JP3953457B2 - Variable inductor and contactless power supply equipment using this variable inductor - Google Patents
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Description
本発明は、無接触給電設備の1次側誘導線路のインダクタンスを調整する可変インダクタと、この可変インダクタを使用した無接触給電設備に関するものである。 The present invention relates to a variable inductor that adjusts the inductance of a primary induction line of a contactless power supply facility, and a contactless power supply facility that uses the variable inductor.
従来の上記無接触給電設備では、(1次側)誘導線路に直列コンデンサが接続され、一定の周波数、たとえば10kHzの共振周波数の直列共振回路が形成され、効率よく大きな電流を供給できるように構成されている。しかし、誘導線路は、誘導線路から受電する移動体の移動経路に沿って敷設され、各設備においてその敷設長が異なるため、すなわち各設備により誘導線路のインダクタンスが異なるため、上記10kHzの周波数で共振する共振回路を形成するには誘導線路のインダクタンスを調整する必要がある。 In the conventional contactless power supply equipment, a series capacitor is connected to the (primary side) induction line, a series resonance circuit having a constant frequency, for example, a resonance frequency of 10 kHz, is formed, and a large current can be efficiently supplied. Has been. However, the induction line is laid along the moving path of the mobile body that receives power from the induction line, and the installation length differs in each facility, that is, the inductance of the induction line varies depending on each facility. In order to form a resonant circuit, it is necessary to adjust the inductance of the induction line.
このようなインダクタンスの調整に使用される可変インダクタが、たとえば特許文献1に開示されている。
すなわち、円筒状の巻枠と、前記巻枠の外周面に螺旋状に複数回巻かれた裸の導線からなるコイルと、導電材料から成り前記コイルの外周面に内周面が接した状態で前記巻枠の軸に沿って移動可能な短絡円筒と、前記短絡円筒を前記巻枠の軸に沿って往復移動させる駆動機構とを備え、前記駆動機構によって前記短絡円筒を移動させることにより、電気的に短絡させる前記コイルの巻数を変化させ、コイルが短絡されずにインダクタとして機能する実効巻数を、コイルの現実の巻数からほぼ0まで変化させることができるというものである。
A variable inductor used for adjusting the inductance is disclosed in
That is, in a state where a cylindrical winding frame, a coil made of a bare lead wire spirally wound around the outer peripheral surface of the winding frame, and an inner peripheral surface of the coil made of a conductive material are in contact with the outer peripheral surface of the coil. A short-circuit cylinder movable along the axis of the reel, and a drive mechanism for reciprocating the short-circuit cylinder along the axis of the reel, and moving the short-circuit cylinder by the drive mechanism The number of turns of the coil to be short-circuited can be changed, and the effective number of turns that can function as an inductor without being short-circuited can be changed from the actual number of turns of the coil to almost zero.
しかし、このような可変インダクタの構成では、摺接部(コイルの外周面と短絡円筒の接触部)があるために、大電流を流すことができない。
このような問題を解決し、大電流を流すことができることが可能な可変インダクタが、たとえば特許文献2に開示されている。
However, in such a variable inductor configuration, since there is a sliding contact portion (a contact portion between the outer peripheral surface of the coil and the short-circuited cylinder), a large current cannot flow.
For example,
すなわち、巻線が巻かれたコイルボビンと、このコイルボビンに組み込む第1コアと、第1コアの端部に突き合わされ閉磁路を形成する第2コアと、突き合わされた第1コアの端部と第2コアとの間に置かれコアギャップを形成する弾性部材と、第1コアと第2コアと弾性部材とを締め付けて固定する固定部材と、固定部材による締め付け具合を加減する締め付け調整部を備え、締め付け調整部により第1コアと第2コアの締め付け具合を調整することにより、大電流が流れるところでもインダクタンス値の可変幅を直線的に大きく取ることができるというものである。
しかし、特許文献2に開示された可変インダクタでは、コイルからコアを抜いて離すことができないために、特許文献1に開示された可変インダクタのように、インダクタンスをほぼ0まで変化させることができないという問題があった。したがって、誘導線路の敷設長によっては、誘導線路のインダクタンスを調整できなくなってしまう。
However, in the variable inductor disclosed in
また特許文献2に開示された可変インダクタでは、コイルからコアを抜いて離すことを可能にしようとすると、構造が複雑化するとともに、コアを離すためのかなりのスペースが必要となり、大型化してしまうという問題があった。
Further, in the variable inductor disclosed in
そこで本発明は、大電流を流すことができ、かつインダクタンスを広い範囲で0付近まで調整可能な小型の可変インダクタを提供することを目的としたものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a small variable inductor capable of flowing a large current and adjusting an inductance to near 0 in a wide range.
