(57)【要約】【課題】コアの開口溝から漏れる磁束の影響やコアの外側に配置される給電線の周囲に生じる磁束の影響を低減する。【解決手段】磁気シールド体５は、高透磁率である金属磁性材料により略円筒形状に形成されてコア２並びにコイル３に外挿される。このようにコア２並びにコイル３が磁気シールド体５で包み込まれているので、戻りの給電線１００の周囲に生じる磁束がコア２内を通過するのを阻止することができ、その結果、ピックアップ部１の電力伝達の効率低下を抑制することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電流が流れる給電線と誘導結合されるピックアップ部を備え、ピックアップ部に誘起される誘導起電力によって負荷に給電する非接触給電装置において、
ピックアップ部は、給電線を周方向に沿って囲み且つ少なくとも給電線が径方向に通過可能である開口溝が給電線の軸方向に沿って設けられた筒状のコアと、コアに巻線を巻回してなるコイルと、高透磁率の磁性材料からなりコア及びコイルを包み込む磁気シールド体とを有することを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
高周波電流が流れる給電線と誘導結合されるピックアップ部を備え、ピックアップ部に誘起される誘導起電力によって負荷に給電する非接触給電装置において、
ピックアップ部は、給電線を周方向に沿って囲み且つ少なくとも給電線が径方向に通過可能である開口溝が給電線の軸方向に沿って設けられた筒状のコアと、コアに巻線を巻回してなるコイルとを有し、
給電線は、コア内に挿通される往きの給電線と、コアの外に配置される戻りの給電線とからなり、
高透磁率の磁性材料からなる磁気シールド体が戻りの給電線とコアの開口溝との間に配設されることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項３】
ピックアップ部は、高透磁率の磁性材料からなりコア及びコイルを包み込む第２の磁気シールド体を有することを特徴とする請求項２記載の非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電流が流れる給電線と誘導結合されるピックアップ部を備え、ピックアップ部に誘起される誘導起電力によって負荷に給電する非接触給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の非接触給電装置として、例えば、移動体の移動線路に沿って高周波電流を流す給電線を張設し、前記給電線と誘導結合されたピックアップ部を前記移動体に配置し、前記ピックアップ部に誘起される誘導起電力によって負荷（移動体を移動させる電動機）に給電するものが提供されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
ピックアップ部は、給電線を周方向に沿って囲む筒状のコアと、コアに巻線を巻回してなるコイルとを有し、給電線の周囲に生じる磁束の大半がコア内を通ることでコイルに誘起される誘導起電力を高くしている。尚、コアには、少なくとも給電線が径方向に通過可能である開口溝が給電線の軸方向に沿って設けられ、給電線へのピックアップ部の装着及び離脱が容易に行えるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１２０８８０号公報
【特許文献２】特許第３２６３４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来例におけるコアには給電線を挿通するための開口溝が設けられているため、コア内を通過する磁束の一部が開口溝を通して外部に漏れてしまう。そして、ピックアップ部の近傍に配置されている金属部材（例えば、移動体や移動線路）に漏れ磁束による渦電流が流れて損失が生じ、その結果、ピックアップ部の電力伝達の効率が低下してしまう虞がある。あるいは、高周波電源に対する往きと戻りの２本の給電線のうちの一方の給電線がコアの内側に配置され、他方の給電線がピックアップ部の近傍に配置されている場合、当該他方の給電線の周囲に生じる磁束が、開口溝を通してコア内を通過する磁束と打ち消しあい、その結果、ピックアップ部の電力伝達の効率が低下してしまう虞がある。尚、特許文献１，２に記載されている従来例では、コイルと移動体との間が磁気シールドされているが、コアの開口溝から漏れる磁束の影響やコアの外側に配置される給電線の周囲に生じる磁束の影響については何等考慮されていない。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、コアの開口溝から漏れる磁束の影響やコアの外側に配置される給電線の周囲に生じる磁束の影響を低減することができる非接触給電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、高周波電流が流れる給電線と誘導結合されるピックアップ部を備え、ピックアップ部に誘起される誘導起電力によって負荷に給電する非接触給電装置において、ピックアップ部は、給電線を周方向に沿って囲み且つ少なくとも給電線が径方向に通過可能である開口溝が給電線の軸方向に沿って設けられた筒状のコアと、コアに巻線を巻回してなるコイルと、高透磁率の磁性材料からなりコア及びコイルを包み込む磁気シールド体とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、高透磁率の磁性材料からなる磁気シールド体でコア及びコイルを包み込んでいるので、コアの開口溝から漏れる磁束の影響を低減することができる。
