JP4457386B2 - Current collecting wheel for cordless power transmission - Google Patents
Current collecting wheel for cordless power transmission Download PDFInfo
- Publication number
- JP4457386B2 JP4457386B2 JP2004270485A JP2004270485A JP4457386B2 JP 4457386 B2 JP4457386 B2 JP 4457386B2 JP 2004270485 A JP2004270485 A JP 2004270485A JP 2004270485 A JP2004270485 A JP 2004270485A JP 4457386 B2 JP4457386 B2 JP 4457386B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- floor
- electrodes
- power transmission
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Description
本発明は、床面上に位置して自走する電気製品である床上物体に、床面からコードレスで直接集電する、コードレス電力伝送のための集電車輪に関するものである。 The present invention relates to a current collecting wheel for cordless power transmission, in which an object on the floor, which is an electric product that is self-propelled and located on the floor, is directly cordlessly collected from the floor.
自動電気掃除機、ロボット等の自走移動する移動電気製品への電力の供給は、壁に設けたコンセントと電気製品とをケーブルで接続することにより達成されるが、このため電気製品の移動できる範囲は、このケーブルの長さで制限されてしまい、フレキシブルに模様替えを行うことができず、かつ移動電気製品に必ず付帯するケーブルが、時として取扱いおよび外観体裁の邪魔となる、と云う不満があった。 Power supply to self-propelled mobile electrical appliances such as automatic vacuum cleaners and robots can be achieved by connecting the electrical outlet with a wall outlet using a cable. The range is limited by the length of this cable, and there is a complaint that it cannot be flexibly redesigned, and that the cable that always comes with mobile electrical products sometimes interferes with handling and appearance. there were.
また、ケーブルを設けることなく、バッテリーを電源とする移動電気製品は、搭載したバッテリーが重くかつ嵩張るため、その小型化、軽量化に、満足し得ない限界がある、と云う不満があった。 In addition, mobile electric products that use a battery as a power source without providing a cable have been unsatisfactory because the mounted battery is heavy and bulky, and there is an unsatisfactory limit in reducing the size and weight.
この不満を解消するものとして、床面に、多数の電極板を所定間隔にて配設すると共に、この電極板の各々を交互に極性を変えて電源に接続し、床面上の電気製品に、相互に絶縁された複数の集電子を設け、この集電子は、一部の集電子が一方の極性の電極板に接触し、同時に他の一部の集電子が他方の極性の電極板に接触可能に配置し、1つの集電子が極性を異にする2枚の電極板に同時に接触しないように、電極板相互の間隔を集電子の接触範囲より大きく設けて構成して、床面上の電気製品に、コードレスで電力を供給することのできるようにした構成が開示されている。
しかしながら、上記した従来技術にあっては、床面に配設された多数の電極板に対する床面上の電気製品である床上物体の各集電子の接触が、摺動接触であるため、床上物体の移動に従って、集電子が床面上のゴミを掻き集めてしまい、これにより接触不良が生じ、場合によっては、火災が発生する恐れがある、と云う問題があった。 However, in the above-described prior art, the contact of each current collector of the object on the floor, which is an electrical product on the floor, with respect to a large number of electrode plates arranged on the floor is a sliding contact. As a result of the movement, the current collector scrapes off the dust on the floor surface, thereby causing a contact failure and possibly causing a fire.
また、集電子の床面に対する接触が摺動接触であるので、床面に凹凸ができると、この床面の凹凸に集電子が引っ掛かり、相互間に引っ掛かり力が発生するので、床面上での床上物体の移動動作の円滑性が、時間の経過に従って低下し、場合によっては、集電子が破損する、と云う重大な問題があった。 Also, since the contact of the current collector with the floor surface is sliding contact, if the floor surface is uneven, the current collector is caught by the floor surface unevenness, and a catching force is generated between them. There has been a serious problem that the smoothness of the movement of the objects on the floor of the floor has deteriorated over time, and in some cases, the current collector is damaged.
そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点を解消すべく創案されたもので、床面に配設された電極板(送電電極)に対する床上物体の集電子(受電電極)の接触を、回転接触により達成することを技術的課題とし、もって床面上のゴミを掻き集めることなく、また床面の凹凸に引っ掛かることなく、送電電極に対する受電電極の接離を安全にかつ確実に達成することを目的とする。 Therefore, the present invention was devised to solve the above-described problems in the prior art, and the contact of the current collector (power receiving electrode) of the object on the floor with the electrode plate (power transmitting electrode) disposed on the floor surface, Achieving this through a rotating contact is a technical issue, and safely and reliably achieves contact and separation of the power receiving electrode with respect to the power transmitting electrode without scraping the dust on the floor and catching it on the floor. For the purpose.
