JP5365923B2 - 電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかを電源とした自走式搬送システム - Google Patents

電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかを電源とした自走式搬送システム Download PDF

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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電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかからなる電源を備え、該電源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。
工場内の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である自動搬送車(無人搬送車)に、駆動輪を駆動するモータ及びその駆動制御装置並びにモータ駆動用電源である電気二重層キャパシタを備え、工場内の適宜位置に設置した充電ステーションの充電用電源から前記電気二重層キャパシタに充電し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動搬送車を移動させる自走式搬送システムがある(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は、モータ駆動用電源として、非常に大きな静電容量を有し急速充放電特性に優れた電気二重層キャパシタを使用しているため、軽量化することができるとともに、搬送物の積み降ろし等の作業時における自動搬送車の停止時間を利用して短時間で充電を完了することができる。
特開平7−163016号公報(図1、図4) 特開2008−236997号公報(図1−2)
しかしながら、特許文献1及び2のような従来の自走式搬送システムでは電気二重層キャパシタを使用しており、電気二重層キャパシタは自然放電量が大きいとともに、例えば搬送経路内にストレージ部が存在する場合において停止している間に消費される待機電力により運転再開時に電池切れが生じて運転再開ができないことがあるとともに、ライン非稼働時において停止している間に消費される待機電力により運転再開時に電池切れが生じて運転再開ができないことがある。
また、ストレージ部における停止時間が比較的短く運転再開時に電池切れが生じない場合であっても、充電量が減少していることから充電ステーションの数を増やす必要が生じたり、ライン全体を停止させたライン非稼働時において全ての自動搬送車を収容できる数の充電ステーションを備える必要が生じる場合もある。
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、一定時間停止している状態又はラインが稼働していない状態における待機電力の消費を効果的に低減することができる、電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかを電源とした自走式搬送システムを提供する点にある。
本発明に係る電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらか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、所定経路に沿って搬送物を運搬する自走式キャリアに電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかからなる電源並びに該電源から電力を供給される駆動制御装置を備えた自走式搬送システムであって、停止状態の先行キャリアに後行キャリアを衝突させて停止させる前記経路内のストレージ部において、前記衝突状態を検出するストレージ検出センサを前記キャリアの前部に備えるとともに、前記ストレージ検出センサが検出状態になってから一定時間経過後に前記電源と前記駆動制御装置との接続を切り離し、前記ストレージ検出センサが非検出状態になった際に前記電源と前記駆動制御装置とを接続するストレージ部待機電力低減用開閉器を前記キャリアに備えたものである。
また、本発明に係る電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらか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、所定経路に沿って搬送物を運搬する自走式キャリアに電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかからなる電源並びに該電源から電力を供給される駆動制御装置を備えた自走式搬送システムであって、ライン稼働時の照度によりオンになり、ライン非稼働時の照度によりオフになるように設定された光センサを前記キャリアに備えるとともに、前記光センサがオフになった際に前記電源と前記駆動制御装置との接続を切り離し、前記光センサがオンになった際に前記電源と前記駆動制御装置とを接続するライン非稼働時待機電力低減用開閉器を前記キャリアに備えたものである。
