JP6714783B2

JP6714783B2 - Power transmission unit and contactless power supply device

Info

Publication number: JP6714783B2
Application number: JP2019538792A
Authority: JP
Inventors: 壮志野村; 加藤　進一; 進一加藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2020-06-24
Anticipated expiration: 2037-08-29
Also published as: WO2019043793A1; JPWO2019043793A1

Description

本発明は、送電素子から受電素子に向けて非接触で交流電力を供給する送電ユニット及び、その送電ユニットを備える非接触給電装置に関するものである。 The present invention relates to a power transmission unit that supplies AC power from a power transmission element to a power reception element in a contactless manner, and a contactless power supply device including the power transmission unit.

従来、電子機器に非接触で交流電力を供給する非接触給電装置がある（例えば、特許文献１など）。非接触で電力を供給する方式としては、例えば、コイルを用いた電磁誘導方式、電極を用いた電界結合方式など、様々な方式がある。特許文献１に記載された非接触給電装置は、発振回路から給電コイルへ交流電力を供給し、送信素子（給電コイル）と受電素子（給電対象装置）との間で発生する誘導磁束を利用して給電対象装置に交流電力を供給する。 BACKGROUND ART Conventionally, there is a contactless power supply device that supplies AC power to an electronic device in a contactless manner (for example, Patent Document 1). As a method of supplying electric power in a non-contact manner, there are various methods such as an electromagnetic induction method using a coil and an electric field coupling method using electrodes. The non-contact power supply device described in Patent Document 1 supplies alternating current power from an oscillation circuit to a power supply coil, and utilizes induction magnetic flux generated between a transmission element (power supply coil) and a power reception element (power supply target device). AC power is supplied to the power supply target device.

また、特許文献１に記載の非接触給電装置は、電流検出回路と、受信部とを備えている。電流検出回路は、直流電源に直列に接続され、給電コイルに入力される電流の電流値を検出する。受信部は、給電対象装置が受電を開始した場合に送信する受電通知を受信する。制御部は、電流検出回路で検出した電流値と、受信部で受信した受電通知に基づいて、発振回路を駆動する駆動信号を変更する。 Further, the non-contact power supply device described in Patent Document 1 includes a current detection circuit and a reception unit. The current detection circuit is connected to the DC power supply in series and detects the current value of the current input to the power feeding coil. The receiving unit receives a power reception notification transmitted when the power supply target device starts power reception. The control unit changes the drive signal for driving the oscillation circuit based on the current value detected by the current detection circuit and the power reception notification received by the reception unit.

特開２０１６−１３０２０号公報JP, 2016-13020, A

ところで、この種の非接触給電装置では、送電素子や受電素子から空気中に放射される放射ノイズの抑制が望まれている。放射ノイズの原因としては、送電素子に流れる通常の電流、所謂、ノーマルモードの電流の増大がある。上記した特許文献１に記載の電流検出回路は、直流電源と直列に接続されており、このノーマルモードの電流を検出する。 By the way, in this type of non-contact power feeding device, suppression of radiation noise radiated into the air from the power transmitting element and the power receiving element is desired. The cause of the radiation noise is an increase in a normal current flowing in the power transmitting element, that is, a so-called normal mode current. The current detection circuit described in Patent Document 1 described above is connected in series with the DC power supply and detects this normal mode current.

一方で、放射ノイズには、例えば、上記した特許文献１における発振回路や給電コイルと、グランドとの間の寄生容量によって漏れた電流がグランドを介して帰還して発生する、所謂、コモンモードノイズがある。コモンモードでは、例えば、給電コイルの両端の各々と、発振回路とを接続する２つの電源線に同じ向きのコモンモード電流が発生する。このコモンモード電流が電源線や給電コイルに流れることで磁界が発生し放射ノイズを発生させる。従って、放射ノイズを抑制するためには、コモンモード電流を考慮したノイズ対策が必要となる。 On the other hand, the radiation noise is, for example, a so-called common mode noise generated when a current leaked by the parasitic capacitance between the oscillation circuit or the power feeding coil and the ground in the above-mentioned Patent Document 1 is returned through the ground. There is. In the common mode, for example, common mode currents in the same direction are generated in two power supply lines that connect each end of the power feeding coil and the oscillation circuit. When this common mode current flows through the power supply line or the power feeding coil, a magnetic field is generated and radiation noise is generated. Therefore, in order to suppress the radiation noise, it is necessary to take measures against noise in consideration of the common mode current.

本願は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、コモンモード電流に起因した放射ノイズを抑制できる送電ユニット及び非接触給電装置を提供することを課題とする。 The present application has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a power transmission unit and a non-contact power supply device that can suppress radiation noise caused by a common mode current.

上記課題を解決するために、本願は、非接触で電力を送電する送電ユニットであって、交流電源と、交流電源と接続され交流電源から交流電力を供給され、交流電力を非接触で受電素子へ給電する送電素子と、送電素子に流れるコモンモード電流に係わる値を検出する電流検出器と、交流電源を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、電流検出器により検出したコモンモード電流に係わる値に基づき、交流電源から送電素子へ供給する交流電力を制御する、送電ユニットを開示する。
尚、本願は、送電ユニットとして実施し得るだけでなく、送電ユニットと受電ユニットとを備える非接触給電装置としても実施し得るものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present application is a power transmission unit that transmits power in a contactless manner. The power transmission unit is connected to an AC power supply, is supplied with AC power from the AC power supply, and receives the AC power in a contactless manner. The power transmitting element for feeding power to the power transmitting element, the current detector for detecting a value related to the common mode current flowing through the power transmitting element, and the control device for controlling the AC power supply, the control device being the common mode current detected by the current detector. Disclosed is a power transmission unit that controls AC power supplied from an AC power supply to a power transmission element based on a value related to.
The present application can be implemented not only as a power transmission unit but also as a non-contact power supply device including a power transmission unit and a power reception unit.

これによれば、電流検出器は、非接触で給電を行う送電素子に流れるコモンモード電流に係わる値、例えば、電流値や電流量を検出する。そして、制御装置は、電流検出器で検出したコモンモード電流に係わる値に基づき、交流電源から送電素子へ供給する交流電力を制御する。放射ノイズは、コモンモード電流の増大に応じて増大する。このため、制御装置は、例えば、コモンモード電流に係わる値の変動に応じて、交流電源から送電素子へ供給する交流電力を低減する、あるいは一定の値に維持等することで、コモンモード電流の増大を抑制し、放射ノイズを抑制することができる。その結果、コモンモード電流に起因した放射ノイズを抑制できる。 According to this, the current detector detects a value related to the common mode current flowing in the power transmitting element that supplies power in a non-contact manner, for example, a current value or a current amount. Then, the control device controls the AC power supplied from the AC power supply to the power transmission element based on the value related to the common mode current detected by the current detector. Radiated noise increases with increasing common mode current. Therefore, the control device reduces the AC power supplied from the AC power supply to the power transmitting element, or maintains it at a constant value, for example, according to the fluctuation of the value related to the common mode current. It is possible to suppress the increase and suppress the radiation noise. As a result, the radiation noise due to the common mode current can be suppressed.

本願の非接触給電装置を搭載した搬送コンベアの斜視図である。It is a perspective view of the conveyance conveyor carrying the non-contact electric power feeder of this application. 搬送コンベアの内部を一部だけ示した斜視図である。It is a perspective view which showed only the inside of a conveyance conveyor. 固定部の断面図である。It is sectional drawing of a fixed part. キャリアの側面図である。It is a side view of a carrier. 非接触給電装置の回路図である。It is a circuit diagram of a non-contact electric power feeder. キャリアの消費電力、コモンモード電流、ＰＷＭ信号のデューティ比、及び受電コイル部の受電電圧の関係を示すタイミングチャートである。7 is a timing chart showing the relationship among the power consumption of the carrier, the common mode current, the duty ratio of the PWM signal, and the power reception voltage of the power reception coil unit.

以下、本願の非接触給電装置を具体化した一実施形態として、搬送コンベアについて説明する。図１は、本実施形態の非接触給電装置を搭載した搬送コンベア１０の斜視図を示している。搬送コンベア１０は、リニアモータの駆動によって固定部１１に対してキャリア１３をスライド移動させる装置である。尚、以下の説明では、図１に示すように、キャリア１３をスライド移動させる方向をＸ方向、Ｘ方向に垂直で固定部１１を載置する面に平行な方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向をＺ方向と称して説明する。 Hereinafter, a transport conveyor will be described as an embodiment in which the non-contact power supply device of the present application is embodied. FIG. 1 shows a perspective view of a transfer conveyor 10 equipped with the non-contact power supply device of the present embodiment. The transport conveyor 10 is a device that slides the carrier 13 with respect to the fixed portion 11 by driving a linear motor. In the following description, as shown in FIG. 1, the direction in which the carrier 13 is slid is set to the X direction, the direction perpendicular to the X direction and parallel to the surface on which the fixed portion 11 is placed is the Y direction, the X direction, and the Y direction. The direction perpendicular to the direction will be described as the Z direction.

