特開 2024-47212 受電機及び電力伝送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024047212

(43)【公開日】2024-04-05

(54)【発明の名称】受電機及び電力伝送システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/27 20160101AFI20240329BHJP

   E05B 49/00 20060101ALI20240329BHJP

   E05B 47/00 20060101ALI20240329BHJP

【ＦＩ】

H02J50/27

E05B49/00 J

E05B47/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022152712

(22)【出願日】2022-09-26

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小俣 順一

(72)【発明者】

【氏名】古谷 恒太

【テーマコード（参考）】

2E250

【Ｆターム（参考）】

2E250AA06

2E250BB33

2E250CC02

(57)【要約】

【課題】２以上の受電ユニットの出力が合成でき、受電機の給電電圧が高められる受電機及び電力伝送システムを提供する。
【解決手段】受電機は、マイクロ波を送電側から非接触の状態で受電するマイクロ波電力伝送受電機であって、アンテナと半波倍電圧整流回路とを有する受電ユニットを備え、受電ユニットは、２以上接続されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロ波を送電側から非接触の状態で受電するマイクロ波電力伝送受電機であって、
アンテナと半波倍電圧整流回路とを有する受電ユニットを備え、
前記受電ユニットは、２以上接続されている、
受電機。

【請求項2】

当該受電機は、扉を開錠又は施錠する電子錠に組み込まれ、
２以上の前記受電ユニットは、前記扉の前記電子錠付き扉ハンドルの非金属部分に１つずつ異なる領域に分けて内蔵されている、
請求項１に記載の受電機。

【請求項3】

前記受電ユニットは、２以上直列に接続されている、
請求項１に記載の受電機。

【請求項4】

２以上の前記受電ユニットの前記アンテナの各々は、互いの形状が異なっている、
請求項１に記載の受電機。

【請求項5】

請求項１に記載の受電機であって、マイクロ波電力伝送送電機からマイクロ波を非接触の状態で受電する電力を動作デバイスに給電する受電機と、
前記受電機と前記動作デバイスとを接続した第１の給電線に第２の給電線を介して接続し、内部に蓄電された電力を前記動作デバイスに給電するバックアップ電源と、
前記第２の給電線の途中に配置され、前記受電機から前記バックアップ電源への給電を阻害すると共に前記バックアップ電源から前記動作デバイスへの給電を許容するダイオードと、
を備える電力伝送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、受電機及び電力伝送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

電子錠にマイクロ波電力伝送によって給電する際には、電波を遮蔽する金属部分を避ける必要がある。しかし、機械的な強度の関係で扉ハンドルのうちドアノブやサムターン周辺には、電波を遮蔽する金属部分を必ず設ける必要がある。このため、扉ハンドルの全面は、電波を透過する樹脂製にすることができない。

【0003】

扉ハンドルに１つの受電ユニットを搭載する構成である場合には、上記のドアノブやサムターン周辺の金属部分の電波の遮蔽が回避できない。ここで、受電ユニットのアンテナは、面積が広い方が受電効率を上げられる。このため、扉ハンドルの金属部分を避けて２以上の受電ユニットを搭載すると、２以上の受電ユニットのアンテナの各々は、面積が狭くなり受電効率を低下させてしまう。これに対し、２以上の受電ユニットの出力を結合し、電子錠を駆動する給電出力を高めることが考えられる。

【0004】

従来の類似技術として、レクテナアレーに各々アンテナを有する多段回路（受電ユニットに相当）を２以上搭載した技術がある（特許文献１参照）。特許文献１では、第３段回路、第２段回路、第１段回路では、ＲＦ電力合成素子は、伝送線路の中間点Ｐ０でない接続点Ｐ１に接続される。そして、伝送線路を通った信号は、ＲＦ電力合成素子で合成される。このとき、信号に含まれていた高調波が伝送線路の長さの違いにより抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６６９１３９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１の技術では、レクテナアレーにおいて、専用のデバイスを使用せずに、高調波を抑制し、変換効率を高められるだけであり、電子錠を駆動する受電機の給電電圧を高めることができない。

【0007】

本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、２以上の受電ユニットの出力が合成でき、受電機の給電電圧が高められる受電機及び電力伝送システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る受電機は、マイクロ波を送電側から非接触の状態で受電するマイクロ波電力伝送受電機であって、アンテナと半波倍電圧整流回路とを有する受電ユニットを備え、前記受電ユニットは、２以上接続されている。

