(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続されて高周波となる交流電流が供給される給電線と、該給電線の外周で非接触な状態に設置される受電部とを備え、前記受電部が前記給電線との電磁誘導により受電した電力を前記受電部に接続された負荷に供給する非接触給電装置において、
前記受電部が、
前記給電線を囲む位置に設置される複数の腕部と、前記腕部の一方の端部に接続されて前記腕部を連結する連結部とで構成されるコアと、
前記腕部の少なくとも１つに設けられ、当該腕部の外周に巻回された巻線により構成される受電用コイルと、
を有し、
前記腕部のうちの前記受電用コイルが設置された第１腕部の端部に、該第１腕部に対して前記給電線を挟んで設置される第２腕部に向かって延びた脚部を設けるとともに、
前記第１腕部における前記第２腕部に向かう高さ方向に対して、前記脚部の前記第２腕部側の端部の高さを、前記受電用コイルを構成する前記巻線の高さよりも高くし、
前記給電線の設置位置を、前記コアの前記腕部と前記連結部とで構成される環形状の中心付近とし、
前記第１腕部の長手方向において、前記受電用コイルの巻線が、前記脚部に対してスペースを空けないように隣接して設置され、
前記受電用コイルを構成する前記巻線の前記連結部側の位置を決定する仕切り板を、前記第１腕部の長手方向に平行に変位可能に備えることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１腕部における前記受電用コイルと前記連結部との間の外周面に巻回させた巻線によって、前記受電用コイルの受電動作による電流量を検出する検出用コイルを構成することを特徴とする非接触給電装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１腕部における前記受電用コイルの前記巻線と前記連結部との間隙に、その間隙を埋めるスペーサーが設置されることを特徴とする非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導を利用して非接触とした状態における電力供給を行う非接触給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電力が供給されて移動を行う移動体を駆動するための給電装置として、その移動体の移動方向に沿うように給電線を設けるとともに、給電線に供給される電力を給電線と非接触な関係で受電して移動体に供給を行う非接触給電装置が提供されている。このような非接触給電装置は、特許文献１の非接触給電設備のように、例えば、工場内の無人搬送車への電力供給を行うための給電設備などに利用される。
【０００３】
一方、接触型の給電装置は、電源に接続されたレール上の固定接点に、電力供給する負荷に接続された可動接点を摺動させて、変位させる移動体への電力供給を行ため、接触型の給電装置では、固定接点からの漏電や接点間の接触不良などが発生する。それに対して、非接触給電装置では、電源側に接続された１次側と、負荷側に接続された２次側との間で接触することがないため、この接触型の給電装置において問題となる漏電や接触不良などの発生がない。
【０００４】
このような非接触給電装置の構成を、図９の概略図により簡単に説明する。図９に示す非接触給電装置は、交流電源１００より高周波となる交流電流が供給される給電線１と、給電線１の長手方向に沿って変位可能な不図示の移動体の負荷Ｚに電気的に接続される受電部２とを備える。受電部２は、給電線１を流れる高周波電流に基づく電磁誘導により誘導電流が流れるコイル２１と、このコイル２１が外周面に巻かれた腕部２２とこの腕部２２を連結する連結部２３とによって形成されるコア２０とを有する。
【０００５】
そして、コア２０が、給電線１の外周を腕部２２と連結部２３とで囲むように設置されることで、高周波電流（例えば１０ｋＨｚ）が流れることにより発生する給電線１の外周側に磁界の向きに沿って、コア２０による磁気回路が形成される。このように給電線１の外周にコア２０による磁気回路が形成されることで、給電線１の外周側に発生する磁束がコア２０内に収束される。
【０００６】
よって、コア２０の腕部２２に巻回されたコイル２１に電流が誘起して、不図示の移動体のモータや制御回路などで構成される負荷Ｚに供給される。このとき、コイル２１で発生した電流は、負荷Ｚ側に設けられた電力変換回路で電力変換された後に負荷Ｚに供給されることで、安定した電力が負荷Ｚに供給される。このように構成される非接触給電装置において、給電線１を流れる高周波電流に基づく電磁誘導により受電動作を行う受電部２では、その受電効率を高めるために、コア２０及びコイル２１に対して様々な設計が成されている。