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、巻線がそれぞれ巻かれた2つの中空のコイルボビンと、これらコイルボビン内にそれぞれ出し入れ可能な2つの第1コアと、前記2つのコイルボビンに接合され、前記2つの第1コアの一端部に突き合わされて磁路を形成する第2コアと、前記2つの第1コアの他端部に接合され、2つの第1コアおよび前記第2コアと閉磁路を形成する第3コアとを備え、前記第2コアおよび2つのコイルボビンと、前記2つの第1コアおよび第3コアが、互いに接近離反自在に構成され、
前記2つのコイルボビンのうち、一方のコイルボビンには、2本の巻線が巻かれ、これら2本の巻線と他方のコイルボビンに巻かれた1本の巻線の巻線数を互いに異なる巻線数とするとともに、2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線の巻線数を、前記2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線を直列に接続して使用するとき各コイルボビンにおいて発生する磁束分布が平均化される巻線数としたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
Two windings are wound around one coil bobbin of the two coil bobbins, and the number of windings of these two windings and one winding wound around the other coil bobbin is different from each other. And the distribution of magnetic flux generated in each coil bobbin when the number of windings wound around each of the two coil bobbins is used in series with the winding wound around each of the two coil bobbins is averaged. This is characterized in that the number of windings to be changed is used.
上記構成によれば、2個のコイルボビンにそれぞれ巻かれた3本の巻線の組み合わせにより巻線数が選択され、さらに第2コアおよび2つのコイルボビンが、第1コアおよび第3コアに対して接近離反されることにより、可変インダクタのインダクタンスが調整される。このとき、巻線数が少なくなるように巻線を選択し、コイルボビンを第1コアから離反させると(離すと)、インダクタンスは小さくなり、0付近まで減少され、また巻線数が多くなるように巻線を選択し、コイルボビンを第1コアに接近させると、インダクタンスは大きくなり、よってインダクタンスの可変幅が広くなる。また閉磁路が、一方の第1コア−第3コア−他方の第1コア−第2コア−一方の第1コアと形成される。また巻線が、一方のコイルボビンには2本、他方のコイルボビンには1本と分割されることにより、1本の巻線が占める長さおよび第1コアから抜く距離を小さくでき、可変インダクタの小型化を図ることが可能となる。
また2個のコイルボビンに巻かれた3本の巻線を互いに異なる巻線数としたことにより、巻線数の組み合わせの選択の幅が広くなる。
また2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線の巻線数を、前記2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線を直列に接続して使用するとき各コイルボビンにおいて発生する磁束分布が平均化される巻線数としたことにより、漏れ磁束が減少され効率が向上する。もし一方に磁束分布に片寄りがあると、この一方の第1コアに漏れ磁束が増加し、他方の第1コアが発熱する。
According to the above configuration, the number of windings is selected by the combination of the three windings wound around the two coil bobbins, and the second core and the two coil bobbins are connected to the first core and the third core. The inductance of the variable inductor is adjusted by approaching and moving away. At this time, if the windings are selected so that the number of windings is reduced and the coil bobbin is separated (separated) from the first core, the inductance is reduced and reduced to near zero, and the number of windings is increased. When the winding is selected and the coil bobbin is moved closer to the first core, the inductance increases, and the variable width of the inductance increases. A closed magnetic path is formed of one first core, the third core, the other first core, the second core, and the one first core. Further, the winding is divided into two for one coil bobbin and one for the other coil bobbin, so that the length occupied by one winding and the distance to be removed from the first core can be reduced. It is possible to reduce the size.
In addition, since the three windings wound around the two coil bobbins have different numbers of windings, the range of selection of combinations of the number of windings is widened.
Further, when the number of windings wound around the two coil bobbins is used by connecting the windings wound around the two coil bobbins in series, the magnetic flux distribution generated in each coil bobbin is averaged. By using the number of wires , the leakage magnetic flux is reduced and the efficiency is improved. If there is a deviation in the magnetic flux distribution on one side, the leakage magnetic flux increases in one of the first cores, and the other first core generates heat.
また請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明であって、前記第1コアを中空のフェライトブロックを積み上げて形成し、前記第3コアとの接合部のフェライトブロックではこのフェライトブロックの中空をフェライトで埋めたことを特徴とするものである。
The invention according to
上記構成によれば、コイルボビンが第1コアに接近されたときに、第1コアが磁束により発熱するが、中空構造とすることにより放熱が促進され、第1コアが発熱で、使用温度限度を超えてしまうことが回避される。また磁束が集中する第3コアとの接合部では中空をフェライトで埋めることにより磁束が通りやすくなり、発熱が抑えられる。 According to the above configuration, when the coil bobbin approaches the first core, the first core generates heat due to the magnetic flux. However, by adopting a hollow structure, heat dissipation is promoted, the first core generates heat, and the operating temperature limit is reached. It is avoided that it exceeds. Also, at the joint with the third core where the magnetic flux is concentrated, the magnetic flux easily passes by filling the hollow with ferrite, and heat generation is suppressed.
