JP2009161978A - 電力供給パネル及びその接合方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の導電板11、12と絶縁層13とを備えて構成された電力供給パネル10であって、同一面内に並設される複数の電力供給パネル10を、相互に隣接するパネル端部において相互に接合するための接合方法であって、複数の電力供給パネル10を設置面上に並設する。次いで、導電板11を作業空間部5に対して露出させるように、かつ、導電板11が突出するように、接合スペース6を形成する。その後、導電板11同士を作業空間部5側から接合し、導電板12同士を連結用部材15を介して作業空間部5側から接合する。
【選択図】図4
Description
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る電力供給パネルの接合方法は、一般住宅やオフィス等の任意空間において電力や通信環境を提供するために設置される複数の電力供給パネルを相互に接合するものである。この空間は、室内に限定されず室外であってもよく、また建屋に限定されずに電車や飛行機の如き乗り物の内部空間を含む。以下では、電力又は通信信号の供給対象になる3次元空間を「給電対象空間部」と称すると共に、この給電対象空間部を区画する各平面のうち、電力や通信信号を供給するための平面を「給電対象平面」、それ以外の平面を「給電通信非対象平面」と称する。給電対象平面は、例えば、給電対象空間部を区画する床の全領域や、あるいはこれら領域のうちの一部(例えば、床面のうち、四周の周縁部のみを除外した中央領域)である。
次に、各実施の形態に係る電力供給パネルの接合方法の具体的内容について説明する。
最初に、実施の形態1について説明する。この形態は、導電板同士を摩擦攪拌接合する形態である。
図1は給電通信システムを適用した居室の斜視図、図2は図1の要部平面図、図3は図2の要部縦断面図である。これら各図に示すように、給電通信システムは、給電対象空間部である居室1における床部2の上面に、縦断面が相互に同一である複数の電力供給パネル10を並設して構成されている。
次に、上述のように構成された電力供給パネル10の接合方法について説明する。図4は、接合方法を時系列に沿って順次説明するための縦断面図である。まず、図4(a)に示すように、複数の電力供給パネル10を、設置面上に並設する(特許請求の範囲における並設工程に対応する)。この並設は、隣接する電力供給パネル10のパネル端部同士が突き合わせられるように行う。ここでは、電力供給パネル10を挟んで設置面と反対側に位置する空間部が作業空間部5となる。
このように実施の形態1によれば、作業空間部5側から全ての接合作業を行うことができるので、設置面側を介して電力供給パネル10に対する作業を行う必要がなくなり、電力供給パネル10の並設後に接合作業を行うことができる。従って、広範な領域に電力供給パネル10を敷設する場合であっても、多数の電力供給パネル10の敷設のみをまず連続的に行い、その後に、電力供給パネル10の上方から接合作業を行うことで、接合作業を簡易かつ迅速に行うことが可能になる。
次に、実施の形態2について説明する。この形態は、絶縁層を耐熱性や所要の反力を有しない材質にて構成した場合の接合方法に係る形態である。なお、実施の形態2の構成は、特記する場合を除いて実施の形態1の構成と略同一であり、実施の形態1の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態1で用いたのと同一の符号及び/又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。
この実施の形態2において、絶縁層13は耐熱性や所要の反力を有しない材質(例えば発泡性樹脂)にて構成されている。この場合、実施の形態1の図4(d)のように、導電板11を絶縁層13の上方で摩擦攪拌接合したのでは、この摩擦攪拌接合による摩擦熱が導電板11を介して絶縁層13に伝達されると共に、回転体20の圧力が導電板11を介して絶縁層13に伝達されることになり、この絶縁層13にダメージが生じる等の好ましくない状態が生じ得る。これを回避するため、実施の形態2では、図7に示す方法にて接合を行う。