【０００７】
又、特許文献２の非接触給電装置では、往復させた給電線の間にコイルが巻回されたコアが設置される構成としたときに、給電線の間隔が広くなって、給電線によるインダクタンスが大きくならないように、コイルの巻回させる位置を決定している。具体的には、コアの腕部を連結する連結部側にコイルを設置することにより、給電線とコイルとの構造的な干渉を防ぐことができ、その結果、コアの腕部を挟む給電線の間隔を狭くする。
【特許文献１】特開２００１−３０９５０２号公報
【特許文献２】特開２００２−１５２９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような非接触給電装置は、その施工を簡単なものとするため、受電部を構成するコアが、給電線の周方向に周回させた環形状の一部を切り欠いた形状とされる。そのため、特許文献２に記載されるように、コアの切り欠かれた部分（図９の構成においては、腕部２２の連結部２３側の逆側の端部間の空隙部分に相当する）に漏れ磁束が発生する。よって、コアに対するコイルの設置位置によっては、この漏れ磁束による影響が多きくなり、結果、受電部における受電効率の低下を招いてしまう。
【０００９】
このような問題を鑑みて、本発明は、コアの切欠部分で発生する漏れ磁束による損失を抑制した受電部を備える非接触給電装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の非接触給電装置は、交流電源に接続されて高周波となる交流電流が供給される給電線と、該給電線の外周で非接触な状態に設置される受電部とを備え、前記受電部が前記給電線との電磁誘導により受電した電力を前記受電部に接続された負荷に供給する非接触給電装置において、前記受電部が、前記給電線を囲む位置に設置される複数の腕部と、前記腕部の一方の端部に接続されて前記腕部を連結する連結部とで構成されるコアと、前記腕部の少なくとも１つに設けられ、当該腕部の外周に巻回された巻線により構成される受電用コイルと、を有し、前記腕部のうちの前記受電用コイルが設置された第１腕部の端部に、該第１腕部に対して前記給電線を挟んで設置される第２腕部に向かって延びた脚部を設けるとともに、前記第１腕部における前記第２腕部に向かう高さ方向に対して、前記脚部の前記第２腕部側の端部の高さを、前記受電用コイルを構成する前記巻線の高さよりも高くし、前記給電線の設置位置を、前記コアの前記腕部と前記連結部とで構成される環形状の中心付近とし、前記第１腕部の長手方向において、前記受電用コイルの巻線が、前記脚部に対してスペースを空けないように隣接して設置され、前記受電用コイルを構成する前記巻線の前記連結部側の位置を決定する仕切り板を、前記第１腕部の長手方向に平行に変位可能に備えることを特徴とする。
【００１１】
このとき、１本の前記給電線を挟んで２本の前記腕部が設置される場合、前記腕部と前記結合部とによって、前記コアがＣ字形状となる。そして、２本の前記腕部の内の一方のみを、前記受電用コイルと前記脚部が設けられる前記第１腕部としてもよいし、２本の前記腕部両方を前記第１腕部としてもよい。
【００１２】
又、並んで設置された３本の前記腕部が２本の前記給電線を挟んだ構成とし、２本の前記給電部それぞれに逆の方向に流れる電流が流れるものとしてもよい。この場合、前記腕部と前記結合部とによって前記コアがＥ字形状となる。そして、３本の前記腕部の内、その中心に設置されるものを前記第１腕部としてもよいし、３本の前記腕部全てを前記第１腕部としてもよい。
【００１３】
このように構成される非接触給電装置では、前記第１腕部の前記脚部側に構成される前記コアのギャップにおける漏れ磁束による影響を、前記受電用コイルの前記脚部側の巻線が受けにくくなり、その受電効率を高めることができる。
【００１５】
又、前記第１腕部における前記受電用コイルの前記巻線と前記連結部との間隙に、その間隙を埋めるスペーサーが設置されるものとしてもよい。
【００１６】
更に、上述の非接触給電装置において、前記第１腕部における前記受電用コイルと前記連結部との間の外周面に巻回させた巻線によって、前記受電用コイルの受電動作による電流量を検出する検出用コイルを構成するものとしてもよい。そして、検出用コイルによって検出された電流に基づいて、前記受電用コイルによって負荷に供給される電流量を予測し、負荷の過電流保護を行うものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、受電用コイルが設けられる第１腕部の端部に脚部を構成することで、受電部を構成するコアに設けられたギャップの幅を短くすることができ、このギャップにおける漏れ磁束の広がりを低減することができる。又、この脚部を、受電用コイルを構成する巻線よりも高い位置まで延ばした形状とすることで、脚部の端部からの漏れ磁束が受電用コイルに与える影響を低減することができる。よって、この受電部における給電線からの受電効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜第１の実施形態＞
