(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められた経路を走行する移動体に設けられ、上記経路に沿って敷設されている通信用フィーダ線を介して伝送される信号を検出する信号検出装置であって、
互いに平行に敷設されて互いに逆極性の信号を伝送する第１の通信用フィーダ線および第２の通信用フィーダ線を挟むようにして設けられた第１の電極および第２の電極を備えるカプラ装置と、
上記第１の電極および第２の電極に生じる電位の差分を出力する検出回路、を有し、
上記第１の電極および第２の電極は、それらのうちの少なくとも一方が上記第１の通信用フィーダ線または第２の通信用フィーダ線の少なくとも一方との間で容量性結合が生じるように配置されている
ことを特徴とする信号検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号検出装置であって、
上記第１の電極は、上記第２の通信用フィーダ線よりも上記第１の通信用フィーダ線に近接するように配置され、上記第２の電極は、上記第１の通信用フィーダ線よりも上記第２の通信用フィーダ線に近接するように配置される。
【請求項３】
予め決められた経路を走行する移動体に設けられ、上記経路に沿って敷設されている通信用フィーダ線と結合するカプラ装置であって、
互いに平行に敷設されて互いに逆極性の信号を伝送する第１の通信用フィーダ線および第２の通信用フィーダ線を挟むようにして設けられた第１のコイルおよび第２のコイルを備え、
上記第１のコイルおよび第２のコイルが直列的に接続されている
ことを特徴とする通信用フィーダ線と結合するカプラ装置。
【請求項４】
予め決められた経路に沿って通信用フィーダ線が敷設されており、移動体がその通信用フィーダ線から取り出した信号に従って走行する移動体走行システムであって、
上記通信用フィーダ線は、互いに平行に敷設されて互いに逆極性の信号を伝送する第１の通信用フィーダ線および第２の通信用フィーダ線から構成され、
上記移動体は、上記通信用フィーダ線を挟むようにして設けられた第１の電極および第２の電極を含むカプラ装置、およびそれら第１の電極および第２の電極に生じる電位の差分を検出する検出回路を備え、
上記第１の電極および第２の電極は、それらのうちの少なくとも一方が上記第１の通信用フィーダ線または第２の通信用フィーダ線の少なくとも一方との間で容量性結合が生じるように配置されている
を特徴とする移動体走行システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体が予め決められた経路を走行するシステムにおいて、その経路に沿った敷設されている通信用フィーダ線と非接触で結合するカプラ装置およびそのカプラ装置を備えた信号検出装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、物を製造する工場等において、予め決められた経路に沿って移動体を走行させる移動体走行システムが知られている。さらに、その経路に沿って通信用フィーダ線を敷設すると共に、その通信用フィーダ線から信号を取り出すカプラ装置（フィーダ線との結合器）を移動体に設け、その通信用フィーダ線を介して制御信号を伝送することにより移動体を制御する移動体走行システムも知られている。なお、上記構成のシステムは、例えば、特開平７−４９３９７号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、既存のシステムでは、カプラ装置は、例えば、フィーダ線と対向して取り付けられるコイルアンテナ等であり、フィーダ線との結合度が高いとは言えなかった。また、フィーダ線に対するカプラ装置の相対位置が変化すると、それに伴って信号検出感度が低下し、センタ装置と移動体との間の通信の品質が劣化することがあった。尚、フィーダ線に対するカプラ装置の相対位置のズレは、例えば、フィーダ線を敷設する際の設置誤差によって生じるだけでなく、移動体がカーブ走行路を通過する際にも生じる。
【０００４】
