(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１及び第２の開口側面と、前記第１の開口側面と前記第２の開口側面とを繋ぐ開口溝とを有する、中空柱状の外壁枠体と、
前記開口溝が延在する方向に延在して形成され、かつ、前記開口溝に対向する部分の前記外壁枠体の内面から、頂面が前記開口溝に到達しないように前記開口溝に向かって形成された内壁板と
を備え、
前記開口溝は、前記外壁枠体の互いに対向する第１端面及び第２端面によって規定され、
前記外壁枠体の前記第１端面と前記内壁板の前記頂面とによって規定される第１のギャップと、前記外壁枠体の前記第２端面と前記内壁板の前記頂面とによって規定される第２のギャップとが形成されていることを特徴とする受電コア。
【請求項２】
前記開口溝が延在する方向に延在して前記内壁板の前記頂面上に形成され、前記頂面よりも幅広の、磁化等方性の磁性部材をさらに備える、請求項１に記載の受電コア。
【請求項３】
移動体が走行する軌道に沿って給電線を配設し、前記移動体が備える受電部に対して、前記給電線から非接触で電力を供給する、移動体への給電システムであって、
前記給電線は、保持部材によって前記軌道に沿って保持された、第１及び第２の給電線を含み、
前記受電部は、請求項１又は２に記載の受電コアを有し、
前記保持部材が前記開口溝並びに前記第１及び第２のギャップから前記受電コア内に挿入されることにより、前記第１及び第２の給電線が前記受電コアの内部空間に配設されている、移動体への給電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、受電コアの構造及び、該受電コアを用いた受電部を有する移動体への給電システムに関するものであり、特に、倉庫等における物品の収納保管及び検索取出しを搬送車によって自動的に行う自動保管検索装置において、走行用の駆動電力を非接触で搬送車に供給する、搬送車への給電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
倉庫等における物品の収納保管及び検索取出しを搬送車によって自動的に行う自動保管検索装置がある。このような自動保管検索装置において、走行用の駆動電力を搬送車に給電する方式として、非接触給電が行われている。
【０００３】
図１０は、従来の自動保管検索装置の構成を模式的に示す斜視図である。所望のストッカー１ａ，１ｂに物品２を収納するために、あるいは、所望のストッカー１ａ，１ｂから物品２を取り出すために、受電部１０５を備える搬送車４は、レール３ａ，３ｂ上を走行しながら物品２を搬送する。
【０００４】
図１１は、搬送車４の受電部１０５付近の構造をレール３ａとともに示す断面図である。搬送車４の車輪１０が、レール３ａの上面に接触している。受電部１０５は、二次側のコイル１１が巻装された、断面形状が略Ｅ字形の受電コア１０９を有している。受電コア１０９は、底壁板１０９ａと、側壁板１０９ｂ，１０９ｄと、内壁板１０９ｃとを有している。内壁板１０９ｃの高さは側壁板１０９ｂ，１０９ｄの高さにほぼ等しく、コイル１１は内壁板１０９ｃに巻装されている。また、内壁板１０９ｃの上端部には、側壁板１０９ｂ，１０９ｄに向かってそれぞれ突出した突出部１０９ｅ，１０９ｆが形成されている。側壁板１０９ｂの上端部と突出部１０９ｅとの間にはギャップＧ１０１が形成されており、側壁板１０９ｄの上端部と突出部１０９ｆとの間にはギャップＧ１０２が形成されている。図１１に示すように、ギャップＧ１０１とギャップＧ１０２とは、互いに離間しつつ同一直線上に形成されている。また、受電コア１０９は取付部材８上に取り付けられており、取付部材８は、搬送車４の本体部に固定されている。
【０００５】
