| 【発明の名称】 |
移動体の非接触式給電装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】青島 時彦
【氏名】山本 敬二
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| 【要約】 |
【課題】レール軌道を複数の領域に分け、各領域毎に送電線を設けて電流を流すようにした非接触式給電装置において、合理的に消費電力を抑える。
【解決手段】搬送台車が走行するモノレールを２つの領域に分け、一方の領域に送電線４Ａ及び電源装置５Ａを、他方の領域に送電線４Ｂ及び電源装置５Ｂを設けた。また、モノレールに多数のマークを付し、搬送台車によるマーク検出に基づいて搬送台車の位置を検知するようにした。そして、主制御手段２６において、無線で送信される搬送台車の位置情報に基づき、搬送台車が存在していないモノレール１の領域を判別し、移動体が存在していない領域がある場合には、当該領域に対応する送電線４Ａ又は４Ｂへの電流供給を遮断すべく電源制御手段２７に制御信号を出力するようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 レール軌道を複数の領域に分け、各領域毎に送電線とこれに高周波電流を流す電源装置とを設けるとともに、上記レール軌道を移動する移動体に、上記高周波電流により誘導起電力を起こさせる受電装置を設けた移動体の非接触式給電装置において、上記移動体の位置を検知する位置検知手段と、これによる位置情報に基づいて移動体が存在していないレール軌道の領域を判別する判別手段と、その判別結果に基づいて、移動体が存在していない領域に該当する送電線への電流供給を遮断すべく上記電源装置を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする移動体の非接触式給電装置。
【請求項２】 上記制御手段は、送電線への電流供給が遮断されている領域に隣接する領域であって、移動体の移動方向上流側の領域の所定の位置に移動体が到達したときに、電流供給が遮断されている上記領域の送電線に対して電流供給を再開すべく上記電源装置を制御することを特徴とする請求項１記載の移動体の非接触式給電装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モノレール等のレール軌道を移動する移動体に対して電磁誘導による給電を行うようにした非接触式給電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、高架のモノレールに沿って走行する物品搬送用の搬送台車等の移動体に対して外部から電力を供給する給電装置は種々知られており、特に、近年では、摺接部分での摩耗による粉塵が生じたり火花が発生したりすることを防止することができるものとして非接触式の給電装置が用いられている。
【０００３】この装置は、移動体が走行するレール軌道に沿って送電線を配設し、インバータを組み込んだ電源装置に上記送電線を接続して送電線に高周波電流を流すようにする一方、上記移動体に、受電用のコイルを有するピックアップ部と、上記コイルに接続された整流部と、この整流部に接続されてその出力を所定電圧に調整する電力変換部とを含む受電装置を設け、送電線に流れる高周波電流に応じた誘導起電力をピックアップコイルに生じさせ、その電力を整流部及び電力変換部を介して走行駆動用のモータ等の負荷に供給するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この種の給電装置では、一つの電源装置によって適切に電流を供給することができる送電線の長さ（距離）に限界があり、そのため、レール軌道が長距離となる場合には、通常、軌道を複数の領域に分け、この領域毎に送電線と電源装置とを配設し、各電源装置により各送電線に電流を流すことにより、レール軌道全体にわたって電力供給を行えるようにしている。
【０００５】ところが、従来のこの種の給電装置では、一般に送電線に常時電流を流すようになっており、或る領域に移動体が全く存在していないような場合でも、この領域に該当する送電線に電流が流されている。そして、一般にこの種の給電装置の電源は定電流インバータを用いて一定の高周波電流を発生させるようになっていて、負荷が存在しない場合でも送電のために数百ワット程度の電力を消費するものであるため、移動体が全く存在しない領域においては、移動体への電力供給が行われないにも拘らず多くの電力が消費されることとなり極めて無駄である。
