JP7252050B2 - 同軸ケーブル用接続部材、伝送路及び走行路構造 - Google Patents
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Description
この課題を解決するために、移動体へのワイヤレス給電技術が注目されている。この技術は路面下に埋設された送電電極から移動体に搭載された受電電極へ、RF電力(高周波電力)を非接触で送信するものである。これにより、移動体は電池からのエネルギに頼ることなく、路面からの送電電力だけで走行することができる。すなわち、充電することなく、どこまでも走行することの可能が可能となる。
このような電化フロアでは、給電用ケーブルにより送電電極に電力供給を行っており、給電用ケーブルとしては、伝搬損失の低い同軸ケーブルが用いられている。
また、同軸ケーブルに設けられたコネクタとストリップ伝送線とを、ストリップ伝送線に、特性インピーダンスの変化が生じないように接続するための、カプラ等も提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
そのため、同軸ケーブルを平面導体に電気的に容易に接続することができ、特に、同軸ケーブルの敷設場所での作業を低減することの可能な接続方法が望まれていた。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、同軸ケーブルと平面導体とを電気的に容易に接続することの可能な同軸ケーブル用接続部材、伝送路及び走行路構造を提供することを目的としている。
前記グランド側部材は平板部を有し、当該平板部は前記接地電極の一方の面に面接触により電気的に接続されていてもよい。
また、前記グランド側部材は、前記同軸コネクタの中心軸と前記接地電極とが平行となるように前記同軸コネクタを支持する支持部をさらに備えていてもよい。
さらに、前記グランド側部材は、前記同軸コネクタの中心軸と前記接地電極とが垂直となるように前記同軸コネクタを支持する支持部をさらに備えていてもよい。
また、前記グランド側部材は、導電性部材からなるビス状部材であって、当該ビス状部材の一端は前記フランジ部に導通し、他端が前記接地電極に導通していてもよい。
さらにまた、前記同軸コネクタは、当該同軸コネクタの中心軸と前記接地電極とが垂直となるように設けられ、前記ビス状部材は、前記同軸コネクタを前記接地電極を含む部材に固定するビスであってもよい。
さらに、本発明の他の態様によれば、移動体の走行路に敷設され、移動体に電力供給を行う送電電極及び接地電極を含む平面導体と、内部導体及び外部導体を含み、平面導体に電力供給を行う同軸ケーブルと、上記態様の同軸ケーブル用接続部材と、を備え、同軸ケーブルと平面導体とは同軸ケーブル用接続部材により接続されている走行路構造、が提供される。
本実施形態では、本発明に係る同軸ケーブル用接続部材を備えた走行路構造を、電化フロアに適用する場合について説明する。
まず、第1実施形態を説明する。
図1(a)は、電化フロア1の一例を示す斜視図、図1(b)は、電化フロア1の縦断面図である。
電化フロア1は、例えば、平面導体からなる接地電極2と、接地電極2の上に積層された絶縁層3と、絶縁層3の上に一定間隔を空けて敷設された平面導体からなる送電電極4及び5と、を備え、図1(b)に示すように、送電電極4の上には絶縁層4aが積層され、送電電極5の上には絶縁層5aが積層されている。この電化フロア1は、例えば、床上に配置される。
送電電極4及び5には、それぞれ個別の同軸ケーブル10を介して高周波電源11の出力電力が供給される。
そして、例えば、特許文献3に記載された受電側装置を備えた移動体を、送電電極4及び5に沿って走行させることによって、移動体に設けられた受電側装置が送電電極4及び5から高周波エネルギを受信することにより、送電電極4及び5から移動体に対して給電を行うようになっている。
