特許 6837454 ワイヤレス給電床用塗り床構造及びこの施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6837454

(24)【登録日】2021年2月12日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】ワイヤレス給電床用塗り床構造及びこの施工方法

(51)【国際特許分類】

   E04F 15/12 20060101AFI20210222BHJP

【ＦＩ】

   E04F15/12 Z

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2018-98537(P2018-98537)

(22)【出願日】2018年5月23日

(65)【公開番号】特開2019-203301(P2019-203301A)

(43)【公開日】2019年11月28日

【審査請求日】2020年10月28日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000100698

【氏名又は名称】アイカ工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100164862

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 貴文

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 宏一

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 哲夫

(72)【発明者】

【氏名】崎原 孫周

(72)【発明者】

【氏名】鹿毛 俊彦

【審査官】 園田 かれん

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２１７０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８１１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７３１４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｆ １５／００−１５／２２

Ｂ６０Ｌ １／００−３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００−１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００−５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

床下地コンクリート表面に、厚み１５μｍ以上５０μｍ以下の金属箔層を備え、該金属箔層の上にエポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤と骨材とから成る厚さ３〜７ｍｍの樹脂モルタル層を備え、該樹脂モルタル層の上に誘電正接が０．０５以下の仕上げ塗り床層を備えることを特徴とするワイヤレス給電床用塗り床構造。

【請求項2】

前記仕上げ塗り床層は、エポキシ樹脂塗り床または硬質ウレタン樹脂塗り床から成ることを特徴とする請求項１記載のワイヤレス給電床用塗り床構造。

【請求項3】

前記樹脂モルタル層の骨材は、硅砂又はセルベンから成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイヤレス給電床用塗り床構造。

【請求項4】

床下地コンクリート表面に、厚み１５μｍ以上５０μｍ以下の金属箔を貼着して金属箔層を形成し、該金属箔層の上にエポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤と骨材とから成る樹脂モルタルを３〜７ｍｍに塗布して樹脂モルタル層を形成し、該樹脂モルタル層の上に誘電正接が０．０５以下の仕上げ塗床材を塗布して仕上げ塗り床層を形成することを特徴とするワイヤレス給電床用塗り床の施工方法。

【請求項5】

前記仕上げ塗床材はエポキシ樹脂塗床材または硬質ウレタン樹脂塗床材から成ることを特徴とする請求項４記載のワイヤレス給電床用塗り床の施工方法。

【請求項6】

前記樹脂モルタルの骨材は、硅砂又はセルベンから成ることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のワイヤレス給電床用塗り床の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工場や倉庫等に設置される無人搬送車（以下ＡＧＶという）システムの無人搬送車に床から電力をワイヤレスで供給するのに適した塗り床構造及び該塗り床の施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、硬化収縮を大きく下げることなく塗膜の収縮による、そり、ひび割れを防止しつつ、耐熱性や物性を保持して塗布作業性や表面外観を損なうことなく、塗膜厚みが１〜４ｍｍの薄膜層であっても、硬化収縮しても反り上がりや表層の亀裂を発生させない水系ウレタンモルタル組成物が、無人搬送車システムのＡＧＶが走行する床に適した塗床材として多く使用され、該水系ウレタンモルタル組成物は、ポリエステルポリオール、イソシアネート及び水硬性モルタルを含む骨材を主成分とすることを特徴としている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−６２９５０号公報

【0004】

しかしながら、該水系ウレタンモルタル組成物が塗布された床は、組成物中に水によって硬化する水硬性モルタルを含み、硬化後の水系ウレタンモルタル組成物には水硬性モルタルの水和に消費されなかった水分や、水和後の結晶水が含まれるため、例えば該床上を走行するＡＧＶに床よりワイヤレスで電力を供給する場合には、電力の伝播効率が低下するという課題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、ＡＧＶの走行に耐久性を有するとともに、床からワイヤレスでＡＧＶに電力を供給する場合にも該電力の伝播効率を高く保持することが出来る、ワイヤレス給電床用塗り床構造及びこの施工方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、床下地コンクリート表面に、厚み１５μｍ以上５０μｍ以下の金属箔層を備え、該金属箔層の上にエポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤と骨材とから成る厚さ３〜７ｍｍの樹脂モルタル層を備え、該樹脂モルタル層の上に誘電正接が０．０５以下の仕上げ塗り床層を備えることを特徴とするワイヤレス給電床用塗り床構造を提供する。

