JP6823185B2 - 送電ユニット、及び搬送コンベア - Google Patents

Description

本発明は、移動体に対して非接触給電を行う送電ユニット、及び搬送コンベアに関するものである。

従来、旋盤等の工作機械にワークを搬入又は搬出する移動体を、走行路に沿って移動させる搬送システムがある（例えば、特許文献１など）。特許文献１に記載された搬送システムの走行路には、直線路だけでなく、曲がった曲線部が設けられている。移動体は、曲線部に沿って曲がって移動する。

また、移動体には、ワークを把持するチャックと、チャックを移動させる移動機構とが搭載されている。搬送システムは、移動体のチャックや移動機構の駆動源への給電を、非接触給電により行う。具体的には、非接触給電装置は、走行路の走行ガイドに沿って設けられた一次側の配線からなる給電手段と、移動体に設けられた二次側のコイルからなる受電手段とを備えている。走行ガイドを設けたフレーム、又はフレームを支持する支柱には、配線支持具が設けられている。給電手段の一対の配線は、配線支持具によって支持され、移動体の一側面側において、上下方向で互いに対向して配置されている。受電手段は、可動側支持具を介して移動体に支持されている。可動側支持具は、受電手段を、上下方向で対向する給電手段の間に挿入した状態で支持している。

国際公開第ＷＯ２０１２／０５６８３８号（段落００４３、００４４、図１２）

上記した特許文献１では、走行路の曲線部において、給電手段及び受電手段をどのように配置しているのかについて具体的に記載されていない。しかしながら、上記した搬送システムでは、給電手段の配線に受電手段を挟む状態を、曲線部においても維持する必要がある。具体的には、例えば、配線支持具は、曲線部の曲がり具合に合わせて湾曲しつつ、受電手段の二次側コイルの上方に配置された一次側配線と、下方に配置された一次側配線とを支持する必要がある。また、可動側支持具は、この配線支持具及び一次側配線と接触しないように、二次側コイルを、一対の一次側配線の間で支持する必要がある。結果として、上記した搬送システムでは、曲線部において構造の複雑化を招く虞があった。

本願は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、走行路の曲線部において非接触で送電しつつ、構造の簡素化を図れる送電ユニット、及び搬送コンベアを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本願は、受電コイルを有し所定の移動平面上を移動する移動体に対して非接触で電力を送電する送電ユニットであって、前記移動平面と平行な平行面を有し、前記移動体が曲がって移動する方向へと湾曲したコイル保持部と、前記平行面に配置され、且つ前記受電コイルと対向して配置され、前記受電コイルに向けて電力を送電する送電コイルと、前記平行面に配置されるプリント基板と、前記プリント基板と別体に設けられ、非接触給電の送電側を制御する制御基板と、を備え、前記平行面は、当該平行面に直交する方向において、前記移動体と対向して配置され、前記送電コイルは、前記プリント基板に形成された配線パターンであり、前記コイル保持部が湾曲する湾曲方向へと延設された後に折り返し、且つ前記平行面と平行な方向へ巻回され、前記プリント基板は、前記送電コイルと接続され共振回路を構成する共振コンデンサを有する、送電ユニットを開示する。
尚、本願の内容は、送電ユニットとして実施し得るだけでなく、送電ユニットを備える搬送コンベア及び送電ユニットの送電コイルを保持するコイル保持部としても実施し得るものである。

これによれば、平行面は、この平行面の直交方向において移動体と対向して配置される。そして、送電コイルは、湾曲方向へと延設された後に折り返し、平行面と平行な方向へ巻回される。従って、送電コイルは、平行面上において巻回される。この構成では、従来のように受電側の手段（受電コイル）を、給電側の手段（送電コイル）の間に挟むのではなく、平行面の直交方向において、受電側の手段を一方側に配置し、給電側の手段を他方側に配置し、互いに対向させる構成となる。その結果、走行路の曲線部において、受電コイルや送電コイルを支持する構造などの簡素化を図ることができる。このため、走行路の曲線部において非接触で送電しつつ、構造の簡素化を図れる送電ユニットを構成できる。

