JPH05219606A

JPH05219606A - 無人搬送車のバッテリ自動交換装置

Info

Publication number: JPH05219606A
Application number: JP4016836A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Suzuki; 和宏鈴木
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】人手を煩わすことなく、昼夜連続での完全自
動運転を行うことを可能とする。【構成】電磁誘導線２に沿って、バッテリステーショ
ン１１と、バッテリチェンジャ１２と、サービスエリア
１３とからなるバッテリエリア１０を設ける。バッテリ
ステーション１１の内部には、充電器１６及びバッテリ
ホルダ１７を設ける。また、バッテリチェンジャ１２を
チェーン２０と、台車２１と、出没可能なピン２５を有
するプッシュプルアーム７等により構成する。各バッテ
リＢ１，Ｂ２の長さ方向両端にはピン２５が突出した際
に係合されるフック２７を設ける。そして、無人搬送車
１に搭載されたバッテリＢ１が消耗した際には、コント
ローラの制御により、チェーン２０、プッシュプルアー
ム７及びピン２５等を適宜に駆動制御することにより充
電済のバッテリＢ２と交換される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バッテリを動力源とし
て走行する無人搬送車のバッテリを交換する際における
バッテリ自動交換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般に用いられている無人搬送車
はバッテリ式であり、バッテリが消耗した場合には、こ
のバッテリを充電する必要がある。消耗したバッテリを
充電する方法としては、消耗したバッテリを搭載した無
人搬送車を充電器まで移動させ、該バッテリを搭載した
まま充電に供する方法がある。しかし、この方法では、
バッテリ充電中には無人搬送車を運転させることができ
ず、そのため、昼夜連続運転を行うことは不可能であっ
た。

【０００３】一方、これに対し、図７に示すように、無
人搬送車５１から消耗したバッテリを手押し台車５２上
に載置して充電器５３を備えた充電ステーション５４ま
で運び、該バッテリを充電に供するとともに、既に充電
されたバッテリ５５を該充電ステーション５４から無人
搬送車５１まで前記手押し台車５２にて運び、充電済の
バッテリ５５を無人搬送車５１に搭載する方法が採用さ
れている。この方法によれば、バッテリの交換時間を除
いては無人搬送車５１を連続して運転させることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
技術では、消耗したバッテリを無人搬送車５１から充電
ステーション５４まで搬送する作業及び充電済のバッテ
リ５５を充電ステーション５４から無人搬送車５１まで
搬送する作業は全て人手により行われていた。そのた
め、バッテリの重量が大きい場合には、作業者にとって
大きな負担となっていた。また、バッテリ交換に人手が
かかることから、バッテリ交換を含めた昼夜連続での完
全無人運転を行うことができなかった。

【０００５】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は人手を煩わすことなく、
昼夜連続での完全自動運転を行うことの可能な無人搬送
車のバッテリ自動交換装置を提供することにある。

【０００６】

【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、無人搬送車に搭載されるバッテリを充電
するための充電器を備え、複数のバッテリを収容し得る
バッテリステーションと、前記無人搬送車の走行路と前
記バッテリステーションとの間に配置され、同バッテリ
ステーションに沿って移動する台車と、前記台車上に設
けられ、前記無人搬送車とバッテリステーションとの間
で、前記無人搬送車に搭載されたバッテリと前記バッテ
リステーションにて充電されたバッテリの受渡し交換を
行う受渡し装置とを備えた無人搬送車のバッテリ自動交
換装置をその要旨とする。

【０００７】

【作用】上記の構成によれば、バッテリを交換するに際
し、無人搬送車に搭載された消耗したバッテリは、台車
上の受渡し装置によりバッテリステーションに自動的に
搬送され、充電器により充電される。また、バッテリス
テーションにある既に充電されたバッテリは、受渡し装
置により無人搬送車に自動的に搭載され、無人搬送車は
充電されたバッテリを動力源として走行する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明のバッテリ自動交換装置を具体
化した一実施例を図１〜６に基づいて説明する。図１は
本実施例のバッテリ自動交換装置を示す平面図、図２は
図１の側面図である。これらの図に示すように、工場内
に設けた生産ラインにおいて、無人搬送車１は、床面に
敷設された軌道としての電磁誘導線２を検出して、同電
磁誘導線２上を走行する。前記無人搬送車１上には移載
装置３が固定されている。同移載装置３は、移載ローラ
４、ワークストッパ５等を有し、移載ローラ４上に載置
された図示しないワークを所定のステーションまで搬送
・移載するようになっている。同移載装置３の前方で、
無人搬送車１の前部には、前後一対のローラ６が車幅方
向に複数本設けられているとともに、各一対のローラ６
間は、後述する受渡し装置としてのプッシュプルアーム
７が通過可能なアーム通路８となっている。また、前記
複数のローラ６の車幅方向ほぼ中央部には、所定間隔を
隔てて一対のバッテリストッパ９が出没可能に設けられ
ている。同ストッパ９間には、無人搬送車１及び移載装
置３を駆動させるためのバッテリＢ１が搭載されてい
る。そして、前記ストッパ９が下方に没入したときに
は、このバッテリＢ１は車幅方向に前記ローラ６上を移
動することができるようになっている。

