(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前後方向に対向する２つの開口部が設けられたバッテリ搭載部を有する電気自動車と、
前記バッテリ搭載部に搭載された第１のバッテリ装置と、
前記バッテリ搭載部の一方の開口部から挿入されることにより、前記バッテリ搭載部の他方の開口部から前記第１のバッテリ装置を押し出して前記バッテリ搭載部に搭載される第２のバッテリ装置と、
前記第２のバッテリ装置を支持する挿入側支持部材と、前記挿入側支持部材に支持された前記第２のバッテリ装置に向けて前記電気自動車を走行させることにより、前記第１のバッテリ装置が前記第２のバッテリ装置に当接し、前記第２のバッテリ装置によって前記バッテリ搭載部から押し出された前記第１のバッテリ装置を支持する取り出し側支持部材とを有するバッテリ交換用台と、
を備える電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項２】
前記第１のバッテリ装置が前記第２のバッテリ装置に当接するように、前記電気自動車の走行を案内するガイド部を備える請求項１記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項３】
前記バッテリ搭載部は、前記第１のバッテリ装置又は前記第２のバッテリ装置との間に生じる摩擦抵抗を軽減させる摺動補助部材を有する請求項１又は２記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項４】
前記バッテリ交換用台は、
ベース部材と、
前記ベース部材に回動可能に設けられ、前記ベース部材の上方に立ち上がった状態で前記第２のバッテリ装置を前記ベース部材の上面から離隔させて支持する前記挿入側支持部材と、
前記ベース部材に回動可能に設けられ、前記ベース部材の上方に立ち上がった状態で前記第１のバッテリ装置を前記ベース部材の上面から離隔させて支持する前記取り出し側支持部材と、
前記挿入側支持部材及び前記取り出し側支持部材をそれぞれ立ち上がる方向に付勢する付勢部材と、
前記第２のバッテリ装置の移動を規制するストッパと、
を有する請求項１〜３の何れかに記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項５】
前記バッテリ交換用台は、前記ベース部材を前記電気自動車の車幅方向に移動させる移動機構を有する請求項４に記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項６】
前記第１のバッテリ装置及び前記第２のバッテリ装置は、
柱状に形成され、内部にバッテリモジュールを収容したバッテリ本体と、
前記バッテリ本体の長手方向の一端に設けられた前側クッション部材と、
前記バッテリ本体の長手方向の他端に設けられた後側クッション部材と、
前記バッテリモジュールと電気的に接続される出力端子部と、
を有する請求項１〜５の何れかに記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項７】
前記前側クッション部材及び前記後側クッション部材は、先端が細くなるようなテーパ状に形成されている請求項６記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項８】
前記バッテリ本体、前記前側クッション部材又は前記後側クッション部材の少なくとも１つには、前記挿入側支持部材又は前記取り出し側支持部材が係合する係合溝が形成されている請求項６又は７記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項９】
前記電気自動車は、
前記バッテリ搭載部に搭載された第１のバッテリ装置又は前記第２のバッテリ装置の移動を規制するロック部と、
前記バッテリ搭載部に設けられ、前記第１のバッテリ装置又は前記第２のバッテリ装置の前記出力端子部が接続される端子接続部と、
前記第１のバッテリ装置又は前記第２のバッテリ装置から前記端子接続部を介して供給される電力を用いて車輪を駆動させるモータと、
を有する請求項６〜８の何れかに記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項１０】
前記ロック部は、中心から外縁までの距離が連続的に大きくなるように形成され、中心から外縁までの距離が長い部分が前記バッテリ搭載部を貫通するロックカムと、前記ロックカムを回転させる駆動部を有し、
前記第１のバッテリ装置及び前記第２のバッテリ装置は、前記バッテリ本体、前記前側クッション部材又は前記後側クッション部材の何れかに前記ロックカムの中心から外縁までの距離が長い部分が挿入されるロック用凹部を有する請求項９記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項１１】
前記電気自動車の前記端子接続部は、入力端子を有する駆動連結体と、前記駆動連結体を前記入力端子の接続方向へ移動させるアクチュエータを有し、
前記第１のバッテリ装置及び前記第２のバッテリ装置の前記出力端子部は、前記駆動連結体を案内するガイド部を有し、
前記駆動連結体は、前記入力端子が設けられた入力端子保持部材と、前記入力端子の接続方向に移動し、前記入力端子保持部材を前記接続方向と直交する方向及び前記入力端子保持部材の軸心を中心とした回転方向に変位可能に支持する支持部材とを備える請求項９又は１０に記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項１２】
前記駆動連結体は、前記入力端子保持部材である前部材と、前記支持部材である中部材と、前記前部材と共に前記中部材を挟み込む後部材とからなり、
前記前部材と前記中部材との間及び前記中部材と前記後部材との間には、摩擦抵抗を減少させるプレートが介在される請求項１１記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
【請求項１３】
バッテリ装置と、
車体の前後方向に対向する２つの開口部を有し、前記２つの開口部から前記バッテリ装置が挿脱されるバッテリ搭載部と、
前記バッテリ搭載部に搭載されたバッテリ装置の移動を規制するロック部と、
前記バッテリ搭載部に設けられた端子接続部と、
前記バッテリ装置から前記端子接続部を介して供給される電力を用いて車輪を駆動させるモータと、を備え、
前記バッテリ装置は、
柱状に形成され、内部にバッテリモジュールを収容したバッテリ本体と、
前記バッテリ本体の長手方向の一端に設けられた前側クッション部材と、
前記バッテリ本体の長手方向の他端に設けられた後側クッション部材と、
前記バッテリ本体に設けられ、前記バッテリモジュールと前記端子接続部とを電気的に接続する出力端子部と、を有する電気自動車。
【請求項１４】
柱状に形成され、内部にバッテリモジュールを収容したバッテリ本体と、
前記バッテリ本体の長手方向の一端に設けられた前側クッション部材と、
前記バッテリ本体の長手方向の他端に設けられた後側クッション部材と、
前記バッテリ本体に設けられ、前記バッテリモジュールと電気自動車に設けられた端子接続部とを電気的に接続する出力端子部と、
を備えるバッテリ装置。
【請求項１５】
電気自動車のバッテリ搭載部に搭載された第１のバッテリ装置と、前記第１のバッテリ装置を前記バッテリ搭載部から押し出すことにより前記バッテリ搭載部に搭載される第２のバッテリ装置との交換に用いられるバッテリ交換用台であって、
前記第２のバッテリ装置を支持する挿入側支持部材と、
前記挿入側支持部材に支持された前記第２のバッテリ装置に向けて前記電気自動車を走行させることで前記第１のバッテリ装置が前記第２のバッテリ装置に当接し、前記第２のバッテリ装置によって前記バッテリ搭載部から押し出された前記第１のバッテリ装置を支持する取り出し側支持部材と、
を備えるバッテリ交換用台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ（蓄電池）を動力源とする電気自動車のバッテリ交換システム、電気自動車、その電気自動車に交換可能に搭載されるバッテリ装置、バッテリ装置を交換するときに用いるバッテリ交換用台に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バッテリを動力源として走行する電気自動車の開発が行われている。このような電気自動車には、バッテリ充電方式とバッテリ交換方式がある。バッテリ充電方式では、電気自動車に搭載されたバッテリの電気量が少なくなると、自宅や充電スタンドなどの充電設備のある場所で充電を行う。ところが、この充電には、普通充電で数時間を要するため、例えば、電気自動車を使用しない夜間などを利用することになる。また、急速充電を行えば、充電時間を数十分程度にすることが可能であるが、急速充電を繰り返すと、バッテリが劣化してしまうという問題がある。【０００３】
一方、バッテリ交換方式では、電気自動車に搭載されたバッテリの電気量が少なくなると、バッテリ交換装置のある場所で消耗されたバッテリと充電済みのバッテリとを交換する。このようなバッテリ交換方式に用いられる電気自動車のバッテリ交換装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。【０００４】
特許文献１に記載された電気自動車のバッテリ交換装置は、バッテリユニットを電気自動車の下方よりバッテリ車体収納部に脱着するときに用いられる。このバッテリ交換装置には、バッテリユニットを載置して昇降する昇降手段と、バッテリ車体収納部の位置を検出する位置検出手段と、昇降手段に載置されたバッテリユニットとバッテリ車体収納部との位置合せを行う位置合せ手段とを備えている。【０００５】
また、電気自動車のバッテリ交換方法としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものがある。この特許文献２に記載された電気自動車のバッテリ交換方法では、まず、消耗されたバッテリの位置規制を解く。次に、車体の左右両側部に設けた一対の開閉扉を開放し、開放した一方の開閉扉から充電済みのバッテリを導入する。そして、充電済みのバッテリによって消耗されたバッテリを車幅方向にスライドさせ、他方の開閉扉から車外に押し出す。その後、充電済みのバッテリの位置規制を行うことにより、バッテリの交換が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２６２９５１号公報
【特許文献２】特開２００３−２２６１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された電気自動車のバッテリ交換装置は、電気自動車の高さ方向にバッテリを搬送して交換作業を行うものであった。また、特許文献２に記載された電気自動車のバッテリ交換方法では、消耗されたバッテリ及び充電済みのバッテリを車幅方向にスライドさせて両者の交換を行うようになっていた。【０００８】
したがって、特許文献１に記載された電気自動車のバッテリ交換装置及び特許文献２に記載された電気自動車のバッテリ交換方法では、電気自動車を所定の位置に停止させてからバッテリの交換作業を行う必要があった。つまり、電気自動車を所定の位置に停止させるまでバッテリの交換作業を開始できなかった。そのため、バッテリ交換に必要な時間が長くなるという問題があった。【０００９】
本発明は、このような従来技術における実状からなされたものであり、バッテリ交換に必要な時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の電気自動車のバッテリ交換システムは、電気自動車と、第１のバッテリ装置と、第２のバッテリ装置と、バッテリ交換用台とを備える。電気自動車は、車体の前後方向に対向する２つの開口部が設けられたバッテリ搭載部を有しており、第１のバッテリ装置は、バッテリ搭載部に搭載されている。第２のバッテリ装置は、バッテリ搭載部の一方の開口部から挿入されることにより、バッテリ搭載部の他方の開口部から第１のバッテリ装置を押し出してバッテリ搭載部に搭載される。【００１１】
