(57)【要約】【課題】非接触電力伝送が不能となりにくい回転コネクタを提供する。【解決手段】ステアリングロールコネクタ１は、ステータ２及びロテータ３を有する。ステータ２には、送電コイル２１〜２３が等角度間隔でステアリングシャフト４の外周全域に亘って並設されている。ロテータ３には、受電コイル３１〜３９が等角度間隔でステアリングシャフト４の外周全域に亘って並設されている。送電コイル２１〜２３及び受電コイル３１〜３９は、互いにステアリングシャフト４方向において対向するように配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトが挿通されるステータ及び前記シャフトと一体回転するロテータの一方に設けられる送電コイル及び他方に設けられる受電コイルのうち少なくとも一方は複数設けられ、
これら前記送電コイル及び前記受電コイルのうち複数設けられるコイルは、前記シャフトの周方向全域に亘って並設される回転コネクタ。
【請求項２】
請求項１に記載の回転コネクタにおいて、
前記送電コイル及び前記受電コイルのうち、多く設けられる方は、少なく設けられる方の整数倍とされる回転コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステータとロテータとの間の相対回転を許容するとともにこれら両者間の電気的な接続を確保するための回転コネクタが周知である。
特許文献１の回転コネクタは、ステータに設けられるコイルと、ロテータに設けられるコイルとの間で、磁場共鳴現象を用いることにより、２つのコイルが非接触な状態で電力を授受する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０００−５１１１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の回転コネクタは、ステータに設けられるステータ側のコイルもロテータに設けられるロテータ側のコイルも、ロテータの回転軸周りを巻回するように設けられている。
【０００５】
このため、いずれか一方のコイルにおいて断線が発生した場合、ステータとロテータとの間における電力の授受が不能となる。なお、断線が生じにくいように、コイル線を太くするなどの対策もあるが、コイルを収容する筐体が大きくなるなどの不都合も懸念されている。
【０００６】
本発明の目的は、非接触電力伝送が不能となりにくい回転コネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、回転コネクタは、共通のシャフトが挿通されるステータ及び前記シャフトと一体回転するロテータの一方に設けられる送電コイル及び他方に設けられる受電コイルのうち少なくとも一方は複数設けられ、これら前記送電コイル及び前記受電コイルのうち複数設けられるコイルは、前記シャフトの周方向全域に亘って並設されることを要旨とする。
【０００８】
この構成によれば、複数設けられるコイルのうち１つのコイルに断線が発生した場合でも断線のない正常なコイルが存在する。送電コイル及び受電コイルのうち複数設けられるコイルは、シャフトの周方向全域に亘って並設されているので、正常な送電コイルと正常な受電コイルとが対向する。このため、正常な送電コイルと正常な受電コイルとを使用してステータとロテータとの間で非接触電力伝送を行うことができる。すなわち、本例の回転コネクタは、非接触電力伝送が不能となりにくいという効果を有する。
【０００９】
上記構成において、前記送電コイル及び前記受電コイルのうち、多く設けられる方は、少なく設けられる方の整数倍とされることが好ましい。
この構成によれば、シャフトの回転位置によらず、常時、シャフトの軸方向において、少なくとも１つの送電コイルと１つの受電コイルとが重なる。このため、ステータとロテータとの間で授受される非接触電力伝送量が安定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の回転コネクタは、非接触電力伝送が不能となりにくいという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ステアリングロールコネクタの斜視図。
【図２】ステータのステアリングシャフト方向視図。
【図３】ロテータのステアリングシャフト方向視図。
【図４】ステータ及びロテータを示すステアリングシャフト方向視図。
