(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体を経由した無線電力伝送による可動部多重化伝送システムであって、
電力を供給する一次送信電源と、
前記一次送信電源からの電力を無線伝送する複数系統の送信アンテナ、及び、対となる前記送信アンテナからの電力を受信する複数系統の受信アンテナからなる送受信部と、
対となる前記送信アンテナの共振条件を成立させる複数系統の送信電源回路と、
対となる前記受信アンテナの共振条件を成立させる複数系統の受信電源回路とを備え、
前記送信アンテナは、
前記回転体の軸心を略中心にして又は軸心周りに配置される送信側コイルと、
前記系統ごとに前記送信側コイルによる磁束をコントロールするよう、対となる前記送信側コイルの軸心を略中心にして配置された所定の透磁率の送信側スペーサと、
前記受信アンテナは、
前記送信側コイルの配置形態と同一の形態で、前記回転体の軸心を略中心にして又は軸心周りに配置される受信側コイルと、
前記系統ごとに前記受信側コイルによる磁束をコントロールするよう、対となる前記受信側コイルの軸心を略中心にして配置された所定の透磁率の受信側スペーサとを備えた
ことを特徴とする無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項２】
前記各送信側コイルは、各々異なる径に構成され、前記回転体の軸心を略中心にして各々ギャップを有して重ねられ、
前記各受信側コイルは、各々異なる径に構成され、対となる前記送信側コイルにギャップを有して対向し、各々ギャップを有して重ねられた
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項３】
前記各送信側コイルは、各々異なる径に構成され、前記回転体の軸心を略中心にして各々ギャップを有して重ねられ、
前記各受信側コイルは、各々異なる径に構成され、対となる送信側コイルにギャップを有して隣接して重ねられ、
対となる前記送信側スペーサ及び前記受信側スペーサは透磁率が異なる
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項４】
前記各送信側コイルは、任意の形状に構成され、前記回転体の軸心周りに配置され、
前記各受信側コイルは、任意の形状に構成され、対となる前記送信側コイルにギャップを有して対向して配置された
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項５】
前記送受信部は、
１系統以上の前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが勘合配置された複数の勘合部と、
略同一軸心上に沿って隣接する前記勘合部の送信側スペーサ及び受信側スペーサの透磁率以下の透磁率の部材からなり、当該隣接する勘合部を直列接続する接続用中空スペーサとを備え、
前記送信側コイルは、前記回転体の軸心を略中心にして配置され、
前記受信側コイルは、対となる送信側コイルにギャップを有して隣接して重ねられ、
対となる前記送信側スペーサ及び前記受信側スペーサは透磁率が異なる
ことを特徴とする請求項１記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項６】
前記送受信部は、最外層の前記送信側スペーサ及び／又は前記受信側スペーサの外側にギャップを有して重ねられた中空スペーサを備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項７】
前記送受信部は、磁界共鳴により無線伝送を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項８】
前記送受信部は、電界共鳴により無線伝送を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項９】
前記送受信部は、電磁誘導により無線伝送を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項１０】
前記送信側コイル及び前記受信側コイルは、各々２個以上のコイルから構成された
ことを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項１１】
前記一次送信電源は、前記各送信アンテナに対して異なる周波数の電力を供給する
