JPH05301630A - バッテリ交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無人車のバッテリ交換を作業者に負担をかけ
ずに迅速に行い得るようにする。 【構成】 バッテリＢ１，Ｂ２を循環移動し得るように
ループ状に配置された循環コンベヤ６を主体として構成
する。循環コンベヤ６にはバッテリ交換ステーション
と、充電ステーションと、待機ステーションとを設定す
る。交換ステーションには無人車７のバッテリ出入口高
さに対応させるための高さ調整可能なリフト装置付コン
ベヤ１を設置する。リフト装置付コンベヤ１には、バッ
テリの搬出入に際して無人車７のバッテリストッパ装置
１５を解除作動するプッシャ装置１３と、無人車７との
間においてバッテリＢ１，Ｂ２を移載するプッシュプル
アーム１４とを設置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無人車のバッテリ交換
装置に係り、詳しくは無人牽引車のような重量の大なる
バッテリを使用している無人車のバッテリ交換に好適な
バッテリ交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、無人牽引車の場合は重量の大なる
バッテリ（一般に２５０kg程度）が使用されている。無
人牽引車による作業中において、搭載されたバッテリの
放電により電力が減少して使用に耐えなくなると、これ
を充電済バッテリと交換するが、従来、この交換作業は
専らキャリヤを利用しての人手に委ねられていた。すな
わち、図４に示すように、作業者はバッテリ交換用キャ
リヤ５１の高さをレベル調整ハンドル５２により無人牽
引車５３のバッテリ搬出入口の高さに合わせるように調
整後、無人牽引車５３とバッテリＢ１のコネクタ５４，
５５を切り離してからバッテリ交換用キャリヤ５１上へ
バッテリＢ１を引き出す。その後、これを図示仮想線の
如く充電ステーションへ搬送して充電装置５６とバッテ
リＢ１のコネクタ５５，５７を接続してバッテリＢ１の
充電を行う一方、別のバッテリ交換用キャリヤ５８に積
載されている充電済バッテリＢ２を無人牽引車５３まで
搬送するとともに、レベル調整ハンドル５２により高さ
調整をしたのち、充電済バッテリＢ２を無人牽引車５３
に積み込むことによりバッテリ交換を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の人手による交換作業では、長時間を必要とする上に
無人牽引車とバッテリ交換用キャリヤとの間で重量の大
なるバッテリを人力で搬出入しなければならないため
に、作業員の肉体的負担が大きいという点に問題があ
る。

【０００４】そこで本発明は、上述の問題に鑑み、バッ
テリ交換を迅速に行うことが可能で、しかも作業者に負
担のかからないバッテリ交換装置を提供することを、解
決すべき技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のように構成したものである。すなわ
ち、本発明に係るバッテリ交換装置は、バッテリを循環
移動し得るようにループ状に配置された複数のコンベヤ
からなる循環コンベヤを主体として構成されており、該
循環コンベヤには無人車の走行ラインに並行する部位に
バッテリ交換ステーションを設定する他、充電装置によ
るバッテリの充電ステーション及び充電済バッテリの待
機ステーションとを設定するとともに、前記バッテリ交
換ステーションには前記無人車のバッテリ搬出入口高さ
に対応可能な高さ調整用のリフト装置付コンベヤを設置
し、さらにこのリフト装置付コンベヤには、無人車のバ
ッテリストッパ装置を解除作動するストッパ解除手段
と、リフト装置付コンベヤと無人車との間においてバッ
テリを移載するバッテリ移載手段とを備えたことを特徴
としている。

【０００６】

【作用】上述のように構成された本発明に係るバッテリ
交換装置においては、無人車がバッテリ交換ステーショ
ン横に停止されると、ストッパ解除手段により無人車側
のバッテリストッパが解除されるとともに、バッテリ移
載手段により無人車のバッテリ収納室内の交換すべき空
のバッテリがリフト装置付コンベヤ上へ引き出される。
搬出後のバッテリはコンベヤ駆動により予め設定された
充電ステーションへ搬送されるとともに、ここで充電装
置の充電電極と接続されて充電作用が開始される。