ここで、同軸ケーブル10を介して送電電極4及び5に電力供給を行う場合、図2に示すように、同軸ケーブル10の、外部導体としてのグランド10aを接地電極2に接続し、同軸ケーブル10の、内部導体としての芯線10bを送電電極4又は5に接続する必要がある。
また、同軸ケーブル10の取り外しや接続を容易にするためには、同軸ケーブル10と送電電極4及び5とを直接接続するのではなく、同軸コネクタを介して接続することが好ましい。
図3に示す同軸コネクタ12を、平面導体からなる送電電極4又は5に接続する場合、フランジ部12bがあるため、中心導体12cを送電電極4又は5に直接接続することはそのままでは困難である。
同軸ケーブル用接続部材20は、図4(a)、(b)に示すように、グランド側部材21と、芯線側部材22と、グランド側部材21と芯線側部材22との間に設けられ、これら間を絶縁する絶縁部材23と、を備える。なお、図4は、同軸コネクタ12を接続した状態における同軸ケーブル用接続部材20を示した構成図であって、図4(a)は部分断面図、図4(b)は芯線側部材22側から見た背面図である。グランド側部材21に同軸コネクタ12が接続される。
同軸コネクタ12は、接続部12a側を水平部21bの延びる方向に向け、同軸コネクタ12のフランジ部12bと垂直部21aの内側の面とが接し、フランジ部12bと水平部21bの内側の面とが接するように配置される。
絶縁部材23は、垂直部21aの幅と同等の幅を有し、垂直部21aの高さよりも高い四角形の板状であって、一方の面は垂直部21aの外側の面に接して設けられ、且つ、水平部21bの外側の面と絶縁部材23の下端面とが面一となるように配置される。
芯線側部材22の垂直に延びる垂直部22aの外側の面は絶縁部材23の、垂直部21aと接する面とは逆側の面に接して設けられ、芯線側部材22の水平に延びる水平部(平板部)22bは絶縁部材23とは逆側に延びるように配置される。垂直部22aの延びる方向の長さは、垂直部21aの延びる方向の長さよりも短い。
そして、絶縁部材23の、垂直部21aが設けられた面とは逆側の面に垂直部22aの外側の面が接し、且つ側面視で水平部21bの下端面よりも水平部22bの下端面の方がΔhだけ高くなるように配置される。この差分Δhは、電化フロア1の絶縁層3の厚みと同等の値に設定される。また、芯線側部材22は、垂直部22aの上端面が、垂直部21aの上端面と同等の位置となるように配置される。
、同軸コネクタ12のフランジ部12bを介してグランド側部材21に電気的に接続される。
なお、垂直部21aと絶縁部材23と垂直部22aとは、接着剤等で接続すればよい。また、少なくとも芯線側部材22と絶縁部材23とは取り外し可能に接着し、芯線側部材22を、交換可能に形成してもよい。
図5では送電電極4(又は5)に積層される絶縁層4a(又は5a)の図示を省略している。
図5に示すように、同軸ケーブル用接続部材20は、水平部21bの外側の面を接地電極2の上面に面接触により接続する。一方、水平部22bは、水平部22bの外側の面を絶縁層3の上面に面接触により接続し、水平部22bの上面と、送電電極4の絶縁層3側の面とを面接触により接続する。
同軸ケーブル用接続部材20の中心導体12cは、芯線側部材22に電気的に接続され、グランド10aは、グランド側部材21に電気的に接続されている。そのため、同軸ケーブル10の芯線10bは芯線側部材22を介して送電電極4(又は5)に電気的に接続され、同軸ケーブル10のグランド10aはグランド側部材21を介して接地電極2に電気的に接続されることになる。
前述のように、仮に、同軸ケーブル用接続部材20を用いない場合、同軸ケーブル10に設けられた同軸コネクタ12を電化フロア1に接続するためには、何らかの中間部材を設ける必要がある。また、仮に同軸コネクタ12を取り外して、同軸ケーブル10を直接接続するにしても、手間がかかる。
