JP2016219281A - バッテリ着脱装置、バッテリ、及び、バッテリ着脱システム - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリが正常に装着されていないことを判定させることができる。【解決手段】バッテリ着脱装置は、装置側ストライカを備えている。バッテリは、固定位置にて車両のストライカと固定され、解除位置にてストライカとの固定が解除される第１ラッチを備えている。また、バッテリは、第１ラッチが固定位置とは異なる位置にあるときに装置側ストライカと係止し、第１ラッチが固定位置にあるときに装置側ストライカとの係止が解除される第２ラッチを備えている。バッテリ着脱装置は、装置側ストライカに生じる荷重によって装置側ストライカが挿入部から引き抜かれたことを契機として、制御装置にバッテリが正常に装着されていないと判定させる。【選択図】図７

Description

本発明は、バッテリを車両に対して着脱させるバッテリ着脱装置、車両に装着されるバッテリ、及び、バッテリ着脱システムに関する。

車両には、電力源としてバッテリが搭載されている。例えば、特許文献１では、車両に設けられたストライカに対して、バッテリに設けられた固定部材を固定することで車両にバッテリを搭載している。

特許文献１に記載のバッテリは、バッテリセルを収容したケースの外部に固定部材を備えている。固定部材は、車両に設けられたストライカに対する固定と固定の解除を行うラッチと、ストライカを固定したラッチの状態を保持する保持機構とを備えている。

車両に対するバッテリの装着は、バッテリ着脱装置によって行われる。バッテリの装着は、車両に対してバッテリが載置された載置台を近接させることで行われ、載置台が近接することでバッテリに設けられたラッチとストライカとが固定されるとともに、保持機構によってラッチがストライカを固定した状態が保持される。

特開２０１３−２８３２４号公報

ところで、特許文献１には、バッテリ着脱装置が示されているものの、バッテリ脱着装置によってバッテリが正常に装着されたか否かを正確に判断することができない。このため、バッテリが正常に装着されていない場合に、バッテリが正常に装着されていないことを判定させることが望まれている。

本発明の目的は、バッテリが正常に装着されていないことを判定させることができるバッテリ着脱装置、バッテリ、及び、バッテリ着脱システムを提供することにある。

上記課題を解決するバッテリ着脱装置は、固定位置にて車両のストライカに固定され、解除位置にて前記固定が解除される第１ラッチを備えるバッテリを、前記車両に対して着脱させるバッテリ着脱装置であって、前記バッテリが載置される載置台と、前記載置台を車両に対して近接、及び、離間させる接離装置と、前記載置台に設けられ、前記第１ラッチが前記固定位置とは異なる位置にあるときに前記バッテリに設けられた第２ラッチと係止し、前記第１ラッチが前記固定位置にあるときに前記第２ラッチとの係止が解除される装置側係止部と、を備え、前記載置台の前記車両からの離間時に前記装置側係止部に生じる荷重によって、前記第１ラッチと前記ストライカとの固定状態を異常と判定させる契機を生じさせる。

これによれば、載置台にバッテリを載置した状態で、載置台を車両に近接させたときに、第１ラッチが固定位置に移動せず、第１ラッチと車両のストライカとが正常に固定されないと、第２ラッチと、装置側係止部との係止が解除されない。第２ラッチと、装置側係止部との係止が解除されない状態で載置台を車両から離間させようとすると、第２ラッチに生じる荷重が大きくなっていく。このため、第２ラッチに生じる荷重によって、ストライカと第１ラッチとが正常に固定されていないこと、すなわち、バッテリが正常に装着されていないことを判定させることができる。

上記バッテリ着脱装置について、前記載置台は、前記装置側係止部が挿入される挿入部を有し、前記装置側係止部は、前記挿入部に挿入されることで、電流が流れる電流経路の一部となり、荷重が生じることで前記電流経路に流れる電流を遮断し、前記契機は、前記電流経路に流れる電流が遮断することで生じてもよい。

これによれば、装置側係止部に生じる荷重が大きくなると、電流経路に流れる電流が遮断される。このため、電流経路に流れる電流が遮断されることを契機として、ストライカと第１ラッチとの固定状態が異常であると判定させることができる。

上記バッテリ着脱装置について、前記装置側係止部に生じる荷重を検出する荷重センサを備え、前記契機は、前記荷重センサによって検出される荷重が閾値を超えたときに生じてもよい。

これによれば、装置側係止部に生じる荷重を荷重センサで検出することで、装置側係止部に生じる荷重が閾値を超えたことを契機として、ストライカと第１ラッチとの固定状態が異常であると判定させることができる。

上記課題を解決するバッテリは、固定位置にて車両のストライカに固定され、解除位置にて前記固定が解除される第１ラッチを備え、前記車両からの離間時に装置側係止部に生じる荷重によって前記ストライカと前記第１ラッチとの固定状態を異常と判定させる契機を生じさせるバッテリ着脱装置によって前記車両に装着されるバッテリであって、前記第１ラッチと連動し、前記第１ラッチが前記固定位置とは異なる位置にあるときに前記装置側係止部と係止し、前記第１ラッチが前記固定位置にあるときに前記装置側係止部との係止が解除される第２ラッチを備える。

これによれば、第１ラッチが固定位置とは異なる位置にあるときは、第２ラッチが装置側係止部と係止するため、ストライカと第１ラッチとの固定状態が異常なときに、装置側係止部に荷重を生じさせることができる。そして、装置側係止部に荷重を生じさせることで、バッテリ着脱装置に、ストライカと第１ラッチとの固定状態が異常であると判定させることができる。