本発明における第１の実施形態の非接触給電装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の非接触給電装置の構成を示す概略断面図である。尚、図１に示す非接触給電装置における構成部分において、図９に示す非接触給電装置における構成部分と同一の部分については、同一の符号を付す。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の非接触給電装置は、高周波となる交流電流が供給される給電線１と、この給電線１の外周側を囲むように設置される受電部２とで構成される。そして、受電部２は、給電線１の外周に形成される磁束を収束させる磁気回路を構成するコア２０と、負荷側に接続された電線を巻回して構成されるコイル２１とを備える。このコイル２１は、特許請求の範囲における「受電用コイル」に相当する。又、コア２０は、給電線１を中心として対称に配置されるＬ字形状となる２本の腕部２２と、この２本の腕部２２のそれぞれの端部を接続する連結部２３とを備え、フェライトや珪素鋼などの磁性材料によりＣ字形状に構成される。
【００２０】
２本の腕部２２はそれぞれ、連結部２３との接続された端部と逆側の端部に、給電線１を挟んで対向する逆側の腕部２２の端部に向かって延びた脚部２４を有することで、Ｌ字形状に構成される。この腕部２２それぞれの端部に設けられる脚部２４は、連結部２３と平行な方向に延びるように形成されるとともに、その間に間隙が設けられる。このように構成されることで、コア２０は、給電線１の外周を囲む環形状の一部を切り欠いた形状となる。又、コア２０の腕部２２及び連結部２３で構成される環形状の中心付近に、給電線１が配置される。
【００２１】
そして、このコア２０における環形状を切り欠く間隙は、腕部２２における脚部２４の間に設けられるため、この間隙の幅を、給電部１を挟んで設置される腕部２２の間隔よりも狭くなる。このように、腕部２２において、連結部２３との接続部分と逆側となる端部に、脚部２４が設けられることで、コア２０による磁気回路における間隙（ギャップ）ｄの幅が狭くなるため、この間隙が原因となるコイル２１側への漏れ磁束の量を抑制できる。即ち、脚部２４の端部間をつなぐように磁束が形成されるため、この脚部２４の端部が近づくことで、脚部２４同士が延びた方向に磁束が形成されやすく、コイル２１側へ広がる漏れ磁束の量を低減できる。
【００２２】
一方、このコア２０の腕部２２のそれぞれに設けられるコイル２１は、環柱形状となるボビン２５と、このボビン２５の外周面に巻回される導線による巻線２６とによって構成される。このコイル２１は、環柱形状を構成するために設けられたボビン２５の穴に腕部２２が挿入されることで、腕部２２における連結部２３と脚部２４との間の外周面に、巻線２６を巻回した構造に等しい状態とすることができる。又、巻線２６は、ボビン２５の長手方向に向かって巻数に応じて重なるように、ボビン２５の外周面に巻回されることで、ボビン２５の外周面に垂直な方向に対する巻線２６による高さが制限される。
【００２３】
このように構成される受電部２における脚部２４と巻線２６との関係について、以下に説明する。腕部２２の給電線１に対向する面を基準面としたとき、図１に示すように、この基準面からの脚部２４の端部までの高さがＨ１となり、基準面からの巻線２６の高さがＨ２となる。このとき、脚部２４の高さＨ１が、巻線２６の高さＨ２よりも高くなるように、脚部２４を形成する。即ち、腕部２２と連結部２３と脚部２４とによって構成される溝部分の高さよりも、巻線２６の高さが低くなるように、受電部２が構成される。
【００２４】
このように構成されることで、コイル２１の巻線２６は、脚部２４の端部から給電線１側に広がる漏れ磁束のうち、更に腕部２２にむかって広がる磁束によって影響されることとなる。そして、この腕部２２に向かって広がる磁束の量は少ないため、巻線２６に与える影響を抑制することができる。これにより、コイル２１において、コア２０に構成されるギャップにより発生する漏れ磁束の影響が抑制されるため、コイル２１を構成する巻線２６の抵抗値の上昇を防ぎ、その受電効率を高めることができる。
