JP3208891B2 - 自動充電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動充電装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】工場等の物流システムにおいて使用され
る無人搬送車としてのバッテリを動力源とした無人車が
広く使用されている。無人車に搭載されたバッテリは定
期的に充電する必要があり、充電は主に工場等の作業終
了以後の夜間や休日に行われている。従って、無人車の
充電には自動充電装置が使用され、本出願人は実開平４
−１１８７４３号公報に無人車のための自動充電装置を
提案している。この自動充電装置は充電ステーションに
設置されている。

【０００３】無人車が充電ステーションに侵入すると制
御装置は充電電極装置のエアシリンダを無人車に向かっ
て押し出す。すると、エアシリンダの先端に設けられた
充電電極装置の地上側電極端子が無人車の車両側電極端
子に押圧される。エアシリンダを押し出すエアは電動コ
ンプレッサにより高圧にされて工場内に広く使用されて
いるものである。両電極端子が接続されると、制御装置
は充電器に充電開始を指示し、充電器から両電極端子を
介して無人車に搭載されたバッテリを充電する。所定の
時間経過後に充電が終了すると、制御装置は充電電極装
置のエアシリンダを引き戻して両電極端子を離間させ
る。無人車は両電極端子が離間した後に充電ステーショ
ンから出て、通常走行に復帰する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な無人車に搭載されたバッテリの充電は通常では作業が
終了した後、例えば夜間や工場の休日等に行われる。
又、夜間や工場の休日等に不用な電源は止められるため
に電動コンプレッサも停止しエア供給源へのエアの供給
は行われない。従って、無人車への充電操作やエア洩れ
によりエア供給源のエア圧は低下する。その結果、地上
側電極端子が車両側電極端子に押圧される押圧力が低下
し、充電中に地上側電極端子が車両側電極端子より離間
してしまう。このため、バッテリは充電不足となってし
まう。又、両電極端子にかかる充電電圧は高圧であるの
で地上電極端子と車両側電極端子の間にアーク放電が起
こり両電極端子が劣化してしまう。

【０００５】本発明の目的は、充電中に地上側電極端子
が押圧するエアシリンダがエア圧の低下により車両側電
極端子と離間するのを防ぎ、電極端子の劣化を起こすこ
とを未然に防止することができる自動充電装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、車両に搭載したバッテリに接続された車
両側電極端子に対して、地上側電極端子をシリンダにて
押圧し、前記車両側電極端子と地上側電極端子を介して
バッテリの充電を行う自動充電装置において、前記シリ
ンダに供給する流体の圧力又はシリンダの押圧力を検出
する圧力検出手段と、バッテリの充電を行っている間、
前記圧力検出手段が所定の圧力まで低下した時バッテリ
の充電を中断させる充電中断手段とを設けた。

【０００７】

【作用】このように構成された本発明は、シリンダに供
給する流体の圧力又はシリンダの押圧力の低下を圧力検
出手段にて検出し、流体の圧力又はシリンダの押圧力の
低下により地上側電極端子と車両側電極端子が離間する
前にバッテリの充電を中断する。その結果、地上側電極
端子と車両側電極端子との間に起こるアーク放電によ
り、両電極端子が劣化するのを防止することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図４に従って説明する。図３は無人車１を用いた無人搬
送システムの概略構成を示すものである。路面上には電
磁誘導線２ａが敷設された走行経路が形成されている。
電磁誘導線２ａ上の所定箇所には前記無人車１に運行情
報を指示するための運行マーク３ａが配設されている。
又、電磁誘導線２ａの途中には無人車１を充電ステーシ
ョンＪに誘導するための引込誘導線２ｂが分岐してお
り、同引込誘導線２ｂ上の所定箇所にも無人車１に運行
情報を指示するための運行マーク３ｂが配設されてい
る。

【０００９】前記各運行マーク３ａ，３ｂは鉄板等を種
々のパターンで配置することによって、各運行情報を指
示できるようになっており、無人車１は前記運行マーク
３ａ，３ｂの運行情報を公知の方法で読み取るようにな
っている。

【００１０】尚、本実施例では前記運行マーク３ａの指
示する運行情報は、図３において無人車１を反時計方向
側へ後進スピンターンさせ、充電ステーションＪに侵入
させるための運行情報であり。又、運行マーク３ｂが指
示する運行情報は、無人車１を時計方向側に前進スピン
ターンさせ、引込誘導線２ｂから電磁誘導線２ａが敷設
された走行経路に復帰させる運行情報である。

