(57)【要約】 【構成】  リッツ線２を非導電性かつ非磁性の支持体１０とバンド１２で結束し、給電ケーブル１４とする。支持体１０に張力を加えて垂下を軽減し、ケーブル１４を受電コア１６内を挿通させる。  【効果】  エアギャップを狭くできるため、給電効率が向上する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電線を受電コア内を通過させて非接触給電するシステムであって、給電を行う範囲内で前記給電線と平行に配置され、かつ該給電範囲の両外側で位置を固定された支持体により前記給電線を支持すると共に、給電線と支持体とを共に前記受電コア内を通るように配置し、かつ受電コアに設けたエアギャップの給電線の長手方向に沿った幅を、前記支持体並びに前記給電線のいずれよりも狭くしたことを特徴とする、非接触給電システム。
【請求項２】
前記支持体が絶縁性かつ非磁性であることを特徴とする、請求項１の非接触給電システム。
【請求項３】
前記給電線により前記給電範囲の両外側から、前記支持体に張力を加えることにより、給電線並びに支持体の垂下を制限するようにしたことを特徴とする、請求項１または２の非接触給電システム。
【請求項４】
前記給電線と前記支持体とを１本のケーブルに組み込んだことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は搬送機器やロボットなどへ非接触給電を行うシステムに関し、特に給電効率の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
クリーンルーム等で使用する搬送機器やロボットでは、発塵を避けるため非接触給電を行うことが知られている（例えば特許文献１）。図７に従来例での非接触給電システムの要部を示すと、２は給電線としてのリッツ線で、プラスチック等のホルダー４に支持され、受電コア６内を通るようにしてある。受電コア６は磁性体で構成され、例えば両側部７，７に図示しない受電コイルを巻き、エアギャップ８からホルダー４のアーム５を逃がすようにしてある。受電コア４に幅の広いエアギャップ８が存在すると、給電効率が低下する。エアギャップ８の幅は理想的には、リッツ線２からの磁界による磁気が飽和するのを防止できれば良く、アーム５の幅のエアギャップ８は幅が広すぎる。そこで発明者は、アーム５を用いずにリッツ線２を支持することを検討した。
【特許文献１】特開２００３−６３６１３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明の課題は、受電コアに大きなエアギャップを設ける必要性を解消し、非接触給電システムでの給電効率を改善することにある。
請求項２〜４の発明での追加の課題は、給電線の支持体の具体的な構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、給電線を受電コア内を通過させて非接触給電するシステムであって、給電を行う範囲内で前記給電線と平行に配置され、かつ該給電範囲の両外側で位置を固定された支持体により前記給電線を支持すると共に、給電線と支持体とを共に前記受電コア内を通るように配置し、かつ受電コアに設けたエアギャップの給電線の長手方向に沿った幅を、前記支持体並びに前記給電線のいずれよりも狭くしたことを特徴とする。
【０００５】
好ましくは、前記支持体が絶縁性かつ非磁性である。
また好ましくは、前記給電線により給電範囲の両外側から、前記支持体に張力を加えることにより、給電線並びに支持体の垂下を制限する。
好ましくは、前記給電線と前記支持体とを１本のケーブルに組み込む。
【発明の効果】
【０００６】
この発明では、給電線を支持体で支持し、支持体は給電範囲の両外側で位置を固定して支持すればよい。このため給電線を支持するためのホルダーのアームが不要で、受電コアのエアギャップを狭くもしくは解消できる。エアギャップを狭くすると、給電線と受電コアの磁気結合を高めることができ、給電効率が向上する。
【０００７】
支持体を絶縁性でかつ非磁性とすると、支持体での渦電流などによる電力損失を防止し、また支持体に磁界が閉じこめられて給電効率が低下することも防止できる。
さらに給電範囲の両外側から支持体に張力を加えると、支持体の垂下を防止できる。
また前記給電線と前記支持体とを１本のケーブルに組み込むと、給電線や支持体を一体化したケーブルを配設すれば良く、取り扱いが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。
【実施例】
【０００９】
図１〜図６に、実施例の非接触給電システムとその変形とを示す。各図において、２はリッツ線で、給電線の例であり、例えば銅の撚り線である。１０は支持体で、例えばセラミックスや高強度のプラスチックなどで構成され、特に配向性の高い高靱性の結晶性プラスチック、すなわちいわゆるエンジニアリングプラスチックが適しており、その形状は丸棒状や角状、筒状など任意であり、重力による垂下に伴う変形を防止するためのリブなどを設けても良い。１２はバンドで、支持体１０とリッツ線２とを結合するために用い、リッツ線２を支持体１０で支持させるのに必ずしもバンド１２を用いる必要はなく、例えばリッツ線２を支持体１０に融着したり、支持体１０中にリッツ線の素線を分散させても良い。
【００１０】
支持体１０をプラスチックとする場合、アラミド樹脂などのエンジニアリングプラスチックが好ましく、引っ張り強度が高いプラスチックに大きな張力を加えることにより垂下を小さくする。これに対して支持体１０をセラミックスとする場合、剛性が高いことを利用して垂下を小さくする。長尺状のセラミックスは製造が困難なので、例えば所定の長さ毎に支持体のユニットを設けて、互いに嵌め合わせて結合する。支持体１０及びバンド１２は共に絶縁性かつ非磁性、例えば絶縁性で反強磁性以外の反磁性とし、リッツ線２からの磁界による渦電流が生じず、また磁界を封じ込めることがないようにする。リッツ線２及び支持体１０，バンド１２を全体として給電ケーブル１４と言う。ここでケーブルと呼ぶのは、リッツ線２が支持体１０により覆われているというよりも、リッツ線２と支持体１０並びにバンド１２が複合化されていることに着目したものである。
