特許 7435304 非接触給電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】非接触給電装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/70 20160101AFI20240214BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20240214BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20240214BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20240214BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240214BHJP

   H01F 38/14 20060101ALI20240214BHJP

   B60M 7/00 20060101ALI20240214BHJP

   B60L 53/122 20190101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

H02J50/70

H02J50/12

H02J50/40

H02J50/80

H02J7/00 P

H02J7/00 301D

H01F38/14

B60M7/00 X

B60L53/122

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020108702

(22)【出願日】2020-06-24

(65)【公開番号】P2022006476

(43)【公開日】2022-01-13

【審査請求日】2022-10-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木村 統公

(72)【発明者】

【氏名】大西 邦光

【審査官】宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０６６５５５３０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ１／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ１５／００－５８／４０

Ｂ６０Ｍ１／００－７／００

Ｈ０１Ｆ３８／１４

Ｈ０１Ｆ３８／１８

Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４－７／３６

Ｈ０２Ｊ５０／００－５０／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工場内に構築されたオートメーションシステムに適用される移動車（ＲＴ１～ＲＴｍ）に非接触で給電する非接触給電装置であって、
電力を非接触で送電する送電装置（ＰＴＤ）と、
前記送電装置から出力される電力を非接触で受電し、受電した電力を前記移動車の蓄電装置（ＢＴ）に供給する受電装置（ＰＲＤ）と、を備え、
前記送電装置は、隣り合って配置される一対の送電コイル（２０Ａ、２０Ｂ）を含み、前記受電装置が水平方向において対向するように前記移動車が位置合わせされると、前記受電装置へと電力を供給するように構成されており、
一対の前記送電コイルそれぞれは、導体が捲回されたコイル部（２１Ａ、２１Ｂ）と、前記コイル部の一部を覆うとともに前記コイル部からの磁束を誘導するコア部（２２Ａ、２２Ｂ）とを有し、
前記コア部は、前記コイル部の軸心に沿うコイル軸方向において前記コイル部に対向する主面部（２２１）と、前記主面部に連なるとともに前記コイル軸方向と直交する方向において前記コイル部の最外周面と対向する側面部（２２２、２２３）とを有し、
一対の前記送電コイルは、各々の前記コイル部における磁束の発生する向きが逆方向になるように電流が供給されるとともに、各々の前記コイル部の間に前記側面部が介在しないように、各々の前記側面部が一列に並び、且つ、前記主面部が前記水平方向に交差する姿勢で配置されている非接触給電装置。

【請求項2】

複数の前記送電装置が間隔をあけて配置され、
複数の前記送電装置の少なくとも一部は、前記コイル部の間に前記側面部が介在しないように、隣り合う前記送電装置の前記側面部が一列に並ぶように配置されている請求項１に記載の非接触給電装置。

【請求項3】

前記受電装置および前記送電装置は、電磁誘導により前記送電装置から前記受電装置に電力を供給するように構成され、
前記コア部は、一対の前記側面部が前記コイル部を介して互いに対向するように前記主面部に立設されるとともに、一対の前記側面部の間に前記コイル部の中央部分を保持するセンタポール（２２４）を有するＥ型コアである請求項１または２に記載の非接触給電装置。

【請求項4】

前記送電装置は、前記受電装置が前記水平方向において対向するように前記移動車が位置合わせされると、前記受電装置に対向する一対の前記送電コイルのみから前記受電装置へと電力を供給するように構成されている、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の非接触給電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、非接触給電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、非接触給電装置として、通電時に生ずる磁界が逆位相となるようにコイル軸心に交差する方向に平行に配置された一対の送電コイルを含んでいるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の装置では、送電コイルから受電コイルへの送電効率を高めるべく、一対の送電コイル同士の間隔が送電コイルと受電コイルとの間隔よりも大きくなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－４７０４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の如く、一対の送電コイル同士の間隔を大きくすると、漏洩電磁界の打ち消し効果が小さくなるとともに、送電装置の大型化が避けられない。これらは、本発明者らの鋭意検討の末に見出された。

【0005】

本開示は、大型化を避けつつ漏洩電磁界を抑制可能な非接触給電装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明は、
工場内に構築されたオートメーションシステムに適用される移動車（ＲＴ１～ＲＴｍ）に非接触で給電する非接触給電装置であって、
電力を非接触で送電する送電装置（ＰＴＤ）と、
送電装置から出力される電力を非接触で受電し、受電した電力を移動車の蓄電装置（ＢＴ）に供給する受電装置（ＰＲＤ）と、を備え、
送電装置は、隣り合って配置される一対の送電コイル（２０Ａ、２０Ｂ）を含み、前記受電装置が水平方向において対向するように前記移動車が位置合わせされると、前記受電装置へと電力を供給するように構成されており、
一対の送電コイルそれぞれは、導体が捲回されたコイル部（２１Ａ、２１Ｂ）と、コイル部の一部を覆うとともにコイル部からの磁束を誘導するコア部（２２Ａ、２２Ｂ）とを有し、
コア部は、コイル部の軸心に沿うコイル軸方向においてコイル部に対向する主面部（２２１）と、主面部に連なるとともにコイル軸方向と直交する方向においてコイル部の最外周面と対向する側面部（２２２、２２３）とを有し、
一対の送電コイルは、各々のコイル部における磁束の発生する向きが逆方向になるように電流が供給されるとともに、各々のコイル部の間に側面部が介在しないように、各々の側面部が一列に並び、且つ、主面部が水平方向に交差する姿勢で配置されている。

【0007】

このように、一対の送電コイルのコイル部での磁束の発生する向きが逆方向になっていれば、一対の送電コイルに生ずる受電装置への送電に寄与しない漏れ磁束が互いに打ち消し合うように作用する。

【0008】

ここで、送電コイルは、コア部の主面部および側面部によって受電装置への送電に寄与する主磁束の磁路が形成される。そして、一対の送電コイルは、各々のコイル部の間に側面部が介在していると、一対の送電コイルの磁束同士の干渉が生じ易くなる。このことは、一対の送電コイルの間隔を小さくすることを妨げる要因になるだけでなく、遠方での漏洩電磁界の増大を招く要因となってしまう。

