JP2002084687A

JP2002084687A - 電源設備

Info

Publication number: JP2002084687A
Application number: JP2000267872A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Suzuki; 達也鈴木; Kazuto Funabashi; 和人舩橋
Original assignee: Daifuku Co Ltd; Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Daifuku Co Ltd; Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-03-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、電源装置の過電流保護機能を残し
たまま、電源装置の起動時のトリップを防止できる電源
設備を提供することを目的とする。【解決手段】自走車Ｖのレール装置Ｂに沿って、イン
バータＭから供給される高周波電流を流す誘導線路47を
布設し、自走車Ｖに、誘電線路47から無接触で給電され
るピックアップコイル５を設け、前記インバータＭは、
起動時に、予め設定された一定周波数で、誘導線路47に
印加する電圧を段階的に定格電圧値まで増加させる構成
とする。この構成により、インバータＭの起動時のイン
バータＭが接続された回路への突入電流が軽減され、イ
ンバータＭのトリップを回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体の移動径路
に沿って布設された線路に交流電流を給電し、移動体へ
給電する電源設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の上記移動体への電源設備として無
接触給電設備がある。従来の無接触給電設備は、たとえ
ば特開平６−１５３３０５号公報に開示されている。

【０００３】すなわち、搬送用車体（移動体の一例）の
案内レール（移動線路の一例）に沿って、電源より一定
の高周波電流が供給される誘導線路を張設し、前記搬送
用車体に、前記誘電線路から無接触で給電されるピック
アップコイルを設け、前記ピックアップコイルと並列
に、このピックアップコイルと前記誘導線路の周波数に
共振する共振回路を形成するコンデンサを接続し、この
コンデンサに整流／平滑回路を接続し、さらに整流／平
滑回路に出力電圧を基準電圧に維持する安定化電源回路
を接続している。この安定化電源回路より、インバータ
を介して負荷に相当する、搬送用車体の走行用車輪に連
結されたモータに給電している。

【０００４】また誘導線路には、誘導線路（給電路）の
長さに無関係に、誘導線路に上記周波数の共振電流を流
す目的で、誘導線路のインピーダンスを調整するため
に、たとえば特表平６−５０６０９９号公報に開示され
ているように、コンデンサが直列に接続される。

【０００５】また上記電源は、全ての搬送用車体におい
てモータ加速時／減速時（最大負荷時）を想定した電流
を供給できるように、誘導線路へ供給する電流（誘導電
流）値を設定され、１００％の定格電圧値で起動され
る。また電源は、過電流保護機能を有しており、常時供
給する誘導電流を監視し、たとえば誘導線路が短絡し、
予め設定された電流値を超えると、トリップして、前記
誘導電流を遮断し、誘導線路を保護している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の無接触
給電設備では、電源より起動時に１００％電圧を印加す
ると、この電源に接続された回路に突入電流が流れ、こ
のとき電源の過電流保護機能が動作して、電源がトリッ
プし、誘導電流が遮断されることがあった。なお、電源
の過電流保護機能は、誘導線路の保護を行っていること
から、外すことはできない。

【０００７】そこで、本発明は、電源の過電流保護機能
を残したまま、電源の起動時のトリップを防止できる電
源設備を提供することを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうち請求項１記載の発明は、移動体の
移動径路に沿って布設された線路に交流電流を給電する
電源設備であって、起動時に、予め設定された一定の周
波数で、前記線路に印加する電圧を段階的に定格電圧値
まで増加させる電源装置を備えたことを特徴とするもの
である。

【０００９】上記構成により、起動時に、一定の周波数
に固定あるいは維持して電圧を段階的に増加させること
によって、電源起動時の電源装置に接続された回路への
突入電流が軽減され、電源装置のトリップが回避され
る。

【００１０】また請求項２記載の発明は、上記請求項１
記載の発明であって、電源装置は、起動時の第１段階の
電圧値を定格電圧値のほぼ５％とすることを特徴とする
ものである。

【００１１】上記構成により、電源起動時の電源装置に
接続された回路への突入電流は殆どなくなり、電源装置
のトリップが回避される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図４は本発明の実施の形態におけ
る電源設備を備えた荷の搬送設備の平面図、図５は同搬
送設備の自走車の側面図、図６は同搬送設備の一部断面
正面図である。

【００１３】荷の搬送設備は、複数の自走車（移動体の
一例）Ｖとこの自走車Ｖの移動経路Ｓ１，Ｓ２を形成す
るレール装置Ｂから構成されており、自走車Ｖはレール
装置Ｂに案内されて移動する。移動経路Ｓ１は自走車Ｖ
の主搬送ラインを示し、移動経路Ｓ２は自走車Ｖの待機
ラインを示している。

