(57)【要約】【課題】拘束状態のモジュールを自動的に取り出すモジュール取出装置を提供する。【解決手段】取出装置３０は、パレット２内でプレート２２と交互に配列され、拘束されるモジュール１を取り出すものであり、プレート２２に対して近接方向及び離間方向に移動可能であるとともに、プレート２２を挟持し、移動することによってプレート２２・２２間のピッチを変更可能であるプレート用チャック３２・３２・・・と、モジュール１を挟持し、プレート用チャック３２の移動に連動して移動可能であるとともに、モジュール１を移動することによってモジュール１の位置を調整可能であるモジュール用チャック３３を具備し、プレート用チャック３２によって、プレート２２を挟持しつつ、プレート間ピッチを広げた後、モジュール用チャック３３によって、モジュール１を挟持しつつ、モジュール１の位置を調整して取り出す。【選択図】図８
2011210688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パレット内でプレートと交互に配列され、かつ、前記パレット内で前記プレートを介して前記配列方向に荷重が付与されることによって拘束された状態のモジュールを、拘束状態から解除して前記パレットから取り出すモジュール取出装置であって、
前記プレートに対して近接方向及び離間方向に移動可能であるとともに、前記プレートを挟持し、前記荷重が付与される方向と反対方向に移動することによってプレート間のピッチを変更可能であるプレート用チャックと、
前記モジュールを挟持し、前記プレート用チャックの移動に連動して移動可能であるとともに、前記モジュールを前記荷重が付与される方向と反対方向に移動することによってモジュールの位置を調整可能であるモジュール用チャックを具備し、
前記プレート用チャックによって、前記プレートを挟持しつつ、プレート間ピッチを広げた後、前記モジュール用チャックによって、前記モジュールを挟持しつつ、当該モジュールの位置を調整して取り出すモジュール取出装置。
【請求項２】
前記プレート用チャックは、第一の係合部を有し、
前記モジュール用チャックは、前記第一の係合部と係合可能な第二の係合部を有し、
前記第一の係合部と第二の係合部とは、前記モジュール用チャックが前記モジュールを挟持する際に係合し、係合状態となることで、前記プレート用チャックとモジュール用チャックとが連動可能となるとともに、
前記プレート用チャックが前記プレートに対して離間方向に移動することによって、前記係合状態が解除される請求項１に記載のモジュール取出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拘束状態のモジュールを自動的に取り出す技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池を充放電する際に、活性状態となるモジュールを、金属板を介して加圧することによって、モジュールの膨張を抑制するとともに、モジュールを冷却する技術が広く用いられている。
例えば、特許文献１には、上下動可能な複数の棚板に、モジュールを載置した複数のトレーを積み重ね、加圧しながら充電する装置が開示されている。
【０００３】
充電後のモジュールの取り出し作業は、人手によって行われており、モジュールを一つずつ手作業で取り出す必要があり非効率的であった。特に、充電後のモジュールは、そのまま製品として用いられる完成品であるため、取り出し作業時、作業者に過度の負担がかかっていた。
また、上記課題を解決するために、取り出し作業の自動化を試みた場合、モジュールの拘束状態を解除する際に、複数のモジュールとモジュール間に介挿される金属板との位置決め精度に問題が生じ、モジュールの位置を正確に把握できない問題がある等、効果的なモジュールの取り出し自動化は成されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４６８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、拘束された状態のモジュールにおいて、モジュールの拘束状態を解除して取り出す作業を自動的に行うことが可能なモジュール取出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモジュール取出装置は、パレット内でプレートと交互に配列され、かつ、前記パレット内で前記プレートを介して前記配列方向に荷重が付与されることによって拘束された状態のモジュールを、拘束状態から解除して前記パレットから取り出すモジュール取出装置であって、前記プレートに対して近接方向及び離間方向に移動可能であるとともに、前記プレートを挟持し、前記荷重が付与される方向と反対方向に移動することによってプレート間のピッチを変更可能であるプレート用チャックと、前記モジュールを挟持し、前記プレート用チャックの移動に連動して移動可能であるとともに、前記モジュールを前記荷重が付与される方向と反対方向に移動することによってモジュールの位置を調整可能であるモジュール用チャックを具備し、前記プレート用チャックによって、前記プレートを挟持しつつ、プレート間ピッチを広げた後、前記モジュール用チャックによって、前記モジュールを挟持しつつ、当該モジュールの位置を調整して取り出す。
