(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の駆動輪と、少なくとも１つの非駆動輪と、複数のバッテリユニットを搭載可能な本体とを備えた自律走行車であって、
第１のバッテリユニットを配置し、前記駆動輪の車軸の軸線の鉛直上方に着脱可能な第２のバッテリユニットを配置し、
前記第１のバッテリユニットが本体に装着されると電力が流れるコイルと、
前記コイルに電力が流れることでオンとなるスイッチとを備え、
前記第２のバッテリユニットは、前記第１のバッテリユニットが電力供給状態にあるときに電力供給可能となり、
前記第２のバッテリユニットは、前記スイッチがオンとなることで、電力供給可能となることを特徴とする自律走行車。
【請求項２】
前記第２のバッテリユニットは、前記第１のバッテリユニットが本体に装着状態にあるときに装着可能となることを特徴とする請求項１記載の自律走行車。
【請求項３】
前記第２のバッテリユニットは、前記第１のバッテリユニットに対し平行に本体へ装着されることを特徴とする請求項１記載の自律走行車。
【請求項４】
前記第１のバッテリユニットと前記第２のバッテリユニットは、本体上方から下方へ傾斜して装着されることを特徴とする請求項３記載の自律走行車。
【請求項５】
前記第１のバッテリユニット若しくは前記第２のバッテリユニットは、本体外側から中央側に下方へ傾斜して装着されることを特徴とする請求項１記載の自律走行車。
【請求項６】
前記第２のバッテリユニットの上部には、さらに１以上のバッテリユニットが装着可能であることを特徴とする請求項１記載の自律走行車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床面や路面等の清掃作業、芝刈や草刈等の刈取作業を自動で行う自律走行車に関するものであり、特に、着脱式のバッテリユニットを搭載した自律走行車に関する。
【背景技術】
【０００２】
自律走行車は、前輪または後輪の一方を駆動輪として用い、他方を非駆動輪として用いている。例えば、後輪を駆動輪とする場合、後輪の左右への駆動信号をそれぞれ制御して、前進、後退、左右の方向転換を行うとともに、前輪には作業面に対し３６０°回転自在に動くキャスター等を設置し、後輪に従動させて走行させている。また、上記構成とは逆の構成で、前輪を駆動輪として、後輪を非駆動輪とする自律走行車もある。
【０００３】
前輪または後輪のいずれが駆動輪となる場合も、自律走行車のスムーズな走行を妨げないよう、非駆動輪側への荷重配分を少なくすることが好ましい。自律走行車の荷重配分を考慮した従来技術は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００４】
特許文献１の乗用草刈機は、左右後輪間で車体フレーム上に原動機が搭載され、原動機よりも後方の車体フレーム上であって、後輪車軸よりも後方側にバッテリが搭載されている。これにより、前輪側への荷重が比較的小さくなり、草刈り性能を充分発揮できるともに、バッテリのメンテナンス性を向上することができる。
【０００５】
また、特許文献２の電動芝刈機は、バッテリを前傾姿勢にして車体の高さを低く抑えるとともに、バッテリを後輪の上方に配置して重量を後輪に支持させることで、前輪の荷重を減少させ、電動芝刈機の方向変換を容易に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１９１７４３号公報
【特許文献２】特開平１０−０８４７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２では、搭載されるバッテリが１つであり、作業時間に応じて着脱式のバッテリを追加することまでは考慮していない。このため、既存のバッテリに対して着脱式のバッテリを何ら配慮せず追加すると、駆動輪と非駆動輪が支える自律走行車の荷重バランスが崩れて、作業性能や走行性能が低下する虞がある。
【０００８】
特に特許文献２では、バッテリが後輪の車軸から少し前方よりに配置されているため、この位置でバッテリの積み増しを行うと、前輪と後輪の荷重バランスが崩れて方向変換を容易に行うことができなくなる問題がある。