(57)【要約】【課題】温度変化による給電線の線膨張の長さ変化（給電線の伸び）の影響を回避し、給電線保持部の蛇行やずれを防止することができる非接触給電装置を提供すること。【解決手段】給電線１から搬送車等の受電コイル５に、高周波電流を電磁誘導により非接触で伝達する非接触給電装置において、側方に開口する溝２１の内部に給電線１を収容し、隣接する給電線保持部２で開口部２２の向きが逆になるように上下に一体に連接されるとともに、溝２１の壁部と給電線１との間に、熱膨張による給電線１の蛇行を許容する空隙を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電線から高周波電流を電磁誘導により非接触で受電コイルに伝達する非接触給電装置において、溝の内部に給電線を収容する給電線保持部を設けるとともに、溝の壁部と給電線との間に、熱膨張による給電線の蛇行を許容する空隙を設けたことを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
前記空隙を給電線の上下左右でそれぞれ約１ｍｍずつ設けたことを特徴とする請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項３】
給電線保持部を地上側で支持する脚部を別体に設け、該脚部を給電線保持部の下部に連結したことを特徴とする請求項１又は２記載の非接触給電装置。
【請求項４】
給電線保持部の溝が側方に開口し、該給電線保持部を隣接する給電線保持部で開口部の向きが逆になるように上下に連接するとともに、開口部の幅を給電線の直径より狭く形成し、給電線保持部の弾性変形により給電線を溝に挿入するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電装置に関し、特に、給電線の熱による伸びを吸収することにより、給電線保持部の蛇行やずれを防止することができる非接触給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非接触給電装置は、例えば、半導体工場や液晶工場等のクリーンルーム内で、発塵を最小限に抑制する搬送装置などに使用されており、地上側の給電線から高周波電流を電磁誘導により非接触で搬送車側の受電コイルに伝達することができる。
【０００３】
非接触給電の給電線は、一般的に高周波での表皮効果による損失と受電コイル近傍での渦電流損を低減する目的で、リッツ線（電線の素線をそれぞれ絶縁した特殊電線）を使用している。
電線は素線が銅でできているため、温度が変化すれば当然のことながら金属固有の線膨張率により長さが変化する。
一般的な工場の作業環境では４０℃前後、クリーンルームのような特殊環境では数℃の温度変化がある。
一方、電線に電流を流すと電線の抵抗による銅損による発熱や、表皮効果等の損失による発熱があり、電線の温度が上昇する。
【０００４】
最近では、非接触給電の給電容量が大容量化し、給電線に流す励磁電流の値も増大した結果、数１０ｋＷの給電を行う非接触給電システムでは電線の温度変化による電線長の延びが発生し、その影響が無視できなくなった。
例えば、給電の停止時と稼動時で給電線の自己発熱と周囲温度差の合計が３０℃になる場合では、銅の線膨張係数が１７×１０−６／℃とすると、１ｍ当たりの電線長の伸びは約０．５ｍｍになる。
電線を太くして損失を減らし自己発熱を減らせば幾分緩和されるとしても、温度差が７０℃あれば１ｍ当たりの電線長の伸びは約１．２ｍｍになる。
【０００５】
一方、給電線に流す励磁電流が１００Ａ程度になると、その直径は１５ｍｍ前後で１ｍ当たりの単位重量は１ｋｇ程度になり、この電線が複数本、例えば４本あれば４ｍ当たり４ｋｇの重量を給電線支持部材が支えることになり、従来よりも機械的な強度が必要となる。
また、給電線の自己発熱や、受電コイルからの輻射熱をある程度許容しようとすると、給電線支持部材は耐熱性も要求される。
【０００６】
ところで、従来の非接触給電装置には、下記の特許文献１〜３に記載のような給電線の支持構造が存在する。
特許文献１には、給電線の太さに合わせた筒状の保持部と該保持部を支持する脚部を別構造にし、施工を簡単にするため給電線を挟み込んだツメのある保持部を凹部を有する脚部に差し込んで嵌合させる給電線の施工方法が記載されている。
この場合、複数本の給電線を敷設する場合には、それぞれの給電線を保持する円筒部分に開口を設け、開口部を一時的に押し広げて電線を挿入する。
保持するのは給電線全長ではなく所定間隔ごとに給電線を支持するため、支持していない部分の給電線は懸垂している。したがって、懸垂により給電線の伸びを吸収することができる。
