JPH08257961A - バッテリの保持ハンド及び該ハンドを用いてバッテリを保持する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ぎっしりと積み込まれた状態のバッテリを確実
にかつ迅速に把持する。 【構成】シリンダ２７を駆動して、ピストンロッド２９
を図４において右方向に移動せしめ第１ハンドアーム２
５をバッテリ１２の上記外部に露出している側面に第１
ハンドアーム２５を当接せしめる。これによってバッテ
リ１２は、係合部材と第１ハンドアーム２５によって挟
持される。この状態で、上記シリンダ装置２７が起動さ
れてハンド駆動機構１８はバッテリ１２を把持した状態
で上方に持ち上げられる。この状態から没入した状態か
ら突出する方向（図において右方）にピストンロッド３
０がストロークするようにシリンダ装置２８が駆動され
る。これによってハンド部３４の基端部はロッド３２の
移動によってスリーブ３３に引き込まれ、この結果、下
方に旋回しつつバッテリ１２側面１２ｂに圧接させら
れ、これによって、バッテリ１２の対向側面にそれぞれ
第１ハンドアーム２５及び第２ハンドアーム２６が当接
し、バッテリ１２は最終的に把持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の組立ラインに
おいて使用されるバッテリの移載のためのハンド及び該
ハンドを用いてのバッテリ保持方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の組立ラインにおいては、自動車
半製品が所定の作業ステーションを巡って搬送されるよ
うになっている。各作業ステーションにおいては、自動
車の半製品に対し、所定の作業が施されたり、必要な部
品が搭載されるようになっている。この場合、部品の各
作業ステーションへの供給は、部品搬送ラインによって
供給され、各作業ステーションにおいては、作業者ある
いは、作業ロボットが部品供給ラインからステーション
に搬入される順にしたがって、自動車組立ライン上を移
動する自動車半製品に当該部品の組み付けを行なうよう
になっている。最近では、複数の異なる車種を一つの製
造ラインを用いて組み立てるいわゆる混流方式が広く用
いられるようになってきた。この車両の組立が混流方式
で行われる場合における部品供給ラインでは、車種ごと
に別々のパレットによって部品が搬入されるが、この部
品を移載ロボットが、組立ラインにおいて組立にかかる
車種に応じて適宜必要な部品を順次部品供給ライン上に
供給する必要がある。たとえば、バッテリの供給ライン
においては、バッテリは、車種毎に別々のパレットに積
載された状態でバッテリ供給ラインに搬入される。この
ためバッテリを供給ラインに供給するに当たっては、移
載ロボットが車両の組立順にしたがって当該組立にかか
る車種に対応したバッテリを各パレットから取り出し
て、バッテリの供給ラインに積みこむ。これによって、
バッテリ供給ラインには、車両の組立ラインに対して、
各車種に対応したバッテリが供給されることになる。

