WO2019160162A1 - 電力供給システム、配置方法 - Google Patents

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WO2019160162A1
WO2019160162A1 PCT/JP2019/006138 JP2019006138W WO2019160162A1 WO 2019160162 A1 WO2019160162 A1 WO 2019160162A1 JP 2019006138 W JP2019006138 W JP 2019006138W WO 2019160162 A1 WO2019160162 A1 WO 2019160162A1
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WO
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power
ferromagnetic
supply system
power supply
conductor
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Application number
PCT/JP2019/006138
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English (en)
French (fr)
Inventor
原川　健一
Original Assignee
株式会社ＥｘＨ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/05—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using capacitive coupling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/22—Longitudinal slot in boundary wall of waveguide or transmission line

Definitions

  • the present invention relates to a power supply system and an arrangement method.
  • the applicant has already proposed a power supply system to which electric field coupling power transmission technology is applied.
  • the electric field coupling power transmission technology is a technology that realizes non-contact power transmission by flowing a high-frequency current in a state where a junction capacitance is formed by electrode pairs made of opposing metal plates. Specifically, for example, as shown in FIG. 11, a power transmission electrode 110 that transmits power from a power supply and a power reception electrode 210 that supplies power to a load are arranged to face each other. Thus, the junction capacitance Cc is formed, and the electric field coupling power transmission technique is realized.
  • the present applicant has already proposed a power transmission line for transmission having a straight opening in a part of the coaxial line in the A coaxial line shown in FIG. 11 (see, for example, Patent Document 1).
  • This power transmission communication line has the advantage that it emits less electromagnetic waves than a leaky coaxial cable (LCX).
  • LCX leaky coaxial cable
  • the applicant of the present invention as an electric field coupling type power transmission line using a coaxial line having a straight opening, like a B power transmission line and a C power transmission line shown in FIG.
  • An electric power transmission line having an electrode inserted so as to face the flat portion has already been proposed.
  • Such a power transmission line having a straight opening does not form a strong electromagnetic field in the surrounding area because the electromagnetic field radiation is small if the size of the opening is small. For this reason, even if a person approaches the coaxial line or a metal piece is placed around the coaxial line, no problem occurs.
  • the outer conductor ground potential
  • the present invention has been made in view of such a situation, and enables power supply and communication in a non-contact manner, and there is no risk of dust and dust entering, and a power transmission line with less radiated electromagnetic waves is provided.
  • the purpose is to supply.
  • a power supply system includes: A power supply system using electric field coupled power transmission technology, A cylindrical outer conductor having a slit extending in the longitudinal direction on the ceiling, and an inner conductor disposed in contact with the outer conductor inside the outer conductor, and receiving power from an AC power source of a predetermined wavelength A power transmission line for transmitting power; The first power receiving electrode that faces the inner conductor in a non-contact manner, moves along the power transmission line, and forms a first junction capacitance by the inner conductor and the first power receiving electrode, thereby transmitting the power.
  • a mobile carrier that receives power from the track and supplies it to the load; With The inner conductor has a first groove into which the first power receiving electrode can be inserted, The first junction capacitance is formed between the inner conductor and the first power receiving electrode in the first groove.
  • the movable carrier further includes a second power receiving electrode.
  • the outer conductor further has a second groove into which the second power receiving electrode can be inserted, A second junction capacitance may be formed between the inner conductor and the second power receiving electrode in the second groove.
  • a plurality of magnets can be attached to the bottom of the second groove.
  • a plurality of ferromagnetic metal pieces can be further attached to the bottom of the second groove.
  • the ferromagnetic metal piece is disposed at the bottom of the second groove so as to be long in the longitudinal direction of the inner conductor and to have the same polarity of the magnet. Can do.
  • the outer conductor further includes a ferromagnetic ultrathin metal having one end fixed on both sides of the slit.
  • the one end of the ferromagnetic ultrathin metal is connected to a magnet having a different polarity,
  • the other ends of the ferromagnetic ultrathin metal can be joined together by magnetic force to form the lid of the slit.
  • the other end of the ferromagnetic ultrathin metal can be attracted to a magnet that passes in the vicinity of the ferromagnetic ultrathin metal and can be separated by separating the junction. .
  • a stopper made of a nonmagnetic material is further provided between the ferromagnetic ultrathin metal and the magnet, When the other end of the ferromagnetic ultra-thin metal is separated from the joint after the other end is in contact with the magnet, the stopper Can be locked.
  • the outer conductor further includes a cable channel for arranging a communication line, On both sides of the cable channel, each has a ferromagnetic ultrathin metal with one end fixed, The other end of the ferromagnetic ultrathin metal has a concave portion and a convex portion, respectively, and the concave portion and the convex portion alternately overlap to form a lid of the cable channel, The convex portion is attracted to and curved by the magnet passing through the vicinity of the convex portion, and the lid can be opened.
  • the convex portion has a protruding-shaped locking piece at a tip, and is bent by being attracted to a magnet passing through the vicinity of the protruding portion, and the adjacent locking piece. Can be locked together.
  • an arrangement method of one embodiment of the present invention includes: It is an arrangement method in which a columnar inner conductor is arranged at the center of a cylindrical outer conductor having a slit extending in the longitudinal direction on the ceiling, A plate-like insulator having an outer peripheral shape that is the same as or substantially the same as the inner peripheral shape of the outer conductor and whose cross-sectional shape is a U-shape having an opening, and so that the opening faces upward.
  • the insulator Inserting into the outer conductor from a slit;
  • the insulator is rotated together with a jig fixed to a part of the insulator so that a part or all of the outer periphery of the insulator is pressed against the inner wall of the outer conductor, and the insulation is performed inside the outer conductor.
  • Fixing the body The inner conductor is inserted into the insulator from the opening, and a part or all of the outer periphery of the inner conductor is pressed against the inner wall of the insulator to fix the inner conductor inside the insulator. Steps, including.
  • the present invention it is possible to supply power and communicate in a non-contact manner, and to supply a power transmission line with less radiated electromagnetic waves without a risk of entering dust and dirt.
  • FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing a configuration of a power supply system including a slide-type power transmission line using an electrode insertion method and a moving carrier that moves on the power transmission line while receiving power from the power transmission line. is there.
  • FIG. 4 is a cross section showing a configuration of the power supply system of FIG. 3. It is a figure which shows the specific method of fixing an inner conductor inside an outer conductor. It is a figure which shows the basic matter of the method of plugging the slit of a base material.
  • FIG. 1 is a diagram showing electrodes of a power transmission line 1 in the power supply system of the present invention. 1 are cross-sectional views in which the inner conductor 101 of the power transmission electrode 110 is cut along a plane orthogonal to the longitudinal direction.
  • the power transmission line 1 in the power supply system of the present invention is provided with a groove G in the inner conductor 101 of the power transmission electrode 110 and a power receiving electrode 210 made of an ultrathin metal in the groove G as shown in the A cross section to the D cross section shown in FIG. Is configured to be inserted.
  • the inner conductor 101 and the power receiving electrode 210 are not in contact with each other.
  • the cross section A shown in FIG. Will come into contact with the inner wall.
  • it can be made non-contact by applying a coating such as DLC on the surface of the power receiving electrode 210, but it will come into contact when the coating wears with long-time use.
  • the power receiving electrode 210 may warp and come into contact with the inner wall of the groove G.
  • a magnet M is arranged at the bottom of the groove G as shown in the C cross section in FIG.
  • the power receiving electrode 210 is attracted to the central portion of the magnet M by the magnetic force F, so that tension can be continuously applied to the power receiving electrode 210.
  • a ferromagnetic metal piece N may be attached to the magnet M. In this case, by making the shape of the ferromagnetic metal piece N an acute angle, the magnetic force F and the concentration force on the central part of the magnet M can be increased.
  • the ferromagnetic metal piece N may be arranged long in the longitudinal direction of the inner conductor 101 so that the magnets M have the same polarity. In this case, since it is not necessary to continuously arrange the magnets M at the bottom of the groove G, the manufacturing cost can be reduced.
  • the inner conductor 101 is a non-magnetic material or a conductive material equivalent thereto.