【0009】

このことを加味して、本開示の非接触給電装置では、一対の送電コイルは、一対の送電コイルのコイル部の間に側面部が介在しないように、各々の側面部が一列に並ぶように配置されている。これによると、一対の送電コイルの磁束同士の干渉が生じ難くなるので、一対の送電コイルの間隔を小さくするとともに、遠方での漏洩電磁界の発生を抑制することが可能となる。また、一対の送電コイルのコイル部の間に側面部が介在しない配置形態とすれば、一対の送電コイルのコイル部の間に側面部が介在する配置形態に比べて、コイル部同士の間隔を小さくすることができる。

【0010】

したがって、本開示によれば、大型化を避けつつ漏洩電磁界を抑制可能な非接触給電装置を実現することができる。

【0011】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態に係る非接触給電装置が適用される部品組付システムの各種構成機器の工場内における配置例を示す模式的な上面図である。

【図2】第１実施形態に係る非接触給電装置の送電側および受電側の各種構成機器を示す模式図である。

【図3】第１実施形態に係る非接触給電装置の模式的な全体構成図である。

【図4】第１実施形態に係る非接触給電装置の送電パッドと受電パッドとが対向している状態を示す模式的な斜視図である。

【図5】第１実施形態に係る非接触給電装置の送電パッドをコイル軸方向から見た図である。

【図6】第１実施形態に係る非接触給電装置の受電パッドをコイル軸方向から見た図である。

【図7】第１実施形態に係る非接触給電装置の隣り合う送電パッドの配置態様を示す模式的な斜視図である。

【図8】第１実施形態の比較例となる送電コイルおよび受電コイルを示す模式的な斜視図である。

【図9】比較例の送電コイルおよび受電コイルで電力を伝送する場合のＸ－Ｙ平面での磁束分布を示すコンター図である。

【図10】比較例の送電コイルおよび受電コイルで電力を伝送する場合のＸ－Ｙ平面での磁束の向きを示すベクトル図である。

【図11】比較例の送電コイルおよび受電コイルの周囲での磁束の向きを示すベクトル図である。

【図12】比較例の送電コイルおよび受電コイルをＹ方向に並べた状態を示す模式的な斜視図である。

【図13】比較例の送電コイルおよび受電コイルを２０台並べた状態で電力を伝送する際のＸ－Ｙ平面での磁束分布を示すコンター図である。

【図14】第１実施形態の非接触給電装置における遠方での漏洩電磁界の打ち消し効果を説明するための説明図である。

【図15】第１実施形態の送電パッドおよび受電パッドを２０台並べた状態で電力を伝送する際のＸ－Ｙ平面での磁束分布を示すコンター図である。

【図16】第１実施形態の非接触給電装置の漏洩電磁界と比較例の非接触給電装置の漏洩電磁界との差を説明するため説明図である。

【図17】第１実施形態の送電パッドおよび受電パッドを３３台並べた状態で電力を伝送する際のＸ－Ｙ平面での磁束分布を示すコンター図である。

【図18】第１実施形態の非接触給電装置において送電装置の数を変えた際の漏洩電磁界を説明するため説明図である。

【図19】第２実施形態に係る非接触給電装置の送電パッドと受電パッドとが対向している状態を示す模式的な斜視図である。

【図20】第２実施形態に係る非接触給電装置の隣り合う送電装置の配置態様を示す模式的な斜視図である。

【図21】第２実施形態の送電パッドおよび受電パッドを２０台並べた状態で電力を伝送する際のＸ－Ｙ平面での磁束分布を示すコンター図である。

【図22】第２実施形態の非接触給電装置の漏洩電磁界と第１実施形態の非接触給電装置の漏洩電磁界との差を説明するため説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

【0014】

（第１実施形態）
本実施形態について、図１～図１８を参照して説明する。本実施形態では、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍを用いた部品組付システムに本開示の非接触給電装置１を適用した例について説明する。各図面では、重力の方向である鉛直方向をＺ方向とし、水平方向の一方向をＸ方向とし、Ｚ方向およびＸ方向それぞれに直交する方向をＹ方向としている。

【0015】

部品組付システムは、工場内に構築されたオートメーションシステムである。図１に示すように、部品組付システムは、工場内に設定された２列の組付ラインＡＬ１、ＡＬ２を有する。部品組付システムは、２列の組付ラインＡＬ１、ＡＬ２それぞれに配置されるｍ台の移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍによって部品Ｐの組付作業を実施する。

【0016】

２列の組付ラインＡＬ１、ＡＬ２は、基本的な構成要素が同様である。本実施形態では、２列の組付ラインＡＬ１、ＡＬ２それぞれの構成要素に対して同一の参照符号を付して説明する。

【0017】

組付ラインＡＬ１、ＡＬ２には、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍよりも多いｎ個の棚ＳＦが、Ｙ方向に沿って一列に並んで配置されている。図１等では、一列に並ぶ棚ＳＦを個別に特定できるように、棚ＳＦの「ＳＦ」に対してＹ方向の一端側から数えた際の数字を付加している。例えば、Ｙ方向の一方側の端にある棚ＳＦを「ＳＦ１」とし、Ｙ方向の他方側の端にある棚ＳＦを「ＳＦｎ」としている。

【0018】

複数の棚ＳＦそれぞれには、複数の通い箱ＲＢがＸ方向に沿って並んで配置されている。通い箱ＲＢは、或る製品を構成する複数種の部品Ｐを収容するための箱である。同じ棚ＳＦに配置される通い箱ＲＢ（すなわち、Ｘ方向に並ぶ通い箱ＲＢ）には、同種の部品Ｐが収容されている。また、異なる棚ＳＦに収容される通い箱ＲＢ（すなわち、Ｙ方向に並ぶ通い箱ＲＢ）には、異種の部品Ｐが収容されている。

【0019】

図２に示すように、複数の棚ＳＦそれぞれには、通い箱ＲＢをＹ方向にスライド移動させる搬送装置ＣＤが設けられている。この搬送装置ＣＤによって、複数の棚ＳＦの間で通い箱ＲＢを入れ替えることが可能になっている。

【0020】

複数の棚ＳＦそれぞれには、Ｘ方向のうち移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍの移動経路ＭＲ側に、非接触給電装置１の一部を構成する送電装置ＰＴＤが設けられている。具体的には、送電装置ＰＴＤは、各棚ＳＦの移動経路ＭＲ側の側面に対して取り付けられている。本実施形態の組付ラインＡＬ１、ＡＬ２には、各棚ＳＦに対応してｎ個の送電装置ＰＴＤが設けられている。送電装置ＰＴＤは、Ｙ方向に沿って所定の間隔（例えば、１ｍ程度）をあけて配置されている。