【０００７】
前記プレート用チャックは、第一の係合部を有し、前記モジュール用チャックは、前記第一の係合部と係合可能な第二の係合部を有し、前記第一の係合部と第二の係合部とは、前記モジュール用チャックが前記モジュールを挟持する際に係合し、係合状態となることで、前記プレート用チャックとモジュール用チャックとが連動可能となるとともに、前記プレート用チャックが前記プレートに対して離間方向に移動することによって、前記係合状態が解除されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、拘束された状態のモジュールの拘束状態を解除し、自動的な取り出し作業を実現することができる。従って、人手によるモジュール取り出し作業を回避でき、作業効率を向上するとともに、人的コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】モジュールを示す斜視図である。
【図２】モジュールを拘束状態で収容するパレットを示す図である。
【図３】モジュール取出装置の概略側面図である。
【図４】モジュール取出装置の概略平面図である。
【図５】プレート用チャックの移動機構を示す拡大図である。
【図６】プレート用チャックとモジュール用チャックとの関わりを示す拡大斜視図である。
【図７】モジュール取出装置の取り出しフローである。
【図８】モジュール取出装置の取り出しフローを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、図１及び図２を参照して、モジュール１、及び複数のモジュール１・１・・・を拘束状態で収容するパレット２について説明する。
モジュール１は、ニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池等のパック電池の一つを構成する電池モジュールである。
説明の便宜上、図１における上下方向をモジュール１の上下方向、左右方向をモジュール１の幅方向、奥行方向をモジュール１の厚み方向として説明する。
【００１１】
図１に示すように、モジュール１は、内部に充放電要素を収容する外装１１、及び、外装１１から外方へ突出する外部端子１２・１２、モジュール１の放熱に寄与する冷却用のフィン構造１３・１３、外装１１の内圧上昇時に開弁する安全弁１４を具備する。
外部端子１２・１２は、外装１１の左右両側面から左右方向にそれぞれ突出した状態で固定される。また、フィン構造１３・１３は、外装１１の左右両側面において外部端子１２・１２より下方に設けられる複数の穴により構成されている。これらの穴は、外装１１の側面から内側へ向けて凹む凹部として、所定の深さにて形成されている。
安全弁１４は、外装１１の上面に設けられる安全弁ユニットであり、外装１１内の圧力が所定圧以上に昇圧した場合に作動する。
【００１２】
図２に示すように、パレット２は、充放電時等、活性時のモジュール１を拘束した状態で収容する箱状の部材であり、枠体２１、プレート２２・２２・・・、拘束用ブロック２３を具備する。
また、パレット２には、複数のモジュール１・１・・・が厚み方向に配列され、厚み方向側からモジュール１・１・・・に荷重が付与されて拘束された状態で収容される。
【００１３】
枠体２１は、パレット２の外郭をなし、上面に開口を有する箱状の部材である。枠体２１は、モジュール１の厚み方向を長手方向とし、モジュール１の幅よりも若干大きい幅を有する収容空間を内側に形成する。枠体２１は、複数の板をボルト等の締結手段によって組み付けることにより、強固に組み立てられる構造体であり、特に長手方向に加わる外力に対して十分な強度を有する。
また、枠体２１の側面部の高さは、モジュール１の側面上方に配置する外部端子１２と接触しないように設定されており、モジュール１がパレット２内に収容された状態で、外部端子１２・１２及びフィン構造１３・１３の穴の一部が外部から目視可能となるように位置している。
【００１４】
プレート２２は、モジュール１の幅広面（厚み方向と直交する面）より大きい面積を有する平板部材であり、アルミニウム等の熱伝導性及び強度に優れた金属材料からなる。
プレート２２は、モジュール１と接触した状態で、枠体２１内にモジュール１と交互に配置される。つまり、パレット２内では、モジュール１は、プレート２２・２２に挟まれており、拘束状態ではプレート２２を介して荷重を受けている。
