(57)【要約】  本発明は、車両を充電するためのシステムおよび方法に関する。車両および充電スタンドは、公知のルート全体を通して充電する機会を得ることによって、電気車両またはハイブリッド車両を従来の車両と同様の方法で運用することができるように設計することができる。
2013515645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の上表面のスクープであって、前記車両の前部の方を向く前記スクープの幅は、前記車両の後部の方を向く前記スクープの幅より大きい、スクープと、
バッテリと、
電気接続のための表面エリアを有し、前記スクープの幅内に配置される少なくとも２つの端子と
を含み、
前記少なくとも２つの端子は前記バッテリと電気的に接続され、
電源に電気的に接続して前記バッテリを充電するため、少なくとも１つの端子は正電極であり、少なくとも１つの端子は負電極である、車両。
【請求項２】
前記少なくとも２つの端子は、前記車両の移動方向に対して平行に配置される、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記少なくとも２つの端子は、互いに電気的に隔離される、請求項１に記載の車両。
【請求項４】
前記少なくとも２つの端子は、前記スクープの幅の狭い部分内に配置される、請求項１に記載の車両。
【請求項５】
前記少なくとも２つの端子は、互いに電気的に隔離される１本または複数のバスバー上に装着されるブレード支持体によって支持される、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
前記少なくとも２つの端子と接地接続部とを含むブレードをさらに含む、請求項１に記載の車両。
【請求項７】
前記ブレードは、ブレード支持体案内部をさらに含む、請求項６に記載の車両。
【請求項８】
充電用装着具に装着され、前記充電用装着具から下向きに遠ざかるように延在する、可撓接続部を備えた剛性の構造用コンポーネントを備えた接続器アームであって、枢動接続部により前記充電用装着具に装着され、
接続器頭部アセンブリに接続される、接続器アームと、
前記充電用装着具に機械的に接続され、前記充電用装着具および充電用突出部を支持する垂直支持構造体と
を含む、充電スタンド。
【請求項９】
前記接続器アームは、枢動接続部により接続器頭部アセンブリに接続される、請求項８に記載の充電スタンド。
【請求項１０】
前記接続器アームは前記充電用装着具に対して垂直軸の周りを枢動し、前記接続器頭部アセンブリは前記接続器アームに対して垂直軸の周りを枢動する、請求項９に記載の充電スタンド。
【請求項１１】
前記接続器頭部アセンブリは、複数の集電ブラシと、前記複数の集電ブラシに力を与える集電ブラシ作動アセンブリとを含む、請求項８に記載の充電スタンド。
【請求項１２】
前記集電ブラシ作動アセンブリは、少なくとも１つの集電ブラシに対して少なくとも１つの他の集電ブラシに向けて力を与える、請求項１１に記載の充電スタンド。
【請求項１３】
前記接続器頭部アセンブリは、前記集電ブラシから離れた方ではより大きな幅を有し前記集電ブラシに向かってより小さな幅を有する接続器頭部案内機能部をさらに含む、請求項１１に記載の充電スタンド。
【請求項１４】
車両を充電用装着具の下方の位置へ移動させる工程であって、
前記車両は、前記車両の上表面のスクープであって、前記車両の前部の方を向く前記スクープの幅は、前記車両の後部の方を向く前記スクープの幅より大きい、スクープと、電気接続のための表面エリアを有し、前記スクープの幅内に配置される少なくとも２つの端子とを含み、
前記充電用装着具は、少なくとも２つの枢動接続部により接続器アームを介して接続器頭部アセンブリに接続される、工程と、
前記少なくとも２つの端子と前記接続器頭部アセンブリとの間で電気接続を確立する工程と
を含む、車両を充電するための方法。
【請求項１５】
前記接続器頭部アセンブリは、複数の集電ブラシをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記電気接続を確立する工程は、前記集電ブラシの導電性表面エリアを、前記車両上に装着された前記少なくとも２つの端子の導電性表面に接触させる工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１の集電ブラシの導電性表面エリアが前記少なくとも２つの端子の第１の端子に接触し、第２の集電ブラシの導電性表面エリアが前記少なくとも２つの端子の第２の端子に接触するように、前記少なくとも２つの端子を前記複数の集電ブラシ間に押し込む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記車両の充電状態を監視する工程をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記車両の前記充電状態を、中央スタンド、充電スタンドまたは他の車両に連絡する工程をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記接続器頭部アセンブリは、前記スクープによって捕捉され、前記集電ブラシが前記少なくとも２つの端子と接触するように誘導される、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]本出願は、２００９年１２月２３日に出願された米国仮特許出願第６１／２８９，７５５号の利益を主張し、本出願は、２００９年７月１日に出願された米国特許出願第１２／４９６，５６９号の一部継続出願であり、同出願は、２００８年７月１日に出願された米国仮特許出願第６１／０７７，４５２号および２００９年５月１日に出願された米国仮特許出願第６１／１７４，９２６号の利益を主張し、これらすべては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
[0002]電気車両は、電気車両に電力を伝送するための現行のインフラによって制限される。電車およびライトレール車両などの一部の電気車両は、線路のハードウェアを通じてまたは架空送電線を通じて電源に永久に接続されている。電気自動車などの他の電気車両は、充電スタンドで電気車両をプラグインすることによって充電される。
【０００３】
[0003]電気車両が取るルートに沿って永久的な電気接続を維持するためのシステムを使用して電気車両に電力を伝送することができるが、これらのシステムは、目障りなものであり、評判が良くなく、設置および維持にコストがかかり、危険である場合もある。これらのシステムでは、市がルート上の建造物維持または工事を実行する一定の期間の間、電気バスライン全体を一時停止する必要がある場合が多い。これらのシステムの一部では、電気車両は、線路または架空送電線から独立して走行することができない。また、これらのシステムの一部は、異なる特性を有する異なる車両に対する適合性がない。その上、これらのシステムの充電には、かなりの時間または労力が必要とされる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004]したがって、電気車両を充電するための改良されたシステムおよび方法を開発する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]本発明は、電気車両またはハイブリッド電気車両を充電するためのシステムおよび方法を提供する。本明細書に記載される発明のさまざまな態様は、以下に記載されるまたは他の任意のタイプの車両への特定の適用例のいずれにも適用することができる。本発明は、スタンドアロン型のシステムもしくは方法として、または、バスシステムもしくは他の公共交通システムのような統合交通システムの一部として適用することができる。本発明のさまざまな態様を、個別に、一括してまたは互いに組み合わせて認識できることを理解されたい。
【０００６】
[0006]本発明の一態様は充電スタンドを対象とし得る。充電スタンドは、充電用装着具を含み得る。また、充電スタンドは、２つ以上の集電ブレースを含み得、各集電ブレースは、導電性パッドなどの少なくとも１つの導電性表面エリアを含む。好ましくは、各集電ブレースは、導電性表面を有する少なくとも２つの案内ストリップを含み得、案内パッドなどのストリップ上の案内機能部は、その収束が導電性表面側に向くように収束する。少なくとも１つの集電ブレースは、正電極と接触するためのものであり得、少なくとも１つの集電ブレースは、負電極と接触するためのものであり得、車両の再充電可能なデバイスを充電するよう構成され得る。充電スタンドは、充電用装着具に接続された支柱、ならびに、支柱および充電用装着具を支持するために支柱に機械的に接続されたスタンドなどの支持体固定具を含み得る。
【０００７】
[0007]あるいは、充電スタンドは、接続器アームを介して充電用装着具に接続される接続器頭部アセンブリを含み得る。接続器頭部アセンブリは、ブレードを受け入れるよう構成され得る。接続器アームは、充電用装着具および／または接続器頭部に対し枢動接続部を有し得る。
【０００８】
[0008]本発明の別の実施形態によれば、充電スタンドは、充電用装着具に装着される剛性の構造用コンポーネントを備えた充電用突出部または接続器アームを含み得る。充電用突出部は、クロスバー、スペーシングバーおよび１本または複数のアームなどの剛性コンポーネントを含み得る。剛性または可撓接続部は、剛性コンポーネント間に設けることができる。例えば、充電用突出部上の集電ブレースは、可撓接続部を通じて、突出部のクロスバーに応動させることができる。
【０００９】
[0009]本発明の別の態様は、充電スタンドによって充電することができる車両を対象とし得る。車両は、車両の再充電可能なデバイスに電気的に接続される２枚以上の接触板を含み得る。車両の再充電可能なデバイスは、バッテリまたはウルトラキャパシタなどのエネルギー貯蔵システムであり得る。接触板は、車両の最上部に位置することができ、車両の移動方向に対して平行に配置することができる。また、接触板は、車両の上表面に間隔を置いて配置することもできる。第１の接触板を正電極とし、第２の接触板を負電極として、再充電可能なデバイスを充電することができる。
【００１０】
[0010]あるいは、単一のブレードを設けることができ、ブレードは、１つの正端子および１つの負端子を含み得る。車両ルーフ上にスクープを設けて接続器頭部アセンブリをブレードに誘導することもできる。
【００１１】
[0011]車両を充電するためのシステムは、本発明の別の実施形態に従って提供することができる。システムは、２つ以上の集電ブレースを備えた充電スタンドと、２枚以上の接触板を備えた車両とを含み得る。あるいは、充電スタンドは、接続器頭部アセンブリと、単一のブレードを有する車両とを有し得る。集電ブレースは、案内ストリップによって誘導された後に接触板が導電性表面間を摺動するように、接触板を車両の最上部で受け入れるよう構成され得る。接触板は、良好な電気接触を確保するために案内ストリップ間に押し込んでもよい。その上、導電性表面は、接触板に接触する表面エリアを有し得、これにより、電気接触エリアを提供することができる。このような特徴は、充電スタンドと車両との間の充電インタフェースにおけるインピーダンスを減少させる可能性があり、高速充電に役に立つ可能性がある。また、充電スタンドは、互いに所望の間隔を隔てたところに集電ブレースを維持するためのスペーシングバーも含み得、この間隔は車両の接触板間の間隔と一致し得る。また、充電スタンドは、充電用装着具と集電ブレースを接続する接続構造体のための可撓接続部も含み得、接続構造体および接触アセンブリの、車両の移動方向に対する横方向への移動を可能にすることができる。これにより、車体寸法、運転経路または車両の他の属性に対する許容度を得ることができる。
【００１２】
[0012]車両を充電するための方法は、本発明の別の実施形態に従って提供することができる。方法は、２枚以上の接触板を含む車両を、充電スタンドの充電用装着具の下方の、充電用装着具が２つ以上の集電ブレースを有する位置に移動させる工程を含み得る。電気接続は、２つ以上の集電ブレースと車両の２枚以上の接触板との間で確立することができる。車両は、所望の充電状態を達成するよう一定の時間の間充電スタンドと電気的に接続した状態を保つことができる。
【００１３】
[0013]車両は、実質的に真っ直ぐにまたはある角度をなして、充電スタンドに接近するおよび／または充電スタンドを離れることができる。
【００１４】
