JP2010220370A - 誘導受電回路 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、簡単な回路構成で並列接続の電気二重層コンデンサを充電対象にでき、省スペースを実現できる誘導受電回路を提供することを目的とする。
【解決手段】高周波電流を流す誘導線路１７に対向して配置され誘導線路１７より起電力が誘起される、フェライトコアに巻かれた受電コイル３１と、受電コイル３１とともに前記フェライトコアに巻かれた補助コイル３２と、補助コイル３２に並列接続されたセンタータップ付きコイル４１と、センタータップ付きコイル４１のセンタータップに一端が接続されたＤＣチョーク４１と、センタータップ付きコイル４０の両端にそれぞれ一端が接続され、誘導線路１７の交流電圧に同期して１８０゜おきに交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作される２つのスイッチ４２，４３を備え、ＤＣチョーク４１の他端と前記２つのスイッチ４２，４３の他端との間に、複数の電気二重層コンデンサ４４を並列に接続する。
【選択図】図４

Description

本発明は、バッテリや電気二重層コンデンサを備えた無接触給電設備の誘導受電回路に関するものである。

従来の無接触給電設備の誘導受電回路のなかで、バッテリや電気二重層コンデンサを備えた誘導受電回路の一例が特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示されている誘導受電回路は、移動体に搭載され、移動体の移動経路に沿って敷設された、高周波電流を流す誘導線路から無接触で受電して、移動体の負荷（例えば、走行用のドライバおよびモータ）へ供給すると共に、蓄電池を充放電する回路であり、前記誘導線路に近接して配置されるフェライトコアに巻回された受電コイルと、受電コイルに並列接続されている共振コンデンサと、共振コンデンサに並列接続されている整流器と、整流器が出力した電流を所定電圧に制御する定電圧回路と、定電圧回路に並列接続された蓄電池とを備えている。

この構成により、誘導線路に電流を流すと、誘導線路の周囲に発生した磁束により受電コイルに誘導起電力が発生し、この誘導起電力を受けて受電コイルおよび共振コンデンサが交流の定電流を出力し、この定電流を整流器が整流し、整流された定電流を定電圧回路が所定の電圧に整圧してドライバを介してモータへ給電すると共に、蓄電池を充電している。

蓄電池は、負荷が大きくなった場合、又は誘導線路の電流もしくは電圧が減少した場合に、充電された電力を放電し、モータを最適に駆動する。
しかし、特許文献１に開示されている誘導受電回路には、蓄電池の充電／放電を制御する手段が設けられていないため、モータへ電力を供給し続ける限り、例えば蓄電池が充電不足で負荷が大きくなった場合でも蓄電池は常に充電され続ける。つまり、場合によってはモータへの給電が十分に行えない恐れがある。また、蓄電池は、モータへの給電が十分な場合であっても放電する場合があり、放電による電力供給が必要となったときに充電不足のため、モータへ十分な給電を行えない恐れもある。

そこで、このような恐れを解消するための誘導受電回路が、特許文献２に開示されている。
特許文献２には、蓄電池の充電／放電を制御する手段が設けられている。すなわち、走行用のモータやドライバが接続される誘導受電回路の出力端子の電圧（出力端子電圧）を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された出力端子電圧が第１基準電圧値以上であるか否か、またはこの第１基準電圧値よりも低い値の第２基準電圧値以下であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により判定された端子電圧が前記第１基準電圧値以上である場合には、前記蓄電池を充電する充電手段と、前記判定手段により判定された端子電圧が前記第２基準電圧値以下である場合には、前記蓄電池に充電された電力を放電する放電手段が備えられている。

この蓄電池の充電／放電を制御する手段の構成により、前記検出手段により検出された出力端子電圧 が第１基準電圧値以上であると判定手段が判定した場合、充電手段は蓄電池を充電すると共に、誘導起電力を直接移動体の負荷へ給電し、また前記出力端子電圧 が第２基準電圧値以下であると判定手段が判定した場合、放電手段は蓄電池に充電された電力を放電することにより、蓄電池の放電による電力を移動体の負荷へ給電している。

これにより、移動体の負荷へ給電する電力が小さいときに蓄電池への充電を行うことにより、負荷の駆動に影響を与えずに充電を行うことができ、また負荷が大きい場合は蓄電池を放電することにより、負荷へ適切な電力を給電することができる。また、誘導線路だけで移動体の負荷最大電力をまかなう必要がないため、誘導線路に流れる電流を小さくでき、システムの小型化および低コスト化を図ることができる。

また誘導受電回路の定格電圧（出力端子電圧）は、例えばＤＣ３００Ｖであり、蓄電池の定格電圧（特許文献２ではＤＣ４８Ｖ）とかけ離れているために、前記充電／放電を制御する手段は、蓄電池へ充電電圧および電流を制御して充電している。すなわち、ＤＣ３００ＶをＤＣ４８Ｖに降圧して充電している。そして、放電の際には、蓄電池の電圧を適切な電圧（２５０〜３００Ｖ）に昇圧して負荷へ給電する昇圧回路を備えている。

また特許文献２には、蓄電池を電気二重層コンデンサに代えた場合についても開示されている。

特開平５−３２８５０８号公報 特開２００５−９４８６２号公報

上記特許文献２に開示されている蓄電池の充電／放電を制御する手段は、誘導受電回路の定格電圧と蓄電池の定格電圧との電圧比がかけ離れていることを解消する降圧回路（上記充電回路）と昇圧回路を別々に備える必要があるために回路構成が複雑になり、コストが高くなるという問題があった。また昇圧回路には、通常、高周波トランスやインダクタやＤＣチョークが必要であり、これら高周波トランスやインダクタやＤＣチョークは、装置寸法が大きく移動体の設置には不向きな大きさであり、移動体ではこのようなスペースを確保することは困難であった。

また上記特許文献１に開示されている蓄電池は、誘導受電回路の定格電圧と蓄電池の定格電圧との電圧比が大きくかけ離れているために、直列接続された複数の蓄電池からなる蓄電池群であると理解される。また特許文献２に開示されている蓄電池も、定格電圧がＤＣ１２Ｖの４個の蓄電池を直列に接続した蓄電池群であると理解される。

現在、蓄電池に代えて、メンテナンスフリーの電気二重層コンデンサが多く使用されるようになってきている。この電気二重層コンデンサは定格電圧が１セル当たり３Ｖ程度と低く、特許文献１と特許文献２の構成では、複数の電気二重層コンデンサを直列に接続して使用することになる。このように複数の電気二重層コンデンサを直列に接続して使用する場合、各電気二重層コンデンサの放電特性のバラツキにより、放電後には各電気二重層コンデンサの電圧にバラツキが生じ、充電の際に定格通りに充電できなくなることから、各電気二重層コンデンサにそれぞれ並列に抵抗を接続して均等放電回路を形成し、放電後の各電気二重層コンデンサの電圧のバラツキを解消している。このような均等放電回路は、電力を消費するために無いほうがよく、定格電圧が低い電気二重層コンデンサは、できるだけ直列する数を少なくして使用したほうが好ましい。

そこで本発明は、簡単な回路構成で安価に提供でき、また並列接続される電気二重層コンデンサを充電対象として低電圧で充放電することができ、省スペースを実現できる誘導受電回路を提供することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、高周波電流を流す誘導線路に対向して配置され前記誘導線路より起電力が誘起される、フェライトコアに巻かれた受電コイルと、前記受電コイルとともに前記誘導線路の周波数に共振する共振回路を形成する共振コンデンサとを備え、前記共振回路から出力される交流電流を整流回路により整流して、消費電力が変動する負荷へ給電する誘導受電回路であって、
前記受電コイルとともに前記フェライトコアに巻かれた補助コイルと、前記補助コイルに並列接続されたセンタータップ付きコイルと、前記センタータップ付きコイルのセンタータップに一端が接続されたＤＣチョークと、前記センタータップ付きコイルの両端にそれぞれ一端が接続された２つのスイッチと、前記ＤＣチョークの他端と前記２つのスイッチの他端との間に接続されたバッテリあるいは電気二重層コンデンサとを備え、前記受電コイルと補助コイルの巻線比を、前記負荷が定格負荷のときの受電コイルの両端電圧と、前記バッテリあるいは電気二重層コンデンサの定格電圧との電圧比に基づいて設定し、前記２つのスイッチを、前記誘導線路の交流電圧に同期して１８０゜おきに交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作することを特徴とするものである。