言い換えれば、プレート２２は、活性時において、モジュール１に荷重を付与することによって膨張を抑制する機能を有するとともに、モジュール１を冷却する機能を有する。
【００１５】
拘束用ブロック２３は、枠体２１内の収容空間の一部を占有するスペーサであり、枠体２１内に取り出し可能に収められる。拘束用ブロック２３は、枠体２１の長手方向、つまり、モジュール１・１・・・の配列方向に加えられる荷重に対して十分な強度を有する部材である。
拘束用ブロック２３は、枠体２１の長手方向一端に配置され、その収容空間の長手方向の一部を占有する。具体的には、拘束用ブロック２３は、モジュール１・１・・・及びプレート２２・２２・・・を交互に枠体２１内に配列した状態で、配列方向の一側に向けた荷重を付与することによって枠体２１の一端部に設けられる空間内に収容され、モジュール１・１・・・及びプレート２２・２２・・・に荷重が与えられた状態を保持する。つまり、拘束用ブロック２３の存在によって、モジュール１・１・・・の拘束状態が保持される。
【００１６】
以上のように、パレット２内では、モジュール１・１・・・間に介装されるプレート２２・２２・・・及び一端部に配置される拘束用ブロック２３によって、モジュール１・１・・・が拘束されている。
このようにして、モジュール１とプレート２２とを強固に密着させることによって、充放電時等の電池活性時におけるモジュール１の膨張及び昇温を防止している。
【００１７】
以下では、図３〜図６を参照して、パレット２に収容されるモジュール１・１・・・を自動的に取り出す取出装置３０について説明する。
【００１８】
図３及び図４に示すように、取出装置３０は、拘束用ブロック２３を取り出すブロック取出装置３１、プレート２２・２２・・・を挟持してプレート間ピッチを変更するプレート用チャック３２・３２・・・、モジュール１・１・・・を挟持して取り出すモジュール用チャック３３・３３・・・を具備する。
なお、モジュール１・１・・・の取り出し作業中のパレット２は、適宜の固定手段によって、取出装置３０に対して移動不能に固定されているものとする。
【００１９】
図３に示すように、ブロック取出装置３１は、拘束用ブロック２３を上方から把持してパレット２外に取り出す装置であり、その先端に拘束用ブロック２３を把持する把持部３１ａが設けられている。把持部３１ａは、拘束用ブロック２３を把持して上方に引き抜くことによって、拘束用ブロック２３をパレット２から取り出す。
ブロック取出装置３１は、適宜の制御装置と接続されており、その制御装置からの制御信号を受けて駆動される。モジュール１・１・・・をパレット２から取り出す際には、ブロック取出装置３１を駆動し、拘束用ブロック２３をパレット２から取り出して、モジュール１の拘束状態を解除する。
【００２０】
図４に示すように、プレート用チャック３２は、プレート２２の両側面に備わる係合部２２ａと係合する係合爪３２ａを先端に備える。プレート用チャック３２・３２・・・は、パレット２の幅方向両側に対称に配置されており、一つのプレート２２に対して一対のプレート用チャック３２・３２が対応して配置される。各対のプレート用チャック３２・３２の作動により、係合爪３２ａ・３２ａによってプレート２２を幅方向両側から挟持する。
プレート用チャック３２は、適宜の駆動装置によってプレート２２の側面に対して近接する方向に移動可能であり、近接方向に移動する際に、係合爪３２ａがプレート２２の係合部２２ａと係合可能である。
係合爪３２ａの先端部はテーパ状に拡大しており、プレート２２の製造誤差を吸収する構成である。つまり、プレート２２の厚みに誤差がある場合に、テーパ状の先端部に沿わせながらプレート２２と係合することによって、プレート用チャック３２・３２によるプレート２２の挟持を確実なものとしている。
【００２１】
また、プレート用チャック３２・３２・・・は、それぞれ隣接するプレート用チャック３２・３２と連結されている。具体的には、プレート用チャック３２は、その両側に配置される二つのプレート用チャック３２・３２に対して分離不能、かつ、間隔変更可能に接続されることによって連結されており、隣接する一側のプレート用チャック３２・３２に対して所定の範囲内で揺動可能である。例えば、図５に示すように、隣接する二つのプレート用チャック３２・３２のうち、一側のプレート用チャック３２にボルトのねじ部を固定し、当該ボルトの頭部を他側のプレート用チャック３２を貫通して反対側に位置させることで前記ボルトの長さの範囲内で間隔を変更可能な構成を実現できる。
そして、各プレート用チャック３２に配列方向の一側に向けた外力を付与すると、一側端部のプレート用チャック３２を基準として、隣接するプレート用チャック３２・３２間の距離が最大となる位置まで移動する。このようにして、プレート用チャック３２・３２間のピッチを変更する（広げる）ことによって、プレート２２・２２間のピッチを変更可能である。なお、この場合、各プレート用チャック３２間のピッチは、初期状態（待機状態）において最大とならないものとする。
