(57)【要約】いくつかの場合に電力源を有しない移動体で電力の急速充電を可能とする、デバイス及び方法が本明細書に開示される。開示のデバイス及び方法は、そのような移動体が、移動体に設置される１つまたは複数の電子部品を駆動することを可能とする。加えて、本明細書に開示されるデバイス及び方法は、大量のエネルギーを要する、高精細度ディスプレイ及びコンピュータなどの電子部品の包含を可能とする。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体にある１つまたは複数の電子部品を駆動するための急速充電デバイスであって、
ａ）１つまたは複数のコンデンサに接続される第１要素であって、前記１つまたは複数のコンデンサは、導電性リンクにより前記１つまたは複数の電子部品に接続され、前記第１要素、前記コンデンサ、及び前記１つまたは複数の電子部品は、移動体に配置される、第１要素と、
ｂ）電源に接続され、前記移動体以外の部位に配置される、第２要素であって、前記移動体が、前記第２要素の部位に移動すると、前記第１要素は、前記第２要素に接近させる、第２要素と
を備えるデバイス。
【請求項２】
前記第１要素及び前記第２要素は、それぞれ充電コイルである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第１要素は、ワイパーであり、前記第２要素は、前記第１要素と接触するよう構成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第１要素は、ブラシであり、前記第２要素は、前記第１要素と接触するよう構成される、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第２要素は、レールである、請求項３または請求項４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６】
電圧調整器を更に備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記１つまたは複数の電子部品は、電子マルチメディア部品を備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記電子マルチメディア部品は、電子式ビジュアルディスプレイを備える、請求項３に記載のデバイス。
【請求項９】
前記電子マルチメディア部品は、ＵＳＢポートを備える、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の電子部品は、前記１つまたは複数のコンデンサに接続されるバッテリーをそれぞれ備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記電子部品は、ＷｉＦｉルーター、発熱体、コンピュータ、コンピュータ可読メモリ、オーディオシステム、ディスプレイ、充電器、及びラジオからなる群より選択される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記１つまたは複数のコンデンサは、直列に配置される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記１つまたは複数のコンデンサは、１つまたは複数のリチウムバッテリーに接続される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記１つまたは複数のコンデンサは、前記１つまたは複数の電子部品に並列に接続される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記移動体は、チェアリフト、ゴンドラ、トラム、モノレール、及びアミューズメントパークの乗り物からなる群より選択される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記第２要素は、ベースステーションに設置される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記第２要素は、静止型であり、充電ゾーンを創出し、前記第１要素と前記第２要素とが接近し、前記第２要素が、充電ゾーンに移動する前記第１要素に送電することを可能とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記第１要素は、前記移動体と共に、前記充電ゾーンに移動し、前記１つまたは複数のコンデンサは、充電される、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記第１要素は、前記移動体と共に、前記充電ゾーンの外に移動し、放電ゾーンに入り、それにより、前記１つまたは複数のコンデンサは、前記１つまたは複数の電子部品に電力を提供することにより、放電する、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記電子メディア部品は、前記１つまたは複数のコンデンサに接続される１つまたは複数のバッテリーを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記第１要素及び前記１つまたは複数のコンデンサは、第１要素が静止する位置で、移動体に配置される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記第１要素は、前記チェアリフトのグリップに配置される、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項２３】
移動体に設置される１つまたは複数の電子部品を駆動する方法であって、
ａ）前記移動体に第１要素を取り付けることと、
ｂ）前記第１要素を１つまたは複数のコンデンサに接続することであって、前記１つまたは複数のコンデンサは、前記移動体にある１つまたは複数の電子部品に更に接続されることと、
ｃ）第２要素をベースステーションに取り付け、その結果、前記移動体が、第１要素を前記ベースステーションに移動し、前記第２要素に接近しているとき、前記１つまたは複数のコンデンサが充電されることと、
ｄ）前記移動体が前記ベースステーションに移動するとき、前記１つまたは複数のコンデンサを充電することと、
