JP6295946B2

JP6295946B2 - 電池組付け装置

Info

Publication number: JP6295946B2
Application number: JP2014259334A
Authority: JP
Inventors: 和敏首藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: JP2016119259A

Description

本発明は、樹脂等からなる枠体に電池を組付けるための装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２０１３−９３２３４号公報（特許文献１）が開示されている。この公報に記載された電池組付け装置は、組電池を製造する際に利用される。この組電池では、電池と枠体とが組付けられたものをユニットとした場合に、ユニットを多数並置させた構造を有している。このような組電池を製造するにあたって、ユニットが先ず製造されるが、ユニットを製造する装置として、前述した特許文献１が開示されている。この装置には、回転可能なアームの先端に第１の把持部が設けられ、この第１の把持部で枠体を把持して、アームを回動させることにより所定の位置まで枠体を移送させる。同様に、この装置には、回転可能なアームの先端に第２の把持部が設けられている。この第２の把持部で電池を把持して、アームを回動させることにより所定の位置まで電池が移送される。そして、第１の把持部で保持された枠体と第２の把持部で把持された電池とを、所定の位置で互いに押し付けるようにして、電池に枠体が組付けられ、ユニットの製造が完了する。

特開２０１３−９３２３４号公報

しかしながら、前述した従来の電池組付け装置は、電池と枠体とからなるユニットの製造は可能であるが、電池間に介装される枠体と異なる形状を有する枠体（特にエンドプレート）を、この装置で共用して、電池に組付ける場合には別の種類の把持部を必要とする。その結果、異なる構造の把持部を有する別の装置でエンドプレートと電池との組付けを行う場合、２種類の電池組付け装置を必要とし、その結果、装置構成が複雑化する虞がある。

本発明は、異種の枠体を電池に組付けるにあたって、装置構成の簡易化を図るようにした電池組付け装置を提供することを目的とする。

本発明は、表面側に第１の電池組付け部が設けられた第１の枠体と、表面側に第２の電池組付け部が設けられた第２の枠体とに対して、前記第１の枠体又は前記第２の枠体を裏面側から支持することにより、電池を選択的に組付ける電池組付け装置であって、
前記第１及び第２の枠体を保持するチャック部は、
前記第１の枠体の前記裏面に当接する可動ブロックと、
前記第２の枠体の前記裏面に当接する固定ブロックと、を備え、
前記可動ブロックは、前記固定ブロックが前記第２の枠体の前記裏面に当接する際に、前記第２の枠体の前記裏面に当接しない非当接位置へ待避する。

この電池組付け装置においては、固定ブロックと可動ブロックとを採用し、可動ブロックは、固定ブロックが第２の枠体の裏面に当接する際に、第２の枠体の裏面に当接しない非当接位置へ待避させられる。このようにすることで、可動ブロックが第１の枠体の裏面に当接する状態と、固定ブロックが第２の枠体の裏面に当接する状態とを、一つの装置で実現させることができる。つまり、一つのチャック部で第１の枠体と電池との組付けと第２の枠体と電池の組付けとを選択的に行うことができ、異種の第１の枠体又は第２の枠体を電池に組付けるにあたって、装置の共有化を図り、装置構成の簡易化が可能になる。

また、前記第２の枠体の前記裏面には凸部が設けられ、回動可能な前記可動ブロックには、前記第２の枠体の前記裏面と前記可動ブロックとが接近する際に、前記凸部に当接して前記可動ブロックを回動させる操作部が設けられている。
このような構成を採用すると、第２の枠体に設けられている凸部を利用して、簡易な構成で可動ブロックを可動させることができる。

また、前記凸部は、前記第２の枠体の前記裏面で上下方向に延在するリブであり、前記固定ブロックの上方には、先端側に当接面を有し且つ後端側に回動軸を有する前記可動ブロックが配置され、前記操作部は、前記可動ブロックから上方に突出する跳ね上げピンであり、前記跳ね上げピンが前記リブの遊端に係合しながら前記可動ブロックを上方に向けて回動させる。
このような構成の可動ブロックは、第２の枠体に凸部の一例であるリブが設けられている場合に最適である。

