JP5449694B2 - 非接触式給電システムを用いたトロリーシステム - Google Patents

Description

本発明は、非接触式給電システムにより受け渡される電流を駆動源として移動体を走行させるトロリーシステムに関する。

従来では天井クレーンやモノレールなどのトロリーシステムにあって、自走式ホイストや搬送台車などの移動体に駆動源となる電気を供給するにあたって給電システムが用いられる。給電システムは、ホイストを走行させるレールに沿って配線した給電ダクト（給電線）とホイスト側に設けた集電子（ブラシ）との間で電流を受け渡しするようになっており、ブラシで受け取った電流で移動体を走行駆動する。このとき、一般的には、給電システムとしてブラシが給電線に常時接触する接触式給電システムが用いられる（例えば、特許文献１参照）。

ところが、接触式給電システムでは、ブラシが給電線に常時接触しつつ移動するため、ブラシや給電線に摩耗が発生して定期的に交換する必要があり、ランニングコストが高いものとなる。

このため、近年では、給電線に高周波電流を流して、その給電線の周りに発生する磁界による電磁誘導によって、その給電線に非接触状態で近接させた受電子に誘導電流を発生させるようにした非接触式給電システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−２５５２７９号公報 特開平１１−４５０２号公報

しかしながら、従来の非接触式給電システムを用いたトロリーシステムでは、給電線と受電子とが非接触であり、かつ、電磁誘導現象を効率良く利用する必要がある。このため、非接触式給電システムを用いたトロリーシステムは、接触式給電システムを用いたトロリーシステムとは自ずと細部の構成が異なることになり、その接触式給電システムを用いたトロリーシステムの構成を踏襲するわけにはいかない。

そこで、本発明は、非接触式の給電システムを用いた場合に、トロリーシステムの簡素化や組立性を向上できる非接触式給電システムを用いたトロリーシステムを提供するものである。

請求項１の発明は、躯体側に固定的に設置されたレールと、前記レールに走行可能に案内支持される移動体と、前記レールに沿って配線され高周波電流が流される給電線と、前記移動体に伴って移動し前記給電線から受け渡される電流で前記移動体を駆動する受電ブロックとを備え、前記受電ブロックは、前記給電線に非接触状態で配置される受電子を有し、前記給電線と前記受電ブロックとの間の電流受け渡しは、給電線に発生する磁界による電磁誘導によって前記受電子に誘導電流を発生させるようにした非接触式給電システムを用いたトロリーシステムであって、前記給電線を前記レールに支持する給電線ハンガーを更に備え、前記レールに設けた取付台には、長手方向に沿って開口部の幅（１１ｘ）が内部の幅（１１ｙ）よりも幅狭とされた溝が形成され、前記給電線ハンガーは、長手方向の軸となる保持アームを有し、該保持アームの根本部は、横幅（ｂ）と縦幅（ｃ）からなる側面視Ｔ字形状を成す嵌合端部とされ、前記横幅（ｂ）は前記取付台に形成された溝の開口部の幅（１１ｘ）よりも狭幅とされ、且つ、前記縦幅（ｃ）は前記取付台に形成された溝の開口部の幅（１１ｘ）よりも広幅とされ、前記レール長手方向の任意の位置にて、前記嵌合端部を前記溝内に挿入し、その後、前記保持アームを略９０°回動させることにより、前記給電線ハンガーを、前記レールの所望部位に固定可能としたことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記保持アームの先端部は弾性部材で構成され、前記給電線を支持する給電線取り付け溝が複数形成されていることを特徴とする。請求項３の発明は、前記保持アームの先端部には、互いに対となって複数の給電線取り付け溝を形成する第１先端パーツ、及び前記第２先端パーツを有し、前記第２先端パーツは、ヒンジにより回動して、前記各給電線取り付け溝内への給電線の保持、開放を切替可能とされていることを特徴とする。

