(57)【要約】【課題】従来よりも優れた給電通信構造を提供すること。【解決手段】ＯｐｅｎＣｏａｘ８に対して電界型受電カード１４を取り付けて構成される給電通信構造である。ＯｐｅｎＣｏａｘ８は、長尺状に形成された内部導体３と、長尺状に形成されたものであって、内部導体３の外部において、当該内部導体３に対して同心状に配置された外部導体２と、内部導体３と外部導体２との相互間に配置されたものであって、これら内部導体３と外部導体２とを相互に絶縁する電磁波伝送路４とを備える。電界型受電カード１４は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の内部に挿通される挿通部と、挿通部を介してＯｐｅｎＣｏａｘ８との間で電力または信号の入力または出力を行う回路部とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電通信用線路に対して給電通信用接続体を取り付けて構成される給電通信構造であって、
前記給電通信用線路は、
長尺状に形成された内部導体と、
長尺状に形成されたものであって、前記内部導体の外部において、当該内部導体に対して同心状に配置された外部導体と、
前記内部導体と前記外部導体との相互間に配置されたものであって、これら内部導体と外部導体とを相互に絶縁する絶縁体とを備え、
前記給電通信用接続体は、
前記給電通信用線路の内部に挿通される挿通部と、
前記挿通部を介して前記給電通信用線路との間で電力または信号の入力または出力を行う回路部とを備え、
前記給電通信用線路の前記外部導体と前記絶縁体には、前記挿通部を前記外部導体の外部から前記内部導体に至るように挿通させるための挿通路を形成し、
前記挿通路を介して前記挿通部を前記外部導体の外部から前記内部導体に至るように挿通した状態において、この挿通部と前記内部導体および前記外部導体とを相互に接触接続または接合容量を介して非接触接続することにより、給電又は通信の少なくとも一方を行うことを可能とした、
給電通信構造。
【請求項２】
前記給電通信用線路に対して前記給電通信用接続体を取り付けた状態において、これら給電通信用線路と給電通信用接続体とにより、直列共振回路、並列共振回路、又は直列並列共振回路による電力出力手段を構成する、
請求項１に記載の給電通信構造。
【請求項３】
長尺状に形成された内部導体と、
長尺状に形成されたものであって、前記内部導体の外部において、当該内部導体に対して同心状に配置された外部導体と、
前記内部導体と前記外部導体との相互間に配置されたものであって、これら内部導体と外部導体とを相互に絶縁する絶縁体とを備え、
前記外部導体と前記絶縁体には、当該給電通信用線路に対して取り付けられる給電通信用接続体の少なくとも一部を、前記外部導体の外部から前記内部導体に至るように挿通させるための挿通路を形成した、
給電通信用線路。
【請求項４】
前記内部導体は、
前記給電通信用接続体の少なくとも一部を当該内部導体の表面に接触接続または接合容量を介して非接触接続させるための内部導体平坦部を備える、
請求項３に記載の給電通信用線路。
【請求項５】
当該給電通信用線路の長手方向の一端部に、通信波を吸収するための終端吸収素子を設けた、
請求項３又は４に記載の給電通信用線路。
【請求項６】
当該給電通信用線路の長手方向の端部において、前記内部導体と前記外部導体とを相互に非接触とした、
請求項３から５のいずれか一項に記載の給電通信用線路。
【請求項７】
前記内部導体に、過電流保護手段を設けた、
請求項３から６のいずれか一項に記載の給電通信用線路。
【請求項８】
前記内部導体に、サービススペースとしての空間部を設けた、
請求項３から７のいずれか一項に記載の給電通信用線路。
【請求項９】
前記内部導体は、前記空間部を有するボディと、当該ボディに取り付けられることによって当該ボディにおける前記空間部の開放面を閉鎖するキャップと、これらボディとキャップとを相互に固定する止めピンとを備える、
請求項８に記載の給電通信用線路。
【請求項１０】
給電通信用線路の内部に挿通される挿通部と、
挿通部を介して前記給電通信用線路との間で電力または信号の入力または出力を行う回路部とを備える、
給電通信用接続体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電通信構造と、そのための給電通信用線路及び給電通信用接続体に関する。
【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供給や通信を可能とするための様々な給電通信構造が提案されている。このような給電通信構造の一つとして、本願発明者等により、電力通信パネルが提案されている。この電力通信パネルは、複数の導電板と当該複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを相互に平行に重畳配置して構成されている。このような電力通信パネルを複数並設することで、広範な範囲で電力供給環境及び通信環境を構築できると共に、ユーザ側に露出する導電板をＧＮＤ極とすることで安全性の確保を図ることができる（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５１３６７号公報
【特許文献２】特開２００９−１１８５７０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、上記従来の複数の導電板を用いた給電通信構造には、次の問題点があった。
【０００５】
１）施工が難しかった。特に、導電板をアルミニウム板より形成した場合、複数の電力通信パネルを同一面に敷設するためには、各電力通信パネルのアルミニウム板同士を突き合わせて相互に溶接しなければならず、技術的に困難であった。
【０００６】
２）電力や通信の入出力端を導電板に作ることが難しかった。特に、高周波を反射させない精度で入出力端を製作することは困難であった。
【０００７】
３）導電板の相互間に電磁波が流せたとしても、導電板の端部で電磁波が反射した場合には、導電板の相互間に定在波が発生してしまい、高速通信を行わせることは困難である。この解決策として、導電板の外縁部に通信用の吸収部を設置することも考えらえるが、すべての導電板の外縁部に吸収体を配置することは、コストや施工性の観点から問題があった。
【０００８】
４）金属製の導電板は、短い波長の電磁波に対しては二次元導波路として機能し、直流に対しては等価断面積の大きな伝送路として働く。しかし、波長の長い電磁波に対しては、金属製の導電板は、コンデンサとして機能するため、極めて大きな伝送損失が発生してしまい、給電することが出来ない。このため、任意の場所で非接触にて給電する場合には、直流給電用の導電板とは別に、非接触給電用の複数の電極とこれらを結ぶ配線部を設けてインバータを配設しなければならない等、コストや電磁波放射の観点から問題があった。
【０００９】
５）導電板のいずれか一か所でショートすると、系全体がダウンしてしまう。このような場合の保全対策としては、導電板から給電を受ける各受電体にヒューズ等を設けることしかできず、給電通信構造全体で保全することができなかった。
【００１０】