本発明の目的は、通信用フィーダ線とカプラ装置との間の結合の安定化を図ることである。さらに、通信用フィーダ線を用いた通信の品質を安定させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号検出装置は、予め決められた経路を走行する移動体に設けられ、上記経路に沿って敷設されている通信用フィーダ線を介して伝送される信号を検出する装置であって、互いに平行に敷設されて互いに逆極性の信号を伝送する第１の通信用フィーダ線および第２の通信用フィーダ線を挟むようにして設けられた第１の電極および第２の電極を備えるカプラ装置と、上記第１の電極および第２の電極に生じる電位の差分を出力する検出回路、を有する。そして、上記第１の電極および第２の電極は、それらのうちの少なくとも一方が上記第１の通信用フィーダ線または第２の通信用フィーダ線の少なくとも一方との間で容量性結合が生じるように配置されている。
【０００６】
上記構成の信号検出装置によれば、第１の電極および第２の電極は、互いに逆極性の信号を伝送する第１の通信用フィーダ線および第２の通信用フィーダ線を挟むように配置されているので、第１の電極および第２の電極には、対応するフィーダ線との容量性結合により互いに逆極性の電位が生じる。そして、検出回路を用いて、第１の電極および第２の電極に生じる電位の差分を検出するので、１つの電極のみを備えるカプラ装置と比べて、大きな電圧を得ることができ、感度が向上する。
【０００７】
また、上記フィーダ線が第１の電極側に位置ずれを起こした場合は、第１の電極と上記フィーダ線との容量性結合が大きくなると共に、第２の電極と上記フィーダ線との容量性結合は小さくなる。一方、上記フィーダ線が第２の電極側に位置ずれを起こした場合は、第１の電極と上記フィーダ線との容量性結合が小さくなると共に、第２の電極と上記フィーダ線との容量性結合は大きくなる。ところが、第１の電極および第２の電極には互いに逆極性の電位が生じるので、それらの電位差は一定である。したがって、上記フィーダ線に対する当該カプラ装置の相対位置がずれても、これらの間の結合度は安定している。
【０００８】
なお、上記信号検出装置において、上記第１の電極は、上記第２の通信用フィーダ線よりも上記第１の通信用フィーダ線に近接するように配置され、上記第２の電極は、上記第１の通信用フィーダ線よりも上記第２の通信用フィーダ線に近接するように配置されるようにしてもよい。
【０００９】
また、上記第１の電極および第２の電極の代わりに、第１のコイルおよび第２のコイルを用いてもよい。ただし、この場合、第１のコイルおよび第２のコイルは、互いに直列的に接続されている必要がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態のカプラ装置を備える移動体が使用される環境を説明する図である。実施形態のカプラ装置を備える移動体１は、例えば、物を製造する工場において部品や完成品を搬送する搬送車または搬送ロボットであって、予め決められた経路を走行する。そして、その経路に沿って通信用フィーダ線２が敷設されている。なお、通信用フィーダ線２は、電気信号を伝送するメタルケーブルである。また、通信用フィーダ線２は、移動体１を制御するための制御信号、移動体１の状態を通知するための信号等を伝送する。ただし、以下では、説明を簡単にするために、送信装置（例えば、移動体１の走行を制御するセンタ装置）３から送出される制御信号が通信用フィーダ線２を介して伝送されるものとする。
【００１１】
通信用フィーダ線２は、互いに平行に敷設された１組のフィーダ線２ａ、２ｂから構成されている。そして、フィーダ線２ａ、２ｂには、図２に示すように、送信装置３により互いに極性の反転した制御信号が入力される。なお、１組のフィーダ線に対して互いに極性の反転した信号を供給する機能は、公知の技術により実現可能である。
【００１２】
カプラ装置４は、移動体１に取り付けられ、通信用フィーダ線２と結合する。ここで、「結合」とは、通信用フィーダ線２と電気的／磁気的に結合することをいい、実施形態では通信用フィーダ線２を介して伝送される制御信号を取り出すことを意味するが、通信用フィーダ線２に信号を乗せることも含む。
