(57)【要約】【課題】バッテリーの取付け作業が容易なバッテリー取付構造およびバッテリー取付方法を提供する。【解決手段】バッテリー１２と、バッテリー１２が載置される載置台２６と、載置台２６において水平方向に間隔をあけて設けられ、上方向に突出した一対のガイドピン２８と、バッテリー１２においてガイドピン２８に対応して設けられ、ガイドピン２８が挿入される上下方向に貫通した係合穴１２Ｃを有する係合部１２Ｂとを備えるバッテリー取付構造であって、係合穴１２Ｃの縁部３０は、外周側から内周側に向かうに従い厚さＴが薄くなっており、その内周側先端３０Ａは、係合穴１２Ｃに挿入されたガイドピン２８の外周面と線状に接触可能な形状に形成されている。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーと、バッテリーが載置される載置台と、バッテリーまたは載置台のいずれか一方において水平方向に間隔をあけて設けられ、上下方向に突出した一対のガイドピンと、バッテリーまたは載置台のいずれか他方においてガイドピンに対応して設けられ、ガイドピンが挿入される上下方向に貫通した係合穴を有する係合部とを備えるバッテリー取付構造であって、
係合穴の縁部は、外周側から内周側に向かうに従い厚さが薄くなっており、その内周側先端は、係合穴に挿入されたガイドピンの外周面と線状に接触可能な形状に形成されていることを特徴とするバッテリー取付構造。
【請求項２】
一対のガイドピンまたは一対の係合穴のうちいずれか一方は、先端の高さが異なる２つのガイドピンまたは高さが異なる２つの係合穴により構成されており、いずれか他方は、先端の高さが同一の２つのガイドピンまたは高さが同一の２つの係合穴により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー取付構造。
【請求項３】
バッテリーは、上側に係合部が設けられた直方体状のものであり、
載置台は、バッテリーを載置するための基部と、基部の側方に立設された壁状の壁部とを有するものであり、ガイドピンは壁部の上側において上方に突出して設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリー取付構造。
【請求項４】
載置台の下部に設けられ、バッテリーの下部を載置台に固定するためのオートクロージャーを備え、このオートクロージャーは、バッテリーの下部が載置台の下部の所定の位置に配置されると、バッテリーの下部に設けられたフックを自動的に引き込んでバッテリーの下部を載置台の下部に固定するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のバッテリー取付構造。
【請求項５】
バッテリーまたは載置台のいずれか一方において水平方向に間隔をあけて設けられ、上下方向に突出した一対のガイドピンと、バッテリーまたは載置台のいずれか他方においてガイドピンに対応して設けられ、ガイドピンが挿入される上下方向に貫通した係合穴を有する係合部とを介し、ガイドピンを係合穴に挿入することでガイドピンと係合部とを係合することにより、バッテリーを載置台に取付けるバッテリー取付方法であって、
係合穴の縁部は、外周側から内周側に向かうに従い厚さが薄くなっており、その内周側先端は、係合穴に挿入されたガイドピンの外周面と線状に接触可能な形状に形成されていることを特徴とするバッテリー取付方法。
【請求項６】
一対のガイドピンまたは一対の係合穴のうちいずれか一方は、先端の高さが異なる２つのガイドピンまたは高さが異なる２つの係合穴により構成されており、いずれか他方は、先端の高さが同一の２つのガイドピンまたは高さが同一の２つの係合穴により構成されており、高さ位置が近い側のガイドピンと係合穴とを係合した後、高さ位置が遠い側のガイドピンと係合穴とを係合することを特徴とする請求項５に記載のバッテリー取付方法。
【請求項７】
バッテリーは、上側に係合部が設けられた直方体状のものであり、
載置台は、バッテリーを載置するための基部と、基部の側方に立設された壁状の壁部とを有するものであり、ガイドピンは壁部の上側において上方に突出して設けられており、
載置台のガイドピンをバッテリーの係合穴に挿入することでガイドピンと係合部とを係合して、バッテリーを載置台に取付けることを特徴とする請求項５または６に記載のバッテリー取付方法。
【請求項８】
