(57)【要約】【課題】自動充電を迅速に行え、また、充電時の安全性を高めることのできる無人搬送車（ＡＧＶ）の自動充電方法及び装置を提供する。【解決手段】給電装置１には、ＡＧＶ２の充電待機位置への到着により交流電力４を電磁エネルギに変換して放射し、自動充電完了信号５を受けると電磁エネルギの放射を停止する給電・制御装置６を設ける。ＡＧＶ２には、給電・制御装置６からの電磁エネルギを電磁誘導結合により受け、直流電力８に変換後、バッテリ３、キャパシタ９の並列回路に与え、キャパシタ９の充電完了により自動充電完了信号５を給電・制御装置６に無線によって送る充電・制御装置１０を設ける。短時間充電されるキャパシタ９の充電完了で自動充電完了とし、位置拘束を伴うＡＧＶ自動充電を迅速に完了させるが、バッテリ３はその後もキャパシタ９から充電される。充電用電力を電磁エネルギに変換し非接触でＡＧＶ２に与えることで充電用電力伝送路中に通電部の露出をなくし、充電時の安全性を高める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電装置の近傍の充電待機位置に無人搬送車が到着すると、その無人搬送車に搭載されたバッテリへの充電が行われる無人搬送車の自動充電方法において、
前記充電待機位置に前記無人搬送車が到着することにより、前記給電装置から無人搬送車に非接触で充電用電力を供給し、
この充電用電力を、前記無人搬送車に搭載され、並列接続されたキャパシタ及び前記バッテリに供給し、前記キャパシタの所定時間の充電終了又は充電完了により自動充電を完了し、
この自動充電完了後にも前記バッテリは前記キャパシタからの充電が行われることを特徴とする無人搬送車の自動充電方法。
【請求項２】
給電装置の近傍の充電待機位置に無人搬送車が到着すると、その無人搬送車に搭載されたバッテリへの充電が行われる無人搬送車の自動充電装置において、
前記給電装置は、前記無人搬送車が前記充電待機位置に到着することにより交流電力を電磁エネルギに変換して空間に放射し、自動充電完了信号を受けて前記電磁エネルギの放射を停止する給電・制御装置を備えてなり、
前記無人搬送車は、前記給電・制御装置からの電磁エネルギを電磁誘導結合にて非接触で受けて、その交流電力を直流電力に変換し、前記バッテリ、及びこのバッテリに並列接続されたキャパシタに供給し、前記キャパシタの所定時間の充電終了又は充電完了により自動充電完了信号を前記給電・制御装置に無線によって送る充電・制御装置とを備えてなることを特徴とする無人搬送車の自動充電装置。
【請求項３】
前記給電・制御装置は、
交流電力を出力する交流電力出力回路と、この交流電力出力回路からの交流電力が供給されて電磁エネルギを放射する１次側カプラと、前記無人搬送車の前記充電待機位置への到着を検知して前記交流電力出力回路を動作させ、前記１次側カプラに交流電力を供給させる交流電力制御回路と、自動充電完了信号を受けて前記交流電力制御回路により前記交流電力出力回路の動作を停止させ、前記１次側カプラへの交流電力の供給を遮断させる自動充電完了信号受信回路とを備えてなり、
前記充電・制御装置は、
前記１次側カプラとの電磁誘導結合によって前記電磁エネルギを受ける２次側カプラと、この２次側カプラからの交流電力を直流電力に変換し、前記バッテリ及びキャパシタに供給する交流／直流変換回路と、前記キャパシタの所定時間の充電終了又は充電完了により自動充電完了信号を前記自動充電完了信号受信回路に無線によって送る自動充電完了信号送信回路とを備えてなることを特徴とする請求項２に記載の無人搬送車の自動充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）の動力源であるバッテリを自動的に充電する無人搬送車の自動充電方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無人搬送車の自動充電技術として、次のような装置があった。
すなわち、無人搬送車が充電位置（充電待機位置）に到着すると、アクチュエータ装置の光電スイッチに光を当てて自動充電制御盤に無人搬送車の到着を知らせる。同制御盤は無人搬送車の到着を確認すると、アクチュエータ装置に対して移動指示を与える。
これによりアクチュエータ装置は磁気センサで埋込磁気棒からの磁気を検出し、磁気棒に沿って所定の位置まで前進し、接触端子を前方に出して無人搬送車のバッテリの充電用端子に接触させ、充電を開始する。
