(57)【要約】  空気調和システム（１００）は、室内機（１０）と、室内機（１０）と連携して空気調和を行う移動体（３０）と、非接触で移動体（３０）へ電力を送る複数の送電装置（２）とを備える。移動体（３０）には、複数の送電装置（２）から供給される電力が切り替えて供給される。空気調和システム（１００）によれば、移動体（３０）の稼動に必要な電力をバッテリに依存することなく、移動体（３０）の移動可能な範囲を広げることができる。
2019030807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機と、
室内機と連携して空気調和を行う移動体と、
非接触で前記移動体へ電力を送る複数の送電装置と
を備え、
複数の前記送電装置は、第１の給電エリア及び第２の給電エリアの少なくとも一部が重なり合うようにして配列され、
前記第１の給電エリアは、互いに隣接する複数の前記送電装置の内の第１の送電装置から前記移動体への給電が可能なエリアであり、
前記第２の給電エリアは、互いに隣接する複数の前記送電装置の内、前記第１の送電装置に隣接する第２の送電装置から前記移動体への給電が可能なエリアである空気調和システム。
【請求項２】
前記第１の給電エリア内に前記移動体が存在するときには、前記第１の送電装置のスイッチング動作が行われ、前記第２の送電装置のスイッチング動作が停止する請求項１に記載の空気調和システム。
【請求項３】
前記移動体は、送風機である請求項１又は２に記載の空気調和システム。
【請求項４】
前記移動体は、除湿機である請求項１又は２に記載の空気調和システム。
【請求項５】
前記移動体は、加湿機である請求項１又は２に記載の空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内機と、室内機と連携して空気調和を行う移動体と、非接触で移動体へ電力を送る複数の送電装置とを備えた空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される空気調和システムは、屋内の床面の温度を調整する熱源温度調整装置と、可搬型空気調和装置とを備える。可搬型空気調和装置は、筐体と、筐体の内部に設けられ空調風を吹出すための吹出口と、筐体の内部に設けられ空気を吸込むための吸込口とを備える。また可搬型空気調和装置は、筐体の内部に吸い込まれた空気から空調風を生成する内部熱交換部と、床面との間で熱交換を行うための外部熱交換部と、内部熱交換部と外部熱交換部との間で熱を輸送する熱輸送機構と、無線受電器とを備える。空気調和システムは、非接触で無線受電器へ電力を送る非接触給電器を備える。非接触給電器は、屋内の床又は壁に取り付けられている。可搬型空気調和装置は、非接触給電器から供給される電力により駆動する。特許文献１に開示される空気調和システムによれば、可搬型空気調和装置の周辺の空間において局所的な空気調和を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１２５６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される空気調和システムでは、移動体である可搬型空気調和装置の移動可能な範囲が、１つの非接触給電器からの給電が可能な範囲内に制限される。すなわち、移動体が１つの非接触給電器からの給電が可能な範囲の中から当該範囲の外に移動した場合、移動体の稼動に必要な電力が移動体へ供給されない。そのため、１つの非接触給電器からの給電が可能な範囲の外に移動した移動体は、バッテリを搭載していなければ、室内機と連携した空気調和を継続できない場合があるという課題がある。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、室内機と連携して空気調和を行う移動体が１つの非接触給電器からの給電が可能な範囲の外に移動した場合でも移動体の稼動に必要な電力を移動体へ継続して供給できる空気調和システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気調和システムは、室内機と、室内機と連携して空気調和を行う移動体と、非接触で移動体へ電力を送る複数の送電装置とを備える。複数の送電装置は、第１の給電エリア及び第２の給電エリアの少なくとも一部が重なり合うようにして配列される。第１の給電エリアは、互いに隣接する複数の送電装置の内の第１の送電装置から移動体への給電が可能なエリアである。第２の給電エリアは、互いに隣接する複数の送電装置の内、第１の送電装置に隣接する第２の送電装置から移動体への給電が可能なエリアである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る空気調和システムは、室内機と連携して空気調和を行う移動体が１つの非接触給電器からの給電が可能な範囲の外に移動した場合でも移動体の稼動に必要な電力を移動体へ継続して供給できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る空気調和システムの構成図
【図２】実施の形態に係る複数の送電装置と、複数の送電装置のそれぞれの給電エリアとを示す図
【図３】実施の形態に係る空気調和システムが備える送電装置及び受電装置の構成を示す図
【図４】実施の形態に係る送電アンテナの回路構成を示す図
【図５】実施の形態に係る受電アンテナの回路構成を示す図
【図６】実施の形態に係る移動体が備えるモータ駆動回路の第１の構成例を示す図