このように実施の形態2によれば、絶縁層13が耐熱性や所要の反力を有しない材質にて構成されている場合であっても、摩擦攪拌接合を用いた接合を行うことが可能になる。
次に、実施の形態3について説明する。この形態は、上下一対の導電板の相互間にもう1枚の導電板を配置して構成された電力供給パネルの接合方法に係る形態である。なお、実施の形態3の構成は、特記する場合を除いて実施の形態2の構成と略同一であり、実施の形態2の構成と略同一の構成については、必要に応じて、この実施の形態2で用いたのと同一の符号及び/又は名称を付して、その説明を省略する。
図8は、実施の形態3に係る電力供給構造の要部縦断面図である。この図8に示すように、電力供給構造は、実施の形態1と同様に構成された床部2及び絶縁シート3の上面に、複数の電力供給パネル30を並設して構成されている。
図9及び図10は、接合方法を時系列に沿って順次説明するための縦断面図である。最初に、図9(a)に示すように、複数の電力供給パネル30を、設置面上に並設する(特許請求の範囲における並設工程に対応する)。次いで、電力供給パネル30のパネル端部に対して、設置面に面する導電板32を残し、他の絶縁層34、35と導電板31、33を切削して除去することにより、接合スペース6A、6Bを形成する。ここでは、絶縁層35を導電板33の端部よりも後退するように切削し、絶縁層34を導電板31の端部よりも後退するように切削することで、導電板32、33の相互間や、導電板31、33の相互間にも、接合スペース6A、6Bを形成する。その後、図9(b)に示すように、導電板32の接合部14を摩擦攪拌接合にて接合する。
このように実施の形態3によれば、3枚の導電板31、32、33を用いた複層構造の電力供給パネル30を接合する際において、絶縁層34、35が耐熱性や所要の反力を有しない材質にて構成されている場合であっても、摩擦攪拌接合を用いた接合を行うことが可能になる。
次に、実施の形態4について説明する。この形態は、接合用導電板及びインサート材を用いた接合を行う形態である。なお、実施の形態4の構成は、特記する場合を除いて実施の形態3の構成と略同一であり、実施の形態3の構成と略同一の構成については、必要に応じて、この実施の形態3で用いたのと同一の符号及び/又は名称を付して、その説明を省略する。
図11及び図12は、実施の形態4に係る接合方法を示す縦断面図である。この実施の形態4においては、図11(a)に示すように、実施の形態3と同様に電力供給パネル30の並設や接合スペース6A、6Bの形成を行った後、図11(b)に示すように、導電板32の接合を回転体20に加えて接合用導電板22及びインサート材23を用いて行う。これら接合用導電板22及びインサート材23は、接合部14の長さ及び幅に対応する形状を有するもので、インサート材23が接合部14に接触するような向きで、これら接合用導電板22及びインサート材23を配置した後、回転体20を回転させつつ接合部14に沿って水平移動させることで、この接合部14を接合することができる。
このように実施の形態4によれば、実施の形態3の効果に加えて、酸素を遮断して接合を行うことができるので、アルミニウムのように酸化皮膜が障害になって溶接が困難な材料にて導電板を形成した場合であっても、容易に接合を行うことができる。
次に、実施の形態5について説明する。この形態は、導電性テープを用いた接合を行う形態である。なお、実施の形態5の構成は、特記する場合を除いて実施の形態3の構成と略同一であり、実施の形態3の構成と略同一の構成については、必要に応じて、この実施の形態3で用いたのと同一の符号及び/又は名称を付して、その説明を省略する。
図14及び図15は、実施の形態5に係る接合方法を示す縦断面図である。この実施の形態5においては、図14(a)に示すように、電力供給パネル30の並設及び接合スペース6A、6Bの形成を行う。この形態では接合時に摩擦熱が発生することがないため、絶縁層35を導電板33の端部よりも後退させたり、絶縁層34を導電板31の端部よりも後退させる必要がないため、実施の形態1と同様の接合スペース6A、6Bを形成する。
このように実施の形態5によれば、接合時に摩擦熱を発生させることがないので、実施の形態3のように絶縁層34、35の耐熱対策を施す必要がなくなり、また回転体20のような機械装置を用いる必要もないことから、接合作業を一層簡易に行うことができる。
