JP5141795B2 - 車両用バッテリユニット装着装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリユニットを脱着可能な電気自動車等に用いられる車両用バッテリユニット装着装置に関する。

普及が検討されている電気自動車等においては、走行用のモータに対する電力の供給源としてバッテリが装着されている。このバッテリはケース内に収納されてバッテリユニットとされ、バッテリユニットが車体に装着される。このような電気自動車等では、車体に装着されたバッテリユニットに蓄えられた電力が放電された場合には、バッテリユニットを充電したり、放電されたバッテリユニットと充電済みのバッテリユニットとを交換したりする必要がある。そして、バッテリユニットの交換を行う電気自動車等では、車体の底部にバッテリユニットを装着可能とし、車体の下方からバッテリユニット装着装置によってバッテリユニットを交換可能とするタイプがある。このようなバッテリユニットの交換方法に対しては、車体に対してバッテリユニットを効率的に装着する必要性から、種々の車両用バッテリユニット装着装置が提案されている。

例えば、特許文献１に開示された車両用バッテリユニット装着装置は、車体の下方で上下方向に設けられたボルトと、このボルトに固定されるナットとを備えている。この車両用バッテリユニット装着装置では、ボルトとナットとによって車体の下方に対してバッテリユニットの装着を行うことが可能である。

特開２０１０−１８４６２１号公報

しかし、上記従来の車両用バッテリユニット装着装置では、バッテリユニットが車体に装着された際、ボルトの軸方向にバッテリユニットの荷重が作用する。このため、ボルトがその荷重を支持し難く、バッテリユニットを強固に車体に装着できないおそれがある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、車体に対するバッテリユニットの装着を確実に行い得る車両用バッテリユニット装着装置を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の車両用バッテリユニット装着装置は、車体の下方に対してバッテリユニットの装着を行うための車両用バッテリユニット装着装置であって、
前記車体に固定され、ベースプレートと、該ベースプレートに固定され、荷重を支持可能な支持部を一部にもつストライカとを有するストライカ装置と、
前記バッテリユニットに固定され、該支持部を固定可能なロック装置とを備え、
前記車体には、前記バッテリユニットが装着されない状態において該車体の下面の一部を構成するフレームが設けられ、
前記ベースプレートは該フレームに固定され、前記ストライカは、前記支持部を該フレームの下方に位置させて該ベースプレートに両端が固定されていることを特徴とする（請求項１）。

本発明の車両用バッテリユニット装着装置では、バッテリユニットに固定されたロック装置に対し、車体に固定されたストライカ装置の支持部を固定させることで、車体の下方に対してバッテリユニットの装着を行うことができる。ここで、ストライカ装置は、ベースプレートと、ベースプレートに固定されたストライカとを有している。ベースプレートは、車体の下面の一部を構成するフレームに固定されている。また、自己の一部に支持部をもつストライカは、その支持部をフレームの下方に位置させてベースプレートに両端が固定されている。このため、バッテリユニットの荷重は支持部の両端に分担されてベースプレートに伝達され、フレームによって支持される。このため、バッテリユニットを強固に車体に装着できる。

したがって、本発明の車両用バッテリユニット装着装置では、車体に対するバッテリユニットの装着を確実に行うことができる。

また、本発明の車両用バッテリユニット装着装置では、支持部がフレームの下方に位置することになる。このため、支持部がフレームの側方に位置する場合と比較して、バッテリユニットをフレームにより近接させることが可能であり、車体に対して可及的に大型のバッテリユニットを装着することができる。

本発明の車両用バッテリユニット装着装置は、バッテリに蓄電された電力によって走行する車両において、車体にバッテリユニットを装着する装置として主に採用され得る。また、ガソリンや軽油等の燃料によって走行する車両において、車体にバッテリユニットを装着する装置としても採用することができる。なお、本発明において、車体の概念には、乗用自動車の車体だけでなく、フォークリフト等の産業車両や、自動搬送車等の車体も含まれる。

また、本発明の車両用バッテリユニット装着装置において、ストライカ装置及びロック装置の個数に制限はなく、バッテリユニットの荷重に応じて、それらの個数を設計することが可能である。

さらに、車体に設けられるフレームについても、その形状に限定はなく、車体やバッテリユニットの形状等に応じて種々に設計することが可能である。この際、車体の下方にバッテリユニットを搭載可能な空間を設け、その空間内にフレームを設けても良く、車体の下方にフレームを突出させても良い。また、車体とフレームとが一体であっても良く、車体とフレームとが別体であっても良い。

特に、フレームは、一対のフレーム側壁と、両フレーム側壁の下端で接続されるフレーム下壁とを有し得る。また、ベースプレートは、フレーム下壁と略平行に延び、フレーム下壁に固定されるベースプレート下壁を有し得る。そして、ストライカの少なくとも一端は、支持部から上方に延びた後にベースプレート下壁と平行に延び、ベースプレート下壁の上面に溶接されていることが好ましい（請求項２）。

この場合、フレーム下壁とベースプレート下壁とが略平行であることから、フレーム下壁に対してベースプレート下壁を好適に固定させることが可能となる。これにより、ストライカ装置がフレームに強固に固定され、フレームに対して、ストライカ装置における上記の荷重を好適に分担させることが可能となる。また、ストライカの一端がベースプレート下壁の上面に載置された状態でベースプレート下壁に固定されるため、支持部の一端がベースプレート下壁の上面で確実に支持される。これらのため、ストライカ装置の耐久性が向上し、車体に対するバッテリユニットの装着における信頼性が向上する。

ベースプレートは、ベースプレート下壁の一端がフレーム側壁に沿って屈曲して延びるベースプレート側壁を有し得る。そして、ストライカの他端は、支持部から上方に延びてベースプレート側壁に溶接されていることが好ましい（請求項３）。

この場合、ストライカの両端がベースプレート下壁とベースプレート側壁とにそれぞれ固定されるため、支持部の両端が確実にベースプレートに支持される。このため、ストライカ装置の耐久性がより向上する。

