JPH05294147A - 無人車のバッテリー自動交換装置 - Google Patents

無人車のバッテリー自動交換装置

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JPH05294147A
JPH05294147A JP3226714A JP22671491A JPH05294147A JP H05294147 A JPH05294147 A JP H05294147A JP 3226714 A JP3226714 A JP 3226714A JP 22671491 A JP22671491 A JP 22671491A JP H05294147 A JPH05294147 A JP H05294147A
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、無人車に搭載のバッテリーの充電
容量を放電検知器により検出して、充電容量が一定量以
下になったことの検出に基づいて無人車上のバッテリー
をバッテリー移載装置により充電済みのバッテリーと自
動的に交換する無人車のバッテリー自動交換装置を提供
することを目的とする。 【構成】 本発明は、複数のバッテリー保管部1をもつ
保管装置2と、無人車3上の放電したバッテリー4とバ
ッテリー保管部1内の充電済みバッテリー4とを自動交
換するバッテリー移載装置5とを備え、各バッテリー保
管部1には夫々移載されてくるバッテリー4に自動接続
し取出されてゆくバッテリー4から自動離脱する充電端
子6をもち、無人車3には受電端子7をもち、無人車3
に備えたバッテリー4の放電状態を検出する放電検知器
の作動により無人車3をバッテリー交換用ステーション
に停止させて、無人車3上の放電したバッテリー4とバ
ッテリー保管部1内の充電済みバッテリー4とを自動交
換することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無人車のバッテリー自
動交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】無人車に対するバッテリー交換という考
え方は、次のような背景をもつ。無人工場において昼夜
連続操業する場合、無人車準備台数を台車運行台数の2
倍とする。半数の無人車が運行されている間に残り半数
の無人車につき充電しておき、運行によってそのバッテ
リーが放電間際となった無人車と充電済みの無人車とを
交換する。前記放電間際の無人車のバッテリーに対して
充電を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように無人車の
入替え運転を行えば昼夜連続操業が可能であるが、総無
人車数が多くイニシャルコストが高くつくとともに待機
無人車の収容スペースが大となる不都合がある。このよ
うな不都合を生じさせないですむものとしてバッテリー
交換という考え方がでてきたのである。無人車に搭載す
るバッテリーは、走行駆動モータの電源の他、各種の制
御回路や制御対象駆動機の電源である。バッテリー走行
式無人車は、給電線方式の場合のような走行範囲の制約
を受けない、低騒音であり、又、大気汚染を起こさない
ので、無人工場での治具やワーク等の搬送に多用されて
いる。バッテリー走行式無人車の大きな問題は、バッテ
リー交換及び充電をいかに合理的に行うかである。バッ
テリー容量を比較的大となせば、バッテリー交換の頻度
が低くてすむが、バッテリーが大型化し、かつ、重量も
大きくなり、その結果、無人車及び交換装置の大型化を
招くので、大容量バッテリーの採用は難しい。逆に、バ
ッテリー容量が小さければ、バッテリー重量も小さく、
無人車及び交換装置の小型化に有利であるが、バッテリ
ー交換の頻度が高くなるのは必然である。この頻度の高
いバッテリー交換を合理的に行えるようにすることが本
発明の目的である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明が講じた技術的手
段は次項乃至のとおりである。 複数のバッテリー保管部1をもつ保管装置2と、無
人車3上のバッテリー4を移載手段により取出して空の
バッテリー保管部1に移載する一方、バッテリー保管部
1内の充電済みバッテリー4を移載手段により取出して
無人車3に移載する自動移載手段を備えたバッテリー移
載装置5とを備えている。 無人車3には、バッテリー4の放電状態を検出する
放電検知器を備え、この放電検知器の作動により無人車
3をバッテリー交換用ステーションに誘導させる。 前記の各バッテリー保管部1は、前記移載手段によ
り移載されてくるバッテリー4に自動接続し、前記移載
手段により取出されてゆくバッテリー4から自動離脱す
る充電端子6をもっている。 前記無人車は3は前記移載手段により移載されてく
