WO2017163388A1 - 非接触給電装置 - Google Patents

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power transmission
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壮志 野村
慎二 瀧川
加藤 進一
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富士機械製造株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a non-contact power feeding device that feeds power from a fixed part to a moving body in a non-contact manner.
  • Patent Document 1 discloses a technical example in which power is reliably transmitted to one of the power receiving coils while the position is detected by a sensor using two power feeding coils and two power receiving coils.
  • Patent Document 2 discloses a power feeding device that charges a battery of a moving body from a primary coil on the ground through a secondary coil facing the primary coil using electromagnetic induction.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and enables the connection of the feeding coils when the moving distance of the receiving coils changes and the number of arranged feeding coils increases or decreases, and controls the feeding coils. Providing a device is a problem to be solved.
  • the non-contact power feeding device of the present invention that solves the above-described problem is that the power is fed from a power feeding coil to a moving body that is non-contact and provided with a power receiving coil, and the power transmission module that includes the power feeding coil is coupled, whereby the connection direction is An AC module that supplies AC power from the power transmission module when the at least one power receiving coil is positioned at a position where power can be supplied to at least one power feeding coil in a contactless power feeding device that expands a power feedable range to a moving body And a communication from the AC module to the power transmission module, and a semiconductor switch included in the power transmission module is turned on.
  • non-contact power feeding device of the present invention stable non-contact power feeding can be performed even if the moving distance of the power receiving coil is changed and the number of power feeding coils arranged is increased or decreased.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of the contactless power feeding device according to the embodiment.
  • the contactless power supply device of the embodiment is assembled in a board production line.
  • the non-contact power feeding apparatus is configured by arranging two first and second substrate production machines 7 and 14 in a line.
  • the vertical direction in FIG. 1 is the direction in which the first and second substrate production machines 7 and 14 are arranged, and is also the movement direction of the moving body 1 described later.
  • Each board production machine 7 and 14 is modularized, and the width dimension in the row direction is equal to each other.
  • the first and second substrate production machines 7 and 14 can change the order of the arrangement positions and can be replaced with other modular board production machines.
  • the number of board production machines that make up the board production line may be two or more, and it is possible to add modules to increase the number of board arrangements later.
  • the first and second board production machines 7 and 14 can be exemplified by component mounting machines, but are not limited thereto.
  • the moving body 1 On the side of the first and second substrate production machines 7 and 14 facing the moving body 1, guide rails (not shown) extending in the row direction are arranged.
  • the moving body 1 moves along the guide rail in the moving direction (the direction in which the first and second substrate production machines 7 and 14 are arranged).
  • the mobile body 1 plays a role of loading equipment and members used in the substrate production machines 7 and 14 from a storage box (not shown) and returning the used equipment and members to the storage box.
  • the contactless power supply device of the embodiment is a device that performs contactless power supply from the first to second substrate production machines 7 and 14 to the moving body 1.
  • the non-contact power feeding device includes the first and second substrate production machines 7 and 14, the AC power source 22 provided in each of the AC modules 21, the power feeding coils 8 and 15, and the two power receiving coils provided in the moving body 1. 5 and 6 etc.
  • the AC power supply 22 provided in the AC module 21 generates an AC voltage and supplies it to the power feeding coils 8 and 15.
  • the frequency of the AC voltage is preferably set as appropriate based on the resonance frequencies of the power supply side resonance circuit and the power reception side resonance circuit.
  • a total of two feeding coils 8 and 15 provided in the two substrate production machines 7 and 14 can operate independently of each other.
  • the AC module 21 includes a resonant capacitor 23, conducting wires 35 and 36, an arithmetic processing unit 25, and a connector 24.
  • the resonance capacitor 23 is a resonance element that is connected in series to the power supply coils 8 and 15 to form a power supply resonance circuit.
  • the arithmetic processing unit 25 can communicate with the arithmetic processing units 12 and 19 included in the first and second substrate production machines 7 and 14.
