JP5283527B2 - ラック - Google Patents

Description

本発明は、車両用バッテリー、キャパシタ及びコンデンサ等の蓄電装置を収納するためのラックに関する。

従来より、車両に搭載した着脱自在なバッテリーを充電するための設備がある（例えば、特許文献１参照）。この設備は、複数の収納部を有する棚（ラック）を備え、各収納部に収納されたバッテリーを、コネクタを介して外部電源に接続して充電するものである。ところで、バッテリー、キャパシタ及びコンデンサ等の蓄電装置は、充電している際に、ガスや高熱が発生して、他の蓄電装置に悪影響を及ぼしたり、充電効率の低下や発火の危険性を生じることがある。また、蓄電装置等をラックに収納して所定期間だけ放置して、蓄電装置に異常が生じないか試験するエージング設備においても、ガスや高熱が発生して危険を伴う場合がある。

特開平１１−１４６５０６号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、各蓄電装置ごとに個別に温度、ガス等を空調管理して、効率化を図り危険性を減少させるラックを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るラックは、
蓄電装置を複数の収納区画部に収納するラックであって、
各収納区画部に設けられた蓄電装置を囲うボックスと、蓄電装置を載置してボックスに収納可能なトレーと、ボックス内を空調する空調装置とを備え、ボックスは、トレーを出し入れするための前面開口部を有し、トレーは、ボックスに収納された際にボックスの前面開口部を閉じるフランジ部を有するＬ型形状からなる。

好ましくは、ボックス内の火災を検知して消火する消火装置を備える。

好ましくは、トレーは、ボックスに収納された際に、フランジ部が前面開口部に重なるように形成されている。

好ましくは、トレーは、ボックスに収納された際に、フランジ部がボックスの前面開口部にぴったりと嵌合するように形成されている。

好ましくは、ボックスは、トレーを収納した際に、前面開口部との間に形成される隙間を塞ぐ開閉自在なシャッター部を備える。

好ましくは、トレーをボックス内の所定位置に位置決めする位置決め手段を備える。

好ましくは、トレーは、蓄電装置を電気的に接続するトレー側接続部を備え、ボックスは、トレー側接続部に電気的に接続可能な通電装置を備えている。

好ましくは、トレーはフォーク式の搬送装置で搬送され、ボックスは、フォーキングスペース分の下面開口部を備え、トレーで下面開口部を閉じるように構成されている。

本発明に係るラックは、蓄電装置を収納する収納区画部に蓄電装置を囲うボックスと、ボックス内を空調する空調装置とを備える。そして、トレーに蓄電装置を載置して、ボックスの前面開口部を通じてそのトレーを収納すると、トレーのフランジ部が前面開口部を閉じるようになっている。これにより、密閉されたボックス内で蓄電装置ごとに個別に管理でき、ガスや高熱が発生した際に、空調装置で適切な雰囲気に調整できる。

第一実施形態について、ラックシステムを示す全体斜視図である。 第一実施形態について、ラックシステムを示す平面図である。 第一実施形態について、ラックシステムを示す正面図である。 第一実施形態について、蓄電装置をコンベアからスタッカクレーンに移動する状態を示す正面図である。 第一実施形態について、蓄電装置をコンベアで搬送する状態を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面断面図である。 収納区画部を示す斜視図である。 第一実施形態について、トレーを示す斜視図である。 第一実施形態について、ボックスを示す斜視図である。 第一実施形態について、シャッター部を説明するための正面図である。 第二実施形態について、スタッカクレーンを示す斜視図である。 第二実施形態について、収納区画部を示す斜視図である。 第二実施形態について、トレーを示す斜視図である。 第二実施形態について、ボックスを示す斜視図である。 第三実施形態について、無人フォークリフトを示す斜視図である。 第三実施形態について、トレーを示す斜視図である。 第三実施形態について、ボックスを示す斜視図である。 第四実施形態について、収納区画部を示す斜視図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明に係るラックについて説明する。

