Pavement structure and construction method for the same |
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申请号 | JP2013058497 | 申请日 | 2013-03-21 | 公开(公告)号 | JP2014181546A | 公开(公告)日 | 2014-09-29 |
申请人 | Toa Doro Kogyo Co Ltd; 東亜道路工業株式会社; | 发明人 | ABE NAGATO; MANABE KAZUNORI; YOSHITAKE MICHIO; | ||||
摘要 | PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pavement structure capable of supplying electric power in noncontact manner to a traveling body.SOLUTION: A pavement structure 1 supplies electric power via electromagnetic waves to a power receiving device 3 that is provided in a traveling body 2 and that can receive the electric power. The pavement structure 1 includes: a recess 10 that is elongated in the traveling direction of the traveling body 2; a magnetic substance member 11 that is arranged on the inside of the recess 10; a feeding body 12 that is installed on the magnetic substance member 11 and that supplies the electric power via the electromagnetic waves to the power receiving device 3; and a feeding body protection material 13 that covers the feeding body 12 on the inside of the recess 10. | ||||||
权利要求 | 走行体に備えられた受電可能な受電装置に電磁波を介して給電する舗装構造体であって、 前記走行体が走行する方向に延伸する凹部と、 前記凹部の内側に配置された磁性体部材と、 前記磁性体部材の上に設置され、前記受電装置に電磁波を介して給電する給電体と、 前記凹部の内側において、前記給電体を覆う給電体保護材と、を備える、舗装構造体。 前記凹部の内側に配置可能な所定の幅の補強材を備え、 前記給電体は、前記補強材に取り付けられている、請求項1に記載に舗装構造体。 前記補強材は一定幅及び一定長さを有するメッシュ状のネットであり、 前記給電体がコイル状に前記ネットに取り付けられている、請求項2に記載の舗装構造体。 前記凹部の内側面に凹状に電磁波遮蔽部材が設けられ、前記磁性体部材は、前記電磁波遮蔽部材の凹状の内側に設けられる、請求項1又は2に記載の舗装構造体。 前記電磁波遮蔽部材は、2つの溝が凹部の中に形成されるように、凹部の中央に仕切り部を有し、前記給電体は、それぞれ、2つの溝に配置されている、請求項4に記載の舗装構造体。 前記電磁波遮蔽部材は、ステンレス、アルミ又はこれらの組み合わせで形成した骨材と前記骨材を覆うコンクリートとを有する、請求項4又は5に記載の舗装構造体。 前記電磁波遮蔽部材は、ステンレス性の板若しくは網、アルミ性の板若しくは網、又はこれらの組み合わせで形成されている、請求項4又は5に記載の舗装構造体。 前記給電体保護材は、前記磁性体部材と同じ又は異なる磁性体である、請求項1から7のいずれかに記載の舗装構造体。 前記磁性体部材は、磁性体スラグを含んで構成されている、請求項1から8のいずれかに記載の舗装構造体。 前記走行体から視認可能な視認部を備え、 前記視認部は、前記給電体保護材のうち前記給電体の上方の表面に設けられている、請求項1から9のいずれかに記載の舗装構造体。 前記視認部は、前記給電体保護材の色とは異なる色で着色されている、請求項10に記載の舗装構造体。 前記視認部は、再帰反射をする再帰反射素材で構成されている、請求項10又は11に記載の舗装構造体。 請求項1から12に記載の舗装構造体の施工方法であって、 舗装構造体に凹部を形成する凹部形成工程と、 前記凹部の内側に前記磁性体部材を配置する磁性体配置工程と、 前記磁性体部材上に前記給電体を設置する給電体設置工程と、を含む、舗装構造体の施工方法。 |
