(57)【要約】【課題】水中における水中航走体への非接触電力伝送を効率的に行うことが可能な送電装置を提供する。【解決手段】送電装置は、水中において、受電コイルを有する受電装置に電力を伝送する送電装置であって、磁界を介して受電コイルに電力を伝送する送電コイルを含む１つ以上の伝送コイルと、交流電力を送電コイルへ送電する送電部と、伝送コイルに接続されると共に、伝送コイルと共に共振する共振回路を形成するコンデンサと、伝送コイルの少なくとも１つに接続された浮力体と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中において、受電コイルを有する受電装置に電力を伝送する送電装置であって、
磁界を介して前記受電コイルに電力を伝送する送電コイルを含む１つ以上の伝送コイルと、
交流電力を前記送電コイルへ送電する送電部と、
前記伝送コイルに接続されると共に、前記伝送コイルと共に共振する共振回路を形成するコンデンサと、
前記伝送コイルの少なくとも１つに接続された浮力体と、
を備える送電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の送電装置であって、更に、
連結体を備え、
前記伝送コイルは、前記送電コイルからの磁界を用いて前記受電コイルに電力を伝送する少なくとも１つの中継コイルを含み、
前記連結体は、前記送電コイルと前記中継コイルとを連結する、送電装置。
【請求項３】
請求項１または２項に記載の送電装置であって、更に、
前記伝送コイルは、前記送電コイルが発生する磁界を水底に向けて反射する反射コイルを含む、送電装置。
【請求項４】
請求項２に記載の送電装置であって、更に、
前記浮力体は、前記連結体に接続された、送電装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の送電装置であって、
前記浮力体は、前記伝送コイルにおける等間隔の位置に複数接続された、送電装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の送電装置であって、
前記浮力体は、ケーブルを介して前記伝送コイルに接続され、内部に空気が充填された送電装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の送電装置であって、
前記浮力体は、前記伝送コイルの内周又は外周に当接する、送電装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の送電装置であって、
前記浮力体は、筒状且つ環状に形成され、当該浮力体の内部に前記伝送コイルを内包する、送電装置。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の送電装置であって、
前記浮力体は、当該浮力体の内部に前記伝送コイルの一部を内包する、送電装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の送電装置であって、
前記浮力体は、内部に油が充填された、送電装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の送電装置であって、
前記浮力体は、前記伝送コイルが配置された水深に応じて、異なる材料で形成された、送電装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の送電装置であって、
前記伝送コイルは、環状に形成された電線の周囲が被覆材により被覆され、前記電線と被覆材との間に油が充填された、送電装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の送電装置であって、
前記伝送コイルは、水面と略直交する方向に電力を伝送する、送電装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の送電装置であって、
前記伝送コイルは、前記電力を伝送するとともに、データを通信する、送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、水中において無線で送電する送電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、送電装置としての水中基地局が、受電装置としての水中航走体との間で、磁気共鳴方式を用いて非接触で電力伝送することが知られている（例えば特許文献１参照）。この送電装置は、送電用共鳴コイルと、風船と、風船制御機構と、を具備する。送電用共鳴コイルは、磁界共鳴方式により受電装置の受電用共鳴コイルに非接触で電力伝送する。風船は、送電用共鳴コイルを内包する。風船制御機構は、風船を電力伝送時に膨張させることにより、送電用共鳴コイルと受電用共鳴コイルとの間の水を排除する。
【０００３】
また、１３．５６ＭＨｚ帯の周波数を用いる電磁誘導方式を利用して、電力とデータをＩＣ搭載媒体に送信するアンテナ装置が知られている（例えば特許文献２参照）。このアンテナ装置は、信号電流が給電される少なくとも１つの給電ループアンテナと信号電流が給電されない少なくとも１つの無給電ループアンテナを有し、給電ループアンテナが発生する磁界を利用して無給電ループアンテナにも信号電流を発生させ、給電ループアンテナの通信範囲を拡大させる点を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０１５９０１号公報
【特許文献２】特開２００５−１０２１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の送電装置では、受電装置との間で接近して通信することを想定している。送電装置と受電装置とが水中で接近せずに磁気共鳴方式により電力伝送するためには、少なくとも１つのコイルを水中の所定位置に設置する必要がある。この場合において、磁気共鳴方式の電力伝送に用いる周波数が比較的低い場合、コイルの直径を長くする必要がある。コイルの直径が大きいと、コイルが重くなり、コイルが水底方向に沈みやすくなる。
【０００６】
また、水中にコイルを設置するためには、コイルを所望の位置に固定するための支柱やロープが必要となるが、コイルの比重が水や海水の比重よりも大きい場合、支柱やロープの耐力を大きくする必要がある。そのため、コイル設置のための建設費やコイルの材料費が高くなる。また、コイルが重いと、コイルを運搬する船の大型化が必要となり、コイルを運搬するための輸送コストも高くなる。
【０００７】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、水中において電力伝送するためのコイルの設置に係る様々なコストを低減できる送電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の送電装置は、水中において、受電コイルを有する受電装置に電力を伝送する。送電装置は、磁界を介して受電コイルに電力を伝送する送電コイルを含む１つ以上の伝送コイルと、交流電力を送電コイルへ送電する送電部と、伝送コイルに接続されると共に、伝送コイルと共に共振する共振回路を形成するコンデンサと、伝送コイルの少なくとも１つに接続された浮力体と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、水中において電力伝送するためのコイルの設置に係る様々なコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態における電力伝送システムが置かれる環境の一例を示す模式図
