(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められた走行コースに沿って台車が走行する台車走行システムであって、
上記走行コースを分割することにより得られる複数の走行区間に沿ってそれぞれ設けられる複数の給電線と、
上記複数の給電線に対してそれぞれ電力を供給する複数の電源装置と、
上記複数の給電線から電力を受け取りながら上記走行コースに沿って走行する複数の台車とを備え、
上記走行コースが周回コースであり、
各走行区間ごとにそれぞれしきい値が設定され、各走行区間においてそれぞれその先頭から対応するしきい値により表される数の台車のみが加速を行うことができることを特徴とする台車走行システム。
【請求項２】
請求項１に記載の台車走行システムであって、
各台車は、次に進入すべき走行区間内に位置する台車の数がその走行区間に対して予め決められている進入可能台車数に達しているか否かに基づいて、その走行区間に進入してよいか否かを判断することを特徴とする台車走行システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め決められた走行コースに沿って給電線が敷設され、複数の台車がその給電線から電力を受け取りながら走行する台車走行システムに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
予め決められた走行コースに沿って給電線が敷設され、台車がその給電線から電力を受け取りながら走行する台車走行システムは、例えば、工場内の部品搬送システム等として知られている。この種のシステムは、しばしば、センタ装置からの指示によりその走行が自動的に制御される。
【０００３】
上記台車走行システムにおいて、台車の数を増やそうとすると、必然的に、給電線に供給すべき電力を大きくする必要がある。すなわち、大型の電源装置が必要になる。しかし、大型の電源装置は、それ自体が高価であるだけでなく、場合によっては、それを使用するための安全対策等が必要になり、全体としてコストが高くなる。
【０００４】
このため、走行コースを複数の走行区間に分割し、各走行区間ごとに小型の電源装置を設けるようにしたシステムが実施されている。なお、複数の電源装置を備える台車走行システムとしては、例えば、特開平７−７８１８号に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、複数の小型電源装置を備える台車走行システムでは、各走行区間内で走行可能な台車の数が厳しく制限される。例えば、各台車が最大消費電力状態で走行する場合を想定し、その最大消費電力と各電源装置の容量との関係で各走行区間内で走行可能な台車の数が制限される。具体的には、各電源装置の容量が５００Ｗであり、各台車の最大消費電力が１１０Ｗであれば、各走行区間内を走行できる台車の数は、４台に制限される。
【０００６】
この場合、ある走行区間内を走行する台車の数が電源装置により許容される上限値に達していたとすると、他の台車は、その走行区間に進入することが禁止される。そして、この結果、台車走行システムの搬送効率が低下してしまう。
本発明の課題は、必要最小限の電源設備で、搬送効率のよい台車走行システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の台車走行システムは、予め決められた走行コースに沿って台車が走行する構成を前提とし、上記走行コースを分割することにより得られる複数の走行区間に沿ってそれぞれ設けられる複数の給電線と、上記複数の給電線に対してそれぞれ電力を供給する複数の電源装置と、上記複数の給電線から電力を受け取りながら上記走行コースに沿って走行する複数の台車とを備え、各走行区間内で加速中の台車の数が対応する走行区間に対して予め決められているしきい値を越えないように、各台車が加速してよいか否かを判断する。
【０００８】
上記システムにおいて、各台車は、給電線から受け取る電力を利用して走行する。このとき、台車により消費される電力は、その台車が加速しているときに最大となる。したがって、ある走行区間内に多数の台車が位置していたとしても、加速中の台車の数が少なければ、その走行区間における消費電力は比較的小さくなる。換言すれば、各走行区間において加速を行う台車の数を制限すれば、電源装置の容量と各台車の最大消費電力との関係で決まる台車の数の上限値よりも多くの台車がその走行区間内に位置することができる。
【０００９】