【００２５】
又、このように構成される非接触給電装置における概略的な回路構成を、図２のブロック図に示す。図２に示すように、交流電源１００と接続された給電線１を１次側とし、この１次側となる給電線１に対して受電部２に構成されるコイル２１が２次側コイルとして働く。そして、この２次側コイルとなるコイル２１と接続されたブリッジ回路などで構成された整流回路１０１と、整流回路１０１からの出力を平滑化する平滑化回路１０２とを、コイル２１と負荷Ｚとの間に備える。
【００２６】
即ち、交流電源１００からの高周波電流が与えられる給電線１との電磁誘導により、コイル２１に交流電流が発生し、整流回路１０１に供給される。整流回路１０１では、コイル２１から供給される交流電流を整流することで、直流電源により動作する負荷Ｚへの電源供給が可能となるように、交流電流を直流電流に変換する。そして、この整流回路１０１で直流に変換されると、平滑化回路１０２による平滑化が成されることによって、一定電圧となる電力を負荷Ｚに供給することができる。
【００２７】
尚、本実施形態において、１本の給電線１を挟む２本の腕部２２それぞれに対して、コイル２１が設けられるものとしたが、一方の腕部２２にコイル２１が設けられるものとしてもよい。このとき、コイル２１が設けられる腕部２２には、その高さＨ１が巻線２６の高さＨ２よりも高くなるような脚部２４が設けられる。
【００２８】
又、非接触給電装置を、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示すような、受電部２におけるコア２０によって２本の給電線１それぞれを囲んだ構成としてもよい。この図３（ａ）及び図３（ｂ）の概略断面図に示すように、コア２０が、３本の腕部２２を連結部２３によって連結することで、Ｅ字形状とされる。このとき、２本の給電線１のそれぞれが、２本の腕部２２によって挟まれるとともに、中央に配置される１本の腕部２２が、２本の給電線１によって挟まれる。
【００２９】
このように構成されるとき、２本の給電線１それぞれによる中央に配置される腕部２２への磁界の向きを同一方向とするため、２本の給電線１それぞれを流れる高周波の交流電流は、その流れる向きが逆となるように逆位相の電流とされる。そして、図３（ａ）の構成では、中央に配置される腕部２２にのみ、コイル２１が設置され、図３（ｂ）の構成では、３本の全ての腕部２２にコイル２１が設置される。
【００３０】
このように構成されるとき、本実施形態による効果を得るために、図３（ａ）及び図３（ｂ）のいずれの構成においても、中央に配置される腕部２２は、連結部２３の逆側となる端部において、その両側の腕部２２に向かって延びた２つの脚部２４が設けられることで、その断面がＴ字形状となる。又、コア２０を構成する３本の腕部２２の内、両側に配置される腕部２２は、図３（ｂ）のようにコイル２１が設置される場合は、図１に示す腕部２２と同様、その端部に脚部２４が設けられたＬ字形状となる。尚、図３（ａ）のように、コイル２１が設置されない腕部２２が両側に設置される場合において、この両側の腕部２２を、脚部２４のない形状としてもよい。
【００３１】
＜第２の実施形態＞
本発明における第２の実施形態の非接触給電装置について、図面を参照して説明する。図４は、本実施形態の非接触給電装置の構成を示す概略断面図である。尚、図４において、図１に示す構成と同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
図４に示すように、本実施形態の非接触給電装置は、第１の実施形態の非接触給電装置（図１参照）と異なり、腕部２２において、コイル２１を構成する巻線２６を脚部２４側に設置した構成となる。即ち、腕部２２における巻線２６と連結部２３との間隔Ｓ１を広げることにより、腕部２２における巻線２６と脚部２４との間隔Ｓ２が狭まった構成となる。その他の構成については、第１の実施形態と同様となるため、その詳細な説明については、第１の実施形態を参照とするものとし、本実施形態では省略する。
【００３３】
このように、本実施形態の非接触給電装置は、巻線２６によるコイル２１の脚部２４側の端部を脚部２４に近づけた構成とするため、脚部２４の端部からギャップに発生する磁束によるコイル２１への影響を低減させることができる。即ち、コイル２１を構成する巻線２６は、コア２０により形成される磁気回路の一部となる。そして、巻線２６の脚部２４側の端部と脚部２４との間隔Ｓ２を短くすることにより、巻線２６と脚部２４との間の空間による領域を小さくして、脚部２４からの漏れ磁束が回り込む領域を小さくすることができる。
【００３４】