ベースプレートは、複数のボルトによってフレームに固定され得る。そして、フレームには、各ボルトによってベースプレートに接合されるバックプレートが設けられていることが好ましい（請求項４）。

この場合、フレームに対してストライカ装置を容易に固定することが可能となる。また、バックプレートによってフレームの必要部位が補強されるため、フレームの補強を効率よく行うことができる。

本発明の車両用バッテリユニット装着装置は、車体の下方においてバッテリユニットの取り外しを行い得る。ここで、ロック装置は、支持部を進入させる進入口が形成されたハウジングと、ハウジングに対して第１揺動軸芯周りに揺動可能に支持され、進入口内で支持部を係止する係止状態と進入口内で支持部を開放する解放状態とを切り替え可能なラッチと、ラッチの揺動を固定可能なポールとを有し得る。そして、車体に対してバッテリユニットが装着された状態において、ラッチがフレームの断面における図心を通る鉛直線上に位置することが好ましい（請求項５）。

この場合、係止状態にあるラッチによって支持部を係止することで、ロック装置に支持部を固定することが可能となる。一方、係止状態にあるラッチを解放状態に揺動させることで、ラッチに係止されている支持部を解放できるため、ロック装置による係止部の固定を解除することが可能となる。これらのため、この車両用バッテリユニット装着装置では、車体とバッテリユニットとの固定及びその解除を容易に行うことが可能となる。また、この車両用バッテリユニット装着装置では、係止状態にあるラッチの揺動がポールによって固定されるため、ロック装置による支持部の固定が確実に行われる。

また、車体に対してバッテリユニットが装着された状態において、ラッチがフレーム断面における図心を通る鉛直線上に位置するため、バッテリユニットの荷重がフレーム断面の強度上の中心軸に作用する。これにより、この車両用バッテリユニット装着装置では、フレームに対し、そのフレームをねじる方向に荷重が作用せず、バッテリユニットをより確実に車体に装着できる。

ここで、図心の鉛直線上とは、車体を水平に位置させた状態におけるフレーム断面の図心を通る鉛直線の上を意味する。また、フレーム断面における図心とは、フレーム単体、または、フレーム及びその他の車両骨格を形成する部位との共同によって形成される閉断面における図心を意味する。

フレームは、車体の前後方向に延びる複数のサイドメンバであり得る。また、ベースプレートは各サイドメンバに固定され得る。そして、ロック装置は、バッテリユニットの側面に設けられていることが好ましい（請求項６）。この場合、バッテリユニットの荷重を各サイドメンバによって好適に支持することができる。

ポールは、ラッチの揺動を固定可能な第１位置と、ラッチの揺動を開放可能な第２位置との間で、ハウジングに対して第２揺動軸芯周りに揺動可能に支持され得る。そして、ポールを第１位置から第２位置へ揺動させるロック解除手段を備えていることが好ましい（請求項７）。

この場合、ロック解除手段によって第１位置から第２位置へポールを揺動させれば、ロック装置による支持部の固定を解除することが可能となる。このため、この車両用バッテリユニット装着装置では、車体からバッテリユニットを容易に取り外すことが可能となる。なお、ロック解除手段としては、例えば、鍵やピン等を採用することができる。

本発明の車両用バッテリユニット装着装置によれば、車体に対するバッテリユニットの装着を容易かつ確実に行うことが可能となる。

車体とバッテリユニットとの装着及び取り外しの状態を示す側面図である。 車体とバッテリユニットとの装着及び取り外しの状態を示す側面図である。 実施例１の車両用バッテリユニット装着装置に係り、バッテリユニット、ロック装置、ピン及び載置台における各位置関係を示す斜視図である。 実施例１の車両用バッテリユニット装着装置に係り、車体に対してバッテリユニットが装着された状態を示す断面図である。 実施例１の車両用バッテリユニット装着装置に係り、ストライカ装置を示す斜視図である。図（Ａ）は、サイドメンバに固定された状態におけるストライカ装置の背面方向からの斜視図を示している。また、図（Ｂ）は、ストライカ装置の正面方向からの斜視図を示している。 実施例１の車両用バッテリユニット装着装置に係り、ストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。 実施例１の車両用バッテリユニット装着装置に係り、ピンを示す側面図である。図（Ａ）は第１長さにあるピンを示し、図（Ｂ）は第２長さにあるピンを示している。 実施例１の車両用バッテリユニット装着装置に係り、バッテリユニットの上昇中におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。 実施例１の車両用バッテリユニット装着装置に係り、バッテリユニットの上昇中におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。 実施例１の車両用バッテリユニット装着装置に係り、バッテリユニットの上昇中におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。 実施例１の車両用バッテリユニット装着装置に係り、車体に対するバッテリユニットの装着完了時におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。 比較例の車両用バッテリユニット装着装置に係り、車体に対してバッテリユニットが装着された状態を示す断面図である。 実施例１の車両用バッテリユニット装着装置に係り、車体とバッテリユニットとの取り外し時におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。 実施例の車両用バッテリユニット装着装置に係り、バッテリユニットの下降中におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。 実施例２の車両用バッテリユニット装着装置に係り、車体に対してバッテリユニットが装着された状態を示す断面図である。 変形例１の車両用バッテリユニット装着装置に係り、バッテリユニット及びロック装置を示す斜視図である。 変形例２の車両用バッテリユニット装着装置に係り、バッテリユニット及びロック装置を示す斜視図である。

以下、本発明を具体化した実施例１、２及び参考例１、２を図面を参照しつつ説明する。図１、２に示すように、実施例１、２及び参考例１、２の車両用バッテリユニット装着装置は、バッテリ搭載ステーション１０（以下、ステーション１０という。）において、電気自動車１における車体１ａに対してバッテリユニット３の装着を行うとともに、車体１ａに対してバッテリユニット３の取り外しを行う。

