WO2019069605A1 - 非接触給電設備 - Google Patents

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WO2019069605A1
WO2019069605A1 PCT/JP2018/032568 JP2018032568W WO2019069605A1 WO 2019069605 A1 WO2019069605 A1 WO 2019069605A1 JP 2018032568 W JP2018032568 W JP 2018032568W WO 2019069605 A1 WO2019069605 A1 WO 2019069605A1
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WO
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power
dimension
receiving coil
power receiving
feeder
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PCT/JP2018/032568
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English (en)
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Inventor
誉 幸本
Original Assignee
村田機械株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M1/00—Power supply lines for contact with collector on vehicle
    • B60M1/12—Trolley lines; Accessories therefor
    • B60M1/20—Arrangements for supporting or suspending trolley wires, e.g. from buildings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M7/00—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact power feeding facility.
  • a carrier system is introduced to transport articles.
  • the transport vehicle system travels a transport vehicle, which is a movable body, along a track laid on a ceiling or a floor surface, and transports an article to a desired transport destination.
  • a power supply is necessary for traveling or various operations of a moving body, and a non-contact power feeding facility for supplying power to the moving body from a feeder line laid along the track in a non-contact manner is known (for example, Patent Document 1).
  • the heat loss of the feeder due to the supply current occupies a large amount of power consumption, and the reduction of the heat loss has been a problem.
  • the present inventor considered increasing the cross-sectional area of the feed line to reduce the resistance.
  • the method of simply enlarging the diameter dimension of the power feeding line There is a possibility of contact with the receiving coil or the leg, and the cross-sectional area of the feeder can not be made sufficiently large.
  • the present invention can ensure sufficient power supply efficiency for the power receiving device while avoiding contact between the power receiving device of the moving body and the power supply line, and can further reduce the heat loss in the power supply line.
  • Contactless power supply equipment can ensure sufficient power supply efficiency for the power receiving device while avoiding contact between the power receiving device of the moving body and the power supply line, and can further reduce the heat loss in the power supply line.
  • the noncontact power feeding equipment is a noncontact power feeding equipment for non-contact power feeding to a power receiving device in a mobile body from power feeders supported by a plurality of holders arranged along a moving path of the mobile body.
  • the power receiving device includes a core in which a plurality of legs extend in parallel in the same direction from the base, and a power receiving coil wound around one of the legs, and the feeder is covered with a tube at its outer periphery
  • the first dimension in the first direction in the cross section perpendicular to the extending direction of the feed line is smaller than the second dimension in the second direction orthogonal to the first direction, and the holder is a leg without the receiving coil and the receiving coil
  • the distance between the feeder and the receiver coil is smaller than the first dimension
  • the base end of the feeder is located closer to the base than the axial center of the receiver coil and in the second direction. Parallel to the axial direction of the receiving coil To support the power supply line.
  • the core is an E-shaped core in which three legs extend from the base, the power reception coil is wound around the center leg of the three legs, and the holder is a power reception coil and a power reception coil
  • the feed line may be supported between each of the two legs without a gap.
  • the feed line may be configured such that the opposite side end to the side end on the base side is located farther from the base than the axial center of the receiving coil, or located at the axial center of the receiving coil.
  • the feed line may have a configuration in which the second dimension is 1.2 to 2.0 times the first dimension.
  • the feed line may be configured such that the cross-sectional shape perpendicular to the extending direction is an elliptical shape or an oval shape.
  • the cross-sectional area of the power feeding wire is made equal to the axis of the power receiving coil while the distance between the power feeding wire and the power receiving coil and the positional relationship between the base side and the side end of the power feeding wire are appropriate. It is configured to extend in a second direction parallel to the heart direction. For this reason, the cross-sectional area of the feed line of the circular cross section is expanded, thereby securing a sufficient magnetic strength for the power receiving coil while reducing the heat loss in the feed line, and supplying sufficient power to the power receiving device. Efficiency can be realized and wasteful consumption of power can be avoided.
  • the core is an E-shaped core in which three legs extend from the base, the power receiving coil is wound around the center leg among the three legs, and the holder is a power receiving coil and a power receiving coil
  • the feeders are appropriately disposed on both sides of the power receiving coil, so that the heat loss in the feeder can be further reduced. Thus, sufficient power supply efficiency can be realized for the power receiving device.
  • the feeder line in the example in which the opposite side end to the side end on the base side is located farther from the base than the axial center of the receiving coil or in the axial center of the receiving coil, Since the cross sectional area of the feed line is sufficiently expanded in the second direction, the heat loss in the feed line can be further reduced.
  • the second dimension is 1.2 times to 2.0 times the first dimension in the feeder line, it is possible to easily realize the reduction of the heat loss and the securing of the magnetic strength.
  • the cross-sectional shape of the feed line perpendicular to the extending direction is an elliptical shape or an oval shape
  • the first direction and the second direction of the feed line can be easily grasped. Workability can be improved.
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the non-contact electric power feeding installation which concerns on this embodiment. It is a top view showing typically an example of a conveyance system provided with non-contact electric supply equipment concerning this embodiment. It is a figure which shows the principal part of the non-contact electric power feeding installation of FIG. It is a sectional view showing an example of a feeder. It is a graph which shows the relationship of the load electric power and the core * feeder line distance by the feeder used by the non-contact electric power feeding installation which concerns on this embodiment. It is a graph which shows the relationship between the load electric power by the feeder in a comparative example, and core / feeder distance. It is a figure which shows the other example of the non-contact electric power supply installation which concerns on this embodiment. It is a figure which shows the other example of the non-contact electric power supply installation which concerns on this embodiment.
  • FIG. 1 is a figure which shows an example of the non-contact electric power feeding installation which concerns on this embodiment.
  • the non-contact power feeding equipment 1 is a power receiving device in the moving body V from the feeders 3 and 3A supported by the holders 2 arranged along the trajectory T which is the moving path of the moving body V. Power is supplied to 4 in a contactless manner.
  • the track T is laid, for example, from a system ceiling (not shown) formed in the vicinity of a ceiling C or a ceiling C of a building or the like in a suspended state by the suspension fitting 5.
  • an overhead conveyance vehicle (ceiling traveling vehicle) is described as an example of the moving object V, but the traveling object V may be a floor conveyance vehicle (a traveling vehicle on the floor).
  • the track T is laid on the floor.
  • a plurality of holders 2 are arranged along the track T, but the arrangement intervals may be regularly or irregularly arranged.
  • the two feeders 3 and 3A are supported by the holder 2 while maintaining a predetermined interval in the vertical direction (Z direction).
  • the plurality of holders 2 are attached to the lower surface side of the track T.
  • the feeders 3, 3 ⁇ / b> A are arranged along the track T below the track T by being supported by the plurality of holders 2. The configuration of the holder 2 will be described later.
  • FIG. 2 is a top view which shows typically an example of the conveyance system provided with the non-contact electric power feeding installation 1 of this embodiment.
  • the transport system 100 is, for example, a system for transporting an article, and power is supplied to the power receiving device 4 of the mobile V in a noncontact manner from the feeders 3 and 3A by the noncontact power feeding facility 1 and supplied to the power receiving device 4.
  • the electric power drives the traveling of the mobile V or various devices provided on the mobile V.
  • a track T shows an example of a loop track, and a moving body V is shown by a broken line.
  • the description of the transfer destination of the goods etc. which the mobile body V conveys is abbreviate
  • the feeders 3 and 3 ⁇ / b> A are connected to the power supply device 6, and power is supplied from the power supply device 6. Further, the power supply device 6 controls the power supplied to the feeder.
  • the feeders 3 and 3A are disposed below the track T in the traveling direction of the moving body V and at least one of the right side and the left side with reference to the center of the track.
  • the feed line 3A is provided below the feed line 3, it is in a state of being overlapped below the feed line 3 in FIG.
  • the arrangement of the feeders 3 and 3A with respect to the track T is changed by the switching unit 6A.
  • the feed lines 3 and 3A are disposed on the left side of the track T in the initial region connected to the power supply device 6.
  • the feeders 3 and 3A are switched from the left side to the right side of the track T by the switching unit 6A.
  • the power reception device 4 By arranging the feeders 3 and 3A on the right side of the track T, as shown in FIG. 2, even when the mobile V travels on the branch line TA branched from the track T, the power reception device 4 continues to supply power. Can be done.
  • the configuration of the feeders 3 and 3A will be described later.
  • the power receiving device 4 of the movable body V is provided on both the + Y side and the ⁇ Y side orthogonal to the traveling direction (X direction).
  • the feeders 3 and 3A are switched to either the right side or the left side of the track T, the supply of power can be continued by any one of the two power receiving devices 4.
  • the arrangement of the feeders 3 and 3A shown in FIG. 2 is an example, and the feeders 3 and 3A may be arranged on both the right side and the left side of the track T instead of this arrangement.
