JP2014082921A - キャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】長期連休後であっても地上制御盤からの操作で再スタート可能な自走式搬送システムを提供する。
【解決手段】キャパシタ７及び駆動制御装置１３間に接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８、キャパシタ７及び駆動制御装置１３間に、出力側が第１スイッチＳＷ１を介して前記コンバータ８の出力側に接続された二次電池充電器９、キャパシタ７の出力電圧が第１所定電圧値以上である場合には第１スイッチＳＷ１をオフにし、出力電圧が第１所定電圧値未満である場合には第１スイッチＳＷ１をオンにする制御回路１２、二次電池充電器９と二次電池１０の間に設けられた第２スイッチＳＷ２、第２スイッチＳＷ２と二次電池１０の間に設けられた、二次電池１０の電源で動作し地上制御盤と信号授受を行う無線Ｉ／Ｏ２１Ａ、無線Ｉ／Ｏ２１Ａに接続された、第２スイッチＳＷ２をオン／オフする電磁コイル２０を備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、所定経路に沿って移動して搬送物を運搬する自走式キャリアに、キャパシタ及び二次電池を備え、これらに充電された電力を用いて自走式キャリアを駆動する自走式搬送システムに関するものである。

所定経路に沿って移動して搬送物を運搬する自走式キャリアを駆動する自走式搬送システムとして、搬送物の積み降ろし作業時の停止時間を利用して急速充電が可能な、急速充放電特性に優れた主電源であるキャパシタ（例えば、電気二重層キャパシタ）と、キャパシタの放電電力の余剰電力が供給される、蓄電エネルギ量の比較的大きな補助電源である二次電池（例えば、鉛蓄電池）とを自走式キャリアに備えるとともに、自走式キャリアの駆動用電動機が減速停止する際に発生する回生エネルギを効率良くキャパシタに蓄電して再利用するものがある（例えば、特許文献１及び２参照。）。

このような自走式搬送システムでは、経路上に設けられた充電ステーションに自走式キャリアが到着すると、無線Ｉ／Ｏ（Input/Output)を経由して自走式キャリアと地上制御盤との間でキャパシタ充電に必要な信号授受が行われ、地上側の高速充電器、充電ステーション及び充電端子を通して、自走式キャリアに搭載された主電源であるキャパシタが短時間（大電流）で充電される。
また、前記キャパシタは、充電ステーションから次の充電ステーションへ走行するために必要なエネルギに加え、一旦放電した補助電源である二次電池への複数回に分けた充電に必要なエネルギを蓄電可能な容量を備えており、前記二次電池は、ラインを休日の間（例えば毎週の休日である２日間）停止させる場合に、充電ステーション以外の場所に待機する自走式キャリアに待機電力を供給して、休日明けに電池切れを無くすために設けられている。

特開２０１１−５５６９８号公報 特開２０１２−８０６１２号公報

特許文献１及び２の自走式搬送システムは、２日間程度の休日明けの電池切れを防止することができるとともに、従来は回生抵抗ユニットにより熱エネルギに変換して捨てていた回生エネルギを双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを経由してキャパシタへ蓄電して再利用し、エネルキーの無駄を無くすことができ、さらに特許文献２の自走式搬送システムは、停止精度のばらつきを抑制することができるという特徴を有するものである。
しかしながら、自走式キャリアが充電ステーション以外の場所で停止すると、駆動用電動機の消費電力は零になるが、再起動に備えて無線Ｉ／Ｏ、自走式キャリア制御回路や多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路等は動作状態を継続したままであるため、電力消費（数十ワット程度)が継続する。
従って、待機状態が長時間続く場合において、電池切れを無くすことができるのは、補助電源である二次電池の電力供給（二次電池の容量）にもよるが、数日程度が限界であった。

それならば、自走式キャリア制御回路の電源スイッチをオフにして二次電池からの電源供給を人手で遮断するようにすれば良いとも考えられるが、工場に設置されるこのような自走式搬送システムは、その設置場所が広域に亘ることが多く、足場の悪い高所である場合もあるため、前記電源スイッチをオフにする作業を簡単且つ短時間に行うことができない。
そのため、地上制御盤で運転指令をオフにする操作のみを行って自走式キャリアを停止させ、そのまま休日に入るのが通常の運用となっている。
従って、長期間の連休の際等、待機状態が１週間程度続く場合において、自走式キャリア制御回路の電源スイッチを操作する作業を行うこと無く、休日明けに地上制御盤からの操作で再スタートしたいと言うニーズがある。
単純な対処方法として、二次電池の容量を大きくすることが考えられるが、消費した二次電池の復旧（充電）には長時間を要し、何より重量及び設置スペースが増大するとともにコストが上昇するため、実用的な対処方法ではない。

そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、二次電池の容量を大きくすること無く、長期連休等の長時間の待機状態を経た後であっても、自走式キャリア制御回路の電源スイッチを操作する作業を行うこと無く、地上制御盤からの操作で再スタートすることができるキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システムを提供する点にある。

本発明に係るキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システムは、前記課題解決のために、所定経路に沿って移動して搬送物を運搬する自走式キャリアに、モータ及びその駆動制御装置、前記モータの駆動用電源としてのキャパシタ及び二次電池並びに前記キャパシタに接続された受電体を備え、所定位置に設置した充電ステーションに前記受電体に電気的に接続される給電体及び充電用電源を備え、前記キャパシタ及び二次電池に充電された電力を前記駆動制御装置へ供給して前記モータを駆動することにより前記自走式キャリアを移動させる、キャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システムであって、前記キャパシタ及び前記駆動制御装置の間に接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記キャパシタ及び前記駆動制御装置の間に、その出力側が第１スイッチを介して前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続された、前記二次電池を充電する二次電池充電器と、前記キャパシタの出力電圧が第１所定電圧値以上である場合には前記第１スイッチをオフにし、前記キャパシタの出力電圧が第１所定電圧値未満である場合には前記第１スイッチをオンにする制御回路と、前記二次電池充電器と前記二次電池との間に設けられた、前記二次電池から前記駆動制御装置への電力供給を遮断する第２スイッチと、前記第２スイッチと前記二次電池との間に設けられた、前記二次電池の電源で動作して地上制御盤と信号授受を行う信号伝達手段と、前記信号伝達手段に接続された、前記第２スイッチをオン／オフする開閉手段とを備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、自走式キャリアの力行運転時には、キャパシタの出力電圧が第１所定電圧値以上である場合には第１スイッチがオフであるので、主電源であるキャパシタから駆動制御装置へ電力が供給され、キャパシタの出力電圧が第１所定電圧値未満になった場合には第１スイッチがオンに切り替わり、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの力行コンバータも動作を停止するため、主電源であるキャパシタから駆動制御装置への電力供給が停止され、補助電源である二次電池から駆動制御装置へ電力が供給される。
また、自走式キャリアの回生運転時（減速停止時）には、モータで発生した回生電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの回生コンバータを経由してキャパシタへ蓄電されるため、回生電力を有効に利用することができる。
さらに、地上制御盤から信号伝達手段を介して自走式キャリアへ送信される「電源投入指示」信号をオフにする信号により、信号伝達手段に接続されたがオフとなって第２スイッチもオフとなるので、第２スイッチを介して二次電池に接続される負荷に対する電源供給が停止することから節電を図ることができるため、二次電池の容量を大きくすること無く、長期連休等の長時間の待機状態を経た後であっても、自走式キャリア制御回路の電源スイッチを操作する作業を行うこと無く、地上制御盤からの操作で再スタートすることができる。

ここで、長時間の待機状態に入る際に、前記地上制御盤が前記自走式キャリアへ停止指示をした後、前記自走式キャリアの停止状態を確認してから前記第２スイッチをオフにすると好ましい。
このような構成によれば、地上制御盤が自走式キャリアへ停止指示をした後、自走式キャリアの停止状態が確認されるまで第２スイッチがオフになることがないので、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御回路への電源供給が途絶えることがないことから、制動トルクの減少を抑制することができるため、自動式キャリアの減速距離が延びてオーバーランすること等の不具合の発生を防止することができる。

また、長時間の待機状態に入る際に、前記地上制御盤が前記自走式キャリアへ停止指示をした後、前記自走式キャリアが減速して停止する時間よりも長い一定時間経過後に前記第２スイッチをオフにすると好ましい。
このような構成によれば、地上制御盤が自走式キャリアへ停止指示をした後、自走式キャリアが減速して停止する時間よりも長い一定時間が経過するまで第２スイッチがオフになることがないので、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御回路への電源供給が途絶えることがないことから、制動トルクの減少を抑制することができるため、自動式キャリアの減速距離が延びてオーバーランすること等の不具合の発生を防止することができるとともに、構成の簡素化を図ることができる。

さらに、前記駆動制御装置と前記二次電池との間に、前記二次電池側から前記駆動制御装置側へは電流を流し、その反対方向へは電流を流さない整流手段を備えてなると好ましい。
このような構成によれば、第１スイッチがオンの場合であっても回生エネルギが二次電池に蓄電されることが無く、第１スイッチのオン／オフに拘わらず、モータで発生する回生電力は回生コンバータからキャパシタに蓄電されるため、停止精度のばらつきを無くすことができる。