【００１１】次に、前記無人車１について説明する。図
１に示すように、無人車１はステアリングモータ４と走
行用モータ５によって駆動する操舵機構及び走行機構を
構成する駆動輪６と、これに追従走行する従動輪７との
正逆回転に従って前後進する。又、無人車１の下面には
前記運行マーク３ａ，３ｂを検出するためのマークセン
サ８が装着されている。マークセンサ８は各運行マーク
３ａ，３ｂを検出すると、その検出信号をコントローラ
Ｃへ出力するようになっている。そして、コントローラ
Ｃはマークセンサ８からの検出信号に基づいて、その運
行マーク３ａ，３ｂの運行情報を判断し、ステアリング
モータ４及び走行用モータ５の駆動制御を行う。

【００１２】更に、無人車１の下面にはピックアップコ
イル９が装着されており、ピックアップコイル９によっ
て前記電磁誘導線２ａ及び引込誘導線２ｂを検出し、そ
の検出信号をコントローラＣに出力するようになってい
る。そして、コントローラＣはピックアップコイル９か
らの検出信号に基づいて、前記ステアリングモータ４の
駆動制御を行う。

【００１３】又、無人車１の一方の側面には車両側光通
信機１０が取着されている。車両側光通信機１０は前記
コントローラＣに接続されており、充電ステーションＪ
と交信した場合、車両側光通信機１０はコントローラＣ
に停止信号を出力するようになっている。コントローラ
Ｃは車両側光通信機１０からの停止信号によって、ステ
アリングモータ４及び走行用モータ５を停止させるよう
になっている。

【００１４】そして、前記無人車１には鉛蓄電池からな
るバッテリ１１が積載され、バッテリ１１の電力により
前記各モータ４，５や各種装置が駆動するようになって
いる。又、無人車１の後部には、受電部１２が設けられ
ている。受電部１２には車両側電極端子１３ａ，１３ｂ
が設けられている。車両側電極端子１３ａ，１３ｂは無
人車１に搭載されたバッテリ１１の端子に接続されてい
る。

【００１５】図３に示すように、充電ステーションＪに
は前記車両側光通信機１０と交信する地上側光通信機１
４が設置されている。地上側光通信機１４は無人車１が
充電ステーションＪに侵入した場合に車両側光通信機１
０と対向する位置に設けられている。そして、前記無人
車１が引込誘導線２ｂにて形成された走行経路を後進走
行し、無人車１の側面に装着された車両側光通信機１０
と前記地上側光通信機１４とが対向した場合にコントロ
ーラＣによって各モータ４，５が停止され、無人車１は
その位置で停止するようになっている。

【００１６】前記地上側光通信機１４と車両側光通信機
１０とが交信して無人車１が停止した位置において、無
人車１の後部に設けられた受電部１２に対向する位置に
は円柱状の支柱１５が床面に立設されたいる。支柱１５
には停止している無人車１に向かって延出した充電アー
ム１６が連結されている。充電アーム１６は無人車１の
受電部１２に対向する高さに設定されている。

【００１７】図１に示すように、充電アーム１６はエア
シリンダとなっており、ピストンロッド１６ａが内挿さ
れている。ピストンロッド１６ａの先端には、電極ブラ
ケット１７が支持されている。電極ブラケット１７の端
面には前記車両側電極端子１３ａ，１３ｂと接続する地
上側電極端子１８ａ，１８ｂが上下に突出して設けられ
ている。

【００１８】又、前記支柱１５にはエア配管１９ａ，１
９ｂが設けられている。エア配管１９ａは支柱１５と充
電アーム１６の接合部に設けられており、充電アーム１
６にエアを供給するようになっている。エア配管１９ｂ
は充電アーム１６の下に充電アーム１６に沿って支柱１
５から充電アーム１６の先端に向かって設けられてい
る。そして、エア配管１９ｂはエアを充電アーム１６の
先端より供給するようになっている。エア配管１９ａを
介して充電アーム１６にエアを供給すると、充電アーム
１６に内挿されたピストンロッド１６ａがエアの圧力に
より充電アーム１６前方に押し出される。又、エア配管
１９ｂを介して充電アーム１６にエアを供給すると、充
電アーム１６に内挿されたピストンロッド１６ａがエア
の圧力で充電アーム１６に引き戻される。

