JP2009278775A - 無人搬送車用の自動充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 伸縮部材の先端に設けられた充電側電極端子を無人搬送車の車両側電極端子に確実に圧接することができる無人搬送車用の自動充電装置を提供する。
【解決手段】 自動充電装置１は、充電装置本体５と、無人搬送車２のバッテリ３に充電電流を供給する充電器６とを備えている。充電装置本体５は、駆動機構により伸縮動作する伸縮ブーム８を有している。伸縮ブーム８は、容易に上下方向に弾性変形自在となるように薄板状をなしている。伸縮ブーム８の先端には、充電器６と接続され、無人搬送車２の車両側電極端子４と係合する充電側電極端子１８が設けられている。また、伸縮ブーム８の先端部には、床面を転動する車輪２３を有し、伸縮ブーム８にかかる荷重を受ける荷重受け部２１が取り付けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無人搬送車に搭載された蓄電池を自動的に充電する無人搬送車用の自動充電装置に関するものである。

近年、例えばループ状の走行路に沿って走行する無人搬送車に搭載された蓄電池を自動充電するために、充電器と接続された充電側電極端子を伸縮部材の先端に設け、無人搬送車に向けて伸縮部材を伸長させて、無人搬送車の蓄電池に接続された車両側電極端子に充電側電極端子を圧接させた状態で、充電器から蓄電池に充電電流を供給するようにした自動充電装置が提案されている。

また、従来における無人搬送車用の自動充電装置としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の自動充電装置は、搬送車の前面に蓄電池に繋がる第１導電端子を取り付けると共に、走行路の終端付近に設けられた緩衝体に充電器に繋がる第２導電端子を取り付け、搬送車が走行路の終端付近に達して緩衝体を押すと、第１導電端子が第２導電端子に接触して充電器から蓄電池に充電電流が流れるというものである。
特開２００７−１２４８０６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の自動充電装置は、先端に充電側電極端子が設けられた伸縮部材を備えておらず、搬送車に向けて伸縮部材を伸長させて充電側電極端子を搬送車の車両側電極端子に圧接させるという構造のものではない。また、上記特許文献１に記載の自動充電装置は、搬送車が往復移動する走行路のみに適用されるものであり、ループ状の走行路に適用することはできない。

ところで、先端に充電側電極端子が設けられた伸縮部材を備えた自動充電装置では、以下の問題点が存在する。即ち、伸縮部材を支持する支持台が位置する床面と搬送車が位置する路面との間に段差がある場合には、伸縮部材を無人搬送車に向けて伸長させたときに、充電側電極端子と車両側電極端子との間に高低差が生じるため、充電側電極端子を車両側電極端子に圧接できなくなることがある。また、自動充電装置を長年使用していると、伸縮部材を伸長させたときに、経年変化により伸縮部材の先端側が垂れてくるため、上記と同様に充電側電極端子を車両側電極端子に圧接できなくなることがある。

本発明の目的は、伸縮部材の先端に設けられた充電側電極端子を無人搬送車の車両側電極端子に確実に圧接することができる無人搬送車用の自動充電装置を提供することである。

本発明は、予め定められた走行路に沿って走行する無人搬送車に搭載された蓄電池を充電する無人搬送車用の自動充電装置において、蓄電池に充電電流を供給する充電器と、充電器と接続され、蓄電池に接続された車両側電極端子と係合する充電側電極端子と、充電側電極端子を先端に保持する伸縮部材と、充電側電極端子が車両側電極端子に対して接触・離間するように伸縮部材を伸縮動作させる駆動手段とを備え、伸縮部材は、上下方向に変形自在であり、伸縮部材の先端部には、伸縮部材にかかる荷重を受ける荷重受け部が設けられていることを特徴とするものである。

このような本発明の自動充電装置において、無人搬送車に搭載された蓄電池を充電するときは、駆動手段により伸縮部材を無人搬送車に向けて伸長させることで、伸縮部材の先端に設けられた充電側電極端子を蓄電池に接続された車両側電極端子に接触させ、その状態で充電器から蓄電池に充電電流を流すようにする。ここで、伸縮部材は、上下方向に変形自在であるため上下方向に撓みやすくなっている。このため、伸縮部材を支持する支持部が位置する床面と無人搬送車が位置する路面との間に斜めの段差（坂）がある場合には、伸縮部材を無人搬送車に向けて伸長させると、伸縮部材の先端部に設けられた荷重受け部が伸縮部材を上下方向に撓ませながら段差面に追従して進むため、充電側電極端子の高さ位置が車両側電極端子の高さ位置と一致するようになる。また、伸縮部材を伸長させた時に伸縮部材に加わる荷重は荷重受け部で受けるため、経年変化による伸縮部材の先端側の垂れが防止され、充電側電極端子が同じ高さ位置に維持される。以上により、伸縮部材を無人搬送車に向けて伸長させたときに、充電側電極端子を車両側電極端子に確実に圧接することができる。さらに、伸縮部材に加わる荷重は荷重受け部材で受けるため、伸縮部材を伸長させた時に伸縮部材の支持部にかかる負荷が軽減される。これにより、伸縮部材の破損等を防止することができる。