【０００３】この場合、部品供給ラインに移載するため
に持ち込まれるパレットには、同じ種類のバッテリが隙
間なくギッシリと積みこまれているので、上記の移載ロ
ボットのハンドをバッテリの間に進入させることが困難
である。このような状態で積載されたパレットから１つ
づつバッテリを取り出して供給ラインに移載するのは容
易でない。このような事情に鑑み、特開昭５９−１１８
２号公報では、ギッシリ詰まった状態で積載されている
パレットからバッテリを１つづつ的確に把持できるよう
にしたバッテリ把持ハンドを開示している。この開示し
たものにおいては、バッテリの上面に設けられる一対の
電極端子を把持する一対の把持機構を備えた構造を開示
している。この開示された構成では上記把持機構は、各
電極端子を把持する１２０°づつ角度的に異なる３つの
把持爪を有するチャックを備えており、この把持爪を閉
じ及び、開けることによってバッテリの把持及びその解
除を行なうようになっている。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかし、上記公報に開示され
たバッテリの把持方法では、比較的重量のあるバッテリ
を電極端子のみによって把持するようになっているが、
把持が不安定となりがちであるとともに、電極端子に応
力が集中するので、この部分を損傷する恐れがあるた
め、バッテリを把持した状態でロボットハンドをあまり
迅速に動かすことができないという問題がある。この結
果、バッテリの移載作業の効率が低下するという問題が
生じる。本発明は、このような事情に鑑みて構成された
もので、ぎっしりと積み込まれた状態のバッテリを確実
にかつ迅速に把持することができるバッテリ保持装置及
び保持方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下のように構成される。すなわち、本発
明は、上面に１対の電極端子及び電解液口用のキャップ
を有する実質的に直方体形状のバッテリを把持するバッ
テリの保持ハンドであって、前記一対の電極端子または
前記キャップの側部に当接可能な係合部材と、前記バッ
テリのいずれかの側面に当接する第１ハンドアーム装置
とを備え、前記係合部材と第１ハンドアーム装置によっ
てバッテリを挟持することを特徴とする。この場合、好
ましい態様では、前記バッテリのいずれかの側面に対向
する側面に当接する第２ハンドアーム装置をさらに備
え、前記第１及び第２ハンドアーム装置とが協働してバ
ッテリを把持できるようになっている。さらに、この場
合、前記第１及び第２ハンドアーム装置はバッテリに当
接する当接部と、該当接部を駆動するシリンダ装置を有
することが好ましい。上記の場合、好ましい態様では、
第２ハンドアーム装置はさらに前記シリンダ装置に応動
して当接部をスイング動作せしめ、前記バッテリの側面
への当接及びその解除を行なう手段とを備えている。

【０００６】さらに本発明の別の特徴によれば、上面に
１対の電極端子及び電解液口用のキャップを有する実質
的に直方体形状のバッテリを保持する方法が提供され
る。この特徴によれば、上記の一対の電極端子または前
記キャップを検出し、該検出した電極端子またはキャッ
プの側部に係合部材を当接せしめ、前記バッテリのいず
れかの側面に第１ハンドアーム装置を当接せしめ、該係
合部材と第１ハンドアーム装置との協働によってバッテ
リを保持せしめるようになっている。この場合、好まし
い態様では、第１ハンドアーム装置が当接する側面に対
向する側面に第２ハンドアーム装置を当接せしめ、第１
及び第２ハンドアーム装置の協働作用によってバッテリ
を保持せしめるようになっている。

【０００７】

【作用】パレットにギッシリ積み込まれた状態になって
いるバッテリを首尾よく迅速に取り出して、バッテリ供
給ラインに搬送するようにするものである。この場合、
車種毎にパレットは複数あり、移載ロボットは、この複
数のパレットから組立にかかる車種に対応するバッテリ
を選択して所定のパレットから１つづつ把持して取り出
し、当該組立にかかる車両に対して供給する。この場
合、バッテリの大きさ等の仕様は、車種によってそれぞ
れ異なるが、移載ロボットはそれぞれのバッテリの情報
を予めもっており、この車種情報に基づいてどのパレッ
トにあるバッテリを把持するかを決定し、その決定にし
たがって所定のパレット上のバッテリにアクセスしてひ
とつづつ把持して組立ラインへのバッテリ供給ラインで
あるコンベヤ上に載置する。バッテリの把持にあたっ
て、本発明では、車種に関わらずバッテリが有する共通
の特徴に着目して把持動作を行なうように構成してい
る。すなわち、バッテリの上面には１対の電極端子が設
けられること、及び電解液用の口を塞ぐキャップが設け
られることに着目してまず、この部分を検出して把持動
作を開始するようになっている。すなわち、バッテリの
上面の電極端子または上記キャップが検出されると本発
明にかかるハンドは、係合部材を制御して、これを上記
の電極端子または前記キャップの側部に当接せしめる。
つぎに、載置されているバッテリの外部に現れている側
面に第１ハンドアーム装置を当接せしめる。

