JPH02120907A - 車両の磁気誘導システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、車両の走行路に敷設した磁気標識に沿って
、車両を自動走行可能にする磁気誘導システムに関する
ものである。

［従来の技術〕 最近、物流輸送の高効率化や生産システムの柔軟化を図
るため、工場や倉庫などにあっては、搬送車や牽引車、
あるいはパレットなど（以下車両という）を無人で自動
走行させる無人搬送システムの重要性が高まっている。

従来から、車両を無人で自動走行させる誘導方式として
は、走行路の光学的に検知して車両を自動走行させる光
学方式や、走行路に埋設した誘導ケーブルの磁界を検出
して自動走行させる話導磁界方式などが知られている。

特に、走行路、に磁気標識を敷設し、車両に励磁コイル
と検出コイルを設けて車両を自動走行させる磁気標識方
式は、走行路の汚れの影響を受けず、しかも磁気標識の
敷設が容易であり、誘導電流の消費が無いなどの優れた
特徴がある。

かかる磁気標識方式の代表的な例としては、走行路にフ
ェライトシート等の磁気標識を敷設し、車両には、励磁
コイルを中心にして左右一対の位置ずれ検出用コイルを
付設し、励磁コイルと磁気標識間に生成之れる磁界の変
化を、これらの左右の位置ずれ検出コイルにより検知し
て、磁気標識に対する車両の左右への位置すれを修正し
、車両を磁気）票識に沿って自動走行させるものが知ら
れている（特開昭６２−４９４０９号公報）。

そして、上Ｓ己代表例によれは、左右対称な２個の位置
ずれ検出用コイルの各出力の相対的な大小関係に基づい
て、磁気標識に対する車両の位置を特定できるので、車
両の自動走行を安定に行える。

とりわけ、これらの２つの出力が共に零になった場合に
は、車両が磁気標識からなり離れた位置にあるとして車
両を停止させて暴走を防止でき、これらの２つの出力が
共に増減する場合には、路面の凹凸や積荷の有無により
、磁気標識と車両の距離が変動したとして該距離の影響
を修正する。

これにより、良好な走行が可能であるとされている。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしなから、上記の従来技術によれば、車両には複数
個の検出用コイルを備えなければならず、個々の検出用
コイルの性能を揃えながら、励磁コイルとの関係で各々
の検出用コイルの電磁気的性能を微妙に調整する作業は
煩瑣である。

しかも、個々の検出用コイルに接続する制御回路が複雑
化するばかりでなく、車両の左右動揺、所謂ローリング
の影響を受は易いという問題があった。

これに対して、車両には磁気標識とは平行に単一の位置
ずれ検出コイルを設け、該コイルに鎖交する励磁コイル
による空間磁束の鎖交状態の変化を誘導起電圧に変換し
て検出し、車両の自動走行を行わせるよう、にして、検
出コイル等の構成を単純化することも可能である。

しかしながら、従来の２個の左右対称な検出用コイルに
代えて、上記の如＜、単に車両に単一のＩＭ置すれ検出
コイルを備えただけでは、車両が磁気標識からかなり離
れて逸脱した場合や、路面の凹凸や積荷の白−無により
、磁気標識と車両の距離が変動した場合には、これらを
検出できず、車両の暴走防止や自動走行の安定化が困難
であるという未解決の課題があった。

［３題を解決するための手段］ この発明は、上ご己の従来技術に基づく車両の自動走行
性能の不安定性等に鑑み、車両に位置ずれ検出コイルと
は別に、巻回面が励磁コイルの空間磁束と直角に鎖交し
て、該空間磁束の変化を検知する磁束変化検出コイルを
車両に備えたものである。

また、この発明は、上記磁束変化検出コイルが鎖交する
励磁コイルの空間磁束の変化を検知して、車両の走行路
からの逸脱を逸脱警告信号Ｆとして出力するものである
。

さらに、この発明は、上記磁束変化検出コイルが鎖交す
る励磁コイルの空間磁束の変化を検知して、磁気標識と
励磁コイルの間隔の変化に対応した間隔変化検出信号Ｇ
を出力するもので、これにより前記課題を解決せんとす
るものである。