【図７】実施の形態に係る移動体が備えるモータ駆動回路の第２の構成例を示す図
【図８】実施の形態に係る移動体が備えるモータ駆動回路の第３の構成例を示す図
【図９】実施の形態に係る移動体の第１の構成例を示す図
【図１０】実施の形態に係る移動体の第２の構成例を示す図
【図１１】実施の形態に係る移動体の第３の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態に係る空気調和システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は実施の形態に係る空気調和システムの構成図である。実施の形態に係る空気調和システム１００は、室内機１０と、室内機１０を操作するリモートコントローラ２０と、室内機１０と連携して空気調和を行う移動体３０と、複数の送電装置２と、受電装置５とを備える。本実施の形態における空気調和とは、空気の温度、湿度又は流れを、建物２００の室内２０１の人に対して、快適な条件に保つことをいう。
【００１１】
室内機１０は室内２０１に設置される。図１では、室内２０１の壁面２０１ａに室内機１０が設置される。室内機１０の設置場所は、壁面２０１ａに限定されず、空調対象空間である室内２０１であれば、室内２０１の天井面２０１ｂ又は床面２０１ｃでもよい。室内機１０には、不図示の室外機が接続される。室外機及び室内機１０は、不図示の冷媒管及び配線により相互に接続される。
【００１２】
リモートコントローラ２０は、室内２０１に備え付けられる。リモートコントローラ２０は、室内機１０との間で無線又は有線で情報の送受信を行う。
【００１３】
移動体３０には、可搬型の扇風機を例示できる。移動体３０は、可搬型の扇風機に限定されず、室内機１０と連携して空気調和を行う可搬型の機器であればよく、除湿機又は加湿機でもよい。移動体３０の構成の詳細は後述する。また室内機１０と移動体３０とが連携して空気調和を行う動作例は後述する。
【００１４】
複数の送電装置２のそれぞれは、非接触で移動体３０の受電装置５へ電力を供給する給電装置である。複数の送電装置２のそれぞれは、床面２０１ｃに設置される。受電装置５は、移動体３０の稼動に必要な電力を送電装置２から受電する装置である。受電装置５は移動体３０の内部に設けられる。受電装置５の構成の詳細は後述する。
【００１５】
複数の送電装置２の配列の仕方を図２を参照して説明する。図２は実施の形態に係る複数の送電装置と、複数の送電装置のそれぞれの給電エリアとを示す図である。図２には、天井面２０１ｂから床面２０１ｃに向かって平面視したときの第１の送電装置２−１及び第２の送電装置２−２が示される。第１の送電装置２−１及び第２の送電装置２−２は、図１に示すように一列に配列された複数の送電装置２の内、互いに隣接する送電装置２に相当する。図２では、左から右に向かって第１の送電装置２−１と第２の送電装置２−２とが交互に一列に配列されている。
【００１６】
第１の送電装置２−１及び第２の送電装置２−２は、第１の給電エリアＡ１及び第２の給電エリアＡ２の少なくとも一部が重なり合うようにして、直線上に配列される。第１の給電エリアＡ１は、第１の送電装置２−１から移動体３０への給電が可能な給電エリアである。第２の給電エリアＡ２は、第２の送電装置２−２から移動体３０への給電が可能な給電エリアである。隣接する第１の給電エリアＡ１及び第２の給電エリアＡ２の重なり合う給電エリアは符号「Ａ３」で表記される。隣接する第１の給電エリアＡ１及び第２の給電エリアＡ２のそれぞれの大きさは、非接触で移動体３０へ電力を送る方式により異なり、また送電装置２の定格出力によっても異なる。
【００１７】
ここで非接触で移動体３０へ電力を送る方式について説明する。非接触で移動体３０へ電力を送る方式は、３種類の方式に大別される。１つ目の方式は磁界共鳴方式であり、２つ目の方式は電界共鳴方式であり、３つ目は電磁誘導方式である。磁界共鳴方式と電界共鳴方式との違いは、電界で共振器を結合させるか、磁界で共振器を結合させるかの違いであり、共鳴現象すなわち共振現象を利用している点で共通である。以下では、磁界共鳴方式と電磁誘導方式に関して説明する。
【００１８】
磁界共鳴方式は、電磁誘導方式に比べ、後述する送電アンテナ４から後述する受電アンテナ６への電力の伝送距離が長いため、受電アンテナ６が送電アンテナ４と対向して配置されていない場合でも、送電アンテナ４から受電アンテナ６への非接触給電が可能である。例えば、磁界共鳴方式では、送電アンテナ４から受電アンテナ６までの距離が１ｍ前後でも電力の伝送が可能であることが知られている。
【００１９】
このため、磁界共鳴方式を採用して構成された送電装置２の床面２０１ｃへ設置個数と、電磁誘導方式を採用して構成された送電装置２の床面２０１ｃへの設置個数とが等しい場合、給電エリアを広げることができる。すなわち、磁界共鳴方式を採用して構成された送電装置２から受電装置５への非接触給電が可能な給電エリアＡは、電磁誘導方式を採用して構成された送電装置２から受電装置５への非接触給電が可能な給電エリアＢよりも、広くすることができる。また、上記の給電エリアＡ及び給電エリアＢの大きさが互いに等しい場合、磁界共鳴方式を採用して構成された送電装置２の設置個数は、電磁誘導方式を採用して構成された送電装置２の設置個数よりも、減らすことができる。
【００２０】