【００１９】充電アーム１６のエア配管１９ａ，１９ｂ
は支柱１５内部を通り、支柱１５下部に配設されたエア
用電磁弁２０に接続されている。支柱１５の外側面には
圧力検出手段としてのプレッシャスイッチ２１が配設さ
れている。前記エア用電磁弁２０にはプレッシャスイッ
チ２１を介してエアが供給される。プレッシャスイッチ
２１はエアチューブ２２を介してエア供給源２３に接続
されている。プレッシャスイッチ２１はエア供給源２３
より供給されるエアの圧力を検出するようになってお
り、車両側電極端子１３ａ，１３ｂに対する地上側電極
端子１８ａ，１８ｂの押圧力が低下する圧力であってか
つ充電アーム１６のピストンロッド１６ａを引き戻せる
だけの圧力まで低下した時に圧力低下信号を送出するよ
うになっている。

【００２０】前記地上側電極端子１８ａ，１８ｂの充電
ケーブル２４は支柱１５内部を通り、支柱１５下部から
地上局Ｔに接続されている。図３に示すように、地上局
Ｔは制御装置２５と充電器２６とから構成されている。
前記制御装置２５には充電器２６が接続されている。さ
らに、制御装置２５には前記地上側光通信機１４，エア
用電磁弁２０及びプレッシャスイッチ２１が接続されて
いる。そして、地上側光通信機１４は前記車両側光通信
機１０と交信した場合、無人車１が充電ステーションＪ
の所定位置に停止した旨の信号を前記制御装置２５に出
力する。

【００２１】次に、無人車１と地上局Ｔの電気的構成を
説明する。図４に示すように、無人車１には搭載された
バッテリ１１に接続された車両側電極端子１３ａ，１３
ｂが設けられている。又、無人車１のコントローラＣに
は車両側光通信機１０，ステアリングモータ４，走行用
モータ５，マークセンサ８及びピックアップコイル９が
接続されている。

【００２２】地上局Ｔには車両側電極端子１３ａ，１３
ｂに対して押圧する地上側電極端子１８ａ，１８ｂが設
けられている。地上側電極端子１８ａ，１８ｂは充電ス
イッチ２７を介して充電回路２８に接続されている。充
電スイッチ２７の充電コイル２７ａは制御装置２５に接
続されており、制御装置２５からの指令により充電コイ
ル２７ａが励磁制御され、オン（閉路）・オフ（開路）
されるようになっている。

【００２３】充電回路２８は整流回路２９及び変圧器３
０を備えている。前記充電スイッチ２７は整流回路２９
を介して変圧器３０に接続されている。変圧器３０は電
磁スイッチ３１を介して三相交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗに接続
されている。電磁スイッチ３１の電磁コイル３１ａは制
御装置２５に接続され、制御装置２５からの指令により
電磁コイル３１ａが励磁制御され、オン（閉路）・オフ
（開路）されるようになっている。

【００２４】又、制御装置２５には前記プレッシャスイ
ッチ２１とエア用電磁弁２０が接続されている。制御装
置２５にはプレッシャスイッチ２１が送出する圧力低下
信号が入力されるようになっている。又、制御装置２５
にはエア供給源２３から供給されるエアをエア用電磁弁
２０を制御することによりエア配管１９ａ，１９ｂに適
宜切り替えて供給するようになっている。更に、制御装
置２５には無人車１の充電が完了しなかったときに充電
異常を知らせる異常表示ランプ３２が接続されている。
又、制御装置２５は充電が完了しなかったときにコント
ローラＣに地上側光通信機１４及び車両側光通信機１０
を介して充電中断信号を送出するようになっている。

【００２５】次に、このように構成された自動充電装置
の作用を説明する。まず、通常充電時の自動充電装置の
作用について説明する。図３において、無人車１は電磁
誘導線２ａが敷設された走行経路上を通常走行し、マー
クセンサ８によって運行マーク３ａを検出するとコント
ローラＣはその検出信号に基づいて運行マーク３ａの配
置パターンを認識する。そして、その配置パターンに対
応する運行情報（この場合後進スピンターン走行）を判
断して、コントローラＣはステアリングモータ４及び走
行用モータ５を駆動制御して無人車１を後進スピンター
ンさせ、無人車１を電磁誘導線２ａと分岐した引込誘導
線２ｂの走行経路、即ち充電ステーションＪに侵入させ
る。

