(57)【要約】  非接触給電結合部（１Ｊ）は、給電側コア（２１）および給電側巻線（２７）を備えた給電側コイル（２）と、受電側コア（４１）および受電側巻線（４７）を備えた受電側コイル（４）と、強磁性を有さない金属材料で形成されて給電側コアの外面の少なくとも一部を覆う給電側ブラケット部（５）と、強磁性を有さない金属材料で形成されて受電側コアの外面の少なくとも一部を覆う受電側ブラケット部（６）と、強磁性を有さない金属材料を用いて給電側ブラケット部または受電側ブラケット部に一体的に形成され、給電側コイルと受電側コイルとが対向配置されて給電側コアおよび受電側コアにより磁気ギャップを含む周回磁路が形成されたときに、磁気ギャップの外方を覆うギャップ覆い部（６２）と、を含む。
2018092192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電側コア、および前記給電側コアに巻回された給電側巻線を備えた給電側コイルと、
受電側コア、および前記受電側コアに巻回された受電側巻線を備えた受電側コイルと、
強磁性を有さない金属材料で形成されて前記給電側コアの外面の少なくとも一部を覆う給電側ブラケット部と、
強磁性を有さない金属材料で形成されて前記受電側コアの外面の少なくとも一部を覆う受電側ブラケット部と、
前記強磁性を有さない前記金属材料を用いて前記給電側ブラケット部または前記受電側ブラケット部に一体的に形成され、前記給電側コイルと前記受電側コイルとが対向配置されて前記給電側コアおよび前記受電側コアにより磁気ギャップを含む周回磁路が形成されたときに、前記磁気ギャップの外方を覆うギャップ覆い部と、
を含む非接触給電結合部。
【請求項２】
前記強磁性を有さない前記金属材料はアルミである請求項１に記載の非接触給電結合部。
【請求項３】
前記給電側コアは、前記給電側巻線が巻回される中脚部および前記給電側巻線が巻回されない２つの側脚部をもつＥ型コアであり、
前記受電側コアは、前記受電側巻線が巻回される中脚部および前記受電側巻線が巻回されない２つの側脚部をもつＥ型コアであり、
前記ギャップ覆い部は、前記側脚部の相互間に形成された前記磁気ギャップの外方を覆う請求項１または２に記載の非接触給電結合部。
【請求項４】
前記ギャップ覆い部は、前記給電側コイルおよび前記受電側コイルのうち温度上昇の顕著な側の前記給電側ブラケット部または前記受電側ブラケット部に形成される請求項１〜３のいずれか一項に記載の非接触給電結合部。
【請求項５】
前記ギャップ覆い部は、前記給電側コアおよび前記受電側コアのうち前記周回磁路の断面積が小さな側の前記給電側ブラケット部または前記受電側ブラケット部に形成される請求項４に記載の非接触給電結合部。
【請求項６】
前記給電側ブラケット部および前記受電側ブラケット部の少なくとも一方は、放熱フィンを一体的に有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の非接触給電結合部。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載された非接触給電結合部を用い、
固定部に配設された前記給電側コイルと、
前記給電側コイルに電力を供給する電源部と、
固定部に対して相対移動する可動部に配設され、前記給電側コイルから非接触で電力を受け取る前記受電側コイルと、
前記受電側コイルが受け取った電力から駆動電圧を生成して、前記可動部に設けられた電気負荷に供給する受電回路と、を備える非接触給電装置。
【請求項８】