【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、レール軌道を複数の領域に分け、各領域毎に送電線を設けて電流を流すようにした非接触式の給電装置において、合理的に消費電力を抑えることができる移動体の非接触式給電装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る非接触給電装置は、レール軌道を複数の領域に分け、各領域毎に送電線とこれに高周波電流を流す電源装置とを設けるとともに、上記レール軌道を移動する移動体に、上記高周波電流により誘導起電力を起こさせる受電装置を設けた移動体の非接触式給電装置において、上記移動体の位置を検知する位置検知手段と、これによる位置情報に基づいて移動体が存在していないレール軌道の領域を判別する判別手段と、その判別結果に基づいて、移動体が存在していない領域に該当する送電線への電流供給を遮断すべく上記電源装置を制御する制御手段とを備えているものである。
【０００８】この装置によれば、レール軌道の各領域のうち移動体が存在していない領域については送電線への電流供給が遮断されるため、移動体が存在していない領域での電力の消費が抑えられる。
【０００９】この装置においては、送電線への電流供給が遮断されている領域に隣接する領域であって、移動体の移動方向上流側の領域の所定の位置に移動体が到達したときに、電流供給が遮断されている上記領域の送電線に対して電流供給を再開すべく上記電源装置を制御するように上記制御手段を構成する（請求項２）のが好ましい。
【００１０】電流供給の再開にはある程度の立上り時間が必要なため、上記のようなタイミングで電流供給を再開するようにすれば、移動体の移動中に上記のように送電線への供給を遮断するようにしながらもレール軌道の全領域にわたってスムーズに移動体を移動させることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１２】図１〜図３は、本発明に係る非接触式給電装置が適用される搬送システム全体を概略的に示している。これらの図において、１はモノレールであって、ループ状に構成されており、ブラケット２を介して工場内等の天井部分に高架状態に配設されている。そして、このモノレール１に対し、荷物積降しのための複数のステーションＳ１〜Ｓ３が臨むように配設されている。
【００１３】モノレール１の一側部には送電線が配設されている。送電線は、図１に示すように、モノレール１の半分の領域に送電線４Ａが配設され、また、残りの領域に送電線４Ｂが配設されている。これにより、モノレール１の全体にわたって連続的に送電線が配設されている。各送電線４Ａ，４Ｂは、電源装置５Ａ，５Ｂに接続されるとともに同図に示すように先端が折り返されてループ状をなす状態でモノレール１の側面にハンガー３を介して取付けられている。
【００１４】各電源装置５Ａ，５Ｂには、それぞれ図４に示すように、３相の交流電源１５（両電源装置５Ａ，５Ｂに共通）と、この交流電源１５の交流を一定電圧の直流に変換する直流電源回路１６と、これによる直流の電力を所定周波数の交流に変化させるインバータ１７とが設けられており、このインバータ１７に上記送電線４Ａ，４Ｂが接続されている。上記直流電源回路１６には、全波整流用のダイオード１８と、平滑コンデンサ１９とが組み込まれ、これにより一定の直流電圧を出力するようになっている。
【００１５】上記インバータ１７には、複数のスイッチ素子が内蔵されており、このスイッチ素子が後記コントローラ２５によりオンオフ制御されることによって、上記送電線４Ａ，４Ｂに定電流の所定周波数の交流電流を流すように構成されている。
【００１６】上記モノレール１には、複数の搬送台車６が移動可能に支持されている。この搬送台車６は、モノレール１上を転動する走行用車輪７と、モノレール１の上部両側面、下部両側面及び下面に当接するガイドローラ８，９と、上記走行用車輪７を駆動するモータ１０等を備えるとともに、上記送電線４Ａ，４Ｂから電磁誘導により給電される被給電体としてのピックアップユニット１１を備えている。このピックアップユニット１１は、磁性体からなる断面Ｅ字型のコア部材１２と、このコア部材１２の中央突出部分１２ａに巻着されたピックアップコイル１３とを有し、上記モノレール１に配設された送電線４Ａ，４Ｂに対応するように配設されている。そして、送電線４Ａ，４Ｂに交流電流が流れることにより、上記コア部材１２を磁路として磁束が形成され、電磁誘導による起電力が上記ピックアップコイル１３に生じ、その起電力が図外のコントローラ等を介して上記モータ１０に供給されるようになっている。これにより搬送台車６がモノレール１に沿って一定方向（図１で時計回り）に走行するようになっている。
