(57)【要約】【課題】簡単な構造でありながら送電コイルと受電コイルの中心点を一致させることができ、効率的な充電を行い得る非接触充電装置が望まれていた。【解決手段】非接触充電装置は、受電コイルを有する無人搬送車と、送電コイルを有する給電装置を備える非接触充電装置において、無人搬送車と給電装置が、受電コイルと送電コイルの中心点を一致させるための位置合わせ機構を備えている。【選択図】図１
2010259136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電コイルを有する無人搬送車と、
送電コイルを有する給電装置を備える非接触充電装置において、
前記無人搬送車と前記給電装置が、
前記受電コイルと前記送電コイルの中心点を一致させるための位置合わせ機構を備えていることを特徴とする非接触充電装置。
【請求項２】
前記位置合わせ機構が、
前記無人搬送車に設けられた被当接部材と、
前記給電装置に設けられた前記被当接部材に当接する当接部材とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触充電装置。
【請求項３】
前記当接部材が、
支点によって前記給電装置に軸支されており、
作用点に弾性体（Ａ）が取り付けられており、
力点に被当接部材が当接されるものであることを特徴とする請求項２に記載の非接触充電装置。
【請求項４】
前記給電装置に、
前記当接部材のはね返りを防止させるための緩衝機構が設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の非接触充電装置。
【請求項５】
前記給電装置に、
前記無人搬送車の慣性を減少させるための弾性体（Ｂ）を有する緩衝機構が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の非接触充電装置。
【請求項６】
前記無人搬送車と前記給電装置が、
前記受電コイルと前記送電コイルの距離を一定に保持させるための距離合わせ機構を備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の非接触充電装置。
【請求項７】
前記弾性体（Ａ）の引張強度が、
前記弾性体（Ｂ）の引張強度よりも大きいことを特徴とする請求項５のいずれかに記載の非接触充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル間の電磁誘導を利用して非接触で電力の供給を行う充電装置に関するものであり、更に詳しくは非接触で電力の供給を行う給電装置と、非接触でその電力の供給を受ける、例えば無人搬送車などの受電装置とを備えた非接触充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の生産ラインや工場の倉庫などでは、部品や製品を所定の位置に搬送するために無人搬送車を用いた無人搬送システムが採用されている。
かかる無人搬送システムには、無人搬送車の走行などに必要な電力を確保するために、送電コイルを有する給電装置から無人搬送車内に設けられた受電コイルに電磁誘導を利用して電力の供給（給電）を行う非接触式の充電装置が用いられている。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、送電コイルを有する給電装置から送電コイル部分が無人搬送車内の受電コイルの近傍にまでせり出して充電を行う非接触充電装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献１の請求項４には、送電コイルを有する給電装置側に受電コイルの中心点を検出する位置検出装置を設けた非接触充電装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、無人搬送車を給電装置まで導くタイヤガイドを備え、タイヤガイドの終点に無人搬送車が到着した時に、無人搬送車内に設けられた受電コイルの中心点が給電装置内に設けられた送電コイルの中心点と一致するようにした非接触充電装置が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３に示すように、携帯電話やシェーバーなどの分野においては、機械的な構造を用いて送電コイルと受電コイルの中心点の位置合わせを行う非接触充電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−９２６１５号公報
【特許文献２】特開２００３−６１２６６号公報
