(57)【要約】  本発明は、脱着可能な給電バッテリ（３）によって給電されるエンジンを支える下部付きの構造（１）を有する自動車両であって、前記構造（１）がさらに、前記バッテリ（３）の受容要素（２）と、前記バッテリ（３）を前記受容要素（２）に固定する固定手段とを有する自動車両に関する。本発明によれば、前記構造（１）、前記受容要素（２）および前記固定手段は、前記構造（１）の下部から上昇運動によって前記構造の方向に向かって前記バッテリ（３）を前記受容要素（２）内に設置し、下降運動によって前記バッテリ（３）を前記構造（１）の下で前記構造（１）とは反対方向に向かって取り外すことができるように適合されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱着可能な給電バッテリ（３）によって給電されるエンジンを支える下部付きの構造（１）を有する自動車両であって、前記構造（１）がさらに、前記バッテリ（３）の受容要素（２）と、前記バッテリ（３）を前記受容要素（２）に固定する固定手段（４１；３５）とを有し、前記バッテリ（３）を垂直運動によって前記受容要素（２）に設置するまたは取り外すことのできる自動車両において、前記構造（１）、前記受容要素（２）および前記固定手段（４１；３５）が、前記構造（１）の下部から上昇運動によって前記構造の方向に向かって前記バッテリ（３）を前記受容要素（２）内に設置し、下降運動によって前記バッテリ（３）を、前記構造（１）の下で前記構造（１）とは反対方向に向かって取り外すことができるように適合されていることを特徴とする自動車両。
【請求項２】
前記バッテリ（３）が、対向する２つの垂直な表面（３１）を備えるケースを有し、前記表面のそれぞれに少なくとも１つの空洞（３５）が設けられ、前記空洞が上側支持面（３５１）を備えており、前記固定手段が、自由端を備え鎖錠具（４１）を形成する少なくとも２本のフィンガを有し、前記自由端が、互いに離れているまたは前記ケース（３）の前記垂直な表面（３１）に寄りかかることのできる設置位置と、前記自由端が互いに接近しておりそれぞれの前記空洞（３５）の前記上側支持面（３５１）に寄りかかることのできる固定位置との間を動いて、前記フィンガ（４１）同士の間で前記ケース（３）を懸架することを特徴とする、請求項１に記載の自動車両。
【請求項３】
前記固定手段（４１；３５）のロック手段（５）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の自動車両。
【請求項４】
前記ロック手段が、前記フィンガ（４１）の１つと一体の駆動要素（５１）と、前記空洞（３５）内に差し込まれた前記フィンガ（４１）を保持するために前記駆動要素（５１）を引っ張るロック要素（５２）とを有することを特徴とする、請求項３に記載の自動車両。
【請求項５】
鎖錠具（４１）を形成する前記フィンガが、復元手段（４５）を介して前記受容要素（２）に取り付けられ、前記復元手段が前記フィンガ（４１）のそれぞれに対し、前記フィンガ（４１）を前記固定位置に保持する復元力をかけることを特徴とする、請求項２ないし４のいずれか一項に記載の自動車両。
【請求項６】
前記ケースが、前記垂直表面（３１）のそれぞれに、ほぼ垂直で前記空洞（３５）と交わる案内溝（３３）を有することを特徴とする、請求項２ないし５のいずれか一項に記載の自動車両。
【請求項７】
前記請求項のいずれか一項に記載の車両の構造が装備する受容要素（２）に脱着可能なバッテリ（３）の設置・取外し装置（７）であって、前記構造（１）の下に配置することができる水平なプラットフォーム（７）と、前記固定手段（４１；３５）を外す解除手段とを有し、この解除手段が、前記プラットフォーム（７）および／または前記解除手段を前記構造（１）に向かって垂直に上昇移動させることにより、前記固定手段を前記固定位置から前記設置位置へ持っていくことができ、それによって前記バッテリ（３）が前記構造（１）から切り離されて前記プラットフォーム（７）に寄りかかることを特徴とする設置・取外し装置。
【請求項８】
