JPWO2017022342A1 - 電動車両 - Google Patents

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Abstract

本発明は、蓄電装置とスライド面との摩擦を有効に削減させることができ、蓄電装置の着脱作業を容易に遂行することが可能な電動車両を提供する。電動車両(10)は、負荷に電力を供給する蓄電装置(20a)と、車両側に設けられ、蓄電装置(20a)が着脱自在な蓄電装置収容部(22a)とを備える。蓄電装置収容部(22a)は、着脱時に、蓄電装置(20a)を垂直方向よりも水平方向に大きく傾斜させた状態でスライドさせるスライド部材(52)を有し、スライド部材(52)には、スライド方向に延在し、蓄電装置(20a)が接触するスライド面(54s)を形成する線状の突起部54が設けられる。

Description

本発明は、負荷に電力を供給する蓄電装置と、車両側に設けられ、前記蓄電装置が着脱自在な蓄電装置収容部と、を備える電動車両に関する。
近年、蓄電装置からの電力により駆動されて走行する電動車両が採用されている。電動車両には、動力源を駆動モータとし、少なくとも蓄電器を動力資源とする、所謂、EV(電気自動車)の他、HEV(ハイブリッド自動車)、PHEV(プラグインハイブリッド自動車)及びFCV(燃料電池電気自動車)等が含まれる。
電動車両では、通常走行時の過渡性能や多くの人が必要とする渡航距離に対応するメインバッテリの他、例えば、走行距離を伸ばしたり、緊急時の電力供給に対応するサブバッテリを備える場合がある。サブバッテリは、所定の個数に設定されており、電動車両から取り外して外部充電器により家庭等で充電することができる。
この種の技術として、例えば、特許第3683307号公報に開示されている車両用バッテリ収納装置が知られている。この車両用バッテリ収納装置は、車両側に挿入開口が後斜め上方を向くよう後斜め縦向きに固定されたアウタボックスと、バッテリを内蔵するインナボックスとを備えている。そして、インナボックスとアウタボックスの底壁間には、前記インナボックスを前記アウタボックス内に挿入したとき、バッテリ側と車両側とを電気的に接続する接続機構が設けられている。
ところが、上記の車両用バッテリ収納装置は、実際上、パワーアシスト自転車に適用されるものである。従って、バッテリ自体の容量が相当に小さく小型であるため、容易にスライドさせることができ、薄形状のレール等で対応することが可能である。
一方、電動車両用のバッテリは、電動自転車と比較して大きな容量が必要とされるため、大型で且つ重量物となっている。このため、上記の車両用バッテリ収納装置を電動車両に適用すると、重量の大きなバッテリを内蔵するインナボックスでは、後斜め縦向きに固定されたアウタボックスから取り出す際に、荷重(自重)が加わるため、作業者の負荷が大きくなるという問題がある。
しかも、インナボックスとアウタボックスとが面接触していると、バッテリの荷重が大きい場合に、前記インナボックスをスライドさせることが困難となってしまう。
本発明は、この種の問題を解決するものであり、蓄電装置とスライド面との摩擦を有効に削減させることができ、前記蓄電装置の着脱作業を容易に遂行することが可能な電動車両を提供することを目的とする。
本発明は、負荷に電力を供給する蓄電装置と、車両側に設けられ、前記蓄電装置が着脱自在な蓄電装置収容部と、を備える電動車両に関するものである。蓄電装置収容部は、着脱時に、該蓄電装置を垂直方向よりも水平方向に大きく傾斜させた状態でスライドさせるスライド部材を有している。そして、スライド部材には、スライド方向に延在し、蓄電装置が接触するスライド面を形成する線状の突起部が設けられている。
また、この電動車両では、蓄電装置に接触し、スライド方向に延在する2本以上の突起部を備えることが好ましい。
さらに、この電動車両では、突起部は、スライド部材のセンターラインから、少なくとも左右いずれか一方に離間して設けられることが好ましい。
さらにまた、この電動車両では、スライド部材には、複数本の突起部が並列して設けられるとともに、各突起部は、互いに異なる高さに設定されることが好ましい。