前記ギャップ覆い部は、前記磁気ギャップの外方のうち前記可動部の進行方向に沿う部分を覆う請求項７に記載の非接触給電装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の非接触給電装置を備える作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電側コイルと受電側コイルが対向配置されて非接触給電を行う非接触給電結合部、この非接触給電結合部を用いる非接触給電装置、およびこの非接触給電装置を備える作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定部から可動部へと非接触で給電を行う非接触給電装置が開発されている。非接触給電装置は、可動部を有して所定の作業を行う作業機などに用いられる。作業機の例として、電子部品を実装した基板を生産する基板生産機や、各種の工作機械がある。電磁誘導方式の非接触給電装置では、非接触給電結合部に給電側コイルおよび受電側コイルが用いられる。２つのコイルは、対向配置されると磁気ギャップを含む周回磁路を形成して、非接触給電を可能とする。この構成では周回磁路から漏れ出る漏れ磁束の影響が懸念されるため、各種の磁気シールド技術が提案されている。【０００３】
例えば、特許文献１は、非接触給電用の給電部および受電部を開示している。給電部は、電源と、給電側共鳴コイルと、給電側共鳴コイルを収容する導電性のシールドケースと、シールドケースの外部に配置された磁性体と、を備える。また、受電部は、受電側共鳴コイルと、受電側共鳴コイルを収容する導電性のシールドケースと、シールドケースの外部に配置された磁性体と、を備える。実施形態の説明によれば、フェライト（磁性体）は、平板状とされ、受電側シールドケースの隣に配置される。これにより、給電側共鳴コイルにより発せられてシールドケースから漏れた磁界が磁性体により吸収されるため、十分に電磁漏洩を防止できる、とされている。【０００４】
さらに、特許文献２では、特許文献１に開示された磁性体の配設位置が限定されている。すなわち、給電部および受電部において、シールドケースはコイルを覆う底壁および立壁から構成され、シールドケースの立壁表面に磁性体が設けられている。他に、シールドケースの外側表面や底壁に磁性体が設けられる態様も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１７６１３３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１３０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１では、フェライトの位置が必ずしも適切とは言えず、漏れ磁束によって近隣の鉄製構造材が発熱するおそれがある。このため、コイルと鉄製構造材との間に或る程度の距離を確保する必要が生じて、固定部や可動部が大型化する。また、フェライトなどの磁性体は高価であり、加えて、シールドケースおよび磁性体を重ねて配置する複雑な二重構造となるため、装置コストが上昇する。さらに、この二重構造は、コイルの放熱を阻害するおそれもある。【０００７】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、磁気シールド用の磁性体を使用せずに漏れ磁束を抑制した非接触給電結合部、この非接触給電結合部を用いる非接触給電装置、およびこの非接触給電装置を備える作業機を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で開示する非接触給電結合部は、給電側コア、および前記給電側コアに巻回された給電側巻線を備えた給電側コイルと、受電側コア、および前記受電側コアに巻回された受電側巻線を備えた受電側コイルと、強磁性を有さない金属材料で形成されて前記給電側コアの外面の少なくとも一部を覆う給電側ブラケット部と、強磁性を有さない金属材料で形成されて前記受電側コアの外面の少なくとも一部を覆う受電側ブラケット部と、前記強磁性を有さない前記金属材料を用いて前記給電側ブラケット部または前記受電側ブラケット部に一体的に形成され、前記給電側コイルと前記受電側コイルとが対向配置されて前記給電側コアおよび前記受電側コアにより磁気ギャップを含む周回磁路が形成されたときに、前記磁気ギャップの外方を覆うギャップ覆い部と、を含む。【０００９】
