(57)【要約】搬送台車の走行レールに沿って配設された一対の給電線（２１）を介して搬送台車に非接触で給電を行なう非接触給電システムは、給電線（２１）の途中位置に固定配置されたＥＩ型コア（３１ｂ）と、ＥＩ型コア（３１ｂ）に捲回されたコイル（３１４）と、コイル（３１４）の両端に接続されたコンデンサ（３１ａ）とを備え、コイル（３１４）は、コイル（３１４）の軸方向が給電線（２１）の延在方向と交差することにより給電線（２１）と電磁誘導的に結合しており、給電点から見たインダクタンス抑制ユニット（３１）のインピーダンスは容量性リアクタンスを示す。
2013145573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車の経路に沿って配設された一対の給電線を介して当該走行車に非接触で給電を行なう非接触給電システムであって、
前記一対の給電線の途中位置に固定配置された固定コアと、
前記固定コアに捲回されたコイルと、
前記コイルの両端に接続されたコンデンサとを備え、
前記コイルは、前記コイルの軸方向が前記一対の給電線の延在方向と交差することにより前記一対の給電線と電磁誘導的に結合しており、
給電点側から見た、前記固定コア、前記コイル及び前記コンデンサで構成された電気回路のインピーダンスは、容量性リアクタンスを示す
非接触給電システム。
【請求項２】
前記固定コアは、
前記コイルが捲回され、磁性材料からなる平板状の鉄芯部と、
前記鉄芯部を挟んで設けられ、周囲を磁性材料で囲まれた２つの空洞部とを有し、
前記一対の給電線の一方は、前記２つの空洞部の一方を貫通し、前記一対の給電線の他方は、前記２つの空洞部の他方を貫通している
請求項１に記載の非接触給電システム。
【請求項３】
前記固定コアは、
前記鉄芯部と、前記２つの空洞部と、前記２つの空洞部の外側に配置され磁性材料からなる側壁部とで構成されたＥ型コアと、
前記空洞部を、前記鉄芯部及び前記側壁部とで包囲する、磁性材料からなる平板状のＩ型コアと、
前記Ｅ型コアと前記Ｉ型コアとの間に挿入された、非磁性材料で構成された平板状のスペーサとを備える
請求項２に記載の非接触給電システム。
【請求項４】
前記一対の給電線は、前記走行車が有する受電コアへの電力供給が可能である位置に配設された受電可能箇所と、前記走行車の走行経路から離れた紆曲箇所とを含み、
前記固定コアは、前記紆曲箇所に配置されている
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の非接触給電システム。
【請求項５】
前記一対の給電線、前記固定コア、前記コイル及び前記コンデンサで形成される電気回路の共振周波数は、前記一対の給電線の給電周波数よりも低い
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の非接触給電システム。
【請求項６】
走行車の経路に沿って配設された一対の給電線を介して当該走行車に非接触で給電を行なう非接触給電方法であって、
固定コアと、前記固定コアに捲回され、軸方向が前記一対の給電線の延在方向と交差することにより前記一対の給電線と電磁誘導的に結合し、両端にコンデンサが接続されたコイルとを、前記一対の給電線の途中位置に固定配置し、
給電点側から見た、前記固定コア、前記コイル及び前記コンデンサで構成された電気回路のインピーダンスは、容量性リアクタンスを示しており、
前記一対の給電線から電磁誘導により前記走行車の受電コアが非接触受電するよう、前記一対の給電線に交流電流を流す
非接触給電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送車などに非接触で電力を供給する非接触給電システムに関し、特に広範に可動する搬送車の非接触受電を実現した非接触給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスなどの小型化、復合化、及び高機能化が進むにつれ、それが製造されるクリーンルーム及び物品倉庫には、微細加工や多重プロセスのための高無塵度及び各工程の短時間化が要求される。この一役を担うものとして、近年では、無人搬送車が多用されている。【０００３】
無人搬送車の利点として、工程間の受け渡しが自動化されることにより製造時間の短縮化が図られる、人為的ミスによる工程ロスが無くなる、などが挙げられる。【０００４】