[0014]本発明の他の目標および利点は、以下の説明および添付の図面と併せて検討することでさらに認識および理解されよう。以下の説明は本発明の特定の実施形態について説明する具体的な詳細を含む場合があるが、これを本発明の範囲を限定するものとして解釈してはならず、むしろ、好ましい実施形態の例示として解釈すべきである。本発明の各態様に対して、本明細書で示唆される当業者に公知の多くの変形形態が可能である。さまざまな変更および修正については、本発明の精神を逸脱することなく、本発明の範囲内で行うことができる。
【００１５】
参照による組み込み
[0015]本明細書に記載されるすべての刊行物、特許および特許出願は、それぞれの個別の刊行物、特許または特許出願が参照により具体的に個別に組み込まれるものと示されるのと同程度に参照により本明細書に組み込まれる。
【００１６】
[0016]本発明の新規の特徴は、特に添付の特許請求の範囲に記載されている。本発明の特徴および利点をより良く理解するには、本発明の原理を利用した例示的な実施形態について記載する以下の詳細な説明および添付の図面を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による充電スタンドを示す。
【図２】充電スタンドの代替の実施形態を示す。
【図３】充電スタンドの別の実施形態を示す。
【図４】充電スタンドの一例を示す。
【図５】充電スタンドの充電用接続部の一例を示す。
【図６Ａ】接触アセンブリの図を示す。
【図６Ｂ】接触アセンブリの追加の図を示す。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態による圧力アセンブリの拡大図を示す。
【図７Ａ】充電用装着具上の接触アセンブリを示す。
【図７Ｂ】接続構造体の可撓接続部の一例を示す。
【図８】接触バーを備えた車両の一例を示す。
【図９】本発明の別の実施形態による充電スタンドおよび車両を示す。
【図１０】本発明の別の実施形態による充電スタンドと車両との間の接続を示す。
【図１１】本発明の別の実施形態によるブレード支持体を示す。
【図１２】接続器頭部アセンブリの図を提供する。
【図１３】集電ブラシ作動アセンブリの図を提供する。
【図１４】集電ブラシ作動アセンブリの別の図を提供する。
【図１５】インラインブレードの代替の構成を示す。
【図１６】接続器頭部アセンブリの代替の構成を示す。
【図１７】車両の後部上に装着された車両の相互接続部の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[0037]本発明は、電気車両を充電するためのシステムおよび方法を提供する。本発明の一態様は、充電スタンドを提供する。充電スタンドを使用して、電気を動力とする車両に電力を伝送することができる。充電スタンドを使用して、いかなる電気車両、ハイブリッド電気車両、または、バッテリ、ウルトラキャパシタもしくは他の任意のエネルギー貯蔵システムなどの推進用電源を含み得る他のいかなる車両にも電力を伝送することができる。いくつかの実施形態では、電気を動力とする車両は、バスまたはトラックなどの大型車両であり得る。
【００１９】
[0038]例えば、システムによって給電される電気車両は、輸送バス、スクールバス、配達用バン、シャトルバス、トラクタトレーラ、クラス５トラック（重量１６，００１〜１９，５００ｌｂ、２軸、６タイヤ単一ユニット）、クラス６トラック（重量１９，５０１〜２６，０００ｌｂ、３軸単一ユニット）、クラス７トラック（重量２６，００１〜３３，０００ｌｂ、４軸以上の単一ユニット）、クラス８トラック（重量３３，０００ｌｂ以上、４軸以下の単一トレーラ）、ＧＶＷＲが１４，０００ポンドを超える車両、貨物対ドライバーの質量比が１５：１以上である車両、６個以上のタイヤを備えた車両、３軸以上の車両、または、他の任意のタイプの多人数乗員車両もしくは大型車両を含み得る。いくつかの実施形態では、充電スタンドは、乗用車を含む他の任意の電気車両を充電することができる。本明細書における電気車両または電気を動力とする車両に関するいかなる論考も、論じられる任意のタイプの車両を指す場合があり、その逆の場合もある。
【００２０】
[0039]本発明のいくつかの実施形態では、充電スタンドは、充電スタンドと電気を動力とする車両との間の電気接続を確立するために充電用装着具から吊り下げられた充電用シャーシまたは充電用突出部などの充電用接続部を含むことができる。充電用接続部は、充電用接続部の位置または向きを制御するための位置決めデバイスを含むことができる。
【００２１】
[0040]本発明の別の態様は、充電スタンドへの電気接続を確立するための接触板を含む電気車両を提供する。接触板は、電気車両の上表面に配置することができ、車両の移動方向に対して平行な方向に配置することができる。接触板は、電気車両の上表面に間隔を置いて配置することができる。
【００２２】
[0041]本発明の方法は、充電スタンドを使用して車両に電力を伝送する工程を含む。車両に電力を伝送する工程は、充電スタンドの充電用装着具の下に車両を配置する工程と、パンタグラフ、懸垂線アーム、充電用シャーシもしくはフレームまたは充電用突出部などの充電用接続部を係合させて充電スタンドと車両との間の電気接続を確立する工程とを含むことができる。
【００２３】
[0042]図１に示されるように、充電スタンドは、充電用装着具（２４）を備えた構造体（６）を含むことができる。充電用接続部（１８）は、充電用装着具から吊り下げることができる。充電用接続部は、パンタグラフ、懸垂線アームおよび片持ちアームからなる群から選択されるコンポーネントと同様のデバイスであり得る。充電用接続部は、充電用接続部上に位置する導電性表面（１４、１６）が調整可能な位置を有することができるように調整可能な形状またはサイズを有することができる。本発明のいくつかの実施形態では、充電用接続部は、位置決めデバイス（２０、２６）などの結合部を通じて充電用装着具に機械的に取り付けられる。位置決めデバイスは、固定式または調整式であり得る。
【００２４】
[0043]本発明のいくつかの実施形態では、充電用接続部は、導電性パッドなどの２つの導電性表面（１４、１６）を含むことができる。２つの導電性表面は、互いに電気的に絶縁することができる。２つの導電性表面は、導電性表面を電源（２）に電気的に接続する電気配線を通じて電力を供給することができる。電気配線は、充電用接続部（１８）、位置決めデバイス（２０、２６）、充電用装着具（２４）および構造体（６）内に収容することができる。追加の電気配線（４）を使用して電源（２）への電気接続を確立することができる。電源は、本明細書に記載される任意の電源を含むことができる。
【００２５】
[0044]図１に示されるように、車両（８）は、車両の移動方向（２８）に延在する２つの接触板またはバー（１０、１２）を含むことができる。２本のバーは、車両への給電に使用されるエネルギーを貯蔵するデバイスに電気的に接続された銅製のバーであり得る。
【００２６】
[0045]充電スタンドの代替の実施形態を図２に示す。導電性表面（１４、１６）は、片持ちアーム（３０）を通じて充電用装着具に接続することができる。片持ちアームを鉛直方向（２２）に調整して、車両（８）が導電性表面の下を通過することを可能にし、次いで、導電性表面と車両上の接触板またはバー（１０、１２）との間の電気接続の確立を可能にすることができる。導電性表面と電源（２）との間の電気接続は、図１で説明される通りのものであり得る。
【００２７】
[0046]図３は、充電スタンド（３６）および車両（３８）の別の例を示す。車両は、１つ、２つ、３つ、４つまたはそれ以上の充電ポイントを含み得、それらは、接触バー、板または他の任意の形状の接点であり得る。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの充電ポイントを有することが好ましい場合がある。他の実施形態では、多数のバッテリを充電するためにより多くの充電ポイントが望ましい場合がある（例えば、１つのバッテリまたはバッテリのグループに２つの充電ポイントを電気的に接続し、別のバッテリまたはバッテリのグループに別の２つの充電ポイントを電気的に接続することもできる）。充電時間を短縮し、高電流伝送によるシステムの加熱を低減するには、多数のバッテリセットを並列に充電することが望ましい場合がある。充電ポイントまたは他の任意の接点に関するいかなる論考も、任意の形状またはフォーマットの接点を指す場合がある。
【００２８】
[0047]充電ポイント（４０ａ、４０ｂ）は、車両の移動方向に平行に延在し得る。本発明の好ましい実施形態では、充電ポイントは、車両ルーフ上などの車両の最上部に装着することができる。いくつかの代替の実施形態では、充電ポイントは、車両の側面に、路上にもしくは車両の表面の別の部分に沿ってまたはそれらを組み合わせて装着することができる。先に論じられた通り、充電ポイントは銅で形成され得る。いくつかの実施形態では、充電ポイントは、これらに限定されないが、アルミニウム、銀、金もしくは合金またはそれらの組合せを含む任意の導電性材料で形成され得、および／または、これらに限定されないが、銅、アルミニウム、銀、金、合金もしくはそれらの組合せを含む任意の導電性材料または他の任意の導電性材料でめっきを施すかまたは被覆することができる。充電ポイントは、互いに電気的に絶縁することができる。充電ポイントは、車両の最上部に互いに間隔を置いて配置することができる。
【００２９】
[0048]充電スタンド（３６）は、集電ブレースなどの任意の数の接触アセンブリ（４２ａ、４２ｂ）を含み得る。接触アセンブリは、車両の充電ポイントに電気的に接続することができ、電極として機能し得る。いくつかの例では、接触アセンブリの数は、車両上の充電ポイント（４０ａ、４０ｂ）の数と一致し得る。例えば、２つの充電ポイントを車両上に設けた場合、２つの接触アセンブリを充電スタンド上に設けることができる。４つの充電ポイントを車両上に設けた場合、４つの接触アセンブリを充電スタンド上に設けることができる。
【００３０】
[0049]いくつかの実施形態では、１対の接触アセンブリは、バッテリまたはバッテリパックに接続された１対の充電ポイントに接触するように設けることができる。いくつかの例では、より多くの接触アセンブリを設けることができる（例えば、バッテリまたはバッテリのグループと電気的に連通した１対の充電ポイントに２つの接触アセンブリを接触させ、別のバッテリまたはバッテリのグループと電気的に接触した別の２つの充電ポイントに別の２つの接触アセンブリを接触させることができる）。充電時間を短縮し、高電流伝送によるシステムの加熱を低減するには、多数のバッテリを同時に充電することが望ましい場合がある。いくつかの例では、充電スタンドの同じアーム上に多数の接触アセンブリを設けることができる（例えば、同じ突出部上に４つの接触アセンブリを設けることができる）。一方、他の例では、充電スタンドの複数のアーム上に多数の接触アセンブリを設けることができる（例えば、１つの突出部上に２つの接触アセンブリを設け、第２の突出部上に２つの接触アセンブリを設けることができる）。
【００３１】
[0050]接触アセンブリは、接触アセンブリの導電性パッドに接触するよう充電ポイントの誘導を支援し得る１つまたは複数の案内機能部（４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ）を含み得る。
【００３２】
[0051]充電スタンド
[0052]充電スタンドは、地面の上方に配置された充電用装着具と、充電用装着具から吊り下げられた充電用接続部とを含むことができる。充電用接続部は、充電用装着具に直接取り付けるか、または、位置決めデバイスなどの結合部を通じて充電用装着具に取り付けることができる。充電用接続部は、パンタグラフ、懸垂線アームおよび片持ちアームからなる群から選択されるデバイスと同様であり得る。充電用接続部は、充電用シャーシもしくはフレーム、充電用スケルトンもしくはガーダまたは充電用突出部を含み得るか、または、これらを指す場合もある。充電用接続部は、ライトレール車両または電気バスへの給電に使用されるデバイスの逆の形態であり得る。本発明の他の実施形態では、充電用接続部は、充電用装着具から吊り下げられた懸垂線アームである。懸垂線アームは、片持ちアームによって支持することができる。
【００３３】
[0053]いくつかの実施形態では、充電は、バスがトロリーバスとして運用し得るような２ワイヤトロリーバスに対するものであり得る。例えば、一部の時間帯では、バスは、グリッドシステムの架線に接続することによってトロリーバスとして運用することができる。バスがグリッドシステムの終点に達した時点で、トロリーポールを下げ、グリッドから独立した充電式電気バスとしてバスを運用することができる。同様に、充電式電気バスをグリッドから独立して運用し、次いで、グリッドに繋げることができる。バスがグリッドに戻った時点で、ポールを上げてグリッドに接触させ、トロリーバスとして運用する間にバスを再充電することができる。こうして、本発明の一実施形態によれば、バスは、一部の時間帯ではグリッドに繋げて（オングリッド）運用することができ、一部の時間帯ではグリッドから外して（オフグリッド）運用することができる。バスは、場合により、オングリッド時間を使用してバス上のバッテリを充電し、バスがオフグリッドの際にこれを使用することができる。
