KR20240051048A - 비접촉 급전 설비 - Google Patents

Abstract

대상 급전선(3T)와 인접 급전선(3N)을 전자 결합하는 결합 유닛(5)을 구비한다. 대상 전원 장치(2T)는 인접 전원 장치(2N)에 의해 인접 급전선(3N)에 교류 전류가 공급되고 있는 상태에서, 결합 유닛(5)을 통한 전자 유도에 의해 대상 급전선(3T)에 흐르는 유도 전류의 위상인 유도 전류 위상을 검출하는 위상 검출부(8)와, 대상 급전선(3T)에 공급하는 교류 전류를 생성하는 교류 전류 생성부(6)와, 대상 급전선(3T)에 공급되는 교류 전류의 위상이 위상 검출부(8)에 의해 검출된 유도 전류 위상에 가까워지도록, 교류 전류 생성부(6)를 제어하는 위상 제어부(7)를 구비한다.

Description

비접촉 급전 설비{CONTACTLESS POWER FEEDING FACILITY}

본 발명은, 수전(受電) 장치를 구비한 이동체의 이동 경로를 따라 늘어서도록 배치된 복수의 급전선과, 복수의 급전선의 각각에 교류 전류를 공급하는 복수의 전원 장치를 구비하고, 수전 장치에 비접촉으로 전력을 공급하는 비접촉 급전 설비에 관한 것이다.

일본공개특허 제2002-67747호 공보에는, 교류 전류가 흐르는 급전선으로서의 유도 선로(47)가 이동체(V)의 이동 경로를 따라 복수 배치되고, 비접촉으로 이동체(V)에 전력을 공급하는 전원 설비(비접촉 급전 설비)가 개시되어 있다(배경 기술에 있어서 괄호 내의 부호는 참조하는 문헌의 것). 복수의 유도 선로(47)에는, 각각의 유도 선로(47)에 전력을 공급하기 위해 전원 장치(인버터(M)))가 접속되어 있다. 수전 장치(픽업 코일(5))을 구비한 이동체(V)는, 복수의 유도 선로(47)를 갈아타면서, 각각의 유도 선로(47)로부터 비접촉으로 전력의 공급을 받아 주행한다. 이동체(V)가 원활하게 주행하기 위해서는, 유도 선로(47)의 환승 구간에 있어서도 안정적으로 급전되는 것이 바람직하고, 인접하는 유도 선로(V)끼리의 교류 전류가 동기하고 있는 것이 중요하다.

이 전원 설비에서는, 각각의 전원 장치(인버터(M))에 광전송 장치(51)가 접속되어 있다. 그리고, 특정의 인버터(M)로부터 유도 선로(47)에 급전되는 교류 전류의 주파수 등의 전기적 특성을 특정하는 클록 펄스 신호가, 상기 인버터(M)에 접속된 광전송 장치(51)로부터 출력된다. 이 클록 펄스 신호는, 다른 복수의 인버터(M)에 각각 접속된 광전송 장치(51)를 통하여 다른 인버터(M)에 병렬로 전달된다. 다른 인버터(M)는 각각 전달된 클록 펄스 신호에 기초하여, 해당 클록 펄스 신호를 출력한 특정의 인버터(M)가 출력하는 교류 전류에 동기한 교류 전류를 각각의 인버터(M)에 접속된 유도 선로(47)에 출력한다. 이로써, 복수의 유도 선로(47)를 흐르는 교류 전류가 동기하고, 이동체(V)는 복수의 유도 선로(47)를 갈아타면서 안정적으로 급전될 수 있고, 이동체(V)는 원활한 주행이 가능하다.

상기와 같이, 클록 펄스 신호 등의 기준이 되는 동기 신호를 각각의 전원 장치에 전달하여, 해당 동기 신호에 기초하여 복수의 전원 장치를 동기시키는 경우, 급전선에 더하여 동기 신호의 전송선도 이동 경로를 따라 설치할 필요가 있고, 또한 전송선에 동기 신호를 전송하기 위한 광전송 장치 등의 신호 전송 장치도 많이 필요하게 된다. 그러므로, 설비의 자재 비용의 상승이나, 설치 공정수가 증가하는 경향이 있다. 또한, 다수의 신호 전송 장치가 필요하므로, 이들 장치의 유지보수에 필요로 하는 비용도 커지기 쉽다.

상기 배경을 감안하여, 이동체의 이동 경로를 따라 늘어서도록 배치된 복수의 급전선을 가지는 비접촉 급전 설비에 있어서, 자재 비용이나 설치 공정수를 저감하면서, 각 급전선을 흐르는 교류 전류를 적절하게 동기시키는 기술의 제공이 요망된다.

상기를 감안한 비접촉 급전 설비는, 수전 장치를 구비한 이동체의 이동 경로를 따라 늘어서도록 배치된 복수의 급전선과, 복수의 상기 급전선의 각각에 접속되고, 접속된 상기 급전선에 교류 전류를 공급하는 전원 장치를 구비하고, 상기수전 장치에 비접촉으로 전력을 공급하는 비접촉 급전 설비로서, 복수의 상기 급전선의 하나를 대상 급전선으로 하고, 상기 대상 급전선에 접속된 전원 장치를 대상 전원 장치로 하고, 상기 이동 경로를 따라 상기 대상 급전선과 이웃하는 상기 급전선을 인접 급전선으로 하고, 상기 인접 급전선에 접속된 전원 장치를 인접 전원 장치로 하여, 상기 대상 급전선과 상기 인접 급전선을 전자(電磁) 결합하는 결합 유닛을 구비하고, 상기 대상 전원 장치는, 상기 인접 전원 장치에 의해 상기 인접 급전선에 교류 전류가 공급되고 있는 상태에서, 상기 결합 유닛을 통한 전자 유도에 의해 상기 대상 급전선을 흐르는 유도 전류의 위상인 유도 전류 위상을 검출하는 위상 검출부와, 상기 대상 급전선에 공급하는 교류 전류를 생성하는 교류 전류 생성부와, 상기 대상 급전선에 공급되는 교류 전류의 위상이 상기 위상 검출부에 의해 검출된 상기 유도 전류 위상에 가까워지도록, 상기 교류 전류 생성부를 제어하는 위상 제어부를 구비한다.

종래는, 복수의 전원 장치로부터 각각의 급전선에 공급되는 교류 전류의 위상을 동기시키기 위해, 신호 전송선 및 신호 전송 장치를 사용하여 복수의 전원 장치에 동기 신호를 공급할 필요가 있었다. 본 구성에 의하면, 인접 전원 장치로부터 인접 급전선에 공급된 교류 전류의 위상이 유도 전류 위상으로서 대상 전원 장치에 의해 검출된다. 그리고, 해당 대상 전원 장치는, 대상 급전선에 공급하는 교류 전류의 위상이 유도 전류 위상에 가까워지도록 교류 전류 생성부를 제어하여 대상 급전선에 교류 전류를 공급한다. 이로써, 신호 전송 장치로부터의 동기 신호를 이용하지 않고, 인접 급전선을 흐르는 교류 전류와, 대상 급전선을 흐르는 교류 전류를 동기시킬 수 있다. 그리고, 각각의 전원 장치가 인접 전원 장치 및 대상 전원 장치로 되는 것에 의해, 비접촉 급전 설비의 각각의 전원 장치로부터 출력되는 교류 전류를 동기시킬 수 있다. 이와 같이, 본 구성에 의하면, 이동체의 이동 경로를 따라 늘어서도록 배치된 복수의 급전선을 가지는 비접촉 급전 설비에 있어서, 자재 비용이나 설치 공정수를 저감하면서, 각 급전선을 흐르는 교류 전류를 적절하게 동기시킬 수 있다. 또한, 설치 후의 유지보수에 요하는 비용도 저감시킬 수 있다.

