JP7327131B2 - 充電ユニット - Google Patents

Description

本発明は、自律走行可能な自律走行装置に搭載されたバッテリを充電するための充電ユニットに関する。

従来、バッテリ駆動によって自律して走行するタイプの清掃ロボット（自律走行装置）が知られている。この清掃ロボットは、床面などの被清掃面を自律走行しながら、被清掃面に向けられた吸気ノズルの吸引口から吸気するとともに被清掃面上の塵埃を吸い込むことにより、被清掃面を掃除する。近年、駅や空港などにおけるコンコースや、ショッピングモールなどの広範囲なスペースにおいて、産業用の自律走行型の清掃ロボットの導入が進んでいる。

また、従来、自律走行型の清掃ロボットのバッテリを充電するための充電ステーション（充電ユニット）が知られている（特許文献１参照）。前記清掃ロボットは、バッテリの充電量が少なくなると自動的に前記充電ステーションに戻り、充電ステーションの給電端子と自動的に接続して、バッテリを充電する。

充電ステーションに清掃ロボットが戻ってきて充電ステーションの給電端子と接続される際に、清掃ロボットの受電端子と充電ステーションの給電端子とが位置ズレする場合がある。この位置ズレを解消するため、充電ステーションには、幅方向へスライド移動可能に支持された端子接続部が設けられている。前記端子接続部は、清掃ロボットが充電ステーションにドッキングする際に前記幅方向の力を受けることによってスライド移動し、これにより、前記給電端子が前記受電端子に位置合わせされる。

実用新案登録第３２０６６６０号公報

ところで、ケーシング（筐体）に形成された開口から前記給電端子を含む前記端子接続部が突出した構造の充電ステーションでは、開口と端子接続部との間に隙間が生じる。この隙間は、埃やゴミ、水分などが進入しないように、また、指が挿入されて感電しないように、前記ケーシングの内部において板状の閉塞部材によって閉塞されている。この閉塞部材は、前記端子接続部のスライド移動に追従して同方向へ移動可能なように設けられている。前記端子接続部が幅方向の一方側へスライド移動すると、前記開口における他方側の隙間が拡がる。このため、従来、前記閉塞部材は、最大に拡げられた前記隙間を閉塞可能なように、前記端子接続部のスライド方向に長い形状に形成されている。しかしながら、前記閉塞材が長尺な形状に形成されている場合、前記ケーシングの内部において、前記閉塞部材の移動範囲を含む配置スペースを確保しなければならず、前記ケーシングを前記幅方向に大きくせざるを得ず、充電ステーションのコンパクト化が阻害される。

本発明の目的は、筐体内部における閉塞部材の配置スペースを小さくして筐体をサイズダウンすることが可能な充電ユニットを提供することにある。

(1) 本発明の一の局面に係る充電ユニットは、自律走行装置に搭載されたバッテリを充電するためのものである。前記充電ユニットは、筐体と、端子接続部と、閉塞部材と、ガイド機構と、を備える。前記筐体は、側面に開口を有している。前記端子接続部は、前記筐体の内部に予め定められた第１方向へスライド移動可能に設けられている。前記端子接続部は、前記自律走行装置に接続される電力供給用の端子を有し、前記開口から外側へ突出している。前記閉塞部材は、前記筐体内に設けられ、前記開口における前記第１方向の一方側の縁部と前記端子接続部との間の隙間を覆って閉塞する可撓性を有するシート状の部材である。前記ガイド機構は、前記閉塞部材において、前記縁部から前記第１方向の一方側へはみ出す余剰部を屈曲させて前記開口から離れる第２方向へ案内する。

このように構成されているため、自律走行装置の充電接続部が端子接続部に連結する際に前記第１方向の押圧力が前記端子接続部に付与された場合でも、閉塞部材は、ガイド機構によって第２方向側へ屈曲されて、第２方向へ案内される。これにより、可撓性を有しない板状の閉塞部材によって隙間を閉塞する従来の構造に比べて、筐体内における閉塞部材の配置スペースを小さくすることができ、その結果、筐体を第１方向に対してサイズダウンすることができる。

(2) 前記充電ユニットは、前記余剰部を前記第２方向へ付勢する第１付勢部材を更に備える。

このように構成されているため、自律走行装置から押圧力を受けて端子接続部が第１方向へスライド移動しても、所定の付勢力によって閉塞部材にテンションが付与される。このため、閉塞部材が撓むことを防止できる。

(3) 前記充電ユニットにおいて、前記閉塞部材における前記第１方向の一方端が前記端子接続部に取り付けられ、他方端が前記第１付勢部材に取り付けられている。

(4) 前記ガイド機構は、前記余剰部を前記第２方向へ屈曲させるガイド部材と、回転可能に支持され、前記端子接続部が前記縁部へ向けてスライド移動された場合に前記閉塞部材の前記余剰部を巻き取り可能な回転軸部材と、前記回転軸部材を前記閉塞部材の巻き取り方向へ付勢する第２付勢部材と、を含む。

