JP2006180691A

JP2006180691A - 給電装置及び搬送システム

Info

Publication number: JP2006180691A
Application number: JP2005344074A
Authority: JP
Inventors: Makoto Uehira; 眞植平; 聡 ▲高▼繁; Satoshi Takashige; Shingo Koyama; 晋吾小山
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2025-11-29
Also published as: JP4416726B2

Abstract

【課題】１台の高周波電源装置を用いて、主給電線に対する交流定電流の供給と、副給電線に対する交流定電流の供給／遮断の切り換えとを行なうことができる給電装置及び搬送システムを提供する。
【解決手段】高周波電源装置６から交流定電流が供給される主給電線１と、主給電線１にその入力側が接続してある定電圧回路３１と、定電流回路３２と、定電圧回路３１の出力側及び定電流回路３２の入力側の間の接続／遮断を切り換えるスイッチ３３と、定電流回路３２の出力側に接続してある副給電線２とを備える。定電圧回路３１及び定電流回路３２はイミタンス変換回路である。
【選択図】図２

Description

本発明は、交流定電流が供給される給電線から他の装置へ非接触で給電する非接触給電システムに備えられる給電装置、及び前記給電線から非接触で給電される搬送システムに関する。

非接触給電システムから非接触で給電されている搬送車が、軌道に沿って被搬送物を搬送する搬送システムが用いられている。非接触給電システムは、軌道に沿って配設される給電線を備え、給電線は、高周波電源装置に接続される（特許文献１〜４参照）。

搬送システムが、被搬送物を搬送すべき搬送車が走行する主軌道と、主軌道から退避した搬送車が走行する副軌道とを備える場合、従来の非接触給電システムにおいては、１台の高周波電源装置に接続される１本の給電線が主軌道に沿って配設され、この給電線が延長されて、副軌道に沿って配設されていた。

副軌道上で搬送車の保守を行なう場合、安全のため副軌道上の搬送車への給電を停止する必要があり、このため、副軌道に沿って配設してある給電線への給電を停止する必要がある。

しかしながら、主軌道に沿って配設してある給電線と副軌道に沿って配設してある給電線とは同一の給電線であるため、主軌道及び副軌道夫々に沿って配設してある給電線の両方に対して給電するか、又は給電を停止することしかできない。給電を停止させた場合、主軌道上の搬送車に給電することができないため、搬送車が走行することができず、搬送システムの搬送効率が低下するという問題があった。一方、両方の給電線に給電する場合、給電が不要な副軌道の給電線にも給電されるため、消費電力が増大し、更に搬送車の保守を安全に行なうことができないという問題があった。

以上の問題を解決するために、特許文献１〜３に開示してある非接触給電システムのように、複数台の高周波電源装置を用いることが考えられる。例えば、第１の高周波電源装置に接続されている給電線が主軌道に沿って配設され、第２の高周波電源装置に接続されている給電線が副軌道に沿って配設される。この場合、主軌道に沿って配設してある給電線と副軌道に沿って配設してある給電線とが、異なる高周波電源装置に接続されており互いに独立しているため、一方の給電線に給電しつつ、他方の給電線に対する給電を停止させることができる。

また、特許文献４には、主軌道に沿って配設される第１の給電線及び副軌道に沿って配設される第２の給電線の両方に、各給電線共用の１台の高周波電源装置が給電する非接触給電システムが開示してある。この非接触給電システムは、第１の給電線の中間部の接続／遮断を切り換える第１のコンタクタ、及び、第２の給電線の中間部の接続／遮断を切り換える第２のコンタクタを備え、第２の給電線が第１のコンタクタの両端部で第１の給電線に接続されている。
特許第３２６６０８８号公報特開２００１−２１１５０１号公報特開２００２−６７７４７号公報特開２００３−３４１３９０号公報

しかしながら、特許文献１〜３に開示してあるような非接触給電システムは、複数台の高周波電源装置を必要とする。このため、特に副軌道の本数が増大する場合、非接触給電システム全体が大型化し、また、コストも増大するという問題があった。

また、特許文献４に開示してあるような非接触給電システムにおいては、第１の給電線にのみ給電する場合と第１の給電線及び第２の給電線の両方に給電する場合とを切り換える際に、高周波電源装置を一旦停止させてから、第１のコンタクタの接続／遮断及び第２のコンタクタの遮断／接続を切り換えていた。この結果、第１の給電線に給電しつつ、第２の給電線に対する電力の供給／遮断を切り換えることができないという問題があった。

仮に、高周波電源装置の出力が交流定電流であり、高周波電源装置を一旦停止させずに各コンタクタの接続／遮断を切り換えた場合、第１のコンタクタ及び第２のコンタクタの両方が遮断されたとき、高周波電源装置の出力がオープンになるため、出力電圧が上昇し、非接触給電システムが破壊されることがあるという問題があった。また、第１のコンタクタ及び第２のコンタクタの両方が接続されたとき、高周波電源装置に接続されている給電線のインダクタンスが変化するため、非接触給電システムに異常が生じることがあるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、高周波電源装置に接続される主給電線、定電圧回路、スイッチ、定電流回路、及び副給電線をこの順に接続することにより、１台の高周波電源装置を用いて、主給電線に対する給電と、副給電線に対する電力の供給／遮断の切り換えとを行なうことができる給電装置及び搬送システムを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、定電圧回路及び定電流回路の夫々としてイミタンス変換回路を備えることにより、受動部品で簡単に構成することができ、しかも、主給電線に対する給電と、副給電線に対する電力の供給／遮断の切り換えとを、高周波電源装置を停止させることなしに行なうことができる給電装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、リレー接点であるスイッチを備えることにより、装置構成が簡単である給電装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、電流を制限するための抵抗部を備えることにより、装置各部に過負荷状態が生じることを防止することができる給電装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、抵抗部を所定時間遅らせて短絡する短絡用スイッチを備えることにより、抵抗部の容量を低減することができる給電装置を提供することにある。

