JP2020132282A - 昇降装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持ユニットを吊り下げる吊り下げ部材が切れた場合でも、保持ユニットの落下による不具合を防止できる昇降装置を提供すること。【解決手段】昇降装置１は、保持ユニット１０、吊り下げ部材２０、昇降機構３０、柱部４０、バネ部５０を有する案内部６０を備える。吊り下げ部材２０は、保持ユニット１０のうち、案内部６０を無くした場合に第１回転方向ＲＨ１に回動した姿勢で吊り下げられる位置１１ｍｉに結合され、かつ、バネ部５０は、保持ユニット１０を反第１回転方向ＲＨ２に付勢する。保持ユニット１０の係合部１７は、吊り下げ部材２０が切れて、バネ部５０により保持ユニット１０が反第１回転方向ＲＨ２に回動して落下したときに、柱部４０のユニット支持部４３に係合する。【選択図】図５

Description

本発明は、対象物を保持して昇降させる昇降装置に関する。

例えば、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の製造過程において、車載用の電池パックを、昇降装置を用いて昇降させたい場合がある。なお、関連する従来技術として、例えば特許文献１が挙げられる。

特開２０１６−０７２０５０号公報

そこで、本発明者は、昇降装置として、電池パック等の対象物を脱着可能に保持する保持ユニットと、この保持ユニットを吊り下げるチェーンやワイヤなどの吊り下げ部材と、保持ユニットを吊り下げ部材を介して昇降させる昇降機構とを備える昇降装置を検討した。
しかしながら、このような昇降装置では、何らかの理由で吊り下げ部材が切れた場合に、保持ユニットや保持ユニットに保持された対象物が落下し、底面などに衝突するなどの不具合を生じる虞がある。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、保持ユニットを吊り下げる吊り下げ部材が切れた場合でも、保持ユニットの落下による不具合を防止できる昇降装置を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、対象物を脱着可能に保持する保持ユニットと、上記保持ユニットを吊り下げる吊り下げ部材と、上記保持ユニットを上記吊り下げ部材を介して昇降させる昇降機構と、を備え、上記保持ユニットで保持した上記対象物を昇降させる昇降装置であって、鉛直方向に延びるガイドレールを有する柱部と、上記保持ユニットに弾性的に取り付けられたバネ部を有し、上記保持ユニットを上記バネ部を介して上記ガイドレールに沿って鉛直方向に案内する案内部と、を更に備え、上記吊り下げ部材は、上記保持ユニットのうち、上記案内部を無くして上記保持ユニットを上記吊り下げ部材で吊り下げた場合には、上記保持ユニットが所定の姿勢から第１回転方向に回動した姿勢で吊り下げられる位置に結合されており、かつ、上記案内部の上記バネ部は、上記保持ユニットを上記第１回転方向とは逆の反第１回転方向に付勢して、上記保持ユニットを上記所定の姿勢に保っており、上記保持ユニットは、係合部を、上記柱部は、ユニット支持部を有し、上記係合部は、上記吊り下げ部材で上記保持ユニットを吊り下げているときには、上記ユニット支持部に係合せず、上記吊り下げ部材が切れて、上記バネ部の付勢により上記保持ユニットが上記所定の姿勢よりも上記反第１回転方向に回動した姿勢で落下したときには、上記ユニット支持部に係合する、形態を有する昇降装置である。

上述の昇降装置は、吊り下げ部材で保持ユニットを吊り下げた通常状態（吊り下げ部材が切れていない通常状態）では、保持ユニットは、案内部のバネ部によって所定の姿勢に保たれている。また、この通常状態では、保持ユニットの係合部は、柱部のユニット支持部に係合しない。
一方、もし吊り下げ部材が切れた場合には、保持ユニットは落下すると共にバネ部の付勢によって反第１回転方向に回動するので、保持ユニットの係合部が柱部のユニット支持部に係合して落下が止められる。このため、吊り下げ部材が切れた場合でも、保持ユニットの落下による不具合を防止できる。
なお、「吊り下げ部材」としては、例えば、チェーンやワイヤなどが挙げられる。

