JP2001079792A - 移動ロボットの充電電極構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定設備側の電源と移動ロボットの充電器と
を接続する構造にあって、高い安全性を確保する。 【解決手段】 移動ロボットの無人搬送車１２内に、バ
ッテリ１５、充電器１６、充電コントローラ１７、可動
電極ユニット１８を設け、固定設備側に、電源２３、固
定電極部２４を設ける。固定電極部２４を、凹部２７の
奥部に固定電極端子２６を設けて構成する。固定電極部
２４の前面に、通常時に凹部２７の前面を覆い、可動電
極部３３の突出移動に伴い開放されるシャッタを設け
る。可動電極ユニット１８を、可動電極端子４４を有す
る可動電極部３３及びその可動電極部３３をフローティ
ングユニット３５を介して出没方向に移動させる駆動機
構３６等から構成する。可動電極部３３の外周に、可動
電極部３３の固定電極部２４との嵌合状態で凹部２７の
周囲を覆う電極カバー５２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、負荷駆動用のバッ
テリ及び充電器を備える移動ロボットを、固定設備前に
停止させた状態で、固定設備側の電源と移動ロボットの
充電器とを接続するための移動ロボットの充電電極構造
に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、例えば自動車用
部品の組立ライン等においては、移動ロボットを用いた
システムが採用されてきている。前記移動ロボットは、
無人搬送車（ＡＧＶ）上にロボットアームを搭載して構
成され、前記無人搬送車には、モータを駆動源とした走
行機構や、その走行機構やロボットアームを制御するコ
ントローラ、負荷駆動用の電源となる充電式のバッテリ
等が設けられるようになっている。そして、前記走行機
構により、複数の固定設備に沿う走行路を移動し、設備
（作業ステーション）前の停止位置に停止した状態で、
ロボットアームにより、部品の組付けや受渡し等の各種
の作業を行なうようになっている。

【０００３】この種の移動ロボットシステムでは、移動
ロボットのバッテリの充電を行なうために、固定設備
（作業ステーション）側に、充電器や可動電極部（給電
カプラ）を備える電源装置を設け、移動ロボットが固定
設備前に停止してロボットアームによる作業を行なって
いる期間中に、その電源装置から移動ロボットのバッテ
リに充電すると共に、負荷駆動用の電力も同時に供給す
るようになっている。

【０００４】この場合、図１３に示すように、固定設備
側に設けられる電源装置１には、前面壁部に設けられた
開口部２の奥部に位置して、上下２本の電極棒３ａを有
する可動電極部（給電カプラ）３が設けられており、そ
の可動電極部３が図示しない駆動機構により出没方向に
移動されるようになっている。これに対し、図１４に示
すように、移動ロボット（無人搬送車）４の設備側に向
く側壁部には、上下２枚の電極板５ａを有する固定電極
部５が設けられており、前記可動電極部３が突出移動さ
れることにより、前記電極棒３ａが電極板５ａに接触し
て電気的接続がなされるようになっている。尚、このと
き、電源装置１からは、ＤＣ２４Ｖの電源が移動ロボッ
ト１に与えられるようになっている。

【０００５】ところで、上記した従来の構成では、電源
装置１（充電器）から負荷駆動用の電力とバッテリ充電
用の電力との双方を供給するため、充電器の負荷が大き
くなって大能力の充電器が必要となると共に、移動ロボ
ット４と電源装置１側との間で充電制御用の信号のやり
取りが必要となるため、別途の通信手段が必要となる不
具合があった。そこで、バッテリの充電専用の充電器を
移動ロボット側に搭載すると共に、移動ロボット（充電
器）に対して設備側から交流電源（ＡＣ２００Ｖ）を供
給する構成が考えられている。

【０００６】しかしながら、このように、固定設備側か
ら交流電源を移動ロボット側に供給するに際し、上記し
た従来の充電電極構造をそのまま採用すると、電極棒３
ａや電極板５ａが外部に露出しているため、十分な安全
性が確保できない問題が生ずる。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、固定設備側の電源と移動ロボットの充
電器とを接続する構造にあって、高い安全性を確保する
ことができる移動ロボットの充電電極構造を提供するに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の移動
ロボットの充電電極構造は、固定設備側に固定電極部を
設け、移動ロボット側に、出没移動してその固定電極部
に嵌合接続される可動電極部を設ける構成とすると共
に、通常時には絶縁材製のシャッタにより固定電極部の
凹部の開口面を閉塞するようにしたものである。これに
より、固定電極部の固定電極端子がシャッタにより覆わ
れて外部に露出することはないので、固定電極端子に高
電圧がかかっていても、人などがその固定電極端子に触
れることを防止することができ、この結果、高い安全性
を確保することができる。

【０００９】本発明の請求項２の移動ロボットの充電電
極構造は、固定設備側に固定電極部を設け、移動ロボッ
ト側に、出没移動してその固定電極部に嵌合接続される
可動電極部を設ける構成とすると共に、可動電極部の絶
縁体の先端周囲部に絶縁材製の電極カバーを設け、可動
電極部と固定電極部との嵌合状態で、その電極カバーに
より固定電極部の凹部の周囲を覆うように構成したもの
である。これにより、可動電極部と固定電極部との嵌合
状態で、固定電極端子と可動電極端子との接続部分が電
極カバーにより覆われるので、その接続部分に高電圧が
かかっていても、人などが触れることを防止することが
でき、この結果、高い安全性を確保することができる。