【０００７】一方、循環コンベヤ上の待機ステーション
にある充電済バッテリは、バッテリ交換ステーションの
リフト装置付コンベヤまで搬送されたのち、バッテリ移
載手段により無人車のバッテリ収納室に搬入される。そ
の後、ストッパ解除手段がバッテリストッパの解除作動
を中止し、バッテリストッパが搬入バッテリを所定位置
に拘束する。かくして、バッテリ交換が完了する。な
お、無人車のバッテリ搬出入口高さはバッテリの有無に
より変動するため、バッテリの搬出入に際してリフト装
置付コンベヤの高さが無人車のバッテリ搬出入口高さに
対応するよう調整される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は本実施例のバッテリ交換装置の平
面図、図２はその正面図、図３はバッテリの搬送方向転
換の説明図、図４はバッテリの移載説明図であり、さら
に図５は無人車に設置されるバッテリストッパ装置を示
している。図１に示すように、バッテリ交換装置はバッ
テリを循環移動し得るようにループ状に配置された第１
〜第５の５台のコンベヤ１〜５の集合体からなる循環コ
ンベヤ６を主体として構成されている。第１コンベヤ１
は無人車７と循環コンベヤ６との間において空バッテリ
Ｂ１，と充電済バッテリＢ２との乗せ替えを行うための
リフト装置付コンベヤであって、バッテリ交換ステーシ
ョンを構成している。

【０００９】また、第２コンベヤ２上には空バッテリＢ
１の充電ステーションが設定されており、この充電ステ
ーションには充電装置９の充電電極１０が設けられ、充
電すべき空バッテリＢ１に対して接続されるようになっ
ている。さらに、第３コンベヤ〜第５コンベヤのうちの
任意のコンベヤ、例えば第５コンベヤ５は充電済バッテ
リＢ２の待機ステーションを構成している。

【００１０】さらに、環状コンベヤ６の隅部に位置する
第１、第３及び第５コンベヤ１，３，５は、それぞれバ
ッテリＢ１，Ｂ２の移動方向を転換し得るように構成さ
れるものであって、図３に第３コンベヤ３の場合を例示
している。すなわち、第３コンベヤ３の場合は、その高
さが第２コンベヤ２及び第４コンベヤ４よりも僅かに低
い位置に設定され、バッテリＢ１，Ｂ２を図の左方へ誘
導するための２列の誘導コンベヤ３ａと、この２列の誘
導コンベヤ３ａの間において、第２コンベヤ２から搬送
されるバッテリＢ１，Ｂ２を受け入れるための受入れコ
ンベヤ３ｂと、誘導コンベヤ３ａ上のバッテリＢ１，Ｂ
２を第４コンベヤ４上へ送り出すための送出コンベヤ３
ｃとから構成されている。

【００１１】そして、受入れコンベヤ３ｂと送出コンベ
ヤ３ｃとは、第２コンベヤ２及び第４コンベヤ４と同一
高さの搬出入位置と、誘導コンベヤ３ａよりも低い高さ
の受入れ位置とを取り得るように構成されている。な
お、第１コンベヤ１及び第５コンベヤ５に関しては図示
を省略するが、基本的には上記第３コンベヤ３の場合と
同様であって、バッテリＢ１，Ｂ２を受入れ後、方向転
換して送り出せる構成となっている。

【００１２】しかして、前記リフト装置付コンベヤ１
は、乗せ替え用のテーブル１ａと、該テーブル１ａを上
下動させるリフト機構部１ｂと、このリフト機構部１ｂ
を作動させるアクチュエータとしてのリフトシリンダ１
ｃとから構成されている。これは、バッテリ交換時にお
いて、バッテリ搬出入に伴って生ずる無人車７のバッテ
リ搬出入口の高さ変動に対応するためであって、無人車
７に設けた高さ合わせ板１１と、テーブル１ａに設けた
リミットスイッチ１２とから構成される高さ検知手段に
よってテーブル高さが制御されるようになっている。

【００１３】つまり、リフト装置付コンベヤ１のテーブ
ル１ａは、常には他のコンベヤと略同一高さの初期位置
（無人車７のバッテリ搬出入口より低い位置）に待機
し、バッテリ搬出入時に初期位置から上昇動作を開始
し、リミットスイッチ１２が高さ合わせ板１１に当接し
たときに上昇作動を停止することで高さ合わせが行われ
るようになっている。

【００１４】また、リフト装置付コンベヤ１は、無人車
７側に設けられたバッテリストッパ装置１５を解除する
ストッパ解除手段としてのプッシャ装置１３と、無人車
７とリフト装置付コンベヤ１との間においてバッテリＢ
１，Ｂ２の移載を行うバッテリ移載手段としてのプッシ
ュプルアーム１４とが設置されている。