本実施形態の生産システムの概要を示す模式図である。 直線経路を構成する搬送コンベアの斜視図である。 搬送コンベアの内部を一部だけ示した斜視図である。 固定部の断面図である。 キャリアの側面図である。 非接触給電装置の回路図である。 折れ曲がった送電コイル部の上面図である。 分割コアの上面図である。 分割コアの側面図である。 別例の送電コイル部の上面図である。 別例の送電コイル部の一部断面図である。 別例の送電コイル部の上面図である。

（１．生産システム１の構成）
以下、本願の送電ユニットを具体化した一実施形態として、複数の搬送コンベアを備える生産システム１について説明する。図１は、本実施形態の生産システム１の概要を示している。図１に示すように、生産システム１は、例えば、直線形状の搬送コンベア１０や、湾曲した形状の搬送コンベア１０を互いに連結し、環状の生産ラインが構成されている。これらの搬送コンベア１０には、後述するように本実施形態の送電ユニットが搭載されている。

生産システム１は、例えば、生産ラインを統括的に制御する管理装置（図示略）を備えている。管理装置は、生産ラインの各装置を制御し、図中の矢印２の方向に向かって環状の生産ライン上で複数のキャリア１３を移動させつつ、キャリア１３によって搬送するワーク３に対する作業を行う。ワーク３は、例えば、生産に用いる部品や、完成した製品などである。例えば、生産ラインの搬入位置４に配置した搬入ロボット５は、搬入位置４に配置されたキャリア１３にワーク３を配置する。搬入位置４の搬送コンベア１０は、後述するリニアモータによって搬入位置４からキャリア１３を搬入する。また、生産ラインには、ワーク３に対する作業を行う多関節ロボット６や、多関節ロボット７が配置されている。連結された複数の搬送コンベア１０は、協調して制御され、搬入位置４から搬入されたキャリア１３を多関節ロボット６，７の作業工程位置まで移動させる。多関節ロボット６，７は、作業工程位置に配置されたキャリア１３のワーク３に対して作業を行う。搬送コンベア１０は、ワーク３に対する作業の完了したキャリア１３を、搬出位置８へ搬出する。そして、搬出位置８に配置した搬出ロボット９は、作業の完了したワーク３を搬出する。ワーク３を搬出したキャリア１３は、再度、搬入位置４へ移動する。このようにしてキャリア１３を循環させて生産を実行する。尚、生産システム１が備える作業装置は、多関節ロボットに限らず、他の装置、例えば、ＸＹロボットでも良い。

（２．直線経路の搬送コンベア１０の構成）
次に、直線経路を構成する搬送コンベア１０について、図２〜図５を参照しつつ、説明する。図２は、直線経路を構成する搬送コンベア１０の斜視図を示している。また、図２は、一例として、１つのキャリア１３を固定部１１に配置した状態を示している。搬送コンベア１０は、上記した管理装置の制御に基づいて、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２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。

図３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４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２〜図４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。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。

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３及び図４は、マグネット２６を覆う図２に示すカバー２７を取り外した状態を示している。また、図３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。

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。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５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。

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３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２２Ａ，２３Ａ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。その底板２１上に延設された下部２２Ａ，２３Ａ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、共振コンデンサ６２（図６参照）を備えている。尚、図２及び図３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、後述する図７に示すように、プリント基板９３の配線パターンとして形成されるものである。共振コンデンサ６２は、送電コイル３５に接続されプリント基板９３に実装される。プリント基板９３の詳細については、後述する。

また、図２及び図３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５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５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。

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。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３（図１参照）を載置して移動する。

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。コイル保持部４８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。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内に配置し溝ローラ４３等で支持した状態では、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。

また、図３及び図５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。

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。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。

（３．非接触給電装置６０の構成）
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６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。

図６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、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。

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。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、送電コイル部３１の共振コンデンサ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を変更し、非接触による給電を行う。

送電コイル部３１の送電コイル３５の一端は、共振コンデンサ６２、第一電源線Ｌ１を介してスイッチング素子ＴＲ１のソースに接続されている。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。

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。

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、図１に示した生産システム１を管理する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。

