JP7243855B2 - バッテリー装着システム及びバッテリー装着方法 - Google Patents

Description

本開示は、バッテリー装着システム及びバッテリー装着方法に関する。

特許文献１には、フロアパネルの下部のホイールベース中央部位にバッテリーパックが配置された電気自動車が開示されている。

特開２０１３－０６７２５５号公報

本開示は、電動車両のバッテリーを車体の下方から迅速に装着するのに有効なバッテリー装着システム及びバッテリー装着方法を提供する。

本開示の一側面に係るバッテリー装着システムは、電動車両の車体の下に作業空間が形成されるように車体を支持する車体サポートと、作業空間において車体の走行用のバッテリーを上昇させ、車体の下に配置するリフターと、を備え、リフターは、バッテリーを支持するバッテリーサポートと、水平方向におけるバッテリーサポートの位置及びバッテリーサポートの高さを変更する多関節のリフトアームと、を有する。

本開示の他の側面に係るバッテリー装着方法は、電動車両の車体の下に作業空間が形成されるように車体サポートにより車体を支持することと、バッテリーを支持するバッテリーサポートと、水平方向におけるバッテリーサポートの位置及びバッテリーサポートの高さを変更する多関節のリフトアームと、を有するリフターにより、作業空間において車体の走行用のバッテリーを上昇させ、車体の下に配置することと、を含む。

本開示によれば、電動車両のバッテリーを車体の下方から迅速に装着するのに有効なバッテリー装着システム及びバッテリー装着方法を提供することができる。

バッテリー装着システムの側面図である。 バッテリー装着システムの背面図である。 バッテリー装着システムの変形例を示す断面図である。 バッテリー装着システムの変形例を示す断面図である。 バッテリー装着システムの変形例を示す側面図である。 バッテリー装着手順を示す模式図である。 バッテリー装着手順を示す模式図である。 バッテリー装着手順を示す模式図である。 バッテリー装着手順を示す模式図である。

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

〔バッテリー装着システム〕
図１及び図２に示すバッテリー装着システム１は、電動車両９０の走行用のバッテリーを電動車両９０の車体９１に取り付けるシステムである。電動車両９０は、バッテリーに蓄電された電力により移動する車両であればいかなる車両であってもよい。電動車両９０の具体例としては、４輪の電動自動車が挙げられる。

例えばバッテリー装着システム１は、複数のバッテリーが一体化されたバッテリーパック９６を車体９１に取り付ける。バッテリーパック９６は、複数のバッテリーを支持するトレーを有していてもよい。この場合、バッテリー装着システム１は、バッテリーパック９６のトレーを電動車両９０に取り付けるように構成されていてもよい。バッテリー装着システム１は、車体サポート１０と、リフターロボット１００（リフター）とを有する。

車体サポート１０は、電動車両９０の車体９１の下に作業空間が形成されるように車体９１を支持する。例えば車体サポート１０は、第１サポート１１と、第２サポート１２とを有する。第１サポート１１は、床面１４の上に起立して、電動車両９０の左前輪９２と左後輪９３とを支持する。第２サポート１２は、床面１４上に起立して、電動車両９０の右前輪９４と右後輪９５とを支持する。すなわち、第１サポート１１は左前輪９２と左後輪９３とを介して車体９１を支持し、第２サポート１２は右前輪９４と右後輪９５とを介して車体９１を支持する。これにより、車体９１の下に作業空間１３が形成される。作業空間１３は、車体９１の下面９１ａと床面１４との間の空間である。

以下の説明において、「前」方向は車体サポート１０に支持された車体９１の前方向を意味し、「後」方向は車体サポート１０に支持された車体９１の後方向を意味し、「左」方向は車体サポート１０に支持された車体９１の左方向を意味し、「右」方向は車体サポート１０に支持された車体９１の右方向を意味する。

リフターロボット１００は、作業空間１３においてバッテリーパック９６を上昇させ、車体９１の下に配置する。リフターロボット１００は、バッテリーサポート１１０と、リフトアーム１２０と、コントローラ１９０とを有する。

バッテリーサポート１１０は、バッテリーパック９６を下方から支持する。リフトアーム１２０は、シリアルリンク型の多関節のアームであり、水平方向におけるバッテリーサポート１１０の位置及びバッテリーサポート１１０の高さを変更する。リフトアーム１２０は、リフトベース１２１と、第１リフトアーム１２２と、第２リフトアーム１２３と、リフトリスト１２４とを有する。

リフトベース１２１は、作業空間１３において床面１４上に設置される。なお、床面１４上に設置されることは、床面１４上に他の物体（例えば後述のリフトアームトランスファー４００）を介して設置されることを含む。例えばリフトベース１２１は、基部１２５と、旋回部１２６とを有する。基部１２５は作業空間１３において床面１４上に設置される。旋回部１２６は、鉛直な軸線１５１（第５リフト軸線）まわりに旋回するように基部１２５上に設けられている。

第１リフトアーム１２２は、水平な軸線１５２（第１リフト軸線）まわりに揺動するようにリフトベース１２１に接続されている。例えば、第１リフトアーム１２２は、軸線１５２まわりに揺動するように旋回部１２６に接続されており、軸線１５２に垂直な中心軸線に沿って一方向に延びている。なお、ここでの垂直は、実質的に垂直であることを意味し、真の垂直に対して多少の誤差を持った状態を含む。また、ここでの垂直は、所謂立体交差のようにねじれの関係における垂直も含む。以下においても同様である。

例えば第１リフトアーム１２２は、アームプレート１２２ａ，１２２ｂを有する。アームプレート１２２ａ，１２２ｂは、軸線１５２に沿って互いに対向し、それぞれが第１リフトアーム１２２の中心軸線に沿って一方向に延びている。

第２リフトアーム１２３は、軸線１５２に平行な軸線１５３（第２リフト軸線）まわりに揺動するように第１リフトアーム１２２の先端部に接続され、軸線１５３に垂直な中心軸線に沿って一方向に延びている。なお、平行は、実質的に平行であることを意味し、真の平行に対して多少の誤差を持った状態を含む。以下においても同様である。