好ましくは、荷重受け部は、伸縮部材の先端部に回転可能に支持された車輪を有する。この場合には、駆動手段により伸縮部材を無人搬送車に向けて伸長させると、車輪が床面上を転動するため、荷重受け部を無人搬送車に向けてスムーズに移動させることができる。

また、好ましくは、伸縮部材が薄板状をなしている。この場合には、手に入りやすい鉄板等を使って、伸縮部材を簡単に且つ安価に製作することができる。

本発明によれば、伸縮部材の先端に設けられた充電側電極端子を無人搬送車の車両側電極端子に確実に圧接することができる。これにより、無人搬送車に搭載された蓄電池への自動充電を長期間にわたって適切に行うことが可能となる。

以下、本発明に係わる無人搬送車用の自動充電装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる無人搬送車用の自動充電装置の一実施形態の構成を示す概略側面図である。同図において、本実施形態の自動充電装置１は、例えば工場内において予め定められたループ状の走行路（図示せず）に沿って走行する無人搬送車２に対して自動充電を行う装置である。

無人搬送車２には、バッテリ（蓄電池）３が搭載されている。無人搬送車２は、バッテリ３に蓄えられた電力により走行モータ（図示せず）を駆動し、走行路に沿って走行する。無人搬送車２の一側面には、バッテリ３と接続された２つ（正負）の車両側電極端子４（図では１つのみ図示）が設けられている。

無人搬送車２が走行する走行路の途中には、自動充電装置１が設置されている。自動充電装置１は、充電装置本体５と、無人搬送車２のバッテリ３に充電電流を供給する充電器６と、充電装置本体５及び充電器６を制御する制御盤７とを備えている。

充電装置本体５は、図１及び図２に示すように、走行路に対して垂直な方向に延在するように設けられた伸縮ブーム８と、この伸縮ブーム８を伸縮動作させる駆動機構９とを有している。

伸縮ブーム８は、例えば手に入りやすく安価な鉄板等の金属板で形成されている。また、伸縮ブーム８は、容易に上下方向に弾性変形自在となるように薄板状をなしており、上下方向に撓むことが可能な構造となっている。

駆動機構９は、基台１０上に設けられたガイドレール１１と、このガイドレール１１に対して摺動可能なスライダ１２とを有し、スライダ１２の上面に伸縮ブーム８の基端部が固定されている。また、駆動機構９は、ガイドレール１１の長手方向に離間して配置されたスプロケット１３，１４と、これらのスプロケット１３，１４に掛け渡されたチェーン１５とを有している。スプロケット１３は、駆動モータ１６の出力軸に取り付けられている。チェーン１５には、連結部１７を介して伸縮ブーム８が固定されている。

駆動モータ１６を所定方向に回転駆動させると、スプロケット１３が同方向に回転し、これに伴ってチェーン１５が図示Ａ方向に移動するため、伸縮ブーム８がスライダ１２を介してガイドレール１１に案内されながら伸長する（図２（ｂ）参照）。駆動モータ１６を反対方向に回転駆動させると、スプロケット１３が同方向に回転し、これに伴ってチェーン１５が図示Ｂ方向に移動するため、伸縮ブーム８がスライダ１２を介してガイドレール１１に案内されながら収縮する（図２（ａ）参照）。

伸縮ブーム８の先端には、無人搬送車２の各車両側電極端子４と係合する２つ（正負）の充電側電極端子１８（図では１つのみ図示）が設けられている。各充電側電極端子１８は、電線１９を介して充電器６と接続されている。また、各充電側電極端子１８は、伸縮ブーム８の先端部に取り付けられた保持部２０に保持されている。保持部２０の内部には、特に図示はしないが、各充電側電極端子１８を伸縮ブーム８の先端側に付勢する２つのバネと、各充電側電極端子１８の後退を検出するリミットスイッチとが設けられている。

保持部２０の下面には、伸縮ブーム８にかかる荷重を受けて床面に伝える荷重受け部２１が取り付けられている。荷重受け部２１は、保持部２０に支持板２２を介して回転可能に支持され、床面を転動する車輪２３を有している。なお、車輪２３の数としては、構造の簡素化のために１つであっても良いし、伸縮ブーム８にかかる荷重を安定して受けるために２つ以上あっても良い。

