(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電流を流す誘導線路を敷設し、前記誘電線路に対向してピックアップコイルを設け、このピックアップコイルに誘導される起電力により負荷に給電する無接触給電設備であって、
前記ピックアップコイルを同一インダクタンスあるいは略同一のインダクタンスの第１コイルおよび第２コイルにより形成し、
前記第１コイルおよび第２コイルの同極の一方の端子をともにコンデンサの一方の端子に接続し、
前記第１コイルおよび第２コイルの同極の他方の端子間を短絡する第１スイッチと、前記第１コイルおよび第２コイルの同極の他方の端子をそれぞれ、前記第１スイッチと切り換えられて、前記コンデンサの他方の端子に接続する第２スイッチを設け、
前記コンデンサは、第２スイッチが接続状態のとき、前記第１コイルおよび第２コイルとともに、前記誘導線路の周波数に共振する共振回路を形成することを特徴とする無接触給電設備。
【請求項２】
前記第１スイッチと第２スイッチの接続状態の切り換え時、ともに接続状態となる期間を有することを特徴とする請求項１記載の無接触給電設備。
【請求項３】
第１コイルと第２コイルは、リッツ線を同じ電磁誘導部材に同じ巻き数で巻いて形成することを特徴とする請求項１または請求項２記載の無接触給電設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波電流を流す誘導線路を敷設し、前記誘電線路に対向してピックアップコイルを設け、このピックアップコイルに誘導される起電力により負荷に給電する無接触給電設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無接触給電設備としては、たとえば特開平６−１５３３０５号公報に開示されている。
【０００３】
すなわち、移動体の移動線路に沿って高周波電流を流す誘導線路を張設し、前記移動体に、前記誘電線路から無接触で給電されるピックアップコイルを備えたピックアップユニットを配置し、前記ピックアップコイルに共振回路を形成するコンデンサを接続し、このコンデンサに整流／平滑回路を接続し、さらに直流電圧安定化回路を接続し、負荷に給電している。またピックアップコイルの両端を短絡するスイッチ（接続状態で非共振とする切換スイッチ）を設け、前記負荷が軽くなり、両端電圧が上昇すると、前記切換スイッチを動作させてコイルを短絡して非共振としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の無接触給電設備では、上記切換スイッチがオンとされ、非共振となると、ピックアップコイルが発生する起電力とそのインダクタンスによって決定されるショート電流が流れ、電流の流れる経路中の抵抗分でロスが発生するという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記非共振時に電力ロスの少ない無接触給電設備を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、請求項１記載の発明は、高周波電流を流す誘導線路を敷設し、前記誘電線路に対向してピックアップコイルを設け、このピックアップコイルに誘導される起電力により負荷に給電する無接触給電設備であって、前記ピックアップコイルを同一インダクタンスあるいは略同一のインダクタンスの第１コイルおよび第２コイルにより形成し、前記第１コイルおよび第２コイルの同極の一方の端子をともにコンデンサの一方の端子に接続し、前記第１コイルおよび第２コイルの同極の他方の端子間を短絡する第１スイッチと、前記第１コイルおよび第２コイルの同極の他方の端子をそれぞれ、前記第１スイッチと切り換えられて、前記コンデンサの他方の端子に接続する第２スイッチを設け、前記コンデンサは、第２スイッチが接続状態のとき、前記第１コイルおよび第２コイルとともに、前記誘導線路の周波数に共振する共振回路を形成することを特徴とするものである。
【０００７】
