非接触供电装置的制作方法

文档序号:14943846发布日期:2018-07-17 11:28阅读:125来源:国知局

本发明涉及从固定部向移动体以非接触的方式进行供电的非接触供电装置。



背景技术:

作为生产安装有多个元件的基板的基板生产机,存在焊料印刷机、元件安装机、回流焊机、基板检査机等。通常将这些设备连结而构成基板生产线。此外,将模块化的相同大小的基板生产机排列设置而构成基板生产线的情况也多。通过使用模块化的基板生产机,线的重组时或使线长大化的增设时的换产调节作业变得容易,能实现灵活的基板生产线。

近年来,研讨了使沿着基板生产线移动的移动体对在基板生产线的各基板生产机中使用的机械材料或构件进行搬运,来推进省力化及自动化的课题。而且,作为向移动体供电的供电手段,可考虑非接触供电装置。需要说明的是,非接触供电装置的用途并不限定为基板生产线,而遍及生产其他的制品的组装线或加工线、电动车辆的行驶中供电等广泛的领域。与这种非接触供电装置相关的技术例公开在专利文献1~3中。

专利文献1的行驶中非接触供电系统具备:沿着移动体的行驶路径设置的多个一次侧供电变压器(供电元件)和设于移动体的二次侧供电变压器(受电元件)。一次侧供电变压器及二次侧供电变压器由在铁心的磁极间卷绕有绕组的两侧卷绕线圈构成。并且,在磁极尺寸为d时,二个一次侧供电变压器在磁极的中心间距离不超过3d的范围内分离设置。此外,实施方式中公开了在二次侧供电变压器的后段具备整流电路、充电电路及蓄电元件的方式。由此,由于将一次侧供电变压器配置成踏脚石状,因此使得设定施工容易,通过较少的一次侧供电变压器能够确保较长的供电区间。

专利文献2公开的供电系统具有:具备高频电源、供电用线圈、供电用共鸣线圈的供电装置;具备受电用共鸣线圈、受电用线圈、整流电路、dc-dc转换器、蓄电池的受电装置。由此,能够不考虑受电装置中的输入阻抗的变动而进行供电,即使不使供电条件动态地变化也能够提高供电效率。

专利文献3的直动机构用无接触供电装置在移动体的整个移动范围内间歇地配置多个一次侧变压器单元(供电元件),将这些一次侧变压器单元分别经由开关而并联连接于高频逆变器,将二次侧变压器单元(受电元件)安装于移动体。实施方式公开了当检测到移动体的接近时将开关关闭的位置检测手段。由此,无论移动体在哪个位置,与二次侧变压器单元相对的一次侧变压器单元都始终被励磁一个以上,能够进行向移动体的供电。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-147160号公报

专利文献2:日本特开2013-153640号公报

专利文献3:日本特开平7-322535号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

然而,在专利文献1及专利文献2的技术例中,非接触供电的电力根据移动体的位置而变动。因此,为供电电力的减少作准备而需要在移动体侧设置充电电路及蓄电池(蓄电元件)。由此,移动体的重量增加且大型化,因此移动所需的驱动力将增加。尤其是在将产生驱动力的电动式的驱动源搭载于移动体的结构中,为了使供电电力增加而需要受电元件的大型化,因此会导致移动体的进一步的重厚长大化。

关于在移动体侧不需要充电电路及蓄电池这一点,专利文献3的技术例是优异的。然而,在专利文献3中,由于移动体具备相当于三个一次侧变压器单元(供电元件)的量的较大的二次侧变压器单元(受电元件),因此移动体变得重厚长大化。若反过来领会上述的问题点,那么为了使移动体小型轻量化而减小驱动力,需要充电电路及蓄电池的免去化、以及受电元件的小型化。