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、着脱式のバッテリを含む複数のバッテリの荷重を適切に配分し、バッテリの積み増し等の荷重変動による作業性能や走行性能の低下を防止した自律走行車を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の自律走行車は、左右の駆動輪と、少なくとも１つの非駆動輪と、複数のバッテリユニットを搭載可能な本体とを備えた自律走行車であって、第１のバッテリユニットを配置し、駆動輪の車軸の軸線の鉛直上方に着脱可能な第２のバッテリユニットを配置することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の自律走行車は、第２のバッテリユニットは、第１のバッテリユニットが本体に装着状態にあるときに装着可能となることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の自律走行車は、第２のバッテリユニットは、第１のバッテリユニットが電力供給状態にあるときに電力供給可能となることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の自律走行車は、第２のバッテリユニットは、第１のバッテリユニットに対し平行に本体へ装着されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の自律走行車は、第１のバッテリユニットと第２のバッテリユニットは、本体上方から下方へ傾斜して装着されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の自律走行車は、第１のバッテリユニット若しくは第２のバッテリユニットは、本体外側から中央側に下方へ傾斜して装着されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の自律走行車は、第２のバッテリユニットの上部には、さらに１以上のバッテリユニットが装着可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の自律走行車によれば、着脱式のバッテリを含む複数のバッテリの荷重を適切に配分し、バッテリの積み増し等の荷重変動による作業性能や走行性能の低下を防止した自律走行車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１の自律走行車の主用部を示す側面図及び上面図である。
【図２】実施形態１の自律走行車の荷重配分を示す側面図である。
【図３】実施形態２の自律走行車の主用部と荷重配分を示す側面図及び上面図である。
【図４】実施形態３の自律走行車の主用部と荷重配分を示す側面図及び上面図である。
【図５】実施形態４の自律走行車の主用部と荷重配分を示す側面図及び上面図である。
【図６】実施形態５の自律走行車の主用部と荷重配分を示す側面図及び上面図である。
【図７】実施形態８の自律走行車のバッテリユニットの配線図である。
【図８】実施形態９の自律走行車のバッテリユニットの配線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施形態に係る自律走行車について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。なお、実施形態の説明において、説明の便宜上、上、下、左、右の表現を用いるが、これらの表現は示した図に基づくものであって発明の構成を限定するものではない。
【００２０】
〔実施形態１〕
図１（ａ）、（ｂ）に、本発明の実施形態１における自律走行車１０１の外観図を示す。（ａ）は内部の構成を透過して示した側面図であり、（ｂ）はその上面図である。図１では、説明の便宜上、構成の一部を実線と点線で使い分けて示している。
【００２１】
実施形態１の自律走行車１０１では、自走式の吸引型掃除機としての一例を挙げる。自律走行車１０１の内部に配置される各種機構並びに構成パーツ類の主なものを以下に説明し、回路配線等の細かな物は図示及び説明を省略する。
【００２２】
自律走行車１０１は、ベース部材１０を備え、ベース部材１０の前後に前輪２１と後輪２２が設置されている。実施形態１の自律走行車１０１では、前輪２１が非駆動輪になり、後輪２２が駆動輪となる後輪駆動型の自律走行車となっている。
【００２３】
非駆動輪である前輪２１は、自在キャスター等で構成され、自在キャスターの車軸２３が自在回転軸２５に連結されており、平面内で３６０°回転自在に可動する。なお、前輪２１は、自在キャスターに限るものではなく、固定キャスターであっても構わない。
【００２４】
駆動輪である後輪２２は、車軸２４がベース部材１０に設置された電動機等の駆動機構２６に連結され、駆動機構２６によって後輪２２が駆動される。なお、左右の後輪２２は、それぞれの駆動機構２６により別々に駆動されることで、直進、後進、旋回等の走行が可能となっている。
【００２５】
ベース部材１０には、そのパーツの大部分を樹脂等で形成され、自律走行車１０１の概ね外形形状を成すバンパー１１が設置されている。バンパー１１は、ベース部材１０に対し、相対的にＸ−Ｙ方向に位置変位が可能に構成されている。
