WO2023275991A1 - 電池装置およびフォークリフト - Google Patents

電池装置およびフォークリフト Download PDF

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大貴 橋爪
賢治郎 橋爪
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株式会社テクノスヤシマ
八洲電業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery device for lithium ion batteries and the like and a forklift.
  • UAVs Unmanned Aerial Vehicles
  • unmanned exploration helicopters have been researched for military use in the United States and other countries.
  • the present inventor considers that lead-acid battery regulations should be taken into account, and battery-powered lift equipment such as forklifts should be replaced with lighter weight secondary batteries such as lithium-ion batteries. ing.
  • the present invention aims to provide a battery device and a forklift that can promote wider use of lithium-ion batteries and the like.
  • a first aspect of the present invention is a battery member for supplying electric power, a weight member having an adjustable weight;
  • a battery device comprising:
  • the second aspect of the present invention is the battery device according to the first aspect of the present invention, wherein the weight member contains sand.
  • the third aspect of the present invention is the battery device according to the second aspect of the present invention, characterized in that the sand has fireproof properties for preventing combustion.
  • the 4th aspect of the present invention is the battery device according to the 3rd aspect of the present invention, wherein the sand is held above the battery member at a predetermined distance from the battery member.
  • the 5th aspect of the present invention is the battery device according to the 4th aspect of the present invention, wherein the sand is held using a bimetal so that it can be dropped as the temperature of the battery member rises. .
  • the sixth aspect of the present invention is the battery device according to the second aspect of the present invention, characterized in that the sand has humidity control properties for adjusting humidity.
  • a seventh aspect of the present invention is a fork portion for lifting and lowering a load, a body portion to which the fork portion is attached; and
  • the forklift is characterized in that the battery device of the first aspect of the present invention is provided in the main body.
  • FIG. 1 is a schematic left side view of a battery device and a forklift according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a schematic left side view of a battery device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a schematic horizontal sectional view of a battery device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. Schematic vertical cross-sectional view of a battery device according to an embodiment of the present invention No. 1
  • Schematic vertical cross-sectional view of a battery device according to an embodiment of the present invention No. 2
  • FIG. 4 is a schematic left side view of a battery device of a modified example (part 1) of the embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a schematic left side view of a battery device 100 and a forklift 200 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic left side view of the battery device 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic horizontal cross-sectional view taken along the line AA of the battery device 100 of the embodiment of the invention.
  • the forklift 200 has a fork portion 220 for lifting and lowering the cargo 300, and a main body portion 210 to which the fork portion 220 is attached.
  • a battery device 100 is provided in the main body 210 .
  • the battery device 100 has a battery member 110 for supplying electric power and a weight member 120 whose weight is adjustable.
  • battery-powered lift equipment such as the forklift 200 should preferably be converted to lightweight secondary batteries such as lithium-ion batteries.
  • the inventors have noticed that the weight of the battery member 110 using a lithium ion battery is not very large due to the raw material properties of lithium and cobalt. That is, the present inventor believes that a lift device such as the forklift 200 is designed based on the weight of a lead-acid battery in order to carry a load 300 having a relatively large weight. As a result, the inventors have found that it is necessary to additionally mount a weight member 120 for so-called counterbalance on the main body 210 of the forklift 200 .
  • the weight member 120 has sand 121 .
  • the specific gravity of the sand 121 is large enough to exhibit the balance weight function.
  • the sand 121 has fire resistance to prevent combustion.
  • Combustion of the battery device 100 may occur as the internal temperature of the battery member 110 using a flammable secondary battery rises, but the sand 121 can prevent such combustion. can.
  • the weight member 120 exhibits not only a balance weight function but also a combustion prevention function.
  • the sand 121 is held above the battery member 110 at a predetermined distance D from the battery member 110 .
  • FIGS. 4 and 5 are schematic vertical cross-sectional views (parts 1 and 2) taken along the line BB of the battery device 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 and 5 show sand 121 for adjusting the weight of weight member 120 .
  • 4 shows a state in which sand 121 is held above battery member 110
  • FIG. 5 shows a state in which sand 121 is dropped as temperature of battery member 110 rises. .
  • the sand 121 is held using a bimetal so that it can be dropped as the temperature of the battery member 110 rises.
  • a double-opening configuration with two doors 120d is adopted so that the sand 121 held above the battery member 110 is dropped as the temperature of the battery member 110 rises.
  • Each of the two doors 120d is attached to the housing member 130 by hinges 120h so as to open downward as indicated by the arrow X.
  • the number of doors 120d may be one, or three or more.
  • FIG. 6 which is a schematic left side view of the battery device 100 of the modified example (first) of the embodiment of the present invention, a single door 120d that opens to one side is adopted.
  • Each of the two doors 120d is supported from below by two metal fittings 120m inserted through the holes of the housing member 130 from the outside of the housing member so that the sand 121 is held above the battery member 110. ing.
  • the metal fitting 120m is configured using a bimetal, and as the temperature of the battery member 110 rises, the door 120d is opened downward as indicated by the arrow X and deforms so that the sand 121 is dropped.
  • the metal fitting 120m after such deformation falls out of the hole of the housing member 130 in almost all cases, but does not have to fall out of the hole.
  • the metal fitting 120m is pin-shaped, but may be, for example, bar-shaped.
  • the number of metal fittings 120m for supporting the door 120d from below may be one, or may be three or more.
  • FIG. 7 is a schematic horizontal cross-sectional view of the battery device 100 of the modified example (second) of the embodiment of the present invention along the line AA, three metal fittings 120m form a hinge.
  • a toolless configuration may also be employed.
  • the sand 121 has humidity control properties for adjusting humidity.
  • a mesh net 120n is attached to each of the opening windows provided in each of the two doors 120d so as to ensure good ventilation.
  • the mesh size of the mesh net 120n is small enough to prevent the sand 121 from spilling, but large enough to exhibit the ventilation function.
  • the humidity around the battery device 100 may change, and the sand 121 can adjust such changing humidity.
  • the weight member 120 exhibits not only the balance weight function but also the humidity control function.
  • the battery device and forklift of the present invention can promote wider use of lithium ion batteries and the like, and are useful for the purpose of using the battery device and forklift for lithium ion batteries and the like.
  • Battery Device 100 Battery Device 110 Battery Member 120 Weight Member 120d Door 120h Hinge Tool 120m Metal Tool 120n Mesh Net 121 Sand 130 Housing Member 200 Forklift 210 Body Part 220 Fork Part 300 Baggage D Distance P Battery High Temperature Point X Arrow

