電力通信床構造及びそのための供給パネルと機能モジュール
【課題】広範な給電通信対象平面にも容易に電力供給を行なうことができると共に、利用者の安全確保を行うことができ、さらに電力や通信信号の供給形態の自由度や利便性を高めることができる電力通信床構造等を提供すること。
【解決手段】複数の導電板１１、１２と、これらの相互間に設けられた絶縁層１３とを、相互に重畳状に配置して一体に構成された、電力又は通信信号を供給するための供給パネル１０と、この供給パネル１０を下方から支持する床部２０と、供給パネル１０の上方に複数並設されるものであって、床面を構成する機能を有する第１の機能モジュール５１、又は、床面を構成する機能に加えて供給パネル１０に接続されて電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有する第２の機能モジュール５２を備える。
【解決手段】複数の導電板１１、１２と、これらの相互間に設けられた絶縁層１３とを、相互に重畳状に配置して一体に構成された、電力又は通信信号を供給するための供給パネル１０と、この供給パネル１０を下方から支持する床部２０と、供給パネル１０の上方に複数並設されるものであって、床面を構成する機能を有する第１の機能モジュール５１、又は、床面を構成する機能に加えて供給パネル１０に接続されて電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有する第２の機能モジュール５２を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力及び通信信号を供給するための電力通信床構造と、この電力通信床構造を構築するための供給パネル及び機能モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一般住宅やオフィス等の各種の空間に対して電力や通信信号を供給するための様々な供給構造が提案されている。一般的には、配電盤から床下や壁面内部にケーブルを敷設すると共に、このケーブルの端部を室内近傍に引出していた。そして、この端部に電源コネクタや信号端子を接続し、これら電源コネクタや信号端子に電気機器を接続することによって、電力や通信信号を供給していた。しかしながら、近年のＯＡ機器を中心とする電気機器の多様化に伴い、空間内の様々な位置で電力や通信信号を使用したいとのニーズが高まっており、より自由度の高い電力や通信信号の供給構造が要望されている。
【０００３】
このような自由度の高い供給構造の一形態として、従来から、いわゆるフラットケーブルを用いた構造が提案されている。このフラットケーブルは、一対の平線型の導体を複数本並べた状態で被覆して構成されている。このフラットケーブルは一般的なケーブルに比べて薄厚であり、このフラットケーブルを床上面に敷設してカーペット等にて覆うことでその存在感をほぼ消すことができるため、このフラットケーブルの敷設経路の自由度を高めることができる。
【０００４】
また、特許文献１には、板状の導体を用いた電力用配線構造が開示されている。この構造は、第１の導体及び第２の導体にて絶縁膜を介して第３の導体を挟むことによって層状に構成されている。第１から第３の導体はそれぞれ細幅の板状に形成されており、このような構造を用いることで、平坦状の電力供給構造を構築することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５１３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の電力や通信信号の供給構造は、平坦化を図ることで敷設経路の自由度を高めることが可能になる一方で、細幅の導体を用いていたことから、依然として一部の領域に対してしか電力や通信信号を供給することができなかった。例えば、広範な室内の多数の位置で電力や通信信号を使用する可能性がある場合、フラットケーブルや特許文献１の電力用配線構造を用いる場合にはこれらを多数本敷設しなければならず、その敷設や接続に多大な手間を要する等、実用性に欠けていた。
【０００７】
特に、特許文献１の如き電力供給構造においては、導体が表面側に露出していて利用者に触れる可能性があるため、電力供給構造における最も基本的な目標である利用者の安全確保が、阻害される危険性があった。
【０００８】
また、通信信号を供給する場合、電力に通信信号を重畳するＰＬＣ（電力線搬送通信：Power Line Communications）の如き技術も提案されているが、ケーブルがアンテナとして作用することによって漏洩電磁波が発生するという問題があった。
【０００９】
さらに、従来のフラットケーブルや特許文献１の如き電力供給構造は、電力や通信信号を送受するための個別的手段にすぎず、その使用形態については従来の通信線や電力線と何ら変わりがないものであり、単にその端部等にコネクタを介して負荷等を接続するものであった。しかしながら、このような構造では、自由度の高い電力や通信信号の供給形態のニーズに十分に応えるものとは言えなかった。
【００１０】
この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、広範な給電通信対象平面にも容易に電力や通信信号の供給を行なうことができると共に、利用者の安全確保を行うことができ、さらに電力や通信信号の供給形態の自由度や利便性を高めることができる、電力通信床構造及びそのための供給パネルと機能モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る発明は、複数の導電板と、複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを、相互に重畳状に配置して一体に構成された、電力又は通信信号を供給するための供給パネルと、前記供給パネルを下方から支持する支持体と、前記供給パネルの上方に複数並設されるものであって、床面を構成する機能を有する第１の機能モジュール、又は、床面を構成する機能に加えて前記供給パネルに接続されて電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有する第２の機能モジュール、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記供給パネルは、前記機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とするように、前記複数の導電板に直流電源が接続され、前記導電板又は前記絶縁層を、前記通信信号を伝播するための通信路としたこと、を特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記第２の機能モジュールは、電源にて供給された電力を前記供給パネルに供給する電源モジュール、又は、前記供給パネルを介して供給された電力を負荷に供給する配電モジュールであること、を特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記第２の機能モジュールは、通信機器から出力された通信信号を前記供給パネルに有線又は無線にて中継し、又は、前記供給パネルを介して供給された通信信号を通信機器に有線又は無線にて中継する、通信モジュールであること、を特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記第２の機能モジュールは、当該第２の機能モジュールの上方における所定の検知対象を検知し、当該検知結果に関する通信信号を前記供給パネルに出力するセンサモジュールであること、を特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記第２の機能モジュールは、当該第２の機能モジュールの内部又は外部に対する動作を行なうアクチュエータモジュールであること、を特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記第２の機能モジュールは、情報処理を行なうための情報処理モジュールであること、を特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明は、支持体と、床面を構成する機能を有する第１の機能モジュール又は当該床面を構成する機能に加えて電力若しくは通信信号を供給する機能を有する第２の機能モジュールとの相互間に敷設されるものであって、当該第２機能モジュールとの間において前記電力又は前記通信信号の入力又は出力を行う供給パネルであって、複数の導電板と、これら複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを、相互に重畳状に配置して一体に構成され、前記機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とするように、前記複数の導電板に直流電源が接続され、前記導電板又は前記絶縁層を、前記通信信号を伝播するための通信路としたこと、を特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る発明は、電力又は通信信号を供給可能な供給パネルの上面に複数並設されるものであって、床面を構成する機能、又は、床面を構成する機能に加えて前記供給パネルに対して電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る発明によれば、供給パネルを敷設することで電力供給又は通信のプラットフォームを面状領域として構築することができ、その上面の任意の位置に第２の機能モジュールを付加することで電力供給又は通信を容易に実現できて、広範な領域における電力供給又は通信の実現性やその自由度を飛躍的に高めることができる。
特に、第１の機能モジュール又は第２の機能モジュールを並設することで、平坦状の床面を構成することができ、通常の床面と同様、その上面に機器類や家具等を配置することができ、給電通信対象空間の利便性を維持することができる。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とすることで、人がこの導電板に直接的に又は他の導体を介して間接的に接触した場合においても、人への通電を防止することができ、人体の安全性を確保することができる。
特に、絶縁層を通信信号を伝播するための通信路としたので、特別な構成を用いることなく、絶縁層によってカバーされた広範な給電通信対象平面に任意の経路で電力供給ラインを容易に構築でき、電力利用の利便性を高めることができる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、電源にて供給された電力を供給パネルに供給でき、あるいは、供給パネルを介して供給された電力を負荷に供給できるので、これら電源モジュールや配電モジュールを供給パネル上に配置することで、電力供給構造を容易に構築することができる。
【００２３】
請求項４に係る発明によれば、通信機器から出力された通信信号を供給パネルに有線又は無線にて中継し、又は、供給パネルを介して供給された通信信号を通信機器に有線又は無線にて中継できるので、この通信モジュールを供給パネル上に配置することで、通信構造を容易に構築することができる。
【００２４】
請求項５に係る発明によれば、所定の検知対象の検知結果に関する通信信号を供給パネルに出力できるので、このセンサモジュールを供給パネル上に配置することで、給電通信対象空間の検知対象の有無を遠隔位置で把握でき、給電通信対象空間の状態を遠隔監視することが可能になる。
【００２５】
請求項６に係る発明によれば、第２の機能モジュールの内部又は外部において各種の動作を行なうことができるので、例えば、アクチュエータモジュールの上方に配置された任意の対象物を駆動することが可能になる。
【００２６】
請求項７に係る発明によれば、情報処理を行なうことができるので、この処理結果に応じた様々な制御を行うことが可能になる。
【００２７】
請求項８に係る発明によれば、供給パネルを敷設するだけで、面状の給電通信対象平面を形成することができ、広範な領域において容易に電力供給や通信を行なうことができる。
また、平坦状の供給パネルを並設することで電力供給や通信を行うことができるので、連続する平坦な床面を形成することができ、給電通信対象空間の利便性や意匠性を損なうことがない。
特に、機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とすることで、人がこの導電板に直接的に又は他の導体を介して間接的に接触した場合においても、人への通電を防止することができ、人体の安全性を確保することができる。
【００２８】
請求項９に係る発明によれば、機能モジュールを供給パネルの上面に設置するだけで、電力供給又は通信を容易に実現できて、広範な領域における電力供給又は通信の実現性やその自由度を飛躍的に高めることができる。
特に、機能モジュールを並設することで、平坦状の床面を構成することができ、通常の床面と同様、その上面に機器類や家具等を配置することができ、給電通信対象空間の利便性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、この発明の各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、これら各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３０】
〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る電力通信床構造は、一般住宅やオフィス等の任意空間における電力供給を行うためのものである。この空間は、室内に限定されず室外であってもよく、また建屋に限定されずに電車や飛行機の如き乗り物の内部空間を含む。以下では、このように電力通信床構造が適用される３次元空間を「給電通信対象空間」と称すると共に、この給電通信対象空間を区画する各平面のうち、電力や通信信号を供給するための平面を「給電通信対象平面」、それ以外の平面を「給電通信非対象平面」と称する。給電通信対象平面は、例えば、給電通信対象空間を区画する床の全領域や、あるいはこれら領域のうちの一部（例えば、床面のうち、四周の周縁部のみを除外した中央領域）である。
【００３１】
供給パネルは、概略的には、複数の導電板と、これら複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを、相互に重畳状に配置して一体に構成されている。ここで、導電板とは、従来のような細幅の導体ではなく、広幅のパネル体であって、広範な面積をカバーする。このことにより、広範な給電通信対象平面において容易に電力供給や通信を行なうことができる。ただし、給電通信対象平面の全てを１枚の供給パネルで覆う必要はなく、複数の供給パネルを並設すると共に相互に連結してもよい。この供給パネルは、給電通信対象平面に応じた平面形状、例えば方形状や円形状として形成可能である。
【００３２】
この供給パネルは、支持体によって支持される。支持体は、給電通信対象空間を他の空間から区画するものであって、供給パネルを支持し得る任意の構造体を含み、例えば、床部である。この支持体としては、供給パネルを支持する支持面を平面とした平面構造体の他、桟構造のように非平面を介して供給パネルを不連続的に支持するものを含む。
【００３３】
このような構成において、各実施の形態に共通の基本的特徴の一つは、供給パネルの複数の導電板のうち、少なくとも一方の導電板を接地極とするように、複数の導電板を直流電源に接続した点にある。例えば、給電通信対象空間を区画する支持体によって供給パネルを支持する構造の場合、支持体に近接する側の導電板を陽極、この陽極と対向する側の導電板を接地極とする。この場合、給電通信対象空間に居る人間に対しては、接地極の導電板が近接することになり、人間が導電板に直接的に又は他の導体を介して間接的に接触した場合においても、人への通電を防止することができるので、人の安全性を確保することが可能になる。なお、人体に限らず、ペットや家畜の如き人間以外の生物がいる側を基準に、接地極側とする導電板の配置位置を決定してもよい。
【００３４】
また、各実施の形態に共通の基本的特徴の他の一つは、供給パネルを介して、電力に加えて通信信号を供給する点にある。この通信形態としては、１）絶縁層を用いた電界変化による通信（以下、「電界通信」）、２）絶縁層を用いた磁界変化による通信（以下、「磁界通信」）、３）導電板を用いたＰＬＣによる通信（以下、「ＰＬＣ通信」）、の３形態がある。これら多様な形態での通信を個別に又は相互に組み合わせて行うことで、供給パネルを介しての広範な給電通信対象平面における通信を実現することができる。
【００３５】
さらに、各実施の形態に共通の基本的特徴の他の一つは、供給パネルの上面に複数の機能モジュールを並設する点にある。この機能モジュールは、その機能に基づいて２種類に大別される。第１は、床面を構成する機能のみを有する第１の機能モジュール、第２は、床面を構成する機能に加えて供給パネルに接続されて電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有する第２の機能モジュールである。さらに第２の機能モジュールは、電力の送受を行う電力モジュール、通信信号の送受を行う通信モジュール、検知対象の検知を行なって当該検知結果に関する信号を出力するセンサモジュール、制御信号の入力を受けて当該制御信号に応じた動作を第２の機能モジュールの内部又は外部に対して行なうアクチュエータモジュール、通信信号の入力を受けて当該通信信号に基づいた情報処理を行なったり、情報処理の結果に関する通信信号の出力を行うための情報処理モジュールに区分される。さらに、電力モジュールは、電力の供給のみを行う電源モジュールと、電力の取得及び負荷への供給のみを行う配電モジュールとに分けられる。また通信モジュールは、有線による通信信号の入力及び出力を行う有線通信モジュールと、無線による通信信号の入力及び出力を行う無線通信モジュールとに分けられる。ただし、特にこれらを相互に区別する必要がない場合には、各種のモジュールを「機能モジュール」、電源モジュールと配電モジュールとを「電力モジュール」、有線通信モジュールと無線通信モジュールとを「通信モジュール」とそれぞれ総称する。このようなモジュールを単独で又は任意に組み合わせて供給パネルの上面に配置することで、各モジュールの持つ多様な機能と供給パネルの電力の送受機能や通信信号の送受機能とを相互に連携させることができ、各モジュールの持つ多様な機能を広範な給電通信対象平面において実現することができる。
【００３６】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、本発明に係る電力通信床構造及びそのための供給パネルと機能モジュールの各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００３７】
〔実施の形態１〕
まず、本発明の実施の形態１について説明する。この形態は、最も基本的な構造の供給パネルを支持体にて支持した形態であって、供給パネルの上面に各種の機能モジュールを並設した形態である。
【００３８】
（給電通信システムの全体構成）
図１は本実施の形態１に係る給電通信システムを適用した居室の斜視図、図２は図１の要部平面図、図３は図１の要部縦断面図（機能モジュールは非断面として示す。以下各縦断面図において同じ）である。これら各図に示すように、給電通信システムは、給電通信対象空間である居室１における床部２の上面に、複数の供給パネル１０を並設し、さらに供給パネル１０の上面に複数の機能モジュール５０を並設して構成されている。
【００３９】