【0009】

本発明に係る電力伝送システムは、上記の受電機であって、マイクロ波電力伝送送電機からマイクロ波を非接触の状態で受電する電力を動作デバイスに給電する受電機と、前記受電機と前記動作デバイスとを接続した第１の給電線に第２の給電線を介して接続し、内部に蓄電された電力を前記動作デバイスに給電するバックアップ電源と、前記第２の給電線の途中に配置され、前記受電機から前記バックアップ電源への給電を阻害すると共に前記バックアップ電源から前記動作デバイスへの給電を許容するダイオードと、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明では、２以上の受電ユニットの出力が合成でき、受電機の給電電圧が高められる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る電力伝送システムを示すブロック図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る扉ハンドルでの３つの受電ユニットの配置箇所を示す概略図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係る受電ユニットを示す構成図である。

【図4A】図４Ａは、本発明の実施形態に係る１つの受電ユニットの低電力入力時の動作を示す波形図である。

【図4B】図４Ｂは、本発明の実施形態に係る１つの受電ユニットの大電力入力時の動作を示す波形図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態に係る直列に接続された３つの受電ユニットを示す構成図である。

【図6】図６は、本発明の実施形態に係る直列に接続された３つの受電ユニットを示す電気回路図である。

【図7】図７は、本発明の実施形態の変形例１に係る直列に接続された２つの受電ユニットを示す構成図である。

【図8】図８は、本発明の実施形態の変形例２に係る直列に接続されると共に受電アンテナの互いの形状が異なった２つの受電ユニットを示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0013】

＜電力伝送システム１００＞
図１は、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１００を示すブロック図である。図１に示されるように、電力伝送システム１００は、マイクロ波電力伝送による送電を実施するシステムである。

【0014】

以下説明する本発明の実施形態では、電力伝送システム１００がホテル錠システムに適用される場合を例に挙げる。ただし、電力伝送システム１００が適用可能なシステムは、ホテル錠システムに限定されない。電力伝送システム１００が適用可能なシステムは、他の例としてはマンション等を含む住宅、店舗、事業所、工場等の扉錠システムに適用できる。

【0015】

電力伝送システム１００は、カードスイッチシステム１０と、電子錠システム２０と、を備える。

【0016】

カードスイッチシステム１０は、電源１１と、カードスイッチ１２と、を備える。カードスイッチシステム１０は、カードスイッチ１２に電力を供給し、カードスイッチ１２をオン又はオフに切り替える。

【0017】

電源１１は、送電網を介してカードスイッチ１２に電力を供給する。

【0018】

カードスイッチ１２は、扉に隣接して区画部の出入口を構成した隔壁部に、扉の解錠又は施錠に使用する非接触式ＩＣカードを差すと電源１１からの電力を区画部内に給電する。カードスイッチ１２は、非接触式ＩＣカードを抜くと電源１１から区画部内への電力の給電を遮断する。カードスイッチ１２は、電源１１と送電線によって繋がっている。

【0019】

電子錠システム２０は、扉に設置された電子錠２１を備える。電子錠システム２０は、扉に設置された電子錠２１に給電された電力により、扉の解錠又は施錠を実施するシステムである。

【0020】

なお、ホテル錠システムに適用された電力伝送システム１００において、扉によって解錠又は施錠される出入口を有する区画部はホテルの客室であり、区画部内として客室内があり、区画部外としてホテルの廊下スペースがあり、区画部を複数備える構造体はホテル建屋であり、電子錠２１はホテル錠である。

【0021】

電子錠２１は、キーレスと呼ばれ、文字通り鍵（キー）の必要ない（レス）錠前である。電子錠２１は、電気の力を使って扉を施解錠する機構を組み込んだ錠前である。ここで、電子錠２１は、電気配線を使用して給電する電気錠とは異なる。電子錠２１は、給電用のある電源からの送電網に通じた電気配線を配設することがない。また、電子錠２１は、一般的な電池を使った錠前ではなく、マイクロ波電力伝送による給電によって扉を施解錠する錠前である。

