JP3303686B2 - 移動体への非接触式給電システム及びピックアップコイルユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は案内レールに沿って
移動する移動体の使用電力を供給する移動体への非接触
式給電システム及びピックアップコイルユニットに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、案内レールに沿って移動する移動
体により荷の搬送を行う搬送システムが提案及び実施さ
れており、工場内、倉庫内の物流の効率化が図られてい
る。一般に、移動体の走行には、走行用モータが使用さ
れている。そして、この走行用モータの駆動電力は、案
内レールに敷設した交流（一般に２００Ｖ）が流れる給
電線（電力用トロリー線）を介して給電される。

【０００３】この給電方法には、トロリー式と非接触式
とがある。トロリー式は、移動体側に設けた集電子を給
電線に接触させて電力を給電する方式である。非接触式
は、移動体側に設けたピックアップコイルを給電線の近
傍に配置し、ピックアップコイルに誘導起電力を発生さ
せて電力を得る方式である。そして、トロリー式が集電
子の摩耗によるメンテナンスの必要性、塵芥及び火花の
発生といった問題を有するのに対して、非接触式ではそ
の問題がない。従って、その点で非接触式がトロリー式
より優れていることから近年注目されている。

【０００４】一般にこの種の非接触式の給電方法では例
えば特開平５−２０７６０６号公報に開示されているよ
うに、往復状態で近接して平行に配置された給電線に、
断面がＥ字状のコアの中央の凸部にコイルを巻回したピ
ックアップコイルユニットが使用される。ピックアップ
コイルユニットは、前記中央凸部が上下一対の給電線の
中央に位置し、コアの上下の凸部がそれぞれ誘導線の上
方及び下方に位置するように移動体に取り付けられて使
用される。そして、給電線に流れる交流の一次電流によ
って発生する交流磁束がコアを流れ、この交流磁束によ
りコイルに誘導起電力が発生して移動体に供給される。

【０００５】より大きな電力をピックアップコイルの誘
導起電力として確保するためには、ピックアップコイル
を長くするか、あるいは一次電流を大きくすることが必
要であるが、ピックアップコイルを長くすると、装置が
大型化するという問題があり、また給電線の耐圧及び発
熱の観点から一次電流を大きくするのは困難となってい
た。

【０００６】特開平６−３１１６０３号公報には、１本
の給電線を２重のループ状に巻いた状態で誘導線路を構
成し、その誘導線路の近傍に沿ってピックアップコイル
が移動するように、ピックアップコイルユニットを移動
体に取り付けた装置が開示されている。この装置では給
電線は誘導線路カートリッジ内に収容され、ピックアッ
プコイルユニットは前記カートリッジ近傍を移動するた
め、ピックアップコイルが給電線の間に配置されず、給
電線で発生する磁束が効率良くコアを流れ難い。給電線
で発生する磁束が効率良くコアを流れるようにするに
は、断面がＥ字状のコア５１の中央凸部５１ａにコイル
５２を巻回し、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、給
電線５３の２重になった部分が、中央凸部５１ａと両側
の凸部５１ｂとの間に位置するようにピックアップコイ
ルユニット５４を配置する必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】給電線５３を２巻以上
のコイル状にして、図１０（ａ），（ｂ）に示すように
ピックアップコイルユニット５４を配置すると、給電線
の起磁力は大きくできるが、給電線５３を図１０（ａ）
のように水平に２本並べた場合はコア５１の各凸部５１
ａ，５１ｂを長くする必要があり、上下に２本並べた場
合は各凸部５１ａ，５１ｂの間隔を広くする必要があ
り、ピックアップコイルユニット５４の大型化を伴う。
また、給電線のインダクタンスＬは、給電線がループ状
（コイル状）に巻かれた場合、巻数ｎの二乗に比例する
という関係があり、給電線をループ状にすると給電線の
インダクタンスがループ状でない場合より大きくなり、
給電線の耐圧制限からライン長が短くなる。給電線の径
を太くすれば一次電流を大きくできるが、やはりピック
アップコイルユニットの大型化を招くという問題があ
る。

【０００８】本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされ
たものであってその目的は、同じ耐圧の給電線を使用し
た場合、ライン長即ち移動体の走行路を長くでき、同じ
給電容量を確保する場合にはより小さい一次電流あるい
はより短いピックアップコイルを使用できる移動体への
非接触式給電システム及びピックアップコイルを提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、案内レールに沿って移動
する移動体の使用電力を、前記案内レールに沿って配線
された給電線に供給される交流電流に基づいて誘導起電
力を発生させるピックアップコイルを介して供給する移
動体への非接触式給電システムであって、前記ピックア
ップコイルの移動範囲において４本以上の偶数本の給電
線が所定間隔をおいて互いに平行に配置され、かつ隣接
する給電線を流れる電流の方向が逆になるように１本の
給電線を折り曲げて配線し、少なくとも２個のピックア
ップコイルを前記偶数本の給電線のうち互いに隣接する
２本の給電線の間において移動体の移動方向に対して少
なくとも一部が重なる位置に配置されるように移動体に
取り付け、各ピックアップコイルをその出力電圧が同位
相となるように接続した。