搬送コンベア１０は、１台のキャリア１３を固定部１１内に配置して構成されている。図２は、搬送コンベア１０のＹ方向における手前側の部材を取り除いて、搬送コンベア１０の内部を一部だけ示している。図３は、Ｘ方向に直交する平面で固定部１１を切断した断面を示している。図１〜図３に示すように、固定部１１は、Ｘ方向に延設されている。Ｘ方向に直交する平面で切断した固定部１１の断面形状は、Ｚ方向の上部を開口した略Ｕ字形状をなしている。固定部１１は、底板２１と、一対の側板２２，２３を備えている。 The transport conveyor 10 is configured by disposing one carrier 13 in the fixed portion 11. FIG. 2 shows a part of the inside of the transfer conveyor 10 by removing the member on the front side in the Y direction of the transfer conveyor 10. FIG. 3 shows a cross section of the fixing portion 11 taken along a plane orthogonal to the X direction. As shown in FIGS. 1 to 3, the fixing portion 11 extends in the X direction. The cross-sectional shape of the fixed portion 11 cut along a plane orthogonal to the X direction is a substantially U-shape with an opening in the Z direction. The fixed portion 11 includes a bottom plate 21 and a pair of side plates 22 and 23.

底板２１は、Ｘ方向に延設され、下部を開口され、上下方向に薄い略箱型形状をなしている。底板２１の下部には、非接触給電を制御する制御基板２５が設けられている。制御基板２５は、下部を開口した底板２１内に収納され、底板２１の下面に固定されている。 The bottom plate 21 extends in the X direction, has an opening at the bottom, and has a substantially box-like shape that is thin in the vertical direction. A control board 25 that controls non-contact power supply is provided below the bottom plate 21. The control board 25 is housed in the bottom plate 21 having an opening at the bottom, and is fixed to the lower surface of the bottom plate 21.

一対の側板２２，２３は、底板２１の上面に立設して設けられ、Ｚ方向の高さが同一となっている。一対の側板２２，２３は、Ｘ方向に沿って延設されている。固定部１１は、底板２１及び一対の側板２２，２３によって、Ｘ方向に延びる溝（レール）を構成している。キャリア１３は、この固定部１１のレール内に収納されている。一対の側板２２，２３の内壁には、複数のマグネット２６が固定子として取り付けられている。複数のマグネット２６は、例えば、Ｚ方向に延びる板状をなし、側板２２，２３の各々の内壁において、Ｘ方向に沿って、即ち、キャリア１３の移動方向に沿って等間隔に配置されている。マグネット２６の各々は、例えば、キャリア１３とＹ方向で対向する内側の面においてＮ極、Ｓ極が交互に現れるように、Ｘ方向において隣り合うものが互いに異なる極性（Ｎ極及びＳ極）となっている。換言すれば、複数のマグネット２６は、Ｘ方向に沿って交互に異なる極性を内側に向けて配置されている。尚、図２及び図３は、マグネット２６を覆う図１に示すカバー２７を取り外した状態を示している。また、図２は、Ｙ方向の手前側の側板２２を取り外した状態を示している。 The pair of side plates 22 and 23 are provided upright on the upper surface of the bottom plate 21 and have the same height in the Z direction. The pair of side plates 22 and 23 extend along the X direction. The fixed portion 11 includes a bottom plate 21 and a pair of side plates 22 and 23 that form a groove (rail) extending in the X direction. The carrier 13 is housed in the rail of the fixed portion 11. A plurality of magnets 26 are attached as stators to the inner walls of the pair of side plates 22 and 23. The plurality of magnets 26 have, for example, a plate shape extending in the Z direction, and are arranged at equal intervals on the inner walls of the side plates 22 and 23 along the X direction, that is, along the moving direction of the carrier 13. .. In each of the magnets 26, adjacent magnets in the X-direction have different polarities (N-pole and S-pole) so that N-poles and S-poles alternately appear on the inner surface facing the carrier 13 in the Y-direction. Is becoming In other words, the plurality of magnets 26 are arranged so that different polarities are alternately directed inward along the X direction. 2 and 3 show a state in which the cover 27 shown in FIG. 1 which covers the magnet 26 is removed. Further, FIG. 2 shows a state in which the side plate 22 on the front side in the Y direction is removed.

また、Ｚ方向における側板２２，２３の各々の上部には、レール部２８が設けられている。レール部２８は、例えば、スライド面をＶ字に形成されたＶレールであり、後述するキャリア１３の溝ローラ４３を取り付けられる。 A rail portion 28 is provided on each of the side plates 22 and 23 in the Z direction. The rail portion 28 is, for example, a V rail whose sliding surface is formed in a V shape, and to which a groove roller 43 of the carrier 13 described later is attached.

側板２２の上部に設けられたレール部２８の上面には、リニアスケール２９が取り付けられている。また、図４に示すように、キャリア１３には、固定部１１のリニアスケール２９とＺ方向で対向する位置にリニアヘッド４０が取り付けられている。リニアヘッド４０は、キャリア１３のＸ方向への移動にともなって、リニアスケール２９の上部を移動し、Ｘ方向におけるキャリア１３の位置を位置信号として出力する。尚、リニアスケール２９及びリニアヘッド４０による位置の検出方法は、特に限定されない。例えば、位置の検出方法は、光学式の検出方法でも良く、あるいは電磁誘導を用いた検出方法でも良い。また、キャリア１３の位置を検出する方法は、リニアスケールに限らず、例えば、ロータリーエンコーダを用いても良い。 A linear scale 29 is attached to the upper surface of the rail portion 28 provided on the upper portion of the side plate 22. Further, as shown in FIG. 4, a linear head 40 is attached to the carrier 13 at a position facing the linear scale 29 of the fixed portion 11 in the Z direction. The linear head 40 moves above the linear scale 29 as the carrier 13 moves in the X direction, and outputs the position of the carrier 13 in the X direction as a position signal. The position detection method by the linear scale 29 and the linear head 40 is not particularly limited. For example, the position detection method may be an optical detection method or a detection method using electromagnetic induction. Further, the method of detecting the position of the carrier 13 is not limited to the linear scale, and for example, a rotary encoder may be used.

また、底板２１の上面には、Ｘ方向に延設された走行レール３０が設けられている。尚、図２は、奥側の走行レール３０を取り外した状態を示している。また、側板２２，２３の下部は、Ｙ方向の内側に向かって、且つ底板２１の上面に沿って延設されている。その側板２２，２３の底板２１上に延設された部分の上には、非接触給電を行う送電コイル部３１が設けられている。送電コイル部３１は、Ｘ方向に延びるコイル保持部３３と、送電コイル３５とを備えている。尚、図１及び図２は、送電コイル３５を取り外した状態を示している。コイル保持部３３は、Ｘ方向に延びる略板状をなしている。コイル保持部３３の材料は、例えば、フェライトや電磁鋼板などの磁性材料である。Ｘ方向に直交する平面で切断したコイル保持部３３の断面形状は、上方に向かって突出する略Ｅ字形状をなしている。送電コイル３５は、Ｙ方向におけるコイル保持部３３の中央部の突出した部分に巻回されている。 Further, a traveling rail 30 extending in the X direction is provided on the upper surface of the bottom plate 21. Note that FIG. 2 shows a state in which the traveling rail 30 on the back side is removed. The lower portions of the side plates 22 and 23 extend inward in the Y direction and along the upper surface of the bottom plate 21. A power transmission coil unit 31 for performing non-contact power feeding is provided on the portions of the side plates 22 and 23 extending on the bottom plate 21. The power transmission coil unit 31 includes a coil holding unit 33 extending in the X direction and a power transmission coil 35. 1 and 2 show a state in which the power transmission coil 35 is removed. The coil holding portion 33 has a substantially plate shape extending in the X direction. The material of the coil holding portion 33 is, for example, a magnetic material such as ferrite or electromagnetic steel plate. The cross-sectional shape of the coil holding portion 33 cut along a plane orthogonal to the X direction is a substantially E-shape protruding upward. The power transmission coil 35 is wound around the projecting portion of the central portion of the coil holding portion 33 in the Y direction.

また、図１及び図２に示すように、キャリア１３は、本体部４１と、作業台４２とを備えている。本体部４１は、Ｘ方向及びＺ方向に長い箱型形状をなし、内部に様々な機器が内蔵されている。作業台４２は、Ｘ方向に長い略板状をなし、本体部４１の上部に固定されている。図４は、キャリア１３をＸ方向から見た側面図であり、本体部４１の一部を取り除いた状態を示している。図４に示すように、作業台４２の下面には、複数の溝ローラ４３が取り付けられている。本実施形態の複数の溝ローラ４３は、Ｙ方向における作業台４２の側縁部にそれぞれ３個（合計で６個）取り付けられている。また、作業台４２の下面には、上記したリニアヘッド４０が取り付けられている。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the carrier 13 includes a main body 41 and a workbench 42. The main body 41 has a box-like shape that is long in the X and Z directions, and has various devices built therein. The workbench 42 has a substantially plate shape that is long in the X direction, and is fixed to the upper portion of the main body 41. FIG. 4 is a side view of the carrier 13 as seen from the X direction, showing a state in which a part of the main body 41 is removed. As shown in FIG. 4, a plurality of groove rollers 43 are attached to the lower surface of the work table 42. The plurality of groove rollers 43 of the present embodiment are attached to the side edge portions of the work table 42 in the Y direction, respectively, three pieces (six pieces in total). Further, the linear head 40 described above is attached to the lower surface of the work table 42.

