JP2005186842A - 有軌道台車システム - Google Patents

Abstract

【構成】 有軌道台車を前後一対のボギー台車で走行させ、一方のボギー台車の左右に受電ユニットを、他方のボギー台車の左右に通信ユニットを配置する。受電ユニットや通信ユニットは、ボギー台車の回動軸に接続し、走行車輪の向きの変化に応じて回動できるようにする。
【効果】 分岐部に給電線を最小限に敷設すると、有軌道台車に途切れずに給電できる。
【選択図】 図６

Description

この発明は有軌道台車への給電に関し、特に分岐部でも有軌道台車に連続して途切れずに給電できるようにすることにある。

有軌道台車システムでは、有軌道台車を走行レールに沿って走行させ、走行レールあるいはこれに平行な給電レールから有軌道台車に給電する。ここで走行レールがカーブあるいは分岐する場合、有軌道台車への給電が不安定になる。

特許文献１は、前後一対の受電ユニットを有軌道台車に設け、走行レールに沿ってレールに直角な方向に、各受電ユニットをシフトできるようにすることを開示している。このようにするとカーブでも有軌道台車は安定して受電できるが、分岐部では有軌道台車が受電できない位置が生じる。ところで、有軌道台車システムの運用からは、任意の位置で有軌道台車が受電できることが好ましい。任意の位置で有軌道台車が受電できると、有軌道台車を任意の位置で停止させ、かつその位置から再起動させることができる。受電できない位置があると、衝突の回避、停電その他でその位置に停止した場合、有軌道台車が再起動できなくなる。
特許第３２９８３４８号

この発明の課題は、カーブのみでなく分岐部でも、有軌道台車が安定して受電できるようにした、有軌道台車システムを提供することにある。
請求項２の発明での追加の課題は、受電のみでなくコントローラ等との通信も、カーブでも分岐部でも安定して行えるようにすると共に、分岐部で必要最小限の範囲に給電線や通信線を敷設すればよいようにすることにある。
請求項３の発明での追加の課題は、カーブや分岐部などでの受電をさらに容易にし、また受電ユニットの着脱を容易にすることにある。

この発明は、走行レールと平行に給電線を敷設すると共に、有軌道台車本体に回動自在に接続したボギー台車を、走行レールによりガイドして走行させるようにした有軌道台車システムにおいて、前記ボギー台車の左右に受電ユニットを設けたことを特徴とする。

好ましくは、前記ボギー台車を有軌道台車の前後に設けて、一方のボギー台車の左右に受電ユニットを、他方のボギー台車の左右に通信ユニットを設ける（請求項２）。特に好ましくは、給電線を通信線に兼用し、給電に用いる周波数と通信に用いる周波数とを違えて、給電線で給電と通信の双方ができるようにする。

好ましくは、有軌道台車本体に対して回動自在なボギー台車の回動軸に前記受電ユニットを接続する（請求項３）。

この発明の有軌道台車システムでは、受電ユニットをボギー台車の左右両側に取り付ける。このため、走行レールのカーブにボギー台車が追随して姿勢を変えながら走行すると、受電ユニットもこれに追随して姿勢を変え、カーブでも確実に受電できる。分岐部では走行レールの直進側と分岐側の双方に給電線を敷設する。言い換えると、分岐箇所で走行レールの左右に、即ち有軌道台車の左右に対して給電線を敷設し、一方の給電線を直進側などの走行レールに沿って分岐部の出口側へ敷設し、他方を分岐側などの走行レールに沿って分岐部の出口側へ敷設する。このため分岐部では左右の受電ユニットの一方で直進側から受電し、他方で分岐側から受電でき、分岐の過程で一方の受電ユニットが給電線から離れても、他方の受電ユニットで受電できる。このため走行ルートの、メンテナンスエリアなどを除く、ほぼ全域で有軌道台車が受電でき、任意の位置で有軌道台車は停止可能で、また停電時などに任意の位置で停止してもその位置から再起動できる。

