JP2021057966A - 車両給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動輪および非駆動輪に関わりなく、しかも高周波電流の漏洩を抑制できる構造によって、電力伝送効率を向上する車両給電装置を提供する。【解決手段】車両給電装置は、車両の有する複数のタイヤ１、２の下方に設置される複数の導体３１、３２から、タイヤの有するタイヤ内導体（スチールベルト）１１、２１を介して受電装置７に給電する。タイヤは、絶縁材料によって形成されるリム５１、６１およびディスク５２、６２で構成されるホイール５、６と、タイヤの外周部分で構成される接地領域からリムの間に配置されたタイヤ内導体と、タイヤ内導体を受電電極として受電電極との間で電気的に接続されるとともに、ディスクの表面に配設された導電部材５３、６３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電気エネルギを動力とする車両に対し、車両外から給電するための装置に関し、特に、車両の有するタイヤを介して路面から車体へ給電する車両給電装置に関するものである。

車両の有するタイヤを介して路面から車体へ給電する車両給電装置としては、車両の有する複数のタイヤの下方に設置される複数の導体から、当該タイヤの有するタイヤ内導体を介して受電装置に給電させる技術があった（特許文献１参照）。

特許文献１に開示される技術は、本願発明者らによって開発されたものであって、タイヤが静電容量を有していることに着目し、その静電容量を利用して路面から車体への交流送電を実現したものであった。すなわち、内部にスチールベルトを有するタイヤにあっては、タイヤの外周面（トレッドゴム）に沿ってメッシュ状のスチールベルトが設けられていることから、タイヤの外周面とスチールベルトとの間の距離は小さく、スチールベルトの面積が大きいため、タイヤの外周面とスチールベルトとの間に大きな静電容量が存在する。さらに、タイヤは、タイヤゴムを装着する金属製のホイールを有していることから、タイヤの表面とホイールとの距離は小さく、ホイールの面積が大きいため、タイヤの表面とホイールとの間にも大きな静電容量が存在する。このタイヤの有する静電容量を利用して、路面に設置される導体から車体に設けられる導体にかけて交流電力を伝送させるものであった。

特開２０１２−１７５８６９号公報

前掲の特許文献１に開示される発明は、路面から車体へ交流送電することができる点で優れたものであるが、ホイールと車軸との間が導通する構成となっており、車軸を介して金属車体に導通し、当該金属車体によって電力損失が発生することが懸念されていた。すなわち、電力伝送効率が低くなることが予想されるものであった。そこで、車体（サスペンション構造部）と車輪部分との間を絶縁することにより、金属車体との導通による電力損失を解消させることが想定される。

ところが、車体と車輪部分との絶縁によって電力損失を解消させようとする場合には、車体を支持するための構造上の特性から、非駆動輪においては絶縁させることは可能であるとしても、駆動輪にあっては、駆動系の金属部品によって導通することとなるため、有効な絶縁構造とすることができなかった。

そこで、本願の発明者らは、リムを導電材料で形成するとともに、ディスクを絶縁材料で形成してなるツーピースホイールを使用し、リムの内周面に近接する受電電極を設け、これらを電解結合させる構造の給電装置（以下、従来法という場合がある。）を開発した。この給電装置は、ディスクに接続される車軸部分がリムとの間で電気的に絶縁されることから、駆動系を構成する金属部品との導通を解消させることができるものであった。また、リムと受電電極とが近接しており、受電電極はドラムブレーキ等よりも外方に位置するため、両者は高周波絶縁されるものであった。

従来法は、上記のような構成により程度に好適な給電効率を発揮するものであったが、リムとドラムブレーキ等とが大きい静電容量によって電界結合されることとなるため、リムからドラムブレーキ等への高周波電流の漏洩が生じる懸念があった。また、リムと受電電極とは、近接させつつ空隙を形成させることにより電解結合されるものであったが、高周波電圧の状態によっては空気絶縁破壊を発生させることも懸念されるものであった。このような事象が発生した場合には、車両に搭載される負荷に対して大電力を供給できないことがあり得た。

