JPH10341545A - 非接触給電装置 - Google Patents

非接触給電装置

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JPH10341545A
JPH10341545A JP9148141A JP14814197A JPH10341545A JP H10341545 A JPH10341545 A JP H10341545A JP 9148141 A JP9148141 A JP 9148141A JP 14814197 A JP14814197 A JP 14814197A JP H10341545 A JPH10341545 A JP H10341545A
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光義 黒田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】移動体に非接触で電力を供給する従来の非接触
給電装置P0では,高周波電源53により交流電流が流
される給電線54と受電コイル56との磁気的結合が悪
く,また,構造上,給電線1の断面積を大きく取ること
ができないため,電力伝送効率が悪かった。 【解決手段】本発明は,給電線1と対向する所定平面F
0上,又は該平面F0と近接し,該平面F0と略平行な
平面上に受電コイル中心コア3及び受電コイル周辺コア
4端面を配置することにより,給電線54と受電コイル
56との磁気的結合を強化すると共に,給電線1の断面
積を大きく取ることを可能にして,電力伝送効率の向上
を図ったものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,非接触給電装置に
係り,例えば工程間搬送装置等に非接触で電力を給電す
るための非接触給電装置において,従来より電力伝送効
率を向上させることのできる非接触給電装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図5に示すように,非接触給電装置P0
は,例えば,所定経路に敷設されたレール51上を移動
する工程間搬送装置の移動体52に,高周波電源53に
より交流電流が流される給電線54から,受電部55を
介して電力を給電する装置である。ここで,図6は上記
受電部の詳細な構造を示す図である。図6に示すよう
に,受電部55には,レール51の側壁51aに固定さ
れた往復平行線路である給電線54の周りに生じた磁束
と鎖交し,給電線54から電力を受電する受電コイル5
6と,受電コイル56が巻き付けられる中心コア57と
その外側に設けられた周辺コア58とを有する断面E型
状の磁性体コアが設けられている。
【0003】上記受電部55を具備する非接触給電装置
P0において,高周波電源53(図5参照)により給電
線54に交流電流が流されると,該給電線54の周りに
磁界が生じて,上記受電コイル56両端に起電力が誘導
される。この起電力は,例えば定電圧回路等により一定
の直流電圧に変換され,移動体52に設けられたインバ
ータ(図示せず)等に供給されて,移動体52の移動が
可能となる。また,上記給電線54と受電コイル56と
の磁気的結合は,受電部55に設けられた中心コア57
及び周辺コア58により強められている。ここで,図7
は給電線54の周りに生じた磁束の分布を示す図であ
る。
【0004】図7に示すように,中心コア57は,受電
コイル56の内側に形成された磁束の漏れを低減させる
例えば鉄等の磁性体である。また,周辺コア58は,中
心コア57と一体に設けられており,中心コア57と共
に,給電線54の周りに磁性体による磁路を形成し,受
電コイル56に給電線54の周りに生じた磁束をできる
だけ有効に鎖交させている。当然ながら,受電コイル5
6に有効に鎖交する磁束が増えれば,受電コイル56両
端に生じる誘導起電力も増大するから,電力の伝送効率
が向上する。尚,給電線54の矢印M方向の移動を妨げ
ないように,即ち,給電線54が受電コイル56と周辺
コア58との間の開口Kから出入りできるように,周辺
コア58の他端は中心コア57と接続されない構造とな
っている。このように,上記非接触給電装置では,受電
コイル56の周りに磁性体のコアを設けることにより磁