第１発明に係る給電装置は、ピックアップコイルに誘導結合して非接触給電を行なう主給電線及び副給電線に関し、前記主給電線から供給される交流定電流の前記副給電線に対する供給／遮断を切り換える給電装置であって、前記主給電線にその入力側が接続してあり、入力された交流定電流を交流定電圧に変換して出力する定電圧回路と、前記副給電線にその出力側が接続してあり、前記定電圧回路が出力する交流定電圧を交流定電流に変換して出力する定電流回路と、前記定電圧回路の出力側及び前記定電流回路の入力側に接続してあるスイッチとを備えることを特徴とする。

第２発明に係る給電装置は、前記定電圧回路及び前記定電流回路はイミタンス変換回路であることを特徴とする。

第３発明に係る給電装置は、前記スイッチはリレー接点であることを特徴とする。

第４発明に係る給電装置は、前記スイッチの入力側又は出力側に、電流を制限するための抵抗部が接続してあることを特徴とする。

第５発明に係る給電装置は、前記スイッチが閉路された場合、所定時間経過後に閉路されて前記抵抗部を短絡する短絡用スイッチを更に備えることを特徴とする。

第６発明に係る搬送システムは、複数の軌道と、第１発明乃至第５発明の何れか一つの給電装置と、前記定電圧回路の入力側に接続してあり、高周波電源装置から交流定電流が供給される主給電線と、前記定電流回路の出力側に接続してあり、前記定電流回路から交流定電流が供給される副給電線と、前記主給電線又は前記副給電線に誘導結合するピックアップコイルを搭載してあり、該ピックアップコイルに誘起された電力によって、前記軌道に沿って移動する搬送車とを備え、一の軌道に沿って前記主給電線が配設してあり、他の軌道に沿って前記副給電線が配設してあることを特徴とする。

第１発明及び第６発明にあっては、複数の軌道上夫々、例えば主軌道上及び副軌道上夫々を搬送車が走行する場合、主給電線が主軌道に沿って、副給電線が副軌道に沿って、夫々配設される。また、高周波電源装置から主給電線に交流定電流が供給され、主給電線から給電装置に交流定電流が供給される。更に、スイッチは定電圧回路の出力側と定電流回路の入力側との間を接続／遮断する。

スイッチによって定電圧回路の出力側及び定電流回路の入力側の間が接続された場合、主給電線に供給された交流定電流は、定電圧回路によって一旦交流定電圧に変換され、更に定電流回路によって交流定電流に変換されて、副給電線に供給される。つまり、主軌道に沿って配設してある主給電線及び副軌道に沿って配設してある副給電線の両方に、高周波電源装置から直接的に、又は給電装置の定電流回路から、交流定電流が供給される。このとき、主軌道上の搬送車は、搬送車に搭載してあるピックアップコイルが主給電線と誘導結合することによって主給電線から非接触で給電され、副軌道上の搬送車は、同様にして副給電線から非接触で給電される。

スイッチによって定電圧回路の出力側及び定電流回路の入力側の間が遮断された場合、交流定電流は副給電線に供給されない。一方、スイッチと主給電線との間に定電圧回路が設けられており、主給電線には高周波電源装置から交流定電流が供給されるため、スイッチが定電圧回路−定電流回路間を遮断した場合でも、主給電線に流れる交流定電流は、スイッチによって遮断されない。つまり、主軌道に沿って配設してある主給電線に対して交流定電流は供給され、副軌道に沿って配設してある副給電線に対して交流定電流は遮断される。このとき、主軌道上の搬送車は主給電線から非接触で給電されるが、副軌道上の搬送車は副給電線から給電されない。

更にまた、主給電線に交流定電流を供給するために、又は主給電線及び副給電線の両方に交流定電流を供給するために、主給電線に接続されている高周波電源装置が用いられ、この高周波電源装置とは別の高周波電源装置を副給電線に接続する必要がない。

第２発明にあっては、定電圧回路及び定電流回路の夫々がイミタンス変換回路（インピーダンス変換回路）である。イミタンス変換回路はインダクタ及びキャパシタで構成される。定電流回路がＴ型（ＬＣＬ）の定電流回路である場合、副給電線のインダクタンスの一部又は全部は、定電流回路のインダクタンスに含むことが可能であり、このため、副給電線のインダクタンスを増加させることが可能である。同様に、定電圧回路がＴ型（ＬＣＬ）の定電流回路である場合、主給電線のインダクタンスの一部又は全部は、定電圧回路のインダクタンスに含むことが可能であり、このため、主給電線のインダクタンスを増加させることが可能である。

また、定電圧部にスイッチを設けてあるため、スイッチに流入する電流は小さい。

更にまた、定電圧回路及び定電流回路の夫々がイミタンス変換回路で構成されているため、主給電線側から見た給電装置以降のインピーダンスは、スイッチの接続／遮断によらず“０”である。つまり、主給電線側から給電装置以降を見ると、給電装置以降はイマジナリーショート状態（仮想的に短絡した状態）である。

この結果、スイッチが定電圧回路−定電流回路間を遮断した場合でも、主給電線のインダクタンスは変化しないため、主給電線の両端電圧が上昇することはなく、また、主給電線も遮断されない。

第３発明にあっては、リレーを用いてスイッチを構成し、リレー接点を定電圧回路の出力側及び定電流回路の入力側に接続し、リレーを作動させることによって定電圧回路−定電流回路間の接続／遮断を切り換える。

