JPH0630503A

JPH0630503A - 移動体の無接触給電設備

Info

Publication number: JPH0630503A
Application number: JP18193492A
Authority: JP
Inventors: Masahito Inaba; 雅人稲葉
Original assignee: Daifuku Co Ltd
Current assignee: Daifuku Co Ltd
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1994-02-04

Abstract

(57)【要約】【目的】移動体に無接触で効率よく給電できる無接触
給電設備を提供する。【構成】所定間隔置きハンガー31を突設し、かつ表面
に常磁性体のアモルファステープ30を貼り付けたブラケ
ット32を、案内レールＢに沿って設け、各ハンガー31の
先端に張設したダクト33に、高周波の正弦波共振インバ
ータに接続した誘導線路34を敷設し、案内レールＢに案
内される車体Ｖに、誘導線路34の周波数に共振し、起電
力が生じるコイル36を誘導線路34に対向して取り付け
る。【効果】車体Ｖのコイル36に起電力が発生することに
より、車体Ｖに走行中にも無接触で給電でき、またブラ
ケット32上に誘導線路34に対向して常磁性体を敷設する
ことにより、コイル36に発生する起電力が増し、給電効
率を向上でき、さらに、案内レールＢ、ブラケット32に
発生する渦電流が減少し、よってシステム効率を向上で
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、特に所定の搬送路に沿って荷を搬送する自走搬送台
車の給電設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の移動体およびその給電装置の一例
を、図９および図10に基づいて説明する。

【０００３】移動体としての搬送用車体Ｖは、駆動トロ
リー1A、従動トロリー1B、およびこれらトロリー1A，1B
にて支持される物品搬送用キャリア1Cから構成され、こ
の車体Ｖを移動自在に案内する案内レールＢとが設けら
れている。

【０００４】駆動トロリー1Aは、案内レールＢの上部に
係合する走行用車輪２、案内レールＢの下部に両横側か
ら接触する振れ止めローラ３、および集電子ユニットＤ
を備え、走行用車輪２が減速機付電動モータ４にて駆動
される。また従動トロリー1Bは、案内レールＢの上部に
係合する走行用車輪５、および案内レールＢの下部に両
横側から接触する振れ止めローラ６を備えている。

【０００５】案内レールＢは、その上部に車輪案内部
７、その下部にローラ案内部８を備え、横一側部に連結
される支持枠９によって、天井などから吊り下げ状態に
支持され、また案内レールＢの支持枠９が取り付けられ
た側部とは他方の側部に、通電レールユニットＵが取り
付けられている。

【０００６】この通電レールユニットＵは、電力を３相
交流にて車体Ｖに供給し、かつ走行制御用信号を車体Ｖ
に伝達するために設けられたものであって、４本の通電
レールＬを備え、各通電レールＬを並列状態に支持する
レール支持枠10が案内レールＢに設けた上下一対の係止
部11に係止された状態でビス止めされている。

【０００７】通電レールＬは、図10(b) に拡大して示す
ように、銅などの導電材にて形成されるレール本体12
と、合成樹脂などの非導電材にて形成されるホルダー13
とからなり、ホルダー13には、レール本体12の両横側部
から集電子側に突設される一対の防護壁部が備えられ、
またレール本体12の集電子接触面が、レール横巾方向中
央側ほど奥側に位置する凹入面に形成されている。

【０００８】集電子ユニットＤは、図９に示すように、
各通電レールＬのそれぞれに一対の集電子14を備え、１
つの通電レールＬに対する一対の集電子14が、車体Ｖの
前後方向に間隔を隔てて位置され、車体前方の４つの集
電子14が、１つのユニットにまとめられ、同様に車体後
方の４つの集電子14が１つのユニットにまとめられてい
る。

