(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車に形成されてバッテリーを脱着可能に搭載するバッテリー取付部と、
前記バッテリー取付部に搭載されたバッテリーと交換するための完充電バッテリーを各々脱着可能に搭載する複数のバッテリー支え台が形成された積載台と、
前記バッテリー取付部とバッテリー支え台との間を移動装置によりＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に移動しながら、前記バッテリー取付部またはバッテリー支え台に取り付けられたバッテリーを脱去した後、前記バッテリー支え台またはバッテリー取付部に交換、取付するバッテリー脱着部と、
を含み、
前記バッテリー取付部は、
前記バッテリーが安着支持されるための一定面積の底面部と、前記底面部に対して垂直方向に一定長さだけ突設され、かつ前記バッテリーの結合孔と同一垂直線上に対応するように形成される結合突起と、
前記バッテリーの上面切欠部の係止段に弾性力により係止または解除される把持ホルダーと、
を含むことを特徴とする、電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項２】
前記把持ホルダーは、弾性部材により前後方向にヒンジ回動可能に設置され、かつ前記バッテリーの上面切欠部に形成された係止段と水平に係止されるための段部が形成され、前記段部の内側端部面から外側方向に上向き傾斜する傾斜面部が形成された構造からなることを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項３】
前記移動装置は、
前記積載台に一対で水平設置される固定ガイドレールと、
前記固定ガイドレールの上に直角方向に設置されてＸ軸またはＹ軸に水平移動可能な可変ガイドレールと、
前記可変ガイドレールに対してＹ軸またはＸ軸に水平移動、そしてＺ軸に垂直移動可能な移動レールを含み、前記移動レールの下段に前記バッテリー脱着部と、
が設置されたことを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項４】
前記バッテリー脱着部は、前記移動装置に設置されてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動可能なものであって、前記バッテリーの形状に対応する大きさに形成された本体部と、前記本体部の前後側面に形成されて電気的信号により垂直及び水平にヒンジ回動される把持部と、前記本体部の左右側面に形成されてやはり電気的信号により垂直と水平にヒンジ回動される係止解除部を含む構成からなることを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項５】
前記把持部は前記バッテリーの下面切欠部と垂直方向に対応する位置と個数で形成され、電気的信号により垂直または水平にヒンジ回動される垂直部と、この垂直部の端部で直角方向に折曲形成された水平部から構成され、かつ前記水平部は把持部が縮まった状態で前記バッテリーの下面切欠部に形成された係止段と水平に係止されてバッテリーを把持することを特徴とする、請求項４に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項６】
前記係止解除部は、前記バッテリーの上面切欠部と前記バッテリー取付部の把持ホルダーと垂直方向に対応する位置と個数で形成されることを特徴とする、請求項４に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項７】
前記バッテリー支え台は、前記バッテリーが安着支持されるための一定面積の底面部と、
前記底面部に対して垂直方向に一定距離だけ突設され、かつ前記バッテリーの結合孔と同一垂直線上に対応するように形成される結合突起を含む構成からなることを特徴とする、請求項１に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項８】
前記バッテリー支え台の底面部には、前記バッテリーの上面切欠部の係止段に弾性力により係止または解除される把持ホルダーをさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項９】
電気自動車に形成されてバッテリーを脱着可能に搭載するバッテリー取付部と、
前記バッテリー取付部に搭載されたバッテリーと交換するための完充電バッテリーを各々脱着可能に搭載する複数のバッテリー支え台が形成された積載台と、
前記バッテリー取付部とバッテリー支え台との間を移動装置によりＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に移動しながら、前記バッテリー取付部またはバッテリー支え台に取り付けられたバッテリーを脱去した後、前記バッテリー支え台またはバッテリー取付部に交換、取付するものであって、前記バッテリー取付部またはバッテリー支え台と同一垂直線上を基準に既設定された誤差範囲内で垂直または水平方向に不一致しても、前記バッテリーをバッテリー取付部またはバッテリー支え台に下降させて安着がなされるようにするバッテリー脱着部と、
を含み、
前記バッテリーの両側面部には底面部と上面部から各々一定高さの位置に上部係止段及び下部係止段が形成された切欠溝が形成され、
前記バッテリー取付部は、前記バッテリー切欠溝の下部係止段に係止または解除される把持ホルダーをさらに含むことを特徴とする、電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項１０】
前記バッテリーは、その底面の隅側にコーン型凹溝が形成され、
前記コーン型凹溝は入口端の間隔が広く、内側へ行くほど間隔が狭くなる円錐形態に形成され、
前記バッテリー取付部は前記バッテリーが安着支持されるための一定面積の底面部と、前記底面部で前記コーン型凹溝と対応する位置に垂直方向に一定長さだけ突設されるように形成されるコーン型要部を含むことを特徴とする、請求項９に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項１１】
前記把持ホルダーは、電気的信号により一定角度だけその中心軸を中心に回転がなされて前記下部係止段に係止または解除され、かつ前記下部係止段と水平に係止されるための段部が形成されたことを特徴とする、請求項９に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項１２】
前記バッテリーの各側面の下部は一定高さだけ下へ行くほど断面積が狭くなるように一定角度だけ傾斜面をなすテーパー面が形成され、
前記バッテリーの前後左右面のテーパー面と、前記テーパー面の上部側の前後左右側面に亘って一定間隔だけ摩耗防止用蓋板が重ねて当てられ、
前記バッテリー取付部の底面部の前後左右側の各隅側には前記バッテリーのテーパー面と接触しながら前記バッテリーのバッテリー取付部への下降時、摩擦により滑りながら定位置に安着するようにガイドするガイド片が各々設置されたことを特徴とする、請求項９に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項１３】
前記ガイド片の内側面には１０〜２０度の傾斜面が形成されたことを特徴とする、請求項１２に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項１４】
側面部に下部係止段を有する切欠溝が形成されたバッテリーと、
前記バッテリーを脱着可能に搭載するものであって、その底面部には前記バッテリー切欠溝の下部係止段に係止または解除される把持ホルダーが形成されたバッテリー取付部を含み、
前記把持ホルダーを電気的信号により回動させて前記バッテリー切欠溝の下部係止段に係止または解除されるようにする駆動手段をさらに含み、