【0021】

ここで、図１等では、一列に並ぶ送電装置ＰＴＤを個別に特定できるように、送電装置ＰＴＤの「ＰＴＤ」に対してＹ方向の一端側から数えた際の数字を付加している。例えば、Ｙ方向の一方側の端にある送電装置ＰＴＤを「ＰＴＤ１」とし、Ｙ方向の他方側の端にある送電装置ＰＴＤを「ＰＴＤｎ」としている。

【0022】

送電装置ＰＴＤは、電力を非接触で送電するための装置である。送電装置ＰＴＤは、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍに搭載された受電装置ＰＲＤを介して移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍの蓄電装置ＢＴに電力を供給する。送電装置ＰＴＤの詳細は後述する。

【0023】

図２および図３に示すように、送電装置ＰＴＤは、ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＣの出力電極の間に並列接続されている。ＡＤ／ＤＣコンバータＡＤＣは、系統電源ＳＰの商用周波数の電圧を直流電圧に変換する電圧変換装置である。

【0024】

系統電源ＳＰは、電力会社等によって提供され電力網である電力系統から電力を受ける交流電源である。系統電源ＳＰは、例えば、出力電圧２００Ｖ、周波数６０Ｈｚとなる三相の交流電圧を出力する。なお、系統電源ＳＰは、出力電圧２００Ｖ、周波数５０Ｈｚとなる単相の交流電圧を出力するようになっていてもよい。

【0025】

ここで、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍの移動経路ＭＲは、複数の棚ＳＦそれぞれの側方に設定され、Ｙ方向に沿って延びている。移動経路ＭＲにおいて送電装置ＰＴＤが配置されている位置が、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍの蓄電装置ＢＴを充電するための充電スポットになっている。

【0026】

移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍは、複数の棚ＳＦの間を移動して必要な部品Ｐを通い箱ＲＢからピックアップするとともに、複数の棚ＳＦの間を移動する間にピックアップした部品同士の組付作業を実施する。移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍは、運搬台車ＣＶ、マニピュレータＭＰ、蓄電装置ＢＴ、機器制御回路ＣＵ、受電装置ＰＲＤを含んでいる。本実施形態では、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍが本開示の移動車に対応している。

【0027】

運搬台車ＣＶは、マニピュレータＭＰ等が設置される土台ＢＳ、図示しない電動モータによって回転駆動される車輪ＷＬを有する。運搬台車ＣＶは、機器制御回路ＣＵからの指令に基づいて、車輪ＷＬが回転駆動されることで任意の棚ＳＦの前に移動可能になっている。

【0028】

マニピュレータＭＰは、双腕型のロボットアームＡＭ１、ＡＭ２を備える。マニピュレータＭＰは、機器制御回路ＣＵからの指令に基づいて、部品Ｐのピッキング作業や組付作業を実施可能になっている。マニピュレータＭＰは、例えば、一方のロボットアームＡＭ１で通い箱ＲＢからピックアップした部品Ｐを他方のロボットアームＡＭ２と協働して他の部品Ｐに対して組み付ける。

【0029】

蓄電装置ＢＴは、運搬台車ＣＶの車輪ＷＬおよびマニピュレータＭＰ等の電気負荷ＥＬの電力源である。蓄電装置ＢＴは、リチウムバッテリＬＢ、リチウムバッテリＬＢの蓄電残量（ＳＯＣ：State Of Chargeの略称）を検出するＳＯＣ検出回路ＳＣを備える。リチウムバッテリＬＢ、充電および放電が可能な非水系の二次電池である。リチウムバッテリＬＢは、送電装置ＰＴＤから送電される電力を蓄えることが可能になっている。

【0030】

機器制御回路ＣＵは、プロセッサおよびメモリを含むコンピュータ、当該コンピュータの周辺回路等によって構成されている。機器制御回路ＣＵは、予めメモリに記憶されるコンピュータプログラムにしたがって各種の機器制御処理を実行する。この機器制御処理の実行によって運搬台車ＣＶの車輪ＷＬおよびマニピュレータＭＰ等の電気負荷ＥＬを制御する。

【0031】

受電装置ＰＲＤは、送電装置ＰＴＤから出力される電力を非接触で受電し、受電した電力を移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍの蓄電装置ＢＴに対して供給する装置である。受電装置ＰＲＤは、送電装置ＰＴＤとともに非接触給電装置１を構成している。

【0032】

ここで、図１等では、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍの受電装置ＰＲＤを個別に特定できるように、「ＰＲＤ」に対してＹ方向の一端側から数えた際の数字を付加したものを受電装置ＰＲＤの参照符号としている。例えば、Ｙ方向の一方側の端にある移動型ロボットＲＴ１の受電装置ＰＲＤを「ＰＲＤ１」とし、Ｙ方向の他方側の端にある移動型ロボットＲＴｍの受電装置ＰＲＤを「ＰＲＤｍ」としている。

【0033】

以下、非接触給電装置１の全体構成について図３を参照しつつ説明する。非接触給電装置１は、図２および図３に示すように、ｎ台の送電装置ＰＴＤおよびｍ台の受電装置ＰＲＤを含んでいる。非接触給電装置１は、送電装置ＰＴＤおよび受電装置ＰＲＤがＸ方向に対向するように移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍが位置合わせされると、送電装置ＰＴＤから受電装置ＰＲＤへと電力が供給されるように構成されている。

【0034】

送電装置ＰＴＤそれぞれは、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂ、インバータ回路２１、受電装置ＰＲＤ側と通信する通信回路２２、制御回路２３、受光素子２４等を備える。

【0035】

インバータ回路２１は、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂに対して交流電流を出力するものである。インバータ回路２１は、第１スイッチング素子２１１、第２スイッチング素子２１２、第３スイッチング素子２１３、第４スイッチング素子２１４、平滑コンデンサ２１５を備える。インバータ回路２１は制御回路２３によって制御される。

【0036】

平滑コンデンサ２１５は、ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＣの出力電圧を平滑化するためのものである。平滑コンデンサ２１５は、ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＣの出力電極の間に接続されている。

