JP2000508160A - 電気エネルギの無接触伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、交流電流が流れる１次送電線（２）から、この送電線（２）の電磁界からエネルギを引き出す少なくとも１つのコイル（５）をそれぞれ備えた複数の２次の共振負荷電流回路（１００，２００）への電気エネルギ無接触伝達装置に関する。この電気エネルギ無接触伝達装置は、例えば工業用組み立てシステムまたは乗用自動車に使用される。従来技術の電気エネルギ伝達装置の問題は、複数の負荷の同時の運転である。１次電流回路から僅かなエネルギを受け取る負荷は、1次電流回路を通る電流の流れ、かつそれにより他の負荷の供給を妨害する。従来技術における解決方法は、それぞれの負荷に減結合装置を必要とする。したがって、エネルギ伝達装置を介して、複数の負荷に簡単で互いに独立してエネルギを供給することが課題となる。この課題は、補助送電線（８）が、送電線（２）に対して並列に延び、かつ複数の接続位置（１０，１１）を介して送電線（２）と接続され、そして調整可能な抵抗（４５）が、補助送電線（８）の２つの接続位置（１０，１１）間の少なくとも１つの導体分岐に設けられ、監視装置（４３）によって制御されることによって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】 電気エネルギの無接触伝達装置 技術分野 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念による電気エネルギ伝達装置に関する 。 背景技術 この電気エネルギ伝達装置は、１次電流回路の固定の送電線（Stromleitung） から可動の負荷（使用者）を有する２次電流回路への電気エネルギの伝達に利用 される。例えば、工業用組み立てシステムまたは乗用自動車に使用される。 このような電気エネルギ伝達においては、無接触の誘導的なエネルギ伝達が好 適である。この無接触のエネルギ伝達は、摩耗し易い滑動の接点を必要としない 。さらに、送電線が剥き出しで横たわっているためアースでの送電線の取り付け が困難になったり、送電線が汚れていることにより接触が不十分になることがな くなる。しかも、アース、デッキおよび壁における送電線を移動することにより 、従来の一般的な電源供給ガイドが取り除かれる。 従来のエネルギ伝達装置における問題は、複数の負荷の同時運転である。これ は、負荷と固定の送電線との間の相互作用により生じる。 通常の運転において、１次電流回路には交流電流が流れている。負荷の２次電 流回路は、コイルを介して１次回路と接続され、かつ１次回路の周波数に共振す る共振回路を形成している。 負荷が僅かなエネルギを１次回路から受取ると、それに応じて負荷の電流回路 のインピーダンスが高まる。相互作用により、このインピーダンスは、１次回路 に反映される。１次回路のこの高められたインピーダンスにより、１次電流回路 に電流が流れ、かつそれに伴って他の負荷がエネルギが供給される状態となる。 エネルギが全く受取られないと、負荷のコイルは、１次回路の電流の流れを完全 に遮断する。負荷はまた、最初に独立して運転できず、かつ個々ではその出力を 調整することができない。 このため、国際特許出願ＰＣＴ９２／１７９２９号には、各負荷に取り付けら れた電気または機械的な減結合装置（Entkopplungsvorrichtung）が開示されて いる。しかしながら、この概念は、例えば、負荷の車両に、例えば油圧ピストン などの費用のかかる減結合装置の実施を必要とする。 国際公開ＷＯ９３／２３９０９号は、１次電流回路が電流の走行方向に相前後 して配置される電機子（Leiterschleifen）を有している装置を記載している。 これらの電機子は、橋絡され、かつそれにより負荷が電界の範囲に存在しないな らば電流が流れない。しかしながら、この発明は、無用な回路部材を切るだけで なく、遮断された１次回路にも拘わらず複数の負荷に電流が供給されるので、複 数の負荷が運転される問題を解決しない。 発明の開示 したがって、本発明は、複数の負荷が、容易に、かつ互いに独立してエネルギ を供給されるエネルギ伝達装置を提供することを目的とする。 この目的は、請求の範囲第１項の特徴により解決される。好適な実施形態は請 求の範囲の従属項に示した。 図面を参照して、以下に、実施形態を詳細に説明する。 