CN108028127B - 非接触供电用线圈及非接触供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明的非接触供电用线圈是具备特定频率的交流电流流过的绕组(35)和形成与绕组交链的环绕磁路的一部分的铁心(31)且构成非接触供电系统(1)的供电线圈(3)，绕组是由导体(37)的周围具有绝缘被覆层(38)的线材(36)卷绕而成的，绝缘被覆层的被覆厚度(Ti)被确定为使相邻的线材相互间由特定频率产生的邻近效应的影响在预定量以下。由此，通过变更被覆厚度而能够自如地调整导体间的隔离距离，能适当地抑制邻近效应所引起的交流损失的产生。

Description

非接触供电用线圈及非接触供电系统

技术领域

本发明涉及具备绕组和铁心的非接触供电用线圈及使用该非接触供电用线圈构成的非接触供电系统。

背景技术

作为生产安装有多个元件的基板的基板生产机，存在焊料印刷机、电子元件装配机、回流焊机、基板检查机等。通常将上述的设备连结来构成基板生产线。此外，将模块化的相同大小的基板生产机排列设置来构成基板生产线的情况也不少。通过使用模块化的基板生产机，生产线的重组时、生产线进行扩大化的增设时的换产调整作业变得容易，能实现灵活的基板生产线。

近年来，正在研讨使沿着基板生产线移动的移动体搬运在基板生产线的各基板生产机中使用的机件、部件，来推进省力化及自动化。而且，作为向移动体的供电手段，可考虑非接触供电系统。需要说明的是，非接触供电系统的用途没有限定为基板生产线，而是遍布生产其他制品的组装线、加工线、电动车辆的行驶中供电等广泛的领域。在这种非接触供电系统中，多使用供电元件及受电元件分别使用线圈的电磁耦合方式。专利文献1公开了与电磁耦合方式的非接触供电系统相关的技术例。需要说明的是，在本说明书中，电磁耦合方式包括电磁感应方式及电磁共振方式。

专利文献1的非接触电力传送装置在送电部(供电单元)及受电部(受电单元)分别具备线圈，通过各线圈进行交流电力的发送及接收，将接收到的交流电力转换成直流电力而向负载供给。并不局限于专利文献1，在电磁耦合方式的非接触供电系统中，通常使用比商用频率高得多的频率，由此能够进行经由空间的供电。然而，由于频率高而绕组的交流损失、漏磁通的损失增加，供电效率往往会下降。

交流损失由于绕组内的涡流而产生，频率越高，则越增加。作为交流损失，有在1根导体内产生的集肤效应所引起的交流损失及多个导体的相互间产生的邻近效应所引起的交流损失。而且，在漏磁通到达的周边的金属物中流过电流而发热，因此会导致损失的增加。专利文献2～4公开了抑制损失的增加的非接触供电用线圈的各种技术例。

专利文献2公开了在非接触电力传送设备的送电用线圈(供电线圈)或受电用线圈(受电线圈)中使用的由涡旋状的电线部构成的平面线圈。该平面线圈的特征在于，在电线部间设有涡流抑制用的间隙。由此，能抑制相邻的电线部彼此相互造成影响而产生涡流(邻近效应的抑制)，能减少平面线圈的发热。

专利文献3公开了一种供电部，具备电源、供电侧共振线圈及收容该线圈的导电性的屏蔽壳体。该供电部还具备在屏蔽壳体的外部配置的磁性体。由此，通过供电侧共振线圈产生的磁场中的从屏蔽壳体泄漏的漏磁场由磁性体(铁氧体)吸收，因此能够充分地防止电磁泄漏。

专利文献4公开了一种非接触供电用线圈装置，具备：具有H字状的铁心并卷绕有电线的线圈主体；收容该线圈主体的树脂制的壳体主体；及固定有壳体主体的磁屏蔽用的非磁性导电体板。该非接触供电用线圈装置在非磁性导电体板的背面配置收容有共振电容器及整流电路的机壳。此外，实施方式公开了绞合线作为减少损失的一个对策。由此，能够以较短的配线紧凑地构成装置，不损害磁屏蔽效果，而抑制供电效率的下降。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-205783号公报

专利文献2：日本特开2009-158598号公报

专利文献3：日本特开2014-176133号公报

专利文献4：日本特开2012-204469号公报

发明内容

发明要解决的课题

另外，在专利文献2的实施方式说明的平面线圈的制造方法中，为了确保电线部间的间隙，使用专用的布线装置将电线部布线在薄板上。此外，也考虑了进行一边向电线部间插入间隔件一边形成线圈的卷绕作业的方法。然而，即便进行上述的钻研，平面线圈的制造也不容易，可认为在尺寸精度的下降引起的交流损失的增加、制造所需的作业工时的增加等方面存在困难。

