JP2003125504A - 台車走行システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出来るだけ小型の電源装置を用いて台車を効
率的に走行させることができる台車走行システムを提供
する。 【解決手段】 走行コースに沿って給電線１が敷設され
ている。電源装置２は、給電線１に一定の電流を流すこ
とにより各台車４に電力を供給する。台車４は、給電線
１から電力を受け取りながらセンタ装置３からの指示に
従って走行する。各台車４の消費電力の総和が閾値電力
を越えると、電源装置２は、給電線１を介して流れる電
流を低下させる。台車４は、給電線１を介して流れる電
流の低下を検出すると、自車の加速を制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予め決められた走
行コースに沿って給電線が敷設され、台車がその給電線
から電力を受け取りながら走行する台車走行システムに
係わる。

【０００２】

【従来の技術】予め決められた走行コースに沿って給電
線が敷設され、台車がその給電線から電力を受け取りな
がら走行する台車走行システムは、例えば、工場内の部
品搬送システム等として知られている。なお、この種の
システムでは、しばしば、センタ装置からの指示により
各台車の走行が制御される。

【０００３】図７(a) は、台車走行システムの構成例で
ある。このシステムにおいて、各台車は、不図示のセン
タ装置からの指示に従って、給電線から電力を受け取り
ながら走行する。一方、高周波電源は、各台車により消
費される電力を供給するように、給電線に電流を流す。
すなわち、高周波電源は、各台車が消費する電力の総和
を供給する。

【０００４】ところで、台車の消費電力は、基本的に、
その台車の加速時に最大となる。ここで、台車の走行
は、基本的に、台車ごとに独立に制御される。このた
め、複数の台車が同時に加速走行を行う可能性がある。
すなわち、複数の台車が同時に大きな電力を消費するよ
うな事態が起こり得る。

【０００５】一方、一般的な電源装置は、負荷（ここで
は、台車）が要求する電力がその電源装置の最大定格を
越えると、電力供給動作を停止する。したがって、上述
のような台車走行システムは、通常、そのような電力停
止が起こらないように設計される。具体的には、各台車
の最大消費電力の総和が電源装置の最大定格を越えない
ように設計される。例えば、電源装置の最大定格が５ｋ
Ｗであり、各台車の最大消費電力が８００Ｗであったと
すると、その電源装置に対して設けることができる台車
の数は、最大で６台に制限される。

【０００６】また、図７(b) に示すように、走行コース
が複数の走行区間に分割され、各走行区間ごとに電源装
置が設けられるシステムでは、各走行区間ごとに台車の
数が制限される。このため、このようなシステムでは、
しばしば、台車が次の走行区間に進入することが禁止さ
れたり、台車の加速が禁止されたりすることがあり、物
流の効率が低下してしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、台車
の消費電力が大きくなるのは、主に、その台車が加速走
行を行っている期間である。しかし、一般に、各台車が
加速走行をする時間は比較的短く、全台車が同時に加速
走行をすることは稀である。すなわち、通常期間は、各
台車の消費電力の総和が電源装置の最大定格と比較して
かなり小さい状態になっている。別言すれば、電源装置
は、その能力が十分に利用されない状態で動作している
ことになる。

【０００８】このため、上述のようにしてシステムを設
計すると、所定数の台車に対して必要以上に大きな容量
を持った電源を使用することになり、コストの上昇が発
生する。また、別の見方をすれば、電源装置ごとの台車
数が制限されるので、物流効率の低下が発生する。

【０００９】本発明の目的は、出来るだけ小型の電源装
置を用いて台車を効率的に走行させることができる台車
走行システムを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の台車走行システ
ムは、予め決められた走行コースに沿って複数の台車が
走行する台車走行システムであって、上記走行コースに
沿って敷設された給電線と、上記複数の台車の消費電力
の総和が閾値電力以下であるときは第１の電流値で上記
給電線に電力を供給し、上記複数の台車の消費電力の総
和が上記閾値電力を越えたときは上記第１の電流値より
も小さな電流値で上記給電線に電力を供給する電源装置
とを備え、上記複数の台車は、上記給電線を介して流れ
る電流が上記第１の電流値から低下したときに、それぞ
れ、自車の加速を制限する。

