JP4006602B2 - 非接触給電装置における給電ループ連接構造 - Google Patents

Description

この発明は、有軌道の搬送台車などに非接触で電力を供給し、該搬送台車を自走搬送する非接触給電装置に関するものであり、特に、複数台の非接触給電装置における給電ループを連接して、この間に搬送台車を負荷なく走行させるための給電ループ連接構造に関するものである。

従来から、半導体製造工場など、塵埃の発生が問題となるクリーンルームでは、諸物品を搬送するために、有軌道上に搬送台車を走行させるようにした搬送台車走行システムが知られている。このような搬送台車の駆動源としては、通常は当該搬送台車に搭載してあるモータが使用され、このモータへの電力供給方式としては、搬送台車の軌道に沿って架設された給電線からの電磁誘導によって行われている。すなわち、電源装置と給電線などからなる一次側回路と、搬送台車のモータなどが接続される二次側回路とは非接触の状態に設計され、該一次側回路へ交流電流を流し、電磁誘導作用によって二次側回路へ給電が行われている。

上記するような非接触給電装置では、電源装置と給電線などからなる一次側回路の構成において、給電線の架設できる限度が、搬送台車の走行方向に対して、概ね１００ｍ程度のものであり、この限度距離を越えて搬送台車を走行させなければならない場合には、複数台の非接触給電装置における給電線のループ部側を、約５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の間隙を隔てて対向させて配列し、所望の距離にわたって当該搬送台車を走行させていた。

このように、長距離にわたって搬送台車を走行させるべく、複数台の非接触給電装置における給電線のループ部側を連接する場合、従来は、図４に示すように構成していた。すなわち、従来の方法によれば、一方の非接触給電装置における給電線３、３のループ部４側と、他方の非接触給電装置における給電線３、３のループ部４側とを約５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の空乏部Ｇａを隔てて配列していたので、当該空乏部Ｇａを搬送台車が横切る場合、当該搬送台車の走行慣性が高い場合にはそのまま横切って乗り移ることができるものの、搬送台車が、当該空乏部あたりで低速度であったり、あるいは停止する場合には、当該空乏部が無電状態であることから、走行力を失ってしまうという問題点を有していた。

特開２００２−３３７５７４号公報（要約、図１および図２）

そこで、この発明は、上記する従来技術の問題点を解消すべくなしたものであって、特に重要な要素は、非接触給電装置によって搬送台車を長距離にわたって走行させなければならないような場合に、複数台の非接触給電装置における給電ループを連接して、この間に搬送台車を負荷なく走行させるようにした非接触給電装置における給電ループ連接構造を提供することにある。

この発明は、上記する目的を達成するにあたって、請求項１に記載の発明は、受電ユニットを備えた搬送台車に対し、非接触で電力を供給する複数台の給電ループを備えた非接触給電装置において、前記複数台の給電ループ間に搬送台車を搬送させるようになした給電ループ連接構造であって、前記搬送台車が、前記給電ループ間を乗り移る際、搬送台車に対する給電電力の低下を抑制するべく前記給電ループのループ部を形成してなり、該ループ部には、互いに交差して実質上点接触状に接する接触部を備えており、前記搬送台車が、前記給電ループ間を乗り移る際、空乏が生じないようになしたことを特徴とする非接触給電装置における給電ループ連接構造を構成するものでもある。

この発明になる非接触給電装置における給電ループ連接構造によれば、非接触給電装置によって搬送台車を長距離にわたって走行させなければならないような場合に、複数台の非接触給電装置における給電ループを連接して、この間に搬送台車を負荷なく走行させ得るように構成したものであり、空乏部における無電状態を解決し、搬送台車を長距離にわたって連続的に走行させることができる。すなわち、請求項１に係る発明によれば、搬送台車が給電ループ間を乗り移る際、搬送台車に対する給電電力の低下を抑制するべく給電ループのループ部を形成してなり、該ループ部には、互いに交差して実質上点接触状に接する接触部を備えており、搬送台車が給電ループ間を乗り移る際、空乏が生じないように構成したものであり、点接触状に接する接触部で給電ループを連接したので、搬送台車側への出力電圧を上昇させることなく、且つ、搬送台車に対する給電電力が補償され、無電状態にはならず、該搬送台車が給電ループ間をスムースに乗り移るものであり、当初の目的を達するものである。

以下、この発明になる非接触給電装置における給電ループ連接構造について、図面に示す具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の適用になる非接触給電装置を説明するための図であり、図１Ａは、搬送台車と給電ループにおける給電線との関係を示す一部破断断面図であり、図１Ｂは、この発明になる非接触給電装置における給電ループ連接構造の基本的な構成を示す概略的な側面図である。

一方、図２は、この発明になる給電ループ連接構造の第１の構成例を示すものであって、図２Ａは、その概略的な斜視図、図２Ｂは、その概略的な平面図、図２Ｃは、その概略的な側面図である。図３は、この発明になる給電ループ連接構造の第２の構成例を示すものであって、図３Ａは、その概略的な斜視図、図３Ｂは、その概略的な平面図、図３Ｃは、その概略的な側面図である。

