(57)【要約】【課題】充電装置の給電部が誤って逆接続されても充電電池から充電装置に逆流することがなく、しかも受電側正極に充電電池の電位が現れず、受電側正極に人が触れても安全な充電電池ユニット及びそれを搭載した無人移動装置を提供することにある。【解決手段】充電電池ユニット２の受電部は充電装置３の給電部の正極電極３１ａ、負極電極３１ｂに夫々接続される正極電極２１ａ、負極電極２１ｂを備えている。充電電池２０は正極２２ａを電路開閉用リレーＲｙのリレー接点Ｓを介して正極電極２１ａに、負極２２ｂをリレーＲｙの駆動用コイルＣＬを介して正極電極２１ａに接続している。また駆動用コイルＣＬを介して正極電極２１ａと負極電極２１ｂとを接続している。これにより充電装置３が充電電池ユニット２に接続されると、駆動用コイルＣＬに励磁電流が流れてリレー接点Ｓが閉じられ、リレー接点Ｓを介して充電装置３から充電電池２０に充電電流が流れる。【選択図】図１
2008131806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電装置の給電側正極が接続される受電側正極と、前記充電装置の給電側負極が接続される受電側負極と、充電電池とを備え、前記充電電池の正極は、前記受電側正極と接続され、前記充電電池の負極は、前記受電側正極と前記受電側負極とに接続される充電電池ユニットにおいて、
前記充電電池の負極と前記受電側正極との間で且つ前記受電側正極と前記受電側負極との間に接続される制御部と、前記制御部に所定方向の電流が流れると前記充電電池の正極と受電側正極との間の電路を閉じる電路開閉用被制御部とを有する電路開閉手段を備えていることを特徴とする充電電池ユニット。
【請求項２】
前記充電電池の正極と、前記電路開閉用被制御部と、前記受電側正極と前記制御部と、前記充電電池の負極との閉回路内に別の電路開閉手段の電路開閉用被制御部を介在させていることを特徴とする請求項１記載の充電電池ユニット。
【請求項３】
前記別の電路開閉手段は、前記充電電池の正極と前記受電側正極との間に流れる電流方向により自己の電路開閉用被制御部の開閉を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項２記載の充電電池ユニット。
【請求項４】
前記別の電路開閉手段の被制御部を前記充電電池の負極と前記受電側負極との接続点と、受電側正極との間に接続していることを特徴とする請求項２記載の充電電池ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの充電電池ユニットを駆動電源として搭載していることを特徴とする無人移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電電池ユニット及びそれを搭載している無人移動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
搬送台車や移動ロボット等の充電電池駆動の無人移動装置に対しては、従来から電池消耗時に自動／手動を問わず、搭載された充電電池への充電が必要であった。そのような充電電池への充電を行う充電装置として、例えば特許文献１に開示されている給電装置があった。この給電装置に対応する無人移動装置には充電電池の正極及び負極と直結した受電部が設けられており、充電時には給電装置の給電部と無人移動装置側の受電部との間を接続して充電装置から給電を行っていた（例えば、特許文献１に開示の給電装置）。
【特許文献１】特開２００５−１４９８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に開示されている給電装置は、無人移動装置側の受電部を通じて充電電池の正極と、負極とに給電側の電極を直結する形で接続するため、受電部の電極に誤って給電部の電極を逆接続した場合、充電電池からの電流が給電装置側に逆流する恐れがあった。
【０００４】