前記駆動手段は、
前記バッテリー取付部の背面の一側に設置される駆動モーターと、
前記駆動モーターの軸と同一軸線上に軸設される駆動軸と、
前記駆動軸に対して直角方向に設置され、かつ前記駆動軸の回転によって連動して回転される従動軸と、
前記従動軸の回転に従って連動して回転されるウォームギアと、
前記ウォームギアと噛合され、かつ前記把持ホルダーの下部側の中心軸と軸設されるウォームホイールと、
を含む構成であることを特徴とする、電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項１５】
前記従動軸と前記ウォームホイールは１段以上の減速ギアにより連動可能に連結、設置されることを特徴とする、請求項１４に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項１６】
前記駆動軸にはベベルギアが設置され、前記従動軸の一側端にもベベルギアが設置されて、前記ベベルギアが直角方向に噛合されることによって、前記駆動軸に対して従動軸が直角方向で連動して回転されることを特徴とする、請求項１４に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【請求項１７】
前記把持ホルダーは、前記バッテリー係止溝の下部係止段と水平に係止されるための段部が形成されたことを特徴とする、請求項１４に記載の電気自動車用バッテリーの脱着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車用バッテリーの脱着装置に関し、より詳しくは、電気自動車のバッテリー取付部に搭載された放電予定のバッテリーと、別途の積載台に積載されている充電が完了したバッテリーを脱着して交換してくれる電気自動車用バッテリーの脱着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車は燃料としてガソリンと軽油などの石油と、ＬＰＧ、ＬＮＧなどのガスを主に使用しているが、このような石油とガスは限定された地下資源であるので、徐々に価格負担が大きくなっており、また環境汚染を誘発する問題によって徐々に代替燃料に対する需要が急増している。
【０００３】
ここで、最近では自動車の代替燃料として電気バッテリーが多く商用化されている実状であるが、このような電気バッテリーは長時間充電をしなければならない問題によって効率性が低下して未だ実用化されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は電気自動車用バッテリーを長時間充電せず、放電予定のバッテリーを充電が完了したバッテリーに短時間内に、簡便に、かつ自動で交換してくれるようにする電気自動車用バッテリーの脱着装置を提供することをその目的とする。
【０００５】
特に、バスの場合、特定の乗降場などに充電が完了したバッテリーを複数個配置させて、この充電が完了したバッテリーのうちのいずれか１つを放電予定のバスのバッテリーと容易に脱着して交換してくれるようにする電気自動車用バッテリーの脱着装置を提供することをその目的とする。
【０００６】
また、本発明はさまざまな理由（タイヤ空気圧の差、乗客の偏り現象、運転手が正確な取替位置に電気自動車を停車させることの難しさ等）により電気自動車のバッテリー取付部を移動装置のバッテリー脱着部と同一垂直線上に位置させられなくて、多少外れた位置に位置させる場合にも、バッテリーの脱着が容易になされるようにする電気自動車用バッテリーの脱着装置を提供することをその目的とする。
【０００７】
さらに、本発明はバッテリー取付部にバッテリーが安着、設置された状態で、バッテリーがバッテリー取付部に対して強固に把持されるようにすることで、電気自動車の揺動や転覆などにもバッテリー取付部に対するバッテリーの離脱を防止するようにする電気自動車用バッテリーの脱着装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を達成するための本発明に係る電気自動車用バッテリーの脱着装置は、電気自動車に形成されてバッテリーを脱着可能に搭載するバッテリー取付部と、上記バッテリー取付部に搭載されたバッテリーと交換するための完充電バッテリーを各々脱着可能に搭載する複数のバッテリー支え台が形成された積載台と、上記バッテリー取付部とバッテリー支え台との間を移動装置によりＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に移動しながら、上記バッテリー取付部またはバッテリー支え台に取り付けられたバッテリーを脱去した後、上記バッテリー支え台またはバッテリー取付部に交換、取付するバッテリー脱着部と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
上記バッテリーは、隅側に結合孔が形成され、両側面部には底面部から一定高さの位置に係止段が形成された上面切欠部が形成され、前後面部には上面部から一定高さの位置に係止段が形成された下面切欠部が形成された構造からなることを特徴とする。
【００１０】
上記バッテリー取付部は、上記バッテリーが安着支持されるための一定面積の底面部と、上記底面部に対して垂直方向に一定長さだけ突設され、かつ上記バッテリーの結合孔と同一垂直線上に対応するように形成される結合突起と、上記バッテリーの上面切欠部の係止段に弾性力により係止または解除される把持ホルダーと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記把持ホルダーは、弾性部材により前後方向にヒンジ回動可能に設置され、かつ上記バッテリーの上面切欠部に形成された係止段と水平に係止されるための段部が形成され、上記段部の内側端部面から外側方向に上向き傾斜する傾斜面部が形成された構造からなることを特徴とする。
【００１２】
上記移動装置は、上記積載台に一対で水平設置される固定ガイドレールと、上記固定ガイドレールの上に直角方向に設置されてＸ軸またはＹ軸に水平移動可能な可変ガイドレールと、上記可変ガイドレールに対してＹ軸またはＸ軸に水平移動、そしてＺ軸に垂直移動可能な移動レールを含み、上記移動レールの下段に上記バッテリー脱着部と、が設置されたことを特徴とする。
【００１３】
上記バッテリー脱着部は、上記移動装置に設置されてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動可能なものであって、上記バッテリーの形状に対応する大きさに形成された本体部と、上記本体部の前後側面に形成されて電気的信号により垂直及び水平にヒンジ回動される把持部と、上記本体部の左右側面に形成されてやはり電気的信号により垂直と水平にヒンジ回動される係止解除部を含む構成からなることを特徴とする。
【００１４】
上記把持部は上記バッテリーの下面切欠部と垂直方向に対応する位置と個数で形成され、電気的信号により垂直または水平にヒンジ回動される垂直部と、この垂直部の端部から直角方向に折曲形成された水平部から構成され、かつ上記水平部は把持部が縮まった状態で上記バッテリーの下面切欠部に形成された係止段と水平に係止されてバッテリーを把持することを特徴とする。
【００１５】
上記係止解除部は、上記バッテリーの上面切欠部と上記バッテリー取付部の把持ホルダーと垂直方向に対応する位置と個数で形成されることを特徴とする。
【００１６】
上記バッテリー支え台は、上記バッテリーが安着支持されるための一定面積の底面部と、
上記底面部に対して垂直方向に一定距離だけ突設され、かつ上記バッテリーの結合孔と同一垂直線上に対応するように形成される結合突起を含む構成からなることを特徴とする。
【００１７】
上記バッテリー支え台の底面部には、上記バッテリーの上面切欠部の係止段に弾性力により係止または解除される把持ホルダーをさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