このような点に鑑みて、本発明は、従来よりも優れた給電通信構造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に、請求項１に記載の給電通信構造は、給電通信用線路に対して給電通信用接続体を取り付けて構成される給電通信構造であって、前記給電通信用線路は、長尺状に形成された内部導体と、長尺状に形成されたものであって、前記内部導体の外部において、当該内部導体に対して同心状に配置された外部導体と、前記内部導体と前記外部導体との相互間に配置されたものであって、これら内部導体と外部導体とを相互に絶縁する絶縁体とを備え、前記給電通信用接続体は、前記給電通信用線路の内部に挿通される挿通部と、前記挿通部を介して前記給電通信用線路との間で電力または信号の入力または出力を行う回路部とを備え、前記給電通信用線路の前記外部導体と前記絶縁体には、前記挿通部を前記外部導体の外部から前記内部導体に至るように挿通させるための挿通路を形成し、前記挿通路を介して前記挿通部を前記外部導体の外部から前記内部導体に至るように挿通した状態において、この挿通部と前記内部導体および前記外部導体とを相互に接触接続または接合容量を介して非接触接続することにより、給電又は通信の少なくとも一方を行うことを可能とした。
【００１２】
請求項２に記載の給電通信構造は、請求項１に記載の給電通信構造において、前記給電通信用線路に対して前記給電通信用接続体を取り付けた状態において、これら給電通信用線路と給電通信用接続体とにより、直列共振回路、並列共振回路、又は直列並列共振回路による電力出力手段を構成する。
【００１３】
請求項３に記載の給電通信用線路は、長尺状に形成された内部導体と、長尺状に形成されたものであって、前記内部導体の外部において、当該内部導体に対して同心状に配置された外部導体と、前記内部導体と前記外部導体との相互間に配置されたものであって、これら内部導体と外部導体とを相互に絶縁する絶縁体とを備え、前記外部導体と前記絶縁体には、当該給電通信用線路に対して取り付けられる給電通信用接続体の少なくとも一部を、前記外部導体の外部から前記内部導体に至るように挿通させるための挿通路を形成した。
【００１４】
請求項４に記載の給電通信用線路は、請求項３に記載の給電通信用線路において、前記内部導体は、前記給電通信用接続体の少なくとも一部を当該内部導体の表面に接触接続または接合容量を介して非接触接続させるための内部導体平坦部を備える。
【００１５】
請求項５に記載の給電通信用線路は、請求項３又は４に記載の給電通信用線路において、当該給電通信用線路の長手方向の一端部に、通信波を吸収するための終端吸収素子を設けた。
【００１６】
請求項６に記載の給電通信用線路は、請求項３から５のいずれか一項に記載の給電通信用線路において、当該給電通信用線路の長手方向の端部において、前記内部導体と前記外部導体とを相互に非接触とした。
【００１７】
請求項７に記載の給電通信用線路は、請求項３から６のいずれか一項に記載の給電通信用線路において、前記内部導体に、過電流保護手段を設けた。
【００１８】
請求項８に記載の給電通信用線路は、請求項３から７のいずれか一項に記載の給電通信用線路において、前記内部導体に、サービススペースとしての空間部を設けた。
【００１９】
請求項９に記載の給電通信用線路は、請求項８に記載の給電通信用線路において、前記内部導体は、前記空間部を有するボディと、当該ボディに取り付けられることによって当該ボディにおける前記空間部の開放面を閉鎖するキャップと、これらボディとキャップとを相互に固定する止めピンとを備える。
【００２０】
請求項１０に記載の給電通信用接続体は、給電通信用線路の内部に挿通される挿通部と、挿通部を介して前記給電通信用線路との間で電力または信号の入力または出力を行う回路部とを備える。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の給電通信構造、請求項３に記載の給電通信用線路、請求項１０に記載の給電通信用接続体によれば、接触給電、非接触給電、電波通信、光通信を、単独又は統合的に行うことが可能な給電通信システムを構築することが可能になり、給電や通信の次世代インフラを構成することが可能になる。特に、給電通信用線路に対して給電通信用接続体を取り付けて給電通信構造を構成することにより、金属材料の溶接等を行うことなく従来の同軸線路と同様に給電通信用線路を施設するだけでよいため、容易に施工を行うことが可能である。また、給電通信用線路の任意の位置に給電通信用接続体を取り付けることで、電力や通信の入出力を行うことが可能になるため、電力や通信の入出力の位置決めの自由度が向上する。また、
【００２２】
請求項２に記載の給電通信構造によれば、共振回路による電力出力手段を用いて給電を行うことができるので、高効率で給電を行うことが可能になる。また、何らかの異常により共振条件が充足されなくなった場合には、電力出力が自動的に低下又は停止するため、給電時の安全性を高めることができる。
【００２３】
請求項４に記載の給電通信用線路によれば、内部導体の内部導体平坦部を給電通信用接続体の少なくとも一部に接続することで、平板状に形成された給電通信用接続体を円筒状に形成された内部導体に対して接続する場合であっても、給電通信用接続体の接続の安定化や接合容量の確保を図ることが可能になる。
【００２４】
請求項５に記載の給電通信用線路によれば、終端吸収素子を設けることで電磁波の反射を防止でき、高速通信を行うことが可能になる。特に、給電通信用線路の端部のみに終端吸収素子を設ければよいので、導電板の外縁部に吸収体を配置する場合に比べて、コストを低減できると共に施工性を向上させることが可能になる。
【００２５】
請求項６に記載の給電通信用線路によれば、給電通信用線路の長手方向の端部において、内部導体と外部導体とを相互に非接触としたので、直流、非接触電力供給、電波通信の必要要件を同時に満足することが可能になる。
【００２６】
請求項７に記載の給電通信用線路によれば、過電流保護手段を設けたので、給電通信構造の一部においてショート等が生じた場合であっても、この部分のみを過電流保護手段で遮断することで、給電通信構造の他の部分の健全性を維持することができ、給電通信構造全体の運用安定化を図ることが可能になる。
【００２７】
請求項８に記載の給電通信用線路によれば、サービススペースとしての空間部を設けたので、任意のディバイスを空間部に収容して利用することができ、給電通信構造の拡張性を高めることが可能になる。
【００２８】
請求項９に記載の給電通信用線路によれば、ボディにキャップを止めピンで固定することにより、空間部を容易に閉鎖することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１（ａ）は、公知の同軸線路を長手方向に直交する面で切った断面図、図１（ｂ）は、公知の同軸線路を長手方向に平行な面で中心位置において切った断面図である。
【図２】図２（ａ）は、スリットを形成した同軸線路を長手方向に垂直な面で切った断面図、図２（ｂ）は、本実施の形態に係る給電通信構造を構成する同軸線路を長手方向に直交する面で切った断面図である。
【図３】図３（ａ）は、非接触電力供給を行うための給電通信構造を構成する同軸線路を長手方向に直交する面で切った断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の同軸線路にスリットを挿入した状態の断面図である。
【図４】図４（ａ）は、電界結合型受電カードの斜視図、図４（ｂ）〜（ｄ）は、電界結合型受電カードの回路図であり、図４（ｂ）は直列共振回路の回路図、図４（ｃ）は並列共振回路の回路図、図４（ｄ）は直列並列共振回路の回路図である。
【図５】図５（ａ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘにＵＨＦ帯を入力する方式を示す図、図５（ｂ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘにＭＦ帯を入力する方式を示す図、図５（ｃ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘにＤＣを入力する方式を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘからＵＨＦ帯を出力する方式を示す図、図６（ｂ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘからＭＦ帯を出力する方式を示す図、図６（ｃ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘからＤＣを出力する方式を示す図である。
