(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024019784
(43)【公開日】2024-02-14
(54)【発明の名称】ローラコンベアシステム
(51)【国際特許分類】
B65G 39/00 20060101AFI20240206BHJP
H02K 7/18 20060101ALI20240206BHJP
H02K 7/10 20060101ALI20240206BHJP
B65G 23/04 20060101ALI20240206BHJP
【ＦＩ】
B65G39/00 Z
H02K7/18 A
H02K7/10 Z
B65G23/04 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022122455
(22)【出願日】2022-08-01
(71)【出願人】
【識別番号】391025246
【氏名又は名称】株式会社東京理工舎
(74)【代理人】
【識別番号】100148862
【弁理士】
【氏名又は名称】赤塚 正樹
(74)【代理人】
【識別番号】100179811
【弁理士】
【氏名又は名称】石井 良和
(72)【発明者】
【氏名】中島 篤志
(72)【発明者】
【氏名】岡崎 孝宣
(72)【発明者】
【氏名】本多 悠一郎
【テーマコード（参考）】
3F033
5H607
【Ｆターム（参考）】
3F033CA05
5H607BB02
5H607BB14
5H607BB17
5H607BB26
5H607CC05
5H607EE26
5H607FF21
(57)【要約】
【課題】センサを駆動する電力を独自に賄うことができ、低コストで場所を選ばずにコーラコンベアを設置することができるローラコンベアシステムを提供する。
【解決手段】本発明に係るのローラコンベアシステム１は、導電体で構成された複数のコンベアローラ２と、複数のコンベアローラ２の少なくとも１つに対向して設けられた非接触式発電機と、非接触式発電機から送電される電力により駆動するセンサ４とを有する。非接触式発電機は、アウターロータ型発電機またはインナーロータ型発電機である。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係るのローラコンベアシステム１は、導電体で構成された複数のコンベアローラ２と、複数のコンベアローラ２の少なくとも１つに対向して設けられた非接触式発電機と、非接触式発電機から送電される電力により駆動するセンサ４とを有する。非接触式発電機は、アウターロータ型発電機またはインナーロータ型発電機である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電体で構成された複数のコンベアローラと、
複数の前記コンベアローラの少なくとも１つに対向して設けられた非接触式発電機と、
前記非接触式発電機から送電される電力により駆動するセンサと
を有する
ローラコンベアシステム。
複数の前記コンベアローラの少なくとも１つに対向して設けられた非接触式発電機と、
前記非接触式発電機から送電される電力により駆動するセンサと
を有する
ローラコンベアシステム。
【請求項2】
前記非接触式発電機は、前記コンベアローラと対向する筒状ロータと、
前記筒状ロータの内表面に沿って放射状に間隔をあけて前記筒状ロータ上に配列して設置される複数の磁石と、
前記筒状ロータの内部に収容され、ステータコアと当該ステータコアに巻回されたコイルとを備えるステータと
を有する
請求項１に記載のローラコンベアシステム。
前記筒状ロータの内表面に沿って放射状に間隔をあけて前記筒状ロータ上に配列して設置される複数の磁石と、
前記筒状ロータの内部に収容され、ステータコアと当該ステータコアに巻回されたコイルとを備えるステータと
を有する
請求項１に記載のローラコンベアシステム。
【請求項3】
前記ステータコアは、珪素鋼板で構成されている
請求項２に記載のローラコンベアシステム。
請求項２に記載のローラコンベアシステム。
【請求項4】
前記筒状ロータと前記コンベアローラとの距離は、４～２０ｍｍである
請求項２に記載のローラコンベアシステム。
請求項２に記載のローラコンベアシステム。
【請求項5】
前記非接触式発電機は、前記コンベアローラと対向するロータと、
前記ロータの外表面に沿って放射状に間隔をあけて前記筒状ロータ上に配列して設置される複数の磁石と、
前記ロータの前記コンベアローラと対向する部分が露出するように前記ロータを覆い、ステータコアと当該ステータコアに巻回されたコイルとを備えるステータと
を備えるステータと
を有する
請求項１に記載のローラコンベアシステム。
前記ロータの外表面に沿って放射状に間隔をあけて前記筒状ロータ上に配列して設置される複数の磁石と、
