JP6048153B2 - バッテリユニット装着装置、及び、バッテリユニット装着構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の底面側から車両にバッテリユニットを装着するためのバッテリユニット装着装置、及び、バッテリユニット装着構造に関する。

特許文献１には、車体の傾斜に係らずバッテリを着脱可能とすることを目的としたバッテリ搭載装置が記載されている。特許文献１に記載のバッテリ搭載装置においては、その目的を達成するために、バッテリを固定する複数の固定治具を有する多面体治具の傾斜状態を車体の傾斜に応じて予め調整している。より具体的には、このバッテリ搭載装置においては、まず、位置検出センサによって車体フロアのピッチ方向の傾きを検出し、その傾きに応じて回転駆動アクチュエータの第１の回転軸周りの回転量を補正して、多面体固定治具の傾斜状態を調整する。その後、さらに、位置検出センサによって車体フロアのロール方向の傾きを検出し、その傾きに応じて回転駆動アクチュエータの第２の回転軸周りの回転量を補正して、多面体治具の傾斜状態を調整する。

特開２０１０−１７３３６４号公報

上述した特許文献１に記載のバッテリ搭載装置によれば、車体の傾斜に係らずバッテリを着脱可能であるとも考えられる。しかしながら、特許文献１に記載のバッテリ搭載装置は、そのために複数のセンサやアクチュエータや制御手段等が必要であるため、バッテリ交換スタンド全体の構成に関わる大掛かりなものとなる。さらに、位置検出センサとしてレーザーセンサを用いているが、このようなセンサは汚れに弱い。このため、車体に付着した泥などの汚れ、あるいは車体底面より位置検出センサ上に落下した汚れにより、位置検出センサの検出精度は損なわれる。

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、車両が傾いている場合であっても、簡単な構成で容易にバッテリユニットを車両に装着可能なバッテリユニット装着装置、及び、バッテリユニット装着構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るバッテリユニット装着装置は、車両の底面側から車両にバッテリユニットを装着するためのバッテリユニット装着装置であって、バッテリユニットが載置される載置面を有するテーブルと、テーブルを車両の底面に対して上昇及び下降させるためのリフトと、テーブルとリフトとを互いに接続する接続機構と、を備え、接続機構は、バッテリユニット又はテーブルが車両の底面と接触することにより、載置面が車両の底面に対して所定の傾きに傾斜するように、テーブルとリフトとを互いに接続している、ことを特徴とする。

このバッテリユニット装着装置においては、バッテリユニットが載置されるテーブルと、そのテーブルを車両に対して上下させるリフトとが、接続機構によって互いに接続されている。特に、接続機構は、バッテリユニット又はテーブルと車両の底面との接触に応じて、その載置面が、車両の底面に対して所定の傾きに傾斜するように、テーブルとリフトとを接続している。なお、所定の傾きとは、バッテリユニットを車体に固定する際に好適な傾きのことである。このため、このバッテリユニット装着装置においては、バッテリユニットを装着するために、リフトによってテーブルを上昇させれば、載置面が車両に対してバッテリユニットの装着にあたり、適切に傾斜する。したがって、このバッテリユニット装着装置によれば、車両が傾いている場合であっても、簡単な構成で容易にバッテリユニットを車両に装着することができる。

本発明に係るバッテリユニット装着装置においては、テーブルの載置面には、リフトによってテーブルを上昇させたときに車両の底面に接触する複数の接触片が設けられており、載置面の接触片と車両の底面との接触に応じて、載置面が車両の底面に対して略平行に傾斜することができる。このため、載置面を傾斜させるにあたり、バッテリユニットが車両と接触することが無く、バッテリユニットの一部に強い荷重が作用することが無い。

本発明に係るバッテリユニット装着装置においては、接続機構は、テーブルの載置面を傾斜自在としつつテーブルとリフトとを互いに接続するボールジョイントと、載置面の傾斜を規制するようにテーブルとリフトとの間に弾性力を生じさせる弾性部材と、を有することができる。接続機構をこのように構成すれば、載置面の接触片と車両の底面との接触に応じて、容易かつ確実に、載置面と車両の底面とを略平行に維持することが可能となる。