上記のような目的を達成するための本発明に係る電気自動車用バッテリーの脱着装置は、電気自動車に形成されてバッテリーを脱着可能に搭載するバッテリー取付部と、上記バッテリー取付部に搭載されたバッテリーと交換するための完充電バッテリーを各々脱着可能に搭載する複数のバッテリー支え台が形成された積載台と、上記バッテリー取付部とバッテリー支え台との間を移動装置によりＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に移動しながら、上記バッテリー取付部またはバッテリー支え台に取り付けられたバッテリーを脱去した後、上記バッテリー支え台またはバッテリー取付部に交換、取付するものであって、上記バッテリー取付部またはバッテリー支え台と同一垂直線上を基準に既設定された誤差範囲内で垂直または水平方向に不一致しても、上記バッテリーをバッテリー取付部またはバッテリー支え台に下降させて安着がなされるようにするバッテリー脱着部と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
上記バッテリーは、その底面の隅側にコーン型凹溝が形成されたことを特徴とする。
【００２０】
上記コーン型凹溝は入口端の間隔が広く、内側へ行くほど間隔が狭くなる円錐形態になされたことを特徴とする。
【００２１】
上記バッテリーの両側面部には底面部と上面部から各々一定高さの位置に上部係止段及び下部係止段が形成された切欠溝が形成されたことを特徴とする。
【００２２】
上記バッテリー取付部は上記バッテリーが安着支持されるための一定面積の底面部と、上記底面部で上記コーン型凹溝と対応する位置に垂直方向に一定長さだけ突設されるように形成されるコーン型要部を含むことを特徴とする。
【００２３】
上記バッテリー取付部は、上記バッテリー切欠溝の下部係止段に係止または解除される把持ホルダーをさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
上記把持ホルダーは、電気的信号により一定角度だけその中心軸を中心に回転がなされて上記下部係止段に係止または解除され、かつ上記下部係止段と水平に係止されるための段部が形成されたことを特徴とする。
【００２５】
上記バッテリーの各側面の下部は一定高さだけ下へ行くほど断面積が狭くなるように一定角度だけ傾斜面をなすテーパー面が形成されたことを特徴とする。
【００２６】
上記テーパー面の傾斜角は１０〜２０度であることを特徴とする。
【００２７】
上記バッテリーの前後左右面のテーパー面と、上記テーパー面の上部側の前後左右側面に亘って一定間隔だけ摩耗防止用蓋板が重ねて当てられたことを特徴とする。
【００２８】
上記バッテリー取付部の底面部の前後左右側の各隅側には上記バッテリーのテーパー面と接触しながら上記バッテリーのバッテリー取付部への下降時、摩擦により滑りながら定位置に安着するようにガイドするガイド片が各々設置されたことを特徴とする。
【００２９】
上記ガイド片の内側面には１０〜２０度の傾斜面が形成されたことを特徴とする。
【００３０】
側面部に下部係止段を有する切欠溝が形成されたバッテリーと、上記バッテリーを脱着可能に搭載するものであって、その底面部には上記バッテリー切欠溝の下部係止段に係止または解除される把持ホルダーが形成されたバッテリー取付部を含み、上記把持ホルダーを電気的信号により回動させて上記バッテリー切欠溝の下部係止段に係止または解除されるようにする駆動手段をさらに含むことを特徴とする。
【００３１】
上記駆動手段は、上記バッテリー取付部の背面の一側に設置される駆動モーターと、上記駆動モーターの軸と同一軸線上に軸設される駆動軸と、上記駆動軸に対して直角方向に設置され、かつ上記駆動軸の回転によって連動して回転される従動軸と、上記従動軸の回転に従って連動して回転されるウォームギアと、上記ウォームギアと噛合され、かつ上記把持ホルダーの下部側の中心軸と軸設されるウォームホイールと、を含む構成であることを特徴とする。
【００３２】
上記従動軸と上記ウォームホイールは１段以上の減速ギアにより連動可能に連結、設置されることを特徴とする。
【００３３】
上記駆動軸にはベベルギアが設置され、上記従動軸の一側端にもベベルギアが設置されて、上記ベベルギアが直角方向に噛合されることによって、上記駆動軸に対して従動軸が直角方向に連動して回転されることを特徴とする。
【００３４】
上記把持ホルダーは、上記バッテリー係止溝の下部係止段と水平に係止されるための段部が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明に従う電気自動車用バッテリーの脱着装置によれば、電気自動車のバッテリー取付部に取り付けられている放電予定のバッテリーを、乗降場などに設置された充電完了したバッテリーの積載台からいずれか１つの充電完了したバッテリーと短時間内に容易に交換できるようになることで、効率性が格段に向上する効果が提供される。
【００３６】
特に、本発明はさまざまな理由（タイヤ空気圧の差、乗客の偏り現象、運転手が正確な取替位置に電気自動車を停車させることの難しさ等）により電気自動車のバッテリー取付部が移動装置のバッテリー脱着部と同一垂直線上に位置できなくて多少外れた位置に位置しても、バッテリーがバッテリー取付部に対して脱着が容易になされるようになる効果も提供される。
【００３７】
さらに、本発明はバッテリー取付部にバッテリーが安着、取付された状態で、バッテリーがバッテリー取付部に対して強固に把持されるようにすることで、電気自動車の揺動や転覆などにもバッテリー取付部に対するバッテリーの離脱が防止できる有用な効果が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリーの脱着装置を用いるために電気自動車の上面の一側にバッテリーが設置された状態を示す一部斜視図である。
【図２】図１において、本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリーの脱着装置を用いて電気自動車に搭載されたバッテリーをピックアップする過程を示す一部斜視図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリーの脱着装置の分離斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリー脱着装置を用いてバッテリーを脱着して交換する過程を順次に示す斜視図及び正面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリー脱着装置を用いてバッテリーを脱着して交換する過程を順次に示す斜視図及び正面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリー脱着装置を用いてバッテリーを脱着して交換する過程を順次に示す斜視図及び正面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリー脱着装置を用いてバッテリーを脱着して交換する過程を順次に示す斜視図及び正面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリー脱着装置を用いてバッテリーを脱着して交換する過程を順次に示す斜視図及び正面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリー脱着装置を用いてバッテリーを脱着して交換する過程を順次に示す斜視図及び正面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリー脱着装置を用いてバッテリーを脱着して交換する過程を順次に示す斜視図及び正面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリー脱着装置を用いてバッテリーを脱着して交換する過程を順次に示す斜視図及び正面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリー脱着装置を用いてバッテリーを脱着して交換する過程を順次に示す斜視図及び正面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に従う電気自動車用バッテリー脱着装置におけるバッテリーとバッテリー取付部の分離斜視図である。