【００１０】この場合、移動ロボット側に固定電極部を
設け、固定設備側に、出没移動してその固定電極部に嵌
合接続される可動電極部を設ける構成としても良い。こ
のときにも、固定電極部にシャッタを設ける構成とすれ
ば（請求項３の発明）、固定電極部の固定電極端子がシ
ャッタにより覆われて外部に露出することはないので、
固定電極端子に高電圧がかかっていても、人などがその
固定電極端子に触れることを防止することができ、この
結果、高い安全性を確保することができる。あるいは、
可動電極部の絶縁体の先端周囲部に絶縁材製の電極カバ
ーを設ける構成とすれば（請求項４の発明）、可動電極
部と固定電極部との嵌合状態で、固定電極端子と可動電
極端子との接続部分が電極カバーにより覆われるので、
その接続部分に高電圧がかかっていても、人などが触れ
ることを防止することができ、この結果、高い安全性を
確保することができる。

【００１１】また、可動電極部を移動ロボット側に設け
たものにあって、可動電極部の絶縁体を、基部とこの基
部に対して移動するヘッドカバーとから構成した場合、
可動電極部の移動ロボット内への没入状態で、電極カバ
ーが移動ロボットの側壁部に係止されることにより、ヘ
ッドカバーの、可動電極端子を露出させる露出位置への
移動が禁止されるように構成しても良い（請求項５の発
明）。これにより、可動電極部の没入状態では、ヘッド
カバーに力が作用しても可動電極端子が露出することは
ないので、安全性をより一層向上させることができる。

【００１２】さらには、上記した可動電極部にセルフア
ライメント機構を設けるようにすれば（請求項６の発
明）、移動ロボットの停止位置や、固定電極部の設置位
置に若干の位置ずれが生じていても接続が容易となり、
厳密な移動ロボットの停止位置精度や固定電極部の設置
位置精度が必要なくなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例（請求項
１，２，５，６に対応）について、図１ないし図１０を
参照しながら説明する。まず、図２は、本実施例に係る
移動ロボット１１の外観構成を示しており、この移動ロ
ボット１１は、全体として前後（図で左右）にやや長い
ほぼ矩形箱状に構成された無人搬送車１２上に、例えば
６軸型アームからなるロボットアーム１３を搭載して構
成されている。尚、前記ロボットアーム１３の先端部に
は、図示しないハンドツールが取付けられるようになっ
ている。

【００１４】詳しく図示はしないが、前記無人搬送車１
２は、上面に天板１４を有する本体フレームの底部に位
置して走行機構を有すると共に、該本体フレームに、マ
イコンを主体として構成された走行用及びアーム用のコ
ントローラや、負荷駆動用の充電式のバッテリ１５、こ
のバッテリ１５に対する充電を行なうための充電器１６
及び充電コントローラ１７（いずれも図１にのみ図
示）、並びに後述する一対の可動電極ユニット１８等を
組込んで構成されている。

【００１５】前記走行機構は、例えば４個の車輪１９
（２個のみ図示）を備え、そのうち２個の駆動輪をモー
タにより駆動及び操舵するように構成されている。ま
た、本体フレームの前後左右の外壁部には、夫々側壁カ
バー２０が設けられるようになっている。これら側壁カ
バー２０には、障害物センサ２１等が設けられていると
共に、左右の側壁カバー２０に下部には、後述する可動
電極部を出没させるための開口部２０ａが設けられてい
る。

【００１６】これにて、移動ロボット１１は、前記走行
機構により、固定設備に沿って設けられた走行路を前後
方向（図で矢印Ａ方向）に走行し、所定の停止位置（作
業ステーション）に停止して前記ロボットアーム１３に
より部品の組付けや受渡し等の作業を行なうことを、自
動的に繰返すようになっている。

【００１７】さて、本実施例では、前記移動ロボット１
１を、固定設備前（作業ステーション）に停止させた状
態（ロボットアーム１３により作業を行なっている状
態）で、固定設備側の電源と前記移動ロボット１１の充
電器１６とを接続して、前記バッテリ１５の充電を行な
うようになっている。以下、その接続のための充電電極
構造について詳述する。

【００１８】まず、図１に示すように、前記固定設備側
の床部には、電源装置２２が固定的に設けられている。
この電源装置２２は、三相２００Ｖの商用交流電源２３
と、この電源２３及びアース線に接続され、電源装置２
２の前面壁部（図で左側の壁部）の下部に突出した形態
で設けられた固定電極部２４とを備えて構成されてい
る。この固定電極部２４は、図３及び図４等にも示すよ
うに、例えばプラスチックから構成されやや横長な矩形
ブロック状をなす絶縁ハウジング２５に、この場合横長
な板状の４個（２段２列）の固定電極端子２６（図１，
図４に２個のみ図示）を備えている。

