(57)【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て、高周波電流から誘導起電力を取り出して負荷に電力を供給する非接触給電装置であって、
前記非接触給電装置は、ピックアップユニットと基台で構成され、
前記ピックアップユニットは、少なくとも給電線の長さ方向に沿って並ぶ複数のピックアップと、これら複数のピックアップを所定の間隙で保持する支持体と、負荷に電気接続されるコイル端子とで構成され、
これら複数のピックアップは、両端に位置する一対の外側ピックアップと、一対の外側ピックアップの間に位置する内側ピックアップで構成され、
前記複数のピックアップは、給電線の長さ方向に沿った厚さを有するコアと、このコアに巻回されるコイルとを備え、略同一の電圧を出力するように構成され、
外側及び内側のピックアップのコイルが前記コイル端子の間で並列に電気接続され、
前記外側ピックアップのコア厚が、前記内側ピックアップのコア厚よりも小さく設定されたことを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
前記外側ピックアップのコア厚（Ｔ０）と前記内側ピックアップのコア厚（Ｔ１）の比（Ｔ０/Ｔ１）が、外側ピックアップのコアとこれに隣接する内側ピックアップのコアとの間隙（D）の関数として設定されたことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項３】
前記外側ピックアップのコア厚（Ｔ０）と前記内側ピックアップのコア厚（Ｔ１）の比（Ｔ０/Ｔ１）は、外側ピックアップのコアとこれに隣接する内側ピックアップのコアとの間隙（D）が小さくなるにつれて、大きくなることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項４】
前記複数のピックアップのコイルを並列に接続した並列接続回路が、前記コイル端子間で、電力変換回路に直列接続され、前記電力変換回路は、交流電力を直流電力に変換する回路であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに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、給電線に流れる高周波電流と非接触電磁結合して、高周波電流から誘導起電力を取り出して、これを負荷へ電力を供給するための非接触給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、高周波電流が流れる給電線から電磁誘導によって電力を取り出すピックアップを複数並列させることで構成されたことを開示している。複数のピックアップは同一のピックアップを使用し、それぞれU字形またはＥ字形のコアと、コアの一つの脚片に巻回されたコイルとで構成され、複数のピックアップとが給電線に沿って配列されている。これら複数のコイルが並列に接続されていて、複数のコイルのうち１個のコイルから電力を取り出すことができなくなった場合でも、残りのコイルから電力を取り出し最大給電能力の６７％以上の電力を取り出すことができる構成となっている。
【０００３】
しかしながら、複数のピックアップを給電線に沿って近接配置した場合、コイル付近の漏れ磁束による相互影響によって、各ピックアップからの出力電圧が不均等になり、給電効率を低下させてしまう虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数のピックアップを用いて各ピックアップからの出力電圧が揃った大きな電力を取り出すことができる非接触給電装置を提供することである。この目的のために、本発明の非接触給電装置は、給電線に沿って並ぶ複数のピックアップにおいて、隣接するピックアップのコアでの磁束密度を均等にして、各ピックアップの出力電圧を均等にするという技術的課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る非接触給電装置は、ピックアップユニットと基台とで構成される。
【０００７】
前記ピックアップユニットは、高周波電流が流れる給電線と誘導結合されて、高周波電流から誘電起電力を取り出して負荷に電力を供給するピックアップユニットであり、給電線の長さ方向に沿って並ぶ複数のピックアップと、これら複数のピックアップを所定の間隙で保持する基台とで構成される。
【０００８】
