JP2000358301A - 非接触給電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピックアップコイル周囲の状態に影響されず
に、レール全長に亘って安定して電力を供給できるよう
にした非接触給電設備を提供すること。 【解決手段】 走行レールＲに沿って敷設され、高周波
電流を流す給電線５と、走行台車６側に設けたピックア
ップコイル７を介して電磁誘導によって電力の供給を受
ける受電装置とからなる非接触給電設備であって、給電
線５の支持部材４を、給電線全長に亘って敷設した導電
体３を介して給電線支持部材取付座２に取り付けるよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁誘導による非
接触給電設備に係り、特に、ピックアップコイル周囲の
影響を受けることなく、安定して電力を供給するように
した非接触給電設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体の製造工場等では、クリ
ーンな環境下で部品等を搬送するために無人搬送車が用
いられるが、この無人搬送車の走行台車への給電を発塵
することなく行うために、非接触で給電を行うようにし
ている。従来の非接触給電設備は、予め設定された走行
レールに沿って給電線を敷設し、給電線に高周波電源装
置を接続して高周波電流を流し、走行台車側に設けたピ
ックアップコイルを介して電磁誘導によって電力を供給
するようになっている。そして、給電線は、建屋やレー
ルの構造材上に、絶縁体からなる支持部材（ブラケッ
ト）により、その長さ方向に沿って所定間隔毎に支持さ
れており、走行台車側ピックアップコイルのＥ型コアの
溝に非接触状態で挿通される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の非接
触給電設備は、製造設備、建屋の制約などでコアと構造
材（例えば、アルミ、鉄等）の間隔が十分にとれない場
合、ピックアップコイルが構造材上を通過するときに、
コイルの自己インダクタンスが大きく減少して給電能力
が低下するため、負荷がトリップしたり、必要以上に大
きな容量の受電装置を要するという問題があった。ま
た、従来の非接触給電設備において、ピックアップコイ
ルは、コア周囲の導電体や磁性体によっても、コイルの
自己インダクタンス、相互インダクタンス等が変化し、
給電効率が変化するという問題があった。

【０００４】本発明は、上記従来の非接触給電設備の有
する問題点に鑑み、ピックアップコイル周囲の状態に影
響されずに、レール全長に亘って安定して電力を供給で
きるようにした非接触給電設備を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第１発明の非接触給電設備は、走行レールに沿っ
て敷設され、高周波電流を流す給電線と、走行台車側に
設けたピックアップコイルを介して電磁誘導によって電
力の供給を受ける受電装置とからなる非接触給電設備に
おいて、前記給電線の支持部材を、給電線全長に亘って
敷設した導電体を介して給電線支持部材取付座に取り付
けたことを特徴とする。

【０００６】この非接触給電設備は、給電線全長に亘っ
て敷設した導電体が一定距離を保って走行路上に常に存
在することから、コアが建屋等の構造材から遮断され
て、ピックアップコイルの自己インダクタンスが一定に
保たれることになり、これにより給電能力を安定させ
て、周囲の状態に影響されることなくレール全長に亘っ
て安定して電力を供給することができる。

【０００７】また、同じ目的を達成するため、本第２発
明の非接触給電設備は、走行レールに沿って敷設され、
高周波電流を流す給電線と、走行台車側に設けたピック
アップコイルを介して電磁誘導によって電力の供給を受
ける受電装置とからなる非接触給電設備において、ピッ
クアップコイルが巻回されたコアの継鉄部を、絶縁物を
介して導電体で被覆したことを特徴とする。ここで、
「継鉄部」とは、開口部を含まないコアの外周部のこと
をいう。

【０００８】この非接触給電設備は、コアの継鉄部を絶
縁物を介して導電体で被覆したことから、コアが周囲か
ら遮断されてピックアップコイルの自己インダクタンス
が一定に保たれることになり、これにより給電能力を安
定させて、周囲の状態に影響されることなくレール全長
に亘って安定して電力を供給することができる。

【０００９】そして、これら本第１、第２発明の各非接
触給電設備において、給電線の支持部材を、給電線の底
部を全長に亘り連続して支持するように形成することも
できる。

【００１０】これにより、給電線がその全長に亘って垂
れ下がることがないので、ピックアップコイルの受電特
性が変動せず、さらに安定した電力の供給が可能とな
る。

【００１１】さらに、導電体を、アルミ製薄板又はアル
ミ箔テープにより形成することもできる。

【００１２】これにより、施工が簡単に行え、かつ非接
触給電設備を軽量にすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の非接触給電設備の
実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１４】非接触給電設備は、図１（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）に示すように、建屋の構造材１の上に直接に、あ
るいは建屋の構造材１に配設した給電線支持部材取付座
２の上に、走行レールＲを配設するとともに、給電線支
持部材取付座２の上にアルミ製の良導電体３を介して給
電線５の支持部材４を設置し、給電線５の支持部材４に
より給電線５を支持するようにして、給電線５を走行レ
ールＲに沿って敷設している。給電線５には、高周波電
源装置（図示省略）を接続して高周波電流を流し、走行
レールＲに沿って走行する走行台車６に対し、走行台車
６側に設けたピックアップコイル７（以下、「ピックア
ップ」という。）を介して電磁誘導によって電力を供給
するように構成している。