次に、実施の形態6について説明する。この形態は、導電板同士の接合方法や、導電板と連結用導電板との接合方法の変形例に係る形態である。なお、実施の形態6の構成は、特記する場合を除いて実施の形態5の構成と略同一であり、実施の形態5の構成と略同一の構成については、必要に応じて、この実施の形態5で用いたのと同一の符号及び/又は名称を付して、その説明を省略する。
最初に、第1の変形例について説明する。図16及び図17は、第1の変形例に係る接合方法を示す図であり、図16は導電板の平面図、図17は接合方法を順次示す導電板の斜視図である。図16に示すように、導電板12には、複数の貫通孔12aが接合部に沿って並設されている。これら貫通孔12aの形成は、電力供給パネルの並設前後のいずれに行ってもよい。次いで、図17(a)に示すように、接合部14を跨いて対向する一対の貫通孔12aに、固定ピン25を作業空間部5側から挿入する。この固定ピン25は、導電性金属にて形成されるもので、側面略下向きコ字状に形成されている。
次に、第2の変形例について説明する。図18は、第2の変形例に係る接合方法を示す縦断面図である。上述した第1の変形例と同様に貫通孔12aの形成及び固定ピン25の挿入を行った後、作業空間部5側から固定ピン25を加熱する。この固定ピン25は、形状記憶合金にて形成されており、加熱された場合には図20に示すように変形して、導電板12を裏側から保持する。加熱手段は任意であるが、例えば、バーナー加熱、通電加熱、電磁加熱、あるいは摩擦攪拌接合による加熱を採用することができる。この第2の変形例においては、固定ピン25が特許請求の範囲における連結用部材に対応する。
最後に、第3の変形例について説明する。図19から図21は、第3の変形例に係る接合方法を示す図であり、図19は導電板の平面図、図20は超塑性合金シートの斜視図、図21は接合部の拡大図であり、(a)は接合前の要部縦断面図、(b)は接合前の要部平面図、(c)は接合後の要部縦断面図、(d)は接合後の要部平面図である。図19に示すように、導電板12には、複数の貫通孔12bが接合部14に沿って並設されている。これら貫通孔12bの形成は、電力供給パネル30の並設前後のいずれに行ってもよい。この貫通孔12bは、図20に示す超塑性合金シート40の突部42に対応する略方形状に形成されている。この超塑性合金シート40は、平板状の本体41に対して、一方(ここでは下方)に突出する複数の突部42を形成したものである。これら複数の突部42は、各々が平面略方形状に形成されており、2列に略等間隔で並設されている。この超塑性合金シート40は、超塑性材料(塑性不安定を生ずることなく、大きなひずみ領域まで変形させることのできる材料)であって、導電性を有する材料にて形成される。
このように実施の形態6によれば、各種方法にて接合を行うことが可能になり、実施環境に応じた多様な接合を行うことができる。
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
各実施の形態に示した構成は、相互に組合せることができ、例えば、電力供給パネル30の複数の導電板31、32、33のうち、導電板31同士の接合を、実施の形態1に係る摩擦攪拌接合にて行い、導電板32同士の接合や導電板33同士の接合を、実施の形態5に係る導電性テープ24にて行うことができる。
2 床部
3 絶縁シート
4 仕上げ材
5 作業空間部
6、6A、6B 接合スペース
7 床構成パネル
8 直流電源
9 接続端子
9a 外部電極
9b 内部電極
10、30 電力供給パネル
11、12、31、32、33 導電板
12a、12b 貫通孔
13、34、35 絶縁層
14、16 接合部
15、17、18 連結用部材
15a、17a、17b、18a、18b 連結用絶縁層
15b、17c、18c 連結用導電板
20、43 回転体
21、42 突部
22 接合用導電板
23 インサート材
24 導電性テープ
25 固定ピン
40 超塑性合金シート
41 本体
43a 先端部
Claims (8)
- 複数の導電板と当該複数の導電板の相互間に設けられた絶縁層とを備えて構成された電力供給パネルを同一の設置面上に複数並設し、当該複数の電力供給パネルを相互に隣接するパネル端部において相互に接合するための接合方法であって、
前記複数の電力供給パネルを、前記設置面上に並設する並設工程と、
