電力供給システム
【課題】電力供給システムの設置の際に必要な工数が抑制される。
【解決手段】軌道１００側の給電ユニット１１０は、磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒ、並びに、これらの磁心に巻かれたコイル１１１Ｌ及び１１１Ｒを有している。コイル１１１Ｌ及び１１１Ｒに電流を流すことで、対向レール部１１５及び１１６間に磁界を発生させることができる。一方、搬送台車２００側の受電ユニット２１０は、磁心２１２及び磁心２１２に巻かれたコイル２１１を有している。搬送台車２００が軌道１００に沿って走行すると、対向レール部１１５及び１１６間を受電ユニット２１０が通過する。このとき、磁心２１２を通る磁束の時間変化によってコイル２１１に誘導起電力が生じる。これによって、受電ユニット２１０が給電ユニット１１０から電力供給を受ける。
【解決手段】軌道１００側の給電ユニット１１０は、磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒ、並びに、これらの磁心に巻かれたコイル１１１Ｌ及び１１１Ｒを有している。コイル１１１Ｌ及び１１１Ｒに電流を流すことで、対向レール部１１５及び１１６間に磁界を発生させることができる。一方、搬送台車２００側の受電ユニット２１０は、磁心２１２及び磁心２１２に巻かれたコイル２１１を有している。搬送台車２００が軌道１００に沿って走行すると、対向レール部１１５及び１１６間を受電ユニット２１０が通過する。このとき、磁心２１２を通る磁束の時間変化によってコイル２１１に誘導起電力が生じる。これによって、受電ユニット２１０が給電ユニット１１０から電力供給を受ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動用の電力を移動体に供給する電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送台車のような移動体に非接触で電力を供給する場合がある。特許文献１はこのような電力供給システムに関する。特許文献１の搬送台車は軌道上を走行するものである。搬送台車には、非接触給電用のピックアップユニットが設置されている。ピックアップユニットはＥ型コアを有している。軌道には給電線が敷設されており、Ｅ型コアは搬送台車が軌道に沿って走行する際に給電線を挟むように配置されている。給電線に高周波電流を供給することにより、給電線の周囲に発生した磁束がＥ型コアに巻かれたピックアップコイルに誘導起電力を発生させる。これによって、給電線から搬送台車へと電力が供給される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５４７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の給電線は、軌道に沿って延びるように敷設されている。この場合、給電線は搬送台車が軌道に沿って走行する際に、搬送台車のＥ型コアに接触しないように、弛ませずに敷設しなければならない。軌道の全域にわたって弛ませないように給電線を敷設するためには、多大な工数が必要となるおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、システム設置の際に必要な工数が抑制された電力供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００６】
本発明の電力供給システムは、駆動用の電力を移動体に供給する電力供給システムであって、第１の磁心、及び、前記第１の磁心に巻かれた第１のコイルを有する給電ユニットと、第２の磁心、及び、前記第２の磁心に巻かれた第２のコイルを有する、前記移動体に設けられた受電ユニットと、前記第１のコイルに電流を流す電源とを備えている。そして、前記移動体が、前記第１のコイルから発生した磁界中を通過する際に前記第２のコイルに生じる誘導起電力によって前記受電ユニットが前記給電ユニットから電力供給を受けるように、前記給電ユニットの近傍の所定の移動経路に沿って移動する。
【０００７】
本発明の電力供給システムによると、給電ユニットが磁心にコイルを巻いた構成を有している。したがって、変形しにくい材料から磁心を形成したり、変形しにくい形状を有するように磁心を形成したりできる。これによって、例えば移動経路に沿って給電線を弛まずに敷設しなければならない場合と比べて、システム設置に必要な工数が抑制される。
【０００８】
また、本発明においては、前記第１の磁心が、一方向に関して互いに対向し且つ所定の距離だけ互いに離隔した第１及び第２の対向面を有しており、前記第２の磁心が、前記移動体が前記所定の移動経路に沿って移動する際に、実質的に前記第１及び第２の磁心内のみを通る閉経路に沿った磁路が形成されるように前記第１及び第２の対向面との間を通過することが好ましい。これによると、ほぼ第１及び第２の磁心に沿った閉経路の磁路が形成されやすくなるので、漏れ磁束を抑制し、移動体に効率よく電力を供給することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記第１の磁心が、前記所定の移動経路に直交する方向に関して概略的にＣ字型の断面形状を有しており、前記第１及び第２の対向面が、前記第１の磁心において前記Ｃ字型の開口部に形成されており、前記第２の磁心において、前記移動体が前記所定の移動経路に沿って移動する際に前記第１及び第２の対向面のそれぞれに対向する第３及び第４の対向面が、前記一方向に関する両端に形成されていることが好ましい。これによると、第１及び第２の磁心によって閉経路の磁路がより確実に形成される。
【００１０】
また、本発明においては、前記移動体を支持する軌道をさらに備えており、前記第１の磁心において、前記Ｃ字型の断面形状を有する部分が前記軌道に沿って所定の間隔で複数配列されるように形成されており、前記軌道が、前記移動体が前記軌道に沿って走行する際に前記所定の移動経路に沿って移動するように敷設されていることが好ましい。これによると、Ｃ字型の断面形状を有する部分を受電ユニットが通過する際には受電ユニットに確実に電力を供給できるのに対して、Ｃ字型の断面形状を有する部分に受電ユニットが位置していない場合に前記第１の対向面と前記第２の対向面との間の磁気抵抗を大きくして、漏れ磁束が発生しにくいようにできる。したがって、移動体への電力供給の効率をより良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適な一実施形態である搬送システム１について説明する。図１は、搬送システム１の概略構成図である。
【００１２】
搬送システム１は、例えば半導体基板の製造工場等に設置され、種々の荷を工場内で搬送するためのものである。搬送システム１は、軌道１００、及び、軌道１００上を走行する搬送台車２００を有している。軌道１００は工場内の異なる位置間を結ぶように水平に敷設されている。搬送台車２００は種々の荷を支持しつつ軌道１００に沿って走行し、工場内の異なる位置間で荷を搬送する。本実施形態においては、搬送台車２００は軌道１００に沿った一定の方向に走行する。図１において搬送台車２００近傍の矢印は、各搬送台車２００の走行方向を示している。軌道１００は分岐部１００ａにおいて、１本の経路から複数の経路に分岐している。これらの複数の経路は合流部１００ｂにおいて再び１本の経路に合流している。搬送台車２００は分岐部１００ａにおいて、これらの複数の経路のいずれかを荷の搬送元や搬送先に応じて選択し、選択した経路に沿って走行する。軌道１００内には搬送台車２００へと電力を供給する後述の給電ユニット１１０が設けられており、電源盤３００から給電ユニット１１０へと供給された電力が搬送台車２００へと供給される。
【００１３】