上記構成によれば、誘導線路より補助コイルに誘起される電圧（補助コイルの両端電圧）は、センタータップ付きコイルの半分に２つのスイッチにより交互に印加されることにより、１／２に分圧され、続いてＤＣチョークにより交流分が平滑されて、バッテリあるいは電気二重層コンデンサは充電され、電気二重層コンデンサの充電電圧が、前記補助コイルの両端電圧の１／２の電圧まで上昇すると充電は停止される。また、充電が停止した時点で、受電コイルの両端電圧と、巻線比に応じた補助コイルの両端電圧は釣り合っている。

前記受電コイルと補助コイルの巻線比、すなわち補助コイルの巻数Ｎ_２は、フェライトコアに巻かれる受電コイルの巻数Ｎ_１、負荷が定格負荷のときの受電コイルの両端電圧Ｖ_ＳＡＣ、および電気二重層コンデンサの定格電圧Ｖ_ＳＤＣより、下記の式を満たすように求められる。

Ｖ_ＳＡＣ×（Ｎ_２／Ｎ_１）×１／２（上記分圧）×０．９（結合率等）＝Ｖ_ＳＤＣ
例えば、物理的に限定される、受電コイルの巻数Ｎ_１を２０ターン、受電コイルの両端電圧Ｖ_ＳＡＣを３２０Ｖ、電気二重層コンデンサの定格電圧Ｖ_ＳＤＣを３０Ｖとすると、補助コイルの巻数Ｎ_２として、４ターンが求められる。

また負荷が定格負荷以上となり誘導線路から供給される電力が不足し、あるいは誘導線路から電力を受取ることができなくなり、受電コイルの両端電圧が低下すると、受電コイルの両端電圧と巻線比に応じた補助コイルの両端電圧との電圧釣り合いが崩れ、補助コイルの両端電圧が高くなり、この状態で誘導線路の交流電圧に同期して２つのスイッチが交互に駆動されることにより、バッテリあるいは電気二重層コンデンサの両端電圧の２倍の電圧が印加される補助コイルの電圧によって、共振コンデンサの作用と巻線比に応じて、受電コイルに交流電流が流れ、すなわちバッテリあるいは電気二重層コンデンサが放電され、不足する負荷電力が補充され、受電コイルの両端電圧が上昇する。受電コイルの両端電圧と巻線比に応じた補助コイルの両端電圧が釣り合うと放電は停止される。

このように、負荷に応じて、受電コイルの両端電圧と、巻線比に応じた補助コイルの両端電圧が釣り合うように、充放電が自然に繰り返され、負荷が定格負荷以下のときは、バッテリあるいは電気二重層コンデンサは充電され、負荷が定格負荷以上となったとき、あるいは誘導線路から電力を受取ることができなくなるとき、放電される。よって、誘導線路には、負荷の定格負荷に応じた電力を供給できればよく、定格負荷以上の負荷に対応する必要がなくなるので、供給電力を抑えることができ、誘導線路に電力を供給する電源装置を安価なものに構成できる。

また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記共振回路に並列接続される可飽和リアクトルを備え、前記可飽和リアクトルの飽和電圧を、前記負荷が定格負荷のときの前記共振回路の電圧に基づいて設定することを特徴とするものである。

上記構成によれば、負荷電圧が上昇したとき、可飽和リアクトルにより負荷電圧は一定電圧に維持され、共振回路の電圧の上昇は抑えられる。よって、電圧の上昇により受電コイルと共振コンデンサに流れる電流が大きくなることが回避され、誘導線路から供給される電力（受電コイルの電圧・電流で決定される電力）が制限される。これにより、他の移動体が誘導線路から給電されなくなることが回避される。

また請求項３に記載の発明は、高周波電流を流す誘導線路に対向して配置され前記誘導線路より起電力が誘起される、フェライトコアに巻かれた受電コイルと、前記受電コイルとともに前記誘導線路の周波数に共振する共振回路を形成する共振コンデンサと、前記共振回路から出力される交流電流を整流する整流回路と、前記整流回路の出力端に接続され、消費電力が変動する負荷へ給電する出力コンデンサを備えた誘導受電回路であって、
前記受電コイルとともに前記フェライトコアに巻かれたセンタータップ付きコイルと、前記センタータップ付きコイルのセンタータップに一端が接続されたＤＣチョークと、前記センタータップ付きコイルの両端にそれぞれ一端が接続された第１スイッチおよび第２スイッチと、前記ＤＣチョークの他端に、アノードが接続された第１ダイオードと、前記第１ダイオードのカソードと前記２つのスイッチの他端との間に接続されたバッテリあるいは電気二重層コンデンサと、前記第１ダイオードに並列接続された第３スイッチと、前記第１スイッチおよび第２スイッチの他端にアノードが接続され、前記ＤＣチョークの他端にカソードが接続された第２ダイオードと、前記出力コンデンサの両端電圧を検出する検出手段とを備え、前記受電コイルと前記センタータップ付きコイルの巻線比を、前記負荷が定格負荷のときの受電コイルの両端電圧と、前記バッテリあるいは電気二重層コンデンサの定格電圧との電圧比に基づいて設定し、前記第１スイッチおよび第２スイッチを前記誘導線路の交流電圧に同期して１８０゜おきに交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作し、前記検出手段により検出される前記出力コンデンサの両端電圧が、前記負荷が定格負荷のときの前記出力コンデンサの出力電圧より低い第１設定電圧以下となると、前記第３スイッチをオンすることを特徴とするものである。

上記構成によれば、誘導線路よりセンタータップ付きコイルに誘起される電圧（センタータップ付きコイルの両端電圧）は、第１スイッチおよび第２スイッチが交互にＯＮ−ＯＦＦ動作されることにより、前記センタータップでは１／２に分圧され、続いてＤＣチョークにより交流分が平滑されて、第１ダイオードを介してバッテリあるいは電気二重層コンデンサは充電され、電気二重層コンデンサの充電電圧が、第１ダイオードの作用により前記センタータップ付きコイルの両端電圧の１／２に、√２を乗算した電圧となると充電は停止される。また、充電が終了した時点で、受電コイルの両端電圧と、巻線比に応じた補助コイルの両端電圧は釣り合っている。

また負荷が定格負荷以上となり誘導線路から供給できる電力が不足し、あるいは誘導線路から電力を受取ることができなくなり、出力コンデンサの両端電圧が上記第１設定電圧以下となると、第３スイッチがオンされ、第１スイッチおよび第２スイッチは前記誘導線路の交流電圧に同期して１８０゜おきに交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作される。すると、バッテリあるいは電気二重層コンデンサの両端電圧の２倍の電圧がセンタータップ付きコイルに印加され、共振コンデンサの作用と受電コイルとセンタータップ付きコイルの巻線比に応じて、受電コイルに交流電流が流れ、すなわちバッテリあるいは電気二重層コンデンサは放電され、不足する負荷電力が補充され、出力コンデンサの両端電圧は回復する。なお、放電時にセンタータップ付きコイルに印加される電圧は、受電コイルの両端電圧と釣り合っていたときの√２倍になることから、受電コイルとセンタータップ付きコイルとの結合度が低くても十分に、バッテリあるいは電気二重層コンデンサから給電できる。出力コンデンサの両端電圧が前記第１設定電圧まで戻ると、第３スイッチはオフされて放電は停止される。

