KR100895444B1 - 비접촉 전력공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 비접촉 전력공급장치로서, 반송차가 주행하는 2단 이상의 프레임 상에 전력공급선을 설치하여 전자기 유도작용에 의해 비접촉방식의 전력공급이 가능하도록 된 비접촉 전력공급장치에 있어서, 상기 2단 이상의 프레임은 하나의 승하강 이동구간과 상하로 병렬 배열된 직선 주행구간으로 구획되고, 상기 승하강 주행구간에서는 공지의 승하강 구동장치에 의해 반송차가 승하강 이동구간 사이에서 이동되고, 상기 2개의 직선 주행구간의 일측에는 다수의 브라켓을 매개로, 고주파 전원에 일단이 연결된 주행로측전력공급선과 귀로측전력공급선이 병행 설치되고, 상기 주행로측 및 귀로측 전력공급선은, 상기 2개의 직선 주행구간 끝단에서 상향 절곡된 후, 재차 상부 직선 주행구간의 끝단에서 전단으로 병행설치 된 후, 재차 상기 상부 직선 주행구간의 전단에서 하부 직선구간 방향으로 하향 절곡된 다음, 상기 반송차의 승하강 이동용 프레임의 끝단에서 전단으로 병행 설치되어 그 전단에서 중도 반환형 U자형부를 매개로 상호 연결되며, 상기 하향 절곡되는 측의 일부의 주행로측 및 귀로측 전력공급선은 상기 반송차의 승하강 이동용 프레임의 상하 이동 시, 유연하게 굴곡되도록 가요전선으로 연결된 것을 특징으로 하여, 2층 구조의 반송차를 갖는 시스템에 적용 시 하나의 전력 공급 라인으로 2단 리프팅 이동이 가능하게 구성하였다.

Description

비접촉 전력공급장치{Contactless power supply system}

도 1은 종래의 비접촉 전력공급장치의 구성을 설명하는 개략 블록도이다.

도 2는 종래의 비접촉 전력공급장치의 픽업부의 개략 측면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 비접촉 전력공급장치의 픽업부의 개략 측면도이다.

도 4는 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 비접촉 전력공급장치의 구성을 설명하는 사시도이다.

도 5는 도 4의 부호 A부분을 확대하여 도시한 상세도들이다.

도 6은 도 4의 비접촉 전력공급장치의 측면 구조도이다.

도 7은 도 6에의 승하강 이동구간(B)에서 리프트-업 이동된 반송차와 이 반송차 수직 이송용 프레임을 도시하면서, 가요전선의 굴곡진 상태를 설명한 측면 구조도이다.

<도면의 주요부분에 대한 도면부호의 설명>

1 : 고주파 전원 2 : 전력공급선

2a : 귀로측전력공급선 2b : 주행로측전력공급선

2c : 귀로측전력공급선 3 : 반송차

4 : 비접촉 전력공급장치 5 : 픽업부

51a, 51b : 픽업 코일 53 : 픽업 코어

53a, 53b, 53c : 각부 53e : 기부

6 : 수전 회로 7 : 동력 회로

8 : 제어 회로

본 발명은 고주파 전원에 접속된 일차측 회로인 전력공급선으로부터 물리적으로 비접촉 상태로 자기 결합시킨 2차측 회로픽업부를 개재시켜 각 부하에 전력공급을 실시하도록 한 비접촉 전력공급장치에 관한 것이다.

모노레일 방식의 반송 설비는 공장내 또는 창고내에 있어서 넓게 이용되고 있어 반송차에 탑재한 주행용의 모터로의 구동 전력은 안내 레일을 따라 부설된 전력공급선을 개재시켜 공급된다.

전력공급선을 이용한 전력공급장치의 하나로서 반송차에 설치한 픽업부를 전력공급선으로부터 비접촉의 상태로 근접시켜 전력공급선에 교류 전류를 흘렸을 때에 픽업부에 발생하는 유도기전력을 전력으로서 취득하는 비접촉 전력공급장치가 알려져 있다. 전력공급선의 양단을 고주파 전원에 접속해 일차측 회로를 구성해, 픽업부를 포함한 수전용 회로(2차측 회로)는 전력공급선에 흐르는 교류 전류의 주파수로 공진하는 공진 회로를 가지고 있다.

