JP7120144B2 - Storage facility - Google Patents
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Description
本発明は物品を保管するための保管設備に関するものであり、特に物品を保管するための保管棚が複数並んで設けられた保管設備に関するものである。 The present invention relates to a storage facility for storing articles, and more particularly to a storage facility in which a plurality of storage shelves for storing articles are arranged side by side.
従来、物品が保管される自動倉庫などの設備において、多列多段に区切られた保管棚を有する保管ラックが用いられている。例えば特許文献1に記載された設備においては、複数の保管棚が搬送方向に沿って並ぶように設けられており、この保管棚のそれぞれが、物品を収納した収納容器を保管可能となっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, storage racks having storage racks partitioned into multiple rows and multiple stages have been used in facilities such as automated warehouses in which articles are stored. For example, in the equipment described in Patent Document 1, a plurality of storage racks are provided so as to line up along the transport direction, and each of these storage racks can store a storage container containing an article. .
また特許文献1に記載された設備においては、保管棚のそれぞれに保管棚パッドが設けられており、この保管棚パッドは外部電源から電流を流されることにより、その保管棚に保管されている収納容器に設けられた送風装置に対して非接触で電力の供給を行うことができる。これにより、収納容器の送風装置は、収納容器が保管棚に保管された状態において動作することが可能となっている。 Further, in the equipment described in Patent Document 1, each of the storage shelves is provided with a storage shelf pad. Electric power can be supplied in a non-contact manner to the air blower provided in the container. As a result, the air blower for the storage container can operate while the storage container is stored on the storage shelf.
このように、従来の保管設備の中には、複数の保管棚のそれぞれに電力の供給手段が設けられることにより、保管棚のそれぞれにおいて、電力を必要とする機器が動作することが可能となっているものがある。 In this way, in conventional storage facilities, each of a plurality of storage racks is provided with a means for supplying electric power, so that a device that requires power can operate in each of the storage racks. there is something
しかしながら、従来の保管設備において複数の保管棚のそれぞれに電力の供給手段が設けられている場合、保管設備の構築コストが高くなるという問題があった。 However, in a conventional storage facility, if power supply means is provided for each of a plurality of storage racks, there is a problem that the construction cost of the storage facility increases.
図9の平面図は、従来の保管設備90の一例を示している。この保管設備90においては、スタッカークレーン91の搬送経路Wに沿って、ラック柱92によって区切られた保管棚93が複数並んでいる。スタッカークレーン91は、パレット94に載置された物品95を搬送経路Wに沿って搬送し、保管棚93のそれぞれに対してパレット94ごと物品95を移載することにより、各保管棚93に物品95を保管する。
The plan view of FIG. 9 shows an example of a
パレット94には電力を消費して動作する駆動装置96(例えば特許文献1のような送風装置や、物品95を冷却するための冷却装置)が設けられている。また、各保管棚93には駆動装置96へと電力を供給可能な電源97(例えば商用交流電源や蓄電池)が設けられている。物品95がパレット94ごと保管棚93に保管された状態では、電源97から駆動装置96へ電力の供給が行われて、駆動装置96が各保管棚93内で動作できるようになっている。
The
このような従来の保管設備90によれば、駆動装置96の動作によって、保管棚93に保管されている物品95の品質を高く保つことができる。例えば駆動装置96が特許文献1に記載されているような送風装置であれば、物品95に塵芥が付着することを防止できる。また、物品95が生鮮食品など高温では品質が劣化するものであった場合、駆動装置96が冷却装置であれば、保管棚93に物品95が保管されている間、冷却装置によって物品95が冷却されて、物品95の品質が保たれる。
According to such a
ところが、図9に示すような従来の保管設備90の構成では、各保管棚93において駆動装置96が動作可能となるために、全ての保管棚93に電源97が設けられている必要があった。特に駆動装置96が冷却装置のように大きな電力を必要とするものであれば、商用交流電源の配電盤と接続する大型の配線や、大容量のバッテリなどが保管棚93の一つ一つに配置される必要がある。
However, in the configuration of the
このような電源97を、多数存在する保管棚93の一つ一つに配置すると、資材コストが高くつくことに加え、保管棚93の一つ一つに対して配線や機器の設置といった作業を行わなければならず、作業コストも高くついてしまう。
If such a
そこで本発明は、物品を保管するための保管棚が複数並んで設けられた保管設備において、保管棚に対する電力供給を低コストで実現することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to realize power supply to storage racks at low cost in a storage facility in which a plurality of storage racks for storing articles are arranged side by side.
上記課題を解決するため、本発明に係る実施形態の一例における非接触給電設備は、パレットに載置された物品を保管するための保管棚が並び方向に沿って複数設けられた保管ラックを有し、前記保管ラックにおける前記保管棚同士はそれぞれ、前記並び方向と交差する奥行き方向に延びる区切り部によって区切られている保管設備において、前記パレットのそれぞれには、電力を消費する電力負荷が設けられているとともに、前記並び方向の両端のそれぞれには、前記電力負荷と電気的に接続された送受電パッドが設けられており、前記保管棚のうちの少なくとも1つは、当該保管棚に保管されている前記パレットの前記送受電パッドに対して非接触方式により給電を行う給電器を有する給電棚であり、前記並び方向に隣接する2つの前記保管棚にそれぞれ保管されている前記パレット同士の間で、一方の前記パレットの前記送受電パッドから、他方の前記パレットの前記送受電パッドへと、非接触方式による電力伝送が行われることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the contactless power supply equipment in one example of the embodiment according to the present invention has a storage rack in which a plurality of storage racks for storing articles placed on pallets are arranged in a row direction. In the storage facility in which the storage racks in the storage rack are separated by partitions extending in a depth direction that intersects with the arrangement direction, each of the pallets is provided with a power load that consumes power. In addition, power transmission/reception pads electrically connected to the power loads are provided at both ends in the row direction, and at least one of the storage racks is stored in the storage rack. a power supply shelf having a power supply that supplies power to the power transmission/reception pads of the pallet by a non-contact method, and between the pallets stored in the two storage shelves that are adjacent in the alignment direction. and power is transmitted from the power transmitting/receiving pad of one pallet to the power transmitting/receiving pad of the other pallet by a non-contact method.