上記バッテリについて、前記第１ラッチと、前記第２ラッチとは、同一の回動軸に回転可能に支持されていてもよい。これによれば、回動軸に対する取付角度を調整することで、第１ラッチと第２ラッチとの位置調整を容易に行うことができる。

上記課題を解決するバッテリ着脱システムは、固定位置にて車両のストライカに固定され、解除位置にて前記固定が解除される第１ラッチを備えるバッテリと、前記バッテリを前記車両に対して着脱させるバッテリ着脱装置と、を備えたバッテリ着脱システムであって、前記バッテリ着脱装置は、前記バッテリが載置される載置台と、前記載置台を車両に対して近接、及び、離間させる接離装置と、前記載置台に設けられ、前記載置台の前記車両からの離間時に生じる荷重によって前記第１ラッチと前記ストライカとの固定状態を異常と判定させる契機を生じさせる装置側係止部と、を備え、前記バッテリは、前記第１ラッチと連動し、前記第１ラッチが前記固定位置とは異なる位置にあるときに前記装置側係止部と係止し、前記第１ラッチが前記固定位置にあるときに前記装置側係止部との係止が解除される第２ラッチを備える。

本発明によれば、バッテリが正常に装着されていないことを判定させることができる。

（ａ）はバッテリが装着される車両を示す概略図、（ｂ）は車両に設けられたストライカを示す拡大図。 車両に装着されるバッテリを示す斜視図。 固定部材の一部を破断して示す斜視図。 ストライカと固定されていない状態の固定部材を示す断面図。 ストライカと固定されている状態の固定部材を示す断面図。 バッテリ着脱装置を示す概略構成図。 載置台に設けられた装置側ストライカ、及び、押圧ピンとバッテリとの関係を示す斜視図。 載置台に設けられた装置側ストライカ、及び、押圧ピンとバッテリとの関係を示す断面図。 載置台にバッテリを載置するときの固定部材の状態を示す断面図。 載置台にバッテリを載置したときの固定部材の状態を示す断面図。 バッテリを車両に装着するときの固定部材の状態を示す断面図。 バッテリを車両に装着しているときの固定部材の状態を示す断面図。 バッテリが正常に装着されていないときの固定部材の状態を示す断面図。 センサの出力を示すタイムチャート。 変形例のバッテリ着脱装置を示す概略図。 変形例のバッテリ着脱装置を示す概略図。

以下、バッテリ着脱装置、バッテリ、及び、バッテリ着脱システムの一実施形態について説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、車両１０の底部には、バッテリ２０を収容するための収容スペース１１が設けられている。本実施形態の車両１０は、収容スペース１１に装着されるバッテリ２０を電力源として駆動する走行用モータを搭載するとともに、走行用モータの駆動によって走行する電気自動車やハイブリッド自動車である。

車両１０において、収容スペース１１を囲む部分には、複数のストライカ１２が設けられている。本実施形態では、４個（図では２個のみ図示）のストライカ１２が設けられている。ストライカ１２は、棒材の両端を直角に屈曲させたＵ字状であり、直線状の連結部１３の両端に、連結部１３から同一方向に向けて直角に延びる第１固定部１４及び第２固定部１５を有している。ストライカ１２は、第１固定部１４が固定プレート１６によって車両１０に固定されている。固定プレート１６は、第１固定部１４が挿入される挿入部１７とボルト１８が挿入されるボルト孔１９を有している。固定プレート１６は、挿入部１７にストライカ１２の第１固定部１４が挿入された状態でボルト孔１９に挿入されたボルト１８によって車両１０に固定されている。これにより、ストライカ１２の連結部１３は車両１０の下方に向けて延びており、第２固定部１５は第１固定部１４よりも車両１０の下方に位置している。

図２に示すように、収容スペース１１に収容されるバッテリ２０は、複数の固定部材３０を有している。詳細にいえば、バッテリ２０は、複数のバッテリセルを直列接続又は並列接続したバッテリユニット２１をケース２２内に有しており、このバッテリユニット２１を収容したケース２２の外部に固定部材３０が設けられている。本実施形態のケース２２は、四角箱状であり、四隅に固定部材３０が設けられている。各固定部材３０同士の間隔は、車両１０に設けられたストライカ１２同士の間隔と同一間隔となっている。

上記したバッテリ２０は、車両１０に設けられたストライカ１２と固定部材３０との固定によって車両１０に装着され、ストライカ１２と固定部材３０との固定解除によって車両１０から離脱される。以下、ストライカ１２と固定されていない状態の固定部材３０について説明を行う。

図３及び図４に示すように、固定部材３０は、四角箱状のハウジング３１を有している。ハウジング３１の天板３２には、ハウジング３１の内外を連通する連通部３３が設けられている。また、天板３２と対向するハウジング３１の底板３４には、ハウジング３１の内外を連通する係止孔３５と、ハウジング３１の内外を連通する解除孔３６が設けられている。

また、固定部材３０のハウジング３１の側壁３７には、フランジ３８が設けられている。フランジ３８には、ボルト孔３９が設けられており、このボルト孔３９を挿通したボルト４０によって固定部材３０がケース２２に固定されている。各固定部材３０は、連通部３３が同一方向を向くようにバッテリ２０のケース２２に固定されている。