本発明のシステムでは、走行区間毎にしきい値としての加速可能台車数が設定され、各走行区間において実際に加速を行う台車の数がその加速可能台車数を越えないという条件を満たすように、各台車が加速してよいか否かが判断される。このため、各台車は、上記条件が満たされる範囲内で走行コースを自由に走行でき、次に走行すべき走行区間への進入が禁止されることが少なくなる。よって、台車の走行の自由度が高くなる。また、各走行区間において大きな電力を消費する台車の数が制限されるので、各走行区間ごとに設けるべき電源装置を小型化できる。
【００１０】
本発明の他の態様の台車走行システムは、予め決められた走行コースに沿って台車が走行する台車走行システムであって、上記走行コースを分割することにより得られる複数の走行区間に沿ってそれぞれ設けられる複数の給電線と、上記複数の給電線に対してそれぞれ電力を供給する複数の電源装置と、上記複数の給電線から電力を受け取りながら上記走行コースに沿って走行する複数の台車とを備える。上記走行コースが周回コースである。そして、各走行区間ごとにそれぞれしきい値が設定され、各走行区間においてそれぞれその先頭から対応するしきい値により表される数の台車のみが加速を行うことができる。
なお、本発明の台車走行システムにおいて、各台車が加速をしてもよいか否かの判断は、各台車が自律的に行ってもよいし、当該システムの動作を制御するセンタ装置が行ってもよい。
【００１１】
【発明の実施形態】
図１は、本発明の実施形態の台車走行システムの構成図である。本実施形態の台車走行システムは、予め決められた走行コースに沿って給電線が敷設され、台車がその給電線から電力を受け取りながら走行する。
【００１２】
走行コースは、周回コースであり、複数の走行区間（第１走行区間〜第３走行区間）に分割されている。そして、第１走行区間〜第３走行区間に対してそれぞれ給電線１ａ〜１ｃが敷設されており、給電線１ａ〜１ｃに対してそれぞれ電源装置２ａ〜２ｃが接続されている。すなわち、電源装置２ａ〜２ｃは、それぞれ対応する給電線１ａ〜１ｃに電力を供給する。
【００１３】
センタ装置３は、台車４ａ〜４ｃとの間で情報を送受信する機能を備え、それら台車４ａ〜４ｃの走行を制御する。具体的には、センタ装置３は、例えば、台車４ａ〜４ｃに対してそれぞれの移動先を指示する。なお、センタ装置３と各台車４ａ〜４ｃとの間の通信路は、この実施例では無線伝送路であるが、給電線を介して情報を送受信するようにしてもよい。
【００１４】
台車４ａ〜４ｃは、それぞれ給電線１ａ〜１ｃから電力を受け取り、センタ装置３からの指示に従って走行する。また、台車４ａ〜４ｃは、それぞれ自分の位置を検出してセンタ装置３に通知する機能を備える。なお、この実施例では、走行コースに沿って多数の位置表示板５が配置されており、台車４ａ〜４ｃは、その位置表示板５を識別することにより自分の位置を検出する。ここで、位置表示板５には、それぞれ識別番号が付与されている。具体的には、第１走行区間に配置されている位置表示板には「１」〜「Ｌ」が付されており、第２走行区間に配置されている位置表示板には「Ｌ＋１」〜「Ｍ」が付されており、第３走行区間に配置されている位置表示板には「Ｍ＋１」〜「Ｎ」が付されている。そして、台車４ａ〜４ｃは、それぞれ検出した識別番号をセンタ装置３に通知する。
【００１５】
また、台車４ａ〜４ｃは、それぞれ他の台車とセンタ装置３との間の通信を傍受することができる。すなわち、例えば、台車４ａは、台車４ｂとセンタ装置３との間との間で送受信される情報、および台車４ｃとセンタ装置３との間との間で送受信される情報を受信することができる。したがって、各台車は、他の台車の位置を認識することができる。
【００１６】
このように、本実施形態の台車走行システムでは、複数の台車がセンタ装置３からの指示に従って予め決められた走行コースを走行する。なお、各台車は、他の台車を追い越すことができないものとする。即ち、複数の台車の並び順は、システムの稼働中に変わらないものとする。
【００１７】
図２は、台車の構成図である。なお、本実施形態のシステムにおいて使用される複数の台車は、基本的に互いに同じ構成であり、以下では、それらを総称して「台車４」と呼ぶことにする。
受電ユニット１１は、給電線１ａ〜１ｃから電力を受け取る。なお、給電線から電力を受け取る方法は、受電ユニット１１と給電線とを互いに接触させながら電力の受け渡しを行う接触型給電方式であってもよいし、それらを互いに接触させることなく電力の受け渡しを行う非接触型給電方式であってもよい。受電ユニット１１の出力は、整流器１２により整流され、さらに所定の電圧に変換されてモータおよび各回路に供給される。
【００１８】
位置センサ１３は、当該台車の位置を検出する。この実施例では、図１を参照しながら説明した方法で位置を検出するものとするが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、走行コース上に基準位置を決めておき、その基準位置からの走行距離により当該台車の位置を検出することもできる。この場合、走行距離は、例えば、台車の車輪の回転数により検出できる。
