JP4543527B2 - Non-contact power feeding device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道に沿って走行する走行体に対して、その使用電力を非接触で給電する非接触給電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、倉庫内、工場内等において、案内レール等の軌道に沿って搬送車を走行させ、該搬送車によって被搬送物(積荷)を搬送する装置がある。この搬送車には、走行モータが搭載されていて、該走行モータの駆動によって、搬送車は走行される。そして、走行モータヘの給電方法として、搬送車側に設けた集電子を給電線に接触させて、電力を給電する方法に替えて、搬送車の側にピックアップコイルと称される二次巻線を給電線の近傍に配置して、電磁誘導作用によって、前記ピックアップコイルに誘導起電力を発生させて、非接触で給電する方法が実施されている。
【0003】
次に、図1ないし図5を参照して、従来の非接触給電装置の給電原理、及びその問題点について詳細に説明する。図1は、曲線部と直線部とを有する搬送車Bの軌道例Rの平面図であり、図2は、給電線10と、搬送車Bに搭載された電源装置20との関係を示す図であり、図3は、ピックアップコイル23が巻回された給電トランス(変成器)21及び軌道側壁W'a(W'b)の部分の横断面図であり、図4(イ),(ロ)は、それぞれ軌道Rの直線部及び曲線部における軌道側壁W'a ,W'bと給電トランス22との配置を示す平面摸式図である。図2及び図3において、軌道Rを構成する側壁W'a(W'b)の側方には、1本の一次側の給電線10を折り曲げて、その給電線10aと同10bとが上下に所定間隔をおき、しかも軌道側壁W'a(W'b)との間に一定の間隔をおいてこれと平行に配置されている。各給電線10a,10bは、それぞれ軌道側壁W'a(W'b)の側面にステー1を介して支持されている。
【0004】
また、図3に示されるように、軌道Rに沿って走行する搬送車は、電源装置20を搭載しており、該電源装置20を構成する給電トランス21は、図3に示されるように、断面E字形をしたコア22の中央凸部22aに二次側コイルであるピックアップコイル23が巻回され、コア22の中央凸部22aと上方凸部22bとの間に、1本の給電線10を2つに折り曲げた一方の給電線10aが配置されていると共に、中央凸部22aと下方凸部22cとの間に、他方の給電線10bが配置されている。
【0005】
そして、一次側の給電線10に、高周波の電流が供給されると、2つに折り曲げられた各給電線10a,10bの周囲には、これらに流れる電流の向きが逆であるために、図3で矢印で示されるように、互いに逆方向の磁束が発生し、該磁束の変化により、二次側コイルであるピックアップコイル23には、誘導起電力が発生して(電圧が誘起されて)、一次側の給電線10から二次側コイル(ピックアップコイル23)に非接触で電力が供給される。
【0006】
また、搬送車の電源装置20は、共振コンデンサ24、整流回路25、定電圧回路26、ドライバ27を備えており、前記ピックアップコイル23に発生した誘導起電力は、前記整流回路25で直流に変換された後に、前記定電圧回路26で一定電圧に制御されて走行モータ28に供給され、該走行モータ28の回転によって、搬送車は、軌道Rに沿って走行する。
【0007】
また、搬送車の電源装置20において、ピックアップコイル23と、これに並列に接続された共振コンデンサ24とで共振回路が構成され、該共振回路によって、非接触給電時における無効電力を少なくして、電力伝送効率を高めている。この共振回路の共振周波数(f0)は、ピックアップコイル23のインダクタンスを(L)とし、共振コンデンサ24の静電容量を(C)とした場合には、〔f0≒(1/2π)×(L×C)-(1/2)〕で表わされ、一次側の給電線10に流れる電流の周波数と等しい場合(共振周波数の場合)に、一次側から二次側への電力伝送効率が最大となることは、知られている。
【0008】
ところで、上記した搬送車の軌道Rは、直線部のみで構成されていることは希であって、例えば、図1に示されるように、直線部と曲線部とで構成されていることが大部分である。そして、図4に示されるように、軌道Rの直線部と曲線部においては、該軌道Rと搬送車Bとの相対位置、即ち、軌道側壁W'a(W'b)と給電トランス21との相対位置が変化し、これに起因して、軌道側壁W'a(W'b)が、非磁性体であって、しかも導電体である材質(例えば、アルミニウム、非磁性体のステンレス、銅、等の合金)で構成されている場合、或いは磁性体(例えば、鉄、鉄系合金)で構成されている場合のいずれにおいても、給電トランス21に巻回されているピックアップコイル23のインダクタンスLが変化してしまうこともある。
なお、アルミニウムは、構造体としては軽量であるから、古くからこの種の搬送装置の軌道として使用されている。因みに、本願出願人においても搬送装置の軌道の素材として1986年頃からアルミニウムを使用している。
【0009】