【0022】

＜マイクロ波非接触給電装置１＞
マイクロ波非接触給電装置１は、電子錠２１が設けられた扉と、扉が設けられた区画部と、に分離して配置されている。マイクロ波非接触給電装置１は、区画部側から扉側へマイクロ波を非接触の状態で伝播させて電子錠２１に給電する。マイクロ波非接触給電装置１は、送電機１３と、受電機２２と、を有する。

【0023】

＜送電機１３＞
送電機１３は、マイクロ波電力伝送送電機である。送電機１３は、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）１４と、リーダライタ部１６と、第１無線通信アンテナ１７と、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）１８と、第２無線通信アンテナ１９と、を有する。ＭＣＵ１４は、ＣＰＵと記憶部と通信ポートを含み、送電機１３の送電を制御する。ＷＬＡＮ１８は、送電機１３をノートＰＣ等に搭載された外部システム３０と無線通信可能にする。

【0024】

送電機１３は、電源１１から給電されるマイクロ波を受電機２２に送電する。送電機１３は、カードスイッチシステム１０に搭載されている。送電機１３は、扉に隣接して区画部内の出入口を構成した隔壁部に設置されている。

【0025】

送電機１３は、カードスイッチ１２に対する電源１１からの送電網に配置されている。詳しくは、送電機１３は、カードスイッチ１２に対する電源１１からの送電網のうちカードスイッチ１２によって電気の通電又は遮断の切り替えが実施されないようカードスイッチ１２を経由しないで電源１１に送電線を用いて電気的に接続されている。

【0026】

送電機１３は、リーダライタ部１６から第１無線通信アンテナ１７に送電兼通信線を介してマイクロ波となる電力を送電する。送電機１３は、第１無線通信アンテナ１７を用いて受電機２２に向けて送電線といった有線を用いないでマイクロ波の無線電力を送電する。

【0027】

送電機１３は、送電兼通信線を介してリーダライタ部１６と第１無線通信アンテナ１７とを繋げている。

【0028】

送電機１３は、ＷＬＡＮ１８を用いて外部システム３０と通信可能である。送電機１３は、通信線を介してＷＬＡＮ１８と第２無線通信アンテナ１９とを繋げている。第２無線通信アンテナ１９は、外部システム３０の外部無線アンテナ３１と無線回線を介して接続され、送電機１３と外部システム３０とを無線通信させる。

【0029】

＜受電機２２＞
受電機２２は、マイクロ波を送電側から非接触の状態で受電するマイクロ波電力伝送受電機である。受電機２２は、送電機１３からマイクロ波を非接触の状態で受電する電力を電子錠２１に給電する。受電機２２は、電池の代わりにマイクロ波電力伝送による給電を利用している。ここで、電子錠２１は、ＮＦＣカードリーダー、デットボルト、ラッチボルト駆動用モーター等を搭載している。このため、電池駆動式電子錠である場合には、１年程度の間だけ電池によって動作可能な製品であり、１年毎の電池交換が必要である。これに対し、電子錠２１は、電池交換も必要なく、メンテナンス不要である。

【0030】

受電機２２は、扉を開錠又は施錠する電子錠２１に組み込まれ、使用者が扉の開閉に用いる扉ハンドルに設けられた電子錠２１に内蔵されている。受電機２２は、電子錠２１と共に電子錠システム２０に搭載されている。受電機２２は、受電アンテナ２３と、半波倍電圧整流回路２４と、ＲＦＩＤタグ部２６と、第３無線通信アンテナ２７と、を有する。

【0031】

受電機２２は、受電アンテナ２３と、半波倍電圧整流回路２４と、からなる受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃを備えている。受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、３つ直列に接続されている。なお、受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、１以上直列に接続されてもよい。

【0032】

なお、受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、受電アンテナ２３及び半波倍電圧整流回路２４だけから構成されなくてもよい。受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、受電アンテナ２３自体の抵抗等を踏まえ、受電アンテナ２３と後段の半波倍電圧整流回路２４との間に、電流の流れ易さに合わせて受電効率改善を図るインピーダンス整合回路を設けてもよい。

【0033】

また、受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、全てを直列でなく、２以上接続されてもよい。例えば、受電ユニットを３つ接続する場合に、２つの受電ユニットが並列接続されつつ、この並列回路に１つの受電ユニットが直列に接続されてもよい。

