JP6067072B1 - ミキサ及びそのミキサに取り付けられた受電部への給電方法 - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態1のミキサ車は、図1に示すように、車体50、ミキサ10J、ホッパ50C、及びシュート50Dを備えている。
このミキサ10Jはミキサドラム10が回転軸10Gを中心にして回転してミキサドラム10内に投入されたレディミクストコンクリートを攪拌する。このとき、受電部30C及びスランプセンサ16はミキサドラム10と共にミキサドラム10の回転軸10Gを中心にした円周上を回転する。この際、このミキサ10Jは給電側制御部30Eで給電側蓄電池30Fから供給された直流電流を交流電流に変換して各給電部30Dに供給する。すると、各給電部30Dは、図3に示すように、周囲に交流磁界Mが発生する。受電部30Cはこの交流磁界の中を移動する。受電部30Cは交流磁界の中に配置されることによって誘導電流が発生する。こうして、このミキサ10Jは電磁誘導によって前支持部11F側の各給電部30Dからミキサドラム10側の受電部30Cに給電することができる。
ステップS2に移行すると、各給電部30Dに対する受電部30Cで発生した誘導電流の値を測定する。詳しくは、0番目〜5番目の給電部30Dに1つずつ順番に交流電流を供給する。このとき、何れの給電部30Dに交流電流を供給しているか制御部15で識別するため、0番目〜5番目の給電部30Dのそれぞれに対応させたID信号を受電部30C及び給電部30Dを介して制御部15に送信する。そして、交流電流が供給された各給電部30Dに対する受電部30Cで発生した誘導電流の値を制御部15の電流センサで測定する。例えば、0番目の給電部30Dに交流電流を供給した場合、受電部30Cが0番目の給電部30Dに対向していれば受電部30Cに発生する誘導電流の値が最大となる。ここで、対向とは受電部30Cと給電部30Dとが完全に対峙している状態をいう(以下同じ。)。また、受電部30Cが0番目の給電部30Dに対向していなければ、受電部30Cに発生する誘導電流は、受電部30Cと0番目の給電部30Dとが対峙する量に応じて変化する。制御部15は給電部30Dから受電部30Cに給電された電力に応じた電気特性値である誘導電流の値を得る。
次に、ステップS3で特定された受電部30Cの位置に基づいて受電部30Cに対峙する給電部30Dに交流電流を供給する(ステップS5)。詳しくは、ステップS3で特定された受電部30Cの位置に対峙する給電部30Dに交流電流を供給する。こうして、このミキサ10Jは受電部30Cが対峙していない給電部30Dに無用な交流電流を供給することなく、給電部30Dから受電部30Cに給電することができる。
実施形態2のミキサ車は、図5(A)、(B)に示すように、給電部30Dが1つである点、ミキサドラム10が受電側蓄電池14を有している点、及び、ミキサ10Jに取り付けられた受電部30Cの位置特定方法及び給電方法が実施形態1と異なる。他の構成は実施形態1と同様であり、実施形態1と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
ステップS12に移行すると、受電部30Cと給電部30Dとが対向している状態を特定して、その際の状態を保存する。ミキサ10Jに取り付けられた受電部30Cの位置特定方法は、給電部30Dに交流電流を供給したままミキサドラム10を1回転させて、受電部30Cで発生する誘導電流の値が最大になる状態を求める。つまり、受電部30Cで発生する誘導電流の値が最大になる状態が受電部30Cと給電部30Dとが対向している状態である。詳しくは、誘導電流の値が所定の値より大きいか判定する(所定の値は予め制御部15に保存されている)。誘導電流の値が所定の値より大きいと判定すると、誘導電流の値が上昇を続けた後に下降を開始したかを判定する。誘導電流の値が下降を開始したと判定すると、下降を開始した直前の状態(最大値)が受電部30Cと給電部30Dとが対向している状態であると判定し、このときの受電部30Cの位置を制御部15に保存する。そして、特定完了フラグに1をセットして、受電部30Cの位置の特定が完了したことを示し、給電部30Dへの交流電流の供給を停止する(ステップS13)。
次に、ステップS12で特定された受電部30Cの位置に基づいて、ミキサドラムが回転している際に受電部30Cが給電部30Dに対峙しているかを判定する(ステップS14)。詳しくは、ステップS12で制御部15に保存された給電部30Dと受電部30Cとが対向する位置の近傍であるかを判定する。給電部30Dと受電部30Cとが対向する位置の近傍である場合、ステップS15に移行する。また、給電部30Dと受電部30Cとが対向する位置の近傍でない場合、ステップS16に移行する。
実施形態3のミキサ車は、図7(A)、(B)に示すように、給電支持部材30Jを有している点、給電支持部材30Jに6個の給電部30Dを配置している点、ミキサドラム10に受電部30Cを配置する位置が実施形態1及び2と異なる。実施形態1及び2と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
実施形態4のミキサ車は、図8に示すように、給電部30Dを配置する位置、受電部30Cを配置する位置が実施形態1〜3と異なる。実施形態1〜3と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
