JPWO2020039570A1 - Non-contact power supply device and transfer device equipped with it - Google Patents

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Abstract

非接触給電装置（１０）は、複数の給電部（２０）と、受電部（３０）と、パラメータ設定部（４０）とを具備する。複数の給電部は、交流電源（２１）と交流電源から出力された交流電力を給電する給電素子（２２）とを備える。受電部は、複数の給電部に対して移動可能に設けられ、かつ、対向する給電素子から非接触で交流電力を受電する受電素子（３１）を備える。パラメータ設定部は、複数の給電部の各々の交流電源の給電周波数、並びに、給電部側および受電部側のうちの少なくとも一方に形成される共振回路のインピーダンスのうちの少なくとも一つであるパラメータを、複数の給電部の各々の給電素子の電気的特性に合わせて設定する。The non-contact power feeding device (10) includes a plurality of power feeding units (20), a power receiving unit (30), and a parameter setting unit (40). The plurality of power supply units include an AC power supply (21) and a power supply element (22) for supplying AC power output from the AC power supply. The power receiving unit is provided so as to be movable with respect to a plurality of power feeding units, and includes a power receiving element (31) that receives AC power from facing power feeding elements in a non-contact manner. The parameter setting unit sets parameters that are at least one of the power supply frequencies of the AC power supplies of the plurality of power supply units and the impedance of the resonance circuit formed on at least one of the power supply unit side and the power reception unit side. , Set according to the electrical characteristics of each power supply element of the plurality of power supply units.

Description

本明細書は、非接触給電装置およびそれを備える搬送装置に関する技術を開示する。 The present specification discloses a technique relating to a non-contact power feeding device and a transport device including the non-contact power feeding device.

特許文献１に記載の非接触給電システムは、複数の給電側コイルと、電源部と、受電側コイルと、受電回路とを備えている。複数の給電側コイルは、給電側装置に設定された移動方向に沿って相互に離間して配置される。電源部は、各給電側コイルに電力を供給する。受電側コイルは、上記移動方向に移動する受電側装置に設けられ、対向配置される給電側コイルと電磁結合して非接触で電力を受け取る。受電回路は、受電側コイルが受け取った電力を変換し、駆動電圧を生成して受電側装置に設けられた電気負荷に出力する。 The non-contact power feeding system described in Patent Document 1 includes a plurality of power feeding side coils, a power supply unit, a power receiving side coil, and a power receiving circuit. The plurality of feeding side coils are arranged apart from each other along the moving direction set in the feeding side device. The power supply unit supplies electric power to each power feeding side coil. The power receiving side coil is provided in the power receiving side device that moves in the moving direction, and electromagnetically couples with the power feeding side coil arranged to face each other to receive power in a non-contact manner. The power receiving circuit converts the power received by the power receiving coil, generates a drive voltage, and outputs the drive voltage to an electric load provided in the power receiving device.

国際公開第２０１７／０５１４６０号International Publication No. 2017/051460

特許文献１に記載の非接触給電システムのように、複数の給電側コイルを備える場合、複数の給電側コイルの電気的特性（例えば、インダクタンス、受電側コイルとの間の結合係数など）が異なる可能性がある。給電側コイルの電気的特性が異なると、例えば、受電電圧の周波数特性が変化して、電力伝送効率が変動する可能性がある。 When a plurality of power feeding side coils are provided as in the non-contact power feeding system described in Patent Document 1, the electrical characteristics (for example, inductance, coupling coefficient between the power receiving side coils, etc.) of the plurality of power feeding side coils are different. there is a possibility. If the electrical characteristics of the feeding side coil are different, for example, the frequency characteristics of the receiving voltage may change, and the power transmission efficiency may fluctuate.

このような事情に鑑みて、本明細書は、電力伝送効率の変動を抑制可能な非接触給電装置およびそれを備える搬送装置を開示する。 In view of such circumstances, the present specification discloses a non-contact power feeding device capable of suppressing fluctuations in power transmission efficiency and a transport device including the non-contact power feeding device.

本明細書は、複数の給電部と、少なくとも一つの受電部と、パラメータ設定部とを具備する非接触給電装置を開示する。前記複数の給電部は、交流電源と前記交流電源から出力された交流電力を給電する給電素子とを備える。前記少なくとも一つの受電部は、前記複数の給電部に対して移動可能に設けられ、かつ、対向する前記給電素子から非接触で前記交流電力を受電する受電素子を備える。前記パラメータ設定部は、前記複数の給電部の各々の前記交流電源の給電周波数、並びに、給電部側および受電部側のうちの少なくとも一方に形成される共振回路のインピーダンスのうちの少なくとも一つであるパラメータを、前記複数の給電部の各々の前記給電素子の電気的特性に合わせて設定する。 The present specification discloses a non-contact power feeding device including a plurality of power feeding units, at least one power receiving unit, and a parameter setting unit. The plurality of power supply units include an AC power supply and a power supply element that supplies AC power output from the AC power supply. The at least one power receiving unit is provided so as to be movable with respect to the plurality of power feeding units, and includes a power receiving element that receives the AC power from the opposing power feeding elements in a non-contact manner. The parameter setting unit is at least one of the power supply frequency of the AC power supply of each of the plurality of power supply units and the impedance of the resonance circuit formed on at least one of the power supply unit side and the power reception unit side. A certain parameter is set according to the electrical characteristics of the power feeding element of each of the plurality of power feeding units.

上記の非接触給電装置によれば、パラメータ設定部を具備する。よって、上記の非接触給電装置は、複数の給電部の各々の給電素子の電気的特性に合わせて上記パラメータを設定することができ、電力伝送効率の変動を抑制することができる。 According to the above-mentioned non-contact power feeding device, a parameter setting unit is provided. Therefore, in the non-contact power feeding device, the parameters can be set according to the electrical characteristics of the power feeding elements of the plurality of power feeding units, and fluctuations in the power transmission efficiency can be suppressed.

非接触給電装置１０および搬送装置５０の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the non-contact power feeding device 10 and the transport device 50. 受電電圧ＶＲの周波数特性の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the frequency characteristic of the received voltage VR. リニアモータ８１Ｌを備える駆動部８０の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the drive part 80 which includes a linear motor 81L. 複数の固定部７０の配置例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the arrangement example of a plurality of fixing portions 70. 図４のV−V線切断部端面図である。It is a top view of the VV line cut portion of FIG. 非接触給電装置１０の他の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other configuration example of the non-contact power feeding device 10.

１．非接触給電装置１０の構成例
図１に示すように、本実施形態の非接触給電装置１０は、複数の給電部２０と、少なくとも一つの受電部３０と、パラメータ設定部４０とを具備している。また、非接触給電装置１０は、搬送装置５０に用いられると好適である。搬送装置５０は、非接触給電装置１０と、少なくとも一つの可動部６０と、複数の固定部７０と、駆動部８０とを具備している。1. 1. Configuration Example of Non-contact Power Supply Device 10 As shown in FIG. 1, the non-contact power supply device 10 of the present embodiment includes a plurality of power supply units 20, at least one power receiving unit 30, and a parameter setting unit 40. There is. Further, the non-contact power feeding device 10 is preferably used for the transport device 50. The transport device 50 includes a non-contact power feeding device 10, at least one movable portion 60, a plurality of fixed portions 70, and a drive unit 80.

複数（図１では、図示の便宜上、２つ）の給電部２０の各々は、交流電源２１と、給電素子２２と、共振用素子２３とを備えている。交流電源２１、給電素子２２および共振用素子２３は、直列接続されている。具体的には、交流電源２１の出力端子の一端側は、共振用素子２３を介して、給電素子２２の一端側と接続されている。交流電源２１の出力端子の他端側は、給電素子２２の他端側と接続されている。なお、本明細書では、説明の便宜上、図１に示す上側の給電部２０を第一給電部２０ａとし、下側の給電部２０を第二給電部２０ｂとする。 Each of the plurality of (two for convenience of illustration in FIG. 1) power supply units 20 includes an AC power supply 21, a power supply element 22, and a resonance element 23. The AC power supply 21, the power feeding element 22, and the resonance element 23 are connected in series. Specifically, one end side of the output terminal of the AC power supply 21 is connected to one end side of the power feeding element 22 via the resonance element 23. The other end of the output terminal of the AC power supply 21 is connected to the other end of the power feeding element 22. In this specification, for convenience of explanation, the upper power feeding unit 20 shown in FIG. 1 is referred to as the first power feeding unit 20a, and the lower power feeding unit 20 is referred to as the second power feeding unit 20b.

交流電源２１は、例えば、直流電力を供給する直流電源部と、直流電力を交流電力に変換する電力変換部とを備え（いずれも図示略）、給電素子２２に対して交流電力を供給する。給電素子２２は、受電部３０の受電素子３１と対向可能に設けられ、交流電源２１から出力された交流電力を給電する。給電素子２２は、例えば、コイルを用いることができる。第一給電部２０ａの給電素子２２のインダクタンスと、第二給電部２０ｂの給電素子２２のインダクタンスとは異なっており、同図では、インダクタンスの相違がコイル長の相違によって模式的に示されている。給電素子２２がコイルの場合、共振用素子２３は、例えば、コンデンサを用いることができ、共振回路Ｃ２０を形成する。 The AC power supply 21 includes, for example, a DC power supply unit that supplies DC power and a power conversion unit that converts DC power into AC power (both are not shown), and supplies AC power to the power feeding element 22. The power feeding element 22 is provided so as to face the power receiving element 31 of the power receiving unit 30, and supplies AC power output from the AC power supply 21. For the power feeding element 22, for example, a coil can be used. The inductance of the feeding element 22 of the first feeding unit 20a and the inductance of the feeding element 22 of the second feeding unit 20b are different, and in the figure, the difference in inductance is schematically shown by the difference in coil length. .. When the feeding element 22 is a coil, for example, a capacitor can be used as the resonance element 23, and the resonance circuit C20 is formed.