床部２は、供給パネル１０を支持する支持体であり、例えば鉄筋コンクリート造の床スラブとして構成されており、その上面を平滑状の水平面とした面構造体である。この床部２の上面の略全面には絶縁シート３が敷設されており、この絶縁シート３によって、床部２と供給パネル１０とが相互に電気的に絶縁されている。このように構成された平面方形状の床部２のうち、本実施の形態では、図２に示すように、一部の領域のみを給電通信対象平面５としており、その他の周縁部を給電通信非対象平面６としている。
【００４０】
給電通信対象平面５においては、複数の供給パネル１０を並設することでその上面に連続する平坦な床面が形成されており、床面に機能モジュール５０を配置することができる。各供給パネル１０は、床部２の上面に敷設されており、隣接する他の供給パネル１０と相互に接続されている。一方、給電通信非対象平面６においては、床部２を単に露出状としてもよいが、ここでは供給パネル１０と略同一の厚みを有する床構成パネル７を配置することで、供給パネル１０と床構成パネル７との上面を相互に略面一状として、平坦な床面を構成している。床構成パネル７は、例えば樹脂や木材にて形成された板状体である。
【００４１】
図４は、電力供給機能や通信機能のための構造を概念的に示す側面図である。給電通信非対象平面６においては、第１の機能モジュール５１のみが並設されて略平坦な床面を構成している。この給電通信非対象平面６には電力供給や通信の必要性がないことから、供給パネル１０に代えて床材である床構成パネル７が敷設してもよい。一方、給電通信対象平面５においては、複数の供給パネル１０の上面に複数の第２の機能モジュール５２が並設されており、給電通信非対象平面６と略面一の略平坦な床面を構成している。特に、この給電通信対象平面５には、上述した各種の第２の機能モジュール５２が任意の組み合わせで配置されており、電力供給機能や通信機能の如き複数種類の様々な機能を奏することができる。例えば、第２の機能モジュール５２の上面には各種の負荷１００（図１、４ではロボットＲＢ）を配置し、この装置に対する電力供給や通信を行うことができる。なお、本実施の形態では、供給パネル１０と機能モジュール５０とを相互に同一の幅にて構成した例を示しているが、相互に任意の異なる幅で構成してもよい。また、ここでは省略するが、機能モジュール５０の上面に、フロアタイルやタイルカーペット等の仕上げ材を敷設してもよい。
【００４２】
（供給パネル１０の構成）
次に、各供給パネル１０の構成の詳細について説明する。図５は、供給パネル１０の斜視図である。供給パネル１０は、平面方形状に形成されており、複数（ここでは２枚）の導電板１１、１２と、これら複数の導電板１１、１２の相互間に設けられた絶縁層１３とを、相互に重畳状に配置して構成されている。これら導電板１１と導電板１２とは、例えば接着の如き任意の固定方法によって相互に固定されており、全体として１枚の供給パネル１０が構成されている。
【００４３】
各導電板１１、１２は、金属等の導電体から形成された板状体である。これら導電板１１、１２の具体的な材質や厚みは、所望の強度や供給電力等を考慮して決定することができる。
【００４４】
絶縁層１３は、導電板１１、１２を相互に絶縁することによってこれら相互間における短絡を防止すると共に、通信信号を伝播させる導波管として機能する。この絶縁層１３は、導電板１１、１２と略同一の平面形状に形成され、これら導電板１１、１２の相互間のほぼ全域に設けられている。この絶縁層１３の具体的な材質や厚みは、所望の絶縁性や導波性を考慮して決定することができ、例えば、ポリエチレンや塩化ビニル等の樹脂、マイカやガラス繊維などの無機材料、あるいは、磁器を用いることができる。
【００４５】
（機能モジュール−第１の機能モジュール）
次に、第１の機能モジュール５１の構成の詳細について説明する。図６は、第１の機能モジュール５１の構成を概念的に示す図である。第１の機能モジュール５１は、例えば公知のＯＡフロアと同様に構成されるもので、平面略正方形状の床面構成板５１ａと当該床面構成板５１ａを支持する複数の支持脚５１ｂとを有し、全体として略直方体状に構成されている。これら床面構成板５１ａ及び支持脚５１ｂは、当該第１の機能モジュール５１の上方に設置された機器や家具を支持するための十分な支持強度を有するもので、例えば軽金属を用いて構成される。支持脚５１ｂは、公知の機構によって上下方向の長さを微調整自在であり、各支持脚５１ｂの長さを微調整することで床面構成板５１ａの水平を取ることができる。なお、図６以外の各図面では、支持脚５１ｂを省略し、機能モジュールを単なる直方体として示す。また、支持脚５１ｂを実際に省略することもできる。
【００４６】
（機能モジュール−第２の機能モジュール）
次に、第２の機能モジュール５２の構成の詳細について説明する。この第２の機能モジュール５２は、基本的に第１の機能モジュール５１と同様に床面構成板５１ａ及び支持脚５１ｂを備えて構成されることによって、当該第２の機能モジュール５２の上方に設置された機器や家具を支持するための十分な支持強度を有する。第２の機能モジュール５２に属する以下の各モジュールは、このような第２の機能モジュール５２の基本構造に対して諸機能を奏するために必要な構成を付加したものである。以下、これら各第２の機能モジュール５２について説明する。
【００４７】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−電源モジュール又は配電モジュール−電力供給構造の基本概念）
まず、第２の機能モジュール５２の中の電源モジュール５３又は配電モジュール５４について説明する。最初に電力供給構造の基本概念を説明する。図７は電力供給構造を概念的に示す縦断面図、図８は電力供給構造を概念的に示す斜視図である。
【００４８】
ここでは、図７に示すように、電源モジュール５３には電力供給部１４が内蔵されている。電力供給部１４は、供給パネル１０に対して直流電流を供給するための直流電流入力手段であり、直流電源１４ａ、陽極側供給線１４ｂ、及び、接地極側供給線１４ｃを備える。直流電源１４ａは、供給パネル１０に対して直流電力を供給するための電源手段であり、例えば、蓄電池や、商用交流電源を直流変換して供給する直流安定化電源を用いて構成される。陽極側供給線１４ｂは、支持体である床部２に近接する導電板１２が陽極（非接地極）となるように当該導電板１２に電力を供給するものであり、具体的には、その一端を導電板１２の側面や端面に接続されると共に、その他端を直流電源１４ａの陽極に接続されている。接地極側供給線１４ｃは、導電板１２に対向配置された導電板（供給パネル１０の外側に配置された導電板であって、給電通信対象空間に最も近接する位置に配置された導電板）１１が接地極となるように当該導電板１１に電力を供給するものであり、具体的には、その一端を導電板１１の側面や端面に接続されると共に、その他端を接地されている。
【００４９】
また、図７に示すように、配電モジュール５４の内部には電力取出部１５が接続されている。電力取出部１５は、供給パネル１０から直流電流を取得して任意の負荷１００に供給するための直流電流出力手段であり、陽極側取出線１５ａ及び接地極側取出線１５ｂを備えて構成されている。陽極側取出線１５ａは、陽極側の導電板１２と負荷１００とを相互に接続するものであり、その一端を導電板１２の内面に接続されると共に、その他端を負荷１００の陽極に接続されている。より具体的には、接地極側の導電板１１、及び、絶縁層１３には、相互に連通する引出孔１５ｃが形成されており、この引出孔１５ｃを介して陽極側取出線１５ａが給電通信対象空間側に引き出されて、負荷１００に接続されている。接地極側取出線１５ｂは、接地極側の導電板１１と負荷１００とを相互に接続するものであり、具体的には、その一端を接地極側の導電板１１の上面に接続されると共に、その他端を負荷１００の陰極に接続されている。なお実際には、これら陽極側取出線１５ａ及び接地極側取出線１５ｂと負荷１００との間に、必要に応じて図示しない整流装置を設けることができる。また、負荷１００が直流機器の場合には電力取出部１５をそのまま当該直流機器に接続することができるが、負荷１００が交流機器の場合には公知の直流／交流変換アダプタを介して当該交流機器に交流電流を供給することができる。
【００５０】
例えば、複数枚の供給パネル１０を並設してこれらを相互に通電可能に接続した場合には、いずれか１枚の供給パネル１０にのみ電力供給部１４を接続し、他の供給パネル１０に対して負荷１００に応じた任意の数だけ電力取出部１５を設けて電力を複数個所で取得してもよい。あるいは、各々の供給パネル１０に対して、１組の電力供給部１４及び電力取出部１５を設けてもよい。実際には、電力供給部１４は電源モジュール５３に、電力取出部１５は配電モジュール５４にそれぞれ設けられるが、その詳細については後述する。
【００５１】
次に、このように構成された電力供給構造の機能について、その作用・効果を交えつつ説明する。この電力供給構造では、直流電源１４ａの陽極、陽極側供給線１４ｂ、陽極側の導電板１２、陽極側取出線１５ａ、負荷１００、接地極側取出線１５ｂ、接地極側の導電板１１、接地極側供給線１４ｃ、及び、接地面に順次至る直流回路が形成され、負荷１００に対して直流電力を供給することができる。このように交流電力ではなく直流電力を供給することとしたのは、供給パネル１０は巨大なコンデンサと回路上等価であるため、このコンデンサの容量が大きくなるとこれに反比例するインピーダンスが小さくなり、交流電流を流すことが困難だからである。また、直流電流を導電板１１、１２の如き平面導体に流した場合には、図８に矢印で示すように、直流電流が導電板１１、１２に沿って面状に広がり、電圧降下を小さくできるので、高効率な送電を行うことができる。また、上述のように機能モジュール５０に近接する側の導電板１１を接地極側としたので、この導電板１１に人が直接的に又は他の導体を介して間接的に接触した場合においても、人への通電を防止することができ、人体の安全性を確保することができる。なお、さらに絶縁性を高めるためには、導電板１１と機能モジュール５０との間に図１の絶縁シート３を敷設してもよい。さらに、引出孔１５ｃを介して陽極側取出線１５ａを給電通信対象空間に引き出しているので、居室１側で使用する負荷１００に対して陽極側取出線１５ａや接地極側取出線１５ｂを容易に接続でき、導電板１２に床部２の側からアクセスする必要がなくなるので、電力使用が一層容易である。
【００５２】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−電力モジュール−電源モジュールの構成１）
次に、電源モジュール５３の具体的構成について説明する。図９は、電源モジュール５３と供給パネル１０との接続構造を示す図である。この図９に示すように、電源モジュール５３は、上述した電力供給部１４と、接続端子２０とを備えて構成されている。
【００５３】
図１０は接続端子周辺の拡大図である。この接続端子２０は、円筒状の外部電極２０ａと、棒状の内部電極２０ｂと、これら外部電極２０ａと内部電極２０ｂを絶縁する円筒状の絶縁層２０ｃとを、相互に同心状に組み合わせて構成されている。内部電極２０ｂは、陽極側の電極であり、接地極側の導電板１１及び絶縁層１３を貫通して陽極側の導電板１２に至る長さに形成されている。外部電極２０ａは、接地極側の電極であり、内部電極２０ｂよりも短く形成され、内部電極２０ｂと共に導電板１１に貫通される。これら外部電極２０ａと内部電極２０ｂとは、導電板１１や絶縁層１３に対する差込みが容易なように、先鋭状に形成されている。そして、内部電極２０ｂには陽極側供給線１４ｂ、外部電極２０ａには接地極側供給線１４ｃがそれぞれ接続されている。
【００５４】
この接続端子２０は、図９の右側に示すように、その先鋭側の端部を電源モジュール５３の下面より下方に突出するように配置されている。このような構成において、供給パネル１０における任意位置に電源モジュール５３を載置すると、図９の左側に示すように、接続端子２０が上方から供給パネル１０に自動的に挿入されて、引出孔１５ｃが自動的に形成されると同時に、内部電極２０ｂを陽極の導電板１２に接触させると共に、外部電極２０ａを接地極の導電板１１に接触させることができる。従って、供給パネル１０に対して直流電力を供給することができる。なお、電源モジュール５３に交流／直流変換器を内蔵し、外部から取り込んだ交流電源を交流／直流変換器で直流変換してから供給パネル１０に供給するようにしてもよい。
【００５５】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−電力モジュール−電源モジュールの構成２）
次に、電源モジュール５３の接続構造の他の例について説明する。図１１は他の例に係る接続端子２２を備えた電源モジュール５３と供給パネル１０との接続構造を示す図である。図１２は接続端子周辺の拡大図である。図１１に示すように、供給パネル１０の複数位置には接続孔２１が形成されており、この接続孔２１の全部又は任意の一部に接続端子２２が取付けられている。
【００５６】
接続端子２２は、図１２に拡大して示すように、外部電極２２ａ、内部電極２２ｂ及び絶縁層２２ｃを同心状に配置して構成されており、外部電極２２ａと内部電極２２ｂとは非先鋭状に形成されていると共に、外部電極２２ａには円環状の接触部２２ｄが一体に設けられている。接続孔２１は、接続端子２２の外形に略適合した円筒状の開口部であり、接地極側の導電板１１から絶縁層１３を介して陽極側の導電板１２に至るように形成されている。この接続孔２１は、例えば供給パネル１０の製造工場において予め穿設しておくことができる。
【００５７】
このような構成において、供給パネル１０を床部２に敷設した後の任意のタイミングで、ユーザが、電力を取得したい任意位置に近い接続孔２１に接続端子２２が差し込まれるように、電源モジュール５３を配置する。この配置後の状態においては、図１２の左側に示すように、外部電極２２ａの接触部２２ｄが接地極側の導電板１１の上面に当接すると共に、内部電極２２ｂの先端が陽極側の導電板１２に接触するので、当該接続端子２２を介して電力取得が可能になる。また、電力取得が不要になった場合には、図１２の右側に示すように、接続孔２１から接続端子２２を抜けばよい。
【００５８】
ここで、接続端子２２を差し込んだ状態において、外部電極２２ａの接触部２２ｄと導電板１１とを相互に一層確実に接続するため、図１３に示すように、円環状の導電性シール２３を接触部２２ｄから導電板１１に至って架け渡すように貼付してもよい。この導電性シール２３の貼付のためには、例えば、電源モジュール５３を構成する床面構成板５１ａの全部又は一部を開閉自在とし、床面構成板５１ａを開いた状態において上方から接続端子２２にアクセスできるようにしてもよい（後述する取付ネジ２８の固定も同様）。また、導電板１１と接触部２２ｄとの相互の接触面における酸化膜を紙ヤスリ等で取り除いた後、当該接触面に酸化皮膜付着防止グリース等を塗って、導電性を向上及び持続させてもよい。
【００５９】
また、使用していない接続孔２１は、図１４に示すように、導電性カバー２４によって塞いでもよい。この導電性カバー２４は、導電板１１に設けた開口部と略同一形状の円盤状に形成されている。この導電性カバー２４にて接続孔２１を塞ぐことで、接続孔２１を介して陽極側の導電板１１に不用意に接触することを防止できると共に、接続孔２１への埃や水等の侵入を防止でき、さらには供給パネル１０の上面を平坦状に維持しておくことができる。なお、導電板１１と導電性カバー２４との相互の導通を一層確実にするため、導電性カバー２４から導電板１１に至る円盤状の導電性シール２５を貼付してもよい。なお、未使用の接続孔２１における導通を遮断しても問題ない場合には、導電性カバー２４や導電性シール２５に代えて、導電性のない素材にてカバーやシールを構成してもよい。
【００６０】
あるいは、図１５に示すように、接続孔２１に対応する側面Ｔ字状の絶縁体２６を用いて、未使用の接続孔２１を塞いでもよく、この場合には接続孔２１を一層確実に塞ぐことができる。さらには、水の浸入を防ぐ為のグリースを接続孔２１の周囲に塗布してもよい。
【００６１】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−電力モジュール−電源モジュールの構成３）
次に、電源モジュール５３の接続構造の他の例について説明する。図１６は供給パネル１０を他の例に係る接続端子２７と共に示す縦断面図である。この図１６の左側に示すように、接続端子２７は、外部電極２７ａ、内部電極２７ｂ及び絶縁層２７ｃを備え、接続端子２２とほぼ同様の構造にて構成されている。ここで、外部電極２７ａの接触部２７ｄから導電板１１に至る導電性の取付ネジ２８がネジ込まれている。この構造では、取付ネジ２８の締結力によって接触部２７ｄを導電板１１に一層確実に接触させることができるので、図１３の如き導電性シール２３を省略することができる。あるいは、図１６の右側に示すように、導電板１１の全体又は接続端子２７を取付ける所定箇所のみをネジ孔２７ｄが形成可能な厚みとし、この部分を介して取付ネジ２８をネジ込んでもよい。
【００６２】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−配電モジュール１）
次に、第２の機能モジュール５２の中の配電モジュール５４について説明する。この配電モジュール５４は、図１７に示すように、上述した電力取出部１５及び接続端子２０を内蔵すると共に、電力供給端子５４ａを上面に露出させるように備えて構成されている。接続端子２０は、図１０と同様に構成できるので、その説明は省略する。この接続端子２０の内部電極２０ｂには陽極側取出線１５ａ、外部電極２０ａには接地極側取出線１５ｂがそれぞれ接続されている。電力供給端子５４ａは、配電モジュール５４から電力を取り出して任意の負荷１００に供給するための接続端子であり、床面構成板５１ａの上面に略面一状に設けられている。この電力供給端子５４ａは、例えば公知のプラグソケットと同様に一対の陽極端子及び陰極端子を備えて構成されており、陽極端子には陽極側取出線１５ａ、陰極端子には接地極側取出線１５ｂがそれぞれ接続されている。従って、負荷１００の電源コードのコンセントプラグをこの電力供給端子に差し込むことで、負荷１００に直流電力を供給できる。なお、配電モジュール５４には、直流／交流変換器を内蔵して直流を交流変換した上で供給してもよい。
【００６３】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−配電モジュール２）
次に、配電モジュール５４の接続構造の他の例について説明する。図１８は、配電モジュール５４を供給パネル１０と共に示す縦断面図、図１９は、配電モジュール５４の平面図である。ここでは、電力供給端子５４ａが配電モジュール５４の上面に露出させた複数の金属板として形成されている。このような構成において、例えば、ロボットの如き自走式装置の脚部底面に平板状の電力取得端子を露出状に配置し、このロボットを配電モジュール５４の上面に自走させることで、電力供給端子５４ａと電力取得端子とを相互に自動的に接触させて電力供給を行ってもよい。この場合、ロボットが配電モジュール５４の上面を移動した場合でも電力供給を継続できるので、ロボットの移動の自由度を高めることができる。
【００６４】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−有線通信モジュール−電界通信）
次に、第２の機能モジュール５２の中の有線通信モジュール５５について説明する。特に、電界通信を行うための有線通信モジュール５５について説明する。図２０は通信システムを概念的に示す縦断面図、図２１は図２０の要部縦断面図である。有線通信モジュール５５は、電界プローブ３２及び信号線３６ａ、３６ｂを内蔵すると共に、信号接続端子５５ａを上面に露出するように備えて構成されている。