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項１２】
前記受信電源回路は、前記受信アンテナの伝送状況に応じて前記受信アンテナの共振条件を可変する
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のうちのいずれか１項記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【請求項１３】
前記送信電源回路は、前記送信アンテナの伝送状況に応じて前記送信アンテナの共振条件を可変する
ことを特徴とする請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項記載の無線電力伝送による可動部多重化伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、機械的接点を必要とするスリップリング装置による電力の多重化伝送機能を、非接触で実現可能とする無線電力伝送による可動部多重化伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機構的な回転体を経由して電源ラインを負荷機器等へ接続する場合、従来では、機械的接点を有するスリップリング装置を使用している。
このスリップリング装置は、送信電源が接続され、回転体の外周面に絶縁体を介して配置された環状のスリップリングと、受信電源が接続され、スリップリングの外周面と摺動接触するブラシとから構成されている。なお、受信電源には負荷機器等が接続されている。この構成により、スリップリングとブラシが電気的に接続され、送信電源からの電力を受信電源へ伝送することができる。さらに、このスリップリング装置において、スリップリング及びブラシの対を多重化することで、複数系統の電力を多重化伝送することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１２２８５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、スリップリング装置では、機械的接点となるスリップリングとブラシの接点における磨耗劣化が発生する。そのため、磨耗劣化により電力伝送システムの寿命が制限されてしまうという課題があった。
【０００５】
一方、従来から非接触の無線電力伝送による伝送装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に開示された伝送装置では、給電コイルに対して受電コイルを含む受電回路ユニットを複数対応させて構成し、各受電回路ユニットの出力側に整流素子を結合し、この整流素子を含む受電回路ユニットを並列で負荷に結合させている。これにより、受電回路ユニット間での逆流防止を図りつつ、各受電回路ユニット出力電流の加算による出力増大が可能となる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、非接触の無線電力伝送について記載されているものの、伝送電力の増大化を主目的としたものであり、伝送系統を単純に並列に足したものである。そのため、この伝送装置では、系統間で磁界が共有されてしまい、各々独立した電力の多重化伝送は実現することができないという課題がある。また、上記伝送装置は、回転体を経由した電力伝送を想定したものではなく、スリップリング装置に代えて適用することができないという課題もある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、スリップリング装置による電力の多重化伝送機能を非接触で実現可能とする無線電力伝送による可動部多重化伝送システム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】
この発明に係る無線電力伝送による可動部多重化伝送システムは、電力を供給する一次送信電源と、一次送信電源からの電力を無線伝送する複数系統の送信アンテナ、及び、対となる送信アンテナからの電力を受信する複数系統の受信アンテナからなる送受信部と、対となる送信アンテナの共振条件を成立させる複数系統の送信電源回路と、対となる受信アンテナの共振条件を成立させる複数系統の受信電源回路とを備え、送信アンテナは、回転体の軸心を略中心にして又は軸心周りに配置される送信側コイルと、系統ごとに送信側コイルによる磁束をコントロールするよう、対となる送信側コイルの軸心を略中心にして配置された所定の透磁率の送信側スペーサと、受信アンテナは、