JPH1118204A

JPH1118204A - 非接触式給電システムを用いた移動装置の制御方法及び同装置

Info

Publication number: JPH1118204A
Application number: JP9166018A
Authority: JP
Inventors: Keiji Yamamoto; 敬二山本; Kazuhiro Murata; 和弘村田
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-06-23
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】過負荷等により電圧降下が生じた場合でも速
やかにこれを是正して移動体の動作を継続させる。【解決手段】搬送台車に搭載される駆動源としてのモ
ータ９をモータ制御手段２０により制御するようにし
た。モータ制御手段２０には、受電・整流手段２１、電
圧検出手段２２、回転速度演算手段２３、モータ駆動手
段２４及び現在速度算出手段２５を設け、受電・整流手
段２１、モータ駆動手段２４、現在速度算出手段２５に
ピックアップコイル１２、モータ９およびエンコーダ９
ａを接続した。そして、モータ９を規定回転速度で作動
させつつ、検出電圧値が適正電圧置よりも低くなった場
合には、回転速度演算手段２３において適正電圧値に対
する検出電圧値の割合を求め、この割合に応じて規定回
転速度よりも速度の低い修正回転速度を演算し、この回
転速度でモータ９を作動させるべくモータ駆動手段２４
に制御信号を出力するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モノレール式搬送
装置等、モータ駆動により移動体を軌道に沿って移動さ
せるようにした移動装置において、特に、搬送台車等に
対して非接触で電力を供給するようにした非接式給電シ
ステムを用いた移動装置の制御方法及び同装置に関する
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（移動体）に対して外部か
ら電力を供給しながら搬送台車を走行させるモノレール
式の搬送装置は種々知られており、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で搬送装置
に電力を供給するようにしたものが提案されている。

【０００３】この装置では、移動体が走行するレール軌
道に沿って送電線を配設し、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等を設
け、送電線に流れる高周波電流に応じた誘電起電力をピ
ックアップコイルに生じさせて、その電力を整流部及び
電力変換部を介して駆動用のモータ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】ところで、搬送装置へ
の電力の供給を非接触で行うこの種のモノレール式の搬
送装置では、ピックアップコイルの容量によって決まる
受電側の供給電力には限界があり、そのため、次のよう
な解決すべき課題を有している。

【０００５】すなわち、この種のモノレール式搬送装置
においては、搬送台車に荷物保持用のハンドリング装置
を昇降可能に搭載し、これをモータ駆動により作動させ
ることが行われているが、例えば、重量物を保持した状
態でハンドリング装置を昇降させたり、あるいは搬送台
車を走行させる等して過負荷が生じると、搬送台車に供
給される電力以上の電力が消費されて電圧降下が生じる
場合がある。この際、制御電源が遮断されて搬送台車の
動作制御がリセットされる場合もあり、このような場合
には、搬送作業が中断されて搬送動作に支障が生じるこ
とになる。

【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、モータを駆動源として作動する移動体
に対して非接触で電力を供給するようにした移動装置に
おいて、過負荷等により電圧降下が生じた場合でも速や
かにこれを是正することにより移動体の動作を継続させ
ることができる非接触式給電システムを用いた移動装置
の制御方法及び同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に係る制御方法
の発明は、軌道に沿って配設された送電線に高周波電流
を流すことにより、この軌道に沿って移動する移動体に
誘電起電力を起こさせ、これを所定電圧に調整して移動
体の駆動モータを作動させるようにした移動装置におい
て、駆動モータに出力される電圧値を検出するととも
に、この検出電圧値と適正電圧値とを比較し、検出電圧
値が適正電圧値より低い場合に駆動モータの回転速度を
下げるようにモータを制御するようにしたものである。

【０００８】この方法によれば、適正電圧値に対して検
出電圧値の割合が低くなると、つまり電圧降下が生じる
と、駆動モータの回転速度を下げて消費電力を減少させ
ることにより電圧降下が抑制される。そのため、過負荷
等により電圧降下が生じた場合に、供給電源が切れて移
動体の動作が中断されるという事態の発生を有効に回避
することができる。この場合、消費電力はモータのトル
クと回転数とに依存するが、回転数を下げることによ
り、トルクを落さずに消費電力を減少させることができ
る。

【０００９】この方法において、上記適正電圧値に対す
る検出電圧値の割合に応じて駆動モータの回転速度を下
げるようにする（請求項２）のが好ましい。

【００１０】上述のように駆動モータの回転速度を下げ
ると、これにより移動体の動作速度が低下することにな
るが、上記の割合に応じて回転速度を下げるようにすれ
ば、電源遮断が防止され得る範囲で、可及的に高い速度
で移動体の動作を行わせることができる。