請求項２の発明では、カーブでも分岐部でも、受電と、コントローラなどとの間の通信を確実に行うことができる。さらに分岐部で給電線や通信線の敷設を最小限にできる。例えば分岐側の給電線や通信線を分岐が始まった位置以降に敷設して、直進側の給電線や通信線と、分岐側の給電線や通信線とを同時に用いることができないようにできる。この場合でも、受電ユニットや通信ユニットは確実に直進側もしくは分岐側の給電線や通信線と接続され、受電や通信ができない位置は生じない。

請求項３の発明では、ボギー台車を有軌道台車本体に対して回動させる軸に受電ニットを直接あるいは間接に取り付けて接続する。このため給電線を走行レールと異なる高さに設ける場合に、受電ユニットをボギー台車と高さを違えて設置するのが容易になり、また受電ユニットはボギー台車の回動に自然に連動して向きを変え、さらに受電ユニットの取付や取り外しを軸の横側から行うことができる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図６に実施例を示す。図１に、走行レール２や給電レール５，６と天井走行車７との関係を示す。走行レール２は吊りボルト４などにより、クリーンルームの天井などから吊り下げられ、走行レール２の下部に左右の給電レール５，６が例えば嵌着して取り付けられている。天井走行車７は走行部８と、給電部１０並びに天井走行車本体１４とからなり、天井走行車本体１４には横送り部１６と昇降駆動部１８並びに昇降台２０がある。そして横送り部１６で昇降駆動部１８と昇降台２０を走行レール２に対して直角方向に横送りし、昇降駆動部１８で昇降台２０を昇降させ、かつ昇降台２０を水平面内で回動させる。また昇降台２０は図示しない半導体カセットなどの搬送物品をチャックし、あるいはその底面を支持して搬送する。

走行部８には例えば左右一対の走行車輪２２，２２を設け、上部には例えば左右一対のガイドローラ２４，２４を設けると共に、その両外側の分岐用ローラ２５，２６を設け、ガイドレール２８でガイドする。分岐用ローラ２５，２６は昇降部３０により昇降自在で、ガイドレール２８でガイドされる位置とガイドされない位置の間を昇降し、これによって分岐部での分岐と直進などを制御する。３２は天井走行車本体１４に固定した固定軸で、天井走行車本体１４の重量を走行部８に伝え、これと同軸の回動軸３４を走行部８に取り付けて、走行レール２の下部の開口から下に延ばす。回動軸３４は走行車輪２２の軸と共に回動する。また軸受け３６で、固定軸３２と走行部８とを回動自在に接続する。

給電部１０では回動軸３４の左右に受電ユニット１２，１２があり、例えば断面Ｅ字状の磁性体コア３８を設けて、受電コイル４０により受電し、整流回路などを搭載した基板４２により、天井走行車７の電源とする。給電レール５，６には給電線と通信線兼用のリッツ線４４を例えば上下一対配置し、上下のリッツ線４４，４４はループをなし、停止位置などの教示のために、上下のリッツ線４４，４４の奧側（左右方向外側）にドッグ４６を設ける。４７はリニアセンサで、例えば天井走行車本体１４などに設け、４８は被検出プレートで、走行レール２などに取り付ける。そして被検出プレート４８をリッツ線４４からなるべく離して、リニアセンサ４７のノイズを小さくする。リニアセンサ４７は被検出プレート４８に対する位置を検出し、被検出プレート４８の位置が既知であれば、天井走行車７の絶対位置が判明する。

図２に、給電部１０の構成を示すと、給電部１０は回動軸３４に取り付けられて、給電部１０の左右双方に受電ユニット１２が取り付けられ、走行車輪２２の車軸に連動して回動し、リッツ線よりも給電レールの奥に入り込むように磁性体コア３８が設けられ、上下例えば３枚の磁性体コアのうち、中央の磁性体コアに受電コイル４０を巻き回して受電し、基板４２で整流する。

