JPH05336606A - 移動体の無接触給電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動体に無接触で、かつ所定位置ではパワー
アップして給電できる無接触給電設備を提供する。 【構成】 ガイドパスに沿って設けた溝内に、高周波の
正弦波共振インバータに接続された誘導線路21を敷設
し、ガイドパスに導かれて移動する走行体22に、フェラ
イト25に渡ってリッツ線26を巻いて形成したコイル27
を、誘導線路21の上方に位置するように垂設し、また誘
導線路21の途中に誘導線路21を中心に走行体22のフェラ
イト25に対向して地上側にフェライト31を配設する。 【効果】 誘導線路21に通電（交流）されると、コイル
27に起電力が発生することにより、無接触で走行体22に
給電できるとともに、誘導線路21の所定位置では地上側
のフェライト31と走行体22のフェライト25に磁路が構成
されることで、供給パワーをアップでき、走行体22に必
要な負荷電力を安定して給電できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体の無接触給電設
備、特に床に敷設されたガイドパスに導かれて走行し荷
を搬送する自走搬送台車の無接触給電設備に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の上記自走搬送台車とその給電装置
を、図11，図12に基づいて説明する。１は下面四隅に走
行車輪２により床面３を自動走行する走行体（自走搬送
台車）で、この走行体１の自動走行は床面３に敷設され
たガイドパス４に導かれて行われる。この走行体１の上
面には荷を載置する荷受け部５が設けられ、内部にバッ
テリ６とこのバッテリ６を駆動電源とする走行駆動装置
（図示せず）が設けられ、この走行駆動装置により走行
車輪２が駆動され、走行する。

【０００３】また走行体１の下部には無接触給電装置と
して、バッテリ充電ステーションに設置された１次コア
７に対向して磁路を形成する２次コア８が垂設され、こ
の充電ステーションに設けられた１次コア７に巻かれた
コイル９に交流電流が通電されると、２次コア８に巻か
れたコイル10に起電力が発生し、この起電力により発生
した交流電流は走行体１内部の交流−直流変換部11を介
してバッテリ６へ供給され、バッテリ６が充電される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成では、走行体１は一旦搬送経路を離れて充電ステーシ
ョンまで走行しないと、充電されないため、作業効率が
悪く、また１次コア７を搬送経路に沿って敷設すればこ
のような問題は解決されるが、製作が困難であり、コス
ト的に不可能であった。さらに、１次コア７と２次コア
８間のギャップ長ｇの変化により１次側の自己インダク
タンスが大きく変化するため、１次側電流値が大きく変
化し、２次側電圧値が大きく変化することから、過電
流、過電圧が発生し、保護装置が動作して給電できない
ことがあった。また、走行体１はパワーアップを必要と
する位置、たとえばステーションなど荷をリフトアップ
する位置で、その必要なパワーに応じて給電されないた
め、容量の大きいバッテリ６が必要となり、よって高価
となり、また走行体１内の取付けスペースも大きく必要
になるという問題があった。

【０００５】本発明は上記問題を解決するものであり、
移動体に無接触で、かつ所定位置ではパワーアップして
給電できる移動体の無接触給電設備を提供することを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
本発明の移動体の無接触給電設備は、移動体が走行する
走行路に沿って、地上側に高周波の正弦波電流を流す線
路を敷設し、前記移動体にこの線路の周波数に共振し、
起電力が生じる、磁性部材に形成したコイルを設け、前
記走行路の所定位置において地上側に、前記線路に対向
して前記移動体のコイルの磁性部材と磁路を形成する磁
性部材を配設したことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】上記発明の構成により、誘導線路に通電（交
流）されると、コイルに起電力が発生することにより、
無接触で移動体に給電されるとともに、走行路の所定位
置では地上側の磁性部材により移動体の磁性部材と磁路
が構成され、供給パワーがアップし、移動体のリフトア
ップ時など大きな負荷電力を必要とする位置で必要な負
荷電力が安定して給電される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、従来例の図11および図12と同一の構成に
は同一の符号を付して説明を省略する。

