(57)【要約】【課題】急速充電できる大電流を送電可能とし、安全性が確保され、かつ損耗がなく低コストを実現させた接触方式の電力供給システムを提供すること。【解決手段】送電通信レール１と、その上を移動可能する搬送体２とを含む電力供給システムにおいて、送電通信レール１は、直流又は交流の電線からなる内部導体１１と、内部導体１１を覆うように、内部導体１１と絶縁されて配置された外部導体１２と、外部導体１２の外壁面の少なくとも一部に絶縁されて配置され、内部導体１１からの電力を搬送体２に送電する送電電極１９とを備える。搬送体２は、送電電極１９及び外部導体１２と夫々対向するように配置され、送電電極１９から送電された電力を受電する受電電極２１の対と、所定タイミングで受電電極２１の対と送電電極１９及び外部導体１２とが接触状態又は非接触状態となる制御を実行する制御部２６とを備える。【選択図】図３
2020192976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの電力を送電する電力伝送線路と、当該電力伝送線路から供給された電力を利用して、当該電力伝送線路を移動可能する搬送体と、を含む電力供給システムにおいて、
前記電力伝送線路は、
直流又は交流の電線からなる内部導体と、
前記内部導体を覆うように、前記内部導体と絶縁されて配置された外部導体と、
前記外部導体の外壁面の少なくとも一部に絶縁されて配置され、前記内部導体からの電力を前記搬送体に送電する送電電極と、
を備え、
前記搬送体は、
前記送電電極及び前記外部導体と夫々対向するように配置され、前記送電電極から送電された電力を受電する受電電極対と、
所定タイミングで、前記受電電極対と、前記送電電極及び外部導体とが接触状態又は非接触状態となる制御を実行する接触制御部と、
を備える、
電力供給システム。
【請求項２】
前記搬送体は、
前記接触制御部の制御により前記受電電極対を所定方向に移動させる昇降部をさらに備え、
前記接触制御部は、
前記所定タイミングとして、移動してきた前記搬送体が前記送電電極及び前記外部導体と前記受電電極対とが対向したタイミングで、前記昇降部に、前記送電電極及び前記外部導体の方向に前記受電電極対を移動させて前記送電電極及び前記外部導体に接触させる制御を実行し、
前記搬送体が移動を開始する直前のタイミングで、前記昇降部に、前記送電電極及び前記外部導体と接触状態にある前記受電電極対を、前記送電電極及び前記外部導体から離隔する方向に移動させて前記送電電極及び前記外部導体と非接触にさせる制御を実行する、
請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
また、前記搬送体は、自機の移動の有無を所定の信号にて伝達するアクチュエータをさらに備え、
前記電力伝送線路は、
前記アクチュエータからの前記信号を検知するセンサと、
前記センサによる前記信号の検知がなされている間は、前記内部導体からの電力を前記送電電極に送電する制御を実行し、前記センサによる前記信号の検知なされていない間は、前記内部導体から前記送電電極への送電を禁止する制御を実行する送電制御部と、
をさらに備える、
請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記送電電極は、
前記送電電極の上に前記搬送体が存在するときには外部から視認することができないサイズであり、
前記送電制御部は、さらに、前記送電電極の上に前記搬送体が存在しないときには、前記内部導体から前記送電電極への送電を禁止する制御を実行する、
請求項３のうちいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記電力伝送線路は、
前記送電電極が、周辺の外部導体と短絡している状態をショートとして検知する検知部と、
前記検知部により前記ショートが検知されると、その旨を外部に報知する報知部と、
をさらに備え、
前記送電制御部は、
前記検知部により前記ショートが検知されると、前記内部導体から前記送電電極への送電を禁止する制御を実行する、
請求項３又は４に記載の電力供給システム。
【請求項６】
また、前記搬送体は、
進行方向の前記電力伝送線路の表面上に存在する異物を前記電力伝送線路の外に排出可能なスカート及びブラシをさらに備える、
