JP3961536B2 - 搬送車の非接触給電装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送車の非接触給電装置に関し、特に、工場、倉庫等において稼働する搬送車に、地上に敷設した給電線から、電磁誘導作用により電気的に非接触で給電を行えるようにした搬送車の非接触給電装置に関するものである。

従来、工場、倉庫等において物品を搬送するために、ステーション間を結ぶように走行路を敷設し、この走行路に沿って搬送車を移動可能に配設するようにしている。

この搬送車に給電を行う方式の１つとして、搬送車にコイルを巻き付けたコアを配設し、走行路に沿って敷設した給電線から電磁誘導作用により搬送車に電気的に非接触で給電する方式が採用されている。
そして、この搬送車の非接触給電装置においては、搬送車の運転等に要する電力を十分に賄うことができるように、その給電容量を設計するようにしている。

ところで、従来の搬送車の非接触給電装置の場合、このように給電容量については考慮されているものの、コイルの断線、コアの破損等については全く考慮されておらず、このため、これらの事故によりコイルから電力を取り出すことができなくなった場合、搬送車の運転を続行することができず、システム全体の運行に支障を来すという問題があった。

本発明は、上記従来の搬送車の非接触給電装置の有する問題点に鑑み、コイルの断線、コアの破損等の事故が、システム全体の運行に支障を及ぼすことを防止又は軽減できるようにした搬送車の非接触給電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の搬送車の非接触給電装置は、搬送車にコイルを巻き付けたコアを配設し、走行路に沿って敷設した給電線から電磁誘導作用により搬送車に電気的に非接触で給電するようにした搬送車の非接触給電装置において、前記コアに巻き付けるコイルを３個以上に分割して構成するとともに、該コイルを並列に接続し、複数のコイルのうちの１個のコイルから電力を取り出すことができなくなった場合に、残りのコイルから、少なくとも最大給電能力の６７％の電力を取り出して搬送車に継続して給電を行うことができるようにしたことを特徴とする。

この場合において、前記コイルを、各々共振コンデンサ及び整流ダイオードブリッジで構成される整流回路に接続し、該整流回路を並列に接続することができる。

本発明の搬送車の非接触給電装置によれば、搬送車にコイルを巻き付けたコアを配設し、走行路に沿って敷設した給電線から電磁誘導作用により搬送車に電気的に非接触で給電するようにした搬送車の非接触給電装置において、前記コアに巻き付けるコイルを３個以上に分割して構成するとともに、該コイルを並列に接続し、複数のコイルのうちの１個のコイルから電力を取り出すことができなくなった場合に、残りのコイルから、少なくとも最大給電能力の６７％（この値は、コイルの数を増加することにより大きくすることができる。）の電力を取り出して搬送車に継続して給電を行うことができるようにしたことから、コイルの断線、コアの破損の故障等により、複数のコイルのうちの１個のコイルから電力を取り出すことができなくなった場合でも、残りのコイルから、搬送車を待避位置等へ速やかに移動させる等の対策を取るために十分な電力を取り出すことができる。
これにより、コイルの断線、コアの破損の故障等により、複数のコイルのうちの１個のコイルから電力を取り出すことができなくなった場合でも、残りのコイルから電力を取り出して搬送車に継続して給電を行うことができ、搬送車を待避位置等へ速やかに移動させること等の対策を取ることができ、コイルの断線、コアの破損等の事故が、システム全体の運行に支障を及ぼすことを防止又は軽減することができる。

また、前記コイルを、各々共振コンデンサ及び整流ダイオードブリッジで構成される整流回路に接続し、該整流回路を並列に接続することにより、共振コンデンサ及び整流ダイオードブリッジで構成される整流回路の故障により、複数のコイルのうちの１個のコイルから電力を取り出すことができなくなった場合でも、残りのコイルから電力を取り出して搬送車に継続して給電を行うことができるとともに、搬送車が複数の給電線にまたがって走行する場合にも、複数の給電線にまたがる位置にあるコイル以外のコイルから電力を取り出すことができ、各給電線の電流の方向や位相の違いによる大きな影響を受けることなく搬送車に継続して給電を行うことができる。