軸線１５３に沿う方向において、第２リフトアーム１２３は第１リフトアーム１２２のアームプレート１２２ａ，１２２ｂの間に位置している。これにより、第２リフトアーム１２３の揺動範囲と第１リフトアーム１２２との干渉が防止されている。例えば第２リフトアーム１２３は、アームプレート１２３ａ，１２３ｂを有する。アームプレート１２３ａ，１２３ｂは、軸線１５３に沿って互いに対向し、それぞれが第２リフトアーム１２３の中心軸線に沿って一方向に延びている。

リフトリスト１２４は、軸線１５３に平行な軸線１５４（第３リフト軸線）まわりに揺動するように第２リフトアームの先端部に接続され、軸線１５４に垂直な中心軸線に沿って一方向に延びている。例えばリフトリスト１２４は、軸線１５４に垂直な中心軸線に沿って水平方向に延びている。

リフトリスト１２４は、バッテリーサポート１１０を保持する。例えばリフトリスト１２４は、バッテリーサポート１１０を下方から保持する保持部１２７を有する。保持部１２７は、軸線１５４に垂直な軸線１５５（第４リフト軸線）まわりに旋回するように設けられている。例えば保持部１２７は、鉛直な軸線１５５まわりに旋回するように設けられている。

軸線１５４に沿う方向において、リフトリスト１２４は第２リフトアーム１２３のアームプレート１２３ａ，１２３ｂの間に位置している。これにより、リフトリスト１２４の揺動範囲と第２リフトアーム１２３との干渉が防止される。

以上の構成により、リフターロボット１００におけるバッテリーサポート１１０の動きの自由度は、最大で、軸線１５１，１５２，１５３，１５４，１５５まわりの５自由度となる。

リフターロボット１００は、リフトアクチュエータ１３１，１３２と、リンク中継部１４３と、第１平行リンク１４１と、第２平行リンク１４２とを更に有する。リフトアクチュエータ１３１（第１リフトアクチュエータ）は、例えば電動モータを動力源とし、軸線１５２まわりに第１リフトアーム１２２を揺動させる。リフトアクチュエータ１３２（第２リフトアクチュエータ）は、例えば電動モータを動力源とし、軸線１５３まわりに第２リフトアーム１２３を揺動させる。

リンク中継部１４３は、軸線１５３まわりに揺動するように、第１リフトアーム１２２と第２リフトアーム１２３との接続部に設けられている。軸線１５３に沿う方向において、リンク中継部１４３は第２リフトアーム１２３のアームプレート１２３ａ，１２３ｂの間に位置している。

第１平行リンク１４１は、旋回部１２６に対するリンク中継部１４３の姿勢を一定に保つように、第１リフトアーム１２２の揺動に連動して第１リフトアーム１２２に対するリンク中継部１４３の角度を変化させる。例えば第１平行リンク１４１は、第１リフトアーム１２２に平行に延びている。第１平行リンク１４１の一端部は、軸線１５２に平行な軸線１６１まわりに揺動するように旋回部１２６に接続されている。第１平行リンク１４１の他端部は、軸線１５３に平行な軸線１６２まわりに揺動するようにリンク中継部１４３に接続されている。軸線１５２，１５３，１６１，１６２の延長線上の視点から見て、軸線１５２，１５３，１６１，１６２を結ぶ四角形は平行四辺形となっている。

第２平行リンク１４２は、リンク中継部１４３に対するリフトリスト１２４の姿勢を一定に保つように、第２リフトアーム１２３の揺動に連動して第２リフトアーム１２３に対するリフトリスト１２４の角度を変化させる。例えば第２平行リンク１４２は、第２リフトアーム１２３に平行に延びている。第２平行リンク１４２の一端部は、軸線１５３に平行な軸線１６３まわりに揺動するようにリンク中継部１４３に接続されている。第２平行リンク１４２の他端部は、軸線１５４に平行な軸線１６４まわりに揺動するようにリフトリスト１２４に接続されている。軸線１５３，１５４，１６３，１６４の延長線上の視点から見て、軸線１５３，１５４，１６３，１６４を結ぶ四角形は平行四辺形となっている。

この構成によれば、軸線１５２まわりに第１リフトアーム１２２が揺動し、軸線１５３まわりに第２リフトアーム１２３が揺動しても、旋回部１２６に対するリフトリスト１２４の姿勢が一定に保たれる。リンク中継部１４３、第１平行リンク１４１、及び第２平行リンク１４２を備えることで、軸線１５４まわりのリフトリスト１２４の姿勢が拘束されるので、独立した自由度が１つ削減されているといえる。従って、リフターロボット１００におけるバッテリーサポート１１０の動きの自由度は４自由度となっている。

リフターロボット１００は、リフトアクチュエータ１３３，１３４を更に有してもよい。リフトアクチュエータ１３３（第３リフトアクチュエータ）は、リフトリスト１２４において、軸線１５５まわりにバッテリーサポート１１０を旋回させる。例えばリフトアクチュエータ１３３は、電動モータを動力源とし、軸線１５５まわりに保持部１２７を旋回させる。リフトアクチュエータ１３４（第４リフトアクチュエータ）は、リフトベース１２１において、軸線１５１まわりに第１リフトアーム１２２を旋回させる。例えばリフトアクチュエータ１３４は、電動モータを動力源とし、軸線１５１まわりに旋回部１２６を旋回させる。

リフトアーム１２０は、バッテリーサポート１１０が保持するバッテリーパック９６を、車体９１の下の取付位置まで上昇させる。また、リフトアーム１２０は、水平方向において、バッテリーパック９６の位置を上記取付位置に合わせる。

水平方向におけるバッテリーパック９６の可動範囲を大きくするために、第１リフトアーム１２２の長さ（軸線１５２から軸線１５３までの距離）は、次の条件を満たすように設定されていてもよい。
条件１－１） 第１リフトアーム１２２が鉛直に起立し、第２リフトアーム１２３が下方（斜め下方を含む）に向けられた際のリフターロボット１００の上端部が、作業空間１３の上面（車体９１の下面９１ａ）よりも下方に位置する。