また請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明であって、前記共振回路に並列接続される可飽和リアクトルを備え、前記可飽和リアクトルの飽和電圧を、前記負荷が定格負荷のときの前記共振回路の電圧に基づいて設定することを特徴とするものである。

上記構成によれば、負荷電圧が上昇したとき、可飽和リアクトルにより負荷電圧は一定電圧に維持され、共振回路の電圧の上昇は抑えられる。よって、電圧の上昇により受電コイルと共振コンデンサに流れる電流が大きくなることが回避され、誘導線路から供給される電力（受電コイルの電圧・電流で決定される電力）が制限される。これにより、他の移動体が誘導線路から給電されなくなることが回避される。

また請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明であって、前記検出手段により検出される前記出力コンデンサの両端電圧が、出力コンデンサの定格出力電圧より高い第２設定電圧以上となると、前記第１スイッチおよび第２スイッチをともにＯＮ動作し、前記出力コンデンサの両端電圧が略第２設定電圧に戻ると、前記第１スイッチおよび第２スイッチを前記誘導線路の交流電圧に同期して１８０゜おきに交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作することを特徴とするものである。

上記構成によれば、出力コンデンサの両端電圧が第２設定電圧以上となり、第１スイッチおよび第２スイッチをともにＯＮとされると、センタータップ付きコイルの両端が接続されて閉ループが形成され、受電コイルの両端電圧はゼロとなり、出力コンデンサへ給電されなくなる。すると、出力コンデンサの両端電圧は低下し、出力コンデンサの両端電圧が略前記第２設定電圧に戻ると、通常のスイッチ動作へ戻され、出力コンデンサへ給電され、またセンタータップ付きコイルに印加される電圧は、共振電圧の立ち上がりのダンピング（オーバーシュート）で、通常の印加電圧より高い電圧で、バッテリあるいは電気二重層コンデンサが充電される。したがって、放電の際に、センタータップ付きコイルに印加される電圧は、通常の√２倍の電圧よりさらに高い電圧となり、センタータップ付きコイルと受電コイルの結合度が低い場合でも、バッテリあるいは電気二重層コンデンサから電流を供給できる。

また請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明であって、前記出力コンデンサの両端電圧を検出する第１検出手段に加えて、前記バッテリあるいは電気二重層コンデンサの両端電圧を検出する第２検出手段を備え、前記第１スイッチおよび第２スイッチをともにＯＮ動作する実行条件を、前記第２検出手段により検出されるバッテリあるいは電気二重層コンデンサの両端電圧が、バッテリあるいは電気二重層コンデンサの定格電圧以上のとき、前記第１検出手段により検出される前記出力コンデンサの両端電圧が前記第２設定電圧以上とし、前記第２検出手段により検出されるバッテリあるいは電気二重層コンデンサの両端電圧が前記定格電圧未満のとき、前記第１検出手段により検出される前記出力コンデンサの両端電圧が、前記第２設定電圧より高い第３設定電圧以上としたことを特徴とするものである。

上記構成によれば、バッテリあるいは電気二重層コンデンサの両端電圧が定格電圧以上のとき、出力コンデンサの両端電圧が第２設定電圧になると第１スイッチおよび第２スイッチをともにＯＮされ、第２設定電圧未満では、第１スイッチおよび第２スイッチが交互にＯＮ−ＯＦＦ動作され、充電が実行される。

またバッテリあるいは電気二重層コンデンサの両端電圧が定格電圧未満のときは、出力コンデンサの両端電圧が第２設定電圧より高い第３設定電圧になると、第１スイッチおよび第２スイッチをともにＯＮされ、第３設定電圧未満では、第１スイッチおよび第２スイッチが交互にＯＮ−ＯＦＦ動作され、このとき前記第２設定電圧未満で第１スイッチおよび第２スイッチが交互にＯＮ−ＯＦＦ動作されているときと比較して高い電圧が、センタータップ付きコイルに印加され、バッテリあるいは電気二重層コンデンサは急速に充電される。

また請求項７に記載の発明は、請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の発明であって、フェライトコアを断面視Ｈ字状に形成し、フェライトコアの中央部に、前記受電コイルと前記センタータップ付きコイルが巻かれ、一方の端部に前記中央部を挟んで巻数を振り分けて前記ＤＣチョークのコイルが巻かれていることを特徴とするものである。

上記構成によれば、ＤＣチョークのコイルが、フェライトコアの一方の端部に中央部を挟んで巻数が振り分けられていることにより、フェライトコアに誘導線路に流れる高周波電流により発生する磁束は互いに打ち消しあい、磁束の影響を受けることがないことから、ＤＣチョークのコア部材をフェライトコアで代用でき、ＤＣチョークのための設置スペースが不要となる。

また請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の発明であって、前記ＤＣチョークのコイルは、前記誘導線路に流れる高周波電流により発生する交流磁束の影響を打消すように前記フェライトコアに巻かれていることを特徴とするものである。

上記構成によれば、ＤＣチョークのコイルが、フェライトコアに誘導線路に流れる高周波電流により発生する交流磁束の影響を打消しあうように巻かれることにより、交流磁束の影響を受けることがないことから、ＤＣチョークのコア部材をフェライトコアで代用でき、ＤＣチョークのための設置スペースが不要となる。

また請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明であって、前記ＤＣチョークのコイルは、前記受電コイルが巻かれている前記フェライトコアの箇所以外に巻かれていることを特徴とするものである。

受電コイルが巻かれている前記フェライトコアの箇所は、フェライトコアに誘導線路に流れる高周波電流により発生する交流磁束が集中することにより、ＤＣチョークのコイルを、交流磁束の影響を受けることがないように巻くことは困難である。

上記構成によれば、受電コイルが巻かれているフェライトコアの箇所以外の箇所にＤＣチョークのコイルが巻かれる。

本発明の誘導受電回路は、受電コイルが巻かれるフェライトに、補助コイルあるいはセンタータップ付きコイルを巻いて、高周波トランスとして使用することにより、従来のＤＣ／ＤＣコンバータに必要な高周波トランスが不要となり、並列接続される電気二重層コンデンサを充電対象として低電圧で充放電できる充放電回路を安価に提供でき、また省スペースを実現でき、さらに負荷が定格負荷以上となると、バッテリあるいは電気二重層コンデンサが放電されて不足する電力が補償されることにより、誘導線路は定格負荷以上の負荷に対応する必要がなくなるので、供給電力を抑えることができ、誘導線路に電力を供給する電源装置を安価なものに構成できる、という効果を有している。

本発明の実施の形態１における誘導受電回路を備えた物品搬送設備の走行経路図である。 同物品搬送設備の要部構成図である。 同物品搬送設備の誘導受電回路に使用されるピックアップユニットの図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。 同物品搬送設備の誘導受電回路の回路図である。 本発明の実施の形態２における同物品搬送設備の誘導受電回路に使用されるピックアップユニットの図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。 同物品搬送設備の誘導受電回路の回路図である。 同物品搬送設備の誘導受電回路の制御装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態における誘導受電回路について、図面を参照しながら説明する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１における誘導受電回路を搬送台車に備えた物品搬送設備の走行経路図、図２は同物品搬送設備の同要部構成図である。

図１および図２において、１１はフロア１２に設置された一対の走行レールであり、１３はこの走行レール１１に案内されて自走し、物品Ｒを搬送する４輪の搬送台車（移動体の一例）である。なお、搬送台車１３の総台数を５台としている。

前記走行レール１１により、ループ状（環状）に形成される搬送経路（移動経路の一例）１４が構成され、この搬送経路１４に沿って複数（図では９台）のステーション（物品受け手段）１５が配置されており、搬送台車１３は、搬送経路１４に沿って走行し、搬送経路１４に沿って配置されたステーション１５間に渡って物品Ｒを搬送する搬送車を構成している。

