JPH05292607A - 移動装置搭載バッテリー充電用接触通電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】移動装置の停止精度を高くしなくても短時間で
且つ極めて単純な駆動操作によって一連の接触動作とそ
の維持または釈放が確実にしかも再現性良く行えるバッ
テリー充電用接触通電装置を提供する。 【構成】バッテリーを搭載した移動装置に取り付けられ
る受電側接触装置１において接点材料５により接触ポイ
ントのずれを許容できるような広幅の被接触面を形成
し、一方の地上側の充電ステーションに据え付けられる
電源側接触装置２において、前記広幅の被接触面の任意
のポイントに押し付け接触できる接点材料２９を固着し
た導電棒２１と、その導電棒を球面ジョイント２２を介
して首振り可能に支持したシャフト１８と、そのシャフ
トを軸方向に移動可能に貫通し且つ駆動装置に連係させ
る駆動ベース１３に固定した有底ガイド筒１７と、その
有底ガイド筒内に装填されていて前記シャフトに係止し
た圧縮バネ３５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無人搬送台車の如くバ
ッテリーを搭載して自走させる移動装置を充電ステーシ
ョンに一時停止して、当該バッテリーを急速充電するた
めに利用される接触通電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の充電用接触通電装置は、移動装
置を地上の充電ステーションに一時停止させた状態で、
充電ステーションに据え付けらた電源側接触装置の接触
要素とバッテリー側の受電側接触装置の被接触要素とを
一時的に電気的に導通して充電に供するため、接触要素
間が着脱が可能であること、充電時には移動装置、ステ
ーション接触要素同志の接触状態を確実に維持できるこ
とが必要となる。

【０００３】従来では、移動装置、充電ステーション相
互間の接触装置として、接触要素として凹凸の如き嵌合
部材を組み合わせ、そしてそれら部材の相互をバネ力等
の締め付け手段にて一時的に締結するもの、板状の接触
部材に対して側面から圧接するもの（チャック方式）等
が提案されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の幾つかの装置
は、総じて接触要素間の芯合わせに裕度が無く充電ステ
ーションにおける移動装置の停止精度に高いものが要求
される。停止精度が低いとステーション側、移動装置側
双方の接触要素の正規な接触状態が確保できず、特に無
人搬送台車では、遠隔操作またはプログラム操作によっ
て一連の動作がなされるので、前記のような装置では満
足する接触状態が得られない恐れがあり、実用化するに
は問題があった。前記の問題を克服するために特別な位
置検出センサーを用いた例も提案されているが、移動装
置の充電ステーションにおける動作が緩慢となり、充電
作業開始までの時間のロスが大きく、急速充電の要望に
応えがたい面があった。

【０００５】また、従来の多くの装置では、接触要素の
位置決め接触を図った後で接触部に対する締め付けを行
うというように、一連の接触動作を成就するために複数
の操作手段を必要とし、機構が複雑となって故障が多く
発生する恐れがある。

【０００６】また、エアシリンダや油圧シリンダで単に
強く押し付けるものも提案されていたが、接触要素が過
度の大きな圧力を受けて変形する恐れがあり、正確な接
触状態を再現性良く得ることが難しかった。

【０００７】近年、この種のバッテリー充電には、２０
０アンペアから３００アンペアに至る大電流のものが要
望され、接触通電部の接触安定性の確保が益々重要視さ
れ、しかも数分程度の短時間で行う充電する要請もされ
てきたが、前述した装置ではそれらの要請を満足すべき
ものが無かった。

【０００８】本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑
み、移動装置の停止精度を高くしなくても短時間で且つ
極めて単純な駆動操作によって一連の接触動作とその維
持または釈放が確実にしかも再現性良く行えるこの種の
バッテリー充電用接触通電装置を提供することに目的が
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明により提供するバ
ッテリー充電用接触通電装置は、バッテリーを搭載した
移動装置に取り付けられる受電側接触装置において、接
点材料により接触ポイントのずれを許容できるような広
幅の被接触面を形成し、一方の地上側の充電ステーショ
ンに据え付けられる電源側接触装置において、前記広幅
の被接触面の任意のポイントに押し付け接触させる接点
材料を固着した導電棒と、その導電棒を球面ジョイント
を介して首振り可能に支持したシャフトと、そのシャフ
トを軸方向に移動可能に貫通し且つ駆動装置に連係させ
る駆動ベースに固定した有底ガイド筒と、その有底ガイ
ド筒内に装填されていて前記シャフトに係止した圧縮バ
ネとが備わったものである。

