JPH0678406A

JPH0678406A - 移動体の無接触給電設備

Info

Publication number: JPH0678406A
Application number: JP4229061A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Nishino; 修三西野; Kazuhiko Miyoshi; 和彦三好
Original assignee: Daifuku Co Ltd
Current assignee: Daifuku Co Ltd
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1994-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】移動体に無接触で安定して給電できる無接触
給電設備を提供する。【構成】走行体が走行するガイドパス４に沿って、走
行体の走行方向に平板状の磁性部材に設けた凹部に高周
波の正弦波電流を流す誘導線路25を埋設した給電ユニッ
ト21を敷設し、走行体に、平板状の磁性部材の裏面に設
けた凹部にコイル33を巻いて形成したピックアップユニ
ット31を、コイル33を給電ユニット21の誘電線路25に対
向させて取付ける。【効果】給電ユニット21の誘導線路25に通電（交流）
されると、給電ユニット21の磁性部材、ピックアップユ
ニット31の磁性部材に磁路が生じ、コイル33に起電力が
発生し、よって無接触で効率的に走行体に給電できる。
また、走行体が、ガイドパス４から少しはずれても、上
記磁路が形成されることにより、コイル33は磁束を拾う
ことができ、起電力が発生し、走行体に給電できる。

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10，図11に基づいて説明する。１は下面四隅の走
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、敷設工事が困難で
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。

【０００５】本発明は上記問題を解決するものであり、
無接触で、安定して給電でき、作業効率を向上できる移
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
床面上の走行路に沿って、前記移動体の走行方向に磁性
部材に設けた凹部に高周波の正弦波電流を流す誘導線路
を配置した給電ユニットを敷設し、前記移動体に、磁性
部材の設けた凹部にコイルを巻いて形成したピックアッ
プユニットを、前記コイルを前記給電ユニットの誘電線
路に対向させて取付けたことを特徴とするものである。

【０００７】また第２の発明は、上記第１の発明の給電
ユニットの磁性部材の幅を、移動体が走行路から外れて
走行する距離に応じて設定したことを特徴とするもので
ある。

【０００８】

【作用】上記第１の発明の構成により、給電ユニットの
誘導線路に通電（交流）されると、給電ユニットの磁性
部材、ピックアップユニットの磁性部材に磁路が生じ、
ピックアップユニットのコイルに起電力が発生し、よっ
て無接触で移動体に給電され、移動体は走行路を走行す
る。

【０００９】また上記第２の発明の構成により、移動体
が、走行路から少しはずれても、給電ユニットの磁性部
材、ピックアップユニットの磁性部材に磁路が形成され
ることにより、コイルは磁束を拾い、コイルに起電力が
発生する。

【００１０】

【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10および図11と同一の構成に
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００１１】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
の幅以下の範囲内にガイドパス４に沿って床面３の表面
部に敷設された給電ユニットであり、この給電ユニット
21は、図３に示すように、アルミニウムなどの常磁性体
から形成された枠体23内に、長手方向（走行体の走行方
向）中央に凹部24ａが形成されたフェライトなどの平板
状の磁性部材24を左右方向（走行体の走行方向とは直角
な方向）に一対として長手方向に配置し、この磁性部材
24の凹部24ａに渡ってそれぞれ長手方向に、通電方向の
異なる誘導線路25を敷設し、磁性部材24および誘導線路
25の上方にモールド材26を充填して構成されている。磁
性部材24の左右方向の幅は、走行体22がサイドパス４か
ら外れて走行する距離により設定され、枠体23の幅はこ
の磁性部材24の幅、および走行体22の幅により設定され
ている。誘導線路25は、図４に示すように、ガイドパス
４に沿って敷設された給電ユニット21間で順に接続さ
れ、始端が電源装置27に接続され、終端が接続されてル
ープ状に形成されている。また誘導線路25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。

【００１２】また、走行体22には、図２、および図４に
示すように、給電ユニット21に対向してピックアップユ
ニット31が取付けられている。このピックアップユニッ
ト31は、図５に示すように、平板状の磁性部材32の裏面
にその端部に沿ってループ状の凹部32ａを設け、この凹
部32ａ内にリッツ線からなるピックアップコイル33を巻
き、磁性部材32の上方両端にそれぞれ板状の取付け部材
34を垂直に取付けて構成されている。取付け部材34に
は、図５(c) に示すように、両端が半円状の横長の取付
け孔34ａが設けられている。この取付け部材34と、走行
体22から床面３側に垂設された一対の支持部材35を、そ
れぞれの取付け孔34ａ，35ａ間を貫通したボルト36によ
り連結し、図６に示すように、ピックアップユニット31
の中心Ｌが給電ユニット21の中心Ｊの上方に位置するよ
うに、左右方向に移動させて調整し、矢印で示すように
回転させて水平に調整し、ナット37を締めつけること
で、ピックアップユニット31を走行体22に固定してい
る。

【００１３】また図２に示すように、走行体22の内部
に、誘導線路25に通電（交流）されることによりピック
アップコイル33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38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39と、このモ
ータ39を駆動するモータコントローラ40が設けられてい
る。

