JP2819657B2 - 無人車におけるトロリ式充電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は無人搬送システム等に利用される無人車に
係り、電力の充電を行うトロリ式充電装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来、走行経路に敷設した誘導線に沿って複数の無人
車を順次操舵自走させる無人搬送システムは一般的に知
られている。この無人搬送システムは、コンベアのよう
な固定設備に代わる物流システムとして機械製造の組付
ライン等で実用化されている。

この場合の無人車では電動式がほとんどであり、無人
車にはバッテリが搭載さている。又、無人車に充電を行
うために、走行経路の近傍には充電ステーションが設け
られており、充電を要する無人車が走行経路から充電ス
テーションへ待避して適宜に充電を行うようになってい
る（例えば、実開昭55-104346号公報に開示された「バ
ッテリ・カーの自動充電装置」）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記充電ステーションでは、同ステー
ションへ無人車を一々待避させて停止状態で充電を行わ
なければならず、その充電の間だけ無人車を搬送用とし
て使用することができなかった。又、充電ステーション
が満車の場合には、充電を要する次の無人車を充電ステ
ーションの手前で一旦待機させなければならず、物流シ
ステムとしての流れが止められるという不都合があっ
た。

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、特別な充電ステーションを不要にする
ことが可能で、充電実行中の待避時間や、充電待ちの際
の待機時間を省略することが可能な無人車におけるトロ
リ式充電装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するためにこの発明においては、走
行経路に敷設した誘導線に沿って操舵自走する無人車に
おいて、走行経路に予め設けられた低速走行区間を充電
エリアとして、その充電エリアの走行経路に沿って配設
された電力供給用のトロリ線と、無人車にてトロリ線に
摺接可能に設けられた集電用の接触子と、無人車に設け
られ、接触子にて集電された電力を充電するバッテリ
と、無人車に設けられ、充電エリアへの進入を検知する
進入検知手段と、その進入検知手段の検知に基いて無人
車を微速度走行させる第１の走行制御手段と、無人車に
設けられ、充電エリアからの退出を検知する退出検出手
段と、その退出検出手段の検知に基いて無人車の微速度
走行制御を解除する第２の走行制御手段とを備えてい
る。

又、前記無人車がワークを搭載しつつ走行する無人搬
送車であり、前記無人搬送車に搭載されたワークに対し
所定の組付作業が行われる組付エリアを有する場合に
は、その組付エリアを前記充電エリアとすることが好ま
しい。

［作用］ 従って、走行経路に敷設した誘導線に沿って無人車が
操舵自走する際に、進入検知手段によって充電エリアへ
の進入が検知されることにより、その検知に基いて第１
の走行制御手段は無人車の微速度走行を開始させる。

無人車が微速度走行を開始すると、同無人車に設けら
れた集電用の接触子が無人車の微速度走行に伴いながら
電力供給用のトロリ線にゆっくりと摺接される。そし
て、無人車が充電エリアを微速度走行する間に、接触子
によって集電された電力がバッテリに充電される。

その後、退出検知手段によって充電エリアからの退出
が検知されることにより、その検知に基いて第２の走行
制御手段は無人車の微速度走行を解除させる。

［実施例］ 以下、この発明を機械製造の組付ラインに具体化した
一実施例を第１図〜第５図に基いて詳細に説明する。

第５図は複数の無人車１を用いた無人搬送システムの
概略構成を示している。この実施例において路面上に
は、誘導線（例えば微小低周波電流を導通させる誘導
線）２が略四角形状に敷設されて走行経路３を形成して
いる。この走行経路３の一つの直線部分の路側には、複
数の組付ステーション４を包含する低速走行区間として
の組付エリア５が配設されている。各組付ステーション
４には各種組付部品が予め配列されると共に、それらの
部品を組付ける作業者Ｍが配属されている。又、この組
付エリア５の手前側、即ち無人車１の進行方向Ｆの上流
側において走行経路３には、部品組付け前のワークＷを
無人車１に搭載搬入するための搬入ステーション６が配
設されている。更に、組付エリア５の下流側において走
行経路３には、部品組付けを終了したワークＷを無人車
１から移載搬出するための搬出ステーション７が配設さ
れている。