【図１５】図１４において、バッテリーの底部構造が表れるように示す分離斜視図である。
【図１６】図１４の結合斜視図である。
【図１７】図１６の正面図及び側面図である。
【図１８】図１６の正面図及び側面図である。
【図１９】本発明の第３実施形態に従ってバッテリーがバッテリー取付部に取り付けられた状態の平面図である。
【図２０】図１９の底面図である。
【図２１】図１９の正面図である。
【図２２】図１９の側面図である。
【図２３】図１９のＡ−Ａ線による断面図である。
【図２４】図２３におけるバッテリー取付部のみを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付した例示図面に基づいて詳細に説明する。
【００４０】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリーの脱着装置を用いるために電気自動車の上面の一側にバッテリーが設置された状態を示す一部斜視図であり、図２は図１において、本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリーの脱着装置を用いて電気自動車に搭載されたバッテリーをピックアップする過程を示す一部斜視図であり、図３は図２の正面図であり、図４は本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリーの脱着装置の分離斜視図である。
【００４１】
図示したように、本発明の第１実施形態に従う電気自動車用バッテリーの脱着装置は、充電が完了したバッテリー（以下、‘完充電バッテリー’という）が複数個積載された積載台（図示せず）と、電気自動車のバッテリー取付部１００を含み、バッテリー取付部１００と積載台との間を移動装置２００によりＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に移動しながら、上記バッテリー取付部１００または積載台に搭載されたバッテリー１０を脱去した後、また積載台またはバッテリー取付部１００に交換、取付するバッテリー脱着部３００を含む。
【００４２】
参考に、本発明の第１実施形態において、電気自動車はバス２を一例に挙げて説明する。
【００４３】
上記バッテリー脱着部３００は、複数個の完充電バッテリーが積載された積載台と、バス２のバッテリー取付部１００に対し、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に移動可能にするために、バッテリー取付部１００はバス２の上部側に設置され、完充電バッテリーの積載台はバス２の車高より高い位置に形成されることが好ましい。
【００４４】
一方、上記バッテリー脱着部３００は、移動装置２００により積載台とバス２のバッテリー取付部１００に対し、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に移動可能になるが、ここでの移動装置２００は積載台に一対で水平設置される固定ガイドレール２１０と、この固定ガイドレール２１０の上に直角方向に設置されてＸ軸またはＹ軸に水平移動可能な可変ガイドレール２２０と、この可変ガイドレール２２０に対し、Ｙ軸またはＸ軸に水平移動、そしてＺ軸に垂直移動可能な移動レール２３０を含む構成からなり、上記移動レール２３０の下段にバッテリー脱着部３００が設置されることが好ましい。
【００４５】
即ち、複数の完充電バッテリーが積載された積載台に並んで一対で設置された固定ガイドレール２１０に対し、可変ガイドレール２２０がＸ軸またはＹ軸に水平移動し、この可変ガイドレール２２０に対し、移動レール２３０がＹ軸またはＸ軸に水平移動すると共に、Ｚ軸に垂直移動するによって移動レール２３０の下段に設置されたバッテリー脱着部３００が積載台に積載された完充電バッテリーとバス２のバッテリー取付部１００に搭載された放電予定のバッテリー（以下、‘放電バッテリー’という）をピックアップして交換するようになる。
【００４６】
本発明の第１実施形態に従うバッテリー脱着部３００は、バッテリー１０をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動させなければならないので、バッテリー１０を安全に把持することが非常に重要である。また、バッテリー１０はバス２のバッテリー取付部１００と積載台の各バッテリー支え台（図示せず）にも安定的に固定されなければならないので、上記バッテリー取付部１００と積載台の各バッテリー支え台に安定的に固定されるための構造と、上記バッテリー脱着部３００に安定的に固定されるための構造を有するようになるところ、まず本発明に適用されるバッテリー１０の構造について説明する。
【００４７】
本発明の第１実施形態に従うバッテリー脱着装置に適用されるバッテリー１０は、バス２のバッテリー取付部１００または積載台のバッテリー支え台の正確な位置に固定されるために各隅側に結合孔１２が形成され、両側面部には底面部から一定の高さの位置に係止段１６が形成された上面切欠部１４が形成され、前後面部には上面部から一定高さの位置に係止段２０が形成された下面切欠部１８が形成された構造からなっている。
【００４８】
このように構成されたバッテリー１０は、後述するバッテリー取付部１００またはバッテリー支え台により固定された状態で搭載されるようになる。
【００４９】
上記バッテリー取付部１００またはバッテリー支え台は、バッテリー１０が安着支持されるための一定面積の底面部１０２が形成されているが、この底面部１０２にはバッテリー１０の各隅に形成された結合孔１２に挿入されるための係止棒１０４が突設されている。また、バッテリー１０の上面切欠部１４の係止段１６に弾性力により係止または解除される把持ホルダー１０６が形成されている。
【００５０】
上記バッテリー取付部１００またはバッテリー支え台に形成される係止棒１０４はバッテリー１０の結合孔１２と垂直方向に対応する位置と個数で形成され、把持ホルダー１０６もまたバッテリー１０の上面切欠部１４と対応する位置と個数で形成されている。
【００５１】
ここで、上記把持ホルダー１０６はスプリングなどの弾性部材１１２によって前後方向にヒンジ回動可能に設置されるが、バッテリー１０の上面切欠部１４に形成された係止段１６と水平に係止するための段部１０８が形成され、この段部１０８の内側端面から外側方向に上向き傾斜する傾斜面部１１０が形成された構造からなっている。
【００５２】
したがって、図５に示すように、バッテリー取付部１００またはバッテリー支え台にバッテリー１０が取り付けられた状態では、係止棒１０４がバッテリー１０の結合孔１２に挿入された状態をなしてバッテリー１０が前後左右に水平移動がなされず、把持ホルダー１０６の段部１０８がバッテリー１０の上面切欠部１４の係止段１６と水平に係止された状態をなして、バッテリー１０が上下方向に垂直移動がなされないようになって、固定された状態で把持するようになる。
【００５３】
参考に、上記ではバッテリー取付部１００とバッテリー支え台が同一構成からなって各々係止棒１０４と把持ホルダー１０６が形成されたことを一例として説明したが、バス２のバッテリー取付部１００は、バス２の運行によってバッテリー１０を前後左右移動と上下への移動を拘束しなければならない一方、積載台のバッテリー支え台はバッテリーを正しい位置に固定させさえすればよいところ、把持ホルダー１０６の構成を排除し、底面部１０２と係止棒１０４の構成だけでなされることもできる。