ｅ）前記移動体が前記ベースステーションから移動するとき、前記１つまたは複数のコンデンサを放電させ、前記１つまたは複数の電子部品を駆動することと
を備える方法。
【請求項２４】
前記第１要素及び前記第２要素は、それぞれ充電コイルである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１要素は、ワイパーであり、前記第２要素は、前記第１要素と接触するよう構成される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１要素は、ブラシであり、前記第２要素は、前記第１要素と接触するよう構成される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２要素は、レールである、請求項２５または請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記１つまたは複数の電子部品は、電子マルチメディア部品を備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記電子マルチメディア部品は、電子式ビジュアルディスプレイを備える、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記電子マルチメディア部品は、ＵＳＢポートを備える、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記１つまたは複数の電子部品は、前記１つまたは複数のコンデンサに接続されるバッテリーをそれぞれ備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
前記電子部品は、ＷｉＦｉルーター、発熱体、コンピュータ、コンピュータ可読メモリ、オーディオシステム、ディスプレイ、充電器、及びラジオからなる群より選択される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記１つまたは複数のコンデンサは、直列に配置される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記１つまたは複数のコンデンサは、１つまたは複数のリチウムバッテリーに接続される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記１つまたは複数のコンデンサは、前記１つまたは複数の電子部品に並列に接続される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記移動体は、チェアリフト、ゴンドラ、トラム、モノレール、及びアミューズメントパークの乗り物からなる群より選択される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記ベースステーションの外で、前記１つまたは複数のコンデンサが前記ベースステーションに入る前に完全に放電する確率を最小限としつつ、前記１つまたは複数の電子部品に電力を提供することを可能とするとき、前記移動体を移動させることを更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
前記電子メディア部品は、前記１つまたは複数のコンデンサに接続される１つまたは複数のバッテリーを備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１要素及び前記１つまたは複数のコンデンサは、前記第１要素が静止する位置で、移動体に配置される、請求項２３に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１要素は、チェアリフトのグリップに配置される、請求項２３に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１要素は、チェアリフトの安全バーに配置される、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の方法及びシステムは、１つまたは複数の部品にエネルギーを提供することに関する。
【０００２】
優先権
本願は、２０１４年９月２５日出願の米国仮出願第６２／０５５，３５８号の優先権の利益を主張し、それの全体の内容が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
特定の業界では、チェアリフト及びあるアミューズメントパークの乗り物などの動力のない輸送手段が、ある場所から別の場所へ個人を運搬する。そのような輸送手段は、通常、輸送手段を方々に移動させるシステムに取り付けられるが、輸送手段自体は、単に個人を運搬する場所を提供するシェルに過ぎない。場合によっては、輸送手段は、使用前に長期間にわたり充電されるバッテリーで駆動することができるラジオまたは他の低エネルギーシステムを運搬する。これらの業界において、輸送手段は、絶えず動いており、最大１０時間またはそれ以上続くことがある輸送機関の使用中は、バッテリーを再充電するために操業を停止することができない。
【０００４】
しかしながら、現行のバッテリーでは不十分な用途は多く存在する。例えば、ＬＣＤスクリーンを備えるメディアシステムは、多大な電力を要する。また、メディアをストリーム配信するシステムは、エネルギー蓄積能力の高いエネルギー源を要する。そのようなシステムは、これらデバイスを稼働させるために必要なエネルギーを伝達することができるデバイスを要する。しかし、デバイスは、チェアリフトまたはアミューズメントパークの乗り物の場合など、長時間の再充電を行うことができない環境で急速充電する必要もあるであろう。
【０００５】
そのため、大量のエネルギーをシステムに伝達するエネルギー蓄積能力を有しつつ、急速充電が可能なデバイスの必要性が残されている。
【発明の概要】
【０００６】
移動体にあるシステムに、長期化した期間にわたり大量のエネルギーを提供することが可能なデバイスが本明細書に開示される。開示のデバイスは、使用中に、移動体の操業を停止する必要なく、移動体を充電することができるように、急速充電が更に可能である。開示のデバイスは、本開示以前は備わっていなかった特徴である、エネルギー需要が非常に大きなデバイスを駆動する能力を更に有する。
【０００７】