るバッテリー4に自動接続し、前記移載手段により取出
されてゆくバッテリー4から自動離脱する受電端子7を
もっている。
【0005】
【作用】保管装置2の複数のバッテリー保管部1におい
て、最大その保管部1の総数のバッテリー4が充電状態
ないし所定の充電が終了した状態にある。搭載バッテリ
ー4の蓄電量が残り少なくなった無人車3がバッテリー
自動交換装置の所定のステーションに到着すると、その
放電終止間際のバッテリー4をバッテリー移載装置5が
自動的に取出し、その取出したバッテリー4を空のバッ
テリー保管部1へと自動移載する。このとき、そのバッ
テリー4がバッテリー保管部1の充電端子6に自動的に
接続される。バッテリー移載装置5は、バッテリー保管
部1に充電済みのバッテリー4を無人車3に自動移載す
る。このときそのバッテリー4は無人車3の受電端子7
に自動的に接続される。バッテリー交換を受けた無人車
3はステーションから出てゆくが、以上のような自動交
換、自動充電、自動接続が、任意数の無人車3に対して
実行される。バッテリー保管部1に移載され充電を受け
るバッテリー4が完全充電状態になるまで所定の時間を
要する。しかし、この時間内にステーションへ到着した
無人車3に対しては、その充電途中のバッテリー4では
なく、充電済みの他のバッテリー4が利用されるので、
時間待ちのない合理的なバッテリー交換が行われる。一
方、無人車3から移載されたバッテリー4は完全充電状
態まで充電を受ける時間的余裕をもつ。
【0006】
【発明の効果】かくして本発明の効果は、複数あるバッ
テリー保管部や無人車の夫々にバッテリーの移載装置を
設ける必要がなく、簡素な構造としながらバッテリー交
換を合理的に行うことができるということである。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。保管装置
2は階層状の回転棚に構成されている。各階層8には、
複数個(4個)のバッテリー保管部1があり、個々のバ
ッテリー保管部1には、充電器9と充電端子6とがあ
る。保管装置2は図示しないモータによって駆動回転さ
れる。保管装置2とバッテリー移載装置5とは図示しな
いコントローラを介して連繋されている。
【0008】バッテリー移載装置5は、バッテリー係止
フィンガー10、バッテリー載せ部11、吊下げ回転枠
12、昇降枠13、昇降ガイド14などから成るバッテ
リー移載手段を備えている。昇降モータ15はスクリュ
ージャッキ16を介して昇降枠13を上下動させる。回
転用モータ17は、昇降枠13に付設されており、歯車
18群を介して吊下げ回転枠12を正逆回転させる。そ
の回転角範囲がαで示されている。バッテリー係止フィ
ンガー10は、揺動自在に枢支された引掛けラッチ1
9、このラッチ19のアクチュエータである電動シリン
ダ20、センサーバー21、マイクロスイッチ22など
を備えている。ラッチ19は、バッテリー4を内装する
バッテリーケース23の切欠き24に対して係脱する。
センサーバー21は、バッテリーケース23に当接して
スプリング25に抗して後退したときマイクロスイッチ
22をオンする。これによって電動シリンダ20を作動
させてラッチ19を切欠き24に引掛けさせる。32,
32はラッチ19のホルダー33を支えるロッドでこれ
は筒34,34に摺動自在に保持され、かつスプリング
35,35で突出し付勢並びに緩衝されるようになって
いる。フィンガー10は、バッテリー載せ部11上をレ
ール26に沿って往復移動するように構成されている。
バッテリーケース23は、その下面に、レール26,2
7,28に対する車輪29とガイドローラ30、及びバ
ッテリー4に常時接続される給電シュー31を備えてい
る。図7の構造は、無人車3も、バッテリー載せ部11
も、バッテリー保管部1も備えている。レール26はバ
ッテリー載せ部11に、レール27は無人車3に、レー
ル28はバッテリー保管部1にある。バッテリー保管部
1の充電端子6及び無人車3の受電端子7は図7のよう
になっており、シュー31はこれらの上面を摺動する。
無人車3には、バッテリー4についての放電検知器(図
示せず)がついており、この検知器の作動した無人車3
のみが、バッテリー交換用ステーションに誘導されるこ
ととなる。
【0009】図8は別の実施例を示す。バッテリー保管
装置2は、直線上に横に並設され、かつ複数階に並設さ
れたバッテリー保管部1をもつ。バッテリー移載装置5
は、保管装置2に沿って横移動し、又、昇降移動する。
【0010】次に、図9は示す実施例について説明す
る。バッテリー保管装置2が水平循環状の棚に構成され
ている。すなわち、上下複数段の棚状のバッテリー保管
部1を有する枠体32’の多数が、上下一対の駆動式無
端回動帯33’によって連鎖されている。34’は巻回
用の輪体、35’はカバー、5はバッテリー移載装置、
3は無人車である。