【００３４】
[0054]充電用接続部は、充電用接続部の下での車両の運転を可能とするために必要な高さまで充電用接続部を調整することを可能にするセンサまたは機械式もしくは電気機械式高さ調整システムを有し得る。高さを調整するためのシステムは、充電用接続部および／または位置決めデバイスを含むことができる。充電用接続部は、電気接続を確立するために必要な高さまで調整することができる。
【００３５】
[0055]電気接続は、車両を部分的または完全に充電するのに十分な時間だけ確立することができる。充電用接続部は、電気接続が車両と充電スタンドとの間に確立される際、および／または、車両から信号を受信して充電を起動する際にのみ起動されるように設計することができる。充電スタンドは、非接触状況で導電経路を隔離する機械式および／または電気式保護デバイスを含むことができる。このようなデバイスは、電子メッセージ（無線、近接切換え接点および／または手動トリガ）を受信後にのみ、または、直接的な機械的起動を介してエネルギーの流れを可能にするように構成され得る。
【００３６】
[0056]代替の実施形態では、車両がトロリーとして一部の時間帯にオングリッドで運用される場合、車両がグリッドに達した時点でエネルギーの流れが自動的に発生し得る。いくつかの実施形態では、エネルギーの流れを可能にするセンサが設けられる場合がある。一方、他の実施形態では、車両がグリッドに達した時点でエネルギーの流れを可能にする機構が設けられる場合がある。エネルギーの流れを所望の形でのみ可能にする安全機能が設けられる場合もある。
【００３７】
[0057]別の実施形態では、車両（例えば、バス）を既存のライトレールシステムに適合させることができ、この場合、車両は、単一の架空送電線および道路の線路上の地盤結合部に接続することができる。
【００３８】
[0058]電力は、当業者に公知の任意の手段を使用して充電用接続部に供給することができる。本発明のいくつかの実施形態によれば、ライトレールまたは電気バスなどの電気車両への給電に使用される電源を使用することができる。電源は、電車またはバスに給電するための架空送電線への電力の供給に使用される電源であり得る。電源は、高圧ＤＣ電源を含むことができる。電圧は、ＤＣ４００〜８００ボルト、ＤＣ４５０〜７５０ボルトまたはおよそ６００ボルトであり得る。電源をタップ接続し、次いで、電圧変換器に伝送して車両に対する適正な電圧および電流の流れを提供することができる。電圧変換器はＤＣ-ＤＣ充電器であり得る。本発明の他の実施形態では、高速充電器を使用して充電用接続部に電力を供給することができる。高速充電器は、従来の電源または代替の電源によって給電することができる。本発明のいくつかの実施形態では、高速充電器は、水素、電力グリッドから得られる従来の電気または他の任意のタイプの電源によって給電することができる。高速充電器は、車両に電圧および電流を供給するよう構成され得る。
【００３９】
[0059]電源は、エネルギーバッファデバイスを含むことができる。エネルギーバッファは、キャパシタまたはバッテリであり得る。キャパシタは、大型のウルトラキャパシタであり得る。バッテリは、バッテリパックを含むことができる。このようなシステムを使用することにより、エネルギーバッファデバイスをオフピーク時に低エネルギーコストで充電し、次いで、充電スタンドの昼間のエネルギー需要の一部または全部を供給することが可能になる。また、このエネルギーバッファデバイスは、低電力インフラおよび／または充電用電源の使用も可能にする。エネルギーバッファデバイスは、長時間にわたるエネルギーバッファの低速充電を可能にし、次いで、充電用接続部を通じて高速エネルギー送達を可能にする。
【００４０】
[0060]エネルギーバッファデバイスは、ユーティリティグレードの非常用電源またはユーティリティグリッドにおける負荷分散に利用することができる。エネルギーバッファデバイスは、非常用電源用の大型建造物にまたは電力平衡のためのユーティリティグリッド内に組み込むことができるため、システムは、相互機能を有することができ、サービスの顧客にとって共同プロジェクトになり得る。
【００４１】
[0061]充電スタンドは、ハブまたは車両のルートに沿った任意の位置に位置することができる。本発明の他の実施形態では、充電スタンドは、ライトレール車両、電車または電気バスへの給電に使用される架空送電線または電気鉄道線路の近くに位置する。
【００４２】
[0062]図４は、本発明の一実施形態による充電スタンドの一例を示す。充電スタンドは、充電用装着具（５１）を備えた構造体（５０）を含み得る。充電用装着具は、充電用接続部（５２）を含み得る。充電用接続部は、充電用装着具の下方で吊持される場合がある。充電用接続部は、充電用装着具から下向きにおよび／または遠ざかるように延在し得る。
【００４３】
[0063]いくつかの実施形態では、充電用接続部（５２）は、結合部（５５）を介して充電用装着具（５１）に接続することができる。結合部は、固定式または調整式であり得る。例えば、結合部は、充電用接続部が充電用装着具に対して垂直に移動することができるように調整可能であり得る。例えば、結合部は、バネ、弾性コンポーネント、空気圧デバイス、磁石、重りまたは歯車などの可撓部材を備えた垂直支柱であり得る。可撓部材を用いることにより、充電用接続部は、その上に力が作用する際に調整可能なデフォルトの高さを有することができる。例えば、車両が充電用接続部の下を通過している最中に隆起に突き当たった場合、充電用接続部は、隆起に対応して車両との電気接続を維持することができる。同様に、高さがわずかに異なる車両が充電用接続部の下を通過する際には、可撓結合部によって対応することができる。これは、タイヤの圧力または負荷重量などの要因によって車両の高さが変化し得る状況において有利であり得る。
【００４４】
[0064]いくつかの代替の実施形態では、結合部は、充電用接続部の高さの能動的な調整を可能にし、それにより、充電スタンドがさまざまな高さの車両に対応することを可能にし得る。例えば、センサは、結合部と連通して、到着する車両の高さを結合部に通知することができる。
【００４５】
[0065]充電用接続部は、１つまたは複数の接触アセンブリ（５３ａ、５３ｂ）を含み得る。いくつかの実施形態では、接触アセンブリは、１対の案内ストリップを含み得る。接触アセンブリは、充電ポイントと電気的に接触し得る導電性パッドなどの１つまたは複数の導電性表面を含み得る。いくつかの実施形態では、接触アセンブリは、充電ポイントと電気的に接触し得る２つの導電性パッドを含み得る。充電用構造体および充電用装着具は、接触アセンブリが車両の充電ポイントに接触することができる任意の構造または形態を有し得る。例えば、充電用装着具は、充電用構造体から延在する水平の支柱または片持ち梁を形成することができる。
【００４６】
[0066]いくつかの実施形態では、充電用構造体（５０）は垂直支柱を含み得る。あるいは、充電用構造体は、充電用装着具および／または充電用接続部を所望の高さで支持することができる他の任意の形状または構成を有し得る。充電用構造体は、壁の一部またはバス停留所などの既存の構造体の一部であってもよい。いくつかの実施形態では、充電用構造体の長さは調整可能であり得、その結果、充電用接続部の位置を調整可能にすることができる。充電用構造体は、車両が充電用接続部の真下を通過することにより、充電用構造体に車両の高さに対応させる場合など、受動的に調整することができる。また、充電用構造体は、充電スタンドに接近する車両が車両のタイプまたは高さを示す信号を発し、その結果、充電スタンドがその高さを調整して到着する車両に対応し得る場合など、能動的な調整も可能である。
【００４７】
[0067]いくつかの例では、充電用装着具および構造体は、接触アセンブリの各々からの電気接続を分離したままに維持することができる。例えば、２つの接触アセンブリからの電気接続は、単一の一体化構造体（例えば、単一のポール）内で分離することができるか、または、構造体は、接触アセンブリの各々の電気接続を収容することができる２つのコンポーネント（例えば、２つのポール）を含み得る。いくつかの実装形態では、充電用装着具および構造体は、接触アセンブリ内の導電性パッドの各々からの電気接続を分離したままに維持することができる。
【００４８】
[0068]また、充電スタンドはスタンド（５６）も含み得る。スタンドは、充電用構造体（支柱など）および充電用装着具／充電用接続部に構造的な支持を提供することができる。いくつかの実施形態では、スタンドは、充電スタンドの支持構造体のベースに位置するか、または、同ベースを形成し得る。
【００４９】
[0069]また、充電スタンドは、電源（５４）も含み得る。先に論じられた通り、充電スタンドは、従来の電源または代替の電源によって給電することができる。
【００５０】
[0070]図５は充電用接続部の図を示す。充電用接続部は、充電用シャーシ、充電用フレームまたは充電用突出部を形成し得る。充電用接続部は、接触アセンブリ（６０ａ、６０ｂ）を含み得る。各接触アセンブリは、車両上の充電ポイントと接触アセンブリとの間の電気接触の形成を支援し得る案内ストリップまたは案内スラットなどの１つまたは複数の案内機能部（６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ）を含み得る。
【００５１】
[0071]接触アセンブリは、所望の間隔を置くことができる。例えば、２つ以上の接触アセンブリは、任意の所望の間隔を置くことができる。例えば、接触アセンブリは、約５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、２５ｃｍ、３０ｃｍ、３５ｃｍ、４０ｃｍ、４５ｃｍ、５０ｃｍ、６０ｃｍ、７０ｃｍ、８０ｃｍまたはそれ以上もしくはそれ以下の間隔を置くことができる。好ましくは、接触アセンブリは、接近している車両上の充電ポイント間の間隔と実質的に同じまたはそれに極めて近い間隔を置くことができる。
【００５２】
[0072]また、充電用接続部は、接触アセンブリを所定の間隔を置いた状態で維持することができる構造または機能を含み得る。例えば、接触アセンブリ（６０ａ、６０ｂ）を所定の間隔を置いた状態で維持することができるスペーシングバー（６２）を設けることができる。所定の間隔は、車両ルーフ上の充電ポイント間の間隔と一致し得る。所定の間隔は、接触アセンブリが同じ間隔を置いた状態に保たれるように固定されている場合もある。あるいは、所定の間隔は自由自在でもあり得る。例えば、スペーシングバーが所定の間隔を置いた状態で静止しているが、スペーシングバーの長さに沿って力が作用するとスペーシングバーの長さがわずかに圧縮または伸張し得るように、スペーシングバー（６２）の内部にバネまたは弾性機能を設けることができる。このような機能により、わずかに異なり得る間隔を置いて充電ポイントを備えた車両が案内機能部に接近し、次いで、スペーシングバーがその長さを調整して接触アセンブリ（６０ａ、６０ｂ）を通して摺動する充電ポイントに対応することが可能となる。
【００５３】
[0073]別の例では、スペーシングバーは、スペーシングバーの長さを要望通り調整することを可能にする機能を含み得る。例えば、車両が異なれば、異なる間隔を置いた充電ポイントを有し得る。車両は、充電スタンドがスペーシングバーの長さを調整して充電ポイントの間隔に対応することができるように、充電ポイント間の間隔に関する信号を充電スタンドに提供することができる。スペーシングバーのためのセンサまたは油圧式、機械式もしくは電気機械式長さ調整システムを利用することができる。これは、車両の型またはモデルが異なれば異なる間隔を置いた充電ポイントに導通し得る状況において有用であり得る。また、本明細書におけるスペーシングバーに関するいかなる論考も、固定された間隔または互いに可変／制御可能な間隔を有する接触アセンブリを設けることができる他の任意の構造体またはコンポーネントに適用可能である。
【００５４】