ここで、上記課題を解決するために、本発明に係るバッテリユニット装着構造は、車両の底面側から車両にバッテリユニットを装着するためのバッテリユニット装着構造であって、上記のバッテリユニット装着装置と、車両の底面に設けられ、載置面に設けられた接触片と接触することによって、載置面を底面に対して略平行に傾斜させるためのガイド部材と、を備えることを特徴とする。

このバッテリユニット装着構造は、上記のバッテリユニット装着装置を備えている。このため、簡単な構成で容易にバッテリユニットを車両に装着することができる。特に、このバッテリユニット装着構造においては、車両の底面に対して、テーブルの載置面に設けられた接触片と接触するガイド部材が設けられている。このため、そのガイド部材によって、接触片と車両の底面とが直接接触することを防止しつつ、載置面と車両の底面とを確実に略平行にすることができる。

本発明によれば、車両が傾いている場合であっても、簡単な構成で容易にバッテリユニットを車両に装着可能なバッテリユニット装着装置、及び、バッテリユニット装着構造を提供することができる。

本発明に係るバッテリユニット装着構造の一実施形態を示す模式的な側面図である。 図１に示されたバッテリ移載機の構成を示す図である。 図１に示されたバッテリユニット装着構造を用いてバッテリユニットを装着する様子を説明するための図である。 図１に示されたバッテリユニット装着構造を用いてバッテリユニットを装着する様子を説明するための図である。

以下、本発明に係るバッテリユニット装着装置、及び、バッテリユニット装着構造の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図における各部の寸法比率は、実際のものとは異なる場合がある。

図１は、本発明に係るバッテリユニット装着構造の一実施形態を示す模式的な側面図である。図１に示されるバッテリユニット装着構造１００は、電気自動車（車両）１０が載置された水平な載置台Ａの下部に配置されるバッテリ移載機（バッテリユニット装着装置）２０を備えている。バッテリ移載機２０は、載置台Ａに載置された電気自動車１０に対して、その底面１１側から、載置台Ａの開口部ＡＲを介してバッテリユニット３０を装着する。なお、バッテリユニット３０は、電気自動車１０の底面１１に設けられたバッテリ固定部１２に固定される。

電気自動車１０の底面１１は、例えば、電気自動車１０の床材及び底部骨格を構成する種々の部材によって規定されるものである。また、電気自動車１０の各車輪は、図示しないサスペンションを介して車体を支持しており、サスペンションは各車輪に作用する荷重に応じ、伸縮する。このため、電気自動車１０の乗員の重量や荷室の積載物の重量等によって、各サスペンションが各々伸縮し、電気自動車１０が傾斜しているので、その底面１１も載置台Ａに対して傾斜している。バッテリ移載機２０は、そのように底面１１が傾斜した状態の電気自動車１０に対して、好適にバッテリユニット３０を装着するための構成を有している。バッテリ移載機２０の詳細について説明する。

図２の（ａ）は、図１に示されたバッテリ移載機の側面図であり、図２の（ｂ）は、図１に示されたバッテリ移載機の平面図である。図２に示されるように、バッテリ移載機２０は、テーブル２１と、リフト２２と、接続機構２３と、台車部２４とを有している。テーブル２１は、長方形板状を呈しており、バッテリユニット３０が載置される載置面２１ｓを有している。テーブル２１の載置面２１ｓは、後述するように、通常の状態においては水平に保たれているが、傾斜することができる。リフト２２は、テーブル２１を電気自動車１０の底面１１に対して上昇及び下降させる。