ステーション１０は、上床１０ａと下床１０ｂとを有している。また、ステーション１０には、上床１０ａと下床１０ｂとを連通する連通口１０ｃが形成されている。上床１０ａには電気自動車１を配置可能になっている。また、下床１０ｂには移載装置７が配置されている。

電気自動車１には、車体１ａの下方にバッテリユニット３を搭載可能な搭載スペース１ｂが形成されている。また、車体１ａには、車体１ａの前後方向に延びる一対のフレームとしてのサイドメンバ２０が設けられている。サイドメンバ２０の構成については後述する。

（実施例１）
実施例１の車両用バッテリユニット装着装置は、ストライカ装置９と、ロック装置５と、ロック解除手段としてのピン１１及び第１ソレノイド２７ｂ（図７参照）とを備えている。この車両用バッテリユニット装着装置では、ストライカ装置９、ロック装置５、ピン１１及び第１ソレノイド２７ｂがそれぞれ４つずつ設けられている。また、図１に示すように、各ストライカ装置９は車体１ａに設けられており、各ロック装置５はバッテリユニット３に設けられている。

上記のサイドメンバ２０は、図４に示すように、一対のフレーム側壁２０ａ、２０ｂと、両フレーム側壁２０ａ、２０ｂの下端で接続し、略水平方向に延びるフレーム下壁２０ｃとを有しており、垂直方向の断面が矩形の略コ字状を呈している。また、このサイドメンバ２０の内側には、垂直方向の断面が略Ｌ字状に形成されたバックプレート２０ｄが設けられている。

図５の（Ａ）に示すように、各ストライカ装置９は、ベースプレート９０と、ストライカ９１とを有している。ベースプレート９０は、上記のフレーム下壁２０ｃと略平行に延びるベースプレート下壁９０ａと、ベースプレート下壁９０ａの一端がフレーム側壁２０ａに沿って屈曲して延びるベースプレート側壁９０ｂとを有しており、垂直方向の断面が略Ｌ字状を呈している。また、図５の（Ｂ）に示すように、ベースプレート下壁９０ａの略中央には凹部９０ｃが形成されている。さらに、ベースプレート下壁９０ａ及びベースプレート側壁９０ｂには、それぞれ複数のボルト孔９０ｄが形成されている。

ストライカ９１は、鋼材で得られており、図４に示すように、フレーム下壁２０ｃと略平行な状態で延びる支持部９１ａを有している。また、図４に示すように、ストライカ９１は、一端９１ｂ及び他端９１ｃの両側に曲げ加工が施されており、一端９１ｂは、支持部９１ａから略垂直方向で上方に延びた後にベースプレート下壁２０ｃと平行に延びてベースプレート下壁９０ａの凹部９０ｃ内に位置している。一方、ストライカ９１の他端９１ｃは、支持部９１ａからベースプレート側壁９０ｂに沿いつつ、略垂直方向で上方に延びている。

図５の（Ｂ）に示すように、ストライカ９１の一端９１ｂは、ベースプレート下壁９０ａの上面、すなわち、凹部９０ｃ内において、ベースプレート下壁９０ａと溶接されている。また、ストライカ９１の他端９１ｃは、ベースプレート側壁９０ｂと溶接されている。これらにより、図４に示すように、ストライカ９１は、支持部９１ａをサイドメンバ２０の下方に位置させつつ、ベースプレート９０に両端が固定された状態となっている。

また、ベースプレート９０は、図５の（Ａ）に示すように、各ボルト孔９０ｄに挿通されたボルト９０ｅにより、サイドメンバ２０を介し、図４に示すバックプレート２０ｄに固定されている。これにより、ベースプレート下壁９０ａ及びベースプレート側壁９０ｂがそれぞれフレーム下壁２０ｃ及びフレーム側壁２０ａに当接した状態で、ストライカ装置９はサイドメンバ２０に固定されている。

これらのストライカ装置９は、図１に示す搭載スペース１ｂ内に位置するように、各サイドメンバ２０に対して２個ずつ取り付けられている。各サイドメンバ２０に取り付けられたストライカ装置９同士は、ストライカ９１が互いに対面している。このため、この支持部９１ａは、図２に示すように、車体１ａに装着されたバッテリユニット３の荷重を支持可能になっている。なお、各サイドメンバ２０に取り付けられるストライカ装置９の個数は、バッテリユニット３の大きさや荷重に応じて適宜変更が可能である。また、図１、２では、他方のサイドメンバ２０及びこのサイドメンバ２０に取り付けられた各ストライカ装置９の図示を省略している。

図３に示すように、バッテリユニット３は、矩形の箱形状のケース３ａと、このケース３ａ内に収納された詳細を図示しない複数個のバッテリとからなる。また、ケース３ａには、図１に示す車体１ａと各バッテリとを電気的に接続可能な図示しない接続端子が設けられている。なお、ケース３ａの形状は、後述する変形例１、２を含め、図１に示す搭載スペース１ｂの形状に応じて適宜変更が可能である。

各ロック装置５は、上記の各ストライカ装置９と対応可能なように、ケース３ａにおける長辺側の側面に各々２個ずつ取り付けられている。各ロック装置５は、図６に示すように、ハウジング１３と、ラッチ１５と、ポール１７と、第２ソレノイド１９とを有している。この第２ソレノイド１９には、ロックピン２５が固定されている。

ハウジング１３は、図３に示すように、バッテリユニット３のケース３ａに固定されている。ハウジング１３には、図６に示すように、上端が開き、下方に延びてストライカ９１の支持部９１ａを進入させる進入口１３ｂが形成されている。また、ハウジング１３には、下端からハウジング１３内に向かって開けられ、ピン１１を挿通させる挿通孔１３ｃが形成されている。挿通孔１３ｃの周囲には、ハウジング１３が曲げ加工されることにより、ピン１１を案内するガイド部１３ｄが形成されている。さらに、ハウジング１３には、三箇所にボルト孔１３ｅが形成されている。ハウジング１３は、各ボルト孔１３ｅにそれぞれ挿通された図示しないボルトによりケース３ａに固定されている。