【００１９】
速度センサ１４は、当該台車の速度を検出する。なお、台車の速度を検出する方法は、既存の技術により実現される。
データベース１５は、コントローラ１７がアクセス可能なメモリ領域に作成され、図３(a) および図３(b) に示す情報を格納する。図３(a) に示すテーブルは、各走行区間に係わる情報を管理する。具体的には、各走行区間について、経路情報、加速可能台車数、進入可能台車数が設定される。「経路情報」は、図１に示す位置表示板５の識別番号を用いて表される。「加速可能台車数」は、当該走行区間において加速することが許される台車の数を表す。「進入可能台車数」は、当該走行区間内に位置することができる台車の数を表す。
【００２０】
図３(b) に示すテーブルは、各台車の位置を管理する。なお、「位置」は、図１に示す位置表示板５の識別番号により表され、位置センサ１３により検出された値が書き込まれる。また、「走行区間」は、「位置」に対応する走行区間である。なお、「位置」と「走行区間」との対応関係は、図３(a) に示すテーブルを参照することにより得られる。
【００２１】
通信ユニット１６は、センタ装置３と通信するためのインターフェイスを提供する。また、この通信ユニット１６は、他の台車とセンタ装置３との間で送受信される情報を受信することもできる。
コントローラ１７は、位置センサ１３により検出された自車の位置を表す情報を、センタ装置３へ通知すると共に、データベース１５に書き込む。また、通信ユニット１６を介して他の台車の位置を表す情報を受信すると、それをデータベース１５に書き込む。さらに、センタ装置３から当該台車の移動先が通知されると、それに従ってモータ１８を駆動する。このとき、コントローラ１７は、データベース１５を参照し、加速することができるか否か、および次に走行すべき走行区間に進入してよいか否かを判断し、それらの判断結果に基づいてモータ１８を制御する。
【００２２】
図４は、実施形態の台車走行システムの動作を説明する図である。ここでは、走行コースに沿って１０台の台車４ａ〜４ｊが走行するものとする。また、各走行区間における加速可能台車数は「４」であり、各走行区間における進入可能台車数は「８」であるものとする。なお、図４においては、電源装置２ａ〜２ｃ、センタ装置３、および位置表示板５は省略されている。
【００２３】
図４に示す例では、第１走行区間内に６台の台車（台車４ａ〜４ｆ）が存在している。しかし、この走行区間において加速することが許されている台車の数は４台である。したがって、この走行区間では、台車４ａ〜４ｆのなかの４台のみが加速することがゆるされる。
【００２４】
この実施例では、各走行区間の先頭から４台目までの台車が加速することが許される。具体的には、第１走行区間においては、台車４ａ〜４ｄのみが加速することが許され、台車４ｅおよび４ｆは加速することは禁止される。ただし、台車４ｅおよび４ｆは、等速度で走行すること、減速しながら走行すること、および停止することは許されている。また、この後、台車４ａが第１走行区間から第２走行区間へ移ると、第１走行区間においては、台車４ｂ〜４ｅが加速できるようになる。
【００２５】
また、この実施例では、各走行区間の進入可能台車数は「８」である。したがって、台車４ａが第１走行区間から第２走行区間へ移動する前であっても、台車４ｇ、４ｈは、第１走行区間に進入することができる。ただし、台車４ｉが第１走行区間に進入することは禁止される。
【００２６】
次に、上記実施形態のシステムの効果を示す説明をする。ここでは、上記台車走行システムが従来の方式で設計された場合と、本実施形態に基づいて設計された場合とを比較する。
図５は、従来の方式により設計された台車走行システムの動作を説明する図である。ここでは、各電源装置の容量が５００Ｗであり、各台車の最大消費電力が１１０Ｗであるものとする。このとき、従来のシステムでは、各台車がそれぞれ最大消費電力で走行する場合を想定して各走行区間内を走行できる台車の数が決定されるので、進入可能台車数は「４」になる。従って、図５に示すように、第１走行区間内に４台の台車（台車４ａ〜４ｄ）が位置している区間は、次の台車（ここでは、台車４ｅ）は、その第１走行区間に進入することが禁止されてしまう。この結果、従来の方式で設計された台車走行システムにおいては、各台車の移動の自由度が低く、搬送効率が低くなっていた。
【００２７】