しかしながら、この特許文献１の構造では、給電線の挿入をする開口部があるため、強度を堅牢にすることには適していない。
【０００７】
また、特許文献２には、給電線の支持部と脚部を樹脂で一体成型した給電線のホルダユニットに給電線を敷設する方法が記載されている。
さらに、特許文献３には、半裁筒状の支持部材に給電線を敷設し、結束バンドや束線糸等で給電線を固定する給電線の敷設方法が記載されている。
特許文献３に記載のものは、給電線が１本だけの単線給電に適用する方法であり、温度変化による給電線の伸びで部分的に給電線が浮き上がる傾向があるため、結束バンド等で固定することにより給電線の浮き上がりを防止している。
また、特許文献２や特許文献３に記載のもので、給電線の入るＵ字型の凹部を深くして複数本の給電線を入れられるようにした構造では、２本程度までは入れることはできるが、それ以上になると重なった上の給電線の重みと摩擦により下の給電線を拘束するため、電線の伸びを上方向に逃がすことができず、給電線が蛇行して支持部材の連結部分で位置ずれを起こすという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−１１８２６９号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７５７４号公報
【特許文献３】特開２０００−３５８３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来の非接触給電装置が有する問題点に鑑み、温度変化による給電線の線膨張の長さ変化（給電線の伸び）の影響を回避し、給電線保持部の蛇行やずれを防止することができる非接触給電装置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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の非接触給電装置は、給電線から高周波電流を電磁誘導により非接触で受電コイルに伝達する非接触給電装置において、溝の内部に給電線を収容する給電線保持部を設けるとともに、溝の壁部と給電線との間に、熱膨張による給電線の蛇行を許容する空隙を設けたことを特徴とする。
【００１０】
この場合において、前記空隙を給電線の上下左右でそれぞれ約１ｍｍずつ設けることができる。
【００１１】
また、給電線保持部を地上側で支持する脚部を別体に設け、該脚部を給電線保持部の下部に連結することができる。
【００１２】
また、給電線保持部の溝が側方に開口し、該給電線保持部を隣接する給電線保持部で開口部の向きが逆になるように上下に連接するとともに、開口部の幅を給電線の直径より狭く形成し、給電線保持部の弾性変形により給電線を溝に挿入するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の非接触給電装置によれば、給電線から高周波電流を電磁誘導により非接触で受電コイルに伝達する非接触給電装置において、溝の内部に給電線を収容する給電線保持部を設けるとともに、溝の壁部と給電線との間に、熱膨張による給電線の蛇行を許容する空隙を設けることから、給電線の熱による伸びを給電線保持部の溝内で給電線を蛇行させることにより吸収することができ、これにより、給電線保持部の蛇行やずれを防止することができる。
【００１４】
また、前記空隙を給電線の上下左右でそれぞれ約１ｍｍずつ設けることにより、熱膨張による給電線の蛇行を無駄なく適切に吸収することができる。
【００１５】
また、給電線保持部を地上側で支持する脚部を別体に設け、該脚部を給電線保持部の下部に連結することにより、耐熱性が要求される給電線保持部を小さく形成し、その製造コスト安価にするとともに、樹脂押出成型時の精度を向上させることができる。
【００１６】
また、給電線保持部の溝が側方に開口し、該給電線保持部を隣接する給電線保持部で開口部の向きが逆になるように上下に連接するとともに、開口部の幅を給電線の直径より狭く形成し、給電線保持部の弾性変形により給電線を溝に挿入することにより、樹脂押出成型により容易に給電線保持部を形成するとともに、給電線の重量で傾くことなくバランスよく直立しかつ堅牢に給電線を支持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の非接触給電装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１〜図２に、本発明の非接触給電装置の第１実施例を示す。
この非接触給電装置は、地上側に設置した給電線１から搬送車等の受電コイル５に、高周波電流を電磁誘導により非接触で伝達するもので、複数の給電線１を樹脂で成型した給電線保持部２で支持するようにしている。
