JP2011131790A - 電気自動車のバッテリユニット固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両底部へバッテリユニットを固定するバッテリ固定装置において、バッテリ固定装置の小型化、及び軽量化を図った技術を提供する。
【解決手段】ストライカのロッド部材を有するバッテリユニットを、車両底部に設けられるバッテリ固定部に固定するためのバッテリ固定装置であって、バッテリ固定装置は、前記バッテリ固定部周辺に取り付けられ、下方より前記ロッド部材の一部を収容可能な外筒凹部を有する外筒と、軸心を中心として回転可能に支持され、ロッド部材の一部を収容可能な円柱凹部を有する円柱状部材とからなり、外筒凹部は、前記軸心の軸方向の平面視において、前記軸心を含むように開口されており、円柱状部材は、外筒凹部及び円柱凹部に前記ロッド部材の一部を収容した状態で回転可能となるように形成されていることを特徴とするバッテリ固定装置。
【選択図】 図４

Description

この発明は、バッテリユニットを脱着可能な電気自動車のバッテリユニット固定装置に関する。

電気自動車は、搭載されたバッテリユニットに蓄電された電力によって走行することができる。しかし、バッテリユニットに蓄電された電力が放電された場合には、バッテリユニットを充電するか、もしくはバッテリユニットを交換する必要がある。バッテリユニット交換方式の電気自動車では、電気自動車から放電されたバッテリユニットを外し、予め充電されているバッテリユニットを装着することで、電気自動車の走行を連続して可能とするものである。

バッテリユニット交換方式の電気自動車としては、車両の底部にバッテリユニットを取り付け可能とした電気自動車がある。このタイプの電気自動車では、通常、車両の下面よりバッテリユニットの脱着が行われる。特許文献１には、バッテリ交換装置を利用したバッテリユニットの交換方法が記載されている。特許文献１に記載の電気自動車では、バッテリユニットの交換時に、電気自動車をバッテリ交換装置の上方に移動させる。電気自動車が移動されると、バッテリ交換装置より車両の底部に向けて交換テーブルが上昇する。交換テーブルが車両底部に設けられたバッテリ取付部まで到達したら、バッテリユニットを車両から外し、バッテリユニットが交換テーブルに乗せられる。

そして、バッテリユニットが乗せられた交換テーブルは下降し、バッテリ交換装置内に収納された後、所定の格納場所に運ばれる。そして、別の格納場所に格納されていた充電済のバッテリユニットが交換テーブルまで運ばれ、バッテリユニットが乗せられた交換テーブルが車両に向けて上昇する。バッテリユニットが車両のバッテリ取付部に配置されたら、バッテリをロックすることで、車両に充電済のバッテリが搭載される。

また、特許文献２には、バッテリ取付部に配置されたバッテリユニットを、車両側に設置された複数のロック装置によって固定する方法が記載されている。上記のロック装置におけるバッテリユニットの固定装置には、スライドドアを備えた車両のスライドドアロック装置が利用されている。図８（ａ）、図８（ｂ）には、スライドドアのロック装置を用いたバッテリユニットのロック装置１００を示す。

ロック装置１００は、ベース部材１０１、回転部材１１０、規制部材１２０と、付勢部材１２１よりなっている。ベース部材１０１は、車両下側に向けて開口され、バッテリユニットのバッテリケースに設けられた棒状のストライカ１３０を収容可能な長孔１０２を有している。回転部材１１０は、ベース部材１０１に支軸１１１によって回転可能に固定され、Ｕ字形のロック溝１１２とラッチ部１１３を有している。規制部材１２０は、回転部材１１０のラッチ部１１３と当接することで回転部材１１０の回転を規制する部材である。付勢部材１２１は、弾性体で形成されており、規制部材１２０を常に一方向に付勢させている。

図８（ａ）に示すように、バッテリユニットが取り付けられていない状態のロック装置１００は、長孔１０２の開口に対し、回転部材１１０のロック溝１１２の開口が重なるように配置されている。そして、バッテリユニットを搭載するために、位置合せが行われたバッテリユニットが車両下側より上昇されると、バッテリユニットに設けられたストライカ１３０が、ベース部材１０１の長孔１０２の開口、および、回転部材１１０のロック溝１１２の開口より挿入される。そして、図８（ｂ）に示すように、ストライカ１３０の上方への移動によって、回転部材１１０が支軸１１１を中心に反時計方向に回転され、ストライカ１３０をベース部材１０１の長孔１０２と回転部材１１０のロック溝１１２によって包囲した状態となる。さらに、規制部材１２０が回転部材１１０のラッチ部１１３に当接する事で、回転部材１１０の回転が規制され、ストライカ１３０がベース部材１０１及び回転部材１１０によって支持され、車両にバッテリユニットがロックされた状態となる。