비접촉 급전 설비의 가일층의 특징과 이점은, 도면을 참조하여 설명하는 예시적이면서 또한 비한정적인 실시형태에 대한 이하의 기재로부터 명확하게 된다.

[도 1] 비접촉 급전 설비를 구비한 물품 반송(搬送) 설비의 평면도
[도 2] 물품 반송차의 정면도
[도 3] 비접촉 급전 설비의 시스템 구성을 나타내는 모식적인 블록도
[도 4] 수전 장치의 구성을 나타내는 모식적인 회로 블록도
[도 5] 결합 유닛의 일례를 나타내는 사시도
[도 6] 결합 유닛의 단면도(斷面圖)
[도 7] 전원 장치의 일례를 나타내는 블록도

이하, 물품 반송 설비에 있어서 물품을 반송하는 이동체에 전력을 공급하는 전원 설비를 예로서, 비접촉 급전 설비의 실시형태를 설명한다. 본 실시형태에서는, 도 1, 도 2 등에 나타낸 바와 같이, 건물 천장에 매달린 주행 레일(20)을 이동 경로(10)로 하고, 해당 주행 레일(20)을 따라 이동하여 물품을 반송하는 물품 반송차(30)를 이동체의 일례로서 설명한다. 이동체로서의 물품 반송차(30)는, 이와 같이 천장측을 주행하는 천장 반송차에 한정되지 않고, 바닥면에 설치된 레일을 이동 경로(10)로 하고, 해당 레일을 따라 이동하여 물품을 반송하는 상상(床上) 반송차나 스태커 크레인 등의 다른 물품 반송차라도 된다. 또한, 이들 물품 반송차가 주행부와 본체부 등, 복수의 부위로 나뉘어 구성되는 경우에는, 물품 반송차의 전체에 한정되지 않고, 그 일부, 예를 들면 주행부만이 이동체에 대응한다고 생각해도 된다. 예를 들면, 물품 반송차가 본 실시형태와 같은 천장 반송차인 경우에는, 후술하는 주행부(12)가 이동체에 상당한다고 생각해도 된다. 또한, 스태커 크레인의 경우에는, 크레인부를 탑재 지지하는 주행 대차가 이동체에 상당한다고 생각해도 된다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 물품 반송 설비(200)는, 물품 반송차(30)의 주행 경로인 이동 경로(10)를 따라 배치된 주행 레일(20)과, 주행 레일(20)에 안내되어 이동 경로(10)를 따라 주행하는 물품 반송차(30)를 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 물품 반송차(30)에 의한 반송 대상의 물품은, 예를 들면 반도체 기판을 수용하는 FOUP(Front Opening Unified Pod)나, 디스플레이의 재료가 되는 유리 기판 등이다. 물품 반송 설비(200)에는, 반도체 기판을 수용하는 수용고(도시하지 않음)나, 반도체 기판에 회로 등을 형성하기 위한 각종 처리를 실시하는 물품 처리부(P)도 구비되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 물품 반송차(30)는, 이동 경로(10)를 따라 천장으로부터 매달려 지지되어 배치된 한 쌍의 주행 레일(20)에 안내되어 이동 경로(10)를 따라 주행하는 주행부(12)와, 주행 레일(20)의 아래쪽에 위치하여 주행부(12)에 매달려 지지된 본체부(13)와, 이동 경로(10)를 따라 설치된 급전선(3)으로부터 비접촉으로 구동용 전력을 수전하는 수전 장치(4)를 구비하고 있다. 도시 및 상세한 설명은 생략하지만, 본체부(13)에는, 본체부(13)에 승강 가능하게 구비되어 물품을 매단 상태로 지지하는 물품 지지부가 구비되어 있다. 전술한 바와 같이, 물품 반송차(30)는 이동체에 상당하지만, 협의로는 주행부(12)만이 이동체에 상당한다고 할 수도 있다.

주행부(12)에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 전동식(電動式)의 구동 모터(14)에 의해 회전 구동되는 한 쌍의 주행륜(15)이 구비되어 있다. 주행륜(15)은 주행 레일(20)의 각각의 상면에서 형성되는 주행면을 전동(轉動)한다. 또한, 주행부(12)에는, 상하 방향 Z를 따르는 축심 주위(상하 축심 주위)에서 자유회전하는 한 쌍의 안내륜(16)이, 한 쌍의 주행 레일(20)에서의 내측면과 맞닿는 상태로 구비되어 있다. 또한, 주행부(12)는 주행용 구동 모터(14)나 그의 구동 회로 등을 구비하여 구성되어 있고, 물품 반송차(30)를 주행 레일(20)을 따라 주행시킨다. 본체부(13)에는, 물품 지지부를 승강시키는 액추에이터, 물품을 파지하는 파지부를 구동하는 액추에이터 등, 및 이들의 구동 회로 등이 구비되어 있다. 이들 구동 모터(14)나, 액추에이터, 구동 회로 등은 물품 반송차(30)에서의 전기적 부하(LD)(도 4 참조)에 상당한다.

물품 반송 설비(200)에는, 도시하지 않은 설비 컨트롤러가 구비되어 있고, 각각의 물품 반송차(30)에 대하여 반송 지령을 내려 물품을 반송시키고 있다. 물품 반송차(30)는 반송 지령에 기초하여, 자율 주행하고, 예를 들면 물품 처리부(P)와 물품 반송차(30) 사이에서 물품의 받아건넴을 행하고, 또한 전술한 수용고(도시하지 않음)와 물품 처리부(P) 사이에서 물품을 반송한다.

구동 모터(14)나, 각종 액추에이터, 이들을 구동하는 구동 회로 등으로의 전력은 급전선(3)으로부터 비접촉으로 수전 장치(4)에 공급된다. 전술한 바와 같이, 수전 장치(4)를 통하여 물품 반송차(30)에 구동용 전력을 공급하는 급전선(3)은 이동 경로(10)를 따라 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 급전선(3)은 수전 장치(4)에 대하여, 이동 경로(10)에 따른 방향인 경로 방향 L에 직교하는 경로 폭 방향 H(여기서는, 경로 방향 L 및 상하 방향 Z의 양쪽에 직교하는 방향)의 양측에 배치되어 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 수전 장치(4)는, 급전선(3)에 대향하도록 물품 반송차(30)에 배치된 픽업 코일(40)(도 2 참조)과, 물품 반송차(30)의 내부에 있어서 배선 기판 상에 형성된 수전 회로(상세한 것은 후술함)를 구비하고 있다. 전원 장치(2)는 유도선인 급전선(3)에 고주파 전류를 흐르게 하고, 급전선(3)의 주위에 자계를 발생시킨다. 픽업 코일(40)은 급전선(3)을 흐르는 교류 전류에 의해 유도 기전력을 발생시킨다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 이 픽업 코일(40)에 대하여 수전 회로가 전기적으로 접속되어 있고, 수전 회로에 전기적 부하(LD)가 접속되어 있다. 이 전기적 부하(LD)는, 예를 들면 전술한 바와 같은 주행용 구동 모터(14), 물품 지지부를 승강시키는 액추에이터, 물품을 파지하는 파지부를 구동하는 액추에이터 등 및 이들의 구동 회로 등이다.