【００１０】請求項２に記載の発明は、前記偶数本の給
電線は案内レールに沿った一つの面上に位置するように
配置されている。請求項３に記載の発明は、請求項２に
記載の発明において、前記給電線は４本が上下方向又は
水平方向に並ぶように配置され、２個のピックアップコ
イルはそれぞれ異なる２本の給電線の間に位置するよう
に異なるコアを介して移動体に取り付けられ、両ピック
アップコイルは互いに直列に接続されている。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記偶数本の給電線は上下方向又は水
平方向に並ぶように配置され、その給電線の数より１少
ない数のピックアップコイルがそれぞれ隣接する給電線
間に位置するように１個のコアに突設された凸部に巻回
された状態で移動体に取り付けられている。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記偶数本の給電線は案内レールに沿
った二つの面上に位置するように配置されている。請求
項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記給電線は２本ずつ上下に合計４本がほぼ等間隔で並
ぶように配置され、断面ほぼ十字形のコアが十字の中心
が４本の給電線のほぼ中心に位置するように移動体に取
り付けられ、前記コアの少なくとも２個の凸部にピック
アップコイルが巻回されている。

【００１３】請求項７に記載の発明は、請求項４に記載
の移動体への非接触式給電システムに使用されるピック
アップコイルユニットであって、ピックアップコイル巻
回用の３個の凸部が平行に突設されたコアと、該コアの
各凸部にそれぞれ巻回されるとともにその出力電圧が同
位相となるように接続されたピックアップコイルとを備
えている。

【００１４】請求項８に記載の発明は、請求項６に記載
の移動体への非接触式給電システムに使用されるピック
アップコイルユニットであって、断面ほぼ十字形となる
ように４個の凸部を有するコアと、該コアの少なくとも
２個の凸部にそれぞれ巻回されるとともにその出力電圧
が同位相となるように接続されたピックアップコイルと
を備えている。

【００１５】請求項１〜請求項６に記載の発明では、案
内レールに沿って移動する移動体の使用電力が、前記案
内レールに沿って配線された給電線に供給される交流電
流に基づいて誘導起電力を発生させるピックアップコイ
ルを介して供給される。移動体に取り付けられた少なく
とも２個のピックアップコイルは、各ピックアップコイ
ルが１本の給電線を折り曲げて複数の往復線路として配
置された偶数本の給電線のうちの互いに隣接する２本の
給電線の間において移動体の移動方向に対して少なくと
も一部が重なる位置に配置された状態に保持される。隣
接する給電線を流れる交流電流により発生する磁束は、
その間に配置されたピックアップコイルに対して同じ向
き即ち互いに強め合う方向に鎖交し、磁束による誘導起
電力が効率良く発生する。そして、各ピックアップコイ
ルの出力はその電圧が和となるように取り出される。給
電線がコイル状（ループ状）になっていないため、コイ
ル状の場合に比較して給電線のインダクタンスが小さく
なる。複数のピックアップコイルは移動体の移動方向に
対して少なくとも一部が重なる位置に配置されるため、
ピックアップコイルを取り付けるためのスペースを、移
動体の走行方向に長く確保する必要がなくなる。

【００１６】請求項２に記載の発明では、前記偶数本の
給電線は案内レールに沿った一つの面上に位置するよう
に配置されているため、給電線の支持及びピックアップ
コイルの移動体への取り付けが容易となる。

【００１７】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明において、前記給電線は４本が上下方向又は水
平方向に並ぶように配置され、移動体には２個のピック
アップコイルが取り付けられるので、給電線の配置スペ
ース及びピックアップコイルの配置スペースが小さくな
る。両ピックアップコイルの出力電圧の位相は同じた
め、両ピックアップコイルを直列に接続することにより
各ピックアップコイルの出力電圧の２倍の電圧の出力を
取り出せる。

【００１８】請求項４及び請求項７に記載の発明では、
請求項２に記載の発明において、ピックアップコイルは
隣接する給電線の間の全ての箇所に配置される。隣接す
るピックアップコイルの出力電圧の位相は互いに１８０
°ずれている。各ピックアップコイルはその出力電圧が
同位相となるように接続されているので、ピックアップ
コイル全体としては１個のピックアップコイルの出力電
圧のＮ倍（Ｎはピックアップコイルの数）の出力電圧が
得られる。

【００１９】請求項５に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記偶数本の給電線は案内レールに
沿った二つの面上に位置するように配置される。従っ
て、１つの平面上に位置するように配置する場合に比較
して給電線を配置する高さあるいは幅を大きく確保する
必要がない。

【００２０】請求項６及び請求項８に記載の発明では、
請求項５に記載の発明において、前記給電線の数が４本
であるが、コアが断面ほぼ十字形でその十字の中心が４
本の給電線のほぼ中心に位置するように移動体に取り付
けられているため、１個のコアの４個の凸部にピックア
ップコイルを巻回することにより、１個のピックアップ
コイルの出力電圧の４倍の出力電圧を得ることが可能と
なる。