以下、軌道１００と搬送台車２００の構成について説明する。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、軌道１００上を走行する搬送台車２００の左側面図である。軌道１００は、搬送台車２００を支持する軌道本体１０１と、軌道本体１０１に固定された給電ユニット１１０を有している。軌道本体１０１は、上方に開口したコの字型の形状を概略的に有している。給電ユニット１１０は、軌道本体１０１の上方に配置されている。給電ユニット１１０は、給電ユニット１１０Ｌ及び１１０Ｒの一対が設けられている。給電ユニット１１０Ｌ及び１１０Ｒは、軌道１００の幅方向の中心軸Ａに関して対称な形状を有しており、軸Ａに関して対称に配置されている。
【００１４】
給電ユニット１１０Ｌ及び１１０Ｒは、軸Ａに関して左右対称に配置された一対のコイル１１１Ｌ及び１１１Ｒを有している。また、軸Ａに関して左右対称に配置された一対の磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒを有している。コイル１１１Ｌ及び１１１Ｒは磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒにそれぞれ巻かれている。磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒは、互いに対称な形状を有しており対称に配置されている。給電ユニット１１０Ｌ及び１１０Ｒは、互いに同じ構成を有しているため、以下においては一方の給電ユニット１１０Ｌについてのみ説明する。
【００１５】
磁心１１７Ｌは鉄などの磁性材料から形成されている。磁性材料には、鉄損の小さい電気鉄板やアモルファス金属板などが用いられることが好ましい。磁心１１７Ｌは、支柱部１１２、磁心下部１１３、磁心上部１１４、対向レール部１１５、及び、対向レール部１１６を有している。磁心下部１１３は、図２及び図３に示すように水平方向に沿っており、軌道１００の長さ方向に沿って延びた平板状の形状を有している。磁心下部１１３は、軌道本体１０１の上面に、ボルトやナットを介して固定されている。磁心下部１１３は、図２に示すように軌道本体１０１の左側面から右方へと延びており、その先端は上方に向かって湾曲している。湾曲部の先端には対向レール部１１６が固定されている。
【００１６】
磁心１１７Ｌは、図２において一点鎖線に沿って延びたＣ型部１１７Ｃを有している。Ｃ型部１１７Ｃは、磁心下部１１３の上方へと突出している。かかるＣ型部１１７Ｃは、図２に示すように、軌道１００の長さ方向から見た場合に概略的にＣ字型の形状を有しており、軸Ａに向かって開口している。つまり、搬送台車２００の走行方向に直交する断面に関して、Ｃ字型の形状を有している。対向レール部１１５及び１１６は、Ｃ型部１１７Ｃの開口部に相当する。Ｃ型部１１７Ｃは複数設けられており、図３に示すように、一定の間隔Ｌ１で軌道１００の長さ方向に関して配列されている。
【００１７】
Ｃ型部１１７Ｃは、図２に示すように、支柱部１１２、磁心下部１１３、磁心上部１１４、対向レール部１１５及び１１６によって構成されている。支柱部１１２は、磁心下部１１３の上面に固定されている。支柱部１１２は、磁心下部１１３の図２において左端から鉛直方向に沿って延びている。各支柱部１１２の上端には、磁心上部１１４が固定されている。磁心上部１１４は、支柱部１１２の上端から図２において右方に向かって延びており、その先端は下方に向かって湾曲している。湾曲部の先端には対向レール部１１５が固定されている。
【００１８】
対向レール部１１５及び１１６は、図２及び図３に示すように、いずれも水平方向に沿って延びており、軌道１００の長さ方向に沿って延びた平板状の形状を有している。また、対向レール部１１５及び１１６は、軌道１００の幅方向に関して互いに同じ幅を有している。対向レール部１１５の下面（第１の対向面）と対向レール部１１６の上面（第２の対向面）とは軌道１００の幅方向に関して同じ位置にあり、鉛直方向に関して互いに対向している。また、これらの面は、後述の受電ユニット２１０Ｌの高さより若干長い距離だけ互いに離隔するように配置されている。
【００１９】
コイル１１１Ｌは、磁心１１７Ｌの支柱部１１２の周囲に巻かれている。これによって、コイル１１１Ｌに電流が流れると、コイル１１１の周囲に磁界が発生し、支柱部１１２、磁心下部１１３及び磁心上部１１４に沿って磁路が形成される。そして、対向レール部１１５及び１１６の間の空間において、対向レール部１１５の下面と対向レール部１１６の上面とを繋ぐ経路に沿って磁束が発生するようになっている。搬送台車２００は後述のとおり、対向レール部１１５及び１１６間に発生した磁界との磁気的な相互作用によって電力供給を受ける。
【００２０】
以下、分岐部１００ａ及び合流部１００ｂにおける対向レール部１１５及び１１６の構成について説明する。図４（ａ）は、図１の一点鎖線で囲まれた軌道１００の分岐部１００ａ近傍の平面図である。図４（ｂ）は、図１の一点鎖線で囲まれた軌道１００の合流部１００ｂ近傍の平面図である。分岐部１００ａにおいて軌道１００は、図４（ａ）の左方から右方に向かって、２つの分岐経路１００ｃ及び１００ｄに分岐している。分岐経路１００ｃ及び１００ｄは、図４（ｂ）の左方から右方に向かって１つの経路に合流している。図４（ａ）において軌道１００の分岐前の部分に敷設された対向レール部１１５の一方を対向レール部１１５ａ、他方を対向レール部１１５ｂとする。このとき、対向レール部１１５ａは、分岐経路１００ｃに沿って真っ直ぐに延びている。これに対して、対向レール部１１５ｂは分岐経路１００ｄに沿って湾曲している。
【００２１】
そして、分岐経路１００ｃには、軌道１００の幅方向に関して対向レール部１１５ａと対になる対向レール部１１５ｃが敷設されている。また、分岐経路１００ｄには、軌道１００の幅方向に関して対向レール部１１５ｂと対になる対向レール部１１５ｄが敷設されている。対向レール部１１５ｃ及び１１５ｄは、図４（ａ）及び図４（ｂ）の一点鎖線で囲まれた箇所には延びておらず、対向レール部１１５ａ及び１１５ｂのいずれとも連続していない。なお、対向レール部１１６は、分岐部１００ａ及び合流部１００ｂや分岐経路１００ｃ及び１００ｄを含む、軌道１００のいずれの箇所においても、平面視においてちょうど対向レール部１１５ｂと重なるように配置されている。搬送台車２００は、一点鎖線で囲まれた領域外の位置（例えば、図４の２００ａの位置）においては、図２の左右一対の対向レール部１１５及び１１６から電力供給を受ける。しかし、図４の一点鎖線内の位置（例えば、図４の２００ｂの位置）においては、左右どちらかの対向レール部１１５及び１１６のみから電力供給を受けることとなる。
【００２２】
搬送台車２００は、荷台２２１と、荷台２２１を支持するフレーム２２２を有している。フレーム２２２は、搬送台車２００が軌道１００上を走行する際、軌道１００内に配置される。また、荷台２２１は、軌道１００の上方に位置するようにフレーム２２２に支持される。
【００２３】
搬送台車２００は、走行車輪２３１、ガイドローラ２３２及び２３３を有している。走行車輪２３１は、車軸２３４を介してフレーム２２２に支持されており、搬送台車２００全体を軌道本体１０１の底面上で支持している。搬送台車２００が軌道１００に沿って移動すると、これに従動して走行車輪２３１も車軸２３４を回転軸として回転する。ガイドローラ２３２及び２３３は、それぞれ支持軸２３５及び２３６によってフレーム２２２に支持されている。また、支持軸２３５及び２３６は、ガイドローラ２３２及び２３３を水平面内で回転するように支持している。ガイドローラ２３２及び２３３は、いずれも軌道本体１０１の内側面に、水平方向から当接している。そして、搬送台車２００が軌道１００に沿って移動すると、これに従動して回転する。このような走行車輪２３１、ガイドローラ２３２及び２３３により、搬送台車２００は、軌道１００の幅方向にずれることなく軌道１００に沿って水平に走行できるようになっている。
【００２４】
