JP6396152B2

JP6396152B2 - バッテリパックの組立装置および組立方法

Info

Publication number: JP6396152B2
Application number: JP2014199532A
Authority: JP
Inventors: 高橋　正司; 正司高橋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Automotive Energy Supply Corp
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Automotive Energy Supply Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: JP2016072050A

Description

本発明は、電気自動車等に搭載されるバッテリパックの組立装置および組立方法に関する。

駆動用モータと当該駆動用モータに電力を供給するバッテリパックを備えた電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車両（ＨＥＶ）が知られている。このような電動車両のバッテリパックとして、複数の単位電池（単電池、あるいは複数の単電池を直列あるいは並列接続した単位電池）を直列に接続した組電池を、上面が開放された下側筐体（ロアケース）とその下側筐体の上面開口部を閉蓋する上側筐体（アッパケース）とからなるバッテリ筐体内部に収納してパッキングしたものが使用されている。この場合に、メンテナンス時の作業性を考慮して、複数の単位電池の直列接続のうちの一部を手動解除するためのサービスプラグを備え、上側筐体の上面の一部に該サービスプラグを操作するための長方形状の開口部を設けたものが例えば特許文献１等にて知られている。

ところで、上記のようなバッテリパックを組み立てる際、通常、上部が開放された下側筐体の内部に複数の単位電池を直列接続した組電池を載置し、その後に上側筐体を下側筐体の上面開口位置に合わせて組み付けることにより、下側筐体の上面開口部を閉蓋してバッテリパックとすることが行われている。

特開２０１２−２２４２５２号公報

しかしながら、電気自動車等に用いる大型のバッテリパックにおいては、その寸法が大きく、それに伴い筐体も大型化して上側筐体の重量が大きくなる。このため、バッテリパックの組立工程において、組電池を収容した下側筐体の上面開口部に合わせた位置まで上側筐体を移動させて位置決めするまでの作業負荷が大きいという問題があった。このようなことから、下側筐体に対して上側筐体を組み付ける際の作業負荷を軽減し、併せて下側筐体に対して上側筐体を正確に且つ安定して組み付けることができる簡易な構成での組立装置が望まれていた。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、上記のような大型のバッテリパックを組み立てるにあたって、下側筐体に対して上側筐体を移動させて位置決めする際の作業負荷を軽減することができるようにしたバッテリパックの組立装置および組立方法を提供するものである。

本発明は、上面が開放されている有底状の下側筐体と、この下側筐体に収容配置された複数の単位電池の集合体からなる組電池と、上記下側筐体を閉蓋するとともに当該下側筐体とともにバッテリ筐体を形成する上側筐体と、からなるバッテリパックを組み立てるにあたり、搬送母機に吊り下げ支持された組付ハンドにて上側筐体を予め位置決め支持した上で、その上側筐体を組電池が収容配置されている下側筐体に対して上方から組み付ける装置を前提としている。

この場合において、搬送母機としては例えばホイストや多関節アーム式の助力装置等を想定している。

そして、上記上側筐体の上面部には開口部が開口形成されている一方、上記組付ハンドは、ハンド本体に設けられて上記上側筐体の上面部を吸着支持する吸着手段と、上記ハンド本体に上下方向を指向するように設けられた回転可能なロッド部材と、上記ロッド部材の下端部に設けられた係合手段と、を備えているものとする。

その上で、上記吸着手段が上側筐体を吸着支持している状態では、係合手段が上側筐体の開口部からその下側に入り込んで当該開口部の周囲に対し平面視にて係合状態となる一方、上記下側筐体に対する上側筐体の組み付け後であって且つ吸着手段による上側筐体の吸着支持を解除するのに先立ってロッド部材を回転させることにより、係合手段による開口部の周囲に対する係合状態が解除されるようになっていることを特徴とするものである。
さらに、上記係合手段は、開口部の周囲に対する係合状態で下方からの外力を受けた際に、ロッド部材とともに上方に移動しながら上記係合状態が解除される位置まで復帰回転するようになっていることを特徴とするものである。

ここで、上記係合手段は、組付ハンドに吸着支持されている上側筐体が万が一荷崩れを起こした場合等に備えて、上記開口部の周囲に対する係合状態をもって組付ハンドからの上側筐体の落下防止手段として機能することになる。