【００２１】請求項７に記載の発明では、請求項４に記
載の発明において、ピックアップコイルが３個設けら
れ、１個のピックアップコイルの出力電圧の３倍の出力
電圧が得られる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明を移動体としての搬
送台車が天井に架設された案内レール上を走行する無人
搬送システムに具体化した第１の実施の形態を図１〜図
３に従って説明する。

【００２３】図２に示すように、荷の搬送を行う搬送台
車１は天井に架設された断面ほぼコ字状の案内レール２
に沿って走行可能に設けられ、案内レール２に沿って設
けられた複数のステーション（図示せず）にて荷の受け
渡しを行うようになっている。搬送台車１は案内レール
２上を転動する駆動輪３及び従動輪（図示せず）と、案
内レール２のガイド突条２ａを挟持するガイド輪４ａ，
４ｂとを備え、懸垂状態で案内レール２に支持されてい
る。駆動輪３、従動輪及びガイド輪４ａ，４ｂの支持構
成は本願出願人が先に提案したもの（特開平８ー７２７
０９号公報）と基本的に同様に構成されている。搬送台
車１には３相誘導モータよりなる走行用モータ５が搭載
され、該走行用モータ５の駆動により駆動輪３が駆動さ
れて搬送台車１は案内レール２に沿って走行する。

【００２４】案内レール２の側面には、リッツ線よりな
る４本の給電線６ａ〜６ｄが案内レール２の駆動輪３と
対向する面と反対側に配設された４本の支持アーム７を
介して、案内レール２に沿った一つの面上に位置するよ
うに配置されている。給電線６ａ〜６ｄは、図１に示す
ように、１本の給電線６を折り曲げて後記するピックア
ップコイルの移動範囲において４本の給電線６ａ〜６ｄ
が所定間隔（この実施の形態では等間隔）をおいて上下
方向に並ぶように互いに平行に配置され、かつ隣接する
給電線を流れる電流の方向が逆になるように配線されて
いる。

【００２５】そして、給電線６の両端部は電源装置８に
接続され、１０ｋＨｚの交流電流が供給されるようにな
っている。図２に示すように、搬送台車１には給電線６
ａ〜６ｄに相対向するようにピックアップコイルユニッ
ト９が上下一対配設されている。各ピックアップコイル
ユニット９は駆動輪３及び従動輪を支持するため搬送台
車本体に配設された支持ブラケット１０に非磁性体製
（この実施の形態では合成樹脂製）の取付け部材１１を
介してそれぞれ支持されている。図２及び図３に示すよ
うに、ピックアップコイルユニット９は、ピックアップ
コイルユニット９が給電線６ａ〜６ｄに対する所定位置
に配置された際の給電線６ａ〜６ｄと直交する面での断
面形状がほぼＥ字状のフェライト製のコア１２と、コア
１２に巻回されたピックアップコイル１３とから構成さ
れている。ピックアップコイル１３はコア１２の中央凸
部１２ａに巻回されている。両ピックアップコイル１３
は互いに直列に接続されている。コア１２の長さと、ピ
ックアップコイル１３の巻数はピックアップコイルユニ
ット９の容量に対応して設定されている。

【００２６】上側に配置されたピックアップコイルユニ
ット９はその上側凸部９ａと中央凸部９ｂとの間を上側
（１番目）の給電線６ａが、中央凸部９ｂと下側凸部９
ｃとの間を２番目の給電線６ｂが通過するように、支持
ブラケット１０に支持されている。下側に配置されたピ
ックアップコイルユニット９はその上側凸部９ａと中央
凸部９ｂとの間を３番目の給電線６ｃが、中央凸部９ｂ
と下側凸部９ｃとの間を４番目の給電線６ｄが通過する
ように、支持ブラケット１０に支持されている。

【００２７】図１は給電線６ａ〜６ｄに高周波電力を供
給する地上側の電源装置８と搬送台車１に搭載された電
源装置１４の電気回路を示す。地上側の電源装置８はＡ
Ｃ／ＤＣ変換回路１５を備え、ＡＣ／ＤＣ変換回路１５
は２００Ｖ、６０ヘルツの３相交流電源１６を２００Ｖ
の直流電源に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換回路１５にて変
換された直流電源は、ＤＣ／ＡＣ変換回路１７に供給さ
れる。

【００２８】ＤＣ／ＡＣ変換回路１７は、第１の駆動回
路部１７ａと第２の駆動回路部１７ｂとから構成されて
いる。両駆動回路部１７ａ，１７ｂは、ＡＣ／ＤＣ変換
回路１５に対して互いに並列に接続されている。そし
て、第１の駆動回路部１７ａの出力端子は、共振用のコ
ンデンサ１８を介して前記給電線６の始端と接続されて
いる。第２の駆動回路部１７ｂの出力端子は、前記給電
線６の終端と接続されている。そして、図示ないコント
ローラにより各トランジスタＴ１〜Ｔ８がオン・オフ制
御され、給電線６に１０ｋＨｚの高周波正弦波形の電力
を供給する。