ここで、軌道側壁W'a(W'b)が、非磁性体であり導電体であって古くから建築構造物として使用されている例えば「アルミニウム」で製作されている場合には、直線部に比較して曲線部において、ピックアップコイル23のインダクタンスLが小さくなる。その理由は、一次側の給電線10に高周波電流が流れることにより生ずる磁束の一部は、軌道側壁W'a(W'b)内に侵入して、「うず電流」の発生(うず電流損)に使用されるが、軌道の曲線部において給電トランス21が軌道側壁W'bに近接することにより、前記現象が顕著になって、二次側コイル(ピックアップコイル23)に対する有効磁束(鎖交磁束)が少なくなるからである。一方、軌道側壁W'a(W'b)が、磁性体である例えば「鉄」で製作されている場合には、直線部に比較して曲線部において、ピックアップコイル23のインダクタンスLが大きくなる。その理由は、磁性体で構成される給電トランス21が、軌道の曲線部において軌道側壁W'bに近接することにより、直線部では空気中に漏れていた磁束の一部が、磁気抵抗の小さな鉄製の軌道側壁W'b内に侵入して、前記二次側コイル(ピックアップコイル23)に対して有効な磁束として作用する結果、二次側コイルに対する鎮交磁束が増加するためである。
【0010】
上記のようにして、軌道の曲線部において二次側コイルのインダクタンスが変化すると、二次側の共振回路の周波数が変化してしまう。一次側の給電線10に流れる高周波電流の周波数は一定しているために、二次側コイルの周波数が一次側の周波数に対してずれる。図5に示されるように、一次側と二次側の各周波数が一致した場合に、即ち、二次側の周波数が共振周波数(f0)である場合に、一次側から二次側への電力伝送効率が最大となるために、軌道曲線部において二次側コイルのインダクタンスが変化することにより、前記電力伝送効率は、低下してしまうという問題があった。即ち、図5で破線で示されるように、二次側の周波数が共振周波数(f0)に対してずれた周波数(f1)となった場合には、その伝送電力は、(P0)から(P1)に低下されてしまう。
【0011】
一方、軌道Rは、作業性熱膨張等を考慮して、所定長さの多数本のレールを継目を設けて接続して構成されており、前記給電トランス21から発生した磁束の一部が前記継目から漏れて、前記電力伝送効率が低下するという問題もあった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、軌道の全域において二次側コイルのインダクタンスを一定化させて二次側の共振周波数の変化を抑制することにより、非接触給電の伝送効率を高め、さらに、この伝送効率の向上により、一次側給電線へ常時供給すべき電流を軽減してシステムの消費電力を削減することをも可能としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するための本発明は、走行体には、軌道側壁と対向して給電トランスが搭載され、前記軌道側壁に沿って配線された一次側給電線と、前記給電トランスに巻回された二次側コイルとの間で非接触で給電して、前記走行体を走行させる非接触給電装置において、前記軌道の直線部における軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側が非磁性体とされ、前記軌道の曲線部における前記軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側が磁性体とされており、前記二次側コイルのインダクタンスを軌道全域に亘って一定化させたことを特徴とする。仮に軌道側壁の全域が非磁性体で構成されていると、軌道の曲線部において二次側コイルのインダクタンスが小さくなるが、本発明では、該曲線部のみを磁性体で構成することにより、曲線部において電力の発生に有効な鎖交磁束数を増加させる。これにより、前記インダクタンスの低下を防止して、軌道の全域に亘って該インダクタンスを一定に保ち、二次側の共振周波数の変化を抑制する。この結果、電力伝送効率が高まり、従ってシステムの消費電力をも削減できる。
【0014】
また、直線部の軌道側壁は、非磁性体で、しかも導電体である材質で構成されていることを特徴とする。この場合には、これを、非磁性体で、しかも非導電体で構成した場合に比較して、磁気抵抗が小さくなるために、二次側コイルとの鎖交磁束が多くなって、発生電力が大きくなる利点がある。
【0016】
更に、走行体には、軌道側壁と対向して給電トランスが搭載され、前記軌道側壁に沿って配線された一次側給電線と、前記給電トランスに巻回された二次側コイルとの間で非接触で給電して、前記走行体を走行させる非接触給電装置において、前記軌道の直線部における軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側が磁性体とされ、前記軌道の曲線部における軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側を、前記直線部の前記給電トランスと対向する面側に対して、材質の異なる磁性体とされ、前記二次側コイルのインダクタンスを軌道全域に亘って一定化させたことを特徴とする。
軌道側壁が磁性体で構成されている場合には、その曲線部において二次側コイルのインダクタンスが大きくなる傾向を示すが、本発明では、この曲線部を構成する磁性体を、直線部のそれに比較して、上記のように、材質を異ならしめことにより、曲線部におけるインダクタンスの増加を抑制する。これにより、軌道の全域に亘って該インダクタンスを一定に保ち、二次側の共振周波数の変化を抑制する。この結果、電力伝送効率が高まり、従ってシステムの消費電力をも削減できる。
【0017】
また、走行体には、軌道側壁と対向して給電トランスが搭載され、前記軌道側壁に沿って配線された一次側給電線と、前記給電トランスに巻回された二次側コイルとの間で非接触で給電して、前記走行体を走行させる非接触給電装置において、前記軌道の前記軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側の全域に亘って、材質の同一の第1磁性体で構成され、曲線部の軌道側壁における給電トランスの対向する面のみに、前記第1磁性体とは透磁率の異なる第2磁性体から成る板体が貼り付けられ、前記二次側コイルのインダクタンスを軌道全域に亘って一定化させたことを特徴とする。
