JPH11139167A - 車両用バッテリ交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑で大掛かりな油圧機構を必要とすること
なく、簡単に大型のバッテリを交換し得るようにした車
両用バッテリ交換装置を提供する。 【解決手段】 車両１にバッテリトレイ１１を出し入れ
し得るよう設けられたバッテリトレイ収容空間４の両側
面に、該収容空間４の手前側から奥側へ向け略水平に配
列されてバッテリトレイ１１の両側部に形成したフラン
ジ１３下面を案内する複数のローラベアリング９を備え
た車両用バッテリ交換装置において、収容空間４の最も
手前側にあるローラベアリング９を一段下げて配置する
と共に、バッテリトレイ１１を収め入れる際に前記一段
下げた手前側のローラベアリング９と最初に干渉するバ
ッテリトレイ１１のフランジ１３前端部分をバッテリト
レイ収容空間４の奥側に向け上り勾配を成すスロープ部
３４として形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用バッテリ交
換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディーゼル−電気ハイブリッドエ
ンジンの開発が進められているが、この種のディーゼル
−電気ハイブリッドエンジンは、ディーゼルエンジンの
フライホイールハウジング内に超薄型の三相交流機を内
蔵させ、エンジンの起動時には三相交流機をスタータと
して作動させ、車両の発進加速時には三相交流機をトル
クアシスト用モータとして作動させ、車両の制動時には
三相交流機を電気ブレーキとして作動させることによっ
て、三相交流機にディーゼルエンジンの補佐をさせ、デ
ィーゼルエンジンの負担を軽減して、ディーゼルエンジ
ンによる大気汚染物質の排出量を低減させるようにした
ものである。

【０００３】このようなディーゼル−電気ハイブリッド
エンジンを搭載したバスなどの車両や、電気自動車や、
電動式のフォークリフトなどの大型のバッテリを必要と
する車両では、大型のバッテリが搭載されるので、車両
を使用する度にバッテリの充電を行うか、或いは、容量
が極端に低下するなどして、使用に適さなくなった時点
でバッテリの交換を行うかする必要があり、特にバッテ
リを交換する場合には、現在のところバッテリの重量が
５００キログラムを越えてしまうので、油圧リフトが設
置された特別なバッテリ交換ステーションを設けて、車
両を油圧リフトの上に停止させ、油圧リフトによりバッ
テリを持上げた後、人力によりバッテリの着脱を行うこ
とが考えられている。

【０００４】ところが、このようなやり方では、多数の
人手を要する作業となってバッテリを容易に交換するこ
とができない為、例えば実願平３−１０５８１０号など
のような車両用バッテリ交換装置が本出願人により既に
提案されており、この既出願の車両用バッテリ交換装置
の詳細については以下に示す通りである。

【０００５】図３〜図７はディーゼル−電気ハイブリッ
ドエンジンを搭載したバスに適用した車両用バッテリ交
換装置を例示しており、大型のバッテリを必要とする車
両１の車両前後方向２中央部の下部に、車両幅方向３へ
延びて後述するバッテリトレイ１１を収容可能なバッテ
リトレイ収容空間４が設けられ、該バッテリトレイ収容
空間４は、車両１の側面に開口してバッテリトレイ１１
を出し入れ可能なバッテリトレイ出入口５を開口してお
り、該バッテリトレイ出入口５には、その上側辺を中心
として上下に開閉可能な開閉扉６が備えられている。

【０００６】更に、バッテリトレイ収容空間４は、車両
１の下面に対して開放されており、該バッテリトレイ収
容空間４の両側面には、バッテリトレイ収容空間４の手
前側から奥側へ向け水平に配列されてバッテリトレイ１
１の両側部に形成したフランジ１３下面を案内する複数
のローラベアリング９がフレーム８を介して取付けられ
ている。

【０００７】ここで、前記バッテリトレイ１１は、多数
のバッテリ１２を収容可能な容器状に形成されており、
該バッテリトレイ１１の車両幅方向３における両端部分
には、下端部にキャスタ１５を備えた支持脚１６を収容
する為の格納部１４が設けられている。

【０００８】特に図６に詳細に示す如く、前記支持脚１
６は、格納部１４内部にその一端をピン１７，１８を介
して車両前後方向２へ揺動自在に枢着された一対の平行
なリンク１９，２０と、該一対のリンク１９，２０の他
端間にピン２１，２２を介して枢着されたキャスタ式の
キャスタ１５を支持する為の支持部材２３とで構成され
ており、バッテリトレイ１１下面の四隅に配置されるよ
うになっている。