また、この電動車両では、各突起部は、スライド方向に間隔を有して断続的に設けられるとともに、互いに並列される前記突起部は、前記スライド方向に交差する幅方向に沿って少なくとも一部が重なるように配置されることが好ましい。
さらに、この電動車両では、蓄電装置収容部は、蓄電装置を着脱する際に開放される蓋部材を備え、前記蓋部材には、開放時にスライド面を前記蓄電装置の装填方向に向かって水平方向から下方向に10゜〜20゜だけ傾斜させる傾斜部が設けられることが好ましい。
本発明によれば、蓄電装置は、水平方向に荷重が加わる姿勢で、スライド面に沿ってスライドさせることができる。このため、特に重量物である蓄電装置を垂直方向(上下方向)にスライドさせる必要がなく、作業者の負荷を有効に軽減させることが可能になる。
しかも、スライド面は、スライド方向に延在する線状の突起部に設けられている。従って、蓄電装置は、突起部に線接触(又は点接触)してスライドさせることができ、摩擦力の低減を図ることが可能になる。
これにより、蓄電装置とスライド面との摩擦を有効に削減させることができ、前記蓄電装置の着脱作業を容易且つ迅速に遂行することが可能になる。
本発明の第1の実施形態に係る電動車両の概略平面説明図である。 前記電動車両の後方から見た正面説明図である。 前記電動車両を構成するサブバッテリパック及び蓄電装置収容部の要部斜視説明図である。 前記蓄電装置収容部の斜視説明図である。 前記蓄電装置収容部の側面説明図である。 前記蓄電装置収容部の動作を示す斜視説明図である。 前記蓄電装置収容部の要部説明図である。 本発明の第2の実施形態に係る電動車両の要部斜視説明図である。 前記電動車両を構成する蓄電装置収容部の要部説明図である。 本発明の第3の実施形態に係る電動車両の要部斜視説明図である。 前記電動車両を構成する蓄電装置収容部の要部説明図である。
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る電動車両10は、EVであるが、これに限定されるものではない。後述するように、着脱自在なサブバッテリパック(蓄電装置)を用いる車両であれば、HEV、PHEV又はFCV等の種々の電動車両に適用可能である。
電動車両10は、車体12の前後方向(車長方向)(矢印A方向)の略中央部に、すなわち、前輪14Fと後輪14Rとの略中間位置に、運転席であるシート16が設けられる。シート16のシート下である床下部には、相対的に高出力・高価な内部抵抗の低いメインバッテリパック(蓄電装置)18が配置される。
図1及び図2に示すように、後輪14R間には、矢印B2方向側の前記後輪14Rの上方近傍に位置して、相対的に内部抵抗の高い廉価なサブバッテリ群20が配置される。サブバッテリ群20は、例えば、2本のサブバッテリパック20a、20bを備える。
サブバッテリパック20a、20bとメインバッテリパック18とは、コンバータを介して互いに並列接続されて車両側の蓄電装置収容部22a、22bに収容される。サブバッテリパック20a、20bは、充電する場合には車載充電器(図示せず)だけでなく、電動車両10から取り外して図示しない外部充電器により家庭等でも充電することが可能である。
図3に示すように、サブバッテリパック20aは、樹脂材で型成形により作製されたバッテリ本体24aと蓋体24bとを備え、前記バッテリ本体24aには、図示しない制御基板と複数本のバッテリセルから構成されるバッテリコアユニットが収納される。バッテリ本体24aの矢印Af方向(車両前方向)の端部に、コネクタ24cが設けられる一方、前記バッテリ本体24aの矢印Ab方向(車両後方向)の端部に、ハンドル24dが設けられる。バッテリ本体24aと蓋体24bとは、シール部材24eを介装して装着される。
バッテリ本体24aの4つの側面には、型抜き時の抜き勾配により傾斜面24asが形成される一方、蓋体24bの4つの側面には、該抜き勾配により傾斜面24bsが形成される。傾斜面24asは、シール部材24e側の端部から離間する方向(蓋体24bから離間する方向)に沿って内側に傾斜する。傾斜面24bsは、シール部材24e側の端部から離間する方向(バッテリ本体24aから離間する方向)に沿って内側に傾斜する。
