ロボット用電池格納機構
【課題】電池交換時にバックアップ情報が消えない構造を備えるようにする。
【解決手段】表面板９が回転されて、表面板９の孔９ａがホルダー１３の位置に来たときに、ホルダー１３が表面板９に接近し、ホルダー１３の突起部１９が表面板９の貫通孔９ｂに挿入され、ホルダー１３が保持している電池５の少なくとも一部分が表面板９の孔９ａから露出して、表面板９の表面から外方に現れるように構成した。そして、１つの電池５を交換した後で、ホルダー１３に保持される電池５を押すことにより、ホルダー１３が表面板９から離れていくように構成したものである。
【解決手段】表面板９が回転されて、表面板９の孔９ａがホルダー１３の位置に来たときに、ホルダー１３が表面板９に接近し、ホルダー１３の突起部１９が表面板９の貫通孔９ｂに挿入され、ホルダー１３が保持している電池５の少なくとも一部分が表面板９の孔９ａから露出して、表面板９の表面から外方に現れるように構成した。そして、１つの電池５を交換した後で、ホルダー１３に保持される電池５を押すことにより、ホルダー１３が表面板９から離れていくように構成したものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの本体に設けられたものであって、バックアップ回路の電源となる電池を格納するロボット用電池格納機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットに使用されているモータは、モータの回転現在位置を記憶する機能を持っており、主電源オフ状態においても、そのモータの現在位置を更新し、保持させておくためのバックアップ回路が設けられている。このバックアップ回路の電源として、２以上の電池が使用されている。この構成の場合、電池を使用する構成であるため、定期的に電池の交換作業が必要になる。この電池の交換作業時に、古い電池を取り外してしまうと、バックアップ情報が消失してしまう。
【０００３】
そこで、従来構成においては、上記電池の交換作業時にバックアップ情報が消失しないようにするために、２以上の電池を並列に接続するように構成し、さらに、基本的に１本づつ古い電池と新しい電池を交換するように作業する。これにより、少なくとも１本の電池が接続された状態を保持し、バックアップ情報の消失を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０９５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した電池交換の作業の仕方は、メンテナンスのマニュアル等に記載してあるが、ロボット本体の電池を格納する部分には記載されていないことが多いため、また、作業効率を考えると、古い電池をすべて取り外した後で新しい電池を取り付ける方が作業効率が良いため、場合によっては全交換されバックアップ情報が消失してしまうこともあり得る。尚、バックアップ情報が消失した場合、即ち、エンコーダ内の位置データが消失した場合、エンコーダのリセットおよび位置校正（具体的には、コントローラが認識する位置情報と、ロボット本体の実際の位置関係の校正）作業が必要となってしまい、メンテナンス作業がかなり面倒になるという問題が発生する。
【０００６】
これに対して、特許文献１には、電池を取り外したときのバックアップ電源として、コンデンサを用いる構成が記載されている。しかし、コンデンサを用いる構成の場合、コンデンサの劣化によりバックアップ時間が極めて短くなっている可能性があり、また、そもそもコンデンサ自身に十分な電力が蓄えられていない可能性もある。しかも、そのような問題が発生した状態を、電池交換前には確認できないにも関わらず全電池を外すため、バックアップ情報消失の不安定さが残る。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、電池交換時にバックアップ情報が消えない構造を備えたロボット用電池格納機構を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明によれば、表面板の孔から外に出るのは電池だけで、ホルダー自身は外に出ないにも関わらず、ホルダー自身は表面板に引っ掛かり、表面板は回り止めされる。１本目の古い電池を抜いたら、１本目の新しい電池を差し込み、その電池によってホルダーを押さないと、ホルダーと表面板の引っ掛かりを解除できない。
【０００９】
しかも、請求項１の構造によれば、表面板とホルダーがあたかもリボルバーの様な構造になるので、たとえ比較的大きな電池を使用している場合でも、孔に指は入るかもしれないが、その孔を回して次のホルダーを１つしかない孔の位置に持ってくることは、そもそも孔に入れた指が邪魔で極めて難しい。従って、古い電池を抜いたままの状態では、表面板を回転させることはできないので、最初に全ての古い電池を抜くという行為はできない。よって、電池交換を原因としてバックアップ情報が消失するような事態を確実に防止できる。
【００１０】
また、ロボットのバックアップは単にモータの回転位置を記憶しているだけではなく、回転位置検出回路等も生かした状態にしているので専用の大容量電池（例えばリチウム電池）を使っており、その電池の構造は、安全のために全体をカバーし、電池の正負の電極となる電池側リードが出ている構造になっている。そして、電池側リードは、収納性向上のため、電池の一方の端部から出ている。
【００１１】
請求項２の発明によれば、上記の大容量電池の特性である電池側リードによる接続を利用して、電池を抜いたままではホルダー側リードが外方に露出するようになっている。この場合、リード接続であるから、広い空間にホルダー側リードを持ってこないと、電池側リードと接続させられない。そして、電池で押さないとホルダー側リードは収納されない。このため、ホルダー側リードが電池を抜いた状態のままでの表面板回転の引っ掛かりになるから、１本目の電池を抜いた状態で次の電池を取り外しに行くことがより難しくなっている。そして、請求項２の構造によれば、電池により巻き取り用の操作部材が押されたら、曲率の小さい曲げが発生しないように電池側リードとホルダー側リードが取り付けられることになるので、各リードはスムーズに収納される。
【００１２】
請求項３の発明によれば、表面板の孔から外に出るのは電池だけで、ホルダー自身は外に出ないにも関わらず、ホルダー自身は表面板に引っ掛かり、表面板は回り止めされる。１本目の古い電池を抜いたら、１本目の新しい電池を差し込み、その電池によってホルダーを押さないと、ホルダーと表面板の引っ掛かりを解除できない。
【００１３】
しかも、請求項３の構造によれば、表面板とホルダーがあたかもリボルバーの様な構造になるので、たとえ比較的大きな電池を使用している場合でも、孔に指は入るかもしれないが、その孔を回して次のホルダーを１つしかない孔の位置に持ってくることは、そもそも孔に入れた指が邪魔で極めて難しい。従って、古い電池を抜いたままの状態では、表面板を回転させることはできないので、最初に全ての古い電池を抜くという行為はできない。よって、電池交換を原因としてバックアップ情報が消失するような事態を確実に防止できる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、請求項１の効果を満たしたまま、従来構成と同じようにダイオードを各電池にそれぞれ１個づつ電気的に接続することが可能になり、従来構成と同じように、逆流防止機能や、電池間の充放電を防止する機能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態を示す表面板およびホルダーの斜視図
【図２】ロボット本体の部分斜視図
【図３】電池交換を説明するロボット本体の部分斜視図
【図４】電池ボックスの内部を示す側面図
【図５】フレームおよびホルダーの正面図
【図６】電池を抜いた状態を示す図４相当図
【図７】電池を取り付けた状態を示す図６相当図
【図８】電池の斜視図
【図９】本発明の第２実施形態を示す図１相当図
【図１０】図４相当図
【図１１】電池ボックスの表面板周辺の正面図
【図１２】電池周辺の電気回路図
【図１３】本発明の第３実施形態を示す図５相当図または図１１相当図
【図１４】本発明の第４実施形態を示す図１３相当図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図８を参照して説明する。まず、図２は、本実施形態の産業用ロボットの外観構成を示す部分斜視図である。図２において、本実施形態のロボットは、例えば６軸の垂直多関節ロボットとして構成されており、ロボット本体１のベース２上には、ショルダー３が水平方向に回動可能に連結されている。
【００１７】
ショルダー３には、下アーム４の基端部が垂直方向に回動可能に連結されており、この下アーム４の先端部には上アーム（図示しない）が垂直方向に回動可能に連結されている。尚、上アームの先端部にはリスト（図示しない）の基端部が回動可能に連結され、このリストの先端部にはハンド取付体（図示しない）が回動可能に連結され、更に、このハンド取付体には円板状のフランジ（図示しない）が回動可能に連結されており、このフランジにハンドや各種ツールが着脱可能に取り付け可能な構成となっている。