【特許文献３】特開２００８−１７８２３４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】株式会社ヘッズ、"自動充電"、［online］、［平成２１年４月９日検索］、インターネット＜URL：http://www.headscorp.co.jp/auto.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、非特許文献１に記載の非接触充電装置については、送電コイル部分が受電コイルの近傍にまでせり出して充電を行うものの、送電コイルと受電コイルの中心点を完全に一致させるような構造にはなっていない。従って、中心点がずれてしまった場合には、送電コイル側の電流を大きくしなければ受電コイルに十分な電力を供給できず、自ずと充電効率が低くなってしまうという欠点がある。
【００１０】
一方、特許文献１に記載の非接触充電装置については、送電コイルと受電コイルの中心点を一致させることができることから、効率的な充電を行うことができるという長所を有している。
しかしながら、特許文献１に記載の非接触充電装置は、送電コイルと受電コイルの中心点を検知するためのセンサを設ける必要がある。さらに、これらのセンサを用いて送電コイルと受電コイルの位置を検出するための手段や、検出した結果に基づき送電コイルの中心点を受電コイルの中心点に移動させるための制御手段などを設ける必要がある。従って、充電装置の構造が複雑になり、装置全体が高価なものになってしまうという欠点がある。
【００１１】
また、特許文献２に記載の非接触充電装置についても、別途、無人搬送車を給電装置に導くためのタイヤガイドを搬送路に設置する必要があることから、設備が大掛かりなものとなってしまうという欠点がある。
【００１２】
なお、特許文献３に記載の非接触充電装置については、送電コイルが内蔵されたケースに受電コイルが内蔵された物体を搭載するという、簡単な構造でありながら送電コイルと受電コイルの中心点を一致させることができるものの、対象物が携帯電話などの小型機器であることから、無人搬送車などの大型機器には採用することができないという欠点がある。
【００１３】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構造でありながら送電コイルと受電コイルの中心点を一致させることができ、効率的な充電を行い得る非接触充電装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る非接触充電装置は、受電コイルを有する無人搬送車と、送電コイルを有する給電装置を備える非接触充電装置において、無人搬送車と給電装置が、受電コイルと送電コイルの中心点を一致させるための位置合わせ機構を備えている構成にしてある。
【００１５】
本発明の請求項２に係る非接触充電装置は、位置合わせ機構が、無人搬送車に設けられた被当接部材と、給電装置に設けられた被当接部材に当接する当接部材とで構成されている構成にしてある。
【００１６】
本発明の請求項３に係る非接触充電装置は、当接部材が、支点によって給電装置に軸支されており、作用点に弾性体（Ａ）が取り付けられており、力点に被当接部材が当接される構成にしてある。
【００１７】
本発明の請求項４に係る非接触充電装置は、給電装置に、当接部材のはね返りを防止させるための緩衝機構が設けられている構成にしてある。
【００１８】
本発明の請求項５に係る非接触充電装置は、給電装置に、無人搬送車の慣性を減少させるための弾性体（Ｂ）を有する緩衝機構が設けられている構成にしてある。
【００１９】
本発明の請求項６に係る非接触充電装置は、無人搬送車と給電装置が、受電コイルと送電コイルの距離を一定に保持させるための距離合わせ機構を備えている構成にしてある。
【００２０】
本発明の請求項７に係る非接触充電装置は、弾性体（Ａ）の引張強度が、弾性体（Ｂ）の引張強度よりも大きい構成にしてある。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１に係る非接触充電装置によれば、送電コイルと受電コイルの中心点を一致させることができるので、送電コイルから受電コイルに効率よく電力を供給することができる。
【００２２】
本発明の請求項２に係る非接触充電装置によれば、送電コイルと受電コイルの中心点を一致させることができるので、簡単な構造で送電コイルから受電コイルに効率よく電力を供給することができる。
【００２３】
本発明の請求項３に係る非接触充電装置によれば、送電コイルと受電コイルの中心点を一致させるだけではなく、充電を終えた無人搬送車が再始動して給電装置から離脱する際に、無人搬送車に設けられている被当接部材が、給電装置に設けられている当接部材を押し退けて離脱することができるので、よりスムースな無人搬送車の再始動を行うことができる。
【００２４】