このような荷重受け部２１を伸縮ブーム８の先端部に設けることにより、荷重を伸縮ブーム８のみで受ける必要が無いため、上述したように伸縮ブーム８を薄板状構造としても特に支障は無い。従って、伸縮ブーム８の強度を高くするために伸縮ブーム８を厚くしたり伸縮ブーム８にリブ等を追加しなくて済み、伸縮ブーム８の構造を簡素化することができる。また、荷重受け部２１には車輪２３が設けられているので、荷重受け部２１を無人搬送車２に向けてスムーズに移動させることができる。

制御盤７は、光センサ等（図示せず）により無人搬送車２が充電装置本体５と対向する所定の停止位置に達したことが検知されると、伸縮ブーム８を伸長させるように駆動モータ１６を制御する。すると、図２（ｂ）に示すように、伸縮ブーム８が無人搬送車２の車両側電極端子４に向けて伸長し、伸縮ブーム８の先端の充電側電極端子１８が車両側電極端子４に接触する。このとき、充電側電極端子１８が車両側電極端子４に突き当たることで、充電側電極端子１８がバネ（前述）の付勢力に抗して奥側に後退するため、リミットスイッチ（前述）がオンする。

制御盤７は、リミットスイッチのオン状態が検知されると、伸縮ブーム８の伸長を停止させるように駆動モータ１６を制御する。そして、制御盤７は、車両側電極端子４から充電側電極端子１８に電圧が供給されているかどうかを検知し、充電側電極端子１８に電圧が供給されているときは、充電器６から無人搬送車２のバッテリ３に所定時間だけ充電電流を流すようにする。これにより、バッテリ３が充電されることとなる。

その後、バッテリ３の充電が完了すると、制御盤７は、伸縮ブーム８を収縮させるように駆動モータ１６を制御する。すると、図２（ａ）に示すように、充電側電極端子１８が車両側電極端子４から離間する。

ここで、比較例として従来の自動充電装置の一例を図３に示す。図３において、充電装置本体５は、所望の強度を確保するために厚めの金属板で形成された伸縮ブーム５０を有している。伸縮ブーム５０の先端には、上記の充電側電極端子１８が取り付けられている。なお、伸縮ブーム５０の先端部には、上記の荷重受け部２１は設けられていない。このような自動充電装置では、以下のような不具合が発生する。

即ち、例えば図３（ａ）に示すように、充電装置本体５が位置する床面と無人搬送車２の停止位置の床面との間に斜めの段差（坂）Ｐがある場合には、充電側電極端子１８と車両側電極端子４との高さ位置がずれることになるため、伸縮ブーム５０を無人搬送車２に向けて伸長させたときに、充電側電極端子１８を車両側電極端子４に圧接することができなくなる。

また、伸縮ブーム５０の伸縮動作を長期間にわたって何度も行っていると、図３（ｂ）に示すように、経年変化により伸縮部材５０の先端側部分が垂れてくる。この場合にも、図３（ａ）と同様に、充電側電極端子１８と車両側電極端子４との高さ位置がずれるため、伸縮ブーム５０を無人搬送車２に向けて伸長させたときに、充電側電極端子１８を車両側電極端子４に圧接することができなくなる。

さらに、伸縮ブーム５０が伸長したときには、伸縮ブーム５０は片持ち支持された状態となるため、図３（ｃ）に示すように、モーメントにより伸縮ブーム５０の根元部に負荷がかかり、伸縮ブーム５０の根元部が破損することがある。

これに対し本実施形態では、車輪２３を有する荷重受け部２１を伸縮ブーム８の先端部に設けると共に、伸縮ブーム８を上下方向に弾性変形自在な薄板構造としたので、伸縮ブーム８を無人搬送車２に向けて伸長させると、充電装置本体５と無人搬送車２との間の床面に沿って車輪２３が転動するようになる。このため、充電装置本体５が位置する床面と無人搬送車２の停止位置の床面との間に斜めの段差（坂）がある場合でも、伸縮ブーム８は段差面に倣って上下方向に撓んだ状態で伸長するため、伸縮ブーム８の先端部の高さ位置が床面に追従して変化することとなる。具体的には、無人搬送車２の停止位置の床面が充電装置本体５の位置する床面よりも低くなっている場合には、荷重受け部２１の重力により伸縮ブーム８が下方に撓んだ状態で伸長し、無人搬送車２の停止位置の床面が充電装置本体５の位置する床面よりも高くなっている場合には、逆に伸縮ブーム８が上方に撓んだ状態で伸長する。これにより、伸縮ブーム８を無人搬送車２に向けて伸長させたときには、充電側電極端子１８と車両側電極端子４との高さ位置が必ず一致するため、充電側電極端子１８を車両側電極端子４に確実に圧接させることができる。