また、本明細書で開示する非接触給電装置は、本明細書で開示する非接触給電結合部を用い、固定部に配設された前記給電側コイルと、前記給電側コイルに電力を供給する電源部と、固定部に対して相対移動する可動部に配設され、前記給電側コイルから非接触で電力を受け取る前記受電側コイルと、前記受電側コイルが受け取った電力から駆動電圧を生成して、前記可動部に設けられた電気負荷に供給する受電回路と、を備える。【００１０】
また、本明細書で開示する作業機は、本明細書で開示する非接触給電装置を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書で開示する非接触給電結合部において、強磁性を有さない金属材料で形成されたギャップ覆い部は、周回磁路の一部となる磁気ギャップの外方を覆う。給電側ブラケット部、受電側ブラケット部、およびギャップ覆い部は、強磁性を有さなくとも導電性を有するので、磁束の通過により渦電流が生じる。このため、給電側ブラケット部、受電側ブラケット部、およびギャップ覆い部は、強磁性も導電性も有さない樹脂材料や空気などと比較して、相対的に磁束が通り易くなる。したがって、磁気ギャップの外方を覆うギャップ覆い部は、磁気ギャップから漏れ出る磁束の多くを通して、装置外部への漏れを抑制する。これにより、非接触給電結合部は、磁気シールド用の磁性体を使用せずとも、装置外部に出てゆく漏れ磁束を抑制できる。【００１２】
また、本明細書で開示する非接触給電装置は、本明細書で開示する非接触給電結合部を用いるので、装置外部に出てゆく漏れ磁束を抑制できる。【００１３】
また、本明細書で開示する作業機は、本明細書で開示する非接触給電装置を備えて、本明細書で開示する非接触給電結合部を用いるので、作業機内外の漏れ磁束を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の非接触給電装置の構成を模式的に説明する図である。
【図２】可動部の移動方向の正面から見た実施形態の非接触給電結合部の正面部分断面図である。
【図３】対向する内側から見た給電側コイルの平面図である。
【図４】対向する内側から見た受電側コイルの平面図である。
【図５】実施形態の非接触給電結合部を模擬した解析モデルを説明する正面図である。
【図６】比較例の非接触給電結合部を模擬した解析モデルを説明する正面図である。
【図７】実施形態の磁場解析結果を示す磁場分布の部分拡大図である。
【図８】比較例の磁場解析結果を示す磁場分布の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（１．実施形態の非接触給電装置１の構成）
まず、実施形態の非接触給電装置１について、図１を参考にして説明する。図１は、実施形態の非接触給電装置１の構成を模式的に説明する図である。実施形態の非接触給電装置１は、固定部１Ｂおよび可動部１Ｍからなる実施形態の作業機に備えられる。実施形態の作業機として、電子部品を実装した基板を生産する電子部分装着機、はんだ印刷機、および基板検査機や、基板を生産する以外の用途をもつ各種の工作機械を例示できる。実施形態の非接触給電装置１は、固定部１Ｂから可動部１Ｍの電気負荷３９に非接触給電を行う。固定部１Ｂには、３組の非接触給電部１Ｓが列設されている。非接触給電部１Ｓの列設方向は、可動部１Ｍの移動方向に一致している。
【００１６】
３組の非接触給電部１Ｓは、それぞれ電源部３１、給電側コイル２、および給電側共振コンデンサ３２を有する。電源部３１は、給電側コイル２に電力を供給する。３個の電源部３１は、相互に独立して動作可能となっている。電源部３１として、交流電源、高周波電源、パルス電源、直流脈動電源などを例示できる。本実施形態において、電源部３１は、交流電源とされている。この交流電源は、例えば、直流電圧を出力する直流電源部と、直流電圧を交流変換する公知のブリッジ回路とを用いて構成される。電源部３１には、給電側コイル２および給電側共振コンデンサ３２が直列接続される。給電側共振コンデンサ３２は、給電側コイル２に直列接続されて給電側共振回路を形成する。