この漏れ磁束が回り込む空間が小さくなることによって、巻線２６の脚部２４側への漏れ磁束の回り込みが低減されるため、コイル２１への脚部２４からの漏れ磁束による影響を抑制できる。よって、本実施形態の構成とすることで、第１の実施形態の構成よりも更に、受電部２における受電効率を高めることができる。尚、この脚部２４からの漏れ磁束によるコイル２１への影響をできるだけ抑止するために、巻線２６の脚部２４側の端部と脚部２４との間隔Ｓ２を０とすることが好ましい。
【００３５】
このようにコイル２１を構成する巻線２６の設置位置を規制するために、例えば、図４に示すように、巻線２６の連結部２３側の端面と当接させた仕切り板２７を備えた構成としてもよい。その中心にボビン２５を貫通させる穴が形成された環形状の仕切り板２７を利用することで、腕部２２の長手方向に対する巻線２６によるコイル２１の設置位置が決定される。このとき、仕切り板２７がボビン２５に固定されることで、巻線２６と連結部２３との間隔Ｓ１を広げて巻線２６と脚部２４との間の隙間を狭めるように、脚部２４と仕切り板２７とによって挟んで、コイル２１を構成する巻線２６を固定できる。
【００３６】
尚、この巻線２６の連結部２３側の位置を決定する仕切り板２７が、腕部２２の長手方向に対してスライド可能な構成としてもよい。このとき、例えば、仕切り板２７の穴部分の内周面を係止するための溝を、ボビン２５の長手方向に複数並べて設置することで、仕切り板２７を腕部２２の長手方向において最適な位置で固定させることができる。即ち、ボビン２５に対して、その長手方向に仕切り板２７を移動させるとき、コイル２１を構成する巻線２６の長さに応じて、その最適な位置に対応する溝に仕切り板２７の穴の内周部分を嵌合することで、仕切り板２７をボビン２５に係止させる。
【００３７】
この仕切り板２７をボビン２５に係止させる構造を設けることで、巻線２６と脚部２４との距離を最短とする位置に巻線２６を固定するために、仕切り板２７をボビン２５に固定することができる。尚、この仕切り板２７をボビン２５に係止させる構造については、ボビン２５の外周面に溝を設けた例を挙げて説明したが、この溝を設けた構造に限定されるものではなく、仕切り板２７を腕部２２の長手方向に対してスライドさせたときに係止できる構造であれば、他の構造を利用してもよい。
【００３８】
又、図６に示す構成のように、図５の仕切り板２７の代わりに、巻線２６と連結部２３との両方に当接するスペーサー２８を利用することで、巻線２６の連結部２３側の位置を決定するものとしてもよい。スペーサー２８は、図５の仕切り板２７と同様、その中心にボビン２５を貫通させる穴が形成された環形状の断面を備えた構成で、この環形状の断面を腕部２２の長手方向に連続させた環柱形状として構成される。
【００３９】
このように巻線２６の連結部２３側の位置を決定するスペーサー２８は、その腕部２２の長手方向に沿った長さを、コイル２１を構成する巻線２６と連結部２３との間隔Ｓ１と等しい長さとする。このとき、長さＳ１となるスペーサー２８を、巻線２６と連結部２３との間に設置することで、巻線２６の連結部２３側の位置を決定するものとしてもよい。又、長さＳ１／ｎ（ｎは自然数）となるスペーサー２８を、巻線２６と連結部２３との間にｎ枚だけ設置することで、巻線２６の連結部２３側の位置を決定するものとしてもよい。
【００４０】
尚、図５及び図６のそれぞれで巻線２６の位置を決定するために利用する仕切り板２７及びスペーサー２８はそれぞれ、給電線１により発生する磁界に対して影響を与えないようにするため、非磁性体によって構成されることが好ましい。そして、電気的な影響も避けるために、この仕切り板２７及びスペーサー２８はそれぞれ、絶縁物によって構成されることが望ましい。
【００４１】
又、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、全ての腕部２２にコイル２１が設けられた構成でなくてもよいし、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示すようなＥ字形状のコア２０を備えた受電部２に適用するものとしてもよい。このとき、本実施形態では、巻線２６によるコイル２１が設けられた腕部２２に対して、上述したように、連結部２３と巻線２６との間の間隔を広げて、脚部２４と巻線２６との間隔を狭めるように、巻線２６が巻回される。
【００４２】
＜第３の実施形態＞
本発明における第３の実施形態の非接触給電装置について、図面を参照して説明する。図７は、本実施形態の非接触給電装置の構成を示す概略断面図である。尚、図７において、図５に示す構成と同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