また、本体部４１の下面には、走行ローラ４５が取り付けられている。走行ローラ４５は、Ｙ方向において並んで配置された２つを１組として、Ｘ方向において複数組設けられている。各走行ローラ４５は、Ｚ方向に沿った回転軸を中心に回転可能となっている。 A traveling roller 45 is attached to the lower surface of the main body 41. A plurality of traveling rollers 45 are provided in the X direction, with two traveling rollers 45 arranged side by side in the Y direction as one set. Each traveling roller 45 is rotatable about a rotation axis along the Z direction.

キャリア１３は、作業台４２を固定部１１の上方に配置した状態で、略Ｕ字状をなす固定部１１のレール内に本体部４１を挿入している。固定部１１に挿入された本体部４１は、固定部１１の側板２２，２３との間に一定の隙間を設けている。複数の溝ローラ４３の各々は、側板２２，２３の上部に設けられたレール部２８に対して回転可能に取り付けられている。また、走行ローラ４５は、底板２１の上面に設けられた走行レール３０内に配置され、走行レール３０の内壁と接触して回転可能な状態となっている。キャリア１３は、溝ローラ４３及び走行ローラ４５を固定部１１に対して回転可能に取り付けられることでＸ方向へ移動可能となり、作業台４２にワーク（部品や完成品など）を載置して移動する。本実施形態の搬送コンベア１０は、例えば、複数の固定部１１を連結して構成した搬送経路上でキャリア１３を移動させ、所定の部品供給位置等においてキャリア１３を停止させ、部品の供給などの作業を実行する。 In the carrier 13, the main body portion 41 is inserted into the rail of the substantially U-shaped fixed portion 11 with the work table 42 arranged above the fixed portion 11. The main body portion 41 inserted into the fixed portion 11 is provided with a constant gap between the side plates 22 and 23 of the fixed portion 11. Each of the plurality of groove rollers 43 is rotatably attached to a rail portion 28 provided on the upper portions of the side plates 22 and 23. Further, the traveling roller 45 is arranged inside the traveling rail 30 provided on the upper surface of the bottom plate 21, and is in a state of being contactable with the inner wall of the traveling rail 30 to be rotatable. The carrier 13 becomes movable in the X direction by rotatably attaching the groove roller 43 and the traveling roller 45 to the fixed portion 11, and moves the work (parts or finished product) placed on the workbench 42. To do. The carrier conveyor 10 of the present embodiment moves the carrier 13 on a carrier path configured by connecting a plurality of fixed parts 11, stops the carrier 13 at a predetermined component supply position, and supplies components. Do the work.

また、本体部４１の下面には、非接触給電を行う受電コイル部４７が設けられている。受電コイル部４７は、Ｘ方向に延びるコイル保持部４８と、受電コイル４９とを備えている。コイル保持部４８は、Ｘ方向に延びる略板状をなしている。Ｘ方向に直交する平面で切断したコイル保持部４８の断面形状は、下方に向かって突出する略Ｅ字形状をなしている。受電コイル４９は、Ｙ方向におけるコイル保持部４８の中央部の突出した部分に巻回されている。キャリア１３を固定部１１内に配置した状態では、受電コイル部４７は、Ｚ方向において送電コイル部３１と所定の間隔を間に設けて対向して配置されている。 Further, a power receiving coil portion 47 that performs non-contact power feeding is provided on the lower surface of the main body portion 41. The power receiving coil section 47 includes a coil holding section 48 extending in the X direction and a power receiving coil 49. The coil holding portion 48 has a substantially plate shape extending in the X direction. The cross-sectional shape of the coil holding portion 48 cut along a plane orthogonal to the X direction is a substantially E-shape protruding downward. The power receiving coil 49 is wound around the projecting portion of the central portion of the coil holding portion 48 in the Y direction. In a state where the carrier 13 is arranged in the fixed portion 11, the power receiving coil portion 47 is arranged to face the power transmitting coil portion 31 in the Z direction with a predetermined gap therebetween.

また、図２及び図４に示すように、本体部４１内には、受電基板５０と、サーボアンプ５１と、可動子である巻線部５３とが内蔵されている。従って、本実施形態の搬送コンベア１０は、固定子（固定部１１）にマグネット２６を、キャリア１３に可動子（巻線部５３）を配置した、所謂、ムービングコイル型のリニアモータを構成している。受電基板５０は、受電コイル部４７と接続され、送電コイル部３１から受電コイル部４７へ給電された交流電力に応じた電力を供給される。また、受電基板５０は、サーボアンプ５１と接続され、サーボアンプ５１へ電力を供給する。サーボアンプ５１は、受電基板５０から供給された電力から巻線部５３に通電する駆動電流を生成する。 Further, as shown in FIG. 2 and FIG. 4, the power receiving substrate 50, the servo amplifier 51, and the winding portion 53 that is a mover are built in the main body portion 41. Therefore, the conveyor 10 of the present embodiment constitutes a so-called moving coil type linear motor in which the magnet 26 is arranged in the stator (fixing portion 11) and the mover (winding portion 53) is arranged in the carrier 13. There is. The power receiving substrate 50 is connected to the power receiving coil unit 47 and is supplied with electric power according to the AC power supplied from the power transmitting coil unit 31 to the power receiving coil unit 47. The power receiving board 50 is connected to the servo amplifier 51 and supplies electric power to the servo amplifier 51. The servo amplifier 51 generates a drive current for energizing the winding portion 53 from the electric power supplied from the power receiving substrate 50.

本実施形態の巻線部５３は、Ｙ方向における本体部４１の両側にそれぞれ設けられている。各巻線部５３は、例えば、３つのヨーク５３Ａのそれぞれに巻線５３Ｂが巻回されている。この３つの巻線５３Ｂの各々は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に対応している。各相のヨーク５３Ａ及び巻線５３Ｂは、Ｘ方向、即ち、キャリア１３の移動方向に並んで配置されている。サーボアンプ５１は、駆動電流として、三相の交流電流を各巻線５３Ｂに通電する。巻線部５３は、サーボアンプ５１から巻線５３Ｂに交流電流を通電されると磁界を発生させ（Ｎ極及びＳ極を誘起され）、固定部１１のマグネット２６との間に推進力を発生させる。キャリア１３は、巻線部５３とマグネット２６との間に生じる推進力により、Ｘ方向に移動する。本実施形態では、Ｙ方向で対向するマグネット２６と、Ｙ方向における本体部４１の両側に設けられた巻線部５３とにより両側式のリニアモータを構成している。受電基板５０は、サーボアンプ５１を介して巻線部５３に通電する駆動電流（三相の交流電流）を制御することで、巻線５３Ｂによって形成する磁界、即ち、キャリア１３を移動させる方向や速度を制御する。 The winding portions 53 of the present embodiment are provided on both sides of the body portion 41 in the Y direction. In each winding portion 53, for example, a winding 53B is wound around each of the three yokes 53A. Each of the three windings 53B corresponds to, for example, a U phase, a V phase, and a W phase. The yoke 53A and the winding 53B of each phase are arranged side by side in the X direction, that is, the moving direction of the carrier 13. The servo amplifier 51 applies a three-phase alternating current as a drive current to each winding 53B. The winding portion 53 generates a magnetic field (inducing an N pole and an S pole) when an alternating current is applied to the winding 53B from the servo amplifier 51 and generates a propulsive force between the magnet 26 of the fixed portion 11. Let The carrier 13 moves in the X direction by the propulsive force generated between the winding portion 53 and the magnet 26. In this embodiment, the magnets 26 facing each other in the Y direction and the winding portions 53 provided on both sides of the main body 41 in the Y direction constitute a double-sided linear motor. The power receiving substrate 50 controls a drive current (three-phase alternating current) that is supplied to the winding portion 53 via the servo amplifier 51, thereby generating a magnetic field formed by the winding 53B, that is, a direction of moving the carrier 13. Control the speed.

次に、上記した搬送コンベア１０における非接触給電装置６０について説明する。図５は、搬送コンベア１０の非接触給電装置６０に係わる部分を示している。本実施形態の非接触給電装置６０は、送電ユニット６０Ａと、受電ユニット６０Ｂとを備える。送電ユニット６０Ａは、上記した制御基板２５、送電コイル部３１の他に、直流電源６７等を備えている。受電ユニット６０Ｂは、上記した受電基板５０、受電コイル部４７、サーボアンプ５１等を備えている。非接触給電装置６０は、送電コイル部３１から受電コイル部４７へ交流電力を非接触で給電する。 Next, the non-contact power supply device 60 in the above-mentioned transfer conveyor 10 will be described. FIG. 5 shows a part of the transfer conveyor 10 related to the non-contact power supply device 60. The contactless power supply device 60 of the present embodiment includes a power transmission unit 60A and a power reception unit 60B. The power transmission unit 60A includes a DC power supply 67 and the like in addition to the control board 25 and the power transmission coil unit 31 described above. The power receiving unit 60B includes the power receiving substrate 50, the power receiving coil section 47, the servo amplifier 51, and the like described above. The contactless power supply device 60 supplies AC power from the power transmission coil unit 31 to the power reception coil unit 47 in a contactless manner.