本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、駆動輪および非駆動輪に関わりなく、しかも高周波電流の漏洩を抑制できる構造によって、電力伝送効率を向上させ得る車両給電装置を提供することである。

そこで、本発明は、車両の有する複数のタイヤの下方に設置される複数の導体から、該タイヤの有するタイヤ内導体を介して受電装置に給電する車両給電装置において、前記タイヤは、絶縁材料によって形成されるリムおよびディスクで構成されるホイールと、該タイヤの外周部分で構成される接地領域から前記リムの間に配置されたタイヤ内導体と、前記タイヤ内導体を受電電極として該受電電極との間で電気的に接続されるとともに、前記ディスクの表面に配設された導電部材とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、第１に、ホイールを構成するリムおよびディスクはいずれも絶縁材料によって形成されることから、ホイールの各部が導体との間で容量結合されることがなく、また、リムの内側に配置されるドラムブレーキその他の制動機構および車軸等とも十分に電気的に絶縁されることとなる。これにより、リムを介して高周波電流が漏洩することを極めて小さくすることができる。第２に、タイヤ内導体を受電電極として導体と容量結合されることから、当該タイヤ内導体を介して導体から高周波電力を供給し得る。このとき、タイヤ内導体に電気的に接続される導電部材は、ホイールのディスク表面に配置されることから、車軸等の金属製部品から電気的に絶縁された状態とすることができる。なお、タイヤは、そのタイヤの一部（例えばゴムタイヤ（トレッド部分）など）を容量として、受電電極として機能するタイヤ内導体と、導体とが容量結合されることから、受電装置に対して交流電力を給電することができる。

上記の導電部材は、少なくとも前記ディスクの周縁から中央までの間に配設され、該ディスクの中央における該導電部材の末端と前記受電装置とを電気的に接続するように構成してよい。このような構成においては、ディスクの中央における導電部材との接続は回転接続用コネクタを介して接続され、該回転接続用コネクタから前記受電装置までの配線は、絶縁材料によって形成される遮蔽部材によって該ディスク表面との間で電気的に絶縁される構成としてよい。これは、受電電極として機能するタイヤ内導体が、タイヤの転動により逐次異なる部分によって受電されるため、ディスクの中央において電気的に導電部材と接続することにより、当該接続位置を一定に保つことを目的としている。さらに、回転接続用コネクタを介することにより、当該ディスクの中央は回転するが、その回転部分との接続を可能としている。なお、回転接続用コネクタから受電装置までの配線には、ディスク表面との間に設けられる遮蔽部材によって絶縁するものである。これにより、遮蔽部材の表面（ディスクに対向しない側の表面）に配線を設けることができる。

なお、車両とは、タイヤを有する移動体を意味するものであり、自動車、オートバイ、電動自転車、ラジコンカーのみならず、移動可能なロボットや産業用搬送装置なども含まれるものである。また、受電装置は、交流電力を整流する整流回路や、整流後の電力を貯蔵するバッテリなどを有する回路である。電源装置には、高周波電源装置を用いることがきるが、高周波電源装置から供給される高周波電力は、高周波による電力伝送において反射波の発生による伝送効率が低下するため、高周波バランや整合回路によってインピーダンス整合を行うことが好ましい。