図３に、通信部１１の構成を示す。通信部１１も回動軸３４に取り付けられ、走行車輪２２の車軸に連動して向きが変化する。通信部１１の左右両側に通信ユニット５０，５０を設け、ピックアップコイル５４を備えたピックアップ５２により、リッツ線４４を流れる信号を検出し、もしくはリッツ線４４に信号を送信する。なおリッツ線４４での給電用周波数を例えば９ＫＨｚとすると、通信用周波数を１００ＫＨｚ〜１ＭＨｚなどの高い周波数とし、給電用とは周波数を異ならせ、特に１０倍以上高い周波数とする。通信用と給電用とで周波数を大きく異ならせると、通信用の帯域へのノイズを小さくできる。また通信相手は、天井走行車システムのコントローラや他の天井走行車、並びに図示しない地上側のステーションなどである。

給電レール５，６の例えばいずれか一方に、ドッグ４６を設け、天井走行車の停止位置などの教示を行う。これに対応して、ピックアップ５２にはフォトインタラプタ５６を設け、ドッグ４６でフォトインタラプタ５６の発光側から受光側への光が遮られると、ドッグ４６を検出する。ドッグの種類やドッグ検出用のセンサの種類は任意である。５８は通信ユニット５０の基板で、信号の送受信並びにドッグ４６の検出を行う。

図４に、前後のボギー台車７０ａ，７０ｂの配置を示すと、固定軸３２により天井走行車本体を支持し、例えば前側のボギー台車７０ａでは、その左右両側に受電ユニット１２，１２を設け、後側のボギー台車７０ｂではその左右両側に通信ユニット５０，５０を設ける。また固定軸３２，３２を結ぶように図示しないフレームを設け、このフレーム上に駆動輪６０と変速機６２並びに走行モータ６４を搭載して、走行レールの上部底面などを用いて走行駆動できるようにする。

図５にカーブでの走行を示す。リッツ線４４は走行レールの左右双方に敷設可能であるが、簡単のためその一方にのみ敷設するものとする。受電ユニット１２は走行車輪２２の車軸に連動して水平面内で回動し、走行車輪２２は走行レールでガイドされるので、受電ユニット１２は絶えずリッツ線４４に対して正しい位置に保たれる。同様に、通信ユニット５０も走行車輪２２の車軸に連動して回動するので、カーブでも通信ユニット５０はリッツ線４４に対して正しい位置に保たれる。このためカーブで受電や通信を問題なく行うことができる。

図６は走行レールの分岐を示し、４４ａは直進側の片側に敷設したリッツ線、４４ｂは分岐側の片側に敷設したリッツ線で、始端７２から始まる。またリッツ線４４ａ，４４ｂは上下に敷設されて各々のループを成し、７４は電源で、７６ａ，７６ｂはコントローラである。そして分岐側と直線側とでは、異なる電源と異なるコントローラとを使用する。

天井走行車が分岐部を直進する場合、リッツ線４４ａを用いて絶えず受電し、かつ通信できる。問題は図６のように分岐する場合である。ボギー台車７０ａでは、左側の受電ユニット１２ａがリッツ線から離れているが、右側の受電ユニット１２ｂはリッツ線４４ｂに接して受電できる。そして受電ユニット１２ａがリッツ線４４ａから離れ始めるのは分岐が始まる箇所で、この場所に始端７２があり、始端７２以降にはリッツ線４４ｂが敷設されているため、常時受電できる。同様に、始端７２までは通信ユニット５０ａでコントローラ７６ａと通信し、始端７２を通過して分岐側へ走行すると、リッツ線４４ｂと通信ユニット５０ｂを用いてコントローラ７６ｂと通信できる。

前後のボギー台車７０ａ，７０ｂの左右の合計４カ所に受電ユニットと通信ユニットがあり、これらの４点の対角方向に同じ種類のユニットを揃えても良い。図６の鎖線で、受電ユニット１２ｃをボギー台車７０ｂに設け、通信ユニット５０ｃをボギー台車７０ａに設けた例を示す。図６の位置では、受電ユニット１２ａがリッツ線４４ａから離れ、受電ユニット１２ｃはリッツ線４４ｂの始端よりも手前にあるため、天井走行車は受電が行われない。これに対して、一方のボギー台車７０ａの左右に受電ユニット１２ａ，１２ｂを設け、他方のボギー台車７０ｂの左右に通信ユニット５０ａ，５０ｂを設けると、分岐部の任意の位置で受電と通信とが行える。