図５に示すように、送電側の制御基板２５は、ハーフブリッジ回路６１と、共振コンデンサ６２と、送電制御部６３と、電流検出器６５とを備えている。ハーフブリッジ回路６１は、直流電源６７に接続され、非接触給電装置６０の交流電源として機能する。直流電源６７は、例えば、固定部１１の底板２１の下に取り付けられている。あるいは、直流電源６７は、搬送コンベア１０とは別に設けられる電源装置でもよい。直流電源６７は、直流電圧Ｖｄｃをハーフブリッジ回路６１に出力する。 As shown in FIG. 5, the control board 25 on the power transmission side includes a half bridge circuit 61, a resonance capacitor 62, a power transmission control unit 63, and a current detector 65. The half bridge circuit 61 is connected to a DC power supply 67 and functions as an AC power supply for the contactless power supply device 60. The DC power supply 67 is attached, for example, below the bottom plate 21 of the fixed portion 11. Alternatively, the DC power supply 67 may be a power supply device provided separately from the transport conveyor 10. The DC power supply 67 outputs the DC voltage Vdc to the half bridge circuit 61.

ハーフブリッジ回路６１は、２つのスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２及び２つのダイオードＤ１，Ｄ２を備えている。スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２は、例えば、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴである。ダイオードＤ１，Ｄ２は、例えば、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２の各々のボディダイオードであり、転流動作のためのダイオードである。 The half bridge circuit 61 includes two switching elements TR1 and TR2 and two diodes D1 and D2. The switching elements TR1 and TR2 are, for example, N-type MOSFETs. The diodes D1 and D2 are, for example, body diodes of the switching elements TR1 and TR2, and are diodes for commutation operation.

スイッチング素子ＴＲ１のドレインは、直流電源６７の正側端子及びダイオードＤ１のカソードに接続されている。また、スイッチング素子ＴＲ１のソースは、ダイオードＤ１のアノード、共振コンデンサ６２、スイッチング素子ＴＲ２のドレイン、ダイオードＤ２のカソードに接続さている。同様に、スイッチング素子ＴＲ２のドレインは、ダイオードＤ２のカソードに接続されている。また、スイッチング素子ＴＲ２のソースは、ダイオードＤ２のアノード、直流電源６７の負側端子に接続されている。 The drain of the switching element TR1 is connected to the positive terminal of the DC power supply 67 and the cathode of the diode D1. The source of the switching element TR1 is connected to the anode of the diode D1, the resonance capacitor 62, the drain of the switching element TR2, and the cathode of the diode D2. Similarly, the drain of the switching element TR2 is connected to the cathode of the diode D2. The source of the switching element TR2 is connected to the anode of the diode D2 and the negative terminal of the DC power supply 67.

スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のゲートは、送電制御部６３に接続されている。送電制御部６３は、例えば、ＣＰＵを主体とした処理回路である。送電制御部６３は、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２の各々のゲートにゲート電圧として、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation；パルス幅変調）信号ＰＷＭを供給し、スイッチング動作させる。送電制御部６３は、例えば、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２を交互にオン・オフする。これにより、共振コンデンサ６２及び送電コイル３５に交番電流が流れる。送電制御部６３は、スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２をスイッチング動作させることで、例えば、直流電圧Ｖｄｃを矩形波状の交流電圧Ｖａｃ（交流電力）に変換して送電コイル部３１へ出力する。送電制御部６３は、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を変更することで、交流電圧Ｖａｃの周波数や実効値を変更可能となっている。送電制御部６３は、例えば、起動に応じて、交流電圧Ｖａｃの周波数が予め定められた目標の周波数となるようにＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を制御する。この目標周波数は、例えば、送電側及び受電側の共振回路の共振周波数に基づいて設定される。 The gates of the switching elements TR1 and TR2 are connected to the power transmission control unit 63. The power transmission control unit 63 is, for example, a processing circuit mainly including a CPU. The power transmission control unit 63 supplies a PWM (Pulse Width Modulation) signal PWM as a gate voltage to the gates of each of the switching elements TR1 and TR2 to perform a switching operation. The power transmission control unit 63 alternately turns on and off the switching elements TR1 and TR2, for example. As a result, an alternating current flows through the resonance capacitor 62 and the power transmission coil 35. The power transmission control unit 63 performs a switching operation on the switching elements TR1 and TR2, for example, converts the DC voltage Vdc into a rectangular wave AC voltage Vac (AC power) and outputs the AC voltage Vac to the power transmission coil unit 31. The power transmission control unit 63 can change the frequency and the effective value of the AC voltage Vac by changing the duty ratio of the PWM signal PWM. The power transmission control unit 63 controls the duty ratio of the PWM signal PWM so that the frequency of the AC voltage Vac becomes a predetermined target frequency, for example, upon activation. This target frequency is set, for example, based on the resonance frequencies of the resonance circuits on the power transmission side and the power reception side.

送電コイル部３１の送電コイル３５の一端は、第一電源線Ｌ１を介して共振コンデンサ６２に接続されている。共振コンデンサ６２は、送電コイル３５と直列に接続され共振回路を構成する。送電コイル３５の他端は、第二電源線Ｌ２を介して、スイッチング素子ＴＲ２のソースに接続されている。ハーフブリッジ回路６１によって生成される矩形波状の交流電圧Ｖａｃは、共振コンデンサ６２及び送電コイル３５によって正弦波状とされる。送電コイル３５は、ハーフブリッジ回路６１から交流電圧Ｖａｃを供給されることにより、磁界（交番磁界）を発生させる。受電コイル部４７の受電コイル４９は、送電コイル３５と相互に電磁結合し、非接触給電を行う。受電コイル４９は、例えば、送電コイル３５に発生する交番磁界に応じて誘導電流が発生し、非接触で給電される。 One end of the power transmission coil 35 of the power transmission coil unit 31 is connected to the resonance capacitor 62 via the first power supply line L1. The resonance capacitor 62 is connected in series with the power transmission coil 35 to form a resonance circuit. The other end of the power transmission coil 35 is connected to the source of the switching element TR2 via the second power supply line L2. The rectangular wave AC voltage Vac generated by the half bridge circuit 61 is made sinusoidal by the resonance capacitor 62 and the power transmission coil 35. The power transmission coil 35 generates a magnetic field (alternating magnetic field) by being supplied with the AC voltage Vac from the half bridge circuit 61. The power receiving coil 49 of the power receiving coil unit 47 is electromagnetically coupled to the power transmitting coil 35 to perform non-contact power feeding. The power receiving coil 49, for example, generates an induced current according to the alternating magnetic field generated in the power transmitting coil 35, and is supplied with power without contact.

受電ユニット６０Ｂの受電基板５０は、受電変換部７１と、受電制御部７２とを備えている。受電コイル４９は、受電変換部７１に接続されている。受電変換部７１は、共振コンデンサ７３と、ＡＣ／ＤＣ変換回路７５とを備えている。共振コンデンサ７３は、受電コイル４９に並列接続され、共振回路を構成する。ＡＣ／ＤＣ変換回路７５は、受電コイル４９及び共振コンデンサ７３に接続されている。ＡＣ／ＤＣ変換回路７５は、ダイオード７７及びコンデンサ７８を備え、受電コイル４９によって非接触で給電した受電電圧Ｖａｃ２（交流電力）を、半波整流して直流電圧Ｖｄｃ２に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換回路７５は、変換した直流電圧Ｖｄｃ２を受電制御部７２へ供給する。尚、ＡＣ／ＤＣ変換回路７５は、半波整流回路に限らず、例えば、４個の整流ダイオードをブリッジ接続した全波整流回路でも良い。 The power receiving substrate 50 of the power receiving unit 60B includes a power receiving conversion unit 71 and a power receiving control unit 72. The power reception coil 49 is connected to the power reception conversion unit 71. The power reception conversion unit 71 includes a resonance capacitor 73 and an AC/DC conversion circuit 75. The resonance capacitor 73 is connected in parallel to the power receiving coil 49 and constitutes a resonance circuit. The AC/DC conversion circuit 75 is connected to the power receiving coil 49 and the resonance capacitor 73. The AC/DC conversion circuit 75 includes a diode 77 and a capacitor 78, and half-wave rectifies the power reception voltage Vac2 (AC power) supplied in a contactless manner by the power reception coil 49 to convert it to a DC voltage Vdc2. The AC/DC conversion circuit 75 supplies the converted DC voltage Vdc2 to the power reception control unit 72. The AC/DC conversion circuit 75 is not limited to the half-wave rectification circuit, but may be, for example, a full-wave rectification circuit in which four rectification diodes are bridge-connected.

