(57)【要約】【課題】物品を保管するための保管棚が複数並んで設けられた保管設備において、保管棚に対する電力供給を低コストで実現する。【解決手段】物品が載置されるパレットに、電力を消費する電力負荷と、電力負荷と電気的に接続された２つの送受電パッドが設けられており、隣接する２つの保管棚にそれぞれ保管されているパレット同士の間で、一方のパレットの送受電パッドから、他方のパレットの送受電パッドへと、非接触方式による電力伝送が行われる。【選択図】図１
2020176009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パレットに載置された物品を保管するための保管棚が並び方向に沿って複数設けられた保管ラックを有し、前記保管ラックにおける前記保管棚同士はそれぞれ、前記並び方向と交差する奥行き方向に延びる区切り部によって区切られている保管設備において、
前記パレットのそれぞれには、電力を消費する電力負荷が設けられているとともに、前記並び方向の両端のそれぞれには、前記電力負荷と電気的に接続された送受電パッドが設けられており、
前記保管棚のうちの少なくとも１つは、当該保管棚に保管されている前記パレットの前記送受電パッドに対して非接触方式により給電を行う給電器を有する給電棚であり、
前記並び方向に隣接する２つの前記保管棚にそれぞれ保管されている前記パレット同士の間で、一方の前記パレットの前記送受電パッドから、他方の前記パレットの前記送受電パッドへと、非接触方式による電力伝送が行われること
を特徴とする保管設備。
【請求項２】
前記区切り部のそれぞれには、当該区切り部に隣接する２つの保管棚にそれぞれ保管されている前記パレットの前記送受電パッド同士の間での非接触方式による電力伝送を中継する電力中継パッドが設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の保管設備。
【請求項３】
前記電力中継パッドは、
電力中継コイルおよび共振コンデンサを含む共振回路と、
前記電力中継コイルと並列に前記共振コンデンサへ接続された可飽和リアクトルと、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の保管設備。
【請求項４】
前記電力中継パッドは、
前記共振コンデンサと前記可飽和リアクトルとの間の導通を開閉可能な調節リレーを備えており、
前記調節リレーは、前記共振コンデンサに蓄積された電力によって動作すること
を特徴とする請求項３に記載の保管設備。
【請求項５】
前記パレットのそれぞれには、前記送受電パッドに供給される電力を蓄積するとともに、蓄積した電力を前記電力負荷へ供給する蓄電装置が設けられていること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の保管設備。
【請求項６】
前記区切り部のそれぞれには、前記奥行き方向に２本並んで設けられたラック柱が前記並び方向および前記奥行き方向と交差する高さ方向に延びており、前記電力中継パッドが前奥行き方向に２本並んだ前記ラック柱同士の間に設けられており、
前記電力中継パッドの前記電力中継コイルは磁性体コアに巻き付けられており、前記磁性体コアの前記並び方向寸法が前記ラック柱の前記並び方向寸法に等しいこと
を特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の保管設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物品を保管するための保管設備に関するものであり、特に物品を保管するための保管棚が複数並んで設けられた保管設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品が保管される自動倉庫などの設備において、多列多段に区切られた保管棚を有する保管ラックが用いられている。例えば特許文献１に記載された設備においては、複数の保管棚が搬送方向に沿って並ぶように設けられており、この保管棚のそれぞれが、物品を収納した収納容器を保管可能となっている。
【０００３】
また特許文献１に記載された設備においては、保管棚のそれぞれに保管棚パッドが設けられており、この保管棚パッドは外部電源から電流を流されることにより、その保管棚に保管されている収納容器に設けられた送風装置に対して非接触で電力の供給を行うことができる。これにより、収納容器の送風装置は、収納容器が保管棚に保管された状態において動作することが可能となっている。
【０００４】
このように、従来の保管設備の中には、複数の保管棚のそれぞれに電力の供給手段が設けられることにより、保管棚のそれぞれにおいて、電力を必要とする機器が動作することが可能となっているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−０９５１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の保管設備において複数の保管棚のそれぞれに電力の供給手段が設けられている場合、保管設備の構築コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
図９の平面図は、従来の保管設備９０の一例を示している。この保管設備９０においては、スタッカークレーン９１の搬送経路Ｗに沿って、ラック柱９２によって区切られた保管棚９３が複数並んでいる。スタッカークレーン９１は、パレット９４に載置された物品９５を搬送経路Ｗに沿って搬送し、保管棚９３のそれぞれに対してパレット９４ごと物品９５を移載することにより、各保管棚９３に物品９５を保管する。