【００２６】
バンパー１１の主な機能として、自律移動時に障害物（物、人）等に接触した際の力を受け止め、ベース部材１０に対して位置変位することにより、自律走行車本体や障害物への衝撃を吸収する。また、バンパー１１の位置変位を変位検知手段（図示せず）で検知し、制御手段を介して、自律走行車の走行を停止、後退させる等、接触時の安全性を確保する前衛機構として機能する。
【００２７】
実施形態１の自律走行車１０１は、吸引型掃除機に適用されており、ベース部材１０の底部側には吸引清掃用の吸込み口体３１が設けられ、床面から塵埃等を吸引清掃できるように構成されている。吸込み口体３１は、吸込み開口部３２と回転ブラシ３３を有し、ベース部材１０上に設置された吸引用ユニット１４に連結されている。吸引用ユニット１４は、回転ブラシ３３を駆動するモータや、吸引力を発生させるファン、吸引力を伝達する吸引管等から構成されている。
【００２８】
自律走行車１０１は、制御手段１３によって走行動作や清掃動作が制御される。制御手段１３には、操作パネル１２から入力されたユーザの命令や、図示せぬ記憶手段によって自律走行車１０１に予め記憶されたプログラム等の命令が送られる。
【００２９】
自律走行車１０１は、左右の後輪２２の駆動機構２６の間にバッテリユニット装着部４０を備えている。バッテリユニット装着部４０は、後方側面に第１のバッテリユニット４１が装着可能であり、上部には第２のバッテリユニット４２が装着可能となっている。第１のバッテリユニット４１は、左右の後輪２２（駆動輪）の各車軸２４の軸線に対して前輪２１（非駆動輪）と反対側、即ち、駆動輪の車軸２４の軸線の後方近傍に位置するように配置される。
【００３０】
ここで、第１のバッテリユニット４１は、自律走行車１０１に対して据付け型であっても着脱式であっても構わない。着脱式の場合は、バッテリユニット装着部４０の後部側面に沿って、上方向から下方向にスライドさせて取付けられる。
【００３１】
第２のバッテリユニット４２は、着脱式のバッテリユニットとして、バッテリユニット装着部４０の上部に装着される。バッテリユニットを装着する際には、バンパー１１の一部が開閉し、バッテリユニットを着脱できるように構成されているが、ここでは図示および説明を省略する。
【００３２】
実施形態１の自律走行車１０１では、第１のバッテリユニット４１が装着された状態で、さらに着脱式の第２のバッテリユニット４２が駆動輪の車軸２４の軸線上の鉛直上方で、自律走行車１０１の幅方向に対しては中央部の位置に装着される。上記構成において、自律走行車１０１に最初に第１のバッテリユニット４１を装着したときと、さらに着脱式の第２のバッテリユニット４２を装着したときの、前輪２１（非駆動輪）と後輪２２（駆動輪）への荷重配分について説明する。
【００３３】
図２（ａ）は、自律走行車１０１に第１のバッテリユニット４１のみが装着された状態を示している。第１のバッテリユニット４１は、上述したように、駆動輪となる左右の後輪２２の車軸２４の軸線に対し、非駆動輪と反対側、即ち、駆動輪の軸線の後方近傍に配置されている。
【００３４】
図２（ａ）では、自律走行車１０１の全重量の内、駆動輪が支える荷重配分Ｗ１と、非駆動輪が支える荷重配分Ｗ２を矢印の大小関係で示す。自律走行車１０１は、第１のバッテリユニット４１のみが装着された状態で、非駆動輪の支える荷重配分Ｗ２が駆動輪の支える荷重配分Ｗ１よりも少なくなっており、旋回性能がより向上すること等により、自律走行車１０１が本来の清掃性能や走行性能を発揮できるようになっている。
【００３５】
図２（ｂ）は、自律走行車１０１のバッテリユニット装着部４０に、さらに着脱式の第２のバッテリユニット４２が装着された状態を示している。このとき、第２のバッテリユニット４２は、左右の後輪２２（駆動輪）の各車軸２４の軸線の鉛直上方に配置される。このため、第２のバッテリユニット４２の荷重は実質的にその大部分が駆動輪に配分されることになり、非駆動輪への荷重増加の影響が略ゼロとなる。
【００３６】
詳しくは、第１のバッテリユニット４１のみを装着したときと第２のバッテリユニット４２を追加装着したときの駆動輪の荷重の変化（Ｗ１’−Ｗ１）を△Ｗ１とし、同じく非駆動輪の荷重の変化（Ｗ２’−Ｗ２）を△Ｗ２とすれば、△Ｗ１≧△Ｗ２（△Ｗ２は略ゼロ）となる。
【００３７】
このように、着脱式の第２のバッテリユニット４２を駆動輪となる左右の後輪２２の各車軸２４の軸線の鉛直上方に配置することで、自律走行車１０１に対して第２のバッテリユニット４２を積み増しても、非駆動輪への荷重増加を抑えることができる。
【００３８】