【００２９】搬送台車１に搭載された電源装置１４は整
流回路１９を備え、整流回路１９はその入力端子にピッ
クアップコイル１３と出力調整用のコンデンサ２０の直
列回路が接続されている。整流回路１９の出力端子はイ
ンバータ２１を介して走行用モータ５に接続されてい
る。整流回路１９とインバータ２１との間に平滑用コン
デンサ２２が接続されている。インバータ２１は搬送台
車１に装備された図示しない制御装置の指令により制御
され、周波数変換された３相交流電源が走行用モータ５
に供給されるようになっている。制御装置は運行制御装
置（図示せず）からの指令に基づいて搬送台車１の走
行、停止等の制御を行うようになっている。

【００３０】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。運行制御装置（図示せず）からの指令に基づ
いて制御装置からインバータ２１に制御信号が出力され
る。そして、インバータ２１を介して走行用モータ５が
駆動制御され、搬送台車１が案内レール２に沿って移動
して所定のステーション間で荷の搬送が行われる。

【００３１】給電線６ａ〜６ｄには電源装置８から１０
ｋＨｚの高周波正弦波形の電力（一次電流）が供給され
る。そして、各給電線６ａ〜６ｄの周囲には磁束が発生
し、各給電線６ａ〜６ｄに近接して配置されているピッ
クアップコイル１３に誘導起電力が発生する。ピックア
ップコイル１３で発生した誘導起電力は整流回路１９で
直流に変換され、平滑用コンデンサ２２で平滑化されて
インバータ２１に出力される。そして、インバータ２１
で電圧及び周波数変換された３相交流電源が走行用モー
タ５に供給される。

【００３２】即ち、案内レール２に沿って配設された給
電線６ａ〜６ｂ（一次コイル）と、搬送台車１に搭載さ
れたコア１２に巻回されたピックアップコイル１３（二
次コイル）とにより、非接触で搬送台車１に給電が行わ
れる。各ピックアップコイル１３からは一次電流、二次
コイルのインダクタンスに比例した電圧の起電力が得ら
れる。

【００３３】図３に示すように、ピックアップコイルユ
ニット９の中央凸部９ｂを挟むように配設された各一対
の給電線６ａ，６ｂ、６ｃ，６ｄを流れる電流の向きは
互いに逆方向となり、対をなす給電線６ａ，６ｂ、６
ｃ，６ｄの周囲に発生する磁束Ｓの向きは矢印で示すよ
うに互いに逆方向となる。しかし、ピックアップコイル
１３の巻回された中央凸部９ｂが給電線６ａ，６ｂ、６
ｃ，６ｄの間に位置するため、給電線６ａ，６ｂ、６
ｃ，６ｄから発生して中央凸部９ｂを通過する磁束Ｓの
向きは同じとなり、各ピックアップコイル１３には給電
線６ａ，６ｂ、６ｃ，６ｄから発生した磁束の変化によ
り誘導起電力が効率よく発生する。

【００３４】２個のピックアップコイル１３には同じ位
相の交流が発生し、両ピックアップコイル１３が直列に
接続されているため、整流回路１９に出力される電圧は
各ピックアップコイル１３で発生する電圧の２倍にな
る。

【００３５】ピックアップコイル１３から出力される２
次電圧の大きさは、一次電流とコア１２の長さ（ピック
アップコイル１３の巻数が同じとき）に比例する。従来
でも２個のピックアップコイルユニットを給電線に沿っ
て配置し、各ピックアップコイルユニットのピックアッ
プコイルを直列に接続したものは有った。しかし、コア
を平行に配置された２本の給電線に沿って配置するた
め、移動体にピックアップコイルユニットを取り付ける
のに２倍の長さが必要となり、取り付けスペースを確保
するのが難しくなる。この実施の形態の構成ではピック
アップコイルユニット９は上下に２段に配置されるた
め、ピックアップコイルユニット９を取り付けるために
搬送台車１の移動方向に沿って確保するスペースが従来
の半分で済む。

【００３６】また、給電線６を２巻のコイル状に配線す
るのではなく、単に４本の給電線６ａ〜６ｄが平行に配
置されるように１本の給電線６を折り曲げて配線してい
るため、同じライン長で比較すると、２巻のコイル状の
給電線のインダクタンスＬ₀に対してその１／２にな
る。

【００３７】給電線６にかかる電圧Ｖは、Ｖ＝ωＬｉ
（ω：角周波数、Ｌ：インダクタンス、ｉ：一次電流）
であり、また、インダクタンスＬはライン長に比例す
る。従って、同じ耐圧仕様のケーブルを給電線６に使用
した場合、コイル状に配線する場合の１個の電源装置８
で２倍のライン長とすることが可能となる。