また、走行体には、軌道側壁と対向して給電トランスが搭載され、前記軌道側壁に沿って配線された一次側給電線と、前記給電トランスに巻回された二次側コイルとの間で非接触で給電して、前記走行体を走行させる非接触給電装置において、前記軌道の前記軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側の全域に亘って、材質の同一の第1磁性体で構成され、直線部の軌道側壁における給電トランスの対向する面のみに、前記第1磁性体とは透磁率の異なる第2磁性体から成る板体が貼り付けられ、前記二次側コイルのインダクタンスを軌道全域に亘って一定化させたことを特徴とする。
いずれにおいても、軌道側壁の全体を同一の磁性体で製作しておいて、その必要部位のみに、透磁率の異なる別の磁性体から成る板体を貼り付けているために、軌道の製作が容易となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
最初に、請求項1及び2の各発明について、その実施例を挙げて、更に詳細に説明する。なお、上記した「従来の技術」の項目で説明した部分と同一部分には同一符号を付し、重複説明を避けて、本発明の独自の部分についてのみ説明する。図6に示される第1実施例は、軌道Rの直線部の側壁W1aを、非磁性体であり導電体である材料で構成して、その曲線部W1bを、鉄等の磁性体で構成したものである。具体例としては、直線部の側壁W1aは、古くから建築構造物として一般に使用されているアルミニウム板2で構成され、曲線部の側壁W1bは、鉄板3で構成されたものが挙げられる。軌道Rは、多数本のレール部材を連結して構成されるので、直線部及び曲線部の各レール部材の材質を上記のように選択して、連結すればよい。また、本発明においては、搬送車Bに搭載された給電トランス21と対向する軌道の側壁の材質のみが問題となるので、前記レール部材のうち側壁の部分のみの材質を変えることも可能である。具体例としては、全体がアルミニウムで製作されたレール部材を軌道Rの直線部に使用し、側壁部のみが鉄で製作されて他の部分がアルミニウムで製作された別のレール部材(アルミニウム製の本体部に鉄製の側壁が一体に組み付けられたレール部材)を軌道の曲線部に使用することが考えられる。これにより、後述するように、軌道の全域において二次側コイルのインダクタンスを一定化させて非接触給電の伝送効率を高め、この伝送効率の向上により、一次側給電線へ常時供給すべき電流を軽減してシステムの消費電力を削減することをも可能とする。しかも、軌道を構成するレール部材の軽量化が図られる。
【0019】
ここで、例えば、仮に、非磁性体であり導電体であって古くから使用されているアルミニウム製のレール部材のみによって軌道全体を構成すると、上述したように、その曲線部において、給電トランス21が軌道側壁に近接することにより、二次側コイルのインダクタンスが小さくなる。これに対し、本発明に係る第1実施例によれば、軌道の曲線部の側壁W1bは、磁性体である鉄で製作されているために、アルミニウム製の側壁では「うず電流損」となっていた磁束が、磁気抵抗の小さな鉄製の軌道側壁W1bを通ることにより、前記二次側コイル(ピックアップコイル23)に対して有効な磁束として作用する。このため、該二次側コイルの鎮交磁束が増加して、軌道曲線部におけるインダクタンスの低下が防止される。この結果、軌道の直線部と曲線部とにおける二次側コイルのインダクタンスの変化が解消されて、軌道全域に亘って、インダクタンスが一定、或いはこれに近い状態となる。
【0020】
また、前記第1実施例において、非磁性体材料(例えばアルミニウム板)2及び鉄板3に替えて、直線部及び曲線部における各軌道側壁を非磁性ステンレス鋼、及び磁性ステンレス鋼で構成しても、本発明の課題を達成し得る。更に、前記第1実施例では、直線部の軌道側壁を非磁性体であって、しかも導電体であるアルミニウムで製作してあるが、剛性を有するプラスチック(非磁性体で、しかも非導電体である材質)で製作することも可能である。
【0021】
また、図7に示される第2実施例は、軌道の全域を古くから一般に使用されているアルミニウム製のレール部材で構成して、その曲線部の軌道側壁W2bにおける給電トランス21と対向する部分のみに薄い鉄板4を貼り付けた構成である。即ち、軌道の側壁W2a(W2b)は、その全域に亘ってアルミニウム板2で構成されて、曲線部の側壁W2bのみは、アルミニウム板2の一方の給電トランス21と対向する面に前記鉄板4が貼り付けられた構成である。この第2実施例においても、前記第1実施例と同様に、給電トランス21と対向する部分は、磁性体である鉄で構成されているため、軌道の全域に亘って、その側壁をアルミニウムで製作した場合に比較して、その曲線部において、二次側コイルのインダクタンスが小さくなるのが防止される。従って、軌道の直線部と曲線部とにおける二次側コイルのインダクタンスの変化が解消されて、軌道全域に亘って、インダクタンスを一定、或いはこれに近い状態にできる。
この第2実施例によれば、軌道の全域を同一のレール部材で構成して、その曲線部においてのみ、側壁の一方の面に鉄板(磁性体)を貼り付けた構成であるため、軌道の製作が容易となる利点がある。
【0022】