本発明によれば、異種の枠体を電池に組付けるにあたって、装置構成の簡易化を図ることができる。

本発明に係る電池組付け装置を適用した電池組立ラインの一実施形態を示す概略図である。樹脂枠及び電池を示す斜視図である。エンドプレートを示す斜視図である。電池組付け装置に適用されるチャック部を示す斜視図である。チャック部の断面図である。チャック部の動作を示す側面図である。チャック部を示す平面図である。チャック部に樹脂枠を組付ける状態を示す側面図及び平面図である。樹脂枠に電池を組付ける状態を示す側面図及び平面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る電池組付け装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示されるように、樹脂枠（第１の枠体）２と電池３が組付けられたものを電池ユニットＵとした場合に、組電池１では、複数の電池ユニットＵが直列に並べられている。そして、組電池１の両端部で利用される第２の枠体の一例であるエンドプレート４（図３参照）と電池３が組付けられたものをエンドユニットＲとした場合に、組電池１の両端には、エンドユニットＲが配置される。なお、エンドプレート４は、樹脂製の枠部４Ａと金属製のエンドフレーム４Ｂとが一体化された構成を有している。

このような構成の組電池１は、電池製造ラインＭで組み立てられるが、組電池１を組み立てるにあたって、先ず、電池ユニットＵとエンドユニットＲを製造する必要がある。これに利用される電池組付け装置５は、一列に並べられた樹脂枠２とエンドプレート４とをチャック部２０で選択的に受け取るための枠体受け取り部Ａと、一列に並べられた電池３をチャック部１０で受け取るための電池受け取り部Ｂと、チャック部２０で保持された樹脂枠２又はエンドプレート４とチャック部１０で保持された電池３とを組付けるためのユニット組立部Ｃと、を有している。

電池組付け装置５による電池組付け方法について簡単に説明すると、先ず、枠体受け取り部Ａにおいてチャック部２０で樹脂枠２を受け取る。また、電池受け取り部Ｂにおいてチャック部１０で電池３を受け取る。その後、ユニット組立部Ｃにおいて、チャック部２０で保持された樹脂枠２とチャック部１０で保持された電池３とを合わせるようにして組み付ける。そして、樹脂枠２には、引っ掛け可能な爪（不図示）が設けられており、ワンタッチで電池３が樹脂枠２に組み付けられる。なお、エンドプレート４の場合も同様にして、ユニット組立部ＣにおいてワンタッチでエンドユニットＲが組み立てられる。

このようにして組み立てられた電池ユニットＵとエンドユニットＲは、電池組立ラインＭの電池積層装置１２にコンベアにより移送され、エンドユニットＲを一端部に設置した状態で、順次、電池ユニットＵを積層させていく。そして、所定枚数の電池ユニットＵを積層した後、別のエンドユニットＲを他の端部に設置することで、組電池１の一連の製造が完了する。

ここで、ユニット組立部Ｃ（図１参照）において、チャック部２０で保持された樹脂枠２とチャック部１０で保持された電池３とを合わせるようにして組み付ける際に、樹脂枠２を、その裏面２ｂ側から支持していないと、樹脂枠２の第１の電池組付け部２Ｓ内に電池３を押し込むことができない。また、エンドプレート４についても同様である。よって、装置構成の簡易化を図るために、形状の異なる樹脂枠２とエンドプレート４とを一つのチャック部２０で共有化して保持させる必要がある。

そこで、共有化を可能にしたチャック部２０について説明する。なお、この電池組付け装置５で利用される樹脂枠２には、表面２ａ側に凹状の第１の電池組付け部２Ｓが設けられ、エンドプレート４には、表面４ａ側に凹状の第２の電池組付け部４Ｓが設けられている（図２及び図３参照）。

図４及び図５で示されるように、回転アーム（不図示）の先端に固定されたチャック部２０は、樹脂枠２及びエンドプレート４を左右で支持するための把持部２１と、樹脂枠２の裏面２ｂ（図２参照）に当接する可動ブロック２２と、エンドプレート４の裏面４ｂ（図３参照）に当接する固定ブロック２３と、を備えている。そして、可動ブロック２２は、固定ブロック２３がエンドプレート４の裏面４ｂに当接する際に、エンドプレート４の裏面４ｂに当接しない非当接位置へ待避する。