도 1은 종래의 비접촉 전력공급장치의 구성을 설명하는 블럭도이다. 도면에서 부호(1)는 고주파 전원이고, 이동체인 반송차(3)에 전력을 공급하기 위해서 상기 고주파 전원(1)으로부터 전력공급선(2)이 연장 설치되어 있다. 전력공급선(2)은 원형 단면을 가지는 리드선으로 이루어지고 그 중도에서 반환되는 U자형부(21)를 형성함으로써 귀로측전력공급선(2a) 및 주행로측전력공급선(2b)을 형성해, 고주파 전원(1)에 접속해 루프 형상을 이루고 있다.

상기 반송차(3)에는 비접촉 전력공급장치(4)가 탑재되고 있어 이 비접촉 전력공급장치(4)는 2개의 픽업 코일(51a, 51b)을 가지는 픽업부(5)와 수전 회로(6)를 갖추어 전력공급선(2)에 근접시킨 픽업부(5)를 개재시켜 기전력을 구하도록 이루고 있고 수전 회로(6)를 개재시켜 반송차(3)의 모터를 포함한 동력 회로(7) 및 제어 회로(8)에 대한 전력공급을 실시한다.

상기 픽업부(5)는 자성 재료에 의해 형성된 픽업 코어(53)와 상기 픽업 코어(53)에 권선된 2개의 픽업 코일을 구비하고 있다. 또, 각 전력공급선(2a, 2b)은 각각 픽업 코일에 근접하도록 다수의 지지바아(54a, 54b, 54c)에 의해 지지를 받고 있다. 이들의 지지바아(54a, 54b, 54c)는 전력공급선(2)을 부설할 방향으로 적당한 간격을 두고 다수 설치되어 있다.

픽업 코어(53)는 직방체 형상의 기부(53e)의 일측면 측에 일정한 간격(a)을 두고 약 평행으로 3개의 각부(53a, 53b, 53c)를 입설하는 것으로 이루어지는 것이고, 각 각부간에 픽업 코일(51a, 51b)이 권선 장착되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 비접촉 전력공급장치에 있어서는 수전 효율을 크게 하기 위해서는 각부 사이의 간격을 좁게 해 자기저항을 줄일 필요가 있지만 각부 사이의 간격을 좁게 했을 경우 전력공급선의 외경을 작게 할 필요가 있기 때문에 도체가 작아지고 전력공급선의 저항 손실이 커진다는 문제점을 가지고 있었다.

또, 2차측 회로의 픽업 코일(51a, 51b)은 일반적으로 리드선을 조밀하게 권선하고 있기 때문에 내부에 열이 축적되기 쉽고 리드선의 절연막의 내열 능력의 한계를 넘지 않게 공급 전력을 제한하지 않을 수 없는 문제점을 가지고 있었다. 또, 수전 효율을 좋게 하기 위해서 가는 리드선을 감고 있으므로 저항 손실이 크다는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 주행로측전력공급선(2a)과 귀로측전력공급선(2b)을 일자형으로 항시 평행 배열해야만 하기 때문에, 2층 구조의 구조물에서 1층에서 2층으로 리프트업 동작을 수행하기 위해서는 각각의 층에 반송차와 전력공급선을 따로따로 개별로 구성해야만 하는 등의 단점을 내포하고 있었으며, 이로 인한 저항 손실에 의해 전력상의 효율도 저하되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 2층 구조의 반송차를 갖는 시스템에 적용 시 하나의 전력 공급 라인으로 2단 리프팅 이동이 가능하게 구성됨으로써, 그 효율이 높고, 전력선 배선 또한 보다 간단하게 수행할 수 있는 비접촉 전력공급장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 비접촉 전력공급장치는,

반송차가 주행하는 2단 이상의 프레임 상에 전력공급선을 설치하여 전자기 유도작용에 의해 비접촉방식의 전력공급이 가능하도록 된 비접촉 전력공급장치에 있어서,