先ず、この発明が適用される非接触給電装置について説明する。この非接触給電装置１は、図１Ｂに示すように、一つの電源装置２に対して、給電線３、３がループ部４で折り返し状に接続してある。この非接触給電装置１は、工場内における有軌道台車システムを構成する軌道に沿って搬送台車５を走行させるべく設計されている。この軌道は、搬送台車５の移動経路に敷設されており、該軌道に沿って銅線などの導電線を絶縁材料で被覆した給電線３、３が配置されていて、軌道側部に設けた複数の作業ステーション間に搬送台車５が走行するようになっている。

前記給電線３、３の一端には前記電源装置２が設けられていて、所定の周波数、例えばおよそ１０ｋＨｚで電力を供給できるようにしている。この搬送台車５は、前記軌道上を循環するするように設置されており、前記電源装置２から給電線３に高周波電流を供給している。該搬送台車５は、給電線３、３から電力を得るための受電ユニット６を有し、その受電ユニット６が取り出す電力を利用して、モータを駆動させ前記軌道上を移動する。

一方、図１Ａは、搬送台車５側の受電ユニット６の具体的な構成例を示すものであって、これにより、当該非接触給電装置の給電方法および当該給電ユニット６と前記給電線３、３との構成関係を説明する。図１Ａにおいて、搬送台車５側、すなわち、可動側の構成部材を実線であらわし、給電線３、３を含む軌道側、すなわち、固定側の構成部材を二点鎖線であらわしてある。

図１Ａに示す実施例において、軌道を構成するレール７、８が前記固定側の構成部材として固定系基体（図示せず）に固定的に敷設されており、該レール７、８に案内されて前記搬送台車５の車輪９、１０、１１がモータの駆動によって走行する。前記固定側の構成部材として、一対の給電線ホルダ１２、１２が前記レール軌道に沿って長手方向に固定されていて、当該給電線ホルダ１２の上端側に前記給電線３、３が架設されている。

前記給電線３、３を囲むように受電ユニット６が配置されており、該受電ユニット６は適宜取付部材を介して前記搬送台車側に固定されている。前記給電線３、３と前記受電ユニット６の両者は、前記レール７、８および搬送台車５の車輪９、１０、１１の各構成部材によって、当該搬送台車５が走行する時に互いに干渉せず所定の間隔を保ちながら走行できるようになっている。前記受電ユニット６内には、断面が略Ｅ字型をしたフェライト製のコア１３が固定され、該コア１３の中央コア１３ａにピックアップコイル１４が巻かれている。

前記コア１３は、両側コア１３ｂ、１３ｂと、その間の中央コア１３ａの間に形成される２つの凹部において、開口側と反対側寄り、つまり閉塞側の空間に給電線ホルダ１２、１２を位置させて、給電線３、３をそれぞれ一本ずつ収容するようにしている。この給電線に高周波電流を流すことによって生成する交番磁界をピックアップコイル１４で受けるようにしている。そして、電磁誘導現象を利用し、受電ユニット６が、その磁束の変化によってピックアップコイル１４に発生する電圧から電力を取り出す。このようにして、給電線３、３から受電ユニット６に非接触で電力を供給し、走行用のモータを駆動し、制御機器に電力を供給したりする。

この発明になる非接触給電装置における給電ループ連接構造は、搬送台車５を長距離にわたって走行させたい場合に適用されるものであり、上記する非接触給電装置１を複数台利用して、これら非接触給電装置１における給電線３、３のループ部側を連接するものである。この発明の基本的な構成では、搬送台車５が給電ループＳＲ_１ 、ＳＲ_２ 間を乗り移る際、搬送台車５に対する給電電力の低下を抑制するべく給電ループＳＲ_１ 、ＳＲ_２ の継ぎ目部Ｊｏ_１ 、Ｊｏ_２ を形成しようとするものである。すなわち、図１Ｂおよび図２各図に示すこの発明の第１の実施例によれば、給電ループＳＲ_１ 、ＳＲ_２ の継ぎ目部Ｊｏ_１ 、Ｊｏ_２ が、搬送台車５の搬送方向Ｘに沿って距離Ｌだけずれていて、搬送台車５が給電ループＳＲ_１ 、ＳＲ_２ 間を乗り移る際、双方の給電ループＳＲ_１ 、ＳＲ_２ の継ぎ目部Ｊｏ_１ 、Ｊｏ_２ を同時に横切らないようにしてある。