  • the AC power supply 22 can be configured using, for example, a DC power supply unit that outputs a DC voltage and a known bridge circuit that converts the DC voltage to AC.
  • the AC power supply 22 may have a function of adjusting a voltage value, a frequency, a phase, and the like.
  • the AC power supply 22 is connected to the connector 24 via the conductive wires 35 and 36.
  • the connector 24 of the AC module 21 is connected to the connector 20 of the second board production machine 14.
  • the connector 20 is connected to the connector 18 via the conductive wires 33 and 34. The same applies to the connectors 11 and 13 and the conductors 31 and 32 of the first board production machine 7.
  • the connector 11 is connected to the connector when the number of board production machines is newly increased.
  • the first to second board production machines 7 and 14 include connectors 11, 13, 18, and 20, arithmetic processing units 12 and 19, conducting wires 31, 32, 33, and 34, semiconductor switches 9 and 16, Current detection units 10 and 17 and power supply coils 8 and 15 are provided.
  • the feeding coils 8 and 15 are one form of a feeding element.
  • the power feeding coils 8 and 15 are provided on the side of the substrate production machines 7 and 14 facing the moving body 1.
  • the two power receiving coils 5 and 6 provided in the moving body 1 are disposed on the side surfaces of the first and second substrate production machines 7 and 14 facing the power feeding coils 8 and 15 and are separated from each other along the moving direction. Arranged.
  • the power receiving coils 5 and 6 and the power feeding coils 8 and 15 are electromagnetically coupled to each other, and mutual inductance is generated to enable non-contact power feeding.
  • the power receiving coils 5 and 6 are one form of a power receiving element.
  • the power receiving coils 5 and 6 are connected to the load 2 through rectifying and smoothing circuits 3 and 4, respectively.
  • the rectifying / smoothing circuits 3 and 4 have a diode and a coil.
  • a capacitor is connected in parallel to the power receiving coils 5 and 6, and this is a resonance element that forms a power receiving side resonance circuit.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration different from that of FIG. 1 included in the contactless power supply device of the embodiment.
  • the first to second substrate production machines 7 and 14 include detection units 55 and 57 corresponding to the feeding coils 8 and 15, respectively. This is for detecting which of the power receiving coils 5 and 6 included in the moving body 1 is in a position where power can be supplied. Specifically, the detection unit detects the detected portions 51 and 53 corresponding to the power receiving coils 5 and 6, respectively.
  • This configuration is provided, for example, at a position where the height of the substrate production machine is different (the vertical direction in the drawing is different).
  • the detection unit 55 detects that the power supply coil 8 of the first substrate production machine 7 is in a position where power can be supplied to the power reception coil 5.
  • the arithmetic processing unit 12 of the first substrate production machine 7 receives the information from the detection unit 55, and the communication line of the first substrate production machine 7, the connector 13, the communication line of the second substrate production machine 14, the connector 20.
  • the information by the detection unit 55 is transmitted to the arithmetic processing unit 25 of the AC module 21 via the connector 24 and the communication line of the AC module 21.
  • the arithmetic processing unit 25 is connected to the arithmetic processing unit 12 of the first substrate production machine 7 via a communication line or the like so that the power supply coil 8 of the first substrate production machine 7 can supply power to the power receiving coil 5. , Send information. At this time, the arithmetic processing unit 25 checks whether there is any abnormality in the power feeding system.
  • the arithmetic processing unit 12 receives information from the arithmetic processing unit 25 and turns on the semiconductor switch 9. By doing so, power feeding from the power feeding coil 8 to the power receiving coil 5 is started.
  • the arithmetic processing unit 12 is also connected to the current detection unit 10. For example, when an overcurrent flows through the power supply coil 8, the arithmetic processing unit 12 can detect it and turn off the semiconductor switch 9.
  • the moving body 1 converts the AC power received by the power receiving coil 5 into DC through the rectifying and smoothing circuit 3 and supplies the load 2 with power.
  • the AC power supply 22 can stop the supply of AC power to the power supply coil away from the moving body 1 by the semiconductor switch, so that generated loss is reduced.
