KR101258003B1 - 비접촉 급전 장치 - Google Patents

Abstract

고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 픽업부에 유기되는 유도기전력에 의해 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 있어서, 픽업부는, 급전선을 둘레 방향을 따라 둘러싸는 통형상의 코어와, 코어에 코일 와이어를 감아서 이루어지는 코일을 가지고, 코어는, 적어도 급전선이 직경 방향으로 통과 가능한 개구 홈이 급전선의 축 방향을 따라 마련되고, 내주면 또는 외주면의 적어도 한쪽이 곡면으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치를 제공한다.

Description

비접촉 급전 장치 {CONTACTLESS POWER SUPPLY SYSTEM}

본 발명은, 고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 픽업부에 유기되는 유도기전력에 의해 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 비접촉 급전 장치로서, 예를 들면, 일본 특허 공개 2003-528555 호 공보, 일본 특허 공개 평성 11-192866 호 공보, 일본 특허 공개 2004-120880 호 공보, 일본 특허 제 3263421 호 공보에 기재되어 있는 것이 있다. 이러한 비접촉 급전 장치는, 이동 유닛의 이동 선로를 따라 고주파 전류를 흘리는 급전선을 설치하고, 상기 급전선과 유도 결합된 픽업부를 상기 이동 유닛에 배치하고, 상기 픽업부에 유기되는 유도기전력에 의해 부하(이동 유닛을 이동시키는 전동기)에 급전하는 것이다.

픽업부는, 급전선을 둘레 방향을 따라 둘러싸는 통형상의 코어와, 코어에 코일 와이어를 감아서 이루어지는 코일을 가지고, 급전선의 주위에 발생하는 자속의 대부분이 코어 내를 지남으로써 코일에 유기되는 유도기전력을 높게 하고 있다. 또한, 코어에는, 적어도 급전선이 직경 방향으로 통과 가능한 개구 홈이 급전선의 축 방향을 따라 마련되고, 급전선으로의 픽업부의 장착 및 이탈이 용이하게 실행할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 종래예의 픽업부에 있어서는, 단면형상 'ㄷ'-형상의 코어가 이용되고 있다. 이렇게 코어의 내주면 및 외주면이 모두 복수의 평면을 맞대서 구성되어 있을 경우, 평면과 평면의 경계 부분(모서리 부분)에 있어서 자속의 일부가 코어의 밖으로 누출되는 것에 의해, 급전선에서 픽업부로의 전력 전달의 효율이 저하하는 문제가 있다.

또한, 종래 예에 있어서의 코어에는 급전선을 삽입 통과하기 위한 개구 홈이 설치되기 때문에, 코어내를 통과하는 자속의 일부가 개구 홈을 통하여 외부에 누출된다. 그리고, 픽업부의 근방에 배치되어 있는 금속부재(예를 들면, 이동체나 이동 선로)에 누설 자속에 의한 와전류(渦電流)가 흘러서 손실이 발생하고, 그 결과, 픽업부의 전력 전달의 효율이 저하해버릴 우려가 있다. 고주파 전원에서 나오는 급전선과 고주파 전원으로 들어가는 급전선 중 한쪽의 급전선이 코어의 내측에 배치되고, 다른 쪽의 급전선이 픽업부의 근방에 배치되어 있을 경우, 다른 쪽의 급전선의 주위에 발생하는 자속이, 개구 홈을 통하여 코어내를 통과하는 자속과 서로 상쇄되어서, 픽업부의 전력 전달의 효율이 저하될 우려가 있다. 또한， 종래 예에서는, 코일과 이동체와의 사이가 자기 실드 되어 있지만, 코어의 개구 홈으로부터 누출되는 자속의 영향이나 코어의 외측에 배치되는 급전선의 주위에 발생하는 자속의 영향에 대해서는 전혀 고려되지 않고 있다.

본 발명은 상기 사정에 비추어 보아서 이루어진 것으로, 그 목적은, 종래와 비교해서 급전선에서 픽업부로의 전력 전달의 효율이 향상되고 또한 급전량을 증대할 수 있는 비접촉 급전 장치를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 코어의 개구 홈으로부터 누출되는 자속의 영향이나 코어의 외측에 배치되는 급전선의 주위에 발생하는 자속의 영향을 저감 할 수 있는 비접촉 급전 장치를 제공 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 코일의 고주파 저항의 안정화를 도모할 수 있는 비접촉 급전 장치를 제공 하는 것에 있다.