また、送電側の制御基板２５の電流検出器６５は、送電コイル部３１に流れるコモンモード電流Ｉｃを検出するためのものであり、環状コア８１と、アンプ８２とを備えている。環状コア８１は、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。アンプ８２は、環状コア８１に巻回されたコイル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に応じた検出信号Ｓｃを送電制御部６３に出力する。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の増大を検出する。送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃの増大に応じて、ハーフブリッジ回路６１に供給するＰＷＭ信号ＰＷＭのデューティ比を低減し、交流電圧Ｖａｃを低減する。これにより、コモンモード電流Ｉｃが第一及び第二電源線Ｌ１，Ｌ２や送電コイル部３１に流れることで発生する放射ノイズの低減を図ることができる。尚、送電ユニット６０Ａは、電流検出器６５を備えない構成でも良い。

（４．曲線部の搬送コンベア１０の構成）
次に、図１に示す生産ラインの曲線部を構成する搬送コンベア１０について説明する。以下の説明では、図２及び図３に示した直線経路を構成する搬送コンベア１０と区別するために、生産ラインの曲がった曲線部を構成する搬送コンベア１０を、図１に示すように搬送コンベア９１と称して説明する。曲線部の搬送コンベア９１は、生産ラインの走行経路に合わせて所定の角度に折れ曲がっている。同様に、この搬送コンベア９１に設けられた送電コイル部３１は、走行経路に合わせて所定の角度に折れ曲がっている。

図７は、この折れ曲がった送電コイル部３１の上面図を示している。図７に示すように、送電コイル部３１は、所定の角度に折れ曲がったコイル保持部３３と、プリント基板９３とを備えている。プリント基板９３には、上記したように、送電コイル３５が配線パターンとして形成されている。そして、送電コイル部３１は、これらのコイル保持部３３及びプリント基板９３をモールド部９５によってモールドされている。尚、図７に示す送電コイル部３１の形状や構成は一例であり、曲線部の曲がり具合や走行路の長さなどに応じて適宜変更される。

モールド部９５は、例えば、絶縁性の樹脂材料であり、コイル保持部３３及びプリント基板９３の全体をモールドし、一体化している。送電コイル部３１は、モールド部９５によってコイル保持部３３等を一体化された状態で、例えば、図４に示す下部２２Ａ，２３Ａの上に載置されている。モールド部９５の材料としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂やＰＢＴ、ＰＰＳなどの熱可塑性樹脂を使用することができる。

従って、本実施形態の送電ユニット６０Ａは、樹脂材料により形成され、コイル保持部３３及びプリント基板９３をモールドするモールド部９５を備える。これによれば、コイル保持部３３及びプリント基板９３をモールド部９５で一体化することで、送電ユニット６０Ａの取り扱いが容易となる。また、絶縁性の樹脂材料を用いることで、高電圧の発生する送電コイル３５と、他の電子機器との間の絶縁抵抗を高め、各素子間の絶縁距離（例えば、沿面距離）を短くできる。結果として、送電ユニット６０Ａの小型化を図ることができる。特に、送電コイル３５と共振コンデンサ６２とで構成される共振回路では、高電圧が発生するため、モールドによって絶縁抵抗を高め、絶縁距離を短くすることは、極めて有効である。また、本実施形態の共振コンデンサ６２は、送電コイル部３１側に設けられ、プリント基板９３に実装される。仮に、共振コンデンサ６２を制御基板２５内に設けると、高電圧の発生する共振コンデンサ６２と、他の素子との絶縁距離を確保する必要が生じ、制御基板２５が大型化してしまう虞がある。これに対し、共振コンデンサ６２を、送電コイル部３１側に設けることにより、そのような絶縁距離を考慮した設計が不要となり、制御基板２５を小型化できる。

尚、モールド部９５は、コイル保持部３３及びプリント基板９３の全体をモールドせずに、一部のみをモールドしても良い。例えば、モールド部９５は、コイル保持部３３及びプリント基板９３の上面（キャリア１３側の面）のみをモールドしても良い。また、送電コイル部３１は、コイル保持部３３及びプリント基板９３の少なくとも一方をモールドしない構成でも良い。

コイル保持部３３は、キャリア１３が曲がって移動する図７に示す移動方向９７（湾曲方向の一例）へと湾曲している。この移動方向９７は、図１に矢印２で示す方向である。コイル保持部３３は、移動方向９７において複数の部材である分割コア９９に分割され、分割された複数の分割コア９９を互いに連結して構成されている。これらの複数の分割コア９９は、モールド部９５によりプリント基板９３と一体化されている。