[第一実施形態]
第一実施形態について説明する。
図１〜図３の通り、ラックシステムは、二列のラック１，１が設置されている。ラック１は、上下方向及び水平方向に複数の収納区画部２を有する。収納区画部２は、バッテリー、キャパシタ又はコンデンサ等の蓄電装置６を収納して、収納された蓄電装置６を充放電することができる。

ラックシステムは、各ラック１，１間の床面及び天井に、ラック１に沿って走行経路３が設置されている。ラックシステムは、走行経路３に沿って進後退可能な搬送装置４を備える。本実施形態では、搬送装置４は、スライドフォーク式のスタッカクレーン４からなる。スタッカクレーン４は、走行台車４０とキャレッジ４１とを備える。走行台車４０は、走行経路３に沿って走行可能に構成される。キャレッジ４１は、走行台車４０に立設された一対のマスト４２に沿って上下方向に昇降可能に構成される。また、スタッカクレーン４は、走行台車４０及びキャレッジ４１を駆動するモータ４４及び制御する制御部４５を備える。

ラックシステムは、一対のコンベア５を備える。一方のコンベア５は蓄電装置６をラック１へ搬入し、他方のコンベア５は蓄電装置６をラック１から搬出する。さらに、コンベア５は、旋回コンベア５０を備える。旋回コンベア５０は、トレー２１が区画収納部２に収納可能な向きになるように、コンベア５で搬送される蓄電装置６を正回転方向又は逆回転方向（図２の矢印５０ｂ又は５０ｃ）に旋回して、スタッカクレーン４のフォーク４３で蓄電装置６をすくい上げ、収納区画部２に収納できるようにする。

スタッカクレーン４は、１本のフォーク４３を備える。フォーク４３は、キャレッジ４１に設置され、各ラック１，１に向けて水平方向に伸縮可能である。これにより、スタッカクレーン４は、フォーク４３を伸縮して、キャレッジ４１を昇降させることで、蓄電装置６をすくい上げて、蓄電装置６をラック１とコンベア５との間で搬送することができる。

図４の通り、蓄電装置６は、トレー２１に載置されてコンベア５で搬送される。コンベア５は、走行経路３に沿って搬送方向５ａが設定される。旋回コンベア５０は、コンベア５０１と旋回テーブル５００とを備え、旋回テーブル５００の旋回によってコンベア５０１が回転するよう構成されている。コンベア５と旋回コンベア５０との間には間隔５０ａが設けられ、旋回コンベア５０が旋回する際に、間隔５０ａを介して、トレー２１等がコンベア５に衝突しないようになっている。

また、コンベア５と旋回コンベア５０との間で蓄電装置６を載置したトレー２１を受渡し可能なように、間隔５０ａが設定され、コンベア５の搬送方向５ａがトレー２１の長手方向２１ａになるように設定される。そして、間隔５０ａをトレー２１の長さの１／３程度に設定することにより、旋回コンベア５０の旋回ができると共に、受渡しがスムーズに行える。

トレー２１は、その長手方向２１ａが、コンベア５の搬送方向５ａになるように搬送され、旋回コンベア５０で旋回されて、搬送方向５ａと直交する方向５ｂに向けられる。そして、フォーク４３をスタッカクレーン４から伸ばしてトレー２１の下方へ進入させて、キャレッジ４１を上昇してトレー２１をすくい上げ、その状態でフォーク４３をスタッカクレーン４側に縮めることにより、トレー２１をスタッカクレーン４に移動することができる。

図５の通り、コンベア５，５０１は、下部に一対の無端チェーン５２を備え、無端チェーン５２の回転駆動でトレー２１を搬送する。コンベア５，５０１は、トレー２１の両側に配置される一対のガイド部５１を備える。ガイド部５１は、上方に突設され搬送方向５ａに延設されており、トレー２１の両側を移動規制しながら搬送方向５ａに案内する。また、コンベア５，５０１は、無端チェーン５２の間でトレー２１の下方に空間５３を備え、この空間５３にスタッカクレーン４からのフォーク４３が挿入されて、トレー２１をすくい上げることができる。