【図２】電力伝送システムの構成例を示すブロック図
【図３】コイルへの浮力体の第１取付例を示す模式図
【図４】（Ａ），（Ｂ）コイルへの浮力体の第２取付例を示す模式図
【図５】コイルへの浮力体の第３取付例を示す模式図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）コイルへの浮力体の第４取付例を示す模式図
【図７】第２の実施形態における電力伝送システムが置かれる環境の一例を示す模式図
【図８】電力伝送システムが置かれる環境の第１変形例を示す模式図
【図９】電力伝送システムが置かれる環境の第２変形例を示す模式図
【図１０】電力伝送システムが置かれる環境の第３変形例を示す模式図
【図１１】電力伝送システムが置かれる環境の第４変形例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。尚、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における電力伝送システム１０が置かれる環境の一例を示す模式図である。電力伝送システム１０は、送電装置１００、受電装置２００、及びコイルＣＬを備える（図２参照）。送電装置１００は、受電装置２００に対して、複数のコイルＣＬを介して、磁気共鳴方式に従ってワイヤレス（無接点）で電力伝送する。配置されるコイルＣＬの数は、ｎ個であり、任意である。
【００１３】
コイルＣＬは、例えば、環状に形成され、樹脂のカバーで被覆されて絶縁されている。コイルＣＬは、例えば、ヘリカルコイルやスパイラルコイルである。また、コイルＣＬは、例えばキャプタイヤケーブルである。コイルＣＬは、送電コイルＣＬＡ及び受電コイルＣＬＢを含む。送電コイルＣＬＡは、一次コイル（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｃｏｉｌ）であり、受電コイルＣＬＢは、二次コイル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｃｏｉｌ）である。
【００１４】
また、コイルＣＬは、送電コイルＣＬＡと受電コイルＣＬＢとの間に配置された１つ以上の中継コイルＣＬＣ（Ｂｏｏｓｔｅｒ  Ｃｏｉｌ）を含んでもよい。中継コイルＣＬＣ同志は、略平行に配置され、中継コイルＣＬＣにより形成される開口面の半分以上が重なる。複数の中継コイルＣＬＣ間の間隔は、例えば中継コイルＣＬＣの半径以上確保される。
【００１５】
送電コイルＣＬＡは、送電装置１００に設けられる。受電コイルＣＬＢは、受電装置２００に設けられる。中継コイルＣＬＣは、送電装置１００に設けられても、受電装置２００に設けられても、送電装置１００及び受電装置２００とは別に設けられてもよい。中継コイルＣＬＣは、一部が送電装置１００に設けられ、他の一部が受電装置２００に設けられてもよい。
【００１６】
また、送電コイルＣＬＡ及び中継コイルＣＬＣは、例えば直径が１０ｍ程度である。受電コイルＣＬＢは、例えば直径が１ｍ程度である。コイルＣＬの線径は、例えば０．０１ｍ〜０．０４ｍ程度である。コイルＣＬの巻き数（コイルターン）は、任意であり、例えば値１や値５である。
【００１７】
送電装置１００は、船舶５０に設置される。受電装置２００は、移動可能な水中航走体６０（例えば潜水艇７０や水底掘削機８０）や固定的に設置される受電装置（例えば地震計、監視カメラ、地熱発電機）に設置される。各コイルＣＬは、水中（例えば海中）に配置される。
【００１８】
潜水艇７０は、例えば、遠隔操作無人探査機（ＲＯＶ：Ｒｅｍｏｔｅｌｙ  Ｏｐｅｒａｔｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、無人潜水艇（ＵＵＶ：Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、又は自立型無人潜水機（ＡＵＶ：Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ  Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）を含んでもよい。
【００１９】
船舶５０の一部は、水面９０（例えば海面）より上部つまり水上に存在し、船舶５０の他の一部は、水面９０よりも下部つまり水中に存在する。船舶５０は、水上で移動可能であり、例えばデータ取得場所の水上へ自由に移動可能である。船舶５０の送電装置１００と送電コイルＣＬＡとの間は、電線２０により接続される。電線２０は、水上のコネクタ（不図示）を介して、例えば送電装置１００内のドライバ１５１（図２参照）と接続される。
【００２０】
水中航走体６０は、水中又は水底９５（例えば海底）に存在し、水中又は水底９５を航走する。例えば、水上の船舶５０からの指示により、データ取得ポイントへ自由に移動可能である。船舶５０からの指示は、各コイルＣＬを介した通信により伝送されてもよいし、その他の通信方法により伝送されてもよい。
【００２１】
各コイルＣＬは、連結体３０と接続され、例えば等間隔に配置される。隣り合うコイルＣＬ間の距離（コイル間隔）は、例えば５ｍである。コイル間隔は、例えばコイルＣＬの直径の半分程度の長さである。送電周波数は、水中又は海中での磁界強度の減衰量を考慮すると、例えば４０ｋＨｚ以下であり、１０ｋＨｚ未満とされることが好ましい。また、１０ｋＨｚ以上の送信周波数で電力伝送する場合には、電波法の規定に基づいて所定のシミュレーションを行う必要があり、１０ｋＨｚ未満の場合にはこの作業を省略できる。尚、送電周波数が低周波であるほど、電力伝送距離が長くなり、コイルＣＬが大きくなり、コイル間隔を長くなる。
【００２２】
また、送電周波数に基づいてコイルＣＬのインダクタンスが定まり、コイルＣＬの直径と巻き数とが定まる。コイルＣＬの直径は、例えば数ｍ〜数１００ｍである。また、コイルＣＬの太さが太い程、コイルＣＬでの電気抵抗が減り、電力損失が小さくなる。また、コイルＣＬを介して伝送される電力は、例えば５０Ｗ以上であり、ｋＷオーダーでもよい。
【００２３】
本実施形態では、一例として、送信周波数は３ｋＨｚ以下である。送信電力は、１００Ｗである。送信効率、つまり送電コイルＣＬＡによる送電電力と受電コイルＣＬＢによる受電電力との比率は、３０％以上である。コイルＣＬによる送電距離は、１０ｍ以上である。
【００２４】
図１では、連結体３０の数が３つであるが、これに限られない。連結体３０における受電コイルＣＬＢ側の端部には、錘４０が接続される。連結体３０における送電コイルＣＬＡ側の端部には、ブイ（Ｂｕｏｙ）４５が接続される。
【００２５】
錘４０により、連結体３０の移動を規制でき、連結体３０に固定された各コイルＣＬの移動を規制できる。よって、水中において水流が発生しても、錘４０により各コイルＣＬの移動が規制されるので、コイルＣＬを用いた電力伝送の効率が低下することを抑制できる。
【００２６】