【００１８】
上記構成の場合、ショルダー３、下アーム４、上アーム、リスト、ハンド取付体、フランジは関節装置（図示しない）により互いに連結されていると共に、各関節装置に対応してサーボモータ（図示しない）および減速機（図示しない）が設けられている。そして、各サーボモータの回転位置を検知更新する機能が設けられていると共に、検知更新した位置データを保持するバックアップ回路が設けられている。
【００１９】
上記バックアップ回路の電源となる電池（例えばリチウム電池）５を格納する電池ボックス６が、図１、図２および図３に示すように、ロボット本体１のショルダー３に設けられている。電池ボックス６の表面部には、図２に示すように、カバー７がねじ止めにより取り付けられている。カバー７を取り外すと、図３に示すように、電池ボックス６の矩形状の表面部８が露出する。この表面部８には、円形の開口部８aが形成されており、この開口部８a内には、円板状の表面板９がその中心を軸として回転可能に設けられている。この場合、開口部８aは、回転可能な表面板９によって閉塞されている。
【００２０】
表面板９は、図４に示すように、電池ボックス６の内部において奥部から表面方向へ突設された四角柱状のフレーム１０の端面部に軸１１を介して回転可能に取り付けられている。上記表面板９には、その中心から円周方向に離れた位置に、電池５が挿通可能な大きさの例えば円形の孔９ａが１つ形成されている（図１参照）。また、表面板９における上記孔９ａの周辺に位置して、例えば孔９ａの周辺のうちの表面板９の中心方向の部位に位置して、小孔からなる位置決め用の孔９ｂが形成されている。
【００２１】
さて、表面板９の裏面側において、フレーム１０の４つの側面上には、それぞれ前記電池５を格納するホルダー１３が配設されている（図５参照）。４個のホルダー１３の構造は、すべて同じであるから、そのうちの１個について、図１、図４〜図７を参照して説明する。
【００２２】
ホルダー１３は、Ｌ字状に折曲された部材からなり、基板部１３ａと立ち上り板部１３ｂとを有している。ホルダー１３は、基板部１３ａをフレーム１０の側面上に載置すると共に、基板部１３ａの図５中の左右の端部をフレーム１０の側面上の図５中の左右の端部に設けられたガイド１４、１４に係合させることにより、図４中の左右方向に移動可能な構成となっている。即ち、ホルダー１３は、表面板９に接近する方向および離れる方向に移動可能に設けられている。
【００２３】
また、フレーム１０の側面上のホルダー１３の奥部には、図４に示すように、プッシュラッチ装置１５が配設されている。このプッシュラッチ装置１５は、装置本体１６と、装置本体１６に対して図４中の左右方向に移動可能に設けられたロッド１７とを有する。ロッド１７の先端部を、ホルダー１３の立ち上り板部１３ｂの奥面（図４中の右面）に当接させている。
【００２４】
この構成の場合、プッシュラッチ装置１５は、そのロッド１７を、図６に示す位置まで突出させた状態で、ホルダー１３を奥方へ押して、図４に示す位置を少し超える位置までロッド１７を押し込むと、図４に示す位置でロッド１７が保持されるように構成されている。そして、プッシュラッチ装置１５は、図４に示す状態で、ホルダー１３を奥方へ少し押すと、ロッド１７の保持が解除されて、装置本体１６内のばねの付勢力によりロッド１７は図４中の左方へ移動され、図６に示す位置まで突出するように構成されている。尚、プッシュラッチ装置１５としては、周知構成のものを適宜使用すれば良い。
【００２５】
ホルダー１３の基板部１３ａ上には、電池５を保持する保持部１８が配設されている。この保持部１８は、電池５を挟んで弾性保持する一対の挟持片部１８ａ、１８ａと、これら一対の挟持片部１８ａ、１８ａを連結する連結部１８ｂと、各挟持片部１８ａの下端部から斜め下方へ突設された支持片部１８ｃ、１８ｃとを有する。保持部１８の連結部１８ｂを、ホルダー１３の基板部１３ａ上に載せて固着している。
【００２６】
また、ホルダー１３の基板部１３ａの図４中の左端の端面部には、前記表面板９の位置決め用の孔９ｂに挿入される突起部１９が図４中の左方へ向けて突設されている。この構成の場合、ホルダー１３が図４に示す位置に位置している状態では、上記突起部１９は表面板９の孔９ｂに挿入しておらず、従って、表面板９は回転可能な状態となっている。これに対して、ホルダー１３が図６及び図７に示す位置に位置している状態では、上記突起部１９は表面板９の孔９ｂに挿入していることから、表面板９は回転できない状態となっている。
【００２７】
ここで、電池５について、図８も参照して説明する。電池５は、その全体がカバー２０により覆われている。カバー２０は、ほぼ透明なラミネートフィルムで形成されており、電池５の外周部と電池５の負極側の端部（図８中の左端部）とを完全に覆い、電池５の正極側の端部（図８中の右端部）の外周部分を覆い、電池５の正極側の端部から突片部２０ａが突出している。電池５の負極に接続されたリード線２１ａと電池５の正極に接続されたリード線２１ｂが合されてカバー２０（電池５）から外方へ導出されており、その導出された先端部にコネクタ２１ｃが設けられている。リード線２１ａと、リード線２１ｂと、コネクタ２１ｃとから、電池５の正負の電極となる電池側リード２１が構成されている。
【００２８】
また、上記電池側リード２１が接続されるホルダー側リード２２は、図６に示すように、電池ボックス６の奥部からホルダー１３の立ち上り板部１３ｂに形成された開口１３ｃ（図１参照）を通り、表面板９の孔９ａを通って外方へ導出可能なように構成されている。そして、ホルダー側リード２２は、電池ボックス６の奥部に配設された巻き取り装置（図示しない）により巻き取り可能なように構成されている。この巻き取り装置を動作させる巻き取り用の操作部材２３は、図４、図６、図７に示すように、ピン状の部材で形成され、ホルダー１３の立ち上り板部１３ｂを貫通して表面板９側へ突設されている。操作部材２３は、ホルダー１３に保持された電池５の奥方の端面で押せる位置に配設されている。更に、図７に示すように、電池５がホルダー１３に保持された後、電池５およびホルダー１３が奥方へ押されると、電池５の奥方の端面が操作部材２３を押すように構成されており、これにより上記巻き取り装置が動作されて、ホルダー側リード２２（および電池側リード２１）が巻き取られる構成となっている（図４参照）。操作部材２３の突出長さは、電池５およびホルダー１３が奥方へ押されたときに、電池５の奥方の端面が操作部材２３を押すことが可能な長さに設定されている。
【００２９】
次に、上記構成の電池ボックス６に格納されている電池５を交換する作業について説明する。まず、ロボット本体１のショルダー３のカバー７を取り外し（図３参照）、表面板９を回転させて、表面板９の孔９ａを交換したい電池５に対応させ、電池５の端面部が上記孔９ａから露出するようにする。この対応により、表面板９の位置決め用の孔９ｂもホルダー１３の基板部１３ａの突起部１９に対応する。この状態で、露出した電池５の端面部を指で押すと、プッシュラッチ装置１５が動作して、ホルダー１３が図４中左方へ移動され、図７に示す状態になる。この状態では、ホルダー１３が保持している電池５の少なくとも一部分（図７中の左端部）が表面板９の孔９ａから露出して、表面板９の表面から外方に現れる構成となっている。そして、表面板９の位置決め用の孔９ｂにホルダー１３の突起部１９が挿入して、ホルダー１３が表面板９に引っ掛かることにより、表面板９が回り止めされる。
【００３０】
上記図７に示す状態で、表面板９の表面から外方に現れた電池５の一部分を指で摘んで引き抜くと共に、引き抜いた電池５の電池側リード２１のコネクタ２１ｃをホルダー側リード２２のコネクタ２２ｃから取り外す。この状態を図６に示す。この後、新しい電池５の電池側リード２１のコネクタ２１ｃをホルダー側リード２２のコネクタ２２ｃに接続する。続いて、新しい電池５を表面板９の孔９ａ内に挿入して押し込み、ホルダー１３の保持部１８の挟持片部１８ａ、１８ａ間に保持させる（図７参照）。
【００３１】
この後、新しい電池５を更に押し込むと、ホルダー１３が奥方、即ち、図７中右方へ移動し、ホルダー１３が表面板９から離れていく。そして、ホルダー１３が図４に示す位置に達したところで、プッシュラッチ装置１５が作動して図４に示す位置でホルダー１３が保持される。また、ホルダー１３が図７中右方へ移動していくときに、ホルダー１３に保持された電池５の奥方の端面で巻き取り用の操作部材２３が押されることにより、巻き取り装置が作動してホルダー側リード２２および電池側リード２１が巻き取られる。
【００３２】
