(57)【要約】【課題】シート状発光体２（シート）に対する給電に適し、簡単な構造でありながら汎用性があり、設置位置の自由度が高い給電装置を提供する。【解決手段】給電装置１は電極４を備えたシートに電気を供給するもので、シートを保持する螺旋状の絶縁体６と、電源８に接続され絶縁体の内部に設けられて絶縁体が保持するシートの電極４に接続される螺旋状の導電体７とを備えた給電部５を有する。螺旋構造による挟み込みでシートの保持と電気的接続を行なうので、専用のクリップ等の固定具が不要である。給電部５の長さは設定が任意であり、これに対して取り付けるシートの位置の自由度が高い。導電体は外側の絶縁体に包まれるので安全性が高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を備えた被給電体に電気を供給する給電装置において、被給電体を保持する螺旋状の絶縁体と、電源に接続され前記絶縁体の内部に設けられて前記絶縁体が保持する被給電体の電極に接続される螺旋状の導電体と、を有することを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記絶縁体のピッチと前記導電体のピッチが実質的に同等であることを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【請求項３】
前記絶縁体の巻方向と前記導電体の巻方向が逆であることを特徴とする請求項２記載の給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極が設けられた被給電体に給電するための給電装置に係り、特にシート状乃至薄板状の被給電体に対する給電に適しており、専用のコネクタやクリップ等が不要で設置位置の自由度が高い給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば発光素子である有機ＥＬシートや、導光板となる透明なアクリル板の端面にＬＥＤ光源を設けた発光素子であるＬＥＤシートのように、シート状乃至薄板状の被給電体に電気を供給するのに適した構造の給電装置としては、例えば、下記特許文献１及び２に開示されているようなものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、シート電極の挟持操作を容易かつ確実に行うことができ、部品数が少なく組立が容易なシート電極用クリップの発明が開示されている。このシート電極用クリップは、基板１０の支軸１３に可動板２０の長孔２５を係合させ、基板１０と可動板２０との間に導電性材料からなるＵ字形の板バネ３０を介在させる。基板と可動板とは前方が解放した状態に維持されており、そこにシート電極５０を挿入して可動板２０を板バネ３０の付勢力に抗して閉じる方向に回動する。これによりシート電極５０が挟持され、その状態で可動板２０を長孔２５に沿って前方に移動させると、基板側の突起１４と可動板側の切り欠き溝２６とが係合し、可動板２０は基板１０に対して固定的に係止されて挟持状態が維持される。
【０００４】
特許文献２には、被検査者の生体皮膚面に密着状態で固定して生体からの電気信号を医療用診断装置に伝達するために用いる電極や、痛み低減や治療用の刺激電極として利用でき、接続が簡単で貼着した皮膚面から脱落しにくい粘着性シート電極の発明が開示されている。この粘着性シート電極によれば、導電性支持体２と導電性粘着剤層３とが積層されており、非積層部の導電性支持体２が端子部４とされており、この端子部にクリップ等のコネクター７が接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３０９１２１号公報