引き続いて、請求項3ないし5の各発明について、その実施例を挙げて、詳細に説明する。図8に示される第3実施例は、軌道の全域に亘って、その側壁W3a(W3b)は、鉄板等の磁性体で構成されているが、その直線部と曲線部とでは、側壁の形状、高さ,幅等の各寸法、及び材質のいずれか1以上が異なっていて、曲線部の側壁W3bの磁気抵抗は、直線部の側壁W3aのそれよりも大きくしてある。これにより、軌道側壁の全域を磁性体で構成した場合に比較して、その曲線部において、二次側コイルに対して電力発生に有効な磁束数を減少させて二次側コイルのインダクタンスの増加を防止し、軌道の全域に亘って、前記インダクタンスを一定、或いはこれに近い状態にしている。例えば、曲線部の軌道側壁W3bを構成する磁性体板5’は、直線部の軌道側壁W3aを構成する磁性体板5に対して透磁率の異なるものを使用して、その磁気抵抗を大きくすることが考えられる。また、直線部及び曲線部の各磁性体板5,5’の形状、高さ,幅等の各寸法を異ならしめることにより、曲線部の側壁W3bの磁気抵抗を、直線部のそれよりも大きくしても、上記と同様に、軌道の曲線部において、二次側コイルのインダクタンスの増加が防止され、軌道の全域に亘って、前記インダクタンスを一定、或いはこれに近い状態にできる。
【0023】
また、図9に示される第4実施例では、軌道の全域に亘って、その側壁W4a(W4b)が、形状、高さ,幅等の各寸法、及び材質のいずれもが同一の磁性体板6で構成されており、その曲線部の側壁W4bにおける給電トランス21と対向する面に、前記磁性体板6とは透磁率(或いは磁気抵抗)の異なる別の磁性体板7を貼り付けている。これにより、軌道の曲線部における二次側コイルのインダクタンスの増加を防止して、軌道全域に亘って、前記インダクタンスを一定化させている。曲線部の側壁W4bの一方の面に貼り付けられる磁性体板7の磁気抵抗は、軌道の全域の側壁に設けられている磁性体板6のそれよりも大きい。
この第4実施例によれば、軌道の直線部の長さが、曲線部のそれよりも長い場合に有効であって、軌道の全域に亘って、共通部を有しているために、軌道の製作が容易となる。
【0024】
更に、図10に示される第5実施例は、上記第4実施例とは逆に、軌道の全域に亘って、その側壁W5a(W5b)は、形状、高さ,幅等の各寸法、及び材質のいずれもが同一の磁性体板6で構成されており、その直線部の側壁W5aにおける給電トランス21と対向する面に、前記磁性体板6とは透磁率(或いは磁気抵抗)の異なる別の磁性体板8を貼り付けている。第5実施例では、直線部の側壁W5aの一方の面に貼り付けられる磁性体板8の磁気抵抗は、軌道の全域の側壁に設けられている磁性体板6のそれよりも小さい。この第5実施例は、軌道の直線部の長さが、曲線部のそれよりも短い場合に有効である。
【0025】
また、上記第4及び第5の各実施例において、軌道を構成する側壁に貼り付けられる磁性体板7,8は、一次側電流の周波数における磁束の浸透深さよりも薄いものを使用すると、磁性体の鉄損を低減できて、電力伝送効率が高められると同時に、軌道側壁の発熱を抑制できる。
【0026】
引き続いて、参考例について説明する。図11に示されるように、軌道を構成するレール部材30の接続部には、継目31が設けられており、この空隙部である継目31の磁気抵抗は著しく大きいために、該継目31からの漏れ磁束が多くなって、電力伝送効率の低下を招くことは、既述した。本発明では、この継目31における給電トランス21と対向する面に磁性体板32を貼り付けて、該継目31を閉塞させる。これにより、前記漏洩磁束が少なくなって、有効磁束が増加するため、電力伝送効率の低下が防止される。しかも、前記継目31を閉塞するために貼り付けられた前記磁性体板32は、上記した理由によって、二次側コイルのインダクタンスを変化させる要因ともなり得る。このため、前記磁性体板32によって、給電トランス21と軌道側壁との相対距離の変化に伴う二次側コイルのインダクタンスの変化を抑えるように作用させると、同一の磁性体板32によって、継目31からの磁束漏洩と、前記原因に基づく二次側コイルのインダクタンスの変化の抑制との双方を達成できる。
【0027】
以上、請求項1ないし8の各発明について実施例を挙げて説明した。
第1および第2の実施例は、軌道の側壁の材質を選択することにより、二次側コイルのインダクタンスを全軌道に亘って一定とすることを可能とするものであり、第3の実施例は、曲線部の側壁の形状等を調整することにより、同様に、二次側コイルのインダクタンスを全軌道に亘って一定とすることを可能とするものである。ここで、請求項5の発明に係る第3の実施例の場合、軌道の側壁として、安価で入手性に優れる鉄系の材料を軌道全域に亘って使用することより、上述の二次側のインダクタンスを一定とすると共に、全域に亘って鎖交磁束を増加させ、消費電流を有効に削減させる。この第3の実施例によれば、側壁の材料が一種類でよく、しかも入手性等に優れる鉄系材料を使用できる。この利点に着目すれば、第3の実施例は、二次側コイルのインダクタンスを一定化する上で、最も実用的で実効的な手法を与える。
【0028】
なお、本発明によれば、軌道側壁の材質や形状等の変更により二次側インダクタンスの調整が可能ではあるが、何れを変更する場合であっても、一旦設定された二次側インダクタンスを事後的に変更することは、共振周波数を変動させるため、電力伝送効率の低下をもたらし、最悪の場合には電力の伝送に支障をきたす可能性もある。したがって、二次側インダクタンスを一旦設定した後にこれを変更することは事実上不可能であり、材質や形状等の何れにより二次側インダクタンスを調整するかについては、軌道を設置する初期の段階で予め慎重に検討しておく必要がある。