また、受電部の電極に充電電池の正極の電位が現れるため、該電極に人が触れた場合人体を介して充電電池から電流が流れ安全でなかった。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、充電装置の給電部が誤って逆接続されても充電電池から充電装置に逆流することがなく、しかも受電側正極に充電電池の電位が現れず、受電側正極に人が触れても安全な充電電池ユニット及びそれを搭載した無人移動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、請求項１の充電電池ユニットの発明では、充電装置の給電側正極が接続される受電側正極と、前記充電装置の給電側負極が接続される受電側負極と、充電電池とを備え、前記充電電池の正極は、前記受電側正極と接続され、前記充電電池の負極は、前記受電側正極と前記受電側負極とに接続される充電電池ユニットにおいて、前記充電電池の負極と前記受電側正極との間で且つ前記受電側正極と前記受電側負極との間に接続される制御部と、前記制御部に所定方向の電流が流れると前記充電電池の正極と受電側正極との間の電路を閉じる電路開閉用被制御部とを有する電路開閉手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１の充電電池ユニットの発明によれば、電路開閉手段の電路開閉用被制御部が開いている状態では、充電電池の正極の電位が受電側正極に現れないため、充電を開始する際に誤って充電装置の給電側電極を受電側電極に逆接続しても充電電池から充電装置に逆流することがなく、しかも受電側正極に充電電池の電位が現れないため、誤って人が受電側正極に触れても人体に充電電池から電流が流れず、これにより安全に充電できる。
【０００８】
請求項２の充電電池ユニットの発明では、請求項１の発明において、前記充電電池の正極と、前記電路開閉用被制御部と、前記受電側正極と前記制御部と、前記充電電池の負極との閉回路内に別の電路開閉手段の電路開閉用被制御部を介在させていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の充電電池ユニットの発明によれば、充電完了後に充電装置の給電側電極が受電側電極から離されたときに形成される電路開閉手段の自己保持回路を別の電路開閉手段の被制御部を開くことでリセットすることができ、その結果充電電池の無駄な放電を無くすことができる。
【００１０】
請求項３の充電電池ユニットの発明では、請求項２の発明において、前記別の電路開閉手段は、前記充電電池の正極と前記受電側正極との間に流れる電流方向により自己の電路開閉用被制御部の開閉を制御する制御部を備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の充電電池ユニットの発明によれば、充電完了後に充電装置の給電側電極が受電側電極から離されたときに形成される電路開閉手段の自己保持回路を別の電路開閉手段の電路開閉用被制御部によって自動的にリセットすることができ、その結果充電電池の無駄な放電を無くすことができる。
【００１２】
請求項４の充電電池ユニットの発明では、請求項２の充電電池ユニットの発明において、前記別の電路開閉手段の電路開閉用被制御部を前記充電電池の負極と前記受電側負極との接続点と、受電側正極との間に接続していることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の充電電池ユニットの発明によれば、充電電池の充電路から外れた電路に挿入している別の電路路開閉手段の電路開閉用被制御部によって電路開閉手段の制御部の電流を遮断することで、自己保持回路をリセットすることができるため、開閉電流容量が小さい、小型の電路路開閉手段を別の電路開閉手段として用いることができる。
【００１４】
請求項５の無人移動装置の発明では、請求項１乃至４の何れかの充電電池ユニットを駆動電源として搭載していることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の無人移動装置の発明によれば、請求項１乃至４の何れかの充電電池ユニットの特徴を生かした無人移動装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、充電する際に充電電池の正極の電位が受電側正極に現れないため、充電装置の給電部が誤って逆接続されても充電電池から充電装置に逆流することがなく、しかも受電側正極に充電電池の電位が現れないため、人が受電側正極に触れても人体に充電電池から電流が流れず、これにより安全に充電できる充電電池ユニット及びそれを搭載した無人移動装置を提供できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明を実施形態により説明する。
（実施形態１）
本実施形態１は図１（ａ）に示すように搬送台車や、移動ロボットのような無人移動装置１に動作用電源として用いる充電電池ユニット２であって、受電部の正極電極２１ａ及び負極電極２１ｂは、例えば無人移動装置１の外面に露出するように設けられ、充電装置３の給電部の正極電極３１ａ、負極電極３１ｂが夫々接離自在に電気的に接続されるようになっている。