수전 회로는, 예를 들면 픽업 코일(40)과 함께 구성되는 공진 회로(42)의 일부와, 정류 회로(43)과, 초퍼나 레귤레이터 등의 전력 조정부(45)를 포함한다. 여기서는, 공진 회로(42)는 픽업 코일(40)과 공진 컨덴서(41)의 병렬 회로로서 형성되어 있는 형태를 예시하고 있다. 공진 회로(42)는, 이에 한정되지 않고 픽업 코일(40)에 대하여 컨덴서가 직렬 접속된 직렬 공진 회로로서 구성되어 있어도 된다.정류 회로(43)는, 이 공진 회로(42)(공진 컨덴서(41))에 대하여 병렬로 접속되어 있다. 정류 회로(43)는 픽업 코일(40)에 접속되어(공진 회로(42)에 접속되어), 픽업 코일(40)에 유도된 교류 전류 및 교류 전압을 직류 전류 및 직류 전압으로 정류한다. 본 실시형태에서는, 정류 회로(43)는 전파 정류 회로인 형태를 예시하고 있지만, 정류 회로(43)는 반파 정류 회로라도 된다. 그리고, 도시는 생략하고 있지만, 정류 회로(43)로부터의 출력부, 전력 조정부(45)로부터의 출력부 중 적어도 한쪽에, 맥동 성분을 평활화하기 위한 평활 컨덴서가 구비되어 있으면 바람직하다.

본 실시형태의 비접촉 급전 설비(100)는 HID(High Efficiency Inductive Power Distribution Technology)라는 무선 급전 기술을 이용하여, 물품 반송차(30)의 전기적 부하(LD)에 구동용 전력을 공급한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 비접촉 급전 설비(100)는 급전선(3)과, 급전선(3)에 접속되고, 급전선(3)에 교류 전류를 공급하는 전원 장치(2)를 구비하고 있다. 전원 장치(2)는, 유도선인 급전선(3)에 고주파 전류를 흐르게 하고, 급전선(3)의 주위에 자계를 발생시킨다. 본 실시형태의 물품 반송 설비(200)는 도 1에 예시한 바와 같이 비교적 큰 규모의 설비이다. 따라서, 송전의 효율이 저하되는 것이나, 고장 시에 설비의 전체가 정지하는 것 등을 억제하기 위하여, 급전선(3)과 전원 장치(2)를 포함하는 급전 시스템(1)이 1계통뿐만 아니라, 복수 계통 설치되어 있다. 그리고, 1계통의 급전 시스템(1)은 복수의 물품 반송차(30)에 전력을 공급한다.

물품 반송차(30)는 복수의 급전 시스템(1)을 갈아타면서, 연속하여 전력의 공급을 받아, 물품 반송 설비(200) 내를 주행한다. 물품 반송차(30)가 원활하게 주행하기 위해서는, 급전 시스템(1), 즉 급전선(3)의 환승 구간에 있어서도 안정적으로 급전되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 복수의 급전 시스템(1)의 교류 전류의 위상이 일치하도록 조정되어 있는 것에 의해, 물품 반송차(30)는 복수의 급전 시스템(1)으로부터 연속하여 전력의 공급을 받으면서, 물품 반송 설비(200) 내를 자율 주행할 수 있다.

종래는, 복수의 전원 장치(2)로부터 각각의 급전선(3)에 공급되는 교류 전류의 위상을 동기시키기 위해, 예를 들면 동기 신호의 전송 장치 및 동기 신호를 전송하는 신호 전송선을 구비하고, 각각의 전원 장치(2)에 동기 신호가 공급되고 있었다. 그리고, 각각의 전원 장치(2)에서는, 그 동기 신호에 기초하여 교류 전류의 위상이 다른 전원 장치(2)로부터 출력되는 교류 전류의 위상과 일치하도록, 교류 전류를 출력하고 있었다. 그러나, 이와 같은 전송 장치나 신호 전송선을 구비하면, 설비의 자재 비용의 상승이나, 설치 공정수가 증가하는 경향이 있다. 또한, 다수의 신호 전송 장치가 필요하므로, 이들 장치의 유지보수에 필요로 하는 비용도 커지기 쉽다. 본 실시형태의 비접촉 급전 설비(100)는, 그와 같은 동기 신호를 사용하지 않고, 복수의 급전 시스템(1) 사이에서, 교류 전류를 동기시키는 것이 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태의 비접촉 급전 설비(100)는, 수전 장치(4)를 구비한 물품 반송차(30) 등의 이동체의 이동 경로(10)를 따라 늘어서도록 배치된 복수의 급전선(3)과, 복수의 급전선(3)의 각각에 접속되고, 접속된 급전선(3)에 교류 전류를 공급하는 복수의 전원 장치(2)를 구비하고, 각각의 수전 장치(4)에 비접촉으로 전력을 공급한다. 여기에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 복수의 급전선(3)의 하나를 대상 급전선(3T)으로 하고, 대상 급전선(3T)에 접속된 전원 장치(2)를 대상 전원 장치(2T)로 한다. 또한, 이동 경로(10)를 따라 대상 급전선(3T)과 이웃하는 급전선(3)을 인접 급전선(3N)으로 하고, 인접 급전선(3N)에 접속된 전원 장치(2)를 인접 전원 장치(2N)로 한다.

여기에서, 1세트의 대상 급전선(3T) 및 대상 전원 장치(2T)에 대해서는, 배치 상은 2세트의 인접 급전선(3N) 및 인접 전원 장치(2N)의 세트가 존재할 수 있다. 그러나, 이하의 설명에 있어서는, 2세트의 인접 급전선(3N) 및 인접 전원 장치(2N)의 세트 중 1세트를 인접 급전선(3N) 및 인접 전원 장치(2N)로 한다. 또한, 대상 급전선(3T) 및 인접 급전선(3N)은 고정적인 것이 아니라, 모든 급전선(3)이 대상 급전선(3T) 및 인접 급전선(3N)으로 될 수 있다. 대상 전원 장치(2T) 및 인접 전원 장치(2N)에 대해서도 마찬가지다.

후술하는 바와 같이, 대상 급전선(3T)은 다른 급전선(3)과 교류 전류의 위상이 일치하도록 조정되는 대상의 급전선(3)이며, 대상 전원 장치(2T)는 교류 전류의 위상이 일치하도록, 교류 전류를 출력하는 전원 장치(2)이다. 예를 들면, 복수의 급전선(3) 및 그것에 접속된 전원 장치(2)를 순차적으로, 대상 급전선(3T) 및 대상 전원 장치(2T)에 설정함으로써, 모든 전원 장치(2)로부터 각각의 급전선(3)을 흐르는 교류 전류의 위상을 조정할 수 있다. 당연히, 이 때는, 대상 급전선(3T) 및 대상 전원 장치(2T)의 설정에 따라, 순차적으로, 인접 급전선(3N) 및 인접 전원 장치(2N)가 설정된다.

상세한 것에 대해서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하지만, 본 실시형태에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 대상 급전선(3T)과 인접 급전선(3N)을 전자 결합하는 결합 유닛(5)이 구비되어 있다. 전술한 바와 같이, 모든 급전선(3)이 대상 급전선(3T) 및 인접 급전선(3N)으로 될 수 있으므로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 이웃하는 급전선(3) 사이에는, 모두 결합 유닛(5)이 배치되어 있으면 바람직하다. 상세한 것은, 후술하지만, 결합 유닛(5)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 대상 급전선(3T)의 일부, 및 인접 급전선(3N)의 일부를 코일로서 기능시키고, 인접 급전선(3N)과 대상 급전선(3T)을 상호 유도 작용에 의해 전자 결합시키는 유닛이다.