また、連結体３０において、受電コイルＣＬＢ側の端部に錘４０が接続され、送電コイルＣＬＡ側の端部にブイ４５が接続されることで、錘４０が水底側、ブイ４５が水面側となり、連結体３０が水面と略垂直となる姿勢を維持できる。よって、各コイルＣＬにより定義される面は、水面と略平行となり、磁界共鳴方式によって水深方向（水面と略直交する方向）に電力伝送できる。
【００２７】
尚、錘４０は、連結体３０の運搬時には連結体３０から取り外され、連結体３０の運搬が終了し、所定の位置に設置される際に、連結体３０に錘４０が取り付けられてもよい。これにより、連結体３０の運搬が容易になる。
【００２８】
また、コイルＣＬには、浮力体１５が接続されてもよい。コイルＣＬには、送電コイルＣＬＡ、受電コイルＣＬＢ、及び１つ以上の中継コイルＣＬＣが含まれるが、１つ以上のコイルＣＬに浮力体１５が接続される。浮力体１５により、浮力体１５が接続されたコイルＣＬが浮力を得る。コイルＣＬは、浮力体１５により得た浮力により、水中において中性浮力を得ることが好ましい。
【００２９】
また、浮力体１５により、複数のコイルＣＬ及び連結体３０を含むシステム構造物は、全体として水中において中性浮力を得ることが好ましい。中性浮力を得ることにより、例えばシステム構造物の水中での運搬が容易になる。システム構造物は、電力伝送に用いられる水中の設備（例えばコイルＣＬ、連結体３０）を含む。浮力体１５の詳細については後述する。
【００３０】
図２は、電力伝送システム１０の構成例を示すブロック図である。電力伝送システム１０は、送電装置１００及び受電装置２００を備える。
【００３１】
送電装置１００は、電源１１０、ＡＤＣ（ＡＣ／ＤＣ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１２０、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１３０、情報通信部１４０、及び送電回路１５０、を備える。
【００３２】
ＡＤＣ１２０は、電源１１０から供給される交流電力を直流電力に変換する。変換された直流電力は、送電回路１５０へ送られる。
【００３３】
ＣＰＵ１３０は、送電装置１００の各部（例えば電源１１０、ＡＤＣ１２０、情報通信部１４０、送電回路１５０）の動作を統括する。
【００３４】
情報通信部１４０は、受電装置２００との間で通信される通信データを変調又は復調するための変復調回路１４１を含む。情報通信部１４０は、例えば、送電装置１００から受電装置２００への制御情報を、コイルＣＬを介して送信する。情報通信部１４０は、例えば、受電装置２００から送電装置１００へのデータを、コイルＣＬを介して受信する。このデータは、例えば、受電装置２００により水中探査や水底探査された探査結果のデータが含まれる。情報通信部１４０により、水中航走体６０がデータ収集等の作業しながら、水中航走体６０との間で迅速にデータ通信できる。
【００３５】
送電回路１５０は、ドライバ１５１及び共振回路１５２を含む。ドライバ１５１は、ＡＤＣ１２０からの直流電力を所定の周波数の交流電圧（パルス波形）に変換する。共振回路１５２は、コンデンサＣＡと送電コイルＣＬＡとを含んで構成され、ドライバ１５１からのパルス波形の交流電圧から正弦波波形の交流電圧を生成する。送電コイルＣＬＡは、ドライバ１５１から印加される交流電圧に応じて、所定の共振周波数で共振する。尚、送電コイルＣＬＡは、送電装置１００の出力インピーダンスにインピーダンス整合される。
【００３６】
受電装置２００は、受電回路２１０、ＣＰＵ２２０、充電制御回路２３０、２次電池２４０、及び情報通信部２５０を備える。
【００３７】
受電回路２１０は、整流回路２１１、レギュレータ２１２、及び共振回路２１３を含む。共振回路２１３は、コンデンサＣＢと受電コイルＣＬＢとを含んで構成され、送電コイルＣＬＡから送電された交流電力を受電する。尚、受電コイルＣＬＢは、受電装置２００の入力インピーダンスにインピーダンス整合される。整流回路２１１は、受電コイルＣＬＢに誘起された交流電力を直流電力に変換する。レギュレータ２１２は、整流回路２１１から送られる直流電圧を、２次電池２４０の充電に適合する所定の電圧に変換する。
【００３８】
ＣＰＵ２２０は、受電装置２００の各部（例えば受電回路２１０、充電制御回路２３０、２次電池２４０、情報通信部２５０）の動作を統括する。
【００３９】
充電制御回路２３０は、２次電池２４０の種別に応じて２次電池２４０への充電を制御する。例えば、２次電池２４０がリチウムイオン電池の場合、充電制御回路２３０は、定電圧で、レギュレータ２１２からの直流電力により２次電池２４０への充電を開始する。
【００４０】
２次電池２４０は、送電装置１００から伝送された電力を蓄積する。２次電池２４０は、例えばリチウムイオン電池である。
【００４１】
情報通信部２５０は、送電装置１００との間で通信される通信データを変調又は復調するための変復調回路２５１を含む。情報通信部２５０は、例えば、送電装置１００から受電装置２００への制御情報を、コイルＣＬを介して受信する。情報通信部２５０は、例えば、受電装置２００から送電装置１００へのデータを、コイルＣＬを介して送信する。このデータは、例えば、受電装置２００により水中探査や水底探査された探査結果のデータが含まれる。情報通信部２５０により、水中航走体６０がデータ収集等の作業しながら、船舶５０との間で迅速にデータ通信できる。
【００４２】
尚、中継コイルＣＬＣは、送電コイルＣＬＡ及び受電コイルＣＬＢと同様に、コンデンサＣＣとともに共振回路を構成する。つまり、本実施形態では、共振回路が水中において多段に配置されることで、磁気共鳴方式により電力が伝送される。
【００４３】
次に、送電装置１００から受電装置２００への電力伝送について説明する。
【００４４】
共振回路１５２では、送電装置１００の送電コイルＣＬＡに電流が流れると送電コイルＣＬＡの周囲に磁場が発生する。発生した磁場の振動は、同一の周波数で共振する中継コイルＣＬＣを含む共振回路又は受電コイルＣＬＢを含む共振回路２１３に伝達される。
【００４５】
中継コイルＣＬＣを含む共振回路では、磁場の振動により中継コイルＣＬＣに電流が励起され、電流が流れ、中継コイルＣＬＣの周囲に更に磁場が発生する。発生した磁場の振動は、同一の周波数で共振する他の中継コイルＣＬＣを含む共振回路又は受電コイルＣＬＢを含む共振回路２１３に伝達される。
【００４６】
共振回路２１３では、中継コイルＣＬＣ又は送電コイルＣＬＡの磁場の振動により、受電コイルＣＬＢに交流電流が誘起される。誘起された交流電流が整流され、所定の電圧に変換され、２次電池２４０に充電される。
【００４７】
次に、浮力体１５の詳細について説明する。
【００４８】
浮力体１５は、少なくとも１つのコイルＣＬに接続され、コイルＣＬに浮力を与える。浮力体１５の材料や構造として、様々なものが考えられる。
【００４９】
例えば、浮力体１５は、空気バルーン、発泡スチロール、空気を含む又は空気を含まないエポキシ材、ポリエチレン、ポリプロピレン、等を含んで形成される。また、浮力体１５は、エポキシ材にガラスのビーズやマイクロバルーンが含有されて形成されてもよい。また、浮力体１５は、ビーズを含み、このビーズの中に空気が封入されて形成されてもよい。尚、浮力体１５は、絶縁材料で形成される。浮力体１５は、水対して比重が近い（比重が少し小さい）上記以外の材料で形成されてもよい。
【００５０】