ハウジング１３内には、第１揺動軸２１、第２揺動軸２３がそれぞれ水平方向に突出して設けられている。第１揺動軸２１の軸芯が第１揺動軸芯Ｏ１であり、第２揺動軸２３の軸芯が第２揺動軸芯Ｏ２である。

ラッチ１５は、一部に凹部１５ｃが形成されて略Ｕ字形状を呈している。そして、凹部１５ｃの上方側が上側爪部１５ａとされ、凹部１５ｃの下方側が下側爪部１５ｂとされている。凹部１５ｃには、ハウジング１３の進入口１３ｂ内に進入した支持部９１ａが収まるようになっている。さらに、上側爪部１５ａの近傍には、凹部１５ｃとは逆側に係合面１５ｄが形成されている。

ラッチ１５は、第１揺動軸２１に対して揺動可能に軸支されており、Ａ１方向及びＡ２方向に揺動することが可能となっている。このラッチ１５は、図示しないコイルばねにより、Ａ２方向に付勢されている。ラッチ１５はＡ１方向に揺動することにより、進入口１３ｂ内で支持部９１ａを係止する係止状態となる。また、ラッチ１５はＡ２方向に揺動することにより、進入口１３ｂ内で支持部９１ａを解放する解放状態となる。このように、ラッチ１５は、第１揺動軸芯Ｏ１回りで揺動することにより、係止状態と解放状態とを切り替えることが可能になっている。

さらに、このラッチ１５は、図４に示すように、車体１ａに対してバッテリユニット３が装着された状態において、サイドメンバ２０の断面における図心Ｇを通る鉛直線ＣＬ上に位置するように、ハウジング１３内に配置されている。なお、図４では、第１揺動軸２１等の図示を省略している。後述の図１２及び図１５も同様である。

図６に示すように、ポール１７には互いに略直交した係止片１７ａと操作片１７ｂとが形成され、ポール１７は略Ｌ字形状を呈している。ポール１７は、第２揺動軸２３に対して揺動可能に軸支されており、Ｂ１方向及びＢ２方向に揺動することが可能となっている。このポール１７は、図示しないコイルばねにより、Ｂ１方向に付勢されている。ポール１７がＢ１方向に揺動することにより、係止片１７ａはラッチ１５の揺動を固定可能な第１位置に移動する。また、ポール１７がＢ２方向に揺動することにより、係止片１７ａはラッチ１５の揺動を解放可能な第２位置に移動する。このように、ポール１７は第２揺動軸芯Ｏ２回りで揺動することにより、係止片１７ａの位置を第１位置と第２位置とに切り替えることが可能になっている。

第２ソレノイド１９は、載置台２７上にバッテリユニット３が載せられた状態では、ケース３ａ及び載置台２７の接触面に配置される図示しない接続端子によって後述する制御装置７ａに電気的に接続されている。この第２ソレノイド１９と制御装置７ａとの間の電気的な接続は、載置台２７とバッテリユニット３とが離間することで解除される。第２ソレノイド１９は、制御装置７ａによって駆動されることにより、ハウジング１３内にロックピン２５を水平に突出させた状態と、第２ソレノイド１９内にロックピン２５が収納された状態とを切り替えることが可能なっている。そして、ハウジング１３内に水平に突出することで、ロックピン２５はポール１７の揺動を固定することが可能になっている。また、第２ソレノイド１９内に収納されることで、ロックピン２５はポール１７の揺動の固定を開放することが可能になっている。なお、第２ソレノイド１９の他の構成は公知のソレノイドと同様であり、構成に関する詳細な説明を省略する。

図１に示すように、移載装置７は、下床１０ｂ上に固定された基部３３と、載置台２７と、基部３３と載置台２７との間に設けられた昇降機構３６とからなる。また、移載装置７の近傍には制御装置７ａが配置されている。

昇降機構３６は、下部保持部材３１と、一対の第１リンク部材３５及び第２リンク部材３７と、上部保持部材２９とからなる。下部保持部材３１は基部３３上に固定されている。下部保持部材３１には水平方向に延びる一対の長孔３１ａが形成されている。また、上部保持部材２９にも水平方向に延びる一対の長孔２９ａが形成されている。第１、２リンク部材３５、３７は、互いに同じ長さに形成され、互いの中央部で連結ピン３９によって揺動可能に連結されている。第１リンク部材３５の下端は、連結軸４１ｂによって下部保持部材３１と揺動可能に連結されている。一方、第２リンク部材３７の下端は、連結軸４１ｄによって下部保持部材３１と揺動可能かつ長孔３１ａ内を摺動可能となっている。また、第２リンク部材３７の上端は、連結軸４１ｃによって上部保持部材２９と揺動可能に連結されている。一方、第１リンク部材３５の上端は、連結軸４１ａによって上部保持部材２９と揺動可能かつ長孔２９ａ内を摺動可能となっている。載置台２７は上部保持部材２９に固定されている。

基部３３内には、図示しないモータと、モータによって連結軸４１ｄに動力を伝達可能な図示しないギヤ列とが設けられている。また、モータは制御装置７ａと電気的に接続されている。なお、モータに替えて電動直動シリンダや油圧シリンダ等を採用することも可能である。

図３に示すように、載置台２７の表面２７ａにおいて、各ロック装置５におけるハウジング１３と当接可能となる位置には、リミットスイッチ２８が取り付けられている。この載置台２７には、４つのリミットスイッチ２８が取り付けられている。各リミットスイッチ２８は、図１に示す制御装置７ａとそれぞれ電気的に接続されている。各リミットスイッチ２８は、各ロック装置５のハウジング１３によって押下されることにより、バッテリユニット３と載置台２７とが当接したことを検知して、検知信号を発信することが可能となっている。なお、リミットスイッチ２８に替えて、載置台２７上に位置するバッテリユニット３の圧力を検知可能な圧力センサ等を採用しても良い。