このように構成されているため、閉塞部材の配置スペースを第２方向においても小さくすることができる。

(5) 前記開口は、前記側面において前記第１方向の一方側の端部付近に設けられている。また、前記ガイド機構は、前記筐体内において前記縁部の近傍に設けられている。

このように構成されているため、筐体内部において、前記第１方向の一方側のスペースが確保できないように各部材が配置されている場合に、本発明は好適である。

(6) 前記端子接続部は、前記自律走行装置から受けた前記側面に垂直な方向の力を前記第１方向の力に変換する変換部を有する。

このように構成されているため、端子接続部を第１方向へスムーズにスライド移動させることができる。

本発明によれば、筐体内部における閉塞部材の配置スペースを小さくして筐体をサイズダウンすることが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る清掃装置の前方側の外観を示す斜視図である。 図２は、清掃装置の内部の構成を示す模式図である。 図３は、清掃装置の後方側の外観を示す斜視図である。 図４は、清掃装置が備える充電端子部の構成を示す断面図である。 図５は、清掃装置の正面図である。 図６は、清掃装置が充電ステーションに帰還するときの動作を説明するための図であり、清掃装置が充電ステーションを検知して停止した状態を示す。 図７は、清掃装置が充電ステーションに帰還するときの動作を説明するための図であり、清掃装置が１８０°旋回した状態を示す。 図８は、清掃装置が充電ステーションに帰還するときの動作を説明するための図であり、清掃装置が後進して充電ステーションと連結した状態を示す。 図９は、本発明の実施形態に係る充電ステーションの構成を示す斜視図である。 図１０は、充電ステーションが備える給電端子部の構成を示す拡大図である。 図１１Ａは、充電端子部の凹部へ向けて誘導ローラが誘導される状態を示す図である。 図１１Ｂは、充電端子部の凹部に誘導ローラが収容された状態を示す図である。 図１２は、充電ステーションの内部の構成を示す模式図である。 図１３Ａは、給電端子部が幅方向の一方側へスライド移動した状態を示す図である。 図１３Ｂは、給電端子部が幅方向の他方側へスライド移動した状態を示す図である。 図１４は、本発明の実施形態に係る充電ステーションの第１変形例を示す図である。 図１５は、本発明の実施形態に係る充電ステーションの第２変形例を示す図である。 図１６は、本発明の実施形態に係る充電ステーションの第３変形例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［清掃装置１０］
図１は、本発明の実施形態に係る自律走行型の清掃装置１０（本発明の自律走行装置の一例）の前方側の外観を示す斜視図であり、図２は、清掃装置１０の内部構造を示す模式図である。以下の説明では、各図に示される上下方向Ｄ１、前後方向Ｄ２、左右方向Ｄ３を用いる。

清掃装置１０は、空港や駅、ショッピングモールなどのコンコースの床面２３（図３参照）を自律走行によって移動する自律走行装置であり、移動ロボットとも称されている。清掃装置１０は、自律走行によって移動しつつ、床面２３の塵や埃などのゴミ類を吸い上げ、フィルタによってゴミ類を分離し、収集ボックス１６（図２参照）に収集する。清掃装置１０は、予め入力された走行ルートや清掃エリア、清掃する時間帯、充電のために戻る帰還位置などの各種清掃情報に基づいて、床面２３を走行しながら自動的に清掃する。

なお、清掃装置１０は、本発明の自律走行装置の単なる一例であって、本発明は、例えば、屋内の床面を自律走行しながら清掃する清掃装置、屋外の歩行路や車道路などの路面を自律走行しながら清掃する清掃装置などにも適用可能である。もちろん、清掃機能を備えておらず、他の用途を実現するための自律走行型の移動ロボット、例えば、自律して走行可能な警備ロボットや、介護ロボット、荷物運搬ロボット、表示案内ロボットなどの自律走行装置にも本発明は適用可能である。

図２に示すように、清掃装置１０は、装置本体１１と、装置本体１１に設けられた各機能部とを備えている。具体的には、装置本体１１には、走行部１２、モータ１３、バッテリ１４、吸気ユニット１５、収集ボックス１６、支持ホルダ１７、吸気ノズル１８、拡張ノズル１９（図１参照）、操作部２０、表示パネル２１、充電接続部３０、及び制御ユニット４０などが設けられている。

図１に示すように、装置本体１１は、その外装を構成する外装カバー１１Ａを有する。また、図２に示すように、装置本体１１は、その下部にシャーシ１１Ｂを有する。シャーシ１１Ｂは、床面２３に対して概ね平行に設けられている。また、装置本体１１の内部には、上述の各機能部を支持するための支持フレームが適宜設けられている。

図２に示すように、走行部１２は、装置本体１１の下部に設けられている。走行部１２は、装置本体１１の走行姿勢を維持しつつ進行方向の搬送力を床面２３に伝達するものであり、シャーシ１１Ｂに取り付けられている。走行部１２は、走行用の一対の車輪１２１と、４つのキャスタ１２２とを有する。

車輪１２１は、シャーシ１１Ｂの前後方向の中央であって、左右方向Ｄ３（幅方向）の両端部それぞれに回転可能に支持されている。４つのキャスタ１２２は、装置本体１１の走行姿勢を維持するためのものであり、シャーシ１１Ｂの前方端の両端部、及びシャーシ１１Ｂの後方端の両端部に回転可能に支持されている。清掃装置１０が床面２３に置かれた状態で、車輪１２１及びキャスタ１２２の各外周面は床面２３によって支持される。これにより、装置本体１１が、図１や図２に示される走行姿勢に維持される。

