JPH06189403A - 移動体の無接触給電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無接触で給電でき、さらに配線による周囲へ
の影響を防止した移動体の無接触給電設備を提供する。 【構成】 車体Ｖの案内レールＢに沿って高周波の正弦
波電流を流す誘導線路34張設し、車体Ｖに誘電線路34か
ら無接触で給電されるコイルを設け、また誘導線路34を
リッツ線を絶縁体によりカバーして構成し、この誘導線
路34と高周波の正弦波電流を供給する電源装置Ｍ間を、
制御用多芯ビニール絶縁ビニールシースケーブル81で、
その隣接する各絶縁電線に流れる電流の向きを逆向きに
接続する。 【効果】 多芯化されたケーブル81を使用することによ
り、表皮効果の影響を少なくでき、よって大きな誘導電
流を流すことができ、またケーブル81内の隣接する絶縁
電線の電流の方向を逆とすることにより、磁束の洩れを
減少でき、よって周囲に与える影響を少なくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体へ無接触で給電
する給電設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の移動体およびその給電装置を、図
９および図10に基づいて説明する。移動体としての搬送
用車体Ｖは、駆動トロリー1A、従動トロリー1B、および
これらトロリー1A，1Bにて支持される物品搬送用キャリ
ア1Cから構成され、この車体Ｖを移動自在に案内する案
内レールＢが設けられている。

【０００３】駆動トロリー1Aは、案内レールＢの上部に
係合する走行用車輪２、案内レールＢの下部に両横側か
ら接触する振れ止めローラ３、および集電子ユニットＤ
を備え、走行用車輪２が減速機付電動モータ４にて駆動
される。また従動トロリー1Bは、案内レールＢの上部に
係合する走行用車輪５、および案内レールＢの下部に両
横側から接触する振れ止めローラ６を備えている。

【０００４】案内レールＢは、その上部に車輪案内部
７、その下部にローラ案内部８を備え、横一側部に連結
される支持枠９によって、天井などから吊り下げ状態に
支持され、また案内レールＢの支持枠９が取り付けられ
た側部とは他方の側部に、通電レールユニットＵが取り
付けられている。

【０００５】この通電レールユニットＵは、電力を３相
交流にて車体Ｖに供給し、かつ走行制御用信号を車体Ｖ
に伝達するために設けられたものであって、４本の通電
レールＬを備え、各通電レールＬを並列状態に支持する
レール支持枠10が案内レールＢに設けた上下一対の係止
部11に係止された状態でビス止めされている。

【０００６】通電レールＬは、図10(b) に拡大して示す
ように、銅などの導電材にて形成されるレール本体12
と、合成樹脂などの非導電材にて形成されるホルダー13
とからなり、ホルダー13には、レール本体12の両横側部
から集電子側に突設される一対の防護壁部が備えられ、
またレール本体12の集電子接触面が、レール横巾方向中
央側ほど奥側に位置する凹入面に形成されている。

【０００７】集電子ユニットＤは、図９に示すように、
各通電レールＬのそれぞれに一対の集電子14を備え、１
つの通電レールＬに対する一対の集電子14が、車体Ｖの
前後方向に間隔を隔てて位置され、車体前方の４つの集
電子14が、１つのユニットにまとめられ、同様に車体後
方の４つの集電子14が１つのユニットにまとめられてい
る。

【０００８】上記構成により、移動体の車体Ｖは、案内
レールＢの通電レールユニットＵの通電レールＬから集
電子14を介して給電され、給電された減速機付電動モー
タ４にて走行用車輪２が駆動され、案内レールＢに案内
されて移動する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の移動体の給電設備では、通電レールＬのレール本体
12と集電子14は互いの接触により磨耗するため、メンテ
ナンスが不可欠でおり、またゴミがでるという問題があ
った。さらに通電レールＬの導電材（レール本体12）が
露出するため、感電する危険があり、さらにスパークが
発生するため、防爆エリアでは使用できないという問題
があった。

【００１０】このような問題を解決するため、図11に示
すような、無接触の給電設備が提案されている。図11の
無接触の給電設備は、移動体の充電ステーションに固定
した１次コア21と、このステーションに停止した移動体
22の下部に垂設した２次コア23がギャップ長ｇで対向し
て磁路を設け、電力を伝達するように構成されている。
すなわち、充電ステーションに設けられた１次側コア21
に巻かれたコイル24に交流電流が通電されると、２次側
コア23に巻かれたコイル25に起電力が発生し、このコイ
ル25に発生した交流電流は交流−直流変換部26を介して
バッテリ27へ供給され、バッテリ27が充電される。この
バッテリ27を駆動電源として移動体22は走行用車輪28を
駆動して走行する。