エポキシ材は、ポリエチレン、ポリプロピレンと比較すると、耐圧性に優れる。また、ポリエチレン及びポリプロピレンは、エポキシ材と比較すると安価である。ビーズやマイクロバルーンに含まれる空気の量によって、又は、浮力体１５に含まれるビーズやマイクロバルーンの個数によって、浮力を調整可能である。また、ビーズやマイクロバルーンを小さくして真球形状に近似させると、浮力体１５の表面積を小さくでき、耐圧性を向上できる。この場合、例えば深海に配置されるコイルＣＬやシステム構造物に接続される浮力体１５として向いている。
【００５１】
また、浮力体１５が接続されるコイルＣＬが位置する水深に応じて、浮力体１５の材質や構造が変更されてもよい。例えば、コイルＣＬが位置する水深が比較的浅い（例えば水深１０ｍ未満である）場合、浮力体１５は、空気バルーン、発泡スチロール、エポキシ材、ポリエチレン、ポリプロピレン、等を含んで形成される。また、コイルＣＬが位置する水深が比較的深い（例えば水深１０ｍ未満である）場合、浮力体１５は、空気を含まないエポキシ材、エポキシ材にガラスのビーズやマイクロバルーンが含有されたもの、空気を含むビーズ、等を含んで形成される。
【００５２】
また、浮力体１５は、内部に油が充填されてもよい。油は、比重が０．８〜１．０程度であり、水の比重よりも少し小さく、水中においてコイルＣＬを中性浮力とするために適している。尚、油以外の液体であって、水の比重に近い液体が、浮力体１５の内部に充填されてもよい。
【００５３】
送電装置１００は、油等の液体により浮力体１５の内部を満たすことにより、浮力体１５に空気が充填される場合と比較すると、浮力体１５周囲の水圧により浮力体１５が変形や破損することを抑制できる。
【００５４】
また、コイルＣＬへの浮力体１５の取付方法（接続方法）として、様々な方法が考えられる。
【００５５】
図３は、コイルＣＬへの浮力体１５の第１取付例を示す模式図である。図４（Ａ），（Ｂ）は、コイルＣＬへの浮力体１５の第２取付例を示す模式図である。図５は、コイルＣＬへの浮力体１５の第３取付例を示す模式図である。図６（Ａ）〜（Ｃ）は、コイルＣＬへの浮力体１５の第４取付例を示す模式図である。
【００５６】
図３に示す第１取付例では、バルーン方式を採用している。バルーン方式では、浮力体１５として空気バルーンが用いられる。空気バルーンは、浮力体１５の外層としてエポキシ材、ポリエチレン、ポリプロピレン、等を含んで形成され、この外層の内部に空気が充填されている。浮力体１５は、可撓性を有する又は有しないケーブル１５ａを介してコイルＣＬに接続される。バルーン方式では、浮力体１５は水中に配置されてもよいし、水上に配置されてもよい。
【００５７】
図３では、浮力体１５が円環状のコイルＣＬにおいて、等間隔の位置に、ケーブル１５ａを介して接続されている。等間隔の位置に浮力体１５が取り付けられることで、コイルＣＬに付加される浮力がコイルＣＬの中心を基準として対称（例えば点対称）となり、コイルＣＬを水面９０に平行にし易くできる。
【００５８】
尚、浮力体１５の数は、１〜３個でも、５個以上でもよい。また、コイルＣＬの面が所望の方向（例えば水面９０と略平行な方向）に沿えばよく、浮力体１５がコイルＣＬにおいて等間隔の位置に接続されなくてもよい。
【００５９】
第１取付例によれば、例えばコイルＣＬが比較的浅い位置に配置される場合に、コイルＣＬに対して中性浮力を与えやすくでき、コイルＣＬの運搬や設置を容易化できる。また、浮力体１５をケーブル１５ａ（ワイヤ）で接続する作業で済むため、設置作業が手軽である。
【００６０】
図４（Ａ），（Ｂ）に示す第２取付例では、コイルＣＬの全面を覆う方式を採用している。コイルＣＬの全面を覆う方式では、コイルＣＬの外周を浮力体１５により包囲する。つまり、浮力体１５は、コイルＣＬと同形状の環状（例えば円環状）に形成され、コイルＣＬを包囲するように筒状に（中空に）形成される。そして、浮力体１５は、内部にコイルＣＬを内包する。図４（Ａ）は、コイルＣＬを内包する浮力体１５を示す模式図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００６１】
第２取付例によれば、コイルＣＬの周囲に浮力体１５が均一に連続的に覆っているので、コイルＣＬは、コイルＣＬ上の各点において均一に浮力を得る。よって、コイルＣＬの浮力のバランスが良く、コイルＣＬが所望の向きから傾いたり回転したりすることを抑制できる。また、浮力体１５に対して局所的に圧力がかかり、浮力体１５がコイルＣＬから外れる、という事態を回避できる。
【００６２】
図５に示す第３取付例では、内周又は外周への取付方式を採用している。内周又は外周への取付方式では、浮力体１５が、コイルＣＬの外周又は内周に当接する。コイルＣＬの外周又は内周の当接部分は、例えば、接着剤により接着され、螺子により螺合され、又は、ロープ、結束バンド、結束テープなどで取り付けられる。図５では、コイルＣＬの外周に３つの浮力体１５が取り付けられている。尚、浮力体１５の数は１〜２個でも、４個以上でもよい。また、図５では、コイルＣＬ上において浮力体１５が等間隔に取り付けられているが、取付間隔は等間隔でなくてもよい。
【００６３】
第３取付例によれば、コイルＣＬの内周又は外周に浮力体１５を接続する作業で済むため、設置作業が手軽である。また、コイルＣＬの内周に浮力体１５を取り付ける場合には、コイルＣＬと浮力体１５とを含む領域の体積が小さくなり、水圧による影響を低減できる。
【００６４】
図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す第４取付例では、挟み込み方式を採用している。挟み込み方式では、浮力体１５は、この浮力体１５の内部にコイルＣＬの一部分を内包する。つまり、第４取付例では、第２取付例に示した円環状の浮力体１５の一部分が省略され、コイルＣＬの一部分が露出された状態となっている。
【００６５】
図６（Ａ）は、コイルＣＬと、このコイルＣＬの一部分をそれぞれ内包する浮力体１５と、を示す模式図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の領域ａｒｅの第１例を示す拡大図である。図６（Ｃ）は、図６（Ａ）の領域ａｒｅの第２例を示す図である。
【００６６】
図６（Ｂ）に示すように、コイルＣＬの外周が、ポリエチレン製の発泡材１５ｂ（例えば化学架橋ポリエチレンフォーム）により包囲されている。ポリエチレン製の発泡材１５ｂの外周は、外層１５ｃにより覆われている。コイルＣＬがポリエチレン製の発泡材１５ｂで覆われた後、外層１５ｃに結束バンド１５ｄが取り付けられて結束される。
【００６７】
図６（Ｂ）では、浮力体１５がコイルＣＬの延在方向に沿って２つの切断面１５ｅを有する。つまり、浮力体１５は２つに分離されている。分離された浮力体１５を対向する方向から挟み込み（符号１５ｘ１参照）、結束バンド１５ｄで結束する（符号１５ｙ１）。これにより、コイルＣＬに浮力体１５を装着する。
【００６８】
尚、図６（Ｂ）では、説明のために、浮力体１５の図中手前側においてコイルＣＬの延在方向に沿って分離された状態を示しているが、浮力体１５が図中奥側のように浮力体１５でコイルＣＬの外周面が覆われた状態で、コイルＣＬ及び浮力体１５が水中に配置される。また、図６（Ｂ）では、浮力体１５は、コイルＣＬの延在方向に直交する面で分離されることで、４つの浮力体部分に分離されることを例示するが、１つ以上の浮力体部分を含めばよく、浮力体１５に含まれる浮力体部分の数は任意である。
