(57)【要約】【課題】  ピックアップコアの損傷を簡単な構成で検知することが可能な非接触給電システムを提供することを目的とする。【解決手段】  ピックアップコア５の損傷し易い部分（例えば、脚部５−１や脚部５−３）に設けられる導電性のループ状皮膜と、給電線３の周囲に生じる交流磁束によりそのループ状皮膜の両端に誘起される交流電圧が無くなると、ピックアップコア５が損傷したものと検知する損傷検知回路とを備えて非接触給電システム１を構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の移動経路に沿って設けられる給電線の周囲に生じる交流磁束により前記移動体に備えられるピックアップコアに設けられるコイルの両端に交流電圧が誘起し、その交流電圧により前記移動体が駆動される非接触給電システムであって、
前記ピックアップコアの損傷し易い部分に設けられる導電性のループ状皮膜と、
前記交流磁束により前記ループ状皮膜の両端に誘起される交流電圧が無くなると、前記ピックアップコアが損傷したものと検知する損傷検知回路と、
を備えることを特徴とする非接触給電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記ループ状皮膜は、第１のループ状皮膜と、その第１のループ状皮膜よりも内側に設けられる第２のループ皮膜とにより構成され、
前記損傷検知回路は、前記交流磁束により前記第１のループ状皮膜の両端に誘起される交流電圧のみが無くなったときよりも、前記第１のループ状皮膜の両端に誘起される交流電圧及び前記交流磁束により前記第２のループ皮膜の両端に誘起される交流電圧の両方の交流電圧が無くなったときの方が前記ピックアップコアの損傷量が多いものと検知する、
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項３】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記ループ状皮膜の幅または厚さは、前記ピックアップコアの検知すべき損傷量に基づいて調整されている、
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項４】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記ループ状皮膜は、前記交流磁束が前記ループ状皮膜のループ内を通るように前記ピックアップコアの脚部に設けられている、
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項５】
請求項４に記載の非接触給電システムであって、
前記ループ状皮膜は、前記ピックアップコアの脚部の縁から所定間隔空けられて設けられている、
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の非接触給電システムであって、
前記ループ状皮膜は、Ｅ型形状の前記ピックアップコアの３つ並ぶ脚部のうち外側の脚部に設けられている、
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項７】
移動体の移動経路に沿って設けられる給電線の周囲に生じる交流磁束により前記移動体に備えられるピックアップコアに設けられるコイルの両端に交流電圧が誘起し、その交流電圧により前記移動体が駆動される非接触給電システムにおける前記移動体であって、
前記ピックアップコアの損傷し易い部分に設けられる導電性のループ状皮膜と、
前記交流磁束により前記ループ状皮膜の両端に誘起される交流電圧が無くなると、前記ピックアップコアが損傷したものと検知する損傷検知回路と、
を備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の移動経路に沿って設けられる給電線から移動体へ非接触で電力が供給され、その電力により移動体が駆動される非接触給電システムに関し、特に移動体が備えるピックアップコアの損傷検知に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触給電システムは、従来から様々な形態が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
図５は、給電線から移動体への電力供給の原理を説明するための図であり、図５（ａ）は、ピックアップコア及び給電線の斜視図であり、図５（ｂ）は、ピックアップコア及び給電線の断面図である。なお、図５（ｂ）に示す矢印は、給電線の周囲に生じる磁束を示している。
【０００３】
図５（ａ）に示すように、ピックアップコア５０はＥ型に形成されている。往路としての給電線５１ａ及び復路としての給電線５１ｂは、それぞれ、移動体が移動経路に沿って移動してもピックアップコア５０と非接触で、かつ、ピックアップコア５０の３つ並ぶ脚部５０−１〜５０−３の間に挟まれるようにして移動経路（不図示）に沿って設けられている。
