(57)【要約】【課題】  クローラ型の走行輪を有する自走体が進入した充電装置の給電側端子部に自走体の受電側端子部が突き当たったときに起こり得る自走体の後退動作を抑制することによって、給電側端子から受電側端子部が離れてしまって正常な充電が行われなくなるという事態を防止する。【解決手段】  駆動輪体１０１が噛み合った無端走行体１０３を備えるクローラ型の走行輪を有する自走体Ｂの受電側端子部１３０の相手方となる給電側端子部３０を有する。給電側端子部３０に受電側端子部１３０が突き当たったときに無端走行体１０３に引掛かってその遊び回転を阻止する走行輪停止手段７０を追加する。走行輪停止手段７０は、充電装置Ｂの座板部１０に樹脂で一体成形したリブ状の凸条でなる。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪を構成している駆動輪体とその駆動輪体の動力が歯車列を介して伝達される従動輪体とに巻き掛けられた無端走行体を備えるクローラ型の走行輪を有する自走体の受電側端子部の相手方端子部を構成している給電側端子部を有し、自走体の前進走行での進入を通じて上記給電側端子部に上記受電側端子部が突き当たった状態で両端子部が電気的に接続されるようになっている自走体バッテリーの充電装置において、
上記給電側端子部に上記受電側端子部が突き当たったときに上記無端走行体に引掛かってその遊び回転を阻止する走行輪停止手段が追加されていて、その走行輪停止手段が、上記無端走行体に備わっている凹凸状の接地面の凹部に嵌まり込むリブ状の凸条でなり、その凸条が、自走体の前進走行を通じて上記前輪が乗り上がる座板部に樹脂で一体成形されていると共に、前輪が上記無端走行体に噛み合って前輪の動力がその無端走行体に伝達されるようになっていて、上記凸条は、上記給電側端子部に上記受電側端子部が突き当たったときに前輪と無端走行体との噛合い箇所に届かない長さになっていることを特徴とする自走体バッテリーの充電装置。
【請求項２】
駆動輪体とその駆動輪体の動力が歯車列を介して伝達される従動輪体とに巻き掛けられた無端走行体を備えるクローラ型の走行輪を有する自走体の受電側端子部の相手方端子部を構成している給電側端子部を有し、自走体の進入を通じて上記給電側端子部に上記受電側端子部が突き当たった状態で両端子部が電気的に接続されるようになっている自走体バッテリーの充電装置において、
上記給電側端子部に上記受電側端子部が突き当たったときに上記無端走行体に引掛かってその遊び回転を阻止する走行輪停止手段が追加されていることを特徴とする自走体バッテリーの充電装置。
【請求項３】
上記走行輪停止手段が、上記無端走行体に備わっている凹凸状の接地面の凹部に嵌まり込むリブ状の凸条でなる請求項２に記載した自走体バッテリーの充電装置。
【請求項４】
自走体が進入することによって上記走行輪が乗り上がる座板部を備えていて、その座板部に上記凸条が樹脂で一体成形されている請求項３に記載した自走体バッテリーの充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走体バッテリーの充電装置、特に、バッテリーを搭載している自走体が当該充電装置の設置場所まで自走してバッテリー充電モードに入ることを助ける機能を発揮する充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セキュリティに係る任務や床面などの清掃に係る任務を行うなどの機能を備えた自走体では、その駆動電力を、自走体自体に搭載したバッテリーの電力によって賄うようにすることが行われている。そして、この種の自走体では、それに搭載されているバッテリーの電力を使い切る前に、その自走体を充電装置の設置場所まで自走させることによって充電モードに入らせるという自律機能を付与しておくことが有益であると云える。
【０００３】