【００１７】搬送台車６には、さらに荷物を保持するためのハンドリング装置１４が設けられており、このハンドリング装置１４がベルト等を介して搬送台車６の下方に昇降可能に連結されている。
【００１８】上記モノレール１には、搬送台車６の走行制御のために複数の区間が設定されており、モノレール１にはその区間の区分を示すマークが配設されている。具体的には、原点マークＭｈと複数の区間マークＭ１〜Ｍ７とが配設されている。
【００１９】これらのマークＭｈ、Ｍ１〜Ｍ７は、例えば、テープにより形成されており、各区間マークＭ１〜Ｍ７は同一長さとされ、原点マークＭｈは区間マークＭ１〜Ｍ７と異なる長さとされている。そして、モノレール１において、送電線４Ａと送電線４Ｂとの継ぎ目部分のうち一方側の継ぎ目部分が原点位置とされてこの位置に原点マークＭｈが貼り付けられるとともに、他方側の継ぎ目部分に区間マークＭ４が貼り付けられ、これら以外のマークが設定される区間のレイアウトに従った位置に配設されている。これにより、各マーク間をそれぞれ１区間とした複数の区間が設定され、当実施形態では、モノレール１の各送電線４Ａ，４Ｂに対応する部分にそれぞれ４つの区間が設定されてる。
【００２０】そして、上記搬送台車６には、図示を省略するが、上記各マークＭｈ、Ｍ１〜Ｍ７を検出する光学的センサ等からなるマークセンサが搭載され、このセンサによるマーク検出信号と、上記モータ１０に組み込まれたエンコーダからの出力パルス信号と、予め記憶されているモノレール１のレイアウト情報とに基づいてモノレール１のいずれの位置を搬送台車６が走行しているかを認識することができるようになっており、この位置情報を図外の送信手段を介して後記コントローラ２５に無線で送信するようになっている。つまり、これら各マークＭｈ、Ｍ１〜Ｍ７及びマークセンサ等により本発明の位置検知手段が構成されている。
【００２１】ところで、上記の搬送システムには、図４に示すようなコントローラ２５が設けられており、上記電源装置５Ａ，５Ｂおよび搬送台車６等がこのコントローラ２５により制御されるようになっている。
【００２２】コントローラ２５には、当該システムを統括的に制御するための各種情報を記憶した主制御手段２６が設けられるとともに、上記電源装置５Ａ，５Ｂを制御する電源制御手段２７が設けられ、この電源制御手段２７が主制御手段２６に接続されている。また、各搬送台車６から出力される無線信号を受信する受信手段２８が設けられ、この受信手段２８が上記主制御手段２６に接続されている。
【００２３】上記電源制御手段２７は、各電源装置５Ａ，５Ｂに所定の制御信号を出力してインバータ１７のスイッチ素子を作動させ、これにより電源装置５Ａ，５Ｂからの交流電流の出力を直接的に制御するもので、上記主制御手段２６からの指令信号に応じて作動するようになっている。
【００２４】上記主制御手段２６は、上記受信手段２９を介して入力される各搬送台車６の位置情報に基づき、電源制御手段２７を介して各電源装置５Ａ，５Ｂによる給電制御を行うもので、各搬送台車６の位置が後述するように一定の条件を満たしているか否かを調べ、満たしている場合に電源装置５Ａ，５Ｂのオンオフ切り替えを行うべく電源制御手段２７に指令信号を出力するように構成されている。
【００２５】次に、上記搬送システムの給電制御の一例について図５のフローチャートを用いて説明する。
【００２６】このフローでは、まず、各搬送台車６からの位置情報に基づいて、各搬送台車６がモノレール１の特定領域に偏在しているか否かを判断する（ステップＳ１）。つまり、モノレール１のうち一方側の送電線４Ａの配設部分（第１領域Ｓａ）又は他方側の送電線４Ａの配設部分（第２領域Ｓｂ）のいずれか一方の領域に各搬送台車６が共に存在しているか否かを判断する。
【００２７】ここで、ＮＯの場合にはステップＳ１にリターンし、ＹＥＳの場合には、各搬送台車６のうち少なくとも一台の搬送台車６が第１領域Ｓａ又は第２領域Ｓｂの進行方向末端の区間に存在するか否かを判断する（ステップＳ２）。具体的には、各搬送台車６が第１領域Ｓａに存在する場合にはマークＭ３〜Ｍ４の区間に、第２領域Ｓｂに存在する場合にはＭ７〜Ｍｈの区間にいずれかの搬送台車６が存在するか否かを判断する。
【００２８】そして、ここでＮＯの場合には、第１領域Ｓａ又は第２領域Ｓｂのうち搬送台車６が存在していない領域に対応する電源装置５Ａ，５Ｂをオフする（ステップＳ３）。すなわち、電源装置５Ａ又は５Ｂにおけるインバータ１７のスイッチ素子をオフし、これにより送電線４Ａ又は４Ｂへの電流供給を停止する。
【００２９】一方、ステップＳ２でＹＥＳの場合には、第１領域Ｓａ又は第２領域Ｓｂのうち搬送台車６が存在していない領域に対応する電源装置５Ａ，５Ｂがオフされているか否かを判断する（ステップＳ４）。そして、オフされていない場合（オン状態の場合）にはステップＳ１にリターンし、オフされている場合には、当該電源装置５Ａ又は５Ｂをオンに切り替えてステップＳ１にリターンする。