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说明书全文 | 本発明は、自動車などの走行体が走行する舗装構造体及び舗装構造体の施工方法に関し、特に、走行体に非接触で給電可能な舗装構造体及び舗装構造体の施工方法に関する。 二次電池を搭載している電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)などの走行体は、二次電池に蓄えられた電力を利用してモータを回転させ、モータの回転力で車輪を駆動させて走行している。 二次電池に蓄えられた電力を利用して走行する走行体は、窒素酸化物や二酸化炭素などの環境に悪影響を与える物質を排出しないので、環境保全の観点から普及が望まれている。 二次電池の電力で走行する電気自動車は、二次電池の充電量が低下したときには充電しなければならず、一般の充電方法としては、充電スタンドや家庭で電気自動車と給電装置を接続して充電を行う。 この給電装置と接続して充電を行う方式では、接続部分が摩耗などにより接続が不十分になってしまうことがあるので、接続を十分にするためのメンテナンスが不可欠である。 また、給電装置と接続して充電を行う方式では、接続部分でスパークが発生する恐れがあるため防爆エリアでは使用することができない。 これらの問題を解決するために、電気自動車に備えたコイルと充電スタンドなどの所定の箇所に設けたコイルとを位置合わせをして、電磁誘導による電力を生成することで非接触でも充電可能とした提案がなされている(例えば、特許文献1〜3参照)。 これらの提案により、給電装置と接続しなくても充電をすることができるようになったが、電気自動車の二次電池を充電が完了するまでは、その場で走行体を移動させずに待機していなければならない。 したがって、電気自動車で長距離の行程を走行する場合、充電スタンドなどで相当程度に停車し、かなりの時間を費やして二次電池を充電しなければならない問題がある。 本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、走行体に非接触で給電可能な舗装構造体及び舗装構造体の施工方法を提供することを課題とする。 本発明は、以下の[1]〜[13]を提供するものである。 [10] 前記走行体から視認可能な視認部を備え、 本発明によると、走行体に非接触で給電可能な舗装構造体及び舗装構造体の施工方法を提供することができる。 [第1の実施の形態] 舗装構造体1aは、走行体2が走行可能な舗装された車道などである。 舗装構造体1aは、例えば、コンクリート及びアスファルトなどにより舗装されており、この場合、深い方から路盤、基層、表層という構成になっている。 コンクリート及びアスファルトなどにより舗装された舗装構造体1aは、基層及び表層に凹部10、磁性体部材11、給電体12、及び、給電体保護材13を備える。 図2に示すように、凹部10は、走行体2が走行する方向に延伸して設けられる。 凹部10は切削機などにより切削されて形成されたものである。 凹部10の内側には、磁性体部材11、給電体12、及び給電体保護材13が配置されている。 凹部10は、それらを内側に配置するという観点から、凹部10の幅が0.3m〜2.0mであることが好ましく、より好ましくは0.5m〜1.0mであり、凹部10の深さが50mm〜200mmであることが好ましく、より好ましくは80mm〜150mmである。 図3(a)に示すように、磁性体部材11は、給電体12の地中側に配置されていて、給電体12で生成した磁界の範囲を制御する機能を有する。 図3(a)における磁束を点線で示す。 磁性体部材11が配置されていない場合、図3(b)に示すように、給電体12で生成した磁界は、舗装構造体1aの地中側にも磁束が拡散してしまう。 図3(b)における磁束を点線で示す。 磁性体部材11が配置されている場合は、舗装構造体1の地中側に拡散してしまう磁束も、舗装構造体1aの表面側に磁束を集約させることができる。 つまり、磁性体部材11は、磁束を集約して強い磁界を形成することになるので、磁界の変化により生じる電磁波も強くすることができる。 磁性体部材11は、磁性体スラグなどの磁性体で形成されている。 磁性体スラグとは、鉄分などの磁性体を50〜80%含有するスラグ系骨材をいう。 磁性体部材11は、導電性を高くするという観点から、磁性体スラグを10〜40%含有することが好ましく、より好ましくは15〜35%である。 磁性体スラグは固い性質の材料であるので、トラックなどの重量が大きい走行体2が上を通過する可能性がある磁性体部材11の耐久性を維持するという観点から、磁性体部材11には、磁性体スラグを10%以上混入することが好ましく、より好ましくは15%以上である。 図4に示すように、給電体12は、周をなすように長円のコイル状に配置される。 給電体12は長円のコイル状に形成されているので、半円部分と、平行部分とが組み合わさって形成されている。 平行部分は互いに反対方向の電流を流すように平行に配置された導電体(電線)を構成する。 給電体保護材13は、舗装構造体1a上を走行する走行体2による衝撃などから給電体12を保護するために、給電体12を覆うように設けられている。 給電体保護材13は、外力から給電体12を保護し、給電体12の遮断や屈曲などの物理的ダメージを防ぐ。 給電体保護材13としては、給電体12を保護するという観点から、弾性係数が1000MPa以上であることが好ましく、より好ましくは3000MPa以上である。 また、給電体保護材13としては、給電体12を保護するという観点から、一軸圧縮強度が1MPa以上であることが好ましく、より好ましくは3MPa以上である。 また、給電体保護材13は、給電体12を保護するという観点から、給電体12を覆う厚さが30mm以上であることが好ましく、より好ましくは給電体12を覆う厚さが50mm以上である。 