【００１７】
可動部１Ｍは、２個の受電側コイル４、２個の受電側共振コンデンサ３５、２個の整流回路３６、および直流変圧回路３７などで構成されている。また、可動部１Ｍには、電気負荷３９が設けられている。２個の受電側コイル４は、移動方向に相互に離間して配置される。２個の受電側共振コンデンサ３５は、それぞれ受電側コイル４に並列接続されて受電側共振回路を形成する。
【００１８】
受電側コイル４は、それぞれ整流回路３６に接続されている。整流回路３６は、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、および平滑コンデンサによって構成される。２個の整流回路３６は、直流変圧回路３７の入力側に並列接続される。整流回路３６は、受電側コイル４が受け取った電力を直流電圧に変換して、直流変圧回路３７に出力する。直流変圧回路３７は、整流回路３６が出力した電圧値不定の直流電圧を概ね電圧値一定の駆動電圧に変圧して、電気負荷３９に出力する。整流回路３６および直流変圧回路３７は、受電回路を構成する。
【００１９】
図１に白抜き矢印Ａで示されるように、受電側コイル４は、対向する給電側コイル２に電磁結合して電力を受け取る。可動部１Ｍの位置に応じて、２個の受電側コイル４は、異なる給電側コイル２に対向する場合と、同じ給電側コイル２に対向する場合とが生じる。以降に詳述するように、給電側コイル２および受電側コイル４は、実施形態の非接触給電結合部１Ｊ（図２参照）を構成する。
【００２０】
（２．実施形態の非接触給電結合部１Ｊの構成）
実施形態の非接触給電結合部１Ｊの説明に移る。図２は、可動部１Ｍの移動方向の正面から見た実施形態の非接触給電結合部１Ｊの正面部分断面図である。図２において、可動部１Ｍの移動方向は、紙面表裏方向となる。非接触給電結合部１Ｊは、給電側コイル２および受電側コイル４が電磁結合するように対向配置されて構成される。図３は、対向する内側から見た給電側コイル２の平面図である。また、図４は、対向する内側から見た受電側コイル４の平面図である。
【００２１】
図２および図３に示されるように、給電側コイル２は、給電側コア２１および給電側巻線２７を備える。給電側コア２１は、磁性体で形成されており、正面視でＥ形状のＥ型コアである。給電側コア２１は、底部２２、中脚部２３、および２つの側脚部２４からなる。底部２２は、移動方向の長さ寸法がＬ１の長方形板状に形成されている。給電側巻線２７が巻回されない２つの側脚部２４は、底部２２の２つの長辺から起立し、相互に平行している。給電側巻線２７が巻回される中脚部２３は、底部２２の中央から起立している。中脚部２３は、側脚部２４よりも短く、側脚部２４に対して平行している。
【００２２】
給電側巻線２７は、中脚部２３の周りに被覆電線が巻回されて形成される。被覆電線として、断面が円形や面取り長方形であって、絶縁樹脂や絶縁紙で被覆された銅線やアルミ線を例示できる。図２には、断面が円形の被覆電線が１２ターンだけ巻回された例が示されている。被覆電線の種類および巻回ターン数は、上記した例と異なっていてもよい。
【００２３】
給電側ブラケット部５は、給電側コイル２に付設されている。給電側ブラケット部５は、強磁性を有さない金属材料で形成されている。本実施形態において、金属材料として、導電率や熱伝導率が良好で、かつ比重の小さいアルミが選定されている。給電側ブラケット部５は、底板覆い部５１および複数の放熱フィン５５を有する。底板覆い部５１は、移動方向の長さ寸法および移動方向に直角な幅寸法が給電側コア２１よりも大きめの長方形板状に形成されている。底板覆い部５１は、給電側コア２１の底部２２の外面に接して覆うように配置される。
【００２４】
