(57)【要約】      （修正有）【課題】電力伝送を行う場合の接続コネクタにおいて，水気のあるところでも安全に電気的接続を行えるようにし，接触端子の接続不良を低減する。さらに，片手で簡単に取り付け，取り外しがしやすいものにする。【解決手段】リング状の磁性体３に電線１を平均密着巻きして，衝撃緩和と防水の為にコーティングし，一部分をスライド又は押し込む又は引っ張ることで片手で容易に開閉できるクランプになっている電力伝送部Ａ７と，磁性体を使わずに電線をリング状に巻いて非導電性でかつ非磁性のケースに完全に覆われた電力伝送部Ｂ８と，コーティングしたリング状の磁性体のみを使用した電力伝送部Ｃの複数を組み合わせて，１次コイル又は２次コイル又は３次以上のコイルに使用し，前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂ又は前記電力伝送部Ｃのリング状の貫通部に並列又は直列に相互貫通させることで，電力を伝送する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状又はロの字型の磁性体に電線を平均密着巻きして，好ましくは非導電性でかつ非磁性のものによって，衝撃緩和と防水の為にコーティングし，一部分をスライド又は押し込む又は引っ張ることで片手で容易に開閉できるクランプになっている電力伝送部Ａと，磁性体を使わずに電線をリング状に巻いて，好ましくはリング状又はロの字型の非導電性でかつ非磁性のケースに完全に覆われた電力伝送部Ｂとを有し，前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂのいずれか一方を１次コイルに使用し，他方を２次コイルに使用し，前記電力伝送部Ａ及び前記電力伝送部Ｂのリング状の貫通部に相互に貫通させることによって磁気結合させて電力を伝送することを特徴とする非接触電力伝送コネクタ．
【請求項２】
前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂ又は電線を巻かないで，好ましくは非導電性でかつ非磁性のものによって，コーティングしたリング状の磁性体のみを使用した電力伝送部Ｃの複数を組み合わせて，１次コイル又は２次コイル又は３次以上のコイルに使用し，前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂ又は前記電力伝送部Ｃのリング状の貫通部に並列又は直列に相互貫通させることで，電力を伝送することを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送コネクタ．
【請求項３】
前記電力伝送部Ｂのリング状の貫通部の面積を，前記電力伝送部Ａ及び前記電力伝送部Ｃの，好ましくはコーティングした磁性体の断面積の１倍から２０倍程度か又はそれ以上の大きさにすることができることを特徴とする請求項１及び２に記載の非接触電力伝送コネクタ．
【請求項４】
好ましくは，使用上の安全の為，任意に指定した形式の識別用微弱信号１が前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用した送電側のコイルに常に印加されており，前記識別用微弱信号１を前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用した受電側のコイルで受信した場合のみ，任意に指定した識別用微弱信号２を前記受電側のコイルから前記送電側のコイルに向けて出力され，前記識別用微弱信号２を前記送電側のコイルで受け取った場合に，はじめて，電力の伝送が開始されるようにした請求項１から３に記載の非接触電力伝送コネクタ．
【請求項５】
商用周波数の５０ヘルツ又は６０ヘルツをそのまま前記送電側のコイルに入力せずに，１０キロヘルツから１０メガヘルツ程度の正弦波または方形波等の高周波交流に変換してから，前記送電側のコイルに印加して前記受電側のコイルに送電し，前記受電側のコイルで受電した後に５０ヘルツ又は６０ヘルツに変換することが可能であることを特徴とする請求項１から４に記載の非接触電力伝送コネクタ．
【請求項６】
整流平滑回路又は２次電池が搭載された電子機器を受電側として使用する場合において，前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂが，前記電子機器に内蔵されているか，又は一部が外部に突出した形状のケースに収められているか又は，外部に突出した部分がコーティングされており，前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用した送電側のコイルに，片手で引っかける又は取り外すという簡単な動作をするだけで充電又は送電が行えることを特徴とする請求項１から５に記載の非接触電力伝送コネクタ．
【請求項７】