実施形態に係る昇降装置の正面図である。 実施形態に係る昇降装置の側面図である。 実施形態に係る昇降装置のうち、保持ユニット及び案内部の近傍の側面図である。 実施形態に係り、案内部を無くして保持ユニットを吊り下げ部材で吊り下げた場合に、保持ユニットが第１回転方向に回動した姿勢で吊り下げられる様子を示す説明図である。 実施形態に係り、吊り下げ部材が切れた場合に、保持ユニットが基台まで落下することが防止される様子を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に本実施形態に係る昇降装置１の正面図及び側面図を示す。また、図３に昇降装置１のうち保持ユニット１０及び案内部６０の近傍の側面図を示す。なお、以下では、昇降装置１の高さ方向（鉛直方向）ＤＨ、鉛直方向ＤＨに直交する横方向ＢＨ、鉛直方向ＤＨ及び横方向ＢＨにそれぞれ直交する縦方向ＣＨを、図１〜図３に示す方向と定めて説明する。
この昇降装置１は、車載用の電池パック（対象物）１００を保持して昇降させる装置である。電池パック１００は、パックケース１１０内に複数の電池（不図示）が収容されており、外形が直方体状である。昇降装置１は、保持ユニット１０、チェーン（吊り下げ部材）２０、昇降機構３０、柱部４０、案内部６０、制御部７０等から構成されている。

このうち保持ユニット１０は、電池パック１００を脱着可能に保持する。この保持ユニット１０は、チェーン２０で吊り下げられると共に、案内部６０に取り付けられており、鉛直方向ＤＨに移動可能となっている。保持ユニット１０は、上方ＤＨ１に位置するベース部１１を有する。このベース部１１の上面１１ｍには、チェーン２０が結合されており、これにより保持ユニット１０が吊り下げられている。チェーン２０で保持ユニット１０を吊り下げている（チェーン２０が切れていない）状態（以下、この状態を「通常状態」ともいう）において、保持ユニット１０は、ベース部１１の上面１１ｍが水平に拡がる（上面１１ｍが上方ＤＨ１を向いて横方向ＢＨ及び縦方向ＣＨに拡がる）姿勢を保っている。この「通常状態」における保持ユニット１０の姿勢を、「通常の姿勢」ということとする。この「通常の姿勢」が本発明の「所定の姿勢」に該当する。

このベース部１１の下方ＤＨ２には、ハンドユニット１３が取り付けられ、また、ベース部１１の縦方向ＣＨの一方側ＣＨ１には、一対の係合部材（係合部）１７が取り付けられている。ハンドユニット１３は、電池パック１００を横方向ＢＨの両側から挟持する一対の挟持部１４と、これらの挟持部１４を横方向ＢＨに移動させる移動部１５とからなる。移動部１５は、挟持部１４がそれぞれ横方向ＢＨに移動可能に取り付けられたフレーム（不図示）、及び、挟持部１４を横方向ＢＨに移動させるモータ（不図示）等を含んでおり、挟持部１４同士が互いに近づくように、或いは、挟持部１４同士が互いに遠ざかるように、一対の挟持部１４を横方向ＢＨに移動可能に構成されている。この移動部１５のモータは、制御部７０によって制御される。

一対の係合部材１７は、横方向ＢＨの一方側ＢＨ１及び他方側ＢＨ２に配置され、それぞれベース部１１から縦方向ＣＨの一方側ＣＨ１に延びる部材である。各係合部材１７は、保持ユニット１０全体の重心Ｇよりも上方ＤＨ１に設けられている。チェーン２０で保持ユニット１０を吊り下げている「通常状態」で、保持ユニット１０が「通常の姿勢」となっている状態では、各係合部材１７は、後述する柱部４０の各ユニット支持レール（ユニット支持部）４３とは、縦方向ＣＨに隙間ＫＭを空けて配置されている。このため、この保持ユニット１０が「通常の姿勢」となっている状態では、各係合部材１７が各ユニット支持レール４３に係合することはない。但し、チェーン２０が切れた場合には、後述するように、保持ユニット１０が落下すると共に回動して、保持ユニット１０の各係合部材１７の先端部１７ｓが、各ユニット支持レール４３に係合する（図５参照）。

チェーン２０は、保持ユニット１０を吊り下げる部材である。チェーン２０の基端部（不図示）は、後述する昇降機構３０に結合されている。一方、チェーン２０の先端部２０ｓは、保持ユニット１０のベース部１１の上面１１ｍに結合されている。具体的には、ベース部１１の上面１１ｍのうち、図４に示すように、案内部６０を無くして保持ユニット１０をチェーン２０のみで吊り下げた場合には、保持ユニット１０が図３に示す「通常の姿勢」（ベース部１１の上面１１ｍが水平に拡がる姿勢）から、第１回転方向ＲＨ１に回動した姿勢で吊り下げられる位置１１ｍｉに、チェーン２０の先端部２０ｓが結合されている。詳細には、ベース部１１の上面１１ｍのうち、横方向ＢＨの中央で、かつ、縦方向ＣＨについては、保持ユニット１０の重心Ｇよりも縦方向ＣＨの一方側ＣＨ１にズレた位置１１ｍｉに、チェーン２０の先端部２０ｓが結合されている（図３参照）。