受電部３０は、一つであっても良く、複数であっても良い。受電部３０は、受電素子３１と、複数（本実施形態では、２つ）の共振用素子３２ａ，３２ｂと、整流回路３３と、周波数検出部３４と、切り替え素子３５とを備えている。受電素子３１には、複数（２つ）の共振用素子３２ａ，３２ｂが並列接続されており、整流回路３３と接続されている。受電素子３１は、複数（２つ）の給電部２０に対して移動可能に設けられ、かつ、対向する給電素子２２から非接触で交流電力を受電する。受電素子３１は、例えば、コイルを用いることができる。 The number of power receiving units 30 may be one or a plurality. The power receiving unit 30 includes a power receiving element 31, a plurality of (two in this embodiment) resonance elements 32a and 32b, a rectifier circuit 33, a frequency detection unit 34, and a switching element 35. A plurality (two) resonance elements 32a and 32b are connected in parallel to the power receiving element 31, and are connected to the rectifier circuit 33. The power receiving element 31 is movably provided with respect to a plurality of (two) power feeding units 20, and receives AC power from the opposing power feeding elements 22 in a non-contact manner. As the power receiving element 31, for example, a coil can be used.

受電素子３１がコイルの場合、複数（２つ）の共振用素子３２ａ，３２ｂは、例えば、コンデンサを用いることができ、共振回路Ｃ３０を形成する。整流回路３３は、複数のダイオードがブリッジ接続されているダイオードブリッジと、平滑コンデンサとを備え（いずれも図示略）、受電素子３１が受電した交流電力を整流および平滑して、直流電力を生成する。 When the power receiving element 31 is a coil, a plurality of (two) resonance elements 32a and 32b can use, for example, a capacitor, and form a resonance circuit C30. The rectifier circuit 33 includes a diode bridge in which a plurality of diodes are bridge-connected and a smoothing capacitor (both are not shown), and rectifies and smoothes the AC power received by the power receiving element 31 to generate DC power. ..

受電素子３１が第一給電部２０ａの給電素子２２と対向すると、受電素子３１は、第一給電部２０ａの給電素子２２から非接触で交流電力を受電可能になる。また、受電部３０が図１に示す移動方向（矢印Ｘ方向）に移動して、受電素子３１が第二給電部２０ｂの給電素子２２と対向すると、受電素子３１は、第二給電部２０ｂの給電素子２２から非接触で交流電力を受電可能になる。いずれの場合も、受電素子３１が受電した交流電力は、整流回路３３によって整流および平滑され、直流電力に変換される。変換された直流電力は、後述する駆動部８０などの負荷に供給される。 When the power receiving element 31 faces the power feeding element 22 of the first power feeding unit 20a, the power receiving element 31 can receive AC power from the power feeding element 22 of the first power feeding unit 20a in a non-contact manner. Further, when the power receiving unit 30 moves in the moving direction (arrow X direction) shown in FIG. 1 and the power receiving element 31 faces the power feeding element 22 of the second power feeding unit 20b, the power receiving element 31 moves to the second power feeding unit 20b. AC power can be received from the power feeding element 22 in a non-contact manner. In either case, the AC power received by the power receiving element 31 is rectified and smoothed by the rectifier circuit 33, and converted into DC power. The converted DC power is supplied to a load such as a drive unit 80, which will be described later.

図２は、受電素子３１によって受電された交流電力の受電電圧ＶＲの周波数特性の一例を示している。受電電圧ＶＲは、整流回路３３に入力される交流電圧をいう。同図の横軸は、周波数を示し、縦軸は、受電電圧ＶＲをしている。曲線Ｌ１１は、第一給電部２０ａの給電素子２２から給電される交流電力を受電した場合の周波数特性の一例を示している。曲線Ｌ１２は、第二給電部２０ｂの給電素子２２から給電される交流電力を受電した場合の周波数特性の一例を示している。但し、複数（２つ）の給電部２０（第一給電部２０ａおよび第二給電部２０ｂ）の交流電源２１の給電周波数は、同じである。なお、受電電圧ＶＲの周波数特性は、例えば、シミュレーション、実機による検証などによって取得することができる。 FIG. 2 shows an example of the frequency characteristics of the received voltage VR of the AC power received by the power receiving element 31. The received voltage VR refers to the AC voltage input to the rectifier circuit 33. The horizontal axis of the figure shows the frequency, and the vertical axis shows the received voltage VR. The curve L11 shows an example of the frequency characteristics when the AC power supplied from the power supply element 22 of the first power supply unit 20a is received. The curve L12 shows an example of the frequency characteristics when the AC power supplied from the power supply element 22 of the second power supply unit 20b is received. However, the power supply frequencies of the AC power supplies 21 of the plurality (two) power supply units 20 (first power supply unit 20a and second power supply unit 20b) are the same. The frequency characteristics of the received voltage VR can be obtained by, for example, simulation, verification with an actual machine, or the like.

既述したように、第一給電部２０ａの給電素子２２のインダクタンスと、第二給電部２０ｂの給電素子２２のインダクタンスとは異なっている。そのため、複数（２つ）の給電部２０の交流電源２１の給電周波数が同じ場合、曲線Ｌ１１および曲線Ｌ１２に示すように、受電電圧ＶＲの周波数特性は異なる。受電部３０が複数（２つ）の給電部２０に対して図１に示す移動方向（矢印Ｘ方向）に移動すると、例えば、受電電圧ＶＲが第一受電電圧ＶＲ１１から第二受電電圧ＶＲ１２に変化して、電力伝送効率が変動する可能性がある。上述したことは、給電部２０側に形成される共振回路Ｃ２０のインピーダンスＺ２０を変更しない場合についても同様に言える。また、上述したことは、受電部３０側に形成される共振回路Ｃ３０のインピーダンスＺ３０を変更しない場合についても同様に言える。 As described above, the inductance of the feeding element 22 of the first feeding unit 20a and the inductance of the feeding element 22 of the second feeding unit 20b are different. Therefore, when the power supply frequencies of the AC power supplies 21 of the plurality (two) power supply units 20 are the same, the frequency characteristics of the received voltage VR are different as shown in the curves L11 and L12. When the power receiving unit 30 moves in the moving direction (arrow X direction) shown in FIG. 1 with respect to the plurality (two) power feeding units 20, for example, the power receiving voltage VR changes from the first power receiving voltage VR11 to the second power receiving voltage VR12. Therefore, the power transmission efficiency may fluctuate. The same can be said for the case where the impedance Z20 of the resonance circuit C20 formed on the power feeding unit 20 side is not changed. Further, the above can be said for the case where the impedance Z30 of the resonance circuit C30 formed on the power receiving portion 30 side is not changed.

そこで、本実施形態の非接触給電装置１０は、パラメータ設定部４０を具備している。パラメータ設定部４０は、複数（２つ）の給電部２０の各々の給電素子２２の電気的特性に合わせてパラメータを設定する。パラメータは、複数（２つ）の給電部２０の各々の交流電源２１の給電周波数Ｆ２１，Ｆ２２、並びに、給電部２０側および受電部３０側のうちの少なくとも一方に形成される共振回路Ｃ２０，Ｃ３０のインピーダンスＺ２０，Ｚ３０のうちの少なくとも一つである。なお、第一給電部２０ａの交流電源２１の給電周波数を給電周波数Ｆ２１とし、第二給電部２０ｂの交流電源２１の給電周波数を給電周波数Ｆ２２とする。また、給電部２０側に形成される共振回路Ｃ２０のインピーダンスをインピーダンスＺ２０とし、受電部３０側に形成される共振回路Ｃ３０のインピーダンスをインピーダンスＺ３０とする。 Therefore, the non-contact power feeding device 10 of the present embodiment includes a parameter setting unit 40. The parameter setting unit 40 sets parameters according to the electrical characteristics of each of the power feeding elements 22 of the plurality of (two) power feeding units 20. The parameters are the power supply frequencies F21 and F22 of each AC power supply 21 of the plurality (two) power supply units 20, and the resonance circuits C20 and C30 formed on at least one of the power supply unit 20 side and the power reception unit 30 side. At least one of the impedances Z20 and Z30 of. The power supply frequency of the AC power supply 21 of the first power supply unit 20a is set to the power supply frequency F21, and the power supply frequency of the AC power supply 21 of the second power supply unit 20b is set to the power supply frequency F22. Further, the impedance of the resonance circuit C20 formed on the power feeding unit 20 side is defined as the impedance Z20, and the impedance of the resonance circuit C30 formed on the power receiving unit 30 side is defined as the impedance Z30.

