JP2000318462A - 電気自動車のバッテリー着脱構造及びバッテリー着脱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリーの取付け及び取外しの作業を任意
の場所で行えるようにする。 【解決手段】 バッテリーＢはキャリア２０に保持さ
れ、キャリア２０は車体Ｖａに対して下方からの着脱を
可能とされ、キャリア２０には伸縮手段４０が一体に設
けられている。バッテリーＢを取り付ける際には、伸縮
手段４０を接地させつつ伸張させることでキャリア２０
とバッテリーＢを上動させ、キャリア２０を車体Ｖａに
装着し、伸縮手段４０を収縮させる。バッテリーＢを取
り外す際には、伸縮手段４０を伸張させて接地させるこ
とでキャリア２０を支承し、そのキャリア２０を車体Ｖ
ａから解離し、収縮手段４０を収縮させる。伸縮手段４
０がキャリア２０に一体に設けられているので、バッテ
リーＢの取付けと取外しの作業を任意の場所で行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車のバッ
テリー着脱構造及びバッテリー着脱方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車におけるバッテリーの着脱手
段として、従来、特開平９−３１５１６２号に開示され
ているものがある。これは、車内にバッテリーを固定す
るとともに、車内床面に蓋付きの着脱口を設け、さら
に、車外においては、蓋の下方に昇降支持機を待機させ
たものである。バッテリーを取り外す際には、車室内に
おいてバッテリーを蓋に載置し、一方、車外においては
昇降支持機を上昇させて蓋を下から支承しておき、蓋の
ロックを外して昇降支持機を下動させることでバッテリ
ーを蓋と一緒に車外へ取り出す。バッテリーを取り付け
る際には、上記とは逆に、昇降支持機を上動させること
で蓋とこの蓋に載せたバッテリーを持ち上げ、バッテリ
ーが車内に収容されたところで蓋を着脱口にロックし、
最後に昇降支持機を下動させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
バッテリーを上下移動させるための昇降支持機が、車体
及びバッテリーとは別個の独立した装置とされていた。
そのため、バッテリーの取付けと取外しの作業は、基本
的に、電気自動車を長時間駐車させておくことのできる
場所に昇降支持機を設置しておく必要がある。また、駐
車場に昇降支持機を保管できない場合には、昇降支持機
をその保管位置と電気自動車の駐車位置との間で運搬す
るという手間がかかる。

【０００４】本願発明は上記事情に鑑みて創案され、バ
ッテリーの取付け及び取外しの作業を任意の場所で行う
ことができるようにすることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電気
自動車に対しバッテリーを取付け及び取外しするための
着脱構造であって、前記バッテリーを保持可能であり、
車体に対して下方からの着脱を可能とされたキャリア
と、このキャリアに一体に設けられ、このキャリアから
下方へ伸張する状態とキャリア側へ収縮する状態との間
での変位を可能とされた伸縮手段とを備えている構成と
した。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記車体の外部下面に設けた取付部と、車外におい
て前記取付部に対する前記キャリアの結合と解離とを可
能とする固定手段とを備えている構成とした。請求項３
の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記
伸縮手段に車輪が設けられている構成とした。請求項４
の発明は、電気自動車に対しバッテリーを取付け及び取
外しするための着脱方法であって、前記バッテリーを保
持可能であり、車体に対して下方からの着脱を可能とさ
れたキャリアと、このキャリアに一体に設けられ、この
キャリアから下方へ伸張する状態とキャリア側へ収縮す
る状態との間での変位を可能とされた伸縮手段とを備え
た構造とした上で、前記バッテリーを取り付ける際に
は、前記伸縮手段を接地させた状態で伸張させることで
前記キャリアを上動させ、そのキャリアを前記車体に装
着し、前記伸縮手段を伸張状態から収縮状態へ変位さ
せ、前記バッテリーを取り外す際には、前記伸縮手段を
伸張させて接地させることで前記キャリアを支承し、そ
のキャリアを前記車体から解離し、前記収縮手段を収縮
状態へ変位させる構成とした。

【０００７】

【発明の作用及び効果】［請求項１の発明］バッテリー
を取り付ける際には、伸縮手段を接地させた状態で伸張
させることでキャリアとバッテリーを上動させ、キャリ
アを車体に装着し、伸縮手段を伸張状態から収縮状態へ
変位させる。バッテリーを取り外す際には、伸縮手段を
伸張させて接地させることでキャリアを支承し、そのキ
ャリアを車体から解離し、収縮手段を収縮状態へ変位さ
せる。

