LI的配置位置，从而使得能够实现非接触和长间隙的空间供电。当然，可以将显现为三维图像的图片或照片贴附至图17(a)和(b)中的覆盖容纳有次级线圈L2的容纳盒18的盖43，以实现视觉的深度感。
[0152]第二实施例
[0153]接着将说明本发明的第二实施例。
[0154]第二实施例具有以下特征:将用作第一非接触供电装置并且以非接触方式向电气装置10供给电力的供电装置3配置在桌子I上，并且供电装置3以非接触方式从除桌子I以外的场所处所配置的第二非接触供电装置接收电力。
[0155]如图18所示，在配置有桌子I的地板50内固定地容纳有用作第二非接触供电装置的地板侧供电装置51。在地板侧供电装置51的壳体内配置有地板侧初级线圈Llf和用于对地板侧初级线圈Llf进行励磁的地板侧高频逆变器52。地板侧初级线圈Llf被配置成其线圈面面向地板50的上方、即变得与地板面平行。地板侧供电装置51具有电源电路(未示出)，对从外部输入的商用电力进行整流，对该电力进行DC/DC转换，并且驱动地板侧高频逆变器52以对地板侧初级线圈Llf进行励磁。
[0156]另一方面，在桌子I内固定地容纳有用作第一非接触供电装置的桌子侧供电装置53。在桌子侧供电装置53的壳体内多个桌子侧初级线圈Lld在水平方向上排成一行，并且配置有用于对各桌子侧初级线圈Lld进行励磁的桌子侧高频逆变器54。
[0157]水平方向上排成一行的各桌子侧初级线圈Lld被配置成其线圈面面向桌子I的上方、即变得与桌子I的上表面平行。
[0158]桌子侧供电装置53具有电源电路(未示出)，对从外部输入的电力进行整流，对该电力进行DC/DC转换，并且驱动桌子侧高频逆变器54以对桌子侧初级线圈Lld进行励磁。
[0159]在桌子I的下表面的左后角处，配置有容纳桌子侧次级线圈L2d的容纳盒18，其中该桌子侧次级线圈L2d用于经由波纹式挠性臂25使用电磁感应来从地板侧初级线圈Llf接收二次电力。
[0160]因此，利用波纹式挠性臂25，仅通过在期望方向上向容纳盒18施加力，可以使容纳盒18的盖19的表面(桌子侧次级线圈L2d的线圈面)指向该期望方向，并且此外可以保持该状态。
[0161]结果，可以使容纳盒18的盖19的表面(桌子侧次级线圈L2d的线圈面)与地板50上所配置的地板侧供电装置51的地板侧初级线圈Llf的线圈面相对。通过在该相对的状态下对地板侧初级线圈Llf进行励磁，桌子侧次级线圈L2d产生二次电力。
[0162]将桌子侧次级线圈L2d所接收到的二次电力经由沿着波纹式挠性臂25配置的连接线21输出至桌子侧供电装置53的电源电路(未示出)。由此，桌子侧供电装置53的电源电路对桌子侧次级线圈L2d所接收到的电力进行整流，对该电力进行DC/DC转换，并且驱动桌子侧高频逆变器54以对桌子侧初级线圈Lld进行励磁。
[0163]因此，在第二实施例中，如第一实施例的效果那样，可以提高电气装置10在桌子I上的配置自由度。此外，还可以大幅提高桌子I上的电气装置10相对于地板50的配置自由度。
[0164]此外，水平方向上排成一行的各桌子侧初级线圈Lld被配置成其线圈面变得与桌子I的上表面平行。因此，甚至可以将不具有挠性臂15和25并且在壳体的底面内侧上设置有次级线圈的电气装置10配置在桌子侧初级线圈Lld的上方以接收电力。
[0165]第三实施例
[0166]接着将说明本发明的第三实施例。
[0167]第三实施例具有以下特征:在供电装置3和用于从供电装置3接收电力的电气装置10之间插入中继器，以使得电气装置10经由该中继器以非接触方式从供电装置3接收电力。
[0168]如图19所示，将经由波纹式挠性臂25连结容纳了次级线圈L2的容纳盒18的电气装置(在本实施例中为风扇)10放置在供电装置3的初级线圈LI不能达到的位置处。
[0169]在这种情况下，电气装置10可能无法从供电装置3的初级线圈LI接收电力。
[0170]因而，在第三实施例中，电气装置10通过使用第一中继器60和第二中继器70以非接触方式从供电装置3接收电力。
