(57)【要約】【課題】移載装置自体の大型化を生じることなく、車体に対してバッテリユニットを確実に装着可能な移載装置を提供する。【解決手段】実施例の移載装置７は、移載装置本体７０と制御装置７０ａとからなる。移載装置本体７０は、支持台２６と、４つの個別載置台２７ａ〜２７ｄと、４つの伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈと、全体昇降機構３６と、基部３３とを備えている。移載装置本体７０は、全体昇降機構３６により支持台２６を昇降させることが可能であるとともに、各伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈが個別に昇降することで、各個別載置台２７ａ〜２７ｄを個別に昇降させることが可能である。これにより、この移載装置７では、個別載置台２７ａ〜２７ｄ上のバッテリユニット３の姿勢を変更することが可能である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に対して所定の装着位置までバッテリユニットを上昇させることにより、該車体又は該バッテリユニットの一方に設けられる３個以上の固定部と、該車体又は該バッテリユニットの他方に設けられ、各該固定部と対応する被固定部とを各々係合させることで該バッテリユニットを該車体に対して装着可能な移載装置であって、
前記バッテリユニットに設けられた各該固定部又は各該被固定部を個別に載置する複数の個別載置台と、
各該個別載置台を個別に昇降させる個別昇降機構と、
各該個別昇降機構を個別に制御可能な個別制御手段とを備えていることを特徴とする移載装置。
【請求項２】
前記個別制御手段は、各前記固定部又は各前記被固定部に設けられ、対応する該固定部と該被固定部とが係合されることにより検知信号を発信可能な検知手段と、
該検知信号に基づき、対応する前記個別昇降機構による上昇を停止させる停止手段とを有している請求項１記載の移載装置。
【請求項３】
各前記個別昇降機構が設けられる支持台と、
該支持台を昇降させる全体昇降機構と、
該全体昇降機構を制御可能な全体制御手段と前記個別制御手段とを有する制御手段とを備えている請求項１又は２記載の移載装置。
【請求項４】
前記制御手段は、予め設定された高さまで前記全体制御手段により前記支持台を上昇させた後、前記個別制御手段により各前記個別載置台を個別に上昇させる請求項３記載の移載装置。
【請求項５】
各前記固定部は、前記車体に設けられたストライカであり、
各前記被固定部は、前記バッテリユニットに設けられ、該ストライカを固定又は解放可能なロック装置であり、
該ロック装置は、該ストライカを進入させる進入口が形成されたハウジングと、該ハウジングに対して第１揺動軸芯周りに揺動可能に支持され、該進入口内で該ストライカを係止する係止状態と該進入口内で該ストライカを解放する解放状態とを切り替え可能なラッチと、該ラッチの揺動を固定可能なポールとを有している請求項１乃至４のいずれか１項記載の移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車等の車体に対してバッテリユニットの装着を行うための移載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車体に対して所定の装着位置までバッテリを上昇させることにより、バッテリを車体に対して装着可能な昇降装置（移載装置に相当）が開示されている。この昇降装置は、バッテリを載置可能な４個の昇降支持台と、クラッチを備えた動力伝達機構と、動力伝達機構を介して全ての昇降支持台を昇降させる一つのモータとを備えている。また、特許文献１に開示されている車体の下方には、バッテリを装着可能なバッテリ吊り金具が設けられている。
【０００３】
この昇降装置によってバッテリを車体に対して装着する場合、操作部を操作することにより、クラッチの切替とモータの駆動とを行い、昇降支持台を上昇させる。これにより、装着位置までバッテリが上昇する。そして、バッテリがバッテリ吊り金具に係合、すなわち係止されれば、その装着が完了する。
【０００４】
また、特許文献２には、車体の傾斜状態を位置検出センサによって検知し、バッテリを載置して固定する固定手段の傾斜状態を調整した上で、バッテリを上昇させ、バッテリを車体に対して装着可能なバッテリ交換装置（移載装置に相当）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５４−３６７２７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７３３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、２の移載装置では、バッテリ、より具体的には複数のバッテリを内包したバッテリユニットを車体に対して装着するために、移載装置には、単にバッテリユニットを上下動させるために必要な値以上の、高い強度や大きな出力が要求されるという課題がある。
【０００７】
すなわち、車体に装着されたバッテリユニットが車両の走行中に安定しているようにするためには、車体とバッテリユニットとが３個以上の箇所で取り付けられ、固定されていることが好ましい。例えば、車体に設けられる固定部と、バッテリユニットに設けられる被固定部とにより、両者の系脱が行われるとすると、バッテリユニットが車体に対して安定して装着されるためには、３個ずつの固定部と被固定部とが各々係合していることが好ましい。ここで、互いに係合した固定部と被固定部との組み合わせによって空間上の座標が決定されるとすれば、それぞれ３座標によって車体側の仮想面とバッテリユニット側の仮想面とが決定されることとなる。このため、バッテリユニットが係合した状態では、車体側の仮想面とバッテリユニット側の仮想面とがそれぞれ平坦であり、かつそれらが平行になる。
【０００８】
特に、電気自動車等のバッテリユニットは重量物であるため、車体とバッテリユニットとは４個以上の箇所で係合されることが好ましい。ここで、上記と同様に検討すれば、４以上の座標によって車体側の仮想面とバッテリユニット側の仮想面とが決定されることとなる。このため、その場合、車体側の仮想面とバッテリユニット側の仮想面とが捩じれておらず、かつそれらが平行であるか、車体側の仮想面とバッテリユニット側の仮想面とが互いに同じ捩じれを生じている必要がある。
【０００９】