請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力を伝送する線路としては、従来からトロリー線が多く用いられている。ただし、トロリー線を用いた場合、パンタグラフが架線に対して接触圧力を伴って移動するため、摩耗粉のまき散らしがあるとともに、パンタグラフ及び架線の定期交換が必要性であり、環境面やコスト面で問題がある。さらに、金属の裸線を使用するため人が感電するおそれがある。このため、トロリー線は通常人の手の届かない高所に設置される。ただし、それに伴い、作業員による高所での作業が必要となるため、メンテナンスコストの増大を招いている状況にある。
このような理由から、代替技術として、非接触型の給電技術が盛んに検討されており、例えば磁界方式の給電技術や、電界方式の給電技術が存在する。
このうち、磁界方式の給電技術は、既に実用化されており、一部の生産ライン等に使用されている。
また、電界方式の給電技術についても、性能の向上を目指した研究が盛んに進められている。電界方式の研究では、スイッチ付きの同軸線路の概念が出てきており、本出願人も既に出願している（例えば特許文献１参照）。また、電池の急速充電技術も進歩してきている。
【０００３】
しかしながら、技術の適用対象を実態的に考慮すると、例えば工場生産ラインでは、非接触型の給電技術を必ずしも必要とせず、それよりも、急速充電する技術、安全性を確保する技術や、損耗によるコスト増を防ぐための技術を求める声が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特願２０１８−２６８２４号明細書及び図面
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、急速充電できる大電流を送電可能とし、安全性が確保され、かつ損耗がなく低コストを実現させた接触方式の電力供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電力供給システムは、
電源からの電力を送電する電力伝送線路と、当該電力伝送線路から供給された電力を利用して、当該電力伝送線路を移動可能する搬送体と、を含む電力供給システムにおいて、
前記電力伝送線路は、
直流又は交流の電線からなる内部導体と、
前記内部導体を覆うように、前記内部導体と絶縁されて配置された外部導体と、
前記外部導体の外壁面の少なくとも一部に絶縁されて配置され、前記内部導体からの電力を前記搬送体に送電する送電電極と、
を備え、
前記搬送体は、
前記送電電極及び前記外部導体と夫々対向するように配置され、前記送電電極から送電された電力を受電する受電電極対と、
所定タイミングで、前記受電電極対と、前記送電電極及び外部導体とが接触状態又は非接触状態となる制御を実行する接触制御部と、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、安全性が確保され、急速充電できる大電流を送電可能とし、かつ損耗がなく低コストを実現させた接触方式の電力供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】工場内に適用された本システムを構成する送電通信レールと搬送体とにより実現される各種の工程を示す図である。
【図２】受電電極のポジションを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの構成の一例を示す図である。
【図５】図４の電力供給システムを構成する搬送体の具体例のうち、搬送体の脱着の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の電力供給システムの一実施形態に係る送電装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。
【００１０】
＜前提＞
上述したように、給電技術には、接触型と非接触型とが存在し、接触型には例えばトロリー線が含まれ、非接触型には磁界方式や電界方式が含まれる。
【００１１】
（接触型）
接触型のうち、トロリー線は、例えば電車のパンタグラフ等に用いられる給電技術である。ただし、トロリー線の場合、架線に対して一定の圧力を加えて接触抵抗を低くした状態で走行させるため、パンタグラフ及び架線のいずれもが損耗することになる。このため、一定期間毎にパンタグラフ及び架線を交換する必要がある。その結果、交換に要する費用が莫大な額になってしまう。
【００１２】
（非接触型）
非接触型のうち、磁界方式は、平行二線に高周波電流を流し、線間に発生する磁場をヨーク（フェライト）でピックアップコイルに誘導し、起電力を得る給電技術である。ただし、磁界方式の場合、従来から実用化されているものの、以下の理由から周波数を上げることができないという欠点があった。