第４発明にあっては、リレーを用いて構成されたスイッチの入力側又は出力側に、抵抗器、リアクタ、サーミスタ等の抵抗部を接続し、スイッチが閉路された場合に発生する突入電流を制限する。

第５発明にあっては、スイッチの入力側又は出力側に接続された抵抗部を短絡する短絡用スイッチを設ける。まず、スイッチ及び短絡用スイッチ夫々を開放しておき、次にスイッチを閉路し、最後に、所定時間が経過してから短絡用スイッチを閉路するよう、手動又は自動で各スイッチを開閉する。このためスイッチを閉路してから所定時間経過後に短絡用スイッチが閉路されて、抵抗部には電流が流れなくなる。

第１発明の給電装置及び第６発明の搬送システムによれば、主給電線に接続されている高周波電源装置を用い、主軌道に沿って配設してある主給電線及び副軌道に沿って配設してある副給電線の両方に対する交流定電流の供給と、主給電線に対する交流定電流の供給及び副給電線に対する交流定電流の遮断とを、定電圧回路−定電流回路間に設けてあるスイッチによって切り換えることができる。

また、定電圧回路−定電流回路間を遮断している場合、つまり副軌道に沿って配設してある副給電線に対して交流定電流の供給を停止している場合でも、定電圧回路側、即ち主給電線が遮断されず、主軌道に沿って配設してある主給電線に対して交流定電流は供給される。このため、主軌道上の搬送車に給電することができ、搬送効率を向上させることができる。一方、交流定電流の供給が不要な副軌道の副給電線に交流定電流が供給されないため、消費電力を減少させることができ、更に副軌道上で保守を行なう場合は搬送車の保守を安全に行なうことができる。

また、副給電線に対する交流定電流の供給／遮断によらず、主給電線に供給されている交流定電流が、定電流−定電圧変換回路である定電圧回路で交流定電圧に変換されてスイッチへ出力されるため、スイッチの駆動電源として定電圧回路を用いることができる。

更に、主給電線に接続されている高周波電源装置が用いられ、副給電線に別の高周波電源装置を接続する必要がない。このため、複数台の高周波電源装置を用いる必要がなく、非接触給電システム全体を小型化することができ、コストも低減させることができる。

第２発明の給電装置によれば、定電圧回路及び定電流回路の夫々が、インダクタ及びキャパシタで構成されるイミタンス変換回路であるため、定電圧回路及び定電流回路の夫々を、受動部品で簡単に構成することができる。更に、定電流回路（又は定電圧回路）がＴ型（ＬＣＬ）のイミタンス変換回路である場合、イミタンス変換回路のＬの分まで副給電線（又は主給電線）のインダクタンスを増加させることができるため、副給電線（又は主給電線）の長さを延長することができる。

また、定電圧部にスイッチを設けてあるため、スイッチに流入する電流は小さく、この結果、小型のスイッチを用いることができ、給電装置を小型化することができる。

更に、スイッチが定電圧回路−定電流回路間を遮断した場合でも交流定電圧が出力され（即ち出力電圧が一定であり）、スイッチが定電圧回路−定電流回路間を接続／遮断した場合に、高周波電源装置に接続されている主給電線のインダクタンスが変化しないため、スイッチの切り換えの際に高周波電源装置を一旦停止させる必要がなく、主給電線に対して連続的に給電することができる。この結果、搬送効率を更に向上させることができる。

第３発明の給電装置によれば、スイッチがリレー接点であるため、即ちリレーを用いてスイッチを構成することができるため、給電装置の装置構成が簡単である。更にまた、リレーの励磁電源として、スイッチが接続してある定電圧回路を用いることができるため、この場合は電源装置を別途準備する必要がない。この結果、給電装置を備える非接触給電システム、ひいては搬送システムを小型化することができ、コストも低減させることができる。

第４発明の給電装置によれば、突入電流を制限する抵抗部を備えるため、スイッチを閉路した場合に、副給電線から給電される搬送車の負荷形態によって発生することがある突入電流によって、主給電線電流の低下及び高周波電源装置の過負荷状態が過渡的に発生することを防止することができ、延いては主給電線から給電される搬送車の出力電圧低下、過負荷による装置の故障、非常停止等を防止することができる。

第５発明の給電装置によれば、スイッチを閉路した場合に、副給電線から給電される搬送車の負荷形態によって発生することがある突入電流を抵抗部によって制限した後で、搬送車運転による負荷電流が抵抗部に流入しないように、抵抗部を短絡することができるため、抵抗部の容量を低減することができる。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る搬送システム５の構成を示す斜視図である。搬送システム５は、複数の軌道として、工場、倉庫等の天井にループ状に配設してある主軌道１０と、主軌道１０から分岐して退避してある副軌道２０とを備え、更に、非接触給電システム６１と、複数の搬送車７，７，…とを備える。また、非接触給電システム６１は、主軌道１０に沿って配設してある主給電線１と、副軌道２０に沿って配設してある副給電線２と、高周波電源装置６とを備える。

搬送車７，７，…は、主軌道１０及び副軌道２０に懸架されている。各搬送車７は、非接触給電システム６１を介して駆動用の電力を得る。また、主軌道１０及び副軌道２０に沿って、図示しない複数のステーションが設置してあり、搬送車７は主軌道１０に係る一のステーションから他のステーションへ被搬送物を搬送し、副軌道２０に係る保守用のステーションで点検、修理等の保守を受ける。