本发明鉴于上述背景技术的问题点而作出,应解决课题在于提供一种移动体具备比供电元件小型的受电元件,实现了移动体的小型轻量化的非接触供电装置。

用于解决课题的方案

解决上述课题的本发明的非接触供电装置具备:多个供电元件,设定于固定部并沿移动方向相互分离地配置;交流电源,能够向所述多个供电元件单独地供给交流电力;多个受电元件,设置于沿所述移动方向移动的移动体,并沿所述移动方向相互分离地配置,与所述多个供电元件中的相对配置的任一供电元件电耦合而以非接触方式接收交流电力;受电电路,对所述多个受电元件接收到的交流电力进行转换而生成受电电压,向设于所述移动体的电气负载输出;及正对时供电部,设置于所述多个供电元件的每个供电元件上,以使所述多个受电元件中的至少一个受电元件的所述移动方向上的长度的整体与所述供电元件的所述移动方向上的长度的范围内相对的方式检测正对状态,仅在检测到所述正对状态时从所述交流电源向所述供电元件供给所述交流电力,所述多个供电元件的移动方向上的长度及相互分离距离、以及所述多个受电元件的移动方向上的长度及相互分离距离设定为,以使所述供电元件与所述至少一个受电元件始终成为所述正对状态的方式满足正对条件,所述受电电路对处于所述正对状态的所述至少一个受电元件接收到的交流电力进行转换,能够生成对所述电气负载进行驱动的驱动电压以上的受电电压。

发明效果

本发明的非接触供电装置在移动体具备比供电元件小型的多个受电元件,与移动体的位置无关,供电元件与至少一个受电元件始终成为正对状态。并且,从交流电源向处于正对状态的供电元件供给交流电力,根据处于正对状态的受电元件接收到的交流电力来生成驱动电压以上的受电电压而向电气负载供电。由此,电气负载始终稳定地工作。因此,在移动体具备比供电元件小型的受电元件,以往移动体所需的充电电路及蓄电池可以不再需要,能实现移动体的小型轻量化。

附图说明

图1是示意性地说明第一实施方式的非接触供电装置的结构的图。

图2是表示非接触供电装置的移动体侧的详细的电路结构的电路图。

图3是示意性地说明正对时供电部的结构的图。

图4是示意性地说明正对时供电部的结构的从图3的z方向观察的局部放大侧视图。

图5是从图3开始移动体向右方进行了移动的图,示出二个受电线圈与第一基板生产机的供电线圈正对的状态。

图6是从图5开始移动体向右方进行了移动的图,示出挡块使第一基板生产机的左侧的传感器不再工作的瞬间的状态。

图7是从图6开始移动体向右方进行了移动的图,示出挡块使第二基板生产机的左侧的传感器开始工作的瞬间的状态。

图8是从图7开始移动体向右方向移动的图,示出左侧的受电线圈与第一基板生产机的供电线圈正对,且右侧的受电线圈与第二基板生产机的供电线圈正对的状态。

图9是从图8开始移动体向右方向进行了移动的图,示出挡块使第一基板生产机的右侧的传感器不再工作而交流电源停止的瞬间的状态。

图10是从图9开始移动体向右方向进行了移动的图,示出挡块使第二基板生产机的两方的传感器工作,右侧的受电线圈与第二基板生产机的供电线圈正对,左侧的受电线圈与二个供电线圈偏离地相对的状态。

图11是表示伴随着移动体的移动而变化的第一及第二基板生产机的传感器及交流电源的状态的时间图的图。

图12是示意性地说明第二实施方式的交流电源及正对时供电部的结构的图。

具体实施方式

(1.第一实施方式的非接触供电装置1的结构)

关于本发明的第一实施方式的非接触供电装置1,以图1~图11为参考进行说明。图1是示意性地说明第一实施方式的非接触供电装置1的结构的图。第一实施方式的非接触供电装置1被组装于相当于固定部的基板生产线9。如图1所示,基板生产线9由第一~第三基板生产机91、92、93这三台基板生产机排列设置而构成。图1的左右方向是第一~第三基板生产机91、92、93的排列设置方向,也是后述的移动体99的移动方向。

各基板生产机91、92、93被模块化,排列设置方向的宽度尺寸ml彼此相等。第一~第三基板生产机91、92、93能够进行排列设置位置的顺序变更及与模块化的其他的基板生产机的替换。构成基板生产线9的基板生产机的排列设置台数可以为4台以上,也能够进行从后方增加排列设置台数的模块增设应对。作为第一~第三基板生产机91、92、93,可以例示元件安装机,而并不限定于此。

