JP2009247141A - 非接触式給電システムを用いたトロリーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】非接触式の給電システムを用いた場合に、トロリーシステムの簡素化や組立性を向上できる非接触式給電システムを用いたトロリーシステムの提供を図る。
【解決手段】一対の給電線６の接続端部６Ｅ同士を内部で電気的に接続することで前記給電線を伸長させるジョイナー８は、一対の給電線６の接続端部６Ｅを電気的に接続するとともに当該ジョイナー８を内部で固定する接続導体８２と、一対の給電線６の接続端部６Ｅを当該ジョイナー８の内部へと挿入する場合には挿入力に応じて湾曲して当該ジョイナー８の内部へと導くとともに、一対の給電線６の接続端部６Ｅを当該ジョイナー８の内部へと挿入し接続導体８２で固定させた後には挿入力の減少に応じて元の形状へと戻ることで開口凹部８１を遮蔽するシャッター８３とを有することで実現する。
【選択図】図５

Description

本発明は、非接触式給電システムにより受け渡される電流を駆動源として移動体を走行させるトロリーシステムに関する。

従来では天井クレーンやモノレールなどのトロリーシステムにあって、自走式ホイストや搬送台車などの移動体に駆動源となる電気を供給するにあたって給電システムが用いられる。給電システムは、ホイストを走行させるレールに沿って配索した給電ダクト（給電線）とホイスト側に設けた集電子（ブラシ）との間で電流を受け渡しするようになっており、ブラシで受け取った電流で移動体を走行駆動する。このとき、一般的には、給電システムとしてブラシが給電線に常時接触する接触式給電システムが用いられる（例えば、特許文献１参照）。

ところが、接触式給電システムでは、ブラシが給電線に常時接触しつつ移動するため、ブラシや給電線に摩耗が発生して定期的に交換する必要があり、ランニングコストが高いものとなる。

このため、近年では、給電線に高周波電流を流して、その給電線の周りに発生する磁界による電磁誘導によって、その給電線に非接触状態で近接させた受電子に誘導電流を発生させるようにした非接触式給電システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−２５５２７９号公報 特開平１１−４５０２号公報

しかしながら、従来の非接触式給電システムを用いたトロリーシステムでは、給電線と受電子とが非接触であり、かつ、電磁誘導現象を効率良く利用する必要がある。このため、非接触式給電システムを用いたトロリーシステムは、接触式給電システムを用いたトロリーシステムとは自ずと細部の構成が異なることになり、その接触式給電システムを用いたトロリーシステムの構成を踏襲するわけにはいかない。

そこで、本発明は、非接触式の給電システムを用いた場合に、トロリーシステムの簡素化や組立性を向上できる非接触式給電システムを用いたトロリーシステムを提供するものである。

請求項１の発明は、躯体側に固定的に設置されたレールと、前記レールに走行可能に案内支持される移動体と、前記レールに沿って配索され高周波電流が流される給電線と、前記移動体に伴って移動し前記給電線から受け渡される電流で前記移動体を駆動する受電ブロックと、一対の前記給電線の接続端部同士を内部で電気的に接続することで前記給電線を伸長させる接続部とを備え、前記受電ブロックは、前記給電線に非接触状態で配置される受電子を有し、前記給電線と前記受電ブロックとの間の電流受け渡しは、給電線に発生する磁界による電磁誘導によって前記受電子に誘導電流を発生させるようにした非接触式給電システムを用いたトロリーシステムであって、前記接続部は、前記一対の給電線の接続端部を内部に挿入する開口部が形成され、前記一対の給電線の接続端部を当該接続部の内部へと挿入する場合には挿入力に応じて湾曲して当該接続部の内部へと導くとともに、前記一対の給電線の接続端部を当該接続部の内部へと挿入し前記接続導体で固定させた後には挿入力の減少に応じて元の形状へと戻ることで前記開口部を遮蔽するシャッターとを有することを特徴とする。