本発明の請求項４に係る非接触充電装置によれば、送電コイルと受電コイルの中心点を一致させるだけではなく、充電を終えた無人搬送車が再始動する際に、給電装置に設けられている当接部材が、無人搬送車に設けられている被当接部材によって押し退けられた後においてもスムースにもとの位置に戻ることができるので、戻り時の衝撃音を減少させることができる。
【００２５】
本発明の請求項５に係る非接触充電装置によれば、充電のために給電装置に接近する無人搬送車にある程度の速度がついている場合であっても、給電装置が無人搬送車を受けとめることができるので、送電コイルと受電コイルの中心点を一致させることができる。
【００２６】
本発明の請求項６に係る非接触充電装置によれば、送電コイルと受電コイルの中心点を一致させるだけではなく、両コイル間の距離についても接近させた状態で充電を行うことができるので、より充電効率を向上させることができる。
【００２７】
本発明の請求項７に係る非接触充電装置によれば、無人搬送車と給電装置とに設けたそれぞれの弾性体の強度が調整されているので、給電装置が無人搬送車を受けとめる際に、当接部材が被当接部材によって押し込まれることなく無人搬送車を受けとめることができ、より確実に送電コイルと受電コイルの中心点を一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明にかかる非接触充電装置の第１の実施の形態を示す模式図である。
【図２】図１において、無人搬送車が給電装置に接近および給電装置から離脱する状態を示す模式図である。
【図３】図２の模式図を無人搬送車の進行方向側から見た状態を示す模式図である。
【図４】本発明にかかる非接触充電装置の第２の実施の形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。
図１は本発明にかかる非接触充電装置の第１の実施の形態を示す模式図である。
【００３０】
（第１の実施の形態）
最初に図１に示した非接触充電装置１の基本的な構成について説明する。
まず、本発明にかかる非接触充電装置１は、無人搬送車２と給電装置３を備えている。
【００３１】
（位置合わせ機構の構成）
次に、位置合わせ機構について、無人搬送車２と給電装置３のそれぞれの構成から説明する。
【００３２】
（無人搬送車の構成）
無人搬送車２には、給電装置３と面する側に受電コイル４が設けられている。
ここで、受電コイル４は導線が鉄芯などに複数回巻かれたものであり、後述する給電装置３に設けられた送電コイル５から電磁誘導によって、電力を受電するものである。
【００３３】
また、無人搬送車２には被当接部材６が設けられている。
ここで、被当接部材６は、後述する給電装置３に設けられた当接部材７に当たっても変形などが生じないものであれば、形状、構造、大きさなどは特に限定されないが、無人搬送車２を再始動させる際に、給電装置３からよりスムースな離脱をさせるためには、図１のように被当接部材６が変形Ｌ状になっていることが好ましい。
【００３４】
（給電装置の構成）
給電装置３には、無人搬送車２と面する側に送電コイル５が設けられている。
ここで、送電コイル５は上記した受電コイル４と同様の構造を有するものであり、無人搬送車２に設けられた受電コイル４に電磁誘導によって電力を供給するものである。
【００３５】
給電装置３には、上述した被当接部材６に当接するバー状の当接部材７が設けられている。当接部材７は図１に示すように、支点８が給電装置３に軸支されており、作用点９に弾性体Ａが取り付けられている。
ここで、当接部材７としては、被当接部材６を受けとめ、無人搬送車２を停止させることができるものであれば、形状、構造、大きさなどは特に限定されないが、無人搬送車２を再始動させる際に、給電装置３からよりスムースな離脱をさせるためには、図１のように当接部材７がバー状になっていることが好ましい。
また、図１の弾性体Ａにはバネが用いられているが、無人搬送車２に設けられている被当接部材６が、当接部材７を押し退けることによって離脱することができるものであれば、特に弾性体Ａの種類は限定されるものではない。
【００３６】
給電装置３には、当接部材７のはね返りを防止するための緩衝機構１０が設けられている。
ここで、図１の緩衝機構１０にはショックアブソーバーが用いられているが、当接部材７が無人搬送車２に設けられている被当接部材６によって押し退けた後においてもスムースにもとの位置に戻ることができるものであれば、特に緩衝機構１０の種類は限定されるものではない。
【００３７】
給電装置３には、給電装置３に接近する無人搬送車２の慣性を減少させ、無人搬送車２を受けとめるための緩衝機構１１が設けられている。
ここで、図１の緩衝機構１１には弾性体Ｂとしてのバネが用いられているが、無人搬送車２の慣性を減少させ、無人搬送車２をスムースに受けとめることができるものであれば、特に緩衝機構１１の種類は限定されるものではない。