複数のピックアップは、両端に位置する一対の外側ピックアップと、一対の外側ピック
アップの間に位置する内側ピックアップとを有し、外側及び内側の各ピックアップは、給電線の長さ方向に沿った厚さを有するコアと、このコアに巻回されるコイルとを備え、同一の電圧を出力するように構成される。更に、ピックアップユニットは、負荷へ電気接続される一対の出力端子を備え、外側のピックアップと内側のピックアップのコイルが、前記の出力端子間で並列接続される。
【０００９】
本発明のピックアップユニットの特徴部分は、前記外側ピックアップのコアの厚さが、前記内側ピックアップのコアの厚さよりも小さく設定されたことである。この特徴を有するため、本発明のピックアップユニットでは、隣接するピックアップのコアでの磁束密度が均等になって、各ピックアップの出力電圧を均等とし、各ピックアップからの電力を加算した一定電圧の大きな電力を負荷に供給することができる。
【００１０】
好ましくは、前記外側ピックアップのコアの厚さ（Ｔ０）と前記内側ピックアップコアの厚さ（Ｔ１）の比（Ｔ０/Ｔ１）が、外側ピックアップのコアとこれに隣接する内側ピックアップのコアとの間の距離（D）の関数として設定される。
【００１１】
これに関連して、前記外側ピックアップのコアの厚さ（Ｔ０）と前記内側ピックアップコアの厚さ（Ｔ１）の比（Ｔ０/Ｔ１）は、外側ピックアップのコアとこれに隣接する内側ピックアップのコアとの間の距離（D）が小さくなるにつれて、大きく設定されることが好ましい。
【００１２】
また、前記複数のピックアップのコイルを並列に接続した並列接続回路が、前記コイル端子間で、電力変換回路に直列接続され、前記電力変換回路は、交流電力を直流電力に変換する回路であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
給電線に沿って並ぶ複数のピックアップにおいて、外側ピックアップのコアの厚さを、前記内側ピックアップのコアの厚さよりも小さく設定することで、隣接するピックアップのコアでの磁束密度を均等にして、各ピックアップの出力電圧を均等にする。これにより、複数のピックアップを用いて各ピックアップからの出力電圧が揃った大きな電力を取り出すことができるピックアップユニットを有した非接触給電装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係わるピックアップユニットを使用する非接触給電システムを示す斜視図。
【図２】同上のピックアップユニットを示す斜視図。
【図３】同上のピックアップユニットと給電線との位置関係を示す概略図。
【図４】同上のピックアップユニットの電気回路を示す概略図。
【図５】本発明の他の実施形態に係るピックアップユニットを示す一部省略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係わる非接触給電装置１００は、ピックアップユニット２０と基台２１とで構成される。
【００１６】
ピックアップユニット２０は、図１に示すように、高周波電源装置１０で発生する高周波電流を流す給電線１２から電磁誘導により電力を誘起し、負荷２３へ電流を供給するために使用される。
【００１７】
基台２１には、ピックアップユニット２０で取り出す交流電力を所定の交流電圧または直流電圧に変換してこれを出力する定電圧電源２２に加えて、定電圧電源２２からの出力が供給される負荷２３が内蔵される。
【００１８】
負荷２３としては、例えば、モータが使用され、モータの駆動力によって、基台２１をレール１１に沿って移動させる。このため、基台２１には、レール１１に沿って基台２１を往復移動させるための移動機構が備えられる。モータの駆動は、外部のコントローラによって制御され、基台２１に吊り下げる物品をレール１１に沿って移動させる。
【００１９】
図２に示すように、ピックアップユニット２０は、給電線１２の長さ方向に沿って一列に並ぶ複数のピックアップの列と、これら複数のピックアップを所定の間隙（D）で保持する支持体２４とで構成される。
【００２０】
前記複数のピックアップは、前記列の両端に位置する一対の外側ピックアップ３０と、一対の外側ピックアップ３０の間に位置する内側ピックアップ４０とで構成される。外側ピックアップ３０と内側ピックアップ４０は、磁性材料で形成されたコア５１と、コア５１に巻回されたコイル５２とで構成される。
【００２１】