另外，在专利文献3的技术例中，即使能够防止向磁性体的外侧的电磁泄漏，漏磁通也会进入到磁性体的内侧的屏蔽壳体。因此，在屏蔽壳体产生涡流损耗而损失增加。而且，专利文献4公开的绞合线虽然与由单一的导体构成的线材相比造价高，但是能够显著减少集肤效应所引起的交流损失。然而，在卷绕作业时，绞合线的截面形状走样，存在交流损失降低的效果受损的可能性。

当如上所述供电线圈、受电线圈的损失增加时，当然非接触供电系统的供电效率会下降。

本发明鉴于上述背景技术的问题点而作出，应解决的课题在于提供抑制了交流损失的产生的非接触供电用线圈及通过使用该非接触供电用线圈而能得到良好的供电效率的非接触供电系统。

用于解决课题的方案

解决上述课题的本发明的非接触供电用线圈具备：特定频率的交流电流流过的绕组和形成与所述绕组交链的环绕磁路的一部分的铁心，在构成非接触供电系统的供电线圈和受电线圈中的至少一方中使用，所述绕组是由导体的周围具有绝缘被覆层的线材卷绕而成的，所述绝缘被覆层的被覆厚度被确定为使相邻的所述线材相互间由所述特定频率产生的邻近效应的影响在预定量以下。

另外，本发明的非接触供电系统具备：供电线圈，设于供电单元；交流电源电路，向所述供电线圈供给所述特定频率的交流电力；受电线圈，设于受电单元并在与所述供电线圈相对时电耦合而以非接触方式接收交流电力；及受电电路，对所述受电线圈接收到的交流电力进行转换而生成驱动电压并向电气负载输出，所述供电线圈是上述的本发明的非接触供电用线圈，所述受电线圈具有：所述特定频率的交流电流流过的绕组和形成与所述绕组交链的环绕磁路的一部分的铁心，所述绕组由在导体的周围具有绝缘被覆层的线材分别卷绕而成的多个绕组块构成，所述受电线圈还具有线圈骨架，该线圈骨架具有对所述绕组与所述铁心之间进行分隔的主分隔部及对所述多个绕组块相互之间进行分隔的块间分隔部。

发明效果

在本发明的非接触供电用线圈中，能抑制邻近效应所引起的交流损失的产生。

在本发明的非接触供电系统中，能得到良好的供电效率。

附图说明

图1是示意性地说明实施方式的非接触供电系统的整体结构的图。

图2是实施方式的供电线圈的主视图。

图3是从向视方向观察图2的单点划线所示的A-A截面的供电线圈的剖视图。

图4是表示通过以供电线圈为对象的模拟来求出导体的直径与绕组的电阻值的关系的结果的图。

图5是表示通过以供电线圈为对象的模拟来求出绝缘被覆层的被覆厚度与绕组的电阻值的关系的结果的图。

图6是实施方式的受电线圈的主视图。

图7是从向视方向观察图6的单点划线所示的B-B截面的受电线圈的剖视图。

图8是示意性地表示受电线圈使用的绞合线及绕组收容空间的局部剖视图。

图9是例示说明绞合线走样的情况的局部剖视图。

图10是另一实施方式的受电线圈的剖视图。

具体实施方式

(1.实施方式的非接触供电系统1的整体结构)

首先，关于本发明的实施方式的非接触供电系统1，以图1为参考进行说明。图1是示意性地说明实施方式的非接触供电系统1的整体结构的图。实施方式的非接触供电系统1适用于基板生产线9。如图所示，将3台第一～第三基板生产机91～93排列设置而构成基板生产线9。图1的左右方向是第一～第三基板生产机91～93的排列设置方向，也是后述的移动体99的移动方向。

各基板生产机91～93被模块化，排列设置方向的宽度尺寸ML彼此相等。第一～第三基板生产机91～93能够进行排列设置位置的顺序变更及与模块化的其他基板生产机的交换。构成基板生产线9的基板生产机的排列设置台数可以为4台以上，也能够进行从后方增加排列设置台数的模块增设应对。换言之，在基板生产机的顺序变更时、增设时，不用为了以非接触方式进行供电而配置线缆等，移动体99能够沿着排列设置的基板生产机移动。作为第一～第三基板生产机91～93，可以例示电子元件装配机，但没有限定于此。

在第一～第三基板生产机91～93的前方配设有沿排列设置方向延伸的图示省略的导轨。移动体99沿着导轨在移动方向(第一～第三基板生产机91～93的排列设置方向)上移动。移动体99发挥将各基板生产机91～93中使用的机件、部件从图示省略的保管库送入并将使用后的机件、部件返回到保管库的作用。

实施方式的非接触供电系统1是以移动体99为供电对象而从第一～第三基板生产机91～93以电磁耦合方式进行非接触供电的系统。非接触供电系统1由在各基板生产机91～93的前侧分别设置的供电单元1S及在移动体99设置的2组受电单元1R构成。