図1に示すように、走行体2は、電気自動車(EV)やハイブリッド車(HEV)などであり、受電装置3を車体の床部近傍であって、給電体12から照射される電磁波を受電可能な位置に備え、二次電池4を車室の床下などに備えている。 走行体2は、二次電池4に蓄えられた電力を利用してモータ(図示せず)を回転させ、モータの回転力で車輪を駆動させて走行している。 受電装置3は、電磁波による電磁誘導現象により電力を取り出し可能なコイルなどである。 受電装置3は、二次電池4と接続されていて、取り出した電力を二次電池4に送電する。 受電装置3は、電力を増幅する増幅器などを有することが好ましい。 受電装置3は、給電体12から照射された電磁波を受電して、磁束が流入することで生じる電磁誘導現象により発生する電力を取り出す。 受電装置3で取り出された電力は、充放電などの制御をする制御回路(図示せず)を経て二次電池4に充電される。 二次電池4は、充放電などの制御を行う制御回路や、冷却装置などを備えている。 二次電池4としては、リチウムイオン電池などの充放電が可能な電池を用いることができる。 図2に示すように、給電設備5は、地中に配した給電配線50を介して給電体12と電気的に接続されている。 給電設備5は、交流電源であり、高周波電流を供給する。 給電設備5は、走行レーンの外部に配置されていることが好ましい。 以下に、第1の実施の形態に係る舗装構造体1aの施工準備として給電体つき補強材の制作について図4を参照して説明する。 <給電体付き補強材の製作> 以下に、第1の実施の形態に係る舗装構造体1aの施工方法について図5を参照して説明する。 <凹部形成工程> <磁性体配置工程> <給電体設置工程> <給電体保護材配置工程> このように、舗装構造体1aが視認部60を備えることで、充電が必要になった場合に容易に給電体12が埋設されている位置を識別することができる。 以下に、舗装構造体1aの給電動作について説明する。 給電体12が設けられている舗装構造体1aを走行体2が走行している際には、給電体12は、給電設備5から高周波電流を給電され、給電体12で生成した電磁波を走行体2に向けて照射する。 照射された電磁波は、給電体12上を走行する走行体2の受電装置3が受電する。 受電装置3は、受電した電磁波で生じる電磁誘導現象を利用して、電磁波の変化によって発生する電圧から電力を取り出す。 受電装置3は、取り出された電力を送電し、二次電池4を充電する。 第1の実施の形態に係る舗装構造体1aによれば、走行中の走行体2に電磁波を介して給電することができる。 したがって、走行した状態で二次電池4の充電をすることができるので、電気自動車である走行体2で長距離の行程を走行する場合であっても、充電スタンドなどで停車せずに走行を続けることができる。 [第2の実施の形態] 電磁波遮蔽部材14は、給電体12から照射される電磁波を遮断して、なるべく空間へ伝播させないようにする部材である。 以下に、第1の実施の形態に係る舗装構造体1bの施工方法について図7を参照して説明する。 <凹部形成工程> <電磁波遮蔽部材配置工程> <磁性体配置工程> <給電体設置工程> <給電体保護材配置工程> このように構成された本発明の第2の実施の形態に係る舗装構造体1bでも、第1の実施の形態に係る舗装構造体1aと同様の効果を得ることができる。 更に、第2の実施の形態に係る舗装構造体1bによれば、電磁波遮蔽部材14を有することで、走行体2に向かう電磁波以外を遮断することができるので、給電体12から空間へ伝播する電磁波を軽減させることができる。 [第3の実施の形態] 電磁波遮蔽部材14は、2つの溝を有しており、2つの溝にそれぞれ給電体12を配置する。 以下に、第3の実施の形態に係る舗装構造体1cの施工方法について図9を参照して説明する。 <凹部形成工程> <電磁波遮蔽部材配置工程> <磁性体配置工程> <給電体設置工程> <給電体保護材配置工程> このように構成された本発明の第3の実施の形態に係る舗装構造体1cでも、第2の実施の形態に係る舗装構造体1bと同様の効果を得ることができる。 更に、第3の実施の形態に係る舗装構造体1cによれば、電磁波遮蔽部材14の仕切り部14aを有することによって、それぞれの給電体12から照射される電磁波が打ち消しあってしまうのを防ぐことができ、走行体2に強い電磁波を照射することができる。 [その他の実施の形態] 例えば、視認部60は、舗装構造体1a,1b,1cの表層の密粒度に酸化鉄(弁柄、Fe 2 O 3 )を混合物中に混入させ、赤色のカラー混合物での舗装した箇所であり、他の舗装面と異なる色とすることで、給電体12が埋設されている所在を報知する。 また、視認部60は、再帰反射をする再帰反射素材で舗装した箇所であり、反射によって運転手に給電体12が埋設されている所在を報知する箇所であってもよい。 このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを包含するということを理解すべきである。 したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。 1a,1b,1c…舗装構造体2…走行体3…受電装置4…二次電池5…給電設備10…凹部11…磁性体部材12…給電体13…給電体保護材14…電磁波遮蔽部材40…補強材50…給電配線60…視認部 本発明は、以下の[1]〜[ 11 ]を提供するものである。 [ 8 ] 前記走行体から視認可能な視認部を備え、 |