［作　　用］ この発明の構成は、車両に設けられた励磁コイルは、励
磁電流により空間磁束を生成し、その−部は、磁気標識
に集束されて位置ずれ検出コイルに鎖交して、磁気標識
に対する車両の位置ずれに対応した誘導起電圧を位置ず
れ検出コイルの出力として誘起し、磁気標識に集束され
ない残余の空間磁束は、その磁束分布が磁気標識に対す
る車両の位置により影響を受け、車両が磁気標識の直上
、またはその近傍に位置する場合、あるいは励磁コイル
と磁気標識の間隔が接近している場合には、磁束変化検
出コイルに鎖交する磁束の密度が低減し、結果として、
磁束変化検出コイルの出力は低ドし、車両が磁気標識か
ら離れて位置する場合、あるいは励磁コイルと磁気標識
の間隔か遠のいた場合には、磁束変化検出コイルに鎖交
する磁束の密度が増加し、結果として、磁束変化検出コ
イルの出力は増大し、しかして、この発明の磁気誘導シ
ステムは、磁束変化検出コイルの出力により車両の走行
状態を検知できるので、車両の安定な自動走行を可能に
するように作用する。

［実　施　例］ この発明の実施例の構成と動作を第１図乃至第５図に基
づいて以下に説明する。

第１図はこの発明の一実施例である無人車の磁気誘導シ
ステムの全体の構成を示す斜視図である。

車両である無人車１の走行路には、その道筋に沿って磁
気標識２か敷設され、無人車１には、磁気標識２の面上
に所定の距離を隔てて励磁コイル３と位置ずれ検出コイ
ル４、及び磁束変化検出コイル５が各々−個ずつ取り付
けられている。

なお、無人車１には、図示されぬ走行装置や走行制御装
置等が備えられ、走行制御装置には励磁コイル３、位置
すれ検出コイル４．４トびに磁気変化検出コイル５が接
続されている。

励磁コイル３は、断面積が約１３０ｍｊの■型フェライ
トコアに、線径０．３２ｍｍの絶縁被覆銅線が１２０回
巻回された有芯コイルであり、長さが６０ｍ＋１の該コ
アは磁気標識２の幅方向に磁気標識２に対して平行に延
びて配置されている。励磁コイル３の落綿には、車両１
の走行制御装置が接続され、周波数が１００ｋｌｌｚの
正弦波励磁電流が供給されている。

位置ずれ検出コイル４は、巻回直径がＧＯｍ＋＋＋の空
芯円形コイルであり、線径０．３２ｎ＋ｎの絶縁被覆銅
線か円筒形ボビンの周囲に１００回巻回されている。

また、その巻回向は磁気（、？Ｉ識２の標識面に対して
下行に配置されている。

そして、励磁コイル３と位置ずれ検出コイル４は、励磁
コイル′３のコアの両端の磁極を結ぶ線、所謂コアの中
心線と位置すれ検出コイル４の巻回軸か、磁気標識２の
面上１５ｍｍの位置において、５゜ｌｌｌｌ１１の間隔
て直交するように配置されている。

磁束変化検出コイル５は、巻回直径が２２ｍｍの空芯円
形コイルであり、線径０．３２ｍ１の絶縁被覆銅線が円
筒形ボビンの周囲に１００　　回巻回されている。

磁束変化検出コイル５は、励磁コイル３の中央直上に各
々の中心距離が３５ｍ１こ隔てられ、これらのコイル３
．５の巻回向が平行に配置されている。

そして、位置ずれ検出コイル４の出力端子と磁束変化検
出コイル５の出力端子には、その出力を受けて車両の走
行方向や走行速度等を制御する図示されぬ走行制御装置
か接続されている。

次いで、第２図乃至第４図を参照して上記の実施例の動
作を以下に説明する。

第２図は、磁気標識２に対する水平方向の励磁コイル３
と磁束変化検出コイル５の位置関係を示す側面図であり
、車両１か磁気標識２の中央に沿って正常に自動走行す
る場へ（同図（ａ））、車両１が磁気標識２から右方向
に位置ずれして走行路を逸脱した場合（同図（ｂ））を
各々示している。

なお、図について、空間磁束は理解の容易のために破線
で示されている。

図示されぬ車両１に搭載された励磁コイル３は、磁気標
識２の幅方向に延びたコアの両端から空間磁束を生成し
、その一部は、励磁コイル３の直上に位置する磁束変化
検出コイル５の巻回向に対して直μＪに鎖交する。