本発明に係る電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかを電源とした自走式搬送システムによれば、所定経路に沿って搬送物を運搬する自走式キャリアに電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかからなる電源並びに該電源から電力を供給される駆動制御装置を備えた自走式搬送システムであって、停止状態の先行キャリアに後行キャリアを衝突させて停止させる前記経路内のストレージ部において、前記衝突状態を検出するストレージ検出センサを前記キャリアの前部に備えるとともに、前記ストレージ検出センサが検出状態になってから一定時間経過後に前記電源と前記駆動制御装置との接続を切り離し、前記ストレージ検出センサが非検出状態になった際に前記電源と前記駆動制御装置とを接続するストレージ部待機電力低減用開閉器を前記キャリアに備えたので、ストレージ部において停止している先行キャリアに衝突して停止した自走式キャリアにおいては、そのストレージ検出センサが検出状態になっており、ストレージ検出センサが検出状態になってから設定した一定時間経過後にストレージ部待機電力低減用開閉器により電源と駆動制御装置との接続が切り離される。
よって、ストレージする(ストレージ検出センサが前記衝突状態を検出する)度ごとに駆動制御装置への電力供給が遮断されてしまうことをなくしながら、一定時間以上停止している場合にストレージ部待機電力低減用開閉器により電源と駆動制御装置との接続が切り離されるため、待機電力の消費を低減することができるとともにストレージ部待機電力低減用開閉器の寿命短縮を抑制することができる。
その上、下流工程でトラブルが発生している場合等、ストレージ部における停止が長時間継続している状態を設定時間により監視することができ、設定時間経過後にストレージ部待機電力低減用開閉器により電源と駆動制御装置との接続を切り離すことにより、待機電力の消費を効果的に低減することができる。
また、本発明に係る電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかを電源とした自走式搬送システムによれば、所定経路に沿って搬送物を運搬する自走式キャリアに電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかからなる電源並びに該電源から電力を供給される駆動制御装置を備えた自走式搬送システムであって、ライン稼働時の照度によりオンになり、ライン非稼働時の照度によりオフになるように設定された光センサを前記キャリアに備えるとともに、前記光センサがオフになった際に前記電源と前記駆動制御装置との接続を切り離し、前記光センサがオンになった際に前記電源と前記駆動制御装置とを接続するライン非稼働時待機電力低減用開閉器を前記キャリアに備えたので、ラインが稼働していない状態では光センサがオフになっており、ライン非稼働時待機電力低減用開閉器により電源と駆動制御装置との接続が切り離されるため、待機電力の消費を低減することができる。
本発明の実施の形態に係る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走式キャリアである自動搬送車に充電を行っている状態を示すブロック図である。 ストレージ検出センサを示す拡大図であり、(a)はストレージ部において停止状態の先行自動搬送車に後行自動搬送車が衝突する直前の状態を、(b)は先行自動搬送車に後行自動搬送車が衝突した状態を示している。 待機電力低減手段を示す回路構成図である。
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に示す本発明の実施の形態に係る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,…、所定経路Rの途中に設けられた、充電端子6A及び充電用電源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を制御する制御装置4等により構成される。
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、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、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上の電気二重層キャパシタ11(図2参照。)への充電が行われる。
図2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の駆動用電源であり、駆動制御装置13に電力を供給する電気二重層キャパシタ11、電気二重層キャパシタ11に接続された、前記充電端子6Aと接触結合する受電端子6B、並びに、電気二重層キャパシタ11と駆動制御装置13との接続の開閉を行う後述する待機電力低減手段12等を備えている。
また、充電用電源3に接続される充電端子6Aは、自動搬送車1側の受電端子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、制御装置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、接触結合する充電端子6A及び受電端子6Bは、電気的に接続される一対のコネクタ等であってもよい。
自動搬送車1が充電ステーション2A又は2Bに停止して、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、制御装置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を経由して電気二重層キャパシタ11へ供給される。