一次側の給電線７ａ，７ｂは、取付部材６ａ，６ｂによって、レール３ａの底面にそれぞれ取り付けられている。実際には、複数の取付部材６ａ，６ｂがレール３ａに沿って等間隔に配設されている。取付部材６ａ，６ｂは、それぞれギャップＧ１０１，Ｇ１０２から受電コア１０９内に挿入されており、これにより、給電線７ａ，７ｂが受電コア１０９の内部空間Ａ１０１，Ａ１０２にそれぞれ配設されている。なお、内部空間Ａ１０１は、底壁板１０９ａ、側壁板１０９ｂ、及び内壁板１０９ｃによって規定される空間であり、内部空間Ａ１０２は、底壁板１０９ａ、側壁板１０９ｄ、及び内壁板１０９ｃによって規定される空間である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１２は、受電コア１０９を励磁させたときの磁束分布に関するシミュレーション結果を示す図である。図１２に示すように、従来の受電コア１０９では、ギャップＧ１０１，Ｇ１０２から外部への磁束の漏洩が大きい。そのため、従来の受電コア１０９によると、大きな磁束の漏洩によって受電部１０５の給電効率が低下するという問題があった。また、この漏洩磁束が受電コア１０９の周囲に与える影響も大きくなるため、鉄等の導電性磁性体を受電コア１０９に近い箇所に設置することが制約されるという問題もあった。
【０００７】
本発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、外部への磁束の漏洩が抑制された受電コア、及び該受電コアを用いた受電部を有する移動体への給電システムを得ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明のうち請求項１に記載の受電コアは、互いに対向する第１及び第２の開口側面と、第１の開口側面と第２の開口側面とを繋ぐ開口溝とを有する、中空柱状の外壁枠体と、開口溝が延在する方向に延在して形成され、かつ、開口溝に対向する部分の外壁枠体の内面から、頂面が開口溝に到達しないように開口溝に向かって形成された内壁板とを備え、開口溝は、外壁枠体の互いに対向する第１端面及び第２端面によって規定され、外壁枠体の第１端面と内壁板の頂面とによって規定される第１のギャップと、外壁枠体の第２端面と内壁板の頂面とによって規定される第２のギャップとが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、この発明のうち請求項２に記載の受電コアは、請求項１に記載の受電コアであって、開口溝が延在する方向に延在して内壁板の頂面上に形成され、頂面よりも幅広の、磁化等方性の磁性部材をさらに備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、この発明のうち請求項３に記載の移動体への給電システムは、移動体が走行する軌道に沿って給電線を配設し、移動体が備える受電部に対して、給電線から非接触で電力を供給する、移動体への給電システムであって、給電線は、保持部材によって軌道に沿って保持された、第１及び第２の給電線を含み、受電部は、請求項１又は２に記載の受電コアを有し、保持部材が開口溝並びに第１及び第２のギャップから受電コア内に挿入されることにより、第１及び第２の給電線が受電コアの内部空間に配設されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る自動保管検索装置の構成を模式的に示す斜視図である。所望のストッカー１ａ，１ｂに物品２を収納するために、あるいは、所望のストッカー１ａ，１ｂから物品２を取り出すために、受電部５を備える搬送車４は、レール３ａ，３ｂ上を走行しながら物品２を搬送する。
【００１２】
図２は、本実施の形態１に係る自動保管検索装置に関して、搬送車４の受電部５付近の構造をレール３ａとともに示す断面図である。搬送車４の車輪１０が、レール３ａの上面に接触している。受電部５は、二次側のコイル１１が巻装された受電コア９を有している。受電コア９は取付部材８上に取り付けられており、取付部材８は、搬送車４の本体部に固定されている。
【００１３】
図３は、受電コア９の構造を取付部材８とともに示す斜視図である。図３を参照して、受電コア９は、互いに対向する第１及び第２の開口側面（ＹＺ平面内に存在する側面）と、第１の開口側面と第２の開口側面とを繋ぐ幅狭の開口溝５０とを有する、中空柱状の外壁枠体を備えている。外壁枠体は、底壁板９ａと、側壁板９ｂ，９ｄと、上壁板９ｅ，９ｆとを有している。側壁板９ｂは底壁板９ａに繋がり、上壁板９ｅは側壁板９ｂに繋がっている。また、側壁板９ｄは底壁板９ａに繋がり、上壁板９ｆは側壁板９ｄに繋がっている。開口溝５０は、互いに対向する上壁板９ｅの端面５１と上壁板９ｆの端面５２との間に規定されている。また、受電コア９は内壁板９ｃを備えており、内壁板９ｃは、開口溝５０が延在する方向（Ｘ方向）に延在して、かつ、開口溝５０に対向する部分の底壁板９ａの内面から、頂面５３が開口溝５０に到達しないように開口溝５０に向かって形成されている。内壁板９ｃの高さは側壁板９ｂ，９ｄの高さよりも低い。
