JP2016107756A - 搬送設備および台車 - Google Patents

Abstract

【課題】本願は、電子機器を載せる台車を走行経路に出し入れ可能としつつ、走行経路沿いに設けたワイヤレス送電の送電部と台車に設けた受電部との相対的な位置関係を保持できる搬送設備および台車を提供する。【解決手段】電子機器を載せた台車が走行する搬送設備であって、前記台車に弾性部材を介して取り付けられる受電部へ、前記電子機器に給電する電力をワイヤレス送電する送電部と、前記受電部の一部が嵌る溝であり、前記台車の走行経路に沿って延在し且つ前記走行経路の入退方向へ向けて開口する開口端を有する溝で前記送電部に対する前記受電部の相対位置を保持する保持部と、を備える。【選択図】図３

Description

本願は、搬送設備および台車に関する。

近年、工場には各種の搬送設備が備わっている。工場に備え付けられる搬送設備には、非接触給電技術を使って搬送品に電力を供給するものがある（例えば、特許文献１を参照）。また、非接触で給電を行う装置としては、各種のものが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

特開２００３−３０６１４４号公報 特開２０１０−２１３３７２号公報

台車で搬送中の電子機器へ電力を供給したい場合、例えば、電源ケーブルを引き回すことが考えられる。しかし、台車に電源ケーブルが繋がっていると、電源ケーブルが絡まるといった問題が生じ得る。そこで、例えば、台車の走行経路に沿って配設したトロリーダクト等の架線から給電することが考えられるが、電気的な接点が摺動することになるので、摺動面で発生する粉塵等の異物が台車上の電子機器に付着したり、接点が摩耗して寿命が到来したりする場合がある。

そこで、台車で搬送中の電子機器へ電力を供給するには、ワイヤレス送電技術を使った給電方式の採用が望まれる。ワイヤレス送電技術においては、電力を送電する送電部と電力を受電する受電部との相対的な位置関係が送電効率を左右する。しかし、電子機器を載せた台車が走行経路を走行する場合、例えば、台車の歪みや車輪の異常、床面の傾斜や凹凸といった各種の原因により、走行経路沿いに設けた送電部と台車に設けた受電部との相対的な位置関係が変動し得る。

そこで、本願は、電子機器を載せる台車を走行経路に出し入れ可能としつつ、走行経路沿いに設けたワイヤレス送電の送電部と台車に設けた受電部との相対的な位置関係を保持できる搬送設備および台車を提供する。

本願は、次のような搬送設備を開示する。すなわち、本願は、電子機器を載せた台車が走行する搬送設備であって、前記台車に弾性部材を介して取り付けられる受電部へ、前記電子機器に給電する電力をワイヤレス送電する送電部と、前記受電部の一部が嵌る溝であり、前記台車の走行経路に沿って延在し且つ前記走行経路の入退方向へ向けて開口する開口端を有する溝で前記送電部に対する前記受電部の相対位置を保持する保持部と、を備える搬送設備を開示する。

また、本願は、次のような台車を開示する。すなわち、本願は、電子機器を載せる車体と、前記車体が走行する走行経路沿いに設置される送電部からワイヤレス送電される電力を受電する受電部と、前記受電部を前記車体に取り付ける機構であり、前記走行経路に沿って形成された前記受電部の一部が嵌る溝へ前記受電部の一部を押圧する弾性部材を少なくとも有する弾性支持機構と、を備える台車を開示する。

上記の搬送設備および台車であれば、電子機器を載せる台車を走行経路に出し入れ可能としつつ、走行経路沿いに設けたワイヤレス送電の送電部と台車に設けた受電部との相対的な位置関係を保持できる。