即ち、磁界方式の場合、（１）平行二線に高周波電流を流すことで必要となる電力を流した場合には、法令で定める基準値を超える放射電磁界が発生してしまう。このため、法令で定める周波数域よりも低い周波数で駆動されている。なお、技術的には、電流を高周波化させることで起電力を増大させることができるが、法令上それを行うことが困難な状況となっている。（２）ヨーク材透磁率の周波数特性が悪いため、電流を高周波化させると透磁率が低下してしまう。（３）電流を高周波化させると表皮効果及び近接効果により、架線及びコイルの抵抗が増大してしまう。
以上の理由から、磁界方式は実用化されているものの、今後のさらなる発展を期待することは困難な状況となっている。
【００１３】
非接触型のうち、電界方式は、磁界方式が抱える問題を解決することができる。ただし、電界方式の場合、電極間距離を長くすることができないので、いかにしてその微小な電極間距離を一定に保ちながら駆動させるかが課題となる。
このような状況の下、本出願人は、上述の電界方式の課題に対し、例えばフェザータッチ方式の電極や、磁石吸引方式の電極等の提案を既に行っている。さらに、本出願人は、電界方式を採用した場合における電磁波放射を低減化させる手法として、例えばスリット付きの同軸線路方式や、スイッチ付き同軸線路方式の提案を既に行っている。例えばスイッチ付き同軸線路方式は、完全密閉構造となっており雨や埃に対する耐性を有するため、屋外でも利用可能な線路として期待を集めている。
【００１４】
このように、給電技術には接触型と非接触型とが存在し、上述のような課題を夫々有している。
本発明の電力供給システム（以下、「本システム」と呼ぶ）で採用する給電技術は、上述した接触型（例えばトロリー線）の課題と、非接触型（例えば磁界方式や電界方式）の課題とをいずれも解消できる給電技術である。
【００１５】
＜静止状態の搬送体＞
図１は、工場内に適用された本システムを構成する送電通信レールと搬送体とにより実現される各種の工程を示す図である。
本システムにより実現される工程としては、例えば図１に示すように、レール間移乗工程と、積替え・待機工程と、加工・組立工程とがある。そして、各工程では、搬送体２が静止している状態（以下、「静止状態」と呼ぶ）がある。
【００１６】
即ち、図１に示すように、工場内に配置された送電通信レール１の上で搬送体２を移動させる場合、搬送体２に半製品を搭載させて移動させる。ただし、搬送体２は送電通信レール１の上を常に移動している状態（以下、「移動状態」と呼ぶ）にあるわけではなく停止して静止状態になることもある。
【００１７】
図１の左側には、２つのパターンからなるレール間移乗工程が例示されている。ここで、「レール間移乗工程」とは、搬送体２が送電通信レール１の間を移乗する工程のことをいう。このうち、上側に示すレール間移乗工程は、平行するように設置された２本の送電通信レール１の間を移乗するレール間移動台車が示されている。このレール間移動台車は、搬送体２を載せた状態で、送電通信レール１に対して平行に移動しながら、所望の送電通信レール１に搬送体２を移乗させる。
また、下側に示すレール間移動工程は、２本の送電通信レール１が交差する位置に配置されたレール間移動回転テーブルが示されている。このレール間移動回転テーブルは、一方の送電通信レール１の上を移動してきた搬送体２を載せた状態で回転し、他方の送電通信レール１に搬送体２を移乗させる。
ここで、レール間移動台車又はレール間移動回転テーブルに載せられた搬送体２は、レール間移動台車の移動中、又はレール間移動回転テーブルの回転中、レール間移動台車上又はレール間回転テーブル上で夫々静止状態となる。
【００１８】
図１の右上には、積替え・待機工程が例示されている。積替え・待機工程は、送電通信レール１の上を移動する搬送体２に積まれた半製品をＡＧＶ（無人搬送車）等に移乗させる工程である。この積替え・待機工程では、積替えロボットによる積替作業が行われる。この積替作業時に、積替えロボットは、搬送体２に積まれた半製品を掴んでＡＧＶ（無人搬送車）等に移乗させることになるが、積替えロボットが半製品を掴む際、送電通信レール１の上の搬送体２は停止して静止状態になる。
また、ＡＧＶ（無人搬送車）等に移乗されることを待つ半製品によって送電通信レール１の上に滞留が生じている場合には、一時的に静止状態となった搬送体２が列をなして存在することになる。
【００１９】
図１の右下には、加工・組立工程が例示されている。加工・組立工程は、半製品に対する加工及び組立てを行う工程である。この加工・組立工程では、加工・組立ロボットによる加工作業・組立作業が行われる。この加工作業・組立作業時に、加工・組立ロボットは、搬送体２に積まれた半製品に対して加工を施したり、半製品を組立てたりすることになるが、その際、送電通信レール１の上に存在する搬送体２は静止状態になる。
