特開 2023-161282 充電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023161282

(43)【公開日】2023-11-07

(54)【発明の名称】充電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20231030BHJP

   B60L 53/14 20190101ALI20231030BHJP

   B60L 53/35 20190101ALI20231030BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 301B

B60L53/14

B60L53/35

H02J7/00 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022071569

(22)【出願日】2022-04-25

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(72)【発明者】

【氏名】竹上 功起

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BB02

5G503FA03

5G503FA06

5G503GD03

5G503GD04

5G503GD06

5H125AA01

5H125AB01

5H125AC12

5H125AC24

5H125BC21

5H125CC06

5H125DD01

5H125DD02

5H125EE09

5H125FF14

(57)【要約】

【課題】センサやスイッチを用いずに受電部と給電部との当接状態を確実に検出することが可能な充電システムの提供にある。
【解決手段】受電部１９を備える電動走行体と、受電部１９と当接可能な給電部３２を備える充電装置１２と、を有し、電動走行体は、走行用モータ１７と、走行用モータ１７を制御する車載コントローラ２５と、受電部１９を介して充電可能な蓄電装置と、を備える充電システム１０において、給電部３２は、受電部１９と給電部３２とが互いに当接するとき、電動走行体の移動に応じて進退可能であり、かつ、給電部３２を、受電部１９に当接する方向に付勢する付勢部材、を備え、コントローラは、受電部１９と給電部３２との当接後に走行用モータ１７のトルクが閾値以上のとき、電動走行体が充電装置１２に対して停止するように走行用モータ１７を制御する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

受電部を備える電動走行体と、
前記受電部と当接可能な給電部を備える充電装置と、を有し、
前記電動走行体は、
走行用モータと、
前記走行用モータを制御するコントローラと、
前記受電部を介して充電可能な蓄電装置と、を備える充電システムにおいて、
前記受電部および前記給電部の少なくとも一方は、
前記受電部と前記給電部とが互いに当接するとき、前記電動走行体の移動に応じて進退可能であり、かつ、前記受電部および前記給電部の少なくとも一方を、前記受電部および前記給電部が互いに当接する方向に付勢する付勢部材、を備え、
前記コントローラは、前記受電部と前記給電部との当接後に前記走行用モータのトルクが閾値以上のとき、前記電動走行体が前記充電装置に対して停止するように前記走行用モータを制御することを特徴とする充電システム。

【請求項2】

前記給電部は、前記付勢部材に付勢され、進退可能な給電側電極体を備え、
前記受電部は、前記電動走行体に固定されている走行体側電極体を備えることを特徴とする請求項１記載の充電システム。

【請求項3】

前記付勢部材は、コイルばねであることを特徴とする請求項１又は２記載の充電システム。

【請求項4】

前記充電装置の周囲に充電エリアが設定され、
前記電動走行体と前記充電装置との通信を可能とする通信部を有し、
前記コントローラは、前記電動走行体が前記充電エリアに存在するとき、前記電動走行体の停止後に充電を開始するように前記通信部を介して前記充電装置を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の充電システム。

【請求項5】

前記コントローラは、前記トルクが予め設定された設定トルク変動パターンで閾値以上になるとき、充電を開始することを特徴とする請求項４記載の充電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、受電部を備える走行体と、受電部と接続可能な給電部を備える充電装置と、を有する充電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

充電システムの従来技術として、例えば、特許文献１に開示された無人車の自動充電装置が知られている。特許文献１に開示された無人車の自動充電装置では、無人車には無人車に搭載されたバッテリを充電するための無人車側正負充電端子が設けられ、地上側の充電器には地上側正負充電端子が設けられている。そして、無人車の自動充電装置は、無人車側正負充電端子に地上側正負充電端子を接続した状態でバッテリを充電器により自動で充電する。

【0003】

特許文献１の無人車の自動充電装置では、地上側正負充電端子がハウジングに摺動可能に支持されている。地上側正負充電端子は圧縮コイルスプリングによりハウジングから突出する方向に付勢され、地上側正負充電端子の先端部はハウジングから突出している。ハウジングにはリミットスイッチが固定されている。そして、地上側正負充電端子が圧縮コイルスプリングの付勢力に対抗して所定量移動すると、リミットスイッチがオンするようになっている。