[0171]如图20所示，第一中继器60具有放置在桌子I上的支撑台61，并且支撑台61的上部前端部经由万向接头J6连结至圆筒状的容纳盒62的下端外周面。容纳盒62连结至万向接头J6，由此由万向接头J6枢转地支撑。然而，除非向容纳盒62施加一定程度的力，否则容纳盒62不会绕万向接头J6枢转并且保持其原始状态。
[0172]也就是说，对容纳盒62和万向接头J6之间的滑动阻抗进行设置，以使得除非向容纳盒62施加一定程度的力，否则容纳盒62不会绕万向接头J6枢转并且保持其原始状态。因而，万向接头J6是具有可变形状并且被配置成能够独立固定的结构体。
[0173]圆筒状的容纳盒62的两侧开口部分别被由可以使交变磁场透过的材料制成的盖63和64所覆盖。容纳盒62容纳有中间线圈LcO。中间线圈LcO被配置成其线圈面变得与盖63和64平行。中间线圈LcO连接至谐振电容器Cxi。线圈LcO和电容器Cxl构成第一谐振电路。
[0174]如图21所示，第二中继器70具有第一容纳盒72和放置在桌子I上的支撑台71。
[0175]支撑台71的上部前端部经由万向接头J7连结至第一容纳盒72的下端外周面。第一容纳盒72连结至万向接头J7，由此由万向接头J7枢转地支撑。然而，除非向第一容纳盒72施加一定程度的力，否则第一容纳盒72不会绕万向接头J7枢转并且保持其原始状态。
[0176]也就是说，对第一容纳盒72和万向接头J7之间的滑动阻抗进行设置，以使得除非向第一容纳盒72施加一定程度的力，否则第一容纳盒72不会绕万向接头J7枢转并且保持其原始状态。因而，万向接头J7是具有可变形状并且被配置成能够独立固定的结构体。
[0177]第一容纳盒72容纳有第一中间线圈Lcl，并且其前面开口部被由可以使交变磁场透过的材料制成的盖73所覆盖。第一中间线圈Lcl被配置成其线圈面变得与盖73平行。
[0178]在第一容纳盒72的背面中央位置配置有波纹式挠性臂25，并且向挠性臂25的前端部安装第二容纳盒75。第二容纳盒75容纳有第二中间线圈Lc2，并且其前面开口部被由可以使交变磁场透过的材料制成的盖76所覆盖。第二中间线圈Lc2经由连接线77连接至容纳在第一容纳盒72内的第一中间线圈Lcl。连接线77经由波纹式挠性臂25使第一中间线圈Lcl连接至第二中间线圈Lc2。
[0179]因而，仅通过在期望方向上向第二容纳盒75施加力，可以利用挠性臂25使第二容纳盒75(第二中间线圈Lc2的线圈面)朝向该期望方向，并且此外保持该状态。
[0180]在第三实施例中，谐振电容器Cx2连接至第一容纳盒72的第一中间线圈Lcl。第一中间线圈Lcl、电容器Cx2和第二中间线圈Lc2构成第二谐振电路。
[0181]如图19所示，第二中继器70配置在供电装置3的附近。此时，使第二中继器70的第一容纳盒72的前面(盖73侧的表面)与供电装置3的初级线圈LI相对。随后，使第二中继器70的第二容纳盒75的前面(盖76侧的表面)朝向电气装置(在第三实施例中为风扇)10。
[0182]另一方面，使从电气装置(在第三实施例中为风扇)10所配置的波纹式挠性臂25延伸出的容纳盒18朝向第二中继器70的第二容纳盒75。因而，第二中继器70的第二容纳盒75(第二中间线圈Lc2)和电气装置10的容纳盒18(次级线圈L2)以间隔长距离的状态彼此相对。
[0183]随后，在第二中继器70的第二容纳盒75和电气装置10的容纳盒18之间配置第一中继器60。
[0184]第一中继器60的容纳盒62 (中间线圈LcO)配置在第二中继器70的第二容纳盒75(第二中间线圈Lc2)和电气装置10的容纳盒18(次级线圈L2)之间，并且这些盒彼此相对。
[0185]在对供电装置3的初级线圈LI进行励磁的情况下，包括第二中继器70的第一中间线圈Lcl、第二中间线圈Lc2和电容器Cx2的第二谐振电路以初级线圈LI的驱动频率进行共振。也就是说，初级线圈LI对第二中继器70的第二谐振电路进行磁共振，并且初级线圈LI对第二中间线圈Lc2进行励磁。
[0186]在对第二中继器70的第二中间线圈Lc2进行励磁的情况下，包括第一中继器60的中间线圈LcO和电容器Cxl的第一谐振电路以第二中间线圈Lc2的励磁频率进行共振。