【０００９】上記構成により、移動体の車体Ｖは、案内
レールＢの通電レールユニットＵの通電レールＬから集
電子14を介して給電され、給電された減速機付電動モー
タ４にて走行用車輪２が駆動され、案内レールＢに案内
されて移動する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の移動体の給電設備では、通電レールＬのレール本体
12と集電子14は互いの接触により磨耗するため、メンテ
ナンスが不可欠でおり、またゴミがでるという問題があ
った。さらに通電レールＬの導電材（レール本体12）が
露出するため、感電する危険があり、さらにスパークが
発生するため、防爆エリアでは使用できないという問題
があった。

【００１１】このような問題を解決するため、図11に示
すような、無接触の給電設備が提案されている。図11の
無接触の給電設備は、移動体の充電ステーションに固定
した１次コア21と、このステーションに停止した移動体
22の下部に垂設した２次コア23がギャップ長ｇで対向し
て磁路を設け、電力を伝達するように構成されている。
すなわち、充電ステーションに設けられた１次側コア21
に巻かれたコイル24に交流電流が通電されると、２次側
コア23に巻かれたコイル25に起電力が発生し、このコイ
ル25に発生した交流電流は交流−直流変換部26を介して
バッテリ27へ供給され、バッテリ27が充電される。この
バッテリ27を駆動電源として移動体22は走行用車輪28を
駆動して走行する。

【００１２】しかし、このような構成では、一旦充電ス
テーションで停止しないと、充電されないため、作業効
率が悪く、また１次コア21を走行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、ギャップ長ｇの変化
により１次側の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。

【００１３】本発明は上記問題を解決するものであり、
無接触で、安全に、かつ効率よく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。

【００１４】

【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、移動体が移動する
搬送路に沿って、高周波の正弦波電流を流す誘導線路を
張設し、この誘導線路に対向する搬送路上に常磁性体を
敷設し、前記移動体に、前記誘導線路の周波数に共振
し、起電力が生じるコイルを誘導線路に対向して設けた
ことを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】上記発明の構成により、誘導線路に発生する磁
束によって移動体のコイルに起電力が発生することで、
移動体は走行中にも無接触で給電され、搬送路に沿って
走行する。また搬送路上に誘導線路に対向して常磁性体
が敷設されることによって、誘導線路に発生する磁束の
搬送路への通過が遮断され、コイルに発生する起電力が
増加し、よってコイルサイズを小型にすることが可能に
なり、また搬送路に発生する渦電流が減少し、システム
効率が向上する。

【００１６】

【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９および図10と同一の構成に
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００１７】図１は本発明の移動体の無接触給電設備の
側面図、図２は本発明の移動体の無接触給電設備の移動
体の一部断面正面図である。本発明の移動体の無接触給
電設備は、案内レールＢでは、従来例の通電レールユニ
ットＵに替えて誘導線路ユニットＸを設け、車体Ｖで
は、従来例の集電子ユニットＤに替えてピックアップユ
ニットＰを設け、さらに電源装置Ｍを設けて構成されて
いる。

【００１８】誘導線路ユニットＸは、案内レールＢの横
一側部に、案内レールＢに沿って所定間隔置きに上下一
対のハンガー31が垂直に突設され、このハンガー31が突
設された側の表面に常磁性体のアモルファステープ30が
貼り付けられたブラケット32が取り付けられ、各ハンガ
ー31の先端には案内レールＢに沿って樹脂製のダクト33
が張設され、各ダクト33には、始端が電源装置Ｍに接続
され、終端が接続された通電方向の異なるループ状の誘
導線路34が敷設されて構成されている。常磁性体のアモ
ルファステープ30としては、たとえば組成が鉄(Fe)78
％、ホウ素(B)13％、ケイ素(Si)９％のアモルファステ
ープが使用され、また誘導線路34としては、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、たとえば樹脂材によりカバーした線路が使用
されている。