【００６５】
電界プローブ３２は、図２１に示すように、外部電極３２ａ、内部電極３２ｂ、及び、これらの相互間に配置された絶縁層３２ｃを、相互に同芯状に配置した同軸プローブとして構成されている。この電界プローブ３２の先端部は、供給パネル１０の任意の位置に上方から差し込まれることによって、接地極側の導電板１１を貫通して絶縁層１３の内部に至っている。より具体的には、電界プローブ３２の先端部は、伝播される電波の電界方向（電波がＴＥ１０波の場合には、絶縁層１３の長手方向に直交する方向であり、図２１の矢印方向）に沿うように、かつ、所定寸法Ｌ＝λ／４（ここでλは電波の波長）だけ突出するように配置されている。
【００６６】
このような構成において、光回線終端装置(Optical Network Unit)の如き図示しない任意の信号供給源から出力されたアナログ通信信号が電界プローブ３２を介して電界変化として絶縁層１３に供給される。実際には、電波を遮断周波数以上の周波数で伝播させる必要があるため、必要な周波数変換を行う変換装置を介して電波が供給される。このような伝播された電波は、他の有線通信モジュール５５の電界プローブ３２を介して電圧変化として取得され、所定の通信機器（例えば、パーソナルコンピュータ）に入力される。
【００６７】
この電界プローブ３２は、その先鋭側の端部を有線通信モジュール５５の下面より下方に突出するように配置されている。このような構成において、供給パネル１０における任意位置に有線通信モジュール５５を載置すると、電界プローブ３２が上方から供給パネル１０に自動的に挿入されて、供給パネル１０に対して通信信号を入力することができる。
【００６８】
このように構成される有線通信モジュール５５は、供給パネル１０に対してそれぞれ任意の数だけ設けることができ、例えば、１つの有線通信モジュール５５から入力された通信信号を複数の有線通信モジュール５５の各々から出力したり、複数の有線通信モジュール５５から入力された通信信号を１つの有線通信モジュール５５から出力することができる。複数の通信信号を通信する場合には、例えば公知の通信プロトコルに準じた通信を行ったり、通信信号に識別情報を付加することで、各通信信号を相互に識別することができる。
【００６９】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−有線通信モジュール−磁界通信）
次に、磁界通信を行うための有線通信モジュールについて説明する。図２２は有線通信モジュールを概念的に示す縦断面図、図２３は図２２の要部縦断面図である。これら各図において、有線通信モジュール５５には、電界プローブ３２に代えて磁界プローブ３３が内蔵されている。磁界プローブ３３は、図２３に示すように、円環状のいわゆるループアンテナとして構成されている。この磁界プローブ３３の先端部は、供給パネル１０の任意の位置に上方から差し込まれることによって、接地極側の導電板１１を貫通して絶縁層１３の内部に至っている。具体的には、磁界プローブ３３の先端部は、伝播される電波の磁界方向（電波がＴＥ１０波の場合には、絶縁層１３の長手方向に沿った方向であり、図２２の矢印方向）に対してループ面が直交するように配置されている。
【００７０】
このような構成において、光回線終端装置の如き図示しない任意の信号供給源から出力された通信信号が、磁界プローブ３３を介して磁界変化として絶縁層１３に供給される。この磁界変化は絶縁層１３を介して伝播され、他の有線通信モジュール５５の磁界プローブ３３を介して電圧変化として取得され、所定の通信機器に入力される。なお、磁界プローブ３３と有線通信モジュール５５との関係は、上記電界通信の場合と同様であり、供給パネル１０に有線通信モジュール５５を載置することで、電界プローブ３２が上方から供給パネル１０に自動的に挿入されて、供給パネル１０に対して通信信号を入力することができる。
【００７１】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−有線通信モジュール−ＰＬＣ通信）
次に、ＰＬＣ通信を行うための有線通信モジュール５５について説明する。図２４は電力供給用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。電力供給用の有線通信モジュール５５にはモデム５５ｂが内蔵されており、光ファイバ３５を介して送信されたデジタル通信信号が、モデム５５ｂにて数十ＭＨｚの高周波のアナログ通信信号に変換された後、信号線３７ａ、３７ｂ及び図１０と同様に構成された接続端子２０を介して導電板１１、１２に供給されることで直流電流に重畳され、この導電板１１、１２を介して伝播される。なお、図２４には、重畳前の直流信号、重畳前の通信信号、重畳後の直流信号及び通信信号の波形をそれぞれ方形枠内に示す。
【００７２】
一方、図２５は電力取出用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。図２５に示すように、電力取出用の有線通信モジュール５５は、図１０と同様の接続端子２０を備えて構成されており、この接続端子２０から信号線３７ａ、３７ｂが引き出されている。このうち、陽極側の信号線３７ａの後段には信号分離フィルタ５５ｄが接続されている。この信号分離フィルタ５５ｄは、直流電流から信号成分を分離するものであり、例えばコンデンサを含んで構成されたハイパスフィルタである。この信号分離フィルタ５５ｄにて分離されたアナログ通信信号が、モデム５５ｃにてデジタル通信信号に変換されて図示しない通信機器に出力される。
【００７３】
図２４、２５においては接続端子２０を用いた例を示すが、図１３、１６の接続端子２２、２７を用いてもよい。なお、接続端子２０と有線通信モジュール５５との関係は、上記電界通信の場合と同様であり、供給パネル１０に有線通信モジュール５５を載置することで、接続端子２０が上方から供給パネル１０に自動的に挿入されて、供給パネル１０に対して通信信号を入力することができる。
【００７４】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−無線通信モジュール）
次に、無線通信モジュール５６について説明する。ただし、特記なき構成については上述した有線通信モジュール５５と同様であり、略同様の構成要素については、必要に応じて同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。無線通信モジュールは、図２６に概念的に示すように、上述した電界プローブ３０及び信号線３６ａ、３６ｂと、無線送受信器５６ａを内蔵して構成されている。
【００７５】
ここで、無線送受信器５６ａは、任意の無線機器との間において通信信号を無線にて送受信するための無線送受信手段であり、例えばループアンテナや図示しない信号処理部を備えて構成されている。このような構成において、電界プローブ３０を介して入力された通信信号が無線送受信器５６ａを介して無線送信され、あるいは、無線送受信器５６ａを介して受信された信号が電界プローブ３０を介して供給パネル１０に出力される。従って、無線通信モジュール５６の上方近傍位置に、無線通信を行う通信部を備えたコンピュータやロボット装置等の負荷１００を配置することで、これらとの間において無線通信を行うことができる。
【００７６】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−センサモジュール）
次に、センサモジュール５７について説明する。ただし、特記なき構成については上述した有線通信モジュール５５と同様であり、略同様の構成要素については、必要に応じて同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。センサモジュール５７は、図２７に概念的に示すように、上述した電界プローブ３０及び信号線３６ａ、３６ｂを内蔵すると共に、センサ５７ａを上面に露出するように備えて構成されている。
【００７７】
ここで、センサ５７ａは、所定の検知対象を検知して検知信号を出力する検知手段であり、例えば、公知の磁気センサ、熱センサ、赤外線センサ、静電容量センサ等を用いることができる。このような構成において、センサ５７ａから出力された検知信号が電界プローブ３２を介して供給パネル１０に出力される。従って、センサモジュール５７の上方近傍における検知対象の検知状態を供給パネル１０を介して遠方に送信することができ、給電通信対象空間の状態を遠隔から監視することができる。
【００７８】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−アクチュエータモジュール）
次に、アクチュエータモジュール５８について説明する。ただし、特記なき構成については上述した配電モジュール５４と同様であり、略同様の構成要素については、必要に応じて同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。アクチュエータモジュール５８は、図２８に概念的に示すように、上述した接続端子２０に加えて、アクチュエータ５８ａを備えて構成されている。
【００７９】
このアクチュエータ５８ａは、接続端子２０を介して供給された電源にて駆動され、所定動作を行なうもので、例えば、各種のモータや、電磁弁を介して空気圧又は油圧を制御することで駆動される駆動機構として構成することができ、アクチュエータモジュール５８の内部や外部に配置された任意の対象物を駆動することが可能になる。
【００８０】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−処理モジュール）
次に、処理モジュール５９について説明する。ただし、特記なき構成については上述した有線通信モジュール５５と同様であり、略同様の構成要素については、必要に応じて同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。処理モジュール５９は、図２９に概念的に示すように、上述した電界プローブ３２、信号線３６ａ、３６ｂ、及び、接続端子５５ａに加えて、処理部５９ａを備えて構成されている。
【００８１】
処理部５９ａは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）５９ｂ及びメモリ５９ｃと、必要に応じてメモリ５９ｃにロードされてＣＰＵにて解釈及び実行されるプログラムとから構成されており、電界プローブ３２を介して受信した信号に対して所定アルゴリズムによる情報処理を行ない、その結果を接続端子５５ａを介して外部に出力する。なお、ここでは、情報処理の結果を外部に出力するものとしているが、外部から入力された情報を処理して電界プローブ３２や磁界プローブ３３を介して供給パネル１０に出力したり、供給パネル１０から入力された情報を処理してその結果を外部に出力することなく供給パネル１０に出力してもよい。
【００８２】
（供給パネル１０の接続構造）
次に、供給パネル１０を相互に接続するための接続構造について説明する。図３０は、接続構造及び接続手順を示す縦断面図であり、（ａ）は供給パネル１０の付き合わせ状態、（ｂ）は連結部の挿入前の状態、（ｃ）は連結部の挿入後の状態をそれぞれ示す。
【００８３】
図３０（ａ）に示すように、相互に接続される２枚の供給パネル１０は、それぞれの接続側の端部を傾斜状に加工されている。より具体的には、下側の導電板１２のみが相手方の供給パネル１０に向けて突出され、絶縁層１３は上方に至るに伴って相手方の供給パネル１０から遠ざかるように傾斜し、上側の導電板１１は絶縁層１３の傾斜上端位置よりさらに相手方の供給パネル１０から遠ざかる位置に配置されている。そして、これら２枚の供給パネル１０を並設することで、これら２枚の供給パネル１０の相互間には断面略Ｖ字状の空間部１０ａが形成される。
【００８４】
このような状態において、下側の導電板１２を所定方法（例えば、溶接、あるいは、導電性部材を用いたピン留めやテープ留め）にて相互に接続して図３０（ｂ）の状態とすることで、下側の導電板１２を相互に導通可能とする。そして、連結部２９を上方から空間部１０ａに挿入して図３０（ｃ）の状態とする。この連結部２９は、導電部２９ａと絶縁部２９ｂとから構成され、全体として、空間部１０ａに略対応する断面略Ｖ字状に形成されている。
【００８５】
その後、上側の導電板１１と連結部２９の導電部２９ａとを溶接等の任意の方法にて相互に連結し、あるいは、導電性のシールをこれら上側の導電板１１及び導電部２９ａに架け渡すように貼付すことにより、導電部２９ａを介して上側の導電板１１を相互に導通可能に接続すると共に、絶縁部２９ｂを介して絶縁層１３を相互に電界又は磁界を伝播可能に接続する。これにて接続を終了する。なお、図３０には一断面のみを示しているが、本接続構造は、供給パネル１０の接続側の側辺の全長に渡って適用することができ、連結部２９は当該接続側の側辺の全長に対応した長手部材として構成することができる。
【００８６】
（実施の形態１の効果）
このような構成によれば、供給パネル１０を敷設するだけで、面状の給電通信対象平面５を形成することができ、広範な領域にも容易に電力供給を行なうことができる。特に、平坦状の供給パネル１０を並設することで電力供給や通信を行うことができるので、連続する平坦な床面を形成することができ、給電通信対象空間の利便性や意匠性を損なうことがない。また、機能モジュール５０に近接する導電板１２を接地極側としたので、人が導電板１１に直接的に又は他の導体を介して間接的に接触した場合においても、人への通電を防止することができ、人体の安全性を確保することができる。さらに、供給パネル１０の任意の位置に対して接続端子２０、２２、２７を取付けることで電力の供給や取得を行うことができるので、広範な給電通信対象平面５に任意の経路で電力供給ラインを容易に構築でき、電力利用の利便性を高めることができる。さらにまた、供給パネル１０の任意の位置に対して電界プローブ３２や磁界プローブ３３を取付け、絶縁層１３を導波管として機能させて電界又は磁界を伝播させることができる。あるいは、電流に通信信号を重畳して導電板１１、１２を介して伝播できる。従って、広範な給電通信対象平面５に任意の経路で通信ラインを容易に構築でき、通信の利便性を高めることができ、供給パネル１０を通信パネルとしても利用できる。
【００８７】
特に、第１の機能モジュール５１又は第２の機能モジュール５２を並設することで、平坦状の床面を構成することができ、通常の床面と同様、その上面に機器類や家具等を配置することができ、給電通信対象空間の利便性を維持することができる。
【００８８】
また、供給パネル１０を敷設することで電力供給又は通信のプラットフォームを面状領域として構築することができ、その上面の任意の位置に第２の機能モジュール５２を付加することで電力供給又は通信を容易に実現できて、広範な領域における電力供給又は通信の実現性やその自由度を飛躍的に高めることができる。
具体的には、電源モジュール５３や配電モジュール５４を供給パネル１０上に配置することで、電源にて供給された電力を供給パネル１０に供給でき、あるいは、供給パネル１０を介して供給された電力を負荷１００に供給できるので、電力供給構造を容易に構築することができる。
また、有線通信モジュール５５を供給パネル１０上に配置することで、通信機器から出力された通信信号を供給パネル１０に中継し、又は、供給パネル１０を介して供給された通信信号を通信機器に中継できるので、通信構造を容易に構築することができる。
特に、無線通信モジュール５６を供給パネル１０上に配置することで、供給パネル１０に対して通信信号を無線にて入力又は出力できるので、無線通信構造を容易に構築することができ、有線通信に比べて通信の利便性を一層高めることができる。
また、センサモジュール５７を供給パネル１０上に配置することで、所定の検知対象の検知結果に関する通信信号を供給パネル１０に出力できるので、給電通信対象空間の検知対象の有無を遠隔位置で把握でき、給電通信対象空間の状態を遠隔監視することが可能になる。
また、アクチュエータモジュール５８を供給パネル１０上に配置することで、当該アクチュエータモジュール５８の内部又は外部において各種の動作を行なうことができるので、例えば、アクチュエータモジュール５８の上方に配置された任意の対象物を駆動することが可能になる。
また、情報処理モジュール５９を供給パネル１０上に配置することで、各種の情報処理を行なうことができるので、この処理結果に応じた様々な制御を行うことが可能になる。
【００８９】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、供給パネルを半密閉型に構成した形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００９０】
（供給パネルの構成）
図３１は、本実施の形態２に係る給電通信システムの縦断面図である。この図３１に示すように、給電通信システムは、実施の形態１と同様に構成された床部２及び絶縁シート３の上面に、複数の供給パネル７０を並設して構成されている。
【００９１】
各供給パネル７０は、一対の導電板７１、７２と、これら一対の導電板７１、７２の相互間に配置された導電板７３と、導電板７１と導電板７３との相互間に配置された絶縁層７４と、導電板７２と導電板７３との相互間に配置された絶縁層７５とを備えて構成されている。また、導電板７３の側方には絶縁層７６が配置されており、これら絶縁層７４〜７６によって導電板７３が完全に囲繞されて外部から絶縁されることで、当該導電板７３の端部が電力供給パネル７０の端面に対して非露出状とされている。なお、図３２に示すように、隣接する複数の供給パネル７０の導電板７３を後述する接続構造を用いることで相互に接続してもよい。
【００９２】
（電力通信システムの構成）
次に、電力通信システムについて説明する。図３３は電力供給構造を概念的に示す縦断面図である。電力供給部１４の接地極側供給線１４ｃは、供給パネル７０の外側に配置される一対の導電板７１、７２が接地極になるように当該導電板７１、７２に電力を供給するものであり、具体的には、その一端を導電板７１、７２の上面や端面に接続されると共に、その他端を接地面に接続されている。陽極側供給線１４ｂは、絶縁層７４、７５によって囲繞された導電板７３が陽極になるように当該導電板７３に電力を供給するものであり、具体的には、その一端を導電板７３の上面や端面に接続されると共に、その他端を直流電源１４ａの陽極に接続されている。なお、陽極側供給線１４ｂを導電板７３の端面に接続する場合には、絶縁層７６に貫通孔を形成し、当該貫通孔を介して陽極側供給線１４ｂを引き込んでもよい。
【００９３】
また、電力取出部１５の陽極側取出線１５ａは、陽極側の導電板５３と負荷１００とを相互に接続するものであり、その一端を導電板７３の上面に接続されると共に、その他端を負荷１００の陽極に接続されている。具体的には、接地極側の導電板７１及び絶縁層７４には、相互に連通するものであって陽極側の導電板７３に至る引出孔１５ｃが形成されており、この引出孔１５ｃを介して陽極側取出線１５ａが給電通信対象空間側に引き出されて、負荷１００に接続されている。接地極側取出線１５ｂは、接地極側の導電板７１と負荷１００とを相互に接続するものであり、具体的には、その一端を接地極側の導電板７１の上面に接続されると共に、その他端を負荷１００の陰極に接続されている。
【００９４】
次に、供給パネル７０に対して負荷１００を接続するための接続構造について詳細に説明する。この接続構造では、実施の形態１において図１０、１３、１６に示したのと同様の接続端子２０、２２、２７を用いることができる。これら図１０、１３、１６に対応する構造を図３４〜３６にそれぞれ示す。ただし、本実施の形態では、接続端子２０、２２、２７の外部電極２０ａ、２２ａ、２７ａは接地極側の導電板７１に接続され、内部電極２０ｂ、２２ｂ、２７ｂは接地極側の導電板７１及び絶縁層７４を貫通する引出孔１５ｃを介して、陽極側の導電板７３に接続される。