既述したように、図２は、受電素子３１によって受電された交流電力の受電電圧ＶＲの周波数特性の一例を示している。また、作業者は、受電電圧ＶＲと同様にして、受電素子３１によって受電された交流電力の受電電流ＩＲの周波数特性を取得することもできる。受電電流ＩＲは、受電素子３１に流れる交流電流をいう。そこで、パラメータ設定部４０は、受電素子３１によって受電された交流電力の受電電圧ＶＲまたは受電電流ＩＲの周波数特性を用いて、パラメータを設定すると好適である。これにより、本実施形態の非接触給電装置１０は、受電電圧ＶＲまたは受電電流ＩＲの周波数特性を用いないでパラメータを設定する場合と比べて、パラメータの設定が容易になる。 As described above, FIG. 2 shows an example of the frequency characteristics of the received voltage VR of the AC power received by the power receiving element 31. Further, the operator can also acquire the frequency characteristic of the received current IR of the AC power received by the power receiving element 31 in the same manner as the power receiving voltage VR. The power receiving current IR refers to an alternating current flowing through the power receiving element 31. Therefore, it is preferable that the parameter setting unit 40 sets the parameters using the frequency characteristics of the received voltage VR or the received current IR of the AC power received by the power receiving element 31. As a result, the non-contact power feeding device 10 of the present embodiment makes it easier to set the parameters as compared with the case where the parameters are set without using the frequency characteristics of the received voltage VR or the received current IR.

パラメータ設定部４０は、例えば、既述した交流電源２１の電力変換部を制御する制御装置７３（図５参照）に設けることができる。パラメータ設定部４０は、例えば、受電電圧ＶＲの周波数が図２に示す第一周波数ＲＦ１になるように、第一給電部２０ａの交流電源２１の給電周波数Ｆ２１を設定する。第一周波数ＲＦ１は、曲線Ｌ１１に示す受電電圧ＶＲが最大（極大値）になるときの周波数（共振周波数）を示している。また、パラメータ設定部４０は、受電電圧ＶＲの周波数が図２に示す第二周波数ＲＦ２になるように、第二給電部２０ｂの交流電源２１の給電周波数Ｆ２２を設定する。第二周波数ＲＦ２は、曲線Ｌ１２に示す受電電圧ＶＲが最大（極大値）になるときの周波数（共振周波数）を示している。 The parameter setting unit 40 can be provided, for example, in the control device 73 (see FIG. 5) that controls the power conversion unit of the AC power supply 21 described above. The parameter setting unit 40 sets, for example, the power supply frequency F21 of the AC power supply 21 of the first power supply unit 20a so that the frequency of the power reception voltage VR becomes the first frequency RF1 shown in FIG. The first frequency RF1 indicates the frequency (resonance frequency) when the received voltage VR shown in the curve L11 becomes the maximum (maximum value). Further, the parameter setting unit 40 sets the power supply frequency F22 of the AC power supply 21 of the second power supply unit 20b so that the frequency of the power reception voltage VR becomes the second frequency RF2 shown in FIG. The second frequency RF2 indicates the frequency (resonance frequency) when the received voltage VR shown in the curve L12 becomes the maximum (maximum value).

これにより、受電素子３１が第一給電部２０ａの給電素子２２と対向するときの受電電圧ＶＲは、図２に示す第一受電電圧ＶＲ１１になる。また、受電素子３１が第二給電部２０ｂの給電素子２２と対向するときの受電電圧ＶＲは、図２に示す第三受電電圧ＶＲ１３になる。そのため、受電電圧ＶＲが第一受電電圧ＶＲ１１から第二受電電圧ＶＲ１２に変化する場合と比べて、電力伝送効率の変動が抑制される。上述したことは、受電電流ＩＲの周波数特性を用いる場合についても同様に言える。このようにして、パラメータ設定部４０は、受電電圧ＶＲまたは受電電流ＩＲの周波数特性を用いて、複数（２つ）の給電部２０の各々の給電素子２２の電気的特性に合わせて、複数（２つ）の給電部２０の各々の交流電源２１の給電周波数Ｆ２１，Ｆ２２を設定することができる。 As a result, the power receiving voltage VR when the power receiving element 31 faces the power feeding element 22 of the first power feeding unit 20a becomes the first power receiving voltage VR11 shown in FIG. Further, the power receiving voltage VR when the power receiving element 31 faces the power feeding element 22 of the second power feeding unit 20b is the third power receiving voltage VR13 shown in FIG. Therefore, the fluctuation of the power transmission efficiency is suppressed as compared with the case where the received voltage VR changes from the first received voltage VR11 to the second received voltage VR12. The same can be said for the case where the frequency characteristic of the received current IR is used. In this way, the parameter setting unit 40 uses the frequency characteristics of the power receiving voltage VR or the power receiving current IR to match the electrical characteristics of each of the power feeding elements 22 of the plurality of (two) power feeding units 20. The power supply frequencies F21 and F22 of each AC power supply 21 of the power supply unit 20 of the two) can be set.

なお、給電周波数Ｆ２１，Ｆ２２の設定は、共振周波数に合わせた設定に限定されるものではなく、任意の周波数に合わせて設定することができる。パラメータ設定部４０は、例えば、負荷が変動したときの受電電圧ＶＲまたは受電電流ＩＲの変動幅が所定範囲に収まるように、給電周波数Ｆ２１，Ｆ２２をそれぞれ設定することもできる。例えば、モータ負荷の場合、パラメータ設定部４０は、例えば、モータ入力電流（インバータ出力電流）の検出値に基づいて、負荷の変動を知得することができる。パラメータ設定部４０は、予め負荷（モータ入力電流）に応じた受電電圧ＶＲまたは受電電流ＩＲの周波数特性を取得しておき、受電電圧ＶＲまたは受電電流ＩＲの変動幅が所定範囲に収まるように、給電周波数Ｆ２１，Ｆ２２をそれぞれ設定することができる。 The feeding frequencies F21 and F22 are not limited to the settings according to the resonance frequency, and can be set according to any frequency. For example, the parameter setting unit 40 can set the feeding frequencies F21 and F22 so that the fluctuation range of the received voltage VR or the received current IR when the load fluctuates falls within a predetermined range. For example, in the case of a motor load, the parameter setting unit 40 can know the fluctuation of the load based on the detected value of the motor input current (inverter output current), for example. The parameter setting unit 40 acquires the frequency characteristics of the received voltage VR or the received current IR according to the load (motor input current) in advance so that the fluctuation range of the received voltage VR or the received current IR falls within a predetermined range. The feeding frequencies F21 and F22 can be set, respectively.

また、受電電圧ＶＲまたは受電電流ＩＲが低下する程、電力伝送効率が低下する。そこで、パラメータ設定部４０は、交流電力の電力伝送効率が所定値以上になるように、パラメータ（給電周波数Ｆ２１，Ｆ２２）を設定すると好適である。所定値は、任意に設定することができ、例えば、負荷に応じて設定することもできる。これにより、本実施形態の非接触給電装置１０は、所望の電力伝送効率を維持することができる。 Further, as the received voltage VR or the received current IR decreases, the power transmission efficiency decreases. Therefore, it is preferable that the parameter setting unit 40 sets the parameters (feeding frequencies F21 and F22) so that the power transmission efficiency of the AC power becomes equal to or higher than a predetermined value. The predetermined value can be set arbitrarily, and for example, it can be set according to the load. As a result, the non-contact power feeding device 10 of the present embodiment can maintain a desired power transmission efficiency.

上述したことは、共振回路Ｃ２０，Ｃ３０のインピーダンスＺ２０，Ｚ３０についても同様に言える。パラメータ設定部４０は、例えば、受電電圧ＶＲまたは受電電流ＩＲの周波数特性を用いて、複数（２つ）の給電部２０の各々の給電素子２２の電気的特性に合わせて、共振回路Ｃ２０のインピーダンスＺ２０を設定することができる。また、パラメータ設定部４０は、交流電力の電力伝送効率が所定値以上になるように、パラメータ（インピーダンスＺ２０）を設定することもできる。 The same can be said for the impedances Z20 and Z30 of the resonant circuits C20 and C30. The parameter setting unit 40 uses, for example, the frequency characteristics of the received voltage VR or the received current IR to match the impedance of the resonance circuit C20 with the electrical characteristics of each of the power feeding elements 22 of the plurality of (two) feeding units 20. Z20 can be set. Further, the parameter setting unit 40 can also set the parameter (impedance Z20) so that the power transmission efficiency of the AC power becomes equal to or higher than a predetermined value.