複数の放熱フィン５５は、薄板状に形成されている。複数の放熱フィン５５は、底板覆い部５１の外側に立設され、相互に平行している。給電側ブラケット部５は、鋳造やアルミ溶接などの製造方法により、一体的に形成される。
【００２５】
図２および図４に示されるように、受電側コイル４は、受電側コア４１および受電側巻線４７を備える。受電側コア４１は、磁性体で形成されており、正面視で給電側コア２１と同一形状のＥ型コアである。受電側コア４１は、底部４２、中脚部４３、および２つの側脚部４４からなる。底部４２は、移動方向の長さ寸法がＬ２の長方形板状に形成されている。受電側コア４１の長さ寸法Ｌ２は、給電側コア２１の長さ寸法Ｌ１の半分以下と短い。受電側巻線４７が巻回されない２つの側脚部４４は、底部４２の２つの長辺から起立し、相互に平行している。受電側巻線４７が巻回される中脚部４３は、底部４２の中央から起立している。中脚部４３は、側脚部４４よりも短く、側脚部４４に対して平行している。
【００２６】
受電側巻線４７は、中脚部４３の周りに被覆電線が巻回されて形成される。本実施形態において、受電側巻線４７は、給電側巻線２７と同じ種類の被覆電線が同じ巻回ターン数だけ巻回されて形成される。
【００２７】
受電側ブラケット部６は、受電側コイル４に付設されている。受電側ブラケット部６は、強磁性を有さない金属材料として選定されたアルミで形成されている。受電側ブラケット部６は、底板覆い部６１、２個のギャップ覆い部６２、および複数の放熱フィン６５を有する。底板覆い部６１は、移動方向の長さ寸法および移動方向に直角な幅寸法が受電側コア４１よりも大きめの長方形板状に形成されている。底板覆い部６１は、受電側コア４１の底部４２の外面に接して覆うように配置される。
【００２８】
２個のギャップ覆い部６２は、アルミを用いて受電側ブラケット部６に一体的に形成されている。詳述すると、２個のギャップ覆い部６２は、底板覆い部６１の２つの長辺から起立し、相互に平行している。ギャップ覆い部６２の起立高さＨは、受電側コア４１の側脚部４４の高さの２倍よりも大きめとされている。
【００２９】
複数の放熱フィン６５は、薄板状に形成されている。複数の放熱フィン６５は、底板覆い部６１の外側に立設され、可動部１Ｍの移動方向に延在し、相互に平行している。したがって、可動部１Ｍが移動するときに、周囲の空気が複数の放熱フィン６５の間を通り抜けて良好な放熱効果が生じる。受電側ブラケット部６は、鋳造やアルミ溶接などの製造方法により、一体的に形成される。
【００３０】
図２に示される給電側コイル２と受電側コイル４の対向配置では、給電側コア２１および受電側コア４１により周回磁路が形成される。周回磁路は、中脚部２３と中脚部４３との相互間に磁気ギャップを含み、側脚部２４と側脚部４４との相互間にも磁気ギャップを含む。この配置において、側脚部２４と側脚部４４との相互間の磁気ギャップは、磁束が装置外部に最も漏れやすい箇所となる。
【００３１】
そして、受電側ブラケット部６のギャップ覆い部６２は、その先端が給電側ブラケット部５の近くまで延在する。これにより、ギャップ覆い部６２は、給電側の側脚部４４の外方を覆うだけでなく、受電側の側脚部２４の外方も覆う。したがって、ギャップ覆い部６２は、側脚部２４と側脚部４４の相互間に形成された磁気ギャップの外方をも覆う。ただし、ギャップ覆い部６２は、磁気ギャップの外方のうち可動部１Ｍの進行方向に沿う両側の部分を覆い、磁気ギャップの外方のうち可動部１Ｍの進行方向の前側および後側を覆わない。
【００３２】
（３．実施形態の非接触給電結合部１Ｊの作用）
次に、実施形態の非接触給電結合部１Ｊの磁気シールドの作用について、磁場解析を行った２ケースの結果を引用して説明する。図５は、実施形態の非接触給電結合部１Ｊを模擬した解析モデルを説明する正面図である。図６は、比較例の非接触給電結合部７を模擬した解析モデルを説明する正面図である。また、図７は、実施形態の磁場解析結果を示す磁場分布の部分拡大図である。図８は、比較例の磁場解析結果を示す磁場分布の部分拡大図である。