供电单元1S由交流电源电路2及供电线圈3等构成。交流电源电路2向供电线圈3供给特定频率的交流电力。交流电源电路2例如可以使用供给直流电压的直流电源部和对直流电压进行交流转换的公知的电桥电路构成。交流电源电路2的第一输出端子21与供电线圈3的一端直接连结，第二输出端子22与供电侧电容器61的一端连接。交流电源电路2的特定频率基于后述的供电侧共振电路及受电侧共振电路的共振频率来设定。作为特定频率，可以例示几十kHz～几百kHz的程度，但没有限定于此。交流电源电路2可以具备对电压值等进行调整的功能。

在3台基板生产机91～93设置的合计3个交流电源电路2能够相互独立地动作。各基板生产机91～93具有检测移动体99的接近的图示省略的传感器。并且，各基板生产机91～93的交流电源电路2仅在移动体99接近时进行动作。由此，在移动体99在远方隔离期间，交流电源电路2停止，不会白白产生电损耗。

供电线圈3设置在各基板生产机91～93的前表面，在搬运方向的前后形成为对称形状。供电侧电容器61是串联于供电线圈3而形成供电侧共振电路的共振用元件。供电侧电容器61的另一端与供电线圈3的另一端连接。由此，构成环状的供电电路。因此，在供电线圈3流过特定频率的交流电流。

另一方面，受电单元1R由受电线圈4及受电电路5等构成。2个受电线圈4配设于移动体99的与供电线圈3相对的侧面98，沿移动方向相互分离地配置。供电线圈3及受电线圈4在隔着相对中间面Sn配置时，后述的铁心31、41彼此共同地形成环绕磁路而进行电磁耦合。由此，在供电线圈3与受电线圈4之间产生互感而能够进行非接触供电。因此，在受电线圈4也流过特定频率的交流电流。供电线圈3与受电线圈4的实际的分离距离比图示的分离距离小。

受电线圈4的一端与受电侧电容器65的一端及构成受电电路5的整流电路51的输入侧的一端子连接。受电线圈4的另一端与受电侧电容器65的另一端及整流电路51的输入侧的另一端子连接。受电侧电容器65是并联于受电线圈4而形成受电侧共振电路的共振用元件。

受电电路5对受电线圈4接收到的交流电力进行转换而生成驱动电压。受电电路5包括对应各受电线圈4设置的整流电路51及相对于2个整流电路51共用地设置的直流电源电路55。整流电路51例如由对4个整流二极管进行桥接的全波整流电路及与全波整流电路的输出侧连接的平滑电容器构成。2个整流电路51将受电线圈4接收到的交流电力转换成直流电压而输出。2个整流电路51的输出侧并联于直流电源电路55。

直流电源电路55将直流电压转换成驱动电压而向搭载于移动体99的电气负载EL输出。直流电源电路55具有驱动电压的稳定化作用。即，直流电源电路55将从整流电路51输出的电压值不固定的直流电压调整为大致恒定的驱动电压，向电气负载EL供电。作为直流电源电路55，可以例示开关方式或降压器(dropper)方式的DCDC转换器。直流电源电路55具备降压功能，还可以具备升压功能。

电气负载EL是在移动体99上进行做功的结构，其种类、消耗电力等不受限定。电气负载EL可以包含移动体99的移动用驱动源、例如步进电动机、伺服电动机等。

在此，供电线圈3及受电线圈4的移动方向的长度及沿移动方向相邻的相互分离距离以能稳定进行非接触供电的方式设定。即，与移动体99的位置无关，供电线圈3与至少1个受电线圈4始终成为正对状态。正对状态是指在供电线圈3的移动方向的长度的范围内受电线圈4的移动方向的长度的整体相对的状态。

在图1例示的位置关系下，第一基板生产机91的供电线圈3与图中的左侧的受电线圈4正对，第二基板生产机92的供电线圈3与图中的右侧的受电线圈4正对。此时，2个受电线圈4都成为良好的受电状态，如箭头P1、P2所示，能够接收大的交流电力。处于正对状态的受电线圈4具有即使单独也能够驱动电气负载EL的受电容量。因此，非接触供电系统1不需要蓄电池及充电电路。

(2.实施方式的供电线圈3的详细的结构)

接下来，说明实施方式的供电线圈3的详细的结构。供电线圈3相当于本发明的非接触供电用线圈的一实施方式。图2是实施方式的供电线圈3的主视图。图2的左右方向对应于移动体99的移动方向。图3是从向视方向观察图2的单点划线所示的A-A截面的供电线圈3的剖视图。供电线圈3具备铁心31及绕组35。

如图3所示，铁心31是截面为E字形状的E形铁心，由底面部32、中腿部33及2个侧腿部34构成。底面部32形成为长方形板状。未配设绕组35的2个侧腿部34从底面部32的2条长边立起，且相互平行。配设绕组35的中腿部33从底面部32的中央立起。中腿部33与2个侧腿部34平行，且移动方向的长度比侧腿部34短。中腿部33及侧腿部34的立起的高度尺寸彼此相等。铁心31例如对磁性粉体进行烧结或者将电磁钢板层叠而能够形成为一体品。