また送電装置２及び受電装置５に磁界共鳴方式を採用した場合、共振周波数をＭＨｚオーダ、例えば６．７８［ＭＨｚ］に設定してもよい。共振周波数をｋＨｚオーダに設定した場合に比べ、送電アンテナ４及び受電アンテナ６の小型化が可能となる。具体的に説明すると、共振周波数ｆは、ｆ＝１／（２π√（ＬＣ））で表すことができる。Ｌは後述する誘導性素子のインダクタンス値であり、Ｃは後述する容量性素子の容量である。この式より、Ｌ及びＣが小さくなるほど共振周波数ｆが大きくなることが分かる。従って、共振周波数を高い値に設定した場合、Ｌ及びＣの値は小さくてよい。共振周波数をＭＨｚオーダのように高い値に設定することにより、誘導性素子及び誘導性素子のサイズが小さくなり、この誘導性素子及び誘導性素子を備えた送電アンテナ４及び受電アンテナ６の小型化が可能となる。
【００２１】
このため、磁界共鳴方式を採用した送電装置２及び受電装置５の共振周波数をＭＨｚオーダに設定することにより、当該共振周波数をｋＨｚオーダに設定した場合に比べて、非接触給電が可能な面積を広げることができる。また、当該共振周波数をＭＨｚオーダに設定することにより、当該共振周波数をｋＨｚオーダに設定した場合に比べて、送電装置２の設置個数を減らすことができる。このため、実施の形態に係る送電装置２及び受電装置５には、磁界共鳴方式を採用することが望ましい。
【００２２】
図２に戻り、移動体３０の移動時における給電エリアからの給電状態について説明する。移動体３０が第１の給電エリアＡ１に存在している場合、移動体３０は、第１の送電装置２−１からの給電により、室内機１０と連携して空気調和を実行している。移動体３０が室内機１０と連携して空気調和する動作例は以下の通りである。空気調和動作には、送風運転、冷房運転、暖房運転、加湿運転又は除湿運転を例示できる。室内機１０が暖房運転中である場合、移動体３０は、室内機１０から送信される運転状態情報を受信して、運転状態情報に基づき室内機１０が暖房運転中であることを検出する。運転状態情報には、送風運転モード、冷房運転モード、暖房運転モード、加湿運転モード又は除湿運転モードといった、各種運転モードを示す情報を例示できる。運転状態情報には、これらの運転モードに関する情報以外にも、リモートコントローラ２０で設定された目標温度を示す情報と、室内機１０又はリモートコントローラ２０が内蔵する温度センサで検出された室内温度を示す情報を含めてもよい。
【００２３】
運転状態情報を受信した移動体３０は、不図示の人感センサを用いて室内２０１に存在する人の位置を検出し、検出した人の方向に、後述するファン３４の送風方向を調整して、送風を実行する。人感センサによる人の位置の検出方法の具体例は、以下の通りである。人感センサが撮像手段である場合、移動体３０の制御部は、撮像手段から一定時間毎に出力される画像情報に基づいて、それぞれの人の位置を検出する。人感センサが赤外線センサである場合、赤外線センサが周期的に室内２０１の被計測体の表面温度を計測し、移動体３０の制御部は、赤外線センサの出力を用いて温度計測範囲の熱画像データを生成する。そして、移動体３０の制御部は、周期的に生成された熱画像データを時系列順に記憶し、時系列順に記憶された熱画像データを比較することにより、室内２０１に存在する被計測体の活動状態を判定する。移動体３０の制御部は、活動状態が一定値を超える場合、室内２０１に人が存在すると判定する。
【００２４】
このように室内機１０及び移動体３０の連携動作により、室内２０１の上部に溜まりやすい暖気が、移動体３０の送風機能により撹拌され、室内２０１に循環される。また室内機１０及び移動体３０の連携動作により、室内２０１に存在する人から室内機１０までの距離が遠いため、室内機１０の送風機能だけでは室内機１０から吹出される風が人に当たり難い場合でも、当該場所に暖気を提供できる。また、室内機１０から吹出される風が室内２０１の家具に当たる場合でも、家具の裏側に暖気を循環させることができ、家具の裏側に存在する人の体感温度を調整ができ、人の快適性が向上する。また、室内機１０の送風量又は設定温度を大幅に変更しなくても、人が存在する位置に暖気を提供できるため、室内機１０の消費電力の上昇が抑制され、空気調和システム１００全体での省エネルギー化を図れる。
【００２５】
また室内機１０が冷房運転中である場合、室内機１０から送信される運転状態情報を受信した移動体３０は、不図示の人感センサを用いて、室内２０１に存在する人の位置を検出し、検出した人の方向に後述するファン３４の送風方向を調整して、送風を実行する。これにより、室内２０１の下部に溜まりやすい冷気が、移動体３０の送風機能により撹拌されて、室内２０１に循環される。移動体３０を利用することで、暖房運転時と同様に、室内機１０から吹出される風が届かない場所に冷気を循環させることができ、人の体感温度が調整され、人の快適性が向上する。また、室内機１０の送風量又は設定温度を大幅に変更しなくても、人が存在する位置に冷気を提供できるため、室内機１０の消費電力の上昇が抑制され、空気調和システム１００全体での省エネルギー化を図れる。
【００２６】
図２に戻り、第１の給電エリアＡ１に存在する移動体３０が、第１の給電エリアＡ１に隣接する第２の給電エリアＡ２に移動するとき、第１の給電エリアＡ１及び第２の給電エリアＡ２が重なり合う給電エリアＡ３を移動体３０が通過する。これにより、移動体３０への給電は途切れることなく継続される。すなわち、移動体３０が第１の給電エリアＡ１から第２の給電エリアＡ２に移動するとき、移動体３０の稼動に必要な電力を移動体へ継続して供給できる。
【００２７】