【0004】

地上側正負充電端子が無人車側正負充電端子に接触し、さらに移動されることによりハウジング内において地上側正負充電端子が相対的に移動し、リミットスイッチがオンする。リミットスイッチの信号は充電コントローラに送られる。充電コントローラは、リミットスイッチのオン後において地上側正負充電端子と無人車側正負充電端子が正しく接触していると判断すると、充電器による充電を開始する。地上側にリミットスイッチを設け、リミットスイッチによる接触確認により地上側正負充電端子の移動動作を止めることで移動のストローク内であれば無人車の位置が異なっても充電が可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０－８８２１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示された無人車の自動充電装置では、リミットスイッチのオン後に地上側正負充電端子と無人車側正負充電端子との当接状態を判断するため、リミットスイッチを必要とするという問題がある。つまり、無人車を停止させるためにリミットスイッチが必要である。リミットスイッチを必要とする場合、リミットスイッチを設けるスペースが必要になるほか、リミットスイッチを設けるための部品が必要となり充電装置の製作コストが増大する。

【0007】

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、センサやスイッチを用いずに受電部と給電部との当接状態を確実に検出することが可能な充電システムの提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明は、受電部を備える電動走行体と、前記受電部と当接可能な給電部を備える充電装置と、を有し、前記電動走行体は、走行用モータと、前記走行用モータを制御するコントローラと、前記受電部を介して充電可能な蓄電装置と、を備える充電システムにおいて、前記受電部および前記給電部の少なくとも一方は、前記受電部と前記給電部とが互いに当接するとき、前記電動走行体の移動に応じて進退可能であり、かつ、前記受電部および前記給電部の少なくとも一方を、前記受電部および前記給電部が互いに当接する方向に付勢する付勢部材、を備え、前記コントローラは、前記受電部と前記給電部との当接後に前記走行用モータのトルクが閾値以上のとき、前記電動走行体が前記充電装置に対して停止するように前記走行用モータを制御することを特徴とする。

【0009】

本発明では、コントローラは、受電部と給電部との当接後に走行用モータのトルクが閾値以上になると、電動走行体が充電装置に対して停止するように走行用モータを制御する。そして、電動走行体が停止された後、受電部と給電部との当接は、付勢部材との付勢力によって維持される。つまり、走行用モータのトルクを監視することで、受電部と給電部との当接状態を確実に検出することができるので、当接状態の検出のためにセンサやスイッチを用いる必要がない。

【0010】

また、上記の充電システムにおいて、前記給電部は、前記付勢部材に付勢され、進退可能な給電側電極体を備え、前記受電部は、前記電動走行体に固定されている走行体側電極体を備える構成としてもよい。
この場合、給電側電極体が進退可能とすることで、電動走行体の走行体側電極体を進退させる必要がなく、電動走行体に走行体側電極体の進退のためスペースを確保する必要がない。

【0011】

また、上記の充電システムにおいて、前記付勢部材は、コイルばねである構成としてもよい。
この場合、付勢部材をコイルばねとすることにより、走行用モータのトルクが閾値以上となるまでの連続的に増大することになり、コントローラは受電部と給電部との当接以外によるトルク増大と判別し易くなる。

【0012】

また、上記の充電システムにおいて、前記充電装置の周囲に充電エリアが設定され、前記電動走行体と前記充電装置との通信を可能とする通信部を有し、前記コントローラは、前記電動走行体が前記充電エリアに存在するとき、前記電動走行体の停止後に充電を開始するように前記通信部を介して前記充電装置を制御する構成としてもよい。
この場合、車載コントローラは、充電エリアが設定により充電を可能なエリアを限定することができ、通信部の通信により充電装置を制御することができる。

【0013】

また、上記の充電システムにおいて、前記コントローラは、前記トルクが予め設定された設定トルク変動パターンで閾値以上になるとき、充電を開始する構成としてもよい。
この場合、トルクが予め設定された設定トルク変動パターンで閾値以上になるとき、受電部と給電部を介した蓄電装置の充電を開始することができる。また、予め設定された変動パターン以外で閾値以上になるとき、充電を行わないようにすることも可能となる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、センサやスイッチを用いずに受電部と給電部との当接状態を確実に検出することが可能な充電システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１の実施形態に係る充電システムの概略平面図である。