搬送台車２００はいわゆるリニアモータ方式で走行するように構成されている。このため、搬送台車２００は、リニアモータ走行用の１次側コイル鉄心２４１を有している。フレーム２２２内には、１次側コイル鉄心２４１のコイルに電流を流すリニアモータ駆動回路（不図示）が設けられている。一方、軌道本体１０１内の底面において、１次側コイル鉄心２４１に対向する位置には、リニアモータ走行用の２次側永久磁石１２０が固定されている。上記のリニアモータ駆動回路は、１次側コイル鉄心２４１のコイルに流す電流を、永久磁石１２０と１次側コイル鉄心２４１との磁気的相互作用で搬送台車２００が軌道１００に沿って移動するように制御する。
【００２５】
搬送台車２００は、上記のリニアモータ駆動回路等へ供給する電力を受けるための受電ユニット２１０を有している。受電ユニット２１０は受電ユニット２１０Ｌ及び２１０Ｒの一対が設けられている。受電ユニット２１０Ｌ及び２１０Ｒは、図２に示すように、軸Ａに関して対称な形状を有しており、軸Ａに関して対称に配置されている。受電ユニット２１０Ｌ及び２１０Ｒは、給電ユニット１１０から発生した磁界中を通過する際に生じる誘導起電力によって給電ユニット１１０から電力供給を受けるものである。なお、受電ユニット２１０Ｌ及び２１０Ｒは、図２の軸Ａに関して互いに対称な形状を有しており対称に配置されている。それ以外に関してはこれらは互いに同じ構成を有しているため、以下においては一方の受電ユニット２１０Ｌについてのみ説明する。
【００２６】
受電ユニット２１０Ｌは、コイル２１１と磁心２１２とを有している。コイル２１１は磁心２１２に巻かれている。コイル２１１は、上記のリニアモータ駆動回路等と接続されており、コイル２１１に生じた誘導起電力によってリニアモータ駆動回路等に電力を供給するように構成されている。磁心２１２は磁心１１７と同様に、鉄などの磁性材料から形成されており、支持フレーム２１３を介してフレーム２２２に固定されている。磁心２１２は、対向部２１２ａ、対向部２１２ｂ及び支柱部２１２ｃを有している。支柱部２１２ｃは鉛直方向に沿って延びており、その上端に対向部２１２ａが、下端に対向部２１２ｂが固定されている。対向部２１２ａ及び２１２ｂは、いずれも水平方向に沿って延びる平板状の形状を有している。対向部２１２ａ及び２１２ｂは、図３に示すように、いずれも軌道１００の長さ方向に関して延びており、かかる方向に関して上記のＬ１より小さいＬ２の長さを有している。
【００２７】
対向部２１２ａの上面（第３の対向面）は、図２に示すように、磁心１１７Ｌの対向レール部１１５の下面と近接し且つ対向している。また、対向部２１２ａの上面は、対向レール部１１５の下面と軌道１００の幅方向に関してほぼ同じ幅を有しており、軌道１００の幅方向に関して対向レール部１１５の下面と重なるように配置されている。対向部２１２ｂの下面（第４の対向面）も、図２に示すように、磁心１１７Ｌの対向レール部１１６の上面と近接し且つ対向している。また、対向部２１２ｂの下面も、対向レール部１１６の上面と軌道１００の幅方向に関してほぼ同じ幅を有しており、軌道１００の幅方向に関して対向レール部１１６の下面と重なるように配置されている。搬送台車２００側の対向部２１２ａ及び軌道１００側の対向レール部１１５間の距離、並びに、台車側の対向部２１２ｂ及び軌道側の対向レール部１１６間の距離は、いずれも所定の大きさに一定に保たれるている。
【００２８】
図５は、軌道１００側のコイル１１１Ｌ及び１１１Ｒに電流を流す電気的構成を示す回路図である。コイル１１１Ｌ及びコイル１１１Ｒは、いずれも給電線３０２に、互いに並列に接続されている。電源盤３００は、交流電流源３０１を有しており、給電線３０２に所定の周波数の交流電流を流すように構成されている。
【００２９】
以下、搬送台車２００が電力供給を受ける仕組みについて説明する。給電ユニット１１０のコイル１１１Ｌ及び１１１Ｒに電流が流れると、その電流値及びコイルの巻数に応じた強さの磁界がこれらのコイルの周囲に発生する。この磁界は磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒを通る磁束を発生させる。ここで、かかる磁束の密度は、磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒの透磁率に応じて大きくなる。そして、Ｃ型部１１７Ｃの開口部である対向レール部１１５及び１１６間の空間に磁界が発生する。
【００３０】
一方、搬送台車２００が軌道１００に沿って走行すると、受電ユニット２１０が対向レール部１１５及び１１６間を通過する。そして、受電ユニット２１０は、給電ユニット１１０においてＣ型部１１７Ｃが形成された箇所を次々と通過する。以下、給電ユニット１１０Ｌから受電ユニット２１０Ｌへの電力供給について説明する。なお、給電ユニット１１０Ｒから受電ユニット２１０Ｒへの電力供給についても同様であるので説明を省略する。
【００３１】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、給電ユニット１１０ＬにおいてＣ型部１１７Ｃが形成された箇所に受電ユニット２１０Ｌが位置しているときを示している。また、図６（ｃ）及び図６（ｄ）は、Ｃ型部１１７Ｃが形成された箇所に受電ユニット２１０Ｌが位置していないときを示している。図６（ａ）及び図６（ｃ）は、Ｃ型部１１７Ｃが形成された箇所の正面図である。図６（ｂ）及び図６（ｄ）は、図６（ａ）及び図６（ｃ）を左側面から見た図である。
【００３２】
図６（ａ）及び図６（ｂ）が示すように、受電ユニット２１０Ｌは、対向レール部１１５及び対向レール部１１６間に発生した磁界中を通過することとなる。対向レール部１１５及び対向レール部１１６間の磁界は、受電ユニット２１０Ｌの磁心２１２を通る磁束を発生させる。かかる磁束の密度は、磁心２１２の透磁率に応じて大きくなる。そして、受電ユニット２１０Ｌのコイル２１１を通る磁束の時間変化に応じた大きさの誘導起電力がコイル２１１に発生する。これによって、リニアモータ駆動回路等に電力が供給される。
【００３３】
ここで、対向レール部１１５及び対向部２１２ａ間の距離や対向レール部１１６及び対向部２１２ｂ間の距離は、できるだけ小さくなるように調整されていることが好ましい。これによって、例えば図６（ａ）において二点鎖線で描かれた長方形Ｃのように、空気中をほとんど通ることなくほぼＣ型部１１７Ｃ及び磁心２１２の内部のみを通る閉経路が形成される。したがって、磁心の内部のみを通る閉経路に沿った磁路が形成されやすくなるため、漏れ磁束が少なく、効率の良い電力供給が実現する。
【００３４】
図６（ｃ）及び図６（ｄ）が示すように、Ｃ型部１１７Ｃが形成された箇所に受電ユニット２１０Ｌが位置していないときには、対向レール部１１５及び１１６間の空間が大きく開放される。したがって、図６（ａ）及び図６（ｂ）と比べてかかる空間の磁気抵抗が非常に大きくなる。このように、Ｃ型部１１７Ｃが形成された箇所に受電ユニット２１０Ｌが位置していないときには、実質的に漏れ磁束がないものとみなせる。つまり、Ｃ型部１１７Ｃが形成された箇所に受電ユニット２１０Ｌが位置していないときには、この箇所の漏れ磁束によって給電ユニット１１０側に生じる電力の損失は十分に小さい。
【００３５】
以下、本実施形態の構成と、図７に示す参考形態とを比較する。図７の参考形態は、上記の実施形態とは異なる給電方式の構成を示している。この参考形態は、軌道９００に沿って敷設された給電線９０１を有している。搬送台車側には、給電線９０１から電力供給を受けるトランス９１０が設けられている。図７は、トランス９１０周辺の正面図であり、軌道９００の側板と給電線９０１の縦断面を含んでいる。給電線９０１は図７の前後方向に関して延びており、軌道９００に支持部９０２を介して軌道９００に支持されている。トランス９１０は、Ｅ字型の形状を有するトランスコア９１２と、トランスコア９１２に巻かれたコイル９１１とを有している。コイル９１１は、鉛直方向に並んだトランスコア９１２の３本の足部のうち、中央の足部の根元付近に配置されている。給電線９０１は３本の足部の間に配置されている。給電線９０１に電流が流れると、給電線９０１の周囲に磁界が発生し、トランスコア９１２を通る磁束が発生する。かかる磁束がコイル９１１を通過する量が時間変化することにより、コイル９１１に誘導起電力が生じる。