【０００９】図１は本発明の移動体の無接触給電設備の
一部断面斜視図、図２は本発明の移動体の無接触給電設
備の移動体の給電装置の構成図である。21は、走行体22
の巾以下の範囲内にガイドパス４に沿って溝23を設け、
この溝23内に敷設された誘導線路であり、この誘導線路
21は、図３に示すように電源装置24に接続されている。
また誘導線路21は、絶縁した細い素線を集めて形成した
撚線（以下、リッツ線と呼ぶ）を絶縁体、たとえば樹脂
材にてカバーして構成されている。

【００１０】また、給電装置として図３および図４に示
すように、断面が半円状で、かつ横方向（図１において
ガイドパス４に沿う方向）に長い、磁性部材であるフェ
ライト25を伏せ、フェライト25の上部に横方向に渡っ
て、たとえば10〜20ターンの上記リッツ線26を巻き、フ
ェライト25の一方の外側面に板状の取付け部材32を垂直
に取付けてピックアップコイル27を形成している。取付
け部材32には、図４(c)に示すように、両端が半円状の
横長の取付け孔32Ａが設けられている。この取付け部材
32と、走行体22から床面３側に垂設された一対の支持部
材33を、それぞれの取付け孔32Ａ，33Ａ間を貫通したボ
ルト34Ａにより連結し、図３に示すように、フェライト
25の横方向の中心が誘導線路21のほぼ上方に沿って垂直
に位置するように、左右方向に移動させて調整し、矢印
で示すように回転させて調整し、ナット34Ｂを締めつけ
ることで、ピックアップコイル27を走行体22に固定して
いる。

【００１１】また図１および図３に示すように、荷の移
載を行うステーションＳＴのエリアには、断面がピック
アップコイル27のフェライト25の直径とほぼ同直径の半
円状で、かつ横方向に長い、磁性部材であるフェライト
28を、誘導線路21を中心にピックアップコイル27のフェ
ライト25に対向させて床面３に沿って埋設している。

【００１２】また図２に示すように走行体22の内部に、
誘導線路21に通電（交流）されることによりピックアッ
プコイル27に発生する起電力を所定直流電圧に変換する
交流ー直流変換部28が設けられ、走行駆動装置として走
行車輪２駆動用の減速機付電動モータ29と、このモータ
29を駆動するモータコントローラ30が設けられている。

【００１３】電源装置24と走行体22の給電装置の詳細な
回路構成を図５の回路図にしたがって説明する。電源装
置24は、ＡＣ200 Ｖ３相の交流電源41と、コンバータ42
と、正弦波共振インバータ43と、過電流保護用のトラン
ジスタ44およびダイオード45とを備えている。コンバー
タ42は全波整流用のダイオード46と、フィルタを構成す
るコイル47とコンデンサ48と抵抗49とこの抵抗49を短絡
するトランジスタ50とから構成され、正弦波共振インバ
ータ43は、図中に示すように交互に発振される矩形波信
号により駆動されるトランジスタ51，52と、電流制限用
のコイル53と、トランジスタ51，52に接続される電流供
給用のコイル54と、誘導線路21と並列共振回路を形成す
るコンデンサ55とから構成されている。なお、トランジ
スタ制御装置は省略している。

【００１４】また走行体22は、ピックアップコイル27に
並列に、このピックアップコイル27と誘導線路21の周波
数に共振する共振回路を構成するコンデンサ56を設け、
この共振回路のコンデンサ56に並列に整流用のダイオー
ド57を接続し、ダイオード57に出力を所定電圧に制御す
る安定化電源回路58を接続し、この安定化電源回路58に
負荷、たとえばモータコントローラ30を介してモータ29
が接続して構成している。交流ー直流変換部28は、整流
用のダイオード57と安定化電源回路58とから構成され、
安定化電源回路58は、電流制限用のコイル59と出力調整
用トランジスタ60と、フィルタを構成するダイオード61
およびコンデンサ62から構成されている。なお、トラン
ジスタ制御装置は省略している。