【００１１】請求項３に係る制御装置の発明は、高周波
電流を流す送電線を軌道に沿って配設するとともに、上
記軌道を移動する移動体に、上記高周波電流により誘導
起電力を起こさせて出力を所定電圧に調整する受電装置
と、この受電装置の出力側に接続される駆動モータとを
備えた移動装置において、受電装置から出力される電圧
の値を検出する電圧検出手段と、出力電圧の適正電圧値
と前記検出電圧値とを比較して、検出電圧値が適正電圧
値よりも低い場合に、適正電圧値に対する検出電圧値の
割合に応じて規定の回転速度よりも速度の低い修正回転
速度を演算する回転速度演算手段と、求められた修正回
転速度で駆動モータを作動させるべく駆動モータを制御
するモータ駆動手段とを備えているものである。

【００１２】この装置によれば、請求項１又は２の方法
を実施することが可能となる。

【００１３】また、この装置において、上記回転速度演
算手段が、修正回転速度の演算に際し、駆動モータの回
転速度を一定割合で下げるための安全率をさらに加味し
て修正回転速度を演算するように構成されていること
（請求項４）が好ましい。

【００１４】この装置によれば、駆動モータの回転速度
が充分に余裕をもった速度まで下げられるため、電源遮
断による移動体の動作の中断をより確実に防止すること
ができる。

【００１５】

【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。

【００１６】図１および図２は、本発明に係る移動装置
としてのモノレール式搬送装置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、工場内
等に高架状態に配設され、ブラケット２を介して天井部
分に支持されている。

【００１７】このモノレール１の一側部には送電線４が
配設されている。送電線４は、モノレール１の一端側で
電源装置５に接続されるとともにモノレール１の他端側
で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１ａを介して取付けられている。

【００１８】上記モノレール１には、搬送台車３が移動
可能に支持されている。この搬送台車３は、モノレール
１上を転動する走行用車輪６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７，
８と、上記走行用車輪６を駆動するモータ９等とを備え
るとともに、上記送電線４から電磁誘導により給電され
る受電装置３０を備えている。この受電装置３０は、磁
性体からなる断面Ｅ字型のコア部材１１と、このコア部
材１１の中央突出部分１１ａに巻着されたピックアップ
コイル１２とを有し、上記モノレール１に配設された送
電線４に対応するように配設されている。そして、送電
線４に交流電流が流れることにより、上記コア部材１１
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１２に生じ、これが受電装置３
０の後記受電部３１および台車コントロール部３２等を
介して上記モータ９に供給されるようになっている。

【００１９】上記搬送台車３には、さらに、各種荷物を
保持するためのハンドリング装置１４が設けられてお
り、これがベルト１５を介して搬送台車３に懸吊状態で
連結されている。ベルト１５はドラム１６に巻回されて
おり、このドラム１６の回転によるベルト１５の導出及
び巻き上げに応じてハンドリング装置１４を昇降させる
ようになっている。図示を省略するが、ドラム１６は、
ベルト伝動機構等及び電磁クラッチ等からなるクラッチ
手段を介して上記モータ９に接続されており、前記クラ
ッチ手段のオンオフ切り替えに応じてドラム１６に回転
力が伝達される状態と、遮断される状態とに切り替えら
れるようになっている。

【００２０】なお、上記走行用車輪６も電磁クラッチ等
からなるクラッチ手段を介して上記モータ９に接続され
ており、このクラッチ手段のオンオフ切り替えに応じて
走行用車輪６に回転力が伝達される状態と、遮断される
状態とに切り替えられるようになっている。さらに、上
記ドラム１６及び走行用車輪６に対し、電磁ブレーキ等
のブレーキ手段（図示せず）が設けられている。

【００２１】図３は、上記モータ９の制御系を示すブロ
ックである。

【００２２】この図に示すように、上記搬送台車３に
は、モータ制御手段２０が設けられており、このモータ
制御手段２０にピックアップコイル１２、モータ９およ
びこのモータ９に一体に設けられるエンコーダ９ａ等が
接続されている。

【００２３】モータ制御手段２０には、受電・整流手段
２１、電圧検出手段２２、回転速度演算手段２３、モー
タ駆動手段２４が設けられ、これらがこの順で互いに接
続されているとともに、現在速度算出手段２５が設けら
れてこれが上記回転速度演算手段２３に接続されてい
る。そして、上記受電・整流手段２１、モータ駆動手段
２４、現在速度算出手段２５に対してそれぞれ上記ピッ
クアップコイル１２、モータ９およびエンコーダ９ａが
接続されている。