【００１５】また、給電線５は、走行レールＲに沿って
配設するが、この給電線５の全長に亘って絶縁性の給電
線５の支持部材４により、給電線５の底部を給電線５が
垂れ下がることがないように連続して支持している。こ
の給電線５の支持部材４は、合成樹脂等の絶縁性材料で
構成され、給電線支持部材取付座２上に導電体３を介し
て設置されるもので、給電線支持部材取付座２の上に配
設して取り付け、かつ所定の高さを有するＴ型断面の取
付ブラケット４１と、給電線５の下部をその全長に亘っ
て支持するように、断面樋形をした給電線支持材４２と
より構成されている。

【００１６】そして、この取付ブラケット４１の樋型の
給電線支持材４２との連接部近傍位置に切欠孔４３を形
成して、この切欠孔４３を挿通するようにしたインシュ
ロック４４にて、樋型の給電線支持材４２と、給電線支
持材４２にて底部が支持された給電線５とを締結して、
給電線が妄りに給電線支持材４２より浮上したり、垂れ
下がるのを防止している。このため、切欠孔４３は、給
電線５の支持部材４の全長に対し、予め定めた間隔毎に
形成するようにする。これにより、走行台車６に搭載し
たピックアップ７のコア７１の溝の中央部分に給電線５
が正確に、かつ確固に支持されるようになっている。

【００１７】また、導電体３は、厚さ１〜２ｍｍ程度の
薄いアルミ薄板又はアルミ箔テープを用い、かつ給電線
５の支持部材４の全長に亘って敷設するが、このアルミ
製の導電体３の幅は、図１（Ｃ）に示すように、ピック
アップ７のコア７１とほぼ同幅かそれ以上の幅に形成す
ることが望ましい。

【００１８】次に、ピックアップ７について説明する。
ピックアップ７は、図２に示すように、Ｅ型をしたフェ
ライトからなるコア７１の継鉄部外周（開口部を含まな
い外周部）を、例えば、エポキシガラステープからなる
絶縁物７０を介して、電気抵抗の小さいアルミ製のカバ
ー７２にて被覆している。また、コア７１の中央の脚片
にコイル７４を巻回し、コイル７４の外周面をエポキシ
樹脂７３にてモールドして接着保持するように一体に構
成されている。なお、アルミ製のカバー７２は、表面を
アルマイト処理をして絶縁物とするとともに、硬度を高
めて傷がつきにくくしている。

【００１９】ところで、非接触給電の受電回路が、図３
〜図４に示すような構成で、コイル７４の自己インダク
タンスＬと、共振コンデンサＣの共振回路により電力を
増巾して受電している場合、給電線５やコイル７４を取
り付けるスペースが狭く、また周辺にコイル７４の自己
インダクタンスを変化させるような構造物が近接して存
在する状態、例えば、図６（Ｂ）に示すようにコア７１
外部に磁性体や導電体Ｋ２，Ｋ３がある状態では、コイ
ル７４の自己インダクタンスが数％変動し共振点がずれ
て、給電の効率が悪くなる。また、コア７１を、鉄やス
テンレスなどの高抵抗導体に接して取り付けた場合、コ
ア７１からの漏れ磁束による渦電流により損失が増加し
給電の効率が悪くなるとともに、温度上昇も問題とな
る。

【００２０】これに対し、本実施例のように、ピックア
ップ７を、コア７１の継鉄部外周を絶縁物７０を介して
アルミ製のカバー７２にて被覆することにより、アルミ
製のカバー７２に発生する損失が減少するとともに、コ
ア７１に割れが発生した場合も脱落がなく、かつアルミ
製のカバー７２でシールドされ、コイル７４の自己イン
ダクタンスの変動がなくなり、効率よく給電することが
できる。さらに、狭い構造物の間に取り付けても取付部
の導体、磁性体の影響を小さくすることができる。

【００２１】一方、電磁誘導によって走行台車等の移動
体に給電する場合、給電線５とピックアップ７とは、図
示のように空隙を介して磁路を形成するようにし、一方
の給電線が固定側、他方の走行台車が移動側となる。従
来では、長ストロークの給電に供する場合は、図７に示
すように給電線５に沿って所定間隔毎に配設したブラケ
ット４０による支持部を通過する時、この支持部位置に
おいては磁路に大きな空隙を有するものとなって、一次
と二次の結合が悪いため、二次側は共振によって電力を
増巾し、給電効率を上げるようにしている。

【００２２】図４は移動体側の受電回路を示し、ピック
アップ７のコイル７４の自己インダクタンスＬ１と、整
流ユニットに配した共振コンデンサＣ１で共振回路を形
成し、共振によって電圧をＱ倍に、電力をＱ²倍に増巾
している。この場合Ｑは、共振の良さを表す数である。