결합 유닛(5)에 의해 대상 급전선(3T)과 인접 급전선(3N)이 전자 결합함으로써, 인접 급전선(3N)을 흐르는 교류 전류에 의해, 대상 급전선(3T)에 유도 전류가 발생한다. 대상 급전선(3T)에 접속된 대상 전원 장치(2T)가, 유도 전류의 위상인 유도 전류 위상을 검출하고, 이 유도 전류 위상에 일치하도록 교류 전류를 출력함으로써, 대상 급전선(3T)을 흐르는 교류 전류와 인접 급전선(3N)을 흐르는 교류 전류를 동기시킬 수 있다.

그러므로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 대상 전원 장치(2T)는 위상 검출부(8)와, 위상 제어부(7)와, 교류 전류 생성부(6)를 구비하고 있다. 인접 전원 장치(2N)를 포함하는 다른 전원 장치(2)도, 적절히 대상 전원 장치(2T)가 될 수 있으므로, 대상 전원 장치(2T) 이외의 전원 장치(2)도 위상 검출부(8)와, 위상 제어부(7)와, 교류 전류 생성부(6)를 구비하고 있다. 이하, 대상 전원 장치(2T)가 구비하는 기타의 기능부 등의 설명에 있어서도 마찬가지다.

위상 검출부(8)는, 인접 전원 장치(2N)에 의해 인접 급전선(3N)에 교류 전류가 공급되고 있는 상태에서, 결합 유닛(5)을 통한 전자 유도에 의해 대상 급전선(3T)을 흐르는 유도 전류의 위상인 유도 전류 위상을 검출한다. 위상 제어부(7)는, 대상 급전선(3T)에 공급되는 교류 전류의 위상이 위상 검출부(8)에 의해 검출된 유도 전류 위상에 가까워지도록, 바람직하게는 일치하도록, 교류 전류 생성부(6)를 제어한다. 교류 전류 생성부(6)는 대상 급전선(3T)에 공급하는 교류 전류를 생성한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 교류 전류 생성부(6)는, 예를 들면 스위칭 소자를 사용한 풀 브릿지(full-bridge) 회로에 의해 구성되어 있고, 위상 제어부(7)에 의해 생성된 스위칭 제어 신호에 기초하여 스위칭하고, 대상 급전선(3T)에 교류 전류를 출력한다. 당연히, 교류 전류 생성부(6)는 풀 브릿지 회로에 한정되지 않고, 하프 브리지 회로 등 다른 구조라도 된다.

위상 검출부(8)는 적어도 교류 전압 센서(81)와 위상 특정부(82)를 구비하여 구성되어 있다. 교류 전압 센서(81) 대신에, 교류 전류 센서가 구비되어 있는 형태라도 된다. 즉, 위상 검출부(8)는, 대상 급전선(3T)에 유도된 유도 전류의 전기적 특성(주파수, 위상)을 검출 가능한 센서와, 해당 센서의 검출 결과에 기초하여 유도 전류 위상을 특정 가능한 위상 특정부(82)를 구비하고 있으면 된다. 하나의 태양(態樣)으로서, 교류 전압 센서(81)는, 결합 유닛(5)에서의 대상 급전선(3T)의 양단 전압을 검출하면 바람직하다. 위상 검출부(8)는 후술하는 바와 같이, 교류 전압 센서(81)와 위상 특정부(82)와 위상 기억부(83)를 구비하여 구성되어 있어도 되고, 위상 기억부(83)를 구비하지 않고, 교류 전압 센서(81)와 위상 특정부(82)를 구비하여 구성되어 있어도 된다.

교류 전류 생성부(6)는 풀 브릿지 회로에 의해 구성된 소위 인버터 회로이며, 직류측에 교류 직류 변환기(AC/DC 컨버터(67))가 접속되고, 교류측에 급전선(3)이 접속되어 있다. AC/DC 컨버터(67)에는, 상용 전원(69)이 접속되어 있고, 교류 전류 생성부(6)는 교류의 상용 전원(69)으로부터 AC/DC 컨버터(67)를 통하여 직류 전력의 공급을 받아, 급전선(3)에 교류 전류를 출력하고 있다.

위상 제어부(7)는 스위칭 제어부(71)와 위상 조정부(72)를 구비하고 있다. 위상 조정부(72)는, 교류 전류 생성부(6)가 출력하는 교류 전류의 위상이, 위상 검출부(8)가 검출한 유도 전류 위상에 가까워지도록 조정하여, 교류 전류의 지령값을 설정한다(교류 전압의 지령값이 더 설정되어도 된다). 교류 전류 생성부(6)가 예를 들면 전압 제어형 인버터 회로에 의해 구성되어 있는 경우에는, 스위칭 제어부(71)는 교류 전압의 지령값에 기초하여, 교류 전류 생성부(6)를 스위칭 제어하기 위한 스위칭 제어 신호를 생성하여, 출력한다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 위상 검출부(8)는 유도 전류 위상을 기억하는 위상 기억부(83)를 더 구비하고 있다. 또한, 교류 전류 생성부(6)의 직류측, 구체적으로는 AC/DC 컨버터(67)와 교류 전류 생성부(6) 사이에는, 대상 전원 장치(2T)에 의해 대상 급전선(3T)에 공급되는 전력인 부하 전력을 검출하는 부하 전력 검출부(9)가 구비되어 있다. 즉, 대상 전원 장치(2T)는 위상 기억부(83)와 부하 전력 검출부(9)를 더 구비하고 있다.

교류에서는, 전압 위상과 전류 위상의 관계가 소비 전력에 의해 변화된다. 급전선(3)으로부터 본 경우, 이 소비 전력은 부하 전력에 상당한다. 급전선(3)을 흐르는 교류 전류는, 수전 장치(4)에 접속되는 전기적 부하(LD)의 소비 전력이 증감한 경우, 소비 전력의 변동에 따라 전압 위상에 대한 전류 위상이 변화하게 된다. 전술한 바와 같이, 전기적 부하(LD)에는, 물품 반송차(30)의 주행륜(15)의 구동 모터(14) 등도 포함된다. 예를 들면, 물품 반송차(30)는 정차와 주행을 반복하지만, 정차 시에는 소비 전력은 지극히 작고, 발진이나 가속 시에는 정상 주행 중에 비하여 소비 전력이 커진다. 이외에도, 물품 반송차(30)는, 물품 지지부를 승강시키는 액추에이터, 물품을 파지하는 파지부를 구동하는 액추에이터 등의 전기적 부하(LD)를 구비하고 있고, 소비 전력이 변동한다.

위상 제어부(7)는, 대상 급전선(3T)에 인가되는 교류 전압에 대한 대상 급전선(3T)을 흐르는 교류 전류의 위상차가 전기적 부하(LD)의 소비 전력인 부하 전력에 따라 변화하는 것에 따라, 교류 전류의 위상을 보정한다. 즉, 위상 제어부(7)는, 해당 위상차가 부하 전력에 따라 변화하는 것에 따라, 대상 급전선(3T)을 흐르는 교류 전류의 위상을, 위상 기억부(83)에 기억한 유도 전류 위상에 일치시키도록 교류 전류 생성부(6)를 제어한다. 이로써, 대상 전원 장치(2T)는 부하 전력이 변화해도, 대상 전원 장치(2T)에 의해 대상 급전선(3T)에 공급되는 교류 전류의 위상과, 인접 전원 장치(2N)에 의해 인접 급전선(3N)에 공급되는 교류 전류의 위상의 일치도를 높이기 쉽다.

