(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触で電力を送電する送電ユニットであって、
交流電源と、
前記交流電源と接続され前記交流電源から交流電力を供給され、前記交流電力を非接触で受電素子へ給電する送電素子と、
前記送電素子に流れるコモンモード電流に係わる値を検出する電流検出器と、
前記交流電源を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記電流検出器により検出した前記コモンモード電流に係わる値に基づき、前記交流電源から前記送電素子へ供給する前記交流電力を制御する、送電ユニット。
【請求項２】
前記制御装置は、前記コモンモード電流に係わる値が所定の上限値を超えないように前記交流電源から前記送電素子へ供給する前記交流電力を制御する、請求項１に記載の送電ユニット。
【請求項３】
前記制御装置は、前記コモンモード電流に係わる値が前記上限値に一致するように前記交流電源から前記送電素子へ供給する前記交流電力を制御する、請求項２に記載の送電ユニット。
【請求項４】
前記送電素子は、コイルであり、
前記交流電源と前記コイルとの間に接続され、前記コイルと共振回路を構成する共振コンデンサを備え、
前記電流検出器は、前記共振コンデンサと前記コイルとを接続する電源線に流れる前記コモンモード電流に係わる値を検出する、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の送電ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の前記送電ユニットと、
非接触で前記交流電力を受電する前記受電素子を備える受電ユニットと、
を備える、非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電素子から受電素子に向けて非接触で交流電力を供給する送電ユニット及び、その送電ユニットを備える非接触給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器に非接触で交流電力を供給する非接触給電装置がある（例えば、特許文献１など）。非接触で電力を供給する方式としては、例えば、コイルを用いた電磁誘導方式、電極を用いた電界結合方式など、様々な方式がある。特許文献１に記載された非接触給電装置は、発振回路から給電コイルへ交流電力を供給し、送信素子（給電コイル）と受電素子（給電対象装置）との間で発生する誘導磁束を利用して給電対象装置に交流電力を供給する。【０００３】
また、特許文献１に記載の非接触給電装置は、電流検出回路と、受信部とを備えている。電流検出回路は、直流電源に直列に接続され、給電コイルに入力される電流の電流値を検出する。受信部は、給電対象装置が受電を開始した場合に送信する受電通知を受信する。制御部は、電流検出回路で検出した電流値と、受信部で受信した受電通知に基づいて、発振回路を駆動する駆動信号を変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１３０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の非接触給電装置では、送電素子や受電素子から空気中に放射される放射ノイズの抑制が望まれている。放射ノイズの原因としては、送電素子に流れる通常の電流、所謂、ノーマルモードの電流の増大がある。上記した特許文献１に記載の電流検出回路は、直流電源と直列に接続されており、このノーマルモードの電流を検出する。【０００６】
一方で、放射ノイズには、例えば、上記した特許文献１における発振回路や給電コイルと、グランドとの間の寄生容量によって漏れた電流がグランドを介して帰還して発生する、所謂、コモンモードノイズがある。コモンモードでは、例えば、給電コイルの両端の各々と、発振回路とを接続する２つの電源線に同じ向きのコモンモード電流が発生する。このコモンモード電流が電源線や給電コイルに流れることで磁界が発生し放射ノイズを発生させる。従って、放射ノイズを抑制するためには、コモンモード電流を考慮したノイズ対策が必要となる。【０００７】
本願は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、コモンモード電流に起因した放射ノイズを抑制できる送電ユニット及び非接触給電装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願は、非接触で電力を送電する送電ユニットであって、交流電源と、交流電源と接続され交流電源から交流電力を供給され、交流電力を非接触で受電素子へ給電する送電素子と、送電素子に流れるコモンモード電流に係わる値を検出する電流検出器と、交流電源を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、電流検出器により検出したコモンモード電流に係わる値に基づき、交流電源から送電素子へ供給する交流電力を制御する、送電ユニットを開示する。
尚、本願は、送電ユニットとして実施し得るだけでなく、送電ユニットと受電ユニットとを備える非接触給電装置としても実施し得るものである。