【0034】

図２は、本発明の実施形態に係る扉ハンドル５０での３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの配置箇所を示す概略図である。図２に示されるように、３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、扉の電子錠２１付き扉ハンドル５０の非金属部分の筐体の樹脂製部分５１に１つずつ異なる領域に分けて内蔵されている。ここでは、扉ハンドル５０のうち下側のドアノブ５２と上側のサムターン周辺５３との金属部分を避けて非金属部分の筐体の樹脂製部分５１が形成されている。樹脂製部分５１のうち扉ハンドル５０の下端部とドアノブ５２の下側との間、ドアノブ５２とサムターン周辺５３との間、サムターン周辺５３の上側と扉ハンドル５０の上端部との間、の３つの領域に、３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃ各々が内蔵されている。

【0035】

図１に戻り、受電機２２は、送電機１３の第１無線通信アンテナ１７から送電されたマイクロ波を受電アンテナ２３によって受電する。

【0036】

受電機２２は、送電線を介して接続された受電アンテナ２３と半波倍電圧整流回路２４のうちグランド端子ＧＮＤに接続された静電容量に送電機１３から送電した電力を充電して電子錠２１の電源電力として利用する。

【0037】

受電機２２は、ＲＦＩＤタグ部２６を用いて送電機１３のリーダライタ部１６と無線通信可能である。受電機２２は、通信線を介してＲＦＩＤタグ部２６と第３無線通信アンテナ２７とを繋げている。電子錠２１は、第１無線通信アンテナ１７及び第３無線通信アンテナ２７を用いたＲＦＩＤタグ部２６とリーダライタ部１６との無線通信を介して、外部システム３０と情報をやり取り可能且つ外部システム３０から制御可能である。

【0038】

ここで、ＲＦＩＤタグ部２６とリーダライタ部１６との無線通信方式は、ＵＨＦ帯を用いる。ＲＦＩＤタグ部２６とリーダライタ部１６との無線通信方式は、例えば、バックスキャッタ通信を用いる。バックスキャッタ通信とは、ＲＦＩＤのＲＦＩＤタグ部２６のパッシブタグで用いられる通信方式である。ＲＦＩＤタグ部２６のパッシブタグは、リーダライタ部１６の送信電力をＤＣに変換し、電源電力として利用することで動作する。リーダライタ部１６への返答は、リーダライタ部１６の送信波に対して内部インピーダンスを変えることで変調し、応答信号を作成する。しかし、これに限られない。その他の無線通信方式が用いられてもよい。

【0039】

＜マイクロ波非接触給電装置１の作用及び効果＞
マイクロ波非接触給電装置１は、マイクロ波電力伝送による送電を実施する。マイクロ波電力伝送では、伝送距離が比較的長距離にすることが可能になる。伝送距離の長距離化には、必然的に生じる伝搬損失の増大により電力効率向上の面で制限があるものの、送受電デバイスの配置間距離の自由度が増すという利点もある。

【0040】

【数1】

【0041】

例えば、周波数９２０ＭＨｚ、光速３００Ｍｍ／ｓ、送信電力２５０ｍＷ、第１無線通信アンテナゲイン３ｄＢｉ、受電アンテナゲイン６ｄＢｉ、レクテナ電力変換効率２０％とした場合には、電子錠２１の動作消費電力２ｍＷを伝送可能な送電機１３と受電機２２との間の距離は、上記式（１）にて計算されるように３７ｃｍ程度となる。

【0042】

隔壁部（壁）に設置されたカードスイッチ１２は、電子錠２１から比較的近い距離に設置されている。つまり、区画部の解錠に使用する非接触式ＩＣカードを抜くと区画部内電源が遮断されて屋内照明が消える。このため、必然的にドアノブ５２近くにカードスイッチ１２が設置されている。このようなカードスイッチ１２の電源１１には、カードスイッチ１２の施解錠に関わらずに電源１１から給電される送電機１３を設置している。これにより、マイクロ波電力伝送による給電が常時可能になる。

【0043】

カードスイッチシステム１０に組み込んだ送電機１３と、電子錠システム２０に組み込んだ受電機２２と、がマイクロ波非接触給電装置１を構成している。また、送電機１３が扉によって開閉される出入口を有する区画部内に設けられ、受電機２２が扉の扉ハンドル５０に設けられた電子錠２１に内蔵されている。そして、区画部と電子錠２１とがある程度離れていてもマイクロ波電力伝送による送電によって電子錠２１が給電される。これにより、マイクロ波非接触給電装置１を構成している送電機１３及び受電機２２の配置間距離の自由度を活かして、電子錠２１への安定的な給電が実現できる。