【００２０】
以上のように、工場の送電通信レール１の上に存在する搬送体２は、送電通信レール１の上で常に移動状態にあるわけではなく、停止して静止状態にある時間帯が存在する。
なお、静止状態の搬送体２を示す他の特徴については、図１に示すとおりである。
【００２１】
＜受電電極ポジション＞
図２は、受電電極のポジションを示す図である。
【００２２】
上昇（Ｕｐ）及び下降（Ｄｏｗｎ）で示される受電電極ポジションと、時間（ｔ）と、速度（Ｖ）との関係は、図２に示す三次元グラフで表すことができる。即ち、送電通信レール１の上に存在する搬送体２は、各種のタイミングで静止状態（Ｖ＝０）になる。ここで、近年技術開発が盛んな急速充電が可能な電池技術との組み合わせについて考えると、搬送体２が停止して静止状態になったときに受電電極を降下（Ｄｏｗｎ）させて、これを送電側電極に接触させる方式を採用することができる。この方式の特徴は、非接触式ではなく接触式であるというところにある。このため、非接触方式の場合に必要となるインバータが不要となる。これにより、簡単な構成で大電力伝送が容易となる。その結果、急速充電が可能となる。
また、従来の接触方式との相違点は、搬送体２が静止状態のときに受電電極を降下させることで送電側電極に接触させ、搬送体２が移動（走行）を開始する直前に受電電極を上昇（Ｕｐ）させて非接触にする点である。この相違点により、従来の接触方式のような接触圧力を掛けた状態での架線の移動がなくなる。その結果、電極の損耗が無くなる。
電極の損耗が無くなると、電極を交換する必要が無くなるか、又は電極の交換の間隔を極めて長くすることが可能となる。その結果、メンテナンスコストを大幅に低減化させることができる。さらに、接触摩耗に伴うゴミの排出も無くなるので、コンタミネーションが問題になるような場所にも本システムを設置することができる。
【００２３】
＜基本的構成＞
図３には、送電通信レール１の機能を示すブロック図が、送電通信レール１の長手方向に平行な面の中心位置で切った断面図とともに示されている。
図４には、送電通信レール１及び搬送体２の夫々の機能を示すブロック図が、送電通信レール１の長手方向に直交する面で切った断面図とともに示されている。
【００２４】
図３及び図４に示すように、送電通信レール１は、内部導体１１（ブスバー）とそれを覆うＧＮＤ電位の外部導体１２を備え、必要な箇所で直流配線から電流を取り出し、常時断のスイッチボックスＳＢを介して送電電極１９と接続されている。内部導体１１と外部導体１２との間には誘電材１３が配置されている。
【００２５】
送電通信レール１は、スイッチボックスＳＢ内に、電源１５と、ゲートドライバ１６と、スイッチ制御部１７と、ショート検知部１８とを備える。スイッチ制御部１７は、搬送体２のアクチュエータ２３から発信された信号をセンサで受信し、解読判定した後にスイッチを接続して、内部導体１１からの電力を送電電極１９に送電する制御を実行する。
【００２６】
スイッチボックスＳＢ内に配置されたショート検知部１８は、送電電極１９が周辺の外部導体１２とショートしているか否かを常にモニタリングしている。このため、例えば導電性を有する線や板等が送電電極１９及び外部導体１２に引っ掛かっているような場合には、ショート検知部１８がショートと判定し、その旨を報知する。この場合、たとえ搬送体２が送電電極１９の上に到着したとしても、受電電極２１の対の降下（Ｄｏｗｎ）が禁止されるとともに、送電スイッチもＯＮにならない。
【００２７】
搬送体２は、送電電極１９及び外部導体１２と夫々対向する受電電極２１の対を有し、送電通信レール１の上を移動（走行）する。このため、搬送体２の側面にはガイドレールＧＲが取付けられている。搬送体２は、ガイドレールＧＲにガイド輪ＧＣを篏合させるとともに、外部導体１２の側面にドライブ輪ＤＴを押し当てて移動する。
搬送体２では、制御部２６が、受電回路２２、アクチュエータ２３、蓄電回路２４、負荷２５、通信ユニット２７、センサ２８、カメラＣ、及び昇降部ＵＤの夫々の駆動を制御する。例えば制御部２６は、カメラＣにより撮像された画像のデータに基づいて、送電電極１９や図示せぬ看板等を認識して、搬送体２を送電電極１９の上に停止させて静止状態にする制御を実行する。また、制御部２６は、アクチュエータ２３の駆動を制御するとともに、受電プレートＰを、図４の矢印Ｙ２の方向に降下（Ｄｏｗｎ）させることで受電電極２１の対を送電電極１９及び外部導体１２に接触させる制御を実行する。これにより、搬送体２は、電気的接触を得ることができるので、電力の供給を受けることができる。