特開平６−２６２９５１号公報 特開２００２−３６２１６２号公報

前述のスライドドアのロック装置を利用したロック装置１００をバッテリ取付部の周囲に複数設け、バッテリユニットを固定する方法では、ロック状態において、バッテリユニットの重量を可動部である回転部材１１０の支軸１１１および、回転部材１１０の回転を規制する規制部材１２０で受けとめることになる。さらに、バッテリユニットの重量が、回転部材１１０によるバッテリユニットの規制を解除する方向に常にかかることになる。そのため、蓄電可能な電力の容量を増やすためにバッテリユニットの重量が重くなることが多い電気自動車においては、ロック装置１００に対して必要十分な強度および信頼性を保つためには、回転部材１１０の支軸１１１およびラッチ部１１３、規制部材１２０等を高強度にする必要がある。それによる、部品の大型化や質量の上昇、さらには、コストの上昇、燃費の悪化を招くことになる。

なお、特許文献２に記載されている構成で、バッテリユニットの重量を回転部材１１０によって受けとめる必要がないように、ベース部材１０１の長孔１０２を回転部材１１０の支軸１１１の上方まで配置させ、ストライカ１３０をベース部材１０１にて支持するように形成することも考えられる。しかしながら、そのように構成すると、バッテリユニットが車両に対して、水平方向に移動することとなり、余分なスペースが必要となる。
本発明の目的は、重量の重いバッテリユニットを搭載しても、部品の大型化や質量を上昇させることの無い電気自動車のバッテリロック装置を提供する事である。

上記課題を達成するため、請求項１に記載の本発明では、被固定部を有するバッテリユニットを、車両底部に設けられるバッテリ固定部に固定するためのバッテリ固定装置であって、前記バッテリ固定装置は、前記バッテリ固定部の周囲に取り付けられ、下方より前記被固定部の一部を収容可能な第１凹部を有する第１部材と、軸心を中心として回転可能に支持され、前記被固定部の一部を収容可能な第２凹部を有する第２部材とからなり、前記第１凹部は、前記軸心の軸方向の平面視において、前記軸心を含むように開口されており、前記第２部材は、前記第１凹部及び前記第２凹部に前記被固定部の一部を収容した状態で回転可能となるように形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の本発明によれば、直接バッテリユニットの重量を支える第２部材は、回転することで被固定部を開放状態と固定状態とを変更することができる。そのため、第２部材の開口方向を上方に回転移動した固定状態では、バッテリユニットの重量による荷重方向（鉛直下方向）と、バッテリ固定装置の解除方向、すなわち第２部材の回転方向（固定状態では、水平方向）とを不一致とする事ができる。よって、バッテリ固定状態を維持するための力を小さくする事ができ、バッテリ固定状態を維持するための装置の大型化を防ぐ事ができる。

請求項２に記載の本発明では、前記第２部材は、前記第１部材によって回転可能に支持され、前記第１部材および第２部材は、円柱状の内側部と、内周が円周であり、内周が内側部の外周面と当接する外側部により構成されることを特徴とする。そのため、直接バッテリユニットの重量を支える第２部材を、円周面によって第１部材が支えることができ、第１部材にかかる力を分散する事ができる。

請求項３に記載の本発明では、前記第１部材が外側部を構成し、前記第２部材が内側部を構成するとともに、第１部材の内周と第２部材の外周とが全周にて当接することを特徴とする。そのため、外側に配置される第１部材の固定が行いやすく、安定して固定することができる。また、第１部材と第２部材の接触面が大きくなり、第１部材が第２部部材を支える力をより分散させる事ができる。なお、第１部材の内周と第２部材の外周とが全周にて当接するとは、第１部材の第１凹部、および第２部材の第２凹部を除く周面が当接すればよい。

請求項４に記載の本発明では、前記第２凹部は、前記軸心の軸方向の平面視において、前記軸心を含むように開口され、前記第１凹部の開口方向と前記第２凹部の開口方向を一致させ、被固定部を収容した状態から、前記第２凹部の開口方向を前記第１凹の部開口方向に対し、１８０度回転させた状態へ移行させると、被固定部が車両上方へ移動することを特徴とする。そのため、第２部材を回転させることで、バッテリユニットを車両方向に近づける事ができ、車両とバッテリユニットとの隙間を小さくすることができる。

請求項５に記載の本発明では、前記第２部材を回転駆動させる駆動手段を備えることを特徴とする。そのため、バッテリの固定を行うための第２部材の回転を容易に行うことができる。

請求項７に記載の本発明では、第２部材の回転駆動を規制する規制部材を備えることを特徴とする。そのため、車両の振動等によってバッテリが不慮に脱落すること防止することができる。