送信側コイルの配置形態と同一の形態で、回転体の軸心を略中心にして又は軸心周りに配置される受信側コイルと、系統ごとに受信側コイルによる磁束をコントロールするよう、対となる受信側コイルの軸心を略中心にして配置された所定の透磁率の受信側スペーサとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、上記のように構成したので、スリップリング装置による電力の多重化伝送機能を非接触で実現可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る無線電力伝送による可動部多重化伝送システムの構成を示す模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１における送受信部の構成を示す模式図であり、（ａ）送受信部の側面図であり、（ｂ）送信アンテナ及び受信アンテナの正面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における送信アンテナの単体の構成を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態２における送受信部の構成を示す模式図であり、（ａ）送受信部の側面図であり、（ｂ）送受信部の正面図である。
【図５】この発明の実施の形態２における送信アンテナ及び受信アンテナの構成を示す正面図である。
【図６】この発明の実施の形態３における送信アンテナ及び受信アンテナの構成を示す正面図である。
【図７】この発明の実施の形態４における送受信部の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る無線電力伝送による可動部多重化伝送システムの構成を示す模式図である。
無線電力伝送による可動部多重化伝送システムは、機構的な回転体（不図示）を経由して電源ラインを負荷機器等（不図示）へ接続する場合等に用いられるものであり、電気信号を含む複数系統の電力を並列に無線伝送する装置である。この無線電力伝送による可動部多重化伝送システムは、図１に示すように、一次送信電源１、送信電源回路２、送受信部３及び受信電源回路４から構成されている。また、送受信部３は、送信アンテナ５及び受信アンテナ６を有している。そして、可動部多重化伝送システムは、多重化伝送を行うため、送信電源回路２、送信アンテナ５、受信アンテナ６及び受信電源回路４を各々複数系統有している（図１の例では３系統設けた場合を示し、各機能部の符号に接尾記号ａ〜ｃを付している）。
【００１２】
一次送信電源１は、各送信電源回路２を介して各送信アンテナ５に対し、所定の電力を供給するものである。
送信電源回路２は、一次送信電源１と送信アンテナ５間に配置され、共鳴インピーダンス制御により、対となる送信アンテナ５の共振条件を成立させるものである。
【００１３】
送信アンテナ５は、対となる送信電源回路２を介して一次送信電源１から供給された電力を、受信アンテナ６に無線伝送するものである。この送信アンテナ５の構成の詳細については後述する。
受信アンテナ６は、対となる送信アンテナ５からの電力を受信するものである。この受信アンテナ６により受信された電力は受信電源回路４を介して負荷機器等に供給される。この受信アンテナ６の構成の詳細については後述する。
【００１４】
受信電源回路４は、受信アンテナ６と負荷機器等間に配置され、入力インピーダンス制御により、対となる受信アンテナ６の共振条件を成立させるものである。
なお、送受信部３の無線伝送方式は特に限定されるものではなく、磁界共鳴による方式、電界共鳴による方式、電磁誘導による方式のいずれであってもよい。
【００１５】
次に、送受信部３の構成について、図２，３を参照しながら説明する。図２はこの発明の実施の形態１における送受信部３の構成を示す模式図であり、（ａ）送受信部３の側面図であり、（ｂ）送信アンテナ５及び受信アンテナ６の正面図である。また、図３は単体の送信アンテナ５の構成を示す斜視図である。なお図３では送信アンテナ５について示しているが、受信アンテナ６についても同様である。
【００１６】
送受信部３は、図２（ａ）に示すように、各送信アンテナ５及び各受信アンテナ６が所定のギャップを有して対向配置されている。
この送信アンテナ５は、図２，３に示すように、送信側スペーサ７及び送信コイル８から構成されている。また、受信アンテナ６も同様に、受信側スペーサ９及び受信コイル１０から構成されている。