【０００９】尚、ピン１７，１８，２１，２２は平行四
辺形の各頂点の位置に配置するものとし、支持脚１６を
格納部１４から出した時に、バッテリトレイ１１のフラ
ンジ１３がローラベアリング９に対して浮くように支持
脚１６の長さをシム３３にて調整してある。

【００１０】更に、前記各格納部１４のピン３１とリン
ク１９のピン３２との間には、支持脚１６を揺動するシ
リンダ２４を介装し、バッテリトレイ１１をバッテリト
レイ収容空間４に収容した時に手前側となる格納部１４
に、外部の図示しない作動液供給源へ接続可能な作動液
供給口２５と、作動液供給口２５から供給された作動液
を各シリンダ２４へ給排するポンプ２６とを設け、且つ
手前側の格納部１４には、各シリンダ２４のヘッド側と
ロッド側の各ポートに対する作動液の給排を切換える切
換弁２７を設けて、格納駆動装置２９を構成するように
してある。

【００１１】尚、図中３０はバッテリトレイ収容空間４
にバッテリトレイ１１を収納した時に支持脚１６が位置
する部分の真下に配置されてキャスタ１５の格納部１４
からの出入りを規制する誤作動防止板を示している。

【００１２】而して、バッテリ１２を交換する場合、開
閉扉６を開けてローラベアリング９に上載されているバ
ッテリトレイ１１を人力により手前側へ引き出し、奥側
の格納部１４に設けられた支持脚１６が手前側の誤作動
防止板３０に干渉しない位置までバッテリトレイ１１が
移動したら、該バッテリトレイ１１の手前側の格納部１
４に設けられた作動液供給口２５に作動液供給源を接続
し、ポンプ２６を駆動状態にしてシリンダ２４に接続さ
れた切換弁２７を操作し、シリンダ２４のヘッド側のポ
ートに作動液を供給してシリンダ２４を伸長させること
により、シリンダ２４に接続された支持脚１６を格納部
１４から出してキャスタ１５を接地させる。

【００１３】このようにして、各キャスタ１５が接地さ
れると、バッテリトレイ１１はローラベアリング９から
完全に浮いた状態となるので、バッテリトレイ１１を各
支持脚１６により支持させつつキャスタ１５を利用して
搬出し、代りに支持脚１６を出した状態の交換用のバッ
テリトレイ１１を搬入して、前記とは反対の手順、即ち
奥側のフランジ１３を最も手前側のローラベアリング９
に載せてから奥側のキャスタ１５を折りたたみ、バッテ
リトレイ収容空間４にバッテリトレイ１１を押し込んで
手前側のキャスタ１５を折りたたみ、更に僅かにバッテ
リトレイ１１を押し込み、作動液供給源と作動液供給口
２５との接続を解除して開閉扉６を閉じるという手順を
行い、バッテリトレイ１１をバッテリトレイ収容空間４
に収容してバッテリ交換を完了する。

【００１４】以上に述べたように、既出願の車両用バッ
テリ交換装置によれば、バッテリトレイ１１に支持脚１
６を折りたたみ可能に取付けたので、一人の作業員によ
って簡単にバッテリ交換を行うことができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
車両用バッテリ交換装置においては、重量物であるバッ
テリトレイ１１を車両１から抜き出してしまうと、バッ
テリトレイ１１の重量分だけ車両１が軽くなって浮き上
がってしまうので、バッテリトレイ１１を再び収め入れ
ようとした際に、車両１が浮き上がった分だけバッテリ
トレイ１１を持ち上げなければならないという事情があ
り、従来においては、車両１が浮き上がる分を予め考慮
した十分に高い位置にバッテリトレイ１１が支持される
よう支持脚１６の張り出し長さを設定してあるが、重量
の大きなバッテリトレイ１１を持ち上げるように支持脚
１６を張り出させる為には、前述した如き複雑で大掛か
りな油圧機構が必要となり、設備費の大幅な高騰を招い
てしまうという問題があった。

