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Toshiba

Japan

導入事例CASE STUDY

株式会社ダイヘン様 採用事例

AGVの24時間稼働を実現するために、
ワイヤレス給電システムのリーディングカンパニーが
SCiB™SIPシリーズを採用! そのヒミツとは…
ワイヤレス給電システムとSCiB™SIPシリーズとの組み合わせで実現できた、現場負担の少ないAGVの24時間稼働
自動車工場や大型倉庫等、AGVを24時間稼働させたいというニーズが各所で高まってきています。AGVを24時間稼働させるには、電池の問題から目をそらすことはできません。重いバッテリーの交換は極めて重労働で、現場に大きな負担がかかります。しかも、日本のAGVに搭載されているほとんどの電池は鉛蓄電池。鉛蓄電池には、充電の手間やスピード・安全性の確保が大変といった様々な課題があり、AGVの24時間稼働はますます大変に。そんな課題を、ワイヤレス給電システムのリーディングカンパニーであるダイヘン様のワイヤレス給電システムと東芝SCiB™SIPシリーズの組み合わせで一挙に解決! その事例をご紹介いたします。
鉛蓄電池とワイヤレス給電システムの組み合わせでは…
  • 1特性上大きな電流が流せず、
    充電に時間がかかっていた。
  • 22~3年で交換が必要な鉛蓄電池は、
    コスト面に課題を抱えていた。
  • 3鉛は産業廃棄物として処理しなければ
    ならず、環境への負荷が大きかった。
  • 4充電時にガスが発生する可能性があり、
    専用の充電場所等安全配慮が大変だった。
SCiB™SIPシリーズとの組み合わせなら!
  • 1より大きな電流を流せるので、
    充電時間が3分の1になった。
  • 220,000回以上の充放電の繰り返し可能で、
    ランニングコストが安くなった。
  • 3長寿命により廃棄量が削減され、
    環境への負荷が改善された。
  • 4充電時にガス発生の心配がなく、
    電池そのものが非常に安全
本事例の概要を動画でもご確認頂けます。
AGVの24時間稼働を実現するためにワイヤレス給電のリーディングカンパニーがSIPシリーズを採用!そのヒミツとは

課題と背景:
ワイヤレス給電システムの必要性と、蓄電池が抱えていた課題

Q.AGVの24時間稼働にはどのような課題があったのか教えてください。

A.バッテリー交換による作業ロスが大きな課題でした。

現在、AGVの多くは鉛蓄電池で動いていますが、それゆえの課題がいくつかありました。AGVのバッテリーは通常約8時間で切れてしまいます。そのため、24時間稼動あるいは2シフト制の工場では、シフトごとに誰かがAGVのバッテリー交換をしなければなりません。重いバッテリの交換は大変な重労働で、また充電だけの専用スペースを工場内に確保する必要もあり、現場への負担は非常に大きなものでした。

菅根 正之 様
株式会社ダイヘン
ワイヤレス給電システム部
営業課 課長

AGV24時間稼働におけるこれまでの課題

  • バッテリー交換による作業ロス
  • 専用の充電スペースが必要
菅根 正之 様
株式会社ダイヘン
ワイヤレス給電システム部
営業課 課長

Q.そんな現場の負担を大きく軽減できるという、ワイヤレス給電システムについて教えてください。

A.その名の通り、ワイヤレスでAGVの自動充電を可能にすることで、バッテリー交換作業を無くしてしまうシステムです。

AGVの移動ラインの中に複数の充電スポットを設置し、荷下ろし中などAGVが作業上一時停止する時間を活用して同時に充電も行います。このように電池を使い切ってから充電するのではなく、AGVの移動中に都度都度充電をすることで、バッテリー交換作業をなくすことが出来るのです。現場の負担は大きく軽減されますし、充電コードや金属接点がないので感電事故や発火リスクを失くせます。

また既存のワイヤレス給電システムと比較して、弊社の1番の強味はコイルのギャップが空けられる事です。従来のものは空けられる距離が10ミリ程度で、殆ど接している状態でないと充電が出来ないものでした。そうするとAGVが蛇行しただけで充電スポットとぶつかってしまいます。
弊社のシステムはここに広さを持たせており、最大40ミリまで空いても安定した充電が出来ます。そのため、より余裕を持って安定した給電環境を構築することができるのです。

AGVの24時間稼働を円滑に運用できるワイヤレス給電システム

  • 生産ラインを止めることなくオンライン充電
  • 送受電コイル間の距離が40mm離れても充電可能

Q.これは画期的ですね! これで現場の作業効率は大きく改善されたのではないですか?