前記組付エリア５は充電エリアをなすものであり、第
1,5図に示すように、その路側において誘導線２の一
側、即ち作業者Ｍが位置する側とは反対側には、電力供
給用の一対のトロリ線８が誘導線２に沿って平行に敷設
されている。又、両トロリ線８の一端は組付エリア５の
近傍に配設された充電器９のプラス端子9a及びマイナス
端子9bにリード線8aを介してそれぞれ接続され、この充
電器９からトロリ線８に所定の電力が供給されるように
なっている。

組付エリア５の入口側には、無人車１が同エリア５に
達したことを指示するための進入マーク10に配設され、
出口側には、無人車１が同エリア５から退出することを
指示するための退出マーク11が配設されている。第１図
に示すように、前記各マーク10,11は複数枚（この場合
それぞれ４枚）の鉄板片12の配列組合せによって互いに
異なるパターンに形成されたものであり、無人車１の進
行方向Ｆに対して誘導線２を挟んだ左右両側にて各鉄板
片12が適宜に配置されている。

更に、進入マーク10の近傍において路面上には、前記
充電器９に電力供給の開始を指示するために、無人車１
の通過を検知する進入リードスイッチ13が配設されてい
る。同様に、退出マーク11の近傍において路面上には、
前記充電器９に電力供給の終了を指示するために、無人
車１の通過を検知する退出リードスイッチ14が配設され
ている。そして、各リードスイッチ13,14の検出信号が
充電器９へ出力され、同検出信号に基いて充電器９の動
作が制御されるようになっている。

尚、この実施例において、充電器９は所定の制御装置
を備えたものであり、各リードスイッチ13,14からの検
出信号に基いて複数の無人車１が組付エリア５内を同時
に走行していると判断した場合には、走行中の全ての無
人車１が組付エリア５から退出したと判断するまでは、
トロリ線８への電力供給を継続するようになっている。

次に、無人車１について説明すると、無人車１は前記
走行経路３に沿って走行するものであり、誘導線２によ
り誘導されて操舵自走するために誘導線２を検知して横
変位を修正する操舵機構と、同誘導線２に沿って走行す
るための走行機構とを備えている。この実施例では、第
３図に示すように車体21の下面中央部に操舵機構及び走
行機構を構成する左右一対の駆動輪（片側のみ図示）22
が設けられ、同じく車体21の下面前後左右両側に補助輪
（片側のみ図示）23がそれぞれ設けられている。

又、第1,3図に示すように、誘導線２を検知するため
に、車体21の下面前側には微小低周波電流に感応する電
磁式のピックアップコイル24が設けられている。更に、
組付エリア５の入口側及び出口側に設けられた各マーク
10,11を読み取るために、即ち充電エリアである組付エ
リア５への進入及び同エリア５からの退出を検知するた
めに、車体21の下面略中央部には各マーク10,11の鉄板
片12を検知するための複数（この場合６個）の近接セン
サよりなる進出検知手段及び退出検知手段としてのマー
クセンサ25が配設されている。このマークセンサ25は前
記各マーク10,11の鉄板片12の配置間隔と同一寸法で取
付けられ、各鉄板片12を対向検知することにより各マー
ク10,11のパターンを読み取る。即ち、充電エリア５へ
の進入の指示及び組付エリア５からの退出の指示をそれ
ぞれ読み取るようになっている。又、車体21の前側下面
には、前記各リードスイッチ13,14を作動させるための
マグネット27が取付けられている。一方、車体21の上面
は荷台26になっており、その荷台26にワークＷが載置さ
れる。