車輪１２１の回転軸には、減速ギヤなどの伝達機構を介して、モータ１３の出力軸が連結されている。このため、モータ１３が駆動されて、その回転駆動力が前記出力軸から出力されると、モータ１３の回転駆動力が車輪１２１に伝達される。本実施形態では、一対の車輪１２１のそれぞれに対して、個別にモータ１３が設けられている。したがって、各モータ１３が個別に駆動制御されることによって、各車輪１２１の回転速度が制御される。例えば、各車輪１２１の回転速度が等速に制御されると、清掃装置１０は真っ直ぐに進行し、各車輪１２１の回転速度が異なる速度に制御されると、回転速度の遅い車輪１２１側に清掃装置１０が旋回する。

吸気ユニット１５は、装置本体１１の内部において、後述のバッテリ１４の上側に設けられている。吸気ユニット１５は、吸気ノズル１８から空気を吸い込む吸引力を発生させるものであり、複数の吸気ファン１５１を有する。吸気ユニット１５の吸気ポート１５４にフレキシブルホース２４が接続されている。吸気ファン１５１が駆動されると、フレキシブルホース２４の先端の吸気口から空気が吸い込まれ、その空気は、フレキシブルホース２４、吸気ユニット１５の内部、排気管（不図示）を通って、外部に排出される。

バッテリ１４は、装置本体１１の中心部に設けられている。バッテリ１４は、モータ１３及び吸気ファン１５１に駆動用の電力を供給する。

図３は、清掃装置１０の後方側の外観を示す斜視図である。図２及び図３に示すように、収集ボックス１６は、装置本体１１の背面に設けられている。装置本体１１の背面には、背面を覆うとともに、収集ボックス１６を着脱可能に支持するための支持ホルダ１７が設けられている。支持ホルダ１７の左右方向Ｄ３（幅方向）の中央には、上下方向Ｄ１に延びる凹部１７１が形成されており、その凹部１７１に収集ボックス１６が取り外し可能に装着されている。

図２に示すように、支持ホルダ１７には、凹部１７１の底面から前方へ延びる吸気ポート１７４が設けられている。吸気ポート１７４は、収集ボックス１６の上部に設けられた排出口に連結されている。吸気ポート１７４にフレキシブルホース２４の端部が接続されている。

また、図３に示すように、支持ホルダ１７の下部には吸気ノズル１８が設けられており、支持ホルダ１７の側部には拡張ノズル１９が設けられている。吸気ノズル１８には、一対の回転ブラシ２６（２６Ａ，２６Ｂ）が回転可能に設けられている。回転ブラシ２６は、モータ（不図示）から回転駆動力が伝達されることにより回転する。清掃装置１０の走行時に前記モータが制御ユニット４０によって駆動されると、回転ブラシ２６が回転されて、床面２３のゴミ類の回収が良好に行われる。

図３に示すように、拡張ノズル１９は、支持ホルダ１７の左側に設けられている。支持ホルダ１７の左側には、収容部１７６が設けられており、収容部１７６に拡張ノズル１９が収容可能である。拡張ノズル１９は、支持ホルダ１７に支持されている。具体的には、拡張ノズル１９は、収容部１７６に収容される収容姿勢（図１及び図３に示される姿勢）と、収容部１７６から左側へ倒されて装置本体１１の左側の床面２３を清掃可能な側方清掃姿勢（不図示）との間で姿勢変化可能なように、支持ホルダ１７に支持されている。

操作部２０は、装置本体１１の背面の上部に設けられている。操作部２０は、外装カバー１１Ａに取り付けられている。操作部２０は、オペレータよって操作される装置であり、例えば、タッチ操作が可能なタッチパネルを有する端末装置である。清掃装置１０に対する各種の登録情報（走行ルート、清掃エリア、清掃時間帯、帰還位置情報などの情報）は、操作部２０から入力することができる。入力された登録情報は、制御ユニット４０に転送され、制御ユニット４０による走行制御に用いられる。

表示パネル２１は、装置本体１１の前面に設けられている。表示パネル２１は、例えば液晶パネルである。表示パネル２１には、清掃中に各種のアナウンス情報が制御ユニット４０によって表示される。前記アナウンス情報は、例えば、清掃中であることを示す情報、清掃しているフロアに関する案内情報などである。

制御ユニット４０は、装置本体１１の上部に設けられている。制御ユニット４０は、清掃装置１０の走行、吸気ユニット１５の吸気ファン１５１の駆動、表示パネル２１の画面表示、後述の充電ステーション５０への帰還などを制御する。制御ユニット４０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置、ＧＰＳ受信機などを有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶された不揮発性のメモリである。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性のメモリであり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリ（作業領域）として使用される。制御ユニット４０は、前記ＲＯＭ又は記憶装置に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより、清掃装置１０の走行、吸気ファン１５１の駆動、表示パネル２１の画面表示、充電ステーション５０への帰還などを制御する。

図３に示すように、支持ホルダ１７には、バッテリ１４の充電時に用いられる充電接続部３０が設けられている。充電接続部３０は、充電ステーション５０が備える３つの給電端子６１に接続される３つの受電端子３１を有している。３つの受電端子３１は、上下方向Ｄ１に沿って縦並びに配置されている。充電接続部３０は、支持ホルダ１７の背面の右側に設けられており、具体的には、凹部１７１の右側に設けられている。支持ホルダ１７の背面に凹部１７２が形成されており、その凹部１７２に充電接続部３０が設けられている。

図４は、清掃装置１０の充電接続部３０の構成を示す図であり、最も上側に配置された受電端子３１の直上の位置を通る水平切断面の断面図である。図４に示すように、凹部１７２の底面１７２Ａの幅方向の中央には、底面１７２Ａから突出する台座３１１が設けられている。台座３１１は上下方向Ｄ１に長い四角錐台形状である。その台座３１１の突出方向側の側面に３つの受電端子３１が上下に並んで設けられている。