図２は、搬送システム５の構成を示すブロック図である。非接触給電システム６１は、ＡＣ２００Ｖ、６０Ｈｚの商用電源８０から受電して、高周波（例えば１０ＫＨｚ）の交流定電流を出力する高周波電源装置６、搬送車７，７，…に対して非接触で給電する主給電線１及び副給電線２の他、給電装置３を備える。主給電線１は、高周波電源装置６に接続されて、高周波電源装置６から交流定電流が供給され、主給電線１に供給された交流定電流が、主給電線１から給電装置３へ供給される。給電装置３は、主給電線１から供給される交流定電流の副給電線２に対する供給／遮断を切り換える。

給電装置３は、交流定電流を交流定電圧に変換して出力する定電圧回路３１と、交流定電圧を交流定電流に変換して出力する定電流回路３２と、定電圧回路３１−定電流回路３２間の接続／遮断を切り換えるスイッチ３３とを備える。

スイッチ３３は、具体的には定電圧回路３１の出力側と定電流回路３２の入力側との間を接続／遮断するリレー接点であり、スイッチ３３を備えるリレーの励磁を直流で行なう。このために、給電装置３は、定電圧回路３１の出力を整流・平滑した出力をリレーの入力とするように図示しないＤＣ−ＤＣコンバータを備える。

定電圧回路３１は、１個のインダクタ３１１と２個のキャパシタ３１２，３１３とをπ型に配置してあるイミタンス変換回路であり、インダクタ３１１のインダクタンスＬ及びキャパシタ３１２，３１３夫々のキャパシタンスＣが共振状態になるよう構成されている。また、定電圧回路３１は、入力側が主給電線１に接続してある。このため、定電圧回路３１には主給電線１から交流定電流が供給される。また、定電圧回路３１は、出力側がスイッチ３３の一接点側に接続してある。

定電流回路３２は、入力側がスイッチ３３の他接点側に接続してある。更に、定電流回路３２は、出力側が副給電線２に接続してある。このため、定電流回路３２に交流定電圧が供給された場合、副給電線２には定電流回路３２から出力された交流定電流が供給される。

定電流回路３２は、２個のインダクタ３２１，３２２と１個のキャパシタ３２３とをＴ型に配置してあるイミタンス変換回路であり、インダクタ３２１のインダクタンスＬ、インダクタ３２２のインダクタンスＬ₁ と副給電線２のインダクタンスＬ₂ との和Ｌ、及びキャパシタ３２３のキャパシタンスＣが共振状態になるよう構成されている。即ち、共振条件は、

１−ω² ＬＣ＝０・・・（１）

Ｌ＝Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ・・・（２）

である。
つまり、給電装置３は、定電流回路３２の出力側インダクタンスの一部（又は全部）を副給電線２のインダクタンスで兼ねている。このため、副給電線２のインダクタンスを定電流回路３２のインダクタンスに含めない場合の副給電線２の長さに比べて、副給電線２の長さはインダクタンスＬ₂ に対応する長さ分だけ延長されている。

以上のような非接触給電システム６１は、交流定電流が供給される主給電線１から主軌道１０上の搬送車７へ給電するか、交流定電流が供給される主給電線１から主軌道１０上の搬送車７へ、及び交流定電流が供給される副給電線２から副軌道２０上の搬送車７へ給電する。

搬送車７は、走行用のモータ７ｍと、ピックアップコイル７１及び受電部７２で構成された受電装置とを搭載している。ピックアップコイル７１は、交流定電流が供給されている主給電線１又は副給電線２に誘導結合し、受電部７２は、誘導結合によってピックアップコイル７１に発生した誘導起電力を受電してモータ７ｍに給電する。モータ７ｍは、受電部７２から供給された電力で搬送車７の車輪を回転させ、この場合、搬送車７は主軌道１０又は副軌道２０に沿って走行する。

さて、搬送車７による被搬送物の搬送と搬送車７の保守とを同時的に行なう場合、搬送システム５のオペレータは、まず、リレーを励磁してスイッチ３３を閉路して定電圧回路３１−定電流回路３２間を接続させることによって、主軌道１０の主給電線１及び副軌道２０の副給電線２に給電する。

スイッチ３３が定電圧回路３１−定電流回路３２間を接続した場合、主給電線１に供給された交流定電流は、定電圧回路３１によって一旦交流定電圧に変換され、更に定電流回路３２によって交流定電流に変換されて、副給電線２に供給される。つまり、主軌道１０に配設してある主給電線１及び副軌道２０に配設してある副給電線２の両方に交流定電流が供給される。

このとき、主軌道１０上の搬送車７は、ピックアップコイル７１が主給電線１と誘導結合することによって、主給電線１から非接触で給電されて主軌道１０上を走行する。また、保守されるべき搬送車７は、主軌道１０と副軌道２０との分岐部で主軌道１０から副軌道２０へ移動し、副軌道２０上の搬送車７は、ピックアップコイル７１が副給電線２と誘導結合することによって、副給電線２から非接触で給電されて副軌道２０上を走行する。

ここで、定電圧回路３１及び定電流回路３２の作用について説明する。定電圧回路３１に対する入力電圧をＥ_{in_1}、入力電流をＩ_{in_1}、出力電圧をＥ_out1、出力電流をＩ_out1とし、定電流回路３２に対する入力電圧をＥ_{in_2}、入力電流をＩ_{in_2}、出力電圧をＥ_out2、出力電流をＩ_out2とすると、

となる。
更に、数式（１）、数式（３）及び数式（４）より、

となる。
このため、主給電線１に、図中の矢符方向に交流定電流が流れた場合、副給電線２には、主給電線１に流れる交流定電流の値に等しい値を有する交流定電流が白抜矢符方向に流れる。