上記制御盤は、所定時間充電又は充電完了を検出すると、アクチュエータ装置に移動指示を与えて元の位置まで後退させる。アクチュエータ装置はその位置に着くと無人搬送車の光電スイッチに光を当てて自動充電完了を知らせる。無人搬送車は自動充電完了を確認すると発車する、というものである（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８５７１２号公報（段落番号［００１２］〜［００１５］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、容量が低下したバッテリを充電済バッテリに交換する作業が不要となり、特に、バッテリの消費電流が大きく、バッテリ交換頻度が高くなる無人搬送車の使用環境下において、省力化、高効率化が図れるという利点があったが、自動充電において、更なる迅速化、安全性への配慮については、未だ満足できるものではなかった。
【０００５】
本発明の課題は、自動充電を更に迅速に行う（充電待機位置における拘束時間を更に短縮する）ことができ、また、充電時の安全性をより高めることのできる無人搬送車の自動充電方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、無人搬送車の自動充電方法及び装置を下記各態様の構成とすることによって解決される。
各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴及びそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
【０００７】
以下の各項のうち、（１）項が請求項１に、（２）項が請求項２に、（３）項が請求項３に、各々対応する。
【０００８】
（１）給電装置の近傍の充電待機位置に無人搬送車が到着すると、その無人搬送車に搭載されたバッテリへの充電が行われる無人搬送車の自動充電方法において、前記充電待機位置に前記無人搬送車が到着することにより、前記給電装置から無人搬送車に非接触で充電用電力を供給し、この充電用電力を、前記無人搬送車に搭載され、並列接続されたキャパシタ及び前記バッテリに供給し、前記キャパシタの所定時間の充電終了又は充電完了により自動充電を完了し、この自動充電完了後にも前記バッテリは前記キャパシタからの充電が行われることを特徴とする無人搬送車の自動充電方法。
充電待機位置としては、例えば、無人搬送車の１サイクル運行路線中の、組付け部品の荷卸し、積込みの待機位置等が好適である。
給電装置から無人搬送車に供給される交流電力は、無人搬送車に搭載されたバッテリへの充電用の電力であり、給電装置から無人搬送車へは非接触で、つまり空間を介して供給される。したがって、給電装置から無人搬送車に電磁誘導結合により供給される交流電力としては、ここでは一般的な交流によるものの他、パルス波によるものも含まれる。
バッテリは、基本的には無人搬送車の動力用のバッテリを指すが、動力用以外の用途のもの、あるいは動力用とそれ以外の用途に兼用されるものも含む。このバッテリは、繰り返し充電して使用可能な２次電池を指すことはいうまでもない。
【０００９】
（２）給電装置の近傍の充電待機位置に無人搬送車が到着すると、その無人搬送車に搭載されたバッテリへの充電が行われる無人搬送車の自動充電装置において、前記給電装置は、前記無人搬送車が前記充電待機位置に到着することにより交流電力を電磁エネルギに変換して空間に放射し、自動充電完了信号を受けて前記電磁エネルギの放射を停止する給電・制御装置を備えてなり、前記無人搬送車は、前記給電・制御装置からの電磁エネルギを電磁誘導結合にて非接触で受けて、その交流電力を直流電力に変換し、前記バッテリ、及びこのバッテリに並列接続されたキャパシタに供給し、前記キャパシタの所定時間の充電終了又は充電完了により自動充電完了信号を前記給電・制御装置に無線によって送る充電・制御装置とを備えてなることを特徴とする無人搬送車の自動充電装置。
自動充電完了信号を無線によって受け、あるいは送るとは、自動充電完了信号を、空間を介して、つまり、電波、赤外線あるいは光等の空間伝送媒体をキャリア（搬送波）として受け、あるいは送ることをいう。
上記のように、給電装置から無人搬送車に非接触で供給される充電用電力として交流電力を用いれば、給電装置から無人搬送車への電力の非接触供給が容易化される。
また、無人搬送車（充電・制御装置）から給電装置（給電・制御装置）への自動充電完了信号を無線によって送るようにしたので、自動充電完了信号の送受信についても非接触化できる。
例えば、無人搬送車にマグネット（永久磁石）を固定し、このマグネットからの磁束を検出する検知手段を充電待機位置に設ければ、無人搬送車が充電待機位置に到着したことも非接触で検出できる。