【０００４】
また、図５（ｂ）に示すように、給電線５１ａ及び給電線５１ｂのそれぞれの周囲には、右ねじの法則により磁束が発生する。これらの磁束は、給電線５１ａ及び給電線５１ｂに交流電流が流れると交流磁束になり、その交流磁束をピックアップコア５０が受けると、ピックアップコア５０に巻きつけられているコイル５２の両端に交流電圧が誘起され、その交流電圧により移動体を移動させるためのモータなどの負荷５３が駆動される。
【０００５】
通常、ピックアップコア５０の大きさは、負荷５３に所望な電力が供給されるように設計されている。そのため、ピックアップコア５０の移動体への組み付け時や非接触給電システム運用時に、ピックアップコア５０の一部（例えば、図５（ａ）の破線枠に示す部分など）が損傷してしまうと、移動体への電力供給能力が低下するという問題がある。また、移動体への電力供給能力が低下すると、その能力低下分を補おうとして給電線５１ａ及び給電線５１ｂに流れる交流電流が増加し、コイル５２に定格電流以上の電流が流れる。その結果、コイル５２が発熱しコイル５２が自身の熱により損傷してしまうおそれがある。
【０００６】
このような問題を解決するために、例えば、コイル５２の近傍にサーミスタを設けることにより、コイル５２の発熱を検知して給電線５１ａ及び給電線５１ｂに流れる交流電流を抑えることが考えられる。
【０００７】
ところで、防犯用窓ガラスなどのガラスの損傷を検知する方法として、例えば、ガラスの表面を覆った導電膜を導通させ、その導電膜の導通が無くなると、ガラスが損傷したものと検知する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、スローアウエイ型切削工具の逃げ面磨耗を検知する方法として、その切削工具の切れ刃付近に形成した導電性材料からなるセンサ薄膜を導通させ、そのセンサ薄膜の導通が無くなると、切削工具の逃げ面の磨耗量が規定以上に達したものと検知する方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１０−２０１００６号公報
【特許文献２】特開２００３−１２８４４３号公報
【特許文献３】特開２０００−１３５６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のように、コイル５２の近傍にサーミスタを設ける構成では、コイル５２の温度がある程度上昇しないと、コイル５２の発熱を検知することができないため、ピックアップコア５０が損傷し給電線５１ａ及び給電線５１ｂに流れる交流電流が増加してからその交流電流を抑える間にコイル５２が自身の熱により損傷してしまうおそれがある。
【００１０】
そこで、このようなピックアップコア５０の損傷後の２次的な損傷を未然に防ぐためには、ピックアップコア５０の損傷を検知することが望ましく、例えば、特許文献２に記載される方法や特許文献３に記載される方法をピックアップコア５０の損傷検知に適用することが考えられる。
【００１１】
しかしながら、この損傷検知方法では、ピックアップコア５０に設ける損傷検知用の導電膜を導通させるための電源を給電線５１ａ及び給電線５１ｂに交流電流を流すための電源とは別に用意する必要があり、その分非接触給電システムの構成が複雑になるという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明では、ピックアップコアの損傷を簡単な構成で検知することが可能な非接触給電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の非接触給電システムは、移動体の移動経路に沿って設けられる給電線の周囲に生じる交流磁束により前記移動体に備えられるピックアップコアに設けられるコイルの両端に交流電圧が誘起し、その交流電圧により前記移動体が駆動される非接触給電システムであって、前記ピックアップコアの損傷し易い部分に設けられる導電性のループ状皮膜と、前記交流磁束により前記ループ状皮膜の両端に誘起される交流電圧が無くなると、前記ピックアップコアが損傷したものと検知する損傷検知回路とを備えることを特徴とする。
【００１４】
上記ピックアップコアの損傷し易い部分とは、ピックアップコアの突出している部分のことであり、例えば、Ｅ型やコの字型に形成されたピックアップコアの脚部などが考えられる。本発明の非接触給電システムでは、ピックアップコアが損傷していないとき、ループ状皮膜の両端には交流磁束により交流電圧が誘起する。一方、ピックアップコアが損傷しループ状皮膜が断線すると、ループ状皮膜の両端に誘起される交流電圧が無くなりピックアップコアの損傷をすぐに検知することができる。これにより、ピックアップコア損傷後の２次的な損傷を未然に防ぐことができる。また、ループ状皮膜の両端に交流電圧を生じさせるための電源を移動体への電力供給用の電源とは別に用意する必要がないので、簡単な構成で非接触給電システムを構成することができる。