【００１９】また、ピックアップユニットＰは、図３に
示すように、断面がＥ形の横方向（図２において案内レ
ールＢに沿う方向）に長い、磁性部材であるフェライト
35の中央突部35Ａに、その上下面に渡って、たとえば10
〜20ターンの上記リッツ線を巻いてピックアップコイル
36を形成し、フェライト35の車体Ｖ側の側部の両端に板
状の取付け部材38を垂直に取付けて構成されている。ま
たフェライト35の各突部35Ａ，35Ｂ，35Ｃの先端にはそ
れぞれ内方に向かって垂直に突起35Ｄが設けられてい
る。また取付け部材38には、図３(c) に示すように、両
端が半円状の縦長の取付け孔38Ａが設けられている。こ
の取付け部材38と、車体Ｖから案内レールＢ側に突出さ
れた一対の支持部材39を、それぞれの取付け孔38Ａ，39
Ａ間を貫通したボルト40Ａにより連結し、ピックアップ
ユニットＰのフェライト35の中心Ｌがほぼ誘導線路ユニ
ットＸの一対のダクト33の中央で、案内レールＢに対し
て垂直に位置するように、上下方向に移動させて調整
し、ピックアップユニットＰを矢印で示すように回転さ
せ、かつフェライト35の上下の突部35Ｂ，35Ｃがそれぞ
れ誘導線路ユニットＸの一対のダクト33の上下に位置す
るように、上下方向に移動させて調整し、ナット40Ｂを
締めつけることで、車体Ｖに固定している。上記取付け
により、図５に示すように、一対のダクト33はそれぞれ
フェライト35のピックアップコイル36とフェライト35の
上下の突部35Ｂ，35Ｃのほぼ中央に位置される。誘導線
路34に通電（交流）されると、ピックアップコイル36に
起電力が発生する。

【００２０】電源装置Ｍと車体（移動体）Ｖの回路構成
を図４の回路図にしたがって説明する。電源装置Ｍ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34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。

【００２１】また車体Ｖは、ピックアップコイル36に並
列に、このピックアップコイル36と誘導線路34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、このダイオード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、たとえばインバータ63を介してモータ４を接続
して構成している。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。

【００２２】上記電源装置Ｍと誘導線路34と車体Ｖの回
路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34に供給
される。この誘導線路34に発生する磁束により、誘導線
路34の周波数に共振する案内レールＢ上に位置する車体
Ｖのピックアップコイル36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
インバータ63を介して減速機付電動モータ４に供給さ
れ、移動体の車体Ｖは、給電されたこのモータ４により
走行用車輪２が駆動され、案内レールＢに案内されて移
動する。

【００２３】このように、無接触で車体Ｖに給電するこ
とができ、よって従来のような通電レールＬの磨耗、ゴ
ミの発生を無くすことができ、メンテナンスフリーを実
現することができる。またブラケット32上に常磁性体の
アモルファステープ30を設けたことにより、誘導線路34
に発生する磁束の案内レールＢへの通過が遮断され、よ
ってピックアップコイル36に発生する起電力が増加し、
さらにピックアップコイル36の中心Ｌが誘導線路ユニッ
トＸの一対のダクト33の中央で、案内レールＢに対して
垂直に位置し、かつダクト33の上下にそれぞれフェライ
ト35の上下の突部35Ｂ，35Ｃが位置するように調整で
き、固定されることから、図５に示すように、ピックア
ップコイル36は誘導線路34で発生する磁束密度が最も大
きい位置に位置し、透磁率の高いフェライト35の上下の
突部35Ｂ，35Ｃに磁路が生じ、したがって最も大きい起
電力が誘起され、効率よく給電できる。また、図６に示
すように、アモルファステープ30を敷設しなかった場合
のピックアップユニットＰ’と比較して、ピックアップ
ユニットサイズを小型化することができ、さらにブラケ
ット32面での渦電流の発生が減少することにより、電力
効率を向上することができる。

【００２４】またピックアップコイル36は案内レールＢ
のカーブ部でも誘導線路34に接触することなく、車体Ｖ
はカーブ部をスムーズに曲がることができる。また、断
面がＥ形のフェライト35の中央突部35Ａに、上下面の凹
部に渡って、リッツ線を巻いてピックアップコイル36を
形成することにより、両端の突起（凸部）35Ｄによって
リッツ線が保持されることでリッツ線が巻きやすくな
り、作業能率を上げることができる。さらにこの両端の
凸部35Ｄは透磁率の高いことから、磁路が形成され、よ
り高い起電力を発生することができる。