(又は5)に接続することができ、同軸ケーブル10の取り外しや交換等を容易に行うことができる。また、同軸ケーブル用接続部材20を電化フロア1に設置する場合には、平面導体からなる水平部21bを平面導体からなる接地電極2に接続し、平面導体からなる水平部22bを平面導体である送電電極4(又は5)に接続すればよく、すなわち、平面導体どうしを面接触させて接続すればよい。そのため、同軸ケーブルと平面導体とを直接接続する場合に比較して、容易に接続することができる。その結果、同軸ケーブル10を敷設する場合の作業効率を向上させることができ、すなわち、同軸ケーブル10の敷設を容易且つ短時間で行うことができ、現場での作業時間の短縮や手間の削減を図ることができる。
また、同軸コネクタ12を直接、送電電極4(又は5)及び接地電極2に接続するのではなく、同軸ケーブル用接続部材20を介して接続するため、同軸コネクタ12を同軸ケーブル用接続部材20に接続することができれば、同軸コネクタの型番等に関係なく、同軸ケーブル10を送電電極4、5及び接地電極2に接続することができる。
また、同軸コネクタ12の中心軸の方向と送電電極4(又は5)の延びる方向とが平行となるように同軸ケーブル用接続部材20を構成しているため、送電電極4(又は5)の上面を基準とする同軸ケーブル用接続部材20の高さを、同軸コネクタ12の側面視における高さの1/2程度に抑えることができる。すなわち、同軸ケーブル用接続部材20を用いて同軸ケーブル10を電化フロア1に敷設したときの凹凸を低減することができる。
例えば図6に示すように、芯線側部材22の垂直部22aの外側の面全体が絶縁部材23の一方の面に接するようにすると共に、さらに垂直部22aの上端面を覆う絶縁部材23aと内側の面全体を覆う絶縁部材23bとを設け、垂直部22aの側面を除く部分が露出せず、且つ中心導体12cが露出しないように形成してもよい。さらに、このとき、側面視で、フランジ部12bと、垂直部21aと、絶縁部材23と、絶縁部材23a及び23bそれぞれの上端面が面一となるように形成してもよい。
なお、図6は、同軸コネクタ12を接続した状態における同軸ケーブル用接続部材20を示した構成図であって、図6(a)は部分断面図、図6(b)は芯線側部材22側から見た背面図、図6(c)は上面図である。
なお、図7は、同軸コネクタ12を接続した状態における同軸ケーブル用接続部材20を示した構成図であって、図7(a)は部分断面図、図7(b)は芯線側部材22側から見た背面図、図7(c)は上面図である。
また、図8に示すように、同軸ケーブル用接続部材20を、同軸コネクタ12の中心軸の延びる方向が、送電電極4(又は5)の延びる方向となるように構成してもよい。
この場合には、同軸ケーブル用接続部材20は、例えば、グランド側部材25と、芯線側部材22と、グランド側部材25と芯線側部材22との間に設けられ、これら間を絶縁する絶縁部材26とを備える。グランド側部材25に同軸コネクタ12が接続される。
グランド側部材25は、例えば、芯線側部材22と同一幅を有する板状の部材が折り曲げられて構成され、一方の面が同軸コネクタ12のフランジ部12bに接して設けられ、他方の面が、芯線側部材22の垂直部22aと対向する垂直部25aと、一端が、垂直部25aの上端部と接合され、中心導体12cの延びる方向と平行に配置される水平部25bと、一端が、水平部25bの端部と接合され、垂直部22aの同軸コネクタ12とは逆側の面と対向する位置に設けられる垂直部25cと、一端が、垂直部25cの下端部に接合され、一方の面が水平部25bと対向し、他方の面が接地電極2と面接触する水平部25dと、を備える。
このような構成とすることによって、同軸コネクタ12の中心軸を送電電極4(又は5)が延びる方向に沿って配置することもできる。
なお、図8は、電化フロア1に敷設された送電電極4(又は5)に、同軸ケーブル用接続部材20を用いて同軸ケーブル10を接続した場合の一例を示す、部分断面図である。図8では、送電電極4(又は5)に積層される絶縁層4a(又は5a)の図示を省略している。
図9は、第2実施形態における同軸ケーブル用接続部材30を説明するための構成図であって、電化フロア1に敷設された送電電極4(又は5)に、同軸ケーブル用接続部材30を用いて同軸ケーブル10を接続した場合の一例を示す、部分断面図である。