前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用した送電側のコイルがスタンドに固定されてつり下げられており，前記電力伝送部Ｃを介してもよく，全部又は一部が外部に突出した形状のケースに収められているか又はコーティングされている前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用したコイルのリング状の貫通部を引っかけるだけで，非接触電力供給ができるスタンド型や壁面などからのつり下げ型の形状をとることも可能であることを特徴とする請求項１から６に記載の非接触電力伝送コネクタ．
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、非接触電力伝送コネクタに関するもので、特に、お風呂や水泳プール，又，野外などの水分がありショートする可能性がある場合や，接触抵抗が問題になっている携帯電話などの充電に利用されるものである。
【技術背景】
【０００２】従来のものに「特許公開２００２−１０５３５  非接触電力伝達装置」がある．しかしながら，これは，１次コイルと２次コイルが並行に置かれるタイプのものであり，間にゴミなどが挟まったり，傾いたりすると，伝送電力も低減する．また，「特許公開平９−２３８４２８  充電装置」のように，１次コイルと２次コイルにそれぞれ密着巻きした磁性体を用いており，磁路をつなぎ合わせることでコネクタにするタイプのものもある．しかしながら，これも，充電スタンド側と携帯電話側の両方とも磁性体が上向きに，かつ，むき出しになって露出しており，むき出した磁性体部分に少しでもゴミがついた場合には，伝送電力が低下する可能性がある．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】野外で用いる電気コネクタは，周囲をゴムで覆い水分が入らないように工夫しているが，防水は完全ではない．また，水が直接かかる場所（例えばお風呂や水泳プール，又，野外など）で用いることができるコネクタはない．
さらに，携帯電話やワイアレス電話の子機の充電などのための電気コネクタも，接触端子にゴミがたまり充電ができなくなることがある．このため，非接触で安定して高効率で電気エネルギーを伝えられるコネクタが必要となっている．【０００４】さらに，前記のコネクタにおいては，片手で容易に取り付けたり，取り外したりできることが望まれている．
【課題を解決するための手段】
【０００５】本発明は，リング状又はロの字型の磁性体に電線を密着巻きして，好ましくは衝撃緩和と防水の為にコーティングし，一部分をスライド又は押し込む又は引っ張ることで片手で容易に開閉できるクランプになっている前記電力伝送部Ａと，磁性体を使わずに電線をリング状に巻いて，リング状又はロの字型の非導電性ケースに完全に覆われた前記電力伝送部Ｂとを有し，前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂのいずれか一方を１次コイルに使用し，他方を２次コイルに使用し，前記電力伝送部Ａ及び前記電力伝送部Ｂのリング状の貫通部に相互に貫通させることによって高い結合度で磁気結合させて電力を伝送する非接触電力伝送コネクタに関するものである．【０００６】前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂ又は電線を巻かないでコーティングしたリング状の磁性体のみを使用した前記電力伝送部Ｃの複数を組み合わせて，１次コイル又は２次コイル又は３次以上のコイルに使用し，前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂ又は前記電力伝送部Ｃのリング状の貫通部に並列又は直列に相互貫通させることで，電力を伝送することを特徴とするものである．【０００７】前記電力伝送部Ｂのリング状の貫通部の面積を，好ましくはコーティングした前記磁性体の断面積の１倍から２０倍程度か又はそれ以上の大きさにすることができることを特徴とするものである．【０００８】好ましくは，使用上の安全の為，任意に指定した形式の識別用微弱信号１が前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用した送電側のコイルに常に印加されており，前記識別用微弱信号１を前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用した受電側のコイルで受信した場合のみ，任意に指定した識別用微弱信号２を前記受電側のコイルから前記送電側のコイルに向けて出力され，前記識別用微弱信号２を前記送電側のコイルで受け取った場合に，はじめて，電力の伝送が開始されるようにしてもよい．【０００７】商用周波数の５０ヘルツ又は６０ヘルツをそのまま前記送電側のコイルに入力せずに，１０キロヘルツから１０メガヘルツ程度の正弦波または方形波等の高周波交流に変換してから，前記送電側のコイルに印加して前記受電側のコイルに送電し，前記受電側のコイルで受電した後に５０ヘルツ又は６０ヘルツに変換してもよい．