【００３６】
図７の参考形態には以下の問題がある。まず、給電線９０１は軌道９００に沿って延びるように敷設されるが、トランスコア９１２に接触しないように、軌道９００の全域にわたって弛ませずに敷設しなければならない。しかし、給電線９０１は、自重や温度変化によって変形するため、軌道９００の全域にわたって弛まないように敷設するのは困難である。また、一本の連続した給電線９０１を軌道９００の全域にわたって敷設すると、給電線９０１の全体のインピーダンスが大きくなり、電力供給が困難になるため、適宜の長さに区切って給電線９０１を敷設する必要がある。このように、図７の参考形態は、給電線９０１を敷設するために多大の工数を要するおそれがある。
【００３７】
また、トランスコア９１２のようなＥ字型のコアは一方向（図７の左方）に開放されている。したがって、トランスコア９１２に巻かれたコイル９１１と給電線９０１との磁気的結合において、大きな漏れ磁束が発生する。したがって、漏れ磁束による電力の損失が大きくなるおそれがある。
【００３８】
これに対して、上述の本実施形態によると、給電ユニット１１０は、磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒとコイル１１１Ｌ及び１１１Ｒとから構成されている。磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒは軌道１００に沿って延びているが、対向レール部１１５及び１１６や磁心下部１１３は、鉄などからなる板状の部材であり、給電線９０１と比べて弛んだりしにくい。このため、長い給電線を弛ませずに敷設するといった困難がなく、図７の参考形態のような多大な工数を必要としない。
【００３９】
また、本実施形態によると、給電ユニット１１０においてＣ型部１１７Ｃが設けられた箇所を受電ユニット２１０が通過する際に、受電ユニット２１０が給電ユニット１１０から電力供給を受ける。このとき、トランスコア９１２と異なり磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒが一方に開口したりせず（図６（ａ）参照）、磁心に沿った閉経路の磁路が形成されやすいため、効率良く電力供給がなされる。その一方で、Ｃ型部１１７Ｃが設けられた箇所に受電ユニット２１０が存在しないときには、この箇所における磁気抵抗が大きくなるため漏れ磁束が小さく、漏れ磁束による電力の損失は小さい。
【００４０】
また、本実施形態によると、対向レール部１１５及び１１６を区切る必要はなく、一体に形成できる。したがって、搬送台車２００が軌道１００に沿って走行する際に、対向レール部１１５及び１１６から切れ目なく電力供給を受けることができる。
【００４１】
さらに、図４のような分岐部１００ａや合流部１００ｂにおいても、少なくとも一方の対向レール部１１５及び１１６から搬送台車２００に電力を供給することができる。したがって、分岐部１００ａや合流部１００ｂにおいても、連続して電力を供給することが可能である。
【００４２】
＜変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【００４３】
例えば、上述の実施形態においては搬送台車２００への電力供給が想定されている。しかし、その他の移動体に対する電力供給に利用されてもよい。また、搬送台車２００は軌道１００に沿って走行することが想定されているが、移動方向が軌道等に制約されず自由に移動する移動体に本発明が適用されてもよい。
【００４４】
また、上述の実施形態においては、１台の搬送台車２００に２つの受電ユニット２１０が設けられているものとしている。しかし、１台の搬送台車２００に１つの受電ユニット２１０が設けられていてもよいし、３つ以上設けられていてもよい。
【００４５】
また、上述の実施形態においては、図２に示すように、磁心１１７Ｌ及び１１７ＲにＣ型部１１７Ｃが設けられており、受電ユニット２１０側の磁心２１２がＩ字型の形状を有している。そして、これによって、実質的に磁心の内部のみを通る閉経路の磁路が形成されている。しかし、給電ユニット１１０側の磁心と受電ユニット２１０側の磁心とによって閉経路の磁路が形成されやすい形状であれば、磁心の形状はどのようなものであってもよい。例えば、給電ユニット１１０側の磁心がＩ字型の形状を有しており、受電ユニット２１０側の磁心２１２がＣ字型の形状を有していてもよい。また、一方がコ字型の形状を、他方がコ字型の左右を逆にした形状を有しており、コ字型の開口同士を合わせるように近接することでロ字型の閉経路の磁路が形成されるようになっていてもよい。
【００４６】
また、上述の実施形態においては、給電ユニット１１０の磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒが角張った形状を有している。しかし、これらの磁心に角が丸く湾曲した形状が採用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る搬送システムの正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１の軌道上を走行する搬送台車の左側面図である。
【図４】図１の軌道の分岐部及び合流部近傍の平面図である。
【図５】図１の軌道側のコイルに電流を流す電気的構成を示す回路図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｃ）は、図１の軌道においてＣ型部が形成された箇所の正面図である。図６（ｂ）及び図６（ｄ）は、図６（ａ）及び図６（ｃ）の軌道を左側面から見た図である。
【図７】本発明とは異なる参考形態の給電構成の正面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 搬送システム
１００ 軌道
１１０ 給電ユニット
１１７Ｃ Ｃ型部
２００ 搬送台車
２１０ 受電ユニット
３００ 電源盤
１１１、２１１ コイル
１１５、１１６ 対向レール部
１１７、２１２ 磁心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動用の電力を移動体に供給する電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送台車のような移動体に非接触で電力を供給する場合がある。特許文献１はこのような電力供給システムに関する。特許文献１の搬送台車は軌道上を走行するものである。搬送台車には、非接触給電用のピックアップユニットが設置されている。ピックアップユニットはＥ型コアを有している。軌道には給電線が敷設されており、Ｅ型コアは搬送台車が軌道に沿って走行する際に給電線を挟むように配置されている。給電線に高周波電流を供給することにより、給電線の周囲に発生した磁束がＥ型コアに巻かれたピックアップコイルに誘導起電力を発生させる。これによって、給電線から搬送台車へと電力が供給される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５４７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の給電線は、軌道に沿って延びるように敷設されている。この場合、給電線は搬送台車が軌道に沿って走行する際に、搬送台車のＥ型コアに接触しないように、弛ませずに敷設しなければならない。軌道の全域にわたって弛ませないように給電線を敷設するためには、多大な工数が必要となるおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、システム設置の際に必要な工数が抑制された電力供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００６】