本発明は、車両の有する第１タイヤの下方に設置された第１導体と、車両の有する第２タイヤの下方に設置された第２導体とから、前記第１タイヤの有する第１タイヤ内導体及び前記第２タイヤの有する第２タイヤ内導体を介して、前記車両に給電する車両給電装置であって、前記第１導体と容量結合する前記第１タイヤ内導体と、前記第２導体と容量結合する前記第２タイヤ内導体と、前記第１導体と前記第２導体の間に給電される交流電力を、前記第１タイヤ内導体および前記第２タイヤ内導体により受電する受電装置とを備える車両給電装置において、前記第１タイヤは、絶縁材料によって形成される第１リムおよび第１ディスクとで構成される第１ホイールと、該第１タイヤの外周部分で構成される接地領域から前記第１リムの間に配置された第１タイヤ内導体と、前記第１タイヤ内導体を第１電極として該第１電極との間で電気的に接続されるとともに、前記第１ディスクの表面に配置された第１導電部材とを備え、前記第２タイヤは、絶縁材料によって形成される第２リムおよび第２ディスクとで構成される第２ホイールと、該第２タイヤの外周部分で構成される接地領域から前記第２リムの間に配置された第２タイヤ内導体と、前記第２タイヤ内導体を第２電極として該第２電極との間で電気的に接続されるとともに、前記第２ディスクの表面に配置された第２導電部材とを備えることを特徴とする。

上記のような構成によれば、第１タイヤおよび第２タイヤにおいて、それぞれのタイヤの一部（例えばゴムタイヤなど）を容量として、第１電極および第２電極と、第１導体および第２導体とが容量結合され、受電装置に交流電力を給電することができる。第１タイヤと第２タイヤの二種類を用いるのは、路面から電流を供給する経路と、路面へ帰還する経路とを設けるためである。従って、電流の供給路と帰還路が形成される構成となっていれば、各１個のタイヤを使用する場合に限られず、いずれか一方または双方に複数のタイヤを使用することができる。例えば、左側の前後両輪におけるタイヤを供給路に供し、右側の前後両輪におけるタイヤを帰還路に供して、並列に用いる場合などがあり得る。

上記構成の発明においても、上記の第１および第２の導電部材は、少なくとも第１または第２のディスクの周縁から中央までの間に配設され、それぞれのディスクの中央における導電部材の末端と受電装置とを電気的に接続するように構成してよく、さらに、それぞれのディスクの中央における各導電部材との接続は回転接続用コネクタを介して接続され、この回転接続用コネクタから受電装置までのそれぞれの配線は、絶縁材料によって形成される個別の遮蔽部材によってディスク表面との間で電気的に絶縁される構成としてよい。

上記各構成の発明においては、ホイールを構成するリムおよびディスク、第１ホイールを構成する第１リムおよび第１ディスク、または第２ホイールを構成する第２リムおよび第２ディスクは、いずれも十分な強度および絶縁性を有することが要求されることから、ガラス繊維強化プラスチックによって構成されることが好ましい。

本発明によれば、タイヤの一部を容量とする容量結合によって電力を供給する際に、絶縁材料によって形成されるホイールが存在するため、このホイールは静電容量が存在せず、これに支持される車軸およびこれに連動するブレーキ構造体は、電気的に絶縁させることができる。これにより、ホイールを境界として、その周辺（リム外周およびディスク外側表面）を電力伝送に供する一方、内側（リムの内周側）に駆動系および制動系の構造物を配置させることとなり、電力伝送に供される部分は金属製部品から物理的に隔絶させた状態にすることができる。すなわち、車軸等を電力伝送における供給路または帰還路の一部から排除させる構成となり、駆動輪と非駆動輪とのいずれにおいても電力伝送が可能となる。

さらに、リムを含むホイールの全体が絶縁材料によって構成されることにより、車軸を主とする駆動系部品のいずれもが電力伝送に寄与しないものとなる。従って、高周波電流の漏洩を抑制することとなることから、電力供給における電力伝送効率を向上させることが可能となる。

本発明の実施形態の概略を示す説明図である。 本発明の実施形態に使用されるホイールを示す説明図である。 本発明の実施形態に使用されるタイヤ部分を示す説明図である。 本発明の実施形態における変形例を示す説明図である。 本発明の実施形態における他の変形例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態の概略を示すものである。この図に示すように、本実施形態は、車両の有するタイヤ１，２の下方において、例えば道路などの路面３に導体（電極）３１，３２を埋設し、両導体３１，３２の間には、車両に給電するための電源装置４が設けられる車両給電装置に関するものである。タイヤ１，２は、それぞれホイール５，６に装着され、タイヤ１，２を構成するゴムタイヤ（トレッドゴムおよびサイドウォール）１０，２０の内部には、金属製網状のスチールベルト１１，２１が設けられている。従って、このスチールベルト１１，２１をもってタイヤ内導体とすることができる。この場合には、スチールベルト１１，２１が受電電極となり、導電部材等を介して受電装置７に接続されるものである。