【００１０】

【作用】移動装置を充電ステーションに停止し、受電側
接触装置の被接触面を電源側接触装置の接点材料を有す
る位置に対向させた際に、電源側装置の駆動ベースを移
動装置の側に向かって押し出すことによって、電源側装
置の接点材料が受電側接触装置における広幅の被接触面
に接触する。そのとき、移動装置の停止状態により接触
位置に誤差が生じても広幅の被接触面内での接点材料の
位置ずれにより対処することができ、また、移動装置の
停止状態により被接触面が正規の面位置から外れて傾く
場合には、接点材料を固着する導電棒が球面ジョイント
による首振り運動により当該接点材料が所定の方向に傾
いてかかる被接触面に垂直にして押し付けられる。

【００１１】接点材料が被接触面を押す状態にして駆動
ベースをさらに押し出すと、駆動ベースに固定した有底
ガイド筒が圧縮バネを圧縮してシャフトに軸力を生じさ
せ、接点材料の被接触面に対する押し付け力として作用
し、接点材料の被接触面に対する適度な接触圧を確保す
る。なお、駆動ベースを後退させるとかかる接触状態が
即座に開放される。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明にかかる移動装置搭載バッテ
リー充電用接触通電装置の好ましい一実施例を示し、図
２は、電源側接触装置の前面部を示し、図３は、受電側
接触装置の前面部を示している。

【００１３】符号１がバッテリー搭載移動装置の側に取
り付けられる受電側接触装置であり符号２が地上の充電
ステーションの側に据え付けられる電源側接触装置であ
る。

【００１４】しかして、受電側接触装置１は、樹脂成型
体からなる絶縁性基板３の前面に正極と負極とにあてら
れる二つの銅板の如き導電性基板４，４を並列に半ば埋
め込み配置し、導電性基板４，４のそれぞれの前面部に
貴金属または卑金属の接点材料５，５を平面プレート状
に固着したものである。接点材料５，５は、それぞれ同
じ態様にして、縦横に広い幅を持たせて、後述する電源
側の接点材料を異なる位置から接触できるようにしてい
る。

【００１５】導電性基板４，４には、導電性の端子ボル
ト６，６の先端を嵌入し銀ロー等で一体的に結合してあ
り、それら端子ボルト６，６を絶縁性基板３，３を貫通
して該基板の後側に突出させ、固定ナット７，７を螺挿
して締め付けることにより導電性基板４，４を絶縁性基
板３に固定している。固定ナット７，７からさらに突き
出す端子ボルトの部分には、バッテリーに導通する端子
８，８が締め付けナット９，９で締めあげることにより
電気的に結合してある。

【００１６】絶縁性基板３には、取り付け用ボルト１
０，１０が前面側から後側に貫通してあり、基板３を移
動装置側の取り付けベース１１にあてがい、ボルト１
０，１０にナット１２，１２を螺挿して締結してある。

【００１７】一方の電源側接触装置２は、アクチュエー
タに連結する駆動ベース１３に対して正極と負極とにあ
てられる二つの接触用組体１４，１４が並列に支持され
たものである。接触用組体１４，１４は同じ構造であ
り、断面で示された一方の組体を参照すると、駆動ベー
ス１３の平らな板部にボルト１５とナット１６によって
固定された有底ガイド筒１７を備えている。有底ガイド
筒１７は、エンジニアリングプラスチック等の成型体か
らなるポット状の本体１７ａとその開口部を塞ぐ蓋１７
ｂとからなり、それら各々において軸方向に連通する孔
が穿ってあり（本体では底の部分に形成）、それらの孔
を通してシャフト１８が貫通している。

【００１８】シャフト１８は、ステンレス鋼管等の剛性
パイプ１８ａの外周に樹脂チューブ１８ｂを被せて少な
くとも表面が電気絶縁性で滑り特性の良いものとしてあ
り、それによって有底ガイド筒１７に対して軸方向に容
易に移動可能にしてある。

