(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次給電線と、前記１次給電線に高周波電流を流すことにより発生する磁界により、磁性体コアを介して磁気的に結合された２次巻線に電圧が誘起され、１次給電線から２次巻線に非接触で電力を伝送する非接触給電装置を有する搬送装置とを備えた非接触給電搬送システムにおいて、
１対の巻線と１対の磁性体コアからなる磁束発生器を備え、前記１対の巻線と１対の磁性体コアが空隙を介して対向するように、前記磁束発生器を１次給電線の断線部に取り付けることにより、磁束発生器で発生した磁束を介して非接触で電力を伝送すると共に、前記１次給電線の断線部において、該断線部を短絡して上記電力を直接伝送するか、或いは、該断線部を断線して該電力が直接伝送されないようにする切替機能を備えたことを特徴とする通電装置。
【請求項２】
１次給電線と、前記１次給電線に高周波電流を流すことにより発生する磁界により、磁性体コアを介して磁気的に結合された２次巻線に電圧が誘起され、１次給電線から２次巻線に非接触で電力を伝送する非接触給電装置を有する搬送装置とを備えた非接触給電搬送システムにおいて、
１対の巻線と１対の磁性体コアからなる磁束発生器を備え、前記１対の巻線と１対の磁性体コアが空隙を介して対向するように、前記磁束発生器を１次給電線の断線部に取り付けることにより、磁束発生器で発生した磁束を介して非接触で電力を伝送すると共に、前記磁性体コアの空隙に防火扉が開閉自在に配置されることを特徴とする通電装置。
【請求項３】
上記磁性体コアとして、１対の断面略コ字状の磁性体コアを有する磁束発生器を備え、前記１対の磁性体コアの磁極が夫々空隙を介して対向するように、１次給電線の断線部に前記磁束発生器を取り付けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の通電装置。
【請求項４】
上記１対の磁性体コアの対向する磁極間の空隙の長さを調節できるように、上記１対の磁性体コアを可動とする機能を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通電装置。
【請求項５】
上記磁性体コアの材料として透磁率の大きな材質の材料を用いたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の通電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、病院等の建築物内で使用される走行台車等の移動する物体に対し、１次給電線に非接触で電力を供給する非接触給電装置を有する搬送装置を備えた非接触給電搬送システムに係り、特に防火扉部分等のように、１次給電線が断線する断線部分において、電力を適正に伝送する通電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通電レール等と接触することにより走行台車等の搬送装置に電力を供給する給電装置を備えた搬送システムでは、通電レール等や給電装置の摩耗に対するメンテナンスが必要である。また、接触による塵の発生や、スパークが発生する問題があるため、この対策用に従来より非接触給電装置を有する搬送装置による非接触給電搬送システムが実用に供されている。
【０００３】
この非接触給電搬送システムの搬送装置に搭載される非接触給電装置について、図３を用いて説明する。
図３は、上記非接触給電装置１０の構成を示す縦断側面図である。同図に示されるように、非接触給電装置１０は、１対の外部磁性体コア１２ａ、１２ｂ及び内部磁性体コア１３よりなる断面Ｅ字形状の磁性体コア１１を有し、外部磁性体コア１２ａ、１２ｂと内部磁性体コア１３の１対の空隙１４ａ、１４ｂには、夫々１次給電線１５ａ、１５ｂがレール側壁２０に固定された１次給電線支持台１６ａ、１６ｂにより張設支持されている。
この構成において、１次給電線１５ａ、１５ｂに高周波電流を流すことにより、磁性体コア１１内部に方向や強度が時間的に変化する磁場が発生し、磁性体コア１１を介して磁気的に結合された２次巻線１７に電圧が誘起され、２次巻線１７により搬送装置（図示せず）に電力が供給され、この搬送装置が１次給電線１５ａ、１５ｂに沿って移動するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような搬送装置の駆動方式として用いられるリニア搬送システム等の非接触給電搬送システムでは、上述のように地上に１次給電線を張設し、非接触給電装置を搭載した搬送装置に２次巻線等の電力ピックアップを設ける地上２次方式を採用している。