본 발명의 제 1 측면에 따르면, 고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 상기 픽업부에 유기되는 유도기전력에 의해 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 있어서, 상기 픽업부는, 급전선을 둘레 방향을 따라 둘러싸는 통형상의 코어와, 코어에 코일 와이어를 감아서 이루어지는 코일을 가지고, 상기 코어는, 적어도 급전선이 직경 방향으로 통과 가능한 개구 홈이 급전선의 축 방향을 따라 마련되고, 내주면 또는 외주면의 적어도 한쪽이 곡면으로 구성되는 비접촉 급전 장치가 제공된다.

본 발명의 제 2 측면에 따르면, 고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 상기 픽업부에 유기되는 유도기전력에 의해 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 있어서, 상기 픽업부는, 상기 급전선을 둘레 방향을 따라 둘러싸는 통형상의 코어와, 코어에 코일 와이어를 두루 감아서 이루어지는 코일을 가지고, 코일은, 코어에 대하여 코일 와이어가 단층감기되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치가 제공된다.

본 발명의 제 3 측면에 따르면, 고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 상기 픽업부에 유기되는 유도기전력에 의해 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 있어서, 상기 픽업부는, 상기 급전선을 둘레 방향을 따라 둘러싸고 또한 적어도 상기 급전선이 직경 방향으로 통과 가능한 개구 홈이 급전선의 축 방향에 따라 마련된 통형상의 코어와, 상기 코어에 코일 와이어를 두루 감아서 이루어지는 코일과, 고투자율의 자성재료로 이루어지고 상기 코어 및 상기 코일을 감싸는 자기 실드체를 가지는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치가 제공된다.

본 발명의 제 4 측면에 따르면, 고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 상기 픽업부에서 유도되는 유도기전력에 의해 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 있어서, 상기 픽업부는, 상기 급전선을 둘레 방향에 따라 둘러싸고 또한 적어도 상기 급전선이 직경 방향으로 통과 가능한 개구 홈이 급전선의 축 방향을 따라 마련된 통형상의 코어와, 상기 코어에 코일 와이어를 두루 감아서 되는 코일을 가지고, 상기 급전선은, 상기 코어내에 삽입 통과되는 제 1 급전선과, 코어의 외측에 배치되는 제 2 급전선으로 이루어지고, 고투자율의 자성재료로 이루어지는 자기 실드체가 제 2 급전선과 상기 코어의 개구 홈과의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치가 제공된다..

본 발명의 제 5 측면에 따르면, 고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 상기 픽업부에서 유도되는 유도기전력을 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 있어서, 상기 픽업부는, 상기 급전선을 둘레 방향을 따라 둘러싸는 통형상의 코어와, 상기 코어에 외부 삽입 되는 보빈과, 보빈에 코일 와이어를 두루 감아서 되는 코일을 가지고, 상기 코어는, 내주면 및 외주면의 쌍방이 곡면으로 구성되고 또한 축 방향에 교차하는 단면형상이 거의 C형태로 형성되고, 상기 보빈은, 상기 코어의 둘레 방향을 따라 마련된 복수의 위치 결정 돌기부를 외주면에 가지고, 이웃하는 위치 결정 돌기부의 사이에 형성되는 수납부에 상기 코일이 수납되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치가 제공된다.

본 발명의 목적 및 특징은 첨부 도면과 관련하여 기술되는 이후의 바람직한 실시예의 설명으로부터 명백하게 된다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 비접촉 급전 장치의 픽업부를 부분적으로 잘라낸 단면도, 도 1b는 도 1a에 있어서 코어 내를 통과하는 자속의 설명도, 도 1c는 종래예에 있어서의 코어 내를 통과하는 자속의 설명도이다.
도 2a와 도 2b는 비접촉 급전 장치의 픽업부에 있어서 코어의 다른 구성을 도시하는 평면도이다.
도 3a는 비접촉 급전 장치의 전체구성도, 도 3b와 도 3c는 비접촉 급전 장치에 있어서의 급전선의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 비접촉 급전 장치의 요점부 단면도이다.
도 5는 도 4의 비접촉 급전 장치에 있어서 다른 요점부 단면도이다.
도 6은 도 4의 비접촉 급전 장치에 있어서 또 다른 요점부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 비접촉 급전 장치의 요점부 단면도이다.
도 8은 도 7의 비접촉 급전 장치의 다른 요점부 단면도이다.
도 9는 도 7의 비접촉 급전 장치의 또 다른 요점부 단면도이다.
도 10a는 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 비접촉 급전 장치의 픽업부를 부분적으로 잘라낸 단면도, 도 10b는 도 10a에 있어서의 보빈의 요점부 단면도, 도 10c는 도 10a에 있어서의 보빈의 사시도이다.
도 11은 도 10b에 있어서의 보빈의 다른 구성을 나타내는 요점부 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 비접촉 급전 장치의 픽업부의 요점부 단면도이다.
도 13a와 도 13b는 도 12에 있어서의 비접촉 급전 장치의 픽업부의 요점부 사시도이고, 도 13c는 종래 기술을 적용한 픽업부의 요점부 사시도이다.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다.