載置台の下部には、バッテリーの下部を載置台に固定するためのオートクロージャーが設けられており、
このオートクロージャーは、バッテリーの下部が載置台の下部の所定の位置に配置されると、バッテリーの下部に設けられたフックを自動的に引き込んでバッテリーの下部を載置台の下部に固定するものであり、
ガイドピンを係合穴に挿入した後、オートクロージャーの作用によりバッテリーの下部を載置台の下部に固定することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載のバッテリー取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車、電動フォークリフト、電動ＡＧＶなどに備わる着脱交換式のバッテリーの取付構造および取付方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車に搭載された使用済みのバッテリーに電力を直接充電することなく、充電済みのバッテリーに交換することで電気自動車を運用させるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１〜５を参照）。このような技術は、充電を必要とするユーザーが交換ステーションを訪問して、充電残量の少ない使用済みのバッテリーを取り外して充電済みのバッテリーを装着すればよいので、充電時間を要することなく電気自動車を運行できるという利点がある。
【０００３】
従来のバッテリーの取付方式としては、車体に対してバッテリーをボルト締結により固定する固定方式と、車体に対してバッテリーを着脱自在に固定する交換方式とがある。また、走行中の車体から脱落することがないよう、バッテリーを車体に確実に固定しておく必要がある。このためバッテリーは、通常、複数個のボルトを用いて車体に締結固定される。
【０００４】
交換方式の場合には、使用済みのバッテリーはその都度車体から取り外される。この際、固定用の複数個のボルトを外す作業を行う。この作業は、多大な時間と労力が掛かるという問題がある。また、車両用のバッテリーは一般に、重量物（例えば２００ｋｇ程度）であることから人力での取り扱いが難しく、作業員の作業安全性を確保する必要があるといった問題がある。
【０００５】
そこで、こうした交換作業の時間と労力を減らし、作業員の作業安全性を確保するようにした方式がいくつか提案されている。図２０は、従来のバッテリー交換ステーション（バッテリー保管設備）の概略図である（例えば、特許文献５を参照）。図２１は、交換ステーションに備わるバッテリー交換装置の概略正面図、図２２は、概略上面図である。
【０００６】
図２０に示すように、交換ステーション１は、電気自動車であるごみ収集車２の駆動用のバッテリー３を複数保管する保管ラック４を有しており、ごみ処理場の構内道路に隣接して設置される。交換ステーション１には、ごみ焼却式発電設備５で発電された交流電力が供給される。交換ステーション１に立ち寄ったごみ収集車２は、バッテリー運搬装置６を介して、使用後のバッテリー３を、保管ラック４内の新たなバッテリー３と交換可能である。
【０００７】
バッテリー運搬装置６は、図２１および図２２に示すように、保管ラック４に収納されたバッテリー３を取り出して運搬し、ごみ収集車２に搭載する機能と、ごみ収集車２に搭載されたバッテリー３を取り出して運搬し、保管ラック４に収納する機能を備えている。より具体的には、バッテリー運搬装置６は、搬送台車６Ａと旋回装置６Ｂとを有する。搬送台車６Ａは、走行台車６Ａ１と移載台車６Ａ２からなる。走行台車６Ａ１は、走行台車レール７Ａ上を走行可能である。移載台車６Ａ２は、走行台車６Ａ１上に設置される走行台車上レール７Ｂ上と、移載台車レール７Ｃ上を走行可能である。このため、搬送台車６Ａは、ごみ収集車２と保管ラック４との間で、バッテリー３を搬送可能である。旋回装置６Ｂは、バッテリー３を支持するフォーク６Ｂ１と昇降機６Ｂ２とを有しており、昇降機６Ｂ２でフォーク６Ｂ１を昇降することで、バッテリー３を昇降可能である。また、旋回装置６Ｂには、ごみ収集車２に搭載されるバッテリー３の位置を検出するためのセンサが設けられている。
【０００８】