次に、非接触給電システム６１のオペレータは、副軌道２０上の搬送車７が保守用のステーションに到達した場合に、リレーの励磁を終了してスイッチ３３を開放して定電圧回路３１−定電流回路３２間を遮断させることによって、給電が必要な区間である主軌道１０の主給電線１に対する給電を続行しつつ、給電が不要な区間である副軌道２０の副給電線２に対する給電を停止する。

スイッチ３３が定電圧回路３１−定電流回路３２間を遮断した場合、定電圧回路３１の出力である交流定電圧が定電流回路３２に供給されず、このため定電流回路３２の出力である交流定電流が副給電線２に供給されない。

ところで、主給電線１とスイッチ３３との間、及びスイッチ３３と副給電線２との間に、インピーダンス変換回路である定電圧回路３１及び定電流回路３２が設けられているため、主給電線１側から見た給電装置３以降のインピーダンスは、スイッチ３３の接続／遮断によらず“０”である。つまり、主給電線１側から給電装置３以降を見ると、給電装置３はイマジナリーショート状態である。この結果、スイッチ３３が定電圧回路３１−定電流回路３２間を遮断した場合でも、主給電線１のインダクタンスは変化しないため、主給電線１の両端電圧（定電圧回路３１の入力電圧）が上昇することはなく、また、主給電線１に流れる定電流は遮断されない。

つまり、主軌道１０に配設してある主給電線１に対して交流定電流は供給され、副軌道２０に配設してある副給電線２に対して交流定電流は遮断される。このとき、主軌道１０上の搬送車７は主給電線１から給電されて主軌道１０上を走行するが、副軌道２０上の搬送車７は副給電線２から給電されない。副軌道２０上の搬送車７は保守用のステーションで停止して保守される。

搬送車７の保守完了後、非接触給電システム６１のオペレータは、リレーを励磁してスイッチ３３を閉路して定電圧回路３１−定電流回路３２間を接続させることによって、主軌道１０の主給電線１及び副軌道２０の副給電線２に対して再び給電する。このとき、主軌道１０上の搬送車７が主給電線１から非接触で給電されて主軌道１０上を走行する。また、保守された搬送車７は、副給電線２から非接触で給電されて副軌道２０上を走行し、副軌道２０から主軌道１０へ移動する。

以上のような非接触給電システム６１は、主給電線１に接続されている高周波電源装置６を用い、主軌道１０に配設してある主給電線１及び副軌道２０に配設してある副給電線２の両方に対する交流定電流の供給と、主給電線１に対する交流定電流の供給及び副給電線２に対する交流定電流の遮断とを、スイッチ３３によって切り換えることができる。

また、定電圧回路３１−定電流回路３２間を遮断している場合、つまり副軌道２０に配設してある副給電線２に対して交流定電流の供給を停止している場合でも、主軌道１０に配設してある主給電線１に対して交流定電流は供給される。このため、主軌道１０上の搬送車７は主給電線１から給電されて走行することができ、搬送効率を向上させることができる。一方、交流定電流の供給が不要な副軌道２０の副給電線２に交流定電流が供給されないため、消費電力を減少させて省エネを図ることができ、更に副軌道２０上で保守を行なう搬送車７の保守を安全に行なうことができる。

更に、定電圧回路３１を用いて交流定電流を交流定電圧に変換した後にスイッチ３３を設けてあるため、スイッチ３３に流入する電流が小さい（本実施の形態においては副軌道２０を保守ラインとして用いているため、数［Ａ］程度）。この結果、スイッチ３３は小型のリレーを用いて構成することができる。

更にまた、定電圧回路３１の出力側にてスイッチ３３が回路を遮断するため、高周波電源装置６及び主給電線１を含む回路がオープンになって出力電圧が上昇することが防止され、しかも、高周波電源装置６側から見た主給電線１のインダクタンスは変化しない。この結果、主給電線１にのみ給電する場合と主給電線１及び副給電線２の両方に給電する場合とを切り換える際に、高周波電源装置６を一旦停止させる必要がない。以上のことから、搬送効率を更に向上させることができる。

つまり、非接触給電システム６１は、交流定電圧が印加されている部分で遮断／接続し、交流定電流出力の高周波電源装置を備える場合の特許文献４に開示してあるような非接触給電システムは、交流定電流が流れている部分で遮断／接続する。この点が、本実施の形態の非接触給電システム６１と、各給電線共用の１台の高周波電源装置を備える従来の非接触給電システムとの最大の差異である。

また、スイッチ３３が定電圧回路３１−定電流回路３２間を遮断した場合でも、主給電線１に流れる交流定電流は遮断されないため、定電圧回路３１の出力側には交流定電圧が印加され続ける。この結果、リレーの励磁電源として定電圧回路３１を用いることができる。つまり、リレーの作動に必要な電力は、定電圧回路３１から得られるため別途電源を準備する必要はない。この結果、給電装置３を小型化することができ、コストも低減させることができる。

更にまた、主給電線１に接続されている高周波電源装置６が用いられ、副給電線２に別の高周波電源装置を接続する必要がない。このため、複数台の高周波電源装置を用いる必要がなく、非接触給電システム６１、ひいては搬送システム５全体を小型化することができ、コストも低減させることができる。

また、定電圧回路３１及び定電流回路３２の夫々は、受動部品で構成してあり、構造が簡易である。このため、給電装置３の装置構成が簡単である。更に、スイッチ３３がリレー接点であるため、即ちリレーを用いてスイッチ３３を構成することができるため、給電装置３の装置構成が簡単である。

