JP2011213243A - 給電線用接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピックアップコイルに生じる漏れ磁束を軽減させて、導体部や刀受けバネ部に渦電流が発生することを防止した給電線用接続装置を提供する。
【解決手段】非接触型給電装置に用いられる給電線２の対向する端部間を接続する給電線用接続装置１において、給電線２の互いに離間して対向する各端部を挟み込み給電線２と電気的に接続される一対の刃受けバネ部３と、これら刃受けバネ部３間を電気的に接続するため、刀受けバネ部３間に配置される可撓性を有する導体部４と、刀受けバネ部３及び導体部４の底部側に配置され、給電線２と誘導結合するピックアップ部における漏れ磁束の発生を軽減する磁性体５とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、搬送車等の移動体に給電線を用いて非接触で駆動電源を供給する給電装置において、給電線の端部同士を接続する給電線用接続装置に関する。

従来より、例えば、クリーンルーム等における搬送車への給電は、給電線からの塵埃が発生しない非接触の給電装置が採用される。そのような給電装置の概略構成について、図９を参照して説明する。

非接触給電装置１００は、搬送車１０１の走行経路に沿ってループ状に敷設された給電線１０２と、この給電線１０２に引込み線１０３を介して高周波電流を供給する電源装置１０４とを備える。給電線１０２は、走行経路の長さや形状に合わせて、接続装置１０６により複数本が接続されて用いられる。

搬送車１０１は、給電線１０２を上下から挟んで給電線１０２から受電する１対のピックアップコイル１０５を有し、給電線１０２に流れる高周波電流によって該ピックアップコイル１０５に誘導電流が発生され、該誘導電流を駆動電源として矢印Ａ方向に走行する。

ところで、各給電線１０２は、搬送車１０１の走行経路を構成するのに適した長さに予め調整されているが、輸送中に生じる巻きぐせ等により、敷設現場における接続作業中に給電線１０２の端部が接続装置１０６の所定位置まで届かないとか、逆に給電線１０２の長さが余ってしまうことがある。

この問題に対処するため、従来より、容易に給電線の端部同士を接続することができる給電線用接続装置が提案されている。この給電線用接続装置について、図１０（a）を参照して説明する。

給電線用接続装置２０１は、互いに離間して対向する給電線２０２の各端部を挟み込み、それぞれ電気的に接続される略Ｕ字型形状の２つの刀受けバネ部２０３と、これら刀受けバネ部２０３間を電気的に接続する可撓性を有する導体部２０４とを備える。

給電線２０２は、導体と被覆より成っており、露出された導体が刀受けバネ部２０３に挟み込まれる。導体部２０４は、刀受けバネ部２０３にはんだ付けや溶接やかしめ等によって取り付けられる。刀受けバネ部２０３は、開口部近傍が給電線２０２を挟み込むように湾曲している。給電線２０２は、刀受けバネ部２０３の開口部から挿入され、刀受けバネ部２０３によって挟み込まれることにより給電線用接続装置２０１に取り付けられる。このような構成により、給電線２０２を刀受けバネ部２０３の開口部に挿入するだけで給電線２０２を取り付けることができる。

ところで、配線ダクトの接続電線とベース板との間に介在させた可撓性の絶縁シートとを備える配線ダクト用ジョイナが開示され（例えば、特許文献１参照）、また、給電ダクトシステム側によりノイズを吸収して電気機器を保護する給電ダクト用ノイズ吸収器も開示されている（例えば、特許文献２参照）。

実公昭６１−１４２３８２号公報 特開平９−１８２２８６号公報

しかしながら、上記従来の給電線用接続装置２０１では、図１０（ｂ）に示すように、給電線２０２に生じる磁界の影響により断面略Ｃ字形状のピックアップコイル２０５の開口部に漏れ磁束２０６が生じている。