給電エリアＡ３上に移動体３０を移動させるためには、以下の構造を設けることが望ましい。床面２０１ｃにレールが設置される。レールは、ローラ又はキャスターが案内されるガイドである。レールは、図２の左から右に向かって配列される第１の送電装置２−１及び第２の送電装置２−２の配列方向と平行に、第１の送電装置２−１、第２の送電装置２−２の上側に設けられる。移動体３０の脚部にはローラ又はキャスターが設けられる。ローラ又はキャスターは、モータにより回転駆動するものでもよいし、動力を持たずにユーザが移動体３０を移動する際の補助として、移動体３０を移動可能に支持するものでもよい。ローラ又はキャスターがモータにより回転駆動する場合、ローラ又はキャスターを駆動するモータは、後述するモータ駆動回路３０１Ｂに接続される。すなわち、モータ駆動回路３０１Ｂに複数のＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）／ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）変換器を設けて、複数のモータを駆動する構成とすればよい。キャスターは、モータにより移動体３０の水平方向の移動と、移動体３０の回転方向の向きを変更可能に構成したものでもよい。移動体３０の回転方向は、床面２０１ｃと直交する垂線を回転軸としたとき、回転軸の周方向に等しい。なお移動体３０の移動方法は、給電エリアＡ３上に移動体３０を移動させることができれば、これらに限定されない。例えば、レールを設ける代わりに、移動体３０を浮遊させる回転翼を移動体３０に設けて、移動体３０の位置及び向きを変更可能に構成してもよい。
【００２８】
なお、第１の送電装置２−１及び第２の送電装置２−２の配列の仕方は、移動体３０が第１の給電エリアＡ１から第２の給電エリアＡ２に移動するとき、移動体３０の稼動に必要な電力を移動体へ継続して供給できればよく、一列に限定されない。また、第１の送電装置２−１及び第２の送電装置２−２の設置場所は、床面２０１ｃに限定されず、壁面２０１ａ又は天井面２０１ｂであってもよい。第１の送電装置２−１及び第２の送電装置２−２が壁面２０１ａ又は天井面２０１ｂに設置される場合、壁面２０１ａ又は天井面２０１ｂには上記のレールが設置され、移動体３０には当該レールに嵌め合わされるローラ又はキャスターが設置される。第１の送電装置２−１及び第２の送電装置２−２が壁面２０１ａ又は天井面２０１ｂに設置される場合、ユーザの居住スペースを避けて移動体３０を移動可能である。ユーザの居住スペースとは、床面２０１ｃから、床面２０１ｃの垂直方向の特定位置までの範囲に含まれる空間を示す。当該範囲の寸法は、成人男性の平均身長に相当する値を例示できる。
【００２９】
図３は実施の形態に係る空気調和システムが備える送電装置及び受電装置の構成を示す図である。送電装置２は、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３と送電アンテナ４とを備える。送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３は、商用の交流電源１から供給される交流電力を、当該交流電力の周波数よりも高い周波数の交流電力に変換して出力する。送電アンテナ４は、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３から供給される電力を用いて電磁界を発生させる。送電アンテナ４の構成の詳細は後述する。
【００３０】
送電装置２の動作を説明する。交流電源１から供給される交流電力が送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３へ入力されると、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３は、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３が備える不図示のスイッチング素子がスイッチング動作することにより、交流電力を交流電源１の周波数よりも高い周波数の交流電力に変換して出力する。変換された高周波数の交流電力は、送電アンテナ４へ出力される。送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３と送電アンテナ４との間で、インピーダンス整合により共振条件が合わせられる。送電アンテナ４は、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３により変換された交流電力を入力して、共振動作を行うことにより、送電アンテナ４の周囲に電磁界を発生させる。
【００３１】
受電装置５は、受電アンテナ６及び受電側ＡＣ／ＡＣ変換器７を備える。受電アンテナ６は、送電アンテナ４の周囲に発生した電磁界と共振することにより、電力を受電する。受電アンテナ６の構成の詳細は後述する。受電側ＡＣ／ＡＣ変換器７は、ＡＣ／ＤＣ変換器７１と、ＤＣ／ＡＣ変換器７２とを備える。ＡＣ／ＤＣ変換器７１は、受電アンテナ６から供給される電力を直流電力に変換して出力する。ＤＣ／ＡＣ変換器７２は、ＡＣ／ＤＣ変換器７１から供給される直流電力を交流電力に変換して出力する。
【００３２】
受電装置５の動作を説明する。受電アンテナ６で受電された電力は、受電側ＡＣ／ＡＣ変換器７へ出力される。受電アンテナ６と受電側ＡＣ／ＡＣ変換器７との間で、インピーダンス整合により共振条件が合わせられる。受電側ＡＣ／ＡＣ変換器７は、受電アンテナ６から供給された電力を、交流電源１から出力される交流電力の周波数と同じ周波数の交流電力に変換して出力する。
【００３３】