なお、図２の例では、送受信部３を３系統とした場合を示し、各機能部の符号に接尾記号ａ〜ｃを付している。
【００１７】
送信側コイル８は、回転体の軸心を略中心にして又は軸心周りに配置されるものである。実施の形態１では、各送信側コイル８が、各々異なる径に構成され、回転体の軸心を略中心にして各々所定のギャップを有して重ねられている。
送信側スペーサ７は、系統ごとに送信側コイル８による磁束をコントロールするよう、対となる送信側コイル８の軸心を略中心にして配置されたものであり、所定の透磁率の部材により構成されている。実施の形態１では、各送信側スペーサ７が、各々異なる径に構成された中空スペーサ（以下、送信側中空スペーサ７と称す）であり、各々所定のギャップを有して重ねられている。
【００１８】
受信側コイル１０は、送信側コイル８の配置形態と同一の形態で、回転体の軸心を略中心にして又は軸心周りに配置されるものである。実施の形態１では、各受信側コイル１０が、各々異なる径に構成され、回転体の軸心を略中心にして各々所定のギャップを有して重ねられている。
受信側スペーサ９は、系統ごとに受信側コイル１０による磁束をコントロールするよう、対となる受信側コイル１０の軸心を略中心にして配置されたものであり、所定の透磁率の部材により構成されている。実施の形態１では、各受信側スペーサ９が、各々異なる径に構成された中空スペーサ（以下、受信側中空スペーサ９と称す）であり、各々所定のギャップを有して重ねられている。
【００１９】
なお、図２に示す構成（送信アンテナ５及び受信アンテナ６を対向配置した構成）では、各送信側中空スペーサ７及び各受信側中空スペーサ９の透磁率はすべて同一であってもよい。ただし、この場合には伝送効率が劣化する。そのため、伝送効率を考慮する必要がある場合には、隣接する送信側中空スペーサ７間及び隣接する受信側中空スペーサ９間の透磁率は各々異なる方がよい。例えば、図２において、第１の送信側中空スペーサ７ａ及び第１の受信側中空スペーサ９ａの透磁率は２５００とし、第２の送信側中空スペーサ７ｂ及び第２の受信側中空スペーサ９ｂの透磁率は２５０とし、第３の送信側中空スペーサ７ｃ及び第３の受信側中空スペーサ９ｃの透磁率は２５とする。
【００２０】
このように、所定の透磁率のスペーサ７，９を用いることで、コイル８，１０間の磁束をコントロールすることができ、結合磁束の最適化を図ることができる。よって、無線電力伝送による多重化伝送が可能となる。
【００２１】
以上のように、この実施の形態１によれば、各送信側コイル８を、回転体の軸心を略中心にして各々ギャップを有して重ね、各受信側コイル１０を、対となる送信側コイル８にギャップを有して対向させ、各々ギャップを有して重ね、スペーサ７，９によりコイル８，１０間の磁束をコントロールするように構成したので、スリップリング装置による電力の多重化伝送機能を非接触で実現可能とすることができる。その結果、機械的接点の磨耗劣化による寿命制限がなくなり、装置の長寿命化が可能となる。また、無線電力伝送のため、汚染による接触不良や結露による漏電などを防ぐことができるため、装置の信頼性が向上する。さらに、機械的接点の磨耗により発生するスパーク等もないため、引火性のある気体や液体中においても動作が可能である。
【００２２】
なお、図２に示す例では、送信アンテナ５側において、最外層の送信側中空スペーサ７ａの外周面に送信側コイル８ａが露出して巻線されている。これに対して、その外側にさらに中空スペーサを所定のギャップを有して重ねるようにしてもよい。これにより、当該中空スペーサがシールド材として機能し、外部への磁束漏洩を防止することができる。受信アンテナ６側についても同様に構成可能である。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態１では、送信アンテナ５及び受信アンテナ６を独立に構成して対向配置した場合について示した。それに対して、実施の形態２では、送信アンテナ５及び受信アンテナ６を一体に勘合配置した場合について示す。
なお、実施の形態２に係る無線電力伝送による可動部多重化伝送システムは、図１に示す実施の形態１に係る無線電力伝送による可動部多重化伝送システムの構成と同様であり、その説明を省略する。
【００２４】
送受信部３の構成について、図４，５を参照しながら説明する。図４はこの発明の実施の形態２における送受信部３の構成を示す模式図であり、（ａ）送受信部３の側面図であり、（ｂ）送受信部３の正面図である。また、図５は送信アンテナ５及び受信アンテナ６の正面図である。なお、図４，５の例では、送受信部３を３系統とした場合を示し、各機能部の符号に接尾記号ａ〜ｃを付している。