受電制御部７２は、ＡＣ／ＤＣ変換回路７５から供給される直流電圧Ｖｄｃ２を降圧等して、サーボアンプ５１へ供給する。また、受電制御部７２は、例えば、外部の管理装置と無線通信可能な通信部（図示略）を備え、リニアヘッド４０で検出した位置信号を管理装置へ送信する。管理装置は、受信した位置信号に基づいて、キャリア１３（図１参照）の制御内容を決定する。受電制御部７２は、管理装置から通信部を介して受信した制御指令に応じてサーボアンプ５１へ供給する電力を制御する。これにより、キャリア１３は、管理装置の制御指令に応じて移動、停止、加速等をする。尚、受電制御部７２は、リニアヘッド４０の位置信号に基づいて検出したキャリア１３の位置に応じてサーボアンプ５１へ供給する電力を制御し、移動や停止等しても良い。この場合、キャリア１３は、外部の管理装置からの指令ではなく、自動で位置や速度を調整する。 The power reception control unit 72 steps down the DC voltage Vdc2 supplied from the AC/DC conversion circuit 75, and supplies the DC voltage Vdc2 to the servo amplifier 51. Further, the power reception control unit 72 includes, for example, a communication unit (not shown) capable of wirelessly communicating with an external management device, and transmits the position signal detected by the linear head 40 to the management device. The management device determines the control content of the carrier 13 (see FIG. 1) based on the received position signal. The power reception control unit 72 controls the power supplied to the servo amplifier 51 according to the control command received from the management device via the communication unit. As a result, the carrier 13 moves, stops, accelerates, or the like according to the control command from the management device. The power reception control unit 72 may control the power supplied to the servo amplifier 51 according to the position of the carrier 13 detected based on the position signal of the linear head 40, and may move or stop the power. In this case, the carrier 13 automatically adjusts the position and speed, not the command from the external management device.

次に、制御基板２５の電流検出器６５について説明する。電流検出器６５は、環状コア８１と、アンプ８２とを備えている。環状コア８１は、例えば、円環状の磁性体コア（トロイダルコアなど）である。環状コア８１は、ハーフブリッジ回路６１と送電コイル部３１とを接続する第一及び第二電源線Ｌ１，Ｌ２の２つの電源線を挿通している（クランプしている）。環状コア８１には、コイル８３が巻回されている。アンプ８２は、コイル８３と接続され、第一及び第二電源線Ｌ１，Ｌ２に流れるコモンモード電流Ｉｃに応じてコイル８３に発生する誘導電流を入力する。アンプ８２は、コイル８３から入力した誘導電流を増幅して、コモンモード電流Ｉｃに応じた検出信号Ｓｃを送電制御部６３に出力する。 Next, the current detector 65 of the control board 25 will be described. The current detector 65 includes an annular core 81 and an amplifier 82. The annular core 81 is, for example, an annular magnetic core (toroidal core or the like). The annular core 81 passes (clamps) two power supply lines, that is, the first and second power supply lines L1 and L2 that connect the half bridge circuit 61 and the power transmission coil unit 31. A coil 83 is wound around the annular core 81. The amplifier 82 is connected to the coil 83, and inputs the induced current generated in the coil 83 according to the common mode current Ic flowing through the first and second power supply lines L1 and L2. The amplifier 82 amplifies the induced current input from the coil 83 and outputs the detection signal Sc corresponding to the common mode current Ic to the power transmission control unit 63.

送電制御部６３は、アンプ８２から入力した検出信号Ｓｃに基づいて、コモンモード電流Ｉｃに係わる値を検出する。ここでいうコモンモード電流Ｉｃに係わる値とは、コモンモード電流Ｉｃの電流値でもよく、あるいは、コモンモード電流Ｉｃの電流値と時間とを積分した電流量でも良い。送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃに係わる値に基づいて、ハーフブリッジ回路６１に供給するＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を制御する。従って、本実施形態のハーフブリッジ回路６１は、送電コイル３５に流れるコモンモード電流Ｉｃの大きさに応じて、送電コイル３５へ供給する交流電圧Ｖａｃを制御する。 The power transmission control unit 63 detects a value related to the common mode current Ic based on the detection signal Sc input from the amplifier 82. The value relating to the common mode current Ic here may be the current value of the common mode current Ic, or the current amount obtained by integrating the current value of the common mode current Ic and time. The power transmission control unit 63 controls the duty ratio of the PWM signal PWM supplied to the half bridge circuit 61 based on the value related to the common mode current Ic. Therefore, the half bridge circuit 61 of the present embodiment controls the AC voltage Vac supplied to the power transmission coil 35 in accordance with the magnitude of the common mode current Ic flowing in the power transmission coil 35.

また、本実施形態の送電素子は、送電コイル３５（コイル）である。また、非接触給電装置６０は、ハーフブリッジ回路６１（交流電源）と送電コイル３５との間に接続され、送電コイル３５と共振回路を構成する共振コンデンサ６２を備えている。電流検出器６５は、共振コンデンサ６２と送電コイル３５とを接続する第一及び第二電源線Ｌ１，Ｌ２（電源線）に流れるコモンモード電流Ｉｃに係わる値を検出する。 The power transmission element of this embodiment is the power transmission coil 35 (coil). Further, the contactless power supply device 60 includes a resonance capacitor 62 that is connected between the half bridge circuit 61 (AC power supply) and the power transmission coil 35 and forms a resonance circuit with the power transmission coil 35. The current detector 65 detects a value related to the common mode current Ic flowing through the first and second power supply lines L1 and L2 (power supply line) connecting the resonance capacitor 62 and the power transmission coil 35.

これによれば、非接触給電装置６０は、送電コイル３５と共振コンデンサ６２とを接続した共振回路により非接触の給電を行う。そして、送電コイル３５と共振コンデンサ６２とを接続する第一及び第二電源線Ｌ１，Ｌ２に流れるコモンモード電流Ｉｃに係わる値を電流検出器６５で検出することで、コモンモード電流Ｉｃに係わる値（電流値など）を検出する精度の向上が期待できる。例えば、高電圧が発生する送電コイル３５により近い位置、即ち、ノイズの発生し易い位置に電流検出器６５を配置しコモンモード電流Ｉｃを検出することで、検出精度を高めることができる。尚、電流検出器６５を配置する場所は、共振コンデンサ６２と送電コイル３５との間に限らない。例えば、電流検出器６５を、ハーフブリッジ回路６１の出力端子と共振コンデンサ６２との間に配置しても良い。 According to this, the non-contact power feeding device 60 performs non-contact power feeding by the resonance circuit that connects the power transmission coil 35 and the resonance capacitor 62. Then, the value related to the common mode current Ic is detected by the current detector 65 detecting the value related to the common mode current Ic flowing through the first and second power supply lines L1 and L2 connecting the power transmission coil 35 and the resonance capacitor 62. It is expected that the accuracy of detecting (current value, etc.) will be improved. For example, the detection accuracy can be improved by disposing the current detector 65 at a position closer to the power transmission coil 35 where a high voltage is generated, that is, at a position where noise is likely to occur and detecting the common mode current Ic. The location where the current detector 65 is arranged is not limited to between the resonance capacitor 62 and the power transmission coil 35. For example, the current detector 65 may be arranged between the output terminal of the half bridge circuit 61 and the resonance capacitor 62.

（送電制御部６３による制御）
次に、送電制御部６３が、電流検出器６５の検出信号Ｓｃ（コモンモード電流Ｉｃ）に基づいて、交流電圧Ｖａｃを制御する制御方法について説明する。一例として、キャリア１３が固定部１１上で停止した場合について説明する。図６は、キャリア１３（非接触給電の負荷素子）で消費される消費電力Ｗ１、コモンモード電流Ｉｃの電流値、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比、及び受電コイル部４７に受電される受電電圧Ｖａｃ２の電圧値の関係を示すタイミングチャートである。消費電力Ｗ１は、例えば、サーボアンプ５１や巻線部５３で消費される電力である。(Control by the power transmission control unit 63)
Next, a control method in which the power transmission control unit 63 controls the AC voltage Vac based on the detection signal Sc (common mode current Ic) of the current detector 65 will be described. As an example, a case where the carrier 13 stops on the fixed portion 11 will be described. FIG. 6 illustrates the power consumption W1 consumed by the carrier 13 (a load element for non-contact power supply), the current value of the common mode current Ic, the duty ratio of the PWM signal PWM, and the power reception voltage Vac2 received by the power reception coil unit 47. It is a timing chart which shows the relationship of a voltage value. The power consumption W1 is, for example, the power consumed by the servo amplifier 51 and the winding portion 53.

まず、例えば、送電側の送電制御部６３は、搬送コンベア１０の起動に応じて、交流電圧Ｖａｃの周波数が予め定められた目標の周波数となるようにＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を制御する。これにより、送電コイル部３１から受電コイル部４７へ所望の交流電力が供給される。キャリア１３は、給電された交流電力に基づいて駆動し、複数の固定部１１を連結して構成した搬送路上を移動する。 First, for example, the power transmission control unit 63 on the power transmission side controls the duty ratio of the PWM signal PWM so that the frequency of the AC voltage Vac becomes a predetermined target frequency in response to the activation of the transport conveyor 10. As a result, desired AC power is supplied from the power transmission coil unit 31 to the power reception coil unit 47. The carrier 13 is driven based on the supplied AC power, and moves on a transport path configured by connecting a plurality of fixed parts 11.