図４は実施の形態に係る送電アンテナの回路構成を示す図である。送電アンテナ４は、容量性素子１１、容量性素子１２及び誘導性素子１３を備える。容量性素子１１、容量性素子１２及び誘導性素子１３は直列共振回路を構成する。容量性素子１１、容量性素子１２及び誘導性素子１３により、送電アンテナ４の共振条件が設定される。
【００３４】
容量性素子１１の一端は、図３に示す送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３に接続される。容量性素子１１の他端は、誘導性素子１３の一端に接続される。容量性素子１２の一端は、図３に示す送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３に接続される。容量性素子１２の他端は、誘導性素子１３の他端に接続される。誘導性素子１３は、共振用素子としての機能だけでなく、送電用素子としての機能も併せ持つ。送電アンテナ４の構成は図示例に限定されず、複数の誘導性素子１３を並列接続し、並列接続された第１の誘導性素子を送電用素子として利用し、並列接続された第２の誘導性素子を共振用素子として利用してもよい。
【００３５】
図５は実施の形態に係る受電アンテナの回路構成を示す図である。受電アンテナ６は、容量性素子２１、容量性素子２２及び誘導性素子２３を備える。容量性素子２１、容量性素子２２及び誘導性素子２３は直列共振回路を構成する。容量性素子２１、容量性素子２２及び誘導性素子２３により、受電アンテナ６の共振条件が設定される。
【００３６】
容量性素子２１の一端は、図３に示す受電側ＡＣ／ＡＣ変換器７に接続される。容量性素子２１の他端は、誘導性素子２３の一端に接続される。容量性素子２２の一端は、図３に示す受電側ＡＣ／ＡＣ変換器７に接続される。容量性素子２２の他端は、誘導性素子２３の他端に接続される。誘導性素子２３は、共振用素子としての機能だけでなく、受電用素子としての機能も併せ持つ。受電アンテナ６の構成は図示例に限定されず、複数の誘導性素子２３を並列接続し、並列接続された第１の誘導性素子を受電用素子として利用し、並列接続された第２の誘導性素子を共振用素子として利用してもよい。
【００３７】
次に図６から図８を参照してモータ駆動回路３０１の構成を説明する。
【００３８】
図６は実施の形態に係る移動体が備えるモータ駆動回路の第１の構成例を示す図である。図６には、受電装置５、モータ駆動回路３０１及びモータ３３が示される。前述したように受電装置５は、交流電源１から出力される交流電力の周波数と同じ周波数の交流電力を出力する。モータ駆動回路３０１は、受電装置５から供給される交流電力を、特定の周波数の交流電力に変換してモータ３３へ供給する。具体的には、モータ駆動回路３０１は、ＡＣ／ＤＣ変換器３１と、ＤＣ／ＡＣ変換器３２とを備える。ＡＣ／ＤＣ変換器３１は、受電装置５から供給される交流電力を直流電力に変換して出力する。ＤＣ／ＡＣ変換器３２は、ＡＣ／ＤＣ変換器３１から供給される直流電力を特定の周波数の交流電力に変換して、モータ３３へ供給する。モータ３３は、ＤＣ／ＡＣ変換器３２から供給される交流電力により、後述するファン３４を駆動する。
【００３９】
図７は実施の形態に係る移動体が備えるモータ駆動回路の第２の構成例を示す図である。図７には、受電装置５Ａ、モータ駆動回路３０１Ａ及びモータ３３が示される。受電装置５Ａは、受電アンテナ６及び受電側ＡＣ／ＡＣ変換器７Ａを備える。受電側ＡＣ／ＡＣ変換器７Ａは、ＡＣ／ＤＣ変換器７１を備える。すなわち受電側ＡＣ／ＡＣ変換器７Ａでは、図６に示すＤＣ／ＡＣ変換器７２が省かれている。モータ駆動回路３０１Ａは、ＤＣ／ＡＣ変換器３２を備える。すなわちモータ駆動回路３０１Ａでは、図６に示すＡＣ／ＤＣ変換器３１が省かれている。
【００４０】
このように受電装置５Ａ及びモータ駆動回路３０１Ａでは、ＤＣ／ＡＣ変換器７２及びＡＣ／ＤＣ変換器３１が省かれる。従ってＤＣ／ＡＣ変換器７２及びＡＣ／ＤＣ変換器３１のそれぞれの電力変換における効率低下を抑制できる。また受電装置５Ａ及びモータ駆動回路３０１Ａの小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００４１】
図８は実施の形態に係る移動体が備えるモータ駆動回路の第３の構成例を示す図である。図８に示すモータ駆動回路３０１Ｂは、ＡＣ／ＤＣ変換器３１、ＤＣ／ＡＣ変換器３２ａ及びＤＣ／ＡＣ変換器３２ｂを備える。ＤＣ／ＡＣ変換器３２ａにはモータ３３ａが接続される。ＤＣ／ＡＣ変換器３２ａは、ＡＣ／ＤＣ変換器３１から供給される直流電力を特定の周波数の交流電力に変換して、モータ３３ａへ供給する。ＤＣ／ＡＣ変換器３２ｂは、ＡＣ／ＤＣ変換器３１から供給される直流電力を特定の周波数の交流電力に変換して、モータ３３ｂへ供給する。
【００４２】
なおモータ駆動回路３０１Ｂでは、１つのＡＣ／ＤＣ変換器３１が用いられるが、モータ駆動回路３０１Ｂは、受電装置５に接続される２つのＡＣ／ＤＣ変換器３１を用いてモータ３３ａ及びモータ３３ｂを駆動する構成としてもよい。このように構成した場合、２つのＡＣ／ＤＣ変換器３１の内、一方のＡＣ／ＤＣ変換器３１にＤＣ／ＡＣ変換器３２ａが接続され、他方のＡＣ／ＤＣ変換器３１にＤＣ／ＡＣ変換器３２ｂが接続される。
【００４３】
次に図９から図１１を参照して移動体３０の構成を説明する。
【００４４】
図９は実施の形態に係る移動体の第１の構成例を示す図である。移動体３０は、基台４０、支柱４２、頭部４３、モータ３３、ファン３４、保護枠４５、送風方向変更部３５、受電装置５及びモータ駆動回路３０１を備える。
【００４５】
