特許 5963484 搬送装置およびその方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5963484

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】搬送装置およびその方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20160721BHJP

   B25J 15/06 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   B25J15/08 C

   B25J15/06 C

【請求項の数】12

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-54896(P2012-54896)

(22)【出願日】2012年3月12日

(65)【公開番号】特開2013-188805(P2013-188805A)

(43)【公開日】2013年9月26日

【審査請求日】2015年2月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507357232

【氏名又は名称】オートモーティブエナジーサプライ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】510169310

【氏名又は名称】ヨコキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】八田国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】北川 信一郎

(72)【発明者】

【氏名】中澤 浩之

【審査官】 谷治 和文

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０７−０２１６１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−１６１２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０２２９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０５８４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７２８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６３４５８１８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開平０６−１７１７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３５１４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２５５７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２５４６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２２１５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０１５８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０６６５２０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １５／０８

Ｂ２５Ｊ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一部が嵌め合って積層された複数のワーク間に挿入して、前記ワークを離間する爪部と、
前記爪部によって離間された前記ワークを把持する把持部と、を有し、
前記ワークは、電池を積層する際に、当該電池の位置を保持するために使用される樹脂製のスペーサであり、前記スペーサの端部における角部分が斜めまたは円弧状にカットされており、当該カット部分に当接するように前記爪部が挿入されることを特徴とする搬送装置。

【請求項2】

前記把持部は、前記ワークを吸着する吸着パッドであることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。

【請求項3】

前記ワークは、貫通孔を有し、前記貫通孔が嵌め合うと共に共通のピン部材が貫通された状態で積層されていることを特徴とする請求項１または２記載の搬送装置。

【請求項4】

前記爪部は前記ワークの前記貫通孔に近い位置に挿入されることを特徴とする請求項３記載の搬送装置。

【請求項5】

前記爪部はくさび形状をしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の搬送装置。

【請求項6】

前記爪部は前記把持部と一緒に移動することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の搬送装置。

【請求項7】

一部が嵌め合って積層された複数のワーク間に爪部を挿入して、前記ワークを離間させて、当該離間させた前記ワークのみを把持部によって把持して取り出し、搬送する搬送方法であって、
前記ワークは、ラミネート封止された複数の電池を積層する際に、当該電池の位置を保持するために使用される樹脂製のスペーサであり、前記スペーサの端部における角部分が斜めまたは円弧状にカットされており、当該カット部分に当接するように前記爪部を挿入することを特徴とする搬送方法。

【請求項8】

前記把持部は、前記ワークを吸着する吸着パッドであることを特徴とする請求項７記載の搬送方法。

【請求項9】

前記ワークは、貫通孔を有し、前記貫通孔が嵌め合うと共に共通のピン部材が貫通された状態で積層されていることを特徴とする請求項７または８記載の搬送方法。

【請求項10】

前記爪部は前記ワークの前記貫通孔に近い位置に挿入されることを特徴とする請求項９記載の搬送方法。

【請求項11】

前記爪部はくさび形状をしていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つに記載の搬送方法。

【請求項12】

前記爪部は前記把持部と一緒に移動させることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一つに記載の搬送方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は搬送装置およびその方法に関し、詳しくは、一部が嵌合して積層された複数のワークから搬送対象となっているワークを取り出して搬送する搬送装置およびその方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電池パック（電池モジュールと称されることもある）は、ケースのなかにラミネートシートによって封止された電池を複数積層してパッケージングしたものである。このような電池パックでは、ケース内で個々の電池を所定の位置に保つために、個々の電池にスペーサを取り付けて積層し、ケース内に封入している。このようなスペーサは樹脂製である（たとえば特許文献１）。

【0003】

一方、ワークの搬送は、吸着パッドを用いて、ワークを吸着することで搬送することが多く行われている（たとえば特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１７２８９３号公報