前記解除手段が、前記プラットフォーム（７）に取り付けられた２つの垂直支柱（７１）を有することを特徴とする、請求項７に記載の設置・取外し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を供給するバッテリによってモータが連続的にまたは選択的に給電される自動車両に関する。よって本発明は、電動車両およびハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第２００５２７４５５６（Ａ１）号には、バッテリによってモータを給電することができる自動車両が記載されている。このバッテリは、車両の前輪と後輪との間に居住空間の下に設けられた凹部のレベルで車両の構造に固定されている。バッテリは、水平の摺動運動によって、引き出しのように構造に設置したり取り出したりすることができる。
【０００３】
特開２００３−２３７４５６（Ａ１）には、運転室を支え、運転室の後ろに延びる構造を有する、トラック型の自動車両が記載されている。この車両のエンジンは、コンテナ中に収容されているバッテリによって給電することができる。コンテナは、受容要素を介して構造に固定され、構造と一体であり、構造の長手要素と横断要素とで形成されるフレームを有する。コンテナは、このフレーム上に配置され、運転室の後ろに位置している。フレーム上へのコンテナの設置は、下降する垂直運動によって実施される。コンテナは、フレームよりも上、すなわち構造よりも上に保持され、その後この構造に向かって下降されてフレーム上に配置される。バッテリの取外しは、以下のように実施される。コンテナは、地面に支持させることができる伸縮自在の脚を車両の両側に有する。この脚を伸長させてコンテナを構造よりも上に上げることにより、コンテナを構造から電気的に切断することができる。次に、構造を水平方向に動かしてコンテナの下から外へ移動させる。コンテナは、地面よりも上で脚の上に残ったままとなる。
【発明の概要】
【０００４】
このように垂直方向に動いて設置し、取り外すことは実用的ではあるが、この運動が実施できるのは、車両の上からアクセスできる受容要素を装備した構造を有する車両のみである。バッテリがきわめて重い場合は、その設置、取外しおよび取り外した後の取扱い用に大掛かりな設備を備える必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、エンジンをバッテリによって給電することができる自動車両であって、このバッテリを容易かつ迅速に設置し、取り外すことができる自動車両を提供することである。
【０００６】
この目的は、脱着可能な給電バッテリによって給電されるエンジンを支える下部付きの構造を有する自動車両であって、前記構造がさらに、前記バッテリの受容要素と、前記バッテリを前記受容要素に固定する固定手段とを有し、前記バッテリを垂直運動によって前記受容要素に設置するまたは取り外すことのできる自動車両によって達成される。
【０００７】
本発明によれば、前記構造、前記受容要素および前記固定手段は、前記構造の下部から上昇運動によって前記構造の方向に向かって前記バッテリを前記受容要素内に設置し、下降運動によって前記バッテリを、前記構造の下で前記構造とは反対方向に向かって取り外すことができるように適合されている。
【０００８】
このようにすると、バッテリを、たとえば客室における車両構造の下に配置することができ、バッテリの上からアクセスする必要がない。
【０００９】
一実施形態によれば、前記バッテリは、対向する２つの垂直な表面を備えるケースを有し、この表面のそれぞれに少なくとも１つの空洞が設けられ、この空洞が上側の支持面を備えており、前記固定手段は、自由端を備え鎖錠具を形成する少なくとも２本のフィンガを有し、このフィンガは、前記自由端が互いに離れているまたは前記ケースの前記垂直な表面に寄りかかることができる設置位置と、前記自由端が互いに接近しておりそれぞれの前記空洞の前記上側の支持面に寄りかかることができる固定位置との間を動いて、前記フィンガ同士の間で前記ケースを懸架する。
【００１０】
有利には、車両は前記固定手段のロック手段を有する。
【００１１】
一実施形態によれば、前記ロック手段は、前記フィンガの１つと一体の駆動要素と、前記空洞内に差し込まれた前記フィンガを保持するために前記駆動要素を引っ張るロック要素とを有する。
【００１２】
有利には、鎖錠具を形成するフィンガは、戻り手段を介して前記受容要素に取り付けられ、戻り手段は前記フィンガのそれぞれに対し、前記フィンガを前記固定位置に保持する復元力をかける。
【００１３】
一実施形態によれば、前記ケースは、前記垂直表面のそれぞれに、ほぼ垂直で前記空洞と交わる案内溝を有する。
【００１４】