以下、本発明の搬送車の非接触給電装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図４に、本発明の搬送車の非接触給電装置の一実施例を示す。
図１に示すように、地上側の固定設備として、給電線２を、工場、倉庫等において物品を搬送するために稼働する搬送車２０を誘導するために床面等に敷設した走行路（図示省略）に沿って敷設する。

この給電線２は、床面等に固定した保持部材１０を介して固定するとともに、給電線２には、高周波電源装置１を接続し、給電線２へ給電することにより、給電線２の周囲に高周波の磁界を生じさせるようにする。

搬送車２０の下方に、給電線２を跨ぐようにしてフェライト等の透磁率の高い材質で閉磁路を形成するように構成したＣ字形の断面形状を有するコア３を設けるとともに、このコア３にコイル４を巻き付けるようにする。
コア３は、複数の小形のコアを間隔をあけて搬送車２０の前後方向に直列に配列する。
この各コア３のコイル４は、望ましくは、全コアにおいて給電線２の高周波磁界により透起する電磁誘導の電圧が等しくなるように、コイル４の巻き付け数等を定める。

各コア３のコイル４は、図１及び図２に示すように、それぞれ共振コンデンサ１５と整流ダイオードブリッジ１６で構成された整流回路５に接続し、この整流回路５を平滑コンデンサ６に並列的に接続するとともに、平滑コンデンサ６を制御・動力回路７に接続して電気回路を構成する。
このように、給電線２、コア３及びコア３に巻き付けたコイル４は、電気的には相互結合インダクタンスを形成し、巨視的に見た場合、１つの変圧器を形成する。
また、相互結合インダクタンスと整流回路５の共振コンデンサ１５とは、高周波電源１の電源周波数で直列共振回路を形成するようにコンデンサの静電容量を決定する。
これにより、給電線２に給電を行うと、各コア３のコイル４には電磁誘導により交流電流が誘起し、この誘起電流を整流回路５により全波整流し、直流電流に変換する。
この整流回路５の出力電流は、平滑コンデンサ６により脈流を低減して、制御・動力回路７に給電される。

また、３個以上（本実施例の場合は４個）の各コア３に巻き付けたコイル４を並列に接続することにより、コイル４の断線、コア３の破損、共振コンデンサ１５の故障等により、複数のコイル４のうちの１個のコイルから電力を取り出すことができなくなった場合でも、残りのコイルから、少なくとも最大給電能力の６７％（この値は、コイルの数を増加することにより、下記の式（１）に従って大きくすることができる。）の電力を取り出して搬送車２０に継続して給電を行うことができ、搬送車２０を待避位置等へ速やかに移動させる等の対策を取ることが可能となる。

給電能力＝最大給電能力×（Ｎ−ｎ）／Ｎ ・・・（１）
ここで、
Ｎ：コイルの数
ｎ：故障したコイルの数
である。

すなわち、複数のコイル４のうちの１個のコイルから電力を取り出すことができなくなった場合、搬送車２０に対する給電能力が低下し（本実施例の場合、４個のコイル４のうちの１個のコイルから電力を取り出すことができなくなると、給電能力は７５％に低下する。）、搬送車２０の最大速度での運転が困難になる等の制約が加わるが、搬送車２０を待避位置等へ速やかに移動させること等は十分可能であるため、コイル４の断線、コア３の破損、共振コンデンサ１５の故障等の事故が、システム全体の運行に支障を及ぼすことを防止することができるものとなる。