バッテリ交換用台は、挿入側支持部材と、取り出し側支持部材とを有する。挿入側支持部材には、第２のバッテリ装置が支持される。そして、取り出し側支持部材には、第２のバッテリ装置に向けて電気自動車を走行させることにより、第１のバッテリ装置が第２のバッテリ装置に当接し、第２のバッテリ装置によってバッテリ搭載部から押し出された第１のバッテリ装置が支持される。【００１２】
また、本発明の電気自動車は、バッテリ装置と、バッテリ搭載部と、ロック部と、端子接続部と、モータと、車輪とを備える。バッテリ搭載部は、車体の前後方向に対向する２つの開口部を有しており、これら２つの開口部からバッテリ装置が挿脱される。ロック部は、バッテリ搭載部に搭載されたバッテリ装置の移動を規制する。端子接続部は、バッテリ搭載部に設けられている。モータは、バッテリ装置から前記端子接続部を介して供給される電力を用いて車輪を駆動させる。
バッテリ装置は、バッテリ本体と、前側クッション部材と、後側クッション部材と、出力端子部とを備える。バッテリ本体は、柱状に形成され、内部にバッテリモジュールを収容している。このバッテリ本体の長手方向の一端には、前側クッション部材が設けられており、他端には、後側クッション部材が設けられている。さらに、バッテリ本体には、バッテリモジュールと端子接続部とを電気的に接続する出力端子部が設けられている。
【００１３】
また、本発明のバッテリ装置は、バッテリ本体と、前側クッション部材と、後側クッション部材と、出力端子部とを備える。バッテリ本体は、柱状に形成され、内部にバッテリモジュールを収容している。このバッテリ本体の長手方向の一端には、前側クッション部材が設けられており、他端には、後側クッション部材が設けられている。さらに、バッテリ本体には、出力端子部が設けられている。この出力端子部は、バッテリモジュールと電気自動車に設けられた端子接続部とを電気的に接続する。【００１４】
また、本発明のバッテリ交換用台は、電気自動車のバッテリ搭載部に搭載された第１のバッテリ装置と、第１のバッテリ装置をバッテリ搭載部から押し出すことにより、バッテリ搭載部に搭載される第２のバッテリ装置との交換に用いられる。このバッテリ交換用台は、挿入側支持部材と、取り出し側支持部材とを備える。挿入側支持部材は、第２のバッテリ装置を支持する。取り出し側支持部材は、挿入側支持部材に支持された第２のバッテリ装置に向けて電気自動車を走行させることで第１のバッテリ装置が第２のバッテリ装置に当接し、第２のバッテリ装置によってバッテリ搭載部から押し出された第１のバッテリ装置を支持する。【００１５】
本発明の電気自動車のバッテリ交換システムでは、まず、バッテリ交換用台の挿入側支持部材に第２のバッテリ装置を支持させる。この第２のバッテリ装置は、電気自動車のバッテリ搭載部に搭載されている第１のバッテリ装置と交換するために用意されるものであり、例えば、充電されたバッテリ装置である。一方、第１のバッテリ装置は、電気自動車に設けられたモータの動力源として使用されたものであり、例えば、消耗されたバッテリ装置である。【００１６】
次に、挿入側支持部材に支持された第２のバッテリ装置に向けて電気自動車を走行させる。これにより、バッテリ搭載部に搭載されている第１のバッテリ装置が挿入側支持部材に支持された第２のバッテリ装置に当接し、第２のバッテリ装置は、第１のバッテリ装置を押圧しながら第１のバッテリ装置に挿入される。そして、第１のバッテリ装置が第２のバッテリ装置によってバッテリ搭載部から押し出されると共に、第２のバッテリ装置がバッテリ搭載部に搭載され、バッテリ装置の交換が完了する。バッテリ搭載部から押し出された第１のバッテリ装置は、バッテリ交換用台の取り出し側支持部材に支持される。【００１７】
したがって、本発明の電気自動車のバッテリ交換システムでは、電気自動車が第２のバッテリ装置を支持したバッテリ交換用台を通過するだけで、バッテリ搭載部に搭載されるバッテリ装置を第１のバッテリ装置から第２のバッテリ装置に交換することができる。その結果、バッテリ装置の交換に必要な時間を短縮することできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、バッテリ装置の交換に必要な時間を短縮することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の電気自動車のバッテリ交換システムの一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す電気自動車の平面図である。
【図３】図１に示す電気自動車の正面図である。
【図４】図１に示す電気自動車の側面図である。
【図５】図５Ａは図１に示す電気自動車におけるバッテリ搭載部の平面図、図５Ｂは図５ＡのＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】図５ＡのＢ−Ｂ線（Ｂ´−Ｂ´線）に沿う断面図である。
【図７】図７Ａは図１に示すバッテリ装置の平面図、図７Ｂは図１に示すバッテリ装置の側面図である。
【図８】図７ＡのＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図９】図７ＡのＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１０】図１０Ａはバッテリ装置の出力端子部がバッテリ搭載部の端子接続部に接続した状態を側方から見た断面図、図１０Ｂは図１０ＡのＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１１】図１１Ａは図１に示すバッテリ交換用台の平面図、図１１Ｂは図１に示すバッテリ交換用台の側面図である。
【図１２】図１２Ａはバッテリ交換用台に係る挿入側支持部材を側方から見た断面図、図１２Ｂは図１２ＡのＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１３】図１に示すバッテリ交換用台に係る挿入側支持部材がベース部材に収納された状態を側方から見た断面図である。
【図１４】本発明の電気自動車のバッテリ交換システムにおけるバッテリ装置の交換動作を示す説明図である。
【図１５】本発明の電気自動車のバッテリ交換システムに係るバッテリ装置の第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図１６】バッテリ装置の第２の実施の形態に係るロック用凹部を示す説明図である。
【図１７】バッテリ装置の第２の実施の形態に係る出力側コネクタの斜視図である。
【図１８】本発明の電気自動車のバッテリ交換システムに係るバッテリ搭載部の第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図１９】バッテリ搭載部の第２の実施の形態に係るロックカムがバッテリ装置のロック用凹部から外れた状態を示す説明図である。
【図２０】図２０Ａは図１９のＧ−Ｇ線に沿う断面図、図２０Ｂは図１９のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【図２１】バッテリ搭載部の第２の実施の形態に係るロックカムがバッテリ装置のロック用凹部に挿入された状態を示す説明図である。
【図２２】図２２Ａは図２１のＩ−Ｉ線に沿う断面図、図２２Ｂは図２１のＪ−Ｊ線に沿う断面図である。
【図２３】バッテリ搭載部の第２の実施の形態に係る入力側コネクタの斜視図である。
【図２４】バッテリ搭載部の第２の実施の形態に係る入力側コネクタの正面図である。
【図２５】バッテリ搭載部の第２の実施の形態に係る入力側コネクタの背面図である。
【図２６】バッテリ搭載部の第２の実施の形態に係る入力側コネクタの分解斜視図である。
【図２７】図２４のＫ−Ｋ線に沿う断面図である。
【図２８】図２４のＬ−Ｌ線に沿う断面図である。
【図２９】図２９Ａは出力側コネクタに入力側コネクタを接近させた状態の断面図、図２９Ｂは出力側コネクタに入力側コネクタが接続した状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の電気自動車のバッテリ交換システムの実施の形態について、図１〜図１４を参照して説明する。各図において共通の部材には、同一の符号を付している。なお、以下の説明では、電気自動車の進行方向を前後方向とし、進行方向の前方を向いた状態で上下方向、左右方向を示す。
【００２１】
［電気自動車のバッテリ交換システム］
まず、本発明の電気自動車のバッテリ交換システムの一実施形態の構成について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の電気自動車のバッテリ交換システムの一実施形態を示す構成図である。
【００２２】
本発明の電気自動車のバッテリ交換システム１は、電気自動車２と、第１のバッテリ装置３Ａと、第２のバッテリ装置３Ｂと、バッテリ交換用台４から構成されている。第１のバッテリ装置３Ａと第２のバッテリ装置３Ｂは、同一のものである。バッテリ装置の交換を行う前において、第１のバッテリ装置３Ａは、電気自動車２に設けられたバッテリ搭載部１５に搭載され、第２のバッテリ装置３Ｂは、バッテリ交換用台４に支持されている。
【００２３】
このバッテリ交換システムでは、バッテリ交換用台４に支持された第２のバッテリ装置３Ｂに向けて電気自動車２を走行させて、バッテリ搭載部１５に第２のバッテリ装置３Ｂを挿入する。これにより、第２のバッテリ装置３Ｂがバッテリ搭載部１５に搭載され、第１のバッテリ装置３Ａが第２のバッテリ装置３Ｂによってバッテリ搭載部１５から押し出される。
【００２４】
［電気自動車］
次に、電気自動車のバッテリ交換システム１に用いられる電気自動車２について、図２〜図４を参照して説明する。
図２は、電気自動車２の平面図である。図３は、電気自動車２の正面図である。図４は、電気自動車２の側面図である。
【００２５】
電気自動車２は、車体１１と、この車体１１に取り付けられた前後左右の４つの車輪１２を備えている。車体１１は、フレーム１４と、このフレーム１４に固定されたバッテリ搭載部１５を有している。フレーム１４は、車体１１の外形を形成しており、バッテリ搭載部１５は、フレーム１４の左右方向の中央部に配置されている。
【００２６】
フレーム１４には、バッテリ搭載部１５を挟んで左右方向に対向する座席１７Ａ，１７Ｂが設けられている。左側の座席１７Ａは、電気自動車２を操縦するための操縦席になっている。この座席１７Ａには、ハンドル１８、アクセルペダルやブレーキペダル等のペダル１９（図４参照）が設けられている。
【００２７】
座席１７Ａ，１７Ｂの後部には、それぞれインバータ２１Ａ，２１Ｂと、バッテリコントローラ２２が設けられている。インバータ２１Ａ，２１Ｂは、バッテリ搭載部１５に設けられた後述する端子接続部３１，３２（図５Ａ参照）に電気的に接続されている。これらインバータ２１Ａ，２１Ｂは、バッテリ搭載部１５に搭載されたバッテリ装置（バッテリ装置３Ａ）から端子接続部３１，３２を介して供給される直流電力を交流電力に変換する。
【００２８】
バッテリコントローラ２２は、座席１７Ｂの後部に配置されており、インバータ２１Ａ，２１Ｂに接続されている。このバッテリコントローラ２２は、バッテリ搭載部１５に搭載されたバッテリ装置（バッテリ装置３Ａ）の電圧を監視するための電圧測定や、後述する端子接続部３１，３２の切り替えなどの制御を行う。
【００２９】
また、座席１７Ａ，１７Ｂの後方には、ラジエータ２３Ａ，２３Ｂと、車両制御装置２４Ａ，２４Ｂが設けられている。これらラジエータ２３Ａ，２３Ｂ及び車両制御装置２４Ａ，２４Ｂは、それぞれ取り付けブラケット（不図示）によってフレーム１４或いはバッテリ搭載部１５に固定されている。ラジエータ２３Ａ，２３Ｂは、それぞれインバータ２１Ａ，２１Ｂの放熱用に使用される。