凹部１７２の内部において、台座３１１の上側には、底面１７２Ａから更に深く形成され、凹部１７２よりも幅サイズの小さい凹部１７３が設けられている。また、凹部１７２の幅方向の両内壁それぞれから凹部１７３の幅方向の両内壁それぞれに至る部分には傾斜面１７２Ｂが形成されている。各傾斜面１７２Ｂは、凹部１７２の両内壁から凹部１７３に向かって傾斜している。各傾斜面１７２Ｂは、後述する給電接続部６０の誘導ローラ６３が凹部１７３へ向かうように案内する傾斜ガイド面である。また、凹部１７３は、傾斜面１７２Ｂによって案内された誘導ローラ６３を収容するとともにその内部に誘導ローラ６３を位置決めする。

図５は、清掃装置１０の正面図である。図５に示すように、清掃装置１０の正面には、フロントレーザセンサ４１と、ソナーセンサ４２とが設けられている。

フロントレーザセンサ４１は、装置本体１１の正面の下部に形成された幅方向に延びる溝部１７５に設けられている。フロントレーザセンサ４１は、溝部１７５の内部の中央に配置されている。フロントレーザセンサ４１は、レーザ発信素子、レーザ発信素子を駆動するレーザドライバ、受光素子、受光素子の出力をデジタル信号に変換する受光処理回路などを備えている。フロントレーザセンサ４１は制御ユニット４０に接続されており、制御ユニット４０によって制御される。フロントレーザセンサ４１は、前方へ向けて幅方向（水平方向）へ所定の走査角（例えば１２０°）の範囲内でパルス状のレーザ光を走査する。フロントレーザセンサ４１が、照射された物体（対象物）で反射して戻って来たパルス波を受光すると、制御ユニット４０は、前記パルス波が戻ってくるまでの時間を測定し、その測定値に基づいて各走査位置においける物体までの距離を算出する。これにより、制御ユニット４０は、清掃装置１０の正面側（進行方向側）に存在する物体までの距離や位置、その物体の幅方向における形状やサイズを把握することができる。

ソナーセンサ４２は、表示パネル２１の下側に設けられている。装置本体１１の正面における幅方向の両端部それぞれにソナーセンサ４２が設けられている。ソナーセンサ４２は制御ユニット４０に接続されており、制御ユニット４０によって制御される。ソナーセンサ４２は、音波を用いて物体を検知するものであり、その音波が物体に反射して戻ってくるまでの時間に基づいて、その物体との距離を測定する。

図１及び図３に示すように、装置本体１１の両側面それぞれには、サイドレーザセンサ４５が設けられている。サイドレーザセンサ４５は、フロントレーザセンサ４１と概ね同様に構成されており、レーザ発信素子、レーザ発信素子を駆動するレーザドライバ、受光素子、受光素子の出力をデジタル信号に変換する受光処理回路などを備えている。サイドレーザセンサ４５は制御ユニット４０に接続されており、制御ユニット４０によって制御される。サイドレーザセンサ４５は、前方から下方そして後方へ向けて所定の走査角（例えば１８０°）の範囲内でパルス状のレーザ光を走査する。サイドレーザセンサ４５が、照射された物体（対象物）で反射して戻って来たパルス波を受光すると、制御ユニット４０は、前記パルス波が戻ってくるまでの時間を測定し、その測定値に基づいて各走査位置においける物体までの距離を算出する。これにより、制御ユニット４０は、清掃装置１０の正面側（進行方向側）に存在する物体や、床面２３に存在する段差や障害物までの距離や位置、それらの走査方向における形状やサイズを把握することができる。

図６乃至図８は、清掃装置１０がバッテリ１４を充電するために充電ステーション５０に帰還するときの動作を示す図である。上述したように、清掃装置１０には、前記走行ルートや清掃エリア、清掃する時間帯などの情報が登録されており、また、充電のために戻るための帰還位置情報が登録されている。前記帰還位置情報としては、例えば、ＧＰＳによる位置情報である。したがって、清掃装置１０は、バッテリ１４の充電量が所定量よりも少なくなると、清掃を中断して、前記帰還位置情報が示す位置に戻る。

図６に示すように、前記帰還位置情報が示す位置付近まで清掃装置１０が移動し、フロントレーザセンサ４１による検知範囲内に充電ステーション５０が入ると、清掃装置１０は、充電ステーション５０までの正確な距離やその位置を特定することができる。その後、清掃装置１０は、充電ステーション５０の正面まで走行すると（図６参照）、制御ユニット４０によって各車輪１２１の駆動が制御されて清掃装置１０が１８０°旋回し（図７参照）、充電接続部３０が充電ステーション５０の給電接続部６０の正面に配置される。そして、制御ユニット４０によって清掃装置１０が充電ステーション５０側へ移動されると、充電接続部３０と充電ステーション５０の給電接続部６０とが接続される（図８参照）。

［充電ステーション５０］
図９は、本発明の実施形態に係る充電ステーション５０の構成を示す斜視図であり、図１０は、充電ステーション５０が備える給電接続部６０の拡大図である。以下の説明では、各図に示される上下方向Ｄ１１、奥行き方向Ｄ１２、幅方向Ｄ１３を用いる。