なお、定電圧回路３１の定数ＬＣの値と定電流回路３２の定数ＬＣの値とを異なる値にしても良い。ただし、定電圧回路３１及び定電流回路３２の夫々は共振条件を満たす必要がある。この場合、副給電線２に流れる交流定電流の値を主給電線１に流れる交流定電流の値よりも大きく（又は小さく）することができる。
また、高い電力が必要な場所に副給電線２（又は主給電線１）を敷設し、副給電線２（又は主給電線１）に流れる交流定電流の値を、主給電線１（又は副給電線２）に流れる交流定電流の値よりも大きくすることで、必要な箇所だけ給電線電流を上げ、必要ない箇所は給電線電流が下げられるため、給電線損失を低減でき、省エネを図ることができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る搬送システム５の構成を示すブロック図である。本実施の形態の搬送システム５が備える非接触給電システム６２は、主給電線１と、副給電線２と、給電装置３と、高周波電源装置６とを有し、実施の形態１の非接触給電システム６１と同様に搬送車７，７，…に対して非接触で給電する。

非接触給電システム６２の給電装置３は、実施の形態１の給電装置３とは異なり、定電流回路３２が、インダクタ３２１，３２２及びキャパシタ３２３の他、キャパシタンスＣ₁ を有するキャパシタ３２４を備え、副給電線２はインダクタンスＬ₃を有する。その他、実施の形態１に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

定電流回路３２はキャパシタ３２４を出力側に備える。定電流回路３２の出力側のインダクタンスは、インダクタ３２２のインダクタンスＬ1 、副給電線２のインダクタンスＬ3 、及びキャパシタ３２４のキャパシタンスＣ1によって決定される。即ち、共振条件は、

１−ω² ＬＣ＝０・・・（６）

ωＬ＝ωＬ₁ ＋ωＬ₃ −１／ωＣ₁ ・・・（７）

である。
つまり、実施の形態１の副給電線２の長さに比べて、副給電線２の長さはキャパシタ３２４のキャパシタンスＣ₁ に対応する長さ分だけ延長されている。

以上のような搬送システム５は、給電装置３の定電流回路３２にキャパシタ３２４を追加することによって、副給電線２の長さを延長することができる。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る搬送システム５の構成を示すブロック図である。本実施の形態における搬送システム５は、２本の副軌道２０，２０を備え、搬送システム５が備える非接触給電システム６３は、主給電線１と、主給電線１に対して備えられる２組の副給電線２及び給電装置３と、高周波電源装置６とを有する。また、副給電線２，２夫々が副軌道２０，２０夫々に沿って配設してある。このような非接触給電システム６３は、主給電線１に対して１組の副給電線２及び給電装置３を備える実施の形態１の非接触給電システム６１と同様に、搬送車７，７，…に対して非接触で給電する。その他、実施の形態１に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

以上のような搬送システム５においては、主給電線１に接続されている高周波電源装置６が用いられ、高周波電源装置６とは別の高周波電源装置を副給電線２，２夫々に接続する必要がない。このため、複数台の高周波電源装置を用いる必要がなく、非接触給電システム６３、ひいては搬送システム５全体を小型化することができ、コストも低減させることができる。

なお、主給電線１に対して備えられる給電装置３及び副給電線２の組は３組以上でも良い。

実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係る搬送システム５の構成を示すブロック図である。本実施の形態の搬送システム５が備える非接触給電システム６４は、主給電線１と、副給電線２と、給電装置３と、高周波電源装置６とを有し、実施の形態１の非接触給電システム６１と同様に搬送車７，７，…に対して非接触で給電する。

非接触給電システム６４の給電装置３は、実施の形態１の給電装置３とは異なり、定電圧回路３１として、２個のインダクタ３１４，３１５と１個のキャパシタ３１６とをＴ型に配置してあるイミタンス変換回路を備える。また、定電圧回路３１とスイッチ３３との間に、リレー用電源装置８１が接続してある。リレー用電源装置８１は、スイッチ３３のリレー励磁電源として用いられる。このため、定電圧回路３１をスイッチ３３のリレー励磁電源として用いる必要がなく、定電圧回路３１の出力電力を低減することができる。その他、実施の形態１に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

定電圧回路３１は、インダクタ３１４のインダクタンスＬ₄ と主給電線１のインダクタンスＬ₅ との和Ｌ、インダクタ３１５のインダクタンスＬ及びキャパシタ３１６のキャパシタンスＣが共振状態になるよう構成されている。即ち、共振条件は、

１−ω² ＬＣ＝０・・・（８）

Ｌ＝Ｌ₄ ＋Ｌ₅ ＝Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ・・・（９）

である。
つまり、給電装置３は、定電圧回路３１の入力側インダクタンスの一部（又は全部）を主給電線１のインダクタンスで兼ねている。このため、主給電線１のインダクタンスを定電圧回路３１のインダクタンスに含めない場合の主給電線１の長さに比べて、主給電線１の長さはインダクタンスＬ₅ に対応する長さ分だけ延長されている。

以上のような搬送システム５は、主給電線１のインダクタンスを給電装置３の定電圧回路３１のインダクタンスに含めることによって、主給電線１の長さを延長することができる。なお、実施の形態２と同様に、定電流回路３２にキャパシタ３２４を追加して、副給電線２の長さを更に延長しても良い。

また、主給電線１とスイッチ３３との間、及びスイッチ３３と副給電線２との間に、インピーダンス変換回路である定電圧回路３１及び定電流回路３２が設けられている。このため、実施の形態１と同様に、主給電線１のインダクタンスは変化しないため、主給電線１の両端電圧が上昇することはなく、また、主給電線１に流れる交流定電流は遮断されない。

以上のような実施の形態１〜４の給電装置３は、搬送システム５に備えられているが、これに限るものではない。また、搬送システム５は、主軌道１０（一の軌道）と、主軌道１０から分岐する副軌道２０（他の軌道）とを備えるが、これに限らず、例えば１本の連続した線路の一部である主軌道１０（一の軌道）と、残部である副軌道２０（他の軌道）とを備えても良い。