なお、サブバッテリパック20bは、上記のサブバッテリパック20aと同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。
図4及び図5に示すように、蓄電装置収容部22aは、車両フレーム12fに固定される基台部26を備える。基台部26は、固定具(例えば、固定ねじ)28を介して車両フレーム12fに固定されるとともに、前記基台部26には、ケーシング30が傾動自在に支持される。ケーシング30の底部には、矢印Af方向の下端孔部31aに支点ピン32が挿入され、前記ケーシング30は、前記支点ピン32を支点にして矢印Ab方向の端部側が上下に揺動する。
ケーシング30の矢印Ab方向の端部には、サブバッテリパック20aを着脱する際に開放される蓋部材34が設けられる。図4〜図6に示すように、蓋部材34は、支持ロッド36を介して基台部26に揺動(回動)自在に支持され、前記蓋部材34の下端部には、リンク部(傾斜部)38が設けられる。リンク部38は、リンクピン40を介してケーシング30の矢印Ab方向の下端凹部31bに係合する。
蓋部材34がケーシング30を閉塞する位置(立位姿勢)では、前記ケーシング30の下端凹部31bが下方向に動いてリンクピン40が支持ロッド36と同位置になり、該ケーシング30が水平姿勢に維持される。蓋部材34が開放された水平姿勢では、リンクピン40は、リンク部38により上方に移動し、ケーシング30の矢印Ab方向の端部を上方に持ち上げる。ケーシング30は、装填方向(矢印Af方向)に向かって水平方向から下方向に10゜〜20゜だけ傾斜して配置される(図5参照)。
図6に示すように、蓋部材34には、一対のガイドレール42a、42bが設けられる。ガイドレール42a、42bの一端は、支持ロッド44aを介してケーシング30に支持されるとともに、前記ガイドレール42a、42bの他端は、支持ロッド44bに支持される。ガイドレール42a、42bは、例えば、樹脂材により形成される。
蓋部材34の上部には、ロックレバー46が設けられ、前記ロックレバー46により操作されるロック部48は、ケーシング30の矢印Ab方向の上端部に設けられたストライカー50に係合する。
図4及び図7に示すように、ケーシング30の底面には、サブバッテリパック20aを水平に近い姿勢で収容するとともに、着脱時に、前記サブバッテリパック20aを垂直方向よりも水平方向に大きく傾斜させた状態でスライドさせるスライド部材52が設けられる。スライド部材52には、サブバッテリパック20aのスライド方向(矢印A方向)に延在する線状の突起部54が設けられる。
突起部54の上面には、サブバッテリパック20aを構成するバッテリ本体24aの底面である傾斜面24asが接触するスライド面54sが形成される。スライド面54sは、スライド部材52のセンターラインSL(バッテリ本体24aの幅方向中央位置)から、矢印B1方向に離間する。スライド面54sは、シール部材24eから離間している(図7参照)。
サブバッテリパック20aは、スライド面54s上に載置された状態で、矢印B2方向に重心が偏心しており、ケーシング30の矢印B2方向の側壁(スライド部材)30a側に傾斜しようとする。側壁30aには、サブバッテリパック20aを構成する蓋体24bに接触するスライド面56sが形成された線状の突起部56が設けられる。突起部56は、サブバッテリパック20aのスライド方向(矢印A方向)に延在する(図4参照)。スライド面54s、56sは、先端が湾曲又は屈曲しており、サブバッテリパック20aと線接触又は点接触することが好ましい。なお、スライド面54s、56sは、サブバッテリパック20aに凸形状の突起部を設ける場合等では、平坦面であってもよい。
ケーシング30の内部には、矢印Af方向の先端部にコネクタ58が設けられる。コネクタ58は、サブバッテリパック20aのコネクタ24cと電気的に接続される。
なお、蓄電装置収容部22bは、上記の蓄電装置収容部22aと同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