  • the non-contact power feeding device of the embodiment further includes a power receiving side capacitor and a power feeding side capacitor (resonance element) that are connected to the power receiving coil and the power feeding coil to form a resonance circuit. According to this, high power supply efficiency can be obtained using the resonance characteristics.
  • the power receiving element is a power receiving coil
  • the power feeding element is a power feeding coil. According to this, a stable non-contact power supply can always be performed with an electromagnetic coupling type non-contact power supply apparatus.
  • the fixed part is a substrate production line in which a plurality of substrate production machines are arranged, and the moving direction is set in the arrangement direction of the plurality of substrate production machines. The same number is arranged in each. According to this, in all cases of changing the order of the arrangement position of board production machines, replacing with other board production machines that have been modularized, and adding modules to more than 3 machines.
  • the non-contact power feeding device ensures a good power receiving state. Therefore, when changing the line configuration of the board production line or when dealing with module expansion, the setup change work for the non-contact power feeding device is simple.
  • the length in the moving direction of the feeding coils 8 and 15 on the substrate production machine side is denoted by LT, and the distance between the feeding coils 8 and 15 is denoted by DT. Further, the length of the power receiving coils 5 and 6 on the moving body 1 side in the moving direction is LR, and the distance between the power receiving coils 5 and 6 is DR.
  • the length LT in the moving direction of the power feeding coils 8 and 15 is slightly smaller than the width dimension of the board production machines 7 and 14.
  • At least one of the power receiving coils always faces the power feeding coil. Accordingly, at least one power receiving coil can always receive a large AC power while ensuring a good power receiving state. Thereby, the pulsation of the alternating current power received can be suppressed, and always stable non-contact electric power feeding can be performed.
  • one of the plurality of power receiving coils faces one of the plurality of power feeding coils as the moving body 1 moves, and the other power receiving coil in the plurality of There is a positional relationship that directly faces other feeding coils among the plurality. At this time, the two power receiving coils are both in a good power receiving state, and large AC power is secured.
  • the non-contact power feeding device of the modification there is a positional relationship in which the two power receiving coils 5 and 6 adjacent to each other face the one power feeding coil as the moving body 1 moves. At this time, the two power receiving coils 5 and 6 share a magnetic flux induced by one power feeding coil to be in a good power receiving state, and large AC power is secured.
  • the power receiving coils 5 and 6 include a plurality of rectifying and smoothing circuits 3 and 4 that convert the AC power received by the power receiving coils 5 and 6 into a DC driving voltage and output the DC driving voltage. Connected in parallel. According to this circuit configuration, the load 2 can be driven by AC power received by at least one power receiving coil in a good power receiving state. Therefore, an electricity storage element (battery) and a charging circuit can be eliminated.
  • FIG. 4 shows an example in which the non-contact power feeding device of the present invention is applied to a substrate production line.
  • first to third substrate production machines 61, 63, 65 are arranged together with the AC module 73.
  • the moving body 71 moves along the direction in which the first to third substrate production machines 61, 63, 65 are arranged.
  • the mobile body 1 carries a role of transporting the component supply device 81 used in each of the board production machines 61, 63, 65 and replacing it with, for example, the component supply apparatus 83 held by the board production machine 65.
  • the power supplied by the non-contact power supply device can be used for the movement of the moving body 71 and can also be used for replacement of the component supply device.
  • the contactless power feeding method of the present invention is not limited to the electromagnetic induction method and electromagnetic resonance method, which are electromagnetic coupling methods using a power feeding coil and a power receiving coil.
  • the electrostatic coupling method using a power feeding electrode and a power receiving electrode may be.
  • Various other applications and modifications are possible for the present invention.
  • Only one power supply coil can be mounted on the contactless power transmission module of the present invention for standardization. If such a power transmission module is used as a module unit and a module-connected manufacturing apparatus is configured, module increase / decrease / change is further facilitated, and construction of a flexible manufacturing apparatus can be easily realized.