【００１６】本発明は、上述の実情に鑑みて成したもの
で、複雑で大掛かりな油圧機構を必要とすることなく、
簡単に大型のバッテリを交換し得るようにした車両用バ
ッテリ交換装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両にバッテ
リトレイを出し入れし得るよう設けられたバッテリトレ
イ収容空間の両側面に、該バッテリトレイ収容空間の手
前側から奥側へ向け略水平に配列されてバッテリトレイ
の両側部に形成したフランジ下面を案内する複数のロー
ラベアリングを備えた車両用バッテリ交換装置におい
て、バッテリトレイ収容空間の最も手前側にあるローラ
ベアリングを一段下げて配置すると共に、バッテリトレ
イを収め入れる際に前記一段下げた手前側のローラベア
リングと最初に干渉するバッテリトレイのフランジ前端
部分をバッテリトレイ収容空間の奥側に向け上り勾配を
成すスロープ部として形成したことを特徴とするもので
ある。

【００１８】而して、このようにすれば、重量物である
バッテリトレイを車両から抜き出した際に、バッテリト
レイの重量分だけ車両が軽くなって浮き上がってしまっ
ても、バッテリトレイを収め入れる際に、一段下げて配
置されている最も手前側のローラベアリングに対し、バ
ッテリトレイのフランジ前端部分に形成したスロープ部
を当接させて押し込めば、バッテリトレイのフランジが
容易にローラベアリングの列上に乗り上げてバッテリト
レイ収容空間の奥側に円滑に案内されるので、従来のよ
うに複雑で大掛かりな油圧機構を備えて重量の大きなバ
ッテリトレイを持ち上げるように支持脚を張り出させる
必要がなくなり、例えば支持脚を必要時だけバッテリト
レイに装着するようにした着脱式などとして構造の簡素
化を図ることが可能となる。

【００１９】また、本発明においては、下端部にキャス
タを有し且つねじジャッキ機構により高さ方向に伸縮し
得るよう構成された複数本の支持脚を、バッテリトレイ
下面の適宜位置に対し着脱自在に装備した構成を採用す
ることが好ましく、このようにすれば、従来のように複
雑で大掛かりな油圧機構を備えなくても、必要時にだけ
バッテリトレイ下面の適宜位置に複数本の支持脚を装着
し、簡単な構造の機械式のねじジャッキ機構により各支
持脚を高さ方向に伸長させてバッテリトレイを適宜な高
さ位置にジャッキアップすることが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２１】図１及び図２は本発明を実施する形態の一
例を示すもので、前述した図３〜図７の従来例と同様に
ディーゼル−電気ハイブリッドエンジンを搭載したバス
に適用した例を示し、図中に図３〜図７と同一の符合を
付した部分については同一物を示している。

【００２２】本形態例においては、その基本的構造に関
し、前述した図３〜図７の従来例と略同様であるが、バ
ッテリトレイ収容空間４の最も手前側にあるローラベア
リング９を一段下げて配置すると共に、バッテリトレイ
１１を収め入れる際に前記一段下げた手前側のローラベ
アリング９と最初に干渉するバッテリトレイ１１のフラ
ンジ１３前端部分をバッテリトレイ収容空間４の奥側に
向け上り勾配を成すスロープ部３４として形成している
点を特徴としている。

【００２３】ここで、最も手前側にあるローラベアリン
グ９については、バッテリトレイ１１を車両１から抜き
出した時に該車両１が軽くなって浮き上がる高さ変更分
に相当する程度の量ｘ（図２参照）だけ下げておけば良
く、また、スロープ部３４については、最も手前側にあ
るローラベアリング９を経て二番目のローラベアリング
９に到達した際に、その最上端部が前記二番目のローラ
ベアリング９の中心より上側に当接するようにして良好
な乗り上げが成されるようにしておくことは勿論、その
傾斜角度も無理のない比較的緩やかな勾配となるように
設定しておけば良い。

【００２４】更に、本形態例において、バッテリトレイ
１１を支える各支持脚３５は、下端部にキャスタ３６を
有し且つねじジャッキ機構により高さ方向に伸縮し得る
よう構成されており、しかも、バッテリトレイ１１下面
の四隅に対し着脱自在に装備されている。

【００２５】より具体的に述べれば、特に図２に示す如
く、前記各支持脚３５は、バッテリトレイ１１の下面に
配設した係合レール３７に対し横方向から差し入れて係
合させるようにした支持脚ホルダ３８と、該支持脚ホル
ダ３８内に形成された雌ねじ部３９に対し上端部を螺合
して下端部に前記キャスタ３６を備えたスクリューロッ
ド４０とにより構成され、前記支持脚ホルダ３８は、そ
の上端の鍔部４１が前記係合レール３７下端のストッパ
４２と上下方向に干渉することにより脱落しないように
なっており、また、前記スクリューロッド４０は、その
中間部に穿設した貫通孔４３に図示しない操作棒を挿入
して回動操作することにより前記支持脚ホルダ３８に対
する螺合量を調節し得るようになっている。

