JP2001273945A - 移動ロボットの外部電源接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動ロボット側の受電電極部と、固定設備側
の給電電極部との接続，切離しの際の安全性を高める。 【解決手段】 移動ロボットが停止して作業する固定設
備に、交流電源２３及び給電電極部２４を有する電源装
置を設ける。給電電極部２４に、３個の給電端子２６及
びアース端子２７を設ける。移動ロボットの無人搬送車
に、駆動機構により出没方向に移動されて給電電極部２
４に着脱可能に接続される受電電極部３３を設ける。受
電電極部３３に、棒状の３本の受電端子４４及びアース
端子４５を設ける。アース端子４５を他の受電端子４４
よりも長くし、基部４３ａに対する押込みストロークを
大きくする。給電電極部２４に対する受電電極部３３の
接続時には、アース端子４５，２７の接続が、受電端子
４４と給電端子２６との接続に先立って行なわれ、切離
し時には、アース端子４５，２７の切離しが、受電端子
４４と給電端子２６との切離しよりも遅延して行なわれ
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、移動ロボットに設
けられた受電電極部と、固定設備に設けられた給電電極
部との接続，切離しのための構造を改良した移動ロボッ
トの外部電源接続構造に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えば自動車用部品の
生産ライン等にあっては、無人搬送車（ＡＧＶ）にロボ
ットアームを搭載した移動ロボットを、固定設備（作業
ステーション）間を移動させながら、組立作業等を行な
わせるようにしたシステムが採用されてきている。この
場合、近年では、移動ロボット（無人搬送車）に、走行
時等の電源となるバッテリを充電する充電器を設ける一
方、固定設備のうち移動ロボットの作業位置部分に、電
源装置（交流電源）を設け、移動ロボットが作業位置に
停止して作業を行なっている際に、前記固定設備側から
負荷（ロボットアーム）駆動用及びバッテリへの充電用
の電源を供給することが行なわれている。

【０００３】図１０（ａ）は、移動ロボット１（無人搬
送車のフレーム１ａを輪郭で示す）が、固定設備（電源
装置）２から電源供給を受けている様子を示している。
ここで、固定設備２の前壁部には、給電電極部（給電カ
プラ）３が設けられ、この給電電極部３には、交流電源
４に接続された２個の給電端子３ａ及び接地されたアー
ス端子３ｂが設けられている。これに対し、前記移動ロ
ボット１の固定設備２側を向く側壁部には、受電電極部
（受電カプラ）５が、図示しない駆動機構によって出没
方向（前記給電電極部３との接続及び切離し方向）に移
動されるように設けられている。この受電電極部５に
は、負荷６（及び充電器）に接続された２個の棒状の受
電端子５ａ及び、フレーム１ａに接続された棒状のアー
ス端子５ｂが設けられている。

【０００４】これにて、移動ロボット１が固定設備２に
停止した状態で、受電電極部５が接続方向に移動されて
給電電極部３と接続されると、２個の受電端子５ａが夫
々給電端子３ａに電気的に接続されると共に、アース端
子５ｂがアース端子３ｂに電気的に接続されてフレーム
１ａがアースされる（グランド電位とされる）ようにな
っている。尚、前記２個の受電端子５ａ（負荷６への２
本の通電線）は、夫々コンデンサ７が挿設された状態で
介してフレーム１ａに接続され、ノイズ除去が図られる
ようになっている。

【０００５】しかしながら、上記従来の外部電源接続構
造では、図１０（ｂ）に示すように、移動ロボット１の
作業位置での停止姿勢に傾きが生じたような場合、セル
フアライメント機能を設けることによって、多少の傾き
であれば受電電極部５と給電電極部３との接続は可能と
なるものの、受電電極部３を接続方向に突出移動させた
際に、短時間ではあるものの、受電端子５ａが給電端子
３ａに先に電気的に接続されているにもかかわらず、未
だアース端子５ｂがアース端子３ｂに接続されていない
状態が発生することがある。

【０００６】このようなケースでは、一瞬ではあるもの
の、移動ロボット１のフレーム１ａがグランドに接続さ
れずに漏電した状態となり、その瞬間に作業者等の人が
フレーム１ａに触れる虞もあり、十分な安全性を確保す
る観点からは、改善の余地が残されていたのである。同
様のことは、受電電極部５を給電電極部３から切離す際
にも言え、アース端子５ｂがアース端子３ｂから先に切
離されているにもかかわらず、受電端子５ａが給電端子
３ａから未だ切離されていないといったケースも考えら
れ、その際の安全面での改善も要求される。