図６の通り、収納区画部２は、蓄電装置６を載置したトレー２１を収納して囲うボックス２０を備える。ボックス２０内には、空調装置が設けられている。空調装置は、検知器２２１及び給排気管３０，３１で構成される。検知器２２１は、ボックス２０内に発生するガス及び温度を検知する。空調装置は、制御手段（図示略）を備え、検知器２２１の検知信号に基づき、給排気管３０，３１でボックス２０内を換気して、ボックス２０内を所定のガス量及び温度に制御する。

さらに、ボックス２０内には、消火装置が設けられている。消火装置は、検知器２２１及び噴射ノズル２２２で構成される。ラックシステムは、制御盤及び二酸化炭素ボンベ２２３を備え（図２）、検知器２２１でボックス２０内のガス量及び温度が所定範囲を超える場合に火災と検知し、その際に、噴射ノズル２２２から二酸化炭素ガスをボックス２０内に噴射して消火を行うように制御される。なお、噴射ノズル２２２は、消火水を噴射するスプリンクラーヘッドとすることもできる。

ボックス２０内には、通電装置２３が設けられる。トレー２１は、後部に接続部２１０を備える（図７）。蓄電装置６は、トレー２１に載置される際に、コネクタ等を介して接続部２１０に電気的に接続される。トレー２１は、後部に接続部２１０に接続されたトレー側接続部２１１を備える。通電装置２３は、ボックス側接続部２３０を備える。ボックス側接続部２３０は、エアシリンダー等の駆動部２３１によって前後進する。

駆動部２３１は、蓄電装置６を載置したトレー２１がボックス２０内に設置された際に、ボックス側接続部２３０を前進してトレー側接続部２１１に接続し、充電完了後に、ボックス側接続部２３０を後退してトレー側接続部２１１の接続を解除するように構成される。そして、ボックス側接続部２３０とトレー側接続部２１１とが接続することにより、蓄電装置６が外部電源（図示略）に接続されて充電されるようになっている。ボックス２０の後部には、作業者がボックス２０内に入って消火装置等をメンテナンスできるように、メンテナンス用開閉部２４０を備える。

図７の通り、トレー２１は、下部に蓄電装置６を載置する台座部２１２を備える。台座部２１２は、トレー２１がコンベア５で搬送される際に、両側をガイド部５１で位置規制されて案内される（図５）。台座部２１２は、下面側に複数の位置決め孔２１４を備える。位置決め孔２１４は、トレー２１がボックス２０の所定位置に設置されるためのものである。トレー２１は、前部にフランジ部２１３を備える。フランジ部２１３は、トレー２１をボックス２０内に収納した際に、ボックス２０の前面開口部２００を閉じる（図６）。

ボックス２０は、収納区画部２に適応した矩形体形状からなる。図８の通り、ボックス２０は、トレー２１及びフォーク４３がボックス２０内に浸入可能なように、前面に前面開口部２００及び下面に下面開口部２０１を備える。下面開口部２０１は、トレー台座部２１２より小さく形成され、フォーク４３より大きく形成される（図８二点鎖線参照）。

これにより、フォーク４３でトレー２１をボックス２０内に収納する際に、下面開口部２０１にフォーク４３を挿通して、その状態で、ボックス２０の下面開口部２０１外側にトレー２１を載置できる（フォーキング）。ボックス２０の下面には、複数のピン２０２が設けられている。そして、このピン２０２にトレー２１の位置決め孔２１４を挿入することで、ボックス２０内の所定の位置にトレー２１を設置することができる。そして、トレー２１をボックス２０内に収納した際に、トレー２１の台座部２１２が下面開口部２０１とオーバーラップして完全に密閉することができる。

前面開口部２００は、蓄電装置６を載置したトレー２１をボックス２０内に浸入可能に開口されている。トレー２１のフランジ部２１３は、前面開口部２００より大きく形成することで、トレー２１をボックス２０内に収納した際に、フランジ部２１３で前面開口部２００とオーバーラップして密閉することができる（図６）。