本発明によれば、給電線をレールに支持する給電線ハンガーが、レールに対して着脱自在であることから給電線のレイアウトを自在に調節できるため容易な施工を実現することができる。例えば、複数の給電線を平行配線する際の配線間隔も任意に調節可能となることから、設置環境に制限のある空間においてもユーザが所望する施工形態を容易に実現することができる。

また、本発明によれば、１つの給電線ハンガーにより複数の給電線を保持することができるため、部品点数の削減による大幅なコストダウンを実現するとともに、限られた設置空間を有効に利用することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１〜図６は本発明にかかる非接触式給電システムを用いたトロリーシステムの実施形態を示し、図１はトロリーシステムの全体を示す概略構成図であり、図２は図１中II−II線に沿った拡大断面図であり、図３は給電線の接続端部を示す拡大斜視図である、図４は給電線を接続する接続具の拡大斜視図であり、図５はレールと給電線ハンガーとに設けられた着脱機構の一例を示した図であり、図６はレールに設けられた着脱機構の一例を示した図である。

図１に示すように、本実施形態のトロリーシステム１は、図示省略した移動体用レールに沿って移動可能な移動体３と、この移動体３に電力を供給する非接触式給電システム４とを備えている。

移動体３を案内する移動体用レールは、図示省略した工場や倉庫などの躯体に固定して設置される。そして、移動体３は、非接触式給電システム４から供給された電気によってモータ３１を駆動し、所定の仕事、例えば移動体用レールに沿った走行や図示省略したチェーンブロックの作動、搬送ベルトの駆動などを行なう。

非接触式給電システム４は、レール２と、このレール２に沿って配線され高周波電源５から高周波の電流が流される複数の給電線６と、移動体３に従動し給電線６から受け渡される電流を移動体３に供給する受電ブロック７とを備える。この非接触式給電システム４は、電磁誘導によって給電線６に接触することなく給電線６から電気を受け取ることができるようになっている。

受電ブロック７は、移動体３に固定されて移動体３に牽引されるようになっており、移動体３に牽引されることでレール２に沿って移動する。

受電ブロック７は、給電線６に非接触状態で配置される受電子としてのコア７１を有している。コア７１は、図２に示すように、給電線６を側方から跨るように断面ほぼＵ字状の外郭７１ｓを有し、その外郭７１ｓの内部には給電線６の両側方に位置するように一対のコイル７１ｐ、７１ｍが対向配置されて電磁ピックアップが構成される。このとき、コイル７１ｐ、７１ｍは給電線６に可能な限り近接させることが好ましい。そして、高周波電源５から給電線６に高周波電流が供給されることにより、給電線６の周囲には供給された高周波電流の周波数に応じた磁界ＭＦの発生・減衰現象が発生し、それが磁束密度の変化となってコイル７１ｐ、７１ｍに誘導電流が発生する。

そして、コイル７１ｐ、７１ｍに発生した電流は、図１に示すように、受電ブロック７に内蔵した共振回路７２で安定化した後、定電圧回路７３から移動体３に設けたインバータ３２に送って直流に変換した電流をモータ３１に供給するようになっている。

給電線６は、図３に示すように、導体部６１と、この導体部６１を中心部に埋設した絶縁部６２とによって所定長さの長尺体として形成される。給電線６は配線される長さに応じて複数本を繋いで使用される。

導体部６１は、チャンネル状の小径管６１ａと大径管６１ｂとをほぼ同心円状に配置した二重管構造となっており、小径管６１ａの開放部６１ｃと大径管６１ｂの開放部６１ｄとが同方向に配置される。そして、小径管６１ａと大径管６１ｂとは、開放部６１ｃ、６１ｄとは反対側で連結リブ６１ｅを介して互いに連結される。また、大径管６１ｂの連結リブ６１ｅの配置側には、その連結リブ６１ｅを中心として所定幅Ｗ０に亘って平坦部６１ｆを形成してある。

絶縁部６２は、柔軟な合成樹脂などで形成される。この絶縁部６２に導体部６１をインサートして押出し成型することにより、所定長さの給電線６を連続的に成形することができる。