【０００８】バッテリーとキャリアを上下移動させるた
めの伸縮手段がキャリアに一体に設けられているので、
バッテリーの取付けと取外しの作業を任意の場所で行う
ことができる。 ［請求項２の発明］バッテリーの取付けと取外しのいず
れも、車外からの作業で済むので、車内と車外の両方で
作業を行う場合に比べて作業性がよい。 ［請求項３の発明］伸縮手段に車輪を設けたので、バッ
テリーを取り外した状態でキャリアごと移動させること
ができる。

【０００９】［請求項４の発明］バッテリーとキャリア
を上下移動させるための伸縮手段がキャリアと一体にな
っているので、バッテリーの取付けと取外しの作業を任
意の場所で行うことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】［実施形態１］以下、本発明を具
体化した実施形態１を図１乃至図９を参照して説明す
る。電気自動車Ｖに対しバッテリーＢを取付け及び取外
しするための本実施形態の着脱構造は、車体Ｖａの外部
下面に設けた取付部１２と、バッテリーＢを保持するキ
ャリア２０と、キャリア２０を取付部１２に対して着脱
するための固定手段３０と、車体Ｖａから離脱したキャ
リア２０を支承するための伸縮手段４０とを備えた構成
とされている。

【００１１】車体Ｖａの外部下面には、前後方向に延び
る角筒状のボディフレーム１０が左右一対平行に設けら
れているとともに、両ボディフレーム１０の間には、左
右方向に延びる前後一対のクロスメンバ１１がその両端
をボディフレーム１０の内側面に溶接することで固着さ
れている。各ボディフレーム１０の下面には、夫々、下
方へ垂れ下がるとともにボディフレーム１０と平行に前
後に延びる帯板状の取付部１２が一体成形又は溶接によ
り設けられている。取付部１２は、ボディフレーム１０
の下面における左右方向（幅方向）の中央よりもやや外
側にずれた位置に配されているとともに、取付部１２の
形成領域は、少なくとも前後両クロスメンバ１１の間を
カバーする領域に亘っている。かかる取付部１２には、
夫々、前後に適当間隔を空けて５個ずつの取付孔１３が
形成され、この取付孔１３にはボルト３１が貫通される
ようになっている。尚、ボルト３１は後述するナット２
５とともに本発明の構成要件である固定手段３０を構成
し、ナット２５と協動してキャリア２０を取付部１２に
固定する機能を有する。また、ボディフレーム１０の下
面には、取付部１２よりも内側に位置して位置決め突起
１４が形成されている。位置決め突起１４は、前後方向
に離れた２カ所に下方へ突出するように設けられ、下方
へ向けて縮径する円錐形をなしている。

【００１２】キャリア２０は、前後方向に延びる一対の
サイドフレーム２１と、左右方向に延びて両サイドフレ
ーム２１の間に差し渡された４本のクロスバー２２Ａ，
２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄとからなる。この４本のうち２
本のクロスバー２２Ａ，２２Ｄは、サイドフレーム２１
の前後両端同士を連結するように溶接により固着され、
他の２本のクロスバー２２Ｂ，２２Ｃは、サイドフレー
ム２１を前後方向にほぼ３等分するような２位置におい
て同じく溶接によりサイドフレーム２１に固着されてい
る。

【００１３】サイドフレーム２１は、アルミ材の押し出
し、鋼材の引抜き、鋼板の曲げ加工等により成形され、
側面基板２１Ａと、側面基板２１Ａの上縁から外側へ連
成された上面基板２１Ｂと、この上面基板２１Ｂの外側
縁に直角下向きに連成された取付用側板２１Ｃと、側面
基板２１Ａの下縁から内側へ連成された水平な支承板２
１Ｄとからなり、前後方向において一定の断面形状を有
している。上面基板２１Ｂには、上記ボディフレーム１
０の位置決め突起１４と対応する位置決め孔２３が形成
されている。また、取付用側板２１Ｃには、ボディフレ
ーム１０の取付孔１３と整合するように５個の貫通孔２
４が形成されているとともに、各貫通孔２４の内側（側
面基板とと対応する側）の孔縁に密着するようにナット
２５が溶接により固着されている。尚、このナット２５
は本発明の構成要件である固定手段３０を構成し、ボル
ト３１と協動してキャリア２０を取付部１２に固定する
機能を発揮する。