具体的には、パラメータ設定部４０は、例えば、図２の曲線Ｌ１２に示す受電電圧ＶＲの周波数特性が、曲線Ｌ１１に示す受電電圧ＶＲの周波数特性に近づくように、第二給電部２０ｂの共振回路Ｃ２０のインピーダンスＺ２０を設定する。但し、複数（２つ）の給電部２０（第一給電部２０ａおよび第二給電部２０ｂ）の交流電源２１の給電周波数は、同じとする。これにより、受電素子３１が第一給電部２０ａの給電素子２２と対向するときに、曲線Ｌ１１に示す受電電圧ＶＲの周波数特性が得られる。また、受電部３０が図１に示す移動方向（矢印Ｘ方向）に移動して、受電素子３１が第二給電部２０ｂの給電素子２２と対向するときに、曲線Ｌ１１に示す受電電圧ＶＲの周波数特性に近似する周波数特性が得られる。これにより、受電電圧ＶＲの変化を低減して、電力伝送効率の変動を抑制することができる。上述したことは、受電電流ＩＲの周波数特性を用いる場合についても同様に言える。 Specifically, the parameter setting unit 40 resonates with the second feeding unit 20b so that, for example, the frequency characteristic of the received voltage VR shown in the curve L12 of FIG. 2 approaches the frequency characteristic of the received voltage VR shown in the curve L11. The impedance Z20 of the circuit C20 is set. However, the power supply frequencies of the AC power supplies 21 of the plurality (two) power supply units 20 (first power supply unit 20a and second power supply unit 20b) are the same. As a result, when the power receiving element 31 faces the power feeding element 22 of the first power feeding unit 20a, the frequency characteristic of the power receiving voltage VR shown in the curve L11 can be obtained. Further, when the power receiving unit 30 moves in the moving direction (arrow X direction) shown in FIG. 1 and the power receiving element 31 faces the power feeding element 22 of the second power feeding unit 20b, the frequency of the power receiving voltage VR shown in the curve L11. Frequency characteristics that are close to the characteristics can be obtained. As a result, it is possible to reduce the change in the received voltage VR and suppress the fluctuation in the power transmission efficiency. The same can be said for the case where the frequency characteristic of the received current IR is used.

パラメータ設定部４０は、共振回路Ｃ３０のインピーダンスＺ３０についても同様に設定することができる。但し、この場合、パラメータ設定部４０は、受電部３０に対向する給電部２０の給電素子２２に合わせて、共振回路Ｃ３０のインピーダンスＺ３０を設定する。パラメータ設定部４０は、例えば、受電素子３１が第二給電部２０ｂの給電素子２２と対向するときに、図２の曲線Ｌ１２に示す受電電圧ＶＲの周波数特性が、曲線Ｌ１１に示す受電電圧ＶＲの周波数特性に近づくように、共振回路Ｃ３０のインピーダンスＺ３０を設定する。また、パラメータ設定部４０は、交流電力の電力伝送効率が所定値以上になるように、パラメータ（インピーダンスＺ３０）を設定することもできる。なお、パラメータ設定部４０は、給電周波数Ｆ２１，Ｆ２２の設定と共に、インピーダンスＺ２０，Ｚ３０の設定を行うこともできる。 The parameter setting unit 40 can similarly set the impedance Z30 of the resonance circuit C30. However, in this case, the parameter setting unit 40 sets the impedance Z30 of the resonance circuit C30 in accordance with the power feeding element 22 of the power feeding unit 20 facing the power receiving unit 30. In the parameter setting unit 40, for example, when the power receiving element 31 faces the power feeding element 22 of the second power feeding unit 20b, the frequency characteristic of the power receiving voltage VR shown in the curve L12 of FIG. 2 is the power receiving voltage VR shown in the curve L11. The impedance Z30 of the resonant circuit C30 is set so as to approach the frequency characteristics. Further, the parameter setting unit 40 can also set the parameter (impedance Z30) so that the power transmission efficiency of the AC power becomes equal to or higher than a predetermined value. The parameter setting unit 40 can also set the impedances Z20 and Z30 in addition to setting the feeding frequencies F21 and F22.

また、少なくとも一つの受電部３０は、受電素子３１によって受電された交流電力の受電周波数ＦＲを検出する周波数検出部３４を備えると好適である。このとき、パラメータ設定部４０は、周波数検出部３４によって検出された受電周波数ＦＲに基づいて、パラメータを設定すると好適である。これにより、本実施形態の非接触給電装置１０は、受電周波数ＦＲを知得することができ、知得した受電周波数ＦＲに基づいて、パラメータを適切に設定することができる。 Further, it is preferable that at least one power receiving unit 30 includes a frequency detecting unit 34 that detects the power receiving frequency FR of the AC power received by the power receiving element 31. At this time, it is preferable that the parameter setting unit 40 sets the parameter based on the power receiving frequency FR detected by the frequency detection unit 34. As a result, the non-contact power feeding device 10 of the present embodiment can know the power receiving frequency FR, and can appropriately set the parameters based on the known power receiving frequency FR.

図１に示すように、本実施形態の受電部３０は、周波数検出部３４を備えている。周波数検出部３４は、受電周波数ＦＲを検出することができれば良く、種々の形態を採り得る。周波数検出部３４は、例えば、受電電流ＩＲ（受電素子３１に流れる交流電流）を検出して、受電周波数ＦＲを検出することができる。この場合、周波数検出部３４は、例えば、公知の電流センサ（カレントトランス、ホール素子など）を用いて、受電電流ＩＲを検出することができる。周波数検出部３４は、例えば、受電電流ＩＲの電流検出値が所定値（例えば、ゼロ）より大きくなるタイミングと、電流検出値が当該所定値より小さくなるタイミングとに基づいて、受電周波数ＦＲを検出することができる。 As shown in FIG. 1, the power receiving unit 30 of the present embodiment includes a frequency detecting unit 34. The frequency detection unit 34 may take various forms as long as it can detect the received frequency FR. The frequency detection unit 34 can detect, for example, the power receiving current IR (alternating current flowing through the power receiving element 31) to detect the power receiving frequency FR. In this case, the frequency detection unit 34 can detect the received current IR by using, for example, a known current sensor (current transformer, Hall element, etc.). The frequency detection unit 34 detects the power receiving frequency FR based on, for example, the timing when the current detection value of the received current IR becomes larger than a predetermined value (for example, zero) and the timing when the current detection value becomes smaller than the predetermined value. can do.

パラメータ設定部４０は、周波数検出部３４によって検出された受電周波数ＦＲに基づいて、パラメータを設定する。例えば、受電素子３１が第一給電部２０ａの給電素子２２と対向している状態から、受電部３０が図１に示す移動方向（矢印Ｘ方向）に移動して、受電素子３１が第二給電部２０ｂの給電素子２２と対向すると、受電周波数ＦＲが変動する。パラメータ設定部４０は、受電周波数ＦＲの変動をトリガにして、上述したパラメータを設定することができる。 The parameter setting unit 40 sets the parameters based on the power receiving frequency FR detected by the frequency detection unit 34. For example, from the state where the power receiving element 31 faces the power feeding element 22 of the first power feeding unit 20a, the power receiving unit 30 moves in the moving direction (arrow X direction) shown in FIG. When facing the power feeding element 22 of the unit 20b, the power receiving frequency FR fluctuates. The parameter setting unit 40 can set the above-mentioned parameters by using the fluctuation of the power receiving frequency FR as a trigger.

なお、複数（２つ）の給電部２０の各々の給電素子２２の電気的特性は、予め取得することができるので、非接触給電装置１０は、複数（２つ）の給電素子２２に対する受電素子３１の位置を取得することにより、上述した受電周波数ＦＲおよび受電周波数ＦＲの変動を知得することができる。この場合、非接触給電装置１０は、例えば、公知の位置検出器（例えば、リニアスケールなど）を備えることができる。 Since the electrical characteristics of each of the power feeding elements 22 of the plurality (two) power feeding units 20 can be acquired in advance, the non-contact power feeding device 10 is a power receiving element for the plurality (two) power feeding elements 22. By acquiring the position of 31, the above-mentioned fluctuations in the power receiving frequency FR and the power receiving frequency FR can be known. In this case, the non-contact power feeding device 10 may include, for example, a known position detector (for example, a linear scale).

また、複数（２つ）の給電部２０の各々の給電素子２２の電気的特性は、予め取得することができるので、パラメータ設定部４０は、共振回路Ｃ２０のインピーダンスＺ２０を切り替えることにより、インピーダンスＺ２０を設定することができる。また、パラメータ設定部４０は、共振回路Ｃ３０のインピーダンスＺ３０を切り替えることにより、インピーダンスＺ３０を設定することができる。 Further, since the electrical characteristics of each of the feeding elements 22 of the plurality (two) feeding units 20 can be acquired in advance, the parameter setting unit 40 switches the impedance Z20 of the resonance circuit C20 to obtain the impedance Z20. Can be set. Further, the parameter setting unit 40 can set the impedance Z30 by switching the impedance Z30 of the resonance circuit C30.

図１に示すように、共振回路Ｃ３０は、複数（同図では２つ）の共振用素子３２ａ，３２ｂと、少なくとも一つ（同図では一つ）の切り替え素子３５と、を備えていると好適である。切り替え素子３５は、複数（２つ）の共振用素子３２ａ，３２ｂのうちの一部の共振用素子３２ｂである対象素子３２ｔが共振回路Ｃ３０から切り離されている非接続状態と、対象素子３２ｔが共振回路Ｃ３０と接続されている接続状態とを切り替え可能である。このとき、パラメータ設定部４０は、少なくとも一つの切り替え素子３５を開閉制御することにより、対象素子３２ｔを非接続状態または接続状態にして、共振回路Ｃ３０のインピーダンスＺ３０を設定すると好適である。 As shown in FIG. 1, the resonance circuit C30 includes a plurality of (two in the figure) resonance elements 32a and 32b, and at least one (one in the figure) switching element 35. Suitable. The switching element 35 is in a non-connected state in which the target element 32t, which is a part of the resonance elements 32b of the plurality (two) resonance elements 32a and 32b, is disconnected from the resonance circuit C30, and the target element 32t is It is possible to switch between the resonance circuit C30 and the connected state. At this time, it is preferable that the parameter setting unit 40 sets the impedance Z30 of the resonance circuit C30 by controlling the opening and closing of at least one switching element 35 to put the target element 32t in a non-connected state or a connected state.