上記技術的課題を解決する本発明の内、請求項1記載の発明の構成は、
床面に多数の送電電極を配設し、少なくとも電力線を有する床下配線を設け、送電電極を床下配線に接続し、各送電電極の間隔を、床面上に位置する床上物体に設けた一対の受電電極に対して、離れた送電電極が別々にそして同時に接触する値に設定した電力供給床から、電力を蓄電する蓄電回路および電力を消費する負荷を有して、床面を自走する床上物体に電力を供給するコードレス電力伝送のための集電車輪であること、
電力供給床の床面との間に不要な滑りを生じさせない摩擦抵抗を有する円形フレームの外周面である接地面の一部に、全周に亘って複数の受電電極を、少なくとも対となった二つが、床面に同時に接触する形態で配設し、この受電電極を少なくとも蓄電回路に接続したこと、
各受電電極を個々に電気的に独立させ、床上物体の本体と集電車輪を電気的に接続する接続機能部を、各受電電極に一対一で接続され、相互間を絶縁して車軸に固定された電極片と、この電極片に一対一で摺接する集電片とから構成したこと、
にある。
Among the present invention for solving the above technical problems, the configuration of the invention according to
A plurality of power transmission electrodes are arranged on the floor surface, at least an underfloor wiring having a power line is provided, the power transmission electrodes are connected to the underfloor wiring, and a distance between each power transmission electrode is provided on an object on the floor located on the floor surface. From a power supply floor that is set to a value at which remote power transmission electrodes are in contact with the power receiving electrode separately and simultaneously, with a storage circuit that stores power and a load that consumes power, on a floor that is self-propelled on the floor A current collecting wheel for cordless power transmission to supply power to an object,
A plurality of power receiving electrodes are at least paired over a part of the ground surface, which is the outer peripheral surface of the circular frame having a frictional resistance that does not cause unnecessary slippage between the power supply floor and the floor surface. Two are arranged in a form that contacts the floor surface at the same time, and this power receiving electrode is connected to at least the power storage circuit,
Each power receiving electrode is individually electrically independent, and the connection function part that electrically connects the body of the object on the floor and the current collecting wheel is connected to each power receiving electrode on a one-to-one basis, insulated from each other, and fixed to the axle The electrode piece and a current collecting piece slidingly contacting the electrode piece on a one-to-one basis,
It is in.
また、請求項2記載の発明の構成は、Further, the configuration of the invention described in
床面に多数の送電電極を配設し、少なくとも電力線を有する床下配線を設け、送電電極を床下配線に接続し、各送電電極の間隔を、床面上に位置する床上物体に設けた一対の受電電極に対して、離れた送電電極が別々にそして同時に接触する値に設定した電力供給床から、電力を蓄電する蓄電回路および電力を消費する負荷を有して、床面を自走する床上物体に電力を供給するコードレス電力伝送のための集電車輪であること、A plurality of power transmission electrodes are arranged on the floor surface, at least an underfloor wiring having a power line is provided, the power transmission electrodes are connected to the underfloor wiring, and a distance between each power transmission electrode is provided on an object on the floor located on the floor surface. From a power supply floor that is set to a value at which remote power transmission electrodes are in contact with the power receiving electrode separately and simultaneously, with a storage circuit that stores power and a load that consumes power, on a floor that is self-propelled on the floor A current collecting wheel for cordless power transmission to supply power to an object,
電力供給床の床面との間に不要な滑りを生じさせない摩擦抵抗を有する円形フレームの外周面である接地面の一部に、全周に亘って複数の受電電極を、少なくとも対となった二つが、床面に同時に接触する形態で配設し、この受電電極を少なくとも蓄電回路に接続したこと、A plurality of power receiving electrodes are at least paired over a part of the ground surface, which is the outer peripheral surface of the circular frame having a frictional resistance that does not cause unnecessary slippage between the power supply floor and the floor surface. Two are arranged in a form that contacts the floor surface at the same time, and this power receiving electrode is connected to at least the power storage circuit,
各受電電極を、車軸に関して略反対側に位置するもの同士を接続し、本体と集電車輪とを電気的に接続する接続機能部を、車軸に関して、床面に接触している部分とは反対側の接地面部分に位置する受電電極に摺接する集電片で構成したこと、Connect each electrode that is located on the opposite side of the axle to each other, and connect the connection function part that electrically connects the main body and the collecting wheel to the part that is in contact with the floor with respect to the axle. It was composed of a current collecting piece that was in sliding contact with the power receiving electrode located on the grounding surface part on the side
にある。It is in.