【００１５】上記構成による作用を説明する。まず、交
流電源41から出力されるＡＣ200 Ｖ３相の交流はコンバ
ータ42により直流に変換され、正弦波共振インバータ43
により高周波、たとえば10kHz の正弦波に変換されて誘
導線路21に供給される。この誘導線路21に発生する磁束
により、図６に示すように透磁率の高いフェライト25に
磁路が生じ、誘導線路21の周波数に共振する走行体22の
ピックアップコイル27に大きな起電力が発生し、この起
電力により発生した交流電流はダイオード57で整流さ
れ、安定化電源回路58により所定の電圧に整圧されてモ
ータコントローラ30を介してモータ29に供給され、移動
体の走行体22は、給電されたこのモータ29により走行車
輪２が駆動され、ガイドパス４に導かれて移動する。

【００１６】また、ステーションＳＴのエリアでは、図
７に示すように、ステーションＳＴのフェライト31と走
行体22のピックアップコイル27のフェライト25が対向し
て磁路が形成され、ピックアップコイル27に発生する起
電圧が増加し、パワーアップされ大きな負荷電力が供給
される。

【００１７】このように、無接触で走行体22に走行中に
給電できることから、作業効率を向上でき、さらにステ
ーションＳＴのエリアでパワーアップでき、リフトアッ
プなどの移載作業に必要な大きな負荷電力を供給でき
る。よって、従来のような容量の大きいバッテリが不要
となり、走行体22の取付けスペースも減少できる。

【００１８】またピックアップコイル27は床面３に接触
することなく垂設されることにより、走行体22は床面３
をスムーズに移動することができる。また、フェライト
25の両側部25Ａによってリッツ線26が保持されることで
リッツ線26が巻きやすくなり、作業能率を上げることが
できる。

【００１９】さらに、誘導線路21の長さはピックアップ
コイル27の長さに比較して格段に長いため、たとえば誘
導線路21の長さ100 ｍに対してピックアップコイル27の
長さ10〜15ｃｍであるため、誘導線路21の１次側自己イ
ンダクタンスはほぼ一定となり、また電源装置24のコン
デンサ55と誘導線路21は共振回路を構成していることか
ら、誘導線路21にほぼ一定の大きな電流値で、高周波で
正弦波の１次側電流を流すことができ、またピックアッ
プコイル27の２次側が共振回路となることで、図８に示
すように、共振周波数ｆ_o で２次側に大きな電圧ｖ（図
中では1000〜2000Ｖ）が発生し、誘導線路21とピックア
ップコイル27間のギャップ長が変化しても、誘導線路21
の周波数が多少変動しても、さらに２次側の共振周波数
が誘導線路21の周波数から多少変動しても、周波数ｆ₁
〜ｆ₂ の範囲では所定値（図中では300 Ｖ）以上の２次
側電圧を発生することができ、よって大きな電力を安定
して供給することができる。したがって、上記ギャップ
長の調整をラフに行え、作業性がよくなり製作を容易に
することができる。

【００２０】さらに誘導線路21とピックアップコイル27
に絶縁体でカバーされたリッツ線を使用することによ
り、導電部の露出がなくなり、安全性を高めることがで
き、またスパークがでなくなることから、火災などの危
険がなくなり、また防爆エリアでも使用することが可能
となる。さらに、誘導線路21には正弦波が給電されるこ
とにより、高調波が発生せず、ラジオノイズの発生を無
くすことができる。