したがって、第２のバッテリユニット４２を積み増し後も、非駆動輪の荷重増加が略ゼロであり、自律走行車１０１の重量が主に駆動輪によって支えられ、非駆動輪の荷重が少ないままであるため、自律走行車１０１の清掃性能や走行性能の低下を防止することができる。
【００３９】
バッテリユニットを積み増す際は、駆動輪と非駆動輪の荷重配分が損なわれないように、装着手順として、第１のバッテリユニット４１が装着された状態で、着脱式の第２のバッテリユニット４２を追加装着する。これにより、第１のバッテリユニット４１を装着せず、第２のバッテリユニット４２のみを装着することで、非駆動輪が支える荷重配分と駆動輪が支える荷重配分のバランスを崩し、自律走行車１０１の清掃性能や走行性能が損なわれることを防止できる。
【００４０】
実際の清掃作業や刈取作業では、必ずしも第１のバッテリユニット４１と第２のバッテリユニット４２の両方を装着する必要はなく、第１のバッテリユニット４１のみで作業を行っても構わない。しかしながら、自律走行車１０１において、第１のバッテリユニット４１に着脱式の第２のバッテリユニット４２を積み増すことにより、作業時間を延長させることができる。
【００４１】
また、第１のバッテリユニット４１と第２のバッテリユニット４２の両方を装着する場合、双方のバッテリユニットで自律走行車１０１の電力全体を賄っても良い。また、例えば、第１のバッテリユニット４１で、駆動輪の駆動機構２６、自律走行車１０１の制御手段１３、操作パネル１２等の電力供給を賄い、第２のバッテリユニット４２では、吸引清掃を行うための吸引用ユニット１４の電力供給を賄う等、双方のバッテリユニットの電力供給を使い分けても構わない。
【００４２】
本実施の形態では、自律走行車１０１の第１のバッテリユニット４１が、駆動輪となる後輪２２の車軸２４の軸線に対し、非駆動輪と反対側、即ち、駆動輪の軸線の後方近傍に配置された構成であるが、これに限定されるものではない。第１のバッテリユニット４１が駆動輪の軸線の前方近傍に配置されていても、自律走行車１０１の全体の荷重配分として、駆動輪が支える荷重より非駆動輪が支える荷重が少なく設定されればよい。これにより、第２のバッテリユニット４２を駆動輪の軸線の鉛直上方に積み増すことで、バッテリユニットを追加する際の非駆動輪が支える荷重増加を抑制することができる。
【００４３】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る自律走行車１０２について図３を用いて説明する。実施形態２の自律走行車１０２は、実施形態１の自律走行車１０１に対して、さらにバッテリユニットを積み増すことを可能にした吸引型掃除機である。実施形態１の自律走行車１０１の構成と同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００４４】
図３（ａ）は、実施形態２の自律走行車１０２のバッテリユニット装着部４０に、第１のバッテリユニット４１と第２のバッテリユニット４２を装着した状態を示している。このとき、実施形態１と同様のバッテリユニットの配置となっており、第１のバッテリユニット４１と第２のバッテリユニット４２を含む全体の荷重は、実質的に大部分が駆動輪に支えられ、非駆動輪への荷重が小さく抑えられている。
【００４５】
実施形態２に係る自律走行車１０２では、図３（ｂ）に示すように、さらに第２のバッテリユニット４２の上部に第３のバッテリユニット４３を積み増しすることを特徴としている。
【００４６】
第３のバッテリユニット４３は、第２のバッテリユニット４２の鉛直上、すなわち、駆動輪となる後輪２２の車軸２４の軸線の鉛直上方に配置している。このため、第３のバッテリユニット４３の積み増し後の荷重配分は、駆動輪への荷重が増加するものの、第１のバッテリユニット４１のみを装着、または、第１のバッテリユニット４１と第２のバッテリユニット４２の２つを装着した場合と比較しても、非駆動輪への荷重増加を略ゼロに抑えることができる。
【００４７】
したがって、自律走行車１０２にさらに第３のバッテリユニット４３を積み増ししても、全てのバッテリユニットを含む自律走行車１０２の重量の大部分を駆動輪に支えさせ、非駆動輪の荷重が少ない状態が変わらないので、自律走行車１０２の清掃性能や走行性能が損なわれることがない。
【００４８】
実施形態２の自律走行車１０２では、第２のバッテリユニット４２が電力供給状態において、第３のバッテリユニット４３の電力供給が可能となっている。なお、第１のバッテリユニット４１、第２のバッテリユニット４２、第３のバッテリユニット４３の電力供給は、清掃機能や走行機能への電力供給に使い分けてもよい。
【００４９】