【００９５】
（通信構造）
通信構造は、実施の形態１において図２１、２３〜２５に示したのと同様の電界プローブ、磁界プローブ、ＰＬＣ通信構造を用いることができる。これら図２１、２３〜２５に対応する構造を図３７〜４０にそれぞれ示す。なお、ここでは、これら電界プローブ３２や磁界プローブ３３が導電板７１を貫通して絶縁層７４に差し込まれている例を示しているが、供給パネル７０の下側から当該供給パネル７０にアクセスできる場合（例えば実施の形態２のような桟構造にて供給パネル７０を支持した場合）には、導電板７２を貫通して絶縁層７５に差し込むようにしてもよい。また、ＰＬＣ通信を行う場合には、接地極側の導電板７２及び陽極側の導電板７３を用いてもよい。
【００９６】
（供給パネル７０相互の接続構造）
次に、供給パネル７０を相互に接続するための接続構造について説明する。図４１は、接続構造及び接続手順を示す縦断面図であり、（ａ）は供給パネル７０の付き合わせ状態、（ｂ）は連結部の挿入前の状態、（ｃ）は連結部の挿入後の状態をそれぞれ示す。
【００９７】
図４１（ａ）に示すように、相互に接続される２枚の供給パネル７０は、それぞれの接続側の端部を傾斜状に加工されている。より具体的には、下側の導電板７２のみが相手方の供給パネル７０に向けて突出され、絶縁層７５、導電板７３、絶縁層７４の各々は上方に至るに伴って相手方の供給パネル７０から遠ざかるように傾斜し、上側の導電板７１は絶縁層７４の傾斜上端位置よりさらに相手方の供給パネル７０から遠ざかる位置に配置されている。そして、これら２枚の供給パネル７０を並設することで、これら２枚の供給パネル７０の相互間には断面略Ｖ字状の空間部７０ａが形成される。この状態においては導電板７３の端部が外部に露出されているが、例えば、導電板７３の側方を絶縁層７６で囲繞した供給パネル７０を準備し、この供給パネル７０の連結面を傾斜状に加工することで、導電板７３の端部を露出させてもよい。あるいは、絶縁層７６を省略して、始めから導電板７３の端部を露出させた供給パネル７０を用いてもよい。
【００９８】
このような状態において、下側の導電板７２を所定方法（例えば、溶接、あるいは、導電性部材を用いたピン留めやテープ留め）にて相互に接続して図４１（ｂ）の状態とすることで、下側の導電板７２を相互に導通可能とする。そして、連結部７７を上方から空間部７０ａに挿入して図４１（ｃ）の状態とする。この連結部７７は、導電部７７ａ、絶縁部７７ｂ、導電部７７ｃ、絶縁部７７ｄを図示のように順次重合して構成され、全体として、空間部７０ａに略対応する断面略Ｖ字状に形成されている。特に、導電部７７ｃの両側方には下方に突出する接続端子７７ｅが設けられている。従って、連結部７７を空間部７０ａに挿入すると、接続端子７７ｅが導電板７３の端部に差し込まれ、接続端子７７ｅを介して導電板７３を導電部７７ｃに導通可能に連結することができる。
【００９９】
その後、上側の導電板７１と連結部７７の導電部７７ａとを溶接等の任意の方法にて相互に接続し、あるいは、導電性のシールをこれら上側の導電板７１及び導電部７７ａに架け渡すように貼付すことにより、導電部７７ａを介して上側の導電板７１を相互に導通可能に接続すると共に、絶縁部７７ｂ、７７ｄを介して絶縁層７４、７５を相互に電界又は磁界を伝播可能に接続する。これにて接続を終了する。
【０１００】
（実施の形態２の効果）
【０１０１】
このような構造によれば、供給パネル７０の外面に配置される導電板の全てを接地極としているので、人が供給パネル７０のいずれの外面に接触した場合においても、人への通電を防止することができ、人体の安全性を一層高めることができる。
そして、このような構成の供給パネル７０に対しても、その上面に機能モジュール５０を簡易に設置して、各種の機能を発揮させることができる。
【０１０２】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３は、供給パネルを密閉型に構成した形態である。なお、実施の形態２と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態２で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【０１０３】
（供給パネルの構成）
図４２は、本実施の形態３に係る給電通信システムの縦断面図である。この図４２に示すように、給電通信システムは、建屋内の居室１の床部２の上面に、複数の供給パネル９０を並設して構成されている。
【０１０４】
各供給パネル９０は、一対の導電板９１、９２と、これら一対の導電板９１、９２の相互間に配置された導電板９３と、導電板９１と導電板９３との相互間に配置された絶縁層９４と、導電板９２と導電板９３との相互間に配置された絶縁層９５とを備えて構成されている。また、導電板９３の側方には絶縁層９６が配置されており、これら絶縁層９４〜９６によって導電板９３が完全に囲繞されて外部から絶縁されることで、当該導電板９３の端部が電力供給パネル９０の端面に対して非露出状とされている。さらに、実施の形態３と異なり、絶縁層９４〜９６の四周側方にも導電板９７が配置された密閉構造となっており、この導電板９７を介して一対の導電板９１、９２が相互に導通可能に接続されている。なお、図４３に示すように、隣接する複数の電力通信パネル９０の導電板９３を後述する接続構造を用いることで相互に接続してもよい。
【０１０５】
（電力供給構造）
電力供給構造については、実施の形態２と同様に、図３４〜３６に示した接続端子２０、２２、２７を用いることができるので、その説明を省略する。このような電力通信システムにより、供給パネル９０の外側に露出する導電板９１、９２及び側方の導電板９７が接地極側、中央の導電板９３が陽極側になるように電力が供給される。なお、陽極側供給線１４ｂを導電板９３の端面に接続する場合には、絶縁層９６及び導電板９７に貫通孔を形成し、当該貫通孔を介して陽極側供給線１４ｂを引き込んでもよい。この際には、導電板９７と陽極側供給線１４ｂとの相互間に絶縁部材を設けて絶縁を確保することが好ましい。
【０１０６】
（通信構造）
電力供給構造については、実施の形態２と同様に、図３７〜４０に示した電界プローブ、磁界プローブ、ＰＬＣ通信構造を用いることができるので、その説明を省略する。
【０１０７】
（供給パネル９０相互の接続構造）
次に、供給パネル９０を相互に接続するための接続構造については、図４１に示した接続構造を適用できるので、その説明を省略する。この場合において、例えば、導電板９３の側方を絶縁層９６や導電板９７で囲繞した供給パネル９０を準備し、この電力供給パネル９０の連結面を傾斜状に加工することで、導電板９３の端部を露出させてもよい。あるいは、絶縁層９６や導電板９７を省略して、始めから導電板９３の端部を露出させた供給パネル９０を用いてもよい。
【０１０８】
（実施の形態３の効果）
このような構成によれば、陽極側の導電板９３が絶縁層９４〜９６及び接地極側の導電板９７にて完全に囲繞されて外部に露出しないので、供給パネル９０の安全性を一層高めることができる。特に、陽極側の導電板９３を絶縁層９４〜９６及び接地極側の導電板９７にて完全に囲繞することで、陽極側の導電板９３を流れるプラス電流に起因するノイズが供給パネル９０の外部に漏洩しないようにシールドすることができ、通信環境を高めることができる。
そして、このような構成の供給パネル５０に対しても、その上面に機能モジュール５０を簡易に設置して、各種の機能を発揮させることができる。
【０１０９】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【０１１０】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
また、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【０１１１】
（各実施の形態の組合せ）
各実施の形態に示した構成は、相互に組合せることができ、例えば、各実施の形態１から３の供給パネル１０、７０、９０を、同一の給電通信対象平面５に混在して敷設してもよい。
【０１１２】
（機能モジュールの構造）
また、各機能モジュールの具体的構造は、当該各機能モジュールの機能を奏し得る公知の構造を採用することができる。また、各機能モジュールと供給パネルや負荷との接続構造についても、接続端子と機能モジュールとを相互に別構成とする等、変更することが可能である。
【０１１３】
（絶縁層の構成）
絶縁層は、板状体以外にも、複数の導電板の相互の絶縁性を維持できる限りにおいて任意の形状にて構成することができる。例えば、立方体状、直方体状、角棒状、あるいは、球状の如き絶縁性物質を、複数の導電板の相互間に連続的に又は断続的に配置することで、絶縁層を形成してもよい。すなわち、複数の導電板の相互間に板状の絶縁空間部が形成できればよく、この絶縁空間部の内部に絶縁性物質を必ずしも充満させる必要はない。ただし、絶縁性物質を充満させた場合には、水の浸入を防止することが可能となる点においてより好ましい。
【０１１４】
（陽極の導電板の端部の非露出化のための構成）
実施の形態２においては、接地極側の導電板の相互間に配置された陽極の導電板を、その側方においても絶縁層にて囲繞することで、当該陽極の導電板の端部が電力供給パネルの端面から外部に露出しないようにしている。また、実施の形態３においては、接地極側の導電板の相互間に配置された陽極の導電板の側方にも、接地極になる導電板を配置することで、当該陽極の導電板の端部が電力供給パネルの端面から外部に露出しないようにしている。この他にも、陽極の導電板の端部を電力供給パネルの端面から外部に露出させないための構成を採用することができ、例えば、陽極の導電板の長さ及び幅を、接地極側の導電板の長さ及び幅より短くすることで、陽極の導電板の端部を電力供給パネルの内側に位置させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
この発明は、各種の空間に電力を供給するものであり、特に、広範な給電通信対象平面に電力供給を行なうと共に、利用者の安全確保を図ることに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る給電通信システムを適用した居室の斜視図である。
【図２】図１の要部平面図である。
【図３】図１の供給パネル周辺の縦断面図である。
【図４】電力供給機能や通信機能のための構造を概念的に示す側面図である。
【図５】供給パネルの斜視図である。
【図６】第１の機能モジュールの構成を概念的に示す斜視図である。
【図７】電力供給構造を概念的に示す縦断面図である。
【図８】電力供給構造を概念的に示す斜視図である。
【図９】電源モジュールと供給パネルとの接続構造を示す図である。
【図１０】接続端子周辺の拡大図である。
【図１１】他の例に係る接続端子を備えた電源モジュールと供給パネルとの接続構造を示す図である。
【図１２】接続端子周辺の拡大図である。
【図１３】接続端子に導電性シールを貼付した状態を示す図である。
【図１４】接続孔を導電性カバーにて塞いだ状態を示す図である。
【図１５】接続孔を絶縁体にて閉鎖した状態を示した図である。
【図１６】供給パネルを他の例に係る接続端子と共に示す縦断面図である。
【図１７】配電モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図１８】他の例係る配電モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図１９】図１８の配電モジュールの平面図である。
【図２０】電界通信用の有線通信モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図２１】図２０の要部縦断面図である。
【図２２】磁界通信用の有線通信モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図２３】図２２の要部縦断面図である。
【図２４】ＰＬＣ通信における電力供給用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。
【図２５】ＰＬＣ通信における電力取得用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。
【図２６】無線通信モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図２７】センサモジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図２８】アクチュエータモジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図２９】処理モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図３０】接続構造及び接続手順を示す縦断面図であり、（ａ）は供給パネルの付き合わせ状態、（ｂ）は連結部の挿入前の状態、（ｃ）は連結部の挿入後の状態をそれぞれ示す図である。
【図３１】実施の形態２に係る給電通信システムの縦断面図である。
【図３２】実施の形態２の他の例に係る給電通信システムの縦断面図である。
【図３３】電力供給構造を概念的に示す縦断面図である。
【図３４】図１０に対応する、実施の形態２に係る接続端子周辺の拡大図である。
【図３５】図１３に対応する、実施の形態２に係る接続端子周辺の拡大図である。
【図３６】図１６に対応する、実施の形態２に係る接続端子周辺の拡大図である。
【図３７】図２１に対応する、電界通信用の有線通信モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図３８】図２３に対応する、磁界通信用の有線通信モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図３９】図２４に対応する、ＰＬＣ通信における電力供給用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。
【図４０】図２５に対応する、ＰＬＣ通信における電力取得用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。
【図４１】接続構造及び接続手順を示す縦断面図であり、（ａ）は供給パネルの付き合わせ状態、（ｂ）は連結部の挿入前の状態、（ｃ）は連結部の挿入後の状態をそれぞれ示す図である。
【図４２】実施の形態３に係る給電通信システムの縦断面図である。
【図４３】実施の形態３の他の例に係る給電通信システムの縦断面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 居室
２ 床部
３ 絶縁シート
５ 給電通信対象平面
６ 給電通信非対象平面
７ 床構成パネル
１０、７０、９０ 供給パネル
１１、１２、７１〜７３、９１〜９３、９７ 導電板
１３、７４〜７６、９４〜９６ 絶縁層
１４ 電力供給部
１４ａ 直流電源
１４ｂ 陽極側供給線
１４ｃ 接地極側供給線
１５ 電力取出部
１５ａ 陽極側取出線
１５ｂ 接地極側取出線
１５ｃ 引出孔
２０、２２、２７ 接続端子
２０ａ、２２ａ、２７ａ、３２ａ 外部電極
２０ｂ、２２ｂ、２７ｂ、３２ｂ 内部電極
２０ｃ、２２ｃ、２７ｃ、３２ｃ 絶縁層
２１ 接続孔
２２ｄ、２７ｄ 接触部
２３、２５ 導電性シール
２４ 導電性カバー
２６ 絶縁体
２８ 取付ネジ
３２ 電界プローブ
３３ 磁界プローブ
５５ｂ モデム
３５ 光ファイバ
３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂ 信号線
５０ 機能モジュール
５１ 第１の機能モジュール
５１ａ 床面構成板
５１ｂ 支持脚
５２ 第２の機能モジュール
５３ 電源モジュール
５４ 配電モジュール
５４ａ 電力供給端子
５５ 有線通信モジュール
５５ａ 信号接続端子
５５ｄ 信号分離フィルタ
５６ 無線通信モジュール
５６ａ 無線送受信器
５７ センサモジュール
１００ 負荷
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力及び通信信号を供給するための電力通信床構造と、この電力通信床構造を構築するための供給パネル及び機能モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一般住宅やオフィス等の各種の空間に対して電力や通信信号を供給するための様々な供給構造が提案されている。一般的には、配電盤から床下や壁面内部にケーブルを敷設すると共に、このケーブルの端部を室内近傍に引出していた。そして、この端部に電源コネクタや信号端子を接続し、これら電源コネクタや信号端子に電気機器を接続することによって、電力や通信信号を供給していた。しかしながら、近年のＯＡ機器を中心とする電気機器の多様化に伴い、空間内の様々な位置で電力や通信信号を使用したいとのニーズが高まっており、より自由度の高い電力や通信信号の供給構造が要望されている。
【０００３】
このような自由度の高い供給構造の一形態として、従来から、いわゆるフラットケーブルを用いた構造が提案されている。このフラットケーブルは、一対の平線型の導体を複数本並べた状態で被覆して構成されている。このフラットケーブルは一般的なケーブルに比べて薄厚であり、このフラットケーブルを床上面に敷設してカーペット等にて覆うことでその存在感をほぼ消すことができるため、このフラットケーブルの敷設経路の自由度を高めることができる。
【０００４】
また、特許文献１には、板状の導体を用いた電力用配線構造が開示されている。この構造は、第１の導体及び第２の導体にて絶縁膜を介して第３の導体を挟むことによって層状に構成されている。第１から第３の導体はそれぞれ細幅の板状に形成されており、このような構造を用いることで、平坦状の電力供給構造を構築することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５１３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の電力や通信信号の供給構造は、平坦化を図ることで敷設経路の自由度を高めることが可能になる一方で、細幅の導体を用いていたことから、依然として一部の領域に対してしか電力や通信信号を供給することができなかった。例えば、広範な室内の多数の位置で電力や通信信号を使用する可能性がある場合、フラットケーブルや特許文献１の電力用配線構造を用いる場合にはこれらを多数本敷設しなければならず、その敷設や接続に多大な手間を要する等、実用性に欠けていた。
【０００７】
特に、特許文献１の如き電力供給構造においては、導体が表面側に露出していて利用者に触れる可能性があるため、電力供給構造における最も基本的な目標である利用者の安全確保が、阻害される危険性があった。
【０００８】
また、通信信号を供給する場合、電力に通信信号を重畳するＰＬＣ（電力線搬送通信：Power Line Communications）の如き技術も提案されているが、ケーブルがアンテナとして作用することによって漏洩電磁波が発生するという問題があった。
【０００９】
さらに、従来のフラットケーブルや特許文献１の如き電力供給構造は、電力や通信信号を送受するための個別的手段にすぎず、その使用形態については従来の通信線や電力線と何ら変わりがないものであり、単にその端部等にコネクタを介して負荷等を接続するものであった。しかしながら、このような構造では、自由度の高い電力や通信信号の供給形態のニーズに十分に応えるものとは言えなかった。