【００２４】上記受電・整流手段２１は、ピックアップ
コイル１２に生じた電磁誘導による起電力を整流すると
ともに、所定の直流電圧に調整して出力するもので、電
圧検出手段２２は、この受電・整流手段２１から出力さ
れる電圧値を検出して回転速度演算手段２３に出力する
ようになっている。また、現在速度算出手段２５は、上
記エンコーダ９ａから出力されるエンコーダパルスに基
づいて、モータ９の回転速度を求めるもので、求めた回
転速度を回転速度演算手段２３に出力する。

【００２５】上記回転速度演算手段２３は、通常は予め
設定されている制御パターンに基づいて回転速度を設定
し、一方、受電・整流手段２１から通常出力されるべき
電圧値である適正電圧値（Ｖ₀）と上記電圧検出手段２
２による検出電圧値（Ｖ₁）とを比較して、適正電圧値
（Ｖ₀）よりも検出電圧値（Ｖ₁）が低くなった場合に、
供給電力と消費電力とのアンバランスを是正すべくモー
タ９の修正回転速度Ｎを演算するものである。

【００２６】具体的には、上記モータ９の規定回転速
度、つまり、予め設定されている制御パターンに基づく
回転速度をＮ₀、安全率をＫとすると、上記検出電圧値
（Ｖ₁）が適正電圧値（Ｖ₀）より低くなった場合に、適
正電圧値（Ｖ₀）に対する検出電圧値（Ｖ₁）の割合Ｘ
（Ｖ₁／Ｖ₀）に応じ、以下の演算式に基づいて修正回転
速度Ｎを演算する。

【００２７】

【数１】Ｎ＝（Ｘ−Ｋ）Ｎ₀ なお、安全率Ｋとは、モータ９の回転速度を一定の割合
で余分に低下させるための定数である。

【００２８】上記モータ駆動手段２４は、モータ９へ供
給する電流及び電圧を制御してモータ９の駆動を直接的
に制御するもので、上記回転速度演算手段２３により修
正回転速度が求められた場合には、この回転速度で作動
させるべくモータ９の駆動を制御するようになってい
る。

【００２９】図４は、上記受電装置３０の具体的な回路
構成を示している。この図に示すように、受電装置３０
には、ピックアップコイル１２に生じる誘導起電力を整
流、所定電圧に調整して出力する受電部３１と、搬送台
車３を制御する台車コントロール部３２とが設けられて
いる。

【００３０】受電部３１には、上記受電・整流手段２１
となる受電回路３５及び整流回路３６、上記電圧検出手
段２２となる電圧検出回路３７及びＡ／Ｄコンバータ３
８、受電部３１を統括的に制御するＣＰＵ３９等が含ま
れている。そして、受電回路３５に上記ピックアップコ
イル１２が接続され、ピックアップコイル１２に生じる
誘導起電力を整流して所定電圧に調整するとともに、こ
の電圧値を示す信号をＣＰＵ３９に入力するように上記
電圧検出回路３７等が互いに接続されている。

【００３１】台車コントロール部３２には、搬送台車３
を統括的に制御するためのＣＰＵ４０と、上記モータ駆
動手段２４となる増幅器４１及びインバータ４２とが含
まれており、ＣＰＵ４０が上記受電部３１のＣＰＵ３９
及び上記エンコーダ９ａに接続され、インバータ４２が
上記モータ９にそれぞれ接続されている。そして、ＣＰ
Ｕ４０によりインバータ４２を制御することにより、モ
ータ９への供給電流及び電圧を制御するとともに、これ
によるインバータ４２からの出力電流等とＣＰＵ４０か
らの指令値とを比較してインバータ４２からの出力電流
等をフィードバック制御するようになっている。

【００３２】また、ＣＰＵ４０において、上記受電部３
１のＣＰＵ３９に入力される電圧値に関する情報と、Ｃ
ＰＵ４０に記憶されている適正電圧値に関する情報とか
ら上述のような電圧降下を検出し、電圧降下が生じてい
る場合には、モータ９の規定回転速度と上記各電圧値に
関する情報とに基づいてモータ制御のための指令値を修
正して出力するようになっている。つまり、これらＣＰ
Ｕ３９，４０により上記回転速度演算手段２３及び現在
速度算出手段２５が構成されている。