【0037】

第１スイッチング素子２１１および第２スイッチング素子２１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＣの出力電極の間に直列に接続されている。第３スイッチング素子２１３および第４スイッチング素子２１４は、ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＣの出力電極の間に直列に接続されている。第１スイッチング素子２１１および第２スイッチング素子２１２の直列接続体と第３スイッチング素子２１３および第４スイッチング素子２１４の直列接続体とは、電気的に並列に接続されている。

【0038】

各スイッチング素子２１１、２１２、２１３、２１４は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ等の各種の半導体素子が用いられる。

【0039】

第１スイッチング素子２１１および第２スイッチング素子２１２の接続部Ｔ１、第３スイッチング素子２１３および第４スイッチング素子２１４の接続部Ｔ２は、インバータ回路２１における交流電圧の出力電極を構成している。インバータ回路２１は、各スイッチング素子２１１、２１２、２１３、２１４のスイッチングによって、ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＣの出力電圧に基づいて接続部Ｔ１、Ｔ２から交流電圧を出力する。インバータ回路２１の制御方式は、例えば、フェーズ・シフト型のＰＷＭ制御が用いられる。

【0040】

一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、インバータ回路２１を流れる交流電流に基づいて電磁誘導によって送電する。一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、互いに直列に接続されている。一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、インバータ回路２１の接続部Ｔ１、Ｔ２の間に接続されている。一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂの詳細は後述する。

【0041】

制御回路２３は、プロセッサおよびメモリを含むコンピュータ、当該コンピュータの周辺回路等によって構成されている。制御回路２３は、予めメモリに記憶されるコンピュータプログラムにしたがって各種の制御処理を実行する。この制御処理の実行によってインバータ回路２１等を制御する。

【0042】

受光素子２４は、受電装置ＰＲＤに設けられた発光素子３７とともに、送電装置ＰＴＤと受電装置ＰＲＤとの距離を測る距離センサＤＳを構成している。受光素子２４は、発光素子３７が発する光（例えば、赤外線）の強度を示す検出信号を出力する。

【0043】

一方、受電装置ＰＲＤは、一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂ、整流回路３１、チョークコイル３２、平滑コンデンサ３３、電流センサ３４、電圧センサ３５、送電装置ＰＴＤ側と通信する通信回路３６、発光素子３７、制御回路３８等を備える。

【0044】

一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂは、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂからの電磁誘導によって受電する。一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂは、互いに直列に接続されている。一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂは、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂと対向可能なように所定の間隔をあけて配置されている。一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂの詳細は後述する。

【0045】

整流回路３１は、一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂから出力される交流電圧を整流し、整流した電圧を出力電極３１５、３１６から出力する。整流回路３１は、第１ダイオード３１１、第２ダイオード３１２、第３ダイオード３１３、第４ダイオード３１４を有するブリッジ回路で構成されている。第１ダイオード３１１および第４ダイオード３１４は、一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂの出力電極Ｐ１、Ｐ２の間に直列に接続されている。第２ダイオード３１２および第３ダイオード３１３は、一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂの出力電極Ｐ１、Ｐ２の間に直列に接続されている。第１ダイオード３１１および第４ダイオード３１４の直列接続体と第２ダイオード３１２および第３ダイオード３１３の直列接続体とは、電気的に並列に接続されている。

【0046】

ここで、一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂの出力電極Ｐ１は、第１ダイオード３１１のアノード電極と第２ダイオード３１２のカソード電極との接続部である。また、一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂの出力電極Ｐ２は、第３ダイオード３１３のカソード電極と第４ダイオード３１４のアノード電極との接続部である。

【0047】

チョークコイル３２および平滑コンデンサ３３は、整流回路３１の出力電力の脈動を抑えるフィルタ回路を構成する。チョークコイル３２は、整流回路３１の出力電極３１５と平滑コンデンサ３３の正極電極との間に直列に接続されている。平滑コンデンサ３３は、整流回路３１の出力電極３１５、３１６の間に接続されている。

【0048】

整流回路３１の出力電極３１５は、第１ダイオード３１１および第４ダイオード３１４のカソード電極同士の接続部である。また、整流回路３１の出力電極３１６は、第２ダイオード３１２および第３ダイオード３１３のアノード電極同士の接続部である。

【0049】

電流センサ３４および電圧センサ３５は、蓄電装置ＢＴと整流回路３１との間に設けられている。電流センサ３４は、蓄電装置ＢＴの負極端子から整流回路３１の出力電極３１６に流れる電流を検出する。電圧センサ３５は、蓄電装置ＢＴの両端子間の電圧を検出する。

【0050】

発光素子３７は、受光素子２４とともに距離センサＤＳを構成している。発光素子３７は、光（例えば、赤外線）を発する発光ダイオードで構成される。発光素子３７は、制御回路３８によって作動が制御される。

【0051】

制御回路３８は、プロセッサおよびメモリを含むコンピュータ、当該コンピュータの周辺回路等によって構成されている。制御回路３８は、予めメモリに記憶されるコンピュータプログラムにしたがって各種の制御処理を実行する。

【0052】

制御回路３８は、送電装置ＰＴＤ側の制御回路２３と協働して、蓄電装置ＢＴへの充電を行う充電制御処理等を実行する。例えば、充電制御処理では、蓄電装置ＢＴのＳＯＣが所定値以下になると、制御回路３８が通信回路３６を介して蓄電装置ＢＴへの給電を要求する給電信号を送電装置ＰＴＤ側に送信する。そして、充電制御処理では、例えば、送電装置ＰＴＤが通信回路２２で受信した給電信号、受光素子２４で検出される光の強度等に基づいてインバータ回路２１を制御する。

【0053】

次に、本実施形態の一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂおよび一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂの詳細について図４～図６を参照する。

【0054】

図４および図５に示すように、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、送電パッドＴＰを構成するもので、磁束を遮蔽するカバーＣで覆われている。このカバーＣは、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂの双方を覆うことが可能な大きさを有する。カバーＣは、アルミニウム等の金属材料で構成されている。

【0055】

一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、互いのコイル軸心が水平となる一方向に平行に配置されている。本実施形態の一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、互いのコイル軸心がＸ方向に沿って延びる姿勢で、Ｙ方向に所定の間隔をあけて配置されている。なお、コイル軸心は、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂそれぞれの巻線の中心軸である。

【0056】

一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂそれぞれは、導体が捲回されたコイル部２１Ａ、２１Ｂおよび通電時にコイル部２１Ａ、２１Ｂに生ずる磁束を誘導するコア部２２Ａ、２２Ｂを有する。