【００６９】
このように、コイルＣＬの一部分を浮力体１５が内包する場合でも、コイルＣＬは浮力を得ることができる。また、浮力体１５の取付数を調整することで、容易に浮力体による浮力を調整可能である。
【００７０】
また、切断面１５ｅを複数にすることで、コイルＣＬへの浮力体１５の取り付けが容易になる。
【００７１】
一方、図６（Ｃ）では、浮力体１５がコイルＣＬの延在方向に沿って１つの切断面１５ｅを有する。つまり、浮力体１５は１つであるが、浮力体１５が切り込みを有し、浮力体１５が開くようになっている。浮力体１５が開かれた状態で浮力体１５の内部にコイルＣＬを挿入し（符号１５ｘ２参照）、浮力体１５の切断面１５ｅを合わせることで浮力体１５を閉じ、浮力体１５の外周を結束バンド１５ｄで結束する（符号１５ｙ２参照）。これにより、コイルＣＬに浮力体１５を装着する。
【００７２】
尚、図６（Ｃ）では、説明のために、浮力体１５の図中手前側においてコイルＣＬの延在方向に沿って開いた状態を示しているが、浮力体１５が図中奥側のように浮力体１５でコイルＣＬの外周面が覆われた状態で、コイルＣＬ及び浮力体１５が水中に配置される。また、図６（Ｃ）では、浮力体１５は、コイルＣＬの延在方向に直交する面で分離されることで、４つの浮力体部分に分離されることを例示するが、１つ以上の浮力体部分を含めばよく、浮力体１５に含まれる浮力体部分の数は任意である。
【００７３】
このように、浮力体１５の切断面１５ｅを１つにすることで、コイルＣＬへの浮力体１５の取付後に浮力体１５を水が通過し難くなり、浮力体１５内部のコイルＣＬ側に水が浸入し難くできるので、浮力の低減を抑制できる。また、浮力体１５内への水の侵入を抑制することで、コイルＣＬの腐食を低減でき、コイルＣＬの耐久性を向上できる。
【００７４】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態における電力伝送システム４００が置かれる環境の一例を示す模式図である。図７において、第１の実施形態と共通する部分については同じ符号を用いている。また、説明の簡潔のために、第１の実施形態と共通する部分については、適宜、説明を省略する。
【００７５】
電力伝送システム４００は、送電コイルＣＬＡと水面９０の間に反射コイルＣＬＲを有する点で、第１の実施形態と相違する。反射コイルＣＬＲは、送電コイルＣＬＡから水面９０の方向へ放出される磁界を水底９５の方向へ反射する。これにより、送電コイルＣＬＡから放出された磁界が水面９０から放出されることを抑制できる。よって、送電コイルＣＬＡから放出された磁界と水上や水中での超長波（ＶＬＦ）帯や極超長波（ＵＬＦ）の通信との干渉を抑制することが可能になる。
【００７６】
尚、反射コイルＣＬＲは、送電コイルＣＬＡとの共振を避ける必要があるため、受電コイルＣＬＢや中継コイルＣＬＣの様にコンデンサが接続されておらず、共振回路を形成しない。すなわち、反射コイルＣＬＲはコンデンサの無い閉ループになる。
【００７７】
また、反射コイルＣＬＲは、図７に示すような一つの環とは限らない。例えば、反射コイルＣＬＲの内側に、反射コイルＣＬＲよりもコイル直径の小さな第２の反射コイルを反射コイルＣＬＲと同心円状に配置してもよい。これにより、送電コイルＣＬＡから発生する磁界を水底方向へ反射可能な面積が増えるので、水面９０から磁界が放出されることをより確実に抑えることができる。また、反射コイルＣＬＲが３つ以上設けられてもよい。
【００７８】
また、コイルＣＬには、浮力体１５が接続されてもよい。コイルＣＬには、送電コイルＣＬＡ、受電コイルＣＬＢ、１つ以上の中継コイルＣＬＣ、及び反射コイルＣＬＲが含まれるが、１つ以上のコイルＣＬに浮力体１５が接続される。よって、反射コイルＣＬＲに浮力体１５が接続されてもよい。
【００７９】
浮力体１５により、浮力体１５が接続されたコイルＣＬが浮力を得る。コイルＣＬは、水中において中性浮力を得ることが好ましい。また、浮力体１５により、複数のコイルＣＬ及び連結体３０は、全体として水中において中性浮力を得ることが好ましい。中性浮力を得ることにより、例えば水中での運搬が容易になる。浮力体１５の材料・構造や取付方法の詳細は、第１の実施形態と同様である。
【００８０】
（電力伝送システムの設置環境の変形例）
次に、第１，第２の実施形態の電力伝送システム１０，４００が置かれる環境の変形例について説明する。ここでは、電力伝送システム１０として例示するが、電力伝送システム４００についても同様である。
【００８１】
図８は、電力伝送システム１０が置かれる環境の第１変形例を示す模式図である。図８では、複数のコイルＣＬ（反射コイルＣＬＲ、送電コイルＣＬＡ及び３つの中継コイルＣＬＣ１〜３）が連結体３０を介して接続されている。中継コイルＣＬＣ２の内部（中継コイルＣＬＣ１により包囲する領域内）には、ＵＵＶ７１ａが航走している。また、中継コイルＣＬＣ３の下方（水底方向）には、ＵＵＶ７１ｂが航走している。ＵＵＶ７１ａ，７１ｂ、受電コイルＣＬＢを有する。受電コイルＣＬＢは、磁界を用いて電力伝送を受けられるように、例えば水面９０と略平行に配置される。
【００８２】
ＵＵＶ７１ａは、送電コイルＣＬＡ及び中継コイルＣＬＣ１を介して電力伝送を受ける。ＵＵＶ７１ｂは、送電コイルＣＬＡ及び３つの中継コイルＣＬＣ１〜ＣＬＣ３を介して電力伝送を受ける。これにより、ＵＵＶ７１ａ，７１ｂは、データ取得活動等を実施できる。
【００８３】
中継コイルＣＬＣ３の更に下方の水底９５付近には、地震計７２及び海中監視カメラ７３が設置されている。地震計７２及び海中監視カメラ７３は、受電コイルＣＬＢを有する。受電コイルＣＬＢは、磁界を用いて電力伝送を受けられるように、例えば水面９０と略平行に配置される。地震計７２及び海中監視カメラ７３が有する受電コイルＣＬＢは、送電コイルＣＬＡから送電された電力を、必要に応じて１つ以上の中継コイルＣＬＣを介して、磁界共鳴方式によって受ける。
【００８４】
これにより、地震計７２は、電力供給元とケーブル等を接続することなく、また電力供給元に接近するよう移動することなく、水面９０付近にある船舶５０からの電力を受けて、地震による水底９５としての海底の揺れを検出可能となる。また、海中監視カメラ７３は、水面９０付近にある船舶５０からの電力を受けて、電力供給元とケーブル等を接続することなく、また電力供給元に接近するよう移動することなく、水面９０付近にある船舶５０からの電力を受けて、水底９５としての海底付近の画像を撮像でき、海底付近を監視可能である。このように、水中航走体６０以外の移動しない装置に対して、コイルＣＬを用いて電力伝送されてもよい。
【００８５】
図９は、電力伝送システム１０が置かれる環境の第２変形例を示す模式図である。図９では、複数のコイルＣＬ（送電コイルＣＬＡ及び２つの中継コイルＣＬＣ１，ＣＬＣ２）が連結体３０を介して接続されている。また、水上には、船舶５０ではなく、太陽光発電機５１が配置される。太陽光発電機５１は、電線２０としての海中ケーブルを介して送電コイルＣＬＡと接続される。中継コイルＣＬＣ２は、支柱３１によって水底９５に設置されている。尚、支柱３１は、水底９５に接していなくてもよい。
【００８６】