さらに、請求項3記載の発明の構成は、 Furthermore, the configuration of the invention according to
床面に多数の送電電極を配設し、少なくとも電力線を有する床下配線を設け、送電電極を床下配線に接続し、各送電電極の間隔を、床面上に位置する床上物体に設けた一対の受電電極に対して、離れた送電電極が別々にそして同時に接触する値に設定した電力供給床から、電力を蓄電する蓄電回路および電力を消費する負荷を有して、床面を自走する床上物体に電力を供給するコードレス電力伝送のための集電車輪であること、A plurality of power transmission electrodes are arranged on the floor surface, at least an underfloor wiring having a power line is provided, the power transmission electrodes are connected to the underfloor wiring, and a distance between each power transmission electrode is provided on an object on the floor located on the floor surface. From a power supply floor that is set to a value at which remote power transmission electrodes are in contact with the power receiving electrode separately and simultaneously, with a storage circuit that stores power and a load that consumes power, on a floor that is self-propelled on the floor A current collecting wheel for cordless power transmission to supply power to an object,
電力供給床の床面との間に不要な滑りを生じさせない摩擦抵抗を有する円形フレームの外周面である接地面の一部に、全周に亘って複数の受電電極を、少なくとも対となった二つが、床面に同時に接触する形態で配設し、この受電電極を少なくとも蓄電回路に接続したこと、A plurality of power receiving electrodes are at least paired over a part of the ground surface, which is the outer peripheral surface of the circular frame having a frictional resistance that does not cause unnecessary slippage between the power supply floor and the floor surface. Two are arranged in a form that contacts the floor surface at the same time, and this power receiving electrode is connected to at least the power storage circuit,
各受電電極に、正逆一対の整流素子を一方の端子で接続し、この各整流素子の他方の端子を同極性で共通接続して整流回路を構成し、床上物体の本体と集電車輪とを電気的に接続する接続機能部を、集電車輪を不動に固定した車軸に固着されて、整流回路の出力端子が別々に接続される一対の電極片と、この電極片に別々に摺接する一対の集電片を設けて構成したこと、A pair of forward and reverse rectifier elements is connected to each power receiving electrode at one terminal, and the other terminal of each rectifier element is connected in common with the same polarity to form a rectifier circuit. The connection function unit for electrically connecting the pair of electrode pieces fixed to the axle with the current collecting wheel fixed immovably and the output terminals of the rectifier circuit are separately connected, and the electrode pieces are in sliding contact with each other. Having a pair of current collecting pieces,
にある。It is in.
この請求項1、2そして3記載の発明にあっては、各送電電極は、その間隔を、床上物体の一つの集電車輪に設けられた一対の受電電極に対して、離れた送電電極が別々にそして同時に接触する値に設定しているので、必ず一対の送電電極と受電電極とが、一対一で同時に接触することになり、床上物体に対する確実な給電を達成する。 In the first , second, and third aspects of the invention, each power transmission electrode is spaced apart from a pair of power reception electrodes provided on one current collecting wheel of the object on the floor. Since the contact values are set separately and simultaneously, the pair of power transmission electrodes and power reception electrodes are always in one-to-one contact at the same time, and reliable power supply to the object on the floor is achieved.
集電車輪は、全周に亘って複数の受電電極を配設した円形フレームの外周面である接地面と床面との間に、不要な滑りを生じさせない摩擦抵抗を有しているので、床上物体が床面上を走行移動すると、床面に対して摺動移動することなく、また空回りすることなく、必ず回転移動することになる。 The current collecting wheel has a frictional resistance that does not cause unnecessary slipping between the ground surface and the floor surface, which is the outer peripheral surface of the circular frame in which a plurality of power receiving electrodes are arranged over the entire circumference. When an object on the floor travels on the floor surface, it always rotates and moves without sliding on the floor surface and without idling.
複数の受電電極は、集電車輪の接地面の全周に亘って、少なくとも対となった二つが、床面に同時に接触する形態で配設されており、かつ各受電電極は少なくとも蓄電回路に接続されているので、集電車輪が床面の複数の送電電極上に位置して、別々の送電電極と受電電極とを同時に接触させると、床上物体と送電電極との接続が達成され、床上物体の蓄電回路に対する電力の供給が達成される。 The plurality of power receiving electrodes are arranged in such a manner that at least two of the power receiving electrodes are in contact with the floor surface at the same time over the entire circumference of the grounding surface of the current collecting wheel, and each power receiving electrode is at least connected to the power storage circuit. Therefore, when the current collecting wheel is positioned on the plurality of power transmission electrodes on the floor and separate power transmission electrodes and power reception electrodes are contacted at the same time, the connection between the object on the floor and the power transmission electrode is achieved. Supply of power to the storage circuit of the object is achieved.
なお、受電電極は、その接続が蓄電回路に限定されるものではなく、必要に応じて負荷にも接続しても良く、この場合、負荷は蓄電回路と一緒に給電されることになる。 Note that the connection of the power receiving electrode is not limited to the power storage circuit, and may be connected to a load as necessary. In this case, the load is supplied with the power storage circuit.
一つの集電車輪で一対の受電電極を構成するので、床上物体における受電電極形成のための構造がコンパクトなものとなり、また床面の起伏や床上物体の傾き等により集電が不能となることが殆どなく、安定した集電動作が行われる。 Since a pair of receiving electrodes is composed of one collecting wheel, the structure for forming the receiving electrode on the object on the floor becomes compact, and the current cannot be collected due to the undulation of the floor or the inclination of the object on the floor. There is almost no and a stable current collecting operation is performed.
