JPH09130905A - 移動体の無接触給電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の移動体の無接触給電設備では、誘導線
路の共振周波数は、誘導線路の負荷により変化するため
に、移動体のピックアップコイルの出力電圧が変化し、
安定した給電を行うことができないという課題がある。 【解決手段】 走行経路に沿って走行する移動体に、前
記走行路に沿って敷設された高周波電流を流す線路14よ
り誘導起電力が生じるピックアップコイル25を設け、こ
のピックアップコイル25に並列に、このピックアップコ
イル25と線路14の周波数に共振する共振回路を構成する
共振コンデンサ61，62を設け、共振コンデンサ62を切離
し自在なスイッチ63を設け、共振コンデンサ61，62に並
列に整流器64を接続し、この整流器64の出力電圧に応じ
てスイッチ63のオン・オフ制御を行う出力電圧制御回路
66を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体の無接触給
電設備、特に走行路に沿って自走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】従来の移動体の無接触給電設備として
は、たとえば特開平６−１５３３０５号公報に開示され
ているように、車体（移動体）の案内レール（走行路）
に沿って共振電流を流す誘導線路を張設し、前記移動体
に、前記誘電線路の共振電流の周波数と同じ周波数の共
振回路を形成し、誘電線路から給電されるピックアップ
ユニット（コイル）を設け、移動体に無接触で給電する
設備が知られている。

【０００３】

【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、誘導線路の周波数は、誘導
線路の負荷により変化するために、移動体のピックアッ
プコイルの出力電圧が変化し、安定した給電を行うこと
ができないという問題があった。

【０００４】そこで、本発明は、移動体のピックアップ
コイルの出力電圧の調整を可能とした移動体の無接触給
電設備を提供することを目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうち請求項１記載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、コンデン
サと共振して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より誘導起電力が生じるピックア
ップコイルを設けた移動体の無接触給電設備であって、
前記移動体に、前記ピックアップコイルに並列に、この
ピックアップコイルと線路の周波数に共振する共振回路
を構成する複数の共振コンデンサを設け、これら共振コ
ンデンサの一部を切離し自在なスイッチ手段を設け、負
荷に供給する出力電圧に応じて前記スイッチ手段のオン
・オフ制御を行う出力電圧制御部を設けたことを特徴と
するものである。

【０００６】上記構成により、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、移動
体は走行中にも無接触で給電され、走行路に沿って走行
する。また移動体において、スイッチ手段により共振コ
ンデンサの一部が切離されると、共振コンデンサの容量
が減少し、共振回路は線路の周波数と同調しなくなり、
出力電圧は低くなる。よって、スイッチ手段のオン・オ
フ制御を行うことにより、出力電圧が一定電圧に制御さ
れ、負荷に安定して給電される。

【０００７】また請求項２記載の移動体の無接触給電設
備は、上記請求項１記載の移動体の無接触給電設備であ
って、ピックアップコイルより電源供給される制御用電
源装置を設け、出力電圧制御部に、スイッチ手段のオフ
制御時に、出力電圧を前記電源装置の最低入力定格電圧
に調整する機能を付加したことを特徴とするものであ
る。

【０００８】上記構成により、制御用電源装置の出力電
圧は所定の定格値に維持され、たとえば制御用コンピュ
ータが正常に動作している状態が維持され、また他の負
荷へ供給される電圧値は低下する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図４は本発明の移動体の無接触給
電設備の側面図、図５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。

【００１０】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。

【００１１】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、および後述するピックア
ップユニットＰ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。

【００１２】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、後述する誘導線路ユニットＸ
が取り付けられている。

【００１３】さらに誘導線路ユニットＸの始端には、後
述する電源装置Ｍが接続されている。誘導線路ユニット
Ｘは、図６に拡大して示すように、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11の先端に、ハンガー11と一体で、かつ先
端が開放され、かつ柔軟で所定の形状を維持するリング
形状の係止部11Ａを設けたブラケット12が取り付けら
れ、このブラケット12の係止部11Ａに誘導線路14を嵌め
込んで構成されている。

【００１４】前記ブラケット12は、案内レールＢの車輪
案内部７とローラ案内部８からそれぞれ内方へ突設され
たツメ部7A，8Aに、その上下端部を嵌合させ、上下端に
設けたねじ孔12Ａに止めネジ12Ｂをら合させ、その先端
を案内レールＢに食い込ませることにより、固定してい
る。前記誘導線路14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
塩化ビニールなどの樹脂材により被覆して形成されてい
る。