【0057】

コイル部２１Ａ、２１Ｂは、図示しないボビンに対して導体であるリッツ線が捲回された巻線である。本実施形態のコイル部２１Ａ、２１Ｂは、１０ターン程度の巻き数になっている。具体的には、コイル部２１Ａ、２１Ｂは、１本のリッツ線が「８」の字状に捲回されることによって構成されている。

【0058】

各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂは、通電時に磁束の発生する向きが逆方向になるように構成されている。具体的には、各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂの一方はリッツ線が時計回りに捲回された巻線で構成され、他方はリッツ線が反時計回りに捲回された巻線で構成されている。すなわち、各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂは、互いに逆回りとなる方向へ捲回されている。これにより、リッツ線の一端から他端に向けて電流が流れる場合、各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂには、互いに逆回りとなる方向に電流が流れる。したがって、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂにおける磁束の発生する向きが逆方向になるように電流が供給される。

【0059】

コア部２２Ａ、２２Ｂそれぞれは、磁性材料であるフェライトで形成されるフェライトコアで構成されている。コア部２２Ａ、２２Ｂは、コイル部２１Ａ、２１Ｂの一部を覆う形状になっている。本実施形態のコア部２２Ａ、２２Ｂは、断面形状が「Ｅ」の字となる形状を有する。

【0060】

具体的には、コア部２２Ａ、２２Ｂは、コイル軸方向においてコイル部２１Ａ、２１Ｂに対向する主面部２２１、主面部２２１に連なるとともにコイル軸方向の直交する方向にてコイル部２１Ａ、２１Ｂの最外周面と対向する一対の側面部２２２、２２３を有する。具体的には、コア部２２Ａ、２２Ｂは、コイル部２１Ａ、２１Ｂを支持するセンタポール２２４を有するＥ型のコアで構成されている。

【0061】

主面部２２１は、Ｘ－Ｚ平面に拡がる板状に形成されている。一対の側面部２２２、２２３は、コイル部２１Ａ、２１Ｂを介して互いに対向するように主面部２２１に立設されている。具体的には、一対の側面部２２２、２２３は、主面部２２１におけるＺ方向の両端部からＸ方向の一方に向けて突き出ている。センタポール２２４は、コイル部２１Ａ、２１Ｂの中央部分（図示しないボビンの中央部分）を保持するものである。センタポール２２４は、一対の側面部２２２、２２３の間に配置され、主面部２２１におけるＺ方向の中央部分からＸ方向の一方に向けて突き出ている。

【0062】

一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂの間に側面部２２２、２２３が介在しないように、各々の側面部２２２、２２３が一列に並ぶように配置されている。具体的には、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、各々の側面部２２２、２２３がＹ方向に沿って一列に並ぶように配置されている。

【0063】

図４および図６に示すように、一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂは、受電パッドＲＰを構成するもので、磁束を遮蔽するカバーＣで覆われている。このカバーＣは、一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂの双方を覆うことが可能な大きさを有する。カバーＣは、アルミニウム等の金属材料で構成されている。

【0064】

一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂは、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂと基本的に共通の構造になっている。このため、一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂにおける各構成要素に関する説明を簡略化する。

【0065】

一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂは、互いのコイル軸心が水平となる一方向に平行に配置されている。一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂそれぞれは、導体が捲回されたコイル部３１Ａ、３１Ｂおよび通電時にコイル部３１Ａ、３１Ｂに生ずる磁束を誘導するコア部３２Ａ、３２Ｂを有する。

【0066】

一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂのコイル部３１Ａ、３１Ｂは、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂのコイル部２１Ａ、２１Ｂよりも少ない巻き数（例えば、１ターン）になっている。これにより、受電装置ＰＲＤは大電流に対応可能になっている。

【0067】

一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂのコア部３２Ａ、３２Ｂは、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂのコア部２２Ａ、２２Ｂと線対称となるように配置され、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂのコア部２２Ａ、２２Ｂとともに磁気経路（すなわち、磁路）を形成する。具体的には、コア部３２Ａ、３２Ｂは、コイル部３１Ａ、３１Ｂに対向する主面部３２１、主面部３２１に連なる一対の側面部３２２、３２３、コイル部３１Ａ、３１Ｂを支持するセンタポール３２４を有するＥ型のコアで構成されている。

【0068】

ここで、図７に示すように、隣り合う送電装置ＰＴＤは、Ｙ方向に所定の間隔（例えば、１ｍ程度）をあけて配置されている。隣り合う送電装置ＰＴＤの間隔は、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂの間隔に比べて充分に大きい。隣り合う送電装置ＰＴＤは、各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂの間に各々の側面部２２２、２２３が介在しないように、各々の側面部２２２、２２３が一列に並ぶように配置されている。隣り合う送電装置ＰＴＤは、各々の側面部２２２、２２３がＹ方向に沿って一列に並ぶように配置されている。

【0069】

以上の非接触給電装置１は、送電装置ＰＴＤから受電装置ＰＲＤに電力を供給する際、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂと一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂとが互いに対向する位置に位置決めされた状態で、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂに電流を供給する。具体的には、送電装置ＰＴＤから受電装置ＰＲＤに電力を供給する際には、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂおよび一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂは、Ｘ方向に所定の隙間をあけて対向する位置に位置決めされる。これにより、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂおよび一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂは、非接触状態でトランス結合され、電磁誘導が効率よく行われる。

【0070】

次に、部品組付システムの作動の概略を説明する。部品組付システムは、機器制御回路ＣＵによって運搬台車ＣＶの車輪ＷＬが駆動されると、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍが移動経路ＭＬ上を移動する。

【0071】

移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍは、所定の棚ＳＦの通い箱ＲＢの前で停止し、マニピュレータＭＰによって通い箱ＲＢから所望の部品Ｐをピックアップする。マニピュレータＭＰで部品Ｐをピックアップすると、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍは、部品Ｐの組付作業を実施しながら次に組み付ける部品Ｐがバラ積みされた通い箱ＲＢの前に移動する。そして、当該通い箱ＲＢの前で停止して、次に組み付ける部品Ｐをピックアップする。

【0072】

このように、部品組付システムでは、部品Ｐのピッキングおよび組付作業が移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍによって自動的に繰り返される。