  • the normalization means that the module widths are substantially the same, and it becomes easy to satisfy LR ⁇ DT ⁇ DR and (2 ⁇ LR + DR) ⁇ LT.
  • the manufacturing apparatus here refers to all apparatuses for manufacturing objects, and includes, for example, machine tools and substrate production lines.
  • the non-contact power feeding device of the present invention can be used in a wide range of fields such as assembly lines and processing lines that produce other products, machine tools and loaders, and power feeding during running of electric vehicles. Is possible.

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Abstract

非接触で受電コイルを備えた移動体に給電コイルから給電し、前記給電コイルを備えた送電モジュールを連結させることで、前記連結方向へ前記移動体に給電可能な範囲を広げる非接触給電装置において、少なくとも一つの前記給電コイルに少なくとも一つの前記受電コイルが給電可能な位置に位置したときに、前記送電モジュールから交流電力を供給する交流モジュールへ通信を行い、かつ、前記交流モジュールから前記送電モジュールへ通信を行い、前記送電モジュールが備える半導体スイッチを導通することを特徴とした非接触給電装置。

Description

非接触給電装置
本発明は、固定部から移動体に非接触で給電する非接触給電装置に関する。
2つの給電コイルと2つの受電コイルを用いてセンサで位置を検知しながら、確実にどちらかの受電コイルへ送電する技術例が特許文献1に開示されている。
電磁誘導を利用して地上の一次側コイルからこれに対向する二次側コイルを介して移動体のバッテリを充電する給電装置が特許文献2に開示されている。
以上のような、背景技術がある。
特開平7-322535号公報 特開2009-284695号公報
しかし、上記文献には、受電コイルの移動距離が変わり、並べられた給電コイルが増減したときに、どのように対応するかは開示されていない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、受電コイルの移動距離が変わり、並べられた給電コイルが増減したときの、給電コイルの連結を可能とし、また、その制御をする装置を提供することを解決すべき課題とする。
上記課題を解決する本発明の非接触給電装置は、非接触で受電コイルを備えた移動体に給電コイルから給電し、前記給電コイルを備えた送電モジュールを連結させることで、前記連結方向へ前記移動体に給電可能な範囲を広げる非接触給電装置において、少なくとも一つの前記給電コイルに少なくとも一つの前記受電コイルが給電可能な位置に位置したときに、前記送電モジュールから交流電力を供給する交流モジュールへ通信を行い、かつ、前記交流モジュールから前記送電モジュールへ通信を行い、前記送電モジュールが備える半導体スイッチを導通することを特徴とした非接触給電装置、により解決することができる。
本発明の非接触給電装置において、受電コイルの移動距離が変わり、並べられた給電コイルが増減したとしても、安定した非接触給電を行うことができる。
実施形態の非接触給電装置の構成を模式的に説明する図である。 実施形態の非接触給電装置が備える図1とは別の構成を模式的に説明する図である。 変形例を説明する図である。 基板生産ラインの一例を示す図である。
本発明の実施形態の非接触給電装置について、図1を参考にして説明する。図1は、実施形態の非接触給電装置の構成を模式的に説明する図である。実施形態の非接触給電装置は、基板生産ラインに組み付けられている。図1に示されるように、非接触給電装置は、2台の第1~第2基板生産機7、14が列設されて構成されている。図1の上下方向は、第1~第2基板生産機7、14の列設方向であり、後述する移動体1の移動方向でもある。
各基板生産機7、14は、モジュール化されており、列設方向の幅寸法が互いに等しい。第1~第2基板生産機7、14、は列設位置の順序変更、およびモジュール化された他の基板生産機との入れ替えが可能とされている。基板生産ラインを構成する基板生産機の列設台数は2台以上でもよく、後から列設台数を増やすモジュール増設対応も可能になっている。第1~第2基板生産機7、14として、部品実装機を例示でき、これに限定されない。
