(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るピックアップユニットを備え、ピックアップユニット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であって、
前記ピックアップユニットは、複数のピックアップを並列させることで構成され、
前記ピックアップは、それぞれ、
磁性材料で構成されたコアと、
前記コアに巻線を巻回してなるコイルと、を備え、
前記コアは、
給電線を周方向に沿って囲むＣ字形で、給電線を非接触状態で保つ開口を内部に形成し、
先端にギャップが設けられ、
前記コアの上記ギャップをはさむ両端部にコア露出部を設け、
前記コイルは各コアの両端部を除く部分に巻回され、
前記ピックアップユニットは、
前記ピックアップに属する一対のコア露出部と隣接するピックアップに属する一対のコア露出部の間に配置され、隣接する前記コアを磁気的に結合する磁性材料でできた磁気結合体を有することを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
前記磁気結合体は、隣接する前記ピックアップのコア露出部と結合されて、両ピックアップが一体化されたことを特徴とする請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項３】
前記磁気結合体は、前記コアと同質の磁性材料で形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の非接触給電装置。
【請求項４】
前記の各コア又は磁気結合体の少なくともいずれか一方が、珪素鋼でできたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の非接触給電装置。
【請求項５】
前記磁気結合体は、前記コア露出部と略同じ形状であり、
一対の前記磁気結合体の間に前記ギャップと連続する空間を形成することを特徴とする
請求項１乃至４のいずれか一項記載の非接触給電装置。
【請求項６】
前記磁気結合体が、前記ピックアップのコアと前記隣接するピックアップのコアの一方または両方から前記コアの厚み方向に延出する延長部分で形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の非接触給電装置。
【請求項７】
前記コアは、前記Ｃ字形を一部に含むＥ字形のコアであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の非接触給電装置。
【請求項８】
前記ピックアップのコイルが、磁性体粉が分散された樹脂でできた被膜で覆われたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項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、高周波電流を流す給電線より電磁誘導し、高周波電流によって誘起される誘導起電力を取り出し、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ユニットが第１ピックアップと第２ピックアップとで構成されたことを開示している。第1ピックアップと第2ピックアップはそれぞれ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、第1ピックアップと第2ピックアップとが給電線に沿って配列されている。第1ピックアップでのコイルが巻回された脚片と、第２ピックアップでのコイルが巻回された脚片との間には、磁性部材が介在しており、この磁性部材よって、漏れ磁束を減少させて給電効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６１２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のピックアップユニットでは、給電線が外部から内部へと通過可能である第１ピックアップと第２ピックアップのギャップ付近から漏れ磁束が発生し、給電効率を低下させてしまう虞がある。
【０００５】
本発明は、上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、ピックアップを並列させた際、漏れ磁束が多いギャップ付近において、双方から発生する漏れ磁束が互いに行き来できるよう構成することで、ギャップ付近での漏れ磁束を減少させ、且つ有効的に利用することで給電効率を向上させることを可能としたピックアップユニットを提供することである。
【０００６】
この目的を達成させるために、本発明は、ピックアップのコア露出部において、ピックアップのギャップ付近での漏れ磁束を減少させるよう、隣接するピックアップのコア露出部間に磁気結合体を接触させる構成とし、ギャップ付近での漏れ磁束を有効に活用するという技術課題に基いて発明されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