請求項1にあっては、各受電電極を直接接続機能部の電極片に接続しただけの構成であるので、各受電電極相互間の絶縁を保った状態で、集電車輪側の電気結線構成がきわめて簡単となる。According to
なお、この請求項1記載の発明の場合、接続機能部の電極片を各受電電極に対して一対一の関係で設ける必要があることから、受電電極の数が多い場合は、接続機能部の構造が複雑となるため、受電電極の数が少ない請求項5記載の集電車輪に適用するのが有利である。In the case of the invention described in
請求項2にあっては、受電電極をそのまま接続機能部の電極片として機能させるので、接続機能部の構造がきわめて簡単となり、また送電電極を介して電源に接続された受電電極、すなわち集電車輪の下側に位置した受電電極以外の受電電極は、その電位がグランド電位のままであるので、この受電電極に他の物品および人が接触しても、短絡事故とか感電事故等の電気的な事故を発生することが殆んどない。According to
請求項3にあっては、多数の受電電極が整流回路を介して二つのグループにまとめられるので、多数の受電電極の負荷に対する接続構成が簡単となり、また各受電電極間には必ず整流素子が介在しているので、受電電極により送電電極間を短絡する恐れがないと共に、送電電極に接触している受電電極以外の受電電極に、電源から電力が供給されることがないので、感電事故を起こす恐れが殆どない。According to the third aspect, since a large number of power receiving electrodes are grouped into two groups via a rectifier circuit, the connection configuration of the large number of power receiving electrodes with respect to the load is simplified, and a rectifying element is always provided between the power receiving electrodes. Therefore, there is no risk of short-circuiting between the power transmitting electrodes by the power receiving electrodes, and power is not supplied from the power source to the power receiving electrodes other than the power receiving electrodes that are in contact with the power transmitting electrodes. There is almost no fear of waking up.
請求項4記載の発明は、請求項1、2または3記載の発明の構成に、集電車輪の各受電電極を、接地面の周方向に等間隔に、同様に幅方向に等間隔に断続配置したこと、を加えたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first , second, or third aspect, the power receiving electrodes of the current collecting wheel are intermittently spaced at equal intervals in the circumferential direction of the grounding surface and similarly at equal intervals in the width direction. It is what added.
この請求項4記載の発明にあっては、各受電電極の前後左右に接地面が位置するので、集電車輪と床面との間の必要とする摩擦抵抗を確実に得ることができ、また多数の受電電極同士が、電気的に遮断状態となっているので、受電電極相互間、そして受電電極と送電電極および負荷との電気的接続形態の選択範囲が広いものとなる。
In the invention according to
請求項5記載の発明は、請求項1、2または3記載の発明の構成に、集電車輪の各受電電極を、接地面の全周に亘って連続させると共に、接地面の幅方向に間隔を空けて並列に配置したこと、を加えたものである。 According to the fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first , second, or third aspect, each power receiving electrode of the current collecting wheel is made continuous over the entire circumference of the ground plane, and the gap in the width direction of the ground plane is set. Is added in parallel.
この請求項5記載の発明にあっては、設けるべき受電電極の数を少なくすることができると共に、複数の受電電極の寸法設定および配置設定が容易であり、その分、集電車輪の製造が容易となる。
In the invention according to
なお、この請求項5記載の発明において、「受電電極を、接地面の全周に亘って連続させる」とは、受電電極を、完全な閉リング状に構成することだけを意味するのではなく、一箇所に隙間を形成したリング状に構成したものでも良く、要は、一つの受電電極の全体電位が同電位となっていれば良いのである。
In the invention according to
請求項6記載の発明は、請求項2記載の発明の構成に、接地面に位置する受電電極の移動ラインに沿った、接続機能部の位置する箇所の上流側に、接地面に付着したゴミを掻き落すブラシ体を設けたこと、を加えたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect of the invention, the dust adhering to the ground plane on the upstream side of the location where the connection function portion is located along the movement line of the power receiving electrode located on the ground plane. The brush body which scrapes off is provided.
この請求項6記載の発明にあっては、接地面にゴミが付着したとしても、このゴミを、受電電極と接続機能部の集電片との間に侵入する前に、ブラシ体で掻き落すので、接地面に付着したゴミによる接続不良事故とか火災事故の発生を確実に防止する。
In the invention of
本発明は、上記した構成としたので、以下に示す効果を奏する。
請求項1、2または3記載の発明にあっては、受電動作を行う対の受電電極は、少なくとも対となった二つが、床面に同時に接触する形態で配設されており、かつ床面との間に滑り変位を生じることなく回転移動するので、送電電極に対して必ず同一条件で接触することになり、これにより常に安定した給電動作を得ることができる。
Since the present invention has the above-described configuration, the following effects can be obtained.
In the first , second, or third aspect of the invention, the pair of power receiving electrodes that perform the power receiving operation are arranged in such a manner that at least two of the pair are in contact with the floor surface at the same time. Therefore, the power transmission electrode always comes into contact with the same condition, and a stable power feeding operation can be always obtained.
一つの集電車輪で一対の受電電極を構成するので、床上物体における受電電極形成のための構造がコンパクトなものとなり、これにより床上物体全体の小型化を、支障なく促進させることができ、また安定した集電動作を確実に得ることができる。 Since a pair of power receiving electrodes is formed by one current collecting wheel, the structure for forming the power receiving electrodes on the object on the floor becomes compact, which can facilitate the downsizing of the entire object on the floor without any trouble. A stable current collecting operation can be obtained with certainty.