本発明によれば、搬送母機に吊り下げ支持された組付ハンドで吸着支持した上側筐体を下側筐体上に移載して組み付けるようにしているので、上側筐体を下側筐体に組み付ける際の作業負荷を軽減できるほか、比較的簡単な構造のもとで上側筐体を下側筐体に対して正確に且つ安定して組み付けることができるようになって、作業性の向上に寄与できる。また、上側筐体に形成されている開口部を有効利用して係合手段による係合と係合解除とを切り換えるようにしていることから、上記係合手段による係合状態をもって組付ハンドからの上側筐体の落下防止を図ることができ、安全性の向上とともに落下による二次的不具合の発生を未然に防止することができる。

本発明に係るバッテリパック組立装置での組立対象となるバッテリパックの一例を示す概略斜視図。図１に示したバッテリパックの分解斜視図。本発明に係るバッテリパック組立装置の第１の実施の形態を示す図で、組付ハンドの平面説明図。図３に示した組付ハンドの正面説明図。図３に示した組付ハンドの左側面説明図。図３〜５に示した組付ハンドに付帯している落下防止機構の詳細を示す図で、図７のＢ−Ｂ線に沿った断面説明図。同じく落下防止機構の詳細を示す図で、図６のＡ−Ａ線に沿った断面説明図。

図１〜７は本発明に係るバッテリパックの組立装置を実施するためのより具体的な形態を示し、特に図１は電気自動車用のバッテリパックの一例としてその概略斜視図を示し、図２は上記バッテリパックの分解斜視図を示している。

図１，２に示すように、バッテリパック１は、下側筐体としてのロアケース３と上側筐体としてのアッパケース４とからなるバッテリ筐体２内に、複数の単位電池（単電池、あるいは複数の単電池を直列あるいは並列接続した単位電池であり、電池モジュールとも称することがある。）５ａを積層しつつ直列に接続した組電池５を収納してパッキングしたものである。そして、バッテリ筐体２内には付帯機器として図示しないバッテリコントローラやバッテリジャンクションボックス等が組電池５とともに収納される。また、アッパケース４の上面中央部には、後からサービスプラグ（サービスディスコネクトスイッチとも言う。）を取り付けるための方形状または長方形状の開口部６が予め窓状に開口形成されている。

下側筐体としてのロアケース３および上側筐体としてのアッパケース４は例えば鋼板等を三次元形状にプレス成形した矩形状で且つ有底状のものであり、図２に示すように、上面が開放されているロアケース３をテーブル等の所定位置に水平姿勢にて位置決め載置した上で、ロアケース３の内部に組電池５の構成要素である単位電池５ａを積層しつつ並べるとともに、先に述べた付帯機器を収納する。そして、ロアケース３の上にアッパケース４をかぶせて双方の周縁フランジ部３ａ，４ａ同士を突き合わせることでロアケース３が閉蓋されて、ロアケース３とアッパケース４とからなるバッテリ筐体２を外殻とするバッテリパック１が構築される。

なお、ロアケース３とアッパケース４の周縁フランジ部３ａ，４ａ同士の間には図示外のシール部材が介装される。また、ロアケース３およびアッパケース４の周縁フランジ部３ａ，４ａ同士を突き合わせることで両者の相対位置決めがなされたならば、双方の周縁フランジ部３ａ，４ａ同士が図示しないボルト・ナットにて締結結合されて、バッテリ筐体２として一体化されることになる。

ここで、ロアケース３に対するアッパケース４の組付作業は所定の組付ハンドを用いて行われるようになっており、その組付ハンド７の詳細を図３〜５に示す。より詳細には、所定位置にて図２のような下向き姿勢にて待機しているアッパケース４を組付ハンド７にて吸着支持した上で、これを組電池５等が予め収納されているロアケース３の真上まで搬送するとともに、その位置でゆっくりと下降させてアッパケース４をロアケース３にかぶせて位置決めすることになり、図３は組付ハンド７の平面説明図を、図４はその正面説明図を、図５はその左側面説明図をそれぞれ示している。

図３〜５に示すように、組付ハンド７は十字状の補強バー９を含む矩形枠状のハンド本体８を主要素として構成されていて、ハンド本体８はその上面四隅のアイボルトに連結されたワイヤ１０を介して搬送母機であるところの図示外のウインチに吊り下げ支持される。

ハンド本体８には吸着手段としての複数（本実施の形態では平面視にて７個）の吸着パッド１１と同じく複数の押し当てパッド１２とが設けられているほか、前後一対の位置決めピン１３が設けられている。吸着パッド１１は可撓性のあるゴム材料等にてカップ状に形成されたいわゆる吸盤であり、バキュームカップあるいは吸着カップとも称されることがある。これにより、組付ハンド７にてアッパケース４を吸着支持する際には、複数の吸着パッド１１と押し当てパッド１２とをアッパケース４の上面の所定位置に押し当てながら、位置決めピン１３を同じくアッパケース４の上面の位置決め穴に係合させることで、ハンド本体８とアッパケース４との相対位置決めを行い、その状態で吸着パッド１１に負圧吸引力を発生させることでアッパケース４を吸着支持することができる。