束漏れを低減させて,電力の伝送効率を向上させてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで,給電線54
における電流損失が多い場合にも,上記装置の効率は低
下してしまう。給電線54の長さは移動体52の移動範
囲により定められてしまうから,上記電流損失を低減す
るためには,導電性の良い金属材を給電線54に用いる
か,給電線54の断面積を大きくする必要がある。但
し,導電性の良い金属材は一般的に高価である。一方,
中心コア57と周辺コア58との間の開口Kには,給電
線54の自由な出入りを考慮して,給電線54の太さよ
りも大きな幅Wを必要とする。従って,上記電流損失を
低減するために,給電線54の断面積を大きくすれば,
上記幅Wを大きくする必要が生じ,空気中にある磁路が
長くなる。空気中にある磁路が長くなると,図7に示す
ように,開口Kにある磁束が乱れ受電コイル56に有効
に鎖交する磁束が減少し,結局,装置全体における電力
の伝送効率は向上されない。即ち,従来の非接触給電装
置では,給電線54と受電コイル56との磁気的結合力
と,給電線54の太さとがトレードオフの関係にあり,
電力伝送効率を向上させるのが困難であった。本発明
は,このような従来の技術における課題を解決するため
に,非接触給電装置を改良し,給電線を中心コア及び周
辺コアの外側に配して,従来より電力伝送効率を向上さ
せることのできる非接触給電装置を提供することを目的
とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,本発明は,交流電流が流れる往復線路である1次給
電線に沿って非接触で移動する負荷に上記1次給電線か
ら電力を給電する非接触給電装置であって,上記負荷側
に設けられ,上記1次給電線の周りに生じた磁束と鎖交
する2次コイルと,上記2次コイルがその中央脚に巻き
付けられる断面E型状の磁性体コアとを具備してなる非
接触給電装置において,上記磁性体コアの凹部が偏平に
形成されると共に該凹部に上記2次コイルが嵌挿され,
上記1次給電線は上記磁性体コアの凹部外側に上記2次
コイルと対向して配置されると共に,上記1次給電線の
幅と上記2次コイルの巻幅とが略同一であることを特徴
とする非接触給電装置として構成されている。上記非接
触給電装置では,偏平に形成された磁性体コア凹部に2
次コイルが嵌挿され,1次給電線と対向して配置される
ため,1次給電線の磁束が2次コイルに有効に鎖交さ
せ,伝送電力効率を向上させることができる。さらに,
2次コイルの巻幅が偏平な1次給電線と略同一であるた
め,1次給電線と2次コイルとのギャップに較べ2次コ
イルの巻幅を大きく設定することが可能となり,1次給
電線の位置変化による伝送電力効率の変化を抑制するこ
とができる。また,上記1次給電線を上記磁性体コアの
外側に配置されるため,1次給電線の断面積を増加させ
て1次給電線における電流損失を低減することができ
る。上記非接触給電装置において,1次給電線と2次コ
イルとの間の磁気的結合を強めるためには,例えば上記
1次給電線の上記2次コイルとは反対側の面の一部又は
全部に板状の磁性体が設けたり,上記1次給電線の一部
又は全部を断面E型状の磁性体で包囲すればよい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下,添付図面を参照して,本発
明の一実施の形態につき説明し,本発明の理解に供す
る。尚,以下の実施の形態は,本発明を具体化した一例
であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のもので
はない。ここで,図1は本発明の一実施の形態に係る非
接触給電装置の概略構成を示す図,図2は上記非接触給
電装置における磁束の分布を示す図である。図1に示す
ように,本実施の形態に係る非接触給電装置0は,例え
ばレール側壁51aに固定された往復平行線路である1
次給電線1の周りに生じた磁束と鎖交し,1次給電線1
から電力を受電する2次コイル2と,2次コイル2が巻
き付けられる中心コア(中央脚に相当)3とその外側に
設けられた周辺コア4とを有する断面E型状の磁性体コ
アと具備する点で従来の技術と同様である。