また各ステーション１５にはそれぞれ、各搬送台車１３との間で物品Ｒの移載、すなわち搬入、搬出を行う移載用コンベヤ装置（たとえば、ローラコンベヤやチェンコンベヤ）１６が設けられている。

また走行レール１１の外方側面に走行方向に沿って上下一対の誘導線路１７が、無給電区間となる隙間（例えば、走行レール１１のカーブ部等の敷設が困難な箇所）１９を空けて複数本（図では４本）の敷設されており、各誘導線路１７にはそれぞれ電源装置１８により所定周波数（例えば、１０ｋＨｚ）の高周波電流（交流電流）が供給されている。

前記搬送台車１３は、図２に示すように、車体２１と、この車体２１上に設置され、物品Ｒを移載し載置する移載・載置用コンベヤ装置（たとえば、ローラコンベヤやチェンコンベヤ）２２と、車体２１の下部に取付けられ、車体２１を一方の走行レール１１に対して支持する２台の旋回式従動車輪装置２３と、車体２１の下部に取付けられ、車体２１を他方の走行レール１１に対して支持するとともに走行レール１１の曲がり形状に追従可能でかつ旋回式従動車輪装置２３に対して遠近移動自在（スライド自在）とした２台の旋回・スライド式車輪装置２４と、これら旋回・スライド式車輪装置２４のうちの一方に連結された走行用モータ（消費電力が変動する負荷の一例）２５と、ステーション１５と間の信号授受に使用される光伝送装置２６Ａを備えている。前記走行用モータ２５の駆動により搬送台車１３は走行される。

また各ステーション１５毎にそれぞれ、搬送台車１３の光伝送装置２６Ａとの間で信号の授受を行う光伝送装置２６Ｂが設けられている。
また各搬送台車１３にはそれぞれ、一方の旋回式従動車輪装置２３の外方に、この誘導線路１７により起電力が誘起され、走行用モータ２５等へ給電するためのピックアップユニット２８が設置され、誘導受電回路２９（図４）が設置されている。

前記ピックアップユニット２８は、図３に示すように、所定の間隔を空けてアルミ板からなる取付板３９にビス止めされた、複数個（図では２個）の断面形状がＥ字状のフェライト（フェライトコア）３０と、これら断面形状がＥ字状のフェライト３０の中央凸部３０ａに渡って巻かれ、１０ＫＨｚほどの一定周波数の交番磁界中に置かれて誘導起電力を発生するリッツ線からなる受電コイル３１と、中央凸部３０ａの底部に渡って巻かれた銅線からなる補助コイル３２とから形成されており、両凹部３０ｂの中心に誘導線路１７が位置するように調整して取付板３９が搬送台車１３に固定されている。

このようにフェライト３０が間隔を置いて配置されていることにより、熱の発散が容易となり温度が下げられ、また大きい端効果が得られることから、受電コイル３１と補助コイル３２に高い起電力が誘起され、効率が改善され、大きい電力が得られる。

上記誘導受電回路２９は、図４に示すように、前記受電コイル３１と、受電コイル３１に並列に接続され受電コイル３１とともに誘導線路１７の周波数に共振する並列共振回路を形成する共振コンデンサ３３と、この共振コンデンサ３３に並列に接続された可飽和リアクトル３４と、可飽和リアクトル３４に並列に接続された（全波）整流回路３５と、整流回路３５のプラス側出力端に一端が接続されたＤＣチョーク３６と、ＤＣチョーク３６の他端と整流回路３５のマイナス側出力端間に接続された出力コンデンサ３７を備えており、出力コンデンサ３７の両端に、負荷として、上記走行用モータ２５を駆動するインバータ３８が接続されている。前記可飽和リアクトル３４の飽和電圧は、前記負荷が定格負荷のときの電圧（出力コンデンサ３７の電圧）に相当する前記並列共振回路の電圧（整流器３５の入力側の電圧）に設定されている。

さらに誘導受電回路２９は、上記補助コイル３２と、補助コイル３２の両端に接続されたセンタータップ付きコイル４０と、センタータップ付きコイル４０のセンタータップ４０Ａに一端が接続されたＤＣチョーク４１と、センタータップ付きコイル４０の両端にそれぞれ一端が接続され、誘導線路１７の交流電圧に同期して１８０゜おきに交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作される、スイッチングトランジスタ（Ｔｒ）からなる２つの第１スイッチ４２および第２スイッチ４３と、ＤＣチョーク４１の他端と２つのスイッチ４２，４３の他端との間に、並列接続された複数の電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ）４４を備えており、これら構成要素により、電気二重層コンデンサ４４を電源して放電するとき、ピックアップユニット２８を高周波トランスとして使用し、さらに受電コイル３１と共振コンデンサ３３を共振要素としたプッシュプル共振コンバータが構成される。前記電気二重層コンデンサ４４の定格電圧Ｖ_ＳＤＣは、低電圧、例えばＤＣ３０Ｖとしている。

また受電コイル３１と補助コイル３２の巻線比、すなわち補助コイルの巻数Ｎ_２は、フェライト３０に巻かれる受電コイル３１の巻数Ｎ_１、負荷が定格負荷のときの受電コイル３１の両端電圧Ｖ_ＳＡＣ、電気二重層コンデンサ４４の定格電圧Ｖ_ＳＤＣより、下記の式を満たすように求められる。

Ｖ_ＳＡＣ×（Ｎ_２／Ｎ_１）×１／２（上記分圧）×０．９（結合率等）＝Ｖ_ＳＤＣ
例えば、物理的に限定される、受電コイル３１の巻数Ｎ_１を２０ターン、受電コイル３１の両端電圧Ｖ_ＳＡＣを３２０Ｖ、電気二重層コンデンサ４４の定格電圧Ｖ_ＳＤＣを３０Ｖとすると、補助コイル３２の巻数Ｎ_２として、約４ターンが求められる。補助コイル３２の巻数Ｎ_２を４ターンに設定すると、
Ｖ_ＳＡＣ×（Ｎ_２／Ｎ_１）×１／２（後述する）×０．９（結合率等）≒２９Ｖ
が得られ、最大約２９Ｖの印加により電気二重層コンデンサ４４が充電される。

以下、上記実施の形態１における作用を説明する。
搬送台車１３は、誘導受電回路２９によりインバータ３８へ給電し、インバータ３８を制御して走行用モータ２５を駆動して旋回・スライド式車輪装置２４を駆動し、走行レール１１上を走行してステーション１５間を移動し、ステーション１５に到着すると、搬送台車１３は、光伝送装置２６Ａ，２６Ｂを介してステーション１５側と物品Ｒの移載情報を交換し、移載・載置用コンベヤ装置２２を駆動し、ステーション１５では移載用コンベヤ装置１６を駆動して物品Ｒの移載を実行する。

誘導受電回路２９の作用は以下の通りである。
誘導線路１７に発生する磁束により、受電コイル３１に誘導起電力が発生し、この受電コイル３１と共振コンデンサ３３とから形成される並列共振回路より交流の一定電流が整流回路３５を介してインバータ３８と走行用モータ２５からなる負荷へ給電される。このとき、前記並列共振回路から出力される電流は一定電流であることから、前記負荷の負荷電力により、並列共振回路の両端電圧は決定されるが、前記負荷電力が大きくなると、受電コイル３１と共振コンデンサ３３に流れる電流は大きくなる。この電流は誘導線路１７から非接触で供給される。

また負荷が低下し、出力コンデンサ３７の出力電圧が上昇すると、可飽和リアクトル３４により電圧は一定電圧に維持され、並列共振回路の電圧の上昇は抑えられる。よって、この電圧の上昇により受電コイル３１と共振コンデンサ３３に流れる電流が大きくなることが回避され、誘導線路１７から供給される電力（受電コイル３１の電圧・電流で決定される電力）が制限される。これにより、他の搬送台車（移動体）１３が誘導線路１７から給電されなくなることが回避される。
［電気二重層コンデンサ４４の充電］
電気二重層コンデンサ４４は、次のように充電される。