本発明の電力供給システムは、駆動用の電力を移動体に供給する電力供給システムであって、第１の磁心、及び、前記第１の磁心に巻かれた第１のコイルを有する給電ユニットと、第２の磁心、及び、前記第２の磁心に巻かれた第２のコイルを有する、前記移動体に設けられた受電ユニットと、前記第１のコイルに電流を流す電源とを備えている。そして、前記移動体が、前記第１のコイルから発生した磁界中を通過する際に前記第２のコイルに生じる誘導起電力によって前記受電ユニットが前記給電ユニットから電力供給を受けるように、前記給電ユニットの近傍の所定の移動経路に沿って移動する。
【０００７】
本発明の電力供給システムによると、給電ユニットが磁心にコイルを巻いた構成を有している。したがって、変形しにくい材料から磁心を形成したり、変形しにくい形状を有するように磁心を形成したりできる。これによって、例えば移動経路に沿って給電線を弛まずに敷設しなければならない場合と比べて、システム設置に必要な工数が抑制される。
【０００８】
また、本発明においては、前記第１の磁心が、一方向に関して互いに対向し且つ所定の距離だけ互いに離隔した第１及び第２の対向面を有しており、前記第２の磁心が、前記移動体が前記所定の移動経路に沿って移動する際に、実質的に前記第１及び第２の磁心内のみを通る閉経路に沿った磁路が形成されるように前記第１及び第２の対向面との間を通過することが好ましい。これによると、ほぼ第１及び第２の磁心に沿った閉経路の磁路が形成されやすくなるので、漏れ磁束を抑制し、移動体に効率よく電力を供給することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記第１の磁心が、前記所定の移動経路に直交する方向に関して概略的にＣ字型の断面形状を有しており、前記第１及び第２の対向面が、前記第１の磁心において前記Ｃ字型の開口部に形成されており、前記第２の磁心において、前記移動体が前記所定の移動経路に沿って移動する際に前記第１及び第２の対向面のそれぞれに対向する第３及び第４の対向面が、前記一方向に関する両端に形成されていることが好ましい。これによると、第１及び第２の磁心によって閉経路の磁路がより確実に形成される。
【００１０】
また、本発明においては、前記移動体を支持する軌道をさらに備えており、前記第１の磁心において、前記Ｃ字型の断面形状を有する部分が前記軌道に沿って所定の間隔で複数配列されるように形成されており、前記軌道が、前記移動体が前記軌道に沿って走行する際に前記所定の移動経路に沿って移動するように敷設されていることが好ましい。これによると、Ｃ字型の断面形状を有する部分を受電ユニットが通過する際には受電ユニットに確実に電力を供給できるのに対して、Ｃ字型の断面形状を有する部分に受電ユニットが位置していない場合に前記第１の対向面と前記第２の対向面との間の磁気抵抗を大きくして、漏れ磁束が発生しにくいようにできる。したがって、移動体への電力供給の効率をより良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適な一実施形態である搬送システム１について説明する。図１は、搬送システム１の概略構成図である。
【００１２】
搬送システム１は、例えば半導体基板の製造工場等に設置され、種々の荷を工場内で搬送するためのものである。搬送システム１は、軌道１００、及び、軌道１００上を走行する搬送台車２００を有している。軌道１００は工場内の異なる位置間を結ぶように水平に敷設されている。搬送台車２００は種々の荷を支持しつつ軌道１００に沿って走行し、工場内の異なる位置間で荷を搬送する。本実施形態においては、搬送台車２００は軌道１００に沿った一定の方向に走行する。図１において搬送台車２００近傍の矢印は、各搬送台車２００の走行方向を示している。軌道１００は分岐部１００ａにおいて、１本の経路から複数の経路に分岐している。これらの複数の経路は合流部１００ｂにおいて再び１本の経路に合流している。搬送台車２００は分岐部１００ａにおいて、これらの複数の経路のいずれかを荷の搬送元や搬送先に応じて選択し、選択した経路に沿って走行する。軌道１００内には搬送台車２００へと電力を供給する後述の給電ユニット１１０が設けられており、電源盤３００から給電ユニット１１０へと供給された電力が搬送台車２００へと供給される。
【００１３】
以下、軌道１００と搬送台車２００の構成について説明する。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、軌道１００上を走行する搬送台車２００の左側面図である。軌道１００は、搬送台車２００を支持する軌道本体１０１と、軌道本体１０１に固定された給電ユニット１１０を有している。軌道本体１０１は、上方に開口したコの字型の形状を概略的に有している。給電ユニット１１０は、軌道本体１０１の上方に配置されている。給電ユニット１１０は、給電ユニット１１０Ｌ及び１１０Ｒの一対が設けられている。給電ユニット１１０Ｌ及び１１０Ｒは、軌道１００の幅方向の中心軸Ａに関して対称な形状を有しており、軸Ａに関して対称に配置されている。
【００１４】
給電ユニット１１０Ｌ及び１１０Ｒは、軸Ａに関して左右対称に配置された一対のコイル１１１Ｌ及び１１１Ｒを有している。また、軸Ａに関して左右対称に配置された一対の磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒを有している。コイル１１１Ｌ及び１１１Ｒは磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒにそれぞれ巻かれている。磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒは、互いに対称な形状を有しており対称に配置されている。給電ユニット１１０Ｌ及び１１０Ｒは、互いに同じ構成を有しているため、以下においては一方の給電ユニット１１０Ｌについてのみ説明する。
【００１５】
磁心１１７Ｌは鉄などの磁性材料から形成されている。磁性材料には、鉄損の小さい電気鉄板やアモルファス金属板などが用いられることが好ましい。磁心１１７Ｌは、支柱部１１２、磁心下部１１３、磁心上部１１４、対向レール部１１５、及び、対向レール部１１６を有している。磁心下部１１３は、図２及び図３に示すように水平方向に沿っており、軌道１００の長さ方向に沿って延びた平板状の形状を有している。磁心下部１１３は、軌道本体１０１の上面に、ボルトやナットを介して固定されている。磁心下部１１３は、図２に示すように軌道本体１０１の左側面から右方へと延びており、その先端は上方に向かって湾曲している。湾曲部の先端には対向レール部１１６が固定されている。
【００１６】
磁心１１７Ｌは、図２において一点鎖線に沿って延びたＣ型部１１７Ｃを有している。Ｃ型部１１７Ｃは、磁心下部１１３の上方へと突出している。かかるＣ型部１１７Ｃは、図２に示すように、軌道１００の長さ方向から見た場合に概略的にＣ字型の形状を有しており、軸Ａに向かって開口している。つまり、搬送台車２００の走行方向に直交する断面に関して、Ｃ字型の形状を有している。対向レール部１１５及び１１６は、Ｃ型部１１７Ｃの開口部に相当する。Ｃ型部１１７Ｃは複数設けられており、図３に示すように、一定の間隔Ｌ１で軌道１００の長さ方向に関して配列されている。
【００１７】
Ｃ型部１１７Ｃは、図２に示すように、支柱部１１２、磁心下部１１３、磁心上部１１４、対向レール部１１５及び１１６によって構成されている。支柱部１１２は、磁心下部１１３の上面に固定されている。支柱部１１２は、磁心下部１１３の図２において左端から鉛直方向に沿って延びている。各支柱部１１２の上端には、磁心上部１１４が固定されている。磁心上部１１４は、支柱部１１２の上端から図２において右方に向かって延びており、その先端は下方に向かって湾曲している。湾曲部の先端には対向レール部１１５が固定されている。
【００１８】