【0011】次に、図10に示す実施例について説明す
る。バッテリー保管装置2全体を覆うファン36付きカ
バー37が設けられている。38は屋外へ通じる排気ダ
クトである。カバー37の胴部には、上下複数段のバッ
テリー保管部1に対する開閉扉39が装着されている。
この実施例は、充電によって発生するガスを屋外に排出
するためのものである。
【0012】なお、本発明は次の実施例も含む。 無人車が装着するバッテリーの数は通常は一個であ
るが、これを複数個とし、それらを1つのケースに一ま
とまりに収納してあるもの。 バッテリー移載装置5として、フィンガー式のもの
に代え、駆動式コンベヤ又はプッシュプルフィンガー付
出退枠などを採用してあるもの。
【0013】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】原理的構成図
【図2】正面図
【図3】平面図
【図4】フィンガー部の一部を破断した正面図
【図5】図4のY方向視の斜視図
【図6】センサー部の一部を破断した正面図
【図7】充電端子部又は受電端子部の一部を破断した側
面図
【図8】別の実施例に係る概略的な平面図
【図9】他の実施例に係る平面図
【図10】別の実施例に係る正面図
【符号の説明】
1 バッテリー保管部 2 保管装置 3 無人車 4 バッテリー 5 バッテリー移載装置 6 充電端子 7 受電端子
【手続補正書】
【提出日】平成3年10月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 無人車のバッテリー自動交換装置
【特許請求の範囲】 複数のバッテリー保管部(1)をもつ保管装置(2)
と、無人車(3)上のバッテリー(4)を移載手段によ
り取出して空のバッテリー保管部(1)に移載する一
方、バッテリー保管部(1)内の充電済みバッテリー
(4)を移載手段により取出して無人車(3)に移載す
バッテリー自動移載装置(5)とを備え、無人車
(3)には、バッテリー(4)の放電状態を検出する放
電検知器を備え、この放電検知器の作動により無人車
(3)をバッテリー交換用ステーションに停止させると
ともに、前記の各バッテリー保管部(1)は、前記移載
手段により移載されてくるバッテリー(4)に自動接続
し、前記移載手段により取出されてゆくバッテリー
(4)から自動離脱する充電端子(6)をもち、前記無
人車(3)は、前記移載手段により移載されてくるバッ
テリー(4)に自動接続し、前記移載手段により取出さ
れてゆくバッテリー(4)から自動離脱する受電端子
(7)をもっている無人車のバッテリー自動交換装置。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無人車のバッテリー自
動交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】無人車に対するバッテリー交換という考
え方は、次のような背景をもつ。無人工場において昼夜
連続操業する場合、無人車準備台数を台車運行台数の2
倍とする。半数の無人車が運行されている間に残り半数
の無人車につき充電しておき、運行によってそのバッテ
リーが放電間際となった無人車と充電済みの無人車とを
交換する。前記放電間際の無人車のバッテリーに対して
充電を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように無人車の
入替え運転を行えば昼夜連続操業が可能であるが、総無
人車数が多くイニシャルコストが高くつくとともに待機
無人車の収容スペースが大となる不都合がある。このよ
うな不都合を生じさせないですむものとしてバッテリー
交換という考え方がでてきたのである。無人車に搭載す
るバッテリーは、走行駆動モータの電源の他、各種の制
御回路や制御対象駆動機の電源である。バッテリー走行
式無人車は、給電線方式の場合のような走行範囲の制約
を受けない、低騒音であり、又、大気汚染を起こさない
ので、無人工場での治具やワーク等の搬送に多用されて
いる。バッテリー走行式無人車の大きな問題は、バッテ
リー交換及び充電をいかに合理的に行うかである。バッ
テリー容量を比較的大となせば、バッテリー交換の頻度
が低くてすむが、バッテリーが大型化し、かつ、重量も
大きくなり、その結果、無人車及び交換装置の大型化を
招くので、大容量バッテリーの採用は難しい。逆に、バ
ッテリー容量が小さければ、バッテリー重量も小さく、
無人車及び交換装置の小型化に有利であるが、バッテリ
ー交換の頻度が高くなるのは必然である。この頻度の高
いバッテリー交換をバッテリーの放電状態に合わせて
理的に行えるようにすることが本発明の目的である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明が講じた技術的手