誘導線路１７から補助コイル３２に誘起される電圧（補助コイル３２の両端電圧）は、上記スイッチ４２，４３のＯＮ−ＯＦＦ動作によりセンタータップ付きコイル４０の半分に交互に印加され、よって前記補助コイル３２の両端電圧の１／２の電圧が出力され、続いてＤＣチョーク４１により交流分が平滑されて、電気二重層コンデンサ４４は充電される。電気二重層コンデンサ４４の充電電圧のが、補助コイル３２の両端電圧の１／２の電圧まで上昇すると充電は停止される。この充電が停止した状態では、受電コイル３１の両端電圧と、巻線比に応じた補助コイル３２の両端電圧は釣り合っており、また受電コイル３１の両端電圧は負荷に見合う出力コンデンサ３７の出力電圧に釣り合っている。
［電気二重層コンデンサ４４の放電］
電気二重層コンデンサ４４は、次のように放電される。

前記負荷が定格負荷以上となると、あるいは隙間１９に搬送台車１３が進入して誘導線路１７からの給電がなくなると、出力コンデンサ３７の出力電圧が低下し、受電コイル３１の両端電圧が低下し、受電コイル３１の両端電圧と巻線比に応じた補助コイル３２の両端電圧との電圧釣り合いが崩れ、補助コイル３２の両端電圧（電気二重層コンデンサ４４の両端電圧の２倍の電圧）が高くなる。すると、電気二重層コンデンサ４４から放電され、不足した電力が、電気二重層コンデンサ４４から放電される電力により補充され、出力コンデンサ３７の出力電圧は回復する。

すなわち、誘導線路１７の交流電圧に同期して１８０゜おきにスイッチ４２，４３が交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作され、すなわち並列共振回路の共振周波数に応じて交互に駆動され、受電コイル３１と共振コンデンサ３３の作用および受電コイル３１と補助コイル３２の巻線比に応じて、受電コイル３１に交流電流が流れ、不足する負荷電力が補充される。そして、受電コイル３１の両端電圧が上昇し、巻線比に応じた補助コイル３２の電圧が釣り合うと放電は停止される。

このように、負荷に応じて、受電コイル３１の両端電圧と、巻線比に応じた補助コイル３２の両端電圧とが釣り合うように、充放電が自然に繰り返され、負荷が定格負荷以下のときは、電気二重層コンデンサ４４は充電され、負荷が定格負荷以上となったとき、あるいは誘導線路１７から電力を受取ることができなくなるとき、放電される。

また定格負荷を超えた負荷に対しては、電気二重層コンデンサ４４からの放電により誘導受電回路２９において対応できることにより、誘導線路１７は定格負荷以上の負荷に対応する必要がなくなることから、電源装置１８の定格電力を減少させることができる。

以上のように本実施の形態１によれば、受電コイル３１が巻かれるフェライト３０に、補助コイル３２を巻いて、高周波トランスとして使用し、プッシュプルの共振要素として受電コイル３１と共振コンデンサ３３を使用することによって、簡単な回路構成で、並列に配置された電気二重層コンデンサ４４の充放電を低電圧で行うことができ、また充放電回路を安価に提供できる。また従来のＤＣ／ＤＣコンバータに必要な高周波トランスが不要となることにより、省スペースを実現できる。

また誘導線路１７に電流を流すと、受電コイル３１の両端電圧と、巻線比に応じた補助コイル３２の両端電圧との釣り合いにより、電気二重層コンデンサ４４の充放電が行われることにより、充放電のための制御を不要にできる。

さらに負荷が定格負荷以上となると、あるいは隙間１９に搬送台車１３が進入して誘導線路１７から給電されなくなると、電気二重層コンデンサ４４が放電されて不足する電力が補償されることにより、誘導線路１７は定格負荷以上の負荷に対応する必要がなくなるので、供給電力を抑えることができ、誘導線路１７に電力を供給する電源装置１８を安価なものに構成できる。また同じ供給電力で、より長い誘導線路１７に給電できることにより、電源装置１８の台数を削減することができる。

また負荷が低下し、出力コンデンサ３７の出力電圧が上昇すると、可飽和リアクトル３４により電圧は一定電圧に維持され、共振回路の電圧の上昇は抑えられ、誘導線路１７から供給される電力（受電コイル３１の電圧・電流で決定される電力）が制限されることにより、他の搬送台車（移動体）１３が誘導線路１７から給電されなくなることを回避できる。
［実施の形態２］
図５は本発明の実施の形態２における誘導受電回路に使用されるピックアップユニットを示す断面図、斜視図、図６は同誘導受電回路の回路図である。なお、実施の形態１と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。

各搬送台車１３にはそれぞれ、図５に示すピックアップユニット４８と、図６に示す誘導受電回路５１が設置されている。
実施の形態２におけるピックアップユニット４８は、図６に示すように、所定の間隔を空けてアルミ板からなる取付板５７にビス止めされた、複数個（図では３個）の断面形状がＨ字状のフェライト（フェライトコア）５０と、これら断面形状がＨ字状のフェライト５０の中央部５０ａに渡って巻かれ、１０ＫＨｚほどの一定周波数の交番磁界中に置かれて誘導起電力を発生するリッツ線からなる上記受電コイル３１と、中央部５０ａに渡って受電コイル３１を挟むように巻かれた銅線からなるセンタータップ付きコイル５２と、フェライト５０の上部５０ｂに中央部５０ａを挟んで巻数が振り分けられて巻かれたＤＣチョーク５３（詳細は後述する）のコイル５３ａから形成されており、両凹部５０ｃの中心に誘導線路１７が位置するように調整して取付板５７が搬送台車１３に固定されている。

このようにフェライト５０が間隔を置いて配置されていることにより、熱の発散が容易となり温度が下げられ、また大きい端効果が得られることから、受電コイル３１とセンタータップ付きコイル５２に高い起電力が誘起され、効率が改善され、大きい電力が得られる。

またＤＣチョーク５３のコイル５３ａが、フェライト５０の上端部５０ｂに中央部５０ａを挟んで巻数が振り分けられて巻かれていることにより、フェライト５０に誘導線路１７により発生する交流磁界の磁束ｇ_ＡＣは互いに打ち消しあい、よって交流磁界の磁束ｇ_ＡＣの影響を受けることなく、ＤＣチョーク５３のコア部材をフェライト５０で代用でき、ＤＣチョーク５３のための設置スペースを不要とすることができる。ＤＣチョーク５３（コア部材）に発生する直流磁界の磁束をｇ_ＤＣで示す。

なお、ＤＣチョーク５３のコイル５３ａは、３個のＨ字状のフェライト５０のうち中央のフェライト５０の上部５０ｂに巻かれているが、左右のいずれかのフェライト５０の上部５０ｂに巻かれてもよく、さらに上部５０ｂだけでなくフェライト５０の下部５０ｄに巻くようにしてもよい。すなわち、ＤＣチョーク５３のコイル５３ａは、受電コイル３１およびセンタータップ付きコイル５２が巻かれ交流磁界の磁束ｇ_ＡＣが集中するフェライト５０の中央部５０ａ以外の箇所で、誘導線路１７に流れる高周波電流により発生する交流磁界の磁束ｇ_ＡＣの影響を打消すようにフェライト５０に巻かれていればよい。また中央部５０ａは、誘導線路１７に流れる高周波電流により発生する交流磁界の磁束ｇ_ＡＣが集中することにより、ＤＣチョーク５３のコイル５３ａをこの磁束ｇ_ＡＣの影響を受けることがないように巻くことは困難であり、中央部５０ａに巻くことを避けている。