第1~第2基板生産機7、14の移動体1に対向する側には、列設方向に延在する図略のガイドレールが配設されている。移動体1は、ガイドレールに沿って移動方向(第1~第2基板生産機7、14の列設方向)に移動する。移動体1は、各基板生産機7、14で使用する機材や部材を図略の保管庫から搬入し、使用後の機材や部材を保管庫に戻す役割を担っている。
実施形態の非接触給電装置は、第1~第2基板生産機7、14から移動体1に非接触給電を行う装置である。非接触給電装置は、第1~第2基板生産機7、14、交流モジュール21にそれぞれ設けられた交流電源22、給電コイル8、15、ならびに、移動体1に設けられた2個の受電コイル5、6などで構成されている。
交流モジュール21に備えられた交流電源22は、交流電圧を発生して給電コイル8、15に供給する。交流電圧の周波数は、給電側共振回路および受電側共振回路の共振周波数に基づいて適宜設定されることが好ましい。2台の基板生産機7、14に設けられた合計2個の給電コイル8、15は、相互に独立して動作可能となっている。交流モジュール21は、その他、共振コンデンサ23、導線35、36、演算処理ユニット25、コネクタ24を備える。共振コンデンサ23は、給電コイル8、15に直列接続されて給電側共振回路を形成する共振用素子である。演算処理ユニット25は、第1~第2基板生産機7、14が備える演算処理ユニット12、19と通信可能である。
交流電源22は、例えば、直流電圧を出力する直流電源部と、直流電圧を交流変換する公知のブリッジ回路とを用いて構成できる。交流電源22は、電圧値や周波数、位相などを調整する機能を具備していてもよい。交流電源22は導線35、36を介してコネクタ24に繋がれる。また、交流モジュール21のコネクタ24は、第2基板生産機14のコネクタ20に接続される。そして、コネクタ20は導線33、34を介してコネクタ18に繋がれる。第1基板生産機7のコネクタ11、13、導線31、32についても同様である。コネクタ11は、新たに基板生産機が増えた場合に、そのコネクタと接続されるものである。
第1~第2基板生産機7、14は、図1に示すようにコネクタ11、13、18、20、演算処理ユニット12、19、導線31、32、33、34、半導体スイッチ9、16、電流検出部10、17、給電コイル8、15を備える。給電コイル8、15は、給電素子の一形態である。給電コイル8、15は、各基板生産機7、14の移動体1に対向する側に設けられている。
移動体1が備える2個の受電コイル5、6は、第1~第2基板生産機7、14の給電コイル8、15に対向する側面に配設されており、移動方向に沿い相互に離間して配置される。受電コイル5、6および給電コイル8、15は相互に電磁結合し、相互インダクタンスが発生して非接触給電が可能になる。受電コイル5、6は、受電素子の一形態である。受電コイル5、6はそれぞれ整流平滑回路3、4を介して、負荷2に繋がれている。整流平滑回路3、4は、ダイオード、コイルを有する。また、受電コイル5、6には、コンデンサが並列接続されており、これは、受電側共振回路を形成する共振用素子である。
図2は実施形態の非接触給電装置が備える図1とは別の構成を模式的に説明する図である。図2に示すように、第1~第2基板生産機7、14は、給電コイル8、15にそれぞれ対応する検出部55、57を備える。これは、移動体1が備える受電コイル5、6のどちらが給電可能な位置にあるかを検出するためのものである。詳細には、受電コイル5、6のそれぞれに対応する被検出部51、53を検出部が検出する。この構成は、例えば、基板生産機の高さが異なる(図でいう紙面垂直方向が異なる)位置に設けられる。
ここでは、実施形態の非接触給電装置の具体的な動作について説明する。まず、第1基板生産機7の給電コイル8が、受電コイル5に給電可能な位置にあることを、検出部55が検出する。
次に、第1基板生産機7の演算処理ユニット12は、検出部55からその情報を受け取り、第1基板生産機7の通信線、コネクタ13、第2基板生産機14の通信線、コネクタ20、コネクタ24、交流モジュール21の通信線、を介して、交流モジュール21の演算処理ユニット25へ検出部55による情報を送信する。
ここで、演算処理ユニット25は、第1基板生産機7の給電コイル8が、受電コイル5へ給電可能となるように、第1基板生産機7の演算処理ユニット12へ通信線などを介して、情報を送信する。このとき、演算処理ユニット25は、給電システムに異常がないかを確認する。
演算処理ユニット12は、演算処理ユニット25からの情報を受信し、半導体スイッチ9をONする。こうすることで、給電コイル8から受電コイル5への給電が開始される。
