JP6596416B2 - 車両内のバッテリの交換のための方法及び装置 - Google Patents
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Description
他の類似した車両においてだけではなく車両100においてのバッテリ交換用の本発明に係る装置110が図に示され、装置110は、少なくとも部分的に、及び好ましくは実質的に完全に地面111上に設置され、格納スペース103、106まで及び格納スペース103、106の中に第2バッテリ160だけではなく、格納スペース103、106の中から及び格納スペース103、106から離れて第1バッテリを自動的に輸送するように配置される輸送装置130を含む。通常、第1バッテリは放電したバッテリであり、第2バッテリは、車両100の追加動作のために放電したバッテリに代わる同じ又は同等のタイプの完全に充電したバッテリである。図中、示されているバッテリ160は第2バッテリである。
装置110は、輸送装置110に対して格納スペース103、106の位置を検知するための係る従来の手段(不図示)付きでとして配置される。係る手段は例えば、任意選択で車両100上の所定の位置に取り付けられた光学マーカーと協調する光学手段、おそらくは画像処理手段によって、又は車両100上及び装置110上の両方に配置されるトランスポンダ型の相互作用する信号手段によって構成されてよい。検知手段が、それらが、車両の特定の特徴部分の識別のためにデジタル出力画像が処理される装置110内の撮像装置から構成される例示するケースでは、必ずしも車両100に取り付けられる特別な手段を必要としないことが留意される。重要であることは、検知手段が、装置110が車両100の格納スペース103、106の開口部101、104と、輸送装置130との間の相対的な位置を決定できるようにし、それによってバッテリの格納スペース103、106への及び格納スペース103、106からの移動が正しい位置へ及び正しい位置から自動的に行われることができるようにする点である。
第2押付け装置150は、本実施形態では、それが、第1押付け装置140によって支持され、幅方向Bで摺動自在であるスライドの形であることによって、第2方向R1で第1押付け装置140に対して動かすことが可能である。第2押付け装置150が、それがホイールを用いて例えば上を転がってよい地面111等の別の構造によって支持されてもよいことが理解される。
第2押付け装置150は好ましくは、方向R1、R2によってまたがられる該平面で少なくとも5、好ましくは少なくとも10の角度の角範囲T上で第1押付け装置140に対して枢動可能である。第2押付け装置150はこれらの可動性要件を満たすために第1押付け装置140又は地面111に自由にのってよいが、図に示され、以下に説明されるように、第1押付け装置140に対する第2押付け装置150の移動の自由が係る変位及び係る枢動性に制限されるように第1押付け装置140が第2押付け装置150と係合することが好ましい。
第1押付け装置140が奥行方向Dで可動であり、第2押付け装置150が角度方向及び幅方向Bで調整可能である、一方他方に対して可動である2台の押付け装置140、150を有する係る装置は、装置110の隣の駐車車両100内の格納スペースの中から、格納スペースから離れて、格納スペースまで、及び格納スペースの中にバッテリを輸送する非常に簡略及びしたがって費用効果が高く、且つ堅牢な方法を達成する。装置は不正確な駐車とも、及び非常に重いバッテリとも正しく機能するように設計できる。さらに、装置110は、車両100自体の移動のための設備が必要とされないので、実質的に又は完全に地上に配置できる。
例えば、レール131a、131bに沿った第1押付け装置140の移動は、ベルト駆動装置等の適切な伝達手段に結合された電気モータを含んでよい、適切な駆動装置132a、132bによって駆動され、操作されてよい。
制御装置は、幅方向Bの位置、及び押付け装置140に対する第2押付け装置150の角度Aを調整するように配置されることがさらに好ましい。
したがって、プッシャ手段144、146;145、147が、第1押付け装置140で固定配置されてよく、第2押付け装置150上でそれぞれの点153、154にそれぞれの直線運動を伝達するように配置されてよい、それぞれの電気モータ144、145をそれぞれ含むことが好ましい。直線的に動かす力が、歯車配置を介して、液圧応用機械を使用して等、他の方法で点153、154に伝達されてもよいことが理解される。
図1aに示されるように、2つの直線運動が実質的に平行な、及び実質的に第2方向R2で導かれることが好ましい。
第2押付け装置150の位置を第1押付け装置140に対して調整するための係る配置は、2つの点153、154の幅方向Bに沿ってそれぞれの位置を調整することによって、幅方向Bと角度A位置の両方を容易に且つ確実に調整させる。
第1押付け装置140に対して第2押付け装置150の制御を達成するための代替実施形態は、ロッド190を介して第2押付け装置150上の点155、つまり好ましくは第2押付け装置150が第1押付け装置140に対して回転するにつれて回転の中心を表す軸支された点155を直線的に動かすように配置される、1つのリニアモータ192しか図示されない図1bに示される。線形駆動は次いで、例えば点155で第1押付け装置140に対して第2押付け装置150を回転するように配置される電気モータ193を含んだ回転駆動と結合される。溝143及びピン151は、第1押付け装置140に対する第2押付け装置150の移動を制御するために、本代替実施形態でも有利に使用される。