段は次項乃至のとおりである。 複数のバッテリー保管部1をもつ保管装置2と、無
人車3上のバッテリー4を移載手段により取出して空の
バッテリー保管部1に移載する一方、バッテリー保管部
1内の充電済みバッテリー4を移載手段により取出して
無人車3に移載するバッテリー自動移載装置5とを備え
ている。 無人車3には、バッテリー4の放電状態を検出する
放電検知器を備え、この放電検知器の作動により無人車
3をバッテリー交換用ステーションに停止させる。 前記の各バッテリー保管部1は、前記移載手段によ
り移載されてくるバッテリー4に自動接続し、前記移載
手段により取出されてゆくバッテリー4から自動離脱す
る充電端子6をもっている。 前記無人車は3は前記移載手段により移載されてく
るバッテリー4に自動接続し、前記移載手段により取出
されてゆくバッテリー4から自動離脱する受電端子7を
もっている。
【0005】
【作用】保管装置2の複数のバッテリー保管部1におい
て、最大その保管部1の総数のバッテリー4が充電状態
ないし所定の充電が終了した状態にある。放電検知器に
より搭載バッテリー4の放電状態が検出され、その蓄電
量が残り少なったことの検出に基づいく放電検知器の作
動により無人車3はバッテリー自動交換装置の所定のス
テーションに到着して停止し、その放電終止間際のバッ
テリー4をバッテリー自動移載装置5が自動的に取出
し、その取出したバッテリー4を空のバッテリー保管部
1へと自動移載する。このとき、そのバッテリー4がバ
ッテリー保管部1の充電端子6に自動的に接続される。
バッテリー自動移載装置5は、バッテリー保管部1に充
電済みのバッテリー4を無人車3に自動移載する。この
ときそのバッテリー4は無人車3の受電端子7に自動的
に接続される。バッテリー交換を受けた無人車3はステ
ーションから出てゆくが、以上のようなバッテリー放電
状態の検出、無人車のバッテリー交換ステーションでの
停止、自動交換、自動充電、自動接続が、任意数の無人
車3に対して実行される。バッテリー保管部1に移載さ
れ充電を受けるバッテリー4が完全充電状態になるまで
所定の時間を要する。しかし、この時間内にステーショ
ンへ到着した無人車3に対しては、その充電途中のバッ
テリー4ではなく、充電済みの他のバッテリー4が利用
されるので、時間待ちのない合理的なバッテリー交換が
行われる。一方、無人車3から移載されたバッテリー4
は完全充電状態まで充電を受ける時間的余裕をもつ。
【0006】
【発明の効果】かくして本発明の効果は、複数あるバッ
テリー保管部や無人車の夫々にバッテリーの移載装置を
設ける必要がなく、簡素な構造としながらバッテリー交
換を合理的に行うことができるということである。
た、バッテリーの放電状態を検出する放電検知器により
搭載バッテリーの蓄電量が所定値まで少なくなってこと
を検出して、この検出によって無人車に搭載したバッテ
リーを交換するようにしてあるので無駄のない合理的な
バッテリー交換を行うことができる。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。保管装置
2は階層状の回転棚に構成されている。各階層8には、
複数個(4個)のバッテリー保管部1があり、個々のバ
ッテリー保管部1には、充電器9と充電端子6とがあ
る。保管装置2は図示しないモータによって駆動回転さ
れる。保管装置2とバッテリー自動移載装置5とは図示
しないコントローラを介して連繋されている。
【0008】バッテリー自動移載装置5は、バッテリー
係止フィンガー10、バッテリー載せ部11、吊下げ回
転枠12、昇降枠13、昇降ガイド14などから成るバ
ッテリー移載手段を備えている。昇降モータ15はスク
リュージャッキ16を介して昇降枠13を上下動させ
る。回転用モータ17は、昇降枠13に付設されてお
り、歯車18群を介して吊下げ回転枠12を正逆回転さ
せる。その回転角範囲がαで示されている。バッテリー
係止フィンガー10は、揺動自在に枢支された引掛けラ
ッチ19、このラッチ19のアクチュエータである電動
シリンダ20、センサーバー21、マイクロスイッチ2
2などを備えている。ラッチ19は、バッテリー4を内
装するバッテリーケース23の切欠き24に対して係脱
する。センサーバー21は、バッテリーケース23に当
接してスプリング25に抗して後退したときマイクロス
イッチ22をオンする。これによって電動シリンダ20
を作動させてラッチ19を切欠き24に引掛けさせる。
32,32はラッチ19のホルダー33を支えるロッド
でこれは筒34,34に摺動自在に保持され、かつスプ
リング35,35で突出し付勢並びに緩衝されるように
なっている。フィンガー10は、バッテリー載せ部11
上をレール26に沿って往復移動するように構成されて
いる。バッテリーケース23は、その下面に、レール2
6,27,28に対する車輪29とガイドローラ30、