【００１３】
図３は、カプラ装置４の構成を示す図である。なお、通信用フィーダ線２（２ａ、２ｂ）は、紙面に垂直方向に伸びていることを表している。
カプラ装置４は、移動体１が上述の経路を走行する際に、通信用フィーダ線２（２ａ、２ｂ）を挟むように配置される１組のカプラ電極５ａ、５ｂから構成される。具体的には、移動体１が上記経路を走行する際に、カプラ電極５ａがフィーダ線２ｂよりもフィーダ線２ａに近接すると共に、カプラ電極５ｂがフィーダ線２ａよりもフィーダ線２ｂに近接するように配置される。ここで、カプラ電極５ａ、５ｂは、それぞれ、例えば、所定の面積を持った金属板により実現可能である。なお、図３において、カプラ電極５ａ、５ｂは、それぞれ、紙面に垂直方向に所定の長さを持っている。
【００１４】
カプラ電極５ａ、５ｂは、検出回路１１に接続される。ここで、検出回路１１は、カプラ電極５ａ、５ｂ間の電位差を検出する。復調回路１２は、検出回路１１の出力を復調する。そして、制御回路１３は、復調回路１２により復調された信号を解釈し、それに従って移動体１の動作を制御する。
【００１５】
上記構成においては、カプラ電極５ａは、フィーダ線２ａ、２ｂの双方との間で容量性結合を生じ得る。しかし、カプラ電極５ａは、フィーダ線２ａに近接するので、フィーダ線２ｂとの間の容量性結合は、フィーダ線２ａとの間の容量性結合と比べて相対的に弱い。このため、カプラ電極５ａと通信用フィーダ線２との間の容量性結合は、カプラ電極５ａとフィーダ線２ａとの間の容量性結合が支配的になる。すなわち、カプラ電極５ａには、フィーダ線２ａを介して伝送される信号に対応する電位が生じる。同様に、カプラ電極５ｂと通信用フィーダ線２との間の容量性結合は、カプラ電極５ｂとフィーダ線２ｂとの間の容量性結合が支配的になる。すなわち、カプラ電極５ｂには、フィーダ線２ｂを介して伝送される信号に対応する電位が生じる。ところが、フィーダ線２ａ、２ｂには、互いに極性の反転した信号が伝送されている。したがって、カプラ電極５ａ、５ｂには、互いに極性の反転した電位が生じることになる。
【００１６】
ところで、通信用フィーダ線２を介して伝送される信号は、上述したように、カプラ装置４によりピックアップされ、そのカプラ装置４の出力電圧として移動体１に取り込まれる。ここで、カプラ装置４の出力電圧は、カプラ電極５ａ、５ｂ間の電位差として検出回路１１により検出される。そして、カプラ電極５ａ、５ｂには、互いに極性の反転した電位が生じている。したがって、それらの差分として得られるカプラ装置４の出力電圧は、図４に示すように、単一のカプラ電極を用いて通信用フィーダ線を介して伝送されている信号を検出する場合と比較して、大きな電圧となる。すなわち、実施形態のカプラ装置は、信号検出感度が高い。
【００１７】
このように、実施形態のカプラ装置は、そのサイズを大きくすることなく、信号検出感度を向上させている。
また、カプラ装置４は、カプラ電極５ａ、５ｂ間の電位差を出力するので、通信用フィーダ線２に対するカプラ装置４の相対位置がずれたとしても、その出力電圧は安定している。すなわち、例えば、図５(a) に示すように、通信用フィーダ線２がカプラ電極５ａに近づく方向に（すなわち、通信用フィーダ線２がカプラ電極５ｂから遠ざかる方向に）にずれたとすると、カプラ電極５ａ、５ｂに生じる電位は、図５(b) に示すようにアンバランスになる。具体的には、カプラ電極５ａに生じる電位の絶対値は大きくなり、カプラ電極５ｂに生じる電位の絶対値はその分だけ小さくなる。しかし、通信用フィーダ線２に対するカプラ装置４の相対位置のズレに起因してカプラ電極５ａ、５ｂに生じる電位が変動しても、それらの差分は一定である。すなわち、図３に示した検出回路１１を用いて検出されるカプラ電極５ａ、５ｂ間の電圧は、一定であり、図４に示した場合と同じになる。
【００１８】
このように、実施形態のカプラ装置は、常に、安定した信号検出感度が得られる。