【０００９】また、工場内の一角には、電磁誘導線２に
沿ってバッテリエリア１０が設けられている。このバッ
テリエリア１０は、複数のバッテリを保管するバッテリ
ステーション１１と、同バッテリステーション１１と前
記電磁誘導線２との間に設けられたバッテリチェンジャ
１２と、前記バッテリステーション１１に隣接し、バッ
テリチェンジャ１２の反対側に設けられたサービスエリ
ア１３とから構成される。前記バッテリステーション１
１及びバッテリチェンジャ１２は、中央の開口部１４を
除いてフェンス１５により囲まれており、通常時には内
部に人が侵入できないようになっている。また、サービ
スエリア１３内は、人が常時通行できるようになってお
り、メインテナンス等が行えるようになっている。

【００１０】前記バッテリステーション１１の内部に
は、バッテリを充電するための充電器１６が設けられて
いるとともに、６個のバッテリホルダ１７が並列に配設
されている。これらバッテリホルダ１７は、所定幅の隙
間１８を隔てて無人搬送車１の前後方向に３個ずつ配設
されており、そのうち少なくとも１個（本実施例では１
個）は空状態となっているとともに、少なくとも１個
（本実施例では５個）は既に充電が完了したバッテリＢ
２が収納されている。なお、バッテリホルダ１７には、
前記無人搬送車１の場合と同様、ローラ１７ａ及びアー
ム通路１７ｂが設けられている。

【００１１】また、前記バッテリチェンジャ１２は、前
記バッテリステーション１１に沿って懸架され、チェー
ン駆動モータ１９（図２，５参照）により回転駆動され
る一対のチェーン２０と、同チェーン２０上に設けら
れ、チェーン２０の駆動に伴って走行する台車２１と、
同台車２１上に設けられ、アーム駆動モータ２２（図５
参照）によって同台車２１の走行方向と直交する方向
（無人搬送車１又はバッテリステーション１１の方向）
に出没可能で、公知の倍速ギヤ機構を備えたプッシュプ
ルアーム７等により構成される。

【００１２】前記台車２１上において、プッシュプルア
ーム７の前後両側には、複数の台車ローラ２３が所定間
隔を隔てて設けられている。また、前記プッシュプルア
ーム７の左右ほぼ両端には、ピン駆動モータ２４（図５
参照）により上下方向に出没可能な一対のピン２５が設
けられている。さらに、前記台車２１は、バッテリ交換
を行わない間は、前記バッテリステーション１１の隙間
１８に相対する位置（ホームポジション２６）に停止し
ている。

【００１３】また、前記各バッテリＢ１，Ｂ２の長さ方
向両端には、前記ピン２５が突出した際に係合されるフ
ック２７が設けられている。さらに、前記バッテリステ
ーション１１の前部には、制御ボックス２８が設けられ
ている。同ボックス２８内にはコントローラ２９（図５
参照）が設けられ、このコントローラ２９は工場内の図
示しない地上局との交信を行うとともに、バッテリチェ
ンジャ１２の駆動制御及び充電器１６の充電制御等を行
うようになっている。

【００１４】次に、本実施例における電気的構成につい
て、図５に従って説明する。位置検出センサ３０は、前
記フェンス１５の開口部１４近傍に設けられ、無人搬送
車１の位置を検出する。そして、同センサ３０は、無人
搬送車１がバッテリ充電のためにバッテリエリア１０前
に停止したことを検出し、その検出信号を前記コントロ
ーラ２９に出力する。

【００１５】また、バッテリセンサ３１は、前記各バッ
テリホルダ１７に設けられ、各バッテリの充電進行具合
を検出し、その検出信号を前記コントローラ２９に出力
する。