【0007】

また、請求項２記載の発明は、前記仕上げ塗り床層は、エポキシ樹脂塗り床または硬質ウレタン樹脂塗り床から成ることを特徴とする請求項１記載のワイヤレス給電床用塗り床構造を提供する。

【0008】

また、請求項３記載の発明は、前記樹脂モルタル層の骨材は、硅砂又はセルベンから成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイヤレス給電床用塗り床構造を提供する。

【0009】

また、請求項４記載の発明は、床下地コンクリート表面に、厚み１５μｍ以上５０μｍ以下の金属箔を貼着して金属箔層を形成し、該金属箔層の上にエポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤と骨材とから成る樹脂モルタルを３〜７ｍｍに塗布して樹脂モルタル層を形成し、該樹脂モルタル層の上に誘電正接が０．０５以下の仕上げ塗床材を塗布して仕上げ塗り床層を形成することを特徴とするワイヤレス給電床用塗り床の施工方法を提供する。

【0010】

また、請求項５記載の発明は、前記仕上げ塗床材はエポキシ樹脂塗床材または硬質ウレタン樹脂塗床材から成ることを特徴とする請求項４記載のワイヤレス給電床用塗り床の施工方法を提供する。

【0011】

また、請求項６記載の発明は、前記樹脂モルタルの骨材は、硅砂又はセルベンから成ることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のワイヤレス給電床用塗り床の施工方法を提供する。

【発明の効果】

【0012】

本発明のワイヤレス給電床用塗り床構造は、ＡＧＶの走行に耐久性を有し、ワイヤレスで床よりＡＧＶに電力を供給するに当たって、電力の伝播効率が高いという効果がある。

【0013】

また本発明のワイヤレス給電床用塗り床の施工方法は、ＡＧＶの走行に耐久性を有し、ワイヤレスで床よりＡＧＶに電力を供給するに当たって、電力の伝播効率が高い床構造を形成する効果がある。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下本発明について詳細に説明する。

【0015】

本発明を構成する金属箔層に使用される金属箔は、銅箔、アルミ箔、ステンレス箔、鉄箔等を使用することができ、厚みは電力伝播効率を良好とするために１５μｍ以上が好ましく、また下地コンクリートに貼着する際の施工性の観点から５０μｍ以下が好ましい。金属箔層は、床からＡＧＶにワイヤレスで電力を供給する際の、電力伝播効率を高く保持することを目的として使用され、厚みが１５μｍ未満では、電力伝播効率が低下する場合があり、特に下地コンクリートの微小な凹凸により、金属箔を下地コンクリート表面に貼着する際等に、該金属箔に孔が空くことで欠損部が生じると、電力伝播効率は大きく低下する場合がある。厚みが５０μｍ超では、該金属箔を下地コンクリート表面に貼着する際の施工作業性が不十分となる。

【0016】

本発明を構成する樹脂モルタル層の形成に使用される、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤と骨材とから成る樹脂モルタルにおけるエポキシ樹脂は、たとえばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ジアリールスルホン型エポキシ樹脂、ヒドロキノン型エポキシ樹脂およびそれらの変性物などを単独あるいは併せて用いることができる。

【0017】

これらのエポキシ樹脂のうち、粘度が低く取扱いが容易なビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が特に好ましい。樹脂モルタルとしての作業性を良好とするためには、エポキシ樹脂１００重量部に対して１５〜４５重量部の希釈剤を配合する。希釈剤は反応性希釈剤又は非反応性希釈剤を使用することができ、併用することもできる。

【0018】

また、高荷重のＡＧＶの繰り返しの走行に対する耐久性を確保する観点から希釈剤は反応性希釈剤が好ましい。反応性希釈剤のうち１官能の希釈剤としては、アリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ｏ−クレジルグリシジルエーテル、ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ｓｅｃ−ブチルフェノールモノグリシジルエーテル、２官能としては、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、多官能としてはグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテルなどを使用することができる。