【００１１】しかし、このような構成では、一旦充電ス
テーションで停止しないと、充電されないため、作業効
率が悪く、また１次コア21を走行路に沿って敷設すれば
このような問題は解決されるが、製作が困難であり、コ
スト的に不可能であった。さらに、ギャップ長ｇの変化
により１次側のインダクタンスが大きく変化するため、
１次側電流値が大きく変化し、２次側電圧値が大きく変
化することから、過電流、過電圧が発生し、保護装置が
動作して給電できないことがあった。

【００１２】本発明は上記問題を解決するものであり、
無接触で、安全に、かつ安定して給電でき、さらに配線
による周囲への影響を防止した移動体の無接触給電設備
を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
本発明の移動体の無接触給電設備は、移動体の移動線路
に沿って高周波の正弦波電流を流す誘導線路を張設し、
前記移動体に、前記誘電線路から無接触で給電されるコ
イルを設けた移動体の無接触給電設備であって、前記誘
導線路を絶縁した細い素線を集めて形成した撚線を絶縁
体によりカバーして構成し、この誘導線路と前記高周波
の正弦波電流を供給する電源装置間を、多芯絶縁ケーブ
ルで、その隣接する各絶縁電線に流れる電流の向きを逆
向きに接続したことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】上記発明の構成によれば、移動線路の誘導線路
と電源装置間を多芯のケーブルで接続したことにより、
表皮効果の影響が少なくなり、大きな誘導電流を流すこ
とが可能となる。また、ケーブルの隣接する各絶縁電線
に流れる電流の向きを逆向きに接続したことにより、ケ
ーブルから洩れる磁束が減少し、よって周囲に与える影
響が減少し、またインピーダンスによる電圧降下、エネ
ルギーロスの発生も防止される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、従来例の図９および図10と同一の構成に
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００１６】図１は本発明の無接触給電設備を使用した
移動体の無接触給電設備の側面図、図２は同無接触給電
設備の移動体の一部断面正面図である。本発明の移動体
の無接触給電設備は、案内レールＢでは、従来例の通電
レールユニットＵに替えて誘導線路ユニットＸを設け、
車体Ｖでは、従来例の集電子ユニットＤに替えてピック
アップユニットＰを設け、さらに電源装置Ｍを設けて構
成されている。

【００１７】誘導線路ユニットＸは、案内レールＢの横
一側部に案内レールＢに沿って所定間隔置きに上下一対
のハンガー31が垂直に突設されたブラケット32が取り付
けられ、図３に拡大して示すように、ハンガー31の先端
には袋状の凹部31Ａが設けられ、この凹部31Ａに、始端
が電源装置Ｍに接続され、終端が接続された通電方向の
異なるループ状の誘導線路34を長手方向に嵌め込んだカ
バー33のツメ部33Ａが挿入され、案内レールＢに沿って
誘導線路34が敷設されることにより構成されている。前
記ブラケット32は、図３に示すように、案内レールＢの
車輪案内部７とローラ案内部８からそれぞれ内方へ突設
されたツメ部7A，8Aに、その上下端部を嵌合させ、上下
端に設けたねじ孔32Ａに止めネジ32Ｂをら合させ、その
先端を案内レールＢに食い込ませることにより、固定し
ている。また、カバー33間は、図１に示すように、カバ
ー継ぎ材29で支持されている。

【００１８】前記誘導線路34は、図４に示すように、絶
縁した細い素線（本実施例ではエナメル線）を所定本数
撚り合わせて形成した撚線（以下、リッツ線と称す）71
を７本撚り合わせ、芯部72の回りに、この撚線73をさら
に７本撚り合わせ、絶縁体、たとえば樹脂材からなる被
覆74によりカバーして構成されている。このように、誘
導線路34をリッツ線71で構成することにより、後述する
高周波の電流を流すことによる表皮効果の影響を少なく
でき、径の細い誘導線路34でも大きな誘導電流を流すこ
とができる。

【００１９】上記誘導線路34を単に２本まとめて、案内
レールＢから電源装置Ｍまで配線すると、この配線（誘
導線路34）から発生する磁束（磁場）が周囲に大きな影
響を与え、また誘導線路34間にインピーダンスが発生
し、電圧低下が生じ、かつ発熱によるエネルギーロスが
生じる。またエナメル線から形成したリッツ線71を使用
することから配線工事に手間がかかり、このような２本
まとめたケーブルは手に入りにくく、コストが掛かる。
このような問題を解決するため、案内レールＢの誘導線
路34と電源装置Ｍ間を、制御用多芯ビニール絶縁ビニー
ルシースケーブル（以下、ＣＶＶ多芯ケーブルと略す）
81で接続している。ＣＶＶ多芯ケーブル81は、図５に示
すように、銅線からなる導体をビニールからなる被覆に
よりカバーした絶縁電線83を、複数本まとめてテープ84
を巻き、さらにその上をビニールからなる被覆85により
カバーして構成している。そして、接続の際には、図６
に示すように、ＣＶＶ多芯ケーブル81の中心から被覆85
の方向に隣接する電線83の電流の方向を互い違いとなる
ように、それぞれ誘導線路34と溶着し、その上をカバー
材82で覆って外部と絶縁している。このように、多芯化
されたケーブル81を使用することにより、リッツ線71と
同様の効果を得ることができ、また隣接する電線83の電
流の方向を互い違いとすることにより、ケーブル81から
の磁束の洩れを減少でき、よって磁束により周囲に与え
る影響を少なくできる。またインピーダンスによる電圧
低下も発生せず、かつ発熱によるエネルギーロスも発生
しない。またＣＶＶ多芯ケーブル81は手に入り易く、安
価であり、コストを下げることができ、さらにビニール
被膜なので、エナメル耐圧で絶縁破壊を発生する恐れも
回避できる。