従来、セキュリティを確保するために使用される自走ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。また、クローラ型の走行輪を備えた移動ロボットも知られている（たとえば、特許文献２参照）。さらに、クローラを走行輪として用いた自走式作業装置の分野では、目標地点まで自走して停止した後に、搭載した作業機器の目標地点からのずれを電気的手段によって修正する技術も知られていた（たとえば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００６−０２４１２８号公報
【特許文献２】特開２００４−１３６７０４号公報
【特許文献３】特開２００１−２８９６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、クローラ型の走行輪を有する自走体において、その走行輪は、モータの動力を受けて回転する駆動輪体と、その駆動輪体の動力が歯車列を介して伝達される従動輪体と、それらの駆動輪体や従動輪体に巻き掛けられた無端走行体とを備えている。
【０００５】
一方、クローラ型の走行輪を有する自走体に搭載されているバッテリーの充電に用いられる充電装置は、自走体の受電側端子部の相手方端子部を構成している給電側端子部を有していて、自走体がその充電装置に進入することによって給電側端子部に自走体の受電側端子部が突き当たり、その状態で両端子部が電気的に接続されるようになっている。そして、一般的には、充電装置の給電側端子部が、自走体側の受電側端子部が突き当たったときに、後退してその自走体の前進力を吸収しうるようにばね力によって弾発付勢されていることが多く、しかも、その弾発付勢力によって受電側端子部との電気的接触信頼性を高めていることが多い。
【０００６】
しかしながら、上記したようなクローラ型の走行輪を有している自走体にあっては、その無端走行体に駆動輪体や従動輪体、歯車列などが噛み合った構造を有しているために、上記のように充電装置の給電側端子部に自走体の受電側端子部が突き当たったときには、駆動輪体などと無端走行体との噛合い箇所に確保されている遊びに起因するバックラッシュが発生して無端走行体が遊び回転し、そのような遊び回転によって自走体が後退するという状況が起こり得る。そして、無端走行体のそのような遊び回転による自走体の後退量が大きいと、給電側端子部が上記のようにばね力によって付勢されているとしても、その給電側端子から受電側端子部が離れてしまって正常な充電が行われなくなるという事態が起こり得るという問題がある。
【０００７】
この点に関し、上掲の特許文献３によって提案されている技術は、クローラを走行輪として用いた自走式作業装置が目標地点まで自走して停止した後に、搭載した作業機器の目標地点からのずれを電気的手段によって修正するというものであるに過ぎないので、上記のような無端走行体の遊び回転による自走体の後退量を少なく抑えて給電側端子から受電側端子部が離れてしまうという事態を防止するための対策とはなり得ない。したがって、特許文献３の技術によっては、給電側端子から受電側端子部が離れてしまって正常な充電が行われなくなるという事態が起こり得るという問題は解消されない。
【０００８】
本発明は以上の問題や状況に鑑みてなされたものであり、クローラ型の走行輪を有している自走体が進入した充電装置の給電側端子部に自走体の受電側端子部が突き当たったときに、上記したバックラッシュなどに起因して後退する自走体の後退量を抑制することのできる対策を講じることによって、給電側端子から受電側端子部が離れてしまって正常な充電が行われなくなるという事態を防止することが可能になる自走体バッテリーの充電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る自走体バッテリーの充電装置は、駆動輪体とその駆動輪体の動力が歯車列を介して伝達される従動輪体とに巻き掛けられた無端走行体を備えるクローラ型の走行輪を有する自走体の受電側端子部の相手方端子部を構成している給電側端子部を有し、自走体の進入を通じて上記給電側端子部に上記受電側端子部が突き当たった状態で両端子部が電気的に接続されるようになっている自走体バッテリーの充電装置において、上記給電側端子部に上記受電側端子部が突き当たったときに上記無端走行体に引掛かってその遊び回転を阻止する走行輪停止手段が追加されている、というものである。