【図７】終端吸収素子を設けたＯｐｅｎＣｏａｘの端部周辺の断面図である。
【図８】終端吸収素子を設けたＯｐｅｎＣｏａｘの端部周辺を詳細に示す断面図である。
【図９】終端吸収素子による吸収特性のシミュレーションによる検討結果を示す線形グラフである。
【図１０】終端吸収素子による吸収特性のシミュレーションによる検討結果を示す対数グラフである。
【図１１】比較的低い周波数における終端吸収素子の広帯域吸収特性を説明するための原理図である。
【図１２】比較的高い周波数における終端吸収素子の広帯域吸収特性を説明するための原理図である。
【図１３】押し出しアルミニウム線路材を用いて製作したＯｐｅｎＣｏａｘの断面図である。
【図１４】ＯｐｅｎＣｏａｘを内部導体を長手方向に平行な面で中心位置において切った断面図である。
【図１５】ＯｐｅｎＣｏａｘを内部導体の軸に直交する面で切った断面図である。
【図１６】サービススペースにディバイスを収容した状態を示す断面図である。
【図１７】Ｔ字形分岐部を示す図である。
【図１８】十字形分岐部を示す図である。
【図１９】３つのＴ字形分岐部を用いたネットワーク構造を示す図である。
【図２０】シミュレーション結果を示す図であり、同軸線路内の電界と磁界分布を示す図である。
【図２１】光ファイバを敷設したＯｐｅｎＣｏａｘの断面図である。
【図２２】光ファイバを敷設したＯｐｅｎＣｏａｘの他の断面図である。
【図２３】光ファイバを敷設したＯｐｅｎＣｏａｘの他の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照して、本発明の一実施の形態に係る給電通信構造について図面を参照しつつ説明する。まず、〔１〕給電通信構造の基本的概念について説明し、〔２〕給電通信構造のコンセプト、〔３〕給電通信構造により非接触電力供給を行うための構成、〔４〕給電通信構造により接触電力供給を行うための構成、〔５〕給電通信構造により通信（電波送受信）を行うための構成、〔６〕給電通信構造の実装構成、〔７〕これらを統合したネットワーク、〔８〕給電通信構造により通信（光）を行うための構成について順次説明し、最後に〔９〕変形例について説明する。ただし、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３１】
〔１〕給電通信構造の基本的概念
本実施の形態に係る給電通信構造は、接触給電、非接触給電、電波通信、光通信を、単独又は統合的に行うことが可能な構造であり、給電や通信の次世代インフラを構成するものである。この給電通信構造は、給電通信用線路に対して給電通信用接続体を取り付けて構成される。この給電通信用線路は、公知の同軸線路を用いた構造を基本に展開される。すなわち、電流および電磁波を伝送するために各種線路が存在するが、直流〜高周波まで送電できてシールド性能を有しているものは同軸線路以外にはない。たとえば、並行二線は直流送電、高周波送電は可能であるが、シールド性能に問題がある。方形又は円形の導波管は高周波伝送性能とシールド性は有るが直流送電は出来ない。その他、半導体基板等に使用されるマイクロストリップ線路は、直流から高周波まで流せるがシールド性能に問題がある。この様な点から、同軸線路を用いて、本実施の形態に係る給電通信構造を構成する。
【００３２】
図１（ａ）は、公知の同軸線路を長手方向に直交する面で切った断面図である。図１（ｂ）は、公知の同軸線路を長手方向に平行な面で中心位置において切った断面図である。
【００３３】
図１（ａ）には、同軸線路１のＴＥＭ(Transverse Electromagnetic mode)モードでの電界と磁界分布の瞬時の様子を示している。同軸線路１は、同軸線路１の周辺にある導体（以下、外部導体）２、同軸線路１の中央にある導体（以下、内部導体）３、及び発泡ポリエチレン等で形成された絶縁部である電磁波伝送路４を備えて構成されている。
【００３４】
このように構成された同軸線路１に特定の周波数を有する電力を入射すると、ある瞬間のある一断面では、内部導体３から外部導体２に至る方向に、電界ベクトル（図１（ａ）（ｂ）において実線矢印で示す）５が存在する。また、同じ場所において、磁界ベクトル（図１（ａ）（ｂ）において点線矢印で示す）６は、電磁波が同軸線路１の入射位置と離れる方向に進むよう、電界ベクトル５と直交して存在し、その結果、磁界ベクトル６は、内部導体３を中心とする同心円状に存在する。これら電界ベクトル５および磁界ベクトル６の向きは、入射した電磁波の周波数に応じて、周期的に変化する。例えば、図１（ｂ）に示すように、電界の分布は、入射電磁波の半分の波長で方向を反転させて存在し、その電界が閉回路を形成するように、内部導体３及び外部導体２に電流（表面電流）７を流している。
【００３５】
以上より、外部導体２にスリットを設けても、スリット自体が外部導体２上の電流を遮断しない方向に作られていれば、同軸線路１を流れる電磁波を遮断することはなく、スリットを形成する両端金属管に電界が発生することもなく電磁波放射はされないと考えられる。
このことを裏付けるように、外部導体２上を流れる電流を遮断する方向にスリットを作り、スリット間に電界が発生させ、積極的に電磁波放射をさせている例として、漏洩同軸線路がある。漏洩同軸線路は、外部導体２にスリットを開けているが、斜め方向にスリットを切っている。異なる方式の漏洩同軸線路では大きめの穴を開ける方法を採用している。両方式は、外部導体２に流れる電流を意図的に遮断して、スリット又は穴を形成する金属部に電位差を持たせ、その間に電界を生成させて外部に電磁波放射をさせているものである。
【００３６】
以上より、外部導体２に次の方法で開口を開けることが可能であることが判る。
方法１）同軸線路１の軸から見た一方向（特定の仰角方法）に微小開口を開ける。この開口をスリットと称し全同軸線路の長さ方向に連続させる。
方法２）同軸線路に設けたスリット両端の金属間の電位差発生が大きくならないように、軸周りに回転させることができる。
方法３）同軸線路の外部導体２に開けたスリットの長さを一定又はランダムな長さとし（スリット長とスリット幅がほぼ同じ円形や方形の穴も含む）、これらを外部導体２の周囲に複数かつランダムな仰角および間隔(軸方向)で開けることを可能にする。
方法４）内部導体３を中空パイプで製作すれば、外部導体２に適用した上記方法１）〜３）による構造を内部導体３の壁面に適用することも可能である。すなわち、内部導体３の内部にも電磁波は侵入せず、各種機器に対して妨害を与えずに動作させることが可能になる。
方法５）外部導体２および内部導体３の複数の仰角に同軸線路１と同じ長さのスリットを設けた場合、スリットにより、外部導体２及び内部導体３が電気的に分断されてしまう。このため、外部導体２を構成する各導体を同電位にする必要がある。同様に、内部導体３を構成する各導体を同電位にする必要がある。二か所以上のスリットがあれば、外部導体２または内部導体３に蓋を付けて開閉することが可能になる。
【００３７】
図２（ａ）は、上記方法１）のスリットを形成した同軸線路８を長手方向に垂直な面で切った断面図である。同軸線路８の内部導体３の周囲に電磁波伝送路４の絶縁層を介して、内部導体３と同軸状に外部導体２を置く。ただし、外部導体２には、スリット９を設ける。この様にしても、スリット９が細い状態では、外部に電磁波が漏洩せず、同軸線路８としての機能も低下しない。