【0073】

非接触給電装置１は、受光素子２４で検出される受光強度に基づいて、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍが通い箱ＲＢの前で停止しているか否かを判定する。そして、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍが通い箱ＲＢの前で停止している場合に、各棚ＳＦに設けた送電装置ＰＴＤから移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍの受電装置ＰＲＤに向けて電力を供給する。すなわち、非接触給電装置１は、マニピュレータＭＰで部品Ｐをピックアップしている間に、送電装置ＰＴＤから受電装置ＰＲＤに向けて電力を供給する。受電装置ＰＲＤは、送電装置ＰＴＤからの受電電力を整流回路３１で整流した後、蓄電装置ＢＴに充電する。

【0074】

以上の如く、非接触給電装置１は、部品Ｐのピッキング時に移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍの蓄電装置ＢＴを充電する。非接触給電装置１によると、従来の如く、棚ＳＦが配置されたエリアとは異なるエリアに移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍの給電エリアを設定するものに比べて、給電に伴う稼働率低下を抑え、コストの高い移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍの余剰を減らすことができる。すなわち、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍに対して非接触給電装置１を適用することで、余剰ロボットを減らして設備導入コストを削減できる。

【0075】

但し、例えば、単純に１ｍ程度の間隔をあけて送電装置ＰＴＤを設置すると、複数台の移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍを同時に充電する際に、送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰに生ずる漏洩電磁界が合成され、遠方に生ずる漏洩電磁界が規制値を超えてしまう。

【0076】

以下、非接触給電装置１における漏洩電磁界について図８～図１８を参照して説明する。図８に示す送電コイルＴＣおよび受電コイルＲＣは、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂおよび受電コイル３０Ａ、３０Ｂの比較例となるものである。送電コイルＴＣは、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂのうち一方で構成される。受電コイルＲＣは、一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂのうち一方で構成される。

【0077】

図９は、所定の配置状態で送電コイルＴＣおよび受電コイルＲＣで電力を伝送する場合のＸ－Ｙ平面での磁束分布を示すコンター図である。図１０は、所定の配置状態で送電コイルＴＣおよび受電コイルＲＣで電力を伝送する場合のＸ－Ｚ平面での磁束の向きを示すベクトル図である。図１１は、所定の配置状態で送電コイルＴＣおよび受電コイルＲＣの周囲での磁束の向きを示すベクトル図である。なお、所定の配置状態は、送電コイルＴＣおよび受電コイルＲＣの隙間が４ｍｍ、送電コイルＴＣおよび受電コイルＲＣが適正位置からＹ方向およびＺ方向に１０ｍｍずれた状態（Ｇａｐ＝４ｍｍ、ΔＹ＝１０ｍｍ、ΔＺ＝１０ｍｍ）である。

【0078】

図９に示すように、送電コイルＴＣおよび受電コイルＲＣで電力を伝送する場合、Ｘ方向に１０ｍ離れた遠方位置ＸＰでの磁界強度は規制値を示すＶａよりも低いが、各コイルＴＣ、ＲＣが配置された位置に向けて同心円状に磁界強度が高くなっている。また、図１０および図１１によれば、送電コイルＴＣおよび受電コイルＲＣで電力を伝送する場合には、Ｚ方向への漏れ磁束が支配的となることが判る。

【0079】

ここで、図１３は、図１２に示す比較例の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰを所定の間隔（例えば、１ｍ）あけてＹ方向に２０台配置した際のＸ－Ｙ平面での磁束分布を示すコンター図である。なお、図１３は、送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰの隙間が１０ｍｍ、送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰが適正位置からＹ方向およびＺ方向に１０ｍｍずれた状態（Ｇａｐ＝１０ｍｍ、ΔＹ＝１０ｍｍ、ΔＺ＝１０ｍｍ）での磁束分布を示している。

【0080】

図１２に示す送電コイルＴＣおよび受電コイルＲＣで電力を伝送する場合、各々の送電コイルＴＣおよび受電コイルＲＣで生ずる漏洩電磁界が合成される。これにより、遠方位置ＸＰに生ずる漏洩電磁界が図１３に示すように規制値を示すＶａを超えてしまう。

【0081】

これらを加味して、本実施形態の非接触給電装置１は、通電時に逆向きの磁束が生ずる一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂおよび一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂを採用している。

【0082】

ここで、図１４に示すように、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂおよび一対の受電コイル３０Ａ、３０ＢをＹ方向に隣り合う微少な電流要素Ｉｄｙと仮定する。このとき、送電コイル２０ＡからＲ［ｍ］離れた遠方位置ＸＰでの漏洩電磁界ΔＨは、ビオ・サバールの法則により図１４に示す数式Ｆ１で表される。なお、図１４に示すαは、Ｙ方向における一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂの間隔である。また、図１４に示すθは、Ｙ方向に平行な第１仮想線ＩＬ１と、遠方位置ＸＰおよび送電コイル２０Ｂを結ぶ第２仮想線ＩＬ２とがなす角度である。

【0083】

図１４に示す数式Ｆ１は、Ｙ方向における一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂの間隔αが、送電コイル２０Ａからの距離Ｒに比べて充分に小さい場合、図１４に示す数式Ｆ２に近似できる（ΔＨ≒０）。すなわち、通電時に逆向きの磁束が生ずる一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂおよび一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂを採用すれば、送電コイル２０Ａから１０ｍ離れた遠方位置ＸＰでの漏洩電磁界ΔＨを理論上略０にすることができる。

【0084】

また、図１５は、本実施形態の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰを所定の間隔（例えば、１ｍ）あけてＹ方向に２０台配置した際のＸ－Ｙ平面での磁束分布を示すコンター図である。なお、図１５は、送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰの隙間が１０ｍｍ、送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰが適正位置からＹ方向およびＺ方向に１０ｍｍずれた状態（Ｇａｐ＝１０ｍｍ、ΔＹ＝１０ｍｍ、ΔＺ＝１０ｍｍ）での磁束分布を示している。

【0085】

２０台の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰで電力を伝送する場合、各々の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰで生ずる漏洩電磁界が遠方で互いに打ち消し合うように作用する。これにより、遠方位置ＸＰに生ずる漏洩電磁界は、図１５に示すように、比較例の漏洩電磁界に比べて大幅に小さくなる。具体的には、遠方位置ＸＰに生ずる漏洩電磁界の最大値は、図１６に示すように規制値を示すＶａに比べて大幅に小さくなる。

【0086】

ここで、図１７は、本実施形態の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰを所定の間隔（例えば、１ｍ）あけてＹ方向に３３台配置した際のＸ－Ｙ平面での磁束分布を示すコンター図である。