請求項1記載の発明にあっては、各受電電極は、集電車輪側では相互間を絶縁状態に保つことになるので、感電事故に対する安全性を高くすることができ、また電気結線構成がきわめて簡単となるので、取扱いが容易となる。In the first aspect of the present invention, since each of the power receiving electrodes is kept in an insulated state on the side of the current collecting wheel, safety against electric shock can be increased, and the electrical connection configuration is Since it becomes very simple, handling becomes easy.
請求項2記載の発明にあっては、接続機能部の構造がきわめて簡単となるので、集電車輪全体の構造を簡単化させることができ、また短絡事故とか感電事故等の電気的な事故を発生させることが殆んどないので、高い安全性を得ることができる。In the invention described in
請求項3記載の発明にあっては、多数の受電電極の負荷に対する接続構成が簡単となるので、製作および取扱いが容易となり、また整流素子により受電電極で送電電極間が短絡する恐れがないと共に、送電電極に接触している受電電極以外の受電電極に、電源から電力が供給されることがないので、感電事故を起こす恐れが殆どなく、高い安全性を得ることができる。In the invention described in
請求項4記載の発明にあっては、床面に対する集電車輪の適正な回転移動動作を得ることができるので、安定して安全な給電動作を得ることができ、また各受電電極相互間、そして受電電極と送電電極および負荷との電気的接続形態の選択範囲が広いものとなるので、電源や負荷の種類に対応して、最適と思われる接続形態を簡単に採用することができる。
In the invention according to
請求項5記載の発明にあっては、設けるべき受電電極の数を少なくすることができると共に、複数の受電電極の寸法設定および配置設定が容易であるので、集電車輪の機械的構造および電気的な構造が簡単となる。
In the invention according to
請求項6記載の発明にあっては、接地面に付着したゴミによる不都合の発生を事前に防止することができ、これにより安全な運用を得ることができる。 In the invention according to the sixth aspect, it is possible to prevent inconvenience due to dust adhering to the ground surface in advance, thereby obtaining a safe operation.
以下、本発明の実施の態様を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明が実施される、コードレス電力供給システムの基本的な実施態様の全体構成例を示すもので、床面2に多数の送電電極3を一定配列パターンで配置して設け(図2参照)、各送電電極3を、セレクタ4により、電源13に接続された電力線11を有する床下配線10に断続可能に接続する(図3参照)電力供給床1と、この電力供給床1の床面2上に、電力により自走移動可能に載置され、送電電極3に受電電極20を接触させて給電される床上物体14との組合せで構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of the overall configuration of a basic embodiment of a cordless power supply system in which the present invention is implemented, and a large number of
電力供給床1は、床面2に、一定間隔で行列配列となった、一定配列パターンで設けられた多数の導電材料製平板状の送電電極3と、電力線11とグランド線12とから成る床下配線10と、各送電電極3を床下配線10に断続可能に接続する多数のセレクタ4とから構成されている。
The
各セレクタ4は、送電電極3と床下配線10との接続を断続する切替え接点5と、接近した床上物体14から送電電極3に送信された給電要求信号を、検出子8で検出する信号検出部7と、この信号検出部7からの信号に従って、切替え接点5の切替え状態を切替え設定するリレードライブ6の動作を制御する制御回路9とを有している。
Each
すなわち、セレクタ4は、接近した床上物体14からの給電要求信号に従って、送電電極3の床下配線10の電力線11に対する断続を切替え制御するのを基本的動作としているので、各送電電極3は、セレクタ4に給電要求信号が入力されない限り、すなわち受電電極24が送電電極3に接触もしくは接近しない限り、電力線11に接続されることはなく、グランド電位となっている。
In other words, the
床面2を走行移動する床上物体14は、本体15と、移動車輪16と、外周面である接地面19に多数の受電電極20を配置した集電車輪17とから構成されていて、モータを含む負荷24と、電気二重層コンデンサや小型バッテリーで構成される蓄電回路28と、負荷24および蓄電回路28への電力を直流電力に整流する整流回路29と、送電電極3に集電車輪17が接触もしくは接近した時に、給電要求信号を発信する給電要求信号発生部33と、そして各構成部分の動きを制御する制御装置30とを有している。
The
負荷24は、床上物体14を走行移動させるための駆動力を発生するモータとか、監視用のカメラ等であって、電力供給床1から床上物体14に供給された電力は、整流回路29から蓄電回路28を介してまたは直接負荷24に供給され、この負荷24を稼動させるが、この負荷24の稼動および負荷24に対する電力の供給は、制御装置30で制御される。
The
蓄電回路28は、床上物体14が電力線11から電気的に遮断されている状態で、負荷24や制御装置30に作動用電力を供給するもので、例えば受電電極20が送電電極3から離れて、次の送電電極3に接触するまでの間の、無給電状態時に、放電により負荷24に電力を供給して床上物体14の走行移動を継続させ、受電電極20が送電電極3に接触した給電状態時には、負荷24への給電と一緒に、それ自身の蓄電を行う。
The
集電車輪17は、タイヤ等の円形フレーム18と、車軸22への組付け部分を構成するホイール21とを組合せ、円形フレーム18の外周面である接地面19に、多数の受電電極20を、相互間を分離させた状態で配置して構成されており、この受電電極20を配置した接地面19は、床面2との間に、不要な滑りが生じない程度の摩擦抵抗を発揮するものとなっている。
The
図4は、本発明による集電車輪17の、円形フレーム18として一般的なタイヤを利用して構成した第一の構造例を示す全体斜視図で、円形フレーム18の外周面である接地面19の全周に亘って、多数の受電電極20を、断続して縦横に配設して構成されている。
FIG. 4 is an overall perspective view showing a first structural example of the