【００１９】図３等に示すように、前記絶縁ハウジング
２５には、前面部（左側面部）に開口するやや横長な長
円状の凹部２７が形成されている。この場合、凹部２７
の内周壁部２７ａは、奥方へ行くほど窄まる形態の例え
ば傾きが３０度程度のテーパ面とされている。さらに、
凹部２７の奥壁面部には、横に細長い４個の穴部２７ｂ
が２段２列に形成されており、それら各穴部２７ｂの奥
部に、夫々前記固定電極端子２６が配設されている。４
個の固定電極端子２６は、前記電源２３の三相（Ｒ，
Ｓ，Ｔ）の電源線及びアース線（Ｅ）に夫々接続されて
いる。尚、前記穴部２７ｂの幅（上下方向）寸法は、人
の手指が入らない程度とされている。

【００２０】そして、図４に示すように、この固定電極
部２４には、前記凹部２７の前面開口部を開閉するため
のシャッタ２８が設けられる。このシャッタ２８は、固
定電極部２４の前面の上半部を覆う上シャッタ部２９
と、下半部を覆う下シャッタ部３０とを備えてなり、夫
々、横長の細幅の複数枚の板を連結して構成されたいわ
ゆる鎧戸状に構成されている。

【００２１】前記上シャッタ部２９は、その大部分が固
定電極部２４の前面に沿って位置する閉塞位置と、その
閉塞位置から固定電極部２４の上面部に沿って引上げら
れて凹部２７の前面を開放させる開放位置との間で移動
可能に設けられていると共に、ばね３１により閉塞位置
に付勢されている。また、上シャッタ部２９の基端部に
は、上方に立上がる操作部２９ａが設けられている。

【００２２】前記下シャッタ部３０も、前記上シャッタ
部２９と同様に、その大部分が固定電極部２４の前面に
沿って位置する閉塞位置と、その閉塞位置から固定電極
部２４の下面部に沿って引下げられて凹部２７の前面を
開放させる開放位置との間で移動可能に設けられている
と共に、ばね３２により閉塞位置に付勢されている。ま
た、下シャッタ部３０の基端部には、下方に立下がる操
作部３０ａが設けられている。

【００２３】これにて、シャッタ２８は、通常時（外部
から力が作用しないとき）には、上下のシャッタ部２９
及び３０が閉塞位置にあって固定電極部２４の凹部２７
の前面開口部を閉塞し、また、このとき、図４に白抜き
の矢印Ｂで示すように、凹部２７の前面側から押されて
も、開放することはない。そして、白抜きの矢印Ｃで示
すように、前記操作部２９ａ及び３０ａがばね力に抗し
て奥方に押圧されることにより、上下のシャッタ部２９
及び３０が開放位置に移動し、凹部２７の前面開口部が
開放されるようになっている。尚、図１，図３等では、
便宜上、シャッタ２８の図示を省略している。

【００２４】これに対し、前記移動ロボット１１側（無
人搬送車１２内）には、前記固定電極部２４に着脱可能
に接続される可動電極部３３を有した可動電極ユニット
１８が設けられる。尚、この可動電極ユニット１８は、
実際には無人搬送車１２の中央部の前後にずれた位置
に、左右対称的に一対が設けられるようになっているの
であるが、ここでは、右側のものを代表させて図示及び
説明を行なう。

【００２５】図１及び図５〜図７に示すように、この可
動電極ユニット１８は、フレーム３４上に、前記可動電
極部３３、セルフアライメント機構を構成するフローテ
ィングユニット３５、前記可動電極部３３をフローティ
ングユニット３５と共に無人搬送車１２の右側壁部から
突出する方向（図１で矢印Ｄで示す右方向）及び没入す
る方向（図１で矢印Ｅで示す左方向）に移動させるため
の駆動機構３６を組付けて構成されている。以下、この
可動電極ユニット１８について、図５〜図１０を参照し
て詳述する。

【００２６】即ち、図５〜図７等に示すように、前記フ
レーム３４は、矩形板状部の前後の辺部に立上り壁部を
有して構成され、複数個のステイ３４ａを介して前記無
人搬送車１２の本体フレームの底部に固定的に取付けら
れる。また、このフレーム３４の前後の立上り壁部の内
壁面には、左右方向全体に延びてガイドレール３７が設
けられている。このフレーム３４の上面部には、下面側
が開口するコ字状をなす上面カバー３８が設けられる。
図示はしないが、この上面カバー３８には、前記ガイド
レール３７に係合する可動レール部が設けられており、
以て、前記フレーム３４に対して図で左右方向にスライ
ド移動可能に支持されている。

【００２７】そして、前記上面カバー３８の先端部（図
で右端部）に、後述するフローティングユニット３５の
アンダーブロック３９が固定的に取付けられている。ま
た、このアンダーブロック３９には、前記フレーム３４
内の前部側部位を左方に延びるシャフト４０が固着され
ている。前記フレーム３４の上面部には、前記シャフト
４０を左右方向に移動させるためのラックシリンダ４
１、及びその駆動源となるモータ４２が取付けられてお
り、以て駆動機構３６が構成されている。前記ラックシ
リンダ４１は、周知のように、前記モータ４２の回転を
減速する減速機構、及びその回転を前記シャフト４０の
直動に変換するラックピニオン機構を内蔵して構成され
ている。