従って、本実施形態のコイル保持部３３は、磁性体により形成され、移動方向９７（湾曲方向）において複数の部材（分割コア９９）に分割され、分割された複数の部材を互いに連結して構成される。ここで、１つの曲線部、例えば、カーブの全体を、１つの磁性体で形成する場合、製造上の加工が困難な場合がある。例えば、コイル保持部３３を、磁性粉末をプレスして押出成形する場合、曲がった形状に成形することが困難となる。そこで、コイル保持部３３を、キャリア１３の曲がった移動方向９７において複数に分割し、それらの分割された部材を連結して構成する。これにより、曲がったコイル保持部３３を比較的容易に製造することが可能となる。尚、コイル保持部３３を分割せずに、１つの部材で形成しても良い。

図８は、分割コア９９を、上方（図４に示すＺ方向の上方）から見た上面図である。図９は、分割コア９９を、移動方向９７の前方側（図２に示すＸ方向の前方側）から見た側面図である。尚、図７に示すように、複数の分割コア９９は、曲がった搬送経路の形に合わせて形成されており、互いに異なった形状となっている。このため、図８及び図９に示す分割コア９９の形状は、一例である。

図８及び図９に示すように、分割コア９９は、底部１０１と、３つの突出部１０２，１０３，１０４を有している。底部１０１及び３つの突出部１０２，１０３，１０４は、例えば、磁性材料により一体的に形成されている。底部１０１は、板状をなし、キャリア１３と上下方向（Ｚ方向）で対向する上面１０１Ａが形成されている。また、底部１０１は、キャリア１３の移動方向９７の前方側に設けられた前側側縁部１０１Ｂと、移動方向９７の後方側に設けられた後側側縁部１０１Ｃとを有する。後側側縁部１０１Ｃは、移動方向９７において、上面１０１Ａを間に挟んで前側側縁部１０１Ｂと対向する位置に設けられている。

Ｚ方向の上方側、換言すれば、送電コイル３５から受電コイル４９に向かう送電方向の一方側から見た場合に、前側側縁部１０１Ｂは、後側側縁部１０１Ｃに対して所定の角度をなす方向へと延設されている。また、分割コア９９の幅方向（図４におけるＹ方向）の両側に設けられた第一側縁部１０１Ｄ及び第二側縁部１０１Ｅは、互いに平行をなしている。従って、上方から平面視した場合に、分割コア９９の形状、即ち、上面１０１Ａを含む分割コア９９の上面全体（キャリア１３と対向す面）の形状は、台形となっている。

また、上面１０１Ａを含む分割コア９９の上面全体は、キャリア１３（移動体）の移動する所定の移動平面１０６（図１参照）と平行な平行面となっている。ここでいう移動平面１０６とは、例えば、キャリア１３が環状や直線状に移動する場合、キャリア１３の走行する軌跡（例えば、図１に破線で示す軌跡１０７）を含む仮想的な平面である。本実施形態では、図５に示すように、例えば、移動平面１０６は、Ｚ方向に直交する平面であり、受電コイル部４７のＺ方向の中央部を通る平面である。また、ここでいう平行面とは、例えば、分割コア９９（コイル保持部３３）に形成され、移動平面１０６と対向する平面（上面１０１Ａを含む）である。あるいは、平行面とは、分割コア９９に実際に形成された平面に限らず、移動平面１０６に面した（移動平面１０６と向き合った）分割コア９９の一側面の全体でもよい。本実施形態では、平行面は、例えば、図８に示す、上面１０１Ａを含む分割コア９９の上面全体である。尚、本願における移動平面１０６は、Ｚ方向に直交する平面に限らず、例えば、Ｚ方向に沿った平面でも良い。また、移動平面１０６は、Ｘ方向、Ｙ方向や、Ｚ方向に対して所定の角度をなす方向に沿った平面でも良い。また、平行面を、移動平面１０６の位置、向き、傾きに応じて適宜変更しても良い。