前記ロータの前記コンベアローラと対向する部分が露出するように前記ロータを覆い、ステータコアと当該ステータコアに巻回されたコイルとを備えるステータと
を備えるステータと
を有する
請求項１に記載のローラコンベアシステム。
【請求項6】
前記ステータコアは、珪素鋼板で構成されている
請求項５に記載のローラコンベアシステム。
請求項５に記載のローラコンベアシステム。
【請求項7】
前記ロータと前記コンベアローラとの距離は、１～６ｍｍである
請求項５に記載のローラコンベアシステム。
請求項５に記載のローラコンベアシステム。
【請求項8】
前記センサは、搬送物の通過を検出するセンサである
請求項１に記載のローラコンベアシステム。
請求項１に記載のローラコンベアシステム。
【請求項9】
交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、
直流電圧に変換した電力を蓄電するインダクタと、
前記インダクタから供給された電力を前記センサの駆動用の電力として蓄電するコンデンサと
を有し、
前記センサは、取得した情報を外部に無線により送信する無線通信手段を有し、
前記無線通信手段は、前記情報の送信時以外には待機状態となるよう構成され、
前記送信時の電力消費を前記待機状態時に前記コンデンサに蓄電して確保するよう構成されている
請求項１に記載のローラコンベアシステム。
直流電圧に変換した電力を蓄電するインダクタと、
前記インダクタから供給された電力を前記センサの駆動用の電力として蓄電するコンデンサと
を有し、
前記センサは、取得した情報を外部に無線により送信する無線通信手段を有し、
前記無線通信手段は、前記情報の送信時以外には待機状態となるよう構成され、
前記送信時の電力消費を前記待機状態時に前記コンデンサに蓄電して確保するよう構成されている
請求項１に記載のローラコンベアシステム。
【請求項10】
さらに、前記センサと前記コンデンサとの間に設けられた電界効果トランジスタを有し、
前記電界効果トランジスタは、前記コンデンサ内への蓄電と前記センサへの電力供給を制御することにより、前記センサを間欠的に駆動させる
請求項９に記載のローラコンベアシステム。
前記電界効果トランジスタは、前記コンデンサ内への蓄電と前記センサへの電力供給を制御することにより、前記センサを間欠的に駆動させる
請求項９に記載のローラコンベアシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ローラコンベアシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から物流において荷物等の搬送物を搬送するのに、ローラコンベアが用いられている。また、搬送物が搬送されているかどうかをチェックするための検出センサ等が設置されている場合もある。このようなセンサを駆動させるためには、電源を確保する必要がある。コンセントなどから電源を確保する場合、配線しなければならず、配線自体が動線を妨げたり、物流倉庫内のレイアウト上の制限を受けたりする場合がある。
このような問題を解決するために、例えば、コンベアローラ内部に発電機を設けたり（特許文献１参照）、コンベアローラ自体が発電機として機能したりするローラコンベアシステムが知られている（特許文献２参照）。
このような問題を解決するために、例えば、コンベアローラ内部に発電機を設けたり（特許文献１参照）、コンベアローラ自体が発電機として機能したりするローラコンベアシステムが知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１０－０２３９３３号公報
【特許文献1】特表２０１８－５０９８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来のようなローラコンベアシステムでは、特殊な構造のコンベアローラが必要となり、種々のローラコンベアには対応できず、また、コストがかかるといった問題もある。
【0005】
そこで、本発明は、センサを駆動する電力を独自に賄うことができ、低コストで場所を選ばずにコーラコンベアを設置することができるローラコンベアシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、導電体で構成された複数のコンベアローラと、
複数の前記コンベアローラの少なくとも１つに対向して設けられた非接触式発電機と、
前記非接触式発電機から送電される電力により駆動するセンサと
を有する
ローラコンベアシステムである。
複数の前記コンベアローラの少なくとも１つに対向して設けられた非接触式発電機と、
前記非接触式発電機から送電される電力により駆動するセンサと
を有する