また好ましくは、前記区切り部のそれぞれには、当該区切り部に隣接する2つの保管棚にそれぞれ保管されている前記パレットの前記送受電パッド同士の間での非接触方式による電力伝送を中継する電力中継パッドが設けられているとよい。 Further, preferably, each of the partitions has power for relaying power transmission by a contactless method between the power transmission/reception pads of the pallets stored in two storage racks adjacent to the partition. A relay pad may be provided.
また好ましくは、前記電力中継パッドは、電力中継コイルおよび共振コンデンサを含む共振回路と、前記電力中継コイルと並列に前記共振コンデンサへ接続された可飽和リアクトルと、を備えるとよい。 Further, preferably, the power relay pad includes a resonance circuit including a power relay coil and a resonance capacitor, and a saturable reactor connected to the resonance capacitor in parallel with the power relay coil.
また好ましくは、前記電力中継パッドは、前記共振コンデンサと前記可飽和リアクトルとの間の導通を開閉可能な調節リレーを備えており、前記調節リレーは、前記共振コンデンサに蓄積された電力によって動作するとよい。 Also preferably, the power relay pad includes an adjustment relay capable of opening and closing electrical connection between the resonance capacitor and the saturable reactor, and the adjustment relay is operated by electric power accumulated in the resonance capacitor. good.
また好ましくは、前記パレットのそれぞれには、前記送受電パッドに供給される電力を蓄積するとともに、蓄積した電力を前記電力負荷へ供給する蓄電装置が設けられているとよい。 Preferably, each of the pallets is provided with a power storage device that stores power to be supplied to the power transmission/reception pad and supplies the stored power to the power load.
また好ましくは、前記区切り部のそれぞれには、前記奥行き方向に2本並んで設けられたラック柱が前記並び方向および前記奥行き方向と交差する高さ方向に延びており、前記電力中継パッドが前記奥行き方向に2本並んだ前記ラック柱同士の間に設けられており、
前記電力中継パッドの電力中継コイルは磁性体コアに巻き付けられており、前記磁性体コアの前記並び方向寸法が前記ラック柱の前記並び方向寸法に等しいとよい。
Further, preferably, each of the partitioning portions has two rack columns arranged side by side in the depth direction and extending in a height direction intersecting the row direction and the depth direction, and the power relay pad is connected to the power relay pad. provided between the two rack pillars arranged in the depth direction,
The power relay coil of the power relay pad is wound around a magnetic core, and the alignment direction dimension of the magnetic core is preferably equal to the alignment direction dimension of the rack column.
本発明に係る実施形態の一例における保管設備によれば、電力負荷が消費する電力の供給に関して、パレットのそれぞれに設けられた送受電パッドにより、各パレット間で非接触方式による電力伝送が行われることになる。そのため、給電器を有する給電棚が、並び方向に並ぶ複数の保管棚のうち少なくとも1つに設けられていれば、それらの保管棚全てに対し一つの給電器から間接的に電力の供給を行うことが可能となるので、給電器が全ての保管棚に設けられる必要はない。また送受電パッドは保管棚とは別体のパレットに設けられるため、作業員が保管棚の一つ一つに対して配線などの作業を行う必要がない。 According to the storage facility in one example of the embodiment of the present invention, regarding the supply of power consumed by the power load, the power transmission/reception pads provided on each of the pallets perform contactless power transmission between the pallets. It will be. Therefore, if a power supply shelf having a power supply is provided in at least one of a plurality of storage shelves arranged in a row, power is indirectly supplied from one power supply to all of the storage shelves. Therefore, it is not necessary to provide power feeders to all storage racks. In addition, since the power transmission/reception pads are provided on a separate pallet from the storage racks, workers do not have to perform work such as wiring for each of the storage racks.