【００３８】
図２（ｂ）は、本実施の形態に係る給電通信構造を構成する同軸線路８を長手方向に直交する面で切った断面図である。この同軸線路８は、図２（ａ）の同軸線路８に対して、内部導体３の一部を削り、内部導体平坦部１０を形成して構成されている。さらに、スリット９からカードを挿入した場合に、カード面が内部導体平坦部１０に擦り付けられる位置に、スリット９の位置が設定されている。さらに、同軸線路８のインピーダンスが図２（ａ）の同軸線路８と同じになるように、内部導体平坦部１０に対応して外部導体２を変形させている。この様な、内部導体３と外部導体２間にかかる電圧を、スリット９から挿入されたカード（給電通信用接続体）によって外部に電力として取り出せるようにした形状の同軸線路１を、以下では必要に応じて、「ＯｐｅｎＣｏａｘ（給電通信用線路）」８と称する。
【００３９】
〔２〕給電通信構造のコンセプト
このような給電通信構造としてのＯｐｅｎＣｏａｘ８は、同軸線路をベースとして、接触給電、非接触給電、電波通信、及び光通信を可能とし、ソフトウェア、プロトコル、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等に裏打ちされたネットワーク環境を提案するものである。本実施の形態では、特に物理層について提案するものとし、その概要を表１に示す。なお、周波数や電力は一つの目安であり、これに限定されるものではない。また、下記に示す必要要件は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８が充足することが好ましい要件であるが、必ずしも全ての要件を充足する必要はない。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表1の説明を行う。
同軸線路１を用いて直流給電を行うためには、内部導体と外部導体とが相互に接触することを防止することにより、直流がショートすることを防止する必要がある。このため、ＯｐｅｎＣｏａｘ８は、その長手方向の端部を含む各位置において、内部導体３と外部導体２とは絶縁部である電磁波伝送路４を介して相互に絶縁されて、相互に非接触とする必要がある。
【００４２】
ただし、同軸線路１を用いて非接触給電を行う観点からは、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の長手方向の端部において、内部導体３と外部導体２とは非接触と接触のいずれとしてもよい。すなわち、この端部において内部導体３と外部導体２とを非接触とした場合には、この端部が電気的に開放状態になるため、この端部において電圧が最大となる。この場合には、この端部において、内部導体３と外部導体２を解放したときには、端部から約（１／１２）波長の領域が電圧が安定し、電流は大きく変化する。このため、電圧差を利用して受電する電界結合型の受電方法を採用して、非接触給電を行うことができる。逆に、この端部において内部導体３と外部導体２とを接触させた場合には、この端部において電流が最大となるため、磁界強度が強くなる。この場合には、この端部から約（１／１２）波長の領域で電流が安定し、電圧は大きく変化する。このため、磁界結合型の受電方法を採用して、非接触給電を行うことができる。
【００４３】
あるいは、同軸線路１からの電磁波放射を防止する観点からは、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の長手方向の端部において、内部導体３と外部導体２とは非接触とすることが好ましい。つまり、この端部において内部導体３と外部導体２とを非接触とした場合には、この端部が電気的に開放状態になるため、この端部から同軸線路１の外部に電磁波が放射される。これを防止するために、同軸線路１の長手方向の端部(外部導体３)を閉じると共に、外部導体３を内部導体２とは接触させない構造とすることが好ましい。
【００４４】
あるいは、同軸線路１を用いて電波通信を行う観点からは、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の長手方向の端部において、内部導体３と外部導体２とは非接触と接触のいずれとしてもよい。すなわち、電波通信においては、この端部が解放されていようが短絡されていようが、この端部で電波が反射し、同軸線路１内で定在波が発生する。定在波の発生は、Ｓ／Ｎ比を増大させるため、ビットエラー率および伝送速度に影響する。これを防止するために、この端部に後述する終端吸収素子１７を設置することが好ましい。ただし、この終端吸収素子１７は、非接触給電のＭＦ帯に対して損失するものであってはならず、直流をショートさせるものであってもならない。
【００４５】
これらの点を考慮すると、表１に示した直流、非接触電力供給、電波通信の必要要件を同時に満足するためには、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の長手方向の端部において、内部導体３と外部導体２とを非接触とすることが好ましい。このため、ＯｐｅｎＣｏａｘ８は、その長手方向の端部において、内部導体と外部導体とは絶縁部である電磁波伝送路４を介して相互に絶縁されて、相互に非接触となっている。
【００４６】
〔３〕給電通信構造により非接触電力供給を行うための構成
図３（ａ）は、非接触電力供給を行うための給電通信構造を構成する同軸線路を長手方向に直交する面で切った断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の同軸線路にスリットを挿入した状態の断面図である。非接触電力供給を行うために重要なことは、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の外部導体２にスリット９を開け、内部導体３に内部導体平坦部１０を設けることである。これにより、外部導体２と内部導体３間の電圧を受けて、外部に電力として取り出せる。ただし、スリット９の幅を大きくすると、電磁波放射が大きくなるため、極力狭いものでなければならない。スリット９に導電性のゲートを設け、通常はそれらが接していれば、さらに放射電磁波を低減できる。この導電性ゲートは、ＯｐｅｎＣｏａｘ内へのゴミや水分の浸入を防止するためにも効果があり、電界型受電カード１４の電極を押さえ付けて安定した受電を行うためにも有効である。
【００４７】
次に重要なことは、電界型受電カード１４をＯｐｅｎＣｏａｘ８のスリット９に入れた際に、電界型受電カード１４が内部導体平坦部１０と外部導体２と密着することである。このために、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の電磁波伝送路４には、発泡ポリエチレン等の伝播電磁波に対して損失にならず、バネ力が発揮できる部材を、電界型受電カード１４が入る方向で分断して挿入することが好ましい。図３（ｂ）に示すように、電界型受電カード１４が挿入されると、電界型受電カード１４自体の厚さによって発泡ポリエチレンを押しのけることにより、大きな押しつけ圧力１３が発生し、内部導体平坦部１０と電界型受電カード１４が相互に密着可能になる。さらに、外部導体２と電界型受電カード１４の相互間の密着性が増すように、導電性ゲート１２を外部導体２の端部に付けておくことが好ましい。なお、このように構成された電磁波伝送路４の分断路や外部導体２の導電性ゲート１２は、電界型受電カード１４の後述する挿通部を外部導体の外部から内部導体に至るように挿通させるための挿通路を構成する。
【００４８】