【００１８】
充電電池ユニット２内の充電電池２０は正極２２ａを、例えば直流用の電磁リレーからなる電路開閉用リレー（電路開閉手段）Ｒｙの常開（ＮＯ）のリレー接点（電路開閉用被制御部）Ｓを介して受電部の正極電極２１ａに、また負極２２ｂを電路開閉用リレーＲｙの駆動用コイル（制御部）ＣＬを介して受電部の正極電極２１ａに接続している。また受電部の正極電極２１ａと負極電極２１ｂとは駆動用コイルＣＬを介して接続される。
【００１９】
而して充電に当たって、充電装置３の給電部の正極電極３１ａ、負極電極３１ｂを図１（ｂ）に示すように無人移動装置１の外面に露出している充電電池ユニット２の受電部の正極電極２１ａ、負極電極２１ｂを接続すると、実線の矢印Ａで示すように給電部の正極電極３１ａ→受電部の正極電極２１ａ→駆動用コイルＣＬ→受電部の負極電極２１ｂ→給電部の負極電極３１ｂの経路を介して充電装置３に備えた充電用電源部３０から電流が流れ、これにより駆動用コイルＣＬが励磁され、これにより電路開閉用リレーＲｙはリレー接点Ｓを閉じる。尚図１（ｂ）ではリレー接点Ｓの端子間を黒色に塗りつぶしてリレー接点Ｓの閉じた状態を示している。
【００２０】
さてリレー接点Ｓが閉じられると、破線の矢印Ｂで示すように給電部の正極電極３１ａ→受電部の正極電極２１ａ→リレー接点Ｓ→充電電池２０の正極２２ａ→充電電池２０→充電電池２０の負極２２ｂ→受電部の負極電極２１ｂ→給電部の負極電極３１ｂの経路にも充電用電源部３０から電流が流れ、充電電池２０を充電することになる。
【００２１】
ところで、誤って充電装置３の給電部の正極電極３１ａに充電電池ユニット２の受電部の正極電極２１ａを、また給電部の負極電極３１ｂに充電電池ユニット２の負極電極２１ｂを接続した場合、つまり逆接続した場合、駆動用コイルＣＬには所定方向の電流が流れないため、電路開閉用リレーＲｙは動作せず、リレー接点Ｓが閉じられないため、充電電池２０から充電装置３側に電流が逆流するのを防ぐことができる。
【００２２】
また充電電池ユニット２の受電部の正極電極２１ａと充電電池２０の正極２２ａとの間常開のリレー接点Ｓが介在しているため、受電部の正極電極２１ａには充電電池２０の正極電位が現れないため、露出している正極電極２１ａに人が触れても人体に充電電池２０から電流が流れず、安全である。
（実施形態２）
上述の実施形態１では、充電完了した後充電装置３の給電部の電極３１ａ，３１ｂを充電電池ユニット２の受電部の電極２１ａ，２１ｂから離しても、充電電池２０の正極２２ａ→リレー接点Ｓ→正極電極２１ａ→駆動用コイルＣＬ→充電電池２０の負極２２ｂの経路で電流が流れて電路開閉用リレーＲｙの自己保持回路が形成され、充電電池２０から無駄な放電が為されることになる。
【００２３】
そこで、本実施形態では、図２（ａ）に示すように充電電池２０と電路開閉用リレーＲｙのリレー接点Ｓとの間に別の電路開閉用リレーＲｙ’の常閉（ＮＣ）のリレー接点Ｓ’を挿入した点に特徴がある。別の電路開閉用リレーＲｙ’の駆動用コイル（図示せず）に励磁電流を流す駆動用電源は充電電池２を用いるものとする。
【００２４】
而して給電部の電極３１ａ，３１ｂを受電部の電極２１ａ、２１ｂに接続して充電を開始すると、電路開閉用リレーＲｙのリレー接点Ｓが図示するように閉じられ、給電部の正極電極３１ａ→受電部の正極電極２１ａ→リレー接点Ｓ’→リレー接点Ｓ→充電電池２０の正極２２ａ→充電電池２０→充電電池２０の負極２２ｂ→受電部の負極電極２１ｂ→給電部の負極電極３１ｂの経路で電流が流れ、充電電池２０を充電する。
【００２５】
そして充電完了後、充電装置３の給電部の電極３１ａ，３１ｂを充電電池ユニットの受電部の電極２１ａ，２１ｂから離すと、充電電池２０の負極２２ａ→リレー接点Ｓ’→リレー接点Ｓ→正極電極２１ａ→駆動用コイルＣＬ→充電電池２０の負極２２ｂの経路で電路開閉用リレーＲｙの自己保持回路が形成されるが、別の電路開閉用リレーＲｙ’を図示しない駆動操作部によって動作させてリレー接点Ｓ’を開かせて電路開閉用リレーＲｙの駆動用コイルＣＬの励磁電流を遮断すると、電路開閉用リレーＲｙは復帰動作してリレー接点Ｓを開き、自己保持回路をリセットする。これにより別の電路開閉用リレーＲｙ’を復帰させても、電路開閉用リレーＲｙの自己保持回路が形成されていないため、駆動用コイルＣＬには励磁電流が流れず、充電電池２０の無駄な放電を防ぐことができることになる。
【００２６】
勿論本実施形態においても、実施形態１と同様に逆接続時の逆流防止や、受電部の正極電極２１ａに人が触れても人体に充電電池２０から電流が流れず、安全である。