そして、受電中においてピックアップコイル２０５と導体部２０４や刀受けバネ部２０３とが重なる配置の時にピックアップコイル２０５から出力されていると、ピックアップコイル２０５からの漏れ磁束２０６により導体部２０４や刀受けバネ部２０３にも磁束が生じ、電磁誘導則に従って、この磁束の増加を打ち消すように図１０（ｃ）に示すような渦電流が発生するという問題がある。

そして、この渦電流の熱作用（ジュール熱）によって導体部２０４や刀受けバネ部２０３の温度が上昇し、給電線用接続装置２０１が発火・発煙するという問題が生じている。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、ピックアップ部と導体部や刀受けバネ部とが重なる配置の際に、ピックアップ部に生じる漏れ磁束を軽減し、導体部や刀受けバネ部が渦電流の発生によって温度上昇するのを防止する給電線用接続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に本発明は、非接触型給電装置に用いられる給電線の対向する端部間を接続する給電線用接続装置において、前記給電線の互いに離間して対向する各端部を挟み込み前記給電線と電気的に接続される一対の刃受けバネ部と、これら刃受けバネ部間を電気的に接続するため、前記刀受けバネ部間に配置される可撓性を有する導体部と、少なくとも前記導体部の底部側に配置され、前記給電線と誘導結合するピックアップ部における漏れ磁束の発生を軽減する磁性体と、を備えることを特徴とする。

また、この給電線用接続装置において、磁性体は、直方体形状であり、磁性体の側面とピックアップ部の開口部の内側面とが対向するように刀受けバネ部及び導体部の底部に配置されることが好ましい。

また、この給電線用接続装置において、給電線用接続装置の外周を絶縁材料でなるカバーでさらに覆うことが好ましい。

また、この給電線用接続装置において、磁性体は、直方体形状で刀受けバネ部及び導体部の底部に配置され、さらに刀受けバネ部及び導体部の各々の上面及び側面を絶縁材料でなるカバーで覆うことが好ましい。

本発明に係る給電線用接続装置によれば、磁性体を備えることでピックアップ部における漏れ磁束の発生を軽減できる。このため、ピックアップ部からの漏れ磁束によって給電線接続装置の導体部や刃受けバネ部に渦電流が発生して、導体部や刀受けバネ部が温度上昇して発火・発煙する危険性を軽減できる。

（ａ）複数の接続装置を備えた非接触給電装置の構成図、（ｂ）非接触型給電装置の斜視図。 （ａ）本発明の実施の形態に係る給電線用接続装置と磁性体との斜視図、（ｂ）接触部材を用いるタイプの給電線用接続装置と磁性体との斜視図。 （ａ）本発明の実施の形態に係る給電線用接続装置の平面図、（ｂ）同接続装置の正面図、（ｃ）同接続装置の断面図。 接触部材を有する給電線用接続装置の正面図。 ピックアップ部に生じる漏れ磁束の流れの説明図。 （ａ）給電線を取り付けた同接続装置の正面図、（ｂ）同接続装置の側面図。 （ａ）同上実施の形態の第１の変形例に係る接続装置の平面図、（ｂ）同接続装置の正面図、（ｃ）同接続装置の断面図。 （ａ）同上実施の形態の第２の変形例に係る接続装置の正面図、（ｂ）同接続装置の正面図、（ｃ）同接続装置の断面図。 従来の接続装置を備えた非接触給電装置の構成図。 （ａ）従来の給電線用接続装置の斜視図、（ｂ）ピックアップ部に生じる漏れ磁束の説明図、（ｃ）給電線用接続装置の導体部に生じる渦電流の説明図。

本発明の実施の形態に係る給電線用接続装置（以下、接続装置と記す）について図面を参照して説明する。

（実施の形態）
本実施の形態に係る接続装置１は、図１（ａ）に示されるように、例えばクリーンルーム内を走行する搬送車１１への非接触型給電装置１０に用いられる給電線２の対向する端部間を電気的に接続するものである。複数本の給電線２が接続装置１により接続されて搬送車の走行経路に沿うようにループ状に敷設されている。また、そのように敷設された給電線２の一箇所には引込み線１３を介して高周波電流を供給する電源装置１４が接続されている。