【００１４】４本のクロスバー２２Ａ，２２Ｂ，２２
Ｃ，２２Ｄのうち最も前端に位置するクロスバー２２Ａ
は、上面基板２２ａと、この上面基板２２ａの後縁から
直角下向きに連成された側面基板２２ｂと、この側面基
板２２ｂの下縁から後方へ連成された支承板２２ｃと、
側面基板２２ｂの左右両端から後方へ連成された連結片
２２ｄとからなる。このクロスバー２２Ａは、その支承
板２２ｃの左右両端をサイドフレーム２１の支承板２１
Ｄに載置した状態で、連結片２２ｄを溶接によりサイド
フレーム２１の側面基板２１Ａに固着することで取り付
けられている。一方、最も後端に位置するクロスバー２
２Ｄは、上記前端のクロスバー２２Ａと前後対称な形状
とされている。また、他の２本のクロスバー２２Ｂ，２
２Ｃは、上面基板２２ａと、この上面基板２２ａの前後
両縁から直角下向きに連成された前後一対の側面基板２
２ｂと、この両側面基板２２ｂの下縁から前方と後方と
に連成された前後一対の支承板２２ｃと、前後両側面基
板２２ｂの左右両端に連成された前後一対ずつの連結片
２２ｄとからなる。このクロスバー２２Ｂ，２２Ｃは、
その支承板２２ｃの左右両端をサイドフレーム２１の支
承板２１Ｄに載置した状態で、左右両連結片２２ｄを溶
接によりサイドフレーム２１の側面基板２１Ａに固着す
ることで取り付けられている。

【００１５】かかるキャリア２０には、多数個の厚板状
をなすセル（図示せず）を積層固定したなる６個のバッ
テリーＢが保持される。６個のバッテリーＢは、サイド
フレーム２１とクロスバー２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２
２Ｄとによって区画された空間内に、左右に２個並ぶと
ともに前後に３個並ぶように整列して配置されている。
各バッテリーＢはその下面の前後両縁をクロスバー２２
Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄの支承板２２ｃに載せた状
態で支承されるとともに、サイドフレーム２１により左
右方向の遊動が規制され、クロスバー２２Ａ，２２Ｂ，
２２Ｃ，２２Ｄにより前後方向の遊動が規制されてい
る。かかる６個のバッテリーＢは、各クロスバー２２
Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄの上面基板２２ａに固着さ
れた帯状の保持部材２６により上方への遊動を規制され
ている。尚、この保持部材２６は、横並びの２個のバッ
テリーＢに跨る程度の十分に広い幅を有し、金属材、ゴ
ム材、プラスチック材等からなる。

【００１６】固定手段３０は、上記したように、ボルト
３１とナット２５とから構成され、このボルト３１とナ
ット２５の組みは、合計１０組用意される。ボルト３１
は、六角頭部３１Ａとフランジ３１Ｂと雄ネジ部３１Ｃ
とを一体に成形したものであり、ボディフレーム１０の
外側から取付孔１３と貫通孔２４とに貫通されてナット
２５に螺合されるようになっている。上記したキャリア
２０の前端と後端のクロスバー２２Ａ，２２Ｄには、夫
々、伸縮手段４０が一体に取り付けられている。以下
に、伸縮手段４０の構造を説明する。クロスバー２２
Ａ，２２Ｄの上面基板２２ａの下面には固定部材４１が
固定され、この固定部材４１には、左右一対の上部リン
ク４２の上端が上下方向への回動を可能に軸支されてい
る。この一対の上部リンク４２の下端部には、夫々、連
結部材４３，４４が軸支され、各連結部材４３，４４に
は、夫々、下部リンク４５の上端が上下方向への回動を
可能に軸支されている。この一対の下部リンク４５の下
端部は、共に支持部材４６に軸支されている。即ち、上
部リンク４２と下部リンク４５は、固定部材４１、連結
部材４３，４４及び支持部材４６により正面側から視て
菱形（パンタグラフ形）に連結されている。左右の両連
結部材４３，４４のうちの一方の連結部材４３には、軸
線を左右方向に向けた雄ネジシャフト４７の一端部が回
転のみを可能に支持されている。もう一方の連結部材４
４には雌ネジ孔（図示せず）が形成されていてその雌ネ
ジ孔に雄ネジシャフト４７が螺合されている。また、雄
ネジシャフト４７の端部には工具嵌合部４８が形成され
ており、ここに屈曲した棒材からなる別体の工具４９の
端部が嵌合されるようになっている。工具４９を回転操
作すると、雄ネジシャフト４７が回転され、それに伴っ
て４本のリンク４２，４５が菱形を保ちつつ傾倒方向又
は起立方向へ変位するようになっている。このリンク４
２，４５が傾倒方向へ変位すると、支持部材４６が固定
部材４１及びキャリア２０に対して下方から接近し、リ
ンク４２，４５が起立方向へ変位すると、支持部材４６
がキャリア２０に対して下方へ離間するようになってい
る。また、支持部材４６における左右方向に離間した２
位置には、夫々、キャスタ５０（本発明の構成要件であ
る車輪）が取り付けられている。