【００５４】
一方、上記バッテリー脱着部３００は、前述したように、移動レール２３０の下段部に設置されてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動可能なものであって、バッテリー１０の形状に対応する大きさに形成された本体部３０２と、該本体部３０２の前後側面に形成されて電気的信号により垂直及び水平にヒンジ回動される把持部３１０と、上記本体部３０２の左右側面に形成されてやはり電気的信号により垂直と水平にヒンジ回動される係止解除部３２０を含んで構成されている。
【００５５】
ここで、上記把持部３１０はバッテリー１０の下面切欠部１８と垂直方向に対応する位置と個数で形成され、かつ電気的信号により垂直または水平にヒンジ回動される垂直部３１２と、この垂直部３１２の端部で直角方向に折曲形成された水平部３１４から構成されているが、上記水平部３１４は把持部３１０が縮まった状態でバッテリー１０の下面切欠部１８に形成された係止段２０と水平に係止されてバッテリー１０を把持する機能を担当するようになる。
【００５６】
また、上記係止解除部３２０もまたバッテリー１０の上面切欠部１４とバッテリー取付部１００、またはバッテリー支え台の把持ホルダー１０６と垂直方向に対応する位置と個数で形成されている。
【００５７】
上記のような構成からなるバッテリー脱着装置を用いてバス２のバッテリー取付部１００または積載台のバッテリー支え台に固定されるように取り付けられたバッテリーを交換する過程を図５乃至図１３を参照して説明すれば、次の通りである。
【００５８】
参考に、バス２のバッテリー取付部１００または積載台に形成されたバッテリー支え台は、前述したように、同一な構造からなっているところ、図５乃至図１３で、バッテリー１０を取り付けている構造物は、バス２のバッテリー取付部１００または積載台に形成されたバッテリー支え台でありうるが、以下ではバス２のバッテリー取付部１００に限定して説明する。
【００５９】
まず、図５に示すように、バス２のバッテリー取付部１００にバッテリー１０が搭載されて固定された状態をなしている。
【００６０】
即ち、バッテリー取付部１００の底面部１０２から突出した係止棒１０４がバッテリー１０の結合孔１２が垂直方向に挿入されてバッテリー１０が前後左右方向に移動されることなく固定され、バッテリー取付部１００の把持ホルダー１０６がスプリングからなる弾性部材１１２により垂直に立ち上がった状態を維持するによって、この把持ホルダー１０６の段部１０８がバッテリー１０の上面切欠部１４の係止段１６の上部に水平に載せられた状態で係止されているところ、バッテリー１０が上下に移動することなく固定された状態で搭載されている。
【００６１】
この状態で、バッテリー脱着部３００が移動装置２００によりバッテリー取付部１００と同一垂直線上に位置する。即ち、積載台の固定ガイドレール２１０に対して可変ガイドレール２２０がＸ軸またはＹ軸に水平移動し、可変ガイドレール２２０に対して移動レール２３０がＹ軸またはＸ軸に水平移動してバッテリー取付部１００に対して同一垂直線上に位置する。
【００６２】
この際、バッテリー脱着部３００の把持部３１０は電気的信号によって外側方向に広がった状態となり、係止解除部３２０は電気的信号により内側に縮まって垂直状態をなすようになり、移動レール２３０が可変ガイドレール２２０に対してＺ軸方向、即ち下方に下降するようになれば、バッテリー１０をバッテリー取付部１００に対して分離させると共に、把持するようになる。
【００６３】
即ち、図６及び図７に示すように、バッテリー脱着部３００が下降するにつれて、係止解除部３２０はバッテリー取付部１００の把持ホルダー１０６の傾斜面部１１０を乗って滑りながらバッテリー１０の上面切欠部１４に引き込まれるようになる。したがって、バッテリー取付部１００の把持ホルダー１０６は、弾性部材１１２を圧縮させながら外側に広がるようになるところ、把持ホルダー１０６によるバッテリー１０の上下係止が解除される。
【００６４】
次に、バッテリー脱着部３００の把持部３１０は電気的信号により内側に縮まりながら垂直状態をなすようになるによって、把持部３１０の水平部３１４がバッテリー１０の下部切欠部１８に引き込まれて上記下部切欠部１８の係止段２０下部で水平方向に係止される。
【００６５】
この状態で、移動レール２３０を可変ガイドレール２２０に対してＺ軸方向に上昇させることによって、バッテリー脱着部３００が連動して上昇し、これにバッテリー脱着部３００の把持部３１０により係止されて把持されたバッテリー１０も同時に上昇するようになる。
【００６６】
この際、バッテリー取付部１００の係止棒１０４はバッテリー１０の結合孔１２に対して垂直方向に挿入されているところ、バッテリー１０の上昇に阻害されないようになり、バッテリー１０がバッテリー脱着部３００と共に上昇するようになれば、バッテリー取付部１００の把持ホルダー１０６はまた弾性部材１１２の復原力により元の状態に回動して垂直状態をなすようになる。
【００６７】
このように、バッテリー脱着部３００がバッテリー１０を把持してＺ軸に上昇し、移動レール２３０が可変ガイドレール２２０に対してＹ軸またはＸ軸方向に水平移動すると共に、この可変ガイドレール２２０が固定ガイドレール２１０に対してＸ軸またはＹ軸方向に水平移動して積載台のバッテリー支え台と同一垂直線上をなすように移動した後、移動レール２３０がまたＺ軸方向に下降してバッテリー支え台にバッテリー１０を取り付ければよい。
【００６８】
参考に、バッテリー脱着部３００がバッテリー１０を積載台のバッテリー支え台に取り付ける過程は、後述するバス２のバッテリー取付部１００に取り付ける過程と同一であるので、これに対しては後述する。
【００６９】
次に、バッテリー脱着部３００が移動レール２３０のＺ軸、Ｘ軸、Ｙ軸移動により積載台の他のバッテリー支え台に搭載された完充電バッテリーを前述したようにバス２のバッテリー取付部１００でバッテリー１０をピックアップする過程と同一な過程をピックアップし、また移動レール２３０のＺ軸、Ｘ軸、Ｙ軸移動によりバス２のバッテリー取付部１００の上部に同一垂直線上に位置させる。
【００７０】
この際、バッテリー脱着部３００がバッテリー１０を把持している状態で、図７及び図８に示すように、バッテリー脱着部３００の係止解除部３２０は、バッテリー１０の上面切欠部１４に引き込まれた状態で電気的信号により外側方向に広がった状態をなすようになる。その理由は、バッテリー１０が下降してバッテリー取付部１００に搭載される時、把持ホルダー１０６がバッテリー１０の上面切欠部１４に引き込まれて把持するようにすることを阻害しないようにするためである。
【００７１】
この状態で、移動レール２３０が可変ガイドレール２２０に対してＺ軸方向に下降するようになれば、図９及び図１０に示すように、バッテリー１０の底面部、即ち、上面切欠部１４の係止段１６の下部の底面部がバッテリー取付部１００の把持ホルダー１０６傾斜面部１１０に沿って滑ることにつれて、上記把持ホルダー１０６を外側に広がりながら引続き下降するようになる。
【００７２】
これと同時に、バッテリー取付部１００の係止棒１０４はバッテリー１０の結合孔１２に挿入がなされるようになる。
【００７３】
また、バッテリー脱着部３００及びバッテリー１０が続けて下降してバッテリー取付部１００の底面部１０２に安着しながらバッテリー１０の上面切欠部１４に把持ホルダー１０６の段部１０８が上部側に位置するようになれば、把持ホルダー１０６は弾性部材１１２の弾性復原力によりまた内側に縮まりながら垂直に立ち上がった状態をなすようになり、これによって把持ホルダー１０６の段部１０８がバッテリー１０の上面切欠部１４の係止段１６の上部に水平方向に位置するようになって係止されることで、バッテリー１０の上下移動を拘束するようになる。
【００７４】