昇降機構３０は、保持ユニット１０をチェーン２０を介して昇降させる。昇降機構３０は、チェーン２０を巻くドラム（不図示）と、このドラムを回転させるモータ（不図示）とを有する。モータでドラムを回転させることで、ドラムから下方ＤＨ２に延びるチェーン２０の長さを変更できるように構成されている。この昇降機構３０のモータは、制御部７０によって制御される。

柱部４０は、一対のガイドレール４１と、一対のユニット支持レール４３と、基台４５とを有する。一対のガイドレール４１は、横方向ＢＨの一方側ＢＨ１及び他方側ＢＨ２に配置され、それぞれ基台４５に固定されて鉛直方向ＤＨに延びている。また、これらのガイドレール４１は、前述の保持ユニット１０よりも縦方向ＣＨの一方側ＣＨ１に配置されている。各ガイドレール４１には、後述する案内部６０のうち上側案内ブロック６１及び下側案内ブロック６３が、それぞれガイドレール４１に沿って鉛直方向ＤＨに移動可能に取り付けられている。

一対のユニット支持レール４３は、横方向ＢＨの一方側ＢＨ１及び他方側ＢＨ２に配置され、それぞれ基台４５に固定されて鉛直方向ＤＨに延びている。また、これらのユニット支持レール４３は、保持ユニット１０よりも縦方向ＣＨの一方側ＣＨ１に配置されている。各ユニット支持レール４３には、それぞれ縦方向ＣＨの他方側ＣＨ２に突出する複数の突起部４３ｄが設けられている。

これらの突起部４３ｄは、鉛直方向ＤＨに所定間隔で配置されている。チェーン２０で保持ユニット１０を吊り下げている「通常状態」で、保持ユニット１０が「通常の姿勢」となっている状態では、保持ユニット１０の各係合部材１７の先端部１７ｓと、各ユニット支持レール４３の突起部４３ｄとは、前述のように、縦方向ＣＨに隙間ＫＭを空けて配置されている。このため、この保持ユニット１０が「通常の姿勢」となっている状態では、保持ユニット１０の各係合部材１７の先端部１７ｓが、各ユニット支持レール４３の突起部４３ｄに係合することはない。但し、チェーン２０が切れた場合には、後述するように、保持ユニット１０が落下すると共に回動して、保持ユニット１０の各係合部材１７の先端部１７ｓが、各ユニット支持レール４３の突起部４３ｄに係合する。

案内部６０は、保持ユニット１０に弾性的に取り付けられたバネ部５０を有し、保持ユニット１０をバネ部５０を介してガイドレール４１に沿って鉛直方向ＤＨに案内する。
バネ部５０は、保持ユニット１０を第１回転方向ＲＨ１とは逆の反第１回転方向ＲＨ２に付勢して、保持ユニット１０を前述の「通常の姿勢」（ベース部１１の上面１１ｍが水平に拡がる姿勢）に保っている。

具体的には、バネ部５０は、横方向ＢＨの一方側ＢＨ１及び他方側ＢＨ２に配置された２つの上側バネ５１と、これらの上側バネ５１よりも下方ＤＨ２で、横方向ＢＨの一方側ＢＨ１及び他方側ＢＨ２に配置された２つの下側バネ５３とからなる。各上側バネ５１の一端５１ａは、保持ユニット１０の重心Ｇよりも上方ＤＨ１で保持ユニット１０に取り付けられ、各上側バネ５１の他端５１ｂは、案内部６０の後述する上側案内ブロック６１に取り付けられている。一方、各下側バネ５３の一端５３ａは、保持ユニット１０の重心Ｇよりも下方ＤＨ２で保持ユニット１０に取り付けられ、各下側バネ５３の他端５３ｂは、案内部６０の後述する下側案内ブロック６３に取り付けられている。

上側バネ５１の自然長Ｌ１は、下側バネ５３の自然長Ｌ２よりも短い（Ｌ１＜Ｌ２）。一方、チェーン２０で保持ユニット１０を吊り下げた「通常状態」では、上側バネ５１は自然長Ｌ１よりも伸ばされて長さＬ３（Ｌ３＞Ｌ１）になる一方、下側バネ５３は自然長Ｌ２よりも縮められて長さＬ４（Ｌ４＜Ｌ２）になる。そして、上側バネ５１の長さＬ３と下側バネ５３の長さＬ４とが等しくなる（Ｌ３＝Ｌ４）ように調整されている。これにより、保持ユニット１０が前述の「通常の姿勢」（ベース部１１の上面１１ｍが水平に拡がる姿勢）に保たれている。