【００２８】一方、前記可動電極部３３は、図８及び図
９にも示すように、例えばプラスチック製の絶縁体４３
に、この場合２段２列に４本（図６，図８などで２本の
み図示）の棒状の可動電極端子４４を保持させて構成さ
れている。前記絶縁体４３は、基部４５とヘッドカバー
４６とから構成されている。そのうち基部４５は、図８
等に示すように、左右に２部材を連結して構成されて、
全体として基端部（図で左端部）にフランジ部を有した
やや横長楕円形の円柱状をなし、前記４本の可動電極端
子４４を図で出没方向（左右方向）に貫通状態に保持す
るようになっている。

【００２９】この場合、図８に示すように、前記各可動
電極端子４４の途中部位には、径大部４４ａが設けられ
ており、この径大部４４ａが、基部４５の内部に形成さ
れた径大な中空部４５ａ内に位置されている。このと
き、径大部４４ａが中空部４５ａ内を左右に移動するこ
とにより、各可動電極端子４４は基部４５に対して僅か
に出没方向（左右方向）に移動可能に構成されると共
に、中空部４５ａ内には、可動電極端子４４に遊嵌状態
に端子用コイルばね４８が配設されている。この端子用
コイルばね４８により、可動電極端子４４は基部４５に
対して、径大部４４ａが中空部４５ａ内の図で右端に位
置した通常位置に常時付勢されている。

【００３０】また、基部４５の内部には、前記可動電極
端子４４が前記端子用コイルばね４８のばね力に抗して
基部４５に対して図で左方に押込まれた押込位置に移動
した（後述するように固定電極端子２６に圧接した）こ
とを検出するための検出スイッチ４９が配設されてい
る。この検出スイッチ４９は、例えばマイクロスイッチ
からなり、前記径大部４４ａの左方への変位により動作
されるようになっている。尚、前記４本の可動電極端子
４４の基端部には、ケーブル４７が接続され、図５，図
６などに示すように、それらケーブル４７が、上面カバ
ー３８の内部を通って左方に導出され、図１に示すよう
に、前記充電器１６に接続されるようになっている。

【００３１】これに対し、前記ヘッドカバー４６は、基
端側が前記基部４５の先端側（右側）に被るような横長
楕円状の円筒キャップ状をなし、前記各可動電極端子４
４の先端側が挿通される４個の貫通孔４６ａを有してい
る。また、ヘッドカバー４６の先端の外周には、テーパ
面４６ｂが形成されている。この場合、図９に示すよう
に、ヘッドカバー４６の基端側の側壁部には、左右に延
びる長孔４６ｃが形成され、この長孔４６ｃに、前記基
部４５に固着された突起５０が嵌合している。これに
て、ヘッドカバー４６は基部４５に対して、前記長孔４
６ｃの範囲内で左右方向（出没方向）に移動可能とされ
ている。

【００３２】このとき、基部４５との間に前記各可動電
極端子４４の外周に遊嵌状態に配設されたヘッドカバー
用コイルばね５１により、通常時には、図８，図９等に
示すように、前記可動電極端子４４の先端部を覆う被覆
位置に付勢されており、ヘッドカバー用コイルばね５１
のばね力に抗して先端側からの力を受けると、図６に示
すように、基部４５に対して相対的に没入して先端面か
ら可動電極端子４４の先端を相対的に突出させる露出位
置に変位するようになっている。尚、ヘッドカバー用コ
イルばね５１のばね力は、前記シャッタ２８のばね３
１，３２のばね力よりも大きく設定されている。

【００３３】そして、本実施例では、前記ヘッドカバー
４６の外周部には、その全周に位置して絶縁材（プラス
チック）製の電極カバー５２が設けられている。この電
極カバー５２は、先端側に行くほど外周側に拡がる形態
の横長リング状をなし、後述するように、可動電極部３
３の固定電極部２４との嵌合状態で、固定電極部２４の
凹部２７の周囲を覆うようになっている。これと共に、
図４に示すように、この電極カバー５２の上下両側の先
端部が、前記シャッタ２８の操作部２９ａ，３０ａを奥
方に押込んで開放させるように構成されている。また、
本実施例では、図５，図７に示すように、可動電極部３
３が没入位置にある状態では、電極カバー５２の外周縁
部が側壁カバー２０の開口部２０ａの内周縁部に係止さ
れ、ヘッドカバー４６の露出位置への移動が禁止される
ようになっている。

【００３４】さらに、前記フローティングユニット３５
は、次のように構成されている。即ち、図１０に示すよ
うに、このフローティングユニット３５は、前記上面カ
バー３８に取付けられるアンダーブロック３９、前記可
動電極部３３の絶縁体４３の基部４５が取付けられるア
ッパーブロック５３、それらの間に介在されるセンター
ブロック５４を備えて構成されている。

【００３５】このうちアンダーブロック３９は、中央部
に前記ケーブル４７が通る開口部（図示せず）を有した
矩形板状をなしている。そして、その右側面の上辺部の
両端部に軸支持部３９ａを有すると共に、下辺部の両端
部にも軸支持部３９ｂを有して構成される。軸支持部３
９ａ間、及び、軸支持部３９ｂ間には、水平方向に延び
るガイドバー５５が夫々掛渡される形態で設けられるよ
うになっている。