[0074]また、充電用接続部は、位置決めバー（６４）も含み得る。いくつかの実施形態では、位置決めバーは、充電用装着具に接続された結合部（６６）に接続し得る水平のバーであり得る。あるいは、位置決めバーは、充電用装着具に直接接続される場合もある。いくつかの実施形態では、位置決めバーは、充電用接続部の剛性部材であり得る。また、充電用接続部は、位置決めバーから延在する１本または複数のアーム（６５ａ、６５ｂ）も含み得る。アームは、接触アセンブリおよび／またはスペーシングバーに接続することができる。いくつかの例では、アームは、位置決めバーから下向きにおよび／または位置決めバーから水平に遠ざかるように延在し得る。いくつかの例では、アームは、位置決めバーから下向きにかつ位置決めバーから遠ざかるように延在し得る。好ましくは、アームは剛性部材であり得る。アームは、可撓接続部または剛性接続部を通じて位置決めバーに接続することができる。同様に、アームは、剛性接続部または可撓接続部を通じて接触アセンブリおよび／またはスペーシングバーに接続することができる。位置決めバー、スペーシングバーおよび１本または複数のアームは、充電用接続部のためのシャーシまたはフレームを形成し得る。剛性部材および１つまたは複数の可撓接続部を備えた充電用接続部は、半剛性の構造体を形成し得る。半剛性の充電用接続部は、有利には、充電ポイントの配置または車両の運動の向きの変化に対応するのに十分な柔軟性を提供しながら、車両からの充電ポイントを受け入れるよう接触アセンブリを方向付けるのに十分な構造および剛性を提供することができる。
【００５５】
[0075]また、充電用接続部は、導電性パッドから提供され得るワイヤ（６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ）または他の電気接続も含み得る。例えば、それぞれの接触アセンブリ間の電気接続を分離することができる。いくつかの例では、それぞれの導電性パッド間の電気接続を分離することができる。
【００５６】
[0076]本発明の好ましい実施形態では、接触アセンブリは、実質的に同じ高さであり得る。これにより、車両の充電ポイントが実質的に同じ高さにある車両に対応することができる。いくつかの代替の実施形態では、接触アセンブリは、それらが異なる高さにあることで（例えば、６０ａは６０ｂより低方に吊持される場合がある）、充電ポイントが異なる高さにある（例えば、１枚の接触板が別の車室よりも高い車室から延在している場合がある）車両に対応することができるように配置することができる。
【００５７】
[0077]図６Ａは、接触アセンブリと呼ばれる場合もある集電ブレース（その逆の場合もある）の図を示す。集電ブレースは、案内ストリップ（７０ａ、７０ｂ）などの案内機能部を含み得る。案内機能部は、充電ポイントを捕捉して１つまたは複数の接触パッド（７１ａ、７１ｂ）へ誘導することができるように成形され得る。１対の案内機能部は、充電ポイントを捕捉するよう「Ｖ」形状を形成し得るか、または、「Ｕ」形状などの他の任意の形状を有し得るか、または、小さい方の開口部に充電ポイントを送り込むもしくは誘導することができる大きい方の開口部を有し得る任意の形状であり得る。案内機能部は、一定の間隔を置いた状態で作動し始め、次いで、案内機能部の導電性表面で互いに向かって収束することができる。この収束態様により、案内機能部は、車両からの充電ポイントを捕捉する際の一定の許容度を有することができる。充電ポイントは、ファネルの広い端部で捕捉することができ、より狭い間隔が置かれ得る導電性表面へ向けて移動させることができる。
【００５８】
[0078]案内機能部は導電性表面を含み得、いくつかの実施形態では、導電性表面は接触パッドであり得る。接触パッド（７１ａ、７１ｂ）は、金属製または非金属製の導電性パッドであり得、交換可能であってもなくてもよい。好ましい方法は、導電部分が損傷したかまたは使用された際に交換可能な交換式パッドを有することであろう。一例では、接触パッドは導電性炭素パッドであり得る。炭素パッドの一部は、充電ポイントが接触パッド間を摺動する際は常に削り取られる可能性がある。そのような場合、炭素パッドを交換することができる。他の実施形態では、他の任意の導電性材料（金属または金属合金など）を使用することができる。好ましくは、接触パッドは、充電ポイントが容易に摺動できる滑りやすい材料で形成され得る。
【００５９】
[0079]いくつかの実施形態では、１つの集電ブレースに対して２つ以上の接触パッドを設けることができる。他の実施形態では、１つの集電ブレースに対して１つの接触パッドのみを設けることができる。異なる集電ブレースが同じ数の接触パッドを有する場合もあれば有さない場合もある。充電ポイントは、充電ポイントが接触パッドなどの導電性表面間に挟まれるように、集電ブレースの導電性表面間を摺動することができる。好ましくは、充電ポイントが導電性表面間にある時には、充電ポイントは両方の接触パッドに接触している。
【００６０】
[0080]いくつかの実施形態では、接触パッドは、導電性表面エリアを提供することができる。いくつかの実施形態では、導電性表面エリアは、１ｃｍ２、２ｃｍ２、４ｃｍ２、６ｃｍ２、８ｃｍ２、１０ｃｍ２、１２ｃｍ２、１５ｃｍ２、２０ｃｍ２、２５ｃｍ２、３５ｃｍ２、５０ｃｍ２またはそれ以上であり得る。
【００６１】
[0081]接触パッドは、矩形、正方形、円形、楕円形、三角形、台形、六角形などの任意の形状を有し得る。また、接触パッドは、任意の寸法も有し得る。例えば、接触パッドは、長さ０．５ｃｍ、長さ１ｃｍ、長さ２ｃｍ、長さ４ｃｍ、長さ６ｃｍ、長さ８ｃｍ、長さ１０ｃｍ、長さ１２ｃｍ、長さ１５ｃｍ、長さ２０ｃｍ、長さ２５ｃｍ、長さ３０ｃｍ、長さ３５ｃｍ、長さ４０ｃｍ、長さ５０ｃｍまたはそれ以上であり得る。同様に、接触パッドは、幅０．５ｃｍ、幅１ｃｍ、幅２ｃｍ、幅４ｃｍ、幅６ｃｍ、幅８ｃｍ、幅１０ｃｍ、幅１２ｃｍ、幅１５ｃｍ、幅２０ｃｍ、幅２５ｃｍ、幅３０ｃｍ、幅３５ｃｍ、幅４０ｃｍ、幅５０ｃｍまたはそれ以上であり得る。いくつかの実施形態では、接触パッドの長さは幅よりも長い場合がある。
【００６２】
[0082]いくつかの実施形態では、接触パッドは、車両の充電ポイントの高さにゆとりを与えるのに十分な幅を有し得る。例えば、接触パッドの幅がかなり広ければ、車両が平均よりもわずかに低いまたは高い場合でさえ、接触パッドは車両の充電ポイントに接触することができる。充電ポイントは、最終的には接触パッドの最上部側または接触パッドの最下部側で接触パッドに接触し得る。したがって、接触パッドに対して十分な表面エリアを与えることが、車両のさまざまな高さ、または、道路の隆起などの地形のさまざまな特徴から現れ得る車両の高さの不規則性に対応する際に有利であり得る。
【００６３】
[0083]いくつかの実施形態では、充電スタンドは、水平ローラまたは同様の機能を含み得、ルーフ上に装着された充電ポイント（例えば、銅製のバー）に事前に接触して高さを調整することができる。水平ローラまたは他の任意の案内機構を使用して、車両ルーフに接触させ、充電スタンドの接触パッドが所望の高さを達成することができる基準または誘導を提供することができる。例えば、車両上に装着された充電ポイントが車両ルーフより約２インチ上方にある場合、ローラなどの高さ案内部を接触パッドの数インチ下方に設定し、その結果、ローラが車両ルーフに接触する際に所望の充電高さとなるよう接触パッドの高さを調整することができる。水平ローラを車両ルーフに接触させてから車両ルーフ上を回転させることもでき、これにより、車両は、車両に何ら損傷を与えることなくその下を通過することができる。車両ルーフを軽くかすめるような柔らかく滑りやすい表面を有し得る案内部などの当技術分野で公知の他の匹敵する機構も使用することができる。
【００６４】
[0084]いくつかの実施形態では、接触パッドの導電性表面エリア全体が車両上の接触板の側面などの充電ポイントに接触し得る。好ましい実施形態では、充電スタンドの集電ブレースと車両の充電ポイントとの間の界面における表面エリアの接触により、充電スタンドと車両との間の導電性および電気の流れが増加し、それにより、デバイスのバッテリの高速充電が可能になる。
【００６５】
[0085]本発明の一実施形態によれば、車両上の接触板が接触パッドに接触するかまたは集電ブレース内に挿入されると、車両は信号を受信することができる。その信号はバスに指令を出して停止させることができる。電気接触を形成してバスを停止させる場合、バス上の接触板はそれほど長くなくともよい。これにより、電気的な「加熱」エリアへの曝露が有利に低減される。
【００６６】
[0086]したがって、各々の集電ブレースが充電ポイントの両側に導電性表面を有し、その結果、充電ポイントと集電ブレースとの間の表面エリアの接続が増強されるように、１対の集電ブレースおよび１対の充電ポイントを設けることが有利であり得る。
【００６７】
[0087]また、案内機能部は、案内パッド（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ）も含み得る。案内パッドは、充電ポイントが摺動できる滑りやすい材料で形成され得る。いくつかの実施形態では、案内パッドにポリマーまたはプラスチックを使用することができる。例えば、案内パッドはナイロンで形成され得る。いくつかの例では、案内パッドは、コーティングを含むか、または、滑りやすい材料で被覆することができる。
【００６８】
[0088]いくつかの実施形態では、案内パッドは非常に長い場合があるか、または、接触パッドは前後に延在するカバーを有する場合がある。カバーは、充電中にルーフ上の充電バーを確実に覆うのに十分な長さを有し得る。これにより、２本の充電バーの間に大きな鳥または同様の物体が衝突することを防ぐことができる。
【００６９】
[0089]接触パッド（７１ａ、７１ｂ）は、電源に電気的に接続することができる。いくつかの例では、接触パッドは、ワイヤ（７３ａ、７３ｂ）を通じて電気的に接続することができる。
【００７０】
[0090]いくつかの実施形態では、充電スタンドは、１対またはそれ以上の集電ブレースを含み得る。いくつかの例では、集電ブレースが車両の充電ポイントに接触する際、少なくとも１つの集電ブレースは陽極との電気接続を提供するためのものであり、少なくとも１つの別の集電ブレースは陰極との電気接続を提供するためのものであり得る。集電ブレース内に複数の接触パッドがある場合、接触パッドは、同じタイプの電極に接触するように機能し得る。例えば、各々が２つの接触パッドを含む２つの集電ブレースを設けることができる。一方の接触アセンブリ内の両方の接触パッドが陽極に接触し、他方の接触アセンブリ内の両方の接触パッドが陰極に接触し得る。いくつかの実装形態では、同じ接触アセンブリ内の異なる接触パッドは異なる電極に接触し得る。例えば、１つの集電ブレースが設けられ、一方の接触パッドが陰極に接触し、他方の接触パッドが陽極に接触し得る。
【００７１】
[0091]また、集電ブレースは、ケーシング（７４）も含み得る。いくつかの例では、ケーシングは、集電ブレースに対し支持または構造を提供し得る。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の案内機能部（７０ａ）に力を作用させ得る圧力アセンブリ（７５）を設けることができる。いくつかの例では、圧力アセンブリが一方の案内機能部に力を作用させる間、他方の案内機能部を固定することができる。別の例では、２つの圧力アセンブリを設けることができ、それにより、圧力アセンブリはそれぞれの案内機能部に力を作用させることができる。案内機能部に作用する力は、別の案内機能部へ向けることができる。例えば、互いに隣り合う１対の案内機能部が設けられた場合、案内機能部の一方（例えば、７０ａ）は他方の案内機能部（例えば、７０ｂ）に向けられた横方向の力を有し得、その結果、案内機能部が押し込み力を有するようになる。そうすることで、充電ポイントが通過する際に、各々の案内機能部の接触パッドは充電ポイントに圧着し、これにより、電気接続が確実に形成される。さらに、先に論じられた通り、接触パッドに対して広い表面エリアを使用することによって、接触パッドと充電ポイントとの間に広い表面エリアの電気界面を提供することができる。接続部に十分な量の圧力を作用させることによって、広い表面エリアの接触が確保され、接合部の両端間での低いインピーダンスを確保することができる。
【００７２】
[0092]圧力アセンブリは、接触パッド間に十分な横方向の力を提供して充電ポイントとの接続を確保し得る当技術分野で公知の任意の機構を含み得る（例えば、接触パッドを互いに締め付け、充電ポイントを受け入れることができる）。いくつかの例では、バネまたはゴムひもなどの機能を圧力アセンブリ内で使用することができる。例えば、図６Ａに示されるように、圧力アセンブリは、他方の接触パッドに直接接触することなく、一方の接触パッド（７１ａ）を他方の接触パッド（７１ｂ）に対して実質的に平行に保つことを可能にする連結部およびバーに接続される複数のバネを利用することができる。
【００７３】