【００３０】
車両制御装置２４Ａ，２４Ｂは、車輪１２の駆動力（後述するモータ２８）を制御することにより、電気自動車２の動作及び車体１１の姿勢を制御する。ここで、車体１１の姿勢の制御について簡単に説明する。例えば、車体１１の前部（フロント）が上昇すると、車両制御装置２４Ａ，２４Ｂは、車輪１２の出力トルクを減少させて、路面からの反力による、フロントを上昇させる方向のモーメントを減少させる。一方、フロントが下降すると、車両制御装置２４Ａ，２４Ｂは、車輪１２の出力トルクを増加させることにより、路面からの反力による上記モーメントを増加させる。
【００３１】
４つの車輪１２は、それぞれサスペンション２６によってバッテリ搭載部１５に取り付けられている。このサスペンション２６は、いわゆるダブルウィッシュボーン式のサスペンションであり、２つのＶ字型アームから形成されている。また、車体１１の前部には、前輪となる２つの車輪１２をハンドル１８の操作に応じて左右に動かせるためのステアリングラック２７が設けられている。
【００３２】
４つの車輪１２には、それぞれモータ２８が搭載されている。つまり、本実施の形態では、インホイールモータを採用している。各モータ２８は、端子接続部３１，３２（図５Ａ参照）及びインバータ２１Ａ，２１Ｂを介してバッテリ装置３Ａ（３Ｂ）から供給される電力を用いて各車輪１２を駆動させる。また、各モータ２８は、車両制御装置２４Ａ，２４Ｂと電気的に接続されており、車両制御装置２４Ａ，２４Ｂによって、その駆動制御が行われるようになっている。
【００３３】
［バッテリ搭載部］
次に、電気自動車２のバッテリ搭載部１５について、図５及び図６を参照して説明する。
図５Ａは、バッテリ搭載部１５の平面図であり、図５Ｂは、図５ＡのＡ−Ａ線に沿う断面図である。図６は、図５ＡのＢ−Ｂ線（Ｂ´−Ｂ´線）に沿う断面図である。
【００３４】
バッテリ搭載部１５は、断面が四角形の筒状（図６参照）に形成されており、２つの開口部１５ａ，１５ｂ（図５Ｂ参照）が車体１１の前後方向に対向するように配置されている。つまり、バッテリ搭載部１５は、上下方向に対向する上板部１５ｃ及び下板部１５ｄと、これら上板部１５ｃ及び下板部１５ｄに連続して左右方向に対向する左板部１５ｅ及び右板部１５ｆからなっている。このバッテリ搭載部１５の材質としては、例えば、ステンレス鋼材、アルミニウム鋼材などの金属材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等を挙げることができる。
【００３５】
バッテリ搭載部１５の前後方向の長さは、車体１１の前後方向の長さと略等しくなっており、バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）よりも短くなっている。バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）は、開口部１５ａから挿入されることにより、バッテリ搭載部１５に搭載される。バッテリ搭載部１５に搭載されたバッテリ装置３Ａ（３Ｂ）の両端部は、バッテリ搭載部１５の２つの開口部１５ａ，１５ｂから突出する。また、バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）は、開口部１５ｂから押し出されることにより、バッテリ搭載部１５から取り外される。
【００３６】
上板部１５ｃの内面には、第１の端子接続部３１と、第２の端子接続部３２が設けられている。図５Ａに示すように、第１の端子接続部３１と第２の端子接続部３２は、前後方向に適当な間隔をあけて配置されている。第１の端子接続部３１は、上板部１５ｃの中央部よりも前側に配置されており、左右方向に対向するプラス側接続片３１ａ及びマイナス側接続片３１ｂからなっている。第２の端子接続部３２は、上板部１５ｃの中央部よりも後側に配置されており、左右方向に対向するプラス側接続片３２ａ及びマイナス側接続片３２ｂからなっている。
【００３７】
端子接続部３１，３２の各接続片３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂは、それぞれ細長い長方形の板状に形成されており、上板部１５ｃの内面に設けられた溝部に嵌合されている（図６参照）。この溝部の深さは、各接続片３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂの厚みよりも深くなっている。そのため、上板部１５ｃの内面と、各接続片３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂの一平面との間には、段差が生じている。
【００３８】
下板部１５ｄ、左板部１５ｅ及び右板部１５ｆの内面には、摺動補助部材３３が設けられている（図６参照）。この摺動補助部材３３は、バッテリ搭載部１５とバッテリ装置３Ａ（３Ｂ）との間に生じる摩擦抵抗を軽減させる部材であり、例えば、ローラや、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂から形成されたシートを挙げることができる。
【００３９】
図５Ａに示すように、左板部１５ｅ及び右板部１５ｆの外面には、バッテリ搭載部１５に搭載されたバッテリ装置３Ａ（３Ｂ）の移動を規制するロック部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄが設けられている。ロック部３５Ａ，３５Ｃは、左板部１５ｅの前後方向の両端部に配置されている。ロック部３５Ｂ，３５Ｄは、右板部１５ｆの前後方向の両端部に配置され、それぞれロック部３５Ａ，３５Ｃと対向している。
【００４０】
ロック部３５Ａ〜３５Ｄは、左板部１５ｅ或いは右板部１５ｆを貫通するロックピン３６と、ロックピン３６を軸方向に移動させるピン移動機構３７からなっている（図６参照）。ピン移動機構３７としては、例えば、ソレノイドコイルを適用することができるが、モータと、このモータの回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構、カム機構、ラック・ピニオン機構から構成することもできる。
【００４１】
ロックピン３６は、ピン移動機構３７によって軸方向に移動し、ロック位置とロック解除位置に配置される。ロック位置に配置された各ロックピン３６は、それぞれバッテリ装置３Ａ（３Ｂ）に設けられたピン挿入孔４８ａ〜４８ｄ（図７Ｂ参照）に挿入される。これにより、バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）の移動が禁止される。一方、ロック解除位置に配置された各ロックピン３６は、バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）のピン挿入孔４８ａ〜４８ｄから外れ、これにより、バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）が移動可能になる。
【００４２】
［バッテリ装置］
次に、バッテリ装置３Ａ，３Ｂについて、図７〜図９を参照して説明する。
図７Ａは、バッテリ装置３Ａ，３Ｂの平面図であり、図７Ｂは、バッテリ装置３Ａ，３Ｂの側面図である。図８は、図７ＡのＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図９は、図７ＡのＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【００４３】
バッテリ装置３Ａ，３Ｂは、四角形の柱状に形成されたバッテリ本体４１と、バッテリ本体４１の長手方向の一端に設けられた前側クッション部材４２と、バッテリ本体４１の長手方向の他端に設けられた後側クッション部材４３を備えている。バッテリ本体４１は、外装体４４と、この外装体４４の内部に収容された複数のバッテリモジュール４５（図８参照）からなっている。
【００４４】
バッテリ本体４１の外装体４４は、直方体状に形成された筐体からなり、上下方向に対向する上板部４４ａ及び下板部４４ｂと、左右方向に対向する左板部４４ｃ及び右板部４４ｄと、前後方向に対向する前板部４４ｅ及び後板部４４ｆを有している。
【００４５】
下板部４４ｂの左右方向の中央部には、係合溝４６ａ，４６ｂが設けられている。これら係合溝４６ａ，４６ｂは、略四角形に形成されており、前後方向に適当な間隔を開けて配置されている。下板部４４ｂの係合溝４６ａ，４６ｂには、図１１に基づいて後述するバッテリ交換用台４の挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂ或いは取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂが係合される。
【００４６】
前側クッション部材４２は、バッテリ本体４１の前板部４４ｅに固定されている。この前側クッション部材４２は、略直方体の筐体からなり、先端部が細くなるようにテーパ状に形成されている。バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）がバッテリ搭載部１５に搭載された状態において、前側クッション部材４２の先端部は、開口部１５ａから突出する（図２参照）。
【００４７】
図７Ｂに示すように、前側クッション部材４２の左右の側部には、中心が左右方向で一致するピン挿入孔４８ａ，４８ｂが設けられている。そして、前側クッション部材４２の内部には、ピン挿入孔４８ａ，４８ｂに連通するピン挿入用筒４９Ａが取り付けられている（図６参照）。これらピン挿入孔４８ａ，４８ｂ及びピン挿入用筒４９Ａには、電気自動車２に設けたロック部３５Ａ，３５Ｂの各ロックピン３６が挿入される。
【００４８】
後側クッション部材４３は、バッテリ本体４１の下板部４４ｂに固定されている。この後側クッション部材４３も、前側クッション部材４２と同様に、略直方体の筐体からなり、先端部がテーパ状に形成されている。バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）がバッテリ搭載部１５に搭載された状態において、後側クッション部材４３の先端部は、開口部１５ｂから突出する（図２参照）。
【００４９】
後側クッション部材４３の左右の側部においても、中心が左右方向で一致するピン挿入孔４８ｃ，４８ｄが設けられている。そして、後側クッション部材４３の内部には、ピン挿入孔４８ｃ，４８ｄに連通するピン挿入用筒４９Ｂが取り付けられている。これらピン挿入孔４８ｃ，４８ｄ及びピン挿入用筒４９Ｂには、電気自動車２に設けたロック部３５Ｃ，３５Ｄの各ロックピン３６が挿入される。
【００５０】
前側クッション部材４２及び後側クッション部材４３の材質としては、例えば、ゴム材、軟質の合成樹脂、発泡樹脂等を挙げることができる。
【００５１】
また、バッテリ装置３Ａ，３Ｂの上部には、第１の出力端子部５１Ａ及び第２の出力端子部５１Ｂが設けられている。これら第１の出力端子部５１Ａ及び第２の出力端子部５１Ｂは、バッテリ本体４１に収容された複数のバッテリモジュール４５と電気自動車２のバッテリ搭載部１５に設けた端子接続部３１，３２（図５Ａ参照）とを電気的に接続する。
【００５２】
第１の出力端子部５１Ａは、バッテリ本体４１の上板部４４ａに設けられた一対の軸受け片５３ａ，５３ｂと、一対の軸受け片５３ａ，５３ｂに回動可能に支持される端子部材５４と、この端子部材５４を付勢する付勢部材（不図示）から構成されている。一対の軸受け片５３ａ，５３ｂは、適当な厚みを有する板体からなり、左右方向に対向している。この軸受け片５３ａ，５３ｂには、中心が一致する軸受け孔（不図示）が設けられている。
【００５３】
図９に示すように、端子部材５４は、回動片５６と、回動片５６に連続する係合突起５７と、回動片５６に設けられた出力端子５８ａ，５８ｂを備えている。回動片５６は、略長方形の板体からなっている。この回動片５６の左右方向に対向する側部には、回動軸５５が貫通する貫通孔（不図示）が設けられている。回動軸５５の両端部は、それぞれ回動片５６の貫通孔から突出しており、軸受け片５３ａ，５３ｂの軸受け孔に圧入されている。したがって、端子部材５４は、左右方向に平行な回動軸５５を中心に回動可能となっている。