図２３は、上記のバッテリー運搬装置６による車体に対するバッテリー取付方法の一例であり、図２４は、車体におけるバッテリー取付構造の一例である。図２３に示すように、バッテリー３は板状の直方体構造である。バッテリー３の長手方向が車体の左右方向、短手方向が車体の前後方向に一致している。バッテリー３の上部中央付近には、フォーク６Ｂ１が差し込まれるＵの字状のフォークポケット３Ａが設けられている。また、バッテリー３の前後の側面の上部両側には、底板に係合穴３Ｃを有する角筒状の係合部３Ｂが設けられている。一方、車体側には、バッテリー３を取付けて収容するためのキャリア８が固定されている。キャリア８は、受皿部８Ａと、前側の壁状部８Ｂと、右奥側の壁状部８Ｃとを有する。壁状部８Ｂの上端の両側には、上方向に突出した鋼製のガイドピン９が設けられている。両側のガイドピン９の先端の高さは同一である。受皿部８Ａ、壁状部８Ｂ、８Ｃは、バッテリー３を固定するとともに、所定の位置に案内する機能を有している。また、受皿部８Ａの内周縁部には、下側から上側に向けてチューリップ状に拡開した傾斜面からなる図示しないガイド受皿金具が設けられている。このガイド受皿金具は、周知の構造であり、下降して当接したバッテリー３を傾斜面に沿って受皿部８Ａの所定の位置に案内する機能を有している。
【０００９】
フォーク６Ｂ１で吊り下げられたバッテリー３は、バッテリー運搬装置６でキャリア８の略直上に運搬された後、昇降機６Ｂ２の下降操作によりキャリア８内に収容される。この際に、まず、バッテリー３の下部の縁がガイド受皿金具に当たって、バッテリー３の下降位置が案内される。続いて、ガイドピン９がバッテリー３の係合穴３Ｃに挿入され、下降するバッテリー３を所定の位置に案内して、図２４に示すようなバッテリー取付構造を得る。このように壁状部８Ｂの両側のガイドピン９が係合穴３Ｃに挿入されることで、受皿部８Ａの所期の位置にバッテリー３が配置されることとなる。これにより、バッテリー３の水平方向の動きが拘束される。その後、キャリア８に収容したバッテリー３は、ボルト締結によりキャリア８に固定され、その前後左右方向がキャリア８を介して車体に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−１２６８５６号公報
【特許文献２】特開２０１４−８８９０号公報
【特許文献３】特開２０１６−８６５１４号公報
【特許文献４】特開２０１６−１４６２６８号公報
【特許文献５】特開２０１７−３０３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記の従来のバッテリー取付構造では、バッテリー３が傾斜した状態でキャリア８に下降した場合に、ガイドピン９が係合穴３Ｃの内部で引っ掛かり、バッテリー３をキャリア８内部に収容することが困難となるおそれがあった。
【００１２】
これについて、図を参照しながら具体的に説明する。図２５は、従来のバッテリー取付構造におけるガイドピンと係合部の拡大図であり、（１）は上面図、（２）は側断面図である。この図に示すように、ガイドピン９は円柱部９Ａと円錐部９Ｂとからなる。係合部３Ｂは、有底角筒状のものであり、その底板３Ｄにおいて上下方向に貫通した円形の係合穴３Ｃを有する。係合穴３Ｃの直径は、ガイドピン９の円柱部９Ａの直径よりも若干大径である。底板３Ｄは一定厚の板である。
【００１３】
このような従来のバッテリー取付構造においては、バッテリー３が傾斜した状態でキャリア８に下降した場合に、ガイドピン９の円柱部９Ａが係合穴３Ｃの内部で引っ掛かり、バッテリー３をキャリア８内部に収容することが困難となるおそれがある。図２６は、従来のバッテリー取付構造の動作説明図であり、（１）はガイドピン係合直前、（２）は正常係合時、（３）は異常係合時、（４）は異常係合時の要部拡大図である。図２６（１）、（２）に示すように、バッテリー３が傾斜していない状態でキャリア８に下降した場合には、ガイドピン９は係合穴３Ｃの内部で引っ掛からないので、バッテリー３をキャリア８内部の所期の位置に収容することが可能である。
【００１４】
しかしながら、図２６（３）、（４）に示すように、バッテリー３が水平から傾いた状態でキャリア８に下降した場合には、係合穴３Ｃに入り込んだガイドピン９の円柱部９Ａが係合穴３Ｃの内部のＡ部分で引っ掛かる。この場合、バッテリー３は係合穴３ＣのＡ部分で摩擦抵抗を受け、さらに下降させることが難しくなるので、バッテリー３をキャリア８内部に収容することが困難となる。
【００１５】