なお、一対の位置決めピン１３は、組付ハンド７とアッパケース４の相対位置決めのための位置決め手段として機能し、その相手側となる位置決め穴としては例えばアッパケース４の周縁フランジ部４ａ（図２参照）に形成されているボルト穴等が使用される。

また、ハンド本体８のうち一方の長辺部からは一対の長尺な振れ止めバー１４が下方に向けて垂設されているとともに、他方の長辺部からは一対の長尺な振れ止めバーを兼ねたロケートピン１５が下方に向けて垂設されている。これらの振れ止めバー１４とロケートピン１５は図示外の圧縮コイルばね等の弾性手段により下方に付勢されていて、図５のストロークＳのもとで伸縮動作が可能となっている。そして、これらの振れ止めバー１４とロケートピン１５はハンド本体８が吸着したアッパケース４の外縁に近接していることで、組付ハンド８が吸着支持したアッパケース４の搬送動作中における当該アッパケース４の振れを抑制する機能を有している。

ロケートピン１５はその名の通り組付ハンド７に吸着支持されているアッパケース４をロアケース３に対してその上方側から近付ける際に、その先端をロアケース４側の周縁フランジ部ａにおけるロケート穴に係合させることで、組付ハンド７とロアケース３との相対位置決め、ひいては組付ハンド７を介してのロアケース３とアッパケース４との相対位置決めを行うことができるようになっている。なお、上記ロケート穴としてはロアケース３側の周縁フランジ部３ａ（図２参照）に形成されたボルト穴等が使用される。これにより、ロケートピン１５は組付ハンド７とロアケース３との相対位置決めのための位置決め手段として機能する。

ハンド本体８のうち図３の平面視におけるほぼ中央位置、より具体的には組付ハンド７が吸着支持することになるアッパケース４に開口形成された開口部６（図１，２参照）に相当する位置には、当該組付ハンド７からのアッパケース４の落下を防止するための落下防止機構１６を設けてある。この落下防止機構１６は、組付ハンド７が吸着支持しているアッパケース４の搬送中において、例えば吸着パッド１１の吸着不良等に起因する荷崩れ等によって組付ハンド７からアッパケース４が落下するのを防止するために設けられている。

図６は落下防止機構１６の平面図として図７のＢ−Ｂ線に沿った断面説明図を、図７は図６のＡ−Ａ線に沿った断面説明図をそれぞれ示している。

図６，７に示すように、落下防止機構１６は、アウタパイプ１７にロッド部材としてのインナパイプ１８を軸心方向に相対動可能に且つ相対回転可能に内挿したもので、アウタパイプ１７はハンド本体８の一部を形成している補強バー９に直立姿勢にて固定されている。インナパイプ１８の下端には係合手段としての板状部材たるストッパプレート１９を固定してあり、このストッパプレート１９はインナパイプ１８とともに昇降動作可能で且つ回転可能となっている。

ストッパプレート１９は図２，６に示したアッパケース４の方形状または長方形状の開口部６からその下方に挿入可能なように当該開口部６よりも一回り小さな相似形の方形状または長方形状のものとして形成されていて、金属製のプレート本体２０ａの上面に樹脂製の複数の保護駒２０ｂを固定してある。そして、ストッパプレート１９はその長辺部の長さが開口部６の長辺部の長さよりも短く且つ開口部６の短辺部の長さよりも長く設定されていて、同時にストッパプレート１９の短辺部の長さは開口部６の短辺部の長さよりも短く設定されている。

アウタパイプ１７にはその長手方向に沿って溝カム２１を形成してあるとともに、インナパイプ１８には上記溝カム２１から突出する操作レバー２２を連結してある。そのため、操作レバー２２を溝カム２１に沿って動かすことにより、溝カム２１のカム変位に応じてインナパイプ１８はアウタパイプ１７に対して軸心方向（上下方向）に移動したり周方向に回転したりすることができるようになっている。これにより、組付ハンド７がアッパケース４を吸着支持している状態において、後述するように、アウタパイプ１７に対してインナパイプ１８を下降させたり上昇させたりすることで、アッパケース４の開口部６からその内部にストッパプレート１９を挿入したり抜き上げたりすることができるようになっている。