電源装置４は、高周波電源装置４１とＲＦ（高周波）バラン４２および整合回路４３を有するものである。高周波電源装置４１から供給される高周波電力は、高周波による電力伝送において反射波の発生による伝送効率が低下するため、ＲＦバラン４２および整合回路４３によってインピーダンス整合を行うものとしている。また、受電装置７は、整流回路７１とバッテリ７２を有するものである。なお、電源装置４および受電装置７は、効率よく電力伝送し得るものであればよく、その構成については上記例以外のものとすることができる。

タイヤ１，２は、接地のためのゴムタイヤ１０，２０と、このゴムタイヤ１０，２０を装着するためのホイール５，６とで構成される。ホイール５，６は、リム５１，６１と、ディスク５２，６２とに区分されるが、これらを一体的に構成するワンピースホイールであってもよく、また両者を連結させたツーピースホイールであってもよい。これらの各部は、いずれも絶縁材料で構成されている。絶縁材料としては、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastic）を用いることができる。

ガラス繊維強化プラスチックは、プラスチックにガラス繊維を混ぜて成形されるものであり、ガラス繊維の種類等によって強度等は各種存在するが、一般的なガラス繊維強化プラスチックの特性は、概ね次のとおりである。引張強度：約１，０７９ＭＰａ、ヤング率：約４４．１３０ＧＰａ、体積抵抗率：１×１０^１５（Ωcm）、比重：２である。従って、軽量でありながら十分な強度を有する絶縁材料となり得る。

スチールベルト１１，２１は、一般的なゴムタイヤ１０，２０にあっては、トレッドゴム（トレッド部分）の内側に設けられている。トレッド部分は、主に路面に接地する部分であり、このトレッド部分がタイヤ１，２における接地領域である。従って、スチールベルト１１，２１は、タイヤの接地領域からホイール５，６のリム５１，６１の間に配置されるタイヤ内導体となるものである。

このように、路面３に埋設される導体（電極）３１，３２と、受電電極として機能するスチールベルト１１，２１（タイヤ内導体）とは、ゴムタイヤ１０，２０を容量とする容量結合がなされることとなる。また、専ら金属製によって構成される駆動系または制動系の各部品Ａ，Ｂは、ホイール５，６によって囲まれることとなることから、これらは高周波絶縁されることとなる。

ホイール５，６（特にディスク５２，６２）の外側表面には、送電用の導電部材５３，６３が配設されており、この導電部材５３，６３に接続される回転接続用コネクタ８，９を介して受電装置７との導通が確保されるものである。なお、スチールベルト１１，２１の位置に応じ、導電部材５３，６３との導通のために、両者を結線１２，２２によって電気的に接続させてもよい。

従って、図示のように、駆動系または制動系の各部品Ａ，Ｂは、ホイール５，６の内側に収納された状態となり、ちょうどホイール５，６を境界として、給電のための各部８，９，１１，２１，５３，６３と、駆動系または制動系の各部品Ａ，Ｂとが物理的に隔絶される状態となる。従って、駆動系または制動系の各部品Ａ，Ｂとの容量結合を妨げることとなり、高周波電流の漏洩を抑えることができるものである。

ここで、タイヤ１，２を構成するホイール５，６について詳述する。ホイールの構成を図２に示す。なお、図２（ａ）は外側表面を斜視した図であり、図２（ｂ）は内側を斜視した図である。これらの図に示すように、ホイール５，６は、リム５１，６１とディスク５２，６２とが一体的に構成されたワンピースホイールであり、ディスク５２，６２の表面には、予め周縁から中央までの間に配置された導電部材５３，６３が設けられている。この導電部材５３，６３は、帯状の導電性フィルムによって構成され、ディスク５２，６２の表面に強固に接着されたものである。なお、導電部材５３，６３は、導電性フィルムを接着する構成のほか、ディスク５２，６２の表面に金属を蒸着させ、または金属製薄板の一部を埋没される状態で埋設させた構成としてもよい。