ハウジング３１の内部には、第１ラッチ４１が収容されている。第１ラッチ４１は、Ｕ字状であり、基部４２と、基部４２から延びる第１延設部４３及び第２延設部４４とを有している。第１延設部４３と第２延設部４４との間に区画される領域は、ストライカ１２の第２固定部１５が進入される第１進入部４５となる。第１延設部４３の先端には、係止片４６が設けられている。第１ラッチ４１は、ハウジング３１内で回動可能な状態で第１回動軸４７に支持されている。第１回動軸４７は、第１ラッチ４１の基部４２を支持している。第１ラッチ４１は、図示しない付勢部材（例えば、コイルバネ）によって、第１ラッチ４１の回動方向における第１延設部４３側（図中反時計周り）に向けて付勢されている。ハウジング３１内には、付勢部材による第１ラッチ４１の回動を規制する第１規制ピン４８が設けられている。この第１規制ピン４８が、第１延設部４３に設けられた係止片４６と当接することで、第１ラッチ４１の回動を規制する。第１規制ピン４８は、第１ラッチ４１の第１進入部４５が、連通部３３を向く状態で停止するように設けられている。第１規制ピン４８と第１ラッチ４１が当接している状態では、第１進入部４５に対するストライカ１２の第２固定部１５の進入、及び、抜け出しが可能であり、第１ラッチ４１によるストライカ１２の固定が行われていない。したがって、第１ラッチ４１の解除位置とは、第１進入部４５が連通部３３を向いた状態で停止している位置であり、本実施形態では、第１ラッチ４１と第１規制ピン４８が当接する位置である。

ハウジング３１の内部には、第２ラッチ６６が収容されている。第２ラッチ６６は、Ｕ字状（勾玉状）であり、Ｕ字のうち互いに対向する部位となる第１対向部６７と第２対向部６８とを有している。第１対向部６７と、第２対向部６８との間には、Ｕ字の底に向けて延びる第２進入部６９が区画されている。第２ラッチ６６は、ハウジング３１内で回動可能な状態で第１回動軸４７に支持されている。第１回動軸４７は、第１対向部６７を支持している。第２ラッチ６６は、第１ラッチ４１と同一の回動軸に支持され、第１ラッチ４１に連動して回動する。なお、「連動」とは、第１ラッチ４１と第２ラッチ６６が機械的に連なって動作することを意味する。第２ラッチ６６の第１対向部６７は、第２対向部６８よりも天板３２寄りに位置している。第２対向部６８は、ハウジング３１に設けられた係止孔３５と対向している。第１ラッチ４１が解除位置にあり、第１ラッチ４１の第１進入部４５が連通部３３を向いた状態において、第２ラッチ６６の第２進入部６９は、側壁３７よりも若干天板３２寄りを向くように位置している。本実施形態では、第１ラッチ４１と、第２ラッチ６６とは、第１進入部４５と第２進入部６９との相対関係（第１進入部４５と第２進入部６９のなす角）を維持したまま回動する。第１ラッチ４１が解除位置にあるときの第２ラッチ６６の位置を、以下、係止位置として説明する。

ハウジング３１の内部には、第１ラッチ４１の第２延設部４４と隣り合ってポール５１が収容されている。ポール５１は、Ｌ字状であり、押圧部５２と操作部５３とを有している。ポール５１は、押圧部５２と操作部５３との間の領域が、底板３４を向くように設けられている。押圧部５２は、第１ラッチ４１の第２延設部４４と接触した状態で設けられている。ポール５１は、ハウジング３１内で回動可能な状態で第２回動軸５４に支持されている。第２回動軸５４は、ポール５１のＬ字の角に相当する部分を支持している。ポール５１は、図示しない付勢部材（例えば、コイルバネ）によって、ポール５１の回動方向における押圧部５２側（図中時計回り）に付勢されている。ハウジング３１内には、付勢部材によるポール５１の回動を規制する第２規制ピン５５が設けられている。この第２規制ピン５５は、操作部５３が解除孔３６と対向する位置で停止するように設けられている。

ハウジング３１の内部には、ポール５１の押圧部５２と隣り合ってレバー６１が設けられている。レバー６１は、ポール５１の押圧部５２と隣り合う端部６２が押圧部５２と接触した状態で設けられている。また、レバー６１は、ハウジング３１内で回動可能な状態で第３回動軸６３に支持されている。レバー６１は、図示しない付勢部材（例えば、コイルバネ）によって端部６２が押圧部５２と接触する方向（図中時計回り）に付勢されている。ハウジング３１内には、付勢部材によるレバー６１の回動を規制する第３規制ピン６４が設けられている。この第３規制ピン６４は、押圧部５２と接触する端部６２とは異なる端部６５が、解除孔３６と対向した位置で停止するように設けられている。

上記した固定部材３０の連通部３３には、ストライカ１２の第２固定部１５が進入される。そして、ストライカ１２の第２固定部１５の進入に伴う第１ラッチ４１、ポール５１、及び、レバー６１の協同によりストライカ１２と固定部材３０とが固定される。以下、ストライカ１２と固定されている状態の固定部材３０について説明を行う。

図５に示すように、連通部３３からハウジング３１内に挿入されたストライカ１２の第２固定部１５は、第１進入部４５に進入されている。第１ラッチ４１は、第１進入部４５へのストライカ１２の進入動作に伴い、解除位置から第１ラッチ４１の回動方向における第２延設部４４側（図中時計回り）に約９０度回動しており、第１ラッチ４１の第１進入部４５は側壁３７を向いている。本実施形態では、この状態が第１ラッチ４１の固定位置となる。固定位置では、ストライカ１２の連通部３３からの抜け出しは、第１ラッチ４１の第１延設部４３によって規制され、第１ラッチ４１によりストライカ１２が固定されている。したがって、第１ラッチ４１の回動に伴い連通部３３からのストライカ１２の抜け出しが規制される位置が固定位置となる。