また、第２リフトアーム１２３の長さ（軸線１５３から軸線１５４までの距離）は、次の条件を満たすように設定されていてもよい。
条件１－２） 軸線１５２から軸線１５３までの距離と、軸線１５３から軸線１５４までの距離との合計が、上記取付位置にバッテリーパック９６を配置する際における軸線１５２から軸線１５４までの距離よりも大きい。

上述したリフトアーム１２０の構成はあくまで一例であり、適宜変更可能である。例えばリフトアーム１２０は、リンク中継部１４３、第１平行リンク１４１、及び第２平行リンク１４２に代えて、軸線１５４まわりにリフトリスト１２４を揺動させるアクチュエータを有していてもよい。また、リフトアーム１２０は、バッテリーサポート１１０の動きの自由度が上述した４自由度より高くなるように構成されていてもよい。

コントローラ１９０は、バッテリーサポート１１０及びリフトアーム１２０を制御する。例えばコントローラ１９０は、複数のサーボドライバと、制御用コンピュータとを有する。複数のサーボドライバは、リフトアクチュエータ１３１，１３２，１３３，１３４等の複数のアクチュエータに駆動電力をそれぞれ供給する。制御用コンピュータは、上位コントローラ５００からの指令に従ってバッテリーサポート１１０及びリフトアーム１２０を動作させるように複数のサーボドライバを制御する。

図３及び図４は、バッテリー装着システムの変形例を示す断面図である。いずれの図も、左右方向に沿った鉛直な切断面による断面図である。図３に示すように、バッテリー装着システム１は、少なくとも１台のファスニングロボット２００（ファスニング装置）を更に備えてもよい。図３においては、２台のファスニングロボット２００が図示されているが、ファスニングロボット２００の台数は適宜変更可能である。

ファスニングロボット２００は、リフターロボット１００が車体９１の下に配置したバッテリーを車体９１にファスニングする。例えばファスニングロボット２００は、リフターロボット１００が車体９１の下に配置したバッテリーパック９６を車体９１にファスニングする。ファスニングロボット２００は、上述したバッテリーパック９６のトレーを車体９１にファスニングしてもよい。例えばファスニングロボット２００は、ファスニングツール２１０と、ファスニングアーム２２０と、コントローラ２９０とを有する。

ファスニングツール２１０は、バッテリーパック９６を車体９１にファスニングするためのツールである。ファスニングの具体例としては、ボルト又はナット等のねじによる締結が挙げられる。例えばファスニングツール２１０は、電動ドライバ又は電動レンチ等のねじ締めツールであり、ねじ締め用のビット又はソケット等のロータリーチップ２１１を有する。

ファスニングアーム２２０は、シリアルリンク型の多関節のアームであり、ファスニングツール２１０の位置及び姿勢を変更する。ファスニングロボット２００におけるファスニングツール２１０の動きの自由度は、リフターロボット１００におけるバッテリーサポート１１０の動きの自由度（上述の４自由度）よりも高くてもよい。例えばファスニングアーム２２０は、ファスニングベース２２１と、第１ファスニングアーム２２２と、第２ファスニングアーム２２３と、ファスニングリスト２２４とを有する。

ファスニングベース２２１は、作業空間１３の周囲（例えば左又は右）において床面１４上に設置される。例えばファスニングベース２２１は、基部２２５と旋回部２２６とを有する。基部２２５は作業空間１３の周囲において床面１４上に設置される。旋回部２２６は、鉛直な軸線２４１まわりに旋回するように基部２２５上に設けられている。

第１ファスニングアーム２２２は、水平な軸線２４２（第１ファスニング軸線）まわりに揺動するようにファスニングベース２２１に接続されている。例えば、第１ファスニングアーム２２２は、軸線２４２まわりに揺動するように旋回部２２６に接続されており、軸線２４２に垂直な中心軸線に沿って旋回部２２６から側方（上方又は下方に傾いた側方を含む）に延びている。

第２ファスニングアーム２２３は、軸線２４２に平行な軸線２４３（第２ファスニング軸線）まわりに揺動するように第１ファスニングアーム２２２の先端部に接続され、軸線２４３に垂直な中心軸線に沿って上方（斜め上方を含む）に延びている。例えば第２ファスニングアーム２２３は、揺動アーム２２７と旋回アーム２２８とを有する。

揺動アーム２２７は、軸線２４３に垂直な上記中心軸線に沿って第１ファスニングアーム２２２の先端部から上方に延びている。旋回アーム２２８は、上記中心軸線に沿った軸線２４４まわりに旋回するように揺動アーム２２７の先端部に接続され、上記中心軸線に沿って揺動アーム２２７の先端部から更に上方に延びている。

ファスニングリスト２２４は、第２ファスニングアーム２２３に垂直（第２ファスニングアーム２２３の上記中心軸線に垂直）な軸線２４５（第３ファスニング軸線）まわりに揺動するように第２ファスニングアーム２２３の先端部に接続されている。例えばファスニングリスト２２４は、軸線２４５まわりに揺動するように旋回アーム２２８の先端部に接続され、第２ファスニングアーム２２３に垂直な中心軸線に沿って一方向に延びている。

ファスニングリスト２２４は、ファスニングツール２１０を保持する。例えばファスニングリスト２２４は、ファスニングツール２１０を保持する保持部２２９を有する。保持部２２９は、ファスニングリスト２２４の中心軸線に沿った軸線２４６まわりに旋回するようにファスニングリスト２２４の先端に設けられている。

以上の構成により、ファスニングロボット２００におけるファスニングツール２１０の動きの自由度は、軸線２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６まわりの６自由度となる。

ファスニングアーム２２０は、ファスニングアクチュエータ２３１，２３２，２３３，２３４，２３５，２３６を更に有する。ファスニングアクチュエータ２３１は、ファスニングベース２２１において、軸線２４１まわりに第１ファスニングアーム２２２を旋回させる。例えばファスニングアクチュエータ２３１は、電動モータを動力源とし、軸線２４１まわりに旋回部２２６を旋回させる。ファスニングアクチュエータ２３２は、例えば電動モータを動力源とし、軸線２４２まわりに第１ファスニングアーム２２２を揺動させる。ファスニングアクチュエータ２３３は、例えば電動モータを動力源とし、軸線２４３まわりに第２ファスニングアーム２２３を揺動させる。ファスニングアクチュエータ２３４は、第２ファスニングアーム２２３において、軸線２４４まわりにファスニングリスト２２４を旋回させる。例えばファスニングアクチュエータ２３４は、電動モータを動力源とし、軸線２４４まわりに旋回アーム２２８を旋回させる。ファスニングアクチュエータ２３５は、例えば電動モータを動力源とし、軸線２４５まわりにファスニングリスト２２４を揺動させる。ファスニングアクチュエータ２３６は、ファスニングリスト２２４において、軸線２４６まわりにファスニングツール２１０を旋回させる。例えばファスニングアクチュエータ２３６は、電動モータを動力源とし、軸線２４６まわりに保持部２２９を旋回させる。