把持部２１は、平板状の主部２１ａと、主部２１ａの左右で前方に突出するハンド部２１ｂとからなる。ハンド部２１ｂの先端には、樹脂枠２とエンドプレート４とを支持するために共有化された指部２１ｃが設けられている。左右一対の指部２１ｃによって、樹脂枠２及びエンドプレート４は左右両側から支持されて位置決めが図られる。

固定ブロック２３は、直方体をなすと共に、把持部２１の主部２１ａにビス等により固定されている。固定ブロック２３の前端には、矩形の当接面２３ａが設けられている。

可動ブロック２２は、固定ブロック２３の上方に配置される。可動ブロック２２の後部は、回動軸２４ａを有するヒンジ部２４を介して、把持部２１の主部２１ａの上端面に取り付けられている。この可動ブロック２２は、ヒンジ部２４を中心にして上方に向かって回動させることができ、可動ブロック２２の後端面２２ｂが把持部２１の主部２１ａの前面２１ｅに当接することにより、可動ブロック２２は水平状態に維持される。可動ブロック２２の前端には、横長の当接面２２ａが設けられている。

図４〜図６に示されるように、可動ブロック２２には操作部２６が設けられ、この操作部２６は、エンドプレート４の裏面４ｂで上下方向に延在する凸部の一例であるリブ４ｃ（図３参照）に係合させられる。操作部２６は、エンドプレート４の裏面４ｂと可動ブロック２２とが接近する際に、リブ４ｃの遊端４ｄに当接し、可動ブロック２２の回動に利用される。なお、左右一対のリブ４ｃは、金属製のエンドフレーム４Ｂで後方に向かって突出するように立設させられている。

操作部２６は、可動ブロック２２の上面から上方に突出する跳ね上げピンであり、簡易な構成を有している。この跳ね上げピン２６は、枠体受け取り部Ａ（図１参照）で、チャック部２０に向かってエンドプレート４が近づいて来る場合に、エンドプレート４のリブ４ｃの遊端４ｄに係合しながら可動ブロック２２を上方に向けて回動させるためのものである（図６参照）。

直角に折り曲げられた跳ね上げピン（操作部）２６は、可動ブロック２２の上面に立設させた支持部２６ａと、支持部２６ａの上端から水平方向に延在する係合部２６ｂと、からなる。跳ね上げピン２６は、可動ブロック２２の上面で、鏡面対称の関係をもって左右に配置されている。各跳ね上げピン２６の係合部２６ｂは、左右に広がるように延在し、これによって、各係合部２６ｂは、エンドプレート４のリブ４ｃの遊端４ｄに当たり易くなっている。

図７に示されるように、このような跳ね上げピン２６は、樹脂枠２の裏面２ｂ（図２参照）に可動ブロック２２を当接させる際には動作せず、エンドプレート４の裏面４ｂ（図３参照）に固定ブロック２３を当接させる際には動作する。このような跳ね上げピン２６の動作による回動ブロック２２の跳ね上げは、樹脂枠２の電池対面部２Ｒの厚みＭ１とエンドプレート４の電池対面部４Ｒの厚みＭ１の違いに着目してなされている。

すなわち、樹脂枠２の電池対面部２Ｒがチャック部２０のハンド部２１ｂの先端に設けられた載置面２１ｄにセットされた場合と、エンドプレート４の電池対面部４Ｒがチャック部２０のハンド部２１ｂの載置面２１ｄにセットされた場合とでは、樹脂枠２の裏面２ｂの位置Ｐ１とエンドプレート４の裏面４ｂの位置Ｐ２とが異なる。この点に着目して、図５に示されるように、可動ブロック２２の当接面２２ａと固定ブロック２３の当接面２３ａとの寸法差Ｌを、厚み（Ｍ２）−厚み（Ｍ１）に設定している。

次に、枠体受け取り部Ａ（図１参照）でチャック部２０が樹脂枠２又はエンドプレート４を受け取る際の動作について説明する。

図６に示されるように、枠体受け取り部Ａにおいて、エンドプレート４が押し出されて、チャック部２０に向かって近づいて来ると、エンドプレート４のリブ４ｃの遊端４ｄに跳ね上げピン２６の係合部２６ｂが当接する。さらに、エンドプレート４がチャック部２０に近づくにつれて、係合部２６ｂがエンドプレート４のリブ４ｃの遊端４ｄに沿って滑るように上昇し、これに伴って、可動ブロック２２が上方に向かって回動する。そして、最終的に、可動ブロック２２は、固定ブロック２３がエンドプレート４の裏面４ｂに当接する際に、エンドプレート４の裏面４ｂに当接しない非当接位置へ待避する。