電気二重層キャパシタ11への充電が完了した自動搬送車1は、制御装置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、電気二重層キャパシタ11からの放電電力が駆動制御装置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。
また、図1及び図3に示す所定経路R内のストレージ部Sでは、停止している先行キャリアである先行自動搬送車1Aに後行キャリアである後行自動搬送車1Bを衝突させた状態で次々と停止させていることから、ストレージピッチをなるべく小さくすることができるためスペース効率が向上する。
次に、電気二重層キャパシタ11と駆動制御装置13との接続の開閉を行う待機電力低減手段12の構成及び動作等について説明する。
図2及び図3に示すように、後行自動搬送車1B(自動搬送車1)には、その前部にストレージ検出センサ7であるリミットスイッチ18及び緩衝材19が取り付けられており、先行自動搬送車1A(自動搬送車1)には、その後部にドグ20が取り付けられている。
したがって、図3(a)から図3(b)のように、停止している先行自動搬送車1Aに後行自動搬送車1Bが衝突した際には、リミットスイッチ18がドグ20により操作されて検出状態になる。
なお、ストレージ検出センサ7は、リミットスイッチ18に限定されるものではなく、光電センサ等であってもよい。
図4に示すように、ストレージ部待機電力低減用開閉器8は、タイマーリレー21及びパワーリレー22からなる。
すなわち、図3(b)のように、停止している先行自動搬送車1Aに後行自動搬送車1Bが衝突してリミットスイッチ18が検出状態になると、タイマーリレー21の電磁石のコイル21Aに電圧が印加され、時間計測を開始し、設定した一定時間が経過した際にb接点21Bが非導通状態になる。
よって、ストレージ検出センサ18が検出状態になってから一定時間が経過すると、パワーリレー22の電磁石のコイル22Aに電圧が印加されなくなることからa接点22Bが非導通状態になり、電気二重層キャパシタ11と駆動制御装置13(図2参照。)との接続が切り離されるため、待機電力の消費を低減することができる。
ストレージ部Sにおいて停止している自動搬送車1,…において、先行自動搬送車1Aの運転が再開されて後行自動搬送車1Bから離間した際には、リミットスイッチ18が非検出状態になることから、タイマーリレー21の電磁石のコイル21Aに電圧が印加されなくなり、b接点21Bが導通状態になる。
よって、パワーリレー22の電磁石のコイル22Aに電圧が印加されることからa接点22Bが導通状態になり、電気二重層キャパシタ11と駆動制御装置13(図2参照。)とが接続されるため、後行自動搬送車1Bの運転を再開することができる。
なお、図4に示す配線用遮断器17は、過負荷や短絡などの要因で駆動制御装置13の回路に異常な電流が流れたときに電路を開放し、電気二重層キャパシタ11からの電源供給を遮断するものである。
ここで、タイマーリレー21を設けて設定時間経過後に電気二重層キャパシタ11と駆動制御装置13との接続を切り離すようにしているのは、ストレージ検出センサ7であるリミットスイッチ18が前記衝突状態を検出した際に直ぐに電気二重層キャパシタ11と駆動制御装置13との接続を切り離すようにした場合は、ストレージする(リミットスイッチ18が前記衝突状態を検出する)度ごとに駆動制御装置13への電力供給が遮断されてしまい、ストレージ解除後直ちに自動搬送車1を走行させることができなくなるとともに、パワーリレー22の寿命が短くなるためである。
また、タイマーリレー21を設けることにより、下流工程でトラブルが発生している場合等、ストレージ部Sにおける停止が長時間継続している状態をタイマーリレー21の設定時間(例えば数分程度)により監視して、設定時間経過後にパワーリレー22を開(オフ)にすることにより待機電力の消費を効果的に低減するためである。
図2及び図4に示すように、自動搬送車1には、ライン稼働時の照度によりオンになり、ライン非稼働時の照度によりオフになるように設定された光センサ9が取り付けられており、光センサ9は例えば太陽電池パネル24及び充放電コントローラ25からなる。
また、図4に示すように、ライン非稼働時待機電力低減用開閉器10は、パワーリレー23からなる。
すなわち、ライン非稼働時には照度が低いことから太陽電池パネル24が所定電力以上の発電をしないため、充放電コントローラ25からパワーリレー23の電磁石のコイル23Aに動作電圧が印加されない。
よって、パワーリレー23のa接点23Bが非導通状態になることから、パワーリレー22の電磁石のコイル22Aに動作電圧が印加されないためa接点22Bは非導通状態になり、このようにライン非稼働時の照度により光センサ9がオフになった際に電気二重層キャパシタ11と駆動制御装置13(図2参照。)との接続が切り離されるため、待機電力の消費を低減することができる。
さらに、ライン稼働時には太陽電池パネル24が所定電力以上の発電をするため、充放電コントローラ25からパワーリレー23の電磁石のコイル23Aに動作電圧が印加される。
よって、パワーリレー23のa接点23Bが導通状態になることから、パワーリレー22の電磁石のコイル22Aに動作電圧が印加されるためa接点22Bは導通状態になり、このようにライン稼働時の照度により光センサ9がオンになった際に電気二重層キャパシタ11と駆動制御装置13(図2参照。)とが接続されるため、自動搬送車1,…の運転を再開することができる。
なお、返送ライン等のライン照明がない場合、もしくは一定の照度が得られない場合は、そのような箇所に例えば照明灯を取り付けることによりライン稼働時の照度により光センサ9がオンになるようにすればよい。