本発明によれば、一対の給電線を開口部から挿入するだけで接続端部同士を電気的に接続して固定させるとともに、給電線を接続部へと挿入する挿入力に応じて湾曲し、挿入力の減少に応じて元の形状へと戻るシャッター部を有することで、開口部における電気的接続部位の露出を簡易な施工によって容易に保護することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１〜図４は本発明にかかる非接触式給電システムを用いたトロリーシステムの実施形態を示し、図１はトロリーシステムの全体を示す概略構成図、図２は図１中II−II線に沿った拡大断面図であり、図３は給電線の接続端部を示す拡大斜視図、図４は給電線を接続する接続具の拡大斜視図である。

図１に示すように、本実施形態のトロリーシステム１は、図示省略した移動体用レールに沿って移動可能な移動体３と、この移動体３に電力を供給する非接触式給電システム４とを備えている。

移動体３を案内する移動体用レールは、図示省略した工場や倉庫などの躯体に固定して設置される。そして、移動体３は、非接触式給電システム４から供給された電気によってモータ３１を駆動して、所定の仕事、例えば移動体用レールに沿った走行や図示省略したチェーンブロックの作動、搬送ベルトの駆動などを行なう。

非接触式給電システム４は、レール２と、このレール２に沿って配索され高周波電源５から高周波の電流が流される複数の給電線６と、移動体３に従動し給電線６から受け渡される電流を移動体３に供給する受電ブロック７とを備える。この非接触式給電システム４は、電磁誘導によって給電線６に接触することなく給電線６から電気を受け取ることができるようになっている。

受電ブロック７は、移動体３に固定されて移動体３に牽引されるようになっており、移動体に牽引されることでレール２に沿って移動する。

受電ブロック７は、給電線６に非接触状態で配置される受電子としてのコア７１を有している。コア７１は、図２に示すように、給電線６を側方から跨るように断面ほぼＵ字状の外郭７１ｓを有し、その外郭７１ｓの内部には給電線６の両側方に位置するように一対のコイル７１ｐ、７１ｍが対向配置されて電磁ピックアップが構成される。このとき、コイル７１ｐ、７１ｍは給電線６に可能な限り近接させることが好ましい。そして、高周波電源５から給電線６に高周波電流が供給されることにより、給電線６の周囲には供給された高周波電流の周波数に応じた磁界ＭＦの発生・減衰現象が発生し、それが磁束密度の変化となってコイル７１ｐ、７１ｍに誘導電流が発生する。

そして、コイル７１ｐ、７１ｍに発生した電流は、図１に示すように、受電ブロック７に内蔵した共振回路７２で安定化した後、定電圧回路７３から移動体３に設けたインバータ３２に送って直流に変換した電流をモータ３１に供給するようになっている。

給電線６は、図３に示すように、導体部６１と、この導体部６１を中心部に埋設した絶縁部６２とによって所定長さの長尺体として形成される。給電線６は配索される長さに応じて複数本を繋いで使用される。

導体部６１は、チャンネル状の小径管６１ａと大径管６１ｂとをほぼ同心円状に配置した二重管構造となっており、小径管６１ａの開放部６１ｃと大径管６１ｂの開放部６１ｄとが同方向に配置される。そして、小径管６１ａと大径管６１ｂとは、開放部６１ｃ、６１ｄとは反対側で連結リブ６１ｅを介して互いに連結される。また、大径管６１ｂの連結リブ６１ｅの配置側には、その連結リブ６１ｅを中心として所定幅Ｗ０に亘って平坦部６１ｆを形成してある。

絶縁部６２は、柔軟な合成樹脂などで形成される。この絶縁部６２に導体部６１をインサートして押出し成型することにより、所定長さの給電線６を連続的に成形することができる。絶縁部６２は、全体的にほぼ断面矩形所に形成される。