しかしながら、バッテリユニットは重量物であるため、バッテリユニット自体や車体に撓みを生じさせる。また上記の固定部や被固定部には、製造時の公差が存在することから、バッテリユニットの装着前において、固定部と被固定部の位置にずれを生じさせる。
【００１０】
このため、上記の移載装置のように、４個の載置台を同時に上昇させることによってバッテリユニットを車体に対して装着しようとすれば、一部の組の固定部及び被固定部が初めに係合する。
【００１１】
この際、上記従来の移載装置では、一部の組の固定部及び被固定部が係合した後も強引に全ての載置台を同時に上昇させることで、全ての固定部及び被固定部を係合させる。このようにバッテリユニットの装着作業のために、移載装置は、車体の一部を押し上げる必要があることから、移載装置には偏った位置で車体を押し上げることが出来るだけの強度と出力とが求められ、移載装置が大型化する。
【００１２】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、移載装置自体の大型化を生じることなく、車体に対してバッテリユニットを確実に装着可能な移載装置を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の移載装置は、車体に対して所定の装着位置までバッテリユニットを上昇させることにより、該車体又は該バッテリユニットの一方に設けられる３個以上の固定部と、該車体又は該バッテリユニットの他方に設けられ、各該固定部と対応する被固定部とを各々係合させることで該バッテリユニットを該車体に対して装着可能な移載装置であって、
前記バッテリユニットに設けられた各該固定部又は各該被固定部を個別に載置する複数の個別載置台と、
各該個別載置台を個別に昇降させる個別昇降機構と、
各該個別昇降機構を個別に制御可能な個別制御手段とを備えていることを特徴とする（請求項１）。
【００１４】
本発明の移載装置によってバッテリユニットを車体に対して装着する場合、個別制御手段により各個別昇降機構を個別に駆動し、各個別載置台を個別に上昇させる。これにより、車体の装着位置までバッテリユニットが上昇する。この際、バッテリユニットは、各個別載置台が個別に上昇することから、高さ方向においては、空間上で任意の姿勢をとることができる。
【００１５】
このため、例えば、車体に設けられる３個の固定部と、バッテリユニットに設けられる各被固定部とにより、両者の係合が行われるとすると、互いに係合した固定部及び被固定部の組み合わせによって決定される３座標により、バッテリユニット側の平坦な仮想面を高さ方向で任意に決定することができる。このため、製造時の公差や、バッテリユニット自身の重量による撓みにより、装着前の仮想面同士が平行でなかったとしても、車体側の仮想面に対してバッテリユニット側の仮想面を平行にすることができる。このため、バッテリユニットが車体に対して安定して装着される。
【００１６】
また、例えば、車体に設けられる４個以上の固定部と、バッテリユニットに設けられる各被固定部とにより、両者の係合が行われるとすると、互いに係合した固定部及び被固定部の組み合わせによって決定される４以上の座標により、バッテリユニット側の仮想面を高さ方向で任意に決定することができる。このため、製造時の公差や、バッテリユニット自身の重量による撓みにより、仮想面同士に、捩れの状態などでずれがあったとしても、バッテリユニットが車体に対して安定して装着される。
【００１７】
詳しくは、この移載装置では、一部の組の固定部及び被固定部が係合するだけで、他の組の固定部及び被固定部が係合していない場合には、係合している固定部及び被固定部に対応する個別昇降装置による上昇を停止し、係合していない固定部及び被固定部に対応する個別昇降装置による上昇を継続し、バッテリユニットの空間上の姿勢を変更することができる。こうして、全ての組の固定部及び被固定部を係合させることができる。こうして、バッテリユニットが安定して車体に装着される。
【００１８】
したがって、本発明の移載装置によれば、移載装置自体の大型化を生じることなく、車体に対してバッテリユニットを確実に装着することができる。
【００１９】
本発明の移載装置は、バッテリに蓄電された電力によって走行する車両において、車体とバッテリユニットとの装着を行う装置として主に採用され得る。なお、本発明において、車体の概念には、乗用自動車の車体だけでなく、産業車両や自動搬送車の車体も含まれる。
【００２０】
また、本発明の移載装置において、各固定部又は各被固定部を各個別載置台に載置する状態とは、固定部又は被固定部と個別載置台とを直接当接させて載置する状態の他、各個別載置台とバッテリユニットとを当接させることで、各個別載置台に対して固定部又は被固定部を間接的に載置する状態も含まれる。
【００２１】
さらに、本発明の移載装置における固定部及び被固定部としては、互いに係合してバッテリユニットを車体に対して装着可能であれば、種々のものを採用することができる。例えば、ロック装置とストライカとを採用することができる。
【００２２】
個別制御手段は、各固定部又は各被固定部に設けられ、対応する固定部と被固定部とが係合されることにより検知信号を発信可能な検知手段と、検知信号に基づき、対応する個別昇降機構による上昇を停止させる停止手段とを有していることが好ましい（請求項２）。
【００２３】
この場合、係合した固定部及び被固定部に対応する個別昇降装置による上昇を停止し、係合していない固定部及び被固定部に対応する個別昇降装置による上昇を継続することができる。このため、車体に対するバッテリユニットの装着が容易となる。なお、検知信号の発信は、それまで継続していた送信を停止する場合も含まれる。少なくとも１組の固定部及び被固定部が係合するまで、又は全ての個別載置台が一定の高さになるまでは、全ての個別昇降装置が同速度で個別載置台を上昇させることが好ましい。
【００２４】
本発明の移載装置は、各個別昇降機構が設けられる支持台と、
支持台を昇降させる全体昇降機構と、
全体昇降機構を制御可能な全体制御手段と個別制御手段とを有する制御手段とを備えていることが好ましい（請求項３）。
【００２５】
この場合、個々の個別昇降機構によって各個別載置台を昇降させるだけでなく、支持台を昇降させることにより、全ての個別載置台を同時に昇降させることが可能となる。このため、この移載装置では、車体に対するバッテリユニットの装着を効率良く行うことが可能となる。
【００２６】