搬送車１１は、給電線２に近接して配置されたピックアップ部１２を有し、当該ピックアップ部１２が給電線２に流れる高周波電流によって給電線２の周りに発生される磁界の磁力線を横切る時にピックアップ部１２のコイルに誘導電流が発生する。このようにしてピックアップ部１２が受電する電圧を駆動電力として搬送車１１が矢印Ａ方向に走行する。

ピックアップ部１２は、図１（ｂ）に示すように、給電線２を摺方向に沿って囲む垂直断面が略Ｃ字形状のコアと、コアにまき線を巻き回してなるコイルとを有している。コアは、少なくとも給電線が径方向に通過可能である開口溝が給電線の軸方向に沿って設けられ、内周面又は外周面の少なくとも一方が曲面で構成されている。

給電線２は、例えば円筒形状の内管部と、内管部の外側に配置された円筒形状の外管部と、内管部と外管部を互いに同心になるように連結する連結部とが金属板を曲げ加工することで一体に形成された導体を、角筒状の合成樹脂成形品からなる絶縁体で被覆して構成されている。

このように非接触型給電装置１０では、複数の接続装置１を用いて、給電線２の対向する端部間を接続することで、クリーンルーム等の限られた空間に給電線２を設計変更可能に配置できる。

図２に示すように、接続装置１は、給電線２の互いに離間して対向する各端部を挟み込み、給電線２と電気的に接続される一対の刃受けバネ部３と、これら刃受けバネ部３間を電気的に接続する可撓性を有する導体部４と、刃受けバネ部３及び導体部４の底部に配置される直方体形状の磁性体５とを備える。

図２（ａ）に示す接続装置１において刃受けバネ部３は、給電線２を両側から挟持するバネ部材３２で構成される。このバネ部材３２は、例えば銅等の電気抵抗の低い材質で成っており、また、給電線２を強く挟持するために、弾性の高い材質であることが望ましい。また、バネ部材３２は、略Ｕ字形状に曲げられた板金であり、開口部付近は給電線２を挟み込むために、給電線２の形状に合わせて湾曲している。

図２（ｂ）に示す接続装置１において刀受けバネ部３は、給電線２と小さい電気抵抗でもって接触する接触部材３１と、接触部材３１と給電線２とを両側から挟持するバネ部材３２とを有している。なお、この場合のバネ部材３２は、電気抵抗の比較的高い材質で成っており、また、給電線２とを強く挟持するために、弾性の高い材質であることが望ましく、例えば鉄である。また、接触部材３１は、バネ部材３２の開口部付近における片側の内面に取り付けられ、例えば銅等の電気抵抗の低い材質で成っている。

図２（ａ）に示す接続装置１において導体部４は、バネ部材３２にはんだ付けや溶接やかしめ等によって取り付けられている。なお、図２（ｂ）に示す接続装置１の場合、導体部４は接触部材３１に取り付けられる。

磁性体５は、磁性を帯びる事が可能な物質であり、代表的な材料として酸化鉄・酸化クロム・コバルト・フェライト等がある。また、磁性体５は、固体状態のものは磁石となり、合成ゴムにまぜて板状にすると柔軟なマグネットシートとして使用することが可能である。

磁性体５は、図３や図４に示すように、直方体形状の磁性体５の側面とピックアップ部１２の開口部の内側面とが対向するよう導体部４及び刀受けバネ部３の底部に配置される。また、図５に示すように、磁性体５はピックアップ部１２の開口部１２ａから漏れる磁気の磁路を修正して、漏れ磁束の発生を防止する。従って、導体部４や刀受けバネ部３に渦電流が発生することがない。

次に、接続装置１における電流の流れについて、図６を参照して説明する。図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、電流は、一方の給電線２から刀受けバネ部３、導体部４を流れ、他方の刀受けバネ部３、給電線２に流れる。