【０００８】
パレット９４には電力を消費して動作する駆動装置９６（例えば特許文献１のような送風装置や、物品９５を冷却するための冷却装置）が設けられている。また、各保管棚９３には駆動装置９６へと電力を供給可能な電源９７（例えば商用交流電源や蓄電池）が設けられている。物品９５がパレット９４ごと保管棚９３に保管された状態では、電源９７から駆動装置９６へ電力の供給が行われて、駆動装置９６が各保管棚９３内で動作できるようになっている。
【０００９】
このような従来の保管設備９０によれば、駆動装置９６の動作によって、保管棚９３に保管されている物品９５の品質を高く保つことができる。例えば駆動装置９６が特許文献１に記載されているような送風装置であれば、物品９５に塵芥が付着することを防止できる。また、物品９５が生鮮食品など高温では品質が劣化するものであった場合、駆動装置９６が冷却装置であれば、保管棚９３に物品９５が保管されている間、冷却装置によって物品９５が冷却されて、物品９５の品質が保たれる。
【００１０】
ところが、図９に示すような従来の保管設備９０の構成では、各保管棚９３において駆動装置９６が動作可能となるために、全ての保管棚９３に電源９７が設けられている必要があった。特に駆動装置９６が冷却装置のように大きな電力を必要とするものであれば、商用交流電源の配電盤と接続する大型の配線や、大容量のバッテリなどが保管棚９３の一つ一つに配置される必要がある。
【００１１】
このような電源９７を、多数存在する保管棚９３の一つ一つに配置すると、資材コストが高くつくことに加え、保管棚９３の一つ一つに対して配線や機器の設置といった作業を行わなければならず、作業コストも高くついてしまう。
【００１２】
そこで本発明は、物品を保管するための保管棚が複数並んで設けられた保管設備において、保管棚に対する電力供給を低コストで実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る実施形態の一例における非接触給電設備は、パレットに載置された物品を保管するための保管棚が並び方向に沿って複数設けられた保管ラックを有し、前記保管ラックにおける前記保管棚同士はそれぞれ、前記並び方向と交差する奥行き方向に延びる区切り部によって区切られている保管設備において、前記パレットのそれぞれには、電力を消費する電力負荷が設けられているとともに、前記並び方向の両端のそれぞれには、前記電力負荷と電気的に接続された送受電パッドが設けられており、前記保管棚のうちの少なくとも１つは、当該保管棚に保管されている前記パレットの前記送受電パッドに対して非接触方式により給電を行う給電器を有する給電棚であり、前記並び方向に隣接する２つの前記保管棚にそれぞれ保管されている前記パレット同士の間で、一方の前記パレットの前記送受電パッドから、他方の前記パレットの前記送受電パッドへと、非接触方式による電力伝送が行われることを特徴とする。
【００１４】
また好ましくは、前記区切り部のそれぞれには、当該区切り部に隣接する２つの保管棚にそれぞれ保管されている前記パレットの前記送受電パッド同士の間での非接触方式による電力伝送を中継する電力中継パッドが設けられているとよい。
【００１５】
また好ましくは、前記電力中継パッドは、電力中継コイルおよび共振コンデンサを含む共振回路と、前記電力中継コイルと並列に前記共振コンデンサへ接続された可飽和リアクトルと、を備えるとよい。
【００１６】
また好ましくは、前記電力中継パッドは、前記共振コンデンサと前記可飽和リアクトルとの間の導通を開閉可能な調節リレーを備えており、前記調節リレーは、前記共振コンデンサに蓄積された電力によって動作するとよい。
【００１７】
また好ましくは、前記パレットのそれぞれには、前記送受電パッドに供給される電力を蓄積するとともに、蓄積した電力を前記電力負荷へ供給する蓄電装置が設けられているとよい。
【００１８】
また好ましくは、前記区切り部のそれぞれには、前記奥行き方向に２本並んで設けられたラック柱が前記並び方向および前記奥行き方向と交差する高さ方向に延びており、前記電力中継パッドが前奥行き方向に２本並んだ前記ラック柱同士の間に設けられており、
前記電力中継パッドの電力中継コイルは磁性体コアに巻き付けられており、前記磁性体コアの前記並び方向寸法が前記ラック柱の前記並び方向寸法に等しいとよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る実施形態の一例における保管設備によれば、電力負荷が消費する電力の供給に関して、パレットのそれぞれに設けられた送受電パッドにより、各パレット間で非接触方式による電力伝送が行われることになる。そのため、給電器を有する給電棚が、並び方向に並ぶ複数の保管棚のうち少なくとも１つに設けられていれば、それらの保管棚全てに対し一つの給電器から間接的に電力の供給を行うことが可能となるので、給電器が全ての保管棚に設けられる必要はない。また送受電パッドは保管棚とは別体のパレットに設けられるため、作業員が保管棚の一つ一つに対して配線などの作業を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る実施形態の一例における保管設備の一部を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図。