【００２０】また、ピックアップユニットＰは、図７に
示すように、断面がＥ形のフェライト35を５個、その中
央の凸部35Ａが横向きにして横方向（図１において案内
レールＢに沿う方向）に並べ、各フェライト35の中央の
凸部35Ａに、フェライト板37を載置し、このフェライト
板37ごと非磁性体のプレート38を介してベース体39にね
じ39Ａにより固定している。また横方向に並べたフェラ
イト35の中央の凸部35Ａの上下面に渡って、たとえば10
〜20ターンの上記リッツ線71を巻いてピックアップコイ
ル36を形成し、またベース体39の側部に取付け部材40を
取付けて構成されている。また、両端のフェライト35と
プレート38の折りかえし部間にウレタンゴム40Ａを挿入
している。前記取付け部材40によりピックアップユニッ
トＰを、図３(a) に示すように、ピックアップユニット
Ｐのフェライト35の中央の凸部35Ａの中心Ｌがほぼ誘導
線路ユニットＸの一対の誘導線路34の中央で、案内レー
ルＢに対して垂直に位置するように調整して車体Ｖに固
定している。誘導線路34に通電（交流）されると、ピッ
クアップコイル36に起電力が発生する。

【００２１】電源装置Ｍと車体（移動体）Ｖの回路構成
を図８の回路図にしたがって説明する。電源装置Ｍは、
ＡＣ200 Ｖ３相の交流電源41と、コンバータ42と、正弦
波共振インバータ43と、過電流保護用のトランジスタ44
およびダイオード45とを備えている。コンバータ42は全
波整流用のダイオード46と、フィルタを構成するコイル
47とコンデンサ48と抵抗49とこの抵抗49を短絡するトラ
ンジスタ50とから構成され、正弦波共振インバータ43
は、図中に示すように交互に発振される矩形波信号によ
り駆動されるトランジスタ51，52と、電流制限用のコイ
ル53と、トランジスタ51，52に接続される電流供給用の
コイル54と、誘導線路34と並列共振回路を形成するコン
デンサ55とから構成されている。なお、トランジスタ制
御装置は省略している。

【００２２】また車体Ｖは、ピックアップコイル36に並
列に、このピックアップコイル36と誘導線路34の周波数
に共振する共振回路を構成するコンデンサ56を設け、こ
の共振回路のコンデンサ56に並列に整流用のダイオード
57を接続し、このダイオード57に出力を所定電圧に制御
する安定化電源回路58を接続し、この安定化電源回路58
に負荷、たとえばインバータ63を介してモータ４を接続
して構成している。安定化電源回路58は、電流制限用の
コイル59と出力調整用トランジスタ60と、フィルタを構
成するダイオード61およびコンデンサ62から構成されて
いる。なお、トランジスタ制御装置は省略している。

【００２３】上記電源装置Ｍと誘導線路34と車体Ｖの回
路構成による作用を説明する。まず、交流電源41から出
力されるＡＣ200 Ｖ３相の交流はコンバータ42により直
流に変換され、正弦波共振インバータ43により高周波、
たとえば10kHz の正弦波に変換されてＣＶＶ多芯ケーブ
ル81を介して誘導線路34に供給される。この誘導線路34
に発生する磁束により、誘導線路34の周波数に共振する
案内レールＢ上に位置する車体Ｖのピックアップコイル
36に大きな起電力が発生し、この起電力により発生した
交流電流はダイオード57で整流され、安定化電源回路58
により所定の電圧に整圧されてインバータ63を介して減
速機付電動モータ４に供給され、移動体の車体Ｖは、給
電されたこのモータ４により走行用車輪２が駆動され、
案内レールＢに案内されて移動する。

