JP2008054457A - 非接触給電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の区間に分割された給電線の分割部分で、安定的に電力を供給することができる非接触給電装置を提供すること。
【解決手段】受電コイル１のＥ型コア２に、独立した２つのコイル３、４を巻回し、各コイル３、４を独立して設けた共振回路及び整流回路にそれぞれ接続するとともに、各整流回路をその出力部分で合流させて結合し、かつ複数の給電区間に分割した給電線の分割位置を、並行する給電線で前後にずらせる。
【選択図】図１
【解決手段】受電コイル１のＥ型コア２に、独立した２つのコイル３、４を巻回し、各コイル３、４を独立して設けた共振回路及び整流回路にそれぞれ接続するとともに、各整流回路をその出力部分で合流させて結合し、かつ複数の給電区間に分割した給電線の分割位置を、並行する給電線で前後にずらせる。
【選択図】図１
Description
本発明は、非接触給電装置に関し、特に、複数の区間に分割された給電線の分割部分で、安定的に電力を供給することができる非接触給電装置に関するものである。
非接触給電装置は、例えば、半導体工場等や液晶工場のクリーンルーム内において、発塵を最小限に抑制した搬送装置に使用されている。
このような搬送装置では、搬送物の大型化や搬送速度の高速化に伴い、有軌道搬送車やスタッカクレーンなどの搬送設備を駆動する電源の容量が増大している。
これらの設備を非接触給電で電源を供給する場合、必要とするすべての区間に対し１台の高周波電源装置で供給できれば問題はない。
しかしながら、高周波電源の容量が不足する場合、給電線（給電線路）を複数の区間に分割して負荷に電力を供給する必要がある。
これらの設備を非接触給電で電源を供給する場合、必要とするすべての区間に対し１台の高周波電源装置で供給できれば問題はない。
しかしながら、高周波電源の容量が不足する場合、給電線（給電線路）を複数の区間に分割して負荷に電力を供給する必要がある。
このように、給電線を分割する場合、分割部分の隣接する２つの給電線支持材を隙間をあけて配置し、それぞれの線路の給電線を下におろすようにし、給電線を折り返したり、あるいは高周波電源に接続する方法をとっている。
この方法では、分割部分での過渡的な給電は、２つの区間において、受電コイルが対向する部分の長さの比でそれぞれの区間から給電する電力の比率が決まる。
この方法では、分割部分での過渡的な給電は、２つの区間において、受電コイルが対向する部分の長さの比でそれぞれの区間から給電する電力の比率が決まる。
受電コイルの中央に分割部分がある場合は、２つの区間から同じ電力を受電することになるが、コイルに誘起する電力は２つの給電線から誘起する磁束のベクトルの和になり、位相が反転する場合は、最小値はゼロになる。
この区間を過渡的に通過するだけであれば大きな問題を生じないが、この場所で搬送車が停止した場合、電力不足により再起動することが困難になる。
この区間を過渡的に通過するだけであれば大きな問題を生じないが、この場所で搬送車が停止した場合、電力不足により再起動することが困難になる。
本発明は、上記従来の非接触給電装置が有する問題点に鑑み、複数の区間に分割された給電線の分割部分で、安定的に電力を供給することができる非接触給電装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の非接触給電装置は、コアにコイルを巻回することにより２次側の受電コイルを形成するとともに、該受電コイルに、給電線から電磁誘導により非接触で電力を供給するようにした非接触給電装置において、受電コイルのコアに独立した２つのコイルを巻回し、各コイルを独立して設けた共振回路及び整流回路にそれぞれ接続するとともに、各整流回路をその出力部分で合流させて結合し、かつ複数の給電区間に分割した給電線の分割位置を、並行する給電線で前後にずらせたことを特徴とする。
本発明の非接触給電装置によれば、コアにコイルを巻回することにより２次側の受電コイルを形成するとともに、該受電コイルに、給電線から電磁誘導により非接触で電力を供給するようにした非接触給電装置において、受電コイルのコアに独立した２つのコイルを巻回し、各コイルを独立して設けた共振回路及び整流回路にそれぞれ接続するとともに、各整流回路をその出力部分で合流させて結合し、かつ複数の給電区間に分割した給電線の分割位置を、並行する給電線で前後にずらすことから、給電区間が複数に分割される場合で、一方のコイルが給電線の分割部を横切るときでも、もう一方のコイルが他の側の給電線と対向することができ、これにより、最悪の場合でも最大電力の半分の電力を受電することができる。
以下、本発明の非接触給電装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１〜図２に、本発明の非接触給電装置の一実施例を示す。
この非接触給電装置は、コア２にコイル３、４を巻回することにより２次側の受電コイル１を形成するとともに、該受電コイル１に、給電線５から電磁誘導により非接触で電力を供給するようにしている。
そして、この非接触給電装置は、受電コイル１のＥ型のコア２に、独立した２つのコイル３、４を巻回し、各コイル３、４を独立して設けた共振回路及び整流回路（図示省略）にそれぞれ接続するとともに、各整流回路をその出力部分で合流させて結合し、さらに、図２に示すように、複数の給電区間に分割した給電線の分割位置を、並行する給電線で前後にずらせている。