【００１０】
この構成であると、自走体の進入を通じて給電側端子部に受電側端子部が突き当たった状態で両端子部が電気的に接続されたときには、走行輪停止手段が無端走行体に引掛かってその遊び回転を阻止するので、無端走行体の遊び回転による自走体の後退量が少なく抑えられて上記両端子部が離れてしまうという事態が起こりにくくなる。そのため、給電側端子から受電側端子部が離れてしまって正常な充電が行われなくなるという事態を防止することが可能になる。
【００１１】
本発明では、上記走行輪停止手段が、上記無端走行体に備わっている凹凸状の接地面の凹部に嵌まり込むリブ状の凸条でなることが望ましい。この発明によると、走行輪停止手段としてのリブ状の凸条が無端走行体に備わっている凹凸状の接地面の凹部に嵌まり込むことによってその凸条が無端走行体に引掛かる。そのため、引掛かり動作の確実性が高まって無端走行体の遊び回転に伴う自走体の後退量がいっそう少なく抑えられるようになる。
【００１２】
本発明では、自走体が進入することによって上記走行輪が乗り上がる座板部を備えていて、その座板部に上記凸条が樹脂で一体成形されていることが望ましい。これによれば、走行輪停止手段としての凸条が座板部に一体化されているために、凸条を設けたとしても、そのことによって部品点数が増加することにはならないので、当該充電装置の生産性ないし量産性が低下するという事態を生じないという利点がある。
【００１３】
本発明に係る自走体バッテリーの充電装置は、前輪を構成している駆動輪体とその駆動輪体の動力が歯車列を介して伝達される従動輪体とに巻き掛けられた無端走行体を備えるクローラ型の走行輪を有する自走体の受電側端子部の相手方端子部を構成している給電側端子部を有し、自走体の前進走行での進入を通じて上記給電側端子部に上記受電側端子部が突き当たった状態で両端子部が電気的に接続されるようになっている自走体バッテリーの充電装置において、上記給電側端子部に上記受電側端子部が突き当たったときに上記無端走行体に引掛かってその遊び回転を阻止する走行輪停止手段が追加されていて、その走行輪停止手段が、上記無端走行体に備わっている凹凸状の接地面の凹部に嵌まり込むリブ状の凸条でなり、その凸条が、自走体の前進走行を通じて上記前輪が乗り上がる座板部に樹脂で一体成形されていると共に、前輪が上記無端走行体に噛み合って前輪の動力がその無端走行体に伝達されるようになっていて、上記凸条は、上記給電側端子部に上記受電側端子部が突き当たったときに前輪と無端走行体との噛合い箇所に届かない長さになっている、という構成を採用することによっていっそう具体化される。この発明の構成や作用については後述する実施形態を参照して詳細に説明する。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、クローラ型の走行輪を有している自走体が進入した充電装置の給電側端子部に自走体の受電側端子部が突き当たったときに、走行輪停止手段が無端走行体に引掛かってその遊び回転を阻止するので、無端走行体の遊び回転による自走体の後退量が少なく抑えられて上記両端子部が離れてしまうという事態が起こりにくくなり、給電側端子から受電側端子部が離れてしまって正常な充電が行われなくなるという事態が防止される。したがって、自走体に搭載されているバッテリーへの充電動作の信頼性が向上するという効果が奏される。また、走行輪停止手段を、座板部と一体に成形したリブ状の凸条によって構成することが可能であるので、そのようにすることによって、必要部品点数を増加させずに、しかも、生産性ないし量産性を阻害せずに、バッテリーへの充電動作の信頼性を向上させることができるという効果も奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明に係る充電装置Ａの概略斜視図、図２はセキュリティに係る任務を行う機能を備えた自走体Ｂの概略斜視図、図３は自走体Ｂの走行輪１００を示した概略側面図、図４は自走体Ｂの底面図、図５は自走体Ｂの駆動系統図、図６は充電装置Ａの動作説明図、図７は走行輪停止手段７０の作用を説明するための説明図である。