【００３８】
なお、給電装置３が無人搬送車２を受けとめる際に、給電装置３に設けられている当接部材７が緩衝機構１１よりも先に稼働することなく無人搬送車２を受けとめるためには、当接部材７に取り付けられている弾性体Ａについては、緩衝機構１１に用いられる弾性体Ｂの引張強度よりも大きいものを使用することが好ましい。
【００３９】
本形態では、給電装置３に当接部材７および緩衝機構１０を設けたが、必要に応じて、無人搬送車２に当接部材７および緩衝機構１０を設けてもかまわないし、無人搬送車２や給電装置３から独立した装置として、別途、当接部材７と緩衝機構１０を設けてもかまわない。
【００４０】
（距離合わせ機構の構成）
さらに、無人搬送車２と給電装置３には、受電コイル４と送電コイル５の距離を一定に保持させるための距離合わせ機構が設けられている。
具体的には、図１に示すように、無人搬送車２の受電コイル４の上下の位置には、ガイドレール１２が設けられており、給電装置３の送電コイル５の上下の位置には、ガイドレール１２上を回転する車輪１３が設けられている。
そして、車輪１３は、図３に示すように、送電コイルが設置されている部品１４と連結されており、部品１４は、弾性体１５によって送電コイル５の厚み方向に稼働するようになっている。
【００４１】
次に、上記のように構成された非接触充電装置１の動作を説明する。図２は、図１において、無人搬送車が給電装置に接近および給電装置から離脱する状態を示す模式図であり、図３は、図２の模式図を無人搬送車の進行方向側から見た状態を示す模式図である。
【００４２】
（位置合わせ機構の動作）
まず、図２（ａ）に示すように、無人搬送車２が給電装置３に接近する。
【００４３】
次に、図２（ｂ）に示すように、無人搬送車２に設けられた被当接部材６が給電装置３に設けられた当接部材７に当接することによって、無人搬送車２が給電装置３に対して常に一定の位置に停止することになる。その後、給電装置３に設けられた送電コイル５から無人搬送車２に設けられている受電コイル４に電力が供給され、充電が行われる。
以上のことから、無人搬送車２が給電装置３に停止した時に、受電コイル４と送電コイル５の中心点が一致するようにそれぞれのコイルを無人搬送車２と給電装置３に設置しておくことによって、簡単な構造で送電コイル５と受電コイル４の中心点を一致させることができ、充電効率を向上させることができる。
【００４４】
ここで、緩衝機構１１があることによって、給電装置３に接近する無人搬送車２にある程度の速度がついている場合であっても、給電装置３が無人搬送車２を受けとめることができる
また、緩衝機構１１に使われている弾性体Ｂの引張強度を、弾性体Ａよりも小さいものにしておくことで、給電装置３が無人搬送車２を受けとめる際に、給電装置３に設けられている当接部材７が無人搬送車２に設けられている被当接部材６によって押し込まれることなく、緩衝機構１１によって無人搬送車２を受けとめることができる。
【００４５】
そして、図２（ｃ）に示すように、充電を終えた無人搬送車２は再始動し、給電装置３から離脱する。この際、無人搬送車２に設けられた被当接部材６は、緩衝機構１１を進行方向に押しながら、給電装置３に設けられた当接部材７を押しのけて再始動することになる。
また、給電装置３に設けられた緩衝機構１０（ショックアブソーバー）が当接部材７に追従して伸びることになる。
【００４６】
ここで、特に、弾性体Ａの引張強度を考慮しなければ、無人搬送車２は緩衝機構１１を進行方向に押しきった後に当接部材７を押しのけて再始動することになるが、再始動時に無人搬送車２によって当接部材７が受ける荷重よりも低い引張強度を持つ弾性体Ａを使用すれば、当接部材７が先に無人搬送車２に押しのけられるようになり、よりスムースに無人搬送車２を再始動させることができる。
従って、弾性体の引張強度は、無人搬送車２の再始動時に当接部材７が受ける荷重＞弾性体Ａの引張強度＞弾性体Ｂの引張強度の順に設定することが好ましいことになる。
【００４７】
最後に、図２（ｄ）に示すように、無人搬送車２が再始動した後、給電装置３に設けられた当接部材７は、弾性体Ａによって元の位置に戻される。ここで、当接部材７に追従して伸びていた緩衝機構１０（ショックアブソーバー）がゆっくり戻ることによって、当接部材７が弾性体Ａのみによって戻る場合に生じる戻り時の衝撃音を減少させることができるのである。
【００４８】
（距離合わせ機構の動作）
また、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、無人搬送車２が給電装置３に接近した際に、車輪１３がガイドレール１２上に乗り上げて、送電コイル５が設置されている部品１４が弾性体１５によって送電コイル５の厚み方向に押しこまれるようになって、受電コイル４と送電コイル５との距離が５ｍｍ程度に保持されるようになる。