この非接触給電装置は、コア２にコイル３、４を巻回することにより２次側の受電コイル１を形成するとともに、該受電コイル１に、給電線５から電磁誘導により非接触で電力を供給するようにしている。
そして、この非接触給電装置は、受電コイル１のＥ型のコア２に、独立した２つのコイル３、４を巻回し、各コイル３、４を独立して設けた共振回路及び整流回路（図示省略）にそれぞれ接続するとともに、各整流回路をその出力部分で合流させて結合し、さらに、図２に示すように、複数の給電区間に分割した給電線の分割位置を、並行する給電線で前後にずらせている。
受電コイル１は、図１に示すように、Ｅ型のフェライトコアの３本の脚部を連結する上部連結部に、コイル３とコイル４をそれぞれ巻回している。
また、給電線５は、給電線支持材６により保持している。
コイル３とコイル４は独立した巻き線であり、１組の２次回路の共振コンデンサと整流回路（図示省略）にそれぞれ独立に接続し、整流回路の出力の直流部分で合流させて結合している。
また、給電線５は、給電線支持材６により保持している。
コイル３とコイル４は独立した巻き線であり、１組の２次回路の共振コンデンサと整流回路（図示省略）にそれぞれ独立に接続し、整流回路の出力の直流部分で合流させて結合している。
給電線の分割部分を図２に示す。
給電線支持材６ａ、６ｂ、６ｃを配置し、並行する給電線のうち、図示左側の給電線７ａ、８ａは、給電線支持材６ｂと６ｃの間で分割し、その給電線を給電線支持材の下部に導く。
一方、図示右側の給電線７ｂ、８ｂは、給電線支持材６ａと６ｂの間で分割し、その給電線を給電線支持材の下部に導く。
これにより、給電線７、８の分割部は、給電線支持材６ｂの長さだけ前後に位置をずらすことになる。
そして、給電線支持材６ｂの長さを受電コイル１の長さよりも長くすることにより、例えば、一方のコイル３が分割部を横切る場合でも、もう一方のコイル４が給電線８ｂと対向することになるため、最悪の場合でも最大電力の半分の電力を受電することができる。
給電線支持材６ａ、６ｂ、６ｃを配置し、並行する給電線のうち、図示左側の給電線７ａ、８ａは、給電線支持材６ｂと６ｃの間で分割し、その給電線を給電線支持材の下部に導く。
一方、図示右側の給電線７ｂ、８ｂは、給電線支持材６ａと６ｂの間で分割し、その給電線を給電線支持材の下部に導く。
これにより、給電線７、８の分割部は、給電線支持材６ｂの長さだけ前後に位置をずらすことになる。
そして、給電線支持材６ｂの長さを受電コイル１の長さよりも長くすることにより、例えば、一方のコイル３が分割部を横切る場合でも、もう一方のコイル４が給電線８ｂと対向することになるため、最悪の場合でも最大電力の半分の電力を受電することができる。
図３に示すように、給電線７は高周波電源装置１０に接続し、給電線８は高周波電源装置１１に接続し、給電線９は高周波電源装置１２に接続している。
同様に、給電線９も給電線８との分割部は、並行する給電線で前後に位置をずらせている。
図３の実施例では、直線状に給電線を配置する例を示しているが、搬送装置が環状に配置される場合を含め、複数の給電区間に分割した給電線のすべての分割位置を、並行する給電線で前後にずらせるようにする。
同様に、給電線９も給電線８との分割部は、並行する給電線で前後に位置をずらせている。
図３の実施例では、直線状に給電線を配置する例を示しているが、搬送装置が環状に配置される場合を含め、複数の給電区間に分割した給電線のすべての分割位置を、並行する給電線で前後にずらせるようにする。
なお、１つの受電コイルに２つのコイル３、４をもつ副次的な効果として、一方のコイルの共振回路あるいは整流回路に異常が生じた場合においても、残った１方の系統で電力を供給することができ、縮退運転による信頼性の高い給電システムを構成することができる。
また、コイル３、４をＥ型のコア２の上部連結部に巻くことにより、製作を容易にする効果や、コア２の中央脚部に巻く場合に比較して受電効率をよくする効果がある。
Ｅ型のコア２の中央脚部にコイルを巻くと、磁束はコア２の脚部を通る磁束の一部がコイル部を透過したい対向する面に向かって磁束が流れる。このコイルの途中から漏れる磁束が効率の低下を招く。
一方、上部連結部にコイル３、４を巻くと、中央脚部の１つに対し２つコイルがいる短所があるが、コイル３、４を巻くコア部分での磁束の漏洩がほとんどなく、効率がよくなる。
また、中央脚部にコイルを巻く場合には、電線を捩れないように巻くため、電線の捩れを戻しながら巻くが、上部連結部では、電線をドラムから引き出しながらそのまま巻いても捩れが生じることがなく、電線の絶縁処理や保護のためのエポキシ樹脂充填なども作業性がよい特長がある。
さらに、２つのコイル３、４を用いることにより、１つのコイルあたりの巻き数を多くすることができる。巻き数が多いと、コアのフェライト材料の密度のばらつきなどの材料の製作に起因する誤差を巻き数の増減で調整しやすい利点がある。
また、電力を２つのコイルで分担するため、コイルに流れる電流が小さくなり、細い電線を使用できるため、製作上の作業性がよくなる利点もある。