次いで、このように構成される電動車両10において、サブバッテリパック20aを交換する作業について説明する。なお、サブバッテリパック20bの交換作業は、サブバッテリパック20aの交換作業と同一であり、その説明は省略する。
図4に示すように、蓄電装置収容部22aを構成する蓋部材34がケーシング30を閉塞していると、このケーシング30は、水平に近い姿勢に維持されている。このため、サブバッテリパック20aは、スライド部材52上で水平に近い姿勢に保持された状態で、ケーシング30内に収容されている。
そこで、作業者は、ロックレバー46を把持してロック部48を解除した後、蓋部材34を支持ロッド36を支点にして水平方向に揺動させる。図5に示すように、蓋部材34の下端部には、リンク部38が設けられている。従って、リンク部38は、リンクピン40を介してケーシング30の矢印Ab方向の端部を上方に持ち上げる。これにより、ケーシング30は、矢印Af方向に向かって水平方向から下方向に10゜〜20゜だけ傾斜して配置される。
次に、作業者は、サブバッテリパック20aのハンドル24dを把持し、前記サブバッテリパック20aを矢印Ab方向に引き出す。その際、図7に示すように、サブバッテリパック20aの底面がスライド面54sに接触する一方、前記サブバッテリパック20aの側面がスライド面56sに接触している。このため、サブバッテリパック20aは、2本のスライド面54s、56sに沿って線接触しながら矢印Ab方向にスライドすることができる。
サブバッテリパック20aは、スライド面54s、56sからガイドレール42a、42bに受け渡された後、前記ガイドレール42a、42bに沿って矢印Ab方向にスライドし、蓄電装置収容部22aから取り出される。
充電済みのサブバッテリパック20aは、ガイドレール42a、42bに沿って矢印Af方向にスライドし、前記ガイドレール42a、42bからケーシング30内のスライド面54s、56sに受け渡される。サブバッテリパック20aは、スライド面54s、56sに沿って矢印Af方向にスライドすることにより、前記サブバッテリパック20aのコネクタ24cは、ケーシング30内のコネクタ58と電気的に接続される。
さらに、作業者は、ロックレバー46を把持して、蓋部材34を、支持ロッド36を支点にして鉛直方向に揺動させる。従って、蓋部材34と一体に下方向に揺動するリンク部38は、リンクピン40を介してケーシング30の矢印Ab方向の端部を下方に移動させる。これにより、蓋部材34は、ケーシング30を閉塞するとともに、前記ケーシング30は、水平姿勢に保持される。
この場合、第1の実施形態では、ケーシング30が、例えば、装填方向に向かって水平方向から下方向に角度10゜〜20゜だけ傾斜する姿勢で保持されている。このため、サブバッテリパック20aは、水平方向に荷重が加わる姿勢で、スライド面54s、56sに沿ってスライドすることができる。従って、特に重量物であるサブバッテリパック20aを垂直方向(上下方向)にスライドさせる必要がなく、作業者の負荷を大幅に軽減させることが可能になる。
しかも、サブバッテリパック20aが接触するスライド面54s、56sは、スライド方向に延在する線状の突起部54、56に設けられている。従って、サブバッテリパック20aは、突起部54、56に線接触(又は点接触)してスライドすることができ、摩擦力の低減を図ることが可能になる。
これにより、サブバッテリパック20aとスライド面54s、56sとの摩擦を有効に削減させることができ、前記サブバッテリパック20aの着脱作業を容易に遂行することが可能になるという効果が得られる。
また、電動車両10では、サブバッテリパック20aに接触し、スライド方向に延在する2本の突起部54、56を備えている。このため、サブバッテリパック20aを安定して支えた状態で、スライドさせることができる。
さらに、図4及び図7に示すように、スライド面54sは、スライド部材52のセンターラインSLから、矢印B1方向に離間している。一方、側壁30aには、サブバッテリパック20aに接触するスライド面56sが形成された線状の突起部56が設けられている。