【００３３】次に、上記搬送台車３におけるモータ９の
駆動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。

【００３４】例えば、搬送台車３の走行中又はハンドリ
ング装置１４の昇降中には、上記回転速度演算手段２３
において、検出電圧値（Ｖ₁）が適正電圧値（Ｖ₀）以上
か否かを判断し、検出電圧値（Ｖ₁）が適正電圧値
（Ｖ₀）以上の場合には、制御パターンに基づく規定回
転速度Ｎ₀でモータ９を駆動させる指令信号を出力する
（ステップＳ１，Ｓ９）。

【００３５】ステップＳ１でＮＯの場合、つまり、検出
電圧値（Ｖ₁）が適正電圧値（Ｖ₀）よりも低い場合に
は、適正電圧値（Ｖ₀）に対する検出電圧値（Ｖ₁）の割
合Ｘを演算し、検出電圧値（Ｖ₁）が適正電圧値（Ｖ₀）
の９０％以上１００％未満の範囲にあるか否かを判断す
る（ステップＳ２）。そして、この範囲内にある場合に
は、安全率Ｋを加味した回転速度として規定回転速度Ｎ
₀の８０％の回転速度でモータ９を駆動させるべく回転
速度を修正して指令信号を出力し、ステップＳ１にリタ
ーンする。（ステップＳ１０）。

【００３６】ステップＳ２でＮＯの場合、つまり、検出
電圧値（Ｖ₁）が適正電圧値（Ｖ₀）の９０％以上１００
％未満の範囲にない場合には、さらに、検出電圧値（Ｖ
₁）が適正電圧値（Ｖ₀）の８０％以上９０％未満の範囲
にあるか否かを判断し、この範囲内にある場合には、安
全率Ｋを加味した回転速度として、規定回転速度Ｎ₀の
７０％の回転速度でモータ９を駆動させるべく指令信号
を出力して、ステップＳ１にリターンする（ステップＳ
３，Ｓ１１）。

【００３７】同様に、ステップＳ３でＮＯの場合には、
さらに、検出電圧値（Ｖ₁）が適正電圧値（Ｖ₀）の７０
％以上８０％未満の範囲にあるか否かを判断し、この範
囲内にある場合には、安全率Ｋを加味した回転速度とし
て、規定回転速度Ｎ₀の６０％の回転速度でモータ９を
駆動させるべく指令信号を出力して、ステップＳ１にリ
ターンする（ステップＳ４，Ｓ１２）。

【００３８】そして、ステップＳ４でＮＯの場合には、
モータ９を作動させるのに必要な電圧が大幅に不足して
いるとして、モータ９の駆動を停止させ、当該搬送台車
３を車両ロックモード、例えば、搬送台車３において走
行ブレーキおよびハンドリング装置１４の昇降ブレーキ
を作動させるモードを設定するとともに、例えば、当該
搬送台車３に接近中の搬送台車３を停止させる等の異常
状態モードを設定する（ステップＳ５〜７）。そして、
モノレール式搬送装置のコントロールパネル上のＬＥＤ
を点灯させる等によりオペレータに異常を報知し（ステ
ップＳ８）、これにより本フローチャートを終了する。

【００３９】以上説明したように、上記モノレール式搬
送装置では、検出電圧値（Ｖ₁）と適正電圧値（Ｖ₀）と
を比較し、検出電圧値（Ｖ₁）が適正電圧値（Ｖ₀）より
小さい場合、つまり電圧降下が生じた場合には、適正電
圧値（Ｖ₀）に対する検出電圧値（Ｖ₁）の割合に応じて
モータ９の回転速度を下げるようにしているので、電圧
降下により、電源供給自体が遮断され、これによって搬
送台車３の動作制御がリセットされてしまうことを有効
に回避することができる。

【００４０】すなわち、搬送台車全体の消費電力は、

【００４１】

【数２】ＶＩ＝ＴＮ＋Ｖ′Ｉ′ Ｖ；供給電圧Ｉ；搬送台車全体の消費電流Ｔ；モータ９の回転力（トルク）Ｎ；モータ回転速度Ｖ′；制御電圧Ｉ′；制御用の消費電流となるが、ここで、制御用の消費電力（Ｖ′Ｉ′）は搬
送台車全体の消費電力（ＶＩ）に比べると充分に小さく
無視することができる。そのため、搬送台車全体の消費
電力は、

【００４２】

【数３】ＶＩ＝ＴＮとすることができる。

【００４３】ここで、搬送台車全体の消費電流Ｉとモー
タ９の回転力Ｔとは比例するため、電圧降下が生じた場
合には、モータ９の回転速度Ｎを下げることによりこの
ような電圧降下を是正することができる。