ところで、このような搬送システムが病院等に適用される場合、病院等の建築物には防火区画があり、防火扉等を設置しなければならないため、次のような問題が生じる。
即ち、これらの建物内部に、上述した非接触給電搬送システムを用いる場合、防火扉が開閉するスペースを確保するために、防火扉がある個所では１次給電線を一度断線させた上で、図４の斜視図に示すように、側壁２１に貫通孔２２を設けて防火扉５を迂回するように１次給電線１５ａ、１５ｂを敷設しなければならない。
しかし、病院等の建物では多数の防火扉が存在し、これらの多数の防火扉が設置された個所を含めて１次給電線を配設する場合、多数個所の迂回工事をしなければならないか、或いは建物の建設の際に予め側壁に迂回用の貫通孔を設けていなければならず、非接触給電搬送システムの敷設コスト等が膨大なものになる。本発明の通電装置は、上記課題（問題点）を解決し、防火扉の前後を通過する１次給電線のように、一定の距離の空隙を隔てても１次給電線の電力を伝送させることができる通電装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の通電装置は、上記課題を解決するために、請求項１記載のものでは、１次給電線と、前記１次給電線に高周波電流を流すことにより発生する磁界により、磁性体コアを介して磁気的に結合された２次巻線に電圧が誘起され、１次給電線から２次巻線に非接触で電力を伝送する非接触給電装置を有する搬送装置とを備えた非接触給電搬送システムにおいて、１対の巻線と１対の磁性体コアからなる磁束発生器を備え、前記１対の巻線と１対の磁性体コアが空隙を介して対向するように、前記磁束発生器を１次給電線の断線部に取り付けることにより、磁束発生器で発生した磁束を介して非接触で電力を伝送すると共に、前記１次給電線の断線部において、該断線部を短絡して上記電力を直接伝送するか、或いは、該断線部を断線して該電力が直接伝送されないようにする切替機能を備えた構成とした。
この構成とすることで、１次給電線の断線部において、上記１対の磁性体コアが磁気的に結合することにより、対向する巻線に電圧が誘起され、１次給電線の断線部においても、空隙を隔てて非接触で電力を伝送させることができるようになると共に、１次給電線の断線部で、防火扉が閉の状態では、上記切替機能により１次給電線を断線させ、防火扉を隔てて磁性体コアを介して通電し、一方、防火扉が開の状態では、１次給電線を短絡させ、直接電力を供給できるようになるので、磁束発生器における電力の消費がなくなり、本発明の通電装置の通電効率を一層向上させることができる。
【０００６】
請求項２に記載の本発明の通電装置では、１次給電線と、前記１次給電線に高周波電流を流すことにより発生する磁界により、磁性体コアを介して磁気的に結合された２次巻線に電圧が誘起され、１次給電線から２次巻線に非接触で電力を伝送する非接触給電装置を有する搬送装置とを備えた非接触給電搬送システムにおいて、１対の巻線と１対の磁性体コアからなる磁束発生器を備え、前記１対の巻線と１対の磁性体コアが空隙を介して対向するように、前記磁束発生器を１次給電線の断線部に取り付けることにより、磁束発生器で発生した磁束を介して非接触で電力を伝送すると共に、前記磁性体コアの空隙に防火扉が開閉自在に配置される構成とした。
このようにすると、防火扉が自在に開閉する空隙が確保される。
【０００７】
請求項３に記載の本発明の通電装置では、上記磁性体コアとして、１対の断面略コ字状の磁性体コアを有する磁束発生器を備え、前記１対の磁性体コアの磁極が夫々空隙を介して対向するように、１次給電線の断線部に前記磁束発生器を取り付けた構成とした。
このことにより、高周波電流により前記１対の磁性体コアの内部に発生する磁束の漏れを少なくすることができるので、本発明の通電装置の電力の通電効率を向上させることができる。
【０００８】
請求項４に記載の本発明の通電装置では、上記１対の磁性体コアの空隙の長さを調節できるように上記１対の磁性体コアを可動とする機能を備えた構成とした。
このようにすると、上記空隙の長さを変えることができるので、防火扉が閉の状態では、１次給電線の断線部で、防火扉を隔てて磁性体コアを介して通電し、一方、防火扉が開の状態では、上記１対の磁性体コアの磁極を夫々接触させることにより、磁性体コア内部に発生する磁束の漏れを極力小さく抑えることができるので、本発明の通電装置の通電効率を更に向上させることができる。
【０００９】
請求項５に記載の通電装置では、上記磁性体コアの材料として透磁率の大きな材質の材料を用いた構成とした。