(제 1 실시형태)

본 실시형태의 비접촉 급전 장치는, 도 3a에 도시하는 바와 같이, 루프 형상으로 설치된 급전선(100)과, 급전선(100)에 고주파 전류를 흘리는 고주파 전원(110)과, 급전선(100)과 유도 결합되는 픽업부(1)를 구비하고, 픽업부(1)에서 부하(예를 들면, 인버터 또는 모터)(111)로 급전하는 것이다.

급전선(100)은, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 원통형상의 내관부(101)와, 내관부(101)의 외측에 배치된 원통형상의 외관부(102)와, 내관부(101)과 외관부(102)를 서로 동심이 되도록 연결하는 연결부(103)가 금속판을 구부림 가공함으로써 일체로 형성된 도체를, 각통형상의 합성수지 성형품으로 이루어지는 절연체(104)로 피복해서 구성되어 있다. 고주파 전류가 흐르는 전형적인 원주형의 급전선에 있어서는, 도체의 재료(예를 들면, 금속판)가 가지는 전기 저항 이외에 표피 효과와 근접 효과에 의한 저항(고주파 저항)이 존재하지만, 도 3b에 도시하는 ２중관 구조의 도체를 급전선(100)에 이용하면, 원주형의 도체에 비교해서 고주파 저항을 저감하고 또한 전력 손실을 감소시킬 수 있다. 또, 급전선은 이 구조에 한정되지 않고, 급전선은 금속의 압출 성형 혹은 외관부에 연결부를 구비한 내관부를 압입하는 등의 방법에 의해서도 제조 가능하다. 그 한 예로서, 도 3c에 변형예를 도시한다. 이 급전선(100')은 도체와 절연체(104')를 구비한다. 절연체(104')은 사각 통 형상의 합성 수지 성형품으로 이루어지며 도체는 절연체(104')로 피복되어 있다. 도체는 원통형상의 내관부(101')와, 내관부(101')의 외측에 배치된 원통형상의 외관부(102')와, 내관부(101')와 외관부(102')를 서로 동심이 되도록 연결하는 4개의 연결부(103')로 구성되어 있다.

픽업부(1)는, 코어(2), 코일(3), 보빈(4), 자기 실드체(5), 수전 회로부(6)를 가지고 있다. 수전 회로부(6)는, 코일(3)과 함께 공진 회로를 형성하는 콘덴서, 코일(3) 및 콘덴서의 공진 회로에서 출력되는 공진 전압을 정전압화하는 정전압 회로 등을 가지고 있다.

코어(2)는, 도 1a에 도시하는 바와 같이, 내주면 및 외주면이 곡면이나 원통면으로 구성되고 또한 축 방향(지면에 수직인 방향)에 교차하는 단면형상이 거의 C 형태로 형성되어 있다. 여기에서, 개구 홈(2a)을 사이에 두고 대향하는 코어(2)의 양 단부(20)는, 코어(2)의 해당 양 단부(20)을 제외하는 부위(이하,「몸통부」라고 부른다.)(21)보다도, 축 방향을 따른 단면의 면적이 크게 형성되어 있다.

보빈(4)은, 원호형상으로 만곡한 각통형상의 합성수지 성형품으로 이루어지고, 원주 방향의 양 단부에 외측 플랜지(40)가 마련되어 있다. 또한, 코어(2)는 개구 홈(2a)과 반대측의 개소에서 몸통부(21)가 2분할되어 있고, 각각의 몸통부(21)에 보빈(4)이 외부에서 삽입 된 후에 몸통부(21)의 단부끼리 접합되는 것에 의해, 도 1a에 도시하는 코어(2)가 구성되어 있다.

코일(3)은, 절연 피복을 가지는 코일이 보빈(4)에 단층 감김으로써 형성되어 있다. 또한, 코어(2)의 단부(20)과 몸통부(21)과의 단차가 코일의 직경보다도 크게 설정되고 있어, 코일(3)이 코어(2)의 단부(20)보다도 외측으로 밀려 나오지 않도록 되어 있다. 이렇게 코일(3)이 코어(2)의 단부(20)보다도 외측으로 밀려 나오지 않는 것에 의해, 코일(3)의 단부에서 코어(2)의 단부(20) 밖으로 누출되는 자속을 줄일 수 있다.

자기 실드체(5)는, 고 투자율인 금속자성재료에 의해 대략 원통형상으로 형성되어서 코어(2) 및 코일(3)의 외부에 삽입 된다. 단, 자기 실드체(5)에는 코어(2)의 개구 홈(2a)과 연통하는 홈(5a)이 축 방향을 따라 설치되어 있다.