【図５】図４の状態からロテータを回転させたステータ及びロテータを示すステアリングシャフト方向視図。
【図６】別例のステータ及びロテータを示すステアリングシャフト方向視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、回転コネクタ装置をステアリングロールコネクタに具体化した一実施形態について図面にしたがって説明する。
図１に示すように、ステアリングロールコネクタ１は、車体側に位置するステータ２と、ステアリングホイール側に位置し、ステータ２に対して相対回転可能とされたロテータ３とを備える。
【００１３】
ステータ２の筐体中央部には、挿通孔が設けられており、当該挿通孔には、ステアリングシャフト４が挿通されている。
ロテータ３は、図示しないステアリングシャフト４と接続されている。ロテータ３は、ステアリングシャフト４が操作されることにより、ステータ２に対して相対回転する。
【００１４】
図２に示すように、ステータ２は、第１送電コイル２１、第２送電コイル２２、及び第３送電コイル２３を備える。これら第１〜３送電コイル２１〜２３は、それぞれ図示しないステータ側制御部に電気的に接続され、当該ステータ側制御部から伝送に必要な電力が送られる。
【００１５】
第１〜３送電コイル２１〜２３は、それぞれステアリングシャフト４と平行に延びる図示しない巻回軸を中心に巻回されるとともに、これらが協働してステアリングシャフト４を巻回するように配置されている。詳述すると、第１〜３送電コイル２１〜２３は、それぞれ、等角度間隔、すなわち、１２０°間隔でステアリングシャフト４の外周（周方向）全域に亘って並設されている。なお、第１〜３送電コイル２１〜２３は、互いに他の送電コイルに対して絶縁が確保されている。
【００１６】
図３に示すように、ロテータ３は、第１受電コイル３１、第２受電コイル３２、第３受電コイル３３、第４受電コイル３４、第５受電コイル３５、第６受電コイル３６、第７受電コイル３７、第８受電コイル３８、及び第９受電コイル３９を備える。これら第１〜第９受電コイル３１〜３９は、それぞれ図示しないロテータ側制御部に電気的に接続されている。
【００１７】
第１〜第９受電コイル３１〜３９は、それぞれステアリングシャフト４と平行に延びる図示しない巻回軸を中心に巻回されるとともに、これらが協働してステアリングシャフト４を巻回するように配置されている。詳述すると、第１〜第９受電コイル３１〜３９は、それぞれ、等角度間隔、すなわち、４０°間隔でステアリングシャフト４の外周（周方向）全域に亘って並設されている。なお、第１〜第９受電コイル３１〜３９は、互いに他の受電コイルに対して絶縁が確保されている。また、第１〜第９受電コイル３１〜３９は、ステアリングシャフト４が操作されることによりステータ２に対して回転するロテータ３と一体でステアリングシャフト４周りを回転する。
【００１８】
次に、ステアリングロールコネクタ１の作用及びその効果について説明する。
図４に示すように、第１〜３送電コイル２１〜２３は、ステアリングシャフト４に対して平行なそれぞれの巻回軸を巻回するように、第１〜９受電コイル３１〜３９は、ステアリングシャフト４に対して平行なそれぞれの巻回軸を巻回するように、設けられている。このため、第１〜３送電コイル２１〜２３は、第１〜９受電コイル３１〜３９に対し、ステアリングシャフト４の軸方向において対向する。
【００１９】
したがって、図示しないステータ側制御部から第１〜３送電コイル２１〜２３に対して給電されることにより、第１〜３送電コイル２１〜２３から第１〜９受電コイル３１〜３９への磁気共鳴により電力伝送が行われ、第１〜９受電コイル３１〜３９から図示しないロテータ側制御部は、駆動電力を得ることができる。この図示しないロテータ側制御部は、ステータ２側から伝送された駆動電力を消費することにより、制御対象を制御することができる。
【００２０】
ここで、第１〜３送電コイル２１〜２３のうち、１つの送電コイルにおいて断線が発生した場合について説明する。
この場合、第１〜３送電コイル２１〜２３のうち、断線していない２つの送電コイルに対し、第１〜９受電コイル３１〜３９のうち６つの受電コイルが対向している。したがって、断線していない２つの送電コイルから６つの受電コイルへ磁気共鳴による電力伝送が可能である。これにより、１つの送電コイルにおいて断線が発生した場合でも、図示しないロテータ側制御部も制御対象を制御することができる。
【００２１】