【００３３】
図５に示される実施形態の解析モデルにおいて、受電側ブラケット部６のギャップ覆い部６２は、側脚部４４および側脚部２４の外面に接する形状とされている。また、受電側ブラケット部６のギャップ覆い部６２と給電側ブラケット部５の離間距離Ｄ１は、磁気ギャップ長Ｇに等しくされている。
【００３４】
一方、図６に示される比較例の非接触給電結合部７は、給電側コア２１、給電側巻線２７、受電側コア４１、および受電側巻線４７が実施形態と同一形状である。そして、給電側ブラケット部５の側脚覆い部７１は、給電側の側脚部２４の外面に接し、受電側ブラケット部６の側脚覆い部７２は、受電側の側脚部４４の外面に接するものとされている。側脚覆い部７１と側脚覆い部７２の相互間の離間距離Ｄ２は、磁気ギャップ長Ｇに等しくされている。つまり、比較例の離間距離Ｄ２は、実施形態の離間距離Ｄ１に等しく、これにより、２ケースの解析条件が揃えられている。
【００３５】
また、実施形態および比較例の解析モデルにおいて、放熱フィン５５および放熱フィン６５は省略されている。給電側ブラケット部５および受電側ブラケット部６の比透磁率は１．０とされ、導電率には適正な値が設定される。さらに、給電側コイル２および受電側コイル４は、移動方向の中央同士が正対する配置とされている。
【００３６】
磁場解析の結果を示す図７および図８において、移動方向の中央の断面における外部空間の磁束密度Ｂが段階的に示されている。すなわち、磁束密度Ｂの大きさにしたがって、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、第３領域Ｒ３、第４領域Ｒ４、および第５領域Ｒ５（無地）が示されている。磁場解析の結果、次の事項が判明した。
【００３７】
すなわち、磁束密度Ｂの大きな第１領域Ｒ１や第２領域Ｒ２は、図７の実施形態で狭く、図８の比較例で広い。また、図７のギャップ覆い部６２の外面の延長線上の点における最大磁束密度Ｂ１は、図８の側脚覆い部７１と側脚覆い部７２の間の点における最大磁束密度Ｂ２と比較して、６０％程度と小さい。さらに、図７の実施形態において、磁気ギャップ近傍の外部空間の磁束密度Ｂは、第３領域Ｒ３の大きさとなり、比較例と比較して顕著に小さい。これは、ギャップ覆い部６２が磁気ギャップから漏れ出る磁束の多くを通し、装置外部に漏らさないことを意味している。これらのことから、実施形態のギャップ覆い部６２は、比較例の側脚覆い部７１および側脚覆い部７２の組合せと比較して、可動部１Ｍの進行方向と直角な方向において優れた磁気シールド効果を有することが判明した。
【００３８】
次に、実施形態の非接触給電結合部１Ｊの放熱作用について説明する。給電側巻線２７および受電側巻線４７は、巻回ターン数が同一であるので、概ね同じ大きさの電流が流れる。かつ、給電側巻線２７および受電側巻線４７は、被覆電線の種類が同一であるので、単位体積当たりの負荷損が概ね一致する。一方、周回磁路を形成する給電側コア２１と受電側コア４１の磁路断面積を比較すると、受電側コア４１のほうが小さい。このため、磁束密度Ｂは、給電側コア２１の内部で小さく、受電側コア４１の内部で大きくなる。したがって、単位体積当たりの無負荷損は、給電側コア２１で小さく、受電側コア４１で大きくなる。
【００３９】
してみると、受電側コイル４は、給電側コイル２と比較して、無負荷損の差分だけ温度上昇が顕著になる。この対策として、受電側ブラケット部６のギャップ覆い部６２が磁気ギャップの外方を覆うように延在されている。これにより、受電側ブラケット部６は、表面積が大きくなった分だけ放熱性能が向上し、接している受電側コア４１から伝わる熱を効率良く放散する。したがって、給電側コイル２および受電側コイル４の温度上昇が均等化される。
【００４０】
