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公開番号2025086396
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-09
出願番号2023200323
出願日2023-11-28
発明の名称アレースイッチ、移動体への給電システム、および、移動体への給電方法
出願人日本碍子株式会社,国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B60M 1/10 20060101AFI20250602BHJP(車両一般)
要約【課題】従来よりも構造が単純な移動体への給電システムおよび給電方法を提供する。
【解決手段】アレースイッチが、平板状の導体に設けられてなり、導体のなす面に沿って配列してなる複数の可動接点と、導体および複数の可動接点を収容する箱体の蓋体をなすパネル電極とを備え、複数の可動接点のそれぞれに、磁性体を含む接点部が設けられてなり、それぞれの接点部は、外部から磁力を受けて変位させられることでパネル電極と接触可能とされてなり、複数の可動接点のうち接点部がパネル電極と接触状態にある複数の有効接点がパネル電極と接触することにより導体側に接続される配線とパネル電極側に接続される配線とが導通するON状態と、複数の可動接点のいずれもがパネル電極と接触せず導体側に接続される配線とパネル電極側に接続される配線とが導通しないOFF状態とを、磁力の有無により切り替え可能である、ようにした。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
平板状の導体と、
基部において前記導体と導通し、前記導体のなす面に沿って配列してなる複数の可動接点と、
前記導体および前記複数の可動接点を収容する箱体と、
前記箱体の蓋体をなすパネル電極と、
を備え、
前記複数の可動接点のそれぞれに、磁性体を含む接点部が設けられてなり、
前記複数の可動接点のそれぞれの前記接点部は、外部から磁力を受けて変位させられることで前記パネル電極と接触可能とされてなり、
前記複数の可動接点のうち、前記接点部が前記パネル電極と接触状態にある可動接点を有効接点とするときに、
複数の前記有効接点が前記パネル電極と接触することにより前記導体側に接続される配線と前記パネル電極側に接続される配線とが導通するＯＮ状態と、前記複数の可動接点のいずれもが前記パネル電極と接触せず前記導体側に接続される配線と前記パネル電極側に接続される配線とが導通しないＯＦＦ状態とを、前記磁力の有無により切り替え可能である、
ことを特徴とするアレースイッチ。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載のアレースイッチであって、
前記磁力を受ける位置の変化に応じて前記複数の前記有効接点が切り替わる、
ことを特徴とするアレースイッチ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のアレースイッチであって、
前記複数の可動接点が、前記導体から連続してなり、先端に前記接点部を備える可動部を有する、
ことを特徴とするアレースイッチ。
【請求項４】
請求項３に記載のアレースイッチであって、
前記導体と、前記接点部を除く前記複数の可動接点とが、ベリリウム銅からなる、
ことを特徴とするアレースイッチ。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載のアレースイッチであって、
前記導体が、互いに非接触な第１の導体と第２の導体であり、
前記複数の可動接点が、前記第１の導体に設けられてなる複数の第１の可動接点と、前記第２の導体に設けられてなる複数の第２の可動接点であり、
前記複数の第１の可動接点のそれぞれに備わる前記接点部である第１の接点部と、前記複数の第２の可動接点のそれぞれに備わる前記接点部である第２の接点部とは、前記パネル電極側を向く磁極が互いに反対の磁石であり、
前記複数の第１の可動接点のうち、前記第１の接点部が前記パネル電極と接触状態にある可動接点を第１の有効接点とし、前記複数の第２の可動接点のうち、前記第２の接点部が前記パネル電極と接触状態にある可動接点を第２の有効接点とするときに、
複数の前記第１の有効接点が前記パネル電極と接触することにより前記第１の導体側に接続される配線と前記パネル電極側に接続される配線とが導通する第１のＯＮ状態と、
複数の前記第２の有効接点が前記パネル電極と接触することにより前記第２の導体側に接続される配線と前記パネル電極側に接続される配線とが導通する第２のＯＮ状態と、
前記ＯＦＦ状態とを、
前記磁力の有無および極性により切り替え可能である、
ことを特徴とするアレースイッチ。
【請求項６】
移動体への給電システムであって、
正極と負極との間に接続された負荷に対する給電が可能な直流給電装置と、
前記パネル電極が前記移動体の移動面をなすようにあるいは前記移動面の近傍に位置するように設けられた、それぞれが請求項２に記載のアレースイッチである１対のアレースイッチと、
を備える１または複数の単位給電部を備え、
それぞれの前記単位給電部においては、前記１対のアレースイッチの一方が前記直流給電装置の前記正極と接続されてなり、前記１対のアレースイッチの他方が前記直流給電装置の前記負極と接続されてなり、
前記移動体が、
導電性を有する１対の車輪と、
前記１対の車輪のそれぞれに対応して備わり、対応する前記１対の車輪のそれぞれが前記１または複数の単位給電部のいずれかに備わる前記１対のアレースイッチのそれぞれの前記パネル電極と導通状態にあるときに、当該１対のアレースイッチのそれぞれに磁場を作用させる、１対の磁場発生源と、