図1は、本発明に係る実施形態の一例における保管設備10の一部の平面図を概略的に示している。この保管設備10は保管ラック11を有し、この保管ラック11には複数の保管棚13が並び方向Wに沿って並んで設けられている。これらの保管棚13の一つ一つは、並び方向Wと交差する奥行き方向Yに延びる区切り部18によって区切られている。
FIG. 1 schematically shows a plan view of part of a
また、図1のA-A矢視図を示す図2に表れているように、並び方向W(および奥行き方向Y)と交差する高さ方向Zに上下複数段の保管棚13が重なるように設けられている。保管ラック11は高さ方向Zに延びる複数のラック柱16を有しており、図1に示すように、奥行き方向Yに2本並んで設けられたラック柱16同士の間の領域が、保管棚13を区切る前述の区切り部18となっている。
Also, as shown in FIG. 2 showing a view taken along the line AA in FIG. 1, the
そして奥行き方向Yに沿って並ぶ2本のラック柱16の間を掛け渡すように棚板17が設けられていて、図2に示すように、高さ方向Zについてはこの棚板17によって一つ一つの保管棚13が区切られている。
A
図1に示すように、棚板17は保管棚13を並び方向Wに区切るラック柱16同士の間の領域のうち、ラック柱16の近傍、すなわち各保管棚13における並び方向Wの端部にのみ広がっている。このため図1、図2に示すように、1つの保管棚13には、図中の左側の棚板17と、右側の棚板17との、2枚の棚板17が含まれることになり、これら2枚の棚板17同士の間には並び方向Wに広がる間隔がある。
As shown in FIG. 1, the
各保管棚13においては、棚板17の上に、パレット20に載置された物品30が保管される。このパレット20の並び方向W寸法は前述の棚板17同士の間の間隔よりも大きい。そのため、パレット20が保管棚13に保管される際には、パレット20の並び方向Wの両端部のみが2枚の棚板17でそれぞれ支持された状態となる。
In each
各保管棚13に対しては、保管設備10内を走行するスタッカークレーン50によってパレット20および物品30の移載が行われる。スタッカークレーン50はパレット20を支持するためのフォーク55を備えており、このフォーク55上にパレット20が支持された状態でスタッカークレーン50が並び方向Wに走行することにより、保管設備10内でパレット20(およびそれに載置された物品30)の搬送が行われる。
またスタッカークレーン50は並び方向Wに沿って並び高さ方向Zに延びる2本のマスト51を有している。フォーク55はこのマスト51に沿って昇降する昇降台57に搭載されており、スタッカークレーン50は昇降台57を用いてフォーク55上のパレット20の高さ方向Z内の位置を上下複数段の保管棚13のそれぞれに対して位置合わせすることができる。
The
昇降台57にはフォーク55の他に、フォーク55を水平方向に移動させる屈伸式アーム52と、フォーク55および屈伸式アーム52を水平面内で旋回させる旋回台53が搭載されている。スタッカークレーン50から保管棚13へとパレット20が移載される際には、昇降台57によって目標の保管棚13の棚板17よりもやや高い位置まで旋回台53およびパレット20を載せたフォーク55が上昇させられた後、旋回台53が旋回して、屈伸式アーム52によるフォーク55の移動方向が奥行き方向Yに合わせられる。そしてフォーク55が保管棚13へ向けて移動した状態で、昇降台57によってフォーク55が下降されると、前述のパレット20と2枚の棚板17間の間隔の寸法の違いにより、棚板17の上にパレット20が残ることになる。なお、フォーク55が奥行き方向Yに移動する姿勢においては、フォーク55の並び方向W寸法は棚板17間の間隔の寸法よりも小さく、下降時に棚板17の間を通り抜けることができる。以上のようにして、スタッカークレーン50から保管棚13へとパレット20が移載される。
In addition to the
図1には、並び方向Wに沿って並ぶ3つの保管棚13にそれぞれパレット20およびパレット20に載置された物品30が保管された状態が示されている。なお、保管ラック11の図中の左端の保管棚13は給電棚13sとなっている。
FIG. 1 shows a state in which a
各パレット20には物品30が載置されている他、駆動装置22、第1送受電パッド25a、第2送受電パッド25bが設けられている。ここで、第1送受電パッド25aと第2送受電パッド25bはパレット20における並び方向Wの両端のそれぞれに設けられている。具体的には、第1送受電パッド25aはパレット20における並び方向Wの一端(図中の左端)、第2送受電パッド25bは他端(図中の右端)に設けられている。
Each
駆動装置22は電力を消費する電力負荷であり、例えば物品30を冷却するための冷却装置が駆動装置22として各パレット20に組み込まれている。図中では図示の都合上、駆動装置22が物品30よりも小さいものとして示しているが、駆動装置22は実際には物品30より大きいものでもよく、例えば物品30全体を収納する筐体を備え、その筐体内の空間を極低温に維持する冷凍装置が駆動装置22であってもよい。
The driving
図1に破線で示しているように、駆動装置22は送受電配線26により第1送受電パッド25aおよび第2送受電パッド25bと電気的に接続されている。また第1送受電パッド25aと第2送受電パッド25bとの間も送受電配線26により電気的に接続されている。
As indicated by dashed lines in FIG. 1 , the driving
第1送受電パッド25aと第2送受電パッド25bは、その近傍で発生する磁束の変化に応じて起電力を発生するとともに、自身に流れる電流に応じてその周囲へ磁束を発生させる送受電コイルを含んでいる。したがって、例えば第1送受電パッド25aの近傍で交番磁束が発生していれば、第1送受電パッド25aが発生させる起電力により、電気的に接続されている駆動装置22の動作が可能となる。
The first power transmission/
ここで、図中の左端に位置する給電棚13sには給電器としての給電パッド60が設けられている。この給電パッド60は、図中の左端に位置する2本のラック柱16間の端部区切り部18sの中に配置されている。給電パッド60は給電配線64によって交流電源62(例えば工業用電源)に接続されている。給電パッド60にも自身に流れる電流に応じてその周囲へ磁束を発生させる給電コイルが含まれており、その給電コイルに交流電源62からの交流電流が流れることにより、給電パッド60の近傍には交番磁束が発生する。
Here, a
図1に示す通り、パレット20が給電棚13sに保管されている状態においては、給電パッド60と第1送受電パッド25aとは互いに向かい合うように配置される。なお、スタッカークレーン50は、パレット20を給電棚13sへと移載する際に、給電パッド60と第1送受電パッド25aとが向かい合う配置となるよう位置制御を行う。
As shown in FIG. 1, when the
この状態で給電パッド60の給電コイルに交流電源62から交流電流が流されて給電パッド60の近傍に交番磁束が発生すると、給電パッド60と向かい合って磁束結合している第1送受電パッド25aの送受電コイルに起電力が発生する。すなわち、給電パッド60から第1送受電パッド25aへ非接触方式により給電が行われる。こうして第1送受電パッド25aへ供給された電力が第1送受電パッド25aと接続されている駆動装置22へ供給されることにより、給電棚13sにおいて駆動装置22が動作可能となる。