【図３】電力中継パッドの回路図。
【図４】電力中継パッドに発生する電圧の経時変化を示すグラフ。
【図５】実施形態の別例における保管設備の一部を示す平面図。
【図６】実施形態の別例における保管設備の一部を示す平面図。
【図７】図６のＡ−Ａ矢視図。
【図８】図６の電力中継パッドの回路図。
【図９】従来の保管設備の一部を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明に係る実施形態の一例における保管設備１０の一部の平面図を概略的に示している。この保管設備１０は保管ラック１１を有し、この保管ラック１１には複数の保管棚１３が並び方向Ｗに沿って並んで設けられている。これらの保管棚１３の一つ一つは、並び方向Ｗと交差する奥行き方向Ｙに延びる区切り部１８によって区切られている。
【００２２】
また、図１のＡ−Ａ矢視図を示す図２に表れているように、並び方向Ｗ（および奥行き方向Ｙ）と交差する高さ方向Ｚに上下複数段の保管棚１３が重なるように設けられている。保管ラック１１は高さ方向Ｚに延びる複数のラック柱１６を有しており、図１に示すように、奥行き方向Ｙに２本並んで設けられたラック柱１６同士の間の領域が、保管棚１３を区切る前述の区切り部１８となっている。
【００２３】
そして奥行き方向Ｙに沿って並ぶ２本のラック柱１６の間を掛け渡すように棚板１７が設けられていて、図２に示すように、高さ方向Ｚについてはこの棚板１７によって一つ一つの保管棚１３が区切られている。
【００２４】
図１に示すように、棚板１７は保管棚１３を並び方向Ｗに区切るラック柱１６同士の間の領域のうち、ラック柱１６の近傍、すなわち各保管棚１３における並び方向Ｗの端部にのみ広がっている。このため図１、図２に示すように、１つの保管棚１３には、図中の左側の棚板１７と、右側の棚板１７との、２枚の棚板１７が含まれることになり、これら２枚の棚板１７同士の間には並び方向Ｗに広がる間隔がある。
【００２５】
各保管棚１３においては、棚板１７の上に、パレット２０に載置された物品３０が保管される。このパレット２０の並び方向Ｗ寸法は前述の棚板１７同士の間の間隔よりも大きい。そのため、パレット２０が保管棚１３に保管される際には、パレット２０の並び方向Ｗの両端部のみが２枚の棚板１７でそれぞれ支持された状態となる。
【００２６】
各保管棚１３に対しては、保管設備１０内を走行するスタッカークレーン５０によってパレット２０および物品３０の移載が行われる。スタッカークレーン５０はパレット２０を支持するためのフォーク５５を備えており、このフォーク５５上にパレット２０が支持された状態でスタッカークレーン５０が並び方向Ｗに走行することにより、保管設備１０内でパレット２０（およびそれに載置された物品３０）の搬送が行われる。
【００２７】
またスタッカークレーン５０は並び方向Ｗに沿って並び高さ方向Ｚに延びる２本のマスト５１を有している。フォーク５５はこのマスト５１に沿って昇降する昇降台５７に搭載されており、スタッカークレーン５０は昇降台５７を用いてフォーク５５上のパレット２０の高さ方向Ｚ内の位置を上下複数段の保管棚１３のそれぞれに対して位置合わせすることができる。
【００２８】
昇降台５７にはフォーク５５の他に、フォーク５５を水平方向に移動させる屈伸式アーム５２と、フォーク５５および屈伸式アーム５２を水平面内で旋回させる旋回台５３が搭載されている。スタッカークレーン５０から保管棚１３へとパレット２０が移載される際には、昇降台５７によって目標の保管棚１３の棚板１７よりもやや高い位置まで旋回台５３およびパレット２０を載せたフォーク５５が上昇させられた後、旋回台５３が旋回して、屈伸式アーム５２によるフォーク５５の移動方向が奥行き方向Ｙに合わせられる。そしてフォーク５５が保管棚１３へ向けて移動した状態で、昇降台５７によってフォーク５５が下降されると、前述のパレット２０と２枚の棚板１７間の間隔の寸法の違いにより、棚板１７の上にパレット２０が残ることになる。なお、フォーク５５が奥行き方向Ｙに移動する姿勢においては、フォーク５５の並び方向Ｗ寸法は棚板１７間の間隔の寸法よりも小さく、下降時に棚板１７の間を通り抜けることができる。以上のようにして、スタッカークレーン５０から保管棚１３へとパレット２０が移載される。
【００２９】
図１には、並び方向Ｗに沿って並ぶ３つの保管棚１３にそれぞれパレット２０およびパレット２０に載置された物品３０が保管された状態が示されている。なお、保管ラック１１の図中の左端の保管棚１３は給電棚１３ｓとなっている。
【００３０】
各パレット２０には物品３０が載置されている他、駆動装置２２、第１送受電パッド２５ａ、第２送受電パッド２５ｂが設けられている。ここで、第１送受電パッド２５ａと第２送受電パッド２５ｂはパレット２０における並び方向Ｗの両端のそれぞれに設けられている。具体的には、第１送受電パッド２５ａはパレット２０における並び方向Ｗの一端（図中の左端）、第２送受電パッド２５ｂは他端（図中の右端）に設けられている。
【００３１】
駆動装置２２は電力を消費する電力負荷であり、例えば物品３０を冷却するための冷却装置が駆動装置２２として各パレット２０に組み込まれている。図中では図示の都合上、駆動装置２２が物品３０よりも小さいものとして示しているが、駆動装置２２は実際には物品３０より大きいものでもよく、例えば物品３０全体を収納する筐体を備え、その筐体内の空間を極低温に維持する冷凍装置が駆動装置２２であってもよい。
【００３２】