本実施の形態では、第３のバッテリユニット４３を積み増し３つのバッテリユニットを装着できる自律走行車１０２について説明したが、これに限るものではなく、駆動輪の車軸の軸線の鉛直上方にバッテリユニットを積み増していくことにより、さらなるバッテリユニットの積み増しが可能である。なお、バッテリユニットの積み増しは、自律走行車１０２の全体の形状、荷重バランス等を考慮して設計することが好ましい。
【００５０】
以上、実施形態２の自律走行車１０２においても、さらに第３のバッテリユニット４３を積み増しすることによる非駆動輪の荷重増加が抑えられ、自律走行車１０２の作業性能や走行性能の低下を防止し、長時間の作業を可能にすることができる。
【００５１】
〔実施形態３〕
図４は、本発明の実施形態３に係る自律走行車１０３の側面並びに上面の概略図を示す。図４を用いて、実施形態３の自律走行車１０３について説明する。実施形態３の自律走行車１０３は、前輪２１が非駆動輪であり、後輪２２が駆動輪となる後輪駆動型の吸引型掃除機であるが、実施形態１や実施形態２に対してバッテリユニットの装着方法が異なる構成となっている。実施形態１や実施形態２の構成と同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００５２】
図４（ａ）、（ｂ）は、自律走行車１０３の側面並びに上面の概略図を示す。自律走行車１０３は、ベース部材１０の底部に不図示の吸引用ユニット１４と連結された吸込み口体３１を備えている。また、ベース部材１０の左右には、後輪２２が入り込む凹部１５が形成されており、安全面を考慮し駆動輪が本体側部に突出しない構成になっている。特に、実施形態３の自律走行車１０３では、バンパー１１上面にカバー部１１ｃが設けられており、バッテリユニットの着脱時に開閉できる構成となっている。
【００５３】
図４（ｃ）、（ｄ）に、自律走行車１０３のバッテリユニットの配置並びに着脱状態を示す。ここでは、バッテリユニットの配置位置と着脱機構を説明し易くするために、バンパー１１及びそれに含まれるカバー部１１ｃは点線で示している。
【００５４】
ベース部材１０には、バッテリユニットを斜めにスライドさせて装着するバッテリユニット装着部４０が配置されている。バッテリユニット装着部４０には、第１のバッテリユニット４１を位置決めして接続する第１の接続部４５、第２のバッテリユニット４２を位置決めして接続する第２の接続部４６を備えている。バッテリユニットとの接続端子、バッテリユニットと接続部間のスライド機構等は不図示である。
【００５５】
第１の接続部４５、第２の接続部４６は、それぞれ第１のバッテリユニット４１、第２のバッテリユニット４２の外形形状に概ね沿う様な凹形状で形成されている。第１の接続部４５は、後輪２２（駆動輪）の車軸２４の軸線に対し、前輪２１（非駆動輪）と反対側（本体外側）、即ち、駆動輪の軸線の後方近傍に配置されている。また、第２の接続部４６は、左右の後輪２２（駆動輪）の各車軸２４の軸線の鉛直上方に配置されている。
【００５６】
第１のバッテリユニット４１は、図４（ｃ）の図中で左上から右下の方向に装着され、第１の接続部４５に電気的に接続される。第１のバッテリユニット４１は、第１の接続部４５に装着されることで、駆動輪の車軸２４の軸線の後方近傍に配置される。
【００５７】
この状態で、駆動輪が支える荷重配分Ｗ１と、非駆動輪が支える荷重配分Ｗ２を矢印の大きさで示す。第１のバッテリユニット４１を駆動輪の車軸の後方近傍に設置したことにより、非駆動輪が支える荷重配分Ｗ２を駆動輪が支える荷重配分Ｗ１より少なくできる。このため自律走行車１０３に本来の作業性能や走行性能を発揮させることができる。
【００５８】
図４（ｄ）は、さらに第２のバッテリユニット４２が自律走行車１０３のバッテリユニット装着部４０に装着された状態を示している。第２のバッテリユニット４２は、図４（ｄ）の図中で左上から右下の方向に装着され、第２の接続部４６に電気的に接続される。これにより、第２のバッテリユニット４２が駆動輪の車軸の軸線の鉛直上方に配置される。
【００５９】
このため、実施形態１や実施形態２と同様に、第２のバッテリユニット４２の荷重は、実質的に大部分が駆動輪に配分されることになり、着脱式の第２のバッテリユニット４２を追加することによる非駆動輪への荷重増加の影響を抑えることができる。
【００６０】
このように、第１のバッテリユニット４１のみを装着した状態に対し、第２のバッテリユニット４２を駆動輪の車軸の軸線の鉛直上方に配置しているので、バッテリユニットの積み増しを行っても、第１のバッテリユニット４１のみを装着した状態に比べ、駆動輪への荷重が増加するものの、非駆動輪への荷重の増加を略ゼロに抑えることができる。
【００６１】