本明細書に開示のデバイスの態様は、急速充電デバイスである。当該デバイスは、１つまたは複数のコンデンサに接続される第１要素を備える。１つまたは複数のコンデンサは、導電性リンクにより１つまたは複数の電子部品に接続される。更に、第１要素、コンデンサ、及び１つまたは複数の電子部品は、移動体に配置される。これらの態様は、第２要素をも含み、第２要素は、電源に接続され、移動体以外の部位に配置される。
【０００８】
ある実施形態において、１つまたは複数の電子部品の動作は、移動体を第２要素の近傍に移動させることを伴う。移動体が第２要素の近傍に移動するとき、第１要素は、第２要素に動作可能に接続される。「動作可能に接続される」とは、第２要素が第１要素に送電することができることを意味する。ある実施形態において、第２要素は、第１要素に送電する充電コイルであり、第１要素も充電コイルである。送電は、非接触式である。他の実施形態において、第２要素は、（本明細書に開示されるように）第１要素を接触させ、接触したとき、送電を可能とする材料を備える、レールなどの部材である。第１要素を第２要素と接触させる実施形態において、第１要素は、第１要素に送電することを可能とするのに充分に第２要素と接触する任意の構造であればよいことに留意されたい。
【０００９】
本明細書に開示のデバイスの態様は、移動体にある１つまたは複数の電子部品を駆動するための急速充電デバイスを含む。デバイスは、１つまたは複数のコンデンサに接続される第１充電コイルを備える。１つまたは複数のコンデンサは、導電性リンクにより１つまたは複数の電子部品に接続される。更に、第１充電コイル、コンデンサ、及び１つまたは複数の電子部品は、移動体に配置される。これら態様は、第２充電コイルをも含み、第２充電コイルは、電源に接続され、移動体以外の部位に配置される。移動体が、第２充電コイルの部位の近くへ移動すると、第１充電コイルは、第２充電コイルに動作可能に接近する。
【００１０】
ある実施形態において、デバイスは、電圧調整器を更に備える。他の実施形態において、１つまたは複数の電子部品は、電子マルチメディア部品を備える。また他の実施形態において、電子マルチメディア部品は、電子式ビジュアルディスプレイを備える。
【００１１】
特定の実施形態において、電子マルチメディア部品は、ＵＳＢポートを備える。また更に特定の実施形態において、１つまたは複数の電子部品は、１つまたは複数のコンデンサに接続されるバッテリーをそれぞれ備える。更に一層特定の実施形態において、電子部品は、ＷｉＦｉルーター、発熱体、コンピュータ、コンピュータ可読メモリ、オーディオシステム、ディスプレイ、充電器、及びラジオからなる群より選択される。
【００１２】
ある実施形態において、１つまたは複数のコンデンサは、直列に配置される。一部の実施形態において、１つまたは複数のコンデンサは、１つまたは複数のリチウムバッテリーに接続される。更なる実施形態において、１つまたは複数のコンデンサは、１つまたは複数の電子部品に並列に接続される。
【００１３】
具体的な実施形態において、移動体は、チェアリフト、ゴンドラ、トラム、モノレール、及びアミューズメントパークの乗り物から選択される。特定の実施形態において、第２充電コイルは、ベースステーションに設置される。
【００１４】
ある実施形態において、第２充電コイルは、静止型であり、充電ゾーンを創出し、第１充電コイルが充電ゾーンに移動するとき、第１充電コイルおよび第２充電コイルは、誘導性結合を形成する。他の実施形態において、第１充電コイルは、移動体と共に充電ゾーンに移動し、１つまたは複数のコンデンサは、誘導充電される。また他の実施形態において、第１充電コイルは、移動体と共に充電ゾーンから出て放電ゾーンに移動し、それにより、１つまたは複数のコンデンサは、１つまたは複数の電子部品に電力を提供することにより、放電する。
【００１５】
一部の実施形態において、充電ゾーンと比較した、放電ゾーンにおける移動体の経過時間の割合は、少なくとも約５対１である。多くの実施形態において、割合は、少なくとも約１０対１である。より多くの実施形態において、割合は、最大約１００対１である。更に多くの実施形態において、電子メディア部品は、１つまたは複数のコンデンサに接続される１つまたは複数のバッテリーを備える。
【００１６】
さらなる実施形態において、第１充電コイル及び１つまたは複数のコンデンサは、第１充電コイルが静止する位置で、移動体に配置され配置される。一部の実施形態において、第１充電コイルは、チェアリフトのグリップに配置される。他の実施形態において、第１充電コイルは、チェアリフトの安全バーに配置される。
【００１７】
本明細書に開示のデバイスの態様は、移動体にある１つまたは複数の電子部品を駆動するための急速充電デバイスを含む。デバイスは、１つまたは複数のコンデンサに接続される第１要素を備える。第１要素は、第２要素が第１要素の距離に沿って移動すると、第２要素と動作可能に接続されるよう設計される導電材料を備える。第１要素、コンデンサ、及び１つまたは複数の電子部品は、移動体に配置される。
【００１８】
第２要素は、電源に接続され、導電材料を備える。ある実施形態において、第１要素は、ワイパーまたはブラシである。一部の実施形態において、第１要素は、多数のワイパーを含むブラシである。特定の実施形態において、第２要素は、第１要素へ充分に送電することを可能とするのに充分な特定の直線距離に沿って、第１要素と接触する。
【００１９】
特定の実施形態において、第１要素は、第２要素と係合され続けるように設計されるワイパーである。より特定の実施形態において、第２要素は、移動体が取り付けられるレールである。ワイパーは、移動体の底部に配置され、レール（例えば、モノレール、トロリー、またはローラーコースターのレール）と絶えず接触させる第１接触を可能としてよい。第２要素は、レール全体、またあるいは、レールの一部であってもよく、その結果、レールの選択された位置（例えば、ベースステーション）で電荷が転送されることに留意されたい。他の実施形態において、第２要素は、整流子型、リング型、断片型、またはバー型のデザインからなる群より選択される。
【００２０】