【0029】
【発明の効果】
本発明は、走行体には、軌道側壁と対向して給電トランスが搭載され、前記軌道側壁に沿って配線された一次側給電線と、前記給電トランスに巻回された二次側コイルとの間で非接触で給電して、前記走行体を走行させる非接触給電装置において、前記軌道の直線部及び曲線部において、その側壁の材質の変更により、前記二次側コイルのインダクタンスを軌道全域に亘って一定化させるので、二次側の共振周波数の変化を抑制することが可能となり、従って、非接触給電の伝送効率を高め、この伝送効率の向上により一次側給電線へ常時供給すべき電流を軽減してシステムの消費電力を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 曲線部と直線部とを有する搬送車Bの軌道Rの平面図である。
【図2】 給電線10と、搬送車Bに搭載された電源装置20との関係を示す図である。
【図3】 ピックアップコイル(二次側コイル)23が巻回された給電トランス21及び軌道側壁W'a(W'b)の部分の横断面図である。
【図4】 (イ),(ロ)は、それぞれ軌道Rの直線部及び曲線部における軌道側壁W'a,W'bと給電トランス21との位置関係を示す平面模式図である。
【図5】 電源装置20の共振回路の周波数と伝送電力との関係を示すグラフである。
【図6】 (イ),(ロ)は、それぞれ本発明の第1実施例の軌道Rの直線部及び曲線部における軌道側壁W1a,W1bと給電トランス21との位置関係を示す平面模式図である。
【図7】 (イ),(ロ)は、それぞれ本発明の第2実施例の軌道Rの直線部及び曲線部における軌道側壁W2a,W2bと給電トランス21との位置関係を示す平面模式図である。
【図8】 (イ),(ロ)は、それぞれ本発明の第3実施例の軌道Rの直線部及び曲線部における軌道側壁W3a,W3bと給電トランス21との位置関係を示す平面模式図である。
【図9】 (イ),(ロ)は、それぞれ本発明の第4実施例の軌道Rの直線部及び曲線部における軌道側壁W4a,W4bと給電トランス21との位置関係を示す平面模式図である。
【図10】 (イ),(ロ)は、それぞれ本発明の第5実施例の軌道Rの直線部及び曲線部における軌道側壁W5a,W5bと給電トランス21との位置関係を示す平面模式図である。
【図11】 軌道を構成するレール部材30の接続部の継目31を磁性体板32で閉塞した状態を示す平面模式図である。
【符号の説明】
B:搬送車(走行体)
R:軌道
W1a〜W5a:直線部の軌道側壁
W1b〜W5b:曲線部の軌道側壁
2:側壁を構成するアルミニウム板
3:側壁を構成する鉄板
4:貼付け用の薄い鉄板
5,5’:側壁を構成する磁性体板
6:側壁を構成する磁性体板
7,8:貼付け用の薄い磁性体板
10:一次側の給電線
21:給電トランス
23:ピックアップコイル(二次側コイル)
31:軌道を構成するレール部材の継目
32:継目を閉塞する磁性体板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-contact power feeding device that feeds power used in a non-contact manner to a traveling body that travels along a track.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a warehouse, a factory, or the like, there is a device that travels a transport vehicle along a track such as a guide rail and transports an object to be transported (load) by the transport vehicle. A traveling motor is mounted on the transport vehicle, and the transport vehicle is driven by driving the travel motor. Then, as a method for supplying power to the traveling motor, a secondary winding called a pickup coil is provided on the side of the conveyance vehicle, instead of a method of supplying electric power by bringing a current collector provided on the conveyance vehicle side into contact with a power supply line. There has been implemented a method of supplying power in a non-contact manner by arranging an electromotive force in the pickup coil by an electromagnetic induction action, which is arranged in the vicinity of a power supply line.