【０００８】
請求項２の発明は、上記目的を達成するために、高周波電流が流れる給電線と誘導結合されるピックアップ部を備え、ピックアップ部に誘起される誘導起電力によって負荷に給電する非接触給電装置において、ピックアップ部は、給電線を周方向に沿って囲み且つ少なくとも給電線が径方向に通過可能である開口溝が給電線の軸方向に沿って設けられた筒状のコアと、コアに巻線を巻回してなるコイルとを有し、給電線は、コア内に挿通される往きの給電線と、コアの外に配置される戻りの給電線とからなり、高透磁率の磁性材料からなる磁気シールド体が戻りの給電線とコアの開口溝との間に配設されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明によれば、高透磁率の磁性材料からなる磁気シールド体が戻りの給電線とコアの開口溝との間に配設されているので、戻りの給電線の周囲に生じる磁束がピックアップ部のコア及びコイルに及ぼす影響を低減することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、ピックアップ部は、高透磁率の磁性材料からなりコア及びコイルを包み込む第２の磁気シールド体を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明によれば、戻りの給電線の周囲に生じる磁束がピックアップ部のコア及びコイルに及ぼす影響を低減すると同時に、コアの開口溝から漏れる磁束の影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コアの開口溝から漏れる磁束の影響やコアの外側に配置される給電線の周囲に生じる磁束の影響を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
（実施形態１）
本実施形態の非接触給電装置は、図７（ａ）に示すようにループ状に設置された給電線１００と、給電線１００に高周波電流を流す高周波電源１１０と、給電線１００と誘導結合されるピックアップ部１とを備え、ピックアップ部１から負荷（図示しない移動体を移動させるためのインバータ並びにモータ）１１１に給電するものである。尚、本実施形態の非接触給電装置を搭載した移動体（図示せず）は、図１に示すように金属製の移動線路（レール）２００に沿って移動するものであって、断面形状略コ字形のレール２００の内側と外側に往きと戻りの給電線１００が配設されている。
【００１５】
給電線１００は、図７（ｂ）に示すように円筒形状の内管部１０１と、内管部１０１の外側に配置された円筒形状の外管部１０２と、内管部１０１と外管部１０２を互いに同心となるように連結する連結部１０３とが金属板を曲げ加工することで一体に形成された導体を、角筒状の合成樹脂成形品からなる絶縁体１０４で被覆して構成されている。すなわち、高周波電流が流れる給電線においては、導体の材料（金属板）が有する電気抵抗以外に表皮効果と近接効果による抵抗（高周波抵抗）が存在するが、図７（ｂ）に示す二重管構造の導体を給電線１００に用いれば、円柱形状の導体に比較して高周波抵抗を低減し且つ損失を減少させることができる。
【００１６】
ピックアップ部１は、コア２、コイル３、ボビン４、磁気シールド体５、受電回路部６を有している。受電回路部６は、コイル３とともに共振回路を形成するコンデンサ、コイル３並びにコンデンサの共振回路から出力される共振電圧を定電圧化する定電圧回路などを有している。
【００１７】
コア２は、図１に示すように内周面及び外周面の双方が曲面（円筒面）で構成され且つ軸方向（紙面に垂直な方向）に交差する断面形状が略Ｃ形に形成されている。ここで、開口溝２ａを挟んで対向するコア２の両端部２０，２０は、コア２の当該両端部２０を除く部位（以下、「胴部」と呼ぶ。）２１よりも、軸方向に沿った断面の面積が大きく形成されている。
【００１８】
ボビン４は、円弧状に湾曲した角筒形状の合成樹脂成形品からなり、軸方向の両端部に外鍔４０が設けられている。尚、コア２は開口溝２ａと反対側の箇所で胴部２１が二分割されており、それぞれの胴部２１，２１にボビン４，４が外挿された後に胴部２１，２１の端部同士が接合されることによって、図１に示すコア２が構成されている。
【００１９】
コイル３は、絶縁被覆を有する巻線がボビン４，４に単層巻きされることで形成されている。尚、コア２の端部２０と胴部２１との段差が巻線の直径よりも大きく設定されており、コイル３がコア２の端部２０よりも外側にはみ出さないようになっている。このようにコイル３がコア２の端部２０よりも外側にはみ出さないことにより、コイル３の端部からコア２の端部２０の外へ漏れる磁束を減らすことができる。
【００２０】