In this state, when an alternating current is passed through the power supply coil of the
さらに、第1送受電パッド25aは第2送受電パッド25bにも接続されているため、第1送受電パッド25aに供給される電力は第2送受電パッド25bにも供給されて、第2送受電パッド25bに交流電流が流れる。すると、第2送受電パッド25bの近傍に交番磁束が発生する。
Furthermore, since the first power transmission/
第2送受電パッド25bの外表面のうち、送受電コイルからの交番磁束が発生する面は、給電棚13sに隣接する保管棚13との間に存在する区切り部18に向けられている。この区切り部18の中には、第2送受電パッド25bと向かい合う電力中継パッド40が設けられている。この電力中継パッド40には、その近傍で発生する磁束の変化に応じて起電力を発生するとともに、自身に流れる電流に応じてその周囲へ磁束を発生させる電力中継コイル42(図3)が含まれている。電力中継パッド40と向かい合う第2送受電パッド25bの送受電コイルから交番磁束が発生すると、電力中継パッド40の電力中継コイル42は送受電コイルと磁束結合し、電力中継コイル42を含む回路に交流電流が流れる。すると電力中継コイル42自身も交番磁束を発生させることになり、電力中継パッド40の近傍に交番磁束が発生する。
Of the outer surface of the second power transmitting/
一方、給電棚13sに隣接する保管棚13(図1中の中央の保管棚13)に保管されているパレット20の第1送受電パッド25aおよび第2送受電パッド25bは、その保管棚13に隣接する2つの区切り部18にそれぞれ配置されている電力中継パッド40と向かい合うように配置される。スタッカークレーン50がパレット20を保管棚13へと移載する際に適宜位置制御を行うことにより、第1送受電パッド25aおよび第2送受電パッド25bがそれぞれ電力中継パッド40と向かい合うように各パレット20が配置される。例えば電力中継パッド40が区切り部18の奥行き方向Yの中央領域に配置されている場合、第1送受電パッド25aおよび第2送受電パッド25bもそれぞれ奥行き方向Yの中央領域に位置することになるよう配置される。
On the other hand, the first power transmission/
電力中継パッド40の近傍に交番磁束が発生していると、それと向かい合う第1送受電パッド25aの送受電コイルは、電力中継パッド40の電力中継コイル42と磁束結合し、起電力を生じる。このようにして、電力伝送を電力中継コイル42が中継することにより、給電棚13sの第2送受電パッド25bから中央の保管棚13の第1送受電パッド25aへと非接触方式による電力伝送が行われる。こうして中央の保管棚13の第1送受電パッド25aへ供給された電力が中央の保管棚13の駆動装置22へと供給される。
When alternating magnetic flux is generated near the
さらに同様にして、中央の保管棚13の第1送受電パッド25aに供給された電力は第2送受電パッド25bにも供給される。そして、第2送受電パッド25aと向かい合う電力中継パッド40による中継を経て、図中の右端の保管棚13に保管されているパレット20の第1送受電パッド25a、ひいてはそのパレット20の駆動装置22に対しても、非接触方式による電力伝送が行われる。
Furthermore, in the same way, the power supplied to the first power transmission/
図1では図示していないが、図中の右端の保管棚13よりさらに右側の保管棚13にもパレット20が保管されていれば、同様にしてそのパレット20の第1送受電パッド25a(および駆動装置22)へと、電力中継パッド40を介して非接触方式による電力伝送が行われる。このように、図1の保管設備10においては、給電パッド60の設けられた給電棚13sに位置していないパレット20であっても、各パレット20の第1送受電パッド25aおよび第2送受電パッド25b、そして各区切り部18の電力中継パッド40を介して、給電パッド60からの電力が間接的に供給されることとなる。
Although not shown in FIG. 1, if the
なお、非接触給電が行われる際には、送受電が行われる2つのパッド間の間隔がなるべく小さいことが望ましい。パッド間の間隔が小さいほど、両パッド間での磁束結合が強くなり(パッド外の領域へ広がってしまう磁束が少なくなり)、伝送効率が高くなる(電力損失が少なくなる)からである。ここで、図1に示す保管設備10では、並び方向Wに隣接する2つの保管棚13にそれぞれ保管されているパレット20同士の間で電力伝送が行われる際に、一方のパレット20の第1送受電パッド25aから、他方のパレット20の第2送受電パッド25bまでの間には区切り部18、すなわちラック柱16の太さ分の間隔がある。しかし、この区切り部18には電力中継パッド40が設けられており、第1送受電パッド25aと電力中継パッド40との間、そして電力中継パッド40と第2送受電パッド25bとの間には間隔がほとんどないため、第1送受電パッド25aから第2送受電パッド25bへの非接触での電力伝送にあたっての電力損失は少なくなっている。
It should be noted that when contactless power supply is performed, it is desirable that the distance between two pads for power transmission/reception is as small as possible. This is because the smaller the spacing between the pads, the stronger the magnetic flux coupling between the pads (the less the magnetic flux spreading to the area outside the pads), and the higher the transmission efficiency (the less the power loss). Here, in the
電力伝送にあたっての電力損失ができるだけ少なくなるように、電力中継パッド40は、第1送受電パッド25aと第2送受電パッド25bとの間の間隔の寸法となるべく同じ寸法になっているのが望ましい。例えば電力中継パッド40の構造が、フェライトコアなどの磁性体コアに巻き付けられた導体巻線からなるコイルを含むものである場合、そのフェライトコアの寸法、特に並び方向Wにおける寸法が区切り部18の寸法、つまりはラック柱16の太さ(並び方向Wの寸法)に等しくなっていると、電力中継パッド40は第1送受電パッド25aと第2送受電パッド25bとの間の間隔をほぼ完全に埋めることができる。
In order to minimize power loss during power transmission, it is desirable that the