第１ラッチ４１の係止片４６は、押圧部５２と係止し合っている。バッテリ２０の重量は、第１延設部４３からストライカ１２の第２固定部１５に加わり、この重量によって第１ラッチ４１は回動方向における第１延設部４３側に回動しようとする。第１ラッチ４１の第１延設部４３側への回動は、ポール５１によって規制されている。第１ラッチ４１が第１延設部４３側に向けて回動しようとする力はポール５１に作用するが、この力はポール５１を回動方向における押圧部５２側に回動させるように作用する。このため、ポール５１は、第２規制ピン５５によって回動が規制された状態で維持され、第１ラッチ４１の回動を規制している。したがって、ポール５１によって第１ラッチ４１は固定位置に保持されている。

レバー６１は、押圧部５２に接触することで、ポール５１が操作部５３に向けて回動することを規制している。そして、４個の固定部材３０が車両１０に設けられた４個のストライカ１２のそれぞれと固定されることで、バッテリ２０が車両１０に装着されている。

第２ラッチ６６は、第１ラッチ４１の回動に連動して第１ラッチ４１と同一方向（図中時計回り）に同一角度（９０度）回動している。第１ラッチ４１が固定位置にあるときには、第２ラッチ６６は、第２進入部６９が側壁３７よりも若干係止孔３５寄りを向くように位置している。第１ラッチ４１が固定位置にあるときの第２ラッチ６６の位置を、以下、係止解除位置として説明を行う。

次に、車両１０にバッテリ２０を着脱する際に用いられるバッテリ着脱装置７０について説明する。
図６に示すように、バッテリ着脱装置７０は、車両１０の停止場所となる上床７１の下方に位置する下床７２に設けられている。上床７１と下床７２との間の領域は、バッテリ着脱装置７０の配置スペース７３となっている。上床７１には、配置スペース７３と連通する装着孔７４が設けられている。車両１０は、装着孔７４とバッテリ２０の収容スペース１１が対向する状態で停止される。

バッテリ着脱装置７０は、下床７２に載置される台座８１を有している。台座８１は、接離装置８２を支持している。接離装置８２は、台座８１に固定される固定台８３と、固定台８３に第１フレーム８４及び第２フレーム８５によって連結された可動台８６とを有している。可動台８６には、バッテリ２０が載置される載置台８７が固定されている。固定台８３には、水平方向に延びる第１ガイド孔８８が設けられている。同様に、可動台８６には、水平方向に延びる第２ガイド孔８９が設けられている。第１ガイド孔８８には、第１ガイド孔８８内を移動可能な第１連結軸９０が設けられている。第２ガイド孔８９には、第２ガイド孔８９内を移動可能な、第２連結軸９１が設けられている。

第１フレーム８４と第２フレーム８５は、交差するように設けられている。第１フレーム８４と第２フレーム８５は、交差している部分が軸部材９２によって連結されている。第１フレーム８４は、一方の端部が第１連結軸９０に固定されており、他方の端部が可動台８６に固定されている。第２フレーム８５は、一方の端部が固定台８３に固定されており、他方の端部が第２連結軸９１に固定されている。第１連結軸９０は、動力源によって第１ガイド孔８８内を移動する。本実施形態では、動力源として、モータ９３を用いている。第１連結軸９０を第１ガイド孔８８内で移動させることで、第１フレーム８４及び第２フレーム８５が可動台８６を上下動させる。可動台８６の上下動に伴い、載置台８７は、車両１０に対して近接、及び、離間する。

下床７２には、バッテリ着脱装置７０を制御する制御装置１００が設けられている。この制御装置１００によって、モータ９３が制御されることで、第１連結軸９０の第１ガイド孔８８内での移動が制御される。

図７及び図８に示すように、載置台８７におけるバッテリ２０の載置面８７ａには、複数の押圧ピン１０１が設けられている。複数の押圧ピン１０１は、バッテリ２０に設けられた各固定部材３０の解除孔３６同士の間隔と同一間隔で設けられている。押圧ピン１０１は、載置面８７ａから突出する柱状の突出部１０３と、突出部１０３に収容されるとともに、一部が突出部１０３から突出している柱状の解除部１０４とを有している。解除部１０４は、載置台８７内に設けられたソレノイド１０６により、突出部１０３からの突出量を変更することができる。

載置面８７ａには、装置側係止部としての装置側ストライカ１１０が設けられている。装置側ストライカ１１０は、固定部材３０に対応して、４つ設けられている。装置側ストライカ１１０は、バッテリ２０に設けられた各固定部材３０の係止孔３５同士の間隔と同一間隔で設けられている。装置側ストライカ１１０は、板状の支持部１１１と、支持部１１１の厚み方向の面のうち、一方の面に設けられた係止部１１２と、係止部１１２が設けられた面とは異なる面に設けられた柱状の接続部１１３とを有している。係止部１１２は、鉤状であり、支持部１１１から立設する柱状の立設部１１４と、立設部１１４の先端に設けられ、立設部１１４と直角に交わる柱状の交差部１１５とを有している。接続部１１３は、金属などの導電材料製である。支持部１１１は、樹脂などの絶縁材料製である。これにより、接続部１１３と、係止部１１２は電気的に絶縁されている。