【発明の効果】
【０００９】
これによれば、電流検出器は、非接触で給電を行う送電素子に流れるコモンモード電流に係わる値、例えば、電流値や電流量を検出する。そして、制御装置は、電流検出器で検出したコモンモード電流に係わる値に基づき、交流電源から送電素子へ供給する交流電力を制御する。放射ノイズは、コモンモード電流の増大に応じて増大する。このため、制御装置は、例えば、コモンモード電流に係わる値の変動に応じて、交流電源から送電素子へ供給する交流電力を低減する、あるいは一定の値に維持等することで、コモンモード電流の増大を抑制し、放射ノイズを抑制することができる。その結果、コモンモード電流に起因した放射ノイズを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本願の非接触給電装置を搭載した搬送コンベアの斜視図である。
【図２】搬送コンベアの内部を一部だけ示した斜視図である。
【図３】固定部の断面図である。
【図４】キャリアの側面図である。
【図５】非接触給電装置の回路図である。
【図６】キャリアの消費電力、コモンモード電流、ＰＷＭ信号のデューティ比、及び受電コイル部の受電電圧の関係を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願の非接触給電装置を具体化した一実施形態として、搬送コンベアについて説明する。図１は、本実施形態の非接触給電装置を搭載した搬送コンベア１０の斜視図を示している。搬送コンベア１０は、リニアモータの駆動によって固定部１１に対してキャリア１３をスライド移動させる装置である。尚、以下の説明では、図１に示すように、キャリア１３をスライド移動させる方向をＸ方向、Ｘ方向に垂直で固定部１１を載置する面に平行な方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向をＺ方向と称して説明する。
【００１２】
搬送コンベア１０は、１台のキャリア１３を固定部１１内に配置して構成されている。図２は、搬送コンベア１０のＹ方向における手前側の部材を取り除いて、搬送コンベア１０の内部を一部だけ示している。図３は、Ｘ方向に直交する平面で固定部１１を切断した断面を示している。図１〜図３に示すように、固定部１１は、Ｘ方向に延設されている。Ｘ方向に直交する平面で切断した固定部１１の断面形状は、Ｚ方向の上部を開口した略Ｕ字形状をなしている。固定部１１は、底板２１と、一対の側板２２，２３を備えている。
【００１３】
底板２１は、Ｘ方向に延設され、下部を開口され、上下方向に薄い略箱型形状をなしている。底板２１の下部には、非接触給電を制御する制御基板２５が設けられている。制御基板２５は、下部を開口した底板２１内に収納され、底板２１の下面に固定されている。
【００１４】
一対の側板２２，２３は、底板２１の上面に立設して設けられ、Ｚ方向の高さが同一となっている。一対の側板２２，２３は、Ｘ方向に沿って延設されている。固定部１１は、底板２１及び一対の側板２２，２３によって、Ｘ方向に延びる溝（レール）を構成している。キャリア１３は、この固定部１１のレール内に収納されている。一対の側板２２，２３の内壁には、複数のマグネット２６が固定子として取り付けられている。複数のマグネット２６は、例えば、Ｚ方向に延びる板状をなし、側板２２，２３の各々の内壁において、Ｘ方向に沿って、即ち、キャリア１３の移動方向に沿って等間隔に配置されている。マグネット２６の各々は、例えば、キャリア１３とＹ方向で対向する内側の面においてＮ極、Ｓ極が交互に現れるように、Ｘ方向において隣り合うものが互いに異なる極性（Ｎ極及びＳ極）となっている。換言すれば、複数のマグネット２６は、Ｘ方向に沿って交互に異なる極性を内側に向けて配置されている。尚、図２及び図３は、マグネット２６を覆う図１に示すカバー２７を取り外した状態を示している。また、図２は、Ｙ方向の手前側の側板２２を取り外した状態を示している。
【００１５】
また、Ｚ方向における側板２２，２３の各々の上部には、レール部２８が設けられている。レール部２８は、例えば、スライド面をＶ字に形成されたＶレールであり、後述するキャリア１３の溝ローラ４３を取り付けられる。
【００１６】
側板２２の上部に設けられたレール部２８の上面には、リニアスケール２９が取り付けられている。また、図４に示すように、キャリア１３には、固定部１１のリニアスケール２９とＺ方向で対向する位置にリニアヘッド４０が取り付けられている。リニアヘッド４０は、キャリア１３のＸ方向への移動にともなって、リニアスケール２９の上部を移動し、Ｘ方向におけるキャリア１３の位置を位置信号として出力する。尚、リニアスケール２９及びリニアヘッド４０による位置の検出方法は、特に限定されない。例えば、位置の検出方法は、光学式の検出方法でも良く、あるいは電磁誘導を用いた検出方法でも良い。また、キャリア１３の位置を検出する方法は、リニアスケールに限らず、例えば、ロータリーエンコーダを用いても良い。
【００１７】