切り替え素子３５は、対象素子３２ｔと直列接続されている。切り替え素子３５は、対象素子３２ｔを非接続状態または接続状態に切り替えることができれば良く、種々の形態を採り得る。切り替え素子３５は、例えば、公知の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを用いることができる。 The switching element 35 is connected in series with the target element 32t. The switching element 35 may take various forms as long as the target element 32t can be switched to the non-connected state or the connected state. As the switching element 35, for example, a known field effect transistor (FET: Field Effect Transistor), an insulated gate bipolar transistor (IGBT: Integrated Gate Bipolar Transistor), or the like can be used.

切り替え素子３５は、制御端子３５ｇと、入力端子３５ｄと、出力端子３５ｓと、還流ダイオード（図示略）とを備えている。例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）では、制御端子３５ｇは、ゲート端子に相当し、入力端子３５ｄは、ドレイン端子に相当し、出力端子３５ｓは、ソース端子に相当する。制御端子３５ｇは、パラメータ設定部４０と接続されており、切り替え素子３５は、パラメータ設定部４０から出力される駆動信号に基づいて開閉制御される。 The switching element 35 includes a control terminal 35g, an input terminal 35d, an output terminal 35s, and a freewheeling diode (not shown). For example, in a field effect transistor (FET), the control terminal 35g corresponds to a gate terminal, the input terminal 35d corresponds to a drain terminal, and the output terminal 35s corresponds to a source terminal. The control terminal 35g is connected to the parameter setting unit 40, and the switching element 35 is open / closed controlled based on the drive signal output from the parameter setting unit 40.

具体的には、制御端子３５ｇと出力端子３５ｓとの間の電圧を制御電圧Ｖｇｓとする。例えば、制御電圧Ｖｇｓがローレベル（所定電圧値以下の状態）のときには、入力端子３５ｄと出力端子３５ｓとの間が電気的に遮断されて開状態になり、対象素子３２ｔは、非接続状態に制御される。一方、制御電圧Ｖｇｓがハイレベル（所定電圧値を超えている状態）のときには、入力端子３５ｄと出力端子３５ｓとの間が電気的に導通されて閉状態になり、対象素子３２ｔは、接続状態に制御される。 Specifically, the voltage between the control terminal 35g and the output terminal 35s is defined as the control voltage Vgs. For example, when the control voltage Vgs is at a low level (a state of a predetermined voltage value or less), the input terminal 35d and the output terminal 35s are electrically cut off and opened, and the target element 32t is disconnected. Be controlled. On the other hand, when the control voltage Vgs is at a high level (a state exceeding a predetermined voltage value), the input terminal 35d and the output terminal 35s are electrically conducted to be in a closed state, and the target element 32t is in a connected state. Is controlled by.

パラメータ設定部４０が切り替え素子３５を開状態にし、対象素子３２ｔを非接続状態にすると、共振回路Ｃ３０は、受電素子３１と、共振用素子３２ａとによって形成される。パラメータ設定部４０が切り替え素子３５を閉状態にし、対象素子３２ｔを接続状態にすると、共振回路Ｃ３０は、受電素子３１と、共振用素子３２ａと、共振用素子３２ｂとによって形成される。これらの共振回路Ｃ３０のインピーダンスＺ３０は異なる。このようにして、パラメータ設定部４０は、切り替え素子３５を開閉制御することにより、共振回路Ｃ３０のインピーダンスＺ３０を設定することができる。 When the parameter setting unit 40 opens the switching element 35 and the target element 32t is disconnected, the resonance circuit C30 is formed by the power receiving element 31 and the resonance element 32a. When the parameter setting unit 40 closes the switching element 35 and connects the target element 32t, the resonance circuit C30 is formed by the power receiving element 31, the resonance element 32a, and the resonance element 32b. The impedance Z30 of these resonant circuits C30 is different. In this way, the parameter setting unit 40 can set the impedance Z30 of the resonance circuit C30 by controlling the opening and closing of the switching element 35.

周波数検出部３４によって検出された受電周波数ＦＲに基づいて、パラメータを設定する場合、パラメータ設定部４０は、受電周波数ＦＲの検出値に応じて、切り替え素子３５を開状態または閉状態にすることができる。また、位置検出器によって検出された受電素子３１の検出位置に基づいて、パラメータを設定する場合、パラメータ設定部４０は、受電素子３１の検出位置に応じて、切り替え素子３５を開状態または閉状態にすることができる。 When the parameter is set based on the power receiving frequency FR detected by the frequency detection unit 34, the parameter setting unit 40 may open or close the switching element 35 according to the detected value of the power receiving frequency FR. can. Further, when the parameter is set based on the detection position of the power receiving element 31 detected by the position detector, the parameter setting unit 40 opens or closes the switching element 35 according to the detection position of the power receiving element 31. Can be.

いずれの場合も、パラメータ設定部４０は、複数（２つ）の給電部２０の各々の給電素子２２の電気的特性に合わせて、共振回路Ｃ３０のインピーダンスＺ３０を設定することができる。また、パラメータ設定部４０が、切り替え素子３５に相当する切り替え素子によって共振回路Ｃ２０のインピーダンスＺ２０を設定する場合は、交流電源２１と、給電素子２２と、並列接続されている複数（例えば、２つ）の共振用素子２３とを直列接続する。そして、切り替え素子３５に相当する切り替え素子は、複数（例えば、２つ）の共振用素子２３のうちの一部の共振用素子２３と直列接続される。 In either case, the parameter setting unit 40 can set the impedance Z30 of the resonance circuit C30 according to the electrical characteristics of each of the power feeding elements 22 of the plurality (two) feeding units 20. Further, when the parameter setting unit 40 sets the impedance Z20 of the resonance circuit C20 by the switching element corresponding to the switching element 35, a plurality (for example, two) connected in parallel to the AC power supply 21 and the feeding element 22. ) Is connected in series with the resonance element 23. Then, the switching element corresponding to the switching element 35 is connected in series with a part of the resonance elements 23 among the plurality of (for example, two) resonance elements 23.

なお、パラメータ設定部４０は、切り替え素子３５を用いる代わりに、複数（２つ）の共振用素子３２ａ，３２ｂの電気的特性を設定することもできる。例えば、対象素子３２ｔは、可変素子（この場合、可変コンデンサ）を用いることができる。パラメータ設定部４０は、複数（２つ）の給電部２０の各々の給電素子２２の電気的特性に合わせて、可変素子の電気的特性（この場合、静電容量）を設定することができる。この場合、複数（２つ）の共振用素子３２ａ，３２ｂは、一つに集約することもできる。 The parameter setting unit 40 can also set the electrical characteristics of a plurality (two) resonance elements 32a and 32b instead of using the switching element 35. For example, a variable element (in this case, a variable capacitor) can be used as the target element 32t. The parameter setting unit 40 can set the electrical characteristics (capacitance in this case) of the variable element according to the electrical characteristics of each of the power feeding elements 22 of the plurality (two) feeding units 20. In this case, the plurality of (two) resonance elements 32a and 32b can be integrated into one.

２．搬送装置５０の構成例
図１に示すように、本実施形態の非接触給電装置１０は、搬送装置５０に用いられると好適である。搬送装置５０は、非接触給電装置１０と、少なくとも一つの可動部６０と、複数の固定部７０と、駆動部８０とを具備している。2. Configuration Example of the Transfer Device 50 As shown in FIG. 1, the non-contact power feeding device 10 of the present embodiment is preferably used for the transfer device 50. The transport device 50 includes a non-contact power feeding device 10, at least one movable portion 60, a plurality of fixed portions 70, and a drive unit 80.

可動部６０は、搬送物（図示略）を搬送する。可動部６０は、一つであっても良く、複数であっても良い。可動部６０は、例えば、生産ラインで使用する機材、生産ラインで加工する加工対象物などを搬送することができる。複数の可動部６０が協働して一つの搬送物を搬送することもできる。また、少なくとも一つの可動部６０には、受電素子３１が設けられている。搬送装置５０が複数の可動部６０を備える場合、複数の可動部６０の各々に、受電素子３１が設けられる。 The movable portion 60 conveys a transported object (not shown). The number of movable portions 60 may be one or a plurality. The movable portion 60 can convey, for example, equipment used on the production line, an object to be processed on the production line, and the like. It is also possible for a plurality of movable portions 60 to cooperate with each other to transport one transported object. Further, at least one movable portion 60 is provided with a power receiving element 31. When the transport device 50 includes a plurality of movable portions 60, a power receiving element 31 is provided in each of the plurality of movable portions 60.

