(57)【要約】【課題】送電装置から水槽内の遊泳体に非放射電磁界を用いた共振によって無線で電力を伝送する遊泳体観賞装置において、電力の伝送効率を向上させる。【解決手段】この遊泳体観賞装置１は、水槽２に取り付けられた送電装置３から水槽２内の水中又は水上で遊泳する遊泳体４に非放射電磁界を用いた共振によって無線で電力を伝送するものにおいて、送電装置３は、水槽２の底部２ａに設けられ少なくとも１個のスパイラルコイルが絶縁板の表面に形成されたスパイラル状の溝の中に配置された送電側共振器３１と、励振制御器３２と、水槽２の蓋２ｂに設けられ少なくとも１個のスパイラルコイルが絶縁板の表面に形成されたスパイラル状の溝の中に配置された送電側副共振器３３と、を有し、遊泳体４は、電力を受電する受電共振器を有する受電装置５と、受電装置５からの電力を用いて遊泳体４自身の動作を制御する遊泳体制御装置６と、を備える。【選択図】図１
2017056161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽に取り付けられた送電装置から該水槽内の水中又は水上で遊泳する遊泳体に非放射電磁界を用いた共振によって無線で電力を伝送する遊泳体観賞装置において、
前記送電装置は、前記水槽の底部に設けられ少なくとも１個のスパイラルコイルが絶縁板の表面に形成されたスパイラル状の溝の中に配置された送電側共振器と、該送電側共振器の励振を制御する励振制御器と、前記水槽の蓋に設けられ少なくとも１個のスパイラルコイルが絶縁板の表面に形成されたスパイラル状の溝の中に配置された送電側副共振器と、を有し、
前記遊泳体は、電力を受電する受電共振器を有する受電装置と、該受電装置からの電力を用いて遊泳体自身の動作を制御する遊泳体制御装置と、を備えていることを特徴とする遊泳体観賞装置。
【請求項２】
請求項１に記載の遊泳体観賞装置において、
前記送電側共振器は、前記１個のスパイラルコイルを含む複数個のスパイラルコイルを有し、該複数個のスパイラルコイルは、近接配置されて順に接続され、該接続されたスパイラルコイルの両端が接続され、これらの接続のいずれか１つがコンデンサを介した接続であり、該複数個のスパイラルコイルのうち前記１個のスパイラルコイルとは別の１個のスパイラルコイルは、前記絶縁板の裏面に、前記１個のスパイラルコイルが配置された前記溝の溝間に位置するように形成されたスパイラル状の溝の中に配置されていることを特徴とする遊泳体観賞装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の遊泳体観賞装置において、
前記送電側副共振器は、前記送電側副共振器の前記１個のスパイラルコイルの両端の間にコンデンサが接続されており、該コンデンサは、前記蓋の中央部に取り付けられた取っ手の中に設けられており、該コンデンサの一端は、前記蓋の中央部で前記送電側副共振器の前記１個のスパイラルコイルの一端に接続され、該コンデンサの他端は、前記送電側副共振器の前記絶縁板の裏面に形成された配線用の溝の中を通った配線を介して前記１個のスパイラルコイルの他端に接続されていることを特徴とする遊泳体観賞装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の遊泳体観賞装置において、
前記送電側副共振器は、前記送電側副共振器の前記１個のスパイラルコイルを含む複数個のスパイラルコイルを有し、該複数個のスパイラルコイルは、近接配置されて順に接続され、該接続されたスパイラルコイルの両端が接続され、これらの接続のいずれか１つがコンデンサを介した接続であり、該複数個のスパイラルコイルのうち前記１個のスパイラルコイルとは別の１個のスパイラルコイルは、前記絶縁板の裏面に、前記１個のスパイラルコイルが配置された前記溝の溝間に位置するように形成されたスパイラル状の溝の中に配置されており、前記送電側副共振器の前記コンデンサは、前記蓋の中央部に取り付けられた取っ手の中に設けられていることを特徴とする遊泳体観賞装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の遊泳体観賞装置において、
前記送電側共振器の前記１個のスパイラルコイル又は前記複数個のスパイラルコイルは、中心部が疎に、周辺部が密に巻かれて、かつ、サイズが前記水槽のサイズよりも１５％〜２５％大きく、