ローラコンベアシステムである。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、センサを駆動する電力を独自に賄うことができ、低コストで場所を選ばずにコーラコンベアを設置することができるローラコンベアシステムを提供することができる。また、非接触式とすることにより、コンベアのローラや発電機の摩耗を抑制することができる。また、既存のローラコンベアに対して容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明のローラコンベアシステムの第１実施形態を示した模式図である。
【図5】本発明のローラコンベアシステムの第２実施形態を示した模式図である。
【図7】本発明のローラコンベアシステムの一例を説明する回路図である。
【図8】ＡＣ／ＤＣコンバータの動作の一例を説明する回路図である。
【図9】昇降圧チョッパの動作の一例を説明する図である。
【図10】本発明のローラコンベアシステムの他の一例を説明する回路図である。
【図11】無線通信手段の間欠動作を説明するためのグラフである。
【図12】本発明のローラコンベアシステムの一例を説明する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明のローラコンベアシステムの好適な実施形態について詳細に説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明のローラコンベアシステムの第１施形態について説明する。図１は、本発明のローラコンベアシステムの第１実施形態を示した模式図、図２は、図１のローラコンベアシステムが備えるアウターロータ型発電機の縦断面図、図３は、図１のローラコンベアシステムが備えるアウターロータ型発電機のステータコアを表す斜視図、図４は、図１のローラコンベアシステムが備えるアウターロータ型発電機の三相型（ａ）及び単相型（ｂ）を示す模式図である。
［第１実施形態］
まず、本発明のローラコンベアシステムの第１施形態について説明する。図１は、本発明のローラコンベアシステムの第１実施形態を示した模式図、図２は、図１のローラコンベアシステムが備えるアウターロータ型発電機の縦断面図、図３は、図１のローラコンベアシステムが備えるアウターロータ型発電機のステータコアを表す斜視図、図４は、図１のローラコンベアシステムが備えるアウターロータ型発電機の三相型（ａ）及び単相型（ｂ）を示す模式図である。
【0010】
本発明に係るローラコンベアシステム１は、図１に示すように、導電体で構成された複数のコンベアローラ２と、複数のコンベアローラ２の少なくとも１つに対向して設けられた非接触式発電機３と、非接触式発電機から送電される電力により駆動するセンサ４と有している。
【0011】
複数のコンベアローラ２は、それぞれの回転軸が平行となるように配列している。また、複数のコンベアローラ２が配列した面は、配列方向の一方に傾斜している。これにより、搬送されてきた搬送物は自重により傾斜面を下って、さらに先へと搬送される。この際に、搬送物によってコンベアローラ２が回転させられる。なお、本実施形態では、コンベアローラ２は、搬送物の通過によって回転させられる受動ローラであるが、駆動手段によって単独で回転できる能動ローラであってもよい。能動ローラの場合、複数のコンベアローラ２が配列した面は、水平でもよいし、搬送方向に向かって上り傾斜でも下り傾斜でもよい。
コンベアローラ２を構成する導電体としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス、銅等の金属材料や導電性プラスチック等を用いることができる。
コンベアローラ２を構成する導電体としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス、銅等の金属材料や導電性プラスチック等を用いることができる。
【0012】
図２及び図３に示す非接触型発電機３は、アウターロータ型発電機であり、コンベアローラ２と対向する筒状ロータ３１と、筒状ロータ３１の内表面に沿って放射状に間隔をあけて筒状ロータ３１上に配列して設置される複数の磁石３２と、筒状ロータ３１の内部に収容されたステータ３３とを有している。ステータ３３は、ステータコア３３０と当該ステータコア３３０に巻回されたコイル３３１とを備えている。
筒状ロータ３１は、ステータ３３を中心に回転可能となっており、内表面に沿って複数の磁石３２を設置可能となっている。
磁石３２は、ネオジム磁石、サマコバ磁石、アルニコ磁石やフェライト磁石等の永久磁石で構成されて、Ｎ極とＳ極が交互に配置した構造となっている。本実施形態では、６つの磁石３２を配置した構造となっているが、磁石３２の数はこれに限定されず、２つ以上あればよい。
筒状ロータ３１は、ステータ３３を中心に回転可能となっており、内表面に沿って複数の磁石３２を設置可能となっている。
磁石３２は、ネオジム磁石、サマコバ磁石、アルニコ磁石やフェライト磁石等の永久磁石で構成されて、Ｎ極とＳ極が交互に配置した構造となっている。本実施形態では、６つの磁石３２を配置した構造となっているが、磁石３２の数はこれに限定されず、２つ以上あればよい。