【００１５】
また、上記ループ状皮膜は、第１のループ状皮膜と、その第１のループ状皮膜よりも内側に設けられる第２のループ皮膜とにより構成され、前記損傷検知回路は、前記交流磁束により前記第１のループ状皮膜の両端に誘起される交流電圧のみが無くなったときよりも、前記第１のループ状皮膜の両端に誘起される交流電圧及び前記交流磁束により前記第２のループ皮膜の両端に誘起される交流電圧の両方の交流電圧が無くなったときの方が前記ピックアップコアの損傷量が多いものと検知するように構成されてもよい。これにより、例えば、損傷量が多いと検知される場合のみ、給電線に流れる交流電流を抑えるように構成することができ、ピックアップコアの損傷が軽微な損傷であれば移動体の駆動を継続させることができる。
【００１６】
また、上記ループ状皮膜の幅または厚さは、前記ピックアップコアの検知すべき損傷量に基づいて調整されてもよい。
また、上記ループ状皮膜は、前記交流磁束が前記ループ状皮膜のループ内を通るように前記ピックアップコアの脚部に設けられてもよい。
【００１７】
また、上記ループ状皮膜は、前記ピックアップコアの脚部の縁から所定間隔空けられて設けられてもよい。これにより、軽微な損傷であれば移動体の駆動を継続させることができる。
【００１８】
また、上記ループ状皮膜は、Ｅ型形状の前記ピックアップコアの３つ並ぶ脚部のうち外側の脚部に設けられてもよい。これにより、特に損傷し易い部分の損傷検知を行うことができる。
【００１９】
また、本発明の移動体は、移動体の移動経路に沿って設けられる給電線の周囲に生じる交流磁束により前記移動体に備えられるピックアップコアに設けられるコイルの両端に交流電圧が誘起し、その交流電圧により前記移動体が駆動される非接触給電システムにおける前記移動体であって、前記ピックアップコアの損傷し易い部分に設けられる導電性のループ状皮膜と、前記交流磁束により前記ループ状皮膜の両端に誘起される交流電圧が無くなると、前記ピックアップコアが損傷したものと検知する損傷検知回路とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、非接触給電システムにおいてピックアップコアの損傷を簡単な構成で検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態の非接触給電システムを示す図である。
図１に示す非接触給電システム１は、移動経路（不図示）に沿って移動する移動体２と、給電線３に高周波の交流電流を流すことにより移動体２に非接触で電力を供給する電源４とにより構成されている。なお、移動体２は、例えば、工場や自動倉庫で部品などを搬送するための無人搬送台車などが考えられる。
【００２２】
移動体２は、フェライトなどの磁性体により構成され給電線３の周囲に生じる交流磁束を受けるＥ型形状のピックアップコア５と、ピックアップコア５で受けた交流磁束によりピックアップコア５の脚部５−２に巻かれたコイル６の両端に誘起される交流電圧を直流電圧に変換する受電ユニット７と、受電ユニット７で変換された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ８と、インバータ８で変換された交流電圧により駆動し移動体２を移動経路に沿って移動させるモータ９とを備えて構成されている。
【００２３】
本実施形態の非接触給電システム１の特徴とする点は、ピックアップコア５の損傷し易い部分に設けられる導電性のループ状皮膜と、移動体２に設けられ、給電線３の周囲に生じる交流磁束により上記ループ状皮膜の両端に誘起される交流電圧が無くなると、ピックアップコア５が損傷したものと検知する損傷検知回路とを備えている点である。なお、ループ状皮膜を構成する主な導電性材料としては、例えば、銅、銀、またはニッケルなどが考えられる。また、上記損傷検知回路は、移動体２以外に設けられてもよい。また、ピックアップコア５を導電性が高い材料で構成してもよい。このように構成する場合、ループ状皮膜とピックアップコア５との間には、絶縁性部材を設けることが望ましい。また、ピックアップコア５の形状は、特に限定されない。例えば、ピックアップコア５をコの字型に形成する場合、ループ状皮膜は、ピックアップコア５の２つの脚部のどちらか一方または両方に設けることが考えられる。
【００２４】