【００１４】
かかる構成により、図２に示すように受電コア９には、上壁板９ｅの端面５１と内壁板９ｃの頂面５３とによって規定されるギャップＧ１と、上壁板９ｆの端面５２と内壁板９ｃの頂面５３とによって規定されるギャップＧ２とが形成されている。ギャップＧ１及びギャップＧ２は、内壁板９ｃの頂面５３を共通の一端として、略Ｖ字状に対向して形成されている。なお、図３には、中空四角柱状の外壁枠体を示したが、例えば中空円柱状の外壁枠体等であってもよい。
【００１５】
図２を参照して、コイル１１は内壁板９ｃに巻装されている。一次側の給電線７ａ，７ｂは保持部材６によって保持されており、保持部材６はレール３ａの底面に取り付けられている。実際には、複数の保持部材６がレール３ａに沿って等間隔に配設されている。保持部材６は、開口溝５０から受電コア９内に挿入された後、ギャップＧ１，Ｇ２の方向に枝分かれしており、これにより、給電線７ａ，７ｂが受電コア９の内部空間Ａ１，Ａ２にそれぞれ配設されている。なお、内部空間Ａ１は、底壁板９ａ、側壁板９ｂ、上壁板９ｅ、及び内壁板９ｃによって規定される空間であり、内部空間Ａ２は、底壁板９ａ、側壁板９ｄ、上壁板９ｆ、及び内壁板９ｃによって規定される空間である。
【００１６】
図４は、本実施の形態１に係る受電コア９の構造を示す断面図である。受電コア９は、厚みが数１０μｍ程度のアモルファスの薄膜９１〜９５が、図４に示すように複数（図４では図面の簡略化のため５層のみ示している）積層されて構成されている。上壁板９ｅ，９ｆの端面５１，５２部分において、上壁板９ｅ，９ｆの各底面には、薄膜９１〜９５がそれぞれ露出している。
【００１７】
図５は、本実施の形態１に係る受電コア９を励磁させたときの磁束分布に関するシミュレーション結果を示す図である。図５と図１２とを比較すると分かるように、本実施の形態１に係る受電コア９は、従来の受電コア１０９と比較して、ギャップＧ１，Ｇ２から外部への磁束の漏洩が抑制されている。その理由の一つは以下の通りである。図２を参照して、給電線７ａには紙面の手前から奥に向かって電流が流れ、給電線７ｂには紙面の奥から手前に向かって電流が流れているとする。すると、端面５１部分及び端面５２部分がＮ極となり、頂面５３部分がＳ極となる。ギャップＧ１に着目すると、ギャップＧ１の両端には一対のＮ極（端面５１）及びＳ極（頂面５３）が存在するのに加えて、磁束が漏れようとする方向に、もう一つのＮ極（端面５２）が存在する。従って、従来の受電コア１０９ではＮ極とＳ極とが引き合うだけだったのに対して、本実施の形態１に係る受電コア９では、Ｎ極（端面５１）とＳ極（頂面５３）とが引き合うことに加えて、もう一つのＮ極（端面５２）によって磁束の漏れを反発する作用が生じる。その結果、反発された磁束はＳ極へと戻るため、外部への磁束の漏洩が抑制されるのである。
【００１８】
このように本実施の形態１に係る受電コア９によれば、従来の受電コア１０９と比較して、ギャップＧ１，Ｇ２から外部への磁束の漏洩を抑制することができる。その結果、受電部５の給電効率が向上するため、同じ入力電力（一次側）に対して大きな出力電力（二次側）を得ることができる。また、漏洩磁束が受電コア９の周囲に与える影響を抑制できるため、受電コア９に近い箇所に鉄等の導電性磁性体を設置することが可能となり、設計の自由度を高めることができる。
【００１９】
図６は、受電コア９の形状の変形例を示す図である。図６に示すような形状の受電コアであっても、ギャップから外部への磁束の漏洩が抑制され、上記と同様の効果が得られる。