【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、移動ロボット側の受電電極部と、固定
設備側の給電電極部との接続，切離しの際の安全性を高
めることができる移動ロボットの外部電源接続構造を提
供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の移動ロボットの外部電源接続構造は、固定
設備側の給電電極部に対する移動ロボット側の受電電極
部の接続時には、アース端子同士の電気的接続が、受電
端子と給電端子との電気的接続に先立って行なわれると
共に、給電電極部に対する受電電極部の切離し時には、
アース端子同士の切離しが、受電端子と給電端子との切
離しよりも遅延して行なわれるように構成したところに
特徴を有する（請求項１の発明）。

【０００９】これによれば、給電電極部に対して受電電
極部を接続する時、及び、切離す時のどちらにおいて
も、アース端子同士が接続されていない状態で、受電端
子と給電端子とが接続されているといった状況が生ずる
ことがなくなる。従って、例えば移動ロボットのフレー
ムがグランドに接続されずに漏電した状態となるといっ
たことを未然に防止することができ、この結果、移動ロ
ボット側の受電電極部と、固定設備側の給電電極部との
接続，切離しの際の安全性を高めることができるという
優れた効果を奏する。

【００１０】このとき、より具体的には、受電電極部
を、給電電極部に対して接続方向及び切離し方向に相対
的に移動させて、各端子の接続及び切離しを行うものに
あっては、受電電極部のアース端子を、他の受電端子よ
りも接続方向先端側に突出して位置させることによっ
て、上記構成を実現することができる（請求項２の発
明）。あるいは、給電電極部のアース端子を、他の給電
端子よりも接続方向先端側にて受電電極部のアース端子
に接触するように設けることによっても、上記構成を実
現することができる（請求項３の発明）。

【００１１】これらによれば、受電電極部あるいは給電
電極部における端子部分の構造に簡単な工夫を施すだけ
で、受電電極部の相対的な接続方向移動時にはアース端
子同士が一番最初に接触し、切離し方向移動時にはアー
ス端子同士が一番最後に離間するように構成することが
可能となり、極めて簡単な構成によって、受電電極部と
給電電極部との接続，切離しの際の安全性の向上を図る
ことができる。

【００１２】さらには、受電電極部のアース端子と他の
受電端子との間で移動のタイミングに差をつけることに
より、上記構成を実現することができる（請求項４の発
明）。これによれば、接続時にはアース端子同士が一番
最初に接触し、切離し時にはアース端子同士が一番最後
に離間するといった動作を確実に行なわせることがで
き、信頼性の高いものとすることができる。尚、移動タ
イミングに差をつけるための具体的構造としては、移動
のための駆動源を別途に設けるといったことや、駆動源
は１つでもカム機構などを設けることより、移動タイミ
ングに差をつけるといったことが考えられる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例（請求項
１，２に対応）について、図１ないし図８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（ＡＧＶ）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等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１２ａ（図
３に一部のみ図示）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１２ａに、図３に一部示すよう
に、マイコンを主体として構成された図示しないロボッ
トコントローラや、負荷駆動用の充電式のバッテリ１
５、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（図示せず）、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。図３では、前記走行機構やロボットアーム１３
（各軸モータ）等をまとめて、負荷１７として示してい
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の部には、後述する受電電
極部を出没させるための開口部２０ａが設けられてい
る。さらに、図示はしないが、無人搬送車１２の底部に
は、走行路に沿って敷設されたガイドラインを検出する
ための前後一対のガイドセンサや、各固定設備前（作業
位置）に設けられた停止マーカを検出するための停止マ
ーカセンサ等も設けられている。

【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（図で両矢印Ａ方向）に走行し、所定の作業位置
（作業ステーション）に停止して前記ロボットアーム１
３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
負荷１７及び充電器１６とが接続され、負荷駆動用の電
源が与えられると共に、前記バッテリ１５に充電が行な
われるようになっている。以下、その接続のための外部
電源接続構造について詳述する。