複数（図１では、図示の便宜上、２つ）の固定部７０は、少なくとも一つの可動部６０の移動を案内する軌道部７１を備えている。複数（２つ）の固定部７０は、可動部６０の移動方向（矢印Ｘ方向）に沿って連結され、可動部６０が複数（２つ）の固定部７０を順に移動可能に軌道部７１が形成される。軌道部７１は、可動部６０の移動方向（矢印Ｘ方向）において湾曲させることもできる。また、複数（２つ）の固定部７０の各々には、給電素子２２が設けられている。 A plurality of (two for convenience of illustration in FIG. 1) fixing portions 70 include track portions 71 for guiding the movement of at least one movable portion 60. The plurality of (two) fixed portions 70 are connected along the moving direction (arrow X direction) of the movable portion 60, and the track portion 71 allows the movable portion 60 to move the plurality (two) fixed portions 70 in order. It is formed. The track portion 71 can also be curved in the moving direction (arrow X direction) of the movable portion 60. Further, each of the plurality of (two) fixing portions 70 is provided with a power feeding element 22.

駆動部８０は、非接触給電装置１０によって伝送された交流電力を用いて軌道部７１に沿って少なくとも一つの可動部６０を移動させる。既述したように、受電素子３１が受電した交流電力は、整流回路３３によって整流および平滑され、直流電力に変換される。変換された直流電力は、駆動部８０に供給される。駆動部８０は、回転型モータ８１Ｒまたはリニアモータ８１Ｌと、モータ制御装置８２とを備えると好適である。モータ制御装置８２は、回転型モータ８１Ｒまたはリニアモータ８１Ｌを駆動制御する。 The drive unit 80 moves at least one movable unit 60 along the track unit 71 using the AC power transmitted by the non-contact power feeding device 10. As described above, the AC power received by the power receiving element 31 is rectified and smoothed by the rectifier circuit 33, and converted into DC power. The converted DC power is supplied to the drive unit 80. It is preferable that the drive unit 80 includes a rotary motor 81R or a linear motor 81L and a motor control device 82. The motor control device 82 drives and controls the rotary motor 81R or the linear motor 81L.

回転型モータ８１Ｒは、回転子が固定子に対して回転することにより、減速機を介して接続される車輪を回転させて（いずれも図示略）、軌道部７１に沿って可動部６０を移動させる。回転型モータ８１Ｒは、種々のモータを用いることができるが、サーボモータまたはステッピングモータであると好適である。回転型モータ８１Ｒがサーボモータの場合、モータ制御装置８２は、公知のサーボアンプを用いることができる。回転型モータ８１Ｒがステッピングモータの場合、モータ制御装置８２は、公知の駆動用ドライバを用いることができる。いずれの場合も、モータ制御装置８２は、固定部７０の制御装置７３（図５参照）から送信される位置指令に基づいて、回転型モータ８１Ｒを駆動制御する。これにより、可動部６０は、固定部７０に対して移動することができ、固定部７０の所定位置に位置決めされる。 The rotary motor 81R rotates the wheels connected via the speed reducer by rotating the rotor with respect to the stator (both are not shown), and moves the movable portion 60 along the track portion 71. Let me. As the rotary motor 81R, various motors can be used, but a servo motor or a stepping motor is preferable. When the rotary motor 81R is a servomotor, a known servo amplifier can be used as the motor control device 82. When the rotary motor 81R is a stepping motor, the motor control device 82 can use a known drive driver. In either case, the motor control device 82 drives and controls the rotary motor 81R based on the position command transmitted from the control device 73 (see FIG. 5) of the fixing unit 70. As a result, the movable portion 60 can move with respect to the fixed portion 70 and is positioned at a predetermined position of the fixed portion 70.

駆動部８０は、リニアモータ８１Ｌを備えることもできる。リニアモータ８１Ｌは、可動子である可動部６０を、固定子である固定部７０に対して直線状に移動させることにより、軌道部７１に沿って可動部６０を移動させる。リニアモータ８１Ｌは、可動部６０に設けられる電磁石８３と、固定部７０に設けられる永久磁石８４とを備えると好適である。なお、リニアモータ８１Ｌは、可動部６０に永久磁石８４を設け、固定部７０に電磁石８３を設けることもできる。 The drive unit 80 may also include a linear motor 81L. The linear motor 81L moves the movable portion 60 along the track portion 71 by moving the movable portion 60, which is a mover, linearly with respect to the fixed portion 70, which is a stator. It is preferable that the linear motor 81L includes an electromagnet 83 provided in the movable portion 60 and a permanent magnet 84 provided in the fixed portion 70. The linear motor 81L may be provided with a permanent magnet 84 in the movable portion 60 and an electromagnet 83 in the fixed portion 70.

図３は、リニアモータ８１Ｌを備える駆動部８０の一例を示している。同図は、側面図であり、駆動部８０は、リニアモータ８１Ｌと、リニアモータ８１Ｌを駆動制御するモータ制御装置８２とを備えている。モータ制御装置８２および電磁石８３は、可動部６０に設けられ、永久磁石８４は、複数の固定部７０の各々に設けられている。また、複数の固定部７０の各々は、Ｎ極の永久磁石８４およびＳ極の永久磁石８４を一対として、所定磁極対数分の永久磁石８４を備えている。所定磁極対数分の永久磁石８４は、複数の固定部７０の配置方向（可動部６０の移動方向（矢印Ｘ方向）と同じ）に沿って配置されている。なお、同図では、図示の便宜上、複数の固定部７０の各々について、一磁極対分の永久磁石８４が図示されている。 FIG. 3 shows an example of a drive unit 80 including a linear motor 81L. The figure is a side view, and the drive unit 80 includes a linear motor 81L and a motor control device 82 that drives and controls the linear motor 81L. The motor control device 82 and the electromagnet 83 are provided in the movable portion 60, and the permanent magnet 84 is provided in each of the plurality of fixed portions 70. Further, each of the plurality of fixing portions 70 includes a pair of permanent magnets 84 having an N pole and a permanent magnet 84 having an S pole, and has permanent magnets 84 for a predetermined number of magnetic pole pairs. Permanent magnets 84 for a predetermined number of magnetic pole pairs are arranged along the arrangement direction of the plurality of fixed portions 70 (the same as the moving direction of the movable portion 60 (arrow X direction)). In the figure, for convenience of illustration, a permanent magnet 84 for one magnetic pole pair is shown for each of the plurality of fixed portions 70.

図３に示すモータ制御装置８２は、電磁石８３に対して交流電力を供給し、交番磁界を発生させる。モータ制御装置８２は、制御装置７３（図５参照）から送信される位置指令に基づいて、電磁石８３に供給する交流電力の大きさ、電流方向などを制御する。具体的には、モータ制御装置８２は、制御装置７３から送信される位置指令と、位置検出器（図示略）によって検出された検出位置との偏差に基づいて、電磁石８３に供給する交流電力の大きさ、電流方向などを制御する。これにより、可動部６０は、固定部７０に対して移動することができ、固定部７０の所定位置に位置決めされる。 The motor control device 82 shown in FIG. 3 supplies AC power to the electromagnet 83 to generate an alternating magnetic field. The motor control device 82 controls the magnitude, current direction, and the like of the AC power supplied to the electromagnet 83 based on the position command transmitted from the control device 73 (see FIG. 5). Specifically, the motor control device 82 receives the AC power supplied to the electromagnet 83 based on the deviation between the position command transmitted from the control device 73 and the detection position detected by the position detector (not shown). Control the size, current direction, etc. As a result, the movable portion 60 can move with respect to the fixed portion 70 and is positioned at a predetermined position of the fixed portion 70.

本実施形態の搬送装置５０は、非接触給電装置１０と、少なくとも一つの可動部６０と、軌道部７１を備える複数の固定部７０と、非接触給電装置１０によって伝送された交流電力を用いて軌道部７１に沿って少なくとも一つの可動部６０を移動させる駆動部８０とを具備している。また、少なくとも一つの可動部６０には、受電素子３１が設けられ、複数の固定部７０の各々には、給電素子２２が設けられている。よって、本実施形態の搬送装置５０は、固定部７０から可動部６０に伝送された交流電力を用いて、可動部６０を移動させて、搬送物を搬送することができる。 The transport device 50 of the present embodiment uses a non-contact power feeding device 10, at least one movable portion 60, a plurality of fixed portions 70 including a track portion 71, and AC power transmitted by the non-contact feeding device 10. It includes a drive unit 80 that moves at least one movable unit 60 along the track unit 71. Further, at least one movable portion 60 is provided with a power receiving element 31, and each of the plurality of fixed portions 70 is provided with a feeding element 22. Therefore, the transport device 50 of the present embodiment can move the movable portion 60 and transport the transported object by using the AC power transmitted from the fixed portion 70 to the movable portion 60.

