JPH11192866A - 無接触給電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、誘導線路より起電力が誘起される
受電回路が非共振のときの電力ロスを少なくできる無接
触給電設備を提供することを目的とする。 【解決手段】 ピックアップユニットＰを同一インダク
タンスの第１ピックアップコイル23Ａと第２ピックアッ
プコイル23Ｂにより形成し、これらピックアップコイル
23Ａ，23Ｂの同極の一方の端子をコンデンサ56の一方の
端子に接続し、ピックアップコイル23Ａ，23Ｂの同極の
他方の端子に、これら他方の端子間を短絡するリレイＲ
Ｙのｂ接点57と、これら他方の端子をそれぞれコンデン
サ56の他方の端子に接続するリレイＲＹのａ接点58，59
を設ける。非共振時、すなわち上記ｂ接点57によりピッ
クアップコイル23Ａ，23Ｂ間が接続されるとき、ピック
アップコイル23Ａ，23Ｂの極性が打ち消し合うように接
続されることから、短絡電流はほとんど流れず、したが
って非共振時の電力ロスを略零とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波電流を流す
誘導線路を敷設し、前記誘電線路に対向してピックアッ
プコイルを設け、このピックアップコイルに誘導される
起電力により負荷に給電する無接触給電設備に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の無接触給電設備としては、たとえ
ば特開平６−１５３３０５号公報に開示されている。

【０００３】すなわち、移動体の移動線路に沿って高周
波電流を流す誘導線路を張設し、前記移動体に、前記誘
電線路から無接触で給電されるピックアップコイルを備
えたピックアップユニットを配置し、前記ピックアップ
コイルに共振回路を形成するコンデンサを接続し、この
コンデンサに整流／平滑回路を接続し、さらに直流電圧
安定化回路を接続し、負荷に給電している。またピック
アップコイルの両端を短絡するスイッチ（接続状態で非
共振とする切換スイッチ）を設け、前記負荷が軽くな
り、両端電圧が上昇すると、前記切換スイッチを動作さ
せてコイルを短絡して非共振としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の無接触給電設備では、上記切換スイッチがオンとさ
れ、非共振となると、ピックアップコイルが発生する起
電力とそのインダクタンスによって決定されるショート
電流が流れ、電流の流れる経路中の抵抗分でロスが発生
するという問題があった。

【０００５】そこで本発明は、上記非共振時に電力ロス
の少ない無接触給電設備を提供することを目的としたも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明は、高周波電流を流す誘導
線路を敷設し、前記誘電線路に対向してピックアップコ
イルを設け、このピックアップコイルに誘導される起電
力により負荷に給電する無接触給電設備であって、前記
ピックアップコイルを同一インダクタンスあるいは略同
一のインダクタンスの第１コイルおよび第２コイルによ
り形成し、前記第１コイルおよび第２コイルの同極の一
方の端子をともにコンデンサの一方の端子に接続し、前
記第１コイルおよび第２コイルの同極の他方の端子間を
短絡する第１スイッチと、前記第１コイルおよび第２コ
イルの同極の他方の端子をそれぞれ、前記第１スイッチ
と切り換えられて、前記コンデンサの他方の端子に接続
する第２スイッチを設け、前記コンデンサは、第２スイ
ッチが接続状態のとき、前記第１コイルおよび第２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
を形成することを特徴とするものである。

【０００７】上記構成により、第１スイッチが接続状態
のとき、同一インダクタンスあるいは略同一のインダク
タンスである第１コイルと第２コイルの極性が打ち消し
合うように接続され、よって短絡電流はほとんど流れ
ず、したがって電流の流れる経路中の抵抗分でのロスが
ほとんど発生せず、発熱も少なくなる。さらに電力ロス
がほとんど発生しないことから、設備として高効率が達
成される。また、第２スイッチが接続状態のとき、共振
状態となり、負荷に大きな電力が供給される。

【０００８】また請求項２記載の発明は、上記請求項１
記載の発明であって、前記第１スイッチと第２スイッチ
の接続状態の切り換え時、ともに接続状態となる期間を
有することを特徴とするものである。