【０００８】そして、電極端子またはキャップが検出さ
れた場合には、まず係合部材を電極端子またはキャップ
に係合せしめ、つぎに第１ハンドアーム装置を外部に現
れている側面に当接せしめて両者を相対的に近づけるよ
うに動作せしめてバッテリを挟持する。そして好ましい
態様では、これによって把持して他の積載されたバッテ
リから当該バッテリが離れたとき、第２ハンドアーム装
置を第１ハンドアーム装置が当接している側面と反対側
の側面に当接せしめ、つぎにこの第１ハンドアーム装置
と第２ハンドアーム装置とを相対的に接近せしめて、第
１及び第２ハンドアーム装置によって把持する。このと
き係合部材と第１ハンドアーム装置との把持状態よりは
強力なバッテリ保持状態が得られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。第
１図を参照すると、本発明が適用されるバッテリ移載装
置１は、自動車組み立て向上のフロア２に立設された架
構３に取り付けられた矩形閉断面の一対の平行フレーム
４に取り付けられた平行な一対のレール５上を紙面に対
して直交方向に移動可能である。バッテリ移載装置１
は、ブラケット６を介して上記レール５に係合して滑動
するローラ７を備えている。また、上記一対のフレーム
５はその上面に固定された連結パネル８によって結合さ
れており、該パネル８の下方にはにはその中央部から垂
下する円筒部材９が取り付けられている。この円筒部材
９はその軸１０の回りに回転自在に支持されている。さ
らに、該円筒部材９には、水平方向に延びる旋回アーム
１１が取り付けられており、その先端にバッテリ１２を
移載するためのバッテリハンド１３が取り付けられてい
る。上記旋回アーム１１の基端部は、上記円筒部材９に
ブラケット９ａによって円筒部材９に取り付けられた垂
直に延びる支持ロッド１４にガイド１５を介して支持さ
れており、この支持ロッド２４上を上下方向にスライド
移動が可能になっている。また、上記支持ロッド２４は
円筒部材９がその軸回りに回転するのときこれに伴って
その周囲を旋回することができる。この結果、バッテリ
ハンド１３は、旋回かつ上下動が可能になっている。

【００１０】以下バッテリハンド１３の構造について説
明する。本例のバッテリハンド１３は、旋回アーム１１
の先端に取り付けられたシリンダ装置１６の先端に取り
付けられている。図２及び図３に示すように、バッテリ
ハンド１３は上記シリンダ装置１６の下端に取り付けら
れる水平な上部パネル部材１７と、この上部パネル部材
１７に支持されるハンド駆動機構１８とを備えている。
ハンド駆動機構１８は、上部パネル部材１７の下方にこ
れと平行に配置される下部パネル部材１９を備えてい
る。上部パネル部材１７と下部パネル部材１９とは端部
において一対の連結機構２０によって結合されている。
連結機構２０は、上部パネル部材１７に固定された連結
ロッド２２と下部パネル部材１９に固定された円筒部材
２３とを備えている。また、円筒部材２３の外側にはコ
イルスプリング２４が上下のパネル部材１７、１９の間
に縮装されて両者を隔離方向に付勢している。これによ
って、下部パネル部材１９に取りつけられたハンド駆動
機構１８は、上記シリンダ装置１６の動作によって上部
パネル部材１７に対して接近あるいは離間することがで
きるようになっている。さらにハンド駆動機構１８は、
バッテリ１２を把持するための一対の第１ハンドアーム
２５と第２ハンドアーム２６とを備えている。この第１
及び第２ハンドアーム２５、２６はシリンダ装置２７及
びシリンダ装置２８によってそれぞれ駆動されるように
なっている。第１ハンドアーム２５のシリンダ装置２７
は水平方向に延びかつこの方向に往復動するピストンロ
ッド２９を備えており、その先端に第１ハンドアーム２
５の上端部が固定されている。第１ハンドアーム２５は
上記ピストンロッド２９への連結点からほぼ真っ直ぐ下
方にのびており、先細形状になっている。