また、本発明は、本発明による車両の構造が装備する受容要素に脱着可能なバッテリの設置・取外し装置にも関する。この装置は、前記構造の下に配置することができる水平なプラットフォームと、前記固定手段を外す解除手段とを有し、この解除手段は、前記プラットフォームおよび／または前記解除手段を前記構造に向かって垂直に上昇移動させることにより、前記固定手段を前記固定位置から前記設置位置へ持っていくことができ、それによって前記バッテリは前記構造から切り離されて前記プラットフォームに寄りかかる。
【００１５】
特定の一実施形態によれば、解除手段は、前記プラットフォームに取り付けられた２つの垂直な支柱を有する。
【００１６】
本発明のその他の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら、例として非限定的に挙げた本発明の特定の一実施形態に関する以下の説明を読めば明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の特定の一実施形態による車両の長手方向断面図である。
【図２】特定の一実施形態のバッテリが取り付けられた受容要素の特定の一実施形態の側面斜視図である。
【図３】バッテリが設置されている最中の、上記の実施形態の軸ＩＩＩ−ＩＩＩを通る垂直面に沿った断面概略図である。
【図４】バッテリが受容要素に取り付けられて取外し操作が始まったときの、上記の実施形態の断面概略図である。
【図５】図１〜４に示す実施形態の固定手段の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、受容要素２が固定されている構造シャシ１を有する自動車両を示す。構造１は、車両の長手方向に延びる２つのサイドメンバ１１と、車両の横断方向に延びる２つ以上のクロスメンバ（図では見えない）とを有する。それぞれのサイドメンバ１１は、前方のボンネットのレベルに位置する前方部分１３と、居住空間の下に位置する中間部分１５と、後方のトランクの下に位置する後方部分１７とを備えている。図に示す実施形態では、受容要素２は、後方部分１７のレベルで構造１に取り付けられている。この位置は本発明を限定するものではない。実際、受容要素２は、その設置および取外しが、車両のタイヤが載る地面Ｓと構造１との間で行われる垂直運動によって（図１に示すＺ方向に）実施されるため、構造１のどの部分に取り付けてもよい。したがって、構造は受容要素２の下に、バッテリ３の設置および取外しを可能にする開口部（図示せず）を備えている。図１には、地面Ｓ上に置かれたバッテリ３を破線で示してある。
【００１９】
本発明のケースでは、バッテリ３は、エンジンにエネルギーをもたらして限られた時間の間エンジンを動作させるユニットである。バッテリ３は、とりわけその寸法および重量からして、どの自動車両にもあるバッテリで、車両を始動させ車両の電気網に給電する役割を果たし車両が走る際に再充電されるバッテリと同等に扱うことはできない。受容要素２およびバッテリ３についてはこれ以降の図を参照しながら詳しく説明していく。
【００２０】
図１および図２を見ると、受容要素２は２つのサイドサポート材２２を有し、それぞれが構造１のサイドメンバ１１に取り付けられている。それぞれのサイドサポート材２２は、サイドメンバ１１上に長手方向に取り付けられる長手アーム２３と、長手アーム２３の一方の端部と一体の垂直アーム２４とを有する。したがって２つのサポート材２２は、それぞれＬ字を形成し、横に並んで配置され、２つの垂直アーム２４は対向している。２つのサポート材２２はケージ２５によって連結され、このケージは、垂直アーム２４の自由端に取り付けられ、長手アーム２３の上に延びている。このケージ２５およびサポート材２２は、受容要素２とバッテリ３との境界線を定め、この受容要素がバッテリ３用の凹部を形成する。
【００２１】
図１および図２に示すように、バッテリ３は、対向する２つの垂直な表面３１、すなわち垂直壁を備えている。バッテリ３が受容要素２内に取り付けられると、バッテリ３の上面はケージ２５の近傍に配置される。受容要素２の下に、バッテリ３の一部がはみ出ている。受容要素２は固定手段を有し、この固定手段は鎖錠具４１を形成する４つのフィンガを有し、このフィンガは、長手アーム２３およびこの固定手段のロック手段５に２つずつ対向して取り付けられている。固定用フィンガ４１は、受容要素２を横切り、長手アーム２３と垂直な方向に、垂直アーム２４と垂直な平面内を延びている。