【図2】第１の実施形態に係る充電システムの概略側面図である。

【図3】第１の実施形態に係る充電システムの概略構成図である。

【図4】第１の実施形態に係る充電システムによる充電の手順を示すフロー図である。

【図5】走行用モータのトルクと受電部と当接後の無人搬送車の移動距離との関係を示すグラフ図である。

【図6】（ａ）は受電部と給電部が当接直後の状態を示す側面図であり、（ｂ）は受電部が給電部を押し込んだ状態を示す側面図である。

【図7】第２の実施形態に係る充電システムの概略側面図である。

【図8】第３の実施形態に係る充電システムの概略側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る充電システムについて図面を参照して説明する。本実施形態は、電動走行体としての無人搬送車と、無人搬送車を充電する充電装置とを有する充電システムを例示して説明する。

【0017】

図１に示すように、充電システム１０は、電動走行体としての無人搬送車１１と、充電装置１２と、を有している。無人搬送車１１は、障害物を回避しつつ自律走行する無人搬送車である。図２に示すように、無人搬送車１１の車体１３の上部には、荷Ｗの載置を可能とする荷台１４が備えられている。車体１３の前部には、前輪としての左右一対の操舵輪１５が備えられ、車体１３の後部には、後輪としての左右一対の駆動輪１６が備えられている。操舵輪１５は操舵用モータ（図示せず）の駆動により操舵される。左右一対の駆動輪１６は、走行用モータ１７の駆動により回転する。

【0018】

車体１３には、蓄電装置としてのバッテリ１８が搭載されている。バッテリ１８は充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池である。バッテリ１８は、操舵用モータや走行用モータ１７等の電力を必要とするに各部と電力配線（図示せず）により接続されている。したがって、バッテリ１８の電力は電力配線を通じて車体１３の各部に供給される。また、回生時に生じる電力は、電力配線を通じてバッテリ１８に蓄えられる。

【0019】

本実施形態では、車体１３の前部にバッテリ１８を充電するための受電部１９が備えられている。受電部１９は、走行体側電極体としての正極端子２１および負極端子２２を備えている。正極端子２１および負極端子２２は、車体１３の前部に形成された凹部２３に配設されている。正極端子２１および負極端子２２が互いに上下となるように、受電部１９は車体１３に対して固定されている（図２を参照）。正極端子２１および負極端子２２は、バッテリ１８が備える対応する端子と電力線２８、２９を介して接続されている。受電部１９には充電装置１２との光通信による通信を行うための車載通信機２４を備えている。正極端子２１および負極端子２２は、凹部２３に配設されているので障害物と干渉し難い。

【0020】

車体１３には、無人搬送車１１の各部を制御するコントローラとしての車載コントローラ２５が搭載されている。図３に示すように、車載コントローラ２５は、ＣＰＵ２６と、ＲＡＭおよびＲＯＭ等からなる記憶部２７と、を備えている。車載コントローラ２５は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を備えていてもよい。車載コントローラ２５は、コンピュータプログラムにしたがって動作する１つ以上のプロセッサ、ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。

【0021】

記憶部２７は、処理をＣＰＵ２６に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部２７には、無人搬送車１１の各部を制御するための種々のプログラムが記憶されている。車載コントローラ２５は、例えば、操舵用モータおよび走行用モータ１７を制御し、操舵用モータおよび走行用モータ１７を制御することで、無人搬送車１１の進行方向および走行速度を制御することが可能である。

【0022】

記憶部２７には、無人搬送車１１の移動を行なう移動空間に関する環境地図が記憶されている。環境地図は、無人搬送車１１が移動空間を移動しながら作成する地図である。無人搬送車１１の自己位置推定と環境地図の構築を同時に行なう技術は、ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）と称される。記憶部２７、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。無人搬送車１１にレーザーレンジファインダ（ＬＲＦ：光波測距儀）が搭載されることで、車載コントローラ２５は、自己位置を推定しつつ環境地図を作成する。