【０００９】整流平滑回路又は２次電池が搭載された電子機器を受電側として使用する場合において，前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂが，前記電子機器に内蔵されているか，又は一部が外部に突出した形状のケースに収められているか又は，外部に突出した部分がコーティングされており，前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用した送電側のコイルに，片手で引っかける又は取り外すという簡単な動作をするだけで充電又は送電が行えるようにしてもよい．【００１０】前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用した送電側のコイルがスタンドに固定されてつり下げられており，前記電力伝送部Ｃを介してもよく，全部又は一部が外部に突出した形状のケースに収められているか又はコーティングされている前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用したコイルのリング状の貫通部を引っかけるだけで，非接触電力供給ができるスタンド型の形状や壁面などからのつり下げ型の形状にしてもよい．
【発明の効果】
【００１１】  野外やお風呂，水泳プールなどの水分があるところでも，電気ショートが起こらないため安心して，接続ができる．【００１２】携帯電話などの充電において本発明を用いる場合，充電用の金属露出部がなくなり，接触部の汚れなどにより充電が不完全になることがなくなる．また，携帯電話も，完全防水処理ができる．【００１３】磁性体の一部分をスライド又は押し込む又は引っ張ることで片手で容易に開閉できるようにしてある前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｃと前記電力伝送部Ｂとを用いることで，接続が片手で容易にできる．【００１４】前記電力伝送部Ｂのリングの中の貫通穴の面積を，好ましくはコーティングした磁性体の断面積よりも大きくすることで，片手で容易に接続することができる．【００１５】前記電力伝送部をスタンドや壁面などからつり下げ式にすることで，場所をとらなくて済み，さらに，接続が片手で容易にできるようになる．
【発明を実施するための形態】
図１は本発明の平面図で、平均密着巻きした電線１と、リング状に巻いた電線２、固定された磁性体３、磁性体の可動部１５と，非導電性でかつ非磁性のケース４，バネ５，開閉用取って６，電力伝送部Ａ７，電力伝送部Ｂ８からなる。
【００１６】  １次コイルは，磁性体の可動部１５には巻いておらず，可動しない部分にできるだけ均等に密着巻きされる．その周囲は，非導電性でかつ非磁性のケース４で覆われる．磁性体は，通常，バネ５によって閉じた環を形成しているが，「開閉用取って」を動かすと，磁性体可動部１５はそれに伴って動き，環が開く．閉じる時は，「開閉用取って」から手指を離すとバネによって環が閉じる．
【００１７】前記電力伝送部Ｂを使用したコイルのリングの中の貫通穴の面積と前記電力伝送部Ａを使用したコイルの磁性体の断面積が等しい場合は，前記電力伝送部Ｂを使用したコイルが磁性体に密着巻きすることになるが，この場合も十分伝送可能である．
【００１８】また，前記電力伝送部Ｂを使用したコイルのリングの中の貫通穴の面積は，磁性体の断面積の１倍から２０倍程度又はそれ以上大きくしても良く，さらに，貫通穴の断面形状は自由で，かつ，貫通穴は非導電性及び非磁性体の絶縁物で覆ってもよい．
【実施例】
【００１９】図２に野外用非接触コネクタの例１を示す．
商用周波数の５０ヘルツまたは６０ヘルツをそのまま電磁誘導することも可能であるが，高周波変換回路９を介して，例えば１０キロヘルツから１０メガヘルツ程度に変換してから送電側のコイルに印加することで前記電力伝送部Ａと前記電力伝送部Ｂの小型化が可能になる．高周波に変換する回路を用いる場合は，受け取った電力も高周波になっているので，受電した後に，商用周波数の５０ヘルツまたは６０ヘルツに変換する回路１０をつける．前記電力伝送部Ｃを用いる場合も，この方式を用いて小型化を図ることが可能である．【００２０】  図３に「二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器」への電力伝送の例２を示す．二次電池を内蔵した機器の一部にリング状の貫通穴が開いており，この貫通穴の内部も非導電性でかつ非磁性のケースで覆われている．そして，この貫通穴の周りには，前記電力伝送部Ｂが埋められており，ここに前記電力伝送部Ａを相互に貫通させることで，二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器に電力伝送でき，整流平滑化し直流にすることで充電又は送電ができる．二次電池を内蔵した機器には，例えば，携帯電話，電話の子機，電子手帳，ポケットベル，電気自動車，電気自転車，小型医療機器，工事用の電気ドリル，ノートパソコン等のあらゆる機器が挙げられる．