【００１８】まず、図３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、この場合、三相２００Ｖの商用交
流電源２３と、電源装置２２の前面壁部（図で左側の壁
部）の下部に突出した形態で固定的に設けられた給電電
極部２４とを備えて構成されている。この給電電極部２
４は、図１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（図３，図７，図８では２個のみ図
示）を備えている。これら固定電極端子のうち３個のも
のが、夫々前記電源２３の三相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）の電源線
に接続された給電端子２６とされ、右下に位置するもの
が、接地されたアース線（Ｅ）に接続されたアース端子
２７とされている。

【００１９】図４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２８が形成されている。この場合、凹部２８
の内周壁部２８ａ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２８の奥壁面部には、横に細長い４個の穴部２８ｂ
が２段２列に形成されており、それら各穴部２８ｂの奥
部に、夫々前記給電端子２６及びアース端子２７が配設
されている。尚、前記穴部２８ｂ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】これに対し、前記移動ロボット１１側（無
人搬送車１２内）には、前記給電電極部２４に着脱可能
に接続される受電電極部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。

【００２１】図３及び図８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、前記受電電極部３
３、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、前記受電電極部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３で矢印Ｂで示す右方向）及び没入する方向
（図３で矢印Ｃ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３及び図５〜図８を参照し
て詳述する。

【００２２】即ち、図８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１２ａ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。

【００２３】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
左端部（アンダーブロック）が固定的に取付けられてい
る。このフローティングユニット３５の左端部には、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４１、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。

【００２４】一方、前記受電電極部３３は、図５ないし
図８にも示すように、例えばプラスチック製の絶縁体４
３に、この場合２段２列に後述する４本（図５〜図８に
は２本のみ図示）の棒状の可動電極端子を保持させて構
成されている。前記絶縁体４３は、基部４３ａの先端側
（図で右端側）にヘッドカバー４６を備えて構成されて
いる。そのうち基部４３ａは、図５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。

【００２５】このとき、４本の可動電極端子のうち、前
記給電電極部２４の３個の給電端子２６に対応した３本
が受電端子４４とされ、前記アース端子２７に対応した
奥側下側のものがアース端子４５とされているのであ
る。これら受電端子４４及びアース端子４５の基端部に
は、夫々ケーブル４７が接続され、図５，図８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ている。このとき、図３に示
すように、それらケーブル４７により、３本の受電端子
４４が前記充電器１６及び負荷１７に接続され、アース
端子４５が無人搬送車１２の本体フレーム１２ａに接続
されるようになっている。さらに、図示はしないが、前
記３本の受電端子４４は、夫々ノイズ除去用のコンデン
サを介してフレーム１２ａにも接続されるようになって
いる。

【００２６】そして、本実施例では、前記アース端子４
５は、各受電端子４４よりもやや長尺に構成されてお
り、この場合、図５に示すように、前記各受電端子４４
の途中部位には径大部４４ａが設けられ、アース端子４
５の途中部位には径大部４５ａが設けられ、それら径大
部４４ａ，４５ａから先端側（図で右側部位）の長さ
が、アース端子４５の方が各受電端子４４よりも長くな
っている。これら受電端子４４及びアース端子４５は、
前記径大部４４ａ，４５ａが、夫々絶縁体４３の基部４
３ａの内部に形成された径大な中空部４３ｂ内に位置さ
れるように設けられている。

【００２７】このとき、径大部４４ａ，４５ａが中空部
４３ｂ内を左右に移動することにより、各受電端子４４
及びアース端子４５は基部４３ａに対して出没方向（左
右方向）に移動可能に構成され、これと共に、中空部４
３ｂ内には、受電端子４４及びアース端子４５に遊嵌状
態に圧接用コイルばね４８が配設されている。この圧接
用コイルばね４８により、受電端子４４及びアース端子
４５は、基部４３ａに対して径大部４４ａ及び４５ａが
中空部４３ｂ内の図で右端に位置した通常位置（図５参
照）に常時付勢されている。

【００２８】また、基部４３ａの内部には、例えば１個
の受電端子４４が前記圧接用コイルばね４８のばね力に
抗して基部４３ａに対して図で左方に押込まれた押込位
置に移動した（後述するように給電端子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、後述するように、押
込位置では、アース端子４５の径大部４５ａが、各受電
端子４４の径大部４４ａよりも奥方（左方）に変位され
る（押込量が大きくなる）ようになっており、中空部４
３ｂの左右方向の長さ寸法は、アース端子４５（径大部
４５ａ）の変位量に対応できる長さとされている。