【００１６】
図２のように、自走体Ｂは、幅方向両側に並べて配備された右輪１１０と左輪１２０とでなるクローラ型の走行輪１００を備えている。したがって、右輪１１０及び左輪１２０は、図３のように、１つの駆動輪体１０１と、その相手方である１つの従動輪体１０２と、それらの駆動輪体１０１及び従動輪体１０２に巻き掛けられた無端走行体１０３を有しているほか、駆動輪体１０１の動力を従動輪体１０２や無端走行体１０３に伝達するための歯車列１０４を備えている。そして、無端走行体１０３には、走行中のスリップを防止して円滑な走行を行わせることに役立つ凹凸状の接地面１０３ａが備わっている。また、無端走行体１０３と駆動輪体１０１や従動輪体１０２、歯車列１０４とは、互いに噛み合った構造を介して連動連結されている。そのために、駆動輪体１０１などと無端走行体１０３との噛合い箇所に確保されている遊びに起因して、その遊びに見合う量だけ無端走行体１０３が遊び回転する余地がある。そして、無端走行体１０３のそのような遊び回転は、自走体Ｂが何らかの障害物に衝突してその自走が停止したときに自走体Ｂの後退運動を伴うことになる。
【００１７】
図５に示したように、自走体Ｂの駆動系統は、右輪１１０と左輪１２０とが個別の系統に分かれている。すなわち、同図のように、右輪１１０には動力源であるモータＭ１の回転軸が歯車列Ｇ１を介して連動連結され、左輪１２０には動力源であるモータＭ２の回転軸が歯車列Ｇ２を介して連動連結されている。そして、左右の歯車列Ｇ１，Ｇ２はクラッチ２００の作用によって連結及び連結解除可能になっている。また、左右のモータＭ１，Ｍ２はそれらに共通のバッテリー（不図示）の電力を駆動源としている。
【００１８】
さらに、自走体Ｂには、上記バッテリーを駆動源とする電気的な通信手段が搭載されていて、その通信手段を利用してオペレータとの通信が可能になっているほか、次に説明する充電装置Ａとの通信を通じてその充電装置Ａの設置場所まで移動することができるようになっている。
【００１９】
図１のように、充電装置Ａは、床面などに安定性よく載置させることのできる座板部１０に電気箱２０が備わっていて、その電気箱２０に充電のために必要な回路基板（不図示）が収容されている。そのほか、この電気箱２０には、充電に用いられる給電側端子部３０が前向きに突出して設けられていて、この給電側端子部３０が、上記した自走体Ｂのヘッド部分に備わっている受電側端子部１３０（図２参照）の相手方端子部としての役割を担っている。この給電側端子部３０は、図示していないばね体によって電気箱２０からの突出方向に常時付勢されていて、受電側端子部１３０が突き当たったときには、そのばね力に抗して少し後退して受電側端子部１３０との電気的接続性を高めることができるようになっている。さらに、上記電気箱２０に、上記自走体Ｂとの間で光通信を行うための発光部２１が設けられている。
【００２０】
また、充電装置Ａはガイド手段４０及び転向手段６０を備えている。このうち、ガイド手段４０は、図１のように充電装置Ａ側に設けられているリブ状の第１部材４１と、図４のように自走体Ｂ側に設けられている第２部材４５との組み合わせによって構成されている。さらに具体的に説明すると、第１部材４１は、図１のように充電装置Ａの座板部１０に樹脂で一体に成形されている。これに対し、第２部材４５は、図４のように自走体Ｂの下面でその自走体Ｂの前方に向けて前拡がりに形作られた呼込みガイド部４６とこの呼込みガイド部４６の後端に起点を有してその後方に向けて延び出た凹条４８とによって形成されていて、呼込みガイド部４６が、上記凸条でなる第１部材４１の受入れ口４７を形成している。
【００２１】
この構成のガイド手段４０を備える充電装置Ａによると、自走体Ｂが自走してその充電装置Ａに近付き、その走行輪１００が座板部１０に乗り上がることによって呼込みガイド部４６が形成している受入れ口４７が第１部材４１を受け入れると、自走体Ｂの向きに応じて、第１部材４１が呼込みガイド部４６と接触せずに直接に凹条４８に嵌まり込むか、あるいは、呼込みガイド部４６の作用に介して凹条４８に嵌まり込むか、のいずれかの状況が生じる。こうして第１部材４１が凹条４８に嵌まり込む状況が生じたときには、図６のように、自走体Ｂの走行方向Ｙが第１部材４１と凹条４８との共働による案内作用によって給電側端子部３０に対して直角に定まり、自走体Ｂの受電側端子部１３０（図２参照）が給電側端子部３０に突き当たって両端子部１３０，３０が電気的に接続され、自走体Ｂに搭載されているバッテリーへの充電が行われる。