絶縁部６２は、全体的にほぼ断面矩形所に形成され、導体部６１の開放部６１ｃ、６１ｄが配置された側（図中上方）が小さな幅Ｗ１となる幅狭部６２ａとなるとともに、その反対側（図中下方）が大きな幅Ｗ２となる幅広部６２ｂとなり、それら両者間に段差部６２ｃが形成される。このとき、幅狭部６２ａの外方（図中上方）角部は面取りされるとともに、幅広部６２ｂの外方（図中下方）角部にはその幅広部６２ｂの面方向に若干突出する凸部６２ｄが幅方向に一対突設される。

そして、図１に示すように、給電線６同士は、レール２に沿って配線される際、ジョイナー８、Ｌ型ジョイナー８Ａ、エンドジョイナー８Ｂなどの接続具を介して繋げられる。

ここで、レール２には、移動体３の予め設定した走行経路に沿って直線部分、折曲部分および湾曲部分などが形成され、これに伴って給電線６もレール２の直線部分は直線状配線部分６Ａとなり、折曲部分は折曲状配線部分６Ｂとなり、かつ、湾曲部分は湾曲状配線部分６Ｃとなる。従って、給電線６の直線状配線部分６Ａはジョイナー８によって接続され、折曲状配線部分６ＢはＬ型ジョイナー８Ａによって接続される。また、給電線６は往路側の線６ｍと復路側の線６ｎとがほぼ平行して配線されることになるが、それら両線６ｍ、６ｎの終端部同士はエンドジョイナー８Ｂで接続される。

図４に示すように、給電線６同士を直線状に接続するジョイナー８は、全体が例えば合成樹脂などの絶縁部材によって給電線６よりも大きな幅Ｗ３となる直方体状に形成される。ジョイナー８の高さｈ方向（図中上下方向）の一端部には、給電線６を差し込む接続凹部８１が長さＬ方向（図中左右方向）に貫通して形成され、接続しようとする一対の給電線６の接続端部６Ｅを接続凹部８１の長さＬ方向両端部から対向させて差し込むようになっている。このとき、給電線６の接続端部６Ｅは、所定長さＬ１に亘って絶縁部６２を切除して導体部６１を露出させてある。

接続凹部８１は、図３に示した給電線６の絶縁部６２の外側形状、つまり、幅狭部６２ａ、幅広部６２ｂ、段差部６２ｃ、凸部６２ｄおよび底面６２ｅの形状にほぼ沿った断面形状となっており、接続凹部８１に給電線６を差し込んだ状態では、給電線６はガタ無くジョイナー８に保持されて容易に離脱されないようになっている。

接続凹部８１の底面８１ａの長さＬ方向中央部には、給電線６の接続端部６Ｅから露出した導体部６１の平坦部６１ｆに接触する導通板８２を取り付けてあり、その導通板８２を介して接続しようとする給電線６の導体部６１同士が電気的に接続される。また、ジョイナー８の幅Ｗ３はコア７１が通過できる寸法となっている。

給電線６は、適宜部分を給電線ハンガー９によってレール２に固定される。この給電線ハンガー９によって、給電線６をレール２に沿わせて配線しつつ、給電線６の垂れ下がりを防止するようになっている。

給電線ハンガー９は、図２に示すように、給電線６を保持する保持アーム９１と、この保持アーム９１をレール２に設けた取付台１１と嵌合させるための嵌合端部９２とからなる。図２に示すように、嵌合端部９２は、保持アーム９１よりも大きく形成されている。

取付台１１は、給電線ハンガー９の嵌合端部９２と嵌合させるための溝１１ａが形成されており、この溝１１ａの端から、給電線ハンガー９の嵌合端部９２を挿入することで給電線ハンガー９をレール２に対して取り付けることができる。このとき、給電線ハンガー９の保持アームよりも大きく形成された嵌合端部９２が、溝１１ａの図２の紙面に向かって上下方向にそれぞれ飛び出るように形成された係止部１１ｂによって係止されるため、給電線ハンガー９は、取付台１１に良好に取り付けられることになる。