ここで、バッテリー取付部１００の係止棒１０４は、前述したように、バッテリー１０の結合孔１２に挿入された状態をなすようになるところ、バッテリー１０は前後左右方向にも移動されることがなく、拘束された状態をなすようになる。
【００７５】
この状態で、バッテリー脱着部３００の把持部３１０を図１１乃至図１３に示すように、電気的信号によりヒンジ回動させて外側に広がることによって、上記把持部３１０の水平部３１４がバッテリー１０の下部切欠部１８の係止段２０に対する係止を解除させた後、移動レール２３０のＺ軸方向上昇によりバッテリー脱着装置を上昇させるようになれば、完充電バッテリーはバス２のバッテリー取付部１００に固定されるように搭載される。
【００７６】
したがって、バス２の放電バッテリーを積載台のバッテリー支え台に搭載された完充電バッテリーと短時間内に容易に交換できるようになる。
【００７７】
＜第２実施形態＞
図１４は本発明の第２実施形態に従う電気自動車用バッテリー脱着装置におけるバッテリーとバッテリー取付部の分離斜視図であり、図１５は図１４において、バッテリーの底部構造が表れるように示す分離斜視図であり、図１６は図１４の結合斜視図であり、図１７及び図１８は図１６の正面図及び側面図である。
【００７８】
図示したように、本発明の第２実施形態に従う電気自動車用バッテリーの脱着装置は、充電が完了したバッテリー（以下、‘完充電バッテリー’という）が複数個積載された積載台（図示せず）と、電気自動車のバッテリー取付部５００を含み、バッテリー取付部５００と積載台との間を移動装置（第２実施形態では図示せず）によりＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に移動しながら、上記バッテリー取付部５００または積載台に搭載されたバッテリーを脱去した後、また積載台またはバッテリー取付部５００に交換、取付するバッテリー脱着部（第２実施形態では図示せず）を含む。
【００７９】
参考に、本発明の第２実施形態でも電気自動車はバス２を一例に挙げて説明する。
【００８０】
上記バッテリー脱着部は、複数個の完充電バッテリーが積載された積載台と、バス２のバッテリー取付部５００に対してＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に移動可能にするために、バッテリー取付部５００はバス２の上部側に設置され、完充電バッテリーの積載台はバス２の車高より高い位置に形成されることが好ましい。
【００８１】
一方、上記バッテリー脱着部は、移動装置により積載台とバス２のバッテリー取付部５００に対し、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に移動可能になるが、ここでの移動装置は先の第１実施形態での移動装置２００とその構成及び作動関係が同一であるので、本第２実施形態では反復説明を省略する。
【００８２】
即ち、本発明の第２実施形態は先の第１実施形態と同様に、バッテリー脱着部と、バッテリー４００及びバッテリー取付部５００、またはバッテリー支え台から構成され、その有機的な作動関係は同一または極めて類似しているが、各々の細部的な構成の差を有するようになって、より向上した作用効果を表すようになるものであって、これを詳細に後述する。
【００８３】
まず、本発明の第２実施形態に適用されるバッテリー４００の構造について説明する。
【００８４】
本発明の第２実施形態に従うバッテリー脱着装置に適用されるバッテリー４００は、バス２のバッテリー取付部５００または積載台のバッテリー支え台に正確な位置に固定されるために各隅側に浅い深さのコーン型（cone type）凹溝４２０が形成され、両側面部には底面部と上面部から各々一定高さの位置に上部係止段４１４及び下部係止段４１２が形成された切欠溝４１０を有する構造からなっている。
【００８５】
ここで、上記コーン型凹溝４２０は入口端の間隔が広く、内側へ行くほど間隔が狭くなるコーン（cone）、即ち円錐形態に形成されている。
【００８６】
また、バッテリー４００の各側面の下部は一定高さだけ下へ行くほど断面積が狭くなるように一定角度だけ傾斜面をなすテーパー面４０２が形成されている。ここで、テーパー面４０２の傾斜角は略１０〜２０位のものが好ましく、最も好ましくは１５度のものが良い。
【００８７】
一方、バッテリー４００の前後左右面の各隅側の端部には一定間隔だけの摩耗防止用蓋板４０４が重ねて当てられた状態で結合されている。即ち、バッテリー４００の前後左右面の各隅側の端部でテーパー面４０２と該テーパー面４０２の上部側の前後左右側面に亘って一定間隔だけ摩耗防止用蓋板４０４が重ねて当てられた状態で結合されている。
【００８８】
ここで、摩耗防止用蓋板４０４は後述するバッテリー取付部５００のガイド片５３０と頻繁な摩擦と摩擦熱にも十分に耐えることができるように耐摩耗性に優れる特殊合金材質を適用することが好ましい。
【００８９】
特に、摩耗防止用蓋板４０４は、頻繁な摩擦と摩擦熱により摩耗が発生する場合、これだけを取替可能にバッテリーに対して着脱可能に結合されることが好ましい。
【００９０】
このように構成されたバッテリー４００は、後述するバッテリー取付部５００またはバッテリー支え台により固定された状態で搭載されるようになる。
【００９１】
上記バッテリー取付部５００とバッテリー支え台の構成は同一なものが適用されるので、以下ではバッテリー取付部５００に限定して説明するようにする。
【００９２】
上記バッテリー取付部５００は、バッテリー４００が安着支持されるための一定面積の底面部５０２が形成されているが、この底面部５０２にはバッテリー４００の底面部５０２の隅に形成されたコーン型凹溝４２０に挿入されるための低い高さのコーン型要部５１０が突設されている。
【００９３】
ここで、上記コーン型要部５１０は先端の間隔が狭く、下へ行くほど間隔が広くなるコーン（cone）、即ち円錐形態からなっている。
【００９４】
したがって、バッテリー取付部５００のコーン型要部５１０がバッテリー４００のコーン型凹溝４２０に挿入される場合には、コーン型凹溝４２０の入口端よりコーン型要部５１０の先端間隔が相対的に狭く形成されることによって、その引込が容易になされるようになるが、これに対する作動関係は後述する。
【００９５】
参考に、上記コーン型凹溝４２０とコーン型凹溝４２０の傾斜角は６０度内外のものが好ましい。
【００９６】
また、バッテリー取付部５００の底面部５０２の両側には、バッテリー切欠溝４１０の下部係止段４１２に係止または解除される把持ホルダー５２０が形成されているが、この把持ホルダー５２０は電気的信号により一定角度位その中心軸を中心に回転がなされて上記下部係止段４１２に係止または解除される。
【００９７】
ここで、把持ホルダー５２０はバッテリーの切欠溝４１０に形成された下部係止段４１２と水平に係止されるための段部５２２が形成された構造からなっている。
【００９８】
一方、バッテリー取付部５００の底面部５０２の前後左右側の各隅側にはバッテリー４００の摩耗防止用蓋板４０４と接触しながらバッテリーがバッテリー取付部５００への下降時の滑りにより定位置に安着するようにガイドするガイド片５３０が各々設置されている。
【００９９】
ここで、ガイド片５３０の内側面にはバッテリーのテーパー面４０２の角度と同一に１０〜２０度の傾斜面５３２が形成されている。
【０１００】
したがって、図１７及び図１８に示すように、バッテリー取付部５００またはバッテリー支え台にバッテリー４００が安着した状態では、コーン型要部５１０がバッテリーのコーン型凹溝４２０に挿入された状態をなしてバッテリー４００が前後左右に水平移動がなされず、把持ホルダー５２０の段部５２２がバッテリー切欠溝４１０の下部係止段４１２と水平に係止された状態をなしてバッテリー４００が上下方向に垂直移動がなされないようになって、固定された状態で把持がなされるようになる。
【０１０１】