在第一~第三基板生产机91、92、93的前方配设有沿排列设置方向延伸的图示省略的导轨。移动体99沿着导轨在移动方向(第一~第三基板生产机91、92、93的排列设置方向)上移动。移动体99起到将在各基板生产机91、92、93中使用的机械材料或构件从图示省略的保管库搬入,并将使用后的机械材料或构件返回至保管库的作用。

第一实施方式的非接触供电装置1是从第一~第三基板生产机91、92、93向移动体99进行非接触供电的装置。非接触供电装置1在第一~第三基板生产机91、92、93分别具备交流电源2、供电线圈31及供电侧电容器35。而且,非接触供电装置1在移动体99中具备二个受电线圈41、二个受电侧电容器45及受电电路5。此外,非接触供电装置1具备设置于各供电线圈31上的正对时供电部6。

三台基板生产机91、92、93及模块化后的其他基板生产机的关于非接触供电装置1的结构是相同的,因此,以下对第一基板生产机91标注详细的附图标记进行说明。交流电源2在电源开关23l、23r(图3所示)被闭合时进行工作而将交流电压向供电线圈31供给,当电源开关23l、23r被打开时停止。电源开关23l、23r的闭合及打开由后述的传感器61l、61r、62l、62r(图3、图4所示)来指示。在三台基板生产机91、92、93中设置的共三个交流电源2能够相互独立地进行工作。交流电压的频率优选基于后述的供电侧共振电路及受电侧共振电路的共振频率来设定。

交流电源2可以使用例如供给直流电压的直流电源部和对直流电压进行交流转换的公知的电桥电路来构成。交流电源2可以具备对电压值、频率、相位等进行调节的功能。交流电源2的第一输出端子21直接连结于供电线圈31的一端311,第二输出端子22连接于供电侧电容器35的一端351。

供电线圈31是供电元件的一方式。供电线圈31设置在各基板生产机91、92、93的前表面,形成为在搬运方向的前后对称的形状。供电侧电容器35是串联连接于供电线圈31而形成供电侧共振电路的共振用元件。供电侧电容器35的另一端352连接于供电线圈31的另一端352。由此,构成闭合的供电电路。

二个受电线圈41配设在移动体99的与供电线圈31相对的侧面98,且沿移动方向相互分离地配置。受电线圈41是受电元件的一方式。供电线圈31及受电线圈41在相对配置时进行电磁耦合,产生互感而能够进行非接触供电。供电线圈31与受电线圈41的实际的分离距离小于图示的分离距离。

受电线圈41的一端411连接于受电侧电容器45的一端451及构成受电电路5的整流电路51的输入侧的一端子511。受电线圈41的另一端412连接于受电侧电容器45的另一端452及整流电路51的输入侧的另一端子512。受电侧电容器45是并联连接于受电线圈41而形成受电侧共振电路的共振用元件。

图2是表示移动体99侧的详细的电路结构的电路图。如图所示,受电电路5包括设置于各受电线圈41上的整流电路51、及共用地设置于二个整流电路51的直流电源电路55而构成。整流电路51通过将四个整流二极管进行桥接而成的全波整流电路52及与全波整流电路52的输出侧连接的平滑电容器53构成。二个整流电路51的输出侧的一端子513及另一端子514与直流电源电路55并联连接。二个整流电路51将在各自的输入侧连接的受电线圈41通过非接触供电而接收到的交流电力转换成直流的受电电压,向直流电源电路55输出。

直流电源电路55具有使驱动电压稳定的作用。即,直流电源电路55将从整流电路51输出的电压值不恒定的直流的受电电压调节成电压大致恒定的直流的驱动电压,向搭载于移动体99的电气负载57供电。电气负载57可以包含移动体99的移动用驱动源,例如线性电动机等。作为直流电源电路55,可以例示开关方式或吊弦方式的dcdc转换器。直流电源电路55具备降压功能,还可以具备升压功能。