充電ステーション５０は、自律走行可能な清掃装置１０に搭載されたバッテリ１４を充電するための充電ユニットである。上述したように、清掃装置１０が充電ステーション５０に戻ってきて、充電ステーション５０にドッキングすると、清掃装置１０の充電接続部３０が給電接続部６０に連結し、充電ステーション５０からバッテリ１４に電力が供給される。

充電ステーション５０は、例えば、背面が壁面９１に接合された状態で床面２３に設置されて使用される。なお、充電ステーション５０は、壁面９１に埋め込まれるように設置されていてもよい。

図９に示すように、充電ステーション５０は、ケーシング５１（本発明の筐体の一例）と、給電接続部６０（本発明の端子接続部の一例）と、閉塞シート８５Ａ，８５Ｂ（本発明の閉塞部材の一例）と、ガイド部材７１（本発明のガイド機構の一例）と、弾性部材８６Ａ，８６Ｂと、を備えている。

ケーシング５１は、概ね直方体形状に形成されており、全体として、上下方向Ｄ１１及び幅方向Ｄ１３に比べて、奥行き方向Ｄ１２のサイズが小さく形成されている。ケーシング５１の一方側（壁面９１とは反対側）の側壁５１Ａに矩形状の開口５１１が形成されている。開口５１１は、側壁５１Ａにおいて、幅方向Ｄ１３の一方側（図９の紙面右側）の端部付近、つまり、側壁５１Ｂの近傍に形成されている。

ケーシング５１の側壁５１Ａの幅方向Ｄ１３の両端の角部には、内部側に凹んだ形状の凹部５１２が形成されている。各凹部５１２は、清掃装置１０のフロントレーザセンサ４１と同じ高さの位置に形成されている。これにより、フロントレーザセンサ４１による検知範囲内に充電ステーション５０がある場合、フロントレーザセンサ４１から前方へ向けて水平に出射されたレーザ光が所定の走査角で水平方向に走査されると、レーザ光が凹部５１２を水平方向へ横切るように照射される。このときの反射光に対応する信号をフロントレーザセンサ４１から受信すると、清掃装置１０の制御ユニット４０は、２つの凹部５１２それぞれの位置や形状、清掃装置１０からの離間距離、各凹部５１２の幅方向の間隔（幅間隔）などを取得することができる。各凹部５１２の形状や幅間隔などのような充電ステーション５０を識別するための識別情報は、清掃装置１０の前記ＲＯＭ又は前記記憶装置に予め記憶（登録）されている。したがって、制御ユニット４０は、フロントレーザセンサ４１からの信号に基づいて取得された情報と前記識別情報とを照合し、照合が一致した場合に、前方の物体が充電ステーション５０であると判定することができる。

図９に示すように、給電接続部６０は、ケーシング５１の内部に設けられており、ケーシング５１の内部から開口５１１を介して側壁５１Ａの外側に突出している。本実施形態では、給電接続部６０は、ケーシング５１の内部において、幅方向Ｄ１３の一方側（図９の紙面において右側）の側壁５１Ｂの近傍に設けられている。また、本実施形態では、給電接続部６０は、ケーシング５１の内部において、幅方向Ｄ１３へスライド移動可能に支持されている。なお、幅方向Ｄ１３は、本発明の第１方向に相当する。

給電接続部６０は、清掃装置１０の充電接続部３０の各受電端子３１に接続される電力供給用の給電端子６１を有している。本実施形態では、３つの受電端子３１それぞれに一対一で対応する３つの給電端子６１を有する。

図１０に示すように、給電接続部６０は、給電端子６１を保持するための保持部６２を有する。保持部６２は、奥行き方向Ｄ１２に長い直方体形状に形成されており、開口５１１から外側へ突出している。保持部６２の突出方向の端部（突出端部）には、底面６０４を有する凹部６０３が形成されている。３つの給電端子６１は、底面６０４から外側へ垂直に突出するように底面６０４に設けられている。底面６０４において、３つの給電端子６１は、上下方向Ｄ１１に沿って縦並びに配置されている。また、各給電端子６１の突出長さは、凹部６０３から外側へ突出しない長さに定められている。

本実施形態では、給電接続部６０は、清掃装置１０の充電接続部３０と同じ高さの位置に配置されている。これにより、清掃装置１０が充電ステーション５０にドッキングした場合に、充電接続部３０の各受電端子３１が給電接続部６０の各給電端子６１に接続可能となる。

給電接続部６０には、円盤形状の誘導ローラ６３が設けられている。誘導ローラ６３は、給電端子６１よりも上側に設けられている。保持部６２の上面に支持プレート６４が保持部６２と一体に形成されており、その支持プレート６４の先端部６５に誘導ローラ６３が回転自在に支持されている。支持プレート６４の先端部６５は、先細り形状に形成されており、保持部６２の突出端部の凹部６０３よりも外側へ突出している。そのため、誘導ローラ６３は、各給電端子６１よりも外側に隔てられた位置で支持されている。

誘導ローラ６３は、充電接続部３０が給電接続部６０に連結される際に、充電接続部３０から受ける垂直方向の力を幅方向Ｄ１３の押圧力に変換する役割を担う部分でもある。この場合、誘導ローラ６３はカムフォロアとして機能し、充電接続部３０の各傾斜面１７２Ｂは傾斜カムとして機能する。なお、誘導ローラ６３は、本発明の変換部の一例である。