第２図に示すように、車体21の一側には、組付エリア
５の路側に敷設されたトロリ線８に摺接可能なロッド状
をなす集電用の一対の接触子28を内蔵したケース21aが
配設されている。この接触子28は車体21の一側から下方
へ突出するように往復動可能に支持され、その接触子28
上には同接触子28をトロリ線８に圧接させるための圧縮
バネ29が取付けられている。又、車体21の内部には、接
触子28を往復駆動させるためのアクチュエータ30が設け
られており、両接触子28の基端は絶縁用のブラケット31
を介してアクチュエータ30のロッド30aに固着されてい
る。

従って、アクチュエータ30のロッド30aが伸縮される
ことにより、両接触子28が第２図に示すようにトロリ線
８に接触する集電位置と、トロリ線８から離間して一部
がケース21a内に収められる収納位置との間で往復動さ
れる。尚、この接触子28は組付エリア５以外の走行経路
３上では収納位置に配置されることになる。

又、車体21の内部には、接触子28にて集電された電力
を充電するためのバッテリ32が設けられており、各接触
子28に接続されたリード線33の一端が、バッテリ32のプ
ラス端子32a及びマイナス端子32bにそれぞれ接続されて
いる。

次に、上記のように構成した無人車１に搭載された走
行制御装置の電気的構成を第４図に従って説明する。

第１及び第２の走行制御手段としての車載用のマイク
ロコンピュータ41は中央処理装置（CPU）42、制御プロ
グラム等を予め記憶したROM43、CPU42の演算結果等を一
時記憶するRAM44から構成され、ROM43に記憶した制御プ
ログラムに従って各無人車１毎の走行処理動作を実行す
る。

CPU42は予め定められた制御プログラムに基いてモー
タ駆動回路45に速度指令信号を出力し、左側の駆動輪22
に駆動連結された直流モータよりなる左側走行用モータ
46の回転方向及び回転速度を制御する。同様に、CPU42
はモータ駆動回路47に速度指令信号を出力し、右側の駆
動輪22に駆動連結された直流モータよりなる右側走行用
モータ48の回転方向及び回転速度を制御する。又、CPU4
2は各走行用モータ46,48の回転方向及び回転速度を検出
する速度センサ49,50からの検出信号を入力し、その時
々の各走行用モータ46,48の走行方向及び走行速度を演
算する。

一方、CPU42はピックアップコイル24からの検出信号
を入力し、その検出信号に基いて各走行用モータ46,48
を駆動させ、無人車１が誘導線２に沿って走行するよう
に操舵制御を行う。

更に、CPU42はマークセンサ25からの検出信号を入力
し、その検出信号に基いて進入マーク10及び退出マーク
11の有無を判断する。

そして、CPU42はマークセンサ25からの検出信号に基
いて進入マーク10の存在を判断した時、無人車１が組付
エリア５に進入したものとして、組付エリア５内におけ
る所要の充電時間を確保するために、組付エリア５内に
おける無人車１の走行速度が予め定められた一定速度で
ある微速度（例えば、0.75m/分〜1.75m/分）になるよう
に各モータ駆動回路45,47を介して各走行用モータ46,48
を走行制御する。これと同時に、接触子28をトロリ線８
に接触させるべくアクチュエータ駆動回路51に集電指令
信号を出力し、アクチュエータ30のロッド30aを下方へ
伸長させて接触子28を集電位置に配置する。

その逆に、CPU42はマークセンサ25からの検出信号に
基いて退出マーク11の存在を判断した時、無人車１が組
付エリア５から退出するものとして、微速度走行の制御
を解除してそれよりも速い通常の走行速度になるように
各モータ駆動回路45,47を介して各走行用モータ46,48を
走行制御する。これと同時に、接触子28をトロリ線８か
ら離間させるためにアクチュエータ駆動回路51に収納指
令信号を出力し、アクチュエータ30のロッド30aを収縮
動作させて接触子28を収納位置に復帰させる。

次に、上記のように構成したトロリ式充電装置の作用
について説明する。尚、以下の説明では、便宜上、１台
の無人車１のみが組付エリア５を通過することを前提と
して述べる。

