(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記挿入部は、前記部品を吊り下げた状態で前記軸の方向から平面視した際に、先端から前記螺旋形状の一周よりも少ない範囲で前記部品の内部に挿入される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の搬送装置。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について説明する。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。図面における部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。
【0011】
各図において、X、Y、およびZで表す矢印を用いて、搬送する部品の一例である組電池100の方位を示している。Xによって表す矢印の方向は、組電池100の長手方向(電極タブの伸びる方向)を示している。Yによって表す矢印の方向は、組電池100の短手方向(電極タブの幅方向)を示している。Zによって表す矢印の方向は、組電池100の積層方向(垂直方向)を示している。長手方向Xと短手方向Yによって形成されるXY平面はワークの水平方向(平面方向)と考えることもできる。
【0012】
(搬送方法を利用して搬送される部品)
本発明に係る搬送装置および搬送方法は、搬送される部品に後述する穴部が設けられていれば特に制限されずに利用できるが、ここでは単電池を複数積層した組電池を例に説明する。
図1〜3は本発明の一実施形態に係る組電池を示す斜視図、平面図、側面図である。
図4は
図1の分解斜視図、
図5は組電池を構成する電極タブを通る位置での組電池の部分断面図である。
図6は組電池の単電池、バスバホルダ、およびバスバを分解して示す斜視図である。
図7は単電池とスペーサーとを分解して示す斜視図である。
図8は積層した単電池(セルサブアセンブリ)の電気的な接続について示す斜視図である。
【0013】
組電池100は、
図1〜
図5等に示すように複数の単電池110と、スペーサ114、115と、バスバ132と、バスバホルダ131と、筐体を構成する加圧板121、122および側板123と、を有する。単電池110は、
図5などに示すように偏平な発電要素111を外装体113に収容して構成している。
【0014】
発電要素111には
図6に示すように電極タブ112A(アノード側),112K(カソード側)が接続され、電極タブ112A、112Kは外装体113の内部から外部に導出するように構成している。なお、
図5等では外部に露出した電極タブ112A,112Kの先端を略L字状に折り曲げているが、これに限定されず、略平坦に構成してもよい。単電池110はこのように構成し、組電池100において単電池110の厚さ方向にあたる積層方向Zに複数積層して構成している。単電池110の長手方向Xにおける一端には
図8に示すようにスペーサ114を配置し、他端にはスペーサ115を配置している。
【0015】
スペーサ114、115は単電池110と共に積層され、隣接するスペーサと位置決めする凹凸形状や組み立ての際にロケートピンなどを挿通させる挿通穴などを備えている。単電池110とスペーサ114、115とを積層したものは積層体110Sと呼ぶ場合がある。単電池110とスペーサ114,115とを積層した側面には、
図6に示すように複数のバスバ132が取り付けられる。
【0016】
本実施形態では、
図8に示すように、単電池110を3つ電気的に並列接続したものをセルサブアセンブリ110M、110Nと呼び、セルサブアセンブリ110Mとセルサブアセンブリ110Nとを交互に配置して電気的に直列接続するように構成している。しかし、単電池110の直列接続や並列接続の形態はあくまで一例であり、これに限定されない。
【0017】
複数のバスバ132は、
図4に示すようにバスバホルダ131に取り付けられた状態で電極タブ112A、112Kと接合される。さらに積層方向Zにおける端部にはアノード側ターミナル133またはカソード側ターミナル134のいずれか一方が取り付けられる。
【0018】