上記構成により、第１スイッチが接続状態のとき、同一インダクタンスあるいは略同一のインダクタンスである第１コイルと第２コイルの極性が打ち消し合うように接続され、よって短絡電流はほとんど流れず、したがって電流の流れる経路中の抵抗分でのロスがほとんど発生せず、発熱も少なくなる。さらに電力ロスがほとんど発生しないことから、設備として高効率が達成される。また、第２スイッチが接続状態のとき、共振状態となり、負荷に大きな電力が供給される。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明であって、前記第１スイッチと第２スイッチの接続状態の切り換え時、ともに接続状態となる期間を有することを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成により、第１スイッチと第２スイッチの接続状態の切り換え時、第１コイルと第２コイルが開状態となることが回避される。
また請求項３記載の発明は、上記請求項１または請求項２記載の発明であって、第１コイルと第２コイルは、リッツ線を同じ電磁誘導部材に同じ巻き数で巻いて形成することを特徴とするものである。
【００１０】
上記構成により、同一の第１コイルと第２コイルが形成され、またピックアップコイルとしてコンパクトに形成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２は本発明の実施の形態における移動体の無接触給電設備の側面図、図３は同無接触給電設備の移動体の一部断面正面図である。
【００１２】
移動体としての搬送用車体Ｖは、駆動トロリー１Ａ、従動トロリー１Ｂ、およびこれらトロリー１Ａ，１Ｂにて支持される物品搬送用キャリア１Ｃから構成され、この車体Ｖを移動自在に案内する案内レールＢとが設けられている。
【００１３】
駆動トロリー１Ａは、案内レールＢの上部に係合する走行用車輪２、案内レールＢの下部に両横側から接触する振れ止めローラ３、およびピックアップユニットＰを備え、走行用車輪２が減速機付電動モータ４にて駆動される。また従動トロリー１Ｂは、案内レールＢの上部に係合する走行用車輪５、および案内レールＢの下部に両横側から接触する振れ止めローラ６を備えている。
【００１４】
案内レールＢは、その上部に車輪案内部７、その下部にローラ案内部８を備え、横一側部に連結される支持枠９によって、天井などから吊り下げ状態に支持され、また案内レールＢの支持枠９が取り付けられた側部とは他方の側部に、誘導線路ユニットＸが取り付けられている。
【００１５】
誘導線路ユニットＸは、案内レールＢの横一側部に案内レールＢに沿って、所定間隔置きにハンガー１１が垂直に突設されたブラケット１２が取り付けられ、図４に拡大して示すように、ハンガー１１の先端には袋状の凹部１１Ａが設けられ、この凹部１１Ａに、始端が電源装置Ｍに接続されたループ状の誘導線路１４を長手方向に嵌め込んだカバー１３のツメ部１３Ａが挿入され、案内レールＢに沿って誘導線路１４が敷設されることにより構成されている。前記ブラケット１２は、案内レールＢの車輪案内部７とローラ案内部８からそれぞれ内方へ突設されたツメ部７Ａ，８Ａに、その上下端部を嵌合させ、上下端に設けたねじ孔１２Ａに止めネジ１２Ｂをら合させ、その先端を案内レールＢに食い込ませることにより、固定している。この構成によりハンガー１１は案内レールＢの横一側部に水平に突設される。また誘導線路１４は、絶縁した細い素線を集めて形成した撚線（以下、リッツ線と呼ぶ）を絶縁体、たとえば樹脂材によりカバーして構成され、また始端と終端が電源装置Ｍに接続され、ループ状に敷設されている。
【００１６】