【００２４】このように、無接触で車体Ｖに給電するこ
とができ、よって従来のような通電レールＬの磨耗、ゴ
ミの発生を無くすことができ、メンテナンスフリーを実
現することができる。またピックアップコイル36の中心
Ｌが誘導線路ユニットＸの一対の誘導線路34の中央で、
案内レールＢに対して垂直に位置し、かつ誘導線路34の
上下にそれぞれフェライト35の上下の突部35Ｂが位置す
るように調整され、固定されることから、ピックアップ
コイル36は誘導線路34で発生する磁束密度が最も大きい
位置に位置し、透磁率の高いフェライト35の上下の突部
35Ｂに磁路が生じ、よって最も大きい起電力が誘起さ
れ、効率よく給電できる。

【００２５】また、カバー33を使用することにより、ワ
ンタッチで容易に、かつ確実に誘導線路34を垂らすこと
なく案内レールＢに沿って敷設することができ、さらに
カバー33間をカバー継ぎ材29で覆うことにより、誘導線
路34をこの間においても垂らすことなく敷設することが
できる。さらに誘導線路34とピックアップコイル36に絶
縁した細い素線を集めて撚り合わせたリッツ線71を使用
し、またカバー33で覆うことにより、導電部の露出がな
くなり、安全性を高めることができ、またスパークがで
なくなることから、火災などの危険がなくなり、また防
爆エリアでも使用することが可能となる。さらに、誘導
線路34には正弦波が給電されることにより、高調波が発
生せず、ラジオノイズの発生を無くすことができる。

【００２６】またピックアップコイル36は案内レールＢ
のカーブ部でも誘導線路34に接触することなく、車体Ｖ
はカーブ部をスムーズに曲がることができる。また、フ
ェライト板37により断面がＨ形状になったフェライト35
の中央凸部35Ａに、上下面の凹部に渡って、リッツ線71
を巻いてピックアップコイル36を形成することにより、
両端の凸部によってリッツ線71が保持されることでリッ
ツ線71が巻きやすくなり、作業能率を上げることができ
る。さらにこの両端の凸部は透磁率の高いことから、磁
路が形成され、より高い起電力を発生することができ
る。

【００２７】なお、本実施例では、左右方向に移動する
車体Ｖについて記載しているが、レール軌道に沿って上
下方向に移動する車体（移動体）にも、同様に適用で
き、同様の効果を期待することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、移
動線路の誘導線路と電源装置間を多芯絶縁ケーブルで、
その隣接する各絶縁電線に流れる電流の向きを逆向きに
接続したことにより、ケーブルから洩れる磁束を減少で
き、周囲に与える影響を減少できる。またインピーダン
スによる電圧降下、エネルギーロスの発生も防止でき
る。さらに、多芯化されたケーブルを使用することによ
り、表皮効果の影響を少なくでき、大きな誘導電流を流
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における移動体の無接触給電
設備の要部側面図である。

【図２】同移動体の無接触給電設備の一部断面正面図で
ある。

【図３】同移動体の無接触給電設備のブラケットの側面
図、平面図である。

【図４】同移動体の無接触給電設備の誘導線路の断面図
である。

【図５】同移動体の無接触給電設備のＣＶＶ多芯ケーブ
ルの断面図である。

【図６】同移動体の無接触給電設備の誘導線路とＣＶＶ
多芯ケーブルの接続を示す説明図である。

【図７】同移動体の無接触給電設備のピックアップコイ
ルの平面図、正面図、側面図である。

【図８】同移動体の無接触給電設備の回路構成図であ
る。

【図９】従来の移動体および給電装置の側面図である。

【図10】従来の移動体および給電装置の一部断面正面図
である。

【図11】従来の移動体の無接触給電設備の構成図であ
る。

【符号の説明】

Ｖ 搬送用車体 Ｂ 案内レール Ｘ 誘導線路ユニット Ｐ ピックアップユニット Ｍ 電源装置 29 カバー継ぎ材 31 ハンガー 32 ブラケット 33 カバー 34 誘導線路 35 フェライト 36 ピックアップコイル 37 フェライト板 43 正弦波共振インバータ 56 ピックアップコイルと共振回路を形成するコンデ
ンサ 71 リッツ線 73 芯部 74 被覆 81 制御用多芯ビニール絶縁ビニールシースケーブル
（ＣＶＶ多芯ケーブル） 82 カバー材 83 電線 84 テープ 85 被覆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の移動線路に沿って高周波の正弦
   波電流を流す誘導線路を張設し、前記移動体に、前記誘
   電線路から無接触で給電されるコイルを設けた移動体の
   無接触給電設備であって、 前記誘導線路を絶縁した細い素線を集めて形成した撚線
   を絶縁体によりカバーして構成し、この誘導線路と前記
   高周波の正弦波電流を供給する電源装置間を、多芯絶縁
   ケーブルで、その隣接する各絶縁電線に流れる電流の向
   きを逆向きに接続したことを特徴とする移動体の無接触
   給電設備。