【００２９】一方、前記ヘッドカバー４６は、図５等に
示すように、基端側が前記基部４３ａ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
各受電端子４４及びアース端子４５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６等に示すように、ヘッドカバー４
６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４３ａ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４
６は基部４３ａに対して、前記長孔４６ｃの範囲内で左
右方向（出没方向）に移動可能とされている。

【００３０】また、このヘッドカバー４６と、絶縁体４
３の基部４３ａとの間には、ヘッドカバー用コイルばね
５１が、前記各受電端子４４及びアース端子４５の外周
に遊嵌状態に配設されている、これにより、ヘッドカバ
ー４６は、通常時には、図５，図６等に示すように、前
記受電端子４４及びアース端子４５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７，図
８に示すように、基部４３ａに対して相対的に没入して
先端面から受電端子４４及びアース端子４５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。

【００３１】このとき、上記したヘッドカバー４６の被
覆位置では、貫通孔４６ａ内にて、アース端子４５の先
端が、各受電端子４４の先端よりも接続方向（矢印Ｂ方
向）先端側に位置されており、この状態からヘッドカバ
ー４６が露出位置に変位される過程で、アース端子４５
が他の受電端子４４よりも先に露出（ヘッドカバ−４６
の先端部から相対的に突出）するようになっている。

【００３２】さらに、本実施例では、前記ヘッドカバー
４６の外周部に、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、受電電極部３３
の給電電極部２４との嵌合（接続）状態で、給電電極部
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３に示すように、受電電極部３３が没入位置に
ある状態では、電極カバー５２の外周縁部が前記側壁カ
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。

【００３３】尚、詳しい図示及び説明は省略するが、前
記フローティングユニット３５は、アンダーブロック、
センターブロック、アッパーブロック等から構成され、
受電電極部３３の前記上面カバー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と共に、傾き方向のず
れも吸収できるようになっている。また、前記駆動機構
３６（モータ４２）は、図示しないロボットコントロー
ラにより制御され、このとき、ロボットコントローラに
は、前記検出スイッチ４９の信号が入力されるようにな
っている。

【００３４】以上のように構成された可動電極ユニット
１８は、図３に示すように、前記受電電極部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２０ａの内側に位置するように配設されている。こ
のとき、移動ロボット１１（無人搬送車１２）が、固定
設備（電源装置２２）前の所定の作業位置に停止した状
態で、受電電極部３３の先端部が、前記給電電極部２４
（絶縁ハウジング）と向い合うようになっている。

【００３５】そして、走行時等の通常時においては、前
記受電電極部３３が没入位置に位置されており、無人搬
送車１２が作業位置に停止した状態で、駆動機構３６に
より、受電電極部３３が突出位置に移動されて給電電極
部２４との接続がなされるようになっている。また、ロ
ボットアーム１３による作業が完了して例えば次の作業
位置に移動する際には、受電電極部３３が没入位置に移
動されて給電電極部２４から切離されるようになってい
る。

【００３６】このとき、後の作用説明でも述べるよう
に、受電電極部３３のアース端子４５を他の受電端子４
４よりも長くし、その基部４３ａに対する移動（押込
み）のストロークを大きくしたことにより、給電電極部
２４に対する受電電極部３３の接続時には、アース端子
４５とアース端子２７との電気的接続が、受電端子４４
と給電端子２６との電気的接続に先立って行なわれる、
つまりアース端子４５，２７が一番最初に接触するよう
になっており、これと共に、給電電極部２４に対する受
電電極部３３の切離し時には、アース端子４５，２７の
切離しが、受電端子４４と給電端子２６との切離しより
も遅延して行なわれる、つまりアース端子４５，２７が
一番最後に離間するようになっているのである。

【００３７】図１は、給電電極部２４側の各端子２６，
２７及び受電電極部３３側の各端子４４，４５の関係の
要点を模式的に示すもので、ここでは、４本の端子を平
面的に並べた状態で示している。この実施例では、受電
電極部３３のアース端子４５は、他の３本の受電端子４
４よりも長く（先方に突出して）構成され、しかも基部
４３ａに対して移動可能（押込み可能）なストロークが
大きく構成されているのである。