【００１５】また、ピックアップユニットＰは、図７に
示すように、断面がＥ形のフェライト21を５個、その中
央の凸部21Ａが横向きにして横方向（図１において案内
レールＢに沿う方向）に並べ、各フェライト21の中央の
凸部21Ａに、フェライト板22を載置し、このフェライト
板22ごと非磁性体のプレート23を介してベース体24にね
じ24Ａにより固定している。また横方向に並べたフェラ
イト21の中央の凸部21Ａ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
25を形成し、またベース体24の側部に取付け部材26を取
付けて構成されている。また、両端のフェライト21とプ
レート23の折りかえし部間にウレタンゴム26Ａを挿入し
ている。前記取付け部材26によりピックアップユニット
Ｐを、図６に示すように、ピックアップユニットＰのフ
ェライト21の中央の凸部21Ａの中心Ｌがほぼ誘導線路ユ
ニットＸの一対の誘導線路14の中央で、案内レールＢに
対して垂直に位置するように調整して車体Ｖに固定して
いる。誘導線路14に通電（交流）されると、ピックアッ
プコイル25に起電力が発生する。

【００１６】電源装置Ｍと車体Ｖの回路構成を図３の回
路構成図にしたがって説明する。電源装置Ｍは、ＡＣ20
0 Ｖ３相の交流電源31と、コンバータ32と、正弦波共振
インバータ33と、過電流保護用のトランジスタ34および
ダイオード35とを備えている。コンバータ32は全波整流
用のダイオード36と、フィルタを構成するコイル37とコ
ンデンサ38と抵抗39とこの抵抗39を短絡するトランジス
タ40とから構成され、正弦波共振インバータ33は図中に
示す矩形波信号により交互に駆動されるトランジスタ4
1，42と、電流制限用のコイル43と、トランジスタ41，4
2に接続される電流供給用のコイル44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。

【００１７】車体Ｖには、ピックアップコイル25に接続
された受電ユニット51（後述する）と、この受電ユニッ
ト51より動力用電源が供給され走行用車輪２の減速機付
電動モータ４を駆動するインバータ52と、受電ユニット
51より制御用電源が供給され車体Ｖの動作を統括するマ
イクロコンピュータからなる制御装置53が設けられてい
る。上記インバータ52は制御装置53により駆動され、車
体Ｖは走行する。

【００１８】受電ユニット51の回路構成を図１の回路構
成図にしたがって説明する。入力端子Ｉ１，Ｉ２を介し
てピックアップコイル25と並列に、第１コンデンサ61
と、第２コンデンサ62および出力電圧制御回路のスイッ
チ63（後述する）からなる直列回路を接続している。上
記スイッチ63がオンの状態のときに、ピックアップコイ
ル25と第１コンデンサ61と第２コンデンサ62は誘導線路
14の周波数に共振する共振回路を構成する。

【００１９】この共振回路に並列にダイオードからなる
整流器64を接続し、この整流器64に電流制限用のコイル
65を介して後述する出力電圧制御回路66（入力端子G1，
G2）を接続している。

【００２０】この出力電圧制御回路66の出力端子H1，H2
に並列に、平滑コンデンサ67とＤＣ／ＤＣコンバータ68
と、ダイオード69を介して動力用電源出力端子O1，O2を
接続している。上記ＤＣ／ＤＣコンバータ68は制御用電
源装置であり、その出力は制御用電源出力端子O3，O4と
出力電圧制御回路66の電源端子P1，P2に接続されてい
る。

【００２１】出力電圧制御回路66の回路構成を図２に示
す。図示するように、上記スイッチ63の動作コイル63Ａ
が設けられ、このコイル63Ａにより上記スイッチ63が動
作する。上記スイッチ63は出力端子T1，T2に接続されて
いる。また入力端子G1，G2はそれぞれ出力端子H1，H2に
接続されている。

【００２２】また入力端子G1，G2に並列に接続され、整
流器63の出力電圧を検出する電圧検出器71と、上記スイ
ッチ63（動作コイル63Ａ）の動作電圧値を設定する第１
設定器72と、電圧検出器71により検出された電圧値と第
１設定器72の設定値を比較し、検出電圧値が設定値を越
えた場合にスイッチ63の動作コイル63Ａを励磁する比較
器73が設けられている。