さらに、給電側ブラケット部５は、放熱フィンを５５一体的に有して放熱性能が向上し、受電側ブラケット部６も、放熱フィン６５を一体的に有して放熱性能が向上する。加えて、給電側ブラケット部５および受電側ブラケット部６は、熱伝導率の良好なアルミで形成されている。かつ、給電側ブラケット部５は、給電側コア２１に接して配置され、受電側ブラケット部６は、受電側コア４１に接して配置される。このため、給電側ブラケット部５および受電側ブラケット部６は、ともに放熱性能が向上しかつ熱伝導状態も良好となって、熱を効率良く放散できる。したがって、給電側コイル２および受電側コイル４の温度上昇が抑制される。
【００４１】
（４．実施形態の態様および効果）
実施形態の非接触給電結合部１Ｊは、給電側コア２１、および給電側コア２１に巻回された給電側巻線２７を備えた給電側コイル２と、受電側コア４１、および受電側コア４１に巻回された受電側巻線４７を備えた受電側コイル４と、強磁性を有さない金属材料で形成されて給電側コア２１の外面の少なくとも一部を覆う給電側ブラケット部５と、強磁性を有さない金属材料で形成されて受電側コア４１の外面の少なくとも一部を覆う受電側ブラケット部６と、強磁性を有さない金属材料を用いて給電側ブラケット部５または受電側ブラケット部６に一体的に形成され、給電側コイル２と受電側コイル４とが対向配置されて給電側コア２１および受電側コア４１により磁気ギャップを含む周回磁路が形成されたときに、磁気ギャップの外方を覆うギャップ覆い部６２と、を含む。
【００４２】
実施形態の非接触給電結合部１Ｊにおいて、強磁性を有さない金属材料で形成されたギャップ覆い部６２は、周回磁路の一部となる磁気ギャップの外方を覆う。給電側ブラケット部５、受電側ブラケット部６、およびギャップ覆い部６２は、強磁性を有さなくとも導電性を有するので、磁束の通過により渦電流が生じる。このため、給電側ブラケット部５、受電側ブラケット部６、およびギャップ覆い部６２は、強磁性も導電性も有さない樹脂材料や空気などと比較して、相対的に磁束が通り易くなる。したがって、磁気ギャップの外方を覆うギャップ覆い部６２は、磁気ギャップから漏れ出る磁束の多くを通して、装置外部への漏れを抑制する。これにより、実施形態の非接触給電結合部は、磁気シールド用の磁性体を使用せずとも、装置外部に出てゆく漏れ磁束を抑制できる。
【００４３】
さらに、強磁性を有さない金属材料はアルミであり、給電側ブラケット部５、受電側ブラケット部６、およびギャップ覆い部６２は、アルミで形成される。これによれば、アルミは導電率が良好で渦電流が流れ易いので、大幅に磁束が通り易くなり、磁気シールド効果が顕著となる。また、アルミは熱伝導率が良好であるので、放熱性能の向上に有利である。さらに、アルミは比重が小さいので、給電側コイル２および受電側コイル４の軽量化に寄与できる。
【００４４】
さらに、給電側コア２１は、給電側巻線２７が巻回される中脚部２３および給電側巻線２７が巻回されない２つの側脚部２４をもつＥ型コアであり、受電側コア４１は、受電側巻線４７が巻回される中脚部４３および受電側巻線４７が巻回されない２つの側脚部４４をもつＥ型コアであり、ギャップ覆い部６２は、側脚部２４と側脚部４４の相互間に形成された磁気ギャップの外方を覆う。これによれば、磁束が装置外部に最も漏れやすい箇所を覆うことができるので、磁気シールド効果がさらに一層顕著となる。
【００４５】
さらに、ギャップ覆い部６２は、給電側コイル２および受電側コイル４のうち温度上昇の顕著な受電側コイル４の側の受電側ブラケット部６に形成される。これによれば、温度上昇が顕著になる側の受電側ブラケット部６は、表面積が大きくなった分だけ放熱性能が向上する。したがって、給電側コイル２および受電側コイル４の温度上昇が均等化される。
【００４６】
さらに、ギャップ覆い部６２は、給電側コア２１および受電側コア４１のうち周回磁路の断面積が小さな受電側コア４１の側の受電側ブラケット部６に形成される。これによれば、受電側コア４１は、磁束密度Ｂが大きくなって、無負荷損による温度上昇が顕著になる。これに対応して、受電側ブラケット部６は、表面積が大きくなった分だけ放熱性能が向上する。したがって、給電側コイル２および受電側コイル４の温度上昇が均等化される。