【0023】

環境地図には、充電装置１２の周囲に設定される充電エリアＥの位置情報が含まれている。車載コントローラ２５は、無人搬送車１１の走行モードを充電エリアＥ外では通常走行モードとし、充電エリアＥ内では充電走行モードとする。通常走行モードでは充電装置１２によるバッテリ１８の充電を不可とし、充電走行モードでは、充電装置１２の充電を可能とする。

【0024】

本実施形態の車載コントローラ２５は、充電装置１２との通信に基づいて充電制御を行う。無人搬送車１１が充電装置１２と充電可能な状態で接続されたとき、充電装置１２に充電指令を出してバッテリ１８に対する充電を行う。充電の制御の手順については後述する。また、車載コントローラ２５は、駆動中の走行用モータ１７のトルクを監視する機能を有しており、走行用モータ１７の電流値に基づいてトルクを求めている。

【0025】

次に、充電装置１２について説明する。本実施形態の充電装置１２は、路面（床面）に設置されている。充電装置１２は、装置本体３１と、給電部３２と、付勢部材としてのコイルばね３３と、充電側コントローラ３４と、を有する。

【0026】

箱状の装置本体３１の側部には給電部３２が備えられている。給電部３２は、給電基台３５と、給電側電極体としての正極端子３６および負極端子３７を備えている。給電基台３５には、正極端子３６が進退可能に挿入される空間３８と、負極端子３７が進退可能に挿入される空間３９と、を有する。正極端子３６は、円柱体であって空間３８に挿入されているが、装置本体３１の側部から突出するとともに、給電基台３５に対して進退可能に備えられている。負極端子３７は、円柱体であって空間３９に挿入されているが、装置本体３１の側部から突出するとともに、給電基台３５に対して進退可能に備えられている。

【0027】

正極端子３６および負極端子３７は互いに上下となるように配設されている（図２を参照）。正極端子３６および負極端子３７を備える給電部３２は、電力配線４２、４３を介して充電器４０と接続されており、充電器４０は外部電源（図示せず）と接続されている（図３を参照）。正極端子３６および負極端子３７は、付勢部材としてのコイルばね３３により突出する方向に付勢されている。コイルばね３３は、圧縮コイルばねであり、空間３８、３９にそれぞれ収容されている。正極端子３６および負極端子３７における突出側の端部が押し込まれると、正極端子３６および負極端子３７における空間側の端部がコイルばね３３を圧縮する方向へ移動する。コイルばね３３の付勢力はフックの法則に従う。

【0028】

給電部３２には無人搬送車１１との光通信による通信を行うための充電側通信機４１を備えている。車載通信機２４および充電側通信機４１は、無人搬送車１１と充電装置１２との通信を可能とする通信部に相当する。充電側コントローラ３４は、充電装置１２の各部を制御する。具体的には、給電部３２を制御するほか、充電側通信機４１を制御する。充電側コントローラ３４は、給電部３２による充電に関する指令を出す。

【0029】

次に、充電システム１０による無人搬送車１１の受電部１９と充電装置１２の給電部３２との当接状態を検出する手順について説明する。図４に示すように、車載コントローラ２５は、まず、走行中の無人搬送車１１に充電要求が発生したとき、充電装置１２へ向けて走行する（ステップＳ１０１）。このとき、無人搬送車１１は通常走行モードで走行している。充電要求は、バッテリ１８の残容量に基づいて判断される。通常走行モードでは、走行用モータ１７のトルクが閾値以上となるとき、車載コントローラ２５は異常と判断して緊急停止する。

【0030】

次に、無人搬送車１１の現在位置が充電エリアＥ内であるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。無人搬送車１１の現在位置が充電エリアＥ内であると判別されると、車載コントローラ２５は、無人搬送車１１の走行モードを、通常走行モードから充電走行モードへ切り換えられる。そして充電走行モードにより充電装置１２へ向けて走行する（ステップＳ１０３）。充電走行モードでは、走行用モータ１７のトルクが閾値以上のときに充電が可能となる。車載コントローラ２５が充電エリアＥ内でないと判別すると、ステップＳ１０１へ戻る。