図１は、台車が走行する状態の一例を示した図である。 図２は、搬送設備および台車に適用されているワイヤレス給電技術の概要を示した図である。 図３は、送電コイルを有する送電部および受電コイルを有する受電部の取付状態の一例を示した図である。 図４は、ローラガイドレールの端部を示した図の第一例である。 図５は、ローラガイドレールの端部を示した図の第二例である。 図６は、受電部を斜めに見た図の一例である。 図７は、受電部を図６とは異なる方向から斜めに見た図の一例である。 図８は、走行経路に台車が進入する際の、開口端と受電部との位置関係の一例を示した第１の図である。 図９は、走行経路に台車が進入する際の、開口端と受電部との位置関係の一例を、図８とは異なる方向から示した第２の図である。 図１０は、受電部の一部がローラガイドレールの溝に嵌っている状態における受電コイルと送電コイルとの位置関係の一例を示した図である。 図１１は、台車が傾いた場合の受電部と送電部との位置関係を示した図である。 図１２Ａは、送電部および受電部の取付状態の第１変形例を示した図である。 図１２Ｂは、送電部および受電部の取付状態の第２変形例を示した図である。 図１３は、ローラガイドレールの溝の変形例を示した図である。

以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

図１は、台車が走行する状態の一例を示した図である。本実施形態に係る搬送設備１では、電子機器を載せた台車２が複数連なった状態で走行経路６上を走行する。なお、本実施形態では、搬送設備１をサーバの生産ラインの試験工程に適用した状態を想定している。よって、図１では、試験対象の製品であるサーバ３の他、サーバ３の動作確認に用いるモニタ４、キーボード５といった各種の電子機器を載せた台車２が図示されている。しかし、本実施形態に係る搬送設備１は、サーバ３の生産ラインの試験工程に適用する態様に限定されるものではない。本実施形態に係る搬送設備１は、サーバ３以外の電子機器の搬送に用いることも可能である。

図２は、搬送設備１および台車２に適用されているワイヤレス給電技術の概要を示した図である。本実施形態に係る搬送設備１には、図２に示すように、電力をワイヤレス送電する送電コイル１１が台車２の走行経路６に沿って複数設けられる。また、本実施形態に係る台車２には、送電コイル１１からワイヤレス送電される電力を受電する受電コイル２１が設けられる。受電部２２は、台車２に設けられているため、台車２が走行すると、例えば、図２において横向きの矢印が示すように、各送電コイル１１に対し相対的に移動する。

送電コイル１１および受電コイル２１で実現するワイヤレス送電方式としては、例えば、磁界共鳴方式や電磁誘導方式が挙げられる。磁界共鳴方式を採用する場合、受電コイル２１側には、送電コイル１１側に設けられる発振回路が生成する電力の周波数と同一周波数で共振するように、送電コイル１１が生成する磁界によって受電コイル２１に発生する電力の周波数を調整する共振回路が設けられる。

ところで、磁界共鳴方式と電磁誘導方式の何れを採用する場合であっても、送電コイル１１と受電コイル２１との相対的な位置関係のずれは送電効率に影響を及ぼす。例えば、磁界共鳴方式の場合、送電コイル１１と受電コイル２１との間の距離の誤差が送電効率に及ぼす影響は比較的小さいが、送電コイル１１の中心軸と受電コイル２１の中心軸との相対的な位置ずれは送電効率に及ぼす影響が比較的大きい。また、電磁誘導方式の場合に至っては、送電コイル１１と受電コイル２１とが互いに接触する程に近接させることが求められ、送電コイル１１と受電コイル２１との間の距離が離れると送電効率は急速に低下する。そこで、本実施形態に係る搬送設備１および台車２には、送電コイル１１と受電コイル２１とが互いに平行で且つ送電コイル１１の中心軸と受電コイル２１の中心軸とが一致するよう、送電部１２と受電部２２との相対的な位置関係を一定に保持するための以下のような機構が設けられている。