【0008】一方,上記非接触給電装置0では,従来の
技術と異なり,上記磁性体コアの凹部が偏平に形成され
ると共に該凹部に2次コイル2が嵌挿され,1次給電線
1は上記磁性体コアの中心コア3と周辺コア4とからな
る凹部外側に2次コイル2と対向して配置されると共
に,1次給電線1の幅と2次コイル2の巻幅とが略同一
に設定される。そして,上記のような非接触給電装置0
では,1次給電線1と対向する所定平面F0上,又は該
平面と近接し,該平面と略平行な平面上に中心コア3の
端面3a及びコア4の端面4aが配置されており,従来
装置のようなコアへの給電線の出入りが不要であり,磁
性体コアとの間の空隙を小さくすることができる。ここ
で,中心コア3の端面3aと周辺コア4の端面4aとの
間にある2次コイル2のコイル幅aは,1次給電線1と
上記所定平面Fとの間の空隙bよりも長く設定されてい
る。即ち,2次コイル2,中心コア3及び周辺コア4か
らなる上記磁性体コアの凹部は偏平に設けられている。
また,上記非接触給電装置0は,図1及び図2に示すよ
うに1次給電線1の間に形成された上記磁束を収束させ
るための給電線側コア5,6を具備し,中心コア3及び
周辺コア4と対向する所定平面F1上,又は平面F1と
近接し,平面F1と略平行な平面上に給電線側コア5の
端面5a及び給電線側コア6の端面6aが配置されてい
る点でも従来の技術と異なる。
【0009】以下,図2を参照して,上記非接触給電装
置0の詳細について説明する。ここで,図2は上記非接
触給電装置0の磁束分布を示す図である。上記非接触給
電装置0では,1次給電線1と2次コイル2との磁気的
結合をより強めるために,中心コア3の平面F0方向の
長さ及び周辺コア4の平面F0方向の長さと,給電線側
コア5の平面F1方向の長さ及び給電線側コア6の平面
F1方向の長さとが,それぞれ略同じ長さc及びeに設
けられている。また,1次給電線1の平面F1方向の長
さも,2次コイル2の平面F0方向の長さと略同じ長さ
aに設けられている。さらに,上記非接触給電装置0で
は,磁性体コア幅aよりも磁性体コアの歯の高さhが小
さく設定されている,即ち.上記磁性体コアの凹部が偏
平に設けられているため,図2(a)に示すような磁束
分布を取りうる。この磁束分布にも示されている通り,
磁性体コアを通る磁路の長さcw(図2(b)参照)に
対して,空気中を通る磁路の長さawは小さく,磁性体
コア幅aを大きく取れば取るだけ,磁性体コアを通る磁
路の長さcwと空気中を通る磁路の長さawとの比aw
/cwは小さくなる。これは,2次コイル2側が矢印M
方向に多少移動したとしても,2次コイル2に有効に鎖
交する磁束がほとんど変わらないことを意味する。従っ
て,移動体52の揺れに対して,電力伝送効率は影響を
受けにくくなる。
【0010】また,この構成により1次給電線1の断面
積を増大させることも可能となる。これは,1次給電線
1は,2次コイル側2側と対向する面に配置されている
ため,従来のように1次給電線1の断面積を増やすこと
で空気中を通る磁路も増えてしまうというトレードオフ
の関係がなくなるからである。従って,2次コイル2と
対向する関係を維持しつつ,1次給電線1の断面積を増
大させれば,1次給電線1における電流損失が低減さ
れ,装置の効率が向上する。このように,本実施の形態
に係る非接触給電装置0では,従来装置のような給電線
の出入りが不要であるから,1次給電線1と磁性体コア
との空隙を従来より狭くすることができる。また,1次
給電線1の断面積を増加させて装置の効率を向上させる
こともできる。
【0011】
【実施例】上記実施の形態では,1次給電線1の周りに
も磁性体コア5及び6が設けられていたが,平面F0と
平面F1との距離が短く,1次給電線1と2次コイル2
との磁気的結合が良好な場合,図3に示すように,給電
線側コア5及び6は必要なく,直接レール側壁51aに
1次給電線1を固定してもよい。特にレール51の敷設
距離が長い場合などには,給電線側コア5及び6を設け
ないことにより,設置費用が低減される。尚,この場合
においても,上記実施の形態と同様,1次給電線1の断
面積は従来より大きく設定することが可能であり,装置
の効率は向上される。このような非接触給電装置E1も
本発明における非接触給電装置の一例である。