【００１４】自走車Ｖとレール装置Ｂを詳細に説明す
る。〔自走車〕自走車Ｖは、自走車本体１と、この自走車本
体１の中央部に立設された前後（自走車Ｖの走行方向）
２本の支持体２に支持され、搬送する荷Ｌが載置される
荷台３から構成されている。

【００１５】前記荷台３の下面中央には、後述する誘導
線路が発生する磁束により起電力が誘起されるピックア
ップコイル５が取付けられている。このピックアップコ
イル５は、図６に示すように、断面がエ字状（Ｉ字状あ
るいはＴ字状でもよい）のフェライトからなるコア６を
５個、横方向（図５においてレール装置Ｂに沿う方向）
に並べ、非磁性体のプレート７を介してベース体８にね
じ８Ａにより固定している。また横方向に並べたコア６
の中央部６Ａの両面に渡って、たとえば10〜20ターンの
リッツ線からなるケーブル９を巻いて形成している。ま
たベース体８の側部に取付け部材10を取付けて構成され
ている。また、両端のコア６とプレート７の折りかえし
部間にウレタンゴム10Ａを挿入している。

【００１６】自走車本体１には、走行手段として、車軸
を介して遊転自在に取付けられ、自走車Ｖを支持する前
後左右計４個の走行用車輪11と、車軸を介して遊転自在
に取付けた前後左右計８個の横移動規制用車輪12と、リ
ニアモータのステータ（一次コイル）13と、前記ピック
アップコイル５より給電され、リニアモータの一次コイ
ル13に一次電流を供給するリニアモータのドライバ14が
設けられている。

【００１７】また自走車本体１には、走行経路を選択す
るための手段として、前後にそれぞれ配置され、左右端
部にそれぞれ乗り換え用車輪21を取り付けたシーソー22
と、このシーソー22の中央の支軸を回転自在に支持する
支持体23と、シーソー22の支軸に連結され、さらに前記
ピックアップコイル５より給電され、支軸を回動させて
左右の乗り換え用車輪21の位置を上下に移動させるモー
タなどからなる駆動部24と、前後に位置するシーソー22
の中央の支軸を連結するシャフト25が設けられている。

【００１８】また、自走車本体１には、自走車本体１の
移動により後述する走行レール31の第１走行案内面41と
の接触により回動するローラ26と、このローラ26の回転
軸に連結されたエンコーダ27と、このエンコーダ27から
出力されるパルス信号をカウントすることにより走行位
置を確認しながら、走行・停止や移動する走行経路を判
断するコントローラ53（図１）が設けられており、コン
トローラ53は走行時にリニアモータのドライバ14へ走行
指令を出力し、走行経路を変更するときには駆動部24を
駆動する。リニアモータのドライバ14は、コントローラ
の走行指令に応じてリニアモータの一次コイル13に一次
電流を供給する。〔レール装置〕レール装置Ｂは、自走車Ｖの自走車本体
１が走行時に発生する塵埃を外部へ拡散させることのな
いように、自走車本体１をカバーする形状とされてお
り、左右一対の走行レール31と、この左右の走行レール
31にそれぞれ固定された左右の側壁パネル32と、荷台３
（支持体２を含む）のみを通過可能とした左右一対の上
部パネル33とから構成している。また左右一対の走行レ
ール31は、その下端部で連結されている。

【００１９】前記走行レール31は、走行用車輪11に下か
ら接当する第１走行案内面41と、横移動規制用車輪12に
外側から接当する第２走行案内面42を有しており、さら
に走行レール31の内方に、リニアモータの一次コイル13
に対向して自走車Ｖの走行方向にＮ極の磁石とＳ極の磁
石44が繰り返し配列されている。

【００２０】また左右の側壁パネル32のそれぞれの内側
面に、左右の乗り換え用車輪21にそれぞれ接当する走行
案内面を有す一対の案内レール45が設けられ、さらに左
右一対の上部パネル33の対向する端部に、この端部より
突設されたハンガー46に支持されて誘導線路（線路の一
例）47が敷設されている。

【００２１】上記誘導線路47は、絶縁した細い素線を集
めて形成した撚線（以下、リッツ線と呼ぶ）を絶縁体、
たとえば樹脂材によりカバーして形成されたケーブル48
を、図１に示すように、複数のループ（図１では６ルー
プ）状として構成されており、ケーブル48の始端と終端
はインバータ（電源装置の一例）Ｍに接続されている。
またケーブル48には、インピーダンス調整用のコンデン
サＣが直列に介装されている。誘導線路47に通電（交
流）されると、ピックアップコイル５に起電力が発生す
る。