【００２８】
搬送体２は、送電通信レール１からの電力の供給を受けて蓄電を行う。具体的には、送電通信レール１からの電力を受電電極２１の対が受けると、その電力は、伸縮線路Ｌと受電回路２２とを介して、蓄電回路２４に蓄電される。蓄電回路２４に蓄電された電力は、例えば負荷２５、制御部２６、通信ユニット２７、センサ２８、カメラＣ、及び昇降部ＵＤの夫々の駆動に必要となる電力として用いられる。
搬送体２の制御部２６は、蓄電回路２４における蓄電が完了するタイミング、又は搬送体２が移動を開始する直前のタイミングで、受電プレートＰを引き上げることで受電電極２１の対を、図５の矢印Ｙ３の方向に上昇（Ｕｐ）させる制御を実行する。これにより、搬送体２は、停止して静止状態のときにのみ受電電極２１の対を送電電極１９及び外部導体１２に接触させることができる。即ち、搬送体２は、移動状態のときには、受電電極２１の対と、送電電極１９及び外部導体１２とを非接触状態にすることができる。その結果、搬送体２は、電極の損耗等を生じさせることなく送電通信レール１の上を移動することができる。
【００２９】
また、図３に示すように、搬送体２には、搬送体フレームＦの進行方向（矢印Ｙ１の方向）の縁部に、スカートＳと、ブラシＢとが取り付けられている。これにより、搬送体２は、送電通信レール１の上に存在し得る異物をレールの外に排出しながら矢印Ｙ１の方向に移動することができる。以上の機能により、ショートによる事故を防ぐことが可能となる。なお、以上の機能をもってしても導電性の異物が排除できないような事態が生じた場合には、通信機能により、ショートが発生した箇所を特定したうえで外部に通報し、図示せぬ清掃ロボットや清掃員を呼ぶ。これにより、ショートを解消させることができる。
【００３０】
また、送電通信レール１には、漏洩同軸線路ＬＣＸが配設されている。これにより、搬送体２に搭載されたアンテナＡＮＴ、及び通信ユニット２７を介して、搬送体２と外部機器（図示せず）、搬送体２同士、搬送体２とスイッチボックスＳＢ（送電通信レール１）の間における通信が可能となる。
その結果、本システムにＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）性を持たせることができるとともに、送電通信レール１のどこでも通信を行うことができる。また、送電通信レール１のスイッチボックスＳＢも通信機能を備える。このため、搬送体２及び漏洩同軸線路ＬＣＸを介したスイッチボックスＳＢと外部サーバ（図示せず）との間の通信が可能となる。
【００３１】
図３及び図４に示すように、送電通信レール１は、内部導体１１（ブスバー）と外部導体１２とからなる直流電流路を備える。外部導体１２は、押し出しアルミ材等で製作されたものであり、誘電材を介して内部導体１１と絶縁されている。内部導体１１に対して外部から正電圧が印可される。外部導体１２はＧＮＤ電位としている。
なお、図示はしないが、正電位のブスバーと、負電位のブスバーとを誘電材で隔てて外部導体１２内に平行して配設してもよい（平行２線方式）。この場合、外部からの正電圧の端子及び負電圧の端子を、正負のブスバーに夫々接続するとともに、外部導体１２はＧＮＤ電位とする手法を採用することもできる。
【００３２】
図４に示すように、外部導体１２の上面部には、溝（窪み）が設けられており、その溝内にスイッチボックスＳＢ及びユーティリティボックスＵＢが挿入される。なお、スイッチボックスＳＢ及びユーティリティボックスＵＢを溝内に設置する具体的な位置は、任意として後から変更することもできるが、搬送体２が停止して静止状態になる位置にスイッチボックスＳＢが設置される。例えば、図１の加工・組立工程における加工・組立てロボットが、半製品に対する加工や組立て等を行うために搬送体２を静止させる位置に応じて、スイッチボックスＳＢの位置を変化させることができる。
【００３３】
スイッチボックスＳＢは、誘電材料からなるケースを有する。このため、ブスバーに取り付けられた接続端子１４及び外部導体１２に当該ケースをビス固定する。これにより、スイッチボックスＳＢは、正電位の電極、及びＧＮＤ電位の電極を得ることが可能となる。
これにより、スイッチボックスＳＢは、スイッチ制御部１７、ショート検知部１８、及びカメラＣの駆動に必要な電力を得ることができる。その結果、スイッチのゲートドライバ１６を制御することができる。さらに、スイッチボックスＳＢには反射板Ｍが設けられているので、溝の側面に配設された漏洩同軸線路ＬＣＸと、搬送体２との間で通信を行うことができる。