【００４４】従って、上記のモノレール式搬送装置によ
れば、モータ９に過負荷が生じる等して電圧降下が生じ
た場合でもこれを速やかに是正することができ、その結
果、搬送台車３の走行速度、あるいはハンドリング装置
１４の昇降速度を多少落すことにはなるものの、電源が
遮断されて作業が中断するという事態の発生を有効に回
避することができる。

【００４５】なお、上記のようなモータ９の制御におい
ては、上記数１に示すように、適正電圧値（Ｖ₀）に対
する検出電圧値（Ｖ₁）の割合Ｘに応じて修正回転速度
Ｎを演算するようにしているが、例えば、上記の割合Ｘ
と無関係に一定の速度だけモータ９の回転速度を下げる
ようにしてもよい。しかし、この場合には、必要以上に
搬送台車３の走行速度等を低下させてしまうことが考え
られるので、搬送効率等を考慮すると、上記のように割
合Ｘに応じて修正回転速度Ｎを演算し、これにより搬送
台車３の走行速度等の低下等を必要最小限度に抑えるよ
うにする方が望ましい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、軌道に
沿って配設された送電線に高周波電流を流すことによ
り、この軌道に沿って移動する移動体に誘電起電力を起
こさせ、これを所定電圧に調整して移動体の駆動モータ
を作動させるようにした移動装置において、駆動モータ
に出力される電圧値を検出するとともに、この検出電圧
値と適正電圧値とを比較し、検出電圧値が適正電圧値よ
り低い場合に駆動モータの回転速度を下げるようにモー
タを制御するようにしたので、過負荷等により電圧降下
が生じた場合でも、これを速やかに是正することができ
る。そのため、供給電源が切れて移動体の動作が中断さ
れるという事態の発生を有効に回避することができる。

【００４７】特に、適正電圧値に対する検出電圧値の割
合に応じて駆動モータの回転速度を下げるようにすれ
ば、電源の遮断を防止し得る範囲で、可及的に高い速度
で移動体の動作を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される非接触式給電システムを用
いた移動装置（モノレール式搬送装置）の一例を示す概
略図である。

【図２】上記移動装置（モノレール式搬送装置）の要部
断面図である。

【図３】搬送台車の制御系を示すブロック図である。

【図４】搬送台車に搭載される受電装置の具体的な構成
を示す回路図である。

【図５】搬送台車におけるモータ制御の一例を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１モノレール３搬送台車６走行用車輪９モータ９ａエンコーダ１２ピックアップコイル２０モータ制御手段２１受電・整流手段２２電圧検出手段２３回転速度演算手段２４モータ駆動手段２５現在速度算出手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軌道に沿って配設された送電線に高周波
電流を流すことにより、この軌道に沿って移動する移動
体に誘電起電力を起こさせ、これを所定電圧に調整して
移動体の駆動モータを作動させるようにした移動装置に
おいて、駆動モータに出力される電圧値を検出するとと
もに、この検出電圧値と適正電圧値とを比較し、検出電
圧値が適正電圧値より低い場合に駆動モータの回転速度
を下げるようにモータを制御することを特徴とする非接
触式給電システムを用いた移動装置の制御方法。
【請求項２】上記適正電圧値に対する検出電圧値の割
合に応じて駆動モータの回転速度を下げることを特徴と
する請求項１記載の非接触式給電システムを用いた移動
装置の制御方法。
【請求項３】高周波電流を流す送電線を軌道に沿って
配設するとともに、上記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て出力を所定電
圧に調整する受電装置と、この受電装置の出力側に接続
される駆動モータとを備えた移動装置において、受電装
置から出力される電圧の値を検出する電圧検出手段と、
出力電圧の適正電圧値と前記検出電圧値とを比較して、
検出電圧値が適正電圧値よりも低い場合に、適正電圧値
に対する検出電圧値の割合に応じて規定の回転速度より
も速度の低い修正回転速度を演算する回転速度演算手段
と、求められた修正回転速度で駆動モータを作動させる
べく駆動モータを制御するモータ駆動手段とを備えてい
ることを特徴とする非接触式給電システムを用いた移動
装置の制御装置。
【請求項４】上記回転速度演算手段は、修正回転速度
の演算に際し、駆動モータの回転速度を一定の割合で下
げる安全率をさらに加味して修正回転速度を演算するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項３記載の非
接触式給電システムを用いた移動装置の制御装置。