【００２２】地上の電源側と自走車Ｖの回路構成を図１
の回路構成図にしたがって説明する。自走車Ｖには、ピ
ックアップコイル５と並列に、このピックアップコイル
５と誘導線路47の周波数に共振する共振回路を形成する
コンデンサ51が設けられ、さらにこのコンデンサ51に整
流／平滑回路52が接続され、この整流／平滑回路52よ
り、上記コントローラ53とリニアモータのドライバ14と
駆動部24へ給電されている。さらにリニアモータのドラ
イバ14よりリニアモータの一次コイル13へ一次電流が供
給される。

【００２３】上記インバータＭには、ＡＣ200 Ｖの交流
電源（図示せず）が接続され、インバータＭは、予め設
定された周波数（たとえば、１０ｋＨｚの高周波数）に
固定・維持された定格電圧値の交流電圧に変換してケー
ブル48（誘導線路47）へ給電している。またインバータ
Ｍは、過電流保護機能を有しており、常時供給する誘導
電流を監視し、たとえば誘導線路47が短絡し、予め設定
された電流値を超えると、トリップして、誘導電流を遮
断することにより、誘導線路47を保護している。

【００２４】またインバータＭは、外部より起動信号を
入力すると、上記設定された周波数に固定・維持しなが
ら、デューティ比を変化させ階段的に出力電圧を定格電
圧まで上昇させる。

【００２５】図２にインバータＭのサイリスタ（ＳＣ
Ｒ）のゲートへ印加される出力パルスを示す。デューテ
ィ比はパルス間隔に対するパルス幅の比であり、デュー
ティ比が小さい程出力電圧は小さくなる。パルス間隔は
予め設定された周波数により設定される。

【００２６】図３にインバータＭの起動時のデューティ
比のタイムチャートの一例を示す。起動信号の入力から
最初の０．５秒の間は、５％のデューティ比、次の０．
５秒〜１秒の間は、５０％のデューティ比、１秒を経過
すると定格電圧に相当するデューティ比としている。

【００２７】以下、上記構成における作用を説明する。
電源のインバータＭに起動信号が入力されると、交流電
源から出力されるＡＣ200 Ｖの交流はインバータＭによ
り、予め設定された一定の周波数で、交流電圧に変換さ
れて誘導線路47に供給されるが、まず起動直後はデュー
ティ比５％の電圧で起動され、０．５秒が経過すると、
デューティ比５０％の出力電圧まで上昇され、さらに
０．５秒が経過すると、定格電圧まで上昇される。この
ように、段階的に出力電圧を上昇させることにより、イ
ンバータＭに接続された回路、すなわちコンデンサＣお
よび誘導線路47への突入電流が軽減され、インバータＭ
の過電流保護機能が動作することなく、運転が続行され
る。

【００２８】図２に示すように、インバータＭからコン
デンサＣおよび誘導線路47へ供給される電流（出力電
流）は、出力パルスのオン時間内にそのインバータＭに
接続された回路定数（インピーダンス）分の傾きで増加
することから、デューティ比を小さくしてスタートさせ
ると、オン時間が小さくなり、電流の増加が抑えられ
る。よって波高値を一定とし、デューティ比を可変さ
せ、誘導線路47への出力電流をコントロールすることに
より、インバータＭに接続された回路への突入電流を軽
減することができる。

【００２９】誘導線路47に高周波誘導電流が供給される
と、発生する磁束により、誘導線路47の周波数に共振す
るレール装置Ｂ上に位置する自走車Ｖのピックアップコ
イル５に大きな起電力が発生し、この起電力により発生
した交流電流は整流／平滑回路52で整流され、所定の電
圧に整圧されてコントローラ53と、リニアモータのドラ
イバ14と、駆動部24へ供給される。そして、コントロー
ラ53より走行指令が、リニアモータのドライバ14へ出力
されると、リニアモータのドライバ14は、コントローラ
の走行指令に応じてリニアモータの一次コイル13に一次
電流を供給し、よって自走車Ｖはレール装置Ｂ（走行レ
ール31）に案内されて移動する。

【００３０】また主搬送ラインＳ１と待機ラインＳ２間
で移動経路を変更するとき、コントローラ53は駆動部24
へ指令して、選択した移動経路側の案内レール45に乗り
換え用車輪21が接当するように、シーソー22を駆動す
る。そして、分岐部に到達すると、乗り換え用車輪21が
選択した移動経路側の案内レール45に案内されることに
より移動経路が変更される。

