(57)【要約】【課題】電力線を敷設することなく各種センサを作動させる。【解決手段】放射ノイズを発するノイズ発生体に装着され、放射ノイズを熱に変換する第１のエネルギ変換手段と、該第１のエネルギ変換手段が発する熱を電力に変換する第２のエネルギ変換手段と、該第２のエネルギ変換手段が出力する電力によって作動し、所定の物理量を検出するセンサ本体とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射ノイズを発するノイズ発生体に装着され、放射ノイズを熱に変換する第１のエネルギ変換手段と、
該第１のエネルギ変換手段が発する熱を電力に変換する第２のエネルギ変換手段と、
該第２のエネルギ変換手段が出力する電力によって作動し、所定の物理量を検出するセンサ本体と、
を具備する検出装置。
【請求項２】
前記センサ本体が出力する検出信号を無線送信する通信手段をさらに備える請求項１記載の検出装置。
【請求項３】
前記第１のエネルギ変換手段は、電線に着脱自在なフェライトコアあるいはアモルファススコアである請求項１または２記載の検出装置。
【請求項４】
前記第２のエネルギ変換手段、あるいは前記第２のエネルギ変換手段及び前記通信手段は、前記第１のエネルギ変換手段上に実装される請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種物理量を検出する検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、多段棚に沿って敷設された軌道に沿って走行し、昇降台を上下方向に昇降させて各棚に荷物を収納したり、あるいは各棚から荷物を運び出すスタッカークレーンが開示されている。このようなスタッカークレーンは、各位置センサによって得られる走行位置や昇降台の昇降位置に基づいて各駆動モータを制御することによって荷役作業を行うが、駆動モータの制御盤と各種の位置センサとは、センサ信号を伝送する信号線（電線）とセンサ（センサに含まれるアンプ等のセンサ回路）に電源を供給する電力線によって相互接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１４０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記スタッカークレーンでは、上記各種の位置センサの他にも、様々なセンサを搭載して荷役作業を行うが、信号線や電力線の敷設作業が煩雑であり、また当該敷設にコストがかかる。例えば昇降台に設けられた位置センサと制御盤との間に信号線や電力線を敷設する場合、昇降台の昇降動作を阻害することがないように信号線や電力線を敷設する必要があるので、信号線や電力線の敷設作業が煩雑であり、また当該敷設にコストがかかる。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電力線を敷設することなく各種センサを作動させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、放射ノイズを発するノイズ発生体に装着され、放射ノイズを熱に変換する第１のエネルギ変換手段と、該第１のエネルギ変換手段が発する熱を電力に変換する第２のエネルギ変換手段と、該第２のエネルギ変換手段が出力する電力によって作動し、所定の物理量を検出するセンサ本体とを具備する、という手段を採用する。
【０００７】
本発明では、第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、センサ本体が出力する検出信号を無線送信する通信手段をさらに備える、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、第１のエネルギ変換手段は、電線に着脱自在なフェライトコアあるいはアモルファススコアである、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、第２のエネルギ変換手段、あるいは第２のエネルギ変換手段及び通信手段は、第１のエネルギ変換手段上に実装される、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１０】
一般的に、センサ本体はモータ等のアクチュエータ近傍に実装されることが多く、またアクチュエータの駆動はエネルギ効率の面で有利なインバータ等のパルス駆動装置によって駆動されることが多い。このようなパルス駆動装置は比較的大きな電力の放射ノイズを発生する。したがって、センサ本体の実装環境には、放射ノイズを発生するノイズ発生体が存在する環境であることが多い。
本発明によれば、センサ本体は、第１、第２のエネルギ変換手段によって放射ノイズから得られた電力によって作動するので、第１のエネルギ変換手段を装着できるノイズ発生体が存在する場合において、電力線を敷設することなくセンサ本体を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る温度検出装置Ａの機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る温度検出装置Ａにおいて、熱電変換部２の接続状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る温度検出装置Ａは、図１に示すように、フェライトコア１（第１のエネルギ変換手段）、熱電変換部２（第２のエネルギ変換手段）、電源回路３、センサ回路４、熱電対５及び監視伝送部６（通信手段）によって構成されている。