次に重要なことは、ＯｐｅｎＣｏａｘ８内に水分やゴミが混入しないように、発泡ポリエチレンが平常時から当該発泡ポリエチレン自身に密着しており、電磁波伝送路４に対して水が浸入する空間自体が形成されないことや、導電性ゲート１２を設けることにより、常に開口（スリット９）が閉じていることである。
【００４９】
次に重要なことは、電界結合型カード１４がスムーズに何回も出し入れできる機構として、発泡ポリエチレンのカード対向面にフィルム１１を付けることである。フィルム１１としては、すべり性、耐摩耗性、防湿性等があることが好ましい。
【００５０】
次に重要なことは、内部電極平坦部１０と電界型受電カード１４間で、必要な静電容量が得られることである。対策としては、フィルム１１自体に誘電性を持たせること、薄く作ること、内部導体平坦部１０との接着強度を強くするとともに、薄く、大きな比誘電率を持たせることが考えられる。フィルム１１の内部電極平坦部１０に接する部分のみに導電性を持たせ、内部導体３の表面に絶縁層を作る方法でも良い。
【００５１】
図４（ａ）は、電界結合型受電カード１４の斜視図、図４（ｂ）〜（ｄ）は、電界結合型受電カード１４の回路図であり、図４（ｂ）は直列共振回路の回路図、図４（ｃ）は並列共振回路の回路図、図４（ｄ）は直列並列共振回路の回路図である。この電界結合型受電カード１４は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の内部に挿通される挿通部と、この挿通部を介してＯｐｅｎＣｏａｘ８との間で電力または信号の入力または出力を行う回路部とを備える。ただし、これら挿通部と回路部は相互に明確に区別することなく一体に構成することができ、例えば、回路部をＯｐｅｎＣｏａｘ８の内部に挿通するように構成してもよい。図４（ａ）に示すように、電界結合型受電カード１４の下面には、内部導体平坦部１０と対面するカード側電極４０ａが付けられている。この電極は、樹脂等でカバーされ、利用者には電極として見えなくてもよい。さらに、電界結合型受電カード１４には、受電電極４０ｂが付けられている。この受電電極４０ｂと同じ位置のカード表面には、受電電極４１が付けられている。受電電極４０ｂと受電電極４１は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の外部導体２に付けられた導電性ゲート１２で挟まれることで、外部導体２に対して密着する。これら受電電極４０ｂと受電電極４１は、接触式または非接触式のどちらでも良いが、例えば、接触式として機能するように作られて場合であっても、これら受電電極４０ｂや受電電極４１と外部導体２との相互間にごみ等が挟まれることで安定して機能することが出来ない場合があるため、このような場合には、非接触式電極として機能させることが出来る。これは、後述する並列共振方式を採用することにより可能になる。
【００５２】
電界型受電カード１４の受電電極４０ｂと受電電極４１は、いずれか一方のみを設けてもよいが、両方あった方が確実である。電界型受電カード１４の出力が大きく、高いシールド性能を求める場合には、受電電極４０ｂおよび受電電極４１のどちらかが接触式であることが好ましい。カード出力回路のシールドを行う際に有利であるからである。すなわち、完全に、受電電極４０ｂおよび受電電極４１を非接触型にして、カード出力段の回路をフローティングのシールドでカバーすることもできるが、効果は接触させた方が大きいからである。これら各電極の機能についてまとめて表２に示す。
【００５３】
【表２】
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【００５４】
このような電界型受電カード１４に設ける回路は、送電効率の高い回路であることが好ましいため、例えば、共振現象を用いた下記の３つの方式の回路のうち、いずれか１つの回路を採用することができる。
【００５５】
最初に、図４（ｂ）の直列共振回路について説明する。この回路は、内部導体平坦部１０と受電電極４０ａとの相互間で形成される接合容量及び導電性ゲート１２と受電電極４０ｂおよび受電電極４１の相互間で形成される接合容量（ただし、導電性ゲート１２と、受電電極４０ｂおよび受電電極４１との接触時は考えない）と、直列共振用インダクタ４２とで、直列共振させ、インピーダンスを下げて効率的に負荷４４に電力を送電する回路である。ただし、接合容量が変化して共振がずれた場合には、送電効率が低下する。
【００５６】
次に、図４（ｃ）の並列共振回路４３について説明する。この並列共振回路４３は、コンデンサ４３ａとインダクタンス４３ｂを図示のように並列接続して構成される。この並列共振回路４３が共振した場合には、そのインピーダンスが、電界型受電カードの電極４０ａと内部導体平坦部１０の相互間のインピーダンスおよび電極４１および電極４０ｂと導電性ゲート１２の相互間で作られるインピーダンスに比して大きくなるため、効率的に電力が受けられる。さらに、インダクタンス４３ｂおよび４３ｃで構成されるトランスにより、任意の電圧に変換されて出力される。並列共振回路４３の共振周波数は、接合容量の影響を受けにくいため、接合容量が一定以上の大きさなら変動しても電力送電が可能である。なお、並列共振回路４３の共振周波数を同調点から意図的にずらす方法等により、受電電力を調整して使用することもできる。
【００５７】
次に、図４（ｄ）の直列並列共振回路について説明する。この回路は、並列共振回路４３に対して、直列共振インダクタ４２を挿入して構成されている。特に、接合容量が小さい場合に、直列共振インダクタ４２を挿入することにより、接合部の等価的容量を増大させることが出来る。さらに、コンデンサ４３ａおよびインダクタンス４３ｂで構成される並列共振回路だけを用いた場合より確実に受電することができる。
【００５８】
これら図４（ｂ）〜（ｄ）の各共振回路において、共振回路が電界型受電カード１４内に収まらなくとも、電界型受電カード１４のうちＯｐｅｎＣｏａｘ８から外側に露出する部分を厚くすることは可能である。万が一、挿入された電界型受電カード１４に外力が加わり、電界型受電カード１４が折れたとしても、共振回路部が回路から切断されることになるので、出力電圧は大きくならない。さらに、電界型受電カード１４が折れた時には、導線自体が電界型受電カード１４内で切れて露出しないようにすることも可能である。このように、高い安全性が得られる。
【００５９】
〔４〕給電通信構造により接触電力供給を行うための構成
これまでの説明では、給電方法として、非接触方法のみを記してきたが、ＯｐｅｎＣｏａｘ８にプローブを取り付ける等することで接触電力供給を行うことも可能であり、このことにより、このことにより、直流の入出力、非接触電力供給用のＭＦ帯高周波の入出力、及び電波通信用のＵＨＦ帯高周波の入出力を行うことも可能になる。
【００６０】
図５（ａ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８にＵＨＦ帯を入力する方式を示す図、図５（ｂ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８にＭＦ帯を入力する方式を示す図、図５（ｃ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８にＤＣを入力する方式を示す図である。
【００６１】
図５（ａ）に示す方式では、ＵＨＦ帯の電磁波をプローブ２７によって入力する。この方式では、ＭＦ帯やＤＣが発振器に流れ込まないように、ハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦ）３７を介して入力している。ただし、発振器電源としてＤＣが必要な場合は、ＨＰＦ３７をＭＦ帯のみ遮断させ、ＤＣをそのまま取り込むものとする。
【００６２】