そして、図１に示すように、給電線６同士は、レール２に沿って配索される際、ジョイナー８、Ｌ型ジョイナー８Ａ、エンドジョイナー８Ｂなどの接続具を介して繋げられる。

ここで、レール２には、移動体３の予め設定した走行経路に沿って直線部分、折曲部分および湾曲部分などが形成され、これに伴って給電線６もレール２の直線部分は直線状配索部分６Ａとなり、折曲部分は折曲状配索部分６Ｂとなり、かつ、湾曲部分は湾曲状配索部分６Ｃとなる。従って、給電線６の直線状配索部分６Ａはジョイナー８によって接続され、折曲状配索部分６ＢはＬ型ジョイナー８Ａによって接続される。また、給電線６は往路側の線６ｍと復路側の線６ｎとがほぼ平行して配索されることになるが、それら両線６ｍ、６ｎの終端部同士はエンドジョイナー８Ｂで接続される。

給電線６は、適宜部分を電線ハンガー９によってレール２に固定される。この電線ハンガー９によって、給電線６をレール２に沿わせて配索しつつ、給電線６の垂れ下がりを防止するようになっている。

電線ハンガー９は、図２に示すように、一対の平行配置される給電線６を保持する保持アーム９１、９２と、これら保持アーム９１、９２の基端部同士を連結する連結部９３とによってほぼＵ字状に形成され、それぞれの保持アーム９１、９２の先端部に給電線６を保持する保持部９１Ｈ、９２Ｈが形成される。保持部９１Ｈ、９２Ｈは、給電線６の外側形状、つまり、絶縁部６２の外側断面形状にほぼ沿った内側形状に形成され、保持部９１Ｈ、９２Ｈによって給電線６をガタ無く密接して保持する。

ここで、図１では、保持アーム９１、９２の長さを、便宜上、ほぼ等しい状態で示してあるが、実際には図２に示すように、往路側の線６ｍを保持する保持アーム９１が、復路側の線６ｎを保持する保持アーム９２よりも長く形成され、コア７１が復路側の線６ｍをスペース的に余裕をもって通過できるようになっている。

図４に示すように、給電線６同士を直線状に接続するジョイナー８は、全体が例えば合成樹脂などの絶縁部材によって給電線６よりも大きな幅Ｗ２となる直方体状に形成される。ジョイナー８の高さｈ方向（図中上下方向）の一端部には、給電線６を上方から挿入する開口凹部８１が長さＬ方向（図中左右方向）に貫通して形成され、接続しようとする一対の給電線６の接続端部６Ｅを対向させて上方から挿入するようになっている。このとき、給電線６の接続端部６Ｅは、所定長さＬ１に亘って絶縁部６２を切除して導体部６１を露出させてある。

開口凹部８１は、給電線６の絶縁部６２の外側形状にほぼ沿った断面形状となっており、開口凹部８１に給電線６を差し込んだ状態では、給電線６はガタ無くジョイナー８に保持されて容易に離脱されないようになっている。

開口凹部８１の内部中央部には、給電線６の接続端部６Ｅから露出した導体部６１を上方から挿入することで固定することができる銅、又は銅合金などで形成された接続導体８２が取り付けてあり、その接続導体８２を介して接続しようとする給電線６の導体部６１同士が電気的に接続される。図５に示すように、接続導体８２は、上部が開口部８２ａとして開口されるとともに導体部６１の形状に応じて電気的な接続が良好となる形状に形成されている。また、ジョイナー８の幅Ｗ２はコア７１が通過できる寸法となっている。

図５に示すようにジョイナー８には、ジョイナー８の開口凹部８１の形成に伴い左右に形成された端部８ａから、接続導体８２が設けられた開口凹部８１の位置を覆うように可撓性ならびに絶縁性のある、例えば、ゴムなどの材料にて形成された板状のシャッター８３がそれぞれ設けられている。

図５は、図４中III−III線に沿ってジョイナー８を切断した際に、給電線６の接続端部６Ｅから露出された導体部６１を挿入させていない状態を示している。図６は、図４中III−III線に沿ってジョイナー８を切断した際に、給電線６の接続端部６Ｅから露出された導体部６１を挿入中の状態を示している。図７は、図４中III−III線に沿ってジョイナー８を切断した際に、給電線６の接続端部６Ｅから露出された導体部６１が完全に挿入された状態を示している。