【００４７】
さらに、給電側ブラケット部５は、放熱フィン５５を一体的に有し、受電側ブラケット部６も、放熱フィン６５を一体的に有する。これによれば、給電側ブラケット部５および受電側ブラケット部６は、ともに放熱性能が向上する。したがって、給電側コイル２および受電側コイル４の温度上昇が抑制される。
【００４８】
また、実施形態の非接触給電装置１は、実施形態の非接触給電結合部１Ｊを用い、固定部１Ｂに配設された給電側コイル２と、給電側コイル２に電力を供給する電源部３１と、固定部１Ｂに対して相対移動する可動部１Ｍに配設され、給電側コイル２から非接触で電力を受け取る受電側コイル４と、受電側コイル４が受け取った電力から駆動電圧を生成して、可動部１Ｍに設けられた電気負荷３９に供給する受電回路（整流回路３６および直流変圧回路３７）と、を備える。
【００４９】
実施形態の非接触給電装置１は、実施形態の非接触給電結合部１Ｊを用いるので、装置外部に出てゆく漏れ磁束を抑制できる。
【００５０】
さらに、ギャップ覆い部６２は、磁気ギャップの外方のうち可動部１Ｍの進行方向に沿う部分を覆う。これによれば、非接触給電装置１は、可動部１Ｍの進行方向と直角な方向において優れた磁気シールド効果を有し、漏れ磁束を抑制できる。
【００５１】
また、実施形態の作業機は、実施形態の非接触給電装置１を備えて、実施形態の非接触給電結合部１Ｊを用いるので、作業機内外の漏れ磁束を抑制できる。
【００５２】
（５．実施形態の応用および変形）
なお、受電側ブラケット部６のギャップ覆い部６２と給電側ブラケット部５の離間距離Ｄ１を小さくすることにより、磁気シールド効果をさらに高めることができる。例えば、受電側ブラケット部６のギャップ覆い部６２を、離間距離Ｄ１の範囲内で延伸するとよい。また例えば、給電側ブラケット部５の幅方向の両縁を起立させ、ギャップ覆い部６２の外方に近接して配置するとよい。さらに、給電側コイル２および受電側コイル４の形状は、適宜変更できる。例えば、給電側コア２１および受電側コア４１はＥ型コアでなく、Ｃ型コアでもよい。また、放熱フィン５５および放熱フィン６５は、必須でなく、放熱性能上の必要に応じて取捨できる。つまり、放熱フィン５５および放熱フィン６５は、一方のみ設けても、両方とも不付きとしてもよい。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１：非接触給電装置    １Ｂ：固定部    １Ｍ：可動部    １Ｊ：非接触給電結合部    ２：給電側コイル    ２１：給電側コア    ２３：中脚部    ２４：側脚部    ２７：給電側巻線    ３１：電源部    ３６：整流回路    ３７：直流変圧回路    ４：受電側コイル    ４１：受電側コア    ４３：中脚部    ４４：側脚部    ４７：受電側巻線    ５：給電側ブラケット部    ５１：底板覆い部    ５５：放熱フィン    ６：受電側ブラケット部    ６１：底板覆い部    ６２：ギャップ覆い部    ６５：放熱フィン    ７：比較例の非接触給電結合部    ７１：側脚覆い部    ７２：側脚覆い部
【図１】
2018092192.tif 000003
【図２】
2018092192.tif 000004
【図３】
2018092192.tif 000005
【図４】
2018092192.tif 000006
【図５】
2018092192.tif 000007
【図６】
2018092192.tif 000008
【図７】
2018092192.tif 000009
【図８】
2018092192.tif 000010
【国際調査報告】
2018092192.tif 000011
2018092192.tif 000012
2018092192.tif 000013
2018092192.tif 000014