【００２６】無人車１が充電ステーションＪに侵入する
と、無人車１の側面に取着された車両側光通信機１０と
制御装置２５に接続されている地上側光通信機１４とが
対向して交信を行う。この時、コントローラＣは車両側
光通信機１０から停止信号を入力してステアリングモー
タ４及び走行用モータ５の駆動を停止させ、無人車１を
その位置に停止させる。

【００２７】一方、地上側光通信機１４は制御装置２５
に無人車１が充電ステーションＪの所定位置に停止した
旨の信号を出力し、同制御装置２５はエア用電磁弁２０
を制御してエアをエア配管１９ａに送り込む。この結
果、図２に示すように、充電アーム１６に内挿されたピ
ストンロッド１６ａが無人車１に向かって押し出され
る。そして、電極ブラケット１７に突設された地上側電
極端子１８ａ，１８ｂが無人車１の車両側電極端子１３
ａ，１３ｂに押圧される。

【００２８】続いて、制御装置２５は充電器２６の充電
コイル２７ａを励磁操作して充電スイッチ２７をオンに
する。この時、充電器２６の電磁スイッチ３１は電磁コ
イル３１ａが制御装置２５に制御されてオンとなってい
る。従って、充電回路２８から充電ケーブル２４，地上
側電極端子１８ａ，１８ｂ及び車両側電極端子１３ａ，
１３ｂを介してバッテリ１１に電力が供給され、バッテ
リ１１の充電が開始される。そして、所定の充電時間が
経過すると制御装置２５は充電器２６の充電コイル２７
ａを励磁操作し充電スイッチ２７をオフにして充電が終
了する。制御装置２５はエア用電磁弁２０を制御してエ
ア配管１９ｂにエアを送り込み、ピストンロッド１６ａ
を引き戻す。ピストンロッド１６ａが引き戻されたこと
によって、地上側電極端子１８ａ，１８ｂは車両側電極
端子１３ａ，１３ｂから離間する。

【００２９】その後、制御装置２５は地上側光通信機１
４及び車両側光通信機１０を介してコントローラＣに充
電終了信号を出力する。コントローラＣは充電終了信号
を入力するとステアリングモータ４及び走行用モータ５
を駆動して無人車１を前進走行させる。コントローラＣ
はマークセンサ８によって運行マーク３ｂを検知する
と、その検出信号に基づいて運行マーク３ｂの運行情報
（この場合前進スピンターン走行）を判断する。そし
て、コントローラＣは無人車１を前進スピンターンさ
せ、再度電磁誘導線２ａの走行経路に復帰させる。

【００３０】上記動作が繰り返されて無人車１のバッテ
リ１１は充電される。上記充電中にエアの圧力が低下し
てくると無人車１の車両側電極端子１３ａ，１３ｂに押
圧された地上側電極端子１８ａ，１８ｂの押圧力が低下
する。エアの圧力がプレッシャスイッチ２１に設定され
た圧力まで低下すると、プレッシャスイッチ２１は制御
装置２５に圧力低下信号を送出する。制御装置２５は圧
力低下信号を入力すると、充電器２６の充電コイル２７
ａを励磁操作して充電スイッチ２７をオフにする。そし
て、制御装置２５はエア用電磁弁２０を操作してエアを
エア配管１９ｂに送り込み、ピストンロッド１６ａを充
電アーム１６に引き戻す。

【００３１】又、制御装置２５は地上側光通信機１４及
び車両側光通信機１０を介してコントローラＣに充電中
止信号を送出する。コントローラＣは充電中止信号を入
力し、充電が終了していないので無人車１を充電する所
定位置に停止させておき電磁誘導線２ａには復帰させな
い。更に、制御装置２５は異常表示ランプ３２を点灯し
て充電中断を外部に知らせる。