绕组35配置在中腿部33的周围。绕组35在与中腿部33的形状相当的绕线模上卷绕线材36而形成。线材36在导体37的周围具有绝缘被覆层38。导体37是由直径为Dc的圆形截面的1根裸线构成的单一导体，设为铜线或铝线等。没有限定于此，导体37可以是截面被倒角的矩形等，而且，可以是由多根裸线构成的复合导体，也可以是铜或铝以外的材质。绝缘被覆层38设为树脂等，其一侧的被覆厚度为Ti。

绕组35是与相对中间面Sn平行地卷绕线材36而成的，相对中间面Sn是供电线圈3与受电线圈4相对时的相对中间面。在本实施方式中，绕组35由2层各6匝的合计12匝构成。绕组35的层数及每1层的匝数可以适当变更。如图2所示，绕组35的两端351、352沿铁心31的底面部32的短边方向拉出。

在此，导体37的截面积、换言之圆形截面的直径Dc基于绕组电阻值R来确定。绕组电阻值R是通过将绕组35的直流电阻值Rdc与由特定频率产生的集肤效应所引起的电阻增加量即绕组35的交流电阻值Rac相加而求出的。图4是表示通过以供电线圈3为对象的模拟来求出导体37的直径Dc与绕组35的电阻值R、Rdc、Rac的关系的结果的图。在模拟中，将绝缘被覆层38的被覆厚度Ti保持为恒定，并以6个种类的直径Dc分别求出电阻值R、Rdc、Rac。在图4中，绕组电阻值R由实线表示，直流电阻值Rdc由单点划线表示，交流电阻值Rac由虚线表示。

如图所示，伴随着直径Dc的增大，直流电阻值Rdc与直径Dc的平方成反比地减小。另一方面，伴随着直径Dc的增大而集肤效应的影响变得显著，因此交流电阻值Rac表现出增大倾向。并且，将直流电阻值Rdc与交流电阻值Rac相加所得的绕组电阻值R以直径Dc1成为尽可能小的值R1。即，无论是使导体37的直径Dc小于直径Dc1还是大于直径Dc1，对于供电线圈3的损失都不利。因此，导体37的直径Dc基于直径Dc1来确定。作为确定导体37的材质、截面形状、截面积(圆形截面的情况下为直径Dc)的其他要因，也可考虑卷绕作业时的作业性、故障电流流过时的机械强度等。

需要说明的是，直流电阻值Rdc的大小不依赖于特定频率，但是交流电阻值Rac的大小依赖于特定频率。因此，当变更特定频率时，直径Dc1会发生变化。

另外，绝缘被覆层38的被覆厚度Ti被确定为使相邻的线材36的相互间由特定频率产生的邻近效应的影响在预定量以下。图5是表示通过以供电线圈3为对象的模拟来求出绝缘被覆层38的被覆厚度Ti与绕组35的电阻值R、Rdc、Rac的关系的结果的图。在模拟中，将导体37的直径Dc保持为恒定，并以5个种类的被覆厚度Ti分别求出电阻值R、Rdc、Rac。在图5中，直流电阻值Rdc由实线表示，直流电阻值Rdc由单点划线表示，交流电阻值Rac由虚线表示。

如图所示，伴随着被覆厚度Ti的增大，直流电阻值Rdc以极小的斜度增大。另一方面，伴随着被覆厚度Ti的增大而邻近效应的影响降低，因此交流电阻值Rac表现出减小倾向。在此，邻近效应的影响在预定量以下的条件可以置换成交流电阻值Rac在预定的电阻值R2以下的条件。由此，绝缘被覆层38的被覆厚度Ti在交流电阻值Rac为电阻值R2以下的被覆厚度Ti2以上。而且，通常，被覆厚度Ti需要设为能够确保导体37间的绝缘性能的被覆厚度Ti3。因此，绝缘被覆层38的被覆厚度Ti被确定为被覆厚度Ti2及被覆厚度Ti3中的大的一方。

通过将使用图4及图5说明的2个种类的模拟组合实施，能够实现线材36的导体37的直径Dc及绝缘被覆层38的被覆厚度Ti的最佳化。由此，在供电线圈3中，能抑制集肤效应及邻近效应所引起的交流损失的产生。

在供电线圈3的制造工序中，铁心31及绕组35分别形成，然后一体地结合。通过一体的结合，铁心31的中腿部33嵌入于绕组35的中央的中空部。铁心31的侧腿部34覆盖绕组35的外周部中的局部范围，该局部范围是与移动体99的移动方向平行的范围。铁心31不覆盖绕组35的外周部中的与移动方向交叉的余部范围。铁心31的底面部32覆盖绕组35的远离相对中间面Sn这一侧的端面部。由此，产生对于从供电线圈3流出的磁通向外部的漏出进行抑制的磁屏蔽效果。因此，在供电线圈3中，能减少由漏磁通引起的损失。