前記送電側副共振器の前記１個のスパイラルコイル又は前記複数個のスパイラルコイルは、中心部が疎に、周辺部が密に巻かれて、かつ、サイズが前記水槽のサイズよりも１５％〜２５％大きいか或いは前記蓋の覆い部において電気導線がソレノイド状に巻かれていることを特徴とする遊泳体観賞装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の遊泳体観賞装置において、
前記受電共振器は、棒状のコア入りのソレノイドコイルを有し、該コアの軸線が前記遊泳体の下方を向くように配置されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水槽内で魚形のような遊泳体を遊泳させて観賞するための遊泳体観賞装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水槽内で魚形の遊泳体を生きている魚のように遊泳させて観賞するための種々の遊泳体観賞装置が知られている。その中で、特許文献１には、水槽に取り付けられた送電装置から水槽内の水中又は水上で遊泳する遊泳体に、非放射電磁界を用いた共振によって無線で電力を伝送する遊泳体観賞装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２３２６２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、特許文献１の遊泳体観賞装置においても、送電装置から遊泳体への電力の伝送効率の点では、まだ、改善の余地が有る。
【０００５】
本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、送電装置から水槽内の遊泳体に非放射電磁界を用いた共振によって無線で電力を伝送する遊泳体観賞装置において、送電装置から遊泳体への電力の伝送効率を向上させることができるものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の遊泳体観賞装置は、水槽に取り付けられた送電装置から該水槽内の水中又は水上で遊泳する遊泳体に非放射電磁界を用いた共振によって無線で電力を伝送する遊泳体観賞装置において、前記送電装置は、前記水槽の底部に設けられ少なくとも１個のスパイラルコイルが絶縁板の表面に形成されたスパイラル状の溝の中に配置された送電側共振器と、該送電側共振器の励振を制御する励振制御器と、前記水槽の蓋に設けられ少なくとも１個のスパイラルコイルが絶縁板の表面に形成されたスパイラル状の溝の中に配置された送電側副共振器と、を有し、前記遊泳体は、電力を受電する受電共振器を有する受電装置と、該受電装置からの電力を用いて遊泳体自身の動作を制御する遊泳体制御装置と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の遊泳体観賞装置は、請求項１に記載の遊泳体観賞装置において、前記送電側共振器は、前記１個のスパイラルコイルを含む複数個のスパイラルコイルを有し、該複数個のスパイラルコイルは、近接配置されて順に接続され、該接続されたスパイラルコイルの両端が接続され、これらの接続のいずれか１つがコンデンサを介した接続であり、該複数個のスパイラルコイルのうち前記１個のスパイラルコイルとは別の１個のスパイラルコイルは、前記絶縁板の裏面に、前記１個のスパイラルコイルが配置された前記溝の溝間に位置するように形成されたスパイラル状の溝の中に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の遊泳体観賞装置は、請求項１又は２に記載の遊泳体観賞装置において、前記送電側副共振器は、前記送電側副共振器の前記１個のスパイラルコイルの両端の間にコンデンサが接続されており、該コンデンサは、前記蓋の中央部に取り付けられた取っ手の中に設けられており、該コンデンサの一端は、前記蓋の中央部で前記送電側副共振器の前記１個のスパイラルコイルの一端に接続され、該コンデンサの他端は、前記送電側副共振器の前記絶縁板の裏面に形成された配線用の溝の中を通った配線を介して前記１個のスパイラルコイルの他端に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の遊泳体観賞装置は、請求項１又は２に記載の遊泳体観賞装置において、前記送電側副共振器は、前記送電側副共振器の前記１個のスパイラルコイルを含む複数個のスパイラルコイルを有し、該複数個のスパイラルコイルは、近接配置されて順に接続され、該接続されたスパイラルコイルの両端が接続され、これらの接続のいずれか１つがコンデンサを介した接続であり、該複数個のスパイラルコイルのうち前記１個のスパイラルコイルとは別の１個のスパイラルコイルは、前記絶縁板の裏面に、前記１個のスパイラルコイルが配置された前記溝の溝間に位置するように形成されたスパイラル状の溝の中に配置されており、前記送電側副共振器の前記コンデンサは、前記蓋の中央部に取り付けられた取っ手の中に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の遊泳体観賞装置は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の遊泳体観賞装置において、前記送電側共振器の前記１個のスパイラルコイル又は前記複数個のスパイラルコイルは、中心部が疎に、周辺部が密に巻かれて、かつ、サイズが前記水槽のサイズよりも１５％〜２５％大きく、前記送電側副共振器の前記１個のスパイラルコイル又は前記複数個のスパイラルコイルは、中心部が疎に、周辺部が密に巻かれて、かつ、サイズが前記水槽のサイズよりも１５％〜２５％大きいか或いは前記蓋の覆い部において電気導線がソレノイド状に巻かれていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の遊泳体観賞装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の遊泳体観賞装置において、前記受電共振器は、棒状のコア入りのソレノイドコイルを有し、該コアの軸線が前記遊泳体の下方を向くように配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る遊泳体観賞装置によれば、送電装置から水槽内の遊泳体に非放射電磁界を用いた共振によって無線で電力を伝送する遊泳体観賞装置において、送電装置から遊泳体への電力の伝送効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る遊泳体観賞装置のブロック構成を示す側面図である。
【図２】同上の遊泳体観賞装置の送電側共振器の１種類目の構成を示すもので、（ａ）は模式的な斜視図（下方から見た斜視図）、（ｂ）は送電側共振器を構成するスパイラルコイルの下面図である。
【図３】同上の遊泳体観賞装置の送電側共振器の２種類目の構成を示す模式的な斜視図である。
【図４】同上の遊泳体観賞装置の送電側共振器の１種類目の構成を示す断面図である。
【図５】同上の遊泳体観賞装置の送電側共振器の２種類目の構成を示す断面図である。
【図６】同上の遊泳体観賞装置の送電側共振器の２種類目の構成を示す下面図である。
【図７】同上の遊泳体観賞装置における磁力線の様子を示す側面図である。
【図８】同上の遊泳体観賞装置の送電側副共振器の１種類目の構成を示す模式的な斜視図である。
【図９】同上の遊泳体観賞装置の送電側副共振器の２種類目の構成を示す模式的な斜視図である。
【図１０】同上の遊泳体観賞装置の送電側副共振器の１種類目の構成を示す断面図である。
【図１１】同上の遊泳体観賞装置の送電側副共振器の２種類目の構成を示す断面図である。
【図１２】同上の遊泳体観賞装置の送電側副共振器の変形例を示す側面図の一部である。
【図１３】同上の遊泳体観賞装置の遊泳体の回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る遊泳体観賞装置１は、図１に示すように、水槽２に取り付けられた送電装置３から水槽２内の水中又は水上で遊泳する遊泳体４に非放射電磁界を用いた共振（例えば、周波数１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）によって無線で電力を伝送するものである。遊泳体４は、魚形のものが好適である。また、他の生物の形や船形など各種のものも可能である。なお、図１中の符号Ｗは水を示している。
【００１５】
送電装置３は、水槽２の底部２ａに設けられた送電側共振器３１と、送電側共振器３１の励振を制御する励振制御器３２と、水槽２の蓋２ｂに設けられた送電側副共振器３３と、を有している。
【００１６】
送電側共振器３１は、図２（ｂ）に示すように、電気導線（例えば、直径約１ｍｍ）がスパイラル状に巻かれて形成されるコイル、すなわちスパイラルコイルを用いている。そのスパイラルコイルは、通常は、平面的に（スパイラルコイルの表面が平面を形成するように）巻かれており、スパイラルコイルの軸方向（ｚ軸方向）（スパイラルコイルの表面の法線方向）が上方に向くように配置される。スパイラルコイルの形状は、図では矩形状に巻かれているものを示しているが、円形状などの形状のものも可能である。