ディスク５２，６２の外側表面における中央は、回転接続用コネクタ８，９を装着するために装着孔５４，６４が設けられており、前述の導電部材５３，６３は、この装着孔５４，６４に到達して配設されるものである。

本実施形態において例示するディスク５２，６２は、車軸との接続のためのボルト用孔Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆが４個設けられた構成ものであるため、このボルト用孔Ｃ〜Ｆを通過しない領域において、４本の導電部材（導電性フィルム）５３，６３をディスク５２，６２の表面に接着させる。このとき、導電部材（導電性フィルム）５３，６３は、ディスク５２，６２の中央から周縁５２ａ，６２ａに至る範囲（場合によっては、リム５１，６１の周縁５１ａ，６１ａに至る範囲）に設けることにより、ホイール５，６の全体の周縁から中央までを導通させることができる。

また、ディスク５２，６２の周縁５２ａ，６２ａ（場合によっては、リム５１，６１の周縁５１ａ，６１ａを含む）に配置される導電部材５３，６３は、スチールベルト１１，２１（図１）との接続領域５５，６５となるものである。この接続領域５５，６５は、図示のように、ディスク５２，６２の周縁５２ａ，６２ａ（場合によっては、リム５１，６１の周縁５１ａ，６１ａを含む）の一部にのみ設けることができるほか、周縁５２ａ，６２ａ（場合によっては、リム５１，６１の周縁５１ａ，６１ａを含む）部分の全体（全周）に設けてもよい。いずれにしてもスチールベルト１１，２１（図１）との間で好適に電気的接続を可能にできる構成とすればよい。

本実施形態では、回転接続用コネクタ８，９としてロータリーコネクタを使用している。このロータリーコネクタは、電極の一方（回転側）８ａ，９ａに接続用の雄ネジが刻設されているタイプのものを採用すれば、前記装着孔５４，６４には、これに螺合できる雌ネジを刻設することにより、容易に装着が可能となる。また、この雌ネジを金属製の袋ナットで構成する場合には、当該袋ナットに対して導電部材５３，６３を電気的に接続させれば導通可能となる。なお、ロータリーコネクタの他方の電極（固定側）８ｂ，９ｂには、配線のための送電部材８１，９１（図１）を接続することにより、停止した状態において受電装置７に伝送させることができることとなる。

このような構成から、ホイール５，６の全体は、絶縁材料で構成されることから、これに連結される金属製の車軸等は電気的に絶縁された状態となる。また、タイヤ内導体であるスチールベルト１１，２１（図１）によって、当該ゴムタイヤのトレッド部分を容量とする容量結合がなされた状態となるのである。

すなわち、図３に示すように、タイヤ１，２は、その外周部分から中心に向かって、ゴムタイヤ１０，２０のトレッド、スチールベルト１１，２１となり、相互間に適宜な距離を有している。これらの導電性を有する部分は、それぞれ面積が大きいことから、相互間の静電容量は大きくなる。従って、スチールベルト１１，２１をタイヤ内導体（受電電極）として、導体３１，３２とスチールベルト１１，２１との間は大きな静電容量が形成され、大きなコンデンサとして機能させることができる。

なお、金属材料からなる車軸等Ａ，Ｂは、受電電極としてのスチールベルト１１，２１から距離を有してタイヤ１，２の内部に配置されるものであり、各部と電気的に接続されているものではないことから、金属製の車軸等は静電容量を形成させるものではなく、高周波絶縁された状態となるものである。また、導電部材５３，６３は、絶縁材料であるディスク５２，６２によって絶縁されることから、車体への導通は回避し得るものとなる。