上記の問題を除くには、リッツ線４４ｂの始端７２の位置を走行レールの手前側（上流側）まで延長すればよい。しかしこのようにすると、リッツ線を敷設する区間が延びるだけでなく、同じ区間に対して２つの電源から給電することになり、走行レールのメンテナンスなどの際に電源を落とさねばならない区間が長くなる。また通信ユニットは２つのコントローラに対して同時に通信できることになり、どちらのコントローラに対して通信しているのかを明確にする必要が生じる。このため給電の管理や有軌道台車の制御、通信の手順が複雑になる。

実施例では天井走行車を例に説明したが、地上走行の有軌道台車システムでも同様である。また実施例では天井走行車が走行レールや給電レールに懸垂走行する例を示したが、給電レールや走行レールの上部を天井走行車が走行するものでも良い。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) カーブでも分岐部でも、途切れずに受電と通信とを行うことができる。
(2) 給電線を通信線に兼用できる。
(3) 給電線の敷設を最小限にでき、また１つの区間に２つの電源から同時に給電し、あるいは２つのコントローラから同時に指令することがない。
(4) 受電ユニットや通信ユニットのメンテナンスが容易である。即ち給電レールのない部分まで天井走行車を移動させ、側面から受電ユニットや通信ユニットを着脱できる。

実施例で用いた有軌道台車と走行レール及び給電レールを示す要部断面図 実施例で受電ユニットをボギー台車の回動側に取り付けた状態を示す平面図 実施例で通信ユニットをボギー台車の回動軸側に取り付けた状態を示す正面図 通信線兼用の給電線に対する、前後のボギー台車の受電ユニット並びに通信ユニットの配置を模式的に示す平面図 カーブでの通信線兼用の給電線に対する受電ユニットや通信ユニットの配置を模式的に示す図 分岐部での通信線兼用の給電線の配置と、それに対する受電ユニットや通信ユニットの配置を模式的に示す図

符号の説明

２ 走行レール
４ 吊りボルト
５，６ 給電レール
７ 天井走行車
８ 走行部
１０ 給電部
１１ 通信部
１２ 受電ユニット
１４ 天井走行車本体
１６ 横送り部
１８ 昇降駆動部
２０ 昇降台
２２ 走行車輪
２４ ガイドローラ
２５，２６ 分岐用ローラ
２８ ガイドレール
３０ 昇降部
３２ 固定軸
３４ 回動軸
３６ 軸受け
３８ 磁性体コア
４０ 受電コイル
４２ 基板
４４ リッツ線
４６ ドッグ
４７ リニアセンサ
４８ 被検出プレート
５０ 通信ユニット
５２ ピックアップ
５４ ピックアップコイル
５６ フォトインタラプタ
５８ 基板
６０ 駆動輪
６２ 変速機
６４ 走行モータ
７０ａ，ｂ ボギー台車
７２ 始端
７４ 電源
７６ａ，ｂ コントローラ

Claims (3)

1. 走行レールと平行に給電線を敷設すると共に、有軌道台車本体に回動自在に接続したボギー台車を、走行レールによりガイドして走行させるようにしたシステムにおいて、
   前記ボギー台車の左右に受電ユニットを設けたことを特徴とする、有軌道台車システム。
2. 前記ボギー台車を有軌道台車の前後に設けて、一方のボギー台車の左右に受電ユニットを、他方のボギー台車の左右に通信ユニットを設けたことを特徴とする、請求項１の有軌道台車システム。
3. 有軌道台車本体に対して回動自在なボギー台車の回動軸に前記受電ユニットを接続したことを特徴とする、請求項１または２の有軌道台車システム。
   

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