【特許文献２】特開平７−３１５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１及び２に記載された給電装置の発明をシート状の被給電体に適用しようとすると、被給電体の電極をクリップ乃至コネクターで挟み込んで電気的に接続することになるため、接続部であるクリップやコネクターの構造を、被給電体における電極の配置や構造、本体であるシート体等の厚さ等に合わせて予め設定しておかなければならない。すなわち、被給電体ごとに専用のクリップやコネクターを用意する必要があり、汎用性に欠けるという問題があった。また、シート状の被給電体と、これに接続されるクリップやコネクターとの位置関係が一定に固定されるため、シート状の被給電体の設置位置がある程度限定されてしまい、被給電体を自由に配置することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上説明したような課題を解決することを目的としており、特にシート状乃至薄板状の被給電体に対する給電に適しており、簡単な構造でありながら汎用性があり、しかも設置位置の自由度が高い給電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された給電装置は、電極を備えた被給電体に電気を供給する給電装置において、被給電体を保持する螺旋状の絶縁体と、電源に接続され前記絶縁体の内部に設けられて前記絶縁体が保持する被給電体の電極に接続される螺旋状の導電体と、を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載された給電装置は、請求項１記載の給電装置において、前記絶縁体のピッチと前記導電体のピッチが実質的に同等であることを特徴としている。ここで、螺旋状の絶縁体及び導電体が螺旋状に巻かれた線材で構成されている場合において、前記ピッチとは、螺旋の中心線を含む断面において互いに隣り合う線材の中心間距離を意味している。
【００１０】
請求項３に記載された給電装置は、請求項２記載の給電装置において、前記絶縁体の巻方向と前記導電体の巻方向が逆であることを特徴としている。ここで、螺旋状の絶縁体及び導電体が螺旋状に巻かれた線材で構成されている場合において、前記巻方向とは、線材の螺旋の巻かれた方向を意味しており、右巻き又は左巻きである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載された給電装置は、外側の螺旋状の絶縁体を構成する線材と線材の間に被給電体を挟んで保持し、絶縁体に保持された被給電体の電極を、絶縁体よりも内側にある螺旋状の導電体の線材と線材の間に挟んで保持することにより、被給電体と電源との接続を容易に行うことができる。このように、本発明では、螺旋状の構造を有する外側の絶縁体と内側の導電体による挟み込みによって被給電体の保持と電気的接続を行なうので、シート状乃至薄板状の被給電体を保持して給電するのに適しており、螺旋の隙間に挟み込める程度の外形・構造であれば対象を選ばず、汎用性が高い。さらに、螺旋状であるため任意の長さに構成することができ、その全長における所望の位置において被給電体を保持して給電できる。また螺旋構造の周方向の任意の位置において被給電体を保持して給電できる。このように、本発明の給電装置によれば、被給電体を設置する位置の自由度が高い。また、電源に接続される導電体は外側の絶縁体に包まれて外側には露出しないので、感電事故が発生しにくく、安全性が高い。
【００１２】
請求項２に記載された給電装置によれば、絶縁体のピッチと導電体のピッチが実質的に同等に設定されているので、ある位置で外側の絶縁体に被給電体を挟み込めば、この被給電体の電極は、絶縁体の内部の導電体によって当該位置で挟み込まれて電極に接続される。従って、螺旋構造の長手方向に関する被給電体の位置を変更する場合には、絶縁体及び導電体の螺旋構造のピッチに応じた小さい寸法単位で位置を微調整することができる。
【００１３】
請求項３に記載された給電装置によれば、絶縁体の螺旋の巻方向と導電体の螺旋の巻方向を逆に設定しているので、外側の螺旋状の絶縁体で被給電体を挟んで保持し、絶縁体に保持された被給電体の電極を内側の螺旋状の導電体で挟んで保持した場合、この被給電体に加わる力の向きは、外側の絶縁体からの力と内側の導電体からの力とでは逆向きになるので、被給電体の保持が確実になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の給電装置の構成と、この給電装置に対するシート状発光体の装着を示す模式的な斜視図である。