本願発明は、重量の重いバッテリユニットを搭載しても、部品の大型化や質量を上昇させることの無い電気自動車のバッテリ固定装置を提供するという優れた効果を奏する。

本発明の車両およびバッテリ交換装置の概要を示す側断面図ある。 本発明の車両の下断面図である。 本発明の実施形態に係るバッテリユニットの斜視図である。 （ａ）本発明の第１の実施形態に係るバッテリ固定装置の斜視図である。 （ｂ）同分解図である。 （ａ）本発明の第１の実施形態に係るバッテリ固定装置のバッテリユニット固定前の状態を示す平面図である。 （ｂ）同バッテリユニットの固定後の状態を示す平面図である。 （ａ）本発明の第２の実施形態に係るバッテリ固定装置のバッテリユニット固定前の状態を示す平面図である。 （ｂ）同バッテリユニットの固定後の状態を示す平面図である。 （ａ）本発明の第３の実施形態に係るバッテリ固定装置の斜視図である。 （ｂ）同分解図である。 （ａ）従来のバッテリ固定装置のバッテリユニット固定前の状態を示す平面図である。 （ｂ）同バッテリユニットの固定後の状態を示す平面図である。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る電気自動車のバッテリ固定装置３０を図１ないし図５に基づいて説明する。

図１および図２に示すように、電気自動車１０の底部１１には、バッテリユニット２０を車両下方より脱着可能なバッテリ固定部１２が設けられている。バッテリ固定部１２は
車両底部のフロアパン、サイドメンバロッカー部や左右のサイドメンバロッカー部間に橋渡しされるリンフォース等の車両底面骨格部１４、及び、バッテリ固定部１２に取り付けられたバッテリユニット２０を保護する枠体１３によって構成されている。枠体１３は、鉄材によって枠組みされ、車両底面骨格部１４に取り付けられている。また、車両底面骨格部１４には、枠体１３の内周に接する様にバッテリ固定装置３０が取り付けられる。

この実施形態では、枠体１３における車両前方に位置する辺に接する様に２つ、また、左右に位置する枠体１３の辺に接する様にそれぞれ１つづつのバッテリ固定装置３０が取り付けられている。また、枠体１３には、車両下部に向けてテーパ状に広がる車両側ガイド片１５が各辺にそれぞれ２つ取り付けられている。また、枠体１３には、バッテリユニット２０と電気的に接続される車両側電気カプラ（図示せず）が取り付けられている。

図３に示すように、電気自動車１０に取り付けられるバッテリユニット２０は、バッテリケース２１の中に複数のバッテリセル、及び、コントローラ（ともに図示せず）が搭載されている。バッテリケース２１の側面には、バッテリ固定装置３０に支持される事でバッテリユニット２０を車両に固定するための被固定手段としてのストライカ２２が取り付けられている。ストライカ２２は、ボルト等でバッテリケース２１に固定されるベースプレート２３と、ベースプレート２３より垂直方向に伸びるピン状のロッド部材２４より形成されている。

この実施形態では、車両前方（図３における右方）に対応する面には、２つのストライカ２２が取り付けられ、車両側面に対応する各面にはそれぞれ１つのストライカ２２が取り付けられている。また、バッテリユニット２０を車両のバッテリ固定部１２に取り付けた状態で、車両側ガイド片１５に対応する箇所には、半円筒状のバッテリ側ガイド片２５が取り付けられている。また、バッテリケース２１における車両側電気カプラに対応した箇所には、バッテリケース側電気カプラ（図示せず）が設けられており、バッテリユニット２０がバッテリ固定部に配置された状態では、車両側電気カプラとバッテリ側電気カプラが接触し、電気的に接続された状態となる。なお、バッテリユニット２０は、一つのバッテリセルのみによって構成されていても良い。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、バッテリ固定装置３０は、第１部材および外側部としての外筒４１、第２部材および内側部としての円柱状部材５１、駆動手段としての駆動モータ３６より構成されている。外筒４１は、内周が円周状の筒部４２と、筒部４２の両開口を閉塞し、かつ一方向に向けて幅が広がるように伸びる蓋部４３と、蓋部４３の上部に設けられ、車両底面骨格部１４への取り付け面を形成するフランジ部４４より構成される。蓋部４３における、フランジ部４４と反対方向には、蓋部４３の下端部より筒部４２の内周の中心軸Ｃ通るように下方より直線上に伸びた第１凹部としての外筒凹部４５が形成されている。

なお、外筒凹部４５はバッテリユニット２０に設けられるストライカ２２のロッド部材２４の太さより若干大きく形成されており、外筒凹部４５の開口端部は、端部に向けて開口幅が大きくなるようにテーパ状に形成されている。また、筒部４２における下端においても、外筒凹部４５のテーパ状に形成された開口幅と同じ幅の切れ込みが形成されている。また、筒部４２の斜め上面には、切り欠き部４６が形成されている。