テーブル２１の載置面２１ｓには、リフト２２によってテーブル２１が上昇させられたときに、電気自動車１０の底面１１（特に後述する基準ガイド１３）に接触する複数のラフガイド（接触片）２１ａが設けられている。ラフガイド２１ａは、載置面２１ｓの４隅に設けられており、平面視で略Ｌ字状を呈している。また、ラフガイド２１ａの外側の端部は面取りされている。つまり、ラフガイド２１ａの外側部分には、傾斜面２１ｂが設けられている。

接続機構２３は、テーブル２１とリフト２２との間に設けられている。接続機構２３は、テーブル２１とリフト２２とを互いに接続している。より具体的には、接続機構２３は、テーブル２１の載置面２１ｓのラフガイド２１ａと電気自動車１０の底面１１（基準ガイド１３）との接触に応じて、載置面２１ｓが電気自動車１０底面１１に対して略平行に傾斜するように、テーブル２１とリフト２２とを互いに接続している。

そのために、接続機構２３は、ボールジョイント２３ａと、スプリング（弾性部材）２３ｂとを有している。ボールジョイント２３ａは、テーブル２１（載置面２１ｓ）の中心部に設けられており、テーブル２１の載置面２１ｓを傾斜自在（回動自在）としつつテーブル２１とリフト２２とを互いに接続している。スプリング２３ｂは、テーブル２１とリフト２２との間においてボールジョイント２３ａを囲むように、ラフガイド２１ａに対応する４箇所に配置されている。スプリング２３ｂは、載置面２１ｓが傾斜したときに、その傾斜を水平に戻すように、テーブル２１とリフト２２との間に弾性力を生じさせる。

接続機構２３は、このような構成によって、通常の状態においては、スプリング２３ｂの弾性力によりテーブル２１の載置面２１ｓを水平に保つと共に、載置面２１ｓのラフガイド２１ａと電気自動車１０の底面１１（基準ガイド１３）とが接触した場合においては、スプリング２３ｂの弾性力に抗してボールジョイント２３ａを中心に載置面２１ｓを傾斜させ、載置面２１ｓと電気自動車１０の底面１１とを互いに略平行にする。

図１に示されるように、バッテリユニット装着構造１００は、電気自動車１０の底面１１に設けられた基準ガイド（ガイド部材）１３を備えている。基準ガイド１３は、バッテリユニット３０を装着するためにリフト２２によってテーブル２１を上昇させたときに、テーブル２１の載置面２１ｓに設けられたラフガイド２１ａと接触することによって、電気自動車１０の底面１１にラフガイド２１ａを直接接触させることなく、テーブル２１の載置面２１ｓを電気自動車１０の底面１１に対して略平行に傾斜させる。したがって、基準ガイド１３は、テーブル２１の載置面２１ｓ上のラフガイド２１ａと対応するように、電気自動車１０の底面１１の４箇所に設けられている。

引き続いて、図３〜図４を参照して、バッテリユニット装着構造１００を用いて電気自動車１０にバッテリユニット３０を装着する工程について説明する。まず、図３の（ａ）に示されるように、電気自動車１０の底面１１に設けられたバッテリ固定部１２が載置台Ａの開口部ＡＲの直上に位置するように、電気自動車１０を載置台Ａに配置する。ここでは、電気自動車１０は（すなわち電気自動車１０の底面１１は）、電気自動車１０の前部が後部よりも載置台Ａにより近くなるように傾斜している。

電気自動車１０の配置と共に、バッテリ移載機２０を移動させることにより（台車部２４によって移動可能である）、バッテリ移載機２０を載置台Ａの開口部ＡＲの直下に移動させる。このとき、周知の方法によって、電気自動車１０のバッテリ固定部１２と、バッテリ移載機２０のテーブル２１の載置面２１ｓ上に載置されたバッテリユニット３０との位置合わせを行ってもよい。