図７に示すように、アウタパイプ１７に形成された溝カム２１のうち縦溝２１ａの下端から屈曲した下部横溝２１ｂの終端にロック溝２１ｃが形成されていて、このロック溝２１ｃに操作レバー２２が落ち込んでロックされている状態（ロック位置Ｑ１）が後述するストッパプレート１９の係合位置（係合状態）Ｐ１とされている一方、縦溝２１ａと下部横溝２１ｂの交差部に操作レバー２２が位置しているアンロック状態（アンロック位置Ｑ２）がストッパプレート１９の係合解除位置（係合解除状態）Ｐ２とされている。なお、係合位置Ｐ１と係合解除位置Ｐ２とのなす角度（操作レバー２２のロック位置Ｑ１とアンロック位置Ｑ２とのなす角度）はアウタパイプ１７の円周方向で９０度に設定されている。さらに、縦溝２１ａの上端から屈曲した上部横溝２１ｄの終端に退避溝２１ｅが形成されていて、この退避溝２１ｅに操作レバー２２が落ち込んで退避ロックされている状態（退避ロック位置Ｑ３）がストッパプレート１９の退避位置とされている。

そして、上記のように操作レバー２２がロック位置Ｑ１にある時には、ストッパプレート１９は図６の係合位置Ｐ１にあることから、この状態ではインナパイプ１８の下端に連結されたストッパプレート１９の長手方向が開口部６の短辺方向を指向し、他方、操作レバー２２がアンロック位置Ｑ２にある時には、ストッパプレート１９は図６の係合解除位置Ｐ２にあることから、ストッパプレート１９の長手方向が開口部６の長手方向を指向するように設定してある。さらに、操作レバー２２が退避ロック位置Ｑ３にある時には、ストッパプレート１９の向きは操作レバー２２のロック時と同じ向きにあるものの、ストッパプレート１９も上方に大きく退避してその位置で待機していることになる。

ここで、図７に示すように、少なくとも操作レバー２２がロック位置Ｑ１にある時には、この操作レバー２２を含むインナパイプ１８には図示しないばね等の付勢手段により図７の矢印ａ方向（双方のパイプ１７，１８の平面視にて時計回り方向）に付勢されていて、図７の操作レバー２２が同図のロック位置Ｑ１にある状態で、操作レバー２２がロック溝２１ｃから上方に抜け出ることができるだけの外力がストッパプレート１９に加わると、インナパイプ１８はストッパプレート１９や操作レバー２２とともに時計回り方向に回転して、操作レバー２２がアンロック位置Ｑ２に位置するまで自己復帰動作が可能となっている。そして、操作レバー２２がロック位置Ｑ１、アンロック位置Ｑ２および退避ロック位置Ｑ３にある状態では、その操作レバー２２やストッパプレート１９を含むインナパイプ１８は該当する位置での姿勢を自己保持することができるようになっている。

なお、図３，４に示すように、組付ハンド７のハンド本体８にはその取扱性を考慮して把手部２３を設けてある。

したがって、このように構成された組付ハンド７を用いてロアケース３に対するアッパケース４の組み付けを行うにあたっては次のような手順で行うものとする。

最初に、所定位置に位置決め載置されているアッパケース４を組付ハンド７にて吸着支持するに際しては、落下防止機構１６のストッパプレート１９を退避位置まで上昇退避させた状態（操作レバー２２が退避ロック位置Ｑ３にある状態）で、図３〜５に示すようにアッパケース４の上方から組付ハンド７を接近させて、ロケートピン１５や振れ止めバー１４にてアッパケース４とのラフな相対位置決めを行いながら、それぞれの押し当てパッド１２や吸着パッド１１をアッパケース４の上面に押し付けるとともに、位置決めピン１３をアッパケース４側の位置決め穴に係合させる。この段階では各吸着パッド１１に負圧吸引力が作用しておらず、位置決めピン１３と相手側の位置決め穴との係合によって初めて組付ハンド７とアッパケース４との相対位置決めがなされることになる。また、ストッパプレート１９は上方に大きく退避した退避位置にあって且つ図６の係合位置Ｐ１と同じ向きにある。

この後、吸着パッド１１に負圧吸引力を発生させると、上記の相対位置決め状態を保ったままで、アッパケース４が組付ハンド７に吸着支持されることになる。この状態において、図６の平面視に基づき組付ハンド７に吸着支持されたアッパケース４側の開口部６と落下防止機構１６のストッパプレート１９との位置関係についてみた場合に、同図に示すように両者の位置は一致しているものの、ストッパプレート１９は退避位置にあって且つ図６の係合位置Ｐ１と同じ向きにある。この状態では、開口部６の長手方向とストッパプレート１９の長手方向とがクロスした関係、つまり双方の長手方向同士が直交している関係にあり、仮にそのままストッパプレート１９を下降させたとしても開口部６からは挿入不可能な関係にある。