第５図において、搬入ステーション６にてワークＷを
搭載した無人車１は誘導線２に沿って操舵自走しながら
組付エリア５に進入する。そして、組付エリア５に進入
した無人車１は各組付ステーション４の側方を微速度走
行で通過し、その通過に伴って各作業者ＭがワークＷに
対する部品組付けを適宜に行う。その後、組付エリア５
にて部品組付けの終了したワークＷを搭載した無人車１
が組付エリア５から退出して搬出ステーション７に達す
ると、同ステーション７にてワークＷの移載搬出が行わ
れる。そして、ワークＷの移載搬出が終了すると、無人
車１は次のワークＷを再び搭載するために搬入ステーシ
ョン６へと向かって走行する。

又、無人車１が組付エリア５に到達してマークセンサ
25が進入マーク10を検知すると、車載用のCPU42は無人
車１を微速度走行させるために、各モータ駆動回路45,4
7に微速度走行指令信号を出力し、各走行用モータ46,48
を走行制御する。これと同時に、CPU42はアクチュエー
タ駆動回路51に集電指令信号を出力し、アクチュエータ
30のロッド30aを伸長動作させて接触子28をトロリ線８
に接触させる。この状態では、リード線8a、トロリ線
８、接触子28及びリード線33を介して充電器９とバッテ
リ32とが電気的に導通状態となる。

そして、その直後に無人車１が更に進行して進入リー
ドスイッチ13の上を通過すると、同リードスイッチ13が
作動して充電器９に電力供給の開始を指示する信号が出
力される。よって、充電器９が作動してトロリ線８に充
電電圧が印加され、接触子28にて集電された電力がバッ
テリ32に充電され始める。

このとき、無人車１は微速度走行を継続しているの
で、接触子28はトロリ線８にゆっくりと摺接しながら移
動することになり、接触子28による集電及びバッテリ32
の充電も継続される。又、組付エリア５では無人車１が
微速度走行しているので、充分な充電時間を確保するこ
とができる。更に、接触子28は圧縮バネ29の作用によっ
てトロリ線８に圧接されるので、接触不良によるアーク
の発生を未然に防止することができる。

やがて、無人車１が組付エリア５の出口側にさしかか
って退出リードスイッチ14の上を通過すると、同リード
スイッチ14が作動して充電器９に電力供給の終了を指示
する信号が出力される。よって、充電器９がトロリ線８
への電圧印加を停止し、バッテリ32への充電が終了す
る。

そして、その直後に無人車１が更に走行してマークセ
ンサ25が退出マーク11を検知すると、車載用のCPU42は
無人車１の微速度走行を解除し、その微速度よりも速い
通常の走行速度にするために、各モータ駆動回路45,47
に微速度走行解除信号を出力して各走行用モータ46,48
を走行制御する。これと同時に、CPU42はアクチュエー
タ駆動回路51に収納指令信号を出力し、アクチュエータ
30のロッド30aを収縮動作させて接触子28をケース21aへ
収納復帰させる。

上記のようにこの実施例では、走行経路３の組付エリ
ア５を充電エリアとして、その組付エリアの路側にトロ
リ線８を敷設し、無人車１を微速度走行させながら接触
子28によって集電を行ってバッテリ32への充電を行うよ
うにしているので、従来例の充電ステーションのように
無人車を一々待避させて充電を行う場合とは異なり、無
人車１の走行に伴って充電を行うことができる。

このため、無人車１を一旦待避させるための特別な充
電ステーションを不要にすることができる。又、充電の
間も無人車１を搬送用として使用することができ、充電
を要する次の無人車１を組付エリア５の手前位置にて走
行経路３上に一旦待機させる必要も全くない。即ち、充
電実行中の待避時間や、充電待ちの際の待機時間を省略
することができる。従って、走行経路３上の各無人車１
の流れが途中で止められることがなく、物流システムと
しての円滑な流れを常に確保することができる。

尚、この発明は前記実施例に限定されるものではな
く、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を
適宜に変更して次のように実施することもできる。