【００３６】一方、アッパーブロック５３は、中央部に
前記ケーブル４７が通る開口部５３ａを有した矩形板状
をなしている。そして、その左側面の前辺部の両端部に
軸支持部５３ｂを有すると共に、後辺部の両端部にも軸
支持部５３ｃを有して構成される。軸支持部５３ｂ間、
及び、軸支持部５３ｃ間には、上下方向に延びるガイド
バー５６が夫々掛渡される形態で設けられるようになっ
ている。また、このアッパーブロック５３の右側面部
に、前記基部４５の基端部が取付けられるようになって
いる。

【００３７】これに対し、前記センターブロック５４
は、やはり中央部に前記ケーブル４７が通る開口部５４
ａを有し、前記アッパーブロック５３よりも一回り小さ
な矩形板状をなしている。そして、その上下両辺の中央
部には、夫々上方及び下方に突出した形態の軸受部５４
ｂを有すると共に、その前後両辺の中央部には、夫々前
方及び後方に突出した形態の軸受部５４ｃを有して構成
されている。このとき、図示はしないが、軸受部５４ｂ
内には、前記ガイドバー５５を受けるＬＭブッシュ（リ
ニアモーションベアリング）が設けられ、軸受部５４ｃ
内には、前記ガイドバー５６を受けるＬＭブッシュ（リ
ニアモーションベアリング）が設けられている。

【００３８】このセンターブロック５４は、上下の軸受
部５４ｂが前記各ガイドバー５５の中間部に嵌挿され、
前後の軸受部５４ｃが前記各ガイドバー５６の中間部に
嵌挿される。このとき、各ガイドバー５５には、軸受部
５４ｂの両側に位置して該軸受部５４ｂを中間部に弾性
保持するためのコイルばね５７が設けられ、各ガイドバ
ー５６には、軸受部５４ｃの両側に位置して該軸受部５
４ｃを中間部に弾性保持するためのコイルばね５８が設
けられている。

【００３９】これにて、アンダーブロック３９、センタ
ーブロック５４、アッパーブロック５３が連結されてフ
ローティングユニット３５が構成される。このフローテ
ィングユニット３５により、アッパーブロック５３ひい
ては可動電極部３３の、アンダーブロック３９ひいては
上面カバー３８に対する、上下方向及び前後方向の所定
量（例えば±５mm程度）の位置ずれが許容されるように
なっている。尚、前記各可動電極端子４４が基部４５あ
るいはヘッドカバー４６に対して夫々独立して動くこと
により、傾き方向のずれも吸収できるようになってい
る。

【００４０】以上のように構成された可動電極ユニット
１８は、図１などに示すように、前記可動電極部３３の
先端部（右端部）が無人搬送車１２の側壁カバー２０の
開口部２９ａの内側に位置するように配設されている。
また、前記駆動機構３６のモータ４２は、前記充電用コ
ントローラ１７により制御され、このとき前記検出スイ
ッチ４９の検出信号が充電用コントローラ１７に入力さ
れるようになっている。これにて、後の作用説明でも述
べるように、移動ロボット１１の走行時等においては、
可動電極部３３が没入位置に位置され、移動ロボット１
１が固定設備（電源装置２２）前に停止した状態で、駆
動機構３６により、可動電極部３３が突出位置に移動さ
れて固定電極部２４との接続が行なわれるようになって
いるのである。

【００４１】次に、上記構成の作用について述べる。上
述のように、通常時（移動ロボット１１の走行時など）
においては、図１，図５等に示すように、移動ロボット
１１側に設けられた可動電極部３３は、無人搬送車１２
の側壁カバー２０の内側に位置する没入位置にある。こ
のときには、図８等に示すように、可動電極部３３のヘ
ッドカバー４６は、可動電極端子４４を覆う被覆位置に
あり、可動電極端子４４が外部に露出することはない。

【００４２】また、この状態では、ヘッドカバー４６に
取付けられた電極カバー５２が、側壁カバー２０の開口
部２０ａの周縁部に係止されているので、例えば人がヘ
ッドカバー４６を奥方に押込もうとしてヘッドカバー４
６に没入方向（矢印Ｅ方向）の力が作用しても、基部４
５に対して没入方向に移動することはなく、可動電極端
子４４が露出する虞はない。従って、この状態では、人
などが可動電極端子４４に触れる虞はなく、高い安全性
が得られる。

【００４３】一方、固定設備側の固定電極部２４におい
ては、通常時（可動電極部３３との非接続時）には、図
４に実線で示すように、凹部２７の前面開口部がシャッ
タ２８により閉塞されており、固定電極端子２６が外部
に露出することはないのである。また、このとき、図４
に白抜きの矢印Ｂで示すように、シャッタ２８が凹部２
７の前面側から押されても、開放することはない。従っ
て、この状態では、人などが固定電極端子２６に触れる
虞はなく、高い安全性が得られる。

【００４４】ここで、移動ロボット１１が固定設備前の
所定位置に停止し、ロボットアーム１３による作業を行
なう際には、併せて、バッテリ１５に対する充電が行な
われるようになっている。この充電時には、次のように
して設備側の固定電極部２４と移動ロボット１１側の可
動電極部３３とが接続されることにより、電源装置２２
の電源２３からの交流電源（ＡＣ２００Ｖ）が、移動ロ
ボット１１の充電器１６に供給されるようになってい
る。