したがって、第２のバッテリユニット４２の積み増しを行っても、バッテリユニットを含めた自律走行車１０３の重量を主に駆動輪に支えさせ、非駆動輪の荷重を減少させている状態に変りはないので、自律走行車１０３の清掃性能や走行性能を損なわせることがない。
【００６２】
特に、実施形態３の自律走行車１０３は、第１のバッテリユニット４１及び第２のバッテリユニット４２が、図４（ｃ）、（ｄ）の図中で左上（後方）から右下（前方）の方向にスライドさせて斜めに装着できるようになっている。このため、自律走行車１０３において、車体後部から第１のバッテリユニット４１及び第２のバッテリユニット４２を手作業でも容易に抜き差しすることができ、バッテリユニットのメンテナンス性を向上することができる。
【００６３】
〔実施形態４〕
図５は、本発明の実施形態４に係る自律走行車１０４の側面並びに上面の概略図を示す。図５を用いて、実施形態４の自律走行車１０４について説明する。実施形態４の自律走行車１０４は、前輪２１が非駆動輪であり、後輪２２が駆動輪となる後輪駆動型の吸引型掃除機であるが、前輪２１が１輪であり、左右の後輪２２を合わせた３輪型の自律走行車となっている。実施形態１から実施形態３の構成と同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００６４】
図５（ａ）、（ｂ）は自律走行車１０４の側面並びに上面の概略図を示す。実施形態４の自律走行車１０４で、実施形態１から実施形態３と異なる点は、非駆動輪となる前輪２１が１輪で構成されている点である。ここでは、自律走行車１０４の前輪２１として、固定キャスターを用いている。
【００６５】
前輪２１に用いる固定キャスターは、樹脂等の滑りやすい材料で構成され、タイヤ溝は形成されておらず、方向転換の際は、床上や路面上、芝上を概ねスライドする形態となる。なお、前輪２１は、固定キャスターに限るものではなく、自在キャスターであっても構わない。
【００６６】
図５（ｃ）、（ｄ）に、自律走行車１０４のバッテリユニットの配置並びに着脱状態を示す。自律走行車１０４において、バッテリユニットの配置位置と着脱機構は、実施形態３と同じであるため詳細な説明は省略する。
【００６７】
１輪の非駆動輪（前輪２１）と左右の駆動輪で構成される３輪型の自律走行車では、非駆動輪がピンポイントで床面と接するため、非駆動輪が支える荷重が多くなり、床面との摩擦力が増大して方向変換に支障をきたすことや、地面に食い込んで方向転換や芝刈り性能に支障をきたすことが想定される。
【００６８】
実施形態４の自律走行車１０４では、非駆動輪が１輪で構成される場合も、非駆動輪が支える荷重が少ないため、摩擦力が増大したり食い込んだりすることが大幅に減少され、清掃性能や走行性能が損なわれることを防止できる。
【００６９】
このため、実施形態４の３輪型の自律走行車１０４では、非駆動輪の構成を簡素化することができ、自律走行車１０４を低コストで提供することができる。
【００７０】
〔実施形態５〕
図６は、実施形態５に係る自律走行車１０５の側面並びに上面の概略図を示す。図６を用いて実施形態５に係る自律走行車１０５について説明する。実施形態５の自律走行車１０５は、前輪２１が駆動輪であり、後輪２２が非駆動輪となる前輪駆動型の吸引型掃除機である。実施形態１や実施形態２の構成と同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００７１】
図６（ａ）、（ｂ）は、自律走行車１０５の側面並びに上面の概略図を示す。自律走行車１０２は、ベース部材１０に駆動輪となる前輪２１が設置され、前輪２１を駆動する駆動機構２６を有している。後輪２２は、非駆動輪として一般的な自在キャスターが用いられている。なお、後輪２２は、非駆動輪として自在キャスターに限るものではなく、固定キャスターであっても構わない。また、非駆動輪となる後輪２２は、１輪であっても構わない。
【００７２】
図６（ｃ）、（ｄ）を用いて、自律走行車１０５のバッテリユニットの配置並びに着脱に関し説明する。自律走行車１０５は、後輪駆動型の自律走行車１０３と同様に、ベース部材１０に、バッテリユニットを斜めにスライドさせて装着するバッテリユニット装着部４０が配置されている。バッテリユニット装着部４０には、第１のバッテリユニット４１を位置決めして接続する第１の接続部４５、着脱式の第２のバッテリユニット４２を位置決めして接続する第２の接続部４６を備えている。
【００７３】
前輪駆動型の自律走行車１０５では、第１の接続部４５が、前輪２１（駆動輪）の車軸２４の軸線に対し、後輪２２（非駆動輪）と反対側（前方側）に位置するように配置されている。また、第２の接続部４６は、駆動輪となる左右の前輪２１の車軸２４の軸線の鉛直上方に配置されている。