バッテリ及びキャパシタの並列接続回路中に、キャパシタ側からバッテリ側への通電は可能であるが、バッテリ側からキャパシタ側への通電は不能となるように、例えばダイオードのような逆流阻止用の回路素子を設けてもよい。
【００１０】
（３）前記給電・制御装置は、交流電力を出力する交流電力出力回路と、この交流電力出力回路からの交流電力が供給されて電磁エネルギを放射する１次側カプラと、前記無人搬送車の前記充電待機位置への到着を検知して前記交流電力出力回路を動作させ、前記１次側カプラに交流電力を供給させる交流電力制御回路と、自動充電完了信号を受けて前記交流電力制御回路により前記交流電力出力回路の動作を停止させ、前記１次側カプラへの交流電力の供給を遮断させる自動充電完了信号受信回路とを備えてなり、前記充電・制御装置は、前記１次側カプラとの電磁誘導結合によって前記電磁エネルギを受ける２次側カプラと、この２次側カプラからの交流電力を直流電力に変換し、前記バッテリ及びキャパシタに供給する交流／直流変換回路と、前記キャパシタの所定時間の充電終了又は充電完了により自動充電完了信号を前記自動充電完了信号受信回路に無線によって送る自動充電完了信号送信回路とを備えてなることを特徴とする(2)項に記載の無人搬送車の自動充電装置。
交流電力出力回路は、商用交流を整流・平滑する整流平滑回路と、この整流平滑回路からの直流出力を高周波に変換する高周波インバータとを備えて構成することにより、小形、高効率にて交流電力を生成でき、１次側カプラから放射可能である。
【発明の効果】
【００１１】
（１）項に記載の発明によれば、給電装置から無人搬送車に供給される充電用電力は、並列接続されたバッテリ及びキャパシタに供給されるので、これらバッテリ及びキャパシタは充電開始されるが、この際、キャパシタは短時間に充電（急速充電）される。キャパシタの所定時間の充電終了又は充電完了により自動充電が完了すると、無人搬送車は充電待機位置からの拘束が解かれるが、バッテリの電圧が低下している場合、キャパシタより充電が行われる。つまり、バッテリの充電は、キャパシタとの並列充電（キャパシタの急速充電が主である）を経た後、キャパシタからも行うことができる。このように、無人搬送車の自動充電は、キャパシタの所定時間の充電終了又は充電完了により完了、つまりバッテリの充電完了を待つことなく短時間に完了するので、極めて迅速に行われる。
また充電用電力は、給電装置から無人搬送車に非接触で供給するので、充電用電力伝送路中に通電部の露出がなく、充電時の安全性をより高めることができる。
【００１２】
（２）項に記載の発明によれば、給電・制御装置からの電磁エネルギによる交流電力は、直流電力に変換され、並列接続されたバッテリ及びキャパシタに供給されるので、これらバッテリ及びキャパシタは充電開始されるが、この際、キャパシタは短時間に充電（急速充電）される。自動充電完了信号が給電・制御装置に送られて自動充電が完了すると、無人搬送車は充電待機位置からの拘束が解かれるが、バッテリは、その後も充電を行うことができる。このときの充電はキャパシタから行われる。つまり、バッテリの充電は、キャパシタとの並列充電（キャパシタの急速充電が主である）を経た後、充電済のキャパシタからも行うことができる。このように、無人搬送車の自動充電は、キャパシタの所定時間の充電終了又は充電完了により完了、つまりバッテリの充電完了を待つことなく短時間に完了するので、極めて迅速に行われる。
また交流電力は、給電装置から無人搬送車に非接触で供給するので、充電用電力伝送路中に通電部の露出がなく、充電時の安全性をより高めることができる。
【００１３】
（３）項に記載の発明によれば、自動充電完了信号が充電・制御装置の自動充電完了信号送信回路から給電・制御装置の自動充電完了信号受信回路に送られると、１次側カプラへの交流電力の供給が遮断される。したがって、１次側カプラからの電磁エネルギの放射が停止され、２次側カプラからは交流電力が出力されず、並列接続されたキャパシタ及びバッテリへの充電動作が終了（自動充電が完了）する。これにより、無人搬送車は充電待機位置からの拘束が解かれるが、バッテリは、その後も充電が行われる。このときの充電はキャパシタから行われる。つまり、バッテリの充電は、キャパシタとの上記並列充電を経た後、充電済のキャパシタからも行われる。ここで、給電装置及び無人搬送車間における自動充電動作は、キャパシタの所定時間の充電終了又は充電完了により完了、つまりバッテリの充電完了を待つことなく短時間に完了するので、極めて迅速に行われる。