【００２３】上記電源装置Ｍと誘導線路14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31から出
力されるＡＣ200 Ｖ３相の交流はコンバータ32により直
流に変換され、正弦波共振インバータ33により高周波、
たとえば10kHz の共振周波数の正弦波に変換されて誘導
線路14に供給される。

【００２４】この誘導線路14に発生する磁束により、誘
導線路14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25に大きな起電力が発生
し、受電ユニット51において、この起電力により発生し
た交流電流は整流され、所定の電圧に整圧されて制御装
置53とインバータ52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。

【００２５】受電ユニット51の作用を詳細に説明する。
動作コイル63Ａが無励磁の状態では、スイッチ63はオン
の状態にあり、このときピックアップコイル25と第１コ
ンデンサ61と第２コンデンサ62は誘導線路14の周波数に
共振する共振回路を形成している。この状態ではピック
アップコイル25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整流器64で整流され、出力電圧
制御回路66へ入力され、入力電圧はそのまま出力電圧と
して出力される。

【００２６】また出力電圧制御回路66において、上記検
出電圧値が第１設定器72の設定値が比較され、検出電圧
値が設定値以下の場合、動作コイル63Ａは無励磁のまま
（スイッチ63はオンの状態）であり、共振状態が維持さ
れる。また検出電圧値が設定値を越えた場合、動作コイ
ル63Ａは比較器73により励磁され、よってスイッチ63が
動作し、第２コンデンサ62は切り離され、その結果共振
できなくなり（非同調となり）、ピックアップコイル25
に発生する電圧は低下する。このように、スイッチ63が
オン・オフを繰り返すことにより、出力電圧は一定電圧
（第１設定器72の設定値）に制御される。

【００２７】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。さらに、受電ユニット51において、スイッチ63
のオン・オフにより誘導線路14の周波数との同調、非同
調を繰り返すことによって、受電ユニット51の出力電圧
を一定に保つことができ、安定した給電を行うことがで
きる。

【００２８】本発明の他の実施の形態を図８，図９に基
づいて説明する。図８は受電ユニット51’に、異常検出
信号、あるいはメンテナンス信号を入力するようにした
ものであり、異常時、あるいはメンテナンス時に動作す
る異常（メンテナンス）スイッチ70が接続されている。
上記異常検出信号、あるいはメンテナンス信号は、たと
えば制御装置53により検出し、あるいは外部より入力さ
れ出力される。

【００２９】上記異常スイッチ70は、図９に示すよう
に、出力電圧制御回路66’に入力されており、この異常
スイッチ70がオン状態のときに動作する動作コイル63Ｂ
が設けられている。この動作コイル63Ｂが無励磁の状態
では、スイッチ63はオンの状態にあり、励磁されると、
すなわち異常スイッチ70が動作すると、スイッチ63はオ
フ状態となる。上記動作コイル63Ｂの制御用電源はＤＣ
／ＤＣコンバータ68の出力の制御用電源を使用してい
る。なお、動作コイル63Ｂの制御用電源は動力用電源
（入力端子G1,G2 の両端電圧）を使用することも可能で
ある。

【００３０】また、比較器73の出力、すなわち設定器72
の設定値（定格出力電圧値）と電圧検出器71により検出
された検出電圧値との偏差に応じて出力電圧を調整する
電圧調整器76が入力端子H1，H2に並列に接続されてお
り、上記設定値と一致するように電圧を調整する。

【００３１】上記構成により、電圧検出器71の検出電圧
値が設定器72の設定値が比較され、電圧調整器76により
入力電圧は設定器72の定格出力電圧値に調整されて出力
される。

【００３２】また異常スイッチ70が動作すると、動作コ
イル63Ｂが励磁され、スイッチ63が動作し、第２コンデ
ンサ62は切り離されて共振できなくなり、ピックアップ
コイル25に発生する電圧は低下し、電圧はＤＣ／ＤＣコ
ンバータ68の最低入力定格電圧値となり、そのまま動力
用電源として出力される。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ68は定格出力電圧で給電し、よって制御装置53は正
常に動作する。しかし、インバータ52はＤＣ／ＤＣコン
バータ68の最低入力定格電圧値に抑えられることによ
り、モータ４の回転数が低下し、車体Ｖは低速となり、
あるいは停止する。