図７の通り、トレー台座部２１２の幅方向２１ｂは一定幅となっており、コンベア５のガイド部５１で移動規制されて案内可能になっている。また、台座部２１２の上に設けられたフランジ部２１３は、前面開口部２００より大きくするために、フランジ部２１３の幅方向２１ｂが台座部２１２の幅方向２１ｂより大きくなっている。これにより、フランジ部２１３の下方両側に、切欠き部２１５が形成される。

従って、図９の通り、トレー２１がボックス２０内に収納された際、前面開口部２００と切欠き部２１５との間に隙間２０４が形成されるので、この隙間２０４を塞ぐために、ボックス２０は、一対のシャッター部２０３を備える。シャッター部２０３は、屈曲プレートで構成され、ボックス２０に設けられた回転軸２０３ａを介して回転可能になっている（図８）。さらに、シャッター部２０３は、押下げ部２０３ｂを備えており、トレー２１をボックス２０の下面に載置する際に、トレー２１が押下げ部２０３ｂを押下げて、回転軸２０３ａを中心に回転し、シャッター部２０３が隙間２０４を塞ぐようになっている。これにより、前面開口部２００は、トレー２１のフランジ部２１３とシャッター部２０３とで完全に密閉される。なお、このシャッター部は、トレー２１が所定位置に設置された際にセンサー等で検知して、アクチュエータを用いて自動で開閉するようにしてもよい。

上記のようにボックス２０及びトレー２１を構成することにより、収納区画部２に収納された蓄電装置６を充電する際に、空調装置が、ボックス２０内に発生したガスを取り除いたり、温度を一定に保持するので、充電効率を向上できる。さらに、蓄電装置６が発火しても、消火装置が消火を行うので、作業者が消火する必要がない。また、蓄電装置６は、ボックス２０内で完全に密閉された状態で消火されるので、他の正常な蓄電装置６に消火ガス等が噴射されることがなく悪影響を及ぼすことがない。また、密閉にすることで、消火に必要な消火ガス等を最小限に抑えることができ、コスト面にも優れる。また、ボックス２０に収納したトレー２１をスタッカクレーン４で容易に交換でき、メンテナンス性に優れる。特に、蓄電装置の、充電作業を連続して行う場合、タクトタイムが短縮でき生産効率が向上する。

[第二実施形態]
第二実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図１０の通り、搬送装置４は、スタッカクレーンからなる。スタッカクレーン４は、キャレッジ４１に駆動コンベア４３が設けられている。トレー２１が搬送方向５ｂ（図４）に向けられた状態で、旋回コンベア５０及び駆動コンベア４３を駆動することで、トレー２１を、旋回コンベア５０から駆動コンベア４３へ搬送して、スタッカクレーン４に移動することができる。

図１１の通り、トレー２１は、トレー２１がボックス２０内に収納された際に、フランジ部２１３が、ボックス２０の前面開口部２００（図１３）を閉じ、フランジ部２１３は、前面開口部２００にぴったりと隙間なく嵌合するように形成されている。

ボックス２０は、トレー２１を前面開口部２００からボックス２０内に浸入・退出させるための駆動コンベア２５を備える。ボックス２０の駆動コンベア２５を駆動し、スタッカクレーン４の駆動コンベア４３を駆動することで、トレー２１をボックス２０とスタッカクレーン４との間で搬送するようになっている。

図１３の通り、ボックス２０は、トレー２１をボックス２０内の所定の位置に位置決めする位置決め装置２６を備える。位置決め装置２６は、先端に設けられた位置決めコーン等からなる位置決め具２６０と、位置決め具２６０を進退移動するエアシリンダー等からなる位置決め駆動装置２６１とを備える。また、図１２の通り、トレー２１は、台座部２１２の側部に凹状の係止部２６２を備える。位置決め具２６０が、係止部２６２に嵌まり込んで掛止可能に構成されている。

これにより、トレー２１がボックス２０内の所定位置に収納されたことをセンサー等で検知することで、位置決め装置２６が駆動して、位置決め駆動装置２６１が位置決め具２６０を移動させて、トレー２１の係止部２６２に掛かり合って、トレー２１が位置決めされるようになっている。