그리하여, 개구 홈(2a)을 통과시켜서 코어(2)의 내측에 배치되는 급전선(100)에 고주파 전류가 흐르면, 급전선(100)을 중심으로 하는 동심원 상에 고주파 자속이 발생해, 자속의 대부분이 코어(2) 내를 둘레 방향을 따라 통과한다. 이 때, 종래예와 같이 코어(2')의 내주면 및 외주면이 평면들을 서로 맞대서 형성하였을 경우, 즉, 단면형상이 대략 "ㄷ"-형상의 코어(2')의 경우, 도 1c에 도시하는 바와 같이, 평면과 평면의 경계 부분(혹은 모서리 부분)에 있어서 자속의 일부가 코어(2')의 밖으로 새어버린다.

한편, 본 실시형태에 있어서의 코어(2)는, 내주면 및 외주면이 곡면이나 원통 형상으로 구성되고 또한 축 방향으로 교차하는 단면 형상이 대략 C형태로 형성되어 있으므로, 도 1b에 도시하는 바와 같이, 개구 홈(2a)이외의 부분에서 외부로 새는 자속이 거의 발생하지 않는다. 그 때문에, 도 1c에 도시하는 종래예의 코어(2')와 비교해서 급전선(100)에서 픽업부(1)로의 전력 전달의 효율이 향상하고 또한 급전량을 증대할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 코어(2)의 내주면 및 외주면의 쌍방을 곡면으로 구성하고 있지만, 예를 들면, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 외주면만을 곡면으로 구성해도 좋고, 혹은 도 2b에 도시하는 바와 같이, 내주면만을 곡면으로 구성해도 좋고, 이들 어느 형상의 코어(2)이여도, 내주면 및 외주면이 어느 쪽도 복수의 평면을 맞대서 구성되어 있는 종래예의 코어(2')에 비교하면, 개구 홈(2a)이외의 부분에서 외부로 새는 자속을 저감 하는 것이 가능하다. 단, 도 2a와 도 2b에 도시된, 이들 2종류의 코어(2)보다 본 실시형태의 코어(2)가 가장 전력 전달의 효율이 높아지는 것은 명확하다.

그런데, 고주파 전원(110)으로 부터 나오는 급전선과 고주파 전원에 들어오는 급전선 중에서 한쪽의 급전선(100)이 코어(2)의 내측에 배치되고, 다른 쪽의 급전선(100)이 픽업부(1)의 근방에 배치되어 있을 경우, 해당 다른 쪽의 급전선(100)의 주위에 발생하는 자속이 코어(2)내를 통과하는 자속과 서로 상쇄되어, 그 결과, 픽업부(1)로의 전력 전달의 효율이 저하해버릴 우려가 있다. 이것에 대하여 본 실시형태에서는, 코어(2) 및 코일(3)이 자기 실드체(5)로 덮여서 자기 실드 되어 있으므로, 상술한 바와 같이, 코어(2)내를 통과하는 자기장이 외부의 자기장(자속)에 의해 상쇄되는 것을 막을 수 있고, 그 결과, 손실을 저감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 급전선(100)으로의 장착과 이탈을 용이하게 실행할 수 있도록 픽업부(1)의 코어(2)에 개구 홈(2a)을 마련하고 있지만, 이 개구 홈(2a)의 부분(간극)에 있어서는 자기 회로의 자기 저항이 크게 증대한다. 따라서 본 실시형태에서는, 개구 홈(2a)을 사이에 두고 대향하는 코어(2)의 양 단부(20)을 코어(2)의 해당 양 단부(20)를 제외하는 몸통부(21)보다도, 축 방향을 따른 단면의 면적을 크게 형성하는 것에 의해, 코어(2)의 양 단부(20)에 있어서의 자기 저항을 몸통부(21)와 비교해서 상대적으로 저감하여, 개구 홈(2a)을 통해 코어(2)의 밖으로 누출되는 자속을 줄이도록 하고 있다.

또한, 코일 와이어를 다층 감아서 코일을 형성한 경우, 근접 효과에 의해 코일의 고주파 저항이 증대해서 전력 전달의 효율화가 저하해버릴 우려가 있다. 따라서 본 실시형태에서는, 코어(2)에 대하여 코일 와이어를 단층으로 감아서 코일(3)을 형성하는 것에 의해, 코일 와이어가 다층으로 감기는 경우와 비교해서 코일(3)의 고주파 저항을 저감하고, 나아가서는 전력 전달의 효율을 향상할 수 있다.

(제 2 실시형태)

본 실시형태의 비접촉 급전 장치의 기본구성은 제 1 실시 형태와 공통이기 때문에, 제 1 실시 형태와 공통인 구성요소에는 동일한 부호를 부여해서 적절히 도시 및 설명을 생략한다.