상기 2단 이상의 프레임은 하나의 승하강 이동구간과 상하로 병렬 배열된 직선 주행구간으로 구획되고,

상기 승하강 주행구간에서는 공지의 승하강 구동장치에 의해 반송차가 승하강 이동구간 사이에서 이동되고,

상기 2개의 직선 주행구간의 일측에는 다수의 브라켓을 매개로, 고주파 전원에 일단이 연결된 주행로측전력공급선과 귀로측전력공급선이 병행 설치되고,

상기 주행로측 및 귀로측 전력공급선은, 상기 2개의 직선 주행구간 끝단에서 상향 절곡된 후, 재차 상부 직선 주행구간의 끝단에서 전단으로 병행설치 된 후, 재차 상기 상부 직선 주행구간의 전단에서 하부 직선구간 방향으로 하향 절곡된 다음, 상기 반송차의 승하강 이동용 프레임의 끝단에서 전단으로 병행 설치되어 그 전단에서 중도 반환형 U자형부를 매개로 상호 연결되며,

상기 하향 절곡되는 측의 일부의 주행로측 및 귀로측 전력공급선은 상기 반송차의 승하강 이동용 프레임의 상하 이동 시, 유연하게 굴곡되도록 가요전선으로 연결된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 하향 절곡되는 측의 주행로측 및 귀로측 전력공급선은 브라켓을 매개로 프레임 외측 방향으로 회피 절곡되어 하향 배열된 후, 재차 프레임 내측 방향으로 절곡 배열되도록 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 지지바아는 전력공급선을 부설할 방향으로 적당한 간격을 두고 다수 설치되되, 상기 귀로측전력공급선 및 주행로측전력공급선이 항시 동일한 거리 로 이격 배열되도록 연결부를 매개로 상기 지지바아의 기단이 상호 연결된 형태로 구성됨이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉 전력공급장치에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 비접촉 전력공급장치의 픽업부의 개략 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시 형태와 관련되는 비접촉 전력공급장치의 구성을 설명하는 사시도이며, 도 5는 도 4의 부호 A부분을 확대하여 도시한 상세도들이고, 도 6은 도 4의 비접촉 전력공급장치의 측면 구조도이며, 도 7은 도 6에의 승하강 이동구간(B)에서 리프트-업 이동된 반송차와 이 반송차 수직 이송용 프레임을 도시하면서, 가요전선의 굴곡진 상태를 설명한 측면 구조도이다.

도 3은 본 발명에 따른 비접촉 전력공급장치의 픽업부의 개략 측면도로서, 이동체인 반송차(3)에 전력을 공급하기 위해서 상기 고주파 전원(1)으로부터 전력공급선(2)이 연장 설치되어 있다.

물론, 전력공급선(2)은 원형 단면을 가지는 리드선으로 이루어지고 그 중도에서 반환되는 U자형부를 형성함에 있어, 상기 주행로측 및 귀로측 전력공급선(2a, 2b)은, 상기 2개의 직선 주행구간(C1, C2) 중 하부 직선 주행구간(C2)의 끝단에서 상향 절곡된 후, 재차 상부 직선 주행구간(C2)의 끝단에서 전단으로 병행설치되고, 재차 상기 상부 직선 주행구간(C2)의 전단에서 하부 직선 주행구간(C1)의 전단 방향으로 하향 절곡된 다음, 상기 반송차(3)의 승하강 이동용 프레임(31)의 끝단에서 전단으로 병행 설치되어 그 전단에서 중도 반환형 U자형부(21)를 매개로 상호 연결되어 형성되도록 되어 있다.

또한, 이와 같은 U자형부(21)를 통해, 반송차가 주행하는 2단의 프레임(F) 상에 주행로측 및 귀로측 전력공급선(2a, 2b)을 병행 설치하되, 각 전력공급선(2a, 2b)이 각각 픽업 코일(51a, 51b)에 근접하도록 다수의 지지바아(54a, 54b, 54c)에 의해 지지되며, 이들 지지바아(54a, 54b, 54c)가 상기 전력공급선(2a, 2b)을 부설할 방향으로 적당한 간격을 두고 다수 설치되어, 전자기 유도작용에 의해 비접촉방식의 전력공급이 가능하도록 구성되어 있다.