一方、上記バッテリー脱着部は、本第２実施形態で別途に図示してはいないが、移動レールの下段部に設置されてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動可能なものであって、バッテリー４００の形状に対応する大きさに形成された本体部と、該本体部の両側面に形成されて電気的信号により垂直及び水平にヒンジ回動される把持部から構成される。
【０１０２】
ここで、上記把持部はバッテリー４００の切欠溝４１０と垂直方向に対応する位置と個数で形成され、かつ電気的信号により垂直または水平にヒンジ回動される垂直部と、この垂直部の端部で直角方向に折曲形成された水平部から構成されるが、上記水平部は把持部が縮まった状態でバッテリー４００の切欠溝４１０に形成された上部係止段４１４と水平に係止されてバッテリー４００を把持する機能を担当するようになる。
【０１０３】
上記のような構成からなるバッテリー脱着装置を用いてバス２のバッテリー取付部５００または積載台のバッテリー支え台に固定されるように取り付けられたバッテリーを交換する作動関係を説明すれば、次の通りである。
【０１０４】
参考に、バス２のバッテリー取付部５００または積載台に形成されたバッテリー支え台は、前述したように、同一な構造からなっているところ、図１４乃至図１８で、バッテリー４００が安着する構造物は、バス２のバッテリー取付部５００または積載台に形成されたバッテリー支え台でありうるが、以下ではバス２のバッテリー取付部５００に限定して説明する。
【０１０５】
バッテリー脱着部がバッテリー４００を把持している状態で、移動レールのＺ軸、Ｘ軸、Ｙ軸移動によりバス２のバッテリー取付部５００の上部に同一垂直線上に位置させる。
【０１０６】
この際、さまざまな要因、例えば、タイヤ空気圧の差、乗客の偏り現象、運転手が正確な取替位置に電気自動車を停車させることの難しさなどの理由により電気自動車のバッテリー取付部５００が移動装置のバッテリー脱着部と同一垂直線上に位置されず、多少外れた位置に位置するようになる場合が非常に多くなる。
【０１０７】
したがって、バッテリー脱着部が把持しているバッテリー４００と、バッテリー取付部５００が同一垂直線上に位置できなくて多少外れた位置に位置するようになっても、その外れた位置が既設定された誤差範囲内に入れば、バッテリー脱着部の下降によりバッテリー４００のバッテリー取付部５００に対する取付が可能になる。
【０１０８】
勿論、この場合、バッテリー４００を把持しているバッテリー脱着部とバッテリー取付部５００の外れた位置が既設定された誤差範囲から外れれば、バッテリー脱着部が下降しないようにし、バスをまた誤差範囲内に入るように再停車する過程を経なければならない。
【０１０９】
上記のように、バッテリー４００を把持しているバッテリー脱着部とバッテリー取付部５００が誤差範囲内に外れた状態であるので、移動レールが可変ガイドレールに対してＺ軸方向に下降し、バッテリー４００の底面部の周りがバッテリー取付部５００の各隅側に設置されたガイド片５３０の内側に位置して少なくともいずれか一部位が接触するようになれば、バッテリー脱着部が把持しているバッテリー４００を解除してバッテリーが自重により下降がなされるようにする。
【０１１０】
ここに、図１４及び図１６、図１７、図１８のように、バッテリー４００の各隅側テーパー面４０２と側面部に亘って重ねて当てられた摩耗防止用蓋板４０４がバッテリー取付部５００の底面部５０２の各隅側に設置されたガイド片５３０の傾斜面５３２に沿って滑りながら定位置、即ち、バッテリー４００とバッテリー取付部５００が同一垂直線上をなす定位置に位置調整されながら安着がなされるようになる。
【０１１１】
これと同時に、バッテリー取付部５００のコーン型要部５１０は、バッテリー４００のコーン型凹溝４２０に引込がなされるようになる。
【０１１２】
この際、バッテリー４００の底面部は、前述したように、側面の下部が傾斜したテーパー面４０２からなり、その底面部の断面積が狭く形成され、バッテリー取付部５００の底面部５０２の各隅側に形成された各ガイド片５３０もまた傾斜面５３２が形成されて、その上段部を連結する断面積が上記バッテリーの底面部の断面積に比べて大きく形成されているところ、バッテリー４００がバッテリー取付部５００に対して同一垂直線上に対して既設定された誤差範囲内に傾いたり歪んでいるとしても引込可能であるので、正確なセッティングがなされるようになる。
【０１１３】
併せて、バッテリー４００のコーン型凹溝４２０の入口端よりバッテリー取付部５００のコーン型要部５１０の先端間隔が相対的に狭く形成されることによって、その引込が容易になされるようになる。
【０１１４】
続けて、バッテリー４００がバッテリー取付部５００の底面部５０２の正確な位置に安着すれば、バッテリー取付部５００の把持ホルダー５２０は動力手段により内側に縮まりながら垂直に立ち上がった状態をなすようになり、これによって、把持ホルダー５２０の段部５２２がバッテリー４００の切欠溝４１０の下部係止段４１２の上部に水平方向に位置するようになって係止されることで、バッテリー４００の上下移動を拘束するようになる。
【０１１５】
以上、バッテリー４００を把持しているバッテリー脱着部と、バッテリー取付部５００が同一垂直線上を基準に誤差範囲内に外れた状態でバッテリー４００がバッテリー取付部５００に取り付けられる過程を説明したし、バッテリー取付部５００に取り付けられたバッテリー４００をバッテリー脱着部として脱去する過程については上述しなかったが、その理由は、バッテリー脱着部はその把持部が広がった状態で縮まりながらバッテリー４００の切欠溝４１０の上部係止段４１４のみに係止がなされればいいので、誤差範囲内であれば敢えて同一垂直線上に位置しなくてもピックアップすることには何らの問題がないためである。
【０１１６】
したがって、本発明の第２実施形態に従う電気自動車用バッテリーの脱着装置またバス２の放電バッテリーを積載台のバッテリー支え台に搭載された完充電バッテリーと短時間内に容易に交換できるようになる。
【０１１７】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態は、先の第２実施形態において、バッテリー取付部５００に設置される把持ホルダー５２０が機械的に広がったり縮まりながらバッテリー 切欠溝４１０の下部係止段４１２に強固に挟まれた状態を維持するようにしたことに差があるだけであり、残りの構成及びそれに従う作用効果は同一であるので、同一な構成に対しては同一符号を与えて、その反復される説明は省略して説明する。
【０１１８】
図１９は本発明の第３実施形態に従ってバッテリーがバッテリー取付部に取り付けられた状態の平面図であり、図２０は図１９の底面図であり、図２１は図１９の正面図、図２２は図１９の側面図である。
【０１１９】
また、図２３は図１９のＡ−Ａ線による断面図であり、図２４は図２３におけるバッテリー取付部のみを示す断面図である。
【０１２０】
図示したように、バッテリー取付部５００の底面部５０２の両側には、バッテリー切欠溝４１０の下部係止段４１２に係止または解除される把持ホルダー５２０が形成されているが、該把持ホルダー５２０は駆動手段による電気的、機械的作動により一定角度だけその中心軸を中心に回転がなされて、上記下部係止段４１２に係止または解除されるようになる。
【０１２１】
ここで、把持ホルダー５２０はバッテリーの切欠溝４１０に形成された下部係止段４１２と水平に係止されるための段部５２２が形成された構造からなっている。
【０１２２】
参考に、把持ホルダー５２０は、バッテリー取付部５００の底面部５０２の両側に並んで２つずつ形成されて全体的に４個（５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ、５２０ｄ）が形成され、バッテリーの切欠溝４１０もまた把持ホルダー５２０に対応するように４個形成されたことを一例として図示したが、これに対する個数は限定しない。
【０１２３】
