特許 6227825 電気自動車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6227825

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】電気自動車

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20060101AFI20171030BHJP

【ＦＩ】

   B60K1/04 A

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-105662(P2017-105662)

(22)【出願日】2017年5月29日

【審査請求日】2017年6月6日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】517188828

【氏名又は名称】出雲 雄樹

(74)【代理人】

【識別番号】110000899

【氏名又は名称】特許業務法人新大阪国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】出雲 雄樹

【審査官】 結城 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５３−０５５１０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５２−０７６０１０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実公昭４９−００８２７９（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開２００１−２１３５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０５３２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−０７３１０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−１８２９９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体と、
走行車輪を駆動する、前記車体に設けられたモータと、
少なくとも前記モータを駆動させるための交換可能なバッテリーと、
荷役装置のフォーク部で取り扱えるパレットの機能を有する、前記バッテリーを載置するバッテリー載置部材と、
前記バッテリーが載置された前記バッテリー載置部材を前記車体の中央部から取り出す際には、前記車体の左側又は右側に向けて搬送し、交換された別の前記バッテリーが載置された前記バッテリー載置部材を前記車体に収納する際には、前記車体の左側又は右側から前記車体の中央部に向けて搬送する、前記車体に設けられた搬送部と、
を備えた電気自動車であって、
前記搬送部は、前記バッテリー載置部材を載せる搬送ベルトと、前記搬送ベルトを、前記取り出す際の方向と前記収納する際の方向にそれぞれ駆動可能な駆動ローラと、を有しており、
前記モータからの駆動力を前記駆動ローラ側に伝達させるか否かの切り替えを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記バッテリーが前記車体から取り出される際には、取り出し対象の前記バッテリーの電力を利用して駆動する前記モータからの前記駆動力を前記駆動ローラ側に伝達させ、また、前記交換された別の前記バッテリーが前記車体に収納される際には、前記交換された別の前記バッテリーの電力を利用して駆動する前記モータからの前記駆動力を前記駆動ローラ側に伝達させる、ことを特徴とする電気自動車。

【請求項2】

前記バッテリー載置部材は、平面視で矩形状を成すと共に所定厚みを有する板状部材であり、且つ、前記板状部材の一辺部が、前記車体の左側又は右側に面する様に配置されており、
前記バッテリー載置部材の前記一辺部の端面部には孔部が形成されており、又は、前記バッテリー載置部材の底面には前記搬送部に面する側に前記搬送の方向に沿った溝部が形成されており、
前記孔部又は前記溝部には、前記荷役装置の前記フォーク部が挿入可能になっており、
前記バッテリーの前記電力を前記モータ側に供給する電源ケーブルの長さは、前記バッテリーが前記搬送部により搬送された場合でも前記電力の供給が行える長さに設定されており、
前記搬送部を、前記取り出す際の方向に駆動させる、前記収納する際の方向に駆動させる、及び、前記駆動を停止させる、の内の何れかに切り替え可能な切替スイッチを、備えたことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。

【請求項3】

前記車体は、左右両側のサイドフレーム又はサイド部を有し、
前記左右両側のサイドフレーム又はサイド部の内、少なくとも前記バッテリー載置部材が搬送される側のサイドフレーム又はサイド部は、前記搬送されてくる前記バッテリー及び前記バッテリー載置部材に干渉しない様に形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車。

【請求項4】

前記バッテリーと前記バッテリー載置部材とは、一体型に構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、動力源としてバッテリーを搭載した電気自動車が公知であり、そのバッテリーについては、急速充電方式とバッテリー交換方式がある。

【0003】

従来のバッテリー交換方式の電気自動車では、充電量が所定量以下になったバッテリーは、バッテリー交換所において、車体から取り外されて、予め充電が完了している別のバッテリーが取り付けられる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のこの様なバッテリーの交換作業は、バッテリーが重量物（例えば、約３００ｋｇ）であると共に、車体下部の通常見えない場所に搭載されているため、バッテリーの取り外し、及び取り付けが容易では無いという問題がある。

【0005】

本発明は、上記従来の電気自動車におけるこの様な課題に鑑みて、バッテリーの交換が容易に行える電気自動車を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の本発明は、
車体と、
走行車輪を駆動する、前記車体に設けられたモータと、
少なくとも前記モータを駆動させるための交換可能なバッテリーと、
荷役装置のフォーク部で取り扱えるパレットの機能を有する、前記バッテリーを載置するバッテリー載置部材と、
前記バッテリーが載置された前記バッテリー載置部材を前記車体の中央部から取り出す際には、前記車体の左側又は右側に向けて搬送し、交換された別の前記バッテリーが載置された前記バッテリー載置部材を前記車体に収納する際には、前記車体の左側又は右側から前記車体の中央部に向けて搬送する、前記車体に設けられた搬送部と、
を備えた電気自動車であって、
前記搬送部は、前記バッテリー載置部材を載せる搬送ベルトと、前記搬送ベルトを、前記取り出す際の方向と前記収納する際の方向にそれぞれ駆動可能な駆動ローラと、を有しており、
前記モータからの駆動力を前記駆動ローラ側に伝達させるか否かの切り替えを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記バッテリーが前記車体から取り出される際には、取り出し対象の前記バッテリーの電力を利用して駆動する前記モータからの前記駆動力を前記駆動ローラ側に伝達させ、また、前記交換された別の前記バッテリーが前記車体に収納される際には、前記交換された別の前記バッテリーの電力を利用して駆動する前記モータからの前記駆動力を前記駆動ローラ側に伝達させる、ことを特徴とする電気自動車である。

【0007】

また、第２の本発明は、
前記バッテリー載置部材は、平面視で矩形状を成すと共に所定厚みを有する板状部材であり、且つ、前記板状部材の一辺部が、前記車体の左側又は右側に面する様に配置されており、
前記バッテリー載置部材の前記一辺部の端面部には孔部が形成されており、又は、前記バッテリー載置部材の底面には前記搬送部に面する側に前記搬送の方向に沿った溝部が形成されており、
前記孔部又は前記溝部には、前記荷役装置の前記フォーク部が挿入可能になっており、
前記バッテリーの前記電力を前記モータ側に供給する電源ケーブルの長さは、前記バッテリーが前記搬送部により搬送された場合でも前記電力の供給が行える長さに設定されており、
前記搬送部を、前記取り出す際の方向に駆動させる、前記収納する際の方向に駆動させる、及び、前記駆動を停止させる、の内の何れかに切り替え可能な切替スイッチを、備えたことを特徴とする上記第１の本発明の電気自動車である。

【0008】

また、第３の本発明は、
前記車体は、左右両側のサイドフレーム又はサイド部を有し、
前記左右両側のサイドフレーム又はサイド部の内、少なくとも前記バッテリー載置部材が搬送される側のサイドフレーム又はサイド部は、前記搬送されてくる前記バッテリー及び前記バッテリー載置部材に干渉しない様に形成されている、ことを特徴とする上記第２の本発明の電気自動車である。

【0009】

また、第４の本発明は、
前記バッテリーと前記バッテリー載置部材とは、一体型に構成されている、
ことを特徴とする上記第１の本発明の電気自動車である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、バッテリーの交換が容易に行える電気自動車を提供することが出来るという効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】（ａ）：本発明の一実施の形態の電気自動車の概略左側面図、（ｂ）：図１（ａ）の電気自動車の概略平面図

【図2】本実施の形態の電気自動車におけるバッテリー交換機構の要部の概略斜視図

【図3】本実施の形態の電気自動車におけるバッテリーの交換作業を模式的に示す概略平面図

【図4】ハンドフォークリフトの概略側面

【図5】本発明の電気自動車の他の例としての第２の電気自動車の概略左側面図

【図6】（ａ）：前後一対の第１自動ロック式可動アームの構成と動作を模式的に示すために収納ケースの縦断面を左側面から見た概略縦断面図、（ｂ）：前後一対の第１自動ロック式可動アームの構成と動作を模式的に示すために収納ケースの横断面を上側から見た概略横断面図

【図7】（ａ）：前後一対の第２自動ロック式可動アームの構成と動作を模式的に示すために収納ケースの縦断面を左側面から見た概略縦断面図、（ｂ）：前後一対の第２自動ロック式可動アームの構成と動作を模式的に示すために収納ケースの横断面を上側から見た概略横断面図、（ｃ）：図７（ａ）、（ｂ）に示す前後一対の第２自動ロック式可動アームの変形例としての前後一対の第３自動ロック式可動アームの図であり、前側と後側の構成は同じであるので、後第３自動ロック式可動アーム７００Ｂ側の構成と動作を中心に示した概略横断面図

【図8】（ａ）：バッテリーとパレットを一体型にして構成した一体型バッテリーの構成と、前後一対の第２自動ロック式可動アームの構成と動作を模式的に示すために収納ケースの縦断面を左側面から見た概略縦断面図、（ｂ）：一体型バッテリーの構成と、前後一対の第２自動ロック式可動アームの構成と動作を模式的に示すために収納ケースの横断面を上側から見た概略横断面図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本発明の電気自動車の一実施の形態について、図面を用いて説明する。

【0013】

図１（ａ）は、本発明の一実施の形態の電気自動車１の概略左側面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の電気自動車１の概略平面図である。

【0014】

また、図２は、本実施の形態の電気自動車１におけるバッテリー交換機構１００の要部の概略斜視図である。

【0015】

本実施の形態の電気自動車１は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す様に、（１）車体２と、（２）車体２の骨格部を成す、平面視で略長方形状のメインフレーム３と、（３）駆動輪としての左右一対の前輪４Ｌ、４Ｒと、（４）従動輪としての左右一対の後輪５Ｌ、５Ｒと、（５）操縦ハンドル６と、（６）駆動源としてのモータ７を内蔵した駆動ユニット８と、（７）駆動ユニット８に電源ケーブル９を介して電力を供給する、交換可能なバッテリー２０と、（８）バッテリー交換機構１００と、（９）モータ７からの駆動力を前輪４Ｌ、４Ｒに左右の車軸１０Ｌ、１０Ｒを介して伝達する、ディファレンシャル機構を内蔵した動力伝達部１１と、（１０）座席シート１２が前と後に載置されたフロアーパネル１３と、（１１）左右両側の前と後にそれぞれ配置されたドア（図示省略）と、を備えている。

【0016】

また、メインフレーム３は、図１（ｂ）に示す様に、フロントフレーム３Ａとリアフレーム３Ｂと左サイドフレーム３Ｌと右サイドフレーム３Ｒとセンター前フレーム３Ｃａとセンター後フレーム３Ｃｂとにより構成されている。

【0017】

また、バッテリー交換機構１００は、図１（ａ）〜図２に示す様に、（１）バッテリー２０を載置するための平面視で略四角形の窪み１１１が上面中央に形成された、平面視で略四角形のパレット１１０と、（２）バッテリー２０を取り出す際にはバッテリー２０が載置されたパレット１１０を車体２の左側に向けて搬送し（図２の矢印Ａ参照）、また、バッテリー２０を車体２の内部に収納する際にはバッテリー２０が載置されたパレット１１０を車体２の左右幅の中央の位置に向けて搬送する（図２の矢印Ｂ参照）、ゴム製の搬送ベルト１２１と駆動ローラ１２２と従動ローラ１２３とを有する搬送装置１２０と、（３）搬送装置１２０の駆動ローラ１２２に駆動力を伝達するために右車軸１０Ｒの途中に配置され、傘歯車（図示省略）の組み合わせで構成された駆動力分岐部１３０と、（４）駆動力分岐部１３０により分岐された駆動力を搬送装置１２０の駆動ローラ１２２に伝達するための分岐駆動軸１４０と、（５）分岐駆動軸１４０からの駆動力を駆動ローラ１２２に伝達するか否かを切り替えるクラッチ（図示省略）を内蔵した連結部１５０と、を備えている。

【0018】

なお、本実施の形態では、搬送ベルト１２１がゴム製である場合について説明しているが、搬送ベルト１２１の材質は、ゴム製に限定されるものではない。

【0019】

また、本実施の形態の連結部１５０は、通常の走行時には、クラッチが常時「切り」状態を維持し、バッテリー２０の交換の際には、後述する切替スイッチ１６０を操作することで、クラッチを「入り」状態に切り替えることが出来る構成である。これにより、通常の走行時には、搬送ベルト１２１は駆動しない。

【0020】

また、パレット１１０の４方の側面部には、後述するハンドフォークリフト３００（図３参照）のフォーク部３１０が挿入可能な略長方形状の孔部１１２が２つずつ設けられており、且つ、その２つずつ設けられた孔部１１２の間には、後述するフック１０１ａ（図２参照）を引っ掛けることが可能な略円形状の引っ掛け用孔部１１３が２つずつ設けられている。

【0021】

また、バッテリー交換機構１００は、パレット１１０の窪み１１１に載置されたバッテリー２０が走行中の振動等により浮き上がらない様にするためのゴム製の帯状固定バンド１０１を備えている。更にまた、帯状固定バンド１０１は、そのバンドの両端に上述した２つずつ設けられた引っ掛け用孔部１１３に引っ掛けるためのフック１０１ａが取り付けられている。

【0022】

これにより、帯状固定バンド１０１の両端部の２つのフック１０１ａを２つの引っ掛け用孔部１１３に引っ掛けることで、ゴムの弾性力により、バッテリー２０が窪み１１１側に常時押さえつけられるので、走行中にバッテリー２０がパレット１１０上で振動したり、横ズレしたりするのを防止することが出来る。

【0023】

この様に、バレット１１０の上面に窪み１１１を設けると共に、帯状固定バンド１０１を備えたことにより、簡単な構成で、バッテリー２０が、走行中においてバレット１１０上で移動したり、振動したりすることが防止出来る。

【0024】

また、搬送ベルト１２１はゴム製であり、パレット１１０を載置する表面は滑り止め用の凹凸（図示省略）が形成されており、パレット１１０が、走行中において搬送ベルト１２１上で移動することが防止出来る。

【0025】

なお、電源ケーブル９の長さは、バッテリー交換機構１００の搬送装置１２０によりバッテリー２０を取り出すために、図３に示す様に車体２の左側に向けてバッテリー２０が搬送された場合を考慮して、長めに設定されている（図１（ｂ）参照）。

【0026】

また、電源ケーブル９の後端部には、バッテリー２０と電気的に接続するための、手で着脱可能に構成された差し込みプラグ９ａ（図１（ｂ）参照）が取り付けられている。また、バッテリー２０の左側面には、差し込みプラグ９ａを差し込むためのコンセント２０ａ（図２参照）が設けられている。

【0027】

また、搬送装置１２０と、バッテリー２０が載置されたパレット１１０とを収納する収納ケース２００は、車体２の左側に開口部２０１（図１（ａ）参照）を有する箱状部材であり、平面視でセンター前フレーム３Ｃａとセンター後フレーム３Ｃｂとの間に配置され（図１（ｂ）参照）、側面視でその上端部がセンター前フレーム３Ｃａとセンター後フレーム３Ｃｂと右サイドフレーム３Ｒに固定されている（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）。なお、収納ケース２００の天井部は、フロアーパネル１３により覆われている。また、本実施の形態の電気自動車１は、車高を高くすることで、収納ケース２００が車体２の室内空間側に出っ張らない様に配置されている。

【0028】

また、左サイドフレーム３Ｌは、収納ケース２００の開口部２０１の上端部に位置しており、バッテリー２０が載置されたパレット１１０を収納ケース２００内の搬送ベルト１２１上から取り出したり、或いは、バッテリー２０が載置されたパレット１１０を収納ケース２００の搬送ベルト１２１上に載せたりする際に、バッテリー２０やパレット１１０に干渉しない様にするために、下方に突き出した部分を設けない様に形成されている。

【0029】

また、搬送装置１２０は、収納ケース２００の底面部２００ａに取り付けられている。具体的には、駆動ローラ１２２、及び従動ローラ１２３を回動可能に支持する支持ステイ（図示省略）が、収納ケース２００の底面部２００ａに固定されている。

【0030】

また、収納ケース２００の開口部２０１には、蓋部材（図示省略）が、締結部材（図示省略）を用いて着脱可能に取り付けられている。また、蓋部材を取り付けることにより、収納ケース２００の剛性を強化することが出来る。

【0031】

なお、ドアの下端部は、バッテリー２０が載置されたパレット１１０を収納ケース２００内の搬送ベルト１２１上から取り出したり、或いは、バッテリー２０が載置されたパレット１１０を収納ケース２００の搬送ベルト１２１上に載せたりする際に、バッテリー２０やパレット１１０に干渉しない様に形成されている。

【0032】

また、収納ケース２００の前側の内壁面部２００ｂの開口部２０１の近傍には、搬送装置１２０を矢印Ａ方向（図２参照）、即ち「バッテリー取出方向」に回動させるか、矢印Ｂ方向（図２参照）、即ち「バッテリー収納方向」に回動させるか、又は回動を停止させるかの何れかに切り替えるための切替スイッチ１６０（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）が設けられている。

【0033】

切替スイッチ１６０を、「停止」の位置から「バッテリー取出方向」の回動に対応する位置に切り替えると、車体２に設けられている制御部（図示省略）が、その切替信号を受けて、連結部１５０のクラッチを「入り」状態に作動させると共に、モータ７を低速で正回転させるための信号を駆動ユニット８に出力し、また、切替スイッチ１６０を、「停止」の位置から「バッテリー収納方向」の回動に対応する位置に切り替えると、上記制御部が、その切替信号を受けて、連結部１５０のクラッチを「入り」状態に作動させると共に、モータ７を低速で逆回転させるための制御信号を駆動ユニット８に出力し、また、切替スイッチ１６０を、「停止」に対応する位置に切り替えると、上記制御部が、その切替信号を受けて、連結部１５０のクラッチを「切り」状態に作動させると共に、モータ７の回転を停止させる構成である。

【0034】

なお、本実施の形態の車体２は、本発明の車体の一例にあたり、本実施の形態のモータ７は、本発明のモータの一例にあたる。また、本実施の形態のバッテリー２０は、本発明のバッテリーの一例にあたり、本実施の形態のパレット１１０は、本発明のバッテリー載置部材の一例にあたる。また、本実施の形態の搬送装置１２０は、本発明の搬送部の一例にあたる。また、本実施の形態のパレット１１０の孔部１１２は、本発明の孔部の一例にあたり、本実施の形態の左右のサイドフレーム３Ｌ、３Ｒは、本発明の左右両側のサイドフレームの一例にあたる。

【0035】

次に、本実施の形態のバッテリー交換機構１００の動作について、主として図２、図３、図４を参照しながら説明する。

【0036】

図３は、本実施の形態の電気自動車１におけるバッテリー２０の交換作業を模式的に示す概略平面図である。

【0037】

また、図４は、ハンドフォークリフト３００の概略側面である。

【0038】

本実施の形態では、セルフ式ガソリンスタンドに、バッテリー交換スペースが設けられている場合について説明する。

【0039】

また、このセルフ式ガソリンスタンドには、予め充電が完了している交換用のバッテリー２０が帯状固定バンド１０１でパレット１１０に固定された状態で保管されており、そのパレット１１０を交換、運搬するためのハンドフォークリフト３００が用意されている。

【0040】

更にまた、このセルフ式ガソリンスタンドのバッテリー交換スペースには、電気自動車１の左右一対の前輪４Ｌ、４Ｒを下方から回動自在に支持する前後一対の回転ローラ４０１（図３参照）が配置されたローラ設備４００が設けられている。前後に所定の間隔４０２を隔てて配置された一対の回転ローラ４０１の当該所定の間隔４０２の間に電気自動車１の左右一対の前輪４Ｌ、４Ｒを載せた状態で前輪４Ｌ、４Ｒを駆動させた場合、その前輪４Ｌ、４Ｒの駆動に伴って前後一対の回転ローラ４０１が従動回転するので、車体２自体はその場に停止した状態になる。

【0041】

なお、本実施の形態のハンドフォークリフト３００は、本発明の荷役装置の一例にあたる。

【0042】

まず、電気自動車１のドライバーは、この様なローラ設備４００を備えたバッテリー交換スペースに電気自動車１を移動させ、左右一対の前輪４Ｌ、４Ｒを上記前後一対の回転ローラ４０１の所定の間隔４０２の間に載せて車体２を停止させる。

【0043】

次に、ドライバーは、収納ケース２００の開口部２０１に取り付けられている蓋部材（図示省略）を取り外す。

【0044】

その後、ドライバーは、収納ケース２００の前側の内壁面部２００ｂに設けられた切替スイッチ１６０を、「停止」の位置から「バッテリー取出方向」の回動に対応する位置に切り替える。

【0045】

これにより、車体２に設けられている制御部（図示省略）は、切替スイッチ１６０からの切替信号を受けて、連結部１５０のクラッチを「入り」状態に作動させると共に、モータ７を低速で正回転させるための制御信号を駆動ユニット８に出力する。これにより、駆動ユニット８は、モータ７を低速で正回転させるので、左右の車軸１０Ｌ、１０Ｒが低速で正回転し、駆動力分岐部１３０から分岐された駆動力が、分岐駆動軸１４０及び連結部１５０を介して、駆動ローラ１２２に伝達される。

【0046】

これにより、搬送ベルト１２１が矢印Ａ方向（図２参照）に移動し、図３に示す様に、バッテリー２０が載置されたパレット１１０が車体２の左側の開口部２０１に向けて搬送されてくるので、パレット１１０の左側面部が開口部２０１に到達したことをドライバーが目視で確認すると、切替スイッチ１６０を「停止」に対応する位置に切り替える。これにより、制御部（図示省略）は、切替スイッチ１６０からの停止信号を受けて、連結部１５０のクラッチを「切り」状態に作動させると共に、モータ７の回転を停止させるための制御信号を駆動ユニット８に出力するので、モータ７からの駆動力の伝達が停止し、搬送ベルト１２１は移動を停止する。

【0047】

次に、ドライバーは、開口部２０１に到達して停止しているパレット１１０の上に載置されたバッテリー２０のコンセント２０ａに接続されている差し込みプラグ９ａを抜く。

【0048】

次に、ドライバーは、ハンドフォークリフト３００のフォーク部３１０の先端が、開口部２０１に到達して停止しているパレット１１０の左側面部に設けられている孔部１１２に挿入できる様に、高さ調整レバー３２０（図４参照）を操作してフォーク部３１０の高さを調整する。そして、ドライバーは、ハンドフォークリフト３００の左右一対の取っ手部３３０を握ってハンドフォークリフト３００を矢印Ｂ方向（図３参照）に移動させながら、フォーク部３１０の先端をパレット１１０の左側面部の孔部１１２の奥まで挿入した後、高さ調整レバー３２０を操作してフォーク部３１０を少し上昇させる。

【0049】

これにより、パレット１１０の下面は、搬送ベルト１２１の表面から離れるので、その状態のまま、ドライバーは、左右一対の取っ手部３３０を握ってハンドフォークリフト３００を矢印Ｂ方向（図３参照）と反対方向に移動させて、バッテリー２０が載置されたパレット１１０を車体２の収納ケース２００から取り出して、所定の場所に運ぶ。

【0050】

そして、予め充電が完了している交換用のバッテリー２０が帯状固定バンド１０１でパレット１１０に固定された状態で保管されているので、そのパレット１１０をハンドフォークリフト３００を用いて電気自動車１の左側まで運び、そのパレット１１０を、搬送ベルト１２１の上面に載せることができる様に、高さ調整レバー３２０を操作してフォーク部３１０の高さを調整する。そして、ドライバーは、ハンドフォークリフト３００の左右一対の取っ手部３３０を握ってハンドフォークリフト３００を矢印Ｂ方向（図３参照）に移動させながら、パレット１１０を収納ケース２００の内部に挿入し、パレット１１０の左側面部が開口部２０１に位置したことを目視で確認した後、ハンドフォークリフト３００の移動を停止させて、高さ調整レバー３２０を操作してフォーク部３１０を少し降下させ、フォーク部３１０の上面部が、パレット１１０の孔部１１２の天井部から離れたことを目視で確認した後、高さ調整レバー３２０を操作してフォーク部３１０の降下を停止させ、ハンドフォークリフト３００を矢印Ｂ方向（図３参照）と反対方向に移動させて、フォーク部３１０をパレット１１０の孔部１１２から完全に抜く。

【0051】

その後、ドライバーは、バッテリー２０のコンセント２０ａに差し込みプラグ９ａを差し込んで電気的接続を完了させた後、切替スイッチ１６０を「バッテリー収納方向」の回動に対応する位置に切り替える。

【0052】

これにより、車体２に設けられている制御部（図示省略）は、切替スイッチ１６０からの切替信号を受けて、連結部１５０のクラッチを「入り」状態に作動させると共に、モータ７を低速で逆回転させるための制御信号を駆動ユニット８に出力する。これにより、駆動ユニット８は、モータ７を低速で逆回転させるので、左右の車軸１０Ｌ、１０Ｒが低速で逆回転し、駆動力分岐部１３０から分岐された駆動力が、分岐駆動軸１４０及び連結部１５０を介して、駆動ローラ１２２に伝達される。

【0053】

これにより、搬送ベルト１２１が矢印Ｂ方向（図２参照）に移動し、図２に示す様に、バッテリー２０が載置されたパレット１１０が車体２の左右幅の中央の位置に向けて搬送されていくので、パレット１１０の右側面部が搬送ベルト１２１の右端に到達したことをドライバーが目視で確認すると、切替スイッチ１６０を「停止」に対応する位置に切り替える。これにより、制御部（図示省略）は、切替スイッチ１６０からの停止信号を受けて、連結部１５０のクラッチを「切り」状態に作動させると共に、モータ７の回転を停止させるための制御信号を駆動ユニット８に出力するので、モータ７からの駆動力の伝達が停止し、搬送ベルト１２１は移動を停止する。これにより、バッテリー２０が載置されたパレット１１０が車体２の左右幅の中央の位置に配置され、車体２の重量バランスを良好に保つことが出来る。

【0054】

最後に、ドライバーは、収納ケース２００の開口部２０１に蓋部材（図示省略）を締結部材を用いて固定する。

【0055】

以上説明したことから、本実施の形態の電気自動車１によれば、例えば、セルフ式ガソリンスタンド等に、簡単な設備を備えた簡易なバッテリー交換スペースを用意しておくことで、ドライバーが自らバッテリー２０の交換を容易に行えるという効果を発揮する。

【0056】

また、これにより、例えば、セルフ式ガソリンスタンド等において、バッテリー交換スペースを設置するためのインフラ投資を安く抑えることが出来る。

【0057】

なお、上記実施の形態では、電気自動車１が前輪駆動の場合について説明したが、これに限らず例えば、後輪駆動であっても良い。その場合は、駆動力分岐部１３０を後輪の車軸に設けることで、搬送装置１２０の駆動力は後輪側から分岐すれば良い。また、四輪駆動の場合であれば、搬送装置１２０の駆動力は前輪側又は後輪側の何れから分岐しても良い。

【0058】

また、上記実施の形態では、バッテリー２０の交換の際には、前輪の左右一対の車軸１０Ｌ、１０Ｒも同時に回転する構成について説明したが、これに限らず例えば、バッテリー２０の交換の際には、前輪の左右一対の車軸１０Ｌ、１０Ｒを回転させないで、駆動ローラ１２２に駆動力を伝達させる構成としても良い。この構成を実現するには、例えば、モータ７からの駆動力を、動力伝達部１１に伝達させるか、それとも、駆動ローラ１２２側に伝達させるかという伝達経路を切り替える伝達切替機構（図示省略）を、駆動ユニット８と動力伝達部１１との間の伝達経路上に設けた構成としても良い。また、この様に伝達切替機構を設けた場合は、上述した連結部１５０にクラッチを内蔵させる必要は無いし、また、セルフ式ガソリンスタンドのバッテリー交換スペースにおいてローラ設備４００を設ける必要も無い。また、この様に伝達切替機構を設けた場合は、切替スイッチ１６０を、「停止」の位置から「バッテリー取出方向」の回動に対応する位置に切り替えると、車体２に設けられている制御部（図示省略）は、その切替信号を受けて、伝達切替機構による伝達経路を、モータ７からの駆動力が駆動ローラ１２２側に伝達される様に切り替えると共に、モータ７を低速で正回転させるための信号を駆動ユニット８に出力し、また、切替スイッチ１６０を、「停止」の位置から「バッテリー収納方向」の回動に対応する位置に切り替えると、上記制御部は、その切替信号を受けて、伝達切替機構による伝達経路を、モータ７からの駆動力が駆動ローラ１２２側に伝達される様に切り替えると共に、モータ７を低速で逆回転させるための制御信号を駆動ユニット８に出力し、また、切替スイッチ１６０を、「停止」に対応する位置に切り替えると、上記制御部は、その切替信号を受けて、伝達切替機構による伝達経路を、モータ７からの駆動力が動力伝達部１１に伝達される様に切り替えると共に、モータ７の回転を停止させる構成としても良い。

【0059】

また、上記実施の形態の電気自動車１は、車高を高くすることで、収納ケース２００が車体２の室内空間側に出っ張らない様に配置されている場合について説明したが、これに限らず例えば、図５に示す様に、収納ケース２００が車体２の室内空間側に出っ張った状態に配置された他の例としての第２の電気自動車１ａを構成しても良い。この構成の場合、左サイドフレーム３Ｌの前後幅の略中央部は、バッテリー２０が載置されたパレット１１０を収納ケース２００の開口部２０１から出し入れする際に、それらの部材と干渉しない様に、上方に退避する様に側面視で上側に向けて、即ち室内空間側に向けて突き出した形状に形成されている必要がある。図５は、本発明の電気自動車の他の例としての第２の電気自動車１ａの概略左側面図である。

【0060】

また、上記実施の形態の電気自動車１では、車高を高くして、フロアーパネル１３の下方に収納ケース２００を配置した場合について説明したが（図１（ａ）参照）、この構成の場合において、車高が高くなることで生じている車体２の下方のスペースにディフューザーを取り付ける構成としても良い。これにより、車体２の下方の空気の流れをスムーズにしてダウンフォースを発生させ走行時の車体の安定性を向上させることが出来る。また、走行時に取り込んだ空気を車体２の中に流すことにより、ダウンフォースを発生させ走行時の車体の安定性を向上させる構成としても良い。

【0061】

また、上記実施の形態では、左右のサイドフレーム３Ｌ、３Ｒと、フロアーパネル１３とが別部材である構成について説明したが、これに限らず例えば、フロアーパネルと左右のサイドフレームとが一体的に形成されたフロアーフレーム（図示省略）を備えた構成であっても良い。その構成の場合、フロアーフレームの内、バッテリー２０が載置されたパレット１１０を収納ケース２００の開口部２０１から出し入れする際に、少なくともその出し入れする側に位置するフロアーフレームのサイド部は、出し入れするバッテリー２０やパレット１１０の部材と干渉しない様に形成されておれば良い（図１（ａ）、図５参照）。

【0062】

また、上記実施の形態では、バッテリー２０を載置したパレット１１０を、表面は滑り止め用の凹凸（図示省略）が形成された搬送ベルト１２１の上に載せることで、パレット１１０が、走行中において搬送ベルト１２１上で移動することが防止出来る構成について説明したが、これに限らず例えば、搬送ベルト１２１の表面に、パレット１１０の前後幅に対応した幅Ｗの溝部１２１Ｗ（図２中の二点鎖線の斜線を施した部分参照）を搬送方向に沿って全周に亘り形成した構成としても良い。これにより、パレット１１０を搬送ベルト１２１の溝部１２１Ｗに、はまり込む様に載せることで、車体２の前後方向のズレがより効果的に防止出来るので、電気自動車１が急発進、急停止する場合でも、搬送ベルト１２１上でパレット１１０が前後方向にズレることを防止出来る。

【0063】

また、上記実施の形態では、バッテリー２０を載置したパレット１１０を、表面に滑り止め用の凹凸（図示省略）が形成された搬送ベルト１２１の上に載せることで、パレット１１０が、走行中において搬送ベルト１２１上で移動することが防止出来る構成について説明したが、これに加えて、収納ケース２００の底面部の前側と後側、又は前側と後側の壁部や天井部において、側面視でそれぞれが例えば略Ｌ字形状等を成した、一対の自動ロック式可動アーム（図６（ａ）、（ｂ）の前後一対の第１自動ロック式可動アーム５００Ｆ、５００Ｂ、図７（ａ）、（ｂ）の前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂ、図７（ｃ）の前後一対の第３自動ロック式可動アーム７００Ｆ、７００Ｂ参照）を設け、パレット１１０が搬送ベルト１２１上で主として上下方向に振動することを防止する構成としても良い。この自動ロック式可動アームは、例えば、走行時、即ち、切替スイッチ１６０が、「停止」の位置にある時は、そのアーム先端部（図６（ａ）、（ｂ）の後第１自動ロック式可動アーム５００Ｂの先端部５１０Ｂ、図７（ａ）、（ｂ）の前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂの実線で示した先端部６１０Ｆ、６１０Ｂ、図７（ｃ）の後第３自動ロック式可動アーム７００Ｂの実線で示した先端部７１０Ｂ参照）が、パレット１１０の前後方向の側面部に形成された孔部１１２に挿入されていることにより、パレット１１０を搬送ベルト１２１上で下方に押さえつけるので、パレット１１０の上下動及び前後左右方向への位置ズレや振動を防止する。そして、切替スイッチ１６０が、「停止」の位置から「バッテリー取出方向」の回動に対応する位置に切り替えられると、制御部は、切替スイッチ１６０からの切替信号を受けて、上述した各種動作を実行させる前に、前後一対の自動ロック式可動アームに先に制御信号を送り、アーム先端部（図６（ａ）、（ｂ）の前第１自動ロック式可動アーム５００Ｆの先端部５１０Ｆ、図７（ａ）の前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂの二点鎖線で示した先端部６１０Ｆ、６１０Ｂ、図７（ｃ）の後第３自動ロック式可動アーム７００Ｂの二点鎖線で示した先端部７１０Ｂ参照）をパレット１１０の孔部１１２から抜け出す方向に移動させることにより、まずパレット１１０のロックを解除する構成である。また、切替スイッチ１６０が、「停止」の位置から「バッテリー収納方向」の回動に対応する位置に切り替えられると、制御部は、切替スイッチ１６０からの切替信号を受けて、上述した各種動作を実行させる。そして、パレット１１０の右側面部が搬送ベルト１２１の右端に到達したことをドライバーが目視で確認して、切替スイッチ１６０を「停止」に対応する位置に切り替えることで、搬送ベルト１２１は移動を停止すると共に、制御部が前後一対の自動ロック式可動アームに制御信号を送り、アーム先端部（図６（ａ）、（ｂ）の後第１自動ロック式可動アーム５００Ｂの先端部５１０Ｂ、図７（ａ）、（ｂ）の前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂの実線で示した先端部６１０Ｆ、６１０Ｂ、図７（ｃ）の後第３自動ロック式可動アーム７００Ｂの実線で示した先端部７１０Ｂ参照）をパレット１１０の孔部１１２に挿入される方向に移動させることにより、パレット１１０を搬送ベルト１２１上でロックする構成である。

【0064】

図６（ａ）は、前後一対の第１自動ロック式可動アーム５００Ｆ、５００Ｂの構成と動作を模式的に示すために収納ケース２００の縦断面を左側面から見た概略縦断面図であり、図６（ｂ）は、前後一対の第１自動ロック式可動アーム５００Ｆ、５００Ｂの構成と動作を模式的に示すために収納ケース２００の横断面を上側から見た概略横断面図である。図６（ａ）、（ｂ）に示す前後一対の第１自動ロック式可動アーム５００Ｆ、５００Ｂは、例えば、図１に示した、車高を高くしたタイプの電気自動車１に適用しても良い。なお、図６（ａ）、（ｂ）では、前第１自動ロック式可動アーム５００Ｆの先端部５１０Ｆは、ロック解除位置に移動した状態を示し、後第１自動ロック式可動アーム５００Ｂの先端部５１０Ｂは、ロック位置に移動した状態を示している。

【0065】

また、図７（ａ）は、前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂの構成と動作を模式的に示すために収納ケース２００の縦断面を左側面から見た概略縦断面図であり、図７（ｂ）は、前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂの構成と動作を模式的に示すために収納ケース２００の横断面を上側から見た概略横断面図である。図７（ａ）、（ｂ）に示す前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂは、例えば、図５に示した、収納ケース２００が車体２の室内空間側に出っ張った状態に配置されたタイプの第２の電気自動車１ａに適用しても良い。

【0066】

なお、図７（ａ）では、前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂの先端部６１０Ｆ、６１０Ｂは、ロック位置に移動した状態を実線で示し、ロック解除位置に移動した状態を二点鎖線で示している。

【0067】

また、図７（ｃ）は、図７（ａ）、（ｂ）に示す前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂの変形例としての前後一対の第３自動ロック式可動アームの概略図であり、前側と後側の構成は同じであるので、後第３自動ロック式可動アーム７００Ｂ側の構成と動作を示した概略横断面図である。

【0068】

また、図６（ａ）〜図７（ｂ）に示す、前後一対の第１自動ロック式可動アーム５００Ｆ、５００Ｂ、及び前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂは、ロック時及びロック解除時において、前後方向（図６（ａ）〜図７（ｂ）の矢印Ｃ参照）に移動する構成であるのに対して、図７（ｃ）に示す、前後一対の第３自動ロック式可動アーム７００Ｆ、７００Ｂは、ロック状態において側面視で略Ｌ字形状を成し、且つ、そのロック時及びロック解除時の動作は、その略Ｌ字形状の縦方向の辺となるアーム基部７２０Ｆ、７２０Ｂ（図７（ｃ）参照）を回動の軸芯として、平面視で時計回り及び反時計回りに回動する構成である（図７（ｃ）の矢印Ｄ参照）。

【0069】

なお、図７（ｃ）では、後第３自動ロック式可動アーム７００Ｂの先端部７１０Ｂは、ロック位置に回動した状態を実線で示し、ロック解除位置に回動した状態を二点鎖線で示している。

【0070】

また、上記実施の形態では、切替スイッチ１６０を「停止」の位置に切り替えるタイミングは、ドライバーがパレット１１０の位置を目視で確認して判断する場合について説明したが、これに限らず例えば、収納ケース２００の内部にパレット１１０の位置を検知する位置検知センサ（図示省略）を設け、位置検知センサの検知結果に基づいて、制御部が自動的に搬送装置１２０の駆動を停止させる様に構成しても良い。

【0071】

また、上記実施の形態では、セルフ式ガソリンスタンドには、充電済みのバッテリー２０がパレット１１０に帯状固定バンド１０１で固定された状態で保管されている場合について説明したが、これに限らず例えば、予め充電が完了したバッテリー２０のみが保管されていても良い。その場合は、ドライバーがパレット１１０上からバッテリー２０を取り外して、充電が完了しているバッテリー２０をパレット１１０上に固定する作業が必要となる。