実施形態5のミキサ車は、図9(A)、(B)に示すように、ミキサドラム210の開口部110Eの構成、給電部30Dを配置する位置、受電部30Cを配置する位置が実施形態1〜4と異なる。実施形態1〜4と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
実施形態6のミキサ車は、図10(A)、(B)、図11に示すように、ミキサドラム310の開口部210Eの構成、給電部30Dを配置する位置、受電部30Cを配置する位置が実施形態1〜5と異なる。実施形態1〜5と同一の構成は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態1〜6に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施形態1〜6では、給電部及び受電部に金属線を同軸に複数回巻いて円環状にして束ねたコイルを用いているが、これに限らず、金属線を4角形状で複数回巻いて4角環状にして束ねたコイルを給電部及び受電部に用いてもよい。この場合、複数の給電部を配置する場合、各給電部の間を隙間なく配置することができるため、受電部が隣り合う給電部の中間に位置した場合の受電部に給電される量を多くすることができる。
(2)実施形態1〜6では、給電部に金属線を所定の範囲の直径で同軸に複数回巻いて円環状にして束ねたコイルを用いているが、これに限らず、給電部に磁石を用いてもよい。
(3)実施形態1〜6では、電磁誘導によって給電部から受電部に給電しているが、これに限らず、磁界共鳴方式等によって給電部から受電部に給電してもよい。
(4)実施形態1〜6では、受電部が1つであるが、これに限らず、受電部も複数設けてもよい。この場合、いずれかの給電部と受電部とを常に対向させることができる。これにより、スランプセンサに、より安定的に給電することができる。
(6)実施形態1及び2では、給電部を受電部の外側に配置しているが、これに限らず、受電部を給電部の外側に配置してもよい。また、給電部と受電部とは駆動軸に対して垂直方向に対峙しているが、駆動軸と平行、もしくは駆動軸に対して所定の角度を付けて対峙させるようにしても良い。例えば、ミキサドラムの前端部又は後端部の円錐台状に形成された外周面に受電部を設けても良い。
(7)実施形態1では、動力源であるエンジンから得た回転力をミキサドラムに伝達して用いているが、動力源はエンジンでなくてもよく、電動モーター等から得た回転力を動力源として用いてもよい。
(8)実施形態1〜6では、ミキサ車であったが、これに限らず、作業現場等に前支持部及び後支持部を設置してミキサドラムを回転自在に搭載したミキサであってもよい。この場合、ミキサドラムを回転する回転力を電動モーター等から得てもよい。
(10)実施形態1では、ミキサドラムでレディミクストコンクリートを攪拌しているが、これに限らず、ミキサドラムでさまざまな粉粒体や液体等の攪拌又は混練を行ってもよい。
(11)実施形態1〜6では、スランプセンサをミキサドラムの内周面及び外周面に設けているが、これに限らず、スランプセンサをミキサドラムの内側面及び外側面であればどこに設けてもよい。
(12)実施形態1〜6では、ミキサドラムにスランプセンサを設けているが、スランプセンサでなくてもよく、ミキサドラムに回転計等の他の電気機器を設けてもよい。
(13)実施形態1〜6では、給電側蓄電池を設けているが、これに限らず、車体のバッテリーを給電側蓄電池として用いてもよい。
(14)実施形態2では、受電側蓄電池を設けているが、大容量コンデンサ等を受電側蓄電池として用いてもよい。
(15)実施形態1〜6では、電力伝送部の構成要素を別々に組み付けているが、これら構成要素をユニット化してもよい。
Claims (5)
- 支持部と、
前記支持部に回転自在に軸支された駆動軸を有し、前記駆動軸を中心に回転するミキサドラムと、
前記ミキサドラムに取り付けられる電気機器と、
前記ミキサドラムに取り付けられて前記電気機器へ電力を供給する受電部、及び前記支持部に取り付けられ、前記受電部との間に所定の間隔を空けた状態で前記受電部に一時的又は常時的に対峙して受電部へ給電する給電部を有した電力伝送部と、
を備えていることを特徴とするミキサ。 - 前記支持部は前記ミキサドラムの前記駆動軸の周囲を覆うように前記駆動軸に同軸に設けられた円筒状の隠蔽部を有しており、
前記電力伝送部は、
前記受電部が前記ミキサドラムの前記駆動軸の外周面に設けられ、
前記給電部は前記隠蔽部の内周面に設けられていることを特徴とする請求項1記載のミキサ。 - 前記電力伝送部は、
前記受電部が前記ミキサドラムの外周面に設けられ、
前記ミキサドラムの周方向に沿って伸びて、前記給電部が前記受電部に一時的に対峙する位置に配置した給電支持部材を有していることを特徴とする請求項1記載のミキサ。 - 前記電力伝送部は、
少なくとも前記受電部又は前記給電部のいずれか一方を複数有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項記載のミキサ。 - 請求項1乃至4のいずれか1項記載のミキサに取り付けられた受電部への給電方法であって、
前記給電部から前記受電部に給電された電力に応じた電気特性値を得る第1手順と、
前記電気特性値から前記給電部に対する前記受電部の位置を求める第2手順と、
前記第2手順で求めた前記受電部の位置に、基づいて前記給電部に電流を供給する第3手順と、
を備えており、
前記電気特性値が所定の値より小さくなった場合、前記第1手順に戻ることを特徴とするミキサに取り付けられた受電部への給電方法。
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