このため、バッテリー３が傾斜した状態で下降した場合でも、ガイドピン９が係合穴３Ｃの内部で引っ掛かることがなく、バッテリー３の取付け作業を容易にすることのできる技術が求められていた。
【００１６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バッテリーの取付け作業が容易なバッテリー取付構造およびバッテリー取付方法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】
【００１７】
本発明に係るバッテリー取付構造は、
（１）バッテリーと、バッテリーが載置される載置台と、バッテリーまたは載置台のいずれか一方において水平方向に間隔をあけて設けられ、上下方向に突出した一対のガイドピンと、バッテリーまたは載置台のいずれか他方においてガイドピンに対応して設けられ、ガイドピンが挿入される上下方向に貫通した係合穴を有する係合部とを備えるバッテリー取付構造であって、係合穴の縁部は、外周側から内周側に向かうに従い厚さが薄くなっており、その内周側先端は、係合穴に挿入されたガイドピンの外周面と線状に接触可能な形状に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
（２）また、上記（１）のバッテリー取付構造において、一対のガイドピンまたは一対の係合穴のうちいずれか一方は、先端の高さが異なる２つのガイドピンまたは高さが異なる２つの係合穴により構成されており、いずれか他方は、先端の高さが同一の２つのガイドピンまたは高さが同一の２つの係合穴により構成されていることが好ましい。
【００１９】
（３）また、上記（１）または（２）のバッテリー取付構造において、バッテリーは、上側に係合部が設けられた直方体状のものであり、載置台は、バッテリーを載置するための基部と、基部の側方に立設された壁状の壁部とを有するものであり、ガイドピンは壁部の上側において上方に突出して設けられていることが好ましい。
【００２０】
（４）また、上記（１）から（３）のいずれかのバッテリー取付構造において、載置台の下部に設けられ、バッテリーの下部を載置台に固定するためのオートクロージャーを備え、このオートクロージャーは、バッテリーの下部が載置台の下部の所定の位置に配置されると、バッテリーの下部に設けられたフックを自動的に引き込んでバッテリーの下部を載置台の下部に固定するものであることが好ましい。
【００２１】
本発明に係るバッテリー取付方法は、
（５）バッテリーまたは載置台のいずれか一方において水平方向に間隔をあけて設けられ、上下方向に突出した一対のガイドピンと、バッテリーまたは載置台のいずれか他方においてガイドピンに対応して設けられ、ガイドピンが挿入される上下方向に貫通した係合穴を有する係合部とを介し、ガイドピンを係合穴に挿入することでガイドピンと係合部とを係合することにより、バッテリーを載置台に取付けるバッテリー取付方法であって、係合穴の縁部は、外周側から内周側に向かうに従い厚さが薄くなっており、その内周側先端は、係合穴に挿入されたガイドピンの外周面と線状に接触可能な形状に形成されていることを特徴とする。
【００２２】
（６）また、上記（５）のバッテリー取付方法において、一対のガイドピンまたは一対の係合穴のうちいずれか一方は、先端の高さが異なる２つのガイドピンまたは高さが異なる２つの係合穴により構成されており、いずれか他方は、先端の高さが同一の２つのガイドピンまたは高さが同一の２つの係合穴により構成されており、高さ位置が近い側のガイドピンと係合穴とを係合した後、高さ位置が遠い側のガイドピンと係合穴とを係合することが好ましい。
【００２３】
（７）また、上記（５）または（６）のバッテリー取付方法において、バッテリーは、上側に係合部が設けられた直方体状のものであり、載置台は、バッテリーを載置するための基部と、基部の側方に立設された壁状の壁部とを有するものであり、ガイドピンは壁部の上側において上方に突出して設けられており、載置台のガイドピンをバッテリーの係合穴に挿入することでガイドピンと係合部とを係合して、バッテリーを載置台に取付けることが好ましい。
【００２４】