上記誘導受電回路５１は、図６に示すように、上記受電コイル３１と、共振コンデンサ３３と、整流回路３５と、ＤＣチョーク３６と、出力コンデンサ３７を備え、出力コンデンサ３７の両端に、負荷として、上記走行用モータ２５を駆動するインバータ３８が接続されている。

さらに誘導受電回路５１は、前記センタータップ付きコイル５２と、センタータップ付きコイル５２のセンタータップ５２Ａに一端が接続された前記ＤＣチョーク５３と、上記第１スイッチ４２および第２スイッチ４３と、ＤＣチョーク５３の他端に、アノードが接続された第１ダイオード５４と、第１ダイオード５４のカソードと前記２つのスイッチ４２，４３の他端との間、並列接続された複数の電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ）４４と、第１ダイオード５４に並列に接続された、スイッチングトランジスタ（Ｔｒ）からなる第３スイッチ５５と、第１スイッチ４２および第２スイッチ４３の他端にアノードが接続され、ＤＣチョーク５３の他端にカソードが接続された第２ダイオード５６と、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣおよび電気二重層コンデンサ４４の両端電圧Ｖ_ＥＤＣを検出する第１検出手段および第２検出手段を兼ね、第１スイッチ４２、第２スイッチ４３および第３スイッチ５５を制御・駆動する制御装置６０（詳細は後述する）を備えている。

前記受電コイル３１と前記センタータップ付きコイル５２の巻線比、すなわちセンタータップ付きコイル５２の巻線数は、実施の形態１の補助コイル３２と同様に、フェライト５０に巻かれる受電コイル３１の巻数Ｎ_１、負荷が定格負荷のときの受電コイル３１の両端電圧Ｖ_ＳＡＣ、電気二重層コンデンサ４４の定格電圧Ｖ_ＳＤＣより、すなわち受電コイル３１の両端電圧Ｖ_ＳＡＣと電気二重層コンデンサ４４の定格電圧Ｖ_ＳＤＣとの比に基づいて設定されている。

上記制御装置６０には、前記負荷が定格負荷のときの出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣを定格出力電圧Ｖ_Ｋ（例えば、ＤＣ２５０ｖ）として、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣをこの定格出力電圧Ｖ_Ｋに維持する電圧設定範囲として第１上限値（第２設定電圧の一例）Ｖ_ＫＨ（＝Ｖ_Ｋ＋α）と第１下限値Ｖ_ＫＬ（＝Ｖ_Ｋ−α）が設定され、また第１下限値Ｖ_ＫＬより低く、定格出力電圧Ｖ_Ｋを維持できなく電気二重層コンデンサ４４から電力補充が必要な放電開始設定値（第１設定電圧の一例；例えば、ＤＣ２３０ｖ）Ｖ_ＤＩＳが設定されている。この放電開始設定値Ｖ_ＤＩＳは、インバータ３８を使用できる最低許容電圧に一致している。また上記αは、不感帯を設けるための電圧値を示す。

また上記制御装置６０には、インバータ（負荷の一例）３８を使用できる最大許容電圧をＶ_Ｍ（＞Ｖ_Ｋ＋α；例えば、ＤＣ３３０ｖ）として、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣを、この最大許容電圧Ｖ_Ｍに維持する電圧設定範囲として第２上限値（第３設定電圧の一例）Ｖ_ＭＨ（＝Ｖ_Ｍ）と第２下限値Ｖ_ＭＬ（＝Ｖ_Ｍ−２α）が設定されている。第２上限値（第３設定電圧の一例）Ｖ_ＭＨは、第１上限値（第２設定電圧の一例）Ｖ_ＫＨより高い電圧である。

制御装置６０の動作を図７のフローチャートにしたがって説明する。
第３スイッチ５５がＯＦＦ状態で、誘導線路１７の交流電圧に同期して１８０゜おきにスイッチ４２，４３を交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作しており（ステップ−１）、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣが放電開始設定値Ｖ_ＤＩＳ以下かどうかを確認し（ステップ−２）、確認すると第３スイッチ５５をＯＮ動作して電気二重層コンデンサ４４を放電モードとする（ステップ−３）。この第３スイッチ５５のＯＮ動作は、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣをフィードバックしながら、パルス幅制御される。

ステップ−２において、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣが放電開始設定値Ｖ_ＤＩＳより高いと確認すると、第３スイッチ５５をＯＦＦ動作（完全なＯＦＦ状態と）して電気二重層コンデンサ４４を充電モードとする（ステップ−４）。

次に、電気二重層コンデンサ４４の両端電圧Ｖ_ＥＤＣが定格電圧Ｖ_Ｐ以上かどうかを確認し（ステップ−５）、未満のとき（以上ではないとき）、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣの上限電圧Ｖ_Ｈを第２上限値Ｖ_ＭＨ、下限電圧Ｖ_Ｌを第２下限値Ｖ_ＭＬに設定し（ステップ−６）、定格電圧Ｖ_Ｐに達すると（以上となると）、上限電圧Ｖ_Ｈを第１上限値Ｖ_ＫＨ、下限電圧Ｖ_Ｌを第１下限値Ｖ_ＫＬに設定する（ステップ−７）。

次に、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣが上限電圧Ｖ_Ｈ以上かどうかを確認し（ステップ−８）、確認するとスイッチ４２，４３を共にＯＮ動作して給電をカットする（ステップ−９）。続いて出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣが下限電圧Ｖ_Ｌ以下かどうかを確認し（ステップ−１０）、確認すると、ステップ−１へ戻る。またステップ−８において、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣが上限電圧Ｖ_Ｈ未満のときステップ−１へ戻り、スイッチ４２，４３を交互にＯＮ−ＯＦＦ動作する。

以下、上記実施の形態２における作用を説明する。
搬送台車１３は、誘導受電回路５１によりインバータ３８へ給電し、インバータ３８を制御して走行用モータ２５を駆動して旋回・スライド式車輪装置２４を駆動し、走行レール１１上を走行してステーション１５間を移動し、ステーション１５に到着すると、搬送台車１３は、光伝送装置２６Ａ，２６Ｂを介してステーション１５側と物品Ｒの移載情報を交換し、移載・載置用コンベヤ装置２２を駆動し、ステーション１５では移載用コンベヤ装置１６を駆動して物品Ｒの移載を実行する。

誘導受電回路２９の作用は以下の通りである。
誘導線路１７に発生する磁束により、受電コイル３１に誘導起電力が発生し、この受電コイル３１と共振コンデンサ３３とから形成される並列共振回路より一定電流が整流回路３５を介してインバータ３８と走行用モータ２５からなる負荷へ給電される。このとき、前記並列共振回路から出力される電流は一定電流なので、前記負荷の負荷電力により、並列共振回路の両端電圧は決定されるが、前記負荷電力が大きくなると、受電コイル３１と共振コンデンサ３３に流れる電流は大きくなる。電流は誘導線路１７から非接触で供給される。
［電気二重層コンデンサ４４の充電］
電気二重層コンデンサ４４は、次のように充電される。

誘導線路１７からセンタータップ付きコイル５２に誘起される電圧は、上記スイッチ４２，４３のＯＮ−ＯＦＦ動作によりセンタータップ付きコイル４０の誘起電圧の１／２の電圧がＤＣチョーク５３に出力され、続いてＤＣチョーク５３により交流分が平滑されて、第１ダイオード５４を介して電気二重層コンデンサ４４は充電される。このとき、第１ダイオード５４の作用により第１ダイオード５４の入力電圧のピーク値まで充電され、前記１／２の電圧の√２倍の電圧まで電気二重層コンデンサ４４は充電される。この１／２の電圧の√２倍の電圧まで電気二重層コンデンサ４４の充電電圧が上昇すると、充電は停止される。この充電が停止した状態では、受電コイル３１の両端電圧と、巻線比に応じたセンタータップ付きコイル５２の両端電圧は釣り合っており、また受電コイル３１の両端電圧は負荷に見合う出力コンデンサ３７の出力電圧に釣り合っている。