【００１１】上記構成において、全台車の消費電力の総
和が閾値電力を越えると、電源装置は、給電線を介して
流れる電流を低下させる。そして、各台車は、給電線を
介して流れる電流が第１の電流値から低下したことを検
出すると、自車の加速を制限する。このように、このシ
ステムでは、給電線を介して流れる電流の値により、電
源装置から各台車に対して、加速を制限する旨の指示が
与えられる。

【００１２】各台車の消費電力は、その加速時に大きく
なる。このため、全台車または多数の台車が同時に加速
を行ったときに、その消費電力の総和が閾値電力を越え
る。すなわち、各台車の加速が制限されるのは、全台車
または多数の台車が同時に加速を行ったときであって、
全台車の消費電力の総和が閾値電力以下であれば、各台
車はそれぞれ自由に加速することができる。ここで、全
台車または多数の台車が同時に加速することが稀である
とすると、各台車は、基本的に、自由に加速できること
になる。

【００１３】また、上記構成においては、全台車の消費
電力の総和が閾値電力（例えば、電源装置の最大定格）
を越えたときであっても、各台車は、加速が制限される
ものの、その走行を継続できる。よって、各台車の最大
消費電力の総和よりも大きな容量を持った電源装置を使
用する必要はない。

【００１４】上記台車走行システムにおいて、各台車
が、コイルを含む受電ユニットと、上記給電線を介して
流れる電流に起因して上記コイルに発生する電圧を検出
する電圧センサと、上記電圧センサの出力に基づいて、
自車の加速を制限するか否かを決定するコントローラと
を有するようにしてもよい。この構成によれば、給電線
を介して流れる電流を検出するための専用センサを設け
る必要がない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形
態の台車走行システムの構成図である。本実施形態の台
車走行システムは、予め決められた走行コースに沿って
給電線が敷設され、台車がその給電線から電力を受け取
りながら走行する。

【００１６】走行コースは、例えば周回コースであり、
その走行コースに沿って給電線１が敷設されている。そ
して、その給電線１に対して電源装置２が接続されてい
る。すなわち、電源装置２は、給電線１に電力を供給す
る。なお、走行コースは、必ずしも周回コースである必
要はなく、直線コース等であってもよい。

【００１７】センタ装置３は、台車４との間で情報を送
受信する機能を備えたサーバコンピュータであり、各台
車の走行を制御する。具体的には、センタ装置３は、た
とえば、台車４に対して移動先を指示する。なお、セン
タ装置３と台車４との間の通信路は、この実施形態では
無線伝送路であるが、給電線１を介して情報を送受信す
るようにしてもよい。

【００１８】台車４は、給電線１から電力を受け取る機
能、およびセンタ装置３との間で情報を送受信する機能
を備えている。そして、センタ装置３からの指示に従っ
て目的地へ走行する。なお、図１に示す例では、走行コ
ースに対して１台の電源装置が設けられているが、本発
明はこの構成限定されるものではない。即ち、本発明
は、図７(b) に示したように、走行コースが複数の走行
区間に分割されて各走行区間ごとに対応する電源装置が
設けられたシステムにも適用可能である。

【００１９】図２は、電源装置２のブロック図である。
変換回路１１は、例えば商用ＡＣ電源に接続されてお
り、制御部１２からの指示に従って高周波交流電流を給
電線１に供給する。また、制御部１２は、出力電流およ
び出力電圧をモニタし、出力電流が一定の値に保持され
るように、或いは出力電圧が一定の値に保持されるよう
に変換回路１１を制御する。

【００２０】電源装置２は、通常時は、図３に示すよう
に、給電線１を介して流れる電流が一定の値（電流Ｉo
）になるように出力電圧を制御する。すなわち、電源
装置２は、給電線１を介して流れる電流を一定の値に保
持しながら、各台車４における消費電力の総和を供給す
る。なお、「通常時」とは、ここでは、各台車４の消費
電力の総和が予め設定されている閾値電力よりも小さい
期間を意味する。