【0044】

受電機２２には、ＲＦＩＤタグ部（ＵＨＦ帯ＲＦＩＤ Ｔａｇ）２６も実装し、電子錠２１に接続して、インターフェースをとることにより、カードスイッチシステム１０と電子錠システム２０との間の通信も可能とする。

【0045】

＜バックアップ電源４０＞
電力伝送システム１００は、バックアップ電源（１次電池）４０を備える。バックアップ電源４０は、受電機２２と電子錠２１とを接続した第１の給電線６１に第２の給電線６２を介して接続されている。バックアップ電源４０は、受電機２２が遮蔽物等によって給電ができない場合に切り替えられて、内部に蓄電された電力を電子錠２１に給電する。

【0046】

バックアップ電源４０は、自己放電が少なく長期間動作可能である条件を満たすことが必要になる。このため、バックアップ電源４０には、例えば塩化チオニルリチウム電池が用いられる。塩化チオニルリチウム電池は、スマートメータ等で使用される上記条件を満たす電池である。塩化チオニルリチウム電池の出力電圧は、３．６Ｖであり、他の１次電池と比べても高い。

【0047】

電力伝送システム１００は、ダイオード４１を備える。ダイオード４１は、第２の給電線６２の途中に配置され、受電機２２からバックアップ電源４０への給電を阻害すると共にバックアップ電源４０から電子錠２１への給電を許容する。

【0048】

＜３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの構成、作用及び効果＞
扉ハンドル５０のドアノブ５２やサムターン周辺５３は、機械的な強度の関係により金属で構成する必要がある。このため、扉ハンドル５０の全面は、電波を透過する樹脂で構成できない。ここで、受電アンテナの面積が広い１つの受電ユニットを扉ハンドル５０内に内蔵する場合には、この１つの受電ユニットは、ドアノブ５２やサムターン周辺５３の金属部分の遮蔽を避けられない。また、２以上の受電ユニットを搭載することで扉ハンドル５０の金属部分を避けることが可能になるとしても、２以上の受電ユニットのアンテナの各々は、面積を狭くしてしまって受電効率を低下させてしまう。そこで、本発明の実施形態では、扉ハンドル５０の金属部分を別々に避けて３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃが扉ハンドル５０内に内蔵させ、これら３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの出力電圧が結合している。

【0049】

図３は、本発明の実施形態に係る受電ユニット２５ａを示す構成図である。図３に示されるように、１つの受電ユニット２５ａは、第１ダイオード２５１と、第２ダイオード２５２と、整流コンデンサ２５３と、受電アンテナ２３と、充電コンデンサ２５４と、から構成されている。

【0050】

第１ダイオード２５１は、アノードをグランド端子ＧＮＤに接続している。第２ダイオード２５２は、アノードを第１ダイオード２５１のカソードに接続している。整流コンデンサ２５３は、第１ダイオード２５１と第２ダイオード２５２との間の中間点と、受電アンテナ２３と、の間に接続されている。充電コンデンサ２５４は、第２ダイオード２５２のカソードに接続され、グランド端子ＧＮＤに接続されている。

【0051】

１つの受電ユニット２５ａは、マイクロ波を受電した受電アンテナ２３の受電電圧を、整流コンデンサ２５３、第１ダイオード２５１及び第２ダイオード２５２を主たる構成として含む半波倍電圧整流回路２４により整流する。そして、１つの受電ユニット２５ａは、整流した電圧に対してフィルタリングの役割を果たす充電コンデンサ２５４の充放電を適宜繰り返しながら電圧を後段に出力する。

【0052】

上記のような回路構成を採る受電ユニット２５ａでは、第１ダイオード２５１及び第２ダイオード２５２の順方向電圧（ＶＦ）を低くすることで、入力電圧が低い場合に、逆方向電流によるクランプが発生しない好適な動作が可能となる。