円柱状部材５１は、外周が円である円柱状に構成される。円柱の外周の直径は外筒４１の筒部４２の内周の直径より若干小さく形成されており、外筒４１の筒部４２内に収納可能とされている。円柱状部材５１の外周には、円柱が略コ状に切り欠かれた第２凹部としての円柱凹部５２が一箇所形成されている。円柱凹部５２の形状は、外筒凹部４５と略同一に形成されている。また、円柱状部材５１の外周面の一部には、ギヤを形成する円柱ギヤ部５３が形成されている。

駆動モータ３６は、車内に配置された切替スイッチを介して車両に取り付けられているバッテリに接続されている。駆動モータ３６は、切替スイッチを手動で切り替えることによって駆動電流が供給されると、駆動電流に応じて軸が正逆回転するモータ部３７と、モータ部３７の軸に取り付けられるモータギヤ部３８とで構成される。モータ部３７は図示しないホルダによって枠体１３に取り付けられている。なお、駆動モータ３６は、駆動電流が供給されていない状態では、モータが回転しないように設定されており、本実施の形態では、駆動モータ３６が規制手段として機能する。

外筒４１と円柱状部材５１は、外筒４１内部に円柱状部材５１を挿入した状態で車両底面骨格部１４に取り付けられている。また、外筒４１の切り欠き部４６は、切り欠き部４６から円柱状部材５１の円柱ギヤ部５３が表出するように形成されており、円柱ギヤ部５３とモータギヤ部３８が噛合うように駆動モータ３６が枠体１３に固定されている。この状態で、駆動モータ３６を正回転させると、モータギヤ部３８と円柱ギヤ部５３との噛合いを通じて、円柱状部材５１が右方向（図５（ｂ）矢印Ａの方向）に回転される。また、駆動モータ３６を逆方向に回転させると、円柱状部材５１が左方向（図５（ｂ）矢印Ａと逆方向）に回転される。

なお、この実施形態では、外筒４１の筒部４２内周の直径に対し円柱状部材５１外周の直径が若干小さく形成されているが、外筒４１の筒部４２内部に円柱状部材５１を挿入した状態では、円柱状部材５１の回転軸心Ｄは、筒部４２の内周の中心軸Ｃとほぼ一致する。また、外筒凹部４５および円柱凹部５２は、円柱状部材５１の回転軸心Ｄの軸方向における平面視において、円柱状部材５１の回転軸心Ｄを含むように開口されている。外筒凹部４５および円柱凹部５２において、円柱状部材５１の回転軸心Ｄから各凹部の開口と反対側に位置する最深部までの距離は、バッテリユニット２０に取り付けられているストライカ２２のロッド部材２４の半径よりやや大きく設定されている。そのため、外筒４１に対して円柱状部材５１を回転させ、外筒凹部４５の開口方向と円柱凹部５２の開口方向を正反対とした状態では、外筒凹部４５と円柱凹部５２の重なり合う部分における車両上下方向の距離は、ストライカ２２のロッド部材２４の直径より若干大きくなる程度となる。

次に電気自動車１０のバッテリユニット２０を交換するバッテリ交換装置６０の例について説明する。
図１に記載されているように、バッテリ交換装置６０は、下部は地下に配置され、上部は地上に配置されている。バッテリ交換装置６０の上部には、電気自動車１０を積載可能な水平な積載台６１が設けられ、積載台６１にはバッテリユニット２０及びバッテリユニット２０を昇降する昇降手段６２が昇降及び通過可能な開口部６３が設けられている。さらに積載台６１上部には、開口部６３を挟んで、電気自動車１０のバッテリ固定部１２が開口部６３上方に配置されるように電気自動車１０の車幅方向の位置決めを行う一対の位置決めレール６４が設置される。そして、位置決めレール６４の一端には、電気自動車１０のバッテリ固定部１２が開口部６３上方に配置されるように電気自動車１０の前後方向の位置決めを行う二コブ山形状の車輪止め６５が設置されている。

なお、電気自動車１０において、前輪１６の車軸に対するバッテリ固定部１２の位置は全車種において規格化し、統一しておく事が望ましい。そして、電気自動車１０のバッテリ交換の際には、電気自動車１０の前輪１６間に位置決めレール６４が配置されるように電気自動車１０を移動する。そして、前輪１６が二コブ山形状の車輪止め６５の中央に位置するように停車することで、電気自動車１０のバッテリ固定部１２とバッテリ交換装置６０の昇降手段６２とにおいて、ある程度の位置合せを行う。これによって、車輪止め６５へのタイヤの当接状態の違いに起因する車両前後方向におけるバッテリ固定部１２の位置と、昇降手段６２との位置のずれを数十ｍｍ程度に抑えることが可能である。

バッテリ交換装置６０には、積載台６１の開口部６３を通り、上下方向に昇降可能な位置に昇降手段６２が設けられている。昇降手段６２は、電気自動車１０より取り外したバッテリユニット２０をバッテリ交換装置６０内に収容、又は、バッテリ交換装置６０内に保管されていたバッテリユニットを電気自動車１０のバッテリ固定部１２へ移載するための装置であり、基台６６、移載テーブル６７、アーム６８、移載テーブルを昇降させるための油圧シリンダ６９より構成されている。