  • a junction capacitance can be formed using both surfaces of the power receiving electrode 210. Furthermore, since the power receiving electrode 210 operates as if it is hinged above the ferromagnetic metal piece N, the junction capacity can be increased by intentionally shifting the insertion position into the groove G. Further, the insertion position of the power receiving electrode 210 may be displaced using a piezoelectric element (piezo element) or the like. Thereby, even if there is a mechanical fluctuation, the power receiving electrode 210 can always be returned to the optimum position inside the groove G.
  • the width W of the frontage may be increased as in the D cross section shown in FIG. Thereby, it is possible to flexibly cope with a change in the mounting position of the power receiving electrode 210 on the power receiving side.
  • FIG. 2 is a diagram showing the contents and results of a test in which the power receiving electrode 210 is inserted into the groove G of the internal conductor 101 to form the junction capacitance Cc.
  • a state shown in FIG. 2 is a view showing a state in which the receiving electrode 210 is inserted into the groove G of the internal conductor 101 to form the junction capacitance Cc, and the cross section of the internal conductor 101 taken along a plane orthogonal to the longitudinal direction.
  • FIG. The state B shown in FIG. 2 is a view showing a state in which the receiving electrode 210 is inserted into the groove G of the inner conductor 101 to form the junction capacitance Cc, and is a cross-sectional view taken along the line aa ′ in FIG. is there.
  • a groove G is provided in the inner conductor 101, and one end of the power receiving electrode 210 is inserted into the groove G to form a junction capacitor Cc 1, and the other end of the power receiving electrode 210 is formed.
  • the value of the junction capacitance Cc1 and the value of the junction capacitance Cc2 were obtained, and the inductance L was arranged so as to resonate with the series composite value.
  • the portion where the power receiving electrode 210 exists inside the groove G is a strong electric field region Es where the electric field strength is strong.
  • the portion where the power receiving electrode 210 does not exist is a weak electric field region Ew where the electric field strength is weak. According to this result, it seems that the method of inserting the power receiving electrode 210 into the groove G provided in the inner conductor 101 is not practical. However, although the electric field strength was weak in the non-resonant state, it was found that a strong electric field was generated around the electrode when resonance was established. That is, it has been found that the method of inserting the receiving electrode 210 into the groove G provided in the inner conductor 101 (hereinafter referred to as “electrode insertion method”) can be applied to the electric field coupled power transmission technique.
  • FIG. 3 shows a power supply system including a slide-type power transmission line 1 using an electrode insertion method and a movable carrier 600 that moves on the power transmission line 1 while receiving power from the power transmission line 1. It is a cross-sectional perspective view which shows the structure of S.
  • the slide-type power transmission line 1 using the electrode insertion method includes a cylindrical outer conductor 102 having a slit J in the ceiling portion and a non-contact with the outer conductor 102 inside the outer conductor 102.
  • This is a power transmission line having an inner conductor 101 arranged.
  • the inner conductor 101 is fixed so as not to be in contact with the outer conductor 102 by a support material 131 disposed between the inner conductor 101 and the outer conductor 102.
  • the inner conductor 101 is provided with a groove G.
  • a magnet M and a ferromagnetic metal piece N are attached to the bottom of the groove G.
  • a junction capacitor Cc1 is formed.
  • a specific method for attaching the inner conductor 101 to the inner side of the outer conductor 102 will be described later.
  • the material of the inner conductor 101 is a non-magnetic material or a conductive material equivalent thereto.
  • the inner conductor 101 can be manufactured using an extruded aluminum material.
  • the outer conductor 102 is provided with a groove H. Although not shown, a magnet M and a ferromagnetic metal piece N are attached to the bottom of the groove H. By inserting a power receiving electrode 210 (not shown) into the groove H, a junction capacitor Cc2 (not shown) is formed.
  • the outer conductor 102 includes a communication line 2 for performing communication, a guide rail 111 and a rack gear 113 for running the mobile carrier.
  • the communication line 2 is not particularly limited. In the example shown in FIG. 3, three leaky coaxial lines (LCX) as the communication lines 2 are arranged on the side of the outer conductor 102 opposite to the side where the groove H is provided.
  • LCX leaky coaxial lines
  • the material of the outer conductor 102 is a non-magnetic material or a conductive material equivalent thereto.
  • the outer conductor 102 can be manufactured using an extruded aluminum material.
  • the moving carrier 600 is provided with a roller 112 that meshes with the guide rail 111 of the outer conductor 102 and a pinion gear 114 (not shown) that meshes with the rack gear 113.
  • the moving carrier 600 can smoothly move on the sliding power transmission line 1 by rotating the pinion gear 114.
  • FIG. 4 is a cross section showing the configuration of the power supply system S of FIG.
  • an inverter and a matching circuit 115 are attached to the bottom surface of the outer conductor 102.
  • the inverter and matching circuit 115 is attached to the bottom surface of the external conductor 102 so as to be embedded in a part where the fixed base 700 is partly cut out. You may arrange
  • a magnet M and a ferromagnetic metal piece N are attached in the groove G of the inner conductor 101 and in the groove H of the outer conductor 102, and the power receiving electrode 210 is inserted into the groove G and the groove H, respectively.
  • the junction capacitors Cc1 and Cc2 the power is supplied to the power receiving circuit in the movable carrier 600.
  • the inner conductor 101 is fixed by a support member 131 inside the outer conductor 102.
  • the configuration of the support material 131 is not particularly limited, but it is preferably a low-loss dielectric and a thin plate having elasticity.
  • the guide when the moving transport body 600 moves is performed by the guide rail 111 and the roller 112 meshing with the guide rail 111, and the driving of the moving transport body 600 is performed by the pinion gear 114 meshing with the rack gear 113.
  • the method for moving the movable carrier 600 is not limited to the example shown in FIG. Although not shown, the movable carrier 600 may be moved using a linear motor, a tire, or the like.
  • FIG. 5 is a diagram showing a specific method for fixing the inner conductor 101 to the inner side of the outer conductor 102.
  • the method A to method D shown in FIG. 5 show the procedure of fixing the inner conductor 101 inside the outer conductor 102 in the order.
  • a support material 131 is disposed between the outer conductor 102 and the inner conductor 101. Thereby, the inner conductor 101 can be fixed inside the outer conductor 102 without contacting the outer conductor 102.
  • the support material 131 is made of a plate-like low-loss dielectric material having elasticity.
  • the planar shape of the support member 131 is a U-shape having an opening 132 as shown in FIG. Further, the outer frame of the support member 131 is given a rounded finish, and the inner frame is given a flat finish.
  • the support material 131 having such a configuration is inserted into the outer conductor 102 and fixed in the following procedure. That is, as in the method A shown in FIG. 5, the support member 131 is inserted into the inside through the slit J of the outer conductor 102 in a direction parallel to the longitudinal direction of the outer conductor 102. Next, as in the method B shown in FIG. 5, the rotary jig 152 is inserted into the opening 132 of the support material 131, and the support material 131 is placed so that the plane of the support material 131 is perpendicular to the longitudinal direction of the outer conductor 102. Rotate. Note that the rotating jig 152 of the B method shown in FIG.
  • the support members 131 are arranged at regular intervals inside the outer conductor 102.
  • the internal conductor 101 is inserted into the opening 132 of the support material 131.
  • the support member 131 has elasticity, the support member 131 is fixed by pushing the inner conductor 101 into the opening 132 of the support member 131 to the end.
  • the inner conductor 101 can be disposed in the outer conductor 102 in a non-contact manner with the outer conductor 102 as in the method D shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating basic matters of a method for closing the slit J of the base material 800.
  • a method shown in FIG. 6 is a diagram showing a method of closing the slit J using two ferromagnetic ultrathin metals 801.
  • the method B shown in FIG. 6 is a diagram showing a method of opening the slit J by attracting two ferromagnetic ultrathin metals 801 that block the slit J using the moving magnet Mm.
  • a method shown in FIG. 6 is a method of closing the slit J by closing or overlapping the movable parts 812 of the two ferromagnetic ultrathin metals 801.
  • the ferromagnetic ultrathin metal 801 includes a fixed portion 811 fixed to the base material 800 and a movable portion 812 that is movable without being fixed to the base material 800, as in the method A shown in FIG. Magnets M having different polarities are attached to the fixing portions 811 of the two ferromagnetic ultrathin metals 801.