以上のように、本実施形態にあっては、タイヤ１，２の内部に構成されるタイヤ内導体がタイヤのトレッド部分を容量として容量結合されることから、車両の外部に設置する電源装置から受電装置への交流電力を供給することが可能となる。

このことは、図１において示されているように、例えば、二つのタイヤ１，２（第１タイヤ１および第２タイヤ２）の下方のそれぞれに設置されるタイヤ内導体１１，２１（第１導体および第２導体）から、導電部材５５，６５（図２）を介して受電装置７に給電するものである。

その結果、交流電力は、タイヤをコンデンサとして機能させて伝送することができることとなり、路面からの電力供給に際して、一方のタイヤ（例えば、第１タイヤ１）が路面からの電流を供給する経路とし、他方（例えば、第２タイヤ２）を路面へ帰還する経路とすることができるのである。従って、図示の例示に限らず、電流の供給路と帰還路が形成される構成となっていれば、供給路または帰還路を形成するためのタイヤを複数とすることができるものである。

なお、各タイヤ１，２の内部に配置される車軸に関し、当該車軸は、駆動側または非駆動側のいずれであっても同様である。駆動側の場合は車軸がドライブシャフトに接続される点についてのみ異なり、他の構成が相違するものではない。従って、駆動輪と非駆動輪とを区別することなく、電力伝送に供することができる。また、例えば、四輪車両の場合には、全てを電力伝送に供することも可能であり、前輪のみを利用し、または後輪のみを使用することも可能となる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。実施形態の変形例は、図４に示すように、実施形態において、ホイール５，６よりも外方に遮蔽部材８０，９０を追加して設けた構成である。遮蔽部材８０，９０は絶縁材料によって構成され、例えば、ホイール５，６と同じガラス繊維強化プラスチックで構成することができる。この遮蔽部材８０，９０は、ホイール５，６（ディスク５２，６２）の表面に設置される導電部材５３，６３に対して配線のための送電部材８１，９１を電気的に絶縁させるものである。

従って、この遮蔽部材８０，９０の表面（ホイール５，６に対向しない側の表面）に送電部材８１，９１が設けられ、この送電部材８１，９１は受電装置７（図１）まで連続して設けられるものである。この送電部材８１，９１は、遮蔽部材８０，９０の表面上に形成してもよいが、被覆配線を遮蔽部材８０，９０の表面側に配置するような構成でもよい。なお、この遮蔽部材８０，９０を安定的に装着するためには、その一部を例えばハブキャリア８２，９２に固定することができる。ハブキャリア８２，９２は、サスペンションを形成する部材であって、ベアリングを介してハブに装着されて車軸を支持するものであるから、タイヤ１，２が回転しても共回りすることがなく、タイヤ１，２の上下動と同時に移動するから、遮蔽部材８０，９０がタイヤ１，２と分離することを回避できる。

上記の実施形態の構成により電力伝送効率がどの程度上昇したかについて実験を行った。実施形態における電力伝送効率を検証するため、特にドラムブレーキ等の制動装置への高周波電流の漏洩制御を実証するため、ドラムブレーキを有するタイヤと、ドラムブレーキを取り外した状態のタイヤについて実験した。ドラムブレーキの有無以外は同じ条件とし、その構成として、ガラス繊維強化プラスチック製のホイール（ディスク）の表面に銅製フィルムを貼着し、ゴムタイヤのスチールベルトからディスクの中央までを電気的に接続した。本実験では、タイヤは回転させないものとし、実験では回転接続用コネクタ（ロータリーコネクタ）を使用せず、ディスクの中央における銅製フィルムの末端における最大有能伝送効率を測定した。最大有能伝送効率の測定にはベクトルネットワークアナライザの差動２ポートＳパラメータ測定を用いることとし、第１ポートはタイヤ下方に設置される導体に、第２ポートがディスク中央の銅製フィルム末端に接続した。