另外，如图1所示，供电线圈3沿移动体99的移动方向排列多个来使用。因此，在供电线圈3的相互间，漏磁通的大部分朝向相邻的供电线圈3，漏磁通的极少的一部分向外部泄漏。即，在绕组35的外周部中的余部范围，磁屏蔽的必要性小。因此，即使在底面部32的2条短边不设置侧腿部，也能得到充分的磁屏蔽效果。由此，能简化铁心31的形状，产生轻量化及成本降低的效果。需要说明的是，如果假设在底面部32的2条短边设置侧腿部，则产生在相对于供电线圈3而受电线圈4从正对位置关系开始偏离时无法形成良好的环绕磁路的缺点。

(3.实施方式的受电线圈4的详细的结构)

接下来，说明实施方式的受电线圈4的详细的结构。图6是实施方式的受电线圈4的主视图。图6的左右方向对应于移动体99的移动方向。图7是从向视方向观察图6的单点划线所示的B-B截面的受电线圈4的剖视图。受电线圈4具备铁心41、绕组45及线圈骨架7。

如图7所示，铁心41是截面为E字形状的E形铁心，由底面部42、中腿部43及2个侧腿部44构成。底面部42形成为长方形板状。未配设绕组45的2个侧腿部44从底面部42的2条长边立起，且相互平行。配设绕组45的中腿部43从底面部42的中央立起。中腿部43与2个侧腿部44平行，且移动方向的长度比侧腿部44短。中腿部43的立起方向成为与相对中间面Sn垂直的轴线AX方向。中腿部43及侧腿部44的立起的高度尺寸彼此相等。铁心41例如对磁性粉体进行烧结或者将电磁钢板层叠而能够形成为一体品。

在移动体99的移动方向上，受电线圈4的铁心41的长度尺寸LR比供电线圈3的铁心31的长度尺寸LS(参照图2)小。另一方面，受电线圈4的铁心41的宽度尺寸WR与供电线圈3的铁心31的宽度尺寸WS(参照图2)大致相等。因此，当供电线圈3与受电线圈4正对时，中腿部33、43彼此及2个侧腿部34、44彼此相对，形成环绕磁路。而且，该正对位置关系维持至移动体99移动一定程度为止。

如图7所示，线圈骨架7由中腿主分隔部71、底面主分隔部72、块间分隔部73及块端分隔部74构成。中腿主分隔部71是将铁心41的中腿部43环绕的矩形筒状的部位。底面主分隔部72、块间分隔部73及块端分隔部74分别是环形板状的部位，与中腿主分隔部71的周围相接而相互平行配置。底面主分隔部72与铁心41的底面部42相接配置。块端分隔部74与铁心41的中腿部43及侧腿部44的前端面对齐地配置。块间分隔部73配置在底面主分隔部72与块端分隔部74的中间。

在底面主分隔部72与块间分隔部73之间、及块间分隔部73与块端分隔部74之间，分别划分出轴线AX方向的间隙尺寸成为G的绕组收容空间75。绕组收容空间75成为沿轴线AX方向薄的环形的空间。线圈骨架7具有对绕组45进行卷绕形成的坚固的绕线模的功能，并且具有确保铁心41与绕组45之间的绝缘性能的功能。线圈骨架7例如通过多个树脂部件的接合、铸型树脂成型等方法能够形成为一体品。

如图7所示，绕组45由2个环形板状绕组块453、454构成。2个环形板状绕组块453、454分别收容于绕组收容空间75，且沿轴线方向AX隔离地排列。绕着轴线AX将绞合线49在径向上卷绕6匝而形成环形板状绕组块453、454。需要说明的是，绞合线49的卷绕匝数没有限定为6匝。而且，也可以取代绞合线49而使用在单一导体的周围具有绝缘被覆层的线材。在本实施方式中，2个环形板状绕组块453、454被电串联，但也可以并联。

图8是示意性地表示受电线圈4使用的绞合线49及绕组收容空间75的局部剖视图。绞合线49将7根线材46绞合而构成，也可以是这以外的线材结构。如虚线所示，绞合线49的截面形状等价地成为圆形，等价外径尺寸为DL。线材46在导体47的周围具有绝缘被覆层48。导体47设为具有圆形截面的铜线或铝线等。绝缘被覆层48设为例如甲缩醛树脂。绞合线49与粗径的单一的线材相比能够显著地降低集肤效应的影响，具有降低受电线圈4的交流损失的效果。

绕组45是与相对中间面Sn平行地卷绕绞合线49而成的，相对中间面Sn是供电线圈3与受电线圈4相对时的相对中间面。如图6所示，绕组45的两端451、452沿铁心41的底面部42的短边方向拉出。

在此，2个绕组收容空间75的间隙尺寸G设定为与绞合线49的等价外径尺寸DL相等。因此，在形成受电线圈4的卷绕作业中，绞合线49的截面形状不会走样。因此，在受电线圈4中，与使用粗径的单一的线材的情况相比，使用了绞合线49时的交流损失的降低效果变得显著。