  • the movable body V includes, in addition to the power receiving device 4, a traveling unit 7, a connection unit 8, and a main body unit 9.
  • the traveling unit 7 has a plurality of wheels 10 in contact with the upper surface of the lower horizontal portion of the track T, and a drive device 11 for rotationally driving at least one of the plurality of wheels 10.
  • the driving device 11 is, for example, an electric motor or a linear motor, and the power supplied from the power receiving device 4 is used as the power for driving.
  • the connecting portion 8 is provided to extend downward from the traveling portion 7, and connects the traveling portion 7 and the main body portion 9.
  • the main body portion 9 can hold and accommodate, for example, an article to be transported, and includes a transfer device 12 (not shown) for transferring the article.
  • the transfer device 12 includes, for example, a traverse mechanism for holding an article and causing it to project in the Y direction, and an elevating mechanism for moving the article downward, and the like, by driving the traverse mechanism and the elevating mechanism. Delivery of articles is performed to a load port of a storage device such as a stocker as a transfer destination or a load port of a processing device.
  • the power supplied from the power receiving device 4 is used as the power for driving the transfer device 12.
  • the main body portion 9 includes a control device 13 that controls the drive device 11 and the transfer device 12 described above. Also in the control device 13, power is supplied from the power receiving device 4.
  • the power receiving device 4 is provided between the traveling unit 7 and the main body unit 9 and on the + Y side and the ⁇ Y side of the connection unit 8.
  • the power receiving device 4 includes a core 40 and a power receiving coil 50.
  • the core 40 is an E-shaped core having a base 41 extending in the vertical direction and three legs 42, 43, 44 extending in parallel from the base 41 in the same direction (Y direction).
  • the core 40 is formed of, for example, a magnetic material such as ferrite.
  • the core 40 is fixed to the connection portion 8 by a fastening member such as a bolt, for example.
  • the legs 42, 43, 44 are arranged in the vertical direction, and upper and lower legs 42, 44 are provided at the same or substantially the same intervals with respect to the central leg 43.
  • a flange 45 is provided at the tip of the central leg 43.
  • a copper wire coated with enamel or the like is wound around the central leg portion 43 of the power receiving coil 50.
  • the receiving coil 50 is prevented from coming off the central leg 43 by the flange 45.
  • the power receiving coil 50 generates an induced current by the magnetic field generated by the current (high frequency current) supplied to the feed line 3, and the induced current causes the drive device 11, the transfer device 12, and the control device 13 to receive power. Supply.
  • the above-mentioned core 40 is not limited to being an E-type core.
  • a core in which two legs extend from the base 41 may be used. In the case of a core having two legs, the receiving coil 50 is provided by being wound around one of the two legs.
  • the holder 2 includes a holder base 21 extending in the vertical direction, two arms 22 and 23 extending in parallel from the holder base 21 in the same direction, and a support 24 provided at the tip of the arms 22 and 23, It has 25 and.
  • the holder base 21 is fixed to the lower surface of the track T by, for example, a fastening member such as a bolt.
  • the two arm portions 22 and 23 are provided side by side at predetermined intervals in the vertical direction, and are provided so as to enter between the leg portions 42, 43 and 44 of the core 40.
  • the arm 22 is provided to be disposed between the leg 42 of the core 40 and the power receiving coil 50, and the support 24 provided at the tip of the arm 22 by this configuration is the leg of the core 40. It will be in the state located between 42 and the receiving coils 50.
  • the arm 23 is provided so as to be disposed between the leg 44 of the core 40 and the power receiving coil 50, and the support 25 provided at the tip of the arm 23 by this configuration is the leg of the core 40. It will be in the state located between 44 and the receiving coil 50.
  • the holder base 21 and the arm 22 may be integrally molded of, for example, metal or resin.
  • FIG. 3 is a view showing the main part of the non-contact power feeding equipment 1 of FIG.
  • the support portions 24 and 25 in the holder 2 are provided at the tips of the two arm portions 22 and 23, respectively.
  • the support portions 24 and 25 may be attached to the tips of the arm portions 22 and 23 by, for example, fixing screws, or may be integrally formed with the arm portions 22 and 23.
  • the support portions 24 and 25 may be formed of, for example, an insulating material such as a resin, or an insulating film may be provided on the contact portions with the feed lines 3 and 3A.
  • the support portion 24 is provided at the tip of the arm portion 22 to support the feed line 3.
  • the support 25 is provided at the tip of the arm 23 to support the feed line 3A.
  • the support portions 24 and 25 position the feed lines 3 and 3A while holding the feed lines 3 and 3A vertically and preventing the feed lines 3 and 3A from coming off by the claws 24a and 25a provided at the tips. Do.
  • the support portions 24 and 25 are formed so as not to shift in the vertical direction (Z direction) and in the direction (Y direction) parallel to the axial center direction AX of the power receiving coil 50 when supporting the feeders 3 and 3A. It is done.
  • the feeders 3 and 3A are formed by covering the outer periphery with a tube 30 (see FIG. 4).
  • the feed lines 3 and 3A have an elliptical cross section perpendicular to the extending direction (X direction).
  • the minor axis direction of the elliptical shape is the first direction Z1
  • the major axis direction of the elliptical shape orthogonal to the first direction Z1 is the second direction Y2.
  • the first direction Z1 is parallel to the Z direction
  • the second direction Y2 is parallel to the Y direction.
  • the cross-sectional shape of the feeders 3 and 3A is not limited to an elliptical shape, and any shape may be used if it is a flat cross-sectional shape such as an oblong shape or the like in which the dimension in the second direction Y2 is longer than the first direction Z1. It is applicable. Even if the cross-sectional shape is an oval shape or the like, the minor axis direction is the first direction Z1 (Z direction), and the major axis direction is the second direction Y2 (Y direction). Further, the feed line 3 and the feed line 3A may have the same cross-sectional shape, or may have different cross-sectional shapes.
  • the above-mentioned elliptical shape and oval shape mean that the shape is substantially oval or oval. Therefore, even if it is an elliptical shape or a shape distorted from an oval shape, or a partially discontinuous elliptical shape or an oval shape, it is included in the oval shape or the oval shape of the present embodiment.
  • the feeders 3 and 3A have a first dimension D1 in the first direction Z1 (short axis direction, Z direction) in a cross section perpendicular to the extending direction (X direction), and a second dimension orthogonal to the first direction Z1
  • the dimension in the direction Y2 (long axis direction, Y direction) is formed to be the second dimension D2.
  • the first dimension D1 is smaller than the second dimension D2.
  • the second dimension D2 is set to, for example, 1.2 to 2.0 times the first dimension D1.
  • the second dimension D2 is set to 1.5 times the first dimension D1.
  • the second dimension D2 is not limited to 1.2 times to 2.0 times the first dimension D1, and the first dimension D1 is smaller than the second dimension D2 (or the second dimension D2 is the first dimension). If the configuration is larger than D1, it can be set arbitrarily.
  • the support portions 24 and 25 of the holder 2 are, as shown in FIG. 3, a base portion 41 of the core 40 of the feed lines 3 and 3A in which the distance L1 between the feed lines 3 and 3A and the receiving coil 50 is smaller than the first dimension D1.
  • the feeders 3 and 3A are supported such that the side ends 31 and 31A are positioned closer to the base 41 than the center CL in the axial direction AX of the power receiving coil 50.
  • the feed lines 3, 3 ⁇ / b> A are disposed with the side ends 31, 31 ⁇ / b> A close to the base 41 of the core 40.
  • the distance between the side ends 31 and 31A and the base 41 may be set to, for example, the smallest distance that can maintain the non-contact state when the moving body V travels.
  • the first dimension D1 may also be set to, for example, the smallest dimension capable of maintaining the non-contact state when the moving body V travels.
  • the support portions 24 and 25 feed the feed lines 3 and 3A so that the second direction Y2 (long axis direction) of the feed lines 3 and 3A is parallel to the axial center direction AX (Y direction) of the power receiving coil 50. Hold.
  • being parallel to the axial center direction AX of the receiving coil 50 means being substantially parallel or substantially parallel. For example, even if part of the feed lines 3 and 3A deviates from the above-described parallel in the extension direction of the feed lines 3 and 3A, they are included in the parallel in the present embodiment.
  • the side ends 32 and 32A of the feeders 3 and 3A opposite to the side ends 31 and 31A are located away from the base 41 of the core 40 from the center CL of the axial direction AX of the power receiving coil 50.
  • the position of the side end 32, 32A is arbitrary and is determined by the second dimension D2 of the feed line 3, 3A. That is, when the positions of the side ends 31 and 31A of the feeders 3 and 3A are set closer to the base 41 than the center CL in the axial direction AX of the power receiving coil 50 as described above, the positions of the side ends 31 and 31A are determined.
  • the second dimension D2 of the feed line 3, 3A determines the position of the side end 32, 32A.