【００５４】
係合突起５７は、回動片５６の一端から突出している。この係合突起５７は、回動片５６よりも薄い板状に形成されており、左右方向の長さが回動片５６よりも短くなっている（図８参照）。この係合突起５７には、バッテリ搭載部１５の上板部１５ｃが係合する。出力端子５８ａ，５８ｂは、回動片５６の一方の平面において、左右方向の両側に配置されている。これら出力端子５８ａ，５８ｂは、バッテリ本体４１に収容された複数のバッテリモジュール４５と電気的に接続されている。
【００５５】
また、バッテリ本体４１の上板部４４ａには、端子部材５４との干渉を避けるための凹部４４ｇが設けられている。端子部材５４は、付勢部材（不図示）によって回転方向Ｒ１に付勢されている。これにより、回動片５６がバッテリ本体４１の凹部４４ｇに当接し、端子部材５４は、バッテリ本体４１の上方に立ち上がった状態になる。この端子部材５４が立ち上がった状態では、係合突起５７が回動片５６の上側に位置し、出力端子５８ａ，５８ｂが後方に向けられる。
【００５６】
なお、端子部材５４を回転方向Ｒ１に付勢する付勢部材としては、例えば、ねじりコイルばねや、引っ張りコイルバネ等のばね部材を適用することができる。
【００５７】
図７に示される第２の出力端子部５１Ｂは、第１の出力端子部５１Ａと同じ構成を有しているため、ここでは、第２の出力端子部５１Ｂの構成についての説明を省略する。なお、第２の出力端子部５１Ｂの軸受け片５３ａ，５３ｂは、後側クッション部材４３の上面に設けられている。したがって、後側クッション部材４３の上面には、端子部材５４との干渉を避けるための凹部（不図示）が設けられている。
【００５８】
［出力端子部の接続動作］
次に、第１の出力端子部５１Ａ及び第２の出力端子部５１Ｂの接続動作について、図１０を参照して説明する。
図１０Ａは、第１の出力端子部５１Ａが端子接続部３１に接続した状態を側方から見た断面図であり、図１０Ｂは、図１０ＡのＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【００５９】
端子接続部３１，３２に対する第２の出力端子部５１Ｂの接続動作は、端子接続部３１，３２に対する第１の出力端子部５１Ａの接続動作と同様である。そのため、ここでは、端子接続部３１，３２に対する第１の出力端子部５１Ａの接続動作について説明し、第２の出力端子部５１Ｂの接続動作についての説明を省略する。
【００６０】
第２のバッテリ装置３Ｂがバッテリ搭載部１５に挿入されると、バッテリ搭載部１５の上板部１５ｃが第１の出力端子部５１Ａの係合突起５７に当接する。そして、上板部１５ｃが係合突起５７を押圧し、付勢部材の付勢力に抗して回転方向Ｒ２に略９０度回動させる（図１０Ａ参照）。
【００６１】
これにより、出力端子５８ａ，５８ｂは、上方に向けられ、バッテリ搭載部１５に設けた各接続片３１ａ，３１ｂに接触する。その後、バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）がバッテリ搭載部１５に搭載されると、出力端子５８ａ，５８ｂは、各接続片３２ａ，３２ｂに接触する（図１０Ｂ参照）。このとき、端子部材５４が付勢部材によって付勢されているため、出力端子５８ａ，５８ｂを各接続片３２ａ，３２ｂ（３１ａ，３１ｂ）に確実に接触させることができる。
【００６２】
［バッテリ交換用台］
次に、バッテリ交換用台４について、図１１を参照して説明する。
図１１Ａは、バッテリ交換用台４の平面図であり、図１１Ｂは、バッテリ交換用台の側面図である。
【００６３】
バッテリ交換用台４は、ベース部材６１と、ベース部材６１に回動可能に設けられた挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂ及び取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂと、ストッパ６４を備えている。また、バッテリ交換用台４の左右方向の両側には、電気自動車２（図１参照）の走行を案内するガイド部６５が配置されている。
【００６４】
ガイド部６５は、バッテリ交換用台４に支持された第２のバッテリ装置３Ｂに対する電気自動車２の左右方向の位置を規定する。このガイド部６５は、バッテリ交換用台４の左側方に配置される左側ガイドレール６５Ｌと、バッテリ交換用台４の右側方に配置される右側ガイドレール６５Ｒからなっている。左側ガイドレール６５Ｌは、電気自動車２の左側の車輪１２を案内し、右側ガイドレール６５Ｒは、電気自動車２の右側の車輪１２を案内する。
【００６５】
ベース部材６１は、長方形の板体からなり、２つの長辺が前後方向に延びるように配置されている。このベース部材６１の前後方向の長さは、バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）の前後方向の長さの約２倍に設定されている。ベース部材６１の下部には、ベース部材６１を左右方向に移動させる移動機構６６が設けられている。この移動機構６６としては、例えば、ローラ、車輪、コロや球体などの転動体等から構成することができる。
【００６６】
挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂは、ベース部材６１の前後方向の中央部よりも前側に設けられており、前後方向に適当な間隔をあけて配置されている。この挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂには、第２のバッテリ装置３Ｂが支持される。一方、取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂは、ベース部材６１の前後方向の中央部よりも後側に設けられており、前後方向に適当な間隔をあけて配置されている。この取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂには、電気自動車２のバッテリ搭載部１５から取り出された第１のバッテリ装置３Ａが支持される。
【００６７】
ストッパ６４は、長方形の板体からなり、ベース部材６１の前側の端部に回動可能に取り付けられている。このストッパ６４の回動範囲は、略９０度に設定されている。そして、ストッパ６４の回動は、ベース部材６１に略垂直になるロック位置（図１１Ｂ参照）と、ベース部材６１と略平行であって同一の平面上に位置するロック解除位置（図１４（ｃ）参照）で固定されるようになっている。
【００６８】
ロック位置に固定されたストッパ６４には、挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂに支持された第２のバッテリ装置３Ｂの前側クッション部材４２が当接される。これにより、ストッパ６４は、第２のバッテリ装置３Ｂの前方への移動を規制（禁止）する。一方、ストッパ６４がロック解除位置に固定されると、第２のバッテリ装置３Ｂは、前方へ移動可能になる。
【００６９】
ここで、本実施の形態に係る第１のバッテリ装置３Ａ及び第２のバッテリ装置３Ｂについて簡単に説明する。第１のバッテリ装置３Ａは、充電された電力が電気自動車２（モータ２８）の動力として使用されており、消耗されたバッテリ装置である。第２のバッテリ装置３Ｂは、充電済みのバッテリ装置である。本実施の形態の電気自動車のバッテリ交換システム１では、電気自動車２に搭載するバッテリ装置を、消耗された第１のバッテリ装置３Ａから充電済みの第２のバッテリ装置に交換する。
【００７０】
［挿入側支持部材及び取り出し側支持部材］
次に、挿入側支持部材及び取り出し側支持部材について、図１２を参照して詳しく説明する。
図１２Ａは、挿入側支持部材６２Ａを側方から見た断面図であり、図１２Ｂは、図１２ＡのＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【００７１】
挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂ及び取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂは、同一の部材からなっている。そのため、ここでは、挿入側支持部材６２Ａを例に挙げて説明し、挿入側支持部材６２Ｂ及び取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂについての説明を省略する。
【００７２】
挿入側支持部材６２Ａは、略長方形の板体からなっている。挿入側支持部材６２Ａの左右方向に対向する側部には、回動軸６８が貫通する貫通孔（不図示）が設けられている。回動軸６８の中間部は、挿入側支持部材６２Ａに固定されている。回動軸６８の両端部は、それぞれ挿入側支持部材６２Ａの貫通孔からを突出しており、ベース部材６１に回動可能に取り付けられている。したがって、挿入側支持部材６２Ａは、左右方向に平行な回動軸６８を中心に回動可能となっている。
【００７３】
ベース部材６１の上面には、挿入側支持部材６２Ａを収納可能な凹部６９Ａが設けられている。この凹部６９Ａは、略四角形に形成されており、左右方向に対向する壁面６９ａ，６９ｂと、前後方向に対向する壁面６９ｃ，６９ｄと、底面６９ｅからなっている。壁面６９ａ，６９ｂには、回動軸６８の両端部が回動可能に挿通される軸受け孔（不図示）が設けられている。後ろ側の壁面６９ｄは、後方に傾斜されている。この壁面６９ｄには、挿入側支持部材６２Ａの一方の平面が当接される。
【００７４】
なお、ベース部材６１の上面には、挿入側支持部材６２Ｂを収納可能な凹部６９Ｂが設けられている（図１１Ａ参照）。挿入側支持部材６２Ｂは、凹部６９Ｂの左右方向に対向する壁面に回動可能に取り付けられている。また、ベース部材６１の上面には、取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂを収納可能な凹部７０Ａ，７０Ｂが設けられている。取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂは、各凹部７０Ａ，７０Ｂの左右方向に対向する壁面に回動可能に取り付けられている。
【００７５】
挿入側支持部材６２Ａは、付勢部材（不図示）によって回転方向Ｒ１に付勢され、ベース部材６１の上方に立ち上がった状態を保つようになっている。このとき、挿入側支持部材６２Ａは、一方の平面が凹部６９Ａの壁面６９ｄに当接し、後方に向けて傾斜する（図１２Ａ参照）。これにより、挿入側支持部材６２Ａ（６２Ｂ）が第２のバッテリ装置３Ｂを支持した場合に、その第２のバッテリ装置３Ｂの自重によって挿入側支持部材６２Ａ（６２Ｂ）が付勢部材の付勢力に抗して回動することを防止することができる。
【００７６】
また、挿入側支持部材６２Ａ（６２Ｂ）が第２のバッテリ装置３Ｂを支持する場合には、挿入側支持部材６２Ａの先端部が第２のバッテリ装置３Ｂに設けた係合溝４６ａに係合される。挿入側支持部材６２Ａの左右方向の長さは、第２のバッテリ装置３Ｂに設けた係合溝４６ａの左右方向の長さと略等しくなっている（図１２Ｂ参照）。したがって、挿入側支持部材６２Ａは、第２のバッテリ装置３Ｂの左右方向の位置決めを行うと共に、第２のバッテリ装置３Ｂが左右方向にずれることを防止するようになっている。
【００７７】
［挿入側支持部材及び取り出し側支持部材の動作］
次に、挿入側支持部材及び取り出し側支持部材の回動動作について、図１３を参照して説明する。
図１３は、挿入側支持部材６２Ａがベース部材６１に収納された状態を側方から見た断面図である。
【００７８】
挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂ及び取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂは、共通の回動動作を行う。そのため、ここでは、挿入側支持部材６２Ａの回動動作を例に挙げて説明し、挿入側支持部材６２Ｂ及び取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂの回動動作についての説明を省略する。
【００７９】
電気自動車２のバッテリ搭載部１５がバッテリ交換用台４の上方を直線方向Ｘ（前後方向）に移動することにより、第２のバッテリ装置３Ｂがバッテリ搭載部１５に挿入される。このとき、バッテリ搭載部１５の下板部１５ｄが挿入側支持部材６２Ａに当接する。そして、下板部１５ｄが挿入側支持部材６２Ａを押圧し、付勢部材の付勢力に抗して回転方向Ｒ２に回動させる。これにより、挿入側支持部材６２Ａは、ベース部材６１の凹部６９Ａに収納され、第２のバッテリ装置３Ｂの支持を終了する。
【００８０】
バッテリ搭載部１５が挿入側支持部材６２Ａを通過すると、バッテリ搭載部１５による挿入側支持部材６２Ａへの押圧が解除される。その結果、挿入側支持部材６２Ａは、付勢部材（不図示）によって回転方向Ｒ１に付勢され、ベース部材６１の上方に立ち上がった状態に戻る（図１２Ａ参照）。このとき、第２のバッテリ装置３Ｂがバッテリ搭載部１５に搭載されているため、挿入側支持部材６２Ａには、第２のバッテリ装置３Ｂが支持されていない。
【００８１】
［バッテリ交換システムの動作］
次に、電気自動車のバッテリ交換システム１におけるバッテリ装置３Ａ，３Ｂの交換動作について、図１４を参照して説明する。
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、電気自動車のバッテリ交換システム１におけるバッテリ装置３Ａ，３Ｂの交換動作を示す説明図である。
【００８２】
電気自動車のバッテリ交換システム１では、まず、電気自動車２をガイド部６５（図１１Ａ参照）に沿って走行させる。電気自動車２のバッテリ搭載部１５には、第１のバッテリ装置３Ａが搭載されている。この第１のバッテリ装置３Ａの第１の出力端子部５１Ａは、バッテリ搭載部１５に設けた第２の端子接続部３２の一端に接続されている。また、第１のバッテリ装置３Ａの第２の出力端子部５１Ｂは、第２の端子接続部３２の他端に接続されている。したがって、電気自動車２のモータ２８（図２参照）は、第１のバッテリ装置３Ａから第２の端子接続部３２を介して供給される電力を用いて車輪１２を駆動させる。
【００８３】
一方、バッテリ交換用台４の挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂには、第２のバッテリ装置３Ｂが支持されている。この第２のバッテリ装置３Ｂの前側クッション部材４２は、ストッパ６４に当接している。そのため、第２のバッテリ装置３Ｂは、ストッパ６４によって前方（電気自動車２が走行する方向）への移動が係止されている。
【００８４】
次に、電気自動車２に搭載された第１のバッテリ装置３Ａの前側クッション部材４２を、バッテリ交換用台４の挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂに支持された第２のバッテリ装置３Ｂの後側クッション部材４３に当接させる（図１４（ａ）参照）。このとき、電気自動車２のロック部３５Ａ〜３５Ｄ（図５Ａ参照）は、第１のバッテリ装置３Ａと第２のバッテリ装置３Ｂとの当接に連動して、第１のバッテリ装置３Ａのロックを解除する。これにより、第１のバッテリ装置３Ａは、前後方向への移動が可能となる。
【００８５】
なお、第１のバッテリ装置３Ａのロック解除は、第１のバッテリ装置３Ａが第２のバッテリ装置３Ｂに当接する直前に行ってもよい。このロック解除は、例えば、赤外線センサ、フォトセンサ、磁気センサなどのセンサを用いて第２のバッテリ装置３Ｂに対する第１のバッテリ装置３Ａの位置を検出し、その検出結果に基づいて行えばよい。
【００８６】
続いて、電気自動車２をさらに走行させ、第２のバッテリ装置３Ｂによって第１のバッテリ装置３Ａをバッテリ搭載部１５から押し出す。第２のバッテリ装置３Ｂは、ストッパ６４によって前方への移動が係止されている。そのため、第２のバッテリ装置３Ｂに当接した第１のバッテリ装置３Ａは、電気自動車２と共に移動することができない。したがって、第１のバッテリ装置３Ａは、第２のバッテリ装置３Ｂによってバッテリ搭載部１５の開口部１５ｂから押し出される。
【００８７】
バッテリ搭載部１５の下板部１５ｄは、バッテリ交換用台４のベース部材６１と第２のバッテリ装置３Ｂとの間を移動する。これにより、第１のバッテリ装置３Ａを押し出す第２のバッテリ装置３Ｂは、開口部１５ａからバッテリ搭載部１５に挿入される。このとき、第２のバッテリ装置３Ｂの後側クッション部材４３がテーパ状に形成されているため、第２のバッテリ装置３Ｂをバッテリ搭載部１５に容易に挿入させることができる。
【００８８】
また、第２のバッテリ装置３Ｂに対するバッテリ搭載部１５に位置が左右方向にずれていても、移動機構６６によってバッテリ交換用台４をバッテリ搭載部１５に追従するように左右方向に移動させることができる。したがって、第２のバッテリ装置３Ｂをバッテリ搭載部１５に円滑に挿入させることができる。
【００８９】
次に、電気自動車２は、電気自動車２（モータ２８）を駆動するための電力の供給源を、第１のバッテリ装置３Ａから第２のバッテリ装置３Ｂに切り替える。
ここで、電力の供給源の切り替えについて説明する。第１のバッテリ装置３Ａがバッテリ搭載部１５の開口部１５ｂから押し出されると、まず、第１のバッテリ装置３Ａの第２の出力端子部５１Ｂが、第２の端子接続部３２から外れる。この状態では、第１のバッテリ装置３Ａの第１の出力端子部５１Ａが第２の端子接続部３２に接続されているため、電気自動車２に電力が供給されている。
【００９０】
その後、第２のバッテリ装置３Ｂがバッテリ搭載部１５に挿入される。これにより、第１のバッテリ装置３Ａの第１の出力端子部５１Ａが第２の端子接続部３２に接続され、且つ、第２のバッテリ装置３Ｂの第２の出力端子部５１Ｂが、第１の端子接続部３１に接続される（図１４（ｂ）参照）。
【００９１】
このとき、電気自動車２のバッテリコントローラ２２（図２参照）は、インバータ２１Ａ，２１Ｂ及び各モータ２８の接続先を、第２の端子接続部３２から第１の端子接続部３１に切り替える。これにより、電気自動車２に対する電力の供給源を、第１のバッテリ装置３Ａから第２のバッテリ装置３Ｂに切り替えることができる。その結果、電気自動車２に補助用バッテリなどを設けなくても、電気自動車２を継続して走行させることができる。また、第１の端子接続部３１と第２の端子接続部３２は、電気的に接続されていないため、電力の供給源の切り替え時に、第２のバッテリ装置３Ｂの電力が第１のバッテリ装置３Ａへ供給されないようにすることができる。
【００９２】
バッテリ搭載部１５から外れた第１のバッテリ装置３Ａは、取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂによって支持される。そして、電気自動車２が第２のバッテリ装置３Ｂに対する所定の位置に達すると、電気自動車２のロック部３５Ａ〜３５Ｄは、第２のバッテリ装置３Ｂの移動を規制（ロック）する。これにより、第２のバッテリ装置３Ｂのバッテリ搭載部１５への搭載が完了する（図１４（ｃ）参照）。
【００９３】
このロック部３５Ａ〜３５Ｄによるロックは、ロック解除と同様に、赤外線センサ、フォトセンサ、磁気センサなどのセンサを用いて第２のバッテリ装置３Ｂに対する電気自動車２の位置を検出し、その検出結果に基づいて行えばよい。
【００９４】
その後、ストッパ６４を回動させて、ロック解除位置に固定する。なお、ストッパ６４の回動は、電気自動車２のロック部３５Ａ〜３５Ｄの駆動に連動させて行うようにしてもよい。これにより、バッテリ搭載部１５に第２のバッテリ装置３Ｂを搭載した電気自動車２は、前方への移動（走行）が可能になる。
【００９５】
本実施の形態の電気自動車のバッテリ交換システム１によれば、電気自動車２がバッテリ交換用台４を通過するだけで、バッテリ搭載部１５に搭載されるバッテリ装置を第１のバッテリ装置３Ａから第２のバッテリ装置３Ｂに交換することができる。したがって、バッテリ装置の交換に必要な時間を短縮することできる。
【００９６】
本実施の形態の電気自動車のバッテリ交換システム１によれば、ガイド部６５によって電気自動車２の走行を案内するため、第１のバッテリ装置３Ａと第２のバッテリ装置３Ｂを確実に当接させることができる。
【００９７】
本実施の形態の電気自動車のバッテリ交換システム１によれば、バッテリ搭載部１５に摺動補助部材３３を設けたため、バッテリ搭載部１５とバッテリ装置３Ａ，３Ｂとの間に生じる摩擦抵抗を軽減することができる。その結果、バッテリ装置３Ａ，３Ｂをバッテリ搭載部１５内で摺動させるために必要な押圧力を低減することができる。
【００９８】
本実施の形態の電気自動車のバッテリ交換システム１によれば、挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂ及び取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂをベース部材６１に回動可能に取り付けた。そして、挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂ及び取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂが立ち上がった状態で第１のバッテリ装置３Ａ或いは第２のバッテリ装置３Ｂを支持するようにした。そのため、バッテリ装置３Ａ，３Ｂとベース部材６１との間にバッテリ搭載部１５の下板部１５ｄが挿入される間隙を設けることができる。その結果、バッテリ装置３Ａ，３Ｂをバッテリ搭載部１５内に容易に挿入させることができる。
【００９９】
本実施の形態の電気自動車のバッテリ交換システム１によれば、バッテリ装置３Ａ，３Ｂの両端部に前側クッション部材４２及び後側クッション部材４３を設けた。そのため、第２のバッテリ装置３Ｂに第１のバッテリ装置３Ａを当接させたときに両者に加わる衝撃を軽減することができる。
【０１００】
本実施の形態の電気自動車のバッテリ交換システム１によれば、バッテリ装置３Ａ，３Ｂに挿入側支持部材６２Ａ，６２Ｂ又は取り出し側支持部材６３Ａ，６３Ｂが係合される係合溝４６ａ，４６ｂを設けた。そのため、バッテリ交換用台４に対するバッテリ装置３Ａ，３Ｂの位置決めを行うことができると共に、バッテリ装置３Ａ，３Ｂが左右方向にずれることを防止することができる。
【０１０１】
［変形例］
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態では、バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）の両端部がバッテリ搭載部１５の開口部１５ａ，１５ｂから突出するようにしたが、本発明に係るバッテリ装置としては、全体がバッテリ搭載部に収納される大きさに設定することもできる。
【０１０２】
また、上述した実施の形態では、バッテリ搭載部１５の前後方向の長さを、車体１１の前後方向の長さと略等しくした。しかしながら、本発明に係るバッテリ搭載部としては、車体の前後方向の長さよりも短くしてもよい。なお、バッテリ搭載部は、車体の一部であるため、バッテリ搭載部の前後方向の長さが車体の前後方向の長さより長くなることはないが、車体の一部であるフレームよりも長くしてもよい。
【０１０３】
また、上述した実施の形態では、ロック部３５Ａ〜３５Ｄを、ロックピン３６と、ロックピン３６を軸方向に移動させるピン移動機構３７から構成した。そして、バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）に各ロックピン３６が挿入されるピン挿入孔４８ａ〜４８ｄを設ける構成にした。しかしながら、本発明に係るロック部としては、これに限定されるものではなく、バッテリ装置３Ａ（３Ｂ）の移動を規制可能な各種の機構を用いて構成することができる。例えば、バッテリ装置全体がバッテリ搭載部に収納される場合には、バッテリ搭載部の開口部を閉じる蓋部材によってバッテリ装置の移動を規制してもよい。