図3は、電力中継コイル42を含む電力中継パッド40の回路図を示している。電力中継コイル42は自身と直列に接続された共振コンデンサ44と共に共振回路を形成しており、第1送受電パッド25aから第2送受電パッド25bへの非接触方式による電力伝送を効率よく行えるようになっている。
FIG. 3 shows a circuit diagram of
ここで、非接触方式により伝送されている電力が大きい場合には、電力中継コイル42において磁気飽和が発生する場合がある。例えば電力中継コイル42がフェライトコアに巻き付けられたものである場合、電力中継コイル42に流れる電流が増加するに従ってフェライトコア内を貫く磁束が増加していくが、磁束量が一定以上になると、フェライトコア内の磁束はそれ以上増加しなくなってしまう(磁気飽和が発生する)。
Here, when the power transmitted by the non-contact method is large, magnetic saturation may occur in the
電力中継コイル42に磁気飽和が発生するとインダクタンスが急激に低下するため、大電流が流れることになり、導線抵抗により電気エネルギーが熱に変換されてしまい、大きな電力損失が生じてしまう。先述のように電力中継パッド40のフェライトコアの寸法はラック柱16の太さと同程度であり比較的大型なので、磁気飽和発生時の電力損失は非常に大きくなってしまう。また磁束が増加しなくなる、つまり磁束の変化が起こらなくなるので、電力中継パッド40と磁束結合している第1送受電パッド25a(図1)には起電力が生じなくなり、非接触方式による電力伝送が途絶えてしまう。このように、電力中継コイル42に磁気飽和が発生すると様々な不具合が生じる。
When magnetic saturation occurs in the
そこで電力中継コイル42の磁気飽和による不具合を防止するため、図3に示す電力中継パッド40の回路においては、可飽和リアクトル46が共振コンデンサ44と並列に接続されている。可飽和リアクトル46は急峻な飽和特性のコアに巻き付けられた巻線であり、少しの電流増加ですぐに磁気飽和に至るようになっている。可飽和リアクトル46も磁気飽和が発生するとインダクタンスが急激に低下するが、磁気飽和が発生するまでのインダクタンスは比較的大きい。ここで、インダクタンスは交流電流にとっての抵抗として働くため、インダクタンスの変化が激しい可飽和リアクトル46は、飽和しているか否かによって、交流電流を遮断あるいは導通するスイッチとして機能する。
In order to prevent problems due to magnetic saturation of the
電力中継コイル42と共振コンデンサ44とによって形成される共振回路には交流電流が流れる。これと並列に接続された可飽和リアクトル46は、磁気飽和が生じてインダクタンスが低下している間は導通し、磁気飽和しておらずインダクタンスが大きい間は遮断するスイッチとして働く。具体的には、可飽和リアクトル46の両端に電圧が印加され始めてから、磁気飽和するまでの時間分遅れて導通し、それから電圧の向きが変わるまでの間、電流が流れる。
An alternating current flows through the resonance circuit formed by the
したがって、定期的に電圧の向きが切り替わる共振回路(電力中継コイル42と共振コンデンサ44)と並列に、一定期間だけ導通する可飽和リアクトル46が接続されていることになる。ここで、可飽和リアクトル46の特性および配線が、電力中継コイル42の電圧が大きくなる期間に導通(飽和)し、導通している間は電力中継コイル42の電圧を打ち消す向きの電圧が発生するように設計されていれば、共振回路に生じる電圧が一定に抑制される。そのため電力中継コイル42に流れる電流も一定に制限され、電力中継コイル42のフェライトコアは磁気飽和を起こさなくなる。一方、可飽和リアクトル46においては頻繁に磁気飽和が生じているが、可飽和リアクトル46のサイズは電力中継コイル42に比べて遥かに小型(例えば10分の1程度)でよいため、可飽和リアクトル46における電力損失は極めて小さい。
Therefore, the
このように、可飽和リアクトル46が設けられていることにより電力中継コイル42の磁気飽和による不具合が防止されるが、可飽和リアクトル46自身もインダクタスを持つため、電力中継コイル42と共振コンデンサ44の共振回路において共振が始まるよりも前から可飽和リアクトル46が接続されていると、共振の始まるタイミングおよび共振電圧が設計者の意図からズレるおそれがある。そこで共振回路での電圧がある程度高くなってから可飽和リアクトル46が接続されるように、図3の電力中継パッド40の回路においては調節リレー48が設けられている。
In this way, the provision of the
この調節リレー48は共振コンデンサ44に蓄積された電力によって駆動されるようになっており、共振コンデンサ44の電圧が一定(動作電圧)以上になると、共振コンデンサ44と可飽和リアクトル46との間が導通されるように配線されている。具体的には電力中継コイル42が磁気飽和を起こすよりも前の時点で調節リレー48の導通が発生するようになっている。
The
横軸を電力中継コイル42に起電力が生じ始めてからの経過時間t、縦軸を共振コンデンサ44(および電力中継コイル42)の共振電圧Vとして、経過時間tに対する電圧Vの変化を示すグラフが図4に示されている。図4に示されているように、共振電圧Vが動作電圧VON(例えば600V)に至る動作時刻tonにおいて調節リレー48の導通が発生する。調節リレー48が導通すると前述のように可飽和リアクトル46によって共振電圧Vが抑制されて、共振電圧Vは安定電圧Vs(例えば300V)に至るまで徐々に低下していく。なお、図4の左側に仮想線で示されているように、仮に動作時刻tonにおいて調節リレー48の導通、すなわち可飽和リアクトル46との接続が発生しなければ、共振電圧Vは動作電圧VONを超えてさらに上昇し続け、やがて電力中継コイル42のフェライトコアが磁気飽和を起こす。
A graph showing changes in the voltage V with respect to the elapsed time t is shown, with the horizontal axis representing the elapsed time t from when the electromotive force started to be generated in the
ここで、共振電圧Vが調節リレー48の動作電圧VONよりも低下しても共振コンデンサ44と可飽和リアクトル46との間の導通が維持されるように、図3の電力中継パッド40の回路においては、自己保持リレー49が調節リレー48および可飽和リアクトル46と並列に設けられている。自己保持リレー49は、調節リレー48が導通して一旦共振コンデンサ44と可飽和リアクトル46との間に電流が流れると、調節リレー48をバイパスする経路を導通させる。すると、共振電圧Vが動作電圧VONよりも低下して調節リレー48が遮断された後でも、共振コンデンサ44と可飽和リアクトル46との間の導通が維持される。
Here, the circuit of the