전술한 바와 같이, 교류 전류 생성부(6)는 AC/DC 컨버터(67)를 통하여 상용 전원(69)으로부터 직류 전력의 공급을 받아, 급전선(3)에 교류 전류를 출력하고 있다. 따라서, 급전선(3)에 출력되는 교류 전력을 크게 하기 위해서는, 상용 전원(69)으로부터 AC/DC 컨버터(67)를 통하여 교류 전류 생성부(6)에 공급되는 직류 전력도 크게 할 필요가 있다. 바꾸어 말하면, 부하 전력이 커지면, 급전선(3)에 출력되는 교류 전력도 커지고, 교류 전류 생성부(6)의 직류측의 직류 전력도 커진다. 즉, 부하 전력과 직류 전력 사이에는 상관관계가 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 부하 전력 검출부(9)는 직류 전압 센서(91), 직류 전류 센서(92), 승산기(93)를 구비하고 있고, 교류 전류 생성부(6)의 직류측에서의 직류 전력을 검출함으로써, 부하 전력을 검출한다. 구체적으로는, 직류 전압 센서(91)의 검출값과 직류 전류 센서(92)의 검출값을 승산기(93)에 의해 곱셈함으로써, 부하 전력을 검출한다. 위상 제어부(7)는, 부하 전력에 대한 교류 전류의 위상을 나타낸 맵 데이터 등이 기억된 도시하지 않은 맵 기억부를 구비하고 있고, 해당 맵 데이터에 기초하여, 교류 전류의 위상을 조정한다. 바꾸어 말하면, 위상 제어부(7)는 부하 전력에 기초하여 교류 전류의 위상을 피드백 제어한다.

그런데, 유도 전류 위상을 양호한 정밀도로 검출하기 위해서는, 대상 급전선(3T)을 흐르는 유도 전류의 진폭이 적절하게 확보되어 있는 것(큰 것)이 바람직하다. 그러므로, 결합 유닛(5)은 대상 급전선(3T)과 인접 급전선(3N)의 전자 결합의 결합율이 높아지도록 구성되어 있다. 상태적으로는, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 결합 유닛(5)은, 대상 급전선(3T)의 일부에 의해 구성되는 대상 코일부(5T)와, 인접 급전선(3N)의 일부에 의해 구성되는 인접 코일부(5N)와, 자성체 코어(51)를 구비하고 있다. 그리고, 대상 코일부(5T)와 인접 코일부(5N)와 자성체 코어(51)는 동심상(同心狀)으로 배치되어 있다. 동심상이란, 엄밀하게 동일 축 상에 배치되어 있지 않아도 되고, 전자 결합이 가능한 범위에서 어긋나 배치되어 있어도 된다. 또한, 자성체 코어(51)는 예를 들면 페라이트 코어이다.

자성체 코어(51)를 구비하는 것에 의해, 인접 코일부(5N)를 흐르는 전류에 의해 생기는 자계의 자속을 자성체 코어(51)에 모으고, 많은 자속을 대상 코일부(5T)와 전자 결합시켜 유도 전류의 진폭을 크게 하기 쉽다. 또한, 대상 코일부(5T)와 인접 코일부(5N)와 자성체 코어(51)가 동심상으로 배치되어 있음으로써, 인접 코일부(5N)로부터의 자속이, 자성체 코어(51) 및 대상 코일부(5T)와 쇄교(鎖交)하기 쉽고, 유도 전류의 진폭을 크게 하기 쉽다.

도 5에서의 VI-VI 단면도인 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 결합 유닛(5)은 대상 코일부(5T)와, 인접 코일부(5N)와, 자성체 코어(51)와, 유닛 케이스(52)를 구비하고 있다. 유닛 케이스(52)는, 예를 들면 수지 등으로 형성되고, 내부에 자성체 코어(51)를 수용하고 있다. 유닛 케이스(52)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 이동체로서의 주행부(12)의 이동 궤적을 둘러쌀 수 있도록 환형이다. 간략화를 위해, 도 5에서는 도시하지 않지만, 자성체 코어(51)도 주행부(12)의 이동 궤적을 둘러쌀 수 있도록 환형이다. 여기에서, 환형이란, 원환형에 한정되지 않고, 직사각형 환형도 포함한다. 또한, 연속된 환형에 한정되지 않고, 일부가 빠진 환형으로서도 된다.

자성체 코어(51)는, 도 5에 예시하는 형태에서는, 유닛 케이스(52)와 마찬가지로, 예를 들면 이동 경로(10)인 주행 레일(20) 위를 주행하는 물품 반송차(30)의 주행부(12)의 이동 궤적을, 상하 방향 Z에서의 하측이 개방되고, 또한 상하 방향 Z에서의 상측 및 경로 폭 방향 H의 양 외측의 3방향에서 둘러싸는 직사각형 환형으로 형성되어 있으면 바람직하다. 대상 코일부(5T) 및 인접 코일부(5N)는, 각각 대상 급전선(3T) 및 인접 급전선(3N)이, 상하 방향 Z에서의 상측 및 경로 폭 방향 H의 양 외측으로부터 자성체 코어(51)와 마찬가지로 주행부(12)의 이동 궤적을 3방향에서 둘러싸도록 설치되어 있다.

그리고, 본 실시형태에서는, 물품 반송차(30)가, 주행 레일(20) 위를 주행하는 주행부(12)와, 주행부(12)에 매달아 지지되는 본체부(13)를 구비하는 형태를 예시하고 있다. 그러므로, 결합 유닛(5)이, 주행부(12)의 아래쪽이 개방된 3방향에서 주행부(12)의 주행 궤적을 둘러싸는 환형으로 형성되어 있는 형태를 예시하고 있다. 그러나, 예를 들면, 주행부(12) 위에 본체부가 위치하는 것 같은 물품 반송차의 경우에는, 결합 유닛(5)은 주행부(12)의 이동 궤적을 사방에서 둘러싸는 환형으로 형성되어 있어도 된다. 당연히, 본체부(13)도 포함하여, 물품 반송차(30)의 전체의 이동 궤적을 사방에서 둘러싸는 환형으로 결합 유닛(5)이 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다.

또한, 예를 들면, 물품 반송차가 상상 반송차인 경우도, 바닥보다 아래에 결합 유닛(5)을 배치하는 것이 곤란한 경우가 많다. 따라서, 물품 반송차가 상상 반송차인 경우도, 이동체로서의 상상 반송차의 이동 궤적을 상하 방향 Z에서의 상측 및 경로 폭 방향 H의 양 외측의 3방향에서 둘러싸는 직사각형 환형으로 형성되어 있으면 바람직하다.

그리고, 이동 궤적을 둘러싸는 환형이라고 한 경우, 둘러싸는 대상은 이동 궤적의 전체가 아니어도 된다. 예를 들면, 이동 궤적을 3방향에서 둘러싸는 환형의 경우에는, 이동 궤적의 경로 폭 방향 H의 양 외측으로부터 이동 궤적을 둘러싸는 경우에, 이동 궤적의 경로 폭 방향 H에서의 상하 방향 Z의 전체 범위를 결합 유닛(5)이 둘러쌀 필요는 없다. 즉, 경로 폭 방향 H를 따른 방향으로부터 볼 때, 결합 유닛(5)의 전체가 이동 궤적과 중복되어 있지 않아도 되고, 결합 유닛(5)과 이동 궤적은 적어도 일부가 중복되어 있으면 된다. 따라서, 예를 들면 본체부(13)를 포함하는 물품 반송차(30)의 전체를 이동체로 하고, 물품 반송차(30)의 전체의 이동 궤적을 대상으로 한 경우라도, 결합 유닛(5)은 이동 궤적을 3방향에서 둘러싼다고 할 수 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 자성체 코어(51)는 예를 들면 중공(中空)의 통형이며, 직경 방향 내측의 통형 공간 내에, 대상 코일부(5T) 및 인접 코일부(5N)에 상당하는 대상 급전선(3T) 및 인접 급전선(3N)이 설치되어 있다. 따라서, 대상 코일부(5T), 인접 코일부(5N), 자성체 코어(51)는 동일한 평면을 따라 배치되어 있다. 즉, 대상 코일부(5T)와 인접 코일부(5N)와 자성체 코어(51)는, 경로 방향 L에 교차하는 평면을 따라 주행부(12)의 이동 궤적을 둘러싸도록 배치되어 있다. 따라서, 이동 경로(10)를 따른 물품 반송차(30)의 이동을 방해하는 일없이, 높은 결합율로 대상 급전선(3T)와 인접 급전선(3N)이 전자 결합하도록, 결합 유닛(5)을 적절하게 배치할 수 있다. 그리고, 여기서는, 대상 급전선(3T) 및 인접 급전선(3N)에서의 대상 코일부(5T) 및 인접 코일부(5N)를 내포한 자성체 코어(51)가 유닛 케이스(52) 내에 수용되어 있는 형태를 예시하였으나, 결합 유닛(5)이 유닛 케이스(52)를 구비하지 않고 구성되어 있는 것을 배제하는 것은 아니다.