このような移載装置の場合、制御手段は、予め設定された高さまで全体制御手段により支持台を上昇させた後、個別制御手段により個別載置台を個別に上昇させることが好ましい（請求項４）。この場合、車体に対するバッテリユニットの装着を素早く行うことができる。
【００２７】
各固定部は、車体に設けられたストライカであり得る。また、各被固定部は、バッテリユニットに設けられ、ストライカを固定又は解放可能なロック装置であり得る。そして、ロック装置は、ストライカを進入させる進入口が形成されたハウジングと、ハウジングに対して第１揺動軸芯周りに揺動可能に支持され、進入口内でストライカを係止する係止状態と進入口内でストライカを解放する解放状態とを切り替え可能なラッチと、ラッチの揺動を固定可能なポールとを有していることが好ましい（請求項５）。この場合、車体側の構成を簡素化できるため、車体におけるバッテリユニットの装着位置等の設計に関する自由度を高くできる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の移載装置によれば、移載装置自体の大型化を生じることなく、車体に対してバッテリユニットを確実に装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】車体とバッテリユニットとの装着及び取り外しの状態を示す側面図である。
【図２】車体とバッテリユニットとの装着及び取り外しの状態を示す側面図である。
【図３】ストライカ装置、ロック装置、個別載置台及び伸縮ロッドを示す断面図である。
【図４】実施例の移載装置に係り、バッテリユニット、ロック装置並びに、支持台上の個別載置台及び伸縮ロッドの各位置関係を示す斜視図である。図（Ａ）は、個別載置台上にバッテリユニット及び各ロック装置が載置された状態で、各伸縮ロッドが上昇した状態を示している。図（Ｂ）は各伸縮ロッドが下降した状態を示している。
【図５】実施例の移載装置を示す側面図である。図（Ａ）は全体昇降機構が上昇した状態を示している。図（Ｂ）は全体昇降機構と、各個別昇降機構の伸縮ロッドとが上昇した状態を示している。
【図６】実施例の移載装置に係り、個別載置台上のピンを示す側面図である。図（Ａ）は第１長さにあるピンを示し、図（Ｂ）は第２長さにあるピンを示している。
【図７】車体とバッテリユニットとの装着時における移載装置の制御フローである。
【図８】車体とバッテリユニットとの装着中におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。
【図９】車体とバッテリユニットとの装着中におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。
【図１０】車体とバッテリユニットとの装着中におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。
【図１１】車体とバッテリユニットとの装着完了におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。
【図１２】車体とバッテリユニットとの取り外し中におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。
【図１３】車体とバッテリユニットとの取り外し中におけるストライカ装置、ロック装置及び載置台を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（実施例）
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。図１、２に示すように、実施例の移載装置７は、バッテリ交換ステーション１０（以下、ステーション１０という。）において、電気自動車１における車体１ａよりバッテリユニット３の取り外しを行うとともに、車体１ａに対してバッテリユニット３の装着を行う装置である。
【００３１】
ステーション１０は、上床１０ａと、上床１０ａの床下に位置する下床１０ｂとを有している。また、上床１０ａには、下床１０ｂに連通する連通口１０ｃが形成されている。上床１０ａには電気自動車１が停車可能になっている。
【００３２】
電気自動車１には、車体１ａの下方にバッテリユニット３を搭載可能な搭載スペース１ｂが形成されている。また、車体１ａには、車体１ａの前後方向に延びる一対のフレーム１ｃが設けられ、搭載スペース１ｂの両側縁を形成している。
【００３３】
移載装置７は、ロック装置５を有するバッテリユニット３を上床１０ａの床下より連通口１０ｃを介して上昇させ、ストライカ装置９が配置された電気自動車１の搭載スペース１ｂにバッテリユニット３を装着させる。ストライカ装置９は車体１ａに４個設けられており、ロック装置５はバッテリユニット３に４個設けられている。そして、移載装置７は、移載装置本体７０と、制御手段としての制御装置７０ａとからなり、これらはステーション１０の下床１０ｂに配置されている。
【００３４】
図３に示すように、各ストライカ装置９は、図１に示すフレーム１ｃに固定されたベースプレート９ａと、ベースプレート９ａに固定されたストライカ９ｂとを有している。ベースプレート９ａには、フレーム１ｃにベースプレート９ａを固定するための複数のボルト孔９ｃが形成されている。ストライカ９ｂは、鋼材に対して複数回の曲げ加工が施されることで形成されており、略環状を呈している。このベースプレート９ａとストライカ９ｂとは溶接により一体とされている。このストライカ９ｂが被固定部に相当する。
【００３５】
これらのストライカ装置９は、図１に示す搭載スペース１ｂ内に位置するように、それぞれボルトによって、各フレーム１ｃに対して２個ずつ取り付けられている。各フレーム１ｃに取り付けられたストライカ装置９同士は、ストライカ９ｂが互いに対面している。なお、各フレーム１ｃに取り付けられるストライカ装置９の個数は、バッテリユニット３の大きさに応じて適宜変更が可能である。また、図１、２では、他方のフレーム１ｃ及びこのフレーム１ｃに取り付けられた各ストライカ装置９の図示を省略している。
【００３６】
図４に示すように、バッテリユニット３は、矩形の箱形状のケース３ａと、このケース３ａ内に収納された詳細を図示しない複数個のバッテリとからなる。また、ケース３ａには、図１に示す車体１ａと各バッテリとを電気的に接続可能な図示しない接続端子が設けられている。また、バッテリユニット３内には、無線通信手段を有したユニット内制御装置（図示せず）が設けられており、このユニット内制御装置は、制御装置７０ａと通信を行なう。なお、ケース３ａの形状は、図１に示す搭載スペース１ｂの形状に応じて適宜変更が可能である。