【００３８】次に、上記構成の作用について述べる。上
述のように、移動ロボット１１は、無人搬送車１２の走
行機構により、走行路上を走行（移動）し、作業を行な
うべく固定設備前の所定の作業位置に停止する。この移
動時の走行機構の電源は、バッテリ１５から得られるよ
うになっている。また、この走行時においては、図３，
図５に示すように、受電電極部３３は没入位置にあり、
このとき、ヘッドカバー４６が受電端子４４及びアース
端子４５を覆う被覆位置にあって、それら端子４４，４
５が外部に露出することはなく、さらには、図３に示す
ように、電極カバー５２が側壁カバー２０の開口部２０
ａ内周縁部に係止されるので、ヘッドカバー４６がそれ
以上奥方に移動することもない。

【００３９】そして、移動ロボット１１が固定設備前の
所定の作業位置に停止すると、受電電極部３３の先端部
と前記電源装置２２の給電電極部２４とが向い合うよう
になり、この状態で、駆動機構３６（モータ４２）を駆
動させることにより、没入位置に位置していた受電電極
部３３を突出方向（接続方向である矢印Ｂ方向）に移動
させ、以下のようにして、設備側の給電電極部２４と移
動ロボット１１側の受電電極部３３とが接続される。

【００４０】即ち、受電電極部３３の突出方向への移動
により、まず、受電電極部３３の先端部（ヘッドカバー
４６）が給電電極部２４の凹部２８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２８の内周壁部２８ａ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、ヘッド
カバー２６の凹部２７との位置合せが容易に行なわれる
ようになる。

【００４１】そして、ヘッドカバー４６の先端面が凹部
２８の奥壁面に当接しても、更に受電電極部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
８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は絶縁体４３の基部４３ａ（ひいては受電
端子４４及びアース端子４５）に対して相対的に没入方
向（矢印Ｃ方向）に移動していく。このヘッドカバー４
６の相対的移動により、まず、図７に示すように、アー
ス端子４５の先端がヘッドカバー４６の先端面から相対
的に突出するまで移動し、穴部２８ｂ内に侵入し、遂に
は給電電極部２４のアース端子２７に接触するようにな
る。このとき、アース端子４５よりも短い各受電端子４
４の先端部は、未だヘッドカバー４６内（あるいは穴部
２８ｂの途中）に位置されており、給電端子２６との接
触は行なわれていない。

【００４２】このようにアース端子４５がアース端子２
７に接触した後、更にヘッドカバー４６が相対的に押込
まれることにより、各受電端子４４の先端がヘッドカバ
ー４６の先端面から相対的に突出して行く。このとき、
アース端子４５の先端部がアース端子２７に圧接状態と
なって逆方向の力を受け、基部４３ａに対しばね力に抗
して相対的に左方に押込まれていくようになる。そし
て、図８に示すように、各受電端子４４の先端が、各穴
部２８ｂ内に侵入し、給電電極部２４の給電端子２６に
接触するようになる。

【００４３】すると、今度は、前記アース端子４５に加
えて、各受電端子４４も、各給電端子２６に圧接して没
入方向の力を受け、基部４３ａに対して相対的に左方に
押込まれるようになる。そして、各受電端子４４が各給
電端子２６に所定の力で圧接した状態で前記検出スイッ
チ４９がオンするようになり、モータ４２への通電が停
止され、突出位置にて受電電極部３３が停止するのであ
る。

【００４４】これにて、アース端子４５がアース端子２
７に接続されると共に、各受電端子４４が各給電端子２
６に接続され、もって受電電極部３３の給電電極部２４
に対する接続が完了するのである。この接続時にあって
は、アース端子４５とアース端子２７との電気的接続
が、受電端子４４と給電端子２６との電気的接続に先立
って行なわれるのである。尚、この接続状態では、前記
電極カバー５２が、凹部２８（絶縁ハウジング２５）の
周囲部に位置され、給電端子２６と受電端子４４との接
続部分を覆うようになる。

【００４５】このような受電電極部３３の給電電極部２
４に対する接続状態で、前記ロボットアーム１３による
所定の作業が行なわれるのであるが、この際、負荷１７
の駆動用及びバッテリ１５の充電用の電源が、電源装置
２２から供給されるようになる。また、無人搬送車１２
の本体フレーム１２ａは、アース端子４５及びアース端
子２７を介してアースされ、グランド電位とされるよう
になり、漏電状態となることはない。