図７に示すように、本実施形態の非接触給電装置は、第２の実施形態の非接触給電装置（図５参照）と異なり、腕部２２において、仕切り板２７と連結板２３との間に、電流検出用のコイル２１ａを構成する巻線２６ａを設置した構成となる。即ち、第２の実施形態のように、仕切り板２７により巻線２６と連結部２３との間にＳ１となる間隔を設けたとき、この間隔に対応するボビン２５の外周面の領域に巻線２６ａを巻回して、コイル２１ａを構成する。その他の構成については、第２の実施形態と同様となるため、その詳細な説明については、第２の実施形態を参照とするものとし、本実施形態では省略する。
【００４４】
よって、図７に示す非接触給電装置は、ボビン２５の外周面において、仕切り板２７を挟んで、脚部２４側に巻線２６が巻回されて受電用のコイル２１が構成されるとともに、連結部２３側に巻線２６ａが巻回されて電流検出用のコイル２１ａが構成される。即ち、コイル２１ａが、特許請求の範囲における「検出用コイル」に相当する。尚、このコイル２１ａを構成する巻線２６ａの巻数は、腕部２２の長手方向の長さとコイル２１を構成する巻線２６の巻数によって決定される。
【００４５】
このように構成する非接触給電装置において、第２の実施形態で説明したように、仕切り板２７をボビン２５の外周面に固着された構成としてもよいし、仕切り板２７をボビン２５の長手方向にスライド可能な構成としてもよい。そして、この仕切り板２７は、第２の実施形態における仕切り板２７及びスペーサー２８と同様、受電部２に対して発生する磁界に影響を及ぼさないようにするために、非磁性体によって構成される。又、電気的な影響も避けるために、仕切り板２７が絶縁物によって構成されることが望ましい
【００４６】
更に、仕切り板２７をボビン２５の長手方向にスライド可能としたとき、第２の実施形態と同様、この仕切り板２７がボビン２５の外周面に係止されて任意の位置で固定可能な構成としてもよい。又、本実施形態では、巻線２６，２６ａによって仕切り板２７が挟まれた構成となるため、スライド可能な仕切り板２７によって巻線２６のボビン２５の長手方向に対する位置を決定した後、巻線２６ａを巻回して仕切り板２７が固定されるものとしてもよい。
【００４７】
又、このように構成される非接触給電装置における概略的な回路構成を、図８のブロック図に示す。尚、図８において、図２に示す構成と同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
図８に示すように、本実施形態の非接触給電装置は、図２の構成に対して、電流検知用に設置されたコイル２１ａから供給される電流を電圧信号に変換する電流／電圧変換回路１０３と、電流／電圧変換回路１０３からの電圧信号が入力されて閾値電圧Ｖｔｈと比較を行う比較器１０４と、比較器１０４からの出力に基づいて平滑化回路１０２から負荷Ｚへ供給する電流量の制限を行う過電流保護回路１０５とを追加した構成となる。
【００４９】
このように構成することで、第１の実施形態で説明したように、交流電源１００からの高周波電流が与えられる給電線１との電磁誘導により、コイル２１に交流電流が発生するとき、同様に、コイル２１ａにも交流電流が発生する。そして、コイル２１で発生した交流電流は、整流回路１０１で整流した後に平滑化回路１０２で平滑化されることで、過電流保護回路１０５を介して負荷Ｚへ直流電源が供給される。
【００５０】
一方、コイル２１ａで発生した交流電流は、電流／電圧変換回路１０３に与えられると、整流及び平滑化が成されることによって、所定時間毎に積分した電圧値に相当する電圧信号が取得され、比較器１０４に出力される。比較器１０４では、電流／電圧変換回路１０３からの電圧信号による電圧値と閾値電圧Ｖｔｈを比較し、電流／電圧変換回路１０３からの電圧信号が閾値電圧Ｖｔｈよりも大きくなったときに、過電流保護回路１０５を機能させるための信号を出力する。
【００５１】
即ち、給電線１に対して受電部２の受電した電力が大きくなると、コイル２１によって発生した交流電流の電流量が大きくなるとともに、コイル２１ａによって発生した交流電流の電流量が大きくなる。このとき、コイル２１からの交流電流が、整流回路１０１及び平滑化回路１０２で変換された直流電源は、その電圧値が一定となる一方で、電力増加によって電流値が増加する。そのため、負荷Ｚに供給する電流量が大きくなり、負荷Ｚに供給する電流が過電流となってしまう。
【００５２】
このような負荷Ｚへの過電流を防ぐために、過電流保護回路１０５を、例えば、抵抗などによって負荷Ｚと並列となる並列回路により構成する。よって、上述のようにして、電流／電圧変換回路１０３からの電圧信号が大きくなり、比較器１０４より信号が過電流保護回路１０５に与えられたとき、この過電流保護回路１０５内で構成される並列回路を負荷Ｚと電気的に接続する。