A.はい、現場の生産性改善に大きく貢献できました。しかし、まだ最大のパフォーマンスを発揮できたわけではありませんでした。

なぜなら現在のAGVに使われている電池のほとんどは鉛蓄電池です。鉛蓄電池は特性上大きな電流は流せないので充電に非常に時間がかかり、ラインの途中で充電のために長時間停止しなければならないといった問題点があったからです。また大電流を流せるリチウムイオン電池を活用しても長期間使った際の劣化や、破裂や発火等の懸念があり、中々最適な電池を見つけることが出来ませんでした。
そんな中で出会ったのが、東芝のリチウムイオン電池 SCiB™SIPシリーズだったのです。

従来の蓄電池が抱えていた課題

  • 鉛蓄電池が抱えていた課題
    充電に時間がかかってしまう
  • 一般的なリチウムイオン電池が抱えていた課題
    長期的な運用による劣化
    安全性の問題

導入の決め手:ほかの蓄電池にはない長寿命性と安全性

Q.ワイヤレス給電システムにSCiB™SIPシリーズを導入することになった決め手を教えてくだい。

A.他のリチウムイオン電池には無い、SCiB™SIPシリーズ特有の長寿命性と安全性が大きな決め手となりました。

SCiB™SIPシリーズは、他のリチウムイオン電池には無い素晴らしい特性を持っていました。

まず1点目は、その長寿命性です。
鉛蓄電池はだいたい充電可能回数が500~1,500回ですが、SCiB™SIPシリーズは20,000回で10倍以上の寿命を持っています。ワイヤレス給電による補てん運用に変えるだけでも電池寿命は3倍ほど延びると言われていますが、そのことを考慮しても鉛蓄電池ではここまでの長寿命性は出せないと思います。しかもSCiB™SIPシリーズは容量の100%を使い切る事ができます。100%×20,000回です。また他社が出しているリチウムイオン電池と比べても、SCiB™は私たちが把握している中でトップでした。そこまで長持ちするので、AGVの電池交換が不要でコスト的にもメリットがあり、日々の電池交換を無くすために開発されたワイヤレス給電システムと非常に親和性が高いと感じました。

2点目は安全性です。
リチウムイオン電池はたまに破裂や発火したといったニュースが出ているので、安全性も非常に気になるところでした。弊社のワイヤレス給電システムは、常に電池側に安定した電気が送られるように充電状態を制御しています。SCiB™SIPシリーズもBMU(バッテリー・マネージメント・ユニット)*を搭載しているので、過充電・過放電や過電流、高温状態などを電池側が診断して知らせ、電池にダメージを与えないよう設計されています。

3点目は大電流を流せるという点です。
このことにより充電時間を鉛蓄電池の3分の1にまで減らすことができ、弊社D-Broadのパフォーマンスを最大化できました。ワイヤレス給電システムではAGVの稼働ライン上にある充電スポットで充電を行うので、充電時間が長いということはラインの途中でAGVが滞留し、ラインの流れが淀んでしまうことを意味します。大電流を流せるSCiB™SIPシリーズは、その充電時間の速さでラインをスムーズに運用することができる、まさに本システムにぴったりな蓄電池といえます。