【００２０】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る自動保管検索装置に関して、搬送車４の受電部５付近の構造をレール３ａとともに示す断面図であり、図８は、本実施の形態２に係る受電コア９の構造を示す断面図である。内壁板９ｃの頂面５３上には、開口溝５０が延在する方向（Ｘ方向）に延在して、磁性体１２が形成されている。Ｙ方向に関する磁性体１２の幅は、Ｙ方向に関する内壁板９ｃの幅よりも広く、Ｚ方向から眺めた場合、上壁板９ｅ，９ｆと磁性体１２とは一部が重複する。また、磁性体１２は、フェライトの粉末を焼き固めて一体成形された、磁化等方性の磁性体である。本明細書において「磁化等方性」とは、成形された形状において磁気異方性が低く、どの方向へも比較的均等に磁化されやすい性質を意味する。本実施の形態２に係る受電部５のその他の構造は、上記実施の形態１に係る受電部５の構造と同様である。
【００２１】
図９は、本実施の形態２に係る受電コア９を励磁させたときの磁束分布に関するシミュレーション結果を示す図である。図５のシミュレーション結果に示されているように、上記実施の形態１に係る受電コア９では、内壁板９ｃの頂面５３付近で磁束が集中する傾向にあり、この部分が早く飽和するため、受電コア９の能力を最大限に活用できない可能性があった。これに対して、図９のシミュレーション結果に示されているように、本実施の形態２に係る受電コア９では、内壁板９ｃの頂面５３付近に集中していた磁束が、磁性体１２の幅方向（Ｙ方向）に均一に分散されている。
【００２２】
このように本実施の形態２に係る受電コア９によれば、内壁板９ｃの頂面５３上に幅広かつ磁化等方性の磁性体１２を設けたため、局所的に集中した磁束の飽和によって受電コア９の能力が抑制されることを回避することができる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明のうち請求項１に係るものによれば、第１及び第２のギャップから受電コアの外部への磁束の漏洩を抑制することができる。
【００２４】
また、この発明のうち請求項２に係るものによれば、局所的に集中した磁束の飽和によって受電コアの能力が抑制されることを回避することができる。
【００２５】
また、この発明のうち請求項３に係るものによれば、受電部の給電効率が向上するため、同じ入力電力（一次側）に対して大きな出力電力（二次側）を得ることができる。また、漏洩磁束が受電コアの周囲に与える影響を抑制できるため、受電コアに近い箇所に鉄等の導電性磁性体を設置することが可能となり、設計の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る自動保管検索装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態１に係る自動保管検索装置に関して、搬送車の受電部付近の構造をレールとともに示す断面図である。
【図３】  受電コアの構造を取付部材とともに示す斜視図である。
【図４】  本発明の実施の形態１に係る受電コアの構造を示す断面図である。
【図５】  本実施の形態１に係る受電コアを励磁させたときの磁束分布に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図６】  受電コアの形状の変形例を示す図である。
【図７】  本発明の実施の形態２に係る自動保管検索装置に関して、搬送車の受電部付近の構造をレールとともに示す断面図である。
【図８】  本発明の実施の形態２に係る受電コアの構造を示す断面図である。
【図９】  本発明の実施の形態２に係る受電コアを励磁させたときの磁束分布に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】  従来の自動保管検索装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１１】  従来の搬送車の受電部付近の構造をレールとともに示す断面図である。
【図１２】  従来の受電コアを励磁させたときの磁束分布に関するシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
３ａ，３ｂ  レール
４  搬送車
５  受電部
６  保持部材
７ａ，７ｂ  給電線
９  受電コア
１２  磁性体
５０  開口溝
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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