さらに、無人搬送車の駆動モータへのエネルギー供給を、非接触及び継続供給とすることにより、発塵の抑制及び製造工程の更なる短縮化が図られる。このため、無人搬送車の駆動モータに非接触で電力を供給する非接触給電システムが使用されている。【０００５】
非接触給電システムは、給電装置と、搬送軌道に沿って配線された給電線とで構成される。搬送車は、給電線に流れる交流の給電電流を電磁誘導により非接触受電し、当該受電により搬送軌道上を走行し各工程における処理を実行する。【０００６】
しかし、搬送車の可動範囲が広範となり、搬送軌道が長くなると、当該搬送軌道に沿って配線された給電線のインダクタンスが距離に比例して増大する。これにより、給電装置と給電線との接続部である給電点では、上記インダクタンスと給電電流との掛け算で算出される給電出力電圧が上昇してしまう。この結果、給電出力電圧が給電装置の部品電圧定格、また給電線の耐圧を超えることとなる。【０００７】
特許文献１では、上記給電出力電圧の上昇による発熱を検知すべく、給電線の途中に温度異常検出回路が設けられた有軌道台車システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１０４２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
非接触給電システムでは、上記給電出力電圧の上昇による発熱の発生を未然に防止することが望ましい。これに対して、給電線途中にコンデンサが配された非接触給電システムが考えられる。この非接触給電システムは、給電線途中にコンデンサを配して給電線インダクタンスに負のインダクタンス要素を加えることにより、給電線全体のインダクタンスを中和抑制し、給電点における電圧を抑制している。【００１０】
しかしながら、上述した、給電線途中にコンデンサが配置された非接触給電システムでは、コンデンサを実装する場合に、例えば複数の細線の束で構成された給電線を現場で分断して当該コンデンサと接続する作業を要する。【００１１】
また、改造工事に伴い搬送軌道を延伸する場合には、コンデンサの搬送軌道上の位置を適宜移動させる必要がある。この場合、コンデンサを除去した後の給電線を再接続する復元工事としては、新しい給電線を再配置する、または、コンデンサのあった場所に短絡用の端子箱を配置する必要がある。これらの作業には工事の煩雑さを伴う。【００１２】
さらに、短絡用端子箱が配置された部分は、通常ネジ留め接続されるが、ネジ緩み等による発熱を抑制することが望まれる。【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、給電線敷設及び延伸作業が簡素化され、電圧上昇が抑制された非接触給電システム及び非接触給電方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る非接触給電システムは、走行車の経路に沿って配設された一対の給電線を介して当該走行車に非接触で給電を行なう非接触給電システムであって、前記一対の給電線の途中位置に固定配置された固定コアと、前記固定コアに捲回されたコイルと、前記コイルの両端に接続されたコンデンサとを備え、前記コイルは、前記コイルの軸方向が前記一対の給電線の延在方向と交差することにより前記一対の給電線と電磁誘導的に結合しており、給電点側から見た、前記固定コア、前記コイル及び前記コンデンサで構成された電気回路のインピーダンスは、容量性リアクタンスを示すことを特徴とする。【００１５】
この構成によれば、コイルが捲回された固定コアが給電線に固定配置され、当該コイルが当該給電線と電磁誘導的に結合するので、給電線を分断または分割接続することなく当該固定コアを配置する作業が容易となる。また、給電点側から見た、固定コア、コイル及びコンデンサで構成された電気回路のインピーダンスが容量性リアクタンスを示すので、給電点及び給電線の各箇所における総合等価インダクタンスを抑制することが可能となる。この結果として、給電点及び給電線の各箇所における電圧上昇を抑制することが可能となる。また、非接触給電システムを含む設備を変更する場合も、新しい給電線を再配置する、または、短絡用の端子箱を配置する必要がないので、容易に移動及び移設が可能となる。【００１６】
また、例えば、前記固定コアは、前記コイルが捲回され、磁性材料からなる平板状の鉄芯部と、前記鉄芯部を挟んで設けられ、周囲を磁性材料で囲まれた２つの空洞部とを有し、前記一対の給電線の一方は、前記２つの空洞部の一方を貫通し、前記一対の給電線の他方は、前記２つの空洞部の他方を貫通していてもよい。【００１７】