【００４５】即ち、移動ロボット１１（無人搬送車１
２）は、図１，図５，図７に示すように、可動電極部３
３の先端部と前記電源装置２２の固定電極部２４とが向
かい合うように停止される。この場合、移動ロボット１
１の停止位置には、前後方向（矢印Ａ方向）の若干量の
ずれが生ずることがある。この状態から、駆動機構３６
が駆動される（モータ４２に通電がなされる）ことによ
り、上面カバー３８及びフローティングユニット３５と
一体的に、可動電極部３３が突出方向（矢印Ｄ方向）に
移動される。

【００４６】この可動電極部３３の突出方向への移動に
より、まず、電極カバー５２の上下両側の先端部が、前
記シャッタ２８の操作部２９ａ，３０ａを奥方に押込ん
で固定電極部２４の凹部２７の前面開口部を開放させ、
その状態で、可動電極部３３の先端部（ヘッドカバー４
６）が固定電極部２４の凹部２７に嵌合していく。この
嵌合は、ヘッドカバー４６のテーパ面４６ｂが、やはり
テーパ状の凹部２７の内周壁部２７ａに案内されるよう
にして行なわれ、またこの際、フローティングユニット
３５によるセルフアライメント機能によって、可動電極
部３３の凹部２７との位置合せが容易に行なわれるよう
になる。

【００４７】そして、ヘッドカバー４６の先端面が凹部
２７の奥壁面に当接しても、更に可動電極部３３は突出
方向に移動され、これにて、ヘッドカバー４６が凹部２
７の奥壁面から没入方向の力を受けることになり、ヘッ
ドカバー４６は基部４５（可動電極端子４４）に対して
相対的に没入方向（矢印Ｅ方向）に移動する。これによ
り、図６に示すように、ヘッドカバー４６は可動電極端
子４４をその先端面から相対的に突出させる露出位置に
移動し、これに伴い、各可動電極端子４４の先端部が、
凹部２７の奥部の各穴部２７ｂ内に侵入し、遂には、各
可動電極端子４４の先端が、各固定電極端子２６に接触
するようになる。

【００４８】この可動電極端子４４の固定電極端子２６
への接触状態となった後は、今度は、可動電極端子４４
が、固定電極端子２６から没入方向の力を受け、基部４
５に対して相対的に左方に押込まれるようになり、可動
電極端子４４が固定電極端子２６に圧接した状態で検出
スイッチ４９がオンするようになる。充電用コントロー
ラ１７は、この検出スイッチ４９のオン信号を受けてモ
ータ４２への通電を停止する。これにて、可動電極端子
４４と固定電極端子２６との電気的接続が確実に行なわ
れる突出位置にて可動電極部３３が停止されるのであ
る。

【００４９】この接続状態では、図６に示すように、前
記電極カバー５２が、凹部２７（絶縁ハウジング２５）
の周囲部に位置され、固定電極端子２６と可動電極端子
４４との接続部分を覆うようになるので、その接続部分
に高電圧がかかっていても、人などが触れることを防止
することができ、この結果、高い安全性が得られるので
ある。

【００５０】充電後（移動ロボット１１が次の位置へ向
けて移動する前）には、駆動機構３６により可動電極部
３３が没入位置へ戻され、固定電極部２４と可動電極部
３３との接続が切離される。このときには、各部のばね
力により、シャッタ２８が凹部２７の前面を閉塞する位
置に戻され、また、可動電極端子４４が基部４５に対し
て通常位置に戻され、ヘッドカバー４６も基部４５に対
して被覆位置に戻されるようになる。

【００５１】このように本実施例によれば、固定設備側
に、固定電極部２４を設け、移動ロボット１１側に、出
没移動してその固定電極部２４に嵌合接続される可動電
極部３３を設けることにより、固定設備側の電源２３と
移動ロボット１１の充電器１６とを接続する構造にあっ
て、固定電極部２４に、通常時には凹部２７の開口面を
閉塞し、可動電極部３３の突出移動に伴って開放される
シャッタ２８を設けるようにしたので、固定電極端子２
６に高電圧がかかる事情があっても、人などがその固定
電極端子２６に触れることを確実に防止することがで
き、高い安全性を確保することができるものである。

【００５２】そして、可動電極部３３（ヘッドカバー４
６）に電極カバー５２を設けるようにしたので、固定電
極部２４と可動電極部３３との接続状態でも、その電極
カバー５２により固定電極端子２６と可動電極端子４４
との接続部分を覆うことができ、高い安全性を確保する
ことができる。また、本実施例では、可動電極部３３の
没入状態で、その電極カバー５２によって、ヘッドカバ
ー４６の露出位置への移動が禁止される構成としたの
で、この点でも安全性を向上させることができるもので
ある。

【００５３】さらに、本実施例では、可動電極ユニット
１８にセルフアライメント機構を構成するフローティン
グユニット３５を設けたので、移動ロボット１１の停止
位置や、固定電極部２４の設置位置に若干の位置ずれが
生じていても接続が容易となり、厳密な移動ロボット１
１の停止位置精度や固定電極部２４の設置位置精度が必
要なくなるといったメリットも得ることができるもので
ある。