  • the movable portions 812 of the two ferromagnetic ultrathin metals 801 have different magnetic poles, the movable portions 812 of the two ferromagnetic ultrathin metals 801 can be joined by magnetic force. Further, even if the elastic ultrathin metal 801 is deformed many times and the elastic force is lowered, this can be compensated by the magnetic force. At this time, when there is a frequency in which a decrease in elastic force is unavoidable, a hinge may be used.
  • the ferromagnetic ultrathin metal 801 is moved to a magnetic force by moving a moving magnet Mm having a stronger magnetic force on the two ferromagnetic ultrathin metals 801 in a closed state.
  • This is a method of opening the slit J by pulling it.
  • a stopper 821 may be provided to stop the movement with such a degree that the elastic force of the ferromagnetic ultrathin metal 801 does not deteriorate.
  • a stopper 821 made of a non-magnetic material between the ferromagnetic ultrathin metal 801 and the moving magnet Mm, when the ferromagnetic ultrathin metal 801 is separated from the bonded state, it contacts the moving magnet Mm. In addition, the ferromagnetic ultrathin metal 801 can be locked.
  • the stopper 821 is made of a nonmagnetic material. When closing the slit J, simply move the moving magnet Mm away and close it with spring force and magnetic force, or move the moving magnet Mm having the opposite polarity, thereby magnetically forming a ferromagnetic ultrathin metal 801. Return to the Close position.
  • FIG. 7 is a diagram showing a case where the external conductor 102 is applied to the slit J and the groove H.
  • FIG. The state A shown in FIG. 7 is a view showing a state where the ferromagnetic ultrathin metal 801 is closed. That is, the ferromagnetic ultrathin metals 801 are joined together by magnetic force to form the lid of the slit J.
  • the state B shown in FIG. 7 is a diagram showing a state where the ferromagnetic ultrathin metal 801 is opened by the moving magnet Mm.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the power receiving electrode 210 passes through the moving magnet Mm. That is, in the B state and the C state shown in FIG. 7, the ferromagnetic ultrathin metal 801 is attracted to the magnet that passes in the vicinity of the ferromagnetic thin metal 801 and is separated from the junction.
  • the D state shown in FIG. 7 is a diagram showing a state where the ferromagnetic ultrathin metal 801 has returned to the initial position by the moving magnet Mm having the reverse polarity.
  • 7 is a plan view of the moving carrier 600.
  • FIG. 8 is a view showing the structure of the ferromagnetic ultrathin metal 801.
  • the A structure shown in FIG. 8 is a diagram showing a state in which strip-shaped ferromagnetic ultrathin metal 801 is connected by an elastic resin film 841.
  • the A structure shown in FIG. 8 is a diagram showing a case where the jumping of the strip-shaped ferromagnetic ultrathin metal 801 is partially large.
  • the ferromagnetic ultrathin metal 801 sequentially opens the slits J by the moving magnet Mm.
  • the slit J is partially opened, but there is no softness.
  • the strip-shaped ferromagnetic ultrathin metal 801 has a structure connected by an elastic resin film 841. Thereby, the partial jump of the ferromagnetic ultrathin metal 801 can be increased as in the A structure shown in FIG.
  • leaky coaxial lines As the communication lines 2 are laid on a part of the side surface of the outer conductor 102 shown in FIG.
  • the leaky coaxial line (LCX) is an effective communication means, but is simply a medium through which electromagnetic waves pass, and the communication standard itself uses WiFi. For this reason, interference with other WiFi becomes a problem, and the radio wave emitted from itself affects others.
  • WiFi is a widely used communication standard, which is low in cost, has a lot of corresponding software and hardware, and should be used. For this reason, it is preferable to attach a shield cover so as not to emit radio waves from the leaky coaxial line (LCX) and to receive radio waves from other sources.
  • the shield cover needs to be opened only when you want to use it.
  • the cover operation using the magnet M can be applied to the leaky coaxial line (LCX).
  • FIG. 9 is a diagram showing a method of cutting an interdigital pattern on the ferromagnetic ultrathin metal 801.
  • the method A shown in FIG. 9 is a diagram in which an interdigital pattern is cut out from a ferromagnetic ultrathin metal 801 using a laser cutter, a water jet, a wire cut saw, or the like.
  • the technique B shown in FIG. 9 is a diagram showing a case where the ferromagnetic ultrathin metal 801 is moved in the direction of the arrow in the technique A shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing a case where a leaky coaxial line (LCX) is contained in a metal cable channel using a ferromagnetic ultrathin metal 801.
  • LCX leaky coaxial line
  • the ferromagnetic ultrathin metal 801 cut out by the cutting method shown in FIG. 9 is overlapped and placed on the leaky coaxial line (LCX) contained in the cable channel. Thereby, although it is not perfect, since a shield body will be covered, communication with the outside is interrupted. At this time, when the moving magnet Mm passes as in the state B shown in FIG. 10, the ferromagnetic ultrathin metal 801 jumps up and is separated to form a gap. At that time, the protrusions 831 (FIG. 9) made in the interdigital structure collide with each other, and the locking pieces 832 at the leading ends are locked together, so that the jumping up is stopped. By attaching the antenna ANT to the side, communication is possible only where the mobile carrier 600 exists. By attaching this to all lines, mutual interference can be greatly reduced.
  • LCX leaky coaxial line
  • the electrode pair is not in contact, but it is sufficient if contact is made through an insulator and the electrical proximity state is maintained even if it is not completely contactless. It is possible to ensure the junction capacity. That is, even if some of the electrode pairs are physically in contact with each other, sufficient electric power can be supplied as long as they are electrically insulated.
  • the power supply system to which the present invention is applied only needs to have the following configuration, and can take various embodiments. That is, the power supply system to which the present invention is applied is A power supply system using electric field coupled power transmission technology, A cylindrical outer conductor (for example, the outer conductor 102 in FIG. 4) having a slit extending in the longitudinal direction (for example, the slit J in FIG. 4) in the ceiling portion, and disposed outside the outer conductor inside the outer conductor. A power transmission line (for example, the power transmission line of FIG. 4) that transmits power from an AC power source (for example, the inverter and matching circuit 115 of FIG. 4) having a predetermined wavelength.
  • an AC power source for example, the inverter and matching circuit 115 of FIG.
  • a first receiving electrode opposed to the inner conductor in a non-contact manner moves along the power transmission line; and is joined by the inner conductor and the first receiving electrode (for example, the receiving electrode 210 in FIG. 4).
  • a mobile carrier for example, mobile carrier 600 in FIG. 4 that receives power from the power transmission line and supplies it to the load by forming a capacity (for example, the junction capacitor Cc1 in FIG. 2);
  • the inner conductor has a first groove (for example, a groove G in FIG. 4) into which the first power receiving electrode can be inserted, The first junction capacitance is formed between the inner conductor and the first power receiving electrode in the first groove.
  • the movable carrier further includes a second power receiving electrode (for example, the power receiving electrode 210 in FIG. 4),
  • the outer conductor further has a second groove (for example, a groove H in FIG. 4) into which the second power receiving electrode can be inserted,
  • a second junction capacitor for example, the junction capacitor Cc2 in FIG. 2 may be formed between the inner conductor and the second power receiving electrode.
  • a plurality of magnets (for example, the magnet M in FIG. 4) can be attached to the bottom of the second groove.
  • a plurality of ferromagnetic metal pieces (for example, the ferromagnetic metal piece N in FIG. 4) can be further attached to the bottom of the second groove.
  • the ferromagnetic metal piece is disposed at the bottom of the second groove so as to be long in the longitudinal direction of the inner conductor and to have the same polarity of the magnet. Can do.
  • the outer conductor further includes a ferromagnetic ultrathin metal (for example, the ferromagnetic ultrathin metal of FIG. 7) having one end fixed on both sides of the slit. 801), The one end of the ferromagnetic ultrathin metal is connected to a magnet having a different polarity (for example, the magnet M in FIG. 7), The other ends of the ferromagnetic ultrathin metal can be joined together by magnetic force to form the lid of the slit.
  • a ferromagnetic ultrathin metal for example, the ferromagnetic ultrathin metal of FIG. 7
  • the other end of the ferromagnetic ultrathin metal is attracted to a magnet (for example, the moving magnet Mm in FIG. 7) passing through the vicinity of the ferromagnetic ultrathin metal, Can be separated by unbonding.