図３は、送電コイル１１を有する送電部１２および受電コイル２１を有する受電部２２の取付状態の一例を示した図である。送電部１２は、例えば、図３に示すように、走行経路６の片側の脇に沿って延在する構造材１３に取り付けられている。また、受電部２２は、例えば、図３に示すように、台車２の車体２３に取り付けられている。送電部１２が取り付けられている構造材１３には、受電部２２の一部が嵌る溝１５を台車２の走行経路６に沿って形成するローラガイドレール１４（本願でいう「保持部」の一例である）が取り付けられている。また、受電部２２には、溝１５に接触する３つのローラ２４Ｂ（本願でいう「第１ローラ」の一例である），ローラ２４Ｓ（本願でいう「第２ローラ」の一例である），ローラ２４Ｕ（本願でいう「第３ローラ」の一例である）が設けられている。

ローラガイドレール１４の溝１５は、図３に示すように、走行経路６の左側にある構造材１３から走行経路６のある右側へ向けて開口する断面視コの字状の溝であり、溝１５内に底面１５Ｂ、壁面１５Ｓ、天面１５Ｕを有している。そして、受電部２２に設けられているローラ２４Ｂ，２４Ｓ，２４Ｕが底面１５Ｂ，壁面１５Ｓ，天面１５Ｕにそれぞれ当接するように溝１５の寸法が規定されている。また、ローラガイドレール１４の溝１５の位置は、送電部１２の送電コイル１１との相対的な位置関係が設計通りになるよう精密に調整されている。

図４は、ローラガイドレール１４の端部を示した図の第一例である。走行経路６に沿って延在するローラガイドレール１４の溝１５は、走行経路６の入口付近および出口付近で途切れており、両端が開口端になっている。溝１５の両端にある両開口端のうち、走行経路６の入口付近側の開口端１６Ｉは、例えば、図４に示されるように、溝１５内の底面１５Ｂから下側に向って傾斜する下側傾斜面１７Ｂと、溝１５内の天面１５Ｕから上側に向って傾斜する上側傾斜面１７Ｕとを有している。下側傾斜面１７Ｂおよび上側傾斜面１７Ｕの傾斜角や大きさは、台車２の歪みや車輪の異常、床面の傾斜や凹凸といった想定される各種の原因に応じて適宜決定される。

図５は、ローラガイドレール１４の端部を示した図の第二例である。溝１５の両端にある開口端のうち、走行経路６の出口付近側の開口端１６Ｄは、入り口付近側の開口端１６Ｉと異なり、例えば、図５に示されるように、単にコの字状の部材であるローラガイドレール１４の端部を切り落としただけの形状になっている。

本実施形態に係る搬送設備１では、走行経路６に沿って延在するローラガイドレール１４の溝１５の端部が開口端１６Ｉや開口端１６Ｄのように開口しているため、走行経路６への台車２の進入や走行経路６からの台車２の離脱が容易である。

図６は、受電部２２を斜めに見た図の一例である。また、図７は、受電部２２を図６とは異なる方向から斜めに見た図の一例である。受電部２２は、例えば、矩形状の板材２６、板材２６の上面に固定された受電コイル２１を有する。既述のローラ２４Ｂ，２４Ｓ，２４Ｕは、板材２６の縁を形成する４つの辺のうち、ローラガイドレール１４の溝１５に嵌められる側の辺に沿って設けられている。板材２６は、台車２の車体２３に弾性支持機構２５の６つのバネ（本願でいう「弾性部材」の一例である）を介して取り付けられている。板材２６を車体２３に取り付けるバネには、板材２６の上下方向の動きに沿って伸縮する４つのバネ２５Ｂと、板材２６の左右方向の動きに沿って伸縮する２つのバネ２５Ｓとがある。４つのバネ２５Ｂは、矩形の板材２６の四隅付近に各々配置されており、板材２６を下方から支える役割を主に司る。また、２つのバネ２５Ｓは、台車２が走行経路６に居る状態において、ローラガイドレール１４の溝１５側へ板材２６を押圧する役割を主に司る。