【0013】
本実施形態において、ステータコア３３０は、中心から放射状に６つのスロット３３０ａで構成されている。コイル３３１は、それぞれのスロット３３０ａに巻回されている。コイル３３１の巻数は、特に限定されず、取得したい性能に応じて適宜変更することができる。なお、スロット３３０ａの数は、２つ以上であれば特に限定されないが、６つ以上であることが好ましい。ステータコア３３０としては、樹脂材料で構成された空芯コアや、珪素鋼板で構成された珪素鋼板コアを用いることができる。珪素鋼板コアとすることで、出力電圧を向上させる効果がある。ただし、珪素鋼板コアの場合、初動でコギングが大きく、コンベアローラ２の回転速度が低い場合に発電機が回転開始しにくい。このため、搬送物によってコンベアローラ２が回される受動ローラ等でコンベアローラ２の回転速度が低い場合は空芯コアを用いることが好ましく、例えば、コンベアローラ２が駆動手段によって回転する能動ローラ等でコンベアローラ２の回転速度が高い場合は、珪素鋼板コアを用いることが好ましい。
【0014】
珪素鋼板コアを用いた場合のように静止状態からの初動に課題がある場合、磁石の数よりもスロット３３０ａの数を多くすることにより（例えば、図示の構成のように磁石３２が６つの場合、スロット３３０ａの数を７つにする等することにより）、６つの磁石３２に対して位相をずらし、コギングを抑制し、筒状ロータ３１をよりスムーズに回転させることができる。
空芯コアを用いるか、珪素鋼板コアを用いるかは、発電機全体の重量、コスト、コンベアローラ２の回転方式等を考慮して選定する。
空芯コアを用いるか、珪素鋼板コアを用いるかは、発電機全体の重量、コスト、コンベアローラ２の回転方式等を考慮して選定する。
【0015】
このような構成の非接触型発電機３では、搬送されてきた搬送物によってコンベアローラ２が回転し、回転するコンベアローラ２と磁石３２の磁束が鎖交すると、コンベアコーラ２に発生する渦電流により、非接触式発電機３の筒状ロータ３１が回転し、それとともに磁石３２が回転する。これと同時に、磁石３２の磁束はコイル３３１と鎖交するため、コイル３３１は、筒状ロータ３１の回転速度に比例した誘導電圧を生成し、発電する。
【0016】
アウターロータ型発電機の場合、筒状ロータ３１とコンベアローラ２との距離は、３～２０ｍｍであることが好ましく、４～２０ｍｍであることがより好ましい。筒状ロータ３１とコンベアローラ２との距離が前記下限値未満であると、筒状ロータ３１の回転速度は増加するが、筒状ロータ３１を回転させるためのエネルギーが増大し、コンベアローラ２の回転速度が低下する可能性がある。筒状ロータ３１とコンベアローラ２との距離が前記上限値を超えると、筒状ロータ３１の回転速度が低下し、発電効率が低下する場合がある。
なお、アウターロータ型の非接触型発電機３は、図４（ａ）に示す三相型であってもよいし、図４（ｂ）に示すような単相型であってもよい。
なお、アウターロータ型の非接触型発電機３は、図４（ａ）に示す三相型であってもよいし、図４（ｂ）に示すような単相型であってもよい。
【0017】
センサ４は、非接触型発電機３から送電される電力により駆動するものである。
センサ４は、熱を検出するもの、向きや方向を検出するもの、搬送物の通過を検出するもの等、いかなるものを検出するものであってもよい。特に物流においては、搬送物の通過を検出するものをセンサ４として用いることが好ましい。
また、センサ４は、取得した情報を外部に無線により送信する無線通信手段を備えていてもよい。
センサ４は、熱を検出するもの、向きや方向を検出するもの、搬送物の通過を検出するもの等、いかなるものを検出するものであってもよい。特に物流においては、搬送物の通過を検出するものをセンサ４として用いることが好ましい。
また、センサ４は、取得した情報を外部に無線により送信する無線通信手段を備えていてもよい。
【0018】
［第２実施形態］
次に、本発明のローラコンベアシステムの第２施形態について説明する。図５は、本発明のローラコンベアシステムの第２実施形態を示した模式図、図６は、図５のローラコンベアシステムが備えるインナーロータ型発電機のステータコアを表す斜視図である。
本発明に係るローラコンベアシステム１は、図５に示すように、導電体で構成された複数のコンベアローラ２と、複数のコンベアローラ２の少なくとも１つに対向して設けられた非接触式発電機３’と、非接触式発電機３’から送電される電力により駆動するセンサ４（図示せず）とを有している。
次に、本発明のローラコンベアシステムの第２施形態について説明する。図５は、本発明のローラコンベアシステムの第２実施形態を示した模式図、図６は、図５のローラコンベアシステムが備えるインナーロータ型発電機のステータコアを表す斜視図である。