また、底板２１の上面には、Ｘ方向に延設された走行レール３０が設けられている。尚、図２は、奥側の走行レール３０を取り外した状態を示している。また、側板２２，２３の下部は、Ｙ方向の内側に向かって、且つ底板２１の上面に沿って延設されている。その側板２２，２３の底板２１上に延設された部分の上には、非接触給電を行う送電コイル部３１が設けられている。送電コイル部３１は、Ｘ方向に延びるコイル保持部３３と、送電コイル３５とを備えている。尚、図１及び図２は、送電コイル３５を取り外した状態を示している。コイル保持部３３は、Ｘ方向に延びる略板状をなしている。コイル保持部３３の材料は、例えば、フェライトや電磁鋼板などの磁性材料である。Ｘ方向に直交する平面で切断したコイル保持部３３の断面形状は、上方に向かって突出する略Ｅ字形状をなしている。送電コイル３５は、Ｙ方向におけるコイル保持部３３の中央部の突出した部分に巻回されている。
【００１８】
また、図１及び図２に示すように、キャリア１３は、本体部４１と、作業台４２とを備えている。本体部４１は、Ｘ方向及びＺ方向に長い箱型形状をなし、内部に様々な機器が内蔵されている。作業台４２は、Ｘ方向に長い略板状をなし、本体部４１の上部に固定されている。図４は、キャリア１３をＸ方向から見た側面図であり、本体部４１の一部を取り除いた状態を示している。図４に示すように、作業台４２の下面には、複数の溝ローラ４３が取り付けられている。本実施形態の複数の溝ローラ４３は、Ｙ方向における作業台４２の側縁部にそれぞれ３個（合計で６個）取り付けられている。また、作業台４２の下面には、上記したリニアヘッド４０が取り付けられている。
【００１９】
また、本体部４１の下面には、走行ローラ４５が取り付けられている。走行ローラ４５は、Ｙ方向において並んで配置された２つを１組として、Ｘ方向において複数組設けられている。各走行ローラ４５は、Ｚ方向に沿った回転軸を中心に回転可能となっている。
【００２０】
キャリア１３は、作業台４２を固定部１１の上方に配置した状態で、略Ｕ字状をなす固定部１１のレール内に本体部４１を挿入している。固定部１１に挿入された本体部４１は、固定部１１の側板２２，２３との間に一定の隙間を設けている。複数の溝ローラ４３の各々は、側板２２，２３の上部に設けられたレール部２８に対して回転可能に取り付けられている。また、走行ローラ４５は、底板２１の上面に設けられた走行レール３０内に配置され、走行レール３０の内壁と接触して回転可能な状態となっている。キャリア１３は、溝ローラ４３及び走行ローラ４５を固定部１１に対して回転可能に取り付けられることでＸ方向へ移動可能となり、作業台４２にワーク（部品や完成品など）を載置して移動する。本実施形態の搬送コンベア１０は、例えば、複数の固定部１１を連結して構成した搬送経路上でキャリア１３を移動させ、所定の部品供給位置等においてキャリア１３を停止させ、部品の供給などの作業を実行する。
【００２１】
また、本体部４１の下面には、非接触給電を行う受電コイル部４７が設けられている。受電コイル部４７は、Ｘ方向に延びるコイル保持部４８と、受電コイル４９とを備えている。コイル保持部４８は、Ｘ方向に延びる略板状をなしている。Ｘ方向に直交する平面で切断したコイル保持部４８の断面形状は、下方に向かって突出する略Ｅ字形状をなしている。受電コイル４９は、Ｙ方向におけるコイル保持部４８の中央部の突出した部分に巻回されている。キャリア１３を固定部１１内に配置した状態では、受電コイル部４７は、Ｚ方向において送電コイル部３１と所定の間隔を間に設けて対向して配置されている。
【００２２】
また、図２及び図４に示すように、本体部４１内には、受電基板５０と、サーボアンプ５１と、可動子である巻線部５３とが内蔵されている。従って、本実施形態の搬送コンベア１０は、固定子（固定部１１）にマグネット２６を、キャリア１３に可動子（巻線部５３）を配置した、所謂、ムービングコイル型のリニアモータを構成している。受電基板５０は、受電コイル部４７と接続され、送電コイル部３１から受電コイル部４７へ給電された交流電力に応じた電力を供給される。また、受電基板５０は、サーボアンプ５１と接続され、サーボアンプ５１へ電力を供給する。サーボアンプ５１は、受電基板５０から供給された電力から巻線部５３に通電する駆動電流を生成する。
【００２３】
本実施形態の巻線部５３は、Ｙ方向における本体部４１の両側にそれぞれ設けられている。各巻線部５３は、例えば、３つのヨーク５３Ａのそれぞれに巻線５３Ｂが巻回されている。この３つの巻線５３Ｂの各々は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に対応している。各相のヨーク５３Ａ及び巻線５３Ｂは、Ｘ方向、即ち、キャリア１３の移動方向に並んで配置されている。サーボアンプ５１は、駆動電流として、三相の交流電流を各巻線５３Ｂに通電する。巻線部５３は、サーボアンプ５１から巻線５３Ｂに交流電流を通電されると磁界を発生させ（Ｎ極及びＳ極を誘起され）、固定部１１のマグネット２６との間に推進力を発生させる。キャリア１３は、巻線部５３とマグネット２６との間に生じる推進力により、Ｘ方向に移動する。本実施形態では、Ｙ方向で対向するマグネット２６と、Ｙ方向における本体部４１の両側に設けられた巻線部５３とにより両側式のリニアモータを構成している。受電基板５０は、サーボアンプ５１を介して巻線部５３に通電する駆動電流（三相の交流電流）を制御することで、巻線５３Ｂによって形成する磁界、即ち、キャリア１３を移動させる方向や速度を制御する。
