(57)【要約】【課題】電界、磁界の漏洩を低減させることが可能な搬送システムを提供する。【解決手段】搬送システムは、所定の長さを有する送電電極３８と、前記送電電極に、所定の周波数で所定の電圧を印加することで電力を供給する高周波発生装置３１と、前記高周波発生装置と前記送電電極とを接続する接続線３７と、前記送電電極に対して電気的に結合するように構成される受電電極２０と、前記受電電極に供給された電力により駆動されて移動可能に構成される移動体１０と、を備え、前記接続線が前記送電電極に接続する接続位置は、前記移動体の停車頻度が高く、前記移動体が停車した場合に前記移動体の前記受電電極に対向する領域内に存在する。【選択図】図７
2020099158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の長さを有する送電電極（３８）と、
前記送電電極に、所定の周波数で所定の電圧を印加することで電力を供給する高周波発生装置（３１）と、
前記高周波発生装置と前記送電電極とを接続する接続線（３７）と、
前記送電電極に対して電気的に結合するように構成される受電電極（２０）と、
前記受電電極に供給された電力により駆動されて移動可能に構成される移動体（１０）と、を備え、
前記接続線が前記送電電極に接続する接続位置（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、前記移動体の停車頻度が高く、前記移動体が停車した場合に前記移動体の前記受電電極に対向する領域内に存在する搬送システム。
【請求項２】
前記受電電極は、前記送電電極との対向時に、前記送電電極と電界結合することにより前記送電電極から電力が供給される請求項１に記載の搬送システム。
【請求項３】
前記送電電極の長さは、前記移動体の停車頻度及び停車台数と、送電装置が給電可能な電力に応じて予め設定される請求項１または２に記載の搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送車等の移動体に、電界結合を用いて、無線で電力を供給する搬送システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６８３７０号公報
【特許文献２】特開２０１８−６８０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電界結合を用いて搬送車等の移動体に無線で電力を供給する給電装置において、給電電極、及び送電電極から電界及び磁界が漏洩する場合がある。この電界、磁界の漏洩により、給電装置の周辺に存在する電気機器や人体への悪影響が懸念される。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電界、磁界の漏洩を低減させることが可能な搬送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】
請求項１に記載した搬送システムは、所定の長さを有する送電電極と、前記送電電極に、所定の周波数で所定の電圧を印加することで電力を供給する高周波発生装置と、前記高周波発生装置と前記送電電極とを接続する接続線と、前記送電電極に対して電気的に結合するように構成される受電電極と、前記受電電極に供給された電力により駆動されて移動可能に構成される移動体と、を備え、前記接続線が前記送電電極に接続する接続位置は、前記移動体の停車頻度が高く、前記移動体が停車した場合に前記移動体の前記受電電極に対向する領域内に存在する。
【０００７】
この構成により、移動体が停車しない領域の送電電極からの電界及び磁界の漏洩を低減することができる。このため、電界及び磁界の漏洩による周辺の機器の発熱等を抑制することができ、搬送システムにおける電力の損失を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る搬送システムの概略構成を示す鳥瞰図
【図２】移動体及び送電電極の概略構成を示す図
【図３】移動体及び送電電極の概略構成を示す斜視図
【図４】移動体の概略構成を示すブロック図
【図５】送電装置の概略構成を示すブロック図
【図６】移動体位置と、接続線の接続位置と、電界及び磁界の強度との関係を示す概略図
【図７】送電電極に対する接続線の接続位置を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
まず、実施形態に係る給電装置を適用した搬送システムについて説明する。
図１から図５に示すように、搬送システム１は、移動体１０および送電装置３０を備える。送電装置３０は、送電電極３８および高周波発生装置３１を備えている。送電電極３８は、図１に示す様に、搬送システム１を用いる工場４２や倉庫に設けられている。
【００１０】
移動体１０は、受電電極２０、整流回路部２２、制御部２４、車輪１２を駆動するモータ２６、及び充電器２８を有している。整流回路部２２は、受電電極２０で受け取った高周波を直流に整流する。整流回路部２２は、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えていてもよい。充電器２８は整流回路部２２で整流された電力を貯える。充電器２８は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池で構成される。