[0093]図６Ｂは、案内機能部（８１ａ、８１ｂ）と、接触パッド（８２ａ、８２ｂ）と、案内パッド（８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ）と、一方の案内機能部（８１ａ）に柔軟な圧力を作用させることができる圧力アセンブリ（８４）と、他方の案内機能部（８１ｂ）を定位置に固定することができる固定アセンブリ（８５）とを含み得る接触アセンブリ（８０）の別の図を示す。接触アセンブリ（８０）は、スペーシングバー（８６）、および／または、接触アセンブリ（８０）を充電用装着具（８８）に接続することができるアームなどの他の任意の構造体（８７）に接続することもできる。
【００７４】
[0094]図６Ｃは、本発明の一実施形態による圧力アセンブリの拡大図を示す。圧力アセンブリは、案内機能部（９２ａ）に接続されたバー（９１）に接続することができる多数のバネ（９０ａ、９０ｂ）を含み得る。また、バー（９１）および／または案内機能部（９２ａ）に接続することができる連結部（９３ａ、９３ｂ）も設けることができる。圧力アセンブリは、案内機能部（９２）を他方の案内機能部（９２ｂ）に実質的に平行に維持することができる。さらに、圧力アセンブリまたは他の機能もしくはコンポーネントは、導電性パッドが互いに接触することを防ぐことができる。
【００７５】
[0095]充電器接続のいくつかの実施形態では、車両が充電アームアセンブリに入りおよび／または同アセンブリを離れる際に車両ルーフ上のバーを清掃する清掃ブラシまたは機構が存在する場合がある。これにより、電気接続が有利に改善される。
【００７６】
[0096]図７Ａは、本発明の一実施形態による充電用シャーシの一部を示す。接触アセンブリ（１２０）は、接触アセンブリを充電用装着具（１２２）に接続するアーム（１２１ａ）およびクロスバー（１２１ｂ）などの接続構造体上にあり得る。また、接触アセンブリは、スペーシングバー（１２５）にも接続され得る。接触アセンブリは、スペーシングバーおよび／またはアームに接続され得る。
【００７７】
[0097]接触アセンブリは、案内機能部（１２４ｂ）を定位置に維持することができる固定アセンブリ（１２６）を含み得る。いくつかの実施形態では、接触アセンブリは、少なくとも１つの圧力アセンブリ（１２７）と、少なくとも１つの固定アセンブリとを含み得る。あるいは、接触アセンブリは、複数の圧力アセンブリを含み得る。いくつかの例では、接触アセンブリは複数の固定アセンブリを含み得るが、好ましくは、接触アセンブリは少なくとも１つの圧力アセンブリを含む。
【００７８】
[0098]充電用シャーシは、可撓接続部（１２３）を含み得る。可撓接続部は、アームとクロスバーとの間に存在し得る。可撓接続部（１２３）は、アーム（１２１ｂ）上の接触アセンブリ（１２０）が充電用装着具（１２２）に応動して車両上の１つまたは複数の充電ポイントの配置に対応するように接続構造体アーム（１２１ｂ）に柔軟性を提供することができる。例えば、車両は、充電スタンドまで運転され、１つまたは複数の充電ポイントが１つまたは複数の接触アセンブリからわずかにオフセットされるように配置され得る。接触アセンブリの案内機能部（１２４ａ、１２４ｂ）は車両の充電ポイントを捕捉することができ、可撓接続部（１２３）は接触アセンブリが移動して車両の経路をたどることを可能にする。可撓接続部（１２３）は、接触アセンブリ（１２０）が車両の移動方向に対して実質的に垂直に移動することを可能にする。接触アセンブリは、横方向または水平方向に移動することができる。したがって、充電スタンドの真下で車両を運転した場合、可撓接続部は、１つまたは複数の接触アセンブリを車両に対して横向きに移動し、車両の１つまたは複数の充電ポイントを捕捉して同ポイントに接触することを可能にする接続構造体内の柔軟性を可能にする。
【００７９】
[0099]図７Ｂは、接続構造体の可撓接続部の一例を示す。可撓接続部は、バネ、ゴムひも、蝶番、連結部、枢着部、空気圧デバイス、重り、歯車、液圧機器、または、可撓接続部用の他の任意の構造体を含む接続構造体に柔軟性を提供することができる任意の設計を有し得る。例えば、接続構造体の一部を横方向に移動させることが可能なバネ（１３０ａ、１３０ｂ）を設けることができる。接続構造体のバー（１３１）は、接続構造体（１３２）の固定部分に対して横向きに摺動することができる。接続構造体のこの部分は横方向に移動することができ、それにより、１つまたは複数の接触アセンブリは、横向きに移動して車両の充電ポイントを捕捉することができる。可撓接続部は、接触アセンブリが中央位置に戻ることを可能にし、可撓接続部はバネ、液圧機器または重力を利用して使用後に接続アセンブリを再度センタリングすることができる。
【００８０】
[00100]いくつかの実施形態では、接続構造体のバーが前後に揺動し、それにより、接触アセンブリが前後に揺動することが可能になる可撓接続部を構成することができる。例えば、枢着部または蝶番を設ければ、バーを前後に揺動することができる。バネ、ゴムひも、液圧機器または重力などの機能を使用し、バーを元の位置に揺り戻して静止させることができる。他の実施形態では、バー（１３１）を接続構造体（１３２）の周りで回転自在に揺動することを可能にする可撓接続部を設けることができる。例えば、バーは接続構造体の周りを多少枢動することができ、それにより、バーの端部の接触アセンブリは接続構造体に対して垂直に移動することができる。いくつかの実施形態では、接触アセンブリの限られた垂直移動を引き起こす、バーと接続構造体との間にいくらかの柔軟性が存在し得る。
【００８１】
[00101]図９は、本発明の別の実施形態による充電スタンドを示す。充電スタンドは、車両を充電スタンドによって充電する際に、充電スタンドの一部が車両上で吊持されるよう構成できるように提供され得る。充電スタンドは、接続器頭部アセンブリ（２０１）を支持する何らかの構造を含み得る。いくつかの実施形態では、接続器頭部アーム（２０８）を使用して、接続器頭部アセンブリを支持することができる。
【００８２】
[00102]接続器頭部アーム（２０８）は、突出したポールアームまたは他の支持構造体に接続器頭部を接続することができるアームであり得る。接続器頭部アームは、３軸空間における動作に対する主要なコンプライアンスを提供することができる。例えば、接続器頭部アームは、接続器頭部アセンブリの水平方向の移動、垂直方向の移動および／または前方もしくは後方への移動を可能にすることができる。また、接続器頭部アームは、接続器頭部アセンブリの座標空間の中心点の周りでの枢動を可能にすることもできる。例えば、接続器頭部アセンブリは、垂直軸、前後方向の水平軸および／または左右方向の水平軸の周りを枢動することができる。この柔軟性により、車両は広角で充電スタンドに接近するおよび／または充電スタンドを離れることが可能になる。これにより、さまざまな車両のサイズまたは設計に対応することも可能になる。
【００８３】
[00103]接続器頭部アセンブリ（２０１）は、車両との電気接続を提供し得る集電ブレース、集電ブラシ、または、任意のブラシ作動機構、ブレース作動機構もしくはバネ荷重機構を含み得る頂部接続ポイントであり得る。接続器頭部アセンブリは、充電スタンドから車両の相互接続部（２０２）への連結を提供し得る。
【００８４】
[00104]車両の相互接続部（２０２）は、接続器頭部アセンブリと結合し得る車両の最上部の接続アセンブリであり得る。接続器頭部アセンブリは、接続器頭部アセンブリから車両のエネルギー貯蔵システム（例えば、バッテリ）への連結を提供し得る。本発明の代替の実施形態では、接続アセンブリは、車両の側面または車両の底部に設けることができる。接続器頭部アセンブリは、車両の側面または車両の下に配置して接続アセンブリと係合させることができる。その上、接続器頭部アセンブリを横向きにまたは上下に回転させて接続アセンブリと係合させることができる。本明細書における車両の最上部からの充電に関するいかなる説明も、車両の側面または底部を通じての充電に適用可能である。
【００８５】
[00105]図１０は、充電スタンドと車両との間の接続の拡大図を提供する。充電スタンドの接続器頭部アセンブリ（２０１）は、接続器頭部アーム（２０８）によって支持することができる。接続器頭部アームは、接続器頭部アセンブリを配置するための所望の程度の柔軟性を可能にすることができる任意の構成を有し得る。一例では、接続器頭部アームは、充電スタンドの上部バー／ポール（２０８ｂ）に接続することができる上部支持体（２０８ａ）を有し得る。いくつかの実施形態では、上部支持体は、接続器頭部アームの残りの部分が上部支持体の垂直軸の周りを枢動することを可能にし得る。いくつかの実施形態では、上部支持体は、接続器頭部アームの残りの部分が、上部支持体が上部バー／ポールに接続される垂直軸の周りを枢動することを可能にし得る。
【００８６】
[00106]また、接続器アーム（２０８）は、互いに応動することができるように互いに接続することができるさまざまなバーまたはコンポーネントも含み得る。例えば、四辺形状をバー（例えば、２０８ｃ、２０８ｄ、２０８ｅ、２０８ｆ）によって形成することができる。バーは、互いに対して角度を変えながら形成できるように接続することができる（例えば、２０８ｃおよび２０８ｄは、互いに対して角度を変えながら形成できるように枢動接続部を有し得、２０８ｃおよび２０８ｅは、互いに対して角度を変えながら形成できるように枢動接続部を有し得、２０８ｆおよび２０８ｄは、互いに対して角度を変えながら形成できるように枢動接続部を有し得、２０８ｆおよび２０８ｅは、互いに対して角度を変えながら形成できるように枢動接続部を有し得る）。いくつかの実施形態では、一部のバーは、角度が変化する間、互いに平行状態を保つことができる（例えば、２０８ｃおよび２０８ｆは互いに平行状態を保つことができ、２０８ｄおよび２０８ｅは互いに平行状態を保つことができる）。これにより、接続器頭部アセンブリ（２０１）の垂直方向での配置および／または接続器頭部アセンブリの前方もしくは後方への配置における柔軟性を提供することができる。４本のバーが示され得るが、任意の数のバー（例えば、１本、２本、３本、４本、５本、６本、７本、８本またはそれ以上）または他のコンポーネント（例えば、可撓部材、剛性部材、バネ、ゴムひも）を使用して接続器アームを形成することができる。いくつかの実施形態では、接続器アームは剛性または半剛性のコンポーネントを含むことが望ましい場合がある。例えば、接続器アームは可撓接合部を備えた剛性コンポーネントで形成されることが望ましい場合がある。当技術分野で公知の任意の接続器を使用して可撓接合部を形成することができ、可撓接合部は、蝶番、ボールおよびソケット接合部、ゴムひももしくはバネ荷重接合部、ならびに／または、ピストンもしくは伸縮型要素を含み得る。いくつかの実施形態では、接続器アームは、空気シリンダまたは代替の作動機構を使用して引っ込めるまたは突出させることができる。作動機構は、バーなどの剛性コンポーネント内に組み込むことができる。いくつかの実施形態では、バー自体の長さを変化させることができる。あるいは、バーは、同じ長さを保持することができる。
【００８７】
[00107]また、接続器アーム（２０８）は、接続器頭部アセンブリ（２０１）が下部バー（２０８ｆ）に対して枢動できるように、下部枢着部（２０８ｇ）も含み得る。いくつかの実施形態では、接続器頭部アセンブリは、下部枢着部で垂直軸の周りを枢動する。また、いくつかの実施形態では、接続器頭部アセンブリは、下部枢着部で左右方向の水平軸または前後方向の水平軸の周りを枢動することもできる。これにより、接続器頭部アセンブリは任意の所望の向きを有することが可能になり得る。こうして、接続器頭部アセンブリの位置および向きにおける自由を提供することができる。いくつかの実施形態では、接続器頭部を車両の移動方向に平行または実質的に平行に整合させた状態で維持することができる機構を接続器アームに設けることができる。これは、結合ブレード相互接続部に近づく際の頭部の適正な誘導に対して有益であり得る。接続器アームは、充電用装着具から下向きに遠ざかるように接続器頭部アセンブリを配置することを可能にし得る。
【００８８】
[00108]充電スタンドの接続器頭部アセンブリ（２０１）は、車両の相互接続部（２０２）と相互作用し得る。車両の相互接続部は、車両上に装着することができ、続器頭部アセンブリと結合することができる車両の最上部の接続部であり得る。車両の相互接続部は、接続器頭部アセンブリと車両のエネルギー貯蔵システムとの間の電気的連結を提供し得る。いくつかの実施形態では、接続器頭部アセンブリは、接続器頭部案内機能部（２１８）を含み得る。接続器頭部案内機能部は、ブレード支持体（２０９）を接続器頭部アセンブリ内へ導き整合させるための入口ゲートおよび案内部であり得る。接続器頭部案内機能部は、ブレードを接続器頭部の集電ブレースおよび／またはブラシへ送り込むまたは向けることができるように成形され得る。接続器頭部案内機能部の外側部分に向かってより広い空間が提供され、接続器頭部の内側部分に向かってより狭い空間が提供され得る。