高周波電流が流れる給電線に電磁気的に結合して高周波電流から電力を取り出してこの電力を負荷に供給するためのピックアップユニットであって、上記ピックアップユニットは、複数のピックアップを並列させることで構成され、前記ピックアップは、それぞれ、磁性材料で構成されたコアと、コアに巻線を巻回してなるコイルとを備え、前記コアは、給電線を周方向に沿って囲むＣ型で、給電線を非接触状態で保つ開口を内部に形成し、前記C型コアの両端部間に、給電線を上記開口へ取り込むためのギャップが形成され、上記の各コイルは各コアの両端部を除く部分に巻回されて、コアの両端部にコア露出部を残し、前記ピックアップに属する一対のコア露出部と隣接するピックアップに属する一対のコア露出部の間に、磁性材料でできた磁気結合体が配置されて、隣接する２つのコアを磁気的に結合することを特徴とする。
【０００８】
また、前記磁気結合体は、隣接する前記ピックアップに属する一対のコア露出部と結合されて、両ピックアップが一体化されたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記磁気結合体が、前記コアと同質の磁性材料で形成されることを特徴としてもよい。
また、前記の各コア又は磁気結合体のいずれか一方が、珪素鋼でできたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記磁気結合体が、前記コア露出部と略同じ形状であり、一対の前記磁気結合体の間に空間を形成し、前記ピックアップのコアのギャップと前記隣接するピックアップのコアのギャップが前記空間を介して連続することを特徴としてもよい。
また、前記磁気結合体が、前記ピックアップのコアと前記隣接するピックアップのコアの一方または両方から前記コアの厚み方向に延出する延長部分で形成されることを特徴としてもよい。
また、前記コアは、前記Ｃ字形を一部に含むＥ字形のコアであることを特徴としてもよい。
さらに、前記ピックアップのコイルが、磁性体粉が分散された樹脂でできた被膜で覆われたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
隣接するピックアップにおいて、前記ピックアップに属する一対のコア露出部と隣接するピックアップに属する一対のコア露出部の間に、磁性材料でできた磁気結合体を配置し、隣接するコアを磁気的に結合し、漏れ磁束の通り道を構成する。これにより、双方のピックアップのギャップ付近での漏れ磁束が磁気結合体に流れるこむことで、外部への漏れが減少し給電効率を上げるピックアップユニットを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係わる非接触給電システムの全体構成図。
【図２】同上の一実施形態に係わる非接触給電システムの全体構成概略図。
【図３】同上の非接触システムを給電線の軸方向に対し垂直面にあたる断面図。
【図４】同上のピックアップユニットの立体斜視図。
【図５】同上のピックアップユニットを給電線の径方向から見た側面図。
【図６】同上のピックアップユニットをギャップの上部より見た上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態に係わる非接触給電装置は、非接触給電システム１００に使用され、図１又は図２に示すように、高周波電源装置１１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６０へ電流を供給するために使用される。
【００１４】
非接触給電システム１００は、例えば、工場の天井に設置されるレール１３に沿って移動する負荷６０へ電源を供給するものであり、高周波電源装置１１と、レール１３に沿って走る給電線１２と、給電線１２から電力を取り出すピックアップユニット７０と、レール１３へ移動自在に支持されてピックアップユニット７０を保持する基台１４で構成される。
【００１５】
基台１４には、ピックアップユニット７０の出力端子５２から取り出される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５３に加えて、定電圧電源５３からの出力が供給される負荷６０が内蔵される。
【００１６】
負荷６０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１４をレール１３に沿って移動させる。このため、基台１４には、レール１３に沿って基台１４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１４に吊り下げる物品をレール１３に沿って移動させる。
【００１７】
ピックアップユニット７０は、給電線１２に沿って並ぶ第1ピックアップ３０と第2ピックアップ４０とで構成される。