【0053】

図４Ａは、本発明の実施形態に係る１つの受電ユニット２５ａの低電圧入力時の動作を示す波形図である。図４Ｂは、本発明の実施形態に係る１つの受電ユニット２５ａの大電圧入力時の動作を示す波形図である。例えば図４Ａに示される低電圧入力時の動作例では、第１ダイオード２５１及び第２ダイオードのいずれにおいても逆方向電流によるクランプが発生しておらず、受電アンテナ２３での受電電圧が制限されることなく低電圧が後段に出力される。一方、例えば図４Ｂに示される大電圧入力時の動作例では、第１ダイオード２５１及び第２ダイオード２５２のいずれにおいても逆方向電流によってクランプが発生し、受電アンテナ２３での受電電圧が制限された状態で大電圧が後段に出力される。図４Ｂに示される本動作例では、出力電圧は最大２Ｖ程度である。特に電圧降下値（ＶＦ）の低いショットキーバリアダイオードでは、逆方向電圧が低くなる。

【0054】

したがって、１つの受電ユニット２５ａを、クランプを発生させず効率的に動作させるためには、低い入力電圧で動作させることが好ましい。ただし、低い入力電圧で動作させると、１つの受電ユニット２５ａからの出力電圧も小さくなる。

【0055】

ここで、電力伝送システム１００は、電池駆動の代替として電池交換不要で動作し続けることが求められる。しかし、マイクロ波非接触給電が遮蔽物等によって動作できなかった場合のために、１次電池をバックアップ電源４０として利用する。バックアップ電源４０では、自己放電が小さい必要がある。自己放電が少ない１次電池としてスマートメータ等で利用されている塩化チオニルリチウム電池が知られている。塩化チオニルリチウム電池は、出力電圧が３．６Ｖである。

【0056】

このため、図１に示されるようなマイクロ波非接触給電装置１とバックアップ電源４０とを簡易的に切り替える場合が想定される。この場合には、マイクロ波電力伝送出力は、バックアップ電源４０の出力電圧から第２の給電線６２の途中のダイオード４１の電圧降下値（ＶＦ）を差し引いた値（３．６Ｖ－Ｖｆ）以上の電圧を出力する必要がある。

【0057】

これを満たすように、電力伝送システム１００は、扉ハンドル５０に分割して小さく内蔵された受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの各々が受電電圧の出力が小さくても、受電機２２が３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの各々を直列に接続している。これにより、マイクロ波電力伝送出力（３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの合計出力）は、規定値（３．６Ｖ－Ｖｆ）以上の電圧を出力することができる。

【0058】

図５は、本発明の実施形態に係る直列に接続された３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃを示す構成図である。図６は、本発明の実施形態に係る直列に接続された３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃを示す電気回路図である。図５、図６に示されるように、図１に示す受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、３つとも直列接続される。受電ユニット２５ａの出力に受電ユニット２５ｂの第１ダイオード２５１のアノードが接続され、受電ユニット２５ｂの出力に受電ユニット２５ｃの第１ダイオード２５１のアノードが接続され、３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃから高い出力電圧が得られる。

【0059】

３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの動作原理は、３つの受電アンテナ２３の受電電圧が同じ場合には、受電ユニット２５ｃの出力として、３倍の出力が得られる。なお、この受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃを多段に構成することで、１つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの各々では実現できない高電圧が出力可能である。

【0060】

また、大電圧入力時には、第１、第２ダイオード２５１、２５２の逆方向電流が流れることにより、３つの受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの出力電圧がクランプされるため、負荷である電子錠２１に過電圧がかかることもないため、電子錠２１や各受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃ等に保護回路を追加する必要が無い。言い換えれば、第１、第２ダイオード２５１、２５２が、電子錠２１を過電圧から保護する保護回路として機能する。

【0061】

＜変形例１＞
図７は、本発明の実施形態の変形例１に係る直列に接続された２つの受電ユニット２５ａ、２５ｂを示す構成図である。図７に示されるように、受電ユニット２５ａ、２５ｂは、２つ直列に接続されてもよい。受電ユニット２５ａの出力に受電ユニット２５ｂの第１ダイオード２５１のアノードが接続されている。

【0062】

＜変形例２＞
図８は、本発明の実施形態の変形例２に係る直列に接続されると共に受電アンテナ２３の互いの形状が異なった２つの受電ユニット２５ａ、２５ｂを示す構成図である。図８に示されるように、２つの受電ユニット２５ａ、２５ｂの受電アンテナ２３の各々は、互いの形状が異なっている。受電アンテナ２３の各々は、例えば偏波の異なるアンテナや周波数の異なるアンテナに構成することもできる。