上記把持ホルダー５２０は、電気的信号により駆動される駆動モーター５４０の正、逆回転によって同時に内側に縮まりながらバッテリー切欠溝４１０に係止されるか、同時に外側に広がりながらバッテリー切欠溝４１０から解除されるが、これについて詳述すれば、次の通りである。
【０１２４】
図２０乃至図２４に示すように、バッテリー取付部５００の背面には電気的信号により駆動される駆動モーター５４０が設置されている。
【０１２５】
駆動モーター５４０の軸は先端及び後端に各々ベベルギアが設置された駆動軸５４２と直線方向に連結されており、該駆動軸５４２のベベルギアは各々直角方向に連結された従動軸５５０（５５０ａ、５５０ｂ、５５０ｃ、５５０ｄ）の一側端に設置されたベベルギアと噛み合った構造からなっている。
【０１２６】
したがって、駆動モーター５４０の駆動によりその軸が回転されれば、駆動軸５４２が連動して回転され、これによって、駆動軸５４２のベベルギアと該ベベルギアが直角方向に噛み合った従動軸５５０もまた回転するようになる。
【０１２７】
上記従動軸５５０の他側端は、各々減速ギア５６０（５６０ａ、５６０ｂ、５６０ｃ、５６０ｄ）と軸設されており、該減速ギア５６０は各々ウォームギア５７０（５７０ａ、５７０ｂ、５７０ｃ、５７０ｄ）と軸設されている。また、上記ウォームギア５７０は各々の把持ホルダー５２０の下部側の中心軸と軸設されたウォームホイール５８０（５８０ａ、５８０ｂ、５８０ｃ、５８０ｄ）と噛み合った構造からなっている。
【０１２８】
ここで、減速ギア５６０は従動軸５５０の他側端と軸設される第１減速ギアと、該第１減速ギアと噛合し、かつウォームギア５７０と軸設される第２減速ギアからなって２段に亘って減速がなされるようにすることが好ましいが、場合によっては、上記従動軸５５０の他側端が直接ウォームギア５７０と軸設されるように構成されることもできる。
【０１２９】
上記のような構成からなるバッテリー取付部５００の把持ホルダー５２０の作動関係を説明すれば、次の通りである。
【０１３０】
まず、バッテリー取付部５００に対し、バッテリー４００が取り付けられる場合には、把持ホルダー５２０が広がった状態となる。この状態でバッテリー取付部５００の底面部にバッテリー４００が正確な位置に安着すれば、この信号が駆動モーター５４０に印加され、これによって駆動モーター５４０の駆動により把持ホルダー５２０が内側に縮まるようになる。
【０１３１】
即ち、駆動モーター５４０の駆動によりその軸と同一軸線方向に軸設された駆動軸５４２が回転するようになる。これによって、駆動軸５４２の先、後端に設置されたベベルギアとその一側端のベベルギアが直角方向に噛み合った各々の従動軸５５０もまた連動して回転するようになる。
【０１３２】
したがって、従動軸５５０の他側端に軸設された減速ギア５６０が回転するようになり、ここに減速ギア５６０と軸設されたウォームギア５７０もまた連動して回転するようになり、該ウォームギア５７０と噛み合ったウォームホイール５８０が回転するようになることで、上記ウォームホイール５８０とその下部側の中心軸と軸設された把持ホルダー５２０が連動して回動されながら内側に縮まるようになる。
【０１３３】
ここに、把持ホルダー５２０は、垂直に立ち上がった状態をなすようになりながら把持ホルダー５２０の段部５２２がバッテリーの切欠溝４１０の下部係止段４１２の上部に水平方向に位置するようになって係止されることによって、バッテリー４００の上下移動が拘束される。
【０１３４】
したがって、バスの運行中、凹凸などを過ぎながら上下に大きく揺動したり、事故などによる転覆が発生されても、バッテリー取付部５００の把持ホルダー５２０がバッテリー４００を強固に把持した状態を維持するようになることで、バッテリー取付部５００に対するバッテリー４００の離脱が防止できる。
【０１３５】
一方、バッテリー取付部５００に取り付けられたバッテリー４００を取り替えるために脱去させようとする場合には、上記駆動モーター５４０を逆回転させて把持ホルダー５２０が外側方向に広がるようにすればよい。
【０１３６】
即ち、バッテリー取付部５００の把持ホルダー５２０が縮まってバッテリーの切欠溝４１０を強固に把持している状態で、バッテリー交換信号が駆動モーター５４０に印加されれば、駆動モーター５４０の逆方向駆動により把持ホルダー５２０が外側に広がるようになる。
【０１３７】
即ち、駆動モーター５４０の逆方向駆動によりその軸と同一軸線方向に軸設された駆動軸５４２が逆回転するようになる。これによって、駆動軸５４２の先、後端に設置されたベベルギアとその一側端のベベルギアが直角方向に噛み合った各々の従動軸４４０もまた連動して逆回転するようになる。
【０１３８】
したがって、従動軸５５０の他側端に軸設された減速ギア５６０が逆回転するようになり、ここに減速ギア５６０と軸設されたウォームギア５７０もまた連動して逆回転するようになり、該ウォームギア５７０と噛み合ったウォームホイール５８０が逆回転するようになることで、上記ウォームホイール５８０とその下部側の中心軸と軸設された把持ホルダー５２０が連動して逆回動されながら外側に広がるようになる。
【０１３９】
ここに、把持ホルダー５２０は図２４の仮想線で図示したように、傾斜した状態をなすようになりながら把持ホルダー５２０の段部５２２がバッテリーの切欠溝４１０の下部係止段４１２から離脱した位置に位置するようになることで、バッテリー４００の上下移動に対する拘束が解除される。
【０１４０】
以上、本発明の実施形態で説明した技術的事象は各々独立的に実施することができ、互いに組合わせて実施することもできる。また、本発明は図面及び発明の詳細な説明に記載された実施形態を通じて説明されたが、これは例示に過ぎなくて、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能である。したがって、本発明の技術的保護範囲は添付した特許請求範囲により定まるべきである。
【符号の説明】
【０１４１】
２    電気自動車バス
１０    バッテリー
１２    結合孔
１４    上部切欠部
１６    係止段
１８    下部切欠部
２０    係止段
１００    バッテリー取付部
１０４    係止棒
１０６    把持ホルダー
１０８    段部
１１０    傾斜面部
１１２    弾性部材
２００    移動装置
２１０    固定ガイドレール
２２０    可変ガイドレール
２３０    移動レール
３００    バッテリー取付部
３０２    本体部
３１０    把持部
３１２    垂直部
３１４    水平部
３２０    係止解除部
４００    バッテリー
４０２    テーパー面
４０４    摩耗防止用蓋板
４１０    切欠溝
４１２    下部係止段
４１４    上部係止段
４２０    コーン型凹溝
５００    バッテリー取付部
５０２    底面部
５１０    コーン型要部
５２０（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）    把持ホルダー
５２２    段部
５３０    ガイド片
５３２    傾斜面
５４０    駆動モーター
５４２    駆動軸
５５０（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）    従動軸
５７０（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）    ウォームギア
５８０（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）    ウォームホイール
【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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