【００１７】
送電側共振器３１として可能な２種類の構成を次に述べる。１種類目の構成は、図２（ａ）に示すように、送電側共振器３１を１個だけのスパイラルコイル３１ａと、スパイラルコイル３１ａの両端の間に接続されたコンデンサ３１ｚと、で構成したものである。なお、図２（ａ）においてスパイラルコイル３１ａは、図示の都合上、下斜めから見た遠近法を用いた斜視図となっている。他の斜視図も同様である。
【００１８】
２種類目の構成は、図３に示すように、送電側共振器３１として、複数個（通常は、図３に示すように２個）のスパイラルコイル３１ａ、３１ｂ、・・・を有し、これらのスパイラルコイル３１ａ、３１ｂ、・・・は近接配置されて順に接続され、この接続されたスパイラルコイル３１ａ、３１ｂ、・・・の両端が接続されたものである。これらの接続のいずれか１つは、コンデンサ３１ｚを介した接続である。複数個のスパイラルコイル３１ａ、３１ｂ、・・・は、同じ向きの磁界が生じるよう接続され、後述する絶縁板を用いて短い距離だけ離して配置される。これらのスパイラルコイル３１ａ、３１ｂ、・・・は、実質的に同じ巻き数で同じ大きさのものを用いればよいが、巻き数又は大きさが違っていても構わない。
【００１９】
複数個のスパイラルコイル３１ａ、３１ｂ、・・・の接続について、２個のスパイラルコイル３１ａ、３１ｂの接続の場合を用いて具体的に説明する。スパイラルコイル３１ａの両端のうちの一つとスパイラルコイル３１ｂの両端のうちの一つがコンデンサ３１ｚを介して、スパイラルコイル３１ａの両端のうちの他の一つとスパイラルコイル３１ｂの両端のうちの他の一つがコンデンサを介さずに、それぞれ電気的に接続される。より詳細には、例えば、図３に示すように、スパイラルコイル３１ａとスパイラルコイル３１ｂの電気導線が巻かれる向きを逆にして、スパイラルコイル３１ａの中心部に位置する一端３１ａａとスパイラルコイル３１ｂの中心部に位置する一端３１ｂａがコンデンサ３１ｚを介して、スパイラルコイル３１ａの周辺部に位置する他端３１ａｂとスパイラルコイル３１ｂの周辺部に位置する他端３１ｂｂがコンデンサを介さずに、それぞれ接続されるようにすることが可能である。なお、図示しないが、スパイラルコイル３１ａ及びスパイラルコイル３１ｂのその他の接続方法も可能である。
【００２０】
これらの送電側共振器３１の２種類の構成において、図４に示すように、スパイラルコイル３１ａは、絶縁板３１ｉ（例えば、厚さ約２ｍｍ〜約４ｍｍ）の表面に形成されたスパイラル状の溝３１ｉａ（例えば、深さ約１ｍｍ〜約１．５ｍｍ）の中に配置される。図４は、送電側共振器３１が１個だけのスパイラルコイル３１ａを有する場合のものである。溝３１ｉａの幅は、スパイラルコイル３１ａの電気導線の直径と同じか少し大きい程度である。このようにすると、スパイラルコイル３１ａが拘束されるために、その線間の反発や外力などによる局所的変形を防止し、線間の距離を一様にすることができる。それにより、スパイラルコイル３１ａの容量成分及びインダクタンス成分の値を安定化することができる。また、近接効果による電気導線の表面に流れる交流電流の偏りを抑えるようにして、交流抵抗成分の値を安定化することができる。その結果、送電装置３から遊泳体４への電力の伝送効率を向上させることができる。絶縁板３１ｉは、低損失の絶縁体（例えば、ポリエチレン製）とすることが好ましい。なお、図４（及び後述する図５）では、コンデンサ３１ｚの図示は省略している。
【００２１】
上記２種類目の構成においては、スパイラルコイル３１ａとは別のスパイラルコイル、すなわちスパイラルコイル３１ｂ、・・・も、いずれかの絶縁板の表面（又は裏面）に形成されたスパイラル状の溝の中に配置される。スパイラルコイル３１ｂは、図５に示すように、絶縁板３１ｉの裏面に形成されたスパイラル状の溝３１ｉｂの中に配置される。ここで、絶縁板３１ｉを比較的薄くしつつ、スパイラルコイル３１ａとスパイラルコイル３１ｂの間の相互の影響（例えば、近接効果による交流抵抗成分の値の増大など）を抑制するには、スパイラル状の溝３１ｉｂは、スパイラルコイル３１ａが配置される絶縁板３１ｉの表面の溝３１ｉａの溝間に位置するようにできるだけ形成されるようにするのが好ましい。そのためには、具体的には、溝３１ｉｂは、平面視において溝３１ｉａとクロスする部分を除いて溝３１ｉａの溝間に位置するように形成する。そうすると、図６に示すように、スパイラルコイル３１ａとスパイラルコイル３１ｂの間の大部分に、厚さ方向とともに平面方向の距離を設けることができる。