【0019】

非反応性希釈剤としては、ベンジルアルコール、ブチルジグリコール、パインオイル、キシレン樹脂、トルエン樹脂、ミネラルスピリット、灯油等を使用することができる。

【0020】

本発明に使用されるエポキシ樹脂硬化剤としては、脂肪族ポリアミン、変性脂肪族ポリアミン、ポリアミドアミン、ポリアミド、脂環式ポリアミン、変性脂環式ポリアミン、変性芳香族ポリアミン、３級アミンなどのアミン化合物を使用することができ、例えばポリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、イソホロンジアミン、メタキシレンジアミン、２、４、６−トリスジメチルアミノメチルフェノール等を使用することができ、これらは単独又は併用して使用することができる。

【0021】

エポキシ樹脂、又はエポキシ樹脂と希釈剤との混合物に対するエポキシ樹脂硬化剤の配合量は、エポキシ基の数に対する活性水素基の数が、０．７〜１．３となることが好ましい。０．７未満では硬化物の強度が不十分となる場合があり、１．３超ではエポキシ樹脂硬化剤が過剰となって、樹脂モルタル層の上の仕上げ塗り床層と樹脂モルタル層との接着性が不十分となる場合がある。

【0022】

本発明に使用される樹脂モルタルに用いられる骨材としては、ＡＧＶにワイヤレスで電力を供給する際に電力伝播効率が低下しない絶縁性が高いものが好ましく、特には硅砂や、陶磁器や碍子などのセラミックスを粉砕したセルベンが好ましい。骨材の粒径は、硅砂では０．０７５〜０．４３ｍｍが好ましく、セルベンでは０．０５〜１．５ｍｍが好ましい。硅砂の粒径が０．０７５ｍｍ未満では樹脂モルタルを塗布する際の作業性が低下し、０．４５ｍｍ超では樹脂モルタル層の強度が不十分となる場合がある。セルベンの粒径が０．０５ｍｍ未満では樹脂モルタルを塗布する際の作業性が低下し、１．５ｍｍ超では樹脂モルタル層の強度が不十分となる。

【0023】

骨材の樹脂モルタル中の配合量は、エポキシ樹脂、またはエポキシ樹脂と希釈剤との混合物と、エポキシ樹脂硬化剤を混合したもの１００重量部に対して、４０〜８０重量部が好ましく、４０重量部未満、８０重量部超では樹脂モルタルを塗布する際の作業性が低下する。

【0024】

樹脂モルタル層は厚さ３〜７ｍｍが好ましく、３ｍｍ未満ではＡＧＶの繰り返し走行等によって割れや剥離が生じる場合があり、７ｍｍ超では、樹脂モルタルを施工する際の平滑性が不十分となる場合がある。

【0025】

本発明を構成する仕上げ塗り床層は、その電気エネルギー損失の度合いを示す誘電正接が０．０５以下であると共に、ＡＧＶの繰り返し走行に対して耐久性を有することが好ましく、特に誘電正接が０．０５超となると、床からＡＧＶにワイヤレスで電力を供給する際の電力伝播効率が不十分となる。また、仕上げ塗り床層の厚みは、０．５〜２ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ未満ではＡＧＶの走行に対する耐久性が不十分となり、２ｍｍ超では、電力伝播効率が不十分となる場合がある。

【0026】

誘電正接が０．０５以下であって、且つＡＧＶの繰り返し走行に対する耐久性を有する仕上げ塗り床材としては、具体的には本願で示される塗膜のＪＩＳ Ｋ ７２１５のタイプＤデュロメータ硬さが７０以上のエポキシ樹脂塗り床材や硬質ウレタン樹脂塗り床材を使用することができる。エポキシ樹脂塗り床材は上記、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤に炭酸カルシウム等の充填フィラーを配合した、原則として溶剤を含まない塗り床材が好ましく、通常、エポキシ樹脂塗り床材は床下地コンクリート上に厚さ０．８〜１．５ｍｍ程度に金鏝等により塗布されて硬化しエポキシ樹脂塗り床となる。

【0027】

硬質ウレタン樹脂塗り床材は、組成としてひまし油ポリオールやひまし油変性ポリオールとメタフェニレンジイソシアネートと水酸化アルミニウム等の充填フィラーを含む、原則として溶剤を含まない塗り床材であり、通常は床下地コンクリート上に厚さ１〜１．５ｍｍ程度に金鏝等により塗布され硬化し硬質ウレタン樹脂塗り床となる。