【００２４】
次に、上記した搬送コンベア１０における非接触給電装置６０について説明する。図５は、搬送コンベア１０の非接触給電装置６０に係わる部分を示している。本実施形態の非接触給電装置６０は、送電ユニット６０Ａと、受電ユニット６０Ｂとを備える。送電ユニット６０Ａは、上記した制御基板２５、送電コイル部３１の他に、直流電源６７等を備えている。受電ユニット６０Ｂは、上記した受電基板５０、受電コイル部４７、サーボアンプ５１等を備えている。非接触給電装置６０は、送電コイル部３１から受電コイル部４７へ交流電力を非接触で給電する。
【００２５】
図５に示すように、送電側の制御基板２５は、ハーフブリッジ回路６１と、共振コンデンサ６２と、送電制御部６３と、電流検出器６５とを備えている。ハーフブリッジ回路６１は、直流電源６７に接続され、非接触給電装置６０の交流電源として機能する。直流電源６７は、例えば、固定部１１の底板２１の下に取り付けられている。あるいは、直流電源６７は、搬送コンベア１０とは別に設けられる電源装置でもよい。直流電源６７は、直流電圧Ｖｄｃをハーフブリッジ回路６１に出力する。
【００２６】
ハーフブリッジ回路６１は、２つのスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２及び２つのダイオードＤ１，Ｄ２を備えている。スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２は、例えば、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴである。ダイオードＤ１，Ｄ２は、例えば、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２の各々のボディダイオードであり、転流動作のためのダイオードである。
【００２７】
スイッチング素子ＴＲ１のドレインは、直流電源６７の正側端子及びダイオードＤ１のカソードに接続されている。また、スイッチング素子ＴＲ１のソースは、ダイオードＤ１のアノード、共振コンデンサ６２、スイッチング素子ＴＲ２のドレイン、ダイオードＤ２のカソードに接続さている。同様に、スイッチング素子ＴＲ２のドレインは、ダイオードＤ２のカソードに接続されている。また、スイッチング素子ＴＲ２のソースは、ダイオードＤ２のアノード、直流電源６７の負側端子に接続されている。
【００２８】
スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のゲートは、送電制御部６３に接続されている。送電制御部６３は、例えば、ＣＰＵを主体とした処理回路である。送電制御部６３は、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２の各々のゲートにゲート電圧として、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation；パルス幅変調）信号ＰＷＭを供給し、スイッチング動作させる。送電制御部６３は、例えば、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２を交互にオン・オフする。これにより、共振コンデンサ６２及び送電コイル３５に交番電流が流れる。送電制御部６３は、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２をスイッチング動作させることで、例えば、直流電圧Ｖｄｃを矩形波状の交流電圧Ｖａｃ（交流電力）に変換して送電コイル部３１へ出力する。送電制御部６３は、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を変更することで、交流電圧Ｖａｃの周波数や実効値を変更可能となっている。送電制御部６３は、例えば、起動に応じて、交流電圧Ｖａｃの周波数が予め定められた目標の周波数となるようにＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を制御する。この目標周波数は、例えば、送電側及び受電側の共振回路の共振周波数に基づいて設定される。
【００２９】
送電コイル部３１の送電コイル３５の一端は、第一電源線Ｌ１を介して共振コンデンサ６２に接続されている。共振コンデンサ６２は、送電コイル３５と直列に接続され共振回路を構成する。送電コイル３５の他端は、第二電源線Ｌ２を介して、スイッチング素子ＴＲ２のソースに接続されている。ハーフブリッジ回路６１によって生成される矩形波状の交流電圧Ｖａｃは、共振コンデンサ６２及び送電コイル３５によって正弦波状とされる。送電コイル３５は、ハーフブリッジ回路６１から交流電圧Ｖａｃを供給されることにより、磁界（交番磁界）を発生させる。受電コイル部４７の受電コイル４９は、送電コイル３５と相互に電磁結合し、非接触給電を行う。受電コイル４９は、例えば、送電コイル３５に発生する交番磁界に応じて誘導電流が発生し、非接触で給電される。