【００１９】シャフト１８の有底ガイド筒１７内に通さ
れる部分には、環状ストッパー１９が止めねじ２０によ
って固着してあり、その環状ストッパー１９が有底ガイ
ド筒の蓋１７ｂの内面に突き当たることで、シャフト１
８の前方への最大突き出し長を規定している。

【００２０】しかして、シャフト１８には、前方に突き
出す一端において銅棒のような導電棒２１が球面ジョイ
ント２２を介して首振り可能に支持しており、反対側で
有底ガイド筒１７から突き出したもう一方の端部におい
て、リング２３が装着され止めねじ２４で固定してあ
る。球面ジョイント２２は、球面ジャーナル２５が導電
棒２１の段付き軸部に嵌合し、球面軸受２６がケーシン
グ２７に保持され、そのケーシング２７がシャフト１８
の端部外周に装着され止めねじ２８で固定してある。

【００２１】導電棒２１の端面には、接点材料２９がボ
タン状にして固着してある。接点材料２９は、相手側の
広幅の接点材料５に対して小さな表面で接触するように
してある。

【００２２】導電棒２１には、シャフトのパイプ１８ａ
の中に延長した部分で銅製の如き導電性スリーブ３０が
ねじ結合してある。また、リング２３には、端子導体３
１のスリーブ部３３が貫通され、それら双方に串刺しに
貫通するスプリングピン３２によって端子導体の抜け止
めが図られている。そして、シャフト１８内には、銅線
の撚り線のような可撓導体３４が内通されていて、その
一端がかかる導電棒側の導電性スリーブ３０に圧縮接続
されているとともに他端が端子導体のスリーブ部３３に
圧縮接続され、もって、接点材料２９と端子導体３１の
電気的な導通が図られている。端子導体３１には、電源
側のケーブルの端子がねじで接続する。

【００２３】可撓導体３４は、導電棒２１が首振り運動
するときに自己の可撓性に基づいて撓むことができるも
のとして選ばれており、図面では便宜上直線にして描い
ているが、実際にはシャフトのパイプ１８ａの中に予め
弛んだ状態で設けることにより、シャフトのパイプ１８
ａ内での導電棒における運動に制限を与えないようにし
てある。

【００２４】有底ガイド筒の本体１７ａ内には、コイル
バネからなる圧縮バネ３５が装填され、その一端側が本
体１７ａの底部内面に突き当たるとともに他端側がシャ
フトに固着された環状ストッパー１９に突き当たること
により、シャフト１８を常に前方へ向かう軸方向の押出
し力を生起するようにしてあり、そして、ストッパー１
９がガイド筒の蓋１７ｂに突き当たるようにして、シャ
フト１８を常に最大の突き出し長で突き出せるようにし
てある。

【００２５】尚、以上の構成において、シャフトのパイ
プ１８ａは、ステンレス鋼管以外に繊維強化プラスチッ
ク製のパイプでも良い。その場合、電気抵抗が絶縁体に
匹敵するものであれば、表面の絶縁被覆を必要としな
い。或いは、アルミニウム製のパイプ等の導電性の良い
ものとして、それ自身をリード導体として用いることも
可能である。

【００２６】また、有底ガイド筒１７は、樹脂成型体以
外にアルミニウムダイキャストのような金属部材でも良
い。その場合、シャフトの貫通孔面に樹脂をコーティン
グする等して電気絶縁上の配慮を施すと良い。

【００２７】さらに球面ジョイント２２は、裸で径方向
に膨出するので、ケーシング２８をエンジニアリングプ
ラスチック等の強靱な絶縁物の成型体にすれば良い。

【００２８】さて、以上の各構成からなる装置の動作に
ついてみると、まず、移動装置が充電ステーションまで
移動し所定の充電態勢位置に停止した時点で受電側接触
装置１の接点材料５が電源側接触装置２の接点材料２９
に対向され、そして、地上に据え付けた直線運動用のア
クチュエータに連結した駆動ベース１３を前方に押し出
すことにより、ボタン状の接点材料２９を接点材料５に
おける広幅の被接触面の中央付近に当接させる。その時
点で、移動装置の停止状態が上下左右の誤差を含んでい
れば、接点材料２９が接点材料５の広幅面の変位した位
置にずれて接触することで、かかる誤差を許容する。ま
た、移動装置の停止状態が傾斜を含んでいれば、接点材
料２９を固着する導電棒２１が球面ジョイント２２を支
点として傾きに応じた傾斜を起こし、それに伴って、接
点材料２９が傾きに応じた角度に補正されて接点材料に
垂直にして所定の接触を維持する。それら接点材料の位
置及び角度の修正は付随的に行われる。