【００１０】
この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、広範な給電通信対象平面にも容易に電力や通信信号の供給を行なうことができると共に、利用者の安全確保を行うことができ、さらに電力や通信信号の供給形態の自由度や利便性を高めることができる、電力通信床構造及びそのための供給パネルと機能モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る発明は、複数の導電板と、複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを、相互に重畳状に配置して一体に構成された、電力又は通信信号を供給するための供給パネルと、前記供給パネルを下方から支持する支持体と、前記供給パネルの上方に複数並設されるものであって、床面を構成する機能を有する第１の機能モジュール、又は、床面を構成する機能に加えて前記供給パネルに接続されて電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有する第２の機能モジュール、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記供給パネルは、前記機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とするように、前記複数の導電板に直流電源が接続され、前記導電板又は前記絶縁層を、前記通信信号を伝播するための通信路としたこと、を特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記第２の機能モジュールは、電源にて供給された電力を前記供給パネルに供給する電源モジュール、又は、前記供給パネルを介して供給された電力を負荷に供給する配電モジュールであること、を特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記第２の機能モジュールは、通信機器から出力された通信信号を前記供給パネルに有線又は無線にて中継し、又は、前記供給パネルを介して供給された通信信号を通信機器に有線又は無線にて中継する、通信モジュールであること、を特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記第２の機能モジュールは、当該第２の機能モジュールの上方における所定の検知対象を検知し、当該検知結果に関する通信信号を前記供給パネルに出力するセンサモジュールであること、を特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記第２の機能モジュールは、当該第２の機能モジュールの内部又は外部に対する動作を行なうアクチュエータモジュールであること、を特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記第２の機能モジュールは、情報処理を行なうための情報処理モジュールであること、を特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明は、支持体と、床面を構成する機能を有する第１の機能モジュール又は当該床面を構成する機能に加えて電力若しくは通信信号を供給する機能を有する第２の機能モジュールとの相互間に敷設されるものであって、当該第２機能モジュールとの間において前記電力又は前記通信信号の入力又は出力を行う供給パネルであって、複数の導電板と、これら複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを、相互に重畳状に配置して一体に構成され、前記機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とするように、前記複数の導電板に直流電源が接続され、前記導電板又は前記絶縁層を、前記通信信号を伝播するための通信路としたこと、を特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る発明は、電力又は通信信号を供給可能な供給パネルの上面に複数並設されるものであって、床面を構成する機能、又は、床面を構成する機能に加えて前記供給パネルに対して電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る発明によれば、供給パネルを敷設することで電力供給又は通信のプラットフォームを面状領域として構築することができ、その上面の任意の位置に第２の機能モジュールを付加することで電力供給又は通信を容易に実現できて、広範な領域における電力供給又は通信の実現性やその自由度を飛躍的に高めることができる。
特に、第１の機能モジュール又は第２の機能モジュールを並設することで、平坦状の床面を構成することができ、通常の床面と同様、その上面に機器類や家具等を配置することができ、給電通信対象空間の利便性を維持することができる。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とすることで、人がこの導電板に直接的に又は他の導体を介して間接的に接触した場合においても、人への通電を防止することができ、人体の安全性を確保することができる。
特に、絶縁層を通信信号を伝播するための通信路としたので、特別な構成を用いることなく、絶縁層によってカバーされた広範な給電通信対象平面に任意の経路で電力供給ラインを容易に構築でき、電力利用の利便性を高めることができる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、電源にて供給された電力を供給パネルに供給でき、あるいは、供給パネルを介して供給された電力を負荷に供給できるので、これら電源モジュールや配電モジュールを供給パネル上に配置することで、電力供給構造を容易に構築することができる。
【００２３】
請求項４に係る発明によれば、通信機器から出力された通信信号を供給パネルに有線又は無線にて中継し、又は、供給パネルを介して供給された通信信号を通信機器に有線又は無線にて中継できるので、この通信モジュールを供給パネル上に配置することで、通信構造を容易に構築することができる。
【００２４】
請求項５に係る発明によれば、所定の検知対象の検知結果に関する通信信号を供給パネルに出力できるので、このセンサモジュールを供給パネル上に配置することで、給電通信対象空間の検知対象の有無を遠隔位置で把握でき、給電通信対象空間の状態を遠隔監視することが可能になる。
【００２５】
請求項６に係る発明によれば、第２の機能モジュールの内部又は外部において各種の動作を行なうことができるので、例えば、アクチュエータモジュールの上方に配置された任意の対象物を駆動することが可能になる。
【００２６】
請求項７に係る発明によれば、情報処理を行なうことができるので、この処理結果に応じた様々な制御を行うことが可能になる。
【００２７】
請求項８に係る発明によれば、供給パネルを敷設するだけで、面状の給電通信対象平面を形成することができ、広範な領域において容易に電力供給や通信を行なうことができる。
また、平坦状の供給パネルを並設することで電力供給や通信を行うことができるので、連続する平坦な床面を形成することができ、給電通信対象空間の利便性や意匠性を損なうことがない。
特に、機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とすることで、人がこの導電板に直接的に又は他の導体を介して間接的に接触した場合においても、人への通電を防止することができ、人体の安全性を確保することができる。
【００２８】
請求項９に係る発明によれば、機能モジュールを供給パネルの上面に設置するだけで、電力供給又は通信を容易に実現できて、広範な領域における電力供給又は通信の実現性やその自由度を飛躍的に高めることができる。
特に、機能モジュールを並設することで、平坦状の床面を構成することができ、通常の床面と同様、その上面に機器類や家具等を配置することができ、給電通信対象空間の利便性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、この発明の各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、これら各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３０】
〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る電力通信床構造は、一般住宅やオフィス等の任意空間における電力供給を行うためのものである。この空間は、室内に限定されず室外であってもよく、また建屋に限定されずに電車や飛行機の如き乗り物の内部空間を含む。以下では、このように電力通信床構造が適用される３次元空間を「給電通信対象空間」と称すると共に、この給電通信対象空間を区画する各平面のうち、電力や通信信号を供給するための平面を「給電通信対象平面」、それ以外の平面を「給電通信非対象平面」と称する。給電通信対象平面は、例えば、給電通信対象空間を区画する床の全領域や、あるいはこれら領域のうちの一部（例えば、床面のうち、四周の周縁部のみを除外した中央領域）である。
【００３１】
供給パネルは、概略的には、複数の導電板と、これら複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを、相互に重畳状に配置して一体に構成されている。ここで、導電板とは、従来のような細幅の導体ではなく、広幅のパネル体であって、広範な面積をカバーする。このことにより、広範な給電通信対象平面において容易に電力供給や通信を行なうことができる。ただし、給電通信対象平面の全てを１枚の供給パネルで覆う必要はなく、複数の供給パネルを並設すると共に相互に連結してもよい。この供給パネルは、給電通信対象平面に応じた平面形状、例えば方形状や円形状として形成可能である。
【００３２】
この供給パネルは、支持体によって支持される。支持体は、給電通信対象空間を他の空間から区画するものであって、供給パネルを支持し得る任意の構造体を含み、例えば、床部である。この支持体としては、供給パネルを支持する支持面を平面とした平面構造体の他、桟構造のように非平面を介して供給パネルを不連続的に支持するものを含む。
【００３３】
このような構成において、各実施の形態に共通の基本的特徴の一つは、供給パネルの複数の導電板のうち、少なくとも一方の導電板を接地極とするように、複数の導電板を直流電源に接続した点にある。例えば、給電通信対象空間を区画する支持体によって供給パネルを支持する構造の場合、支持体に近接する側の導電板を陽極、この陽極と対向する側の導電板を接地極とする。この場合、給電通信対象空間に居る人間に対しては、接地極の導電板が近接することになり、人間が導電板に直接的に又は他の導体を介して間接的に接触した場合においても、人への通電を防止することができるので、人の安全性を確保することが可能になる。なお、人体に限らず、ペットや家畜の如き人間以外の生物がいる側を基準に、接地極側とする導電板の配置位置を決定してもよい。
【００３４】
また、各実施の形態に共通の基本的特徴の他の一つは、供給パネルを介して、電力に加えて通信信号を供給する点にある。この通信形態としては、１）絶縁層を用いた電界変化による通信（以下、「電界通信」）、２）絶縁層を用いた磁界変化による通信（以下、「磁界通信」）、３）導電板を用いたＰＬＣによる通信（以下、「ＰＬＣ通信」）、の３形態がある。これら多様な形態での通信を個別に又は相互に組み合わせて行うことで、供給パネルを介しての広範な給電通信対象平面における通信を実現することができる。
【００３５】
さらに、各実施の形態に共通の基本的特徴の他の一つは、供給パネルの上面に複数の機能モジュールを並設する点にある。この機能モジュールは、その機能に基づいて２種類に大別される。第１は、床面を構成する機能のみを有する第１の機能モジュール、第２は、床面を構成する機能に加えて供給パネルに接続されて電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有する第２の機能モジュールである。さらに第２の機能モジュールは、電力の送受を行う電力モジュール、通信信号の送受を行う通信モジュール、検知対象の検知を行なって当該検知結果に関する信号を出力するセンサモジュール、制御信号の入力を受けて当該制御信号に応じた動作を第２の機能モジュールの内部又は外部に対して行なうアクチュエータモジュール、通信信号の入力を受けて当該通信信号に基づいた情報処理を行なったり、情報処理の結果に関する通信信号の出力を行うための情報処理モジュールに区分される。さらに、電力モジュールは、電力の供給のみを行う電源モジュールと、電力の取得及び負荷への供給のみを行う配電モジュールとに分けられる。また通信モジュールは、有線による通信信号の入力及び出力を行う有線通信モジュールと、無線による通信信号の入力及び出力を行う無線通信モジュールとに分けられる。ただし、特にこれらを相互に区別する必要がない場合には、各種のモジュールを「機能モジュール」、電源モジュールと配電モジュールとを「電力モジュール」、有線通信モジュールと無線通信モジュールとを「通信モジュール」とそれぞれ総称する。このようなモジュールを単独で又は任意に組み合わせて供給パネルの上面に配置することで、各モジュールの持つ多様な機能と供給パネルの電力の送受機能や通信信号の送受機能とを相互に連携させることができ、各モジュールの持つ多様な機能を広範な給電通信対象平面において実現することができる。
【００３６】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、本発明に係る電力通信床構造及びそのための供給パネルと機能モジュールの各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００３７】
〔実施の形態１〕
まず、本発明の実施の形態１について説明する。この形態は、最も基本的な構造の供給パネルを支持体にて支持した形態であって、供給パネルの上面に各種の機能モジュールを並設した形態である。
【００３８】
（給電通信システムの全体構成）
図１は本実施の形態１に係る給電通信システムを適用した居室の斜視図、図２は図１の要部平面図、図３は図１の要部縦断面図（機能モジュールは非断面として示す。以下各縦断面図において同じ）である。これら各図に示すように、給電通信システムは、給電通信対象空間である居室１における床部２の上面に、複数の供給パネル１０を並設し、さらに供給パネル１０の上面に複数の機能モジュール５０を並設して構成されている。
【００３９】
床部２は、供給パネル１０を支持する支持体であり、例えば鉄筋コンクリート造の床スラブとして構成されており、その上面を平滑状の水平面とした面構造体である。この床部２の上面の略全面には絶縁シート３が敷設されており、この絶縁シート３によって、床部２と供給パネル１０とが相互に電気的に絶縁されている。このように構成された平面方形状の床部２のうち、本実施の形態では、図２に示すように、一部の領域のみを給電通信対象平面５としており、その他の周縁部を給電通信非対象平面６としている。
【００４０】
給電通信対象平面５においては、複数の供給パネル１０を並設することでその上面に連続する平坦な床面が形成されており、床面に機能モジュール５０を配置することができる。各供給パネル１０は、床部２の上面に敷設されており、隣接する他の供給パネル１０と相互に接続されている。一方、給電通信非対象平面６においては、床部２を単に露出状としてもよいが、ここでは供給パネル１０と略同一の厚みを有する床構成パネル７を配置することで、供給パネル１０と床構成パネル７との上面を相互に略面一状として、平坦な床面を構成している。床構成パネル７は、例えば樹脂や木材にて形成された板状体である。
【００４１】
図４は、電力供給機能や通信機能のための構造を概念的に示す側面図である。給電通信非対象平面６においては、第１の機能モジュール５１のみが並設されて略平坦な床面を構成している。この給電通信非対象平面６には電力供給や通信の必要性がないことから、供給パネル１０に代えて床材である床構成パネル７が敷設してもよい。一方、給電通信対象平面５においては、複数の供給パネル１０の上面に複数の第２の機能モジュール５２が並設されており、給電通信非対象平面６と略面一の略平坦な床面を構成している。特に、この給電通信対象平面５には、上述した各種の第２の機能モジュール５２が任意の組み合わせで配置されており、電力供給機能や通信機能の如き複数種類の様々な機能を奏することができる。例えば、第２の機能モジュール５２の上面には各種の負荷１００（図１、４ではロボットＲＢ）を配置し、この装置に対する電力供給や通信を行うことができる。なお、本実施の形態では、供給パネル１０と機能モジュール５０とを相互に同一の幅にて構成した例を示しているが、相互に任意の異なる幅で構成してもよい。また、ここでは省略するが、機能モジュール５０の上面に、フロアタイルやタイルカーペット等の仕上げ材を敷設してもよい。
【００４２】
（供給パネル１０の構成）
次に、各供給パネル１０の構成の詳細について説明する。図５は、供給パネル１０の斜視図である。供給パネル１０は、平面方形状に形成されており、複数（ここでは２枚）の導電板１１、１２と、これら複数の導電板１１、１２の相互間に設けられた絶縁層１３とを、相互に重畳状に配置して構成されている。これら導電板１１と導電板１２とは、例えば接着の如き任意の固定方法によって相互に固定されており、全体として１枚の供給パネル１０が構成されている。
【００４３】
各導電板１１、１２は、金属等の導電体から形成された板状体である。これら導電板１１、１２の具体的な材質や厚みは、所望の強度や供給電力等を考慮して決定することができる。
【００４４】
絶縁層１３は、導電板１１、１２を相互に絶縁することによってこれら相互間における短絡を防止すると共に、通信信号を伝播させる導波管として機能する。この絶縁層１３は、導電板１１、１２と略同一の平面形状に形成され、これら導電板１１、１２の相互間のほぼ全域に設けられている。この絶縁層１３の具体的な材質や厚みは、所望の絶縁性や導波性を考慮して決定することができ、例えば、ポリエチレンや塩化ビニル等の樹脂、マイカやガラス繊維などの無機材料、あるいは、磁器を用いることができる。
【００４５】
（機能モジュール−第１の機能モジュール）
次に、第１の機能モジュール５１の構成の詳細について説明する。図６は、第１の機能モジュール５１の構成を概念的に示す図である。第１の機能モジュール５１は、例えば公知のＯＡフロアと同様に構成されるもので、平面略正方形状の床面構成板５１ａと当該床面構成板５１ａを支持する複数の支持脚５１ｂとを有し、全体として略直方体状に構成されている。これら床面構成板５１ａ及び支持脚５１ｂは、当該第１の機能モジュール５１の上方に設置された機器や家具を支持するための十分な支持強度を有するもので、例えば軽金属を用いて構成される。支持脚５１ｂは、公知の機構によって上下方向の長さを微調整自在であり、各支持脚５１ｂの長さを微調整することで床面構成板５１ａの水平を取ることができる。なお、図６以外の各図面では、支持脚５１ｂを省略し、機能モジュールを単なる直方体として示す。また、支持脚５１ｂを実際に省略することもできる。
【００４６】
（機能モジュール−第２の機能モジュール）