【特許文献2】特開２０００−３５１４４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したスペーサは、複数のスペーサを重ね合わせた状態で保持されていて、そこから吸着パッドにより一本いっぽん取り出される。しかもスペーサは、スペーサの一部が嵌合した状態で積層されている。このため取り出しのときに、スペーサ同士がかみ合ってしまい、一本だけ吸着パッドにより吸着しているにもかかわらずその下のスペーサがくっついて取り出されて搬送されてしまうという問題があった。

【0006】

そこで本発明の目的は、その一部が嵌合して積層されたワークの中から、搬送対象となっているワークのみを取り出すことのできる搬送装置およびその方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための本発明の搬送装置は、一部が嵌め合って積層された複数のワークの間に挿入してワークを離間する爪部と、この爪部によって離間されたワークを把持する把持部と、を有し、前記ワークは、電池を積層する際に、当該電池の位置を保持するために使用される樹脂製のスペーサであり、前記スペーサの端部における角部分が斜めまたは円弧状にカットされており、当該カット部分に当接するように前記爪部が挿入されることを特徴とする。

【0008】

また、上記目的を達成するための本発明の搬送方法は、一部が嵌め合って積層された複数のワーク間に爪部を挿入することでワークを離間させて、当該離間させたワークのみを把持部によって把持して取り出し、搬送する搬送方法であって、前記ワークは、ラミネート封止された複数の電池を積層する際に、当該電池の位置を保持するために使用される樹脂製のスペーサであり、前記スペーサの端部における角部分が斜めまたは円弧状にカットされており、当該カット部分に当接するように前記爪部を挿入することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、一部が嵌合した状態となって積層されているワークとワークの間に爪部を挿入することで引き離し、引き離したワークを把持することとしたので、取り出す対象となるワークのみを取り出して、搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明を適用した搬送装置の構成を説明するための概略図である。

【図2】スペーサの一例を示す斜視図である。

【図3】積層されているスペーサを説明するための説明図である。

【図4】曲がったスペーサとその下のスペーサを説明する説明図である。

【図5】本実施形態の搬送装置の動作を説明する説明図である。

【図6】爪部がスペーサとスペーサの間に挿入された部分の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面における各部材の大きさや比率は説明の都合上誇張されており、実際の大きさや比率とは異なる。

【0012】

図１は本発明を適用した搬送装置の構成を説明するための概略図である。

【0013】

搬送装置１は、支持部１１と、支持部１１に取り付けられていて電池用のスペーサ１００を把持する吸着パッド１２（把持部）と、同様に支持部１１に取り付けられていてスペーサ１００を引き離すための爪部１３とを有する。支持部１１は、支持部１１を上下動させるための上下用アーム１５に支持されている。そして、支持部１１は上下用アーム１５に沿って図示上下に移動する。上下用アーム１５は搬送レール１６に取り付けられた移動部１７に取り付けられている。移動部１７は上下用アーム１５によって支持部１１を支持すると共に、上下動させている。また移動部１７はレール１６に沿って上下用アーム１５ごと支持部１１とそれに取り付けられている吸着パッド１２および爪部１３全体を移動させる。

【0014】

したがって、吸着パッド１２および爪部１３は一つの支持部１１に連結されているため、支持部１１を移動（上下移動および横移動）させることで、全てが一体的に動くものとなっている。

【0015】

吸着パッド１２は、支持部１１から延びた弾性部２５の先端に取り付けられている。吸着パッド１２の側方には吸着パッド面まで延びている位置決め部２６が取り付けられている。この位置決め部２６の先端位置に対して吸着パッド１２のパッド面はわずかにスペーサ１００方向に出っ張っている。弾性部２５は、スペーサ１００に吸着パッド１２の吸着面が当接したときに、自由に上下することができるようになっている。弾性部２５は、例えばコイルスプリング、エアダンパ、オイルダンパなどである。

【0016】

また、位置決め部材２６は、スペーサに当たることでスペーサ１００を押さえつけるため、スペーサが曲がっているような場合（後述）にその曲がりがを矯正する働きもある。

【0017】

爪部１３は、その先端がくさび形状をしていて、その先端（細くなっている部分）が重ね合わされたスペーサ１００とスペーサ１００の間に入り込みやすくなっている。ただし、くさび形状の最先端は鋭角なものではなく、丸みを帯びさせたり、先端に平面部を有するようにしている。これにより、スペーサ１００の端部の面にくさび先端が当たっても、爪部１３のくさび先端が樹脂部材であるスペーサそのものに食い込んでしまうのを防止している。