【０００９】上記構成により、第１スイッチと第２スイ
ッチの接続状態の切り換え時、第１コイルと第２コイル
が開状態となることが回避される。また請求項３記載の
発明は、上記請求項１または請求項２記載の発明であっ
て、第１コイルと第２コイルは、リッツ線を同じ電磁誘
導部材に同じ巻き数で巻いて形成することを特徴とする
ものである。

【００１０】上記構成により、同一の第１コイルと第２
コイルが形成され、またピックアップコイルとしてコン
パクトに形成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図２は本発明の実施の形態におけ
る移動体の無接触給電設備の側面図、図３は同無接触給
電設備の移動体の一部断面正面図である。

【００１２】移動体としての搬送用車体Ｖは、駆動トロ
リー1A、従動トロリー1B、およびこれらトロリー1A，1B
にて支持される物品搬送用キャリア1Cから構成され、こ
の車体Ｖを移動自在に案内する案内レールＢとが設けら
れている。

【００１３】駆動トロリー1Aは、案内レールＢの上部に
係合する走行用車輪２、案内レールＢの下部に両横側か
ら接触する振れ止めローラ３、およびピックアップユニ
ットＰを備え、走行用車輪２が減速機付電動モータ４に
て駆動される。また従動トロリー1Bは、案内レールＢの
上部に係合する走行用車輪５、および案内レールＢの下
部に両横側から接触する振れ止めローラ６を備えてい
る。

【００１４】案内レールＢは、その上部に車輪案内部
７、その下部にローラ案内部８を備え、横一側部に連結
される支持枠９によって、天井などから吊り下げ状態に
支持され、また案内レールＢの支持枠９が取り付けられ
た側部とは他方の側部に、誘導線路ユニットＸが取り付
けられている。

【００１５】誘導線路ユニットＸは、案内レールＢの横
一側部に案内レールＢに沿って、所定間隔置きにハンガ
ー11が垂直に突設されたブラケット12が取り付けられ、
図４に拡大して示すように、ハンガー11の先端には袋状
の凹部11Ａが設けられ、この凹部11Ａに、始端が電源装
置Ｍに接続されたループ状の誘導線路14を長手方向に嵌
め込んだカバー13のツメ部13Ａが挿入され、案内レール
Ｂに沿って誘導線路14が敷設されることにより構成され
ている。前記ブラケット12は、案内レールＢの車輪案内
部７とローラ案内部８からそれぞれ内方へ突設されたツ
メ部7A，8Aに、その上下端部を嵌合させ、上下端に設け
たねじ孔12Ａに止めネジ12Ｂをら合させ、その先端を案
内レールＢに食い込ませることにより、固定している。
この構成によりハンガー11は案内レールＢの横一側部に
水平に突設される。また誘導線路14は、絶縁した細い素
線を集めて形成した撚線（以下、リッツ線と呼ぶ）を絶
縁体、たとえば樹脂材によりカバーして構成され、また
始端と終端が電源装置Ｍに接続され、ループ状に敷設さ
れている。

【００１６】また、ピックアップユニットＰは、図４，
図５に示すように、断面がコ字状でその先端にその開口
に向いてそれぞれ対向する凸部21Ａを有し、側部21Ｂの
外方の両端部に脚部21Ｃが設けられたフェライト21を８
個、断面がコ字状のスペーサ22を介して横方向（図２に
おいて案内レールＢに沿う方向）に並べ、その両側部21
Ｄに渡って、第１層に、上記リッツ線を巻いて第１ピッ
クアップコイル23Ａを形成し、第２層に、第１ピックア
ップコイル23Ａと同一あるいは略同一のインダクタンス
となるように上記リッツ線を巻いて第２ピックアップコ
イル23Ｂを形成し、脚部21Ｃに磁界遮断部材（アルミニ
ウムや銅材）で形成された板状のバックプレート24を取
付けて構成されている。また、バックプレート24には、
フェライト21から飛び出したピックアップコイル23Ａ，
23Ｂの側面をそれぞれ保持するエンドブロック25が設け
られ、また四方には取付け孔26が設けられている。

【００１７】このピックアップユニットＰは、図４に示
すように、ピックアップコイル23Ａ，23Ｂが誘導線路14
に沿い、かつコ字状のフェライト21の開口が案内レール
Ｂの横一側部に対向し、その中心Ｑに誘導線路14を位置
するように調整し、車体Ｖの案内レールＢ側の側面に固
定される。この取付けにより、ハンガー11はコ字状のフ
ェライト21の開口部の中心に位置する。誘導線路14に通
電（交流）されると、ピックアップコイル23Ａ，23Ｂに
それぞれ起電力が発生する。また、磁界遮断部材で形成
された板状のバックプレート24により、フェライト21の
側部21Ｄから外方に誘導される無駄な磁束がしゃ断さ
れ、インダクタンスが減少し、効率よく起電力が発生す
る。

【００１８】電源装置Ｍと車体（移動体）Ｖの回路構成
を図１の回路図にしたがって説明する。車体Ｖでは、ピ
ックアップコイル23Ａ，23Ｂに受電ユニット31を接続
し、この受電ユニット31に負荷、たとえばインバータ32
を介してモータ４を接続している。

【００１９】電源装置Ｍは、ＡＣ200 Ｖ３相の交流電
源41と、コンバータ42と、正弦波共振インバータ43と、
過電流保護用のトランジスタ44およびダイオード45とを
備えている。コンバータ42は全波整流用のダイオード46
と、フィルタを構成するコイル47とコンデンサ48と抵抗
49とこの抵抗49を短絡するトランジスタ50とから構成さ
れ、正弦波共振インバータ43は、図中に示すように交互
に発振される矩形波信号により駆動されるトランジスタ
51，52と、電流制限用のコイル53と、トランジスタ51，
52に接続される電流供給用のコイル54と、誘導線路14と
並列共振回路を形成するコンデンサ55とから構成されて
いる。なお、トランジスタ制御装置は省略している。

【００２０】上記受電ユニット31は、第１ピックアップ
コイル23Ａおよび第２ピックアップコイル23Ｂの同極の
一方の端子をともにコンデンサ56の一方の端子に接続
し、第１ピックアップコイル23Ａおよび第２ピックアッ
プコイル23Ｂの同極の他方の端子に、これら他方の端子
間を短絡する第１スイッチであるリレイＲＹのｂ接点57
と、これら他方の端子をそれぞれコンデンサ56の他方の
端子に接続する第２スイッチであるリレイＲＹのａ接点
58，59を設け、コンデンサ56に整流／平滑回路60を接続
し、この整流／平滑回路60に直流電圧安定化回路61を接
続して構成されている。

【００２１】前記リレイＲＹは、外部の共振信号により
励磁され、またこのリレイＲＹのｂ接点57、およびａ接
点58，59は共に接続状態となる期間を有して切り換えら
れる。またコンデンサ56は、ａ接点58，59が接続状態の
とき、第１ピックアップコイル23Ａおよび第２ピックア
ップコイル23Ｂとともに、誘導線路14の周波数に共振す
る共振回路を形成する。

【００２２】上記電源装置Ｍと誘導線路14と車体Ｖの回
路構成による作用を説明する。いま、リレイＲＹは、外
部の共振信号により励磁され、ａ接点58，59がオン（接
続状態）であるとする。

【００２３】まず、交流電源41から出力されるＡＣ200
Ｖ３相の交流はコンバータ42により直流に変換され、
正弦波共振インバータ43により高周波、たとえば10kHz
の正弦波に変換されて誘導線路14に供給される。

【００２４】この誘導線路14に発生する磁束により、誘
導線路14の周波数に共振する案内レールＢ上に位置する
車体Ｖのピックアップコイル23Ａ，23Ｂに起電力が発生
して加算され、共振回路により出力電圧が発生され、こ
の交流出力は整流／平滑回路60で整流され、安定化電源
回路61により所定の電圧に整圧されてインバータ32を介
して減速機付電動モータ４に供給され、移動体の車体Ｖ
は、給電されたこのモータ４により走行用車輪２が駆動
され、案内レールＢに案内されて移動する。

【００２５】また、リレイＲＹが外部の共振信号が遮断
されて非励磁となると、ｂ接点57がオン（接続状態）と
なり、遅れてａ接点58，59がオフ（遮断状態）となる。
すると、第１ピックアップコイル23Ａおよび第２ピック
アップコイル23Ｂ間が短絡され、共振回路の出力電圧は
零となり、減速機付電動モータ４へ給電されなくなり、
移動体の車体Ｖは停止し、また第１ピックアップコイル
23Ａおよび第２ピックアップコイル23Ｂの極性が打ち消
し合うように接続されることから、短絡電流はほとんど
流れない。