続いて、図３の（ｂ）に示されるように、バッテリ移載機２０のリフト２２によって、バッテリユニット３０が載置されたテーブル２１を上昇させる。これにより、電気自動車１０の底面１１に設けられた基準ガイド１３と、テーブル２１の載置面２１ｓに設けられたラフガイド２１ａとが接触させられる。ここでは、電気自動車１０が前側に傾いていることから、電気自動車１０の前側に位置する基準ガイド１３とラフガイド２１ａとが接触する。なお、基準ガイド１３によって、ラフガイド２１ａが電気自動車１０の底面１１に直接接触したり、基準ガイド１３とラフガイド２１ａとが接触する前に、バッテリユニット３０が電気自動車１０に接触したりすることが避けられる。

続いて、図４の（ａ）に示されるように、バッテリ移載機２０のテーブル２１をさらに上昇させる。これにより、電気自動車１０の前側の基準ガイド１３とラフガイド２１ａとの接触に応じて、対応するスプリング２３ｂの弾性力に抗しながら（ここでは、電気自動車１０の前側のスプリング２３ｂが縮むと共に、それに対向するスプリング２３ｂが延びることにより）、テーブル２１の載置面２１ｓが傾斜する。

その結果、バッテリ移載機２０のテーブル２１の載置面２１ｓと、電気自動車１０の底面１１とが略平行となる。なお、ラフガイド２１ａの外側には傾斜面２１ｂが形成されているので、基準ガイド１３は、その傾斜面２１ｂに接触することとなる。このため、バッテリ移載機２０のテーブル２１が、その上昇に伴って、ラフガイド２１ａの傾斜面２１ｂと基準ガイド１３との摺動によりガイドされる。その結果、テーブル２１上のバッテリユニット３０と電気自動車１０側のバッテリ固定部１２との位置合わせがなされる。

そして、図４の（ｂ）に示されるように、テーブル２１の載置面２１ｓが、電気自動車１０の底面１１に対して略平行とるように傾斜した状態において、リフト２２によってさらにテーブル２１を上昇させることにより、載置面２１ｓ上のバッテリユニット３０が電気自動車１０側のバッテリ固定部１２に装着されて固定される。

以上説明したように、本実施形態に係るバッテリユニット装着構造１００は、バッテリ移載機２０を備えている。そして、バッテリ移載機２０においては、バッテリユニット３０が載置されるテーブル２１と、そのテーブル２１を電気自動車１０に対して上下させるリフト２２とが、接続機構２３によって互いに接続されている。特に、接続機構２３は、テーブル２１の載置面２１ｓに設けられたラフガイド２１ａと電気自動車１０の底面１１（基準ガイド１３）との接触に応じて、その載置面２１ｓが電気自動車１０の底面１１に対して略平行に傾斜するように、テーブル２１とリフト２２とを接続している。

このため、本実施形態に係るバッテリユニット装着構造１００においては、バッテリユニット３０を電気自動車１０に装着するために、リフト２２によってテーブル２１を上昇させれば、ラフガイド２１ａと電気自動車１０の基準ガイド１３との接触に応じて載置面２１ｓが電気自動車１０の底面１１に対して略平行となる（すなわち、載置面２１ｓが電気自動車の１０の底面１１に倣うことによって、底面１１の傾きを吸収する）。したがって、本実施形態に係るバッテリユニット装着構造１００によれば、電気自動車１０が傾いている場合であっても、簡単な構成で容易にバッテリユニット３０を電気自動車１０に装着することができる。

特に、本実施形態に係るバッテリユニット装着構造１００は、電気自動車１０の底面１１に設けられた基準ガイド１３を備えているので、バッテリユニット３０を電気自動車１０に装着すべく、テーブル２１を上昇させたときに、テーブル２１の載置面２１ｓに設けられたラフガイド２１ａが、電気自動車１０の底面１１に直接接触したり、バッテリユニット３０が電気自動車１０に先に接触したりすることが避けられる。