【００２３】図５において、励磁の周波数をｆ_r1、コイ
ルの自己インダクタンスをＬとし、 ｆ_r1＝１／（２π・（ＬＣ）^1/2）［Ｈｚ］ となるように共振コンデンサＣを選ぶと、図５に示すよ
うな特性となり、負荷が必要とする電圧Ａ点以上で使用
している。

【００２４】ところが、図６（Ｂ）に示すようにコア７
１の開口部側にアルミ板Ｋ１などがあると、磁束による
渦電流の影響でコイルの自己インダクタンスが大きく変
化し、図５の右側の曲線が示すように特性が変化して、
必要な出力が得られなくなる。これを解決するために
は、励磁の周波数ｆ又は共振コンデンサＣを可変とする
か、コイルの自己インダクタンスＬを変化しないようす
る必要がある。

【００２５】この実施例においては、図１に示すよう
に、ピックアップ７のコア７１の開口側に、このコア７
１との距離が一定になるように、導電体３を走行路全長
に亘って敷設したことから、導電体３によってコア７１
が常に構造材等から遮断されることになり、これにより
コイル７４の自己インダクタンスＬが一定に保たれ、特
性が一定になる。また、種々の自己インダクタンスを持
つ受電装置を一定周波数の給電電源で励磁することが可
能となる。

【００２６】以上、本発明の実施例を説明したが、導電
体３としては、孔や凹凸のない平滑な表面のものが適し
ている。

【００２７】

【発明の効果】本第１発明の非接触給電設備によれば、
給電線全長に亘って敷設した導電体が一定距離を保って
常に走行路上に存在することから、コアが建屋等の構造
材から遮断されて、ピックアップコイルの自己インダク
タンスが一定に保たれることになり、これにより、給電
能力を安定せしめて、周囲の状態に影響されることなく
レール全長に亘って安定して電力を供給することがで
き、その結果、必要以上に大きな容量の受電装置を要す
ることがなく、受電装置を小形化できる。

【００２８】また、本第２発明の非接触給電設備によれ
ば、コアの継鉄部を導電体で被覆したことから、コアが
周囲から遮断されてピックアップコイルの自己インダク
タンスが一定に保たれることになり、これにより、給電
能力を安定させて、周囲の状態に影響されることなくレ
ール全長に亘って安定して電力を供給することができ
る。

【００２９】そして、給電線の支持部材により給電線の
底部を全長に亘り連続して支持させることにより、給電
線の垂れ下がりを防止し、ピックアップコイルの受電特
性を安定させ、さらに安定して電力を供給することが可
能となる。

【００３０】さらに、導電体をアルミ製薄板又はアルミ
箔テープにより形成することにより、施工が簡単に行
え、かつ非接触給電設備を軽量にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非接触給電設備の一実施例を示し、
（Ａ）は部分正面図、（Ｂ）は走行台車側を省略した部
分斜視図、（Ｃ）は縦断側面図である。

【図２】同非接触給電設備に用いるピックアップコイル
を示し、（Ａ）は側面縦断面図、（Ｂ）は正面図、
（Ｃ）は底面図である。

【図３】同走行台車側の受電回路を示すブロック図であ
る。

【図４】同受電回路を示す回路図である。

【図５】ピックアップコイルの出力の特性変化を示すグ
ラフである。

【図６】本発明の非接触給電設備のテスト結果を示し、
（Ａ）はインダクタンスの変化を示すグラフ、（Ｂ）は
テストの条件を示す説明図である。

【図７】従来の非接触給電設備を示す部分正面図であ
る。

【符号の説明】

Ｒ 走行レール １ 建屋構造材 ２ 給電線支持部材取付座 ３ 導電体 ４ 支持部材 ４１ 取付ブラケット ４２ 給電線支持材 ５ 給電線 ６ 走行台車 ７ ピックアップコイル ７０ 絶縁物 ７１ コア ７２ カバー ７３ エポキシ樹脂 ７４ コイル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行レールに沿って敷設され、高周波電
   流を流す給電線と、走行台車側に設けたピックアップコ
   イルを介して電磁誘導によって電力の供給を受ける受電
   装置とからなる非接触給電設備において、前記給電線の
   支持部材を、給電線全長に亘って敷設した導電体を介し
   て給電線支持部材取付座に取り付けたことを特徴とする
   非接触給電設備。
2. 【請求項２】 走行レールに沿って敷設され、高周波電
   流を流す給電線と、走行台車側に設けたピックアップコ
   イルを介して電磁誘導によって電力の供給を受ける受電
   装置とからなる非接触給電設備において、ピックアップ
   コイルが巻回されたコアの継鉄部を、絶縁物を介して導
   電体で被覆したことを特徴とする非接触給電設備。
3. 【請求項３】 給電線の支持部材を、給電線の底部を全
   長に亘り連続して支持するように形成したことを特徴と
   する請求項１又は２記載の非接触給電設備。
4. 【請求項４】 導電体を、アルミ製薄板又はアルミ箔テ
   ープにより形成したことを特徴とする請求項１、２又は
   ３記載の非接触給電設備。