【００３３】このように異常発生時、またはメンテナン
ス時に、非同調とし、動力用電源の電圧を落とすことに
より、故障復旧、あるいはメンテナンスを行う作業員の
安全を図ることができる。また、制御用ＤＣ／ＤＣコン
バータ68の出力電圧は所定の定格値に維持され、制御装
置52をそのまま正常に動作させることができることによ
り、車体Ｖの制御機能を維持することができ、異常発
生、メンテナンス以後の立ち上げを迅速に行うことがで
きる。

【００３４】なお、本実施の形態では、２本の誘導線路
14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本の誘導線路14を敷設できない場合、一方の
誘導線路14のみを案内レールＢに沿って敷設し、他方の
誘導線路14は他の経路を通し、１本の誘導線路14にのみ
近接してピックアップコイル25が移動する構成としても
よい。なお、このときパワーダウンとなることはいうま
でもない。さらに案内レールＢに２本以上の誘導線路14
を敷設して、パワーアップを図ることができる。また、
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にも、ガイド
パスに導かれて移動する車体（移動体）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。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように請求項１記載の発明に
よれば、移動体において、スイッチ手段により共振コン
デンサの一部が切離されると、共振コンデンサの容量が
減少し、共振回路は線路の周波数と同調しなくなり、ピ
ックアップコイルの両端に発生する出力電圧は低くなる
ことから、スイッチ手段のオン・オフ制御を行うことに
より、前記出力電圧を一定電圧に制御でき、負荷へ安定
した給電を行うことができる。

【００３６】また請求項２記載の発明によれば、制御用
電源装置の出力電圧は所定の定格値に維持され、たとえ
ば制御用コンピュータを正常に動作させることができる
とともに、他の負荷へ供給される電圧値は低下すること
により、他の負荷の故障復旧あるいはメンテナンスを行
う作業員の安全を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す移動体の無接触給電
設備の移動体の受電ユニットの回路構成図である。

【図２】同移動体の無接触給電設備の移動体の出力電圧
制御回路の回路構成図である。

【図３】同移動体の無接触給電設備の回路構成図であ
る。

【図４】同移動体の無接触給電設備の側面図である。

【図５】同移動体の無接触給電設備の一部断面正面図で
ある。

【図６】同移動体の無接触給電設備のブラケットの側面
図と平面図である。

【図７】同移動体の無接触給電設備のピックアップコイ
ルの平面図と正面図と側面図である。

【図８】本発明の他の実施の形態を示す移動体の無接触
給電設備の移動体の受電ユニットの回路構成図である。

【図９】同移動体の無接触給電設備の移動体の出力電圧
制御回路の回路構成図である。

【符号の説明】

Ｂ 案内レール Ｍ 電源装置 Ｐ ピックアップユニット Ｖ 搬送用車体 Ｘ 誘導線路ユニット 14 誘導線路 25 ピックアップコイル 33 正弦波共振インバータ 45 誘導線路と共振回路を形成するコンデンサ 51，51’ 受電ユニット 52 インバータ 53 制御装置 61，62 共振コンデンサ 63 スイッチ 66，66’ 出力電圧制御回路

Claims (2)

【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、コン
   デンサと共振して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より誘導起電力が生じるピッ
   クアップコイルを設けた移動体の無接触給電設備であっ
   て、 前記移動体に、前記ピックアップコイルに並列に、この
   ピックアップコイルと線路の周波数に共振する共振回路
   を構成する複数の共振コンデンサを設け、これら共振コ
   ンデンサの一部を切離し自在なスイッチ手段を設け、負
   荷に供給する出力電圧に応じて前記スイッチ手段のオン
   ・オフ制御を行う出力電圧制御部を設けたことを特徴と
   する移動体の無接触給電設備。
2. 【請求項２】 請求項１記載の移動体の無接触給電設備
   であって、 ピックアップコイルより電源供給される制御用電源装置
   を設け、出力電圧制御部に、スイッチ手段のオフ制御時
   に、出力電圧を前記電源装置の最低入力定格電圧に調整
   する機能を付加したことを特徴とする。