[0187]也就是说，第二中间线圈Lc2对第一中继器60的第一谐振电路进行磁共振，并且第二中间线圈Lc2对电气装置10的次级线圈L2进行励磁以向电气装置10供给电力。
[0188]这样可以在增大电力传输距离和供电面积的同时，实现安全、可靠、省电且便利的非接触供电系统。
[0189]在第三实施例中，配置有一个第一中继器60和一个第二中继器70，然而根据用途，可以使用多个第一中继器和多个第二中继器，或者可以使用一个或多个第一中继器或者一个或多个第二中继器。
[0190]在一个第一中继器60配置在供电装置3和电气装置10之间的情况下，形成图22所示的电路。
[0191]在一个第二中继 器70配置在供电装置3和电气装置10之间的情况下，形成图23所示的电路。
[0192]如图23所示，在第二中继器70中，谐振电容器Cx2并联连接至第一中间线圈Lcl和第二中间线圈Lc2。可选地，如图24所示，谐振电容器Cx2可以串联连接至第一中间线圈Lcl和第二中间线圈Lc2。当然，在该谐振电路中，电容器可以采用串并联方式连接。
[0193]如图25所示的中继器80那样，在支撑台81的上部前端部配置有多个(在图25中为两个)多关节式挠性臂15 (或波纹式挠性臂)，并且可以向这些挠性臂15各自的前端侧安装容纳盒72和75。
[0194]在这种情况下，容纳在两个容纳盒72和75内的中间线圈Lcl和Lc2经由连接线77彼此连接，并且连接至电容器(未示出)从而形成谐振电路。这样可以提高电气装置10相对于供电装置3的配置自由度，并且可以延长电气装置10和供电装置3之间的距离。
[0195]另外，可以按照如下对上述实施例进行修改。
[0196]〇在上述各实施例中，具有可变形状且被配置成能够独立固定的结构体是多关节式挠性臂15或波纹式挠性臂25。然而，该结构体不限于臂15和25，并且可以是具有可变形状且被配置成能够独立固定的任何结构体。因而，该结构体可以是具有可变形状且被配置成能够独立固定的金属。
[0197]〇在上述各实施例中，针对初级线圈LI和次级线圈L2没有配置谐振电容器。然而，谐振电容器可以以串联或并联方式连接至初级线圈LI和次级线圈L2。
【权利要求】
1.一种非接触供电系统，包括: 非接触供电装置，其包含:高频逆变器，其被配置为供给高频电流；以及初级线圈，其中向所述初级线圈供给高频电流； 电气装置，其包含:次级线圈，其被配置为基于所述初级线圈所产生的交变磁通量来产生感应电动势；以及受电电路，其被配置为将所述次级线圈所产生的感应电动势供给至负载；以及 结构体，其具有可变形状并且被配置成能够独立固定， 其中，沿着所述结构体配置有如下的多个连接线中的至少一个连接线:被配置为使所述初级线圈连接至所述高频逆变器的连接线、被配置为使所述次级线圈连接至所述受电电路的连接线、以及被配置为使所述受电电路连接至所述负载的连接线，以及 根据所述结构体的形状，相对于所述初级线圈在空间上确定所述次级线圈的位置。
2.根据权利要求1所述的非接触供电系统，其中， 所述结构体是多关节式挠性臂。
3.根据权利要求1所述的非接触供电系统，其中， 所述结构体是波纹式挠性臂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的非接触供电系统，其中，还包括: 中继器，其配置在所述初级线圈和所述次级线圈之间，所述中继器包括: 第二结构体，其配置在支撑台`上，所述第二结构体具有可变形状并且被配置成能够独立固定；以及 中间线圈，其经由所述第二结构体进行支撑，并且被配置为利用所述初级线圈所产生的交变磁通量来进行磁共振， 其中，所述中间线圈的磁共振使所述次级线圈产生感应电动势，以利用所述次级线圈所产生的感应电动势来驱动所述电气装置。
5.—种电气装置,包括: 次级线圈，其被配置为基于非接触供电装置的初级线圈所产生的交变磁通量来产生感应电动势； 容纳盒，其被配置为容纳所述次级线圈； 受电电路，其被配置为将所述次级线圈所产生的感应电动势供给至负载；以及结构体，其配置在所述容纳盒以及所述电气装置的装置本体之间，所述结构体具有可变形状并且被配置成能够独立固定。