これにより、給電線は、コイルが捲回された鉄芯部に隣接し磁性材料で囲まれた空洞部を貫通するので、例えば、開口部が形成されている走行車の受電コアと比較して、より効率良く誘導電流を発生させることが可能となる。【００１８】
また、例えば、前記固定コアは、前記鉄芯部と、前記２つの空洞部と、前記２つの空洞部の外側に配置され磁性材料からなる側壁部とで構成されたＥ型コアと、前記空洞部を、前記鉄芯部及び前記側壁部とで包囲する、磁性材料からなる平板状のＩ型コアと、前記Ｅ型コアと前記Ｉ型コアとの間に挿入された、非磁性材料で構成された平板状のスペーサとを備えてもよい。【００１９】
これにより、コイルで発生する磁束をＥ型コア及びＩ型コアの外部に漏洩させず、コイルで規定されるインダクタンスの値を安定化させることが可能となる。また、スペーサの厚みを変化させることで、上記インダクタンスの値を調整することが可能となる。さらに、給電線の敷設作業及び延伸作業において、給電線の一部をＥ型コアの凹部に配置した後で、スペーサ及びＩ型コアをＥ型コアに貼り合わせるだけで、固定コアを簡易的に設置できる。【００２０】
また、例えば、前記一対の給電線は、前記走行車が有する受電コアへの電力供給が可能である位置に配設された受電可能箇所と、前記走行車の走行経路から離れた紆曲箇所とを含み、前記固定コアは、前記紆曲箇所に配置されていてもよい。【００２１】
これにより、コイル及びコンデンサが設けられた固定コアの設置及び調整作業を、走行車の稼働状態に関係なく実施できる。また、走行車は、上記固定コアの配置により走行範囲が制限されない。【００２２】
また、例えば、前記一対の給電線、前記固定コア、前記コイル及び前記コンデンサで形成される電気回路の共振周波数は、前記一対の給電線の給電周波数よりも低い。【００２３】
これにより、共振周波数より高い給電周波数では、給電線、固定コア、コイル及びコンデンサで形成される電気回路が容量性のリアクタンス特性を示すことが可能となり、給電点及び給電線の各箇所における総合等価インダクタンスを抑制することが可能となる。【００２４】
また、本発明の一態様に係る非接触給電方法は、走行車の経路に沿って配設された一対の給電線を介して当該走行車に非接触で給電を行なう非接触給電方法であって、固定コアと、前記固定コアに捲回され、軸方向が前記一対の給電線の延在方向と交差することにより前記一対の給電線と電磁誘導的に結合し、両端にコンデンサが接続されたコイルとを、前記一対の給電線の途中位置に固定配置し、給電点側から見た、前記固定コア、前記コイル及び前記コンデンサで構成された電気回路のインピーダンスは、容量性リアクタンスを示しており、前記一対の給電線から電磁誘導により前記走行車の受電コアが非接触受電するよう、前記一対の給電線に交流電流を流す。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の非接触給電システム及び非接触給電方法によれば、コイル及びコンデンサが設けられた固定コアを給電線に配置するにあたり給電線を切断する必要がない。よって、給電線の敷設作業及び延伸作業を簡素化しつつ給電装置の出力電圧上昇を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る非接触給電システム及びその周辺の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る非接触給電システムが備えるインダクタンス抑制ユニットの断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態に係る非接触給電システムへ実装されたＥＩ型コアの斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ＥＩ型コアの構成要素の分解斜視図である。
【図４】図４は、給電線及びインダクタンス抑制ユニットの等価回路を説明する図である。
【図５】図５は、給電線及びインダクタンス抑制ユニットで構成される電気回路における等価インダクタンスの周波数依存性を表すグラフである。