【0031】

次に、車載コントローラ２５は、走行用モータ１７のトルクが閾値Ｔ以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。走行用モータ１７のトルクは、車載コントローラ２５により監視されている。車載コントローラ２５が走行用モータ１７のトルクが閾値Ｔ以上であると判別すると、走行用モータ１７のトルク増大が予め設定された変動パターンであるか否かを判別する（ステップＳ１０５）。

【0032】

受電部１９と給電部３２が当接した状態で無人搬送車１１が走行を継続すると、給電部３２における正極端子３６および負極端子３７がコイルばね３３のばね力（付勢力）に抗して押し込まれる。このため、コイルばね３３は圧縮され、コイルばね３３のばね力は受電部１９への反力となるが、ばね力の増大はフックの法則に従い、連続的であって直線的な増大となる。そして、無人搬送車１１がばね力に対抗して走行しようとするため、図５に示すように、走行用モータ１７のトルクは、ばね力の増大に対応して連続的であって直線的な増大となる。車載コントローラ２５には、走行用モータ１７のトルクの連続的であって直線的に増大の変動パターン（以下、「設定トルク変動パターン」と表記する）が予め設定されている。トルクの増大の変動が設定トルク変動パターンであると、車載コントローラ２５は受電部１９と給電部３２が当接していると認識できる。閾値Ｔは、コイルばね３３の高さが自由高さと密着高さの間での付勢力と対応するトルクとすればよい。

【0033】

車載コントローラ２５が走行用モータ１７のトルク増大が設定トルク変動パターンであると判別すると、無人搬送車１１を停止させるように走行用モータ１７を制御する（ステップＳ１０６）。次に、車載コントローラ２５は、車載通信機２４と充電側通信機４１との間で光通信を行う（ステップＳ１０７）。そして、車載コントローラ２５は、通信結果に基づいて充電可能か否かを判別する（ステップＳ１０８）。具体的には、車載コントローラ２５は、通信により充電装置１２に対して指令を出し、給電部３２から受電部１９へ電流を流させ、受電部１９における電圧を検出することで充電可能であると判別する。車載コントローラ２５は、受電部１９と給電部３２の充電可能であると判別すると、通信により充電装置１２の充電側コントローラ３４に対して充電を開始するように指令を送る（ステップＳ１０９）。充電側コントローラ３４は、車載コントローラ２５の指令を受けてバッテリ１８に対する充電を開始する（ステップＳ１１０）。充電の開始により一連のフローが終了する。

【0034】

ステップＳ１０５で走行用モータ１７のトルク増大が設定トルク変動パターンでないと判別されると、給電部３２が受電部１９以外の障害物と当接している異常が発生しているとしてフローを終了する（ステップＳ１１１）。また、ステップＳ１０７において受電部１９と給電部３２との接続が正常でないと判別されると、接続異常としてフローを終了する（ステップＳ１１１）。

【0035】

次に、本実施形態の充電システム１０による無人搬送車１１のバッテリ１８の充電について説明する。無人搬送車１１は、荷Ｗを搬送するために通常走行モードにより走行する。走行中の無人搬送車１１では、車載コントローラ２５が走行用モータ１７のトルクを常に監視している。無人搬送車１１が走行を繰り返す等してバッテリ１８の残容量が所定の残容量まで低下すると、車載コントローラ２５が充電要求の指令を出す。充電要求の指令が出されると、車載コントローラ２５は、無人搬送車１１を充電装置１２へ向けて走行するように走行用モータ１７を含む各部を制御する。

【0036】

無人搬送車１１を充電装置１２へ向けて走行するが、無人搬送車１１が充電装置１２の充電エリアＥ外に存在するときは、通常走行モードによる走行を継続する。このとき、何らかの理由で無人搬送車１１が障害物と干渉して走行を継続しようとすると、走行用モータ１７のトルクが閾値Ｔを超えることが有り得るが、車載コントローラ２５は異常発生として認識し、無人搬送車１１を停止する。一方、無人搬送車１１が充電装置１２の充電エリアＥ内に存在するときは、車載コントローラ２５は、走行モードを通常走行モードから充電走行モードに切り換え、無人搬送車１１は充電走行モードにより走行し、充電装置１２を目指す。