【0087】

３３台の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰで電力を伝送する場合であっても、各々の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰで生ずる漏洩電磁界が遠方で互いに打ち消し合うように作用する。このため、遠方位置ＸＰに生ずる漏洩電磁界は、図１７に示すように、２０台の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰで電力を伝送する場合と同様に比較例の漏洩電磁界に比べて大幅に小さくなる。

【0088】

具体的には、遠方位置ＸＰに生ずる漏洩電磁界の最大値は、図１８に示すように、２０台の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰで電力を伝送する場合と同様の値となっている。このため、本実施形態の非接触給電装置１では、送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰの台数が増加したとしても、漏洩電磁界の低減効果を充分に得ることができる。すなわち、本実施形態の非接触給電装置１によれば、工場に設置する充電設備の台数によらず、漏洩電磁界の低減効果を充分に得ることができるといった利点がある。

【0089】

以上説明した非接触給電装置１は、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂの各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂにおける磁束の発生する向きが逆方向になるように電流が供給されるとともに、各々の側面部２２２、２２３が一列に並ぶように配置されている。

【0090】

このように、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂのコイル部２１Ａ、２１Ｂでの磁束の発生する向きが逆方向になっていれば、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂに生ずる受電装置ＰＲＤへの送電に寄与しない漏れ磁束が互いに打ち消し合うように作用する。

【0091】

ここで、送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、コア部２２Ａ、２２Ｂの主面部２２１および側面部２２２、２２３によって受電装置ＰＲＤへの送電に寄与する主磁束の磁気経路が形成される。一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂの間に側面部２２２、２２３が介在していると、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂの磁束同士の干渉が生じ易くなる。このことは、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂの間隔を小さくすることを妨げる要因になるだけでなく、遠方での漏洩電磁界の増大を招く要因となってしまう。

【0092】

このことを加味して、本実施形態の非接触給電装置１では、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、コイル部２１Ａ、２１Ｂの間に側面部２２２、２２３が介在しないように、各々の側面部２２２、２２３が一列に並ぶように配置されている。これによると、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂの磁束同士の干渉が生じ難くなるので、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂの間隔を小さくするとともに、遠方での漏洩電磁界の発生を抑制することが可能となる。また、コイル部２１Ａ、２１Ｂの間に側面部２２２、２２３が介在しない配置形態とすれば、コイル部２１Ａ、２１Ｂの間に側面部２２２、２２３が介在するものに比べて、コイル部２１Ａ、２１Ｂ同士の間隔を小さくすることができる。

【0093】

以上の如く、本実施形態によれば、大型化を避けつつ漏洩電磁界を抑制可能な非接触給電装置１を実現することができる。この結果、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍの給電エリアの設置の自由度が高まり、給電エリアの増加をさせることができるので、給電に伴う稼働率低下を抑制することができる。すなわち、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍに対して非接触給電装置１を適用すれば、余剰ロボットを減らして設備導入コストを削減できる。

【0094】

加えて、複数の送電装置ＰＴＤは、コイル部２１Ａ、２１Ｂの間に側面部２２２、２２３が介在しないように、隣り合う送電装置ＰＴＤの側面部２２２、２２３が一列に並ぶように配置されている。これによると、隣り合う送電装置ＰＴＤで磁束同士の干渉が生じ難くなるので、遠方での漏洩電磁界の発生を充分に抑制することが可能となる。

【0095】

また、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂのコア部２２Ａ、２２Ｂは、主面部２２１、一対の側面部２２２、２２３、センタポール２２４を有するＥ型コアである。

【0096】

このように、コア部２２Ａ、２２ＢをＥ型コアで構成すれば、コイル部２１Ａ、２１Ｂを近づけたとしても、受電装置ＰＲＤへの送電時に寄与する主磁束の磁路を一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂそれぞれで簡易に定めることができる。

【0097】

ここで、自動車向けの非接触給電装置１では、車両の最低地上高が約１０ｃｍ以上あり、伝送距離が少なくとも１０ｃｍ以上必要となるため、磁気共鳴による給電方式が採用されている。この磁気共鳴による給電方式は、電磁誘導による給電方式に比べて、電力の伝送距離を長くすることができるが、伝送距離が長くなると大型なコア部２２Ａ、２２Ｂを採用する必要がある。大型なコア部２２Ａ、２２Ｂは、成型制約によって、Ｅ型コアのような複雑な三次元形状を有するコアを製造することが困難である。

【0098】

一方、本システムの如く、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍ向けの非接触給電装置１では、自動車のような最低地上高の制約がなく、電力の伝送距離を短くすることができるので、小型なコア部２２Ａ、２２Ｂを採用することができる。すなわち、本案によればＥ型コアのような複雑な三次元形状を有するコアを採用することができる。

【0099】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１９～図２２を参照して説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。

【0100】

図１９に示すように、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、互いのコイル軸心がＸ方向に沿って延びる姿勢で、Ｚ方向に所定の間隔をあけて配置されている。一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂの各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂは、通電時に磁束の発生する向きが逆方向になるように構成されている。一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂは、各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂの間に側面部２２２、２２３が介在しないように、各々の側面部２２２、２２３がＺ方向に一列に並ぶように配置されている。

【0101】

また、一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂは、互いのコイル軸心がＸ方向に沿って延びる姿勢で、Ｚ方向に所定の間隔をあけて配置されている。一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂの各々のコイル部３１Ａ、３１Ｂは、通電時に磁束の発生する向きが逆方向になるように構成されている。一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂは、各々のコイル部３１Ａ、３１Ｂの間に側面部３２２、３２３が介在しないように、各々の側面部３２２、３２３がＺ方向に一列に並ぶように配置されている。

【0102】

ここで、図２０に示すように、隣り合う送電装置ＰＴＤは、Ｙ方向に所定の間隔（例えば、１ｍ程度）をあけて配置されている。隣り合う送電装置ＰＴＤは、各々のコイル部２１Ａ、２１Ｂの間に各々の側面部２２２、２２３が介在するように配置されている。すなわち、隣り合う送電装置ＰＴＤは、各々の側面部２２２、２２３がＹ方向に沿って一列に並んでいない。

【0103】

以上の非接触給電装置１は、送電装置ＰＴＤから受電装置ＰＲＤに電力を供給する際、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂと一対の受電コイル３０Ａ、３０Ｂとが互いに対向する位置に位置決めされた状態で、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂに電流を供給する。