（８）また、上記（５）から（７）のいずれかのバッテリー取付方法において、載置台の下部には、バッテリーの下部を載置台に固定するためのオートクロージャーが設けられており、このオートクロージャーは、バッテリーの下部が載置台の下部の所定の位置に配置されると、バッテリーの下部に設けられたフックを自動的に引き込んでバッテリーの下部を載置台の下部に固定するものであり、ガイドピンを係合穴に挿入した後、オートクロージャーの作用によりバッテリーの下部を載置台の下部に固定することが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、係合穴の縁部が、外周側から内周側に向かうに従い厚さが薄くなっており、その内周側先端は、係合穴に挿入されたガイドピンの外周面と線状に接触可能な形状に形成されているので、載置台に対してバッテリーが傾斜した状態で下降した場合でも、係合穴に入り込んだガイドピンが係合穴の内部で引っ掛かることがない。このため、バッテリーの取付け作業を容易にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明に適用されるバッテリー交換装置の概略正面図である。
【図２】図２は、本発明に適用されるバッテリー交換装置の概略側面図である。
【図３】図３は、本発明に適用されるバッテリー交換装置の概略上面図である。
【図４】図４は、本発明に適用されるごみ収集車（電気自動車）の概略側面図である。
【図５】図５は、本発明に適用されるバッテリーの概略斜視図である。
【図６】図６は、本発明に係るバッテリー取付構造の実施の形態を示す概略斜視図である。
【図７】図７は、本発明に係るバッテリー取付構造の実施の形態を示す概略斜視図である。
【図８】図８は、本発明に係るバッテリー取付構造の実施の形態を示すキャリアの前面図である。
【図９】図９は、本発明に係るバッテリー取付構造の実施の形態を示すキャリアの左側面図である。
【図１０】図１０は、図９の要部拡大図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るバッテリー取付構造の実施の形態を示す要部側断面図である。
【図１２】図１２は、本発明に係るバッテリー取付構造の実施の形態を示す要部正面断面図である。
【図１３】図１３は、本発明に係るバッテリー取付構造の実施の形態を示す要部拡大図であり、（１）は上面図、（２）は正常係合時の側断面図、（３）は傾斜時の側断面図である。
【図１４】図１４は、本発明に係るバッテリー取付構造の他の実施の形態を示す概略正面図である。
【図１５】図１５は、本発明に係るバッテリー取付構造の他の実施の形態を示す下部側断面図である。
【図１６】図１６は、本発明に係るバッテリー取付構造の実施の形態を示す説明図である。
【図１７】図１７は、本発明に係るバッテリー取付方法の実施の形態を示す説明図である。
【図１８】図１８は、本発明に係るバッテリー取付方法の実施の形態を示す説明図である。
【図１９】図１９は、本発明に係るバッテリー取付方法の実施の形態を示す説明図である。
【図２０】図２０は、従来のバッテリー交換ステーションの概略図である。
【図２１】図２１は、従来のバッテリー交換装置の概略正面図である。
【図２２】図２２は、従来のバッテリー交換装置の概略上面図である。
【図２３】図２３は、従来のバッテリー取付方法を示す概略斜視図である。
【図２４】図２４は、従来のバッテリー取付構造を示す概略斜視図である。
【図２５】図２５は、従来のバッテリー取付構造の要部拡大図であり、（１）は上面図、（２）は側断面図である。
【図２６】図２６は、従来のバッテリー取付構造の動作説明図であり、（１）はガイドピン係合直前、（２）は正常係合時、（３）は異常係合時、（４）は異常係合時の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明に係るバッテリー取付構造およびバッテリー取付方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２８】
［バッテリー交換装置］
まず、本発明に係るバッテリー取付構造およびバッテリー取付方法が適用されるバッテリー交換装置について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００２９】
図１〜図３に示すように、このバッテリー交換装置１０は、バッテリー１２を複数保管する保管ラック１４と、旋回式の昇降装置１６と、伸縮式のアーム１８とを有しており、バッテリー交換ステーションに設けられる。この交換ステーションに立ち寄った電気自動車は、バッテリー交換装置１０を介して、使用後のバッテリー１２を、保管ラック１４内の新たなバッテリー１２と交換可能である。