図面の簡単な説明 第１図は従来技術の誘導エネルギ伝達装置を示す回路図である。 第２図は本発明によるエネルギ伝達装置を示す回路図である。 発明を実施するための最良の形態 従来技術のエネルギ伝達装置は、交流電圧源１を介してエネルギを供給される 送電線２を備えた１次電流回路を有している。電流回路の共振運転のために一定 の距離に、コンデンサ３が送電線２に統合されている。 １次電流回路からエネルギを受取るために、電流負荷１００および２００はそ れぞれ、例えばＵ形状のフェライト磁心４のまわりに巻回されるコイル５を有し ている。このコイル５は、送電線６を介して負荷抵抗７と接続されている。この 負荷抵抗７は、例えば、自動車のモータまたは調整回路であっても良い。さらに 、 ２次電流回路は、負荷抵抗７に対して並列に、コイル５に隣接するコンデンサと して作用する装置を有している。これは、２次電流回路が、共振回路を形成する ために必須である。しかしながら、明瞭にするために、このコンデンサは図示し ていない。 電圧源１に高周波の交流電圧が与えられると、交流電流が送電線２を通って流 れ、この送電線のまわりに電磁界が形成される。このことは、Ｕ形状のフェライ ト磁心の磁界によるコイル５内に負荷の変位を導く。送電線２に流れる電流の高 周波の方向変化は、電磁界の絶え間ない反転、かつそれによりコイル５中の負荷 の変位の共振方向の変換を導く。そのように誘導された交流電流は、送電線６を 介して負荷抵抗７に供給される。 第２図は、本発明によるエネルギ伝達装置を示している。この装置は第１図の 従来技術による１次電流回路の負荷および部材を利用している。同様な構成部材 には第１図と同様な符号を使用している。 この本発明によるエネルギ伝達装置は、交流電圧源１を備えた主送電線２を有 している。この送電線２に並列に補助送電線８が延びている。この補助送電線８ は、一定の距離離れた接続位置１０，１１において送電線２と接続されている。 本実施形態では、接続位置としてコンデンサ３が使用されている。各々の２つの 接続位置の間において、補助送電線８には監視装置４３が設けられている。また 、各監視装置４３に対して並列に、監視装置４３によって開閉されるスイッチ４ １を備えた電流分岐（Stromabzweigung）４２が配置されている。 負荷１００が、送電線２からの最大の出力を必要とする場合、２つの隣接する 接続位置１０，１１間のそれぞれ関連する区間の監視装置４３がスイッチ４１を 開放状態に切り換える。これにより、監視装置４３もまた開放されたスイッチ４ １も導通しないため、電流は補助送電線８を通って流れない。したがって、全体 の電流は、送電線２を通ってのみ、かつそれにより負荷１００のコイル５に沿っ て流れる。 負荷１００が、僅かな出力を必要とする場合、監視装置４３がスイッチ４１を 閉じる。それにより電流が送電線２を介してだけでなく、また補助送電線８およ び分岐送電線４２を介して流れる。送電線２の区域は、それにより僅かに強く際 立っており、かつ伝達される出力は僅かである。 負荷の出力を連続的に調整するために、スイッチ４１はタイミングを合わせて 閉止される。タイミング周波数または基準比の調整により、一定のスイッチの開 放時における最大出力の伝達と、一定のスイッチの閉止時における最小出力の伝 達との間の出力値が調整される。 オフされた負荷１００による送電線２の遮断を回避するために、スイッチ４１ は連続的に閉止される。これにより、区間１０，１１において全体の電流が接続 位置１１の補助送電線８および分岐送電線４２を介してさらに導かれる。 負荷の変更された出力は、１次回路に逆に作用する。それにより、局部の補助 送電線分岐８における電圧の測定、または最小の電流の流れを測定することによ って監視装置４３によるスイッチ４１の制御が実施される。与えられた値のずれ に従い、監視装置４３は、切り換えパルスを出力してスイッチ４１を切り換える 。 スイッチ４１を制御する他の方法は、監視装置４３へ負荷１００自体の信号を 伝達することである。そのために、無接触のデータ伝達装置が負荷１００，２０ ０および監視装置４３に設けられる。これらは、無線を介してまたはその他の公 知の原理により、誘導作用することができる。 その場合、それぞれの送電線分岐８に関して、第２図に示すように、１つの監 視装置４３が設けられる。しかしながら、また、１つの中央の監視装置により複 数の区間を共同して制御することも可能である。