また請求項3に記載の発明は、上記請求項1または請求項2に記載の発明であって、前記第2コアと前記第3コアを細かなフェライト片を組み合わせて形成したことを特徴とするものである。
The invention according to
上記構成によれば、細かなフェライト片を組み合わせることにより、細かな隙間が形成され、漏れ磁束がわざと発生されることから、第2コアと第3コアにおける渦電流損による発熱が減少され、発熱で、使用温度限度を超えてしまうことが回避される。 According to the above configuration, by combining fine ferrite pieces, a fine gap is formed and a leakage magnetic flux is intentionally generated. Therefore, heat generation due to eddy current loss in the second core and the third core is reduced, and heat generation. Thus, exceeding the operating temperature limit is avoided.
また請求項4に記載の発明は、上記請求項3に記載の発明であって、前記第2コアに放熱シートを取り付けたことを特徴とするものである。
上記構成によれば、第2コアの発熱が放熱シートにより放熱され、またフェライト片の表面の細かな凹凸が放熱シートにより凹凸が無い平面が形成され、かつ放熱シートが第2コアを固定するときの緩衝材として機能することから、振動に強くなる。
The invention described in
According to the above configuration, when the heat generated by the second core is dissipated by the heat radiating sheet, the fine unevenness of the surface of the ferrite piece is formed by the heat radiating sheet, and a flat surface having no unevenness is formed, and the heat radiating sheet fixes the second core Because it functions as a cushioning material, it is resistant to vibration.
また請求項5に記載の発明は、上記請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の発明であって、前記第3コアの面を、前記2つの第1コアが接合される面よりさらに前記各コイルボビンに巻かれた巻線の幅分だけ、外方に拡げたことを特徴とするものである。
The invention according to
上記構成によれば、第3コアを拡げることによりインダクタンスが増加するとともに、各コイルボビン内に第1コアが収まったとき漏れ磁束が少なくなり、発熱が少なくなる。
また請求項6に記載の発明は、移動体の移動経路に沿って誘導線路を配置し、前記誘導線路に高周波電流を給電する電源装置を備え、前記移動体に前記誘電線路に対向してピックアップコイルを設け、前記移動体はこのピックアップコイルに誘導される起電力により負荷に給電する無接触給電設備であって、
前記誘導線路に直列に接続され、前記高周波電流の周波数の共振回路を形成する可変インダクタおよびコンデンサを備え、前記可変インダクタを、1本または複数本の巻線が巻かれた中空の第1コイルボビンと、1本または複数本の巻線が巻かれた中空の第2コイルボビンと、これら第1コイルボビンおよび第2コイルボビン内にそれぞれ出し入れ可能な2つの第1コアと、前記2つの第1コアの一端部に突き合わされ磁路を形成する第2コアと、前記2つの第1コアの他端部に接合されて、2つの第1コアおよび前記第2コアと閉磁路を形成する第3コアとを備え、前記第2コアおよび2つのコイルボビンを前記第1コアおよび第3コアに対して接近離反自在に構成し、前記2つのコイルボビンのうち、一方のコイルボビンには、2本の巻線を巻き、これら2本の巻線と他方のコイルボビンに巻いた1本の巻線の巻線数を互いに異なる巻線数とするともに、2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線の巻線数を、前記2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線を直列に接続して使用するとき各コイルボビンにおいて発生する磁束分布が平均化される巻線数とし、前記第1コイルボビンに巻かれた巻線と前記第2コイルボビンに巻かれた巻線とのうち、1本あるいはその組み合わせを前記誘導線路に接続し、前記接続した巻線のインダクタンスが、前記第2コアおよび2つのコイルボビンが前記第1コアおよび第3コアに対して接近離反されることにより調整されることを特徴とするものである。
According to the above configuration, the inductance is increased by expanding the third core, and when the first core is accommodated in each coil bobbin, the leakage magnetic flux is reduced and the heat generation is reduced.
According to a sixth aspect of the present invention, an induction line is disposed along a moving path of a moving body, and a power supply device that supplies a high-frequency current to the induction line is provided. A coil is provided, and the moving body is a non-contact power feeding facility that feeds a load by an electromotive force induced in the pickup coil,
A variable inductor and a capacitor connected in series to the induction line and forming a resonant circuit having a frequency of the high-frequency current, the variable inductor including a hollow first coil bobbin wound with one or a plurality of windings A hollow second coil bobbin around which one or a plurality of windings are wound, two first cores that can be put in and out of the first coil bobbin and the second coil bobbin, and one end portions of the two first cores And a second core that forms a magnetic path, and a second core that is joined to the other ends of the two first cores and forms a closed magnetic path with the two first cores. The second core and the two coil bobbins are configured to be close to and away from the first core and the third core, and one coil bobbin of the two coil bobbins has two windings. The winding, these two windings and the other of the coil bobbin in both the one winding number of different number of turns to each other of the windings and of the wound, the winding number of the two respective wound winding bobbin When the windings wound around the two coil bobbins are connected in series, the magnetic flux distribution generated in each coil bobbin is averaged to the number of windings, and the windings wound around the first coil bobbin and the winding Of the windings wound around the second coil bobbin, one or a combination thereof is connected to the induction line, and the inductance of the connected winding is such that the second core and the two coil bobbins are the first core and the first winding. It is characterized in that it is adjusted by approaching and moving away from the three cores.