그런데, 위상 검출부(8)는, 대상 전원 장치(2T)에 의해 대상 급전선(3T)에 교류 전류가 공급되고 있지 않는 상태에서, 유도 전류 위상을 검출하면 바람직하다. 위상 검출부(8)에 의한 유도 전류 위상의 검출은, 대상 전원 장치(2T)로부터 대상 급전선(3T)에 교류 전류가 출력되고 있는 상태에서 실시되어도 되지만, 이 경우에는, 대상 전원 장치(2T)로부터 대상 급전선(3T)에 공급되고 있는 교류 전류의 영향으로, 유도 전류 위상의 검출 정밀도가 저하될 가능성이 있다. 대상 전원 장치(2T)로부터 공급되는 교류 전류와, 유도 전류가 중첩되므로, 위상이 예를 들면 2개소에서 검출되는 경우가 있다. 대상 전원 장치(2T)로부터 출력되는 교류 전류의 위상은, 대상 전원 장치(2T)에는 이미 알려져 있으므로, 복수 개소에서 위상이 검출되어도, 해당 교류 전류의 위상을 제외함으로써 유도 전류 위상을 특정할 수 있다. 그러나, 2개의 위상이 가까울 경우에는, 구별이 되기 어렵고, 유도 전류 위상의 검출 정밀도가 저하되는 경우가 있다.

따라서, 위상 검출부(8)는, 대상 전원 장치(2T)에 의해 대상 급전선(3T)에 교류 전류가 공급되고 있지 않는 상태에서, 유도 전류 위상을 검출하면 바람직하다. 대상 급전선(3T)을 흐르는 전류가 대략 인접 급전선(3N)을 흐르는 전류에 의해 유도된 전류만으로 된다. 따라서, 대상 전원 장치(2T)로부터 대상 급전선(3T)에 공급되는 교류 전류의 영향을 받지 않고, 유도 전류 위상의 검출 정밀도를 높이기 쉽다.

하나의 바람직한 태양으로서, 복수의 급전 시스템(1)을 구비한 비접촉 급전 설비(100)에서는, 순차적으로, 급전 시스템(1)을 기동해 가면 바람직하다. 예를 들면, 비접촉 급전 설비(100)가 제1 급전 시스템(1), 제2 급전 시스템(1), 제3 급전 시스템(1)의 순으로 n개의 급전 시스템(1)을 구비하고 있다고 한다. 처음으로, 모든 급전 시스템(1)에 있어서 전원 장치(2)가 정지하고 있는 상태에서, 제1 급전 시스템(1)이 기동된다. 이 시점에서는, 동기를 취해야 할 급전 시스템(1)은 존재하고 있지 않다.

다음으로, 제1 급전 시스템(1)에 인접하는 제2 급전 시스템(1)의 전원 장치(2) 및 급전선(3)을 대상 전원 장치(2T) 및 대상 급전선(3T)에 설정한다. 제1 급전 시스템(1)의 전원 장치(2) 및 급전선(3)은 인접 전원 장치(2N) 및 인접 급전선(3N)에 상당하게 된다. 전술한 바와 같이, 제1 급전 시스템(1)은 가동하고 있으므로, 제1 급전 시스템(1)의 급전선(3)을 흐르는 전류에 의해, 제2 급전 시스템(1)의 급전선(3)에 유도 전류가 생긴다. 제2 급전 시스템(1)의 전원 장치(2)는 제2 급전 시스템(1)의 급전선(3)에, 제1 급전 시스템(1)의 급전선(3)을 흐르는 교류 전류에 동기한 교류 전류를 공급한다.

다음으로, 제2 급전 시스템(1)에 이웃하는 제3 급전 시스템(1)의 전원 장치(2) 및 급전선(3)을 대상 전원 장치(2T) 및 대상 급전선(3T)에 설정한다. 대상 전원 장치(2T) 및 대상 급전선(3T)이었던 제2 급전 시스템(1)의 전원 장치(2) 및 급전선(3)은, 인접 전원 장치(2N) 및 인접 급전선(3N)에 상당하게 된다. 전술한 바와 같이, 제1 급전 시스템(1)에 동기하여 가동하고 있는 제2 급전 시스템(1)의 급전선(3)을 흐르는 전류에 의해, 제3 급전 시스템(1)의 급전선(3)에 유도 전류가 생긴다. 제3 급전 시스템(1)의 전원 장치(2)는 제3 급전 시스템(1)의 급전선(3)에, 제2 급전 시스템(1)의 급전선(3)을 흐르는 교류 전류에 동기한 교류 전류를 공급하도록 기동한다. 제1 급전 시스템(1)의 급전선(3)을 흐르는 교류 전류와 제2 급전 시스템(1)의 급전선(3)을 흐르는 교류 전류는 동기하고 있으므로, 이로써, 제1 급전 시스템(1)의 급전선(3)을 흐르는 교류 전류와, 제2 급전 시스템(1)의 급전선(3)을 흐르는 교류 전류와, 제3 급전 시스템(1)의 급전선(3)을 흐르는 교류 전류가 동기한다.

이후, 제4 급전 시스템(1), 제5 급전 시스템(1), …, n-1번째의 급전 시스템(1), n번째의 급전 시스템(1)을 순차 가동한다. n-1번째의 급전 시스템(1)의 전원 장치(2) 및 급전선(3)을 인접 전원 장치(2N) 및 인접 급전선(3N)으로 하고, n번째의 급전 시스템(1)의 전원 장치(2) 및 급전선(3)을 대상 전원 장치(2T) 및 대상 급전선(3T)으로 하여, n번째의 급전 시스템(1)의 급전선(3)에 교류 전류가 공급되면, 제1 급전 시스템(1)으로부터 n번째의 급전 시스템(1)까지의 n개의 급전선(3)을 흐르는 교류 전류가 동기하게 된다.

이하, 기타의 실시형태에 대하여 설명한다. 그리고, 이하에 설명하는 각 실시형태의 구성은 각각 단독으로 적용되는 것에 한정되지 않고, 모순이 생기지 않는 한, 다른 실시형태의 구성과 조합하여 적용하는 것도 가능하다.