装置側ストライカ１１０の接続部１１３は、載置台８７に設けられた挿入部９４に挿入されている。挿入部９４は、例えば、載置台８７に設けられた挿入穴９５の内周に複数の導電部材９６を配置したものである。各導電部材９６は、装置側ストライカ１１０の接続部１１３を介して電気的に接続されている。導電部材９６には、電源９７、及び、センサ９８が接続されている。本実施形態のセンサ９８は、電流センサである。電源９７、センサ９８、導電部材９６及び接続部１１３によって電流が流れる電流経路が形成されており、接続部１１３は電流経路の一部となっている。センサ９８は、電流経路に流れる電流を検出して、検出結果を制御装置１００に出力している。なお、上記した電流経路は、複数の装置側ストライカ１１０毎に個別の電流経路を設けてもよいし、４つの装置側ストライカ１１０の接続部１１３によって形成される一つの電流経路であってもよい。また、上記した電源９７は、モータ９３や、ソレノイド１０６の電力源として兼用されてもよいし、モータ９３や、ソレノイド１０６の電力源とは別のものであってもよい。制御装置１００は、装置側ストライカ１１０によって形成される電流経路とは異なる電流経路によって電源９７、あるいは、電源９７とは別の電源に接続されている。

上記したバッテリ着脱装置７０と、バッテリ着脱装置７０によって車両１０に着脱されるバッテリ２０によってバッテリ着脱システムＳが構成されている。
次に、バッテリ着脱装置７０を用いた車両１０へのバッテリ２０の装着について説明する。まず、バッテリ２０が正常に装着される場合について説明する。

図９に示すように、バッテリ２０を車両１０に装着する際には、まず、第２ラッチ６６を係止解除位置まで移動させる。装置側ストライカ１１０を係止孔３５に挿入したときに、装置側ストライカ１１０は、係止孔３５を介して固定部材３０のハウジング３１内に突出する。第２ラッチ６６が係止位置にあると第２ラッチ６６の第２対向部６８によって装置側ストライカ１１０のハウジング３１内への突出が規制される。このため、載置台８７にバッテリ２０を載置するときには、第２ラッチ６６を係止解除位置に移動させる。

第２ラッチ６６の係止解除位置への移動は、治具１２０によって第１ラッチ４１を固定位置に回動させることで行われる。治具１２０としては、ストライカ１２と同様に、第１進入部４５に進入させることで第１ラッチ４１を回動させることができる治具が用いられる。ハウジング３１の連通部３３からハウジング３１内に治具１２０を挿入し、治具１２０を第１進入部４５に進入させていく。連通部３３から第１進入部４５に治具１２０が進入されていくと、この進入動作に伴い、第１ラッチ４１が固定位置に回動していく。このとき、ポール５１の押圧部５２の外形が、第１ラッチ４１の第１延設部４３及び第２延設部４４に押圧されることで、ポール５１は操作部５３に向けて回動していくため、ポール５１によって第１ラッチ４１の回動が規制されない。

なお、上記したように、治具１２０は、ストライカ１２と同様の機能を有し、ストライカ１２と同様の形状であってもよい。このため、説明の便宜上、図中、治具１２０とストライカ１２を同一の部材として表現し、実施形態中において、適宜使い分けるものとする。

ストライカ１２の第１進入部４５への進入に伴い、第１ラッチ４１が固定位置まで回動すると、第１ラッチ４１の係止片４６とポール５１の押圧部５２との係止により、第１ラッチ４１がストライカ１２を固定した状態に保持される。治具１２０によって第１ラッチ４１を固定位置まで回動させることで、第２ラッチ６６は係止解除位置に移動している。

次に、載置台８７にバッテリ２０を載置する。この際、係止孔３５に装置側ストライカ１１０の係止部１１２が挿入され、解除孔３６には押圧ピン１０１が挿入されるようにバッテリ２０の位置決めを行う。

図１０に示すように、押圧ピン１０１は、解除孔３６を介して固定部材３０のハウジング３１内に突出する。突出部１０３は、レバー６１を押圧することで、レバー６１を回動させる。これにより、レバー６１と押圧部５２との接触が解除され、ポール５１の回動が可能になる。

図１１に示すように、制御装置１００は、ソレノイド１０６を制御して、解除部１０４の突出部１０３からの突出量を増やしていく。すなわち、解除部１０４をポール５１に向けて伸ばしていく。解除部１０４は、ポール５１の操作部５３を押圧していき、これによりポール５１は操作部５３側に回動していく。これにより、ポール５１の押圧部５２と第１ラッチ４１の係止片４６との係止が解除され、第１ラッチ４１の保持が解除される。第１ラッチ４１の保持が解除されることで、第１ラッチ４１は解除位置まで回動可能となる。

そして、治具１２０を連通部３３から引き抜くと、第１ラッチ４１は解除位置まで回動する。これに連動して、第２ラッチ６６は係止位置まで回動する。第２ラッチ６６が係止位置まで回動すると、第２ラッチ６６の回動によって装置側ストライカ１１０の係止部１１２（交差部１１５）が第２進入部６９に進入されていく。これにより、装置側ストライカ１１０の係止部１１２は、第２進入部６９内に位置し、第２対向部６８との係止によって固定部材３０からの抜け出しが規制された状態となる。

次に、図１２に示すように、モータ９３を制御することで、載置台８７を車両１０に対して近接させていく。載置台８７の近接に伴い、ストライカ１２の第２固定部１５が第１進入部４５に進入されていく。なお、ストライカ１２が第１進入部４５に進入されるときの第１ラッチ４１、第２ラッチ６６、ポール５１、レバー６１の動作は、治具１２０が第１進入部４５に進入されるときと同一であるため、その説明を簡略化する。

図１０に示すように、ストライカ１２の第１進入部４５への進入に伴い、第１ラッチ４１が固定位置に回動すると、ストライカ１２と第１ラッチ４１とが固定される。これにより、バッテリ２０が車両１０に装着される。また、第２ラッチ６６は、係止解除位置に回動している。第２ラッチ６６が係止解除位置にあるときには、装置側ストライカ１１０の係止部１１２と第２ラッチ６６との係止は解除されている。このため、載置台８７を離間させると、装置側ストライカ１１０は、載置台８７と一体となって車両１０から離間する。