これに対して、本実施形態のシステムでは、台車が加速動作をしているときにその台車の消費電力が最大になることに着目し、走行区間ごとに加速が許される台車の数を制限すると共に、各走行区間に進入することが許される台車の数を増やしている。この結果、台車が次に走行すべき走行区間に進入できずに足止めされるケースが減少する。すなわち、本実施形態の台車走行システムにおいては、各台車の移動の自由度が高くなり、搬送効率が向上する。
【００２８】
なお、本実施形態のシステムにおいては、走行区間ごとに加速が許される台車の数を制限されているので、電源装置に過剰な負荷がかかることもない。たとえば、図４において、台車４ａ〜４ｄが加速中であり、台車４ｅ、４ｆが停止しているものとする。そして、この状態において、センタ装置３から台車４ｅに対して移動指示が与えられたものとする。この場合、台車４ｅは、センタ装置３からの指示に従うためには、加速動作を行う必要がある。しかし、台車４ｅは、自分が第１走行区間内で先頭から５番目に位置していることを認識しているので、停止状態を維持する。そして、その後、台車４ａが第１走行区間から第２走行区間に移ったことを検出すると、走行を開始する。したがって、各走行区間における総消費電力が対応する電源装置の容量を越えないようにすることができる。
【００２９】
図６は、台車４の動作を説明するフローチャートである。このフローチャートのステップＳ１〜Ｓ１４に示す処理は、所定周期毎に起動され、図２に示すコントローラ１７により実行される。一方、ステップＳ２１は、ステップＳ１〜Ｓ１４から独立して実行される。このステップＳ２１は、他の台車とセンタ装置３との間で送受信される情報を受信する処理であり、これにより、他の台車の位置を認識する。そして、他の台車の位置を表す情報は、図３(b) に示すテーブルに格納される。
【００３０】
ステップＳ１では、データベース１５を参照し、自車の位置している走行区間を調べる。具体的には、図３(b) に示すテーブルにおいて、自車に対応するレコードが参照される。ステップＳ２では、データベース１５を参照し、自車が位置している走行区間内における自車の先頭からの順番を調べる。この時、図３(b) に示すテーブルにおいて、自車が位置する走行区間と同じ走行区間が設定されているレコードが参照される。なお、図３(b) に示すテーブルは、上述したように、各台車において検出された位置情報が格納されている。
【００３１】
ステップＳ３では、自車が加速できるか否かを調べる。具体的には、自車が位置している走行区間内において加速が許されている台車の数と、当該走行区間内における自車の順番を表す値とを比較する。なお、前者の値は、図３(a) に示すテーブルに格納されている。そして、自車の順番を表す値が加速可能台車数よりも小さければ、加速が許されているものとみなしてステップＳ４へ進み、そうでない場合は、加速が禁止されているものとみなしてステップＳ１１へ進む。
【００３２】
ステップＳ４では、データベース１５を参照し、自車が次に走行する予定の走行区間に位置する台車の数を調べる。このとき、図３(b) に示すテーブルが参照される。続いて、ステップＳ５では、自車が次に走行する予定の走行区間に進入できるか否かを調べる。具体的には、自車が次に走行する予定の走行区間に対して設定されている進入可能台車数と、その走行区間に実際に位置している台車の数とを比較する。ここで、各走行区間ごとの進入可能台車数は、図３(a) に示すテーブルに設定されている。そして、実際の台車数が進入可能台車数よりも少なければ、その走行区間に進入できるものとみなしてステップＳ６に進み、実際の台車数が進入可能台車数に達していたときは、その走行区間に進入できないものとみなしてステップＳ７へ進む。
【００３３】
ステップＳ６では、加速動作を行う。具体的には、モータ１８に供給すべき電流を増加させる。なお、このシステムで、各台車の最高速度が規定されている。したがって、もし、自車の速度が最高速度に達していたときは、加速動作は行わない。一方、ステップＳ７では、次の走行区間の入口の直前で停止できるように走行状態を制御する。すなわち、例えば、次の走行区間の入口が近ければ、自車の速度を減速する。
【００３４】
ステップＳ１１およびＳ１２の処理は、基本的に、ステップＳ４およびＳ５と同じである。ただし、次の走行区間に進入可能な場合であっても、加速動作は行わない。即ち、次の走行区間に進入可能な場合は、ステップＳ１３において、自車が等速度で走行するようにモータ１８が制御される。一方、次の走行区間に進入できない場合は、ステップＳ１４において自車の速度を減速する。
【００３５】
なお、各台車は、他の台車との衝突を回避するための機能を備えている。すなわち、例えば、ある台車が加速可能な状態であっても、その台車の前方を走行する台車との距離が所定値よりも小さくなると、その台車は自動的に走行速度を減速させる。そして、この制御は、図６に示す制御に優先する。
【００３６】