被給電部と、
前記被給電部に対する給電経路と、
を有してなり、
前記１または複数の単位給電部において、前記１対のアレースイッチのそれぞれが前記１対の磁場発生源のそれぞれからの前記磁場の作用により生じる前記磁力を受けることによって前記ＯＮ状態となることで、前記直流給電装置から前記被給電部への給電がなされる、
ことを特徴とする移動体への給電システム。
【請求項７】
請求項６に記載の移動体への給電システムであって、
前記１または複数の単位給電部が複数の単位給電部であり、
前記複数の単位給電部のそれぞれの前記１対のアレースイッチの一方同士と他方同士とがそれぞれに、前記移動体の移動方向に沿って列設されてなることで、第１のアレースイッチ列と第２のアレースイッチ列とが形成されてなり、
前記移動体が前記移動方向に沿って移動することに伴い前記１対の磁場発生源のそれぞれが前記磁場を作用させる位置が前記第１のアレースイッチ列と前記第２のアレースイッチ列とに沿って移動することにより、それぞれが前記ＯＮ状態となる前記１対のアレースイッチが順次に切り替わることによって、移動している前記移動体への給電がなされる、
ことを特徴とする移動体への給電システム。
【請求項８】
請求項６に記載の移動体への給電システムであって、
前記１対のアレースイッチのそれぞれにおいては、前記パネル電極が前記移動面の下方に設けられてなり、
それぞれの前記パネル電極と電気的に接続されてなるとともに前記移動面に露出する１対の路面電極、
をさらに備え、
前記移動体の前記１対の車輪のそれぞれが前記１対の路面電極のそれぞれと接触することにより、前記１対の車輪のそれぞれが前記１対のアレースイッチのそれぞれの前記パネル電極と導通する、
ことを特徴とする移動体への給電システム。
【請求項９】
請求項８に記載の移動体への給電システムであって、
前記１または複数の単位給電部のそれぞれが、前記１対の路面電極の間に高周波電流を印加可能な高周波印加手段をさらに備え、
前記高周波印加手段が前記１対の車輪と接触していない前記１対の路面電極に対し前記高周波電流を印加したときの前記１対の路面電極の間のインピーダンスに基づいて、前記１対の路面電極の間の状態を検出する、
ことを特徴とする移動体への給電システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の移動体への給電システムであって、
前記１または複数の単位給電部のそれぞれが、前記高周波印加手段と前記１対の路面電極のそれぞれとの間に直流カットコンデンサをさらに備える、
ことを特徴とする移動体への給電システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の可動接点をアレー状に並べたアレースイッチに関するものであり、特に、アレースイッチを用いた移動体への給電に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
電気自動車やロボットなど、独立して動作する電動の移動体の多くは、電源として蓄電池を備えている。蓄電池の容量は限られているため、満充電の状態からの移動距離には制限があり、継続的に使用するには適宜のタイミングでの蓄電池への充電が必須である。充電は通常、あらかじめ定められた箇所で行う必要があり、また、充電の間は基本的に動作を行わないため、時間的な損失は避けることができない。
【０００３】
一方で、仮に安価な電気自動車を開発できたとしても、多数の充電設備がなければ、普及させることは容易ではない。これまでの電気自動車の充電はプラグ方式であり、ボックス式の充電機（充電スタンド）が必要あったため、その占有場所の問題などから普及は十分には進んでいない。係る充電スタンドなどの充電スタンドをあらゆる道路のあらゆる箇所に設置するには、膨大な費用と長期の工期が必要となる。
【０００４】
また、貨物用トラックや建設機械の電動化も研究・開発されているが、それらを稼働させることが可能な十分な容量を有する蓄電池が開発されていないために、実用化には至っていない。
【０００５】
これらの課題は、動作している移動体に対し任意の箇所で直接に給電を行えるようにすることで、原理的には解決が可能である。
【０００６】
例えば、車両側接点に接触して車両に電力を供給する接触式給電装置であって、車両側接点と接触するレール状の１対の路上接点を備えたものが、すでに公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、道路に埋設した送電ユニットと車両のタイヤ内部に設けたカーカス等の導体との間において直列共振回路を構成し、共振状態において車両に電力（交流電力）を伝送可能な、非接触給電方式の一態様である電界給電方式の車両給電システムも、すでに公知である（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０２０－１９９９１５号公報
特開２０２０－９７２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された装置やシステムは、装置構成が複雑であるために非常に高価である。普及のためには、全ての道路に給電施設を設置するには、膨大な費用と長期の工期が必要となる。
【００１０】
直接給電の普及にあたっては、より安価でかつ安全な、シンプルなシステムが求められる。
（【００１１】以降は省略されています）

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