  • the position of the side end 32, 32A coincides with the center CL of the axial direction AX of the receiving coil 50, or the position of the side end 32, 32A receives power.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a feed line.
  • the feed line 3 is shown as an example in FIG. 4, the same applies to the feed line 3A.
  • the feed line 3 is, for example, a litz wire, and includes a plurality of bundles 60 (six in FIG. 4) in which several tens to several hundreds of copper wires 61 are twisted together.
  • the outer periphery in the form in which the bundle 60 is further twisted is formed by being covered by a tube 30 made of, for example, an insulator.
  • Each copper wire 61 may be coated with an enamel or the like.
  • the feeder 3 is created by any method. For example, first, several tens to several hundreds of copper wires are twisted and accommodated in a plurality of small diameter tubes, respectively, to form a bundle 60, and after twisting a plurality of the tubes (bundle 60), By covering the outer periphery with the tube 30 while crushing in the radial direction, the elliptical (i.e. flat) feeder line 3 is formed.
  • the feed line 3 is radially squeezed to a desired first dimension D1 in the above-described method, and the second dimension D2 is determined according to the diameter before crushing (or the cross-sectional area of the feed line 3). .
  • the first dimension D1 is defined, if the diameter before crushing is small, the second dimension D2 after crushing is small, and if the diameter before crushing is large, the second dimension D2 is large.
  • a current is supplied to the feeders 3 and 3A from the power supply device 6 (see FIG. 2) at a frequency and a current value necessary for traveling (driving) the mobile unit V.
  • the magnetic field generated around the feeders 3 and 3A causes the receiving coil 50 to generate an induced current, and the power reception device 4 can extract the necessary power.
  • the elliptical feeder lines 3 and 3A have a smaller heat loss because the cross-sectional area is expanded compared to a feeder line of a circular cross section having the diameter of the same dimension D1. Power consumption can be reduced.
  • the strength of the magnetic field generated in the feeders 3 and 3A is It can be raised against 50.
  • the positions of the side ends 31 and 31A of the feeders 3 and 3A are set closer to the base 41 than the center CL in the axial direction AX of the power receiving coil 50 as described above, and the second of the feeders 3 and 3A Since the direction Y2 is parallel to the axial direction AX of the receiving coil 50, the magnetic field generated in the feeders 3 and 3A is easily transmitted to the base 41 of the core 40, and the magnetic field of the leg 43 around which the receiving coil 50 is wound is The strength can be increased. As a result, the power supply efficiency to the power receiving coil 50 can be enhanced. As shown in FIG. 3, the distance L3 between the feed line 3 and the leg 42 and the distance L3 between the feed line 3A and the leg 44 are respectively smaller than the first dimension D1. With this configuration, the magnetic field generated around the feed line 3 is sufficiently strong in the leg 42, and the magnetic field generated around the feed line 3A is sufficiently strong in the leg 44. As a result, the strength of the magnetic field to the power receiving coil 50 can be increased.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the load power by the feed line used in the non-contact power feeding equipment according to the present embodiment and the core / feed line distance, and also shows a diagram of the configuration from which the graph is obtained. ing.
  • the vertical axis represents load power
  • the horizontal axis represents distance L2 between core 40 and feeders 3 and 3A.
  • the distance L2 is a distance (mm) between the base 41 of the core 40 and the side ends 31 and 31A of the feeders 3 and 3A, as shown in FIG.
  • the feeders 3 and 3A are the same as those in the above-described embodiment.
  • the load power is the power (kW) extracted by the power receiving coil 50, and the required target load power value is indicated by a thick line in the graph. Further, in creating the graph shown in FIG. 5, current is supplied to the feeders 3 and 3A at a frequency and a current value at which actual operation is assumed.
  • the feed lines 3 and 3A are gradually separated from the core 40, and the distance L2 is increased. , And it was confirmed that the target load power value was secured until the distance L2 was Amm. That is, if the distance L2 is equal to or less than Amm, a target load power value can be supplied.
  • the distance L2 is equal to or less than A mm, the positions of the side ends 31 and 31A of the feeders 3 and 3A are closer to the base 41 than the center CL in the axial center direction AX of the power receiving coil 50.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the load power by the feeder and the core / feeder distance in the comparative example, and also shows a diagram of the configuration from which the graph was obtained.
  • the two feed lines 400 and 400A shown in FIG. 6 each have a circular cross section perpendicular to the extending direction.
  • the two feeders 400 and 400A are supported at predetermined positions in parallel with the axial direction AX of the power receiving coil 50 by the support portion 425 provided at the tip of the arm portion 23 of the holder 2.
  • the diameters of the feeders 400 and 400A are the same as the first dimension D1. Further, the distance between the two feeders 400 and 400A and the power receiving coil 50 is the same as the distance L1 described above.
  • the same current as in FIG. 5 is applied to the two feed lines 400 and 400A. That is, about half of the current similar to that in FIG. 5 flows in each of the feed lines 400 and 400A.
  • the vertical axis represents load power
  • the horizontal axis represents the distance L2 between the core 40 and the feed lines 400 and 400A.
  • the target load power value similar to that of FIG. 5 is indicated by a thick line in the graph.
  • the distance L2 is a distance (mm) between the base 41 of the core 40 and the side end 401 of the feed line 400, 400A disposed on the left side in the drawing, as shown in FIG.
  • the feed lines 400 and 400A are gradually separated from the core 40, and the distance L2 is increased. Decreased, and it was confirmed that the target load power value was secured at a distance L2 of C mm. That is, when the distance L2 is equal to or less than C mm, a target load power value can be supplied.
  • C mm which is the distance L2
  • the cross-sectional area is twice as large as that of one feeder 400, so that the heat loss is reduced. There remains a problem that the strength is small. Therefore, compared with the case where two feeders 400 and 400A are used, it can be said that the feeders 3 and 3A of the present embodiment have better power supply efficiency.
  • the feeders 3 and 3A are formed by covering the outer periphery with the tube 30 (see FIG. 4), and the first direction Z1 in the cross section perpendicular to the extending direction Of the first dimension D1 is smaller than the second dimension D2 of the second direction Y2, and further, the holder 2 makes the distance L1 between the feeders 3 and 3A and the receiving coil 50 smaller than the first dimension D1. Side edges 31 and 31A of the power receiving coil 50 are closer to the base 41 of the core 40 than the center CL in the axial direction AX of the power receiving coil 50, and the second direction Y2 is parallel to the axial center direction AX of the power receiving coil 50.
  • the feeding lines 3 and 3A and the receiving coil 50 are appropriately set while the distance L1 and the distance L2 between the side ends 31 and 31A on the base 41 side in the feeders 3 and 3A and the base 41 are appropriate.
  • the provided feeder by expanding it to the side away from the base 41, contact between the feeders 3, 3A and the power receiver 4 is avoided and heat loss is reduced while securing sufficient feeding efficiency. it can.
  • the side ends 32 and 32A (the side ends opposite to the side ends 31 and 31A) of the feeders 3 and 3A are in the axial center direction AX of the power receiving coil 50. Although it is a position away from base 41 of core 40 from central CL, it is not limited to this composition.
  • FIG. 7 is a view showing another example of the non-contact power feeding equipment according to the present embodiment.
  • feeders 103 and 103A are used.
  • the feeders 103 and 103A have a first dimension D1 similar to the feeders 3 and 3A described above in the first dimension Z1 (short axis direction, Z direction) in the cross section perpendicular to the extending direction,
  • the dimension in the second direction Y2 (long axis direction, Y direction) is a second dimension D3.
  • the second dimension D3 is smaller than the above-described second dimension D2 of the feed line 3, 3A.
  • symbol is attached
  • the feed lines 103 and 103A are formed by covering the outer circumference with a tube (see the tube 30 in FIG. 4). Further, as shown in FIG. 7, the feeders 103 and 103A are supported by supporting portions 124 and 125 provided at the tips of the arm portions 22 and 23 of the holder 2, respectively. The feed lines 103 and 103A are positioned with their claws 124a and 125a provided on the support portions 124 and 125 being prevented from coming off the support portions 124 and 125.
  • the distance L1 between the feeding lines 103 and 103A and the receiving coil 50 is smaller than the first dimension D1
  • the side ends 131 and 131A of the feeding lines 103 and 103A on the base 41 side of the core 40 are the receiving coils
  • the feeders 103 and 103A are supported so as to be closer to the base 41 than the center CL in the axial direction AX of 50. That is, as in the above-described embodiment, the feed lines 103 and 103A are disposed with the side ends 131 and 131A close to the base 41 of the core 40.
  • the distance between the side ends 131, 131A and the base 41 may be set to, for example, the smallest distance that can maintain the non-contact state when the moving body V travels.
  • the first dimension D1 may also be set to, for example, the smallest dimension capable of maintaining the non-contact state when the moving body V travels.