  • a magnet for example, the moving magnet Mm in FIG. 7
  • the power supply system of one embodiment of the present invention further includes a stopper (for example, a stopper 821 in FIG. 6) made of a nonmagnetic material between the ferromagnetic ultrathin metal and the magnet.
  • a stopper for example, a stopper 821 in FIG. 6
  • the stopper can be locked.
  • the outer conductor further includes a cable channel (for example, the cable channel 61 in FIG. 10) in which a communication line (for example, the communication line 2 in FIG. 10) is arranged.
  • a communication line for example, the communication line 2 in FIG. 10.
  • each has a ferromagnetic ultrathin metal with one end fixed,
  • the other end of the ferromagnetic ultra-thin metal has a concave portion and a convex portion (for example, the convex portion 831 in FIG. 9), and the concave portion and the convex portion are alternately overlapped to cover the cable channel.
  • the convex portion can be attracted to and curved by a magnet (for example, the moving magnet Mm in FIG. 10) passing in the vicinity of the convex portion to open the lid.
  • the convex portion has a protruding locking piece (for example, the locking piece 832 in FIG. 10) at the tip, and is attracted to a magnet that passes in the vicinity of the protruding portion.
  • the adjacent locking pieces can lock each other.
  • An arrangement method to which the present invention is applied is as follows. It is an arrangement method in which a columnar inner conductor is arranged at the center of a cylindrical outer conductor having a slit extending in the longitudinal direction on the ceiling, A plate-like insulator (for example, FIG. 5) whose outer peripheral shape is the same as or substantially the same as the inner peripheral shape of the outer conductor, and whose cross-sectional shape is a U shape having an opening (for example, opening 132 in FIG. 5 support material 131) is inserted into the outer conductor from the slit so that the opening faces upward, The insulator is rotated together with a jig (for example, the rotary jig 152 in FIG.
  • a jig for example, the rotary jig 152 in FIG.

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Abstract

非接触での電力の供給及び通信を可能とするとともに、ゴミや埃が侵入するおそれがなく、放射電磁波の少ない電力伝送線路を供給すること。　長手方向に延びたスリットを天井部に有する筒状の外部導体１０２と、外部導体１０２の内側に外部導体１０２と非接触で配置された内部導体１０１とを有する、所定の波長の交流電源からの電力を送電する電力伝送線路１と、内部導体１０１と非接触で対向する受電電極２１０を有し、電力伝送線路１に沿って移動し、内部導体１０１と受電電極２１０とにより接合容量Ｃｃ１を形成させることで電力伝送線路１から電力を受電して負荷に供給する移動搬送体６００とを備え、内部導体１０１は、受電電極２１０を挿入可能とする溝Ｇを有し、溝Ｇの中で、内部導体１０１と受電電極２１０との間に接合容量Ｃｃ１が形成されることで上記の課題を解決する。

Description

電力供給システム、配置方法
　本発明は、電力供給システム、配置方法に関する。
　本出願人は、電界結合電力伝送技術を適用した電力供給システムを既に提案している。電界結合電力伝送技術とは、対向する金属板からなる電極対により接合容量が形成された状態で、高周波電流を流すことで非接触の電力電送を実現する技術である。具体的には例えば、図１１に示すように、電源からの電力を送電する側となる送電電極１１０と、受電した電力を負荷に供給する側となる受電電極２１０とを対向させて配置することにより、接合容量Ｃｃが形成されて電界結合電力電送技術が実現される。
　本出願人は、図１１に示すＡ同軸線路において、同軸線路の一部にストレート形状の開口部を有する給電通信用伝送路を既に提案している（例えば特許文献１参照）。この給電通信用伝送路は、漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）と比べて電磁波放射が少ないというメリットがある。また、本出願人は、ストレート形状の開口部を有する同軸線路を用いた電界結合方式の電力伝送線路として、図１１に示すＢ電力伝送線路及びＣ電力伝送線路のように、平面部と、この平面部に対向するように差し込まれた電極とを有する電力伝送線路を既に提案している。このような、ストレート形状の開口部を有する電力伝送線路は、開口部の大きさが小さければ電磁界放射が少ないので、周囲に強い電磁界を形成しない。このため、人が同軸線路に接近したり、同軸線路の周辺に金属片が置かれたとしても問題が生じない。さらに、外部導体（接地電位）が内部導体をカバーする構造となっているので、感電等に対する安全性も高い。
特許６２０８５９２号公報
　しかしながら、図１１示すＢ電力伝送線路では、電界結合方式の電力伝送線路の場合、内部導体に対向する電極を取り出するために、開口部をある程度大きくする必要がある。また、図１１に示すＣ電力伝送線路では、電界結合方式の電力伝送線路の場合、４つの電極を出し入れするために、外部導体の上部が完全に空いた状態となってしまう。これより、開口部からゴミや埃が浸入したり放射電磁波が多くなるといった、実用性の面での問題があった。
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、非接触での電力の供給及び通信を可能とするとともに、ゴミや埃が侵入するおそれがなく、放射電磁波の少ない電力伝送線路を供給することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の一態様の電力供給システムは、
　電界結合電力伝送技術を適用した電力供給システムであって、
　長手方向に延びたスリットを天井部に有する筒状の外部導体と、前記外部導体の内側に前記外部導体と非接触で配置された内部導体とを有する、所定の波長の交流電源からの電力を送電する電力伝送線路と、
　前記内部導体と非接触で対向する第１受電電極を有し、前記電力伝送線路に沿って移動し、前記内部導体と前記第１受電電極とにより第１接合容量を形成させることで前記電力伝送線路から電力を受電して負荷に供給する移動搬送体と、
　を備え、
　前記内部導体は、前記第１受電電極を挿入可能とする第１溝を有し、