【００２５】
実施の形態２における送受信部３は、図４に示すように、各送信アンテナ５及び各受信アンテナ６が勘合配置されている。すなわち、図４（ｂ）に示すように、各送信側コイル８は、回転体の軸心を略中心にして各々所定のギャップを有して重ねられ、また、各受信側コイル１０は、対となる送信側コイル８の内側に所定のギャップを有して隣接して重ねられている。
なお、受信アンテナ６は、図５に示すように、対となる送信アンテナ５に対して内側に配置されるよう、当該送信アンテナ５より小さい径で構成されている。
【００２６】
なお、図４に示す構成（送信アンテナ５及び受信アンテナ６を勘合配置した構成）では、対となる送信側中空スペーサ７及び受信側中空スペーサ９の透磁率を各々変える必要がある。例えば、図４において、第１〜３の送信側中空スペーサ７ａ〜７ｃの透磁率は４π×１０＾−９とし、第１の受信側中空スペーサ９ａの透磁率は２５００とし、第２の受信側中空スペーサ９ｂの透磁率は２５０とし、第３の受信側中空スペーサ９ｃの透磁率は２５とする。
【００２７】
以上のように、この実施の形態２によれば、各送信側コイル８を、回転体の軸心を略中心にして各々ギャップを有して重ね、各受信側コイル１０を、対となる送信側コイル８にギャップを有して隣接して重ね、対となる送信側中空スペーサ７及び受信側中空スペーサ９の透磁率を変えるように構成しても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
なお、図４に示す例では、最外層の送信側中空スペーサ７ａの外周面に送信側コイル８ａが露出して巻線されている。これに対して、その外側にさらに中空スペーサを所定のギャップを有して重ねるようにしてもよい。これにより、当該中空スペーサがシールド材として機能し、外部への磁束漏洩を防止することができる。また、当該中空スペーサと次層の送信側中空スペーサ７ａを１つの組にして磁束のコントロールを行わせることも可能である。
【００２９】
また、図４，５に示す例では、受信アンテナ６を、対となる送信アンテナ５より小さい径で構成した場合を示したが、これとは逆に、送信アンテナ５を、対となる受信アンテナ６より小さい径で構成してもよい。
【００３０】
実施の形態３．
実施の形態１，２では、コイルとして環状のコイル５，６を用い、重ねて配置する場合について示した。それに対して、実施の形態３では、任意の形状のコイルを用い、回転体２０の外周に沿って複数設けた場合について示す。以下では、楕円形状のコイル８，１０を例に説明を行う。
なお、実施の形態３に係る無線電力伝送による可動部多重化伝送システムは、図１に示す実施の形態１に係る無線電力伝送による可動部多重化伝送システムの構成と同様であり、その説明を省略する。
【００３１】
送受信部３の構成について、図６を参照しながら説明する。図６はこの発明の実施の形態３における送信アンテナ５及び受信アンテナ６の構成を示す正面図である。なお、図６の例では、送受信部３（送信アンテナ５及び受信アンテナ６）を３系統とした場合を示し、各機能部の符号に接尾記号ａ〜ｃを付している。
【００３２】
実施の形態３における送受信部３は、各送信アンテナ５及び各受信アンテナ６が、所定のギャップを有して対向配置されている。
図６に示すように、送信側コイル８は、楕円形状に構成され、回転体２０の外周（軸心周り）に沿って配置されている。また、受信側コイル１０は、楕円形状に構成され、対となる送信側コイル８に対向して回転体２０の外周に沿って配置されている。
【００３３】
ここで、送信側コイル８及び受信側コイル１０の形状を楕円形状としている理由は、回転体２０の回転に伴い送信側コイル８及び受信側コイル１０が回転している際に、対となるコイル８，１０間で磁束を共有できる時間を稼ぐためである。すなわち、送信アンテナ５と受信アンテナ６の回転は同期しているわけではないため、対となるコイル８，１０間において常に磁束を共有することはできない。例えば、第１の送信側コイル８ａと第１の受信側コイル１０ａが常に対向するわけではなく、第１の送信側コイル８ａと第２の受信側コイル１０ｂが対向する場合も生じる。よって、本構成は、電力の伝送先が系統ごとに区別されていない場合に有効であると考えられる。
【００３４】