【００２７】
尚電路開閉用リレーＲｙ’のリレー接点Ｓ’の挿入位置を図２（ｂ）に示すように充電電池２０の負極２２ｂと受電部の負極電極２１ｂの接続点と、受電部の正極電極２１ａとの間とすれば、リレー接点Ｓ’には充電時の充電電流が流れないため、リレー接点Ｓ’の電流開閉容量を電路開閉用リレーＲｙの駆動用コイルＣＬの励磁電流に対応させるだけでよいため、小型のリレーを電路開閉用リレーＲｙ’に用いることができる。
（実施形態３）
実施形態２では、別の電路開閉用リレーＲｙ’を充電終了後、図示しない駆動操作部で駆動して、リレー接点Ｓ’を開かせるようになっているが、本実施形態では、図３に示すように常閉（ＮＣ）のリレー接点Ｓ’に直列に接続された制御駆動部ＣＴＲを具備しているリレーを別の電路開閉用リレーＲｙ’として用いた点に特徴がある。
【００２８】
この電路開閉用リレーＲｙ’の制御駆動部ＣＴＲは充電電池２０側から電流が流れ込むと、リレー接点Ｓ’を開き、電流が流れ込まない場合又は電流の流れる方向が逆のときにはリレー接点Ｓ’を閉じたままとする電流検出機能と制御機能を備えている。
【００２９】
而して充電に当たって充電電池ユニット２の受電部の電極２１ａ，電極２１ｂに、図示しない充電装置３の給電部の電極３１ａ，負極電極３１ｂを夫々接続すると、実施形態１の場合と同様に電路開閉用リレーＲｙの駆動用コイルＣＬに励磁電流が充電装置３の充電用電源部３０から流れて電路開閉用リレーＲｙが動作し、そのリレー接点Ｓを閉じる。
【００３０】
これにより、正極電極２１ａ→リレー接点Ｓ→別の電路開閉用リレーＲｙ’のリレー接点Ｓ’→制御駆動部ＣＴＲ→充電電池２０の正極２２ａという方向Ａに電流が流れ、充電電池２０の充電が開始される。この場合制御駆動部ＣＴＲに流れる電流方向が充電方向であるため、リレー接点Ｓ’を駆動せず閉じた状態を保持する。
【００３１】
充電が完了して図示しない充電装置３の給電部の電極３１ａ，３１ｂを、充電電池ユニット２の受電部の電極２１ａ，２１ｂから離すと、充電電池２０の正極２２ａ→制御駆動部ＣＴＲ→リレー接点Ｓ’→リレー接点Ｓ’→正極電極２１ａ→駆動用コイルＣＬ→充電電池２０の負極２２ｂという経路で充電電池２０から電流が流れる。この経路により電路開閉用リレーＲｙの自己保持回路が形成されるが、別の電路開閉用リレーＲｙ’の制御駆動部ＣＴＲに流れる電流の方向が充電電池２０側からの方向Ｂとなり、制御駆動部ＣＴＲは電流方向が充電方向とは逆になったことを検知すると、リレー接点Ｓ’を開く。リレー接点Ｓ’が開かれると、電路開閉用リレーＲｙは復帰動作してリレー接点Ｓを開く。これにより自己保持回路がリセットされる形となり、制御駆動部ＣＴＲが電流が流れなくなることでリレー接点Ｓ’を閉じても、電路開閉用リレーＲｙの自己保持回路による充電電池２０の無駄な放電を防ぐことができるのである。
【００３２】
勿論本実施形態においても、実施形態１、２と同様に逆接続時の逆流防止や、受電部の正極電極２１ａに人が触れても人体に充電電池２０から電流が流れず、安全である。
【００３３】
尚電路開閉用リレーＲｙ’のリレー接点Ｓ’を制御駆動部ＣＴＲと直列接続せず、充電電池２０の負極２２ｂと受電部の負極電極２１ｂの接続点と、電路開閉用リレーＲｙの駆動用コイルＣＬとの間に挿入接続すれば、リレー接点Ｓ’には充電時の充電電流が流れないため、リレー接点Ｓ’の電流開閉容量を電路開閉用リレーＲｙの駆動用コイルＣＬの励磁電流に対応させるだけでよく、そのため、小型のリレーを電路開閉用リレーＲｙ’に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は実施形態１とそれに対応する充電装置の回路図、（ｂ）は同上の充電電池ユニットの充電時の回路図である。
【図２】（ａ）は実施形態２の一例における充電完了後における電路開閉用リレーの自己保持回路形成を示す回路図、（ｂ）は実施形態２の別例の回路図である。
【図３】実施形態３の回路図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  無人移動装置
２  充電電池ユニット
２０  充電電池
２１ａ  正極電極
２１ｂ  負極電極
２２ａ  正極
２２ｂ  負極
３  充電装置
３０  充電用電源部
３１ａ  正極電極
３１ｂ  負極電極
Ｒｙ  電路開閉用リレー
Ｓ    リレー接点
ＣＬ  駆動用コイル
【図１】
2008131806.tif 000003
【図２】
2008131806.tif 000004
【図３】
2008131806.tif 000005