また、搬送作業において、キャリア１３は、例えば、作業台４２に載置した部品を供給する供給位置で停止する。キャリア１３の受電制御部７２（図５参照）は、例えば、外部の管理装置から無線通信による制御指令を受信し、サーボアンプ５１へ供給する電力を停止する。図６の時間Ｔ０に示すように、キャリア１３の停止にともなって、消費電力Ｗ１は、低減する（図６中のポイントＰ１）。 Further, in the transfer operation, the carrier 13 stops at a supply position for supplying the components placed on the work table 42, for example. The power reception control unit 72 (see FIG. 5) of the carrier 13 receives, for example, a control command by wireless communication from an external management device, and stops the power supplied to the servo amplifier 51. As shown at time T0 in FIG. 6, the power consumption W1 is reduced as the carrier 13 is stopped (point P1 in FIG. 6).

また、非接触給電装置６０では、送電側の交流電圧Ｖａｃを一定値に維持する制御を継続した状態で、受電側（負荷素子）の消費電力Ｗ１を低減させると、受電電圧Ｖａｃ２が増大する電気的な特性がある。即ち、非接触給電装置６０は、非接触給電を実行中に、受電側の負荷が所定の値（例えば、稼働時の半分の負荷）より低くなる又は無負荷の状態となると、受電電圧Ｖａｃ２が増大する。このため、時間Ｔ０から消費電力Ｗ１が徐々に低減すると、受電コイル部４７の受電電圧Ｖａｃ２は、これに反して徐々に増大する（ポイントＰ２）。この間、送電制御部６３は、給電する交流電圧Ｖａｃを維持するため、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を一定の比率で維持する。 Further, in the contactless power supply device 60, when the power consumption W1 on the power receiving side (load element) is reduced while the control for maintaining the AC voltage Vac on the power transmitting side at a constant value is continued, the power receiving voltage Vac2 increases. Characteristics. That is, when the contactless power supply device 60 is performing the contactless power supply and the load on the power receiving side becomes lower than a predetermined value (for example, half the load during operation) or is in the no-load state, the power receiving voltage Vac2 changes. Increase. Therefore, when the power consumption W1 gradually decreases from the time T0, the power receiving voltage Vac2 of the power receiving coil unit 47, on the contrary, gradually increases (point P2). During this period, the power transmission control unit 63 maintains the duty ratio of the PWM signal PWM at a constant ratio in order to maintain the AC voltage Vac supplied.

また、本願の出願人が、実測等によって確認した結果、非接触給電装置６０において受電側の負荷を低減又は無負荷の状態とし、消費電力Ｗ１を低減させると、受電電圧Ｖａｃ２の増大とともに、送電側のコモンモード電流Ｉｃが増大する傾向がある。図６に示すように、コモンモード電流Ｉｃは、キャリア１３を停止し受電側の負荷を低減した時間Ｔ０以降において、徐々に増大する（ポイントＰ３）。 In addition, as a result of the actual measurement and the like confirmed by the applicant of the present application, if the load on the power receiving side of the contactless power feeding device 60 is reduced or no load is set and the power consumption W1 is reduced, the power receiving voltage Vac2 is increased and the power transmission is performed. The common mode current Ic on the side tends to increase. As shown in FIG. 6, the common mode current Ic gradually increases after the time T0 when the carrier 13 is stopped and the load on the power receiving side is reduced (point P3).

送電制御部６３は、電流検出器６５から入力する検出信号Ｓｃに基づいて、例えば、コモンモード電流Ｉｃの電流値を判定する。送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃの電流値が上限値ＴＨ１まで増大すると、コモンモード電流Ｉｃの電流値が上限値ＴＨ１を越えないように、コモンモード電流Ｉｃの電流値を上限値ＴＨ１に一致させる制御を行う。送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃの電流値を上限値ＴＨ１に一致させるように、送電コイル部３１へ供給する交流電圧Ｖａｃを制御するフィードバック制御を実行する。この上限値ＴＨ１は、例えば、コモンモード電流Ｉｃに起因した放射ノイズが国際規格等で定められたノイズの規格を満たす（上限値を下回る）ように設定される。 The power transmission control unit 63 determines, for example, the current value of the common mode current Ic based on the detection signal Sc input from the current detector 65. When the current value of the common mode current Ic increases to the upper limit value TH1, the power transmission control unit 63 sets the current value of the common mode current Ic to the upper limit value TH1 so that the current value of the common mode current Ic does not exceed the upper limit value TH1. Control to match. The power transmission control unit 63 executes feedback control for controlling the AC voltage Vac supplied to the power transmission coil unit 31 so that the current value of the common mode current Ic matches the upper limit value TH1. The upper limit value TH1 is set, for example, so that the radiation noise caused by the common mode current Ic satisfies the noise standard defined by the international standard (below the upper limit value).

時間Ｔ１において、コモンモード電流Ｉｃが上限値ＴＨ１まで増大すると、送電制御部６３は、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を下げる（ポイントＰ４）。ハーフブリッジ回路６１は、例えば、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比の低減に応じてスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のオン期間を減らし、交流電圧Ｖａｃの実効値を低減させることで、送電コイル部３１の送電コイル３５から送電する送電電力を低減する。これにより、交流電圧Ｖａｃの低減にともなって、送電コイル３５等とグランドとの間の寄生容量によって漏れる電流が低減し、コモンモード電流Ｉｃは、低減される。また、送信側の送電電力（交流電圧Ｖａｃ）の低減に応じて、電磁結合によって受電コイル部４７に誘導される誘導電流が低減し、受電電圧Ｖａｃ２は低減する。これにより、送電及び受電の両側における放射ノイズが低減される。 When the common mode current Ic increases to the upper limit value TH1 at time T1, the power transmission control unit 63 reduces the duty ratio of the PWM signal PWM (point P4). The half bridge circuit 61 reduces the ON period of the switching elements TR1 and TR2 in accordance with the reduction of the duty ratio of the PWM signal PWM, and reduces the effective value of the AC voltage Vac, so that the power transmission coil 35 of the power transmission coil unit 31. Reduce the amount of power transmitted from. As a result, as the AC voltage Vac is reduced, the leakage current due to the parasitic capacitance between the power transmission coil 35 and the like and the ground is reduced, and the common mode current Ic is reduced. Further, in accordance with the reduction of the transmission power (AC voltage Vac) on the transmission side, the induction current induced in the power reception coil unit 47 by the electromagnetic coupling is reduced, and the power reception voltage Vac2 is reduced. This reduces radiation noise on both sides of power transmission and power reception.

従って、本実施形態の送電制御部６３（制御装置）は、コモンモード電流Ｉｃに係わる値が所定の上限値ＴＨ１を超えないようにハーフブリッジ回路６１（交流電源）から送電コイル部３１（送電素子）へ供給する交流電圧Ｖａｃ（交流電力）を制御する。これによれば、送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃの電流値（コモンモード電流Ｉｃに係わる値）が上限値を超えないように交流電圧Ｖａｃを制御することで、コモンモード電流Ｉｃの増大を抑制し、放射ノイズを抑制することができる。 Therefore, the power transmission control unit 63 (control device) of the present embodiment operates from the half bridge circuit 61 (AC power supply) to the power transmission coil unit 31 (power transmission element) so that the value related to the common mode current Ic does not exceed the predetermined upper limit value TH1. ) Is controlled to AC voltage Vac (AC power). According to this, the power transmission control unit 63 increases the common mode current Ic by controlling the AC voltage Vac so that the current value of the common mode current Ic (value related to the common mode current Ic) does not exceed the upper limit value. Can be suppressed, and the radiation noise can be suppressed.