各受電電極20は、金属線や導電性繊維さらには導電性樹脂等の導電材料で形成され、図5に示すように、円形フレーム18の接地面19を形成する壁部分の一部に、この壁部分を突き抜いた状態で強固に組付け固定した導電材料のグループを、円形フレーム18の内側面で半田等により一体に接続固定して構成されている。
Each
図4および図5に図示した第一の構造例のものにあっては、接地面19に位置した各受電電極20が相互に分離しているので、各受電電極20の周方向に沿った幅寸法を適当に設定することにより、床面2に接触している受電電極20の周方向側に位置した接地面19部分を、必ず床面2に接触させることができ、これにより集電車輪17に対して、回転に必要とされる摩擦抵抗力を確実に与えることができることになる。
In the first structural example shown in FIGS. 4 and 5, since the
図6は、本発明による集電車輪17の、円形フレーム18として一般的なタイヤを利用して構成した第二の構造例を示す全体斜視図で、円形フレーム18の外周面である接地面19の全周に亘って、四本の受電電極20を並列に配設して構成されている。
FIG. 6 is an overall perspective view showing a second structural example of the
各受電電極20は、第一の構造例と同様に、金属線や導電性繊維さらには導電性樹脂等の導電材料で形成され、図7に示すように、タイヤの外周面に予め形成されている周溝に、この周溝の底壁を突き抜いた状態で強固に組付け固定し、円形フレーム18内に突き抜けた基端を導電材料で固めている。
Each
図6および図7に図示した第二の構造例のものにあっては、必要とされる受電電極20の数が少ないので、集電車輪17の全体構造を簡単なものとすることができる。
In the second structural example shown in FIGS. 6 and 7, since the number of
図8は、図4および図6に示した集電車輪17の構造例の、床面2に対する接触状態例を示す説明図で、図中(イ)と(ロ)は、図4に示した第一の構造例の場合を示すもので、(イ)の場合、受電電極20に接触している三つの送電電極3は、一つと二つとに分けられて電力線11に接続され、(ロ)の場合は、受電電極20に接触している四つの送電電極3は、一つと三つまたは二つと二つに分けられて電力線11に接続される。
FIG. 8 is an explanatory view showing an example of a contact state with respect to the
また、同図中、(ハ)と(ニ)は、図6に示した第二の構造例の場合を示すもので、(ハ)および(ニ)においては、受電電極20に接触している送電電極3は二つであるので、両送電電極3の内の一方が電力線11の一方に、そして送電電極3の他方が電力線11の他方に、それぞれ接続される。
In the same figure, (c) and (d) show the case of the second structural example shown in FIG. 6, and in (c) and (d), they are in contact with the
この図8に示した構成例にあっては、一つの受電電極20は、隣接した二つの送電電極3に跨って接触する事のない寸法に設定されているが、送電電極3の電力線11への接続が、給電要求信号に従って各送電電極3別に設定される場合は、受電電極24に対する上記した寸法設定を行う必要はない。
In the configuration example shown in FIG. 8, one
また、送電電極3と受電電極20との寸法関係が、一つの送電電極3に対して複数(二つ)の受電電極20が同時に接触することのできる関係となっているので、各受電電極20の極性を予め設定しておくことは、実用上きわめて不利となる。
In addition, since the dimensional relationship between the
反対に、送電電極3と受電電極20との寸法関係を、一つの受電電極20に対して複数の送電電極3が同時に接触するものとした場合には、各送電電極3にセレクタ4が設けられていると云う条件で、各受電電極20の極性を予め設定しておくことが可能となる。
On the other hand, when the dimensional relationship between the
図9は、各受電電極20の負荷24への接続形態の第一の構成例を示すもので、集電車輪17と一緒に回転する車軸22の表面に、周方向に沿って受電電極20と同数のスリップリング状の電極片23aを平行に固着し、少なくとも隣り合った二つの電極片23aに別々にかつ同時に接触する二つのブラシ状の集電片23bを設けて接続機能部23を構成し、各電極片23aに各受電電極20を、一対一の関係で接続している。
FIG. 9 shows a first configuration example of the connection form of each
一つの電極片23aに一対一の関係で対向する集電片23bは、床面2に接触している受電電極20に接続している電極片23aに摺接する位置関係で配置されているので、各受電電極20の床面2に対する接触形態が、図8の(イ)に示すものとなる場合には、集電片23bは八つ設けられることになる。
Since the
図10ないし図12は、各受電電極20の負荷24への接続形態の第二の構成例を示すもので、各受電電極20は、車軸22に関して反対側に位置するもの同士が直接接続され、床面2に接触している受電電極20に接続された接地面19の上側に位置する受電電極20のそれぞれに対向して、接地面19に摺接するブラシ状の集電片23bを設けて接続機能部23を構成している。
FIGS. 10 to 12 show a second configuration example of the connection form of each
この第二の構成例にあっては、受電電極20を接続機能部23の電極片23aとして機能させているので、その分、接続機能部23の構成を簡単にすることができ、また第一の構成例と略同様に、電力線11に接続するのは、送電電極3に接触している受電電極20と、車軸22に関して反対側に位置している受電電極20だけであり、他の受電電極20の全てはグランド電位のままであるので、他の物品との接触による電気的事故の発生する恐れは、殆んどない。
In the second configuration example, since the
また、受電電極20の移動ラインに沿った集電片23bの上流側に、受電電極20が配置された接地面19に摺接するように不動に配置されたブラシ体32は、接地面19に付着したゴミを、集電片23bの手前で掻き落し、これにより第二の構成例の安全性を高めている。
Further, the
図13は、各受電電極20の負荷24への接続形態の第三の構成例を示すもので、各受電電極20に、正逆一対の整流素子を一方の端子で接続し、この各整流素子の他方の端子を同極性で共通接続して整流回路29を構成し、集電車輪17を不動に固定した車軸22に固着されて、整流回路29の出力端子が別々に接続される一対のスリップリング状の電極片23aと、この電極片23aに別々に摺接する一対のブラシ状の集電片23bを設けて接続機能部23を構成している。
FIG. 13 shows a third configuration example of the connection form of each