以上の構成において、ファスニングアーム２２０は、バッテリーパック９６を車体９１にファスニングするための作業位置にファスニングツール２１０を配置する。また、ファスニングアーム２２０は、作業空間１３外に退避するための退避高さまでファスニングツール２１０を下降させるように第１ファスニングアーム２２２を揺動させ、ファスニングツール２１０を作業空間１３外に退避させるように旋回部２２６を旋回させる。退避高さは、作業空間１３外への退避中に車体サポート１０等と衝突しない高さに設定されている。

ファスニングツール２１０を作業空間１３外に退避させるためのファスニングアーム２２０の占有空間を小さくするために、第１ファスニングアーム２２２の長さ（軸線２４２から軸線２４３までの距離）、及び第２ファスニングアーム２２３の長さ（軸線２４３から軸線２４５までの距離）は、次の条件を満たすように設定されていてもよい。
条件２－１）軸線２４２から軸線２４３までの距離は、軸線２４３から軸線２４５までの距離よりも短い。

第１ファスニングアーム２２２の長さ及び第２ファスニングアーム２２３の長さは、更に次の条件を満たすように設定されていてもよい。
条件２－２）軸線２４２から軸線２４３までの距離は、ファスニングツール２１０の昇降ストローク（上記作業位置の高さと上記退避高さとの差）の半分よりも長い。
条件２－３）軸線２４２から軸線２４３までの距離と、軸線２４３から軸線２４５までの距離の合計が、上記作業位置にファスニングツール２１０を配置する際における軸線２４２から軸線２４５までの距離よりも大きい。
条件２－４）第２ファスニングアーム２２３が鉛直に起立した状態においても、ファスニングツール２１０を上記退避高さまで下降させることができる。

軸線２４２から軸線２４３までの距離は、ファスニングツール２１０の昇降ストロークよりも長くてもよい。これらの条件を満たすことによって、ファスニングツール２１０の可動範囲の余裕と、上記占有空間の縮小との両立をより確実に図ることができる。

上述したファスニングアーム２２０の構成はあくまで一例であり、適宜変更可能である。例えばファスニングアーム２２０は、ファスニングツール２１０の動きの自由度が上述した６自由度より高くなるように構成されていてもよい。

コントローラ２９０は、ファスニングツール２１０及びファスニングアーム２２０を制御する。例えばコントローラ２９０は、複数のサーボドライバと、制御用コンピュータとを有する。複数のサーボドライバは、ファスニングアクチュエータ２３１，２３２，２３３，２３４，２３５，２３６等の複数のアクチュエータに駆動電力をそれぞれ供給する。制御用コンピュータは、上位コントローラ５００からの指令に従ってファスニングツール２１０及びファスニングアーム２２０を動作させるように複数のサーボドライバを制御する。

図４に示すように、バッテリー装着システム１は、少なくとも１台の塗布ロボット３００（塗布装置）を更に備えてもよい。図４においては、２台の塗布ロボット３００が図示されているが、塗布ロボット３００の台数は適宜変更可能である。バッテリー装着システム１がファスニングロボット２００と塗布ロボット３００とを備える場合、ファスニングロボット２００と塗布ロボット３００とは例えば前後方向に並ぶように配置される。

塗布ロボット３００は、バッテリーが車体９１の下に配置される前（例えばバッテリーパック９６が上記取付位置に配置される前）に、車体９１の下に液剤を塗布する。例えば塗布ロボット３００は、塗布ツール３１０と、塗布アーム３２０と、コントローラ３９０とを有する。

塗布ツール３１０は、液剤を車体９１の下に塗布するためのツールである。液剤の具体例としては、接着剤、シール材、制振材等が挙げられる。例えば塗布ツール３１０は、液剤を吐出するノズル３１１と、ノズル３１１に液剤を供給するポンプ（不図示）とを有する。

塗布アーム３２０は、シリアルリンク型の多関節アームであり、塗布ツール３１０の位置及び姿勢を変更する。塗布ロボット３００における塗布ツール３１０の動きの自由度は、リフターロボット１００におけるバッテリーサポート１１０の動きの自由度（上述の４自由度）よりも高くてもよい。例えば塗布アーム３２０は、塗布ベース３２１と、第１塗布アーム３２２と、第２塗布アーム３２３と、塗布リスト３２４とを有する。

塗布ベース３２１は、作業空間１３の周囲（例えば左又は右）において床面１４上に設置される。例えば塗布ベース３２１は、基部３２５と旋回部３２６とを有する。基部３２５は作業空間１３の周囲において床面１４上に設置される。旋回部３２６は、鉛直な軸線３４１まわりに旋回するように基部３２５上に設けられている。

第１塗布アーム３２２は、水平な軸線３４２（第１塗布軸線）まわりに揺動するように塗布ベース３２１に接続されている。例えば、第１塗布アーム３２２は、軸線３４２まわりに揺動するように旋回部３２６に接続されており、軸線３４２に垂直な中心軸線に沿って旋回部３２６から側方（上方又は下方に傾いた側方を含む）に延びている。

第２塗布アーム３２３は、軸線３４２に平行な軸線３４３（第２塗布軸線）まわりに揺動するように第１塗布アーム３２２の先端部に接続され、軸線３４３に垂直な中心軸線に沿って上方（斜め上方を含む）に延びている。例えば第２塗布アーム３２３は、揺動アーム３２７と旋回アーム３２８とを有する。

