JP3601454B2 - 無人搬送車システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道に沿って配設された給電線から非接触で電力の供給を受けて搬送車を走行させる無人搬送車システムに関し、特に、給電線の敷設構成および搬送車の受電機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から工場や倉庫内等で物品を搬送するために、軌道上に無人搬送車を走行させるようにした技術が知られている。これら搬送車の駆動源としては、内燃機関やモーター等があるが、工場内等閉じられた空間内で作業するときに排気ガスを発生する内燃機関を用いた駆動源では環境を悪化させるため、通常はモーターが使用される。このモーターを作動させるための電力としてはバッテリー式と電線より供給する方式とがあるが、バッテリー式の場合、所定の工程（時間）ごとに充電する必要があるために、充電ステーションが設けられ、バッテリーに蓄えた電力を消費する度に充電ステーションに立ち寄り、そこで停止して充電を行う必要がある。このため、例えば工場内の搬送システムではこの充電のための時間が必ず必要となるため作業効率が悪くなっていた。
【０００３】
このような不具合を解消できるのが給電線方式であり、接触式と非接触式がある。接触式の給電線方式としては、電車やモノレール等に見られるように、給電線に対して常時給電用接触体を接触させて電力を供給するようにしているが、この方式では、接触部分が磨耗するためにメンテナンスが不可欠であり、定期的に接触部の部品を交換する必要がある。また、接触式の電力供給方式では、その接触部においてスパークが発生する恐れがあるため防爆エリアでは使用できない。また、接触部分が摩耗することにより金属粉が発生するので、半導体製造工場等のクリーンルームでは使用できないという問題もあった。
【０００４】
これに対して、非接触式の給電線方式では、接触部分がないために塵埃が発生せず、常時給電できることからクリーンルームで使用されるようになってきている。
この非接触式給電方式の構造は、軌道に沿って敷設された給電線に、電力供給装置より電流を流し、発生した磁束から搬送車側でピックアップコイルを介して電力を得ることで、モータ等の駆動源を駆動させるようにするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
給電線は軌道に沿って敷設され、また、搬送を効率良く行なうために、軌道に分岐路が設けられる場合がある。この分岐路を無人搬送車が走行できるように分岐路にも給電線を設けるが、この分岐路の給電線は、メインの走行路に付設した給電線から分岐するか、分岐路毎に異なる電力供給装置を配設する方法等が考えられる。給電線を分岐させて電力供給を行う場合は、分岐個所で給電線の一方が途切れてしまい供給電力も途切れて、途切れた側の軌道を走行している無人搬送車の走行が止まる可能性がある。
【０００６】
また、分岐路毎に異なる電力供給装置を配設する場合は、分岐路毎に電力供給装置が必要となるため、無人搬送車システム自体の製造コストを高騰させてしまうと共に、メンテナンスの作業量をも増加させてしまうことになる。さらに、異なる電源供給装置を用いるため、メイン側と分岐側の給電線間での位相のズレまたは電圧の相違が生じて、無人搬送車側の受電電力が低下したり、電圧の変動により走行速度や制御に支障が生じる恐れがある。
そこで、本発明は分岐路などでも給電が途切れることなく行なわれる無人搬送車システムを提供することが課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項１においては、軌道に沿って配設された給電線から非接触で電力の供給を受けて搬送車を走行させる無人搬送車システムであって、前記軌道の一部ではその両側に給電線が配設され、前記搬送車には軌道の両側に敷設されている給電線のいずれからでも給電可能なように、一対のピックアップユニットが少なくとも一つは配置され、上記両側に給電線が配設された所では、給電される電力の大きい側のピックアップユニットから負荷へ電力を供給するようにしたものである。
【０００８】