図１に破線で示しているように、駆動装置２２は送受電配線２６により第１送受電パッド２５ａおよび第２送受電パッド２５ｂと電気的に接続されている。また第１送受電パッド２５ａと第２送受電パッド２５ｂとの間も送受電配線２６により電気的に接続されている。
【００３３】
第１送受電パッド２５ａと第２送受電パッド２５ｂは、その近傍で発生する磁束の変化に応じて起電力を発生するとともに、自身に流れる電流に応じてその周囲へ磁束を発生させる送受電コイルを含んでいる。したがって、例えば第１送受電パッド２５ａの近傍で交番磁束が発生していれば、第１送受電パッド２５ａが発生させる起電力により、電気的に接続されている駆動装置２２の動作が可能となる。
【００３４】
ここで、図中の左端に位置する給電棚１３ｓには給電器としての給電パッド６０が設けられている。この給電パッド６０は、図中の左端に位置する２本のラック柱１６間の端部区切り部１８ｓの中に配置されている。給電パッド６０は給電配線６４によって交流電源６２（例えば工業用電源）に接続されている。給電パッド６０にも自身に流れる電流に応じてその周囲へ磁束を発生させる給電コイルが含まれており、その給電コイルに交流電源６２からの交流電流が流れることにより、給電パッド６０の近傍には交番磁束が発生する。
【００３５】
図１に示す通り、パレット２０が給電棚１３ｓに保管されている状態においては、給電パッド６０と第１送受電パッド２５ａとは互いに向かい合うように配置される。なお、スタッカークレーン５０は、パレット２０を給電棚１３ｓへと移載する際に、給電パッド６０と第１送受電パッド２５ａとが向かい合う配置となるよう位置制御を行う。
【００３６】
この状態で給電パッド６０の給電コイルに交流電源６２から交流電流が流されて給電パッド６０の近傍に交番磁束が発生すると、給電パッド６０と向かい合って磁束結合している第１送受電パッド２５ａの送受電コイルに起電力が発生する。すなわち、給電パッド６０から第１送受電パッド２５ａへ非接触方式により給電が行われる。こうして第１送受電パッド２５ａへ供給された電力が第１送受電パッド２５ａと接続されている駆動装置２２へ供給されることにより、給電棚１３ｓにおいて駆動装置２２が動作可能となる。
【００３７】
さらに、第１送受電パッド２５ａは第２送受電パッド２５ｂにも接続されているため、第１送受電パッド２５ａに供給される電力は第２送受電パッド２５ｂにも供給されて、第２送受電パッド２５ｂに交流電流が流れる。すると、第２送受電パッド２５ｂの近傍に交番磁束が発生する。
【００３８】
第２送受電パッド２５ｂの外表面のうち、送受電コイルからの交番磁束が発生する面は、給電棚１３ｓに隣接する保管棚１３との間に存在する区切り部１８に向けられている。この区切り部１８の中には、第２送受電パッド２５ｂと向かい合う電力中継パッド４０が設けられている。この電力中継パッド４０には、その近傍で発生する磁束の変化に応じて起電力を発生するとともに、自身に流れる電流に応じてその周囲へ磁束を発生させる電力中継コイル４２（図３）が含まれている。電力中継パッド４０と向かい合う第２送受電パッド２５ｂの送受電コイルから交番磁束が発生すると、電力中継パッド４０の電力中継コイル４２は送受電コイルと磁束結合し、電力中継コイル４２を含む回路に交流電流が流れる。すると電力中継コイル４２自身も交番磁束を発生させることになり、電力中継パッド４０の近傍に交番磁束が発生する。
【００３９】
一方、給電棚１３ｓに隣接する保管棚１３（図１中の中央の保管棚１３）に保管されているパレット２０の第１送受電パッド２５ａおよび第２送受電パッド２５ｂは、その保管棚１３に隣接する２つの区切り部１８にそれぞれ配置されている電力中継パッド４０と向かい合うように配置される。スタッカークレーン５０がパレット２０を保管棚１３へと移載する際に適宜位置制御を行うことにより、第１送受電パッド２５ａおよび第２送受電パッド２５ｂがそれぞれ電力中継パッド４０と向かい合うように各パレット２０が配置される。例えば電力中継パッド４０が区切り部１８の奥行き方向Ｙの中央領域に配置されている場合、第１送受電パッド２５ａおよび第２送受電パッド２５ｂもそれぞれ奥行き方向Ｙの中央領域に位置することになるよう配置される。
【００４０】
電力中継パッド４０の近傍に交番磁束が発生していると、それと向かい合う第１送受電パッド２５ａの送受電コイルは、電力中継パッド４０の電力中継コイル４２と磁束結合し、起電力を生じる。このようにして、電力伝送を電力中継コイル４２が中継することにより、給電棚１３ｓの第２送受電パッド２５ｂから中央の保管棚１３の第１送受電パッド２５ａへと非接触方式による電力伝送が行われる。こうして中央の保管棚１３の第１送受電パッド２５ａへ供給された電力が中央の保管棚１３の駆動装置２２へと供給される。
【００４１】
さらに同様にして、中央の保管棚１３の第１送受電パッド２５ａに供給された電力は第２送受電パッド２５ｂにも供給される。そして、第２送受電パッド２５ａと向かい合う電力中継パッド４０による中継を経て、図中の右端の保管棚１３に保管されているパレット２０の第１送受電パッド２５ａ、ひいてはそのパレット２０の駆動装置２２に対しても、非接触方式による電力伝送が行われる。
【００４２】
図１では図示していないが、図中の右端の保管棚１３よりさらに右側の保管棚１３にもパレット２０が保管されていれば、同様にしてそのパレット２０の第１送受電パッド２５ａ（および駆動装置２２）へと、電力中継パッド４０を介して非接触方式による電力伝送が行われる。このように、図１の保管設備１０においては、給電パッド６０の設けられた給電棚１３ｓに位置していないパレット２０であっても、各パレット２０の第１送受電パッド２５ａおよび第２送受電パッド２５ｂ、そして各区切り部１８の電力中継パッド４０を介して、給電パッド６０からの電力が間接的に供給されることとなる。