【図２】第１実施形態の給電装置において、固定台に固定された絶縁体と導電体を示す図であって、その螺旋の中心軸に直交する視線で見た図である。
【図３】第１実施形態の給電装置において、固定台に固定された絶縁体と導電体を示す図であって、その螺旋の中心軸を含む切断面で見た断面図である。
【図４】第２実施形態において、固定台に固定された給電装置にシート状発光体が装着された状態を示す斜視図である。
【図５】第３実施形態の給電装置において、固定台に固定された絶縁体と導電体を示す図であって、その螺旋の中心軸に直交する視線で見た図である。
【図６】第４実施形態の給電装置において、固定台に固定された導電体の配置と、各導電体と電源との接続構造を示す図である。
【図７】第４実施形態の給電装置に対してシート状発光体が装着された状態を示す斜視図である。
【図８】第５実施形態の給電装置において、固定台に固定された導電体の配置と、各導電体と電源との接続構造を示す図である。
【図９】第５実施形態の給電装置に対してシート状発光体が装着された状態を示す斜視図である。
【図１０】第６実施形態の給電装置において、固定台に固定された絶縁体と導電体を示す図であって、その螺旋の中心軸を含む切断面で見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図３を参照して第１実施形態の給電装置１を説明する。
この給電装置は、シート状乃至薄板状の被給電体であるシート状発光体２を対象としており、このシート状発光体２を所望の位置に保持するとともに、シート状発光体２の表面に設けられた電極から給電を行なう装置である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のシート状発光体２はシート状の有機ＥＬ素子であり、表示面乃至発光面である矩形のシート部３の一辺側には２個の電極４，４が設けられている。
【００１７】
図１〜図３に示すように、本実施形態の給電装置１は、シート状発光体２を挟んで保持するとともに、当該シート状発光体２の電極に電気的に接続される螺旋状の構造を備えた長体状の給電部５を有している。長体状の給電部５は、シート状発光体２の２つの電極４，４に対応するように一対で一組とされており、それぞれ螺旋状の絶縁体６と、絶縁体６の内部に設けられた螺旋状の導電体７から構成されている。ここで、絶縁体６は螺旋状に巻かれた絶縁性の線材で構成されており、導電体７は螺旋状に巻かれた導電性の線材で構成されている。
【００１８】
本実施形態の給電装置１では、絶縁体６と導電体７の螺旋状は引張コイルばね又は圧縮コイルばねの巻き構造と実質的に同一であり、ばねとしての寸法・形状等は線材間にシート状発光体２を挟み込んで保持できるようなものであればよい。すなわち、隣り合う線材の間にシート状発光体２を挿入できるだけの十分な隙間がない構造であれば、給電部５を引張ることにより隣り合う線材の間に十分な隙間を設け、この状態で隙間にシート状発光体２を挟み込み、引張力を解除してシート状発光体２が給電部５に保持される状態となればよい。または、隣り合う線材の間にシート状発光体２を挿入できるだけの十分な隙間がない場合において、隣り合う線材の隙間にシート状発光体２を強制的に挿入した場合に、シート状発光体２が線材で挟まれて保持された状態となればよい。
【００１９】
図３に示すように、本実施形態の給電部５では、外側の絶縁体６の螺旋の外径の方が、内側の導電体７の螺旋の外径よりも大きい。また、外側の絶縁体６のピッチと、内側の導電体７のピッチは実質的に同等とされている。前記ピッチとは、その螺旋の中心線を含む断面において互いに隣り合う線材の中心間距離を意味する。また、外側の絶縁体６の螺旋の巻き方向と、内側の導電体７の螺旋の巻き方向は同方向とされている。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の２つの給電部５の各導電体７は、電源部８の２つの出力端子９ａ，９ｂの各々に接続されている。電源部８が供給する電流は直流、交流のいずれでもよい。電源部８は給電部５に供給する電流及び電圧を自在に制御できるように構成されており、シート状発光体２において所望の発光表示を行い、又は光源として所望の輝度で発光させることができる。