【００１３】
本温度検出装置Ａは、スタッカークレーンの走行モータＭの温度を検出する装置である。すなわち、本温度検出装置Ａは、走行モータＭの異常発熱を監視するために走行モータＭの近傍に設けられるものであり、スタッカークレーンに別途設けられているメイン制御盤や外部の荷役監視装置に走行モータＭの温度データを無線送信する。なお、スタッカークレーンは、周知のように自動倉庫等において物品の出し入れを行う荷役装置であり、走行モータＭやその他各種モータを動力源として荷役作業を行う。
【００１４】
上記走行モータＭは、図示するように、モータ電力線Ｗによってインバータに接続されており、インバータからパルス状の駆動電力が供給されることによって回転動力（走行動力）を発生する。インバータは、周知のようにパルス駆動回路であり、スイッチングトランジスタをＯＮ／ＯＦＦさせることにより上記駆動電力を生成してモータ電力線Ｗに出力する。例えば走行モータＭが三相モータの場合、モータ電力線Ｗは３本の芯線を備えるものであり、またインバータは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる三相の駆動電力を生成してモータ電力線Ｗの各芯線に出力する。
【００１５】
フェライトコア１は、内部の貫通孔１ａにモータ電力線Ｗが挿通される略円環状の部材であり、モータ電力線Ｗに着脱自在に装着される。すなわち、フェライトコア１は、所定厚さの丸管を軸線方向に２分割した形状に成型されたフェライト（強磁性体）の焼結体を樹脂モールドすることにより開閉自在な略円環状としたものである。なお、このフェライトコア１は、開状態として貫通孔１ａにモータ電力線Ｗを収容し、この状態において閉状態として爪等の係合部を係合させることによりモータ電力線Ｗに装着される。また、このようなフェライトコア１は、モータ電力線Ｗから取り外す場合には、係合部の係合状態を解除した上で開状態とすることによってモータ電力線Ｗから取り外される。
【００１６】
このようなフェライトコア１は、駆動電力に起因してモータ電力線Ｗから外部に放射される放射ノイズを吸収する。この放射ノイズは、上記スイッチングトランジスタにおけるスイッチング周波数の高調波に相当する高周波ノイズである。この放射ノイズの吸収機能はフェライトコア１における周知の機能であるが、当該フェライトコア１は、駆動電力の放射ノイズによってモータ電力線Ｗの周囲に発生する磁界によって発熱する。すなわち、上記フェライト（強磁性体）の焼結体に上記磁界が作用することにより当該焼結体内に局所的に渦電流が流れてジュール熱が発生する。したがって、インバータが走行モータＭを駆動している状態、つまりスタッカークレーンが荷役作業を行っている状態においては、駆動電力がモータ電力線Ｗを流れるので、フェライトコア１は発熱状態となる。
【００１７】
熱電変換部２は、このようなフェライトコア１の表面に設けられており、フェライトコア１の温度（高温側）と周囲温度（低温側）との温度差に基づいて所定の起電力（直流起電力）を発揮する熱電素子（半導体素子）の集合体である。このような熱電素子の機能は、ゼーベック効果として一般的に知られている。より詳しくは、この熱電変換部２は、所望の出力電圧及び出力電流容量を確保するように複数の熱電素子が直列及び並列に相互接続されたものである。
【００１８】
また、このような熱電変換部２は、略円環状のフェライトコア１の表面のうち外周面に設けられている。近年では、印刷によってフレキシブル基板（樹脂基板）上に熱電素子を形成してモジュール化する技術が開発されており、このような熱電変換モジュールを採用することにより、円筒曲面であるフェライトコア１の外周面に熱電変換部２を良好な熱結合状態で設けることが可能である。
【００１９】
なお、熱電変換部２を内周面に設けることも考えられるが、本実施形態では、外周面方が内周面よりも上記温度差を大きく設定できること、またフェライトコア１の表面にへの敷設が外周面の方が内周面よりも容易であること、また熱電変換部２の電気的な負荷となる電源回路３及び監視伝送回路６に十分な電力を供給するためにはある程度の面積（つまり熱電素子の個数）が必要なこと等の理由から、熱電変換部２をフェライトコア１の外周面に設けている。
【００２０】
電源回路３は、上記熱電変換部２から供給される直流電力をセンサ回路４が必要とする電圧及び監視伝送部６が必要とする電圧に電圧変換する電力変換器であり、例えば直流電力を昇圧あるいは降圧するチョッパ回路である。この電源回路３は、センサ回路４が例えば５Ｖ（ボルト）電源で動作する仕様に設計されている場合は５Ｖの直流電力をセンサ回路４に出力し、一方、監視伝送部６が例えば１２Ｖ電源で動作する仕様に設計されている場合には監視伝送部６に１２Ｖの直流電力を出力する。
【００２１】
センサ回路４は、感応部である熱電対５と共に本実施形態のセンサ本体を構成している。このセンサ回路４は、電源回路３から入力される直流電源によって動作する電子回路であり、熱電対５から出力される微弱な温度検出信号を増幅して監視伝送部６に出力する。熱電対５は、例えば走行モータＭのケーシング表面に設けられ、当該ケーシング表面の温度を温度を示す上記温度検出信号をセンサ回路４に出力する。
【００２２】
監視伝送部６は、センサ回路４から入力された温度検出信号を外部に無線送信すると共に、電源回路３及びセンサ回路４の動作状態を監視する。この監視伝送部６の無線通信機能は、近距離用の無線通信機能であり、よって電波の出力が比較的小さい。なお、図１には本温度検出装置Ａの機能構成が示されているので、上述した電源回路３、センサ回路４及び監視伝送部６がフェライトコア１とは別体であるように描かれているが、電源回路３、センサ回路４及び監視伝送部６は、熱電変換部２と同様にフェライトコア１の表面（例えば外周面）に実装されている。