【００１１】また、シリンダ装置２８のピストンロッド
３０は第２垂直下方に延びるブラケット３１の上端に取
り付けられており、該ブラケット３１の下端部は水平方
向にのびるロッド３２の一端に取り付けられている。該
ロッド３２の他端側（図において右端側）は、スリーブ
部材３３の内部に収容されているとともにその先端部が
逆Ｌ字上を成す第２ハンドアームの先端のハンド部３４
の水平部３４ａの後端に連結されている。ハンド部３４
の先端は上記水平部３４ａの先端から垂直方向下方に延
びる３４ｂが設けられる。このような構成で、上記第１
ハンドアーム２５と第２ハンドアーム２６のハンド部３
４の垂直部３４ｂは互いに向き合った状態で平行に下方
に延び、その間隔はシリンダ装置１６を操作することに
よって制御することができる。また、第２ハンドアーム
２６のハンド部３４は、バネ３５によって下部パネル部
材１９に接続されており、これによって下部パネル１９
の方に常時付勢されている。そして、シリンダ装置２６
のピストンロッド３０が往復動するとき、ロッド３２及
びハンド部３４の連結部がスリーブ３３内に没入した
り、スリーブから突出したりするようになっている。ピ
ストンロッド３０が図において左方に移動するときすな
わちシリンダ２６から突出するようにストロークすると
き、ハンド部３４は支点３６の回りにバネ３５の付勢力
に抗してバッテリ２４を把持するべく、図において想像
線の位置から実線の位置まで下方に回動する。そして、
さらにピストンロッド３０が突出方向にストロークする
と、実線で示す姿勢を維持したまま図において左方に移
動する。

【００１２】なお、第１ハンドアーム２５と第２ハンド
アーム２６のハンド部３４の対向面すなわち把持面に
は、把持パッド２５ａ、２６ａがそれぞれ取り付けられ
ている。本発明が把持の対象とするバッテリ１２は図示
のようにほぼ直方体を成しており、その上面には、一対
の電極端子３７、３８が上方に突出して設けられる。そ
して、ハンド駆動機構１８は、さらに上記第１及び第２
ハンドアーム２５、２６の中間部の下部に、垂直であっ
てかつ上記一対の電極端子３７、３８を結ぶ方向に延び
るすなわち、上記第１及び第２ハンドアーム２５、２６
の把持面と平行にのびる面を有する係合部材３９が取り
付けられている。上記の係合部材３９は、垂直下方に延
びる垂直部４０と、この垂直部４０の途中から水平方向
に延びる水平部４１とを備えている。この垂直部４０
は、上記電極端子３７、３８の側面に係合することがで
き、このとき水平部４１は、電極端子３７、３８の頂面
に係合することができるようになっている。なお、ハン
ド駆動機構１８は、自身の垂直軸、すなわちシリンダ１
６のピストンロッドの回りに回転することができるよう
になっている。

【００１３】以上の構造のバッテリハンド１３の動作に
ついて説明する。本発明が適用される状況では、把持の
対象となるバッテリは図４に示すような状態でパレット
４２に積載されて本例のバッテリ移載装置１が配置され
ているバッテリ移載ステーション４３に搬入される。バ
ッテリ移載ステーション４３では、バッテリ移載装置
は、上記のパレット４２に積載されて搬入されたバッテ
リ２４をバッテリ移載装置すなわちロボット１は、予め
入力され自動車のてメイン組立ラインにおける車種情報
に基づいて、当該組立にかかる車種に対応したバッテリ
を複数のパレット４２の中から選択して取り上げ、上記
の車両組立メインラインにおけるバッテリ搭載作業ステ
ーション（図示せず）に所定のタイミングで供給するよ
うになっている。特に本例のバッテリ移載装置１は、混
流生産ラインにおいて車種が異なることよって、バッテ
リ１２のサイズ等仕様が異なっても適正にバッテリの供
給を行なうことかできる。すなわち本例のバッテリハン
ド１３はバッテリの形状が実質的に直方体であってその
上面に一対の電極端子３７、３８が突出しているものに
ついては、バッテリ１２のサイズが異なっても、確実に
把持できるものである。