そして、図４に示す状態では、表面板９の位置決め用の孔９ｂとホルダー１３の突起部１９との引っ掛かり（挿入）が解除されているので、表面板９を自由に回転させることが可能である。この後は、表面板９を回転させることにより、次の古い電池を交換する作業を、上述した作業手順と同様にして実行し、４個の電池５をすべて新しい電池５に交換する。尚、すべての電池５を交換した後、表面板９を図示しないねじでフレーム１０等の固定部位にねじ止めするように構成することが好ましい。この場合、表面板９の孔９ａが電池５に対応していない位置で表面板９をねじ止めすることが好ましい。
【００３３】
このような構成の本実施形態によれば、表面板９の孔９ａから外に出るのは電池５だけで、ホルダー１３自身は外に出ないにも関わらず、ホルダー１３（の突起部１９）自身は表面板９（の位置決め用の孔９ｂ）に引っ掛かり、表面板９は回り止めされる。１本目の古い電池５を抜いたら、１本目の新しい電池５を差し込み、その電池５によってホルダー１３を押さないと、ホルダー１３と表面板９の引っ掛かりを解除できない。
【００３４】
しかも、上記実施形態によれば、表面板９とホルダー１３があたかもリボルバーの様な構造になるので、たとえ比較的大きな電池を使用している場合でも、孔９ａに指は入るかもしれないが、その孔９ａを回して次のホルダー１３の位置に孔９ａ（表面板９）を位置させることは、そもそも孔９ａに入れた指が邪魔になるから極めて難しい。従って、古い電池５を抜いたままの状態では、表面板９を回転させることはできないので、最初に全ての古い電池５を抜くという行為はできない。よって、電池交換を原因としてバックアップ情報が消失するような事態を確実に防止することができる。
【００３５】
また、ロボットのバックアップは単にモータの回転位置を記憶しているだけではなく、回転位置検出回路等も生かした状態にしているので専用の大容量電池（例えばリチウム電池）５を使っている。この電池５の構造は、安全のために全体をカバー２０で覆い、電池５の正負の電極となる電池側リード２１を出す構造となっている。この電池側リード２１は、収納性向上のため、電池５の一方の端部から出ている（図８参照）。
【００３６】
そして、上記実施形態においては、大容量電池５の特性である電池側リード２１によるリード接続を利用していることから、電池５を抜いたままではホルダー側リード２２が外方に延びて露出する構成となっている（図６参照）。この場合、リード接続であるから、広い空間にホルダー側リード２２を延ばして持ってこないと、電池側リード２１と接続させることができない。そして、電池５で押さないとホルダー側リード２２は収納されない（巻き取られない）。このため、電池５を抜いた状態のままの場合、ホルダー側リード２２が表面板９回転の引っ掛かりになることから、１本目の電池５を抜いた状態で次の電池５を取り外しに行くことがより難しくなっている。そして、上記実施形態の構造によれば、電池５により巻き取り用の操作部材２３が押されると、曲率の小さい曲げが発生しないように電池側リード２１とホルダー側リード２２が巻き取られる構成となるので、各リード２１、２２はスムーズに収納される。
【００３７】
図９ないし図１２は、本発明の第２実施形態を示すものであり、第１実施形態と同一部分には、同一符号を付している。この第２実施形態では、図９に示すように、電池として、カバー２０および電池側リード２１を備えない電池２４を使用した。ホルダー１３の立ち上り板部１３ｂの表面板９側の面には、電池２４の負極に当接する負電極ばね２５が配設されている（図１０参照）。尚、上記負電極ばね２５に接続された図示しないリード線が立ち上り板部１３ｂから奥方へ向けて導出されている。
【００３８】
表面板９の裏面には、電池２４の正極の凸部２４ａが接触するＣ字状の電極２７が形成されている。このＣ字状の電極２７は、表面板９の裏面において表面板９の円周よりも小さい円周で、且つ、表面板９の孔９ａの中心を通る円周上に形成されている。また、図１１に示すように、上記したような形状のＣ字状の電極２７が、表面板９の裏面に同心円状に所定の間隔で４つ形成されている。これら４つのＣ字状の電極２７は、後述する構成によって、それぞれ４つのホルダー１３に保持された４つの電池２４に各別に接触するように構成されている。
【００３９】
ホルダー１３の基板部１３ａと、保持部１８の連結部１８ｂとの間には、表面板９の回転軸芯を原点として離れるほど高い高さ調節用の保持ステー２８が配設されている。この保持ステー２８の図９及び図１０中の上下方向の寸法を調節することにより、電池２４の高さ位置、即ち、電池２４の正極の凸部２４ａの高さ位置（具体的には、表面板９の回転軸芯を原点として離れるほど高い高さ位置、換言すると、表面板９の中心からの距離）を調節可能なようになっている。この構成の場合、４つのホルダー１３の保持ステー２８の上記上下方向の寸法は全て異なるように設定されている。これにより、図１１に示すように、図１１中上部の電池２４の正極の凸部２４ａが中心から外周側へ２番目のＣ字状の電極２７に接触し、図１１中右部の電池２４の正極の凸部２４ａが中心から１番目（最も内側）のＣ字状の電極２７に接触し、図１１中左部の電池２４の正極の凸部２４ａが中心から外周側へ３番目のＣ字状の電極２７に接触し、図１１中下部の電池２４の正極の凸部２４ａが中心から外周側へ４番目（最も外側）のＣ字状の電極２７に接触する構成となっている。
【００４０】
また、本実施形態の場合、表面板９は、例えばプリント配線基板で構成されており、Ｃ字状の電極２７は上記プリント配線基板に形成された導体パターンで構成されている。このプリント配線基板（表面板９）には、４つのＣ字状の電極２７にそれぞれ接続された４つのダイオード２９（図１２参照）が実装されている。これら４つのダイオード２９は、図１２に示すように、４つの電池２４の正極に図示する極性で接続された逆流防止用ダイオードである。ダイオード２９の反対側の端子は、共通接続されてバックアップ回路（モータ）に接続されている。尚、主電源の正極の端子３０にも、逆流防止用ダイオード３１が図示する極性で接続されており、このダイオード３１の反対側の端子も、上記４つのダイオード２９の反対側の端子に共通接続されている。
【００４１】
更に、表面板９に形成された電池２４を出し入れするための孔９ｃは、外周方向に向かって長くなる形状の長孔であり、その長径寸法は、４つのホルダー１３に保持された保持高さの異なる４つの電池２４が通過（出し入れ）可能な大きさの寸法に設定されている。即ち、上記孔９ｃの長径寸法は、電池２４の直径寸法よりも大きくなるように形成されている。
【００４２】
尚、上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。
従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第２実施形態によれば、カバー２０および電池側リード２１を備えない構成の電池２４を、バックアップ用の電池として使用することができる。また、第２実施形態によれば、第１実施形態の効果を満たしたまま、従来構成と同じように、ダイオード２９を各電池２４にそれぞれ１個づつ電気的に接続することが可能になり、従来構成と同じように、逆流防止機能や、電池２４間の充放電を防止する機能を実現することができる。
【００４３】
図１３は、本発明の第３実施形態を示すものであり、第２実施形態と同一部分には、同一符号を付している。この第３実施形態では、図１３に示すように、３つのホルダー１３を備えると共に、３つのホルダー１３を取り付ける３角柱状のフレーム３２を設けた。更に、第２実施形態の保持ステー２８を設けることを止めて、３つのホルダー１３の電池２４の保持高さを同一高さとなるように構成した。そして、表面板９には、第１実施形態の孔９ａと同じ大きさの孔９ａを形成した。
【００４４】
更に、表面板９の裏面には、同心円状に配設された３つのＣ字状の電極２７の代わりに、図１３に示すように、表面板９の円周よりも小さい円周で、且つ、表面板９の孔９ａの中心を通る１つの円周上に、４つの円弧状の電極３３ａ〜３３ｄを形成した。これら４つの円弧状の電極３３ａ〜３３ｄのうち、２つの電極３３ａ、３３ｂは上記円周の略１／３程度の長さの円弧状の電極であり、孔９ａの両側に配置された２つの電極３３ｃ、３３ｄは上記電極３３ａ、３３ｂの略１／３程度の長さの円弧状の電極である。尚、短い２つの電極３３ｃ、３３ｄは、図示しない導体パターンで接続されており、１つの電極として扱われる。即ち、３つの電池２４に接続する３つダイオード２９のうちの１つは電極３３ａに接続され、他の１つは電極３３ｂに接続され、残りの１つは１つの電極としての２個の電極３３ｃ及び３３ｄに接続されている。
【００４５】
そして、上記構成の場合、表面板９の孔９ａが１つのホルダー１３の電池２４に対応した回転位置のときには、残りの２つの電池２４の各正極は、２つの電極３３ａ、３３ｂにそれぞれ接触するようになっている。また、表面板９の孔９ａが３つのホルダー１３の電池２４にいずれにも対応していない回転位置のときには、３つの電池２４の各正極は、３つの電極３３ａ、３３ｂ、３３ｃにそれぞれ接触する、または、３つの電極３３ａ、３３ｂ、３３ｄにそれぞれ接触するようになっている。
【００４６】