【００１５】図５に示すように、無人車７のバッテリ収
納室の底部（バッテリＢ１を支持するローラ間の下部
側）に配設されるバッテリストッパ装置１５は、略中間
部をブラケット１６にピン１７により枢着されて前後に
略水平に延在するストッパアーム１８を備えており、こ
のストッパアーム１８は、一端にバッテリ底面の一部と
係合することで該バッテリＢ１の移動を拘束するストッ
パ１９を備えており、常には他端に配設された引張スプ
リング２０によりストッパ１９をバッテリＢ１に係合す
る向きに付勢されている。

【００１６】また、前記ストッパアーム１８の下方には
これを横切るように左右に水平に延在する板カム２１が
ガイド２２を介して左右移動可能に取り付けられてお
り、この板カム２１は常には圧縮スプリング２３によっ
てストッパアーム１８から離れた退避位置に保持されて
いる。そして、板カム２１はその一端を前記プッシャ１
３により押動されたときに、カム部２１ａによりストッ
パアーム１８の他端側を引張スプリング２０に抗して押
し上げてストッパ１９をバッテリＢ１から離脱する構成
となっている。

【００１７】一方、バッテリ移載手段としてのプッシュ
プルアーム１４は、図４に示すように、その先端部にバ
ッテリＢ１，Ｂ２と略同一の間隔で引出し用と押し込み
用のプレート１４ａ，１４ｂを備えている。アーム先端
側に設定される引出し用のプレート１４ａは、アーム上
面に対して図示省略のアクチュエータにより出入作動さ
れるように設置されている。また、他方の押し込み用の
プレート１４ｂは、アーム上面に起倒可能に軸支される
とともに、常には図示省略のバネにより起立位置に付勢
されている。

【００１８】しかして、プッシュプルアーム１４はバッ
テリ交換ステーション横に停止された無人車７のバッテ
リ収納室の底部に対して水平に出入可能とされており、
そして１回目の出入動作により、突出位置にある引出し
用のプレート１４ａが無人車７内の空のバッテリＢ１の
底部側縁と係合して該バッテリＢ１をリフト装置付コン
ベヤ１上へ搬出し、また２回目の出入動作により起立位
置にある押し込み用のプレート１４ｂがリフト装置付コ
ンベヤ１上の充電済バッテリＢ２の下部側縁と係合して
該バッテリＢ２を無人車７内に搬入する構成となってい
る。なお、押し込み用のプレート１４ｂが回動可能に軸
支されているのは、充電済バッテリＢ２を第５コンベヤ
５からリフト装置付き第１コンベヤ１上へ移載する際に
干渉することの無いようにするためである。また、前記
プッシャ装置１３、プッシュプルアーム１４及び引出し
用のプレート１４ａの駆動手段としては、それぞれモー
タやシリンダ等を利用することができる。

【００１９】本実施例のバッテリ交換装置は上述のよう
に構成したものであり、以下その作用を説明する。バッ
テリ交換を行うべく走行路Ｌに沿って進入した無人車７
がバッテリ交換ステーションであるリフト装置付コンベ
ヤ１の横に停止すると、該リフト装置付コンベヤ１のリ
フトシリンダ１ｃが伸長作動し、テーブル１ａが上昇さ
れる。そして、リミットスイッチ１２が無人車７の高さ
合わせ板１１に当接すると、リフトシリンダ１ｃの作動
が停止されてテーブル１ａが無人車１のバッテリ搬出入
口高さに一致される。しかるのち、ストッパ解除用のプ
ッシヤ装置１３が突出作動されて板カム２１を押すた
め、該板カム２１によりストッパアーム１８が回動され
てストッパ１９によるバッテリＢ１の掛止が解除され
る。これに同期して又はやや遅れてプッシュプルアーム
１４がバッテリ収納室に突入作動し、その状態で引出し
用のプレート１４ａが上方へ突出作動してバッテリＢ１
の下部側縁に係合する。その後、プッシュプルアーム１
４の初期位置への引っ込み動作により該バッテリＢ１を
リフト装置付コンベヤ１上に搬出する。

【００２０】このようにして、バッテリＢ１が搬出され
ると、プッシャ装置１３が初期位置に引っ込み板カム２
１及びストッパアーム１８がそれぞれスプリング２０，
２３により初期位置に復帰される。その後、リフト装置
付コンベヤ１のリフトシリンダ１ｃが縮小作動してテー
ブル１ａが初期位置に下降復帰し、他のコンベヤと同一
高さに整合される、またプッシプルアーム１４の引出し
用のプレート１４ａがアーム上面から没入される。つづ
いて、第１〜第５コンベヤがそれぞれ駆動されて無人車
７から搬出された第１コンベヤ１上のバッテリＢ１は方
向転換されて第２コンベヤ２上へ送られるとともに、該
第２コンベヤ上に設定されたバッテリ充電ステーション
に停止され、ここで充電装置９の充電電極１０と接続さ
れて充電作用が開始される。なお、電極接続は人手によ
り行われる。

