(57)【要約】【課題】無接触で回転体に電力を供給する回転体への無接触給電構造を提供する。【解決手段】回転体３は、回転軸４を有し、回転軸４周りに回転する。回転体３は受電回路を備えている。回転体３の外周面には、回転軸４に直交する平面に沿うように受電用電極２２が設けられている。高周波電圧発生部を有する送電回路に接続され、高周波電圧発生部からの電圧が供給され、回転体３が回転している間中、少なくとも部分的に受電用電極２２に対向する送電用電極１２を備えている。【選択図】図２
2014110664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有し、当該回転軸周りに回転する回転体への無接触給電構造であって、
前記回転体に設けられた受電回路と、
高周波電圧発生部を有する送電回路と、
前記受電回路に接続され、前記回転軸に直交する平面に沿うように前記回転体の外周面に設けられた受電用電極と、
前記高周波電圧発生部からの電圧が供給され、前記回転体が回転している間中、少なくとも部分的に前記受電用電極に対向する送電用電極と、を備えた回転体への無接触給電構造。
【請求項２】
前記受電用電極は、前記回転体の外周面と前記回転軸との交差部分近傍に設けられ、
前記送電用電極は、前記回転軸に直交する面上に設けられている請求項１記載の回転体への無接触給電構造。
【請求項３】
前記受電用電極は、前記回転体の周線のうち最大の径を有する周線近傍に設けられ、
前記送電用電極は、前記回転軸に平行な面上に設けられている請求項１記載の回転体への無接触給電構造。
【請求項４】
前記送電用電極は、送電用アクティブ電極と送電用パッシブ電極とを備え、
前記受電用電極は、受電用アクティブ電極と受電用パッシブ電極とを備え、
前記送電用アクティブ電極は、前記回転体と前記送電用パッシブ電極との間に設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載の回転体への無接触給電構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸芯周りに回転する回転体への無接触給電構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊技機等には回転体による可変表示機が用いられている。この可変表示機は、例えば、回転軸に直交する面に沿って複数の異なる表示を備えており、停止位置に応じて表示が異なるように構成されている。
【０００３】
このような可変表示機には、例えば、特許文献１に示されるように、表示位置を明確に知覚させたり、演出効果を高めたりするために発光体を備えたものがある。このような発光体は電力によって発光するため、発光体に対して電力を供給する仕組みが必要となるが、特許文献１に記載された遊技機では、スリップリングを介して電力供給を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０５６０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スリップリングによる電力供給では、スリップリングと回転体（可変表示機）に設けられた接触部とが、回転体の回転に伴って摺動するため、これらの部材の磨耗が生じる。過度の磨耗は接触不良の原因となるため、磨耗がある程度進行すると部材を交換しなければならない。すなわち、このような構成は、メンテナンス頻度が高まったり、製品寿命を縮めたりすることとなり、好ましくない。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無接触で回転体に電力を供給する回転体への無接触給電構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の回転体への無接触給電構造の実施例の一つでは、回転軸を有し、当該回転軸周りに回転する回転体への無接触給電構造であって、前記回転体に設けられた受電回路と、高周波電圧発生部を有する送電回路と、前記受電回路に接続され、前記回転軸に直交する平面に沿うように前記回転体の外周面に設けられた受電用電極と、前記高周波電圧発生部からの電圧が供給され、前記回転体が回転している間中、少なくとも部分的に前記受電用電極に対向する送電用電極と、を備えている。
【０００８】
この構成では、送電回路から回転体に備えられた受電回路への給電が電界結合によって行われるため、送電用電極と受電用電極とが接触することなく、給電を行うことができる。また、送電用電極と受電用電極とが、回転体が回転しても常に少なくとも部分的に対向するように構成されているため、回転体が回転している最中でも給電を行うことができる。
【０００９】
送電用電極と受電用電極との構成は、上述した関係を満たす限り適宜変更可能であるが、好適な実施形態の一つでは、前記受電用電極は、前記回転体の外周面と前記回転軸との交差部分近傍に設けられ、前記送電用電極は、前記回転軸に直交する面上に設けられている。また、他の好適な実施形態の一つでは、前記受電用電極は、前記回転体の周線のうち最大の径を有する周線近傍に設けられ、前記送電用電極は、前記回転軸に平行な面上に設けられている。
【００１０】
これらの構成では、回転体が回転しても送電用電極と受電用電極との相対距離が変化しないため、給電される電力量が変化せず、安定した電力供給を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の回転体への無接触給電構造の好適な実施形態の一つでは、前記送電用電極は、送電用アクティブ電極と送電用パッシブ電極とを備え、前記受電用電極は、受電用アクティブ電極と受電用パッシブ電極とを備え、前記送電用アクティブ電極は、前記回転体と前記送電用パッシブ電極との間に設けられている。