以上の実施形態は、本発明に係るバッテリユニット装着装置、及びバッテリユニット装着構造の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係るバッテリユニット装着装置、及びバッテリユニット装着構造は、上述したバッテリ移載機２０及びバッテリユニット装着構造１００に限定されない。本発明に係るバッテリ装着装置、及びバッテリユニット装着構造は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述したバッテリ移載機２０及びバッテリユニット装着構造１００を任意に変形したものとすることができる。

例えば、本実施形態においては、載置面２１ｓに設けられたラフガイド２１ａが、電気自動車１０の基準ガイド１３に接触する構造としたが、ラフガイド２１ａ及び基準ガイド１３は、載置面２１ｓを所定の傾きにするにあたり、必ずしも必須ではない。例えば、バッテリユニットを電気自動車へ固定するための手段として、ラッチ（ロック機構）及びストライカを、バッテリユニット及び対応する車体底面の複数個所に設けることが知られている。このようなバッテリユニットの固定手段を、ラフガイドや基準ガイド無しに、本発明のバッテリユニット装着構造に適用することができる。ロック機構がバッテリユニット側に、ストライカが車体側に配置されている場合、バッテリユニットを上昇させると、ますロック機構の一つがストライカに接触し、ストライカよりの反力がバッテリユニットを介してテーブルに作用することで、載置面が傾斜を始める。前記のように、ロック装置とストライカの接触により、最終的に載置面が所定の傾きとなる。

また、バッテリ移載機２０においては、接続機構２３は、ボールジョイント２３ａに代えて、テーブル２１の載置面２１ｓを傾斜自在（回動自在）としつつテーブル２１とリフト２２とを接続可能な任意のものを有するものとすることができる。

また、バッテリ移載機２０においては、接続機構２３は、スプリング２３ｂに代えて、テーブル２１の載置面２１ｓの傾斜を規制して載置面２１ｓを水平に維持するために、テーブル２１とリフト２２との間に弾性力を生じさせることができる任意の部材・部品等を有するものとすることができる。

１０…電気自動車（車両）、１１…底面、１３…基準ガイド（ガイド部材）、２０…バッテリ移載機（バッテリユニット装着装置）、２１…テーブル、２１ａ…ラフガイド（接触片）、２１ｓ…載置面、２２…リフト、２３…接続機構、２３ａ…ボールジョイント、２３ｂ…スプリング（弾性部材）、３０…バッテリユニット、１００…バッテリユニット装着構造。

Claims (3)

1. 車両の底面側から前記車両にバッテリユニットを装着するためのバッテリユニット装着装置であって、
   前記バッテリユニットが載置される載置面を有するテーブルと、
   前記テーブルを前記車両の底面に対して上昇及び下降させるためのリフトと、
   前記テーブルと前記リフトとを互いに接続する接続機構と、を備え、
   前記接続機構は、前記バッテリユニット又は前記テーブルが前記車両の前記底面と接触することにより、前記載置面が前記車両の前記底面に対して所定の傾きに傾斜するように、前記テーブルと前記リフトとを互いに接続しており、
   前記テーブルの前記載置面には、前記リフトによって前記テーブルを上昇させたときに前記車両の前記底面に接触する複数の接触片が設けられており、
   前記載置面の前記接触片と前記車両の前記底面との接触に応じて、前記載置面が前記車両の前記底面に対して略平行に傾斜する、
   ことを特徴とするバッテリユニット装着装置。
2. 前記接続機構は、前記テーブルの前記載置面を傾斜自在としつつ前記テーブルと前記リフトとを互いに接続するボールジョイントと、前記載置面の傾斜を規制するように前記テーブルと前記リフトとの間に弾性力を生じさせる弾性部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載のバッテリユニット装着装置。
3. 車両の底面側から前記車両にバッテリユニットを装着するためのバッテリユニット装着構造であって、
   請求項１又は２に記載のバッテリユニット装着装置と、
   前記車両の前記底面に設けられ、前記載置面に設けられた前記接触片と接触することによって、前記載置面を前記底面に対して略平行に傾斜させるためのガイド部材と、
   を備えることを特徴とするバッテリユニット装着構造。

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