【００３０】
受電ユニット６０Ｂの受電基板５０は、受電変換部７１と、受電制御部７２とを備えている。受電コイル４９は、受電変換部７１に接続されている。受電変換部７１は、共振コンデンサ７３と、ＡＣ／ＤＣ変換回路７５とを備えている。共振コンデンサ７３は、受電コイル４９に並列接続され、共振回路を構成する。ＡＣ／ＤＣ変換回路７５は、受電コイル４９及び共振コンデンサ７３に接続されている。ＡＣ／ＤＣ変換回路７５は、ダイオード７７及びコンデンサ７８を備え、受電コイル４９によって非接触で給電した受電電圧Ｖａｃ２（交流電力）を、半波整流して直流電圧Ｖｄｃ２に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換回路７５は、変換した直流電圧Ｖｄｃ２を受電制御部７２へ供給する。尚、ＡＣ／ＤＣ変換回路７５は、半波整流回路に限らず、例えば、４個の整流ダイオードをブリッジ接続した全波整流回路でも良い。
【００３１】
受電制御部７２は、ＡＣ／ＤＣ変換回路７５から供給される直流電圧Ｖｄｃ２を降圧等して、サーボアンプ５１へ供給する。また、受電制御部７２は、例えば、外部の管理装置と無線通信可能な通信部（図示略）を備え、リニアヘッド４０で検出した位置信号を管理装置へ送信する。管理装置は、受信した位置信号に基づいて、キャリア１３（図１参照）の制御内容を決定する。受電制御部７２は、管理装置から通信部を介して受信した制御指令に応じてサーボアンプ５１へ供給する電力を制御する。これにより、キャリア１３は、管理装置の制御指令に応じて移動、停止、加速等をする。尚、受電制御部７２は、リニアヘッド４０の位置信号に基づいて検出したキャリア１３の位置に応じてサーボアンプ５１へ供給する電力を制御し、移動や停止等しても良い。この場合、キャリア１３は、外部の管理装置からの指令ではなく、自動で位置や速度を調整する。
【００３２】
次に、制御基板２５の電流検出器６５について説明する。電流検出器６５は、環状コア８１と、アンプ８２とを備えている。環状コア８１は、例えば、円環状の磁性体コア（トロイダルコアなど）である。環状コア８１は、ハーフブリッジ回路６１と送電コイル部３１とを接続する第一及び第二電源線Ｌ１，Ｌ２の２つの電源線を挿通している（クランプしている）。環状コア８１には、コイル８３が巻回されている。アンプ８２は、コイル８３と接続され、第一及び第二電源線Ｌ１，Ｌ２に流れるコモンモード電流Ｉｃに応じてコイル８３に発生する誘導電流を入力する。アンプ８２は、コイル８３から入力した誘導電流を増幅して、コモンモード電流Ｉｃに応じた検出信号Ｓｃを送電制御部６３に出力する。
【００３３】
送電制御部６３は、アンプ８２から入力した検出信号Ｓｃに基づいて、コモンモード電流Ｉｃに係わる値を検出する。ここでいうコモンモード電流Ｉｃに係わる値とは、コモンモード電流Ｉｃの電流値でもよく、あるいは、コモンモード電流Ｉｃの電流値と時間とを積分した電流量でも良い。送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃに係わる値に基づいて、ハーフブリッジ回路６１に供給するＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を制御する。従って、本実施形態のハーフブリッジ回路６１は、送電コイル３５に流れるコモンモード電流Ｉｃの大きさに応じて、送電コイル３５へ供給する交流電圧Ｖａｃを制御する。
【００３４】
また、本実施形態の送電素子は、送電コイル３５（コイル）である。また、非接触給電装置６０は、ハーフブリッジ回路６１（交流電源）と送電コイル３５との間に接続され、送電コイル３５と共振回路を構成する共振コンデンサ６２を備えている。電流検出器６５は、共振コンデンサ６２と送電コイル３５とを接続する第一及び第二電源線Ｌ１，Ｌ２（電源線）に流れるコモンモード電流Ｉｃに係わる値を検出する。
【００３５】
これによれば、非接触給電装置６０は、送電コイル３５と共振コンデンサ６２とを接続した共振回路により非接触の給電を行う。そして、送電コイル３５と共振コンデンサ６２とを接続する第一及び第二電源線Ｌ１，Ｌ２に流れるコモンモード電流Ｉｃに係わる値を電流検出器６５で検出することで、コモンモード電流Ｉｃに係わる値（電流値など）を検出する精度の向上が期待できる。例えば、高電圧が発生する送電コイル３５により近い位置、即ち、ノイズの発生し易い位置に電流検出器６５を配置しコモンモード電流Ｉｃを検出することで、検出精度を高めることができる。尚、電流検出器６５を配置する場所は、共振コンデンサ６２と送電コイル３５との間に限らない。例えば、電流検出器６５を、ハーフブリッジ回路６１の出力端子と共振コンデンサ６２との間に配置しても良い。
【００３６】
（送電制御部６３による制御）