給電線保持部２は、側方に開口する溝２１の内部に給電線１を収容し、隣接する給電線保持部２で開口部２２の向きが逆になるように上下に一体に連接されるとともに、溝２１の壁部と給電線１との間に、熱膨張による給電線１の蛇行を許容する空隙を設けている。
【００１９】
給電線保持部２は、４本の給電線１を溝２１に個別に収容し、Ｃの字をそれぞれ反転するように積み上げられるとともに、給電線１の直径に対して左右方向と上下方向に、給電線１が温度上昇で伸びた伸び分を上下左右の蛇行で吸収できるだけの空隙を設けている。
給電線１ｍ当たりの伸びが温度差が７０℃で約１．２ｍｍあったとして、敷設時の給電線１の弛み、蛇行を考慮しても、上下左右にそれぞれ約１ｍｍの空隙を設けることで、給電線１の伸びを吸収することができる。
なお、空隙は、給電線１の重量や曲がりで溝２１内で偏る場合は、上又は下あるいは右又は左に２ｍｍずつ偏るように形成されることになる。
【００２０】
給電線１の挿入のための開口部２２は、障壁２４により給電線１の直径よりも２０〜３０％狭くし、給電線１を挿入する際は給電線保持部２を弾性変形させて挿入する。
それぞれの給電線保持部２が開口部２２を持つことで、給電線１の放熱が促進され、給電線１の自己発熱も緩和される。
【００２１】
給電線保持部２を床との間で支持する脚部３は、給電線保持部２と別体に設けられており、該脚部３は給電線保持部２の下部に連結されている。
給電線保持部２と脚部３の連結は、給電線保持部２の下部の先端が細くなった突条２３の斜面と脚片２５の垂直の面とで脚部３に外嵌し、脚片２５の下部をポリカーボネート等の樹脂材料のビスで脚部３に締結する。
嵌合の精度を上げる手段として、給電線保持部２と脚部３の嵌合部分で脚部３側に窪み３１を設ける。
成型材料を口金で絞り、一定断面を連続的に成型する押出成型では、成型する樹脂の厚みが必ずしも均一にならないことがある。脚片２５の厚みが不均一な場合、給電線保持部２が垂直にならずに傾き、脚部３で寸法精度がでていても給電線保持部２の上端では左右にぶれて精度が維持できなくなることがある。これを緩和するため脚片２５の厚みの不均一を窪み３１で吸収し締結ビス４で確実に締結できるようにする。
【００２２】
給電線保持部２の樹脂の厚みは、給電線１が複数本入るとき、上部は肉厚を薄くし、上部の電線の重量を支える下の方では肉厚を厚くすることで、必要とする強度をもたせる。
また、給電線保持部２は給電線１の全長に渡って給電線１を保持する。給電線保持部２は、押出成型で成型が可能で、かつフィラー等の添加剤により耐熱性、弾性、強度を調整できる塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂で製作する。
なお、締結ビス４の代わりとして、量産では樹脂リベット、あるいは接着での締結も可能である。
【００２３】
図３に、１本の溝に２本の給電線を収容する給電線保持部の断面を示す。
形状が単純で成型しやすい構造となるが、２本重なった下側の給電線１は若干冷却が悪くなり、自己発熱の伸びは上側の給電線１に比較して大きくなる。
【００２４】
図３（ｂ）（ｃ）は、脚部と給電線保持部の関係を示している。
図３（ｂ）は左右対称に給電線保持部を配置する例を示し、図３（ｃ）は同じ方向を向ける例を示している。
どちらの構造でも特に顕著な機能的な差はでない。
【００２５】
図４に、脚部と給電線保持部を組み立てた給電線サポートの外観を示す。
１乃至２ｍの長さの給電線保持部２で連続的に給電線１を保持し、給電線保持部２の中間部分と連結部分とを脚部３で支持している。
脚部３は、特に耐熱性は要求されることはないため、比較的安価な材料のポリエチレンの熱可塑性樹脂の射出成型、あるいは塩化ビニルの板材を機械加工し、各部材を接着することでも製作できる。熱硬化性樹脂の使用も問題はない。
給電線１の位置を床面から３００〜４００ｍｍ程度の位置で保持する場合、脚部３の２つの垂直に立った板の間に筋交いとなる板を入れ、強度を確保することも容易にできる。
【００２６】
また、脚部３は、給電線１を敷設する線路の全体を支持することも可能であるが、給電線保持部２とそれを支える脚部３とを２分割することの副次的な効果は、給電線保持部２が小さくなり、かつ比較的単純な形状とすることで成型型の製作費用も安価になり、成型の精度も、給電線保持部２と脚部３を樹脂で一体成型する方法に比較して大幅に向上する。
これは、樹脂の成型の精度が成型後の収縮や冷却時の変形などで大きさに精度が比例することに要因し、小さければそれだけ精度がよくなるためである。
【００２７】
一方、脚部３は強度が確保できれば給電線路全体を支持する必要はなく、樹脂の使用量を減らすことで大幅にコストを低減することができる。