本実施形態では、充電接続部３０が給電接続部６０に連結された場合に、誘導ローラ６３が凹部１７３に誘導されるように、誘導ローラ６３は、凹部１７３や傾斜面１７２Ｂと同じ高さ位置で支持されている。具体的には、例えば、充電接続部３０及び給電接続部６０が互いに真正面に対峙しておらず、幅方向Ｄ１３にずれたに位置にある場合、図１１Ａに示すように、清掃装置１０の移動の伴い充電接続部３０が給電接続部６０に近づき押し付けられると、凹部１７２に形成されたいずれか一方の傾斜面１７２Ｂが誘導ローラ６３に当接する。このとき、誘導ローラ６３は、清掃装置１０の移動方向に直交する方向の力、つまり、凹部１７３へ向かう方向（幅方向Ｄ１３）の押圧力を受ける。言い換えると、誘導ローラ６３は、清掃装置１０の移動方向の力を、その移動方向に直交する方向の力、つまり、凹部１７３へ向かう方向（幅方向Ｄ１３）の押圧力に変換する。この押圧力は、給電接続部６０を凹部１７２の幅方向の中央側へスライドさせる力として作用する。充電接続部３０が給電接続部６０側へ更に押し付けられると、前記押圧力を受けることにより、給電接続部６０は更に中央部側へスライド移動し、凹部１７３に収容される（図１１Ｂ参照）。この状態で、誘導ローラ６３は、凹部１７３によって、充電接続部３０における幅方向の中央部に位置決めされる。

図１２は、充電ステーション５０の内部の構成を示す断面図である。図１２に示すように、ケーシング５１の内部には、給電接続部６０を収容するとともに、給電接続部６０を奥行き方向Ｄ１２へ移動可能に支持する収容支持部６７が設けられている。収容支持部６７の内部には、給電接続部６０の保持部６２と収容支持部６７の奥部とを連結するとともに、保持部６２を奥行き方向Ｄ１２に対して弾性的に支持する弾性部材６６が設けられている。弾性部材６６は、例えばコイルバネである。収容支持部６７及び弾性部材６６が設けられているため、充電接続部３０が給電接続部６０に対して押し付けられた場合でも、その押し付け方向とは反対の方向へ給電接続部６０を退避させつつ、給電端子６１と受電端子３１とを適度な押圧力で接触させることができる。

上述したように、本実施形態では、給電接続部６０は、幅方向Ｄ１３へスライド移動可能に支持されている。具体的には、ケーシング５１の内部に収容支持部６７をスライド移動可能に支持する一対のレール６８，６９が設けられている。レール６８，６９は、幅方向Ｄ１３に長く形成されており、奥行き方向Ｄ１２に所定間隔を隔てて設けられている。レール６８，６９によって収容支持部６７の下端部が支持されることにより、給電接続部６０は、幅方向Ｄ１３へスライド可能となる。なお、給電接続部６０を幅方向Ｄ１３へスライド移動可能に支持するスライド支持機構は、上述のレール６８，６９による支持機構に限られず、例えば、ラック－ピニオン機構により支持する機構を適用することも可能である。

上述した構成の充電ステーション５０においては、ケーシング５１の開口５１１から給電接続部６０が突出しているため、開口５１１と給電接続部６０との間に隙間が生じる。このため、本実施形態では、ケーシング５１の内部において、シート状の閉塞シート８５Ａ，８５Ｂによって前記隙間が閉塞されている。具体的には、閉塞シート８５Ａ，８５Ｂは、開口５１１における幅方向Ｄ１３の縁部と給電接続部６０との間の隙間を覆って閉塞している。これにより、前記隙間から、埃やゴミ、水分などが内部に進入することを防止でき、また、人の手指が挿入されて感電することを防止できる。

本実施形態では、開口５１１における幅方向Ｄ１３の一方側の縁部５１１Ａと給電接続部６０との間の隙間を内側から閉塞する第１閉塞シート８５Ａと、開口５１１における幅方向Ｄ１３の他方側の縁部５１１Ｂと給電接続部６０との間の隙間を内側から閉塞する第２閉塞シート８５Ｂとが設けられている。第１閉塞シート８５Ａ及び第２閉塞シート８５Ｂは、いずれも、可撓性を有する樹脂製のシート部材であり、例えば、ゴムシートである。

第１閉塞シート８５Ａは、一方側の端部８５Ａ１が給電接続部６０の側面に取り付けられており、他方側の端部８５Ａ２が後述の弾性部材８６Ａ（本発明の第１付勢部材の一例）に取り付けられている。また、第２閉塞シート８５Ｂは、一方側（側壁５１Ｂ側）の端部８５Ｂ１が給電接続部６０の側面に取り付けられており、他方側の端部８５Ｂ２が後述の弾性部材８６Ｂに取り付けられている。このため、給電接続部６０が幅方向Ｄ１３へスライド移動すると、そのスライド移動に追従して、閉塞シート８５Ａ，８５Ｂも同方向へ移動する。

充電ステーション５０には、給電接続部６０がスライド移動する際のスライド方向とは反対の方向へ第１閉塞シート８５Ａを引っ張る弾性部材８６Ａが設けられている。また、給電接続部６０のスライド方向とは反対の方向へ第２閉塞シート８５Ｂを引っ張る弾性部材８６Ｂが設けられている。弾性部材８６Ａ，８６Ｂは、いずれも、引っ張りバネであり、例えば、同じ大きさの引っ張り力を生じさせるように予め圧縮されたコイルバネである。