【００２１】一方、既に充電が完了し第５コンベヤ５上
に待機している充電済バッテリＢ２は、前記無人車７か
ら搬出されたバッテリＢ１が第２コンベヤ２側へ送られ
た後にリフト装置付コンベヤ１上に搬送される。このと
き、プッシュプルアーム１４の押し込み用のプレート１
４ｂは充電済バッテリＢ２により倒され、該バッテリＢ
２の通過後にバネにより起立する。そして、このことが
確認されると、リフトシリンダ１ｃが再度伸長作動さ
れ、リミットスイッチ１２が高さ合わせ板１１に当接し
てリフトシリンダ１ｃの作動が停止される。つまり、テ
ーブル１ａの無人車７に対するレベル合わせが行われ
る。

【００２２】つづいて、プッシャ装置１３が突出作動し
て板カム２１を介してストッパアーム１８を回動させて
ストッパ１９を解除位置へ退避させてから、プッシュプ
ルアーム１４が突出作動してリフト装置付コンベヤ１上
の充電済バッテリＢ２を押し込み用のプレート１４ｂに
より無人車７のバッテリ収納室に押し込む。このことに
より充電済バッテリＢ２がバッテリ収納室に搬入され、
無人車７の電極８に接続される。

【００２３】その後は、プッシュプルアーム１４及びプ
ッシャ装置１３がそれぞれ初期位置に復帰作動するた
め、板カム２１及びストッパアーム１８がそれぞれスプ
リング２０，２３により初期位置に復帰される。このこ
とにより、ストッパ１９がバッテリＢ２の一部と係合し
てこれを拘束する。また、リフト装置付コンベヤ１のテ
ーブル１ａはリフトシリンダ１ｃの縮小作動により初期
位置まで下降復帰され、次回のバッテリ交換作業に備え
る。このようにして、バッテリ交換作業が完了するが、
この場合、交換作業の完了確認がなされたときに、地上
側から無人車７に対して発車信号が出力されるように設
定すれば、無人車７を自動的に発車することができる。
また、充電中のバッテリＢ１は充電が完了すると、電極
が離脱されたもとで、第３コンベヤ３上に送られ、ここ
で方向転換されるとともに、さらに第４コンベヤ４を経
て第５コンベヤ５上へ送り出され、ここで次回のバッテ
リ交換作業まで待機する。

【００２４】なお、上述の実施例はあくまでも一例を示
したものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種
々の変更が可能であって、ここに図示された実施例に限
定されるものではない。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
無人車のバッテリ交換を作業員に特別な負担をかけるこ
となく迅速に実施できるものであって、バッテリ交換作
業の能率向上に大きく役立つものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るバッテリ交換装置の平面
図である。

【図２】同じく正面図である。

【図３】バッテリの方向転換態様を示す説明図である。

【図４】プッシュプルアームによるバッテリの移載を示
す説明図である。

【図５】バッテリストッパ装置を説明する斜視図であ
る。

【図６】従来のバッテリ交換作業の説明図である。

【符号の説明】

１…リフト装置付コンベヤ（第１コンベヤ） ２〜５…第２〜第５コンベヤ ６…循環コンベヤ ７…無人車 ９…充電装置 １３…プッシャ装置 １４…プッシュプルアーム １５…バッテリストッパ装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリを循環移動し得るようにループ
   状に配置された複数のコンベヤからなる循環コンベヤを
   主体として構成されており、該循環コンベヤには無人車
   の走行ラインに並行する部位にバッテリ交換ステーショ
   ンを設定する他、充電装置によるバッテリの充電ステー
   ション及び充電済バッテリの待機ステーションとを設定
   するとともに、前記バッテリ交換ステーションには前記
   無人車のバッテリ搬出入口高さに対応可能な高さ調整用
   のリフト装置付コンベヤを設置し、さらにこのリフト装
   置付コンベヤには、無人車のバッテリストッパ装置を解
   除作動するストッパ解除手段と、リフト装置付コンベヤ
   と無人車との間においてバッテリを移載するバッテリ移
   載手段とを備えたバッテリ交換装置。