本明細書に開示の態様は、移動体に設置される１つまたは複数の電子部品を駆動する方法を含む。方法は、第１要素を移動体に取り付けることと、第１要素を１つまたは複数のコンデンサに接続することとを含む。１つまたは複数のコンデンサは、移動体にある１つまたは複数の電子部品に更に接続される。態様は、移動体が第１要素をベースステーションに移動させ、第２要素に極めて近傍しているとき、１つまたは複数のコンデンサが充電されるように、第２要素をベースステーションに取り付けることをも含む。本明細書で使用される場合、「極めて近傍」は、第２要素から第１要素に送電することを可能とするのに充分に近いことを意味する。このような近さは、非接触式であっても、接触型であってもよい。
【００２１】
ある実施形態において、方法は、移動体がベースステーションに移動するとき、１つまたは複数のコンデンサを充電することと、移動体がベースステーションから移動するとき、１つまたは複数のコンデンサを放電し、１つまたは複数の電子部品を駆動することとを含む。一部の実施形態において、１つまたは複数の電子部品は、電子マルチメディア部品を備える。他の実施形態において、電子マルチメディア部品は、電子式ビジュアルディスプレイを備える。また他の実施形態において、電子マルチメディア部品は、ＵＳＢポートを備える。
【００２２】
ある実施形態において、１つまたは複数の電子部品は、１つまたは複数のコンデンサに接続されるバッテリーをそれぞれ備える。特定の実施形態において、電子部品は、ＷｉＦｉルーター、発熱体、コンピュータ、コンピュータ可読メモリ、オーディオシステム、ディスプレイ、充電器、及びラジオからなる群より選択される。更に特定の実施形態において、１つまたは複数のコンデンサは、直列に配置される。また更に特定の実施形態において、１つまたは複数のコンデンサは、１つまたは複数のリチウムバッテリーに接続される。更に一層特定の実施形態において、１つまたは複数のコンデンサは、１つまたは複数の電子部品に並列に接続される。
【００２３】
ある実施形態において、移動体は、チェアリフト、ゴンドラ、トラム、モノレール、及びアミューズメントパークの乗り物からなる群より選択される。一部の実施形態において、方法は、ベースステーションの外で、１つまたは複数のコンデンサがベースステーションに入る前に完全に放電する確率を最小限としつつ、１つまたは複数の電子部品に電力を提供することを可能とするとき、移動体を移動させることを更に含む。他の実施形態において、ベースステーションにある場合に対する、ベースステーション外にある移動体の時間の割合比は、最大５対１である。また他の実施形態において、この割合は、少なくとも約１０対１である。特定の実施形態において、デバイスは、移動体がベースステーションに達するまで、移動体にある１つまたは複数の電子部品を駆動するのに十分なエネルギーを蓄えるよう設計される。更に特定の実施形態において、デバイス設計では、移動体の、放電ゾーンにおける経過時間と、充電ゾーンにおける経過時間とが考慮される。時間差に基づき、移動体が放電ゾーンにありつつ、１つまたは複数の電子部品を駆動させるのに充分にデバイスが充電されるよう、デバイスは設計される。
【００２４】
ある実施形態において、電子メディア部品は、１つまたは複数のコンデンサに接続される１つまたは複数のバッテリーを備える。特定の実施形態において、第１充電コイル及び１つまたは複数のコンデンサは、第１充電コイルが静止する位置で、移動体に配置される。更に特定の実施形態において、第１充電コイルは、チェアリフトのグリップに配置される。また更に特定の実施形態において、第１充電コイルは、チェアリフトの安全バーに配置される。
【００２５】
開示のプロセス及びシステムの前述及び他の目的、並びにその様々な特徴は、以下の記載を添付の図面と併せて読めば、より十分に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】チェアリフトに取り付けられる例示的デバイスの実施形態の概略図である。
【図１Ｂ】移動体の安全バー、ならびに安全バーに取り付けられるマルチメディア部品の拡大図である。
【図１Ｃ】充電部品に極めて近傍した、耐候性コンテナ内のデバイスの拡大図である。
【図２】ディスプレイに接続される電子デバイスに接続されるデバイスの包括的フローチャート図である。
【図３】コンデンサの直列配置を示すフローチャートである。
【図４】コンデンサの並列配置を示すフローチャートである。
【図５】充電ゾーンとして作用するベースステーション間のワイヤレスネットワークとなる移動体群を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本明細書に言及される特許及び科学文献は、当業者が利用可能な知識を立証する。本明細書に引用される、発行された米国特許、許可された出願、公開された外国出願、及び参考文献は、それぞれが参照により組み込まれると具体的及び個別に示された場合と同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２８】
１．１つまたは複数のシステムにエネルギーを伝達するためのデバイス
開示のデバイスは、移動体に設置される１つまたは複数のシステムにエネルギーを伝達する。本明細書で使用される場合、用語「移動体」は、開放型または閉鎖型コンパートメントで、人または物を運搬するのに使用される手段を指す。移動体の非限定例として、ゴンドラ、トラム、モノレールカー、アミューズメントパークの乗り物で使用される車両、チェアリフト、チェア、または、常時人々をある部位から別の部位に移動させるのに使用される任意の他の手段がある。
【００２９】
図２は、開示のデバイスの一部の実施形態の包括的な図を示す。図２において、デバイス２００は、誘導性結合としても知られる、充電結合２１０を備える。一部の実施形態において、結合２１０は、非接触式である。非接触式充電の利点は、性能を落とすことなく、高サイクル数を可能とすることである。他の実施形態において、デバイス２００は、接点となるワイパーを備える。ある実施形態において、結合の各部材は、本明細書に「充電コイル」として記載されるコイル２０１，２０２である。第１充電コイル（例えば、充電コイル）２０１は、エネルギー蓄積源２２０に接続される。ある実施形態において、エネルギー蓄積部２２０は、１つまたは複数のコンデンサである。他の実施形態において、エネルギー蓄積部２２０は、１つまたは複数のバッテリー（例えば、リチウムバッテリー）に更に接続される１つまたは複数のコンデンサである。例えば、スーパーキャパシタを使用してよい。スーパーキャパシタは、トランスミッタ及びレシーバが射程範囲内にあるとき、短時間の間で急速充電を可能とする。他の実施形態において、バッテリーを使用してもよい。本明細書で使用される場合、「ａ」または「ａｎ」は、１つまたは複数を意味し、特に指示がない限り、変更されている複数の名詞を含む。