  • the support portions 124 and 125 are configured such that the feeder lines 103 and 103A are arranged such that the second direction Y2 (long axis direction) of the feeder lines 103 and 103A is parallel to the axial center direction AX (Y direction) of the power receiving coil 50.
  • the side ends 132 and 132A opposite to the side ends 131 and 131A of the feeders 103 and 103A coincide with or substantially coincide with the center CL of the axial direction AX of the power receiving coil 50.
  • the feed lines 103 and 103A have a smaller cross-sectional area than the feed lines 3 and 3A described above, but have a larger cross-sectional area than a feed line of a circular cross section whose diameter is the first dimension D1. Can be reduced.
  • the distance L1 to the power receiving coil 50 is smaller than the first dimension D1, and the side ends 131 and 131A are positioned closer to the base 41 than the center CL in the axial center direction AX of the power receiving coil 50
  • the second direction Y2 (long axis direction) is supported so as to be parallel to the axial direction AX of the power receiving coil 50.
  • sufficient magnetic strength is secured for the power receiving coil 50 while reducing the heat loss in the power feeding lines 103 and 103A. Sufficient power supply efficiency can be realized, and wasteful consumption of power can be avoided.
  • FIG. 8 is a view showing another example of the non-contact power feeding equipment according to the present embodiment.
  • feeders 203 and 203A are used in the noncontact power feeding equipment 1B.
  • the feed lines 203 and 203A have a first dimension D1 similar to the feed lines 3 and 3A described above in the first dimension Z1 (short axis direction, Z direction) in the cross section perpendicular to the extending direction
  • the dimension in the second direction Y2 (long axis direction, Y direction) is a second dimension D4.
  • the second dimension D4 is smaller than the above-described second dimension D2 of the feed line 3 or 3A and the second dimension D3 of the feed line 103 or 103A.
  • symbol is attached
  • the feed lines 203 and 203A are formed by covering the outer circumference with a tube (see the tube 30 in FIG. 4). Further, as shown in FIG. 8, the feeders 203 and 203A are supported by supporting portions 224 and 225 provided at the tips of the arm portions 22 and 23 of the holder 2, respectively. The feed lines 203 and 203A are positioned with their claws 224a and 225a provided on the support portions 224 and 225 being prevented from coming off the support portions 224 and 225.
  • the distance L1 between the feeding lines 103 and 103A and the receiving coil 50 is smaller than the first dimension D1
  • the side ends 231 and 231A of the feeding lines 203 and 203A on the base 41 side of the core 40 are the receiving coils.
  • the feeders 203 and 203A are supported so as to be closer to the base 41 than the center CL in the axial direction AX of 50. That is, as in the above-described embodiment, the feeders 203 and 203A are disposed such that the side ends 231 and 231A are close to the base 41 of the core 40.
  • the distance between the side ends 231, 231A and the base 41 may be set to, for example, the smallest distance that can maintain the non-contact state when the moving body V travels.
  • the first dimension D1 may also be set to, for example, the smallest dimension capable of maintaining the non-contact state when the moving body V travels.
  • the support portions 224 and 225 move the feeders 203 and 203A so that the second direction Y2 (long axis direction) of the feeders 203 and 203A is parallel to the axial center direction AX (Y direction) of the power receiving coil 50.
  • the side ends 232 and 232A opposite to the side ends 231 and 231A of the feeder lines 203 and 203A are positioned closer to the base 41 of the core 40 than the center CL in the axial direction AX of the power receiving coil 50.
  • the feed lines 203 and 203A have smaller cross-sectional areas than the feed lines 3 and 3A and the feed lines 103 and 103A, but have larger cross-sectional areas than feed lines of circular cross section having the first dimension D1 as a diameter. The heat loss can be less than that of the feed line.
  • the feed lines 203 and 203A have a distance L1 to the power receiving coil 50 smaller than the first dimension D1, and the side ends 231 and 231A are positioned closer to the base 41 than the center CL in the axial center direction AX of the power receiving coil 50