【0037】

図６（ａ）に示すように、無人搬送車１１の走行により受電部１９と給電部３２とは当接する。さらに無人搬送車１１が走行を継続するので、例えば、図６（ｂ）に示すように、給電部３２の正極端子３６および負極端子３７がコイルばね３３の付勢力に対抗して押し込まれる。コイルばね３３の付勢力はフックの法則に基づきコイルばね３３の圧縮量に応じて増大する。受電部１９における正極端子２１および負極端子２２は、コイルばね３３の付勢力を反力として受ける。このため、受電部１９の給電部３２との当接後に無人搬送車１１が、給電部３２の正極端子３６および負極端子３７を押し込む方向へ移動すると、無人搬送車１１の走行用モータ１７のトルクもコイルばね３３の付勢力の増大と同様に増大する。

【0038】

車載コントローラ２５は、充電走行モードであって走行用モータ１７のトルクが閾値Ｔ以上となる。そして、走行用モータ１７のトルクの変動が設定トルク変動パターンであるとき、車載コントローラ２５は、受電部１９と給電部３２との接続が正常であって停止できる状態として、無人搬送車１１の走行を停止する指令を出す。無人搬送車１１が停止されると、コイルばね３３の閾値Ｔ以上のトルクに対応する付勢力が受電部１９の正極端子２１および負極端子２２に常に作用する。このため、無人搬送車１１が停止しても、正極端子２１と正極端子３６との当接および負極端子２２と負極端子３７との当接が維持される。

【0039】

無人搬送車１１の停止後には、車載コントローラ２５は、車載通信機２４を介して充電側通信機４１と光通信を行い、充電が可能であれば、充電装置１２に充電の指令を出す。充電装置１２は、車載コントローラ２５の指令を受けてバッテリ１８に対する充電を開始する。バッテリ１８に対する充電が終了すると、車載コントローラ２５は、無人搬送車１１を充電装置１２から離間させるように走行用モータ１７を制御する。無人搬送車１１は、充電装置１２から離間し、充電エリアＥ外に出ると充電走行モードから通常走行モードへ走行モードを切り換える。

【0040】

本実施形態の充電システム１０は、以下の効果を奏する。
（１）車載コントローラ２５は、受電部１９と給電部３２との当接後に走行用モータ１７のトルクが閾値Ｔ以上になると、無人搬送車１１が充電装置１２に対して停止するように走行用モータ１７を制御する。そして、無人搬送車１１が停止された後、受電部１９と給電部３２との当接は、コイルばね３３との付勢力によって維持される。つまり、走行用モータ１７のトルクを監視することで、受電部１９と給電部３２との当接状態を確実に検出することができるので、当接状態の検出のためにセンサやスイッチを用いる必要がない。その結果、充電システム１０の製作コストを抑制することができる。

【0041】

（２）給電部３２は、コイルばね３３に付勢され、進退可能な正極端子３６および負極端子３７を備え、受電部１９は、無人搬送車１１の車体１３に固定されている正極端子２１および負極端子２２を備えている。このため、正極端子３６および負極端子３７が進退可能とすることで、無人搬送車１１の正極端子２１および負極端子２２を進退させる必要がなく、無人搬送車１１に正極端子２１および負極端子２２の進退のためスペースを確保する必要がない。

【0042】

（３）付勢部材をコイルばね３３とすることにより、走行用モータ１７のトルクが閾値以上となるまでの連続的に増大することになり、車載コントローラ２５は、受電部１９と給電部３２との当接以外によるトルク増大と判別し易くなる。また、無人搬送車１１が停止したとき、受電部１９と給電部３２との間では、コイルばね３３の付勢力により充電に必要な接地圧力を確保することができる。

【0043】

（４）充電装置１２の周囲に充電エリアＥが設定されている。充電システム１０は、無人搬送車１１と充電装置１２との通信を可能とする通信部を有する。車載コントローラ２５は、無人搬送車１１が充電エリアＥ内に存在するとき、無人搬送車１１の停止後に充電を開始するように車載通信機２４および充電側通信機４１を介して充電装置１２を制御する。車載コントローラ２５は、充電エリアＥが設定されることにより充電を可能なエリアを限定することができ、通信部の通信により充電装置１２を制御することができる。