バッテリ交換装置６０内の昇降手段６２の周りにはチェーンコンベア７１からなる運搬手段７０が設置されている。運搬手段７０は、バッテリユニット２０を昇降手段６２との間で移載する移載位置と、図示しないバッテリ貯蔵手段との間において、バッテリユニット２０を運搬する装置である。なお、バッテリ貯蔵手段とは、回収された使用済みのバッテリユニット２０を一時貯蔵するとともに、充電された充電済みバッテリユニット２０を貯蔵する装置であり、例えば、自動倉庫で構成される。

このように構成されたバッテリ交換装置６０によって、電気自動車１０に搭載されているバッテリユニット２０が交換される。バッテリユニット２０の交換時には、電気自動車１０を、バッテリ交換装置の積載台６１上に移動させ、電気自動車１０の前輪１６を車輪止め６５の二コブ山形状の中央に位置するように停止させる。停止後、バッテリ交換の指令がだされると、バッテリ交換装置６０は、油圧シリンダ６９を駆動することで、移載テーブル６７を上昇させ、バッテリ固定部１２に収容されているバッテリユニット２０の底面に移載テーブル６７を当接させる。

当接後、車内に設けられた図示しない駆動モータの切替スイッチを手動で切り替える事によって、電気自動車１０にバッテリユニット２０を固定しているバッテリ固定装置３０のロックを解除する。その後、バッテリ交換装置６０は油圧シリンダ６９を駆動することで移載テーブル６７を下降させ、バッテリユニット２０はバッテリ交換装置６０内に収容される。収容されたバッテリユニット２０は運搬手段７０によって、バッテリ貯蔵手段に運ばれ保管される。

そして、バッテリ貯蔵手段に貯蔵されていた他の充電済みのバッテリユニット２０がバッテリ貯蔵手段より取り出され、運搬手段７０によって昇降手段６２まで運ばれる。昇降手段６２に運ばれたバッテリユニット２０は、昇降手段６２によって上昇される。バッテリ固定部１２とバッテリユニット２０との位置のずれは、バッテリユニット２０が上昇時に、バッテリユニット２０に取り付けられたバッテリ側ガイド片２５および車両側ガイド片１５が接触することによって修正される。バッテリユニットの上昇を続けると、双方のガイド片によってバッテリユニット２０の位置ずれや傾きが補正され、バッテリユニット２０がバッテリ固定部１２に挿入される。

なお、車両の底部１１のバッテリ固定部１２の周囲には複数の押圧スイッチ（図示しない）が取り付けられており、全てのスイッチが移載テーブル６７によって押圧されると、バッテリユニット２０がバッテリ固定部１２に収容された状態として検知される。バッテリ固定部１２にバッテリユニット２０が収納された状態が検知されたら、車内に設けられた図示しない切替スイッチを手動で作動し、バッテリ固定装置３０を施錠することで、バッテリユニット２０がロックされ、電気自動車のバッテリが交換される。

次に前記のように構成されたバッテリ固定装置３０の作用を図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
図５（ａ）には、バッテリ固定装置３０のロックが解除されている状態を示す。図５（ａ）のように、開錠状態では、円柱凹部５２は、その開口方向が外筒凹部４５の開口方向と同一となるように車両下方を向くように配置されている。この状態で、バッテリ交換装置６０によってバッテリユニット２０が上昇されると、バッテリユニットに取り付けられているストライカ２２のロッド部材２４がバッテリ固定装置３０の下方より上昇される。なお、前記のように、バッテリ固定装置３０の外筒４１、円柱状部材５１の各凹部に対するロッド部材２４の位置は、車両に配置される車両側ガイド片１５とバッテリに取り付けられるバッテリ側ガイド片２５が当接することによって修正されており、各凹部の真下にロッド部材２４が配置されるようになっている。

バッテリユニット２０がさらに上昇されると、ロッド部材２４の一部が外筒凹部４５、円柱凹部５２内に収容される。前記に記載のように、押圧スイッチが押圧され、バッテリユニット２０がバッテリ固定部１２に収容された状態では、ロッド部材２４が外筒凹部４５、円柱凹部５２の最深部に配置される。押圧スイッチが全て押圧された状態で、切替スイッチを手動で切り替えると、駆動モータ３６が正回転で駆動され、外筒４１に対して円柱状部材５１が右回りに回転する（図５（ｂ）矢印Ａの方向）。