また、突出部１０２は、底部１０１から上方に突出し、第一側縁部１０１Ｄに沿って、即ち、移動方向９７に沿って前側側縁部１０１Ｂから後側側縁部１０１Ｃまで延設されている。また、突出部１０４は、底部１０１から上方に突出し、第二側縁部１０１Ｅに沿って、即ち、移動方向９７に沿って前側側縁部１０１Ｂから後側側縁部１０１Ｃまで延設されている。突出部１０２，１０４の上面には、Ｚ方向に垂直な平面が形成されている。突出部１０２，１０４は、Ｚ方向に沿って突出している。突出部１０２，１０４の突出する高さは、同一となっている。また、突出部１０２，１０４の厚みは、略同一となっている。従って、分割コア９９には、幅方向の第一及び第二側縁部１０１Ｄ，１０１Ｅの各々に沿って、突出部１０２，１０４が形成されている。

突出部１０３は、分割コア９９の幅方向における中央に形成され、底部１０１から上方に向かって突出している。突出部１０３は、移動方向９７に沿って前側側縁部１０１Ｂから後側側縁部１０１Ｃまで延設されている。突出部１０３の上面には、Ｚ方向に垂直な平面が形成されている。突出部１０３は、Ｚ方向に沿って突出している。突出部１０３の突出する高さは、他の突出部１０２，１０４と同一となっている。複数の分割コア９９を連結した状態では、複数の分割コア９９の突出部１０３は、移動方向９７に沿って延設された１つの立設した壁を構成している。また、上記した突出部１０２，１０４の各々も、突出部１０３と同様に、移動方向９７に沿って延設された１つの立設した壁を構成している。尚、上記した突出部１０２〜１０４の形状等は一例であり、適宜変更可能である。

図７に示すように、プリント基板９３は、分割コア９９の幅方向の中央部に挿入孔９３Ａが形成されている。挿入孔９３Ａは、移動方向９７に沿って形成されている。挿入孔９３Ａには、分割コア９９の突出部１０３が挿入されている。プリント基板９３は、中央の挿入孔９３Ａに突出部１０３を挿入され、突出部１０２〜１０４のそれぞれに囲まれた凹部に挿入されている。換言すれば、プリント基板９３の形状は、分割コア９９の突出部１０２〜１０４及び上面１０１Ａで構成される溝の形状に合わせた形状となっている。プリント基板９３を分割コア９９に配置した状態では、プリント基板９３に形成された送電コイル３５は、複数の分割コア９９を連結して構成した突出部１０３を周回するように、移動方向９７へと延設された後に折り返し、且つ上面１０１Ａ（平行面）と平行な方向へ巻回されている。

従って、本実施形態のコイル保持部３３は、磁性体により形成され、突出部１０３（被巻回部）を有する。突出部１０３は、上面１０１Ａ（平行面）に直交する方向（Ｚ方向）に沿って、上面１０１Ａから受電コイル４９に向かって突出し、移動方向９７（湾曲方向）へ延設され、送電コイル３５に挿入される。

これによれば、磁性体であるコイル保持部３３の突出部１０３（被巻回部）は、上面１０１Ａ（平行面）から突出し移動方向９７（湾曲方向）へ延設され、送電コイル３５に挿入される。これにより、送電コイル３５から発生する磁束を突出部１０３へ取り込み易くし、給電効率を向上させることができる。

また、本実施形態の送電ユニット６０Ａは、上面１０１Ａ（平行面）に配置されるプリント基板９３を備える。送電コイル３５は、プリント基板９３に形成された配線パターンである。ここで、後述する送電コイル３５を電線１１１（マグネットワイヤー）で形成した場合（図１０、図１１参照）、電線１１１の太さや電線１１１を保持するボビン１１２などによって、送電コイル３５の大型化を招く虞がある。これに対し、送電コイル３５を、配線パターンで形成することで、送電コイル３５の小型化を図ることができる。

また、図５に示すように、キャリア１３の受電コイル部４７のコイル保持部４８は、例えば、送電コイル部３１のコイル保持部３３と同様の形状をなし、Ｚ方向に直交する平面に対してコイル保持部３３と対称な形状となっている。受電コイル部４７及び送電コイル部３１は、互いのコイル保持部４８及びコイル保持部３３を近接した位置に配置される。これにより、送電コイル部３１から発生する磁束を、コイル保持部３３の突出部１０２〜１０４や受電コイル部４７の突出部１０２等に相当する部分に取り込んで給電効率を向上させることができる。