そこで、図７の落下防止機構１６について、操作レバー２２を退避位置Ｑ３から溝カム２１の縦溝２１ａに沿ってアンロック位置Ｑ２へと移動させることでストッパプレート１９をインナパイプ１８とともに下降させる。その際に、操作レバー２２を退避位置Ｑ３から溝カム２１の上部横溝２１ｅに沿って移動させる初期段階でストッパプレート１９がインナパイプ１８や操作レバー２２とともに９０度回転することになる。これによりストッパプレート１９は図６の平面視において係合解除位置Ｐ２に位置することになり、アッパケース４側の開口部６とストッパプレート１９とは位置および向き共に一致することになり、ストッパプレート１９は開口部６に対して挿入可能な向きとなっていることになる。これにより、操作レバー２２をアンロック位置Ｑ２まで下降させることにより、それに伴ってインナパイプ１８やストッパプレート１９も下降することから、ストッパプレート１９は開口部６からアッパケース４の内部に挿入されることになる。

そして、操作レバー２２をアンロック位置Ｑ２まで下降させたならば、さらにその操作レバー２２をロック位置Ｑ１まで移動させてロック溝２１ｃに係合させてその状態を自己保持させる。このロック状態では、ロックプレート１９は図７に実線で示す位置にあるとともに、先に述べたように、インナパイプ１８にはロック位置Ｑ１からアンロック位置Ｑ２の方向に引き戻すような弾性体による付勢力が作用しているので、この付勢力に基づいて操作レバー２２をロック溝２１ｃの内周面に圧接させることでそのロック状態を自己保持することができる。

このように操作レバー２２をアンロック位置Ｑ２からロック位置Ｑ１まで移動させることは、インナパイプ１８やストッパプレート１９が先の場合とは逆方向に９０度回転することにほかならないから、図６に示すように開口部６からアッパケース４の内部に挿入されたストッパプレート１９は係合位置Ｐ１となり、開口部６とストッパプレート１９の双方の長手方向同士が互いにクロスした関係となる。

これにより、平面視において開口部６の周縁部に対してその下側に位置するストッパプレート１９がいわゆる引っ掛かりの関係となっていて、仮にストッパプレート１９を開口部６を通して上方に抜き出そうとしても、そのままではストッパプレート１９を開口部６から抜き出すことが不可能な状態となっている。この状態をもって、落下防止機構１６によるアッパケース４の落下防止が図られていることになる。そして、以上により、組付ハンド７によるアッパケース４の吸着支持と落下防止機構１６による落下防止措置が施されたことになる。

その一方、上記組付ハンド７が吸着支持したアッパケース４をロアケース３に対して組み付けるべき組付ステージでは、図２に示すように組電池５およびその付帯機器が収容されたロアケース３が上面が開放された水平状態で待機していることになる。

そこで、先に組付ハンド７が吸着支持したアッパケース４を搬送母機であるホイストの動きにより組付ハンド７ごと組付ステージで待機しているロアケース３の真上まで搬送し、さらに組付ハンド７が吸着支持しているアッパケース４をロアケース３に対してゆっくりと下降させる。

このような組付ハンド７によるアッパケース４の搬送過程において、各吸着パッド１１の撓み自由度の範囲内でそれらの吸着パッド１１に吸着支持されているアッパケース４が揺動することがあるが、このようなアッパケース４の無用な動きはアッパケース４の周囲に位置している振れ止めバー１４やロケートピン１５によって抑制される。

また、組付ハンド７によるアッパケース４の搬送過程において、例えば吸着パッド１１の吸着不良等によりアッパケース４が荷崩れを起こして傾こうとしたり、あるいは落下しようとした場合でも、先に図６，７に基づいて説明したように、アッパケース４の開口部６からアッパケース４の内部に挿入されている落下防止機構１６のストッパプレート１９が開口部６の周縁部に対して引っ掛かりの関係となっているので、アッパケース４における開口部６の周縁部下面がストッパプレート１９に着座することはあっても、ストッパプレート１９が開口部６から上方に抜け出てしまうことはない。これによって、落下防止機構１６によるアッパケース４の落下防止機能が効果的に発揮される。