図３に示すように、内部に給電線２を挿通するとともに、この給電線２を保持する保持部材１０を挿入できるように、下部が開口したＣ字形の断面形状を有する各コア３は、その頂片部にコイル４を巻き付けるとともに、このコイル４の下方位置のコア内上部に上部ガイドローラ９を支軸９１、ベアリング９２を介して回転自在に水平に支持し、給電線２の上面と接触して転動するようにするとともに、コア内の対向する内側面に側部ガイドローラ８，８を支軸８１、ベアリング８２を介して回転自在に垂直に支持し、給電線２又はその保持部材１０の側面と接触して転動するようにする。
また、各ガイドローラ８，９の外周面には、摩擦係数の大きいゴム又は合成樹脂製の被覆層８３，９３を形成し、ガイドローラ８，９が給電線２の上面又は給電線２若しくはその保持部材１０の側面に接触した場合に回転し易くし、その接触部分の摩擦を防止する。
これにより、上部ガイトローラ９でコア３の高さを保持するようにし、側部ガイドローラ８，８でコア３が給電線２に追従して移動するようにする。
コア３の下部開口部３１は、図３（Ａ）に示すように、給電線２及びその保持部材１０をこの開口部３１よりコア３内へ挿入し、引き抜くことができるように給電線２の径及びその保持部材１０の厚み等を考慮して定められる。
また、コア開口部３１と対向する保持部材１０の側面１０Ａは、その板厚を薄く形成し、コア３が揺動したときに、コア３と保持部材１０とが抵触するのを防止するようにする。

コア３は、図４に示すように、コア３，３間の両側上下端を互いに上部コイルばね１１，１１及び下部コイルばね１２，１２により連結するようにする。
この上部コイルばね１１，１１及び下部コイルばね１２，１２は、コア３が一直線上に位置している場合には、所定の張力が作用するように配設するようにする。

この場合において、両端に位置するコア３，３は、搬送車２０に支軸１３ａ，１４ａを介して水平方向に揺動可能（回動可能）に配設、支持したリンク１３，１４の先端に支軸１３ｂ，１４ｂを介して揺動可能（回動可能）に支持することにより、両端に位置するコア３，３が、搬送車２０の支軸１３ａ，１４ａから相対的に一定の距離を保持できるようにする。
一方、中間に位置するコア３は、上部コイルばね１１，１１及び下部コイルばね１２，１２並びに両端に位置するコア３，３を介して搬送車２０に支持されるようにする。
これにより、各コイルばねのばね定数が均一であれば、コア３は垂直に、かつ、等間隔に保持されるため、コア３を、曲率半径の小さな曲線走行路部分においてもその曲線形状に確実に追従して、隣接するコア間の間隔を略均等に維持しながら、搬送車の移動に合わせて給電線２に沿って円滑に移動させることができる。

本発明の搬送車の非接触給電装置は、コイルの断線、コアの破損等の事故が、システム全体の運行に支障を及ぼすことを防止又は軽減できることから、物品を搬送するために、ステーション間を結ぶように走行路を敷設し、この走行路に沿って移動する搬送車の用途に好適に用いることができる。

本発明の搬送車の非接触給電装置の一実施例を示す全体説明図である。 同回路図である。 同コアの構造を示す説明図で、（Ａ）は右半分を破断した正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は側面図である。 同コアの連結構造を示す説明図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は正面図である。

符号の説明

１ 高周波電源装置
２ 給電線
３ コア
４ コイル
５ 整流回路
６ 平滑コンデンサ
７ 制御・動力回路
８ 側部ガイドローラ
９ 上部ガイドローラ
１０ 保持部材
１１ コイルばね
１２ コイルばね
１３ リンク
１４ リンク
１５ 共振コンデンサ
１６ 整流ダイオード
２０ 搬送車

Claims (2)

1. 搬送車にコイルを巻き付けたコアを配設し、走行路に沿って敷設した給電線から電磁誘導作用により搬送車に電気的に非接触で給電するようにした搬送車の非接触給電装置において、前記コアに巻き付けるコイルを３個以上に分割して構成するとともに、該コイルを並列に接続し、複数のコイルのうちの１個のコイルから電力を取り出すことができなくなった場合に、残りのコイルから、少なくとも最大給電能力の６７％の電力を取り出して搬送車に継続して給電を行うことができるようにしたことを特徴とする搬送車の非接触給電装置。
2. 前記コイルを、各々共振コンデンサ及び整流ダイオードブリッジで構成される整流回路に接続し、該整流回路を並列に接続したことを特徴とする請求項１記載の搬送車の非接触給電装置。

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