対向レール部１１５及び１１６は、図２及び図３に示すように、いずれも水平方向に沿って延びており、軌道１００の長さ方向に沿って延びた平板状の形状を有している。また、対向レール部１１５及び１１６は、軌道１００の幅方向に関して互いに同じ幅を有している。対向レール部１１５の下面（第１の対向面）と対向レール部１１６の上面（第２の対向面）とは軌道１００の幅方向に関して同じ位置にあり、鉛直方向に関して互いに対向している。また、これらの面は、後述の受電ユニット２１０Ｌの高さより若干長い距離だけ互いに離隔するように配置されている。
【００１９】
コイル１１１Ｌは、磁心１１７Ｌの支柱部１１２の周囲に巻かれている。これによって、コイル１１１Ｌに電流が流れると、コイル１１１の周囲に磁界が発生し、支柱部１１２、磁心下部１１３及び磁心上部１１４に沿って磁路が形成される。そして、対向レール部１１５及び１１６の間の空間において、対向レール部１１５の下面と対向レール部１１６の上面とを繋ぐ経路に沿って磁束が発生するようになっている。搬送台車２００は後述のとおり、対向レール部１１５及び１１６間に発生した磁界との磁気的な相互作用によって電力供給を受ける。
【００２０】
以下、分岐部１００ａ及び合流部１００ｂにおける対向レール部１１５及び１１６の構成について説明する。図４（ａ）は、図１の一点鎖線で囲まれた軌道１００の分岐部１００ａ近傍の平面図である。図４（ｂ）は、図１の一点鎖線で囲まれた軌道１００の合流部１００ｂ近傍の平面図である。分岐部１００ａにおいて軌道１００は、図４（ａ）の左方から右方に向かって、２つの分岐経路１００ｃ及び１００ｄに分岐している。分岐経路１００ｃ及び１００ｄは、図４（ｂ）の左方から右方に向かって１つの経路に合流している。図４（ａ）において軌道１００の分岐前の部分に敷設された対向レール部１１５の一方を対向レール部１１５ａ、他方を対向レール部１１５ｂとする。このとき、対向レール部１１５ａは、分岐経路１００ｃに沿って真っ直ぐに延びている。これに対して、対向レール部１１５ｂは分岐経路１００ｄに沿って湾曲している。
【００２１】
そして、分岐経路１００ｃには、軌道１００の幅方向に関して対向レール部１１５ａと対になる対向レール部１１５ｃが敷設されている。また、分岐経路１００ｄには、軌道１００の幅方向に関して対向レール部１１５ｂと対になる対向レール部１１５ｄが敷設されている。対向レール部１１５ｃ及び１１５ｄは、図４（ａ）及び図４（ｂ）の一点鎖線で囲まれた箇所には延びておらず、対向レール部１１５ａ及び１１５ｂのいずれとも連続していない。なお、対向レール部１１６は、分岐部１００ａ及び合流部１００ｂや分岐経路１００ｃ及び１００ｄを含む、軌道１００のいずれの箇所においても、平面視においてちょうど対向レール部１１５ｂと重なるように配置されている。搬送台車２００は、一点鎖線で囲まれた領域外の位置（例えば、図４の２００ａの位置）においては、図２の左右一対の対向レール部１１５及び１１６から電力供給を受ける。しかし、図４の一点鎖線内の位置（例えば、図４の２００ｂの位置）においては、左右どちらかの対向レール部１１５及び１１６のみから電力供給を受けることとなる。
【００２２】
搬送台車２００は、荷台２２１と、荷台２２１を支持するフレーム２２２を有している。フレーム２２２は、搬送台車２００が軌道１００上を走行する際、軌道１００内に配置される。また、荷台２２１は、軌道１００の上方に位置するようにフレーム２２２に支持される。
【００２３】
搬送台車２００は、走行車輪２３１、ガイドローラ２３２及び２３３を有している。走行車輪２３１は、車軸２３４を介してフレーム２２２に支持されており、搬送台車２００全体を軌道本体１０１の底面上で支持している。搬送台車２００が軌道１００に沿って移動すると、これに従動して走行車輪２３１も車軸２３４を回転軸として回転する。ガイドローラ２３２及び２３３は、それぞれ支持軸２３５及び２３６によってフレーム２２２に支持されている。また、支持軸２３５及び２３６は、ガイドローラ２３２及び２３３を水平面内で回転するように支持している。ガイドローラ２３２及び２３３は、いずれも軌道本体１０１の内側面に、水平方向から当接している。そして、搬送台車２００が軌道１００に沿って移動すると、これに従動して回転する。このような走行車輪２３１、ガイドローラ２３２及び２３３により、搬送台車２００は、軌道１００の幅方向にずれることなく軌道１００に沿って水平に走行できるようになっている。
【００２４】
搬送台車２００はいわゆるリニアモータ方式で走行するように構成されている。このため、搬送台車２００は、リニアモータ走行用の１次側コイル鉄心２４１を有している。フレーム２２２内には、１次側コイル鉄心２４１のコイルに電流を流すリニアモータ駆動回路（不図示）が設けられている。一方、軌道本体１０１内の底面において、１次側コイル鉄心２４１に対向する位置には、リニアモータ走行用の２次側永久磁石１２０が固定されている。上記のリニアモータ駆動回路は、１次側コイル鉄心２４１のコイルに流す電流を、永久磁石１２０と１次側コイル鉄心２４１との磁気的相互作用で搬送台車２００が軌道１００に沿って移動するように制御する。
【００２５】
搬送台車２００は、上記のリニアモータ駆動回路等へ供給する電力を受けるための受電ユニット２１０を有している。受電ユニット２１０は受電ユニット２１０Ｌ及び２１０Ｒの一対が設けられている。受電ユニット２１０Ｌ及び２１０Ｒは、図２に示すように、軸Ａに関して対称な形状を有しており、軸Ａに関して対称に配置されている。受電ユニット２１０Ｌ及び２１０Ｒは、給電ユニット１１０から発生した磁界中を通過する際に生じる誘導起電力によって給電ユニット１１０から電力供給を受けるものである。なお、受電ユニット２１０Ｌ及び２１０Ｒは、図２の軸Ａに関して互いに対称な形状を有しており対称に配置されている。それ以外に関してはこれらは互いに同じ構成を有しているため、以下においては一方の受電ユニット２１０Ｌについてのみ説明する。
【００２６】
受電ユニット２１０Ｌは、コイル２１１と磁心２１２とを有している。コイル２１１は磁心２１２に巻かれている。コイル２１１は、上記のリニアモータ駆動回路等と接続されており、コイル２１１に生じた誘導起電力によってリニアモータ駆動回路等に電力を供給するように構成されている。磁心２１２は磁心１１７と同様に、鉄などの磁性材料から形成されており、支持フレーム２１３を介してフレーム２２２に固定されている。磁心２１２は、対向部２１２ａ、対向部２１２ｂ及び支柱部２１２ｃを有している。支柱部２１２ｃは鉛直方向に沿って延びており、その上端に対向部２１２ａが、下端に対向部２１２ｂが固定されている。対向部２１２ａ及び２１２ｂは、いずれも水平方向に沿って延びる平板状の形状を有している。対向部２１２ａ及び２１２ｂは、図３に示すように、いずれも軌道１００の長さ方向に関して延びており、かかる方向に関して上記のＬ１より小さいＬ２の長さを有している。
【００２７】
対向部２１２ａの上面（第３の対向面）は、図２に示すように、磁心１１７Ｌの対向レール部１１５の下面と近接し且つ対向している。また、対向部２１２ａの上面は、対向レール部１１５の下面と軌道１００の幅方向に関してほぼ同じ幅を有しており、軌道１００の幅方向に関して対向レール部１１５の下面と重なるように配置されている。対向部２１２ｂの下面（第４の対向面）も、図２に示すように、磁心１１７Ｌの対向レール部１１６の上面と近接し且つ対向している。また、対向部２１２ｂの下面も、対向レール部１１６の上面と軌道１００の幅方向に関してほぼ同じ幅を有しており、軌道１００の幅方向に関して対向レール部１１６の下面と重なるように配置されている。搬送台車２００側の対向部２１２ａ及び軌道１００側の対向レール部１１５間の距離、並びに、台車側の対向部２１２ｂ及び軌道側の対向レール部１１６間の距離は、いずれも所定の大きさに一定に保たれるている。
【００２８】