假设在绕组收容空间75的间隙尺寸G比绞合线49的等价外径尺寸DL大的情况下，成为图9所示的状态。图9是例示说明绞合线49X走样的情况的局部剖视图。在线圈骨架7X的绕组收容空间75X的间隙尺寸GX比等价外径尺寸DL大的情况下，绞合线49X由于在卷绕作业时施加的力而圆形的截面形状走样。由此，使用了绞合线49X时的交流损失的降低效果可能会受损。

另外，即使假设绕组收容空间75的间隙尺寸G比绞合线49的等价外径尺寸DL小，绞合线49的圆形的截面形状也会走样。而且，由于向狭小的绕组收容空间75强行地插入绞合线49，因此可能会损伤绝缘被覆层48。

另外，块间分隔部73的厚度Tb被确定为使隔着块间分隔部73的绞合线49的相互间由特定频率产生的邻近效应的影响在预定量以下。通过增大厚度Tb能降低邻近效应的影响。然而，增大厚度Tb直接关系到受电线圈4的大型化、重量增加及成本上升等缺点。因此，也综合性地考量上述缺点，将块间分隔部73的厚度Tb确定为最佳值。由此，在受电线圈4中，能适当地抑制邻近效应所引起的交流损失的产生。

在受电线圈4的制造工序中，在成为绕线模的线圈骨架7上卷绕绞合线49而形成绕组45。然后，绕组45及线圈骨架7与另行形成的铁心41一体结合。通过一体结合，铁心41的中腿部43嵌入于绕组45的中央的中空部及线圈骨架7的中腿主分隔部71。铁心41的侧腿部44覆盖绕组45的外周部中的局部范围，该局部范围是与移动体99的移动方向平行的范围。铁心41不覆盖绕组45的外周部中的与移动体99的移动方向交叉的余部范围。铁心41的底面部42覆盖绕组45的远离相对中间面Sn这一侧的端面部。由此，产生对于从供电线圈3到来的磁通向外部的漏出进行抑制的磁屏蔽效果。因此，在受电线圈4中，也能降低由漏磁通引起的损失。

需要说明的是，也可以使用3个以上的环形板状绕组块来构成绕组45。在这种情况下，对应于环形板状绕组块的个数而使块间分隔部73及绕组收容空间75的个数增加。

(4.另一实施方式的受电线圈4A的详细的结构)

接下来，关于另一实施方式的受电线圈4A的详细的结构，主要说明与说明过的受电线圈4的不同点。图10是另一实施方式的受电线圈4A的剖视图。受电线圈4A具备铁心41、绕组45A及线圈骨架7A。图10所示的铁心41是与图6及图7所示的铁心41相同的形状。

线圈骨架7A是由中腿主分隔部71、底面主分隔部72及4个块间分隔部76～79构成的一体品。中腿主分隔部71是对铁心41的中腿部43进行环绕的矩形筒状的部位。底面主分隔部72是环形板状的部位，配置在中腿主分隔部71的周围，并与铁心41的底面部42相接。4个块间分隔部76～79是矩形筒状的部位。4个块间分隔部76～79在中腿主分隔部71的周围，内外相互隔离地配置。块间分隔部76～79的轴线AX方向的一端与底面主分隔部72相连。

在中腿主分隔部71与最内侧的块间分隔部76之间划分出绕组收容空间75A。此外，在块间分隔部76～79的相互间也分别划分出绕组收容空间75A。合计4个部位的绕组收容空间75A成为筒形状的空间。与绕组收容空间75A的轴线AX交叉的方向的间隙尺寸G设定为与绞合线49的等价外径尺寸DL相等。

如图10所示，绕组45A由沿径向排列的4个筒状绕组块455～458构成。各筒状绕组块455～458分别收容于绕组收容空间75A。绕着轴线AX将绞合线49在轴线AX方向上卷绕2匝而形成筒状绕组块455～458。绞合线49的卷绕匝数没有限定为2匝。在本实施方式中，4个筒状绕组块455～458被电串联，但也可以并联。

在此，各绕组收容空间75A的间隙尺寸G与绞合线49的等价外径尺寸DL相等，因此在卷绕作业中不会产生绞合线49的走样。因此，受电线圈4A与使用粗径的单一的线材的情况相比，使用了绞合线49时的交流损失降低的效果变得显著。而且，块间分隔部76～78的厚度Tb被确定为使隔着块间分隔部76～78的绞合线49的相互间由特定频率产生的邻近效应的影响在预定量以下。由此，在受电线圈4A中，也能适当地抑制邻近效应所引起的交流损失的产生。

(5.实施方式的形态及效果)

供电线圈3相当于本发明的非接触供电用线圈的一个实施方式。供电线圈3是具备特定频率的交流电流流过的绕组35和形成与绕组35交链的环绕磁路的一部分的铁心31并构成非接触供电系统1的非接触供电用线圈，绕组35是由导体37的周围具有绝缘被覆层38的线材36卷绕而成的，绝缘被覆层38的被覆厚度Ti被确定为使相邻的线材36的相互间由特定频率产生的邻近效应的影响在预定量以下。