図５（ｂ）に示す方式では、ＭＦ帯の電磁波をプローブ２７によって入力する。この方式では、ＵＨＦ帯やＤＣが発振器に流れ込まないように、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ）３８を介して入力している。ただし、発振器電源としてＤＣが必要な場合や、通信信号や制御信号としてＵＨＦ帯が必要な場合は、ＢＰＦ３８を設けることなく、ＵＨＦ帯やＤＣをそのまま取り込むものとする。
【００６３】
図５（ｃ）に示す方式では、ＤＣをプローブ２７によって入力する場合を示している。この方式では、電源に、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯が流れ込まないように、直流透過フィルター３９を介している。ただし、通信信号や制御用信号としてＵＨＦ帯が必要な場合は、直流透過フィルター３９に並行してＵＨＦ帯用ＢＰＦを取り付け、ＵＨＦ帯も取り込むものとする。
【００６４】
図６（ａ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８からＵＨＦ帯を出力する方式を示す図、図６（ｂ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８からＭＦ帯を出力する方式を示す図、図６（ｃ）は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８からＤＣを出力する方式を示す図である。
【００６５】
図６（ａ）に示す方式では、ＵＨＦ帯の電磁波をプローブ２７で出力する。この方式では、ＭＦ帯やＤＣが漏れ出ないように、ＨＰＦ３７を介して出力している。ただし、受信部が電源としてＤＣを必要な場合は、ＨＰＦ３７をＭＦ帯のみ遮断させ、ＤＣをそのまま出力。
【００６６】
図６（ｂ）に示す方式では、ＭＦ帯の電磁波をプローブ２７で出力する。この方式では、ＵＨＦ帯やＤＣが漏れ出ないように、ＢＰＦ３８を介して出力している。ただし、受電部が通信信号や制御信号としてＵＨＦ帯が必要な場合は、ＢＰＦ３８を設けることなく、ＵＨＦ帯をそのまま出力する。ＭＦ帯の周波数をプローブで出力する主な用途として、電界型ヒンジでドア等の回転部に送電する場合が考えられる。
【００６７】
図６（ｃ）に示す方式では、ＤＣをプローブ２７で出力する。この方式では、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯が漏れ出ないように、直流透過フィルター３９を介している。ただし、通信信号や制御用信号としてＵＨＦ帯が必要な場合は、直流透過フィルター３９に並行してＵＨＦ帯用ＢＰＦを取り付け、ＵＨＦ帯も透過させるものとする。
【００６８】
〔５〕給電通信構造により通信（電波送受信）を行うための構成
次に、ＯｐｅｎＣｏａｘ８に流す通信波について述べる。通信（電波）は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８に接続される多くの受電体との通信および制御を行うために有用である。しかしながら、通信はＶＳＷＲ（電圧定在波比）を低く抑えて、Ｓ／Ｎを改善した環境で行うことが好ましい。
【００６９】
この目的で、図７に示すように、同軸線路１（およびＯｐｅｎＣｏａｘ８）の端末部に終端吸収素子１７を設ける必要がある。この吸収素子１７で通信波を熱に変換し反射させなくする。ただし、内部導体３と外部導体２が接触し、ＤＣやＭＦ帯をショートさせてはならない。一方、ＭＦ帯に対して吸収体として働いてはならない。さらに、同軸線路１（およびＯｐｅｎＣｏａｘ８）の端部がＯｐｅｎな形態では、放射電磁界が大きくなるので、外部導体２の端部は閉じていなければならない。
【００７０】
このような条件を満たす終端吸収素子１７の一例を図８に示す。終端吸収素子１７は、同軸線路１（およびＯｐｅｎＣｏａｘ８）の端部において、外部導体２と接触することなく端部電極１８にコイル１９と抵抗２０が直列に内部導体３に接続された構造を有している。なお、コイル１９を形成する線路の抵抗値を増大させ、抵抗の代わりとする方法もある。あるいは、終端吸収素子１７は、上述の条件を満たす限り、図８に示す構成以外にも、端末部を任意の構造にて構成することができる。
【００７１】
終端吸収素子１７のシミュレーションによる検討結果を図９、１０に示す。図９は、図８に示す同軸線路１の右端から電力を供給した際の反射波の割合を周波数スィープ（１ＭＨｚから２．２ＧＨｚ）してデシベル表示した図である。図１０は、図９の横軸を対数表示させた図である。
本シミュレーションは、図８の内部導体３の直径が２０ｍｍ、外部導体２の内径が４６ｍｍ、コイル１９のピッチが５ｍｍ、コイルには１ｍｍ×２ｍｍの方形断面を用い（２ｍｍの面が隣接コイル線と対向）、巻き数は４０ターン、材質はアルミニウム、直列抵抗２０は５０Ωとしている。
図９、１０のシミュレーション結果は、３５．６ＭＨｚ〜２ＧＨｚ以上の間で、くし型の吸収特性があることを示している。吸収帯幅（−３ｄＢに減衰する幅）は、３５．６ＭＨｚでは約１１ＭＨｚであるが、ＧＨｚ帯では１００ＭＨｚ以上に広がっている。なお、くし型の吸収特性は、シミュレーションでは５ＧＨｚ程度まで延びている。
【００７２】
この特性は、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）を低減できる通信特性が多重に設定できることを意味しており、高速通信の可能性のあることが判る。
ただし、スリット９に水が溜まった場合、多数枚の電界結合型受電カード１４を挿入すること等による反射、分岐部での反射を考慮すると、問題が少ないのは９００ＭＨｚ以下であり、これらの周波数の利便性が高いと言える。ＳＨＦ帯では、水侵入時に大きな減衰が観測された。
他方、図１０から判るように、終端吸収素子１２は、非接触電力供給用の１ＭＨｚおよび２ＭＨｚの周波数に対して、無視できるほどに低損失であることを示している。（１ＭＨｚでは約−０．０００６ｄＢ、２ＭＨｚでは−０．００２３ｄＢであった。）
【００７３】
次に、終端吸収素子１２の簡単な原理図を周波数別に図１１、１２に示す。
図１１は、比較的低い周波数における動作モードである（以下、共振形態１）。コイルに特定の周波数の電磁波が供給され、部分的に電界の（＋）部と（−）部ができる。これらが同軸線路１の外部導体２を介してキャパシタンスを構成する。これにより、コイル自身のインダクタンスとキャパシタンスで共鳴し、激しく電流が流れる。この図１１は、コイルの一部を切り出して記載したものであり、同じコイルの隣接共振区間との間でも共振現象を起こしている。このため、共振時にはコイル全体で電流が激しく流れ、直列に挿入した抵抗２０での損失が増大する。
【００７４】
図１２は、比較的周波数の高い動作モードである（共振形態２）。ワイヤ上に（＋）部と（−）部ができ、これらの間でキャパシタンスを構成し、（＋）部と（−）部間のインダクタンスとの間で共振現象が起きる。本図は、約３ターンで１波長の場合（１．５ターンで半波長）の場合を記述している。同じコイルの隣接共振区間との間でも共振を起こしている訳であり、共振時にはコイル全体として激しく電流が流れる。このため、直列に挿入した抵抗での損失が大きくなる。
波長がさらに短くなっても、隣接する（＋）部および（−）部間でキャパシタンスを構成するため、図９、１０に示すような、くし型の特性になると考えられる。
【００７５】
〔６〕給電通信構造の実装構成
