JP2014082339A - 非接触給電用パッドおよびその非接触給電用パッドを用いたフォークリフトの非接触充電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】両端部にそれぞれ磁極領域12,13が設定された平板状の第1フェライト14と、第1フェライト14の各磁極領域12,13の周囲にそれぞれ、第1フェライト14の端の外方から第1フェライト14の本体部の上面に渡って渦状に巻かれたコイル16,17を備え、各コイル16,17はそれぞれ、第1フェライト14の本体部の上面において平面的に1段に巻かれ、第1フェライト14の端部外方において上下に2段に巻かれ、2つのコイル16,17には、磁極領域12,13の一方から他方へ第1フェライト14の上方を通る磁束経路が形成されるよう電圧が印加される。
【選択図】図1
Description
(1)まず各コイル16,17をそれぞれ、磁極領域12,13に内側から外側へ、第1フェライト14の側面の外方(第1フェライト14の上面下方における第1フェライト14の端の外方)から第1フェライト14の本体部の上面に渡って巻く。No.1〜No.4の導線16a,17aに相当する。
(2)各コイル16,17が所定回数巻かれると、No.5の導線16a,17aがそれぞれ、第1フェライト14の本体部の上面から第2フェライト15の側面に巻かれる。
(3)続いて各コイル16,17をそれぞれ、第2フェライト15の側面の外方(第1フェライト14の上面の上方における第1フェライト14の端の外方)から第1フェライト14の本体部の上面に渡って、平面的に内側から外側へ巻く。No.5〜No.8の導線16a,17aに相当する。
したがって、ピックアップとして使用される非接触給電用パッド11が、アーチ状の磁束経路25内に配置されると、充電パッドとして使用される非接触給電用パッド11に対して上下方向にずれても、また横方向にずれても、2つのコイル16,17に誘導電圧(高周波電圧)が誘起され、充電器23によりフォークリフトのバッテリ22が充電される。例えば、図3(b)に示すように、並列接続された2つのコイル16,17の両端に、これらのコイル16,17とともに高周波電圧の周波数で共振する共振コンデンサ26を接続し、この共振コンデンサ26の両端に充電器23を接続して、バッテリ22を充電する回路を構成してもよい。充電器23は少なくとも整流器を含み、誘導電圧(高周波電圧)を整流して直流電圧(例えば、DC300V)を生成し、バッテリ22を充電する。
また、図3(b)には、2つのコイル16,17のそれぞれの両端に、1つの共振コンデンサ26が共通に並列接続された回路構成を示しているが、コイル16,17に対して共振コンデンサ26を直列に接続して直列共振回路を構成してもよい。
また、図3(a)には、2つのコイル16,17を直列に接続した回路構成を示し、図3(b)には、2つのコイル16,17を並列に接続した回路構成を示しているが、充電パッドとして使用される非接触給電用パッド11において、2つのコイル16,17は並列に接続されてもよいし、ピックアップとして使用される非接触給電用パッド11において、2つのコイル16,17は直列に接続されてもよい。
また本実施の形態では、各コイル16,17の巻線数を8本としているが、8本に限ることはない。また各コイル16,17を第1フェライト14の端部外方で2段としているが、さらに多くの段数、3段、4段とすることも可能である。但し、非接触給電用パッド11の厚さを薄くするには2段が好ましい。
また本実施の形態では、各磁極領域12,13に第2フェライト15を固定しているが、第2フェライト15が無くても、非接触給電用パッド11としての機能を果たすことができる。
また本実施の形態では、コイル16,17を2本の導線によって形成しているが、コイル16,17を直列接続する場合には、1本の導線によりコイル16,17を形成してもよい。
(1)まず各コイル16,17をそれぞれ、第2フェライト15の側面に外側から内側へ、第2フェライト15の端の外方(第1フェライト14の上面の上方における第1フェライト14の端の外方)から第1フェライト14の上面に渡って平面的に巻く。No.1〜No.4の導線16a,17aに相当する。