【００４３】
なお、非接触給電が行われる際には、送受電が行われる２つのパッド間の間隔がなるべく小さいことが望ましい。パッド間の間隔が小さいほど、両パッド間での磁束結合が強くなり（パッド外の領域へ広がってしまう磁束が少なくなり）、伝送効率が高くなる（電力損失が少なくなる）からである。ここで、図１に示す保管設備１０では、並び方向Ｗに隣接する２つの保管棚１３にそれぞれ保管されているパレット２０同士の間で電力伝送が行われる際に、一方のパレット２０の第１送受電パッド２５ａから、他方のパレット２０の第２送受電パッド２５ｂまでの間には区切り部１８、すなわちラック柱１６の太さ分の間隔がある。しかし、この区切り部１８には電力中継パッド４０が設けられており、第１送受電パッド２５ａと電力中継パッド４０との間、そして電力中継パッド４０と第２送受電パッド２５ｂとの間には間隔がほとんどないため、第１送受電パッド２５ａから第２送受電パッド２５ｂへの非接触での電力伝送にあたっての電力損失は少なくなっている。
【００４４】
電力伝送にあたっての電力損失ができるだけ少なくなるように、電力中継パッド４０は、第１送受電パッド２５ａと第２送受電パッド２５ｂとの間の間隔の寸法となるべく同じ寸法になっているのが望ましい。例えば電力中継パッド４０の構造が、フェライトコアなどの磁性体コアに巻き付けられた導体巻線からなるコイルを含むものである場合、そのフェライトコアの寸法、特に並び方向Ｗにおける寸法が区切り部１８の寸法、つまりはラック柱１６の太さ（並び方向Ｗの寸法）に等しくなっていると、電力中継パッド４０は第１送受電パッド２５ａと第２送受電パッド２５ｂとの間の間隔をほぼ完全に埋めることができる。
【００４５】
図３は、電力中継コイル４２を含む電力中継パッド４０の回路図を示している。電力中継コイル４２は自身と直列に接続された共振コンデンサ４４と共に共振回路を形成しており、第１送受電パッド２５ａから第２送受電パッド２５ｂへの非接触方式による電力伝送を効率よく行えるようになっている。
【００４６】
ここで、非接触方式により伝送されている電力が大きい場合には、電力中継コイル４２において磁気飽和が発生する場合がある。例えば電力中継コイル４２がフェライトコアに巻き付けられたものである場合、電力中継コイル４２に流れる電流が増加するに従ってフェライトコア内を貫く磁束が増加していくが、磁束量が一定以上になると、フェライトコア内の磁束はそれ以上増加しなくなってしまう（磁気飽和が発生する）。
【００４７】
電力中継コイル４２に磁気飽和が発生するとインダクタンスが急激に低下するため、大電流が流れることになり、導線抵抗により電気エネルギーが熱に変換されてしまい、大きな電力損失が生じてしまう。先述のように電力中継パッド４０のフェライトコアの寸法はラック柱１６の太さと同程度であり比較的大型なので、磁気飽和発生時の電力損失は非常に大きくなってしまう。また磁束が増加しなくなる、つまり磁束の変化が起こらなくなるので、電力中継パッド４０と磁束結合している第１送受電パッド２５ａ（図１）には起電力が生じなくなり、非接触方式による電力伝送が途絶えてしまう。このように、電力中継コイル４２に磁気飽和が発生すると様々な不具合が生じる。
【００４８】
そこで電力中継コイル４２の磁気飽和による不具合を防止するため、図３に示す電力中継パッド４０の回路においては、可飽和リアクトル４６が共振コンデンサ４４と並列に接続されている。可飽和リアクトル４６は急峻な飽和特性のコアに巻き付けられた巻線であり、少しの電流増加ですぐに磁気飽和に至るようになっている。可飽和リアクトル４６も磁気飽和が発生するとインダクタンスが急激に低下するが、磁気飽和が発生するまでのインダクタンスは比較的大きい。ここで、インダクタンスは交流電流にとっての抵抗として働くため、インダクタンスの変化が激しい可飽和リアクトル４６は、飽和しているか否かによって、交流電流を遮断あるいは導通するスイッチとして機能する。
【００４９】
電力中継コイル４２と共振コンデンサ４４とによって形成される共振回路には交流電流が流れる。これと並列に接続された可飽和リアクトル４６は、磁気飽和が生じてインダクタンスが低下している間は導通し、磁気飽和しておらずインダクタンスが大きい間は遮断するスイッチとして働く。具体的には、可飽和リアクトル４６の両端に電圧が印加され始めてから、磁気飽和するまでの時間分遅れて導通し、それから電圧の向きが変わるまでの間、電流が流れる。
【００５０】
したがって、定期的に電圧の向きが切り替わる共振回路（電力中継コイル４２と共振コンデンサ４４）と並列に、一定期間だけ導通する可飽和リアクトル４６が接続されていることになる。ここで、可飽和リアクトル４６の特性および配線が、電力中継コイル４２の電圧が大きくなる期間に導通（飽和）し、導通している間は電力中継コイル４２の電圧を打ち消す向きの電圧が発生するように設計されていれば、共振回路に生じる電圧が一定に抑制される。そのため電力中継コイル４２に流れる電流も一定に制限され、電力中継コイル４２のフェライトコアは磁気飽和を起こさなくなる。一方、可飽和リアクトル４６においては頻繁に磁気飽和が生じているが、可飽和リアクトル４６のサイズは電力中継コイル４２に比べて遥かに小型（例えば１０分の１程度）でよいため、可飽和リアクトル４６における電力損失は極めて小さい。