図２（ａ）は、ループ状皮膜の一例を示し、図２（ｂ）は、損傷後のピックアップコア５を示している。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１に示すピックアップコア５の３つ並ぶ脚部５−１〜５−３のうち脚部５−１を拡大したものを示している。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、ループ状皮膜１０全体のうち折返し部分が脚部５−１の先端面５−１ａに設けられ、ループ状皮膜１０全体のうち損傷検知回路と接続される部分が脚部５−１の側面５−１ｂに設けられている。これにより、給電線３に交流電流が流れると、ループ状皮膜１０のループ内には、給電線３の周囲に生じる交流磁束が通るため、ループ状皮膜１０の両端に交流電圧が誘起され、その交流電圧が損傷検知回路に入力される。
【００２６】
また、図２（ａ）に示すように、ループ状皮膜１０全体のうち先端面５−１ａに設けられる部分は、先端面５−１ａの周縁から所定間隔ｘ空けられて設けられている。
なお、所定間隔ｘは、特に限定されず、例えば、先端面５−１ａのループ状皮膜１０が先端面５−１ａの周縁に沿って設けられていてもよい。図２（ａ）に示すように、先端面５−１ａのループ状皮膜１０が先端面５−１ａの周縁から所定間隔ｘ空けられて設けられている場合は、損傷検知回路がピックアップコア５の損傷を検知するときのその損傷量にある範囲をもたせることができる。そのため、ピックアップコア５の損傷量がその範囲内であれば、移動体２の駆動を継続させることができる。すなわち、ピックアップコア５の損傷が軽微な損傷であれば、移動体２の駆動を継続させることができる。また、先端面５−１ａのループ状皮膜１０が先端面５−１ａの周縁に沿って設けられている場合は、軽微な損傷でも検知することができる。
【００２７】
また、ループ状皮膜１０の幅や厚さは、特に限定されないが、ピックアップコア５の検知すべき損傷量に基づいて調整してもよい。例えば、検知すべき損傷量を多くしたい場合は、ループ状皮膜１０の幅や厚さを大きくする。一方、検知すべき損傷量を少なくしたい場合は、ループ状皮膜１０の幅や厚さを小さくする。
【００２８】
また、検知すべき損傷量を多くしたい場合は、ループ状皮膜１０の幅や厚さを大きくせずに、上記所定間隔ｘを大きくする方法も考えられる。この方法は、ループ状皮膜１０の幅や厚さを大きくする場合に比べて、ループ状皮膜１０を細く形成することができるので、その分ループ状皮膜１０をピックアップコア５に形成する際の導電性材料の使用量を少なくすることができコストを抑えることができる。
【００２９】
また、図２（ａ）に示すループ状皮膜１０全体のうち側面５−１ｂに設けられる部分を、先端面５−１ａに設けられる部分と同様に、側面５−１ｂの周縁から所定間隔ｘ空けて設けてもよい。これにより、先端面５−１ａで検知可能な損傷量と同じ損傷量を側面５−１ｂにおいても検知することができるようになる。
【００３０】
また、ループ状皮膜１０を脚部５−１の側面５−１ｂと反対の面にも設けてもよい。これにより、側面５−１ｂと反対の面の損傷も検知することができる。
また、ループ状皮膜１０を先端面５−１ａのみに設けてもよい。例えば、ループ状皮膜１０を先端面５−１ａのみに設け、ループ状皮膜１０と損傷検知回路とをリード線などで接続してもよい。
【００３１】
また、ループ状皮膜１０を脚部５−１の上面５−１ｃに、上面５−１ｃの周縁から所定間隔ｘ空けて設けてもよい。
また、ループ状皮膜１０を脚部５−２や脚部５−３にも設けてもよい。脚部５−１や脚部５−３は、特に損傷し易い部分であるため、ループ状皮膜１０を脚部５−１や脚部５−３に設けることは有効である。
【００３２】
また、ループ状皮膜１０の形成方法は、特に限定されないが、例えば、以下のような方法が考えられる。
（１）ループ状皮膜１０を構成するペースト状の導電性材料をチューブに入れ、チューブから直接ピックアップコア５に導電性材料を塗布し、導電性材料を硬化させることによりループ状皮膜１０を形成する。
（２）ループ状皮膜１０を構成する導電性材料をシート状に形成し、そのシートをピックアップコア５に貼り付けることによりループ状皮膜１０を形成する。
（３）所定形状の孔が設けられたマスキング用の枠をピックアップコア５に当て、枠の上からその孔を覆うようにしてループ状皮膜１０を構成する導電性材料を塗り、すなわち、印刷によりピックアップコア５上に導電性材料を形成し、その導電性材料を硬化させることによりループ状皮膜１０を形成する。
【００３３】
上述したように、損傷検知回路は、ループ状皮膜１０の両端に誘起される交流電圧が無くなると、ピックアップコア５が損傷したものと検知する。従って、図２（ｂ）に示すように、ピックアップコア５の脚部５−１が損傷しループ状皮膜１０が断線すると、ループ状皮膜１０の両端に誘起される交流電圧が無くなりピックアップコア５の損傷をすぐに検知することができる。これにより、例えば、ピックアップコア５が損傷したものと検知されると、すぐに給電線３に流れる交流電流を抑えるように構成することができるので、ピックアップコア５の損傷後にコイル６が発熱しコイル６が自身の熱により損傷することを未然に防ぐことができる。このように、非接触給電システム１では、ピックアップコア５損傷後の２次的な損傷を未然に防止することができ保全性を高めることができる。また、ループ状皮膜１０の両端に交流電圧を生じさせるための電源を電源４とは別に用意する必要がないので、簡単な構成で非接触給電システム１を構成することができる。