【００５４】図１１は、本発明の他の実施例を示してお
り、固定電極部２４に設けられるシャッタ６１の構造が
上記実施例と異なっている。即ち、シャッタ６１は、固
定電極部２４（凹部２７）の前面の上半部を覆う上シャ
ッタ板６２と、下半部を覆う下シャッタ板６３とを備え
るいわゆる両開き式の扉から構成される。そして、上シ
ャッタ板６２は、その上辺部がヒンジ６４により回動可
能に取付られていると共に、ねじりコイルばね６５によ
り常時閉塞方向に付勢されている。また、下シャッタ板
６３は、その下辺部がヒンジ６６により回動可能に取付
られていると共に、ねじりコイルばね６７により常時閉
塞方向に付勢されている。

【００５５】これにて、シャッタ６１は、通常時（外部
から力が作用しないとき）には、上下のシャッタ板６２
及び６３が閉塞位置にあって固定電極部２４の凹部２７
の前面開口部を閉塞し、可動電極部３３の突出方向への
移動時に、ヘッドカバー４６により押されて奥方に開放
するようになっている。かかる構成としても、シャッタ
６１により、人などがその固定電極端子２６に触れるこ
とを確実に防止することができ、高い安全性を確保する
ことができるものである。

【００５６】図１２は、本発明の異なる他の実施例を示
すものである。この実施例では、無人搬送車１２の側壁
カバー２０の外壁面に、開口部２０ａを覆う板状の蓋部
７１を設けるようにしている。この蓋板７１はその上辺
部が、前記開口部２０ａの上部に位置してヒンジ７２に
より回動可能に支持され外方上部のみに開放可能な構成
となっている。この場合、蓋板７１は自重により垂下が
ることによって開口部２０ａを覆い、可動電極部３３の
突出時には、該可動電極部３３により押されて上方に開
放するようになっている。この構成によれば、人などが
可動電極端子４４に触れることを、一層確実に防止する
ことができるものである。

【００５７】尚、上記各実施例では、固定設備側に固定
電極部２４を設け、移動ロボット１１側に可動電極部３
３を設ける構成としたが、それとは逆に、移動ロボット
側に固定電極部を設け、固定設備側に可動電極部を設け
る構成としても良い。このときにも、上記実施例と同様
に、固定電極部にシャッタを設ける構成としたり（請求
項３に対応）、あるいは、可動電極部の絶縁体の先端周
囲部に絶縁材製の電極カバーを設ける構成とすれば（請
求項４に対応）、高い安全性を確保することができるも
のである。

【００５８】その他、本発明は上記した各実施例に限定
されるものではなく、例えば可動電極部の電極カバーを
省略しても、固定電極部にシャッタを設けることによっ
て固定電極部の安全性を高めることができ、あるいは、
固定電極部のシャッタを省略しても、可動電極部に電極
カバーを設けることによって可動電極部の安全性を高め
ることができる。また、固定電極部の形状や構造、可動
電極部の形状や構造、フローティングユニットや駆動機
構の構造等についても、種々の変形が可能であり、さら
には、電源としてはＡＣ２００Ｖに限らず、直流電源で
あっても本発明を適用できる等、本発明は要旨を逸脱し
ない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、移動ロボット
の充電に関連する部分の構成を概略的に示す図

【図２】移動ロボットの外観を示す側面図

【図３】シャッタを取除いた状態の固定電極部の斜視図

【図４】シャッタの開閉構造を示す固定電極部部分の縦
断正面図

【図５】可動電極部が没入位置にある様子を上面カバー
の一部を破断して示す可動電極ユニット部分の平面図

【図６】可動電極部が突出位置にある様子を一部を横断
面で示す可動電極ユニット部分の平面図

【図７】可動電極ユニットの正面図

【図８】可動電極部の横断平面図

【図９】可動電極部の正面図

【図１０】フローティングユニットの斜視図

【図１１】本発明の他の実施例を示す図４相当図

【図１２】異なる他の実施例を示す図１相当図

【図１３】従来例を示す電源装置の斜視図

【図１４】移動ロボットの固定電極部部分の斜視図

【符号の説明】

図面中、１１は移動ロボット、１２は無人搬送車、１５
はバッテリ、１６は充電器、１７は充電コントローラ、
１８は可動電極ユニット、２０は側壁カバー、２０ａは
開口部、２２は電源装置、２３は電源、２４は固定電極
部、２５は絶縁ハウジング、２６は固定電極端子、２７
は凹部、２８，６１はシャッタ、３３は可動電極部、３
５はフローティングユニット（セルフアライメント機
構）、３６は駆動機構、４３は絶縁体、４４は可動電極
端子、４５は基部、４６はヘッドカバー、５２は電極カ
バーを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F060 CA12 HA02 5E087 EE03 EE07 FF03 HH02 LL05 LL17 LL22 LL27 LL29 LL34 MM08 MM09 PP09 QQ03 RR17 5G003 AA01 BA01 FA03 5H030 AA06 AS12 AS18 BB01 DD15 DD22