図４は、複数の固定部７０の配置例を示している。同図は、平面図であり、複数種類（同図では、３種類）の固定部７０が模式的に示されている。説明の便宜上、直線状の軌道部７１を備える固定部７０を第一固定部７Ａとする。湾曲する軌道部７１を備える固定部７０を第二固定部７Ｂとする。第一固定部７Ａと比べて可動部６０の移動方向（矢印Ｘ方向）の長さが短く形成されている軌道部７１を備える固定部７０を第三固定部７Ｃとする。可動部６０は、第三固定部７Ｃから搬入され、第一固定部７Ａおよび第二固定部７Ｂによって形成される楕円状の固定部７０を移動して、第三固定部７Ｃから搬出される。 FIG. 4 shows an arrangement example of a plurality of fixed portions 70. The figure is a plan view, and a plurality of types (three types in the figure) of fixing portions 70 are schematically shown. For convenience of explanation, the fixing portion 70 including the linear orbital portion 71 is referred to as the first fixing portion 7A. The fixed portion 70 including the curved track portion 71 is referred to as the second fixed portion 7B. The fixed portion 70 including the track portion 71 formed so that the length of the movable portion 60 in the moving direction (arrow X direction) is shorter than that of the first fixed portion 7A is referred to as the third fixed portion 7C. The movable portion 60 is carried in from the third fixing portion 7C, moves the elliptical fixing portion 70 formed by the first fixing portion 7A and the second fixing portion 7B, and is carried out from the third fixing portion 7C.

図５は、図４のV−V線切断部端面図であり、固定部７０と給電素子２２の関係の一例を示している。固定部７０は、可動部６０の移動方向（矢印Ｘ方向）に直交する幅方向（矢印Ｙ方向）に沿って切断した断面が略コ字形状に形成されており、底部７０ａと、二つの側面部７０ｂとを備えている。軌道部７１は、第一軌道部７１ａと、第二軌道部７１ｂとを備えている。第一軌道部７１ａは、底部７０ａの幅方向（矢印Ｙ方向）中央部において可動部６０の移動方向（矢印Ｘ方向）に沿って設けられている。第一軌道部７１ａは、上記断面がコ字形状に形成されており、可動部６０の走行ローラ（図示略）が転動可能になっている。 FIG. 5 is an end view of the VV line cutting portion of FIG. 4, showing an example of the relationship between the fixing portion 70 and the feeding element 22. The fixed portion 70 has a substantially U-shaped cross section cut along a width direction (arrow Y direction) orthogonal to the moving direction (arrow X direction) of the movable portion 60, and has a bottom 70a and two side surfaces. It is provided with a part 70b. The track portion 71 includes a first track portion 71a and a second track portion 71b. The first track portion 71a is provided along the moving direction (arrow X direction) of the movable portion 60 at the center portion in the width direction (arrow Y direction) of the bottom portion 70a. The first track portion 71a has a U-shaped cross section, and the traveling roller (not shown) of the movable portion 60 can roll.

第二軌道部７１ｂは、二つの側面部７０ｂの各々の上端部において可動部６０の移動方向（矢印Ｘ方向）に沿って設けられている。第二軌道部７１ｂは、可動部６０に向かって突出するように形成されており、可動部６０の溝ローラ（図示略）が転動可能になっている。可動部６０の走行ローラが第一軌道部７１ａに沿って転動し、可動部６０の溝ローラが第二軌道部７１ｂに沿って転動することにより、可動部６０は、軌道部７１に沿って移動する。 The second track portion 71b is provided along the moving direction (arrow X direction) of the movable portion 60 at the upper end portion of each of the two side surface portions 70b. The second track portion 71b is formed so as to project toward the movable portion 60, and the groove roller (not shown) of the movable portion 60 can roll. The traveling roller of the movable portion 60 rolls along the first track portion 71a, and the groove roller of the movable portion 60 rolls along the second track portion 71b, so that the movable portion 60 moves along the track portion 71. And move.

また、固定部７０の底部７０ａには、第一軌道部７１ａを挟んで二つのコイル保持部７２が設けられている。二つのコイル保持部７２の各々は、可動部６０の移動方向（矢印Ｘ方向）に沿って形成されている。二つのコイル保持部７２の各々は、上記断面がＥ字形状に形成されており、給電素子２２が設けられている。二つのコイル保持部７２は、軌道部７１（第一軌道部７１ａ）の形状に合わせて形成されており、給電素子２２は、軌道部７１（第一軌道部７１ａ）の形状に合わせて配置されている。なお、可動部６０は、給電素子２２と対向する部位に、受電素子３１を備えている。また、固定部７０の二つの側面部７０ｂの各々には、永久磁石８４が設けられている。可動部６０は、永久磁石８４と対向する部位に、電磁石８３を備えている。さらに、固定部７０の底部７０ａには、第一軌道部７１ａの下方において、既述した制御装置７３が設けられている。 Further, two coil holding portions 72 are provided on the bottom portion 70a of the fixing portion 70 with the first track portion 71a interposed therebetween. Each of the two coil holding portions 72 is formed along the moving direction (arrow X direction) of the movable portion 60. Each of the two coil holding portions 72 has an E-shaped cross section, and is provided with a feeding element 22. The two coil holding portions 72 are formed according to the shape of the track portion 71 (first track portion 71a), and the feeding element 22 is arranged according to the shape of the track portion 71 (first track portion 71a). ing. The movable portion 60 includes a power receiving element 31 at a portion facing the power feeding element 22. Further, a permanent magnet 84 is provided on each of the two side surface portions 70b of the fixing portion 70. The movable portion 60 includes an electromagnet 83 at a portion facing the permanent magnet 84. Further, on the bottom portion 70a of the fixing portion 70, the control device 73 described above is provided below the first track portion 71a.

図４に示すように、複数種類（３種類）の固定部７０は、軌道部７１の形状が異なっており、給電素子２２の電気的特性が異なる。具体的には、第二固定部７Ｂは、軌道部７１が湾曲しているので、例えば、給電素子２２であるコイルを一連コイルで形成すると、第一固定部７Ａおよび第三固定部７Ｃと比べて、一連コイルのコイル長が長くなる。また、第三固定部７Ｃは、可動部６０の移動方向（矢印Ｘ方向）の軌道部７１の長さが第一固定部７Ａと比べて短く形成されているので、第一固定部７Ａと比べて、一連コイルのコイル長が短くなる。さらに、第三固定部７Ｃと第一固定部７Ａとが連結されている部位は、一連コイルの配置およびコイル長が他の部位と異なる。その結果、複数の固定部７０において、給電素子２２であるコイルのインダクタンスが異なる部位が存在する。 As shown in FIG. 4, the plurality of types (three types) of the fixing portions 70 have different shapes of the orbital portions 71, and the electrical characteristics of the feeding element 22 are different. Specifically, since the track portion 71 of the second fixed portion 7B is curved, for example, when the coil which is the feeding element 22 is formed by a series of coils, it is compared with the first fixed portion 7A and the third fixed portion 7C. As a result, the coil length of the series of coils becomes longer. Further, the third fixed portion 7C is formed so that the length of the track portion 71 in the moving direction (arrow X direction) of the movable portion 60 is shorter than that of the first fixed portion 7A, so that the third fixed portion 7C is compared with the first fixed portion 7A. Therefore, the coil length of the series of coils is shortened. Further, the portion where the third fixing portion 7C and the first fixing portion 7A are connected is different from other portions in the arrangement of the series of coils and the coil length. As a result, in the plurality of fixed portions 70, there are portions where the inductance of the coil, which is the feeding element 22, is different.

また、第二固定部７Ｂは、軌道部７１が湾曲しているので、給電素子２２と受電素子３１の対向状態が、第一固定部７Ａおよび第三固定部７Ｃと異なる。その結果、第二固定部７Ｂにおける結合係数は、第一固定部７Ａおよび第三固定部７Ｃと異なり、複数の固定部７０において、給電素子２２と受電素子３１との間の結合係数が異なる部位が存在する。このように、複数の固定部７０において、給電素子２２の電気的特性が異なると、既述したように、例えば、受電電圧ＶＲの周波数特性が変化して、電力伝送効率が変動する可能性がある。本実施形態の搬送装置５０は、非接触給電装置１０を備えているので、上述した給電素子２２の電気的特性が異なることに起因する電力伝送効率の変動を抑制することができる。なお、本実施形態の給電素子２２は、軌道部７１（第一軌道部７１ａ）の形状に合わせて配置されており、軌道部７１の形状が異なることにより給電素子２２の電気的特性が異なる。また、少なくとも一つの軌道部７１（本実施形態では、第二固定部７Ｂの軌道部７１）の形状は、可動部６０の移動方向（矢印Ｘ方向）において湾曲している。本実施形態の搬送装置５０は、いずれの場合も、電力伝送効率の変動を抑制することができる。 Further, since the track portion 71 of the second fixing portion 7B is curved, the facing state of the power feeding element 22 and the power receiving element 31 is different from that of the first fixing portion 7A and the third fixing portion 7C. As a result, the coupling coefficient in the second fixing portion 7B is different from that in the first fixing portion 7A and the third fixing portion 7C, and the coupling coefficient between the power feeding element 22 and the power receiving element 31 is different in the plurality of fixing portions 70. Exists. As described above, if the electrical characteristics of the power feeding element 22 are different in the plurality of fixed portions 70, for example, the frequency characteristics of the received voltage VR may change, and the power transmission efficiency may fluctuate. be. Since the transfer device 50 of the present embodiment includes the non-contact power supply device 10, it is possible to suppress fluctuations in power transmission efficiency due to differences in the electrical characteristics of the power supply element 22 described above. The power feeding element 22 of the present embodiment is arranged according to the shape of the track portion 71 (first track portion 71a), and the electrical characteristics of the feeding element 22 differ due to the difference in the shape of the track portion 71. Further, the shape of at least one track portion 71 (in this embodiment, the track portion 71 of the second fixed portion 7B) is curved in the moving direction (arrow X direction) of the movable portion 60. In any case, the transport device 50 of the present embodiment can suppress fluctuations in power transmission efficiency.