このようにして、図3に示す電力中継パッド40の回路においては、一旦共振コンデンサ44と可飽和リアクトル46との間が導通すると、その後は共振電圧Vが安定電圧Vsに維持され続ける。この回路に発生している共振電圧Vが消失するのは、非接触方式の電力伝送が終了するときである。例えば図1に示すパレット20が、物品30の出荷のなどのために保管棚13から取り去られると、電力中継コイル42に電力が供給されなくなるため、共振電圧Vは徐々に低下していく。図4右側で仮想線によって示されているように、除去時刻trにおいてパレット20が保管棚13から取り去られたとすると、その時点までは安定電圧Vsに維持されていた共振電圧Vが時間経過と共に低下してゆき、やがて終了時刻toffにおいて共振電圧Vがゼロとなる。自己保持リレー49の動作電圧は非常に低く設計されており、自己保持リレー49が遮断されるのも終了時刻toffである。
Thus, in the circuit of the
図5は、実施形態の別例における保管設備10の一部の平面図を概略的に示している。図5の保管設備10の大部分は図1の保管設備10と同様の構成であり、図1の保管設備10と共通する部分については図1と同じ符号が付されている。図5の保管設備10においては、各パレット20に第1送受電パッド25a、第2送受電パッド25b、駆動装置22の他、蓄電装置としてのバッテリ23(例えば鉛蓄電池)が設けられている。
FIG. 5 schematically shows a plan view of part of the
バッテリ23は送受電配線26を介して、第1送受電パッド25a、第2送受電パッド25b、駆動装置22と電気的に接続されている(図5では第1送受電パッド25aと第2送受電パッド25bとの間に、駆動装置22と並列に接続されている)。これにより、バッテリ23は第1送受電パッド25aに(給電パッド60または他のパレット20の第2送受電パッド25bから)非接触方式で供給されている電力を蓄積することが可能であるとともに、蓄積した電力を駆動装置22へ供給することができる。またバッテリ23は第2送受電パッド25bにも接続されているため、蓄積した電力を(電力中継パッド40を介して)他のパレット20の第1送受電パッド25aへと伝送することも可能である。
The
図1または図5に示されているような実施形態の保管設備10によれば、並び方向Wに沿って複数設けられた保管棚13のうち、少なくとも1つが給電パッド60(給電器)を有する給電棚13sとなっていれば、他の保管棚13に対しては第1送受電パッド25a、第2送受電パッド25b、電力中継パッド40を介して電力伝送が行われるため、従来技術のように全ての保管棚13に給電パッド60ひいては交流電源64を設ける必要がない。例えば、1枚のパレット20において必要となる電力が50Wなら、給電パッド60で500Wの電力を供給することにより、10枚のパレット20に対して1箇所の給電棚13sから給電を行うことができる。そのため、給電パッド60を設置する作業を行うべき対象となる保管棚13の数は非常に少なくてよく、保管設備10を構築するにあたっての資材コストおよび作業コストが低減される。
According to the
また、パレット20の駆動装置22は、給電棚13sに位置している場合、または第1送受電パッド25a、第2送受電パッド25b、電力中継パッド40を介して給電棚13sから間接的に電力伝送が可能となっている保管棚13に位置している場合に動作するので、保管ラック11のうちの一部が駆動装置22の動作する保管棚13となっているように保管設備10を構築することも可能である。例えば駆動装置22が冷却装置であれば、保管設備10全体としては冷却機能が導入されていない設備であったとしても、一部の保管棚13においては駆動装置22による冷却が可能となる。この場合、冷却の必要ない物品については電力が伝送されていない棚に保管し、冷却が必要な物品30については第1送受電パッド25a、第2送受電パッド25b、駆動装置22を含むパレット20に載置して、給電棚13sまたは給電棚13sからの電力伝送が行われている保管棚13に保管するようにすることで、冷却の必要ない物品と冷却が必要な物品30とを同じ保管設備10で保管することが可能となる。なおこのような保管設備10においては、スタッカークレーン50から保管ラック11への移載が行われる際に、冷却が必要な物品30を移載するにあたっては給電棚13s、または給電棚13sからの電力伝送が行われている保管棚13(すなわち、既にパレット20が保管されている保管棚13の隣の保管棚13)へと移載が行われるようにスタッカークレーン50が制御されるとよい。
Further, the driving
また、図5に示されているように、各パレット20にバッテリ23が設けられている場合は、第1送受電パッド25aへの電力伝送が行われていなくとも、バッテリ23に蓄積されている電力で駆動装置22が動作可能である。そのため、例えば図5に仮想線で示されているように、物品30の出荷や保管位置変更のために中央の保管棚13からパレット20が取り除かれた場合であっても、図中の右側の保管棚13では、バッテリ23に蓄積されている電力によって問題なく駆動装置22の動作が継続される。このため、バッテリ23が設けられている場合には、保管ラック11においてパレット20および物品30を保管する保管棚13の選択、どの保管棚13から物品30を出荷していくかの順番など、物品30を搬送する手順全般の自由性が高くなる。
Further, as shown in FIG. 5, when each
なお、上記した実施形態においては区切り部18に電力中継パッド40が設けられることで第2送受電パッド25bから第1送受電パッド25aへの非接触方式での電力伝送が効率よく行われるようになっているが、区切り部18が十分に小さくて向かい合う第2送受電パッド25bと第1送受電パッド25aとが十分に磁束結合する場合、すなわち電力中継パッド40がなくとも非接触の電力伝送が効率よく行われることが見込まれる場合には、必ずしも電力中継パッド40が設けられていなくともよい。
In the above-described embodiment, the
また電力中継パッド40のフェライトコアの並び方向W寸法は必ずしもラック柱16の太さと等しくなくてもよく、例えばラック柱16の太さの90%から110%の寸法であってもよい。
Also, the dimension W in the direction in which the ferrite cores of the
また電力中継パッド40において、電力中継コイル42のコアで磁気飽和が起こるおそれのない場合、あるいは磁気飽和が起こったとしても飽和による損失が少ないのであれば、必ずしも可飽和リアクトル46が設けられていなくともよい。
Further, in the
また可飽和リアクトル46が始めから電力中継コイル42に接続されていたとしても電力中継パッド40における共振電圧の調節が円滑に行われるようであれば、調節リレー48は必ずしも設けられていなくともよい。
Even if the
また調節リレー48として動作電圧と復帰電圧との差が非常に大きいリレーを用いることで、自己保持リレー49を省略することもできる。例えば印加電圧が600Vで導通(動作)し、導通後は印加電圧が200Vに低下するまでは導通したままで、印加電圧が200Vを下回ると切断状態に戻る(復帰する)ようなリレーが調節リレー48として用いられていれば、共振コンデンサ44の電圧が600Vに達すると可飽和リアクトル46が電力中継コイル42と導通し、その後、共振コンデンサ44の電圧が安定電圧の300Vまで下がっても導通が継続されたままであるという動作が、自己保持リレー49なしで実現される。