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Abstract

本発明者は、リチウムイオン電池などのより広範な利用を促進することが望ましいと考えている。より具体的には、本発明者は、鉛電池規制を考慮し、フォークリフトのような電池駆動のリフト機器については、リチウムイオン電池などのような重量が小さい二次電池への転換が望ましいと考えている。　電力を供給するための電池部材（１１０）と、重量が調節可能であるウェイト部材（１２０）と、を備えている電池装置（１００）である。

Description

電池装置およびフォークリフト
　本発明は、リチウムイオン電池などのための電池装置およびフォークリフトに関する。
　無人探査ヘリコプターなどのＵＡＶ（Ｕｎｍａｎｎｅｄ　Ａｅｒｉａｌ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）は、米国などで軍事利用を目的として研究されてきた。
　近年では、リチウムイオン電池技術が急速に発展してきており、ＬｉＰｏ（Ｌｉｔｈｉｕｍ　Ｐｏｌｙｍｅｒ）電池などの二次電池を搭載するＵＡＶが農薬散布作業などの農業利用を目的として実用化されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２０１４－７６６７６号公報
　ところで、本発明者は、リチウムイオン電池などのより広範な利用を促進することが望ましいと考えている。
　より具体的には、本発明者は、鉛電池規制を考慮し、フォークリフトのような電池駆動のリフト機器については、リチウムイオン電池などのような重量が小さい二次電池への転換が望ましいと考えている。
　本発明は、上述された従来の課題を考慮し、リチウムイオン電池などのより広範な利用を促進することができる電池装置およびフォークリフトを提供することを目的とする。
　第１の本発明は、電力を供給するための電池部材と、
　重量が調節可能であるウェイト部材と、
　を備えていることを特徴とする電池装置である。
　第２の本発明は、前記ウェイト部材は、砂を有することを特徴とする第１の本発明の電池装置である。
　第３の本発明は、前記砂は、燃焼を防止するための防燃性をもつことを特徴とする第２の本発明の電池装置である。
　第４の本発明は、前記砂は、前記電池部材から所定の距離を隔てて、前記電池部材の上方に保持されていることを特徴とする第３の本発明の電池装置である。
　第５の本発明は、前記砂は、バイメタルを利用して、前記電池部材の温度上昇にともなって落下させられるように保持されていることを特徴とする第４の本発明の電池装置である。
　第６の本発明は、前記砂は、湿度を調節するための調湿性をもつことを特徴とする第２の本発明の電池装置である。
　第７の本発明は、荷物を昇降するためのフォーク部と、
　前記フォーク部が取付けられている本体部と、
　を備えており、
　第１の本発明の前記電池装置が、前記本体部へ設けられていることを特徴とするフォークリフトである。
　本発明により、リチウムイオン電池などのより広範な利用を促進することが可能な電池装置およびフォークリフトを提供することができる。
本発明における実施の形態の電池装置およびフォークリフトの模式的な左側面図 本発明における実施の形態の電池装置の模式的な左側面図 本発明における実施の形態の電池装置の模式的な水平断面図 本発明における実施の形態の電池装置の模式的な鉛直断面図（その一） 本発明における実施の形態の電池装置の模式的な鉛直断面図（その二） 本発明における実施の形態の変形例（その一）の電池装置の模式的な左側面図 本発明における実施の形態の変形例（その二）の電池装置の模式的な水平断面図
　図面を参照しながら、本発明における実施の形態について詳細に説明する。
　以下同様であるが、いくつかの構成要素は図面において示されていないこともあるし透視的にまたは省略的に示されていることもある。
　はじめに、図１から３を主として参照しながら、本実施の形態の電池装置１００およびフォークリフト２００について具体的に説明する。