【図６】図６は、インダクタンス抑制ユニットの先に８０ｍの給電線を敷設した場合の構成を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る非接触給電システムのインダクタンス低減モデルを表す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る非接触給電システムのインダクタンス低減モデルの変形例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係る非接触給電システム及びその周辺の構成を示す図である。同図における非接触給電システム１は、給電装置１１と、給電線２１と、インダクタンス抑制ユニット３１とを備える。
【００２９】
給電装置１１は、２箇所の給電点Ａにて給電線２１に接続され、給電装置１１で生成された交流電流を給電線２１に流す。
【００３０】
搬送台車４は、一対の給電線２１と非接触かつ近接した受電コア４１を備える。受電コア４１は、例えば、コイルが捲回され磁性材料からなる本体部と、一対の給電線を通過させる開口部とで構成される。搬送台車４は、給電線２１に流れる交流電流により発生した電磁誘導を受電コア４１が起電力として検出することにより、給電装置１１で生成した交流電流を受電する。これにより、搬送台車４は、上記受電により走行レール５の上を走行し指定された処理を実行する。ここで、給電線２１は、走行レール５に沿って架設されている。
【００３１】
インダクタンス抑制ユニット３１は、一対の給電線２１の途中位置に固定配置され、一対の給電線２１と電磁誘導的に結合している。
【００３２】
ここで、搬送台車４の可動範囲が広範となり、走行レール５が長くなると、走行レール５に沿って架設された給電線２１のインダクタンスが距離に比例して増大する。よって、インダクタンス抑制ユニット３１が配置されない場合には、給電装置１１と給電線２１との接続部である給電点Ａでは、給電線２１のインダクタンスと給電電流との掛け算で算出される給電出力電圧が上昇してしまう。この結果、給電出力電圧が給電装置１１の部品電圧定格、また給電線の耐圧を超え、当該部品及び給電線を破壊してしまう恐れがある。
【００３３】
これに対して、インダクタンス抑制ユニット３１は、給電周波数において、後述するインダクタンス抑制ユニット３１の構造及び適切な電気パラメータの設定により、給電点Ａから見たインピーダンスが、負のインダクタンスを有することが可能となる。これにより、給電線２１の総合的な等価インダクタンスを抑制することが可能となる。
【００３４】
本実施の形態に係る非接触給電システム１は、インダクタンス抑制ユニット３１の給電点Ａから見たインピーダンスが負のインダクタンス特性を示すことを応用し、給電線２１の総合等価インダクタンスを低下させ、給電点Ａ及び給電線２１の各箇所における電圧上昇を抑制しようとするものである。
【００３５】
なお、給電線２１は、例えば、搬送台車４が有する受電コア４１への電力供給が可能である位置に配設された受電可能箇所２１１と、搬送台車４の走行レール５から離れた紆曲箇所２１２とを含み、インダクタンス抑制ユニット３１は、紆曲箇所２１２に配置されていてもよい。これにより、インダクタンス抑制ユニット３１の設置及び調整作業を、搬送台車４の稼働状態に関係なく実施できる。また、搬送台車４は、インダクタンス抑制ユニット３１の配置により走行範囲が制限されない。
【００３６】
以下、図２、図３Ａ及び図３Ｂを用いて、インダクタンス抑制ユニット３１の構造及び非接触給電システム１における配置について説明する。
【００３７】
図２は、本発明の実施の形態に係る非接触給電システムが備えるインダクタンス抑制ユニットの断面図である。同図に記載されたインダクタンス抑制ユニット３１は、コンデンサ３１ａとＥＩ型コア３１ｂとを備える。コンデンサ３１ａは、ＥＩ型コア３１ｂの外部に配置され、ＥＩ型コア３１ｂに捲回されたコイル３１４の両端部と電気接続されている。
【００３８】
図３Ａは、本発明の実施の形態に係る非接触給電システムへ実装されたＥＩ型コアの斜視図である。また、図３Ｂは、本発明の実施の形態に係るＥＩ型コアの構成要素の分解斜視図である。図３Ｂに示されるように、ＥＩ型コア３１ｂは、Ｅ型コア３１１とＩ型コア３１３とがスペーサ３１２を介して貼り合わされた固定コアである。
【００３９】
Ｅ型コア３１１は、フェライト等の磁性材料からなり、コイル３１４が捲回された平板状の鉄芯部、両端に設けられた側壁部、鉄芯部と両端の側壁部との間に設けられた２つの凹部とで構成されている。
【００４０】
Ｉ型コア３１３は、フェライト等の磁性材料からなる平板である。Ｉ型コア３１３、上記鉄芯部及び上記側壁部により、上記２つの凹部が包囲されることにより、当該２つの凹部は２つの空洞部を構成している。
【００４１】