図５は、軌道１００側のコイル１１１Ｌ及び１１１Ｒに電流を流す電気的構成を示す回路図である。コイル１１１Ｌ及びコイル１１１Ｒは、いずれも給電線３０２に、互いに並列に接続されている。電源盤３００は、交流電流源３０１を有しており、給電線３０２に所定の周波数の交流電流を流すように構成されている。
【００２９】
以下、搬送台車２００が電力供給を受ける仕組みについて説明する。給電ユニット１１０のコイル１１１Ｌ及び１１１Ｒに電流が流れると、その電流値及びコイルの巻数に応じた強さの磁界がこれらのコイルの周囲に発生する。この磁界は磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒを通る磁束を発生させる。ここで、かかる磁束の密度は、磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒの透磁率に応じて大きくなる。そして、Ｃ型部１１７Ｃの開口部である対向レール部１１５及び１１６間の空間に磁界が発生する。
【００３０】
一方、搬送台車２００が軌道１００に沿って走行すると、受電ユニット２１０が対向レール部１１５及び１１６間を通過する。そして、受電ユニット２１０は、給電ユニット１１０においてＣ型部１１７Ｃが形成された箇所を次々と通過する。以下、給電ユニット１１０Ｌから受電ユニット２１０Ｌへの電力供給について説明する。なお、給電ユニット１１０Ｒから受電ユニット２１０Ｒへの電力供給についても同様であるので説明を省略する。
【００３１】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、給電ユニット１１０ＬにおいてＣ型部１１７Ｃが形成された箇所に受電ユニット２１０Ｌが位置しているときを示している。また、図６（ｃ）及び図６（ｄ）は、Ｃ型部１１７Ｃが形成された箇所に受電ユニット２１０Ｌが位置していないときを示している。図６（ａ）及び図６（ｃ）は、Ｃ型部１１７Ｃが形成された箇所の正面図である。図６（ｂ）及び図６（ｄ）は、図６（ａ）及び図６（ｃ）を左側面から見た図である。
【００３２】
図６（ａ）及び図６（ｂ）が示すように、受電ユニット２１０Ｌは、対向レール部１１５及び対向レール部１１６間に発生した磁界中を通過することとなる。対向レール部１１５及び対向レール部１１６間の磁界は、受電ユニット２１０Ｌの磁心２１２を通る磁束を発生させる。かかる磁束の密度は、磁心２１２の透磁率に応じて大きくなる。そして、受電ユニット２１０Ｌのコイル２１１を通る磁束の時間変化に応じた大きさの誘導起電力がコイル２１１に発生する。これによって、リニアモータ駆動回路等に電力が供給される。
【００３３】
ここで、対向レール部１１５及び対向部２１２ａ間の距離や対向レール部１１６及び対向部２１２ｂ間の距離は、できるだけ小さくなるように調整されていることが好ましい。これによって、例えば図６（ａ）において二点鎖線で描かれた長方形Ｃのように、空気中をほとんど通ることなくほぼＣ型部１１７Ｃ及び磁心２１２の内部のみを通る閉経路が形成される。したがって、磁心の内部のみを通る閉経路に沿った磁路が形成されやすくなるため、漏れ磁束が少なく、効率の良い電力供給が実現する。
【００３４】
図６（ｃ）及び図６（ｄ）が示すように、Ｃ型部１１７Ｃが形成された箇所に受電ユニット２１０Ｌが位置していないときには、対向レール部１１５及び１１６間の空間が大きく開放される。したがって、図６（ａ）及び図６（ｂ）と比べてかかる空間の磁気抵抗が非常に大きくなる。このように、Ｃ型部１１７Ｃが形成された箇所に受電ユニット２１０Ｌが位置していないときには、実質的に漏れ磁束がないものとみなせる。つまり、Ｃ型部１１７Ｃが形成された箇所に受電ユニット２１０Ｌが位置していないときには、この箇所の漏れ磁束によって給電ユニット１１０側に生じる電力の損失は十分に小さい。
【００３５】
以下、本実施形態の構成と、図７に示す参考形態とを比較する。図７の参考形態は、上記の実施形態とは異なる給電方式の構成を示している。この参考形態は、軌道９００に沿って敷設された給電線９０１を有している。搬送台車側には、給電線９０１から電力供給を受けるトランス９１０が設けられている。図７は、トランス９１０周辺の正面図であり、軌道９００の側板と給電線９０１の縦断面を含んでいる。給電線９０１は図７の前後方向に関して延びており、軌道９００に支持部９０２を介して軌道９００に支持されている。トランス９１０は、Ｅ字型の形状を有するトランスコア９１２と、トランスコア９１２に巻かれたコイル９１１とを有している。コイル９１１は、鉛直方向に並んだトランスコア９１２の３本の足部のうち、中央の足部の根元付近に配置されている。給電線９０１は３本の足部の間に配置されている。給電線９０１に電流が流れると、給電線９０１の周囲に磁界が発生し、トランスコア９１２を通る磁束が発生する。かかる磁束がコイル９１１を通過する量が時間変化することにより、コイル９１１に誘導起電力が生じる。
【００３６】
図７の参考形態には以下の問題がある。まず、給電線９０１は軌道９００に沿って延びるように敷設されるが、トランスコア９１２に接触しないように、軌道９００の全域にわたって弛ませずに敷設しなければならない。しかし、給電線９０１は、自重や温度変化によって変形するため、軌道９００の全域にわたって弛まないように敷設するのは困難である。また、一本の連続した給電線９０１を軌道９００の全域にわたって敷設すると、給電線９０１の全体のインピーダンスが大きくなり、電力供給が困難になるため、適宜の長さに区切って給電線９０１を敷設する必要がある。このように、図７の参考形態は、給電線９０１を敷設するために多大の工数を要するおそれがある。
【００３７】
また、トランスコア９１２のようなＥ字型のコアは一方向（図７の左方）に開放されている。したがって、トランスコア９１２に巻かれたコイル９１１と給電線９０１との磁気的結合において、大きな漏れ磁束が発生する。したがって、漏れ磁束による電力の損失が大きくなるおそれがある。
【００３８】
これに対して、上述の本実施形態によると、給電ユニット１１０は、磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒとコイル１１１Ｌ及び１１１Ｒとから構成されている。磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒは軌道１００に沿って延びているが、対向レール部１１５及び１１６や磁心下部１１３は、鉄などからなる板状の部材であり、給電線９０１と比べて弛んだりしにくい。このため、長い給電線を弛ませずに敷設するといった困難がなく、図７の参考形態のような多大な工数を必要としない。
【００３９】
また、本実施形態によると、給電ユニット１１０においてＣ型部１１７Ｃが設けられた箇所を受電ユニット２１０が通過する際に、受電ユニット２１０が給電ユニット１１０から電力供給を受ける。このとき、トランスコア９１２と異なり磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒが一方に開口したりせず（図６（ａ）参照）、磁心に沿った閉経路の磁路が形成されやすいため、効率良く電力供給がなされる。その一方で、Ｃ型部１１７Ｃが設けられた箇所に受電ユニット２１０が存在しないときには、この箇所における磁気抵抗が大きくなるため漏れ磁束が小さく、漏れ磁束による電力の損失は小さい。
【００４０】
また、本実施形態によると、対向レール部１１５及び１１６を区切る必要はなく、一体に形成できる。したがって、搬送台車２００が軌道１００に沿って走行する際に、対向レール部１１５及び１１６から切れ目なく電力供給を受けることができる。
【００４１】
さらに、図４のような分岐部１００ａや合流部１００ｂにおいても、少なくとも一方の対向レール部１１５及び１１６から搬送台車２００に電力を供給することができる。したがって、分岐部１００ａや合流部１００ｂにおいても、連続して電力を供給することが可能である。
【００４２】
＜変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【００４３】