なお、図６に示す構成（任意の形状のコイル８，１０を用い、送信アンテナ５及び受信アンテナ６を対向配置した構成）では、各送信側スペーサ７及び各受信側スペーサ９の透磁率はすべて同一であってもよい。例えば、図６において、第１〜３の送信側スペーサ７ａ〜７ｃ及び第１〜３の受信側スペーサ９ａ〜９ｃの透磁率は１０００とする。ただし、この場合には伝送効率が劣化するため、伝送効率を考慮する必要がある場合には、隣接する送信側スペーサ７間及び受信側スペーサ９間の透磁率は各々異なる方がよい。
【００３５】
以上のように、この実施の形態３によれば、任意の形状の送信側コイル８を、回転体２０の外周に沿って配置し、任意の形状の受信側コイル１０を、対となる送信側コイル８にギャップを有して対向配置するように構成したので、実施の形態１における効果に加え、実施の形態１に対して構造が簡単になり安価に構成することが可能となる。
【００３６】
なお、図６に示す例では、送信アンテナ５側において、各送信側中空スペーサ７ａ〜７ｃの外周面に送信側コイル８ａ〜８ｃが露出して巻線されている。これに対して、その外側にさらに中空スペーサを所定のギャップを有して重ねるようにしてもよい。これにより、当該中空スペーサがシールド材として機能し、外部への磁束漏洩を防止することができる。受信アンテナ６側についても同様に構成可能である。
【００３７】
なお、図６に示す例では、回転体２０の外周に送受信部３（送信アンテナ５及び受信アンテナ６）を配置する場合を例にして説明を行った。しかしながら、これに限るものではなく、中空の回転体２０の内部に送受信部３を配置するようにしてもよい。
【００３８】
実施の形態４．
実施の形態１，２では、複数系統の送信アンテナ５と受信アンテナ６を重ねて配置する場合について示した。それに対して、実施の形態４では、１系統の送信アンテナ５と受信アンテナ６を勘合配置したものを直列接続したものについて示す。
なお、実施の形態４に係る無線電力伝送による可動部多重化伝送システムは、図１に示す実施の形態１に係る無線電力伝送による可動部多重化伝送システムの構成と同様であり、その説明を省略する。
【００３９】
送受信部３の構成について、図７を参照しながら説明する。図７はこの発明の実施の形態４における送受信部３の構成を示す側面図である。なお、図７の例では、送受信部３を２系統とした場合を示し、各機能部の符号に接尾記号ａ，ｂを付している。
【００４０】
実施の形態４における送受信部３は、図７に示すように、複数の勘合部１１及び接続用中空スペーサ１２を備えている。
勘合部１１は、１系統の送信アンテナ５及び受信アンテナ６が勘合配置されたものである。なお、この勘合構造は実施の形態２と同様であり、その説明を省略する。
接続用中空スペーサ１２は、略同一軸心上に沿って隣接する勘合部１１の送信側中空スペーサ７及び受信側中空スペーサ９の透磁率以下の透磁率の部材からなり、当該隣接する勘合部１１を直列接続するものである。
【００４１】
ここで、図７に示すように、第１の送信側コイル８ａが巻線された第１の送信側中空スペーサ７ａ及び第１の受信側コイル１０ａが巻線された第１の受信側中空スペーサ９ａは、第１の勘合部１１ａを構成している。また、第２の送信側コイル８ｂが巻線された第２の送信側中空スペーサ７ｂ及び第２の受信側コイル１０ｂが巻線された第２の受信側中空スペーサ９ｂは、同様に第２の勘合部１１ｂを構成している。
そして、第１の勘合部１１ａ及び第２の勘合部１１ｂは、接続用中空スペーサ１２を介して直列接続される。これにより、隣接する第１の勘合部１１ａと第２の勘合部１１ｂ間における磁束の共有を防止することができる。また、図７では、２系統を直列接続した場合を示したが、複数の勘合部１１を同様に直列接続することで複数系統を多重化することができる。
【００４２】
なお、図７に示す構成（送信アンテナ５及び受信アンテナ６を勘合配置した上で直列接続した構成）では、例えば、第１，２の送信側中空スペーサ７ａ，７ｂの透磁率は４π×１０＾−９とし、第１，２の受信側中空スペーサ９ａ，９ｂの透磁率は１０００とし、接続用中空スペーサ１２の透磁率は４π×１０＾−９とする。
【００４３】
以上のように、この実施の形態４によれば、１系統の送信アンテナ５及び受信アンテナ６が勘合配置された複数の勘合部１１と、略同一軸心上に沿って隣接する勘合部１１の送信側スペーサ７及び受信側スペーサ９の透磁率以下の透磁率の部材からなり、当該隣接する勘合部１１を直列接続する接続用中空スペーサ１２とを備えるように構成したので、実施の形態１における効果に加え、実施の形態１に対して構造が簡単になり安価に構成することが可能となる。また、実施の形態２に対して送信部３の径を小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。