【００２６】このように、第１ピックアップコイル23Ａ
および第２ピックアップコイル23Ｂ間が接続されると
き、第１ピックアップコイル23Ａおよび第２ピックアッ
プコイル23Ｂの極性が打ち消し合うように接続されるこ
とから、短絡電流はほとんど流れず、したがって電流の
流れる経路中の抵抗分での電力ロスがほとんど零とする
ことができ、よって発熱も少なくでき、また電力ロスが
ほとんど零とすることができることにより設備として高
効率を達成できる。

【００２７】また、第１ピックアップコイル23Ａと第２
ピックアップコイル23Ｂは、電磁誘導部材である同じフ
ェライト21に巻かれていることにより、ピックアップユ
ニットＰをコンパクトに形成することができる。

【００２８】なお、本実施の形態では、第１ピックアッ
プコイル23Ａと第２ピックアップコイル23Ｂを同じフェ
ライト21に巻いているが、別々のフェライトに巻くこと
も可能である。また同じフェライト21であっても、積層
せずにエリアを分けて、第１ピックアップコイル23Ａと
第２ピックアップコイル23Ｂを巻くこともでき、このと
き、リッツ線の巻き数を同じとすることで、同一のイン
ダクタンスを得ることができる。

【００２９】また、本実施の形態では、案内レールＢに
沿って移動する車体Ｖについて記載しているが、本発明
は地上を一定経路に沿って走行する車両にも同様に適用
でき、同様の効果を期待することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、非
共振状態のとき、第１コイルと第２コイルの極性が打ち
消し合うように接続されることにより、短絡電流はほと
んど流れず、したがって非共振時の電力ロスがほとんど
零とすることができ、発熱も少なくでき、さらに設備と
して高効率を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における無接触給電設備の
回路構成図である。

【図２】同無接触給電設備の側面図である。

【図３】同無接触給電設備の一部断面正面図である。

【図４】同無接触給電設備のブラケットの側面図、平面
図である。

【図５】同無接触給電設備のピックアップコイルの平面
図、正面図、側面図である。

【符号の説明】

Ｖ 搬送用車体 Ｂ 案内レール Ｘ 誘導線路ユニット Ｐ ピックアップユニット Ｍ 電源装置 11 ハンガー 12 ブラケット 14 誘導線路 21 フェライト 23Ａ ピックアップコイル（第１コイル） 23Ｂ ピックアップコイル（第２コイル） 31 受電ユニット 32 インバータ（負荷） 43 正弦波共振インバータ 56 ピックアップコイルと共振回路を形成するコンデ
ンサ 57 リレイＲＹのｂ接点（第１スイッチ） 58，59 リレイＲＹのａ接点（第２スイッチ） 60 整流／平滑回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波電流を流す誘導線路を敷設し、前
   記誘電線路に対向してピックアップコイルを設け、この
   ピックアップコイルに誘導される起電力により負荷に給
   電する無接触給電設備であって、 前記ピックアップコイルを同一インダクタンスあるいは
   略同一のインダクタンスの第１コイルおよび第２コイル
   により形成し、 前記第１コイルおよび第２コイルの同極の一方の端子を
   ともにコンデンサの一方の端子に接続し、 前記第１コイルおよび第２コイルの同極の他方の端子間
   を短絡する第１スイッチと、前記第１コイルおよび第２
   コイルの同極の他方の端子をそれぞれ、前記第１スイッ
   チと切り換えられて、前記コンデンサの他方の端子に接
   続する第２スイッチを設け、 前記コンデンサは、第２スイッチが接続状態のとき、前
   記第１コイルおよび第２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ことを特徴とす
   る無接触給電設備。
2. 【請求項２】 前記第１スイッチと第２スイッチの接続
   状態の切り換え時、ともに接続状態となる期間を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の無接触給電設備。
3. 【請求項３】 第１コイルと第２コイルは、リッツ線を
   同じ電磁誘導部材に同じ巻き数で巻いて形成することを
   特徴とする請求項１または請求項２記載の無接触給電設
   備。