本発明に係るローラコンベアシステム１は、図５に示すように、導電体で構成された複数のコンベアローラ２と、複数のコンベアローラ２の少なくとも１つに対向して設けられた非接触式発電機３’と、非接触式発電機３’から送電される電力により駆動するセンサ４（図示せず）とを有している。
【0019】
本実施形態では、非接触型発電機３’が、インナーロータ型発電機である点で、前述した実施形態と異なっている。コンベアローラ２とセンサ４の構成については、前述した実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
非接触型発電機３’は、コンベアローラ２と対向するロータ３１’と、ロータ３１’の外表面に沿って放射状に間隔をあけてロータ３１’上に配列して設置される複数の磁石３２と、ロータ３１’のコンベアローラ２と対向する部分が露出するようにロータ３１’を覆うステータ３３’とを有している。ステータ３３’は、ステータコア３３０’と、当該ステータコア３３’に巻回されたコイル３３１’とを有している。
ロータ３１’は、ステータ３３’内で回転可能となっており、外表面に沿って複数の磁石３２を設置可能となっている。
磁石３２は、前述した第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
非接触型発電機３’は、コンベアローラ２と対向するロータ３１’と、ロータ３１’の外表面に沿って放射状に間隔をあけてロータ３１’上に配列して設置される複数の磁石３２と、ロータ３１’のコンベアローラ２と対向する部分が露出するようにロータ３１’を覆うステータ３３’とを有している。ステータ３３’は、ステータコア３３０’と、当該ステータコア３３’に巻回されたコイル３３１’とを有している。
ロータ３１’は、ステータ３３’内で回転可能となっており、外表面に沿って複数の磁石３２を設置可能となっている。
磁石３２は、前述した第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0020】
ステータコア３３０’は、図６に示すように、その外周に、コイル３３１’を巻回するためのスペース３３０ａ’を備えている。ステータコア３３０’としては、前述した実施形態と同様に、樹脂材料で構成された空芯コアや、珪素鋼板で構成された珪素鋼板コアを用いることができる。珪素鋼板コアとすることで、出力電圧を向上させる効果がある。
【0021】
インナーロータ型発電機の場合、ロータ３１’とコンベアローラ２との距離は、１～６ｍｍであることが好ましく、１～４ｍｍであることがより好ましい。ロータ３１’とコンベアローラ２との距離が前記下限値未満であると、ロータ３１’の回転速度は増加するが、筒状ロータ３１を回転させるためのエネルギーが増大し、コンベアローラ２の回転速度が低下する可能性がある。ロータ３１’とコンベアローラ２との距離が前記上限値を超えると、ロータ３１’の回転速度が低下し、発電効率が低下する場合がある。なお、インナーロータ型発電機の場合、ロータ３１’とコンベアローラ２との距離を縮めても、コンベアローラ２の回転速度の低下が少ないことから、受動ローラであるコンベアローラ２に適している。
【0022】
このような構成の非接触型発電機３’では、回転するコンベアローラ２と磁石３２の磁束が鎖交すると、コンベアコーラ２に発生する渦電流により、非接触式発電機３’のロータ３１’が回転し、それとともに磁石３２が回転する。これと同時に、磁石３２の磁束はコイル３３１’と鎖交するため、コイル３３１’は、ロータ３１’の回転速度に比例した誘導電圧を生成し、発電する。
【0023】
［ローラコンベアシステムの回路］
次に、本発明のローラコンベアシステムを備える回路について説明する。図７は、本発明のローラコンベアシステムの一例を説明する回路図、図８は、ＡＣ／ＤＣコンバータの動作の一例を説明する回路図、図９は、昇降圧チョッパの動作の一例を説明する図、図１１は、無線通信手段の間欠動作を説明するためのグラフである。
本発明に係るローラコンベアシステムは、図７に示すように、交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、直流電圧に変換した電力を蓄電するインダクタと、インダクタから供給された電力をセンサ４の駆動用の電力として蓄電するコンデンサとを有していることが好ましい。
図７の回路は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（回路の左側）と昇降圧チョッパ（回路の右側）で構成されている。Ｇで生成された単相の正弦波電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータで整流され、昇降圧チョッパを用いて電圧変換が行われる。なお、図７に示すように、昇降圧チョッパの電界効果トランジスタは、ゲートドライブ回路の簡単化のために(ゲートドライブ回路が非絶縁でよい)、グラウンド側に備えることが好ましい。