【００２６】ここで、奥側に配置される左右の支持脚３
５を装着する為の係合レール３７は車両前後方向２に延
び、前記奥側に配置される左右の支持脚３５をバッテリ
トレイ１１の側方（車両前後方向２）へ取り外し得るよ
うにしてあり、また、手前側に配置される左右の支持脚
３５を装着する為の係合レール３７は車両幅方向３に延
び、前記手前側に配置される左右の支持脚３５をバッテ
リトレイ１１の後方（車両幅方向３）へ取り外し得るよ
うにしてある。

【００２７】尚、本形態例のバッテリトレイ１１では、
作動液供給口、ポンプ、切換弁、シリンダなどの油圧機
構を全て不要とし、また、支持脚３５を着脱式としたこ
とにより該支持脚３５の格納部も不要としてあり、バッ
テリトレイ収容空間４側においては、誤作動防止板を不
要としてある。

【００２８】而して、バッテリ１２を交換する場合、開
閉扉６を開けてローラベアリング９に上載されているバ
ッテリトレイ１１を人力により手前側へ引き出し、バッ
テリトレイ１１下面の手前側の係合レール３７がバッテ
リトレイ収容空間４の外側まで移動したら、前記手前側
の係合レール３７に支持脚３５をバッテリトレイ１１後
方から差し入れて装着し、各支持脚３５の下端に備えた
キャスタ３６を接地させる。

【００２９】このとき、各支持脚３５を装着してもキャ
スタ３６が接地しない場合には、スクリューロッド４０
の貫通孔４３に図示しない操作棒を挿入して回動操作す
ることにより支持脚ホルダ３８に対する螺合量を減ら
し、支持脚３５を高さ方向に伸長させて前記キャスタ３
６を確実に接地するようにする。

【００３０】次いで、バッテリトレイ１１の手前側を各
支持脚３５により支持させつつキャスタ３６を利用して
手前側へ更に引き出し、バッテリトレイ１１下面の奥側
の係合レール３７がバッテリトレイ収容空間４の外側ま
で移動したら、前記奥側の係合レール３７に支持脚３５
をバッテリトレイ１１側方から差し入れて装着し、前述
と同様に必要に応じ支持脚３５を高さ方向に伸張して各
支持脚３５の下端に備えたキャスタ３６を接地させ、バ
ッテリトレイ１１を各支持脚３５により支持させつつキ
ャスタ３６を利用して完全に抜き出す。

【００３１】そして、全ての支持脚３５を装着した状態
の交換用のバッテリトレイ１１を搬入して、前記とは反
対の手順、即ち奥側のフランジ１３を最も手前側のロー
ラベアリング９に載せてから奥側の支持脚３５をバッテ
リトレイ１１側方へ取り外し、バッテリトレイ収容空間
４にバッテリトレイ１１を押し込んで手前側の支持脚３
５をバッテリトレイ１１後方へ取り外し、更にバッテリ
トレイ１１を押し込んで完全にバッテリトレイ収容空間
４に収め入れてから開閉扉６を閉じるという手順を行っ
てバッテリ１２交換を完了する。

【００３２】この際に、重量物であるバッテリトレイ１
１を車両１から抜き出したことによって、バッテリトレ
イ１１の重量分だけ車両１が軽くなって浮き上がってし
まっても、バッテリトレイ１１を収め入れる際に、一段
下げて配置されている最も手前側のローラベアリング９
に対し、バッテリトレイ１１のフランジ１３前端部分に
形成したスロープ部３４を当接させて押し込めば、バッ
テリトレイ１１のフランジ１３が容易にローラベアリン
グ９の列上に乗り上げてバッテリトレイ収容空間４の奥
側に円滑に案内される。

【００３３】これによって、従来のように複雑で大掛か
りな油圧機構を備えて重量の大きなバッテリトレイ１１
を持ち上げるように支持脚３５を張り出させる必要がな
くなり、本形態例に示した如く、支持脚３５を必要時だ
けバッテリトレイ１１に装着するようにした着脱式とし
て構造の簡素化を図ることが可能となる。