実施の形態５．
図６は、本発明の実施の形態５に係る搬送システム５の構成を示すブロック図である。本実施の形態の搬送システム５は、実施の形態１の搬送システム５とは異なり、スイッチ３３の代わりに、定電圧回路３１−定電流回路３２間の接続／遮断を切り換える切換部３３０を備える。

各受電部７２は、誘導結合によってピックアップコイル７１に発生した誘導起電力を受電してモータ７ｍに給電すべく、共振コンデンサ、インピーダンス変換回路、整流回路、平滑コンデンサ、及びモータドライバを備える。
また、高周波電源装置６は、高周波電源装置６が過負荷状態となった場合に安全装置が作動して非常停止するよう構成してある。
その他、実施の形態１に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

図７は、切換部３３０の構成を示すブロック図である。
定電圧回路３１−定電流回路３２間には、スイッチ９１１とスイッチ９１２とが並列になるよう接続してある。スイッチ９１１，９１２夫々は、具体的には定電圧回路３１の出力側と定電流回路３２の入力側との間を接続／遮断するリレー接点であり、スイッチ９１１，９１２を備えるリレーの励磁を直流で行なう。このために、切換部３３０は、定電圧回路３１の出力を整流・平滑した出力をリレーの入力とするように図示しないＤＣ−ＤＣコンバータを備える。
スイッチ９１１の出力側には、抵抗器９１３が直列に接続してある。なお、抵抗器９１３はスイッチ９１１の入力側に直列に接続してもよい。また、抵抗器９１３の代わりにリアクタを用いてもよい。

スイッチ９１１，９１２には、スイッチ９１５を有する制御回路９１４が接続してある。制御回路９１４は、スイッチ９１５が開放されている場合にスイッチ９１１，９１２両方を開放し、スイッチ９１５が閉路された場合にリレーを励磁して、まずスイッチ９１１を閉路し、適宜の時間が経過したときに、スイッチ９１２を閉路し、スイッチ９１５が開放されるまでスイッチ９１１，９１２両方を閉路するよう構成されている。前記時間は、スイッチ９１２の閉路がスイッチ９１１の閉路時に発生する突入電流の発生終了後に実行されるよう設定される。

さて、図６に示す主軌道１０の主給電線１のみに給電し、副軌道２０の副給電線２に給電しない場合、搬送システム５のオペレータは、図７に示すスイッチ９１５を開放する。この場合、スイッチ９１１，９１２両方が開放されるため、実施の形態１のスイッチ３３を開放した場合と同様に、主給電線１のみに給電され、副給電線２には給電されない。

一方、主軌道１０の主給電線１及び副軌道２０の副給電線２両方に給電する場合、搬送システム５のオペレータは、スイッチ９１５を閉路する。この場合、制御回路９１４に制御されて、まずスイッチ９１１が閉路されて定電圧回路３１−定電流回路３２間がスイッチ９１１及び抵抗器９１３を介して接続される。このとき、主給電線１に供給された交流定電流は、定電圧回路３１によって一旦交流定電圧に変換され、更に定電流回路３２によって交流定電流に変換されて、副給電線２に供給される。つまり、主軌道１０に配設してある主給電線１及び副軌道２０に配設してある副給電線２の両方に交流定電流が供給される。

ただし、負荷としての各搬送車７の受電部７２はコンデンサ負荷であり、モータドライバも図示はしないがコンデンサ負荷である。このため、仮に抵抗器９１３が存在しない場合、スイッチ９１１の閉路によって、副給電線２上の搬送車７の受電部７２のコンデンサに突入電流が流れる。この突入電流分は受電部７２、副給電線２、及び定電流回路３２を介し、定電圧回路３１の出力にも突入電流として現れる。この影響により、主給電線１に流れる電流値の低下、高周波電源装置６の過負荷が現れる。この結果、主給電線１上の搬送車７の出力低下、及び高周波電源装置６の過負荷による故障又は非常停止が起こる可能性がある。

しかしながら、本実施の形態においては抵抗器９１３を、定電圧部の負荷に対し直列に入れることで、出力電流に応じて出力電圧が低下し、副給電線２の給電線電流が下がり、更に受電部７２の出力電圧が低下し、受電部７２のコンデンサへの突入電流が抑制され、結果的に定電圧回路３１側の突入電流が制限されるため、過負荷状態を避けて、高周波電源装置６の非常停止を防止することができる。

更に、タイミングをずらしてスイッチ９１２が閉路され、スイッチ９１２がスイッチ９１１及び抵抗器９１３を短絡するため、抵抗器９１３の容量を小さくすることが出来る。

実施の形態６．
本実施の形態の搬送システム５は、実施の形態５の搬送システム５とは異なり、切換部３３０の代わりに、切換部３３１を備える。その他、実施の形態５に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
図８は、切換部３３１の構成を示すブロック図である。

定電圧回路３１−定電流回路３２間には、スイッチ９２１と抵抗器９２３が直列に接続してあり、更に、抵抗器９２３を短絡するスイッチ９２２が接続してある。スイッチ９２１，９２２夫々はリレーを用いてなり、スイッチ９２５を有する制御回路９２４によって、スイッチ９２５が開放されている場合にスイッチ９２１，９２２共に開放され、スイッチ９２５が閉路された場合にスイッチ９２１，９２２の順に閉路される。