第2実施形態における同軸ケーブル用接続部材30は、図9に示すように、送電電極4(又は5)に対して、同軸コネクタ12の中心軸が垂直となるように同軸コネクタ12を支持するようにしたものである。
絶縁部材33とを備える。グランド側部材31に同軸コネクタ12が接続され、芯線側部材32に送電電極4(又は5)が接続される。
グランド側部材31は、長方形の板状の部材が直角に折り曲げられてなる。グランド側部材31は、水平に延び、その一方の面が同軸コネクタ12のフランジ部12bと面接触により接続される水平部31aと、垂直に延びる垂直部31bと、水平部31aとは逆側に延び、一方の面が接地電極2と面接触により接続される水平部31cとを備える。水平部31aが支持部に対応し、水平部31cが平板部に対応している。
そして、芯線側部材32を送電電極4(又は5)に接するように配置した状態で、水平部31aと送電電極4(又は5)との間に、芯線側部材32全体を覆うように絶縁部材33が設けられている。
これにより、同軸ケーブル10の芯線10bは、中心導体12cを介して芯線側部材32に導通され、芯線側部材32を介して送電電極4(又は5)に電気的に接続される。また、同軸ケーブル10のグランド10aは、フランジ部12b及びグランド側部材31を介して接地電極2に電気的に接続される。
なお、水平部31cは、図10に示すように、水平部31aと対向するように設けてもよい。
なお、図10は、電化フロア1に敷設された送電電極4(又は5)に、同軸ケーブル用接続部材30を用いて同軸ケーブル10を接続した場合の一例を示す、部分断面図である。図10では、送電電極4(又は5)に積層される絶縁層4a(又は5a)の図示を省略している。
したがって、この場合も上記第1実施形態と同等の作用効果を得ることができる。なお、図11において、(a)は同軸コネクタ12を接続した状態における同軸ケーブル用接続部材30の部分断面図、(b)は同軸コネクタ12を接続した状態における同軸ケーブル用接続部材30を電化フロア1に設置した場合の一例を示す部分断面図である。図11では、送電電極4(又は5)に積層される絶縁層4a(又は5a)の図示を省略している。
また、上記各実施形態においては、絶縁部材23、26、33等を設けた場合について説明したが、絶縁部材23、26、33等を設けずに空間を確保することで絶縁部材23、26、33等を設けた場合と同等の効果を得るようにしてもよい。
図12は、第3実施形態における同軸ケーブル用接続部材40を説明するための構成図であって、同軸コネクタ12を接続した状態における同軸ケーブル用接続部材40を示している。図12(a)は部分断面図、図12(b)は芯線側部材22側から見た背面図である。また、図13は、電化フロア1に敷設された送電電極4(又は5)に、同軸ケーブル用接続部材40を用いて同軸ケーブル10を接続した場合の一例を示す、部分断面図であって、図12(b)のX-X′断面図である。図13では、送電電極4(又は5)の上に積層される絶縁層4a(又は5a)の図示を省略している。なお、電化フロア1は、コンクリート等の既存床1a上に敷設されている。
ビス41は、導電性部材で形成される。図13に示すように、同軸コネクタ12は、フランジ部12bと送電電極4(又は5)とが対向する状態で、フランジ部12bに形成された貫通穴12bbと後述の絶縁部材43に形成された貫通穴43bbとを通して、ビス41により電化フロア1に固定される。ビス41は、図13に示すように、少なくともその先端が、電化フロア1の接地電極2に達する長さを有し、且つ同軸コネクタ12を電化フロア1に十分固定し得る長さを有する。例えば、ビス41は、図13に示すように、電化フロア1を貫通して既存床1aに達する長さを有する。