磁気シールド体５は、高透磁率である金属磁性材料により略円筒形状に形成されてコア２並びにコイル３に外挿される。但し、磁気シールド体５にはコア２の開口溝２ａと連通する溝５ａが軸方向に沿って設けられている。
【００２１】
而して、開口溝２ａを通してコア２の内側に配置される給電線１００に高周波電流が流れると、給電線１００を中心とする同心円上に高周波磁界（磁束）が発生し、磁束の大半がコア２内を周方向に沿って通過する。そして、当該磁束が高周波電流に応じて変化することによってコイル３に誘導起電力が生じる。
【００２２】
ここで、本実施形態においては、図１に示すように高周波電源１１０に対する往きと戻りの２本の給電線１００のうちの一方（往き）の給電線１００がコア２の内側に配置され、他方（戻り）の給電線１００がピックアップ部１の近傍に配置されている。このような場合、コア２の外に配置されている戻りの給電線１００の周囲に生じる磁束は、コア２内に配置されている往きの給電線１００の周囲に生じる磁束と向きが反転しているため、コア２内を通過する磁束を打ち消してしまう虞がある。しかしながら、本実施形態ではコア２並びにコイル３が磁気シールド体５で包み込まれているので、戻りの給電線１００の周囲に生じる磁束がコア２内を通過するのを阻止することができ、その結果、ピックアップ部１の電力伝達の効率低下を抑制することができる。
【００２３】
また、本実施形態におけるコア２には給電線１００を挿通するための開口溝２ａが設けられているため、コア２内を通過する磁束の一部が開口溝２ａを通して外部に漏れてしまい、当該漏れ磁束によって導体であるレール２００に渦電流が流れて損失が生じ、その結果、ピックアップ部１の電力伝達の効率が低下してしまう虞がある。
【００２４】
そこで、図２に示すように磁気シールド体５の溝５ａを磁気シールドカバー５０によって開閉自在に閉塞する構成とすれば、開口溝２ａを通過する磁束を遮蔽し、上述のように漏れ磁束によって生じる渦電流損を低減することができる。磁気シールドカバー５０は、磁気シールド体５と同材料によって帯板状に形成されており、磁気シールド体５の溝５ａに着脱自在に嵌合される。尚、磁気シールド体５でコア２及びコイル３全体を包み込む代わりに、図３に示すようにコア２の両端部２０，２０に着脱自在に取着されてコア２の開口溝２ａを閉塞する磁気シールド体５’を設けても同様に渦電流損を低減することができる。
【００２５】
（実施形態２）
本実施形態の非接触給電装置の基本構成は実施形態１と共通であるから、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。
【００２６】
実施形態１でも説明したように、コア２の外に配置されている戻りの給電線１００の周囲に生じる磁束の影響でコア２内を通過する磁束が減少してしまう虞がある。
【００２７】
そこで本実施形態では、図４に示すようにコア２の外に配置されている戻りの給電線１００とコア２の開口溝２ａとの間に、高透磁率の磁性材料からなる磁気シールド体７を配設している。この磁気シールド体７は断面形状が略Ｌ字形の樋状に形成され、長手方向に沿った両端縁でレール２００に固定されており、レール２００との間に形成される空間に戻りの給電線１００を収納している。
【００２８】
而して、本実施形態では高透磁率の磁性材料からなる磁気シールド体７が戻りの給電線１００とコア２の開口溝２ａとの間に配設されているので、戻りの給電線１００の周囲に生じる磁束がピックアップ部１のコア２及びコイル３に及ぼす影響を低減することができる。しかも、本実施形態ではコア２の開口溝２ａとレール２００との間に配設されている磁気シールド体７によって、開口溝２ａから漏れてレール２００と鎖交する磁束を低減することができるので、漏れ磁束によって生じる渦電流損を低減することもできる。但し、磁気シールド体７の形状は、図５に示すように平板状であってもよい。
【００２９】
また、図６に示すように実施形態１における磁気シールド体５でコア２並びにコイル３を包み込むようにすれば、戻りの給電線１００の周囲に生じる磁束がピックアップ部１のコア２及びコイル３に及ぼす影響をさらに低減することができる。尚、図２や図３に示したようにコイル２の開口溝２ａを磁気シールドカバー５０や磁気シールド体５’で閉塞する構成と組み合わせれば、開口溝２ａから漏れる漏れ磁束によって生じる渦電流損をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態１の要部断面図である。
【図２】同上の別の要部断面図である。
【図３】同上のさらに別の要部断面図である。
【図４】本発明の実施形態２の要部断面図である。
【図５】同上の別の要部断面図である。
【図６】同上のさらに別の要部断面図である。
【図７】（ａ）は同上の全体構成図、（ｂ）は同上における給電線の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ピックアップ部
２  コア
２ａ  開口溝
３  コイル
５  磁気シールド体
１００  給電線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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