【００４４】
なお、図７に示す例では、最外層の送信側中空スペーサ７ａ，７ｂの外周面に送信側コイル８ａ，８ｂが露出して巻線されている。これに対して、その外側にさらに中空スペーサを所定のギャップを有して重ねるようにしてもよい。これにより、当該中空スペーサがシールド材として機能し、外部への磁束漏洩を防止することができる。また、当該中空スペーサと次層の送信側中空スペーサ７ａ，７ｂを１つの組にして磁束のコントロールを行わせることも可能である。
【００４５】
また、実施の形態４では、１系統の送信アンテナ５及び受信アンテナ６を勘合配置した勘合部１１を直列接続する場合について示した。これに対して、実施の形態２と組み合わせて、２系統以上の送信アンテナ５及び受信アンテナ６を勘合配置した勘合部１１を直列接続するようにしてもよい。
【００４６】
また、図７に示す例では、受信アンテナ６を、対となる送信アンテナ５より小さい径で構成した場合を示したが、これとは逆に、送信アンテナ５を、対となる受信アンテナ６より小さい径で構成してもよい。
【００４７】
また、実施の形態１，２，４に示す送受信部３は、回転体の外周に配置してもよいし、中空の回転体の内部に配置するようにしてもよい。なお、送受信部３を回転体の内部に配置する場合において、当該送受信部３のうち最も内側に配置されるスペーサ７，９は中空である必要はない。
【００４８】
また、実施の形態１〜４では、送信アンテナ５及び受信アンテナ６を各々単一のコイル（送信側コイル８、受信側コイル１０）から構成する場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、各コイル８，１０を、各々例えば給電用コイル及び共鳴用コイルから構成してもよく、２個以上のコイルで構成するようにしてもよい。
【００４９】
また、実施の形態１〜４において、一次送信電源１が各送信アンテナ５に供給する電力は系統ごとに同一周波数であってもよいし、異なる周波数であってもよい。なお、系統ごとに周波数が異なる場合には、系統ごとの送信アンテナ５及び受信アンテナ６の共振条件も変わることになる。
【００５０】
また、受信アンテナ６では、対となる送信アンテナ５間の距離や負荷電流・負荷インピーダンス等によって共振条件が変化する。そこで、受信側回路４にて、このような伝送状況の変化に応じて、受信アンテナ６に対して成立させる共振条件を可変とする機能を追加してもよい。また同様に、送信側回路２にて送信アンテナ５の共振条件を可変とする機能を追加するようにしてもよい。さらに、両回路２，４に各アンテナ５，６の共振条件を可変とする機能を追加するようにしてもよい。
【００５１】
また、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  一次送信電源、２，２ａ〜２ｃ  送信電源回路、３  送受信部、４，４ａ〜４ｃ  受信電源回路、５，５ａ〜５ｃ  送信アンテナ、６，６ａ〜６ｃ  受信アンテナ、７，７ａ〜７ｃ  送信側スペーサ（送信側中空スペーサ）、８，８ａ〜８ｃ  送信側コイル、９，９ａ〜９ｃ  受信側スペーサ（受信側中空スペーサ）、１０，１０ａ〜１０ｃ  受信側コイル、１１，１１ａ，１１ｂ  勘合部、１２  接続用中空スペーサ、２０  回転体。
【要約】
【課題】スリップリング装置による電力の多重化伝送機能を非接触で実現可能とする。
【解決手段】電力を供給する一次送信電源１と、供給された電力を無線伝送する複数系統の送信アンテナ５、及び、対となる送信アンテナ５からの電力を受信する複数系統の受信アンテナ６からなる送受信部３と、対となる送信アンテナ５の共振条件を成立させる複数系統の送信電源回路２と、対となる受信アンテナ６の共振条件を成立させる複数系統の受信電源回路４とを備え、送信アンテナ５は、回転体の軸心を略中心にして又は軸心周りに配置される送信側コイル８と、系統ごとに送信側コイル８による磁束をコントロールするよう配置された所定の透磁率の送信側スペーサ７と、受信アンテナ６は、送信側コイル８と同一形態で配置される受信側コイル１０と、系統ごとに受信側コイル１０による磁束をコントロールするよう配置された所定の透磁率の受信側スペーサ９とを備えた。
【選択図】図２【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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