【0018】

この爪部１３は、支持部１１から延びた爪部用アーム３１に取り付けられている。爪部用アーム３１は、支持部１１との取り付け部分にエアシリンダ３２が設けられていて、このエアシリンダ３２によって爪部用アーム３１が図示横方向に移動する。これにより、爪部１３が積層されているスペーサ同士の間に挿入される。位置決め部２６と爪部１３の位置関係は、スペーサ１００の積層方向（後述）でスペーサ１個の厚みと同じだけ離れている。この位置決め部２６は、吸着パッド１２と爪部１３との間隔をスペーサ１００の厚さ分を確保するために設けている。これにより、爪部１３の位置をスペーサ１００を取り出すたびに調整しなくてもよく、位置決め部材がスペーサ１００に当接することでそのまま爪部１３はスペーサ１本の厚さ分だけ下の位置に挿入できるようになっている。

【0019】

そして爪部１３は横方向の動きにより、爪部１３の先端が積層されているスペーサ１００の中の一番上のスペーサ１００とその下のスペーサ１００との間に入って、一番上のスペーサ１００をその下のスペーサ１００から引き離す（詳細後述）。

【0020】

移動部１７は、上下用アーム１５に沿って支持部１１を上下させ、また、レール１６に沿って支持部１１を移動させる。上下用アーム１５は、伸び縮みする多重管構造などであり、その内部に昇降機構が内蔵されている。昇降機構はたとえばサーボモータによって動作せることで、支持部１１を下降または上昇させている。なお、このような昇降機構は既存のものでよく、たとえば、ボールネジ機構、滑車とベルト（ギアとチェーン）など、そのほかさまざまなアクチュエータを利用できる。そして支持部１１が下方に送り出されたとき、位置決め部２６の先端がスペーサ１００に当たると、移動部１７内の昇降機構におけるサーボモータがその抵抗を検出して停止する。これはたとえば昇降機構におけるサーボモータの回転停止（回転抵抗の増大）によって停止位置を検出するものである。これにより積層されているスペーサ１００が、上から一本ずつ取り出されていってスペーサ１００の積層高さが変化しても、自動的に一番上のスペーサ１００に吸着パッド１２が当接した時点で停止する。スペーサ１００を取り出すときには、移動部１７内の昇降機構によって支持部１１が上昇する。

【0021】

なお、下降停止の判断は、このほかにたとえば、位置決め部２６先端にタッチセンサを取り付けておいて、タッチセンサがスペーサ１００に当たったことを検出して、停止するなどであってもよく、さまざまな機構を使用できる。

【0022】

レール１６は、取り出したスペーサ１００の搬送先まで続いている。搬送装置１は、スペーサ１００を把持した状態で、移動部１７がレール１６に沿って移動し、所定の位置（他の工程の位置）で停止して吸着を開放することでスペーサ１００を離す。なお、このような搬送装置１の一連の動きは、図示しない制御装置によって制御されている。

【0023】

このように構成された搬送装置の作用を説明する。

【0024】

まず、スペーサ１００について説明する。図２はスペーサの一例を示す斜視図である。

【0025】

スペーサ１００はラミネート封止されている電池を複数積層して、ケースにパッケージングする際に、個々の電池を所定の位置に保つために用いられる。

【0026】

このようなスペーサ１００は、図示するように、その長手方向の端部１１０の近傍にボルト孔１０１（貫通孔）が穿たれている。スペーサ１００の第１面側（図示上面）のボルト孔１０１の周囲には、環状突起１０２が設けられている。一方、スペーサ１００の第２面側（図示下面）において、ボルト孔１０１の直径は、環状突起１０２に嵌合するように、環状突起１０２の外径とほぼ同じ大きさ（わずかに大きい）で形成されている。また、スペーサ１００の端部１１０における角部分が斜めカットされている。斜めのカットに代えて端部を円弧状に形成してもよい。この端部のカットは、積層されたスペーサ１００の間に爪部１３を挿入しやすくするためである。