プッシャ170、171は、好ましくは第2押付け装置150に沿って直線的にバッテリ160を持ってくることができるように配置され、例えば図1a及び図1bに示されるように溝152a、152bで案内される電気駆動ブロック170、171を含んでよい。ブロック170、171は、例えば、それぞれ各個別の電気モータを含んでよい、又は第2押し付け装置150上に固定して配置される個別の又は共通の電気モータによって駆動されてよい。図3は1つの係るブロック170を拡大して示す。
図2bは、バッテリ160が格納スペース106に送達されている過程にある押付け装置180の位置を示す。図2bに明確に示されるように、プッシャは起動され、したがってバッテリ160は、方向R1で、奥行方向Dで、開口部104に向かう方向で第2押付け装置181の上面に亘って、ドア105の上面の上に上方に斜めに持ってこられる。いったんこの位置で、プッシャ170はさらに前方にバッテリ160を持ってくることができ、それにより車両100の係合手段(不図示)はバッテリ100と係合し、バッテリを保持し、その後、第1押付け装置180は再び図2aに示される位置に戻すことができる。斜めの区間131Dは後者の広げられた位置にあるドア105に実質的に平行であり、それによりバッテリ160が、ドア105の主平面に実質的に平行な方向でドア105まで及びドア105に沿って進められることが好ましい。
この後者のケースでは、バッテリ160の高さ位置は経路131aの取付点の鉛直位置によって、例えば制御装置132aを介して調整されているロジスティック装置120(以下を参照)に調整される。
言い換えると、格納スペース103、106に対するバッテリ160の位置は、第1押付け装置140、180が該レール経路に沿って移動され、第2押付け装置150、181が幅方向Bで移動され、第1押付け装置に関して回転され、バッテリ160が奥行方向Dに実質的に平行である方向で第2押付け装置に関して並進されることによって、高さ方向及び/又は奥行方向Dで調整されているレールトラック131a、131b、131cを用いて調整される。
位置異常のためのなんらかの公差を許容するために、第1押付け装置140、180のサスペンション及び/又はそれに沿って第1押付け装置140、180が案内されるように配置される経路131a、131b、131cのサスペンションが、バッテリ160が格納スペース103、106を基準にしてある程度まで移動できるようにするように配置されるバネ手段を含むことが好ましい。それにより、バッテリ160は開口部101、104の中に導くことができ、一方バッテリ160の開口部101、104に対する位置決めのあらゆる誤差は該バネ手段のばね作用によって補償される。
第1に、車両100は上述されたように輸送装置130の隣に駐車される。車両100はほぼ正しい位置に駐車されることがあるが、方法は重いバッテリも有する車両のわずかに誤った又は斜めの駐車の場合もバッテリ交換ができる。輸送装置130に対する格納スペース103、106の位置は、装置によって検出され、輸送装置130は第1バッテリを車両100の中から及び車両100から持ち出す。この前に、ドア102、105は車両100の運転者によって起動可能である制御手段を介して等、好ましくは車両100の命令で開かれた可能性がある。バッテリは、バッテリが初期にプッシャ170、171によって車両の内側に及び車両に向かって押され、その結果バッテリと格納スペース103、106との間の係合が解放され、バッテリが格納スペース103、106から滑り出ることによって等、バッテリ160又は格納スペース103、106と協調するように配置されるプッシャ170、171で失活手段によって格納スペース103、106内のその位置から緩めることができる。
本発明によると、第2バッテリ160は、それが第2押付け装置150、181によって支持される位置に位置決めされ、その後車両に対する第2押付け装置150、181の角度方向位置及び幅方向位置が、第2押付け装置150、181が第1押付け装置140、180に対して自動的に回転され、動かされることによって、及び第1押付け装置140、180が、第2バッテリ160が格納スペース103、106に向かって進められるように車両100に向かう方向で自動的に動かされることによって、上述されたように調整される。
例えば、装置110の多様な可動部品を駆動する上述された電気モータは、電気ステッピングモータ等を介して直接的な電力によって、ベルト、チェーン、又は歯車配置を通して間接的な電力によって、又は水力によって等、自動化の分野の中でそれら自体従来型である多くの異なる方法で設計されてよい。
ホイール又は摺動面を備えた上述されたスライドは、方向R1及びR2で動かされるための他の機構を有してよい。例は、エンドレスベルトを含む。
車両とのバッテリの係合、車両と輸送装置とロジスティック装置との間の受け渡し等の詳細は変わることがあることがさらに理解される。