【００８９】
[00109]車両の相互接続部（２０２）は、スクープ（２０６）を含み得る。スクープは、接続器頭部アセンブリをブレード支持体（２０９）に着面させ整合させることができる車両最上部の案内機能部であり得る。スクープは、接続器頭部アセンブリをブレード支持体に送り込むのを支援するため、車両の前側に向かってより広く、車両の後側に向かって狭くすることができる。あるいは、スクープは、接続器頭部アセンブリを捕捉してブレード支持体に誘導することができる他の任意の形状を有し得る。スクープは、車両のルーフから突出し得る。スクープは、車両のルーフから上向きに延在し得る真っ直ぐな、湾曲もしくは屈曲した隆起またはスラットであり得る。車両の前側方向のスクープの部分は、さまざまな車両の位置に対応して接続器頭部アセンブリを捕捉できるほど十分広くすることができる。いくつかの実施形態では、スクープは、車幅の約１００％、９０％、８０％、７０％、６０％、５０％、４０％、３０％もしくは２０％を超えて、これらの割合より少なく、または、これらの割合と等しくすることができる。スクープは、接続器頭部アセンブリを所望の向きに設定できるほど十分狭くすることができる。所望の向きは、車両の移動方向に平行であり得る。所望の向きは、ブレード支持体の長さ方向に平行であり得る。いくつかの実施形態では、スクープの最も狭い部分は、接続器頭部アセンブリの幅と同様に狭くまたはそれよりわずかに広くすることができる。
【００９０】
[00110]車両の相互接続部（２０２）は、ブレード支持体（２０９）を有し得る。ブレード支持体は、ブレード支持体案内部（２１７）を有し得る。ブレード支持体案内部は、接続器頭部を誘導して整合させることができる機能部であり得る。いくつかの実施形態では、ブレード支持体案内部は、ブレード支持体案内部の車両の前部に近い部分がブレード支持体案内部の車両の後部側の部分より小さな断面エリアを有することができるように成形され得る。ブレード支持体案内部は、充電スタンドの真下で車両を運転する際、接続器頭部案内機能部（２１８）に接触し得る。ブレード支持体案内部は、接続器頭部案内機能部によって捕捉され得、ブレード支持体が接続器頭部アセンブリに電気的に接続されることを可能にし得る。
【００９１】
[00111]図１１は、ブレード支持体（２０９）の拡大図を示す。ブレード支持体は、２つの端子（２０７）と、パイロット信号接触板（２１０）と、接地接続位置（２１６）と、単一のブレード支持体案内部（２１７）と、バスバー（２１３）とを含み得る。ブレード支持体については以下でさらに詳細に論じられる。
【００９２】
[00112]図１２は、接続器頭部アセンブリ（２０１）の拡大図を示す。接続器頭部アセンブリは、集電ブラシ作動アセンブリ（２０３）と、接続器頭部エンクロージャ（２１５）と、接続器頭部案内機能部（２１８）とを含み得る。
【００９３】
[00113]集電ブラシ作動アセンブリ（２０３）は、集電ブラシ用のバネ荷重機構および作動機構を含み得る。車両が充電スタンドに電気的に接続されると、集電ブラシはブレードの端子と電気的に接触され得る。集電ブラシ作動アセンブリは、集電ブラシがブレードと確実に電気的に接触するよう十分な量の横方向の力を提供することができる。バネ（または、他の作動機構）は、接続器頭部アセンブリの左右折半部の中間に取り込まれ得るブレードに集電ブラシ（または、他の任意のタイプの電気接触機構）を押圧し得る。集電ブラシは、接続器頭部アセンブリの左右折半部の中間で互いに向かって押圧され得るが、互いに接触することはない。いくつかの実施形態では、集電ブラシ作動アセンブリは、接続器頭部アセンブリの左右折半部の両方の部分上に設けることができる。あるいは、集電ブラシ作動アセンブリは、接続器頭部アセンブリの左右折半部の片方の部分上にのみ設けることができる。
【００９４】
[00114]接続器頭部アセンブリには任意の数の集電ブラシを設けることができる。例えば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、１０個、１２個、１６個、２０個またはそれ以上の集電ブラシを設けることができる。
【００９５】
[00115]集電ブラシ作動アセンブリ（２０３）は、接続器頭部エンクロージャ（２１５）内に含まれ得る。接続器頭部エンクロージャは、接続器頭部アセンブリを収容し得る。接続器頭部案内機能部（２１８）を設けることができ、ブレード支持体を接続器頭部アセンブリ内へ導き整合させるための入口ゲートおよび案内部として機能し得る。接続器頭部案内機能部は、集電ブラシから離れた方の端部ではより大きな幅を有し得、集電ブラシに向かってより小さな幅を有し得る。接続器頭部案内機能部は、ブレード支持体を受け入れて所望の位置へ送り込むことができる。
【００９６】
[00116]いくつかの実施形態では、図１２に示されるような接続器頭部アセンブリの構成を使用して単一のブレードを受け入れることができる。あるいは、図１２に示されるような接続器頭部アセンブリの構成を使用して接続器頭部アセンブリの左右折半部の中間に嵌合し得る２つの並列ブレードを受け入れることができる。いくつかの実施形態では、追加のブレードを車両上に設けることができる。そのような状況では、追加の接続器頭部アセンブリが充電用装着具から提供され得る。いくつかの例では、接続器頭部アセンブリの各々は、適正に配置または方向付けて１つまたは複数の指定のブレードを受け入れられるように充電用装着具に接続することができる。あるいは、接続器頭部アセンブリの構成は、多数のブレードに対応することができる。例えば、接続器頭部アセンブリの左右折半部よりむしろ多数のセクションが設けられる場合がある。いくつかの例では、各々のセクションは、集電ブラシおよび／または作動機構を含み得る。例えば、２つの個別のブレードが設けられた場合、接続器頭部アセンブリは３つのセクションを有し得、２つの接続器頭部案内機能部を含み得る。こうして、接続器頭部アセンブリは、任意の数のブレードを受け入れるよう構成され得る。
【００９７】
[00117]図１３は、集電ブラシ作動アセンブリ（２０３）の図を提供する。前述の通り、集電ブラシ作動アセンブリは、集電ブラシ（２０５）用のバネ荷重機構および作動機構を含み得る。使用され得る作動機構の一例は、空気シリンダ（２１４）である。空気シリンダは、集電ブラシを突出させることができる。他の任意の作動機構を使用することもでき、その機構は、これらに限定されないが、他の空気圧機構、油圧機構、バネ、ゴムひも、磁石、可撓部材または任意の可動機械コンポーネントを含み得る。いくつかの実施形態では、集電ブラシのデフォルト位置は突出した状態であり得、ブレードが摺動すると、ブレードは集電ブラシに押し付けられ、集電ブラシを引っ込ませることができる。あるいは、集電ブラシのデフォルト位置は引っ込んだ状態であり得、ブレードが定位置にくると、作動機構を使用して集電ブラシを突出させることができる。いくつかの実施形態では、集電ブラシは、ブレードを通過させることによって、手動で引っ込ませるまたは突出させることができる。他の実施形態では、コントローラからの信号に応じてブラシを引っ込ませるまたは突出させることができる。
【００９８】
[00118]端子（２０７）は、接続器頭部アセンブリのセクション間に取り込まれ得る。これらの端子は、集電板と呼ぶことができる電気端子であり得る。いくつかの実施形態では、端子は、車両が充電スタンドによって充電される間に集電ブラシ間に配置され得るブレード上に設けることができる。いくつかの例では、１つの正端子および１つの負端子を設けることができる。あるいは、多数の正端子もしくは多数の負端子またはこれらの任意の組合せを設けることができる。
【００９９】
[00119]また、集電ブラシアセンブリは、１本または複数のバスバー（２１３）も含み得る。バスバーは、導電性材料で形成することができる。いくつかの例では、２本のバスバーを設けることができ、接続器頭部アセンブリの各々の折半部に対して１本ずつ設けられる。あるいは、他の任意の数のバスバーを設けることができる。いくつかの例では、一部のバスバーは、互いに電気的に隔離または絶縁され得る。これは、第１のバスバーが正端子と電気的に連通し、第２のバスバーが負端子と電気的に連通する際に望ましい場合がある。いくつかの例では、第１のバスバーと第２のバスバーとの間に間隙が設けられる場合がある。
【０１００】
[00120]いくつかの実施形態では、１つ、２つ、３つ、４つ、５つまたはそれ以上の集電ブラシを接続器頭部の各セクションに設けることができる。集電ブラシは、互いから物理的に隔離することができる。いくつかの例では、集電ブラシは、別々に作動し得る。また、集電ブラシは、互いに電気的に隔離または隔離することもできる。あるいは、集電ブラシは、互いに電気的に連通することができる。集電ブラシは、バスバーを介して電気的に接続することができる。
【０１０１】
[00121]図１３は、突出した集電ブラシ（２０５）を備えた集電ブラシアセンブリ（２０３）を示す。図１４は、引っ込んだ集電ブラシ（２０４）を備えた集電ブラシアセンブリを示す。集電ブラシに関する説明は、ブレードと接触し得るいかなる種類の導電性材料にも適用することができる。集電ブラシは、任意の構成を有し得る。例えば、集電ブラシは、ファイバーまたはワイヤを備えたブラシ様構成を有し得る。別の例では、集電ブラシは、矩形柱、三角柱、円形柱または他の任意の形状であるかにかかわらず、バー様形状を有し得る。いくつかの例では、集電ブラシは、円錐形または円形の先端を含み得る。他の実施形態では、集電ブラシは、フラップ先端または傾斜した先端を有し得る。集電ブラシの表面は、滑らかまたは粗い状態であり得る。先に論じられた通り、集電ブラシのデフォルト位置は、突出した状態または引っ込んだ状態であり得る。いくつかの実施形態では、ブラシは銅製の黒鉛ブラシであり得る。
【０１０２】
[00122]図１５は、インラインブレード（２１１）の代替の構成の一例を示す。ブレードは、端子（２０７）と、ブレード支持体（２０９）と、パイロット信号接続板（２１０）とを含み得る。ブレード構成については以下でさらに詳細に論じられる。いくつかの実施形態では、接続器頭部および／またはブレード支持体は、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）デルリン材料で形成され得る。他の実施形態では、さまざまな金属もしくは金属合金またはプラスチックを含む他の材料が含まれ得るまたは使用され得る。
【０１０３】
[00123]図１６は、接続器頭部アセンブリ（２１２）の代替の構成の一例を示す。代替の接続器頭部アセンブリは、１つまたは複数の集電ブレース（２１９）を含み得る。集電ブレースは、接続器頭部内のバネ荷重（または他の任意の作動機構を使用）接触板であり得る。また、接続器頭部アセンブリは、接続器頭部とブレード支持体が互いに接触して適正に整合されていることを示すパイロット信号を確立することができるパイロット信号接触板（２１０）も含み得る。パイロット信号を使用して、充電サイクルを開始する位置に頭部が位置することを検知することができる。パイロット信号は、単一の信号または多数の信号を含み得、同時にまたは順に使用され得る。信号は、ホール効果センサなどの接触または非接触デバイスから構成され得る。
【０１０４】
[00124]一例では、そのような構成のブレード（２１１）が接続頭部（２１２）内に取り込まれると、図１６のパイロット信号接触板（２１０）は、図１５のパイロット信号接触板（２１０）と接触し得る。ブレードのパイロット信号接触板と接続器頭部が整合すると、ブレードの端子（２０７）を集電ブレース（２１９）に電気的に接続することができる。
【０１０５】
[00125]頂部充電用接続器頭部アセンブリおよび車両の相互接続部のための追加の実施形態（例えば、図９〜１６で提供されるような）は、電気車両用の充電スタンドの頂部充電用装置に対して追加の強化された機能（例えば、図１〜８で提供されるような）を提供し得る。車両および／または充電スタンドのいかなるコンポーネントまたは機能も、組み合わせるかまたは別々に使用することができる。追加の設計により、接触板および集電ブレースの寸法における累積公差を低減することができ、すべての座標空間において車両は広角経路で接近するおよび／または離れることができる。これにより、車両の移動経路における柔軟性を提供することができ、充電スタンドに与えられる可能性がある空間的制約を低減することができる。
【０１０６】