  • the second direction Y2 (long axis direction) is supported so as to be parallel to the axial direction AX of the power receiving coil 50.
  • sufficient magnetic strength is secured for the power receiving coil 50 while reducing the heat loss in the feeders 203 and 203A as in the embodiment described above. Sufficient power supply efficiency can be realized, and wasteful consumption of power can be avoided.
  • AX axial direction
  • CL central D1: first dimension
  • D2 second dimension
  • L1 distance
  • T orbit T (moving path)
  • V Mobile body
  • Z1 First direction 1
  • 1A, 1B Non-contact power feeding equipment 2: Holder 3, 3A, 103, 103A, 203, 203A. ⁇
  • Feed line 4 ⁇ ⁇ ⁇ Power receiving device 30 ⁇ ⁇ ⁇ Tube 30 31, 31A, 131, 131A, 231, 231A ... side ends 32, 32A, 132, 132A, 232, 232A ... side ends 40 ... cores 41 ... bases 42, 43, 44 ... Leg 50 ⁇ Receiving coil

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Abstract

【課題】移動体の受電装置と給電線との接触を回避しつつ、受電装置に対する十分な給電効率を確保することが可能であり、さらに、給電線における熱損失の低下を図る。 【解決手段】ホルダ２により支持される給電線３から、移動体Ｖの受電装置４に対して非接触で給電する非接触給電設備１であって、受電装置４は、基部４１から複数の脚部４２～４４が同一方向に平行に延びるコア４０と、脚部４３に巻回された受電コイル５０と、を備え、給電線３、３Ａは、外周をチューブ３０で被覆され、断面の第１方向Ｚ１の第１寸法Ｄ１が、第１方向Ｚ１に直交する第２方向Ｙ２の第２寸法Ｄ２より小さく、ホルダ２は、給電線３、３Ａと受電コイル５０との距離Ｌ１が第１寸法Ｄ１より小さく、給電線３の基部４１側の側端３１が受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬより基部４１寄りに位置し、かつ、第２方向Ｙ２が受電コイル５０の軸心方向ＡＸと平行となるように、給電線３、３Ａを保持する。

Description

非接触給電設備
　本発明は、非接触給電設備に関する。
　半導体製造工場などの各種の生産設備では、物品を搬送するために搬送車システムが導入されている。この搬送車システムは、天井又は床面上に敷設された軌道に沿って移動体である搬送車を走行させ、物品を所望の搬送先に搬送している。移動体を走行あるいは各種動作させるためには電力供給が必要であり、軌道に沿って敷設された給電線から非接触で移動体に電力を供給する非接触給電設備が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第５０７１５３０号公報
　従来の非接触給電設備では、供給電流による給電線の熱損失が大きな消費電力を占めており、熱損失の低減が課題となっていた。本発明者は、この課題を解決するため、給電線の断面積を大きくして抵抗を下げることを考えた。しかし、コアの脚部と、コアに巻回された受電コイルとの間に給電線を配置する構成の受電装置を備えた非接触給電設備において、単に給電線の径寸法を大きくする手法では、受電コイルあるいは脚部に接触する可能性があり、給電線の断面積を十分に大きくすることができない。特許文献１に記載の非接触給電設備のように、受電コイルの軸心方向に複数の給電線を並べて配置した構成では、１本の給電線を備えた設備に比べて給電線全体としての断面積は大きくなるが、コアの基部から離れた位置に配置された給電線により発生させられる磁界が基部において弱くなり、十分な給電効率が得られない。
　本発明は、移動体の受電装置と給電線との接触を回避しつつ、受電装置に対する十分な給電効率を確保することが可能であり、さらに、給電線における熱損失の低下を図ることが可能な非接触給電設備を提供することを目的とする。
　本発明に係る非接触給電設備は、移動体の移動経路に沿って複数配置されたホルダにより支持される給電線から、移動体における受電装置に対して非接触で給電する非接触給電設備であって、受電装置は、基部から複数の脚部が同一方向に平行に延びるコアと、脚部の１つに巻回された受電コイルと、を備え、給電線は、外周をチューブにより被覆されて形成され、給電線の延在方向に垂直な断面における第１方向の第１寸法が、第１方向に直交する第２方向の第２寸法より小さく、ホルダは、受電コイルと受電コイルがない脚部との間において、給電線と受電コイルとの距離が第１寸法より小さく、給電線の基部側の側端が受電コイルの軸心方向の中央より基部寄りに位置し、かつ、第２方向が受電コイルの軸心方向と平行となるように、給電線を支持する。
　また、コアは、基部から３本の脚部が延びるＥ型のコアであり、３本の脚部のうち中央の脚部に受電コイルが巻回されており、ホルダは、受電コイルと受電コイルがない２本の脚部との間のそれぞれにおいて給電線を支持する構成でもよい。また、給電線は、基部側の側端に対する反対側の側端が、受電コイルの軸心方向の中央より基部から離れて位置する、又は受電コイルの軸心方向の中央に位置する構成でもよい。また、給電線は、第２寸法が第１寸法の１．２倍から２．０倍である構成でもよい。また、給電線は、延在方向に垂直な断面形状が楕円形状又は長円形状である構成でもよい。
　本発明に係る非接触給電設備では、給電線と受電コイルとの距離、及び給電線の基部側の側端と基部との位置関係を適切にしつつ、給電線の断面積を、受電コイルの軸心方向と平行な第２方向に延ばした構成としている。このため、円形断面の給電線に対して断面積が拡がることにより、給電線における熱損失の低下を図りながら、受電コイルに対して十分な磁気強度を確保し、受電装置に対して十分な給電効率を実現することができ、無駄に電力が消費されることを回避できる。
　また、コアが、基部から３本の脚部が延びるＥ型のコアであり、３本の脚部のうち中央の脚部に受電コイルが巻回されており、ホルダが、受電コイルと受電コイルがない２本の脚部との間のそれぞれにおいて給電線を支持する例では、受電コイルを挟んだ両側のそれぞれに給電線が適切に配置されるので、給電線における熱損失をさらに低下させつつ、受電装置に対して十分な給電効率を実現できる。また、給電線において、基部側の側端に対する反対側の側端が、受電コイルの軸心方向の中央より基部から離れて位置する、又は受電コイルの軸心方向の中央に位置する例では、給電線の断面積が第２方向に十分拡げられるので、給電線における熱損失をより一層低下させることができる。また、給電線において、第２寸法が第１寸法の１．２倍から２．０倍である例では、熱損失の低下と磁気強度の確保とを容易に実現できる。また、給電線の、延在方向に垂直な断面形状が楕円形状又は長円形状である例では、給電線の第１方向と第２方向とを容易に把握できるので、ホルダに支持させる際の作業性を向上できる。
本実施形態に係る非接触給電設備の一例を示す図である。 本実施形態に係る非接触給電設備を備える搬送システムの一例を模式的に示す平面図である。 図１の非接触給電設備の要部を示す図である。 給電線の一例を示す断面図である。 本実施形態に係る非接触給電設備で用いた給電線による負荷電力とコア・給電線距離との関係を示すグラフ図である。 比較例における給電線による負荷電力とコア・給電線距離との関係を示すグラフ図である。 本実施形態に係る非接触給電設備の他の例を示す図である。 本実施形態に係る非接触給電設備の他の例を示す図である。
　以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこの実施形態に限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図面においては、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明している図がある。このＸＹＺ座標系に、上下方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向とする。Ｘ方向は、後述する移動体が走行する方向である。Ｘ方向は、Ｙ方向と直交する方向である。また、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の各方向について、矢印が指す方向を＋方向（例えば、＋Ｘ方向）と称し、その反対の方向を－方向（例えば、－Ｘ方向）と表現する。
　図１は、本実施形態に係る非接触給電設備の一例を示す図である。図１に示すように、非接触給電設備１は、移動体Ｖの移動経路である軌道Ｔに沿って複数配置されたホルダ２により支持される給電線３、３Ａから、移動体Ｖにおける受電装置４に対して非接触で給電する。軌道Ｔは、例えば、工場等の建屋の天井Ｃあるいは天井Ｃの近傍に形成された不図示のシステム天井から吊り金具５により吊り下げられた状態で敷設される。本実施形態では、移動体Ｖとして天井搬送車（天井走行車）を例に挙げて説明するが、移動体Ｖが床上搬送車（床上走行車）であってもよい。移動体Ｖが床上搬送車である場合、軌道Ｔは、床面上に敷設される。