次に、第２の機能モジュール５２の構成の詳細について説明する。この第２の機能モジュール５２は、基本的に第１の機能モジュール５１と同様に床面構成板５１ａ及び支持脚５１ｂを備えて構成されることによって、当該第２の機能モジュール５２の上方に設置された機器や家具を支持するための十分な支持強度を有する。第２の機能モジュール５２に属する以下の各モジュールは、このような第２の機能モジュール５２の基本構造に対して諸機能を奏するために必要な構成を付加したものである。以下、これら各第２の機能モジュール５２について説明する。
【００４７】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−電源モジュール又は配電モジュール−電力供給構造の基本概念）
まず、第２の機能モジュール５２の中の電源モジュール５３又は配電モジュール５４について説明する。最初に電力供給構造の基本概念を説明する。図７は電力供給構造を概念的に示す縦断面図、図８は電力供給構造を概念的に示す斜視図である。
【００４８】
ここでは、図７に示すように、電源モジュール５３には電力供給部１４が内蔵されている。電力供給部１４は、供給パネル１０に対して直流電流を供給するための直流電流入力手段であり、直流電源１４ａ、陽極側供給線１４ｂ、及び、接地極側供給線１４ｃを備える。直流電源１４ａは、供給パネル１０に対して直流電力を供給するための電源手段であり、例えば、蓄電池や、商用交流電源を直流変換して供給する直流安定化電源を用いて構成される。陽極側供給線１４ｂは、支持体である床部２に近接する導電板１２が陽極（非接地極）となるように当該導電板１２に電力を供給するものであり、具体的には、その一端を導電板１２の側面や端面に接続されると共に、その他端を直流電源１４ａの陽極に接続されている。接地極側供給線１４ｃは、導電板１２に対向配置された導電板（供給パネル１０の外側に配置された導電板であって、給電通信対象空間に最も近接する位置に配置された導電板）１１が接地極となるように当該導電板１１に電力を供給するものであり、具体的には、その一端を導電板１１の側面や端面に接続されると共に、その他端を接地されている。
【００４９】
また、図７に示すように、配電モジュール５４の内部には電力取出部１５が接続されている。電力取出部１５は、供給パネル１０から直流電流を取得して任意の負荷１００に供給するための直流電流出力手段であり、陽極側取出線１５ａ及び接地極側取出線１５ｂを備えて構成されている。陽極側取出線１５ａは、陽極側の導電板１２と負荷１００とを相互に接続するものであり、その一端を導電板１２の内面に接続されると共に、その他端を負荷１００の陽極に接続されている。より具体的には、接地極側の導電板１１、及び、絶縁層１３には、相互に連通する引出孔１５ｃが形成されており、この引出孔１５ｃを介して陽極側取出線１５ａが給電通信対象空間側に引き出されて、負荷１００に接続されている。接地極側取出線１５ｂは、接地極側の導電板１１と負荷１００とを相互に接続するものであり、具体的には、その一端を接地極側の導電板１１の上面に接続されると共に、その他端を負荷１００の陰極に接続されている。なお実際には、これら陽極側取出線１５ａ及び接地極側取出線１５ｂと負荷１００との間に、必要に応じて図示しない整流装置を設けることができる。また、負荷１００が直流機器の場合には電力取出部１５をそのまま当該直流機器に接続することができるが、負荷１００が交流機器の場合には公知の直流／交流変換アダプタを介して当該交流機器に交流電流を供給することができる。
【００５０】
例えば、複数枚の供給パネル１０を並設してこれらを相互に通電可能に接続した場合には、いずれか１枚の供給パネル１０にのみ電力供給部１４を接続し、他の供給パネル１０に対して負荷１００に応じた任意の数だけ電力取出部１５を設けて電力を複数個所で取得してもよい。あるいは、各々の供給パネル１０に対して、１組の電力供給部１４及び電力取出部１５を設けてもよい。実際には、電力供給部１４は電源モジュール５３に、電力取出部１５は配電モジュール５４にそれぞれ設けられるが、その詳細については後述する。
【００５１】
次に、このように構成された電力供給構造の機能について、その作用・効果を交えつつ説明する。この電力供給構造では、直流電源１４ａの陽極、陽極側供給線１４ｂ、陽極側の導電板１２、陽極側取出線１５ａ、負荷１００、接地極側取出線１５ｂ、接地極側の導電板１１、接地極側供給線１４ｃ、及び、接地面に順次至る直流回路が形成され、負荷１００に対して直流電力を供給することができる。このように交流電力ではなく直流電力を供給することとしたのは、供給パネル１０は巨大なコンデンサと回路上等価であるため、このコンデンサの容量が大きくなるとこれに反比例するインピーダンスが小さくなり、交流電流を流すことが困難だからである。また、直流電流を導電板１１、１２の如き平面導体に流した場合には、図８に矢印で示すように、直流電流が導電板１１、１２に沿って面状に広がり、電圧降下を小さくできるので、高効率な送電を行うことができる。また、上述のように機能モジュール５０に近接する側の導電板１１を接地極側としたので、この導電板１１に人が直接的に又は他の導体を介して間接的に接触した場合においても、人への通電を防止することができ、人体の安全性を確保することができる。なお、さらに絶縁性を高めるためには、導電板１１と機能モジュール５０との間に図１の絶縁シート３を敷設してもよい。さらに、引出孔１５ｃを介して陽極側取出線１５ａを給電通信対象空間に引き出しているので、居室１側で使用する負荷１００に対して陽極側取出線１５ａや接地極側取出線１５ｂを容易に接続でき、導電板１２に床部２の側からアクセスする必要がなくなるので、電力使用が一層容易である。
【００５２】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−電力モジュール−電源モジュールの構成１）
次に、電源モジュール５３の具体的構成について説明する。図９は、電源モジュール５３と供給パネル１０との接続構造を示す図である。この図９に示すように、電源モジュール５３は、上述した電力供給部１４と、接続端子２０とを備えて構成されている。
【００５３】
図１０は接続端子周辺の拡大図である。この接続端子２０は、円筒状の外部電極２０ａと、棒状の内部電極２０ｂと、これら外部電極２０ａと内部電極２０ｂを絶縁する円筒状の絶縁層２０ｃとを、相互に同心状に組み合わせて構成されている。内部電極２０ｂは、陽極側の電極であり、接地極側の導電板１１及び絶縁層１３を貫通して陽極側の導電板１２に至る長さに形成されている。外部電極２０ａは、接地極側の電極であり、内部電極２０ｂよりも短く形成され、内部電極２０ｂと共に導電板１１に貫通される。これら外部電極２０ａと内部電極２０ｂとは、導電板１１や絶縁層１３に対する差込みが容易なように、先鋭状に形成されている。そして、内部電極２０ｂには陽極側供給線１４ｂ、外部電極２０ａには接地極側供給線１４ｃがそれぞれ接続されている。
【００５４】
この接続端子２０は、図９の右側に示すように、その先鋭側の端部を電源モジュール５３の下面より下方に突出するように配置されている。このような構成において、供給パネル１０における任意位置に電源モジュール５３を載置すると、図９の左側に示すように、接続端子２０が上方から供給パネル１０に自動的に挿入されて、引出孔１５ｃが自動的に形成されると同時に、内部電極２０ｂを陽極の導電板１２に接触させると共に、外部電極２０ａを接地極の導電板１１に接触させることができる。従って、供給パネル１０に対して直流電力を供給することができる。なお、電源モジュール５３に交流／直流変換器を内蔵し、外部から取り込んだ交流電源を交流／直流変換器で直流変換してから供給パネル１０に供給するようにしてもよい。
【００５５】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−電力モジュール−電源モジュールの構成２）
次に、電源モジュール５３の接続構造の他の例について説明する。図１１は他の例に係る接続端子２２を備えた電源モジュール５３と供給パネル１０との接続構造を示す図である。図１２は接続端子周辺の拡大図である。図１１に示すように、供給パネル１０の複数位置には接続孔２１が形成されており、この接続孔２１の全部又は任意の一部に接続端子２２が取付けられている。
【００５６】
接続端子２２は、図１２に拡大して示すように、外部電極２２ａ、内部電極２２ｂ及び絶縁層２２ｃを同心状に配置して構成されており、外部電極２２ａと内部電極２２ｂとは非先鋭状に形成されていると共に、外部電極２２ａには円環状の接触部２２ｄが一体に設けられている。接続孔２１は、接続端子２２の外形に略適合した円筒状の開口部であり、接地極側の導電板１１から絶縁層１３を介して陽極側の導電板１２に至るように形成されている。この接続孔２１は、例えば供給パネル１０の製造工場において予め穿設しておくことができる。
【００５７】
このような構成において、供給パネル１０を床部２に敷設した後の任意のタイミングで、ユーザが、電力を取得したい任意位置に近い接続孔２１に接続端子２２が差し込まれるように、電源モジュール５３を配置する。この配置後の状態においては、図１２の左側に示すように、外部電極２２ａの接触部２２ｄが接地極側の導電板１１の上面に当接すると共に、内部電極２２ｂの先端が陽極側の導電板１２に接触するので、当該接続端子２２を介して電力取得が可能になる。また、電力取得が不要になった場合には、図１２の右側に示すように、接続孔２１から接続端子２２を抜けばよい。
【００５８】
ここで、接続端子２２を差し込んだ状態において、外部電極２２ａの接触部２２ｄと導電板１１とを相互に一層確実に接続するため、図１３に示すように、円環状の導電性シール２３を接触部２２ｄから導電板１１に至って架け渡すように貼付してもよい。この導電性シール２３の貼付のためには、例えば、電源モジュール５３を構成する床面構成板５１ａの全部又は一部を開閉自在とし、床面構成板５１ａを開いた状態において上方から接続端子２２にアクセスできるようにしてもよい（後述する取付ネジ２８の固定も同様）。また、導電板１１と接触部２２ｄとの相互の接触面における酸化膜を紙ヤスリ等で取り除いた後、当該接触面に酸化皮膜付着防止グリース等を塗って、導電性を向上及び持続させてもよい。
【００５９】
また、使用していない接続孔２１は、図１４に示すように、導電性カバー２４によって塞いでもよい。この導電性カバー２４は、導電板１１に設けた開口部と略同一形状の円盤状に形成されている。この導電性カバー２４にて接続孔２１を塞ぐことで、接続孔２１を介して陽極側の導電板１１に不用意に接触することを防止できると共に、接続孔２１への埃や水等の侵入を防止でき、さらには供給パネル１０の上面を平坦状に維持しておくことができる。なお、導電板１１と導電性カバー２４との相互の導通を一層確実にするため、導電性カバー２４から導電板１１に至る円盤状の導電性シール２５を貼付してもよい。なお、未使用の接続孔２１における導通を遮断しても問題ない場合には、導電性カバー２４や導電性シール２５に代えて、導電性のない素材にてカバーやシールを構成してもよい。
【００６０】
あるいは、図１５に示すように、接続孔２１に対応する側面Ｔ字状の絶縁体２６を用いて、未使用の接続孔２１を塞いでもよく、この場合には接続孔２１を一層確実に塞ぐことができる。さらには、水の浸入を防ぐ為のグリースを接続孔２１の周囲に塗布してもよい。
【００６１】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−電力モジュール−電源モジュールの構成３）
次に、電源モジュール５３の接続構造の他の例について説明する。図１６は供給パネル１０を他の例に係る接続端子２７と共に示す縦断面図である。この図１６の左側に示すように、接続端子２７は、外部電極２７ａ、内部電極２７ｂ及び絶縁層２７ｃを備え、接続端子２２とほぼ同様の構造にて構成されている。ここで、外部電極２７ａの接触部２７ｄから導電板１１に至る導電性の取付ネジ２８がネジ込まれている。この構造では、取付ネジ２８の締結力によって接触部２７ｄを導電板１１に一層確実に接触させることができるので、図１３の如き導電性シール２３を省略することができる。あるいは、図１６の右側に示すように、導電板１１の全体又は接続端子２７を取付ける所定箇所のみをネジ孔２７ｄが形成可能な厚みとし、この部分を介して取付ネジ２８をネジ込んでもよい。
【００６２】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−配電モジュール１）
次に、第２の機能モジュール５２の中の配電モジュール５４について説明する。この配電モジュール５４は、図１７に示すように、上述した電力取出部１５及び接続端子２０を内蔵すると共に、電力供給端子５４ａを上面に露出させるように備えて構成されている。接続端子２０は、図１０と同様に構成できるので、その説明は省略する。この接続端子２０の内部電極２０ｂには陽極側取出線１５ａ、外部電極２０ａには接地極側取出線１５ｂがそれぞれ接続されている。電力供給端子５４ａは、配電モジュール５４から電力を取り出して任意の負荷１００に供給するための接続端子であり、床面構成板５１ａの上面に略面一状に設けられている。この電力供給端子５４ａは、例えば公知のプラグソケットと同様に一対の陽極端子及び陰極端子を備えて構成されており、陽極端子には陽極側取出線１５ａ、陰極端子には接地極側取出線１５ｂがそれぞれ接続されている。従って、負荷１００の電源コードのコンセントプラグをこの電力供給端子に差し込むことで、負荷１００に直流電力を供給できる。なお、配電モジュール５４には、直流／交流変換器を内蔵して直流を交流変換した上で供給してもよい。
【００６３】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−配電モジュール２）
次に、配電モジュール５４の接続構造の他の例について説明する。図１８は、配電モジュール５４を供給パネル１０と共に示す縦断面図、図１９は、配電モジュール５４の平面図である。ここでは、電力供給端子５４ａが配電モジュール５４の上面に露出させた複数の金属板として形成されている。このような構成において、例えば、ロボットの如き自走式装置の脚部底面に平板状の電力取得端子を露出状に配置し、このロボットを配電モジュール５４の上面に自走させることで、電力供給端子５４ａと電力取得端子とを相互に自動的に接触させて電力供給を行ってもよい。この場合、ロボットが配電モジュール５４の上面を移動した場合でも電力供給を継続できるので、ロボットの移動の自由度を高めることができる。
【００６４】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−有線通信モジュール−電界通信）
次に、第２の機能モジュール５２の中の有線通信モジュール５５について説明する。特に、電界通信を行うための有線通信モジュール５５について説明する。図２０は通信システムを概念的に示す縦断面図、図２１は図２０の要部縦断面図である。有線通信モジュール５５は、電界プローブ３２及び信号線３６ａ、３６ｂを内蔵すると共に、信号接続端子５５ａを上面に露出するように備えて構成されている。
【００６５】
電界プローブ３２は、図２１に示すように、外部電極３２ａ、内部電極３２ｂ、及び、これらの相互間に配置された絶縁層３２ｃを、相互に同芯状に配置した同軸プローブとして構成されている。この電界プローブ３２の先端部は、供給パネル１０の任意の位置に上方から差し込まれることによって、接地極側の導電板１１を貫通して絶縁層１３の内部に至っている。より具体的には、電界プローブ３２の先端部は、伝播される電波の電界方向（電波がＴＥ１０波の場合には、絶縁層１３の長手方向に直交する方向であり、図２１の矢印方向）に沿うように、かつ、所定寸法Ｌ＝λ／４（ここでλは電波の波長）だけ突出するように配置されている。
【００６６】
このような構成において、光回線終端装置(Optical Network Unit)の如き図示しない任意の信号供給源から出力されたアナログ通信信号が電界プローブ３２を介して電界変化として絶縁層１３に供給される。実際には、電波を遮断周波数以上の周波数で伝播させる必要があるため、必要な周波数変換を行う変換装置を介して電波が供給される。このような伝播された電波は、他の有線通信モジュール５５の電界プローブ３２を介して電圧変化として取得され、所定の通信機器（例えば、パーソナルコンピュータ）に入力される。
【００６７】
この電界プローブ３２は、その先鋭側の端部を有線通信モジュール５５の下面より下方に突出するように配置されている。このような構成において、供給パネル１０における任意位置に有線通信モジュール５５を載置すると、電界プローブ３２が上方から供給パネル１０に自動的に挿入されて、供給パネル１０に対して通信信号を入力することができる。
【００６８】
このように構成される有線通信モジュール５５は、供給パネル１０に対してそれぞれ任意の数だけ設けることができ、例えば、１つの有線通信モジュール５５から入力された通信信号を複数の有線通信モジュール５５の各々から出力したり、複数の有線通信モジュール５５から入力された通信信号を１つの有線通信モジュール５５から出力することができる。複数の通信信号を通信する場合には、例えば公知の通信プロトコルに準じた通信を行ったり、通信信号に識別情報を付加することで、各通信信号を相互に識別することができる。
【００６９】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−有線通信モジュール−磁界通信）
次に、磁界通信を行うための有線通信モジュールについて説明する。図２２は有線通信モジュールを概念的に示す縦断面図、図２３は図２２の要部縦断面図である。これら各図において、有線通信モジュール５５には、電界プローブ３２に代えて磁界プローブ３３が内蔵されている。磁界プローブ３３は、図２３に示すように、円環状のいわゆるループアンテナとして構成されている。この磁界プローブ３３の先端部は、供給パネル１０の任意の位置に上方から差し込まれることによって、接地極側の導電板１１を貫通して絶縁層１３の内部に至っている。具体的には、磁界プローブ３３の先端部は、伝播される電波の磁界方向（電波がＴＥ１０波の場合には、絶縁層１３の長手方向に沿った方向であり、図２２の矢印方向）に対してループ面が直交するように配置されている。
【００７０】
このような構成において、光回線終端装置の如き図示しない任意の信号供給源から出力された通信信号が、磁界プローブ３３を介して磁界変化として絶縁層１３に供給される。この磁界変化は絶縁層１３を介して伝播され、他の有線通信モジュール５５の磁界プローブ３３を介して電圧変化として取得され、所定の通信機器に入力される。なお、磁界プローブ３３と有線通信モジュール５５との関係は、上記電界通信の場合と同様であり、供給パネル１０に有線通信モジュール５５を載置することで、電界プローブ３２が上方から供給パネル１０に自動的に挿入されて、供給パネル１０に対して通信信号を入力することができる。
【００７１】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−有線通信モジュール−ＰＬＣ通信）
次に、ＰＬＣ通信を行うための有線通信モジュール５５について説明する。図２４は電力供給用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。電力供給用の有線通信モジュール５５にはモデム５５ｂが内蔵されており、光ファイバ３５を介して送信されたデジタル通信信号が、モデム５５ｂにて数十ＭＨｚの高周波のアナログ通信信号に変換された後、信号線３７ａ、３７ｂ及び図１０と同様に構成された接続端子２０を介して導電板１１、１２に供給されることで直流電流に重畳され、この導電板１１、１２を介して伝播される。なお、図２４には、重畳前の直流信号、重畳前の通信信号、重畳後の直流信号及び通信信号の波形をそれぞれ方形枠内に示す。
【００７２】