負荷１００，２００は、そのた めに、例えばその負荷自体の信号を共通の監視装置４３に送る。この信号により 、それぞれのスイッチ４１を指示に応じて切り換えることができる。 図示してない他の実施形態において、スイッチ４１の代わりに、変更可能な、 て電流の流れを調整する場合は、スイッチの開閉によるだけでなく、また調整可 能な抵抗の抵抗値の高さの調整によって行われる。 記載された出力制御は、それぞれ１つの区間で行われるので、区間の大きさを 負荷１００，２００の大きさに適合させるのが好ましい。個々の負荷１００，２ ００の独立した制御の他の方法は、十分な運転間隔の遵守である。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 制御されることによって解決される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．交流電流が流れている１次送電線（２）から、この１次送電線（２）の電 磁界からエネルギを取り出す少なくとも１つのコイル（５）をそれぞれ備えた複 数の２次共振負荷電流回路（１００，２００）へエネルギを伝達する電気エネル ギ無接触伝達装置において、 補助送電線（８）が、前記１次送電線（２）と並列に延び、かつ、第１の接続 位置（１０）から前記補助送電線（８）を介して第２の接続位置（１１）へ電流 を導くことができるように、複数の接続位置（１０，１１）を介して前記１次送 電線（２）と接続され、 調整可能な抵抗（４５）が、前記２つの接続位置（１０，１１）との間の少な くとも１つの導体分岐において前記補助送電線（８）に設けられ、オフされた負 荷（１００，２００）による前記送電線（２）の遮断を妨げるように、監視装置 （４３）によって制御されることを特徴とする電気エネルギ無接触伝達装置。 ２．前記調整可能な抵抗（４５）が、前記補助送電線（８）を導通または非導 通に切り換えるために開閉されるスイッチ（４１）によって構成されることを特 徴とする請求の範囲第１項記載の電気エネルギ無接触伝達装置。 ３．前記接続位置（１０，１１）が、コンデンサ（３）として構成されること を特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の電気エネルギ無接触伝達装置 。 ４．前記スイッチ（４１）が、前記負荷（１００，２００）の出力を制御する ために、タイミングを合わせて閉止されることを特徴とする請求の範囲第１〜３ 項のいずれか１項記載の電気エネルギ無接触伝達装置。 ５．前記監視装置（４３）が、少なくとも１つの導体分岐の調整可能な抵抗 （４５）において電圧を監視し、かつ一定の値変化に際して制御パルスを前記調 整可能な抵抗（４５）に与えることを特徴とする請求の範囲第１〜４項のいずれ か１項記載の電気エネルギ無接触伝達装置。 ６．前記監視装置（４３）が、前記１次送電線（２）の少なくとも１つの導体 分岐の電流の流れを監視し、かつ一定の値変化に際して制御パルスを前記調整可 能な抵抗（４５）に与えることを特徴とする請求の範囲第１〜５項のいずれか１ 項記載の電気エネルギ無接触伝達装置。 ７．前記監視装置（４３）が、前記補助送電線（８）の少なくとも１つの導体 分岐の測定される電流の流れを監視し、かつ一定の値変化に際して制御パルスを 前記調整可能な抵抗（４５）に与えることを特徴とする請求の範囲第１〜６項の いずれか１項記載の電気エネルギ無接触伝達装置。 ８．少なくとも１つの負荷（１００，２００）が、無接触信号伝達用装置を有 していることを特徴とする前記請求の範囲第１〜７項のいずれか１項記載の電気 エネルギ無接触伝達装置。 ９．監視装置（４３）が、負荷（１００，２００）の無接触で伝達される信号 を受信し、かつそれから独立して少なくとも１つの調整可能な抵抗（４５）用の 制御パルスを与えることを特徴とする前記請求の範囲第１〜８項のいずれか１項 記載の電気エネルギ無接触伝達装置。 １０．監視装置（４３）が、複数の負荷（１００，２００）の信号を受信し、 かつ複数の調整可能な抵抗（４５）を同時に制御することを特徴とする請求の範 囲第１〜９項のいずれか１項記載の電気エネルギ無接触伝達装置。 １１．少なくとも１つの導体分岐（８）に、局部の調整可能な抵抗（４５）の 制御用の固有の監視装置（４３）が配置されることを特徴とする請求の範囲第１ 〜１０項のいずれか１項記載の電気エネルギ無接触伝達装置。