【００２２】
また、スパイラルコイル３１ａ（及び３１ｂ、・・・）は、スパイラルコイル内の隣接する電気導線間の距離が、中心部から周辺部に至るまで均等であってもよいが、発生する非放射電磁界（特に、磁界）を水槽２の中心部から周辺部まで全体にわたって均一にするように、中心部では疎に巻いて大きく、周辺部では密に巻いて小さくするのが好ましい。具体的には、図２（ｂ）に示すようにスパイラルコイルの中心部から周辺部になるにつれて徐々に密になるようにしてもよいし、一定の電気導線間の距離で疎に巻く領域と一定の電気導線間の距離で密に巻く領域とを設けるようにしてもよい。
【００２３】
それに加えて、スパイラルコイル３１ａ（及び３１ｂ、・・・）は、そのサイズ（直径）が水槽２のサイズ（水槽２の内壁（水が接する内壁）の最大の長さ）よりも１５％〜２５％大きくするのが好ましい。そうすると、無駄な電力消費を極力抑えつつ、図７に示すように、水槽２の内壁（特に内壁下部）の付近において、磁力線（矢印付き実線で示す。）の方向を略鉛直方向にすることができる。なお、水槽２の内壁上部の付近における磁力線の方向については後述する。
【００２４】
励振制御器３２は、送電側共振器３１の励振を制御するものである。励振制御器３２は、詳細には、図２及び図３に示すように、高周波電源３２ｂと結合ループ３２ａを有して構成される。高周波電源３２ｂは、インピーダンスの整合を行う結合ループ３２ａを介して送電側共振器３１を励振する。つまり、高周波電源３２ｂはその出力信号を結合ループ３２ａに出力し、結合ループ３２ａは送電側共振器３１に電磁誘導結合している。結合ループ３２ａは、他の公知のインピーダンス整合手段で置き換えることも可能である。また、送電側共振器３１の回路に高周波電源３２ｂの出力端子を電気的に直結し、スパイラルコイル３１ａ（又は３１ｂ、・・・）の巻き数やコンデンサ３１ｚの容量値などを調整してインピーダンス整合を行うことで、結合ループ３２ａなどのインピーダンス整合手段を省略できる場合もある。また、遊泳体４が図１に示すように複数個有る場合、高周波電源３２ｂの出力信号は、電流駆動で、すなわち出力電流値を一定又は略一定に制御して、出力されるのが好ましい。電圧駆動で、すなわち出力電圧値を一定にして出力されると、遊泳体４の数によってはそれらとの共振に起因する電圧降下により十分な電力の伝送が難しくなる場合が有るからである。
【００２５】
送電側副共振器３３は、そこに到達して来た送電側共振器３１からの非放射電磁界に結合して励振され、非放射電磁界を下方向に発生させる。それにより、遊泳体４の受電側共振器５１は送電側共振器３１からの非放射電磁界に加え送電側副共振器３３からの非放射電磁界によっても電力を受電することができるようになる。特に、遊泳体４が水面近くに有る場合に、送電側副共振器３３からの非放射電磁界による電力の受電は有用である。なお、送電側副共振器３３はそれのみで動作し、送電側共振器３１に対する励振制御器３２のような励振制御器は設けられない。
【００２６】
送電側副共振器３３としては、送電側共振器３１と同様の２種類の構成が可能である。すなわち、１種類目の構成は、図８に示すように、送電側副共振器３３を１個だけのスパイラルコイル３３ａと、スパイラルコイル３３ａの両端の間に接続されたコンデンサ３３ｚと、で構成したものである。２種類目の構成は、図９に示すように、送電側副共振器３３として、複数個（通常は、図９に示すように２個）のスパイラルコイル３３ａ、３３ｂ、・・・を有し、これらのスパイラルコイル３３ａ、３３ｂ、・・・は近接配置されて順に接続され、この接続されたスパイラルコイル３３ａ、３３ｂ、・・・の両端が接続されたものである。これらの接続のいずれか１つは、コンデンサ３３ｚを介した接続である。
【００２７】
これらの送電側副共振器３３の２種類の構成において、図１０及び図１１に示すように、スパイラルコイル３３ａは、送電側共振器３１におけるスパイラルコイル３１ａと同様に、絶縁板３３ｉの表面（図１０及び図１１では下面）に形成されたスパイラル状の溝３３ｉａの中に配置される。
【００２８】
上記１種類目の構成においては、コンデンサ３３ｚは、図１０に示すように、蓋２ｂの中央部に取り付けられた取っ手２ｂａの中に設けられており、コンデンサ３３ｚの一端は、蓋２ｂの中央部でスパイラルコイル３３ａの一端に接続され、コンデンサ３３ｚの他端は、絶縁板３３ｉの裏面に形成された配線用の溝３３ｉｚの中を通った配線を介してスパイラルコイル３３ａの他端に接続されるのが好ましい。そうすると、蓋２ｂを簡単な形状及び構造にすることが容易である。