【００２３】
次に、このように構成された温度検出装置Ａの動作について、図２をも参照して詳しく説明する。
【００２４】
スタッカークレーンが荷役作業を開始すると、モータ電力線Ｗを介してインバータから走行モータＭに駆動電力が供給される。この結果、スタッカークレーンは、軌道に沿って走行し当該軌道に沿って設けられた多段棚に収納された物品を取り出して他所（物品の引渡ステーション等）に搬送したり、他所（物品の引受ステーション等）で引き受けた物品を搬送して多段棚の何れかの棚に収容させる。
【００２５】
このようなスタッカークレーンの稼働状態においては、インバータから走行モータＭにモータ電力線Ｗを介して駆動電力が順次供給されるので、フェライトコア１は発熱状態となる。この結果、フェライトコア１の表面は周囲温度よりも高い温度となり、当該表面と周囲との間に温度差が発生する。熱電変換部２を構成する複数の熱電素子は、フェライトコア１の外周面（表面）に備えられているので、当該外周面に対応する側と外気に対向する側とに温度差が存在するので、ゼーベック効果により起電力を発生し、所定電圧の直流電力を電源回路３に出力する。
【００２６】
ここで、図２に示すように、熱電変換部２が電源回路３に出力する直流電力の電圧値Ｅは、１つの熱電素子の単体起電圧Ｅ0に熱電素子の直列接続数ｎを乗算した値（固定値）である。これに対して、熱電変換部２が出力し得る最大電流は、熱電素子の並列接続数と熱電素子のフェライトコア１に当接する面（高温側面）と外気に当接する面（低温側面）との温度差によって決まるが、フェライトコア１を電源として見た場合の負荷である電源回路３、センサ回路４及び監視伝送部６が必要とする消費電力を十分に供給し得る大きさである。
【００２７】
電源回路３は、このような熱電変換部２から供給される直流電力を電圧変換してセンサ回路４及び監視伝送部６にそれぞれ供給する。そして、センサ回路４は、電源回路３から供給される直流電力によって熱電対５から入力された温度検出信号を増幅して監視伝送部６に出力する。そして、監視伝送部６は、センサ回路４から入力された温度検出信号を電波として外部に送信する。
【００２８】
このような本実施形態によれば、フェライトコア１と熱電変換部２とを用いることによりインバータから走行モータＭに供給される駆動電力の放射ノイズを主なエネルギ源として直流電力を発生させ、この直流電力によって電源回路３、センサ回路４及び監視伝送部６を作動させるので、電源回路３、センサ回路４及び監視伝送部６を作動させるための電力線を別途敷設する仏要がない。
また、温度検出信号を電波として外部に送信する監視伝送部６を備えているので、温度検出信号を外部に伝送する信号線を敷設する必要もない。
したがって、本実施形態によれば、電力線及び信号線を敷設することなく、センサ本体を作動させることができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、スタッカークレーンの走行モータＭに駆動電力を供給するモータ電力線Ｗをノイズ発生体とし、当該モータ電力線Ｗの高周波ノイズからセンサ本体を作動させる電力を得たが、本発明はこれに限定されない。本発明におけるノイズ発生体は、放射ノイズを発生するものであれば如何なるものでもよく、例えばスタッカークレーンにおいて走行モータＭ以外のモータあるいはスタッカークレーン以外の装置に設けられ、放射ノイズを発生し得る各種の駆動電力線でもよい。
【００３０】
（２）上記実施形態では、監視伝送部６（通信手段）を設けることにより電力線に加えて信号線も省略できるようにしたが、本発明はこれに限定されない。フェライトコア１と熱電変換部２とを用いることにより電力線のみを省略してもよい。
【００３１】
（３）上記実施形態では、第１のエネルギ変換手段としてフェライトコア１を採用したが、本発明はこれに限定されない。第１のエネルギ変換手段としては放射ノイズを熱に変換するものであれば何でもよく、例えばアモルファスコアを１のエネルギ変換手段として採用してもよい。
【００３２】
（４）上記実施形態では、センサ本体を温度を検出する熱電対５（感応部）と当該熱電対が出力する温度検出信号を増幅するセンサ回路４とから構成したが、本発明はこれに限定されない。センサ本体は、温度以外の物理量を検出する感応部でもよく、またセンサ回路は増幅処理以外の処理を行うものでもよい。一般的な感応部ではセンサ回路が補助的に設けられるが、感応部の種類によってはセンサ回路を必要としない場合も考えられる。
【００３３】
（５）上記実施形態では電源回路３を設けたが、当該電源回路３を省略してもよい。すなわち、熱電変換部２の出力電圧がセンサ回路４の電源電圧及び監視伝送部６の電源電圧と等しい場合には電源回路３を省略することができる。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ…温度検出装置、１…フェライトコア（第１のエネルギ変換手段）、１ａ…貫通孔、２…熱電変換部（第２のエネルギ変換手段）、３…電源回路、４…センサ回路、５…センサ、６…監視伝送部（通信手段）、Ｗ…モータ電力線
【図１】
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【図２】
2013216461.tif 000004