(57)【要約】【課題】電動フォークリフトに搭載されているバッテリを非接触で充電する充電システムの構築が容易となる非接触充電システムを提供する。【解決手段】電動フォークリフト１１の車体本体部１２のうちマスト２０側の前方壁面１８上部に、突起を有する磁性体コアを備えた受電部５１を設け、電動フォークリフトの外部で交流電源に接続される送電線を受電部５１の突起に掛けわたすことにより、送電線を流れる交流に起因した誘起電圧を受電部５１に発生させて、バッテリの充電ができるようにする。【選択図】図１
2015023780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動フォークリフトに搭載されているバッテリを非接触で充電する非接触充電システムであって、
前記電動フォークリフトの外部で交流電源に接続される送電線と、
前記電動フォークリフトの車体本体部のうちマスト側の壁面上部に設けられた受電部と、
前記電動フォークリフトに配設され、前記受電部から送られてくる交流電圧を直流電圧に変換して前記バッテリへと送る整流器と、
を備え、
前記受電部は、突起を有する磁性体コアと前記磁性体コアに巻きつけられた受電巻線とを有し、
前記送電線を前記磁性体コアの突起に掛けわたすことにより、前記送電線を流れる交流に起因した誘起電圧を前記受電部に発生させることで、前記整流器を介して前記バッテリを充電することが可能であること
を特徴とする電動フォークリフトの非接触充電システム。
【請求項２】
前記送電線に、空芯巻線であってその空芯部を前記磁性体コアの突起に掛けることが可能な送電巻線が形成されており、
前記受電部の磁性体コアが、前記電動フォークリフトの車体本体部側に配置される基部と、前記基部の中央部から突出し車体本体部から離れる向きへ延びる中央突起と、前記基部の両端部からそれぞれ突出し前記中央突起と同じ向きへ延びる２つの端部突起と、を有しており、
前記受電巻線が前記中央突起に巻きつけられており、
前記送電巻線の空芯部を前記中央突起に掛けることで、前記受電部に誘起電圧を発生させることが可能であること
を特徴とする、請求項１に記載の電動フォークリフトの非接触充電システム。
【請求項３】
前記送電巻線の空芯部の大きさが、前記中央突起に巻きつけられた前記受電巻線の外径より大きいこと
を特徴とする、請求項２に記載の電動フォークリフトの非接触充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動フォークリフトに搭載されているバッテリを非接触で充電する電動フォークリフトの非接触充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動フォークリフトに搭載されているバッテリを非接触で充電する非接触充電システムの従来技術の一例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１における非接触充電システムでは、床面の下方にコイル状の電線が施設されている一方で、車体本体部の下部下方にコア付き巻線が突設されており、床面下方の電線に交流電源から交流電圧を印加したときに発生する磁界を、車体本体部のコア付き巻線が横切るように、運転者がフォークリフトを運転することによって、そのコア付き巻線に誘導電圧（交流電圧）が誘起され、その誘起された電圧が整流器によって直流電圧に変換されて、その直流電圧でバッテリが充電されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−８６４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている従来の非接触充電システムでは、車体本体部の下部下方にコア付き巻線を突設させているため、このような非接触充電システムを既存の（非接触充電システム未実装の）電動フォークリフトに適用しようとするならば、フォークリフトの車体を持ち上げるなどして作業スペースを確保する必要があり、コア付き巻線の取り付け作業が容易ではなかった。さらに、床面の下方に電線を敷設するということはつまり、適用対象の設備の床板を取り外して（あるいは地面を掘り返して）電線を埋設する大掛かりな工事が必要となる。こうしたことから、特許文献１に開示されている非接触充電システムを既存の電動フォークリフトに適用することは困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、既存の電動フォークリフトに搭載されているバッテリを非接触で充電するシステムの構築が容易となる、電動フォークリフトの非接触充電システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のうち請求項１に記載の発明は、電動フォークリフトに搭載されているバッテリを非接触で充電する非接触充電システムであって、前記電動フォークリフトの外部で交流電源に接続される送電線と、前記電動フォークリフトの車体本体部のうちマスト側の壁面上部に設けられた受電部と、前記電動フォークリフトに配設され、前記受電部から送られてくる交流電圧を直流電圧に変換して前記バッテリへと送る整流器と、を備え、前記受電部は、突起を有する磁性体コアと前記磁性体コアに巻きつけられた受電巻線とを有し、前記送電線を前記磁性体コアの突起に掛けわたすことにより、前記送電線を流れる交流に起因した誘起電圧を前記受電部に発生させることで、前記整流器を介して前記バッテリを充電することが可能であることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、送電側の構成としては交流電源に接続される送電線さえ用意すればよいので、電線を床下に埋設させるような工事を行う必要がない。