JP5834180B2 - 電力線引込み装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送車等の移動体に非接触で駆動電源を供給する非接触給電装置において、給電線を電源装置に引き込むための電力線引込み装置に関する。

例えば、クリーンルームにおける搬送車への給電は、塵埃が発生しないようにするために非接触の給電装置が採用される。そのような給電装置の概略構成について、図６を参照して説明する。

非接触給電装置２０では、搬送車２２の走行経路に沿ってループ状に敷設された給電線２４と、この給電線２４に引込み線２５を介して高周波電流を供給する電源装置２１とを備える。給電線２４は、走行経路の長さや形状に合わせて、接続装置２６により複数本が接続されて用いられる。搬送車２２は、給電線２４を上下から挟んで受電する１対のピックアップコイル２３を有し、給電線２４に流れる高周波電流によって該ピックアップコイル２３に誘導電流が発生され、該誘導電流を駆動電源として矢印Ａ方向に走行する。

この非接触給電装置２０は、図７に示すように、天井部に設置された給電線２４を流れる高周波電流により発生する磁束を、受電コアであるピックアップコイル２３でピックアップして、定電圧電源２２ａやインバータを介して電力に変換して搬送車のモータを駆動させる。

さらに、非接触給電装置における給電線の電源への引込み装置において、ピックアップコイルに誘起される電圧が引込み経路において低下しないようにした電力引込み装置も開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−４２６９０号公報

しかしながら、図６に示すように、ループ状の給電経路を有する非接触給電装置２０において、対となって配線される給電線２４と電源装置２１との連結部２７、及びこの連結部２７に隣り合って対となり配線される給電線２４の折り返し部２８をピックアップコイル２３が通過する際に、連結部２７と折り返し部２８とが大きく離間している等により、給電線２４の電流による磁力線の密度が大きく低下して、ピックアップコイル２３からの出力電圧が低下してしまうという問題がある。

また、異なる給電経路の給電線と電源装置との連結部が隣り合い、ピックアップコイルがこの隣り合う連結部を通過する際に、給電線の電流による磁力線の密度が大きく低下して、ピックアップコイルからの出力電圧が低下してしまうという問題がある。この場合、連結部において搬送車の駆動電力も低下し、正確な走行制御が行えなくなる。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、対となって配線される給電線と電源装置との連結部、及びこの連結部に隣り合って対となり配線される給電線をピックアップコイルが通過する場合において、ピックアップコイルからの出力電圧の低下を抑えることができる電力線引込み装置を提供することを目的とする。

また、異なる給電経路の給電線と電源装置との連結部が隣り合い、この連結部をピックアップコイルが通過する場合において、ピックアップコイルからの出力電圧の低下を抑えることができる電力線引込み装置を提供することをも目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、非接触給電装置に用いられ、対となり配線される給電線及び電源装置の連結部、及びこの連結部に隣り合って対となり配線される給電線間に亘って配置され、給電線に電源から電力を供給する電力線引込み装置において、前記対となり配線される給電線の４つの端部をそれぞれ挟み込み、該給電線と電気的にそれぞれ接続される略Ｕ字形状の４つの接続用板金と、前記接続用板金に接続される前記電源装置への引込み線と、前記接続用板金及び前記引込み線が設置され、前記給電線の配線方向に対する垂直断面が略Ｌ字形状の設置部材と、を備え、前記接続用板金は、前記接続用板金の面に沿った方向に対向して配置される接続用板金に向けて突出方向を同じくして互いにオフセットしていることで互いに段違いとなるように突出された突出部を有し、当該突出部に前記引込み線が接続され、前記設置部材には、前記給電線の長さ方向に沿って、前記接続用板金及び前記引込み線を設置するための凹部と、前記接続用板金の位置決め及び絶縁のためのリブと、が設けられることを特徴とする。

この電力線引込み装置において、前記接続用板金と前記引込み線とによって形成される引込み経路は、隣り合う給電線間の長さ方向に沿う重なり部分を有するように配置されることが好ましい。

この電力線引込み装置において、前記連結部に隣り合って対となり配線される給電線は、前記連結部を有する給電経路とは異なる給電経路の電源装置に接続されることが好ましい。