【００１７】次に、本実施形態の作用を説明する。バッ
テリーＢを電気自動車Ｖに装着する際には、伸縮手段４
０のリンク４２，４５を傾倒させて支持部材４６を固定
部材４１に接近させた収縮状態で床面または路上に置
く。この状態ではキャリア２０とバッテリーＢは低い位
置にあるので、これを車体Ｖａの下に潜り込ませて取付
部１２に対応させる。次に、工具４９を伸縮手段４０に
取り付けて回転操作することにより、リンク４２，４５
を起立方向、即ち伸張状態へ変位させる。すると、キャ
リア２０とバッテリーＢが上昇し、位置決め孔２３が円
錐形の位置決め突起１４に嵌合される。この嵌合によ
り、上昇動作に伴ってキャリア２０の取付用側板２１Ｃ
が取付部１２に対して水平方向に位置決めされる。尚、
この水平方向の位置決めの際には、伸縮手段４０のキャ
スタ５０が転動することでキャリア２０の水平移動が円
滑に行われる。そして、キャリア２０の上面基板２１Ｂ
がボディフレーム１０の下面に当接すると、取付部１２
の取付孔１３に対してキャリア２０の貫通孔２４が整合
するので、工具４９による操作を停止する。この状態
で、各取付孔１３と貫通孔２４にボルト３１を差し込ん
でナット２５に螺合して締め付けると、キャリア２０と
バッテリーＢが車体Ｖａに対して固定される。キャリア
２０が車体Ｖａ側に固定された後は、伸縮手段４０のリ
ンク４２，４５を傾倒方向へ変位させ、支持部材４６を
上昇させて固定部材４１及びキャリア２０に接近させ、
格納状態（収縮状態）とし、最後に、工具を伸縮手段４
０から外す。

【００１８】バッテリーＢを車体Ｖａから外す際には、
伸縮手段４０に工具４９を取り付けて回転操作し、収縮
状態とされているリンク４２，４５を起立方向へ回動変
位させて伸張させ、キャスタ５０を床面又は路面に接地
させる。これにより、伸縮手段４０はキャリア２０を支
承可能な状態となる。この状態でボルト３１を緩めてナ
ット２５、貫通孔２４及び取付孔１３から抜き取ると、
キャリア２０とバッテリーＢは、取付部１２から解離さ
れて車体Ｖａによる保持状態から解放され、伸縮手段４
０によって支承される状態となる。この後、工具４９を
回転操作してリンク４２，４５を傾倒方向へ変位させる
と、伸縮手段４０が収縮状態となってキャリア２０とバ
ッテリーＢが下降される。そして、バッテリーＢの上面
が車体Ｖａの底面よりも低くなったら、伸縮手段４０ご
とバッテリーＢを車体Ｖａの側方へ引き出す。

【００１９】尚、前後２基の伸縮手段４０を伸縮させる
操作は、前側と後側の一方の伸縮手段４０だけを完全に
伸張又は収縮させた後に、もう一方の伸縮手段４０の伸
張又は収縮操作を行うようにしてもよく、また、前側と
後側の伸縮手段４０を少しずつ伸張又は収縮させるよう
にしてもよい。本実施形態では、次のような効果を奏す
る。 バッテリーＢとキャリア２０を昇降させるための伸縮
手段４０がキャリア２０自身に一体に設けられているの
で、ガレージジャッキなどの昇降機が設けられていない
場所でも、バッテリーＢの取付けと取外しの作業を行う
ことが可能である。

【００２０】バッテリーＢの取付けと取外しのいずれ
も、車外からの作業で済むので、車内と車外の両方で作
業を行う場合に比べて作業性がよい。 キャリア２０を取付部１２に対して単に結合または解
離する作業を行うだけでバッテリーＢが着脱されるの
で、工程数が少なく、この点でも作業性に優れている。 バッテリーＢが車外に取り付けられていることで、車
内にはバッテリーＢのためのスペースが不要となり、車
内レイアウトの設計に際してバッテリーＢの設置に起因
する制約を受けずに済む。

【００２１】バッテリーＢの装着の際には、位置決め
突起１４と位置決め孔２３の嵌合によってキャリア２０
の貫通孔２４とナット２５を取付部１２の取付孔１３に
対して位置決めすることができるので、ボルト３１をね
じ込む際の作業性がよい。 伸縮手段４０にキャスタ５０を設けたので、バッテリ
ーＢを取り外した状態で床面上又は路上を簡単に移動さ
せることができる。 前後の伸縮手段４０が、夫々、単独で上下できるの
で、不整地や段差のある床面等のように伸縮手段４０を
支承する面と車体Ｖａとが平行でない場合でも、バッテ
リーＢを車体Ｖａに対して適正な向きにして作業を安定
して行うことができる。 キャリア２０は６個のバッテリーＢを保持しているた
めに重量物であって人の手で持ち上げることは困難であ
るが、伸縮手段４０を用いたことにより、一人でも容易
に着脱を行うことが可能となっている。

【００２２】［他の実施形態］本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。 （１）上記実施形態ではキャリア、バッテリー及び伸縮
手段を車体外部に露出さるようにしたが、本発明によれ
ば、バッテリーだけを車内に収容するようにしてもよ
く、バッテリー、キャリア及び伸縮手段をカバーなどで
覆うようにしてもよい。 （２）上記実施形態では伸縮手段に車輪を設けたが、本
発明によれば、伸縮手段に車輪を設けず、伸縮手段を別
体の台車に載置して着脱作業を行うようにしてもよい。

【００２３】（３）上記実施形態では２つの伸縮手段を
別個に伸縮動作させるようにしたが、両伸縮手段を連動
可能な連結してワンアクション操作により２つの伸縮手
段を同時に伸縮及び同時に収縮させるようにしてもよ
い。 （４）上記実施形態では伸縮手段をキャリアの前後２カ
所に設けたが、本発明によれば、１つの伸縮手段をキャ
リアの中央位置に設けてもよい。 （５）上記実施形態では取付部の位置決め手段を突起状
としてキャリア側の位置決め手段を孔状としたが、本発
明によれば、取付部の位置決め手段を孔状としてキャリ
ア側の位置決め手段を突起状としてもよい。

【００２４】（６）上記実施形態では固定手段としてボ
ルトを用いたが、本発明によれば、ボルト以外の手段と
してもよい。 （７）上記実施形態において伸縮手段を車体側に固定す
る手段を設けてもよく、これにより、走行時の伸縮手段
のガタ付きやそれに起因する異音の発生などを防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１において車体にバッテリーを取り付
けた状態を示す部分側面図

【図２】車体からバッテリーを外した状態の部分側面図

【図３】取付部を示す斜視図

【図４】バッテリーとキャリアを示す斜視図

【図５】バッテリーを車体に取り付けた状態を示す正面
図

【図６】バッテリーを車体に取り付けるとともに伸縮手
段を伸張させた状態を示す正面図

【図７】バッテリーを車体から外した状態を示す正面図

【図８】バッテリーが車体から外された状態を示す部分
拡大断面図

【図９】バッテリーが車体に取り付けられた状態を示す
部分拡大断面図

【符号の説明】

Ｂ…バッテリー Ｖ…電気自動車 Ｖａ…車体 １２…取付部 ２０…キャリア ３０…固定手段 ４０…伸縮手段 ５０…キャスタ（車輪）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気自動車に対しバッテリーを取付け及
   び取外しするための着脱構造であって、 前記バッテリーを保持可能であり、車体に対して下方か
   らの着脱を可能とされたキャリアと、 このキャリアに一体に設けられ、このキャリアから下方
   へ伸張する状態とキャリア側へ収縮する状態との間での
   変位を可能とされた伸縮手段とを備えていることを特徴
   とする電気自動車のバッテリー着脱構造。
2. 【請求項２】 前記車体の外部下面に設けた取付部と、
   車外において前記取付部に対する前記キャリアの結合と
   解離とを可能とする固定手段とを備えていることを特徴
   とする請求項１記載の電気自動車のバッテリー着脱構
   造。
3. 【請求項３】 前記伸縮手段に車輪が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気自動車
   のバッテリー着脱構造。
4. 【請求項４】 電気自動車に対しバッテリーを取付け及
   び取外しするための着脱方法であって、 前記バッテリーを保持可能であり、車体に対して下方か
   らの着脱を可能とされたキャリアと、 このキャリアに一体に設けられ、このキャリアから下方
   へ伸張する状態とキャリア側へ収縮する状態との間での
   変位を可能とされた伸縮手段とを備えた構造とした上
   で、 前記バッテリーを取り付ける際には、 前記伸縮手段を接地させた状態で伸張させることで前記
   キャリアを上動させ、そのキャリアを前記車体に装着
   し、前記伸縮手段を伸張状態から収縮状態へ変位させ、 前記バッテリーを取り外す際には、 前記伸縮手段を伸張させて接地させることで前記キャリ
   アを支承し、そのキャリアを前記車体から解離し、前記
   収縮手段を収縮状態へ変位させることを特徴とする電気
   自動車のバッテリー着脱方法。