【0028】

以下，実施例及び比較例にて具体的に説明する。

【実施例】

【0029】

［実施例及び比較例］
床下地コンクリート表面に貼着する金属箔として厚さ３５μｍの銅箔（三井金属社製）を、またこれと比較するためＳＵＳ３０４製平織りメッシュ（線径０．０６ｍｍ、１５０Ｍｅｓｈ、日本メッシュ工業社製）を使用した。銅箔の床下地コンクリートへの貼着に当たってはエポキシ樹脂接着剤アイカアイボン Ｅ５０５０（商品名、主剤：硬化剤＝１：１（重量比）、アイカ工業社製）を使用し、ＳＵＳ３０４製平織りメッシュの床下地コンクリート表面への貼着に当たっては、下記ジョリエースＪＥ５５Ｈ Ａ と 同 Ｂを１００：４０で混合したものを使用した。

【0030】

樹脂モルタルに用いるエポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤としては、ジョリエースＪＥ５５Ｈ Ａ（商品名、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂及びＣ_１０級アルキルモノグリシジルエーテル含有、エポキシ当量：２８０、粘度０．５Ｐａ・ｓ／２３℃、アイカ工業社製）及びジョリエースＪＥ５５Ｈ Ｂ（商品名、変成脂環式ポリアミン及び変成脂肪族ポリアミン含有、活性水素当量：１１２、粘度０．１Ｐａ・ｓ／２３℃、アイカ工業社製）を使用し、ジョリエースＪＥ５５Ｈ Ａと同Ｂの混合比は重量で１００：４０にて使用した。樹脂モルタルの骨材として、東北硅砂５号（商品名、粒子径０．１０６ｍｍ〜０．６０ｍｍ）、東北硅砂６号（商品名、粒子径０．０７５ｍｍ〜０．４２５ｍｍ）、セルベンＢ（粒子径０．５〜１．５ｍｍ）及びセルベンＣ（粒子径０．０５〜０．５ｍｍ）を使用し、骨材は東北硅砂５号と東北硅砂６号を重量比で２：１で混合したものを骨材Ａとし、セルベンＢとセルベンＣを２：１で混合したものを骨材Ｂとした。エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤と骨材の配合比は、上記ジョリエースＪＥ５５Ｈ Ａと同Ｂを混合したもの１００重量部に対して骨材６００重量部を混合して使用した。

【0031】

また、仕上げ塗り床材として、無溶剤のエポキシ樹脂塗り床材 ジョリエースＪＥ−２０Ｇ（塗膜厚み１．０ｍｍ、商品名、アイカ工業社製）及び、硬質ウレタン樹脂塗り床材 アイカピュールＪＪ−１０３（塗膜厚み１．２ｍｍ、商品名、アイカ工業社製）を使用し、またこれと比較するため水系ウレタンモルタル組成物から成る水硬性ウレタン樹脂塗り床材 アイカピュールハードＪＪ−５６０（塗膜厚み３．０ｍｍ、商品名、アイカ工業社製）を使用した。無溶剤のエポキシ樹脂塗り床材及び硬質ウレタン樹脂塗り床材は上記樹脂モルタル層の上に塗布して仕上げ塗り床層とした。水硬性ウレタン樹脂塗り床材を仕上げ塗り床材として使用する場合は、上記樹脂モルタルを塗布することなく、銅箔上に直接塗布した。

【0032】

上記材料を使用し、表１に示す組み合わせにて床下地コンクリート表面に銅箔又はＳＵＳ３０４製平織りメッシュを貼着し、次に樹脂モルタルを塗布して樹脂モルタル層を設け（比較例３については無し）、次に仕上げ塗り床材を塗布して仕上げ塗り床層を設けることにより、実施例１乃至実施例４、比較例１乃至比較例３のワイヤレス給電床用塗り床構造とした。