組付ハンド７に吸着支持されているアッパケース４をその下側で待機しているロアケース３に対してゆっくりと下降させる過程において、組付ハンド７側のロケートピン１５の先端を例えばロアケース３側の周縁フランジ部３ａに形成されているボルト穴等に係合させ、組付ハンド７とロアケース３との相対位置決め、ひいては組付ハンド７を介してのロアケース３とアッパケース４との相対位置決めを施した上で、さらにアッパケース４を組付ハンド７ごとロアケース３に対してさらに下降させるものとする。その際に、ロケートピン１５は図５のストロークＳのもとで徐々に収縮動作し、同時に振れ止めバー１４はその先端がロアケース３側の周縁フランジ部３ａに干渉することになるので、ロケートピン１５と同様に振れ止めバー１４も図５のストロークＳのもとで収縮動作することになる。これにより、振れ止めバー１４の存在がロアケース３とアッパケース４との相対位置決めの障害となることはない。

こうしてロアケース３に対してアッパケース４が徐々に下降する過程において、ロアケース３とアッパケース４とが近接したならば、作業員によって操作レバー２２がロック位置Ｑ１からアンロック位置Ｑ２に操作されることにより、ストッパプレート１９が係合位置Ｐ１から係合解除位置Ｐ２に９０度回転し、ストッパプレート１９の係合が解除される。ここで、仮に作業員による操作レバー２２のロック位置Ｑ１からアンロック位置Ｑ２への操作がなされなかった場合であっても、先にアッパケース４の開口部６から当該アッパケース４内に挿入されている落下防止機構１６のストッパプレート１９が、予めロアケース３内に収納されている付帯機器の一部と干渉することになる。この付帯機器の一部との干渉によってストッパプレート１９には上向きの力が作用して相対的に上方に押し上げられるようにして所定量だけ浮上する。

このストッパプレート１９の押し上げは、ストッパプレート１９自体が固定されているインナパイプ１８がロック位置Ｑ１にある操作レバー２２とともに押し上げられることにほかならないから、図７のロック溝２１ｃに係合している操作レバー２２が当該ロック溝２１ｃから上方に抜け出て、その瞬間に、インナパイプ１８に予め付与されている付勢力によって、操作レバー２２がアンロック位置Ｑ２に位置するまでインナパイプ１８がストッパプレート１９とともに時計回り方向に９０度回転することになる。この回転によりストッパプレート１９は再び図６の係合解除位置Ｐ２となって、アッパケース４側の開口部６とストッパプレート１９との位置関係は、同図に示すように両者の長手方向が一致したものとなる。

このことは、それまでの開口部６に対するストッパプレート１９の引っ掛かりの関係、すなわち落下防止のためのストッパプレート１９の係合が解除され、開口部６からストッパプレート１９を上方に抜き出そうとすれば抜き出すことが可能となる。なお、図７のロック溝２１ｃから操作レバー２２が上方に抜け出すようにしてインナパイプ１８がストッパプレート１９とともに９０度回転したとしても、ストッパプレート１９はなおも開口部６の下側に位置していてアッパケース４の内下面と干渉するようなことはない。

この後、開口部６に対するストッパプレート１９の係合解除動作からわずかに遅れて、アッパケース４とロアケース３との相対位置決めが施された状態で、ロアケース３側の周縁フランジ部３ａに対してアッパケース４の周縁フランジ部４ａが着座することになり、この時点で初めて両者の相対位置決めが施された状態でロアケース３に対してアッパケース４が組み付けられることになる。

そこで、ロアケース３に対するアッパケース４の組付完了を待って、いわゆる各吸着パッド１１のいわゆる真空破壊により各吸着パッド１１の負圧吸引力を解除する一方、図７の操作レバー２２を溝カム２１の縦溝２１ａに沿って押し上げることにより、ストッパプレート１９はアッパケース４の開口部６の周縁部と干渉することなくその開口部６から真上方向に抜き上げられることになる。その後、操作レバー２２を図７の退避溝２１ｅに係合させることで、ストッパプレート１９はアッパケース４の上方に退避したままでその位置に自己保持される。

そして、ロアケース３の周縁フランジ部３ａに対してアッパケース４の周縁フランジ部４ａが着座している状態で、それらの周縁フランジ部３ａ，４ａ同士の重合部の複数箇所にボルト・ナットによる仮締めを施して、ロアケース３に対してアッパケース４を締結固定する。

こうして、ロアケース３に対してアッパケース４を締結固定したならば、組付ハンド７を上方に押し上げるようにして移動させる。これにより、各吸着パッド１１や押し当てパッド１２さらには振れ止めバーや１４ロケートピン１５が順次アッパケース４から離間して、アッパケース４は組付ハンド７から完全に解放されたことになり、以上をもってロアケース３に対するアッパケース４の一連の組付作業が完了する。