各ピン１１は、載置台２７上において、バッテリユニット３のケース３ａに固定された各ロック装置５における各挿通孔１３ｃに挿通可能となる位置にそれぞれ固定されている。

図７に示すように、各ピン１１は、載置台２７の表面２７ａから上方向へ垂直に延在している。各ピン１１は、各ピン１１に対応して載置台２７内に設けられた各第１ソレノイド２７ｂとそれぞれ接続されている。これらの各第１ソレノイド２７ｂは、図１に示す制御装置７ａに電気的に接続されている。

各第１ソレノイド２７ｂは、バッテリユニット３の取り外し時における、上記の各リミットスイッチ２８の検知信号に基づいて駆動され、図７の（Ａ）に示す第１長さαと、同図の（Ｂ）に示す第２長さβとの間で各ピン１１を変動させることが可能となっている。なお、第１ソレノイド２７ｂに替えて、電動直動シリンダや油圧シリンダ等を採用することも可能である。

各ピン１１は、図７の（Ａ）に示す第１長さαとなることで、各ピン１１を各挿通孔１３ｃ（図６参照）に挿通させた状態で、載置台２７上におけるバッテリユニット３の位置決めが可能となっている。また、各ピン１１は、図７の（Ｂ）に示す第２長さβとなることで、図６に示すポール１７と当接してポール１７をＢ１方向からＢ２方向へ揺動、すなわち、係止片１７ａの位置を第１位置から第２位置へ揺動させることが可能となっている。

以上のように構成された車両用バッテリユニット装着装置では、以下のようにして、車体１ａに対してバッテリユニット３の装着を行うとともに、車体１ａに対してバッテリユニット３の取り外しを行う。

（バッテリユニット３の装着）
図１に示すように、ステーション１０の上床１０ａの所定の位置に電気自動車１を配置する。この際、搭載スペース１ｂが連通口１０ｃの直上、すなわち、移載装置７の直上に位置するよう電気自動車１の位置を調整する。この電気自動車１は、搭載スペース１ｂにバッテリユニット３が搭載されていない。

一方、移載装置７の載置台２７上には、バッテリユニット３が設けられている。また、各ピン１１はそれぞれ第１長さαとなっている。この状態において、バッテリユニット３は、図８に示すように、各ピン１１が各ガイド部１３ｄを介して各挿通孔１３ｃにそれぞれ挿通されている。このため、バッテリユニット３は載置台２７上において位置決めされている。また、各ロックピン２５は、各第２ソレノイド１９内に収納されており、ポール１７は揺動の固定が解放されている。

この状態において、制御装置７ａにより載置台２７を上昇させて、バッテリユニット３を搭載スペース１ｂに近接させる（同図中の実線矢印参照。）。これにより、相対的にストライカ９１の支持部９１ａが進入口１３ｂ内へ進入する。

そして、図９に示すように、ラッチ１５の下側爪部１５ｂと支持部９１ａとが当接し、支持部９１ａによってラッチ１５が押圧される。これにより、コイルばねの付勢力に抗してラッチ１５はＡ１方向に揺動される（同図中の破線矢印参照。）。また、ラッチ１５の下側爪部１５ｂにより、ポール１７の係止片１７ａが押圧される。これにより、コイルばねの付勢力に抗してポール１７はＢ２方向に揺動され、係止片１７ａは第１位置から第２位置へ移動する（同図中の破線矢印参照。）。

図２に示すように、バッテリユニット３が搭載スペース１ｂ内に位置すれば、図１０に示すように、ポール１７はコイルばねの付勢力によりＢ１方向へ揺動し、係止片１７ａが第２位置から第１位置へ移動する（同図中の破線矢印参照。）。このため、係止片１７ａはラッチ１５の係合面１５ｄと係合する。こうして、ラッチ１５は係止状態となり、凹部１５ｃ内において支持部９１ａを係止した状態となる。この際、図４に示すように、ラッチ１５は、サイドメンバ２０の断面における図心Ｇを通る鉛直線ＣＬ上、すなわち、フレーム下壁２０ｃの直下となる位置で支持部９１ａを係止する。また同時に、バッテリユニット３内のバッテリと電気自動車１との間における電気的な接続も同時に行われる。

この状態において、制御装置７ａは、図１０に示すように、第２ソレノイド１９を駆動させて、ハウジング１３内にロックピン２５を突出させる。これにより、ポール１７の操作片１７ｂとロックピン２５とが当接し、ロックピン２５によって、ポール１７におけるＢ１方向からＢ２方向への揺動が固定される。つまり、係止片１７ａが第２位置に移動することが規制される。こうして、ロックピン２５によるポール１７の固定が完了し、ポール１７によるラッチ１５の固定が完了する。

この後、図１１に示すように、制御装置７ａにより載置台２７を下降させる（同図中の実線矢印参照。）。これにより、挿通孔１３ｃ内からピン１１が抜かれる。これにより、ロック装置５による支持部９１ａの固定が完了し、搭載スペース１ｂ内へのバッテリユニット３の装着が完了する。

これらのように、この車両用バッテリユニット装着装置では、搭載スペース１ｂまで移載装置７によってバッテリユニット３を上昇させることで、車体１ａに対してバッテリユニット３の装着を行うことができる。この際、この車両用バッテリユニット装着装置では、係止状態にあるラッチ１５の揺動がポール１７によって固定されるため、各ロック装置５による各支持部９１ａの固定が確実に行われる。