図１４に示すように、時刻Ｔ１で載置台８７を離間させたときに、バッテリ２０が正常に装着されている場合には、装置側ストライカ１１０によって電流経路には電流が流れているため、センサ９８の出力は変化しない。制御装置１００は、車両１０から載置台８７を離間させるようにモータ９３を制御したときに、センサ９８の出力が維持されていれば、バッテリ２０が正常に装着されたと判定する。

車両１０に装着されたバッテリ２０を車両１０から離脱する際には、まず、車両１０に装着されたバッテリ２０に対して載置台８７を近接させる。載置台８７が近接していくと装置側ストライカ１１０が係止孔３５に挿入され、押圧ピン１０１が解除孔３６に挿入される。そして、解除部１０４によって操作部５３を押圧し、ポール５１の押圧部５２と第１ラッチ４１の係止片４６との係止を解除する。

そして、載置台８７を車両１０から離間させていくと、第１進入部４５からのストライカ１２の抜け出しに伴い、第１ラッチ４１が解除位置に回動していき、バッテリ２０が車両１０から離脱される。

次に、バッテリ２０が正常に装着されなかった場合について説明を行う。
図１３に示すように、バッテリ２０が載置された載置台８７を車両１０に近接させたときに、ストライカ１２と第１ラッチ４１とが正常に固定されず、ストライカ１２と第１ラッチ４１との固定状態に異常が生じた場合を想定する。なお、ストライカ１２と第１ラッチ４１との固定状態の異常は、例えば、固定部材３０内に侵入した異物などに起因して発生する。

図１３では、第１ラッチ４１が固定位置まで回動せず、固定位置と解除位置との間に位置している。したがって、第２ラッチ６６は、係止位置と係止解除位置との間に位置していることになる。第２ラッチ６６は、係止解除位置とは異なる位置（係止位置を含む）にあるときは、装置側ストライカ１１０の係止部１１２と係止することで、装置側ストライカ１１０の固定部材３０からの抜け出しが規制されるように設けられている。具体的にいえば、第２ラッチ６６は、装置側ストライカ１１０の挿入位置に対して、係止解除位置にあるときには第２対向部６８が係止部１１２と対向せず、係止解除位置とは異なる位置にあるときには第２対向部６８が係止部１１２と対向するように、第１回動軸４７に対する取り付け角度や、第２対向部６８の寸法が設定されている。

載置台８７の車両１０への近接時に、複数の固定部材３０と装置側ストライカ１１０のうち、少なくとも一組が正常に固定されていない場合、バッテリ２０の正常な装着が行われていないことになる。バッテリ２０の正常な装着が行われていない状態で、載置台８７を車両１０から離間させると、第２ラッチ６６と係止した状態の装置側ストライカ１１０は、車両１０からの載置台８７の離間とともに車両１０から離間しようとするのに対して、第２ラッチ６６の第２対向部６８との係止によって車両１０から離間することが規制される。結果として、載置台８７が車両１０から離間することで装置側ストライカ１１０には荷重が生じ、載置台８７を離間させていくと、装置側ストライカ１１０の接続部１１３が挿入部９４から引き抜かれる。

図１４に示すように、時刻Ｔ１で装置側ストライカ１１０の接続部１１３が挿入部９４から引き抜かれると、電源９７とセンサ９８との電気的な接続が遮断される。電源９７とセンサ９８との接続が遮断されると、センサ９８には電流が流れなくなり、制御装置１００は電流経路に流れる電流が遮断されたことを検出することができる。載置台８７の離間に伴う振動などで、接続部１１３と導電部材９６が一時的に非接触状態になるおそれがあるため、制御装置１００は、予め定められた時間以上、継続してセンサ９８に電流が流れない場合に電流経路に流れる電流が遮断されたと判断する。制御装置１００は、電流経路に流れる電流が遮断されたことを契機として、モータ９３を停止させ、車両１０からの載置台８７の離間を禁止する。したがって、装置側ストライカ１１０は、第２ラッチ６６との係止によって生じる荷重によって挿入部９４から引き抜かれ、これを契機としてストライカ１２と第１ラッチ４１との固定状態が異常であることを制御装置１００に判定させる。

制御装置１００は、載置台８７を車両１０から離間させるようにモータ９３を制御したときに、少なくとも一つの装置側ストライカ１１０が挿入部９４から引き抜かれるとバッテリ２０が正常に装着されていないと判定する。すなわち、装置側ストライカ１１０に対応して個別にセンサ９８が設けられている場合には、少なくとも一つのセンサ９８の出力がされなくなったときにバッテリ２０が正常に装着されていないと判定する。

また、制御装置１００は、バッテリ２０が正常に装着されていないと判定したときには、作業者への報知を行う。これにより、作業者は、バッテリ２０が正常に装着されていないと判定することができる。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）載置台８７には、装置側ストライカ１１０が設けられている。装置側ストライカ１１０は、第１ラッチ４１が固定位置とは異なる位置にあるときに第２ラッチ６６と係止し、第１ラッチ４１が固定位置にあるときに第２ラッチ６６との係止が解除される。このため、載置台８７を車両１０に近接させたときに、ストライカ１２と第１ラッチ４１との固定状態に異常が生じ、第１ラッチ４１が固定位置まで回動しなかった場合には、載置台８７を車両１０から離間させるときに装置側ストライカ１１０に荷重が生じる。そして、装置側ストライカ１１０に生じる荷重によって、制御装置１００にストライカ１２と第１ラッチ４１との固定状態が異常と判定させる契機を生じさせることができる。したがって、バッテリ２０と車両１０との正常な装着がされているか否かの判定を行うことができる。