【００３２】このように本実施例の自動充電装置におい
ては、地上側電極端子１８ａ，１８ｂが車両側電極端子
１３ａ，１３ｂに押圧するピストンロッド１６ａのエア
の圧力低下をプレッシャスイッチ２１により検出して制
御装置２５に圧力低下信号を送出する。制御装置２５は
圧力低下信号を入力することにより、充電器２６の充電
スイッチ２７をオフにして充電を中断させる。従って、
地上側電極端子１８ａ，１８ｂと車両側電極端子１３
ａ，１３ｂが離間しても充電スイッチ２７がオフである
ので、両電極端子１３ａ，１３ｂ，１８ａ，１８ｂ間に
アーク放電等は発生せず電極端子が劣化することを未然
に防止することができる。

【００３３】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下のよ
うにしてもよい。 （１）上記実施例ではエアの圧力が低下すると充電を中
断し、ピストンロッド１６ａを引き戻すようにしたが、
充電を中断してピストンロッド１６ａは引き戻さなく、
その状態を保つようにしてもよい。

【００３４】（２）上記実施例では充電を中断するのみ
であるが、工場が稼働し始めてエアの圧力が地上側電極
端子１８ａ，１８ｂが車両側電極端子１３ａ，１３ｂに
押圧されるのに充分な圧力まで上昇したことを検出して
充電を再開するようにしてもよい。

【００３５】（３）上記実施例では無人車１は充電が中
断すると充電ステーションＪに停止したままであるが、
充電中断後に電磁誘導線２ａに復帰させるようにしても
よい。

【００３６】（４）上記実施例の充電アーム１６のエア
シリンダの代わりにロック機構を有するロック式エアシ
リンダを用いてもよい。ロック式エアシリンダではピス
トンロッド１６ａが押し出されて地上側電極端子１８
ａ，１８ｂが車両側電極端子１３ａ，１３ｂに押圧され
るところでロックされるので充電中はエアの圧力を必要
としない。エア圧が低下した場合には、制御装置２５は
充電スイッチ２７をオフにして充電を中断させ、ピスト
ンロッド１６ａを引き戻す。従って、エアの圧力が引き
戻す圧力になるまで充電が続けられるため、その分だけ
充電時間を長くすることができる。

【００３７】（５）上記実施例では車両として無人搬送
車等の無人車１の自動充電装置としたが、電気自動車等
のバッテリ１１を搭載した車両の自動充電装置に応用し
てもよい。

【００３８】（６）上記実施例ではシリンダの流体とし
てエアを用いたが、油圧シリンダ等の流体を用いたシリ
ンダを使用してもよい。 （７）上記実施例では圧力検出手段としてエアシリンダ
のエア圧を検出していたが、例えば板状の圧力センサ等
を用いて無人車１の受電部１２にて圧力を検出するよう
にしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の自動充電装
置によれば、シリンダに供給する流体の圧力又はシリン
ダの押圧力の低下を圧力検出手段にて検出し、流体の圧
力又はシリンダの押圧力の低下により地上側電極端子と
車両側電極端子が離間する前にバッテリの充電を中断す
る。その結果、地上側電極端子と車両側電極端子との間
に起こるアーク放電により、両電極端子が劣化するのを
防止することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動充電装置の一部側断面である。

【図２】無人車が自動充電装置によって充電されている
状態を示す一部側断面図である。

【図３】走行経路及び充電ステーションの概略構成を示
す図である。

【図４】無人車及び充電ステーションの電気的構成を示
す図である。

【符号の説明】

１…無人車、１１…バッテリ、１３ａ，１３ｂ…車両側
電極端子、１６…充電アーム、１６ａ…ピストンロッ
ド、１８ａ，１８ｂ…地上側電極端子、２１…圧力検出
手段としてのプレッシャスイッチ、２５…充電中止手段
としての制御装置、２６…充電器、２７…充電スイッ
チ、Ｊ…充電ステーション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榊原 賢司 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (56)参考文献 特開 平５−15073（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−276675（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−80641（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−11137（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36 B60L 11/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に搭載したバッテリに接続された車両
   側電極端子に対して、地上側電極端子をシリンダにて押
   圧し、前記車両側電極端子と地上側電極端子を介してバ
   ッテリの充電を行う自動充電装置において、 前記シリンダに供給する流体の圧力又はシリンダの押圧
   力を検出する圧力検出手段と、 バッテリの充電を行っている間、前記圧力検出手段が所
   定の圧力まで低下した時バッテリの充電を中断させる充
   電中断手段とを設けたことを特徴とする自動充電装置。