[0003]
Next, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 5, the electric power feeding principle of the conventional non-contact electric power feeder and its problem are demonstrated in detail. FIG. 1 is a plan view of a trajectory example R of a transport vehicle B having a curved portion and a straight portion, and FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a
[0004]
Further, as shown in FIG. 3, the transport vehicle that travels along the track R is equipped with the
[0005]
When a high-frequency current is supplied to the primary
[0006]
The
[0007]
Further, in the
[0008]
By the way, the above-described track R of the transport vehicle is rarely composed of only a straight portion, and for example, as shown in FIG. 1, it is often composed of a straight portion and a curved portion. Part. As shown in FIG. 4, in the straight line portion and the curved portion of the track R, the relative positions of the track R and the transport vehicle B, that is, the track side wall W′a (W′b), the
Since aluminum is lightweight as a structure, it has long been used as a track for this type of transport device. By the way, the applicant of the present application has also used aluminum as a material for the track of the conveying device since around 1986.
[0009]
Here, when the track side wall W′a (W′b) is made of, for example, “aluminum” which is a non-magnetic material and is a conductor and has been used as a building structure for a long time, a straight line portion As compared with the above, the inductance L of the
[0010]
As described above, when the inductance of the secondary coil changes in the curved portion of the track, the frequency of the secondary resonance circuit changes. Since the frequency of the high-frequency current flowing through the primary
[0011]
On the other hand, the track R is configured by connecting a large number of rails having a predetermined length in consideration of workability thermal expansion, and a part of the magnetic flux generated from the
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by making the inductance of the secondary side coil constant throughout the entire track and suppressing changes in the secondary side resonance frequency, the transmission efficiency of non-contact power feeding is improved. In addition, this improvement in transmission efficiency makes it possible to reduce the power consumption of the system by reducing the current that should be constantly supplied to the primary power supply line.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
To solve this problem Book In the invention, a power supply transformer is mounted on the traveling body so as to face the track side wall, and a primary side power supply line wired along the track side wall and a secondary side coil wound around the power supply transformer. In a non-contact power feeding device that feeds power in a non-contact manner and causes the traveling body to travel, a linear portion of the track The surface side facing at least the power supply transformer of the track side wall is a nonmagnetic material, and at least the surface side of the track side wall of the track curved portion facing the power supply transformer is a magnetic material, The inductance of the secondary side coil is made constant over the entire track. If the entire side wall of the track is made of a non-magnetic material, the inductance of the secondary coil is reduced in the curved portion of the track. In the present invention, the curved portion is made only by forming the curved portion with a magnetic material. The number of flux linkages effective for generating electric power is increased in the section. As a result, the inductance is prevented from decreasing, the inductance is kept constant over the entire track, and changes in the secondary side resonance frequency are suppressed. As a result, the power transmission efficiency is increased, and thus the power consumption of the system can be reduced.
[0014]
Further, the track side wall of the straight portion is made of a material that is a non-magnetic material and a conductor. this In this case, since the magnetic resistance is smaller than that of a non-magnetic material and a non-conductive material, the interlinkage magnetic flux with the secondary coil increases, and the generated power is reduced. There is an advantage of becoming larger.
[0016]
Furthermore, a power supply transformer is mounted on the traveling body so as to face the track side wall, and between the primary side power supply line wired along the track side wall and the secondary side coil wound around the power supply transformer. In the non-contact power feeding apparatus that feeds power in a non-contact manner and travels the traveling body, at least a surface side of the track side wall in the linear portion of the track facing the feeding transformer is a magnetic body, and the track in the curved portion of the track. Of the side wall, at least the surface side facing the power supply transformer, with respect to the surface side of the linear portion facing the power supply transformer, Material The secondary side coil has a constant inductance over the entire track.
When the track side wall is made of a magnetic material, there is a tendency for the inductance of the secondary coil to increase at the curved portion. In the present invention, the magnetic material constituting the curved portion is replaced with that of the linear portion. In comparison, as above, Material By making the values different from each other, an increase in inductance in the curved portion is suppressed. As a result, the inductance is kept constant over the entire area of the track, and changes in the resonance frequency on the secondary side are suppressed. As a result, the power transmission efficiency is increased, and thus the power consumption of the system can be reduced.