6.根据权利要求5所述的电气装置，其中， 所述受电电路配置在所述装置本体中，以及 沿着所述结构体配置有被配置为使配置在所述容纳盒内的所述次级线圈连接至所述受电电路的连接线。
7.根据权利要求5所述的电气装置，其中， 所述受电电路和所述次级线圈容纳在所述容纳盒内，以及 沿着所述结构体配置有被配置为使所述负载连接至所述受电电路的连接线。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的电气装置，其中， 所述结构体是多关节式挠性臂。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的电气装置，其中， 所述结构体是波纹式挠性臂。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的电气装置，其中， 所述结构体包括具有连接器的基端部，以及 所述连接器能够相对于所述装置本体中所配置的连接器进行安装和拆卸。
11.根据权利要求10所述的电气装置，其中， 所述连接器是能够应用USB的连接器。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的电气装置，其中，还包括磁性体，所述磁性体配置在所述容纳盒内的所述次级线圈的后侧。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的电气装置，其中，还包括盖，所述盖被配置为覆盖所述容纳盒。
14.根据权利要求13所述的电气装置，其中， 所述盖具有配件。
15.一种中继器，其配置在包括初级线圈的非接触供电装置和包括次级线圈的电气装置之间，所述中继器包括: 中间线圈，其被配置为利用所述初级线圈所产生的交变磁通量进行磁共振，由此所述中间线圈的磁共振使所述次级线圈产生感应电动势； 容纳盒，其被配置为容纳所述中间线圈；以及 结构体，其配置在支撑台和所述容纳盒之间，所述结构体具有可变形状并且被配置为能够独立固定。
16.根据权利要求15所述的中继器，其中，还包括谐振电容器，所述谐振电容器连接至所述中间线圈。
17.根据权利要求15或16所述的中继器，其中， 所述容纳盒是所述支撑台经由所述结构体所支撑的多个容纳盒的其中一个，以及所述中间线圈容纳在各所述容纳盒内，以使得各所述容纳盒内的所述中间线圈形成谐振电路。
18.根据权利要求15或16所述的中继器，其中，还包括: 第二结构体，其具有可变形状并且被配置成能够独立固定； 第二中间线圈，其经由所述第二结构体连结至所述容纳盒，所述第二中间线圈连同所述中间线圈一起形成谐振电路；以及 第二容纳盒，其被配置为容纳所述第二中间线圈。
19.一种适配器，其被配置为向电气装置供给电力，所述适配器包括: 次级线圈，其被配置为基于非接触供电装置的初级线圈所产生的交变磁通量来产生感应电动势； 容纳盒，其被配置为容纳所述次级线圈； 连接器，其能够相对于所述电气装置进行安装和拆卸； 结构体，其配置在所述容纳 盒和所述连接器之间，所述结构体具有可变形状并且被配置成能够独立固定；以及 连接线，其沿着所述结构体配置，并且被配置为使所述次级线圈连接至所述连接器。
20.根据权利要求19所述的适配器，其中， 所述结构体是波纹式挠性臂，以及 所述连接线配置在所述挠性臂内。
21.根据权利要求19或20所述的适配器，其中， 所述连接器是能够应用USB的连接器。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的适配器，其中，还包括盖，所述盖被配置为覆盖所述容纳盒。
23.根据权利要求22所述的适配器，其中， 所述盖具有 配件。
【文档编号】H02J17/00GK103797686SQ201280044448
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年9月13日 优先权日:2011年9月15日
【发明者】安倍秀明 申请人:松下电器产业株式会社