（２）装置側ストライカ１１０に生じる荷重によって装置側ストライカ１１０が挿入部９４から引き抜かれると、電流経路に流れる電流が遮断される。このため、制御装置１００は、電流経路に流れる電流が遮断されたことを検出したときに第１ラッチ４１とストライカ１２との固定状態が異常であると判定することができる。

（３）バッテリ２０は、第１ラッチ４１と連動する第２ラッチ６６を有している。第２ラッチ６６は、第１ラッチ４１が固定位置とは異なる位置にあるときには、装置側ストライカ１１０の係止部１１２を係止する。このため、第１ラッチ４１が固定位置とは異なる位置にあり、第１ラッチ４１とストライカ１２との固定状態に異常が生じているときには、第２ラッチ６６が装置側ストライカ１１０の係止部１１２と係止する。第２ラッチ６６が装置側ストライカ１１０の係止部１１２と係止した状態で、載置台８７を車両１０から離間させると、装置側ストライカ１１０に荷重が生じるため、これによりストライカ１２と第１ラッチ４１との固定状態が異常であることを制御装置１００に判定させることができる。

（４）第２ラッチ６６は、第１ラッチ４１と同一の第１回動軸４７に支持されている。第１回動軸４７に対する第１ラッチ４１と第２ラッチ６６の取り付け角度を変更することで、第１ラッチ４１と第２ラッチ６６との位置調整を行うことができる。このため、第１ラッチ４１が固定位置にあるときに第２ラッチ６６が係止解除位置に位置するように第１ラッチ４１と第２ラッチ６６との位置調整を行うことが容易である。

なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○図１５に示すように、モータ９３と電源９７とを接続する電流経路の一部に装置側ストライカ１１０の接続部１１３を設けてもよい。この場合、装置側ストライカ１１０の接続部１１３が挿入部９４から引き抜かれると、電源９７とモータ９３との電気的な接続が遮断される。このため、車両１０に対する載置台８７の近接、及び、離間が行えなくなる。したがって、装置側ストライカ１１０が引き抜かれたことと、載置台８７の停止によって、作業者は、第１ラッチ４１とストライカ１２との固定状態に異常が生じたことと判定することができる。

○図１６に示すように、装置側ストライカ１１０に生じる荷重を検出する荷重センサ１３０を設けてもよい。荷重センサ１３０は、装置側ストライカ１１０毎に個別に設けられる。荷重センサ１３０としては、歪み量を電気信号に変換して出力するロードセルなどが用いられる。装置側ストライカ１１０に生じる荷重によるロードセルの歪み量によって、装置側ストライカ１１０に生じる荷重を検出することができる。荷重センサ１３０は、制御装置１００に接続されており、制御装置１００は、少なくとも１つの荷重センサ１３０によって検出される荷重が閾値を超えると、これを契機としてストライカ１２と第１ラッチ４１との固定状態が異常であると判定する。閾値としては、ストライカ１２と第１ラッチ４１との固定状態が正常のときに装置側ストライカ１１０に生じる荷重よりも大きな値が設定され、バッテリ２０の重量や、装置側ストライカ１１０の数によって定まる。

○装置側ストライカ１１０は、挿入部９４からの抜け出し方向への移動によって電流経路に流れる電流を遮断するものでもよい。例えば、挿入部９４の底に、スイッチを設けて、このスイッチが押されている間は電流経路に電流が流れ、スイッチが押されていないときには電流経路に流れる電流が遮断されるようにしてもよい。そして、装置側ストライカ１１０が底に達するまで挿入部９４に挿入されているときには、スイッチが押されることで電流経路に電流が流れる。第１ラッチ４１と装置側ストライカ１１０の固定状態に異常が生じ、装置側ストライカ１１０と第２ラッチ６６との係止によって装置側ストライカ１１０が挿入部９４からの抜け出し方向に若干移動すると、スイッチが押されなくなることで電流経路に流れる電流が遮断される。したがって、装置側ストライカ１１０として、荷重によって挿入部９４から抜け出し方向に移動するが、挿入部９４から引き抜かれる状態に至る前に電流経路の電流を遮断するものを用いることができる。

○装置側ストライカ１１０が挿入部９４に挿入されている状態では電流経路に電流が流れず、装置側ストライカ１１０に荷重が加わることで電流経路に電流が流れるようにしてもよい。例えば、挿入部９４の底に、スイッチを設けて、このスイッチが押されている間は電流経路に電流が流れず、スイッチが押されていないときには電流経路に電流が流れるようにしてもよい。そして、制御装置１００は、電流経路に電流が流れたことを検出したときに第１ラッチ４１とストライカ１２との固定状態が異常であると判定する。

○第２ラッチ６６は、第１ラッチ４１と同期して連動するものでなくてもよく、第１ラッチ４１が固定位置に移動するまでは係止解除位置から移動せず、第１ラッチ４１が固定位置まで移動したときに係止位置から係止解除位置まで連動するように構成されていてもよい。

○第２ラッチ６６は、第１ラッチ４１と同一の回動軸に支持されていなくてもよい。例えば、実施形態中の第１ラッチ４１とポール５１との関係のように、第１ラッチ４１の回動により第１ラッチ４１の外形に押されることで第１ラッチ４１と連動してもよい。