この電力線引込み装置において、前記連結部に隣り合って対となり配線される給電線は、前記連結部を有する給電経路の折り返し部の給電線であることが好ましい。

この電力線引込み装置において、前記接続用板金及び前記引込み線を覆うカバー部をさらに備え、前記カバー部は、前記接続用板金に給電線を接続後に前記凹部上に設置されることが好ましい。

この電力線引込み装置において、前記接続用板金は、前記給電線を挟み込むための湾曲部と、前記湾曲部よりも該接続用板金の略Ｕ字形状の底部側に設けられ、前記給電線が該底部方向に過剰挿入されることを防止するリブと、を有することが好ましい。

この電力線引込み装置において、前記接続用板金は、前記給電線が該接続用板金の給電線挿通方向に過剰挿入されることを防止するリブを有することが好ましい。

この電力線引込み装置において、少なくとも前記接続用板金の周囲に配置され、前記給電線と誘導結合するピックアップ部からの漏れ磁束による磁気が前記接続用板金に至るのを遮蔽する磁気遮蔽体をさらに備えることが好ましい。

この電力線引込み装置において、前記設置部材の凹部の外側面には複数のリブが形成され、前記カバー部には、前記複数のリブと嵌合する複数の溝部が形成されることが好ましい。

本発明に係る電力線引込み装置によれば、対となって配線される給電線と電源装置との連結と、この連結部に隣り合って対となり配線される給電線の折り返し部との間や、対となって配線される給電線と電源装置との連結部が隣り合う箇所において、ピックアップコイルが受ける磁束が途切れる区間をなくして給電線と電源装置とを接続することができる。このため、ピックアップコイルの電圧出力の低下を防止することができる。

（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態に係る電力線引込み装置を備えた非接触給電装置の概略構成図。 （ａ）同引込み装置の斜視図、（ｂ）同引込み装置の上面図。 （ａ）同引込み装置に用いる接続用板金の斜視図、（ｂ）同引込み装置において給電線を挟み込んだ接続用板金の側面図、（ｃ）同引込み装置に用いる他の接続用板金の斜視図。 カバー部を有する同引込み装置の斜視図。 （ａ）実施形態の第１の変形例に係る電力線引込み装置の概略側面図、（ｂ）同引込み装置の概略上面図、（ｃ）同引込み装置の概略正面図。 従来の非接触給電装置の概略構成図。 従来の非接触給電装置の斜視図。

本発明の実施形態に係る電力線引込み装置について図面を参照して説明する。
非接触給電装置１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、電力線引込み装置２（以下、引込み装置と記す）と、給電経路に沿ってループ状に敷設された給電線３と、電源装置４と、搬送車５と、ピックアップコイル６と、接続装置７とを備える。この非接触給電装置１は、例えば空気中の塵埃の発生を抑える必要があるクリーンルームなどにおいて使用される。

引込み装置２は、引込み線８を介して給電線３と電源装置４とを接続するために用いる部材であり、例えば図１（ａ）に示すように、対となって配線される給電線３と電源装置４の連結部と、この連結部に隣り合い、対となって配線された給電線３の折り返し部に亘るように配置される。また、引込み装置２は、図１（ｂ）に示すように、異なる給電経路で対となって配線される給電線３と電源装置４との連結部が隣り合う箇所に配置することもできる。

給電線３は、例えば円筒形状の内管部と、内管部の外側に配置された円筒形状の外管部と、内管部と外管部を互いに同心になるように連結する連結部とが金属板を曲げ加工することで一体に形成された導体を、角筒状の合成樹脂成形品からなる絶縁体で被覆して構成されている。給電線３は、給電経路の長さや形状に合わせて対となって配線されており、接続装置７により複数本が接続されて用いられる。

電源装置４は、商用電源に接続されて、交流の高周波電流を給電線３に供給することにより給電線３の周囲に磁束を発生させる。搬送車５は、給電線３に近接して配置されたピックアップコイル６を有し、ピックアップコイル６が給電線３に流れる高周波電流によって給電線３の周りに発生される磁界の磁力線を横切る時にピックアップコイル６に誘導電流が発生する。非接触給電装置１では、ピックアップコイル６が受電する電圧を駆動電力として搬送車５を矢印Ａ方向に走行させる。

ピックアップコイル６は、給電線３を囲む垂直断面が略Ｃ字形状のコアと、コアにまき線を巻き回してなるコイルとを有している。コアは、少なくとも給電線３が径方向に通過可能である開口溝が給電線３の軸方向に沿って設けられ、内周面又は外周面の少なくとも一方が曲面で構成されている。