したがって、本発明は説明されている実施形態に制限されるのではなく、添付の特許請求の範囲の中で変わることがある。
Claims (15)
- 推進エネルギーが蓄積されるバッテリ(160)を格納スペース(103、106)に格納した車両(100)に対するバッテリ交換のための装置(110)であって、
前記格納スペース(103、106)の中から前記格納スペース(103,106)から離れたところまでの第1バッテリの引き出し搬送と、前記格納スペース(103、106)まで及び前記格納スペース(103、106)の中への第2バッテリ(160)の押し込み搬送とを自動的に行うために、第1方向(R1)に向かって動かすことが可能である第1押付け装置(140、180)、及び第2方向(R2)に向かって動かすことが可能である第2押付け装置(150、181)を有し、前記第1押付け装置(140、180)は、前記第1方向(R1)へ動かされるときに、前記第2押付け装置(150、181)を前記第1方向(R1)へ持っていくように構成され、前記第2押付け装置(150、181)は、前記バッテリを支持するように構成され、前記第1方向(R1)及び前記第2方向(R2)のどちらにも平行な平面内で前記第1押付け装置(140、180)に対して枢動可能である輸送装置(130)と、
前記第1押付け装置(140、180)を前記車両(100)に向かって前記第1方向(R1)へ動かし、前記第2押付け装置(150、181)によって支持される前記バッテリ(160)を前記格納スペース(103、106)に持っていくための手段(132a、132b、132c)と、
前記第2押付け装置(150、181)の角度位置及び前記第2方向(R2)での位置を、前記第1押付け装置(140、180)に対して調整するための手段(144〜147、190、192、193)とを備え、
前記格納スペース(103、106)と前記輸送装置(130)との相対位置が検出できるように構成された、
装置(110)。 - 前記輸送装置(130)は、前記第2押付け装置(150、181)の第2方向(R2)での位置、及び前記第1押付け装置(140、180)に対する角度を調整するための制御装置(144〜147、190、192、193)を備える、
請求項1に記載の装置(110)。 - 前記制御装置は、前記第1押付け装置(140、180)に対して前記第2押付け装置(150、181)上で2つの異なる点(153、154)を直線的に動かすように配置された2つのプッシャ手段(144〜147)を備え、
前記2つのプッシャ手段(144〜147)の直線的な移動長は相互に無関係である、
請求項2に記載の装置(110)。 - 前記プッシャ手段(144〜147)は、それぞれ前記第2押付け装置(150、181)上のそれぞれの点(153、154)へそれぞれの直線運動を伝達するように配置された2つの電気モータ(144、145)を備える、
請求項3に記載の装置(110)。 - 前記2つの直線運動が実質的に平行な、及び実質的に前記第2方向(R2)に沿って導かれる、
請求項4に記載の装置(110)。 - 前記輸送装置(130)は、前記第2バッテリ(160)が前記第2押付け装置(150、181)にて支持されかつ前記格納スペース(103、106)に隣接する位置から、前記第2バッテリ(160)が前記第2押付け装置(150、181)の代わりに前記車両(100)にて支持される位置へ、前記第2バッテリ(160)を押すように配置されたプッシャ(170、171)も備える、
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の装置(110)。 - 前記プッシャ(170、171)は、前記第1バッテリが前記格納スペース(103、106)から前記輸送装置(130)に引き渡されるときに前記第1バッテリを受け入れ、支持するように構成された遮断手段を備える、
請求項6に記載の装置(110)。 - 水平面に投影したときに、前記第1方向(R1)が前記車両(100)の左右方向に対して実質的に平行な水平奥行方向(D)と平行になり、前記第2方向(R2)が前記車両(100)の前後方向に対して実質的に平行な水平幅方向(B)と平行になる場合に、
前記第1押付け装置(180)は、前記水平奥行方向(D)を通り、前記車両(100)に向かって前記装置(110)から前記水平面に対して上方に斜めであり、前記車両(100)車体の下に開口部(104)を有する前記車両(100)の格納スペース(106)に向かって通るように配置される斜めの経路(131c)に沿って並進可能であり、前記第2バッテリ(160)が前記第2押付け装置(181)によって前記開口部(104)に隣接する位置に前方に持ってこられるときに、前記輸送装置(130)が、前記第2バッテリ(160)が前記開口部(104)に隣接する前記正しい位置に前方へ持ってくることができるように前記斜めの経路(131c)に沿って前記第1押付け装置(180)の前記位置を調整することによって前記第2バッテリ(160)の高さ位置を前記開口部(104)を基準にして調整するように構成される、
請求項1ないし7のいずれか1項に記載の装置(110)。 - 前記第1押付け装置(140)は、前記車両(100)の格納スペース(103)に向かって配置され、前記車両の側面に開口部(101)を有する本来水平の経路(131a、131b)に沿って並進可能である、
