JPH06165301A - 移動体の無接触給電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動体に無接触で安定して給電でき、移動経
路のカーブ部の曲げＲを自由に選択できる無接触給電設
備を提供する。 【構成】 車体Ｖの案内レールＢの水平走行部に設け
る、高周波の正弦波電流を流す誘導線路34を架設した第
１の誘導線路ユニットＸと、その垂直走行部に設ける第
２の誘導線路ユニットＹでは、その敷設の位相を90度回
転させ、車体Ｖには誘導線路ユニットＸ，Ｙの敷設位相
に合わせて90度取付け位相の異なるピックアップユニッ
トを２台取付ける。 【効果】 誘導線路34を、水平走行部と垂直走行部では
位相を90度回転して敷設することにより、ピックアップ
ユニットＰと水平走行部、垂直走行部の誘導線路34との
接触を回避でき、よって各走行部のカーブ角度を自在に
選択でき、案内レールＢの敷設ルートの設定の自由度を
増すことができる。

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を、図
７および図８に基づいて説明する。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移
動経路として案内レールＢとが設けられている。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】通電レールＬは、図８(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。

【０００７】集電子ユニットＤは、図７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。

【０００８】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。

【０００９】

【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。

【００１０】このような問題を解決するため、図９に示
すような、無接触の給電設備が提案されている。図９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。

【００１１】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次側コア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。また、図７，
図８に示す車体Ｖに、図９に示す２次側コア23を取付け
ると、案内レールＢの上下方向のカーブ部、左右方向の
カーブ部で２次側コア23と案内レールＢが接触すること
から、カーブ部の曲げＲが規制され、しいては案内レー
ルＢの敷設ルートも制限されてしまうという問題があっ
た。

【００１２】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、かつ安定して給電でき、カーブ部の
曲げＲを自由に選択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。

【００１３】

【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、移動体の移動経路
に沿って高周波の正弦波電流を流す一対の誘導線路を敷
設し、前記移動体に、前記誘電線路間に位置し、誘導線
路から無接触で給電されるコイルを設けた移動体の無接
触給電設備であって、前記誘導線路を前記移動経路の移
動体の水平走行部と垂直走行部では、その敷設の位相を
90度回転させ、前記移動体に前記誘導線路の敷設位相に
合わせて前記コイルを複数取り付けたことを特徴とする
ものである。

【００１４】

【作用】上記発明の構成によれば、誘導線路に通電（交
流）されると、移動体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、移動体は移動経路を走行
する。また、誘導線路は、移動経路の移動体の水平走行
部と垂直走行部では位相が90度回転して敷設されること
により、水平走行部で上下方向の誘導線路の中間に位置
するコイルは、垂直走行部において、誘導線路と接触す
ることが回避され、よって垂直走行部の上下カーブ角度
を自在に選択することが可能になり、また垂直走行部で
左右方向の誘導線路の中間に位置するコイルは、水平走
行部において、誘導線路と接触することが回避され、よ
って水平走行部の左右カーブ角度を自在に選択すること
が可能になる。

【００１５】

【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７および図８と同一の構成に
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００１６】図１は本発明の一実施例における移動体の
無接触給電設備の搬送用車体Ｖの駆動トロリーと案内レ
ールの側面図、図２は同駆動トロリーと案内レールの一
部断面正面図である。

【００１７】本発明の移動体の無接触給電設備は、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，Ｙを設け、車体Ｖの駆動トロリー1Aでは、従来例の
集電子ユニットＤに替えて２台のピックアップユニット
Ｐを設け、さらに図３に示す電源装置Ｍを設けて構成さ
れている。

【００１８】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の上部、下部の
両横側から、また下方から接触する振れ止めローラ
３’、および90度取付け位相の異なる２台のピックアッ
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。

【００１９】案内レールＢの車体Ｖの水平走行部に敷設
される第１の誘導線路ユニット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が垂直に突設されたブラケット32が取り付
けられ、図４に拡大して示すように、ハンガー31の先端
には袋状の凹部31Ａが設けられ、この凹部31Ａに、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を長手方向に嵌め込んだカ
バー33のツメ部33Ａが挿入され、案内レールＢに沿って
誘導線路34が敷設されることにより構成されている。前
記ブラケット32は、図４に示すように、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32Ａに止めネジ32Ｂ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。

【００２０】また、案内レールＢの車体Ｖの垂直走行部
に敷設される第２の誘導線路ユニットＹは、図２，図３
に示すように、第１の誘導線路ユニットＸとは90度取付
け位相を変えて敷設されており、案内レール部Ｂの上方
に沿って天井部に所定間隔置きにハンガー31を下向きに
して上記ブラケット32が取付けられ、ハンガー31の凹部
31Ａに誘導線路34を長手方向に嵌め込んだカバー33のツ
メ部33Ａが挿入され、案内レールＢに沿って誘導線路34
が敷設されることにより構成されている。

【００２１】上記構成により、誘導線路34は、水平走行
部と垂直走行部では位相が90度回転して敷設され、また
図３に示すように、誘導線路34は、誘導線路ユニット
Ｘ，Ｙに渡って、連続して敷設されている。なお、誘導
線路34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。