尚、上述した以外の第３実施形態の構成は、第２実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第３実施形態においても、第２実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第３実施形態では、保持ステー２８を不要に構成できるので、部品点数を少なくすることができ、全体の構成を簡単化することができる。
【００４７】
尚、上記した第１実施形態及び第２実施形態では、４個のホルダー１３を備えるように構成したが、第３実施形態と同様に構成して、３個のホルダー１３を備えるように構成しても良い。
【００４８】
また、第３実施形態では、３個のホルダー１３を備えるように構成したが、４個のホルダー１３を備えるように構成しても良く、この構成について、第４実施形態を示す図１４を参照して説明する。尚、第３実施形態と同一部分には、同一符号を付している。この第４実施形態では、図１４に示すように、４つのホルダー１３を備えると共に、４つのホルダー１３を取り付ける４角柱状のフレーム１０を備えた。更に、表面板９の裏面には、第３実施形態の４つの電極３３ａ〜３３ｄの代わりに、４つの円弧状の電極３５ａ〜３５ｄを形成した。
【００４９】
これら４つの円弧状の電極３５ａ〜３５ｄの配置位置と長さを説明するために、図１４中に６本の補助線Ａ１〜Ａ６を引いた。補助線Ａ１は表面板９の中心と表面板９の孔９ａの中心とを通る直線であり、補助線Ａ２は表面板９の中心で補助線Ａ１に直交する直線であり、補助線Ａ３は表面板９の中心を通り且つ補助線Ａ１と補助線Ａ２が作る角（直角）を２等分する直線であり、補助線Ａ４は表面板９の中心で補助線Ａ３に直交する直線であり、補助線Ａ５は表面板９の中心を通り且つ補助線Ａ２と補助線Ａ４が作る角（４５度）を２等分する直線であり、補助線Ａ６は表面板９の中心を通り且つ補助線Ａ２と補助線Ａ３が作る角（４５度）を２等分する直線である。
【００５０】
４つの円弧状の電極３５ａ〜３５ｄは、表面板９の円周よりも小さい円周で、且つ、表面板９の孔９ａの中心を通る１つの円周上に配置されている。４つの円弧状の電極３５ａ〜３５ｄのうち、孔９ａの両側に配置された２つの電極３５ａ、３５ｄは、上記円周の略１／８程度の長さの円弧状の電極であり、残りの２つの電極３５ｂ、３５ｃは上記円周の略１／４程度の長さの円弧状の電極である。孔９ａの両側に配置された２つの電極３５ａ、３５ｄのうち、電極３５ａの円弧方向の長さの略中間部は補助線Ａ３上に位置し、電極３５ｄの円弧方向の長さの略中間部は補助線Ａ４上に位置している。残りの２つの電極３５ｂ、３５ｃのうち、電極３５ｂの円弧方向の長さの略中間部は補助線Ａ５上に位置し、電極３５ｃの円弧方向の長さの略中間部は補助線Ａ６上に位置している。
【００５１】
尚、表面板９の裏面における上記４つの円弧状の電極３５ａ〜３５ｄが配置される１つの円周上において、表面板９の孔９ａに相当する部分（電池２４の１個分に相当する部分）と、表面板９の中心を対称の点とする孔９ａの点対象部分（電池２４の１個分に相当する部分）とには、電極が形成されないように構成されている。
【００５２】
また、４つの電池２４に接続する４つダイオード２９は、それぞれ４つの電極３５ａ〜３５ｄに接続されている。
そして、上記構成の場合、表面板９の孔９ａが１つのホルダー１３の電池２４に対応した回転位置のときには、残りの３つの電池２４の各正極は、３つの電極３５ａ、３５ｂ、３５ｃにそれぞれ接触する、または、３つの電極３５ｂ、３５ｃ、３５ｄにそれぞれ接触するようになっている。また、表面板９の孔９ａが４つのホルダー１３の電池２４のいずれにも対応していない回転位置のときには、４つの電池２４の各正極は、４つの電極３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄにそれぞれ接触するようになっている。また、表面板９の孔９ａの位置がどこであっても、２本の電池２４は、同じ１つの電極に接触することはないようになっている。
【００５３】
そして、上述した以外の第４実施形態の構成は、第３実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第４実施形態においても、第３実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。
【００５４】
また、上記各実施形態では、表面板９に位置決め用の孔９ｂとして貫通孔を設けたが、これに限られるものではなく、ホルダー１３の突起部１９が挿入可能な貫通しない孔（即ち、凹部）を設けるように構成しても良い。
【符号の説明】
【００５５】
図面中、１はロボット本体、２はベース、３はショルダー、４は下アーム、５は電池、６は電池ボックス、７はカバー、９は表面板、９ａは孔、９ｂは孔、１０はフレーム、１１は軸、１３はホルダー、１５はプッシュラッチ装置、１８は保持部、１９は突起部、２０はカバー、２１は電池側リード、２２はホルダー側リード、２３は操作部材、２４は電池、２５は負電極ばね、２６はリード線、２７は電極、２８は保持ステー、２９はダイオード、３０は端子、３１はダイオード、３２はフレーム、３３ａ〜３３ｄは電極、３５ａ〜３５ｄは電極を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの本体に設けられたものであって、バックアップ回路の電源となる電池を格納するロボット用電池格納機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットに使用されているモータは、モータの回転現在位置を記憶する機能を持っており、主電源オフ状態においても、そのモータの現在位置を更新し、保持させておくためのバックアップ回路が設けられている。このバックアップ回路の電源として、２以上の電池が使用されている。この構成の場合、電池を使用する構成であるため、定期的に電池の交換作業が必要になる。この電池の交換作業時に、古い電池を取り外してしまうと、バックアップ情報が消失してしまう。
【０００３】
そこで、従来構成においては、上記電池の交換作業時にバックアップ情報が消失しないようにするために、２以上の電池を並列に接続するように構成し、さらに、基本的に１本づつ古い電池と新しい電池を交換するように作業する。これにより、少なくとも１本の電池が接続された状態を保持し、バックアップ情報の消失を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０９５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した電池交換の作業の仕方は、メンテナンスのマニュアル等に記載してあるが、ロボット本体の電池を格納する部分には記載されていないことが多いため、また、作業効率を考えると、古い電池をすべて取り外した後で新しい電池を取り付ける方が作業効率が良いため、場合によっては全交換されバックアップ情報が消失してしまうこともあり得る。尚、バックアップ情報が消失した場合、即ち、エンコーダ内の位置データが消失した場合、エンコーダのリセットおよび位置校正（具体的には、コントローラが認識する位置情報と、ロボット本体の実際の位置関係の校正）作業が必要となってしまい、メンテナンス作業がかなり面倒になるという問題が発生する。
【０００６】
これに対して、特許文献１には、電池を取り外したときのバックアップ電源として、コンデンサを用いる構成が記載されている。しかし、コンデンサを用いる構成の場合、コンデンサの劣化によりバックアップ時間が極めて短くなっている可能性があり、また、そもそもコンデンサ自身に十分な電力が蓄えられていない可能性もある。しかも、そのような問題が発生した状態を、電池交換前には確認できないにも関わらず全電池を外すため、バックアップ情報消失の不安定さが残る。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、電池交換時にバックアップ情報が消えない構造を備えたロボット用電池格納機構を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明によれば、表面板の孔から外に出るのは電池だけで、ホルダー自身は外に出ないにも関わらず、ホルダー自身は表面板に引っ掛かり、表面板は回り止めされる。１本目の古い電池を抜いたら、１本目の新しい電池を差し込み、その電池によってホルダーを押さないと、ホルダーと表面板の引っ掛かりを解除できない。
【０００９】
しかも、請求項１の構造によれば、表面板とホルダーがあたかもリボルバーの様な構造になるので、たとえ比較的大きな電池を使用している場合でも、孔に指は入るかもしれないが、その孔を回して次のホルダーを１つしかない孔の位置に持ってくることは、そもそも孔に入れた指が邪魔で極めて難しい。従って、古い電池を抜いたままの状態では、表面板を回転させることはできないので、最初に全ての古い電池を抜くという行為はできない。よって、電池交換を原因としてバックアップ情報が消失するような事態を確実に防止できる。