　ホルダ２は、軌道Ｔに沿って複数配置されるが、その配置間隔は規則的に配置されてもよいし、不規則に配置されてもよい。２本の給電線３、３Ａは、ホルダ２によって上下方向（Ｚ方向）に所定間隔を維持した状態で支持されている。複数のホルダ２は、軌道Ｔの下面側に取り付けられている。給電線３、３Ａは、複数のホルダ２で支持されることにより、軌道Ｔの下方において軌道Ｔに沿った状態で配置される。なお、ホルダ２の構成については後述する。
　図２は、本実施形態の非接触給電設備１を備える搬送システムの一例を模式的に示す平面図である。この搬送システム１００は、例えば物品を搬送するシステムであり、非接触給電設備１により給電線３，３Ａから非接触で電力が移動体Ｖの受電装置４に供給され、受電装置４に供給された電力によって移動体Ｖの走行あるいは移動体Ｖに設けられた各種装置を駆動する。図２において、軌道Ｔは周回軌道の一例を示しており、移動体Ｖを破線で示している。また、図２では、移動体Ｖが搬送する物品等の移載先の記載を省略している。図２に示すように、給電線３、３Ａは、電力供給装置６に接続されており、電力供給装置６から電力が供給されている。また、電力供給装置６、給電線への供給電力の制御を行う。
　給電線３、３Ａは、移動体Ｖの走行方向における軌道Ｔの下方であって軌道中央を基準とする右側及び左側の少なくとも一方に配置されている。なお、給電線３Ａは、給電線３の下方に設けられているため、図２において給電線３の下に重なった状態となっている。給電線３、３Ａは、切換部６Ａによって軌道Ｔに対する配置が変えられる。図２に示すように、給電線３、３Ａは、電力供給装置６に接続された当初の領域では、軌道Ｔの左側に配置されている。軌道Ｔを移動体Ｖの走行方向に進むと、給電線３、３Ａは、切換部６Ａによって軌道Ｔの左側から右側に配置が切り替えられる。給電線３、３Ａが軌道Ｔの右側に配置されることにより、図２に示すように、軌道Ｔから分岐した支線ＴＡを移動体Ｖが走行する場合でも受電装置４により電力の供給を継続して行うことができる。なお、給電線３、３Ａの構成については後述する。
　本実施形態の非接触給電設備１は、図１に示すように、移動体Ｖの受電装置４が走行方向（Ｘ方向）と直交する＋Ｙ側及び－Ｙ側の両側に設けられている。この構成により、給電線３、３Ａが軌道Ｔの右側又は左側のいずれかに切り替わるときでも、２つの受電装置４のいずれか一方で電力の供給を継続することができる。なお、図２に示す給電線３、３Ａの配置は一例であり、この配置に代えて、軌道Ｔの右側及び左側の双方に給電線３、３Ａが配置されてもよい。
　移動体Ｖは、図１に示すように、受電装置４の他に、走行部７と、接続部８と、本体部９とを備えている。走行部７は、軌道Ｔの下側水平部分の上面に当接する複数の車輪１０と、これら複数の車輪１０のうち少なくとも１つを回転駆動させる駆動装置１１とを有している。駆動装置１１は、例えば、電動モータまたはリニアモータなどが用いられ、駆動するための電力として受電装置４から供給される電力が用いられる。接続部８は、走行部７から下方に延びて設けられ、走行部７と本体部９とを連結する。
　本体部９は、例えば、搬送する物品を保持して収容可能であり、物品を移載するための不図示の移載装置１２を備えている。移載装置１２は、例えば、物品を保持してＹ方向に突出させる横出し機構、及び物品を下方に移動させる昇降機構などを備えており、これら横出し機構及び昇降機構を駆動することにより、移載先であるストッカ等の保管装置のロードポート又は処理装置のロードポートなどに対して物品の受け渡しを行う。移載装置１２を駆動するための電力として受電装置４から供給される電力が用いられる。また、本体部９は、上記した駆動装置１１及び移載装置１２を制御する制御装置１３を備えている。この制御装置１３においても受電装置４から電力が供給されている。
　また、走行部７と本体部９との間であって、接続部８の＋Ｙ側及び－Ｙ側には、上記した受電装置４がそれぞれ設けられている。受電装置４は、コア４０と、受電コイル５０と、を備えている。コア４０は、上下方向に延びた基部４１と、基部４１から同一方向（Ｙ方向）に平行に延びる３本の脚部４２、４３、４４と、を有するＥ型のコアである。コア４０は、例えばフェライトなどの磁性材料で形成されている。コア４０は、例えば、ボルト等の締結部材により接続部８に固定される。脚部４２、４３、４４は上下方向に並び、かつ、中央の脚部４３に対して上下の脚部４２、４４が同一又はほぼ同一の間隔で設けられている。中央の脚部４３の先端にはフランジ部４５が設けられている。
　受電コイル５０は、中央の脚部４３に、例えばエナメル等で被覆された銅線が巻回されて設けられる。受電コイル５０は、フランジ部４５によって中央の脚部４３から抜け止めされている。受電コイル５０は、給電線３に供給された電流（高周波電流）によって生じた磁界により誘導電流を生じさせ、この誘導電流により、上記した駆動装置１１、移載装置１２、及び制御装置１３に電力を供給する。なお、上記したコア４０は、Ｅ型のコアであることに限定されない。例えば、基部４１から２本の脚部が延びたコアが用いられてもよい。２本の脚部を持つコアの場合、受電コイル５０は、２本の脚部のうち一方の脚部に巻回されて設けられる。
　ホルダ２は、上下方向に延びたホルダ基部２１と、ホルダ基部２１から同一方向に平行に延びる２本の腕部２２、２３と、腕部２２、２３の先端にそれぞれ設けられた支持部２４、２５と、を備えている。ホルダ基部２１は、例えば、ボルト等の締結部材により軌道Ｔの下面に固定される。２本の腕部２２、２３は、上下方向に所定の間隔を空けて並んで設けられ、コア４０の脚部４２、４３、４４の間に入り込むように設けられている。
　腕部２２は、コア４０の脚部４２と受電コイル５０との間に配置されるように設けられており、この構成により腕部２２の先端に設けられた支持部２４がコア４０の脚部４２と受電コイル５０との間に位置した状態となる。腕部２３は、コア４０の脚部４４と受電コイル５０との間に配置されるように設けられており、この構成により腕部２３の先端に設けられた支持部２５がコア４０の脚部４４と受電コイル５０との間に位置した状態となる。ホルダ基部２１及び腕部２２は、例えば、金属又は樹脂等で一体成型されてもよい。
　図３は、図１の非接触給電設備１の要部を示す図である。ホルダ２における支持部２４、２５は、２本の腕部２２、２３の先端にそれぞれ設けられている。支持部２４、２５は、例えば固定ネジ等により腕部２２、２３の先端に取り付けられる構成であってもよいし、腕部２２、２３と一体成型される構成であってもよい。支持部２４、２５は、例えば樹脂等の絶縁性の材料で形成されるか、給電線３、３Ａとの接触部分に絶縁膜が設けられてもよい。支持部２４は、腕部２２の先端に設けられて給電線３を支持する。支持部２５は、腕部２３の先端に設けられて給電線３Ａを支持する。支持部２４、２５は、給電線３、３Ａを上下に挟み、かつ、先端に設けられた爪部２４ａ、２５ａにより給電線３、３Ａが抜けるのを防止しつつ、給電線３、３Ａを位置決めする。支持部２４、２５は、給電線３、３Ａを支持した際に、上下方向（Ｚ方向）、及び受電コイル５０の軸心方向ＡＸと平行な方向（Ｙ方向）にずれないような寸法に形成されている。
　給電線３、３Ａは、外周をチューブ３０（図４参照）により被覆されて形成される。給電線３、３Ａは、延在方向（Ｘ方向）に垂直な断面が楕円形状である。給電線３、３Ａの断面形状において、楕円形状の短軸方向が第１方向Ｚ１であり、第１方向Ｚ１と直交する楕円形状の長軸方向が第２方向Ｙ２である。本実施形態において、第１方向Ｚ１は、Ｚ方向と平行であり、第２方向Ｙ２は、Ｙ方向と平行である。
　なお、給電線３、３Ａの断面形状は楕円形状に限定されず、例えば、長円形状など、第１方向Ｚ１より第２方向Ｙ２の寸法が長い偏平状の断面形状であれば任意の形状を適用可能である。なお、断面形状が長円形状等であっても、短軸方向が第１方向Ｚ１（Ｚ方向）であり、長軸方向が第２方向Ｙ２（Ｙ方向）である。また、給電線３と給電線３Ａとで、同一の断面形状であってもよいし、異なる断面形状であってもよい。なお、上記した楕円形状及び長円形状は、実質的に楕円形状あるいは長円形状であることを意味する。従って、楕円形状又は長円形状からゆがんだ形状、あるいは一部が不連続な楕円形状又は長円形状であっても、本実施形態の楕円形状又は長円形状に含まれる。
　給電線３、３Ａは、延在方向（Ｘ方向）に垂直な断面における第１方向Ｚ１（短軸方向、Ｚ方向）の寸法が第１寸法Ｄ１であり、第１方向Ｚ１に直交する第２方向Ｙ２（長軸方向、Ｙ方向）の寸法が第２寸法Ｄ２となるように形成されている。上記したように、給電線３、３Ａの断面形状が楕円形状であるため、第１寸法Ｄ１は、第２寸法Ｄ２より小さくなっている。第２寸法Ｄ２は、例えば、第１寸法Ｄ１の１．２倍～２．０倍に設定される。１．２倍より小さいと、円形断面（すなわち径寸法Ｄ１の円形断面）の給電線に対して断面積がそれほど大きくならならず、熱損失の低減効果が小さくなる。また、２．０倍を超えると偏平になりすぎて給電線の作成が難しい場合がある。本実施形態の給電線３、３Ａでは、一例として、第２寸法Ｄ２が第１寸法Ｄ１の１．５倍に設定されている。ただし、第２寸法Ｄ２が第１寸法Ｄ１の１．２倍～２．０倍であることに限定されず、第１寸法Ｄ１が第２寸法Ｄ２より小さい（あるいは第２寸法Ｄ２が第１寸法Ｄ１より大きい）構成であれば、任意に設定可能である。
　図３に示す構成において、給電線３、３Ａには相互に逆向きの電流が流される。例えば、給電線３には図面手前側から奥側へ向かう電流が、給電線３Ａには図面奥側から手前側へ向かう電流が、それぞれ流される。図３に示すように、給電線３、３Ａが受電コイル５０をＺ方向の両側から挟むように配置された構成において、上記のように給電線３、３Ａに電流が流されることで、給電線３、３Ａの周囲に発生させられた磁界が受電コイル５０に相乗的に作用し、１本の給電線３のみ備えた構成に比べて大きな誘導電流が受電コイル５０において得られる。
　ホルダ２の支持部２４、２５は、図３に示すように、給電線３、３Ａと受電コイル５０との距離Ｌ１が第１寸法Ｄ１より小さく、給電線３、３Ａの、コア４０の基部４１側の側端３１、３１Ａが受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬより基部４１寄りに位置するように、給電線３、３Ａを支持する。給電線３、３Ａは、側端３１、３１Ａをコア４０の基部４１に近づけて配置される。側端３１、３１Ａと基部４１との間隔は、例えば、移動体Ｖの走行時に非接触の状態を維持可能な最も小さい間隔に設定されてもよい。また、第１寸法Ｄ１についても、例えば、移動体Ｖの走行時に非接触の状態を維持可能な最も小さい寸法に設定されてもよい。