【００３８】この実施の形態では以下の効果を有する。 （イ） ４本以上の給電線６ａ〜６ｄが１本の給電線６
を折り曲げて複数の往復線路として配置されているた
め、コイル状に配置した場合に比較して給電線のインダ
クタンスが小さくなる。その結果、同じ耐圧の給電線を
使用した場合、給電線をコイル状に配置する場合に比較
して１個の電源装置８でライン長即ち移動体の走行路を
長くできる。

【００３９】（ロ） 互いに隣接する２本の給電線の間
にピックアップコイル１３が移動体の移動方向に対して
同じ位置に配置されるため、複数のピックアップコイル
１３を取り付けるためのスペースを、移動体の走行方向
に長く確保する必要がなくなる。その結果、ピックアッ
プコイルユニット９の長さを同じ大きさにした場合に
は、より小さい１次電流で所定の２次電圧を得ることが
でき、給電線の発熱（ジュール損）が抑制され、給電線
を細くでき、その分ピックアップコイルの小型化が可能
となとともに、ライン長を長くできる。。また、同じ大
きさの１次電流を使用する場合は、より短いピックアッ
プコイル１３を使用でき、ピックアップコイルユニット
９を小型化できる。

【００４０】（ハ） 偶数本の給電線６ａ〜６ｄは案内
レール２に沿った一つの面上に位置するように配置され
ているため、給電線６ａ〜６ｄが異なる２つの面上に位
置するように配置される場合に比較して、給電線６ａ〜
６ｄの支持及びピックアップコイル１３の移動体への取
り付けが容易となる。

【００４１】（ニ） ４本の給電線６ａ〜６ｄが上下方
向に並ぶように配置されているため、案内レールの幅方
向に大きなスペースを確保する必要がない。 （ホ） 搬送台車１（移動体）に取り付けられた２個の
ピックアップコイル１３の出力電圧の位相が同じため、
両ピックアップコイル１３を直列に接続することにより
各ピックアップコイル１３の出力電圧の２倍の電圧の出
力を取り出せる。

【００４２】（ヘ） ピックアップコイルユニット９は
断面ほぼＥ字状のコア１２の中央凸部１２ａにピックア
ップコイル１３が巻回されており、ピックアップコイル
１３を挟むように配置された給電線６ａ，６、６ｃ，６
ｄに互いに逆方向に電流が流れる状態で使用される。従
って、対をなす給電線６ａ，６ｂ、６ｃ，６ｄから発生
する磁束Ｓがコア１２内を効率よく通過するとともに、
給電線６ａ，６ｂ、６ｃ，６ｄから発生した磁束Ｓがピ
ックアップコイル１３を通過する際にその向きが同じ方
向となるため、ピックアップコイル１３と鎖交する磁束
Ｓにより効率良く誘導起電力が発生する。

【００４３】（第２の実施の形態）次に第２の実施の形
態を図４及び図５に従って説明する。この実施の形態で
はピックアップコイルユニット９の構成及びピックアッ
プコイル１３の数が前記実施の形態と異なっており、給
電線６ａ〜６ｄの支持構造等のその他の構成は前記実施
の形態と同じである。前記実施の形態と同一部分は同一
符号を付して詳しい説明は省略する。

【００４４】図４に示すように、ピックアップコイルユ
ニット９は、４本の給電線６ａ〜６ｄのそれぞれ隣り合
う２本の給電線の間配置される３個の凸部２３ａ〜２３
ｃを備えたコア２３と、各凸部２３ａ〜２３ｃに巻回さ
れた３個のピックアップコイル１３とから構成されてい
る。各凸部２３ａ〜２３ｃは等間隔をおいて突設され、
各ピックアップコイル１３はその巻回方向及び巻数がそ
れぞれ同じに形成されている。このピックアップコイル
ユニット９は搬送台車１に対して前記実施の形態のピッ
クアップコイルユニット９と同じ位置に取付け部材１１
を介して固定された状態で使用される。

【００４５】給電線６に交流電流が流れる時に発生する
磁束Ｓは、１番目と２番目の給電線６ａ，６ｂ間及び３
番目と４番目の給電線６ｃ，６ｄ間に位置する凸部２３
ａ，２３ｃに対しては同じ向きで通過し、２番目と３番
目の給電線６ｂ，６ｃ間に位置する凸部２３ｂに対して
はそれと逆向きに通過する。各凸部２３ａ〜２３ｃに巻
回されているピックアップコイル１３は全て巻回方向が
同じため、凸部２３ａ，２３ｃに巻回されているピック
アップコイル１３に生じる誘導起電力と、凸部２３ｂに
巻回されているピックアップコイル１３に生じる誘導起
電力とは図５（ａ），（ｂ）に示すようにその位相が１
８０°ずれた状態となる。各ピックアップコイル１３を
単純に直列に接続すると、凸部２３ｂに巻回されている
ピックアップコイル１３の出力が他のピックアップコイ
ル１３の出力を打ち消すようになり、合計の出力電圧は
１個のピックアップコイル１３の出力電圧と同じにな
る。そこで、３個のピックアップコイル１３は、その出
力電圧が同位相となるように接続されている。即ち、凸
部２３ａ，２３ｃに巻回されているピックアップコイル
１３を互いに直列に接続し、それに対して凸部２３ｂに
巻回されているピックアップコイル１３を逆向きで直列
に接続する。その結果、３個のピックアップコイル１３
からは１個のピックアップコイル１３からの出力電圧の
ほぼ３倍の出力電圧が得られる。