【0027】

なお、図示したスペーサ１００においては環状突起１０２を含むボルト孔１０１に切り欠きがある。これは、電池パックの大きさを少しでも小さくしかつ軽量化するためのものである。したがって、このような切り欠きは、電池パックの形状や構成などにより設けられていない場合もある。

【0028】

図３は、積層されているスペーサを説明するための説明図である。

【0029】

図示するように、スペーサ１００は、複数のスペーサ１００のボルト孔１０１にピン部材２００が通されて積層された状態として搬入される。この状態で複数のスペーサ１００は、ボルト孔部分で互いに嵌合している。この状態で一番上のスペーサ１００を取り出すことになる。しかし、スペーサ同士が強く嵌合して、一番上のスペーサ１００ａを取り出そうとしたときにその下のスペーサ１００ｂまでくっついてきてしまうことがある。これは、スペーサ１００自体の曲がりに起因している。

【0030】

図４は、曲がったスペーサ１００ａとその下のスペーサ１００ｂを説明する説明図である。曲がったスペーサ１００ａは曲がっているために、その下のスペーサ１００ｂよりも長さが短くなった状態となる。このため、上のスペーサ１００ａのボルト孔１０１部分で嵌合している下のスペーサ１００ｂが突っ張った状態となる。このため、上のスペーサ１００ａを取り出そうとすると嵌合部分が抜けずにスペーサ１００ｂがくっついてきてしまうのである。

【0031】

図５は、本実施形態の搬送装置１の動作を説明する説明図である。

【0032】

まず、図５（ａ）に示すように、積層されている複数のスペーサ１００（図３参照）に対して、上から支持部１１が下降して、一番上のスペーサ１００に位置決め部２６が当たると、そこで下降が停止する。

【0033】

下降停止後、図５（ｂ）に示すように、吸着パッド１２による吸着動作が開始されるとともに、爪部１３が横からスペーサ１００方向に移動する。これにより爪部１３はスペーサ１００ａとスペーサ１００ｂの間に入り込んで、これらを引き離す。その後は、支持部１１が上昇し、レール１６に沿って移動することですることで、吸着パッド１２に把持された搬送対象である１番上のスペーサ１００ａだけが搬送されてゆくことになる。

【0034】

図６は爪部１３がスペーサとスペーサの間に挿入された部分の拡大図である。図示するようにくさび状の爪部１３の先端がスペーサ１００ａとスペーサ１００ｂの間に入る。これにより、１番上のスペーサ１００ａとその下のスペーサ１００ｂがかみ込んでしまっていても、これらを引き離すことができる。

【0035】

なお、搬送中（すなわち支持部１１が上昇を開始してから目的地に着くまで）は、爪部１３はそのままスペーサ１００の下に入っていて、スペーサ１００の把持を補助するようにしておくとよい。これにより万一、吸着パッド１２による吸着力が不十分な場合でも、搬送中にスペーサ１００が落下するのを防止することができる。

【0036】

なお、吸着パッド１２によるスペーサの吸着動作と爪部１３の挿入とは順序が逆であってもよい。つまり、位置決め部２６がスペーサ１００ａの上面に当たって下降が停止した後、爪部１３を挿入し、スペーサ１００ａが下のスペーサ１００ｂから離間された後、吸着パッド１２による吸着動作を河合視するようにしてもよい。

【0037】

以上説明した本実施形態によれば下記の効果を奏する。

【0038】

爪部１３が取り出すスペーサ１００とその下のスペーサ１００を離すため、搬送対象であるスペーサ１００を確実に一つだけ取り出すことができる。

【0039】

また、スペーサ１００を上から吸着パッド１２により吸着するので、爪部により引き離されたスペーサ１００のみを確実に一つだけ取り出すことができる。

【0040】

また、積層されているスペーサ１００は、ボルト孔（貫通孔）にピン部材２００をとして保持されているため、積層状態を崩すことなくそのまま上から順に取り出すことができる。