また、ピックアップユニットＰは、図４，図５に示すように、断面がコ字状でその先端にその開口に向いてそれぞれ対向する凸部２１Ａを有し、側部２１Ｂの外方の両端部に脚部２１Ｃが設けられたフェライト２１を８個、断面がコ字状のスペーサ２２を介して横方向（図２において案内レールＢに沿う方向）に並べ、その両側部２１Ｄに渡って、第１層に、上記リッツ線を巻いて第１ピックアップコイル２３Ａを形成し、第２層に、第１ピックアップコイル２３Ａと同一あるいは略同一のインダクタンスとなるように上記リッツ線を巻いて第２ピックアップコイル２３Ｂを形成し、脚部２１Ｃに磁界遮断部材（アルミニウムや銅材）で形成された板状のバックプレート２４を取付けて構成されている。また、バックプレート２４には、フェライト２１から飛び出したピックアップコイル２３Ａ，２３Ｂの側面をそれぞれ保持するエンドブロック２５が設けられ、また四方には取付け孔２６が設けられている。
【００１７】
このピックアップユニットＰは、図４に示すように、ピックアップコイル２３Ａ，２３Ｂが誘導線路１４に沿い、かつコ字状のフェライト２１の開口が案内レールＢの横一側部に対向し、その中心Ｑに誘導線路１４を位置するように調整し、車体Ｖの案内レールＢ側の側面に固定される。この取付けにより、ハンガー１１はコ字状のフェライト２１の開口部の中心に位置する。誘導線路１４に通電（交流）されると、ピックアップコイル２３Ａ，２３Ｂにそれぞれ起電力が発生する。また、磁界遮断部材で形成された板状のバックプレート２４により、フェライト２１の側部２１Ｄから外方に誘導される無駄な磁束がしゃ断され、インダクタンスが減少し、効率よく起電力が発生する。
【００１８】
電源装置Ｍと車体（移動体）Ｖの回路構成を図１の回路図にしたがって説明する。車体Ｖでは、ピックアップコイル２３Ａ，２３Ｂに受電ユニット３１を接続し、この受電ユニット３１に負荷、たとえばインバータ３２を介してモータ４を接続している。
【００１９】
電源装置Ｍは、ＡＣ２００  Ｖ３相の交流電源４１と、コンバータ４２と、正弦波共振インバータ４３と、過電流保護用のトランジスタ４４およびダイオード４５とを備えている。コンバータ４２は全波整流用のダイオード４６と、フィルタを構成するコイル４７とコンデンサ４８と抵抗４９とこの抵抗４９を短絡するトランジスタ５０とから構成され、正弦波共振インバータ４３は、図中に示すように交互に発振される矩形波信号により駆動されるトランジスタ５１，５２と、電流制限用のコイル５３と、トランジスタ５１，５２に接続される電流供給用のコイル５４と、誘導線路１４と並列共振回路を形成するコンデンサ５５とから構成されている。なお、トランジスタ制御装置は省略している。
【００２０】
上記受電ユニット３１は、第１ピックアップコイル２３Ａおよび第２ピックアップコイル２３Ｂの同極の一方の端子をともにコンデンサ５６の一方の端子に接続し、第１ピックアップコイル２３Ａおよび第２ピックアップコイル２３Ｂの同極の他方の端子に、これら他方の端子間を短絡する第１スイッチであるリレイＲＹのｂ接点５７と、これら他方の端子をそれぞれコンデンサ５６の他方の端子に接続する第２スイッチであるリレイＲＹのａ接点５８，５９を設け、コンデンサ５６に整流／平滑回路６０を接続し、この整流／平滑回路６０に直流電圧安定化回路６１を接続して構成されている。
【００２１】
前記リレイＲＹは、外部の共振信号により励磁され、またこのリレイＲＹのｂ接点５７、およびａ接点５８，５９は共に接続状態となる期間を有して切り換えられる。またコンデンサ５６は、ａ接点５８，５９が接続状態のとき、第１ピックアップコイル２３Ａおよび第２ピックアップコイル２３Ｂとともに、誘導線路１４の周波数に共振する共振回路を形成する。
【００２２】
上記電源装置Ｍと誘導線路１４と車体Ｖの回路構成による作用を説明する。いま、リレイＲＹは、外部の共振信号により励磁され、ａ接点５８，５９がオン（接続状態）であるとする。
【００２３】
まず、交流電源４１から出力されるＡＣ２００  Ｖ３相の交流はコンバータ４２により直流に変換され、正弦波共振インバータ４３により高周波、たとえば１０ｋＨｚ  の正弦波に変換されて誘導線路１４に供給される。
【００２４】
この誘導線路１４に発生する磁束により、誘導線路１４の周波数に共振する案内レールＢ上に位置する車体Ｖのピックアップコイル２３Ａ，２３Ｂに起電力が発生して加算され、共振回路により出力電圧が発生され、この交流出力は整流／平滑回路６０で整流され、安定化電源回路６１により所定の電圧に整圧されてインバータ３２を介して減速機付電動モータ４に供給され、移動体の車体Ｖは、給電されたこのモータ４により走行用車輪２が駆動され、案内レールＢに案内されて移動する。