ロック手段５は、４つの駆動要素５１を有し、この駆動要素は、互いに対向して配置されているフィンガ４１に２つずつ連結され、それぞれバッテリ３の垂直面３１上に配置されている。これらの駆動要素５１は、のちに詳しく説明する回転式ロック要素５２に接続されている。それぞれの駆動要素５１の一方の末端はフィンガ４１に接続され、もう一方の末端はロック要素５２に接続されている。このロック要素５２は、水平軸Ｘの周りを回転運動するように取り付けられている。ロック要素５２が軸Ｘの周りを回転すると、この要素に接続された２つの駆動要素５１が反対方向に同時に引っ張られる。したがってロック要素５２が上に述べたように回転すると、このロック要素５２に接続された駆動要素５１の両末端が互いに接近する。
【００２２】
図２から図４に示すように、バッテリ３は４つの垂直溝３３を有し、この溝は対向する垂直面３１に２つずつ設けられている。この垂直溝３３はそれぞれ、バッテリ３を横切り溝３３にほぼ直角な空洞３５と交わっている。空洞３５はすべて、垂直溝３３に沿って同じ高さに位置している。
【００２３】
図３に示すように、バッテリ３を受容要素２内に設置するとき（構造１は簡略化のため図示していない）、バッテリ３を、昇降タイプの台板であるプラットフォーム７、すなわちＺ方向（図１を参照）に垂直移動する台板上に設置する。平行四辺形を備える単一の台板で、上げ下げできるものが適当であり得る。垂直面３１は、サポート材２２の長手アーム２３に平行に配置されている。それぞれが長手アーム２３を備えるフィンガ４１が、向かい合って配置され、車両の横断方向（すなわちサポート材２２の長手アーム２３と直角な方向）に測定してある一定の距離ｄ１だけ離れた自由端を備えている（図４を参照）。台板７を、車両の下に配置し、次いで構造１に向けて受容要素２の方向に持ち上げる。向かい合って配置されたフィンガ４１の自由端は、垂直面３１の表面と接触しているため、互いに引き離されている。バッテリ３を、フィンガ４１が空洞３５のレベルに達するような、地面Ｓの上のある高さに持ち上げると、フィンガ４１はこの空洞に押し入る。したがって、フィンガ４１の自由端同士を隔てる距離は、前述のようにｄ１に等しい。したがって、バッテリ３は図４に示すように、空洞３５の上面に寄りかかったフィンガ４１によって懸架される。これについては図５を参照してさらに詳しく説明する。
【００２４】
図５は、固定手段４およびロック手段５をさらに詳細に示している。図５では、固定手段は中間位置にある。フィンガ４１は、斜めに切られた自由端を有する。したがって、軸ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図では、フィンガ４１の上側の長手縁が、下側の長手縁よりも長い。それぞれのフィンガ４１を、サポート材２２の長手アーム２３に設けられた凹部２７内に取り付ける。この凹部２７は、長手アーム２３を横切って延びており、長手アーム２３の内面（すなわち、もう一方の長手アーム２３と向かい合っている長手アーム２３の面）に配置された開口部を備えている。凹部２７の奥には、このフィンガと対向して配置されているもう一方のサポート材２２に向かって凹部２７の外へフィンガ４１を押し出すように、戻りばね４５が長手方向に配置されている。フィンガ４１は、凹部２７に納まっている端部の近傍に配置された長手スリット４７を備え、フィンガ４１の自由端と前述の長手スリット４７との間に位置する横ストッパ４３を有する。スリット４７およびストッパ４３は、凹部２７内に配置されている。スリット４７には、駆動要素５１を横切ってシャフト５３が通っている。このシャフト５３は、駆動要素５１と一体である。図５では、垂直溝３３が空洞３５の上を延びているのが見える。固定位置では、フィンガ４１の自由端は、空洞３５中に納まる。バッテリ３は、空洞３５の水平上面３５１に寄りかかっているフィンガ４１に支えられる。フィンガ４１の自由端は、空洞３５の垂直方向の奥から離れている。固定位置では、シャフト５３は、凹部２７の出口からもっとも近くにあるスリット４７の末端のレベルに配置される。オペレータは、ロック要素５２を回転させて２つの駆動要素５１を同時に引っ張る。この２つの駆動要素５１はそれぞれ、別々のサポート材２２上に位置するフィンガ４１に連結されている。この２つのフィンガ４１は、それぞれ対向してサポート材２２上に取り付けられている。ロック要素５２が軸Ｘの周りを回転すると、駆動要素５１は反対側のサポート材２２に向かって引っ張られる。