【００２１】制御部１２は、出力電流および出力電圧を
モニタすることにより、各台車４における消費電力の総
和を検出する。そして、この検出値が閾値電力を越える
と、制御部１２は、電流一定制御を停止し、電圧一定制
御を実行する。ここで、この電圧一定制御では、出力電
流は、通常時に保持される電流値（電流Ｉo ）よりも低
下することになる。なお、この閾値電力は、例えば、電
源装置２の最大定格または最大定格よりも少し小さいな
値に設定される。

【００２２】この後、各台車４における消費電力の総和
が低下して閾値電力よりも小さくなると、制御部１２
は、電圧一定制御を停止し、電流一定制御を再開する。
これにより、以降、出力電流は「電流Ｉo 」に戻る。図
４は、台車４のブロック図である。なお、ここでは、本
発明に直接的に係わらない機能は省略している。

【００２３】受電ユニット２１は、給電線１から電力を
受け取る。この実施形態では、受電ユニット２１は、受
電コイルを備えており、電磁誘導作用を利用して給電線
１から電力を受け取るものとする。この場合、受電コイ
ルに生じる起電力は、給電線１を介して流れる電流に比
例する。なお、給電線１には交流が供給されているの
で、受電ユニット２１は交流電圧を出力する。そして、
この交流電圧の振幅は、給電線１を介して流れる電流に
依存する。

【００２４】整流回路２２は、受電ユニット２１から出
力される交流電圧を整流する。したがって、整流回路２
２の出力電圧も、給電線１を介して流れる電流に依存す
る。ドライバ２３は、例えばインバータ回路であり、コ
ントローラ２９により生成される駆動指示に従ってモー
タ２４を駆動する。モータ２４は、台車４の走行のため
の動力源である。

【００２５】電圧センサ２５は、整流回路２２の出力電
圧を検出する。なお、電圧センサ２５は、この実施形態
では整流回路２２の出力電圧を検出するが、受電ユニッ
ト２１の出力電圧を検出するようにしてもよい。速度セ
ンサ２６は、当該台車の走行速度を検出する。位置セン
サ２７は、当該台車の位置を検出する。通信ユニット２
８は、センタ装置３から走行指示を受信する。

【００２６】コントローラ２９は、例えばＣＰＵであ
り、センタ装置３からの指示、および各センサの出力に
基づいて駆動指示を作成し、それをドライバ２３に与え
る。例えば、センタ装置３により移動先が指示される
と、コントローラ２９は、速度センサ２６の出力に基づ
いて台車４の速度を検出する。そして、台車４の速度が
予め設定されている標準走行速度に達していなかった場
合には、モータ２４に供給すべき電流を増加する旨の駆
動指示をドライバ２３に与える。これにより、モータ２
４の回転数が増加し、台車４は加速してゆく。

【００２７】ここで、台車４の加速／減速制御は、例え
ば、モータ２４の角速度（または、回転数）をモニタす
ることにより実現するようにしてもよい。この場合、コ
ントローラ２９は、モータ２４の角速度が台車４の目標
速度に対応する値になるように、モータ２４に供給すべ
き電流を決定する。そして、そのような電流を生成する
ための駆動指示をドライバ２３に与える。なお、台車４
の加速／減速制御において、ドライバ２３に与えるべき
駆動指示は、モータ２４のトルクをパラメータとして作
成するようにしてもよい。

【００２８】ところで、図３を参照しながら説明したよ
うに、各台車４の消費電力の総和が閾値電力を越える
と、電源装置２の出力電流は低下する。具体的には、電
源装置２は、給電線１を介して流れる電流を、電流一定
制御により保持される値（電流Ｉo ）よりも低下させ
る。

【００２９】給電線１を介して流れる電流が変化する
と、各台車４においては、それに伴って受電ユニット２
１および整流回路２２の出力電圧が変化する。すなわ
ち、給電線１を介して流れる電流が小さくなると、それ
に伴って受電ユニット２１および整流回路２２の出力電
圧が低下する。そして、この電圧の変化は、電圧センサ
２５により検出され、コントローラ２９に通知される。
すなわち、コントローラ２９は、整流回路２２の出力電
圧をモニタすることにより、給電線１を介して流れる電
流を検出する。