このようにすると、鉄製の防火扉を隔てて通電している場合でも、透磁率の小さな材料を用いた場合に比べて、防火扉により漏洩する磁束を相対的に少なくできるので、本発明の通電装置の通電効率の向上に寄与できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の通電装置の一実施の形態を図１（Ａ）、（Ｂ）及び図２（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の通電装置１の一実施の形態を示す側面図で、同図（Ａ）は、防火扉５が閉の状態で、防火扉５及び防火扉５が開閉される通路に形成する空隙４を隔てて本発明の通電装置１により、図示しない電力供給装置の電力を伝送している状態を示し、同図（Ｂ）は、防火扉５が開の状態で、空隙４を隔てて電力を伝送している状態を示している。
図１（Ａ）、（Ｂ）において、本発明の通電装置１は、磁束発生器２及び１次給電線と巻線を繋ぐ４つの接続部３ａ〜３ｄから構成され、また、磁束発生器２は、１対の巻線６ａ、６ｂと１対の断面略コ字状の磁性体コア７ａ、７ｂから構成される。
なお、１対の磁性体コア７ａ、７ｂは、高周波電流によって磁性体コア７ａ、７ｂ内部に発生する磁束の漏洩を極力小さくするために、磁性体コアの磁極８ａと磁極８ｃ、磁極８ｂと磁極８ｄとが夫々空隙４を隔てて対向するように、１次給電線１５Ａａ、１５Ａｂ、１５Ｂａ、１５Ｂｂの断線部９に対称に取り付けられている。
また、１次給電線１５Ａａ、１５Ａｂ、１５Ｂａ、１５Ｂｂは、図３で示した１次給電線１５ａ、１５ｂと同一のものであるが、断線部９を有するため、説明の便宜のために電力供給装置が接続された電力供給側の１次給電線を１５Ａａ、１５Ａｂとし、本発明の通電装置１により電力を伝送される側の１次給電線を１５Ｂａ、１５Ｂｂとして符号を付した。
なお、５ａ、５ｂは夫々防火壁で、防火壁５ａ、５ｂには、夫々防火扉５が出入りする切り欠き部５ｈ１、５ｈ２が形成されている。
【００１１】
以上の構成において、１次給電線１５Ａａ、１５Ａｂは、図示しない電力供給装置と接続されており、当該装置から高周波電流（例えば１０ｋＨｚ以上の単相交流）が供給されると、接続部３ａを経て巻線６ａに高周波電流が流れ、磁性体コア７ａ内部に、方向と強度が時間的に変化する磁場が発生する。
この磁場により、磁性体コア７ａと空隙４を介して対向する磁性体コア７ｂの内部を周回する磁束が発生し、１対の磁性体コア７ａ、７ｂは磁気的に結合されることになる。
この磁束の強度及び方向は、時間的に変化するので、巻線６ａに対向する巻線６ｂに誘導電流が発生し、結果的に、空隙４を隔てて電力供給装置の電力が、１次給電線１５Ａａ、１５Ａｂから１次給電線１５Ｂａ、１５Ｂｂに伝送されることになる。
【００１２】
この時発生する磁束について、図２（Ａ）、（Ｂ）に模式的な流れを示してある。
同図（Ａ）は、防火扉５が閉の状態で、防火扉５及び空隙４を挟んで本発明の通電装置１を構成する磁性体コア７ａ、７ｂ内部に生じる磁束Ｍｆを示す側面図で、同図（Ｂ）は、防火扉５が開の状態で、空隙４を隔てて磁性体コア７ａ、７ｂ内部に生じる磁束Ｍｆを示す側面図である。
磁性体コア７ａ、７ｂの形状を図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、断面略コ字状とすることにより、磁極８ａ、８ｃと磁極８ｂ、８ｄのギャップが小さくなり、また、磁束Ｍｆの流れの向きが防火扉５にほぼ垂直となるので、防火扉５に誘引される磁束Ｍｆを少なくし、磁束Ｍｆの漏洩を極力抑えることができるので、結果として電力の通電効率を向上させることが可能となる。
なお、磁極８ａ〜８ｄの先端部周囲を斜めにカットする形状とすると、磁束Ｍｆの漏れが更に少なくなり一層効果的である。
【００１３】
従って、上述したように、本発明の通電装置１により、１次給電線１５Ａａ〜１５Ｂｂに断線部９があっても、防火扉５が開閉するための空隙４を隔てて電力供給装置からの電力を伝送することができるので、従来のように、防火扉５を迂回するように側壁に貫通孔を設けて１次給電線１５ａ、１５ｂを敷設する必要がなくなり、非接触給電搬送システムを設ける際の迂回工事等の膨大な敷設コストを低減することができる。
【００１４】
なお、本発明の通電装置は、上記実施の形態に限定されない。
例えば、上記実施の形態では、磁性体コアの形状を断面略コ字状のもので説明したが、磁束の外部への漏洩を更に少なくする形状への改良が考えられる。従って、磁性体コアや、或いは巻線の巻数及び形状により、本発明の通電装置が限定されるものではない。
また、本発明の通電装置による電力の損耗を抑え、電力の通電効率を向上させるには以下のような改良も考えられる。