最後に4点目として本体一つで24ボルト出力が可能なので、同出力に2個必要な鉛蓄電池と比べ、スペース効率が良いといったメリットもありました。

杉原 健朗 様
株式会社ダイヘン
ワイヤレス給電システム部
営業課

SIPシリーズ導入の決め手

  • 長寿命性
  • バッテリーマネジメントユニットによる高い安全性

    *電池が異常状態にならないかを管理し、
    異常時にはヒューズを溶断する等熱暴走を防ぐ安全のためのシステム

  • 充電時間が鉛蓄電池の3分の1
  • 本体1つで24ボルト出力が可能
杉原 健朗 様
株式会社ダイヘン
ワイヤレス給電システム部
営業課

導入後の効果:
バッテリー交換が無くなったことによる作業・コスト・環境の改善

Q.SCiB™SIPシリーズ導入後の効果を教えてください。

A.運用中AGVのバッテリー交換がなくなり、作業時間・コスト・環境負荷が改善されるようになりました。

SCiB™SIPシリーズと、ワイヤレス給電システムを組み合わせることで運用中のバッテリー交換がなくなりメンテナンスフリーで楽になりました。本システムを導入されたお客様からも、「運用中のバッテリー交換の作業自体をしなくなった」「特に何もする必要なく、充電という作業を考える事が無くなった」といった声を頂いています。バッテリー交換は非常に重労働で、大容量の鉛電池だとフォークリフトを活用して行っている場合もあります。それがなくなったことにより、現場では時間の無駄が大きく削減されるといった効果がでています。
それに伴い、電池の買い替えコストやメンテナンス工数の削減による経済効果も出てきます。

また、環境への対応も大きく変わります。鉛蓄電池は鉛が重金属ですので産業廃棄物として捨てなければなりません。鉛蓄電池の寿命は1年から1.5年ですのでその都度廃棄がでますが、SCiB™SIPシリーズは電池の寿命が非常に長いのでそういった廃棄物を削減できます。

梶谷 哲也 様
株式会社ダイヘン
ワイヤレス給電システム部
営業課

SIPシリーズ導入後の効果

  • AGVのバッテリー交換作業などの
    単純作業工数の削減
  • バッテリー交換による買い替えや
    メンテナンスコストの削減
  • 産業廃棄物の削減
    による環境対応
梶谷 哲也 様
株式会社ダイヘン
ワイヤレス給電システム部
営業課

今後の展望

Q.今後の展望についてお聞かせください

A.大規模倉庫やサービスロボットなど、多様な市場で需要の拡大を見込んでいます。

現状のお客様の多くは自動車工場など製造業の方々がメインですが、インターネット通販の普及などにより、大規模倉庫の出荷作業を助ける搬送の自動化が求められています。働き方改革や少子高齢化による労働人口不足などの観点からもAGVは欠かせない存在になってきていることから、倉庫業務をはじめワイヤレス給電とSCiB™SIPシリーズの組み合わせで貢献できる市場はどんどん拡大していくと考えています。
例えば一般店舗用のサービスロボットなども普及が見込まれており、当然そこには電池や充電器が必要になってくるわけです。ワイヤレス給電システムと親和性の高いSCiB™SIPシリーズとの組み合わせはそういった新しい市場への対応力も非常に高く、ますます発展的な展開ができると考えています。

「SIPシリーズ」採用企業様のプロフィール

株式会社ダイヘン様
ダイヘン様は、変圧器や電力会社向けの配電用機器をはじめ、産業用ロボット、クリーン搬送ロボット、受変電関連の機器やシステムなどを開発・製造。1919年の創業以来、電力インフラの分野に貢献し100年の歴史があります。
「AGV用ワイヤレス給電システム」は、作業現場の生産性向上を目的に開発。開発過程では、鉛蓄電池搭載による過重量、それにともなうバッテリー交換時の重労働や、リチウムイオン電池を使った場合でも充電時間、充電時の安全面での課題がありました。それらを様々な技術で克服し、AGVのわずかな停止時間を有効に活用して、はやく正確な充電を実現する優れた非接触充電システムが開発されました。今後は社会インフラに貢献する「EV充電」にもこの技術が適用され、ダイヘン様を筆頭に、このワイヤレス給電市場はますます拡大していくことが期待されます。
  • 会社設立1919年12月1日(2019年創業100周年)
  • 本社所在地大阪市淀川区田川2丁目1番11号
  • 主な事業内容変圧器やパワーコンディショナなどの電力機器、溶接機、産業用ロボット、プラズマ発生用電源、クリーン搬送ロボット、ワイヤレス給電システム など
  • オフィシャル
    ウェブサイト
    https://www.daihen.co.jp/ 別ウィンドウマーク

今回導入した製品

SCiB™SIPシリーズ
AGV等の駆動用
鉛蓄電池の置き換えに最適な
リチウムイオン電池
  • 専用の充電スペースが不要で、どこでも充電可能。
  • 1時間で充電。最速20分でも充電可能。
  • 寿命10年。トータルコスト削減。
  • 鉛蓄電池に比べてコンパクトで作業負担を軽減。
  • 自己診断で電池を保護・通知。
  • 鉛蓄電池のように誰でも取扱い簡単。
  • 低温でも70%以上の容量を出力。
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