さらにまた、前記キャパシタの出力電圧が前記第１所定電圧値よりも高い第２所定電圧値以上である場合には前記二次電池充電器の出力をオンにし、前記キャパシタの出力電圧が前記第２所定電圧値未満である場合には前記二次充電器の出力をオフにすると好ましい。
このような構成によれば、キャパシタの出力電圧が第１所定電圧値よりも高い第２所定電圧値以上である場合に二次電池充電器の出力がオンとなるので、キャパシタからの放電電力の余剰電力が二次電池充電器に供給され、二次電池充電器により一定の電圧が二次電池に供給されて二次電池が充電されるため、キャパシタのエネルギを有効活用することができる。

また、前記二次電池の電圧が第３所定電圧値未満となった場合に前記信号伝達手段及び前記開閉手段への電源供給を遮断できる第３スイッチを内蔵した前記二次電池の過放電検出器を備えてなると好ましい。
このような構成によれば、過放電検出器により二次電池の電圧値を監視し、二次電池の電圧値が第３所定電圧値未満になると、第３スイッチがオフになって信号伝達手段及び開閉手段への電源供給が遮断されるので、過放電による二次電池の劣化を防止することができる。

さらに、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの回生コンバータの入力側の電圧値が、前記二次電池充電器の出力電圧よりも高い第４所定電圧値以上である場合に前記回生コンバータを動作させると好ましい。
このような構成によれば、二次電池による電力供給に切り替わった初期の状態において、二次電池の出力電圧が二次電池充電器の出力電圧になっていたとしても、回生コンバータの入力側の電圧値が二次電池充電器の出力電圧よりも高い第４所定電圧値未満である場合には回生コンバータが動作しないので、第１スイッチがオンになった際に不用意に二次電池の電力をキャパシタ側に充電することを無くすことができる。

以上のように、本発明に係るキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システムによれば、地上制御盤から信号伝達手段を介して自走式キャリアへ送信される「電源投入指示」信号をオフにする信号により、信号伝達手段に接続された開閉手段がオフとなって第２スイッチもオフとなるので、第２スイッチを介して二次電池に接続される負荷に対する電源供給が停止することから節電を図ることができるため、二次電池の容量を大きくすること無く、長期連休等の長時間の待機状態を経た後であっても、自走式キャリア制御回路の電源スイッチを操作する作業を行うこと無く、地上制御盤からの操作で再スタートすることができること、地上制御盤が自走式キャリアへ停止指示をした後、自走式キャリアが減速して停止するまで第２スイッチがオフになることがないので、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御回路への電源供給が途絶えることがないことから、制動トルクの減少を抑制することができるため、自動式キャリアの減速距離が延びてオーバーランすること等の不具合の発生を防止することができること、等の顕著な効果を奏する。

本発明の実施の形態に係るキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システムの全体構成の一例を示す概略平面図である。 充電ステーションに停止した自動搬送車に対して充電を行っている状態を示すブロック図である。 自動搬送車の電源回路の詳細を示すブロック図である。 多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ各部の動作を示すチャート図である。 地上制御盤及び自動搬送車の信号授受を示すブロック図である。 地上制御盤における搬送車電源投入押釦スイッチのオンから搬送車電源切り押釦スイッチのオンまでの一連の動作を示すチャート図である。 キャパシタによる電力供給の流れを示す自動搬送車の電源回路のブロック図である。 鉛蓄電池による電力供給の流れを示す自動搬送車の電源回路のブロック図である。

次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。

図１の概略平面図に示す本発明の実施の形態に係るキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システムは、例えば磁気ガイドテープにより形成された工場内の所定経路Ｒに沿って、前記ガイドテープの位置を検出しながら自走して搬送物を運搬する自走式キャリアである無人の自動搬送車１，１，…、所定経路Ｒの途中に設けられた、給電体である充電端子６Ａ及び充電用電源（高速充電器）３等からなる充電ステーション２Ａ，２Ｂ、充電ステーション２Ａ，２Ｂの位置に設置された、搬送物の積み降ろしを行う図示しない積込テーブルリフタ又は降しテーブルリフタ、並びに、各機器の動作を制御するとともに定電流電源である充電用電源３を制御する、地上に設置された地上制御盤４等により構成され、所定経路Ｒ上に充電ステーション２Ａ，２Ｂの数（２箇所）よりも多い自動搬送車１，１，…を備えている。

充電ステーション２Ａ，２Ｂの設置位置には上述のとおり積込テーブルリフタ又は降しテーブルリフタがあり、これらの位置に自動搬送車１が来ると、自動搬送車１は停止して位置決めされる。そして、積込テーブルリフタ又は降しテーブルリフタにより搬送物の積み降ろし作業が行われるため、この作業時間に相当する自動搬送車１の停止時間を利用して、充電用電源３により、自動搬送車１上のキャパシタ７（図２参照。）への充電が行われる。
また、図２のブロック図に示すように、自走式キャリアである自動搬送車１は、その基体に、駆動輪１５，１５及び従動輪１６，１６、駆動輪１５，１５を駆動するモータ１４及びその駆動制御装置１３、モータ１４の駆動用電源としての主電源であるキャパシタ７及び補助電源である鉛蓄電池１０、キャパシタ７に接続された、充電端子６Ａと接触結合する、受電体である受電端子６Ｂ、キャパシタ７と駆動制御装置１３との間に接続された多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、並びに、節電回路２１等を備えている。