請求項２においては、前記一対のピックアップユニットはそれぞれ整流ユニットを介して対向したダイオードとそれぞれ接続され、該ダイオード間に前記負荷を接続したものである。
【０００９】
請求項３においては、途中にバイパス路を有する循環軌道上に搬送車を走行させる無人搬送車システムであって、前記搬送車への給電は軌道に沿って配設された給電線から非接触でなされ、前記給電線の敷設経路の一端をバイパス路の入口側に配置し、他端をバイパス路の出口側に配置して、該給電線が軌道全体に一連のものとなすと共に、バイパス路の入口側および出口側の一定区間では、軌道の両側に給電線が配置されるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。非接触電力供給方法を用いた有軌道の無人搬送車システムから説明する。図１は、給電線を用いた非接触給電供給方式による無人搬送車システム１の模式図である。
【００１１】
図１において、軌道１２は、無人搬送車（以下搬送車）１３の移動経路に敷設されており、その軌道１２に沿って銅線などの導電線を絶縁材料で被覆した給電線５・５が配置され、軌道１２側部に複数のステーション１０・１０が配置され、搬送車１３がステーション１０・１０間を移動して一方のステーション１０から他方のステーション１０へ物品を搬送できるようにしている。
【００１２】
前記給電線５・５の一端には電力供給装置１１が設けられ、該給電線５・５に所定の周波数（高周波）で電力が供給されるようにしている。搬送車１３は軌道１２が直線の場合には往復できるようにし、軌道が環状に構成される場合は、これを循環するように設置されている。本実施例では一方向に周回するようにしている。そして、該搬送車１３は電力供給装置１１から供給される高周波電流によりモータを駆動して走行するようにしている。
【００１３】
該搬送車１３は給電線５・５から電力を得るためのピックアップユニット９を有しており、搬送車１３には、左右一対の前記ピックアップユニット９・９が少なくとも一対配置されている。本実施例では、搬送車１３に一対のピックアップユニット９・９が車体の前後に二対配置されている。該ピックアップユニット９が取り出す電力を利用して軌道１２上を移動する。
【００１４】
前記軌道１２は循環軌道に形成されており、途中にバイパス路１２ａを有している。該軌道１２及びバイパス路１２ａ上に給電線５・５が架設されており、一対の給電線５・５が往路と復路とをなすようにし、全体として給電路５０が形成されている。そして、搬送車１３が軌道１２上の何処にいても給電可能とするため、軌道１２の少なくとも左右一側には一対の給電線５・５が配設される。
つまり、前記一対の給電線５・５は軌道１２の側部に架設されており、軌道１２の一部では、両側にそれぞれ一対の給電線５・５が配設されており、合計二対の給電線５・５が配設されている。この軌道１２の両側に給電線５・５が配設される個所は、給電線５・５の敷設経路の一端をバイパス路１２ａの入口側に配置し、接続端子１５ａを介して電力供給装置１１と接続され、バイパス路（分岐路）１２ａの入口付近でメインの循環軌道の両側に給電線５・５を水平方向で対向するように配置することによって、給電線５・５の重複部５０ａを形成している。
【００１５】
給電線５・５の他端はバイパス路１２ａの出口側に配置し、給電路５０の終端部に設けた接続端子１５ｄで、給電線５・５の往路と復路の端部が短絡するように接続されている。そして、バイパス路１２ａの出口付近で、メインの循環軌道の両側に給電線５・５を水平方向で対向するように配置して、給電線５・５の重複部５０ｂを形成している。
【００１６】
また、前記重複部５０ａから重複部５０ｂに至る循環軌道以外のメインの循環軌道の途中部に、軌道１２の外（または内）側部に配置した給電線５・５を軌道１２の内（または外）側部へ移行する重複部５０ｃが設けられている。該重複部５０ｃは始端側に繋がる給電線５・５と終端側に繋がる給電線５・５の端部にそれぞれ接続端子１５ｂ・１５ｃを設け、該接続端子１５ｂ・１５ｃに繋がる給電線５・５が一部で外側と内側で水平方向で対向するように配置して、接続端子１５ｂと接続端子１５ｃの間は接続線５ｃ・５ｃにより接続し、該接続線５ｃ・５ｃは軌道１２の上方または下方を跨ぐようにしている。
【００１７】