一方、図２５は電力取出用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。図２５に示すように、電力取出用の有線通信モジュール５５は、図１０と同様の接続端子２０を備えて構成されており、この接続端子２０から信号線３７ａ、３７ｂが引き出されている。このうち、陽極側の信号線３７ａの後段には信号分離フィルタ５５ｄが接続されている。この信号分離フィルタ５５ｄは、直流電流から信号成分を分離するものであり、例えばコンデンサを含んで構成されたハイパスフィルタである。この信号分離フィルタ５５ｄにて分離されたアナログ通信信号が、モデム５５ｃにてデジタル通信信号に変換されて図示しない通信機器に出力される。
【００７３】
図２４、２５においては接続端子２０を用いた例を示すが、図１３、１６の接続端子２２、２７を用いてもよい。なお、接続端子２０と有線通信モジュール５５との関係は、上記電界通信の場合と同様であり、供給パネル１０に有線通信モジュール５５を載置することで、接続端子２０が上方から供給パネル１０に自動的に挿入されて、供給パネル１０に対して通信信号を入力することができる。
【００７４】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−無線通信モジュール）
次に、無線通信モジュール５６について説明する。ただし、特記なき構成については上述した有線通信モジュール５５と同様であり、略同様の構成要素については、必要に応じて同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。無線通信モジュールは、図２６に概念的に示すように、上述した電界プローブ３０及び信号線３６ａ、３６ｂと、無線送受信器５６ａを内蔵して構成されている。
【００７５】
ここで、無線送受信器５６ａは、任意の無線機器との間において通信信号を無線にて送受信するための無線送受信手段であり、例えばループアンテナや図示しない信号処理部を備えて構成されている。このような構成において、電界プローブ３０を介して入力された通信信号が無線送受信器５６ａを介して無線送信され、あるいは、無線送受信器５６ａを介して受信された信号が電界プローブ３０を介して供給パネル１０に出力される。従って、無線通信モジュール５６の上方近傍位置に、無線通信を行う通信部を備えたコンピュータやロボット装置等の負荷１００を配置することで、これらとの間において無線通信を行うことができる。
【００７６】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−センサモジュール）
次に、センサモジュール５７について説明する。ただし、特記なき構成については上述した有線通信モジュール５５と同様であり、略同様の構成要素については、必要に応じて同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。センサモジュール５７は、図２７に概念的に示すように、上述した電界プローブ３０及び信号線３６ａ、３６ｂを内蔵すると共に、センサ５７ａを上面に露出するように備えて構成されている。
【００７７】
ここで、センサ５７ａは、所定の検知対象を検知して検知信号を出力する検知手段であり、例えば、公知の磁気センサ、熱センサ、赤外線センサ、静電容量センサ等を用いることができる。このような構成において、センサ５７ａから出力された検知信号が電界プローブ３２を介して供給パネル１０に出力される。従って、センサモジュール５７の上方近傍における検知対象の検知状態を供給パネル１０を介して遠方に送信することができ、給電通信対象空間の状態を遠隔から監視することができる。
【００７８】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−アクチュエータモジュール）
次に、アクチュエータモジュール５８について説明する。ただし、特記なき構成については上述した配電モジュール５４と同様であり、略同様の構成要素については、必要に応じて同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。アクチュエータモジュール５８は、図２８に概念的に示すように、上述した接続端子２０に加えて、アクチュエータ５８ａを備えて構成されている。
【００７９】
このアクチュエータ５８ａは、接続端子２０を介して供給された電源にて駆動され、所定動作を行なうもので、例えば、各種のモータや、電磁弁を介して空気圧又は油圧を制御することで駆動される駆動機構として構成することができ、アクチュエータモジュール５８の内部や外部に配置された任意の対象物を駆動することが可能になる。
【００８０】
（機能モジュール−第２の機能モジュール−処理モジュール）
次に、処理モジュール５９について説明する。ただし、特記なき構成については上述した有線通信モジュール５５と同様であり、略同様の構成要素については、必要に応じて同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。処理モジュール５９は、図２９に概念的に示すように、上述した電界プローブ３２、信号線３６ａ、３６ｂ、及び、接続端子５５ａに加えて、処理部５９ａを備えて構成されている。
【００８１】
処理部５９ａは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）５９ｂ及びメモリ５９ｃと、必要に応じてメモリ５９ｃにロードされてＣＰＵにて解釈及び実行されるプログラムとから構成されており、電界プローブ３２を介して受信した信号に対して所定アルゴリズムによる情報処理を行ない、その結果を接続端子５５ａを介して外部に出力する。なお、ここでは、情報処理の結果を外部に出力するものとしているが、外部から入力された情報を処理して電界プローブ３２や磁界プローブ３３を介して供給パネル１０に出力したり、供給パネル１０から入力された情報を処理してその結果を外部に出力することなく供給パネル１０に出力してもよい。
【００８２】
（供給パネル１０の接続構造）
次に、供給パネル１０を相互に接続するための接続構造について説明する。図３０は、接続構造及び接続手順を示す縦断面図であり、（ａ）は供給パネル１０の付き合わせ状態、（ｂ）は連結部の挿入前の状態、（ｃ）は連結部の挿入後の状態をそれぞれ示す。
【００８３】
図３０（ａ）に示すように、相互に接続される２枚の供給パネル１０は、それぞれの接続側の端部を傾斜状に加工されている。より具体的には、下側の導電板１２のみが相手方の供給パネル１０に向けて突出され、絶縁層１３は上方に至るに伴って相手方の供給パネル１０から遠ざかるように傾斜し、上側の導電板１１は絶縁層１３の傾斜上端位置よりさらに相手方の供給パネル１０から遠ざかる位置に配置されている。そして、これら２枚の供給パネル１０を並設することで、これら２枚の供給パネル１０の相互間には断面略Ｖ字状の空間部１０ａが形成される。
【００８４】
このような状態において、下側の導電板１２を所定方法（例えば、溶接、あるいは、導電性部材を用いたピン留めやテープ留め）にて相互に接続して図３０（ｂ）の状態とすることで、下側の導電板１２を相互に導通可能とする。そして、連結部２９を上方から空間部１０ａに挿入して図３０（ｃ）の状態とする。この連結部２９は、導電部２９ａと絶縁部２９ｂとから構成され、全体として、空間部１０ａに略対応する断面略Ｖ字状に形成されている。
【００８５】
その後、上側の導電板１１と連結部２９の導電部２９ａとを溶接等の任意の方法にて相互に連結し、あるいは、導電性のシールをこれら上側の導電板１１及び導電部２９ａに架け渡すように貼付すことにより、導電部２９ａを介して上側の導電板１１を相互に導通可能に接続すると共に、絶縁部２９ｂを介して絶縁層１３を相互に電界又は磁界を伝播可能に接続する。これにて接続を終了する。なお、図３０には一断面のみを示しているが、本接続構造は、供給パネル１０の接続側の側辺の全長に渡って適用することができ、連結部２９は当該接続側の側辺の全長に対応した長手部材として構成することができる。
【００８６】
（実施の形態１の効果）
このような構成によれば、供給パネル１０を敷設するだけで、面状の給電通信対象平面５を形成することができ、広範な領域にも容易に電力供給を行なうことができる。特に、平坦状の供給パネル１０を並設することで電力供給や通信を行うことができるので、連続する平坦な床面を形成することができ、給電通信対象空間の利便性や意匠性を損なうことがない。また、機能モジュール５０に近接する導電板１２を接地極側としたので、人が導電板１１に直接的に又は他の導体を介して間接的に接触した場合においても、人への通電を防止することができ、人体の安全性を確保することができる。さらに、供給パネル１０の任意の位置に対して接続端子２０、２２、２７を取付けることで電力の供給や取得を行うことができるので、広範な給電通信対象平面５に任意の経路で電力供給ラインを容易に構築でき、電力利用の利便性を高めることができる。さらにまた、供給パネル１０の任意の位置に対して電界プローブ３２や磁界プローブ３３を取付け、絶縁層１３を導波管として機能させて電界又は磁界を伝播させることができる。あるいは、電流に通信信号を重畳して導電板１１、１２を介して伝播できる。従って、広範な給電通信対象平面５に任意の経路で通信ラインを容易に構築でき、通信の利便性を高めることができ、供給パネル１０を通信パネルとしても利用できる。
【００８７】
特に、第１の機能モジュール５１又は第２の機能モジュール５２を並設することで、平坦状の床面を構成することができ、通常の床面と同様、その上面に機器類や家具等を配置することができ、給電通信対象空間の利便性を維持することができる。
【００８８】
また、供給パネル１０を敷設することで電力供給又は通信のプラットフォームを面状領域として構築することができ、その上面の任意の位置に第２の機能モジュール５２を付加することで電力供給又は通信を容易に実現できて、広範な領域における電力供給又は通信の実現性やその自由度を飛躍的に高めることができる。
具体的には、電源モジュール５３や配電モジュール５４を供給パネル１０上に配置することで、電源にて供給された電力を供給パネル１０に供給でき、あるいは、供給パネル１０を介して供給された電力を負荷１００に供給できるので、電力供給構造を容易に構築することができる。
また、有線通信モジュール５５を供給パネル１０上に配置することで、通信機器から出力された通信信号を供給パネル１０に中継し、又は、供給パネル１０を介して供給された通信信号を通信機器に中継できるので、通信構造を容易に構築することができる。
特に、無線通信モジュール５６を供給パネル１０上に配置することで、供給パネル１０に対して通信信号を無線にて入力又は出力できるので、無線通信構造を容易に構築することができ、有線通信に比べて通信の利便性を一層高めることができる。
また、センサモジュール５７を供給パネル１０上に配置することで、所定の検知対象の検知結果に関する通信信号を供給パネル１０に出力できるので、給電通信対象空間の検知対象の有無を遠隔位置で把握でき、給電通信対象空間の状態を遠隔監視することが可能になる。
また、アクチュエータモジュール５８を供給パネル１０上に配置することで、当該アクチュエータモジュール５８の内部又は外部において各種の動作を行なうことができるので、例えば、アクチュエータモジュール５８の上方に配置された任意の対象物を駆動することが可能になる。
また、情報処理モジュール５９を供給パネル１０上に配置することで、各種の情報処理を行なうことができるので、この処理結果に応じた様々な制御を行うことが可能になる。
【００８９】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、供給パネルを半密閉型に構成した形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００９０】
（供給パネルの構成）
図３１は、本実施の形態２に係る給電通信システムの縦断面図である。この図３１に示すように、給電通信システムは、実施の形態１と同様に構成された床部２及び絶縁シート３の上面に、複数の供給パネル７０を並設して構成されている。
【００９１】
各供給パネル７０は、一対の導電板７１、７２と、これら一対の導電板７１、７２の相互間に配置された導電板７３と、導電板７１と導電板７３との相互間に配置された絶縁層７４と、導電板７２と導電板７３との相互間に配置された絶縁層７５とを備えて構成されている。また、導電板７３の側方には絶縁層７６が配置されており、これら絶縁層７４〜７６によって導電板７３が完全に囲繞されて外部から絶縁されることで、当該導電板７３の端部が電力供給パネル７０の端面に対して非露出状とされている。なお、図３２に示すように、隣接する複数の供給パネル７０の導電板７３を後述する接続構造を用いることで相互に接続してもよい。
【００９２】
（電力通信システムの構成）
次に、電力通信システムについて説明する。図３３は電力供給構造を概念的に示す縦断面図である。電力供給部１４の接地極側供給線１４ｃは、供給パネル７０の外側に配置される一対の導電板７１、７２が接地極になるように当該導電板７１、７２に電力を供給するものであり、具体的には、その一端を導電板７１、７２の上面や端面に接続されると共に、その他端を接地面に接続されている。陽極側供給線１４ｂは、絶縁層７４、７５によって囲繞された導電板７３が陽極になるように当該導電板７３に電力を供給するものであり、具体的には、その一端を導電板７３の上面や端面に接続されると共に、その他端を直流電源１４ａの陽極に接続されている。なお、陽極側供給線１４ｂを導電板７３の端面に接続する場合には、絶縁層７６に貫通孔を形成し、当該貫通孔を介して陽極側供給線１４ｂを引き込んでもよい。
【００９３】
また、電力取出部１５の陽極側取出線１５ａは、陽極側の導電板５３と負荷１００とを相互に接続するものであり、その一端を導電板７３の上面に接続されると共に、その他端を負荷１００の陽極に接続されている。具体的には、接地極側の導電板７１及び絶縁層７４には、相互に連通するものであって陽極側の導電板７３に至る引出孔１５ｃが形成されており、この引出孔１５ｃを介して陽極側取出線１５ａが給電通信対象空間側に引き出されて、負荷１００に接続されている。接地極側取出線１５ｂは、接地極側の導電板７１と負荷１００とを相互に接続するものであり、具体的には、その一端を接地極側の導電板７１の上面に接続されると共に、その他端を負荷１００の陰極に接続されている。
【００９４】
次に、供給パネル７０に対して負荷１００を接続するための接続構造について詳細に説明する。この接続構造では、実施の形態１において図１０、１３、１６に示したのと同様の接続端子２０、２２、２７を用いることができる。これら図１０、１３、１６に対応する構造を図３４〜３６にそれぞれ示す。ただし、本実施の形態では、接続端子２０、２２、２７の外部電極２０ａ、２２ａ、２７ａは接地極側の導電板７１に接続され、内部電極２０ｂ、２２ｂ、２７ｂは接地極側の導電板７１及び絶縁層７４を貫通する引出孔１５ｃを介して、陽極側の導電板７３に接続される。
【００９５】
（通信構造）
通信構造は、実施の形態１において図２１、２３〜２５に示したのと同様の電界プローブ、磁界プローブ、ＰＬＣ通信構造を用いることができる。これら図２１、２３〜２５に対応する構造を図３７〜４０にそれぞれ示す。なお、ここでは、これら電界プローブ３２や磁界プローブ３３が導電板７１を貫通して絶縁層７４に差し込まれている例を示しているが、供給パネル７０の下側から当該供給パネル７０にアクセスできる場合（例えば実施の形態２のような桟構造にて供給パネル７０を支持した場合）には、導電板７２を貫通して絶縁層７５に差し込むようにしてもよい。また、ＰＬＣ通信を行う場合には、接地極側の導電板７２及び陽極側の導電板７３を用いてもよい。
【００９６】
（供給パネル７０相互の接続構造）
次に、供給パネル７０を相互に接続するための接続構造について説明する。図４１は、接続構造及び接続手順を示す縦断面図であり、（ａ）は供給パネル７０の付き合わせ状態、（ｂ）は連結部の挿入前の状態、（ｃ）は連結部の挿入後の状態をそれぞれ示す。
【００９７】
図４１（ａ）に示すように、相互に接続される２枚の供給パネル７０は、それぞれの接続側の端部を傾斜状に加工されている。より具体的には、下側の導電板７２のみが相手方の供給パネル７０に向けて突出され、絶縁層７５、導電板７３、絶縁層７４の各々は上方に至るに伴って相手方の供給パネル７０から遠ざかるように傾斜し、上側の導電板７１は絶縁層７４の傾斜上端位置よりさらに相手方の供給パネル７０から遠ざかる位置に配置されている。そして、これら２枚の供給パネル７０を並設することで、これら２枚の供給パネル７０の相互間には断面略Ｖ字状の空間部７０ａが形成される。この状態においては導電板７３の端部が外部に露出されているが、例えば、導電板７３の側方を絶縁層７６で囲繞した供給パネル７０を準備し、この供給パネル７０の連結面を傾斜状に加工することで、導電板７３の端部を露出させてもよい。あるいは、絶縁層７６を省略して、始めから導電板７３の端部を露出させた供給パネル７０を用いてもよい。
【００９８】
このような状態において、下側の導電板７２を所定方法（例えば、溶接、あるいは、導電性部材を用いたピン留めやテープ留め）にて相互に接続して図４１（ｂ）の状態とすることで、下側の導電板７２を相互に導通可能とする。そして、連結部７７を上方から空間部７０ａに挿入して図４１（ｃ）の状態とする。この連結部７７は、導電部７７ａ、絶縁部７７ｂ、導電部７７ｃ、絶縁部７７ｄを図示のように順次重合して構成され、全体として、空間部７０ａに略対応する断面略Ｖ字状に形成されている。特に、導電部７７ｃの両側方には下方に突出する接続端子７７ｅが設けられている。従って、連結部７７を空間部７０ａに挿入すると、接続端子７７ｅが導電板７３の端部に差し込まれ、接続端子７７ｅを介して導電板７３を導電部７７ｃに導通可能に連結することができる。
【００９９】
その後、上側の導電板７１と連結部７７の導電部７７ａとを溶接等の任意の方法にて相互に接続し、あるいは、導電性のシールをこれら上側の導電板７１及び導電部７７ａに架け渡すように貼付すことにより、導電部７７ａを介して上側の導電板７１を相互に導通可能に接続すると共に、絶縁部７７ｂ、７７ｄを介して絶縁層７４、７５を相互に電界又は磁界を伝播可能に接続する。これにて接続を終了する。
【０１００】
（実施の形態２の効果）
【０１０１】
このような構造によれば、供給パネル７０の外面に配置される導電板の全てを接地極としているので、人が供給パネル７０のいずれの外面に接触した場合においても、人への通電を防止することができ、人体の安全性を一層高めることができる。
そして、このような構成の供給パネル７０に対しても、その上面に機能モジュール５０を簡易に設置して、各種の機能を発揮させることができる。
【０１０２】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３は、供給パネルを密閉型に構成した形態である。なお、実施の形態２と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態２で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【０１０３】
（供給パネルの構成）
図４２は、本実施の形態３に係る給電通信システムの縦断面図である。この図４２に示すように、給電通信システムは、建屋内の居室１の床部２の上面に、複数の供給パネル９０を並設して構成されている。
【０１０４】