ここで、キャパシタ７は急速充放電特性に優れるものであり、キャパシタ７には、電気二重層キャパシタ及びリチウムイオンキャパシタが含まれる他、急速充放電が可能な特性を持った二次電池も含まれる。
また、鉛蓄電池１０は、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等の他の二次電池であっても良い。

図２に示す充電用電源３に接続される給電体である充電端子６Ａは、自動搬送車１側の受電体である受電端子６Ｂと接触結合を行うことができるとともに、この結合を解除することができるように、地上制御盤４により制御されるシリンダ５により、受電端子６Ｂに近づく方向及び離れる方向へ移動することができる。なお、給電体及び受電体は、電気的に接続される一対のコネクタ等であっても良いし、電磁誘導作用により給電体（給電側コイル）から受電体（受電側コイル）に電力を伝達する、非接触給電によりキャパシタ７を充電するものであっても良い。

自動搬送車１が図１に示す充電ステーション２Ａ又は２Ｂに停止し、図２のように充電端子６Ａが受電端子６Ｂと接触結合した状態で、地上制御盤４により充電用電源３への指令値が演算され、この指令値が充電用電源３へ与えられ、充電電流が充電用電源３から充電端子６Ａ及び受電端子６Ｂを経由してキャパシタ７へ供給される。
キャパシタ７への充電が完了した自動搬送車１は、地上制御盤４により制御されたシリンダ５により充電端子６Ａ及び受電端子６Ｂの接触結合が解除された後、キャパシタ７からの放電電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８を介して駆動制御装置１３へ供給され、駆動制御装置１３により駆動制御されたモータ１４の駆動トルクにより駆動輪１５，１５が駆動されるため、所定経路Ｒに沿って移動する。

次に、自動搬送車１の電源回路等の動作について説明する。
（多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ各部の動作）
図３のブロック図に示すように、自動搬送車１の電源回路構成は、多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を中心として、電源としてのキャパシタ７及び鉛蓄電池１０、負荷としての駆動制御装置１３及び搬送車制御回路（ＰＬＣ）１８等が接続されている。
ここで、多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ１１のコンバータ制御回路１２も電源から見れば電力を消費する負荷である。
このような構成において、自動搬送車１の力行運転時には、キャパシタ７に蓄電された電力が力行コンバータ８Ａを経由して駆動制御装置１３へ供給され、自動搬送車１の回生運転時（減速停止時）には、モータ１４で発生した回生電力が回生コンバータ８Ｂを経由してキャパシタ７へ蓄電される。

図３のブロック図及び図４のチャート図に示すように、キャパシタ７の蓄電電圧値Ｖｉ（電圧検出部１２Ａの電圧）が予め設定された第１閾値Ｖｔ１（例えば、３０Ｖｔｙｐである第２所定電圧値）以上の場合であれば、二次電池充電器である鉛蓄電池充電器９を経由して二次電池である鉛蓄電池１０を充電する。キャパシタ７の出力電圧である蓄電電圧値Ｖｉが第１閾値（第２所定電圧値）Ｖｔ１未満になると、鉛蓄電池１０の充電は停止する。
キャパシタの蓄電電圧値Ｖｉが予め設定された第２閾値Ｖｔ２（例えば、２２．８Ｖｔｙｐである第１所定電圧値）未満になると、コンバータ制御回路１２の判断で、例えばサイリスタである第１スイッチＳＷ１がオンになるとともに力行コンバータ８Ａも動作を停止することにより、キャパシタ７の電力消費が停止され、鉛蓄電池１０から駆動制御装置１３及び搬送車制御回路１８へ電力が供給されるように切り替わる。

なお、モータ１４で発生する回生エネルギを利用する際において、図３に示すように、駆動制御装置１３と鉛蓄電池１０との間に、例えば第１スイッチＳＷ１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ８側に、鉛蓄電池１０側から駆動制御装置１３側へは電流を流し、その反対方向へは電流を流さない整流手段であるダイオード１７を備えているため、第１スイッチＳＷ１がオンの場合であっても回生エネルギが鉛蓄電池１０に蓄電されることがない。すなわち、モータ１４で発生する回生電力は、第１スイッチＳＷ１のオン／オフに拘わらず、停止精度のばらつきを無くす目的で、回生コンバータ８Ｂからキャパシタ７に蓄電される。