【００３０】以上の搬送システムによれば、上述のようにモノレール１の上記領域Ｓａ，Ｓｂのうちいずれか一方の領域に両搬送台車６が偏在している場合には、搬送台車６が存在していない領域に該当する送電線４Ａ又は４Ｂへの電流供給が停止されるようになっているため、各送電線４Ａ，４Ｂへの電流供給を合理的に行って電力の消費を抑えることができる。そのため、搬送台車の走行位置に拘らず常時送電線に電流を流すようにしていた従来のこの種の搬送システムと比較すると無駄な電力の消費を有効に抑えることができる。
【００３１】しかも、両搬送台車６がモノレール１の一方の領域に偏在している場合でも、当該領域において搬送台車６が進行方向末端の区間に存在する場合には、搬送台車６が存在していない領域に該当する送電線４Ａ，４Ｂへの電流供給を再開するようにしているので、搬送台車６の移動中に送電線４Ａ，４Ｂへの電流供給をオンオフするようにしながらも、搬送台車６をモノレール１全体にわたってスムーズに走行させることができるという特徴もある。
【００３２】すなわち、電流供給が停止されている領域に対して電流供給を再開するタイミングとしては、搬送台車６が当該領域に侵入するタイミングで再開することも考えられる。しかし、オフ状態の電源装置５Ａ，５Ｂをオフ状態に切り替えてから送電線４Ａ，４Ｂに有効に電流が流れるまで（電源装置５Ａ，５Ｂの立上り）にはある程度の時間が必要であり、侵入タイミングで電流供給を再開する場合には、電源装置５Ａ，５Ｂの立上りが間に合わず、これにより搬送台車６への電力供給が不足して走行に支障をきたす虞れがある。これに対して、上記実施形態のように、電流供給が停止されている領域に搬送台車６が侵入するある程度前から当該領域への電流供給を再開するようにすれば、搬送台車６が当該領域に侵入するまでに確実に電源装置５Ａ，５Ｂを立上げることができる。そのため、充分に電力を供給して搬送台車６をスムーズに走行させることができる。
【００３３】なお、上記の搬送システムは、本発明に係る非接触式給電装置の適用例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３４】例えば、上記実施形態では、モノレール１にマークＭｈ，Ｍ１〜Ｍ７を付し、これを搬送台車６に搭載したマークセンサによって検出することで搬送台車６の位置を検知するようにしているが、逆に、モノレール側の複数個所にセンサを配設し、搬送台車６に付した識別マークを検出することにより搬送台車６の位置を検知するようにしてもよい。
【００３５】また、モノレール１の具体的な軌道形態、搬送台車の数、送電線の配設数等も、具体的な内容に応じて適宜変更するようにすればよい。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、位置検知手段により移動体の位置を検知するとともに、この検知に基づいてレール軌道のうち移動体が存在しない領域を判別し、移動体が存在していない領域に該当する送電線への電流供給を遮断するようにしたので、常時送電線全体に電流を流すようにしていた従来のこの種の搬送システムに比べると、送電線への電流供給を合理的に行って無駄な電力の消費を抑えることができる。
【００３７】特に、この装置において、送電線への電流供給が遮断されている領域に隣接する領域であって、移動体の移動方向上流側の領域の所定の位置に移動体が到達したときに、電流供給が遮断されている上記領域における送電線への電流供給を再開するようにすれば、移動体の移動中に上記のように送電線への供給を遮断するようにしながらもレール軌道の全領域にわたってスムーズに移動体を移動させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００７６
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）６月２４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 悦司 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１８２０５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１月２２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−１６７６０９ |
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