このように本実施の形態によれば、ホイストを搬送母機とする組付ハンド７を用いてロアケース３に対してアッパケース４を組み付けるようにしているので、アッパケース４を組み付ける際の作業負荷を軽減できることはもちろんのこと、組付ハンド７そのものも比較的簡単な構造で済み、アッパケース４をロアケース３に対して正確に且つ安定して組み付けることができることで作業性の向上が図れるようになる。

特に、組付ハンド７は当該組付ハンド７とアッパケース４との相対位置決めのための手段として機能する位置決めピン１３を備えているとともに、当該組付ハンド７とロアケース３との相対位置決めのための手段として機能するロケートピン１５を備えているため、ロアケース３とアッパケース４との位置決め精度が高いものとなり、ロアケース３とアッパケース４の組付精度が向上する。

しかも、組付ハンド７には落下防止機構１６が付帯していることにより、組付ハンド７からのアッパケース４の落下防止を図ることができ、安全性の向上とともに落下による二次的不具合の発生を未然に防止することができるようになる。

また、落下防止機構１６におけるストッパプレート１９の係合解除をロアケース３内の付帯機器との干渉によって自律的に行わせるようにしているので、係合解除動作の信頼性が高いものとなる。さらに、アッパケース４の落下防止に際してそのアッパケース４に形成されている開口部６を有効利用しているので、落下防止機構１６そのものの構造も簡素化できることになる。

ここで、上記実施の形態では搬送母機としてホイストを用いているが、このホイストに代えて、例えば多関節アーム式の助力装置や直交座標型の搬送機器を搬送母機として用いることも可能である。

さらに、上記実施の形態における落下防止機構１６では係合手段として矩形状または長方形状のストッパプレート１９を用いているが、ストッパプレート１９としてはこの形状に限定されることはなく、例えば楕円形等の他の形状のものであっても良い。すなわち、長手方向寸法が開口部６の長辺よりも短く、且つ短辺よりも長い寸法であると共に、短手方向寸法が開口部６の短辺よりも短い寸法であれば、その形状は限定されない。

加えて、落下防止機構１６の係合手段は必ずしもストッパプレート１９の如き板状のものに限定されない。要は、アッパケース４の落下を確実に防止できる係合状態とその解除状態である係合解除状態とに切り換えることができる機構であれば良く、例えば開口部６の周縁部を把持したり解放したりすることが可能なクランプ手段等を用いても良い。

１…バッテリパック
２…バッテリ筐体
３…ロアケース（下側筐体）
４…アッパケース（上側筐体）
５ａ…単位電池
５…組電池
６…開口部
７…組付ハンド
８…ハンド本体
１１…吸着パッド（吸着手段）
１３…位置決めピン（位置決め手段）
１５…ロケートピン（位置決め手段）
１８…インナパイプ（ロッド部材）
１９…ストッパプレート（係合手段）
Ｐ１…係合位置
Ｐ２…係合解除位置