【００１８】
図３に示すように、第1ピックアップ３０は、磁性材料で形成された第1コア３２と、第1コア３２に巻回された第1コイル３７とで構成される。
【００１９】
第２ピックアップ４０も同様に、磁性材料で形成された第２コア４２と、第２コア４２に巻回された第２コイル４７とで構成される。
【００２０】
第1コイル３７と第2コイル４７は出力端子５２間で直列に接続される。
【００２１】
各コア（３２・４２）はC字形に形成され、先端に開口部を有したギャップ３５が設けられる。
【００２２】
第1コア３２と第2コア４２は、互いのギャップ３５が連続するように、各コア（３２・４２）の厚み方向に沿って並べられ、給電線１２は、このギャップ３５からＣ字形の第１コアと第２コアの開口に非接触状態で設けられる。
【００２３】
給電線１２が各コア（３２・４２）及び各コイル（３７・４７）に対して非接触となるように、基台１４がレール１３に結合される。すなわち、ピックアップユニット７０全体が給電線１２と非接触状態が維持されるように基台１４に固定される。
【００２４】
第１コア３２には、電気絶縁材料でできた弧状の第１ボビン３６が装着され、第１ボビン３６の長さ範囲内で第１ボビン３６の周りに第１コイル３７が巻回される。
【００２５】
第１ボビン３６は、図３に示すように、C字形の第１コア３２の両端部を除いた部分を占め、第1コア３２の両端部に第1コイル３７が存在しない第1コア露出部３４が規定される。
【００２６】
第２コア４２も同様、電気絶縁材料でできた弧状の第２ボビン４６が装着され、第２ボビン４６の長さ範囲内で第２ボビン４６の周りに第２コイル４７が巻回される。
【００２７】
第２ボビン４６は、図３に示すように、C字形の第２コア４２の両端部を除いた部分を占め、第２コア４２の両端部に第２コイル４７が存在しない第２コア露出部４４が規定される。
【００２８】
各コア露出部３４、４４は、図３に示すように、ボビンの一端の平坦部分と、ギャップ３５に対向するコア端面の平坦面と、コア端部の内周面となる内側平坦面と、コア端部の外周面となる外側凹曲面とで囲まれ、コアの周方向に沿った外側凹曲面の長さが内側平坦面よりも長くなっている。
【００２９】
第１ボビン３６及び第２ボビン４６は、第１コア露出部３４及び第２コア露出部４４以外を囲い込む角筒形状となっており、側面に巻線を固定する溝を備える。
【００３０】
図４乃至図６に示すように、ピックアップユニット７０では、第1コア３２と第2コア４２とが磁気結合体３８によって結合されて第1ピックアップ３０と第2ピックアップ４０とが一体化される。
【００３１】
磁気結合体３８は、コア（３２・４２）と同質の磁性材料、例えば、珪素鋼、或いは他の磁性材料で形成され、第1コア露出部３４と第2コア露出部４４との間に介在し、接着剤によって各コア露出部に直接結合している。
【００３２】
この結果、第1コア露出部３４と第2コア露出部４４とが磁気結合体３８を介して隙間無く結合する。
【００３３】
各磁気結合体３８は、各コア露出部と略同じ形状を呈し、一対の磁気結合体の間にギャップと連続する空間を形成し、第1コア３２と第2コア４２のギャップ３５がこの空間を介して連続する。
【００３４】
第1コイル３７と第２コイル４７は、磁性体粉が分散された樹脂で形成される被膜によって覆われて、磁気効率が高められている。
【００３５】
尚、上述の実施形態では、磁気結合体３８が各コア（３２・４２）と別部品として用意された例をしめしたが、本発明は必ずしもこの形態に限定されるものではなく、例えば、第1コア３２と第2コア４２の一方または両方からコアの厚み方向に延出する延長部分で磁気結合体３８を形成することも可能である。
【００３６】
また、本発明におけるC字形コア（３２・４２）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。
【００３７】
また、第１コイル３７と第２コイル４７が直列に接続された例を示したが、並列に接続されていてもよい。
【００３８】
さらに、上述の実施形態では、第１ピックアップと第２ピックアップ、２つのピックアップを並列に並べる例を示したが、３つ以上のピックアップを並列に並べて、隣接するピックアップを磁気結合体で接続しても同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００３９】
１２  給電線
３０・４０  ピックアップ（第１ピックアップ・第２ピックアップ）
３２・４２  コア
３４・４４  コア露出部
３５  ギャップ
３８  磁気結合体
３７・４７  コイル
３９  開口
５２  出力端子
６０  負荷
７０  ピックアップユニット
【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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