なお、駆動モータ３６の回転量は円柱状部材５１が１８０度回転する量が予め設定されており、円柱凹部５２の開口方向が車両上方を向くと駆動モータ３６の回転が停止するようになっている。図５（ｂ）に示すように円柱凹部５２の開口方向が車両上方を向くと、ロッド部材２４が外筒凹部４５、円柱凹部５２で包囲され、バッテリユニット２０がロックされたロック状態となる。なお、ロック状態では、駆動モータ３６が回転しないように設定されており、車両の振動などで円柱状部材５１が回転しないように規制されている。

逆にバッテリ固定装置３０がロック状態であり、移載テーブル６７がバッテリユニット２０に対して当接している状態で、切替スイッチを手動で切り替えると、駆動モータ３６が逆回転で駆動され、外筒４１に対して円柱状部材５１が左回り（図５（ｂ）矢印Ａと逆方向）に回転する。なお、駆動モータ３６の回転量は円柱が１８０度回転する量が予め設定されており、円柱凹部５２の開口方向が車両下方を向くと、駆動モータ３６の回転が停止するようになっている。駆動モータ３６の回転が停止し、円柱凹部５２の開口方向が車両下方を向くと図５（ａ）に示すようにロッド部材２４が開放可能になり、バッテリユニット２０のロックが解除された開錠状態となる。

この実施形態では、以下の効果を得ることができる。
（１）バッテリ固定装置３０は、バッテリ固定部１２周囲に取り付けられ、下方よりストライカ２２のロッド部材２４の一部を収容可能な外筒凹部４５を有する外筒４１と、回転軸心Ｄを中心として回転可能に支持され、ストライカ２２のロッド部材２４の一部を収容可能な円柱凹部５２を有する円柱状部材５１とからなり、外筒４１は、円柱状部材５１の回転軸心Ｄの軸方向平面視において、円柱状部材５１の回転軸心Ｄを含むように開口されており、円柱状部材５１は外筒凹部４５及び円柱凹部５２にストライカ２２のロッド部材２４の一部を収容した状態で回転可能となるように形成されている。そのため、円柱凹部５２の開口方向が上方を向くように回転移動させたバッテリユニット２０の固定状態では、バッテリユニット２０の重量による荷重方向（鉛直下方向）とバッテリ固定装置３０の開錠方向である第２部材の回転方向（車両水平方向）とを不一致とすることができる。そのため、バッテリ固定装置３０において、バッテリユニット２０の重量を支える機構と、バッテリ固定装置の解除を規制する機構とを分けることができ、バッテリ固定装置３０の小型化及び信頼性を上げることができる。また、バッテリ固定装置の解除を規制する機構の大型化及び重量の増加を抑えることができる。
（２）、円柱状部材５１は、外筒４１によって回転可能に支持され、円柱状の円柱状部材５１と、内周が円周で形成され円柱状部材５１の外周面と当接する外筒４１により構成されるため、外筒４１と、外筒４１によって回転可能に支持された円柱状部材５１が、円周面によって接触することから、バッテリユニット２０の重量を面によって支えるため、良好に受けることができ、バッテリ固定装置の一部の大型化を防止、および軽量化を図ることができる。
（３）車両に固定される外筒４１が円柱状部材５１の外側に配置されるため、外筒４１を固定しやすく、また、安定して固定することができる。
（４）外筒４１の内周全面と円柱状部材５１の外周全面が当接支持されているため、外筒４１と円柱状部材５１の接触面が大きくなり、外筒４１が円柱状部材５１を支える力をより分散させる事ができる。
（５）円柱状部材５１を回転駆動させる駆動モータ３６を備える。そのため、円柱状部材５１の回転が容易であり、バッテリユニット２０の固定を容易に行うことができる。
（６）駆動モータ３６に駆動電源が供給されない状態では、駆動モータ３６は回転しないように設定されているため、車両の振動等によって円柱状部材５１が意図せずに回転し、円柱凹部５２の開放方向が下を向く事を防止することができる。それにより、バッテリユニット２０が不慮に脱落すること防止することができる。
（第２の実施形態）

次に第２の実施形態であるバッテリ固定装置３１を図６にしたがって説明する。この実施形態では、外筒凹部の最深部に対して、円柱凹部の最深部を浅く設定する点が第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態と基本的に同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の実施の形態に比べて、外筒４７の外筒凹部４８の最深部を車両上方向に、円柱状部材５４の円柱凹部５５の最深部を車両下方向に移動するように構成し、バッテリユニット２０のロックが解除された開錠状態において、最深部を偏心させる。また、外筒凹部４８の最深部は、円柱凹部５５の最深部にストライカ２２のロッド部材２４を収容した状態で回転可能となるように、ロッド部材２４の回転範囲より若干大きく形成されている。なお、円柱凹部５５の開口方向を外筒凹部４８開口方向に対して１８０度回転させたバッテリユニット２０をロックするロック状態において、外筒凹部４８最深部と円柱凹部５５最深部の距離は、第１の実施形態の対応する距離と同じく、ストライカ２２のロッド部材２４の直径より若干大きくなる程度に設定されている。