上記構成によれば、2個のコイルボビンにそれぞれ巻かれた3本の巻線の組み合わせにより巻線数が選択され、さらに第2コアおよび2つのコイルボビンを、第1コアおよび第3コアに対して接近離反させることにより、可変インダクタのインダクタンスが調整される。このとき、巻線数が少なくなるように巻線を選択し、コイルボビンを第1コアから離反させると(離すと)、インダクタンスは小さくなり、0付近まで減少され、また巻線数が多くなるように巻線を選択し、コイルボビンを第1コアに接近させると、インダクタンスは大きくなる。 According to the above configuration, the number of windings is selected by a combination of three windings wound around two coil bobbins , and the second core and the two coil bobbins are further connected to the first core and the third core. The inductance of the variable inductor is adjusted by making it approach and separate. At this time, if the windings are selected so that the number of windings is reduced and the coil bobbin is separated (separated) from the first core, the inductance is reduced and reduced to near zero, and the number of windings is increased. When the winding is selected and the coil bobbin is brought closer to the first core, the inductance increases.
本発明の可変インダクタは、2個のコイルボビンにそれぞれ巻かれた3本の巻線の組み合わせにより巻線数が選択され、さらに第2コアおよび2つのコイルボビンを、第1コアおよび第3コアに対して接近離反させることにより、可変インダクタのインダクタンスを広い範囲で0付近まで調整可能でき、また接触部がないことにより大電流を流すことができ、また巻線が、一方のコイルボビンには2本、他方のコイルボビンには1本と分割されることにより、1本の巻線が占める長さおよび第1コアから抜く距離を小さくでき、可変インダクタの小型化を図ることが可能となる、という効果を有している。
さらに本発明の可変インダクタは、2個のコイルボビンに巻かれた3本の巻線を互いに異なる巻線数としたことにより、巻線数の組み合わせの選択の幅を広くすることができ、さらに2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線の巻線数を、前記2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線を直列に接続して使用するとき各コイルボビンにおいて発生する磁束分布が平均化される巻線数としたことにより、漏れ磁束が減少され効率を向上させることができる、という効果を有している。
In the variable inductor according to the present invention, the number of windings is selected by a combination of three windings wound around two coil bobbins, and the second core and the two coil bobbins are connected to the first core and the third core. By moving close to and away from each other, the inductance of the variable inductor can be adjusted to near zero in a wide range, and since there is no contact portion, a large current can flow, and two windings are provided on one coil bobbin, Since the other coil bobbin is divided into one, the length occupied by one winding and the distance from the first core can be reduced, and the variable inductor can be miniaturized. Have.
Furthermore, the variable inductor of the present invention can widen the selection range of the combination of the number of windings by making the three windings wound around the two coil bobbins different from each other. The number of windings in which the magnetic flux distribution generated in each coil bobbin is averaged when the number of windings wound around each of the two coil bobbins is used by connecting the windings wound around the two coil bobbins in series. more that a the may be leakage flux to increase the efficiency is reduced, has the effect that.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態における可変インダクタの斜視図、図2は同可変インダクタの分解組立図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a variable inductor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded view of the variable inductor.
図1および図2に示すように、可変インダクタFには、2つの中空のコイルボビン1,2と、これらコイルボビン1,2内にそれぞれ出し入れ可能な2つの第1コア3と、2つのコイルボビン1,2に接合され、2つの第1コア3の一端部に突き合わされて磁路を形成する第2コア4と、2つの第1コア3の他端部に接合され、2つの第1コア3および第2コア4と閉磁路を形成する第3コア5が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the variable inductor F includes two