【００３０】
接触式送電に関し、デバイス２００は、第１要素及び第２要素を備える。第１要素２０１は、ワイパーであってもブラシであってよい。本明細書で提供される場合、ワイパーは、第２要素２０２から第１要素２０１に送電するのに充分に第１要素が接触することを可能とする任意のデザインであればよい。例えば、第１要素２０１は、移動体が移動するレール（例えば、第２要素２０２）と接触するよう設計されてよい。あるいは、第１要素２０１は、第１要素と接触するよう明確に成型されたベースステーションに適合するよう設計されてもよい。第１要素２０１の構造は、バー、ローラー、平面（例えば、プレート）、ブロック、または任意の構造であればよい。
【００３１】
別の接触式の実施形態において、第１要素及び第２要素２０１，２０２が、第２要素から第１要素への送電を可能とする任意の導電材料であってよい。更に、第１要素２０１及び第２要素２０２は、特定の距離にわたって接触することができ、第１要素への送電を可能とする。
【００３２】
デバイスのエネルギー蓄積体２２０は、１つまたは複数の電子部品２３０に接続される。特定の実施形態において、１つまたは複数の電子部品２３０は、ディスプレイ２４０に更に接続される。電子部品２３０は、プロセッサとメモリとを備えてよい。特定の実施形態において、電子部品２３０は、電圧調整器である。更に特定の実施形態において、１つまたは複数の電子部品２３０は、以下により十分に記載される、１つまたは複数の別のディスプレイと、他の電子デバイスとを備える。ディスプレイ２４０は、ＬＥＤ、ＬＣＤ、または他の電子ディスプレイデバイスであればよい。更に、ディスプレイ２４０は、ストリームメディア、ｍｐｇファイル、Ａｄｏｂｅ（登録商標）Ｆｌａｓｈ  Ｐｌａｙｅｒファイル、及び任意の既知のビデオ技術ファイルなどのビデオコンテンツを受信し表示することが可能である。
【００３３】
図２は、エネルギー蓄積部２２０に接続されない第２充電コイル２０２を更に示す。第２充電コイル２０２は、第１充電コイル２０１に近づけられたとき、第１充電コイル２０１にエネルギーを提供することができる。本明細書で使用される場合、用語「近傍（ａ  ｐｒｏｘｉｍｉｔｙまたはｔｈｅ  ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）」は、充電コイル間の誘導性結合を可能とする充電コイル間の距離を指す。
【００３４】
本明細書に開示の態様は、急速充電デバイスを提供する。ある実施形態において、開示のデバイスは、標準的なリチウムバッテリーと比較して、比較的短い期間で、大量のエネルギーを蓄えることができる１つまたは複数のコンデンサを備える。大量のエネルギーを蓄えることができるコンデンサの例としては、スーパーキャパシタがある。コンデンサは、バッテリーよりもかなり速い速度で、５００，０００〜１，０００，０００サイクル充電することができる。コンデンサは、従来のバッテリーよりもエネルギー密度が低いが、所定の用途のための放電率の要件満たすようキャパシタンス量を選択することができる。更に、コンデンサは、従来のバッテリーを充電するのに十分な時間がない可能性がある環境でかなり速い充電を可能とするバッテリーを超える明白な利点がある。
【００３５】
本明細書に開示のデバイスは、１つまたは複数のコンデンサに接続される第１要素（例えば、ワイパーまたは充電コイル）を更に備える。特定の実施形態において、第１充電コイルは、第２充電コイル由来の電磁場を電流に変換するよう設計される。第１充電コイルが第２充電コイルに接近すると、第１充電コイルは、第２充電コイルの電磁場に入る。第１充電コイルは、電磁場を、蓄積するためにコンデンサに提供される電流に変換する。
【００３６】
ある実施形態において、第２要素は、ベースステーションに設置される。本明細書で使用される場合、用語「ベースステーション」は、１つまたは複数の第２充電コイルが設置される部位を指す。ベースステーションは、移動体が第１要素を１つまたは複数の第２要素の極めて近傍に移動させ、コンデンサの充電を可能とするであろう任意の位置に設置することができる。ある実施形態において、ベースステーションは、スキーリフトの端部など固定位置にある。ベースステーションは、第２充電コイルが、ポール、タワー、レール、または開示のデバイスの第１充電コイルに接近することを可能とする任意の位置に設置されてよい。
【００３７】
また、ベースステーションは、移動体に近接した複数の位置に設置されてよい。例えば、スキーリフトの底部に設置されるベースステーションがあってよく、その結果、各チェアリフト（すなわち、移動体）は、１つまたは複数の第２要素に接近する。山を上るスキーリフトの経路に沿って設置されるものと、山の頂上に設置されるものとの複数の追加ベースステーションがあってよい。従って、チェアリフトがとる経路に沿った、無数とも言える数のベースステーションがあることがある。
【００３８】
従って、各ベースステーションは、「充電ゾーン」を規定することに留意されたい。充電ゾーンは、第１要素と第２要素とが接近しており、その結果、コンデンサが電流を受け取る領域である。従って、充電ゾーンで移動体が存在する距離または時間により「充電ゾーン」を規定することができる。移動体がベースステーションにおいて、第２要素の極めて近傍を離れるとき、移動体は、「放電ゾーン」に入る。放電ゾーンは、１つまたは複数のコンデンサが、移動体に設置される１つまたは複数の電子部品に１つまたは複数のコンデンサが蓄えたエネルギーを放出する領域である。充電ゾーンと同様に、放電ゾーンで移動体が過ごす距離または時間により「放電ゾーン」を規定することができる。
【００３９】
一部の実施形態において、本明細書に開示されるシステムは、「スタンバイゾーン」を備える。「スタンバイゾーン」は、移動体が、エネルギーを保存するパワーダウンモードにある特徴である。一部の実施形態において、スタンバイモードは、移動体が何も載せておらず、１つまたは複数の電子部品がオフまたはパワーセーブモードにあるとき生じる。他の実施形態において、「スタンバイゾーン」は、「充電ゾーン」と重なり、デバイスのコンデンサは、充電される。