【００２２】また、ピックアップユニットＰは、図５に
示すように、断面がＥ形のフェライト35を５個、その中
央の凸部35Ａを横向きにして並べ、各フェライト35の中
央の凸部35Ａに、フェライト板37を載置し、このフェラ
イト板37ごと非磁性体のプレート38を介してベース体39
にねじ39Ａにより固定している。また横方向に並べたフ
ェライト35の中央の凸部35Ａ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、またベース体39の側部に取付け部材40
を取付けて構成されている。また、両端のフェライト35
とプレート38の折りかえし部間にウレタンゴム40Ａを挿
入している。

【００２３】このように構成されたピックアップユニッ
トＰの１台は、図２に示すように、前記取付け部材40に
よりピックアップユニットＰのフェライト35の中央の凸
部35Ａの中心Ｌがほぼ誘導線路ユニットＸの一対の誘導
線路34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の駆動トロリー1Aの側面に固定さ
れ、また他の１台は、ピックアップユニットＰのフェラ
イト35の中央の凸部35Ａの中心Ｌがほぼ誘導線路ユニッ
トＹの一対の誘導線路34の中央に位置するように調整し
て車体Ｖの駆動トロリー1Aの上面に上向きに固定されて
いる。

【００２４】誘導線路34に通電（交流）されると、ピッ
クアップユニットＰのピックアップコイル36に起電力が
発生する。電源装置Ｍと車体（移動体）Ｖの回路構成を
図６の回路図にしたがって説明する。

【００２５】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。

【００２６】また車体Ｖは、２台のピックアップユニッ
トＰを並列に接続し、これらピックアップコイル36に並
列に、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。

【００２７】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。

【００２８】まず、案内レール部Ｂの水平走行部におい
ては、第１の誘導線路ユニットＸに位置する誘導線路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
車体Ｖの側面のピックアップＰ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。

【００２９】次に、車体Ｖが案内レール部Ｂの垂直走行
部にかかると、第２の誘導線路ユニットＹに位置する誘
導線路34に発生する磁束により、誘導線路34の周波数に
共振する車体Ｖの上面のピックアップＰのピックアップ
コイル36に大きな起電力が発生し、同様に移動体の車体
Ｖは案内レールＢに案内されて移動する。

【００３０】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、誘導線路34は、水平走行部
と垂直走行部では位相を90度回転して敷設されることに
より、車体Ｖの側面に固定されたピックアップユニット
Ｐが垂直走行部において、誘導線路34と接触することが
回避され、よって垂直走行部の上下カーブ角度を自在に
選択することができ、同様に車体Ｖの上面に固定された
ピックアップユニットＰが水平走行部において、誘導線
路34と接触することが回避され、よって水平走行部の左
右カーブ角度を自在に選択することができる。したがっ
て、案内レールＢの敷設ルートの設定の自由度を増すこ
とができる。さらに、ピックアップユニットＰのフェラ
イト35の中心Ｌ、すなわちピックアップコイル36の中心
が誘導線路ユニットＸ，Ｙの一対の誘導線路34の中央に
垂直に位置し、かつ一対の誘導線路34の側部にそれぞれ
フェライト35の両端の突部35Ｂが位置するように調整さ
れ、固定されることから、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の突部35Ｂに磁路が生じ、よ
って最も大きい起電力が誘起され、効率よく給電でき
る。

【００３１】また、フェライト板37により断面がＨ形状
になったフェライト35の中央凸部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、両端の凸部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。

【００３２】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し、またカバー
33で覆うことにより、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。

【００３３】なお、本実施例では、第２の誘導線路ユニ
ットＹを垂直部のみに敷設しているが水平部の上方にも
連続して敷設することにより、パワーアップを図ること
も可能である。

【００３４】また、本実施例では、案内レール部に案内
される車両Ｖについて記載しているが、途中に起伏のあ
る床面の一定経路上を走行する移動体に対しても同様に
適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、誘
導線路は、移動経路の水平走行部と垂直走行部では位相
が90度回転して敷設されることにより、車体の側面に固
定されたピックアップユニットが垂直走行部において、
誘導線路と接触することが回避され、よって垂直走行部
の上下カーブ角度を自在に選択することができ、車体の
上面に固定されたピックアップユニットが水平走行部に
おいて、誘導線路と接触することが回避され、よって水
平走行部の左右カーブ角度を自在に選択することがで
き、したがって移動経路のルート設定の自由度を増すこ
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
設備の移動体駆動トロリーと案内レールの側面図であ
る。

【図２】同移動体の無接触給電設備の移動体駆動トロリ
ーと案内レール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一部概略側面図で
ある。

【図４】同移動体の無接触給電設備のブラケット部の正
面図、および側面図である。

【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回路構成図であ
る。

【図７】従来の移動体および給電装置の側面図である。

【図８】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９】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（移動体） 1A 駆動トロリー Ｂ 案内レール（移動経路） Ｘ，Ｙ 誘導線路ユニット Ｐ ピックアップユニット Ｍ 電源装置 31 ハンガー 32 ブラケット 33 カバー 34 誘導線路 35 フェライト 36 ピックアップコイル 37 フェライト板 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の移動経路に沿って高周波の正弦
   波電流を流す一対の誘導線路を敷設し、前記移動体に、
   前記誘電線路間に位置し、誘導線路から無接触で給電さ
   れるコイルを設けた移動体の無接触給電設備であって、 前記誘導線路を前記移動経路の移動体の水平走行部と垂
   直走行部では、その敷設の位相を90度回転させ、前記移
   動体に前記誘導線路の敷設位相に合わせて前記コイルを
   複数取り付けたことを特徴とする移動体の無接触給電設
   備。