床面に設置される基台４０には、受電装置５、モータ駆動回路３０１及び移動機構４１が設けられる。移動機構４１には、ローラ又はキャスターを例示できる。移動機構４１は、ユーザが移動体３０を移動させるときに利用される。また移動機構４１は、移動体３０が床面に置かれた状態で、ファン３４の送風方向を変更する際にも利用される。
【００４６】
支柱４２は、基台４０から基台４０の上方に向かって伸びる形状である。頭部４３は支柱４２の上端に設けられる。頭部４３は、モータ３３と、モータ３３で駆動されるファン３４とを備える。モータ３３のシャフトにはファン３４が接続される。モータ３３のシャフトが回転することによってファン３４が回転し、送風が行われる。
【００４７】
保護枠４５は、ファン３４の周囲を囲む形状であり、ユーザがファン３４に触れることを防止するためのものである。
【００４８】
送風方向変更部３５は、頭部４３の向きを調整することによりファン３４の送風方向を変更する機能を有する。すなわち、送風方向変更部３５は、移動体３０に設けられたボタンがユーザに操作されたとき、頭部４３を支柱４２上で回転させることで、ファン３４の送風方向を変更する機構である。送風方向変更部３５を設けることにより、ユーザがファン３４の送風方向を選択でき、ユーザの体感温度を調整することができる。これにより、きめ細やかな気流制御を実現できる。なお図９に示す移動体３０には、受電装置５及びモータ駆動回路３０１の代わりに、図７に示す受電装置５Ａ及びモータ駆動回路３０１Ａを用いてもよい。また、図９に示す移動体３０には、モータ駆動回路３０１の代わりに、図８に示すモータ駆動回路３０１Ｂを用いてもよい。
【００４９】
図１０は実施の形態に係る移動体の第２の構成例を示す図である。図１０に示す移動体３０Ａは、室内機１０と連携して空気調和を行う可搬型の除湿機である。移動体３０Ａは、モータ３３、受電装置５、移動機構４１、圧縮機５１、冷却器５２、再熱器５３及びファン５５を備える。なお、図１０では、図９に示す移動体３０と同一の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００５０】
モータ３３は、圧縮機５１内部の不図示の圧縮機構に接続される。圧縮機５１には、冷媒を圧縮する圧縮機構が設けられ、圧縮機構はモータ３３により駆動される。なお圧縮機５１を駆動するモータ３３は、図８に示すモータ３３ａに相当し、ファン５５を駆動するモータは、図８に示すモータ３３ｂに相当する。
【００５１】
冷却器５２は、圧縮された高温の冷媒を冷却する。冷却器５２が吸気を露点以下の温度まで冷却することで、吸気に含まれていた水分が結露して冷却器５２に付着する。冷却器５２に付着した水は、冷却器５２の下方に設けられるタンクに集められる。再熱器５３は、冷却器５２を通過して水分の少なくなった吸気を、元の温度まで温め直して排気する。この動作により、移動体３０Ａの周囲の空間の空気が除湿される。
【００５２】
図１０では、圧縮式の除湿方式を例示したが、除湿方式は、ゼオライト式でもよいし、圧縮式とゼオライト式の双方を用いるハイブリッド式でもよい。これらの方式でも、圧縮式の除湿方式と同様の効果を奏する。
【００５３】
図１１は実施の形態に係る移動体の第３の構成例を示す図である。図１１に示す移動体３０Ｂは、室内機１０と連携して空気調和を行う可搬型の加湿機である。移動体３０Ｂは、ファン６５と、ファン６５を駆動するモータ３３と、受電装置５と、移動機構４１と、水を貯めるタンク６１と、タンク６１に接続されるトレイ６２とを備える。また移動体３０Ｂは、トレイ６２から水を吸い上げるフィルタ６３と、フィルタ６３に含まれる水を加熱して気化させるためのヒータ６４とを備える。なお、図１１では、図９に示す移動体３０と同一の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００５４】
移動体３０Ｂでは、ファン６５が回転することにより、移動体３０Ｂの内部に空気が取り入れられ、ヒータ６４で温められた空気がフィルタ６３を通過する際、フィルタ６３に含まれる水分が気化する。気化した水蒸気を含む空気は、不図示の吹出口から移動体３０Ｂの外部へ排出される。これにより、移動体３０Ｂの周囲の空間の湿度を高めることができる。冬場に暖房運転を実施する際、室内２０１の全体を加湿すると、室外に面した窓に水滴がつくことがある。移動体３０Ｂを用いることにより、窓に水滴が付くことを抑制しながらユーザの周囲のみ加湿することが可能である。また移動体３０Ｂは、複数の送電装置２を利用して、非接触で給電が可能であるため、移動体３０Ｂが移動しても移動体３０Ｂへの給電が継続される。従って、移動体３０Ｂをユーザの周囲に配置する場合でも、移動体３０Ｂの配置位置の制約を伴うことがない。図１１では、気化式の加湿方式を例示したが、加湿方式は、ヒータ式でもよいし、超音波式でもよいし、超音波式とヒータ式の双方を用いるハイブリッド式でもよし、ヒータ式と気化式の双方を用いる気化式ハイブリッド式でもよい。これらの方式でも、気化式の加湿方式と同様の効果を奏する。
【００５５】
なお、除湿機能を備える移動体３０Ａと、加湿機能を備える移動体３０Ｂは、何れも水を扱う機器であるため、内蔵される電気品への防水対策が必要となる。但し、移動体３０Ａ及び移動体３０Ｂは、非接触で給電が可能であるため、ケーブルを用いた給電方式を採用した場合に比べて、防水対策を簡素化できる。
【００５６】