　前記第１溝の中で、前記内部導体と前記第１受電電極との間に前記第１接合容量が形成される。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記移動搬送体は、第２受電電極をさらに有し、
　前記外部導体は、さらに、第２受電電極を挿入可能とする第２溝を有し、
　前記第２溝の中で、前記内部導体と前記第２受電電極との間に第２接合容量が形成されることができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記第２溝の底部に、磁石が複数取り付けることができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記第２溝の底部に、さらに、強磁性金属片が複数取り付けることができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記強磁性金属片は、前記第２溝の底部において、前記内部導体の長手方向に長く、かつ、前記磁石の極性が揃うように配置させることができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記外部導体は、さらに、前記スリットを挟む両側に、一方の端部が固定された強磁性極薄金属を夫々有し、
　前記強磁性極薄金属の前記一方の端部が、極性の異なる磁石に夫々接続されており、
　前記強磁性極薄金属のもう一方の端部同士が、磁力により接合して前記スリットの蓋を形成することができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記強磁性極薄金属の前記もう一方の端部は、自身の近傍を通過する磁石に引きつけられて、前記接合を解いて離隔することができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記強磁性極薄金属と前記磁石との間に、非磁性体からなるストッパーをさらに有し、
　前記ストッパーは、前記強磁性極薄金属の前記もう一方の端部が前記接合を解いて離隔したときに、前記もう一方の端部が前記磁石に接触する前に、前記もう一方の端部を係止することができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記外部導体は、さらに、通信線を配置させるケーブルチャネルを有し、
　前記ケーブルチャネルを挟む両側に、一方の端部が固定された強磁性極薄金属を夫々有し、
　前記強磁性極薄金属のもう一方の端部は、凹部と凸部とを夫々有し、前記凹部と前記凸部が互い違いに重なり合って前記ケーブルチャネルの蓋を形成し、
　前記凸部は、自身の近傍を通過する磁石に引きつけられて湾曲し、前記蓋を開放することができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記凸部は、先端に出っ張り形状の係止片を有し、自身の近傍を通過する磁石に引きつけられて湾曲すると、隣接する前記係止片の夫々が互いに係止し合うことができる。
　上記目的を達成するため、本発明の一態様の配置方法は、
　長手方向に延びたスリットを天井部に有する筒状の外部導体の中心部に、柱状の内部導体を配置する配置方法であって、
　外周の形状が前記外部導体の内周の形状と同一又は略同一であり、断面形状が開口部を有するコの字型である板状の絶縁体を、前記開口部が上を向くように前記スリットから前記外部導体の内部に挿入するステップと、
　前記絶縁体の一部に固定させた治具とともに前記絶縁体を回転させて、前記外部導体の内壁に前記絶縁体の外周の一部又は全部を圧接させて、前記外部導体の内部で前記絶縁体を固定するステップと、
　前記開口部から前記絶縁体の内部に前記内部導体を挿入し、前記絶縁体の内壁に前記内部導体の外周の一部又は全部を圧接させて、前記絶縁体の内部で前記内部導体を固定するステップと、
　を含む。
　本発明によれば、非接触での電力の供給及び通信を可能とするとともに、ゴミや埃が侵入するおそれがなく、放射電磁波の少ない電力伝送線路を供給することが可能になる。
本発明の電力供給システムにおける電力伝送線路の電極を示す図である。 内部導体の溝に受電電極を挿入して接合容量を形成させる試験の実施内容と結果を示す図である。 電極挿入方式を用いたスライド式の電力伝送線路と、電力伝送線路からの電力の供給を受けながら電力伝送線路の上を移動する移動搬送体とを含む電力供給システムの構成を示す断面斜視図である。 図３の電力供給システムの構成を示す断面である。 内部導体を外部導体の内側に固定させる具体的な手法を示す図である。 ベース材のスリットを塞ぐ手法の基本事項を示す図である。 外部導体のスリット及び溝に適用した場合を示す図である。 強磁性極薄金属の構造を示す図である。 強磁性極薄金属にインターデジタル型のパターンを切り出す手法を示す図である。 強磁性極薄金属を用いて、金属製のケーブルチャネル内に漏洩同軸線路（ＬＣＸ）が入っている場合を示す図である。 本出願人が既に提案している電界結合方式の電力伝送線路を含む従来技術を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
　図１は、本発明の電力供給システムにおける電力伝送線路１の電極を示す図である。図１に示すＡ断面～Ｄ断面は、いずれも送電電極１１０の内部導体１０１を長手方向に直交する面で切った断面図である。
　本発明の電力供給システムにおける電力伝送線路１は、図１に示すＡ断面～Ｄ断面のように、送電電極１１０の内部導体１０１に溝Ｇを設け、溝Ｇに極薄金属からなる受電電極２１０を挿入する構成となっている。ここで、内部導体１０１と受電電極２１０とは、非接触であることが前提となるが、図１に示すＡ断面では、単に溝Ｇに受電電極２１０を挿入するだけでは受電電極２１０が溝Ｇの内壁に接触してしまう。このため、受電電極２１０の表面にＤＬＣ等のコーティングを施すことで非接触にすることもできるが、長時間の使用に伴ってコーティングが摩耗すると接触することになってしまう。また、図１に示すＢ断面では、受電電極２１０が反って溝Ｇの内壁に接触してしまうことがある。
　そこで、図１に示すＣ断面のように、溝Ｇの底部に磁石Ｍを配置し、強磁性の極薄金属膜を溝Ｇに挿入し、この金属膜を受電電極２１０として用いる。これにより、磁力Ｆによって受電電極２１０が磁石Ｍの中央部に引き寄せられるので、受電電極２１０に対し張力を加え続けることができる。その結果、溝Ｇの内壁との接触を防ぐことができる。さらに、磁石Ｍに強磁性金属片Ｎを取り付けてもよい。この場合、強磁性金属片Ｎの形状を鋭角にすることにより、磁力Ｆと、磁石Ｍの中央部への集中力とを増大させることができる。また、溝Ｇの底部において、強磁性金属片Ｎを内部導体１０１の長手方向に長く配置して、磁石Ｍの極性を揃えてもよい。この場合、溝Ｇの底部に磁石Ｍを連続して配置する必要がなくなるので、製造コストを低減させることができる。なお、内部導体１０１は非磁性体又はこれに準ずる導電材料であることとする。
　内部導体１０１に溝Ｇを設けて、溝Ｇに受電電極２１０を挿入する構成とすることにより、受電電極２１０の両面を使って接合容量を形成させることができる。さらに、受電電極２１０が、強磁性金属片Ｎの上部で、あたかもヒンジがついているように動作するので、溝Ｇへの挿入位置を意図的にずらすことで、接合容量を増大させることができる。また、圧電素子（ピエゾ素子）等を用いて、受電電極２１０の挿入位置を変位できるようにしてもよい。これにより、機械的な変動があったとしても、溝Ｇの内部において受電電極２１０が常に最適な位置に戻すことができる。
　溝Ｇは、図１に示すＤ断面のように、間口部の幅Ｗを広くしてもよい。これにより、受電側における受電電極２１０の取り付け位置の変化に柔軟に対応することができる。
　［試験１］
　図２は、内部導体１０１の溝Ｇに受電電極２１０を挿入して接合容量Ｃｃを形成させる試験の実施内容と結果を示す図である。図２に示すＡ状態は、内部導体１０１の溝Ｇに受電電極２１０を挿入して接合容量Ｃｃを形成させた状態を示す図であり、内部導体１０１を長手方向に直交する面で切った断面図である。図２に示すＢ状態は、内部導体１０１の溝Ｇに受電電極２１０を挿入して接合容量Ｃｃを形成させた状態を示す図であり、図２に示すＡ状態のａ‐ａ´断面図である。
　（内容）
　図２に示すＡ状態のように、内部導体１０１に溝Ｇを設け、溝Ｇに受電電極２１０の一方の端部を挿入して接合容量Ｃｃ１を形成させ、受電電極２１０のもう一方の端部を外部導体１０２の外側に配置して接合容量Ｃｃ２を形成させた。次に、接合容量Ｃｃ１の値と接合容量Ｃｃ２の値とを求め、その直列合成値で共振するようにインダクタンスＬを配置した。
　（結果）
　図２に示すＢ状態のように、溝Ｇの内部において、受電電極２１０が存在する部分は、電界の強度が強い強電界領域Ｅｓとなっている。これに対して、受電電極２１０が存在しない部分は、電界の強度が弱い弱電界領域Ｅｗとなっている。この結果によれば、内部導体１０１に設けられた溝Ｇに受電電極２１０を挿入する方式は実用性がないとも思われる。しかしながら、非共振状態では電界強度が弱いものの、共振を取ると、電極の周囲に強い電界が発生することがわかった。即ち、内部導体１０１に設けられた溝Ｇに受電電極２１０を挿入する方式（以下「電極挿入方式」と呼ぶ）は、電界結合電力伝送技術に適用することができることがわかった。