また、ライン非稼働時待機電力低減用開閉器10であるパワーリレー23を開閉するために用いる光センサ9に代えて、地上側集中制御装置(図1及び図2に示す制御装置4又は制御装置4と別体のもの)に、起動停止スイッチに連動して「稼働状態」及び「非稼働状態」を示す無線信号を発信する発信機を備えるとともに、自走式キャリアである自動搬送車1に前記発信機からの無線信号を受信する受信機を備えるようにしてもよい。
このような構成を採用した場合は、例えば作業者が終業時に地上側集中制御装置のライン停止スイッチを押した際に前記発信機から「非稼働状態」を示す無線信号が発信され、この信号を自動搬送車1の前記受信機が受信した際にパワーリレー23のa接点23Bが非導通状態になり、例えば作業者が始業時に地上側集中制御装置のライン起動スイッチを押した際に前記発信機から「稼働状態」を示す無線信号が発信され、この信号を自動搬送車1の前記受信機が受信した際にパワーリレー23のa接点23Bが導通状態になるようにすればよい。
さらに、地上側集中制御装置のライン起動スイッチを押してからライン停止スイッチを押すまでの間には、発信機から「稼働状態」を示す無線信号を連続して発信するようにし、ライン停止スイッチを押すと、発信機から「稼働状態」を示す無線信号を発信しないようにしてもよい。
このような構成を採用した場合は、作業者がライン起動スイッチを押した際に前記発信機から「稼働状態」を示す無線信号が発信され、この信号を自動搬送車1の前記受信機が受信している間はパワーリレー23のa接点23Bが導通状態になり、作業者が地上側集中制御装置のライン停止スイッチを押した際に前記発信機から「稼働状態」を示す無線信号が発信されなくなるため、自動搬送車1の前記受信機が「稼働状態」を示す無線信号を受信していない間はパワーリレー23のa接点23Bが非導通状態になるようにすればよい。
以上のような発信機及び受信機を用いる構成によっても、「非稼働状態」で電気二重層キャパシタ11と駆動制御装置13(図2参照。)との接続が切り離されるため、待機電力の消費を低減することができる。
以上の説明におけるパワーリレー22,23はコントロールリレー等であってもよい。
以上の説明においては、モータ14の駆動用電源が電気二重層キャパシタ11である場合を示したが、モータ14の駆動用電源は鉛蓄電池、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等の二次電池であってもよく、モータ14の駆動用電源として電気二重層キャパシタ11及び二次電池の両方を備える構成としてもよい。
すなわち、モータ14の駆動用電源は、電気二重層キャパシタ11及び二次電池の少なくともどちらかであればよい。
また、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よい。
R 所定経路
S ストレージ部
1 自動搬送車(自走式キャリア)
1A 先行自動搬送車(先行キャリア)
1B後行自動搬送車(後行キャリア)
2A,2B 充電ステーション
3 充電用電源
4 制御装置
5 シリンダ
6A 充電端子
6B 受電端子
7 ストレージ検出センサ
8 ストレージ部待機電力低減用開閉器
9 光センサ
10 ライン非稼働時待機電力低減用開閉器
11 電気二重層キャパシタ
12 待機電力低減手段
13 駆動制御装置
14 モータ
15 駆動輪
16 従動輪
17 配線用遮断器
18 リミットスイッチ
19 緩衝材
20 ドグ
21 タイマーリレー
21A 電磁石のコイル
21B b接点
22,23 パワーリレー
22A,23A 電磁石のコイル
22B,23B a接点
24 太陽電池パネル
25 充放電コントローラ

Claims (2)

  1. 所定経路に沿って搬送物を運搬する自走式キャリアに電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかからなる電源並びに該電源から電力を供給される駆動制御装置を備えた自走式搬送システムであって、
    停止状態の先行キャリアに後行キャリアを衝突させて停止させる前記経路内のストレージ部において、前記衝突状態を検出するストレージ検出センサを前記キャリアの前部に備えるとともに、前記ストレージ検出センサが検出状態になってから一定時間経過後に前記電源と前記駆動制御装置との接続を切り離し、前記ストレージ検出センサが非検出状態になった際に前記電源と前記駆動制御装置とを接続するストレージ部待機電力低減用開閉器を前記キャリアに備えたことを特徴とする電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかを電源とした自走式搬送システム。
  2. 所定経路に沿って搬送物を運搬する自走式キャリアに電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかからなる電源並びに該電源から電力を供給される駆動制御装置を備えた自走式搬送システムであって、
    ライン稼働時の照度によりオンになり、ライン非稼働時の照度によりオフになるように設定された光センサを前記キャリアに備えるとともに、前記光センサがオフになった際に前記電源と前記駆動制御装置との接続を切り離し、前記光センサがオンになった際に前記電源と前記駆動制御装置とを接続するライン非稼働時待機電力低減用開閉器を前記キャリアに備えたことを特徴とする電気二重層キャパシタ及び二次電池の少なくともどちらかを電源とした自走式搬送システム。
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