【0044】

（５）車載コントローラ２５は、走行用モータ１７のトルクが設定トルク変動パターンで閾値Ｔ以上になるとき、充電を開始することができる。設定トルク変動パターン以外で閾値Ｔ以上になるとき、充電を行わないようにすることも可能となる。設定トルク変動パターン以外で閾値Ｔ以上になる例としては、急激にトルクが上昇する無人搬送車１１と障害物との干渉が考えられ、車載コントローラ２５は、異常発生として直ちに無人搬送車１１を停止することができる。

【0045】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る充電システムについて説明する。本実施形態では、受電部が備える正極端子および負極端子が無人搬送車の移動に応じて進退可能であり、給電部が備える正極端子および負極端子が固定されている点で、第１の実施形態と相違する。本実施形態では、第１の実施形態と同じ構成について第１の実施形態を援用し、共通の符号を用いる。

【0046】

図７に示すように、充電システム５０は、電動走行体としての無人搬送車５１と、充電装置５２と、を有している。車体１３の前部にバッテリ１８を充電するための受電部５３が備えられている。受電部５３は、走行体側電極体としての正極端子５４および負極端子５５を備えている。受電部５３には、正極端子５４が進退可能に挿入される空間５６と、負極端子５５が進退可能に挿入される空間５７と、を有する。

【0047】

正極端子５４は、円柱体であって空間５６に挿入されているが、車体１３の前部から突出するとともに、車体１３に対して進退可能に備えられている。負極端子５５は、円柱体であって空間５７に挿入されているが、車体１３の前部から突出するとともに、車体１３に対して進退可能に備えられている。正極端子５４および負極端子５５は、付勢部材としてのコイルばね３３により突出する方向に付勢されている。コイルばね３３は、圧縮コイルばねであり、空間５６、５７にそれぞれ収容されている。

【0048】

充電装置５２の給電部５８は、給電基台３５と、給電側電極体としての正極端子５９および負極端子６１を備えている。正極端子５９および負極端子６１は、装置本体３１の側部に形成された凹部６２に配設されている。正極端子５９および負極端子６１は給電基台３５に対して固定されている。

【0049】

本実施形態では、第１の実施形態の効果（１）、（３）～（５）と同等の効果を奏する。また、受電部５３は、コイルばね３３に付勢され、進退可能な正極端子５４および負極端子５５を備え、給電部５８は、給電基台３５に固定されている正極端子５９および負極端子６１を備えている。このため、正極端子５４および負極端子５５を進退可能とすることで、充電装置５２の正極端子５９および負極端子６１を進退させる必要がなく、充電装置５２に正極端子５９および負極端子６１の進退のためスペースを確保する必要がない。

【0050】

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る充電システムについて説明する。本実施形態では、給電部だけでなく受電部が備える正極端子および負極端子が無人搬送車の移動に応じて進退可能である点で、第１の実施形態と相違する。本実施形態では、第１の実施形態と同じ構成について第１の実施形態を援用し、共通の符号を用いる。

【0051】

図８に示すように、充電システム７０は、電動走行体としての無人搬送車７１と、充電装置１２と、を有している。車体１３の前部にバッテリ１８を充電するための受電部７３が備えられている。受電部７３は、走行体側電極体としての正極端子７４および負極端子７５を備えている。受電部７３には、正極端子７４が進退可能に挿入される空間７６と、負極端子７５が進退可能に挿入される空間７７と、を有する。

【0052】

正極端子７４は、空間７６に挿入されているが、車体１３の前部から突出せず、車体１３に対して進退可能に備えられている。負極端子７５は、空間７７に挿入されているが、車体１３の前部から突出せず、車体１３に対して進退可能に備えられている。正極端子７４および負極端子７５は、付勢部材としてのコイルばね３３により突出する方向に付勢されている。コイルばね３３は、圧縮コイルばねであり、空間７６、７７にそれぞれ収容されている。