筐体である加圧板121、122、側板123、および保護カバー135は、単電池110とスペーサ114,115が積層され、積層体110Sにバスバ132及びバスバホルダ131が取り付けられた状態で取り付けられる。加圧板121、122は積層方向Zにおける端部に配置され、
図4では上方に加圧板121を配置し、下方に加圧板122を配置している。側板123は、組電池100の積層方向Zと電極タブの伸びる長手方向Xで形成される平面に平行な側面に配置される。保護カバー135は、
図4に示すように組電池100においてバスバ132が配置される側面に取り付けられる。
【0019】
加圧板121、122は、積層体110Sにバスバ132およびバスバホルダ131を組み付け、積層方向Zに積層体110Sに圧力を付加した状態で側板123と溶接などによって接合される。側板123は、
図4に示すように平坦な板材であり、本明細書において隣接する部品と向かい合う隣接面にあたる。しかし、隣接面は必ずしも側板123である必要はなく、隣接する部品と向かい合う部位であることを特定できる限り、側板123のような平坦でない形状であってもよい。
【0020】
本実施形態において上面、つまり地面と接する面と反対に位置する加圧板121には、
図2に示すように、後述する搬送装置200によって保持される穴部124〜127が設けられている。穴部124〜127は、各々縁部128によって形成されている。加圧板121は、積層方向Zから平面視した際に略矩形状に形成し、穴部124〜127は、矩形状の加圧板121の頂点付近に4箇所配置している。
【0021】
穴部124〜127は、略矩形状の穴で構成している。しかし、搬送装置200によって組電池100を吊り下げて搬送することができれば、穴部の個数、位置、および形状は上記に限定されない。また、加圧板121は本明細書において側板123の隣接面と交差(または略直交)する交差面にあたり、隣接面と交差する部位であることを特定できる限り、
図4に示すように必ずしも平坦でなくてもよく、凹凸形状などを有していてもよい。また、加圧板121は長手方向Xと短手方向YからなるXY平面に平行に構成しているが、組電池100を搬送できれば、XY平面に対して多少傾斜していてもよい。
【0022】
(搬送装置)
次に本実施形態に係る搬送方法を使用する搬送装置について説明する。
図11は本発明の一実施形態に係る搬送装置を示す斜視図である。
図12は部品の平面図であって、部品に設けられた穴部に対する挿入部の位置を示す図である。
図13は
図12の13−13線に沿う断面図である。
図14は挿入部の螺旋形状を軸方向から見た模式図である。
図15は挿入部の螺旋形状における根元部分を軸方向と直交する方向から見た模式図である。
図16は挿入部の螺旋形状のピッチについて示し、
図15と同じ方向から見た模式図である。
【0023】
搬送装置200は、
図11等を参照して概説すれば、基台210と、支柱220と、関節部230と、第1アーム240と、第2アーム250と、保持部260と、を有する。以下、詳述する。
【0024】
基台210は、搬送装置200の土台となる部位であって載置面または地面と接する固定部位として構成している。基台210は、支柱220を取り付け、略直方体として構成している。支柱220は基台210の上面に取り付けられ、それ自体、並進移動や回転運動をしない構造物として構成している。
【0025】
関節部230は、略直方体形状にて構成し、当該直方体形状の側面に第1アーム240を部分的に収納する形状を設けている。関節部230は、支柱220に対して積層方向Z(垂直方向)を回転軸として回転可能に構成している。
【0026】
第1アーム240は、長尺の棒状に構成し、一端部241が関節部230の空洞部に収納されて回転動作可能に保持されている。第1アーム240は、第1アーム240が伸びる方向と交差(直交)する方向、すなわちXY平面において任意に選択される一方向(
図11では短手方向Y)を回転軸として回転できるように構成している。
【0027】
第1アーム240は、
図11に示すように関節部230に収納される一端部241と反対側の他端部242において、第2アーム250と接続される。他端部242は、一端部241と同様にXY平面において任意に選択される一方向を回転軸として回転できるように構成している。第2アーム250は、第1アーム240の他端部242において第1アーム240と接続され、逆側において保持部260を接続している。