駆動要素５１と一体のシャフト５３は、凹部２７の開口部にもっとも近いスリット４７の末端に当接し、駆動要素５１が動くと、フィンガ４１は空洞３５の奥に向かって動く。ばね４５が収縮し、ストッパ４３が凹部２７の開口部の周りにある長手アーム２２の垂直壁と接触すると、フィンガ４１はロック位置になる。ロック要素５２は、駆動要素５１によってこの要素に反対の力がかかるため、停止される。したがって、バッテリ３はその位置で完全に停止される。ばね４５はもはや働かず、フィンガ４１はその位置にとどまるため、衝撃または揺れが起きた場合でもバッテリ３が落下するおそれはない。さらに、空洞３５に挿入されこの空洞の水平上面３５１に寄りかかるフィンガ４１の長さは、固定位置にあるときよりも長いため、バッテリ３はロック位置でよりよく保持される。ロック位置では、フィンガ４１の自由端同士が離れている距離はｄ１よりも短い。
【００２５】
次に、本発明の装置の動作を図１から図５を参照しながら解説する。
【００２６】
ここで、バッテリ３の設置について、図３を参照しながら説明する。上で解説したように、バッテリ３は、受容要素２の下に配置された台板７上に置かれる。台板７は手動または自動で取り付けられる。向かい合って配置されているフィンガ４１は、垂直壁３１に接触すると、車両を横切る方向に互いに離れていく。空洞３５のレベルで、離れているフィンガ４１に対して恒久的に復元力をかけるばね４５がこの空洞３５の垂直方向の奥に向かってフィンガ４１を押し戻し、それによってバッテリ３を保持して動けなくする。
【００２７】
次に、バッテリ３の取外しについて前の図を参照しながら説明する。バッテリ３は、受容要素２内に取り付けられ、固定手段はロック位置にある。オペレータはまず固定手段を解除する。そうするために、ロック要素５２を回転させて、このロック要素５２に接続されている駆動要素５１の両末端が互いに離れていくようにする。それぞれの駆動要素５１は、サポート材２２の方へ戻ってシャフト５３をスリット４７内に移動させる。シャフト５３が凹部２７のもっとも奥に配置されたスリット４７の末端に当接すると、シャフト５３はフィンガ４１を凹部２７の奥に向かって押し戻す。フィンガ４１は、空洞３５から垂直な面３１のレベルにあるこの空洞の開口部へ向かって後退する。ばね４５は、フィンガ４１を空洞３５に向けて押し戻す復元力をかけ続け、そのため、バッテリ３はフィンガ４１に懸架されたままとなる。
【００２８】
図３に示すように、垂直な支柱７１（図４を参照）を有する台板、すなわちプラットフォーム７を受容要素２の下に配置する。台板７を上に持ち上げ、または車両を降下させて、垂直な支柱７１を垂直溝３３に押し込む。図５に示すように、支柱７１がフィンガ４１の斜めに切られた末端に当たって停止すると、フィンガ４１は、台板７につられて上昇運動を続ける支柱７１によってサポート材２２の方へ押し戻される。したがって、フィンガ４１は、それぞれ凹部２７内に押し戻される。ばね４５はフィンガ４１によって圧縮された状態に保たれ、フィンガ自体は支柱７１によって押し戻された状態に保たれる。支柱７１は、溝３３の奥まで垂直方向に押し込まれて空洞３５よりも上に行く。支柱が溝３３の奥に当接すると、バッテリ３は台板７に載り、台板が上昇する垂直運動は止まる。台板７は降下する。このときバッテリ３は、自らの重量を受けて台板７に載った状態にとどまる。垂直支柱７１は、フィンガ４１を凹部２７の方へ押し戻し、空洞３５の入口を塞ぐことによって、フィンガが固定位置に戻らないようにする。台板７が降下する間、フィンガ４１は垂直な支柱７１と接触したままであり、支柱がフィンガを車両を横切る方向に互いに離して凹部２７の方へ押し戻し、設置位置に保持する。バッテリ３が完全に構造１の下に配置されると、フィンガ４１は固定位置に戻る。バッテリ３は取り外され、交換することができる。
【００２９】
前述の取外しおよび設置の操作は、容易に自動化してバッテリ３を容易かつ迅速に取り替えることができる。したがって、車両は、熱機関を搭載した車両の場合のように燃料を満タンにする代わりに、バッテリを取り替えることで長距離を走行することができる。
【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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【国際調査報告】
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