【００３４】
図３は、損傷検知回路の一例を示す図である。
図３に示す損傷検知回路１１は、４つのダイオードで構成されループ状皮膜１０の両端に誘起される交流電圧を整流する整流回路１２と、１つのコンデンサで構成され整流回路１２の出力を平滑し直流電圧を出力する平滑回路１３と、平滑回路１３から出力される直流電圧を検出し、直流電圧が検出されなくなると、ピックアップコア５が損傷したものと検知し損傷信号を出力する直流電圧検出回路１４とを備えて構成されている。
【００３５】
このように損傷検知回路１１を構成した場合では、例えば、直流電圧回路１４から損傷信号が出力されると給電線３に流れる交流電流を抑えるように非接触給電システム１を構成することにより、ピックアップコア５の損傷後にコイル６が発熱しコイル６が自身の熱により損傷することを未然に防ぐことができるようになる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、ループ状皮膜１０を１本のループ状皮膜により構成しているが、ループ状皮膜１０を２本以上のループ状皮膜により構成してもよい。
図４は、ループ状皮膜１０を２本のループ状皮膜により構成する場合のループ状皮膜１０の一例を示す図である。なお、図４は、図１に示す脚部５−１を拡大したものを示している。
【００３７】
図４に示すループ状皮膜１０は、ループ状皮膜１０−１（第１のループ状皮膜）と、ループ状皮膜１０−２（第２のループ状皮膜）とにより構成され、ループ状皮膜１０−２がループ状皮膜１０−１よりも内側となるように脚部５−１に設けられている。
【００３８】
例えば、上記損傷検知回路１１は、給電線３の周囲に生じる交流磁束によりループ状皮膜１０−１の両端に誘起される交流電圧Ａのみが無くなると損傷信号Ａを出力し、交流電圧Ａ及び給電線３の周囲に生じる交流磁束によりループ状皮膜１０−２の両端に誘起される交流電圧Ｂの両方の交流電圧が無くなると損傷信号Ｂを出力するように構成してもよい。
【００３９】
そして、損傷検知回路１１から損傷信号Ａが出力された場合は、非接触給電システム１の運用上問題のない軽微な損傷がピックアップコア５に発生したものと判断し、ピックアップコア５が損傷した旨をディスプレイやスピーカなどを介してオペレータに知らせるように非接触給電システム１を構成してもよい。
【００４０】
また、損傷検知回路１１から損傷信号Ｂが出力された場合は、非接触給電システム１の運用上問題のある損傷がピックアップコア５に発生したものと判断し、給電線３に流れる交流電流を自動的に抑えるように非接触給電システム１を構成してもよい。
【００４１】
このように、ループ状皮膜１０を２本以上のループ状皮膜で構成することにより、ピックアップコア５の損傷量が多い程、交流電圧が誘起されなくなるループ状皮膜の数を多くすることができる。これにより、交流電圧が誘起されなくなるループ状皮膜の数が多くなる程、ピックアップコア５の損傷量が多いものと検知することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態の非接触給電システムを示す図である。
【図２】（ａ）は、ループ状皮膜の一例を示すである。（ｂ）は、損傷後のピックアップコアを示す図である。
【図３】損傷検知回路の一例を示す図である。
【図４】ループ状皮膜を２本のループ状皮膜により構成する場合のループ状皮膜の一例を示す図である。
【図５】（ａ）は、ピックアップコア及び給電線の斜視図である。（ｂ）は、ピックアップコア及び給電線の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      非接触給電システム
２      移動体
３      給電線
４      電源
５      ピックアップコア
６      コイル
７      受電ユニット
８      インバータ
９      モータ
１０    ループ状皮膜
１１    損傷検知回路
１２    整流回路
１３    平滑回路
１４    直流電圧検出回路
【図１】
2007049781.tif 000003
【図２】
2007049781.tif 000004
【図３】
2007049781.tif 000005
【図４】
2007049781.tif 000006
【図５】
2007049781.tif 000007