また、スイッチボックスの上面には送電電極１９が貼付けられている。このため、スイッチボックスＳＢを介して内部導体１１と送電電極１９とが接続されている。
【００３４】
ユーティリティボックスＵＢは、漏洩同軸線路ＬＣＸからの電磁波を外部と連続させる反射板Ｍ（図示せず）が設けられている点でスイッチボックスＳＢと同じであるが、他の機能は有しない。
ただし、ユーティリティボックスＵＢの内部には、空間（スペース）が形成されているとともに、電力の供給や通信が可能となっているため、送電通信レール１に各種機能を付加させることができる。具体的には例えば、ユーティリティボックスＵＢ内の空間（スペース）に温度センサ等の各種センサを設置して、温度に関するデータ等を収集させたり配信させたりすることができる。
【００３５】
また、上述したように、送電通信レール１の任意の位置にスイッチボックスＳＢ及びユーティリティボックスＵＢを設置することができるので、例えば図３に示す位置にスイッチボックスＳＢ及びユーティリティボックスＵＢを設置することができる。
【００３６】
図３に示すように、搬送体２は、自身の受電電極が送電電極１９の上にきたタイミングで停止して静止状態になり、受電電極２１を降下させる。これにより、送電通信レール１の送電電極１９及び外部導体１２と受電電極２１とが夫々接触する。ここで、搬送体２が送電電極１９の上に誘導する手法は、上述のカメラＣに限定されない。
【００３７】
さらに、搬送体２が送電電極の上に来たことをスイッチボックスＳＢ側に知らせる手法として、例えば以下の方式を採用することができる。
即ち、磁界方式を用いた場合には、搬送体２側のアクチュエータ２３にコイルを用いて数ｋＨｚの高周波を流す。そして、送電通信レール１側のスイッチボックスＳＢ内のセンサにコイルを用いる。これにより、電磁誘導で搬送体２の到着を知らせることができる。
【００３８】
また、他の磁界方式では、アクチュエータ２３として永久磁石を用いて、センサとしてリードスイッチ、ホール素子等の磁気センサを用いて検出してもよい。磁気方式の場合には、受電電極対及び送電電極として非磁性体を用いることが好ましい。
【００３９】
また、光を用いる場合には、アクチュエータ２３としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いて、センサとして光検出素子を用いてもよい。この場合、受電電極２１及び送電電極１９には光透過する配慮を施す。
【００４０】
その他、超音波素子を用いる方式、熱線を用いる方式等も選択可能である。
さらに、送電通信レール１側のスイッチボックスＳＢ内または外周部にカメラＣを設置して、カメラＣをセンサとして活用することで、搬送体２が送電電極１９の上にきたことを認識できるようにしてもよい。
【００４１】
搬送体２は、電力を得て、自身が制御部２６やセンサ２８を有することで、自律的制御が可能になる。搬送体２は、外部からの命令に基づいて、自身でルート等を選択して製品の組立を進める。搬送体２は、所定の位置にきたタイミングで、加工・組立ロボットとの間で通信を行う必要がある。このため、搬送体２には通信ユニット２７が設けられている。この場合、搬送体２は、加工・組立ロボットのみと通信を行い、周辺機器とは干渉しない方式が好ましい。このため、搬送体２は、例えば光通信技術等を用いた通信を行う。
搬送体が蓄電した電力は、上述したように各種機能を発揮させるための電力として分配されて使用される。例えば、駆動モータ用の電力としても使用される。
なお、図示はしないが、本システムでは、適切な位置にヒューズ又はブレーカが配置されているものとする。これにより、各種機能の不具合により、ブスバー自体がＧＮＤとショートしてしまうことを避けることができる。
また、本システムを屋外で使用する場合には、送電電極１９等に被雷機能を設けることができる。
なお、本発明の一実施形態に係る電力供給システムの構成の他の特徴については、図３及び図４に示すとおりである。
【００４２】
図５は、図４の電力供給システムを構成する搬送体の具体例のうち、搬送体の脱着の様子を示す図である。
【００４３】
図５に示すように、搬送体２では、昇降部ＵＤによって受電プレートＰが引き上げられることで上昇する。これにより、受電電極２１の対は、送電電極１９及び外部導体１２と非接触の状態になる。その結果、搬送体２は、送電通信レール１の上を自由に移動することができるようになる。
また、搬送体２のメンテナンス時には、走行輪カバーＴＣ、ガイド輪ＧＣ、及びドライブ輪ＤＴ等をヒンジＨによって矢印Ｙ４の方向に跳ね上げることで、搬送体２を送電通信レール１から取り外すことができる。