次に、送電制御部６３が、電流検出器６５の検出信号Ｓｃ（コモンモード電流Ｉｃ）に基づいて、交流電圧Ｖａｃを制御する制御方法について説明する。一例として、キャリア１３が固定部１１上で停止した場合について説明する。図６は、キャリア１３（非接触給電の負荷素子）で消費される消費電力Ｗ１、コモンモード電流Ｉｃの電流値、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比、及び受電コイル部４７に受電される受電電圧Ｖａｃ２の電圧値の関係を示すタイミングチャートである。消費電力Ｗ１は、例えば、サーボアンプ５１や巻線部５３で消費される電力である。
【００３７】
まず、例えば、送電側の送電制御部６３は、搬送コンベア１０の起動に応じて、交流電圧Ｖａｃの周波数が予め定められた目標の周波数となるようにＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を制御する。これにより、送電コイル部３１から受電コイル部４７へ所望の交流電力が供給される。キャリア１３は、給電された交流電力に基づいて駆動し、複数の固定部１１を連結して構成した搬送路上を移動する。
【００３８】
また、搬送作業において、キャリア１３は、例えば、作業台４２に載置した部品を供給する供給位置で停止する。キャリア１３の受電制御部７２（図５参照）は、例えば、外部の管理装置から無線通信による制御指令を受信し、サーボアンプ５１へ供給する電力を停止する。図６の時間Ｔ０に示すように、キャリア１３の停止にともなって、消費電力Ｗ１は、低減する（図６中のポイントＰ１）。
【００３９】
また、非接触給電装置６０では、送電側の交流電圧Ｖａｃを一定値に維持する制御を継続した状態で、受電側（負荷素子）の消費電力Ｗ１を低減させると、受電電圧Ｖａｃ２が増大する電気的な特性がある。即ち、非接触給電装置６０は、非接触給電を実行中に、受電側の負荷が所定の値（例えば、稼働時の半分の負荷）より低くなる又は無負荷の状態となると、受電電圧Ｖａｃ２が増大する。このため、時間Ｔ０から消費電力Ｗ１が徐々に低減すると、受電コイル部４７の受電電圧Ｖａｃ２は、これに反して徐々に増大する（ポイントＰ２）。この間、送電制御部６３は、給電する交流電圧Ｖａｃを維持するため、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を一定の比率で維持する。
【００４０】
また、本願の出願人が、実測等によって確認した結果、非接触給電装置６０において受電側の負荷を低減又は無負荷の状態とし、消費電力Ｗ１を低減させると、受電電圧Ｖａｃ２の増大とともに、送電側のコモンモード電流Ｉｃが増大する傾向がある。図６に示すように、コモンモード電流Ｉｃは、キャリア１３を停止し受電側の負荷を低減した時間Ｔ０以降において、徐々に増大する（ポイントＰ３）。
【００４１】
送電制御部６３は、電流検出器６５から入力する検出信号Ｓｃに基づいて、例えば、コモンモード電流Ｉｃの電流値を判定する。送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃの電流値が上限値ＴＨ１まで増大すると、コモンモード電流Ｉｃの電流値が上限値ＴＨ１を越えないように、コモンモード電流Ｉｃの電流値を上限値ＴＨ１に一致させる制御を行う。送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃの電流値を上限値ＴＨ１に一致させるように、送電コイル部３１へ供給する交流電圧Ｖａｃを制御するフィードバック制御を実行する。この上限値ＴＨ１は、例えば、コモンモード電流Ｉｃに起因した放射ノイズが国際規格等で定められたノイズの規格を満たす（上限値を下回る）ように設定される。
【００４２】
時間Ｔ１において、コモンモード電流Ｉｃが上限値ＴＨ１まで増大すると、送電制御部６３は、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を下げる（ポイントＰ４）。ハーフブリッジ回路６１は、例えば、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比の低減に応じてスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のオン期間を減らし、交流電圧Ｖａｃの実効値を低減させることで、送電コイル部３１の送電コイル３５から送電する送電電力を低減する。これにより、交流電圧Ｖａｃの低減にともなって、送電コイル３５等とグランドとの間の寄生容量によって漏れる電流が低減し、コモンモード電流Ｉｃは、低減される。また、送信側の送電電力（交流電圧Ｖａｃ）の低減に応じて、電磁結合によって受電コイル部４７に誘導される誘導電流が低減し、受電電圧Ｖａｃ２は低減する。これにより、送電及び受電の両側における放射ノイズが低減される。
【００４３】
従って、本実施形態の送電制御部６３（制御装置）は、コモンモード電流Ｉｃに係わる値が所定の上限値ＴＨ１を超えないようにハーフブリッジ回路６１（交流電源）から送電コイル部３１（送電素子）へ供給する交流電圧Ｖａｃ（交流電力）を制御する。これによれば、送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃの電流値（コモンモード電流Ｉｃに係わる値）が上限値を超えないように交流電圧Ｖａｃを制御することで、コモンモード電流Ｉｃの増大を抑制し、放射ノイズを抑制することができる。