次に、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の実装構成について説明する。図１３は、押し出しアルミニウム線路材を用いて製作したＯｐｅｎＣｏａｘ８の断面図である。外部導体２は、キャップ２４とボディ２５に分けられ、止めネジ２３で両パーツが接合されている。止めネジは、導電性の金属材料で作られており、一定間隔で配置されている。このため、キャップ２４とボディ２５は同軸線路１の外部導体２として機能する。さらに、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の端部には、導電性ゲート１２が設けられており、内部導体３との間の電磁波伝送路４には、発泡ポリエチレン等が充てんされており、止めネジ２３によって適度な圧力で押し付けられている。キャップ側とボディ側の発泡ポリエチレンを分ける位置に、フィルム１１が挟まれていて、電界型受電カード１４がスムーズに入るすべり性、発泡ポリエチレンに水分が入らないようにする防水性、電界型受電カード１４側電極との間で容量結合が可能な誘電性等を確保している。ＯｐｅｎＣｏａｘ８の図示右端には、コネクタ２６が付けられていて、外部導体２に接触した部分と内部導体３に接触したプローブ２７がコネクタ出力端子となっている。
【００７６】
プローブ２７と外部導体２の間の距離は、４８ＶＤＣ送電およびＭＦ帯の非接触電療供給用の高周波のピーク電圧の倍の電圧（端面反射時の定在波を考慮  約４５０Ｖ）に対する絶縁耐圧を備えている。
外部導体２は、キャップ部とボディ部に分けられるため、後述する機器の後付、フィルム１１の張り合わせ面の清掃、フィルム張替え、導電性ゲートの付け替え等が行える。
【００７７】
図１４は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８を内部導体３を長手方向に平行な面で中心位置において切った断面図である。ＯｐｅｎＣｏａｘ８の内部導体３には、その長手方向に沿って所定間隔を隔てた複数箇所の各々に、直流送電に対応した過電流保護手段としてのヒューズ（またはブレーカ）２８が設けられている。このヒューズ２８は、例えば、内部導体３に対してはめ込み又はねじ止めによって取り付けられており、取り付けや交換を容易に行うことが可能になっている。さらに、内部導体３の一部には、サービススペース３０が設けられている。このサービススペース３０は、例えば、空間部として設けられるものであって、後述するように、この空間部に任意の素子等を収容することができる。
【００７８】
図１５は、ＯｐｅｎＣｏａｘ８を内部導体３の軸に直交する面で切った断面図である。外部導体２が表面電流７を切らない方向にスリット９を設けても同軸線路１としての機能は損なわれない。これと同様に、内部導体３の内部にサービススペース３０を設け、このサービススペース３０と電磁波伝送路４との相互間を結ぶスリット９又は微小孔を設けても、内部導体上の表面電流７を妨げないのなら、同軸線路１の機能は損なわれない。さらに、電磁波伝送路４中の電界や磁界のサービススペース３０への侵入も防げる。
【００７９】
内部導体３も、キャップ２４とボディ２５に分けられる。導電性の止めピン３２を等間隔に配置して、キャップ２４をボディ２５に取付ければ、キャップ２４とボディ２５で内部導体３として機能するとともに、蓋を開けてサービススペース３０内の機能を追加できる。未使用の開口には、ネジ蓋３１などを付けておく。
【００８０】
図１６は、サービススペース３０にディバイス３３を収容した状態を示す断面図である。この時にも、ディバイス３３を機能させるために電力受電と通信信号や制御用信号の送受信が必要になる。ここで示す方法は、ＤＣ給電とアンテナを兼用するプローブ３６を絶縁パイプ３５を通して外部導体２にプローブ接触部１６で接触させる方法である。ディバイス３３内で、直流とＵＨＦ帯の通信情報の弁別を行っている。
【００８１】
〔７〕統合ネットワーク
次に、ＯｐｅｎＣｏａｘ８を組み合わせて統合ネットワークを構成する場合について説明する。
【００８２】
まず、ネットワークの構成要素としての分岐部について説明する。図１７は、Ｔ字形分岐部を示す図である。この同軸線路１は、外部導体２と内部導体３から構成されており、図１７における上下方向に沿って配置された幹線と、図１７における左右方向に沿って配置された支線とを備えて構成されている。この支線の根元（幹線からの分岐位置の近傍箇所。以下同じ）には、ヒューズ（またはブレーカ）２８が付けられている。このヒューズ（またはブレーカ）２８は、ＤＣ送電に対応するものである。
【００８３】
図１８は、十字形分岐部を示す図である。この同軸線路１は、図１７と同様に、図１８における上下方向に沿って配置された幹線と、図１８における左右方向に沿って配置された支線とを備えて構成されている。各支線の根元には、ヒューズ（またはブレーカ）２８がそれぞれ付けられている。
【００８４】
図１９は、３つのＴ字形分岐部を用いたネットワーク構造を示す図である。図１９における上下方向に沿って配置された線が幹線であり、この幹線の上部に電源４８が付けられていて、この電源４８内には、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した電源構造（プローブ２７と、ＨＰＦ３７、ＢＰＦ３８、直流透過フィルター３９を備えた入力部のいずれかあるいは全て）が設けられている。この電源４８の近傍位置には、ヒューズ（またはブレーカ）２８が付けられている。幹線における電源４８と反対側には、終端吸収素子１７が付けられていて、通信（電波）に対して吸収体として機能する。各Ｔ字形分岐部を構成する各支線Ａ〜Ｃの根元には、ヒューズ（またはブレーカ）２８が付けられていて、支線Ａ〜Ｃ内でショートが起きた時には、支線Ａ〜ＣへのＤＣ給電が遮断される。このような遮断があった後の回復は、ショートの原因を取り除いた後に、キャップを外してヒューズ２８を交換するか、ブレーカをＵＨＦ帯の信号でＯＮにすることにより行うことができる。ブレーカを作動させる電源は、ＭＦ帯の電磁波またはＤＣである。ＤＣはブレーカから先は送電されないが、ブレーカまでは送電されていて利用可能である。さらに、各支線の端末にも終端吸収素子１７が付けられていて通信信号の反射を防止している。
【００８５】
この例において、支線Ａには、二枚の電界型受電カード１４が付けられている。支線Ｂには、三枚の電界型受電カード１４が付けられている。さらに、プローブから直接ＭＦ帯の高周波がヒンジ５０に加えられており、ドア等の回転体にヒンジ型のコンデンサを介して送電されている。このヒンジ５０は、コンデンサであるため、直流は遮断し、さらにＵＨＦ帯の信号に対しては低インピーダンスとなるため、ドア等の回転体に送信される。たとえば、ドアに付けられたディスプレイに対して、各種コメントや画像が表示され、スピーカから音声を流すことも可能である。支線Ｃにおいては、３枚の電界型受電カード１４に電力が供給されているとともに、プローブを介してＤＣが家電機器に供給されている。
【００８６】
仮に、ＭＦ帯の送電電力を１ｋＷとしていて、各電界型受電カード１４が１Ｗ〜１００Ｗ程度の電力を受電する場合を想定すると、多くの電界型受電カード１４に対して送電できる。各電界型受電カード１４の共振回路は、共振周波数をずらしており、必要とする電力が受けられるように設定されている。
ＤＣ給電については、ＯｐｅｎＣｏａｘ８の導電体の断面積が大きいため、大きな電流が流せ、一般の家庭で使用する５０ｋＷ以上の給電能力を有する。伝送損失は極めて小さい。
さらに、テレビ等に対してはＵＨＦ帯の信号を用いて、音声データや映像データを流したり、通信（光）を用いて高精細画像データを流すとともに、直流が給電出来る。
各電界型受電カード１４にＣＰＵを搭載すれば、通信（電波）信号を処理して、ＩＤカードやセンサーとして利用可能である。
本ネットワークは、ＤＣに対しては、ネットワークの隅々までほぼ等電位の電圧がかけられる。損失もほとんどない。
【００８７】