【００１２】
この構成では、送電用アクティブ電極を送電用パッシブ電極が回転体に対する外方から覆っているため、送電用アクティブ電極をノイズ等からシールドすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電界結合による給電構造の概略図である。
【図２】実施例１における回転体への無接触給電構造の斜視図である。
【図３】実施例１における回転体斜視図である。
【図４】実施例２における回転体への無接触給電構造の斜視図である。
【図５】実施例２における回転体への無接触給電構造の回転軸に直交する方向から見た図である。
【図６】実施例１の別実施形態における回転体への無接触給電構造の斜視図である。
【図７】実施例２の別実施形態における回転体への無接触給電構造の斜視図である。
【図８】実施例２の別実施形態における回転体への無接触給電構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔電界結合による給電構造〕
本発明の回転体への無接触給電構造を説明する前に、本発明が用いている電界結合による給電を簡単に説明する。図１は電界結合による給電構造の概略図である。図に示すように、電界結合による給電構造は送電回路１と受電回路２とを備えており、送電回路１からの電力が受電回路２に給電される。
【００１５】
〔送電回路〕
送電回路１は高周波電圧発生部１１，送電用電極１２を備えている。高周波電圧発生部１１は、家庭用交流電源等の電力から、より高周波の高周波電圧を発生する。送電用電極１２は、送電用アクティブ電極１２ａと送電用パッシブ電極１２ｂとから構成されている。送電用アクティブ電極１２ａには、高周波電圧発生部１１によって発生された高周波電圧が供給される。
【００１６】
〔受電回路〕
受電回路２はＡＣ／ＤＣコンバータ２１，受電用電極２２を備えている。ＡＣ／ＤＣコンバータ２１は送電回路１から供給された交流電圧を直流電圧に変換する。受電用電極２２は、受電用アクティブ電極２２ａと受電用パッシブ電極２２ｂとから構成されている。受電用アクティブ電極２２ａ，受電用パッシブ電極２２ｂはそれぞれ送電用アクティブ電極１２ａ，送電用パッシブ電極１２ｂと少なくとも部分的に対向するように配置されている。
【００１７】
〔電界結合〕
上述したように、送電用アクティブ電極１２ａには高周波電圧が供給される。このとき、送電用アクティブ電極１２ａと受電用アクティブ電極２２ａとの間に、高周波電圧の周波数と同じ周波数で極性が反転する電界が生じる。これによって生じた交流電力が、受電用アクティブ電極２２ａからＡＣ／ＤＣコンバータ２１に供給される。なお、送電用アクティブ電極１２ａと受電用アクティブ電極２２ａとの間に上述の電界が生じると、送電用パッシブ電極１２ｂと受電用パッシブ電極２２ｂとの間にも同様の電界が生じる。このとき、送電用パッシブ電極１２ｂに生じる電力をモニタリングすることにより、受電回路２への電力の供給状態を把握することができる。
【００１８】
受電用アクティブ電極２２ａから得られる交流電力の大きさは発生した電界の強さに依存する。また、発生する電界の強さは送電用アクティブ電極１２ａと受電用アクティブ電極２２ａとの対向面積の大きさに依存する。したがって、必要とする電力量に応じて、送電用アクティブ電極１２ａと受電用アクティブ電極２２ａとの対向面積を決定すればよい。なお、送電用アクティブ電極１２ａと受電用アクティブ電極２２ａとが対向し易くするため、これらの電極は板状とすることが望ましい。
【００１９】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２１で変換された直流電力は、電気的負荷（例えば、照明装置）に供給することができる。
【００２０】
〔回転体への無接触給電構造〕
以下に、図面を用いて本発明の回転体への無接触給電構造（以下、給電構造と略称する）の実施形態を説明する。なお、以下の説明では回転体３は球体とするが、回転軸４周りに回転するものであれば、他の形状であっても構わない。例えば、立方体や平板状の物体であって構わない。
【００２１】
以下の説明では、回転体３の外周面と回転軸４との交差部分を極と称する。また、回転軸４に直交する回転体３の周線のうち最大の径を持つものを赤道と称する。
【実施例１】
【００２２】
図２および図３は本実施例における回転体への無接触給電構造の斜視図および回転体３の斜視図である。図に示すように、回転体３は回転軸４を備えている。この回転軸４に対して外部からの駆動力が伝達され、回転軸４と回転体３とが回転軸４周りに一体的に回転するように構成されている。
【００２３】
回転体３の内部には上述した受電回路２が設けられている。また、回転体３の内部には、電気的負荷としてＬＥＤ等によって構成された照明装置（図示せず）が設けられ、受電回路２からの電力が供給されている。
【００２４】
図に示すように、回転体３の極付近の外周面には、回転軸４に直交する面に沿うように、受電用アクティブ電極２２ａと受電用パッシブ電極２２ｂとが全周にわたって同心円状に配置されている。なお、本実施例では、受電用アクティブ電極２２ａの外方に受電用パッシブ電極２２ｂを配置している。すなわち、図３に示すように、回転軸４に沿う方向から見ると、受電用アクティブ電極２２ａは受電用パッシブ電極２２ｂに外囲されている。なお、本実施例では、回転体３の両極に受電用電極２２を設けているが、一方の極のみに設けても構わない。
【００２５】