【0028】
保持部260は、
図12、13などに示すように、支柱261と、ベース262と、挿入部263〜266と、を有する。支柱261は第2アーム250に接続されるとともに、ベース262と接続され、搬送時にベース262と共にワークおよび挿入部263〜266を吊り下げた状態を維持するように構成している。
【0029】
ベース262には挿入部263〜266を回転させる不図示のモーター(駆動部に相当)などの動力源やモーターからの回転力を各々の挿入部263〜266に伝達する不図示のギヤなどが内蔵されている。なお、図面では便宜上動作に必要な配線などの図示は省略している。
【0030】
挿入部263〜266は、
図12、13などに示すように積層方向Zと平行な軸の回りに形成した中空の螺旋形状267を備えるように構成している。積層方向Zは、加圧板121に交差する方向にあたる。螺旋形状267は、
図15、16に示すように断面を回転軸から離間した帯状に構成しているが、部品の保持ができれば、断面形状はこれに限定されない。挿入部263〜266の螺旋形状267は、螺旋の軸方向から平面視した際に
図12に示すように、加圧板121の外形形状よりも内側に位置するように構成している。
【0031】
螺旋形状267は、
図14、15に示す回転部271が、螺旋形状267の回転軸と略同軸に構成され、ベース262においてギヤと接続され、収納されるように構成している。回転部271は、
図15に示すように螺旋形状(他の螺旋形状に相当)を備え、ベース262に収納されたギアと共にねじ歯車などを構成し、これにより螺旋形状267を回転させながら軸方向(
図13の上方向d2および下方向d1)に移動可能に構成している。回転部271の螺旋形状のピッチd3は、挿入部263〜266の螺旋形状267のピッチd4とのn倍(整数倍)となるように構成している。しかし、これに限定されず、ピッチd4と同一またはピッチd4の1/n倍としてもよい。
【0032】
また、螺旋形状267のピッチd4は、例えば穴部124〜127の形状、加圧板121の板厚、螺旋形状267の板厚、螺旋形状267の外径及び内径などを考慮して設定される。また、螺旋形状267の幅は、一例を挙げれば、ワークの重量に重力加速度と安全率を乗じ、これを引っ張り強度に許容引張り応力を乗じたもので除して、それを板厚でさらに除し、安全率を乗じて求めることができる。
【0033】
挿入部263〜266の螺旋形状267の回転軸は、積層方向Zと平行な軸となるように構成している。螺旋形状267の回転軸は、
図12に示すように軸方向から平面視した際に穴部124〜127の開口部よりも外方に配置するように構成している。
図12では挿入部263〜266の螺旋形状267の先端から螺旋形状267の一周より少ない1/4程度が組電池100の内部に進入し、これにより組電池100を吊り下げるように構成している。
【0034】
また、螺旋形状267の先端側の一部形状269は、
図13に示すように穴部124〜127から組電池100の内部に進入し、一部形状269の上面(基端側の面)が加圧板121の内側面と線接触または面接触する。一方、軸方向から平面視した際に、螺旋形状267の一部形状269と位相が180度程度異なり、一部形状269よりも基端側の一部形状268は、
図13に示すように一部形状269と対照的に下面(先端側の面)が加圧板121の外側面に近接して位置する。
【0035】
このように、螺旋形状267の一部形状269が縁部128の近傍において加圧板121と接触することによって、ワークを安定して吊り下げることができる。なお、螺旋形状267は、例えばSUSなどのステンレス鋼から構成することができる。
【0036】
(搬送方法)
次に本実施形態に係る搬送方法について説明する。
図9、10は本発明の一実施形態に係る搬送装置が部品を搬送する様子を示す概略斜視図、側面図である。
図17は本実施形態に係る搬送方法について示すフローチャートである。
図18、19は搬送装置の挿入部が部品の穴部に挿入される直前の状態を示す斜視図、正面図である。
図20、21は搬送装置の挿入部が部品の穴部に挿入された状態を示す斜視図、正面図である。
【0037】
本実施形態に係る搬送方法について