すなわち、サブバッテリパック20aは、スライド面54s上に載置された状態で、側壁30a側に傾斜しようとし、前記側壁30aに設けられているスライド面56sに接触している(図7参照)。従って、サブバッテリパック20aは、側壁30aに沿ってスライドするため、前記側壁30aを基準位置とすれば、コネクタ24cをコネクタ58に容易且つ確実に挿入することが可能になる。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る電動車両70の要部斜視説明図である。なお、第1の実施形態に係る電動車両10と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第3の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
電動車両70は、サブバッテリパック20aが着脱自在な蓄電装置収容部72を備える。ケーシング30の底面には、サブバッテリパック20aを水平に近い姿勢に収容するとともに、着脱時に、前記サブバッテリパック20aを垂直方向よりも水平方向に大きく傾斜させた状態でスライドさせるスライド部材74が設けられる。
スライド部材74には、サブバッテリパック20aのスライド方向(矢印A方向)に延在する線状の第1突起部76と線状の第2突起部78とが、矢印B方向に並列される。第1突起部76は、スライド方向(矢印A方向)に間隔t1を有して断続的に設けられ、上面にスライド面76sを形成する。第2突起部78は、スライド方向に間隔t2を有して断続的に設けられ、上面にスライド面78sを形成する。第1突起部76と第2突起部78とは、スライド方向に交差する幅方向(矢印B方向)に沿って少なくとも一部が重なるように配置される。
図9に示すように、第1突起部76及び第2突起部78は、サブバッテリパック20aのシール部材24eから、それぞれ矢印B方向に離間する位置に配置される。ケーシング30の側壁30aには、突起部が設けられていない。
このように構成される第2の実施形態では、互いに並列された第1突起部76と第2突起部78とは、矢印B方向に沿って少なくとも一部が重なるように配置されている。このため、それぞれ断続的に設けられている第1突起部76と第2突起部78とは、スライド方向に途切れることがなく、サブバッテリパック20aの着脱作業が安定して遂行可能になるという効果が得られる。
図10は、本発明の第3の実施形態に係る電動車両80の要部斜視説明図である。
電動車両80は、サブバッテリパック20aが着脱自在な蓄電装置収容部82を備える。ケーシング30の底面には、サブバッテリパック20aを水平に近い姿勢に収容するとともに、着脱時に、前記サブバッテリパック20aを垂直方向よりも水平方向に大きく傾斜させた状態でスライドさせるスライド部材84が設けられる。
スライド部材84には、サブバッテリパック20aのスライド方向(矢印A方向)に延在する線状の第1突起部86、線状の第2突起部88、線状の第3突起部90及び線状の第4突起部92が、矢印B方向に並列される。第1突起部86は、スライド方向(矢印A方向)に間隔t3を有して断続的に設けられ、上面にスライド面86sを形成する。第2突起部88は、スライド方向に間隔t4を有して断続的に設けられ、上面にスライド面88sを形成する。
第3突起部90は、第2突起部88と同様に、スライド方向に間隔t4を有して断続的に設けられ、上面にスライド面90sを形成する。第4突起部92は、第1突起部86と同様に、スライド方向に間隔t3を有して断続的に設けられ、上面にスライド面92sを形成する。第1突起部86と第2突起部88とは、スライド方向に交差する幅方向(矢印B方向)に沿って少なくとも一部が重なるように配置される。第3突起部90と第4突起部92とは、スライド方向に矢印B方向に沿って少なくとも一部が重なるように配置される。
図11に示すように、第2突起部88と第3突起部90とは、サブバッテリパック20aのシール部材24eから矢印B方向に離間する位置に配置される。第1突起部86及び第4突起部92は、サブバッテリパック20aの傾斜面24as、24bsに当接するため、第2突起部88及び第3突起部90よりも高い寸法に設定される。