一方、送電用電極１２は、円形の平板によって構成されており、その法線方向が回転軸４に沿うように配置されている。すなわち、送電用電極１２は、回転軸４に直交する面上に配置されている。また、送電用電極１２には回転軸４を挿通する開口が形成されており、送電用アクティブ電極１２ａの開口の径は送電用パッシブ電極１２ｂの開口の径よりも大きく設定されている。
【００２６】
図に示すように、送電用アクティブ電極１２ａの半径よりも、送電用パッシブ電極１２ｂの半径の方が大きく設定されている。また、送電用パッシブ電極１２ｂは、送電用アクティブ電極１２ａと回転体３との間に配置されている。すなわち、本実施例では、回転体３を一対の送電用アクティブ電極１２ａが挟み、これらをさらに一対の送電用パッシブ電極１２ｂが挟む構成となっている。送電用電極１２をこのように構成することにより、送電用アクティブ電極１２ａへのノイズの影響を抑制することができる。すなわち、送電用パッシブ電極１２ｂはノイズシールドとして機能する。
【００２７】
このように送電用電極１２と受電用電極２２とを配置すれば、回転体３が回転軸４周りに回転しても、送電用アクティブ電極１２ａと受電用アクティブ電極２２ａとは常に対向し、送電用パッシブ電極１２ｂと受電用パッシブ電極２２ｂとは常に対向する。また、送電用電極１２と受電用電極２２との距離も変化しない。したがって、回転体３が回転軸４周りに回転しても、安定的に送電回路１から受電回路２に給電することができる。
【実施例２】
【００２８】
図４および図５は本実施例における回転体への無接触給電構造の斜視図および回転軸に直交する方向から見た図である。
【００２９】
図に示すように、本実施例の送電用電極１２は実施例１と同様の形状を有している。しかし、実施例１とは異なり、送電用電極１２は回転軸４に平行な面上に配置されている。なお、本実施例でも、実施例１と同様に、送電用アクティブ電極１２ａは、回転体３と送電用パッシブ電極１２ｂとの間に配置されている。これにより、送電用アクティブ電極１２ａをノイズからシールドすることができる。
【００３０】
一方、受電用電極２２は回転体３の表面上に帯状に形成されている。具体的には、受電用電極２２は、回転体３の回転軸４方向での中央付近に、回転軸４に直交する方向に沿って配置されている。すなわち、受電用電極２２は回転体３の赤道付近に配置されている。図５に示すように、赤道上には受電用アクティブ電極２２ａが配置され、一対の受電用パッシブ電極２２ｂが受電用アクティブ電極２２ａを挟むように配置されている。
【００３１】
このように送電用電極１２と受電用電極２２とを配置すれば、回転体３が回転軸４周りに回転しても、送電用アクティブ電極１２ａと受電用アクティブ電極２２ａとの対向関係および送電用パッシブ電極１２ｂと受電用パッシブ電極２２ｂとの対向関係は変化しない。したがって、回転体３が回転軸４周りに回転しても、送電回路１から受電回路２に給電することができる。
【００３２】
〔別実施形態〕
（１）実施例１では、送電用アクティブ電極１２ａを回転体３と送電用パッシブ電極１２ｂとの間に配置したが、図６に示すように、送電用パッシブ電極１２ｂの開口の径を送電用アクティブ電極１２ａの径より大きくし、送電用アクティブ電極１２ａ送電用パッシブ電極とを同一平面状に配置しても構わない。この場合には、送電用パッシブ電極１２ｂによるノイズシールド効果は得られないが、実施例１と同様に給電を行うことはできる。
【００３３】
（２）実施例２では、送電用電極１２を円形としたが、図７に示すように、送電用電極１２を矩形としても構わない。また、図８に示すように、矩形の送電用アクティブ電極１２ａと一対の送電用パッシブ電極１２ｂとによって構成しても構わない。この場合、送電用パッシブ電極１２ｂは、回転軸４方向に沿って、送電用アクティブ電極１２ａを挟むように配置する。
【００３４】
（３）上述の実施形態（第８図の送電用パッシブ電極１２ｂを除く）では、送電用電極１２および受電用電極２２は閉ループを構成する形状としたが、回転体３が回転している間に、必ず送電用電極１２と受電用電極２２とが少なくとも部分的に対向すれば、各電極の形状は適宜変更しても構わない。
【００３５】
（４）上述の実施形態では、送電用電極１２は平板状としたが、受電用電極２２との対向面を曲面としても構わない。ただし、送電用アクティブ電極１２ａと受電用アクティブ電極２２ａとの距離が、送電用パッシブ電極１２ｂと受電用パッシブ電極２２ｂとの距離以上となるようにする必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、遊技機の可変表示機等に用いられる回転体をはじめとする様々な回転体への無接触給電構造に用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１：送電回路
１１：高周波電圧発生部
１２：送電用電極
１２ａ：送電用アクティブ電極（送電用電極）
１２ｂ：送電用パッシブ電極（送電用電極）
２：受電回路
２２：受電用電極
２２ａ：受電用アクティブ電極（受電用電極）
２２ｂ：受電用パッシブ電極（受電用電極）
３：回転体
４：回転軸
【図１】
2014110664.tif 000003
【図２】
2014110664.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014110664.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014110664.tif 000008
【図７】
2014110664.tif 000009
【図８】
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