なお、演算処理ユニット12は、電流検出部10にも繋がっており、例えば、給電コイル8に過電流が流れた場合、それを検知し、半導体スイッチ9をOFFすることができる。
そして、移動体1は、受電コイル5が受電した交流電力を、整流平滑回路3を通して直流に変換し、負荷2に電力を供給する。
このような非接触給電装置において、交流電源22は、移動体1から離れた給電コイルに交流電力を供給することを半導体スイッチにより停止できるので、発生する損失が低減される。
さらに、実施形態の非接触給電装置は、受電コイルおよび給電コイルに接続されて共振回路を形成する受電側コンデンサおよび給電側コンデンサ(共振用素子)をさらに備える。これによれば、共振特性を利用して高い給電効率が得られる。
さらに、受電素子は受電コイルとされ、給電素子は給電コイルとされている。これによれば、電磁結合方式の非接触給電装置で、常に安定した非接触給電を行える。
さらに固定部は、複数の基板生産機が列設された基板生産ラインであり、複数の基板生産機の列設方向に移動方向が設定されており、複数の給電コイルは、複数の基板生産機に同数個ずつ配置されている。これによれば、基板生産機の列設位置の順序変更、およびモジュール化された他の基板生産機との入れ替え、ならびに、列設台数が3台以上に増設されるモジュール増設対応の全ての場合に、非接触給電装置は、良好な受電状態が確保される。したがって、基板生産ラインのライン構成の変更時やモジュール増設対応時に、非接触給電装置に関する段取り替え作業は簡素である。
ここで、変形例について図3により説明する。基板生産機側の給電コイル8、15の移動方向の長さをLTとし、給電コイル8、15の相互間の離間距離をDTとする。また、移動体1側の受電コイル5、6の移動方向の長さをLRとし、受電コイル5、6の相互間の離間距離をDRとする。給電コイル8、15の移動方向の長さLTは、基板生産機7、14の幅寸法よりも少しだけ小さい。
この場合において、LR≦DT≦DR、(2×LR+DR)≦LTが成り立つと、移動体1にはバッテリなどを備えることなく、移動体1の移動に合わせて、給電を行うことができる。図3では、LR=DT=DR、(2×LR+DR)≦LTの例を示している。移動体1が移動したとしても、少なくとも1つの受電コイルが、給電コイルと対向するからである。
これによれば、移動体1の位置に関係なく常に、少なくともいずれか1個の受電コイルが給電コイルに正対する。したがって、常に、少なくとも1個の受電コイルは、良好な受電状態を確保して大きな交流電力を受け取ることができる。これにより、受電する交流電力の脈動を抑制して、常に安定した非接触給電を行える。
さらに、変形例の非接触給電装置において、移動体1の移動に伴って複数の内の一の受電コイルが複数の内の一の給電コイルと正対し、かつ、複数の内の他の受電コイルが複数の内の他の給電コイルと正対する位置関係が存在する。このとき、2個の受電コイルは、ともに良好な受電状態となり、大きな交流電力が確保される。
また、変形例の非接触給電装置において、移動体1の移動に伴って隣り合う2個の受電コイル5、6が1個の給電コイルと正対する位置関係が存在する。このとき、2個の受電コイル5、6は、1個の給電コイルが誘起する磁束を分け合って良好な受電状態となり、大きな交流電力が確保される。
さらに、受電コイル5,6が受け取った交流電力を直流の駆動電圧に変換して出力する複数の整流平滑回路3、4を含むとともに、各整流平滑回路3、4の出力側が負荷2に対して並列接続されている。この回路構成によれば、受電状態の良好な少なくとも1個の受電コイルが受け取った交流電力で負荷2を駆動できる。したがって、蓄電素子(バッテリ)および充電回路を不要にできる。
図4に、本発明の非接触給電装置を基板生産ラインに応用した例を示す。このラインでは、第1~第3基板生産機61、63、65が交流モジュール73とともに列設されている。移動体71は、第1~第3基板生産機61、63、65の列設方向に沿って移動する。移動体1は、各基板生産機61、63、65で使用する部品供給装置81を搬送し、例えば、基板生産機65が保持する部品供給装置83と交換する役割を担う。このとき、移動体71の移動に非接触給電装置によって給電された電力を用い、また、部品供給装置の交換にも用いることができる。
本発明の非接触給電の方式は、給電コイルおよび受電コイルを用いた電磁結合方式である電磁誘導方式、電磁界共鳴方式に限定されず、例えば、給電電極および受電電極を用いた静電結合方式であってもよい。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。