また、受電部を、マスト側の壁面上部（シャシーの前方壁面）という、通常は運転席近傍の位置であって作業者が接近し易い箇所に設けるので、車体を持ち上げたりしなくとも、既存の電動フォークリフトに受電部を容易に実装することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動フォークリフトの非接触充電システムであって、前記送電線に、空芯巻線であってその空芯部を前記磁性体コアの突起に掛けることが可能な送電巻線が形成されており、前記受電部の磁性体コアが、前記電動フォークリフトの車体本体部側に配置される基部と、前記基部の中央部から突出し車体本体部から離れる向きへ延びる中央突起と、前記基部の両端部からそれぞれ突出し前記中央突起と同じ向きへ延びる２つの端部突起と、を有しており、前記受電巻線が前記中央突起に巻きつけられており、前記送電巻線の空芯部を前記中央突起に掛けることで、前記受電部に誘起電圧を発生させることが可能であることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、車体本体部（シャシー）から離れる向きへ延びる中央突起に送電巻線の空芯部を掛ければよいので、送電線のどの部分を受電部のどの部分へ掛ければよいのかが判別しやすく、また送電巻線を掛ける作業を、電動フォークリフトの外部から容易に行うことができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電動フォークリフトの非接触充電システムであって、前記送電巻線の空芯部の大きさが、前記中央突起に巻きつけられた前記受電巻線の外径より大きいことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、受電巻線および中央突起が空芯部内に収まるので、送電巻線を中央突起に掛ける作業を円滑に行うことができ、送電線を流れる交流に起因した誘起電圧を容易に発生させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、送電側の構成を床下や地中に埋め込まなくともよく、また受電側の構成も作業者にとって作業し易い位置に設けるので、既存の電動フォークリフトに搭載されているバッテリを非接触で充電する充電システムの構築が容易となる、という効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の一例における非接触充電システムを備えた電動フォークリフトを示す斜視図である。
【図２】同実施形態の送電回路の要部構成を示す平面図および断面図である。
【図３】同実施形態の受電回路の要部構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は送電巻線が中央突起に掛けられた様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、同じ構成要素には同じ符号を付与することによって重複する説明を省略する。また、図面は、理解し易くするために、それぞれの構成要素を模式的に図示している。なお、以下の実施の形態で示す各構成要素の形状や、物理量の数値等は一例であって特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、以下の実施の形態で示す構成は一例であって特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で、適宜、変更することが可能である。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態の一例における非接触充電システムを備えた電動フォークリフトを説明するための斜視図である。以下で説明する電動フォークリフトの非接触充電システムは、既存の電動フォークリフト（バッテリ車）に搭載されているバッテリ（例えば、鉛蓄電池など）を充電するためのものである。
【００１６】
図１に示す電動フォークリフト１１は、運転席１９の前方（フォーク１６側を前方とする）の前方壁面１８、すなわち車体本体部１２のうちマスト２０側の壁面の上部に、受電部５１（詳細は後述）が設けられている。
【００１７】
また、図１には図示しないが、本実施形態の非接触充電システムの一部として、図２に示す送電回路３０が電動フォークリフト１１の待機所などに用意されている。この送電回路３０は、電動フォークリフト１１とは別体、すなわち電動フォークリフト１１の外部に用意されるものである。