【0033】

【表1】

【0034】

［評価項目及び評価方法］

【0035】

［電力伝播効率］
縦１５０ｍｍ×横１８００ｍｍ×厚さ３５μｍの送電電極（銅箔製）を、上記表１の実施例１乃至実施例４及び比較例１乃至比較例３の仕上げ塗り床層の上に敷設し、送電電極の端部をベクトルネットワークアナライザ ＭＳ４６１２２Ａ（Ａｎｒｉｔｓｕ社製）のポート１に、他端をポート２に接続する。銅箔又はＳＵＳ３０４性平織りメッシュを上記ベクトルネットワークアナライザのグランドと共通化し、ベクトルネットワークアナライザにより測定した２ポートＳパラメータから電力伝播効率η_ｍａｘを以下の式により算出した。
η_ｍａｘ＝（｜Ｓ_２１｜／｜Ｓ_１２｜）（Ｋ−（Ｋ^２−１）^１／２）
（Ｋは以下により算出した。Ｋ＝（１-｜Ｓ_１１｜^２-｜Ｓ_２２｜^２＋｜Ｓ_１１×Ｓ_２２−Ｓ_１２×Ｓ_２１｜^２）／（２×｜Ｓ_１２×Ｓ_２１｜）、
Ｓ_１１：ポート１から入力した信号の強さと、該信号がポート１へ反射して戻ってきた際の該信号の強さの比
Ｓ_１２：ポート２から入力した信号の強さと、該信号がポート１へ伝達した際の該信号の強さの比
Ｓ_２１：ポート１から入力した信号の強さと、該信号がポート２へ伝達した際の該信号の強さの比
Ｓ_２２：ポート２から入力した信号の強さと、該信号がポート２へ反射して戻ってきた際の該信号の強さの比
なおη_ｍａｘは２ポート回路網の両ポートに無損失かつ最適な整合回路を接続できたときにポート１からポート２へ伝達する電力伝播効率を表わしている。

【0036】

［誘電正接］
上記材料を用いて樹脂モルタル層については厚さ５ｍｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍの板状の試験体を作製し、仕上げ塗り床層は実施例１乃至実施例４及び比較例１及び比較例２については厚さ１ｍｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍの試験体を作製し、比較例３については厚さ３ｍｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍの試験体を作製した。システムについては、実施例１乃至実施例４及び比較例１及び比較例２については樹脂モルタル層を厚さ５ｍｍとし、この上に仕上げ塗り床層を厚さ１ｍｍで塗布して全体として厚さ６ｍｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍの試験体を作製した。各試験体は２３℃にて作成し、２３℃７日間養生した。試験体の表面及び底面にアルミ製のテープを接着し、ベクトルネットワークアナライザ ＭＳ４６１２２Ａ（Ａｎｒｉｔｓｕ社製）により直列インピーダンスＺを測定し、誘電正接ｔａｎδを以下の式で算出した。
ｔａｎδ＝｜Ｒｅ{Ｚ}/Ｉｍ{Ｚ}｜
Ｒｅ{Ｚ}はＺの実部を、Ｉｍ{Ｚ}はＺの虚部を表わす。
測定に当たっては、測定周波数１．５６ＭＨｚ〜５１．５６ＭＨｚの範囲を０．０５ＭＨｚ刻みで測定し、１３．５６ＭＨｚ時のｔａｎδを、ここでいう誘電正接とした。なお比較例３についてのシステムは仕上げ塗り床層の誘電正接値をそのまま表２に記載した。

【0037】

[圧縮強度]
ＪＩＳ Ｋ ６９１１ ５．１９ 圧縮強さに準拠し、樹脂モルタルまたは水硬性ウレタン樹脂塗り床材を縦１２．７ｍｍ×横１２．７ｍｍ×高さ２５．４ｍｍの形状にて硬化させて２３℃７日間養生する。その後に２３℃にてインストロン万能材料試験機（インストロン社製）を用いて載荷速度１ｍｍ／分で圧縮し、圧縮強さ（Ｎ／ｍｍ^２）を測定した。

【0038】

［デュロメータ硬さ］
エポキシ樹脂塗り床材、硬質ウレタン塗り床材、及び水硬性ウレタン樹脂塗り床材のそれぞれについて４０ｍｍ×６０ｍｍ×４ｍｍ（厚み）の金型に流し込んで硬化させる。２３℃７日間養生後に、ＪＩＳ Ｋ ７２１５（プラスチックのデュロメータ硬さ）に準拠し、タイプＤデュロメータを用いて２３℃において測定した。

【0039】

［評価結果］
評価結果を表２に示す。

【0040】

【表2】

【0041】

[まとめ]
実施例１乃至実施例４は、電力伝播効率が高く、各層の誘電正接も０．０５以下であるため、ＡＧＶに床よりワイヤレスで電力を供給する際に電力の伝播効率が高いと判断され、また樹脂モルタル層の圧縮強度は３０Ｎ／ｍｍ^２以上あり、仕上げ塗り床層としてデュロメータ硬さ（タイプＤ）が７０以上であることよりＡＧＶの走行に耐久性を有すると判断された。