【００２１】
図２及び図３に示すように、本実施形態の給電部５は、螺旋状の絶縁体６の内部に螺旋状の導電体７が挿入された全体として長い螺旋状の構造体であり、弾性的に変形可能であるため、平板状の固定台１０の上に取り付けられている。これらの図中には示していないが、２つの給電部５，５は互いに平行に固定台１０の上に所定間隔をおいて取り付けられている。給電部５を固定台１０に取り付ける構造乃至手段は任意であるが、次のような条件を満足するような取付構造であることが好ましい。まず、螺旋構造を弾性的に変形させてシート状発光体２を挟み込む操作が行えるように、給電部５は、螺旋の中心線方向に若干移動可能であるか又はある程度伸縮可能であるような取付構造であることが好ましい。また、シート状発光体２を２つの給電部５に取り付けた場合、シート状発光体２の２つの電極４，４が常に２つの給電部５，５の各導電体７，７に実質的に保持され、かつ取り付けられたシート状発光体２の位置が実施的に移動したり、電極４が導電体７から外れたりすることがない程度に、２つの給電部５，５は位置が固定されていることが好ましい。このような取付構造としては、例えば、２つの給電部５，５を、所定間隔をおいて互いに平行に固定台１０上に配置し、各給電部５の各絶縁体６を適当な螺旋の軸方向について適当な間隔で固定台１０に固定する構造が考えられる。
なお、以上説明した給電装置１の構造において、特に図１乃至図３において示す給電部５及び固定台１０等の図示は基本的な構造を示すための模式的なものであり、図中における長さ等は一例に過ぎない。
【００２２】
本実施形態の給電装置１の使用方法について、図１及び図３を参照して説明する。
まず、シート状発光体２を給電装置１の２つの給電部５，５に跨がって取り付ける。すなわち、シート状発光体２のシート部３を、給電部５の絶縁体６の螺旋の隙間と、導電体７の螺旋の隙間に挿入して固定し、シート部３の各電極４，４を２つの給電部５，５の各導電体７，７に接続する。ここで、シート状発光体２のシート部３の厚さよりも螺旋の隙間の方が小さい場合は、螺旋状の給電部５を軸方向に引っ張って螺旋の隙間を大きくしてからシート部３を挟み込むか、又は螺旋の隙間にシート部３を強制的に挿入して挟み込ませる。これによって、シート状発光体２は２つの給電部５，５に跨がって取り付けられ、シート部３は各給電部５の各絶縁体６によって保持されるとともに、各電極４は各給電部５の各導電体７に保持されて電源部８に電気的に接続される。
【００２３】
この状態で電源部８を駆動すれば、シート状発光体２によって所望の発光表示を行い、又はシート状発光体２を所望の輝度で発光させて光源として利用することができる。表示乃至発光の都合によっては、給電部５の長さや配置パターン等を自由に設定することができ、その長さの中でシート状発光体２の位置を自由に変更することができる。また、シート状発光体２の位置を変更する場合には、給電部５の螺旋構造のピッチに応じた小さい寸法単位で位置を微調整することができる。また螺旋構造にシート状物を差し込む取付態様であるから、シート状発光体２の差し込み方向を変えれば、固定台１０に干渉しない範囲で、同じ設置位置においてシート状発光体２の周方向の位置を変更することもできる。このように、本実施形態の給電装置１によれば、シート状発光体２を設置するる位置の自由度が高い。
【００２４】
本実施形態によれば、電源部８に接続された導電体７は絶縁体６に包まれて外側には露出しないので安全である。また、シート状発光体２を給電部５に取り付けた状態において、シート状発光体２の電極４を絶縁体６の内側に隠れて外から見えないような形状・寸法に設定すれば、導電体７に接続されたシート状発光体２の電極も絶縁体６の外に露出しないので、感電事故が発生しにくく、安全性が高い。
【００２５】