上記コイルボビン1,2はそれぞれ、図2〜図4に示すように、ベークライト製でコ字形状の4つのボビン本体7を、それぞれ隙間を空け、かつボビン本体7の凹部が外方を向くように四角状に配置し、これらボビン本体7が、四隅が切り取られたベークライト製の平板状の上板8に固定して形成されている。これらコイルボビンの内、第1コイルボビン1には、内側に3ターン(巻線数)の第1コイル巻線9が巻かれ、この第1コイル巻線9の外側にさらに4ターンの第2コイル巻線10が巻かれ、第2コイルボビン2には、内側に3ターン、外側に3ターンの計6ターンの第3コイル巻線11が巻かれており、各コイルボビン1,2に巻かれたコイル巻線9,10,11の巻線数を互いに異なる巻線数とし、さらに2つのコイルボビン1,2にそれぞれ巻かれた巻線数の合計をほぼ同一としている。またこれらコイル巻線9,10,11は、図4に矢印で示すように、巻き始めをコイルボビン1,2が対向する内側で共に端子台(後述する)側とし、外側に巻くようにしている。また上板8には中心に丸孔12が設けられている。
Each of the
また上記第2コア4は、図5に示すように、ベークライト製の平板状の敷板13上に、この敷板13および上記上板8を介して第1コイルボビン1が接合される第1コア部17と、敷板13および上記上板8を介して第2コイルボビン2が接合される第2コア部18と、これらコア部17,18に接し、コア部17,18間の磁束の通路を形成する第3コア部19とを設けて構成されている。
In addition, as shown in FIG. 5, the
そして、これら各コア部17,18,19は、細かなフェライト片を組み合わせて形成されている。すなわち第1コア部17は、2つのE字型フェライトコア14の凸部をつき合わせ、これらつき合わせた結果生じる空間にそれぞれI字型フェライトコア15を入れてブロック16を形成し、形成したブロック16を6個、四角形状に接して並べて形成され、また第2コア部18は、前記ブロック16を6個、四角形状に接して並べて形成されている。また第3コア部19は、コア部17,18間の隙間とこれら側面に渡ってI字型フェライトコア15を並べて形成されている。また敷板13には、前記隙間の中央部に、上板8の中心の丸孔12に対向して丸孔20が設けられている。
Each of the
また上記第1コア3は、図6(a)(b)に示すように、2つのE字型フェライトコア14の凸部をつき合わせて中空のフェライトブロック21を形成し、形成した中空のフェライトブロック21を直線状に3つ並べて5段積み上げ、第3コア5との接合部である最下段では中空のフェライトブロック21の中空をI字型フェライトコア15で埋め、これらフェライトブロック21の側面に渡って薄いベークライト製の壁板22を配置し、壁板22の回りからガラステープ23を巻いて形が崩れないように固定し、構成されている。
Further, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the
また上記第3コア5は、図6に示すように、細かなフェライト片を組み合わせて上記第2コア4と同様に形成されており、上記第1コア部17と第2コア部18と第3コア部19をベークライト製の敷板24上に設けて構成されている。また第3コア5の面は、2つの第1コア3が接合される面よりさらに各コイルボビン1,2に巻かれたコイル巻線9,10,11の幅分だけ、外方に拡げている。また敷板24上で、各第1コア3の四隅に第3コア5と同じ高さのベークライト製のカラー25を配置し、これらカラー25間に渡したベークライト製の押え板26により第1コア3および第3コア5を敷板24上に固定し、また敷板24の中央(第1コア3間)で第3コア5外方に、2つのカラー25を配置し、これらカラー25間に渡してベークライト製の受けブロック27を固定している。この受けブロック27の中心に、後述するボルトのネジ孔28を設けている。
Further, as shown in FIG. 6, the
また可変インダクタFは、第2コア4および2つのコイルボビン1,2と、2つの第1コア3および第3コア5が、互いに接近離反自在に構成されている。
すなわち、第2コア4および2つのコイルボビン1,2が接合されるベークライト製の平板状の上ベース板31と、この上ベース板31に対向して第1コア3および第3コア5が接合されるアルミ製の平板状の下ベース板32を設け、これらベース板31,32を接近離反自在としている。
In the variable inductor F, the
That is, a Bakelite flat
前記上ベース板31には、その中心、四方端部、および左右の端部中心に垂直に貫通する丸孔34,35,36が設けられ、上ベース板31の前記中心に、前記丸孔34、敷板13の丸孔20、および上板8の丸孔12を通り、第5コア5の敷板24の中心に設けた前記ネジ孔28に螺合する調整ボルト37と、この調整ボルト37を垂直な姿勢に支持するベークライト製の固定台38が設けられ、上ベース板31の四方に、前記各丸孔35にそれぞれ貫通したベアリング軸受けからなるブッシュ39が設けられている。
The
また上記下ベース板32には、ベークライト製の固定板41と、前記各ブッシュ39にそれぞれ支持案内されるシャフト42と、前記固定板41を介してシャフト42を垂直な姿勢で支持するホルダー43と、上ベース板31の左右の端部中心の丸孔36にそれぞれ通す位置決めシャフト45と、このシャフト45を垂直な姿勢で支持するベークライト製の位置決め用下板46と、前記第1コイル巻線9、第2コイル巻線10、第3コイル巻線11の外部端子が接続される4端子の端子台47と、この端子台47を支持する端子台固定板48が設けられ、また接合された第3コア5および第1コア3が固定されている。また位置決めシャフト45には、それぞれナット49が付けられている。
The
そして、2つのコイルボビン1,2を固定した上板8に、上板8の丸孔12と第2コア4の丸孔20を合わせて敷板13(第2コア4)を接合し、さらに第2コア4の表面を覆って取り付けられる、中心に調整ボルト35を通す丸孔51を有す放熱シート52を介して(丸孔51は前記丸孔12と20と一致させる)、また第2コア4と同じ高さのカラー53で支持して、上ベース板31を接合している。このとき、調整ボルト37は、放熱シート52の丸孔51、第2コア4の丸孔20、上板8の丸孔12を通る。
Then, the floor plate 13 (second core 4) is joined to the
これら接合された上ベース板31の各ブッシュ39に、下ベース板32のシャフト42を通し、上ベース板31の各左右の端部中心の丸孔36に、下ベース板32の位置決めシャフト45を通し、調整ボルト37をネジ孔28に仮に締め付け、続けて上ベース板31を位置決めシャフト45のナット49で仮に固定する。続いてコイル巻線9,10、コイル巻線11の外部端子を、図4に示すように、端子台47の4端子で直列で、巻き始めと巻き終りが導通されるように接続する。
The