【００２１】また、上記実施例では、誘導線路21を溝23
内に敷設しているが、図９および図10に示すように、ガ
イドパス４に沿って走行体22の外方のエリアに所定間隔
置きに支柱36を垂設し、各支柱36に走行体22に向けてハ
ンガー37を水平に取付け、各ハンガー37に渡ってガイド
パス４に沿って樹脂製のダクト38を取付け、このダクト
38内に誘導線路21を敷設することもできる。このとき、
この誘導線路21に対向する走行体22の側面に、フェライ
ト25の開口部を側方に向けてピックアップコイル27を取
付け、ステーションＳＴのエリアではフェライト28を、
誘導線路21を中心にピックアップコイル27のフェライト
25に対向させてダクト38に取付けることにより、同様
に、無接触で走行体22に走行中に給電でき、よって作業
効率を向上でき、さらにステーションＳＴのエリアでパ
ワーアップでき、リフトアップなどの移載作業に必要な
大きな負荷電力を供給できる。

【００２２】なお、本実施例では、１本の誘導線路21を
床面３の溝23内、あるいはダクト38内に敷設する構成と
しているが、この溝23内、あるいはダクト38内に２本以
上の誘導線路21を敷設して、パワーアップを図ることも
できる。また、ステーションＳＴのエリアでは断面が半
円状で横方向に長い、磁性部材であるフェライト28を設
けているが、このフェライト28を左右方向（ガイドパス
４と直角な方向）に複数に分割して設けてもよい。さら
に、走行体22のピックアップコイル27のフェライト25あ
るいはステーションＳＴエリアのフェライト31を移動自
在に構成し、走行体22がステーションＳＴに停止した
際、いずれかのフェライト25，31を移動させてフェライ
ト25，31どうしを接触させることにより、さらにパワー
アップを図ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、誘
導線路に通電（交流）されると、コイルに起電力が発生
することにより、無接触で移動体に給電することができ
るとともに、走行路の所定位置では地上側の磁性部材に
より移動体の磁性部材と磁路が構成され、供給パワーを
アップすることができ、移動体のリフトアップ時など大
きな負荷電力を必要とする位置で必要な負荷電力を安定
して給電できる。また、線路に流れる電流が正弦波であ
ることにより、高調波が発生せず、ラジオノイズの発生
を無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における移動体の無接触給電
設備の一部断面斜視図である。

【図２】同移動体の無接触給電設備の移動体の給電装置
の構成図である。

【図３】同移動体の無接触給電設備のピックアップコイ
ルとステーションのフェライトの位置関係を説明する図
である。

【図４】同移動体の無接触給電設備のピックアップコイ
ルの平面図、正面図、側面図である。

【図５】同移動体の無接触給電設備の回路構成図であ
る。

【図６】同移動体の無接触給電設備のピックアップコイ
ル起電力発生の説明図である。

【図７】同移動体の無接触給電設備のピックアップコイ
ルとステーションのフェライト部の断面図である。

【図８】同移動体の無接触給電設備の２次側周波数−起
電力特性図である。

【図９】本発明の他の実施例における移動体の無接触給
電設備の一部断面斜視図である。

【図10】本発明の他の実施例における移動体の無接触給
電設備の要部側面図である。

【図11】従来の移動体の一部断面斜視図である。

【図12】従来の移動体の無接触給電設備の構成図であ
る。

【符号の説明】

３ 床面 ４ ガイドパス 21 誘導線路 22 走行体（移動体） 24 電源装置 25 フェライト（移動体の磁性部材） 26 リッツ線 27 ピックアップコイル 31 フェライト（地上側の磁性部材） 43 正弦波共振インバータ 55 誘導線路と共振回路を形成するコンデンサ 56 ピックアップコイルと共振回路を形成するコンデ
ンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体が走行する走行路に沿って、地上
   側に高周波の正弦波電流を流す線路を敷設し、前記移動
   体にこの線路の周波数に共振し、起電力が生じる、磁性
   部材に形成したコイルを設け、前記走行路の所定位置に
   おいて地上側に、前記線路に対向して前記移動体のコイ
   ルの磁性部材と磁路を形成する磁性部材を配設したこと
   を特徴とする移動体の無接触給電設備。