図４は、第２実施形態の給電装置の斜視図である。この実施形態は、第１実施形態の給電装置１の一対の給電部５，５を、中心軸線が垂直となるように配置した円筒形の固定台２０の外周面に周状に巻いたものである。２つの給電部５，５は、固定台２０の円筒形の中心軸方向について所定間隔をおいて配置されており、その間隔はシート状発光体２の２つの電極４，４（図１参照）の間隔に略等しい。この実施形態によれば、シート状発光体２を２つの給電部５，５に差し込んで保持させることにより図示しない電源部８に接続し、円筒形の固定台２０の回りに取り付けた状態で発光させことができる。固定台２０及びこれに設けられた給電部５は円筒状乃至周状であるため、シート状発光体２は周方向について３６０度のいずれの位置においても給電部５に取り付けることができる。また、固定台２０に設けた２つの給電部５，５の軸方向の位置（図中、上下方向の位置）を変えれば、固定台２０に取り付けるシート状発光体２の高さを変更することもできる。
【００２６】
図５は、第３実施形態の給電装置において、その螺旋の中心軸に直交する視線で見た図である。この実施形態は、絶縁体１６の形状が、周状乃至環状の螺旋ではなく、矩形状の螺旋である点で第１実施形態及び第２実施形態とは異なる。その他の構成は第１実施形態と同一であり、同一である部分についての説明は省略する。この実施形態によれば、外側の絶縁体１６が矩形状の螺旋であるため、板状の固定台１０の上に配置した場合の座りが良く、固定状態が安定するという効果がある。
【００２７】
図６及び図７は、第４実施形態の給電装置１を示す図である。この実施形態は、図４に示した第２実施形態とは給電部５の数が異なり、また給電部５と電源部８の接続構成が異なる。その他の点は第４実施形態と同一であり、同一である部分についての説明は省略する。図６に示すように、この実施形態によれば、給電部５の数を５個とし、垂直に配置した円筒形の固定台２０の外周面に５個の給電部５を周状に巻いて設けた。５個の給電部５は、固定台２０の円筒形の軸方向について所定間隔をおいて配置されており、その間隔はシート状発光体２の２つの電極４，４の間隔に略等しい。５個の給電部５は、電源部８の第１出力端子９ａ（例えば直流電源であるとした場合の＋電極）と第２出力端子９ｂ（例えば直流電源であるとした場合の−電極）に対して交互に接続されている。すなわち、５個の給電部５のうち、最上部と中央部と最下部の３個の給電部５の導電体７には、電源部８の第１出力端子９ａ（例えば直流電源であるとした場合の＋電極）が接続されている。また、５個の給電部５のうち、最上部と中央部の間と、中央部と最下部の間の２個の給電部５の導電体７には、電源部８の第２出力端子９ｂ（例えば直流電源であるとした場合の−電極）が接続されている。
【００２８】
図７に示すように、この実施形態によれば、シート状発光体２を隣り合う２つの給電部５，５に掛け渡して差し込み、２つの給電部５，５によって保持させることにより、電源部８に接続することができる。シート状発光体２は、円筒状の固定台２０に対して周方向について３６０度のいずれの位置においても給電部５に取り付けることができるし、軸方向について少なくとも４種類の位置を選択することができる。なお、給電部５の数をさらに増やし、電源部８と上述したように交互に接続すれば、シート状発光体２を取り付けられる範囲や位置のバリエーションをさらに広くすることができる。
【００２９】
図８及び図９は、第５実施形態の給電装置１を示す図である。この実施形態は、図６及び図７に示した第４実施形態とは給電部５の数と固定台２０に対する巻き方が異なり、また給電部５と電源部８の接続構成が異なる。その他の点は第４実施形態と同一であり、同一である部分についての説明は省略する。図８に示すように、この実施形態では、給電部５の数が２個であり、垂直に配置した円筒形の固定台２０の外周面に、２個の給電部５を互いに所定間隔をおいて平行となるように螺旋状に巻いて設けた。２個の給電部５，５の軸方向の間隔はシート状発光体２の２つの電極４，４の間隔に略等しい。２個の給電部５，５は、電源部８の第１出力端子９ａ（例えば直流電源であるとした場合の＋電極）と第２出力端子９ｂ（例えば直流電源であるとした場合の−電極）にそれぞれ接続されている。
【００３０】