【００４４】
また、本実施形態の送電制御部６３（制御装置）は、コモンモード電流Ｉｃに係わる値が上限値ＴＨ１に一致するようにハーフブリッジ回路６１（交流電源）から送電コイル部３１（送電素子）へ供給する交流電圧Ｖａｃ（交流電力）を制御する。これによれば、送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃが上限値ＴＨ１に一致するように交流電圧Ｖａｃを制御する。その結果、コモンモード電流Ｉｃの増大を抑制し、放射ノイズを抑制することができる。また、コモンモード電流Ｉｃの電流値を上限値ＴＨ１に一致させる制御を行う、換言すれば、可能な限りコモンモード電流Ｉｃの増大を許容することで、放射ノイズの低減にともなう交流電圧Ｖａｃ（交流電力）の低減を最小限に抑えることが可能となる。その結果、後述するキャリア１３を再度移動させる際に、高い電圧値で維持した交流電圧Ｖａｃ、即ち、受電電圧Ｖａｃ２によって電力の供給を開始できるため、キャリア１３が停止状態から移動状態へ移行するのに必要な時間をより短縮することができる。このため、上限値ＴＨ１は、例えば、上記した国際規格等で定められたノイズの規格を満たし、且つ可能な限り交流電圧Ｖａｃ（受電電圧Ｖａｃ２）を大きく維持できる値が好ましい。尚、送電制御部６３は、増大するコモンモード電流Ｉｃの電流値を上限値ＴＨ１に一致させる制御を実行せず、コモンモード電流Ｉｃが上限値ＴＨ１以下となるように交流電圧Ｖａｃを低減する制御を実行しても良い。
【００４５】
また、送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃの増大に応じてＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比（交流電圧Ｖａｃ）を低減した後、コモンモード電流Ｉｃが下限値ＴＨ２まで低減すると、コモンモード電流Ｉｃを上限値ＴＨ１に一致させるため、送電コイル部３１へ供給する交流電圧Ｖａｃを増大させる制御を実行する。時間Ｔ２において、コモンモード電流Ｉｃの電流値が下限値ＴＨ２まで低減すると、送電制御部６３は、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を上げる（ポイントＰ５）。ハーフブリッジ回路６１は、例えば、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比の増大に応じてスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のオン期間を増やし、交流電圧Ｖａｃの実効値を増大させることで、送電コイル部３１の送電コイル３５から送電する送電電力を増大する。これにより、コモンモード電流Ｉｃ及び受電電圧Ｖａｃ２は増大する。
【００４６】
送電制御部６３は、このような上限値ＴＨ１及び下限値ＴＨ２に基づいた、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比の制御を繰り返し実行する。これにより、コモンモード電流Ｉｃは、上限値ＴＨ１に近づくように、上限値ＴＨ１及び下限値ＴＨ２の間の一定の範囲内で維持される。換言すれば、送電コイル部３１の送電電力や、受電コイル部４７の受電電圧Ｖａｃ２は、一定の大きさ以上で維持される。
【００４７】
次に、時間Ｔ３において、キャリア１３は、例えば、作業台４２に載置した部品の供給を終了すると、移動を開始する。キャリア１３の受電制御部７２（図５参照）は、例えば、外部の管理装置からの無線通信による制御指令に応じて、サーボアンプ５１へ電力の供給を開始する。これにより、受電側の負荷素子（サーボアンプ５１及び巻線部５３）は、負荷の低い状態から負荷の増大した状態へと移行する。キャリア１３の移動の開始（負荷の増大）にともなって、消費電力Ｗ１は、増大する（ポイントＰ６）。消費電力Ｗ１の増大にともなって、コモンモード電流Ｉｃ及び受電電圧Ｖａｃ２は、低減する。
【００４８】
送電制御部６３は、キャリア１３の移動の開始にともなってコモンモード電流Ｉｃの増大が抑制されるため、上記した上限値ＴＨ１及び下限値ＴＨ２に基づいた、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比の制御を終了させる。結果として、本実施形態の送電制御部６３は、受電側の負荷の低減に合わせて上限値ＴＨ１に基づいた、コモンモード電流Ｉｃのフィードバック制御を開始し、コモンモード電流Ｉｃの増大を抑制する。また、受電側の負荷の増大に合わせてコモンモード電流Ｉｃが低減するため、送電制御部６３は、上限値ＴＨ１によるフィードバック制御を実行しない状態となる。そして、送電制御部６３は、時間Ｔ０以前と同様に、交流電圧Ｖａｃの周波数が予め定められた目標の周波数となるようにＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を制御する。
【００４９】