そして、車体１ａに対してバッテリユニット３が装着された状態において、図４に示すように、この車両用バッテリユニット装着装置では、ラッチ１５がサイドメンバ２０の下方に位置する。このため、この車両用バッテリユニット装着装置では、車体１ａに対してバッテリユニット３が装着される際、バッテリユニット３の荷重（同図中の白色矢印参照。）がサイドメンバ２０に対してのみに作用する。さらに、ラッチ１５がサイドメンバ２０の断面における図心Ｇを通る鉛直線ＣＬ上に位置することで、サイドメンバ２０の強度上の中心である図心Ｇには、鉛直下方のみにバッテリユニット３の荷重が作用する。これにより、この車両用バッテリユニット装着装置では、サイドメンバ２０に対し、そのサイドメンバ２０をねじる方向に荷重が作用しない。このため、この車両用バッテリユニット装着装置では、バッテリユニット３を確実に車体１ａに装着できる。以下、比較例の車両用バッテリ搭載装置との対比を基に説明する。

（比較例）
図１２に示すように、比較例の車両用バッテリユニット搭載装置は、バッテリユニット３にストライカ装置９ａが取り付けられており、サイドメンバ２０にロック装置５が取り付けられている。ストライカ装置９ａは、ベースプレート９２とストライカ９３とを有している。ストライカ９３は、フレーム下壁２０ｃと略平行な支持部９３ａを有している。このストライカ９３は、支持部９３ａから一端９３ｂに向かって略直角に２回の曲げ加工が施されており、略コ字状を呈している。ストライカ９３は、一端９３ｂ及び他端９３ｃがそれぞれベースプレート９２に溶接されることで、ベースプレート９２と固定されている。ベースプレート９２は、ボルト９０ｅを介してケース３ａに固定されている。また、ロック装置５も、ボルト９０ｅによりバックプレート２０ｄと固定されており、フレーム側壁２０ｂに当接した状態となっている。

このような比較例の車両用バッテリユニット装着装置では、上記のように移載装置７によってバッテリユニット３を搭載スペース１ｂまで上昇させ、車体１ａに対してバッテリユニット３を装着すると、ラッチ１５には、バッテリユニット３の荷重（同図中の白色矢印参照。）が鉛直方向に作用する。比較例の車両用バッテリユニット装着装置では、サイドメンバ２０の強度上の中心である図心Ｇと、バッテリユニット３の荷重が作用するラッチ１５とが水平方向で離間している。このため、比較例の車両用バッテリユニット装着装置では、ラッチ１５に作用する鉛直方向の荷重によって、サイドメンバ２０には図心Ｇを中心にＣ１方向へのねじり力が発生し、バッテリユニット３を十分に車体に装着できない。

そこで、比較例の車両用バッテリユニット装着装置において、上記実施例１の車両用バッテリユニット搭載装置と同等の信頼性を得るためには、サイドメンバ２０の板厚を厚くしたり、サイドメンバ２０に対して更なる補強手段を設けたりして、その強度を上げる必要がある。しかし、この場合、比較例の車両用バッテリユニット装着装置は、実施例１の車両用バッテリユニット搭載装置に比べ、車重が重くなってしまうこととなる。

（バッテリユニット３の取り外し）
図２に示すように、ステーション１０の上床１０ａの所定の位置に電気自動車１を配置する。この際も、搭載スペース１ｂが連通口１０ｃの直上、すなわち、移載装置７の直上に位置するように電気自動車１の位置を調整する。この電気自動車１は、搭載スペース１ｂにバッテリユニット３が搭載されている。

一方、移載装置７の載置台２７上には、バッテリユニット３が設けられていない。また、各ピン１１はそれぞれ第１長さαとなっている。

この状態において、図１３に示すように、制御装置７ａにより載置台２７を上昇させる。そして、載置台２７上の各ピン１１ａを各挿通孔１３ｃにそれぞれ挿通させつつ、載置台２７とバッテリユニット３及び各ロック装置５とを当接させる。この際、各ピン１１が各ガイド部１３ｄによって案内されながら各挿通孔１３ｃ内に挿通されるため、バッテリユニット３に対して載置台２７の位置決めが行われる。また、バッテリユニット３と載置台２７とが接触することで、第２ソレノイド１９と制御装置７ａとが電気的に接続される。

さらに、載置台２７とバッテリユニット３及び各ロック装置５とが当接することによって、各リミットスイッチ２８が押下され、検知信号が発信される。この検知信号により、第２ソレノイド１９が駆動され、ロックピン２５が第２ソレノイド１９内に収納された状態となる。こうして、ポール１７の揺動の固定が解放される。次に、制御装置７ａは各第１ソレノイド２７ｂを駆動させる。これにより、ピン１１が第２長さβとなる。この第２長さβとなったピン１１により、ポール１７の操作片１７ｂが押圧され、コイルばねの付勢力に抗してポール１７がＢ２方向に揺動される（同図中の破線矢印参照。）。このため、係止片１７ａは第１位置から第２位置へ移動する。このため、ラッチ１５の係合面１５ｄと係止片１７ａとの係合が解除され、ポール１７によるラッチ１５の固定が解除される。

そして、図１４に示すように、載置台２７を下降させてバッテリユニット３を搭載スペース１ｂ内から下方に移動させる（同図中の実線矢印参照。）。これにより、ラッチ１５の上側爪部１５ａが支持部９１ａに押圧されるとともに、コイルばねの付勢力によってＡ２方向に揺動され、ラッチ１５が解放状態となる。このため、相対的に支持部９１ａが進入口１３ｂから離脱する方向に移動する。こうして、ロック装置５による支持部９１ａの固定が解除され、車体１ａからのバッテリユニット３の取り外しが完了する。この際、バッテリユニット３内のバッテリと電気自動車１との間における電気的な接続の解除も同時に行われる。

バッテリユニット３の取り外しが完了した後、制御装置７ａは第１ソレノイド２７ｂを駆動させ、ピン１１を第１長さαに変動させる。これにより、ピン１１による操作片１７ｂへの押圧が解除される。このため、コイルばねの付勢力により、ポール１７はＢ１方向に揺動され、係止片１７ａは第２位置から第１位置へ移動される。この後、取り外しが完了したバッテリユニット３を載置台２７から移動させる。なお、バッテリユニット３を載置台２７から移動させる前にピン１１を第２長さβから第１長さαに変動させることで、ピン１１の損傷を未然に防止することができる。