【００３７】
各ロック装置５は、上記の各ストライカ装置９と対応する位置にて、ケース３ａにおける長辺側の側面に各々２個ずつ取り付けられている。各ロック装置５は、図３に示すように、ハウジング１３と、ラッチ１５と、ポール１７と、第１ソレノイド１９とを有している。第１ソレノイド１９には、ロックピン２５が固定されている。また、各ロック装置５には、検知手段としての近接センサ２０がそれぞれ設けられている。これらの各のロック装置５が固定部に相当する。近接センサ２０は、例えば、ラッチ１５の接近を磁気的に検出する磁気センサである。
【００３８】
ハウジング１３は、図４に示すように、バッテリユニット３のケース３ａに固定されている。ハウジング１３には、図３に示すように、上端が開き、下方に延びてストライカ９ｂを進入させる進入口１３ｂが形成されている。また、ハウジング１３には、下端からハウジング１３内に向かって開けられ、ピン１１を挿通させる挿通孔１３ｃが形成されている。挿通孔１３ｃの周囲には、ハウジング１３が曲げ加工されることにより、ピン１１を案内するガイド部１３ｄが形成されている。さらに、ハウジング１３には、三箇所にボルト孔１３ｅが形成されている。ハウジング１３は、各ボルト孔１３ｅにそれぞれ挿通された図示しないボルトによりケース３ａに固定されている。
【００３９】
ハウジング１３内には、第１揺動軸２１、第２揺動軸２３がそれぞれ水平方向に突出して設けられている。第１揺動軸２１の軸芯が第１揺動軸芯Ｏ１であり、第２揺動軸２３の軸芯が第２揺動軸芯Ｏ２である。
【００４０】
ラッチ１５は、一部に凹部１５ｃが形成されて略Ｕ字形状を呈している。そして、凹部１５ｃの上方側が上側爪部１５ａとされ、凹部１５ｃの下方側が下側爪部１５ｂとされている。凹部１５ｃには、ハウジング１３の進入口１３ｂ内に進入したストライカ９ｂが収まる形状とされている。さらに、上側爪部１５ａの近傍には、凹部１５ｃとは逆側に係合面１５ｄが形成されている。
【００４１】
ラッチ１５は、第１揺動軸２１に対して揺動可能に軸支されており、Ａ１方向及びＡ２方向に揺動することが可能となっている。このラッチ１５は、図示しないコイルばねにより、Ａ２方向に付勢されている。ラッチ１５はＡ１方向に揺動することにより、進入口１３ｂ内でストライカ９ｂを係止する係止状態となる。また、ラッチ１５はＡ２方向に揺動することにより、進入口１３ｂ内でストライカ９ｂを解放する解放状態となる。このように、ラッチ１５は、第１揺動軸芯Ｏ１回りで揺動することにより、係止状態と解放状態とが切り替わる。
【００４２】
ポール１７には互いに略直交した係止片１７ａと操作片１７ｂとが形成され、ポール１７は略Ｌ字形状を呈している。ポール１７は、第２揺動軸２３に対して揺動可能に軸支されており、Ｂ１方向及びＢ２方向に揺動することが可能となっている。このポール１７は、図示しないコイルばねにより、Ｂ１方向に付勢されている。ポール１７がＢ１方向に揺動することにより、係止片１７ａはラッチ１５の揺動を固定可能な第１位置に移動する。また、ポール１７がＢ２方向に揺動することにより、係止片１７ａはラッチ１５の揺動を解放可能な第２位置に移動する。このように、ポール１７は第２揺動軸芯Ｏ２回りで揺動することにより、係止片１７ａの位置を第１位置と第２位置とに切り替わる。
【００４３】
第１ソレノイド１９は、上記のユニット内制御装置に電気的に接続され、ユニット内制御装置及び無線通信手段を介することで、図１に示す制御装置７０ａにより制御される。図３に示す第１ソレノイド１９は、制御装置７０ａによって駆動されることにより、ハウジング１３内にロックピン２５を水平に突出させた状態と、第１ソレノイド１９内にロックピン２５が収納された状態とを切り替えることが可能なっている。そして、ロックピン２５は、ハウジング１３内に水平に突出することで、ポール１７の揺動を固定することが可能になっている。また、ロックピン２５は、第１ソレノイド１９内に収納されることで、ポール１７の揺動の固定を開放することが可能になっている。なお、第１ソレノイド１９の他の構成は公知のソレノイドと同様であり、構成に関する詳細な説明を省略する。
【００４４】
近接センサ２０はハウジング１３内に配置されている。この近接センサ２０は、ユニット内制御装置に電気的に接続されており、ユニット内制御装置及び無線通信手段を介することで、検知信号を制御装置７０ａに送信する。具体的には、近接センサ２０は、ハウジング１３内におけるストライカ９ｂの位置と、上側爪部１５ａや下側爪部１５ｂの各位置と、近接センサ２０との位置を基に、ラッチ１５の揺動を検出する。そして、近接センサ２０は、ラッチ１５が係止状態となり、ロック装置５とストライカ９ｂとが係合した場合に、制御装置７０ａに対して検知信号を送信する。
【００４５】
上記のように、ロック装置５はバッテリユニット３に対して４個取り付けられていることから、近接センサ２０は、対応するロック装置５とストライカ９ｂとの各係合を検知する。このため、制御装置７０ａは、４箇所分の検知信号を受信する。
【００４６】
移載装置７における移載装置本体７０は、図５に示すように、下床１０ｂ上に固定された基部３３と、全体昇降機構３６と、支持台２６と、図４に示す個別昇降機構としての４つの伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈと、４つの個別載置台２７ａ〜２７ｄとを備えている。
【００４７】
図５に示すように、基部３３内には、図示しないモータと、モータによって、全体昇降機構３６に動力を伝達可能な図示しないギヤ列とが設けられている。このモータは制御装置７０ａと電気的に接続されている。
【００４８】
全体昇降機構３６は、下部保持部材３１と、一対の第１リンク部材３５及び第２リンク部材３７と、上部保持部材２９とからなる。下部保持部材３１は基部３３上に固定されている。下部保持部材３１には水平方向に延びる一対の長孔３１ａが形成されている。また、上部保持部材２９にも水平方向に延びる一対の長孔２９ａが形成されている。第１、２リンク部材３５、３７は、互いに同じ長さに形成され、互いの中央部で連結ピン３９によって揺動可能に連結されている。第１リンク部材３５の下端は、連結軸４１ｂによって下部保持部材３１と揺動可能に連結されている。一方、第２リンク部材３７の下端は、上記のギヤ列と接続した連結軸４１ｄに連結されており、第２リンク部材３７は、下部保持部材３１と揺動可能かつ長孔３１ａ内を摺動可能となっている。また、第２リンク部材３７の上端は、連結軸４１ｃによって上部保持部材２９と揺動可能に連結されている。一方、第１リンク部材３５の上端は、連結軸４１ａによって上部保持部材２９と揺動可能かつ長孔２９ａ内を摺動可能となっている。支持台２６は上部保持部材２９に固定されている。なお、電動直動シリンダや油圧シリンダ等を全体昇降機構３６として採用することも可能である。