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷駆動用のバッテリ及び充電器を備え
   る移動ロボットを、固定設備前に停止させた状態で、前
   記固定設備側の電源と前記移動ロボットの充電器とを接
   続するための移動ロボットの充電電極構造であって、 前記固定設備に、前記電源に接続される固定電極端子
   を、前面に凹部を有する絶縁ハウジングの該凹部の奥部
   に位置して備えてなる固定電極部を設け、 前記移動ロボットに、前記充電器に接続される可動電極
   端子を絶縁体に挿入状態に保持させてなり、該移動ロボ
   ットの側壁部から出没移動する可動電極部を設け、 前記可動電極部の突出状態で、その先端部が前記固定電
   極部の凹部に嵌合して前記固定電極端子と可動電極端子
   との接続が行なわれるように構成すると共に、 前記固定電極部に、通常時には前記凹部の開口面を閉塞
   し、前記可動電極部の突出移動に伴い開放される絶縁材
   製のシャッタを設けたことを特徴とする移動ロボットの
   充電電極構造。
2. 【請求項２】 負荷駆動用のバッテリ及び充電器を備え
   る移動ロボットを、固定設備前に停止させた状態で、前
   記固定設備側の電源と前記移動ロボットの充電器とを接
   続するための移動ロボットの充電電極構造であって、 前記固定設備に、前記電源に接続される固定電極端子
   を、前面に凹部を有する絶縁ハウジングの該凹部の奥部
   に位置して備えてなる固定電極部を設け、 前記移動ロボットに、前記充電器に接続される可動電極
   端子を絶縁体に挿入状態に保持させてなり、該移動ロボ
   ットの側壁部から出没移動する可動電極部を設け、 前記可動電極部の突出状態で、その先端部が前記固定電
   極部の凹部に嵌合して前記固定電極端子と可動電極端子
   との接続が行なわれるように構成すると共に、 前記可動電極部の絶縁体の先端周囲部に、該可動電極部
   の前記固定電極部との嵌合状態で、前記凹部の周囲を覆
   う絶縁材製の電極カバーを設けたことを特徴とする移動
   ロボットの充電電極構造。
3. 【請求項３】 負荷駆動用のバッテリ及び充電器を備え
   る移動ロボットを、固定設備前に停止させた状態で、前
   記固定設備側の電源と前記移動ロボットの充電器とを接
   続するための移動ロボットの充電電極構造であって、 前記固定設備に、前記電源に接続される可動電極端子を
   絶縁体に挿入状態に保持させてなり、該固定設備の側壁
   部から出没移動する可動電極部を設け、 前記移動ロボットに、前記充電器に接続される固定電極
   端子を、前面に凹部を有する絶縁ハウジングの該凹部の
   奥部に位置して備えてなる固定電極部を設け、 前記可動電極部の突出状態で、その先端部が前記固定電
   極部の凹部に嵌合して前記固定電極端子と可動電極端子
   との接続が行なわれるように構成すると共に、 前記固定電極部に、通常時には前記凹部の開口面を閉塞
   し、前記可動電極部の突出移動に伴い開放される絶縁材
   製のシャッタを設けたことを特徴とする移動ロボットの
   充電電極構造。
4. 【請求項４】 負荷駆動用のバッテリ及び充電器を備え
   る移動ロボットを、固定設備前に停止させた状態で、前
   記固定設備側の電源と前記移動ロボットの充電器とを接
   続するための移動ロボットの充電電極構造であって、 前記固定設備に、前記電源に接続される可動電極端子を
   絶縁体に挿入状態に保持させてなり、該固定設備の側壁
   部から出没移動する可動電極部を設け、 前記移動ロボットに、前記充電器に接続される固定電極
   端子を、前面に凹部を有する絶縁ハウジングの該凹部の
   奥部に位置して備えてなる固定電極部を設け、 前記可動電極部の突出状態で、その先端部が前記固定電
   極部の凹部に嵌合して前記固定電極端子と可動電極端子
   との接続が行なわれるように構成すると共に、 前記可動電極部の絶縁体の先端周囲部に、該可動電極部
   の前記固定電極部との嵌合状態で、前記凹部の周囲を覆
   う絶縁材製の電極カバーを設けたことを特徴とする移動
   ロボットの充電電極構造。
5. 【請求項５】 前記可動電極部の絶縁体は、前記可動電
   極端子を保持する基部と、この基部の先端側に出没方向
   移動可能に設けられ前記電極カバーが設けられるヘッド
   カバーとを備え、 前記ヘッドカバーは、通常時には前記可動電極端子を覆
   う被覆位置に位置され、外部から没入方向の力を受ける
   ことにより、前記基部に対して没入方向に移動して該可
   動電極端子の先端部を露出させる露出位置に変位するよ
   うに構成されていると共に、 前記可動電極部の移動ロボット内への没入状態で、前記
   電極カバーが移動ロボットの側壁部に係止されることに
   より、前記ヘッドカバーの露出位置の移動が禁止される
   ように構成されていることを特徴とする請求項２記載の
   移動ロボットの充電電極構造。
6. 【請求項６】 前記可動電極部には、セルフアライメン
   ト機構が設けられていることを特徴とする請求項１ない
   し５のいずれかに記載の移動ロボットの充電電極構造。