【００２５】
また、リレイＲＹが外部の共振信号が遮断されて非励磁となると、ｂ接点５７がオン（接続状態）となり、遅れてａ接点５８，５９がオフ（遮断状態）となる。すると、第１ピックアップコイル２３Ａおよび第２ピックアップコイル２３Ｂ間が短絡され、共振回路の出力電圧は零となり、減速機付電動モータ４へ給電されなくなり、移動体の車体Ｖは停止し、また第１ピックアップコイル２３Ａおよび第２ピックアップコイル２３Ｂの極性が打ち消し合うように接続されることから、短絡電流はほとんど流れない。
【００２６】
このように、第１ピックアップコイル２３Ａおよび第２ピックアップコイル２３Ｂ間が接続されるとき、第１ピックアップコイル２３Ａおよび第２ピックアップコイル２３Ｂの極性が打ち消し合うように接続されることから、短絡電流はほとんど流れず、したがって電流の流れる経路中の抵抗分での電力ロスがほとんど零とすることができ、よって発熱も少なくでき、また電力ロスがほとんど零とすることができることにより設備として高効率を達成できる。
【００２７】
また、第１ピックアップコイル２３Ａと第２ピックアップコイル２３Ｂは、電磁誘導部材である同じフェライト２１に巻かれていることにより、ピックアップユニットＰをコンパクトに形成することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、第１ピックアップコイル２３Ａと第２ピックアップコイル２３Ｂを同じフェライト２１に巻いているが、別々のフェライトに巻くことも可能である。また同じフェライト２１であっても、積層せずにエリアを分けて、第１ピックアップコイル２３Ａと第２ピックアップコイル２３Ｂを巻くこともでき、このとき、リッツ線の巻き数を同じとすることで、同一のインダクタンスを得ることができる。
【００２９】
また、本実施の形態では、案内レールＢに沿って移動する車体Ｖについて記載しているが、本発明は地上を一定経路に沿って走行する車両にも同様に適用でき、同様の効果を期待することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、非共振状態のとき、第１コイルと第２コイルの極性が打ち消し合うように接続されることにより、短絡電流はほとんど流れず、したがって非共振時の電力ロスがほとんど零とすることができ、発熱も少なくでき、さらに設備として高効率を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における無接触給電設備の回路構成図である。
【図２】同無接触給電設備の側面図である。
【図３】同無接触給電設備の一部断面正面図である。
【図４】同無接触給電設備のブラケットの側面図、平面図である。
【図５】同無接触給電設備のピックアップコイルの平面図、正面図、側面図である。
【符号の説明】
Ｖ    搬送用車体
Ｂ    案内レール
Ｘ    誘導線路ユニット
Ｐ    ピックアップユニット
Ｍ    電源装置
１１    ハンガー
１２    ブラケット
１４    誘導線路
２１    フェライト
２３Ａ    ピックアップコイル（第１コイル）
２３Ｂ    ピックアップコイル（第２コイル）
３１    受電ユニット
３２    インバータ（負荷）
４３    正弦波共振インバータ
５６    ピックアップコイルと共振回路を形成するコンデンサ
５７    リレイＲＹのｂ接点（第１スイッチ）
５８，５９    リレイＲＹのａ接点（第２スイッチ）
６０    整流／平滑回路
【図１】
0003551741.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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