【００４９】
図４の（Ａ）に示すように、支持台２６上には、伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈと、個別載置台２７ａ〜２７ｄとが配置されている。各個別載置台２７ａ〜２７ｄはその背面側で、各伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈにそれぞれ接続されている。各個別載置台２７ａ〜２７ｄ上には、バッテリユニット３を載置可能になっており、バッテリユニット３が載置された状態で、各個別載置台２７ａ〜２７ｄは、各ロック装置５にそれぞれ当接する。また、同図の（Ｂ）に示すように、各個別載置台２７ａ〜２７ｄの表面には、ピン１１と、リミットスイッチ２８とがそれぞれ取り付けられている。なお、ピン１１及びリミットスイッチ２８に関する詳細は後述する。
【００５０】
各伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈは、支持台２６に設けられた図示しない４つの駆動機構によって、図４の（Ａ）に示す高さＨまで個別に伸縮することが可能になっている。これにより、各個別載置台２７ａ〜２７ｄは、支持台２６から高さＨの範囲で個別に昇降することが可能となっている。なお、各駆動機構は、制御装置７０ａと電気的に接続されている。
【００５１】
制御装置７０ａは、移載装置本体７０の近傍に配置されている。制御装置７０ａには、図示しないスイッチが設けられている。操作者がこのスイッチを操作することで、移載装置本体７０に対するバッテリユニット３の昇降が指示される。この際、全体昇降機構３６及び各伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈは、制御装置７０ａにより制御される。この制御装置７０ａには、各伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈを個別に制御するとともに、全体昇降機構３６を制御する制御プログラムが記憶されている。制御装置７０ａは個別制御手段及び全体制御手段として機能するとともに、各伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈによる各個別載置台２７ａ〜２７ｄの上昇を停止させる停止手段としても機能する。
【００５２】
図４（Ｂ）に示すように、各リミットスイッチ２８は、各個別載置台２７ａ〜２７ｄの各表面において、各ロック装置５におけるハウジング１３と当接可能となる位置にそれぞれ取り付けられている。各リミットスイッチ２８は、制御装置７０ａとそれぞれ電気的に接続されている。各リミットスイッチ２８は、各ハウジング１３によって押下されることにより、各ロック装置５と各個別載置台２７ａ〜２７ｄとがそれぞれ当接したことを検知して、当接信号を発信することが可能となっている。なお、リミットスイッチ２８に替えて、各個別載置台２７ａ〜２７ｄ上に位置する各ロック装置５の圧力を検知可能な圧力センサ等を採用しても良い。
【００５３】
各ピン１１は、各個別載置台２７ａ〜２７ｄ上において、バッテリユニット３のケース３ａに固定された各ロック装置５における各挿通孔１３ｃに挿通可能となる位置にそれぞれ配置されている。
【００５４】
図６に示すように、各ピン１１は、各個別載置台２７ａ〜２７ｄの各表面から上方向へ垂直に延在している。各ピン１１は、各ピン１１に対応して各個別載置台２７ａ〜２７ｄ７内に設けられた各第２ソレノイド１１０とそれぞれ接続されている。これらの各第２ソレノイド１１０は、図５に示す制御装置７０ａに電気的に接続されている。
【００５５】
図６に示すように、各第２ソレノイド１１０は、バッテリユニット３の取り外し時における、上記の各リミットスイッチ２８の当接信号に基づいて駆動され、同図６の（Ａ）に示す第１長さαと、同図の（Ｂ）に示す第２長さβとの間で各ピン１１を変動させることが可能となっている。なお、第２ソレノイド１１０に替えて、電動直動シリンダや油圧シリンダ等を採用することも可能である。
【００５６】
各ピン１１は、図６の（Ａ）に示す第１長さαとなることで、各ピン１１を各挿通孔１３ｃ（図５参照）に挿通させた状態で、各個別載置台２７ａ〜２７ｄ上におけるバッテリユニット３の位置決めが可能となっている。また、各ピン１１は、図６の（Ｂ）に示す第２長さβとなることで、図５に示すポール１７と当接してポール１７をＢ１方向からＢ２方向へ揺動、すなわち、係止片１７ａの位置を第１位置から第２位置へ揺動させることが可能となっている。
【００５７】
図１に示すステーション１０では、以下のようにして、車体１ａに対してバッテリユニット３の装着を行うとともに、車体１ａに対してバッテリユニット３の取り外しを行う。
【００５８】
初めに、移載装置７によって、車体１ａに対してバッテリユニット３の装着を行う際における、制御装置７０ａによる移載装置本体７０の制御について、図７に示すフローを基に説明する。
【００５９】
まず、個別載置台２７ａ〜２７ｄ上に、バッテリユニット３を載置する。次に、操作者のスイッチ操作により、制御装置７０ａが制御プログラムを実行する。これにより、移載装置本体７０では全体昇降機構３６が所定の位置まで上昇する（ステップＳ１）。この所定の位置について、この移載装置本体７０では、全体昇降機構３６について、一定の可動範囲が設定されており、その可動範囲の上端が当該所定の位置として定義されている。これにより、図５の（Ａ）に示すように、支持台２６が上昇され、各個別載置台２７ａ〜２７ｄ及びこれらと接続する各伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈは、全体として上昇されることとなる（同図中の黒色矢印参照。）。
【００６０】