給電線保持部２は、連結部分の脚部３で連結できるため、給電線保持部２の下部では位置を固定できるが、上部は位置がずれる。
この場合、図５に示すように、給電線保持部２の連結部分に切り込みを設け、この切り込みにエの字型の連結部材６を嵌合させることで連結部分の上部の位置ずれを矯正し、連結部分での強度を向上させることができる。
【００２８】
連結部材６は、射出成型あるいは押出成型により製作する。
連結部分の嵌合は、より強度が必要とされる場合には一方のみを接着することで強度を上げることができる。
樹脂でできた給電線保持部２も、温度変化により固有の線膨張率を有する。
したがって、連結部分では、給電線保持部２が伸びる分を見越し１ｍｍ程度の隙間を空けておき、連結部材を滑らせることで給電線保持部２の蛇行も緩和することができる。
【００２９】
かくして、本実施例の非接触給電装置は、給電線１から高周波電流を電磁誘導により非接触で受電コイル５に伝達する非接触給電装置において、溝２１の内部に給電線１を収容する給電線保持部２を設けるとともに、溝２１の壁部と給電線１との間に、熱膨張による給電線１の蛇行を許容する空隙を設けることから、給電線１の熱による伸びを給電線保持部２の溝２１内で給電線１を蛇行させることにより吸収することができ、これにより、給電線保持部２の蛇行やずれを防止することができる。
【００３０】
また、前記空隙を給電線１の上下左右でそれぞれ約１ｍｍずつ設けることにより、熱膨張による給電線１の蛇行を無駄なく適切に吸収することができる。
【００３１】
また、給電線保持部２を地上側で支持する脚部３を別体に設け、該脚部３を給電線保持部２の下部に連結することにより、耐熱性が要求される給電線保持部２を小さく形成し、その製造コスト安価にするとともに、樹脂押出成型時の精度を向上させることができる。
【００３２】
また、給電線保持部２の溝２１が側方に開口し、該給電線保持部２を隣接する給電線保持部２で開口部２２の向きが逆になるように上下に連接するとともに、開口部２２の幅を給電線１の直径より狭く形成し、給電線保持部２の弾性変形により給電線１を溝２１に挿入することにより、樹脂押出成型により容易に給電線保持部２を形成するとともに、給電線１の重量で傾くことなくバランスよく直立しかつ堅牢に給電線１を支持することができる。
【００３３】
以上、本発明の非接触給電装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
例えば、本発明の非接触給電装置は、一般産業用途、クリーンルームのような限定された環境の区別なく使用することができる。
また、給電線保持部２や脚部３の断面形状は、図示の形状に限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で曲率を大きくしたり開口部２２の障壁２４の高さを高くするなど変更することが可能である。
また、クリーンルーム環境では、開口部２２の障壁２４を下から作るのではなく、上から下に懸垂する構造も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の非接触給電装置は、給電線の熱による伸びを吸収することにより、給電線保持部の蛇行やずれを防止するという特性を有していることから、例えば、通電容量が大きく給電線が熱膨張しやすい非接触給電装置の用途に広く好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の非接触給電装置の第１実施例を示し、（ａ）は給電線保持部の断面図、（ｂ）は非接触給電装置の断面図である。
【図２】同非接触給電装置の給電線保持部を示す斜視図である。
【図３】本発明の非接触給電装置の第２実施例を示し、（ａ）は給電線保持部の断面図、（ｂ）は非接触給電装置の断面図、（ｃ）は給電線保持部の向きを変えた非接触給電装置の断面図である。
【図４】給電線保持部と脚部を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は給電線保持部と連結部材を示す断面図、（ｂ）は連結部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    給電線
２    給電線保持部
２１  溝
２２  開口部
２３  突条
２４  障壁
２５  脚片
３    脚部
３１  窪み
４    締結ビス
５    受電コイル
６    連結部材
【図１】
2009149151.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2009149151.tif 000006
【図５】
2009149151.tif 000007