【００２２】
プレート用チャック３２・３２・・・は、係合爪３２ａ・３２ａ・・・がパレット２に収容されるプレート２２・２２・・・の係合部２２ａ・２２ａ・・・と対向するように配列される。つまり、プレート用チャック３２・３２・・・は、モジュール１を介挿して配列されるプレート２２・２２・・・のピッチと同一のピッチを空けて配列されている。
このとき、各プレート２２は、係合部２２ａがパレット２の側面上端よりも上方に位置するように収容されている（図３参照）。
【００２３】
図３に示すように、モジュール用チャック３３は、モジュール１のフィン構造１３を構成する複数の穴の一部（最上部の穴）と係合する係合爪３３ａを先端に備える。モジュール用チャック３３・３３・・・は、パレット２の幅方向両側に対称に配置されており、一つのモジュール１に対して一対のモジュール用チャック３３・３３が対応して配置される。各対のモジュール用チャック３３・３３の作動により、係合爪３３ａ・３３ａによってモジュール１を幅方向両側から挟持する。
各対のモジュール用チャック３３・３３は、シリンダ等の適宜の駆動装置によって一体的に駆動される。モジュール用チャック３３は、モジュール１に対して近接する方向に移動可能であり、近接方向に移動する際に、係合爪３３ａがフィン構造１３の穴と係合可能である。この際、モジュール用チャック３３の先端形状（鉤型等）により、モジュール用チャック３３とモジュール１の外部端子１２との接触が回避されている。
【００２４】
また、モジュール用チャック３３は、シリンダ、モータ等の適宜の駆動装置によってモジュール１の厚み方向、つまりパレット２の長手方向に沿って移動可能であるとともに、モジュール用チャック３３に外力が付与された場合、その外力に応じてパレット２の長手方向に沿って従動可能である。
さらに、モジュール用チャック３３は、シリンダ、モータ等の適宜の駆動装置によって上下方向に移動可能であり、モジュール１を挟持した状態で上方に移動することによって、モジュール１をパレット２から取り出すことができる。
【００２５】
モジュール用チャック３３・３３・・・は、初期状態（作動前の待機状態）において、モジュール１・１・・・の側面と対向するように配列され、かつ、プレート用チャック３２の上方に位置するように配置される。つまり、モジュール用チャック３３・３３・・・は、プレート２２を介挿して配列されるモジュール１・１・・・のピッチと同一のピッチを空けて配列されている。
このとき、対として配置されるモジュール用チャック３３・３３の幅方向の間隔は、モジュール１の幅よりも大きく開かれており、各係合爪３３ａがモジュール１の外部端子１２よりも外側に位置するように設定される。
【００２６】
図６に示すように、プレート用チャック３２は、係合突起３２ｂをさらに備え、モジュール用チャック３３は、係合突起３２ｂに係合可能な係合部３３ｂをさらに備える。
係合突起３２ｂは、プレート用チャック３２の上面から上方へ向けて突出する直方体状の凸部である。係合部３３ｂは、モジュール用チャック３３の下端に設けられ、上方へ向けて凹む凹部によって構成される。係合突起３２ｂ及び係合部３３ｂは、モジュール１の幅方向、つまりプレート用チャック３２のプレート２２に対する近接／離間方向に沿って設けられる。
【００２７】
上下移動可能に構成されるモジュール用チャック３３が下方へ移動する際に、係合部３３ｂが係合突起３２ｂと係合する。これにより、モジュール用チャック３３とプレート用チャック３２とが連動可能となり、プレート用チャック３２がパレット２の長手方向に移動する際、モジュール用チャック３３がプレート用チャック３２の移動に追従してパレット２の長手方向に移動する。
また、プレート用チャック３２がプレート２２から離間する方向へ移動する際に、係合突起３２ｂが係合部３３ｂ内を摺動しつつ、係合突起３２ｂと係合部３３ｂとの係合状態が解除され、再度モジュール用チャック３３が独立して移動可能となる。
以上のように、係合突起３２ｂ及び係合部３３ｂを設けるという簡易な構成にて、プレート用チャック３２とモジュール用チャック３３との連動構成を実現できる。
【００２８】
以下では、図７及び図８を参照して、以上のように構成される取出装置３０を用いてモジュール１・１・・・をパレット２から取り出す際の取り出しフローＳ１について説明する。
【００２９】
図７に示すように、取り出しフローＳ１は、プレート挟持工程Ｓ１１、係合工程Ｓ１２、ブロック取出工程Ｓ１３、モジュール挟持工程Ｓ１４、プレートピッチ変更工程Ｓ１５、係合解除工程Ｓ１６、モジュール位置調整工程Ｓ１７、モジュール取出工程Ｓ１８を具備する。
【００３０】