このように構成される第3の実施形態では、サブバッテリパック20aの傾斜面24as、24bsに対応して、第1突起部86及び第4突起部92は、第2突起部88及び第3突起部90よりも高い寸法に設定されている。従って、サブバッテリパック20aは、斜めに挿入されたり、がたつきが発生したりすることがなく、コネクタ24cをコネクタ58に正確且つ容易に挿入することができる。
しかも、サブバッテリパック20aの仕様が複数存在しても、第1突起部86〜第4突起部92のいずれかの高さを調整するだけで、前記サブバッテリパック20aを水平姿勢で且つ均等荷重で着脱することが可能になる。
なお、第1〜第3の実施形態では、サブバッテリパック20aの側面は、平坦面に形成されているが、例えば、図11に示すように、前記サブバッテリパック20aの側面に、複数の凸形状の突起94を設けてもよい。これにより、サブバッテリパック20aのスライド時の摩擦力を下げるとともに、ケーシング30の強度が向上する。また、第1〜第3の実施形態では、サブバッテリパック20aを収容する構造について説明したが、前記サブバッテリパック20aに代えて、メインバッテリパック18を上記と同一の構造で収容することもできる。

Claims (6)

  1. 負荷に電力を供給する蓄電装置(18、20a、20b)と、
    車両側に設けられ、前記蓄電装置(18、20a、20b)が着脱自在な蓄電装置収容部(22a、22b)と、
    を備える電動車両(10、70、80)であって、
    前記蓄電装置収容部(22a、22b)は、着脱時に、該蓄電装置(18、20a、20b)を垂直方向よりも水平方向に大きく傾斜させた状態でスライドさせるスライド部材(52、74、84)を有し、
    前記スライド部材(52、74、84)には、スライド方向に延在し、前記蓄電装置(18、20a、20b)が接触するスライド面(54s、56s、76s、78s、86s、88s、90s、92s)を形成する線状の突起部(54、56、76、78、86、88、90、92)が設けられることを特徴とする電動車両(10、70、80)。
  2. 請求項1記載の電動車両(10、70、80)において、前記蓄電装置(18、20a、20b)に接触し、前記スライド方向に延在する2本以上の前記突起部(54、56、76、78、86、88、90、92)を備えることを特徴とする電動車両(10、70、80)。
  3. 請求項1記載の電動車両(10、70、80)において、前記突起部(54、56、76、78、86、88、90、92)は、前記スライド部材(52、74、84)のセンターラインから、少なくとも左右いずれか一方に離間して設けられることを特徴とする電動車両(10、70、80)。
  4. 請求項1記載の電動車両(80)において、前記スライド部材(84)には、複数本の前記突起部(86、88、90、92)が並列して設けられるとともに、
    各突起部(86、88、90、92)は、互いに異なる高さに設定されることを特徴とする電動車両(80)。
  5. 請求項4記載の電動車両(80)において、各突起部(86、88、90、92)は、前記スライド方向に間隔を有して断続的に設けられるとともに、
    互いに並列される前記突起部(86、88、90、92)は、前記スライド方向に交差する幅方向に沿って少なくとも一部が重なるように配置されることを特徴とする電動車両(80)。
  6. 請求項1記載の電動車両(10、70、80)において、前記蓄電装置収容部(22a、22b)は、前記蓄電装置(18、20a、20b)を着脱する際に開放される蓋部材(34)を備え、
    前記蓋部材(34)には、開放時に前記スライド面(54s、56s、76s、78s、86s、88s、90s、92s)を前記蓄電装置(18、20a、20b)の装填方向に向かって水平方向から下方向に10゜〜20゜だけ傾斜させる傾斜部(38)が設けられることを特徴とする電動車両(10、70、80)。
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