この第三の構成例にあっては、各受電電極20の共通接続は、整流素子を介して達成しているものであるので、送電電極3に直接接触している受電電極20以外の受電電極20は、電源13から遮断された状態を維持され、これにより安全性が高められ、また各整流素子が整流回路29を構成するので、本体15側の構成を、その分、簡単化することになる。
In the third configuration example, since the common connection of the
図14は、第三の構成例の応用例を示すもので、負荷24の主体であるモータと、バッテリーとコンデンサとから構成された蓄電回路28と、整流回路29と、そして制御装置30とを、車軸22に回転自在に組付けられた集電車輪17に内蔵させた構成となっている。
FIG. 14 shows an application example of the third configuration example. A motor that is the main body of the
整流回路29は、図13に示した第三の構成例と同様に、各受電電極20に、正逆一対の整流素子を一方の端子で接続し、この各整流素子の他方の端子を同極性で共通接続して構成され、この整流回路29の出力は、コンデンサを主体として構成された蓄電回路28に供給され、この蓄電回路28の蓄電電力は、制御装置30で、その出力が制御される。
As in the third configuration example shown in FIG. 13, the
負荷24の主体であるモータは、集電車輪17の両ホイール21の外側に固定された回転子27と、この各回転子27に対向して、車軸22に固定された固定子26とから構成されるインホイールモータとなっており、このインホイールモータは、制御装置30で制御された蓄電回路28の出力により駆動される。
The motor that is the main body of the
また、監視装置や検出装置等の負荷24を設けた本体15側への電力の供給は、集電車輪17側に設けられたブラシ片状の電極片23aと、車軸22固定されたスリップリング状の集電片23bとで構成された接続機能部23を介して、蓄電回路28の電力を制御装置30で制御してから行われる。
Further, the power supply to the
さらに、制御装置30は、蓄電回路28の複数のコンデンサの充電するものと放電するものとの切替え選択、コンデンサの充電電圧の安定化、送電電極3からの給電に対して、過大電流が流れ込まないようにするための定電流制御を行うものとなっている。
Further, the
この応用例にあっては、集電車輪17に、負荷24の主体部分としてインホイールモータを構成したので、この集電車輪17を、走行車輪16の一つである駆動車輪として機能させることができると共に、供給された電力を、きわめて効率よく走行駆動力に変換することができる。
In this application example, since the in-wheel motor is configured as the main part of the
また、本体15側の負荷24は、監視装置、検出装置そして給電要求信号発生部33等の、きわめて微小電力で作動することができるものであるので、接続機能部23は、電力の伝送よりも、制御信号や検出信号の送受が主体となる可能性が高く、特に本体15に、電源としての小型バッテリーや太陽電池を設けた場合には、集電車輪17から本体15への給電は全く不要となる。
Further, since the
図15は、第三の構成例の第二の応用例を示すもので、集電車輪17から本体15への給電を不要とした条件で、接続機能部23を、無線で信号の伝達を行う送受信装置31で構成したものである。
FIG. 15 shows a second application example of the third configuration example, and wirelessly transmits signals to the
送受信装置31は、本体15側と集電車輪17側のそれぞれに設けられ、両送受信装置31は発光素子と受光素子とを有しており、集電車輪17側の送受信装置31は、ホイール21に開設した複数の透孔を透して、本体15側の送受信装置31の発光素子および受光素子と対向する複数の発光素子と受光素子との組合わせを有している。
The transmission /
この図15に示した接続機能部23としての送受信装置31は、信号の送受はできるものの、大きな電力の送受は不可能であるので、本体15は、小型バッテリーとか太陽電池さらには燃料電池等の専用の電源を有する必要がある。
The transmission /
また、送受信装置31は、信号の送受手段として「光」に限定されることはなく、「電波」や「電磁波」であっても良い。
Further, the transmission /
さらに、接続機能部23として、摺動接触する構造を使用することなく、無接触で信号の送受を達成できる送受信装置31を使用しているので、機械的な故障をすることが殆どなく、接続機能部23として高い信頼性を発揮することになる。
Furthermore, since the transmission /
なお、床上物体14に取付けられる集電車輪17は、一つに限定されることはなく、二つまたは三つの複数設けても良く、この場合、各集電車輪17は電気的に並列接続され、一つの集電車輪17の床面2に対する接触が確保されれば、床上物体14に対する給電を確保することができるので、例えば、床面2の歪みとか、床上物体14の傾き等により、集電車輪17の床面2に対する接触が不良となる恐れが生じても、何れか一つの集電車輪17の床面2に対する接触が達成されれば、床上物体14に対する給電を確保することができる。
In addition, the
1 ; 電力供給床
2 ; 床面
3 ; 送電電極
4 ; セレクタ
5 ; 切替え接点
6 ; リレードライブ
7 ; 信号検出部
8 ; 検出子
9 ; 制御回路
10 ; 床下配線
11 ; 電力線
12 ; グランド線
13 ; 電源
14 ; 床上物体
15 ; 本体
16 ; 移動車輪
17 ; 集電車輪
18 ; 円形フレーム
19 ; 接地面
20 ; 受電電極
21 ; ホイール
22 ; 車軸
23 ; 接続機能部
23a; 電極片
23b; 集電片
24 ; 負荷
25 ; インホイールモータ
26 ; 固定子
27 ; 回転子
28 ; 蓄電回路
29 ; 整流回路
30 ; 制御装置
31 ; 送受信装置
32 ; ブラシ体
33 ; 給電要求信号発生部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004270485A JP4457386B2 (en) | 2004-09-16 | 2004-09-16 | Current collecting wheel for cordless power transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004270485A JP4457386B2 (en) | 2004-09-16 | 2004-09-16 | Current collecting wheel for cordless power transmission |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006087247A JP2006087247A (en) | 2006-03-30 |