【００７４】
第１のバッテリユニット４１は、図６（ｃ）の図中で左上から右下の方向にスライドしながら装着され、第１の接続部４５に電気的に接続される。第１のバッテリユニット４１は、第１の接続部４５に装着されることで、駆動輪の車軸２３の軸線の前方近傍に配置される。
【００７５】
この状態で、駆動輪が支える荷重配分Ｗ１と、非駆動輪が支える荷重配分Ｗ２を矢印の大きさで示す。第１のバッテリユニット４１を駆動輪の車軸に対し、非駆動輪と反対側、即ち、駆動輪の車軸の前方近傍に配置したことにより、非駆動輪が支える荷重配分Ｗ２を駆動輪が支える荷重配分Ｗ１より少なくできる。このため、自律走行車１０５に本来の清掃性能や走行性能を発揮させることができる。
【００７６】
図６（ｄ）は、さらに第２のバッテリユニット４２が自律走行車１０５のバッテリユニット装着部４０に装着された状態を示している。第２のバッテリユニット４２は、図６（ｄ）の図中で左上から右下の方向にスライドして装着され、第２の接続部４６に電気的に接続される。これにより、第２のバッテリユニット４２が駆動輪の車軸の軸線の鉛直上方に配置される。
【００７７】
このため、実施形態１から実施形態４と同様に、第２のバッテリユニット４２の荷重は、実質的に大部分が駆動輪で支えられることになり、第２のバッテリユニット４２を新たに積み増したことによる非駆動輪への荷重増加を略ゼロに抑えることができる。
【００７８】
このように、第１のバッテリユニット４１のみを装着した状態に対し、着脱式の第２のバッテリユニット４２を駆動輪の車軸の軸線の鉛直上方に配置しているので、バッテリユニットの積み増しを行っても、第１のバッテリユニット４１のみを装着した状態に比べ、駆動輪への荷重が増加するものの、非駆動輪への荷重の増加を略ゼロに抑えることができる。
【００７９】
したがって、第２のバッテリユニット４２の積み増しを行っても、バッテリユニットを含めた自律走行車１０５の重量を主に駆動輪に支えさせて非駆動輪の荷重を減少させている状態に変りはないので、自律走行車１０５の清掃性能や走行性能を損なわせることがない。
【００８０】
特に実施形態５の自律走行車１０５は、第１のバッテリユニット４１及び第２のバッテリユニット４２を、図６（ｃ）、（ｄ）の図中で左上（後方）から右下（前方）にスライドさせて斜め方向に装着できる構成になっている。このため、前輪駆動型の自律走行車１０５においても、第１のバッテリユニット４１及び第２のバッテリユニット４２を車体後部から手作業でも容易にスライドして抜き差しすることができ、バッテリユニットのメンテナンス性を向上することができる。
【００８１】
本実施の形態では、自律走行車１０１の第１のバッテリユニット４１が、駆動輪となる前輪２１の車軸２３の軸線に対し、非駆動輪と反対側、即ち、駆動輪の軸線の前方近傍に配置された構成であるが、これに限定されるものではない。第１のバッテリユニット４１が駆動輪の軸線の後方近傍に配置されていても、自律走行車１０１の全体の荷重配分として、駆動輪が支える荷重より非駆動輪が支える荷重が少なく設定されればよい。これにより、第２のバッテリユニット４２を駆動輪の軸線の鉛直上方に積み増すことで、バッテリユニットを追加する際の非駆動輪が支える荷重増加を抑制することができる。
【００８２】
〔実施形態６〕
実施例３から実施形態５では、第１のバッテリユニット４１及び第２のバッテリユニット４２を自律走行車の後部側から装着する構成を示したが、実施形態６の自律走行車１０６として、第１のバッテリユニット４１及び第２のバッテリユニット４２を前方側から装着する構成も適用することが可能である。
【００８３】
実施形態６の自律走行車１０６は、バンパー１１に設けるカバー部１１ｃを前方側から開閉する構成とすることで、前方上側から後方下側に向けて斜めに装着することが可能となる。したがって、自律走行車１０６の第１のバッテリユニット４１及び第２のバッテリユニット４２を車体前部から手作業でも容易にスライドして抜き差しすることができ、バッテリユニットのメンテナンス性を向上することができる。
【００８４】
〔実施形態７〕
実施形態３から実施形態６では、第１のバッテリユニット４１及び第２のバッテリユニット４２を上方から下方へ斜めにスライドさせて装着する構成であるが、実施形態７の自律走行車１０７として、第１のバッテリユニット４１と第２のバッテリユニット４２を、バッテリユニット装着部４０の鉛直方向で上方から下方へ平行に装着する構成も適用することが可能である。
【００８５】
実施形態７の自律走行車１０７では、第１のバッテリユニット４１と第２のバッテリユニット４２が上部から鉛直方向に平行に装着することで、バッテリユニット装着部４０のフットプリントが縮小され、自律走行車１０７の前後方向のサイズが小さくなり、小型化することができる。