【００１０】
また、ロボットのバックアップは単にモータの回転位置を記憶しているだけではなく、回転位置検出回路等も生かした状態にしているので専用の大容量電池（例えばリチウム電池）を使っており、その電池の構造は、安全のために全体をカバーし、電池の正負の電極となる電池側リードが出ている構造になっている。そして、電池側リードは、収納性向上のため、電池の一方の端部から出ている。
【００１１】
請求項２の発明によれば、上記の大容量電池の特性である電池側リードによる接続を利用して、電池を抜いたままではホルダー側リードが外方に露出するようになっている。この場合、リード接続であるから、広い空間にホルダー側リードを持ってこないと、電池側リードと接続させられない。そして、電池で押さないとホルダー側リードは収納されない。このため、ホルダー側リードが電池を抜いた状態のままでの表面板回転の引っ掛かりになるから、１本目の電池を抜いた状態で次の電池を取り外しに行くことがより難しくなっている。そして、請求項２の構造によれば、電池により巻き取り用の操作部材が押されたら、曲率の小さい曲げが発生しないように電池側リードとホルダー側リードが取り付けられることになるので、各リードはスムーズに収納される。
【００１２】
請求項３の発明によれば、表面板の孔から外に出るのは電池だけで、ホルダー自身は外に出ないにも関わらず、ホルダー自身は表面板に引っ掛かり、表面板は回り止めされる。１本目の古い電池を抜いたら、１本目の新しい電池を差し込み、その電池によってホルダーを押さないと、ホルダーと表面板の引っ掛かりを解除できない。
【００１３】
しかも、請求項３の構造によれば、表面板とホルダーがあたかもリボルバーの様な構造になるので、たとえ比較的大きな電池を使用している場合でも、孔に指は入るかもしれないが、その孔を回して次のホルダーを１つしかない孔の位置に持ってくることは、そもそも孔に入れた指が邪魔で極めて難しい。従って、古い電池を抜いたままの状態では、表面板を回転させることはできないので、最初に全ての古い電池を抜くという行為はできない。よって、電池交換を原因としてバックアップ情報が消失するような事態を確実に防止できる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、請求項１の効果を満たしたまま、従来構成と同じようにダイオードを各電池にそれぞれ１個づつ電気的に接続することが可能になり、従来構成と同じように、逆流防止機能や、電池間の充放電を防止する機能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態を示す表面板およびホルダーの斜視図
【図２】ロボット本体の部分斜視図
【図３】電池交換を説明するロボット本体の部分斜視図
【図４】電池ボックスの内部を示す側面図
【図５】フレームおよびホルダーの正面図
【図６】電池を抜いた状態を示す図４相当図
【図７】電池を取り付けた状態を示す図６相当図
【図８】電池の斜視図
【図９】本発明の第２実施形態を示す図１相当図
【図１０】図４相当図
【図１１】電池ボックスの表面板周辺の正面図
【図１２】電池周辺の電気回路図
【図１３】本発明の第３実施形態を示す図５相当図または図１１相当図
【図１４】本発明の第４実施形態を示す図１３相当図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図８を参照して説明する。まず、図２は、本実施形態の産業用ロボットの外観構成を示す部分斜視図である。図２において、本実施形態のロボットは、例えば６軸の垂直多関節ロボットとして構成されており、ロボット本体１のベース２上には、ショルダー３が水平方向に回動可能に連結されている。
【００１７】
ショルダー３には、下アーム４の基端部が垂直方向に回動可能に連結されており、この下アーム４の先端部には上アーム（図示しない）が垂直方向に回動可能に連結されている。尚、上アームの先端部にはリスト（図示しない）の基端部が回動可能に連結され、このリストの先端部にはハンド取付体（図示しない）が回動可能に連結され、更に、このハンド取付体には円板状のフランジ（図示しない）が回動可能に連結されており、このフランジにハンドや各種ツールが着脱可能に取り付け可能な構成となっている。
【００１８】
上記構成の場合、ショルダー３、下アーム４、上アーム、リスト、ハンド取付体、フランジは関節装置（図示しない）により互いに連結されていると共に、各関節装置に対応してサーボモータ（図示しない）および減速機（図示しない）が設けられている。そして、各サーボモータの回転位置を検知更新する機能が設けられていると共に、検知更新した位置データを保持するバックアップ回路が設けられている。
【００１９】
上記バックアップ回路の電源となる電池（例えばリチウム電池）５を格納する電池ボックス６が、図１、図２および図３に示すように、ロボット本体１のショルダー３に設けられている。電池ボックス６の表面部には、図２に示すように、カバー７がねじ止めにより取り付けられている。カバー７を取り外すと、図３に示すように、電池ボックス６の矩形状の表面部８が露出する。この表面部８には、円形の開口部８aが形成されており、この開口部８a内には、円板状の表面板９がその中心を軸として回転可能に設けられている。この場合、開口部８aは、回転可能な表面板９によって閉塞されている。
【００２０】
表面板９は、図４に示すように、電池ボックス６の内部において奥部から表面方向へ突設された四角柱状のフレーム１０の端面部に軸１１を介して回転可能に取り付けられている。上記表面板９には、その中心から円周方向に離れた位置に、電池５が挿通可能な大きさの例えば円形の孔９ａが１つ形成されている（図１参照）。また、表面板９における上記孔９ａの周辺に位置して、例えば孔９ａの周辺のうちの表面板９の中心方向の部位に位置して、小孔からなる位置決め用の孔９ｂが形成されている。
【００２１】
さて、表面板９の裏面側において、フレーム１０の４つの側面上には、それぞれ前記電池５を格納するホルダー１３が配設されている（図５参照）。４個のホルダー１３の構造は、すべて同じであるから、そのうちの１個について、図１、図４〜図７を参照して説明する。
【００２２】
ホルダー１３は、Ｌ字状に折曲された部材からなり、基板部１３ａと立ち上り板部１３ｂとを有している。ホルダー１３は、基板部１３ａをフレーム１０の側面上に載置すると共に、基板部１３ａの図５中の左右の端部をフレーム１０の側面上の図５中の左右の端部に設けられたガイド１４、１４に係合させることにより、図４中の左右方向に移動可能な構成となっている。即ち、ホルダー１３は、表面板９に接近する方向および離れる方向に移動可能に設けられている。
【００２３】
また、フレーム１０の側面上のホルダー１３の奥部には、図４に示すように、プッシュラッチ装置１５が配設されている。このプッシュラッチ装置１５は、装置本体１６と、装置本体１６に対して図４中の左右方向に移動可能に設けられたロッド１７とを有する。ロッド１７の先端部を、ホルダー１３の立ち上り板部１３ｂの奥面（図４中の右面）に当接させている。
【００２４】
この構成の場合、プッシュラッチ装置１５は、そのロッド１７を、図６に示す位置まで突出させた状態で、ホルダー１３を奥方へ押して、図４に示す位置を少し超える位置までロッド１７を押し込むと、図４に示す位置でロッド１７が保持されるように構成されている。そして、プッシュラッチ装置１５は、図４に示す状態で、ホルダー１３を奥方へ少し押すと、ロッド１７の保持が解除されて、装置本体１６内のばねの付勢力によりロッド１７は図４中の左方へ移動され、図６に示す位置まで突出するように構成されている。尚、プッシュラッチ装置１５としては、周知構成のものを適宜使用すれば良い。
【００２５】
ホルダー１３の基板部１３ａ上には、電池５を保持する保持部１８が配設されている。この保持部１８は、電池５を挟んで弾性保持する一対の挟持片部１８ａ、１８ａと、これら一対の挟持片部１８ａ、１８ａを連結する連結部１８ｂと、各挟持片部１８ａの下端部から斜め下方へ突設された支持片部１８ｃ、１８ｃとを有する。保持部１８の連結部１８ｂを、ホルダー１３の基板部１３ａ上に載せて固着している。
【００２６】
また、ホルダー１３の基板部１３ａの図４中の左端の端面部には、前記表面板９の位置決め用の孔９ｂに挿入される突起部１９が図４中の左方へ向けて突設されている。この構成の場合、ホルダー１３が図４に示す位置に位置している状態では、上記突起部１９は表面板９の孔９ｂに挿入しておらず、従って、表面板９は回転可能な状態となっている。これに対して、ホルダー１３が図６及び図７に示す位置に位置している状態では、上記突起部１９は表面板９の孔９ｂに挿入していることから、表面板９は回転できない状態となっている。
【００２７】