Ｅ型のコア２の中央脚部にコイルを巻くと、磁束はコア２の脚部を通る磁束の一部がコイル部を透過したい対向する面に向かって磁束が流れる。このコイルの途中から漏れる磁束が効率の低下を招く。
一方、上部連結部にコイル３、４を巻くと、中央脚部の１つに対し２つコイルがいる短所があるが、コイル３、４を巻くコア部分での磁束の漏洩がほとんどなく、効率がよくなる。
また、中央脚部にコイルを巻く場合には、電線を捩れないように巻くため、電線の捩れを戻しながら巻くが、上部連結部では、電線をドラムから引き出しながらそのまま巻いても捩れが生じることがなく、電線の絶縁処理や保護のためのエポキシ樹脂充填なども作業性がよい特長がある。
さらに、２つのコイル３、４を用いることにより、１つのコイルあたりの巻き数を多くすることができる。巻き数が多いと、コアのフェライト材料の密度のばらつきなどの材料の製作に起因する誤差を巻き数の増減で調整しやすい利点がある。
また、電力を２つのコイルで分担するため、コイルに流れる電流が小さくなり、細い電線を使用できるため、製作上の作業性がよくなる利点もある。
かくして、本実施例の非接触給電装置は、コアにコイルを巻回することにより２次側の受電コイルを形成するとともに、該受電コイルに、給電線から電磁誘導により非接触で電力を供給するようにした非接触給電装置において、受電コイル１のコア２に独立した２つのコイル３、４を巻回し、各コイル３、４を独立して設けた共振回路及び整流回路にそれぞれ接続するとともに、各整流回路をその出力部分で合流させて結合し、かつ複数の給電区間に分割した給電線７、８の分割位置を、並行する給電線７ａ、８ａと給電線７ｂ、８ｂとで前後にずらすことから、給電区間が複数に分割される場合で、一方のコイルが給電線の分割部を横切るときでも、もう一方のコイルが他の側の給電線と対向することができ、これにより、最悪の場合でも最大電力の半分の電力を受電することができる。
以上、本発明の非接触給電装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
本発明の非接触給電装置は、複数の区間に分割された給電線の分割部分で、安定的に電力を供給することができるという特性を有していることから、例えば、搬送車の再起動を確実にすることができる安定性の高い非接触給電装置の用途に好適に用いることができるほか、分岐や合流部分で給電線を分断する場合において、安定的に電力を供給する用途にも用いることができる。
１ 受電コイル
２ Ｅ型のコア
３ コイル
４ コイル
５ 給電線
６ 給電線支持材
７ 給電線
８ 給電線
９ 給電線
１０ 高周波電源装置
１１ 高周波電源装置
１２ 高周波電源装置
２ Ｅ型のコア
３ コイル
４ コイル
５ 給電線
６ 給電線支持材
７ 給電線
８ 給電線
９ 給電線
１０ 高周波電源装置
１１ 高周波電源装置
１２ 高周波電源装置
Claims (1)
- コアにコイルを巻回することにより２次側の受電コイルを形成するとともに、該受電コイルに、給電線から電磁誘導により非接触で電力を供給するようにした非接触給電装置において、受電コイルのコアに独立した２つのコイルを巻回し、各コイルを独立して設けた共振回路及び整流回路にそれぞれ接続するとともに、各整流回路をその出力部分で合流させて結合し、かつ複数の給電区間に分割した給電線の分割位置を、並行する給電線で前後にずらせたことを特徴とする非接触給電装置。
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|---|---|---|---|---|
| JP2010042690A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-25 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電力引込み装置 |
| JP2012020656A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電力線引込み装置 |
| JP2012020655A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電力線引込み装置 |
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| JPH10225024A (ja) * | 1997-02-13 | 1998-08-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 非接触給電設備 |
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| JP2002078103A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-03-15 | Tsubakimoto Chain Co | 非接触給電用ピックアップ、搬送車及び搬送システム |
| JP2005306241A (ja) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Murata Mach Ltd | 非接触給電装置における給電ループ連接構造 |
-
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