　また、支持部２４、２５は、給電線３、３Ａの第２方向Ｙ２（長軸方向）が受電コイル５０の軸心方向ＡＸ（Ｙ方向）と平行となるように、給電線３、３Ａを保持する。なお、受電コイル５０の軸心方向ＡＸに平行とは、実質的に平行であること、あるいはほぼ平行であることを意味する。例えば、給電線３、３Ａの延在方向において、給電線３、３Ａの一部が上記した平行から外れていたとしても本実施形態における平行に含まれる。
　また、給電線３、３Ａの、側端３１、３１Ａとは反対側の側端３２、３２Ａは、受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬより、コア４０の基部４１から離れて位置している。なお、側端３２、３２Ａの位置は任意であり、給電線３、３Ａの第２寸法Ｄ２によって決定される。すなわち、給電線３、３Ａの側端３１、３１Ａの位置が、上記したように受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬより基部４１寄りに設定され、側端３１、３１Ａの位置が決まると、給電線３、３Ａの第２寸法Ｄ２によって側端３２、３２Ａの位置が決定される。従って、給電線３、３Ａの第２寸法Ｄ２に応じて、側端３２、３２Ａの位置が受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬと一致する形態、又は側端３２、３２Ａの位置が受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬより、コア４０の基部４１寄りに位置する形態がある。これらの形態については後に図７及び図８を用いて説明する。
　図４は、給電線の一例を示す断面図である。図４では、給電線３を例に挙げて示しているが、給電線３Ａについても同様である。図４に示すように、給電線３は、例えばリッツ線であり、数十本から数百本の銅線６１が撚り合された束６０を複数（図４では６本）備え、それら複数の束６０がさらに撚り合された形態の外周が、例えば絶縁体から成るチューブ３０により被覆されて形成されている。各銅線６１にはエナメル等により被覆されていてもよい。図４では、１本の束６０における一部の銅線６１のみ図示し、それ以外を省略するとともに、束６０の外形を一点鎖線で概略的に示している。また、各束６０相互間、及びチューブ３０と束６０との間に隙間があるように図示しているが、隙間がなくてもよい。なお、図４に示す給電線３は一例であり、他の構成であってもよい。例えば、チューブ３０内に１本の束６０が収容された構成であってもよい。
　給電線３は、任意の手法で作成される。例えば、先ず、数十本から数百本の銅線を撚った状態で複数本の小径のチューブにそれぞれ収容して束６０とし、このチューブ（束６０）を複数本撚った後にこれを径方向に押し潰しながらチューブ３０により外周を被覆することで楕円形状（すなわち偏平状）の給電線３が形成される。給電線３は、上記した手法において所望の第１寸法Ｄ１となるように径方向に押し潰され、押し潰す前の直径（あるいは給電線３の断面積）に応じて第２寸法Ｄ２が決定する。例えば、第１寸法Ｄ１を規定した場合、押し潰す前の直径が小さいと押し潰した後の第２寸法Ｄ２が小さくなり、押し潰す前の直径が大きいと第２寸法Ｄ２が大きくなる。
　給電線３、３Ａには、電力供給装置６（図２参照）から移動体Ｖの走行（駆動）に必要な周波数及び電流値で電流が流される。この電流により、給電線３、３Ａの周囲に生じる磁界が受電コイル５０に誘導電流を生じさせ、受電装置４で必要な電力を取り出すことが可能となる。このとき、楕円形状の給電線３、３Ａは、第１寸法Ｄ１が規定された場合、同じ寸法Ｄ１の径を有する円形断面の給電線に比べて断面積が拡がっているため、熱損失が少なくなり、消費電力を低減できる。
　また、図３に示すように、給電線３、３Ａと受電コイル５０との距離Ｌ１が給電線３、３Ａの第１寸法Ｄ１より小さいので、給電線３、３Ａに生じる磁界の強度を受電コイル５０に対して高めることができる。さらに、給電線３、３Ａの側端３１、３１Ａの位置が、上記したように受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬより基部４１寄りに設定され、かつ、給電線３、３Ａの第２方向Ｙ２が受電コイル５０の軸心方向ＡＸと平行であるので、給電線３、３Ａに生じる磁界がコア４０の基部４１に伝わりやすく、受電コイル５０を巻回した脚部４３に対して磁界の強度を高めることができる。その結果、受電コイル５０に対する電力の供給効率を高めることができる。なお、図３に示すように、給電線３と脚部４２との距離Ｌ３、及び給電線３Ａと脚部４４との距離Ｌ３は、それぞれ第１寸法Ｄ１より小さくなっている。この構成により、給電線３の周囲に生じる磁界が脚部４２において十分に強くなり、また、給電線３Ａの周囲に生じる磁界が脚部４４において十分に強くなる。その結果、受電コイル５０に対する磁界の強度を高めることができる。
　図５は、本実施形態に係る非接触給電設備で用いた給電線による負荷電力とコア・給電線距離との関係を示すグラフ図であり、グラフ図が得られた構成の図を併せて示している。図５のグラフ図において、縦軸は負荷電力であり、横軸はコア４０と給電線３、３Ａとの距離Ｌ２である。距離Ｌ２は、図５に示すように、コア４０の基部４１と、給電線３、３Ａの側端３１、３１Ａとの距離（ｍｍ）である。給電線３、３Ａは、上記した実施形態と同様である。また、負荷電力は、受電コイル５０により取り出された電力（ｋＷ）であり、必要とされる目標の負荷電力値をグラフ図において太線で示している。また、図５に示すグラフ図を作成するにあたって、実際の運用が想定される周波数及び電流値で給電線３、３Ａに電流が流されている。
　図５のグラフ図に示すように、距離Ｌ２が０の位置から給電線３、３Ａをコア４０から徐々に離していき、距離Ｌ２を大きくしていくと、距離Ｌ２の増加に伴って負荷電力が下がっていき、距離Ｌ２がＡｍｍまで目標の負荷電力値を確保していることが確認された。すなわち、距離Ｌ２がＡｍｍ以下であれば、目標の負荷電力値を供給可能である。なお、距離Ｌ２がＡｍｍ以下の場合、給電線３、３Ａの側端３１、３１Ａの位置が、受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬより基部４１寄りとなる。
　図６は、比較例における給電線による負荷電力とコア・給電線距離との関係を示すグラフ図であり、グラフ図が得られた構成の図を併せて示している。図６に示す２本の給電線４００、４００Ａは、それぞれ延在方向に垂直な断面が円形である。２本の給電線４００、４００Ａは、ホルダ２の腕部２３の先端に設けられた支持部４２５により受電コイル５０の軸心方向ＡＸと平行に並んだ状態で所定位置に支持されている。なお、給電線４００、４００Ａの直径は第１寸法Ｄ１と同一である。また、２本の給電線４００、４００Ａと受電コイル５０との間の距離は上記した距離Ｌ１で同一である。２本の給電線４００、４００Ａには、図５と同様の電流を流している。すなわち、各給電線４００、４００Ａには、図５と同様の電流の約半分が流れている。
　図６のグラフ図において、縦軸は負荷電力であり、横軸はコア４０と給電線４００、４００Ａとの距離Ｌ２である。なお、図５と同様の目標の負荷電力値をグラフ図において太線で示している。距離Ｌ２は、図６に示すように、コア４０の基部４１と、図示において左側に配置された給電線４００、４００Ａの側端４０１との距離（ｍｍ）である。
　図６のグラフ図に示すように、距離Ｌ２が０の位置から給電線４００、４００Ａをコア４０から徐々に離していき、距離Ｌ２を大きくしていくと、距離Ｌ２の増加に伴って負荷電力が下がっていき、距離Ｌ２がＣｍｍまで目標の負荷電力値を確保していることが確認された。すなわち、距離Ｌ２がＣｍｍ以下であれば、目標の負荷電力値を供給可能である。距離Ｌ２であるＣｍｍは、図５に示す距離ＬのＡｍｍより短い。すなわち、２本の給電線４００、４００Ａを用いた場合は、給電線４００、４００Ａをコア４０（基部４１）に近づけなければ、目標の負荷電力値を供給することができない。この結果は、２本の給電線４００、４００Ａのうち、コア４０の基部４１から離れている給電線４００Ａにより発生させられる磁界が、基部４１の位置において弱くなり、結果として受電コイル５０における誘導電流が小さくなるためであると考えられる。
　２本の給電線４００、４００Ａを用いることにより、１本の給電線４００に比べて２倍の断面積となっているので、熱損失を低減しているが、受電コイル５０に作用する磁界の強度が小さいといった課題が残っている。従って、２本の給電線４００、４００Ａを用いる場合と比較して、本実施形態の給電線３、３Ａの方が電力の供給効率が良いといえる。
　このように、本実施形態に係る非接触給電設備１では、給電線３、３Ａが外周をチューブ３０（図４参照）により被覆されて形成され、延在方向に垂直な断面における第１方向Ｚ１の第１寸法Ｄ１が第２方向Ｙ２の第２寸法Ｄ２より小さく、さらに、ホルダ２によって、給電線３、３Ａと受電コイル５０との距離Ｌ１が第１寸法Ｄ１より小さく、給電線３、３Ａの側端３１、３１Ａが受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬよりコア４０の基部４１寄りに位置し、かつ、第２方向Ｙ２が受電コイル５０の軸心方向ＡＸと平行となるように、給電線３、３Ａを支持するので、給電線３、３Ａにおける熱損失の低下を図りながら、受電コイル５０に対して十分な磁気強度を確保し、受電装置４に対して十分な給電効率を実現することができ、無駄に電力が消費されることを回避できる。
　すなわち、本実施形態では、コア４０の脚部４２、４４と受電コイル５０との間の比較的狭い空間に給電線３、３Ａを配置する構成において、給電線３、３Ａと受電コイル５０との距離Ｌ１、及び給電線３、３Ａにおける基部４１側の側端３１、３１Ａと基部４１との距離Ｌ２を適切な形態としつつ、給電線３、３Ａの断面を、径寸法がＤ１の円形断面を備えた給電線に比べていわば基部４１から離れる側へ延ばすように拡大することで、十分な給電効率を確保しつつ、給電線３、３Ａと受電装置４との接触を避け、熱損失を低減できる。