また、本実施形態の送電制御部６３（制御装置）は、コモンモード電流Ｉｃに係わる値が上限値ＴＨ１に一致するようにハーフブリッジ回路６１（交流電源）から送電コイル部３１（送電素子）へ供給する交流電圧Ｖａｃ（交流電力）を制御する。これによれば、送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃが上限値ＴＨ１に一致するように交流電圧Ｖａｃを制御する。その結果、コモンモード電流Ｉｃの増大を抑制し、放射ノイズを抑制することができる。また、コモンモード電流Ｉｃの電流値を上限値ＴＨ１に一致させる制御を行う、換言すれば、可能な限りコモンモード電流Ｉｃの増大を許容することで、放射ノイズの低減にともなう交流電圧Ｖａｃ（交流電力）の低減を最小限に抑えることが可能となる。その結果、後述するキャリア１３を再度移動させる際に、高い電圧値で維持した交流電圧Ｖａｃ、即ち、受電電圧Ｖａｃ２によって電力の供給を開始できるため、キャリア１３が停止状態から移動状態へ移行するのに必要な時間をより短縮することができる。このため、上限値ＴＨ１は、例えば、上記した国際規格等で定められたノイズの規格を満たし、且つ可能な限り交流電圧Ｖａｃ（受電電圧Ｖａｃ２）を大きく維持できる値が好ましい。尚、送電制御部６３は、増大するコモンモード電流Ｉｃの電流値を上限値ＴＨ１に一致させる制御を実行せず、コモンモード電流Ｉｃが上限値ＴＨ１以下となるように交流電圧Ｖａｃを低減する制御を実行しても良い。 Further, the power transmission control unit 63 (control device) of the present embodiment transfers from the half bridge circuit 61 (AC power supply) to the power transmission coil unit 31 (power transmission element) so that the value related to the common mode current Ic matches the upper limit value TH1. The AC voltage Vac (AC power) supplied is controlled. According to this, the power transmission control unit 63 controls the AC voltage Vac so that the common mode current Ic matches the upper limit value TH1. As a result, it is possible to suppress an increase in the common mode current Ic and suppress radiation noise. Further, control is performed to match the current value of the common mode current Ic with the upper limit value TH1, in other words, by allowing the common mode current Ic to increase as much as possible, the AC voltage Vac (AC It is possible to minimize the reduction of electric power). As a result, when the carrier 13 to be described later is moved again, the supply of electric power can be started by the AC voltage Vac maintained at a high voltage value, that is, the power reception voltage Vac2, so that the carrier 13 shifts from the stopped state to the moved state. The time required for can be further shortened. Therefore, it is preferable that the upper limit value TH1 satisfy, for example, the noise standard defined by the above-described international standard and maintain the AC voltage Vac (power reception voltage Vac2) as large as possible. The power transmission control unit 63 does not execute the control of matching the increasing current value of the common mode current Ic with the upper limit value TH1 and reduces the AC voltage Vac so that the common mode current Ic becomes equal to or lower than the upper limit value TH1. May be executed.

また、送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃの増大に応じてＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比（交流電圧Ｖａｃ）を低減した後、コモンモード電流Ｉｃが下限値ＴＨ２まで低減すると、コモンモード電流Ｉｃを上限値ＴＨ１に一致させるため、送電コイル部３１へ供給する交流電圧Ｖａｃを増大させる制御を実行する。時間Ｔ２において、コモンモード電流Ｉｃの電流値が下限値ＴＨ２まで低減すると、送電制御部６３は、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を上げる（ポイントＰ５）。ハーフブリッジ回路６１は、例えば、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比の増大に応じてスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２のオン期間を増やし、交流電圧Ｖａｃの実効値を増大させることで、送電コイル部３１の送電コイル３５から送電する送電電力を増大する。これにより、コモンモード電流Ｉｃ及び受電電圧Ｖａｃ２は増大する。 Further, the power transmission control unit 63 reduces the duty ratio (AC voltage Vac) of the PWM signal PWM according to the increase of the common mode current Ic, and then reduces the common mode current Ic to the lower limit value TH2 when the common mode current Ic decreases to the lower limit value TH2. In order to match the upper limit value TH1, control is performed to increase the AC voltage Vac supplied to the power transmission coil unit 31. When the current value of the common mode current Ic decreases to the lower limit value TH2 at time T2, the power transmission control unit 63 increases the duty ratio of the PWM signal PWM (point P5). The half bridge circuit 61 increases the effective period of the AC voltage Vac by increasing the ON period of the switching elements TR1 and TR2 according to the increase of the duty ratio of the PWM signal PWM, thereby increasing the effective value of the AC coil Vac. Increase the amount of power transmitted from. As a result, the common mode current Ic and the power reception voltage Vac2 increase.

送電制御部６３は、このような上限値ＴＨ１及び下限値ＴＨ２に基づいた、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比の制御を繰り返し実行する。これにより、コモンモード電流Ｉｃは、上限値ＴＨ１に近づくように、上限値ＴＨ１及び下限値ＴＨ２の間の一定の範囲内で維持される。換言すれば、送電コイル部３１の送電電力や、受電コイル部４７の受電電圧Ｖａｃ２は、一定の大きさ以上で維持される。 The power transmission control unit 63 repeatedly executes the control of the duty ratio of the PWM signal PWM based on the upper limit value TH1 and the lower limit value TH2. As a result, the common mode current Ic is maintained within a certain range between the upper limit value TH1 and the lower limit value TH2 so as to approach the upper limit value TH1. In other words, the transmission power of the power transmission coil unit 31 and the power reception voltage Vac2 of the power reception coil unit 47 are maintained at a certain level or higher.

次に、時間Ｔ３において、キャリア１３は、例えば、作業台４２に載置した部品の供給を終了すると、移動を開始する。キャリア１３の受電制御部７２（図５参照）は、例えば、外部の管理装置からの無線通信による制御指令に応じて、サーボアンプ５１へ電力の供給を開始する。これにより、受電側の負荷素子（サーボアンプ５１及び巻線部５３）は、負荷の低い状態から負荷の増大した状態へと移行する。キャリア１３の移動の開始（負荷の増大）にともなって、消費電力Ｗ１は、増大する（ポイントＰ６）。消費電力Ｗ１の増大にともなって、コモンモード電流Ｉｃ及び受電電圧Ｖａｃ２は、低減する。 Next, at time T3, the carrier 13 starts moving when, for example, the supply of the components placed on the workbench 42 is completed. The power reception control unit 72 (see FIG. 5) of the carrier 13 starts supplying power to the servo amplifier 51, for example, in response to a control command by wireless communication from an external management device. As a result, the load element (servo amplifier 51 and winding portion 53) on the power receiving side shifts from a low load state to a heavy load state. With the start of movement of the carrier 13 (increased load), the power consumption W1 increases (point P6). As the power consumption W1 increases, the common mode current Ic and the power reception voltage Vac2 decrease.

送電制御部６３は、キャリア１３の移動の開始にともなってコモンモード電流Ｉｃの増大が抑制されるため、上記した上限値ＴＨ１及び下限値ＴＨ２に基づいた、ＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比の制御を終了させる。結果として、本実施形態の送電制御部６３は、受電側の負荷の低減に合わせて上限値ＴＨ１に基づいた、コモンモード電流Ｉｃのフィードバック制御を開始し、コモンモード電流Ｉｃの増大を抑制する。また、受電側の負荷の増大に合わせてコモンモード電流Ｉｃが低減するため、送電制御部６３は、上限値ＴＨ１によるフィードバック制御を実行しない状態となる。そして、送電制御部６３は、時間Ｔ０以前と同様に、交流電圧Ｖａｃの周波数が予め定められた目標の周波数となるようにＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を制御する。 Since the increase of the common mode current Ic is suppressed with the start of the movement of the carrier 13, the power transmission control unit 63 ends the control of the duty ratio of the PWM signal PWM based on the above-described upper limit value TH1 and lower limit value TH2. Let As a result, the power transmission control unit 63 of the present embodiment starts the feedback control of the common mode current Ic based on the upper limit value TH1 in accordance with the reduction of the load on the power receiving side, and suppresses the increase of the common mode current Ic. Further, since the common mode current Ic decreases as the load on the power receiving side increases, the power transmission control unit 63 is in a state where the feedback control based on the upper limit value TH1 is not executed. Then, similarly to before the time T0, the power transmission control unit 63 controls the duty ratio of the PWM signal PWM so that the frequency of the AC voltage Vac becomes a predetermined target frequency.

尚、送電ユニット６０Ａは、受電側の負荷の状態を検出する装置を備えても良い。そして、送電制御部６３は、受電側の負荷の状態に応じて上限値ＴＨ１を用いたフィードバック制御の開始又は停止のタイミングを決定しても良い。例えば、送電制御部６３は、キャリア１３（受電ユニット６０Ｂ）の受電制御部７２からリニアヘッド４０（図４参照）の位置信号を受信する構成でも良い。そして、送電制御部６３は、リニアヘッド４０から受信した位置信号に基づいて、キャリア１３の位置の変化、即ち、キャリア１３の移動の開始にともなう負荷の増加を検出しても良い。例えば、送電制御部６３は、図６の時間Ｔ４において、キャリア１３の移動の開始を検出すると、上限値ＴＨ１に基づいたフィードバック制御を終了させても良い。 The power transmission unit 60A may include a device that detects the state of the load on the power receiving side. Then, the power transmission control unit 63 may determine the timing of starting or stopping the feedback control using the upper limit value TH1 according to the state of the load on the power receiving side. For example, the power transmission control unit 63 may be configured to receive the position signal of the linear head 40 (see FIG. 4) from the power reception control unit 72 of the carrier 13 (power reception unit 60B). Then, the power transmission control unit 63 may detect a change in the position of the carrier 13, that is, an increase in load accompanying the start of movement of the carrier 13, based on the position signal received from the linear head 40. For example, the power transmission control unit 63 may terminate the feedback control based on the upper limit value TH1 when detecting the start of movement of the carrier 13 at time T4 in FIG.