【００３４】また、必要に応じて、各支持脚３５のスク
リューロッド４０の貫通孔４３に図示しない操作棒を挿
入して回動操作することにより支持脚ホルダ３８に対す
る螺合量を減らし、支持脚３５を高さ方向に伸長させて
バッテリトレイ１１を適宜な高さ位置にジャッキアップ
すれば、抜き出したバッテリトレイ１１の重量分だけ軽
くなって浮き上がってしまった車両１側に対するバッテ
リトレイ１１側の相対的な高さのずれ量を減少させるこ
とが可能となる。

【００３５】従って、上記形態例によれば、従来のよう
に複雑で大掛かりな油圧機構を必要とすることなく、簡
単に大型のバッテリ１２を交換することができるので、
支持脚３５を必要時だけバッテリトレイ１１に装着する
ようにした着脱式として構造の簡素化を図ることがで
き、これにより設備費の大幅な削減を図ることができ
る。

【００３６】また、特に本形態例では、簡単な構造の機
械式のねじジャッキ機構により各支持脚３５を高さ方向
に伸長させてバッテリトレイ１１を適宜な高さ位置にジ
ャッキアップすることができるので、抜き出したバッテ
リトレイ１１の重量分だけ軽くなって浮き上がってしま
った車両１側に対するバッテリトレイ１１側の相対的な
高さのずれ量を減少させることができ、より一層容易に
バッテリトレイ１１のフランジ１３をローラベアリング
９の列上に乗り上げさせることができる。

【００３７】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、ディーゼル−電気ハイブリッドエン
ジンを搭載した車両にかぎらず電気自動車や電動式のフ
ォークリフトなどの大型のバッテリを必要とする車両一
般に適用可能であること、その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用バ
ッテリ交換装置によれば、下記の如き種々の優れた効果
を奏し得る。

【００３９】（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によ
れば、従来のように複雑で大掛かりな油圧機構を必要と
することなく、簡単に大型のバッテリを交換することが
できるので、例えば支持脚を必要時だけバッテリトレイ
に装着するようにした着脱式などとして構造の簡素化を
図ることができ、これにより設備費の大幅な削減を図る
ことができる。

【００４０】（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明に
よれば、簡単な構造の機械式のねじジャッキ機構により
各支持脚を高さ方向に伸長させてバッテリトレイを適宜
な高さ位置にジャッキアップすることができるので、抜
き出したバッテリトレイの重量分だけ軽くなって浮き上
がってしまった車両側に対するバッテリトレイ側の相対
的な高さのずれ量を減少させることができ、より一層容
易にバッテリトレイのフランジをローラベアリングの列
上に乗り上げさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す全体概略斜
視図である。

【図２】図１のバッテリトレイ部分を車両前方から見た
概略図である。

【図３】従来例を示す全体概略斜視図である。

【図４】図３のバッテリトレイ部分を車両側方から見た
概略図である。

【図５】図３のバッテリトレイの全体概略斜視図であ
る。

【図６】図３のバッテリトレイの油圧機構の詳細を示す
一部透視した正面図である。

【図７】図３の支持脚を格納した状態を示す一部破断し
た斜視図である。

【符号の説明】

１ 車両 ４ バッテリトレイ収容空間 ９ ローラベアリング １１ バッテリトレイ １３ フランジ ３４ スロープ部 ３５ 支持脚 ３６ キャスタ ３８ 支持脚ホルダ（ねじジャッキ機構） ３９ 雌ねじ部（ねじジャッキ機構） ４０ スクリューロッド（ねじジャッキ機構）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両にバッテリトレイを出し入れし得る
   よう設けられたバッテリトレイ収容空間の両側面に、該
   バッテリトレイ収容空間の手前側から奥側へ向け略水平
   に配列されてバッテリトレイの両側部に形成したフラン
   ジ下面を案内する複数のローラベアリングを備えた車両
   用バッテリ交換装置において、バッテリトレイ収容空間
   の最も手前側にあるローラベアリングを一段下げて配置
   すると共に、バッテリトレイを収め入れる際に前記一段
   下げた手前側のローラベアリングと最初に干渉するバッ
   テリトレイのフランジ前端部分をバッテリトレイ収容空
   間の奥側に向け上り勾配を成すスロープ部として形成し
   たことを特徴とする車両用バッテリ交換装置。
2. 【請求項２】 下端部にキャスタを有し且つねじジャッ
   キ機構により高さ方向に伸縮し得るよう構成された複数
   本の支持脚を、バッテリトレイ下面の適宜位置に対し着
   脱自在に装備したことを特徴とする請求項１に記載の車
   両用バッテリ交換装置。