【００３０】
保管ラック１４は、図３に示すように、平面視で昇降装置１６の旋回軸心２０を円の中心とする半円状の領域に放射状に複数配置される。旋回式の昇降装置１６は、旋回軸心２０の周りに旋回可能であるとともに上下に昇降移動可能である。伸縮式のアーム１８は、昇降装置１６から水平方向外側に延出しており、伸縮して延在長を調整可能である。アーム１８の先端には、バッテリー１２を吊り下げるためのフォーク２２が設けられている。
【００３１】
上記のバッテリー交換装置１０を用いたバッテリー交換方法について、電気自動車が図４に示すようなごみ収集車の場合を例にとり説明する。このごみ収集車２４の運転席の背後には、使用済みのバッテリー１２を収容したキャリア２６（載置台）が固定されているものとする。
【００３２】
まず、図１、図３に示すように、バッテリー交換装置１０に対面する位置に、ごみ収集車２４を横付け停車して、キャリア２６から使用済みのバッテリー１２を取り外す。この場合、例えば、後述するオートクロージャー３４を操作して、キャリア２６とバッテリー１２間の上下方向の固定を解除した後、バッテリー交換装置１０のアーム１８を伸ばしてフォーク２２をバッテリー１２のフォークポケット１２Ａに差し込み、昇降装置１６で吊り上げることによりバッテリー１２を取り外してもよい。なお、取り外したバッテリー１２は、アーム１８と昇降装置１６を操作して、使用済用の保管ラック１４に運搬してもよい。
【００３３】
続いて、バッテリー交換装置１０のアーム１８と昇降装置１６を操作して、交換用の保管ラック１４から充電済みのバッテリー１２を吊り上げて取り出し、ごみ収集車２４のキャリア２６の直上にバッテリー１２を配置する。昇降装置１６を操作してバッテリー１２をキャリア２６内に下降していく。
【００３４】
図５に示すように、本実施の形態のバッテリー１２は、従来と同様の直方体構造である。バッテリー１２の長手方向が車体の左右方向、短手方向が車体の前後方向に一致している。バッテリー１２の上部中央付近には、フォーク２２が差し込まれるＵの字状のフォークポケット１２Ａが設けられている。また、バッテリー１２の前後の側面の上部両側には、係合部１２Ｂが設けられている。係合部１２Ｂは有底角筒状であり、その底板には円形の係合穴１２Ｃが設けられている。
【００３５】
なお、バッテリー１２の下面には、左右方向に間隔をあけてＵの字状の２つのフック１２Ｄが設けられている。なお、本実施の形態のバッテリー１２の寸法としては、左右方向の幅１１００ｍｍ、前後方向の厚さ２９０ｍｍ、高さ９３０ｍｍ程度を想定している。また、両側の係合穴１２Ｃ間の間隔として９１０ｍｍ程度を想定しているが、本発明はこれらの寸法に限るものではない。
【００３６】
［バッテリー取付構造］
次に、上記のバッテリー１２を備えた本実施の形態に係るバッテリー取付構造について説明する。
【００３７】
図６および図７に示すように、本実施の形態に係るバッテリー取付構造１００は、バッテリー１２と、キャリア２６（載置台）とを備える。上述したように、キャリア２６はごみ収集車２４の車体に固定されている。
【００３８】
キャリア２６は、上記の従来のキャリア８と同様の構造であり、受皿部２６Ａ（基部）と、車体前側ｆｒの壁状部２６Ｂ（壁部）と、右奥側の壁状部２６Ｃとを有する。壁状部２６Ｂの上端の両側には、上方向に突出した鋼製のガイドピン２８が設けられている。受皿部２６Ａ、壁状部２６Ｂ、２６Ｃは、バッテリー１２を固定するとともに、所定の位置に案内する機能を有している。また、受皿部２６Ａの内周縁部には、下側から上側に向けてチューリップ状に拡開した傾斜面からなる図示しないガイド受皿金具が設けられている。このガイド受皿金具は、周知の構造であり、下降して当接したバッテリー１２を傾斜面に沿って受皿部２６Ａの所定の位置に案内する機能を有している。
【００３９】
図８はキャリアの前面図、図９は左側面図、図１０は図９の要部拡大図である。図８に示すように、２つのガイドピン２８の先端の高さは右奥側のガイドピン２８が高くなっている。図９および図１０に示すように、バッテリー１２の係合部１２Ｂの係合穴１２Ｃには、ガイドピン２８が挿入される。
【００４０】