【００２１】図４に前記電力伝送部Ｂについて，「二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器」に内蔵した場合と，一部を外に突き出させた場合を示す．いずれの場合も，表面は非導電性でかつ非磁性のケースで覆われており，電線が露出することはない．【００２２】図５は二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器の表面である．図５に示すように，好ましくは，使い勝手を考慮して，前記電力伝送部Ａ及び前記電力伝送部Ｃの開閉部が正常に閉められ，電力伝送が正常に行われていることを確認するための表示用ランプを取り付けてもよい．なお，このランプは，受電側の「二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器」のケース表面に搭載しても良いし，送電側の前記電力伝送部Ａ及び前記電力伝送部Ｃに搭載しても良く，又，受電側及び送電側の両方に搭載しても良い．【００２３】図６に示すように，前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｃは，半円に近いＣの字を２つ組み合わせて，押しボタンでクランプの開閉部１８を開くようにした構造か又は洗濯ばさみのようにハンドルの部分を握ることによってクランプを開くようにした構造のコネクタでも良い．【００２４】図７に示すように，前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｃは，押し込むだけでクランプが開くようにしたカラビナ型のコネクタでも良い．【００２５】図８に「二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器」への電力伝送の例３を示す．例２と異なる点は，送電側に前記電力伝送部Ｂがあり，受電側に前記電力伝送部Ａがあることである．前記電力伝送部Ｂのリングの周りのコーティングを，非導電性でかつ非磁性のフレキシブルな材質にすることで，リング全体を自由に曲げられる．
例３の利点として，誤って，送電側に，裸銅線を巻き付けてしまうようなことがおきても，磁性体がないので，短絡するようなことはなく，安全であるという特徴がある．【００２６】図９は送電側と受電側に前記電力伝送部Ｂがあり，２つの前記電力伝送部Ｂ間を前記電力伝送部Ｃで繋いだ接続例（例４）である．前記電力伝送部Ｃの一部を押し込むかまたは引っ張るかまたはスライドさせることで一部が開けられるようなっている．送電部にも，受電部にも磁性体が入っておらず，電線しかない送電部と受電部とを接続するような場合に有用である．【００２７】図１０は送電側と受電側に前記電力伝送部Ａがあり，２つの前記電力伝送部Ａ間を前記電力伝送部Ｂで繋いだ接続例（例５）である．この２つの前記電力伝送部Ａの磁性体も，一部を押し込むか，または引っ張るか，または，スライドさせることで一部が開けられるような構造になっている．例４の前記電力伝送部Ｃは磁性体でできていたので，自由に曲げることはできなかったが，例５の場合は，前記電力伝送部Ｂの表面をコーティングするケースをフレキシブルなものにすることで自由に曲げることができ，取り付けやすくなる．【００２８】図１１に接続の可能性について示す．図１１は接続の可能性の基本パターンの例を示しており，これらの基本パターンを複数組み合わせて接続することが可能である．つまり，前記電力伝送部Ａと前記電力伝送部Ｂを接続する他に，前記電力伝送部Ｂと前記電力伝送部Ｃを接続したり，また，前記電力伝送部Ａと前記電力伝送部Ｂと前記電力伝送部Ｃを任意に複数組み合わせて直列に接続することが可能である．その場合，前記電力伝送部Ａと前記電力伝送部Ａを接続しても，また，同様に前記電力伝送部Ｂと前記電力伝送部Ｂ，前記電力伝送部Ｃと前記電力伝送部Ｃ，前記電力伝送部Ａと前記電力伝送部Ｃを接続しても電力の伝送は行われないが，前記電力伝送部Ａと前記電力伝送部Ｂ，前記電力伝送部Ｂと前記電力伝送部Ｃの組み合わせであれば自由に用いることができる．ただし，送電側の始まり部分と，受電側の終わり部分は，前記電力伝送部Ａまたは前記電力伝送部Ｂのいずれかが用いられる．また，前記電力伝送部Ａと前記電力伝送部Ｂのいずれかを複数使用して並列に接続することができ，その場合，前記電力伝送部Ａの代わりに前記電力伝送部Ｃを使用することも可能であり，前述のように直列に接続したものと並列に接続したものを組み合わせることも可能である．【００２９】図１２は，誤った送電が行われないようにするための識別装置を付けた場合のタイムチャートである．ここでは図１の場合を例にとり説明する．任意に指定した形式の識別用微弱信号１が前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用した送電側のコイルに常に印加されており，前記識別用微弱信号１を前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂを使用した受電側のコイルで受信した場合のみ，任意に指定した識別用微弱信号２を前記受電側のコイルから前記送電側のコイルに向けて出力され，前記識別用微弱信号２を前記送電側のコイルで受け取った場合に，はじめて，電力の伝送が開始されるようにしたものである．