【００４６】この後、ロボットアーム１３による作業が
終了すると、今度は、駆動機構３６により絶縁体４３の
基部４３ａ（受電電極部３３）が、没入方向（切離し方
向である矢印Ｃ方向）に移動され、給電電極部２４との
接続が切離されるようになる。詳細な説明は省略する
が、この切離し時においては、上記接続時とは逆に、ま
ず、各受電端子４４が各給電端子２６から切離され、こ
の後、アース端子４５がアース端子２７から切離され、
受電電極部３３全体が給電電極部２４から引き外されて
没入位置に戻される。従って、給電電極部２４に対する
受電電極部３３の切離し時には、アース端子４５のアー
ス端子２７からの切離しが、受電端子４４と給電端子２
６との切離しよりも遅延して行なわれるのである。

【００４７】しかして、上記のような給電電極部２４と
受電電極部３３との接続状態で、無人搬送車１２の本体
フレーム１２ａをアースする構成にあっては、例えば移
動ロボット１１の停止姿勢に傾きが生じたこと等に起因
して、接続時に、受電端子４４が給電端子２６に先に電
気的に接続されているにもかかわらず、未だアース端子
４５がアース端子２７に接続されていない状態となった
り、あるいは、切離し時に、アース端子４５がアース端
子２７から先に切離されているにもかかわらず、受電端
子４４が給電端子２６から未だ切離されていない状態と
なると、本体フレーム１２ａに漏電した状態となり、そ
の瞬間に作業者等が本体フレーム１２ａに触れる虞もあ
り、安全上の問題となる。

【００４８】ところが、上記構成においては、給電電極
部２４に対する受電電極部３３の接続時には、アース端
子４５のアース端子２７との電気的接続が、受電端子４
４と給電端子２６との電気的接続に先立って行なわれる
と共に、切離し時には、アース端子４５のアース端子２
７からの切離しが、受電端子４４と給電端子２６との切
離しよりも遅延して行なわれる。従って、接続時、切離
し時のどちらにおいても、アース端子４５とアース端子
２７とが接続されていない状態で、受電端子４４と給電
端子２６とが接続されているといった状況が生ずること
がなくなるのである。

【００４９】この結果、本実施例によれば、例えば本体
フレーム１２ａがアースに接続されずに漏電した状態と
なるといったことを未然に防止することができ、移動ロ
ボット１１側の受電電極部３３と、固定設備側の給電電
極部２４との接続，切離しの際の安全性を高めることが
できるという優れた効果を得ることができる。また、特
に本実施例では、受電電極部３３のアース端子４５を長
くするという極めて簡単な構成ににより、接続時にはア
ース端子４５が一番最初に接触し、切離し時にはアース
端子４５が一番最後に離間するように構成することがで
きるといった利点も得ることができるものである。

【００５０】尚、上記実施例では、受電電極部３３のア
ース端子４５を長くする構成としたが、図９（ａ），
（ｂ）に夫々示す本発明の他の実施例のように、受電電
極部３３のアース端子６１を他の受電端子４４と同等の
長さとし、給電電極部２４のアース端子６２，６３を、
他の給電端子２６よりも接続方向先端側にて前記アース
端子６１に接触するように設けるようにしても、上記実
施例と同様の作用，効果を得ることができる（請求項３
に対応）。この場合、図９（ａ）に示すアース端子６２
は、ばね６４によって奥方に移動可能な状態で、他の給
電端子２６よりも先方に位置されている。また、図９
（ｂ）に示すアース端子６３は、先方から奥方に延びる
板ばね状に構成されている。

【００５１】さらに、図示はしないが、受電電極部３３
のアース端子４５と他の受電端子４４との間で移動のタ
イミングに差をつけ、接続時にはアース端子同士が一番
最初に接触し、切離し時にはアース端子同士が一番最後
に離間するといった動作を行なわせるような構成として
も、同様の作用，効果を得ることが可能となる（請求項
４に対応）。この際の移動タイミングに差をつけるため
の具体的構造としては、アース端子４５の移動用の駆動
源と、他の受電端子４４の移動用の駆動源とを別途に設
けるといったことや、駆動源は１つでもカム機構などを
設けることが考えられる。

【００５２】その他、本発明は上記した実施例に限定さ
れるものではなく、例えば給電電極部側を移動させて接
続，切離しを行なう構成としても良く、また、給電電極
部及び受電電極部の形状や構造、駆動機構の構造などに
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、三相交流（ＡＣ２００Ｖ）に限らず、単相交流
や直流であっても本発明を適用できる等、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、給電電極部及
び受電電極部の構成の要点を模式的に示す図