図９に示すように、この実施形態によれば、シート状発光体２を隣り合う２つの給電部５，５に掛け渡して差し込み、２つの給電部５，５によって保持させることにより、電源部８に接続することができる。シート状発光体２は、円筒状の固定台２０に対して周方向について３６０度のいずれの位置においても給電部５に取り付けることができ、連続的に異なる多数の位置を自由に選択できる点において、第４実施形態よりも配置の自由度はさらに高い。また、給電部５は２本だけであり、電源部８との接続構成がより簡単である点において、第４実施形態よりも部品数が少なく、製造コストが安い。
【００３１】
図１０は、第６実施形態の給電装置を示す図である。この実施形態は、図３に示した第１実施形態とは給電部２５における螺旋の構造が異なる。その他の点は第１実施形態と同一であり、同一である部分についての説明は省略する。図１０に示すように、この実施形態では、外側の絶縁体６の螺旋の巻き方向と、内側の導電体１７の螺旋の巻き方向が逆方向とされている。すなわち、外側の絶縁体６の螺旋の巻き方向が右であれば、内側の導電体１７の螺旋の巻き方向は左とされている。
【００３２】
図１０に示すように、この実施形態によれば、外側の螺旋状の絶縁体６でシート状発光体２を挟んで保持し、このシート状発光体２の電極を内側の螺旋状の導電体１７で挟んで保持した場合、このシート状発光体２に加わる力の向きは、外側の絶縁体６からの力と内側の導電体１７からの力とでは逆向きになるので、シート状発光体２の保持はより確実になり、シート状発光体２は給電部２５から脱落しにくい。
【００３３】
以上説明した各実施形態では、螺旋状かつ長体状である一対の給電部５，５を平板状や円筒状の固定台１０，２０に取り付け、ある程度移動を制限する状態にして使用していたが、変形可能な長体状である特徴を活かした取付構造を採用することもできる。例えば、一対の給電部５，５を一束にまとめて給電対象である領域に所望のパターンで敷設してもよい。例えば、給電エリアである室内の壁や床、天井等を前述した固定台１０，２０の代わりとし、必要な場所で給電が行なえるようにこれらに沿って一束の給電部５，５を任意のパターンで敷設してもよい。また、一束の給電部５，５を吊り下げるように張設することもできる。例えば、壁と壁の間に一束の給電部５，５を吊るし、空中の任意の位置で被給電体を給電部５，５に取り付けて使用してもよい。
このように、本発明の給電装置は絶縁性が確実に保持された安全な装置であり、給電部は螺旋状で屈曲性に富むので配置の自由度が高く、ユーザーは給電体を自由な位置に自由なパターンで配置することができる。また、給電体に対する被給電体の接続は単に挟むだけであり、専用のコネクタやクリップ等が不要であるため、ユーザーは所望の位置において簡易な操作で給電部に被給電体を挟んで取り付けることができる。
【００３４】
以上説明した各実施形態では、給電装置が対象とする被給電体としてシート状発光体２を例示したが、本発明において、供給される電力の用途は表示や発光に限定されるものではないし、被給電体の全体が螺旋構造に挟み込めるようなシート状や薄板状である必要もない。電力の用途が異なるその他の被給電体としては、例えばスピーカー、小型モータで駆動される扇風機や送風機、携帯電話等の充電器等が考えられる。これらの被給電体はシート状の発光体等とは形状が異なり、相応の体積があるため、これらを螺旋構造で直接的に挟んで保持することは困難であるが、少なくとも導電体に接続される電極及びその近傍の部分がシート状乃至薄板状であり、当該部分を給電部の螺旋構造によって保持し、電極に接続できれば、これらの被給電体も発明の対象となりうる。例えば、薄板状の基板部に電極と必要な回路を設け、薄くできない被給電部を前記基板部に搭載した構造の被給電体であれば、基板部を給電部に保持させて電極と導電体を接続することができる。この場合、全体の重量が給電部の螺旋構造による保持力に耐えられる必要がある。
【符号の説明】
【００３５】
１…給電装置
２…被給電体としてのシート状発光体
４…電極
５，１５，２５…給電部
６，１６…絶縁体
７，１７…導電体
８…電源部
１０，２０…固定台
【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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