【００８６】
〔実施形態８〕
本発明の実施形態８に関し、図７に示すバッテリユニットの配線図を用いて説明する。本実施の形態では、第１のバッテリユニット４１が装着され、第１のバッテリユニット４１により電力供給状態となったときに初めて、第２のバッテリユニット４２が電力供給可能となる構成を示している。
【００８７】
第１のバッテリユニット４１がバッテリユニット装着部４０に装着され接続端子に接続されると、第１のバッテリユニット４１の＋側がリレー４８にも接続される。同様に第２のバッテリユニット４２がバッテリユニット装着部４０に装着され接続端子に接続されると、リレー４８内のスイッチに直列に接続される。
【００８８】
第１のバッテリユニット４１及び第２のバッテリユニット４２には負荷Ａが接続されている。ここで負荷Ａは、駆動輪の駆動機構、制御手段、制御パネル、吸引用ユニット等、自律走行車全体の電気系統の負荷を示す。
【００８９】
第１のバッテリユニット４１が接続端子に接続されると、コイルに電力が供給され電流が流れ、その際の電磁力で第２のバッテリユニット４２に接続されたスイッチがＯＮし、第２のバッテリユニット４２が負荷Ａに対し電力供給可能状態となる。
【００９０】
第１のバッテリユニット４１が接続端子に接続されていない場合、即ち第１のバッテリユニット４１が装着されていない場合は、リレー４８がＯＦＦとなっており、第２のバッテリユニット４２が装着されている状態であっても、電力供給状態にならないため、自律走行車は動作しない。
【００９１】
即ち、第２のバッテリユニット４２のみを装着した状態では、駆動輪と非駆動輪の双方が支える荷重配分が最適化されていないため、自律走行車として動作できない状態にしている。これによって、第２のバッテリユニット４２のみを装着した状態での自律走行車の走行を防止できるので、非駆動輪が支える荷重配分と駆動輪が支える荷重配分のバランスを崩して走行することよる、自律走行車の方向変換性能や清掃性能、芝刈り（草刈り）性能を損なうことを防止できる。
【００９２】
〔実施形態９〕
本発明の実施形態９に関し、図８に示すバッテリユニットの配線図を用いて説明する。本実施の形態で実施形態７と異なる点は、第１のバッテリユニット４１には負荷Ｂが接続され、第２のバッテリユニット４２には負荷Ｃが接続されている点である。
【００９３】
負荷Ｂは、駆動輪の駆動機構、制御手段、制御パネル等の電気系統負荷となっており、負荷Ｃは、吸引用ユニット等の作業用の電気系統負荷に分けられている。
【００９４】
第１のバッテリユニット４１が装着され、第１のバッテリユニット４１が電力供給状態になったときに、第２のバッテリユニット４２が電力供給可能状態になる点は実施形態８と同様である。
【００９５】
即ち、第２のバッテリユニット４２のみを装着した状態では、駆動輪と非駆動輪の双方が支える荷重配分が求められるものと異なっているが、自律走行車として動作しない状態となっているので問題ない。
【００９６】
以上、各実施形態において、吸引型掃除機に適用した自律走行車を詳しく説明したが、これに限るものではなく、本発明の自律走行車は芝刈り機や草刈り機等で適用されても構わない。
【符号の説明】
【００９７】
１０  ベース部材
１１  バンパー
１１ｃ  カバー部
１２  操作パネル
１３  制御手段
１４  吸引用ユニット
１５  凹部
２１  前輪
２２  後輪
２３、２４  車軸
２５  自在回転軸
２６  駆動機構
３１  吸込み口体
３２  吸込み開口部
３３  回転ブラシ
４０  バッテリユニット装着部
４１  第１のバッテリユニット
４２  第２のバッテリユニット
４３  第３のバッテリユニット
４５  第１の接続部
４６  第２の接続部
４８  リレー
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７  自律走行車
【要約】
【課題】  着脱式のバッテリを含む複数のバッテリの荷重を適切に配分し、バッテリの積み増し等の荷重変動による作業性能や走行性能の低下を防止した自律走行車を提供する。
【解決手段】  左右の駆動輪と、少なくとも１つの非駆動輪と、複数のバッテリユニットを搭載可能な本体とを備えた自律走行車であって、第１のバッテリユニットを配置し、駆動輪の車軸の軸線の鉛直上方に着脱可能な第２のバッテリユニットを配置することを特徴とする。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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