次に、図７に示すように、制御装置７０ａは、全体昇降機構３６が所定の位置に到達したか否かを判断する（ステップＳ２）。そして、全体昇降機構３６について、所定の位置に到達したと判断した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御装置７０ａは、全体昇降機構３６の上昇を停止させる（ステップＳ３）。一方、制御装置７０ａが全体昇降機構３６について、所定の位置に到達していない判断した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ１が繰り返され、引き続き全体昇降機構３６が上昇する。
【００６１】
全体昇降機構３６の上昇が停止した後、制御装置７０ａは、全ての伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈが同期して上昇するように駆動させる（ステップＳ４）。これにより、図５の（Ｂ）に示すように、全ての伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈが上昇し、全ての個別載置台２７ａ〜２７ｄ及びこれらに載置されたバッテリユニット３が上昇される（同図中の白色矢印参照。）。
【００６２】
個別載置台２７ａ〜２７ｄ及びバッテリユニット３が上昇されれば、各ロック装置５と各ストライカ９ｂとが係合されることで、制御装置７０ａは、ユニット内制御装置を介して、各近接センサ２０より発信された検知信号を間接的に受信する。なお、各ロック装置５と各ストライカ９ｂとの係合については、後述する。
【００６３】
ここで、車体１ａやバッテリユニット３等には公差が存在し、また、バッテリユニット３の重量に起因する撓みにより、各ロック装置５と各ストライカ９ｂとの位置にずれが生じているため、制御装置７０ａに対し、４箇所全ての検知信号が同時期に送信されない。このため、図７に示すように、制御装置７０ａは全ての検知信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００６４】
そして、全ての検知信号を受信していないと判断した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、制御装置７０ａは、一箇所以上の近接センサ２０からの検知信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ５０１）。ここで、制御装置７０ａが検知信号を一つも受信していない場合（ステップＳ５０１：ＮＯ）には、ステップＳ４が繰り返され、引き続き全ての伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈが上昇する。
【００６５】
一方、一箇所以上の近接センサ２０からの検知信号を受信した場合（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）には、制御装置７０ａは検知信号に対応する伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈの上昇を停止させる（ステップＳ５０２）。このように、ステップＳ５において、全ての検知信号を受信したと判断するまで、制御装置７０ａは、ステップＳ５０１及びステップＳ５０２の処理を繰り返す。
【００６６】
ステップＳ５０１及びステップＳ５０２の処理について、具体例を基に説明する。例えば、制御装置７０ａは、図４の（Ａ）に示す個別載置台２７ａ上に載置されたロック装置５に設けられた近接センサ２０から検知信号を受信した場合（ステップＳ５０１）、伸縮ロッド２７ｅの上昇を停止させる（ステップＳ５０２）。そして、制御装置７０ａは他の検知信号を受信するまで、伸縮ロッド２７ｆ〜２７ｈの上昇を継続し、個別載置台２７ｂ〜２７ｄを上昇させる。このため、この移載装置本体７０では、各ロック装置５と各ストライカ９ｂとの係合の状態に応じて、図５の（Ｂ）に示すように、各個別載置台２７ａ〜２７ｄは、それぞれ上昇される高さが異なることとなる。
【００６７】
そして、図７に示すように、全ての検知信号を受信した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）には、車体１ａに対してバッテリユニット３が装着された状態となる。その後、制御装置７０ａは、全ての伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈを縮める、すなわち、下降するように駆動させる（ステップＳ６）。そして、制御装置７０ａは、全体昇降機構を下降させる（ステップＳ８）。こうして、移載装置本体７０の作動が終了する。
【００６８】
これらのように、この移載装置７では、係合しているロック装置５及びストライカ装置９ｂに対応する伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈによる上昇を停止し、係合していないロック装置５及びストライカ９ｂに対応する伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈによる上昇を継続することで、図５の（Ｂ）に示すように、個別載置台２７ａ〜２７ｄ上におけるバッテリユニット３の空間上の姿勢を変更することができる。このため、この移載装置７では、公差または撓みにより、対応するロック装置５とストライカ９ｂの位置がずれていたとしても、その仮想面に対してバッテリユニット３側の仮想面を平坦かつ平行にしたり、車体１ａ側の捩じれた仮想面に対してバッテリユニット３側の仮想面を同じ捩じれにしたりすることができる。このため、この移載装置７によれば、バッテリユニット３が車体１ａに対して安定して装着される。
【００６９】
また、この移載装置７では、係合していないロック装置５及びストライカ９ｂに対応する伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈのみを上昇させるため、ロック装置５とストライカ９ｂとの係合の有無に関係なく、全ての個別載置台２７ａ〜２７ｄを上昇させる場合と比較して、ロック装置５とストライカ９ｂとの係合時における伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈへの荷重を軽減することが可能となる。つまり、この移載装置７では、ロック装置５とストライカ９ｂとについて、各伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈにおける最小限の荷重で係合させることが可能となる。