[第三実施形態]
第三実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図１４の通り、搬送装置４は、無人フォークリフトからなる。無人フォークリフト４は、車体４００にマスト４０１が立設されており、このマスト４０１に沿って三方向スタッキング機構４０２がリフト機構（図示略）によって昇降可能に設けられている。三方向スタッキング機構４０２には、一対のフォーク４０３が設けられており、これにより、フォーク４０３は、車体４００の左右方向にシフト可能で、前方向及び左右方向に向けて旋回でき、さらに、リフト機構によってマスト４０１に沿って昇降可能になっている。なお、搬送装置４は、有人フォークリフトであってもよい。

図１５の通り、トレー２１は、台座部２１２に一対のフォーク差込孔２１６が形成されている。フォーク差込孔２１６は、長手方向２１ａに沿って形成されており、無人フォークリフト４は、フォーク４０３をフォーク差込孔２１６に差し込んで、トレー２１を搬送する。

これにより、図１６の通り、ボックス２０は、トレー２１を出し入れする際に、下面に開口部等を設ける必要がなく、前面開口部２００のみ設ける。そして、トレー２１がボックス２０に収納されると、フランジ部２１３が、前面開口部２００を閉じるように構成されている。

[第四実施形態]
第四実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。

上記第一乃至第三実施形態では、ラック１は、蓄電装置６を充放電するラックシステムに適用したが、本実施形態では、蓄電装置６を所定期間放置して、その間に異常が生じないか試験するエージング設備に適用する。

図１７の通り、ラック１は、蓄電装置６ごとに一定の温度を保持して、発生するガスを取り除くために、ボックス２０に空調装置を備える。空調装置は、上記実施形態と同様に、検知器２２１及び給排気管３０，３１からなる。エージング設備では、蓄電装置６は発火することがないため、消火装置（噴射ノズル２２２）及び通電装置２３は設けられていない。

１ ラック
２ 区画収納部
２０ ボックス
２００ 前面開口部
２０１ 下面開口部
２０３ シャッター部
２０４ 隙間
２１ トレー
２１２ 台座部
２１３ フランジ部
２１５ 切欠き部
２２１，３０，３１ 空調装置
２２１，２２２ 消火装置
２３ 通電装置
４ 搬送装置
４３ フォーク
５ コンベア
５１ ガイド部
６ 蓄電装置

Claims (8)

1. 蓄電装置を複数の収納区画部に収納するラックであって、
   前記各収納区画部に設けられた前記蓄電装置を囲うボックスと、前記蓄電装置を載置して前記ボックスに収納可能なトレーと、前記ボックス内を空調する空調装置とを備え、前記ボックスは、前記トレーを出し入れするための前面開口部を有し、前記トレーは、前記ボックスに収納された際に前記ボックスの前面開口部を閉じるフランジ部を有するＬ型形状からなることを特徴とするラック。
2. 前記ボックス内の火災を検知して消火する消火装置を備えることを特徴とする請求項１に記載のラック。
3. 前記トレーは、前記ボックスに収納された際に、前記フランジ部が前記前面開口部に重なるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のラック。
4. 前記トレーは、前記ボックスに収納された際に、前記フランジ部が前記ボックスの前面開口部にぴったりと嵌合するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のラック。
5. 前記ボックスは、前記トレーを収納した際に、前記前面開口部との間に形成される隙間を塞ぐ開閉自在なシャッター部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のラック。
6. 前記トレーを前記ボックス内の所定位置に位置決めする位置決め手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のラック。
7. 前記トレーは、前記蓄電装置を電気的に接続するトレー側接続部を備え、前記ボックスは、前記トレー側接続部に電気的に接続可能な通電装置を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のラック。
8. 前記トレーはフォーク式の搬送装置で搬送され、前記ボックスは、フォーキングスペース分の下面開口部を備え、前記トレーで前記下面開口部を閉じるように構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のラック。

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