図３に示すように、コア５１はC字形に形成されて、中央に開口５３を、両端間にギャップ５４を備え、給電線１２の長さ方向に沿った厚みを有する。
【００２２】
外側ピックアップと内側ピックアップのコア５１は、互いのギャップ５４が連続するように、各コアの厚み方向に沿って並べられ、給電線１２はギャップ５４を経て内部の開口５３に収められる。
【００２３】
給電線１２が各コア５１及び各コイル５２に対して非接触となるように、基台２１がレール１１に結合される。すなわち、ピックアップユニット２０全体が給電線１２と非接触状態が維持されるように基台２１に固定される。
【００２４】
図４に示すように、コイル５２と定電圧電源２２は、コイル端子５５で接続され、定出電圧電源２２と負荷２３は出力端子２５で接続される。
【００２５】
各ピックアップのコイル５２は、コイル端子間５５で互いに並列に電気接続され、出力端子間２５で定電圧電源２２と直列接続されることで、各ピックアップで取り出した電力の合計が出力端子２５を介して負荷２３に出力される。
【００２６】
図２に示すように、各ピックアップ（３０、４０）のコア５１は、それぞれ隣接するピックアップのコア５１との間に所定の間隙（D）を残すように、各ピックアップが支持体２４に支持されている。
【００２７】
尚、上述の実施形態では、１つの内側ピックアップの両側に２つのピックアップが配置されたピックアップユニットを例示したが、本発明は、必ずしも、この態様に限定されるものではなく、図５に示すように、複数の内側ピックアップの両側に、２つの外側ピックアップが配置されていてもよい。
【００２８】
外側ピックアップのコア厚（Ｔ０）は、内側ピックアップのコア厚（Ｔ１）より小さい。
【００２９】
外側ピックアップのコア厚（Ｔ０）と内側ピックアップのコア厚（Ｔ１）の比（Ｔ０/Ｔ１）は、外側ピックアップのコア５１とこれに隣接する内側ピックアップのコア５１との間の間隙（D）の関数として設定されている。
【００３０】
この関数は、外側ピックアップのコア厚（Ｔ０）と内側ピックアップのコア厚（Ｔ１）の比（Ｔ０/Ｔ１）が、外側ピックアップのコアとこれに隣接する内側ピックアップのコアとの間の間隙（D）が小さくなるにつれて、大きくなるように設定されている。
【００３１】
各ピックアップから同じ電圧を取り出すのに最も好ましい比は、隣接するコアとの間隙（D）：外側ピックアップの厚さ３１（Ｔ０）：内側ピックアップの厚さ４１（Ｔ１）＝１０：９：１１である。
【００３２】
このように、外側ピックアップのコア厚を内側ピックアップのコア厚よりも小さくすることにより、各ピックアップのコイル５２から出力される漏れ磁束の相互作用を最適化して、各ピックアップからの出力電圧を等しくすることができる。
【００３３】
詳しくは、コア厚が大きな内側ピックアップからの漏れ磁束が、コア厚が小さな外側ピックアップへと移動することにより、外側ピックアップの給電率を増加させ、その結果、外側ピックアップと内側ピックアップからの出力電圧とを等しくすることができる。
【００３４】
例えばピックアップを３つ使用する場合、ピックアップの間隙D＝５０mmに対し、外側ピックアップのコア厚（Ｔ０）と内側ピックアップのコア厚（Ｔ１）を、Ｔ０＝４５ｍｍ、Ｔ１＝５５ｍｍとすることで、各ピックアップから略等しい電圧が出力される。
【００３５】
これに反して、前記と同様にピックアップの間隙Dが５０mmとして、３つのピックアップのコア厚を均等にT=50mmとすると、外側ピックアップからは２１０Vの電圧、内側ピックアップからは１８１Vの電圧が出力され、各ピックアップからの出力電圧に差が生まれることが分かる。
【００３６】
なお、本発明におけるC字形のコア５１は、少なくとも、C字形の部分を有するコアを意味するものであり、例えば、C字形を一部に含むE字形のコアにも適用されるものである。
【符号の説明】
【００３７】
１２  給電線
２０  ピックアップユニット
２１  基台
２３  負荷
２４  支持体
２５  出力端子
３０  外側ピックアップ
４０  内側ピックアップ
５１  コア
５２  コイル
１００  非接触給電装置
（D）  間隙
（Ｔ０）  外側ピックアップのコア厚
（Ｔ１）  内側ピックアップのコア厚
【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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