タイヤ下方に設置される導体としては道路を想定し、８０ｍｍの厚みを有するアスファルトと、その下部に４００ｍｍ幅の電極２枚を並行に埋設してなる１０ｍのアスファルト道路を使用した。また、一方の電極が埋設される位置には片方のタイヤを置き、他方の電極が埋設される位置には他方のタイヤを置いた状態とした。給電に使用する電源の周波数は１３．５６ＭＨｚとした。なお、最大有能伝送効率とは、入力端と出力端のそれぞれに無損失かつ無反射のインピーダンス整合回路を接続したときの電力伝送系が取り得る最大の電力伝送効率を意味する。

また、参考のため、従来法によって構成したタイヤを同様に設置し、また、実施形態に示すような絶縁材料によって構成したホイールに代えて通常のアルミホイールを使用した場合についても、他の実験構造を同一として測定した。

上記の実験の結果、実施形態に基づく構成のうち、ドラムブレーキを有するタイヤを使用した場合の最大有能伝送効率は、３３．６％であった。これに対し、ドラムブレーキを取り外した状態のタイヤを使用した場合は、３４．１％であった。他方、従来法による場合の最大有能伝送効率は、３１．０％であった。これらの結果を総合すれば、実施形態に基づくタイヤを使用する場合には、従来法に比較して２．６％向上することが判明した。ドラムブレーキの有無による差違は０．５％であることから、ドラムブレーキへの高周波電流の漏洩は、従来法に比較して僅少であることが判明した。

なお、一般的なアルミホイールを使用した場合の最大有能伝送効率は、２．５％であった。この結果は、アルミホイールを介して高周波電流が漏洩した場合でも２．５％の電力伝送効率を有することを意味するが、この数値に鑑みれば、従来法との比較における向上の程度が２．６％であったことは、電力伝送効率は十分に向上したことの証左と言える。

本発明の実施形態および実施例は上記のとおりであるが、これらは本発明の例示であって、本発明がこれらの実施形態等に限定されるものではない。従って、上記実施形態等の一部を変更し、または他の構成としてもよいものである。

例えば、ホイール５，６のディスク５２，６２の表面に配置する導電部材５３，６３は、図面上４本のみを例示しているが、この導電部材５３，６３の数や幅寸法などに制限はない。また、回転接続用コネクタ８，９は、ロータリーコネクタを例示したが、これに限定されるものではない。なお、ブラシまたはスリーブリングなどを使用してもよいが、摩擦抵抗による駆動系負荷や摩耗などを考慮すれば流体を利用したものが好ましいが、これらを排除するものではない。

さらに、タイヤ内導体として、スチールベルト１１，２１を使用することを前提としたが、例えば、スチールベルト１１，２１との電気的接続が不十分となる場合や、静電容量を十分に発揮させることができない場合には、図５に示すように、リム５１，６１の周面に導電性材料による電極部５７，６７を設けてもよい。このような構成であっても、リム５１，６１（ホイール５，６の全体）は電気的に絶縁されるものであるから、ホイール５，６の内側に配置される車軸等の駆動系部材またはドラムブレーキ等の制動系部材に対して電気的に絶縁させた状態を維持させることができる。また、このような電極部５７，６７は、スチールベルト１１，２１から十分に間隔を有することとなるため、空気絶縁破壊を招き難く、十分な静電容量を有して容量結合させることが可能となる。

１，２ タイヤ
３ 路面
４ 電源装置
５，６ ホイール
７ 受電装置
８，９ 回転接続用コネクタ（ロータリーコネクタ）
１０，２０ ゴムタイヤ
１１，２１ スチールベルト（タイヤ内導体）
３１，３２ 導体（電極）
４１ 高周波電源装置
４２ ＲＦ（高周波）バラン
４３ 整合回路
５１，６１ リム
５２，６２ ディスク
５３，６３ 導電部材
５４，６４ 回転接続用コネクタの装着孔（ディスク中央）
５７，６７ 電極部
７１ 整流回路
７２ バッテリ
８０，９０ 遮蔽部材
８１，９１ 送電部材