Further, by using a relay having a very large difference between the operating voltage and the return voltage as the adjusting
また、以上の実施形態においては電力中継パッド40として、ラック柱16同士の間の区切り部18に配置されており、フェライトコアの並び方向Wの寸法がラック柱16の太さと同程度のものを想定したが、電力中継パッド40の形態はこれに限るものではない。例えば図6、図7に示すように、区切り部18に対して図中左側の棚板17から右側の棚板17にまでかけて広がる電力中継パッド80が用いられてもよい。この電力中継パッド80は棚板17に埋め込まれるようにして配置されており、図7に示すように、その天面が棚板17の天面と平行になっている。
In the above embodiment, the
このように並び方向Wの寸法が大きくなっている電力中継パッド80を用いると、保管棚13同士の間の間隔が大きくても、第1送受電パッド25a(右側のパレット20)と第2送受電パッド25b(左側のパレット20)との間の電力伝送を効率よく行うことができる。なぜならば、この電力中継パッド80を用いた場合、図7に示すように、電力中継パッド80は第1送受電パッド25aと第2送受電パッド25bとのどちらに対しても、高さ方向Z内で隣接し向かい合う配置となるからである。なお図6では電力中継パッド80が区切り部18の奥行き方向Yの中央領域に配置されているが、パレット20における第1送受電パッド25aと第2送受電パッド25bの配置に応じて、異なる位置に配置されてもよい。
By using the
図8にこの電力中継パッド80の回路図例を示す。第1送受電パッド25aと第2送受電パッド25bの両方の送受電コイルと磁束結合が可能なように、この回路図には直列に配置された第1電力中継コイル82aと第2電力中継コイル82bとが設けられており、一方が第1送受電パッド25aの送受電コイルと、他方が第2送受電パッド25bの送受電コイルと磁束結合する。そしてこれらが合わさって電力中継コイル82を構成している。なお、電力中継コイル82が全体として第1送受電パッド25aと第2送受電パッド25bの両方の送受電コイルと磁束結合が可能となっていればよいので、電力中継コイル82は必ずしも上記のように2つに分かれている必要はなく、例えば大きなコイルが電力中継パッド80の全体にわたって広がる(例えば平面視四角形のパッド外縁に沿って一周するように延びる)ものであってもよい。
FIG. 8 shows an example of a circuit diagram of this
なお図8においては、自己保持リレー49が省略された形態の回路図を示している。図8の調節リレー88は動作電圧と復帰電圧との差が大きく、例えば共振電圧600Vで導通し、その後は共振電圧が200Vまで下がらないと切断されないものとすると、自己保持リレー49が導通した後で、可飽和リアクトル86が共振電圧を300V程度で安定させたとしても、共振電圧下で自己保持リレー49が切断状態に戻ることはない。なお図8でも調節リレー88は共振コンデンサ84に蓄積された電力によって動作するようになっているが、ここでは共振コンデンサ84が直列に配置された第1共振コンデンサ84aと第2共振コンデンサ84bとに分かれており、第2共振コンデンサ84bのみが整流器85を介して調節リレー88と接続されるようになっている。
Note that FIG. 8 shows a circuit diagram in which the self-holding
第1共振コンデンサ84aと第2共振コンデンサ84bとが持つ静電容量は別々になっており、例えば第1共振コンデンサ84aの容量が0.22μF、第2共振コンデンサ84bの容量が4.4μFとなっている(共振コンデンサ84全体では約0.209μF)。このように共振コンデンサ84を異なる容量値の2つのコンデンサで構成し、そのうち片方のみを調節リレー88の動作に用いることで、共振回路全体の共振電圧と、調節リレー88に印加される電圧とを異ならせることができる。
The capacitances of the
発明者による実験では、上記例の容量を持つ共振コンデンサ84および実測値インダクタンス120μHの電力中継コイル82に対して調節リレー88としてDC24Vコイルリレーを用いたところ、周波数31kHzにおいて共振コンデンサ84全体での電圧が600Vとなったときに調節リレー88が作動(導通)し、可飽和リアクトル86が共振電圧を300V以下程度となるように制限するように働く結果が得られた。このように、共振コンデンサ84を2つのコンデンサで構成し、そのうち片方のみを調節リレー88の動作に用いることで、調節リレー88自体の動作電圧が目的の電圧(例えば600V)でなくとも目的の共振電圧において作動するように構成することができ、回路に採用できるリレーの選択肢が多くなる。
In an experiment conducted by the inventor, when a 24V DC coil relay was used as the
なお、上記した実施形態においては電力負荷として送風装置や冷却装置などの駆動装置22を例示したが、パレット20に搭載される電力負荷は電力を消費するものであればよく、必ずしも駆動装置22でなくともよい。例えば駆動装置22以外にも、各パレット20の現在位置を示すGPS装置、各パレット20の識別情報や載置されている物品30の情報などを記憶する無線IDタグなどが電力負荷として設けられていてもよい。
In the above-described embodiment, the
また上記した実施形態においてはスタッカークレーン50によってパレット20に載置された物品30が搬送される形態を例示したが、物品30およびパレット20が搬送される形態はこれに限るものではなく、例えばフォークリフトによってパレット20が搬送されてもよい。その場合には、パレット20の側面にはフォークリフトのフォークが挿入される2つ一組のフォーク穴が設けられているとよい。
In the above-described embodiment, the
10 保管設備
11 保管ラック
13 保管棚
13s 給電棚
16 ラック柱
17 棚板
18 区切り部
18s 端部区切り部
20 パレット
22 駆動装置
23 バッテリ
25a 第1送受電パッド
25b 第2送受電パッド
30 物品
40 電力中継パッド
42 電力中継コイル
44 共振コンデンサ
46 可飽和リアクトル
48 調節リレー
49 自己保持リレー
50 スタッカークレーン
60 給電パッド
62 交流電源
90 保管設備
94 パレット
96 駆動装置
97 交流電源
10
Claims (5)
前記パレットのそれぞれには、電力を消費する電力負荷が設けられているとともに、前記並び方向の両端のそれぞれには、前記電力負荷と電気的に接続された送受電パッドが設けられており、
前記保管棚のうちの少なくとも1つは、当該保管棚に保管されている前記パレットの前記送受電パッドに対して非接触方式より給電を行う給電器を有する給電棚であり、