なお、Ｅ型コア３１１は、上記鉄芯部及び上記側壁部が一体成形されたものであることに限定されない。磁性材料からなる平板状のＩ型コアを複数組み合わせて形成されるＥ型コアも、本発明のＥ型コアに含まれる。
【００４２】
ここで、インダクタンス抑制ユニット３１は、コイル３１４の軸方向が一対の給電線２１の延在方向と交差するように配置されている。また、コイル３１４は、一対の給電線２１の間に配置されている。これにより、給電線２１を流れる交流電流により発生する磁束とコイル３１４により発生する磁束とが相互作用を及ぼし、インダクタンス抑制ユニット３１が配置されない場合と比較して、給電線２１のリアクタンスが誘導性から容量性の方向へと変化する。
【００４３】
Ｅ型コア３１１、Ｉ型コア３１３及びコイル３１４の構成により、コイル３１４で発生する磁束をＥ型コア３１１及びＩ型コア３１３の外部に漏洩させず、コイル３１４で規定されるインダクタンスの値を安定化させることが可能である。
【００４４】
スペーサ３１２は、非磁性材料からなる平板であり、Ｅ型コア３１１とＩ型コア３１３との間に介在する。スペーサ３１２の厚みを変化させることで、上記インダクタンスの値を調整することが可能である。
【００４５】
また、一対の給電線２１の一方は、ＥＩ型コア３１ｂの空洞部の一方を貫通し、一対の給電線２１の他方は、ＥＩ型コア３１ｂの空洞部の他方を貫通している。この構造により、給電線２１の敷設作業及び延伸作業において、給電線２１を分断する必要がなく、給電線２１の一部をＥ型コア３１１の凹部に配置した後で、スペーサ３１２及びＩ型コア３１３をＥ型コア３１１に貼り合わせるだけで、インダクタンス抑制ユニット３１を簡易的に設置できる。
【００４６】
また、給電線２１が、磁性材料で構成されたＥ型コア３１１及びＩ型コア３１３で包囲された空洞部を貫通しているので、開口部が形成されている搬送台車４の受電コア４１と比較して、より効率良く誘導電流を発生させることが可能となる。
【００４７】
以下、図４〜図８を用いて、インダクタンス抑制ユニット３１及びインダクタンス抑制ユニット３１が配置された給電線２１の電気特性について説明する。
【００４８】
図４は、給電線及びインダクタンス抑制ユニットの等価回路を説明する図である。
【００４９】
まず、図４の（ａ）において、給電線２１の端部にインダクタンス抑制ユニット３１が配置されたと仮定し、給電装置１１と給電線２１との接続部である給電点Ａから給電線２１を見たインピーダンスをＺ０とする。つまり、インダクタンス抑制ユニット３１の配置点と給電線２１の端部との距離は０ｍであると仮定する。
【００５０】
図２に記載された断面図から明らかなように、コイル３１４とコンデンサ３１ａとは直列接続されている。また、給電線２１のインダクタンス成分、及び、コイル３１４からコンデンサ３１ａの間に存在する抵抗成分を考慮すると、給電線２１及びインダクタンス抑制ユニット３１で構成される電気回路は図４の（ｂ）のようになる。同図では、コイル３１４及び給電線２１のインダクタンスをそれぞれＬａ及びＬｂ、コンデンサ３１ａのキャパシタンスをＣａ、コイル３１４からコンデンサ３１ａの間に存在する抵抗成分をＲａ、ＬａとＬｂとの結合係数をｋと表している。上記抵抗成分Ｒａは、他のインダクタンス成分及びキャパシタンス成分に比べて無視できることから、給電線２１及びインダクタンス抑制ユニット３１で構成される電気回路は図４の（ｃ）のように簡略化できる。
【００５１】
ここで、図４の（ｃ）に示された電気回路を等価回路で表すと、図４の（ｄ）のようになる。なお、等価回路中、Ｍ＝ｋ（ＬａＬｂ）１／２である。
【００５２】
次に、上記等価回路から、インピーダンスＺ０は、式１で表される。
【００５３】
【数１】
2013145573.tif 000003
【００５４】
さらに式１を整理すると、インピーダンスＺ０はリアクタンス成分のみとなり、式２で表される。
【００５５】
【数２】
2013145573.tif 000004
【００５６】
ここで、ω＝２πｆ（ｆは周波数）である。上記式２の右辺虚数部の値が正であれば、インピーダンスＺ０は、誘導的（インダクタンス）リアクタンスとなり、負であれば、インピーダンスＺ０は容量的（キャパシタンス、負のインダクタンス）リアクタンスであると判断される。よって、インピーダンスＺ０が誘導的リアクタンスを有するか、容量的リアクタンスを有するかは、式２中の電気パラメータＬａ、Ｌｂ、Ｃａ、及びω（ｆ）によって決定される。
【００５７】