芯線側部材42は、板状の部材で形成され、芯線側部材42はその一端側に接続穴42aが形成されている。芯線側部材42と同軸コネクタ12とは、同軸コネクタ12の中心導体12cを、芯線側部材42の接続穴42aに挿入した状態で、接続穴42aの内周と中心導体12cの先端部側面とを、ハンダ等の導電性接着剤で導通可能に接続することで接続される。なお、芯線側部材42は、図12(b)に示すように、接続穴42aの内周と中心導体12cの先端部外周とを電気的に接続した状態で、上面視で、四つの貫通穴12bbのいずれとも重ならない大きさであり、且つ上面視で、芯線側部材42の、中心導体12cと接続された端部とは逆側の端部が、絶縁部材43よりも突出する大きさに形成される。
上面視で、同軸コネクタ12の中心導体12cと対向する位置に貫通穴43aが形成され、さらに、フランジ部12bの四つの貫通穴12bbそれぞれと対向する位置に貫通穴43bbが形成されている。
そして、同軸コネクタ12を同軸ケーブル用接続部材40に接続することにより、上面視で、絶縁部材43の貫通穴43aと芯線側部材42の接続穴42aとが連通し、絶縁部材43と芯線側部材42とを貫通する穴が形成され、この穴に中心導体12cが挿入された状態となり、芯線側部材42の接続穴42aの内周のうち、中心導体12cの外周と対向する部分が、ハンダ等の導電性接着剤で導通可能に接続される。
同軸ケーブル用接続部材40は、図13に示すように、芯線側部材42を絶縁層3と接触させ、芯線側部材42の、中心導体12cとは逆側の端部を、絶縁層3と送電電極4(又は5)とで挟み込んだ状態で、フランジ部12b側から、貫通穴12bb、貫通穴43bbを通して、ビス41により、電化フロア1に固定される。これにより、同軸ケーブル10の芯線10bは、中心導体12c、芯線側部材42を介して送電電極4(又は5)に電気的に接続される。一方、同軸ケーブル10のグランド10aは、フランジ部12b、貫通穴12bb、ビス41を介して接地電極2に電気的に接続される。
したがって、この場合も上記第1及び第2実施形態と同様に、平面電極からなる送電電極4(又は5)に対し同軸ケーブル10を接続することにより生じる凹凸を抑制しつつ、高周波電源11と、送電電極4(又は5)とを、機械的に安定させつつ接続することができる。また、電化フロア1のグランド(つまり接地電極2)と高周波電源11のグランドとを共通化することができる。
また、電化フロア1を施工した後、任意の場所に同軸ケーブル用接続部材40を配置すればよく、電化フロア1の設置と、同軸ケーブル10の敷設とは同時に行う必要はないため、電化フロア1の設置するための床側の工事と、同軸ケーブル10を敷設する電気工事とを別々に行うことができ、施工性を向上させることができる。
また、上記実施形態においては、本発明に係る同軸ケーブル用接続部材を備えた走行路構造を電化フロアに適用し、送電電極4、5の上にそれぞれ絶縁層4a、5aを積層した場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、人が立ち入らない工場等の床に本発明に係る走行路構造を適用する場合には、送電電極4、5の上に絶縁層4a、5aを設けなくともよい。また、安全の面から、本発明に係る走行路構造を床下に埋設してもよい。
例えば、工場の床、駐車場、道路等の走行路に適用することができる。また、空港、物流倉庫、市場等といった、決められたルートを、電動フォークやAGV(無人搬送車)等が走行する事が予想される建物の床、ゴルフ場のカート道、遊園地のゴーカート等、屋外で概ね決められたルートを電動車両が走行する床や舗装路等に適用することも可能である。
上述のように、本発明の一実施形態に係る同軸ケーブル用接続部材は、同軸ケーブルの内部導体と外部導体とを、同軸コネクタを介して、平面導体からなる送電電極と接地電極とに接続する接続部材であって、同軸コネクタは、外部導体と導通するフランジ部と、内部導体と導通する中心導体と、を有し、フランジ部と接地電極とを電気的に接続するグランド側部材と、中心導体と送電電極とを電気的に接続する芯線側部材と、備え、芯線側部材は平板部を有し、平板部は送電電極の一方の面に面接触により電気的に接続される。
また、前記グランド側部材と前記芯線側部材との間に絶縁部材が設けられていてもよい。