なお、図２（ｂ）及び図４に示す接触部材３１を用いる接続装置１では、接触部材３１にバネ部材３２が接触しているが、バネ部材３２の電気抵抗が接触部材３１よりも高いので、電流は、大半が接触部材３１を流れ、バネ部材３２には少しの電流しか流れない。このために、接続装置１における電流分布は、広がらずに接触部材３１の幅になる。

以上の説明のように、本実施の形態に係る接続装置１では、直方体形状の磁性体５の側面とピックアップ部１２の開口部の内側面とが対向するように刃受けバネ部３及び導体部４の底部に磁性体５を配置することで、ピックアップ部１２の開口部１２ａから漏れる磁気の磁路を修正して、ピックアップ部１２からの漏れ磁束の発生を軽減できる。このため、刃受けバネ部３や導体部４に渦電流が発生せず、刀受けバネ部３や導体部４の温度上昇を抑制でき、漏れ磁束が原因となる接続装置１の発火・発煙を防止できる。

（第１の変形例）
本実施形態の第１の変形例について、図７を参照して説明する。本変形例では、上記実施の形態に係る接続装置１の外周を樹脂等からなる絶縁材のカバー６でさらに覆った構造を有している。

この構成により、本変形例では絶縁材でできたカバー６で覆うことで磁性体５を備える接続装置１とでき、組み立てを容易にする。また、磁性体５により磁路を修正することでピックアップ部からの漏れ磁束の発生を軽減して、導体部４に渦電流が発生することを防止できる。このため接続装置１が発火・発煙する危険性を軽減できる。

（第２の変形例）
本実施形態の第２の変形例について、図８を参照して説明する。本変形例では、直方体形状の磁性体５が刀受けバネ部３及び導体部４の底部に配置され、さらに刀受けバネ部３及び導体部４の各々の上面及び側面を絶縁材料で成るカバー７で覆っている。

この構成により、磁性体５はピックアップ部から発生する漏れ磁束の磁路を修正でき、導体部４や刀受けバネ部３に渦電流が発生することを防止する。従って、接続装置１からの発火・発煙を防止できる。また、カバー７を用いることで接続装置１の組み立てを容易化できる。

なお、本発明は、上記実施の形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態において磁性体５は、接続装置１の刀受けバネ部３及び導体部４の底部に設けられているが、導体部４の周囲のみに設けることで同様の作用効果を得ることができる。

１ 給電線用接続装置
２ 給電線
３ 刃受けバネ部
４ 導体部
５ 磁性体
６，７ カバー
１１ 搬送車
１２ ピックアップ部
１２ａ 開口部
１４ 電源装置
３１ 接触部材
３２ バネ部材

Claims (4)

1. 非接触型給電装置に用いられる給電線の対向する端部間を接続する給電線用接続装置において、
   前記給電線の互いに離間して対向する各端部を挟み込み前記給電線と電気的に接続される一対の刃受けバネ部と、
   これら刃受けバネ部間を電気的に接続するため、前記刀受けバネ部間に配置される可撓性を有する導体部と、
   少なくとも前記導体部の底部側に配置され、前記給電線と誘導結合するピックアップ部における漏れ磁束の発生を軽減する磁性体と、を備えることを特徴とする給電線用接続装置。
2. 前記磁性体は、直方体形状であり、当該磁性体の側面と前記ピックアップ部の開口部の内側面とが対向するように前記刀受けバネ部及び導体部の底部に配置されることを特徴とする請求項１記載の給電線用接続装置。
3. 前記給電線用接続装置の外周を絶縁材料でなるカバーでさらに覆ったことを特徴とする請求項２記載の給電線用接続装置。
4. 前記磁性体は、直方体形状で前記刀受けバネ部及び導体部の底部に配置され、
   さらに前記刀受けバネ部及び導体部の各々の上面及び側面を絶縁材料でなるカバーで覆ったことを特徴とする請求項１記載の給電線用接続装置。

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