(2)内側に巻かれたNo.4の導線16a,17aが、第2フェライト15の端(第1フェライト14の端)に到達すると、第2フェライト15の下方に位置する第1フェライト14の側面へ下ろす。
(3)続いて各コイル16,17をそれぞれ、第2フェライト15の下方に位置する(第1フェライト14の上面の下方における)第1フェライト14の側面(端)の外方から第1フェライト14の本体部の上面に渡って内側から外側へ巻く。No.5〜No.8の導線16a,17aに相当する。
図7および図8に示す非接触充電システムは、図示しない高周波電源装置(交流電源の一例)に接続される1次側の非接触給電用パッド(充電パッド)11aと、バッテリ(鉛蓄電池)31とそのバッテリ31を充電する充電器32とが搭載されたフォークリフト33に配設された2次側の非接触給電用パッド(ピックアップ)11bと、フォークリフト33に配設され、2次側の非接触給電用パッド11bから送られてくる高周波電圧を整流して充電器32へ送る整流器34と、を備え、1次側の非接触給電用パッド11aおよび2次側の非接触給電用パッド11bが、上記説明した非接触給電用パッド11であり、1次側の非接触給電用パッド11aから2次側の非接触給電用パッド11bへ非接触で電力を供給して、フォークリフト33に搭載されているバッテリ31を充電する。
支持台36の幅Wは、フォークリフト33の車輪35の幅以上とし、例えば300mmにする。但し、上記したように支持台36に乗ったフォークリフト33は傾くので、その傾斜したフォークリフト33の下面が支持台36に接触しない程度の幅以下にする必要がある。また、前輪35aと後輪35bの内側面と外側面の少なくとも一方の位置が車体の幅方向においてずれているときには、より外側にある外側面と、より内側にある内側面との間の、車体の幅方向における間隔以上に、支持台36の幅Wは設定される。
また本実施の形態では、フォークリフト33の一方の側部に装着されている車輪(前輪35aおよび後輪35b)が乗ることが可能な支持台36のみを地面に設置する場合について説明したが、上記したように、この場合、フォークリフト33が傾き、不安定な状態となる。そこで、図12に示すように、フォークリフト33が傾斜しないように、フォークリフト33の他方の側部に装着されている車輪が乗ることが可能な支持台42をさらに地面に設置してもよい。この支持台42には、1次側の非接触給電用パッドを設ける必要はない。
特に、電力を非接触で給電する対象が既存のカウンタバランス式のフォークリフト33である場合、車体の後部にカウンタウエイト33cが配置されており、そのカウンタウエイト33cを加工してパッド11bを取り付けると、車体のバランスが保てなくなるおそれがあるため、カウンタウエイト33cへのパッド11bの取り付けはできず、よって、既存のカウンタバランス式のフォークリフト33はパッドを取り付け得るスペースが特に狭いという問題があるが、本実施の形態によれば、パッド11bの平面的な寸法を小さくできるので、パッド11bを取り付ける箇所の制約を緩和することができる。よって、フォークリフト33への2次側の非接触給電用パッド11bの取り付けが容易となる。さらに、電力を非接触で給電する対象が既存のフォークリフト33である場合、フォークリフト33は車体が強固にできているため、パッド11bを取り付けるための加工の作業に時間がかかり、その作業時間は、パッド11bの平面的な寸法が大きくなるほど長くなる。これに対し、本実施の形態によれば、パッド11bの平面的な寸法を小さくできるので、パッド11bを取り付けるための加工の作業時間を減じせしめることができる。したがって、既存のフォークリフト33へ非接触で電力を伝達して、そのフォークリフト33のバッテリ31を充電するシステムを容易に実現できるようになる。
11a 1次側の非接触給電用パッド
11b 2次側の非接触給電用パッド
12,13 磁極領域
14 第1フェライト
15 第2フェライト
16,17 コイル
21 高周波電源装置
22、31 バッテリ
33 カウンタバランス式の電動フォークリフト
33a 座席
33b ヘッドガード
34 整流器
35a 前輪
35b 後輪
36 支持台
50 リーチ式の電動フォークリフト
Claims (10)
- 両端部にそれぞれ磁極領域が設定された平板状の磁性体と、
前記磁性体の各磁極領域の周囲にそれぞれ、前記磁性体の端の外方から前記磁性体の本体部の上面に渡って渦状に巻かれたコイル