　図３は、電極挿入方式を用いたスライド式の電力伝送線路１と、電力伝送線路１からの電力の供給を受けながら電力伝送線路１の上を移動する移動搬送体６００とを含む電力供給システムＳの構成を示す断面斜視図である。
　電極挿入方式を用いたスライド式の電力伝送線路１は、図３に示すように、天井部にスリットＪを有する筒状の外部導体１０２と、外部導体１０２の内側に外部導体１０２に非接触で配置された内部導体１０１とを有する電力伝送線路である。
　内部導体１０１は、外部導体１０２との間に配置されたサポート材１３１によって外部導体１０２と非接触となるように固定されている。内部導体１０１には、溝Ｇが設けられており、図示はしないが、溝Ｇの底部には磁石Ｍと強磁性金属片Ｎとが取り付けられている。この溝Ｇに受電電極２１０（図示せず）が挿入されることで接合容量Ｃｃ１（図示せず）が形成される。なお、外部導体１０２の内側に内部導体１０１を取り付ける具体的手法については後述する。
　内部導体１０１の素材は非磁性体又はこれに準ずる導電材料であることとする。例えば押し出しアルミ材を用いて内部導体１０１を製作することができる。
　外部導体１０２には、溝Ｈが設けられており、図示はしないが、溝Ｈの底部には磁石Ｍと強磁性金属片Ｎとが取り付けられている。この溝Ｈに受電電極２１０（図示せず）が挿入されることで接合容量Ｃｃ２（図示せず）が形成される。
　外部導体１０２は、通信を行うための通信線２と、移動搬送体を走らせるためのガイドレール１１１とラックギヤ１１３とを備える。通信線２は特に限定されない。図３に示す例では、外部導体１０２の側面のうち、溝Ｈが設けられている面とは反対側の面に、通信線２としての漏洩同軸線路（ＬＣＸ）が３本配置されている。
　外部導体１０２は、接地電位（ＧＮＤ）であるため、人が触っても感電することが無い。
　外部導体１０２の素材は非磁性体又はこれに準ずる導電材料であることとする。例えば押し出しアルミ材を用いて外部導体１０２を製作することができる。
　移動搬送体６００には、外部導体１０２のガイドレール１１１に噛合するローラー１１２と、ラックギヤ１１３に噛合するピニオンギヤ１１４（図示せず）とが設けられている。移動搬送体６００には、ピニオンギヤ１１４を回転させることでスライド式の電力伝送線路１の上をスムーズに移動することができる。
　図４は、図３の電力供給システムＳの構成を示す断面である。
　図４に示すように、外部導体１０２の底面には、インバータ及びマッチング回路１１５が取り付けられる。図４に示す例では、インバータ及びマッチング回路１１５は、固定台７００の一部をくり抜いた部分に埋め込まれるようにして外部導体１０２の底面に取り付けられているが、配線を引き回すことで外部導体１０２の横に配置させてもよい。
　内部導体１０１の溝Ｇ内と、外部導体１０２の溝Ｈ内とには、磁石Ｍと強磁性金属片Ｎとが取り付けられており、溝Ｇ及び溝Ｈの中にそれぞれ受電電極２１０が挿入されて接合容量Ｃｃ１及びＣｃ２が形成されることにより、移動搬送体６００内の受電回路に電力が供給される。
　内部導体１０１は、外部導体１０２の内側でサポート材１３１によって固定されている。サポート材１３１の構成は特に限定されないが、低損失誘電体であり、かつ、弾性を有する薄板で構成されていることが好ましい。
　上述したように、移動搬送体６００が移動する際のガイドは、ガイドレール１１１、及びガイドレール１１１に噛合するローラー１１２により行われ、移動搬送体６００の駆動は、ラックギヤ１１３に噛合するピニオンギヤ１１４により行われる。なお、移動搬送体６００を移動させるための手法は、図４に示す例に限定されない。図示はしないが、リニアモータやタイヤ等を用いて移動搬送体６００を移動させてもよい。
　次に、図５を参照して、内部導体１０１を外部導体１０２の内側に固定させる具体的な手法について説明する。
　図５は、内部導体１０１を外部導体１０２の内側に固定させる具体的な手法を示す図である。図５に示すＡ手法～Ｄ手法は、内部導体１０１を外部導体１０２の内側に固定させる手順をその順番で示している。
　図５に示すように、外部導体１０２と内部導体１０１との間には、サポート材１３１が配置される。これにより、外部導体１０２の内部に、外部導体１０２と非接触で内部導体１０１を固定することができる。
　サポート材１３１は、弾力性を有する板状の低損失誘電材で構成されている。サポート材１３１の平面形状は、図５に示すような、開口部１３２を有するコの字形状のものとなっている。また、サポート材１３１の外枠はアールを付けた仕上げが施されており、内枠は平面仕上げが施されている。
　このような構成のサポート材１３１を、以下の手順で外部導体１０２に挿入して固定させる。即ち、図５に示すＡ手法のように、サポート材１３１の平面が外部導体１０２の長手方向と平行になる向きで、外部導体１０２のスリットＪから内部に挿入する。次に、図５に示すＢ手法のように、サポート材１３１の開口部１３２に回転冶具１５２を挿入し、サポート材１３１の平面が外部導体１０２の長手方向と垂直になるようにサポート材１３１を回転させる。なお、図５に示すＢ手法の回転冶具１５２は一例にすぎず、サポート材１３１を回転させることができる治具であればよい。この手順を繰り返し行うことにより、外部導体１０２の内部にサポート材１３１を一定間隔毎に配置していく。次に、図５に示すＣ手法のように、サポート材１３１の開口部１３２に内部導体１０１を挿入する。このとき、サポート材１３１は弾性を有するため、サポート材１３１の開口部１３２に内部導体１０１を最後まで押し込むことで固定される。このような低コストな手法を用いて、図５に示すＤ手法のように、外部導体１０２の内部に、外部導体１０２と非接触で内部導体１０１を配置することができる。
　次に、図６を参照して、スリットＪを塞ぐ手法について説明する。スリットＪを塞ぐことにより、防塵及び電磁シールドすることができる。
　図６は、ベース材８００のスリットＪを塞ぐ手法の基本事項を示す図である。図６に示すＡ手法は、２つの強磁性極薄金属８０１を用いてスリットＪを塞ぐ手法を示す図である。図６に示すＢ手法は、移動磁石Ｍｍを用いて、スリットＪを塞いでいる２つの強磁性極薄金属８０１を引き付けて、スリットＪを開口させる手法を示す図である。
　図６に示すＡ手法は、２つの強磁性極薄金属８０１の可動部８１２を突き合わせるか重ねることで接合してスリットＪを塞ぐ（Ｃｌｏｓｅ）させる手法である。強磁性極薄金属８０１は、図６に示すＡ手法のように、ベース材８００に固定された固定部８１１と、ベース材８００に固定されずに可動する可動部８１２とを有する。２つの強磁性極薄金属８０１の固定部８１１には、夫々極性が異なる磁石Ｍが取り付けられている。この手法の場合、２つの強磁性極薄金属８０１の可動部８１２が夫々異なる磁極となっているので、２つの強磁性極薄金属８０１の可動部８１２を磁力によって接合することができる。また、強磁性極薄金属８０１を何度も変形させたことで弾性力の低下が生じたとしても、これを磁力によって補うことができる。このとき、弾性力の低下を避けられない頻度があるときには、ヒンジを用いてもよい。
　図６に示すＢ手法は、塞がれた状態にある２つの強磁性極薄金属８０１の上に、より強力な磁力を有する移動磁石Ｍｍを移動させることにより、強磁性極薄金属８０１を磁力によって引きつけてスリットＪを開口（Ｏｐｅｎ）させる手法である。この手法の場合、移動磁石Ｍｍが通り過ぎる瞬時にスリットＪのＯｐｅｎとＣｌｏｓｅを繰り返すため、強磁性極薄金属８０１の弾性力が劣化しない程度の動きでストップさせるためのストッパー８２１を設けてもよい。強磁性極薄金属８０１と移動磁石Ｍｍとの間に、非磁性体からなるストッパー８２１を備えることにより、強磁性極薄金属８０１が接合を解いて離隔したときに、移動磁石Ｍｍに接触する前に、強磁性極薄金属８０１を係止することもできる。ストッパー８２１は、非磁性材料のものとする。スリットＪをＣｌｏｓｅする際は、単に移動磁石Ｍｍを遠ざけて、ばね力と磁力とでＣｌｏｓｅさせるか、あるいは、逆極性となる移動磁石Ｍｍを移動させることで、磁気的に強磁性極薄金属８０１をＣｌｏｓｅポジションまで戻す。
　次に、図７に示す手法を、外部導体１０２のスリットＪ及び溝Ｈに適用することについて説明する。
　図７は、外部導体１０２のスリットＪ及び溝Ｈに適用した場合を示す図である。図７に示すＡ状態は、強磁性極薄金属８０１が閉じた状態を示す図である。即ち、強磁性極薄金属８０１同士が、磁力により接合してスリットＪの蓋を形成している。図７に示すＢ状態は、移動磁石Ｍｍによって強磁性極薄金属８０１が開かれた状態を示す図である。図７に示すＣ状態は、移動磁石Ｍｍがあるとともに、受電電極２１０が通過している状態を示す図である。即ち、図７に示すＢ状態及びＣ状態において、強磁性極薄金属８０１は、自身の近傍を通過する磁石に引きつけられて、接合を解いて離隔している。図７に示すＤ状態は、逆極性の移動磁石Ｍｍによって、強磁性極薄金属８０１が初期位置に戻った状態を示す図である。図７に示すＥ状態は、移動搬送体６００の平面図である。