[00126]いくつかの実施形態では、二重の接触板および集電ブレース構成は、単一のブレードおよびインライン集電ブレース構成に置き換えることができる。単一のブレード構成は、正端子と負端子を単一の充電用支持体の反対側に置いた状態または単一の充電用支持体と一列に並べた状態で提供され得る。二重の集電ブレースおよび集電ブラシは、単一のブレードと一列に並べた状態または単一のブレードの反対側に置いた状態で統一され得る。あるいは、依然として、二重のブレードおよび集電ブレース構成、または、任意の数のブレードおよび集電ブレースを利用することができる。さらに、代替の構成として、集電ブレースは、接点の作動または摺動を介して接触板と係合し得るバネ荷重集電ブラシに置き換えることができる。
【０１０７】
[00127]接続器頭部アセンブリの動作範囲およびコンプライアンスを拡大して、座標動作の全範囲を含めたり、所定の方向における移動許容度を増加したりすることができる。水平方向および鉛直方向への移動が可能になることに加えて、修正された設計では、座標空間の中心点の周りでの枢動が可能になる。システムコンプライアンス度ならびに集電アセンブリの正端子および負端子を引っ込める能力により、広角経路で接近したり離れたりすることができ、これには、左右方向への困難な出発角度で充電スタンドを出る能力が含まれる。同様に、車両の相互接続部のスクープは、接続器頭部の動作範囲に対応することができ、接続器頭部アセンブリに対する適切な着面パッドおよび案内部を提供することができる。車両の相互接続部アセンブリの最適な位置は、ある角度でのターミナルからの出発が必要とされる車両の後部側であり得る。これは、充電スタンドを備えたターミナルに車両が真っ直ぐに接近することができるが鋭角で出発する能力が必要とされ得るトランジットセンターにおいて重要であり得る。
【０１０８】
[00128]車両
[00129]車両は、車両の上表面に配置された２枚の接触板を含み得る。車両は、車両ルーフに取り付けられた２本のバーを含み得る。本発明のいくつかの実施形態では、２本のバーは導電性を有し、車両と充電スタンドとの間の接続を確立するための接触板として機能する。２本のバーは、銅製のバーまたは他の任意のタイプの導電性材料であり得る。その他のタイプの導電性材料は、これらに限定されないが、銅、アルミニウム、銀、金もしくは合金またはそれらの組合せであり得るか、あるいは、導電性材料でめっきを施す／被覆することができる。いくつかの例では、バーは同じ材料で形成され得、別の例では、バーが異なれば、異なる材料を利用することができる。バーは、耐腐食性を有し得る材料で形成され得る。さらに、バーは、滑りやすいまたは潤滑性が高い材料で形成され得る。本発明のいくつかの実施形態では、バーはＳＵＶ上の荷物ラックと形状が類似している。２つのバーまたは接触板は、車両の移動方向に平行な方向に延在することができる。図１、図２および図３に示されるように、２本のバー（１０、１２）は、バーの長さに沿ったいずれの場所でも充電用接続部との接触を確立することができる。バーの向きにより、車両の充電前に車両を前後の方向に整合させる必要性を低減することができる。
【０１０９】
[00130]非接触状況で導電経路を隔離する車載の機械式および／または電気式保護デバイスが存在し得る。このようなデバイスは、電子メッセージ（無線、近接切換え接点および／または手動トリガ）を受信後にのみ、または、直接的な機械的起動を介してエネルギーの流れを可能にするように構成され得る。
【０１１０】
[00131]また、バーを車両のルーフラインから既定の隙間高さに設置して、貯留水および／または他の一時的もしくは永続的な導電性物質を電圧差に対して適切な誘電体の隙間高さに確実に維持することもできる。
【０１１１】
[00132]車両は、車両のドライバーに車両の充電状態について知らせるゲージまたは画面をダッシュボード上に有し得る。車両は、充電が進行中であることを示すためのディスプレイを含み得る。
【０１１２】
[00133]車両は、エネルギー可用性を評価するために充電状態および車両の高速充電能力を地域の他の充電スタンドに連絡することができる充電モニタリングデバイスを含むことができる。このモニタリングシステムを予測モデリングに使用して、ルート上の１つまたは複数の充電スタンドで利用可能なエネルギーを推定することができる。ルートは固定されても、ＧＰＳ誘導を使用して制御されても、または、自発的であってもよい。モニタリングシステムを使用して、充電スタンドで利用可能な時間の間に車両が収集できるエネルギー量を決定することができる。車両は、充電状態、エネルギー可用性および今後の充電スタンドからの電荷の移動によって得られる予測エネルギー可用性に基づいて範囲を予測するシステムを含むことができる。本発明のいくつかの実施形態では、予定より遅れている車両は、後続のエネルギースタンドに到着するのに必要な予測エネルギー量および／または後続のエネルギースタンドで利用可能なエネルギー量に基づいて、充電スタンドを飛ばして進むかまたは充電スタンドで費やす時間を制限することができる。本発明の他の実施形態では、１つまたは複数の充電スタンドで利用可能なエネルギー量に基づいてルートを変更することができる。
【０１１３】
[00134]本発明のいくつかの実施形態では、車両は、高速充電エネルギー貯蔵デバイスを含み得る。高速充電エネルギー貯蔵デバイスは、チタン酸リチウムバッテリまたは当業者に公知の他の任意のタイプのバッテリであり得る。車両は、高速充電エネルギー貯蔵デバイスを含む電気バスまたは電気ハイブリッドバスであり得る。
【０１１４】
[00135]図８は、少なくとも１本の接触バー（１４１）を有する車両（１４０）の一例を示す。車両は、充電用装着具（１４２）を含み得る充電スタンドの下を通過することができる。接触バーは、接触アセンブリ（１４３）を通過することができる。接触アセンブリは、接触アセンブリを誘導して接触バーを受け入れることができる案内機能部（１４４）を含み得る。また、充電スタンドは、接触アセンブリの横向きの移動を可能にし、接触アセンブリが接触バー（１４１）を受け入れられるよう柔軟な接続構造体（１４５）も含み得る。
【０１１５】
[00136]いくつかの実施形態では、車両の１本または複数の接触バーは、円形の最上部を有する垂直板であり得る。いくつかの実施形態では、これは、有利には、着氷状態での充電を可能にする。いくつかの実施形態では、接触バーは、車両との２つ以上の接触ポイントを有するように成形され得る。例えば、図８に示されるように、接触バー（１４１）は、接触バーの前部側および端部側に車両ルーフとの２つの接触ポイントを有し得る。他の実施形態では、接触バーは、車両ルーフとの１つの接点を有し得る。例えば、接触バーの全長は車両ルーフに接触し得る。接触バーと車両との間には、任意の数の接触ポイントを設けることができる。
【０１１６】
[00137]図１０は、車両上に装着することができる車両の相互接続部（２０２）を示す。車両の相互接続部（２０２）は、充電スタンドからの接続器頭部アセンブリをブレード支持体（２０９）に着面させ整合させることができる最上部の案内機能部であり得るスクープ（２０６）を含み得る。ブレード支持体は、車両の相互接続部上に設けることができ、単一のブレード支持体案内部（２１７）を含み得る。
【０１１７】
[00138]いくつかの実施形態では、車両の相互接続部は、車両の後部に装着することができる。図１７は、バスの後部上に装着された相互接続部（３００）の一例を示す。スクープ部分（３０１）は、車両ルーフのくぼみ部分であり得るか、または、ルーフ内に組み込まれた機能部であり得る。ブレード支持体（３０２）は、車両の相互接続部の後部側にあり得る。代替の実施形態では、車両の相互接続部は、車両の前部側または中間部側に装着することができる。
【０１１８】
[00139]いくつかの実施形態では、その車両の相互接続部分は、抵抗加熱を使用するか、または、車両の冷却回路の廃棄頭部を使用して加熱することができる。加熱工程は、車両の相互接続部全体またはその一部、例えば、ブレード支持体もしくは端子に適用することができる。これらを用いて雪または氷の蓄積に対処することができる。
【０１１９】
[00140]図１１は、車両上に装着することができるブレード支持体（２０９）の一例を示す。ブレード支持体は、端子（２０７）、パイロット信号接触板（２１０）および接地（２１６）を収容し支持することができる車両の相互接続部のサブアセンブリであり得る。
【０１２０】
[00141]ブレード支持体（２０９）は、１本または複数のバスバー（２１３）上に装着することができる。バスバーは、導電性材料（本明細書の他の場所で論じられる導電性材料のいずれかを含み得る金属など）から形成され得、車両のブレードと所望のコンポーネントとの間で電気接続を確立することができる。バスバーは、示されるように間隔を置いた状態で配置することができる。あるいは、バスバーは、互いに隣接するか、または、他の任意の状態で分配され得る。バスバーは、所望の導通を可能にする任意の形状を有し得る。いくつかの例では、一部のバスバーは、互いに電気的に隔離および／または絶縁され得る。これは、第１のバスバーセットが正端子と電気的に接続し、第２のバスバーセットが負端子と電気的に接続する場合に望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、ブレードを支持する、バスバー上の車両の相互接続部の板またはベース部分は、非導電性材料で形成され得る。他の実施形態では、バスバーセット間に間隙を設けることができる。
【０１２１】
[00142]板またはベースは、単一のインラインブレードを支持し得る。あるいは、板またはベースは、多数のブレードを支持し得る。いくつかの実施形態では、車両の相互接続部の１つの板またはベース部分のみが車両に設けられる場合がある。他の実施形態では、複数のブレード支持体が車両上に設けられる場合がある。好ましくは、車両の相互接続部を車両ルーフ上に装着することができるが、代替の構成では、車両の相互接続部を車両の他の任意の位置上に設けることが可能になり得る。
【０１２２】
[00143]ブレード支持体（２０９）は、１つまたは複数の端子（２０７）を含み得る。いくつかの実施形態では、正端子および負端子を設けることができる。また、これらの電気端子は、集電板と呼ばれることもある。いくつかの例では、正端子と負端子は、互いに電気的に隔離および／または絶縁され得る。一例では、正端子をブレードの一方の側に設け、負端子をブレードの他方の側に設けることができる。あるいは、ブレードは、２つ以上の正端子または２つ以上の負端子を有し得る。ブレードに設けられる端子は、車両に設けられるブレードの数に依存し得る。
【０１２３】
[00144]また、ブレードは、接地接続位置（２１６）も含み得る。接地接続位置は、接地接続のための位置を提供し、発生し得る任意の散在する電荷に対するシンクとして機能し、安全機能として機能し得る。また、ブレードは、パイロット信号接触板（２１０）も含み得る。この接触板は、接続器頭部とブレード支持体が接触して適正に整合されていることを示すパイロット信号を確立することができる。その上、ブレードは、接続器頭部を誘導して整合させることができる機能部であるブレード支持体案内部（２１７）を含み得る。これらの機能部は、ブレードと充電スタンドの適切な部分との整合を支援し、所望の充電状態の達成を確立することができる。
【０１２４】
[00145]ブレード支持体は、端子を用いて接続器頭部を適切な向きに誘導することができる。図９に示されるように、ブレード支持体（２０９）は、車両の相互接続部（２０２）の案内部分を形成し得るスクープ（２０６）のある部分の間に設けることができる。いくつかの実施形態では、ブレード支持体は、車両の後部側のスクープ内に位置し得る。ブレードは、スクープの狭い部分の間に位置し得る。
【０１２５】
[00146]図１５は、インラインブレード（２１１）の代替の構成を示す。ブレードは、ブレード支持体（２０９）を含み得る。ブレードは、１つ、２つまたはそれ以上の端子（２０７）を含み得る。先に論じられた通り、端子は、正端子および／または負端子の任意の組合せであり得る。また、ブレードは、パイロット信号接触板（２１０）も含み得、接続器頭部とブレード支持体が接触して適正に整合されていることを示すパイロット信号を確立するのに役に立つ可能性がある。接触板は、ブレードに沿ったいずれの場所にも位置することができる。いくつかの実施形態では、接触板は、ブレードから突出し得る。
【０１２６】
[00147]いくつかの代替の実施形態では、接続器頭部アセンブリとブレードの位置を逆にして、車両の相互接続部上で使用される接続器アームおよび接続器頭部アセンブリにブレードを取り付けることができる。さまざまな特徴または特性は、本明細書で論じられるものも含めて、逆の構成を用いた任意の実施形態に適用され得る。
【０１２７】