図８は、走行経路６に台車２が進入する際の、開口端１６Ｉと受電部２２との位置関係の一例を示した第１の図である。また、図９は、走行経路６に台車２が進入する際の、開口端１６Ｉと受電部２２との位置関係の一例を、図８とは異なる方向から示した第２の図である。走行経路６の入口付近側の開口端１６Ｉは、溝１５内の底面１５Ｂから下側に向って傾斜する下側傾斜面１７Ｂと、溝１５内の天面１５Ｕから上側に向って傾斜する上側傾斜面１７Ｕとを有している。よって、台車２の歪みや車輪の異常、床面の傾斜や凹凸といった各種の原因により、ローラガイドレール１４の溝１５と受電部２２との相対的な位置関係が多少ずれていても、受電部２２の板材２６を溝１５へスムーズに嵌めることができる。

図１０は、受電部２２の一部がローラガイドレール１４の溝１５に嵌っている状態における受電コイル２１と送電コイル１１との位置関係の一例を示した図である。受電部２２の板材２６がローラガイドレール１４の溝１５に嵌ると、溝１５の底面１５Ｂにローラ２４Ｂが接触し、溝１５の天面１５Ｕにローラ２４Ｕが接触した状態になる。溝１５の底面１５Ｂにローラ２４Ｂが接触し、溝１５の天面１５Ｕにローラ２４Ｕが接触すると、受電部２２の板材２６は、溝１５の底面１５Ｂと天面１５Ｕとの隙間に挟まれて保持された状態になり、受電コイル２１と送電コイル１１との間が所定の距離に保たれる。

また、受電部２２の板材２６がローラガイドレール１４の溝１５に嵌ると、溝１５の壁面１５Ｓにローラ２４Ｓが接触した状態になる。溝１５の壁面１５Ｓにローラ２４Ｓが接触すると、受電部２２の板材２６は、バネ２５Ｓで溝１５に押しつけられた状態になり、受電コイル２１の中心軸と送電コイル１１の中心軸とが一致する状態に位置合わせされる。

図１１は、台車２が傾いた場合の受電部２２と送電部１２との位置関係を示した図である。受電部２２の板材２６がローラガイドレール１４の溝１５に嵌り、受電コイル２１と送電コイル１１との間が所定の距離に保たれ、受電コイル２１の中心軸と送電コイル１１の中心軸とが一致する状態に位置合わせされることにより、例えば図１１（Ａ）に示されるように、走行経路６沿いに設けたワイヤレス送電の送電部１２と台車２に設けた受電部２２との相対的な位置関係が一定に保持される。よって、台車２の歪みや車輪の異常、床面の傾斜や凹凸といった各種の原因により、例えば図１１（Ｂ）や図１１（Ｃ）に示されるように、台車２と走行経路６沿いに設けた送電部１２との相対的な位置関係が変動して
も、送電部１２と受電部２２とが所定の相対的な位置関係に保たれる。送電部１２と受電部２２とが所定の相対的な位置関係に保たれることにより、ワイヤレス送電の送電効率の低下が抑制される。

なお、上記実施形態では、送電コイル１１が受電コイル２１の上側に配置されていたが、上記実施形態に係る搬送設備１および台車２はこのような形態に限定されるものではない。図１２Ａは、送電部１２および受電部２２の取付状態の第１変形例を示した図である。上記実施形態に係る送電部１２および受電部２２は、例えば、図１２Ａに示されるように、送電コイル１１と受電コイル２１が横方向に沿って隣り合うような取付状態であってもよい。

また、上記実施形態では、受電部２２が１つの溝１５に保持されていたが、受電部２２の相対位置を保持する溝１５は複数あってもよい。図１２Ｂは、送電部１２および受電部２２の取付状態の第２変形例を示した図である。上記実施形態に係る受電部２２は、例えば、図１２Ｂに示されるように、２つのローラガイドレール１４，１４の溝１５，１５に保持されていてもよい。