また、本実施形態のキャリア１３は、図３に示すように、溝ローラ４３及びレール部２８によって、Ｚ方向において所定の高さに保持される。送電コイル３５と受電コイル４９とは、直線経路だけでなく、搬送コンベア９１（図１参照）の湾曲した走行経路においても、Ｚ方向（上下方向）において一定の距離を間に設けて対向した状態となる。

また、図７に示すように、本実施形態のプリント基板９３には、送電コイル３５と接続され共振回路を構成する共振コンデンサ６２が実装されている。これによれば、送電コイル３５に交番磁界を発生させる共振回路は、プリント基板９３上に実装される。このため、送電コイル３５と共振コンデンサ６２とを接続する電源線の線路長を短くできる。その結果、高電圧が印加される電源線を短くでき、例えば、送電コイル３５と共振コンデンサ６２とを接続する電源線から放射される放射ノイズの低減を図ることができる。尚、図６に示す電流検出器６５は、プリント基板９３に実装しても良く、制御基板２５に実装しても良い。また、共振コンデンサ６２や電流検出器６５に限らず、ハーフブリッジ回路６１、送電制御部６３などをプリント基板９３に実装しても良い。逆に、共振コンデンサ６２を、プリント基板９３に実装しなくとも良い。

また、送電コイル３５は、プリント基板９３の配線パターンに限らず、電線（マグネットワイヤー）でも良い。図１０及び図１１は、電線１１１をコイル保持部３３に巻回させた状態を示している。図１０及び図１１に示すように、電線１１１は、複数の分割コア９９を連結して構成した突出部１０３を周回するように巻回される。電線１１１は、移動方向９７へと延設された後に折り返し、且つ上面１０１Ａ（平行面）と平行な方向へ巻回される。電線１１１は、例えば、分割コア９９の溝内に配置されたボビン１１２に巻回され、位置ズレを抑制される。ボビン１１２は、例えば、移動方向９７に沿って延設された枠状をなしている。また、電線１１１の表面に接着材を塗布し、複数の電線１１１同士や、電線１１１とボビン１１２とを固定し、電線１１１の位置ズレをさらに抑制しても良い。このような構成であっても、上記した配線パターンの送電コイル３５と同様に、湾曲した走行経路において、送電コイル３５と受電コイル４９を、一定の距離を間に設けてＺ方向で対向させることができる。尚、電線１１１を用いる場合にも、電線１１１、ボビン１１２及びコイル保持部３３をモールド部９５（図７参照）でモールドしても良い。

また、複数の分割コア９９を連結して構成した突出部１０３に対して、電線１１１を巻回させる構成は、上記した構成に限らない。例えば、図１２に示すように、各分割コア９９の突出部１０３及びボビン１１２に、電線１１１を挿入する溝１０３Ａを設けてもよい。溝１０３Ａは、例えば、移動方向９７における突出部１０３の中央部に設けられ、所定の幅で切りかかれている。そして、電線１１１を、各分割コア９９の溝１０３Ａで折り返しながら、突出部１０３に巻回させても良い。これにより、一度折り返した電線１１１を、再度折り返すまでの距離を短くし、電線１１１を突出部１０３に巻き易くすることができる。

因みに、上記実施形態において、キャリア１３は、移動体の一例である。上面１０１Ａは、平行面の一例である。移動方向９７は、湾曲方向の一例である。突出部１０３は、被巻回部の一例である。

（５．効果）
上記実施形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態の送電ユニット６０Ａは、受電コイル４９を有し所定の移動平面１０６上を移動するキャリア１３（移動体）に対して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、移動平面１０６と平行な上面１０１Ａ（平行面）を有し、キャリア１３が曲がって移動する方向へと湾曲したコイル保持部３３と、上面１０１Ａに配置され、且つ受電コイル４９と対向して配置され、受電コイル４９に向けて電力を送電する送電コイル３５と、を備える。上面１０１Ａは、当該上面１０１Ａに直交する方向（Ｚ方向）において、キャリア１３と対向して配置される。送電コイル３５は、コイル保持部３３が湾曲する移動方向９７（湾曲方向）へと延設された後に折り返し、且つ上面１０１Ａと平行な方向へ巻回される。