【００５３】
そして、この過電流保護回路１０５が動作することで、負荷Ｚに与える電圧を一定に保持した状態で、平滑化回路１０２から出力する電流の一部を過電流保護回路１０５側に流すことで、負荷Ｚに供給する電流が過電流となることを防ぐ。この図８のように構成するとき、比較器１０４の代わりに、電流／電圧変換回路１０３からの電圧信号による電圧値と閾値電圧との差分を求める差動増幅回路を設置しても構わない。このとき、この差動増幅回路からの差分値によって、過電流保護回路１０５を構成する並列回路内の抵抗の抵抗値を変更する構成とすることで、コイル２１により受電される電力が変動した場合においても、負荷Ｚに供給する電流量を一定に保つことができる。
【００５４】
尚、本実施形態においても、第１及び第２の実施形態と同様、全ての腕部２２にコイル２１が設けられた構成でなくてもよいし、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示すようなＥ字形状のコア２０を備えた受電部２に適用するものとしてもよい。このとき、本実施形態では、第２の実施形態と同様、巻線２６によるコイル２１が設けられた腕部２２に対して、上述したように、連結部２３との間隔が広がるように巻線２６を巻回し、この巻線２６と連結部２３の間に巻線２６ａを巻回してコイル２１ａを形成する。
【００５５】
このとき、コイル２１が設けられる腕部２２のそれぞれに、巻線２６ａによるコイル２１ａを設けるものとしてもよいし、コイル２１が設けられる腕部２２の一部に、巻線２６ａによるコイル２１ａを設けるものとしてもよい。又、コイル２１が設けられる腕部２２のそれぞれに、巻線２６ａによるコイル２１ａが設けられた場合は、複数のコイル２１それぞれについて、その供給する電流量を、そのコイル２１と同じ腕部２２に設けられたコイル２１ａによって検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、電力により動力を取得して駆動する移動体に対して、その電力を供給するために給電線を用いた非接触給電装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】は、本発明の第１の実施形態の非接触給電装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】は、図１の非接触給電装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】は、２本の給電線を用いた非接触給電装置の構成を示し、（ａ）は、１本の腕部にコイルが設けられた構成例による概略断面図であり、（ｂ）は、全ての腕部にコイルが設けられた構成例による概略断面図である。
【図４】は、本発明の第２の実施形態の非接触給電装置の構成を示す概略断面図である。
【図５】は、図４の非接触給電装置に仕切り板を用いた構成例を示す概略断面図である。
【図６】は、図４の非接触給電装置にスペーサーを用いた構成例を示す概略断面図である。
【図７】は、本発明の第３の実施形態の非接触給電装置の構成を示す概略断面図である。
【図８】は、図７の非接触給電装置の回路構成を示すブロック図である。
【図９】は、非接触給電装置の全体の構成を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１                  給電線
２                  受電部
２０                コア
２１，２１ａ        コイル
２２                腕部
２３                連結部
２４                脚部
２５                ボビン
２６，２６ａ        巻線
２７                仕切り板
２８                スペーサー
１００              交流電源
１０１              整流回路
１０２              平滑化回路
１０３              電流／電圧変換回路
１０４              比較器
１０５              過電流保護回路
【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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