【００４０】
ある非接触式の実施形態において、第１充電コイル及び第２充電コイルは、同一の周波数で共振するよう調整される。一部の実施形態において、デバイスは、共振変圧器を更に備える。他の実施形態において、第２充電コイルは、振動電流を発生するよう構成される。更なる実施形態において、第１充電コイル及び第２充電コイルは、共振し、充電ゾーンの範囲を広げる。
【００４１】
本開示から当業者にとって明らかであろうように、充電ゾーンで過ごす時間は、特定の乗り物の特定の要件に適合させてもよい。例えば、充電ゾーンは、十分に大きく作られてもよく、その結果、放電ゾーンよりも約２０倍小さく、充電ゾーンでの時間に対する放電ゾーンの時間の割合が２０対１となることを成立させる。これは、ある一定の数の第２充電コイル」がベースステーションに置かれ、充電ゾーンの範囲を調整することにより実現することができる。割合は、１対１、５対１、１０対１、２０対１、３０対１、４０対１、５０対１、６０対１、７０対１、８０対１、９０対１、１００対１、１５０対１、２００対１、２５０対１、３００対１、３５０対１、４００対１、４５０対１、５００対１、またはそれ以上と低くすることができる。充電及び放電ゾーンは、移動体が各ゾーンで過ごす時間により規定する、また移動体の操作者が設定した移動体の速度により規定することができる。例えば、移動体は、充電ゾーンに３０秒置かれ、本開示のデバイスに蓄えられる、長い時間（１５秒またはそれ以上など）放電ゾーンにいるのに充分な電力を有することができる。別の例として、ベースステーションに入り、ベースステーションで１分間充電ゾーンを進み、３０分間放電ゾーンに留まる移動体があるであろう。唯一の制約は、利用可能な充電電流及び充電ゾーンにおける時間に加え、デバイスに備わるコンデンサの数と比較した、移動体にある電子部品の数である。
【００４２】
更に、放電ゾーンに対する充電ゾーンにおける時間の割合は、個々の用途に依存する。当業者であれば、放電ゾーンにおける消費電力が大きいと、より長い充電時間及び／またはより多くの充電電流を要することを理解するであろう。コンデンサの消費電流は、総キャパシタンス及び時間に対するコンデンサ電圧の変化率の関数である。従って、充電中のコンデンサにおける電圧の変化率が大きいことは、多くの電流を必要とすることと等しい。
【００４３】
放電ゾーンに対する充電ゾーンの割合は、長時間にわたり蓄えたエネルギーを放出しつつ、短期間で多くの電流を吸収する１つまたは複数のコンデンサの能力に依存する。ほんの一例であるが、第２充電コイルは、第２充電コイルと第１充電コイルとが結合されるとき、約５０ａｍｐ、約１００ａｍｐ、約２００ａｍｐ、またはそれ以上をコンデンサに送ることを可能とする電源に接続されてもよい。これは、約５ボルトの低電圧またはそれ以上の電圧で実現することができる。一部の実施形態において、デバイスは、各コンデンサの最大電圧が、２．８５ボルトの１つまたは複数のコンデンサを備える。各コンデンサは、上記以外の電圧を利用することもできる。例えば、スーパーキャパシタは、許容可能な予め決められた最大電圧を有する。
【００４４】
例えば、５ボルトで１００ａｍｐがコンデンサに提供されたとき、これは、短期間にコンデンサに蓄えられる電力が５００ワットであることに等しい。しかし、当業者であれば、コンデンサに蓄えられる電力量が、放電ゾーンにある間ずっと１つまたは複数の電子部品に電力を提供するために必要な量であってもよい。例えば、デバイスは、約１０ワットの電力から、約１０００ワットまたはそれ以上を蓄えることができる。デバイスに蓄えられるエネルギーの量は、コンデンサの数、及び第２充電コイルに接続される電源に左右される。本明細書で使用される場合、用語「約」は、無名数から＋／−１５％を意味する。例えば、「約２０」は、１７〜２３を含むであろう。
【００４５】
コンデンサは、多くの電流を引き込むことができることに留意されたい。空のコンデンサは、短絡回路のようで、非常に多くの電流を引き込むことができる。この電流は、インライン抵抗または限流電源により制限される。一度、コンデンサが充電を開始すると、電流は、コンデンサが充電電圧に達するまで、次第に低下する。本明細書に開示されるデバイスは、コンデンサ（直列に追加）および充電コイルの電流コンデンサの定格電圧にのみ制限される。電流の制限は、誘導性インタフェース内にあってもよい。
【００４６】
また、電力を蓄えるのに要する期間は、約３０秒未満、約３０秒、約１分未満、約２分未満、または移動体の速度により許可される期間であればよい。要求される電力を蓄えるのに必要な時間は、誘導性充電デバイスの電流制限に加え、移動体にある電子部品が必要とする電力及び移動体が放電ゾーンにあるであろう時間の長さに左右される。このように、開示されるデバイスは、要求されるエネルギーを蓄える可変数のコンデンサを有してよく、第２充電コイルは、デバイスにあるコンデンサに充分な電気を提供することを可能とするのに十分な電源に接続されてよい。
【００４７】
デバイスが放電ゾーンに入るとき、開示されるデバイスのコンデンサは、少ない電流でエネルギーを放出する。例えば、約５００ワットを受け取った、開示のデバイスのコンデンサは、このエネルギーを、約５ボルトの電圧で、約１０ａｍｐ未満、約５ａｍｐ未満、または約１ａｍｐ未満の電流で１つまたは複数の電子部品に放出することができる。これは、移動体にある電子部品に放たれるのが、約５ａｍｐの電力であることと等しい。そのような実施形態において、デバイスは、より低速でエネルギーを放ちつつ、速やかに大量のエネルギーを蓄える。ある実施形態において、デバイスは、一定の電圧を維持することをほう助する電圧調整器を備える。一部の実施形態において、１つまたは複数のコンデンサは、１つまたは複数のバッテリー（例えば、リチウムバッテリー）に接続される。
【００４８】