【0012】また,図4に示すように,板状の磁性体コ
ア41上に1次給電線1を固定するようにしてもよい。
この場合,1次給電線1と2次コイル2との磁気的結合
を磁性体コア41により強化しつつ,単純な構造である
ため,製作費用が低減される。尚,両例とも,2次コイ
ル2側は上記実施の形態と同様である。このような非接
触給電装置E2も本発明における非接触給電装置の一例
である。
【0013】
【発明の効果】上記のように本発明は,交流電流が流れ
る往復線路である1次給電線に沿って非接触で移動する
負荷に上記1次給電線から電力を給電する非接触給電装
置であって,上記負荷側に設けられ,上記1次給電線の
周りに生じた磁束と鎖交する2次コイルと,上記2次コ
イルがその中央脚に巻き付けられる断面E型状の磁性体
コアとを具備してなる非接触給電装置において,上記磁
性体コアの凹部が偏平に形成されると共に該凹部に上記
2次コイルが嵌挿され,上記1次給電線は上記磁性体コ
アの凹部外側に上記2次コイルと対向して配置されると
共に,上記1次給電線の幅と上記2次コイルの巻幅とが
略同一であることを特徴とする非接触給電装置として構
成されている。上記非接触給電装置では,偏平に形成さ
れた磁性体コア凹部に2次コイルが嵌挿され,1次給電
線と対向して配置されるため,1次給電線の磁束が2次
コイルに有効に鎖交させ,伝送電力効率を向上させるこ
とができる。さらに,2次コイルの巻幅が偏平な1次給
電線と略同一であるため,1次給電線と2次コイルとの
ギャップに較べ2次コイルの巻幅を大きく設定すること
が可能となり,1次給電線の位置変化による伝送電力効
率の変化を抑制することができる。また,上記1次給電
線を上記磁性体コアの外側に配置されるため,1次給電
線の断面積を増加させて1次給電線における電流損失を
低減することができる。上記非接触給電装置において,
1次給電線と2次コイルとの間の磁気的結合を強めるた
めには,例えば上記1次給電線の上記2次コイルとは反
対側の面の一部又は全部に板状の磁性体が設けたり,上
記1次給電線の一部又は全部を断面E型状の磁性体で包
囲すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係る非接触給電装置
0の概略構成を示す図。
【図2】 上記非接触給電装置0の磁束分布を示す図。
【図3】 本発明の一実施例に係る非接触給電装置E1
の概略構成を示す図。
【図4】 本発明の他の実施例に係る非接触給電装置E
2の概略構成を示す図。
【図5】 従来の非接触給電装置と移動体との様子を説
明するための図。
【図6】 従来の非接触給電装置の概略構成を示す図。
【図7】 従来の非接触給電装置の磁束分布を説明する
ための図。
【符号の説明】
1…1次給電線 2…2次コイル 3…中心コア 4…周辺コア 5,6…給電線側コア

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電流が流れる往復線路である1次給
    電線に沿って非接触で移動する負荷に上記1次給電線か
    ら電力を給電する非接触給電装置であって,上記負荷側
    に設けられ,上記1次給電線の周りに生じた磁束と鎖交
    する2次コイルと,上記2次コイルがその中央脚に巻き
    付けられる断面E型状の磁性体コアとを具備してなる非
    接触給電装置において,上記磁性体コアの凹部が偏平に
    形成されると共に該凹部に上記2次コイルが嵌挿され,
    上記1次給電線は上記磁性体コアの凹部外側に上記2次
    コイルと対向して配置されると共に,上記1次給電線の
    幅と上記2次コイルの巻幅とが略同一であることを特徴
    とする非接触給電装置。
  2. 【請求項2】 上記1次給電線の上記2次コイルとは反
    対側の面の一部又は全部に板状の磁性体が設けられてな
    る請求項1記載の非接触給電装置。
  3. 【請求項3】 上記1次給電線の一部又は全部が断面E
    型状の磁性体で包囲されてなる請求項1記載の非接触給
    電装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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