接下来,说明供电线圈31及受电线圈41的移动方向上的长度、及沿移动方向相邻的相互分离距离、以及其大小关系所带来的作用。如图1所示,供电线圈31的移动方向上的长度设为lt,供电线圈31的相互分离距离设为dt。而且,受电线圈41的移动方向上的长度设为lr,受电线圈41的相互分离距离设为dr。供电线圈31的移动方向上的长度lt比基板生产机91、92、93的宽度尺寸ml稍小。

在此,dt≤dr的关系成立。根据该关系,移动体99侧的二个受电线圈41不会与在基板生产线9侧的较小的相互分离距离dt之间相对。因此,二个受电线圈41的至少一方必然从相互分离距离dt的范围脱离而成为与供电线圈31正对的正对状态。“正对状态”是指受电线圈41的移动方向上的长度lr的整体与供电线圈31的移动方向上的长度lt的范围内相对的状态。

另外,(2×lr+dr)≤lt的关系成立。根据该关系,会产生二个受电线圈41的移动方向上的长度lr的整体与一个供电线圈31的移动方向上的长度lt的范围内相对的时间段。换言之,伴随着移动体99的移动而产生二个受电线圈41与一个供电线圈31正对的状态。dt≤dr的关系及(2×lr+dr)≤lt的关系满足供电线圈31与至少一个受电线圈41始终成为正对状态这样的正对条件。

具体而言,在图1所示的位置关系下,第一基板生产机91的供电线圈31与图中的左侧的受电线圈41正对,第二基板生产机92的供电线圈31与图中的右侧的受电线圈41正对。此时,二个受电线圈41都成为良好的受电状态,如箭头p1、p2所示那样能够接收大的交流电力。并且,二个受电线圈41接收到的交流电力分别由整流电路51进行了整流之后通过直流电源电路55而相加。由此,能够将与二个受电线圈41接收到的交流电力相当的较大的直流电力向电气负载57供给。

当从图1的状态开始移动体99向右方向移动时,右侧的受电线圈41继续与第二基板生产机92的供电线圈31正对。另一方面,左侧的受电线圈41从第一基板生产机91的供电线圈31的正面偏离地相对。“偏离地相对”是指仅有受电线圈41的移动方向上的长度lr的一部分与供电线圈31的移动方向上的长度lt的范围内相对的位置关系。

在此,由处于正对状态的右侧的受电线圈41接收到的交流电力生成的直流的受电电压(整流电路51的输出电压)成为对电气负载57进行驱动的驱动电压以上。即,即使从供电线圈31的正面偏离地相对的左侧的受电线圈41暂时完全无法受电,而且,直流电源电路55不具备升压功能,电气负载57也能稳定地工作。

(2.正对时供电部6的结构)

接下来,说明图1中省略的正对时供电部6的结构。图3是示意性地说明正对时供电部6的结构的图。而且,图4是示意性地说明正对时供电部6的结构的从图3的z方向观察的局部放大侧视图。正对时供电部6设置于各基板生产机91~93的各自的供电元件31(31l、31r)上。正对时供电部6由构成正对状态检测部的传感器61l、61r、62l、62r及挡块68、以及交流电源2(2l、2r)的电源开关23l、23r等构成。

如图3所示,在每一个供电元件31l、31r上,各设置二个传感器61l、61r、62l、62r。传感器61l、61r、62l、62r配置在供电线圈31l、31r的从移动方向的两端向中央靠近了受电元件41l、41r的移动方向上的长度lr量的位置。挡块68是细长的板状的构件,从移动体99的侧面98突出设置。挡块68将二个受电元件41l、41r的相互分离的远端彼此连结而延伸。

传感器61l、61r、62l、62r是对检测光的隔断进行检测的类型的传感器。传感器61l、61r、62l、62r可以使用廉价的通用品。如图4所示,传感器61l、61r、62l、62r由主体部64、投光部65及受光部66构成。投光部65及受光部66从主体部64突出设置,相互隔离。挡块68配置成在投光部65与受光部66之间能够进入及退出。