前記並び方向に隣接する2つの前記保管棚にそれぞれ保管されている前記パレット同士の間で、一方の前記パレットの前記送受電パッドから、他方の前記パレットの前記送受電パッドへと、非接触方式による電力伝送が行われ、
前記区切り部のそれぞれには、当該区切り部に隣接する2つの保管棚にそれぞれ保管されている前記パレットの前記送受電パッド同士の間での非接触方式による電力伝送を中継する電力中継パッドが設けられていること
を特徴とする保管設備。 A storage rack having a plurality of storage racks for storing articles placed on pallets arranged in a row direction, and the storage racks in the storage rack are arranged in a depth direction that intersects the row direction. In a storage facility separated by an extending partition,
Each of the pallets is provided with a power load that consumes power, and a power transmission/reception pad electrically connected to the power load is provided at each of both ends in the row direction,
At least one of the storage shelves is a power supply shelf having a power supply that supplies power to the power transmission/reception pad of the pallet stored in the storage shelf by a non-contact method,
Between the pallets respectively stored in the two storage racks adjacent in the row direction, from the power transmission/reception pad of one pallet to the power transmission/reception pad of the other pallet, in a non-contact manner. power transmission is performed by
Each of the partitions is provided with a power relay pad for relaying power transmission by a non-contact method between the power transmission/reception pads of the pallets stored in the two storage racks adjacent to the partition. A storage facility characterized by being stored.
電力中継コイルおよび共振コンデンサを含む共振回路と、
前記電力中継コイルと並列に前記共振コンデンサへ接続された可飽和リアクトルと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の保管設備。 The power relay pad is
a resonant circuit including a power relay coil and a resonant capacitor;
a saturable reactor connected to the resonance capacitor in parallel with the power relay coil;
2. The storage facility of claim 1 , comprising:
前記共振コンデンサと前記可飽和リアクトルとの間の導通を開閉可能な調節リレーを備えており、
前記調節リレーは、前記共振コンデンサに蓄積された電力によって動作し、動作後は前記共振コンデンサと前記可飽和リアクトルの間が導通した状態を維持する自己保持回路を形成すること
を特徴とする請求項2に記載の保管設備。 The power relay pad is
an adjustment relay capable of opening and closing electrical connection between the resonant capacitor and the saturable reactor;
4. The adjustment relay is operated by electric power accumulated in the resonance capacitor, and after operation forms a self-holding circuit that maintains a conductive state between the resonance capacitor and the saturable reactor. Storage facility according to 2 .
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の保管設備。 Each of the pallets is provided with a power storage device that stores power to be supplied to the power transmission/reception pad and supplies the stored power to the power load . Storage facility according to any one of.
前記電力中継パッドの前記電力中継コイルは磁性体コアに巻き付けられており、前記磁性体コアの前記並び方向寸法が前記ラック柱の前記並び方向寸法に等しいこと
を特徴とする請求項2に記載の保管設備。 In each partition, two rack pillars are provided side by side in the depth direction and extend in a height direction intersecting the row direction and the depth direction. It is provided between the rack pillars arranged side by side,
The power relay coil of the power relay pad is wound around a magnetic core, and the alignment direction dimension of the magnetic core is equal to the alignment direction dimension of the rack pillars, according to claim 2 . Storage facility.
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