ＭＦ帯の高周波は、通常規模のオフィスなどは１ＭＨｚ（波長：３００ｍ）では波長の方が長いため、ＤＣ給電的に考えられる。しかし、Ｏｐｅｎされた末端からの距離が離れるに従い電圧が低下してゆく。(１／４)波長離れた点では電圧は極めて低くなってしまう。しかし、(１／１２)波長の距離までならば、電圧変動が約±６％に抑えられる。このため、１ＭＨｚの時には、２５ｍとなり、通常のオフィスなどは十分にカバーできる。ネットワークの中央部にＭＦ帯発振源を持ってくれば、両サイドに２５ｍの送電ができる。
【００８８】
図２０にシミュレーション結果を示す。長さが１ｍの同軸線路１の一端から、２５ＭＨｚの信号（１ｋＷ）を加えた時の同軸線路１内の電界と磁界分布を示している。これは、１ＭＨｚの周波数が、２５ｍの同軸線路１に入射したのと等価な条件である。反対側の端末は、外部導体２は閉じているが、内部導体３は外部導体２と接しておらず、電気的にはＯｐｅｎとなっている。
【００８９】
電磁波は、０ｍ点から入力され、１ｍ点がＯｐｅｎ終端である。これより、電界分布は、Ｏｐｅｎ終端で最大値を示し、入力端との差から、同軸線路１の全長で±６％の電圧変動幅に収まっている(端点におけるパルス状電圧を除く)。他方、磁界は、入力端から終端に行くに従い直線的に減衰しており、端部では０［Ａ／ｍ］となっている。このように、大きく変動するとともに強度も弱いため、磁界結合方式は利用することは出来ない。
すなわち、ＤＣのショートを避けるため、端部がＯｐｅｎとなっていることから、電圧駆動型の構成となっているため、電界型が利用でき、磁界型が利用困難になる。
【００９０】
〔８〕給電通信構造により通信（光）を行うための構成
最後に、給電通信構造により通信（光）を行うための構成について説明する。ＯｐｅｎＣｏａｘ８には、光通信機能を持たせることが好ましい。この理由は、以下の通りである。
１）ＯｐｅｎＣｏａｘ８は、将来インフラとして提案しているため、超高速データ伝送性能を有する光ファイバを導入することが好ましい。
２）光ファイバに、多くの端末を付けて活用する場合には、光ファイバ線路にポーリング機能を付けなければならない。ポーリングのために多くの時間を割かなければならないため、光ファイバの高速伝送機能を大きく損なうことになる。
３）ＵＨＦ帯と同じ線路を用いることが出来るため、ポーリングなどは、ＵＨＦ帯にまかせれば、光ファイバは高速データ伝送に専念できる。
４）現行の光ファイバ通信は、か細い光ファイバをコネクタで機器に差して使用しているが、容易に破損するため、気を付けて使用しているのが現状であり、使い勝手が悪い。
以上の理由から、ＯｐｅｎＣｏａｘ８に光ファイバを組込むことが好ましい。
【００９１】
図２１は、光ファイバ３４を敷設したＯｐｅｎＣｏａｘ８の断面図である。光ファイバ３４自体はガラスまたはプラスチック製であるため、電磁波伝送路４内に敷設しても、電磁波伝播に影響を与えない。このため、ＯｐｅｎＣｏａｘ８のキャップ２４を外し、フィルム１１を張り替えるならば、発泡ポリエチレン内に敷設できる。
【００９２】
図２２は、光ファイバ３４を敷設したＯｐｅｎＣｏａｘ８の他の断面図である。光ファイバ３４がサービススペース３０に設置したディバイス３３に接続され、それがプローブ２７の中を通って機器に接続されている。これにより、機器内でＯ／Ｅ変換を行って信号として活用する。この様にすれば、操作者は光ファイバ３４の脆弱性に気を使わずに利用可能となる。
【００９３】
図２３は、光ファイバ３４を敷設したＯｐｅｎＣｏａｘ８の他の断面図である。ディバイス３３から各電界型受電カード１４に光を導入しているイメージを記載した。この様な使い方もあると考えられる。
【００９４】
〔９〕変形例
以上、本発明の一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。
【００９５】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、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、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。さらに、本発明によって、上述していない課題を解決したり、上述していない効果を奏することもある。
【００９６】
（給電通信構造について）
上記説明では、給電通信構造を、公知の同軸線路を用いた構造を基本に展開したものとして説明したが、上記特記した部分以外においても、公知の同軸線路の構成をそのまま受け継ぐことなく任意に変更することができ、外部導体２、内部導体３、あるいは電磁波伝送路４の形状や材質について、公知の同軸線路とは異なる形状や材質としてもよい。また、上記説明した各種の給電通信構造の構成のうち、一部を省略してもよく、例えば、接触給電、非接触給電、電波通信、光通信のうち、任意の一部の機能のみが必要な場合には、他の機能のみに必要な構成を省略してもよい。つまり、給電通信構造は、給電機能のみが必要な場合には通信機能を省略した給電構造として構成することができ、通信機能のみが必要な場合には給電機能を省略した通信構造として構成することができる。
【００９７】
外部導体２、内部導体３、電磁波伝送路４は、図示のような円筒形状以外の形状に形成してもよく、例えば、楕円筒形状や角筒形状に形成してもよい。ただし、角筒形状に形成した場合には、電磁波が角部に集中することを回避する等のため、角部を丸める等することが好ましい。また、内部導体３における電界型受電カード１４との接続面は、上記のように内部電極平坦部１０としなくてもよく、例えば、電界型受電カード１４が、フレキシブル基板で製作されている場合のように可撓性を有している場合や、湾曲状に形成されている場合には、内部導体３の湾曲表面に対して電界型受電カード１４を巻き付けるような状態で接触させることも可能である。
【００９８】
外部導体２や内部導体３の表面を絶縁体で被覆してもよい。ただし、内部導体３の表面については、上述のフィルム１１に加えて絶縁体を設けた場合には、接合容量が小さくなってしまうため、絶縁体を省略することが好ましい。
【符号の説明】
【００９９】
１  同軸線路
２  外部導体
３  内部導体
４  電磁波伝送路
５  電界
６  磁界
７  電流
８  ＯｐｅｎＣｏａｘ
９  スリット
１０  内部導体平坦部
１１  フィルム
１２  導電性ゲート
１３  押しつけ圧力
１４  電界型受電カード
１６  プローブ固定部
１７  終端吸収素子
１８  端部電極
１９  コイル
２０  抵抗
２１  正電荷帯電域
２２  負電荷帯電域
２３  止めネジ
２４  キャップ（外部導体、内部導体）
２５  ボディ（外部導体、内部導体）
２６  コネクタ
２７  プローブ
２８  ヒューズ
２９  接合部
３０  サービススペース
３１  ネジ蓋
３２  止めピン
３３  ディバイス
３４  光ファイバ
３５  絶縁パイプ
３６  通信用又は制御用アンテナ、受電プローブ
３７  ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
３８  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
３９  直流パスフィルタ
４０  受電電極（カード下面）
４１  受電電極（カード上面）
４２  直列共振用インダクタ
４３  並列共振回路
４４  負荷
４５  受電コイル
４６  ８の字受電コイル
４７  共振キャパシタ
４８  電源（信号源）
４９  ＤＣコンセント
５０  ヒンジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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