この給電線ハンガー９の嵌合端部９２と取付台１１に形成された溝１１ａとにより、給電線ハンガー９の着脱機構が形成される。

また、図２に示すように、取付台１１の溝１１ａの開口部１１ｃの紙面に向かって上下方向を１１ｘとし、溝１１ａの内部の紙面に向かって上下方向を１１ｙとし、溝１１ａの内部の紙面に向かって左右方向を１１ｚとし、１１ｙ＞１１ｘという大小関係を与えるようにする。このようにした場合、図５（ａ）に示すように給電線ハンガー９の嵌合端部９２の形状をａ、ｂ、ｃ（ａ＜１１ｚ、ｂ＜１１ｘ、ｃ＜１１ｙ）で表すと、図２に示す取付台１１の開口部１１ｃに対して図５（ａ）に示す矢印Ａ方向に嵌合端部９２を挿入してから、図５（ｂ）に示すように９０度回転させることで、給電線ハンガー９の嵌合端部９２を取付台１１の溝１１ａに嵌合させることができる。

図６に示すように、取付台の溝１１ａは、１本以上複数、例えば１〜３本形成することで複数の給電線ハンガー９を設置することができることから、複数の給電線６を平行配線することができる。また、取付台の溝１１ａを複数形成しておくことで、溝１１ａに対して自在に給電線ハンガー９を取り付けることができるため、給電線６の本数や給電線６のピッチ間を自在に調節することができるため給電線の配線自由度を大幅に向上させることができる。

このように給電線ハンガー９が、レール２に対して着脱自在であることから給電線６のレイアウトを自在に調節できるため容易な施工を実現することができる。例えば、上述したような複数の給電線６を平行配線する際の配線間隔も任意に調節可能となることから、設置環境に制限のある空間においてもユーザが所望する施工形態を容易に実現することができる。

また、図２では、１つの給電線ハンガー９に対して１本の給電線６を取り付けることができるようになっているが、図２の領域Ａに示した保持アーム９１の先端部９３の形状を図７、図８に示すように形成することで、１つの給電線ハンガー９に対して複数の給電線６を取り付けることができる。

図７では、保持アーム９１の先端部９３に給電線６を取り付ける溝９３ａを３つ形成している。この場合には、保持アームの先端部９３を弾性部材で形成することで給電線６を容易に着脱することができるようになる。

図８では、図７で示した例と同様に保持アーム９１の先端部９３に給電線６を取り付ける溝９３ａを３つ形成しているが、先端部９３を先端パーツ９３Ａ、配線とをヒンジ９３Ｃにて結合させることでなり、先端パーツ９３Ｂを開閉自在とすることで給電線６を容易に着脱することができる。

このように、１つの給電線ハンガー９により複数の給電線６を保持することができるため、部品点数の削減による大幅なコストダウンを実現するとともに、限られた設置空間を有効に利用することができる。

また、上述した給電線ハンガー９に代えて、図９に示すような給電線ハンガー９Ａを用いることもできる。図９（ａ）に示すように給電線ハンガー９は、図６に示すような取付台１１の溝１１ａに取り付けるための取付部９４ａと、保持アーム９４ｂからなる。保持アーム９４ｂの先端部９４ｃには、給電線６を保持するための保持溝９４ｄが形成されている。

図９（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）に示す矢印Ａ、Ｂ方向から視認した様子を示した図である。図９（ｂ）に示すように取付部９４ａ方向から視認した場合、給電線ハンガー９Ａは、取付部９４ａ、保持アーム９４ｂの中心点ｃを対称中心とする点対称な形状（例えば、円筒形状）となっている。これにより、給電線ハンガー９Ａを、取付台１１の溝１１ａに取り付けた場合、給電線ハンガー９Ａは自在に回転することができ、先端部９４ｃの保持溝９４ｄに保持されている給電線６の向きを任意の方向に向けることができる。これにより、給電線６の配線自由度を向上させることができる。