【００１１】
受電コア１６は筒状で、磁性体で構成され、例えばその両側面１７，１７に図示しない受電コイルを巻いて、リッツ線２からの磁界を利用して受電する。１８はエアギャップで、その位置は受電コア１６の上部に限らず、底部や側面などでもよく、リッツ線２からの磁界による磁気が受電コア１６内で飽和するのを防止するために設ける。エアギャップ１８の幅はリッツ線２の長手方向と直角な方向で、言い換えると受電コア１６の幅方向や高さ方向で、給電ケーブル１４の幅よりも狭く、より好ましくは支持体１０の幅やリッツ線２の幅のいずれよりも狭くする。このためエアギャップ１８は、受電コア１６に磁気回路が形成されることを妨げず、給電効率を向上させる。
【００１２】
支持体の形状は図１のもの以外に種々のものが可能で、図２の給電ケーブル２０では、芯線状の支持体２４の周囲にリッツ線２２を鞘状に配置している。図３の給電ケーブル３０では、リッツ線３２を芯線状に配置し、その周囲に支持体３４を鞘状に配置している。給電ケーブルの形状は任意で、例えば棒状やパイプ状に成型したアラミド樹脂などの支持体の樹脂内にリッツ線の素線を分散させても良い。
【００１３】
図４に、実施例の給電ケーブル１４を用いて、スタッカークレーン４２へ非接触給電するようにした例を示す。４０，４０は左右両端の支柱で、この範囲内でスタッカークレーン４２は給電ケーブル１４から給電を受け、支柱４０，４０間がスタッカークレーン４２への給電範囲である。支柱４０，４０の外側で、リッツ線２と支持体１０とを分離し、支持体１０をアンカー４１に固定し張力を加える。ここではリッツ線２と支持体１０とを分離して、支持体１０のみに張力を加えているが、これらを一体にしたままで張力を加えても良い。
【００１４】
スタッカークレーン４２にはマスト４４を設けて、移載装置を備えた昇降台４６を昇降させ、マスト４４に沿って受電コア４８を昇降させる。図５に受電コア４８を示すと、その基本的な構造は図１の受電コア１６と同様で、ベルト５０に取り付けられて図示しないベルト駆動モータによりマスト４４に沿って昇降する。５２は高さ調整センサで、受電コア４８の前後双方に設け、スタッカークレーン４２の進行方向前方での給電ケーブル１４の高さ変化を検出して、ベルト５０により受電コア４８を昇降させる。他の点では受電コア４８は図１の受電コア１６と同等である。
【００１５】
図６に受電コアの高さ調整に関する変形例を示す。受電コア１６の前後にアーム６０，６０を設けて、それぞれに絶縁性かつ非磁性のローラ６１を配置して、給電ケーブル２０を支持する。受電コア１６はバネ６２により上向きに付勢し、ガイド６３の範囲で上下動自在にする。この結果、給電ケーブル２０の垂下をバネ６２により制限すると共に、受電コア１６を給電ケーブル２０の垂下に応じて上下動させる。ローラ６１は給電ケーブル２０と接触するが、この接触は転がり摩擦であり、大きな電流を安定して受電する場合ほど確実な接触である必要は無く、接触圧を小さくできる。従って発塵を比較的小さくできる。
【００１６】
実施例では以下の効果が得られる。
(1)  受電コアのエアギャップを狭くできるので、給電効率を向上できる。
(2)  支持体に非磁性かつ絶縁性の材質を用いると、渦電流による損失や磁界の封じ込めが生じない。
(3)  給電範囲の両外側から給電ケーブルもしくは支持体に張力を加えると、垂下を制限できる。
(4)  支持体を高強度のプラスチック製とすると、大きな張力を加えることができ、垂下を相対的に小さくできる。
(5)  支持体を絶縁性かつ非磁性のセラミックスとすると、大きな剛性を持つため、垂下を小さくできる。
(6)  スタッカークレーンなどの搬送装置やロボットの側に、受電コアの高さを給電ケーブルの垂下に応じて調整する機構を設けると、給電ケーブルの垂下に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例の非接触給電システムでの、受電コアとリッツ線及び支持体を示す断面図
【図２】変形例でのリッツ線と支持体を示す図
【図３】第２の変形例でのリッツ線と支持体を示す図
【図４】実施例の非接触給電をスタッカークレーンに応用した例を示す図
【図５】実施例での受電コアの昇降機構を示す図
【図６】第３の変形例での給電ケーブルの高さ保持機構を示す図
【図７】従来例での受電コアとリッツ線との断面図
【符号の説明】
【００１８】
２            リッツ線
４            ホルダー
５            アーム
６，１６      受電コア
７，１７      側部
８，１８      エアギャップ
１０          支持体
１２          バンド
１４          給電ケーブル
２０，３０    給電ケーブル
２２，３２    リッツ線
２４，３４    支持体
４０          支柱
４１          アンカー
４２          スタッカークレーン
４４          マスト
４６          昇降台
４８          受電コア
５０          ベルト
５２          高さ調整センサ
６０          アーム
６１          ローラ
６２          バネ
６３          ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008126678.tif 000006
【図５】
2008126678.tif 000007
【図６】
2008126678.tif 000008
【図７】
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