【００２２】
なお、転向手段６０は、充電装置Ｂに自走して近付いてきた自走体Ｂの向きを修正してガイド手段４０による上記した案内作用の正確性を高める役目を果たす。
【００２３】
ところで、上記したようなクローラ型の走行輪１００を有している自走体Ｂにあっては、上記したように無端走行体１０３が遊び回転する余地があり、無端走行体１０３のそのような遊び回転は、自走体Ｂが何らかの障害物に衝突してその自走が停止したときに自走体Ｂの後退運動を伴うことになる。したがって、図６の矢印Ｙのように充電装置Ａに対して自走体Ｂが前進走行して進入し、自走体Ｂの受電側端子部１３０（図２参照）が給電側端子部３０に突き当たったときには、上記した無端走行体１０３の遊び回転によって自走体Ｂが後退し、そのような自走体Ｂの後退によって受電側端子部１３０が給電側端子部３０から離れてしまって正常な充電が行われなくなるおそれがある。
【００２４】
そこで、この実施形態では、図１又は図６のように、給電側端子部３０に受電側端子部１３０が突き当たったときに走行輪１００の無端走行体１０３に引掛かってその遊び回転を阻止する走行輪停止手段７０を追加してある。この走行輪停止手段７０は、無端走行体１０３に備わっている凹凸状の接地面１０３ａの凹部１０３ａ’に嵌まり込むリブ状の凸条でなり、その凸条が、自走体の前進走行を通じて前輪としての駆動輪体１０１が乗り上がる座板部１０に樹脂で一体成形されている。また、この凸条は、給電側端子部３０に受電側端子部１３０が突き当たったときに前輪である駆動輪体１０１と無端走行体１０３との噛合い箇所に届かない長さになっている。
【００２５】
この構成を採用してあることにより、この実施形態では、自走体Ｂの進入を通じて給電側端子部３０に受電側端子部１３０が突き当たった状態で両端子部が電気的に接続されたときには、図７のように、リブ状の凸条である走行輪停止手段７０が無端走行体１０３の設置面１０３ａの凹部１０３ａ’に嵌まり込んで無端走行体１０３に引掛かって無端走行体１０３の遊び回転を阻止するので、無端走行体１０３の遊び回転による自走体Ｂの後退量が少なく抑えられて両端子部１３０，３０が離れてしまうという事態が起こりにくくなる。このことにより、給電側端子３０から受電側端子部１３０が離れてしまって正常な充電が行われなくなるという事態が防止される。
【００２６】
以上説明した実施形態では、自走体Ｂがセキュリティに係る任務を行う機能を備えているけれども、この点は、自走体Ｂが清掃に係る任務を行う機能を備えたものであってもよく、要するに自走体Ｂが充電式のバッテリーを搭載しているものであれば何でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る充電装置の概略斜視図である。
【図２】自走体の概略斜視図である。
【図３】自走体の走行輪を示した概略側面図である。
【図４】自走体の底面図である。
【図５】自走体の駆動系統図である。
【図６】充電装置の動作説明図である。
【図７】走行輪停止手段の作用を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ  充電装置
Ｂ  自走体
１０  座板部
３０  給電側端子部
７０  走行輪停止手段
１０３ａ  接地面
１０３ａ’  設置面の凹部
１００  クローラ型の走行輪
１０１  駆動輪体（前輪）
１０２  従動輪体
１０３  無端走行体
１０４  歯車列
１３０  受電側端子部
【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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