【0041】

また、ボルト孔同士が嵌め合っていて強くくっついていても、このボルト孔１０１近くの端部１１０に爪部１３を挿入することとした。このためスペーサ１００にできるだけよけいな力を加えることなく確実に引き離すことができる（たとえばスペーサ１００の中央部分を持ち上げて引き離す場合、端にあるボルト孔１０１に対して中央部を持ち上げることになるため、スペーサ１００が変形するおそれがある）。

【0042】

また、爪部１３をくさび形状としたので、爪部１３をスペーサ１００間に挿入しやすくなり、かつ、くさび形状の斜めに徐々に太くなる形状によりスペーサ同士を離すことになる。

【0043】

また、爪部１３と吸着パッド１２は一つの支持部１１に取り付けられているため、常に一緒に移動することでスペーサ１００を確実に支持して搬送することができる。

【0044】

さらに、スペーサ１００の端部の角を斜めまたは円弧にカットしたことで、積層されているスペーサ同士の間に爪部１３を挿入しやすくなる。

【0045】

以上、本発明の実施形態を説明したが本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。

【0046】

たとえば、爪部１３は横方向（スペーサ方向）に水平にスライド移動することとしたが、これに代えて、スペーサ端部上方に支点を有して、円弧状に開閉移動する形態としてもよい。これにより開いた状態ではスペーサ１００から外れていて、閉じることで、スペーサ１００とスペータの間に爪部１３が入るようにする。

【0047】

また、スペーサ１００端部を斜めまたは円弧状にカットした形態を説明したが、このようなカット部分がなくとも、爪部１３はスペーサ１００の間に挿入することができる。スペーサ１００は樹脂部材であるため、爪部１３により端部から押されると異変して、その部分に隙間が空くため、その隙間から爪部１３が入ってスペーサ同士を引き離すことができる。

【0048】

また、吸着パッド１２の横に位置決め部２６を設けて、これがスペーサ１００上部に当接するようにしているが、この位置決め部２６はなくてもよい。位置決め部２６を設けない場合は、吸着パッド１２のパッド面と爪部１３との間隔がスペーサ１本の厚さ分だけ離れるようにしておく。

【0049】

また、装置全体の動作（上下動および搬送）は、移動部１７により行うこととしたが、これに代えて、支持部１１をロボットアームに取り付けて、ロボットアームにより上下動および搬送を行うようにしてもよい。または、移動部１７として昇降機構のみ有して上下動のみ行う昇降機構部とし、この昇降機構部をロボットアームに取り付けて、昇降は昇降機構部、搬送のための移動はロボットにより行うようにしてもよい。

【0050】

また、積層されたスペーサ１００は、ボルト孔１０１周囲に設けた環状突起１０２により嵌合したものを例示したが、嵌合部分の形状はこのような形状に限定されない。例えば平面部分に、スペーサ同士を嵌合するための凸部と、それに嵌め合わされる凹部（または孔）が設けられたものであってもよく、スペーサ１００の形状はどのようなものであってもよい。

【0051】

さらに、本実施形態では、ワークとして電池用のスペーサ１００を対象に説明したが、本発明はワークとしてスペーサ１００に限定されず、その一部が嵌合するように積層された樹脂部品（製品）などのワークに適用可能である。

【0052】

そのほか、本発明は特許請求の範囲に既定した構成を有するものであれば、ここに説明した以外の構成が付加されまたは一部が存在しない構成などであってもよく、さまざまな形態が本発明に含まれることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0053】

１ 搬送装置、
１１ 支持部、
１２ 吸着パッド、
１３ 爪部、
１５ 上下用アーム、
１６ レール、
１７ 移動部、
２５ 弾性部、
２６ 位置決め部、
３１ 爪部用アーム、
３２ エアシリンダ、
１００、１００ａ、１００ｂ スペーサ、
１０１ ボルト孔、
１０２ 環状突起、
２００ ピン部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】