例えば、１対の磁性体コアの空隙の長さを調節できるように、１対の磁性体コアを可動とする機能を備えた構成とすると、磁極間ギャップの長さを変えることができるので、防火扉が開の状態では、１対の磁性体コアの磁極同士を直結させることにより、磁束の漏れを極力小さく抑えることができるので、本発明の通電装置の通電効率を向上させることができる。
更に、上記１次給電線の断線部において、該断線部を短絡して上記電力を直接伝送するか、或いは、該断線部を断線して該電力が直接伝送されないようにする切替機能を備えた構成とすれば、防火扉が開の状態では、切替装置により１次給電線の断線部を短絡させ、巻線と１次給電線との接続部を断線すると、直接電力を供給できるようになり、本発明の通電装置を用いることによる電力の損耗がなくなる。一方、防火扉が閉の状態では本発明の通電装置を用いるというハイブリッド型の通電装置とすれば、通電効率を更に向上させることができる。
また、磁性体コアの材料として透磁率の大きな材質を用いた構成とすると、強磁性体である鉄製の防火扉を隔てて通電している場合でも、防火扉より漏洩する磁束を相対的に少なくできるので、本発明の通電装置の通電効率の向上に寄与できる。具体的には、例えば、けい素鋼を用いると磁気ヒステリシスによる鉄損も小さくできるので、より好都合である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の通電装置は、上述のように構成したために以下のような優れた効果を有する。
（１）本発明の通電装置を１次給電線の断線部に取り付けることにより、磁束発生器で発生した磁束を介して非接触で１次給電線の電力を伝送できるので、空隙を介して非接触で電力を通電させることができるようになり、１次給電線の断線部でも電力を適正に伝送することができると共に、防火扉が開の状態では、切替装置により１次給電線の断線部を短絡させ、直接電力を供給できるようになり、本発明の通電装置を用いることによる電力の損耗がなくなる。一方、防火扉が閉の状態では本発明の通電装置を用いるというハイブリッド型の通電装置とすれば、通電効率を更に向上させることができる。
（２）空隙を介して非接触で１次給電線の断線部でも電力を伝送することができるので、防火扉を迂回するように１次給電線を敷設する必要がなくなり、迂回工事等の膨大な敷設コストを低減することができる。
（３）請求項２のようにすると、防火扉が自在に開閉する空隙が確保される。
（４）請求項３に記載の通電装置のように磁性体コアとして、断面略コ字状の磁性体コアを用いるようにすると、高周波電流により１対の磁性体コアの内部に発生する磁束の漏れを少なくすることができるので、本発明の通電装置の通電効率を向上させることができる。
（５）請求項４に記載の通電装置のように、１対の磁性体コアの空隙の長さを調節できるように上記１対の磁性体コアを可動とする機能を備えた構成とすると、磁極間ギャップの長さを変えることができ、防火扉が開の状態では、１対の磁性体コアの磁極同士を直結させることにより、磁束の漏れを極力小さく抑えることができるので、通電効率を向上させることができる。
（６）請求項５に記載の通電装置のように、磁性体コアの材料として透磁率の大きな材質を用いた構成とすると、強磁性体である鉄製の防火扉を隔てて通電している場合でも、防火扉より漏洩する磁束を相対的に少なくできるので、本発明の通電装置の通電効率の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通電装置の一実施の形態を示す図で、同図（Ａ）は、防火扉が閉の状態で、防火扉を隔てて本発明の通電装置により、１次給電線の電力を伝送している状態を示す側面図で、同図（Ｂ）は、防火扉が開の状態で、空隙を隔てて電力を伝送している状態を示す側面図である。
【図２】磁性体コア内部に発生する磁束について模式的に示した図で、同図（Ａ）は、防火扉が閉の状態で、防火扉を挟んで本発明の通電装置の磁性体コア内部に生じる磁束を示す側面図で、同図（Ｂ）は、防火扉が開の状態で、空隙を隔てて磁性体コア内部に生じる磁束を示す側面図である。
【図３】非接触給電搬送システムに用いる非接触給電装置の構成を示す縦断側面図である。
【図４】従来の非接触給電搬送システムにおいて、１次給電線を側壁に貫通孔を設けて防火扉を迂回させた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：本発明の通電装置
２：磁束発生器
４：空隙
６ａ、６ｂ：巻線
７ａ、７ｂ：磁性体コア
８ａ〜８ｄ：磁性体コアの磁極
９：断線部
１０：非接触給電装置
１５Ａａ〜１５Ｂｂ：１次給電線
【図１】
0003633213.tif 000002
【図２】
0003633213.tif 000003
【図３】
0003633213.tif 000004
【図４】
0003633213.tif 000005