【０１０４】
また、上述した実施の形態では、バッテリ搭載部１５を四角形の筒状に形成した。しかしながら、本発明に係るバッテリ搭載部としては、バッテリ装置が車体の前後方向に貫通可能な構造であればよく、例えば、断面形状がコ字状のものであってもよい。また、バッテリ搭載部の両端部を開口が広がるようなテーパ状に形成してもよい。これにより、挿入側支持部材に支持されたバッテリ装置に対するバッテリ搭載部のずれの許容範囲を広げることができる。
【０１０５】
また、上述した実施の形態では、バッテリ交換用台４とガイド部６５とを別体にしたが、本発明に係るバッテリ交換用台とガイド部は、一体に形成することもできる。
【０１０６】
また、上述した実施の形態では、バッテリ装置３Ａ，３Ｂのクッション部材４２，４３にピン挿入孔４８ａ〜４８ｄを設ける構成としたが、本発明に係るバッテリ装置としては、バッテリ本体４１にピン挿入孔を設ける構成にしてもよい。
【０１０７】
［バッテリ装置］
次に、バッテリ装置の第２の実施の形態について、図１５及び図１６を参照して説明する。
図１５は、バッテリ装置の第２の実施の形態の斜視図である。図１６は、バッテリ装置の第２の実施の形態に係るロック用凹部を示す説明図である。
【０１０８】
図１５に示すように、バッテリ装置の第２の実施の形態であるバッテリ装置７３は、四角形の柱状に形成されたバッテリ本体８１と、バッテリ本体８１の長手方向の一端に設けられた前側クッション部材８２と、バッテリ本体８１の長手方向の他端に設けられた後側クッション部材８３を備えている。このバッテリ装置７３は、第１のバッテリ装置及び第２のバッテリ装置の第２の具体例を示すものである。
【０１０９】
バッテリ本体８１は、外装体８４と、この外装体８４の内部に収容された複数のバッテリモジュール（不図示）からなっている。バッテリ本体８１の外装体８４は、直方体状に形成された筐体からなり、上下方向に対向する上板部８４ａ及び下板部８４ｂと、左右方向に対向する左板部８４ｃ及び右板部８４ｄと、前後方向に対向する前板部８４ｅ及び後板部８４ｆを有している。
【０１１０】
下板部８４ｂには、第１の実施の形態のバッテリ装置３Ａ（３Ｂ）と同じ係合溝４６ａ，４６ｂ（図８参照）が設けられている。また、左板部８４ｃには、バッテリ本体８１の内部に配置された出力側コネクタ８７を露出させるための開口部８５が設けられている。
【０１１１】
前側クッション部材８２は、バッテリ本体８１の前板部８４ｅに固定されている。この前側クッション部材８２は、略直方体の筐体からなり、先端部が細くなるようにテーパ状に形成されている。前側クッション部材８２の左右の側部には、中心が左右方向で一致するロック用凹部８６がそれぞれ設けられている。
【０１１２】
後側クッション部材８３は、バッテリ本体８１の後板部８４ｆに固定されている。この後側クッション部材８３は、前側クッション部材８２と同様に、略直方体の筐体からなり、先端部が細くなるようにテーパ状に形成されている。後側クッション部材８３の左右の側部には、中心が左右方向で一致するロック用凹部８６がそれぞれ設けられている。
【０１１３】
前側クッション部材８２及び後側クッション部材８３の材質としては、例えば、ゴム材、軟質の合成樹脂、発泡樹脂等を挙げることができる。
【０１１４】
図１６に示すように、ロック用凹部８６は、上下方向に細長く形成されている。このロック用凹部８６の縁部は、前側に凸となる円弧状の前縁辺８６ａと、後側に凸となる円弧状の後縁辺８６ｂからなっている。また、ロック用凹部８６の縦断面は円弧状になっており（図２０Ａ参照）、横断面は略三角形になっている。
【０１１５】
次に、出力側コネクタ８７について、図１７を参照して説明する。
図１７は、バッテリ装置の第２の実施の形態に係る出力側コネクタの斜視図である。
【０１１６】
出力側コネクタ８７は、円筒状に形成された出力側連結部９１と、この出力側連結部９１の外周面に設けられた取付用フランジ９２と、出力側連結部９１の筒孔９１ａ内に配置された複数の出力端子９３を備えている。出力側連結部９１の軸方向の一端は、前端部になっており、他端は、後端部になっている。出力側連結部９１における前端部の外周面には、先端に向かうにつれて外径が小さくなるようなテーパ面９１ｂが形成されている。
【０１１７】
また、出力側連結部９１には、後述する入力側コネクタ１０２の位置決め突部１４４（図２３参照）が係合される位置決めスリット９４が設けられている。この位置決めスリット９４は、出力側連結部９１の先端に開口するガイドスリット９４ａと、このガイドスリット９４ａに連続する係合スリット９４ｂからなっている。
【０１１８】
ガイドスリット９４ａは、後述する駆動連結体１２２を案内するガイド部になっている。このガイドスリット９４ａは、出力側連結部９１における前端部の先端に向かうにつれて幅が広くなるテーパ状に形成されており、係合スリット９４ｂは、所定の幅で出力側連結部９１の軸方向に延びている。
【０１１９】
取付用フランジ９２は、出力側連結部９１の中間部に設けられている。この取付用フランジ９２は、出力側連結部９１の半径外方向に突出しており、外形が略四角形に形成されている。取付用フランジ９２の４つの角部には、取付用孔９２ａがそれぞれ設けられている。これら４つの取付用孔９２ａには、出力側コネクタ８７をバッテリ本体８１に取り付けるための固定ねじ（不図示）が貫通する。
【０１２０】
複数の出力端子９３は、出力側連結部９１の軸方向に延びており、その先端は、出力側連結部９１の筒孔９１ａ内に位置している。これら複数の出力端子９３は、出力側連結部９１の後端部から挿入されるケーブル（不図示）によって複数のバッテリモジュールと電気的に接続されている。また、複数の出力端子９３には、後述する入力側コネクタ１０２の入力端子１４３（図２３参照）が接続される。
【０１２１】
［バッテリ搭載部］
次に、電気自動車におけるバッテリ搭載部の第２の実施の形態について、図１８を参照して説明する。
図１８は、バッテリ搭載部の第２の実施の形態を示す斜視図である。
【０１２２】
図１８に示すバッテリ搭載部７５には、バッテリ装置７３が搭載される。このバッテリ搭載部７５は、断面が四角形の筒状に形成されており、２つの開口部７５ａ，７５ｂが車体１１（図２参照）の前後方向に対向するように配置されている。
【０１２３】
バッテリ搭載部７５は、上下方向に対向する上板部７５ｃ及び下板部７５ｄと、これら上板部７５ｃ及び下板部７５ｄに連続して左右方向に対向する左板部７５ｅ及び右板部７５ｆを有している。このバッテリ搭載部７５の材質としては、例えば、ステンレス鋼材、アルミニウム鋼材などの金属材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等を挙げることができる。
【０１２４】
バッテリ搭載部７５の前後方向の長さは、バッテリ装置７３の前後方向の長さと略等しくなっている。バッテリ装置７３は、開口部７５ａから挿入されることにより、バッテリ搭載部７５に搭載され、開口部７５ｂから押し出されることにより、バッテリ搭載部７５から取り外される。
【０１２５】
バッテリ搭載部７５における左板部７５ｅの外面には、２つのロック部材１０１と、入力側コネクタ１０２が取り付けられている。２つのロック部材１０１は、左板部７５ｅの長手方向の両端部に配置されており、入力側コネクタ１０２は、左板部７５ｅの長手方向の略中間部に配置されている。
【０１２６】
一方、バッテリ搭載部７５における右板部７５ｆの外面には、２つのロック部材１０１が取り付けられている。右板部７５ｆに取り付けられた２つロック部材１０１は、左板部７５ｅの長手方向の両端部に配置されており、左板部７５ｅに取り付けられた２つロック部材１０１にそれぞれ対向している。
【０１２７】
また、左板部７５ｅ及び右板部７５ｆには、各ロック部材１０１の後述するロックカム１１４が貫通するカム用貫通孔７５ｇが設けられている。さらに、左板部７５ｅには、入力側コネクタ１０２の後述する入力側連結部１４１（図２３参照）が貫通するコネクタ用貫通孔７５ｈが設けられている。
【０１２８】
［ロック部材］
次に、ロック部材１０１について、図１９〜図２２を参照して説明する。
図１９は、ロック部材１０１のロックカム１１４がバッテリ装置７３のロック用凹部８６から外れた状態を示す説明図である。図２０Ａは、図１９のＧ−Ｇ線に沿う断面図、図２０Ｂは、図１９のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。図２１は、ロック部材１０１のロックカム１１４がバッテリ装置７３のロック用凹部８６に挿入された状態を示す説明図である。図２２Ａは、図２１のＩ−Ｉ線に沿う断面図、図２２Ｂは、図２１のＪ−Ｊ線に沿う断面図である。
【０１２９】
図１９に示すように、ロック部材１０１は、モータ１１１と、減速機１１２と、カム駆動軸１１３と、ロックカム１１４を備えている。減速機１１２は、モータ１１１における回転軸の回転速度を減じて出力する。この減速機１１２の出力軸には、第１ギア１１６が取り付けられている。カム駆動軸１１３には、第１ギア１１６に噛合う第２ギア１１７と、ロックカム１１４が取り付けられている。つまり、モータ１１１における回転軸の回転は、減速機１１２、第１ギア１１６及び第２ギア１１７を介してカム駆動軸１１３に伝達される。
【０１３０】
ロックカム１１４は、外形が略円弧状の板体からなり、中心から外縁までの距離が連続的に大きくなるように形成されている。このロックカム１１４の周縁は、例えば、インボリュート曲線を採用することができる。ロックカム１１４の外縁部には、先端に向かうにつれて板厚が薄くなるように傾斜面１１４ａ，１１４ｂが形成されている。
【０１３１】
ロックカム１１４の半径が大きい側の端部１１４ｃは、バッテリ装置７３の移動をロックしていない非ロック状態で、バッテリ搭載部７５のカム用貫通孔７５ｇに対向している（図１９参照）。
図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、バッテリ搭載部７５の非ロック状態において、ロックカム１１４の半径が小さい側の端部１１４ｄは、バッテリ搭載部７５のカム用貫通孔７５ｇに挿入されている。この端部１１４ｄは、カム用貫通孔７５ｇを貫通してはない。そのため、ロックカム１１４の端部１１４ｄは、バッテリ搭載部７５の内側に突出することはなく、バッテリ装置７３はバッテリ搭載部７５内を移動可能になっている。
【０１３２】
ロックカム１１４の端部１１４ｃは、モータ１１１によってカム駆動軸１１３が回転することにより、バッテリ搭載部７５のカム用貫通孔７５ｇを貫通し、バッテリ装置７３のロック用凹部８６に挿入される。図２１に示すように、端部１１４ｃがロック用凹部８６に挿入されると、バッテリ装置７３の移動をロックしたロック状態になる。
【０１３３】
図２２Ａ及び図２２Ｂに示すように、バッテリ搭載部７５のロック状態において、ロックカム１１４の傾斜面１１４ａ，１１４ｂは、バッテリ装置７３におけるロック用凹部８６の内面に当接する。これにより、バッテリ装置７３の前後方向への移動が規制（ロック）される。
【０１３４】
さらに、縦断面が円弧状のロック用凹部８６に、ロックカム１１４の円弧状の端部１１４ｃが挿入されるため、バッテリ装置７３の上下方向への移動が規制（ロック）される。また、ロックカム１１４がバッテリ装置７３を左右方向に押圧するため、バッテリ装置７３の左右方向（幅）方向への移動が規制（ロック）される。
【０１３５】
また、ロックカム１１４がロック用凹部８６に挿入されるにつれて、バッテリ装置７３をロックする位置に移動させて位置決めすることができる。そして、ロックカム１１４のロック用凹部８６への挿入が完了すると、バッテリ装置７３の長手方向、左右方向（幅）方向及び高さ方向への移動を規制（ロック）することができる。