３．その他
非接触給電装置１０は、例えば、静電結合、磁気共振、電磁誘導などによって、非接触給電を行うこともできる。図６は、非接触給電装置１０の他の構成例を示す回路図である。同図は、静電結合によって非接触給電を行う非接触給電装置１０の構成例を示している。給電素子２２および受電素子３１は、コンデンサが用いられている。また、共振用素子２３および共振用素子３２ａ，３２ｂは、コイルが用いられている。この場合も同様にして、パラメータ設定部４０は、複数の給電部２０の各々の給電素子２２の電気的特性に合わせて、既述したパラメータを設定することができる。3. 3. In addition, the non-contact power feeding device 10 can also perform non-contact power feeding by, for example, electrostatic coupling, magnetic resonance, electromagnetic induction, or the like. FIG. 6 is a circuit diagram showing another configuration example of the non-contact power feeding device 10. The figure shows a configuration example of a non-contact power feeding device 10 that performs non-contact power feeding by electrostatic coupling. Capacitors are used in the power feeding element 22 and the power receiving element 31. Further, a coil is used for the resonance element 23 and the resonance elements 32a and 32b. In this case as well, the parameter setting unit 40 can set the above-described parameters according to the electrical characteristics of each of the power feeding elements 22 of the plurality of feeding units 20.

４．実施形態の効果の一例
非接触給電装置１０によれば、パラメータ設定部４０を具備する。パラメータ設定部４０は、複数の給電部２０の各々の給電素子２２の電気的特性に合わせてパラメータを設定する。パラメータは、複数の給電部２０の各々の交流電源２１の給電周波数Ｆ２１，Ｆ２２、並びに、給電部２０側および受電部３０側のうちの少なくとも一方に形成される共振回路Ｃ２０，Ｃ３０のインピーダンスＺ２０，Ｚ３０のうちの少なくとも一つである。よって、非接触給電装置１０は、複数の給電部２０の各々の給電素子２２の電気的特性に合わせて上記パラメータを設定することができ、電力伝送効率の変動を抑制することができる。4. An example of the effect of the embodiment According to the non-contact power feeding device 10, the parameter setting unit 40 is provided. The parameter setting unit 40 sets parameters according to the electrical characteristics of each of the power feeding elements 22 of the plurality of power feeding units 20. The parameters are the power supply frequencies F21 and F22 of each AC power supply 21 of the plurality of power supply units 20, and the impedance Z20 of the resonance circuits C20 and C30 formed on at least one of the power supply unit 20 side and the power reception unit 30 side. At least one of Z30. Therefore, the non-contact power feeding device 10 can set the above parameters according to the electrical characteristics of the power feeding elements 22 of the plurality of power feeding units 20, and can suppress fluctuations in the power transmission efficiency.

１０：非接触給電装置、
２０：給電部、２１：交流電源、２２：給電素子、
３０：受電部、３１：受電素子、
３２ａ，３２ｂ：共振用素子、３２ｔ：対象素子、
３４：周波数検出部、３５：切り替え素子、
４０：パラメータ設定部、
５０：搬送装置、６０：可動部、
７０：固定部、７１：軌道部、８０：駆動部、
Ｆ２１，Ｆ２２：給電周波数、Ｃ２０，Ｃ３０：共振回路、
Ｚ２０，Ｚ３０：インピーダンス、
ＶＲ：受電電圧、ＩＲ：受電電流、ＦＲ：受電周波数。10: Non-contact power supply device,
20: Power supply unit, 21: AC power supply, 22: Power supply element,
30: Power receiving unit, 31: Power receiving element,
32a, 32b: resonance element, 32t: target element,
34: Frequency detector, 35: Switching element,
40: Parameter setting unit,
50: Conveyor, 60: Moving parts,
70: Fixed part, 71: Track part, 80: Drive part,
F21, F22: Feed frequency, C20, C30: Resonant circuit,
Z20, Z30: Impedance,
VR: received voltage, IR: received current, FR: received frequency.

Claims (8)

交流電源と前記交流電源から出力された交流電力を給電する給電素子とを備える複数の給電部と、
前記複数の給電部に対して移動可能に設けられ、かつ、対向する前記給電素子から非接触で前記交流電力を受電する受電素子を備える少なくとも一つの受電部と、
前記複数の給電部の各々の前記交流電源の給電周波数、並びに、給電部側および受電部側のうちの少なくとも一方に形成される共振回路のインピーダンスのうちの少なくとも一つであるパラメータを、前記複数の給電部の各々の前記給電素子の電気的特性に合わせて設定するパラメータ設定部と、
を具備する非接触給電装置。A plurality of power supply units including an AC power supply and a power supply element for supplying AC power output from the AC power supply, and
At least one power receiving unit that is movably provided with respect to the plurality of power feeding units and includes a power receiving element that receives the AC power from the opposing power feeding elements in a non-contact manner.
The plurality of parameters, which are at least one of the feeding frequency of the AC power supply of each of the plurality of feeding portions and the impedance of the resonance circuit formed on at least one of the feeding portion side and the power receiving portion side, are set. A parameter setting unit that is set according to the electrical characteristics of each of the power supply elements of the power supply unit,
A non-contact power supply device comprising. 前記パラメータ設定部は、前記受電素子によって受電された前記交流電力の受電電圧または受電電流の周波数特性を用いて、前記パラメータを設定する請求項１に記載の非接触給電装置。 The non-contact power feeding device according to claim 1, wherein the parameter setting unit sets the parameters by using the frequency characteristics of the received voltage or the received current of the AC power received by the power receiving element. 前記パラメータ設定部は、前記交流電力の電力伝送効率が所定値以上になるように、前記パラメータを設定する請求項１または請求項２に記載の非接触給電装置。 The non-contact power feeding device according to claim 1 or 2, wherein the parameter setting unit sets the parameters so that the power transmission efficiency of the AC power becomes equal to or higher than a predetermined value. 前記少なくとも一つの受電部は、前記受電素子によって受電された前記交流電力の受電周波数を検出する周波数検出部を備え、
前記パラメータ設定部は、前記周波数検出部によって検出された前記受電周波数に基づいて、前記パラメータを設定する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の非接触給電装置。The at least one power receiving unit includes a frequency detecting unit that detects the receiving frequency of the AC power received by the power receiving element.
The non-contact power feeding device according to any one of claims 1 to 3, wherein the parameter setting unit sets the parameter based on the power receiving frequency detected by the frequency detection unit. 前記共振回路は、
複数の共振用素子と、
前記複数の共振用素子のうちの一部の共振用素子である対象素子が前記共振回路から切り離されている非接続状態と前記対象素子が前記共振回路と接続されている接続状態とを切り替え可能な少なくとも一つの切り替え素子と、
を備え、
前記パラメータ設定部は、前記少なくとも一つの切り替え素子を開閉制御することにより、前記対象素子を前記非接続状態または前記接続状態にして、前記共振回路の前記インピーダンスを設定する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の非接触給電装置。The resonant circuit is
With multiple resonance elements
It is possible to switch between a non-connected state in which the target element, which is a part of the resonance elements among the plurality of resonance elements, is disconnected from the resonance circuit and a connected state in which the target element is connected to the resonance circuit. At least one switching element and
With
Claims 1 to 4 in which the parameter setting unit sets the impedance of the resonance circuit by controlling the opening and closing of at least one switching element to bring the target element into the non-connected state or the connected state. The non-contact power feeding device according to any one of the above. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の非接触給電装置と、
搬送物を搬送する少なくとも一つの可動部と、
前記少なくとも一つの可動部の移動を案内する軌道部を備える複数の固定部と、
前記非接触給電装置によって伝送された前記交流電力を用いて前記軌道部に沿って前記少なくとも一つの可動部を移動させる駆動部と、
を具備し、
前記少なくとも一つの可動部には、前記受電素子が設けられ、
前記複数の固定部の各々には、前記給電素子が設けられている搬送装置。The non-contact power feeding device according to any one of claims 1 to 5.
At least one moving part that transports the transported object,
A plurality of fixed portions provided with track portions for guiding the movement of the at least one movable portion, and
A drive unit that uses the AC power transmitted by the non-contact power feeding device to move the at least one movable unit along the track unit.
Equipped with
The power receiving element is provided on the at least one movable portion.
A transport device in which the power feeding element is provided in each of the plurality of fixing portions. 前記軌道部の形状が異なることにより前記給電素子の前記電気的特性が異なる複数種類の固定部を備え、
前記給電素子は、前記軌道部の形状に合わせて配置されている請求項６に記載の搬送装置。A plurality of types of fixing portions having different electrical characteristics of the feeding element due to different shapes of the orbital portions are provided.
The transport device according to claim 6, wherein the power feeding element is arranged according to the shape of the track portion. 少なくとも一つの前記軌道部の形状は、前記可動部の移動方向において湾曲している請求項７に記載の搬送装置。 The transport device according to claim 7, wherein the shape of at least one track portion is curved in the moving direction of the movable portion.
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