ここで、電池５について、図８も参照して説明する。電池５は、その全体がカバー２０により覆われている。カバー２０は、ほぼ透明なラミネートフィルムで形成されており、電池５の外周部と電池５の負極側の端部（図８中の左端部）とを完全に覆い、電池５の正極側の端部（図８中の右端部）の外周部分を覆い、電池５の正極側の端部から突片部２０ａが突出している。電池５の負極に接続されたリード線２１ａと電池５の正極に接続されたリード線２１ｂが合されてカバー２０（電池５）から外方へ導出されており、その導出された先端部にコネクタ２１ｃが設けられている。リード線２１ａと、リード線２１ｂと、コネクタ２１ｃとから、電池５の正負の電極となる電池側リード２１が構成されている。
【００２８】
また、上記電池側リード２１が接続されるホルダー側リード２２は、図６に示すように、電池ボックス６の奥部からホルダー１３の立ち上り板部１３ｂに形成された開口１３ｃ（図１参照）を通り、表面板９の孔９ａを通って外方へ導出可能なように構成されている。そして、ホルダー側リード２２は、電池ボックス６の奥部に配設された巻き取り装置（図示しない）により巻き取り可能なように構成されている。この巻き取り装置を動作させる巻き取り用の操作部材２３は、図４、図６、図７に示すように、ピン状の部材で形成され、ホルダー１３の立ち上り板部１３ｂを貫通して表面板９側へ突設されている。操作部材２３は、ホルダー１３に保持された電池５の奥方の端面で押せる位置に配設されている。更に、図７に示すように、電池５がホルダー１３に保持された後、電池５およびホルダー１３が奥方へ押されると、電池５の奥方の端面が操作部材２３を押すように構成されており、これにより上記巻き取り装置が動作されて、ホルダー側リード２２（および電池側リード２１）が巻き取られる構成となっている（図４参照）。操作部材２３の突出長さは、電池５およびホルダー１３が奥方へ押されたときに、電池５の奥方の端面が操作部材２３を押すことが可能な長さに設定されている。
【００２９】
次に、上記構成の電池ボックス６に格納されている電池５を交換する作業について説明する。まず、ロボット本体１のショルダー３のカバー７を取り外し（図３参照）、表面板９を回転させて、表面板９の孔９ａを交換したい電池５に対応させ、電池５の端面部が上記孔９ａから露出するようにする。この対応により、表面板９の位置決め用の孔９ｂもホルダー１３の基板部１３ａの突起部１９に対応する。この状態で、露出した電池５の端面部を指で押すと、プッシュラッチ装置１５が動作して、ホルダー１３が図４中左方へ移動され、図７に示す状態になる。この状態では、ホルダー１３が保持している電池５の少なくとも一部分（図７中の左端部）が表面板９の孔９ａから露出して、表面板９の表面から外方に現れる構成となっている。そして、表面板９の位置決め用の孔９ｂにホルダー１３の突起部１９が挿入して、ホルダー１３が表面板９に引っ掛かることにより、表面板９が回り止めされる。
【００３０】
上記図７に示す状態で、表面板９の表面から外方に現れた電池５の一部分を指で摘んで引き抜くと共に、引き抜いた電池５の電池側リード２１のコネクタ２１ｃをホルダー側リード２２のコネクタ２２ｃから取り外す。この状態を図６に示す。この後、新しい電池５の電池側リード２１のコネクタ２１ｃをホルダー側リード２２のコネクタ２２ｃに接続する。続いて、新しい電池５を表面板９の孔９ａ内に挿入して押し込み、ホルダー１３の保持部１８の挟持片部１８ａ、１８ａ間に保持させる（図７参照）。
【００３１】
この後、新しい電池５を更に押し込むと、ホルダー１３が奥方、即ち、図７中右方へ移動し、ホルダー１３が表面板９から離れていく。そして、ホルダー１３が図４に示す位置に達したところで、プッシュラッチ装置１５が作動して図４に示す位置でホルダー１３が保持される。また、ホルダー１３が図７中右方へ移動していくときに、ホルダー１３に保持された電池５の奥方の端面で巻き取り用の操作部材２３が押されることにより、巻き取り装置が作動してホルダー側リード２２および電池側リード２１が巻き取られる。
【００３２】
そして、図４に示す状態では、表面板９の位置決め用の孔９ｂとホルダー１３の突起部１９との引っ掛かり（挿入）が解除されているので、表面板９を自由に回転させることが可能である。この後は、表面板９を回転させることにより、次の古い電池を交換する作業を、上述した作業手順と同様にして実行し、４個の電池５をすべて新しい電池５に交換する。尚、すべての電池５を交換した後、表面板９を図示しないねじでフレーム１０等の固定部位にねじ止めするように構成することが好ましい。この場合、表面板９の孔９ａが電池５に対応していない位置で表面板９をねじ止めすることが好ましい。
【００３３】
このような構成の本実施形態によれば、表面板９の孔９ａから外に出るのは電池５だけで、ホルダー１３自身は外に出ないにも関わらず、ホルダー１３（の突起部１９）自身は表面板９（の位置決め用の孔９ｂ）に引っ掛かり、表面板９は回り止めされる。１本目の古い電池５を抜いたら、１本目の新しい電池５を差し込み、その電池５によってホルダー１３を押さないと、ホルダー１３と表面板９の引っ掛かりを解除できない。
【００３４】
しかも、上記実施形態によれば、表面板９とホルダー１３があたかもリボルバーの様な構造になるので、たとえ比較的大きな電池を使用している場合でも、孔９ａに指は入るかもしれないが、その孔９ａを回して次のホルダー１３の位置に孔９ａ（表面板９）を位置させることは、そもそも孔９ａに入れた指が邪魔になるから極めて難しい。従って、古い電池５を抜いたままの状態では、表面板９を回転させることはできないので、最初に全ての古い電池５を抜くという行為はできない。よって、電池交換を原因としてバックアップ情報が消失するような事態を確実に防止することができる。
【００３５】
また、ロボットのバックアップは単にモータの回転位置を記憶しているだけではなく、回転位置検出回路等も生かした状態にしているので専用の大容量電池（例えばリチウム電池）５を使っている。この電池５の構造は、安全のために全体をカバー２０で覆い、電池５の正負の電極となる電池側リード２１を出す構造となっている。この電池側リード２１は、収納性向上のため、電池５の一方の端部から出ている（図８参照）。
【００３６】
そして、上記実施形態においては、大容量電池５の特性である電池側リード２１によるリード接続を利用していることから、電池５を抜いたままではホルダー側リード２２が外方に延びて露出する構成となっている（図６参照）。この場合、リード接続であるから、広い空間にホルダー側リード２２を延ばして持ってこないと、電池側リード２１と接続させることができない。そして、電池５で押さないとホルダー側リード２２は収納されない（巻き取られない）。このため、電池５を抜いた状態のままの場合、ホルダー側リード２２が表面板９回転の引っ掛かりになることから、１本目の電池５を抜いた状態で次の電池５を取り外しに行くことがより難しくなっている。そして、上記実施形態の構造によれば、電池５により巻き取り用の操作部材２３が押されると、曲率の小さい曲げが発生しないように電池側リード２１とホルダー側リード２２が巻き取られる構成となるので、各リード２１、２２はスムーズに収納される。
【００３７】
図９ないし図１２は、本発明の第２実施形態を示すものであり、第１実施形態と同一部分には、同一符号を付している。この第２実施形態では、図９に示すように、電池として、カバー２０および電池側リード２１を備えない電池２４を使用した。ホルダー１３の立ち上り板部１３ｂの表面板９側の面には、電池２４の負極に当接する負電極ばね２５が配設されている（図１０参照）。尚、上記負電極ばね２５に接続された図示しないリード線が立ち上り板部１３ｂから奥方へ向けて導出されている。
【００３８】
表面板９の裏面には、電池２４の正極の凸部２４ａが接触するＣ字状の電極２７が形成されている。このＣ字状の電極２７は、表面板９の裏面において表面板９の円周よりも小さい円周で、且つ、表面板９の孔９ａの中心を通る円周上に形成されている。また、図１１に示すように、上記したような形状のＣ字状の電極２７が、表面板９の裏面に同心円状に所定の間隔で４つ形成されている。これら４つのＣ字状の電極２７は、後述する構成によって、それぞれ４つのホルダー１３に保持された４つの電池２４に各別に接触するように構成されている。
【００３９】
ホルダー１３の基板部１３ａと、保持部１８の連結部１８ｂとの間には、表面板９の回転軸芯を原点として離れるほど高い高さ調節用の保持ステー２８が配設されている。この保持ステー２８の図９及び図１０中の上下方向の寸法を調節することにより、電池２４の高さ位置、即ち、電池２４の正極の凸部２４ａの高さ位置（具体的には、表面板９の回転軸芯を原点として離れるほど高い高さ位置、換言すると、表面板９の中心からの距離）を調節可能なようになっている。この構成の場合、４つのホルダー１３の保持ステー２８の上記上下方向の寸法は全て異なるように設定されている。これにより、図１１に示すように、図１１中上部の電池２４の正極の凸部２４ａが中心から外周側へ２番目のＣ字状の電極２７に接触し、図１１中右部の電池２４の正極の凸部２４ａが中心から１番目（最も内側）のＣ字状の電極２７に接触し、図１１中左部の電池２４の正極の凸部２４ａが中心から外周側へ３番目のＣ字状の電極２７に接触し、図１１中下部の電池２４の正極の凸部２４ａが中心から外周側へ４番目（最も外側）のＣ字状の電極２７に接触する構成となっている。