＋１両１か磁気は識２の中央に沿って正常に走行してい
る場合には、励磁コイル３の空間磁束は、多くか磁気標
識２により集束され、残余の空間磁束の一部のみか磁束
変化検出コイル５に鎖交する（第２図（ａ）参照）。

然るに、車両１か磁気標識２から離れて走行路に逸脱し
た場合には、磁気標識２により集束される空間磁束が大
幅に減少し、磁束変化検出コイル５には、多くの空間磁
束が鎖交する（第２図（１＋）参照）。

第３図は、磁気標識２に対する垂直方向の励磁コイル３
と磁束変化検出コイル５の位置関係を示す側面図であり
、励磁コイル３と磁気標識２の距離が接近して、１１両
が磁気標識２上を自動走行する場合（同図（ａ））、励
磁コイル３と磁気標識２の距離が離れて車両１が磁気標
識２上を走行する場合（同図（ｂ））を各々示している
。

なお、第３図ｊこおいても、空間磁束は理解の容易のた
めに破線で示されている。

車両１が、その積載荷重や路面の凹凸により励磁コイル
３と磁気標識２の距離を接近した場合には、励磁コイル
３から生成される空間磁束は、多くが磁気標識２により
集束され、残余の空間磁束の一部が磁束変化検出コイル
５に鎖交する（第２図（ａ）参照）。

然るに、車両１の荷重が軽くなるなどにより、励磁コイ
ル３と磁気標識２の距離が遠のいた場合には、磁気標識
２により集束される空間磁束が減少し、磁束変化検出コ
イル５に鎖交する空間磁束か増加する（第２図（１））
参照）。

第４図は、励磁コイル３に供給される励磁電流りの信号
波形（同図（ａ））と、磁束変化検出コイル５に生成さ
れる出力Ｅの信号波形（同図（ｂ）　、　（ｃ）　）を
示した波形図である。

車両１が磁気標識２に沿って正常に走行している場合（
第２図（ａ）参照）、または励磁コイル３と磁気標識２
の距離か接近している場合（第３図（ａ）参照）には、
励磁コイル３による空間磁束は磁気標識２に集束されて
磁束変化検出コイル５に鎖交する磁束は少ない。

その結果、磁束変化検出コイル５に誘起される誘導起電
圧Ｖ　は小さくなり出力Ｅは低レベルである（第４図（
ｂ）参照）。

これに対し、車両１が磁気標識２から逸脱した場合（第
２図（１））参照）、または励磁コイル３と磁気標識２
の距離が離れた場合（第３図（ｂ）参照）には、励磁コ
イル３による空間磁束は磁気標識２に集束されないので
、磁束変化検出コイル５に鎖交する磁束は多くなり、結
果として磁束変化検出コイル５に誘起されてる誘導起電
圧Ｖ　は大きく、出力Ｅは高レベルである（第４図（Ｃ
）参照）。

第５図は、この発明の他の実施例の（ｈ成を示す回路図
である。車両１に搭載された走行制御装置ＩＯの正弦波
発生器５の出力端子には、増幅器７の入力端子と差動増
幅器９の反転入力端子が分配接続され、増幅器７の出力
端子には、車両１に配置された励磁コイル３の巻線が接
続されている。

励磁コイル３に隣接して車両１に配置された磁束変化検
出コイル５の巻線には、増幅器８の入力端子か接続され
増幅器８の出力端子は差動増幅器９の非反転入力端子に
接続されている。

そして、差動増幅器９の出力端子は図示されぬ車両走行
制御回路に接続されている。

上記の構成によれば、正弦波発生器６は１ｏＯｋｌｌｚ
の正弦波信号Ａを増幅器７と差動増幅器９に供給し、増
幅器７は正弦波信号Ａを受けて、所定の電流値に増幅し
た励磁電流りを励磁コイル３の巻線に供給する。

励磁コイル３は空間磁界を生成し、磁気標識２に対する
励磁コイル３の位置関係に応じて、その空間磁束の一部
が、磁束変化検出コイル５の巻線に鎖交する。

磁束変化検出コイル５の巻線には、鎖交する磁束に応じ
た誘導起電圧が誘起し、磁束変化検出コイル５は、その
誘導起電圧を出力Ｅとして増幅器８経出で作動増幅器９
に供給する。