本発明の非接触給電の送電モジュールに、一つの給電コイルのみを載せて規格化することができる。このような送電モジュールを一モジュール単位としてモジュール連結型製造装置を構成とすると、モジュールの増減・変更がさらに容易となり、フレキシブルな製造装置の構築を簡単に実現することができる。ここでいう規格化とは、モジュール幅を略同一とすることをいい、LR≦DT≦DR、(2×LR+DR)≦LTを成り立たせることが容易となる。また、ここでいう製造装置とは物を製造する装置全般をいい、例えば、工作機械や基板生産ラインなどが含まれる。
本発明の非接触給電装置は、実施形態で説明した基板生産ライン以外にも、他の製品を生産する組立ラインや加工ライン、工作機械やそのローダー、電動車両の走行中給電など幅広い分野に利用可能である。
1:移動体 2:負荷 3:整流平滑回路
4:整流平滑回路 5:受電コイル 6:受電コイル
7:第1基板生産機 8:給電コイル 9:半導体スイッチ 10:電流検出部
11:コネクタ 12:演算処理ユニット 13:コネクタ
14:第2基板生産機 15:給電コイル 16:半導体スイッチ
17:電流検出部 18:コネクタ 19:演算処理ユニット
20:コネクタ 21:交流モジュール 22:交流電源
23:共振コンデンサ 24:コネクタ 25:演算処理ユニット
31:導線 32:導線 33:導線 34:導線 35:導線 36:導線
51:被検出部 53:被検出部 55:検出部 57:検出部
61:第1基板生産機 63:第2基板生産機 65:第3基板生産機
71:移動体 73:交流モジュール
81:部品供給装置 83:部品供給装置
 

Claims (5)

  1. 非接触で受電コイルを備えた移動体に給電コイルから給電し、前記給電コイルを備えた送電モジュールを連結させることで、前記連結方向へ前記移動体に給電可能な範囲を広げる非接触給電装置において、少なくとも一つの前記給電コイルに少なくとも一つの前記受電コイルが給電可能な位置に位置したときに、前記送電モジュールから交流電力を供給する交流モジュールへ通信を行い、かつ、前記交流モジュールから前記送電モジュールへ通信を行い、前記送電モジュールが備える半導体スイッチを導通させることを特徴とした非接触給電装置。
  2. 交流電力を伝える導線を有し、前記導線の端に接続用端末を設けたことを特徴とする交流モジュール、または、送電モジュールを備える、請求項1に記載の非接触給電装置。
  3.  前記送電モジュールが演算処理ユニット、および、電流検出部を備え、前記送電モジュールが備える演算処理ユニットが、前記電流検出部の異常を検知した場合に、前記送電モジュールが備える半導体スイッチを遮断することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の非接触給電装置。
  4.  前記送電モジュールが規格化され、一つの給電コイルのみを有することを特徴とする、請求項1乃至3に記載の非接触給電装置。
  5.  前記規格化された送電モジュールを一つのモジュール単位とし、該モジュールを連結させることで非接触給電装置を構成することを特徴とする、モジュール連結型製造装置。
     
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021171453A1 (ja) 2020-02-27 2021-09-02 株式会社Fuji 電源遮断装置および電源遮断方法
TWI851926B (zh) 2020-10-06 2024-08-11 日商村田機械股份有限公司 非接觸供電系統及搬運系統

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010047210A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Toshiba Corp 非接触給電装置および搬送装置
JP2012075304A (ja) * 2010-08-30 2012-04-12 Univ Of Tokyo 無線電力伝送装置
JP2013051744A (ja) * 2011-08-30 2013-03-14 Mitsubishi Motors Corp ワイヤレス給電システム
JP2015019484A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 非接触給電システム、非接触給電装置及び非接触給電システムの連携管理方法
JP2015104164A (ja) * 2013-11-21 2015-06-04 株式会社豊田自動織機 送電機器及び非接触電力伝送装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4236340C2 (de) * 1992-10-28 1994-11-10 Daimler Benz Ag Anordnung zur induktiven Übertragung von Energie