【００４０】
また、本実施形態の場合、表面板９は、例えばプリント配線基板で構成されており、Ｃ字状の電極２７は上記プリント配線基板に形成された導体パターンで構成されている。このプリント配線基板（表面板９）には、４つのＣ字状の電極２７にそれぞれ接続された４つのダイオード２９（図１２参照）が実装されている。これら４つのダイオード２９は、図１２に示すように、４つの電池２４の正極に図示する極性で接続された逆流防止用ダイオードである。ダイオード２９の反対側の端子は、共通接続されてバックアップ回路（モータ）に接続されている。尚、主電源の正極の端子３０にも、逆流防止用ダイオード３１が図示する極性で接続されており、このダイオード３１の反対側の端子も、上記４つのダイオード２９の反対側の端子に共通接続されている。
【００４１】
更に、表面板９に形成された電池２４を出し入れするための孔９ｃは、外周方向に向かって長くなる形状の長孔であり、その長径寸法は、４つのホルダー１３に保持された保持高さの異なる４つの電池２４が通過（出し入れ）可能な大きさの寸法に設定されている。即ち、上記孔９ｃの長径寸法は、電池２４の直径寸法よりも大きくなるように形成されている。
【００４２】
尚、上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。
従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第２実施形態によれば、カバー２０および電池側リード２１を備えない構成の電池２４を、バックアップ用の電池として使用することができる。また、第２実施形態によれば、第１実施形態の効果を満たしたまま、従来構成と同じように、ダイオード２９を各電池２４にそれぞれ１個づつ電気的に接続することが可能になり、従来構成と同じように、逆流防止機能や、電池２４間の充放電を防止する機能を実現することができる。
【００４３】
図１３は、本発明の第３実施形態を示すものであり、第２実施形態と同一部分には、同一符号を付している。この第３実施形態では、図１３に示すように、３つのホルダー１３を備えると共に、３つのホルダー１３を取り付ける３角柱状のフレーム３２を設けた。更に、第２実施形態の保持ステー２８を設けることを止めて、３つのホルダー１３の電池２４の保持高さを同一高さとなるように構成した。そして、表面板９には、第１実施形態の孔９ａと同じ大きさの孔９ａを形成した。
【００４４】
更に、表面板９の裏面には、同心円状に配設された３つのＣ字状の電極２７の代わりに、図１３に示すように、表面板９の円周よりも小さい円周で、且つ、表面板９の孔９ａの中心を通る１つの円周上に、４つの円弧状の電極３３ａ〜３３ｄを形成した。これら４つの円弧状の電極３３ａ〜３３ｄのうち、２つの電極３３ａ、３３ｂは上記円周の略１／３程度の長さの円弧状の電極であり、孔９ａの両側に配置された２つの電極３３ｃ、３３ｄは上記電極３３ａ、３３ｂの略１／３程度の長さの円弧状の電極である。尚、短い２つの電極３３ｃ、３３ｄは、図示しない導体パターンで接続されており、１つの電極として扱われる。即ち、３つの電池２４に接続する３つダイオード２９のうちの１つは電極３３ａに接続され、他の１つは電極３３ｂに接続され、残りの１つは１つの電極としての２個の電極３３ｃ及び３３ｄに接続されている。
【００４５】
そして、上記構成の場合、表面板９の孔９ａが１つのホルダー１３の電池２４に対応した回転位置のときには、残りの２つの電池２４の各正極は、２つの電極３３ａ、３３ｂにそれぞれ接触するようになっている。また、表面板９の孔９ａが３つのホルダー１３の電池２４にいずれにも対応していない回転位置のときには、３つの電池２４の各正極は、３つの電極３３ａ、３３ｂ、３３ｃにそれぞれ接触する、または、３つの電極３３ａ、３３ｂ、３３ｄにそれぞれ接触するようになっている。
【００４６】
尚、上述した以外の第３実施形態の構成は、第２実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第３実施形態においても、第２実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第３実施形態では、保持ステー２８を不要に構成できるので、部品点数を少なくすることができ、全体の構成を簡単化することができる。
【００４７】
尚、上記した第１実施形態及び第２実施形態では、４個のホルダー１３を備えるように構成したが、第３実施形態と同様に構成して、３個のホルダー１３を備えるように構成しても良い。
【００４８】
また、第３実施形態では、３個のホルダー１３を備えるように構成したが、４個のホルダー１３を備えるように構成しても良く、この構成について、第４実施形態を示す図１４を参照して説明する。尚、第３実施形態と同一部分には、同一符号を付している。この第４実施形態では、図１４に示すように、４つのホルダー１３を備えると共に、４つのホルダー１３を取り付ける４角柱状のフレーム１０を備えた。更に、表面板９の裏面には、第３実施形態の４つの電極３３ａ〜３３ｄの代わりに、４つの円弧状の電極３５ａ〜３５ｄを形成した。
【００４９】
これら４つの円弧状の電極３５ａ〜３５ｄの配置位置と長さを説明するために、図１４中に６本の補助線Ａ１〜Ａ６を引いた。補助線Ａ１は表面板９の中心と表面板９の孔９ａの中心とを通る直線であり、補助線Ａ２は表面板９の中心で補助線Ａ１に直交する直線であり、補助線Ａ３は表面板９の中心を通り且つ補助線Ａ１と補助線Ａ２が作る角（直角）を２等分する直線であり、補助線Ａ４は表面板９の中心で補助線Ａ３に直交する直線であり、補助線Ａ５は表面板９の中心を通り且つ補助線Ａ２と補助線Ａ４が作る角（４５度）を２等分する直線であり、補助線Ａ６は表面板９の中心を通り且つ補助線Ａ２と補助線Ａ３が作る角（４５度）を２等分する直線である。
【００５０】
４つの円弧状の電極３５ａ〜３５ｄは、表面板９の円周よりも小さい円周で、且つ、表面板９の孔９ａの中心を通る１つの円周上に配置されている。４つの円弧状の電極３５ａ〜３５ｄのうち、孔９ａの両側に配置された２つの電極３５ａ、３５ｄは、上記円周の略１／８程度の長さの円弧状の電極であり、残りの２つの電極３５ｂ、３５ｃは上記円周の略１／４程度の長さの円弧状の電極である。孔９ａの両側に配置された２つの電極３５ａ、３５ｄのうち、電極３５ａの円弧方向の長さの略中間部は補助線Ａ３上に位置し、電極３５ｄの円弧方向の長さの略中間部は補助線Ａ４上に位置している。残りの２つの電極３５ｂ、３５ｃのうち、電極３５ｂの円弧方向の長さの略中間部は補助線Ａ５上に位置し、電極３５ｃの円弧方向の長さの略中間部は補助線Ａ６上に位置している。
【００５１】
尚、表面板９の裏面における上記４つの円弧状の電極３５ａ〜３５ｄが配置される１つの円周上において、表面板９の孔９ａに相当する部分（電池２４の１個分に相当する部分）と、表面板９の中心を対称の点とする孔９ａの点対象部分（電池２４の１個分に相当する部分）とには、電極が形成されないように構成されている。
【００５２】
また、４つの電池２４に接続する４つダイオード２９は、それぞれ４つの電極３５ａ〜３５ｄに接続されている。
そして、上記構成の場合、表面板９の孔９ａが１つのホルダー１３の電池２４に対応した回転位置のときには、残りの３つの電池２４の各正極は、３つの電極３５ａ、３５ｂ、３５ｃにそれぞれ接触する、または、３つの電極３５ｂ、３５ｃ、３５ｄにそれぞれ接触するようになっている。また、表面板９の孔９ａが４つのホルダー１３の電池２４のいずれにも対応していない回転位置のときには、４つの電池２４の各正極は、４つの電極３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄにそれぞれ接触するようになっている。また、表面板９の孔９ａの位置がどこであっても、２本の電池２４は、同じ１つの電極に接触することはないようになっている。
【００５３】
そして、上述した以外の第４実施形態の構成は、第３実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第４実施形態においても、第３実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。
【００５４】
また、上記各実施形態では、表面板９に位置決め用の孔９ｂとして貫通孔を設けたが、これに限られるものではなく、ホルダー１３の突起部１９が挿入可能な貫通しない孔（即ち、凹部）を設けるように構成しても良い。
【符号の説明】
【００５５】