請求項1から7のいずれか1項に記載の装置(110)。 - 前記第1押付け装置(140、180)のサスペンション、前記第2押付け装置(150、181)のサスペンション、及び前記第1押付け装置(140、180)が引き渡されるように配置される経路(131a、131b、131c、131D)のサスペンション又はこれらのうちの何れか一つに沿って、前記第2バッテリ(160)が前記格納スペース(103、106)に対してある程度まで移動できるようにするように配置されたバネ手段を備え、
前記第2バッテリ160は、開口部(101、104)の中及び前記格納スペース(103、106)の中に移動され、前記第2バッテリ(160)の前記開口部(101、104)に対する前記位置決めのあらゆる誤差が前記バネ手段のばね作用によって補償される、
請求項1ないし9のいずれか1項に記載の装置(110)。 - 推進エネルギーが蓄積されるバッテリ(160)を格納スペース(103、106)に格納した車両(100)に対するバッテリ交換のための方法であって、
少なくとも部分的に地上に配置される輸送装置(130)であって、第1方向(R1)に向かって動かすことが可能である第1押付け装置(140、180)、及び第2方向(R2)に向かって動かすことが可能である第2押付け装置(150、181)を有し、前記第1押付け装置(140、180)は、前記第1方向(R1)へ動かされるときに、前記第2押付け装置(150、181)を前記第1方向(R1)へ持っていくように構成され、該第2押付け装置(150、181)は、前記バッテリ(160)を支持するように構成され、前記第1方向(R1)及び前記第2方向(R2)のどちらにも平行な平面内で前記第1押付け装置(140、180)に対して枢動可能である前記輸送装置(130)を用い、
a)水平面に投影したときに、前記第1方向(R1)が前記車両(100)の左右方向に対して実質的に平行な水平奥行方向(D)と平行になり、前記第2方向(R2)が前記車両(100)の前後方向に対して実質的に平行な水平幅方向(B)と平行になるように、少なくとも部分的に地上に配置され、前記車両(100)の前記格納スペース(103、106)の中から前記格納スペース(103、106)から離れたところまでの第1バッテリの自動的な輸送のために配置される前記輸送装置(130)の隣に、前記車両(100)が駐車されるステップと、
b)前記輸送装置(130)に対する前記格納スペース(103、106)の位置が前記装置(110)によって検知されるステップと、
c)前記輸送装置(130)が、前記車両(110)の中から前記車両(110)から離れたところまで前記第1バッテリを引き抜くステップと、
d)前記輸送装置(130)が、前記車両(100)の前記格納スペース(103、106)まで及び前記格納スペース(103、106)の中へ第2バッテリ(160)を押し込むステップと、が実行され、
前記ステップd)は、
d1)前記第2バッテリ(160)が、前記第2押付け装置(150,181)によって支持される位置に位置決めされるサブステップと、
d2)前記第2押付け装置(150、181)の角度位置及び前記第2方向(R2)での位置が、前記第1押付け装置(140、180)に対して自動的に枢動され、動かされることによって調整されるサブステップと、
d3)前記第1押付け装置(140、180)を、前記車両(100)に向かう前記第1方向(R1)へ動かして、前記第2バッテリ(160)を前記格納スペース(103、106)まで移動させるサブステップとを含む方法。 - 前記第2方向(R2)の前記位置、及び前記第2押付け装置(140、180)の前記第1押付け装置(150、181)に対する前記角度が、前記第1押付け装置(140、180)に対して前記第2押付け装置(150、181)上の2つの異なる点(153、154)を直線的に動かすように配置される前記輸送装置(130)で2つのプッシャ手段(144〜147)を使用して調整され、前記2つのプッシャ手段(144〜147)の直線的な移動長が相互に無関係である、請求項11に記載の方法。
- 前記第2押付け装置(150、181)上で1つのそれぞれの点(153、154)にそれぞれの直線運動を伝達するように配置される2つの電気モータ(144、145)のそれぞれにて前記プッシャ手段(144〜147)が使用される、請求項12に記載の方法。
- 前記ステップd)は、
前記輸送装置(130)に備えられるプッシャ(170、171)が、前記第2バッテリ(160)が前記第2押付け装置(150、181)にて支持されかつ前記格納スペース(103、106)に隣接する位置から、前記第2バッテリ(160)が前記第2押付け装置(150、181)の代わりに前記車両(100)にて支持される位置へ、前記第2バッテリ(160)を押すために使用される、請求項11から13のいずれか1項に記載の方法。 - 前記サブステップd3)は、
前記第1バッテリ(160)が前記格納スペース(103、106)まで前記輸送装置(130)にて持ってこられるときに、前記プッシャ(170、171)の遮断手段にて前記第1バッテリ(160)を受け入れて支持する、請求項14に記載の方法。
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