본 실시형태에 있어서는, 고주파 전원(110)에 들어가는 급전선(100)(이하, 제 1 급전선이라 함)과 고주파 전원(110)으로부터 나가는 급전선(100)(이하, 제 2 급전선이라함) 중 제 1 급전선(100)이 코어(2)의 내측에 배치되고 제 2 급전선(100)이 픽업부(1)의 근방에 배치 되어 있다. 이러한 경우, 코어(2)의 외측에 배치되어 있는 제 2 급전선(100)의 주위에 발생하는 자속은 코어(2)내에 배치되어 있는 제 1 급전선(100)의 주위에 발생하는 자속과 방향이 반대이기 때문에, 코어(2)내를 통과하는 자속을 상쇄할 우려가 있다. 그러나, 본 실시형태에서는 코어(2) 및 코일(3)이 자기 실드체(5)로 감싸져 있으므로, 제 2 급전선(100)의 주위에 발생하는 자속이 코어(2)내를 통과하는 것을 저지할 수 있고, 그 결과, 픽업부(1)의 전력 전달의 효율저하를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 코어(2)에는 급전선(100)을 삽입 통과하기 위한 개구 홈(2a)이 설치되기 때문에, 코어(2)내를 통과하는 자속의 일부가 개구홈(2a)을 통해서 외부로 누설되고, 해당 누설 자속에 의해 도체인 레일(200)에 와 전류가 흘러서 손실이 생기고, 그 결과 픽업부(1)의 전력전달의 효율이 저하할 수 있는 우려가 있다.

여기에서, 도 5에 도시하는 바와 같이, 자기 실드체(5)의 홈(5a)을 자기 실드커버(50)에 의해 개폐 자유롭게 폐색하는 구성으로 하면, 개구 홈(2a)을 통과하는 자속을 차폐하고, 상술한 바와 같이 누설자속에 의해 발생하는 와전류 손실을 저감 할 수 있다. 자기실드커버(50)는, 자기실트체(5)와 동재료에 의해 띠판형상으로 형성되어 있어, 자기실드체(5)의 홈(5a)에 장착 및 분리 자유롭게 감합된다. 또한， 자기 실드체(5)로 코어(2) 및 코일(3) 전체를 감싸는 대신에, 도 6에 도시하는 바와 같이, 코어(2)의 양쪽 단부(20)에 장착 및 분리 자유롭게 부착되어 코어의 개구 홈(2a)를 폐색하는 자기 실드체(5')을 마련해도 마찬가지로 와전류로 인한 손실을 저감할 수 있다.

(제 3 실시 형태)

본 실시형태의 비접촉 급전 장치의 기본구성은 제 2 실시 형태와 공통이기 때문에, 제 2 실시 형태와 공통인 구성요소에는 동일한 부호를 부여해서 적절히 도시 및 설명을 생략한다.

실시 형태 2에서도 설명한 바와 같이, 코어(2)의 외측에 배치되어 있는 제 2 급전선(100)의 주위에 발생하는 자속의 영향으로 코어(2)내를 통과하는 자속이 감소하는 우려가 있다.

여기서 본 실시형태에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 코어(2)의 외측에 배치되어 있는 제 2 급전선(100)과 코어(2)의 개구 홈(2a)과의 사이에, 고투자율의 자성재료로 이루어지는 자기 실드체(7)를 배치하고 있다. 이 자기 실드체(7)는 단면형상이 거의 "L"-형상으로 형성되어, 길이 방향에 따른 양쪽 단부가 레일(200)에 고정되고 있어, 레일(200)과의 사이에 형성되는 공간에 제 2 급전선(100)을 수납하고 있다.

그리하여, 본 실시형태에서는 고투자율의 자성재료로 이루어지는 자기 실드체(7)가 제 2 급전선(100)과 코어(2)의 개구 홈(2a)과의 사이에 배치되어 있으므로, 제 2 급전선(100)의 주위에 발생하는 자속이 픽업부(1)의 코어(2) 및 코일(3)에 끼치는 영향을 저감 할 수 있다. 더구나, 본 실시형태에서는 코어(2)의 개구 홈(2a)와 레일(200)과의 사이에 배치되어 있는 자기 실드체(7)에 의해, 개구 홈(2a)으로부터 누설되어서 레일(200)과 쇄교하는 자속을 저감할 수 있으므로, 누설 자속에 의해 발생하는 와전류 손실을 저감하는 것도 할 수 있다. 단지, 자기 실드체(7)의 형상은, 도 8에 도시하는 바와 같이 평판상이여도 좋다.