揺動アーム３２７は、軸線３４３に垂直な上記中心軸線に沿って第１塗布アーム３２２の先端部から上方に延びている。旋回アーム３２８は、上記中心軸線に沿った軸線３４４まわりに旋回するように揺動アーム３２７の先端部に接続され、上記中心軸線に沿って揺動アーム３２７の先端部から更に上方に延びている。

塗布リスト３２４は、第２塗布アーム３２３に垂直（第２塗布アーム３２３の上記中心軸線に垂直）な軸線３４５（第３塗布軸線）まわりに揺動するように第２塗布アーム３２３の先端部に接続されている。例えば塗布リスト３２４は、軸線３４５まわりに揺動するように旋回アーム３２８の先端部に接続され、第２塗布アーム３２３に垂直な中心軸線に沿って一方向に延びている。

塗布リスト３２４は、塗布ツール３１０を保持する。例えば塗布リスト３２４は、塗布ツール３１０を保持する保持部３２９を有する。保持部３２９は、塗布リスト３２４の中心軸線に沿った軸線３４６まわりに旋回するように塗布リスト３２４の先端に設けられている。

以上の構成により、塗布ロボット３００における塗布ツール３１０の動きの自由度は、軸線３４１，３４２，３４３，３４４，３４５，３４６まわりの６自由度となる。

塗布アーム３２０は、塗布アクチュエータ３３１，３３２，３３３，３３４，３３５，３３６を更に有する。塗布アクチュエータ３３１は、塗布ベース３２１において、軸線３４１まわりに第１塗布アーム３２２を旋回させる。例えば塗布アクチュエータ３３１は、電動モータを動力源とし、軸線３４１まわりに旋回部３２６を旋回させる。塗布アクチュエータ３３２は、例えば電動モータを動力源とし、軸線３４２まわりに第１塗布アーム３２２を揺動させる。塗布アクチュエータ３３３は、例えば電動モータを動力源とし、軸線３４３まわりに第２塗布アーム３２３を揺動させる。塗布アクチュエータ３３４は、第２塗布アーム３２３において、軸線３４４まわりに塗布リスト３２４を旋回させる。例えば塗布アクチュエータ３３４は、電動モータを動力源とし、軸線３４４まわりに旋回アーム３２８を旋回させる。塗布アクチュエータ３３５は、例えば電動モータを動力源とし、軸線３４５まわりに塗布リスト３２４を揺動させる。塗布アクチュエータ３３６は、塗布リスト３２４において、軸線３４６まわりにファスニングツール２１０を旋回させる。例えば塗布アクチュエータ３３６は、電動モータを動力源とし、軸線３４６まわりに保持部３２９を旋回させる。

以上の構成において、塗布アーム３２０は、車体９１の下に液剤を塗布するための作業位置に塗布ツール３１０を配置する。また、塗布アーム３２０は、作業空間１３外に退避するための退避高さまで塗布ツール３１０を下降させるように第１塗布アーム３２２を揺動させ、塗布ツール３１０を作業空間１３外に退避させるように旋回部３２６を旋回させる。退避高さは、作業空間１３外への退避中に車体サポート１０等と衝突しない高さに設定されている。

塗布ツール３１０を作業空間１３外に退避させるための塗布アーム３２０の占有空間を小さくするために、第１塗布アーム３２２の長さ（軸線３４２から軸線３４３までの距離）、及び第２塗布アーム３２３の長さ（軸線３４３から軸線３４５までの距離）は、次の条件を満たすように設定されていてもよい。
条件３－１）軸線３４２から軸線３４３までの距離は、軸線３４３から軸線３４５までの距離よりも短い。

第１塗布アーム３２２の長さ及び第２塗布アーム３２３の長さは、更に次の条件を満たすように設定されていてもよい。
条件３－２）軸線３４２から軸線３４３までの距離は、塗布ツール３１０の昇降ストローク（上記作業位置の高さと上記退避高さとの差）の半分よりも長い。
条件３－３）軸線３４２から軸線３４３までの距離と、軸線３４３から軸線３４５までの距離の合計が、上記作業位置に塗布ツール３１０を配置する際における軸線３４２から軸線３４５までの距離よりも大きい。
条件３－４）第２塗布アーム３２３が鉛直に起立した状態においても、塗布ツール３１０を上記退避高さまで下降させることができる。

軸線３４２から軸線３４３までの距離は、塗布ツール３１０の昇降ストロークよりも長くてもよい。これらの条件を満たすことによって、塗布ツール３１０の可動範囲の余裕と、上記占有空間の縮小との両立をより確実に図ることができる。

上述した塗布アーム３２０の構成はあくまで一例であり、適宜変更可能である。例えば塗布アーム３２０は、塗布ツール３１０の動きの自由度が上述した６自由度より高くなるように構成されていてもよい。

コントローラ３９０は、塗布ツール３１０及び塗布アーム３２０を制御する。例えばコントローラ３９０は、複数のサーボドライバと、制御用コンピュータとを有する。複数のサーボドライバは、塗布アクチュエータ３３１，３３２，３３３，３３４，３３５，３３６等の複数のアクチュエータに駆動電力をそれぞれ供給する。制御用コンピュータは、上位コントローラ５００からの指令に従って塗布ツール３１０及び塗布アーム３２０を動作させるように複数のサーボドライバを制御する。

図５に示すように、バッテリー装着システム１は、リフトアームトランスファー４００を更に備えてもよい。リフトアームトランスファー４００は、少なくとも水平方向においてリフターロボット１００のリフトアーム１２０を変位させる。

リフトアームトランスファー４００は、水平な一方向（例えば前後方向）にリフトアーム１２０を変位させるように構成されていてもよいし、水平面において互いに交差する二方向（例えば前後方向及び左右方向）にリフトアーム１２０を変位させるように構成されていてもよい。例えばリフトアームトランスファー４００は、水平方向においてリフトベース１２１を変位させるリニアアクチュエータを有してもよい。リフトアームトランスファー４００は、リフトベース１２１を搭載して移動する自走式の台車を有してもよい。

〔バッテリー装着方法〕
続いて、バッテリー装着方法の一例として、バッテリー装着システム１によるバッテリー装着手順を例示する。この手順は、車体９１の下に作業空間１３が形成されるように車体サポート１０により車体９１を支持することと、リフターロボット１００により、作業空間１３においてバッテリーパック９６を上昇させ、車体９１の下（例えば上記取付位置）に配置することと、を含む。