このようにして、給電線５・５の敷設経路（前記給電路５０）は一筆書きの如くして、交差したり、同じ経路を通ることなく一連のものとして形成され、給電路５０の始端の接続端子１５ａに接続した一つの電力供給装置１１により給電路５０へ給電を行うことができるようにしている。
【００１８】
前記搬送車１３は、有軌道の搬送車であれば天井搬送車であっても床上搬送車であってもよいが、搬送車１３を天井搬送車１３Ａとした実施例について、図２、図３、図５、図６を用いて説明する。図２は天井搬送車１３Ａの正面断面図であり、図３は同じく側面図であり、図５は誘導輪の配置を示す平面図であり、図６は重複部５０ａの軌道の平面図である。
【００１９】
図２、図３において、軌道１２を構成するレール２０が断面視逆Ｕ字状に構成されて、天井に固定されている。該レール２０の凹部内に天井搬送車１３Ａが配置され、該天井搬送車１３Ａは上部に走行部２１を配置し、下部に荷物を搭載できるように載置部２２とし、上下中央部にピックアップユニット９・９・・・を配置している。
【００２０】
前記走行部２１の下部両側に左右方向の車軸を有するガイド輪２３・２３が配置され、レール２０の下方より水平方向内側に突出した部分を走行面２０ａ・２０ａとする。前記走行部２１の上部両側には垂直方向の車軸を有するガイド輪２４・２４が前後に配置され、レール２０の内側側面をガイド面として、横方向（進行方向の左右方向）の位置ズレを防止できるようにしている。そして、走行駆動輪２５が搬送台車１３の略中央に配置され、レール２０の内側上面に形成された走行面に、スプリングなどの押圧手段により押圧されるようになっている。
【００２１】
また、走行部２１の上部に重複部５０ａにおいて、バイパス路１２ａまたは循環軌道のいずれを走行するかを選択するための誘導輪２６・２６が設けられている。即ち、図２、図５に示すように、左右方向に横架した切換軸２７上の左右両側に支持軸を９０度位置をズラせて、切換軸２７に対して直角方向に突出して、該支持軸に誘導輪２６・２６を回転自在に配置している。該切換軸２７上にはベベルギア２８が固設されて切換モータ２９と連動連結されて、該切換モータ２９を正転または逆転させることによって、切換軸２７を回動して、誘導輪２６・２６の一方を上方に向けられるようにしている。
【００２２】
一方、重複部５０ａにおける軌道１２は、図２、図６に示すように、レール２０の上部下面に誘導凹部２０ｂ・２０ｃが軌道に沿って左右に設けられ、一方の誘導凹部２０ｂが循環軌道に、他方の誘導凹部２０ｃがバイパス路１２ａに沿って設けられている。
このような構成において、搬送車１３が重複部５０ａに進入してきたときに、切換モータ２９を駆動して、左右いずれかの誘導輪２６を上方に向けることによって、上方へ突出した誘導輪２６が誘導凹部２０ｂまたは誘導凹部２０ｃに入り、他方は前方または後方に退避した状態となって誘導凹部から外れ、誘導輪２６が入った誘導凹部に沿って走行し、循環軌道またはバイパス路１２ａのいずれかを選択して走行できるのである。
つまり、搬送車１３は、一方の誘導輪２６が一方の誘導凹部に対して当接位置となるように配置されると共に、他方の誘導輪２６が他方の誘導凹部に対して非当接位置となるように配置した切り替え機構を搭載し、該切り替え機構を作動させることにより誘導輪２６を当接位置と非当接位置との間で切り替えて、循環軌道とバイパス路１２ａとを選択して走行するようになっている。
【００２３】
そして前述したように、走行部２１の下方に左右で一対のピックアップユニット９・９が配置され、該一対のピックアップユニット９・９が前後にそれぞれ配置されており、合計４つのピックアップユニット９・９・・・が天井搬送車１３Ａに備えられている。また、ピックアップユニット９の両側方位置であって、レール２０の両側下面にピックアップユニット９に対向して給電線ホルダ３０・３０が配置されている。
【００２４】
前記ピックアップユニット９には、断面が略Ｅ字型をしたフェライト製のコア３が固定されており、該コア３の中央の突出部にピックアップコイル４が巻かれている。該コア３は、両側（図２、図３中の上下）の突出部とその間の中央の突出部との間に形成した２つの凹部に構成した空間内に、給電線ホルダ３０・３０に保持された給電線５・５が、それぞれ一本ずつ位置するようにしている。この給電線５・５に高周波電流を流すことによって発生する磁界を、ピックアップコイル４で受けるようにしている。そして、電磁誘導現象を利用し、ピックアップコイル４に発生する誘導電流から電力を取り出す。このようにして、給電線５・５からピックアップユニット９に非接触で電力を供給し、走行用のモーターを駆動したり、制御機器に電力を供給したりする。