ところで、上述の実施例のシステムは、各走行区間においてその先頭から所定数の台車に対して加速を許可するように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各台車が、加速中であるか否かを検出する機能を備え、その検出結果をセンタ装置３に通知する構成とすれば、各走行区間において実際に加速動作を行う台車の数を制限することができる。或いは、各台車が、自車が消費している電力を検出する機能を備え、その検出結果をセンタ装置３に通知する構成とすれば、各走行区間において大きな電力を消費する台車の数を制限できる。前者の方式における台車４の動作フローチャートを図７に示す。
【００３７】
図７に示す処理は、図６に示した処理のステップＳ２およびＳ３をステップＳ３１に置き換えることにより実現される。ステップＳ３１では、自車が位置している走行区間内において加速が許されている台車の数と、当該走行区間内において実際に加速中の台車の数とを比較する。そして、加速中の台車の数が加速可能台車数よりも小さければステップＳ４へ進み、そうでない場合は、加速が禁止されているものとみなしてステップＳ１１へ進む。
【００３８】
また、上述の実施例のシステムでは、各台車が加速してもよいか否かの判断が各台車によりなされていた。しかし、本発明は、この構成に限定されるものではない。すなわち、センタ装置３が上記判断を行うようにしてもよい。この場合、図２に示したデータベース１５はセンタ装置３に設けられ、各台車はそれを備える必要がない。そして、センタ装置３は、図６または図７に示すフローチャートの処理を実行することにより各台車が加速を行ってもよいか否かを判断し、その結果を各台車に通知する。また、各台車は、センタ装置３からの通知に従って走行コースを走行する。
【００３９】
さらに、上述の実施例では、走行区間ごとに所定数の台車に対して加速を許可する制御が行われているが、システム構成に合わせてより細かい制御を行うようにしてもよい。例えば、同じ加速動作であっても、低速時に加速する場合よりも高速時に加速する場合の方が消費電力は大きくなるので、この点に着目して台車の走行を制御するようにしてもよい。この場合、例えば、各走行区間において、先頭の台車に対して大きな最大速度および最大加速度を設定し、以下、後続の台車に対しては設定すべき最大速度および／または最大加速度を順番に小さくしていくような方式が考えられる。このとき、各台車に設定すべき最大速度および最大加速度は、台車の走行が電源装置の容量との兼ね合いで妨げられてしまうことが出来るだけ少なくなるように設定すべきである。
【００４０】
【発明の効果】
走行コースが複数の走行区間に分割され、かつ複数の台車がそれぞれ走行区間ごとに敷設されている給電線から電力を受け取りながら走行するシステムにおいて、加速することが許される台車の数を制限したので、必要最小限の電源設備で台車の走行の自由度が高まり、搬送効率が向上する。換言すれば、搬送効率を維持しながら、電源設備の小型化が実現される。また、大きな電力を消費する台車の数が制限されるので、電源装置のブレークダウンを防ぐ事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の台車走行システムの構成図である。
【図２】台車の構成図である。
【図３】台車が備えるデータベースの例である。
【図４】実施形態の台車走行システムの動作を説明する図である。
【図５】従来の方式により設計された台車走行システムの動作を説明する図である。
【図６】本実施形態のシステムにおいて使用される台車の動作を説明するフローチャートである。
【図７】他の実施形態のシステムにおいて使用される台車の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ〜１ｃ        給電線
２ａ〜２ｃ        電源装置
３                センタ装置
４（４ａ〜４ｊ）  台車
５                位置表示板
１３              位置センサ
１５              データベース
１６              通信ユニット
１７              コントローラ
【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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【図６】
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【図７】
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