例えば、まず車体９１の搬送装置（不図示）により車体サポート１０の上に車体９１を搬送し、車体サポート１０により車体９１を支持する。次に、リフトアームトランスファー４００により作業空間１３の外までリフトアーム１２０を移動させ、作業空間１３外においてバッテリーサポート１１０にバッテリーパック９６を保持させる（図６参照）。この間に、塗布ロボット３００により、車体９１の下に液剤を塗布する（図７参照）。

その後、バッテリーサポート１１０がバッテリーパック９６を保持した状態で、リフトアームトランスファー４００により作業空間１３内にリフトアーム１２０を移動させる。これにより、作業空間１３外から作業空間１３内にバッテリーパック９６が搬入される。

なお、作業空間１３外から作業空間１３内へのバッテリーパック９６の搬入にリフトアームトランスファー４００を用いることは必須ではない。例えば、リフトベース１２１が作業空間１３内に位置する状態で、リフトアーム１２０により作業空間１３内から作業空間１３外にバッテリーサポート１１０を移動させ、作業空間１３外においてバッテリーサポート１１０にバッテリーパック９６を保持させ、バッテリーパック９６を保持したバッテリーサポート１１０をリフトアーム１２０により作業空間１３外から作業空間１３内に移動させてもよい。

次に、塗布ツール３１０を作業空間１３内から作業空間１３外に退避させ、リフトアーム１２０により、水平方向におけるバッテリーパック９６の位置を上記取付位置に合わせつつ、バッテリーパック９６を取付位置まで上昇させる（図８参照）。次に、ファスニングロボット２００により、バッテリーパック９６を車体９１にファスニングする（図９参照）。以上でバッテリー装着手順が完了する。

〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、バッテリー装着システム１は、電動車両９０の車体９１の下に作業空間１３が形成されるように車体９１を支持する車体サポート１０と、作業空間１３において車体９１の走行用のバッテリーパック９６を上昇させ、車体９１の下に配置するリフターロボット１００と、を備え、リフターロボット１００は、バッテリーパック９６を支持するバッテリーサポート１１０と、水平方向におけるバッテリーサポート１１０の位置及びバッテリーサポート１１０の高さを変更する多関節のリフトアーム１２０と、を有する。

バッテリー装着システム１によれば、バッテリーパック９６の位置を適切に調節することと、バッテリーパック９６を適切な高さまで上昇させることとの両方を１台のリフトアーム１２０により行うことができる。このため、車体サポート１０に支持された車体９１の下の限られた作業空間１３においても、バッテリーパック９６を車体９１の下にスムーズに配置することができる。従って、バッテリーパック９６を車体９１の下方から迅速に装着するのに有効である。なお、このバッテリー装着システム１は、電動車両９０の完成後におけるバッテリーパック９６の交換作業の迅速化にも有効である。

リフトアーム１２０は、リフトベース１２１と、水平な軸線１５２まわりに揺動するようにリフトベース１２１に接続された第１リフトアーム１２２と、軸線１５２に平行な軸線１５３まわりに揺動するように第１リフトアーム１２２の先端部に接続された第２リフトアーム１２３と、軸線１５３に平行な軸線１５４まわりに揺動するように第２リフトアーム１２３の先端部に接続され、バッテリーサポート１１０を保持するリフトリスト１２４と、を有していてもよい。この場合、水平面に平行で軸線１５２に垂直な方向におけるバッテリーパック９６の位置と、バッテリーパック９６の高さとを、３アームの簡素な構成にて調節することができる。従って、作業空間１３の縮小化を更に図ることができる。

リフトアーム１２０は、軸線１５２まわりに第１リフトアーム１２２を揺動させるリフトアクチュエータ１３１と、軸線１５３まわりに第２リフトアーム１２３を揺動させるリフトアクチュエータ１３２と、軸線１５３まわりに揺動するように、第１リフトアーム１２２と第２リフトアーム１２３との接続部に設けられたリンク中継部１４３と、リフトベース１２１に対するリンク中継部１４３の姿勢を一定に保つように、第１リフトアーム１２２の揺動に連動して第１リフトアーム１２２に対するリンク中継部１４３の角度を変化させる第１平行リンク１４１と、リンク中継部１４３に対するリフトリスト１２４の姿勢を一定に保つように、第２リフトアーム１２３の揺動に連動して第２リフトアーム１２３に対するリフトリスト１２４の角度を変化させる第２平行リンク１４２と、を有していてもよい。この場合、３アームを揺動させるためのアクチュエータを２つに削減し、リフターロボット１００を更に小型化することができる。従って、作業空間１３の縮小化を更に図ることができる。

リフトアーム１２０は、リフトリスト１２４において、軸線１５４に垂直な軸線１５５まわりにバッテリーサポート１１０を旋回させるリフトアクチュエータ１３３を更に有していてもよい。この場合、リフトアーム１２０によって、軸線１５４まわりのバッテリーパック９６の姿勢も調節することができる。従って、バッテリーパック９６を車体９１の下に更にスムーズに配置することができる。

リフトアーム１２０は、リフトベース１２１において、鉛直な軸線１５１まわりに第１リフトアーム１２２を旋回させるリフトアクチュエータ１３４を更に有していてもよい。この場合、リフトアーム１２０によって、水平面に平行で軸線１５１に沿った方向におけるバッテリーパック９６の位置も調節することができる。従って、バッテリーパック９６を車体９１の下に更にスムーズに配置することができる。

バッテリー装着システム１は、リフトアーム１２０を変位させるリフトアームトランスファー４００を更に備えていてもよい。この場合、リフトアームトランスファー４００によりリフトアーム１２０を移動させることによって、より広い範囲でバッテリーを搬送することができる。

バッテリー装着システム１は、リフターロボット１００が車体９１の下に配置したバッテリーパック９６を車体９１にファスニングするファスニングロボット２００を更に備えていてもよい。この場合、バッテリーパック９６を車体９１にファスニングする作業も自動化される。従って、バッテリーパック９６を車体９１の下方からより迅速に装着するのに有効である。