【００２５】また誘導線路34の長さはピックアップコイ
ル36の長さに比較して格段に長いため、たとえば誘導線
路34の長さ100 ｍに対してピックアップコイル36の長さ
10〜15ｃｍであるため、誘導線路34の１次側インダクタ
ンスはほぼ一定となり、また電源装置Ｍのコンデンサ55
と誘導線路34は共振回路を構成していることから、誘導
線路34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
36の２次側が共振回路となることで、図７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34とピックアップコ
イル36間のギャップ長が変化しても、誘導線路34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34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、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。また１次側にコアが不要となることで、容易に
低コストで線路を敷設することができる。

【００２６】さらに誘導線路34とピックアップコイル36
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34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。

【００２７】なお、本実施例では、２本の誘導線路34を
案内レールＢに敷設する構成としているが、案内レール
Ｂに２本以上の誘導線路34を敷設して、パワーアップを
図ることができる。

【００２８】また、本実施例では、左右方向に移動する
車体Ｖについて記載しているが、レール軌道に沿って上
下方向に移動する車体（移動体）にも、ガイドパスに導
かれて地上を移動する車体にも、同様に適用でき、同様
の効果を期待することができる。

【００２９】また、本実施例では、ピックアップユニッ
トＰの取付け位置を取付け部材38の取付け孔38Ａの構造
により調整できるよう構成しているが、このような構造
に限らず、ピックアップユニットＰの取付け位置を調整
できる構造であればよい。

【００３０】また、図８に示すように、一方の誘電線路
34のみから給電されるピックアップユニットＰ”を使用
することもでき、この場合は、ピックアップユニット
Ｐ”の移動する搬送路上だけにアモルファステープ30’
を敷設するだけでピックアップコイル36に発生する起電
力を増加させることができる。図８において、37はピッ
クアップユニットＰ”を支持するアルミプレートからな
る支持材である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、誘
導線路に発生する磁束によって移動体のコイルに起電力
が発生し、移動体は走行中にも無接触で給電されること
によって、従来のような通電レールの磨耗、ゴミを無く
すことができ、メンテナンスフリーを実現することがで
きる。また搬送路上に誘導線路に対向して常磁性体が敷
設されることによって、コイルに発生する起電力が増
し、給電効率を向上させることができ、またコイルサイ
ズを小型にすることが可能になる。さらに、搬送路に発
生する渦電流が減少し、よってシステム効率を向上させ
ることができる。

【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
設備の側面図である。

【図２】同移動体の無接触給電設備の一部断面正面図で
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
ルの平面図、正面図、側面図である。

【図４】同移動体の無接触給電設備の回路構成図であ
る。

【図５】同移動体の無接触給電設備のピックアップコイ
ルの側面図である。

【図６】同移動体の無接触給電設備のピックアップコイ
ルの側面図である。

【図７】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８】他の実施例における移動体の無接触給電設備の
ピックアップコイルの側面図である。

【図９】従来の移動体および給電装置の側面図である。

【図10】従来の移動体および給電装置の一部断面正面図
である。

【図11】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】

Ｖ搬送用車体Ｂ案内レール（搬送路）Ｘ誘導線路ユニットＰピックアップユニットＭ電源装置 30 アモルファステープ（常磁性体） 34 誘導線路 35 フェライト 36 ピックアップコイル 43 正弦波共振インバータ 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

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体が移動する搬送路に沿って、高周
波の正弦波電流を流す誘導線路を張設し、この誘導線路
に対向する搬送路上に常磁性体を敷設し、前記移動体
に、前記誘導線路の周波数に共振し、起電力が生じるコ
イルを誘導線路に対向して設けたことを特徴とする移動
体の無接触給電設備。