【００５１】
このように、可飽和リアクトル４６が設けられていることにより電力中継コイル４２の磁気飽和による不具合が防止されるが、可飽和リアクトル４６自身もインダクタスを持つため、電力中継コイル４２と共振コンデンサ４４の共振回路において共振が始まるよりも前から可飽和リアクトル４６が接続されていると、共振の始まるタイミングおよび共振電圧が設計者の意図からズレるおそれがある。そこで共振回路での電圧がある程度高くなってから可飽和リアクトル４６が接続されるように、図３の電力中継パッド４０の回路においては調節リレー４８が設けられている。
【００５２】
この調節リレー４８は共振コンデンサ４４に蓄積された電力によって駆動されるようになっており、共振コンデンサ４４の電圧が一定（動作電圧）以上になると、共振コンデンサ４４と可飽和リアクトル４６との間が導通されるように配線されている。具体的には電力中継コイル４２が磁気飽和を起こすよりも前の時点で調節リレー４８の導通が発生するようになっている。
【００５３】
横軸を電力中継コイル４２に起電力が生じ始めてからの経過時間ｔ、縦軸を共振コンデンサ４４（および電力中継コイル４２）の共振電圧Ｖとして、経過時間ｔに対する電圧Ｖの変化を示すグラフが図４に示されている。図４に示されているように、共振電圧Ｖが動作電圧ＶＯＮ（例えば６００Ｖ）に至る動作時刻ｔｏｎにおいて調節リレー４８の導通が発生する。調節リレー４８が導通すると前述のように可飽和リアクトル４６によって共振電圧Ｖが抑制されて、共振電圧Ｖは安定電圧Ｖｓ（例えば３００Ｖ）に至るまで徐々に低下していく。なお、図４の左側に仮想線で示されているように、仮に動作時刻ｔｏｎにおいて調節リレー４８の導通、すなわち可飽和リアクトル４６との接続が発生しなければ、共振電圧Ｖは動作電圧ＶＯＮを超えてさらに上昇し続け、やがて電力中継コイル４２のフェライトコアが磁気飽和を起こす。
【００５４】
ここで、共振電圧Ｖが調節リレー４８の動作電圧ＶＯＮよりも低下しても共振コンデンサ４４と可飽和リアクトル４６との間の導通が維持されるように、図３の電力中継パッド４０の回路においては、自己保持リレー４９が調節リレー４８および可飽和リアクトル４６と並列に設けられている。自己保持リレー４９は、調節リレー４８が導通して一旦共振コンデンサ４４と可飽和リアクトル４６との間に電流が流れると、調節リレー４８をバイパスする経路を導通させる。すると、共振電圧Ｖが動作電圧ＶＯＮよりも低下して調節リレー４８が遮断された後でも、共振コンデンサ４４と可飽和リアクトル４６との間の導通が維持される。
【００５５】
このようにして、図３に示す電力中継パッド４０の回路においては、一旦共振コンデンサ４４と可飽和リアクトル４６との間が導通すると、その後は共振電圧Ｖが安定電圧Ｖｓに維持され続ける。この回路に発生している共振電圧Ｖが消失するのは、非接触方式の電力伝送が終了するときである。例えば図１に示すパレット２０が、物品３０の出荷のなどのために保管棚１３から取り去られると、電力中継コイル４２に電力が供給されなくなるため、共振電圧Ｖは徐々に低下していく。図４右側で仮想線によって示されているように、除去時刻ｔｒにおいてパレット２０が保管棚１３から取り去られたとすると、その時点までは安定電圧Ｖｓに維持されていた共振電圧Ｖが時間経過と共に低下してゆき、やがて終了時刻ｔｏｆｆにおいて共振電圧Ｖがゼロとなる。自己保持リレー４９の動作電圧は非常に低く設計されており、自己保持リレー４９が遮断されるのも終了時刻ｔｏｆｆである。
【００５６】
図５は、実施形態の別例における保管設備１０の一部の平面図を概略的に示している。図５の保管設備１０の大部分は図１の保管設備１０と同様の構成であり、図１の保管設備１０と共通する部分については図１と同じ符号が付されている。図５の保管設備１０においては、各パレット２０に第１送受電パッド２５ａ、第２送受電パッド２５ｂ、駆動装置２２の他、蓄電装置としてのバッテリ２３（例えば鉛蓄電池）が設けられている。
【００５７】
バッテリ２３は送受電配線２６を介して、第１送受電パッド２５ａ、第２送受電パッド２５ｂ、駆動装置２２と電気的に接続されている（図５では第１送受電パッド２５ａと第２送受電パッド２５ｂとの間に、駆動装置２２と並列に接続されている）。これにより、バッテリ２３は第１送受電パッド２５ａに（給電パッド６０または他のパレット２０の第２送受電パッド２５ｂから）非接触方式で供給されている電力を蓄積することが可能であるとともに、蓄積した電力を駆動装置２２へ供給することができる。またバッテリ２３は第２送受電パッド２５ｂにも接続されているため、蓄積した電力を（電力中継パッド４０を介して）他のパレット２０の第１送受電パッド２５ａへと伝送することも可能である。
【００５８】
図１または図５に示されているような実施形態の保管設備１０によれば、並び方向Ｗに沿って複数設けられた保管棚１３のうち、少なくとも１つが給電パッド６０（給電器）を有する給電棚１３ｓとなっていれば、他の保管棚１３に対しては第１送受電パッド２５ａ、第２送受電パッド２５ｂ、電力中継パッド４０を介して電力伝送が行われるため、従来技術のように全ての保管棚１３に給電パッド６０ひいては交流電源６４を設ける必要がない。例えば、１枚のパレット２０において必要となる電力が５０Ｗなら、給電パッド６０で５００Ｗの電力を供給することにより、１０枚のパレット２０に対して１箇所の給電棚１３ｓから給電を行うことができる。そのため、給電パッド６０を設置する作業を行うべき対象となる保管棚１３の数は非常に少なくてよく、保管設備１０を構築するにあたっての資材コストおよび作業コストが低減される。