　図７に示すＡ状態～Ｄ状態における状態が繰り返されることにより、ゴミや埃等が同軸管内に侵入するリスクを低減させることができる。
　次に、図８を参照して、強磁性極薄金属８０１の構造について説明する。
　図８は、強磁性極薄金属８０１の構造を示す図である。図８に示すＡ構造は、短冊形の強磁性極薄金属８０１が、弾性を有する樹脂膜８４１によって連接されている状態を示す図である。図８に示すＡ構造は、短冊形の強磁性極薄金属８０１の跳ね上がりが部分的に大きい場合を示す図である。
　強磁性極薄金属８０１は、移動磁石ＭｍによってスリットＪを順次Ｏｐｅｎする。強磁性極薄金属８０１が１枚構造である場合には、部分的にスリットＪをＯｐｅｎするが、柔らかさがない。このため、短冊形の強磁性極薄金属８０１は、弾性を有する樹脂膜８４１によって連接される構造となっている。これにより、図８に示すＡ構造のように、強磁性極薄金属８０１の部分的な跳ね上がりを大きくすることもできる。
　例えば、図３に示す、外部導体１０２の側面の一部には、通信線２としての漏洩同軸線路（ＬＣＸ）が３条敷設してある。漏洩同軸線路（ＬＣＸ）は、有効な通信手段であるが、単に電磁波が通る媒体であり、通信規格自体は、ＷｉＦｉを用いている。このため、他のＷｉＦｉとの混信が問題になるとともに、自身が発する電波も他に影響を与える。
　工場生産設備にＷｉＦｉ通信を使用するとなると、この様な干渉が問題になる。ただし、ＷｉＦｉは広く普及した通信規格であり、コストも安く、対応するソフトウェア及びハードウェアが豊富であり、使用すべき規格である。このため、漏洩同軸線路（ＬＣＸ）から電波を出さず、他からの電波も受信しないようにするために、シールドカバーを付けることが好ましい。ただし、使用したいときだけシールドカバーが開けられる必要がある。このような目的で、磁石Ｍを用いたカバーの操作を、漏洩同軸線路（ＬＣＸ）にも適用することができる。
　次に、図９を参照して、強磁性極薄金属８０１にインターデジタル型のパターンを切り出す手法について説明し、図１０を参照して、強磁性極薄金属８０１を用いたシールドカバーの具体例について説明する。
　図９は、強磁性極薄金属８０１にインターデジタル型のパターンを切り出す手法を示す図である。図９に示すＡ手法は、レーザーカッター、ウォータージェット又はワイヤーカットソー等を用いて、強磁性極薄金属８０１から、インターデジタル型のパターンを切り出した図である。図９に示すＢ手法は、図９に示すＡ手法における矢印の方向に強磁性極薄金属８０１を移動させた場合を示す図である。
　図１０は、強磁性極薄金属８０１を用いて、金属製のケーブルチャネル内に漏洩同軸線路（ＬＣＸ）が入っている場合を示す図である。
　図９に示す切り出し手法により切り出された強磁性極薄金属８０１をオーバーラップさせて、ケーブルチャネル内に入っている漏洩同軸線路（ＬＣＸ）の上に乗せる。これにより、完全ではないが、シールド体が被さることになるため、外部との通信が遮断される。このとき、図１０に示すＢ状態のように、移動磁石Ｍｍが通過すると、強磁性極薄金属８０１が跳ね上がって離隔し隙間が生じる。その際、インターデジタル構造に作られた凸部８３１（図９）同士がぶつかり、先端の係止片８３２が互いに係止し合うことで跳ね上がりが止まる。この横にアンテナＡＮＴを付けておくことにより、移動搬送体６００が存在するところのみで通信が可能になる。これをすべての線路に付けることにより、相互干渉を大きく低減することができる。
　以上説明したように、アルミ押し出し材及び極薄金属等を用いて製作するため、軽量・低コストで走行可能なシステムが構築できる。さらに、耐干渉性のある通信機能によるＩｏＴ性を有しているため、例えばＩｎｄｕｓｔｒｙ４．０用の走行システムとして最適である。これにより、現行の生産システムを大きく変えることも可能と思われる。特に通信機能が強化されているため、ビックデータ処理とそれを用いたＡＩ処理により、さらに進歩したシステム構築が可能になる。
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲における変形、改良等は本発明に含まれるものである。
　例えば、上述した実施形態では、電極対の非接触が前提とされているが、完全な非接触でなくとも絶縁物を介して接触し、電気的に近接状態を維持した場合には、十分な接合容量を確保することは可能である。即ち、電極対の一部が物理的に互いに接触したとしても電気的に絶縁されていれば、十分な電力を供給することができる。
　以上まとめると、本発明が適用される電力供給システムは、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
　即ち、本発明が適用される電力供給システムは、
　電界結合電力伝送技術を適用した電力供給システムであって、
　長手方向に延びたスリット（例えば図４のスリットＪ）を天井部に有する筒状の外部導体（例えば図４の外部導体１０２）と、前記外部導体の内側に前記外部導体と非接触で配置された内部導体（例えば図４の内部導体１０１）とを有する、所定の波長の交流電源（例えば図４のインバータ及びマッチング回路１１５）からの電力を送電する電力伝送線路（例えば図４の電力伝送線路１）と、
　前記内部導体と非接触で対向する第１受電電極を有し、前記電力伝送線路に沿って移動し、前記内部導体と前記第１受電電極（例えば図４の受電電極２１０）とにより第１接合容量（例えば図２の接合容量Ｃｃ１）を形成させることで前記電力伝送線路から電力を受電して負荷に供給する移動搬送体（例えば図４の移動搬送体６００）と、
　を備え、
　前記内部導体は、前記第１受電電極を挿入可能とする第１溝（例えば図４の溝Ｇ）を有し、
　前記第１溝の中で、前記内部導体と前記第１受電電極との間に前記第１接合容量が形成される。
　これにより、非接触での電力の供給及び通信を可能とするとともに、ゴミや埃が侵入するおそれがなく、放射電磁波の少ない電力伝送線路を供給することができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記移動搬送体は、第２受電電極（例えば図４の受電電極２１０）をさらに有し、
　前記外部導体は、さらに、第２受電電極を挿入可能とする第２溝（例えば図４の溝Ｈ）を有し、
　前記第２溝の中で、前記内部導体と前記第２受電電極との間に第２接合容量（例えば図２の接合容量Ｃｃ２）が形成されることができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記第２溝の底部に、磁石（例えば図４の磁石Ｍ）が複数取り付けることができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記第２溝の底部に、さらに、強磁性金属片（例えば図４の強磁性金属片Ｎ）が複数取り付けることができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記強磁性金属片は、前記第２溝の底部において、前記内部導体の長手方向に長く、かつ、前記磁石の極性が揃うように配置させることができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記外部導体は、さらに、前記スリットを挟む両側に、一方の端部が固定された強磁性極薄金属（例えば図７の強磁性極薄金属８０１）を夫々有し、
　前記強磁性極薄金属の前記一方の端部が、極性の異なる磁石（例えば図７の磁石Ｍ）に夫々接続されており、
　前記強磁性極薄金属のもう一方の端部同士が、磁力により接合して前記スリットの蓋を形成することができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記強磁性極薄金属の前記もう一方の端部は、自身の近傍を通過する磁石（例えば図７の移動磁石Ｍｍ）に引きつけられて、前記接合を解いて離隔することができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記強磁性極薄金属と前記磁石との間に、非磁性体からなるストッパー（例えば図６のストッパー８２１）をさらに有し、
　前記ストッパーは、前記強磁性極薄金属の前記もう一方の端部が前記接合を解いて離隔したときに、前記もう一方の端部が前記磁石に接触する前に、前記もう一方の端部を係止することができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記外部導体は、さらに、通信線（例えば図１０の通信線２）を配置させるケーブルチャネル（例えば図１０のケーブルチャネル６１）を有し、
　前記ケーブルチャネルを挟む両側に、一方の端部が固定された強磁性極薄金属を夫々有し、
　前記強磁性極薄金属のもう一方の端部は、凹部と凸部（例えば図９の凸部８３１）とを夫々有し、前記凹部と前記凸部が互い違いに重なり合って前記ケーブルチャネルの蓋を形成し、
　前記凸部は、自身の近傍を通過する磁石（例えば図１０の移動磁石Ｍｍ）に引きつけられて湾曲し、前記蓋を開放することができる。
　また、本発明の一態様の電力供給システムにおいて、前記凸部は、先端に出っ張り形状の係止片（例えば図１０の係止片８３２）を有し、自身の近傍を通過する磁石に引きつけられて湾曲すると、隣接する前記係止片の夫々が互いに係止し合うことができる。