【0104】

ここで、図２１は、本実施形態の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰを所定の間隔（例えば、１ｍ）あけてＹ方向に２０台配置した際のＸ－Ｙ平面での磁束分布を示すコンター図である。なお、図２１は、送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰの隙間が１０ｍｍ、送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰが適正位置からＹ方向およびＺ方向に１０ｍｍずれた状態（Ｇａｐ＝１０ｍｍ、ΔＹ＝１０ｍｍ、ΔＺ＝１０ｍｍ）での磁束分布を示している。

【0105】

２０台の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰで電力を伝送する場合、各々の送電パッドＴＰおよび受電パッドＲＰで生ずる漏洩電磁界が遠方で互いに打ち消し合うように作用する。これにより、遠方位置ＸＰに生ずる漏洩電磁界は、図２１に示すように、比較例の漏洩電磁界に比べて小さくなる。具体的には、遠方位置ＸＰに生ずる漏洩電磁界の最大値は、図２２に示すように、第１実施形態に比べて若干大きくなるものの、規制値を示すＶａに比べて大幅に小さくなる。

【0106】

その他の構成および動作は第１実施形態と同様である。本実施形態の非接触給電装置１によれば、第１実施形態と共通または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

【0107】

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

【0108】

上述の実施形態では、２列の組付ラインＡＬ１、ＡＬ２を有するシステムに本開示の非接触給電装置１を適用した例について説明したが、非接触給電装置１は、例えば、１列または３列以上の組付ラインを有するシステムにも適用可能である。

【0109】

上述の実施形態では、複数の送電装置ＰＴＤが所定の間隔をあけてＹ方向に沿って一列に並んでいるものを例示したが、非接触給電装置１は、これに限定されず、例えば、複数の送電装置ＰＴＤの一部が、Ｙ方向に沿って一列に並んでいなくてもよい。また、非接触給電装置１は、例えば、単一の送電装置ＰＴＤを備える構成になっていてもよい。さらに、非接触給電装置１は、共振用のコンデンサがない電磁誘導型の給電方式を例示したが、これに限らず、コイルに共振用のコンデンサを接続した磁気共鳴型の給電方式になっていてもよい。

【0110】

上述の実施形態では、一対の送電コイル２０Ａ、２０Ｂのコア部２２Ａ、２２ＢがＥ型のコアで構成されているものを例示したが、コア部２２Ａ、２２Ｂは、これに限らず、例えば、他の形状を有するコアで構成されていてもよい。

【0111】

上述の実施形態では、移動型ロボットＲＴ１～ＲＴｍを用いた部品組付システムに本開示の非接触給電装置１を適用した例について説明したが、非接触給電装置１の適用対象は、これに限定されない。非接触給電装置１は、部品組付システム以外の移動車（例えば、無人搬送車ＡＧＶ）を用いたシステムに対して適用可能である。また、非接触給電装置１は、工場以外の場所に設置されていてもよい。

【0112】

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0113】

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

【0114】

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

【0115】

上述の実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記にした説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0116】

（まとめ）
上記の実施形態の一部または全部に記載された第１の観点によれば、非接触給電装置は、電力を非接触で送電する送電装置と、送電装置から出力される電力を非接触で受電し、受電した電力を前記移動車の蓄電装置に供給する受電装置と、を備える。

【0117】

送電装置は、隣り合って配置される一対の送電コイルを含んでいる。送電コイルは、導体が捲回されたコイル部と、コイル部の一部を覆うとともにコイル部からの磁束を誘導するコア部とを有する。コア部は、コイル部の軸心に沿うコイル軸方向においてコイルに対向する主面部と、主面部に連なるとともにコイル軸方向と直交する方向においてコイル部の最外周面と対向する側面部とを有する。一対の送電コイルは、各々のコイル部における磁束の発生する向きが逆方向になるように電流が供給されるとともに、各々のコイル部の間に側面部が介在しないように、各々の側面部が一列に並んで配置されている。

【0118】

第２の観点によれば、非接触給電装置は、複数の送電装置が間隔をあけて配置されている。複数の送電装置の少なくとも一部は、コイル部の間に側面部が介在しないように、隣り合う送電装置の側面部が一列に並ぶように配置されている。これによると、隣り合う送電装置で磁束同士の干渉が生じ難くなるので、遠方での漏洩電磁界の発生を充分に抑制することが可能となる。

【0119】

第３の観点によれば、受電装置および送電装置は、電磁誘導により送電装置から受電装置に電力を供給するように構成される。コア部は、一対の側面部がコイル部を介して互いに対向するように主面部に立設されるとともに、一対の側面部の間にコイル部の中央部分を保持するセンタポールを有するＥ型コアである。

【0120】

このように、コア部をＥ型コアで構成すれば、コイル部を近づけたとしても、受電装置への送電時に寄与する主磁束の磁路を一対の送電コイルそれぞれで簡易に定めることができる。

【0121】

ここで、例えば、自動車向けの非接触給電装置では、車両の最低地上高が約１０ｃｍ以上あるため、伝送距離が少なくとも１０ｃｍ以上必要となるため、磁気共鳴型の給電方式が採用されている。この磁気共鳴型の給電方式は、電磁誘導型の給電方式に比べて、電力の伝送距離を長くすることができるが、伝送距離が長くなると大型なコア部を採用する必要がある。大型なコア部は、成型制約によって、Ｅ型コアのような複雑な三次元形状を有するコアを製造することが困難である。

【0122】

一方、自動車のような最低地上高の制約がないシステムに適用される非接触給電装置では、自動車のような最低地上高の制約がなく、電力の伝送距離を短くできるので、小型なコア部を採用することができる。したがって、本開示の非接触給電装置は、自動車のような最低地上高の制約がないシステムに好適である。なお、コア部の大型化は、伝送距離が長くなることで生ずるのであって、磁気共鳴型の給電方式を採否によらない。したがって、本案の非接触給電装置は、電磁誘導型に限らず、磁気共鳴型の給電方式を採用可能である。

【符号の説明】

【0123】

１ 非接触給電装置
２０Ａ、２０Ｂ 一対の送電コイル
２１Ａ、２１Ｂ コイル部
２２Ａ、２２Ｂ コア部
２２１ 主面部
２２２、２２３ 側面部
ＲＴ 移動型ロボット（移動車）
ＰＴＤ 送電装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】