モータ１４が回生動作に入り、モータ１４から回生電力が帰還すると、回生電力は駆動制御装置１３内のチョッパ回路に並列接続された図示しない帰還ダイオードを通して電解コンデンサＣに蓄電され、回生コンバータ８Ｂ入力側の電圧値Ｖｏ（電圧検出部１２Ｂの電圧）が上昇する。回生コンバータ８Ｂ入力側の電圧値Ｖｏが、鉛蓄電池充電器９の出力電圧（例えば、２７．３Ｖｔｙｐ）よりも高い、予め設定された第３閾値Ｖｔ３（例えば、２８Ｖｔｙｐである第４所定電圧値）を超えると、コンバータ制御回路１２の判断で回生コンバータ８Ｂが起動され、回生電力がキャパシタ７へ蓄電される。
また、モータ１４の回生動作が終了し、回生コンバータ８Ｂ入力側の電圧値Ｖｏが第３閾値Ｖｔ３未満（例えば、２７．３Ｖ＋α）まで低下すると、回生コンバータ８Ｂは動作を停止する。

ここで、キャパシタ７による駆動制御装置１３及び搬送車制御回路１８への電力供給から、鉛蓄電池１０による電力供給に切り替わった初期の状態においては鉛蓄電池１０の出力電圧が鉛蓄電池充電器９の出力電圧（例えば、２７．３Ｖｔｙｐ）になっていることが起こり得る。従って、もし、回生コンバータ８Ｂの停止電圧が鉛蓄電池充電器９の出力電圧未満であったとすると、第１スイッチＳＷ１がオンになった際に、不用意に鉛蓄電池１０の電力をキャパシタ７側に充電することが起こりえるため、このことを防止するために、回生コンバータ８Ｂ入力側の電圧値Ｖｏが鉛蓄電池充電器９の出力電圧（例えば、２７．３Ｖｔｙｐ）よりも高い第３閾値Ｖｔ３（例えば、２８Ｖｔｙｐである第４所定電圧値）以上である場合に回生コンバータ８Ｂを動作させるようにしている。

（地上制御盤との通信等）
図５のブロック図に示すように、自動搬送車１，１，…は、地上制御盤４と信号授受を行う信号伝達手段として、無線通信によって制御に必要な信号授受を行いながら運用される。ここに、無線通信とは電波（電磁波）によるものや光やレーザ光線によるものであっても良い。また、無線に替わる有線式の信号伝達手段として、例えばバスバーを用いて通信を行っても良い。
また、図５において、地上制御盤４とその盤内に設置された無線Ｉ／Ｏ４Ａを基点に自動搬送車１の制御盤（以下、「搬送車制御盤」という。）の無線Ｉ／Ｏ２１Ａとの間で行われる信号授受の関係、及び、多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に接続される各種周辺機器とそれらに付属するインターフェイスＩ／Ｏを介して、周辺制御機器間で行う信号授受の関係を矢印で表している。
これらの信号授受の概略を示すと、地上制御盤４と搬送車制御盤の間においては、自動搬送車１の運転制御及び節電制御に必要なインターロック信号の授受が無線通信によって行われ、搬送車制御盤の無線Ｉ／Ｏ２１Ａと搬送車制御回路１８の間では、自動搬送車１全体の制御に必要な信号授受が行われ、搬送車制御回路１８と駆動制御装置１３の間ではモータの運転と速度制御に必要な信号授受が行われる。また、各種検出器は搬送車制御回路１８に接続されている。

（自動搬送車の制御方法）
地上制御盤４は、搬送経路Ｒ上を運行する複数の自動搬送車１，１，…に対し「電源投入指示」と「運転指示」を与える。
自動搬送車１は、搬送車本体に取り付けられた各種検出器により、走行／停止判断、所在位置判断、高速走行／低速走行等の判断を行って自律的に動作することができる。
搬送車制御盤は、自動搬送車１に搭載した各種機器に異常が検出された場合には、その信号を地上制御盤４へ送り、地上制御盤４で「運転指示」をオフにして全ての自動搬送車１，１，…を停止させる。また、充電ステーション２Ａ，２Ｂや搬送物の積み降ろしステーションでは、地上制御盤４との間で必要な信号授受を行い、所在位置における目的動作を実行する。
これらの信号授受は、搬送車制御盤の搬送車制御回路１８と無線Ｉ／Ｏ２１Ａ、無線Ｉ／Ｏ２１Ａと地上制御盤４の無線Ｉ／Ｏ４Ａ、無線Ｉ／Ｏ４Ａと地上制御盤４の制御装置の順路で交信が行われる。