【００１４】電源装置27と走行体22の給電装置の詳細な
回路構成を図７の回路図にしたがって説明する。電源装
置27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25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。

【００１５】また走行体22には、ピックアップコイル33
に並列に、このピックアップコイル33と誘導線路25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40を介してモー
タ39を接続して構成している。交流ー直流変換部38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。

【００１６】上記電源装置27と誘導線路25と走行体22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25に
供給される。この誘導線路25に発生する磁束により、誘
導線路25の周波数に共振する走行体22のピックアップコ
イル33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
40を介してモータ39に供給され、移動体の走行体22は、
給電されたこのモータ39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。

【００１７】このように、無接触で走行体22に走行中に
給電することができることから、従来のように充電ステ
ーションに戻ってバッテリ６を充電する必要がなくな
り、作業効率を向上できる。また、バッテリ６が不用と
なることから、バッテリ６のメンテナンスを行う必要が
なくなり、作業効率を向上できる。

【００１８】さらに、図６に示すように、ピックアップ
ユニット31の中心Ｌが給電ユニット21の中心Ｊの上方に
位置するようにピックアップユニット31を固定すること
で、誘導線路25に通電（交流）されると、各磁性体24，
35に磁路が生じ、ピックアップコイル33に効率よく起電
力が誘起され、効率よく給電できる。さらに、図８に示
すように、走行体22がガイドパス４より横にずれる場合
にも、このずれ量に応じて磁性部材24の幅を設定してい
ることにより、磁路が生じ、よってピックアップコイル
33は磁束を拾うことができ、ピックアップコイル33に起
電力が発生し、給電される。また、ピックアップコイル
33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、ピックアップユニット31の磁性体32の凹部32ａ内
にピックアップコイル33が保持されることでピックアッ
プコイル33が巻きやすくなり、作業性をよくすることが
できる。

【００１９】さらに、給電ユニット21に渡って接続され
た誘導線路25の長さはピックアップコイル33の長さに比
較して格段に長いため、誘導線路25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27のコンデン
サ55と誘導線路25は共振回路を構成していることから、
誘導線路25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33の２次側が共振回路となることで、図９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25とピックアップ
コイル33間のギャップ長が変化しても、誘導線路25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25の周波数から多少変動しても、周波数ｆ₁〜ｆ
₂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】また誘導線路25を給電ユニット21として製
作することにより、工場において製作でき、また埋設工
事が簡単となり、容易に低コストで線路を敷設すること
ができる。

【００２１】さらに誘導線路25とピックアップコイル33
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25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。

【００２２】なお、本実施例では、ガイドパス４を検知
しながら走行する走行体22にピックアップユニット31を
取付けているが、レールがあってもその軌跡が一定に成
りにくい移動体に適用することにより、同様の効果を期
待することができる。また、給電ユニット21において、
磁性体24を間隔をおいて配置しているが、連続して、あ
るいは一体化した磁性体24を配置してもよい。さらに、
給電ユニット21は２本の誘導線路25を埋設する構成とし
ているが、２本以上の誘導線路21を埋設して、パワーア
ップを図ることもでき、また敷設する床面３の幅が制限
されているときは、一方の磁性体24および誘電線路25の
み（誘電線路25を１本のみ）の構成とすることもでき可
能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明によれ
ば、給電ユニットの誘導線路に通電（交流）されると、
給電ユニットの磁性部材、ピックアップユニットの磁性
部材に磁路が生じ、ピックアップユニットのコイルに起
電力が発生し、よって無接触で効率的に移動体に給電す
ることができる。また、誘導線路を給電ユニットとして
製作することにより、埋設工事が簡単となり、容易に低
コストで線路を敷設することができる。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。

【００２４】また、第２の発明によれば、移動体が、走
行路から少しはずれても、給電ユニットの磁性部材、ピ
ックアップユニットの磁性部材に磁路が形成されること
により、コイルに起電力が発生し、移動体に給電するこ
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給電ユニットの平
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ピックアップユニ
ットの接続、および給電ユニットとピックアップユニッ
トの位置関係を示す説明図である。

【図５】同移動体の無接触給電設備のピックアップユニ
ットの平面図、正面図、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回路構成図であ
る。

【図８】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９】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10】従来の移動体の一部断面斜視図である。

【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】

３床面４ガイドパス（走行路） 21 給電ユニット 22 走行体（移動体） 24 磁性部材 25 誘導線路 31 ピックアップユニット 32 磁性部材 33 ピックアップコイル 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

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体が走行する走行路に沿って、前記
移動体の走行方向に磁性部材に設けた凹部に高周波の正
弦波電流を流す誘導線路を配置した給電ユニットを敷設
し、前記移動体に、磁性部材に設けた凹部にコイルを巻いて
形成したピックアップユニットを、前記コイルを前記給
電ユニットの誘電線路に対向させて取付けたことを特徴
とする移動体の無接触給電設備。
【請求項２】給電ユニットの磁性部材の幅を移動体が
走行路から外れて走行する距離に応じて設定したことを
特徴とする請求項１記載の移動体の無接触給電設備。