【０１３６】
バッテリ搭載部７５のロック状態になると、モータ１１１の回転は、モータ１１１内に設けられたブレーキ（不図示）によって禁止される。このブレーキ、減速機１１２及び２つのギア１１６，１１７により、カム駆動軸１１３が回転することを防止する。その結果、車体１１（図２参照）の振動等でロックカム１１４がロック用凹部８６から外れないようにすることができる。
【０１３７】
本実施の形態では、カム駆動軸１１３のトルクがバッテリ装置７３をロックする位置に移動させるための力になる。そして、カム駆動軸１１３のトルクは、減速機１１２及び２つのギア１１６，１１７を用いることでモータ１１１の回転軸のトルクよりも大きくすることができる。したがって、バッテリ装置７３を位置決めするための力を確保しながらモータ１１１の小型化を図ることができる。その結果、車体１１（図２参照）の省スペース化や軽量化を図ることができる。
【０１３８】
［入力側コネクタ］
次に、入力側コネクタ１０２について、図２３〜図２５を参照して説明する。
図２３は、入力側コネクタ１０２の斜視図である。図２４は、入力側コネクタ１０２の正面図、図２５は、入力側コネクタ１０２の背面図である。
【０１３９】
入力側コネクタ１０２は、端子接続部の第２の具体例を示すものである。図２３に示すように、入力側コネクタ１０２は、外装体１２１と、この外装体１２１の内部に配置された駆動連結体１２２と、この駆動連結体１２２を駆動させるアクチュエータ１２３（図２５参照）を備えている。
【０１４０】
外装体１２１は、四角形の筒状に形成されている。この外装体１２１は、上下方向に対向する上板部１２１ａ及び下板部１２１ｂと、水平方向に対向する側板部１２１ｃ，１２１ｄを有している。入力側コネクタ１０２をバッテリ搭載部７５に取り付けた状態では、側板部１２１ｃ，１２１ｄがバッテリ搭載部７５の前後方向に対向する。しかし、ここでは、外装体１２１の軸方向を前後方向と定義し、側板部１２１ｃ，１２１ｄが対向する方向を左右方向と定義して説明する。
【０１４１】
側板部１２１ｃ，１２１ｄの外面には、それぞれ２つの取付ブラケット１２５が設けられている。取付ブラケット１２５は、側板部１２１ｃ，１２１ｄにおける前側の角部に配置されている。この取付ブラケット１２５は、前後方向に直交する平面部１２５ａを有しており、この平面部１２５ａには、取付ねじ１２６のねじ部が貫通する貫通孔が設けられている。
【０１４２】
側板部１２１ｃ，１２１ｄの内面には、それぞれガイドレール１２７と、基準位置復帰用ピン１２８（図２５参照）とが固定されている。ガイドレール１２７は、縦断面が略コ字状に形成されており、外装体１２１の軸方向に延びている。ガイドレール１２７の前方の端部は、外装体１２１の筒孔１２１ｅから前方へ突出している。このガイドレール１２７には、駆動連結体１２２の後述する車輪１５７（図２４参照）が転動可能に係合する。また、ガイドレール１２７には、駆動連結体１２２の移動を制限するストッパ１２９が設けられている。
【０１４３】
基準位置復帰用ピン１２８は、側板部１２１ｃ，１２１ｄを貫通する固定ねじ１３０によって固定されている。この基準位置復帰用ピン１２８は、側板部１２１ｃ，１２１ｄの内面から略垂直に突出しており、駆動連結体１２２の後述する基準位置復帰用溝１６５に挿入される。
【０１４４】
［駆動連結体］
次に、駆動連結体１２２について、図２６〜図２８を参照して説明する。
図２６は、入力側コネクタ１０２の分解斜視図である。図２７は、図２４のＫ−Ｋ線に沿う断面図、図２８は、図２４のＬ−Ｌ線に沿う断面図である。
【０１４５】
駆動連結体１２２は、前部材１３１と、中部材１３２と、後部材１３３と、前部材１３１と中部材１３２との間に介在される摺動面プレート１３５と、中部材１３２と後部材１３３との間に介在される摺動面プレート１３６とを備えている。
【０１４６】
前部材１３１、中部材１３２及び後部材１３３は、外装体１２１の軸方向に重ね合わされており、アクチュエータ１２３によって、外装体１２１の軸方向に移動される。また、前部材１３１と後部材１３３は、中部材１３２に対して外装体１２１の軸方向と直交する方向への変位が可能であり、且つ、前部材１３１（後部材１３３）の軸心を中心とした回転方向への変位が可能になっている。
【０１４７】
前部材１３１は、円筒状に形成された入力側連結部１４１と、この入力側連結部１４１の外周面に設けられたフランジ１４２と、入力側連結部１４１の筒孔１４１ａ内に配設された複数の入力端子１４３を備えている。すなわち、前部材１３１は、入力端子が設けられた入力端子保持部材の一具体例を示すものである。
【０１４８】
入力側連結部１４１は、軸方向が外装体１２１の軸方向と平行になるように配置されている。この入力側連結部１４１の内径は、バッテリ装置７３に設けた出力側連結部９１（図１７参照）の外径と略等しくなっている。
【０１４９】
入力側連結部１４１の軸方向の一端は、前端部になっており、他端は、後端部になっている。入力側連結部１４１における前端部の内周面には、先端に向かうにつれて内径を大きくするようなテーパ面１４１ｂが形成されている。このテーパ面１４１ｂと出力側連結部９１のテーパ面９１ｂ（図１７参照）を設けることにより、入力側連結部１４１が出力側連結部９１に対してずれていても、入力側連結部１４１を出力側連結部９１との連結位置へ案内することができる。
【０１５０】
また、入力側連結部１４１の内周面には、位置決め突部１４４が形成されている。この位置決め突部１４４は、入力側連結部１４１の軸方向に延びる略長方形に形成されており、その幅は、出力側連結部９１のガイドスリット９４ａ（図１７参照）の幅と略等しくなっている。
【０１５１】
フランジ１４２は、入力側連結部１４１の中間部に設けられている。このフランジ１４２は、入力側連結部１４１の半径外方向に突出しており、外形が略四角形に形成されている。フランジ１４２の４つの角部には、貫通孔１４２ａがそれぞれ設けられている。これら４つの貫通孔１４２ａには、前部材１３１を後部材１３３に締結するための固定ねじ１４６と、筒状のスペーサ１４７が貫通する。
【０１５２】
複数の入力端子１４３は、入力側連結部１４１の軸方向に延びており、その先端は、入力側連結部１４１の筒孔１４１ａ内に位置している。これら複数の入力端子１４３は、出力側連結部９１の後端部から挿入されるケーブル１４８によって電気自動車のインバータ２１Ａ，２１Ｂ（図２参照）と電気的に接続されている。
【０１５３】
中部材１３２は、入力側連結部１４１の後端部が貫通する略四角形の枠部１５１と、この枠部１５１に設けられた上部片１５２、下部片１５３、左側部片１５４及び右側部片１５５とを備えている。
【０１５４】
枠部１５１は、前部材１３１のフランジ１４２に対向している。この枠部１５１の枠孔１５１ａは、円形に形成されており、その径は、入力側連結部１４１の外径よりも大きくなっている。枠部１５１の４つの角部には、貫通孔１５１ｂが形成されている。これら４つの貫通孔１５１ｂは、前部材１３１のフランジ１４２に設けた４つの貫通孔１４２ａに対向しており、スペーサ１４７の外径よりも大きく設定されている。そのため、前部材１３１及び後部材１３３は、中部材１３２に対して入力側連結部１４１の軸方向に直交する方向へ移動可能になっている。
【０１５５】
上部片１５２は、枠部１５１の上辺に連続して後方へ突出する板状に形成されている。この上部片１５２の左右方向の両端部には、後部材１３３の後述するフランジ１６２との干渉を避けるための開口部１５２ａが設けられている。
下部片１５３は、枠部１５１の下辺に連続して後方へ突出する板状に形成されている。この下部片１５３の左右方向の両端部には、後部材１３３の後述するフランジ１６２との干渉を避けるための開口部１５３ａが設けられている。
【０１５６】
左側部片１５４は、枠部１５１の左辺に連続して後方へ突出する板状に形成されている。この左側部片１５４の上下方向の両端部には、後部材１３３の後述するフランジ１６２との干渉を避けるための開口部１５４ａが設けられている。
右側部片１５５は、枠部１５１の右辺に連続して後方へ突出する板状に形成されている。この右側部片１５５の上下方向の両端部には、後部材１３３の後述するフランジ１６２との干渉を避けるための開口部１５５ａが設けられている。
【０１５７】
また、左側部片１５４及び右側部片１５５の上下方向の中間部には、複数の車輪１５７が回転可能に取り付けられている。これら複数の車輪１５７は、外装体１２１のガイドレール１２７に回転可能に係合する。これにより、中部材１３２は、ガイドレール１２７に沿って外装体１２１の軸方向へ移動する。すなわち、中部材１３２は、入力端子保持部材（前部材１３１）を支持する支持部材の一具体例を示すものである。
【０１５８】
複数の車輪１５７は、入力側連結部１４１の軸方向に並べられており、隣り合う車輪１５７の回転軸が上下方向にずらして設けられている。そのため、隣り合う車輪１５７の一方は、ガイドレール１２７の上部に回転可能に接触し、他方は、ガイドレール１２７の下部に回転可能に接触する。その結果、ガイドレール１２７に沿って移動する中部材１３２のガタツキを抑制することができる。
【０１５９】
上部片１５２、下部片１５３、左側部片１５４及び右側部片１５５によって形成される４つの角部には、付勢部材１５９が固定ねじ１６０によって取り付けられている。図２８に示すように、付勢部材１５９は、球面接触部１５９ａと、球面接触部１５９ａを付勢する圧縮コイルばね１５９ｂを有している。各付勢部材１５９は、後部材１３３の後述するカバー筒１６１を外装体１２１の軸心に向けて付勢する（図２５参照）。
【０１６０】
図２６に示すように、後部材１３３は、円筒状に形成されたカバー筒１６１と、このカバー筒１６１の一端に設けられたフランジ１６２と、アクチュエータ１２３のロッド１３７に接続される接続部１６３を備えている。
【０１６１】
カバー筒１６１は、外周面を４つの付勢部材１５９によって付勢されることにより、その軸心が外装体１２１の軸心に一致する基準位置に配置される。そして、各付勢部材１５９の付勢力に抗して移動することで軸方向に直交する方向への変位が可能になっている。また、カバー筒１６１は、各付勢部材１５９と点接触しているため、軸心を中心とした回転方向への変位が可能になっている。
【０１６２】
カバー筒１６１の内径は、中部材１３２の枠孔１５１ａの直径と幅等しくなっており、前部材１３１における入力側連結部１４１の外径よりも大きくなっている。カバー筒１６１の軸方向の一端は、前端部になっており、他端は、後端部になっている。カバー筒１６１の後端部には、カバー筒１６１の軸方向に延びる基準位置復帰用溝１６５が形成されている。この基準位置復帰用溝１６５には、外装体１２１に設けた基準位置復帰用ピン１２８が挿入される。
【０１６３】
基準位置復帰用溝１６５の終端部１６５ａは、前端側に向かうにつれて幅が小さくなるテーパ状に形成されている。アクチュエータ１２３により駆動連結体１２２が外装体１２１内に繰り込むと、基準位置復帰用ピン１２８がカバー筒１６１の終端部１６５ａに係合する。そして、終端部１６５ａに基準位置復帰用ピン１２８が係合すると、カバー筒１６１は基準位置に配置される。つまり、前述した４つの付勢部材１５９と、基準位置復帰用溝１６５及び基準位置復帰用ピン１２８により、カバー筒１６１は基準位置に案内される。
【０１６４】
したがって、駆動連結体１２２が外装体１２１内に繰り込んで出力側コネクタ８７から外れた状態（非接続状態）では、後部材１３３及びその後部材１３３に締結される前部材は、常に基準位置に復帰するようになっている。
【０１６５】
フランジ１６２は、カバー筒１６１の前端部に設けられている。このフランジ１６２は、カバー筒１６１の半径外方向に突出しており、外形が略四角形に形成されている。フランジ１６２は、中部材１３２の枠部１５１に対向する。このフランジ１６２の４つの角部には、固定ねじ１４６が螺合されるねじ孔１６２ａがそれぞれ設けられている。
【０１６６】