中継コイルＣＬＣ２の下方には、水底掘削機８０としての自走ロボット８１が水底９５を航走している。自走ロボット８１は、例えば水中又は水底９５の検査を行う。自走ロボット８１は、受電コイルＣＬＢを有する。受電コイルＣＬＢは、磁界を用いて太陽光発電機５１からの電力を受けられるように、例えば水面９０と略平行に配置される。
【００８７】
これにより、電力伝送システム１０は、水上を移動しない太陽光発電機５１から、コイルＣＬを用いて磁界共鳴方式によって、水中又は水底の自走ロボット８１に対して電力供給できる。よって、自走ロボット８１は、有線によって電力を受ける必要がなく、電力供給を受ける際に水面９０付近に浮上する必要がない。よって、自走ロボット８１は、電力供給を受けながら、水中又は水底９５において作業を継続できる。
【００８８】
尚、太陽光発電機５１以外の発電機（例えば風力発電機、波力発電機）が水上に設置されてもよい。
【００８９】
尚、連結体３０が設けられず、複数のコイルＣＬ（送電コイルＣＬＡ及び２つの中継コイルＣＬＣ１，ＣＬＣ２）が連結体３０を介して接続されていなくてもよい。
【００９０】
図１０は、電力伝送システム１０が置かれる環境の第３変形例を示す模式図である。図１０では、複数のコイルＣＬ（送電コイルＣＬＡ及び２つの中継コイルＣＬＣ１，ＣＬＣ２）が連結体３０を介して接続されている。また、水底９５付近は熱水鉱床となっており。水底９５には、地熱発電機５２が設置されている。地熱発電機５２は、電線２０としての海中ケーブルを介して送電コイルＣＬＡと接続される。図１０では、送電コイルＣＬＡが他のコイルＣＬ（中継コイルＣＬＣ１，ＣＬＣ２）よりも水底９５側に配置されている。送電コイルＣＬＡは、支柱３１によって水底９５に設置されている。支柱３１は、水底９５に接していなくてもよい。
【００９１】
中継コイルＣＬＣ１の中心部には、ＵＵＶ７１が航走している。ＵＵＶ７１は、受電コイルＣＬＢを有する。受電コイルＣＬＢは、磁界を用いて地熱発電機５２からの電力を受けられるように、例えば水面９０と略平行に配置される。
【００９２】
これにより、電力伝送システム１０は、水底９５で移動しない地熱発電機５２から、コイルＣＬを用いて磁界共鳴方式によって、水中又は水底のＵＵＶ７１に対して電力供給できる。よって、ＵＵＶ７１は、有線によって電力を受ける必要がなく、電力供給を受ける際に水底９５方向に移動する必要がない。よって、ＵＵＶ７１は、電力供給を受けながら、水中又は水底９５において作業を継続できる。
【００９３】
図１１は、電力伝送システム１０が置かれる環境の第４変形例を示す模式図である。図１１では、電源（例えば電力供給元としての船舶５０や各種発電機）にケーブルを介して接続された送電コイルＣＬＡが、水中に配置されている。送電コイルＣＬＡの下方（水底方向）では、ＵＵＶ７１が航走し、橋脚９１の水中検査を行っている。
【００９４】
ＵＵＶ７１は、受電コイルＣＬＢを有する。受電コイルＣＬＢは、磁界を用いて地熱発電機５２からの電力を受けられるように、例えば水面９０と略平行に配置される。
【００９５】
図１１では、水中に存在する複数の橋脚９１の全体を送電コイルＣＬＡ内部に含むように、送電コイルＣＬＡが設置されているが、これに限られない。例えば、送電コイルＣＬＡは、橋脚９１の一部を送電コイルＣＬＡ内部に含むように配置されてもよい。
【００９６】
これにより、電力伝送システム１０は、電源から、コイルＣＬを用いて磁界共鳴方式によって、水中又は水底において橋脚９１を水中検査中のＵＵＶ７１に対して電力供給できる。よって、ＵＵＶ７１は、有線によって電力を受ける必要がなく、電力供給を受ける際に水底９５方向に移動する必要がない。よって、ＵＵＶ７１は、電力供給を受けながら、水中又は水底９５において橋脚９１の水中検査を継続できる。
【００９７】
電力伝送システム１０は、海洋鉱物資源探査に利用され得る。海洋鉱物資源は、例えばシェールガス、マンガン団塊、チタンハイドレード、メタンハイドレード、レアアースを含む。電力伝送システム１０は、水産資源の管理や監視に利用され得る。電力伝送システム１０は、海中観測網に利用され得る。海中観測は、例えば、地震観測、温度観測、ＣＯ２観測を含む。電力伝送システム１０は、橋脚９１や桟橋の維持管理に利用され得る。
【００９８】
［第１，第２の実施形態の効果等］
コイルＣＬの線材として例えば銅が用いられている場合、銅は比重が値８．９程度であるので、水に対してかなり重い。また、コイルＣＬに対して連結体３０（例えばロープ）や支柱３１が接続されると、システム構造物を運搬する場合の重量は更に大きくなる。
【００９９】
この場合に、浮力体１５を用いずにコイルＣＬやシステム構造物を運搬すると、コイルＣＬやシステム構造物が水底方向に沈み、水中での運搬が困難となる可能性がある。この場合、運搬船に台車を繋ぎ、水上の台車にコイルＣＬやシステム構造物を乗せて牽引し、設置場所まで水上で移動させる必要がある。また、水中でのコイルＣＬやシステム構造物の牽引が可能であっても、コイルＣＬやシステム構造物が大きな重量のために水底方向に沈み込む力が大きく作用し、運搬時に大きな力を作用させる必要がある。また、コイルＣＬやシステム構造物を運搬するために運搬船が大型化し、コイルＣＬやシステム構造物の設置作業が大がかりとなる。また、コイルＣＬやシステム構造物の重量が大きいので、運搬時に慣性力が働き、コイルＣＬやシステム構造物の運搬船が大きく揺れることがある。また、運搬時にコイルＣＬやシステム構造物と運搬船とを接続するケーブルが、大きな重量により断線する可能性もある。
【０１００】
これに対し、送電装置１００は、水中において、受電コイルを有する受電装置２００に電力を伝送する。送電装置１００は、磁界を介して受電コイルＣＬＢに電力を伝送する送電コイルＣＬＡを含む１つ以上の伝送コイルと、交流電力を送電コイルＣＬＡへ送電するドライバ１５１と、伝送コイルに接続されると共に、伝送コイルと共に共振する共振回路１５２を形成するコンデンサＣＡと、伝送コイルの少なくとも１つに接続された浮力体１５と、を備える。ドライバ１５１は、送電部の一例である。伝送コイルは、例えば送電コイルを含む。
【０１０１】
これにより、伝送コイルに浮力体１５が接続されることで、水中における伝送コイルが軽量化される。よって、電力伝送システム１０，４００は、水中での伝送コイルやシステム構造物の運搬が可能となり、伝送コイルやシステム構造物の運搬時に作用させる力を低減することができる。尚、システム構造物は、全体が一度に運搬されてもよいし、分散して運搬されてもよい。
【０１０２】
また、伝送コイルに浮力を与え、中性浮力とすることで、海水の比重と伝送コイルの比重とを同等とすることができる。そのため、伝送コイルやシステム構造物の運搬時に要する牽引力を小さくできる。
【０１０３】
また、伝送コイルの重量が軽減することで、伝送コイルの重量に対する連結体３０や支柱３１の耐力を小さくできる。よって、電力伝送システム１０，４００は、システム構造物の材料費、運搬費、建設費などのコストを低減できる。
【０１０４】
また、伝送コイルやシステム構造物の重量が小さくなることで、運搬船を小型化できる。また、伝送コイルやシステム構造物が中性浮力となることで、伝送コイルやシステム構造物を海上から運搬可能となり、運搬船による曳航での搬送が可能となる。また、伝送コイルやシステム構造物の運搬時の慣性力も小さくなり、運搬船の揺れも低減できる。また、伝送コイルやシステム構造物の重量が軽減されることで、システム構造物と運搬船とを接続するケーブルの断線も抑制できる。