JPH07322535A (ja) 1994-05-23 1995-12-08 Yaskawa Electric Corp 直動機構用無接触給電装置
DE502005004571D1 (de) * 2005-01-04 2008-08-14 Siemens Ag Optische Datenübertragung zwischen einem Bestückautomaten und einer Zuführeinrichtung
US7989986B2 (en) * 2006-03-23 2011-08-02 Access Business Group International Llc Inductive power supply with device identification
JP4536131B2 (ja) 2008-05-23 2010-09-01 カワサキプラントシステムズ株式会社 移動体用絶縁式給電装置
JP5289197B2 (ja) * 2009-06-08 2013-09-11 Juki株式会社 電子部品実装装置
JP5537981B2 (ja) * 2010-02-15 2014-07-02 株式会社豊田中央研究所 移動体給電装置
US20130062966A1 (en) * 2011-09-12 2013-03-14 Witricity Corporation Reconfigurable control architectures and algorithms for electric vehicle wireless energy transfer systems
JP5803475B2 (ja) * 2011-09-16 2015-11-04 株式会社Ihi 移動車両給電システム
WO2014010083A1 (ja) 2012-07-13 2014-01-16 富士機械製造株式会社 部品実装システム
JP6022267B2 (ja) * 2012-09-05 2016-11-09 昭和飛行機工業株式会社 移動給電式の非接触給電装置
JP2014090528A (ja) * 2012-10-29 2014-05-15 Hitachi Ltd 移動体用非接触充電装置および移動体用非接触充電方法
JP6263934B2 (ja) * 2013-10-03 2018-01-24 日産自動車株式会社 非接触給電装置
KR20150050142A (ko) * 2013-10-31 2015-05-08 삼성전기주식회사 전자 기기
US10513190B2 (en) * 2014-09-10 2019-12-24 Witricity Corporation Methods and apparatus for tuning and controlling double couple inductive power transfer systems
CN108604822B (zh) * 2016-02-17 2022-03-01 株式会社富士 非接触供电装置
JP6679629B2 (ja) * 2016-02-17 2020-04-15 株式会社Fuji 生産ラインの安全システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010047210A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Toshiba Corp 非接触給電装置および搬送装置
JP2012075304A (ja) * 2010-08-30 2012-04-12 Univ Of Tokyo 無線電力伝送装置
JP2013051744A (ja) * 2011-08-30 2013-03-14 Mitsubishi Motors Corp ワイヤレス給電システム
JP2015019484A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 非接触給電システム、非接触給電装置及び非接触給電システムの連携管理方法
JP2015104164A (ja) * 2013-11-21 2015-06-04 株式会社豊田自動織機 送電機器及び非接触電力伝送装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3435519A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021171453A1 (ja) 2020-02-27 2021-09-02 株式会社Fuji 電源遮断装置および電源遮断方法
TWI851926B (zh) 2020-10-06 2024-08-11 日商村田機械股份有限公司 非接觸供電系統及搬運系統

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