Claims

上面が開放されている有底状の下側筐体と、この下側筐体に収容配置された複数の単位電池の集合体からなる組電池と、上記下側筐体を閉蓋するとともに当該下側筐体とともにバッテリ筐体を形成する上側筐体と、からなるバッテリパックを組み立てるにあたり、搬送母機に吊り下げ支持された組付ハンドにて上側筐体を予め位置決め支持した上で、その上側筐体を組電池が収容配置されている下側筐体に対して上方から組み付ける装置であって、
上記上側筐体の上面部には開口部が開口形成されている一方、
上記組付ハンドは、
ハンド本体に設けられて上記上側筐体の上面部を吸着支持する吸着手段と、
上記ハンド本体に上下方向を指向するように設けられた回転可能なロッド部材と、
上記ロッド部材の下端部に設けられた係合手段と、
を備えていて、
上記吸着手段が上側筐体を吸着支持している状態では、係合手段が上側筐体の開口部からその下側に入り込んで当該開口部の周囲に対し平面視にて係合状態となる一方、
上記下側筐体に対する上側筐体の組み付け後であって且つ吸着手段による上側筐体の吸着支持を解除するのに先立ってロッド部材を回転させることにより、係合手段による開口部の周囲に対する係合状態が解除されるようになっていて、
さらに、上記係合手段は、開口部の周囲に対する係合状態で下方からの外力を受けた際に、ロッド部材とともに上方に移動しながら上記係合状態が解除される位置まで復帰回転するようになっていることを特徴とするバッテリパックの組立装置。
上面が開放されている有底状の下側筐体と、この下側筐体に収容配置された複数の単位電池の集合体からなる組電池と、上記下側筐体を閉蓋するとともに当該下側筐体とともにバッテリ筐体を形成する上側筐体と、からなるバッテリパックを組み立てるにあたり、搬送母機に吊り下げ支持された組付ハンドにて上側筐体を予め位置決め支持した上で、その上側筐体を組電池が収容配置されている下側筐体に対して上方から組み付ける装置であって、
上記上側筐体の上面部には開口部が開口形成されている一方、
上記組付ハンドは、
ハンド本体に設けられて上記上側筐体の上面部を吸着支持する吸着手段と、
上記ハンド本体に上下方向を指向するように設けられた回転可能なロッド部材と、
上記ロッド部材の下端部に設けられた係合手段と、
上記ハンド本体と上側筐体との相対位置決め行う位置決め手段と、
上記ハンド本体と下側側筐体との相対位置決め行う位置決め手段と、
を備えていて、
上記吸着手段が上側筐体を吸着支持している状態では、係合手段が上側筐体の開口部からその下側に入り込んで当該開口部の周囲に対し平面視にて係合状態となる一方、
上記下側筐体に対する上側筐体の組み付け後であって且つ吸着手段による上側筐体の吸着支持を解除するのに先立ってロッド部材を回転させることにより、係合手段による開口部の周囲に対する係合状態が解除されるようになっていることを特徴とするバッテリパックの組立装置。
上面が開放されている有底状の下側筐体と、この下側筐体に収容配置された複数の単位電池の集合体からなる組電池と、上記下側筐体を閉蓋するとともに当該下側筐体とともにバッテリ筐体を形成する上側筐体と、からなるバッテリパックを組み立てるにあたり、搬送母機に吊り下げ支持された組付ハンドにて上側筐体を予め位置決め支持した上で、その上側筐体を組電池が収容配置されている下側筐体に対して上方から組み付ける方法であって、
上記上側筐体の上面部には開口部が開口形成されている一方、
上記組付ハンドは、
ハンド本体に設けられて上記上側筐体の上面部を吸着支持する吸着手段と、
上記ハンド本体に上下方向を指向するように設けられた回転可能なロッド部材と、
上記ロッド部材の下端部に設けられた係合手段と、
を備えていて、
上記吸着手段が上側筐体を吸着支持している状態では、係合手段を上側筐体の開口部からその下側に入り込ませて当該開口部の周囲に対し平面視にて係合状態とする一方、
上記下側筐体に対する上側筐体の組み付け後であって且つ吸着手段による上側筐体の吸着支持を解除するのに先立って、係合手段による開口部の周囲に対する係合状態で下方からの外力を付与することで、当該係合手段をロッド部材とともに上方に移動しながら上記係合状態が解除される位置まで復帰回転させて、係合手段による開口部の周囲に対する係合状態を解除することを特徴とするバッテリパックの組立方法。
上面が開放されている有底状の下側筐体と、この下側筐体に収容配置された複数の単位電池の集合体からなる組電池と、上記下側筐体を閉蓋するとともに当該下側筐体とともにバッテリ筐体を形成する上側筐体と、からなるバッテリパックを組み立てるにあたり、搬送母機に吊り下げ支持された組付ハンドにて上側筐体を予め位置決め支持した上で、その上側筐体を組電池が収容配置されている下側筐体に対して上方から組み付ける方法であって、
上記上側筐体の上面部には開口部が開口形成されている一方、
上記組付ハンドは、
ハンド本体に設けられて上記上側筐体の上面部を吸着支持する吸着手段と、
上記ハンド本体に上下方向を指向するように設けられた回転可能なロッド部材と、
上記ロッド部材の下端部に設けられた係合手段と、
上記ハンド本体と上側筐体との相対位置決め行う位置決め手段と、
上記ハンド本体と下側側筐体との相対位置決め行う位置決め手段と、
を備えていて、
上記吸着手段が上側筐体を吸着支持している状態では、係合手段を上側筐体の開口部からその下側に入り込ませて当該開口部の周囲に対し平面視にて係合状態とする一方、
上記双方の位置決め手段の機能に基づいた下側筐体に対する上側筐体の組み付け後であって且つ吸着手段による上側筐体の吸着支持を解除するのに先立ってロッド部材を回転させて、係合手段による開口部の周囲に対する係合状態を解除することを特徴とするバッテリパックの組立方法。
請求項１または２に記載のバッテリパックの組立装置において、
上記開口部は平面視にて長方形状のものである一方、
上記係合手段は開口部よりも小さい相似形の板状部材であることを特徴とするバッテリパックの組立装置。
請求項５に記載のバッテリパックの組立装置において、
上記板状部材は、長辺部の長さが開口部の長辺部よりも短く且つ開口部の短辺部よりも長く、短辺部の長さが開口部の短辺部よりも短い長方形状のものであることを特徴とするバッテリパックの組立装置。