投光部65朝向受光部66照射检测光。受光部66将检测光被隔断的隔断状态与检测光到达的受光状态进行区分检测。当挡块68进入投光部65与受光部66之间(以后简记为“挡块68进入传感器”)时,成为隔断状态。当挡块68从投光部65与受光部66之间退出时,成为受光状态。在第一基板生产机91的内部,二个传感器61l、61r的主体部64分别连接于交流电源2l的电源开关23l。同样,在第二基板生产机92的内部,二个传感器62l、62r的主体部64分别连接于交流电源2r的电源开关23r。

在受电线圈41(41l、41r)处于正对状态时,挡块68进入传感器61l、61r、62l、62r,使传感器61l、61r、62l、62r工作。具体而言,在图3的例子中,右侧的受电线圈41r与第一基板生产机91的供电线圈31l处于正对状态。挡块68进入第一基板生产机91的二个传感器61l、61r。由此,二个传感器61l、61r的受光部66对隔断状态进行检测。仅在受光部66检测到隔断状态的时间段,主体部64将闭合指令pon向电源开关23l指示。仅在二个传感器61l、61r中的至少一方的闭合指令pon产生的时间段,电源开关23l闭合而交流电源2l工作。

另外,挡块68未进入第二基板生产机92的二个传感器62l、62r,传感器62l、62r不工作。因此,在第二基板生产机92中,不向电源开关23r指示闭合指令pon,交流电源2r是停止的。

(3.第一实施方式的非接触供电装置1的工作)

接下来,说明第一实施方式的非接触供电装置1的工作。作为简易的工作例,设想移动体99从图3所示的左端位置向右方向以恒定的移动速度移动的情况。实际上,移动体99被可变地控制移动速度,并能够停止在移动方向的任意的位置。图5~图10是时序性地示出移动体99向图中的右方向移动的状态的图。而且,图11是表示伴随着移动体99的移动而变化的第一及第二基板生产机91、92的传感器61l、61r、62l、62r及交流电源2l、2r的状态的时间图的图。

在时刻t1,移动体99处于图3所示的左端位置。此时,挡块68进入第一基板生产机91的二个传感器61l、61r。如图11所示,第一基板生产机91的二个传感器61l、61r为隔断状态而指示闭合指令pon,交流电源2l是工作的。因此,即使左侧的受电线圈41l的受电状态不良,从处于正对状态的右侧的受电线圈41r也能得到充分的受电电压,电气负载57稳定地工作。另一方面,第二基板生产机92的二个传感器62l、62r处于挡块68未进入的受光状态,交流电源2r是停止的。

移动体99从左端位置进行移动,当成为时刻t2时,到达图5所示的位置。图5示出二个受电线圈41l、41r都与第一基板生产机91的供电线圈31l正对的正对状态。这二个受电线圈的正对状态持续包含时刻t2的少许的时间宽度。然后,右侧的受电线圈41r比供电线圈31l向右方偏离而正对状态解除。另一方面,由于左侧的受电线圈41l维持正对状态,因此能维持充分的受电电压。

移动体99进一步移动,当成为时刻t3时,到达图6所示的位置。图6示出挡块68使第一基板生产机91的左侧的传感器61l不再工作的瞬间的状态。在时刻t3以后,挡块68的左端从左侧的传感器61l退出,因此传感器61l成为受光状态,闭合指令pon消失(参照图11)。另一方面,右侧的传感器61r维持挡块68的进入状态。因此,通过右侧的传感器61r的闭合指令pon而交流电源2l继续工作。由此,从左侧的受电线圈41l能得到充分的受电电压。而且,挡块68使第二基板生产机92的左侧的传感器62l不工作,第二基板生产机92的交流电源2r不进行工作。

移动体99进一步移动,当成为时刻t4时,到达图7所示的位置。图7示出挡块68使第二基板生产机92的左侧的传感器62l开始工作的瞬间的状态。如图所示,在挡块68的右端进入第二基板生产机92的左侧的传感器62l的瞬间,左侧的传感器62l成为隔断状态,指示闭合指令pon。由此,交流电源2r开始工作(参照图11)。同时,右侧的受电线圈41r成为与第二基板生产机92的供电线圈31r正对的正对状态,因此能得到充分的受电电压。此外,左侧的受电线圈41l也继续与供电线圈31l正对的正对状态,能得到充分的受电电压。