【００１４】バッテリが図４のような状態でパレット４
２に積載されてバッテリ移載ステーション４３に搬入さ
れると、バッテリハンド１３は、ロボット制御盤（図示
せず）から送られる情報に基づいて、所定の位置にある
バッテリ１２の位置を検出してアクセスする。図４の状
態では、バッテリ１２はパレット４２上に２段に積まれ
ており、１段目と２段目とは敷居パレット４５によって
隔離されている。さらに各段のバッテリは２列で同じ向
きで互いの隙間が開かないようにギッシリと積載されて
いる。この場合、バッテリハンド１３はまず、パレット
４２に積載されたバッテリ１２の内いずれかの列の最も
遠いバッテリ１２から移載を始める。このバッテリ１２
を把持するために、バッテリハンド１３は所定の位置に
レール上を移動するとともに旋回アーム１１を動かし
て、ハンド１３が当該バッテリ１２の真上に位置するよ
うに水平平面内での位置を調整する。そして、旋回アー
ム１１をガイド１５に沿って上下方向に動かしてハンド
１３をバッテリ１２の上方の所定の高さに設定する。次
に当該バッテリ１２の上面にある一対の電極端子３７、
３８を検出してこれに対して係合部材３９が当接するよ
うにハンド駆動機構１８を制御する。この場合、水平面
内においては上記の係合部材３９の垂直部４０が両方の
電極端子３７、３８の側部に当接するように制御する。
また垂直方向については、係合部材３９の水平部材４１
が、電極端子３７、３８の頂面の水平部分に上方から当
接するように下方に制御する。このようにして係合部材
３９が電極端子３７、３８と所定の係合状態となること
によってハンド全体の位置が確定する。この時、本例で
は、バッテリハンド１３の方向は、外部に露出している
側面１２ａに方向に向けて当接する。なおこの側面は、
一対の電極端子３７、３８を結ぶ方向と平行な方向の面
をさす。

【００１５】このとき第１ハンドアーム２５は、上記の
係合部材３９から十分に隔置するようにピストンロッド
２９が最大ストロークを与えた状態になっている。した
がって、第１ハンドアーム２５は上記側面１２ａから一
定距離離れた位置において上記側面に対向している。つ
ぎにハンド駆動機構１８は、シリンダ２７を駆動して、
ピストンロッド２９を図４において右方向に移動せしめ
第１ハンドアーム２５をバッテリ１２の上記外部に露出
している側面に第１ハンドアーム２５を当接せしめる。
これによってバッテリ１２は、係合部材と第１ハンドア
ーム２５によって挟持される。この状態で、上記シリン
ダ装置２７が起動されてハンド駆動機構１８はバッテリ
１２を把持した状態で上方に持ち上げられる。このと
き、第２ハンドアーム２６を駆動するためのシリンダ装
置２８のピストンロッド３０は、図３において右方に移
動したシリンダ２８内部に没入した状態になっており、
したがって下方のロッド３２はスリーブ３３内において
右方に変位した位置にある。この状態では、第１ハンド
アームのハンド部３４は、スリーブ３３から押し出され
た状態になっており、軸の回りに回動自在になってい
る。したがって、このときハンド部３４はバネ３５によ
って上方に付勢されるため上方に引き上げられた状態に
なっている。すなわち、第２ハンドアーム２６は、図３
の破線で示す後退した位置にある。この状態から没入し
た状態から突出する方向（図において右方）にピストン
ロッド３０がストロークするようにシリンダ装置２８が
駆動される。これによってハンド部３４の基端部はロッ
ド３２の移動によってスリーブ３３に引き込まれ、この
結果、下方に旋回して最終的にその先端が図の実線で示
すように第１ハンドアームが当接している側面１２ａと
は反対側のバッテリ１２の側面１２ｂに第２ハンドアー
ム２６の先端が当接させされる。

【００１６】この結果、バッテリ１２の対向する側面に
それぞれ第１ハンドアーム２５及び第２ハンドアーム２
６が当接することにより両者によって、最終的に把持さ
れることになる。この把持状態ではハンドアーム２５、
２６のバッテリ１２の側面１２ａ、１２ｂに対する当接
面積が係合部材３９の電極端子３７、３８に対する接触
面積よりも大きいため、より安定した把持状態が得られ
る。このバッテリ１２を把持した状態において、バッテ
リハンド１３は、必要に応じて、レール上を移動し、旋
回アーム１１を旋回させ、旋回アームを上下動せしめる
ことによって、バッテリ１２の搬送ラインに当該バッテ
リ１２を運び、上記の把持機構を逆作動させることによ
って、搬送コンベヤ４４の所定位置に移載する。