これによれば、コイル保持部３３は、キャリア１３（移動体）が曲がって移動する方向、即ち、移動方向９７（湾曲方向）へと湾曲している。コイル保持部３３の上面１０１Ａ（平行面）に配置された送電コイル３５から、キャリア１３の受電コイル４９へ送電を行うことで、走行路の曲線部において非接触による給電を行う。また、上面１０１Ａは、この上面１０１Ａの直交方向（Ｚ方向）においてキャリア１３と対向して配置される。そして、送電コイル３５は、移動方向９７へと延設された後に折り返し、上面１０１Ａと平行な方向へ巻回される。従って、送電コイル３５は、上面１０１Ａ上において巻回される。この構成では、従来のように受電側の手段（受電コイル）を、給電側の手段（送電コイル）の間に挟むのではなく、平行面の直交方向において、受電側の手段を一方側に配置し、給電側の手段を他方側に配置し、互いに対向させる構成となる。その結果、走行路の曲線部において、受電コイル４９や送電コイル３５を支持する構造などの簡素化を図ることができる。このため、走行路の曲線部において非接触で送電しつつ、構造の簡素化を図れる送電ユニット６０Ａを構成できる。

また、本実施形態の搬送コンベア９１は、送電ユニット６０Ａを有する固定部１１と、受電コイル４９を有するキャリア１３（移動体）と、を備える。固定部１１は、キャリア１３の移動方向９７（湾曲方向）に配置された複数のマグネット２６（磁石）を有する。キャリア１３は、受電コイル４９と接続され固定部１１の複数のマグネット２６により生じる磁力を利用して推進力を発生させる巻線部５３（電磁石）を有し、送電コイル３５から受電コイル４９に受電した電力（直流電圧Ｖｄｃ２）を巻線部５３に供給し移動する。

これによれば、走行路を移動するキャリア１３に対して、直線経路だけでなく、曲線部においても電力を供給でき、且つ送電ユニット６０Ａの構造の簡素化、ひいては固定部１１の構造の簡素化を図ることが可能となる。

また、本実施形態の分割コア９９（コイル保持部）は、受電コイル４９を有し所定の移動平面１０６上を移動するキャリア１３（移動体）に対して非接触で電力を送電する送電コイル３５を保持し、磁性体により形成される。分割コア９９は、移動平面１０６と平行な面であって送電コイル３５を配置する上面１０１Ａ（平行面）と、キャリア１３の移動方向９７の前方側に設けられた前側側縁部１０１Ｂと、移動方向９７の後方側に設けられ、上面１０１Ａを間に挟んで前側側縁部１０１Ｂと対向する位置に設けられる後側側縁部１０１Ｃと、を備える。上面１０１Ａに直交する方向（Ｚ方向）の一方側から見た場合に、前側側縁部１０１Ｂが後側側縁部１０１Ｃに対して所定の角度をなす方向へと延設され、上面１０１Ａを含む分割コア９９の上面（平行面）の形状が台形をなしている。尚、分割コア９９の形状は、台形に限らず、例えば、図８に一点鎖線で示す曲線１０８のように、キャリア１３の走行経路の形状に合わせて湾曲した扇形でも良い。曲線１０８は、例えば、走行経路の外側である第二側縁部１０１Ｅを、外側に突出させた状態を例示している。

これによれば、分割コア９９（コイル保持部）は、キャリア１３の移動方向９７の前方側の前側側縁部１０１Ｂと、後方側の後側側縁部１０１Ｃとが平行とならない、台形又は扇形をなす。このような分割コア９９を複数個用いて、前側側縁部１０１Ｂ及び後側側縁部１０１Ｃを交互に対向させて一方向に並べることで、曲がった走行路（曲線部）で送電コイル３５を保持する磁性部材を構成することができる。そして、上面１０１Ａの直交方向において、受電側の手段を一方側に配置し、給電側の手段を他方側に配置し、互いに対向させることができる。その結果、走行路の曲線部において、受電コイル４９や送電コイル３５を支持する構造などの簡素化を図ることができる。