（節電回路の構成）
図３に示すように、自動搬送車１の節電回路２１の構成要素は、節電スイッチである第２スイッチＳＷ２、鉛蓄電池１０の過放電検出器１９、地上制御盤４との信号授受を行う無線Ｉ／Ｏ２１Ａ、無線Ｉ／Ｏ２１Ａに接続された、第２スイッチＳＷ２をオン／オフするための開閉手段である電磁コイル２０、節電回路２１への電源供給をオン／オフするための第３スイッチＳＷ３からなる。なお、電磁コイル２０には、第２スイッチＳＷ２の接点が付属している。
これらの節電回路２１の構成要素は、地上制御盤４から運転指示が何時来ても動作を開始できるように、鉛蓄電池１０に直接接続されている。中でも、無線Ｉ／Ｏ２１Ａと過放電検出器１９は常時動作しているため、数ワットではあるが、絶えず鉛蓄電池１０の電力を消費し続ける。
ここで、第２スイッチＳＷ２は無線Ｉ／Ｏ２１Ａの出力信号によって動作する無線Ｉ／Ｏ２１Ａ内蔵の開閉スイッチであってもよい。また、前記開閉手段は、無線Ｉ／Ｏ２１Ａの出力信号によって動作する電磁コイル２０付属の接点（開閉器）又は同様の半導体スイッチのようなものであっても良く、回路を開閉できる機能を有するものであれば良い。

そのため、過放電検出器１９により鉛蓄電池１０の電圧値を監視しておき、鉛蓄電池１０の電圧値が予め設定された第４閾値Ｖｔ４（例えば、１９．２Ｖｔｙｐである第３所定電圧値）未満になると、第３スイッチＳＷ３をオフにして、節電回路２１への電源供給を遮断する。
このように節電回路２１への電源供給が遮断されると、電磁コイル２０がオフになるため付属する第２スイッチＳＷ２の接点もオフとなり、鉛蓄電池１０の負荷の全てが解き放たれた状態になる。
これは、過放電による鉛蓄電池１０の劣化を防止する対策であり、もし作動した場合は放電した鉛蓄電池を予め充電された鉛蓄電池に交換した後、リセット信号（押釦スイッチ）により第３スイッチＳＷ３をオンに戻す。

（節電回路の動作）
運転操作の手順に沿って説明する。ここでは、キャパシタ７の蓄電電圧値Ｖｉが第２閾値（第１所定電圧値）Ｖｔ２（例えば、２２．８Ｖｔｙｐ）未満の場合（鉛蓄電池運転の場合）について説明する。
図６のチャート図に示すように、運転を始めるに当たっては、最初に、地上制御盤４の搬送車電源投入押釦スイッチをオンにする。
この操作により、地上制御盤４から搬送車制御盤に向けて「電源投入指示」信号が送られて、節電回路２１の電磁コイル２０がオンとなり、付属する第２スイッチＳＷ２の接点がオンとなって、自動搬送車１，１，…の全ての回路に電源が供給される。
次に、地上制御盤４の搬送車起動押釦スイッチをオンにする。
この操作により、地上制御盤４から搬送車制御盤に向けて「運転指示」信号が送られて、自動搬送車１，１，…は自動運転動作を開始する。

自動運転中の自動搬送車１，１，…を停止させる場合は、地上制御盤４において、搬送車停止押釦スイッチをオンにする。
これにより、地上制御盤４から搬送車制御盤に送られている「運転指示」信号がオフとなり、搬送車制御回路１８から駆動制御装置１３へ送られる運転指令がオフになるため、自動搬送車１，１，…の各モータ１４が停止する。
このように、「運転指示」信号がオフとなった場合で「電源投入指示」信号がオンの状態ではモータ１４は停止するが、節電スイッチである第２スイッチＳＷ２はオンになったままであり、搬送車制御回路１８や多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ１１のコンバータ制御回路１２等は動作状態を継続しているため、鉛蓄電池１０から数十ワット程度の電力を消費し続けている。

短時間の停止ならこの状態が継続しても問題は無いが、週末や長期連休等の長時間の待機状態に入る際には、搬送車停止押釦スイッチを押した後、自動搬送車１，１，…の全てが停止したことを確認してから搬送車電源切り押釦スイッチを押す必要がある。
自動搬送車１，１，…の全てが停止したことは、無線インターロック信号により、地上制御盤４において自動で確認される。
この確認がされていない状態では、搬送車電源切り押釦スイッチを押しても受け付けられない。
なお、作業者の押し忘れを防止する目的から、一定時間が経過すると自動的に「電源投入指示」信号をオフにするようにプログラムしても良い。