Claims (7)

1. 車両の有する複数のタイヤの下方に設置される複数の導体から、該タイヤの有するタイヤ内導体を介して受電装置に給電する車両給電装置において、
   前記タイヤは、
   絶縁材料によって形成されるリムおよびディスクで構成されるホイールと、
   該タイヤの外周部分で構成される接地領域から前記リムの間に配置されたタイヤ内導体と、
   前記タイヤ内導体を受電電極として該受電電極との間で電気的に接続されるとともに、前記ディスクの表面に配設された導電部材と
   を備えることを特徴とする車両給電装置。
2. 前記導電部材は、少なくとも前記ディスクの周縁から中央までの間に配設され、該ディスクの中央における該導電部材の末端と前記受電装置とを電気的に接続してなることを特徴とする請求項１に記載の車両給電装置。
3. 前記ディスクの中央における導電部材との接続は回転接続用コネクタを介して接続され、該回転接続用コネクタから前記受電装置までの配線は、絶縁材料によって形成される遮蔽部材によって該ディスク表面との間で電気的に絶縁されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の車両給電装置。
4. 車両の有する第１タイヤの下方に設置された第１導体と、車両の有する第２タイヤの下方に設置された第２導体とから、前記第１タイヤの有する第１タイヤ内導体及び前記第２タイヤの有する第２タイヤ内導体を介して、前記車両に給電する車両給電装置であって、
   前記第１導体と容量結合する前記第１タイヤ内導体と、前記第２導体と容量結合する前記第２タイヤ内導体と、前記第１導体と前記第２導体の間に給電される交流電力を、前記第１タイヤ内導体および前記第２タイヤ内導体により受電する受電装置とを備える車両給電装置において、
   前記第１タイヤは、絶縁材料によって形成される第１リムおよび第１ディスクとで構成される第１ホイールと、該第１タイヤの外周部分で構成される接地領域から前記第１リムの間に配置された第１タイヤ内導体と、前記第１タイヤ内導体を第１電極として該第１電極との間で電気的に接続されるとともに、前記第１ディスクの表面に配置された第１導電部材とを備え、
   前記第２タイヤは、絶縁材料によって形成される第２リムおよび第２ディスクとで構成される第２ホイールと、該第２タイヤの外周部分で構成される接地領域から前記第２リムの間に配置された第２タイヤ内導体と、前記第２タイヤ内導体を第２電極として該第２電極との間で電気的に接続されるとともに、前記第２ディスクの表面に配置された第２導電部材とを備える
   ことを特徴とする車両給電装置。
5. 前記第１導電部材は、少なくとも前記第１ディスクの周縁から中央までの間に配設され、該第１ディスクの中央における該第１導電部材の末端と前記受電装置とを電気的に接続してなり、
   前記第２導電部材は、少なくとも前記第２ディスクの周縁から中央までの間に配設され、該第２ディスクの中央における該第２導電部材の末端と前記受電装置とを電気的に接続してなることを特徴とする請求項４に記載の車両給電装置。
6. 前記第１ディスクの中央における第１導電部材との接続は第１回転接続用コネクタを介して接続され、該第１回転接続用コネクタから前記受電装置までの配線は、絶縁材料によって形成される第１遮蔽部材によって該第１ディスク表面との間で電気的に絶縁されてなり、
   前記第２ディスクの中央における第２導電部材との接続は第２回転接続用コネクタを介して接続され、該第２回転接続用コネクタから前記受電装置までの配線は、絶縁材料によって形成される第２遮蔽部材によって該第２ディスク表面との間で電気的に絶縁されてなることを特徴とする請求項４または５に記載の車両給電装置。
7. 前記ホイールを構成する前記リムおよびディスク、前記第１ホイールを構成する前記第１リムおよび第１ディスク、または前記第２ホイールを構成する前記第２リムおよび第２ディスクは、ガラス繊維強化プラスチックによって構成されるものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車両給電装置。

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