図17を参照して概説すれば、部品の保持(ST1)と、搬送(ST2)と、配置(ST3)と、保持の解除(ST4)と、を有する。なお、以下ではワークである組電池100に隣接する部品を組電池100a(
図9、10、21参照)として説明する。
【0038】
まず、搬送装置200は、不図示の部品格納場所からワーク(本実施形態では組電池)の略頭上(直上)に保持部260が位置するように関節部230、第1アーム240、および第2アーム250を動作させる。そして、第1アーム240を動作させて保持部260をワークに接近させる。
【0039】
そして、保持部260がワークに十分接近したら、ベース262に収納したモータを動作させ、回転部271を(第1)回転方向に回転させる。これにより挿入部263〜266の螺旋形状267は回転しながら挿入部263〜266の螺旋形状267の一部形状269が穴部124〜127に接近し、挿入される。そして、
図13に示すように穴部124〜127の縁部128の内側面に螺旋形状267の一部形状269の基端側面を当接させることによって、組電池100は保持され、吊り下げて搬送可能な状態になる(ST1)。
【0040】
この状態から搬送装置200の一端部241を基準に第1アーム240を上方に回転移動させ、
図9に示すように組電池100を保持部260から吊り下げた状態にする。そして、組電池100が搬送場所の頭上に位置するように関節部230を回転させる(ST2)。組電池100が
図9、10、21に示すように搬送先の略頭上に位置したら、一端部241を基準に第1アーム240を回転させ、組電池100を上方から下方へと移動させ、隣接する組電池100aが配置された搬送先に載置する(ST3)。
【0041】
組電池100を載置面に載置したら、挿入部263〜266の螺旋形状267を穴部124〜127に挿入した際と反対の(第2)回転方向に回転部271を回転させる。これにより、螺旋形状267は回転しながら穴部124〜127から軸方向に離間する。そして、螺旋形状267の一部形状269が穴部124〜127から抜き取られ、挿入部263〜266による穴部124〜127の保持が解除(または解消)される(ST4)。搬送装置200は、その他に搬送の必要な部品が存在すれば、上記と同様の動作を行う。なお、螺旋形状267を用いた組電池100の保持および保持の解除は、保持の際の回転方向と保持の解除の際の回転方向とが逆転していればよく、挿入部263〜266の回転方向が一致していなくてもよい。
【0042】
(作用効果)
次に本実施形態に係る作用効果について説明する。本実施形態に係る搬送装置200および搬送方法によれば、保持部260が中空の螺旋形状267に構成した挿入部263〜266を有するように構成している。挿入部263〜266は、一の回転方向に回転しながら隣接部品である組電池100aと交差する面にあたる加圧板121の穴部124〜127に接近する。そして、穴部124〜127から組電池100の内部に進入して縁部128に係合し、組電池100を吊り下げて搬送可能にする。また、挿入部263〜266の螺旋形状267は、穴部124〜127に挿入した際と反対の回転方向に回転しながら離間することによって、組電池100の保持を解除するように構成している。
【0043】
このように、保持部260は、ワークの搬送場所において隣接部品と向かい合う側板123との間で側板123に接近または離間移動せず、側板123と交差し、隣接部品が向かい合って配置されていない上部の加圧板121に対して接近または離間移動する。そのため、たとえ保持部260がワークに接近離間しても、隣接部品に対して接近するわけではなく、ワークと隣接部品と間で設備の移動スペースを確保する必要がない。よって、部品を保持するアーム等がワークと隣接部品との間で移動する場合に比べてワークと隣接部品との間の必要スペースを縮小でき、部品を隣接部品により接近させて配置することができる。
【0044】
また、挿入部263〜266の螺旋形状267は、回転部271によって積層方向Zを回転軸として回転しながらワークである組電池100に接近離間移動する。そのため、従来技術の搬送装置に含まれる支持プレートなどのような保持部位を水平方向および垂直方向に分けて個別に移動させる必要がない。よって、上記従来技術と比べて保持部分の移動に必要なアクチュエーター等の数を減らすことができ、設備の構成を簡素化できる。また、螺旋形状267は軸方向から平面視した際に中空に形成している。そのため、穴部124〜127から組電池100などのワーク内部に進入した際に螺旋形状267のワーク内部への進入量を少なくでき、搬送時に内部に存在する単電池110などとの接触を回避できる。