【００４６】図４のピックアップコイルユニット９で
は、コア２３にピックアップコイル１３を巻回するため
の凸部２３ａ〜２３ｃのみが突設されているが、図４に
鎖線で示すように、コア２３の両端に磁束をガイドする
ための凸部２３ｄを形成すると、給電線６ａ，６ｄを流
れる交流電流により発生した磁束Ｓが凸部２３ａ，２３
ｃを通り易くなる。従って、凸部２３ｄが存在する方
が、凸部２３ａ，２３ｃに巻回された各ピックアップコ
イル１３と前記磁束Ｓが効率良く鎖交し、誘導起電力が
効率よく発生する。

【００４７】（第３の実施の形態）次に第３の実施の形
態を図６〜図８に従って説明する。この実施の形態では
給電線６ａ〜６ｄの配置と、ピックアップコイルユニッ
ト９の構成及び１個のピックアップコイルユニット９に
巻回可能なピックアップコイル１３の数が前記両実施の
形態と異なっており、電源装置８，１４等のその他の構
成は前記両実施の形態と同じである。前記実施の形態と
同一部分は同一符号を付して詳しい説明は省略する。

【００４８】図６及び図７に示すように、給電線６ａ〜
６ｄは２本ずつ上下に合計４本がほぼ等間隔で並ぶよう
に配置されている。即ち、この実施の形態では複数本の
給電線６ａ〜６ｄが案内レール２（図示せず）に沿った
二つの面上に位置するように配置されている。ピックア
ップコイルユニット９は、断面ほぼ十字形となるように
４個の凸部２４ａ〜２４ｄを有するコア２４と、該コア
２４の２個の凸部２４ａ，２４ｃにそれぞれ巻回される
とともにその出力電圧が同位相となるように接続された
ピックアップコイル１３とを備えている。

【００４９】凸部２４ａ〜２４ｄの形状としては、例え
ば図７（ａ）に示すような平板状のものと、図７（ｂ）
に示すような断面Ｔ字状のものとがある。図７（ａ）に
示すコア２４は例えば、図８（ａ）に示すように切り欠
き部２５ａを有する２枚の平板状コア２５を組み付けた
り、図８（ｂ）に示すように２個のＴ字型コア２６を接
合することにより形成される。

【００５０】４本の給電線６ａ〜６ｄは図７（ａ）に鎖
線で示すように、給電線６ａ〜６ｄの左右両側から水平
に延びる４本の支持アーム２７ａを有する絶縁体製のブ
ラケット２７を介して案内レール２に支持される。そし
て、ピックアップコイルユニット９は、断面ほぼ十字形
のコア２４の十字の中心が４本の給電線６ａ〜６ｄのほ
ぼ中心に位置するように、搬送台車１に取り付けられて
使用される。ピックアップコイルユニット９は下方に延
びる凸部２４ｃを支持するブラケットを介して搬送台車
１に取り付けられる。

【００５１】全ての給電線６ａ〜６ｄを１つの平面上に
位置するように配置するには、上下方向あるいは水平方
向に幅広いスペースを確保する必要がある。しかし、こ
の実施の形態では偶数本の給電線６ａ〜６ｄは案内レー
ルに沿った二つの面上に位置するように配置される。従
って、上下方向及び水平方向のいずれにも広い幅のスペ
ースを確保できなくても、給電線６ａ〜６ｄを配置でき
る。また、この実施の形態においても、給電線６はコイ
ル状に配置されていないため、コイル状に配置した場合
に比較して給電線のインダクタンスが小さくなる。

【００５２】ピックアップコイルユニット９は、１個の
コア２４に４個の凸部２４ａ〜２４ｄが形成され、各凸
部２４ａ〜２４ｄがそれぞれ互いに逆方向に電流が流れ
るように配置された２本の給電線の間に配置される状態
で使用される。図７（ａ），（ｂ）に示すように、２個
のピックアップコイル１３を巻回状態場合の出力は１個
のピックアップコイル１３の出力電圧の２倍であるが、
凸部に巻回するピックアップコイル１３の数を変更する
ことにより、最大１個のピックアップコイルの出力電圧
の４倍の出力電圧を得ることが可能となる。

【００５３】そして、４個のピックアップコイル１３を
巻回した場合でも、ピックアップコイルユニット９の大
きさはそれより少ない数のピックアップコイル１３を巻
回した場合と同じとなり、受電部を小型化できる。従っ
て、同じ数の給電線６ａ〜６ｄであっても、前記両実施
の形態に比較して、同じ大きさの２次電圧を取り出す場
合に、１次電流あるいはコア２４の長さを小さくでき
る。また、同じ大きさの１次電流あるいは同じ長さのコ
ア２４を使用する場合は、ライン長をより長くできる。