図５は、給電線及びインダクタンス抑制ユニットで構成される電気回路における等価インダクタンスの周波数依存性を表すグラフである。同図には、式２で表されたインピーダンスＺ０の周波数特性が表されている。ただし、式２のインピーダンスＺ０は虚数部のみからなるため、図５のグラフでは、インピーダンスＺ０を等価インダクタンス（リアクタンス）と記している。同図において、インピーダンスＺ０の場合の周波数特性は実線で示されている。ここで、各パラメータは、Ｌｂ＝１μＨ、Ｌａ＝５０μＨ、ｋ＝０．９９、Ｃａ＝５．１μＦである。
【００５８】
インピーダンスＺ０の場合の周波数特性から、周波数が共振周波数である９．９５ｋＨｚ以下では等価インダクタンスは正となり、周波数が９．９５ｋＨｚより大きいと等価インダクタンスは負となる。言い換えれば、周波数が９．９５ｋＨｚより大きい範囲では、インピーダンスＺ０は容量的リアクタンスとなる。よって、例えば、給電周波数が１０ｋＨｚである場合には、給電線２１及びインダクタンス抑制ユニット３１で構成される電気回路は、コンデンサ（容量的）に見え、等価インダクタンスは−１０４μＨとなる。つまり、給電点Ａから給電線２１を見た場合、ＬａとＣａとによる共振周波数が給電周波数より高ければ、等価インダクタンスは誘導性を示し、また低ければ容量性を示す。
【００５９】
なお、給電周波数における等価インダクタンスの容量性の程度は、ＬａとＣａとで決定される共振周波数が、給電周波数に近い場合は大きくなり、また離れると上記容量性の程度は低下する。よって、上記共振周波数を変化させることにより、上記容量性の程度を調整することが可能となる。上記共振周波数は、コンデンサ３１ａのキャパシタンスＣａを変更する、または、スペーサ３１２の厚みを変更してインダクタンスＬａを変更することにより調整可能である。
【００６０】
以上の観点から、給電線２１及びインダクタンス抑制ユニット３１で形成される電気回路の共振周波数が給電線２１の給電周波数よりも低くなるよう、インダクタンスＬａ及びキャパシタンスＣａ等が設定される。
【００６１】
次に、インダクタンス抑制ユニット３１の先に、さらに給電線８０ｍを敷設した場合を考える。
【００６２】
図６は、インダクタンス抑制ユニットの先に８０ｍの給電線をさらに敷設した場合の構成を説明する図である。ここで、給電線２１の８０ｍ分のインダクタンスが１０４μＨと仮定する。よって、インダクタンス抑制ユニット３１の先に８０ｍの給電線２１が敷設された場合の、給電点Ａから給電線２１側を見た場合のインピーダンスＺ８０は、図５の破線で表される。また、給電周波数１０ｋＨｚにおけるインピーダンスＺ８０は、
Ｚ８０＝Ｚ０（−１０４μＨ）＋給電線２１の８０ｍ分（１０４μＨ）＝０
となり、給電線２１の８０ｍ分のインダクタンスは打ち消される。なお、ここでも各定数の値から、給電周波数１０ｋＨｚ付近では、インピーダンスＺ８０中の抵抗成分は無視でき、主体はインダクタンスとなる。
【００６３】
ここで、インダクタンス抑制ユニット３１が配置されない場合、敷設された給電線２１の８０ｍの部分に発生していた電圧Ｖ８０は、給電電流Ｉを７５Ａとすると、
Ｖ８０＝２πｆ（１０ｋＨｚ）×Ｌ（１０４μＨ）×Ｉ（７５Ａ）＝４４１Ｖ
となる。このＶ８０が、給電点Ａに累加されることとなり、給電装置１１の部品電圧定格、また給電線２１の耐圧を超えてしまう場合が想定される。
【００６４】
これに対し、本発明の非接触給電システムによれば、インダクタンス抑制ユニット３１が配置されることにより、Ｖ８０は打ち消されて０Ｖとなり、給電装置１１の出力電圧低減に大きく寄与する。
【００６５】
図７は、本発明の実施の形態に係る非接触給電システムのインダクタンス低減モデルを表す図である。同図において、給電点Ａから見た給電線２１全体の総合等価インダクタンスＬＬＴは、インダクタンス抑制ユニット３１の配置点より給電点Ａ側の給電線２１のインダクタンスをＬＬ１、上記配置点より先の給電線２１のインダクタンスをＬＬ２、インダクタンス抑制ユニット３１の等価的なインダクタンスを−ＬＬＳとすれば、ＬＬＴ＝ＬＬ１−ＬＬｓ＋ＬＬ２、となる。よって、給電点Ａからみた給電線２１全体の総合等価インダクタンスＬＬＴは、ＬＬｓの分だけ低減することが可能となる。よって、給電点Ａの電圧上昇を抑制することが可能となる。
【００６６】