上記のように構成されたバッテリ固定装置３１では、円柱凹部５５の最深部が短く設定されているため、バッテリ固定装置３１が開錠状態では、バッテリユニット２０が第１の実施形態に比べ、下方に位置する。しかしながら、第１の実施形態に比べ、外筒凹部４８の最深部が開口方向と反対側に移動していること、円柱凹部５５の最深部が開口方向側に移動していることより、駆動モータによって円柱が１８０度回転されると、バッテリユニット２０を上方である車両側に移動させることができる。

これによって、第２の実施形態では、第１の実施の形態の効果に加え、車両の底部１１とバッテリユニット２０の間の隙間をより少なくすることができ、車両の底部１１とバッテリユニット２０間の防水や異物混入を防ぐ事ができる。なお、車両の底部１１に弾性部材等を配置させ、防水、防塵を行っている場合においては、バッテリ固定装置３１によりバッテリユニット２０を車両側へ引き上げる事が容易に可能となる。そのため、バッテリユニット２０を弾性部材により確実に圧着させることができ、防水、防塵効果をより高める事ができる。
（第３の実施形態）

次に第３の実施形態であるバッテリ固定装置３２を図７（ａ）、（ｂ）にしたがって説明する。この実施形態では、第１部材および内側部としての円柱状部材８１が円柱の一側面において枠体１３に固定されており、第２部材および外側部としての外筒９１が円柱状部材８１に対して、回転可能に取り付けられている点が第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態と基本的に同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、バッテリ固定装置３２は枠体１３に固定されている円柱状部材８１と、円柱状部材８１によって回転可能に支持されている外筒９１と、外筒９１を回転させるための駆動モータ３６によって構成されている。円柱状部材８１は、円柱状に形成され、円柱の円状の一側面において枠体１３に取り付けられている。円柱状部材８１には、枠体１３に取り付けた状態で、車両の下方端部より円柱の中心軸Ｅを通るように下方より直線上に伸びた第１凹部としての円柱凹部８２が形成されている。円柱凹部８２の開口端部は、端部に向けて開口幅が大きくなるようにテーパ状に形成されている。

外筒９１は、内周が円周状で構成される筒部９２と、筒部９２の一側面を覆う蓋部９３で構成される。筒部９２の内周は、円柱状部材８１の外周とほぼ同等に形成されており、外筒９１の開口される一側面より円柱状部材８１を挿入可能とされている。蓋部９３には、筒部９２の外周端部から筒部９２の中心軸Ｆをとおるように直線状に切り欠かれた第２凹部としての外筒凹部９４が形成されている。外筒凹部９４の形状は、円柱凹部８２と略同一に形成されている。また、外筒９１の筒部９２の外周面の一部には、ギヤを形成する外筒ギヤ部９５が形成されている。

なお、外筒９１の開口される一側面端部の外周には、凸部９６が形成されており、枠体１３に溶接等で取り付けられる抜け留め９７に係留されることで、円柱状部材８１に対して枠体１３と反対方向に離間しないようにされている。
駆動モータ３６は、モータギヤ部３８が外筒ギヤ部９５と噛合うように枠体１３に取り付けられている。

以上のように構成されたバッテリ固定装置３２では、第１の実施例と同様に、バッテリユニット２０がバッテリ固定部１２に配置された状態では、ストライカ２２のロッド部材２４の一部が外筒凹部９４及び円柱凹部８２に収容される。この状態で、駆動モータ３６を正回転で駆動させることで、駆動モータ３６のモータギヤ部３８、および、外筒ギヤ部９５を通じて外筒９１を回転させることができる。駆動モータ３６によって外筒９１を１８０度回転させたロック状態では、円柱凹部８２と外筒凹部９４との重なり合った部分でストライカ２２のロッド部材２４を保持することができる。なお、円柱凹部８２及び外筒凹部９４の形状を、第２の実施形態のように偏心させることも可能である。