또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 실시 형태 2에 있어서의 자기 실드체(5)로 코어(2) 및 코일(3)을 감싸도록 하면, 제 2 급전선(100)의 주위에 발생하는 자속이 픽업부(1)의 코어(2) 및 코일(3)에 끼치는 영향을 더욱 저감 할 수 있다. 또한， 도 5나 도 6에 도시하는 바와 같이, 코어(2)의 개구 홈(2a)을 자기 실드 커버(50)나 자기 실드체(5')로 폐색하는 구성과 조합하면, 개구 홈(2a)으로부터 누설되는 누설 자속에 의해 발생하는 전력 손실을 더욱 저감 할 수 있다.

(실시형태 4)

본 실시형태의 비접촉 급전 장치의 기본구성은 실시 형태 1과 공통이기 때문에, 실시 형태 1과 공통인 구성요소에는 동일한 부호를 부여해서 적절히 도시 및 설명을 생략한다.

도 10a 및 도 10b에 도시하는 바와 같이, 보빈(4)의 외주면에는, 코어(2)의 축 방향을 따라 외측에 돌출하는 판형상의 복수의 위치 결정 돌기부(41)가 코어(2)의 둘레 방향을 따라 병설되어 있다. 이들 복수의 위치 결정 돌기부(41)은, 코일(3)의 코일 와이어(30)가 수납되는 수납부(42)를 형성하는 2개를 1조로해서, 이웃하는 각조가 코일의 간격(a)이 일정하게 되도록 등 간격으로 나열되어 있다.

또한, 보빈(4)의 모서리 부분, 즉, 내주면 및 외주면과 측면과의 경계 부분이 곡면형상으로 형성되어 있다(도 10c 참조).

코일(3)은, 절연 피복을 가지는 코일 와이어(30)를 보빈(4)에 단층으로 감아서 형성되어 있다. 또한， 코어(2)의 단부(20)와 몸통부(21)와의 단차가 코일 와이어(30)의 직경보다도 크게 설정되고 있어, 코일(3)이 코어(2)의 단부(20)보다도 외측으로 밀려 나오지 않게 되어 있다.

그리하여, 본 실시형태와 같이 내주면 및 외주면이 곡면으로 구성되고 또한 축 방향에 교차하는 단면형상이 거의 C 형태인 통형상의 코어(2)에 있어서는, 내주면에서 코일 와이어(30)이 밀하게 두루 감아져 있다고 하여도 외주면에서는 코일 와이어(30) 사이에 극간이 발생한다. 종래 예에서는 해당 극간에 격차가 있기 때문에 코일의 고주파 저항이 안정하지 않고 양품률이 저하되는 문제가 있었다. 이에 대하여 본 실시형태에서는, 보빈(4)의 외주면에 복수의 위치 결정 돌기부(41)가 마련되는 동시에 이웃이 되는 2개 1조의 위치 결정 돌기부(41) 사이의 공간을 코일 와이어(30)의 수납부(42)로 하고 있으므로, 보빈(4)의 외주면에 있어서의 코일 와이어(30)의 위치가 수납부(42)의 위치에서 위치 결정된다. 그러므로, 보빈(4)의 외주면에 있어서의 코일 와이어(30)사이의 극간이 일정하게 되고, 그 결과, 코일(3)의 고주파 저항의 안정화를 도모할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 보빈(4)의 코일 와이어(30)가 접하는 모서리 부분을 곡면으로 구성 하는 것에 의해, 보빈(4)의 모서리 부분에서 코일 와이어(30)가손상되어 단선되는 것을 막고 있다.

여기에서, 이웃이 되는 코일 와이어(30) 사이의 간격이 넓을수록, 근접 효과의 영향을 저감해서 코일(3)의 고주파 저항을 감소시킬 수 있다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 보빈(4)의 둘레 방향을 따라 병설되어 있는 복수의 수납부(42)를, 상대적으로 깊이 치수가 큰 제 1 의 수납부(42a)와, 상대적으로 깊이 치수가 작은 제 2 의 수납부(42b)를 교대로 마련해서 구성하면, 인접하는 코일 와이어(3O) 사이의 거리b(>a)를 크게 할 수 있고, 그 결과, 근접 효과에 의한 영향을 저감해서 코일(3)의 고주파 저항을 감소시킬 수 있다.

(실시형태 5)

본 실시형태의 비접촉 급전 장치의 기본구성은 실시 형태 1과 공통이기 때문에, 실시 형태 1과 공통인 구성요소에는 동일한 부호를 부여해서 적절히 도시 및 설명을 생략한다.

본 실시형태에 있어서, 도 12 및 13을 참조하면, 케이스(500)은, 절연성을 가지는 합성 수지성형품으로 되어 있고, 코어(2) 및 코일(3)을 수납하는 제 1 케이스(501)와, 코일(3)을 제외한 공진 회로(60)을 수납하는 제 2 케이스(502)를 구비하고 있다. 제 1 케이스(501)는, 코어(2)의 형상에 맞추어 단면형상이 거의 "C"-형상으로 형성되어 있다. 제 2 케이스(502)는, 일면이 개구한 직사각형 상자형으로 형성되어 있다.