プレート挟持工程Ｓ１１では、図８（ａ）に示すように、プレート用チャック３２・３２・・・をプレート２２・２２・・・に近接する方向に移動し、各係合爪３２ａと各係合部２２ａとを係合させて、プレート２２・２２・・・を挟持する。
【００３１】
係合工程Ｓ１２では、図８（ｂ）に示すように、モジュール用チャック３３・３３・・・を下方に移動し、各モジュール用チャック３３の係合部３３ｂを各プレート用チャック３２の係合突起３２ｂに係合させる。これにより、モジュール用チャック３３・３３・・・がプレート用チャック３２・３２・・・のパレット２の長手方向への移動に連動して移動することとなる。
【００３２】
ブロック取出工程Ｓ１３では、ブロック取出装置３１によって拘束用ブロック２３を取り出し、モジュール１・１・・・及びプレート２２・２２・・・に付与されていた荷重を取り除く。また、これにより、パレット２内の収容空間にスペースが生まれ、モジュール１・１・・・及びプレート２２・２２・・・のパレット２の長手方向への移動が可能となる。
【００３３】
モジュール挟持工程Ｓ１４では、図８（ｃ）に示すように、モジュール用チャック３３・３３・・・をモジュール１・１・・・に近接する方向に移動し、各係合爪３３ａを各モジュール１のフィン構造１３を構成する穴に係合させて、モジュール１・１・・・を挟持する。
【００３４】
プレートピッチ変更工程Ｓ１５では、図８（ｄ）に示すように、プレート用チャック３２・３２・・・にパレット２の長手方向一側に向けた（荷重が付与されていた方向と反対方向に）外力を付与して、移動させることによって、各プレート２２・２２間のピッチを広げる。
このとき、各モジュール用チャック３３の係合部３３ｂが各プレート用チャック３２の係合突起３２ｂに係合しているので、モジュール用チャック３３が係合状態にあるプレート用チャック３２の移動に伴い、同一方向に同一距離だけ移動し、プレート２２とその移動方向下流側に位置するモジュール１とが一体的に移動する。つまり、プレート２２・２２間のピッチとモジュール１・１間のピッチとが同一となっている。
【００３５】
係合解除工程Ｓ１６では、図８（ｅ）に示すように、プレート用チャック３２・３２・・・をプレート２２・２２・・・から離間する方向に移動し、各係合突起３２ｂと係合部３３ｂとの係合状態を解除する。これにより、モジュール用チャック３３・３３・・・はモジュール１・１・・・を挟持したままパレット２の長手方向に沿って独立した移動が可能となる。
【００３６】
モジュール位置調整工程Ｓ１７では、図８（ｆ）に示すように、モジュール用チャック３３・３３・・・を駆動させてモジュール１・１・・・をパレット２の長手方向の一側に向けて（荷重が付与されていた方向と反対方向に）所定距離だけ移動させて位置調整を行い、プレート２２とモジュール１との間に所定間隔の隙間を設ける。例えば、モジュール１がプレート２２・２２間の中央に位置するように移動させる。
このとき、各プレート２２間のピッチは一定に保持されているため、モジュール１・１・・・を所定距離だけ移動することによって、プレート２２とモジュール１との間に所定間隔の隙間を設けることができる。これにより、モジュール１の位置をプレート２２の位置によらずに正確に決定することができるとともに、モジュール１を取り出す際のプレート２２との接触を確実に回避できる。
【００３７】
モジュール取出工程Ｓ１８では、係合爪３３ａ・３３ａによりモジュール１を挟持した状態で、モジュール用チャック３３・３３・・・を上方へ移動し、モジュール１・１・・・をパレット２から取り出す。
モジュール１・１・・・が取り出された後のパレット２の中には、プレート２２・２２・・・が残り、これらパレット２及びプレート２２・２２・・・は再利用することができる。
【００３８】
以上のように、取出装置３０を用いて、拘束状態にてパレット２内に収容されるモジュール１・１・・・を自動的に取り出すことが可能である。これにより、人手によって取り出し作業を行っていた従来技術と比較して、作業効率を向上でき、作業者にかかる人的コストを低減できるとともに、完成品であるモジュール１・１・・・を扱う際の作業者の負担を軽減できる。
【符号の説明】
【００３９】
１      モジュール
２      パレット
２２    プレート
２３    拘束用ブロック
３０    モジュール取出装置
３１    ブロック取出装置
３２    プレート用チャック
３３    モジュール用チャック
【図１】
2011210688.tif 000003
【図２】
2011210688.tif 000004
【図３】
2011210688.tif 000005
【図４】
2011210688.tif 000006
【図５】
2011210688.tif 000007
【図６】
2011210688.tif 000008
【図７】
2011210688.tif 000009
【図８】
2011210688.tif 000010