図７において、Ｇは非接触型発電機（以下単に発電機ともいう）、Ｄ１～Ｄ５はダイオード、ＦＥＴは電界効果トランジスタ、Ｌはインダクタ、Ｃはコンデンサ、Ｒはセンサ（負荷）を示す。また、図７中の制御回路は、ＦＥＴのオンオフを制御する。
次に、本発明のローラコンベアシステムを備える回路について説明する。図７は、本発明のローラコンベアシステムの一例を説明する回路図、図８は、ＡＣ／ＤＣコンバータの動作の一例を説明する回路図、図９は、昇降圧チョッパの動作の一例を説明する図、図１１は、無線通信手段の間欠動作を説明するためのグラフである。
本発明に係るローラコンベアシステムは、図７に示すように、交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、直流電圧に変換した電力を蓄電するインダクタと、インダクタから供給された電力をセンサ４の駆動用の電力として蓄電するコンデンサとを有していることが好ましい。
図７の回路は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（回路の左側）と昇降圧チョッパ（回路の右側）で構成されている。Ｇで生成された単相の正弦波電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータで整流され、昇降圧チョッパを用いて電圧変換が行われる。なお、図７に示すように、昇降圧チョッパの電界効果トランジスタは、ゲートドライブ回路の簡単化のために(ゲートドライブ回路が非絶縁でよい)、グラウンド側に備えることが好ましい。
図７において、Ｇは非接触型発電機（以下単に発電機ともいう）、Ｄ１～Ｄ５はダイオード、ＦＥＴは電界効果トランジスタ、Ｌはインダクタ、Ｃはコンデンサ、Ｒはセンサ（負荷）を示す。また、図７中の制御回路は、ＦＥＴのオンオフを制御する。
【0024】
まず、図８（ａ）に示すＡＣ／ＤＣコンバータでは、発電機の上側が高電位となるため、Ｄ１とＤ４のダイオードが順方向バイアスとなり、発電機→Ｄ１→出力→Ｄ４→発電機の経路で電流が流れる。図８（ｂ）に示すＡＣ／ＤＣコンバータでは、発電機の下側が高電位となるため、Ｄ２とＤ３のダイオードが順方向バイアスとなり、発電機→Ｄ３→出力→Ｄ２→発電機の経路で電流が流れる。したがって、入力の絶対値を出力する動作となっている。
【0025】
また、図９に示す昇降圧チョッパでは、ＦＥＴのスイッチのＯＮとＯＦＦの２パターンの時間割合に対して昇降圧する。スイッチＯＮ時の動作は、入力電圧側では入力→Ｌ→ＦＥＴ→入力の経路となり、インダクタＬにエネルギーが蓄えられる。一方、負荷側ではコンデンサＣに蓄えられたエネルギーによってセンサ４側へ電力が供給され、反転した電圧がＤｕｔｙ比により決定する昇降圧比に準じて入力電圧の降圧（０＜Ｄｕｔｙ＜０．５）もしくは昇圧（０．５＜Ｄｕｔｙ＜１）された値として出力される。
スイッチＯＦＦ時の動作は、ＦＥＴがオフとなるため入力電源は開放され、センサ４側ではインダクタＬに蓄えられたエネルギーはセンサ４へ供給される。また、インダクタＬによって放出されたエネルギーの一部はコンデンサＣに蓄えられる。
スイッチＯＦＦ時の動作は、ＦＥＴがオフとなるため入力電源は開放され、センサ４側ではインダクタＬに蓄えられたエネルギーはセンサ４へ供給される。また、インダクタＬによって放出されたエネルギーの一部はコンデンサＣに蓄えられる。
【0026】
（無線通信手段の間欠動作）
図１０は、本発明のローラコンベアシステムの他の一例を説明する回路図、図１１は、無線通信手段の間欠動作を説明するためのグラフである。
本実施形態では、センサ４は、取得した情報を外部に無線により送信する無線通信手段を有していることが好ましい。
この無線通信手段は、情報の送信時以外には待機状態となるよう構成され、送信時の電力消費を待機状態時にコンデンサに蓄電して確保するよう構成されていることが好ましい。すなわち、無線通信手段は、間欠動作をすることが好ましい。これにより、センサ４における消費電力を抑制することができる。
図１０は、本発明のローラコンベアシステムの他の一例を説明する回路図、図１１は、無線通信手段の間欠動作を説明するためのグラフである。
本実施形態では、センサ４は、取得した情報を外部に無線により送信する無線通信手段を有していることが好ましい。
この無線通信手段は、情報の送信時以外には待機状態となるよう構成され、送信時の電力消費を待機状態時にコンデンサに蓄電して確保するよう構成されていることが好ましい。すなわち、無線通信手段は、間欠動作をすることが好ましい。これにより、センサ４における消費電力を抑制することができる。
【0027】
無線通信手段を間欠動作させるには、例えば、図１０に示す回路を備えることが好ましい。