従って、送電コイルと受電コイルの中心点を一致させるだけでなく、コイル間の距離もより安定して接近させた状態で充電を行うことができるので、２５Ａ程度の電流でも十分な充電を行うことができる。
【００４９】
以上のことから、本発明にかかる非接触充電装置は、簡単な構造で充電効率を向上させることができるのである。
【００５０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明にかかる非接触充電装置の第２の実施の形態を説明する。図４は、本発明にかかる非接触充電装置の第２の実施の形態を示す模式図である。
【００５１】
まず、最初に図４に示した非接触充電装置１の構成について説明する。
図４に示すように、給電装置３には、送電コイル５が設置されたコの字状部材１６が設置されており、コの字状部材１６ａには後述するガイドレール１２の内面に当接しながら回転する車輪１３が取り付けられている。さらに、給電装置３には、コの字状部材１６ｃを無人搬送車２の下に送り込むための送り込みシリンダ１７が設置されている。
無人搬送車２には受電コイル４の真下に、上記したコの字状部材１６ａに取り付けられた車輪１３を導くためのガイドレール１２が設置されている。
なお、上記のように、ガイドレール１２とガイドレール１２の内面に当接しながら回転する車輪１３とを用いて、送電コイル５が設置されたコの字状部材１６ｃを無人搬送車２の下に送り込ませるように構成した以外は、第１の実施の形態と同様の構成を有している。
【００５２】
次に、上記のように構成された非接触充電装置１の動作を説明する。
【００５３】
（位置合わせ機構の動作）
図４に示すように、本実施の形態にかかる非接触充電装置についても、無人搬送車２に設けられた被当接部材６が給電装置３に設けられた当接部材７に当接して無人搬送車２を停止させる。
【００５４】
次に、無人搬送車２が停止した後、送電コイル５が設置されたコの字状部材１６ｃを、給電装置３内からガイドレール１６と車輪１３を用いて無人搬送車２の下に送り込ませるようにして受電コイル４の真下に移動させ、充電を行う。
【００５５】
次に、充電が完了した後、送電コイル５が設置されたコの字状部材１６ｃを、上記とは逆に無人搬送車２の下から引き抜くようにして給電装置３内の元の位置に移動させる。
【００５６】
最後に、充電を終えた無人搬送車２は、第１の実施の形態と同様に、無人搬送車２に設けられた被当接部材６によって、緩衝機構１１を進行方向に押しながら給電装置３に設けられた当接部材７を押しのけることによって再始動する。
【００５７】
ここで、第１の実施の形態と同様に、給電装置３には、当接部材７および緩衝機構１０、１１を設けることによって、無人搬送車２の慣性を減少させ、無人搬送車２をスムースに受けとめることができる。従って、よりスムースに無人搬送車２が給電装置３から再始動させることができる。また、当接部材７が弾性体Ａのみによって戻る場合に生じる戻り時の衝撃音を減少させることができる。
【００５８】
（距離合わせ機構）
本実施の形態においては、送電コイル５が設置されたコの字状部材１６ｃを、給電装置３内からガイドレール１２と車輪１３を用いて無人搬送車２の下に送り込ませるようにして受電コイル４の真下に移動させて充電を行う構成となっている。
従って、コの字状部材１６ｃが無人搬送車２の下に送り込まれた際に、送電コイル５と受電コイル４との距離が５ｍｍ程度になるようにガイドレール１２と車輪１３の位置を設定しておけば、第１の実施の形態におけるような距離合わせ機構を設けることなく、送電コイル５と受電コイル４を所望の距離に保持させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、簡単な構造でありながら送電コイルと受電コイルの中心点を一致させることができ、効率的な充電を行い得る非接触充電装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１    非接触充電装置
２    無人搬送車
３    給電装置
４    受電コイル
５    送電コイル
６    被当接部材
７    当接部材
８    支点
９    作用点
１０  緩衝機構
１１  緩衝機構
１２  ガイドレール
１３  車輪
１４  部品
１５  弾性体
１６  コの字状部材
１７  送り込みシリンダ
Ａ  弾性体
Ｂ  弾性体
【図１】
2010259136.tif 000003
【図２】
2010259136.tif 000004
【図３】
2010259136.tif 000005
【図４】
2010259136.tif 000006