在供电线圈3中，线材36的绝缘被覆层38的被覆厚度Ti被确定为不仅确保导体37间的绝缘性能而且使邻近效应的影响在预定量以下。因此，通过变更被覆厚度Ti能够自如地调整导体37间的隔离距离，能适当地抑制邻近效应所引起的交流损失的产生。而且，与专利文献2的在线材间设置间隙的技术不同，可以使具有绝缘被覆层38的线材36相互接触。因此，不需要对于形成绕组35的卷绕作业进行特别的钻研，尺寸精度、作业工时不会产生困难。

此外，供电线圈3的导体37的截面积、换言之导体37的圆形截面的直径Dc基于将绕组35的直流电阻值Rdc与由特定频率产生的集肤效应所引起的电阻增加量即绕组35的交流电阻值Rac相加所得的绕组电阻值R来确定。由此，确定最佳的截面积、换言之最佳的直径Dc，抑制集肤效应所引起的交流损失的产生。而且，能节约线材36的使用量，因此能够实现供电线圈3的小型轻量化及成本的降低。

此外，供电线圈3的导体37可以是由多根裸线构成的复合导体或者由1根裸线构成的单一导体中的任一者。由此，能够对应于供电线圈3要求的供电容量、卷绕作业的难易度等而选择导体37的种类，因此设计上的自由度大。

此外，供电线圈3的绕组35是与相对中间面Sn平行地卷绕线材36而成的，相对中间面Sn是供电线圈3与受电线圈4相对时的相对中间面，铁心31具有向绕组35的中央的中空部嵌入的中腿部33、将绕组35的外周部覆盖的侧腿部34及将绕组35的远离相对中间面Sn这一侧的端面部覆盖的底面部32。由此，产生对于从供电线圈3流出的磁通向外部的漏出进行抑制的磁屏蔽效果，能降低由漏磁通引起的损失。而且，与专利文献3的磁性体、专利文献4的非磁性导电体板不同，铁心31兼作磁屏蔽部件。因此，与现有技术相比，能够实现供电线圈3的小型轻量化及成本的降低。

此外，供电线圈3沿预定方向(移动体99的移动方向)排列来使用，并且，铁心31的侧腿部34覆盖绕组35的外周部中的局部范围，该局部范围是与预定方向平行的范围，铁心31的侧腿部34不覆盖与预定方向交叉的余部范围。由此，即使不设置将余部范围覆盖的侧腿部，也能得到充分的磁屏蔽效果，因此铁心31的形状简化，能够实现轻量化及成本的降低。

另外，实施方式的非接触供电系统1具备：设于供电单元1S的供电线圈；向供电线圈供给特定频率的交流电力的交流电源电路2；设于受电单元1R并在与供电线圈相对时电耦合而以非接触方式接收交流电力的受电线圈4；及对受电线圈4接收到的交流电力进行转换而生成驱动电压并向电气负载输出的受电电路5，供电线圈是上述的供电线圈3，受电线圈4、4A具有：特定频率的交流电流流过的绕组45、45A和形成与绕组45、45A交链的环绕磁路的一部分的铁心41，绕组45、45A由绞合线49分别卷绕而成的多个绕组块(环形板状绕组块453、454、筒状绕组块455～458)构成，该绞合线49由在导体47的周围具有绝缘被覆层48的多根线材46构成，受电线圈4、4A还具有线圈骨架7、7A，该线圈骨架7、7A具有对绕组45、45A与铁心41之间进行分隔的中腿主分隔部71、底面主分隔部72及对多个绕组块相互间进行分隔的块间分隔部73、76～78。

由此，供电线圈3能适当地抑制交流损失的产生。另一方面，受电线圈4、4A具备：由分别卷绕有绞合线49的多个绕组块构成的绕组45、45A；及具有对多个绕组块的相互间进行分隔的块间分隔部73、76～78的线圈骨架7、7A。因此，隔着块间分隔部73、76～78的两侧的绞合线49相互间的隔离距离增大块间分隔部73、76～78的厚度Tb量，能抑制邻近效应所引起的交流损失的产生。因此，在供电线圈3及受电线圈4、4A这两方降低交流损失，在非接触供电系统1中能得到良好的供电效率。

此外，在实施方式的非接触供电系统1中，构成基板生产线9的多个第一～第三基板生产机91～93中的各基板生产机上各设有相同数量的供电单元1S，受电单元1R设于沿着多个第一～第三基板生产机91～93的排列设置方向移动的移动体99。

由此，在基板生产机91～93的排列设置位置的顺序变更及与模块化的其他基板生产机的替换以及增设排列设置台数的模块增设应对这全部的情况下，非接触供电系统1能确保良好的受电状态。因此，在基板生产线9的生产线结构的变更时、模块增设应对时，与非接触供电系统1相关的换产调整作业简单。

(6.实施方式的应用及变形)