JP4457386B2 true JP4457386B2 (en) | 2010-04-28 |
Family
ID=36165273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004270485A Expired - Fee Related JP4457386B2 (en) | 2004-09-16 | 2004-09-16 | Current collecting wheel for cordless power transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4457386B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2516204A2 (en) * | 2009-12-24 | 2012-10-31 | Rusk Intellectual Reserve AG | Electric vehicle and electric supply arrangement for the same |
JP6238224B2 (en) * | 2013-05-22 | 2017-11-29 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | Power transmission line |
JP6430057B1 (en) * | 2018-07-20 | 2018-11-28 | 祐次 廣田 | Drone power supply system |
CN113085615A (en) * | 2021-04-22 | 2021-07-09 | 湖南财经工业职业技术学院 | New energy automobile charging equipment and charging method thereof |
-
2004
- 2004-09-16 JP JP2004270485A patent/JP4457386B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006087247A (en) | 2006-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4848038B2 (en) | Charger and charger | |
EP1228919A3 (en) | Power supply system for an electric driven vehicle | |
CN106667380B (en) | Multifunctional intelligent floor sweeping robot | |
CN102823107A (en) | Battery system, electric vehicle, movable body, power storage device, and power supply device | |
WO2012025965A1 (en) | Electric curtain-closing device and curtain-closing method using same | |
JP4457386B2 (en) | Current collecting wheel for cordless power transmission | |
JP2019517230A (en) | Connector, safety control device, charging device and movable equipment | |
JP6309162B2 (en) | Wireless power supply system and moving body | |
CN216252645U (en) | Photovoltaic cleaning device, charging structure thereof and photovoltaic power generation system | |
CN203554019U (en) | Dynamic non-contact charging device for route-fixed driving type unmanned transport vehicle | |
CN204359813U (en) | Self-powered radio speed sensor | |
JP2006174548A (en) | Collector wheel for cordless power transmission | |
JP2014094309A (en) | Motor-driven curtain rail | |
CN106859491B (en) | Base of intelligence robot of sweeping floor | |
CN110994730B (en) | Colliery is autonomous mobile equipment charging device in pit | |
JP4001375B2 (en) | Current collecting wheel for cordless power transmission | |
CN109606121B (en) | Charging device in driving process of electric automobile | |
CN112374049A (en) | Reel device and transmission system | |
CN108787537A (en) | Photovoltaic panel sweeping robot | |
JP3829308B2 (en) | Power supply floor | |
WO2022144075A1 (en) | Charging of an agv | |
CN114829228A (en) | Electric baby carriage | |
CN213568043U (en) | Reel device and transmission system | |
Puskaric et al. | Power supply concept for mobile robots in bionic assembly system | |
CN206856522U (en) | A kind of Rail logistics dolly electric power-feeding structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070628 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091015 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091027 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091224 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100126 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130219 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |