特許第6048153号(P6048153)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6048153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
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6048153
(24)【登録日】2016年12月2日
(45)【発行日】2016年12月21日
(54)【発明の名称】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
(51)【国際特許分類】
   B60S 5/00 20060101AFI20161212BHJP
   B60K 1/04 20060101ALI20161212BHJP
   B62D 21/00 20060101ALN20161212BHJP
【FI】
   B60S5/00
   B60K1/04 A
   !B62D21/00 A
【請求項の数】3
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2013-3331(P2013-3331)
(22)【出願日】2013年1月11日
(65)【公開番号】特開2014-133499(P2014-133499A)
(43)【公開日】2014年7月24日
【審査請求日】2015年6月4日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(72)【発明者】
【氏名】扇谷 一慶
(72)【発明者】
【氏名】深川 敬暢
(72)【発明者】
【氏名】尾島 嘉男
(72)【発明者】
【氏名】本谷 彰彦
(72)【発明者】
【氏名】真木 栄門
【審査官】 柳楽 隆昌
(56)【参考文献】
【文献】 米国特許第05998963(US,A)
【文献】 特開2012−192783(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60S 5/00
B60K 1/04
B62D 21/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−173364号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【発明の効果】
【0012】
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。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】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2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3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4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。
【発明を実施するための形態】
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【符号の説明】
【0036】
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。
図1
図2
図3
図4