なお、詳細は後述するが、電気二重層コンデンサ４４の両端電圧Ｖ_ＥＤＣが定格電圧Ｖ_Ｐ以上のとき、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣが第１上限値（例えば、ＤＣ２５０ｖ；第２設定電圧の一例）Ｖ_ＫＨになると、スイッチ４２，４３はともにＯＮ動作され、第１上限値Ｖ_ＫＨ未満では、スイッチ４２，４３が交互にＯＮ−ＯＦＦ動作され、充電が実行される。

また電気二重層コンデンサ４４の両端電圧Ｖ_ＥＤＣが定格電圧Ｖ_Ｐ未満のときは、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣが第２上限値（例えば、ＤＣ３３０ｖ;第３設定電圧の一例）Ｖ_ＭＨ（＝Ｖ_Ｍ）になると、スイッチ４２，４３はともにＯＮ動作され、第２上限値Ｖ_ＭＨ未満では、スイッチ４２，４３は交互にＯＮ−ＯＦＦ動作され、このとき上記第１上限値Ｖ_ＫＨ未満でスイッチ４２，４３が交互にＯＮ−ＯＦＦ動作されているときと比較して高い電圧が、センタータップ付きコイル５２に印加され、電気二重層コンデンサ４４は急速に充電され、フル充電される。
［電気二重層コンデンサ４４の放電］
電気二重層コンデンサ４４は、次のように放電される。

前記負荷が定格負荷以上となると、あるいは隙間１９に搬送台車１３が進入して誘導線路１７からの給電がなくなると、誘導線路１７から供給できる電力では不足することから、出力コンデンサ３７の出力電圧Ｖ_ＳＤＣが低下し、上記放電開始設定値Ｖ_ＤＩＳ以下となると、第３スイッチ５５がＯＮ動作（ＰＷＭ制御）される。

すると、誘導線路１７の交流電圧に同期して１８０゜おきにスイッチ４２，４３が交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作され、すなわち並列共振回路の共振周波数に応じて交互に駆動され、受電コイル３１と共振コンデンサ３３の作用および受電コイル３１とセンタータップ付きコイル５２の巻線比に応じて、受電コイル３１に交流電流が流れ、不足する負荷電力が補充される。このとき、電気二重層コンデンサ４４の両端電圧は、√２倍の電圧に充電されており、放電時にセンタータップ付きコイル５２に印加される電圧は、受電コイル３１の両端電圧と釣り合っていたときの√２倍になることから、受電コイル３１とセンタータップ付きコイル５２との結合度が低くても十分に、電気二重層コンデンサ４４から給電できる。

また第３スイッチ５５がＰＷＭ制御されていることにより、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣは徐々に上昇する。さらに第３スイッチ５５がＰＷＭ制御によりＯＮからＯＦＦとなると、ＤＣチョーク５３はセンタータップ付きコイル５２側へ電流を流そうする。このとき第２ダイオード５６により閉ループが形成される。

そして、出力コンデンサ３７の出力電圧Ｖ_ＳＤＣが上記放電開始設定値Ｖ_ＤＩＳより高くなると、第３スイッチ５５がＯＦＦ動作されて上記のようにスイッチ４２，４３が交互にＯＮ−ＯＦＦ動作されて充電される。
［給電カット］
負荷が低下し、出力コンデンサ３７の出力電圧Ｖ_ＳＤＣが上限電圧Ｖ_Ｈ以上となると、第１スイッチ４２および第２スイッチ４３はともにＯＮされ、センタータップ付きコイル５２の両端が接続されて閉ループが形成され、受電コイル５１の両端電圧はゼロとなり、出力コンデンサ３７へ給電されなくなる（給電がカットされる）。なお、第３スイッチ５５がＯＦＦ状態であるので、電気二重層コンデンサ４４から放電されることはない。すると、出力コンデンサ３７の両端電圧は低下し、出力コンデンサ３７の両端電圧が下限電圧Ｖ_Ｌ以下となると、通常のスイッチ動作、すなわちスイッチ４２，４３の交互のＯＮ−ＯＦＦ動作に戻され、出力コンデンサ３７への給電が再開される。このとき、センタータップ付きコイル５２に印加される電圧は、共振電圧の立ち上がりのダンピング（オーバーシュート）で、通常誘起される電圧より高い電圧で、電気二重層コンデンサ４４が充電される。したがって、放電の際に、センタータップ付きコイル５２に印加される電圧は、通常の√２倍の電圧よりさらに高い電圧となり、センタータップ付きコイル５２と受電コイル３１の結合度がさらに低くても、電気二重層コンデンサ４４から不足電力を補充できる。

なお、電気二重層コンデンサ４４の両端電圧Ｖ_ＥＤＣが定格電圧Ｖ_Ｐ未満のとき（以上ではないとき）、上限電圧Ｖ_Ｈは第２上限値Ｖ_ＭＨ、下限電圧Ｖ_Ｌは第２下限値Ｖ_ＭＬに設定され、定格電圧Ｖ_Ｐに達すると、上限電圧Ｖ_Ｈは第１上限値Ｖ_ＫＨ、下限電圧Ｖ_Ｌは第１下限値Ｖ_ＫＬに設定されることにより、電気二重層コンデンサ４４の両端電圧Ｖ_ＥＤＣが定格電圧Ｖ_Ｐ未満のとき、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣはインバータ３８の最大許容電圧Ｖ_Ｍに制御され、以上のとき、出力コンデンサ３７の両端電圧Ｖ_ＳＤＣは定格出力電圧Ｖ_Ｋに制御される。

以上のように本実施の形態２によれば、受電コイル３１が巻かれるフェライト５０に、センタータップ付きコイル５２を巻いて、高周波トランスとして使用し、プッシュプルの共振要素として受電コイル３１と共振コンデンサ３３を使用することによって、簡単な回路構成で、並列に配置された電気二重層コンデンサ４４の充放電を低電圧で行うことができる充放電回路を提供でき、また従来のＤＣ／ＤＣコンバータに必要な高周波トランスが不要となることにより、省スペースを実現できる。また充電時に、第１ダイオード５４の作用によりピーク電圧まで充電されることにより、センタータップ付きコイル５２に誘起される電圧の１／２ではなく、その√２倍の電圧まで充電される。

また出力コンデンサ３７の出力電圧Ｖ_ＳＤＣが上記放電開始設定値Ｖ_ＤＩＳ以下となると、第３スイッチ５５がＯＮ動作され、不足する負荷電力が補充されるが、このとき電気二重層コンデンサ４４の両端電圧は、上記√２倍の電圧に充電されていることにより、センタータップ付きコイル５２に通常、誘導線路１７により誘起される電圧の√２倍の電圧が印加され、受電コイル３１とセンタータップ付きコイル５２の結合度が低くても、不足する負荷電力を確実に補充することができる。

さらに負荷が定格負荷以上となると、あるいは隙間１９に搬送台車１３が進入して誘導線路１７から給電されなくなると、電気二重層コンデンサ４４が放電されて不足する電力が補償されることにより、誘導線路１７は定格負荷以上の負荷に対応する必要がなくなるので、供給電力を抑えることができ、誘導線路１７に電力を供給する電源装置１８を安価なものに構成できる。また同じ供給電力で、より長い誘導線路１７に給電できることにより、電源装置１８の台数を削減することができる。

また負荷が低下し、出力コンデンサ３７の出力電圧が上昇すると、第１スイッチ４２および第２スイッチ４３はともにＯＮされ、並列共振回路の電圧の上昇は抑えられ、誘導線路１７から供給される電力（受電コイル３１の電圧・電流で決定される電力）が制限されることにより、他の搬送台車（移動体）１３が誘導線路１７から給電されなくなることを回避できる。