【００７０】
このため、この移載装置７では、移載装置本体７０の無用な大型化を伴わない。また、車体１ａやバッテリユニット３に対し、バッテリユニット３の装着時に加わる荷重も小さくなるため、車体１ａやバッテリユニット３等に無用な補強を行う必要もない。
【００７１】
特に、制御装置７０ａは、各近接センサ２０の検知信号に基づき、対応する伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈによる上昇を停止させることが可能になっている。このため、この移載装置７では、車体１ａに対するバッテリユニット３の装着が容易となっている。
【００７２】
また、この移載装置７の移載装置本体７０は、個々の伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈによって各個別載置台２７ａ〜２７ｄを昇降させるだけでなく、支持台２６を昇降させることにより、全ての個別載置台２７ａ〜２７ｄを同時に昇降させることが可能となっている。この際、制御装置７０ａは、所定の位置となる位置まで全体制御手段３６により支持台２６を上昇させた後、各伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈによって各個別載置台２７ａ〜２７ｄを個別に上昇させる。このため、この移載装置７では、車体１ａに対するバッテリユニット３の装着を素早く行うことができる。
【００７３】
次に、ロック装置５と各ストライカ９ｂとの系脱について説明する。なお、説明の都合上、バッテリユニット３の装着時の説明を先に行なう。
【００７４】
（バッテリユニット３の装着）
図１に示すように、ステーション１０の上床１０ａの所定の位置に電気自動車１が停車している。この停車に際し、搭載スペース１ｂが連通口１０ｃの直上、すなわち、移載装置本体７０の直上に搭載スペース１ｂが来るように調整している。なお、電気自動車１は、後述する取り外し作業により、搭載スペース１ｂからバッテリユニット３が取り外されている。
【００７５】
一方、移載装置本体７０の各個別載置台２７ａ〜２７ｄ上には、バッテリユニット３が載置されている。また、各ピン１１はそれぞれ第１長さαとなっている。この状態において、バッテリユニット３は、図８に示すように、各ピン１１が各ガイド部１３ｄを介して各挿通孔１３ｃにそれぞれ挿通されている。このため、バッテリユニット３は各個別載置台２７ａ〜２７ｄ上において位置決めされている。また、各ロックピン２５は、各第１ソレノイド１９内に収納されており、ポール１７は揺動の固定が解放されている。
【００７６】
この状態において、制御装置７０ａにより、全体昇降機構３６及び各伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈを駆動させ、各個別載置台２７ａ〜２７ｄを上昇させることで、バッテリユニット３を搭載スペース１ｂに近接させる（同図中の実線矢印参照。）。これにより、相対的にストライカ９ｂが進入口１３ｂ内へ進入する。
【００７７】
そして、図９に示すように、ラッチ１５の下側爪部１５ｂとストライカ９ｂとが当接し、ストライカ９ｂによってラッチ１５が押圧される。これにより、コイルばねの付勢力に抗してラッチ１５はＡ１方向に揺動される（同図中の破線矢印参照。）。また、ラッチ１５の下側爪部１５ｂにより、ポール１７の係止片１７ａが押圧される。これにより、コイルばねの付勢力に抗してポール１７はＢ２方向に揺動され、係止片１７ａは第１位置から第２位置へ移動する（同図中の破線矢印参照。）。
【００７８】
図２に示すように、バッテリユニット３が搭載スペース１ｂ内に位置すれば、図１０に示すように、ポール１７はコイルばねの付勢力によりＢ１方向へ揺動し、係止片１７ａが第２位置から第１位置へ移動する（同図中の破線矢印参照。）。このため、係止片１７ａはラッチ１５の係止面１５ｃと係合する。こうして、ラッチ１５は係止状態となり、凹部１５ｃ内においてストライカ９ｃを係止した状態となる。
【００７９】
上記のように、個別載置台２７ａ〜２７ｄには、それぞれロック装置５が載置された状態となっている。このため、各個別載置台２７ａ〜２７ｄの個別の上昇により、各ロック装置５は、順次、対応するストライカ９ｂと個別に係合されていくことで、全てのロック装置５と全てのストライカ９ｂとが係合される。この際、バッテリユニット３内のバッテリと電気自動車１との間における電気的な接続も同時に行われる。
【００８０】
さらに、ロック装置５とストライカ９ｂとが係合された後、制御装置７０ａは、第１ソレノイド１９を駆動させて、ハウジング１３内にロックピン２５を突出させる。これにより、ポール１７の操作片１７ｂとロックピン２５とが当接し、ロックピン２５によって、ポール１７におけるＢ１方向からＢ２方向への揺動が固定される。つまり、係止片１７ａが第２位置に移動することが規制される。こうして、ロックピン２５によるポール１７の固定が完了し、ポール１７によるラッチ１５の固定が完了する。
【００８１】
この後、図１１に示すように、制御装置７０ａにより個別載置台２７ａ〜２７ｄ及び全体昇降機構３６を下降させる（同図中の実線矢印参照。）。これにより、挿通孔１３ｃ内からピン１１が抜かれる。これにより、ロック装置５とストライカ９ｂとの係合が完了し、搭載スペース１ｂ内へのバッテリユニット３の装着が完了する。
【００８２】
（バッテリユニット３の取り外し）
図２に示すように、ステーション１０の上床１０ａの所定の位置に電気自動車１を停車する。この際も、搭載スペース１ｂが連通口１０ｃの直上、すなわち、移載装置本体７０の直上に位置するように電気自動車１の位置を調整する。この電気自動車１は、搭載スペース１ｂにバッテリユニット３が搭載されている。
【００８３】
一方、各個別載置台２７ａ〜２７ｄ上には、バッテリユニット３が設けられていない。また、各ピン１１はそれぞれ第１長さαとなっている。
【００８４】
この状態において、図１２に示すように、制御装置７ａにより個別載置台２７ａ〜２７ｄ及び全体昇降機構３６を上昇させる。そして、個別載置台２７ａ〜２７ｄ上の各ピン１１ａを各挿通孔１３ｃにそれぞれ挿通させつつ、個別載置台２７ａ〜２７ｄとバッテリユニット３及び各対応するロック装置５とを当接させる。また、第１ソレノイド１９が駆動され、ロックピン２５が第１ソレノイド１９内に収納された状態となる。これにより、ポール１７の揺動の固定が解放される。
【００８５】