【００１８】
送電回路３０は、図２上側の平面図に示すように、交流電源４４（例えば、ＡＣ２００Ｖの商用電源）に接続する高周波電源装置４３と、高周波電源装置４３から高周波電圧が印加される送電線３２と、その送電線３２に形成された送電コイル３４（送電巻線の一例）とを有している。
【００１９】
送電コイル３４は、図２下側の断面図に示すように、螺旋状に巻き回されているが、その螺旋の内側は空隙となっている。すなわち、送電コイル３４は空芯部３６を有する空芯コイル（空芯巻線）となっている。送電線３２に高周波電圧が印加されると、送電コイル３４によって交番磁界が発生し、その交番磁界の磁束は向きと大きさを変えながら空芯部３６を貫く。
【００２０】
一方、図１において前方壁面１８の上部に設けられている受電部５１は、電動フォークリフト１１内に配設された受電回路５０（図３）の一部である。そして、受電部５１は、図３（ａ）に示すように、磁性体（例えばフェライト）からなる磁性体コア５２と、その磁性体コア５２に巻きつけられた受電コイル５８（受電巻線の一例）を有している。
【００２１】
磁性体コア５２は、図３（ｂ）の断面図に示すように、図中において左右に広がる基部５３と、その基部５３の中央部から突出する中央突起５４と、基部５３の両端部から中央突起５４と同じ方向へそれぞれ突出する２つの端部突起５５Ａ，５５Ｂを有している。こうした構造により、磁性体コア５２の断面がＥ字型となっている。
【００２２】
磁性体コア５２の基部５３は車体本体部１２の前方壁面１８側に配置される（図１参照）。このため、中央突起５４および端部突起５５Ａ，５５Ｂは、前方壁面１８から離れる方向、すなわち車体本体部１２から離れる方向へと延びることになる。
【００２３】
そして、図３（ａ）に示すように、受電コイル５８は、この磁性体コア５２の中央突起５４に巻きつけられる。この受電コイル５８は、受電線５６を介して電動フォークリフト１１内の受電回路５０に備え付けられた充電器４５に接続されている。この充電器４５は、受電コイル５８にて誘起電圧が発生したときに、その誘起電圧を用いて電動フォークリフトに搭載されているバッテリ４１を充電するものである。
【００２４】
受電コイル５８の芯体としての磁性体コア５２内に磁束変動が生じた場合に、受電コイル５８にて誘起電圧が発生する。
ここで、図３（ｃ）に示すように、送電線３２の送電コイル３４の空芯部３６を磁性体コア５２の中央突起５４に掛けて、受電コイル５８の外方に送電コイル３４が配置されるようにした上で、送電線３２に高周波電圧を印加すると、空芯部３６を貫く磁束が磁性体コア５２内を通過することになる（送電線３２と受電部５１とが電磁結合される）。
【００２５】
この空芯部３６を貫く磁束は送電線３２に印加された交流（高周波電圧）に起因する交番磁界によるものなので、磁性体コア５２内には磁束変動が生じることとなる。そのため、電磁誘導により、磁性体コア５２に巻きつけられている受電コイル５８にて誘起電圧が発生する。この誘起電圧により、図３（ａ）に示す充電器４５を介してバッテリ４１が充電される。
【００２６】
なお、充電器４５周りの回路の具体例としては、図３（ａ）に示すように、受電コイル５８の両端に、受電コイル５８とともに高周波電圧の周波数で共振する共振コンデンサ４２を接続し、この共振コンデンサ４２の両端に充電器４５を接続して、バッテリ４１を充電する回路を構成する方法がある。充電器４５は少なくとも、受電コイル５８から送られてくる誘起電圧（高周波電圧の交流）を直流電圧（例えば、ＤＣ３００Ｖ）に変換する整流器を含んでおり、この整流器が変換した直流電圧によりバッテリ４１を充電する。なお、充電器４５には、整流器以外にフィルタやコンバータなどが含まれていてもよい。
【００２７】
このような構成によれば、送電コイル３４の空芯部３６を磁性体コア５２の中央突起５４に掛けたとき、すなわち、交流が流れる送電線３２に形成された送電コイル３４の空芯部３６内に磁性体コア５２が配置されたとき、磁性体コア５２に巻きつけられている受電コイル５８に誘導電圧（高周波電圧）が誘起され、その誘起された電圧（誘起電圧）が、充電器４５によって直流電圧（例えば、ＤＣ３００Ｖ）に変換される。そして、その直流電圧が、インターフェース回路を介して電動フォークリフト１１の電源系統に供給されて、電動フォークリフト１１のバッテリ４１が充電される。
【００２８】
以上の本実施形態によれば、図１に示す受電部５１は車体本体部１２のマスト２０側の壁面（前方壁面１８）の上部に設けられるので、この非接触充電システムを既存の（まだ非接触充電システムが実装されていない）電動フォークリフト１１へ実装するにあたっては、作業者が接近し易い、運転席１９に近い位置の前方壁面１８上に受電部５１を設けることとなる。したがって、電動フォークリフト１１を持ち上げたりしなくとも実装を行うことができ、非接触充電システムの構築が容易である。
【００２９】
また、図２に示す送電回路３０を床下（または地中）に埋設する必要がなく、電動フォークリフト１１の充電を行う場所（待機所など）に、交流電源４４（および高周波電源装置４３）と接続する送電線３２を用意しておけばよい。この点からも非接触充電システムの構築が容易となる。