図８は、本発明の実施の形態に係る非接触給電システムのインダクタンス低減モデルの変形例を表す図である。同図におけるモデルは、図７に示されたモデルと比較して、複数のインダクタンス抑制ユニット３１が、所定の間隔で配置されている点が異なる。このように、所定の間隔ごとにインダクタンス抑制ユニット３１を配置することにより、隣接するインダクタンス抑制ユニット３１の間の給電線の電圧上昇を局所的に抑えることができる。よって、給電点Ａでの電圧抑制のみならず、任意の地点における給電線２１の耐圧低減にも有効である。言い換えれば、複数のインダクタンス抑制ユニットを使用することにより、各給電系統部分での電圧が累加せず、また結果として給電装置１１の出力電圧低減にも大きく寄与できる。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態に係る非接触給電システム１によれば、コイル３１４が捲回されたＥＩ型コア３１ｂが給電線２１と電磁誘導的に結合し給電線２１に固定配置されるので、給電線２１を分断または分割接続することなく、当該ＥＩ型コア３１ｂを配置する作業が容易となる。また、給電線２１の延在方向とコイル３１４の軸方向とが交差し、給電点Ａから見たインダクタンス抑制ユニット３１のインピーダンスは、容量性リアクタンスを示すので、給電点Ａにおける、または、給電線２１の中途箇所における総合等価インダクタンスを抑制することが可能となる。この結果として、給電点Ａ及び給電線２１の中途箇所における電圧上昇を抑制することが可能となる。また、非接触給電システム１を含む設備を変更する場合も、新しい給電線２１を再配置する、または、短絡用の端子箱を配置する、などの必要がないので、容易に移動及び移設が可能となる。さらに、短絡用端子箱等が配置されないので、ネジ留め接続された箇所のネジ緩み等による発熱を回避できる。
【００６８】
なお、本発明は、上記実施の形態で説明した特徴的な手段を備える非接触給電装置として実現することができるだけでなく、非接触給電方法として実現することができる。すなわち、搬送台車４の経路に沿って配設された一対の給電線２１を介して搬送台車４に非接触で給電を行なう非接触給電方法であって、ＥＩ型コア３１ｂと、当該ＥＩ型コア３１ｂに捲回され、軸方向が給電線２１の延在方向と交差することにより給電線２１と電磁誘導的に結合し、両端にコンデンサ３１ａが接続されたコイル３１４とを、給電線２１の途中位置に固定配置し、給電点Ａ側から見た、ＥＩ型コア３１ｂ、コイル３１４及びコンデンサ３１ａで構成された電気回路のインピーダンスは、容量性リアクタンスを示しており、給電線２１から電磁誘導により搬送台車４の受電コア４１が非接触受電するよう、給電線２１に交流電流を流す非接触給電方法も本発明の範囲に含まれる。
【００６９】
以上、本発明に係る非接触給電システム及び非接触給電方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。
【００７０】
なお、上記実施の形態において、給電線２１の延在方向とコイル３１４の軸方向とが交差するとは、当該延在方向ベクトルと当該軸方向ベクトルとが平行である状態以外の状態を表現するものである。つまり、上記交差とは、上記延在方向ベクトルと上記軸方向ベクトルとが交差するような２次元投影面が存在することを意味する。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、荷物を移載する無人搬送車のための非接触給電システム及び非接触給電方法に利用でき、特に、工程数が多く高い無塵度が要求される半導体プロセスやフラットパネルディスプレイプロセス用クリーンルームで使用される搬送車のための非接触給電システム及び非接触給電方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１    非接触給電システム
４    搬送台車
５    走行レール
１１    給電装置
２１    給電線
３１    インダクタンス抑制ユニット
３１ａ    コンデンサ
３１ｂ    ＥＩ型コア
４１    受電コア
２１１    受電可能箇所
２１２    紆曲箇所
３１１    Ｅ型コア
３１２    スペーサ
３１３    Ｉ型コア
３１４    コイル
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図８】
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【国際調査報告】
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