【００２５】
搬送車１３が軌道１２上の前記重複部５０ａ・５０ｂ・５０ｃを通過する際には、該搬送車１３は左右両側いずれの給電線５・５からでも受電可能な状態となる。両側で給電可能な際に搬送車１３へ電力を供給する機構について、図４を用いて説明する。図４はピックアップユニット９・９から負荷１９への電力供給における機構を示す電気回路図である。
電気回路は、一対のピックアップユニット９・９、一対の整流ユニット１８・１８、逆流防止回路１６、負荷１９により構成されており、ピックアップユニット９で取り出された電流が、整流ユニット１８で整流され、逆流防止回路１６を経て、図示しないインピーダンス変換回路により定電流から定電圧に変換され、負荷１９へ送られるようになっている。詳しくは後述するが、逆流防止回路１６により、どちらのピックアップユニット９から電力が供給されるかが、決められるようになっている。
搬送車１３には図４に示すように左右いずれかの電力の大きいピックアップユニット９から、負荷１９へ電力が供給されるようにしている。該負荷１９としては搬送車１３のモータや制御機器等である。
なお、搬送車１３には前後に一対ずつピックアップユニット９・９が配設されているが、機構は同様であるため、以下で一対のピックアップユニット９・９についてのみ説明を行う。
【００２６】
逆流防止回路１６は、互いに対向して配置した一対のダイオード１７・１７から構成されている。また、前記一対の各ピックアップユニット９・９は整流ユニット１８、逆流防止回路１６を介して負荷１９に対して並列に接続される。つまり、ダイオード１７・１７の間に負荷１９が接続される。そして、一対の各ピックアップユニット９・９のいずれからでも負荷１９へ電力供給可能となるようにしている。
【００２７】
前記整流ユニット１８は整流素子（ダイオードやサイリスタ等）、キャパシタ、インダクタ等により構成されており、ピックアップユニット９で受電した交流電力が整流ユニット１８でＡＣ／ＤＣ変換され、負荷１９側に直流電力が供給されるようにしている。
【００２８】
前記逆流防止回路１６を構成する両ダイオード１７・１７の入力側にそれぞれ電力が供給された場合、電力の大きい側から負荷１９や他方の電力の低いダイオード１７側に流れようとするが、低い側へ流れようとする電力はダイオード１７によって遮断されるため、結果的に電力の大きい側のピックアップユニット９から負荷１９に電力が供給される。
ところで、ピックアップユニット９・９に電力差が発生する理由であるが、ピックアップユニット９・９に対する給電線５・５の位置が変わると、取り出すことのできる電力が変わるためである。例えば、重複部５０ａから搬送車１３が循環軌道またはバイパス路１２ａと分岐していく際に、一方のピックアップユニット９においては、給電線５が略所定位置に保たれるが、他方のピックアップ９においては、給電線５が所定位置から離れていき、取り出すことのできる電力が低下するためである。
【００２９】
以上の構成により、搬送車１３が軌道１２上の前記重複部５０ａ・５０ｂ・５０ｃを通過する際には、左右の給電線５・５よりピックアップユニット９・９を介して電力が供給される。軌道が分岐する部分においては、一方の電力が略一定で、他方の電力が徐々に小さくなるため、大きい側（一定の側）の電力が整流ユニット１８、ダイオード１７を介して負荷１９へ供給されるようになる。このため、搬送車１３での受電電力は略一定に維持されることとなるのである。また、軌道が合流する部分では、一方の電力が略一定で、他方の電力が徐々に大きくなり、受電電力は略一定に維持される。また、重複部５０ｃの近傍では、一方から他方に切り替わり、切り替わる前後は直線部なので、略一定の電力に維持される。