【００１１】
制御部２４は、充電器２８への充電を制御するとともに、モータ２６で発生する駆動力を制御する。モータ２６は、制御部２４の制御により車輪１２を回転駆動する。移動体１０は、モータ２６で発生する駆動力によって移動する。移動体１０は、工場４２に設置されている図示しない走行路に沿って移動可能に構成され、例えば工場４２内で荷物を搬送する搬送車として機能する。
【００１２】
送電電極３８は、移動体１０が走行する工場４２内の走行路に沿って設けられている。移動体１０の受電電極２０は、送電電極３８と対向することによりコンデンサを構成し、送電電極３８から駆動用の電源となる電力を受け取る。移動体１０は、受電電極２０で受け取った電力を、整流回路部２２で整流した後、充電器２８に貯える。
【００１３】
図１に示す様に、送電電極３８は移動体１０に電力を供給するための無線給電ステーション４０に設置されている。送電装置３０を構成する送電電極３８は、一対の並列するレール状に設けられている。送電電極３８は、直線状に限らず、工場４２の構造に応じた曲線状や屈曲状であってもよい。送電電極３８は、例えばアルミニウム、銅あるいは鉄などの導電性材料で構成されており、板状に形成されている。
【００１４】
図５等に示す様に、送電装置３０は高周波発生装置３１及び送電電極３８を備えている。高周波発生装置３１は、後述する図６、図７等に示す接続位置Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、接続線３７を介して送電電極３８に接続されている。高周波発生装置３１は、電源３２、高周波生成部３４、及び整合器３６を備えている。
【００１５】
高周波生成部３４は、所定の周波数、所定の電圧を備えた高周波を生成する例えばＥ級インバータによって構成され、生成した所定の周波数及び所定の電圧を備えた電力を、整合器３６を介して送電電極３８へ印加する。高周波生成部３４は、例えば水晶などの発振素子および半導体のスイッチング素子などによって構成され、Ｅ級インバータに限らず、高周波を生成可能であれば任意の構成とすることができる。
【００１６】
送電電極３８は、例えばアンテナなどで構成され、高周波生成部３４で生成された高周波を発信する発振部として機能する。整合器３６は、高周波生成部３４と送電電極３８との間に設けられており、一対の送電電極３８間のインピーダンスを整合させる機能を有する。
【００１７】
送電電極３８の全長は、移動体１０が無線給電ステーション４０に停車する停車頻度及び停車台数と、送電装置３０により給電可能な電力に対応して予め設定される。例えば、送電電極３８は、無線給電ステーション４０に３台の移動体１０が停車する頻度が高い場合、３台分の移動体１０の受電電極２０に対向可能な長さとなっている。
【００１８】
受電電極２０は、一対の送電電極３８に対応して移動体１０に一対設けられている。送電電極３８と受電電極２０とは、所定の間隔を形成して離間しつつ非接触で対向可能に構成されている。受電電極２０は、送電電極３８と同様にアルミニウム、銅、鉄などの導電性材料で構成されている。
【００１９】
このように、送電電極３８と受電電極２０との間を所定の距離を有して電気的に結合させることにより、これらの間には誘電体となる空気が満たされる。これにより、送電電極３８と受電電極２０との間には、静電的な容量が確保される。この構成により、受電電極２０は、送電電極３８との対向時に送電電極３８と電界結合することにより電力が供給される。
【００２０】
次に、移動体１０すなわち受電電極２０の位置と、送電電極３８に対する接続位置と、送電電極３８における電界及び磁界の強度との関係について図６を用いて説明する。図６は、移動体１０の位置と、接続線の接続位置と、電界及び磁界の強度との関係についての実験結果を概略的に示した図である。この場合、電界及び磁界の強度が大きいほど電界及び磁界の漏洩（以下、漏洩電磁界と称する）が大きい。
【００２１】
図６（ａ）によれば、移動体１０の停車位置と接続位置Ａが図における左右方向に離間して移動体１０と接続位置Ａとの間の領域Ｅを形成し、この領域Ｅにおいて移動体１０が停車していない場合は、領域Ｅにおける電界、磁界の強度が高く、送電電極３８からの漏洩電磁界が大きいことがわかる。また、移動体１０に対して接続位置Ａと反対側すなわち右側の領域Ｆにおいては、領域Ｅに比較して、磁界は大きく低減され、電界も低減されている。このことから、領域Ｆでは磁界の漏洩は大きく低減され、電界の漏洩も低減されていることがわかる。
【００２２】
一方、図６（ｂ）によれば、移動体１０が送電電極３８の左端に位置し、接続位置Ａが移動体１０の受電電極２０に対向する領域内に存在している場合は以下の状況となる。すなわち、移動体１０に対して接続位置Ａと反対側すなわち右側の領域Ｆにおいては、領域Ｅに比較して、磁界は大きく低減され、電界も低減される。従って、領域Ｆでは磁界の漏洩は大きく低減され、電界の漏洩も低減されていることがわかる。なお、この場合は、移動体１０と接続位置Ａとの間であって移動体１０が停車していない領域Ｅは存在しない。
【００２３】
以上から、移動体１０の停車位置と接続位置Ａが離間することにより形成される領域Ｅにおいて、移動体１０が停車していない場合は、領域Ｅにおいて電界及び磁界の強度が大きいことから、この領域で漏洩電磁界が大きいことがわかる。