上記可変インダクタFの構成により、ナット49を緩めて、調整ボルト37を調整することにより、上ベース板31が4本のシャフト42に案内されて上下し、コイルボビン1,2が、第1コア3が接近離反し(出入りし)、可変インダクタFのインダクタンスが調整される。
Due to the configuration of the variable inductor F, the
また端子台47で、コイルの巻線数がコイル巻線9,10,11の1本またはその組み合わせにより選択される。すなわち、3ターン、または4ターン、または6ターン、または7(=3+4)ターン、または9(=3+6)ターン、または10(=4+6)ターン、または13(=3+4+6)ターンが選択される。
In the
そして、巻線数が少なくなるように巻線を選択し、図7(a)に示すように、コイルボビン1,2を第1コア3から離反させると(離すと)、インダクタンスは小さくなり、0付近まで減少され、また巻線数が多くなるように巻線を選択し、コイルボビン1,2を第1コア3に接近させ、図7(b)に示すように、コイルボビン1,2内に第1コア3を収めると、インダクタンスは大きくなり、よってインダクタンスは広い範囲で0付近まで可変される。またこのとき閉磁路が、一方の第1コア3−第3コア5−他方の第1コア3−第2コア4−一方の第1コア3と形成される。
Then, when the windings are selected so that the number of windings is reduced, and the
インダクタンスの調整が終了すると、位置決めシャフト45のナット49を絞めて上ベース板31の位置、すなわちコイルボビン1,2と第1コア3の位置を固定する。
上記構成の可変インダクタFを使用した無接触給電設備の回路構成を図8に示す。無接触給電設備から受電する移動体を搬送台車としている。
When the adjustment of the inductance is completed, the
FIG. 8 shows a circuit configuration of a contactless power supply facility using the variable inductor F having the above configuration. The moving body that receives power from the non-contact power supply facility is used as a transport cart.
搬送台車61の移動経路に沿って誘導線路62を配置し、誘導線路62に高周波電流を給電する電源装置63を備え、搬送台車61に誘電線路62に対向してピックアップコイル64を設け、搬送台車61はこのピックアップコイル64に誘導される起電力により負荷(図示せず)に給電している。
A
前記電源装置63は、AC200 V3相の交流電源71と、コンバータ72と、インバータ73と、過電流保護用のトランジスタ74およびダイオード75とを備えている。コンバータ72は全波整流用のダイオード76と、フィルタを構成するコイル77とコンデンサ78と抵抗79とこの抵抗79を短絡するトランジスタ80とから構成され、インバータ73は、矩形波信号によりそれぞれ駆動されるフルブリッジに組まれたトランジスタ(スイッチ素子)81と、電流制限用のコイル83から構成されている。
The
そして、インバータ73に誘導線路62が接続され、この誘導線路62に、直列に、高周波電流の周波数の共振回路を形成するために可変インダクタFおよびコンデンサCが接続されている。
An
上記電源装置63と誘導線路62と搬送台車61の回路構成による作用を説明する。
まず、誘導線路62へインバータ73より給電される高周波電流の周波数、たとえば10kHzの周波数で共振するように、可変インダクタFにより誘導線路62のインダクタンスが調整される。すなわち、誘導線路62は、誘導線路62から受電する搬送台車61の移動経路に沿って敷設され、各設備においてその敷設長が異なるため、すなわち誘導線路62のインダクタンスが異なるため、可変インダクタFのインダクタンスの調整により誘導線路62のインダクタンスが共振条件を満たすように調整される。
The effect | action by the circuit structure of the said
First, the inductance of the
次に交流電源71からAC200 V3相の交流を出力させる。このAC200 V3相の交流はコンバータ72により直流に変換され、インバータ73により、高周波(たとえば10kHz)に変換されて誘導線路62に供給される。たとえば、120Aの高周波電流が供給される。そしてこの上下2本の誘導線路62に発生する磁束により、搬送台車61のピックアップコイル64に大きな起電力が発生し、この起電力により発生した交流電流は、負荷、たとえば走行モータに給電され搬送台車61が走行される。
Next, AC 200
以上のように本実施の形態によれば、コイル巻線がコイルボビン1,2により少なくとも2本に分割され、いずれか1本あるいは組み合わせて巻線を選択することにより、巻線数が選択され、さらに第2コア4および2つのコイルボビン1,2を、第1コア3および第3コア5に対して接近離反させることにより、可変インダクタFのインダクタンスを広い範囲で0付近まで調整可能でき、また接触部がないことにより大電流を流すことができ、また巻線がコイルボビン1,2により少なくとも2本に分割されることにより、1本の巻線が占める長さ(コイルボビンの長さは、4ターンの第2コイル巻線10が巻かれる長さでよい)および第1コア3から抜く距離を小さくでき、可変インダクタFの小型化を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the coil winding is divided into at least two by the
また本実施の形態によれば、コイルボビン1,2が第1コア3に接近されたときに(コイルボビン1,2内に第1コア3が収まるときに)、第1コア3がフェライトにより埋まっていると、コイル巻線9,10,11に流れる大きな電流により発生される磁束により直ぐに発熱し、使用温度限度を超えてしまうが、第1コア3を中空構造とすることにより放熱が促進され、さらにコイルボビン1,2が4つのボビン本体7をそれぞれ隙間を空けて形成されていることから、これら隙間によりコイルボビン1,2内の第1コア3からの発熱を放熱させることができ、第1コア3が発熱で使用温度限度を超えてしまうことを回避できる。また磁束が集中する第3コア5との接合部では中空をフェライトで埋めることにより磁束が通りやすくなり、発熱を抑えることができる。
Further, according to the present embodiment, when the
また本実施の形態によれば、第2コア4と第3コア5を細かなフェライト片、すなわちE字型フェライトコア14とI型フェライトコア15を組み合わせて構成することにより、細かな隙間が形成され、漏れ磁束をわざと発生させることにより、第2コア4と第3コア5における渦電流損による発熱を減少でき、発熱で、使用温度限度を超えてしまうことを回避できる。
Further, according to the present embodiment, the