需要说明的是，在实施方式的非接触供电系统1中，在宽度尺寸ML大的基板生产机中，也可以沿着前表面的移动方向将供电侧线圈3并列配置2个。本发明除此以外也能够进行各种应用、变形。

工业实用性

本发明的非接触供电用线圈也能够利用于实施方式的非接触供电系统1以外的系统结构。而且，实施方式的非接触供电系统1没有限定为向基板生产线9的适用，也能够适用于生产其他制品的组装线、加工线、电动车辆的行驶中供电等广泛的领域。

附图标记说明

1：非接触供电系统

1S：供电单元 1R：受电单元

2：交流电源电路

3：供电线圈

31：铁心 32：底面部 33：中腿部 34：侧腿部

35：绕组 36：线材 37：导体 38：绝缘被覆层

4、4A：受电线圈

41：铁心 42：底面部 43：中腿部 44：侧腿部

45、45A：绕组 453、454：环形板状绕组块

455～458：筒状绕组块

46：线材 47：导体 48：绝缘被覆层 49：绞合线

5：受电电路

7、7A：线圈骨架

71：中腿主分隔部 72：底面主分隔部

73：块间分隔部 74：块端分隔部

75，75A：绕组收容空间 76～79：块间分隔部

9：基板生产 线91～93：第一～第三基板生产机

99：移动体

EL：电气负载 Sn：相对中间面

R：绕组电阻值 Rdc：直流电阻值 Rac：交流电阻值。

Claims (9)

1.一种非接触供电用线圈，具备：特定频率的交流电流流过的绕组、形成与所述绕组交链的环绕磁路的一部分的铁心、具有绕线模功能的线圈骨架，在构成非接触供电系统的受电线圈中使用，

所述铁心具有向所述绕组的中央的中空部嵌入的中腿部、覆盖所述绕组的外周部中的与多个所述供电用线圈的排列方向平行的局部范围且不覆盖与该排列方向交叉的余部范围的侧腿部，

所述线圈骨架具有与所述中腿部及所述侧腿部的前端面对齐地配置的块端分隔部。

2.根据权利要求1所述的非接触供电用线圈，其中，

所述绕组由在导体的周围具有绝缘被覆层的线材分别卷绕而成的多个绕组块构成，

所述线圈骨架具有对所述绕组与所述铁心之间进行分隔的主分隔部及对所述多个绕组块相互之间进行分隔的块间分隔部。

3.一种非接触供电系统，具备：

供电线圈，设于供电单元；

交流电源电路，向所述供电线圈供给特定频率的交流电力；

受电线圈，设于受电单元并在与所述供电线圈相对时电耦合而以非接触方式接收交流电力；及

受电电路，对所述受电线圈接收到的交流电力进行转换而生成驱动电压并向电气负载输出，

所述受电线圈是权利要求1或2所述的非接触供电用线圈，

所述供电线圈具有：所述特定频率的交流电流流过的绕组和形成与所述绕组交链的环绕磁路的一部分的铁心，所述供电线圈的所述绕组是由导体的周围具有绝缘被覆层的线材卷绕而成的，所述绝缘被覆层的被覆厚度被确定为使相邻的所述线材相互间由所述特定频率产生的邻近效应的影响在预定量以下。

4.根据权利要求3所述的非接触供电系统，其中，

所述供电线圈中，所述导体的截面积基于将所述绕组的直流电阻值与所述绕组的交流电阻值相加所得的绕组电阻值来确定，所述绕组的交流电阻值是由所述特定频率产生的集肤效应所引起的电阻增加量。

5.根据权利要求4所述的非接触供电系统，其中，

所述导体是由多根裸线构成的复合导体或者由一根裸线构成的单一导体。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的非接触供电系统，其中，

所述供电线圈中，所述绕组是与相对中间面平行地卷绕所述线材而成的，所述相对中间面是所述供电线圈与所述受电线圈相对时的相对中间面，所述供电线圈中，所述铁心具有向所述绕组的中央的中空部嵌入的中腿部、将所述绕组的外周部覆盖的侧腿部及将所述绕组的远离所述相对中间面这一侧的端面部覆盖的底面部。

7.根据权利要求6所述的非接触供电系统，其中，

所述供电线圈沿预定方向排列多个来使用，并且，

所述供电线圈中，所述铁心的侧腿部覆盖所述绕组的外周部中的局部范围，所述局部范围是与所述预定方向平行的范围，所述铁心的侧腿部不覆盖与所述预定方向交叉的余部范围。

8.根据权利要求3～5、7中任一项所述的非接触供电系统，其中，

构成基板生产线的多个基板生产机中的每个基板生产机上各设有相同数量的所述供电单元，所述受电单元设于沿着所述多个基板生产机的排列设置方向移动的移动体。

9.根据权利要求6所述的非接触供电系统，其中，

构成基板生产线的多个基板生产机中的每个基板生产机上各设有相同数量的所述供电单元，所述受电单元设于沿着所述多个基板生产机的排列设置方向移动的移动体。

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