さらに、個別載置台２７ａ〜２７ｄと対応するロック装置５とが当接することによって、リミットスイッチ２８が押下され、当接信号が発信される。この当接信号により、制御装置７０ａは、図６に示す第２ソレノイド１１０を駆動させる。これにより、図１２に示すように、各ピン１１が第２長さβとなる。この第２長さβとなったピン１１により、ポール１７の操作片１７ｂが押圧され、コイルばねの付勢力に抗してポール１７がＢ２方向に揺動される（同図中の破線矢印参照。）。このため、係止片１７ａは第１位置から第２位置へ移動する。このため、ラッチ１５の係止面１５ｄと係止片１７ａとの係合が解除され、ポール１７によるラッチ１５の固定が解除される。
【００８６】
そして、図１３に示すように、個別載置台２７ａ〜２７ｄを下降させてバッテリユニット３を搭載スペース１ｂ内から下方に移動させる（同図中の実線矢印参照。）。これにより、ラッチ１５の上側爪部１５ａがストライカ９ｂに押圧されるとともに、コイルばねの付勢力によってＡ２方向に揺動され、ラッチ１５が解放状態となる。このため、相対的にストライカ９ｂが進入口１３ｂから離脱する方向に移動する。こうして、ロック装置５によるストライカ９ｂの係合が解除され、車体１ａからのバッテリユニット３の取り外しが完了する。この際、バッテリユニット３内のバッテリと電気自動車１との間における電気的な接続の解除も同時に行われる。
【００８７】
バッテリユニット３の取り外しが完了した後、制御装置７０ａは第２ソレノイド１１０を駆動させ、ピン１１を第１長さαに変動させる。これにより、ピン１１による操作片１７ｂへの押圧が解除される。このため、コイルばねの付勢力により、ポール１７はＢ１方向に揺動され、係止片１７ａは第２位置から第１位置へ移動される。また、全体昇降機構３６を下降させる。この後、取り外しが完了したバッテリユニット３を載置台２７から移動させる。なお、バッテリユニット３を各個別載置台２７ａ〜２７ｄから移動させる前にピン１１を第２長さβから第１長さαに変動させることで、ピン１１の損傷を未然に防止することができる。
【００８８】
これらのように、この車両用バッテリユニット装着装置によれば、車体１ａにおける所定の装着位置、すなわち、搭載スペース１ｂまで移載装置本体７０によってバッテリユニット３を上昇させるだけで車体１ａに対するバッテリユニット３の装着と、その取り外しとを行うことが可能である。
【００８９】
さらに、各固定部は、車体１ａに設けられたストライカ装置９におけるストライカ９ｂであり、各被固定部は、バッテリユニット３に設けられたロック装置５である。これらにより、この車両用バッテリ装着装置では、車体１ａ側の構成を簡素化できるため、車体１ａにおけるバッテリユニット３の装着位置等の設計に関する自由度を高くできる。
【００９０】
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００９１】
例えば、ケース３ａに複数の凹部を形成し、各凹部内に各ロック装置５をそれぞれ位置させつつ、各ロック装置５とケース３ａとを固定させても良い。この場合、バッテリユニット３から各ロック装置５が突出せず、搭載スペース１ｂを小型化することが可能となる。
【００９２】
また、制御装置７０ａは、個別載置台２７ａ〜２７ｄ上のいずれかのロック装置５がストライカ９ｂと係合するまで全体昇降機構３６によって支持台２６を上昇させる。そして、残りのロック装置５については、対応する伸縮ロッド２７ｅ〜２７ｈを上昇させて、対応する個別載置台２７ａ〜２７ｄを上昇させてストライカ９ｂと係合させるように、制御装置本体７０を制御しても良い。
【００９３】
さらに、各ロック装置５が車体１側に配置され、各ストライカ９ｂがバッテリユニット３側に配置されていても良い。この場合、近接センサ２０及び第１ソレノイド１９は、車体側に設けられ得る車載側制御装置に電気的に接続され、例えば無線手段を介して、制御装置７０より制御される。また、固定手段及び被固定手段についても、ロック装置５とストライカ９ｂとに限定されない。
【００９４】
さらに、制御装置７０ａは、操作者によるスイッチ操作を必要とせず、自動でバッテリユニット３の装着または取り外しを開始する構成とすることも可能である。この場合、例えば、電気自動車１が上床１０ａの定位置に停車したことを検知するセンサを備え、停車を確認すると、バッテリユニット３の取り外し及びバッテリユニット３の装着を順に行なうものとしても良い。また、電気自動車１にこれらの作業の開始を指示する送信手段を備え、電気自動車１から開始信号を制御装置７０ａが受信することで、移載装置本体７０によるバッテリユニット３の取り外し等を開始させても良い。
【００９５】
また、個別載置台２７ａ〜２７ｄは、各ロック装置５に直接当接していなくてもよい。具体的には、個別載置台２７ａ〜２７ｄの上方に離間して、各ロック装置５が配置されるが如く、各ロック装置５が個別載置台２７ａ〜２７ｄに間接的に載置されていても良い。この構成においても、近接センサ２０に基づき、個別載置台２７ａ〜２７ｄ上でバッテリユニット３の姿勢を変更させることに支障は無い。
【００９６】
さらに、近接センサ２０は、制御装置７０ａに対して、常に一定の信号を送信し続ける一方、ロック装置５とストライカ９ｂとが係合されたと判断することで、この信号の送信を停止する構成としても良い。この場合、信号を停止することが制御手段７０ａに対する検知信号となる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、バッテリ交換ステーションとして利用可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１ａ…車体
１ｂ…搭載スペース（装着位置）
３…バッテリユニット
５…ロック装置（固定部）
７…移載装置
９ｂ…ストライカ（被固定部）
１３…ハウジング
１３ｂ…進入口
１３ｃ…挿通孔
１３ｄ…ガイド部
１５…ラッチ
１７…ポール
２０…近接センサ（検知手段）
２６…支持台
２７ａ〜２７ｄ…個別載置台
２７ｅ〜２７ｈ…伸縮ロッド（個別昇降機構）
３６…全体昇降機構
７０…移載装置本体
７０ａ…制御装置（個別制御手段、停止手段、全体制御手段、制御手段）
【図１】
2013006568.tif 000003
【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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