したがって、実施例１の車両用バッテリユニット装着装置では、車体１ａに対するバッテリユニット３の装着を確実に行うことができるとともに、車体１ａに装着されたバッテリユニット３の取り外しを容易に行うことができる。

特に、この車両用バッテリユニット装着装置では、フレーム下壁２０ｃとベースプレート下壁９０ａとが略平行であることから、フレーム下壁２０ｃに対してベースプレート下壁９０ａを好適に固定させることが可能となっている。これにより、この車両用バッテリユニット装着装置では、各ストライカ装置９が各サイドメンバ２０に強固に固定され、サイドメンバ２０に対して、ストライカ装置９における上記の荷重を好適に分担させることが可能となっている。

また、ストライカ９１の両端がベースプレート下壁９０ａとベースプレート側壁９０ｂとにそれぞれ固定されるため、この車両用バッテリユニット装着装置では、支持部９１ａの両端が確実にベースプレート９０に支持される。この際、ストライカ９１の一端９１ｂがベースプレート下壁９０ａの上面の凹部９０ｃ内に載置された状態でベースプレート下壁９０ａに固定されるため、支持部９１ａの一端がベースプレート下壁９０ａの上面の凹部９０ｃ内で確実に支持される。これらのため、この車両用バッテリユニット装着装置では、各ストライカ装置９の耐久性が向上し、車体１ａに対するバッテリユニット３の装着における信頼性が向上している。

さらに、ベースプレート９０は、複数のボルト９０ｅによってサイドメンバ２０に固定されている。そして、サイドメンバ２０には、各ボルト９０ｅによってベースプレート９０に接合されるバックプレート２０ｄが設けられている。このため、この車両用バッテリユニット装着装置では、サイドメンバ２０に対してストライカ装置９を容易に固定することが可能となっている。また、バックプレート２０ｄによってサイドメンバ２０の必要部位が補強されるため、サイドメンバ２０の補強を効率よく行うことが可能となっている。

（実施例２）
図１５に示すように、実施例２車両用バッテリユニット装着装置におけるストライカ装置９は、ベースプレート９４と、ストライカ９５とを有している。ベースプレート９４は、フレーム下壁２０ｃと略平行に延びるベースプレート下壁９４ａと、ベースプレート下壁９４ａの一端がフレーム側壁２０ａに沿って屈曲して延びるベースプレート側壁９４ｂとを有している。また、ベースプレート下壁９４ａの先端は曲げ加工が施されているとともに、嵌合孔９４ｃが形成されている。ベースプレート９４の他の構成は、ベースプレート９０と同様である。

ストライカ９５は、フレーム下壁２０ｃと略平行な状態で延びる支持部９５ａを有している。また、ストライカ９５は、一端９５ｂ及び他端９５ｃの両側がそれぞれ、支持部９５ａから略垂直方向で上方に延びている。そして、ストライカ９５の一端９５ｂは、嵌合孔９４ｃに挿通された後、その端面９５ｄが押し潰されることで、ベースプレート下壁９４ａと固定されている。一方、ストライカ９５の他端９５ｃは、ベースプレート側壁９４ｂに溶接されている。これらにより、ストライカ９５は、支持部９５ａをサイドメンバ２０の下方に位置させつつ、ベースプレート９４に両端が固定された状態となっている。この車両用バッテリユニット装着装置における他の構成は、実施例１の車両用バッテリユニット装着装置と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

この車両用バッテリユニット装着装置では、装着時におけるバッテリユニット３の荷重が支持部９５ａの両端に分担されてベースプレート９４に伝達され、サイドメンバ２０によって支持される。このため、この車両用バッテリユニット装着装置でも、バッテリユニット３を強固に車体１ａに装着できる。他の作用効果は実施例１の車両用バッテリユニット装着装置と同様である。

（変形例１）
変形例１の車両用バッテリユニット装着装置では、上記のバッテリユニット３のケース３ａの構成を変形させている。図１６に示すように、このバッテリユニット３は、ケース３０ａを有している。このケース３０ａには、４箇所に凹部３０ｂが形成されている。そして、各ロック装置５は、各凹部３０ｂ内に配置された状態でケース３０ａと固定されている。

このバッテリユニット３のケース３０ａによれば、バッテリユニット３から各ロック装置５が突出せず、搭載スペース１ｂを小型化することが可能となる。他の作用効果は実施例１の車両用バッテリユニット装着装置と同様である。

（変形例２）
変形例２の車両用バッテリユニット装着装置では、変形例１におけるバッテリユニット３の構成を更に変形させている。図１７に示すように、このバッテリユニット３は、ケース３００ａを有している。このケース３００ａには、４箇所に凹部３００ｂが形成されているとともに、ケース３００ａが高さ方向に突出するように形成されている。また、各ロック装置５は、各凹部３００ｂ内に配置された状態でケース３００ａと固定されている。

このバッテリユニット３のケース３００ａによれば、上記のケース３ａやケース３０ａと比較して、より多くのバッテリを収納することが可能となる。このため、このケース３００を有するバッテリユニット３では、電気自動車１をより長く走行させることが可能となる。また、このケース３００ａでは、その長手方向や幅方向を小さく形成することで、収納されるバッテリの数等を減少させること無くバッテリユニット３の長手方向や幅方向をより小さく形成することも可能となる。このため、このケース３００ａによれば、車体１ａにおける設計の自由度を高くすることも可能となる。他の作用効果は実施例１及び変形例１の車両用バッテリユニット装着装置と同様である。

以上において、本発明を実施例１、２及び変形例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２及び変形例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、ラッチ１５における係止状態及び解放状態を検知し、検知信号を送信可能な検知手段を設けることができる。そして、制御装置７ａは、この検知信号に基づいて、第２ソレノイド１９を駆動させて、ロックピン２５を突出又は収納させても良い。この場合、バッテリユニット３の固定及び取り外しにおいて、誤操作が未然に防止されるようになる。