○治具１２０は、第１進入部４５に進入することで第１ラッチ４１を回動させることができれば、どのような形状でもよい。
○車両側係止部としては、第２ラッチ６６と係止することができれば、どのような形状の部材を用いてもよい。

○第１ラッチ４１とポール５１のみの係止によってストライカ１２と固定部材３０とを固定してもよい。すなわち、レバー６１は設けられていなくてもよい。レバー６１が設けられていない場合には、レバー６１を回動させる必要がなく、押圧ピン１０１の突出部１０３が設けられていなくてもよい。

○ストライカ１２、及び、固定部材３０の数は増やしてもよいし、減らしてもよい。
○ハウジング３１の形状は、四角以外の多角形状など、どのような形状であってもよい。

○ハウジング３１を設けることなく、固定部材３０をバッテリ２０のケース２２に直接固定してもよい。すなわち、第１ラッチ４１や第２ラッチ６６など、ハウジング３１に収容されている部材が、ケース２２に固定された状態で露出していてもよい。

○ストライカ１２の進入に伴い回動することでストライカ１２を進入する第１ラッチ４１、及び、第１ラッチ４１とともに回動するポール５１を用いたが、これに限られない。例えば、ストライカ１２の進入に伴い、第２固定部１５を把持した状態で直線移動するラッチと、ラッチの直線移動に伴いラッチと係止し合い、ラッチによる第２固定部１５の把持（固定）を保持する保持機構とを用いてもよい。すなわち、第１ラッチ４１及びポール５１は、回動することでストライカ１２を固定する部材に限られない。

○バッテリ２０の収容スペース１１は、車両１０の底部に限られず、車両１０の後方などに設けられていてもよい。この場合、バッテリ着脱装置７０は、車両１０の後方から車両１０に対して近接及び離間する載置台８７を有し、この載置台８７にバッテリ２０が載置される。

○バッテリ２０は、走行用モータとは異なる部材（例えば、補機）の電力源として搭載されてもよい。
○解除部１０４は、突出部１０３に収容されていなくてもよい。例えば、解除部１０４と隣り合って突出部１０３が設けられるようにしてもよい。

○車両１０に設けられているストライカ１２と対応して固定部材３０が設けられていれば、ケース２２の形状は四角以外の多角形状や、円形など、どのような形状であってもよい。

○動力源として、アクチュエータを用いてもよい。

Ｓ…バッテリ着脱システム、１０…車両、１２…ストライカ、２０…バッテリ、４１…第１ラッチ、６６…第２ラッチ、７０…バッテリ着脱装置、８７…載置台、９４…挿入部、１１０…装置側ストライカ。

Claims (6)

1. 固定位置にて車両のストライカに固定され、解除位置にて前記固定が解除される第１ラッチを備えるバッテリを、前記車両に対して着脱させるバッテリ着脱装置であって、
   前記バッテリが載置される載置台と、
   前記載置台を車両に対して近接、及び、離間させる接離装置と、
   前記載置台に設けられ、前記第１ラッチが前記固定位置とは異なる位置にあるときに前記バッテリに設けられた第２ラッチと係止し、前記第１ラッチが前記固定位置にあるときに前記第２ラッチとの係止が解除される装置側係止部と、を備え、
   前記載置台の前記車両からの離間時に前記装置側係止部に生じる荷重によって、前記第１ラッチと前記ストライカとの固定状態を異常と判定させる契機を生じさせるバッテリ着脱装置。
2. 前記載置台は、前記装置側係止部が挿入される挿入部を有し、
   前記装置側係止部は、前記挿入部に挿入されることで、電流が流れる電流経路の一部となり、荷重が生じることで前記電流経路に流れる電流を遮断し、
   前記契機は、前記電流経路に流れる電流が遮断することで生じる請求項１に記載のバッテリ着脱装置。
3. 前記装置側係止部に生じる荷重を検出する荷重センサを備え、
   前記契機は、前記荷重センサによって検出される荷重が閾値を超えたときに生じる請求項１に記載のバッテリ着脱装置。
4. 固定位置にて車両のストライカに固定され、解除位置にて前記固定が解除される第１ラッチを備え、前記車両からの離間時に装置側係止部に生じる荷重によって前記ストライカと前記第１ラッチとの固定状態を異常と判定させる契機を生じさせるバッテリ着脱装置によって前記車両に装着されるバッテリであって、
   前記第１ラッチと連動し、前記第１ラッチが前記固定位置とは異なる位置にあるときに前記装置側係止部と係止し、前記第１ラッチが前記固定位置にあるときに前記装置側係止部との係止が解除される第２ラッチを備えるバッテリ。
5. 前記第１ラッチと、前記第２ラッチとは、同一の回動軸に回転可能に支持されている請求項４に記載のバッテリ。
6. 固定位置にて車両のストライカに固定され、解除位置にて前記固定が解除される第１ラッチを備えるバッテリと、前記バッテリを前記車両に対して着脱させるバッテリ着脱装置と、を備えたバッテリ着脱システムであって、
   前記バッテリ着脱装置は、
   前記バッテリが載置される載置台と、
   前記載置台を車両に対して近接、及び、離間させる接離装置と、
   前記載置台に設けられ、前記載置台の前記車両からの離間時に生じる荷重によって前記第１ラッチと前記ストライカとの固定状態を異常と判定させる契機を生じさせる装置側係止部と、を備え、
   前記バッテリは、
   前記第１ラッチと連動し、前記第１ラッチが前記固定位置とは異なる位置にあるときに前記装置側係止部と係止し、前記第１ラッチが前記固定位置にあるときに前記装置側係止部との係止が解除される第２ラッチを備えるバッテリ着脱システム。