差動増幅器９は、正弦波信号Ａと所定に増幅された磁束
変化検出コイル５の出力Ｅを演算して演算出力信号Ｉ］
を出力する。

図示の構成によれば、励磁コイル３の磁気標識２に対す
る位置関係により変化する磁束変化検出コイル５の出力
Ｅは、正弦波発生器６の正弦波信号Ａを基僧にして演算
増幅されるので、差動増幅器９の演算出力信号Ｈは、上
記位置関係を一段と明確に示すものとなる。

しかして、上記演算出力信号Ｈを通常のウィンドコンパ
レータ回路等の弁別手段に供給することより、車両１が
走行路を逸脱したことを警告する逸脱警告信号Ｆを得る
ことができる。

また、上記演算出力信号Ｈを通常の増幅回路等の増幅手
段に供給することにより、励磁コイル３と磁気標識２の
間隔の変化を指示する間隔変化信号Ｇを得ることができ
、間隔変化信号Ｇに基づいて増幅器７の増幅率を調整し
、励磁電流りの電流値を増減することにより、位置ずれ
検出コイル４に鎖交する磁束量を：Ａ整して車両の位置
ずれ検出を」−記間隔の変化によらず、常に正確に行う
ようにすることもできる。

以上、この発明のいくつのか実施例について説明したが
、位置ずれ検出コイル４や磁束変化検出コイル５の巻回
形状を矩形にすることや、これらのコイル４，５の数を
複数にすることもできる。

また、励磁コイル］３のコアの＋イ質を他の磁性体に変
更したり、コアの形状をＵ形にする等の各種の変更も可
能である。

更にまた、位置ずれ検出コイル４の巻回面と励磁コイル
３を同一平面上に配置するたけでなく、これらを平行な
異なる面上に配置することも可能である。

［発明の効果］ 上記のように、この発明によれば、車両に備えた励磁コ
イルに磁束変化検出コイルを付設し、励磁コイルが生成
する空間磁束の変化を検知するようにしたので、車両か
磁気標識からかなり離れて逸脱した場合や、路面の凹凸
や積ｄｌｒの有無により磁気標識と車両の距離が変動し
た場合には、これを確実に検知でき、車両の暴走を未然
に防１１シて車両を安定に自動、を行させることかでき
る。

また、この発明によれは、構造か単純なｌ１ｌ−の位置
すれ検出コイルにより車両の位置すれ検出を行うことが
でき、位置すれ検出コイルの調整作業か簡便になり、車
両の構造か簡素化されるという特別の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体の構成を示す斜視図
、第２図（ａ）　−（ｂ）は、磁気（頂識に対する水・
１乙方向の励磁コイルと磁束柔化検出コイルの位置関係
を示す側１ｍ図、第３図（ａ）　、　（ｂ）は、磁気標
識に対する垂直方向の励磁コイルと磁束変化検出コイル
の位置関係を示す側ｔｔｒｉ図、第４図（ａ）乃至（Ｃ
）は、励磁コイルに供給される励磁電流りの（８号波形
と励磁変化検出コイルに生成される出力Ｅの伝号波形を
示した波形図、第５図は、この発明の他の実施例の構成
を示す回路である。 １・・車　両　　　　　　　２　磁気標識３・−励磁コ
イル ４・・位置ずれ検出コイル ５・・・磁束変化検出コイル 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、励磁電流を受けて磁気標識２に磁束を供給する励磁
   コイル３と、励磁コイル３が生成した磁束に鎖交して、
   磁気標識２に対する車両１の位置ずれを検知する位置ず
   れ検出コイル４を車両１に備え、走行路に敷設された磁
   気標識２を検知して、車両１を磁気標識２に沿って、自
   動走行可能にする車両の磁気誘導システムにおいて、励
   磁コイル３に付設されて励磁コイル３が生成する空間磁
   束に対して、直角に鎖交する巻回面を有する磁束変化検
   出コイル５を、車両１に付設する車両の磁気誘導システ
   ム。 ２、前記磁束変化検出コイル５は、励磁コイル３が生成
   する空間磁束の変化を検知して、車両１の走行路からの
   逸脱を知らせる逸脱警告信号Ｆを出力する請求項１記載
   の車両の磁気誘導システム。 ３、前記磁束変化検出コイル５は、励磁コイル３が生成
   する空間磁束の変化を検知して、磁気標識２と励磁コイ
   ル３の間隙の変化を知らせる間隔変化検出信号Ｇを出力
   する請求項１記載の車両の磁気誘導システム。