このような動作により、枠体受け取り部Ａ（図１参照）で、固定ブロック２３の当接面２３ａがエンドプレート４の裏面４ｂに当接され、その状態が維持される。それによって、エンドプレート４の電池組付け部４Ｓ内に突出するリップ部３０を、ユニット組立部Ｃにおける電池３の押し込み動作により確実に潰すことができる。

図８に示されるように、枠体受け取り部Ａにおいては、樹脂枠２がチャック部２０に向かって矢印の方向に近づいて来ても、可動ブロック２２は跳ね上がらず、可動ブロック２２の当接面２２ａに樹脂枠２の裏面２ｂが当接する。

図９に示されるように、この状態でユニット組立部Ｃまで樹脂枠２が移送され、樹脂枠２の電池組付け部２Ｓ内に電池３が押し込まれる。このとき、樹脂枠２の電池組付け部２Ｓ内に突出するリップ部３１を、電池３の押し込み動作により確実に潰すことができる。

前述した電池組付け装置５においては、固定ブロック２３と可動ブロック２２とを採用し、可動ブロック２２は、固定ブロック２３がエンドプレート（第２の枠体）４の裏面４ｂに当接する際に、エンドプレート４の裏面４ｂに当接しない非当接位置へ待避させられる。このようにすることで、可動ブロック２２が樹脂枠（第１の枠体）２の裏面２ｂに当接する状態と、固定ブロックがエンドプレート４の裏面４ｂに当接する状態とを一つの装置５で実現させることができる。つまり、一つのチャック部２０で、樹脂枠２と電池３の組付けと、エンドプレート４と電池３の組付けと、を選択的に行うことができ、異種の樹脂枠２とエンドプレート４とを電池３に選択的に組付けるにあたって、装置１の共有化を図り、装置構成の簡易化が可能になる。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。

本発明は、電池３の枠体として利用されるものであれば、様々な形状のものが適用可能である。また、エンドプレート４に設けられた凸部４ｃとしては、様々な形状のものがある。

１…組電池２…樹脂枠（第１の枠体）２Ｓ…第１の電池組付け部２ａ…樹脂枠の表面２ｂ…樹脂枠の裏面３…電池４…エンドプレート４Ｓ…第２の電池組付け部４ａ…エンドプレートの表面４ｂ…エンドプレートの裏面４ｃ…リブ（凸部）４ｄ…リブの遊端５…電池組付け装置２０…チャック部２２…可動ブロック２２ａ…当接面２３…固定ブロック２３ａ…当接面２４…ヒンジ部２４ａ…回動軸２６…跳ね上げピン（操作部）Ｒ…エンドユニットＵ…電池ユニット

Claims

表面側に第１の電池組付け部が設けられた第１の枠体と、表面側に第２の電池組付け部が設けられた第２の枠体とに対して、前記第１の枠体又は前記第２の枠体を裏面側から支持することにより、電池を選択的に組付ける電池組付け装置であって、
前記第１及び第２の枠体を保持するチャック部は、
前記第１の枠体の前記裏面に当接する可動ブロックと、
前記第２の枠体の前記裏面に当接する固定ブロックと、を備え、
前記可動ブロックは、前記固定ブロックが前記第２の枠体の前記裏面に当接する際に、前記第２の枠体の前記裏面に当接しない非当接位置へ待避する、
電池組付け装置。
前記第２の枠体の前記裏面には凸部が設けられ、回動可能な前記可動ブロックには、前記第２の枠体の前記裏面と前記可動ブロックとが接近する際に、前記凸部に当接して前記可動ブロックを回動させる操作部が設けられている、
請求項１記載の電池組付け装置。
前記凸部は、前記第２の枠体の前記裏面で上下方向に延在するリブであり、
前記固定ブロックの上方には、先端側に当接面を有し且つ後端側に回動軸を有する前記可動ブロックが配置され、前記操作部は、前記可動ブロックから上方に突出する跳ね上げピンであり、
前記跳ね上げピンが前記リブの遊端に係合しながら前記可動ブロックを上方に向けて回動させる、
請求項２記載の電池組付け装置。