【００２４】
そこで、実施形態に係る搬送システム１では、以下に示す構成が採用されている。
図７は、実施形態に係る搬送システム１において、送電装置３０から移動体１０に電力を供給する接続線３７の、送電電極３８に対する接続位置を示している。図７（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）における移動体１０ａ、１０ｂ、及び１０ｃの停車位置は、搬送システム１における移動体１０の停車頻度が高い位置を例示したものである。移動体１０の停車頻度が高い停車位置及び停車台数は、搬送システム１を試運転させるか、もしくは事前にシミュレーションを行うなどにより予め特定しておく。無線給電ステーション４０は、この停車頻度が高い位置に設置される。無線給電ステーション４０に設置される送電電極３８の長さは、停車頻度が高い移動体１０の台数と搬送システム１の電力供給能力等を考慮して設定される。
【００２５】
図７（ａ）は、送電電極３８の図における左端が、搬送システム１において停車頻度が高い位置である場合に、送電電極３８の左端に１台の移動体１０ａが停車している状況を例示している。移動体１０ａの右側には移動体１０が停車していない領域Ｊが隣接して存在する。この場合、接続線３７の送電電極３８に対する接続位置Ａは、受電電極２０に対向する領域Ｐ内であって送電電極３８の左端部、つまり、移動体１０が停車していない領域Ｊの反対側の送電電極３８の端部に位置している。
【００２６】
この場合、接続位置Ａは受電電極２０に対向する領域Ｐ内のいずれの位置であってもよい。この構成において、接続位置Ａは移動体１０の受電電極２０に対向する領域Ｐ内に存在するため、移動体１０が存在せず領域Ｐに隣接する領域Ｊにおける漏洩電磁界を低減することができる。
【００２７】
図７（ｂ）は、送電電極３８の図における左端の２台分の位置が移動体１０の停車頻度が高い位置である場合に、２台の移動体１０ａ、１０ｂが送電電極３８の左端に停車している状況を例示している。移動体１０ａ、１０ｂの右側には移動体１０が停車していない領域Ｋが隣接して存在する。この場合、接続線３７の送電電極３８に対する接続位置Ｂは、移動体１０ａと移動体１０ｂの受電電極２０に対向する領域Ｑ内の中央付近に位置している。接続位置Ｂは、領域Ｑ内のいずれの位置であってもよい。
【００２８】
この構成において、接続位置Ｂは移動体１０ａ及び１０ｂの受電電極２０に対向する領域Ｑ内に存在するため、移動体１０ａ、１０ｂが存在せず領域Ｐに隣接する領域Ｋにおける漏洩電磁界を低減することができる。
【００２９】
図７（ｃ）は、送電電極３８の図における右端が移動体１０の停車頻度が高い位置である場合に、１台の移動体１０ｃが送電電極３８の右端に停車している状況を例示している。移動体１０ｃの左側には移動体１０が停車していない領域Ｌが隣接して存在する。この場合、接続線３７の送電電極３８に対する接続位置Ｃは、受電電極２０に対向する領域Ｒ内であって送電電極３８の右端部、すなわち、移動体１０が停車していない領域Ｌの反対側の送電電極３８の端部に位置している。この場合、接続位置Ｃは受電電極２０に対向する領域Ｒ内のいずれの位置であってもよい。
【００３０】
この構成において、接続位置Ｃは、移動体１０の受電電極２０に対向する領域Ｒ内に存在するため、移動体１０が存在せず領域Ｒに隣接する領域Ｌにおける漏洩電磁界を低減することができる。
【００３１】
実施形態に係る搬送システム１によれば以下の効果を得る。
実施形態に係る搬送システム１によれば、送電装置３０の高周波発生装置３１によって発生された高周波電力を送電するための接続線３７が送電電極３８に接続する接続位置Ａ，Ｂ，Ｃは、１台又は複数の移動体１０の受電電極２０に対向する領域Ｐ、Ｑ、Ｒ内のいずれかの位置となるように構成される。
【００３２】
この構成により、移動体１０の停車位置と接続位置が離間することにより形成される領域であって、且つ、移動体１０が停車していない領域（図６における領域Ｅ）が存在しないため、送電電極３８全体における漏洩電磁界を低減することができる。また、受電電極２０に対向する領域Ｐ，Ｑ，Ｒに隣接し、且つ、移動体１０が停車しない領域Ｊ，Ｋ，Ｌの送電電極３８からの漏洩電磁界を低減することができる。このため、漏洩電磁界による周辺の機器の発熱等を抑制することができ、搬送システム１における電力の損失を低減させることができる。なおこの場合、移動体１０が停車していない領域（領域Ｅ）が存在しないように構成したが、移動体１０が停車していない領域が極力存在しないように狭小に構成してもよい。
【００３３】
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００３４】
１…搬送装置、１０…移動体、２０…受電電極、３０…送電装置、３１…高周波発生装置、３７…接続線、３８…送電電極
【図１】
2020099158.tif 000003
【図２】
2020099158.tif 000004
【図３】
2020099158.tif 000005
【図４】
2020099158.tif 000006
【図５】
2020099158.tif 000007
【図６】
2020099158.tif 000008
【図７】
2020099158.tif 000009