【００２９】
上記２種類目の構成においては、スパイラルコイル３３ａとは別のスパイラルコイル、すなわちスパイラルコイル３３ｂ、・・・も、いずれかの絶縁板の表面（又は裏面）に形成されたスパイラル状の溝の中に配置される。スパイラルコイル３３ｂは、送電側共振器３１におけるスパイラルコイル３１ｂと同様に、図１１に示すように、絶縁板３３ｉの裏面（図１１では上面）に形成されたスパイラル状の溝３３ｉｂの中に配置される。スパイラル状の溝３３ｉｂは、送電側共振器３１におけるスパイラル状の溝３１ｉｂと同様に、スパイラルコイル３３ａが配置される絶縁板３３ｉの表面の溝３３ｉａの溝間にできるだけ形成されるようにするのが好ましい。そのためには、具体的には、溝３３ｉｂは、平面視において溝３３ｉａとクロスする部分を除いて溝３３ｉａの溝間に位置するように形成する。
【００３０】
また、コンデンサ３３ｚは、図１１に示すように、蓋２ｂの中央部に取り付けられた取っ手２ｂａの中に設けられているのが好ましい。その場合、図９に示したようにスパイラルコイル３３ａとスパイラルコイル３３ｂの電気導線が巻かれる向きを逆にして、スパイラルコイル３３ａの中心部に位置する一端３３ａａとスパイラルコイル３３ｂの中心部に位置する一端３３ｂａがコンデンサ３３ｚを介して、スパイラルコイル３３ａの周辺部に位置する他端３３ａｂとスパイラルコイル３３ｂの周辺部に位置する他端３３ｂｂがコンデンサを介さずに、それぞれ接続されるようにする。そうすると、蓋２ｂを簡単な形状及び構造にすることができる。
【００３１】
また、スパイラルコイル３３ａ（及び３３ｂ、・・・）は、スパイラルコイル内の隣接する電気導線間の距離が、中心部から周辺部に至るまで均等であってもよいが、送電側共振器３１におけるスパイラルコイル３１ｂと同様に、発生する非放射電磁界（特に、磁界）を水槽２の中心部から周辺部まで全体にわたって均一にするように、中心部では疎に巻いて大きく、周辺部では密に巻いて小さくするのが好ましい。
【００３２】
それに加えて、スパイラルコイル３３ａ（及び３３ｂ、・・・）は、そのサイズ（直径）が水槽２のサイズ（水槽２の内壁の最大の長さ）よりも１５％〜２５％大きくするのが好ましい。そうすると、水槽２の内壁上部）の付近において、磁力線の方向を略鉛直方向にすることができる（図７参照）。
【００３３】
また、スパイラルコイル３３ａ（及び３３ｂ、・・・）のサイズを水槽２のサイズよりも１５％〜２５％大きくするかわりに、図１２に示すように、水槽２の蓋２ｂに水槽２の周面上部を少し覆う覆い部２ｂｂを設け、スパイラルコイル３３ａ（及び３３ｂ、・・・）を延長して、その覆い部２ｂｂにおいて電気導線をソレノイド状に巻くことも可能である。覆い部２ｂｂは、遊泳体４が隠れないような大きさとする。そうすると、水槽２の内壁上部）の付近において、磁力線の方向を略鉛直方向にすることができるとともに、蓋２ｂの形状もより自然になる。
【００３４】
遊泳体４は、図１に示すように、伝送される電力を受電する受電装置５と、受電装置５からの電力を用いて遊泳体４自身の動作を制御する遊泳体制御装置６と、を備えている。
【００３５】
受電装置５は、図１３に示すように、所定の共振周波数における送電装置３の送電側共振器３１（及び送電側副共振器３３）との共振によって電力を受電する受電側共振器５１を有している。
【００３６】
受電側共振器５１は、スパイラルコイルを用いることも可能であるが、それに代えて棒状のコア５１ａ入りのソレノイドコイル５１ｂを用いることもできる。コア５１ａは、通常は、フェライトコアとすればよい。コア５１ａは、その軸線ｚ’が遊泳体４の下方を向くように配置される。そうすると、コア５１ａ入りのソレノイドコイル５１ｂは、サイズが小さくても大きなインダクタンス値を得ることができ、コンデンサ５１ｚとともに用いると、共振が容易である。また、コア５１ａは、遊泳体４が正常な姿勢になるようにする重りとしても作用する。
【００３７】
受電装置５では、受電側共振器５１が共振によって受電した電力を、整流器５２で整流して遊泳体制御装置６に供給する。遊泳体制御装置６は、遊泳体４の推進や方向制御の方法によって様々な公知のものが適用可能である。例えば、遊泳体４がスクリューで推進するものの場合は、遊泳体制御装置６は、スクリューのモータの回転を制御するものとすることができる。また、遊泳体４が魚形の尾部形状部分の揺動によって推進するものの場合は、遊泳体制御装置６は、永久磁石を尾部形状部分に設け、電磁石コイルの電流を制御して永久磁石を揺動させるようにしたものとすることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態に係る遊泳体観賞装置について説明したが、本発明は、上述の実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１    遊泳体観賞装置