尚、送電ユニット６０Ａは、受電側の負荷の状態を検出する装置を備えても良い。そして、送電制御部６３は、受電側の負荷の状態に応じて上限値ＴＨ１を用いたフィードバック制御の開始又は停止のタイミングを決定しても良い。例えば、送電制御部６３は、キャリア１３（受電ユニット６０Ｂ）の受電制御部７２からリニアヘッド４０（図４参照）の位置信号を受信する構成でも良い。そして、送電制御部６３は、リニアヘッド４０から受信した位置信号に基づいて、キャリア１３の位置の変化、即ち、キャリア１３の移動の開始にともなう負荷の増加を検出しても良い。例えば、送電制御部６３は、図６の時間Ｔ４において、キャリア１３の移動の開始を検出すると、上限値ＴＨ１に基づいたフィードバック制御を終了させても良い。
【００５０】
また、例えば、図５に示すように、送電ユニット６０Ａの制御基板２５は、送電コイル部３１に流れる電流（ノーマルモードの電流）を検出する電流検出回路８５を備えても良い。電流検出回路８５は、例えば、送電コイル部３１へ流れる電流の電流値の大きさに応じた検出信号Ｓｎを送電制御部６３へ出力する。そして、送電制御部６３は、検出信号Ｓｎに基づいてノーマルモードの電流値を検出し、受電側の負荷の増減を検出しても良い。
【００５１】
因みに、上記実施形態において、送電コイル３５は、送電素子の一例である。受電コイル４９は、受電素子の一例である。ハーフブリッジ回路６１及び直流電源６７は、交流電源の一例である。送電制御部６３は、制御装置及び電流検出器の一例である。交流電圧Ｖａｃは、交流電力の一例である。
【００５２】
上記実施形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施形の送電ユニット６０Ａは、非接触で電力を送電する送電ユニットである。送電ユニット６０Ａは、ハーフブリッジ回路６１及び直流電源６７（交流電源）と、交流電源と接続され交流電源から交流電圧Ｖａｃ（交流電力）を供給され、交流電力を非接触で受電コイル４９（受電素子）へ給電する送電コイル３５（送電素子）と、送電コイル３５に流れるコモンモード電流Ｉｃに係わる値を検出する電流検出器（電流検出器６５、送電制御部６３）と、交流電源を制御する送電制御部６３（制御装置）と、を備え、送電制御部６３は、電流検出器６５により検出したコモンモード電流Ｉｃに係わる値に基づき、交流電源から送電コイル３５へ供給する交流電圧Ｖａｃを制御する。
【００５３】
これによれば、送電制御部６３は、電流検出器６５の検出信号Ｓｃに基づいて、送電コイル３５に流れるコモンモード電流Ｉｃの電流値を検出する。そして、送電制御部６３は、検出したコモンモード電流Ｉｃの電流値に基づき、ハーフブリッジ回路６１から送電コイル３５へ供給する交流電圧Ｖａｃを制御する。送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃの増大に応じて、交流電圧Ｖａｃを低減等することで、コモンモード電流Ｉｃの増大を抑制し、放射ノイズを抑制することができる。
【００５４】
尚、本願は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。
具体的には、例えば、上記実施形態では、送電素子及び受電素子としてコイルを採用しているが、これに限らず、平板状の電極を採用することが可能である。即ち、非接触給電の方式として、電磁結合方式や電磁誘導方式に限定されず、静電結合方式を採用しても良い。また、所謂、直流共鳴方式で非接触の給電を行う交流電源に、本願の送電ユニットを適用しても良い。
また、上記実施形態では、本願の送電ユニットを、搬送コンベア１０に適用したが、これに限らず、他の非接触給電装置に適用しても良い。本願の送電ユニットを、例えば、非接触で携帯電話に充電を行う非接触給電装置に適用しても良い。この場合、送電ユニットは、充電対象の携帯電話を設置した状態（負荷の増加）と、携帯電話を取り除いた状態（負荷の低減）に応じて、コモンモード電流Ｉｃに基づいたフィードバック制御を実行しても良い。
【００５５】
また、上記実施形態では、本願の交流電源として、ハーフブリッジ回路６１と直流電源６７を接続する構成としたがこれに限らない。例えば、交流電源として商用電源を用いても良い。この場合、送電制御部６３は、商用電源を変圧等する変圧回路を制御し、交流電圧Ｖａｃを制御しても良い。
また、交流電圧Ｖａｃを制御する方法は、ハーフブリッジ回路６１のＰＷＭ信号ＰＷＭを制御する方法に限らない。例えば、送電制御部６３は、直流電源６７から出力される直流電圧Ｖｄｃを制御し、交流電圧Ｖａｃを制御する構成でも良い。
【符号の説明】
【００５６】
３５  送電コイル（送電素子）、４９  受電コイル（受電素子）、６０  非接触給電装置、６０Ａ  送電ユニット、６０Ｂ  受電ユニット、６１  ハーフブリッジ回路（交流電源）、６２  共振コンデンサ、６３  送電制御部（制御装置及び電流検出器）、６５  電流検出器、６７  直流電源（交流電源）、Ｖａｃ  交流電圧（交流電力）、Ｉｃ  コモンモード電流、Ｌ１  第一電源線、Ｌ２  第二電源線、ＴＨ１  上限値。
【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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