図１０に示すように、本実施形態のローラコンベアシステムは、交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、直流電圧に変換した電力を蓄電するインダクタＬと、インダクタＬから供給された電力をセンサ４（図中のＲ）（無線通信手段）の駆動用の電力として蓄電するコンデンサＣとを有している。図１０の回路は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（回路の左側）と昇降圧チョッパ（回路の右側）で構成されている。また、図１０に示すように、昇降圧チョッパのグラウンド側に電界効果トランジスタＳ６を備え、また、センサ４とコンデンサＣとの間に電界効果トランジスタＳ７を備えている。図１０中の制御回路は、電界効果トランジスタＳ６と電界効果トランジスタＳ７のオンオフを制御するよう構成されている。
図１０に示すように、本実施形態のローラコンベアシステムは、交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、直流電圧に変換した電力を蓄電するインダクタＬと、インダクタＬから供給された電力をセンサ４（図中のＲ）（無線通信手段）の駆動用の電力として蓄電するコンデンサＣとを有している。図１０の回路は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（回路の左側）と昇降圧チョッパ（回路の右側）で構成されている。また、図１０に示すように、昇降圧チョッパのグラウンド側に電界効果トランジスタＳ６を備え、また、センサ４とコンデンサＣとの間に電界効果トランジスタＳ７を備えている。図１０中の制御回路は、電界効果トランジスタＳ６と電界効果トランジスタＳ７のオンオフを制御するよう構成されている。
【0028】
センサ４の無線通信手段は、搬送物が流れるたびに断続的に通信する。そのためデータの送信間隔に応じて電力需要が断続的に発生する。一方、コンベアローラが回っている間において非接触式発電機は常に発電する。したがって、図１１のグラフで示すように、間欠動作での動作電圧範囲（グラフ中のＸ－Ｙ）と消費電流のエネルギーサイクルを制御することにより、必要なエネルギーおよび電圧、電流値を確保することができる。すなわち、発電するエネルギー量に対して、センサ４で消費するエネルギーサイクルがバランスするようにコンデンサ容量を設計することで、コンデンサの電圧を無線通信手段の動作電圧ＸからＹの範囲に制御することができる。
【0029】
図１０の回路では、非接触型発電機Ｇで発電された交流電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータで直流電圧に変換され、電界効果トランジスタＳ６がオンの際に、昇降圧チョッパ側に電力が供給される。
電界効果トランジスタＳ６がオンの時は、インダクタＬにエネルギーが蓄えられる。この際、電界効果トランジスタＳ７がオンの時は、コンデンサＣに蓄えられたエネルギーによってセンサ４側へ電力が供給され、電界効果トランジスタＳ７がオフの時は、電力は供給されない。
電界効果トランジスタＳ６がオフで、電界効果トランジスタＳ７がオンの時は、インダクタＬに蓄えられたエネルギーはセンサ４へ供給され、また、インダクタＬによって放出されたエネルギーの一部はコンデンサＣに蓄えられる。
電界効果トランジスタＳ６がオフで、電界効果トランジスタＳ７がオフの時は、インダクタＬによって放出されたエネルギーはコンデンサＣに蓄えられる。
電界効果トランジスタＳ６がオンの時は、インダクタＬにエネルギーが蓄えられる。この際、電界効果トランジスタＳ７がオンの時は、コンデンサＣに蓄えられたエネルギーによってセンサ４側へ電力が供給され、電界効果トランジスタＳ７がオフの時は、電力は供給されない。
電界効果トランジスタＳ６がオフで、電界効果トランジスタＳ７がオンの時は、インダクタＬに蓄えられたエネルギーはセンサ４へ供給され、また、インダクタＬによって放出されたエネルギーの一部はコンデンサＣに蓄えられる。
電界効果トランジスタＳ６がオフで、電界効果トランジスタＳ７がオフの時は、インダクタＬによって放出されたエネルギーはコンデンサＣに蓄えられる。
【0030】
なお、発電機の出力と負荷の決め方は、非接触型発電機の発電エネルギー［Ｊ］≧負荷の消費エネルギー［Ｊ］となるように決めるが、非接触型発電機の発電エネルギー［Ｊ］は、非接触型発電機の発電電力［Ｗ］×単位時間［ｓｅｃ］で求める。発電機の回転速度が一定であれば、発電電力も一定のため、発電エネルギーも一定となる。一方、搬送ラインなどでは周期的に搬送物が通過するため、搬送ラインのサイクルタイムが負荷の周期となる。したがって、エネルギーの計算時間単位は、負荷の周期すなわち搬送ラインのサイクルタイムを用いる。上記より、発電エネルギー［Ｊ］＝発電電力［Ｗ］×サイクルタイム［ｓｅｃ］となる。センサ４（無線通信手段）の消費エネルギー［Ｊ］は、センサ４の待機時間ではほぼゼロとみなせるため、１サイクルタイム内の制御器の動作している間の消費電力［Ｗ］×動作している時間［ｓｅｃ］となる。この時、センサ４が動作中の消費電力は一定であると仮定すると、実際の値よりも、発電エネルギーは小さめに、消費エネルギーは大きめに見積もれば、エネルギー不足に陥ることはない。