なお、空気調和システム１００が備える複数の送電装置２のそれぞれは、移動体３０が隣接する給電エリア間を移動した場合でも、移動体３０の稼動に必要な電力を供給するため、電力変換動作を継続している。例えば、図２に示す複数の第１の給電エリアＡ１の内、何れかの第１の給電エリアＡ１に移動体３０が存在している場合、当該給電エリアに隣接する第２の給電エリアＡ２の第２の送電装置２−２では、当該給電エリア内に移動体３０が存在しない場合でも、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３がスイッチング動作を継続している。この場合、移動体３０へ直接給電を行っていない第２の送電装置２−２では、スイッチング損失が生じる。このようなスイッチング損失を抑制するため、送電装置２は以下のように構成してもよい。具体例を以下に説明する。複数の送電装置２のそれぞれには、移動体３０から送電装置２までの距離を検出する距離センサを設けられる。距離センサには、磁気センサ又は重量センサを例示できる。距離センサが磁気センサの場合、磁気センサの床面２０１ｃ、壁面２０１ａ又は天井面２０１ｂに設置される。
【００５７】
距離センサが磁気センサの場合、磁気センサは、床面２０１ｃ、壁面２０１ａ又は天井面２０１ｂに設置される。距離センサが磁気センサの場合、移動体３０には永久磁石が設けられる。磁気センサで検出される永久磁石からの磁界の強さが強くなるほど、移動体３０から送電装置２までの距離が近くなるため、送電装置２は、磁気センサで検出される永久磁石からの磁界の強さに基づき、移動体３０から送電装置２までの距離を推定する。送電装置２は、推定した距離が、給電開始判定値未満のとき、磁気センサと組みで設置される送電装置２のスイッチング動作を行わず、推定した距離が、給電開始判定値以上のとき、磁気センサと組みで設置される送電装置２のスイッチング動作を行う。
【００５８】
距離センサが重量センサの場合、重量センサは、床面２０１ｃに設置される。重量センサで検出される重量が一定値未満のときには、重量センサと組みで設置される送電装置２による給電エリア内に、移動体３０が存在していないと判定できる。また重量センサで検出される重量が一定値以上のときには、重量センサと組みで設置される送電装置２による給電エリア内に、移動体３０が存在すると判定できる。この原理を利用して、送電装置２は、重量センサで検出される重量が一定値未満のとき、重量センサと組みで設置される送電装置２のスイッチング動作を行わず、重量センサで検出される重量が一定値以上のとき、重量センサと組みで設置される送電装置２のスイッチング動作を行う。
【００５９】
送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３のスイッチング動作は制御信号により行われる。制御信号は、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３に設けられるスイッチング素子のオンオフ動作を制御する信号である。制御信号は、送電装置２に設けられる制御部により行われる。制御部には、複数の送電装置２と、複数の送電装置２のそれぞれに対応付けて設けられた距離センサが接続される。例えば、図２の最も左側に示す第１の送電装置２−１の第１の給電エリアＡ１に移動体３０が存在するとき、距離センサで検出された情報に基づき、制御部は、当該第１の送電装置２−１のスイッチング動作を行う。また、このとき、制御部は、当該第１の送電装置２−１に隣接する第２の送電装置２−２のスイッチング動作は停止する。そして、第１の給電エリアＡ１から第２の給電エリアＡ２に移動体３０が移動したとき、制御部は、第１の送電装置２−１のスイッチング動作を停止し、第２の送電装置２−２のスイッチング動作を行う。すなわち制御部は、第１の送電装置２−１のスイッチング動作と第２の送電装置２−２のスイッチング動作とを切り替える。この切り替え動作により、全ての送電装置２がスイッチング動作を行う場合に比べて、スイッチング損失が低減され、空気調和システム１００全体での省エネルギー化を図れる。
【００６０】
なお、移動体３０から送電装置２までの距離を検出するセンサは、磁気センサ又は重量センサに限定されず、室内機１０に設けられたセンサを用いてもよい。この場合、室内機１０に設けられたセンサで検出された検出情報は、室内機１０から上記の制御部に無線又は有線で送信される。制御部は、センサで検出された検出情報を利用して、複数の送電装置２のそれぞれの位置と、送電装置２の近くに存在する移動体３０との距離を計測する。
【００６１】
また送電装置２の送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３から送電アンテナ４に流れる電流の値を利用して、移動体３０から送電装置２までの距離を検出してもよい。送電アンテナ４に移動体３０が近づくほど、誘導性素子１３と誘導性素子２３が空間的に磁気結合されることによって、送電アンテナ４の誘導性素子１３のインピーダンスが大きくなり、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３から送電アンテナ４へ流れる電流の値は小さくなる。具体的には、移動体３０が送電アンテナ４の近くに存在しないとき、移動体３０の検出のためにＡＣ／ＡＣ変換器３を動作させると、ＡＣ／ＡＣ変換器３及び送電アンテナ４を介して、交流電源１が低インピーダンスで短絡された状態となる。従って、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３から送電アンテナ４へ大きな値の電流が流れる。