及びバッテリー4に常時接続される給電シュー31を備
えている。図7の構造は、無人車3も、バッテリー載せ
部11も、バッテリー保管部1も備えている。レール2
6はバッテリー載せ部11に、レール27は無人車3
に、レール28はバッテリー保管部1にある。バッテリ
ー保管部1の充電端子6及び無人車3の受電端子7は図
7のようになっており、シュー31はこれらの上面を摺
動する。無人車3には、バッテリー4についての放電検
知器(図示せず)がついており、この検知器の作動した
無人車3のみが、バッテリー交換用ステーションに誘導
停止されることとなる。
【0009】図8は別の実施例を示す。バッテリー保管
装置2は、直線上に横に並設され、かつ複数階に並設さ
れたバッテリー保管部1をもつ。バッテリー移載装置5
は、保管装置2に沿って横移動し、又、昇降移動する。
【0010】次に、図9は示す実施例について説明す
る。バッテリー保管装置2が水平循環状の棚に構成され
ている。すなわち、上下複数段の棚状のバッテリー保管
部1を有する枠体32’の多数が、上下一対の駆動式無
端回動帯33’によって連鎖されている。34’は巻回
用の輪体、35’はカバー、5はバッテリー移載装置、
3は無人車である。
【0011】次に、図10に示す実施例について説明す
る。バッテリー保管装置2全体を覆うファン36付きカ
バー37が設けられている。38は屋外へ通じる排気ダ
クトである。カバー37の胴部には、上下複数段のバッ
テリー保管部1に対する開閉扉39が装着されている。
この実施例は、充電によって発生するガスを屋外に排出
するためのものである。
【0012】なお、本発明は次の実施例も含む。 無人車が装着するバッテリーの数は通常は一個であ
るが、これを複数個とし、それらを1つのケースに一ま
とまりに収納してあるもの。 バッテリー移載装置5として、フィンガー式のもの
に代え、駆動式コンベヤ又はプッシュプルフィンガー付
出退枠などを採用してあるもの。
【0013】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】原理的構成図
【図2】正面図
【図3】平面図
【図4】フィンガー部の一部を破断した正面図
【図5】図4のY方向視の斜視図
【図6】センサー部の一部を破断した正面図
【図7】充電端子部又は受電端子部の一部を破断した側
面図
【図8】別の実施例に係る概略的な平面図
【図9】他の実施例に係る平面図
【図10】別の実施例に係る正面図
【符号の説明】 1 バッテリー保管部 2 保管装置 3 無人車 4 バッテリー 5 バッテリー移載装置 6 充電端子 7 受電端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数のバッテリー保管部(1)をもつ保管装置(2)
    と、無人車(3)上のバッテリー(4)を移載手段によ
    り取出して空のバッテリー保管部(1)に移載する一
    方、バッテリー保管部(1)内の充電済みバッテリー
    (4)を移載手段により取出して無人車(3)に移載す
    る自動移載手段を備えたバッテリー移載装置(5)とを
    備え、無人車(3)には、バッテリー(4)の放電状態
    を検出する放電検知器を備え、この放電検知器の作動に
    より無人車(3)をバッテリー交換用ステーションに停
    止させるとともに、前記の各バッテリー保管部(1)
    は、前記移載手段により移載されてくるバッテリー
    (4)に自動接続し、前記移載手段により取出されてゆ
    くバッテリー(4)から自動離脱する充電端子(6)を
    もち、前記無人車(3)は、前記移載手段により移載さ
    れてくるバッテリー(4)に自動接続し、前記移載手段
    により取出されてゆくバッテリー(4)から自動離脱す
    る受電端子(7)をもっている無人車のバッテリー自動
    交換装置。
JP3226714A 1991-09-06 1991-09-06 無人車のバッテリー自動交換装置 Expired - Lifetime JP2592731B2 (ja)

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JPH05294147A true JPH05294147A (ja) 1993-11-09
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995018760A1 (en) * 1994-01-06 1995-07-13 Unlimited Range Electric Car Systems Company Battery charging and transfer system
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