を備え、
前記各コイルはそれぞれ、前記磁性体の本体部の上面において平面的に1段に巻かれ、前記磁性体の端部外方において上下に2段に巻かれ、
前記2つのコイルには、前記磁極領域の一方から他方へ前記磁性体の上方を通る磁束経路が形成されるよう電圧が印加されること
を特徴とする非接触給電用パッド。 - 前記各コイルはそれぞれ、まず磁性体の磁極領域に内側から外側へ、前記磁性体の上面の下方における前記磁性体の端の外方から記磁性体の本体部の上面に渡って巻かれた後、前記磁性体の上面の上方における前記磁性体の端の外方から前記磁性体の本体部の上面に渡って平面的に内側から外側へ巻かれること
を特徴とする請求項1に記載の非接触給電用パッド。 - 前記各コイルはそれぞれ、まず磁性体の磁極領域に外側から内側へ、前記磁性体の上面の上方における前記磁性体の端の外方から前記磁性体の本体部の上面に渡って平面的に巻かれ、前記磁性体の端に到達すると、下方へ降りて、前記磁性体の上面の下方における前記磁性体の端の外方から前記磁性体の本体部の上面に渡って内側から外側へ巻かれること
を特徴とする請求項1に記載の非接触給電用パッド。 - 前記磁性体に設定された磁極領域に、前記磁性体に接する第2の磁性体を設けたこと
を特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の非接触給電用パッド。 - 前記磁性体の長軸方向における前記磁性体の磁極領域の寸法を、前記磁性体の長軸寸法の1/4以下としたこと
を特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の非接触給電用パッド。 - 交流電源に接続される1次側の非接触給電用パッドと、
バッテリが搭載されたフォークリフトに配設された2次側の非接触給電用パッドと、
前記フォークリフトに配設され、前記2次側の非接触給電用パッドから送られてくる電圧を整流する整流器と、
を備え、
前記1次側および2次側の非接触給電用パッドが、請求項1〜5のいずれか1項に記載の非接触給電用パッドであり、
前記1次側の非接触給電用パッドから前記2次側の非接触給電用パッドへ非接触で電力を供給して、前記フォークリフトに搭載された前記バッテリを充電すること
を特徴とする非接触給電用パッドを用いたフォークリフトの非接触充電システム。 - 前記フォークリフトの一方の側部に装着されている車輪が乗ることが可能な支持台をさらに備え、
前記1次側の非接触給電用パッドが前記支持台に設けられており、
前記フォークリフトの前記一方の側部の下方から前記1次側の非接触給電用パッドによって供給される電力を受電できるよう、前記2次側の非接触給電用パッドが前記フォークリフトの前記一方の側部の下面または下部に設けられていること
を特徴とする請求項6に記載の非接触給電用パッドを用いたフォークリフトの非接触充電システム。 - 前記1次側の非接触給電用パッドが前記フォークリフトの側面に対向できるように配設され、
前記フォークリフトの側方から前記1次側の非接触給電用パッドによって供給される電力を受電できるよう、前記2次側の非接触給電用パッドが前記フォークリフトの一方の側部または側面に設けられていること
を特徴とする請求項6に記載の非接触給電用パッドを用いたフォークリフトの非接触充電システム。 - 前記1次側の非接触給電用パッドが前記フォークリフトの座席後面に対向できるように配設され、
前記フォークリフトの後方から前記1次側の非接触給電用パッドによって供給される電力を受電できるよう、前記2次側の非接触給電用パッドが前記フォークリフトの座席の後方に設けられていること
を特徴とする請求項6に記載の非接触給電用パッドを用いたフォークリフトの非接触充電システム。 - 前記1次側の非接触給電用パッドが前記フォークリフトのヘッドガード上面に対向できるように配設され、
前記フォークリフトの上方から前記1次側の非接触給電用パッドによって供給される電力を受電できるよう、前記2次側の非接触給電用パッドが前記フォークリフトのヘッドガードに設けられていること
を特徴とする請求項6に記載の非接触給電用パッドを用いたフォークリフトの非接触充電システム。
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