ファスニングロボット２００は、バッテリーパック９６を車体９１にファスニングするためのファスニングツール２１０と、ファスニングツール２１０の位置及び姿勢を変更する多関節のファスニングアーム２２０と、を有していてもよい。この場合、ファスニングツール２１０を多様な位置・姿勢に配置することが可能となる。このため、より多くのファスニング作業を１台のファスニングロボット２００に実行させることができる。従って、システム構成の簡素化に有効である。

ファスニングロボット２００におけるファスニングツール２１０の動きの自由度は、リフターロボット１００におけるバッテリーサポート１１０の動きの自由度よりも高くてもよい。この場合、より多くのファスニング作業を１台のファスニングロボット２００に実行させることができる。従って、システム構成の更なる簡素化に有効である。

ファスニングアーム２２０は、作業空間１３の周囲に設置されたファスニングベース２２１と、水平な軸線２４２まわりに揺動するようにファスニングベース２２１に接続され、ファスニングベース２２１から側方に延びる第１ファスニングアーム２２２と、軸線２４２に平行な軸線２４３まわりに揺動するように第１ファスニングアーム２２２の先端部に接続され、第１ファスニングアーム２２２の先端部から上方に延びる第２ファスニングアーム２２３と、第２ファスニングアーム２２３に垂直な軸線２４５まわりに揺動するように第２ファスニングアーム２２３の先端部に接続され、ファスニングツール２１０を保持するファスニングリスト２２４と、を有していてもよい。この場合、ファスニングアーム２２０の全体が車体９１よりも下方に位置する状態で、ファスニングツール２１０の位置及び姿勢を調節することが可能となる。このため、ファスニングアーム２２０と車体９１との干渉による制約を受けずに、より多様な位置・姿勢にファスニングツール２１０を配置することができる。

軸線２４２から軸線２４３までの距離は、軸線２４３から軸線２４５までの距離よりも短くてもよい。この場合、作業空間１３に対し、ファスニングベース２２１をより近付けて配置することで、システムの省スペース化を更に図ることができる。

バッテリー装着システム１は、バッテリーパック９６が車体９１の下に配置される前に、車体９１の下に液剤を塗布する塗布ロボット３００を更に備えていてもよい。この場合、バッテリーパック９６の装着に先立って液剤を車体９１に下に塗布する作業も自動化される。従って、バッテリーパック９６を車体９１の下方からより迅速に装着するのに有効である。

塗布ロボット３００は、液剤を車体９１の下に塗布するための塗布ツール３１０と、塗布ツール３１０の位置及び姿勢を変更する多関節の塗布アーム３２０と、を有していてもよい。この場合、塗布ツール３１０を多様な位置・姿勢に配置することが可能となる。このため、より多くの塗布作業を１台の塗布ロボット３００に実行させることができる。従って、システム構成の簡素化に有効である。

塗布ロボット３００における塗布ツール３１０の動きの自由度は、リフターロボット１００におけるバッテリーサポート１１０の動きの自由度よりも高くてもよい。この場合、より多くの塗布作業を１台の塗布ロボット３００に実行させることができる。従って、システム構成の更なる簡素化に有効である。

塗布アーム３２０は、作業空間１３の周囲に設置された塗布ベース３２１と、水平な軸線３４２まわりに揺動するように塗布ベース３２１に接続され、塗布ベース３２１から側方に延びる第１塗布アーム３２２と、軸線３４２に平行な軸線３４３まわりに揺動するように第１塗布アーム３２２の先端部に接続され、第１塗布アーム３２２の先端部から上方に延びる第２塗布アーム３２３と、第２塗布アーム３２３に垂直な軸線３４５まわりに揺動するように第２塗布アーム３２３の先端部に接続され、塗布ツール３１０を保持する塗布リスト３２４と、を有していてもよい。この場合、塗布アーム３２０の全体が車体９１よりも下方に位置する状態で、塗布ツール３１０の位置及び姿勢を調節することが可能となる。このため、塗布アーム３２０と車体９１との干渉による制約を受けずに、より多様な位置・姿勢に塗布ツール３１０を配置することができる。

以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

バッテリー装着システム１は、ファスニングロボット２００及び塗布ロボット３００とは別の作業ロボットを更に備えてもよい。当該作業ロボットは、ファスニングロボット２００及び塗布ロボット３００よりも上において車体９１の周囲に設置されていてもよい。例えば作業ロボットは、車体９１の左又は右において車体サポート１０上に設置されていてもよい。作業ロボットの台数は適宜変更可能である。このような作業ロボットを更に備えることによって、例えば車体９１の車室内からバッテリーパック９６に対する作業（例えば通電作業）を作業ロボット６００に実行させることができる。

１…バッテリー装着システム、１０…車体サポート、１３…作業空間、９０…電動車両、９１…車体、９６…バッテリーパック（バッテリー）、１００…リフターロボット（リフター）、１１０…バッテリーサポート、１２０…リフトアーム、１２１…リフトベース、１２２…第１リフトアーム、１２３…第２リフトアーム、１２４…リフトリスト、１３１…リフトアクチュエータ（第１リフトアクチュエータ）、１３２…リフトアクチュエータ（第２リフトアクチュエータ）、１３３…リフトアクチュエータ（第３リフトアクチュエータ）、１３４…リフトアクチュエータ（第４リフトアクチュエータ）、１４１…第１平行リンク、１４２…第２平行リンク、１５１…軸線（第５リフト軸線）、１５２…軸線（第１リフト軸線）、１５３…軸線（第２リフト軸線）、１５４…軸線（第３リフト軸線）、１５５…軸線（第４リフト軸線）、２００…ファスニングロボット（ファスニング装置）、２１０…ファスニングツール、２２０…ファスニングアーム、２２１…ファスニングベース、２２２…第１ファスニングアーム、２２３…第２ファスニングアーム、２２４…ファスニングリスト、２４２…軸線（第１ファスニング軸線）、２４３…軸線（第２ファスニング軸線）、２４５…軸線（第３ファスニング軸線）、３００…塗布ロボット（塗布装置）、３１０…塗布ツール、３２０…塗布アーム、３２１…塗布ベース、３２２…第１塗布アーム、３２３…第２塗布アーム、３２４…塗布リスト、３４２…軸線（第１塗布軸線）、３４３…軸線（第２塗布軸線）、３４５…軸線（第３塗布軸線）、４００…リフトアームトランスファー。