図１１は、係合部１２Ｂ、ガイドピン２８の拡大側断面図、図１２は前面断面図である。これらの図に示すように、ガイドピン２８は円柱部２８Ａと円錐部２８Ｂとからなる。係合部１２Ｂは、有底角筒状のものであり、その底板１２Ｅにおいて上下方向に貫通した円形の係合穴１２Ｃを有する。係合穴１２Ｃの直径は、ガイドピン２８の円柱部２８Ａの直径よりも若干大径である。底板１２Ｅは一定厚の板である。底板１２Ｅの下面には、係合穴１２Ｃの縁部３０の左右周囲にプレート３１が固定されている。なお、本実施の形態では、係合穴１２Ｃの直径が３０ｍｍ程度、底板１２Ｅの厚さが５ｍｍ程度、ガイドピン２８の円柱部２８Ａの直径が２８ｍｍ程度、円錐部２８Ｂの高さが３０ｍｍ程度である場合を想定しているが、本発明はこれらの寸法に限るものではない。
【００４１】
縁部３０は、外周側から内周側に向かうに従い厚さＴが薄くなるように構成されている。縁部３０の内周側先端３０Ａは、係合穴１２Ｃに挿入されたガイドピン２８の円柱部２８Ａの外周面と線状に接触可能な形状に形成されている。なお、本実施の形態の縁部３０は銅製を想定しているが、鋼製などの金属製としてもよい。また、縁部３０は摩耗、損耗した場合に、容易に交換できる構造で構成することが好ましい。さらに、内周側先端３０Ａには、グリース等の潤滑剤を塗布してもよい。
【００４２】
上記構成の動作および作用を説明する。
図１３（１）は係合穴の概略平面図、（２）は概略断面図である。これらの図に示すように、本実施の形態の係合穴１２Ｃの縁部３０は、外周側から内周側に向かうに従い厚さが薄くなっており、その内周側先端３０Ａは、係合穴１２Ｃに挿入されたガイドピン２８の外周面と線状に接触可能な形状に形成されている。このような構成において、バッテリー１２が傾斜した状態でキャリア２６に下降すると、図１３（３）に示すように、ガイドピン２８の軸と係合穴１２Ｃの軸とが傾いた状態で、ガイドピン２８が係合穴１２Ｃに入り込む。この場合、係合穴１２Ｃの縁部３０の内周側先端３０Ａは、ガイドピン２８の円柱部２８Ａの外周面と線状に接触する。言い換えると、ガイドピン２８と係合穴１２Ｃの接触箇所が側断面視で点状になり、両者の摩擦抵抗力が低い状態となる。このため、バッテリー１２が傾斜した状態でも、ガイドピン２８が係合穴１２Ｃの内部で引っ掛かる事態を回避することができる。したがって、バッテリー１２の取付け作業を容易にすることができる。
【００４３】
上記の実施の形態において、キャリア２６の下部に、バッテリー１２の下部をキャリア２６に確実に固定するためのオートクロージャーを備えてもよい。図１４〜図１６は、オートクロージャー３４を備えた例である。このオートクロージャー３４は、下降するバッテリー１２の下部がキャリア２６の下部の所定の位置に配置されると、バッテリー１２の下部に設けられたフック１２Ｄを自動的に引き込んでバッテリー１２の下部をキャリア２６の下部に固定するものである。このオートクロージャー３４としては、例えば、ラッチとモータなどからなる周知の電動式オートロック機構を利用することができる。
【００４４】
図１４に示すように、バッテリー１２の下部の縁がガイド受皿金具３２に当たると、バッテリー１２は位置を案内されながら下降する。さらに下降すると、図１５および図１６に示すように、バッテリー１２の下面がキャリア２６の受皿部２６Ａに接地するとともに、バッテリー１２の自重によってバッテリー１２の下面のフック１２Ｄが受皿部２６Ａの内部のオートクロージャー３４に進入する。すると、フック１２Ｄがオートクロージャー３４のラッチに半係合したハーフラッチ状態となる。このハーフラッチ状態がオートクロージャー３４により検知されると、オートクロージャー３４はフック１２Ｄを自身に向けて自動的に引き込み、フック１２Ｄをオートクロージャー３４のラッチに係合して上下移動を拘束したフルラッチ状態となる。これにより、バッテリー１２は、キャリア２６に確実に固定され、車両走行中のキャリア２６から脱落することはない。
【００４５】
上記のオートクロージャー３４を備える構成によれば、バッテリー１２を、上側左右２箇所のガイドピン２８と、下側左右２箇所のオートクロージャー３４の合計４箇所でキャリア２６に固定することが可能となり、車体はバッテリー１２が外れることなく走行可能である。ここで、ガイドピン２８はバッテリー１２を前後左右方向に固定し、オートクロージャー３４はバッテリー１２を上下方向に固定する。このため、従来のようにボルト締結でバッテリー１２をキャリア２６に固定する必要がなくなる。また、電動式のオートクロージャー３４を採用することで、バッテリー１２の取外し、取付け作業が容易となり、作業時間や労力が掛からず、さらに人が介入しないため、作業安全性を向上することができる。