(1) 위상 검출부(8)에 의한 유도 전류 위상의 검출은, 대상 전원 장치(2T)로부터 대상 급전선(3T)에 교류 전류가 출력되고 있는 상태에서 실시되어도 된다고 상술했다. 예를 들면, 모든 급전 시스템(1)이 가동된 후에, 위상 검출부(8)가 유도 전류 위상을 검출하면, 비접촉 급전 설비(100)의 가동 중에 전류 위상의 미세 조정이 가능해진다. 또한, 대상 전원 장치(2T)로부터 대상 급전선(3T)에 교류 전류가 출력되고 있는 상태에서 유도 전류 위상이 검출되는 구성과, 대상 전원 장치(2T)로부터 대상 급전선(3T)에 교류 전류가 출력되고 있지 않은 상태에서 유도 전류 위상이 검출되는 구성은, 반드시 배타적일 필요는 없다. 대상 전원 장치(2T)는 어느 상태에 있어서도, 유도 전류 위상이 검출 가능하게 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 비접촉 급전 설비(100)를 기동할 때는, 대상 급전선(3T)에 교류 전류가 공급되고 있지 않는 상태에서 유도 전류 위상이 검출되고, 비접촉 급전 설비(100)의 기동후에는, 대상 급전선(3T)에 교류 전류가 공급되고 있는 상태에서 유도 전류 위상이 검출되어도 된다.

(2) 상기에 있어서는, 대상 전원 장치(2T)가 유도 전류 위상을 기억하는 위상 기억부(83)를 구비하고 있는 형태를 예시했다. 그러나, 위상 기억부(83)를 구비하지 않고, 위상 특정부(82)가 특정한 유도 전류 위상을 실시간으로 이용하여 위상 제어부(7)가 교류 전류 생성부(6)를 제어해도 된다. 예를 들면, 대상 전원 장치(2T)가 비접촉 급전 설비(100)의 가동 시에만 유도 전류 위상을 검출하는 운용의 경우에는, 위상 기억부(83)를 구비하고 있지 않아도 된다. 당연히, 대상 전원 장치(2T)가 비접촉 급전 설비(100)의 가동 시에만 유도 전류 위상을 검출하는 운용이고, 또한 위상 기억부(83)를 구비하고 있어도 된다.

(3) 상기에 있어서는, 대상 전원 장치(2T)가 부하 전력 검출부(9)를 구비하고 있는 구성을 예시하여 설명했다. 그러나, 대상 전원 장치(2T)는 부하 전력 검출부(9)를 구비하고 있지 않아도 된다. 전술한 바와 같이, 부하 전력이 변동되는 것에 의해, 급전선(3)에서의 교류 전압의 위상과, 교류 전류의 위상의 위상차가 변화한다. 비접촉 급전 설비(100)의 가동 시의 위상차는, 대략 무부하 시의 위상차이므로, 이때의 위상차와, 물품 반송 설비(200)의 가동 후의 위상차의 차에 기초하여, 위상 제어부(7)는 전기적 부하(LD)의 변화에 의한 영향을 알 수 있다. 그리고, 위상 제어부(7)는 교류 전압의 위상을 조정하는 것, 예를 들면 전압 제어형의 인버터 회로에 의해 구성된 교류 전류 생성부(6)의 스위칭 제어 신호를 조정하여, 교류 전류의 위상이 동기하도록 교류 전압의 위상을 변화시켜도 된다. 이 경우, 부하 전력을 검출하지 않아도 교류 전류의 위상의 조정이 가능하다. 따라서, 대상 전원 장치(2T)가 부하 전력 검출부(9)를 구비하고 있지 않고 있는 형태를 배제하는 것은 아니다.

(4) 상기에 있어서는, 결합 유닛(5)이 자성체 코어(51)를 구비하고 있는 형태를 예시하였으나, 대상 코일부와 인접 코일부가 충분히 높은 결합율로 전자 결합할 수 있도록 배치 가능하면, 자성체 코어(51)를 구비하고 있지 않아도 된다. 또한, 대상 코일부(5T)와 인접 코일부(5N)는 직선형으로 근접 배치되어도 된다. 따라서, 자성체 코어(51)의 유무에 관계없이, 대상 코일부(5T)와 인접 코일부(5N)는 동심환상으로 배치되어 있지 않아도 된다. 또한, 대상 코일부(5T)와 인접 코일부(5N)가 직선형으로 근접 배치되어도 되므로, 자성체 코어(51)의 유무에 관계없이, 대상 코일부(5T)와 인접 코일부(5N)와 자성체 코어(51)는, 경로 방향 L에 교차하는 평면을 따라 이동 경로(10)를 둘러싸도록 배치되어 있지 않아도 된다.

이하, 상기에 있어서 설명한 비접촉 급전 설비의 개요에 대하여 간단히 설명한다.

하나의 태양으로서, 수전 장치를 구비한 이동체의 이동 경로를 따라 늘어서도록 배치된 복수의 급전선과, 복수의 상기 급전선의 각각에 접속되고, 접속된 상기 급전선에 교류 전류를 공급하는 전원 장치를 구비하고, 상기 수전 장치에 비접촉으로 전력을 공급하는 비접촉 급전 설비는, 복수의 상기 급전선의 하나를 대상 급전선으로 하고, 상기 대상 급전선에 접속된 전원 장치를 대상 전원 장치로 하고, 상기 이동 경로를 따라 상기 대상 급전선과 이웃하는 상기 급전선을 인접 급전선으로 하고, 상기 인접 급전선에 접속된 전원 장치를 인접 전원 장치로 하여, 상기 대상 급전선과 상기 인접 급전선을 전자 결합하는 결합 유닛을 구비하고, 상기 대상 전원 장치는, 상기 인접 전원 장치에 의해 상기 인접 급전선에 교류 전류가 공급되고 있는 상태에서, 상기 결합 유닛을 통한 전자 유도에 의해 상기 대상 급전선을 흐르는 유도 전류의 위상인 유도 전류 위상을 검출하는 위상 검출부와, 상기 대상 급전선에 공급하는 교류 전류를 생성하는 교류 전류 생성부와, 상기 대상 급전선에 공급되는 교류 전류의 위상이 상기 위상 검출부에 의해 검출된 상기 유도 전류 위상에 가까워지도록, 상기 교류 전류 생성부를 제어하는 위상 제어부를 구비한다.

종래는, 복수의 전원 장치로부터 각각의 급전선에 공급되는 교류 전류의 위상을 동기시키 위해, 신호 전송선 및 신호 전송 장치를 사용하여 복수의 전원 장치에 동기 신호를 공급할 필요가 있었다. 본 구성에 의하면, 인접 전원 장치로부터 인접 급전선에 공급된 교류 전류의 위상이 유도 전류 위상으로서 대상 전원 장치에 의해 검출된다. 그리고, 해당 대상 전원 장치는, 대상 급전선에 공급하는 교류 전류의 위상이 유도 전류 위상에 가까워지도록 교류 전류 생성부를 제어하여 대상 급전선에 교류 전류를 공급한다. 이로써, 신호 전송 장치로부터의 동기 신호를 사용하지 않고, 인접 급전선을 흐르는 교류 전류와, 대상 급전선을 흐르는 교류 전류를 동기시킬 수 있다. 그리고, 각각의 전원 장치가, 인접 전원 장치 및 대상 전원 장치로 되므로, 비접촉 급전 설비의 각각의 전원 장치로부터 출력되는 교류 전류를 동기시킬 수 있다. 이와 같이, 본 구성에 의하면, 이동체의 이동 경로를 따라 늘어서도록 배치된 복수의 급전선을 가지는 비접촉 급전 설비에 있어서, 자재 비용이나 설치 공정수를 저감하면서, 각 급전선을 흐르는 교류 전류를 적절하게 동기시킬 수 있다. 또한, 설치 후의 유지보수에 요하는 비용도 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 위상 검출부는, 상기 대상 전원 장치에 의해 상기 대상 급전선에 교류 전류가 공급되고 있지 않는 상태에서, 상기 유도 전류 위상을 검출하면 바람직하다.