【0053】

本実施形態では、第１の実施形態の効果（１）、（３）～（５）と同等の効果を奏する。また、受電部７３は、コイルばね３３に付勢され、進退可能な正極端子７４および負極端子７５を備え、給電部３２は、給電基台３５に進退可能な正極端子３６および負極端子３７を備えている。このため、正極端子３６、７４、負極端子３７、７５を進退させることで、受電部７３と給電部３２との当接状態を確実に検出することができる。

【0054】

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。

【0055】

○ 上記の実施形態では、付勢部材として圧縮コイルばねを例示して説明したが、これに限らない。付勢部材は、例えば、引っ張りコイルばねでもよい。また、付勢部材は、コイルばねに限らず、付勢力が連続的に増大するゴム系材料による弾性部材であってもよい。
○ 上記の実施形態では、充電装置の周囲に充電エリアを設定する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、充電エリアを設定せず、電動走行体の停止後に充電を開始するように通信部を介して充電装置を制御してもよい。
○ 上記の実施形態では、走行用モータのトルクが予め設定された設定トルク変動パターンで閾値以上になるとき、充電を開始するとしたが、これに限らない。例えば、走行用モータのトルクが、単に閾値以上になった場合でも、充電を開始できるようにしてもよい。
○ 上記の実施形態では、設定トルク変動パターンのトルクの増大が連続的であって直線的としたが、これに限らない。設定トルク変動パターンのトルクの増大は直線的でなくてもよいが、トルクの増大が連続的であることが好ましい。
○ 上記の実施形態では、コントローラは、走行用モータのトルクが閾値以上であるか否かを判別し、走行用モータのトルクが閾値以上であると判別すると、走行用モータのトルク増大が予め設定された設定トルク変動パターンであるか否かを判別したがこれに限らない。コントローラは、例えば、走行用モータのトルク増大が予め設定された変動パターンであるか否かを判別し、トルク増大が設定トルク変動パターンであると判別するとき、走行用モータのトルクが閾値以上であるか否かを判別してもよい。
〇 上記の実施形態では、コントローラが、走行用モータのトルクが閾値以上であると判別し、さらに、走行用モータのトルク増大が予め設定された設定トルク変動パターンであるとき、停止指令を出したが、これに限定されない。例えば、コントローラは、走行用モータのトルクが閾値以上であると判別すると、停止指令を出してもよく、電動走行体の停止後に走行用モータのトルク増大が予め設定された設定トルク変動パターンであるか否かを判別してもよい。
○ 上記の実施形態では、電動走行体としての無人搬送車はＳＬＡＭにより自律走行するとしたがこれに限らない。例えば、路面に設置した磁気テープ等により誘導され、走行する電動走行体であってもよい。
〇 上記の実施形態では、電動走行体として操舵輪と駆動輪を備える無人搬送車を例示して説明したが、これに限らない。例えば、オムニホイール等の全方向車輪を備える電動走行体であってもよい。
○ 上記の実施形態では、電動走行体として無人搬送車を例示して説明したが、これに限らない。電動走行体としては、例えば、無人フォークリフトや無人トーイングトラクターでもよく、あるいは、自律走行する電動掃除機や警備ロボットであってもよい。また、おオペレータ搭乗による有人操作可能な電動走行体や、遠隔操作可能な電動走行体に本発明を適用することが可能である。有人操作又は遠隔操作可能な電動走行体では、走行用モータのトルクが閾値以上となると、停止されるので操作による走行用モータの過度な負荷発生を防止できる。

【符号の説明】

【0056】

１０、５０、７０ 充電システム
１１、５１、７１ 無人搬送車
１２、５２ 充電装置
１３ 車体
１５ 操舵輪
１６ 駆動輪
１７ 走行用モータ
１８ バッテリ
１９、５３、７３ 受電部
２１、５４、７４ 正極端子（受電部）
２２、５５、７５ 負極端子（受電部）
２４ 車載通信機
２５ 車載コントローラ
３２、５８ 給電部
３３ コイルばね
３４ 充電側コントローラ
３６、５９ 正極端子（給電部）
３７、６１ 負極端子（給電部）
４１ 充電側通信機
Ｅ 充電エリア
Ｗ 荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】