【００４６】
［バッテリー取付方法］
次に、上記のバッテリー取付構造１００を利用した本実施の形態に係るバッテリー取付方法について説明する。
【００４７】
図１７（１）、（２）に示すように、本実施の形態に係るバッテリー取付方法は、まず、図示しないフォークで吊り下げられたバッテリー１２を、キャリア２６の略直上に運搬配置した後、図示しない昇降装置１６の下降操作によりキャリア２６内に下降していく。図１７（３）に示すように、バッテリー１２の下部の縁がガイド受皿金具３２に当たると、バッテリー１２は位置を案内されながら下降する。さらに下降させると、図１８（１）〜（３）に示すように、先端が高い右奥側のガイドピン２８がバッテリー１２の係合穴１２Ｃに挿入し始めると同時に、左右方向の位置が定まり、ガイド受皿金具３２に案内されながら下降を続ける。
【００４８】
さらに下降させると、図１９（１）〜（３）に示すように、左手前側のガイドピン２８がバッテリー１２の係合穴１２Ｃに挿入し始める。なお、図１９（２）は右奥側のガイドピン、（３）は左手前側のガイドピンの要部拡大図である。さらにバッテリー１２を下降させると、バッテリー１２の下面が受皿部２６Ａに接地し、受皿部２６Ａの所期の位置にバッテリー１２が配置されることとなる。これにより、バッテリー１２の水平方向の動きが拘束される。その後、バッテリー１２はガイドピン２８およびオートクロージャー３４によりキャリア２６に固定され、その前後左右および上下方向がキャリア２６を介して車体に固定される。
【００４９】
上述したように、係合穴１２Ｃの縁部３０は、外周側から内周側に向かうに従い厚さが薄くなっており、その内周側先端３０Ａは、係合穴１２Ｃに挿入されたガイドピン２８の外周面と線状に接触可能な形状に形成されている。このため、本実施の形態のバッテリー取付方法によれば、バッテリー１２が傾斜した状態でも、ガイドピン２８が係合穴１２Ｃの内部で引っ掛かる事態を回避することができる。したがって、バッテリー１２の取付け作業を容易にすることができる。
【００５０】
上記の実施の形態においては、一対のガイドピン２８の先端の高さが左右で異なる場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、ガイドピン２８の先端の高さを左右同じに設定してもよい。このようにしても、上記と同様の作用効果を奏することができる。
【００５１】
また、上記の実施の形態においては、一対のガイドピン２８がキャリア２６の壁状部２６Ｂに上向きに設けられ、一対の係合部１２Ｂがバッテリー１２に設けられる場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、バッテリー１２側に下向きのガイドピンを設け、キャリア２６側に係合部を設けてもよい。このようにしても、上記と同様の作用効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明に係るバッテリー取付構造およびバッテリー取付方法は、電気自動車などに備わる着脱交換式のバッテリーの取付構造および取付方法に有用であり、特に、車体に対してバッテリーを容易に取付けるのに適している。
【符号の説明】
【００５３】
１０  バッテリー交換装置
１２  バッテリー
１２Ａ  フォークポケット
１２Ｂ  係合部
１２Ｃ  係合穴
１２Ｄ  フック
１２Ｅ  底板
１４  保管ラック
１６  昇降装置
１８  アーム
２０  旋回軸心
２２  フォーク
２４  ごみ収集車（電気自動車）
２６  キャリア（載置台）
２６Ａ  受皿部（基部）
２６Ｂ  壁状部（壁部）
２６Ｃ  壁状部
２８  ガイドピン
２８Ａ  円柱部
２８Ｂ  円錐部
３０  縁部
３０Ａ  内周側先端
３１  プレート
３２  ガイド受皿金具
３４  オートクロージャー
１００  バッテリー取付構造
【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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