裸銅線など結合してはならないものを磁性体に巻き付けてしまった場合に，電力供給が行われる場合があり，これを防止するものである．【００３０】  図１３に示すように，誤ってリング状の貫通部に手指や裸電線を通すことが無いよう，高い安全性を考慮して，取ってに連動して動く安全カバーを装備してもよい．【００３１】  図１４に示すように前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂをスタンド等に固定することで，利用者は，二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器を，フックに引っかけるような感覚で，充電又は送電ができる．【００３２】図１５のように，電池と高周波変換回路を一体化したものと，二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器とを前記電力伝送部Ａ又は前記電力伝送部Ｂ又は前記電力伝送部Ｃを介して接続し，電池と高周波変換回路を一体化したものを胸ポケットにいれて，ここから電力供給すれば，二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器を首からさげながら，充電又は送電することも可能である．
【産業上の利用可能性】
【００３３】  野外コネクタ，水中コネクタ，室内の水回りの電源コネクタ，充電用の電力伝送コネクタ（携帯電話，電話の子機，電子手帳，ポケットベル，電気自動車，電気自転車，小型医療機器，工事用の電気ドリル，ノートパソコン等のあらゆる機器の充電及び送電）など．
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】非接触電力伝送コネクタを示す断面図である。
【図２】高周波変換回路と整流平滑回路とを組み合わせた非接触電力伝送コネクタを示す斜面図である。
【図３】「二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器」の電力伝送に応用した場合の平面図である．
【図４】受電用の電力伝送部の形に関する図である．（Ａ）は，前記電力伝送部Ｂを，「二次電池及び整流平滑回路を内蔵した機器」に内蔵した場合の例，（Ｂ）は，前記電力伝送部Ｂの一部を外に突き出させた場合の例である．
【図５】受電確認用ＬＥＤを搭載した「二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器の充電又は送電装置」ケースの斜面図である．
【図６】クランプ型の非接触電力伝送コネクタを示す平面図である。
【図７】カタビラ型の非接触電力伝送コネクタを示す平面図である。
【図８】電力伝送部Ｂ−Ａの順に接続した非接触電力伝送コネクタを示す断面図である。
【図９】電力伝送部Ｂ−Ｃ−Ｂの順に接続した非接触電力伝送コネクタを示す断面図である。
【図１０】電力伝送部Ａ−Ｂ−Ａの順に接続した非接触電力伝送コネクタを示す断面図である。
【図１１】非接触電力伝送コネクタの接続方式例を示す図である。（Ａ）は，前記電力伝送部Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｂの順に接続した例，（Ｂ）は，前記電力伝送部Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｂ−Ａの順に接続した例，（Ｃ）は，前記電力伝送部Ａ−Ｂ３個分の並列接続をした例である．
【図１２】誤った送電が行われないようにするための識別装置のタイムチャートを示す図である。
【図１３】安全ケースを付けた電力伝送部を示す断面図である。
【図１４】スタンドにつり下げた非接触電力伝送コネクタを示す斜面図である。
【図１５】首から下げながら充電及び送電できる非接触電力伝送コネクタを示す斜面図である。
【符号の説明】
１  磁性体に平均密着巻きした電線
２  リング状に巻いた電線
３  磁性体
４  非導電性でかつ非磁性のケース
５  バネ
６  開閉用取って
７  電力伝送部Ａ
８  電力伝送部Ｂ
９  高周波変換回路
１０  ５０ヘルツから６０ヘルツに変換する回路
１１  二次電池又は整流平滑回路を内蔵した機器
１２  受電確認ＬＥＤ
１３  安全ケース
１４  スタンド
１５  磁性体の可動部
１６  電力伝送部Ｃ
１７  電池と高周波変換回路を一体化したもの
１８  クランプの開閉部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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