図５は、各移動体がベースステーション５２０間を進んでいる配置を示す。充電ゾーン５３０内にて、図１〜３に示すデバイスは、図２に示すように、充電結合により充電ゾーン５３０内で充電される移動体５１０に設置され、第２要素５６０は、各ベースステーション５２０に設置される。移動体５１０は、ベースステーション間の放電ゾーン５４０に入る。移動体５１０は、移動体５１０に設置される電子部品がアドホックワイヤレスネットワークを形成するワイヤレスネットワークにアクセスすることができる、モバイルアドホックネットワークを形成してよい。一部の実施形態において、電子部品は、１つまたは複数の移動体５１０ａにあるワイヤレスアクセスポイントを備え、各移動体５１０がワイヤレスネットワークにアクセスすることを可能とする。
【００４９】
特定の実施形態において、デバイスは、充電されるとき、直列に配置される複数のコンデンサを備える。図３に示すように、コンデンサ３１０は、耐候性コンテナ３００内に設置される。コンデンサ３１０は、直列に配置され、接続３４０を介して、マルチメディア部品３５０にエネルギーを提供するコンデンサ３１０は、充電部品３２５との誘導性結合によりエネルギーを与えられる充電部品３２０との接続を介してエネルギーを得る。更に特定の実施形態において、複数のコンデンサ４１０は、直列接続ではなく、１つまたは複数の電子部品４５０及び電圧調整器４３０に対し、並列に配置される（図４）。図３に戻り、コンデンサは、電圧調整器３３０に直列に接続される。電圧レギュラー３３０は、コンデンサ３１０の放電中、マルチメディア部品３５０に一定の電圧を提供する。
【００５０】
本明細書に開示のデバイスの態様は、それぞれ、６Ｈ４０、ＭｎＺｎフェライトコア材料、ニッケル、銅フェライトコア材料、ＥＴＤ−４９コア（ＥＰＣＯＳ  ＡＧ）、及び以下の表１に列挙される材料からなる群より選択される材料を備えてもよい、第１充電コイル及び第２充電コイルを備える。
【表１】
2017530681.tif 000003
【００５１】
特定の実施形態において、第１充電コイル２０１及び第２充電コイル２０２は、共に、同一の材料を含む。他の実施形態において、第１充電コイル２０１は、第２充電コイル２０２と異なる材料を含む。図１Ａは、チェアリフト１１０に取り付けられるデバイス１００の例示的な実施形態をも示す。各チェアリフト１１０は、ベースステーション１２０に移動する。各チェアリフト１１０が、エネルギー源（例えば、バッテリー、コンデンサ）に接続される第１充電コイルを備えるデバイス１００を備える。ある実施形態において、デバイス１００は、充電コイル及びコンデンサを保護する耐候性コンテナを備える。図１Ａに示すように、デバイス１００は、チェアリフト１１０をスキーリフトライン１４０に取り付けるアーム１３０に設置される。チェアリフト１１０が、第２充電コイル１５０の近傍に移動すると、第１充電コイルは、第２充電コイル１５０の電磁場をコンデンサに蓄えられる電流に変換する。特定の実施形態において、コンデンサは、チェアリフト１１０の安全バー１７０に設置される電子マルチメディア部品１６０に蓄えたエネルギーを提供する。
【００５２】
位置により、第１要素が第２要素に接近することを可能とし、第２要素から第１要素への送電を可能とする限り、デバイスは、移動体における任意の位置に設置することができることに留意されたい。ある実施形態において、この伝送は、誘導性結合などの非接触式の伝送により行われる。例えば、図１のチェアリフト１１０は、安全バーに設置されるデバイスを有することがあり、その結果、バーを上げ、ユーザがチェアを出ることを可能とするとき、デバイスは、ベースステーションにある１つまたは複数の第２充電コイルに接近する。
【００５３】
特定の実施形態において、移動体は、搭載ディスプレイを備える電子マルチメディア部品を備える。搭載ディスプレイは、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＬＣＤ−ＬＥＤなどの高精細度画面であってよい。ディスプレイは、画像またはストリームビデオなどの動画を表示することができる。他の実施形態において、電子マルチメディア部品は、ＵＳＢポートを備える。特定の実施形態において、電子マルチメディア部品は、コンピュータ可読メモリを備える。そのようなメモリは、ストリームデータ、Ｅメールデータ、テキストデータ、ビデオデータまたはメッセージ通信などのデータの保存を可能とする。他の実施形態において、電子マルチメディア部品は、ストリーミング能力を備える。
【００５４】
電子マルチメディア部品は、ＷｉＦｉ技術、一方向ラジオ、双方向ラジオ、及びルーターをも備えてよい。ある実施形態において、移動体は、ワイヤレスアクセスポイントである。特定の実施形態において、移動体は、公共広告、インスタントメッセージ通信、及び広告を可能とする。本開示のデバイスは、映画、テレビ番組、及び電力需要が高いコンテンツを移動体に設置されるディスプレイで表示することを可能とするのに充分な電力を移動体に提供する。
【００５５】
更なる実施形態において、図１の各移動体１１０は、ＷｉＦｉ「ホットスポット」になる。デバイス１００は、チェアのユーザが、インターネットへアクセスし、任意の種類のメディアコンテンツを受信することを可能とすることを各チェアリフト１１０に対し可能とするのに充分な電力を提供する。ホットスポットとなる各チェアリフト１１０では、スキーリフト全体が、ユーザがインターネットへの接続を維持し、あるチェア本開示のデバイスによりもたらされる利点がなければ、チェアリフト１１０は、この範囲のデバイスを駆動するためには、予備電力が不充分であろう。
【００５６】
図１Ｂは、安全バー１７０に取り付けられるマルチメディア部品１６０の拡大図を示す。本実施形態におけるマルチメディア部品１６０は、安全バー１７０の下側にある接続を介して、エネルギー源に接続される。あるいは、マルチメディア部品１６０は、安全バー１７０を通る接続によりエネルギー源に接続されてよい。マルチメディア部品１６０がエネルギーを安全で信頼できる方法で受け取ることができる限り、エネルギー源からマルチメディア部品１６０へのエネルギー伝達に特定の制限はない。
【００５７】
ある実施形態において、マルチメディア部品１６０は、プロセッサと、メモリとを備える。メモリは、プロセッサにより実行可能な命令を保存する。特定の実施形態において、プロセッサは、動画または一連の画像を表示する命令を実行する。他の実施形態において、プロセッサは、マルチメディア部品１６０のユーザからの指令に応答するよう命令を実行する。例えば、マルチメディア部品１６０は、ユーザの指令に反応するタッチスクリーンを備えてよい。一部の実施形態において、マルチメディア部品１６０は、ユーザが、ビデオゲームで遊ぶ、インターネットに接続する、ライブラリからメディアを選択する、またはスマートフォンもしくはワイヤレスメディアデバイスなどのデバイスと接続することを可能とする実行可能な命令を備える。