공진 회로(60)는, 제 2 케이스(502)의 내저면근방에 해당 내 저면과 평행하게 수납된 직사각형의 모(母)기판(61)과, 각각에 1 내지 복수(도시 예에서는 2개)의 콘덴서(C)가 실장된 자(子) 기판(62)과, 모기판(61) 및 자기판(62)에 마련된 복수의 커넥터(63)로 구성되어 있다. 모기판(61)의 표면에 도체 패턴(도시하지 않음)이 형성되고 있고, 제 1 케이스(501)로부터 제 2 케이스(502)로 밀어 넣어진 코일(3)의 단자(도시하지 않음)는 해당 도체 패턴과 전기적으로 접속되어 있다. 자기판(62)은 모기판(61)보다 훨씬 작은 크기이며, 각 커넥터(63)를 구성하는 한 쌍의 단자 핀(63b)이 하나의 단면으로부터 돌출되어있다 (도 13a참조). 또한, 자기판(62)의 표면에 2개의 콘덴서(C)가 실장되고 있고, 자기판(62)의 이면에는 각 콘덴서(C)의 단자와 단자 핀(63b)을 전기적으로 접속하는 도체 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

단자 핀(63b)이 삽입분리 자유롭게 삽입 접속되는 복수의 재킷(63a)이 모기판(61)의 표면에 실장되어, 도체 패턴에 의해 코일(3)과 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 재킷(63a)과 단자 핀(63b)에 의해 커넥터(63)가 구성되고 있어, 커넥터(63)를 거쳐서 코일(3)과 콘덴서(C)가 전기적으로 접속됨으로써 공진 회로(60)가 형성되어 있다. 단지, 이러한 커넥터(63)에 대해서는 종래 주지이기 때문에, 상세한 구조에 관한 도시 및 설명은 생략한다.

그리하여, 개구 홈(2a)을 통과시켜서 코어(2)의 내측에 배치되는 급전선(100)에 고주파 전류가 흐르면, 급전선(1OO)을 동심원상으로하는 고주파자기장(자속)이 발생하고, 자속의 대부분이 코어(2)내를 둘레 방향을 따라 통과한다. 그리고, 해당 자속이 고주파 전류에 따라 변화함으로써 코일(3)에 유도기전력이 발생한다. 코일(3)에 발생한 유도기전력은, 코일(3)과 콘덴서(C)로 이루어지는 공진 회로(60)의 공진 작용으로 증대되어, 공진 회로(60)로부터 출력되는 공진 전압이 정전압 회로에 있어서 정전압화되어서 부하(111)에 공급된다.

여기서, 도 13c에 도시하는 바와 같이, 모기판(61)에 복수개의 콘덴서(C)가 직접 실장되어 있을 경우, 공진 회로(60)에 있어서의 콘덴서(C)의 용량값을 조정하는 작업에 있어서는, 제 2 케이스(502)로부터 모기판(61)을 취출하고, 콘덴서(C)의 단자로부터 땜납을 제거하고, 모기판(61)으로부터 콘덴서(C)를 분리하고, 콘덴서(C)의 단자를 모기판(61)에 납땜하는 작업 등이 필요하게 되고, 더구나, 한번의 작업에서 조정할 수 없으면 해당 작업을 여러번 되풀이하게 되기 때문에, 조정 작업이 힘들게 된다.

본 실시형태에서는, 도 13a, 도 13b에 도시하는 바와 같이, 콘덴서(C)가 실장되어 있는 자기판(62)을 커넥터(63)에 의해 모기판(61)에 장착 및 분리함으로써 콘덴서(C)의 용량값을 쉽게 조정할 수 있다. 그 결과, 도 13c의 종래 구성과 비교하여, 공진 회로(60)의 조정 작업을 간소화할 수 있는 것이다.

여기서, 본 실시형태에 있어서의 커넥터(63)(재킷(63a)과 단자 핀(63b) 포함)는, 모기판(61) 및 자기판(62)의 법선방향이 서로 직교하는 방향으로 모기판(61)과 자기판(62)을 접속하는 것이기 때문에, 모기판(61)의 소형화를 꾀할 수 있는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명이 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 후속하는 청구 범위의 범주로부터 벗어나지 않는 한, 다양한 변형 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있는 것으로 해석되어져야 한다.