다시 말해서, 상기 비접촉 전력공급장치에 있어, 상기 2단 이상의 프레임(F)은 하나의 승하강 이동구간(B)과 이 승하강 이동구간(B)의 상하단 각각의 일측방으로 연장하는 가상연장선 상에 각각 가로배열된 2개의 직선 주행구간(C1, C2)으로 구획되고, 상기 승하강 주행구간(B)에서는 공지의 승하강 구동장치에 의해 반송차(3)가 승하강 이동구간(B) 사이에서 이동되고(도 6 및 도 7 참조), 상기 2개의 직선 주행구간(C1, C2)의 일측에는 다수의 일체형 브라켓(54)을 매개로, 고주파 전원에 일단이 연결된 주행로측전력공급선(2a)과 귀로측전력공급선(2b)이 병행 설치되고, 상기 하향 절곡되는 측의 일부의 주행로측 및 귀로측 전력공급선(2a, 2b)은 상기 승하강 이동구간(B)의 하단 일측방의 상기 2개의 직선 주행구간 중 하부 직선주행구간(C1)의 전단으로부터 연장하는 상기 하부 직선 주행구간(C1) 끝단에서 상향 절곡되어 상부 직선 주행구간(C2)의 끝단까지 직선 배열되고, 재차 상부 직선 주행구간(C2)의 끝단에서 상부 직선주행구간(C2)의 전단에 이르기까지 연이어 병행 설치된 후, 재차 상기 상부 직선 주행구간(C2)의 전단에서 하부 직선 주행구간(C1)의 전단까지 하향 절곡된 다음, 상기 반송차의 승하강 이동용 프레임의 끝단에서 전단으로 병행 설치되어 그 전단에서 중도 반환형 U자형부(21)를 매개로 상호 연결되며, 상기 하향 절곡되는 측의 일부의 주행로측 및 귀로측 전력공급선(2a, 2b)은 상기 반송차(3)의 승하강 이동용 프레임(31)의 상하 이동 시, 유연하게 굴곡되도록 가요전선(40)으로 연결되어 있다.

또, 상기 하향 절곡되는 측의 주행로측 및 귀로측 전력공급선(2a, 2b)은 일체형 브라켓(54)을 매개로 프레임 외측 방향으로 회피 절곡되어 하향 배열된 후, 재차 프레임 내측 방향으로 절곡 배열되어 있다(도 5 참조).

이로써 귀로측전력공급선(2a) 및 주행로측전력공급선(2b)는 중도반환형 U자형부(21)와, 가요전선(40)을 매개로, 고주파 전원(1)에 접속해 하나의 루프 형상을 이루게 되는 것이다.

물론, 상기 반송차(3)에는 비접촉 전력공급장치(4)가 탑재되고 있어 이 비접촉 전력공급장치(4)는 2개의 픽업 코일(51a, 51b)을 가지는 픽업부(5)와 수전 회로(6)를 갖추어 전력공급선(2)에 근접시킨 픽업부(5)를 개재시켜 기전력을 구하도록 이루고 있고 수전 회로(6)를 개재시켜 반송차(3)의 모터를 포함한 동력 회로(7) 및 제어 회로(8)에 대한 전력공급을 실시한다.

상기 픽업부(5)는 자성 재료에 의해 형성된 픽업 코어(53)와 상기 픽업 코어(53)에 권선된 2개의 픽업 코일을 구비하고 있다. 또, 각 전력공급선(2a, 2b)은 각각 픽업 코일에 근접하도록 일체형 브라켓(54)에 의해 지지를 받고 있다. 이들의 일체형 브라켓(54, …)는 전력공급선(2)을 부설할 방향으로 적당한 간격을 두고 다수 설치되되, 상기 귀로측전력공급선(2a) 및 주행로측전력공급선(2b)이 항시 동일한 거리로 이격 배열되도록 연결부(54d)를 매개로 상기 일체형 브라켓(54)의 기단이 상호 연결된 형태로 구성되어 있다.

또한, 상기 픽업 코어(53)는 직방체 형상의 기부(53e)의 일측면 측에 일정한 간격을 두고 약 평행으로 3개의 각부(53a, 53b, 53c)를 입설하는 것으로 이루어지는 것이고, 각 각부간에 픽업 코일(51a, 51b)이 권선 장착되어 있다. 외측의 2개의 각부 (53a, 53c)의 두께는, 내측의 각부(53b)의 두께의 약 1/2배의 두께로 형성되어 있다.

또, 내측의 각부(53b)와 외측의 각부(53c)에 둘러싸이는 영역에 주행로측전력공급선(2b)을 개재시키고 있음과 동시에, 내측의 각부(53b)와 외측의 각부(53a)의 사이에 둘러싸이는 영역에 귀로측전력공급선(2a)을 개재시키고 있다.