また本実施の形態によれば、第2コア4の発熱を放熱シート52により放熱させることにより、第2コア4が発熱で使用温度限度を超えてしまうことを回避でき、また第2コア4のフェライト片、すなわちE字型フェライトコア14とI型フェライトコア15の表面の細かな凹凸が放熱シート52により凹凸が無い平面に形成され、かつ放熱シート52が第2コア4を固定するときの緩衝材として機能することから、振動に強くすることができる。
Further, according to the present embodiment, the heat generation of the
また本実施の形態によれば、2個のコイルボビン1,2に巻かれた3本のコイル巻線9,10,11の組み合わせにより巻線数が選択され、また互いに異なる巻線数としたことにより組み合わせの選択の幅を広くすることができる。
Further, according to the present embodiment, the number of windings is selected by the combination of the three
また本実施の形態によれば、2つのコイルボビン1,2にそれぞれ巻かれた巻線を直列に接続して使用するとき、各コイルボビン1,2において発生する磁束量がほぼ同一となり、磁束分布が平均化されることにより漏れ磁束が減少され効率を向上させることができる。もし一方の巻線数に片寄りがあると、この一方の第1コア3に漏れ磁束が増加し、他方の第1コア3が発熱する。
In addition, according to the present embodiment, when the coils wound around the two
また本実施の形態によれば、第3コア5を第1コア3位置からさらに外方に拡げることによりインダクタンスを増加できるとともに、各コイルボビン1,2内に第1コア3が収まったとき漏れ磁束を少なくでき、発熱を少なくできる。
Further, according to the present embodiment, the inductance can be increased by expanding the
なお、本実施の形態では、2つのコイルボビン1,2にそれぞれ巻かれた巻線数を3ターン、4ターン、6ターンとしているが、これらターン数に限ることはなく、2つのコイルボビン1,2に巻かれたターン数(巻線数)が略同じであればよい。また2つのコイルボビン1,2にそれぞれ巻かれた巻線の数を2本と1本としているが、これら本数に限ることはなく、1本または複数本であってもよい。
In the present embodiment, the number of windings wound around the two
また本実施の形態では、2つのコイルボビン1,2を上下に移動させて、コイルボビン1,2と第3コア3を接近離反させているが、第3コア3および第4コア5を移動できるように構成し、コイルボビン1,2と第3コア3を接近離反させてもよい。
In the present embodiment, the two
また、本実施の形態では、第2コア4と第3コア5をE字型フェライトコア14とI型フェライトコア15を組み合わせて構成しているが、このようなフェライトコア14,15に限ることはなく、細かなフェライト片で構成すればよい。
In the present embodiment, the
1,2 コイルボビン
3 第1コア
4 第2コア
5 第3コア
9,10,11 コイル巻線
14 E字型フェライトコア
15 I字型フェライトコア
21 フェライトブロック
31 上ベース体
32 下ベース体
37 調整ボルト
39 ブッシュ
42 シャフト
45 位置決めシャフト
47 端子台
52 放熱シート
61 搬送台車
62 誘導線路
63 電源装置
64 ピックアップコイル
F 可変インダクタ
C コンデンサ
1, 2
Claims (6)
これらコイルボビン内にそれぞれ出し入れ可能な2つの第1コアと、
前記2つのコイルボビンに接合され、前記2つの第1コアの一端部に突き合わされて磁路を形成する第2コアと、
前記2つの第1コアの他端部に接合され、2つの第1コアおよび前記第2コアと閉磁路を形成する第3コアと
を備え、
前記第2コアおよび2つのコイルボビンと、前記2つの第1コアおよび第3コアが、互いに接近離反自在に構成され、
前記2つのコイルボビンのうち、一方のコイルボビンには、2本の巻線が巻かれ、これら2本の巻線と他方のコイルボビンに巻かれた1本の巻線の巻線数を互いに異なる巻線数とするとともに、2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線の巻線数を、前記2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線を直列に接続して使用するとき各コイルボビンにおいて発生する磁束分布が平均化される巻線数としたこと
を特徴とする可変インダクタ。 Two hollow coil bobbins each wound with a winding;
Two first cores that can be put in and out of the coil bobbins,
A second core joined to the two coil bobbins and abutted against one end of the two first cores to form a magnetic path;
A second core joined to the other ends of the two first cores, and a first core and a third core forming a closed magnetic circuit with the second core;
The second core and the two coil bobbins, and the two first cores and the third core are configured to be close to and away from each other,
Two windings are wound around one coil bobbin of the two coil bobbins, and the number of windings of these two windings and one winding wound around the other coil bobbin is different from each other. And the distribution of magnetic flux generated in each coil bobbin when the number of windings wound around each of the two coil bobbins is used in series with the winding wound around each of the two coil bobbins is averaged. A variable inductor characterized in that the number of windings is reduced .