また、実施例１、２において、電気自動車１にはバッテリユニット３を搭載可能な搭載スペース１ｂが形成されている。しかし、このような形状に限らず、車体１ａの下面にバッテリユニットを装着可能な電気自動車であれば良い。

さらに、実施例１、２では、サイドメンバ２０において、フレーム下壁２０ｃが水平方向に延びる矩形としている。しかし、これに限らず、フレーム下壁２０ｃが車体１ａの幅方向に対して傾斜するように形成されていても良く、また、多角形であっても良い。さらに、フレーム下壁２０ｃと、各フレーム側壁２０ａ、２０ｂとの接続部分が面取りされていても良い。なお、そのように面取りがされている場合、ベースプレート９０においても、同様の形態を採用することができる。

また、実施例１、２では、バックプレート２０ｄをサイドメンバ２０の内側に配置させているが、これに限らず、サイドメンバ２０の外側にバックプレート２０ｄを配置させても良い。この場合、ベースプレート９０とサイドメンバ２０とをバックプレート２０ｄを介してボルト９０ｅで固定する。

また、実施例１では、ストライカ９１の一端９１ｂのみをベースプレート下壁９０ａの上面へ溶接しているが、これに限らず、ストライカ９１の一端９１ｂ及び他端９１ｃをベースプレート下壁９０ａの上面に溶接しても良い。この場合、ベースプレート側壁９０ｂに切欠き等を設けたり、ベースプレート９０をベースプレート下壁９０ａのみとしたりすることで、ストライカ９１の他端９１ｃをベースプレート下壁９０ａの上面に位置させることが好ましい。

本発明は、バッテリ搭載ステーションとして利用可能である。

１ａ…車体
３…バッテリユニット
５…ロック装置
９、９ａ…ストライカ装置
１３…ハウジング
１３ｂ…進入口
１３ｃ…挿通孔
１３ｄ…ガイド部
１５…ラッチ
１７…ポール
２０…サイドメンバ（フレーム）
２０ａ、２０ｂ…フレーム側壁
２０ｃ…フレーム下壁
２０ｄ…バックプレート
２５…ロックピン（ポール固定手段）
２７ｂ…第１ソレノイド（ロック解除手段）
９０、９２、９４…ベースプレート
９０ａ、９２ａ、９４ａ…ベースプレート下壁
９０ｂ、９２ｂ、９４ｂ…ベースプレート側壁
９０ｅ…ボルト
９１、９３、９５…ストライカ
９１ａ、９３ａ、９５ａ…支持部
９１ｂ、９３ｂ、９５ｂ…一端
９１ｃ、９３ｃ、９５ｃ…他端
ＣＬ…鉛直線
Ｇ…図心
Ｏ１…第１揺動軸芯
Ｏ２…第２揺動軸芯

Claims (7)

1. 車体の下方に対してバッテリユニットの装着を行うための車両用バッテリユニット装着装置であって、
   前記車体に固定され、ベースプレートと、該ベースプレートに固定され、荷重を支持可能な支持部を一部にもつストライカとを有するストライカ装置と、
   前記バッテリユニットに固定され、該支持部を固定可能なロック装置とを備え、
   前記車体には、前記バッテリユニットが装着されない状態において該車体の下面の一部を構成するフレームが設けられ、
   前記ベースプレートは該フレームに固定され、前記ストライカは、前記支持部を該フレームの下方に位置させて該ベースプレートに両端が固定されていることを特徴とする車両用バッテリユニット装着装置。
2. 前記フレームは、一対のフレーム側壁と、両該フレーム側壁の下端で接続されるフレーム下壁とを有し、
   前記ベースプレートは、前記フレーム下壁と略平行に延び、該フレーム下壁に固定されるベースプレート下壁を有し、
   前記ストライカの少なくとも一端は、前記支持部から上方に延びた後に該ベースプレート下壁と平行に延び、該ベースプレート下壁の上面に溶接されている請求項１記載の車両用バッテリユニット装着装置。
3. 前記ベースプレートは、前記ベースプレート下壁の一端が前記フレーム側壁に沿って屈曲して延びるベースプレート側壁を有し、
   前記ストライカの他端は、前記支持部から上方に延びて該ベースプレート側壁に溶接されている請求項２記載の車両用バッテリユニット装着装置。
4. 前記ベースプレートは、複数のボルトによって前記フレームに固定され、
   該フレームには、各該ボルトによって該ベースプレートに接合されるバックプレートが設けられている請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用バッテリユニット装着装置。
5. 前記車体の下方において前記バッテリユニットの取り外しを行うための車両用バッテリユニット装着装置であって、
   前記ロック装置は、前記支持部を進入させる進入口が形成されたハウジングと、該ハウジングに対して第１揺動軸芯周りに揺動可能に支持され、該進入口内で該支持部を係止する係止状態と該進入口内で該支持部を開放する解放状態とを切り替え可能なラッチと、該ラッチの揺動を固定可能なポールとを有し、
   前記車体に対して前記バッテリユニットが装着された状態において、前記ラッチが前記フレームの断面における図心を通る鉛直線上に位置する請求項２乃至４のいずれか１項記載の車両用バッテリユニット装着装置。
6. 前記フレームは、前記車体の前後方向に延びる複数のサイドメンバであり、
   前記ベースプレートは各該サイドメンバに固定され、
   前記ロック装置は、前記バッテリユニットの側面に設けられている請求項１乃至５のいずれか１項記載の車両用バッテリユニット装着装置。
7. 前記ポールは、前記ラッチの揺動を固定可能な第１位置と、該ラッチの揺動を開放可能な第２位置との間で、前記ハウジングに対して第２揺動軸芯周りに揺動可能に支持され、
   該ポールを該第１位置から該第２位置へ揺動させるロック解除手段を備えている請求項５記載の車両用バッテリユニット装着装置。

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