なお、カプラ電極５ａ、５ｂの形状は、特に限定されるものではない。すなわち、カプラ電極５ａ、５ｂは、図３に示すような平板形状であってもよいし、図６に示すように、通信用フィーダ線２を包み込むように適切に折れ曲がった形状または湾曲した形状等であってもよい。このとき、通信用フィーダ線２を包み込むようにカプラ電極を形成すれば、信号検出感度が更に向上する。
【００１９】
また、カプラ装置は、図３〜図６に示した実施形態では１組のカプラ電極から構成されているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、カプラ装置は、図７(a) 又は図７(b) に示すように、１組のコイルにより構成されるコイル式カプラであってもよい。この場合、１組のコイル２１ａ、２１ｂは、通信用フィーダ線２（２ａ、２ｂ）を挟むように配置される。
【００２０】
コイル式カプラは、通信用フィーダ線２を介して信号が伝送されたときに、その周辺に発生する磁束の変化を検出することにより、信号をピックアップする。すなわち、通信用フィーダ線２の周辺の磁束が変化すると、それに起因してコイルに生じる誘導電圧も変化するので、その誘導電圧をモニタすることにより通信用フィーダ線２を介して伝送されている信号が検出される。
【００２１】
実施形態のシステムでは、フィーダ線２ａ、２ｂを介して互いに極性の反転した信号が伝送されている。このため、図７(a) に示すようにコイル２１ａ、２１ｂが配置されると、それらのコイルに逆極性の誘導電圧が発生する。すなわち、コイル２１ａ、２１ｂを適切に直列接続すれば、各コイルにおいて発生した誘導電圧の絶対値の加算値が得られる。また、通信用フィーダ線２に対するカプラ装置の相対位置が図面上の左右方向にずれたとしても、図５を参照しながら説明した原理と同様に、カプラ装置の出力電圧は安定している。このように、図７(a) に示す構成であっても、図３〜図６に示した構成と同様の効果が得られる。
【００２２】
一方、図７(b) に示すようにコイル２１ａ、２１ｂが配置された場合は、フィーダ線２ａ、２ｂの周辺に発生する磁束が効率的に各コイルにより検出される。したがって、信号検出感度が向上する。
なお、上述の例では、通信用フィーダ線２を介して伝送されている信号を取り出す場合を採り上げたが、実施形態のカプラ装置は、移動体１から通信用フィーダ線２へ信号を乗せる場合にも使用可能である。そして、実施形態のカプラ装置は、移動体１から通信用フィーダ線２へ信号を乗せる場合においても、通信用フィーダ線２から信号を取り出す場合と同様の効果を享受できる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、通信用フィーダ線に対するカプラ装置の相対位置がずれた場合であっても、それらの間の結合が安定しているので、通信用フィーダ線を利用した通信の品質が安定する。また、カプラ装置の感度が向上するので、カプラ装置と通信用フィーダ線との間の距離を大きくすることが可能となり、設計の自由度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のカプラ装置を備える移動体が使用される環境を示す図である。
【図２】通信用フィーダ線を介して伝送される信号を示す図である。
【図３】カプラ装置の構成を示す図である。
【図４】カプラ装置の出力を示す図である。
【図５】通信用フィーダ線に対するカプラ装置の相対位置がずれた場合における、カプラ装置の出力を示す図である。
【図６】図３に示すカプラ装置の変形例である。
【図７】他の実施形態のカプラ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１    移動体
２（２ａ、２ｂ）  通信用フィーダ線
４    カプラ装置
５ａ、５ｂ  カプラ電極
２１ａ、２１ｂ  コイル
【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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