[0017]
In addition, the power transformer is mounted on the traveling body so as to face the track side wall, and between the primary side feed line wired along the track side wall and the secondary side coil wound around the feed transformer. In the non-contact power feeding apparatus that feeds power in a non-contact manner and travels the traveling body, the track Before Of the track side wall, at least the surface facing the power transformer All of Across the area, Material A plate body made of a second magnetic body having a magnetic permeability different from that of the first magnetic body is attached only to the surface of the curved portion where the feeding transformer faces the side wall of the curved portion. , The inductance of the secondary side coil is made constant over the entire track.
In addition, the power transformer is mounted on the traveling body so as to face the track side wall, and between the primary side feed line wired along the track side wall and the secondary side coil wound around the feed transformer. In the non-contact power feeding apparatus that feeds power in a non-contact manner and travels the traveling body, the track Before Of the track side wall, at least the surface facing the power transformer All of Across the area, Material A plate body made of a second magnetic body having a magnetic permeability different from that of the first magnetic body is attached only to the surface of the linear portion of the orbital sidewall facing the feeding transformer. , The inductance of the secondary side coil is made constant over the entire track.
In any case, since the entire side wall of the track is made of the same magnetic material, a plate made of another magnetic material having a different magnetic permeability is attached only to the necessary portion, so that the track can be manufactured. It becomes easy.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First,
[0019]
Here, for example, if the entire track is constituted only by a rail member made of aluminum that is a non-magnetic material and is a conductor and has been used for a long time, as described above, the feeding
[0020]
Further, in the first embodiment, instead of the nonmagnetic material (for example, aluminum plate) 2 and the
[0021]
Further, in the second embodiment shown in FIG. 7, the entire region of the track is constituted by an aluminum rail member that has been generally used for a long time, and the track side wall W of the curved portion thereof. 2 In this configuration, the thin iron plate 4 is attached only to the portion facing the
According to the second embodiment, the entire region of the track is configured by the same rail member, and the iron plate (magnetic material) is attached to one surface of the side wall only at the curved portion. There is an advantage that manufacture becomes easy.
[0022]
Followed by the
[0023]
Further, in the fourth embodiment shown in FIG. 9, the side wall W extends over the entire track. Four a (W Four b) is composed of the same
According to the fourth embodiment, it is effective when the length of the linear portion of the track is longer than that of the curved portion, and the common portion is provided over the entire track. Is easy to manufacture.
[0024]
Further, the fifth embodiment shown in FIG. 10 is opposite to the fourth embodiment in that the side wall W extends over the entire area of the track. Five a (W Five In b), the shape, height, width and other dimensions and materials are all made of the same
[0025]
Further, in each of the fourth and fifth embodiments, the
[0026]
Then, Reference example Will be described. As shown in FIG. 11, the joint portion of the
[0027]
In the above, each invention of
In the first and second embodiments, by selecting the material of the side wall of the track, the inductance of the secondary coil can be made constant over the entire track. The third embodiment Similarly, by adjusting the shape of the side wall of the curved portion, the inductance of the secondary coil can be made constant over the entire track. Here, in the case of the third embodiment according to the invention of
[0028]
According to the present invention, it is possible to adjust the secondary side inductance by changing the material or shape of the track side wall. This change causes the resonance frequency to fluctuate, resulting in a decrease in power transmission efficiency, and in the worst case, there is a possibility that the transmission of power may be hindered. Therefore, once the secondary inductance has been set, it is virtually impossible to change it, and the secondary inductance should be adjusted depending on the material, shape, etc. at the initial stage of installation of the track. Careful consideration is required beforehand.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, the traveling body is mounted with a power supply transformer facing the track side wall, and includes a primary power supply line wired along the track side wall and a secondary side coil wound around the power supply transformer. In the non-contact power feeding device that feeds power in a non-contact manner and travels the traveling body, the inductance of the secondary coil is changed over the entire track by changing the material of the side wall in the straight and curved portions of the track. Therefore, it is possible to suppress the change in the resonance frequency on the secondary side. Therefore, the transmission efficiency of the non-contact power feeding is increased, and the current to be constantly supplied to the primary side feeding line by the improvement of the transmission efficiency. It is possible to reduce the power consumption of the system by reducing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a track R of a transport vehicle B having a curved portion and a straight portion.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a
FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of a
4A and 4B are schematic plan views showing the positional relationship between the trajectory side walls W′a and W′b and the
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the frequency of the resonance circuit of the