[00148]接触バーまたはブレードは、車両に取り付けることができるような任意の寸法を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、接触バーは、長さが約１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍ、５０ｃｍ、８０ｃｍ、１００ｃｍ、１２０ｃｍもしくは１４０ｃｍまたはそれ以上であり得る。接触バーは、高さ約０．５ｃｍ、高さ１ｃｍ、高さ２ｃｍ、高さ３ｃｍ、高さ４ｃｍ、高さ５ｃｍ、高さ７ｃｍ、高さ１０ｃｍもしくは高さ１５ｃｍまたはそれ以上であり得る。いくつかの実施形態では、接触バーは、接触バーと充電スタンドの接触アセンブリとの間の接触を可能にするいくらかの柔軟性を有するように十分な高さを有し得る。例えば、道路の隆起または異なる車両の高さによるいくらかの高さの変化があっても、接触アセンブリの導電性表面が依然として接触バーに接触することができるように、接触バーは十分な高さを有し得る。
【０１２８】
[00149]また、接触バーは、任意の厚さも有し得る。例えば、接触バーは、厚さ約０．２ｃｍ、厚さ０．５ｃｍ、厚さ０．７ｃｍ、厚さ１ｃｍ、厚さ１．５ｃｍ、厚さ２ｃｍ、厚さ３ｃｍ、厚さ４ｃｍ、厚さ６ｃｍまたはそれ以上であり得る。接触バーが接触アセンブリ間を通過する際に、接触バーの両側が、接触アセンブリの案内ストリップに、好ましくは案内ストリップの導電性表面に沿って接触することができるように、接触バーは十分な厚さを有し得る。また、接触バーが案内ストリップ間を通過する際に、強力な電気接続および低いインピーダンスを確保するために接触バーに十分な量の圧力が作用するように、接触バーは十分な厚さを有し得る。また、圧力の量も、表面の一部のみではなく導電性表面エリア全体が接触バーに接触することを確保するために十分なものであり得る。好ましくは、接触バーの厚さは、静止時の接触アセンブリの導電性表面間の空間よりやや大きい。これにより、案内ストリップ間で接触バーが摺動することを可能にしながら、接触アセンブリの案内ストリップは、接触バーを十分に把持し、圧着し、押し込み、留めまたは保持して、堅固な電気接続を確実に提供することができる。
【０１２９】
[00150]２つ以上の接触バーまたはブレードは、車両ルーフ上に間隔を置いて配置することも可能である。接触バーは、任意の所望の間隔を置くことができる。例えば、接触バーは、約５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、２５ｃｍ、３０ｃｍ、３５ｃｍ、４０ｃｍ、４５ｃｍ、５０ｃｍ、６０ｃｍ、７０ｃｍ、８０ｃｍまたはそれ以上もしくはそれ以下の間隔を置くことができる。好ましくは、接触バーは、互いに実質的に平行である。
【０１３０】
[00151]あるいは、いくつかの実施形態では、単一の接触バーまたはブレードを車両上に設けることができる。１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つまたはそれ以上のブレードであるかにかかわらず、他の任意の数のバーまたはブレードを設けることができる。
【０１３１】
[00152]方法
[00153]輸送バスは、バスが少なくとも毎時間そのルートを反復する反復ルートシステム上で運用可能である。したがって、輸送バスは、１時間ごとに共通のポイントを通過し、そのポイントでルートを反復する合図を待つことができる。これは、多くの場合、１０〜２０分の待ち時間を含み得る。本発明の方法は、待ち時間を輸送バスの充電に利用することができる輸送バスを提供する。輸送バスは、１０分で完全に再充電することができる高速充電エネルギー貯蔵デバイスを含むことができる。いくつかの例では、輸送バスは、５分、３分、２分または１分以内に完全にまたは実質的に（例えば、７５％を超えて）充電することができる。高速充電エネルギー貯蔵デバイスは、チタン酸リチウムバッテリまたは他のいくつかのバッテリケミストリの１つであり得る。
【０１３２】
[00154]本発明のいくつかの実施形態では、エネルギーを貯蔵するデバイスは、部分的にしか充電されない。エネルギーを貯蔵するデバイスの部分的な充電は、１回の充電手順中にエネルギー貯蔵デバイスへ移動される電荷量を低減することによってエネルギーを貯蔵するデバイスの寿命を延ばすことができる。例えば、本明細書に記載される本発明に従って設計された電気輸送バスは、毎時平均１１〜１３マイルを走行することができ、１マイル当たりおよそ１．５〜３．０ｋＷｈを消費する。電気輸送バスがおよそ５６ｋＷｈの容量を有するエネルギーを貯蔵するデバイスを含む場合、電気輸送バスは、運転用途に応じて、充電することなくおよそ２〜４時間電気輸送バスを推進するのに十分なエネルギーを含むことができる。それにより、電気輸送バスは、エネルギーを貯蔵するデバイスの容量のおよそ２５％を１時間ごとに充電しながら無期限に走行することが可能になる。この充電手順は、完全に消耗された状態からエネルギーを貯蔵するデバイスを充電する充電手順と比較して、エネルギーを貯蔵するデバイスの寿命を延ばすことができる。
【０１３３】
[00155]本発明のいくつかの実施形態では、車両を充電スタンドの下に配置することによって車両が充電される。充電スタンドは、充電用接続部の位置を調整することによって係合される充電用接続部を含むことができる。車両内の制御デバイスを使用して、充電用接続部と車両との間に電気接続を確立させるための指示を充電スタンドおよび／または充電用接続部へ送信することができる。
【０１３４】
[00156]本発明のいくつかの実施形態では、充電用接続部は、車両ルーフ上の充電ポイント間の間隔と一致する公知の間隔が接触アセンブリ間に置かれた１対の接触アセンブリを含み得る。これらの充電用接点は、システムを使用して接触アセンブリを中央位置に戻すことができ、このシステムは、バネ、液圧機器または重力を利用して、使用後に接続アセンブリを再度センタリングすることができる。
【０１３５】
[00157]一例では、接触アセンブリは、車両の移動方向に対してアセンブリが確実に横方向または垂直方向に移動するための案内部を備えた導電性パッドを含み得る。複雑性を軽減するため、アセンブリの支持構造体が送信電圧より大きい電圧を絶縁することができる場合、アセンブリ全体に通電し得る。接触パッドは、金属製または非金属製の導電性パッドであり得、交換可能であってもなくてもよい。好ましい方法は、導電部分が損傷したかまたは使用された際に交換可能な交換式パッドを有することであろう。バネ接点および伝送された電流量に対して大きな表面エリアを使用することによって、アセンブリは、接合部の両端間での低いインピーダンスを確保することができる。いくつかの実施形態では、充電クランプデバイス内への誘導は、レーザまたは類似の検出デバイスが整列した電子誘導デバイスによって対応することができる。
【０１３６】
[00158]他の実施形態では、充電用接続部は接続器頭部アセンブリによって提供され得、接続器頭部アセンブリは、車両から単一のブレードを受け入れるよう構成され得る。接続器頭部は、接続器アームを介して充電用装着具に接続することができる。接続器アームは、充電用装着具および／または接続器頭部アセンブリに対する枢動接続部を有し得る。接続器アームは、可撓接続部を備えた剛性コンポーネントで形成され得る。接続器アームは、充電用装着具から下向きに遠ざかるように接続器頭部アセンブリを配置することができる。いくつかの例では、第２の枢動接続部を接続器アームと接続器頭部アセンブリとの間に設けることができる。充電用接続部は、１つ、２つ、３つ、４つまたはそれ以上の枢動接続部を有し得る。いくつかの実施形態では、１つ、２つ、３つ、４つまたはそれ以上の枢動接続部は、垂直軸の周りを枢動することができる。あるいは、枢動接続部の１つまたは複数は、左右方向の水平軸または前後方向の水平軸の周りを枢動することができる。いくつかの実施形態では、接続器アームは、低方位置へ作動されない限り、引っ込んだ状態のデフォルト位置を有し得る。接続器アームは、バネ荷重であり得る。いくつかの実施形態では、接続器アームのデフォルト位置が引っ込んだ状態の場合、作動機構に問題があれば、引っ込んだ位置のまま機能できない恐れがある。あるいは、接続器アームのデフォルト位置は、引っ込んでいない状態で吊持され得る。接続器頭部は、車両の充電中に車両上に装着されたブレードに集電ブラシを接触させることができるバネ荷重であり得るかまたは作動機構を含む集電ブラシを含み得る。
【０１３７】
[00159]一実施形態では、車両は、充電スタンドに接近することができる。いくつかの実施形態では、車両は、真っ直ぐに充電スタンドに接近することができる。あるいは、車両は、ある接近角度から充電スタンドに接近することができる。充電スタンドからの接続器頭部は、車両ルーフ上のスクープの広い部分で捕捉することができる。スクープは、ブレードが設けられ得るスクープの狭い方の部分へ接続器頭部を誘導することができる。ブレードは、接続器頭部アセンブリ上の接続器頭部案内機能部によって捕捉することができるブレード支持体案内部を含み得る。ブレードは、接続器頭部アセンブリのセクション間で誘導することができる。電気接続は、充電スタンドと車両との間で確立することができる。いくつかの実施形態では、接続器頭部アセンブリの集電ブラシは、引っ込んだ状態をデフォルト位置とすることができる。充電が起こると、作動機構性能がもたらされ得る。車両は、車両のエネルギー貯蔵システム内で所望の充電状態を達成するよう一定の時間の間充電スタンドに留まることができる。いくつかの実施形態では、充電が完了すると、集電ブラシは係脱され、接続器頭部は引っ込んだ状態まで垂直に持ち上げられ得る。あるいは、集電ブラシを係脱する必要はなくおよび／または接続器頭部を持ち上げる必要はない。引き続き、車両を前方へ運転して充電スタンドを離れることができる。いくつかの実施形態では、車両は、比較的真っ直ぐに充電スタンドを離れることができる。あるいは、車両は、ある出発角度で充電スタンドを離れることができる。いくつかの例では、出発角度が大きい場合がある。
【０１３８】
[00160]車両および／またはエネルギー貯蔵制御システムは、車両ルート時刻表に対する性能を監視することができる場合がある。再充電に利用できる余分な時間がある場合、制御システムは、充電器電力および／または電流を低減してルート内の利用可能な休憩時間と一致させる選択をすることができる。したがって、充電性能の調整の結果として効率を向上させ、システムの寿命を延ばすことができる。
【０１３９】
[00161]いくつかの代替の実施形態では、充電スタンドは放電器としても機能することができる。例えば、車両が大量の貯蔵エネルギーを有する場合（例えば、車載バッテリまたはエネルギー貯蔵ユニット内）、車両をいくぶんか放電してそのエネルギーを充電スタンドのエネルギー貯蔵ユニットに伝送するか、または、それをユーティリティに提供することが望ましい場合がある。充電スタンドは、車両の充電と放電の両方の動作が可能な場合がある。
【０１４０】
[00162]システムおよび方法は、当技術分野で公知のまたは以前に利用された任意の方法、技法、特徴またはコンポーネントを利用するかまたは組み込むことができる。例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第Ｒｅ２９，９９４号、米国特許第３，９５５，６５７号、欧州特許出願公開第ＥＰ２０１４５０５Ａ１号、欧州特許出願公開第ＥＰ１９９７６６８Ａ１号、ＰＣＴ国際公開第２００８／１０７７６７Ａ２号、米国特許出願公開第２００８／０２７７１７３号、ＰＣＴ国際公開第２００９／０１４５４３号を参照されたい。
【０１４１】
[00163]前述の説明から、特定の実装形態を図解し説明してきたが、それらのさまざまな変更形態が可能であり、本明細書で企図されることを理解されたい。また、本明細書内に記載される具体的な例によって本発明が限定されることも意図されない。上記の明細に関連して本発明について説明してきたが、本明細書の好ましい実施形態の説明および図解は限定の意味で解釈するためのものではない。さらに、本発明のすべての態様は、さまざまな条件および変数に依存する本明細書に記載される具体的な説明、構成または相対的な割合に限定されないことを理解されたい。本発明の実施形態の形態および詳細のさまざまな変更は当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、そのような変更形態、変形形態および均等物も対象とするものと企図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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