　なお、上記した実施形態では、図３に示すように、給電線３、３Ａの側端３２、３２Ａ（側端３１、３１Ａと反対側の側端）が、受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬよりコア４０の基部４１から離れた位置となっているが、この構成に限定されない。
　図７は、本実施形態に係る非接触給電設備の他の例を示す図である。この非接触給電設備１Ａでは、給電線１０３、１０３Ａが用いられる。給電線１０３、１０３Ａは、延在方向に垂直な断面において、第１方向Ｚ１（短軸方向、Ｚ方向）の第１寸法が上記した給電線３、３Ａと同様の第１寸法Ｄ１であるが、第２方向Ｙ２（長軸方向、Ｙ方向）の寸法が第２寸法Ｄ３となっている。第２寸法Ｄ３は、上記した給電線３、３Ａの第２寸法Ｄ２より小さい。なお、図７において、上記した実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略又は簡略化する。
　給電線１０３、１０３Ａは、給電線３、３Ａと同様に、外周をチューブ（図４のチューブ３０を参照）により被覆されて形成されている。また、給電線１０３、１０３Ａは、図７に示すように、ホルダ２の腕部２２、２３の先端に設けられた支持部１２４、１２５にそれぞれ支持される。給電線１０３、１０３Ａは、支持部１２４、１２５に備える爪部１２４ａ、１２５ａにより支持部１２４、１２５から抜けることを防止されて位置決めされる。
　支持部１２４、１２５は、給電線１０３、１０３Ａと受電コイル５０との距離Ｌ１が第１寸法Ｄ１より小さく、給電線１０３、１０３Ａの、コア４０の基部４１側の側端１３１、１３１Ａが受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬより基部４１寄りに位置するように、給電線１０３、１０３Ａを支持する。すなわち、上記した実施形態と同様に、給電線１０３、１０３Ａは、側端１３１、１３１Ａをコア４０の基部４１に近づけて配置される。側端１３１、１３１Ａと基部４１との間隔は、例えば、移動体Ｖの走行時に非接触の状態を維持可能な最も小さい間隔に設定されてもよい。また、第１寸法Ｄ１についても、例えば、移動体Ｖの走行時に非接触の状態を維持可能な最も小さい寸法に設定されてもよい。
　また、支持部１２４、１２５は、給電線１０３、１０３Ａの第２方向Ｙ２（長軸方向）が受電コイル５０の軸心方向ＡＸ（Ｙ方向）と平行となるように、給電線１０３、１０３Ａを支持する。また、給電線１０３、１０３Ａの、側端１３１、１３１Ａと反対側の側端１３２、１３２Ａは、受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬに一致又はほぼ一致している。給電線１０３、１０３Ａは、上記した給電線３、３Ａより断面積が小さいが、第１寸法Ｄ１を直径とする円形断面の給電線より断面積が大きいので、円形断面の給電線よりも熱損失を少なくすることができる。
　また、給電線１０３、１０３Ａは、受電コイル５０との距離Ｌ１が第１寸法Ｄ１より小さく、側端１３１、１３１Ａが受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬより基部４１寄りに位置し、かつ、第２方向Ｙ２（長軸方向）が受電コイル５０の軸心方向ＡＸと平行になるように支持されている。この図７の構成においても、上記した実施形態と同様に、給電線１０３、１０３Ａにおける熱損失の低下を図りながら、受電コイル５０に対して十分な磁気強度を確保し、受電装置４に対して十分な給電効率を実現することができ、無駄に電力が消費されることを回避できる。
　図８は、本実施形態に係る非接触給電設備の他の例を示す図である。この非接触給電設備１Ｂでは、給電線２０３、２０３Ａが用いられる。給電線２０３、２０３Ａは、延在方向に垂直な断面において、第１方向Ｚ１（短軸方向、Ｚ方向）の第１寸法が上記した給電線３、３Ａと同様の第１寸法Ｄ１であるが、第２方向Ｙ２（長軸方向、Ｙ方向）の寸法が第２寸法Ｄ４となっている。第２寸法Ｄ４は、上記した給電線３、３Ａの第２寸法Ｄ２及び給電線１０３、１０３Ａの第２寸法Ｄ３より小さい。なお、図８において、上記した実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略又は簡略化する。
　給電線２０３、２０３Ａは、給電線３、３Ａと同様に、外周をチューブ（図４のチューブ３０を参照）により被覆されて形成されている。また、給電線２０３、２０３Ａは、図８に示すように、ホルダ２の腕部２２、２３の先端に設けられた支持部２２４、２２５にそれぞれ支持される。給電線２０３、２０３Ａは、支持部２２４、２２５に備える爪部２２４ａ、２２５ａにより支持部２２４、２２５から抜けることを防止されて位置決めされる。
　支持部１２４、１２５は、給電線１０３、１０３Ａと受電コイル５０との距離Ｌ１が第１寸法Ｄ１より小さく、給電線２０３、２０３Ａの、コア４０の基部４１側の側端２３１、２３１Ａが受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬより基部４１寄りに位置するように、給電線２０３、２０３Ａを支持する。すなわち、上記した実施形態と同様に、給電線２０３、２０３Ａは、側端２３１、２３１Ａをコア４０の基部４１に近づけて配置される。側端２３１、２３１Ａと基部４１との間隔は、例えば、移動体Ｖの走行時に非接触の状態を維持可能な最も小さい間隔に設定されてもよい。また、第１寸法Ｄ１についても、例えば、移動体Ｖの走行時に非接触の状態を維持可能な最も小さい寸法に設定されてもよい。
　また、支持部２２４、２２５は、給電線２０３、２０３Ａの第２方向Ｙ２（長軸方向）が受電コイル５０の軸心方向ＡＸ（Ｙ方向）と平行となるように、給電線２０３、２０３Ａを支持する。また、給電線２０３、２０３Ａの、側端２３１、２３１Ａと反対側の側端２３２、２３２Ａは、受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬよりコア４０の基部４１寄りに位置している。給電線２０３、２０３Ａは、上記した給電線３、３Ａ及び給電線１０３、１０３Ａより断面積が小さいが、第１寸法Ｄ１を直径とする円形断面の給電線より断面積が大きいので、円形断面の給電線よりも熱損失を少なくすることができる。
　また、給電線２０３、２０３Ａが、受電コイル５０との距離Ｌ１が第１寸法Ｄ１より小さく、側端２３１、２３１Ａが受電コイル５０の軸心方向ＡＸの中央ＣＬより基部４１寄りに位置し、かつ、第２方向Ｙ２（長軸方向）が受電コイル５０の軸心方向ＡＸと平行になるように支持されている。この図８の構成においても、上記した実施形態と同様に、給電線２０３、２０３Ａにおける熱損失の低下を図りながら、受電コイル５０に対して十分な磁気強度を確保し、受電装置４に対して十分な給電効率を実現することができ、無駄に電力が消費されることを回避できる。
　以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、図示したホルダ２の形態は一例であり、給電線３、３Ａ等を支持しつつ、コア４０に対して非接触な任意の形状又は構造を適用可能である。また、法令で許容される限りにおいて、日本特許出願である特願２０１７－１９５７８０、及び本明細書で引用した全ての文献、の内容を援用して本文の記載の一部とする。
ＡＸ・・・軸心方向
ＣＬ・・・中央
Ｄ１・・・第１寸法
Ｄ２・・・第２寸法
Ｌ１・・・距離
Ｔ・・・軌道Ｔ（移動経路）
Ｖ・・・移動体
Ｙ２・・・第２方向
Ｚ１・・・第１方向
１、１Ａ、１Ｂ・・・非接触給電設備
２・・・ホルダ
３、３Ａ、１０３、１０３Ａ、２０３、２０３Ａ・・・給電線
４・・・受電装置
３０・・・チューブ３０
３１、３１Ａ、１３１、１３１Ａ、２３１、２３１Ａ・・・側端
３２、３２Ａ、１３２、１３２Ａ、２３２、２３２Ａ・・・側端
４０・・・コア
４１・・・基部
４２、４３、４４・・・脚部
５０・・・受電コイル

Claims (5)

  1. 　移動体の移動経路に沿って複数配置されたホルダにより支持される給電線から、前記移動体における受電装置に対して非接触で給電する非接触給電設備であって、
    　前記受電装置は、基部から複数の脚部が同一方向に平行に延びるコアと、前記脚部の１つに巻回された受電コイルと、を備え、
    　前記給電線は、外周をチューブにより被覆されて形成され、前記給電線の延在方向に垂直な断面における第１方向の第１寸法が、前記第１方向に直交する第２方向の第２寸法より小さく、
    　前記ホルダは、前記受電コイルと前記受電コイルがない前記脚部との間において、前記給電線と前記受電コイルとの距離が前記第１寸法より小さく、前記給電線の前記基部側の側端が前記受電コイルの軸心方向の中央より前記基部寄りに位置し、かつ、前記第２方向が前記受電コイルの軸心方向と平行となるように、前記給電線を支持する、非接触給電設備。
  2. 　前記コアは、前記基部から３本の前記脚部が延びるＥ型のコアであり、前記３本の脚部のうち中央の前記脚部に前記受電コイルが巻回されており、
    　前記ホルダは、前記受電コイルと前記受電コイルがない２本の前記脚部との間のそれぞれにおいて前記給電線を支持する、請求項１に記載の非接触給電設備。
  3. 　前記給電線は、前記基部側の側端に対する反対側の側端が、前記受電コイルの軸心方向の中央より前記基部から離れて位置する、又は、前記受電コイルの軸心方向の中央に位置する、請求項１又は請求項２に記載の非接触給電設備。
  4. 　前記給電線は、前記第２寸法が前記第１寸法の１．２倍から２．０倍である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の非接触給電設備。
  5. 　前記給電線は、延在方向に垂直な断面形状が楕円形状又は長円形状である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の非接触給電設備。
     
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