接続装置７は、非接触給電装置１に用いられる給電線３の対向する端部間を電気的に接続するものである。複数本の給電線３が接続装置７により接続されて搬送車の走行経路に沿うようにループ状に敷設されている。この構成により、非接触給電装置１では、複数の接続装置７を用いて、給電線３の対向する端部間を電気的に接続して、クリーンルーム等の限られた空間に給電線３を設計変更可能に配置できる。

次に、本実施形態に係る引込み装置２の構成について説明する。図２（ａ）に示すように、引込み装置２は、引込み線８、接続用板金９、及び設置部材１０を備える。

引込み線８は、電源装置４と接続用板金９とを電気的に接続するための電線であり、例えば絶縁された複数の細い導体素線を集めて撚合わせたリッツ線である。これにより、高周波電流が流れたときの引込み線８自体の発熱量が小さく、引込み線８の温度上昇を抑えることができる。

接続用板金９は、略Ｕ字形状であり、給電線３の露出された銅線３ａを挟み込むための湾曲部と、給電線３が略Ｕ字形状の底部方向に過剰挿入されることを防止するリブ９ａを有している。接続用板金９は、側部が、隣り合う他方の給電線３に向けて段違いとなるように突出した突出部９ｂを有している。この突出部９ｂは、引込み線８と接続しており、接続用板金９を通して給電線３に電源装置４からの電源が供給される。

設置部材１０は、垂直断面が略Ｌ字形状であり、給電線３の配線方向に沿って、接続用板金９及び引込み線８を設置する凹部１０ａを段違いに４箇所有している。また、設置部材１０には、図２（ｂ）に示すように、接続用板金９の位置決め、及び隣り合って対向する接続用板金９間の絶縁のための複数のリブ１１が形成されている。

引込み線８及び接続用板金９は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、設置部材１０の凹部１０ａ内に配置されて引込み経路を形成し、この引込み経路は、隣り合う給電線３間の長さ方向に沿って重なり部分を有するように配置される。この重なり部分は、具体的には、隣り合う給電線３の長さ方向に沿って配置される接続用板金９の突出部９ｂの重なり部分である。搬送車５のピックアップコイル６は、段違いに配置された給電線３の一方側（図２（ａ）では上側）に沿って行き来することで搬送車５に給電する。この構成により、ピックアップコイル６が引込み装置２を通過する際において磁束が途切れる区間がなくなり、ピックアップコイル６からの電圧出力の低下を防止することができる。

また、本実施形態に係る引込み装置２の接続用板金９は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、給電線３が略Ｕ字形状の底部方向に過剰挿入されることを防止するリブ９ａを有する。この構成により、給電線３の給電線挿通方向への過剰挿入が防止されるので、給電線３を接続用板金９の適切な接続位置に容易に接続することができ、給電線３と接続用板金９との間の通電状態が安定する。

また、接続用板金９が、図３（ｃ）に示す形状のリブ９ｃを有することにより、給電線３の給電線挿通方向への過剰挿入が防止でき、給電線３を接続用板金９の適切な接続位置に容易に接続することができ、給電線３と接続用板金９との間の通電状態が安定するようにできる。

また、引込み装置２は、図４に示すように、接続用板金９及び引込み線８を覆うカバー部１２を備える。設置部材１０の凹部１０ａの外側面には複数のリブ１０ｂが形成され、カバー部１２には、これら複数のリブ１０ｂと嵌合する複数の溝部１２ａが形成される。そして、接続用板金９に給電線３を接続後に、溝部１２ａとリブ１０ｂとを嵌合することでカバー部１２を設置部材１０の正しい位置に装着できる。

以上の説明のように、本実施形態に係る引込み装置２によれば、対となって配線される給電線３と電源装置４との連結部とこの連結部に隣り合って対となり配線される給電線３の折り返し部との間や、対となって配線される給電線３と電源装置４との連結部が隣り合う箇所において、ピックアップコイル６の通過空間を確保しながら、電力線引込み装置２を用いて給電線３と電源装置４とを接続することができる。また、接続用板金９と引込み線８とによって形成される引込み経路は、隣り合う給電線３の間の長さ方向に沿う重なり部分を有するように配置されるため、ピックアップコイル６が受ける磁束が途切れる区間がなくなり、ピックアップコイル６からの電圧出力の低下を防止することができる。