또한, 각 전력공급선(2a, 2b)의 단면의 직경은 같고, 고주파 전원(1)의 용량에 따라 주귀로측전력공급선(2a) 및 주행로측 전력공급선(2b)의 직경보다 달라질 수 있다.

또, 각 픽업 코일(51a, 51b)은 각 각부 사이 기부(53e)에 권선하는 구성이었지만, 내측의 2개의 각부(53b, 53c)에 권선하는 구성도 좋다. 더욱이, 각 전력공급선(2a, 2b, 2c)의 단면은 편평한 형상이라도 좋다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 비접촉 전력공급장치에서는, 2층 구조의 반송차를 갖는 시스템에 적용 시 하나의 전력 공급 라인으로 2단 리프팅 이동이 가능하게 구성되게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 2단 리프팅 시스템에서도, 귀로측전력공급선(2a) 및 주행로측전력공급선(2b)이 중도반환형 U자형부(21)와, 가요전선(40)을 매개로, 고주파 전원(1)에 접속해 하나의 루프 형상을 이루게 됨으로써, 그 효율이 높고, 전력선 배선 또한 보다 간단하게 수행할 수 있음과 함께, 전력 손실이 감소하여 시스템의 효율을 향상시킬 수 있으며, 시스템의 무게 및 크기를 작게 할 수 있으며, 시스템의 단가를 저감시키는 등의 매우 뛰어난 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (3)

1. 반송차가 주행하는 2단의 프레임 상에 전력공급선을 설치하여, 각 전력공급선이 각각 픽업 코일에 근접하도록 다수의 지지바아에 의해 지지되며, 이들 지지바아가 상기 전력공급선을 부설할 방향으로 적당한 간격을 두고 다수 설치되어, 전자기 유도작용에 의해 비접촉방식의 전력공급이 가능하도록 된 비접촉 전력공급장치에 있어서,

   상기 2단의 프레임은 하나의 승하강 이동구간과 이 승하강 이동구간의 상하단 각각의 일측방으로 연장하는 가상연장선 상에 각각 가로배열된 2개의 직선 주행구간으로 구획되고,

   상기 승하강 주행구간에서는 공지의 승하강 구동장치에 의해 반송차가 승하강 이동구간 사이에서 이동되고,

   상기 2개의 가로배열된 각각의 직선 주행구간의 일측에는 다수의 브라켓을 매개로, 고주파 전원에 일단이 연결된 주행로측전력공급선과 귀로측전력공급선이 병행 설치되고,

   상기 주행로측 및 귀로측 전력공급선은, 상기 승하강 이동구간의 하단 일측방의 상기 2개의 직선 주행구간 중 하부 직선주행구간의 전단으로부터 연장하는 상기 하부 직선 주행구간 끝단에서 상향 절곡되어 상기 상부 직선 주행구간의 끝단까지 직선 배열되고, 재차 상부 직선 주행구간의 끝단에서 상기 상부 직선 주행구간의 전단에 이르기까지 연이어 병행설치 된 후, 재차 상기 상부 직선 주행구간의 전단에서 하부 직선 주행구간의 전단까지 하향 절곡된 다음, 상기 반송차의 승하강 이동용 프레임의 끝단에서 전단으로 병행 설치되어 그 전단에서 중도 반환형 U자형부를 매개로 상호 연결되며,

   상기 하향 절곡되는 측의 일부의 주행로측 및 귀로측 전력공급선은 상기 반송차의 승하강 이동용 프레임의 상하 이동 시, 유연하게 굴곡되도록 가요전선으로 연결된 것을 특징으로 하는 비접촉 전력공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하향 절곡되는 측의 주행로측 및 귀로측 전력공급선은 브라켓을 매개로 프레임 외측 방향으로 회피 절곡되어 하향 배열된 후, 재차 프레임 내측 방향으로 절곡 배열 된 것을 특징으로 하는 비접촉 전력공급장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 브라켓은 전력공급선을 부설할 방향으로 적당한 간격을 두고 다수 설치되되, 상기 귀로측전력공급선 및 주행로측전력공급선이 항시 동일한 거리로 이격 배열되도록 연결부를 매개로 상기 지지바아의 기단이 상호 연결된 형태로 구성된 것을 특징으로하는 비접촉 전력공급장치.

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