この実施形態では、第１の実施形態の効果としてあげる（１）、（４）、（５）、（６）の効果を得る事ができることに加え、さらに、次の効果を得る事ができる。
（７）外筒９１は、円柱状部材８１によって回転可能に支持され、円柱状の円柱状部材８１と、内周が円周で形成され円柱の外周面と当接する外筒９１により構成される。そのため、円柱状部材８１と、円柱状部材８１によって回転可能に支持された外筒９１が、円周面によって接触することから、バッテリユニット２０の重量を面によって支えるため、良好に受けることができ、バッテリ固定装置の一部の大型化を防止、および軽量化を図ることができる。
（８）駆動モータ３６によって回転させる第２部材である外筒９１を円柱状部材８１が内部より支持しているため、駆動モータ３６のモータギヤ部３８と噛合うギヤを外筒９１へ形成すればよく、回転させる構成が簡素化することができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ バッテリ固定装置３０、３１、３２、および、対応するストライカ２２の配置に関して、枠体１３の内周に接するように、車両前辺に２つ、側辺に一つづつ配置したが、それに限らず、バッテリユニット２０を安定して固定することができれば配置、および個数はどのように設定しても良い。例えば、ストライカ２２をベースプレート２３と、逆Ｕ字状に形成されたロッド部材にて構成し、バッテリユニット２０の上面に複数配置し、対応する車両底面にバッテリ固定装置を配置して、上面より吊り下げるようにしてもよい。また、第１の実施形態のように車両底面骨格部１４に取り付けられていても良いし、第３の実施形態のように枠体１３に取り付けられていても良い。
○ 被固定部としてのストライカ２２の形状はピン状に限定されず、ベースプレート２３と、逆Ｕ字状に形成されたロッド部材にて構成されたストライカをバッテリユニット２０の側面に取り付けても良い。
○ 第１の実施の形態及び第２の実施形態において、外筒４１、４７の内周と円柱状部材５１、５４の外周がほぼ同じ大きさの円周より構成されていたが、これに限らず、円柱状部材５１、５４の外周を外筒４１、４７の円周より小さい円周にしてもよい。この場合であっても、円柱の中心軸を含むように外筒凹部４５、４８を形成し、円柱状部材５１、５４を１８０度回転させた状態で、外筒凹部４５、４８と円柱凹部５２、５５とによって、ストライカ２２のロッド部材２４を保持する事ができればよい。
○ 第１の実施の形態及び第２の実施形態において、外筒４１，４７の内周を円周としたが、これに限られず、外筒４１、４７の内部で円柱が回転できるように形成されていればよい。
○ 回転可能に支持された第２部材５１、５４、９１の回転を、第２部材５１、５４、９１に円柱ギヤ部５３、または、外筒ギヤ部９５を設け、駆動モータ３６のモータギヤ部３８と噛合わせることで行ったが、これに限定されず、例えば、駆動モータ３６の回転軸を第２部材の回転軸に連結させることで回転させてもよい。
○ 車両に固定される第１部材４１、４７、８１によって、第２部材５１、５４、９１を回転可能に支持するようにしたが、それに限らず、第２部材５１、５４、９１を他の部材によって回転可能に支持するようにしても良い。

１０…電気自動車、 １２…バッテリ固定部、 ２０…ストライカ、 ２４…ロッド部材（被固定部）、 ３６…駆動モータ（駆動手段、規制手段）、 ４１…外筒（第１部材、外側部）、 ４５…外筒凹部（第１凹部）、 ４７…外筒（第１部材、外側部）、 ４８…外筒凹部（第１凹部）、 ５１…円柱状部材（第２部材、内側部）、 ５２…円柱凹部、 ５４…円柱状部材（第２部材、内側部）、 ５５…円柱凹部、 ８１…円柱状部材（第１部材、内側部）、 ８２…円柱凹部（第１凹部）、 ９１…外筒（第２部材、外側部）、 ９４…外筒凹部（第２凹部）

Claims (6)

1. 被固定部を有するバッテリユニットを、車両底部に設けられるバッテリ固定部に固定するためのバッテリ固定装置であって、
   前記バッテリ固定装置は、前記バッテリ固定部の周囲に取り付けられ、下方より前記被固定部の一部を収容可能な第１凹部を有する第１部材と、
   軸心を中心として回転可能に支持され、前記被固定部の一部を収容可能な第２凹部を有する第２部材とからなり、
   前記第１凹部は、前記軸心の軸方向の平面視において、前記軸心を含むように開口されており、
   前記第２部材は、前記第１凹部及び前記第２凹部に前記被固定部の一部を収容した状態で回転可能となるように形成されていることを特徴とするバッテリ固定装置。
2. 前記第２部材は、前記第１部材によって回転可能に支持され、
   前記第１部材および第２部材は、円柱状の内側部と、内周が円周であり、内周が内側部の外周面と当接する外側部により構成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ固定装置
3. 前記第１部材が外側部を構成し、前記第２部材が内側部を構成するとともに、第１部材の内周と第２部材の外周とが全周にて当接することを特徴とする請求項２に記載のバッテリ固定装置。
4. 前記第２凹部は、前記軸心の軸方向の平面視において、前記軸心を含むように開口されており、
   前記第１凹部の開口方向と前記第２凹部の開口方向を一致させ、被固定部を収容した状態から、前記第２凹部の開口方向を前記第１凹部の開口方向に対し、１８０度回転させた状態へ移行させると、被固定部が車両上方へ移動することを特徴とする請求項１〜３に記載のバッテリ固定装置。
5. 前記第２部材を回転駆動させる駆動手段を備えることを特徴とする請求項１〜４に記載のバッテリ固定装置。
6. 前記第２部材の回転駆動を規制する規制手段を備えることを特徴とする請求項１〜５に記載のバッテリ固定装置。