【００３０】なお、受電電圧（受電ユニット２１又は整
流回路２２の出力電圧）は、通常、予め設定された閾値
電圧より低下しないように設計されているが、給電線１
を介して流れる電流が低下すると、当該台車の消費電力
が大きくなったときにその閾値電圧を下回るようにな
る。

【００３１】コントローラ２９は、整流回路２２の出力
電圧が予め設定されている閾値電圧よりも低下すると
（すなわち、給電線１を介して流れる電流が低下したこ
とを検出すると）、台車４の加速を制限する。ここで、
「加速を制限」とは、加速を禁止することだけでなく、
加速度を一定値以下に抑えることを含む。なお、台車４
の加速動作は、たとえば、モータ２４の角速度を増加さ
せることにより実現される。したがって、「台車４の加
速を制限」とは、モータ２４の角速度の増加を禁止する
こと、或いは、モータ２４の角速度の増加率（すなわ
ち、角加速度）を一定値以下に抑えることを意味する。

【００３２】上記加速制限を実現するためには、例え
ば、モータ２４の角速度を増加させない範囲で、或い
は、モータ２４の角速度の増加率が一定値を越えない範
囲で、モータ２４に供給すべき電流を決定する。そし
て、そのような電流を生成するための駆動指示がドライ
バ２３に与えられる。

【００３３】図５(a) は、電源装置２の出力を示す図で
ある。また、図５(b) は、台車４の受電電圧の変化を説
明する図である。各台車４の消費電力の総和が増加する
と、図５(a) に示すように、それに伴って電源装置２の
出力電力も増加していく。そして、各台車４の消費電力
の総和が閾値電力を越えると（時刻Ｔ1 〜Ｔ2 ）、電源
装置２は、各台車４が要求する電力を十分に供給するこ
とができなくなる。このため、この期間は、図５(b) に
示すように、給電線１を介して流れる電流が低下する。
そして、この結果、台車４においては、図５(b) に示す
ように、受電電圧が閾値電圧よりも小さくなり、加速が
制限されるようになる。

【００３４】図６は、台車４のコントローラ２９の動作
を示すフローチャートである。このフローチャートの処
理は、例えば、センタ装置３からの指示を受信した後、
所定時間間隔ごとに繰り返し実行される。ステップＳ１
では、センタ装置３から受信した指示を解析し、台車４
の走行動作を決定する。たとえば、センタ装置３により
目的地が指示されたときに台車４が停止していた場合、
或いは台車４の速度が標準走行速度以下であった場合
は、「台車４を加速」と判断する。一方、標準走行速度
で走行していた場合は、「等速度で走行」と判断する。
あるいは、台車４が目的地に近づくと、「台車４を減
速」と判断する。

【００３５】ステップＳ２では、ステップＳ１における
判断結果が「加速」であるか否かを調べる。そして、ス
テップＳ１における判断結果が「加速」であれば、ステ
ップＳ３において、受電電圧（受電ユニット２１または
整流回路２２の出力電圧）と予め設定されている閾値電
圧とを比較する。

【００３６】受電電圧が閾値電圧よりも低かった場合
は、各台車４の消費電力の総和が電源装置２の最大定格
を越えているものとみなし、ステップＳ４において、加
速制限の範囲内で駆動指示を作成する。具体的には、台
車４の加速度をゼロにするような駆動指示、または台車
４の加速度が一定値以下になるような駆動指示を作成す
る。一方、ステップＳ１における判断結果が「加速」で
なかった場合、あるいは受電電圧が閾値電圧よりも高か
った場合は、加速制限を受けることなく、ステップＳ５
において対応する駆動指示を作成する。そして、ステッ
プＳ６において、ステップＳ４またはＳ５で作成した駆
動指示をドライバ２３に与える。

【００３７】このように、本実施形態の台車走行システ
ムでは、各台車４の消費電力の総和が電源装置２の最大
定格を越えると、各台車４は、それぞれ自車の加速を制
限する。しかし、台車走行システムにおいて、全ての或
いは多数の台車４が同時に加速することは稀である。し
たがって、各台車４は、通常、最大速度／最大加速度で
走行できるので、物流の効率は低下しない。