なお、本実施の形態１，２では、充電対象を電気二重層コンデンサ４４としているが、バッテリでもよい。
また本実施の形態１では、ＤＣチョーク３６を、ピックアップユニット２８とは別置きとしているが、実施の形態２と同様に、ＤＣチョーク３６のコイルを、Ｅ字状のフェライト（フェライトコア）３０の受電コイル３１および補助コイル３２が巻かれ交流磁界の磁束ｇ_ＡＣが集中する中央凸部３０ａ以外の箇所で、誘導線路１７に流れる高周波電流により発生する交流磁界の磁束ｇ_ＡＣの影響を打消すように巻くようにしてもよい。これにより、交流磁界の磁束ｇ_ＡＣの影響を受けることなく、ＤＣチョーク３６のコア部材をフェライト３０で代用でき、ＤＣチョーク３６のための設置スペースを不要とすることができる。

また本実施の形態２では、２つのスイッチ４２，４３をともにオンすることに負荷低下時の並列共振回路の電圧の上昇を抑えているが、２つのスイッチ４２，４３をともにオンする機能に代えて、実施の形態１と同様に並列共振回路の両端に可飽和リアクトルを接続するようにしてもよい。

１７ 誘導線路
１８ 電源装置
２８ ピックアップユニット
２９，５１ 誘導受電回路
３０ フェライト
３０ａ 中央凸部
３０ｂ 凹部
３１ 受電コイル
３２ 補助コイル
３３ 共振コンデンサ
３４ 可飽和リアクトル
３５ 整流回路
３６ ＤＣチョーク
３７ 出力コンデンサ
３８ インバータ
４０，５２ センタータップ付きコイル
４０Ａ，５２Ａ センタータップ
４１ ＤＣチョーク
４２ 第１スイッチ
４３ 第２スイッチ
４４ 電気二重層キャパシタ
４８ ピックアップユニット
５０ フェライト
５０ａ 中央部
５０ｂ 上部
５０ｃ 凹部
５０ｄ 下部
５３ ＤＣチョーク
５３ａ コイル
５４ 第１ダイオード
５５ 第３スイッチ
５６ 第２ダイオード
６０ 制御装置

Claims (9)

1. 高周波電流を流す誘導線路に対向して配置され前記誘導線路より起電力が誘起される、フェライトコアに巻かれた受電コイルと、前記受電コイルとともに前記誘導線路の周波数に共振する共振回路を形成する共振コンデンサとを備え、前記共振回路から出力される交流電流を整流回路により整流して、消費電力が変動する負荷へ給電する誘導受電回路であって、
   前記受電コイルとともに前記フェライトコアに巻かれた補助コイルと、
   前記補助コイルに並列接続されたセンタータップ付きコイルと、
   前記センタータップ付きコイルのセンタータップに一端が接続されたＤＣチョークと、
   前記センタータップ付きコイルの両端にそれぞれ一端が接続された２つのスイッチと、
   前記ＤＣチョークの他端と前記２つのスイッチの他端との間に接続されたバッテリあるいは電気二重層コンデンサと
   を備え、
   前記受電コイルと補助コイルの巻線比を、前記負荷が定格負荷のときの受電コイルの両端電圧と、前記バッテリあるいは電気二重層コンデンサの定格電圧との電圧比に基づいて設定し、
   前記２つのスイッチを、前記誘導線路の交流電圧に同期して１８０゜おきに交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作すること
   を特徴とする誘導受電回路。
2. 前記共振回路に並列接続される可飽和リアクトルを備え、
   前記可飽和リアクトルの飽和電圧を、前記負荷が定格負荷のときの前記共振回路の電圧に基づいて設定すること
   を特徴とする請求項１に記載の誘導受電回路。
3. 高周波電流を流す誘導線路に対向して配置され前記誘導線路より起電力が誘起される、フェライトコアに巻かれた受電コイルと、前記受電コイルとともに前記誘導線路の周波数に共振する共振回路を形成する共振コンデンサと、前記共振回路から出力される交流電流を整流する整流回路と、前記整流回路の出力端に接続され、消費電力が変動する負荷へ給電する出力コンデンサを備えた誘導受電回路であって、
   前記受電コイルとともに前記フェライトコアに巻かれたセンタータップ付きコイルと、
   前記センタータップ付きコイルのセンタータップに一端が接続されたＤＣチョークと、
   前記センタータップ付きコイルの両端にそれぞれ一端が接続された第１スイッチおよび第２スイッチと、
   前記ＤＣチョークの他端に、アノードが接続された第１ダイオードと、
   前記第１ダイオードのカソードと前記２つのスイッチの他端との間に接続されたバッテリあるいは電気二重層コンデンサと、
   前記第１ダイオードに並列接続された第３スイッチと、
   前記第１スイッチおよび第２スイッチの他端にアノードが接続され、前記ＤＣチョークの他端にカソードが接続された第２ダイオードと、
   前記出力コンデンサの両端電圧を検出する検出手段と
   を備え、
   前記受電コイルと前記センタータップ付きコイルの巻線比を、前記負荷が定格負荷のときの受電コイルの両端電圧と、前記バッテリあるいは電気二重層コンデンサの定格電圧との電圧比に基づいて設定し、
   前記第１スイッチおよび第２スイッチを前記誘導線路の交流電圧に同期して１８０゜おきに交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作し、
   前記検出手段により検出される前記出力コンデンサの両端電圧が、前記負荷が定格負荷のときの前記出力コンデンサの出力電圧より低い第１設定電圧以下となると、前記第３スイッチをオンすること
   を特徴とする誘導受電回路。
4. 前記共振回路に並列接続される可飽和リアクトルを備え、
   前記可飽和リアクトルの飽和電圧を、前記負荷が定格負荷のときの前記共振回路の電圧に基づいて設定すること
   を特徴とする請求項３に記載の誘導受電回路。
5. 前記検出手段により検出される前記出力コンデンサの両端電圧が、出力コンデンサの定格出力電圧より高い第２設定電圧以上となると、前記第１スイッチおよび第２スイッチをともにＯＮ動作し、前記出力コンデンサの両端電圧が略第２設定電圧に戻ると、前記第１スイッチおよび第２スイッチを前記誘導線路の交流電圧に同期して１８０゜おきに交互にゼロ電圧でＯＮ−ＯＦＦ動作すること
   を特徴とする請求項３に記載の誘導受電回路。
6. 前記出力コンデンサの両端電圧を検出する第１検出手段に加えて、前記バッテリあるいは電気二重層コンデンサの両端電圧を検出する第２検出手段を備え、
   前記第１スイッチおよび第２スイッチをともにＯＮ動作する実行条件を、
   前記第２検出手段により検出されるバッテリあるいは電気二重層コンデンサの両端電圧が、バッテリあるいは電気二重層コンデンサの定格電圧以上のとき、前記第１検出手段により検出される前記出力コンデンサの両端電圧が前記第２設定電圧以上とし、
   前記第２検出手段により検出されるバッテリあるいは電気二重層コンデンサの両端電圧が前記定格電圧未満のとき、前記第１検出手段により検出される前記出力コンデンサの両端電圧が、前記第２設定電圧より高い第３設定電圧以上としたこと
   を特徴とする請求項５に記載の誘導受電回路。
7. フェライトコアを断面視Ｈ字状に形成し、フェライトコアの中央部に、前記受電コイルと前記センタータップ付きコイルが巻かれ、一方の端部に前記中央部を挟んで巻数を振り分けて前記ＤＣチョークのコイルが巻かれていること
   を特徴とする請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の誘導受電回路。
8. 前記ＤＣチョークのコイルは、前記誘導線路に流れる高周波電流により発生する交流磁束の影響を打消すように前記フェライトコアに巻かれていること
   を特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の誘導受電回路。
9. 前記ＤＣチョークのコイルは、前記受電コイルが巻かれている前記フェライトコアの箇所以外に巻かれていること
   を特徴とする請求項８に記載の誘導受電回路。

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