を特徴とする請求項1記載の可変インダクタ。 2. The variable inductor according to claim 1, wherein the first core is formed by stacking hollow ferrite blocks, and the ferrite block is filled with ferrite in a ferrite block at a joint portion with the third core.
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の可変インダクタ。 The variable inductor according to claim 1 or 2, wherein the second core and the third core are formed by combining fine ferrite pieces.
を特徴とする請求項3に記載の可変インダクタ。 The variable inductor according to claim 3, wherein a heat radiation sheet is attached to the second core.
を特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の可変インダクタ。 The surface of the third core is further expanded outwardly by the width of the winding wound around each coil bobbin from the surface where the two first cores are joined. Item 5. The variable inductor according to any one of Item 4.
前記誘導線路に直列に接続され、前記高周波電流の周波数の共振回路を形成する可変インダクタおよびコンデンサを備え、
前記可変インダクタを、1本または複数本の巻線が巻かれた中空の第1コイルボビンと、1本または複数本の巻線が巻かれた中空の第2コイルボビンと、これら第1コイルボビンおよび第2コイルボビン内にそれぞれ出し入れ可能な2つの第1コアと、前記2つの第1コアの一端部に突き合わされ磁路を形成する第2コアと、前記2つの第1コアの他端部に接合されて、2つの第1コアおよび前記第2コアと閉磁路を形成する第3コアとを備え、前記第2コアおよび2つのコイルボビンを前記第1コアおよび第3コアに対して接近離反自在に構成し、前記2つのコイルボビンのうち、一方のコイルボビンには、2本の巻線を巻き、これら2本の巻線と他方のコイルボビンに巻いた1本の巻線の巻線数を互いに異なる巻線数とするともに、2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線の巻線数を、前記2つのコイルボビンにそれぞれ巻かれた巻線を直列に接続して使用するとき各コイルボビンにおいて発生する磁束分布が平均化される巻線数とし、
前記第1コイルボビンに巻かれた巻線と前記第2コイルボビンに巻かれた巻線とのうち、1本あるいはその組み合わせを前記誘導線路に接続し、
前記接続した巻線のインダクタンスが、前記第2コアおよび2つのコイルボビンが前記第1コアおよび第3コアに対して接近離反されることにより調整されること
を特徴とする無接触給電設備。 An induction line is disposed along a moving path of the moving body, and a power supply device that supplies high-frequency current to the induction line is provided. A pickup coil is provided on the moving body so as to face the dielectric line. A non-contact power supply facility that supplies power to a load by electromotive force induced in a coil,
A variable inductor and a capacitor connected in series to the induction line and forming a resonant circuit having a frequency of the high-frequency current;
The variable inductor includes a hollow first coil bobbin wound with one or more windings, a hollow second coil bobbin wound with one or more windings, the first coil bobbin and the second coil bobbin. Two first cores that can be inserted into and removed from the coil bobbin, a second core that abuts against one end of the two first cores to form a magnetic path, and is joined to the other end of the two first cores. Two first cores and a third core that forms a closed magnetic circuit with the second core, and the second core and the two coil bobbins are configured to be able to approach and separate from the first core and the third core. Of the two coil bobbins, two windings are wound around one coil bobbin, and the number of windings of these two windings and one winding wound around the other coil bobbin is different from each other. And two Each winding number of the wound winding the coil bobbin, and the winding number of the magnetic flux distribution is averaged generated in each coil bobbin when to use each wound winding the two coil bobbins are connected in series ,
Of the winding wound around the first coil bobbin and the winding wound around the second coil bobbin, one or a combination thereof is connected to the induction line,
The non-contact power supply facility, wherein the inductance of the connected winding is adjusted by moving the second core and the two coil bobbins closer to and away from the first core and the third core.
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