２    水槽
２ａ  水槽の底部
２ｂ  水槽の蓋
２ｂａ  水槽の蓋の取っ手
２ｂｂ  水槽の蓋に設けられた覆い部
３    送電装置
３１  送電装置を構成する送電側共振器
３１ａ、３１ｂ  送電側共振器を構成するスパイラルコイル
３１ｉ  送電側共振器が配置される絶縁板
３１ｚ  送電側共振器を構成するコンデンサ
３２  送電装置を構成する励振制御器
３２ｂ  励振制御器を構成する高周波電源
３３  送電装置を構成する送電側副共振器
３３ａ、３３ｂ  送電側副共振器を構成するスパイラルコイル
３３ｉ  送電側副共振器が配置される絶縁板
３３ｚ  送電側副共振器を構成するコンデンサ
４    遊泳体
５    受電装置
５１  受電装置を構成する受電側共振器
５１ａ  コア
５１ｂ  ソレノイドコイル
６    遊泳体制御装置
Ｗ    水
【図１】
2017056161.tif 000003
【図２】
2017056161.tif 000004
【図３】
2017056161.tif 000005
【図４】
2017056161.tif 000006
【図５】
2017056161.tif 000007
【図６】
2017056161.tif 000008
【図７】
2017056161.tif 000009
【図８】
2017056161.tif 000010
【図９】
2017056161.tif 000011
【図１０】
2017056161.tif 000012
【図１１】
2017056161.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年9月20日(2015.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の遊泳体観賞装置は、水槽に取り付けられた送電装置から該水槽内の水中又は水上で遊泳する遊泳体に非放射電磁界を用いた共振によって無線で電力を伝送する遊泳体観賞装置において、前記送電装置は、前記水槽の底部に設けられ少なくとも１個のスパイラルコイルが絶縁板の表面に形成されたスパイラル状の溝の中に配置された送電側共振器と、該送電側共振器の励振を制御する励振制御器と、前記水槽の蓋に設けられ少なくとも１個のスパイラルコイルが絶縁板の表面に形成されたスパイラル状の溝の中に配置された送電側副共振器と、を有し、前記遊泳体は、電力を受電する受電側共振器を有する受電装置と、該受電装置からの電力を用いて遊泳体自身の動作を制御する遊泳体制御装置と、を備えていることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項６に記載の遊泳体観賞装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の遊泳体観賞装置において、前記受電側共振器は、棒状のコア入りのソレノイドコイルを有し、該コアの軸線が前記遊泳体の下方を向くように配置されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
水槽に取り付けられた送電装置から該水槽内の水中又は水上で遊泳する遊泳体に非放射電磁界を用いた共振によって無線で電力を伝送する遊泳体観賞装置において、
前記送電装置は、前記水槽の底部に設けられ少なくとも１個のスパイラルコイルが絶縁板の表面に形成されたスパイラル状の溝の中に配置された送電側共振器と、該送電側共振器の励振を制御する励振制御器と、前記水槽の蓋に設けられ少なくとも１個のスパイラルコイルが絶縁板の表面に形成されたスパイラル状の溝の中に配置された送電側副共振器と、を有し、
前記遊泳体は、電力を受電する受電側共振器を有する受電装置と、該受電装置からの電力を用いて遊泳体自身の動作を制御する遊泳体制御装置と、を備えていることを特徴とする遊泳体観賞装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の遊泳体観賞装置において、
前記受電側共振器は、棒状のコア入りのソレノイドコイルを有し、該コアの軸線が前記遊泳体の下方を向くように配置されていることを特徴とする遊泳体観賞装置。