【００２９】上記の接点材料同志の接触が行われたのに
引き続いて、駆動ベース１３を矢印のごとくさらに押し
出すことにより、有底ガイド筒１７を前方におして圧縮
バネ３４を圧縮し、その圧縮変形によるバネ力に基づい
てシャフト１８に前方への軸力を生じさせて、接点材料
２９が接点材料５に所定のバネ圧で圧接し、もって一連
の接触動作が終了し、所定の電気的接続が成就され、直
ぐに充電が開始できるものとなる。充電中かかる接触通
電は、圧縮バネのバネ力で安定したものが得られる。

【００３０】所定の充電が行われたなら、駆動ベース１
３を後退させるのみで接点材料相互の接触が開放され、
即座に移動装置の移動に移ることができる。

【００３１】

【発明の作用・効果】以上説明したような本発明の移動
装置搭載バッテリー充電用接触通電装置によれば、移動
装置を充電ステーションの電源側接触装置に対向して該
電源側接触装置の駆動ベースを押し出すだけで電源側と
受電側の接点材料同志を一定のバネ力で圧接させること
ができ、しかも電源側の接点材料を受電側接触装置にお
ける接点材料の広幅接触面に所定の位置ずれを見込んで
接触でき尚且つ球面ジョイントの支持により傾きに応じ
て押し付けるので、移動装置の位置精度をそれほど高い
ものにせずラフにして一連の接触通電操作が極めて迅速
に且つ容易に行うことができ、接触安定性にも秀でたも
のを得ることができる。また、上記のように操作機構が
単純化でき、故障が少なくて経済的な装置とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる移動装置搭載バッテリー充電用
接触通電装置の一実施例を部分断面化して示す側面図。

【図２】同上実施例における電源側接触装置の正面図。

【図３】同上実施例における受電側接触装置の正面図。

【符号の説明】

１ 受電側接触装置 ２ 電源側接触措置 ３ 絶縁性基板 ４ 導電性基板 ５ 接点材料（受電側） ６ 端子ボルト ７ 固定ナット ８ 端子（バッテリー側） ９ 締め付けナット １０ ボルト（取り付け用） １１ 移動装置側取り付けベース １２ ナット（取り付け用） １３ 駆動ベース １４ 接触組体 １５ ボルト １６ ナット １７ 有底ガイド筒 １７ａ 本体 １７ｂ 蓋 １８ シャフト １８ａ パイプ １８ｂ 樹脂チューブ １９ ストッパー ２０ 止めねじ ２１ 導電棒 ２２ 球面ジョイント ２３ リング ２４ 止めねじ ２５ 球面ジャーナル ２６ 球面軸受 ２７ ケーシング ２８ 止めねじ ２９ 接点座料 ３０ 導電性スリーブ ３１ 端子導体 ３２ スリーブ部 ３３ スプリングピン ３４ 可撓導体 ３５ 圧縮バネ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッテリーを搭載した移動装置に取り付け
   られる受電側接触装置において、接点材料により接触ポ
   イントのずれを許容できるような広幅の被接触面を形成
   し、一方の地上側の充電ステーションに据え付けられる
   電源側接触装置において、前記広幅の被接触面の任意の
   ポイントに押し付け接触できる接点材料を固着した導電
   棒と、その導電棒を球面ジョイントを介して首振り可能
   に支持したシャフトと、そのシャフトを軸方向に移動可
   能に貫通し且つ駆動装置に連係させる駆動ベースに固定
   した有底ガイド筒と、その有底ガイド筒内に装填されて
   いて前記シャフトに係止した圧縮バネとが備わっている
   ことを特徴とする移動装置搭載バッテリー充電用接触通
   電装置。
2. 【請求項２】前記シャフトはパイプ状にして、前記ガイ
   ド筒から突き出した端部においてリングを装着するとと
   もにそのリングに端子導体を貫通固定し、その端子導体
   と前記導電棒とを前記シャフト内空間を通じて可撓導体
   により接続した請求項１記載の装置。