【００５４】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、例えば次のように具体化してもよい。 （１） 第１及び第２の実施の形態のように、全ての給
電線を案内レール２に沿った一つの面上に位置するよう
に配置する場合、給電線の数は４本に限らず偶数本であ
れば６本以上であってもよい。例えば、図９に示すよう
に６本の給電線６ａ〜６ｆが平行になるように、給電線
６を折り曲げて配線してもよい。この場合、第１の実施
の形態と同様なピックアップコイルユニット９を使用す
る場合は、３個のピックアップコイルユニット９が鎖線
で示すように、隣接して対をなす給電線６ａ，６ｂ、６
ｃ，６ｄ、６ｅ，６ｆと対応する位置に配置される状態
で使用される。そして、各ピックアップコイル１３を直
列に接続することにより、１個のピックアップコイル１
３の出力電圧の３倍の出力電圧を得ることができる。ま
た、第２の実施の形態と同様に隣接する各給電線の間に
全てピックアップコイル１３が配置される構成のピック
アップコイルユニット９を使用すると、１個のピックア
ップコイル１３の出力電圧の５倍の出力電圧を得ること
が可能となる。

【００５５】（２） 全ての給電線を案内レール２に沿
った一つの面上に位置するように配置する場合、第１及
び第２の実施の形態及び（１）のように、各給電線を上
下に並べて配置する代わりに、水平面上に並べて配置す
る構成にしてもよい。この構成は、天井が低い場所など
で上下方向のスペースの確保が難しい場合に有効であ
る。

【００５６】（３） 第２の実施の形態において、コア
２３の中央に突設された凸部２３ｂに巻回されるピック
アップコイル１３の巻回方向を他のピックアップコイル
１３と逆方向にする。この場合、当該ピックアップコイ
ル１３と鎖交する磁束Ｓの向きも他のピックアップコイ
ル１３と逆のため、出力電圧の位相が他のピックアップ
コイル１３の出力電圧と同じになり、３個のピックアッ
プコイル１３を単純に直列に接続することにより、３倍
の出力電圧を得ることができる。同様に給電線の本数が
６本以上の偶数本の場合も、隣接する凸部に巻回される
ピックアップコイル１３の巻回方向を互いに逆方向にす
ることにより、全てのピックアップコイルの出力電圧の
位相が同じになる。

【００５７】（４） 第３の実施の形態のように、偶数
本の給電線がは案内レールに沿った二つの面上に位置す
るように配置される構成において、給電線の本数は４本
に限らず偶数本であれば６本以上であってもよい。この
場合も、凸部の数が給電線の本数と同じになり、全ての
凸部にピックアップコイルを巻回すれば、最大出力電圧
は１個のピックアップコイルの出力電圧のＮ倍（Ｎは給
電線の本数）となる。

【００５８】（５） 天井に架設した案内レール２上を
走行する搬送台車１を使用する無人搬送システムに代え
て、地上に敷設した案内レール上を走行する搬送台車を
使用する無人搬送システムや自動倉庫のスタッカクレー
ンに適用してもよい。

【００５９】（６） 地上側の電源装置８の出力を２０
０Ｖ、１０ｋＨｚ以外としてもよい。 （７） コアの材質をフェライト以外の材質としてもよ
い。

【００６０】（８） ピックアップコイルの移動体への
取り付け位置は、移動体の移動方向に対して同じ位置に
限らず、移動体の移動方向に対して少なくとも一部が重
なるように配置されればよく、重なる分の長さだけピッ
クアップコイルの取り付けに必要なスペースを移動体の
移動方向に対して小さくできる。

【００６１】前記実施の形態及び変更例から把握できる
請求項記載以外の発明について、以下にその効果ととも
に記載する。 （１） 請求項８に記載の発明において、全ての凸部に
ピックアップコイルが巻回されている。この場合、１個
のコアに４個のピックアップコイルを巻回でき、通常の
ピックアップコイルの４倍の出力電圧を得ることができ
る。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１〜請求項６
に記載の発明では、同じ耐圧の給電線を使用した場合、
給電線をコイル状に配置する場合に比較して１個の電源
装置８でライン長即ち移動体の走行路を長くできる。ま
た、給電線をコイル状に配置しない従来装置に比較し
て、より小さい一次電流で必要な給電容量を確保でき、
１次電流が同じ場合にはより短いピックアップコイルユ
ニットを使用できる。

【００６３】請求項２に記載の発明では、給電線は案内
レールに沿った一つの面上に位置するように配置されて
いるため、給電線が異なる２つの面上に位置するように
配置される場合に比較して、給電線の支持及びピックア
ップコイルの移動体への取り付けが容易となる。

【００６４】請求項３に記載の発明では、２個のピック
アップコイルの出力電圧の位相が同じため、両ピックア
ップコイルを単純に直列に接続することにより各ピック
アップコイルの出力電圧の２倍の電圧の出力を取り出せ
る。