【００１６】一方、コントローラ２９は、前記チェーン
駆動モータ１９、アーム駆動モータ２２及びピン駆動モ
ータ２４に接続されている。そして、コントローラ２９
はこれら各モータ１９，２２，２４を適宜に駆動制御す
るようになっている。

【００１７】次に、本実施例のバッテリ自動交換装置の
作用について説明する。図１において、生産ライン内を
走行している無人搬送車１に搭載されたバッテリＢ１が
消耗した際には、無人搬送車１はバッテリエリア１０の
前で自動的に停止する。また、これと同時に無人搬送車
１内の図示しないコントローラにより、バッテリＢ１を
固定していたバッテリストッパ９が下降される。

【００１８】そして、位置検出センサ３０が無人搬送車
１の停止を検知し、コントローラ２９にバッテリ交換が
必要である旨の信号を出力する。これを入力したコント
ローラ２９は、バッテリ交換必要と判断し、アーム駆動
モータ２２にプッシュプルアーム７を駆動させる旨の信
号を出力する。すると、ホームポジション２６に停止し
ている台車２１上のプッシュプルアーム７は、前記アー
ム通路８を通り、前記無人搬送車１のバッテリＢ１に向
かって延びる。

【００１９】そして、プッシュプルアーム７が前記バッ
テリＢ１の右端部（図１において下端部）に当接するま
で延びたならば、前記ピン駆動モータ２４にピン２５を
駆動させる旨の信号を出力する。すると、ピン２５は上
方に突出するとともに、前記バッテリＢ１の右端部のフ
ック２７に係合される。

【００２０】次に、前記プッシュプルアーム７を反対側
のバッテリステーション１１側へ延ばす。そして、プッ
シュプルアーム７がちょうどバッテリステーション１１
の右端部にきたとき、前記バッテリＢ１は台車２１から
はみ出すことなく、同台車２１の台車ローラ２３上に載
置される。そして、前記ピン２５を下降させるととも
に、前記プッシュプルアーム７を元の状態に戻す。

【００２１】次いで、再度ピン２５を突出させる。する
と、プッシュプルアーム７の両端のピン２５が前記バッ
テリＢ１の両端のフック２７に係合される。その後、コ
ントローラ２９はチェーン駆動モータ１９を駆動させる
旨の信号を出力し、台車２１が空のバッテリホルダ１７
に相対する位置に移動されるまでチェーン２０を駆動さ
せる。このとき、前記台車ローラ２３上のバッテリＢ１
は、その両端のフック２７が前記ピン２５により係合さ
れているので、安定した状態で移動される。

【００２２】次に、前記プッシュプルアーム７を空のバ
ッテリホルダ１７の方向へ延ばす。そして、バッテリＢ
１が同バッテリホルダ１７に収容されたならば、図３に
示すように、前記ピン２５を下降させ、プッシュプルア
ーム７を元の位置に戻す。また、これと同時にコントロ
ーラ２９は同バッテリホルダ１７に収容されたバッテリ
Ｂ１の充電を前記充電器１６により開始させる。

【００２３】上記動作が完了した後、コントローラ２９
は、既に充電されているバッテリＢ２を収容した（例え
ば後方から２番目の）バッテリホルダ１７の前まで前記
台車２１を移動させる。そして、プッシュプルアーム７
をバッテリホルダ１７の最先端までアーム通路１７ｂを
通るようにして延ばし、一対のピン２５を突出させ、同
ピン２５をバッテリＢ２の両端のフック２７に係合させ
る。そして、図４に示すように、バッテリＢ２が台車２
１からはみ出さないようプッシュプルアーム７を元の位
置に戻す。その後、台車２１をホームポジション２６ま
で移動させる。このときにも、前記同様、バッテリＢ２
は、その両端のフック２７が前記ピン２５により係合さ
れているので、安定して移動される。

【００２４】台車２１がホームポジション２６まで移動
されたならば、再度ピン２５を下降させ、バッテリステ
ーション１１側へ延ばす。そして、この状態でピン２５
を突出させ、今度はバッテリＢ２の右端のフック２７と
プッシュプルアーム７の左端のピン２５とを係合させ
る。次に、プッシュプルアーム７を無人搬送車１側へ延
ばし、バッテリＢ２を図示しない無人搬送車用コネクタ
と接続させる。バッテリＢ２が所定位置（両バッテリス
トッパ９の中間位置）まで移動され、コネクタと接続さ
れたならば、前記ピン２５を下降させ、プッシュプルア
ーム７を元の位置に戻す。