自動搬送車１，１，…が全て停止した後、搬送車電源切り押釦スイッチを押すと、地上制御盤４から送られる「電源投入指示」信号がオフとなり、搬送車制御盤の無線Ｉ／Ｏ２１Ａに接続された電磁コイル２０がオフとなって、付属する第２スイッチＳＷ２の接点がオフとなり、節電回路２１以外の負荷（多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ１１以降の負荷）に対する電源供給が停止するため、節電が図られることになる。
このように節電回路２１により節電が図られるので、鉛蓄電池１０の容量を大きくすること無く、長期連休等の長時間の待機状態を経た後であっても、搬送車制御回路１８の電源スイッチを操作する作業を行うこと無く、地上制御盤４からの操作で再スタートすることができる。

（「電源投入指示」信号オフの条件）
次に、「電源投入指示」信号をオフにする前に自動搬送車１，１，…の全てが停止したことを確認する必要がある理由について説明する。
図３において、キャパシタ７の蓄電電圧値Ｖｉが予め設定された第２閾値（第１所定電圧値）Ｖｔ２（例えば、２２．８Ｖｔｙｐ）以上の場合であれば、以下に説明する問題は起こらない。何故なら、節電スイッチである第２スイッチＳＷ２がオフになっても、コンバータ制御回路１２への電源供給はキャパシタ７から供給されるので、電源喪失が起こらず、多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の各部分は正常に動作することができるためである。
キャパシタ７の蓄電電圧値Ｖｉが第２閾値（第１所定電圧値）Ｖｔ２（例えば、２２．８Ｖｔｙｐ）未満になると、多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ１１への電源は鉛蓄電池１０から供給されることになるので、「電源投入指示」信号をオフにすればコンバータ制御回路１２への電源供給は無くなることになってしまう。通常の稼動状態であれば基本的にキャパシタ７の電源で運転しているので、これは非常に稀なケースではあるが、起こり得る事態であるため、以下の対策は生産設備においては必要不可欠なものである。以下において、その具体例について説明する。

週末又は長期連休等の長時間の待機状態に入るため、自動搬送車１，１，…を停止させて、搬送車電源切り操作を行う際に、未だ走行中の自動搬送車１があったとする。
ここで、搬送車停止押釦スイッチを押すと、自動搬送車１は減速停止動作に入る。この時、モータ１４からは回生電力が駆動制御装置１３に帰還し、内蔵の電解コンデンサＣを充電することから、回生コンバータ８Ｂ入力側の電圧値Ｖｏが上昇する。予め設定された第３閾値（第４所定電圧値）Ｖｔ３（例えば、２８Ｖｔｙｐ）を超えるとコンバータ制御回路１２の判断で回生コンバータ８Ｂが起動し、回生電力をキャパシタ７へ蓄電するように動作する。
仮に、何らかの原因で、キャパシタ７の蓄電電圧値Ｖｉが第２閾値（第１所定電圧値）Ｖｔ２（例えば、２２．８Ｖｔｙｐ）未満で、鉛蓄電池１０の電源で運転していたとする。この時、停止操作を実施した後、自動搬送車１が停止したことを確認しないまま、搬送車電源切り操作を実施したとする。
そうすると、自動搬送車１が減速停止動作中に第２スイッチＳＷ２がオフとなって、コンバータ制御回路１２への電源供給が遮断されることになり、コンバータ制御回路１２は回生コンバータ８Ｂを正常に作動できず、回生電力をキャパシタ７へ回生蓄電できなくなってしまう。
その結果、制動トルクが減少し、自動搬送車１の減速距離が延びてオーバーラン等の不具合が生ずる。

従って、このような事態が起こらないように、地上制御盤４では、搬送車制御盤のキャパシタ７の蓄電電圧値Ｖｉが第２閾値（第１所定電圧値）Ｖｔ２（例えば、２２．８Ｖｔｙｐ）未満でオンとなる第１スイッチＳＷ１の状態に拘わらず、自動搬送車１が停止したことを確認した上で、自動搬送車１の電源切動作を行う（その結果として、搬送車制御盤の第２スイッチＳＷ２がオフになる。）ようにプログラムされている。
このプログラムは、全ての自動搬送車１，１，…から地上制御盤４に送られてくる図６に示す「搬送車停止中」信号を確認した上で、電源切り操作を実行しても良いが、「搬送車停止中」信号を確認せずに、停止操作の後、タイマー遅延等により一定時間（例えば、数秒間程度であり、自動搬送車１が減速して停止するまでの時間よりも長い時間）経過後に自動搬送車１の電源切動作を行うようにすれば、構成の簡素化を図ることができる。

以上の説明をより明確にするため、自動搬送車１の電源回路のブロック図において、キャパシタ７による電力供給の流れを図７のブロック図に、鉛蓄電池１０による電力供給の流れを図８のブロック図に示した。なお、図７における第１スイッチＳＷ１はオフであり、図８における第１スイッチＳＷ１はオンである。
以上の説明においては、自走式搬送システムの自走式キャリアがガイドテープに沿って移動する自動搬送車１である場合を示したが、自走式キャリアはガイドレールに沿って移動するオーバーヘッドタイプ又はフロアタイプのものであっても良い。