また交流電力は、給電装置の１次側カプラから無人搬送車の２次側カプラに非接触で供給するので、充電用電力伝送路中に通電部の露出がなく、充電時の安全性を簡単、確実な方法でより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は、本発明方法が適用された無人搬送車の自動充電装置（本発明装置）の概略を示すブロック図である。
【００１５】
この図１に示すように、本発明装置は、給電装置１に隣接する充電待機位置に無人搬送車２が到着すると、その無人搬送車（ＡＧＶ）２に搭載されたバッテリ３への充電が行われる無人搬送車の自動充電装置であって、上記給電装置１及び無人搬送車２は次のように構成されている。
すなわち給電装置１は、無人搬送車２が充電待機位置に到着することにより、充電用電力、ここでは交流電力４を電磁エネルギに変換して空間に放射し、自動充電完了信号５を受けて交流電力４（電磁エネルギ）の放射を停止する給電・制御装置６を備えてなる。なお、図中７は、商用１００Ｖ交流電源である。
【００１６】
また無人搬送車２は、充電・制御装置１０を備えてなる。この充電・制御装置１０は、上記給電・制御装置６からの交流電力４（電磁エネルギ）を電磁誘導結合にて非接触で受け、その交流電力４を直流電力８に変換して、バッテリ３、及びこのバッテリ３に並列接続されたキャパシタ９に供給し、キャパシタ９の所定時間の充電終了又は充電完了により自動充電完了信号５を給電・制御装置６に無線によって送る装置である。
なお図中１１は、バッテリ３（キャパシタ９）からの直流電力１２が供給されて回転する無人搬送車駆動用モータ、このモータの制御回路（モータ制御回路）等を搭載した台車部である。上記バッテリ３、キャパシタ９及び充電・制御装置１０は、実際にはこの台車部１１に搭載されるが、付加された構成を分かりやすくするために、これらを台車部１１外に示した。
【００１７】
図２は、図１に示した本発明装置の一実施形態の具体例を示すブロック図である。
この図２に示すように、給電・制御装置６は、交流電力出力回路２１、１次側カプラ２２、交流電力制御回路２３及びインバータ停止信号受信回路２４等を備えてなる。
交流電力出力回路２１は、交流電力４を出力する回路であって、ここでは商用１００Ｖ交流電源７からの交流電力４を整流・平滑する整流平滑回路２５と、この整流平滑回路２５からの直流出力を高周波に変換する高周波インバータ２６とを備えてなる。
１次側カプラ２２は、高周波インバータ２６からの高周波電力（交流電力４）が供給されて電磁エネルギを放射するカプラであって、コイルにより形成されている。
交流電力制御回路２３は、無人搬送車２の上記充電待機位置への到着を検知して交流電力出力回路２１を動作させ、１次側カプラ２２に交流電力４を供給させる制御回路である。
【００１８】
インバータ停止信号受信回路２４は、自動充電完了信号（ここではインバータ停止信号）５を受けて交流電力制御回路２３により交流電力出力回路２１の動作を停止させ、１次側カプラ２２への交流電力４の供給を遮断させる回路（自動充電完了信号受信回路）である。
なお図中２７は、充電・制御装置１０に設けられた後述するマグネットからの磁束を検出し、無人搬送車２が充電待機位置に到着したことを検知する、無人搬送車２の位置検知回路である。
【００１９】
給電・制御装置６は、本実施形態では整流平滑回路２５から電流が出力されているか否かを検出し、出力されていれば通電表示ランプ２８を点灯させる通電検知回路２９及び通電表示接点３０も備える。また、交流電力制御回路２３が交流電力出力回路２１を動作させ、１次側カプラ２２に交流電力４を供給しているか否かを検出し、供給していれば給電表示ランプ３１を点灯させる給電表示接点３２も備えている。
【００２０】
また上記充電・制御装置１０は、２次側カプラ４１、交流／直流変換回路４２及びインバータ停止信号送信回路４３等を備えてなる。
２次側カプラ４１は、１次側カプラ２２との電磁誘導結合によって上記電磁エネルギ（交流電力４）を受けるカプラであって、コイルにより形成されている。
交流／直流変換回路４２は、２次側カプラ４１からの交流電力４を直流電力８に変換し、上記バッテリ３及びキャパシタ９に供給する回路であって、直流定電圧出力回路４４及び充電回路４５からなる。直流定電圧出力回路４４は、例えば整流平滑回路及びこの整流平滑回路からの直流を所定の一定電圧に制御する定電圧回路等からなる。
ここで直流定電圧出力回路４４を、直流を所定の一定電流に制御する定電流回路等からなる直流定電流出力回路に置き換えてもよい。直流定電流出力回路であると、キャパシタ充電時の電圧変動が大きいときに、キャパシタを効率よく充電できる。