前記並設工程の前又は後において、前記設置面に面する第1の前記導電板の接合側の端部を前記電力供給パネルに対して前記設置面と反対側に位置する作業空間部に露出させるように、当該第1の導電板における接合側の端部に対して当該第1の導電板以外の前記導電板及び前記絶縁層の接合側の端部を後退させることにより、前記相互に隣接する前記パネル端部の相互間に接合スペースを形成する形成工程と、
前記並設工程及び前記形成工程の後において、前記相互に隣接する前記パネル端部の前記第1の導電板同士を、前記作業空間部側から前記接合スペース内で相互に接合する第1接合工程と、
前記第1接合工程の後において、前記第1の導電板以外の前記導電板であって、前記複数の電力供給パネルの前記パネル端部において相互に隣接する前記導電板同士を、導電性連結手段を介して前記作業空間部側から相互に接合する第2接合工程と、
を備えたことを特徴とする電力供給パネルの接合方法。 - 前記第2接合工程において、
前記第1接合工程において接合された前記第1の導電板における前記作業空間部側の面に、前記パネル端部において隣接する前記絶縁層の相互間に介在させる絶縁性連結手段を、前記作業空間部側から配置した後、
前記絶縁性連結手段における前記作業空間部側の面に、前記導電性連結手段を配置したこと、
を特徴とする請求項1に記載の電力供給パネルの接合方法。 - 前記形成工程において、前記接合スペースを、前記第1の導電板から前記作業空間部に至るに伴って幅広状となるように形成し、
前記第2接合工程において、前記接合スペースに対応する幅で形成された前記絶縁性連結手段を、幅の狭い方を先頭として前記絶縁層の相互間に挿入すること、
を特徴とする請求項2に記載の電力供給パネルの接合方法。 - 前記第2接合工程において、相互に一体に形成された前記絶縁性連結手段及び前記絶縁性連結手段を、前記絶縁性連結手段を先頭として前記絶縁層又は前記導電板の相互間に挿入すること、
を特徴とする請求項2又は3に記載の電力供給パネルの接合方法。 - 前記第1接合工程又は前記第2接合工程において、
前記導電性連結手段としての接合用導電板を、接合対象になる前記導電板の相互間において、これら導電板に対して突き合せ状に配置し、
これら導電板と接合用導電板との相互間の接合部に前記作業空間部側から回転体を圧接させることで、これら導電板と接合用導電板とを相互に摩擦攪拌接合すること、
を特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電力供給パネルの接合方法。 - 前記第1接合工程又は前記第2接合工程において、
前記導電性連結手段としての接合用導電板であって、その一方の面にインサート材を付けた接合用導電板を、接合対象になる前記導電板の相互間に前記作業空間部側から跨るように、かつ、前記インサート材を付けた側の面が当該導電板に接するように配置し、
前記インサート材に前記作業空間部側から回転体を圧接させることで、当該回転体と前記接合用導電板との摩擦熱によって前記インサート材を前記導電板に拡散させて、前記導電板同士を接合すること、
を特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電力供給パネルの接合方法。 - 前記第1接合工程又は前記第2接合工程において、
前記導電性連結手段としての金属板であって、前記作業空間部側の面を開口部とする中空状の複数の突起を有する金属板を、接合対象になる前記導電板の相互間に前記作業空間部側から跨るように、かつ、前記突起と略同一平面形状の貫通孔であって当該導電板に形成した貫通孔に前記突起が挿入されるように配置し、
前記突起の側辺の内面に前記作業空間部側から回転体を圧接させて当該突起の側辺を拡張させることで、当該突起の平面形状を前記貫通孔の平面形状よりも拡大して、前記導電板同士を接合すること、
を特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電力供給パネルの接合方法。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の電力供給パネルの接合方法にて接合されたこと、
を特徴とする電力供給パネル。
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