搬送体２は、以上のような構成を有することで、送電通信レール１の上を移動することができる。
【００４４】
以上説明した構成を有する本システムによれば、例えば以下のような効果を期待することができる。
即ち、本システムによれば、（１）直流送電又は商用周波数の送電となるため、電力系設備のコストを削減できる。（２）電波法等の関連法令の規制対象外となるため、製品化や設置が容易になる。（３）接触型の給電技術を用いることができる。このため、非接触型の給電技術と比較した場合、非接触型の給電技術で必要となるインバータや高周波線路が不要になる。これにより、コスト削減を図ることができる。また、大電力送電が可能になる。（４）電極の損耗がないため、メンテナンスコストを削減できる。また、切削粉等が出ないため、環境面での悪影響がなく、清掃作業も不要になる。（５）搬送体２が静止状態で受電される際、電極同士が接触して位置固定が可能になる。このため、ロボット加工が行われる際、搬送体２に対して半製品を固定した状態での位置変位を防ぐことができる。（６）在来の接触方式に対して、線路送電する内部導体１１（ブスバー）が露出していないため、人の接触を防ぐことができる。その結果、安全性が極めて高くなる。さらに、水等の液体が掛かったとしても、その影響は少ない。（７）送電通信レール１の送電電極１９は、通常はＯＦＦの状態になっている。このため、人の近傍に送電通信レール１が設置されていたとしても安全である。なお、搬送体２がきたときには送電電極がＯＮの状態になるが、送電電極１９のサイズが搬送体２のサイズよりも小さいため、搬送体２の下に送電電極１９が完全に隠れる。このため、人の接触を防ぐことができる。その結果、感電事故を防ぐことができる。
即ち、本システムは、安全性が確保され、かつ損耗がなく低コストを実現させ、大電力送電も可能な、実用性が極めて高い接触方式の電力供給システムである。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００４６】
例えば、図４乃至図５には、搬送体の駆動方式の一例としてタイヤが描画されているが、これに限定されない。用途に応じて任意の駆動方式を採用することができる。例えばラック＆ピニオンギヤ方式やリニアモータ方式を採用してもよい。
【００４７】
また例えば、上述の実施形態では、一次元のリニア系システムの例を示しているが、これに限定されない。床、壁、天井等の平面又は準平面の任意箇所に、送電電極、スイッチ、及び制御部が配置され、平面又は準平面の背後に、二次元的な電力配線と通信機構とが備えられている二次元系も想定できる。
【００４８】
また例えば、人が近付くことができないカバーされた空間や、閉鎖空間においては、多条の送電線（例えば、＋、−、ＧＮＤ）を露出させて、受電電極の上下機構のみを用いるものであってもよい。この場合には、一次元上の自由位置で静止状態の搬送体に対する給電が可能となる。
【００４９】
また例えば、上述の実施形態では、静止状態にある搬送体の受電電極が所定方向に移動して、電力伝送線路の送電電極及び外部導体に接触する構成となっているが、これに限定されない。搬送体が静止状態になるタイミングで、受電電極と、送電電極及び外部導体とが接触し、搬送体が移動状態になるタイミングで、受電電極と、送電電極及び外部導体とが離隔する条件を満たすあらゆる構成を採用することができる。例えば、図示はしないが、電力伝送線路上の所定位置で搬送体が静止状態になると、その位置の送電電極及び外部導体が所定方向に移動して、搬送体側の受電電極に接触する構成を採用することもできる。
【００５０】
以上まとめると、本発明が適用される電力供給システムは、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
即ち、本発明が適用される電力供給システムは、
電源からの電力を送電する電力伝送線路（例えば図３の送電通信レール１）と、当該電力伝送線路から供給された電力を利用して、当該電力伝送線路を移動可能する搬送体（例えば図３の搬送体２）と、を含む電力供給システムにおいて、
前記電力伝送線路は、
直流又は交流の電線からなる内部導体（例えば図３の内部導体１１（ブスバー））と、
前記内部導体を覆うように、前記内部導体と絶縁されて配置された外部導体（例えば図３の外部導体１２）と、
前記外部導体の外壁面の少なくとも一部に絶縁されて配置され、前記内部導体からの電力を前記搬送体に送電する送電電極（例えば図３の送電電極１９）と、
を備え、
前記搬送体は、