なお、第１〜３送電コイル２１〜２３のうち、２つの送電コイルにおいて断線が発生した場合であっても、断線が発生していない正常な送電コイルに受電コイルが対向するため、電磁共鳴による電力伝送が可能である。
【００２２】
また、第１〜３送電コイル２１〜２３ではなく、第１〜９受電コイル３１〜３９のうちの９未満の数の受電コイルに断線が発生した場合であっても、送電コイルと正常な受電コイルとが対向するため、電磁共鳴による電力伝送が可能である。
【００２３】
すなわち、このように、本例のステアリングロールコネクタ１を採用すれば、従来のように、コイル線を太くする、ひいては、ステアリングロールコネクタの筐体を大型化することなくステータ２側からロテータ３側への非接触電力伝送が不能となることを抑制することができる。
【００２４】
なお、本例のステアリングロールコネクタ１では、第１〜３送電コイル２１〜２３及び第１〜９受電コイル３１〜３９を採用した。すなわち、受電コイルは、送電コイルの整数倍の数、ここでは３倍とした。
【００２５】
これにより、図４及び図５に示すように、ステアリングシャフト４の操作状態によらず、常時、ステアリングシャフト４の軸方向において、１つの送電コイルに対して少なくとも２つの受電コイルが完全に重なる。このため、ステータ２側からロテータ３側への非接触電力伝送量が安定する。また、本例のステアリングロールコネクタ１では、後述の別例（図６参照）と比較して、ステアリングシャフト４の軸方向において、送電コイルと受電コイルとが重なる面積が大きい。このため、断線のない正常時において、本例のステアリングロールコネクタ１は、後述の別例と比較して電力伝送の効率がよい。
【００２６】
なお、送電コイル及び受電コイルの数だけ各コイルに流れる電流が少なくなるため、コイル１つあたりの電流に対する耐圧が低くなる。このため、より耐圧性能の低い低価格コイルを採用しても、ステータ２側からロテータ３側への非接触電力伝送量を増加させることができる。
【００２７】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、３つの送電コイルと９つの受電コイルとを採用したが、これら送電コイル及び受電コイルの数は少なくともどちらか一方が複数以上であれば適宜変更してもよい。
【００２８】
例えば、図６に示すように、９つの送電コイル２１〜２９及び９つの受電コイル３１〜３９というように同数としてもよい。このように構成した場合でも、上記実施形態と同様に、ステータ２側からロテータ３側への非接触電力伝送が不能となることを抑制することができる。
【００２９】
・上記実施形態において、受電コイルは、送電コイルの整数倍の数、ここでは３倍としたが、整数倍であれば、上記実施形態と同様に、ステータ２側からロテータ３側への非接触電力伝送量が安定する。
【００３０】
・上記実施形態において、ステータ２に送電コイルをロテータ３に受電コイルをそれぞれ設けたが、これとは逆に、ステータ２に受電コイルをロテータ３に送電コイルを設けてもよい。また、電力伝送はステータ２からロテータ３或いはロテータ３からステータ２という一方向のみではなくステータ２及びロテータ３の双方が電力伝送及び受信を行う双方向伝送する構成であってもよい。
【００３１】
・上記実施形態のステアリングロールコネクタは、実際の車両だけでなく、ディスプレイに表示される車両を運転するドライビングゲーム機等に使用してもよい。
・上記実施形態では、ステアリングロールコネクタをロールコネクタの一実施形態として説明したが、ロールコネクタの適用先は、ステアリングロールコネクタに限らない。
【００３２】
・上記実施形態において、してもよい。
次に、上記実施形態及び上記別例より想起される技術的思想について記載する。
（イ）上記構成において、前記送電コイル及び前記受電コイルのうち複数設けられるものは、前記シャフトの周方向に等角度間隔且つ全周に亘って設けられること。
【００３３】
この構成によれば、シャフトの回転位置によらず、ステータとロテータとの間で授受される非接触電力伝送量が安定する。
【符号の説明】
【００３４】
１…ステアリングロールコネクタ、２…ステータ、３…ロテータ、４…ステアリングシャフト、２１〜２９…送電コイル、３１〜３９…受電コイル。
【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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