また、伸縮ブーム８を無人搬送車２に向けて伸長させた時に伸縮ブーム８に加わる荷重は、伸縮ブーム８の先端部に設けられた荷重受け部２１で受け止められることとなる。このため、伸縮ブーム８の伸縮動作を繰り返し行っても、経年変化により伸縮ブーム８の先端側部分が垂れてくることが無く、充電側電極端子１８の高さ位置が変動することが無いため、長期間にわたって充電側電極端子１８を車両側電極端子４に確実に圧接させることができる。

さらに、伸縮ブーム８に加わる荷重は荷重受け部２１で受け止められるため、伸縮ブーム８が伸長したときには、伸縮ブーム８は両持ち支持の状態となる。従って、伸縮ブーム８の根元部にかかる負荷が低減されるため、伸縮ブーム８の根元部の破損を防止することができる。

図４は、図１に示した自動充電装置の変形例の構成を示す概略側面図である。図中、上記実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付している。

同図において、充電装置本体５は、荷重受け部２１の車輪２３を受ける車輪受けガイド２４を備えている。車輪受けガイド２４は、走行路に向かって伸縮ブーム８に平行に突出するように基台１０（図２参照）の下端部に固定されている。これにより、伸縮ブーム８を無人搬送車２に向けて伸長させたときには、車輪２３は車輪受けガイド２４に沿って転動することとなる。

このような車輪受けガイド２４を設けることにより、例えば床面の悪性状態等により車輪２３が床面を転動することが困難な場合でも、伸縮ブーム８の伸縮動作を円滑に行うことができる。

なお、上記の車輪受けガイド２４等のガイド部材を追加するのであれば、上記の荷重受け部２１を用いずに、例えば車輪の無い荷重受け部がガイド部材に接触するような構造とし、当該荷重受け部をガイド部材に沿ってスライドさせるようにしても良い。この場合には、例えばガイド部材上にオイルを塗布することで、荷重受け部をスムーズにスライドさせることが可能となる。

以上、本発明に係わる無人搬送車用の自動充電装置の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、伸縮ブーム８が金属製の薄板で形成されているが、比較的硬さのあるプラスチック製の薄板で伸縮ブーム８を形成しても良い。また、伸縮ブームの構造としては、上下方向に変形自在であり、しかも真っ直ぐに伸長して充電側電極端子１８を車両側電極端子４に対して十分に押圧できるものであれば、特に薄板状構造のものに限られない。

また、上記実施形態では、スプロケット１３，１４及びチェーン１５を有する駆動機構９により伸縮ブーム８を伸縮動作させるようにしたが、伸縮ブーム８を伸縮動作させる駆動手段としては、特にこれに限られず、ボールネジやエアーシリンダ等を用いたものであっても良い。

本発明に係わる無人搬送車用の自動充電装置の一実施形態の構成を示す概略側面図である。 図１に示した伸縮ブームを伸縮動作させる駆動機構を概略的に示す図である。 比較例として従来の自動充電装置の一例を示す概略側面図である。 図１に示した自動充電装置の変形例の構成を示す概略側面図である。

符号の説明

１…自動充電装置、２…無人搬送車、３…バッテリ（蓄電池）、４…車両側電極端子、６…充電器、８…伸縮ブーム（伸縮部材）、９…駆動機構（駆動手段）、１８…充電側電極端子、２１…荷重受け部、２３…車輪。

Claims (3)

1. 予め定められた走行路に沿って走行する無人搬送車に搭載された蓄電池を充電する無人搬送車用の自動充電装置において、
   前記蓄電池に充電電流を供給する充電器と、
   前記充電器と接続され、前記蓄電池に接続された車両側電極端子と係合する充電側電極端子と、
   前記充電側電極端子を先端に保持する伸縮部材と、
   前記充電側電極端子が前記車両側電極端子に対して接触・離間するように前記伸縮部材を伸縮動作させる駆動手段とを備え、
   前記伸縮部材は、上下方向に変形自在であり、
   前記伸縮部材の先端部には、前記伸縮部材にかかる荷重を受ける荷重受け部が設けられていることを特徴とする無人搬送車用の自動充電装置。
2. 前記荷重受け部は、前記伸縮部材の先端部に回転可能に支持された車輪を有することを特徴とする請求項１記載の無人搬送車用の自動充電装置。
3. 前記伸縮部材が薄板状をなしていることを特徴とする請求項１または２記載の無人搬送車用の自動充電装置。
   
   
   

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