また、前記グランド側部材は、前記同軸コネクタの中心軸と前記接地電極とが平行となるように前記同軸コネクタを支持する支持部をさらに備えていてもよい。
また、前記グランド側部材は、導電性部材からなるビス状部材であって、当該ビス状部材の一端は前記フランジ部に導通し、他端が前記接地電極に導通しているが、前記同軸コネクタは、当該同軸コネクタの中心軸と前記接地電極とが垂直となるように設けられ、前記ビス状部材は、前記同軸コネクタを前記接地電極を含む部材に固定するビスであってもよい。
さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
2 接地電極
3 絶縁層
4、5 送電電極
10 同軸ケーブル
10a グランド
10b 芯線
12 同軸コネクタ
12b フランジ部
12c 中心導体
12bb 貫通穴
20、30、40 同軸ケーブル用接続部材
21、25、31 グランド側部材
22、32、42 芯線側部材
23、26、33、43 絶縁部材
24 導電性接着剤
41 ビス
42a 接続穴
Claims (4)
- 同軸ケーブルの内部導体と外部導体とを、同軸コネクタを介して、平面導体からなる送電電極と接地電極とに接続する接続部材であって、
前記同軸コネクタは、前記外部導体と導通するフランジ部と、前記内部導体と導通する中心導体と、を有し、
前記フランジ部と前記接地電極とを電気的に接続するグランド側部材と、
前記中心導体と前記送電電極とを電気的に接続する芯線側部材と、を備え、
前記芯線側部材は平板部を有し、当該平板部は前記送電電極の一方の面に面接触により電気的に接続されており、
前記グランド側部材は、導電性部材からなるビス状部材であって、当該ビス状部材の一端は前記フランジ部に導通し、他端が前記接地電極に導通することを特徴とする同軸ケーブル用接続部材。 - 同軸ケーブルの内部導体と外部導体とを、同軸コネクタを介して、平面導体からなる送電電極と接地電極とに接続する接続部材であって、
前記同軸コネクタは、前記外部導体と導通するフランジ部と、前記内部導体と導通する中心導体と、を有し、
前記フランジ部と前記接地電極とを電気的に接続するグランド側部材と、
前記中心導体と前記送電電極とを電気的に接続する芯線側部材と、を備え、
前記グランド側部材は、板状部材が折り曲げられて形成された、前記接地電極の一方の面に面接触により電気的に接続される平板部と、前記同軸コネクタの前記フランジ部側に電気的に接続され、前記フランジ部の外周が前記平板部と接し且つ前記同軸コネクタの中心軸と前記接地電極とが平行となるように前記同軸コネクタを支持する支持部と、を有し、
前記芯線側部材は、板上部材が折り曲げられて形成された、前記送電電極の一方の面に面接触により電気的に接続される平板部と、前記中心導体に電気的に接続される支持部と、を有し、
前記フランジ部と、前記グランド側部材の前記支持部と、絶縁部材と、前記芯線側部材の前記支持部とが、前記中心軸が延びる方向に順に配置されて一体に固定され、且つ前記グランド側部材の前記支持部と前記絶縁部材と前記芯線側部材の前記支持部には、前記中心導体が非接触で挿入される連続した穴が形成され、
前記中心導体は、前記穴の内面の前記芯線側部材の前記支持部の位置で当該支持部と電気的に接続されていることを特徴とする同軸ケーブル用接続部材。 - 内部導体及び外部導体を含む同軸ケーブルと、送電電極及び接地電極を含む平面導体と、請求項1又は請求項2に記載の同軸ケーブル用接続部材と、を備え、
前記同軸ケーブルと前記平面導体とが前記同軸ケーブル用接続部材により接続されてなることを特徴とする伝送路。 - 移動体の走行路に敷設され、前記移動体に電力供給を行う送電電極及び接地電極を含む平面導体と、
内部導体及び外部導体を含み、前記平面導体に電力供給を行う同軸ケーブルと、
請求項1又は請求項2に記載の同軸ケーブル用接続部材と、を備え、
前記同軸ケーブルと前記平面導体とは前記同軸ケーブル用接続部材により接続されていることを特徴とする走行路構造。
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