본 구성에 의하면, 대상 급전선을 흐르는 전류가 대략 인접 급전선을 흐르는 전류에 의해 유도된 전류만으로 된다. 따라서, 대상 전원 장치로 대상 급전선에 공급되는 교류 전류의 영향을 받지 않고, 유도 전류 위상의 검출 정밀도를 높이기 쉽다.

또한, 상기 대상 전원 장치는, 상기 유도 전류 위상을 기억하는 위상 기억부와, 상기 대상 전원 장치에 의해 상기 대상 급전선에 공급되는 전력인 부하 전력을 검출하는 부하 전력 검출부를 더 구비하고, 상기 위상 제어부는, 상기 대상 급전선에 인가되는 교류 전압에 대한 상기 대상 급전선을 흐르는 교류 전류의 위상차가 상기 부하 전력에 따라 변화하는 것에 따라, 상기 대상 급전선을 흐르는 교류 전류의 위상을, 상기 위상 기억부에 기억한 상기 유도 전류 위상에 일치시키도록 상기 교류 전류 생성부를 제어하면 바람직하다.

교류에서는, 전압 위상과 전류 위상의 관계가 부하에 의해 변화된다. 따라서, 대상 급전선을 통한 전력의 공급처의 부하 변동에 따라, 대상 급전선의 전류 위상과 인접 급전선의 전류 위상이 어긋나는 경우가 있다. 본 구성에 의하면, 위상 기억부에 기억된 유전(誘電) 전류 위상에 일치하도록, 부하 전력 검출부에 의해 검출된 부하 전력에 따른 위상의 어긋남을 보정할 수 있다. 따라서, 본 구성에 의하면, 대상 전원 장치에 의해 대상 급전선에 공급되는 교류 전류의 위상과, 인접 전원 장치에 의해 인접 급전선에 공급되는 교류 전류의 위상의 일치도를 높이기 쉽다.

또한, 상기 결합 유닛은, 상기 대상 급전선의 일부에 의해 구성되는 대상 코일부와, 상기 인접 급전선의 일부에 의해 구성되는 인접 코일부와, 자성체 코어를 구비하고, 상기 대상 코일부와 상기 인접 코일부와 상기 자성체 코어가 동심상으로 배치되어 있으면 바람직하다.

자성체 코어를 구비하는 것에 의해, 인접 코일부를 흐르는 전류에 의해 생기는 자계의 자속을 자성체 코어에 모으고, 많은 자속을 대상 코일부와 전자 결합시켜 유도 전류의 진폭을 크게 하기 쉽다. 또한, 대상 코일부와 인접 코일부와 자성체 코어가 동심상으로 배치되어 있음으로써, 인접 코일부로부터의 자속이 자성체 코어 및 대상 코일부와 쇄교하기 쉽고, 유도 전류의 진폭을 크게 하기 쉽다. 즉, 본 구성에 의하면, 결합 유닛에 의한 대상 급전선과 인접 급전선을 전자 결합의 결합율 (결합 계수)를 높이기 쉽고, 유도 전류의 진폭을 크게 하여 유도 전류 위상의 검출 정밀도를 높이기 쉽다.

또한, 상기 자성체 코어는 환형으로 형성되고, 상기 이동 경로를 따르는 방향을 경로 방향으로 하여, 상기 대상 코일부와 상기 인접 코일부와 상기 자성체 코어가, 상기 경로 방향에 교차하는 평면을 따라 상기 이동체의 이동 궤적을 둘러싸도록 배치되어 있으면 바람직하다.

본 구성에 의하면, 이동 경로에 따른 이동체의 이동을 방해하는 일없이, 높은 결합율로 대상 급전선과 인접 급전선이 전자 결합하도록, 결합 유닛을 적절하게 배치할 수 있다.

2: 전원 장치
2N: 인접 전원 장치
2T: 대상 전원 장치
3: 급전선
3N: 인접 급전선
3T: 대상 급전선
4: 수전 장치
5: 결합 유닛
5N: 인접 코일부
5T: 대상 코일부
6: 교류 전류 생성부
7: 위상 제어부
8: 위상 검출부
9: 부하 전력 검출부
10: 이동 경로
30: 물품 반송차(이동체)
51: 자성체 코어
83: 위상 기억부
100: 비접촉 급전 설비
L: 경로 방향

Claims (5)

1. 수전(受電) 장치를 구비한 이동체의 이동 경로를 따라 늘어서도록 배치된 복수의 급전선; 및
   복수의 상기 급전선의 각각에 접속되고, 접속된 상기 급전선에 교류 전류를 공급하는 전원 장치;를 구비하고,
   상기 수전 장치에 비접촉으로 전력을 공급하는 비접촉 급전 설비로서,
   복수의 상기 급전선의 하나를 대상 급전선으로 하고, 상기 대상 급전선에 접속된 전원 장치를 대상 전원 장치로 하고, 상기 이동 경로를 따라 상기 대상 급전선과 이웃하는 상기 급전선을 인접 급전선으로 하고, 상기 인접 급전선에 접속된 전원 장치를 인접 전원 장치로 하여,
   상기 대상 급전선과 상기 인접 급전선을 전자(電磁) 결합하는 결합 유닛을 구비하고,
   상기 대상 전원 장치는,
   상기 인접 전원 장치에 의해 상기 인접 급전선에 교류 전류가 공급되고 있는 상태에서, 상기 결합 유닛을 통한 전자 유도에 의해 상기 대상 급전선을 흐르는 유도 전류의 위상인 유도 전류 위상을 검출하는 위상 검출부와,
   상기 대상 급전선에 공급하는 교류 전류를 생성하는 교류 전류 생성부와,
   상기 대상 급전선에 공급되는 교류 전류의 위상이 상기 위상 검출부에 의해 검출된 상기 유도 전류 위상에 가까워지도록, 상기 교류 전류 생성부를 제어하는 위상 제어부를 구비하는,
   비접촉 급전 설비.
2. 제1항에 있어서,
   상기 위상 검출부는, 상기 대상 전원 장치에 의해 상기 대상 급전선에 교류 전류가 공급되고 있지 않는 상태에서, 상기 유도 전류 위상을 검출하는, 비접촉 급전 설비.
3. 제2항에 있어서,
   상기 대상 전원 장치는, 상기 유도 전류 위상을 기억하는 위상 기억부와, 상기 대상 전원 장치에 의해 상기 대상 급전선에 공급되는 전력인 부하 전력을 검출하는 부하 전력 검출부를 더 구비하고, 상기 위상 제어부는, 상기 대상 급전선에 인가되는 교류 전압에 대한 상기 대상 급전선을 흐르는 교류 전류의 위상차가 상기부하 전력에 따라 변화하는 것에 따라, 상기 대상 급전선을 흐르는 교류 전류의 위상을, 상기 위상 기억부에 기억한 상기 유도 전류 위상에 일치시키도록 상기 교류 전류 생성부를 제어하는, 비접촉 급전 설비.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 결합 유닛은, 상기 대상 급전선의 일부에 의해 구성되는 대상 코일부와, 상기 인접 급전선의 일부에 의해 구성되는 인접 코일부와, 자성체 코어를 구비하고, 상기 대상 코일부와 상기 인접 코일부와 상기 자성체 코어가 동심상(同心狀)으로 배치되어 있는, 비접촉 급전 설비.
5. 제4항에 있어서,
   상기 자성체 코어는 환형으로 형성되고,
   상기 이동 경로를 따르는 방향을 경로 방향으로 하여,
   상기 대상 코일부와 상기 인접 코일부와 상기 자성체 코어가, 상기 경로 방향에 교차하는 평면을 따라 상기 이동체의 이동 궤적을 둘러싸도록 배치되어 있는, 비접촉 급전 설비.