【００３１】このように、インバータＭの起動時に、予
め設定された一定の周波数に固定し、デューティ比を変
化させて、誘導線路47へ印加する出力電圧を段階的に定
格電圧値まで増加させることにより、インバータＭに過
電流保護機能を残したまま、インバータＭがトリップす
ることを回避することができ、起動不能となることを回
避することができる。また、起動直後のデューティ比を
５％とすることにより、電源起動時のインバータＭに接
続された回路への突入電流を殆どなくすことができ、極
めて効果的にインバータＭのトリップを回避することが
できる。また一定の周波数を共振回路の共振周波数に固
定あるいは維持して起動することにより、最も効率よく
給電することができる。

【００３２】なお、本実施の形態では、インバータＭの
出力パルスのデューティ比を変化させて、突入電流を軽
減させているが、出力パルスの波高値を変化させること
によっても同様に、突入電流を軽減することができる。
図８に示すように、波高値を小さくすると、上記回路定
数による電流の増加が抑えられることから、波高値を可
変させ、誘導線路47への出力電流をコントロールするこ
とにより、インバータＭに接続された回路への突入電流
を軽減することができる。

【００３３】また本実施の形態では、インバータＭに接
続される回路を、誘導線路47に調整コンデンサＣを直列
接続した回路としているが、誘導線路（インダクタン
ス）47のみの回路であっても、同様に回路定数に見合っ
た電流が流れることから、インバータＭの出力パルスの
デューティ比あるいは波高値を可変することにより、イ
ンバータＭに接続された回路への突入電流を軽減するこ
とができる。

【００３４】また本実施の形態では、２本の誘導線路47
をレール装置Ｂに敷設する構成としているが、１本の誘
導線路47をレール装置Ｂに敷設する構成として無接触給
電することもできる。この際、ハンガーは１本でよいこ
とはいうまでもない。

【００３５】また、本実施の形態では、左右方向に移動
する自走車Ｖについて記載しているが、レール装置に沿
って上下方向に移動する自走車（移動体）にも、同様に
適用でき、同様の効果を期待することができる。

【００３６】また、本実施の形態では、レール装置Ｂに
誘導線路47を敷設して無接触で給電しているが、誘導線
路47に代えて通電レールを敷設し、通電レールにインバ
ータＭより給電し、また自走車Ｖにピックアップコイル
５に代えて通電レールより給電される集電子を設けて自
走車Ｖに給電するようにすることもできる。このとき、
同様に起動時に、予め設定された一定の周波数で、通電
レールに印加する電圧を段階的に定格電圧値まで増加さ
せる構成とすることにより、電源起動時のインバータＭ
に接続された回路への突入電流を軽減でき、極めて効率
的にインバータＭのトリップを回避することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電源
起動時の電源装置に接続された回路への突入電流を軽減
することができ、電源装置のトリップを回避することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における電源設備の構成図
である。

【図２】同電源設備のインバータＭの出力パルスおよび
出力電流の特性図である。

【図３】同電源設備のインバータＭの起動時のデューテ
ィ比のタイムチャートである。

【図４】同電源設備を備えた荷の搬送設備の平面図であ
る。

【図５】同電源設備を備えた荷の搬送設備の自走車の側
面図である。

【図６】同電源設備を備えた荷の搬送設備の一部断面正
面図である。

【図７】同電源設備のピックアップコイルの平面図、正
面図である。

【図８】同電源設備のインバータＭの出力パルスおよび
出力電流の特性図である。

【符号の説明】

Ｖ自走車Ｂレール装置Ｃ誘導線路に介装されるコンデンサＬ荷Ｓ１，Ｓ２移動経路１自走車本体３荷台５ピックアップコイル６コア 11 走行用車輪 12 横移動規制用車輪 13 リニアモータ（１次） 14 リニアモータのドライバ 21 乗り換え用車輪 22 シーソー 24 駆動部 31 走行レール 44 磁石 45 案内レール 47 誘導線路 48 ケーブル 51 ピックアップコイルと共振回路を形成するコンデ
ンサ 52 平滑／整流回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者舩橋和人愛知県小牧市小牧原新田1500番地株式会社ダイフク小牧事業所内Ｆターム(参考） 5H007 AA07 CC09 DA06 FA03 GA03 5H105 BA02 BB07 CC02 CC19 DD10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体の移動径路に沿って布設された線
路に交流電流を給電する電源設備であって、起動時に、予め設定された一定の周波数で、前記線路に
印加する電圧を段階的に定格電圧値まで増加させる電源
装置を備えたことを特徴とする電源設備。
【請求項２】電源装置は、起動時の第１段階の電圧値
を定格電圧値のほぼ５％とすることを特徴とする請求項
１記載の電源設備。