（変形例１）
本実施形態の第１の変形例について、図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を参照して説明する。引込み装置２は、少なくとも接続用板金９の周囲に配置され、給電線３と誘導結合するピックアップコイル６からの漏れ磁束による磁気が接続用板金９に至るのを遮蔽する磁気遮蔽体１３を備える。この磁気遮蔽体１３は、例えばゴム材に酸化鉄を混合した材料から成り、シート状に構成され柔軟に折り曲げることができる。

このため、本変形例１では、ピックアップコイル６に生じる漏れ磁束を磁気遮蔽体１３で吸収し、接続用板金９への磁気の影響を遮蔽することができる。従って、接続用板金９に渦電流が発生することを防止して、接続用板金９の温度上昇を抑制して発火・発煙する危険性を軽減できる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能であり、例えば、変形例と実施形態との組み合わせが可能であり、引込み装置２において、引込み線８を結束紐を用いて設置部材１０に固定することも考え得る。

１ 非接触給電装置
２ 電力線引込み装置
３ 給電線
４ 電源装置
５ 搬送車
６ ピックアップコイル
７ 接続装置
８ 引込み線
９ 接続用板金
９ａ，９ｃ リブ
９ｂ 突出部
１０ 設置部材
１０ａ 凹部
１０ｂ リブ
１１ リブ
１２ カバー部
１２ａ 溝部
１３ 磁気遮蔽体

Claims (9)

1. 非接触給電装置に用いられ、対となり配線される給電線及び電源装置の連結部、及びこの連結部に隣り合って対となり配線される給電線間に亘って配置され、給電線に電源から電力を供給する電力線引込み装置において、
   前記対となり配線される給電線の４つの端部をそれぞれ挟み込み、該給電線と電気的にそれぞれ接続される略Ｕ字形状の４つの接続用板金と、前記接続用板金に接続される前記電源装置への引込み線と、前記接続用板金及び前記引込み線が設置され、前記給電線の配線方向に対する垂直断面が略Ｌ字形状の設置部材と、を備え、
   前記接続用板金は、前記接続用板金の面に沿った方向に対向して配置される接続用板金に向けて突出方向を同じくして互いにオフセットしていることで互いに段違いとなるように突出された突出部を有し、当該突出部に前記引込み線が接続され、
   前記設置部材には、前記給電線の長さ方向に沿って、前記接続用板金及び前記引込み線を設置するための凹部と、前記接続用板金の位置決め及び絶縁のためのリブと、が設けられることを特徴とする電力線引込み装置。
2. 前記接続用板金と前記引込み線とによって形成される引込み経路は、隣り合う給電線間の長さ方向に沿う重なり部分を有するように配置されることを特徴とする請求項１記載の電力線引込み装置。
3. 前記連結部に隣り合って対となり配線される給電線は、前記連結部を有する給電経路とは異なる給電経路の電源装置に接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電力線引込み装置。
4. 前記連結部に隣り合って対となり配線される給電線は、前記連結部を有する給電経路の折り返し部の給電線であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電力線引込み装置。
5. 前記接続用板金及び前記引込み線を覆うカバー部をさらに備え、
   前記カバー部は、前記接続用板金に給電線を接続後に前記凹部上に設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電力線引込み装置。
6. 前記接続用板金は、
   前記給電線を挟み込むための湾曲部と、
   前記湾曲部よりも該接続用板金の略Ｕ字形状の底部側に設けられ、前記給電線が該底部方向に過剰挿入されることを防止するリブと、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電力線引込み装置。
7. 前記接続用板金は、前記給電線が該接続用板金の給電線挿通方向に過剰挿入されることを防止するリブを有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電力線引込み装置。
8. 少なくとも前記接続用板金の周囲に配置され、前記給電線と誘導結合するピックアップ部からの漏れ磁束による磁気が前記接続用板金に至るのを遮蔽する磁気遮蔽体をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の電力線引込み装置。
9. 前記設置部材の凹部の外側面には複数のリブが形成され、
   前記カバー部には、前記複数のリブと嵌合する複数の溝部が形成されることを特徴とする請求項５記載の電力線引込み装置。

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