ガイド部材７１は、第１閉塞シート８５Ａのうち、開口５１１の縁部５１１Ａから側壁５１Ｂ側へはみ出す余剰部８５１を屈曲させて、開口５１１から離れる方向Ｄ２１、つまり、壁面９１側へ案内する。ガイド部材７１は、例えば、開口５１１の縁部５１１Ａの近傍に設けられた上下方向Ｄ１１に延びる円柱部材である。ガイド部材７１は、第１閉塞シート８５Ａを円滑に屈曲且つ案内可能とするために、回転自在に支持されていてもよい。なお、方向Ｄ２１は、本発明の第２方向に相当する。

ガイド部材７１よりも壁面９１側へ隔てた位置に弾性部材８６Ａが設けられている。弾性部材８６Ａは、その伸縮方向を奥行き方向Ｄ１２に一致させた状態で、一方端が第１閉塞シート８５Ａの端部８５Ａ２に取り付けられており、他方端がケーシング５１の壁面９１側の側壁５１Ｃに固定されている。これにより、第１閉塞シート８５Ａの余剰部８５１は、弾性部材８６Ａによって方向Ｄ２１側へ引っ張られる。

また、ケーシング５１の内部には、給電接続部６０がスライド移動した場合に第２閉塞シート８５Ｂを所定方向へ案内するガイド板７２が設けられている。ガイド板７２は、側壁５１Ａの内面に一体に形成されている。ガイド板７２は、第２閉塞シート８５Ｂのうち、開口５１１の縁部５１１Ｂから離れる方向Ｄ２２（図１２の紙面の左方向）へはみ出す余剰部８５２を同方向Ｄ２２へ案内する。

ガイド板７２よりも方向Ｄ２２側に隔てた位置に弾性部材８６Ｂが設けられている。弾性部材８６Ｂは、その伸縮方向を幅方向Ｄ１３に一致させた状態で、一方端が第２閉塞シート８５Ｂの端部８５Ｂ２に取り付けられており、他方端がケーシング５１の側壁５１Ａに固定されている。これにより、第２閉塞シート８５Ｂの余剰部８５２は、弾性部材８６Ｂによって方向Ｄ２２側へ引っ張られる。

以上説明したように、本実施形態の充電ステーション５０は、側壁５１Ａに開口５１１を有するケーシング５１と、ケーシング５１内において幅方向Ｄ１３へスライド移動可能に設けられ、清掃装置１０の充電接続部３０の受電端子３１に接続される電力共有用の給電端子６１を有し、開口５１１から外側へ突出する給電接続部６０と、開口５１１における幅方向Ｄ１３の一方側の縁部５１１Ａと給電接続部６０との間の隙間を覆って閉塞する可撓性を有する第１閉塞シート８５Ａと、第１閉塞シート８５Ａにおいて、縁部５１１Ａから幅方向Ｄ１３の一方側へはみ出す余剰部８５１を屈曲させて開口５１１から離れる方向Ｄ２１へ案内するガイド部材７１と、を備える。

このため、図１３Ａに示すように、充電接続部３０が給電接続部６０に連結する際に押圧力Ｆ１が給電接続部６０の誘導ローラ６３に付与された場合でも、第１閉塞シート８５Ａは、ガイド部材７１によって方向Ｄ２１側へ屈曲されて、方向Ｄ２１へ案内される。この場合、第２閉塞シート８５Ｂは、余剰部８５２が側壁５１Ｂ側へ移動して、開口５１１における隙間を確実に閉塞する。これにより、可撓性を有しない板状の閉塞部材によって隙間を閉塞する従来の構造に比べて、本実施形態の充電ステーション５０は、ケーシング５１内における第１閉塞シート８５Ａの配置スペースを小さくすることができ、その結果、ケーシング５１を幅方向Ｄ１３に対してサイズダウンすることができる。

また、図１３Ｂに示すように、充電接続部３０が給電接続部６０に連結する際に方向Ｄ２２の押圧力Ｆ２が給電接続部６０の誘導ローラ６３に付与された場合は、第１閉塞シート８５Ａの余剰部８５１は、開口５１１側へ引っ張られて、開口５１１における隙間を確実に閉塞する。この場合、第２閉塞シート８５Ｂは、ガイド板７２によって方向Ｄ２２側へスライド移動し、余剰部８５２が方向Ｄ２２へ退避する。

また、本実施形態では、第１閉塞シート８５Ａの余剰部８５１を方向Ｄ２１へ弾性的に付勢する弾性部材８６Ａが設けられている。このため、押圧力Ｆ１によって給電接続部６０がスライド移動しても、所定の引っ張り力によってテンションが付与されるため、第１閉塞シート８５Ａが撓むことを防止できる。

また、第２閉塞シート８５Ｂを方向Ｄ２２へ弾性的に付勢する弾性部材８６Ｂが設けられているため、第１閉塞シート８５Ａ及び第２閉塞シート８５Ｂがいずれの方向へ移動したとしても、常に、第１閉塞シート８５Ａ及び第２閉塞シート８５Ｂに一定のテンションが付与される。これにより、給電接続部６０にスライド移動に伴い、第１閉塞シート８５Ａ及び第２閉塞シート８５Ｂそれぞれが撓むことを防止できる。

また、本実施形態では、給電接続部６０に、充電接続部３０の傾斜面１７２Ｂとともに動作することによってカムフォロアとして機能する誘導ローラ６３が設けられている。そのため、給電接続部６０を幅方向Ｄ１３へスムーズにスライド移動させることができる。