【０１０５】
このように、送電装置１００及び電力伝送システム１０，４００は、水中において電力伝送するための伝送コイルの設置に係る様々なコストを低減できる。
【０１０６】
また、送電装置１００は、連結体３０を備えてもよい。伝送コイルは、送電コイルＣＬＡからの磁界を用いて受電コイルＣＬＢに電力を伝送する少なくとも１つの中継コイルＣＬＣを含んでもよい。連結体３０は、送電コイルＣＬＡと中継コイルＣＬＣとを連結してもよい。
【０１０７】
これにより、送電装置１００は、中継コイルＣＬＣに浮力体１５が接続されることで、中継コイルＣＬＣを中性浮力とすることができ、中継コイルＣＬＣを所望の位置に配置し易くなり、送電装置１００と受電装置２００との間の電力伝送を好適に中継できる。また、送電装置１００は、中継コイルＣＬＣを用いて、電力伝送距離を延長できる。また、上記と同様に、中継コイルＣＬＣの設置に係る様々なコストを低減できる。また、送電装置１００は、連結体３０により各伝送コイルの移動を制限でき、共振回路１５２による共振効率を向上できるので、電力伝送効率を向上できる。従って、送電装置１００は、水中において水流が発生しても、水中航走体６０の充電効率が低下することを抑制できる。
【０１０８】
また、伝送コイルは、送電コイルＣＬＡが発生する磁界を水底９５に向けて反射する反射コイルＣＬＲを含んでもよい。
【０１０９】
これにより、送電装置１００は、伝送コイルに浮力体１５が接続されることで、反射コイルＣＬＲを中性浮力とすることができ、反射コイルＣＬＲを所望の位置に配置し易くなる。また、送電装置１００は、送電コイルＣＬＡから放出された磁界が水面９０から放出されることを抑制でき、送電コイルＣＬＡから放出された磁界と水上や水中での超長波帯や極超長波の通信との干渉を抑制できる。よって、送電装置１００は、受電装置２００との間での電力伝送効率を向上できる。
【０１１０】
また、浮力体１５は、連結体３０に接続されてもよい。これにより、連結体３０を中性浮力にすることができ、連結体３０を含むシステム構造物の運搬を容易化できる。よって、上記と同様に、システム構造物の設置に係る様々なコストを低減できる。
【０１１１】
また、浮力体１５は、伝送コイルにおける等間隔の位置に複数接続されてもよい。
【０１１２】
これにより、送電装置１００は、伝送コイルに対して、伝送コイルの中心部を基準として点対称の位置で均一に浮力を付与できる。よって、伝送コイルが水中の設置後には、例えば伝送コイルを水面９０と平行な面に沿って姿勢を維持し易くなり、伝送コイルを通過する磁界の損失を低減できる。
【０１１３】
また、浮力体１５は、ケーブル１５ａを介して伝送コイルに接続され、内部に空気が充填されてもよい。
【０１１４】
これにより、例えば、伝送コイルに対して浮力体１５がケーブル１５ａとしてのワイヤで固定されることで、浮力体１５を容易に取扱いできる。また、空気バルーンを用いるので、浮力体１５を安価に構成できる。また、浮力体１５の取付数を調整することで、容易に浮力体１５による浮力を調整可能である。
【０１１５】
また、浮力体１５は、伝送コイルの内周又は外周に当接してもよい。
【０１１６】
これにより、浮力体１５を伝送コイルに直接取付でき、浮力体１５の取付作業を容易にできる。また、伝送コイルの内周に浮力体１５が当接する場合、伝送コイルと浮力体１５とを含む領域の面積を小さくでき、潮流等の影響を低減できる。
【０１１７】
また、浮力体１５は、筒状且つ環状に形成され、浮力体１５の内部に伝送コイルを内包してもよい。
【０１１８】
これにより、送電装置１００は、浮力体１５が伝送コイルを内包することで、伝送コイルと浮力体１５とが潮流等の力を受ける表面積を小さくできる。そのため、浮力体１５の耐久性が向上する。また、伝送コイルの外周の全面を覆うことで、伝送コイルを保護できる。また、浮力体１５が伝送コイルを内包して一体に形成されることで、浮力体１５が突起部とならず、浮力体１５は、水圧を均一に受けることができる。
【０１１９】
また、浮力体１５は、内部に伝送コイルの一部を内包してもよい。これにより、伝送コイルに対して部分的に浮力を与えて、例えば中性浮力とすることができる。また、伝送コイル全体を浮力体１５が内包する場合と比較して、浮力体１５の材料が少なく済み、安価に構成できる。
【０１２０】
また、浮力体１５は、内部に油が充填されてもよい。
【０１２１】
これにより、油が水や海水と比重が同程度であるので、伝送コイルに対して容易に中性浮力を付与できる。また、送電装置１００は、浮力体１５に油が充填されることで、浮力体１５が水圧により変形したり破損したりすることを抑制できる。
【０１２２】
また、浮力体は、伝送コイルが配置された水深に応じて、異なる材料で形成されてもよい。
【０１２３】
これにより、水深に応じて異なる浮力を与えることができ、例えば伝送コイルを多段に水深方向に連結した場合でも、それぞれの伝送コイルで中性浮力にし易くなる。これにより、多段の伝送コイルを水深方向に沿って所望の位置に配置し易くなり、多段の伝送コイルを用いた電力伝送の信頼性が向上する。
【０１２４】
また、伝送コイルは、水面９０と略直交する方向に電力を伝送してもよい。
【０１２５】
これにより、送電装置１００は、水深方向に電力伝送距離を延長でき、水深の深い場所（深海）に位置する受電装置２００に対して給電でき、受電装置２００の作業効率を向上できる。
【０１２６】
また、伝送コイルは、電力を伝送するとともに、データを通信してもよい。
【０１２７】
これにより、受電装置２００は、データ収集等の活動効率の低下を抑制しながら、送電装置１００からの電力を充電でき、送電装置１００との間でデータ通信できる。
【０１２８】
また、送電装置１００及び電力伝送システム１０，４００によれば、受電装置２００（例えば水中航走体６０）は、水中の流れがある環境においても、送電コイルＣＬＡに接触する必要なく、磁気共鳴方式による電力伝送の効率低下を抑制して、安定的に電力の供給を受けることができる。従って、水中航走体６０は、データ収集等の活動を行いながら連続給電を受けることが可能になり、給電を受ける際の水中航走体６０の稼働率が向上する。よって、送電装置１００は、水中でのデータ収集活動の効率を向上できる。
【０１２９】
また、送電装置１００は、送電装置１００の送電コイルＣＬＡ及び受電装置２００の受電コイルＣＬＢを用いることで、磁気共鳴方式によりワイヤレスで電力伝送できる。また、送電装置１００は、水中航走体６０が所定の給電場所に移動することなく電力を受けられるので、給電時においても水中航走体６０は自由に移動でき、ポジションフリーの電力伝送が可能となる。よって、送電装置１００は、水中航走体６０による水中や水底９５での活動が阻害されることを抑制できる。よって、水中航走体６０は、充電中でも作業範囲を拡大でき、作業中に連続充電できる。また、水中航走体６０は、任意のタイミングで充電できるので、作業時間を短縮できる。
【０１３０】
また、送電装置１００は、中継コイルＣＬＣを用いることで、連続した電磁誘導により電力伝送距離を延長できる。例えば、図１に示したように、中継コイルＣＬＣを多段に水面９０付近から水底方向へ配置することで、送電装置１００は、水深の深い位置（例えば水深１０００ｍ以上）まで電力伝送可能となる。この場合、送電装置１００は、海底資源の採掘や調査を行う水中航走体６０に対して、ワイヤレスで電力伝送でき、給電時の水中航走体６０の稼働率の低下を抑制できる。