　本発明が適用される配置方法は、
　長手方向に延びたスリットを天井部に有する筒状の外部導体の中心部に、柱状の内部導体を配置する配置方法であって、
　外周の形状が前記外部導体の内周の形状と同一又は略同一であり、断面形状が開口部（例えば図５の開口部１３２）を有するコの字型である板状の絶縁体（例えば図５のサポート材１３１）を、前記開口部が上を向くように前記スリットから前記外部導体の内部に挿入するステップと、
　前記絶縁体の一部に固定させた治具（例えば図５の回転冶具１５２）とともに前記絶縁体を回転させて、前記外部導体の内壁に前記絶縁体の外周の一部又は全部を圧接させて、前記外部導体の内部で前記絶縁体を固定するステップと、
　前記開口部から前記絶縁体の内部に前記内部導体を挿入し、前記絶縁体の内壁に前記内部導体の外周の一部又は全部を圧接させて、前記絶縁体の内部で前記内部導体を固定するステップと、
　を含む。
１：電力伝送線路、２：通信線、６１：ケーブルチャネル、１０１：内部導体、１０２：外部導体、１１１：ガイドレール、１１２：ローラー、１１３：ラックギヤ、１１４：ピニオンギヤ、１１５：インバータ及びマッチング回路、１２１：送電ポート、１３１：サポート材、１３１：開口部、１５２：回転冶具、２１０：受電電極、２２１：ヒンジ、２２２：受電ポート、４２０：トランシーバ、４２１：受電回路、６００：移動搬送体、６０１：シャーシ、７００：固定台、８００：ベース材、８０１：強磁性極薄金属、８１１：固定部、８２１：ストッパー、８２３：樹脂膜、８３１：凸部、８３２：係止片、８４１：オーバーラップ部、８５１：導通固定部、ＡＮＴ：アンテナ、Ｇ，Ｈ：溝、Ｍ：磁石、Ｍｍ：移動磁石、Ｎ：強磁性金属片、Ｗ：間口部の幅、Ｃｃ，Ｃｃ１，Ｃｃ２：接合容量、Ｆ：磁力、Ｓ：電力供給システム、Ｌ：共振インダクタンス、Ｅｍ：放射電磁波、Ｅｓ：強電界領域、Ｅｗ：弱電界領域、Ｊ：スリット

Claims (11)

  1. 　電界結合電力伝送技術を適用した電力供給システムであって、
    　長手方向に延びたスリットを天井部に有する筒状の外部導体と、前記外部導体の内側に前記外部導体と非接触で配置された内部導体とを有する、所定の波長の交流電源からの電力を送電する電力伝送線路と、
    　前記内部導体と非接触で対向する第１受電電極を有し、前記電力伝送線路に沿って移動し、前記内部導体と前記第１受電電極とにより第１接合容量を形成させることで前記電力伝送線路から電力を受電して負荷に供給する移動搬送体と、
    　を備え、
    　前記内部導体は、前記第１受電電極を挿入可能とする第１溝を有し、
    　前記第１溝の中で、前記内部導体と前記第１受電電極との間に前記第１接合容量が形成される、
    　電力供給システム。
  2. 　前記移動搬送体は、第２受電電極をさらに有し、
    　前記外部導体は、さらに、第２受電電極を挿入可能とする第２溝を有し、
    　前記第２溝の中で、前記内部導体と前記第２受電電極との間に第２接合容量が形成される、
    　請求項１に記載の電力供給システム。
  3. 　前記第２溝の底部に、磁石が複数取り付けられている、
    　請求項２に記載の電力供給システム。
  4. 　前記第２溝の底部に、さらに、強磁性金属片が複数取り付けられている、
    　請求項３に記載の電力供給システム。
  5. 　前記強磁性金属片は、前記第２溝の底部において、前記内部導体の長手方向に長く、かつ、前記磁石の極性が揃うように配置されている、
    　請求項４に記載の電力供給システム。
  6. 　前記外部導体は、さらに、前記スリットを挟む両側に、一方の端部が固定された強磁性極薄金属を夫々有し、
    　前記強磁性極薄金属の前記一方の端部が、極性の異なる磁石に夫々接続されており、
    　前記強磁性極薄金属のもう一方の端部同士が、磁力により接合して前記スリットの蓋を形成する、
    　請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の電力供給システム。
  7. 　前記強磁性極薄金属の前記もう一方の端部は、自身の近傍を通過する磁石に引きつけられて、前記接合を解いて離隔する、
    　請求項６に記載の電力供給システム。
  8. 　前記強磁性極薄金属と前記磁石との間に、非磁性体からなるストッパーをさらに有し、
    　前記ストッパーは、前記強磁性極薄金属の前記もう一方の端部が前記接合を解いて離隔したときに、前記もう一方の端部が前記磁石に接触する前に、前記もう一方の端部を係止する、
    　請求項７に記載の電力供給システム。
  9. 　前記外部導体は、さらに、通信線を配置させるケーブルチャネルを有し、
    　前記ケーブルチャネルを挟む両側に、一方の端部が固定された強磁性極薄金属を夫々有し、
    　前記強磁性極薄金属のもう一方の端部は、凹部と凸部とを夫々有し、前記凹部と前記凸部が互い違いに重なり合って前記ケーブルチャネルの蓋を形成し、
    　前記凸部は、自身の近傍を通過する磁石に引きつけられて湾曲し、前記蓋を開放する、
    　請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の電力供給システム。
  10. 　前記凸部は、先端に出っ張り形状の係止片を有し、自身の近傍を通過する磁石に引きつけられて湾曲すると、隣接する前記係止片の夫々が互いに係止し合う、
    　請求項９に記載の電力供給システム。
  11. 　長手方向に延びたスリットを天井部に有する筒状の外部導体の中心部に、柱状の内部導体を配置する配置方法であって、
    　外周の形状が前記外部導体の内周の形状と同一又は略同一であり、断面形状が開口部を有するコの字型である板状の絶縁体を、前記開口部が上を向くように前記スリットから前記外部導体の内部に挿入するステップと、
    　前記絶縁体の一部に固定させた治具とともに前記絶縁体を回転させて、前記外部導体の内壁に前記絶縁体の外周の一部又は全部を圧接させて、前記外部導体の内部で前記絶縁体を固定するステップと、
    　前記開口部から前記絶縁体の内部に前記内部導体を挿入し、前記絶縁体の内壁に前記内部導体の外周の一部又は全部を圧接させて、前記絶縁体の内部で前記内部導体を固定するステップと、
    　を含む配置方法。
     
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111319518A (zh) * 2020-03-09 2020-06-23 西南交通大学 一种长寿命电能传输***及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4914562B1 (ja) * 1967-11-01 1974-04-09
US20090013899A1 (en) * 2006-02-03 2009-01-15 Konstantin Wolf Transport System
JP2015153594A (ja) * 2014-02-13 2015-08-24 株式会社ＥｘＨ 給電通信用伝送路
WO2017126535A1 (ja) * 2016-01-18 2017-07-27 株式会社ＥｘＨ 運搬機器、コネクタ
WO2019069914A1 (ja) * 2017-10-02 2019-04-11 株式会社ＥｘＨ 電力供給システム、配置方法、及び運搬機器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101253883B1 (ko) * 2008-11-18 2013-04-16 스템만-테크니크 게엠베하 전력을 전송하기 위한 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4914562B1 (ja) * 1967-11-01 1974-04-09
US20090013899A1 (en) * 2006-02-03 2009-01-15 Konstantin Wolf Transport System
JP2015153594A (ja) * 2014-02-13 2015-08-24 株式会社ＥｘＨ 給電通信用伝送路
WO2017126535A1 (ja) * 2016-01-18 2017-07-27 株式会社ＥｘＨ 運搬機器、コネクタ
WO2019069914A1 (ja) * 2017-10-02 2019-04-11 株式会社ＥｘＨ 電力供給システム、配置方法、及び運搬機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111319518A (zh) * 2020-03-09 2020-06-23 西南交通大学 一种长寿命电能传输***及方法
CN111319518B (zh) * 2020-03-09 2021-07-13 西南交通大学 一种长寿命电能传输***及方法

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