各供給パネル９０は、一対の導電板９１、９２と、これら一対の導電板９１、９２の相互間に配置された導電板９３と、導電板９１と導電板９３との相互間に配置された絶縁層９４と、導電板９２と導電板９３との相互間に配置された絶縁層９５とを備えて構成されている。また、導電板９３の側方には絶縁層９６が配置されており、これら絶縁層９４〜９６によって導電板９３が完全に囲繞されて外部から絶縁されることで、当該導電板９３の端部が電力供給パネル９０の端面に対して非露出状とされている。さらに、実施の形態３と異なり、絶縁層９４〜９６の四周側方にも導電板９７が配置された密閉構造となっており、この導電板９７を介して一対の導電板９１、９２が相互に導通可能に接続されている。なお、図４３に示すように、隣接する複数の電力通信パネル９０の導電板９３を後述する接続構造を用いることで相互に接続してもよい。
【０１０５】
（電力供給構造）
電力供給構造については、実施の形態２と同様に、図３４〜３６に示した接続端子２０、２２、２７を用いることができるので、その説明を省略する。このような電力通信システムにより、供給パネル９０の外側に露出する導電板９１、９２及び側方の導電板９７が接地極側、中央の導電板９３が陽極側になるように電力が供給される。なお、陽極側供給線１４ｂを導電板９３の端面に接続する場合には、絶縁層９６及び導電板９７に貫通孔を形成し、当該貫通孔を介して陽極側供給線１４ｂを引き込んでもよい。この際には、導電板９７と陽極側供給線１４ｂとの相互間に絶縁部材を設けて絶縁を確保することが好ましい。
【０１０６】
（通信構造）
電力供給構造については、実施の形態２と同様に、図３７〜４０に示した電界プローブ、磁界プローブ、ＰＬＣ通信構造を用いることができるので、その説明を省略する。
【０１０７】
（供給パネル９０相互の接続構造）
次に、供給パネル９０を相互に接続するための接続構造については、図４１に示した接続構造を適用できるので、その説明を省略する。この場合において、例えば、導電板９３の側方を絶縁層９６や導電板９７で囲繞した供給パネル９０を準備し、この電力供給パネル９０の連結面を傾斜状に加工することで、導電板９３の端部を露出させてもよい。あるいは、絶縁層９６や導電板９７を省略して、始めから導電板９３の端部を露出させた供給パネル９０を用いてもよい。
【０１０８】
（実施の形態３の効果）
このような構成によれば、陽極側の導電板９３が絶縁層９４〜９６及び接地極側の導電板９７にて完全に囲繞されて外部に露出しないので、供給パネル９０の安全性を一層高めることができる。特に、陽極側の導電板９３を絶縁層９４〜９６及び接地極側の導電板９７にて完全に囲繞することで、陽極側の導電板９３を流れるプラス電流に起因するノイズが供給パネル９０の外部に漏洩しないようにシールドすることができ、通信環境を高めることができる。
そして、このような構成の供給パネル５０に対しても、その上面に機能モジュール５０を簡易に設置して、各種の機能を発揮させることができる。
【０１０９】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【０１１０】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
また、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【０１１１】
（各実施の形態の組合せ）
各実施の形態に示した構成は、相互に組合せることができ、例えば、各実施の形態１から３の供給パネル１０、７０、９０を、同一の給電通信対象平面５に混在して敷設してもよい。
【０１１２】
（機能モジュールの構造）
また、各機能モジュールの具体的構造は、当該各機能モジュールの機能を奏し得る公知の構造を採用することができる。また、各機能モジュールと供給パネルや負荷との接続構造についても、接続端子と機能モジュールとを相互に別構成とする等、変更することが可能である。
【０１１３】
（絶縁層の構成）
絶縁層は、板状体以外にも、複数の導電板の相互の絶縁性を維持できる限りにおいて任意の形状にて構成することができる。例えば、立方体状、直方体状、角棒状、あるいは、球状の如き絶縁性物質を、複数の導電板の相互間に連続的に又は断続的に配置することで、絶縁層を形成してもよい。すなわち、複数の導電板の相互間に板状の絶縁空間部が形成できればよく、この絶縁空間部の内部に絶縁性物質を必ずしも充満させる必要はない。ただし、絶縁性物質を充満させた場合には、水の浸入を防止することが可能となる点においてより好ましい。
【０１１４】
（陽極の導電板の端部の非露出化のための構成）
実施の形態２においては、接地極側の導電板の相互間に配置された陽極の導電板を、その側方においても絶縁層にて囲繞することで、当該陽極の導電板の端部が電力供給パネルの端面から外部に露出しないようにしている。また、実施の形態３においては、接地極側の導電板の相互間に配置された陽極の導電板の側方にも、接地極になる導電板を配置することで、当該陽極の導電板の端部が電力供給パネルの端面から外部に露出しないようにしている。この他にも、陽極の導電板の端部を電力供給パネルの端面から外部に露出させないための構成を採用することができ、例えば、陽極の導電板の長さ及び幅を、接地極側の導電板の長さ及び幅より短くすることで、陽極の導電板の端部を電力供給パネルの内側に位置させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
この発明は、各種の空間に電力を供給するものであり、特に、広範な給電通信対象平面に電力供給を行なうと共に、利用者の安全確保を図ることに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る給電通信システムを適用した居室の斜視図である。
【図２】図１の要部平面図である。
【図３】図１の供給パネル周辺の縦断面図である。
【図４】電力供給機能や通信機能のための構造を概念的に示す側面図である。
【図５】供給パネルの斜視図である。
【図６】第１の機能モジュールの構成を概念的に示す斜視図である。
【図７】電力供給構造を概念的に示す縦断面図である。
【図８】電力供給構造を概念的に示す斜視図である。
【図９】電源モジュールと供給パネルとの接続構造を示す図である。
【図１０】接続端子周辺の拡大図である。
【図１１】他の例に係る接続端子を備えた電源モジュールと供給パネルとの接続構造を示す図である。
【図１２】接続端子周辺の拡大図である。
【図１３】接続端子に導電性シールを貼付した状態を示す図である。
【図１４】接続孔を導電性カバーにて塞いだ状態を示す図である。
【図１５】接続孔を絶縁体にて閉鎖した状態を示した図である。
【図１６】供給パネルを他の例に係る接続端子と共に示す縦断面図である。
【図１７】配電モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図１８】他の例係る配電モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図１９】図１８の配電モジュールの平面図である。
【図２０】電界通信用の有線通信モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図２１】図２０の要部縦断面図である。
【図２２】磁界通信用の有線通信モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図２３】図２２の要部縦断面図である。
【図２４】ＰＬＣ通信における電力供給用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。
【図２５】ＰＬＣ通信における電力取得用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。
【図２６】無線通信モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図２７】センサモジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図２８】アクチュエータモジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図２９】処理モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図３０】接続構造及び接続手順を示す縦断面図であり、（ａ）は供給パネルの付き合わせ状態、（ｂ）は連結部の挿入前の状態、（ｃ）は連結部の挿入後の状態をそれぞれ示す図である。
【図３１】実施の形態２に係る給電通信システムの縦断面図である。
【図３２】実施の形態２の他の例に係る給電通信システムの縦断面図である。
【図３３】電力供給構造を概念的に示す縦断面図である。
【図３４】図１０に対応する、実施の形態２に係る接続端子周辺の拡大図である。
【図３５】図１３に対応する、実施の形態２に係る接続端子周辺の拡大図である。
【図３６】図１６に対応する、実施の形態２に係る接続端子周辺の拡大図である。
【図３７】図２１に対応する、電界通信用の有線通信モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図３８】図２３に対応する、磁界通信用の有線通信モジュールを供給パネルと共に示す縦断面図である。
【図３９】図２４に対応する、ＰＬＣ通信における電力供給用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。
【図４０】図２５に対応する、ＰＬＣ通信における電力取得用の有線通信モジュール周辺の要部縦断面図である。
【図４１】接続構造及び接続手順を示す縦断面図であり、（ａ）は供給パネルの付き合わせ状態、（ｂ）は連結部の挿入前の状態、（ｃ）は連結部の挿入後の状態をそれぞれ示す図である。
【図４２】実施の形態３に係る給電通信システムの縦断面図である。
【図４３】実施の形態３の他の例に係る給電通信システムの縦断面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 居室
２ 床部
３ 絶縁シート
５ 給電通信対象平面
６ 給電通信非対象平面
７ 床構成パネル
１０、７０、９０ 供給パネル
１１、１２、７１〜７３、９１〜９３、９７ 導電板
１３、７４〜７６、９４〜９６ 絶縁層
１４ 電力供給部
１４ａ 直流電源
１４ｂ 陽極側供給線
１４ｃ 接地極側供給線
１５ 電力取出部
１５ａ 陽極側取出線
１５ｂ 接地極側取出線
１５ｃ 引出孔
２０、２２、２７ 接続端子
２０ａ、２２ａ、２７ａ、３２ａ 外部電極
２０ｂ、２２ｂ、２７ｂ、３２ｂ 内部電極
２０ｃ、２２ｃ、２７ｃ、３２ｃ 絶縁層
２１ 接続孔
２２ｄ、２７ｄ 接触部
２３、２５ 導電性シール
２４ 導電性カバー
２６ 絶縁体
２８ 取付ネジ
３２ 電界プローブ
３３ 磁界プローブ
５５ｂ モデム
３５ 光ファイバ
３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂ 信号線
５０ 機能モジュール
５１ 第１の機能モジュール
５１ａ 床面構成板
５１ｂ 支持脚
５２ 第２の機能モジュール
５３ 電源モジュール
５４ 配電モジュール
５４ａ 電力供給端子
５５ 有線通信モジュール
５５ａ 信号接続端子
５５ｄ 信号分離フィルタ
５６ 無線通信モジュール
５６ａ 無線送受信器
５７ センサモジュール
１００ 負荷
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導電板と、複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを、相互に重畳状に配置して一体に構成された、電力又は通信信号を供給するための供給パネルと、
前記供給パネルを下方から支持する支持体と、
前記供給パネルの上方に複数並設されるものであって、床面を構成する機能を有する第１の機能モジュール、又は、床面を構成する機能に加えて前記供給パネルに接続されて電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有する第２の機能モジュール、
を備えたことを特徴とする電力通信床構造。
【請求項２】
前記供給パネルは、
前記機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とするように、前記複数の導電板に直流電源が接続され、
前記導電板又は前記絶縁層を、前記通信信号を伝播するための通信路としたこと、
を特徴とする請求項１に記載の電力通信床構造。
【請求項３】
前記第２の機能モジュールは、
電源にて供給された電力を前記供給パネルに供給する電源モジュール、又は、前記供給パネルを介して供給された電力を負荷に供給する配電モジュールであること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の電力通信床構造。
【請求項４】
前記第２の機能モジュールは、
通信機器から出力された通信信号を前記供給パネルに有線又は無線にて中継し、又は、前記供給パネルを介して供給された通信信号を通信機器に有線又は無線にて中継する、通信モジュールであること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の電力通信床構造。
【請求項５】
前記第２の機能モジュールは、
当該第２の機能モジュールの上方における所定の検知対象を検知し、当該検知結果に関する通信信号を前記供給パネルに出力するセンサモジュールであること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の電力通信床構造。
【請求項６】
前記第２の機能モジュールは、
当該第２の機能モジュールの内部又は外部に対する動作を行なうアクチュエータモジュールであること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の電力通信床構造。
【請求項７】
前記第２の機能モジュールは、
情報処理を行なうための情報処理モジュールであること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の電力通信床構造。
【請求項８】
支持体と、床面を構成する機能を有する第１の機能モジュール又は当該床面を構成する機能に加えて電力若しくは通信信号を供給する機能を有する第２の機能モジュールとの相互間に敷設されるものであって、当該第２機能モジュールとの間において前記電力又は前記通信信号の入力又は出力を行う供給パネルであって、
複数の導電板と、これら複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを、相互に重畳状に配置して一体に構成され、
前記機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とするように、前記複数の導電板に直流電源が接続され、
前記導電板又は前記絶縁層を、前記通信信号を伝播するための通信路としたこと、
を特徴とする供給パネル。
【請求項９】
電力又は通信信号を供給可能な供給パネルの上面に複数並設されるものであって、床面を構成する機能、又は、床面を構成する機能に加えて前記供給パネルに対して電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有すること、
を特徴とする機能モジュール。
【請求項１】
複数の導電板と、複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを、相互に重畳状に配置して一体に構成された、電力又は通信信号を供給するための供給パネルと、
前記供給パネルを下方から支持する支持体と、
前記供給パネルの上方に複数並設されるものであって、床面を構成する機能を有する第１の機能モジュール、又は、床面を構成する機能に加えて前記供給パネルに接続されて電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有する第２の機能モジュール、
を備えたことを特徴とする電力通信床構造。
【請求項２】
前記供給パネルは、
前記機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とするように、前記複数の導電板に直流電源が接続され、
前記導電板又は前記絶縁層を、前記通信信号を伝播するための通信路としたこと、
を特徴とする請求項１に記載の電力通信床構造。
【請求項３】
前記第２の機能モジュールは、
電源にて供給された電力を前記供給パネルに供給する電源モジュール、又は、前記供給パネルを介して供給された電力を負荷に供給する配電モジュールであること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の電力通信床構造。
【請求項４】
前記第２の機能モジュールは、
通信機器から出力された通信信号を前記供給パネルに有線又は無線にて中継し、又は、前記供給パネルを介して供給された通信信号を通信機器に有線又は無線にて中継する、通信モジュールであること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の電力通信床構造。
【請求項５】
前記第２の機能モジュールは、
当該第２の機能モジュールの上方における所定の検知対象を検知し、当該検知結果に関する通信信号を前記供給パネルに出力するセンサモジュールであること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の電力通信床構造。
【請求項６】
前記第２の機能モジュールは、
当該第２の機能モジュールの内部又は外部に対する動作を行なうアクチュエータモジュールであること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の電力通信床構造。
【請求項７】
前記第２の機能モジュールは、
情報処理を行なうための情報処理モジュールであること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の電力通信床構造。
【請求項８】
支持体と、床面を構成する機能を有する第１の機能モジュール又は当該床面を構成する機能に加えて電力若しくは通信信号を供給する機能を有する第２の機能モジュールとの相互間に敷設されるものであって、当該第２機能モジュールとの間において前記電力又は前記通信信号の入力又は出力を行う供給パネルであって、
複数の導電板と、これら複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを、相互に重畳状に配置して一体に構成され、
前記機能モジュールに最も近接する側に配置された導電板を接地極とするように、前記複数の導電板に直流電源が接続され、
前記導電板又は前記絶縁層を、前記通信信号を伝播するための通信路としたこと、
を特徴とする供給パネル。
【請求項９】
電力又は通信信号を供給可能な供給パネルの上面に複数並設されるものであって、床面を構成する機能、又は、床面を構成する機能に加えて前記供給パネルに対して電力若しくは通信信号の入力若しくは出力を行う機能を有すること、
を特徴とする機能モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【公開番号】特開２００８−２８０７８３（Ｐ２００８−２８０７８３Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２６９８３（Ｐ２００７−１２６９８３）
【出願日】平成１９年５月１１日（２００７．５．１１）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１１日（２００７．５．１１）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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