また、案内部６０は、横方向ＢＨの一方側ＢＨ１及び他方側ＢＨ２に配置された２つの上側案内ブロック６１と、これらの上側案内ブロック６１よりも下方ＤＨ２で、横方向ＢＨの一方側ＢＨ１及び他方側ＢＨ２に配置された２つの下側案内ブロック６３とを有する。これら上側案内ブロック６１及び下側案内ブロック６３は、前述の柱部４０の各ガイドレール４１に取り付けられており、上側案内ブロック６１及び下側案内ブロック６３内にそれぞれ内蔵されたボールリテーナを介して、ガイドレール４１に沿って鉛直方向ＤＨに移動可能となっている。また、各上側案内ブロック６１には、各上側バネ５１の他端５１ｂが取り付けられ、上側バネ５１を介して保持ユニット１０に弾性的に接続されている。また、各下側案内ブロック６３には、各下側バネ５３の他端５３ｂが取り付けられ、下側バネ５３を介して保持ユニット１０に弾性的に接続されている。

制御部７０は、昇降装置１の制御を行うための操作パネル（不図示）を有しており、作業者は、この操作パネルで昇降装置１を操作することによって、電池パック１００を保持して吊り上げたり、或いは、吊り上げた状態の電池パック１００を下ろすことができるように構成されている。具体的には、制御部７０は、保持ユニット１０のハンドユニット１３のうち移動部１５のモータを制御して、ハンドユニット１３の挟持部１４で電池パック１００を保持したり、或いは、挟持部１４で保持していた電池パック１００から挟持部１４を離す。また、制御部７０は、昇降機構３０のモータを制御して、チェーン２０を介して保持ユニット１０を昇降させる。

次いで、この昇降装置１を用いて、電池パック１００を昇降させることを説明する。昇降装置１で電池パック１００を吊り上げたい場合、作業者は、制御部７０の操作パネルの上昇ボタン（不図示）を押す。すると、まず制御部７０が昇降機構３０のモータを制御して、チェーン２０を下方ＤＨ２に延ばし、上方ＤＨ１に位置していた保持ユニット１０を所定の高さまで下降させる。続いて、制御部７０が保持ユニット１０のハンドユニット１３のうち移動部１５のモータを制御して、ハンドユニット１３の一対の挟持部１４を横方向ＢＨの内側に（挟持部１４同士が互いに近づく方向に）、所定距離移動させて、一対の挟持部１４で横方向ＢＨの両側から電池パック１００を挟んで保持する。続いて、制御部７０が再び昇降機構３０のモータを制御して、チェーン２０を巻き上げ、電池パック１００を保持した保持ユニット１０を所定の高さまで上昇させる。これにより、電池パック１００が吊り上げられる。

一方、吊り上げた電池パック１００を下ろす際には、作業者は、制御部７０の操作パネルの下降ボタン（不図示）を押す。すると、まず制御部７０が昇降機構３０のモータを制御して、チェーン２０を下方ＤＨ２に延ばし、電池パック１００を保持した保持ユニット１０を所定の高さまで下降させる。続いて、制御部７０が移動部１５のモータを制御して、一対の挟持部１４を横方向ＢＨの外側に（挟持部１４同士が互いに遠ざかる方向に）、所定距離移動させて、一対の挟持部１４を電池パック１００から離す。続いて、制御部７０が再び昇降機構３０のモータを制御して、電池パック１００を保持していない保持ユニット１０を元の高さまで上昇させる。

ところで、前述したように、チェーン２０は、保持ユニット１０のうち、案内部６０を無くした状態で保持ユニット１０を吊り下げた場合に（図３参照）、保持ユニット１０が、「通常の姿勢」（ベース部１１の上面１１ｍが水平に拡がる姿勢）よりも第１回転方向ＲＨ１に回動した姿勢となって吊り下げられる位置に結合している。しかし、保持ユニット１０は、上側案内ブロック６１及び下側案内ブロック６３との間に弾性的に取り付けられたバネ部５０（上側バネ５１及び下側バネ５３）により、第１回転方向ＲＨ１とは逆の反第１回転方向ＲＨ２に付勢されている。これにより、チェーン２０で保持ユニット１０を吊り下げた場合には、この保持ユニット１０を第１回転方向ＲＨ１に回動させようとする力と、バネ部５０によって保持ユニット１０が反第１回転方向ＲＨ２に回動させようとする力が釣り合って、保持ユニット１０が「通常の姿勢」に保たれている。