【図２】移動ロボットの外観を示す側面図

【図３】移動ロボットの受電に関する部分の構成を概略
的に示す図

【図４】給電電極部の外観を示す斜視図

【図５】没入位置にある状態の受電電極部を示す横断平
面図

【図６】没入位置にある状態の受電電極部の正面図

【図７】給電電極部に対する受電電極部の接続方向移動
時の途中における状態を示す横断平面図

【図８】給電電極部に対して受電電極部が接続された状
態を示す状態を一部を横断面にて示す平面図

【図９】本発明の他の実施例を２種類示す図１相当図

【図１０】従来例を示すもので、移動ロボットが正規の
姿勢で停止した際（ａ）、及び、傾いて停止した際
（ｂ）の外部電源との接続の様子を概略的に示す図

【符号の説明】

図面中、１１は移動ロボット、１２は無人搬送車、１２
ａは本体フレーム、１３はロボットアーム、１５はバッ
テリ、１６は充電器、１７は負荷、１８は可動電極ユニ
ット、２２は電源装置、２３は電源、２４は給電電極
部、２５は絶縁ハウジング、２６給電端子、２７，６
２，６３はアース端子、３３は受電電極部、２６は駆動
機構、４３は絶縁体、４３ａは基部、４４は受電端子、
４５，６１はアース端子、４６はヘッドカバー、４８は
圧接用コイルばね、５２は電極カバーを示す。

フロントページの続き (72)発明者 日高 誠二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3F060 AA04 CA12 GB22 HA02 HA13 HA23 5E021 FA04 FB21 FC27 LA30 5E087 EE03 EE10 FF04 LL21 MM08 QQ03 RR17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定設備に、電源に接続された給電端子
   及び接地されたアース端子を有する給電電極部を設ける
   と共に、移動ロボットに、受電端子及びアース端子を有
   し前記給電電極部に着脱可能に接続される受電電極部を
   設け、 前記移動ロボットを固定設備前に停止させた状態で、前
   記受電電極部と給電電極部との接続，切離しを行なうよ
   うにした移動ロボットの外部電源接続構造において、 前記給電電極部に対する受電電極部の接続時には、前記
   アース端子同士の電気的接続が、前記受電端子と給電端
   子との電気的接続に先立って行なわれると共に、前記給
   電電極部に対する受電電極部の切離し時には、前記アー
   ス端子同士の切離しが、前記受電端子と給電端子との切
   離しよりも遅延して行なわれるように構成されているこ
   とを特徴とする移動ロボットの外部電源接続構造。
2. 【請求項２】 前記受電電極部を、前記給電電極部に対
   して接続方向及び切離し方向に相対的に移動させること
   により、前記各端子の接続及び切離しが行なわれるよう
   に構成されていると共に、前記受電電極部のアース端子
   が、他の受電端子よりも接続方向先端側に突出して位置
   されていることにより、前記受電電極部の相対的な接続
   方向移動時には前記アース端子同士が一番最初に接触
   し、切離し方向移動時には前記アース端子同士が一番最
   後に離間するように構成されることを特徴とする請求項
   １記載の移動ロボットの外部電源接続構造。
3. 【請求項３】 前記受電電極部を、前記給電電極部に対
   して接続方向及び切離し方向に相対的に移動させること
   により、前記各端子の接続及び切離しが行なわれるよう
   に構成されていると共に、前記給電電極部のアース端子
   が、他の給電端子よりも接続方向先端側にて受電電極部
   のアース端子に接触するように設けられていることによ
   り、前記受電電極部の相対的な接続方向移動時には前記
   アース端子同士が一番最初に接触し、切離し方向移動時
   には前記アース端子同士が一番最後に離間するように構
   成されることを特徴とする請求項１記載の移動ロボット
   の外部電源接続構造。
4. 【請求項４】 前記受電電極部を、前記給電電極部に対
   して接続方向及び切離し方向に移動させることにより、
   前記各端子の接続及び切離しが行なわれるように構成さ
   れていると共に、前記受電電極部のアース端子と他の受
   電端子との間で移動のタイミングに差をつけることによ
   り、接続時には前記アース端子同士が一番最初に接触
   し、切離し時には前記アース端子同士が一番最後に離間
   するように構成されることを特徴とする請求項１記載の
   移動ロボットの外部電源接続構造。