一方、移動体３０が送電アンテナ４の近くに存在するとき、移動体３０の検出のためにＡＣ／ＡＣ変換器３を動作させると、ＡＣ／ＡＣ変換器３及び送電アンテナ４を介して、交流電源１が高インピーダンスで短絡された状態となる。従って、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３から送電アンテナ４へ小さな値の電流が流れる。移動体３０の検出のためのＡＣ／ＡＣ変換器３の動作は、送電装置２に設けられる制御部が、ＡＣ／ＡＣ変換器３が備えるスイッチング素子を一定周期で短時間オンすることによって実現される。送電装置２に設けられる制御部が、当該スイッチング素子を一定周期でオンすることにより、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３から送電アンテナ４へ電流が流れる。制御部は、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３から送電アンテナ４へ流れる電流に対する電流閾値と、送電側ＡＣ／ＡＣ変換器３から送電アンテナ４へ流れる電流とを比較することにより、移動体３０から送電装置２までの距離を検出できる。このように移動体３０から送電装置２までの距離を検出することにより、距離センサが不要になり、距離センサのメンテナンスが不要になる。なお制御部は、移動体３０が送電アンテナ４の近くに存在すると判定した場合、給電のため電側ＡＣ／ＡＣ変換器３のスイッチング動作を開始する。このときのスイッチング素子のオン時間は、移動体３０の検出動作時のスイッチング素子のオン時間よりも長い。
【００６２】
以上に説明したように実施の形態に係る空気調和システム１００によれば、複数の送電装置２を用いて非接触で移動体３０への電力供給が可能なため、移動体３０がバッテリを搭載していない場合でも、移動体３０は室内機１０と連携した空気調和を継続できる。また移動体３０がバッテリを搭載している場合でも、移動体３０の稼動に必要な電力をバッテリに依存することなく賄うことができる。このため、寿命に達したバッテリの交換に伴うユーザの負担を軽減できる。また移動体３０がバッテリを搭載している場合でも、移動体３０の稼動に必要な電力を複数の送電装置２からも賄うことができるため、バッテリの容量を小型化することができる。また、移動体３０の稼動に必要な電力を、複数の送電装置２を用いて賄うことができるため、１つの送電装置２から電力が供給される場合に比べて、バッテリの充放電量が低減され、バッテリの寿命を延ばすことができる。また、バッテリの寿命が延びることにより、バッテリを搭載した移動体３０自体の寿命を延ばすことができる。また、バッテリの寿命が延びることにより、寿命に達したバッテリの交換作業の回数が減り、ユーザの負担を軽減できる。またバッテリの容量を小型化できるため、移動体３０を小型化でき、また移動体３０を軽量化できる。移動体３０が軽量化されることにより、ユーザによる移動体３０の運搬時の負担が軽減される。
【００６３】
また、移動体３０を小型化できるため、移動体３０を利用しないとき、押し入れなどの収納スペースの占有空間が小さくて済むという効果も得られる。また送電装置２を用いて非接触で移動体３０への電力供給が可能なため、送電装置２へ電力を供給するためのプラグを、コンセントから外すといった作業が不要になり、また送電装置２からコンセントまでの距離が遠い場合でも、移動体３０をユーザの近くに設置することができる。
【００６４】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１  交流電源、２  送電装置、２−１  第１の送電装置、２−２  第２の送電装置、３  送電側ＡＣ／ＡＣ変換器、４  送電アンテナ、５，５Ａ  受電装置、６  受電アンテナ、７，７Ａ  受電側ＡＣ／ＡＣ変換器、１０  室内機、１１，１２，２１，２２  容量性素子、１３，２３  誘導性素子、２０  リモートコントローラ、３０，３０Ａ，３０Ｂ  移動体、３１，７１  ＡＣ／ＤＣ変換器、３２，３２ａ，３２ｂ，７２  ＤＣ／ＡＣ変換器、３３，３３ａ，３３ｂ  モータ、３４，５５，６５  ファン、３５  送風方向変更部、４０  基台、４１  移動機構、４２  支柱、４３  頭部、４５  保護枠、５１  圧縮機、５２  冷却器、５３  再熱器、６１  タンク、６２  トレイ、６３  フィルタ、６４  ヒータ、１００  空気調和システム、２００  建物、２０１  室内、２０１ａ  壁面、２０１ｂ  天井面、２０１ｃ  床面、３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ  モータ駆動回路。
【図１】
2019030807.tif 000003
【図２】
2019030807.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019030807.tif 000007
【図６】
2019030807.tif 000008
【図７】
2019030807.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019030807.tif 000011
【図１０】
2019030807.tif 000012
【図１１】
2019030807.tif 000013
【国際調査報告】
2019030807.tif 000014
2019030807.tif 000015
2019030807.tif 000016
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