接続部１６３は、カバー筒１６１の筒孔１６１ａ内に設けられており、カバー筒１６１の内面から半径内方向に突出する板状に形成されている。この接続部１６３の中央部には、アクチュエータ１２３の後述するスペーサ１３８ｃが貫通する貫通孔１６７が設けられている。また、接続部１６３には、ケーブル１４８を貫通させる複数の貫通孔１６８（図２５参照）が設けられている。
【０１６７】
摺動面プレート１３５は、前部材１３１のフランジ１４２と中部材１３２の枠部１５１との間に介在されている。この摺動面プレート１３５は、前部材１３１のフランジ１４２と略等しい平面形状の板体からなる。摺動面プレート１３５の４つの角部には、貫通孔１３５ａがそれぞれ設けられている。これら４つの貫通孔１３５ａには、前部材１３１を後部材１３３に締結するための固定ねじ１４６と、筒状のスペーサ１４７が貫通する。
【０１６８】
摺動面プレート１３５は、接着剤や接着テープなどの固着方法により前部材１３１のフランジ１４２に固着されている。この摺動面プレート１３５の中部材１３２における枠部１５１に当接する面は、摩擦抵抗が小さくなるように表面加工が施されている。
【０１６９】
摺動面プレート１３６は、中部材１３２の枠部１５１と後部材１３３のフランジ１６２との間に介在されている。この摺動面プレート１３６は、摺動面プレート１３５と同様に、前部材１３１のフランジ１４２と略等しい平面形状の板体からなる。摺動面プレート１３５の４つの角部には、貫通孔１３６ａがそれぞれ設けられている。これら４つの貫通孔１３６ａには、前部材１３１を後部材１３３に締結するための固定ねじ１４６と、筒状のスペーサ１４７が貫通する。
【０１７０】
摺動面プレート１３６は、接着剤や接着テープなどの固着方法により後部材１３３のフランジ１６２に固着されている。この摺動面プレート１３６の中部材１３２における枠部１５１に当接する面は、摩擦抵抗が小さくなるように表面加工が施されている。
【０１７１】
［アクチュエータ］
次に、アクチュエータ１２３について説明する。
アクチュエータ１２３は、支持台１２４を介して外装体１２１の下板部１２１ｂに固定されている。このアクチュエータ１２３は、外装体１２１の軸方向に移動するロッド１３７と、このロッド１３７の先端部に設けられた挟持部１３８と、ロッド１３７を移動させる駆動部１３９を備えている。
【０１７２】
図２７に示すように、アクチュエータ１２３の挟持部１３８は、第１の挟持片１３８ａ及び第２の挟持片１３８ｂと、円筒状のスペーサ１３８ｃと、固定ねじ１４０から構成されている。
第１の挟持片１３８ａは、ロッド１３７の先端に当接され、第２の挟持片１３８ｂは、後部材１３３の接続部１６３を介して第１の挟持片に対向される。これら２つの挟持片１３８ａ，１３８ｂには、スペーサ１３８ｃを貫通させる貫通孔が設けられている。この貫通孔は、接続部１６３に設けた貫通孔１６７の直径よりも小さくなっている。また、２つの挟持片１３８ａ，１３８ｂの接続部１６３に接触する面は、摩擦抵抗が小さくなるように表面加工が施されている。
【０１７３】
スペーサ１３８ｃは、２つの挟持片１３８ａ，１３８ｂの貫通孔及び接続部１６３の貫通孔１６７を貫通している。そして、筒孔を通る固定ねじ１４０によってロッド１３７に固定されている。つまり、接続部１６３を挟んだ挟持片１３８ａ，１３８ｂは、ロッド１３７とスペーサ１３８ｃによって狭持されている。
【０１７４】
スペーサ１３８ｃは、２つの挟持片１３８ａ，１３８ｂ間の距離を規定している。このスペーサ１３８ｃの軸方向の長さは、２つの挟持片１３８ａ，１３８ｂの厚みに、後部材１３３の接続部１６３の厚みを加えた長さと略等しくなっている。これにより、２つの挟持片１３８ａ，１３８ｂ間の距離は、接続部１６３の厚みと略等しい又は僅かに大きくなっている。
【０１７５】
また、スペーサ１３８ｃの外径は、２つの挟持片１３８ａ，１３８ｂの貫通孔と略等しくなっている。そのため、スペーサ１３８ｃと接続部１６３との間には、間隙が形成されている。これにより、後部材１３３は、アクチュエータ１２３の挟持部１３８（ロッド１３７）に対して、カバー筒１６１の軸方向に直交する方向への変位が可能であり、且つ、カバー筒１６１の軸心を中心とした回転方向への変位が可能になっている。
【０１７６】
［駆動連結体の結合状態］
次に、駆動連結体１２２の結合状態について、図２８を参照して説明する。
図２８に示すように、駆動連結体１２２の前部材１３１と後部材１３３は、中部材１３２と摺動面プレート１３５，１３６を挟んでおり、スペーサ１４７の筒孔を通る固定ねじ１４６により締結されている。
【０１７７】
スペーサ１４７は、前部材１３１におけるフランジ１４２の貫通孔１４２ａ、摺動面プレート１３５の貫通孔１３５ａ、中部材１３２における枠部１５１の貫通孔１５１ｂ、摺動面プレート１３６の貫通孔１３６ａ（図２６参照）を貫通する。そして、スペーサ１４７の一端は、後部材１３３におけるフランジ１６２に当接する。
【０１７８】
スペーサ１４７は、２つの摺動面プレート１３５，１３６間の距離を規定している。このスペーサ１３８ｃの軸方向の長さは、前部材１３１におけるフランジ１４２の厚みに、２つの摺動面プレート１３５，１３６の厚みと、中部材１３２における枠部１５１の厚みを加えた長さと略等しくなっている。これにより、２つの摺動面プレート１３５，１３６間の距離は、中部材１３２における枠部１５１の厚みと略等しい又は僅かに大きくなっている。
【０１７９】
また、スペーサ１４７の外径は、各貫通孔１４２ａ，１３５ａ，１３６ａ（図２６参照）と略等しく設定されており、中部材１３２における枠部１５１の貫通孔１５１ｂよりも小さい。そのため、スペーサ１４７と枠部１５１との間には、間隙が形成されている。これにより、前部材１３１及び後部材１３３は、中部材１３２に対して、その軸方向に直交する方向への変位が可能であり、且つ、その軸心を中心とした回転方向への変位が可能になっている。
【０１８０】
［出力側コネクタと入力側コネクタの接続］
次に、バッテリ装置７３に設けた出力側コネクタ８７とバッテリ搭載部７５に設けた入力側コネクタ１０２との接続について、図２９を参照して説明する。
図２９Ａは、出力側コネクタ８７に入力側コネクタ１０２を接近させた状態の断面図である。図２９Ｂは、出力側コネクタ８７に入力側コネクタ１０２を接続した状態の断面図である。
【０１８１】
バッテリ搭載部７５（図１８参照）にバッテリ装置７３（図１５参照）が搭載されるまでの動作は、第１の実施の形態と同じであるため、ここでは、説明を省略する。
バッテリ搭載部７５にバッテリ装置７３が搭載されると、まず、ロック部材１０１のモータ１１１が駆動し、ロックカム１１４がバッテリ装置７３のロック用凹部８６に挿入される。これにより、バッテリ搭載部７５に対するバッテリ装置７３のロックが完了する。
【０１８２】
バッテリ装置７３のロックが完了した状態では、バッテリ搭載部７５の入力側コネクタ１０２が、バッテリ装置７３の出力側コネクタ８７に対向している。バッテリ装置７３のロックが完了すると、入力側コネクタ１０２のアクチュエータ１２３が駆動し、駆動連結体１２２を外装体１２１から繰り出して、出力側コネクタ８７の出力側連結部９１に接近させる（図２９Ａ参照）。
なお、アクチュエータ１２３を駆動するための電源は、電気自動車に設けられた予備電源（不図示）を用いればよい。
【０１８３】
駆動連結体１２２がさらに繰り出されると、駆動連結体１２２における前部材１３１の入力側連結部１４１内に出力側コネクタ８７の出力側連結部９１が挿入される。このとき、入力側連結部１４１に設けた位置決め突部１４４が出力側連結部９１の位置決めスリット９４に挿入され、出力側コネクタ８７に対する入力側コネクタ１０２の位置が調整される。
【０１８４】
出力側コネクタ８７に対して入力側コネクタ１０２がずれていた場合は、入力側コネクタ１０２の中部材１３２は、外装体１２１に設けたガイドレール１２７に沿って移動し、前部材１３１及び後部材１３３が、位置決めスリット９４に案内される方向に変位する。これにより、入力端子１４３を対応する出力端子９３に対向させることができ、両者を確実に接続させることができる。
【０１８５】
また、前部材１３１の入力側連結部１４１の内周面にテーパ面１４１ｂが形成され、出力側連結部９１の外周面にテーパ面９１ｂが形成されているため、入力側コネクタ１０２の入力側連結部１４１内に出力側コネクタ８７の出力側連結部９１を容易に挿入することができる。
【０１８６】
その後、入力側コネクタ１０２の入力側連結部１４１が出力側コネクタ８７の取付用フランジ９２に当接すると、出力端子９３に入力端子１４３が接続され、出力側コネクタ８７に対する入力側コネクタ１０２の接続が完了する。
【０１８７】
出力側コネクタ８７を入力側コネクタ１０２から外す場合は、入力側コネクタ１０２のアクチュエータ１２３が駆動し、駆動連結体１２２を外装体１２１に繰り込ませる。このとき、外装体１２１の基準位置復帰用ピン１２８（図２５参照）が、駆動連結体１２２の後部材１３３に設けた基準位置復帰用溝１６５に係合するため、後部材１３３及び前部材１３１を基準位置に復帰させることができる。基準位置では、後部材１３３及び前部材１３１の軸心が外装体１２１の軸心に一致する。
【０１８８】
上述した実施の形態では、バッテリ装置７３のクッション部材８２，８３にロック用凹部８６を設ける構成としたが、本発明に係るバッテリ装置としては、バッテリ本体８１にロック用凹部を設ける構成にしてもよい。
【０１８９】
また、上述した実施の形態では、駆動連結体１２２の後部材１３３を４つの付勢部材１５９で付勢する構成としたが、本実施の形態に係る後部材１３３は、少なくとも３つの付勢部材によって付勢すればよい。
【０１９０】
また、上述した実施の形態では、駆動連結体１２２の前部材１３１に摺動面プレート１３５を固着し、後部材１３３に摺動面プレート１３６を固着した。しかしながら、摺動面プレート１３５，１３６は、中部材１３２の枠部１５１の表裏面にそれぞれ固着してもよい。なお、その場合は、摺動面プレート１３５，１３６の貫通孔１３５ａ，１３５ｂを、枠部１５１の貫通孔１５１ｂと同等またはそれ以上の大きさにする必要がある。
【符号の説明】
【０１９１】
１…バッテリ交換システム、  ２…電気自動車、  ３Ａ…第１のバッテリ装置、  ３Ｂ…第２のバッテリ装置、  ４…バッテリ交換用台、  １１…車体、  １２…車輪、  １５，７５…バッテリ搭載部、  １５ａ，１５ｂ…開口部、  ２８…モータ、  ３１…第１の端子接続部、  ３２…第２の端子接続部、  ３３…摺動補助部材、  ３５Ａ〜３５Ｄ…ロック部、  ３６…ロックピン、  ３７…ピン移動機構、  ４１，８１…バッテリ本体、  ４２，８２…前側クッション部材、  ４３，８３…後側クッション部材、  ４５…バッテリモジュール、  ４６ａ，４６ｂ…係合溝、  ４８ａ〜４８ｄ…ピン挿入孔、  ５１Ａ…第１の出力端子部、  ５１Ｂ…第２の出力端子部、  ５３ａ，５３ｂ…軸受け片、  ５４…端子部材、  ５５…回動軸、  ５６…回動片、  ５７…係合突起、  ５８ａ，５８ｂ…出力端子、  ６１…ベース部材、  ６２Ａ，６２Ｂ…挿入側支持部材、  ６３Ａ，６３Ｂ…取り出し側支持部材、  ６４…ストッパ、  ６５…ガイド部、  ６６…移動機構、  ７３…バッテリ装置、  ８６…ロック用凹部、  ８７…出力側コネクタ、  ９１…出力側連結部、  ９３…出力端子、  ９４…スリット、  ９４ａ…ガイドスリット、  ９４ｂ…係合スリット、  １０１…ロック部材、  １０２…入力側コネクタ、  １１１…モータ、  １１２…減速機、  １１３…カム駆動軸、  １１４…ロックカム、  １２２…駆動連結体、  １２３…アクチュエータ、  １３１…前部材、  １３２…中部材、  １３３…後部材、  １３５，１３６…摺動面プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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