【００５８】
図１Ｃは、デバイス１００及び第２充電部品１５０の拡大図を示す。本実施形態において、第２充電部品１５０は、デバイス１００の充電コイルへの誘導性結合を可能とする充電コイルである。第１充電部品及び第２充電部品は、デバイス１００において、第２部品１５０からエネルギー源へのエネルギー伝送を可能とする誘導性結合を形成する。他の実施形態において、第１充電部品及び第２充電部品は接触される。
【００５９】
本開示のデバイスは、他の電子部品を駆動することもできる。そのような部品としては、移動体が充電領域から出ている全時間中、温かさを維持するシートウォーマーを含む。他の電子部品としては、照明、座席の振動部品などのアミューズメント効果のあるもの、拡声器、スピーカー、及び電気を利用する任意の種類のデバイスを含む。
【００６０】
また、開示のデバイスは、移動体が搭載型の電力蓄積部に依存することなく、１つまたは複数の電子デバイスを駆動する能力を備えないほとんどの状況で使用することができる。そのような用途の例としては、ローラーコースターなどのアミューズメントパークの乗り物及び移動体が第１地点から第２地点へ移動する他の乗り物を含む。他の例としては、トラム、モノレール、ゴンドラ、または第１部位から第２部位に移動し、移動体により駆動させることができない電子部品を備える他の輸送手段、車両、若しくは他の移動体を含む。
【００６１】
２．１つまたは複数のシステムにエネルギーを伝達するための方法
移動体に設置される１つまたは複数の電子部品を駆動する方法を本明細書に開示する。当該方法は、第１要素（例えば、第１充電コイルまたはワイパー）の移動体への取り付けを含んでもよい。第１要素は、その後、移動体にも取り付けられるエネルギー蓄積体に接続される。第１要素及びエネルギー蓄積体は、移動体おいて同一の位置に設置してもよく、移動体において異なる部位に取り付けられてもよい。また、第１要素及びエネルギー蓄積体は、コンテナに設置されてもよい。ある実施形態において、コンテナは、耐候性である。
【００６２】
方法の態様は、第２要素（例えば、第２充電コイルまたはレールなどの電気接点）をベースステーションに取り付けることを含む。第２要素は、第１要素がベースステーションに取り付けられる第２要素に接近するよう配置される。第１要素が第２要素に接近するとき、エネルギー蓄積体は、充電される。ある実施形態において、エネルギー充電体は、スーパーキャパシタなどの１つまたは複数のコンデンサを備える。
【００６３】
特定の実施形態において、方法は、移動体がベースステーションの外へ移動し、放電ゾーンに入ると、１つまたは複数の電子部品を駆動する１つまたは複数のコンデンサの放電を含む。１つまたは複数のコンデンサは、１つまたは複数の電子部品を駆動し、移動体が別のベースステーションに達するまで、より多くのエネルギーが１つまたは複数のコンデンサに蓄えられる。
【００６４】
方法は、移動体がとる経路に沿って、移動体を第２要素に接近させることを可能とする複数の位置のそれぞれ１つに、１つまたは複数の第２要素を取り付けることを更に含む。一部の実施形態において、移動体は、特定の毛糸に沿って移動する間、複数の充電ゾーンを通り移動する。特定の実施形態において、ベースステーションの外で、１つまたは複数のコンデンサがベースステーションに入る前に完全に放電する確率を最小限としつつ、１つまたは複数の電子部品に電力を提供することを可能とするとき、移動体は、移動する。
【００６５】
加えて、方法は、１つまたは複数のコンデンサを１つまたは複数のバッテリー（例えば、リチウムバッテリー）に接続することを含んでもよい。１つまたは複数のコンデンサは、第１充電コイルに直列に接続されてもよい。一部の実施形態において、１つまたは複数のコンデンサは、１つまたは複数の電子部品と並列に接続される。
【００６６】
開示の方法の態様は、システムを形成する複数の移動体のうちの１つである移動体にある１つまたは複数の電子部品に電力を提供することを含む。ある実施形態において、各移動体は、システムにある別の移動体と通信する。他の実施形態において、各移動体は、移動体に乗るユーザがシステムにある他の移動体に乗る他のユーザと通信することを可能とする、また他の実施形態において、各移動体は、移動体がＷｉＦｉホットスポットになることを可能とするルーターを備える。特定の実施形態において、移動体は、システムに、ＷｉＦｉネットワークを創出する。また他の実施形態において、各移動体は、移動体に乗るユーザへのメディアコンテンツのストリーミングを可能とし、コンテンツをある移動体から別の移動体に伝達することを可能とする。
【００６７】
本明細書に開示の方法の態様は、システムでのマルチメディアの体験を設ける１つまたは複数のメディアデバイスを備える移動体を含む。例えば、各移動体は、他の移動体とメディアコンテンツを共有することができ、コンテンツをコンピュータ可読メモリに保存することができる。システムにある各移動体は、システム内の移動体間で光及び音声を同期することにより、娯楽体験を創出することもできる。
【００６８】
本明細書に上記したように、開示のデバイス及び方法は、公知の蓄積デバイスと比較して、エネルギーをデバイスに蓄えることができる速度の迅速性を向上させることに加え、開示のデバイスの電力蓄積を向上させることにより、当該実現性のすべてを可能とする。このように、開示のデバイス及び方法は、現行デバイスの電力消費により従来制限されていた、アミューズメントの乗り物、スキーリフト、トラム、モノレール、ゴンドラ、及び他の移動体を改善することをここで可能とする。当業者であれば、開示の実施形態が例示のものであること、及びそのような実施形態の等価物も本開示に該当することをも理解するであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2017530681.tif 000009
【図５】
2017530681.tif 000010
【国際調査報告】
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