移动体99进一步移动,当成为时刻t5时,到达图8所示的位置。图8示出左侧的受电线圈41l与第一基板生产机91的供电线圈31l正对,右侧的受电线圈41r与第二基板生产机92的供电线圈31r正对的状态。在该状态下,从二个正对状态的受电线圈41l、41r分别能得到充分的受电电压。这二个正对状态持续包含时刻t5的比较长的时间宽度。

移动体99进一步移动,当成为时刻t6时,到达图9所示的位置。图9示出挡块68使第一基板生产机91的右侧的传感器61l不再工作,交流电源2l停止的瞬间的状态。如图所示,挡块68的左端从第一基板生产机91的右侧的传感器61r退出。在退出的瞬间,右侧的传感器61r成为受光状态,闭合指令pon消失,因此交流电源2l停止。同时,左侧的受电线圈41r比供电线圈31l向右方偏离而正对状态解除。另一方面,右侧的受电线圈41l继续与供电线圈31r正对的正对状态,能得到充分的受电电压。

移动体99进一步移动,当成为时刻t7时,到达图10所示的位置。图10示出挡块68使第二基板生产机92的两方的传感器62l、62r工作、右侧的受电线圈41r与第二基板生产机92的供电线圈31r正对、左侧的受电线圈41l与二个供电线圈31l、31r偏离地相对的状态。在图11所示的时刻t6与时刻t7之间,挡块68的右端进入右侧的传感器62r,传感器62r成为隔断状态,指示闭合指令pon。

另一方面,挡块68已经从第一基板生产机91的右侧的传感器61r退出,交流电源2l是停止的。因此,左侧的受电线圈41l无法由第一基板生产机91的供电线圈31l供电,来自第二基板生产机92的供电线圈31r的供电也不充分,然而,右侧的受电线圈41r继续与供电线圈31r正对的正对状态,能得到充分的受电电压。因此,即使左侧的受电线圈41l暂时完全无法受电,电气负载57也能稳定地工作。

在上述的工作中,在供电线圈31r与受电线圈41r正对的瞬间的时刻t4,交流电源2r适时地开始工作。而且,在供电线圈31l不再与受电线圈41l正对的瞬间的时刻t6,交流电源2l适时地停止。因此,处于正对状态的供电线圈31(31l、31r)必然被供给交流电力,能良好地进行非接触供电。而且,供电线圈31(31l、31r)从不再是正对状态的瞬间起,不再被供给交流电力。即,交流电源2(2l、2r)仅在供电线圈31(31l、31r)成为正对状态时进行工作,因此电源效率高。

(4.第一实施方式的非接触供电装置1的形态及效果)

第一实施方式的非接触供电装置1具备:多个供电线圈31(31l、31r),设定于固定部(基板生产线9)并沿移动方向相互分离地配置;交流电源2(2l、2r),能够向多个供电元件单独地供给交流电力;多个受电线圈41(41l、41r),设置于沿移动方向移动的移动体99,且沿移动方向相互分离地配置,与多个供电线圈中的和受电线圈相对地配置的任一供电线圈31(31l、31r)电耦合而以非接触方式接收交流电力;受电电路5,对多个受电线圈41(41l、41r)接收到的交流电力进行转换而生成受电电压,并向设于移动体99的电气负载57输出;正对时供电部6,设置于多个供电线圈的每个供电线圈31(31l、31r)上,并检测多个受电线圈中的至少一个受电线圈41(41l、41r)的移动方向上的长度lr的整体与供电线圈31(31l、31r)的移动方向上的长度lt的范围内相对这一正对状态,仅在检测到正对状态时从交流电源2(2l、2r)向供电线圈31(31l、31r)供给交流电力,多个供电线圈31(31l、31r)的移动方向上的长度lt及相互分离距离dt、以及多个受电线圈41(41l、41r)的移动方向上的长度lr及相互分离距离dr被设定为满足供电线圈31(31l、31r)与至少一个受电线圈41(41l、41r)始终成为正对状态这一正对条件,受电电路5对处于正对状态的至少一个受电线圈41(41l、41r)所接收到的交流电力进行转换,能够生成驱动电气负载57的驱动电压以上的受电电压。