【0072】

また、上記実施の形態では、バッテリーの交換作業は、セルフ式ガソリンスタンドに設けられているバッテリー交換スペースで行う場合について説明したが、これに限らず例えば、バッテリー交換スペース（バッテリー交換所）は、どこに設けられていても良い。

【0073】

また、上記実施の形態では、パレット１１０は、ハンドフォークリフト３００のフォーク部３１０の先端が挿入される孔部１１２が、側面部に形成されている場合について説明したが、これに限らず例えば、パレット１１０は、その底面において、ハンドフォークリフト３００のフォーク部３１０の先端が挿入可能な様に、搬送ベルト１２１の少なくとも搬送方向に沿った一対の溝部（図示省略）が平行に形成されていても良い。

【0074】

また、上記実施の形態では、バッテリー２０を載置したパレット１１０が車体２の左側から取り出す構成について説明したが、これに限らず例えば、車体２の右側、前側、又は後側から取り出す構成であっても良い。

【0075】

また、上記実施の形態では、本発明の荷役装置の一例として、ハンドフォークリフト３００を用いた場合について説明したが、これに限らず例えば、乗用型のフォークリフトを用いてバッテリーを交換する場合でも本発明は適用可能である。この場合は、乗用型のフォークリフトの運転には免許が必要となるので、通常は、電気自動車のドライバーが自ら乗用型のフォークリフトを運転してバッテリーを交換するという作業は行えないが、その場合でも、バッテリー交換所においてバッテリーの交換を実施する専門の作業者は、従来に比べてバッテリーの交換が容易に行えるという効果を発揮する。

【0076】

また、上記実施の形態では、バッテリー２０とパレット１１０は別部材として説明したが、これに限らず例えば、バッテリー２０とパレット１１０を一体型にした構成、換言すれば、バッテリー２０に、ハンドフォークリフト３００のフォーク部３１０又は乗用型のフォークリフトのフォーク部を差し込むことが出来る孔部又は溝部を設けた構成であっても良い。即ち、この場合の一体型バッテリー８００は略直方体を成し、その内部には、例えば、図８（ａ）、（ｂ）に示す様に、ハンドフォークリフト３００のフォーク部３１０が挿入可能な、側面視で略長方形状の孔部８１２が、一体型バッテリー８００の左右の両側面を貫通する様に２つ形成されており、且つ、上述した、前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂ（図７（ａ）、（ｂ）参照）と同様の構成の棒状の先端部６１０Ｆ、６１０Ｂが挿入可能なロック用孔部８１３が、一体型バッテリー８００の前後の両側面の左右側の２か所に形成されている。ここで、図７（ａ）、（ｂ）で説明した構成部材と基本的に同じ構成部材には同じ符号を付した。図８（ａ）は、バッテリー２０とパレット１１０を一体型にして構成した一体型バッテリー８００の構成と、前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂの構成と動作を模式的に示すために収納ケース２００の縦断面を左側面から見た概略縦断面図であり、図８（ｂ）は、一体型バッテリー８００の構成と、前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂの構成と動作を模式的に示すために収納ケース２００の横断面を上側から見た概略横断面図である。

【0077】

この構成によれば、上述したパレット１１０を備える必要が無いので、収納ケース２００の高さ方向の寸法を、パレット１１０を備えた構成の場合に比べて縮小することが出来る。そのため、例えば、図１（ａ）で説明した、車高を高くするタイプの電気自動車１の場合、その車高の高くなる程度を低く抑えることが出来る。また、バッテリー２０とパレット１１０を一体型にしたことにより、帯状固定バンド１０１が不要となり、前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂ（図８（ａ）、（ｂ）参照）のみで、一体型バッテリー８００を収納ケース２００内にしっかりと固定することが出来るので、固定構造を簡素化出来る。

【0078】

なお、図８（ａ）、（ｂ）に示した一体型バッテリー８００では、その固定構造として、前後一対の第２自動ロック式可動アーム６００Ｆ、６００Ｂを用いた場合について説明したが、これに限らず例えば、図７（ｃ）に示した前後一対の第３自動ロック式可動アーム７００Ｆ、７００Ｂを用いた構成としても良い。この場合でも、図８（ａ）、（ｂ）で説明したものと同様の効果を発揮する。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本発明の電気自動車によれば、バッテリーの交換が容易に行えるという効果を発揮し、例えば、バッテリー交換方式の電気自動車として有用である。

【符号の説明】

【0080】

１ 電気自動車
２ 車体
３ メインフレーム
４Ｌ、４Ｒ 左右一対の前輪
５Ｌ、５Ｒ 左右一対の後輪
６ 操縦ハンドル
７ モータ
８ 駆動ユニット
９ 電源ケーブル
１０Ｌ、１０Ｒ 左右の車軸
１１ 動力伝達部
１２ 座席シート
１３ フロアーパネル
２０ バッテリー
１００ バッテリー交換機構
１１０ パレット
１２０ 搬送装置
１２１ 搬送ベルト
１２２ 駆動ローラ
１２３ 従動ローラ
１３０ 駆動力分岐部
１４０ 分岐駆動軸
１５０ 連結部
２００ 収納ケース
２０１ 開口部

【要約】

【課題】バッテリーの交換が容易に行える電気自動車を提供すること。
【解決手段】車体２と、左右一対の前輪４Ｌ、４Ｒを駆動する、車体２に設けられたモータ７と、少なくともモータ７を駆動させるための交換可能なバッテリー２０と、バッテリー２０を載置するパレット１１０と、バッテリー２０が載置されたパレット１１０を車体２の左側に向けて搬送する、車体２に設けられた搬送装置１２０と、を備えた電気自動車１である。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】