【0063】

＜付記＞
受電機２２は、マイクロ波を送電側から非接触の状態で受電するマイクロ波電力伝送受電機である。受電機２２は、受電アンテナ２３と半波倍電圧整流回路２４とを有する受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃを備える。受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、２以上接続されている。

【0064】

この構成によれば、２以上の受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの出力が合成でき、受電機２２の給電電圧が高められる。

【0065】

受電機２２は、扉を開錠又は施錠する電子錠２１に組み込まれている。２以上の受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、扉の電子錠付き扉ハンドル５０の非金属部分に１つずつ異なる領域に分けて内蔵されている。

【0066】

この構成によれば、受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃでは電子錠付き扉ハンドル５０の金属部分によって電磁波が透過せずに受電効率が向上できないことがなく、２以上の受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの出力が合成でき、受電機２２の受電効率が向上できる。

【0067】

受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、２以上直列に接続されている。

【0068】

この構成によれば、２以上の受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの出力が足し合わせて合成でき、受電機２２の給電電圧が更に高められる。

【0069】

２以上の受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの受電アンテナ２３の各々は、互いの形状が異なっている。

【0070】

この構成によれば、２以上の受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃの各々が設置領域等に合わせて受電感度を向上しつつ高い出力電圧を発揮できる。

【0071】

電力伝送システム１００は、マイクロ波電力伝送の送電機１３からマイクロ波を非接触の状態で受電する電力を電子錠２１に給電する受電機２２を備える。電力伝送システム１００は、受電機２２と電子錠２１とを接続した第１の給電線６１に第２の給電線６２を介して接続し、内部に蓄電された電力を電子錠２１に給電するバックアップ電源４０を備える。電力伝送システム１００は、第２の給電線６２の途中に配置され、受電機２２からバックアップ電源４０への給電を阻害すると共にバックアップ電源４０から電子錠２１への給電を許容するダイオード４１を備える。

【0072】

この構成によれば、受電機２２からの給電とバックアップ電源４０からの給電との切り替えができる限り簡易的に実施でき、給電の切り替えのための追加部品等が不要になって低コスト化が図れる。

【0073】

＜その他＞
上記実施形態では、マイクロ波電力伝送を用いて送電機１３からマイクロ波を非接触の状態で受電機２２に受電させて電力を電子錠２１に給電していた。しかし、これに限られない。受電機２２に受電させた電力は、異なる動作デバイスに給電されてもよい

【0074】

上記実施形態では、受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、それぞれ直列接続されていた。しかし、これに限られない。受電ユニット２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、出力が合成できて受電機２２の給電出力が高められれば、それぞれの接続が直列又は並列でもよい。

【0075】

また、送電機１３は、区画部内だけでなく区画部外（ホテルの場合には廊下スペース等）に設けられてもよい。送電機１３が区画部外に設けられる場合としては、例えば電源から送電網が配設された既存のインターホンに送電機１３が内蔵されてもよい。

【0076】

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明は、主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することが可能である。

【符号の説明】

【0077】

１ マイクロ波非接触給電装置
１０ カードスイッチシステム
１１ 電源
１２ カードスイッチ
１３ 送電機
１４ ＭＣＵ
１６ リーダライタ部
１７ 第１無線通信アンテナ
１８ ＷＬＡＮ
１９ 第２無線通信アンテナ
２０ 電子錠システム
２１ 電子錠
２２ 受電機
２３ 受電アンテナ
２４ 半波倍電圧整流回路
２５ａ 受電ユニット
２５ｂ 受電ユニット
２５ｃ 受電ユニット
２６ ＲＦＩＤタグ部
２７ 第３無線通信アンテナ
３０ 外部システム
３１ 外部無線アンテナ
４０ バックアップ電源
４１ ダイオード
５０ 扉ハンドル
５１ 樹脂製部分
５２ ドアノブ
５３ サムターン周辺
６１ 第１の給電線
６２ 第２の給電線
１００ 電力伝送システム
２５１ 第１ダイオード
２５２ 第２ダイオード
２５３ 整流コンデンサ
２５４ 充電コンデンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】