なお、上述の実施形態では、充電ステーション５０が、第１閉塞シート８５Ａ及び第２閉塞シート８５Ｂを付勢する弾性部材８６Ａ，８６Ｂを備える構成について例示したが、本発明は上述の構成に限られない。例えば、図１４に示すように、充電ステーション５０は、第１閉塞シート８５Ａにおいて、縁部５１１Ａから幅方向Ｄ１３の一方側へはみ出す余剰部８５１を屈曲させて開口５１１から離れる方向Ｄ２１へ案内する一対のガイド部材７３，７４が設けられた構成であってもよい。

また、図１５に示すように、充電ステーション５０は、第１閉塞シート８５Ａの余剰部８５１を方向Ｄ２１へ屈曲させるガイド部材７１と、ガイド部材７１の近傍に設けられた巻き取り用の回転軸部材７５と、を備える構成であってもよい。回転軸部材７５は、ケーシング５１内において回転可能に支持された上下方向Ｄ１１に延びるローラ状の部材であり、余剰部８５１を巻き取り可能に構成されている。第１閉塞シート８５Ａの端部８５Ａ２が回転軸部材７５に固定されており、給電接続部６０が幅方向Ｄ１３に沿って縁部５１１Ａ側へスライド移動した場合に、スライド方向へ第１閉塞シート８５Ａが移動する勢いによって回転軸部材７５が方向Ｄ２３（巻き取り方向）へ回転し、余剰部８５１が回転軸部材７５によって巻き取られる。

なお、この構成において、第１閉塞シート８５Ａの余剰部８５１の巻き取り方向Ｄ２３へ回転軸部材７５を弾性的に付勢するねじりコイルバネなどの弾性部材（本発明の第２付勢部材の一例）が回転軸部材７５に設けられていてもよい。

また、図１６に示すように、充電ステーション５０は、第１閉塞シート８５Ａを方向Ｄ２１へ屈曲させる構成と同様の構成を第２閉塞シート８５Ｂにも適用させた構成であってもよい。つまり、充電ステーション５０は、第２閉塞シート８５Ｂの余剰部８５２を方向Ｄ２１へ屈曲させるガイド部材７６と、第２閉塞シート８５Ｂの余剰部８５２を方向Ｄ２１へ弾性的に付勢する弾性部材８６Ｃと、を備える構成であってもよい。

１０ ：清掃装置
１１ ：装置本体
１２ ：走行部
１３ ：モータ
１４ ：バッテリ
１５ ：吸気ユニット
１６ ：収集ボックス
１７ ：支持ホルダ
１８ ：吸気ノズル
１９ ：拡張ノズル
３０ ：充電接続部
３１ ：受電端子
４０ ：制御ユニット
４１ ：フロントレーザセンサ
４２ ：ソナーセンサ
４５ ：サイドレーザセンサ
５０ ：充電ステーション
５１ ：ケーシング
５１Ａ ：側壁
５１Ｂ ：側壁
５１Ｃ ：側壁
６０ ：給電接続部
６１ ：給電端子
６２ ：保持部
６３ ：誘導ローラ
６４ ：支持プレート
７１ ：ガイド部材
７２ ：ガイド板
７３ ：ガイド部材
７４ ：ガイド部材
７５ ：回転軸部材
７６ ：ガイド部材
８５Ａ ：第１閉塞シート
８５Ｂ ：第２閉塞シート
８６Ａ ：弾性部材
８６Ｂ ：弾性部材
８６Ｃ ：弾性部材
９１ ：壁面
５１１ ：開口
５１１Ａ ：縁部
５１１Ｂ ：縁部
５１２ ：凹部
８５１ ：余剰部
８５２ ：余剰部

Claims (6)

1. 自律走行装置に搭載されたバッテリを充電するための充電ユニットであって、
   側面に開口を有する筐体と、
   前記筐体の内部に予め定められた第１方向へスライド移動可能に設けられ、前記自律走行装置に接続される電力供給用の端子を有し、前記開口から外側へ突出する端子接続部と、
   前記筐体内に設けられ、前記開口における前記第１方向の一方側の縁部と前記端子接続部との間の隙間を覆って閉塞する可撓性を有するシート状の閉塞部材と、
   前記閉塞部材において、前記縁部から前記第１方向の一方側へはみ出す余剰部を屈曲させて前記開口から離れる第２方向へ案内するガイド機構と、を備える充電ユニット。
2. 前記余剰部を前記第２方向へ付勢する第１付勢部材を更に備える、請求項１に記載の充電ユニット。
3. 前記閉塞部材における前記第１方向の一方端が前記端子接続部に取り付けられ、他方端が前記第１付勢部材に取り付けられている、請求項２に記載の充電ユニット。
4. 前記ガイド機構は、
   前記余剰部を前記第２方向へ屈曲させるガイド部材と、
   回転可能に支持され、前記端子接続部が前記縁部へ向けてスライド移動された場合に前記閉塞部材の前記余剰部を巻き取り可能な回転軸部材と、
   前記回転軸部材を前記閉塞部材の巻き取り方向へ付勢する第２付勢部材と、を含む、請求項１に記載の充電ユニット。
5. 前記開口は、前記側面において前記第１方向の一方側の端部付近に設けられており、
   前記ガイド機構は、前記筐体内において前記縁部の近傍に設けられている、請求項１から４のいずれかに記載の充電ユニット。
6. 前記端子接続部は、前記自律走行装置から受けた前記側面に垂直な方向の力を前記第１方向の力に変換する変換部を有する、請求項１から５のいずれかに記載の充電ユニット。

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