【００２１】
インバータ停止信号送信回路４３は、キャパシタ９の所定時間の充電終了又は充電完了、ここでは充電完了により、インバータ停止信号５をインバータ停止信号受信回路２４に無線によって、ここでは電波を用いて送る回路（自動充電完了信号送信回路）である。
インバータ停止信号送信回路４３は、キャパシタ９の充電完了を検知する充電完了検知回路４６からのキャパシタ充電完了信号４７を受けてインバータ停止信号５を送信する回路である。
なお充電・制御装置１０には、無人搬送車２が充電待機位置に到着して、給電・制御装置６内の交流電力出力回路２１の動作を開始させ得る状態になったことを位置検知回路２７に知らせるマグネット４８が設けられている。
【００２２】
次に、このような実施形態の動作について説明する。
まず、無人搬送車２が充電待機位置に到着すると、充電・制御装置１０に設けられたマグネット４８と給電・制御装置６の位置検知回路２７とが対向し、マグネット４８からの磁束を位置検知回路２７が検知してその旨の信号を交流電力制御回路２３に送る。
これにより、交流電力制御回路２３は交流電力出力回路２１を動作させ、つまり、整流平滑回路２５及び高周波インバータ２６を動作させ、高周波インバータ２６からの高周波電力（交流電力４）を１次側カプラ２２に供給させる。１次側カプラ２２は、上記交流電力４を電磁エネルギに変換して空間に放射する。
【００２３】
１次側カプラ２２からの交流電力４（電磁エネルギ）は、無人搬送車２が充電待機位置にあるとき、１次側カプラ２２と電磁誘導結合可能な位置となるように設けられた２次側カプラ４１に、電磁誘導結合によって供給される。２次側カプラ４１に供給された交流電力４は、交流／直流変換回路４２によって直流電力に変換され、並列接続されたバッテリ３及びキャパシタ９に供給される。
これにより、バッテリ３及びキャパシタ９は充電動作されるが、この際、キャパシタ９は短時間に充電（急速充電）される。
【００２４】
キャパシタ９が充電を完了すると、充電完了検知回路４６はそれを検知してキャパシタ充電完了信号４７を発生する。このキャパシタ充電完了信号４７は、インバータ停止信号送信回路４３に与えられ、この送信回路４３からインバータ停止信号５として給電装置１（給電・制御装置６）中のインバータ停止信号受信回路２４に電波を用いて送られる。
インバータ停止信号受信回路２４がインバータ停止信号５を受けると、この受信回路２４は、交流電力制御回路２３によって交流電力出力回路２１の動作を停止させ、１次側カプラ２２への交流電力４の供給を遮断させる。これにより、充電・制御装置１０側及び給電・制御装置６側のいずれにおいても、自動充電動作は完了する。
【００２５】
無人搬送車２は、インバータ停止信号５が充電・制御装置１０のインバータ停止信号送信回路４３から給電・制御装置６のインバータ停止信号受信回路２４に送られ、自動充電が完了した時点から、充電待機位置からの拘束が解かれるが、バッテリ３には、その後も充電が行われる。このときの充電はキャパシタ９から行われる。つまり、バッテリ３の充電は、キャパシタ９との並列充電（キャパシタ９の急速充電が主である）を経た後、充電済のキャパシタ９からも行われる。
このように、無人搬送車２の自動充電（充電待機位置における拘束）は、キャパシタ９の充電完了により完了、つまりバッテリ３の充電完了を待つことなく短時間に完了するので、極めて迅速に行われる。
また交流電力４は、給電装置１から無人搬送車２に非接触で供給するので、充電用電力伝送路中に通電部（通電端子や通電路）の露出がなく、充電時の安全性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明方法が適用された無人搬送車の自動充電装置（本発明装置）の概略を示すブロック図である。
【図２】同上装置の具体例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：給電装置、２：無人搬送車、３：バッテリ、４：交流電力、５：インバータ停止信号（自動充電完了信号）、６：給電・制御装置、８：直流電力、９：キャパシタ、１０：充電・制御装置、２１：交流電力出力回路、２２：１次側カプラ、２３：交流電力制御回路、２４：インバータ停止信号受信回路（自動充電完了信号受信回路）、４１：２次側カプラ、４２：交流／直流変換回路、４３：インバータ停止信号送信回路（自動充電完了信号送信回路）。
【図１】
2008137451.tif 000003
【図２】
2008137451.tif 000004