また、上記実施形態では、ローラガイドレール１４の長さについて特に言及しなかったが、ローラガイドレール１４は、走行経路６の入口から出口までの全長に渡る長さを有していてもよいし、或いは、走行経路６の中でも特に送電部１２が配置されている部分にのみ渡る長さを有していてもよい。

また、上記実施形態においては、断面視コの字状の溝１５を有するローラガイドレール１４を例示していたが、ローラガイドレール１４の溝１５はこのような形態に限定されるものではない。図１３は、ローラガイドレール１４の溝１５の変形例を示した図である。ローラガイドレール１４の溝１５は、例えば、図１３に示すように、ローラガイドレール１４の途中で受電部２２の板材２６が溝１５から脱落するのを防止するストッパー１８，１８が溝１５の底面１５Ｂおよび天面１５Ｕの縁から互いに向かい合うように各々突出していてもよい。

また、上記実施形態においては、ローラ２４Ｂ，２４Ｓ，２４Ｕとしてボールプランジャーが図示されていたが、ローラ２４Ｂ，２４Ｓ，２４Ｕは、ボールプランジャーに限定されるものではない。ローラ２４Ｂ，２４Ｓ，２４Ｕは、例えば、円柱状の回転体が転がるタイプのものであってもよい。

また、上記実施形態では、弾性支持機構２５の弾性部材としてスパイラル状のバネを例示していたが、弾性部材はバネに限定されるものではない。弾性部材としては、例えば、ゴムや板バネ、クッション材、伸縮性の多孔体、その他の各種部材を適用可能である。

１・・搬送設備：２・・台車：３・・サーバ：４・・モニタ：５・・キーボード：６・・走行経路：１１・・送電コイル：１２・・送電部：１３・・構造材：１４・・ローラガイドレール：１５・・溝：１５Ｂ・・底面１５ＢＳ・・壁面１５ＳＵ・・天面：１６Ｉ，１６Ｄ・・開口端：１７Ｂ・・下側傾斜面：１７Ｕ・・上側傾斜面：１８・・ストッパー：２１・・受電コイル：２２・・受電部：２３・・車体：２４Ｂ，２４Ｓ，２４Ｕ・・ローラ：２５・・弾性支持機構：２５Ｂ，２５Ｓ・・バネ：２６・・板材

Claims (7)

1. 電子機器を載せた台車が走行する搬送設備であって、
   前記台車に弾性部材を介して取り付けられる受電部へ、前記電子機器に給電する電力をワイヤレス送電する送電部と、
   前記受電部の一部が嵌る溝であり、前記台車の走行経路に沿って延在し且つ前記走行経路の入退方向へ向けて開口する開口端を有する溝で前記送電部に対する前記受電部の相対位置を保持する保持部と、を備える、
   搬送設備。
2. 前記送電部は、前記保持部が形成する前記溝に沿って配列されている、
   請求項１に記載の搬送設備。
3. 前記保持部は、前記溝を前記走行経路の片側の脇に沿って形成している、
   請求項１または２に記載の搬送設備。
4. 前記溝は、断面視コの字状である、
   請求項１から３の何れか一項に記載の搬送設備。
5. 電子機器を載せる車体と、
   前記車体が走行する走行経路沿いに設置される送電部からワイヤレス送電される電力を受電する受電部と、
   前記受電部を前記車体に取り付ける機構であり、前記走行経路に沿って形成された前記受電部の一部が嵌る溝へ前記受電部の一部を押圧する弾性部材を少なくとも有する弾性支持機構と、を備える、
   台車。
6. 前記溝は、前記走行経路の片側の脇に沿って形成されており、
   前記弾性部材は、前記受電部の一部を前記溝が形成されている側に押圧する、
   請求項５に記載の台車。
7. 前記溝は、断面視コの字状であり、
   前記受電部は、前記溝の底面に接触する第１ローラ、前記溝の壁面に接触する第２ローラおよび前記溝の天面に接触する第３ローラを有する、
   請求項５または６に記載の台車。

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