前記送電電極及び前記外部導体と夫々対向するように配置され、前記送電電極から送電された電力を受電する受電電極対（例えば図３の受電電極２１の対）と、
所定タイミング（例えば搬送体２が停止して静止状態になったタイミング）で、前記受電電極対と、前記送電電極及び前記外部導体とが接触状態又は非接触状態となる制御（例えば受電プレートＰの昇降）を実行する接触制御部（例えば図３の制御部２６）と、
を備える。
【００５１】
また、前記搬送体は、
前記接触制御部の制御により前記受電電極対を所定方向に移動させる昇降部（例えば図３の昇降部ＵＤ）をさらに備え、
前記接触制御部は、
前記所定タイミングとして、移動してきた前記搬送体が前記送電電極及び前記外部導体と前記受電電極対とが対向したタイミングで、前記昇降部に、前記送電電極及び前記外部導体の方向に前記受電電極対を移動させて前記送電電極及び前記外部導体に接触させる制御を実行し、
前記搬送体が移動を開始する直前のタイミングで、前記昇降部に、前記送電電極及び前記外部導体と接触状態にある前記受電電極対を、前記送電電極及び前記外部導体から離隔する方向に移動させて前記送電電極及び前記外部導体と非接触にさせる制御を実行することができる。
【００５２】
また、前記搬送体は、自機の移動の有無を所定の信号にて伝達するアクチュエータ（例えば図３のアクチュエータ２３）をさらに備え、
前記電力伝送線路は、
前記アクチュエータからの前記信号を検知するセンサ（例えば図３のスイッチ制御部１７）と、
前記センサによる前記信号の検知がなされている間は、前記内部導体からの電力を前記送電電極に送電する制御を実行し、前記センサによる前記信号の検知なされていない間は、前記内部導体から前記送電電極への送電を禁止する制御を実行する送電制御部（例えば図３のスイッチ制御部１７）と、
をさらに備えることができる。
【００５３】
これにより、安全性が確保され、急速充電できる大電流を送電可能とし、かつ損耗がなく低コストを実現させた接触方式の電力供給システムを提供することができる。
【００５４】
また、前記送電電極は、
前記送電電極の上に前記搬送体が存在するときには外部から視認することができないサイズであり、
前記送電制御部は、さらに、前記送電電極の上に前記搬送体が存在しないときには、前記内部導体から前記送電電極への送電を禁止する制御を実行することができる。
【００５５】
これにより、人が誤って送電電極に接触して感電することを防ぐことができる。
【００５６】
前記電力伝送線路は、
前記送電電極が、周辺の外部導体と短絡している状態をショートとして検知する検知部（例えば図３のショート検知部１８）と、
前記検知部により前記ショートが検知されると、その旨を外部に報知する報知部（例えば図３のショート検知部１８）と、
をさらに備え、
前記送電制御部は、
前記検知部により前記ショートが検知されると、前記内部導体から前記送電電極への送電を禁止する制御を実行することができる。
【００５７】
これにより、ショートによる事故を防ぐことができる。
【００５８】
また、前記搬送体は、
進行方向の前記電力伝送線路の表面上に存在する異物を前記電力伝送線路の外に排出可能なスカート（例えば図３のスカートＳ）及びブラシ（例えば図３のブラシＢ）をさらに備えることができる。
【００５９】
これにより、搬送体は、電力伝送線路の表面上に存在し得る異物をレールの外に排出しながら移動することができるので、正常な動作を維持することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・送電通信レール、２・・・搬送体、１１・・・内部導体、１２・・・外部導体、１３・・・誘電材、１４・・・接続端子、１５・・・電源、１６・・・ゲートドライバ、１７・・・スイッチ制御部、１８・・・ショート検知部、１９・・・送電電極、２１・・・受電電極、２２・・・受電回路、２３・・・アクチュエータ、２４・・・蓄電回路、２５・・・負荷、２６・・・制御部、２７・・・通信ユニット、２８・・・センサ、ＵＤ・・・昇降部、ＡＮＴ・・・アンテナ、Ｌ・・・伸縮線路、Ｃ・・・カメラ、Ｆ・・・搬送体フレーム、Ｐ・・・受電プレート、ＳＢ・・・スイッチボックス、ＵＢ・・・ユーティリティボックス、Ｓ・・・スカート、Ｂ・・・ブラシ、Ｍ・・・反射板、ＬＣＸ・・・漏洩同軸線路、ＤＴ・・・ドライブ輪、ＧＣ・・・ガイド輪、ＧＲ・・・ガイドレール、ＴＣ・・・走行輪カバー、Ｈ・・・ヒンジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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