Ｃ 電解コンデンサ
Ｒ 所定経路
ＳＷ１ 第１スイッチ
ＳＷ２ 第２スイッチ
ＳＷ３ 第３スイッチ
Ｖｉ キャパシタの蓄電電圧値
Ｖｏ 回生コンバータ入力側の電圧値
Ｖｔ１ 第１閾値（第２所定電圧値）
Ｖｔ２ 第２閾値（第１所定電圧値）
Ｖｔ３ 第３閾値（第４所定電圧値）
Ｖｔ４ 第４閾値（第３所定電圧値）
１ 自動搬送車（自走式キャリア）
２Ａ，２Ｂ 充電ステーション
３ 充電用電源
４ 地上制御盤
４Ａ 無線Ｉ／Ｏ（信号伝達手段）
５ シリンダ
６Ａ 充電端子（給電体）
６Ｂ 受電端子（受電体）
７ キャパシタ
８ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
８Ａ 力行コンバータ
８Ｂ 回生コンバータ
９ 鉛蓄電池充電器（二次電池充電器）
１０ 鉛蓄電池（二次電池）
１１ 多機能ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２ コンバータ制御回路
１２Ａ，１２Ｂ 電圧検出部
１３ 駆動制御装置
１４ モータ
１５ 駆動輪
１６ 従動輪
１７ ダイオード（整流手段）
１８ 搬送車制御回路
１９ 過放電検出器
２０ 電磁コイル（開閉手段）
２１ 節電回路
２１Ａ 無線Ｉ／Ｏ（信号伝達手段）

Claims (7)

1. 所定経路に沿って移動して搬送物を運搬する自走式キャリアに、モータ及びその駆動制御装置、前記モータの駆動用電源としてのキャパシタ及び二次電池並びに前記キャパシタに接続された受電体を備え、所定位置に設置した充電ステーションに前記受電体に電気的に接続される給電体及び充電用電源を備え、前記キャパシタ及び二次電池に充電された電力を前記駆動制御装置へ供給して前記モータを駆動することにより前記自走式キャリアを移動させる、キャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システムであって、
   前記キャパシタ及び前記駆動制御装置の間に接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記キャパシタ及び前記駆動制御装置の間に、その出力側が第１スイッチを介して前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続された、前記二次電池を充電する二次電池充電器と、
   前記キャパシタの出力電圧が第１所定電圧値以上である場合には前記第１スイッチをオフにし、前記キャパシタの出力電圧が第１所定電圧値未満である場合には前記第１スイッチをオンにする制御回路と、
   前記二次電池充電器と前記二次電池との間に設けられた、前記二次電池から前記駆動制御装置への電力供給を遮断する第２スイッチと、
   前記第２スイッチと前記二次電池との間に設けられた、前記二次電池の電源で動作して地上制御盤と信号授受を行う信号伝達手段と、
   前記信号伝達手段に接続された、前記第２スイッチをオン／オフする開閉手段と、
   を備えたことを特徴とするキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム。
2. 長時間の待機状態に入る際に、前記地上制御盤が前記自走式キャリアへ停止指示をした後、前記自走式キャリアの停止状態を確認してから前記第２スイッチをオフにする請求項１記載のキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム。
3. 長時間の待機状態に入る際に、前記地上制御盤が前記自走式キャリアへ停止指示をした後、前記自走式キャリアが減速して停止する時間よりも長い一定時間経過後に前記第２スイッチをオフにする請求項１記載のキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム。
4. 前記駆動制御装置と前記二次電池との間に、前記二次電池側から前記駆動制御装置側へは電流を流し、その反対方向へは電流を流さない整流手段を備えてなる請求項１〜３の何れか１項に記載のキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム。
5. 前記キャパシタの出力電圧が前記第１所定電圧値よりも高い第２所定電圧値以上である場合には前記二次電池充電器の出力をオンにし、前記キャパシタの出力電圧が前記第２所定電圧値未満である場合には前記二次充電器の出力をオフにする請求項１〜４の何れか１項に記載のキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム。
6. 前記二次電池の電圧が第３所定電圧値未満となった場合に前記信号伝達手段及び前記開閉手段への電源供給を遮断できる第３スイッチを内蔵した前記二次電池の過放電検出器を備えてなる請求項１〜５の何れか１項に記載のキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム。
7. 前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの回生コンバータの入力側の電圧値が、前記二次電池充電器の出力電圧よりも高い第４所定電圧値以上である場合に前記回生コンバータを動作させる請求項１〜６の何れか１項に記載のキャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム。
   

Images