第一实施方式的非接触供电装置1在移动体99具备比供电线圈31(31l、31r)小型的多个受电线圈41(41l、41r),与移动体99的位置无关而始终使供电线圈31(31l、31r)与至少一个受电线圈41(41l、41r)为正对状态。并且,从交流电源2(2l、2r)向处于正对状态的供电线圈31(31l、31r)供给交流电力,由处于正对状态的受电线圈41(41l、41r)所接收到的交流电力来生成驱动电压以上的受电电压而向电气负载57供电。由此,电气负载57始终稳定地进行工作。因此,在移动体99具备比供电线圈31(31l、31r)小型的受电线圈41(41l、41r),另一方面,以往移动体99所需的充电电路及蓄电池可以不再需要,能实现移动体99的小型轻量化。

此外,在第一实施方式的非接触供电装置1中,正对条件由dt≤dr的关系及(2×lr+dr)≤lt的关系表示。由此,二个受电线圈41l、41r仅能取得与同一供电线圈31l正对的状态、与互不相同的供电线圈31l、31r正对的状态、及一方与供电线圈31r正对且另一方与供电线圈31l、31r偏离地相对的状态这三种状态。因此,能够基于正对条件来实际设定供电线圈31及受电线圈41的移动方向上的长度lt、lr、及相互分离距离dt、dr,而设计及制造非接触供电装置1。

此外,正对时供电部6包括对各供电线圈31(31l、31r)上设置的交流电源2(2l、2r)进行接通/切断的电源开关23l、23r、以及仅在检测到正对状态时使电源开关23l、23r闭合的正对状态检测部。由此,交流电源2(2l、2r)仅在供电线圈31(31l、31r)成为正对状态时进行工作,因此电源效率高。

此外,正对状态检测部包括对应于供电线圈31(31l、31r)而设置于固定部(基板生产线9)的传感器61l、61r、62l、62r、和对应于多个受电线圈41(41l、41r)而设置于移动体99的挡块68,与处于正对状态的至少一个受电线圈41(41l、41r)对应的挡块68使传感器61l、61r、62l、62r工作。由此,将作为廉价的通用品的传感器61l、61r、62l、62r与细长的板状的挡块68组合而能够构成正对状态检测部,能够使成本低廉。

此外,传感器61l、61r、62l、62r配置于供电线圈31(31l、31r)的从移动方向的两端向中央靠近了受电线圈41(41l、41r)的移动方向上的长度lr量的位置,挡块68将多个受电线圈41(41l、41r)的相互分离的远端彼此连结而延伸。由此,能够高精度地检测正对状态的产生及解除而适时地对交流电源2(2l、2r)进行接通/切断,因此提高电源效率的效果显著。

此外,还具备与供电线圈31(31l、31r)连接而形成共振电路的供电侧电容器35、及与受电线圈41(41l、41r)连接而形成共振电路的受电侧电容器45,受电电路5包括:设置于各受电线圈41(41l、41r)上而将受电线圈41(41l、41r)接收到的交流电力转换成直流的受电电压并输出的多个整流电路51;以及将从各整流电路51输出的直流的受电电压转换成直流的驱动电压的直流电源电路55。由此,能够利用共振特性而得到高供电效率。而且,即使由于以温度变化或时效特性变化等为起因的共振特性的变化而使受电电压变动,也会通过直流电源电路55的稳定电压的作用而使电气负载57始终稳定地工作。

此外,受电元件设为受电线圈41(41l、41r),供电元件设为供电线圈31(31l、31r)。由此,在电磁耦合方式的非接触供电装置1中,能始终进行稳定的非接触供电。

此外,固定部是排列设置有多个基板生产机91~93的基板生产线9,移动方向被设定为多个基板生产机91~93的排列设置方向,多个供电线圈31(31l、31r)在多个基板生产机91~93上各配置相同数量。由此,在第一~第三基板生产机91、92、93的排列设置位置的顺序变更、及与模块化后的其他的基板生产机的替换、以及排列设置台数增设为四台以上的模块增设应对这全部的情况下,非接触供电装置1能确保良好的受电状态。因此,在基板生产线9的线结构的变更时或模块增设应对时,与非接触供电装置1相关的换产调节作业简单。