【0045】
また、螺旋形状267は、
図12などに示すように、螺旋形状267の軸方向からワークを平面視した際に、ワークである組電池100が備える上部の加圧板121の外形形状よりも内側に配置している。これにより、隣接部品の高さが搬送するワークより高い場合でも、ワークに対する保持部260の接近または離間によって保持部260が隣接部品と接触することがない。よって、上記と同様にワークである組電池100等を隣接部品により接近させて配置することができる。
【0046】
また、螺旋形状267は、螺旋形状267の軸方向から平面視した際に、螺旋形状267の先端から1周よりも少ない約1/4周分が組電池100の内部に挿入されて組電池100を吊り下げるように構成している。ワーク内部に進入する螺旋形状は、内部に進入する螺旋形状の周長に応じて軸方向における進入量が大きくなる。これについて、上記のようにワークの内部に螺旋形状267を一周より少ない範囲で挿入することによって、螺旋形状267の内部への進入量を少なくできる。よって、組電池100において内部に配置された単電池110などとの接触を回避した状態でワークを搬送できる。
【0047】
また、挿入部263〜266は、螺旋形状267のピッチd4を回転部271のピッチd3のn倍とするように構成している。そのため、穴部124〜127へ螺旋形状267をスムーズに挿入し、または穴部124〜127から螺旋形状267をスムーズに抜き取ることができる。なお、ピッチd4はピッチd3と同一またはピッチd3の1/n倍であっても同様の効果を発揮できる。
【0048】
なお、本発明は上述した実施形態にのみ限定されず、特許請求の範囲において種々の改変が可能である。
図22は
図13の変形例について示す断面図である。上記では、螺旋形状267の一部形状269の基端側の面が組電池100の内部において加圧板121の縁部128の内側面と接触する実施形態について説明した。
【0049】
しかし、これに限定されず、先端側の一部形状269から180度程度基端側に移動した一部形状268の先端側の面には、
図22に示すように、組電池100の外部において加圧板121と接触する凸部272を設けてもよい。凸部272によって、ワークの外部において螺旋形状267は加圧板121と接触する。一方、組電池100の内部では上記のように一部形状269の基端側の面が加圧板121と接触する。一部形状269と凸部272は、各々加圧板121と接触して、螺旋形状267が周方向に移動することを防止するストッパーのように機能する。
【0050】
このように、組電池100の加圧板121の内側と外側において挿入部263〜266の一部形状269と凸部272を接触させることにより、ワークである組電池100の搬送中の揺れを防止または抑制することができる。また、螺旋形状267の一部形状269が回転によってワークの内部へさらに進入することを防止することもできる。
【0051】
また、上記では保持部260の接近離間方向からワークを見た際に螺旋形状267を加圧板121の外形形状より内側に配置する実施形態について説明したが、これに限定されない。隣接部品の高さがワーク以下であったり、隣接部品の高さがワーク以上であっても、螺旋形状267は隣接部品の側面に略平行に移動するため、隣接部品との距離はほぼ変わらない。そのため、螺旋形状267は保持部260の接近離間方向から見た際に加圧板121の外形形状からはみ出して構成してもよい。
【0052】
また、上記では搬送装置200をロボットとして構成し、組電池100などのワークを搬送する実施形態について説明したが、これに限定されない。上記保持部260などの構成を人間が物品を搬送する際の支援機にあたる、いわゆる助力装置に適用してもよい。
【0053】
また、上記では搬送装置200を多関節のロボットとして構成したが、これに限定されない。上記以外にも保持部260などの構成をレールに取り付けて物品を搬送する、いわゆるホイストに適用してもよい。