図５に示すように、２つのシャッター８３は、一端がジョイナー８の端部８ａに接続され、他端が接続導体８２の開口部８２ａの中央位置辺りまで伸び、自然な状態において自身の重みにて開口部８２ａ内部まで垂れ下がり重なりあうようにしながら接続導体８２を覆っている。

図６に示すように、給電線６の接続端部６Ｅから露出された導体部６１をジョイナー８の開口凹部８１に挿入させる途中において、シャッター８３は、可撓性により挿入時の挿入力に応じて湾曲してジョイナー８内部の接続導体８２へと導体部６１を導く。

図７に示すように、給電線６の接続端部６Ｅから露出された導体部６１をジョイナー８内部へと挿入し、接続導体８２で固定させると、シャッター８３は、可撓性により挿入力の減少に応じて元の形状、つまり図５に示すような自然な状態へと戻る。上述したように、シャッター８３は、絶縁性を有しているため、図７に示すように一対の給電線６の接続端部６Ｅから露出された導体部６１同士が、接続導体８２を介して電気的に接続された状態では、ジョイナー８の開口凹部８１を遮蔽して、接続導体８２、導体部６１を外部から電気的に遮蔽することになる。

このように、本発明の実施の形態として示す非接触式給電システムを用いたトロリーシステムでは、ジョイナー８にシャッター８３を設けることで、ジョイナー８の開口凹部８１における電気的接続部位である接続導体８２、導体部６１の露出を、カバーなどの別部材を設けることなく非常に簡易な施工によって容易に保護することができる。つまり絶縁性を有するシャッター８３は、ジョイナー８の電気的接続部位を電気的に遮蔽するため、施工者又は使用者などが施工処理中又は使用中などに電気的接続部位に接触して感電することなどを防止することができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明の実施形態として示すトロリーシステムの全体を示す概略構成図である。 図１中II−II線に沿った拡大断面図である。 給電線の接続端部を示す拡大斜視図である。 給電線を接続するジョイナーの拡大斜視図である。 給電線の導体部を挿入する前における図４中III−III線に沿った拡大断面図である。 給電線の導体部を挿入中における図４中III−III線に沿った拡大断面図である。 給電線の導体部を挿入した後における図４中III−III線に沿った拡大断面図である。

符号の説明

１ トロリーシステム
２ レール
３ 移動体
４ 非接触式給電システム
５ 高周波電源
６ 給電線
６Ｅ 接続端部
７ 受電ブロック
８ ジョイナー
８ａ 端部
６１ 導体部
６２ 絶縁部
８１ 開口凹部
８２ 接続導体
８２ａ 開口部
８３ シャッター

Claims (1)

1. 躯体側に固定的に設置されたレールと、
   前記レールに走行可能に案内支持される移動体と、
   前記レールに沿って配索され高周波電流が流される給電線と、
   前記移動体に伴って移動し前記給電線から受け渡される電流で前記移動体を駆動する受電ブロックと、
   一対の前記給電線の接続端部同士を内部で電気的に接続することで前記給電線を伸長させる接続部とを備え、
   前記受電ブロックは、前記給電線に非接触状態で配置される受電子を有し、前記給電線と前記受電ブロックとの間の電流受け渡しは、給電線に発生する磁界による電磁誘導によって前記受電子に誘導電流を発生させるようにした非接触式給電システムを用いたトロリーシステムであって、
   前記接続部は、前記一対の給電線の接続端部を内部に挿入する開口部が形成され、
   前記一対の給電線の接続端部を電気的に接続するとともに当該接続部の内部で固定する接続導体と、
   前記一対の給電線の接続端部を当該接続部の内部へと挿入する場合には挿入力に応じて湾曲して当該接続部の内部へと導くとともに、前記一対の給電線の接続端部を当該接続部の内部へと挿入し前記接続導体で固定させた後には挿入力の減少に応じて元の形状へと戻ることで前記開口部を遮蔽するシャッターとを有すること
   特徴とする非接触給電システムを用いたトロリーシステム。

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