ここで、チェーン２０が何らかの理由で切れた場合について説明する（図５参照）。チェーン２０で保持ユニット１０を吊り下げた「通常状態」において、バネ部５０は、前述のように、保持ユニット１０を第１回転方向ＲＨ１とは逆の反第１回転方向ＲＨ２に付勢している。具体的には、各上側バネ５１は自然長Ｌ１よりも伸ばされて長さＬ３に、各下側バネ５３は自然長Ｌ２よりも縮められて長さＬ４になっており、これにより、保持ユニット１０を反第１回転方向ＲＨ２に付勢している。

このため、チェーン２０が切れて保持ユニット１０が落下すると、伸ばされていた各上側バネ５１は、自然長Ｌ１に戻ろうと縮み、縮められていた各下側バネ５３は、自然長Ｌ２に戻ろうと伸びるため、保持ユニット１０は、反第１回転方向ＲＨ２に回動する。そして、保持ユニット１０が反第１回転方向ＲＨ２に回動した姿勢で落下すると、保持ユニット１０の各係合部材１７は、「通常の姿勢」よりも縦方向ＣＨの一方側ＣＨ１に突出する姿勢となる。このため、各係合部材１７の先端部１７ｓが、各ユニット支持レール４３の突起部４３ｄに係合して、保持ユニット１０の落下が止まる。かくして、保持ユニット１０が基台４５まで落下することが防止される。

以上で説明したように、昇降装置１は、チェーン２０で保持ユニット１０を吊り下げた通常状態（チェーン２０が切れていない通常状態）では、保持ユニット１０は、案内部６０のバネ部５０によって所定の姿勢（ベース部１１の上面１１ｍが水平に拡がる通常の姿勢）に保たれている。また、この通常状態では、保持ユニット１０の係合部材１７は、柱部４０のユニット支持レール４３に係合しない。
一方、もしチェーン２０が切れた場合には、保持ユニット１０は落下すると共にバネ部５０の付勢によって反第１回転方向ＲＨ２に回動するので、保持ユニット１０の係合部材１７が柱部４０のユニット支持レール４３に係合して、保持ユニット１０の落下が止められる。このため、チェーン２０が切れた場合でも、保持ユニット１０が底面に衝突するなどの落下による不具合を防止できる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。

１ 昇降装置
１０ 保持ユニット
１１ｍｉ （チェーンが結合される）位置
１７ 係合部材（係合部）
２０ チェーン（吊り下げ部材）
３０ 昇降機構
４０ 柱部
４１ ガイドレール
４３ ユニット支持レール（ユニット支持部）
５０ バネ部
５１ 上側バネ
５３ 下側バネ
６０ 案内部
６１ 上側案内ブロック
６３ 下側案内ブロック
７０ 制御部
１００ 電池パック（対象物）
ＤＨ 高さ方向（鉛直方向）
ＲＨ１ 第１回転方向
ＲＨ２ 反第１回転方向

Claims (1)

1. 対象物を脱着可能に保持する保持ユニットと、
   上記保持ユニットを吊り下げる吊り下げ部材と、
   上記保持ユニットを上記吊り下げ部材を介して昇降させる昇降機構と、を備え、
   上記保持ユニットで保持した上記対象物を昇降させる昇降装置であって、
   鉛直方向に延びるガイドレールを有する柱部と、
   上記保持ユニットに弾性的に取り付けられたバネ部を有し、上記保持ユニットを上記バネ部を介して上記ガイドレールに沿って鉛直方向に案内する案内部と、を更に備え、
   上記吊り下げ部材は、
   上記保持ユニットのうち、上記案内部を無くして上記保持ユニットを上記吊り下げ部材で吊り下げた場合には、上記保持ユニットが所定の姿勢から第１回転方向に回動した姿勢で吊り下げられる位置に結合されており、かつ、
   上記案内部の上記バネ部は、
   上記保持ユニットを上記第１回転方向とは逆の反第１回転方向に付勢して、上記保持ユニットを上記所定の姿勢に保っており、
   上記保持ユニットは、係合部を、
   上記柱部は、ユニット支持部を有し、
   上記係合部は、
   上記吊り下げ部材で上記保持ユニットを吊り下げているときには、上記ユニット支持部に係合せず、
   上記吊り下げ部材が切れて、上記バネ部の付勢により上記保持ユニットが上記所定の姿勢よりも上記反第１回転方向に回動した姿勢で落下したときには、上記ユニット支持部に係合する、形態を有する
   昇降装置。

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