　ここに、図１は本発明における実施の形態の電池装置１００およびフォークリフト２００の模式的な左側面図であり、図２は本発明における実施の形態の電池装置１００の模式的な左側面図であり、図３は本発明における実施の形態の電池装置１００の模式的なＡ－Ａ線水平断面図である。
　図２および３においては、ウェイト部材１２０の重量を調節するための砂１２１が示されていない。
　フォークリフト２００は、荷物３００を昇降するためのフォーク部２２０と、フォーク部２２０が取付けられている本体部２１０と、を有する。
　電池装置１００が、本体部２１０へ設けられている。
　電池装置１００は、電力を供給するための電池部材１１０と、重量が調節可能であるウェイト部材１２０と、を有する。
　本発明者は、鉛電池規制を考慮し、フォークリフト２００のような電池駆動のリフト機器については、リチウムイオン電池などのような重量が小さい二次電池への転換が望ましいと考えている。
　しかしながら、本発明者は、リチウムおよびコバルトの原料特性などのために、リチウムイオン電池を利用する電池部材１１０の自重はあまり大きくないことに気付いた。すなわち、本発明者は、重量が比較的に大きい荷物３００を運搬するためフォークリフト２００のようなリフト機器は鉛電池の重量に基づいて設計されているので、重量が小さい電池部材１１０の搭載にともなって、いわゆるカウンターバランスのためのウェイト部材１２０をフォークリフト２００の本体部２１０へ追加的に搭載する必要があることに気付いた。
　ウェイト部材１２０は、砂１２１を有する。
　たとえば、砂１２１の比重はバランスウェイト機能が発揮されるという程度に大きいことが、望ましい。
　砂１２１は、燃焼を防止するための防燃性をもつ。
　発火性をもつ二次電池を利用する電池部材１１０の内部温度上昇にともなって、電池装置１００の燃焼が惹起されることがあるが、砂１２１はそのように惹起された燃焼を防止することができる。
　かくして、ウェイト部材１２０がバランスウェイト機能のみならず燃焼防止機能も発揮する、部品点数が小さい優れた多機能構成が実現される。
　砂１２１は、電池部材１１０から所定の距離Ｄを隔てて、電池部材１１０の上方に保持されている。
　所望のバランスウェイト機能のみならず燃焼防止機能も効果的に発揮されるように、電池装置１００の筐体部材１３０の天井へ設けられた蓋または栓付き孔などを利用することにより注入される、砂１２１の量は正確に変更可能である。このような変更は、距離Ｄの調節によるウェイト部材１２０の占有体積の調節をともなって行われてもよい。
　つぎに、図１、４および５を主として参照しながら、本実施の形態の電池装置１００およびフォークリフト２００についてより具体的に説明する。
　ここに、図４および５は、本発明における実施の形態の電池装置１００の模式的なＢ－Ｂ線鉛直断面図（その一および二）である。
　図４および５においては、ウェイト部材１２０の重量を調節するための砂１２１が示されている。図４においては砂１２１が電池部材１１０の上方に保持されている状態が示されており、図５においては砂１２１が電池部材１１０の温度上昇にともなって落下させられた状態が示されている。
　砂１２１は、バイメタルを利用して、電池部材１１０の温度上昇にともなって落下させられるように保持されている。
　電池部材１１０の上方に保持された砂１２１を電池部材１１０の温度上昇にともなって落下させる、二枚のドア１２０ｄによる両開きの構成が採用されている。
　このような両開き位置が電池部材１１０の温度上昇が顕著である電池高温点Ｐの上方へ設定されており、砂１２１が電池高温点Ｐへ向かって確実に落下させられる寸法設計が採用されてもよい。
　二枚のドア１２０ｄの各々は、矢印Ｘで示された下向きに開放されるようにヒンジ具１２０ｈによりそれぞれ筐体部材１３０へ取付けられている。
　ドア１２０ｄの枚数は、一枚であってもよいし、三枚以上であってもよい。
　たとえば、本発明における実施の形態の変形例（その一）の電池装置１００の模式的な左側面図である図６に示されているように、一枚のドア１２０ｄによる片開きの構成が採用されてもよい。