【００３０】
また、図３（ｃ）に示すように、送電線３２の送電コイル３４を磁性体コア５２の中央突起５４に掛けることで充電を行うようになっているため、掛けるべきもの（送電コイル３４）と掛ける対象（中央突起５４）とが視覚的に認識し易い。すなわち、「どこに何を掛ければよいのか」が判別し易い。また、「現在充電を行っている」ということも視覚的に判別し易い。
【００３１】
また、前方壁面１８から離れる方向（電動フォークリフト１１の外部へ向かう方向）に延びる磁性体コア５２の中央突起５４に、外部に設けられた送電線３２の送電コイル３４を掛ける構成のため、送電コイル３４を電動フォークリフト１１の外部から中央突起５４に掛ける作業が行い易く、作業性の高いものとなっている。
【００３２】
また、送電コイル３４の空芯部３６の大きさを、図３（ｃ）に示すように受電コイル５８の外径より大きくしておくと、空芯部３６を中央突起５４に掛けるにあたり、受電コイル５８と引っかかってしまうことなく、円滑に作業を行うことができる。
【００３３】
なお、前方壁部１８における受電部５１の設け方について、図１には、磁性体コア５２の基部５３が前方壁部１８に直接取り付けられている様子を示しているが、これに限るものではなく、前方壁部１８に対するボルト留めや溶接などの固定を行い易い部材（金属板など）の台座をまず前方壁部１８に取り付け、その台座の上に磁性体コア５２を取り付けるようにしてもよい。この場合、図３（ａ）に示す受電線５６の一部が台座内を通るようにするとよい。また、受電部５１を衝撃や塵芥から保護する被覆体を設けてもよい。
【００３４】
また、上記の受電部５１の台座を、前方壁部１８上で位置変更ができるようにしておく（例えばボルト留めの場合、ボルト穴を前方壁部１８に複数設けておくなどする）と、作業者が自分にとって充電作業（送電線３２を受電部５１に掛ける作業）を行い易い位置に受電部５１を配置することができ、より作業性が高まる。
【００３５】
また、車体本体部１２の側方からの方が送電線３２を近づけ易いようならば、図１に示すように基部５３を前方壁部１８側に配置するのではなく、送電線３２を掛けわたす部分（図３の中央突起５４）が車体側方を向くように受電部５１を設けてもよい。
【００３６】
また、送電線３２の構成について、図２には送電コイル３４（送電巻線）が形成されたものを示しているが、これに限るものではなく、巻線部分のない送電線３２であっても、柔軟な材質であれば、滑らかに曲げることで送電経路の折り返し部分となる弧状部を形成することができるので、形成された弧状部を受電器５１の突起（図３の中央突起５４）に引っ掛けて、送電線３２が突起の両側方を通過するように掛けわたした状態で高周波電圧を印加すれば、磁性体コア５２内に磁束変動を起こすことができ、以ってバッテリ４１の充電を行うことができる。
【００３７】
また、図２には、送電コイル３４（送電線３２）が高周波電源装置４３に直接接続された回路構成を示しているが、その送電コイル３４と高周波電源装置４３との間に、送電コイル３４と共に高周波電圧の周波数で共振する共振コンデンサを接続してもよい。この場合、送電コイル３４に対して共振コンデンサを並列に接続して並列共振回路を構成してもよいし、直列に接続して直列共振回路を構成してもよい。
【００３８】
また、図３には、中央突起５４と端部突起５５Ａ，５５Ｂを有する断面Ｅ字型の磁性体コア５２を示しているが、送電線３２を流れる交流に起因して受電コイル５８に誘起電圧が発生する構成となっていればよく、例えば中央突起５４と端部突起５５Ａ，５５Ｂの間にさらに突起がある構成などでもよい。
【００３９】
また、図３（ａ）に示す受電回路５０のうち受電部５１以外は電動フォークリフト１１内に配設されるもので、受電線５６は電動フォークリフト１１の車体内を通るように設けるのが好ましいが、作業者の邪魔にならないようならば、車体表面を這わせるように受電線５６を設けてもよい。
【００４０】
また、図３（ｃ）では受電コイル５８を中央突起５４の高さ方向全体にわたって巻いており、送電コイル３４の空芯部３６内に受電コイル５８が収まるようにしているが、受電コイル５８を中央突起５４の根元（基部５３側）にだけ巻いておき、送電コイル３４は中央突起５４の先端側に掛けるようにしてもよい。こうすると、充電時に送電コイル３４と受電コイル５８が向かい合うようになる。この場合、送電コイル３４の空芯部３６の大きさは中央突起５４の幅と同程度でもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１１    電動フォークリフト
１２    車体本体部
１８    前方壁面
２０    マスト
３０    送電回路
３２    送電線
３４    送電コイル
３６    空芯部
４１    バッテリ
４５    充電器
５０    受電回路
５１    受電部
５２    磁性体コア
５４    中央突起
５８    受電コイル
【図１】
2015023780.tif 000003
【図２】
2015023780.tif 000004
【図３】
2015023780.tif 000005