（６．別例）
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、上記実施形態では、送電ユニット６０Ａは、制御基板２５、送電コイル部３１及び直流電源６７を備えたがこれに限らない。本願の送電ユニットは、送電コイル３５とコイル保持部３３のみを備える構成（送電コイル部３１）でも良い。
また、上記実施形態では、送電コイル部３１及び受電コイル部４７を、キャリア１３の下方に配置したが、キャリア１３の上方、左方、右方のいずれかに配置しても良い。また、例えば、送電コイル部３１及び受電コイル部４７を２組準備し、キャリア１３の上方及び下方の両方に配置しても良い。
また、分割コア９９は、例えば、他の分割コア９９に嵌め込む凸部や、凸部を嵌め込まれる凹部を、前側側縁部１０１Ｂや後側側縁部１０１Ｃに備えても良い。また、分割コア９９は、他の分割コア９９に係合する係合部を備えても良い。
また、上記実施形態では、曲線部のコイル保持部３３を複数の分割コア９９に分割したが、コイル保持部３３を１つの部材で構成しても良い。また、直線経路のコイル保持部３３を分割コア９９に分割しても良い。

また、突出部１０３を、Ｚ方向に沿って形成しなくとも良い。例えば、突出部１０３を、上面１０１Ａの直交方向に対して所定の角度をなす方向へ突出させても良い。
また、コイル保持部３３（分割コア９９）は、磁性体でなくとも良い。例えば、プリント基板９３を保持可能な絶縁性の部材でも良い。
また、送電制御部６３は、コモンモード電流Ｉｃに基づいてハーフブリッジ回路６１をフィードバック制御しなくとも良い。

１０，９１ 搬送コンベア、１１ 固定部、１３ キャリア、２６ マグネット（磁石）、３５ 送電コイル、３３ コイル保持部、４７ 受電コイル部、５３ 巻線部（電磁石）、６０Ａ 送電ユニット、６２ 共振コンデンサ、９３ プリント基板、９５ モールド部、９７ 移動方向（湾曲方向）、９９ 分割コア（コイル保持部）、１０１Ｂ 前側側縁部、１０１Ｃ 後側側縁部、１０３ 突出部（被巻線部）、１０１Ａ 上面（平行面）、１０６ 移動平面。

Claims (5)

1. 受電コイルを有し所定の移動平面上を移動する移動体に対して非接触で電力を送電する送電ユニットであって、
   前記移動平面と平行な平行面を有し、前記移動体が曲がって移動する方向へと湾曲したコイル保持部と、
   前記平行面に配置され、且つ前記受電コイルと対向して配置され、前記受電コイルに向けて電力を送電する送電コイルと、
   前記平行面に配置されるプリント基板と、
   前記プリント基板と別体に設けられ、非接触給電の送電側を制御する制御基板と、
   を備え、
   前記平行面は、当該平行面に直交する方向において、前記移動体と対向して配置され、
   前記送電コイルは、前記プリント基板に形成された配線パターンであり、前記コイル保持部が湾曲する湾曲方向へと延設された後に折り返し、且つ前記平行面と平行な方向へ巻回され、
   前記プリント基板は、前記送電コイルと接続され共振回路を構成する共振コンデンサを有する、送電ユニット。
2. 前記コイル保持部は、磁性体により形成され、被巻回部を有し、
   前記被巻回部は、前記平行面に直交する方向に沿って、前記平行面から前記受電コイルに向かって突出し、前記湾曲方向へ延設され、前記送電コイルに挿入される、請求項１に記載の送電ユニット。
3. 樹脂材料により形成され、前記コイル保持部及び前記プリント基板をモールドするモールド部を備える、請求項１又は請求項２に記載の送電ユニット。
4. 前記コイル保持部は、磁性体により形成され、前記湾曲方向において複数の部材に分割され、分割された前記複数の部材を互いに連結して構成される、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の送電ユニット。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の前記送電ユニットを有する固定部と、
   前記受電コイルを有する前記移動体と、を備え、
   前記固定部は、前記移動体の前記湾曲方向に配置された複数の磁石を有し、
   前記移動体は、前記受電コイルと接続され前記固定部の前記複数の磁石により生じる磁力を利用して推進力を発生させる電磁石を有し、前記送電コイルから前記受電コイルに受電した前記電力を前記電磁石に供給し移動する、搬送コンベア。

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