【0031】
また、発電エネルギーが消費エネルギーよりも大きい場合、コンデンサの電圧が上昇しすぎないように、昇降圧チョッパにより制御することが好ましい。なお、昇降圧チョッパを設けずに倍電圧整流のみとした場合（例えば図１２）、コンデンサＣは、非接触型発電機の開放電圧の２倍まで充電されるが、それ以上は充電されずに負荷開放状態になるため、この電圧よりコンデンサＣの耐電圧を高く設定しておけばエネルギー過多で故障することはない。
【0032】
（コンデンサの容量の決め方）
コンデンサの容量の決め方は、センサ４（無線通信手段）の動作電圧範囲を考慮し、センサ４の動作直前のコンデンサ電圧がセンサ４の動作電圧の上限を超えないように設定し、センサ４の動作直後のコンデンサ電圧がセンサ４の動作下限電圧を下回らないように設定する。
例えば、センサ４の動作電圧範囲が、２．１Ｖから３．６Ｖの場合において、センサ４の送信時間が１０ｍｓ必要な場合、コンデンサ電圧が３．６［Ｖ］時点で、Ｓ７をｔ＝１０［ｍｓ］導通させる。１０［ｍｓ］導通しても２．１［Ｖ］を下回らないようにするためのコンデンサＣの容量を決定する必要があり、次の式（１）の様に求められる。
容量Ｃ＝（Ｉ×ｔ）／（Ｖｍａｘ－Ｖｍｉｎ） ・・・（１）
なお、式（１）中、Ｉはセンサ４の放電電流、ｔはＳ７の導通時間、Ｖｍａｘはセンサ４の最大動作電圧、Ｖｍｉｎはセンサ４の最小動作電圧である。
電圧制御範囲をセンサ４の最大動作電圧Ｖｍａｘ＝３．６［Ｖ］から最小動作電圧Ｖｍｉｎ＝２．１［Ｖ］までとし、放電電流はセンサ４の定格より求められ、例えばＩ＝５９［ｍＡ］とした場合、上記式（１）よりＣ＝３９４［μＦ］と求められる。
コンデンサの容量の決め方は、センサ４（無線通信手段）の動作電圧範囲を考慮し、センサ４の動作直前のコンデンサ電圧がセンサ４の動作電圧の上限を超えないように設定し、センサ４の動作直後のコンデンサ電圧がセンサ４の動作下限電圧を下回らないように設定する。
例えば、センサ４の動作電圧範囲が、２．１Ｖから３．６Ｖの場合において、センサ４の送信時間が１０ｍｓ必要な場合、コンデンサ電圧が３．６［Ｖ］時点で、Ｓ７をｔ＝１０［ｍｓ］導通させる。１０［ｍｓ］導通しても２．１［Ｖ］を下回らないようにするためのコンデンサＣの容量を決定する必要があり、次の式（１）の様に求められる。
容量Ｃ＝（Ｉ×ｔ）／（Ｖｍａｘ－Ｖｍｉｎ） ・・・（１）
なお、式（１）中、Ｉはセンサ４の放電電流、ｔはＳ７の導通時間、Ｖｍａｘはセンサ４の最大動作電圧、Ｖｍｉｎはセンサ４の最小動作電圧である。
電圧制御範囲をセンサ４の最大動作電圧Ｖｍａｘ＝３．６［Ｖ］から最小動作電圧Ｖｍｉｎ＝２．１［Ｖ］までとし、放電電流はセンサ４の定格より求められ、例えばＩ＝５９［ｍＡ］とした場合、上記式（１）よりＣ＝３９４［μＦ］と求められる。
【0033】
以上、本発明のローラコンベアシステムについて、好適な実施形態を基に説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、本発明に係るローラコンベアシステムの回路は、図７、１０に限定されず、例えば、図１２に示すような倍電圧整流回路を用いることができる。図１２に示す倍電圧整流回路は、例えば、発電機からの発電電圧が低いが、発電出力が十分で最大電力点追従制御が不要な場合に適用することができる。
例えば、本発明に係るローラコンベアシステムの回路は、図７、１０に限定されず、例えば、図１２に示すような倍電圧整流回路を用いることができる。図１２に示す倍電圧整流回路は、例えば、発電機からの発電電圧が低いが、発電出力が十分で最大電力点追従制御が不要な場合に適用することができる。
【符号の説明】
【0034】
１ ローラコンベアシステム
２ コンベアローラ
３、３’ 非接触型発電機
４ センサ
３１ 筒状ロータ
３１’ ロータ
３２ 磁石
３３、３３’ ステータ
３３０、３３０’ ステータコア
３３１、３３１’ コイル
３３０ａ スロット
３３０ａ’ スペース
２ コンベアローラ
３、３’ 非接触型発電機
４ センサ
３１ 筒状ロータ
３１’ ロータ
３２ 磁石
３３、３３’ ステータ
３３０、３３０’ ステータコア
３３１、３３１’ コイル
３３０ａ スロット
３３０ａ’ スペース
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】