以上のような構成によって、実施の形態５の搬送システム５と同様に、搬送システム５のオペレータがスイッチ９２５を切り換えた場合に、突入電流の発生による高周波電源装置６の非常停止を抵抗器９２３によって防止しつつ、主給電線１及び副給電線２両方に給電する状態と、主給電線１のみに給電され、副給電線２には給電されない状態とを切り換えることができる。なお、図８中の抵抗器９２３はスイッチ９２１の出力側に接続してあるが、入力側に接続してもよい。また、抵抗器９２３の代わりにリアクタを用いてもよい。

実施の形態７．
本実施の形態の搬送システム５は、実施の形態５，６の搬送システム５とは異なり、切換部３３０，３３１の代わりに、切換部３３２を備える。その他、実施の形態５，６に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
図９は、切換部３３２の構成を示すブロック図である。
定電圧回路３１−定電流回路３２間には、スイッチ９３１と、温度上昇によって抵抗値が低下するサーミスタ９３２が直列に接続してある。

さて、主軌道１０の主給電線１のみに給電し、副軌道２０の副給電線２に給電しない場合、搬送システム５のオペレータは、スイッチ９３１を開放する。この場合、実施の形態１のスイッチ３３を開放した場合と同様に、主給電線１のみに給電され、副給電線２には給電されない。

一方、主軌道１０の主給電線１及び副軌道２０の副給電線２両方に給電する場合、搬送システム５のオペレータは、スイッチ９３１を閉路する。この場合、定電圧回路３１−定電流回路３２間がスイッチ９３１及びサーミスタ９３２を介して接続される。このとき、主給電線１に供給された交流定電流は、定電圧回路３１によって一旦交流定電圧に変換され、更に定電流回路３２によって交流定電流に変換されて、副給電線２に供給される。つまり、主軌道１０に配設してある主給電線１及び副軌道２０に配設してある副給電線２の両方に交流定電流が供給される。

ただし、負荷としての各搬送車７の受電部７２はコンデンサ負荷となる。このため、仮にサーミスタ９３２が存在しない場合、スイッチ９３１の閉路によって大きな突入電流が生じ、また、高周波電源装置６側もスイッチ９３１の閉路時に過負荷状態となる。この結果、高周波電源装置６の安全装置が作動して非常停止する可能性がある。
しかしながら、本実施の形態においてはサーミスタ９３２が突入電流を制限するため、過負荷状態を避けて、高周波電源装置６の非常停止を防止することができる。

更に、電流の流入によってサーミスタ９３２の温度が上昇し抵抗値が低下するため、実施の形態５，６にて２個のスイッチを時差を設けて閉路した場合のように、サーミスタ９３２の容量を小さくすることが出来る。なお、図９中のサーミスタ９３２はスイッチ９３１の出力側に接続してあるが、入力側に接続してもよい。

また、実施の形態５，６のように、スイッチ９３１の他にもう１つのスイッチを備え、このスイッチが閉路された場合にサーミスタ９３２が短絡されるようにしてもよい（図７及び図８参照）。
一般にサーミスタは大電流を流せる物は少ないため、副給電線２で大容量の負荷を取る場合、サーミスタ９３２では対応できないことがある。このため、スイッチ９３１がオン状態にされた際の軽負荷のときはサーミスタ９３２で突入電流を抑制し、その後、前記もう１つのスイッチをオン状態にして大負荷に対応する。

本発明の実施の形態１に係る搬送システムの構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る搬送システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る搬送システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態３に係る搬送システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態４に係る搬送システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態５に係る搬送システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態５に係る搬送システムが備える切換部の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態６に係る搬送システムが備える切換部の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態７に係る搬送システムが備える切換部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１主給電線
１０主軌道（軌道）
２副給電線
２０副軌道（軌道）
３給電装置
３１定電圧回路（イミタンス変換回路）
３２定電流回路（イミタンス変換回路）
３３，９１１，９２１，９３１スイッチ
９１２，９２２スイッチ（短絡用スイッチ）
５搬送システム
６高周波電源装置
７搬送車
７１ピックアップコイル
９１３，９２３抵抗器（抵抗部）
９３２サーミスタ（抵抗部）

Claims

ピックアップコイルに誘導結合して非接触給電を行なう主給電線及び副給電線に関し、前記主給電線から供給される交流定電流の前記副給電線に対する供給／遮断を切り換える給電装置であって、
前記主給電線にその入力側が接続してあり、入力された交流定電流を交流定電圧に変換して出力する定電圧回路と、
前記副給電線にその出力側が接続してあり、前記定電圧回路が出力する交流定電圧を交流定電流に変換して出力する定電流回路と、
前記定電圧回路の出力側及び前記定電流回路の入力側に接続してあるスイッチと
を備えることを特徴とする給電装置。
前記定電圧回路及び前記定電流回路はイミタンス変換回路であることを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
前記スイッチはリレー接点であることを特徴とする請求項１又は２に記載の給電装置。
前記スイッチの入力側又は出力側に、電流を制限するための抵抗部が接続してあることを特徴とする請求項３に記載の給電装置。
前記スイッチが閉路された場合、所定時間経過後に閉路されて前記抵抗部を短絡する短絡用スイッチを更に備えることを特徴とする請求項４に記載の給電装置。
複数の軌道と、
請求項１乃至５の何れか一項に記載の給電装置と、
前記定電圧回路の入力側に接続してあり、高周波電源装置から交流定電流が供給される主給電線と、
前記定電流回路の出力側に接続してあり、前記定電流回路から交流定電流が供給される副給電線と、
前記主給電線又は前記副給電線に誘導結合するピックアップコイルを搭載してあり、該ピックアップコイルに誘起された電力によって、前記軌道に沿って移動する搬送車とを備え、
一の軌道に沿って前記主給電線が配設してあり、他の軌道に沿って前記副給電線が配設してあることを特徴とする搬送システム。