【００２５】そして、無人搬送車１は新たに充電された
バッテリＢ１がコネクタと接続されることにより電気的
に導通される。その後、コントローラ２９から無人搬送
車１内のコントローラに交換完了信号が出力され、その
信号に基づいて、無人搬送車１内のコントローラは前記
バッテリストッパ９を突出させる。すると、バッテリＢ
２は安定した状態で固定されるとともに、充電されたバ
ッテリＢ２を動力源として走行可能となる。

【００２６】このように、本実施例のバッテリ自動交換
装置によれば、消耗したバッテリＢ１を充電済のバッテ
リＢ２と交換するに際して、人手を要することなく、自
動的に交換できるようにした。従って、作業者の負担を
なくすことができ、省力化を図ることができるととも
に、バッテリ交換を含めた昼夜連続での完全無人運転を
行うことができる。

【００２７】また、この実施例では、台車２１によりバ
ッテリＢ１，Ｂ２を移動させる際に、その両端のフック
２７をピン２５で係合させるようにした。従って、安定
した状態で移動させることができる。

【００２８】さらに、この実施例では、プッシュプルア
ーム７が出没する部分の両側にローラ６，１７ａ，２３
を設けたので、バッテリＢ１，Ｂ２の移動を容易に、か
つ、速やかに行うことができる。

【００２９】加えて、この実施例では、バッテリステー
ション１１及びチェーン２０の長さを拡張し、バッテリ
ホルダ１７の数を増やすことによって、増設する際にも
容易に対応することができる。

【００３０】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。（１）前記実施例においては、各バッテリホルダ１７が
床面に対して並列に配置されるようにバッテリステーシ
ョン１１を平面的に設けたが、例えば図６に示すように
してもよい。すなわち、バッテリステーション４１を立
体的に形成し、充電器４２を有するバッテリホルダ４３
を高さ方向に配列させる。また、バッテリチェンジャ４
４のプッシュプルアーム４５を、台車４６に立設された
上下軸ビーム４７の上部及び下部にて回転可能に懸装さ
れたチェーン４８により上下動可能とする。この構成に
よれば、バッテリステーション４１及びバッテリチェン
ジャ４４の省スペース化及びさらなる大規模化を図るこ
とができるという効果を奏する。

【００３１】（２）前記実施例では、台車２１を移動さ
せるためにチェーン２０を駆動させるように構成した
が、その外にもベルトコンベヤ等により駆動させてもよ
いし、また、台車２１を自己駆動させてもよい。

【００３２】（３）前記実施例では受渡し装置としてプ
ッシュプルアーム７を採用したが、各ローラ６，１７
ａ，２３を自己駆動するパワーローラとしてバッテリＢ
１，Ｂ２を受渡しするようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のバッテリ
自動交換装置によれば、人手を煩わすことなく、昼夜連
続での完全自動運転を行うことができるという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるバッテリ自動交換装
置を示す平面図である。

【図２】一実施例におけるバッテリ自動交換装置を示す
側面図である。

【図３】一実施例におけるバッテリ自動交換装置の作用
を示す平面図である。

【図４】一実施例におけるバッテリ自動交換装置の作用
を示す平面図である。

【図５】一実施例におけるバッテリ自動交換装置の電気
的構成を示すブロック図である。

【図６】別例におけるバッテリ自動交換装置を示す側面
図である。

【図７】従来の技術におけるバッテリ交換時の不具合を
説明する側面模式図である。

【符号の説明】

１…無人搬送車、２…軌道としての電磁誘導線、７…受
渡し装置としてのプッシュプルアーム、１１…バッテリ
ステーション、１６…充電器、２１…台車、Ｂ１，Ｂ２
…バッテリ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無人搬送車に搭載されるバッテリを充電
するための充電器を備え、複数のバッテリを収容し得る
バッテリステーションと、前記無人搬送車の走行路と前記バッテリステーションと
の間に配置され、同バッテリステーションに沿って移動
する台車と、前記台車上に設けられ、前記無人搬送車とバッテリステ
ーションとの間で、前記無人搬送車に搭載されたバッテ
リと前記バッテリステーションにて充電されたバッテリ
の受渡し交換を行う受渡し装置とを備えた無人搬送車の
バッテリ自動交換装置。