図面中、１はロボット本体、２はベース、３はショルダー、４は下アーム、５は電池、６は電池ボックス、７はカバー、９は表面板、９ａは孔、９ｂは孔、１０はフレーム、１１は軸、１３はホルダー、１５はプッシュラッチ装置、１８は保持部、１９は突起部、２０はカバー、２１は電池側リード、２２はホルダー側リード、２３は操作部材、２４は電池、２５は負電極ばね、２６はリード線、２７は電極、２８は保持ステー、２９はダイオード、３０は端子、３１はダイオード、３２はフレーム、３３ａ〜３３ｄは電極、３５ａ〜３５ｄは電極を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの本体に設けられ、バックアップ回路の電源となる電池を格納するロボット用電池格納機構において、
外表面に露出し、円板状に形成され、その中心を軸として回転可能に設けられた表面板と、
前記表面板のうちの中心から円周方向に離れた位置に形成され、前記電池が挿通可能な１つの孔と、
前記表面板における前記孔の周辺に位置して形成された位置決め用の孔と、
前記表面板の裏面側において前記表面板に接近する方向および離れる方向に移動可能に設けられ、前記電池を格納する複数のホルダーと、
前記ホルダーに設けられ、前記電池を保持する保持部と、
前記ホルダーに設けられ、前記表面板の位置決め用の孔に挿入される突起部とを備え、
前記表面板が回転されて前記孔が前記ホルダーの位置に来たときに、前記ホルダーが前記表面板に接近し、前記ホルダーの突起部が前記表面板の位置決め用の孔に挿入され、前記ホルダーが保持している電池の少なくとも一部分が前記表面板の孔から露出して、前記表面板の表面から外方に現れるように構成され、
前記ホルダーに保持される電池を押すことにより、前記ホルダーが前記表面板から離れていくように構成されていることを特徴とするロボット用電池格納機構。
【請求項２】
前記電池の全体を覆うカバーと、
前記電池から導出され、前記電池の正負の電極となる電池側リードと、
前記ホルダー側に設けられ、前記電池側リードが接続されるホルダー側リードとを備え、
前記ホルダー側リードは、保持されている電池が外へ引っぱられることに伴い前記表面板の孔から外表面に露出するまで延びるように構成されていると共に、巻き取り用の操作部材が押されることにより巻き取られるように構成され、
前記操作部材は、前記ホルダーのうちの最も奥部における前記ホルダーに保持された電池の奥方の端面で押せる位置に配設されていることを特徴とする請求項１記載のロボット用電池格納機構。
【請求項３】
ロボットの本体に設けられ、バックアップ回路の電源となる電池を格納するロボット用電池格納機構において、
外表面に露出し、円板状に形成され、その中心を軸として回転可能に設けられた表面板と、
前記表面板のうちの中心から円周方向に離れた位置に形成され、前記電池が挿通可能な１つの孔と、
前記表面板における前記孔の周辺に位置して形成された位置決め用の孔と、
前記表面板の裏面側において前記表面板に接近する方向および離れる方向に移動可能に設けられ、前記電池を格納する複数のホルダーと、
前記ホルダーに設けられ、前記電池を保持する保持部と、
前記ホルダーに設けられ、前記表面板の位置決め用の孔に挿入される突起部とを備え、
前記表面板が回転されて前記孔が前記ホルダーの位置に来たときに、前記ホルダーが前記表面板に接近し、前記ホルダーの突起部が前記表面板の位置決め用の孔に挿入され、前記ホルダーが保持している電池の少なくとも一部分が前記表面板の孔から露出して、前記表面板の表面から外方に現れるように構成され、
前記ホルダーに保持される電池を押すことにより、前記ホルダーが前記表面板から離れていくように構成され、
前記表面板の裏面において前記表面板の円周よりも小さい円周で、且つ、前記表面板の孔の中心を通る円周上に、前記電池の正極を接触させるＣ字状の電極を形成し、
前記ホルダーの奥部に、前記電池の負極に接触してこれを前記表面板に接近する方向に付勢するばねを配設したことを特徴とするロボット用電池格納機構。
【請求項４】
前記表面板の孔は、外周方向に向かって長くなる形状の長孔であって、その長径寸法は前記電池の直径寸法よりも大きくなるように形成され、
前記ホルダーと前記保持部との間に、前記表面板の回転軸芯を原点として離れるほど高い高さ調節用の保持ステーを設け、
複数のホルダーの保持ステーは、異なる高さとなるように形成され、
前記Ｃ字状の電極は、前記保持ステーの高さに併せて異なる直径となるように形成されていると共に、前記ホルダーの数だけ外周方向に並べて配設され、
前記表面板には、前記複数のＣ字状の電極にそれぞれ接続された複数のダイオードが実装されていることを特徴とする請求項３記載のロボット用電池格納機構。
【請求項１】
ロボットの本体に設けられ、バックアップ回路の電源となる電池を格納するロボット用電池格納機構において、
外表面に露出し、円板状に形成され、その中心を軸として回転可能に設けられた表面板と、
前記表面板のうちの中心から円周方向に離れた位置に形成され、前記電池が挿通可能な１つの孔と、
前記表面板における前記孔の周辺に位置して形成された位置決め用の孔と、
前記表面板の裏面側において前記表面板に接近する方向および離れる方向に移動可能に設けられ、前記電池を格納する複数のホルダーと、
前記ホルダーに設けられ、前記電池を保持する保持部と、
前記ホルダーに設けられ、前記表面板の位置決め用の孔に挿入される突起部とを備え、
前記表面板が回転されて前記孔が前記ホルダーの位置に来たときに、前記ホルダーが前記表面板に接近し、前記ホルダーの突起部が前記表面板の位置決め用の孔に挿入され、前記ホルダーが保持している電池の少なくとも一部分が前記表面板の孔から露出して、前記表面板の表面から外方に現れるように構成され、
前記ホルダーに保持される電池を押すことにより、前記ホルダーが前記表面板から離れていくように構成されていることを特徴とするロボット用電池格納機構。
【請求項２】
前記電池の全体を覆うカバーと、
前記電池から導出され、前記電池の正負の電極となる電池側リードと、
前記ホルダー側に設けられ、前記電池側リードが接続されるホルダー側リードとを備え、
前記ホルダー側リードは、保持されている電池が外へ引っぱられることに伴い前記表面板の孔から外表面に露出するまで延びるように構成されていると共に、巻き取り用の操作部材が押されることにより巻き取られるように構成され、
前記操作部材は、前記ホルダーのうちの最も奥部における前記ホルダーに保持された電池の奥方の端面で押せる位置に配設されていることを特徴とする請求項１記載のロボット用電池格納機構。
【請求項３】
ロボットの本体に設けられ、バックアップ回路の電源となる電池を格納するロボット用電池格納機構において、
外表面に露出し、円板状に形成され、その中心を軸として回転可能に設けられた表面板と、
前記表面板のうちの中心から円周方向に離れた位置に形成され、前記電池が挿通可能な１つの孔と、
前記表面板における前記孔の周辺に位置して形成された位置決め用の孔と、
前記表面板の裏面側において前記表面板に接近する方向および離れる方向に移動可能に設けられ、前記電池を格納する複数のホルダーと、
前記ホルダーに設けられ、前記電池を保持する保持部と、
前記ホルダーに設けられ、前記表面板の位置決め用の孔に挿入される突起部とを備え、
前記表面板が回転されて前記孔が前記ホルダーの位置に来たときに、前記ホルダーが前記表面板に接近し、前記ホルダーの突起部が前記表面板の位置決め用の孔に挿入され、前記ホルダーが保持している電池の少なくとも一部分が前記表面板の孔から露出して、前記表面板の表面から外方に現れるように構成され、
前記ホルダーに保持される電池を押すことにより、前記ホルダーが前記表面板から離れていくように構成され、
前記表面板の裏面において前記表面板の円周よりも小さい円周で、且つ、前記表面板の孔の中心を通る円周上に、前記電池の正極を接触させるＣ字状の電極を形成し、
前記ホルダーの奥部に、前記電池の負極に接触してこれを前記表面板に接近する方向に付勢するばねを配設したことを特徴とするロボット用電池格納機構。
【請求項４】
前記表面板の孔は、外周方向に向かって長くなる形状の長孔であって、その長径寸法は前記電池の直径寸法よりも大きくなるように形成され、
前記ホルダーと前記保持部との間に、前記表面板の回転軸芯を原点として離れるほど高い高さ調節用の保持ステーを設け、
複数のホルダーの保持ステーは、異なる高さとなるように形成され、
前記Ｃ字状の電極は、前記保持ステーの高さに併せて異なる直径となるように形成されていると共に、前記ホルダーの数だけ外周方向に並べて配設され、
前記表面板には、前記複数のＣ字状の電極にそれぞれ接続された複数のダイオードが実装されていることを特徴とする請求項３記載のロボット用電池格納機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−６５９４１（Ｐ２０１１−６５９４１Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１７２５７（Ｐ２００９−２１７２５７）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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