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の如く、軌道に沿って配設された給電線から非接触で電力の供給を受けて搬送車を走行させる無人搬送車システムであって、前記軌道の一部ではその両側に給電線が配設され、前記搬送車には軌道の両側に敷設されている給電線のいずれからでも給電可能なように、一対のピックアップユニットが少なくとも一つは配置され、上記両側に給電線が配設された所では、給電される電力の大きい側のピックアップユニットから負荷へ電力を供給するようにしたので、給電線が断続する区間が発生するのを防止することができる。さらに軌道の一部では両側に給電線を設けたので、軌道上の一側で給電線が終端となる場合でも、他側では中途部となり、左右いずれか一側では給電線からピックアップユニットへ確実に給電することができる。そして、搬送車は電力の強い方のピックアップユニットから電力を得ることができ、電力不足になって搬送車が停止するのを防ぐことができる。
【００３１】
請求項２記載の如く、前記一対のピックアップユニットはそれぞれ整流ユニットを介して対向したダイオードとそれぞれ接続され、該ダイオード間に前記負荷を接続したので、簡単な構造で電力の大きい側から供給することができ、部材点数の削減やコストダウンを実現できる。
【００３２】
請求項３記載の如く、途中にバイパス路を有する循環軌道上に搬送車を走行させる無人搬送車システムであって、前記搬送車への給電は軌道に沿って配設された給電線から非接触でなされ、前記給電線の敷設経路の一端をバイパス路の入口側に配置し、他端をバイパス路の出口側に配置して、該給電線が軌道全体に一連のものとなすと共に、バイパス路の入口側および出口側の一定区間では、軌道の両側に給電線が配置されるようにしたので、往復の給電線を有する一対の給電線を軌道に沿って交差させることなく、また、分岐させることなく一筆書きの如く配設することができるようになり、一つの電力供給装置により給電を行うことができる。このため、電力供給装置の配設数を少なくすることができ、構造が簡単となりコストダウンやメンテナンスを容易なものとすることができる。また、異なる電力供給装置から電力を供給する場合は、給電線間での位相のズレによりピックアップユニットでの受電電力が低下する恐れがあるが、同一の電力供給装置により給電を行うためこのような位相のズレや電力低下等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】給電線を用いた非接触給電供給方式による無人搬送車システム１の模式図である。
【図２】図２は天井搬送車１３Ａの正面断面図である。
【図３】図３は同じく側面図である。
【図４】ピックアップユニット９・９から負荷１９への電力供給における機構を示す電気回路図である。
【図５】誘導輪の配置を示す平面図である。
【図６】重複部５０ａの軌道の平面図である。
【符号の説明】
５ 給電線
９ ピックアップユニット
１２ 軌道
１２ａ バイパス路
１３ 搬送車
１６ 電力供給機構
１７ ダイオード
１９ 負荷
５０ 給電路

Claims (3)

1. 軌道に沿って配設された給電線から非接触で電力の供給を受けて搬送車を走行させる無人搬送車システムであって、前記軌道の一部ではその両側に給電線が配設され、前記搬送車には軌道の両側に敷設されている給電線のいずれからでも給電可能なように、一対のピックアップユニットが少なくとも一つは配置され、上記両側に給電線が配設された所では、給電される電力の大きい側のピックアップユニットから負荷へ電力を供給するようにしたことを特徴とする無人搬送車システム。
2. 前記一対のピックアップユニットはそれぞれ整流ユニットを介して対向したダイオードとそれぞれ接続され、該ダイオード間に前記負荷を接続したことを特徴とする請求項１記載の無人搬送車システム。
3. 途中にバイパス路を有する循環軌道上に搬送車を走行させる無人搬送車システムであって、前記搬送車への給電は軌道に沿って配設された給電線から非接触でなされ、前記給電線の敷設経路の一端をバイパス路の入口側に配置し、他端をバイパス路の出口側に配置して、該給電線が軌道全体に一連のものとなすと共に、バイパス路の入口側および出口側の一定区間では、軌道の両側に給電線が配置されるようにしたことを特徴とする無人搬送車システム。

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