【００１７】

【発明の効果】上記したように、本発明によれば、バッ
テリのパレットにおける積載状態が蜜であって、互いに
隙間なく積まれている場合であっても、安定して確実に
バッテリを１つづ把持することができる。この場合、バ
ッテリの大きさが異なる場合であっても比較的簡単な構
成によって、隙間なく積載されたバッテリを把持するこ
とができる。本発明では、電極端子、あるいは電解液用
キャップなどのバッテリの上面に必然的に設けられる突
出構造に着目して動作するので、応用範囲が広いととも
に、確実な動作が期待できる。また、上記の突出構造を
利用して把持する状態は、好ましい状態では、把持した
バッテリを急速に移動させる場合には、接触面積の大き
い一対のハンドによって行なうようにしているので、信
頼性のある移載動作を行なうことができる。さらに、把
持状態の切り換えは、バッテリが他のバッテリ等の近隣
の障害物から隔離された位置において行われるので、構
成上の制約を無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるバッテリ移載装置の設置状
態を示す立面図、

【図２】本発明の１実施例にかかるバッテリハンドの正
面図、

【図３】図２のバッテリの側面図、

【図４】本発明のバッテリ移載装置によって移載される
バッテリのパレットにおける積載状態を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ バッテリの移載装置、 ２ フロア、 ３ 架構、 ４ フレーム、 ５ レール、 ７ ローラ、 １３ バッテリハンド、 ２５ 第１ハンドアーム、 ２７、２８ シリンダ、 ２６ 第２ハンドアーム、 ３９ 係合部材。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面に１対の電極端子及び電解液口用のキ
   ャップを有する実質的に直方体形状のバッテリを把持す
   るバッテリの保持ハンドであって、 前記一対の電極端子または前記キャップの側部に当接可
   能な係合部材と、 前記バッテリのいずれかの側面に当接する第１ハンドア
   ーム装置とを備え、 前記係合部材と第１ハンドアーム装置によってバッテリ
   を挟持することを特徴とするバッテリの保持ハンド。
2. 【請求項２】請求項１において、前記バッテリのいずれ
   かの側面に対向する側面に当接する第２ハンドアーム装
   置をさらに備え、前記第１及び第２ハンドアーム装置と
   が協働してバッテリを把持できるようになったバッテリ
   の保持ハンド。
3. 【請求項３】請求項２において、前記第１及び第２ハン
   ドアーム装置はバッテリに当接する当接部と、該当接部
   を駆動するシリンダ装置を備えていることを特徴とする
   バッテリの保持ハンド。
4. 【請求項４】請求項２において、前記第２ハンドアーム
   装置はさらに前記シリンダ装置に応動して当接部をスイ
   ング動作せしめ、前記バッテリの側面への当接及びその
   解除を行なう手段とを備えたことを特徴とするバッテリ
   の保持バンド。
5. 【請求項５】上面に１対の電極端子及び電解液口用のキ
   ャップを有する実質的に直方体形状のバッテリを保持す
   る方法であって、 前記一対の電極端子または前記キャップを検出し、 該検出した電極端子またはキャップの側部に係合部材を
   当接せしめ、 前記バッテリのいずれかの側面に第１ハンドアーム装置
   を当接せしめ、 該係合部材と第１ハンドアーム装置との協働によってバ
   ッテリを保持せしめることを特徴とするバッテリの保持
   方法。
6. 【請求項６】請求項５において、前記第１ハンドアーム
   装置が当接する側面に対向する側面に第２ハンドアーム
   装置を当接せしめ、第１及び第２ハンドアーム装置の協
   働作用によってバッテリを保持せしめることを特徴とす
   るバッテリの保持方法。