また、上述した給電線ハンガー９に代えて、図１０（ａ）、（ｂ）に示すようなＣチャンネル、円管といった２重管構造を有する給電線ハンガー９Ｂ、９Ｃを用い、それぞれの保持アーム９１のピッチ間を調節自在とすることで、平行配線させる給電線６のピッチ間を自在に調節することができる。これにより、給電線６の配線自由度を向上させることができる。

なお、図１０（ａ）、（ｂ）に示すような給電線ハンガー９Ｂ、９Ｃを用いる場合、図６に示した取付台１１に代えて、それぞれを容易に着脱可能な着脱機構、例えば、弾性力によって給電線ハンガー９Ｂ、９Ｃを保持する部材などを、給電線ハンガー９Ｂ、９Ｃの大きさ、形状に応じた数だけレール２に設置すればよい。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明の実施の形態として示すトロリーシステムの全体を示す概略構成図である。 図１中II−II線に沿った拡大断面図である。 給電線の接続端部を示す拡大斜視図である。 給電線を接続する接続具の拡大斜視図である。 レールと給電線ハンガーとに設けられた着脱機構の一例を示した図である。 レールに設けられた着脱機構の一例を示した図である 給電線ハンガーの先端形状の一例を示した図である。 給電線ハンガーの先端形状の別な例を示した図である。 回転自在な給電線ハンガーの一例を示した図である。 ピッチ間を調節自在な給電線ハンガーの一例を示した図である。

符号の説明

１ トロリーシステム
２ レール
３ 移動体
４ 非接触式給電システム
６ 給電線
８ ジョイナー
９ 給電線ハンガー
９Ａ 給電線ハンガー
９Ｂ 給電線ハンガー
１１ 取付台
１１ａ 溝
１１ｂ 係止部
１１ｃ 開口部
９１ 保持アーム
９２ 嵌合端部
９３ 先端部
９３Ａ、９３Ｂ 先端パーツ
９３Ｃ ヒンジ
９３ａ 溝
９４ａ 取付部
９４ｂ 保持アーム
９４ｃ 先端部
９４ｄ 保持溝

Claims (3)

1. 躯体側に固定的に設置されたレールと、
   前記レールに走行可能に案内支持される移動体と、
   前記レールに沿って配線され高周波電流が流される給電線と、
   前記移動体に伴って移動し前記給電線から受け渡される電流で前記移動体を駆動する受電ブロックとを備え、
   前記受電ブロックは、前記給電線に非接触状態で配置される受電子を有し、前記給電線と前記受電ブロックとの間の電流受け渡しは、給電線に発生する磁界による電磁誘導によって前記受電子に誘導電流を発生させるようにした非接触式給電システムを用いたトロリーシステムであって、
   前記給電線を前記レールに支持する給電線ハンガーを更に備え、
   前記レールに設けた取付台には、長手方向に沿って開口部の幅が内部の幅よりも幅狭とされた溝が形成され、
   前記給電線ハンガーは、長手方向の軸となる保持アームを有し、該保持アームの根本部は、横幅と縦幅からなる側面視Ｔ字形状を成す嵌合端部とされ、前記横幅は前記取付台に形成された溝の開口部の幅よりも狭幅とされ、且つ、前記縦幅は前記取付台に形成された溝の開口部の幅よりも広幅とされ、
   前記レール長手方向の任意の位置にて、前記嵌合端部を前記溝内に挿入し、その後、前記保持アームを略９０°回動させることにより、前記給電線ハンガーを、前記レールの所望部位に固定可能としたこと
   を特徴とする非接触式給電システムを用いたトロリーシステム。
2. 前記保持アームの先端部は弾性部材で構成され、前記給電線を支持する給電線取り付け溝が複数形成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触式給電システムを用いたトロリーシステム。
3. 前記保持アームの先端部には、互いに対となって複数の給電線取り付け溝を形成する第１先端パーツ、及び前記第２先端パーツを有し、
   前記第２先端パーツは、ヒンジにより回動して、前記各給電線取り付け溝内への給電線の保持、開放を切替可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の非接触式給電システムを用いたトロリーシステム。

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