【００５９】
また、パレット２０の駆動装置２２は、給電棚１３ｓに位置している場合、または第１送受電パッド２５ａ、第２送受電パッド２５ｂ、電力中継パッド４０を介して給電棚１３ｓから間接的に電力伝送が可能となっている保管棚１３に位置している場合に動作するので、保管ラック１１のうちの一部が駆動装置２２の動作する保管棚１３となっているように保管設備１０を構築することも可能である。例えば駆動装置２２が冷却装置であれば、保管設備１０全体としては冷却機能が導入されていない設備であったとしても、一部の保管棚１３においては駆動装置２２による冷却が可能となる。この場合、冷却の必要ない物品については電力が伝送されていない棚に保管し、冷却が必要な物品３０については第１送受電パッド２５ａ、第２送受電パッド２５ｂ、駆動装置２２を含むパレット２０に載置して、給電棚１３ｓまたは給電棚１３ｓからの電力伝送が行われている保管棚１３に保管するようにすることで、冷却の必要ない物品と冷却が必要な物品３０とを同じ保管設備１０で保管することが可能となる。なおこのような保管設備１０においては、スタッカークレーン５０から保管ラック１１への移載が行われる際に、冷却が必要な物品３０を移載するにあたっては給電棚１３ｓ、または給電棚１３ｓからの電力伝送が行われている保管棚１３（すなわち、既にパレット２０が保管されている保管棚１３の隣の保管棚１３）へと移載が行われるようにスタッカークレーン５０が制御されるとよい。
【００６０】
また、図５に示されているように、各パレット２０にバッテリ２３が設けられている場合は、第１送受電パッド２５ａへの電力伝送が行われていなくとも、バッテリ２３に蓄積されている電力で駆動装置２２が動作可能である。そのため、例えば図５に仮想線で示されているように、物品３０の出荷や保管位置変更のために中央の保管棚１３からパレット２０が取り除かれた場合であっても、図中の右側の保管棚１３では、バッテリ２３に蓄積されている電力によって問題なく駆動装置２２の動作が継続される。このため、バッテリ２３が設けられている場合には、保管ラック１１においてパレット２０および物品３０を保管する保管棚１３の選択、どの保管棚１３から物品３０を出荷していくかの順番など、物品３０を搬送する手順全般の自由性が高くなる。
【００６１】
なお、上記した実施形態においては区切り部１８に電力中継パッド４０が設けられることで第２送受電パッド２５ｂから第１送受電パッド２５ａへの非接触方式での電力伝送が効率よく行われるようになっているが、区切り部１８が十分に小さくて向かい合う第２送受電パッド２５ｂと第１送受電パッド２５ａとが十分に磁束結合する場合、すなわち電力中継パッド４０がなくとも非接触の電力伝送が効率よく行われることが見込まれる場合には、必ずしも電力中継パッド４０が設けられていなくともよい。
【００６２】
また電力中継パッド４０のフェライトコアの並び方向Ｗ寸法は必ずしもラック柱１６の太さと等しくなくてもよく、例えばラック柱１６の太さの９０％から１１０％の寸法であってもよい。
【００６３】
また電力中継パッド４０において、電力中継コイル４２のコアで磁気飽和が起こるおそれのない場合、あるいは磁気飽和が起こったとしても飽和による損失が少ないのであれば、必ずしも可飽和リアクトル４６が設けられていなくともよい。
【００６４】
また可飽和リアクトル４６が始めから電力中継コイル４２に接続されていたとしても電力中継パッド４０における共振電圧の調節が円滑に行われるようであれば、調節リレー４８は必ずしも設けられていなくともよい。
【００６５】
また調節リレー４８として動作電圧と復帰電圧との差が非常に大きいリレーを用いることで、自己保持リレー４９を省略することもできる。例えば印加電圧が６００Ｖで導通（動作）し、導通後は印加電圧が２００Ｖに低下するまでは導通したままで、印加電圧が２００Ｖを下回ると切断状態に戻る（復帰する）ようなリレーが調節リレー４８として用いられていれば、共振コンデンサ４４の電圧が６００Ｖに達すると可飽和リアクトル４６が電力中継コイル４２と導通し、その後、共振コンデンサ４４の電圧が安定電圧の３００Ｖまで下がっても導通が継続されたままであるという動作が、自己保持リレー４９なしで実現される。
【００６６】
また、以上の実施形態においては電力中継パッド４０として、ラック柱１６同士の間の区切り部１８に配置されており、フェライトコアの並び方向Ｗの寸法がラック柱１６の太さと同程度のものを想定したが、電力中継パッド４０の形態はこれに限るものではない。例えば図６、図７に示すように、区切り部１８に対して図中左側の棚板１７から右側の棚板１７にまでかけて広がる電力中継パッド８０が用いられてもよい。この電力中継パッド８０は棚板１７に埋め込まれるようにして配置されており、図７に示すように、その天面が棚板１７の天面と平行になっている。
【００６７】
このように並び方向Ｗの寸法が大きくなっている電力中継パッド８０を用いると、保管棚１３同士の間の間隔が大きくても、第１送受電パッド２５ａ（右側のパレット２０）と第２送受電パッド２５ｂ（左側のパレット２０）との間の電力伝送を効率よく行うことができる。なぜならば、この電力中継パッド８０を用いた場合、図７に示すように、電力中継パッド８０は第１送受電パッド２５ａと第２送受電パッド２５ｂとのどちらに対しても、高さ方向Ｚ内で隣接し向かい合う配置となるからである。なお図６では電力中継パッド８０が区切り部１８の奥行き方向Ｙの中央領域に配置されているが、パレット２０における第１送受電パッド２５ａと第２送受電パッド２５ｂの配置に応じて、異なる位置に配置されてもよい。