Claims (12)

1. 고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 상기 픽업부에 유기되는 유도기전력에 의해 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 있어서,
   상기 픽업부는, 급전선을 둘레 방향을 따라 둘러싸는 통형상의 코어와, 코어에 코일 와이어를 감아서 이루어지는 코일을 가지고,
   상기 코어는, 적어도 급전선이 직경 방향으로 통과 가능한 개구 홈이 급전선의 축 방향을 따라 마련되고, 내주면 또는 외주면의 적어도 한쪽이 곡면으로 구성되어 있고,
   상기 코어의 상기 개구 홈을 개폐 자유롭게 폐색하는 자기 실드 커버를 포함하는
   것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 코어는, 내주면 및 외주면이 곡면으로 구성되고 또한 축 방향에 교차하는 단면 형상이 C형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 개구 홈을 사이에 두고 대향하는 상기 코어의 양 단부는, 양 단부를 제외하는 부위보다도, 축 방향을 따른 단면의 면적이 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.
   
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 코일은, 코어에 상기 코일 와이어가 단층으로 감겨져 이루어지는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.
   
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 픽업부는, 코어의 외측면을 둘러싸는 자기 실드체를 가지는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.
   
6. 고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 상기 픽업부에 유기되는 유도기전력에 의해 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 있어서,
   상기 픽업부는, 상기 급전선을 둘레 방향을 따라 둘러싸는 통형상의 코어와, 코어에 코일 와이어를 두루 감아서 이루어지는 코일을 가지고, 상기 코일은, 코어에 대하여 코일 와이어가 단층으로 감겨져 있고,
   상기 코어는, 적어도 급전선이 직경 방향으로 통과 가능한 개구 홈이 급전선의 축 방향을 따라 마련되고,
   상기 코어의 상기 개구 홈을 개폐 자유롭게 폐색하는 자기 실드 커버를 포함하는
   것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.
   
7. 고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 상기 픽업부에 유기되는 유도기전력에 의해 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 있어서,
   상기 픽업부는, 상기 급전선을 둘레 방향을 따라 둘러싸고 또한 적어도 상기 급전선이 직경 방향으로 통과 가능한 개구 홈이 급전선의 축 방향에 따라 마련된 통형상의 코어와, 상기 코어에 코일 와이어를 두루 감아서 이루어지는 코일과, 고투자율의 자성재료로 이루어지고 상기 코어 및 상기 코일을 감싸는 자기 실드체를 갖고,
   상기 코어의 상기 개구 홈을 개폐 자유롭게 폐색하는 자기 실드 커버를 포함하는
   것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.
   
8. 고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 상기 픽업부에 유기되는 유도기전력에 의해 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 있어서,
   상기 픽업부는, 상기 급전선을 둘레 방향을 따라 둘러싸고 또한 적어도 상기 급전선이 직경 방향으로 통과 가능한 개구 홈이 급전선의 축 방향을 따라 마련된 통형상의 코어와, 상기 코어에 코일 와이어를 두루 감아서 되는 코일을 가지고, 상기 급전선은, 코어내에 삽입 통과되는 제 1 급전선과, 코어의 외측에 배치되는 제 2 급전선으로 이루어지고, 고투자율의 자성재료로 이루어지는 자기 실드체가 상기 제 2 급전선과 상기 코어의 개구 홈과의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 픽업부는, 고투자율의 자성재료로 이루어지고 상기 코어 및 상기 코일을 감싸는 제 2 의 자기 실드체를 가지는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.
   
10. 고주파 전류가 흐르는 급전선과 유도 결합되는 픽업부를 구비하고, 상기 픽업부에 유기되는 유도기전력에 의해 부하에 급전하는 비접촉 급전 장치에 있어서,
    상기 픽업부는, 상기 급전선을 둘레 방향을 따라 둘러싸는 통형상의 코어와, 상기 코어에 외부 삽입 되는 보빈과, 보빈에 코일 와이어를 두루 감아서 이루어지는 코일을 가지고,
    상기 코어는, 내주면 및 외주면의 쌍방이 곡면으로 구성되고 또한 축 방향에 교차하는 단면형상이 C형태로 형성되며,
    상기 코어의 개구 홈을 개폐 자유롭게 폐색하는 자기 실드 커버를 포함하고,
    상기 보빈은, 상기 코어의 둘레 방향을 따라 마련된 복수의 위치 결정 돌기부를 외주면에 가지고, 이웃하는 위치 결정 돌기부의 사이에 형성되는 수납부에 상기 코일이 수납되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보빈의 둘레방향을 따라 병설된 복수의 수납부는, 상대적으로 깊이치수가 큰 제 1 의 수납부와, 상대적으로 깊이 치수가 작은 제 2 의 수납부가 교대로 마련되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.
    
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 보빈은, 내주면 및 외주면과 측면과의 경계 부분인, 상기 코일과 접하는 모서리 부분이 곡면으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 장치.

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