　砂１２１が電池部材１１０の上方に保持されるように、二枚のドア１２０ｄの各々は筐体部材外部から筐体部材１３０の孔へ挿通された二個のメタル具１２０ｍによりそれぞれ下方から支持されている。
　メタル具１２０ｍは、バイメタルを利用して構成されており、電池部材１１０の温度上昇にともなって、ドア１２０ｄが矢印Ｘで示された下向きに開放されて砂１２１が落下させられるように変形する。このような変形の後のメタル具１２０ｍは、筐体部材１３０の孔からほとんどすべての場合において抜落ちるが、孔から抜落ちなくてもよい。
　メタル具１２０ｍは、ピン状であるが、たとえば、閂状であってもよい。
　ドア１２０ｄを下方から支持するためのメタル具１２０ｍの個数は、一個であってもよいし、三個以上であってもよい。
　たとえば、本発明における実施の形態の変形例（その二）の電池装置１００の模式的なＡ－Ａ線水平断面図である図７に示されているように、三個のメタル具１２０ｍによるヒンジ具なしの構成が採用されてもよい。
　かくして、電源などが不要である、廉価な構成が実現される。
　つぎに、図３を主として参照しながら、本実施の形態の電池装置１００およびフォークリフト２００についてさらにより具体的に説明する。
　砂１２１は、湿度を調節するための調湿性をもつ。
　二枚のドア１２０ｄの各々へ設けられた開口窓へは、通気性が良好であるようにメッシュネット１２０ｎがそれぞれ取付けられている。
　たとえば、メッシュネット１２０ｎのメッシュサイズは、砂１２１がこぼれ落ちないという程度に小さいが、通気機能が発揮されるという程度に大きいことが、望ましい。
　多様な環境における電池部材１１０の使用にともなって、電池装置１００の周辺の湿度が変化することがあるが、砂１２１はそのように変化する湿度を調節することができる。
　かくして、ウェイト部材１２０がバランスウェイト機能のみならず調湿機能も発揮する、部品点数が小さい優れた多機能構成が実現される。
　所望のバランスウェイト機能のみならず調湿機能も効果的に発揮されるように、電池装置１００の筐体部材１３０の天井へ設けられた蓋または栓付き孔などを利用することにより注入される、砂１２１の量は正確に変更可能である。このような変更は、距離Ｄの調節によるウェイト部材１２０の占有体積の調節をともなって行われてもよい。
　本発明における電池装置およびフォークリフトは、リチウムイオン電池などのより広範な利用を促進することができ、リチウムイオン電池などのための電池装置およびフォークリフトに利用する目的に有用である。
　１００　電池装置
　１１０　電池部材
　１２０　ウェイト部材
　１２０ｄ　ドア
　１２０ｈ　ヒンジ具
　１２０ｍ　メタル具
　１２０ｎ　メッシュネット
　１２１　砂
　１３０　筐体部材
　２００　フォークリフト
　２１０　本体部
　２２０　フォーク部
　３００　荷物
　Ｄ　距離
　Ｐ　電池高温点
　Ｘ　矢印

Claims (7)

  1. 　電力を供給するための電池部材と、
    　重量が調節可能であるウェイト部材と、
    　を備えていることを特徴とする電池装置。
  2. 　前記ウェイト部材は、砂を有することを特徴とする請求項１に記載の電池装置。
  3. 　前記砂は、燃焼を防止するための防燃性をもつことを特徴とする請求項２に記載の電池装置。
  4. 　前記砂は、前記電池部材から所定の距離を隔てて、前記電池部材の上方に保持されていることを特徴とする請求項３に記載の電池装置。
  5. 　前記砂は、バイメタルを利用して、前記電池部材の温度上昇にともなって落下させられるように保持されていることを特徴とする請求項４に記載の電池装置。
  6. 　前記砂は、湿度を調節するための調湿性をもつことを特徴とする請求項２に記載の電池装置。
  7. 　荷物を昇降するためのフォーク部と、
    　前記フォーク部が取付けられている本体部と、
    　を備えており、
    　請求項１に記載の前記電池装置が、前記本体部へ設けられていることを特徴とするフォークリフト。
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