【００６５】請求項４及び請求項７に記載の発明では、
平行に配置された給電線の本数（２ｎ）より１少ない数
のピックアップコイルを１個のピックアップコイルユニ
ットで所定位置に配置でき、１個のピックアップコイル
の出力の（２ｎ−１）倍の出力電圧が得られる。

【００６６】請求項５に記載の発明では、上下方向及び
水平方向のいずれにも広い幅のスペースを確保できなく
ても、給電線を配置できる。請求項６及び請求項８に記
載の発明では、１個のコアに４個のピックアップコイル
を巻回することが可能なため、巻回するピックアップコ
イルの数の設定により１個のピックアップコイルの出力
電圧の最大４倍の出力電圧を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態の給電線の配置と電源装置
を示す回路図。

【図２】 搬送台車の正面図。

【図３】 ピックアップコイルユニットの模式側面図。

【図４】 第２実施の形態のピックアップコイルユニッ
トの模式側面図。

【図５】 ピックアップコイルの出力電圧の変化を示す
グラフ。

【図６】 第３の実施の形態の給電線の配置を示す概略
斜視図。

【図７】 （ａ）はピックアップコイルユニットの模式
側面図、（ｂ）は別の形状のコアを有するピックアップ
コイルユニットの模式側面図。

【図８】 （ａ）はコアの分解斜視図、（ｂ）はコアの
分解正面図。

【図９】 変更例の給電線の配置を示す模式側面図。

【図１０】 従来のピックアップコイルユニットの模式
側面図。

【符号の説明】

１…移動体としての搬送台車、２…案内レール、６，６
ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ…給電線、８…電源
装置、９…ピックアップコイルユニット、１２，２３，
２４…コア、１３…ピックアップコイル、２３ａ〜２３
ｃ，２４ａ〜２４ｄ…凸部、Ｓ…磁束。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−207606（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−175232（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−311603（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 5/00 B60M 7/00 H01F 38/14 H02J 17/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 案内レールに沿って移動する移動体の使
   用電力を、前記案内レールに沿って配線された給電線に
   供給される交流電流に基づいて誘導起電力を発生させる
   ピックアップコイルを介して供給する移動体への非接触
   式給電システムであって、 前記ピックアップコイルの移動範囲において４本以上の
   偶数本の給電線が所定間隔をおいて互いに平行に配置さ
   れ、かつ隣接する給電線を流れる電流の方向が逆になる
   ように１本の給電線を折り曲げて配線し、少なくとも２
   個のピックアップコイルを前記偶数本の給電線のうち互
   いに隣接する２本の給電線の間において移動体の移動方
   向に対して少なくとも一部が重なる位置に配置されるよ
   うに移動体に取り付け、各ピックアップコイルをその出
   力電圧が同位相となるように接続した移動体への非接触
   式給電システム。
2. 【請求項２】 前記偶数本の給電線は案内レールに沿っ
   た一つの面上に位置するように配置されている請求項１
   に記載の移動体への非接触式給電システム。
3. 【請求項３】 前記給電線は４本が上下方向又は水平方
   向に並ぶように配置され、２個のピックアップコイルは
   それぞれ異なる２本の給電線の間に位置するように異な
   るコアを介して移動体に取り付けられ、両ピックアップ
   コイルは互いに直列に接続されている請求項２に記載の
   移動体への非接触式給電システム。
4. 【請求項４】 前記偶数本の給電線は上下方向又は水平
   方向に並ぶように配置され、その給電線の数より１少な
   い数のピックアップコイルがそれぞれ隣接する給電線間
   に位置するように１個のコアに突設された凸部に巻回さ
   れた状態で移動体に取り付けられている請求項２に記載
   の移動体への非接触式給電システム。
5. 【請求項５】 前記偶数本の給電線は案内レールに沿っ
   た二つの面上に位置するように配置されている請求項１
   に記載の移動体への非接触式給電システム。
6. 【請求項６】 前記給電線は２本ずつ上下に合計４本が
   ほぼ等間隔で並ぶように配置され、断面ほぼ十字形のコ
   アが十字の中心が４本の給電線のほぼ中心に位置するよ
   うに移動体に取り付けられ、前記コアの少なくとも２個
   の凸部にピックアップコイルが巻回されている請求項５
   に記載の移動体への非接触式給電システム。
7. 【請求項７】 請求項４に記載の移動体への非接触式給
   電システムに使用されるピックアップコイルユニットで
   あって、ピックアップコイル巻回用の３個の凸部が平行
   に突設されたコアと、該コアの各凸部にそれぞれ巻回さ
   れるとともにその出力電圧が同位相となるように接続さ
   れたピックアップコイルとを備えているピックアップコ
   イルユニット。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の移動体への非接触式給
   電システムに使用されるピックアップコイルユニットで
   あって、断面ほぼ十字形となるように４個の凸部を有す
   るコアと、該コアの少なくとも２個の凸部にそれぞれ巻
   回されるとともにその出力電圧が同位相となるように接
   続されたピックアップコイルとを備えているピックアッ
   プコイルユニット。