(5.第二实施方式的非接触供电装置1a)

接下来,关于第二实施方式的非接触供电装置1a,主要说明与第一实施方式不同的点。在第二实施方式中,交流电源25及正对时供电部6a的结构与第一实施方式不同,其他的部位与第一实施方式相同。图12是示意性地说明第二实施方式的交流电源25及正对时供电部6a的结构的图。

如图所示,交流电源25共用地设置于多个供电元件31l、31r。交流电源25的电源容量大于第一实施方式的交流电源2(2l、2r)的电源容量。在将交流电源25与各供电元件31l、31r并联的电路中,分别安插有开闭开关26l、26r。在非接触供电装置1a工作期间,交流电源25持续工作。

正对时供电部6a具有与第一实施方式相同的正对状态检测部,即,具有传感器61l、61r、62l、62r及挡块68。而且,正对时供电部6a具有开闭开关26l、26r以取代电源开关23l、23r。在第一基板生产机91的内部,将二个传感器61l、61r的主体部64分别连接于开闭开关26l。在第二基板生产机92的内部,二个传感器62l、62r的主体部64分别连接于开闭开关26r。并且,仅在受光部66检测到隔断状态的时间段,主体部64将闭合指令pon向开闭开关26l、26r指示。仅在各二个的传感器61l、61r、62l、62r中的至少一方的闭合指令pon产生的时间段,各开闭开关26l、26r被闭合。

在第二实施方式的非接触供电装置1a中,正对时供电部6a包括:安插在将共用地设置于多个供电线圈31(31l、31r)的交流电源25与供电线圈31(31l、31r)连接的电路中的开闭开关26l、26r;以及仅在检测到正对状态时将开闭开关26l、26r闭合的正对状态检测部。在第二实施方式中,从交流电源25向供电线圈31l、31r供给的交流电力的供电定时与图5~图10中说明的第一实施方式的情况相同。因此,电气负载57始终稳定地工作。因此,在第二实施方式中也可以不需要充电电路及蓄电池而能实现移动体99的小型轻量化。

(6.实施方式的应用及变形)

需要说明的是,也可以使用作为共振用元件的供电侧电容器35及受电侧电容器45,并使交流电源2(2l、2r)、25的频率从共振频率偏离。这种情况下,难以受到共振特性的变化的影响,因此即使受电电压的绝对值稍下降,电压变动也减少。因此,可以省略直流电源电路55。而且,构成正对状态检测部的传感器61l、61r、62l、62r的个数及配置位置、以及挡块68的个数、长度及配置位置即使适当变更也能够具备同等的功能及作用。此外,非接触供电的方式并不限定为使用了供电线圈31(31l、31r)及受电线圈41(41l、41r)的电磁耦合方式,而也可以是例如使用了供电电极及受电电极的静电耦合方式。本发明也能够进行除此以外的各种应用或变形。

产业上的可利用性

本发明的非接触供电装置除了实施方式中说明的基板生产线9以外,也能够利用于生产其他的制品的组装线或加工线、电动车辆的行驶中供电等广泛的领域。

附图标记说明

1、1a:非接触供电装置;

2、2l、2r:交流电源;23l、23r:电源开关;

25:交流电源;26l、26r:开闭开关;

31、31l、31r:供电线圈(供电元件);

35:供电侧电容器(共振用元件);

41、41l、41r:受电线圈(受电元件);

45:受电侧电容器(共振用元件);

5:受电电路;51:整流电路;55:直流电源电路;

6、6a:正对时供电部;

61l、61r、62l、62r:传感器(正对状态检测部);

68:挡块(正对状态检测部);

9:基板生产线(固定部);

91~93:第一~第三基板生产机;99:移动体;

lt:供电线圈的移动方向上的长度;

dt:供电线圈的相互分离距离;

lr:受电线圈的移动方向上的长度;

dr:受电线圈的相互分离距离。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1