Claims (15)

1. 電動車両の車体の下に作業空間が形成されるように前記車体を支持する車体サポートと、
   前記作業空間において前記車体の走行用のバッテリーを上昇させ、前記車体の下に配置するリフターと、
   前記バッテリーが前記車体の下に配置される前に、前記車体の下に液剤を塗布する塗布装置と、を備え、
   前記リフターは、
   前記バッテリーを支持するバッテリーサポートと、
   水平方向における前記バッテリーサポートの位置及び前記バッテリーサポートの高さを変更する多関節のリフトアームと、を有する、バッテリー装着システム。
2. 前記リフトアームは、
   リフトベースと、
   水平な第１リフト軸線まわりに揺動するように前記リフトベースに接続された第１リフトアームと、
   前記第１リフト軸線に平行な第２リフト軸線まわりに揺動するように前記第１リフトアームの先端部に接続された第２リフトアームと、
   前記第２リフト軸線に平行な第３リフト軸線まわりに揺動するように前記第２リフトアームの先端部に接続され、前記バッテリーサポートを保持するリフトリストと、を有する、請求項１記載のバッテリー装着システム。
3. 前記リフトアームは、
   前記第１リフト軸線まわりに前記第１リフトアームを揺動させる第１リフトアクチュエータと、
   前記第２リフト軸線まわりに前記第２リフトアームを揺動させる第２リフトアクチュエータと、
   前記第２リフト軸線まわりに揺動するように、前記第１リフトアームと前記第２リフトアームとの接続部に設けられたリンク中継部と、
   前記リフトベースに対する前記リンク中継部の姿勢を一定に保つように、前記第１リフトアームの揺動に連動して前記第１リフトアームに対する前記リンク中継部の角度を変化させる第１平行リンクと、
   前記リンク中継部に対する前記リフトリストの姿勢を一定に保つように、前記第２リフトアームの揺動に連動して前記第２リフトアームに対する前記リフトリストの角度を変化させる第２平行リンクと、を有する、請求項２記載のバッテリー装着システム。
4. 前記リフトアームは、
   前記リフトリストにおいて、前記第３リフト軸線に垂直な第４リフト軸線まわりに前記バッテリーサポートを旋回させる第３リフトアクチュエータを更に有する、請求項３記載のバッテリー装着システム。
5. 前記リフトアームは、
   前記リフトベースにおいて、鉛直な第５リフト軸線まわりに前記第１リフトアームを旋回させる第４リフトアクチュエータを更に有する、請求項３又は４記載のバッテリー装着システム。
6. 前記リフトアームを変位させるリフトアームトランスファーを更に備える、請求項１～５のいずれか一項記載のバッテリー装着システム。
7. 前記リフターが前記車体の下に配置した前記バッテリーを前記車体にファスニングするファスニング装置を更に備える、請求項１～６のいずれか一項記載のバッテリー装着システム。
8. 前記ファスニング装置は、
   前記バッテリーを前記車体にファスニングするためのファスニングツールと、
   前記ファスニングツールの位置及び姿勢を変更する多関節のファスニングアームと、を有する、請求項７記載のバッテリー装着システム。
9. 前記ファスニング装置における前記ファスニングツールの動きの自由度は、前記リフターにおける前記バッテリーサポートの動きの自由度よりも高い、請求項８記載のバッテリー装着システム。
10. 前記ファスニングアームは、
    前記作業空間の周囲に設置されたファスニングベースと、
    水平な第１ファスニング軸線まわりに揺動するように前記ファスニングベースに接続され、前記ファスニングベースから側方に延びる第１ファスニングアームと、
    前記第１ファスニング軸線に平行な第２ファスニング軸線まわりに揺動するように前記第１ファスニングアームの先端部に接続され、前記第１ファスニングアームの先端部から上方に延びる第２ファスニングアームと、
    前記第２ファスニングアームに垂直な第３ファスニング軸線まわりに揺動するように前記第２ファスニングアームの先端部に接続され、前記ファスニングツールを保持するファスニングリストと、を有する、請求項８又は９記載のバッテリー装着システム。
11. 前記第１ファスニング軸線から前記第２ファスニング軸線までの距離は、前記第２ファスニング軸線から前記第３ファスニング軸線までの距離よりも短い、請求項１０記載のバッテリー装着システム。
12. 前記塗布装置は、前記液剤を前記車体の下に塗布するための塗布ツールと、
    前記塗布ツールの位置及び姿勢を変更する多関節の塗布アームと、を有する、請求項１～１１のいずれか一項記載のバッテリー装着システム。
13. 前記塗布装置における前記塗布ツールの動きの自由度は、前記リフターにおける前記バッテリーサポートの動きの自由度よりも高い、請求項１２記載のバッテリー装着システム。
14. 前記塗布アームは、
    前記作業空間の周囲に設置された塗布ベースと、
    水平な第１塗布軸線まわりに揺動するように前記塗布ベースに接続され、前記塗布ベースから側方に延びる第１塗布アームと、
    前記第１塗布軸線に平行な第２塗布軸線まわりに揺動するように前記第１塗布アームの先端部に接続され、前記第１塗布アームの先端部から上方に延びる第２塗布アームと、
    前記第２塗布アームに垂直な第３塗布軸線まわりに揺動するように前記第２塗布アームの先端部に接続され、前記塗布ツールを保持する塗布リストと、を有する、請求項１２又は１３記載のバッテリー装着システム。
15. 電動車両の車体の下に作業空間が形成されるように車体サポートにより前記車体を支持することと、
    前記作業空間において、塗布装置により前記車体の下に液剤を塗布することと、
    バッテリーを支持するバッテリーサポートと、水平方向における前記バッテリーサポートの位置及び前記バッテリーサポートの高さを変更する多関節のリフトアームと、を有するリフターにより、前記作業空間において前記車体の走行用のバッテリーを上昇させ、前記液剤が塗布された前記車体の下に配置することと、を含むバッテリー装着方法。

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