【００３８】また、各台車４の消費電力の総和が閾値電
力を越えたときであっても、各台車は、加速が制限され
るものの、その走行を継続できる。よって、各台車４の
最大消費電力の総和よりも大きな容量を持った電源装置
を使用する必要はない。換言すれば、所定の容量の電源
装置に対して設けることができる台車の数を増やすこと
ができる。例えば、電源装置の最大定格が５ｋＷであ
り、各台車の最大消費電力が８００Ｗであるときに、そ
の電源装置に対して６台以上の台車を設けることができ
る。この場合、各台車の平均消費電力が５００Ｗであれ
ば、例えば、台車の数を１０台程度にまで増やすことが
できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、所定の容量の電源装置
に対して設けることができる台車の数を増やすことがで
きる。よって、電源装置の能力を十分に引き出すことが
でき、電源装置のコストパフォーマンスが向上する。ま
た、電源装置の容量に余裕を持たせなくても、各台車の
加速動作が制限されることは稀であり、物流の効率は低
下しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の台車走行システムの構成図
である。

【図２】電源装置のブロック図である。

【図３】電源装置の動作を説明する図である。

【図４】台車のブロック図である。

【図５】(a) は電源装置の出力を示す図、(b) は台車の
受電電圧の変化を説明する図である。

【図６】台車のコントローラの動作を示すフローチャー
トである。

【図７】(a) および(b) は、台車走行システムの構成例
である。

【符号の説明】

１ 給電線 ２ 電源装置 ３ センタ装置 ４ 台車 ２１ 受電ユニット ２４ モータ ２５ 電圧センサ ２９ コントローラ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G066 KA01 KA11 KD06 5H115 PA11 PC01 PG10 PI01 PU01 PV07 QN05 QN06 QN08 QN09 RB19 RB21 SF27 TB01 TD01 TO12 TO13 TO14 5H161 AA07 BB18 BB20 CC13 DD07 DD23 EE07 EE13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め決められた走行コースに沿って複数
   の台車が走行する台車走行システムであって、 上記走行コースに沿って敷設された給電線と、 上記複数の台車の消費電力の総和が閾値電力以下である
   ときは第１の電流値で上記給電線に電力を供給し、上記
   複数の台車の消費電力の総和が上記閾値電力を越えたと
   きは上記第１の電流値よりも小さな電流値で上記給電線
   に電力を供給する電源装置とを備え、 上記複数の台車は、上記給電線を介して流れる電流が上
   記第１の電流値から低下したときに、それぞれ、自車の
   加速を制限することを特徴とする台車走行システム。
2. 【請求項２】 予め決められた走行コースに沿って複数
   の台車が走行する台車走行システムであって、 上記走行コースに沿って敷設された給電線と、 上記複数の台車の消費電力の総和が閾値電力以下である
   ときは第１の電流値で上記給電線に電力を供給し、上記
   複数の台車の消費電力の総和が上記閾値電力を越えたと
   きは上記第１の電流値よりも小さな電流値で上記給電線
   に電力を供給する電源装置とを備え、 上記複数の台車は、それぞれ、 コイルを含む受電ユニットと、 上記給電線を介して流れる電流に起因して上記コイルに
   発生する電圧を検出する電圧センサと、 上記電圧センサの出力に基づいて、自車の加速を制限す
   るか否かを決定するコントローラとを有することを特徴
   とする台車走行システム。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の台車走行シス
   テムであって、 上記電源装置は、上記複数の台車の消費電力の総和が上
   記閾値電力を越えたときは、出力電圧一定制御を実行す
   る。
4. 【請求項４】 予め決められた走行コースに沿って台車
   が走行する台車走行システムであって、 上記走行コースに沿って敷設された給電線と、 上記台車の消費電力が閾値電力以下であるときは第１の
   電流値で上記給電線に電力を供給し、上記台車の消費電
   力が上記閾値電力を越えたときは上記第１の電流値より
   も小さな電流値で上記給電線に電力を供給する電源装置
   とを備え、 上記台車は、上記給電線を介して流れる電流が上記第１
   の電流値から低下したときに、自車の加速を制限するこ
   とを特徴とする台車走行システム。