【００６８】
図８にこの電力中継パッド８０の回路図例を示す。第１送受電パッド２５ａと第２送受電パッド２５ｂの両方の送受電コイルと磁束結合が可能なように、この回路図には直列に配置された第１電力中継コイル８２ａと第２電力中継コイル８２ｂとが設けられており、一方が第１送受電パッド２５ａの送受電コイルと、他方が第２送受電パッド２５ｂの送受電コイルと磁束結合する。そしてこれらが合わさって電力中継コイル８２を構成している。なお、電力中継コイル８２が全体として第１送受電パッド２５ａと第２送受電パッド２５ｂの両方の送受電コイルと磁束結合が可能となっていればよいので、電力中継コイル８２は必ずしも上記のように２つに分かれている必要はなく、例えば大きなコイルが電力中継パッド８０の全体にわたって広がる（例えば平面視四角形のパッド外縁に沿って一周するように延びる）ものであってもよい。
【００６９】
なお図８においては、自己保持リレー４９が省略された形態の回路図を示している。図８の調節リレー８８は動作電圧と復帰電圧との差が大きく、例えば共振電圧６００Ｖで導通し、その後は共振電圧が２００Ｖまで下がらないと切断されないものとすると、自己保持リレー４９が導通した後で、可飽和リアクトル８６が共振電圧を３００Ｖ程度で安定させたとしても、共振電圧下で自己保持リレー４９が切断状態に戻ることはない。なお図８でも調節リレー８８は共振コンデンサ８４に蓄積された電力によって動作するようになっているが、ここでは共振コンデンサ８４が直列に配置された第１共振コンデンサ８４ａと第２共振コンデンサ８４ｂとに分かれており、第２共振コンデンサ８４ｂのみが整流器８５を介して調節リレー８８と接続されるようになっている。
【００７０】
第１共振コンデンサ８４ａと第２共振コンデンサ８４ｂとが持つ静電容量は別々になっており、例えば第１共振コンデンサ８４ａの容量が０．２２μＦ、第２共振コンデンサ８４ｂの容量が４．４μＦとなっている（共振コンデンサ８４全体では約０．２０９μＦ）。このように共振コンデンサ８４を異なる容量値の２つのコンデンサで構成し、そのうち片方のみを調節リレー８８の動作に用いることで、共振回路全体の共振電圧と、調節リレー８８に印加される電圧とを異ならせることができる。
【００７１】
発明者による実験では、上記例の容量を持つ共振コンデンサ８４および実測値インダクタンス１２０μＨの電力中継コイル８２に対して調節リレー８８としてＤＣ２４Ｖコイルリレーを用いたところ、周波数３１ｋＨｚにおいて共振コンデンサ８４全体での電圧が６００Ｖとなったときに調節リレー８８が作動（導通）し、可飽和リアクトル８６が共振電圧を３００Ｖ以下程度となるように制限するように働く結果が得られた。このように、共振コンデンサ８４を２つのコンデンサで構成し、そのうち片方のみを調節リレー８８の動作に用いることで、調節リレー８８自体の動作電圧が目的の電圧（例えば６００Ｖ）でなくとも目的の共振電圧において作動するように構成することができ、回路に採用できるリレーの選択肢が多くなる。
【００７２】
なお、上記した実施形態においては電力負荷として送風装置や冷却装置などの駆動装置２２を例示したが、パレット２０に搭載される電力負荷は電力を消費するものであればよく、必ずしも駆動装置２２でなくともよい。例えば駆動装置２２以外にも、各パレット２０の現在位置を示すＧＰＳ装置、各パレット２０の識別情報や載置されている物品３０の情報などを記憶する無線ＩＤタグなどが電力負荷として設けられていてもよい。
【００７３】
また上記した実施形態においてはスタッカークレーン５０によってパレット２０に載置された物品３０が搬送される形態を例示したが、物品３０およびパレット２０が搬送される形態はこれに限るものではなく、例えばフォークリフトによってパレット２０が搬送されてもよい。その場合には、パレット２０の側面にはフォークリフトのフォークが挿入される２つ一組のフォーク穴が設けられているとよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０    保管設備
１１    保管ラック
１３    保管棚
１３ｓ  給電棚
１６    ラック柱
１７    棚板
１８    区切り部
１８ｓ  端部区切り部
２０    パレット
２２    駆動装置
２３    バッテリ
２５ａ  第１送受電パッド
２５ｂ  第２送受電パッド
３０    物品
４０    電力中継パッド
４２    電力中継コイル
４４    共振コンデンサ
４６    可飽和リアクトル
４８    調節リレー
４９    自己保持リレー
５０    スタッカークレーン
６０    給電パッド
６２    交流電源
９０    保管設備
９４    パレット
９６    駆動装置
９７    交流電源
【図１】
2020176009.tif 000003
【図２】
2020176009.tif 000004
【図３】
2020176009.tif 000005
【図４】
2020176009.tif 000006
【図５】
2020176009.tif 000007
【図６】
2020176009.tif 000008
【図７】
2020176009.tif 000009
【図８】
2020176009.tif 000010
【図９】
2020176009.tif 000011