FIGS. 6A and 6B are track side walls W at the straight and curved portions of the track R according to the first embodiment of the present invention, respectively. 1 a 、 W 1 FIG. 6 is a schematic plan view showing a positional relationship between b and the
FIGS. 7A and 7B are trajectory side walls W in straight and curved portions of the trajectory R of the second embodiment of the present invention, respectively. 2 a 、 W 2 FIG. 6 is a schematic plan view showing a positional relationship between b and the
FIGS. 8A and 8B are trajectory side walls W in straight and curved portions of the trajectory R of the third embodiment of the present invention, respectively. Three a 、 W Three FIG. 6 is a schematic plan view showing a positional relationship between b and the
FIGS. 9A and 9B are track side walls W at the straight and curved portions of the track R according to the fourth embodiment of the present invention, respectively. Four a 、 W Four FIG. 6 is a schematic plan view showing a positional relationship between b and the
FIGS. 10A and 10B are track side walls W at the straight and curved portions of the track R of the fifth embodiment of the present invention, respectively. Five a 、 W Five FIG. 6 is a schematic plan view showing a positional relationship between b and the
11 is a schematic plan view showing a state in which a joint 31 of a connecting portion of a
[Explanation of symbols]
B: Transport vehicle (running body)
R: Orbit
W 1 a ~ W Five a: Track side wall of straight section
W 1 b ~ W Five b: Track side wall
2: Aluminum plate constituting the side wall
3: Iron plate constituting the side wall
4: Thin iron plate for pasting
5, 5 ': Magnetic plate constituting the side wall
6: Magnetic plate constituting the side wall
7, 8: Thin magnetic plate for pasting
10: Primary side feeder
21: Feeding transformer
23: Pickup coil (secondary coil)
31: Joint of rail members constituting the track
32: Magnetic plate closing the seam
Claims (5)
前記軌道の直線部における軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側が非磁性体とされ、
前記軌道の曲線部における前記軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側が磁性体とされており、
前記二次側コイルのインダクタンスを軌道全域に亘って一定化させたことを特徴とする非接触給電装置。A power transformer is mounted on the traveling body so as to face the track side wall, and the primary side feed line wired along the track side wall and the secondary side coil wound around the feed transformer are not in contact with each other. In a non-contact power feeding device that feeds power with and travels the traveling body,
Of the side wall of the track in the linear portion of the track, at least the surface facing the power transformer is a non-magnetic material,
Of the side wall of the track in the curved part of the track, at least the surface side facing the feeding transformer is a magnetic body,
A non-contact power feeding apparatus, wherein the inductance of the secondary coil is made constant over the entire track.
前記軌道の直線部における軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側が磁性体とされ、
前記軌道の曲線部における軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側を、前記直線部の前記給電トランスと対向する面側に対して、材質の異なる磁性体とされ、
前記二次側コイルのインダクタンスを軌道全域に亘って一定化させたことを特徴とする非接触給電装置。A power transformer is mounted on the traveling body so as to face the track side wall, and the primary side feed line wired along the track side wall and the secondary side coil wound around the feed transformer are not in contact with each other. In a non-contact power feeding device that feeds power with and travels the traveling body,
Of the side wall of the track in the straight part of the track, at least the surface side facing the feeding transformer is a magnetic body,
Of the side wall of the track in the curved portion of the track, at least the surface facing the power transformer, the surface of the linear portion facing the power transformer is a magnetic material having a different material,
A non-contact power feeding apparatus, wherein the inductance of the secondary coil is made constant over the entire track.
前記軌道の前記軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側の全域に亘って、材質の同一の第1磁性体で構成され、
曲線部の軌道側壁における給電トランスの対向する面のみに、前記第1磁性体とは透磁率の異なる第2磁性体から成る板体が貼り付けられ、
前記二次側コイルのインダクタンスを軌道全域に亘って一定化させたことを特徴とする非接触給電装置。A power transformer is mounted on the traveling body so as to face the track side wall, and the primary side feed line wired along the track side wall and the secondary side coil wound around the feed transformer are not in contact with each other. In a non-contact power feeding device that feeds power with and travels the traveling body,
Over the entire frequency range of at least the feed transformer and the surface facing the side of the front Symbol trajectory sidewalls of the track it is composed of a first magnetic same material,
A plate body made of a second magnetic body having a magnetic permeability different from that of the first magnetic body is pasted only on the surface facing the feeding transformer on the track side wall of the curved portion ,
A non-contact power feeding apparatus, wherein the inductance of the secondary coil is made constant over the entire track.
前記軌道の前記軌道側壁のうち少なくとも前記給電トランスと対向する面側の全域に亘って、材質の同一の第1磁性体で構成され、
直線部の軌道側壁における給電トランスの対向する面のみに、前記第1磁性体とは透磁率の異なる第2磁性体から成る板体が貼り付けられ、
前記二次側コイルのインダクタンスを軌道全域に亘って一定化させたことを特徴とする非接触給電装置。A power transformer is mounted on the traveling body so as to face the track side wall, and the primary side feed line wired along the track side wall and the secondary side coil wound around the feed transformer are not in contact with each other. In a non-contact power feeding device that feeds power with and travels the traveling body,
Over the entire frequency range of at least the feed transformer and the surface facing the side of the front Symbol trajectory sidewalls of the track it is composed of a first magnetic same material,
A plate body made of a second magnetic body having a permeability different from that of the first magnetic body is attached only to a surface of the straight line portion where the feeding transformer is opposed to the side wall ,
A non-contact power feeding apparatus, wherein the inductance of the secondary coil is made constant over the entire track.
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