【０１３１】
また、無給電により動作するための大型のバッテリを水中航走体６０が備えなくても、水中航走体６０が活動できる。この場合には、水中航走体６０を小型化、軽量化できる。
【０１３２】
（他の実施形態）
以上のように、本開示における技術の例示として、第１，第２の実施形態を説明した。しかし、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。
【０１３３】
第１，第２の実施形態では、浮力体１５に油等の液体が封入されることを例示したが、コイルＣＬに油等の液体が封入されてもよい。コイルは、１回以上巻回された電線と、巻回された電線全体の外周を覆う被覆材と、を含んで構成される。コイルＣＬに油が封入される場合、コイルＣＬ内の電線と被覆材との間に油が封入される。
【０１３４】
コイルＣＬに油等の液体が封入されることで、コイルＣＬが変形し難く、破損し難い。また、浮力体１５を用いない場合でも、ある程度の浮力がコイルＣＬに与えられ、コイルＣＬの運搬を容易化できる。
【０１３５】
このように、伝送コイルは、環状に形成された電線の周囲が被覆材により被覆され、電線と被覆材との間に油が充填されてもよい。
【０１３６】
これにより、伝送コイル内の油により、伝送コイル自体に浮力が付与される。よって、伝送コイル自体の浮力と伝送コイルに接続された浮力体１５による浮力との合計により中性浮力を得ようとする場合、浮力体１５による浮力を小さくでき、浮力体１５のコストを低減できる。
【０１３７】
第１，第２の実施形態では、伝送コイル（例えば送電コイルＣＬＡ、中継コイルＣＬＣ、又は反射コイルＣＬＲ）に浮力体１５が接続されることを例示したが、受電コイルＣＬＢに浮力体１５が接続されてもよい。これにより、電力伝送システム１０は、受電コイルＣＬＢを搭載する水中航走体６０（例えばＡＵＶ）の重量負荷を低減でき、水中航走体６０の電力消費（例えば２次電池２４０の電力消費）を抑制できる。
【０１３８】
第１，第２の実施形態では、コイルＣＬに浮力体１５が接続されることを例示したが、水中で使用される各種ケーブル（例えば電線２０，ケーブル１５ａ）に浮力体１５が接続されてもよい。各種ケーブルへの浮力体１５の取付方法は、例えばコイルＣＬへの浮力体１５の取付方法と同様である。これにより、例えば、コイルＣＬと同様に、各種ケーブルの水中での運搬を容易にできる。
【０１３９】
第１，第２の実施形態では、コイルＣＬに浮力体１５が接続されることを例示したが、連結体３０（例えばロープ）に浮力体１５が接続されてもよいし、支柱３１に浮力体１５が接続されてもよい。連結体３０や支柱３１への浮力体１５の取付方法は、例えばコイルＣＬへの浮力体１５の取付方法と同様である。これにより、例えば、コイルＣＬと同様に、連結体３０や支柱３１の水中での運搬を容易にできる。尚、連結体３０に接続される浮力体１５は、ブイ４５であってもよいし、ブイ４５とは別体に設けられる浮力体であってもよい。
【０１４０】
また、第１，第２の実施形態では、図３及び図５において浮力体１５が球形状であることを例示したが、他の形状でもよい。また、図４（Ａ），（Ｂ）及び図６（Ａ）〜（Ｃ）において、コイルＣＬの延在方向に直交する面で切断した断面図では、浮力体の外周形状が円形であることを例示したが、他の形状であってもよい。
【０１４１】
第１，第２の実施形態では、水中航走体６０が２次電池２４０を備えることにより、水中充電が可能となることを例示した。尚、水中航走体６０は２次電池２４０を備えなくてもよい。この場合でも、水中航走体６０は各コイルＣＬを介して電力供給を受けることができ、つまり水中給電可能である。
【０１４２】
第１，第２の実施形態では、電力伝送システム１０として、海中又は海底においてデータ収集等を行う海底カメラシステムを例示したが、これ以外の用途に適用されてもよい。例えば、受電装置２００を様々なセンサを備える水中ロボットや無人探査機に設け、水中や水底９５に配置してもよい。これにより、水中ロボットや無人探査機により、水産資源や養殖の管理、橋梁やダムなどのインフラシステムの維持管理、港湾などの海底監視が可能となる。
【０１４３】
第１，第２の実施形態では、水面９０から水底９５に向かって、送電コイルＣＬＡ、中継コイルＣＬＣ、及び受電コイルＣＬＢが並んで配置されることを例示したが、コイルＣＬの配置方向はこれに限られない。例えば、水面９０や水底９５に沿う方向に、送電コイルＣＬＡ、中継コイルＣＬＣ、及び受電コイルＣＬＢが並んで配置されてもよい。これにより、送電装置１００は、水中で水平方向に電力伝送できる。
【０１４４】
第１，第２の実施形態では、ＣＰＵ１３０，２２０を例示したが、ＣＰＵ１３０，２２０以外のプロセッサが用いられてもよい。プロセッサは、物理的にどのように構成してもよい。また、プログラム可能なプロセッサを用いれば、プログラムの変更により処理内容を変更できるので、プロセッサの設計の自由度を高めることができる。プロセッサは、１つの半導体チップで構成してもよいし、物理的に複数の半導体チップで構成してもよい。複数の半導体チップで構成する場合、第１の実施形態の各制御をそれぞれ別の半導体チップで実現してもよい。この場合、それらの複数の半導体チップで１つのプロセッサを構成すると考えることができる。また、プロセッサは、半導体チップと別の機能を有する部材（コンデンサ等）で構成してもよい。また、プロセッサが有する機能とそれ以外の機能とを実現するように、１つの半導体チップを構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本開示は、水中において電力伝送するためのコイルの設置に係る様々なコストを低減できる送電装置等に有用である。
【符号の説明】
【０１４６】
１０，４００  電力伝送システム
１５  浮力体
１５ａ  ケーブル
１５ｂ  ポリエチレン製の発泡材
１５ｃ  外層
１５ｄ  結束バンド
１５ｅ  切断面
２０  電線
３０  連結体
３１  支柱
４０  錘
４５  ブイ
５０  船舶
５１  太陽光発電機
５２  地熱発電機
６０  水中航走体
７０  潜水艇
７１  ＵＵＶ
７２  地震計
７３  海中監視カメラ
８０  水底掘削機
８１  自走ロボット
９０  水面
９１  橋脚
９５  水底
１００  送電装置
１１０  電源
１２０  ＡＤＣ
１３０  ＣＰＵ
１４０  情報通信部
１４１  変復調回路
１５０  送電回路
１５１  ドライバ
１５２  共振回路
２００  受電装置
２１０  受電回路
２１１  整流回路
２１２  レギュレータ
２２０  ＣＰＵ
２３０  充電制御回路
２４０  ２次電池
２５０  情報通信部
２５１  変復調回路
ＣＬ  コイル
ＣＬＡ  送電コイル
ＣＬＢ  受電コイル
ＣＬＣ，ＣＬＣ１，ＣＬＣ２，ＣＬＣ３  中継コイル
ＣＬＲ，ＣＬＲ１，ＣＬＲ２  反射コイル
ＣＡ，ＣＢ，ＣＣ  コンデンサ
【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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