例えば、上述の実施形態においては搬送台車２００への電力供給が想定されている。しかし、その他の移動体に対する電力供給に利用されてもよい。また、搬送台車２００は軌道１００に沿って走行することが想定されているが、移動方向が軌道等に制約されず自由に移動する移動体に本発明が適用されてもよい。
【００４４】
また、上述の実施形態においては、１台の搬送台車２００に２つの受電ユニット２１０が設けられているものとしている。しかし、１台の搬送台車２００に１つの受電ユニット２１０が設けられていてもよいし、３つ以上設けられていてもよい。
【００４５】
また、上述の実施形態においては、図２に示すように、磁心１１７Ｌ及び１１７ＲにＣ型部１１７Ｃが設けられており、受電ユニット２１０側の磁心２１２がＩ字型の形状を有している。そして、これによって、実質的に磁心の内部のみを通る閉経路の磁路が形成されている。しかし、給電ユニット１１０側の磁心と受電ユニット２１０側の磁心とによって閉経路の磁路が形成されやすい形状であれば、磁心の形状はどのようなものであってもよい。例えば、給電ユニット１１０側の磁心がＩ字型の形状を有しており、受電ユニット２１０側の磁心２１２がＣ字型の形状を有していてもよい。また、一方がコ字型の形状を、他方がコ字型の左右を逆にした形状を有しており、コ字型の開口同士を合わせるように近接することでロ字型の閉経路の磁路が形成されるようになっていてもよい。
【００４６】
また、上述の実施形態においては、給電ユニット１１０の磁心１１７Ｌ及び１１７Ｒが角張った形状を有している。しかし、これらの磁心に角が丸く湾曲した形状が採用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る搬送システムの正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１の軌道上を走行する搬送台車の左側面図である。
【図４】図１の軌道の分岐部及び合流部近傍の平面図である。
【図５】図１の軌道側のコイルに電流を流す電気的構成を示す回路図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｃ）は、図１の軌道においてＣ型部が形成された箇所の正面図である。図６（ｂ）及び図６（ｄ）は、図６（ａ）及び図６（ｃ）の軌道を左側面から見た図である。
【図７】本発明とは異なる参考形態の給電構成の正面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 搬送システム
１００ 軌道
１１０ 給電ユニット
１１７Ｃ Ｃ型部
２００ 搬送台車
２１０ 受電ユニット
３００ 電源盤
１１１、２１１ コイル
１１５、１１６ 対向レール部
１１７、２１２ 磁心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用の電力を移動体に供給する電力供給システムであって、
第１の磁心、及び、前記第１の磁心に巻かれた第１のコイルを有する給電ユニットと、
第２の磁心、及び、前記第２の磁心に巻かれた第２のコイルを有する、前記移動体に設けられた受電ユニットと、
前記第１のコイルに電流を流す電源とを備えており、
前記移動体が、前記第１のコイルから発生した磁界中を通過する際に前記第２のコイルに生じる誘導起電力によって前記受電ユニットが前記給電ユニットから電力供給を受けるように、前記給電ユニットの近傍の所定の移動経路に沿って移動することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記第１の磁心が、一方向に関して互いに対向し且つ所定の距離だけ互いに離隔した第１及び第２の対向面を有しており、
前記第２の磁心が、前記移動体が前記所定の移動経路に沿って移動する際に、実質的に前記第１及び第２の磁心内のみを通る閉経路が形成されるように前記第１及び第２の対向面との間を通過することを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記第１の磁心が、前記所定の移動経路に直交する方向に関して概略的にＣ字型の断面形状を有しており、
前記第１及び第２の対向面が、前記第１の磁心において前記Ｃ字型の開口部に形成されており、
前記第２の磁心において、前記移動体が前記所定の移動経路に沿って移動する際に前記第１及び第２の対向面のそれぞれに対向する第３及び第４の対向面が、前記一方向に関する両端に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記移動体を支持する軌道をさらに備えており、
前記第１の磁心において、前記Ｃ字型の断面形状を有する部分が前記軌道に沿って所定の間隔で複数配列されるように形成されており、
前記軌道が、前記移動体が前記軌道に沿って走行する際に前記所定の移動経路に沿って移動するように敷設されていることを特徴とする請求項３に記載の電力供給システム。
【請求項１】
駆動用の電力を移動体に供給する電力供給システムであって、
第１の磁心、及び、前記第１の磁心に巻かれた第１のコイルを有する給電ユニットと、
第２の磁心、及び、前記第２の磁心に巻かれた第２のコイルを有する、前記移動体に設けられた受電ユニットと、
前記第１のコイルに電流を流す電源とを備えており、
前記移動体が、前記第１のコイルから発生した磁界中を通過する際に前記第２のコイルに生じる誘導起電力によって前記受電ユニットが前記給電ユニットから電力供給を受けるように、前記給電ユニットの近傍の所定の移動経路に沿って移動することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記第１の磁心が、一方向に関して互いに対向し且つ所定の距離だけ互いに離隔した第１及び第２の対向面を有しており、
前記第２の磁心が、前記移動体が前記所定の移動経路に沿って移動する際に、実質的に前記第１及び第２の磁心内のみを通る閉経路が形成されるように前記第１及び第２の対向面との間を通過することを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記第１の磁心が、前記所定の移動経路に直交する方向に関して概略的にＣ字型の断面形状を有しており、
前記第１及び第２の対向面が、前記第１の磁心において前記Ｃ字型の開口部に形成されており、
前記第２の磁心において、前記移動体が前記所定の移動経路に沿って移動する際に前記第１及び第２の対向面のそれぞれに対向する第３及び第４の対向面が、前記一方向に関する両端に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記移動体を支持する軌道をさらに備えており、
前記第１の磁心において、前記Ｃ字型の断面形状を有する部分が前記軌道に沿って所定の間隔で複数配列されるように形成されており、
前記軌道が、前記移動体が前記軌道に沿って走行する際に前記所定の移動経路に沿って移動するように敷設されていることを特徴とする請求項３に記載の電力供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１１９９６５（Ｐ２００９−１１９９６５Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９４４８２（Ｐ２００７−２９４４８２）
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【出願人】（３０２０５９２７４）アシスト テクノロジーズ ジャパン株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【出願人】（３０２０５９２７４）アシスト テクノロジーズ ジャパン株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
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