（１）前記実施例では、組付エリア５を通過する度毎に
接触子28をトロリ線８に接触させて充電を行うように構
成したが、バッテリ32の充電状態を計測し、必要に応じ
て接触子28をトロリ線８に接触させるように構成しても
よい。即ち、バッテリ32の充電状態が充分である場合に
は、組付エリア５を通過しても接触子28をトロリ線８に
接触させないようにしてもよい。

（２）前記実施例では、組付エリア５の入口側及び出口
側にそれぞれ進入リードスイッチ13及び退出リードスイ
ッチ14を設け、各リードスイッチ13,14の検出に基いて
無人車１が組付エリア５内に存在することが判断された
ときのみに充電器９を作動させて電力供給を行うように
したが、充電器９を常時作動させて電力供給を行うよう
にしてもよい。

（３）前記実施例では、進入検知手段及び退出検知手段
として、組付エリア５の入口側及び出口側に設けた進入
マーク10及び退出マーク11を検知するマークセンサ25を
設けたが、組付エリア５の入口側及び出口側に発光器を
設けて、その発光を検知する光センサを進入検知手段及
び退出検知手段として無人車１に設けてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、無人車を走
行させつつ充電を行うことができるため、充電実行中の
待避時間や、充電待ちの際の待機時間を省略することが
でき、物流システムとしての無人車の円滑な流れを常に
確保することができる。又、充電エリアでは無人車が微
速度走行を行うようにしたため、充電エリアの距離に比
して充電時間を長く確保することができることは勿論の
こと、トロリ線に摺接される接触子の摩耗量を低減する
ことができるとともにトロリ線と接触子との間のアーク
の発生も極力抑えることができる。

又、無人車をワークを搭載しつつ走行する無人搬送車
とし、それに搭載されたワークに対し所定の組付作業が
行われる組付エリアを有する場合において、その組付エ
リアでは一般に無人車は微速度走行を行っているため、
これを利用して組付エリアを充電エリアとすることによ
り、組付エリア外に充電エリアを設けた場合に比べ無人
車の運行時間ロスを一層低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの発明を具体化した一実施例を示す
図面であって、第１図は充電エリアにおける無人車を示
す平面図、第２図はトロリ線と接触子との接触状態を示
す部分破断図、第３図は無人車等の側面図、第４図は無
人車に搭載された走行制御装置の電気的構成を示すブロ
ック図、第５図は無人搬送システムの概略構成図であ
る。 図中、１は無人車、２は誘導線、３は走行経路、５は充
電エリアとなる低速走行区間としての組付エリア、８は
トロリ線、25は進入検知手段及び退出検知手段としての
マークセンサ、28は接触子、32はバッテリ、41は第１及
び第２の走行制御手段としてのマイクロコンピュータで
ある。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60L 11/18 B60L 15/20 G05D 1/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行経路に敷設した誘導線に沿って操舵自
   走する無人車において、 前記走行経路に予め設けられた低速走行区間を充電エリ
   アとして、その充電エリアの走行経路に沿って配設され
   た電力供給用のトロリ線と、 前記無人車にて前記トロリ線に摺接可能に設けられた集
   電用の接触子と、 前記無人車に設けられ、前記接触子にて集電された電力
   を充電するバッテリと、 前記無人車に設けられ、前記充電エリアへの進入を検知
   する進入検知手段と、 前記進入検知手段の検知に基いて前記無人車を微速度走
   行させる第１の走行制御手段と、 前記無人車に設けられ、前記充電エリアからの退出を検
   知する退出検知手段と、 前記退出検知手段の検知に基いて前記無人車の微速度走
   行制御を解除する第２の走行制御手段と を備えた無人車におけるトロリ式充電装置。
2. 【請求項２】前記無人車はワークを搭載しつつ走行する
   無人搬送車であり、 前記走行経路に沿って予め設けられた低速走行区間を、
   前記無人搬送車に搭載されたワークに対し所定の組付作
   業が行われる組付エリアとし、 その組付エリアを前記充電エリアとした請求項１記載の
   無人車におけるトロリ式充電装置。