この第１の実施例において、搬送台車５が給電ループＳＲ_１ から、給電ループＳＲ_２ に乗り移る場合、搬送台車５が給電ループＳＲ_１ の一方の給電線３ａと、給電ループＳＲ_２ の一方の給電線３ａとの間の継ぎ目Ｊｏ_１ を通過する間は、給電ループＳＲ_１ の他方の給電線３ｂと、給電ループＳＲ_２ の一方の給電線３ａとによって供給電力が補償され、搬送台車５が継ぎ目Ｊｏ_１ を完全に通過した後、当該搬送台車５が継ぎ目部Ｊｏ_２ にさしかかる。搬送台車５が給電ループＳＲ_１ の他方の給電線３ｂと、給電ループＳＲ_２ の他方の給電線３ｂとの間の継ぎ目Ｊｏ_２ を通過する間は、給電ループＳＲ_１ の他方の給電線３ｂと、給電ループＳＲ_２ の一方の給電線３ａとによって供給電力が補償され、無電状態にはならず、搬送台車５は停止することなく走行する。

図３各図に示すこの発明の第２の実施例を示す。この第２の実施例は、例えば、図３各図に示すように、給電ループＳＲ_１ およびＳＲ_２ により構成されており、それぞれの給電ループＳＲ_１ およびＳＲ_２ は、銅線などの導電線を絶縁材料で被覆した概して横断面円形状の給電線３、３によるものである。それぞれの給電ループＳＲ_１ およびＳＲ_２ は、それぞれ一方の給電線３ａ、ループ部４、他方の給電線３ｂを含むものからなっている。ループ部４は、図３各図に詳細に示すように、一方の給電線３ａと他方の給電線３ｂを含む面に対して、その一方の側に突出するように曲げられていて、曲がりはじめの部分に給電線３ａ、３ｂを含む面に対して、傾斜する傾斜部を備えており、給電ループＳＲ_１ 、ＳＲ_２ とを組み合わせた際、この傾斜部が互いに交差して実質上点接触状に接する接触部Ｃｏ_１ 、Ｃｏ_２ を形成するようになっており、搬送台車が給電ループ間を乗り移る際、空乏が生じないようになっている。この第２の実施例によれば、給電ループＳＲ_１ 、ＳＲ_２ のループ部４、４側を上記するように屈曲形成し、この屈曲したループ部を図３各図に示すように組み合わせ、給電ループＳＲ_１ の一方の給電線３ａと給電ループＳＲ_２ の一方の給電線３ａとの間を実質的に直線状に連接し、給電ループＳＲ_１ の他方の給電線３ｂと給電ループＳＲ_２ の他方の給電線３ｂとの間を実質的に直線状に連接することによって、搬送台車５が給電ループＳＲ_１ から、給電ループＳＲ_２ に乗り移る場合、給電ループＳＲ_１ 、ＳＲ_２ に無電状態の部分が存在しないので、搬送台車５は停止することなくスムースに走行する。

図１は、この発明の適用になる非接触給電装置を説明するための図であり、図１Ａは、搬送台車と給電ループにおける給電線との関係を示す一部破断断面図であり、図１Ｂは、この発明になる非接触給電装置における給電ループ連接構造の基本的な構成を示す概略的な側面図である。 図２は、この発明になる給電ループ連接構造の第１の構成例を示すものであって、図２Ａは、その概略的な斜視図、図２Ｂは、その概略的な平面図、図２Ｃは、その概略的な側面図である。 図３は、この発明になる給電ループ連接構造の第２の構成例を示すものであって、図３Ａは、その概略的な斜視図、図３Ｂは、その概略的な平面図、図３Ｃは、その概略的な側面図である。 図４は、従来の給電ループ連接構造の例を示すものであって、図４Ａは、その概略的な斜視図、図４Ｂは、その概略的な平面図、図４Ｃは、その概略的な側面図である。

符号の説明

１ 非接触給電装置
２ 電源装置
３、３ 給電線
３ａ 一方の給電線
３ｂ 他方の給電線
４ ループ部
５ 搬送台車
６ 受電ユニット
７、８ レール
９、１０、１１ 搬送台車の車輪
１２、１２ 一対の給電線ホルダ
１３ フェライト製のコア
１３ａ 中央コア
１３ｂ 両側コア
１４ ピックアップコイル
ＳＲ_１ 、ＳＲ_２ 給電ループ
Ｊｏ_１ 、Ｊｏ_２ 継ぎ目部
Ｃｏ_１ 、Ｃｏ_２ 接触部

Claims (1)

1. 受電ユニットを備えた搬送台車に対し、非接触で電力を供給する複数台の給電ループを備えた非接触給電装置において、前記複数台の給電ループ間に搬送台車を搬送させるようになした給電ループ連接構造であって、前記搬送台車が、前記給電ループ間を乗り移る際、搬送台車に対する給電電力の低下を抑制するべく前記給電ループのループ部を形成してなり、該ループ部には、互いに交差して実質上点接触状に接する接触部を備えており、前記搬送台車が、前記給電ループ間を乗り移る際、空乏が生じないようになしたことを特徴とする非接触給電装置における給電ループ連接構造。

Images