また、例えば、図５に示すように、送電ユニット６０Ａの制御基板２５は、送電コイル部３１に流れる電流（ノーマルモードの電流）を検出する電流検出回路８５を備えても良い。電流検出回路８５は、例えば、送電コイル部３１へ流れる電流の電流値の大きさに応じた検出信号Ｓｎを送電制御部６３へ出力する。そして、送電制御部６３は、検出信号Ｓｎに基づいてノーマルモードの電流値を検出し、受電側の負荷の増減を検出しても良い。 Further, for example, as shown in FIG. 5, the control board 25 of the power transmission unit 60A may include a current detection circuit 85 that detects a current (current in a normal mode) flowing in the power transmission coil unit 31. The current detection circuit 85 outputs, to the power transmission control unit 63, a detection signal Sn corresponding to the magnitude of the current value of the current flowing through the power transmission coil unit 31, for example. Then, the power transmission control unit 63 may detect the current value in the normal mode based on the detection signal Sn to detect the increase or decrease of the load on the power receiving side.

因みに、上記実施形態において、送電コイル３５は、送電素子の一例である。受電コイル４９は、受電素子の一例である。ハーフブリッジ回路６１及び直流電源６７は、交流電源の一例である。送電制御部６３は、制御装置及び電流検出器の一例である。交流電圧Ｖａｃは、交流電力の一例である。 Incidentally, in the above embodiment, the power transmission coil 35 is an example of the power transmission element. The power receiving coil 49 is an example of a power receiving element. The half bridge circuit 61 and the DC power supply 67 are examples of AC power supplies. The power transmission control unit 63 is an example of a control device and a current detector. The AC voltage Vac is an example of AC power.

上記実施形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施形の送電ユニット６０Ａは、非接触で電力を送電する送電ユニットである。送電ユニット６０Ａは、ハーフブリッジ回路６１及び直流電源６７（交流電源）と、交流電源と接続され交流電源から交流電圧Ｖａｃ（交流電力）を供給され、交流電力を非接触で受電コイル４９（受電素子）へ給電する送電コイル３５（送電素子）と、送電コイル３５に流れるコモンモード電流Ｉｃに係わる値を検出する電流検出器（電流検出器６５、送電制御部６３）と、交流電源を制御する送電制御部６３（制御装置）と、を備え、送電制御部６３は、電流検出器６５により検出したコモンモード電流Ｉｃに係わる値に基づき、交流電源から送電コイル３５へ供給する交流電圧Ｖａｃを制御する。According to the above-mentioned embodiment, the following effects are produced.
The power transmission unit 60A of this embodiment is a power transmission unit that transmits power in a contactless manner. The power transmission unit 60A is connected to the half bridge circuit 61 and the DC power supply 67 (AC power supply), and is supplied with the AC voltage Vac (AC power) from the AC power supply, and receives the AC power contactlessly from the power receiving coil 49 (power receiving element). ), a current detector (current detector 65, power transmission control unit 63) that detects a value related to the common mode current Ic flowing in the power transmission coil 35, and a power transmission that controls an AC power supply. The control unit 63 (control device) is provided, and the power transmission control unit 63 controls the AC voltage Vac supplied from the AC power supply to the power transmission coil 35 based on the value related to the common mode current Ic detected by the current detector 65. ..

これによれば、送電制御部６３は、電流検出器６５の検出信号Ｓｃに基づいて、送電コイル３５に流れるコモンモード電流Ｉｃの電流値を検出する。そして、送電制御部６３は、検出したコモンモード電流Ｉｃの電流値に基づき、ハーフブリッジ回路６１から送電コイル３５へ供給する交流電圧Ｖａｃを制御する。送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃの増大に応じて、交流電圧Ｖａｃを低減等することで、コモンモード電流Ｉｃの増大を抑制し、放射ノイズを抑制することができる。 According to this, the power transmission control unit 63 detects the current value of the common mode current Ic flowing through the power transmission coil 35 based on the detection signal Sc of the current detector 65. Then, the power transmission control unit 63 controls the AC voltage Vac supplied from the half bridge circuit 61 to the power transmission coil 35 based on the detected current value of the common mode current Ic. The power transmission control unit 63 can suppress the increase in the common mode current Ic and suppress the radiation noise by reducing the AC voltage Vac according to the increase in the common mode current Ic.

尚、本願は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。
具体的には、例えば、上記実施形態では、送電素子及び受電素子としてコイルを採用しているが、これに限らず、平板状の電極を採用することが可能である。即ち、非接触給電の方式として、電磁結合方式や電磁誘導方式に限定されず、静電結合方式を採用しても良い。また、所謂、直流共鳴方式で非接触の給電を行う交流電源に、本願の送電ユニットを適用しても良い。
また、上記実施形態では、本願の送電ユニットを、搬送コンベア１０に適用したが、これに限らず、他の非接触給電装置に適用しても良い。本願の送電ユニットを、例えば、非接触で携帯電話に充電を行う非接触給電装置に適用しても良い。この場合、送電ユニットは、充電対象の携帯電話を設置した状態（負荷の増加）と、携帯電話を取り除いた状態（負荷の低減）に応じて、コモンモード電流Ｉｃに基づいたフィードバック制御を実行しても良い。It should be noted that the present application is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes in which various changes and improvements are made based on the knowledge of those skilled in the art.
Specifically, for example, in the above-described embodiment, the coils are used as the power transmitting element and the power receiving element, but the present invention is not limited to this, and it is possible to use flat electrodes. That is, the contactless power feeding method is not limited to the electromagnetic coupling method and the electromagnetic induction method, and the electrostatic coupling method may be adopted. Further, the power transmission unit of the present application may be applied to an AC power supply that performs non-contact power supply by a so-called DC resonance method.
Further, in the above-described embodiment, the power transmission unit of the present application is applied to the transfer conveyor 10, but the present invention is not limited to this, and may be applied to other non-contact power supply devices. The power transmission unit of the present application may be applied to, for example, a contactless power feeding device that charges a mobile phone in a contactless manner. In this case, the power transmission unit executes feedback control based on the common mode current Ic according to the state in which the mobile phone to be charged is installed (increase in load) and the state in which the mobile phone is removed (reduction in load). May be.

また、上記実施形態では、本願の交流電源として、ハーフブリッジ回路６１と直流電源６７を接続する構成としたがこれに限らない。例えば、交流電源として商用電源を用いても良い。この場合、送電制御部６３は、商用電源を変圧等する変圧回路を制御し、交流電圧Ｖａｃを制御しても良い。
また、交流電圧Ｖａｃを制御する方法は、ハーフブリッジ回路６１のＰＷＭ信号ＰＷＭを制御する方法に限らない。例えば、送電制御部６３は、直流電源６７から出力される直流電圧Ｖｄｃを制御し、交流電圧Ｖａｃを制御する構成でも良い。Further, in the above-described embodiment, the half bridge circuit 61 and the DC power supply 67 are connected as the AC power supply of the present application, but the present invention is not limited to this. For example, a commercial power supply may be used as the AC power supply. In this case, the power transmission control unit 63 may control a transformer circuit that transforms a commercial power source or the like to control the AC voltage Vac.
The method of controlling the AC voltage Vac is not limited to the method of controlling the PWM signal PWM of the half bridge circuit 61. For example, the power transmission control unit 63 may be configured to control the DC voltage Vdc output from the DC power supply 67 and control the AC voltage Vac.

３５送電コイル（送電素子）、４９受電コイル（受電素子）、６０非接触給電装置、６０Ａ送電ユニット、６０Ｂ受電ユニット、６１ハーフブリッジ回路（交流電源）、６２共振コンデンサ、６３送電制御部（制御装置及び電流検出器）、６５電流検出器、６７直流電源（交流電源）、Ｖａｃ交流電圧（交流電力）、Ｉｃコモンモード電流、Ｌ１第一電源線、Ｌ２第二電源線、ＴＨ１上限値。 35 power transmission coil (power transmission element), 49 power reception coil (power reception element), 60 non-contact power supply device, 60A power transmission unit, 60B power reception unit, 61 half bridge circuit (AC power supply), 62 resonance capacitor, 63 power transmission control unit (control device) And current detector), 65 current detector, 67 DC power supply (AC power supply), Vac AC voltage (AC power), Ic common mode current, L1 first power supply line, L2 second power supply line, TH1 upper limit value.

Claims

A power transmission unit for wirelessly transmitting electric power,
AC power supply,
A power transmitting element that is connected to the AC power source and is supplied with AC power from the AC power source, and that supplies the AC power to a power receiving element in a contactless manner,
A current detector for detecting a value related to a common mode current flowing in the power transmitting element,
A control device for controlling the AC power supply,
The power transmission unit, wherein the control device controls the AC power supplied from the AC power supply to the power transmission element based on a value related to the common mode current detected by the current detector.

The power transmission unit according to claim 1, wherein the control device controls the AC power supplied from the AC power supply to the power transmission element so that a value related to the common mode current does not exceed a predetermined upper limit value.

The power transmission unit according to claim 2, wherein the control device controls the AC power supplied from the AC power supply to the power transmission element so that a value related to the common mode current matches the upper limit value.

The power transmission element is a coil,
A resonance capacitor that is connected between the AC power supply and the coil and that forms a resonance circuit with the coil;
The power transmission unit according to claim 1, wherein the current detector detects a value related to the common mode current flowing in a power supply line that connects the resonance capacitor and the coil.

The power transmission unit according to any one of claims 1 to 4,
A power receiving unit including the power receiving element that receives the AC power in a non-contact manner,
A contactless power supply device comprising: